JPH0724955B2

JPH0724955B2 - プレス機械の制御装置

Info

Publication number: JPH0724955B2
Application number: JP61025283A
Authority: JP
Inventors: 伸一杉山
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1986-02-07
Filing date: 1986-02-07
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPS62184000A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この発明は、騒音防止対策を行ったプレス機械の制御装
置に関する。

［発明の背景技術とその問題点］プレス機械は、その作業中、100〜110ホーン程度の大き
な騒音を発生する。

従来は、この種の騒音から環境を守るため、プレス機械
そのものに、或いは工場周辺に防音壁を設けたり、夜間
の作業を全面的に禁止する等の対策がとられていた。

しかしながら、プレス機械そのものに防音壁を取付ける
場合には、プレス機械の作業性が悪くなる。又、工場周
辺に防音壁を設ける場合には、工場周辺の騒音対策は為
し得るが工場内部の防音対策は為し難い。しかも、これ
ら防音癖の製作には相当多額の費用が必要である。更
に、夜間の作業を全面的に禁止する場合には、生産性が
相当大きく低下する。

［発明の目的］この発明は、上記問題点に鑑みて、プレス機械の騒音を
極力少なくし、生産性を向上させることができるプレス
機械の制御装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］上記目的を達成するために、この発明では、主フライホ
ィールと副フライホィールとをプレス機械に設け、該プ
レス機械の制御装置をプレス機械のラムの速度を設定す
るラム速度設定処理部と、インバータを備えたモータ駆
動電源装置と、該モータ駆動電源装置を制御するモータ
制御部と、前記主フライホィールのクラッチブレーキ
と、主フライホィールと副フライホィールとを接離自在
のクラッチとを制御するプレス制御部と、時計操作キー
と速度設定キーおよび時刻表示器からなるラム速度設定
用の操作盤とで構成し、適時適度にラム速度を低下させ
るようにした。

［発明の実施例］第１図〜第６図を用いて、この発明に係る制御装置をク
ランクプレスに適用した実施例を説明する。

第１図はこの発明の実施例に係る制御装置を取付けたプ
レス機械の１例としてクランクプレスの概要を示す説明
図である。

クランクプレス１は、フレーム３を有し、ボルスタ５上
に固定されたダイ７の上方に回転自在のクランク軸９を
有している。この軸９のクランク部9aにはポンチ11を備
えたラム13がクランク軸９の回動に伴って上下動自在と
なるよう取付けられている。クランク軸９には該軸９の
回転位置、ないし、ラム13の上下位置を検出するための
ディスク15が備えられ、該ディスク15の所定位置にはド
グ15aが設けられている。又、フレーム３側には、この
ドグ15aをラム13が上死点手前に来た位置で検出するリ
ミットスイッチ17が設けられている。

一方、前記クランク軸９には、クラッチブレーキ19を介
して、主フライホィール21が設けられ、該フライホィー
ル21は、その側面に備えられたプーリ23をベルト25で駆
動することによって回動駆動されるようになっている。
ベルト25は、３相モータＭで駆動される減速機27のプー
リ29によって駆動されるようになっている。

又、本例では、特に、前記主フライホィール21の側面
に、クラッチ31を介して副フライホィール33が設けられ
ている。クラッチ31は、モータＭを低速回転させるとき
作動（オン）され、このとき、主フライホィールと協働
して、主フライホィールの運動エネルギーの低下を補う
ためのものである。

モータＭはモータ駆動電源35で駆動されるが、この電源
35は、第２図で詳述するように、インバータを用いて周
波数変更できるように構成されている。

制御装置37は、操作盤39を有し、この操作盤39には、LC
D表示器41と、時計操作キー43a,43b,43c,43dと、LED表
示器45a〜45eをそれぞれ備えた速度設定キー47a〜47e
と、が備えられている。

LCD表示器41は、通常は現在時刻を表示し、ラム速度設
定時には、所定の操作に基いて設定時刻を表示する。

時計操作キー43a,43b,43c,43dの操作方式は次の通りで
ある。即ち、キー43cを１度押圧すると、LCD表示器41
は、現在時刻の表示を止め、その時刻で停止する。次
に、キー43aを押圧し続けると、LCD表示器41の表示時刻
は急速に進む。又、キー43bを押圧し続けると、これと
は逆に急速に後退する。これら、キー43a,43bを、瞬時
操作したときは、LCDを表示器41の表示は１分だけ進
み、或いは後退する。

そこで、オペレータは、キー43a,43bを操作することに
より、例えば、19:00（PM7:00）を表示させる。そし
て、次いで、ラム速度設定キー47a〜47eのうち、例えば
47eを押圧すると、LED表示器45eが点燈し、次いでキー4
3dを押圧すると、これで、19:00以降は、ラム速度が最
低速度で制御されるよいにラム速度が設定されるように
なる。ラム速度設定作業終了後は、前記キー43cを再度
押圧しておけば、LCD表示器41の表示は、再び現在時刻
を表示するようになる。

速度設定キー47a〜47eは、キー47aが最大速度を、キー4
7eが最小速度を設定するためのものとなっている。

以上の如き操作により、オペレータは、ラム速度に関し
１日のスケジュールを指定することができることにな
る。一例を挙げれば、第３図に示したように、朝8:00か
ら夜7:00までは高速で、夜7:00〜9:00までは中速で、夜
9:00〜翌日の朝6:00までは低速で、その後、朝8:00まで
は中速とするが如くである。１度設定されたスケジュー
ルは、次に変更するまで、不変である。

第２図に、制御装置のブロック図を示した。

制御装置37は、ラム速度設定処理部49と、表示制御部51
と、時計（クロック）53を備えたプレス制御部55と、モ
ータ制御部57と、クラッチブレーキ制御部59と、クラッ
チ制御部61と、を有して構成されている。

ラム速度設定処理部は、前記操作盤39に備えられた各キ
ーの指定を処理する制御部分である。表示制御部51は、
前記LCD表示器41のドライバである。

時計53は例えば水晶時計であり、プレス制御部55に所定
のクロックを与えている。

プレス制御部55は、第３図に示したスケジュールを記憶
し、各部に各部が所定の制御を行なうよう、適時、所定
の制御信号を出力する。

モータ制御部57は、プレス制御57からの指令を受け、前
記モータ駆動電源35を制御する。

モータ駆動電源35は、商用周波の電源63と、開閉器65
と、インバータ67と、サーマルスイッチ69とを有してい
る。前記モータ制御部57は、作業開始及び終了に伴って
開閉器65を開閉制御すると共に、インバータ67に第３図
に示したスケジュールに応じた周波数変更指令を出力す
る。従って、３相モータＭは、第３図に示したスケジュ
ールに従って、所定速度で回転するようになる。

クラッチブレーキ制御部59は、リミットスイッチ17の検
出信号を入力し、クラッチブレーキ19を制御する。クラ
ッチブレーキ19は、常時は、ラム13が上死点位置にある
とき、クラッチオフ、ブレーキオンとされてた状態にあ
る。そして、ラム作動指令に基づいて、クラッチオン、
ブレーキオフとされ、ラム13が再度上死点手前位置にき
たときに、クラッチオフ、ブレーキオンとなって、ラム
13を上死点位置で停止させるように作用する。ここに、
ラム13の上死点手前の位置はリミットスイッチ17で検出
されている。

ところで、本例では、モータＭは、第３図に示したよう
なスケジュールに基づいて、時刻に対して異なる速度で
駆動されている。そこで、本例では、ラム13を正確に上
死点位置で停止させるため、クラッチブレーキ制御部59
は、第５図に示すように、クラッチブレーキ制御信号CB
Cを出力する。クラッチブレーキ制御信号CBCは、クラッ
チブレーキ19を、リミットスイッチ17の検出時刻Tmoよ
り、モータＭの減速量に比例する量δTmだけ遅らせて制
御する信号である。これによりラム13はモータＭの回転
速度に拘らず、常時、正確に上死点位置で停止する。

クラッチ制御部61は、クラッチ31の接離（オンオフ）の
制御を行うためのものである。クラッチ制御信号FWC
は、図４に示されるようにモータＭの回転速度が遅くさ
れるとき、そのときの回転速度における前記主フライホ
ィール21のエネルギーにおいて通常のプレス加工をおこ
なった場合、主フライホィールの回転速度がさらに減少
を続けて回復しないような場合には、クラッチ31をオン
し、主フライホィール21に副フライホィール33を接合す
る信号である。これにより、モータＭが低速回転となっ
た場合には、フライホイールは主副協働して軸９を回転
せることができるので、主フライホィール21のエネルギ
ーの減少分を副フライホィール33のエネルギーが補うの
で、ラム13の円滑なる動作を保障することが可能とな
る。

第６図は、騒音低下の理論を示す説明図である。

第１図〜第５図に示した制御装置37は、第３図に示した
スケジュールに従って制御されるようになる。

そこで、今、ラム13の速度Ｖが通常の速度V₁₀₀より30％
だけ低い量V₇₀とされたとする。

ラム13の下端に備えられたポンチ11は、通常は、所定厚
みの板材Ｗを時間△T_Fで剪断するが、この時間△T_Fは、
ラム13の速度低下に基づいて、これより長い時間△T_Sと
なる。ここに、時間△T_F,△T_Sは、ポンチ11の下端が板
材Ｗと触れて板材Ｗの中に喰い込み（T₁）、その後、板
材にいわゆるクラックが生じ（T₂）、板材Ｗが一気に剪
断されることになるまでの時間△Ｔ＝T₂−T₁を示すもの
である。

騒音発生原因についての詳細は省略するが、騒音は、前
記時間△Ｔに左右され、時間△Ｔが大きいほど騒音は小
さくなることは実験的にも確認されている。従って、前
記の如く、ラム速度Ｖを30％低下させた場合には、騒音
が20〜30％低下する。

以上により、本実施例に示したプレス機械１に適用され
る制御装置37は、プレス機械１のラム13を第３図に示し
たスケジュールに従って作動させ、例えば夜間に発生す
る騒音を極力小さくすることができるようになる。

なお、本例では、例えば夜間（PM7:00〜AM8:00）におい
て平均20％程度ラム速度が遅く制御されるが、一般に、
プレス作業全体に占めるラム作業時間は50〜75％程度で
あり、ラム速度低下に基づく作業速度の低下は12.5〜1
8.8％程度に止まるものであ。

かくして、本例に示した制御装置37を用いれば、プレス
機械１は低騒音で高効率のプレス作業を行うことが可能
となる。

又、本例に示した制御装置37は、既設プレス機械のレト
ロフィット化に適している。即ち、第２図に示した制御
装置37は、既設のプレス機械の制御装置としてプレス機
械に容易に組み込むことが可能であり、又、インバータ
35,クラッチ31及び副フライホィール33も既設のプレス
機械に容易に後付けできる構成である。

なお、以上示した実施例では、操作板39において、時刻
に対してラム速度を設定するようにしたが、時間に対し
てラム速度を設定することができることは勿論である。
例えば、所定時間、板厚の大きな板材を連続加工する場
合、その所定時間だけラム13の速度を低速化させるよう
スケジュールすることもできる。

又、以上示した実施例では、インバータ67を用いて３相
モータの回転数を制御することにより、ラム13の速度を
変えるようにしたが、モータとしてサーボモータを用
い、該モータをサーボアンプで駆動することによりラム
13の速度を変えるようにしてもよい。

又、以上示した実施例では、プレス機械として打抜き加
工を行うクランクプレスの１例を示したが、この発明に
係る制御装置は、絞り加工を行うプレス機械やタレット
パンチプレス、シリンダ式のプレス機械にも適用し得る
ものである。シリンダ式のプレス機械では、ラム速度の
制御手段として、例えばシリンダへの給排回路中の絞り
弁を制御するようにすれば良い。

又、この発明に係る制御装置に騒音計を接続し、騒音と
ラム速度とに関するフィードバック制御を行うこともで
きる。

［発明の効果］この発明に係るプレス機械の制御装置によれば、プレス
機械を低騒音で高効率に稼動させることができる。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明を適用した一例を示すプレス機械の説
明図である。第２図はこの発明の一実施例に係るプレス機械の制御装
置のブロック図である。第３図は、ラム速度のスケジュールを示す説明図であ
る。第４図は、第３図に示したスケジュールに対応するクラ
ッチ制御信号の説明図である。第５図は、第３図に示したスケジュールに対応するクラ
ッチブレーキ制御信号の説明図である。第６図は騒音発生原因の説明図である。１……クランクプレス 13……ラム 19……クラッチブレーキ 31……クラッチ 33……副フライホィール 39……操作盤 41……時刻表示器 43（43a〜43d）……時刻設定キー 47（47a〜47e）……ラム速度設定キー 67……インバータＭ……３相モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主フライホィール21と副フライホィール33
とをプレス機械に設け、該プレス機械の制御装置をプレ
ス機械のラムの速度を設定するラム速度設定処理部49
と、インバータを備えたモータ駆動電源装置35と、該モ
ータ駆動電源装置を制御するモータ制御部57と、前記主
フライホィール21のクラッチブレーキ19と、主フライホ
ィール21と副フライホィール33とを接離自在のクラッチ
31とを制御するプレス制御部55と、時計操作キーと速度
設定キーおよび時刻表示器からなるラム設定速度用の操
作盤39とで構成したことを特徴とするプレス機械の制御
装置。
【請求項２】前記ラム速度設定処理部49は、設定された
ラムの速度を設定された時間または時刻の間、前記プレ
ス機械を該設定されたラムの速度に制御することを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載のプレス機械の制御
装置。