(57)【要約】【課題】  事前に破損が予測される箇所の劣化状態を把握することができ、容易に破損した箇所を特定することができるプレス装置を提供する。【解決手段】  プレス装置１は、対象物をプレスするラム９と、ラム９を移動させるボールねじ８と、ボールねじ８に駆動力を伝達する伝達部６と、伝達部６に駆動力を与える複数の駆動部５と、複数の駆動部５のそれぞれの電流値を検出する電流検出部３と、電流検出部３により検出された、複数の駆動部５の電流値に基づき、前記駆動部５の異常と前記ボールねじ８の機械的異常とを区別して検知する異常検知部２とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物をプレスするラムと、
前記ラムを移動させるボールねじと、
前記ボールねじに駆動力を伝達する伝達部と、
前記伝達部に駆動力を与える複数の駆動部と、
複数の前記駆動部のそれぞれの電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出された、複数の駆動部の電流値に基づき、前記駆動部の異常と前記ボールねじの機械的異常とを区別して検知する異常検知部と、を備えた、
プレス装置。
【請求項２】
前記異常検知部は、前記電流検出部で検出された複数の前記駆動部の電流値と、基準となる電流値と、を比較することにより異常を検知する、
請求項１に記載のプレス装置。
【請求項３】
前記異常検知部は、
複数の前記駆動部のうち、前記電流検出部で検出された一つの前記駆動部の電流値が前記基準となる電流値以上である場合に、前記駆動部が異常であると判断し、
複数の前記駆動部のうち、前記電流検出部で検出された複数の前記駆動部の電流値が前記基準となる電流値以上である場合に、前記ボールねじが異常であると判断する、
請求項２に記載のプレス装置。
【請求項４】
前記伝達部は、複数の前記駆動部のうち一つの前記駆動部により与えられた駆動力を伝達し、高速低トルクにて前記ボールねじを回転させ、
複数の前記駆動部のうち、一つの前記駆動部と異なる他の前記駆動部により与えられた駆動力を伝達し、低速高トルクにて前記ボールねじを回転させる、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプレス装置。
【請求項５】
前記ボールねじを低速高トルクにて回転させる駆動力を、前記伝達部に与える前記駆動部は、複数である、
請求項４に記載のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、対象物をプレスするプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーボモータ等の駆動装置により、ラムを上下動させ対象物をプレスするプレス装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−６６７９８号公報
【特許文献２】特開２００８−１１９７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プレス装置は、高圧で対象物のプレスを行うため、モータ等の駆動装置や、対象物をプレスするラムおよびラムを駆動するボールねじ等の駆動機構が頻繁に破損する。破損した駆動装置または駆動機構は、作業者による修理作業により交換される。しかしながら、破損した箇所が特定されにくいとの問題点があった。プレス装置における破損箇所が特定されずに修理に長時間を有することは、長時間にわたり対象物の製造作業が中断されることとなり望ましくない。
【０００５】
また、破損箇所が特定されても、部品の入手に時間がかかる場合、対象物の製造作業の中断時間は長くなってしまう。したがって、事前に破損が予測される箇所の劣化状態を把握できることが望ましい。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、事前に破損が予測される箇所の劣化状態を把握することができ、容易に破損した箇所を特定することができるプレス装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプレス装置は、以下を備えたことを特徴とする。
（１）対象物をプレスするラム。
（２）前記ラムを移動させるボールねじ。
（３）前記ボールねじに駆動力を伝達する伝達部。
（４）前記伝達部に駆動力を与える複数の駆動部。
（５）複数の前記駆動部のそれぞれの電流値を検出する電流検出部。
（６）前記電流検出部により検出された、複数の駆動部の電流値に基づき、前記駆動部の異常と前記ボールねじの機械的異常とを区別して検知する異常検知部。
【０００８】
本発明のプレス装置において、以下の構成を採用しても良い。
（１）前記異常検知部は、前記電流検出部で検出された複数の前記駆動部の電流値と、基準となる電流値と、を比較することにより異常を検知する。
（２）複数の前記駆動部のうち、前記電流検出部で検出された一つの前記駆動部の電流値が前記基準となる電流値以上である場合に、前記駆動部が異常であると判断し、複数の前記駆動部のうち、前記電流検出部で検出された複数の前記駆動部の電流値が前記基準となる電流値以上である場合に、前記ボールねじが異常であると判断する。
（３）前記伝達部は、複数の前記駆動部のうち一つの前記駆動部により与えられた駆動力を伝達し、高速低トルクにて前記ボールねじを回転させ、複数の前記駆動部のうち、一つの前記駆動部と異なる他の前記駆動部により与えられた駆動力を伝達し、低速高トルクにて前記ボールねじを回転させる。
（４）前記ボールねじを低速高トルクにて回転させる駆動力を前記伝達部に与える前記駆動部は、複数である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電流検出部により検出された電流値に基づき異常検知部が異常を検知して破損した箇所を特定するので、容易に破損した箇所を特定することができる。また、電流検出部が、破損が予測される箇所の電流値を検出するので、事前に破損が予測される箇所の劣化状態を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態にかかるプレス装置の構成を示すブロック図
【図２】第１実施形態にかかるプレス装置の伝達部の構成を示す上面図
【図３】第１実施形態にかかるプレス装置の異常検知部の動作フローを示す図
【図４】第２実施形態にかかるプレス装置の構成を示すブロック図
【図５】第２実施形態にかかるプレス装置の伝達部の構成を示す上面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
［１−１．概略構成］
以下では、図１〜図２を参照しつつ、本実施形態のプレス装置１の構成を説明する。本実施形態において、同一構成の装置や部材が複数ある場合にはそれらについて同一の番号を付して説明を行い、また、同一構成の個々の装置や部材についてそれぞれを説明する場合に、共通する番号にアルファベット（小文字）の添え字を付けることで区別する。
【００１２】
図１に示すように、プレス装置１は、鉄材等のブロックにより構成されたラム９と、雄ねじにより構成されたボールねじ８と、ボールねじ８を回転させる駆動力を伝達する伝達部６と、サーボモータ等により構成された駆動部５ａ、５ｂと、電流検出回路により構成された電流検出部３と、マイクロコンピュータ等により構成された異常検知部２と、スイッチ回路により構成された操作部７を有する。
【００１３】
ラム９は、内部にボールねじ８と螺合する雌ねじ部９１を有し、ボールねじ８が回転することにより上下動し、対象物をプレスする。ボールねじ８は、軸６６を介し伝達部６に接続される。軸６６が回転することにより、ボールねじ８は回転させられる。
【００１４】
駆動部５ａ、５ｂは、それぞれ同じ駆動力を有するモータ５１ａ、５１ｂ、モータ５１ａ、５１ｂに電流を供給する駆動アンプ５２ａ、５２ｂを有する。駆動アンプ５２ａ、５２ｂは、操作部７に接続され、モータ５１ａ、５１ｂへの電流の供給または停止を指示される。操作部７は、作業者により操作される。モータ５１ａと駆動アンプ５２ａ、モータ５１ｂと駆動アンプ５２ｂはそれぞれサーボモータを形成する。モータ５１ａ、５１ｂは、それぞれ軸６２ａ、６２ｂを介し伝達部６に接続される。モータ５１ａ、５１ｂは、それぞれ軸６２ａ、６２ｂを回転させる。
【００１５】
伝達部６は、軸６６に固定されたプーリ６５ａ、６５ｂ、軸６２ａに固定されたプーリ６１ａ、軸６２ｂに固定されたプーリ６１ｂを有する。プーリ６５ａは、リング状に形成されたベルト６３ａを介しプーリ６１ａに、プーリ６５ｂは、リング状に形成されたベルト６３ｂを介しプーリ６１ｂに接続され駆動される。駆動部５ａの回転による駆動力は、軸６２ａ、プーリ６１ａ、ベルト６３ａ、プーリ６５ａ、軸６６の順に伝達され、ボールねじ８を回転させる。同様に、駆動部５ｂの回転による駆動力は、軸６２ｂ、プーリ６１ｂ、ベルト６３ｂ、プーリ６５ｂ、軸６６の順に伝達され、ボールねじ８を回転させる。
【００１６】
電流検出部３は、駆動アンプ５２ａ、５２ｂの出力に接続され、モータ５１ａ、５１ｂを駆動する電流値を検出する。モータ５１ａ、５１ｂを駆動する電流である駆動部５ａ、５ｂの電流値は、電流検出部３の出力側に接続された異常検知部２に送信される。
【００１７】
異常検知部２は、マイクロコンピュータ内に形成された演算部２１、半導体メモリ等により形成された記憶部２２、表示装置、プリンタ、通信インタフェース等により構成された出力部２３を有する。記憶部２２には、駆動部５ａ、５ｂの異常を判断する基準となる電流値が記憶される。演算部２１は、後述するプログラムにより演算処理を行い、前記電流検出部３により検出された駆動部５ａ、５ｂの電流値に基づき、駆動部５ａ、５ｂまたはボールねじ８の異常を検知する。出力部２３は、演算部２１により検知された異常を、表示、印字、通信電文等により作業者に対し出力する。
【００１８】
［１−２．作用］
次に、本実施形態のプレス装置１の作用を、図１〜３に基づき説明する。
【００１９】
駆動部５ａ、５ｂは、作業者により操作部７が操作され、異なる対象物をプレスするごとに交代で動作する。または駆動部５ａ、５ｂは、図中不示の制御装置により自動制御され、異なる対象物をプレスするごとに、もしくは対象物一つをプレスする工程中において時分割で動作する。駆動アンプ５２の出力電流は、モータ５１が劣化した場合、またはボールねじ８が劣化した場合、正常時に比べ過大となる。
【００２０】
基準となる電流値は、モータ５１の更新時等に測定された電流値に基づき、作業者または演算部２１により算出され、記憶部２２に設定記憶される。例えば、モータ５１交換直後のプレス動作時の駆動部５の電流が２Ａであるとき、５Ａ等の電流値が基準となる電流値とされる。
【００２１】
異常検知部２の演算部２１は、演算部２１に内蔵された図３に示すプログラムに従って動作を行う。図３に示すプログラムは、演算部２１により一定周期ごとに繰り返し継続的に実行される。
【００２２】
最初に演算部２１は、電流検出部３から、駆動部５ａ、５ｂの電流値を受信する（ステップＳ０１）。次に、演算部２１は、駆動部５ａの電流は基準となる電流値以上であるかの判断を行う(ステップＳ０２）。
【００２３】
ステップＳ０２において、駆動部５ａの電流が基準となる電流値以上であると判断された場合、演算部２１は、駆動部５ｂの電流は基準となる電流値以上であるかの判断を行う(ステップＳ０３）。ステップＳ０３において、駆動部５ｂの電流が基準となる電流値以上であると判断された場合、演算部２１は、ボールねじ８が異常であると判断する(ステップＳ０４）。一方、ステップＳ０３において、駆動部５ｂの電流が基準となる電流値以上であると判断されない場合、演算部２１は、駆動部５ａが異常であると判断する(ステップＳ０５）。
【００２４】
ステップＳ０２において、駆動部５ａの電流が基準となる電流値以上であると判断されない場合、演算部２１は、駆動部５ｂの電流は基準となる電流値以上であるかの判断を行う(ステップＳ０６）。ステップＳ０６において、駆動部５ｂの電流が基準となる電流値以上であると判断された場合、演算部２１は、駆動部５ｂが異常であると判断する(ステップＳ０７）。一方、ステップＳ０６において、駆動部５ｂの電流が基準となる電流値以上であると判断されない場合、演算部２１は、ボールねじ８および駆動部５ａ、５ｂが異常なしであると判断する(ステップＳ０８）。
【００２５】
演算部２１は、ステップＳ０４、Ｓ０５、Ｓ０７、Ｓ０８における判断を、出力部２３から出力する(ステップＳ０９）。
【００２６】
上記のように図３に示すフローチャートに基づき動作を行い演算部２１は、駆動部５ａ、５ｂとも過電流となった場合、ボールねじ８が異常であると判断し、駆動部５ａ、５ｂの一方のみが過電流となった場合、過電流となった駆動部５ａまたは５ｂが異常であると判断する。
【００２７】
上記実施形態では、基準となる電流値は、モータ５１の更新時等に測定された電流値に基づき、記憶部２２に一つ設定記憶されるものとした。しかしながら、基準となる電流値は、記憶部２２に二つ以上設定記憶されるものとしてもよい。例えば、モータ５１交換直後のプレス動作時の駆動部５の電流が２Ａであるとき、第１基準値を３Ａ、第２基準値を５Ａ、第３基準値を６Ａとして、演算部２１により、駆動部５ａ、５ｂの劣化の程度を判断するようにしてもよい。
【００２８】
例えば、駆動部５ａ、５ｂの電流値が、第１基準値である３Ａ未満、第２基準値である５Ａ未満である場合、劣化の程度を示す数値として電流値を出力部２３から出力し、駆動部５ａ、５ｂの電流値が、第２基準値である５Ａ以上である場合、部品交換を促すメッセージを、第３基準値である６Ａ以上である場合、直ちにプレス装置１を停止させることを指示するメッセージを出力部２３から出力するようにしてもよい。
【００２９】
［１−３．効果］
（１）本実施形態によれば、電流検出部３が複数の駆動部５のそれぞれの電流値を検出し、異常検知部２が電流検出部３により検出された、複数の駆動部５の電流値に基づき、駆動部５の異常とボールねじ８の機械的異常とを区別して検知するので、損傷または劣化した箇所が、駆動部５であるかボールねじ８であるか、識別することができる。
【００３０】
（２）本実施形態によれば、異常検知部２は、電流検出部３で検出された複数の駆動部５の電流値と、基準となる電流値とを比較することにより異常を検知するので、駆動部５またはボールねじ８の損傷または劣化の程度を検出することができる。
【００３１】
（３）本実施形態によれば、異常検知部２は、複数の駆動部５のうち、一つの駆動部５の電流値が基準となる電流値以上である場合に、駆動部５に異常があると判断し、複数の駆動部５のうち、複数の駆動部５の電流値が基準となる電流値以上である場合に、ボールねじ８に機械的異常があると判断するので、損傷または劣化した箇所が、駆動部５であるかボールねじ８であるかを、識別することができる。駆動部５の異常として、駆動部５のモータ５１の機械的異常、短絡等による電気的異常の両者を検出することができる。電気的異常として、短絡の他、例えば隣接する配線材の絶縁劣化等による絶縁不良も、検出することができる。
【００３２】
異常検知部２は、電流検出部３で検出された複数の駆動部５の電流値と、基準となる電流値と、を比較することにより駆動部５またはボールねじ８の損傷または劣化を検出するので、ボールねじ８の損傷または劣化を検出するための大掛かりな検出装置が必要とされず、コンパクトなプレス装置１を提供することができる。
【００３３】
［第２実施形態］
［２−１．構成および作用］
本実施形態のプレス装置１の作用を、図４〜５に基づき説明する。第１実施形態では、駆動部５は２つの駆動部５ａ、５ｂを有し、伝達部６は、駆動部５ａ、５ｂにより与えられた駆動力を伝達し、低速高トルクにてボールねじ８を回転させるものとした。第２実施形態では、駆動部５ａ、５ｂに加え駆動部５ｃを有する。伝達部６は、駆動部５ａ、５ｂにより与えられた駆動力を伝達し、低速高トルクにてボールねじ８を回転させ、駆動部５ｃにより与えられた駆動力を伝達し、高速低トルクにてボールねじ８を回転させる。
【００３４】
駆動部５ｃは、作業者により操作部７が操作されることにより動作を行う。伝達部６は、駆動部５ｃにより与えられた駆動力を伝達し、高速低トルクにてボールねじ８を回転させ、高速でラム９をプレスの対象物にアプローチさせる。駆動部５ａ、５ｂは、第１実施形態同様、作業者または図中不示の制御装置により自動制御され、異なる対象物をプレスするごとに、もしくは対象物一つをプレスする工程中において時分割で動作する。
【００３５】
第１実施形態同様、図３に示すフローチャートに基づき動作を行い、演算部２１は、駆動部５ａ、５ｂとも過電流となった場合、ボールねじ８が異常であると判断し、駆動部５ａ、５ｂの一方のみが過電流となった場合、過電流となった駆動部５ａまたは５ｂが異常であると判断する。
【００３６】
［２−２．効果］
（１）本実施形態によれば、伝達部６は、駆動部５により与えられた駆動力を伝達し、低速高トルクにてボールねじ８を回転させるとともに、駆動部５のうちの一つの駆動部５ｃにより与えられた駆動力を伝達し、高速低トルクにてボールねじ８を回転させるので、高速でラム９をプレスの対象物にアプローチさせることができる。その結果、単位時間あたりにプレスすることができる対象物の数量を増やすことができ、効率よくプレス作業を行うことができる。
【００３７】
（２）本実施形態によれば、ボールねじ８を低速高トルクにて回転させる駆動力を、伝達部６に与える駆動部５は、複数であるので、駆動部５ａ、５ｂのうち一つの駆動部５が損傷または劣化した場合、または部品入手に時間がかかる場合であっても、その余の駆動部５を用いプレス作業を行うことができる。これにより、駆動部５の損傷に起因して作業を中断することなく、プレス作業を行うことができる。
【００３８】
［３．他の実施形態］
変形例を含めた実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。以下は、その一例である。
【００３９】
（１）上記第１実施形態では、駆動部５は２つの駆動部５ａ、５ｂを有し、伝達部６は、駆動部５ａ、５ｂにより与えられた駆動力を伝達し、低速高トルクにてボールねじ８を回転させるものとした。上記第２実施形態では、駆動部５は３つの駆動部５ａ、５ｂおよび５ｃを有し、伝達部６は、駆動部５ａ、５ｂにより与えられた駆動力を伝達し、低速高トルクにてボールねじ８を回転させ、駆動部５ｃにより与えられた駆動力を伝達し、高速低トルクにてボールねじ８を回転させるものとした。
【００４０】
しかしながら、駆動部５および伝達部６は、上記の構成に限られない。例えば、プレス装置１は、駆動部５は４つの駆動部５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄを有し、伝達部６は、駆動部５ａ、５ｂにより与えられた駆動力を伝達し、低速高トルクにてボールねじ８を回転させ、駆動部５ｃ、５ｄにより与えられた駆動力を伝達し、高速低トルクにてボールねじ８を回転させるものとすることも好ましい。
【００４１】
ボールネジ８は、高荷重がかかるため、一般的には低速高トルクにより駆動された場合に著しく劣化する。しかしながら、ボールネジ８は、高速低トルクにより軽荷重で駆動された場合であっても、移動量が大きいため摺動摩擦により急速に劣化する場合もある。したがって、低速高トルクにてボールねじ８を回転させる駆動部５、高速低トルクにてボールねじ８を回転させる駆動部５とも、複数設けられることが望ましい。低速高トルク用、高速低トルク用の駆動部５が、それぞれ複数設けられることにより、ボールねじ８の機械的異常の検出精度を向上させることができる。
【００４２】
また、プレス装置１は、駆動部５として３つの駆動部５ａ、５ｂおよび５ｃを有し、伝達部６は、駆動部５ａにより与えられた駆動力を伝達し低速高トルクにてボールねじ８を回転させ、駆動部５ｂにより与えられた駆動力を伝達し中速中トルクにてボールねじ８を回転させ、駆動部５ｃにより与えられた駆動力を伝達し高速低トルクにてボールねじ８を回転させるものであってもよい。これにより、フレキシブルな速度にてボールねじ８を回転させ、ラム９を移動させることができる。
【００４３】
または、プレス装置１は、駆動部５として２つの駆動部５ａおよび５ｃを有し、伝達部６は、駆動部５ａにより与えられた駆動力を伝達し低速高トルクにてボールねじ８を回転させ、駆動部５ｃにより与えられた駆動力を伝達し高速低トルクにてボールねじ８を回転させるものであってもよい。つまり、ボールねじ８を低速高トルクにて回転させる駆動力を伝達部６に与える駆動部５は、単数であってもよい。演算部２１は、駆動部５ａ、５ｃとも過電流となった場合、ボールねじ８が異常であると判断し、駆動部５ａ、５ｃの一方のみが過電流となった場合、過電流となった駆動部５ａまたは５ｃが異常であると判断する。これにより、少ない駆動部５によりプレス装置を構成することができ、小型なプレス装置を提供することができる。
【００４４】
（２）上記実施形態では、異常検知部２は、複数の駆動部５のうち電流検出部３で検出された一つの駆動部５の電流値が基準となる電流値以上である場合に駆動部５が異常であると判断し、複数の駆動部５のうち、電流検出部３で検出された複数の駆動部５の電流値が基準となる電流値以上である場合にボールねじ８が機械的異常であると判断した。しかしながら、異常検知部２は、これに加え、基準となる電流値未満である場合に、駆動部５が異常であると判断するものとしてもよい。これにより、駆動部５の断線等の異常を検出することができる。基準となる電流値未満である場合に異常であると判断することにより、断線の他、例えばコネクタの接触抵抗が増加する接触不良等の異常も、検出することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・プレス装置
２・・・異常検知部
２１・・・演算部
２２・・・記憶部
２３・・・出力部
３・・・電流検出部
５，５ａ，５ｂ，５ｃ・・・駆動部
５１，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ・・・モータ
５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ・・・駆動アンプ
６・・・伝達部
６１，６１ａ，６１ｂ，６１ｃ・・・プーリ
６２，６２ａ，６２ｂ，６２ｃ・・・軸
６３，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ・・・ベルト
６５，６５ａ，６５ｂ，６５ｃ・・・プーリ
６６・・・軸
７・・・操作部
８・・・ボールねじ
９・・・ラム
９１・・・雌ねじ部
【図１】
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【図２】
2020131277.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020131277.tif 000006
【図５】
2020131277.tif 000007