(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの回転によりスライドを昇降してプレス加工するプレス機械であって、
前記電動モータへの電力を遮断する動力遮断部と、
前記スライドの停止状態を機械的に維持するブレーキと、
前記動力遮断部と前記ブレーキを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記スライドの下降動作領域における前記電動モータの全ての停止時において、前記動力遮断部が前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記ブレーキが前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする、プレス機械。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、前記スライドの下降動作領域における前記電動モータを停止させる減速動作において、減速開始から停止するまでの残り時間を算出する残時間算出部を有し、
前記残時間算出部で算出された残り時間に基づいて、前記動力遮断部が前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記ブレーキが前記スライドの昇降動作を機械的に停止することを特徴とする、プレス機械。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記電動モータの回転を前記スライドの昇降動作に変換する偏心機構をさらに有し、
前記制御部は、前記スライドの上昇動作領域における前記電動モータを停止させる停止信号の入力を受けると、前記偏心機構における上死点に到達する予定時刻に基づいて、前記動力遮断部が前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記ブレーキが前記スライドの昇降動作を機械的に停止することを特徴とする、プレス機械。
【請求項４】
電動モータの回転によりスライドを昇降してプレス加工するプレス機械であって、
前記電動モータの回転を前記スライドの昇降動作に変換する偏心機構と、
前記電動モータへの電力を遮断する動力遮断部と、
前記スライドの停止状態を機械的に維持するブレーキと、
前記動力遮断部と前記ブレーキを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記スライドの上昇動作領域において、前記電動モータを停止させる停止信号の入力を受けると、前記スライドの上死点に到達する予定時刻に基づいて、前記動力遮断部が前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記ブレーキが前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする、プレス機械。
【請求項５】
電動モータの回転によりスライドを昇降してプレス加工するプレス機械の制御方法であって、
前記スライドの下降動作領域における前記電動モータの全ての停止時において、前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする、プレス機械の制御方法。
【請求項６】
電動モータの回転によりスライドを昇降してプレス加工するプレス機械の制御方法であって、
前記スライドの上昇動作領域において、前記電動モータを停止させる停止信号の入力を受けると、前記スライドの上死点に到達する予定時刻に基づいて、前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする、プレス機械の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレスのスライド駆動機構とその駆動源である電動モータとの間にクラッチを用いないいわゆる電動プレスと呼ばれるプレス機械及びプレス機械の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス機械には、大きく分けて機械プレスと電動プレスとがある。
【０００３】
１．機械プレスについて
一般的に、機械プレスは、スライドの駆動機構とモータとの間にクラッチが取り付けられると共に、スライドの駆動機構には機械式ブレーキが取り付けられる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
図１は、機械プレスであるプレス機械１０ａの構成を説明するための模式図である。
【０００５】
プレス機械１０ａは、メインモータ１１ａによってモータプーリ１２ａを介して慣性モーメントが大きいフライホイール１３ａを回転させ、フライホイール１３ａの慣性エネルギーが摩擦板で構成されたクラッチ１４ａを経由してピニオンギヤ１５ａからメインギヤ１６ａに伝達され、クランクシャフト２１ａを駆動してコネクティングロッド２２ａ及びスライド１８ａが昇降する。
【０００６】
例えば、プレス機械１０ａで生産運転するための前準備段階で行われる金型の取り外しや取付けの段取り作業、また、プレス機械１０ａの生産運転における加工材料の出し入れ作業において、危険域であるスライド１８ａ下方に作業者が入らなければならないことがある。このとき、プレス機械１０ａにおいては、クラッチ１４ａを解放することによりスライド１８ａを駆動源であるメインモータ１１ａから物理的に切り離すと共に、ブレーキ１７ａを作動する。ブレーキ１７ａによってピニオンギヤ１５ａの駆動軸が拘束されるため、スライド１８ａの移動は機械的に制限され、スライド１８ａの下方における作業の安全性は確保される。
【０００７】
このような機械プレスにおけるスライドの停止状態は、スライドが駆動源から物理的に切り離されており、かつ、ブレーキによって機械的に移動を制限されている、いわゆる「安全停止状態」であるため、例えばハンドインダイによるプレス作業においても作業者の安全性が確保されている。
【０００８】
これに対し、一般的な電動プレスは、電動モータと駆動機構との間にクラッチがない。
【０００９】
２．電動プレスについて
図２は、電動プレスであるプレス機械１０ｂの構成を説明するための模式図である。
【００１０】
プレス機械１０ｂは、例えばサーボモータ１１によってピニオンギヤ１５を有する駆動軸を回転し、ピニオンギヤ１５からメインギヤ１６に駆動力が伝達されてクランクシャフト２１を駆動してコネクティングロッド２２及びスライド１８が昇降する。サーボモータ１１は、図示のようにピニオンギヤ１５に直接接続されるか、或いは減速用のギヤを経由して接続される。ブレーキ１７は、駆動軸におけるサーボモータ１１とは反対側に設けられる。
【００１１】
このように、プレス機械１０ｂは、サーボモータ１１とスライド１８との間にはクラッチが存在しない。これは、電動プレスがスライド１８の位置や速度等を数値制御でコントロールしなければならないため、サーボモータ１１の回転角や回転量とスライド１８の位置が相互間で固定された関係になければならないからである。したがって、電動プレスにおいては、サーボモータ１１の駆動軸とスライド１８とは常に物理的に連結されており、サーボモータ１１の回転がスライド１８の昇降動作に直接的に関係する。
【００１２】
プレス機械１０ｂにおけるスライド１８の停止は、プレス運転準備前のブレーキ１７が作動しかつサーボモータ１１への電力が遮断されているいわゆる「安全停止状態」と、プレス運転準備中やプレス一時停止中のブレーキ１７を解放した状態でかつサーボモータ１１へ電力が供給されている「待機停止状態」との、二つの状態が存在する。
【００１３】
例えば、プレス機械１０ｂの段取り作業や加工材料の出し入れ作業において、危険域であるスライド１８の下方に作業者が入らなければならないことがある。
【００１４】
このとき、安全停止状態においては、サーボモータ１１の動力源を遮断すると共にブレーキ１７が作動することにより、ピニオンギヤ１５の駆動軸が拘束されるため、スライド１８の下方の作業における安全性は確保される。
【００１５】
これに対し、待機停止状態においては、常にスライド１８やサーボモータ１１からの位置情報に基づいてサーボモータ１１への電力供給を制御してスライドの停止位置を維持するように動作させている。そのため、例えば、制御系の故障やノイズ等の外乱によるサーボモータ１１の誤動作への対策が必要である。
【００１６】
また、待機停止状態においては、プレス機械１０ｂは、スライド１８の図示しないカウンターバランス機構を備えているため、スライド１８の停止位置によっては、そのスライド１８の位置を保ち続けるために、サーボモータ１１は所定トルクを連続的に発生しなければならない。したがって、サーボモータ１１は、待機停止状態の間、電力を消費し続けることになる。
【００１７】
３．電動プレスの安全性向上について
電動プレスにおける安全性を向上するための先行技術は、以下の文献に見られる。
【００１８】
特許文献２は、ブレーキおよびクラッチを有する機械式プレス機のクラッチ側の駆動軸またはスリーブにサーボモータのモータ軸を接続したことを特徴とする機械式電動プレス機を提案している。この機械式電動プレス機は、異常時には直ちにクラッチで動力を遮断し、ブレーキを作動させて停止させることができる。
【００１９】
しかしながら、電動プレスにおいて、クラッチを採用することは上述の通り困難である。
【００２０】
特許文献３は、本来の制御装置の他にオーバーラン監視装置を設け、スライド位置を検出するリニアスケールからの位置情報を基に、起動信号の異常監視、寸動運転時の速度のしきい値外れや急停止時の制動距離のしきい値外れ等を判断するサーボプレスの制御装置を提案している。
【００２１】
特許文献４は、それぞれ電動プレスの制御に係わる異なった処理（設定データ入力、サーボ位置指令演算及びサーボ速度指令演算等）を行う３つのＣＰＵは、互いに２つのＣＰＵ間でウォッチドッグ信号を送信し合い、相手側のウォッチドッグ信号が正常か否かのチェックをして互いに他のコンピュータ異常を監視し、異常のときはプレスを非常停止させ
るサーボプレスの制御装置を提案している。
【００２２】
特許文献５は、電動プレスの急停止指令に応じて、回転停止制御の実行開始から所定期間経過したことを条件に、電動プレスの機械式ブレーキをサーボモータの出力に対して実際に作用させて制動すると共に、電子制御或いは駆動電源供給の少なくとも一方を停止する電動サーボプレスの制御装置を提案している。
【００２３】
しかしながら、特許文献３〜５の電動プレスは、制御上での異常監視やその異常監視結果による急停止指令に対して、運転中のプレススライドを停止させる技術であり、待機停止状態におけるさらなる安全性の向上にはつながらない。
【００２４】
４．寸動運転における待機停止状態について
ここで、図３及び図４を用いて、従来の電動プレスの制御の概略と寸動運転における待機停止状態について説明する。
【００２５】
図３は、図２のプレス機械１０ｂの制御部を説明するためのブロック図である。
【００２６】
プレス機械１０ｂは、電動モータである例えばサーボモータ１１へ電力を供給する電力供給系３０と、プレス機械１０ｂを操作する操作部４０と、プレス機械１０ｂを制御する制御部５０ｂと、プレス機械１０ｂの状態を検出する検出部とを有している。
【００２７】
電力供給系３０は、交流電源３１に接続される電源コンバータ３２、エネルギー蓄積装置３３、インバータ３４及び動力遮断部３５を有する。
【００２８】
操作部４０は、モーション設定部４１、運転選択部４２及び両手操作部４３を有する。
【００２９】
制御部５０ｂは、プレス制御部５１、モーション指令部５２、モーション制御部５３、ブレーキ制御部５４を有する。
【００３０】
検出部は、モータエンコーダ６１、クランクエンコーダ６２及び安全防護装置６３を有する。
【００３１】
なお、各操作部の詳細については、本発明の実施の形態において説明する。
【００３２】
プレスの運転行程は、金型の段取り作業等で使われる「寸動運転」、材料の取出しや挿入を作業者が行い、その後に作業者がプレス運転操作する単発プレス作業で使われる「安全一行程運転」、そして、加工材料を自動で供給できるフィーダ装置と組合せることで、フィーダとプレスが自動で生産する連続プレス作業で使われる「連続運転」があり、運転選択部４２において運転行程が選択される。
【００３３】
図４は、運転選択部４２において「寸動運転」を選択したときのプレス機械１０ｂの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００３４】
図３を用いて説明した電源コンバータ３２、インバータ３４、各エンコーダ６１，６２、そして、プレス制御部５１等を含む制御部５０ｂが全て正常である場合に、「システム正常」項目がＯＮ（図中のＨｉの状態をいう。以下同じ）になる。
【００３５】
安全防護装置６３としてライトカーテンを使用した場合を示しており、「ライトカーテン通光」項目は通光時（すなわちライトカーテンを遮る侵入物等がないとき）はＯＮとなる。
【００３６】
寸動運転は、プレス起動信号がＯＮの間、スライド１８が動作し、プレス起動信号がＯＦＦになるとスライド１８は直ちに停止する動作となる。例えば、時刻ａ１でプレス起動信号がＯＦＦになると、サーボモータ１１は減速して時刻ａ２で停止する。そして、時刻ａ３でプレス起動信号がＯＮになると、サーボモータ１１は回り始め、スライド１８は動き出す。
【００３７】
この寸動運転において、時刻ａ２〜時刻ａ３の間は、プレス起動信号がＯＦＦであり、かつ、サーボモータ１１の速度も発生していないが、待機停止信号がＯＮのままであり、待機停止状態である。この待機停止状態とは、サーボモータ１１は見かけ上は停止しているが、現在の位置を保ち続けるサーボロック状態である。このとき、例えば、制御系の故障やノイズ等の外乱によるサーボモータ１１の誤動作が発生する可能性は残されている。また、待機停止状態の間、スライド１８の位置を保ち続けるために、サーボモータ１１は、電力を消費し続けている。
【００３８】
また、プレス運転中である時刻ａ４において、例えば他の作業者がプレスの危険域に近づいた場合、安全防護装置６３のライトカーテンが遮光されると、ライトカーテン通光がＯＦＦとなり、サーボモータ１１は直ちに減速を開始する。そして、サーボモータ１１が停止したことをモータエンコーダ６１などからの信号で確認後、コンタクタ信号とブレーキ信号がＯＦＦとなり、サーボモータ１１への電力の供給は遮断されてブレーキ１７が作動して、安全停止状態となる。
【００３９】
その後、時刻ａ７でライトカーテン通光が再びＯＮすると、コンタクタ信号がＯＮしてサーボモータ１１への電力が供給され、かつ、ブレーキ信号がＯＮしてブレーキ１７が解放状態となるため、サーボモータ１１がいつでも動作可能な待機停止状態となる。
【００４０】
プレス機械１０ｂが小型の電動プレスであれば、スライド１８のエリアが小さいため、ライトカーテンの通光で作業者が危険域内に居ないという確認に用いることができるが、大型の電動プレスはスライド１８のエリアが大きいために、危険域内に完全に入り込んだ状態では、ライトカーテンが通光してしまう問題がある。
【００４１】
したがって、このような大型プレスの場合は、ライトカーテンを通光しても直ぐには待機停止状態にはせず、危険域に作業者が居ないことを目視で確認させ、図３では説明していない専用のリセットボタンを押してから待機停止状態に移行する制御が行われているのが実情である。
【００４２】
５．安全一行程における待機停止状態について
次に、図３及び図５を用いて、従来の電動プレスの安全一行程における待機停止状態について説明する。
【００４３】
図５は、運転選択部４２において「安全一行程」を選択したときのプレス機械１０ｂの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００４４】
安全一行程は、スライド１８が下死点手前の作業者の指が入らないスライド高さ（クランク角１８０度、時刻ｂ４）までは寸動運転と同じ動作のため、プレス起動信号がＯＦＦでスライド１８は停止し、プレス起動信号がＯＮでスライド１８は下降開始する。
【００４５】
したがって、時刻ｂ２〜時刻ｂ３の間は、図４の時刻ａ２〜ａ３の間と同様に、プレス起動信号がＯＦＦであり、かつ、サーボモータ１１も停止しているが、待機停止信号がＯＮのままであり、待機停止状態であるという問題がある。
【００４６】
また、安全一行程は、「上昇保持信号」項目をさらに有する。上昇保持信号は、クランク角１８０度でＯＮし、クランク角３５９度でＯＦＦする。上昇保持信号は、クランクエンコーダ６２の信号から、予め設定されたクランク角度に応じてＯＮ／ＯＦＦタイミングを作り出せるカム信号を用いて生成することができる。
【００４７】
この上昇保持信号がプレス起動信号と同じ役割を果たすため、クランク角１８０度（時刻ｂ４）以降はプレス起動信号をＯＦＦしてもサーボモータ１１は動作し続け、上死点で自動停止する。しかしながら、上昇保持信号がＯＦＦになっても待機停止信号はＯＮのままであり、時刻ｂ５（サーボモータ１１が上死点で停止）以降も、サーボモータ１１は待機停止状態であるという問題がある。
【００４８】
このように、従来の電動プレスにあっては、起動前や停止後は、多くの場合、待機停止状態であるため、制御系の故障やノイズ等の外乱によるサーボモータ１１の誤動作が発生する可能性を抱えている。
【００４９】
なお、サーボモータ１１が待機停止状態の間に、例えば作業者がプレスの危険域に近づいた場合、時刻ｂ６でライトカーテンが遮光されたことを検出して、時刻ｂ７でコンタクタ信号とブレーキ信号がＯＦＦになるため、サーボモータ１１への電力は遮断されてブレーキ１７が作動する安全停止状態となる。
【００５０】
６．安全停止状態について
図３における安全防護装置６３は、プレス作業時におけるプレス操作者及び周囲の作業者のための安全防護手段である。安全防護装置６３としては、例えば、危険域と隔離するためのガードや危険域への侵入を検出してプレスを止めるためのライトカーテン等の安全防護装置６３が有る。安全防護装置６３の出力は、ブレーキ制御部５４に入力される。
【００５１】
ブレーキ制御部５４は、例えば、安全防護装置６３が危険状態であれば、動力遮断部３５が通電を遮断すると共にブレーキ電磁弁３６を通してブレーキを作動させる。この状態が安全停止状態である。
【００５２】
そして、安全防護装置６３が危険状態から安全状態になると、ブレーキ制御部５４は、動力遮断部３５を通電にすると共にブレーキ電磁弁３６を通してブレーキ１７を解放させ、プレス運転が開始される。
【００５３】
ここで、プレス運転中に安全防護装置６３が危険状態となる場合とは、例えば図４，５において「ライトカーテン通光」項目がＯＦＦとなる時刻ａ４、ｂ６である。危険状態になると、サーボモータ１１が減速して停止したことをモータエンコーダ６１で検出した後に、動力遮断部３５を遮断すると共にブレーキ電磁弁３６を通してブレーキ１７を作動させる。そのため、図４の時刻ａ５−ａ６及び図５の時刻ｂ６−ｂ７において、サーボモータ１１の待機停止状態が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開平０５−３１８１９９号公報
【特許文献２】特開２００７−３１９９１７号公報
【特許文献３】特開２００２−２８３１００号公報
【特許文献４】特開平１０−２７７８００号公報
【特許文献５】特開２００９−１６０６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００５５】
本発明の目的は、電動モータと物理的に連結されたスライドの停止中の安全をより確実に確保することができるプレス機械及びプレス機械の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００５６】
（１）本発明にかかるプレス機械は、
電動モータの回転によりスライドを昇降してプレス加工するプレス機械であって、
前記電動モータへの電力を遮断する動力遮断部と、
前記スライドの停止状態を機械的に維持するブレーキと、
前記動力遮断部と前記ブレーキを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記スライドの下降動作領域における前記電動モータの全ての停止時において、前記動力遮断部が前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記ブレーキが前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする。
【００５７】
本発明にかかるプレス機械によれば、電動モータの全ての停止時において、電動モータへの電力が遮断されているので制御系の故障やノイズ等の外乱による電動モータの誤動作の恐れがなく、しかも、ブレーキによってスライドの停止状態を維持できるので、電動モータの停止中の安全をより確実に確保することができる。また、本発明にかかるプレス機械によれば、電動モータの全ての停止時において、電動モータへの電力の供給がないので、省電力化も達成することができる。
【００５８】
（２）本発明にかかるプレス機械において、
前記制御部は、前記スライドの下降動作領域における前記電動モータを停止させる減速動作において、減速開始から停止するまでの残り時間を算出する残時間算出部を有し、
前記残時間算出部で算出された残り時間に基づいて、前記動力遮断部が前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記ブレーキが前記スライドの昇降動作を機械的に停止することができる。
【００５９】
本発明にかかるプレス機械によれば、残時間算出部で算出された残り時間に基づいて、電動モータが動作状態から電力が供給されない停止状態に確実に遷移することができるため、電動モータの停止中の安全をより確実に確保することができると共に、省電力化も達成することができる。
【００６０】
（３）本発明にかかるプレス機械において、
前記電動モータの回転を前記スライドの昇降動作に変換する偏心機構をさらに有し、
前記制御部は、前記スライドの上昇動作領域における前記電動モータを停止させる停止信号の入力を受けると、前記偏心機構における上死点に到達する時刻に基づいて、前記動力遮断部が前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記ブレーキが前記スライドの昇降動作を機械的に停止することができる。
【００６１】
本発明にかかるプレス機械によれば、偏心機構における上死点に到達する予定時刻に基づいて、電動モータが動作状態から電力が供給されない停止状態に確実に遷移することができるため、電動モータの停止中の安全をより確実に確保することができると共に、省電力化も達成することができる。
【００６２】
（４）本発明にかかるプレス機械は、
電動モータの回転によりスライドを昇降してプレス加工するプレス機械であって、
前記電動モータの回転を前記スライドの昇降動作に変換する偏心機構と、
前記電動モータへの電力を遮断する動力遮断部と、
前記スライドの停止状態を機械的に維持するブレーキと、
前記動力遮断部と前記ブレーキを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記スライドの上昇動作領域において、前記電動モータを停止させる停止信号の入力を受けると、前記スライドの上死点に到達する予定時刻に基づいて、前記動力遮断部が前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記ブレーキが前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする。
【００６３】
本発明にかかるプレス機械によれば、偏心機構における上死点に到達する時刻に基づいて、電動モータが動作状態から電力が供給されない停止状態に確実に遷移することができる。また、本発明にかかるプレス機械によれば、上死点到達後は電動モータへの電力が遮断されているので制御系の故障やノイズ等の外乱による電動モータの誤動作の恐れがなく、しかも、ブレーキによってスライドの停止状態を維持できるので、電動モータの停止中の安全をより確実に確保することができる。さらに、本発明にかかるプレス機械によれば、上死点到達後の電動モータの停止時において、電動モータへの電力の供給がないので、省電力化も達成することができる。
【００６４】
（５）本発明にかかるプレス機械の制御方法は、
電動モータの回転によりスライドを昇降してプレス加工するプレス機械の制御方法であって、
前記スライドの下降動作領域における前記電動モータの全ての停止時において、前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする。
【００６５】
本発明にかかるプレス機械の制御方法によれば、電動モータの全ての停止時において、電動モータへの電力が遮断されているので制御系の故障やノイズ等の外乱による電動モータの誤動作の恐れがなく、しかも、スライドの停止状態を機械的に維持できるので、電動モータの停止中の安全をより確実に確保することができる。また、本発明にかかるプレス機械の制御方法によれば、電動モータの全ての停止時において、電動モータへの電力の供給がないので、省電力化も達成することができる。
【００６６】
（６）本発明にかかるプレス機械の制御方法は、
電動モータの回転によりスライドを昇降してプレス加工するプレス機械の制御方法であって、
前記スライドの上昇動作領域において、前記電動モータを停止させる停止信号の入力を受けると、前記スライドの上死点に到達する予定時刻に基づいて、前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする。
【００６７】
本発明にかかるプレス機械の制御方法によれば、偏心機構における上死点に到達する予定時刻に基づいて、電動モータが動作状態から電力が供給されない停止状態に確実に遷移することができる。また、本発明にかかるプレス機械の制御方法によれば、上死点到達後は電動モータへの電力が遮断されているので制御系の故障やノイズ等の外乱による電動モータの誤動作の恐れがなく、しかも、スライドの停止状態を維持できるので、電動モータの停止中の安全をより確実に確保することができる。さらに、本発明にかかるプレス機械の制御方法によれば、上死点到達後の電動モータの停止時において、電動モータへの電力の供給がないので、省電力化も達成することができる。
【発明の効果】
【００６８】
本発明のプレス機械及びプレス機械の制御方法によれば、電動モータの停止中の安全を
より確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】従来の機械プレスの構成を説明するための模式図である。
【図２】従来の電動プレスであるプレス機械１０ｂの構成を説明するための模式図である。
【図３】図２のプレス機械の制御部を説明するためのブロック図である。
【図４】運転選択部において「寸動運転」を選択したときのプレス機械１０ｂの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】運転選択部において「安全一行程」を選択したときのプレス機械１０ｂの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態に係るプレス機械の構成を説明するための模式図である。
【図７】運転選択部において「寸動運転」を選択したときのプレス機械の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】運転選択部において「安全一行程」を選択したときのプレス機械１０ｂの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】モーション指令部で生成された安全一行程時の運転パターンの一例をグラフ化したものである。
【図１０】運転パターンとプレス起動信号と残り時間との関係を表したグラフである。
【図１１】運転パターンとプレス起動信号と残り時間との関係を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００７１】
本発明の一実施の形態にかかるプレス機械は、電動モータの回転によりスライドを昇降してプレス加工するプレス機械であって、前記電動モータへの電力を遮断する動力遮断部と、前記スライドの停止状態を機械的に維持するブレーキと、前記動力遮断部と前記ブレーキを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記スライドの下降動作領域における前記電動モータの全ての停止時において、前記動力遮断部が前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記ブレーキが前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする。
【００７２】
また、本発明の一実施の形態にかかるプレス機械は、電動モータの回転によりスライドを昇降してプレス加工するプレス機械であって、前記電動モータの回転を前記スライドの昇降動作に変換する偏心機構と、前記電動モータへの電力を遮断する動力遮断部と、前記スライドの停止状態を機械的に維持するブレーキと、前記動力遮断部と前記ブレーキを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記スライドの上昇動作領域において、前記電動モータを停止させる停止信号の入力を受けると、前記スライドの上死点に到達する予定時刻に基づいて、前記動力遮断部が前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記ブレーキが前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする。
【００７３】
本発明の一実施の形態にかかるプレス機械の制御方法は、電動モータの回転によりスライドを昇降してプレス加工するプレス機械の制御方法であって、前記スライドの下降動作領域における前記電動モータの全ての停止時において、前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする。
【００７４】
また、本発明の一実施の形態にかかるプレス機械の制御方法は、電動モータの回転によ
りスライドを昇降してプレス加工するプレス機械の制御方法であって、前記スライドの上昇動作領域において、前記電動モータを停止させる停止信号の入力を受けると、前記スライドの上死点に到達する予定時刻に基づいて、前記電動モータへの電力を遮断すると共に、前記スライドの停止状態を機械的に維持することを特徴とする。
【００７５】
Ａ．プレス機械
まず、本発明の一実施の形態にかかるプレス機械１０について説明する。
【００７６】
図６は、本発明の一実施の形態に係るプレス機械の構成を説明するための模式図である。なお、プレス機械１０は、図２を用いて説明した従来の電動プレスと基本的な構成が共通するので、これらの説明については省略する。また、以降の説明においては、図３を用いて説明した構成と共通する構成については、共通の符号を用いて説明する。
【００７７】
プレス機械１０は、サーボモータ１１の回転を偏心機構２０を介してスライド１８の上下往復運動に変換し、スライド１８の上下往復運動を利用して図示しないワークに対してプレス加工を施すことができる。ここで、プレス機械１０は、スライド１８が上死点側から下死点側へ向かう下降動作領域と、下死点側から上死点側へ向かう上昇動作領域と、と有し、下降動作領域においてプレス加工を行う。
【００７８】
プレス機械１０は、電動モータであるサーボモータ１１、伝達機構であるギヤ１５、１６、偏心機構２０、スライド１８、図示しないボルスタ、ブレーキ１７、電力供給系３０、操作部４０、制御部５０及び検出部６０（図２参照）を有する。
【００７９】
電動モータは、本実施の形態に用いる回転速度などを数値制御可能なＡＣサーボモータに限らず、プレス機械に採用される公知の電動モータであれば適用可能である。
【００８０】
偏心機構２０は、回転運動を往復運動に変換する機構であって、クランク軸やエキセン軸を用いたクランク機構を採用することができる。また、プレス機械に用いられている公知のスライド駆動機構、例えば、ナックル機構、リンク機構等による倍力機構を用いることができる。特に、その駆動源が電動モータであって、電動モータとスライド駆動機構との間にクラッチのような物理的に連結状態を解除する機構を有しないプレス機械に採用することができる。
【００８１】
電力供給系３０は、交流電源３１に接続される電源コンバータ３２と、電気エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積装置３３と、電力制御するインバータ３４と、サーボモータ１１への電力を接続／遮断する動力遮断部３５と、ブレーキ１７を開閉するブレーキ電磁弁３６と、を有する。
【００８２】
操作部４０は、スライドモーションを設定するモーション設定部４１と、運転行程を選択する運転選択部４２と、両手で同時に操作して起動信号を出力する両手操作部４３と、を有する。
【００８３】
制御部５０は、起動判断及び停止判断を行うプレス制御部５１と、運転パターンに応じた指令値を出力するモーション指令部５２と、モーション指令部５２の指令値に従ってサーボモータ１１を制御するモーション制御部５３と、ブレーキ電磁弁３６及びブレーキ１７を制御するブレーキ制御部５４と、サーボモータ１１の位置状態や速度状態が本来の運転パターン通りに推移していることを逐次監視する状態監視部５５と、モータ停止までの残り時間を算出する残時間算出部５６と、を有する。
【００８４】
検出部６０は、サーボモータ１１の駆動軸の回転角度を検出するモータエンコーダ６１
と、クランクシャフト２１の回転角度を検出するクランクエンコーダ６２と、危険領域への侵入を検出する安全防護装置６３を有する。
【００８５】
安全防護装置６３は、危険域と隔離するためのガードや危険域への侵入を検出してプレスを止めるためのライトカーテンと呼ばれる光線式安全装置などである。安全防護装置６３に異常があると、危険状態と判断され、プレス動作前であればプレス動作を開始せず、プレス動作中であればサーボモータ１１を直ちに減速し停止動作に入る。
【００８６】
Ａ−１．電力供給系
電力供給系３０において、交流電力は、交流電源３１から電源コンバータ３２に入力される。電源コンバータ３２は交流を直流に、または、直流を交流に双方向に変換する。
【００８７】
電源コンバータ３２の直流側の直流母線３２ａはインバータ３４の入力となる直流側に接続されると共に、エネルギー蓄積装置３３に接続される。エネルギー蓄積装置３３としては、２次電池、大容量電解コンデンサ、電気二重層コンデンサまたはこれらを組み合わせて用いることができる。
【００８８】
エネルギー蓄積装置３３は、図示のものは直流母線３２ａに直接接続されているが、エネルギー蓄積装置３３の端子電圧と直流母線３２ａの電圧が違う場合は、双方向に電力制御することができる。インバータ３４の出力となる交流側は、動力遮断部３５を介して、電動モータであるサーボモータ１１に接続される。
【００８９】
サーボモータ１１は、インバータ３４からの電力供給を受けて回転する。サーボモータ１１の回転速度及び回転位置は、モータエンコーダ６１で検出される。サーボモータ１１の回転によってピニオンギヤ１５を有する駆動軸を回転し、メインギヤ１６を介してクランクシャフト２１を駆動してスライド１８が昇降する。
【００９０】
ここで、動力遮断部３５は、インバータ３４とサーボモータ１１との間に配置される。動力遮断部３５は、ブレーキ制御部５４からコンタクタ信号が入力された場合（すなわち信号Ｈｉレベルの場合）は、接続されて、インバータ３４からサーボモータ１１へ電力が供給される。そして、ブレーキ制御部５４からコンタクタ信号が入力されない場合（信号Ｌｏレベルの場合）、動力遮断部３５が切断されて、インバータ３４からサーボモータ１１へ出力される電力を遮断する。
【００９１】
また、ブレーキ１７は、駆動軸におけるサーボモータ１１とは反対側に設けられる。ブレーキ１７としては、機械式ブレーキを用いることができる。機械式ブレーキは、摩擦ブレーキとも呼ばれ、固体同士の摩擦力を熱に変換することによって制動するものである。ブレーキ１７は、サーボモータ１１の駆動軸に連結され、駆動軸に直接的または間接的に機械摩擦力を加えつつ機械ブレーキとして動作する。機械摩擦力は、開放されたバネの圧力によって発生する。ブレーキ１７は、ブレーキ制御部５４からブレーキ信号が入力された場合（すなわち信号Ｈｉレベルの場合）は、ブレーキ電磁弁３６の電磁力によりバネが拘束され、ブレーキ解放状態となる。そして、ブレーキ制御部５４からブレーキ信号が入力されない場合（信号Ｌｏレベルの場合）、ブレーキ電磁弁３６の電磁力によりバネが解放されて駆動軸の回転を制動する。
【００９２】
なお、ブレーキ１７はサーボモータ１１の駆動軸に接続されているが、スライド１８を機械的に停止および停止を維持する目的を達成できるならば、他の部位に取り付けてもよく、他の公知の手段を用いてもよい。
【００９３】
Ａ−２．操作部
モーション設定部４１は、プレスの加工目的に応じたスライドモーションを設定する。例えば、絞り加工であればスライド１８の速度が加工域から等速になるように、スライドの位置や速度の動作条件を、このモーション設定部４１で設定する。
【００９４】
運転選択部４２は、「寸動運転」、「安全一行程運転」、「連続運転」のいずれかの運転行程が選択できる。寸動は、わずかな寸法だけスライドを移動させることであり、寸動運転において寸動操作を続けている間はスライドが移動し、操作を断つとスライドが即停止する。一行程は一度の起動操作によってスライドが一度だけ往復し設定点で停止する動きであり、安全一行程運転は一行程運転のうち限定された範囲内で起動操作を中断すると、スライドが即停止する。連続運転は、一度起動操作を行うと、停止操作を行うまでスライドが中断することなく繰り返し往復する。
【００９５】
両手操作部４３は、両手で同時に操作することで起動信号を出力する装置であり、危険域内への侵入を防ぐことや、確実な安全距離を保つための手段として、プレス機械では一般的に使用される起動装置である。
【００９６】
Ａ−３．制御部
プレス制御部５１は、運転選択部４２からの「運転行程」、両手操作部４３からの「プレス起動信号」、ブレーキ制御部５４（安全防護装置６３）からの「ライトカーテン通光信号」などの情報から、プレスの運転行程に応じた運転のための条件判断、起動判断及び停止判断が行われる。プレス制御部５１で判断された結果はモーション指令部５２に入力され、それがプレス起動判断であればモーション設定部４１で予め設定されたスライドモーションが実行される。
【００９７】
モーション指令部５２は、モーション設定部４１で設定される動作条件から単位時間毎のクランク角度、スライド位置、モータ速度等に展開したデータ配列からなる運転パターンを生成し、この運転パターンに応じた指令値をモーション制御部５３に出力する。特に、モーション設定部４１で設定される動作条件は、プレススライドの下死点上の高さを基準に設定するため、クランクの偏心量やピニオンギヤ１５とメインギヤ１６のギヤ減速比より、スライドがモーション設定部４１で設定された動作条件動作になるようなサーボモータ１１への動作指令が、モーション指令部５２で生成される。
【００９８】
モーション制御部５３は、サーボモータ１１への動作指令を出力する。モーション制御部５３は、サーボモータ１１の位置制御、速度制御、トルク制御をするために、モーション指令部５２からの位置／速度指令、およびモータエンコーダ６１からのフィードバック信号によって制御される。
【００９９】
サーボモータ１１を制御する上で、モータエンコーダ６１からのフィードバック信号に誤りがあると、サーボモータ１１は誤動作を起こすため、モーション制御部５３にはクランクエンコーダ６２をフィードバック信号として取り入れ、モータエンコーダ６１の検出位置をピニオンギヤ１５とメインギヤ１６のギヤ減速比を用いてクランク軸位置に換算し、この換算値をクランクエンコーダ６２の検出値と常時比較しながら、モータエンコーダ６１が正常であることをモーション制御部５３で判断している。
【０１００】
また、モータエンコーダ６１を正常判断する手段として、クランクエンコーダ６２の替わりに、スライド１８の位置を直接検出する方法を用いることができる。
【０１０１】
ブレーキ制御部５４は、安全防護装置６３が安全状態であることを確認後、両手操作部４３のプレス起動指令（プレス起動信号がＯＮ）を受けて、電力供給指令（コンタクタ信号がＯＮ）を出力して動力遮断部３５を接続するとともに、ブレーキ解放指令（ブレーキ
信号がＯＮ）を出力してブレーキ電磁弁３６がブレーキ１７を解放し、サーボモータ１１はモーション指令部５２で生成された運転パターン通りに動作が開始される。
【０１０２】
また、ブレーキ制御部５４は、安全防護装置６３が危険状態であることを確認又は両手操作部４３のプレス停止指令（プレス起動信号がＯＦＦ）を受けて、モーション制御部５３は停止指令をインバータ３４へ出力してサーボモータ１１を減速し、停止する。そして、少なくともスライド１８の下降動作領域におけるサーボモータ１１の全ての停止時において、ブレーキ制御部５４は、電力停止指令（コンタクタ信号がＯＦＦ）を出力して動力遮断部３５を遮断してサーボモータ１１への電力供給を遮断するとともに、ブレーキ指令（ブレーキ信号がＯＦＦ）を出力してブレーキ電磁弁３６がブレーキ１７を接触してスライド１８の停止状態を機械的に維持することで、安全停止状態となる。
【０１０３】
したがって、プレス機械１０の制御部５０は、スライド１８の下降動作領域におけるサーボモータ１１の全ての停止時において、安全停止状態とすることで、サーボロック状態の待機停止状態が無くなるため、サーボモータ１１の誤動作がなく安全をより確実に確保でき、サーボモータ１１への電力供給も不要であるので省電力化を達成することができる。
【０１０４】
状態監視部５５は、モーション指令部５２で生成される単位時間毎のクランク角度、スライド位置、モータ速度等に展開したデータ配列からなる運転パターンと、モータエンコーダ６１の信号から、サーボモータ１１の位置状態や速度状態が本来の運転パターン通りに推移しているのかどうかを逐次監視する。
【０１０５】
残時間算出部５６は、プレス制御部５１から得られるプレス起動信号の立下りタイミングと、状態監視部５５の運転パターンに対する推移状態からモータ停止までの残り時間を算出する。そして、プレス制御部５１は、この残り時間に基づいて、ブレーキ制御部５４に停止指令を出力する。
【０１０６】
つまり、両手操作部４３のプレス起動指令で、安全停止状態から動作状態に遷移し、残時間算出部５６の停止指令により、動作状態から安全停止状態に遷移することで、待機停止状態が無くなる。このように、残時間算出部５６によって算出された残り時間に基づいて確実に動作状態から安全停止状態に遷移することで、プレス機械１０においては、サーボモータ１１の誤動作がなく安全をより確実に確保でき、サーボモータ１１への電力供給も不要であるので省電力化を達成することができる。
【０１０７】
また、寸動運転時において、残時間算出部５６は、プレス起動信号の立下りタイミングからサーボモータ１１が直ぐに減速停止するまでの残り時間を算出する。
【０１０８】
安全一行程において、残時間算出部５６は、スライド１８の下死点前では寸動時と同様にプレス起動信号の立下りタイミングからサーボモータ１１が直ぐに減速停止するまでの残り時間を算出し、スライド１１の下死点過ぎではプレス起動信号の立下りタイミングから上死点に停止するまでの残り時間を運転パターンから算出する。
【０１０９】
Ｂ．プレス機械の制御方法
本発明の一実施の形態に係るプレス機械の制御方法について、図６に示すプレス機械１０を用いて説明する。
【０１１０】
プレス機械の制御方法は、スライド１８の下降動作領域におけるサーボモータ１１の全ての停止時において、サーボモータ１１への電力を遮断すると共に、スライド１８の停止状態を機械的に維持する。
【０１１１】
このようなプレス機械の制御方法によれば、サーボモータ１１の全ての停止時において、サーボモータ１１への電力が遮断されているので制御系の故障やノイズ等の外乱によるサーボモータ１１の誤動作の恐れがなく、しかも、スライド１８の停止状態を機械的に維持できるので、サーボモータ１１の停止中の安全をより確実に確保することができる。また、このようなプレス機械の制御方法によれば、サーボモータ１１の全ての停止時において、サーボモータ１１への電力の供給がないので、省電力化も達成することができる。
【０１１２】
また、プレス機械の制御方法は、スライド１８の上昇動作領域において、サーボモータ１１を停止させる停止信号の入力を受けると、スライド１８の上死点に到達する予定時刻に基づいて、サーボモータ１１への電力を遮断すると共に、スライド１８の停止状態を機械的に維持する。
【０１１３】
このようなプレス機械の制御方法によれば、偏心機構２０における上死点に到達する予定時刻に基づいて、サーボモータ１１が動作状態から電力が供給されない停止状態に確実に遷移することができる。また、このようなプレス機械の制御方法によれば、上死点到達後はサーボモータ１１への電力が遮断されているので制御系の故障やノイズ等の外乱によるサーボモータ１１の誤動作の恐れがなく、しかも、スライドの停止状態を機械的に維持できるので、サーボモータ１１の停止中の安全をより確実に確保することができる。さらに、このようなプレス機械の制御方法によれば、上死点到達後のサーボモータ１１の停止時において、サーボモータ１１への電力の供給がないので、省電力化も達成することができる。
【０１１４】
Ｃ．寸動運転
「寸動運転」におけるプレス機械１０の動作及び制御方法について、図７を用いて説明する。図７は、運転選択部において「寸動運転」を選択したときのプレス機械の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【０１１５】
時刻ｃ０において、「プレス起動信号」項目がＯＮになると、ブレーキ制御部５４を経由して「コンタクタ信号」項目がＯＮとなってサーボモータ１１への電力が供給されると共に、「ブレーキ信号」項目がＯＮとなってブレーキ１７が解放状態となり、制御系の僅かな遅れ時間を経過後にサーボモータ１１は回りだし、その結果、スライド１８は下降開始する。
【０１１６】
時刻ｃ１で「プレス起動信号」項目がＯＦＦに切り替わると、サーボモータ１１は時刻ｃ２から減速を開始し、時刻ｃ３で停止する。また、残時間算出部５６は、状態監視部５５の推移状態に基づいてサーボモータ１１が減速を開始してから停止するまでの残り時間を算出し、この残り時間に基づいて、例えば残り時間が無くなる時刻ｃ３においてコンタクタ信号とブレーキ信号がＯＦＦとなり、サーボモータ１１は安全停止状態となる。したがって、このサーボモータ１１の停止時刻とコンタクタ信号とブレーキ信号がＯＦＦに切り替わる時刻は、時刻ｃ３で同一である。なお、残り時間については、減速停止動作の説明において詳述する。
【０１１７】
そして、次に時刻ｃ４で「プレス起動信号」項目がＯＮに切り替わるまで、図７においては、ごく僅かな制御系の遅れ時間の後に実際にサーボモータ１１が回転開始するまで、コンタクタ信号とブレーキ信号がＯＦＦのままサーボモータ１１は安全停止状態を維持する。
【０１１８】
すなわち、図４を用いて説明した従来の電動プレスのように、少なくとも時刻ｃ３〜ｃ４までの間に待機停止状態は存在しない。
【０１１９】
時刻ｃ４で「プレス起動信号」項目がＯＮに切り替わると、サーボモータ１１は回り始め、スライド１８は再び加速しながら下降動作を開始する。
【０１２０】
プレス運転中の時刻ｃ５において、例えば他の作業者がプレスの危険域に近づいた場合、安全防護装置６３におけるライトカーテンが遮光されると、「ライトカーテン通光」項目がＯＦＦとなり、サーボモータ１１は減速し、時刻ｃ６で停止する。また、それと並行して、残時間算出部５６で求められた残り時間に基づいて、例えば残り時間が無くなる時刻ｃ６においてコンタクタ信号とブレーキ信号がＯＦＦになり、安全停止状態となる。プレス起動信号よりもライトカーテン信号が優先されるためである。
【０１２１】
その後、時刻ｃ７で「ライトカーテン通光」項目が再びＯＮに切り替わっても、サーボモータ１１の安全停止状態は維持される。
【０１２２】
なお、残時間算出部５６で算出する残り時間は、前記のような時間間隔ではなく、サーボモータ１１が完全に停止する予定時刻を算出するものであっても良い。
【０１２３】
Ｄ．安全一行程
「安全一行程」におけるプレス機械１０の動作及び制御方法について、図８を用いて説明する。図８は、運転選択部において「安全一行程」を選択したときのプレス機械１０の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【０１２４】
安全一行程は、スライドが下死点手前の作業者の指が入らないスライド高さ（クランク角１８０度、時刻ｄ６）までは寸動と同じ動作のため、説明を省略する。
【０１２５】
図５の従来の電動プレスについて説明した通り、上昇保持信号がプレス起動信号と同じ役割を果たすため、上昇動作領域であるクランク角１８０度（時刻ｄ６）以降は「プレス起動信号」項目がＯＦＦになってもサーボモータ１１は動作し続け、上死点で自動停止する。
【０１２６】
また、残時間算出部５６は、クランク角１８０度からクランク角３５９度までの残り時間を算出する。
【０１２７】
ブレーキ制御部５４は、その算出された残り時間に基づいて、例えば時刻ｄ６〜時刻ｄ８をカウントし、時刻ｄ８において、スライド１８が上死点で停止すると同時に「コンタクタ信号」項目と「ブレーキ信号」項目がＯＦＦになり、安全停止状態となる。
【０１２８】
なお、残時間算出部５６で求められる残り時間は、「プレス起動信号」項目がＯＦＦとなるタイミングとしているが、「上昇保持信号」項目がＯＮとなるタイミングから開始しても良い。また、残り時間は、スライドが停止するまでの時間間隔として説明したが、スライドが停止する予定時刻として設定しても良い。その場合、予め制御系における動作遅延時間を考慮して実際にスライド１８が停止するよりもわずかに早い時刻を予定時刻とすることができる。
【０１２９】
特に、上死点で停止する「安全一行程」の運転パターンであれば、制御部５０は、スライド１８の上昇動作領域におけるサーボモータ１１を停止させる停止信号の入力を受けると、偏心機構２０における上死点に到達する予定時刻に基づいて、動力遮断部３５がサーボモータ１１への電力を遮断すると共に、ブレーキ１７がスライド１８の昇降動作を機械的に停止するようにすることができる。
【０１３０】
このように、図５の従来例にあっては、上昇保持信号がＯＦＦになっても待機停止信号はＯＮのままであり、時刻ｂ５（サーボモータ１１が上死点で停止）以降も、サーボモータ１１は待機停止状態であったが、本実施の形態においては、図８に示すように、時刻ｄ８においてコンタクタ信号とブレーキ信号がＯＦＦになり、待機停止状態を経ることなく、安全停止状態となる。
【０１３１】
Ｅ．減速停止動作
安全一行程の運転パターンの一例を用いて、減速停止動作における残時間について説明する。
【０１３２】
表１は、モーション指令部５２で生成された安全一行程時の運転パターンの一例であり、これをグラフ化したものが図９である。図１０は、図９におけるプレス運転開始直後の運転パターンとプレス起動信号と残り時間との関係を表したグラフである。図１１は、図９における運転パターンとプレス起動信号と残り時間との関係を表したグラフである。
【０１３３】
図９〜図１１において、破線Ｍはサーボモータ１１の速度（ｍｉｎ-1）であり、実線Ｓはスライド１８の下死点上の高さ（ｍｍ）であり、一点鎖線Ｃはクランク軸２１のクランク角度（度）である。
【０１３４】
【表１】
0005897053.tif 000002
【０１３５】
図９に示すように、この安全一行程は、プレス運転開始から０．２秒後までサーボモータ１１の速度Ｍが加速し、０．２秒から１．０秒まで定速運転し、１．０秒から１．２秒まで減速して停止する。
【０１３６】
例えば、スライド１８の下降動作領域の一部であるこのサーボモータ１１の加速期間にプレス起動信号がＯＦＦに切り替わると、安全一行程におけるスライド１８の下死点手前の動作は寸動運転時と同じであるため、図１０に示すようにサーボモータ１１は直ちに減速・停止動作が行われる。
【０１３７】
まず、例えば、破線Ｍ１で示すように、時刻０．１ｓｅｃでプレス起動信号がＯＦＦに切り替わると、そこから減速が開始され、時刻０．２ｓｅｃで完全停止となる。
【０１３８】
また、例えば、破線Ｍ２で示すように、時刻０．２ｓｅｃでプレス起動信号がＯＦＦに切り替わると、そこから減速が開始され時刻０．４ｓｅｃで完全停止となる。
【０１３９】
このように、サーボモータ１１の加速中における減速開始から停止までの時間は、減速開始直前のサーボモータ１１の速度で変化する。なお、減速開始直前のサーボモータ１１の速度に関係無く、一定の減速時間とすることも可能であるが、減速開始から停止までの時間が長くなるという欠点がある。例えば、プレス仕様で決められたモータ最高速度から減速可能な時間を一定の減速時間とすると、この例では０．２ｓｅｃとなるが、時刻０．１ｓｅｃでプレス起動信号がＯＦＦに切り替わった場合には、そこから０．２ｓｅｃで完全停止すると、時刻は０．３ｓｅｃになり、停止するまでの時間がこの例よりも０．１ｓｅｃ長くなる。
【０１４０】
本実施の形態では、プレス起動信号がＯＦＦに切り替わるタイミングに応じて変化する減速時間を残時間算出部５６で算出し、その残り時間に基づいてブレーキ制御部５４が動力遮断部３５とブレーキ電磁弁３６へ指令を出す。
【０１４１】
そのため、サーボモータ１１が減速して停止すると同時に動力遮断部３５によってサーボモータ１１への電力供給を遮断し、かつ、ブレーキ１７で制動することによって安全停止状態とすることができる。すなわち、サーボモータ１１が実際に停止してから安全停止状態になるまでの間に、サーボモータ１１がサーボロック状態になる待機停止状態が存在しない。
【０１４２】
なお、動力遮断部３５やブレーキ１７には、実際に作動するまでの電気的遅れ時間と機械的遅れ時間がわずかに存在するが、これらは一定の遅れ時間であるため、その遅れ時間を残時間算出部５６の停止指令出力タイミングより予め差引くことで、さらに精度を上げることができる。
【０１４３】
また、図１１に示すように、安全一行程におけるスライド１８の下死点を過ぎた上昇動作領域での動作は、プレス起動信号がＯＦＦに切り替わっても上死点まで自動で動き、上死点で停止する。ここでは、スライド１８は、下死点を過ぎた時刻０．６５ｓｅｃでプレス起動信号がＯＦＦに切り替わるが、サーボモータ１１は運転パターン通りに制御されるため、上死点に到達する予定時刻である時刻１．２ｓｅｃまで動作した後、完全停止する。
【０１４４】
図１１における実線Ｓ，Ｍはモーション指令部５２で生成された運転パターンによる予定モーションであるが、実際のプレス加工では金型と製品がインパクトしたタイミング（ここでは時刻０．４６ｓｅｃ）から下死点（時刻０．６ｓｅｃ）までサーボモータ１１に外乱負荷が掛るため、サーボモータ１１の速度は破線Ｓ２，Ｍ３のように低下する。そして、サーボモータ１１への外乱負荷が軽減される下死点を過ぎたあたりから、予定モーションに対する遅れ分を取り戻すために、時刻０．６ｓｅｃから時刻０．７６ｓｅｃにおいて、サーボモータ１１は速度を上げるように制御される。
【０１４５】
電動プレスに採用するサーボモータは、一般に最大加圧能力のプレス加工に絶え得るトルク能力と、プレス加工時の外乱負荷による速度低下分を前記予定モーションの時間内で取り戻す分だけの回転数が出せるサーボモータを採用しているため、プレス加工条件により１サイクル時間（すなわち１サイクルが終了する予定時刻）が遅れてずれることは無い。
【０１４６】
このように、スライド１８が上死点に到達する予定時刻に基づいて動力遮断部３５及びブレーキ１７を停止動作しても良いが、残り時間に基づいて停止動作しても良い。この場合、予定している運転パターンでの終了予定時刻に対して、プレス起動信号がＯＮになっている時間を差引いた時間が残り時間となるため、図１１の例ではプレス起動信号がＯＦ
Ｆに切り替わってから残り時間の０．５６ｓｅｃ後に、サーボモータ１１が減速して停止すると同時に動力遮断部３５によってサーボモータ１１への電力供給を遮断し、かつ、ブレーキ１７で制動することによって安全停止状態とすることができる。
【０１４７】
なお、上記のように本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。
【符号の説明】
【０１４８】
１０ａ：プレス機械、１１ａ：メインモータ、１２ａ：モータプーリ、１３ａ：フライホイール、１４ａ：クラッチ、１５ａ：ピニオンギヤ、１６ａ：メインギヤ、１７ａ：ブレーキ、１８ａ：スライド、２０ａ：偏心機構、２１ａ：クランクシャフト、２２ａ：コネクティングロッド、１０、１０ｂ：プレス機械、１１：サーボモータ、１５：ピニオンギヤ、１６：メインギヤ、１７：ブレーキ、１８：スライド、２０：偏心機構、２１：クランクシャフト、２２：コネクティングロッド、３１：交流電源、３２：電源コンバータ、３３：エネルギー蓄積装置、３４：インバータ、３５：動力遮断部、３６：ブレーキ電磁弁、４０：操作部、４１：モーション設定部、４２：運転選択部、４３：両手操作部、５０：制御部、５０ｂ：制御部、５１：プレス制御部、５２：モーション指令部、５３：モーション制御部、５４：ブレーキ制御部、５５：状態監視部、５６：残時間算出部、６１：モータエンコーダ、６２：クランクエンコーダ、６３：安全防護装置
【図１】
0005897053.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005897053.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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