(57)【要約】【課題】下死点を正確に検知することにより、製品品質を維持することができるプレス装置を提供する。【解決手段】昇降ロッドを有する加圧機構部と、前記昇降ロッドに連結された荷重検出手段と、前記昇降ロッドの位置を検出する位置検出手段と、前記加圧機構部、荷重検出手段および位置検出手段に電気的に接続される制御手段とからなるプレス装置であって、該制御手段が、単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量を演算する変化量演算部と、該単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量との比である変動係数を演算する係数演算部と、該変動係数と所定のしきい値とを比較する比較演算部と、該比較の結果、前記変動係数が所定のしきい値をこえる場合、前記昇降ロッドの下死点を検知したと判断する判断部とを備えている。【選択図】図１
2006315066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降ロッドを有する加圧機構部と、前記昇降ロッドに連結された荷重検出手段と、前記昇降ロッドの位置を検出する位置検出手段と、前記加圧機構部、荷重検出手段および位置検出手段に電気的に接続される制御手段とからなるプレス装置であって、該制御手段が、単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量を演算する変化量演算部と、該単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量との比である変動係数を演算する係数演算部と、該変動係数と所定のしきい値とを比較する比較演算部と、該比較の結果、前記変動係数が所定のしきい値をこえる場合、前記昇降ロッドの下死点を検知したと判断する判断部とを備えてなるプレス装置。
【請求項２】
前記加圧機構部に昇降ロッドの加圧速度の動作信号を伝達する指令部を備えてなる請求項１記載のプレス装置。
【請求項３】
昇降ロッドを有する加圧機構部と、前記昇降ロッドに連結された荷重検出手段と、前記昇降ロッドの位置を検出する位置検出手段と、前記加圧機構部、荷重検出手段および位置検出手段に電気的に接続される制御手段とかなるプレス装置に用いる圧入法であって、単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量を演算する工程と、該単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量との比である変動係数を演算する工程と、該変動係数と所定のしきい値とを比較する工程と、該比較の結果、前記変動係数が所定のしきい値をこえる場合、前記昇降ロッドの下死点を検知したと判断する工程とを含むプレス装置に用いる圧入法。
【請求項４】
前記加圧機構部に昇降ロッドの加圧速度の動作信号を伝達する工程を含む請求項３記載の圧入法。
【請求項５】
プレス装置における昇降ロッドの下死点を検知するためにコンピュータを、単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量を演算する変化量演算部、該単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量との比である変動係数を演算する係数演算部、該変動係数と所定のしきい値とを比較する比較演算部、該比較の結果、前記変動係数が所定のしきい値をこえる場合、前記昇降ロッドの下死点を検知したと判断する判断部として機能させるための圧入プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス装置および該プレス装置に用いる圧入法、ならびに圧入プログラムに関する。さらに詳しくは、圧入領域における荷重および位置の変化量を監視し、下死点を正確に検知することができるプレス装置および該プレス装置に用いる圧入法、ならびに圧入プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧入材、たとえばシャフトを被圧入材、たとえば軸受の孔に圧入する場合、これらが公差の範囲内の寸法精度を有していても、組合せによっては圧入力に多少のバラツキが生じるため、一定の圧入荷重で圧入すると、軸受をシャフトの所定の位置に圧入することができない圧入不足や、過剰圧入という組付け後の製品品質にバラツキが生じる。このため、圧入状態を確認しながら組付けを行うようにしている。たとえば、圧入時に圧入量と圧入荷重とを確認しながら行う圧入装置がある(特許文献１参照)。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１７７５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、圧入量と圧入荷重は、ある時点における検出量であり、単位時間の変化量ではない。したがって、検出値をいくつかのポイントで設定したり、連続的に測定した測定値で判断しなければならず、設定・判断が複雑となるため、製品品質を維持すことがむずかしい。
【０００５】
そこで、本発明は、押し切る圧入の場合、下死点での圧入荷重が重要であることに鑑み、下死点を正確に検知することにより、製品品質を維持することができるプレス装置および該プレス装置に用いる圧入法、ならびに圧入プログラム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】
【０００６】
本発明のプレス装置は、昇降ロッドを有する加圧機構部と、前記昇降ロッドに連結された荷重検出手段と、前記昇降ロッドの位置を検出する位置検出手段と、前記加圧機構部、荷重検出手段および位置検出手段に電気的に接続される制御手段とからなるプレス装置であって、該制御手段が、単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量を演算する変化量演算部と、該単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量との比である変動係数を演算する係数演算部と、該変動係数と所定のしきい値とを比較する比較演算部と、該比較の結果、前記変動係数が所定のしきい値をこえる場合、前記昇降ロッドの下死点を検知したと判断する判断部とを備えてなることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の圧入法は、昇降ロッドを有する加圧機構部と、前記昇降ロッドに連結された荷重検出手段と、前記昇降ロッドの位置を検出する位置検出手段と、前記加圧機構部、荷重検出手段および位置検出手段に電気的に接続される制御手段とかなるプレス装置に用いる圧入法であって、単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量を演算する工程と、該単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量との比である変動係数を演算する工程と、該変動係数と所定のしきい値とを比較する工程と、該比較の結果、前記変動係数が所定のしきい値をこえる場合、前記昇降ロッドの下死点を検知したと判断する工程とを含むことを特徴としている。
【０００８】
さらに本発明の圧入プログラムは、プレス装置における昇降ロッドの下死点を検知するためにコンピュータを、単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量を演算する変化量演算部、該単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量との比である変動係数を演算する係数演算部、該変動係数と所定のしきい値とを比較する比較演算部、該比較の結果、前記変動係数が所定のしきい値をこえる場合、前記昇降ロッドの下死点を検知したと判断する判断部として機能させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、単位時間における荷重と位置の検出変化量の比（変動係数）を常時監視して、その変動係数が所定のしきい値をこえる場合に、下死点を検知したと判断することにより、下死点を正確に検知することができる。
【００１０】
また、検出した下死点での圧入荷重で圧入を完了するため、製品品質を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に基づいて、本発明のプレス装置および該プレス装置に用いる圧入法、ならびに圧入プログラムを説明する。
【００１２】
本発明の一実施の形態にかかわるプレス装置は、図１に示されるように、基台１の上方に配置される加圧機構部Ａ、荷重検出手段Ｂおよび位置検出手段Ｃと、該加圧機構部Ａ、荷重検出手段Ｂおよび位置検出手段Ｃに電気的に接続されている、コンピュータである制御手段Ｄとから構成されている。この制御手段Ｄとして、たとえば、外部装置との信号の受け渡しに必要なＩ／Ｏインターフェイスと、演算処理の中枢として機能するＣＰＵと、該ＣＰＵの制御動作プログラムが格納されたＲＯＭと、前記ＣＰＵが制御動作を行なう際にデータなどが一時的に書き込まれたり、その書き込まれたデータなどが読み出されるＲＡＭとから構成されるものを用いることができる。
【００１３】
前記基台１に戴置されるテーブル２の平面四隅上には、ガイドロッド３が立設されているとともに、該ガイドロッド３の上端には上部フレーム４が連結されている。そして、該上部フレーム４と前記テーブル２とのあいだにはホルダ５を備えた可動フレーム６が配設されている。このホルダ５には前記ガイドロッド３が上下方向に摺動可能に貫通されている。
【００１４】
また、前記上部フレーム４の中央上部には、前記位置検出手段Ｃとしてのエンコーダ７を付属させた前記加圧機構部Ａの一構成部品としての電動シリンダ８が連結されており、該電動シリンダ８はモータ９が回転することによって、加圧機構部Ａの他の構成部品としての昇降ロッド１０を昇降させるように回転を直線運動に変換する連結機構を備えている。なお、該昇降ロッド１０の位置は前記エンコーダ７で検出するようにされている。または、リニアゲージ７ａをワークＷ１の近傍に設けて、昇降ロッド１０の位置を検出することもできる。
【００１５】
そして、前記昇降ロッド１０の先端部には、前記可動フレーム６を介して荷重検出手段Ｂとしてのロードセル１１が連結されており、該ロードセル１１の先端にはワークＷ１を保持した押圧部材（図示せず）が連結されている。また、前記テーブル２の上にはワークＷ２がワ−クＷ１の下方に載置されている。
【００１６】
前記制御手段Ｄは、単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量を演算する変化量演算部と、該単位時間における荷重の検出変化量と位置の検出変化量との比である変動係数を演算する係数演算部と、該変動係数と所定のしきい値とを比較する比較演算部と、該比較の結果、前記変動係数が所定のしきい値をこえる場合、前記昇降ロッドの下死点を検知したと判断する判断部とからなる演算部２１を備えている。また、この制御手段Ｄには、前記加圧機構部のモータ９に昇降ロッドの加圧速度の動作信号を伝達する指令部２２と前記演算部２１に外部入力として加圧条件を設定するための条件設定部２３も配備されている。この制御手段Ｄは、エンコーダ７から入力される計測データに基づき加圧用のモータ９の回転をフィードバック制御している。
【００１７】
本実施の形態における圧入プログラムでは、前記制御手段Ｄを、変化量演算部、係数演算部、比較演算部、判断部として機能させており、さらに指令部として機能させることもできる。
【００１８】
つぎに図２に基づいて、本発明の一実施の形態にかかわるプレス装置の圧入法を説明する。
（１）まず、設定された加圧条件を入力する（ステップＳ１）。この加圧条件とは、圧入時の減速条件（圧入時の荷重が上昇していくとき、ロッドの速度を減速させるための条件）などであり、また、この加圧条件を入力するのは、高速での圧入による荷重のオーバーシューを抑制するためである。
（２）ついで、下死点を検知するための単位時間における昇降ロッドの荷重の変化量と位置の変化量との比、すなわち検出変化量の比（変動係数）のしきい値を設定する（ステップＳ２）。このしきい値は、予め実験などにより決定することができる。また、単位時間としては、０．１ｓｅｃや、０．０５ｓｅｃなどに設定することができる。
（３）ついで、予め設定された動作速度で昇降ロッドを下降させる（ステップＳ３）。この状態は圧入時までの動作である。
（４）ついで、圧入領域において荷重を測定しながら加圧速度を決定する（ステップＳ４）。つまり、前記加圧条件とロードセルにより検出される荷重から、演算部により加圧速度を決定する。この加圧速度は、指令部に入力されたのち、該指令部によりこの加圧速度で昇降ロッドを下降させる信号をモータに与える。
（５）前記ステップＳ４とともに、圧入領域の変動係数Ｍを演算する（ステップＳ５）。
（６）前記変動係数Ｍと該変動係数のしきい値Ｈｔｈとを比較する（ステップＳ６）。たとえば圧入領域に入ると荷重が上昇するが、この時点では、位置変化も大きいため、変動係数は大きくならず、この時点を下死点として検出することはない。これに対し、昇降ロッドがさらに降下し、下死点に到達すると単位時間における位置変化量はきわめて小さくなり、この時点で荷重が急激に変化する（昇降ロッドがテーブルにより下降が阻止されるため）。たとえば圧入領域の荷重の変化量は、図３に示されるように変化し、変動係数は、図４に示されるように圧入領域の変動のうち下死点において急激に変化していることがわかる。したがって、変動係数Ｍが予め設定される所定のしきい値Ｈｔｈをこえる場合、下死点を検知したと判断することができる。
（７）ついで、前記ステップＳ６により、下死点を検知したと判断する（ステップＳ７）。
（８）つぎに、下死点での荷重をチェックしたのち、圧入を完了する（ステップＳ８）。
【００１９】
そして、圧入が完了したら、ワ−クＷ１の保持を解除したのち、モ−タを逆回転させて昇降ロッドを上昇させる。そののち、完成製品（ワ−クＷ１およびワ−クＷ２）をテーブル２上から取り出す。
【００２０】
本実施の形態では、圧入領域の変動係数を常時監視して、その変動係数が所定のしきい値をこえる場合に、下死点を検知したと判断することにより、下死点を正確に検知することができる。これにより、たとえば、下死点以降で念のため余分な荷重を与えなくてもよいので、ワークへの損傷を軽減することができる。したがって、圧入後の製品品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態にかかわるプレス装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかわるフローチャートである。
【図３】荷重の変化量の一例を示す図である。
【図４】変動係数の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    基台
２    テーブル
３    ガイドロッド
４    上部フレーム
５    ホルダ
６    可動フレーム
７    エンコーダ
７ａ  リニアゲージ
８    電動シリンダ
９    モータ
１０  昇降ロッド
１１  ロードセル
２１  演算部
２２  指令部
２３  条件設定部
【図１】
2006315066.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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