(57)【要約】【課題】大出力のモータを使用することなく、モータのオーバヒートが防止できるサーボモータ駆動パンチプレスを提供する。【解決手段】パンチ加工の駆動源として用いるサーボモータ１９の温度を検知する温度検知手段３６を設ける。サーボモータ１９の温度を低下させるサーボモータ温度低下手段３７と、温度検知手段３６で検知したモータ温度が設定値以上になると、サーボモータ温度低下手段３７を駆動させる温度対応制御手段３８とを設ける。サーボモータ温度低下手段３７は、単位時間当たりのパンチ回数を示すヒットレートを、予め決められたヒットレートよりも低くするヒットレート制限手段３９とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータをパンチ加工の駆動源として用いるパンチプレスにおいて、サーボモータの温度を検知する温度検知手段と、サーボモータの温度を低下させるサーボモータ温度低下手段と、上記温度検知手段で検知したサーボモータの温度が設定温度以上になると、上記サーボモータ温度低下手段を駆動させる温度対応制御手段とを設けたサーボモータ駆動パンチプレス。
【請求項２】
上記サーボモータ温度低下手段は、単位時間当たりのパンチ回数を示すヒットレートを、予め決められたヒットレートよりも低くするヒットレート制限手段を含む請求項１記載のサーボモータ駆動パンチプレス。
【請求項３】
上記サーボモータ温度低下手段は、サーボモータに空気流を作用させるファンを含む請求項１または請求項２記載のサーボモータ駆動パンチプレス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、サーボモータをパンチ加工の駆動源として用いたサーボモータ駆動パンチプレスに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
サーボモータ駆動のパンチプレスは、従来のフライホイールを用いた機械式にパンチプレスに比べて、ラムストローク中の速度パターン変化など、自由度の高い加工が行える。しかし、フライホイールの慣性を利用せずに、モータのトルクで直接にパンチ加工を行うものであるため、モータの負荷が大きくなる。このため、連続した加工によって、モータがオーバヒートする恐れが生じる。モータに十分な余裕を持った出力のものを用いると、オーバヒートの問題は生じないが、大出力のモータの使用によってコスト高になり、またプレスフレームを堅固化するなどの処置も必要となり、よりコスト高になる。
【０００３】
この発明の目的は、大出力のモータを使用することなく、モータのオーバヒートが防止できるサーボモータ駆動パンチプレスを提供することである。
この発明の他の目的は、できるだけパンチ加工の効率を低下させることなく、モータのオーバヒートを防げるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、モータのオーバヒートを防ぎながら、パンチ加工の効率を維持することができるものとすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の構成を実施形態に対応する図１と共に説明する。このサーボモータ駆動パンチプレスは、サーボモータ（１９）をパンチ加工の駆動源として用いるパンチプレスにおいて、サーボモータ（１９）の温度を検知する温度検知手段（３６）と、サーボモータ（１９）の温度を低下させるサーボモータ温度低下手段（３７）と、上記温度検知手段（３６）で検知したサーボモータ（１９）の温度が設定温度以上になると、上記サーボモータ温度低下手段（３７）を駆動させる温度対応制御手段（３８）とを設けたものである。
この構成によると、運転する間に、サーボモータ（１９）の温度が設定温度以上になると、サーボモータ（１９）の温度を低下させる温度対応制御手段（３８）によってサーボモータ温度低下手段（３７）が駆動される。そのため、大出力のモータを使用することなく、モータ（１９）のオーバヒートが防止できる。
【０００５】
上記サーボモータ温度低下手段（３７）は、単位時間当たりのパンチ回数を示すヒットレートを、予め決められたヒットレートよりも低くするヒットレート制限手段（３９）を含むものであっても良い。サーボモータ温度低下手段（３７）は、このヒットレート制限手段（３９）だけであっても、他の手段と併用としても良い。ここで言う「予め決められたヒットレート」は、必ずしも割合として数値等で示された値でなくても良く、例えば、板材移動とパンチ動作との動作関係として定められた所定の基本の関係であっても良い。
ヒットレートの低下は、各回のパンチ動作の間隔を開けることである。パンチ動作において、上昇待機位置のラム（８）の下降の開始は、通常は、板材移動による板材（Ｗ）の位置決め完了後、即座に行われる。また、位置決め完了を見込んで、位置決め完了よりも若干先に開始させるように、板材移動とパンチ動作の同期制御が行われる。このような制御に際して、ヒットレートの制限は、例えば、板材移動の速度を遅くすることにより、または板材移動の完了後に、所定時間だけ待ってラムの下降開始を行わせることによる。このヒットレート制限手段（３９）による制限は、サーボモータ温度が設定温度以上になった場合に行われ、それまでは制限しないので、できるだけパンチ加工の効率を低下させることなく、オーバヒートを防ぐことができる。
【０００６】
上記ヒットレート制限手段（３９）は、例えば、制限程度の異なる複数段階の制限が可能なものとし、上記温度対応制御手段（３８）は、複数の設定温度が設定されて、上記温度検知手段で検知されたサーボモータ温度が各設定温度を超えると、その超えた設定温度に対応する段階のヒットレート制限を上記ヒットレート制限手段（３９）に行わせるものとしてもよい。例えば、２段階または３段階のヒットレート制限としても良く、またその最終段階のヒットレート制限は、上記サーボモータ（１９）の停止としても良い。
また、上記温度対応制御手段（３８）は、上記温度検知手段（３６）で検知された温度が解除用の設定温度よりも下がると、サーボモータ温度低下手段（３７）の駆動、例えばヒットレート制限手段（３９）による制限を解除させるものとしても良い。
【０００７】
また、上記サーボモータ温度低下手段（３７）は、サーボモータ（１９）に空気流を作用させるファン（４０）を含むものであっても良い。上記ファン（４０）は、サーボモータ（１９）の内部の空気をモータ外部に流すものであっても、またモータ周辺の空気をモータ（１９）から遠ざかる位置へ流すものであっても良い。この場合に、サーボモータ温度低下手段（３７）は、上記ファン（４０）だけであっても、他の手段、例えば上記ヒットレート制限手段（３９）と併用しても良い。
この構成の場合、ファン（４０）によってサーボモータ（１９）を冷却するため、サーボモータ（１９）のオーバヒートを防ぎながら、パンチ加工の効率を維持することができる。
サーボモータ温度低下手段（３７）として、上記ヒットレート制限手段（３９）とファン（４０）とを併用した場合は、ヒットレートの制限解除を早期に実現することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１に示すように、このサーボモータ駆動パンチプレスは、機械部分であるパンチプレス本体１と、このパンチプレス本体１を制御する制御装置２とで構成される。
パンチプレス本体１は、図２および図３に示すように、板材Ｗを移動させる板材移動手段３と、パンチ加工を行う加工手段４とをフレーム５に設置したものである。加工手段４は、パンチ工具６を昇降させるラム８の駆動をサーボモータ１９の駆動力によって行うパンチ駆動手段９と、パンチ工具６およびダイ工具（図示せず）をそれぞれ保持する工具保持手段１０，１１とで構成される。工具保持手段１０，１１は、互いに同軸心上に設置されたタレットからなる。パンチ工具６は、孔あけ加工用のものであっても、成形加工用のものであっても良い。
【０００９】
板材移動手段３は、板材Ｗをワークホルダ１２で保持してテーブル１３上で前後方向（Ｙ軸方向）および左右方向（Ｘ軸方向）に移動させるテーブル装置である。テーブル１３は、固定テーブル１３ａと可動テーブル１３ｂとからなり、可動テーブル１３ｂは、キャリッジ１４と共にフレーム５のレール１５上を前後移動する。キャリッジ１４にはクロススライド１６が左右移動自在に設置され、クロススライド１６に複数のワークホルダ１２が取付けられている。キャリッジ１４およびクロススライド１６は、各軸のサーボモータ１７，１８により、ボールねじ等の運動変換機構を介して駆動される。
【００１０】
パンチ駆動手段９は、サーボモータ１９を駆動源とし、このサーボモータ１９の回転をラム８の昇降に変換する回転／直線運動変換機構２０を有し、ラム８によってパンチ工具６を昇降させるものである。ラム８は、所定のラム位置Ｐ（図３）でフレーム５に昇降自在に設置され、ラム位置Ｐに割り出された工具保持手段１０のパンチ工具６を昇降させる。上記サーボモータ１９には、その冷却用のファン４０（図１）が近傍に設けられている。ファン４０は、サーボモータ１９の内部の空気をモータ外部に流すものであっても、またモータ周辺の空気をモータ１９から遠ざかる位置へ流すものであっても良い。
【００１１】
図１において、制御装置２は、コンピュータによる数値制御装置（ＮＣ装置）およびプログラマブルコントローラで構成されるものであり、加工プログラム３１を解読して実行するプログラム制御式のものである。
制御装置２は、板材移動手段３を制御する板材移動制御手段３２と、パンチ駆動手段９を制御するラム軸制御手段３３と、パンチプレス本体１の各種のシーケンス制御を行うシーケンス制御手段（図示せず）と、加工プログラム３１を解読して前記各制御手段３２，３３…に加工プログラム３１の指令を与える解読実行手段３５とを備える。
【００１２】
加工プログラム３１は、プログラムメモリに記憶され、または外部から解読実行手段３５に読み込まれる。加工プログラム３１は、ＮＣコード等で記述されていて、板材移動手段３にＸ軸方向およびＹ軸方向の移動をそれぞれ行わせる板材移動指令であるＸ軸移動指令およびＹ軸移動指令と、パンチ駆動手段９に昇降動作の指令を与えるパンチ指令と、パンチプレス本体１の各部のシーケンス動作を制御するためのシーケンス指令（図示せず）等が記述されている。
【００１３】
板材移動制御手段３２は、板材移動手段３のＸ軸およびＹ軸のサーボモータ１７，１８を制御する手段であって、サーボコントローラ（図示せず）を有している。板材移動制御手段３２は、各軸のサーボモータ１７，１８に対してそれぞれ設けられるが、図１では両軸に対するものを一つのブロックで代表して示してある。板材移動制御手段３２は、同期制御部（図示せず）を有しており、パンチ工具６が板材Ｗをパンチした後、板材Ｗから接触しない抜け出し高さまで上昇したときに板材Ｗの移動を開始するように、板材移動手段３を制御する。また、板材移動制御手段３２は、図４（Ａ）に示すように、板材移動速度を、加速度一定の加速区間、定速区間、および加速度一定の減速区間が生じる台形の速度曲線となる台形制御を行う。
【００１４】
図１において、ラム軸制御手段３３は、パンチ駆動手段９のサーボモータ１９を制御する手段であり、サーボコントローラ（図示せず）を有している。ラム軸制御手段３３は、その基本制御として、回転／直線運動変換機構２０を一方向に回転させ、板材移動手段３による板材移動が完了したときに、パンチ工具６が上昇待機位置から下降を開始するように制御する。ラム軸制御手段３３による基本制御は、上記の他に、板材移動手段３による板材移動が完了するときに、パンチ工具６が板材接触寸前高さに至るように制御するものとしても良い。
【００１５】
この実施形態は、上記構成のサーボモータ駆動パンチプレスにおいて、パンチ駆動手段９のサーボモータ１９の温度を検知する温度検知手段４０と、サーボモータ１９の温度を低下させるサーボモータ温度低下手段３７と、上記温度検知手段３６で検知したサーボモータ１９の温度が設定値以上になると、サーボモータ温度低下手段３７を駆動させる温度対応制御手段３８とを設けている。サーボモータ温度低下手段３７は、ヒットレート制限手段３９と、サーボモータ１９に対して設けた上記ファン４０とで構成される。温度対応制御手段３８は、上記温度検知手段で検知された温度が解除用の設定温度よりも下がると、サーボモータ温度低下手段３７による駆動を停止させるものとしてある。この駆動の停止は、ヒットレート制限手段３９による制限と、ファン４０の駆動の停止とである。
【００１６】
ヒットレート制限手段３９は、単位時間当たりのパンチ回数を示すヒットレートを、予め決められたヒットレートよりも低くする手段である。この予め決められたヒットレートは、数値として示される値ではなく、上記のように板材移動手段３による板材移動の完了時に、パンチ駆動手段９による下降動作を開始させるという板材移動とパンチ動作との基本となる動作関係のことである。なお、この基本となる動作関係において、板材移動の完了時に、パンチ駆動手段９による下降動作を開始させる動作は、板材移動の完了を見込んで完了よりも早期に下降動作を開始させるさせる場合を含むものとする。
【００１７】
ヒットレート制限手段３９によるヒットレートの低下は、板材移動速度を低下させるものとしても、またパンチ動作の開始を遅延させるものであっても良い。図１では、ヒットレート制限手段３９として、板材移動速度低下手段４１とパンチ開始遅延手段４２との両方を持つように示してあるが、いずれか片方のみを持つものとしても良い。板材移動速度低下手段４１は、板材移動手段３による板材移動の最高速度を低下させる手段である。板材移動速度低下手段４１は、最高速度を低下させるさせる代わりに、または最高速度の低下と併用して、板材移動手段３による板材移動の加速および減速が緩やかに行われるように加減速時定数を変更するものとしても良い。パンチ開始遅延手段４２は、板材移動手段３による板材移動の完了後に、設定された遅延時間だけ待って、パンチ駆動手段９によるパンチ動作の下降開始を行わせる手段である。
【００１８】
上記構成の動作を説明する。図４において、曲線ａは板材移動手段３による板材移動速度の変化を示し、曲線ｂはパンチ駆動手段９の駆動によるラム位置の変化を示す。
常時は、同図（Ａ）に示すように、板材移動手段３による板材移動が完了した時点で、パンチ駆動手段９が所定の上昇待機位置から下降を開始し、ラム位置が上昇待機位置に戻った時点で次の板材移動手段３による板材移動を開始する。したがって、板材移動距離が一定であるとすると、パンチ加工のサイクルタイムはＴ０　となる。このような、板材移動とパンチ動作との基本となる動作関係を持つ。この動作関係によって定まる単位時間当たりのパンチ回数（１／Ｔ０　）が、基本のヒットレートである。なお、サイクルタイムはＴ０　は、パンチ加工する孔間の間隔が種々異なると、その距離に応じて種々変わる。
【００１９】
このように運転を行っている間に、パンチ駆動手段９のサーボモータ１９の温度検知手段３６で検知された温度が、温度対応制御手段３８の設定温度以上に上昇したとする。このように温度上昇すると、温度対応制御手段３８は、サーボモータ温度低下手段３７を駆動をさせる。この駆動として、ヒットレート制限手段３９によるヒットレートの制限と、ファン４０の起動とを行わせる。
ヒットレート制限手段３９は、例えば、図４（Ｂ）に示すように、板材移動手段３による板材移動速度の最高速度を低下させる。そのため、板材移動時間が長くなり、パンチ駆動手段９による次のパンチ動作の下降開始が遅れることになって、パンチ加工のサイクルタイムがＴ１　と遅くなる。したがって、ヒットレートは１／Ｔ１　と低下する。
ヒットレート制限手段３９は、最高速度の低下の代わりに、同図（Ｃ）に示すように、板材移動手段３による板材移動の完了後に、一定の遅延時間Ｔ２　だけ待って、パンチ駆動手段９による次のパンチ動作の下降を開始させるようにしても良い。このようにした場合も、パンチ加工のサイクルタイムがＴ１　と遅くなり、ヒットレートは１／Ｔ１　と低下する。
【００２０】
このようにヒットレートを制限することで、サーボモータ１９の使用頻度が低下して、サーボモータ１９のオーバーヒートが防止される。ヒットレートの制限により、サーボモータ温度は次第に低下する。サーボモータ温度が低下判定用の設定温度以下になると、温度対応制御手段３８は、ヒットレート制限手段３９による制限を解除し、かつファン４０の駆動を停止する。このため、できるだけ通常時のヒットレートを維持してパンチ加工の効率を低下させることなく、サーボモータ１９のオーバヒートを防ぐことができる。この実施形態では、ヒットレート制限手段３９による制限と共に、ファン４０によるサーボモータ１９の冷却を行うようにしているため、ヒットレートの制限解除が早期に実現される。
サーボモータ温度の低下判定の設定温度は、上昇判定の設定温度よりも低い値とすることが好ましく、これにより頻繁なヒットレート制限の開始と解除の繰替えしが回避される。
【００２１】
なお、上記実施形態では、ヒットレートの制限を１段階としたが、複数段階としても良い。すなわち、ヒットレート制限手段３９は、例えば、制限程度の異なる複数段階の制限が可能なものとし、上記温度対応制御手段３８は、複数の設定温度が設定されて、上記温度検知手段３６で検知されたサーボモータ温度が各設定温度を超えると、その超えた設定温度に対応する段階のヒットレート制限を上記ヒットレート制限手段３８に行わせるものとしてもよい。この場合に、２段階または３段階のヒットレート制限とし、その最終段階のヒットレート制限は、上記サーボモータ１９の停止としても良い。
このように複数段階でヒットレートを制限することにより、より一層、パンチ加工の効率をできるだけ高く維持しながら、オーバヒートを防止することができる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明のサーボモータ駆動パンチプレスは、パンチプレスの温度を検知する温度検知手段と、サーボモータの温度を低下させるサーボモータ温度低下手段と、上記温度検知手段で検知したサーボモータの温度が設定値以上になると、上記サーボモータ温度低下手段を駆動させる温度対応制御手段とを設けたため、大出力のモータを使用することなく、モータのオーバヒートが防止できる。
上記サーボモータ温度低下手段が、単位時間当たりのパンチ回数を示すヒットレートを、予め決められたヒットレートよりも低くするヒットレート制限手段を含む場合は、できるだけパンチ加工の効率を低下させることなく、モータのオーバヒートを防ぐことができる。
上記サーボモータ温度低下手段が、サーボモータに空気流を作用させるファンを含むものである場合は、モータのオーバヒートを防ぎながら、パンチ加工の効率を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかるサーボモータ駆動パンチプレスの概念構成を示すブブロック図である。
【図２】同サーボモータ駆動パンチプレスのパンチプレス本体を示す正面図である。
【図３】同パンチプレス本体の平面図である。
【図４】ヒットレート制限前の状態とヒットレート制限の各例との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…パンチプレス本体
２…制御装置
３…板材移動手段
４…加工手段
８…ラム
１７，１８…各軸のサーボモータ
１９…パンチ駆動源のサーボモータ
２０…回転／直線運動変換機構
３２…板材移動制御手段
３３…ラム軸制御手段
３５…解読実行手段
３６…温度検知手段
３７…サーボモータ温度低下手段
３８…温度対応制御手段
３９…ヒットレート制限手段
４０…ファン
Ｗ…板材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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