(57)【要約】【課題】信頼性および稼動率の向上が可能なフライングプレス装置を提供する。【解決手段】フライングプレス装置において、予め金型２２の背面２２ｂ側の固定部に材料２１の幅方向に所定の距離ａを介してそれぞれ罫書かれた基準線３５間の所定の距離ａと、基準線３５と金型２２の背面２２ｂとの間の実測された距離ｆとの差から金型２２の背面２２ｂ間の距離ｄの較正値を算出し、較正値に基づいて算出される金型２２の背面２２ｂ間の距離ｄから両金型２２の厚みｂと主クランク機構２５の両往復移動距離ｃを加算した値を減算することにより、金型２２の圧下面２２ａ間の距離ｅを算出して圧下面２２ａ間の距離ｅが材料２１の所定の幅Ｗとなるように圧下モータを制御する位置制御手段を備える。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧下機構により圧下面間の距離が位置決めされた一対の金型を主クランク機構により材料の幅方向に往復移動させるとともに、揺動クランク機構により上記金型を上記材料の長手方向に往復移動させることにより、上記材料を所定の幅に圧下させて搬送方向に送出するフライングプレス装置において、予め上記金型の背面側の固定部に上記材料の幅方向に所定の距離を介してそれぞれ罫書かれた基準位置間の上記所定の距離と、上記基準位置と上記金型の背面との間の実測された距離との差から上記金型の背面間の距離の較正値を算出し、上記較正値に基づいて算出される上記金型の背面間の距離から上記両金型の厚みと上記主クランク機構の両往復移動距離を加算した値を減算することにより、上記金型の圧下面間の距離を算出して上記圧下面間の距離が上記材料の所定の幅となるように上記圧下機構の駆動源を制御する位置制御手段を備えたことを特徴とするフライングプレス装置。
【請求項２】
上記金型を予め定められた速度パターンに従って往復移動させ、上記移動の速度を積分することにより第１の移動量を算出するとともに、上記金型の移動距離を検出する位置検出器で計測されるパルスを積算することにより第２の移動量を算出し、上記第１および第２の移動量の偏差を算出することにより上記金型の駆動機械系のあそび量バックラッシュを求め、目標停止位置と現在位置との偏差の極性から動作方向が反転する場合に、上記目標停止位置を上記あそび量バックラッシュを補正した位置として上記圧下機構の駆動源を制御する位置制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のフライングプレス装置。
【請求項３】
上記金型の移動ストロークの終端近傍では速度に制限を持たせるようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のフライングプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧延ラインにおける幅圧下のためのフライングプレス装置に係り、特に金型の位置決め制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は例えば特開平１０−２４３０２号公報等に開示された従来のフライングプレス装置の概略構成を示すブロック図、図６は図５におけるクランク機構の制御タイミングを示す図、図７は図５におけるフライングプレス装置の金型の位置決め制御を示すパターン図である。
【０００３】
図において、１は所定の幅に圧下されて矢印ａ方向に搬送される材料、２はこの材料１の幅方向両側に対向して配設される一対の金型で、圧下モータ３によって駆動される圧下機構４により材料１の幅方向に移動することにより両圧下面間の距離が位置決めされる。５は減速機６を介して主機モータ７に連結される主クランク機構で、主機モータ７の駆動により主クランクアーム５ａを介して金型２を、矢印ｂで示すように材料１の幅方向に往復移動させる。８は金型２の移動距離を検出する位置検出器、９は主クランク機構５の回転位置を検出する位置検出器、１０は減速機１１を介して揺動装置用モータ１２に連結される揺動クランク機構で、揺動装置用モータ１２の駆動により揺動クランクアーム１０ａを介して金型２を、矢印ｃで示す方向に往復移動させる。１３は揺動クランク機構１０の回転位置を検出する位置検出器である。
【０００４】
上記のように構成される従来のフライングプレス装置においては、両金型２の圧下面間の距離は両金型２の移動距離を位置検出器８で検出することにより計測されている。そして、この位置検出器８の較正は、主クランク機構５が停止状態で、両金型２の圧下面間の距離を人手で実測し、この主クランク機構５の図６に示す２２５゜の位置（上死点）、すなわち停止位置と、４５゜の位置（下死点）、すなわち圧下位置との間の両金型２の圧下面間の距離には金型２の移動距離分だけの差が生じるため、実測された両金型２の圧下面間の距離からこの移動距離分を減算して行われている。
【０００５】
又、従来のフライングプレス装置の位置決め制御は、移動目標位置と現在位置との差を求め、その極性から正方向か逆方向かを判定する。そして、図７に示すように駆動モータを介して初期速度Ｖ１まで加速して移動を開始する。常時移動目標位置と現在位置との偏差を監視して極性が正の場合、上記偏差が位置決め制御開始位置（図中ａで示す）まで到達すると減速を開始し、その後、偏差がクリープ速度切替位置（図中ｂで示す）に到達するとクリープ速度Ｖ２に切り替えられ、偏差が目標位置許容範囲（図中ＺＥ範囲）に収まった位置で停止する。
【０００６】
一方、駆動系に機械的なあそび量バックラッシュのある設備では、移動目標位置と現在位置の偏差の極性が負の場合、上記偏差が位置決め制御開始位置まで到達すると減速を開始し、オーバーシュート速度Ｖ３まで減速後、目標位置（図中ｃで示す）を通過して正方向に移動すると、図中矢印ｄで示すようにオーバーシュート速度Ｖ３からクリープ速度Ｖ２に切り替えて、上記偏差の極性が正の場合と同様に、目標位置許容範囲（図中ＺＥ範囲）に収まった位置で停止する。
そして、上記のようにオーバーシュート機能を持たせ、偏差の極性が負の場合にも正の場合と同様の条件で停止させることにより、あそび量バックラッシュの誤差を解消させている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフライングプレス装置は以上のように構成され、位置フィードバック、すなわち両金型２の圧下面間の距離は、人手による停止位置における実測値から主クランク機構が往復移動する下死点すなわち圧下位置までの移動距離を減算した値としているために、金型２を交換する度に人手による実測を行わなければならないので、人為的な測定誤差を生じる恐れがあるため信頼性の低下を招き、又、両金型２の圧下面は複雑な機械駆動系の内部に配置されているため、実測は困難な作業であり作業性が低下するという問題点があった。
【０００８】
又、図６に示すように、プレス中では幅圧下（図中ａで示す）の範囲を外れた幅圧下変更可能範囲（図中ｂで示す）間でないと位置決め制御ができないために、例えば０．８秒というような短時間で移動目標位置まで移動しなければならず、オーバーシュート機能を持たせることが困難となり、又、短時間で目標位置ｃまで移動させるために、図７に示す位置決め制御開始位置ａから目標位置ｃまでの距離を極力短くしなければならず、目標停止位置と現在位置との偏差が小さい移動ストローク終端近傍においても、図７に示す位置決め制御を行なわなければならないため、ストロークをオーバ、すなわち機械系の締め込みが発生して動作が停止し、信頼性および設備の保全性が低下する等の問題点があった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、信頼性および作業性の向上を図ることが可能なフライングプレス装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るフライングプレス装置は、圧下機構により圧下面間の距離が位置決めされた一対の金型を主クランク機構により材料の幅方向に往復移動させるとともに、揺動クランク機構により金型を材料の長手方向に往復移動させることにより、材料を所定の幅に圧下させて搬送方向に送出するフライングプレス装置において、予め金型の背面側の固定部に材料の幅方向に所定の距離を介してそれぞれ罫書かれた基準位置間の所定の距離と、基準位置と金型の背面との間の実測された距離との差から金型の背面間の距離の較正値を算出し、較正値に基づいて算出される金型の背面間の距離から両金型の厚みと主クランク機構の両往復移動距離を加算した値を減算することにより、金型の圧下面間の距離を算出して圧下面間の距離が材料の所定の幅となるように圧下機構の駆動源を制御する位置制御手段を備えたものである。
【００１１】
又、この発明の請求項２に係るフライングプレス装置は、請求項１において、金型を予め定められた速度パターンに従って往復移動させ、移動の速度を積分することにより第１の移動量を算出するとともに、金型の移動距離を検出する位置検出器で計測されるパルスを積算することにより第２の移動量を算出し、第１および第２の移動量の偏差を算出することにより金型の駆動機械系のあそび量バックラッシュを求め、目標停止位置と現在位置との偏差の極性から動作方向が反転する場合に、目標停止位置をあそび量バックラッシュを補正した位置として圧下機構の駆動源を制御する位置制御手段を備えたものである。
【００１２】
又、この発明の請求項３に係るフライングプレス装置は、請求項１または２において、金型の移動ストロークの終端近傍では速度に制限を持たせるようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるフライングプレス装置の概略構成を示すブロック図、図２は図１におけるフライングプレス装置の位置制御手段の動作を説明するための図である。
【００１４】
図において、２１は所定の幅に圧下されて矢印ａ方向に搬送される材料、２２はこの材料２１の幅方向両側に対向してスライダ（図示せず）上を移動可能に配設される一対の金型で、圧下モータ２３によって駆動される圧下機構２４によりスライダ上を材料２１の幅方向に移動可能に配設されている。２５は減速機２６を介して主機モータ２７に連結される主クランク機構で、主機モータ２７の駆動により主クランクアーム２５ａを介して、スライダと共に金型２２を矢印ｂで示すように材料２１の幅方向に往復移動させる。
【００１５】
２８は金型２２の移動距離を検出する位置検出器、２９は主クランク機構２５の回転位置を検出する位置検出器、３０は減速機３１を介して揺動装置用モータ３２に連結される揺動クランク機構で、揺動装置用モータ３２の駆動により揺動クランクアーム３０ａを介して、金型２２を矢印ｃで示す方向に往復移動させる。３３は揺動クランク機構３０の回転位置を検出する位置検出器、３４は両金型２２の圧下面間の距離が材料の所定の幅となるように、圧下モータ２３を制御する位置制御手段である。
【００１６】
上記のように構成される実施の形態１におけるフライングプレス装置では、まず、圧下モータ２３により圧下機構２４を駆動させ、両金型２２をスライダ（図示せず）上を材料２１の幅方向に移動させて所定の位置に位置決め固定する。そして、主機モータ２７により主クランク機構２５を駆動させ、主クランクアーム２５ａを介してスライダと共に両金型２２を材料２１の幅方向（図中矢印ｂで示す）に往復移動させることにより材料２１を所定の幅に圧下させ、揺動装置用モータ３２により揺動クランク機構３０を駆動させ、揺動クランクアーム３０ａを介して、両金型２２を材料の長手方向（図中矢印ｃで示す）に往復移動させることにより、搬送方向（図中矢印ａで示す）に送出している。
【００１７】
そして、材料２１の所定の幅は、以下に説明するように位置制御手段３４によって制御される。
図２において、２２ａ、２２ｂは両金型２２の材料２１と接触する側の圧下面および異なる側の背面、３５は両金型２２の背面２２ｂ側に所定の距離ａを介して予め例えば地上、架台等のような固定部に罫書かれた基準位置としての基準線、ｂは両金型２２の厚み、ｃは主クランク機構２５の往復運動によって発生する両金型２２の移動距離、ｄは主クランク機構２５の上死点、すなわち両金型２２の停止位置における両背面２２ｂ間の距離、ｅは主クランク機構２５の下死点、すなわち両金型２２の圧下位置における両圧下面２２ａ間の距離、ｆは両金型２２の停止位置における背面２２ｂと基準線３５間の距離、ｇは両金型２２の圧下位置における背面２２ｂの位置である。
【００１８】
まず、位置制御手段３４は、予め実測されて入力された背面２２ｂと基準線３５間の距離ｆと、両基準線３５間の所定の距離ａとにより、下記式（１）に基づいて両金型２２の停止位置における両背面２２ｂ間の距離ｄの較正値Ｓを算出する。
Ｓ＝ａ−２×ｆ　　　　・・・（１）
次いで、この較正値Ｓをパルス変換してパルス値とし、このパルス値を基にして位置検出器２８で順次検出されるパルス値から、両金型２２の各停止位置における両背面２２ｂ間の距離ｄを求め、この距離ｄを基に下記式（２）により両金型２２の圧下位置における両圧下面２２ａ間の距離ｅを算出する。
ｅ＝ｄ−２（ｂ＋ｃ）　　　・・・（２）
そして、この距離ｅが材料２１の所望の圧下幅となるように圧下モータ２３を制御して両金型２２を位置決めすることにより、所望の製品幅Ｗが得られる。
【００１９】
このように上記実施の形態１によれば、位置制御手段３４により、予め実測されて入力された距離ｆと、両基準線３５間の距離ａとにより式（１）に基づいて距離ｄの較正値Ｓを算出する。そして、この較正値Ｓのパルス値を基にし、位置検出器２８で順次検出されるパルス値から、両金型２２の各停止位置における距離ｄを求め、この距離ｄを基に式（２）により、両金型２２の圧下位置における両圧下面２２ａ間の距離ｅを算出し、この距離ｅが材料２１の所望の圧下幅、すなわち製品幅Ｗとなるように、圧下モータ２３を制御して両金型２２を位置決めするようにしている。このため連続的に長時間圧延を続けて金型２２の厚みｂが変化しても、金型２２の厚みｂを実測して式（２）における厚みｂの値を書き変えるだけで良く、しかも、較正値Ｓを算出するための両基準線３５と両金型２２の背面２２ｂ間の距離ｆの測定を最初の一度で済ますことができる。
【００２０】
したがって、上記のような金型２２の厚みｂの測定および距離ｆの測定は、従来における両金型５の圧下面間の距離の測定に比較し、場所的に作業が非常に容易となるため、測定誤差の生じる恐れが少なくなり信頼性および作業性の向上を図ることができる。
【００２１】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２におけるフライングプレス装置の機械系の移動を表す図である。
上記実施の形態１では詳しく説明しなかったが、図１におけるフライングプレス装置の圧下機構２４は、図示はしないが例えばスライダ上に配設されるラックと、金型２２に枢支されラックと噛合するピニオンとによって構成され、圧下モータ２３の駆動によりピニオンがラック上を金型２２と共に回転移動する。このため、ラックとピニオンの噛合部には、あそび量バックラッシュが存在し、ピニオンすなわち金型２２の移動方向で噛合の条件が異なってくるので、従来の技術でも説明したようにオーバーシュート機能を持たせて同条件とすることにより、このあそび量バックラッシュの誤差を解消させていた。
【００２２】
この実施の形態２においては、上記オーバーシュート機能を不要として、位置決め制御を高速化しようとするものである。
まず、圧下モータ２３により圧下機構２４を駆動させ、図３に示すように金型２２をある一定の距離だけ往復移動させ、その移動速度Ｖｉを下記式（３）に示すように積分して移動量Ｌを算出する。
Ｌ＝∫Ｖｉｄｔ　　　・・・（３）
一方、この間に位置検出器２８で得られるパルス計測値Ｐに、下記式（４）に示すようにパルスインクリメントＰｉｎｃを乗算して移動量Ｌ′を算出する。
Ｌ′＝Ｐ×Ｐｉｎｃ　　　・・・（４）
次いで、上記両移動量Ｌ、Ｌ′の偏差を下記式（５）により求め、この値があそび量バックラッシュＬｂｃとなる。
Ｌｂｃ＝Ｌ−Ｌ′　　　・・・（５）
【００２３】
そして、目標停止位置と現在位置との偏差の極性から動作が反転する場合に、目標停止位置を上記のようにして算出されたあそび量バックラッシュＬｂｃで補正した位置として、圧下モータ２３を制御する。
【００２４】
このように上記実施の形態２によれば、金型２２の往復移動速度を積分して得られる移動量Ｌと、位置検出器２８で得られるパルス計測値を基に算出される移動量Ｌ′との偏差を算出することによりあそび量バックラッシュＬｂｃを予め求め、目標停止位置をこのあそび量バックラッシュＬｂｃで補正した値として、圧下モータ２３を制御するようにしているので、あそび量バックラッシュ誤差を解消し、オーバーシュート機能を不要とすることができるため、オーバーシュートの移動時間分を短縮して位置決め制御の高速化を図ることが可能になる。
【００２５】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３におけるフライングプレス装置の位置制御手段の要部の構成を示すブロック図である。
この実施の形態３においては、上記実施の形態１で式（２）によって算出される両圧下面２２ａ間の距離ｅだけ離れた位置が、予め設定されたリミット判定値Ｙ以内、すなわち金型２２が圧下機構２４の移動ストローク終端近傍に到達すると、圧下モータ２３に出力される速度を制限速度Ｖｌｉｍに切り替えて出力するようにしたものである。
【００２６】
このように上記実施の形態３によれば、金型２２が圧下機構２４の移動ストローク終端近傍に到達すると、移動速度を制限速度Ｖｌｉｍに切り替えるようにしているので、ストローク終端における機械系の締め込みが防止され、装置が停止したりメンテナンスが必要になる等の事態が回避されるため、信頼性および稼動率の向上を図ることが可能になる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、圧下機構により圧下面間の距離が位置決めされた一対の金型を主クランク機構により材料の幅方向に往復移動させるとともに、揺動クランク機構により金型を材料の長手方向に往復移動させることにより、材料を所定の幅に圧下させて搬送方向に送出するフライングプレス装置において、予め金型の背面側の固定部に材料の幅方向に所定の距離を介してそれぞれ罫書かれた基準位置間の所定の距離と、基準位置と金型の背面との間の実測された距離との差から金型の背面間の距離の較正値を算出し、較正値に基づいて算出される金型の背面間の距離から両金型の厚みと主クランク機構の両往復移動距離を加算した値を減算することにより、金型の圧下面間の距離を算出して圧下面間の距離が材料の所定の幅となるように圧下機構の駆動源を制御する位置制御手段を備えたので、信頼性および作業性の向上を図ることが可能なフライングプレス装置を提供することができる。
【００２８】
又、この発明の請求項２によれば、請求項１において、金型を予め定められた速度パターンに従って往復移動させ、移動の速度を積分することにより第１の移動量を算出するとともに、上記金型の移動距離を検出する位置検出器で計測されるパルスを積算することにより第２の移動量を算出し、第１および第２の移動量の偏差を算出することにより金型の駆動機械系のあそび量バックラッシュを求め、目標停止位置と現在位置との偏差の極性から動作方向が反転する場合に、目標停止位置をあそび量バックラッシュを補正した位置として圧下機構の駆動源を制御する位置制御手段を備えたので、オーバーシュートを不要とし高速で位置決め制御が可能なフライングプレス装置を提供することができる。
【００２９】
又、この発明の請求項３によれば、請求項１または２において、金型の移動ストロークの終端近傍では速度に制限を持たせるようにしたので、信頼性の向上を図ることが可能なフライングプレス装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１におけるフライングプレス装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるフライングプレス装置の位置制御手段の動作を説明するための図である。
【図３】この発明の実施の形態２におけるフライングプレス装置の機械系の移動を表す図である。
【図４】この発明の実施の形態３におけるフライングプレス装置の位置制御手段の要部の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のフライングプレス装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図５におけるクランク機構の制御タイミングを示す図である。
【図７】図５におけるフライングプレス装置の金型の位置決め制御を示すパターン図である。
【符号の説明】
２１　材料、２２　金型、２２ａ　圧下面、２２ｂ　背面、
２３　圧下モータ、２４　圧下機構、２５　主クランク機構、
２８　位置検出器、３０　揺動クランク機構、３４　位置制御手段、
３５　基準線。
【図１】
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【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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