(57)【要約】【課題】金型交換時にプレススライドの昇降動とフィーダの昇降動とを同時に行わせても、両者が干渉するのを確実に回避する。【解決手段】金型交換に際してのスライド７とリフトビーム１０の昇降動作時に、スライド７の上下方向位置とリフトビーム１０の上下方向位置とを検出し、これらスライド７およびリフトビーム１０間の上下方向の間隔が所定距離以上となるようにリフトビーム１０の昇降速度を制御する。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス機械の加工ステーションにおける金型交換時に、プレススライドとワーク搬送用のフィーダとの干渉を回避するためのフィーダの制御方法であって、
金型交換に際してのプレススライドおよびフィーダの昇降動作時に、前記プレススライドの上下方向位置と前記フィーダの上下方向位置とを監視し、これらプレススライドおよびフィーダ間の上下方向の間隔が所定距離以上となるように前記フィーダの昇降速度を制御することを特徴とする金型交換時におけるフィーダの制御方法。
【請求項２】
プレス機械の加工ステーションにおける金型交換時に、プレススライドとワーク搬送用のフィーダとの干渉を回避するためのフィーダの制御装置であって、
金型交換に際してのプレススライドおよびフィーダの昇降動作時に、前記プレススライドの上下方向位置および前記フィーダの上下方向位置をそれぞれ検出するスライド位置検出手段およびフィーダ位置検出手段と、これら各検出手段からの検出値に基づいて前記プレススライドおよびフィーダ間の上下方向の間隔を演算する演算手段と、この演算手段により演算される間隔が所定距離以上となるように前記フィーダの昇降速度を制御するフィーダ速度制御手段を備えることを特徴とする金型交換時におけるフィーダの制御装置。
【請求項３】
前記フィーダは、ワーク搬送方向に沿って並設される一対のリフトビームと、各リフトビームに対してワーク搬送方向に移動自在に支承されるキャリアと、このキャリアに対してワーク搬送方向に移動自在に支承されるサブキャリアと、互いに対向位置にあるサブキャリア間に横架されるクロスバーと、このクロスバーに取り付けられてワークを保持するワーク保持手段とを備えており、前記フィーダ位置検出手段は、前記リフトビームの上下方向位置を検出するものである請求項２に記載の金型交換時におけるフィーダの制御装置。
【請求項４】
前記スライド位置検出手段は、プレス機械のクランク角度から前記プレススライドの上下方向位置を検出するものである請求項２または３に記載の金型交換時におけるフィーダの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス機械の加工ステーションにおける金型交換時に、プレススライドとワーク搬送用のフィーダとの干渉を回避するためのフィーダの制御方法および制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トランスファプレスのようなワーク搬送装置（フィーダ）を備えるプレスラインにおいては、金型の交換を容易に行うために、プレス本体に対して出し入れ自在なムービングボルスタを設け、金型交換時には、使用済金型をそのムービングボルスタとともにプレス本体から搬出し、次に使用する金型を載置して予め待機させておいた別のムービングボルスタをプレス本体内に搬入することにより、使用済金型と次に使用する金型とを交換するようにされている。
【０００３】
より具体的には、プレス本体のプレススライド（スライド）とフィーダとが干渉するのを防止するために、前記金型交換は次の手順に従って行われる。
１）フィーダのリフトビームを所定位置まで下降させた後、リフトビームよりクロスバーを切り離してそのクロスバーを、ムービングボルスタに設置されたバー受台に保持させる。
２）スライドを所定位置まで下降させ、上型を下型上に重合させた状態で、このスライドと上型とを締結している上型クランパを解放する。
３）スライドを上昇させた後、リフトビームを上昇させる。
４）ムービングボルスタを金型とともにプレス本体から搬出し、予め待機させておいた別のムービングボルスタをプレス本体内に搬入する。
５）リフトビームを所定位置まで下降させた後、リフトビームに新しいクロスバーを締結する。
６）スライドを所定位置まで下降させ、このスライドに上型クランパにより新しい上型を締結する。
７）スライドを上昇させた後、リフトビームを上昇させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、プレスの生産性向上の要求に応じて、金型交換時間を短縮化させる必要性が生じてきており、これに伴ってスライドの昇降動とフィーダの昇降動とを同時に行わせるシステムが検討されている。しかしながら、前記従来のように金型交換時にスライドの昇降動とフィーダの昇降動とを個別にかつシリアルに行っている場合には、スライドとフィーダとが干渉する可能性はないが、スライドの昇降動とフィーダの昇降動とを同時に行った場合には、何らかの事情で両者の昇降動のタイミングがずれたときに、スライドとフィーダとが干渉して、フィーダが破損してしまうという問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、金型交換時にプレススライドの昇降動とフィーダの昇降動とを同時に行わせても、両者が干渉するのを確実に回避することができ、これによって金型交換時間を短縮化して生産性を向上させることのできる金型交換時におけるフィーダの制御方法および制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、第１発明によるフィーダの制御方法は、
プレス機械の加工ステーションにおける金型交換時に、プレススライドとワーク搬送用のフィーダとの干渉を回避するためのフィーダの制御方法であって、
金型交換に際してのプレススライドおよびフィーダの昇降動作時に、前記プレススライドの上下方向位置と前記フィーダの上下方向位置とを監視し、これらプレススライドおよびフィーダ間の上下方向の間隔が所定距離以上となるように前記フィーダの昇降速度を制御することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、金型交換に際してのプレススライドおよびフィーダの昇降動作時に、プレススライドの上下方向位置とフィーダの上下方向位置とが監視され、これらプレススライドおよびフィーダ間の上下方向の間隔が所定距離以上となるようにフィーダの昇降速度が制御されるので、例えば両者の上昇動作時にプレススライドとフィーダとの間隔が狭まったときには、フィーダの上昇速度を遅くすることにより両者間の間隔が所定距離以上になるように制御して両者間の干渉を避けることができ、逆に両者の下降動作時にプレススライドとフィーダとの間隔が狭まったときには、フィーダの下降速度を早くすることにより両者間の間隔が所定距離以上になるように制御して両者間の干渉を避けることができる。こうして、金型交換時にプレススライドの昇降動とフィーダの昇降動とを同時に行わせても、両者が干渉するのを確実に回避することができ、この結果金型交換時間を短縮化してプレスの生産性の向上に寄与することができる。
【０００８】
次に、第２発明による金型交換時におけるフィーダの制御装置は、
プレス機械の加工ステーションにおける金型交換時に、プレススライドとワーク搬送用のフィーダとの干渉を回避するためのフィーダの制御装置であって、
金型交換に際してのプレススライドおよびフィーダの昇降動作時に、前記プレススライドの上下方向位置および前記フィーダの上下方向位置をそれぞれ検出するスライド位置検出手段およびフィーダ位置検出手段と、これら各検出手段からの検出値に基づいて前記プレススライドおよびフィーダ間の上下方向の間隔を演算する演算手段と、この演算手段により演算される間隔が所定距離以上となるように前記フィーダの昇降速度を制御するフィーダ速度制御手段を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、金型交換に際してのプレススライドおよびフィーダの昇降動作時に、プレススライドの上下方向位置を検出するスライド位置検出手段と、フィーダの上下方向位置を検出するフィーダ位置検出手段からの各検出値に基づき、演算手段によりプレススライドおよびフィーダ間の上下方向の間隔が演算され、この演算結果に基づき、フィーダ速度制御手段によりプレススライドおよびフィーダ間の上下方向の間隔が所定距離以上となるようにフィーダの昇降速度が制御される。こうして、プレススライドおよびフィーダ間の上下方向の間隔に応じてフィーダの昇降速度が制御され、前記第１発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１０】
前記第２発明において、前記フィーダは、ワーク搬送方向に沿って並設される一対のリフトビームと、各リフトビームに対してワーク搬送方向に移動自在に支承されるキャリアと、このキャリアに対してワーク搬送方向に移動自在に支承されるサブキャリアと、互いに対向位置にあるサブキャリア間に横架されるクロスバーと、このクロスバーに取り付けられてワークを保持するワーク保持手段とを備えており、前記フィーダ位置検出手段は、前記リフトビームの上下方向位置を検出するものであるのが好ましい（第３発明）。このような構成のフィーダおよびフィーダ位置検出手段を備えたシステムにおいては、金型交換時にリフトビームとプレススライドとの干渉を確実に防止することができる。
【００１１】
前記第２発明または第３発明において、前記スライド位置検出手段は、プレス機械のクランク角度から前記プレススライドの上下方向位置を検出するものであるのが良い（第４発明）。このようにすることで、プレス機械のクランク角度を検出するエンコーダからの信号を利用するので、前記プレススライドの上下方向位置を検出するセンサを改めて設けなくても、前記第２発明または第３発明の作用効果を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による金型交換時におけるフィーダの制御方法および制御装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１には本発明の一実施形態に係るタンデムプレスラインの部分正面図が示されている。
【００１４】
本実施形態のタンデムプレスライン１は、相互に所定間隔を有して上流側（図の左側）から下流側へ向けて直列に配置される複数台（図１では２台のみを示す。）のプレス２，３を備えるとともに、互いに隣接配置された各プレス２，３の各加工ステーション間でワーク（図示せず）の受け渡し（搬出・搬入）を行うフィーダ４を備えて構成されている。
【００１５】
前記各プレス２，３は、本体フレームとしてのアプライト５と、このアプライト５の上方に配されて駆動力伝達機構が内蔵される上部フレーム６と、前記アプライト５に上下動自在に支承され、前記駆動力伝達機構を介して上下動されるスライド（プレススライド）７と、このスライド７に対向配置されてベッド８上に設けられるボルスタ（ムービングボルスタ）９とを備え、スライド７の下端に装着される上金型と、ボルスタ９の上端に装着される下金型とによってワークに加工がなされるように構成されている。
【００１６】
前記フィーダ４は、ワーク搬送方向の左右両側に互いに離間して配される一対のリフトビーム１０，１０を備えている。このリフトビーム１０の上部には、アプライト５に沿うように上方へ向けて延設されるロッド１１が取着されている。一方、アプライト５の上部には支持部材を介してリフト軸サーボモータ１２が装着され、このサーボモータ１２の出力軸に取り付けられるピニオンが前記ロッド１１に刻設されるラックに噛合することで、サーボモータ１２の正逆回転によってリフトビーム１０が昇降動されるようになっている。ここで、前記リフト軸サーボモータ１２は、図示されないフィーダコントローラからの制御信号により予め設定されたフィーダモーションに基づき制御される。
【００１７】
左右の各リフトビーム１０の下方にはそのリフトビーム１０の長手方向（ワーク搬送方向）に沿って移動可能なキャリア１４が配され、このキャリア１４の下方にはそのキャリア１４に沿ってワーク搬送方向に移動可能なサブキャリア１５が配されている。また、互いに対向する一対のサブキャリア１５，１５間はクロスバー１６により連結され、このクロスバー１６の下面に複数個のバキュームカップ（ワーク保持手段）１７が装着されて、これらバキュームカップ１７によってワークが吸着されるようになっている。ここで、前記キャリア１４およびサブキャリア１５はそれぞれ図示されないリニアモータによって移動され、各リニアモータは前記フィーダコントローラからの制御信号により予め設定されたフィーダモーションに基づき制御される。
【００１８】
図２には、リフトビーム１０とスライド７との位置関係を表わす図１の側面図が示されている。図示のように、ボルスタ９の上面には図示されない下型クランパによって下型１８が固定され、スライド７の下面には上型クランパ１９によって上型２０が固定されている。また、スライド７は、その両側方に張り出される支持部７ａ，７ａの先端がアプライト５に設けられるスライドガイド５ａ，５ａに沿うように昇降動される。
【００１９】
次に、本実施形態における金型交換動作を図４〜図６を参照しつつ、図３に示されるタイムチャートによって説明する。なお、以下の説明において、（  ）書きしたＡ１，Ａ２，・・・Ｂ１，Ｂ２，・・・は図３における各ステップを示している。
【００２０】
まず、図４（ａ）に示される状態から金型（下型１８および上型２０）を交換するに際しては、図４（ｂ）に示されるように、クロスバー１６を解放する位置の上方位置へサブキャリア１５を移動させる（Ａ１）とともに、矢印Ｐのようにリフトビーム１０をクロスバー解放位置まで下降させる（Ａ２）。次いで、クロスバー１６をリフトビーム１０から解放して、ボルスタ９に設置されたバー受台上に預ける（Ａ３）とともに、このクロスバー１６の解放動作と平行して防護柵（図示せず）を上昇させる（Ｂ３）。一方、プレスにおいては、矢印Ｑにて示されるようにスライド７を下降させて（Ｂ１）、上型２０を下型１８上に載置し、スライド７と上型２０を連結している上型クランパ１９を解放する（Ｂ２）。
【００２１】
次いで、図５（ｃ）の矢印Ｒにて示されるように、スライド７を上昇させる（Ｂ４）。一方、このスライド７の上昇と同時にリフトビーム１０を矢印Ｓにて示されるように待機位置まで上昇させる（Ａ４）。
【００２２】
この後、図５（ｄ）に示されているように、ボルスタ（ＭＢ）９をプレス外へ搬出するとともに、新たな金型１８Ａ，２０Ａを載置したボルスタ９Ａをプレス内に搬入し（Ｂ５）、防護柵を下降させる（Ｂ６）。
【００２３】
次に、図６（ｅ）の矢印Ｐに示されるように、リフトビーム１０をクロスバー解放位置まで下降させて（Ａ５）、新たなクロスバーをリフトビーム１０に連結する（Ａ６）。これと同時に、プレスにおいては、矢印Ｑにて示されるようにスライド７を下降させて（Ｂ７）、上型クランパ１９によってスライド７と上型２０Ａとを連結する（Ｂ８）。
【００２４】
次いで、リフトビーム１０を、クロスバーとの連結位置より所定距離上方位置まで比較的ゆっくりと上昇させる（Ａ７）。この後、図６（ｆ）の矢印Ｒにて示されるように、スライド７を上昇させる（Ｂ９）とともに、リフトビーム１０を矢印Ｓにて示されるように待機位置まで上昇させ（Ａ８）、併せてそのリフトビーム１０の上昇と同時にクロスバーの待機位置までサブキャリア１５を移動させる（Ａ９）。これによって金型交換が完了する。
【００２５】
ところで、前述のような金型交換手順において、金型交換時間の短縮化のために、ステップＡ２およびステップＡ５におけるリフトビーム１０の下降動作と、ステップＢ１およびステップＢ７におけるスライド７の下降動作とはそれぞれ平行して行われ、またステップＡ４およびステップＡ７，Ａ８におけるリフトビーム１０の上昇動作と、ステップＢ４およびステップＢ９におけるスライド７の上昇動作とはそれぞれ平行して行われる。このため、何らかの事情でスライド７およびリフトビーム１０の両者の昇降動のタイミングがずれたときに、これら両者が干渉してフィーダが破損してしまうことになる。
【００２６】
これを解消するために、本実施形態では、金型交換時にリフトビーム１０の昇降速度を制御することによってスライド７とリフトビーム１０との干渉を回避するようにされている。以下、この干渉防止制御を図７に示されるフローチャートにしたがって説明する。なお、本実施形態においては、スライド７の昇降速度は一定値（例えば１６ｓｐｍ）に設定されている。
【００２７】
Ｓ１：スライド７が下死点から上死点へ向けて上昇を開始し、これと同時にリフトビーム１０がクロスバー解放位置から待機位置へ向けて上昇を開始したか否かを判定する。ここで、リフトビーム１０の初期上昇速度は予め設定された速度、例えば３００ｍｍ／ｓとされている。
【００２８】
Ｓ２：スライド７とリフトビーム１０とが共に上昇を開始したときには、プレスのクランク角度データ（スライド位置検出手段）を読み込むとともに、リフト軸サーボモータ１２に付設されたエンコーダ（フィーダ位置検出手段）からのリフトビーム１０の上下位置データを読み込む。
Ｓ３：前ステップＳ２での読み込みデータに基づき、図示されないフィーダコントローラ内の演算手段によりスライド位置とリフトビーム位置との偏差ｘ（ｍｍ）を算出する。
【００２９】
Ｓ４：算出された偏差ｘ（ｍｍ）が所定値ａ以上である（ｘ≧ａ）か否かを判定することにより、スライド７とリフトビーム１０間の距離が近接しているか否かを判断する。ここで、前記所定値ａとしては例えば３００ｍｍ（リフトビーム１０の１秒間の移動距離）とされる。
Ｓ５：偏差ｘ（ｍｍ）が所定値ａ以上である場合（ｘ≧ａ）には、リフトビーム１０の速度を変更せず、当初の上昇速度で上昇させる。
Ｓ６：偏差ｘ（ｍｍ）が所定値ａ未満である場合（ｘ＜ａ）には、コントローラ内のフィーダ速度制御手段によりリフトビーム１０の速度を１０％ダウンさせてスライド７とリフトビーム１０との干渉を回避する。
【００３０】
Ｓ７：スライド７が上死点に達したか、あるいはリフトビーム１０が待機位置に達したかを判定し、いずれかが達している場合にはフローを終了する。また、いずれも達していない場合には、ステップＳ２へ戻ってそのステップＳ２以下の制御を継続する。
【００３１】
Ｓ８：ステップＳ１の判定において、スライド７とリフトビーム１０とが共に上昇を開始していないと判定されたときには、次にスライド７が上死点から下死点へ向けて下降を開始し、これと同時にリフトビーム１０が待機位置からクロスバー解放位置へ向けて下降を開始したか否かを判定する。ここで、リフトビーム１０の初期下降速度は初期上昇速度と同様、例えば３００ｍｍ／ｓに設定されている。
【００３２】
Ｓ９：スライド７とリフトビーム１０とが共に下降を開始したときには、プレスのクランク角度データを読み込むとともに、リフト軸サーボモータ１２に付設されたエンコーダからのリフトビーム１０の上下位置データを読み込む。
Ｓ１０：前ステップＳ９での読み込みデータに基づき、スライド位置とリフトビーム位置との偏差ｘ（ｍｍ）を算出する。
【００３３】
Ｓ１１：算出された偏差ｘ（ｍｍ）が所定値ａ以上である（ｘ≧ａ）か否かを判定することにより、スライド７とリフトビーム１０間の距離が近接しているか否かを判断する。ここで、前記所定値ａとしては例えば３００ｍｍ（リフトビーム１０の１秒間の移動距離）とされる。
Ｓ１２：偏差ｘ（ｍｍ）が所定値ａ以上である場合（ｘ≧ａ）には、リフトビーム１０の速度を変更せず、当初の上昇速度で下降させる。
Ｓ１３：偏差ｘ（ｍｍ）が所定値ａ未満である場合（ｘ＜ａ）には、フィーダ速度制御手段によりリフトビーム１０の速度を１０％アップさせてスライド７とリフトビーム１０との干渉を回避する。
【００３４】
Ｓ１４：スライド７が下死点に達したか、あるいはリフトビーム１０がクロスバー解放位置に達したかを判定し、いずれかが達している場合にはフローを終了する。また、いずれも達していない場合には、ステップＳ９へ戻ってそのステップＳ９以下の制御を継続する。
【００３５】
一方、ステップＳ８の判定において、スライド７とリフトビーム１０とが共に下降を開始していないと判定されたときには、スライド７とリフトビーム１０が共に昇降動を行っていない場合であるので、本実施形態の制御を行う必要がないため、このフローを終了する。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、金型交換時におけるスライド７およびリフトビーム１０の昇降動作時に、スライド７の上下方向位置とリフトビーム１０の上下方向位置とが検出され、これらスライド７とリフトビーム１０との間の上下方向間隔が所定距離以上となるようにリフトビーム１０の昇降速度が制御されるので、この昇降時にスライド７とリフトビーム１０との間の干渉を確実に回避することができる。この結果、金型交換時間の短縮化を図るために、スライド７の昇降動とリフトビーム１０の昇降動とを同時に行わせても、両者が干渉するのを確実に回避することができる。こうして、金型交換時間を短縮化することができるので、プレスの生産性を向上させることができる。
【００３７】
本実施形態においては、ボルスタ９，９Ａを走行させて金型交換を行うものについて説明したが、このボルスタとは別の金型交換台車（ＡＤＣ台車）を用いて金型交換を行わせても良い。
【００３８】
本実施形態においては、タンデムプレスラインに用いられるフィーダの制御方法について説明したが、本発明は、タンデムプレスラインに限らず、他のプレス機械のフィーダに対しても適用できるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るタンデムプレスラインの部分正面図である。
【図２】図２は、リフトビームとスライドとの位置関係を表わす図１の側面図である。
【図３】図３は、金型交換動作手順を示すタイムチャートである。
【図４】図４は、金型交換動作手順説明図（１）である。
【図５】図５は、金型交換動作手順説明図（２）である。
【図６】図６は、金型交換動作手順説明図（３）である。
【図７】図７は、スライドとリフトビームとの干渉防止制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１            タンデムプレスライン
２，３        プレス
４            フィーダ
７            スライド
９，９Ａ      ボルスタ
１０          リフトビーム
１２          リフト軸サーボモータ
１６          クロスバー
１８，１８Ａ  下型
２０，２０Ａ  上型
【図１】
2004337939.tif 000003
【図２】
2004337939.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004337939.tif 000006
【図５】
2004337939.tif 000007
【図６】
2004337939.tif 000008
【図７】
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