JP4150243B2

JP4150243B2 - 電動プレス

Info

Publication number: JP4150243B2
Application number: JP2002315238A
Authority: JP
Inventors: 木伸司鈴
Original assignee: Janome Sewing Machine Co Ltd
Current assignee: Janome Corp
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: JP2004148345A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動プレスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動モータを動力とし、該モータの回転をボールネジなどにより垂直運動に変換し、ラムを上下動させて工作物に圧力を加えることが可能な電動プレスが、精密な加圧を要求される分野で広く用いられている。
この電動プレスは、モータを制御することにより加圧力の制御、停止位置の制御、駆動速度や停止時間などの制御が可能であり、上述したように精密な加圧を実現している。
電動プレスにおいては、ラムの荷重を検出するためのロードセルが設けられており、ラムの荷重を検出して、該荷重信号を種々の制御に用いるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ロードセルは経年変化等により、荷重がかかっていない時の出力、所謂ゼロバランスが変動する問題があり、このゼロバランス変化により精密な制御ができなくなる問題があった。
また、ゼロバランス変動が大きくなりすぎると、ラムの稼働範囲に対してロードセル出力が飽和してしまい、フルレンジで荷重値を検出できなくなったり、ロードセル出力の直線性範囲を逸脱して正確な出力値が得られなくなり、ロードセルの交換などの対処が必要になるが、このようなロードセルの状態を従来の電動プレスでは知ることができない問題があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明はモータと、該モータの回転運動を直線運動に変換する変換装置と、該変換装置により直線運動を行うラムと、を備えた電動プレスにおいて、前記ラムの荷重を検出する荷重検出装置と、前記ラムの荷重がゼロの時の該荷重検出装置の出力をキャリブレーション量として記憶する記憶手段と、該記憶された荷重検出装置のキャリブレーション量に基づいて、荷重検出装置からの出力を較正する較正手段と、前記キャリブレーション量が所定値以上であるか否か比較する手段と、該比較する手段による比較の結果、前記キャリブレーション量が所定値以上である場合、その旨の告知を行う手段と、を備えたことを特徴とする。
上記構成により、荷重検出装置のゼロバランスをキャリブレーション量に基づいて較正できるから、正確な荷重を検出でき、精密な制御が可能になる。
またキャリブレーション量がフルレンジで荷重検出を行えないほど大きくなったり、或いは荷重検出出力が直線性を維持できなくなったりした場合に、その旨の告知を行うことが可能になる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は機能ブロック図、図２は外観図、図３は側断面図である。
この電動プレスはモータ２１を駆動源としており、このモータ２１による回転を図３に示すようにボールネジ２３に伝達し、該ボールネジ２３に係合しているラム２２を上下動させるように構成されている。
ラム２２の先端には押圧体２４が装着され、ステージ２９に載置されたワークＷを押圧するようになっている。
該押圧体２４にはロードセル５が装着され、ラム２２に掛かる荷重を検出するようになっている。
【０００６】
図１に示すようにロードセル５はアンプ５０とＡ／Ｄコンバータ５１を備え、検出した荷重信号をＣＰＵ１に送信するように構成されている。
ＣＰＵ１にはキャリブレーション量記憶装置３が接続され、ロードセル５の荷重がゼロの時のロードセル５の出力をキャリブレーション量として記憶するように構成されている。
キャリブレーション装置２はキャリブレーション量記憶装置３に記憶されたキャリブレーション量に基づいてロードセル５からの荷重検出信号を較正するように構成されている。
【０００７】
ＣＰＵ１は更に前記キャリブレーション量を所定値と比較し、キャリブレーション量が所定値以上の場合に、告知装置４にその旨の告知をさせるように構成されている。この告知によりユーザは、ロードセル５の交換などを行えるようになっている。
【０００８】
なお、進入センサ１１はラム２２の上下方向の所定の位置を検出し、該位置信号をＣＰＵ１に送るように構成されている。ＣＰＵ１は該位置信号に基づいて種々の制御を行うようになっている。
また制御プログラム記憶装置１０には装置全体の制御を行うプログラムが格納されており、このプログラムに従って制御が行われるように構成されている。
【０００９】
図４によりキャリブレーション量とその較正について説明する。
図４の横軸はラム２２の加圧動作の位置を示しており、荷重のない０点から最大荷重位置のＭｍａｘまで稼働するようになっている。縦軸はロードセル５の出力であり、ゼロからＳｍａｘまで出力するようになっている。
ここでは、図示するようにロードセル５出力がリニアな部分のみを用いており、ゼロ点の較正のみを行えば正確な荷重検出が可能である。
【００１０】
荷重が０の時のロードセル５出力がキャリブレーション量としてキャリブレーション量記憶装置３に記憶される。特性Ｒの場合はキャリブレーション量がゼロであるが、Ｒ’ではキャリブレーション量Ｏ１、Ｒ”ではＯ２となる。このキャリブレーション量によりロードセル５の検出値を逐次較正して、制御に用いるように構成されている。
【００１１】
この実施形態では、図示する上限値と下限値を設定してあり、ラム２２が０からＭｍａｘまで変位する間にロードセル５出力が該上限値または下限値を超える可能性がある場合、告知装置４においてその旨の告知を行うように構成されている。
例えば特性Ｒ’ではロードセル５の出力は上限値内であるが、特性Ｒ’’’ではラム２２の変位Ｍ１以上ではロードセル５の出力が上限値を超えるから、この場合は告知装置４に告知されるようになっている。
ロードセル５の出力が上限値或いは下限値を超える場合のキャリブレーション量を所定値Ｃ１，Ｃ２として設定してあり、この所定値Ｃ１，Ｃ２とキャリブレーション量とを比較して告知装置４での告知、非告知を決定するようになっている。
【００１２】
該上限値、下限値としてはロードセル５の出力限界値やロードセル５の出力が線形を維持する範囲とすることができる。
出力限界値とした場合には、上記したように図４においてキャリブレーション量が所定値Ｃ１を超えた場合には、Ｍ１以上のラム２２変位に対してロードセル５出力が飽和することになる。
また線形を維持する範囲とした場合には、Ｍ１以上の変位についてはロードセル５の出力はリニアとならないことになる。
【００１３】
図５により動作を説明する。
電源装置２０が投入されると（ステップＳ１）、最初に初期化を行い（ステップＳ２）、ラム２２の荷重がゼロの時のロードセル５の出力が読み込まれ、キャリブレーション量記憶装置３にキャリブレーション量として記録される（ステップＳ３）。このキャリブレーション量はＣＰＵ１において所定値Ｃ１，Ｃ２と比較され、所定値より大きい場合には、その旨の告知がなされる（ステップＳ５）。この告知は表示、音声などが可能である。また、ロードセル５の交換を促すような告知でも良い。
そして作業のスタート操作があると（ステップＳ６）、作業が開始され（ステップＳ７）、その際にロードセル５からの検出値はキャリブレーション量記憶装置３に記憶されたキャリブレーション量に基づいてキャリブレーション装置２において較正されて用いられ（ステップＳ８）、作業終了まで該動作を継続する（ステップＳ９）。
【００１４】
以上説明した実施形態では、ロードセル５のキャリブレーション量を適正に較正して制御を行えるため、精密なプレスが可能になる。また、ロードセル５のキャリブレーション量が所定量を超えた場合には、その旨の告知がなされるため、ロードセル５の交換などの時期を知ることが可能になる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電動プレスによれば、ロードセルのリニアな特性の部分を制限して活用することができるので、０点での較正のみを行うだけで精密なプレス制御が可能になり、またキャリブレーション量がフルレンジで荷重検出を行えないほど大きくなったり、或いは荷重検出出力が直線性を維持できなくなったりした場合に、その旨の告知を行うことが可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態を示す斜視図。
【図３】本発明の一実施形態を示す側断面図。
【図４】本発明の一実施形態の動作説明図。
【図５】本発明の一実施形態の動作を示すフローチャート図。
【符号の説明】
１：ＣＰＵ、２：キャリブレーション装置、３：キャリブレーション量記憶装置、４：告知装置、５：ロードセル、１０：制御プログラム記憶装置、１１：進入センサ、２０：電源装置、２１：モータ、２２：ラム、２３：ボールネジ、２４：押圧体、２９：ステージ、５０：アンプ、５１：Ａ／Ｄコンバータ。

Claims

モータと、該モータの回転運動を直線運動に変換する変換装置と、該変換装置により直線運動を行うラムと、を備えた電動プレスにおいて、
前記ラムの荷重を検出する荷重検出装置と、
前記ラムの荷重がゼロの時の該荷重検出装置の出力をキャリブレーション量として記憶する記憶手段と、
該記憶された荷重検出装置のキャリブレーション量に基づいて、荷重検出装置からの出力を較正する較正手段と、
前記キャリブレーション量が所定値以上であるか否か比較する手段と、
該比較する手段による比較の結果、前記キャリブレーション量が所定値以上である場合、その旨の告知を行う手段と、
を備えたことを特徴とする電動プレス。
前記所定値が、前記ラムの荷重可能範囲において前記荷重検出装置の出力が出力限界を超えるキャリブレーション量である、
請求項１に記載の電動プレス。
前記所定値が、前記ラムの荷重可能範囲において前記荷重検出装置の出力が直線性を失うキャリブレーション量である、
請求項１に記載の電動プレス。