JP4150243B2 - Electric press - Google Patents
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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。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric press.
[0002]
[Prior art]
Electric presses that use an electric motor as a motive power, convert the rotation of the motor into vertical motion with a ball screw, etc., and apply pressure to the workpiece by moving the ram up and down. Widely used.
This electric press can control a pressing force, a stop position, a drive speed, a stop time, and the like by controlling a motor, and realizes precise pressurization as described above.
In the electric press, a load cell for detecting the load of the ram is provided, the load of the ram is detected, and the load signal is used for various controls.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the load cell has a problem that an output when no load is applied, that is, a so-called zero balance, fluctuates due to secular change or the like, and there is a problem that precise control cannot be performed due to this zero balance change.
Also, if the zero balance fluctuation becomes too large, the load cell output will saturate with respect to the operating range of the ram, making it impossible to detect the load value in the full range, or deviating from the linearity range of the load cell output, resulting in an accurate output value. However, there is a problem that the state of such a load cell cannot be known by a conventional electric press.
The object of the present invention is to solve the problems of the prior art.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an electric press comprising a motor, a conversion device that converts the rotational motion of the motor into linear motion, and a ram that performs linear motion by the conversion device. Based on a load detection device for detecting a load, storage means for storing the output of the load detection device when the load of the ram is zero as a calibration amount, and the stored calibration amount of the load detection device, As a result of comparison by calibration means for calibrating the output from the load detection device, means for comparing whether or not the calibration amount is a predetermined value or more, and the comparison means, the calibration amount is a predetermined value or more. when, characterized by comprising means for making a notification to that effect, the.
With the above configuration, since the zero balance of the load detection device can be calibrated based on the calibration amount, an accurate load can be detected and precise control can be performed.
It may become large enough not perform load detection or calibrate the amount of full range, or when the load detection output is or are unable to maintain linearity, it is possible to perform a notification to that effect.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a functional block diagram, FIG. 2 is an external view, and FIG. 3 is a side sectional view.
This electric press uses a
A
A load cell 5 is attached to the
[0006]
As shown in FIG. 1, the load cell 5 includes an
A calibration amount storage device 3 is connected to the
The
[0007]
The
[0008]
The
The control
[0009]
The calibration amount and its calibration will be described with reference to FIG.
The horizontal axis of FIG. 4 shows the position of the pressurizing operation of the
Here, as shown in the figure, only the portion where the output of the load cell 5 is linear is used, and accurate load detection is possible if only calibration of the zero point is performed.
[0010]
The output of the load cell 5 when the load is 0 is stored in the calibration amount storage device 3 as a calibration amount. In the case of the characteristic R, the calibration amount is zero, but R ′ is the calibration amount O1, and R ″ is O2. The detection value of the load cell 5 is sequentially calibrated with this calibration amount and used for control. It is configured.
[0011]
In this embodiment, when the upper limit value and the lower limit value shown in the figure are set and the output of the load cell 5 may exceed the upper limit value or the lower limit value while the
For example, in the characteristic R ′, the output of the load cell 5 is within the upper limit value. However, in the characteristic R ′ ″, the output of the load cell 5 exceeds the upper limit value when the displacement M1 of the
The calibration amount when the output of the load cell 5 exceeds the upper limit value or the lower limit value is set as the predetermined values C1 and C2, and the predetermined value C1 and C2 is compared with the calibration amount to notify the notification device 4 , Is supposed to determine non-notification.
[0012]
As the upper limit value and the lower limit value, the output limit value of the load cell 5 or the range in which the output of the load cell 5 maintains linearity can be used.
In the case of the output limit value, as described above, when the calibration amount exceeds the predetermined value C1 in FIG. 4, the output of the load cell 5 is saturated with respect to the displacement of the
When the linearity is maintained, the output of the load cell 5 does not become linear with respect to the displacement of M1 or more.
[0013]
The operation will be described with reference to FIG.
When the
When a work start operation is performed (step S6), the work is started (step S7). At this time, the detected value from the load cell 5 is calibrated based on the calibration amount stored in the calibration amount storage device 3. The
[0014]
In the embodiment described above, since the control can be performed by properly calibrating the calibration amount of the load cell 5, a precise press is possible. Further, when the amount of calibration of the load cell 5 exceeds a predetermined amount, a notification to that effect is made, so that it is possible to know the time for replacement of the load cell 5 and the like.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the electric press of the present invention, the linear characteristic portion of the load cell can be limited and utilized, so that precise press control can be performed only by performing calibration at 0 point. Ri, and when become large enough calibration weight is unable to load detection in full range, or the load detection output is or are unable to maintain linearity, it can be ing effect it is possible to notice to that effect .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: CPU, 2: calibration device, 3: calibration amount storage device, 4: notification device, 5: load cell, 10: control program storage device, 11: ingress sensor, 20: power supply device, 21: motor, 22: Ram, 23: Ball screw, 24: Pressing body, 29: Stage, 50: Amplifier, 51: A / D converter.
Claims (3)
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。In an electric press comprising a motor, a conversion device that converts the rotational motion of the motor into linear motion, and a ram that performs linear motion by the conversion device,
A load detection device for detecting the load of the ram;
Storage means for storing the output of the load detection device when the load of the ram is zero as a calibration amount;
Calibration means for calibrating the output from the load detection device based on the stored calibration amount of the load detection device;
Means for comparing whether the calibration amount is a predetermined value or more;
If the result of comparison by the means for comparing is that the calibration amount is greater than or equal to a predetermined value, means for notifying that effect;
An electric press comprising:
請求項1に記載の電動プレス。The predetermined value is a calibration amount in which the output of the load detection device exceeds the output limit in the loadable range of the ram.
The electric press according to claim 1 .
請求項1に記載の電動プレス。The predetermined value is a calibration amount in which the output of the load detection device loses linearity in the loadable range of the ram.
The electric press according to claim 1 .
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