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JPS6331320B2 - - Google Patents
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JPS6331320B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6331320B2
JPS6331320B2 JP10699180A JP10699180A JPS6331320B2 JP S6331320 B2 JPS6331320 B2 JP S6331320B2 JP 10699180 A JP10699180 A JP 10699180A JP 10699180 A JP10699180 A JP 10699180A JP S6331320 B2 JPS6331320 B2 JP S6331320B2
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JP
Japan
Prior art keywords
load
output
press machine
detector
hold circuit
Prior art date
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Application number
JP10699180A
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Japanese (ja)
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JPS5730919A (en
Inventor
Shigenori Kashiwagi
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Aida Engineering Ltd
Original Assignee
Aida Engineering Ltd
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0094Press load monitoring means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • G01L5/0071Specific indicating arrangements, e.g. of overload
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • G01L5/0076Force sensors associated with manufacturing machines

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プレス機械のフレームの伸び量を介
して荷重を検出するようにした荷重計に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a load cell that detects a load through the amount of elongation of a frame of a press machine.

この種の荷重計として、従来から種々のものが
提案されている。例えば、ダイヤルゲージ式、置
斜式などで代表される機械式の伸び量検出器を応
用した荷重計は、比較的安価であるにも拘らず、
伸び量が温度の影響を受け易く、かつ、プレス作
動時の振動等で誤動作し易い。このために、この
種機械式のものでは、打抜きなどの早い負荷変動
に追随作動できないと共に検出精度が悪い欠点が
あつた。又、伸び量(荷重)検出器には、上記し
た機械式の他に静電容量式、歪ゲージ式、光学
式、差動トランス式、回転エンコーダ式等のもの
がある。ところが、これらのものはいずれも検出
精度は高いが高価であると同時に設置可能な環境
が制約される欠点があつた。
Various types of load cells have been proposed in the past as this type of load cell. For example, load cells that use mechanical elongation detectors, such as dial gauge type and tilt type, are relatively inexpensive;
The amount of elongation is easily affected by temperature, and malfunctions are likely to occur due to vibrations during press operation. For this reason, this type of mechanical type has the drawback of not being able to follow rapid load fluctuations such as during punching, and having poor detection accuracy. In addition to the above-mentioned mechanical type, the elongation (load) detector includes a capacitance type, a strain gauge type, an optical type, a differential transformer type, a rotary encoder type, and the like. However, all of these devices have high detection accuracy but are expensive and have the drawbacks of being restricted in the environment in which they can be installed.

本発明は上記に鑑みてなされたものであつて、
構造が簡単で安価でありながら高精度の測定がで
きるプレス機械の荷重計を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above, and includes:
The purpose of the present invention is to provide a load meter for a press machine that has a simple structure, is inexpensive, and is capable of high-precision measurement.

以下に本発明を図示された一実施例について説
明する。
The present invention will be described below with reference to an illustrated embodiment.

図において、1はC型フレームプレスのフレー
ムであつて、その側面に上端を締付固定した検出
ロツド2の下端とフレーム1の側面に固定した固
定アーム3との間には荷重検出器4を取り付けて
いる。
In the figure, 1 is a frame of a C-type frame press, and a load detector 4 is installed between the lower end of a detection rod 2 whose upper end is fastened and fixed to the side surface of the frame 1 and a fixed arm 3 fixed to the side surface of the frame 1. It is installed.

荷重検出器4は、前記固定アーム3の上端部に
固定された検出器本体ケース5内にホール素子固
定ケース6をビス7で締付固定してあり、前記固
定ケース6の上面中央に形成した凹部8内にホー
ル素子としてのホールIC9を取り付けている。
10は固定ケース6に設けたホールICの出力端
子である。
The load detector 4 has a Hall element fixing case 6 fixed to the detector body case 5 fixed to the upper end of the fixed arm 3 with screws 7, and a hole element fixed case 6 formed at the center of the upper surface of the fixed case 6. A Hall IC 9 as a Hall element is installed in the recess 8.
10 is an output terminal of a Hall IC provided in the fixed case 6.

前記検出器本体ケース5の上面にはプランジヤ
11を出没自在に保持するカバー12をネジ13
で締付固定している。又、前記本体ケース5の上
壁を貫通させた作動プランジヤ14の上端を前記
プランジヤ11の内端面(下端面)に当接させる
と共に、作動プランジヤ14の下端に固着した永
久磁石15を前記凹部8内に臨ませてホールIC
9に近接対応させている。そして、前記作動プラ
ンジヤ14の上端近傍に止着したスプリング受け
16と本体ケース5の上壁面との間にリターンス
プリング17を張設することにより、前記両プラ
ンジヤ11,14をともに突出付勢させてプラン
ジヤ11の上端面を検出ロツド2の下端面に当接
保持させると共に、このプランジヤ14に対して
永久磁石15が追従変位するようにしている。
A cover 12 that holds the plunger 11 so as to be freely retractable is attached to the upper surface of the detector main body case 5 by screws 13.
It is tightened and fixed. Further, the upper end of the actuating plunger 14 passed through the upper wall of the main body case 5 is brought into contact with the inner end surface (lower end surface) of the plunger 11, and the permanent magnet 15 fixed to the lower end of the actuating plunger 14 is placed in the recess 8. Hall IC facing inside
It corresponds to 9 in proximity. By tensioning a return spring 17 between the spring receiver 16 fixed near the upper end of the operating plunger 14 and the upper wall surface of the main body case 5, both the plungers 11 and 14 are biased to protrude. The upper end surface of the plunger 11 is held in contact with the lower end surface of the detection rod 2, and a permanent magnet 15 is disposed to follow the plunger 14.

斯る荷重検出器4では、フレーム1に支持され
ているスライドに荷重が加わると、この荷重の反
力によつてフレーム1が伸縮変形する。すると、
検出ロツド2の上端固定部と固定アーム3との間
が接離するので、検出ロツド2の下端面に当接保
持されているプランジヤ11がリターンスプリン
グ17に保持されつつ出没変位する。すると、こ
れにともなつて作動プランジヤ14が昇降するの
で、その下端に固着した永久磁石15がホール
IC9に接離する。
In such a load detector 4, when a load is applied to the slide supported by the frame 1, the frame 1 expands and contracts due to the reaction force of this load. Then,
Since the upper end fixed portion of the detection rod 2 and the fixed arm 3 come into contact with each other, the plunger 11, which is held in contact with the lower end surface of the detection rod 2, is moved in and out while being held by the return spring 17. Then, as the actuating plunger 14 moves up and down, the permanent magnet 15 fixed to the lower end of the plunger moves into the hole.
Connect to and separate from IC9.

ここに、ホールIC9に接続された一方の出力
端子からは、永久磁石15とホールIC9との相
対距離の変動による磁束密度の変化にともなつ
て、第3図に特性線Aで示すように変化する電圧
が出力されると共に、他方の出力端子からは同図
に特性線Bで示すように変化する電圧が出力され
る。又、この両電圧の変化率は一定しているの
で、両出力端子から出力された電圧の差は第3図
に特性線Cで示すように、永久磁石15とホール
IC9との相対距離、つまり、スライドの荷重に
比例するフレームの伸び量が大きくなるにともな
つて次第に低下するように直線的に低下する。従
つて、この特性線Cによる出力電圧を荷重に換算
すれば、スライドの荷重を検出できる訳である。
Here, from one output terminal connected to the Hall IC 9, as the magnetic flux density changes due to a change in the relative distance between the permanent magnet 15 and the Hall IC 9, a change occurs as shown by characteristic line A in Fig. 3. At the same time, the other output terminal outputs a voltage that changes as shown by characteristic line B in the figure. Also, since the rate of change of both voltages is constant, the difference between the voltages output from both output terminals is determined by the difference between the permanent magnet 15 and the hole, as shown by characteristic line C in Figure 3.
It linearly decreases gradually as the relative distance to IC9, that is, the amount of extension of the frame that is proportional to the load on the slide increases. Therefore, if the output voltage according to this characteristic line C is converted into a load, the load on the slide can be detected.

ここに、本発明では、上記検出器4の出力電圧
を、例えば第4図に示すような制御装置17で荷
重値に変換処理する。
Here, in the present invention, the output voltage of the detector 4 is converted into a load value by a control device 17 as shown in FIG. 4, for example.

即ち、検出器4の各出力端子10を差動増幅器
18の入力端子に接続してその端子間の差電圧を
増幅し、温度補正回路19でこの増幅電圧を温度
補正する。このように温度補正された電圧をサン
プルホールド回路20及びピークホールド回路2
1にそれぞれ入力させる。
That is, each output terminal 10 of the detector 4 is connected to the input terminal of the differential amplifier 18 to amplify the difference voltage between the terminals, and the temperature correction circuit 19 performs temperature correction on this amplified voltage. The voltage corrected in this way is sampled and held by the sample hold circuit 20 and the peak hold circuit 2.
1, respectively.

又、プレス機械の主軸等に連動されたロータリ
カムリミツトスイツチ22で測定範囲を設定する
と共に、この測定範囲の初期に前記各ホールド回
路20,21のゲート23,24にワンパルスを
印加する。すると、サンプルホールド回路20は
パルスの入力時の入力電圧をサンプルしてパルス
入力後ホールドすると共に、ピークホールド回路
21はパルス入力後における入力電圧のピーク値
をホールドする。
Further, a measurement range is set by a rotary cam limit switch 22 linked to the main shaft of the press machine, etc., and one pulse is applied to the gates 23 and 24 of each of the hold circuits 20 and 21 at the beginning of this measurement range. Then, the sample and hold circuit 20 samples the input voltage when the pulse is input and holds it after the pulse is input, and the peak hold circuit 21 holds the peak value of the input voltage after the pulse is input.

前記サンプルホールド回路20とピークホール
ド回路21との出力を差動増幅器25で減算した
後に荷重変換器26でトン数に換算する。尚、こ
のように換算された信号を、A/D変換器27で
デイジタル量に変換して表示器28にデイジタル
表示する。
After the outputs of the sample hold circuit 20 and the peak hold circuit 21 are subtracted by a differential amplifier 25, the outputs are converted into tonnage by a load converter 26. Note that the signal thus converted is converted into a digital quantity by the A/D converter 27 and digitally displayed on the display 28.

一方、前記荷重変換器26の出力を、オーバー
ロード設定器29の出力とともにコンパレータ3
0に入力させる。そして、荷重変換器26の出力
が前記設定器29の出力より大きくなつた時、つ
まり、プレス機械の荷重に応答するフレーム1の
伸び量が許容値以上に達した時に表示ランプ31
を作動させると共に、外部出力接点32を作動さ
せてプレス機械に停止信号を出力するようになつ
ている。
On the other hand, the output of the load converter 26 is input to the comparator 3 together with the output of the overload setting device 29.
Enter 0. When the output of the load converter 26 becomes larger than the output of the setting device 29, that is, when the amount of elongation of the frame 1 in response to the load of the press machine reaches a permissible value or more, the indicator lamp 31
At the same time, the external output contact 32 is activated to output a stop signal to the press machine.

尚、ロータリカムスイツチ20で設定された測
定範囲以外の時は、A/D変換器27のラツチ回
路にゲート33から信号を与えてホールドするの
で、電源を切らない限り表示器28は表示し続け
る。又、測定範囲内ではホールドが解かれて新し
いピーク値をサンプルする。
Furthermore, when the measurement range is outside the measurement range set by the rotary cam switch 20, a signal is applied from the gate 33 to the latch circuit of the A/D converter 27 to hold it, so the display 28 continues to display unless the power is turned off. . Also, within the measurement range, the hold is released and a new peak value is sampled.

そして、次回の測定では、サンプルホールド回
路20とピークホールド回路21とが各回路2
0,21のゲート23,24に入力されるロータ
リカムスイツチ22からのワンパルスで測定開始
時の同一入力電圧がサンプルされるために、差動
増幅器25の出力は自動的にゼロとなる。このた
めに、各サイクルごとの変位量が毎回ピークホー
ルドされて表示されることになる。34は検出器
4の断線をチエツクするために設けたNAND回
路35はこのNAND回路34にチエツク電圧を
入力させるためのインバータである。
Then, in the next measurement, the sample hold circuit 20 and the peak hold circuit 21 are connected to each circuit 2.
Since the same input voltage at the start of measurement is sampled by one pulse from the rotary cam switch 22 inputted to the gates 0 and 21, the output of the differential amplifier 25 automatically becomes zero. For this reason, the displacement amount for each cycle is peak-held and displayed every time. Reference numeral 34 denotes an inverter for inputting a check voltage to the NAND circuit 35, which is provided to check for disconnection of the detector 4.

即ち、検出器4の出力は、荷重に応答したアナ
ログ電圧であるので、温度補正及び他の処理回路
が簡略化される。このために、制御装置17が簡
素化されて検出装置を安価に提供できる。
That is, since the output of the detector 4 is an analog voltage responsive to the load, temperature correction and other processing circuits are simplified. For this reason, the control device 17 is simplified and the detection device can be provided at low cost.

又、検出器4は非接触タイプであり、かつ、応
答性が極めて高いので、振動等をともなう荷重の
すばやい変化にも充分に応答作動する。このため
に、測定の精度及び信頼性を充分に高くできる。
Furthermore, since the detector 4 is of a non-contact type and has extremely high responsiveness, it can sufficiently respond to rapid changes in load accompanied by vibrations and the like. For this reason, measurement accuracy and reliability can be sufficiently increased.

一方、制御装置17では、プレス機械の各サイ
クルごとにロータリカムリミツトスイツチからの
指令でサンプルホールド回路とピークホールド回
路とが同時に動作を開始して検出器から出力され
る同一電圧をサンプルするので、差動増幅器の出
力が各サイクルごとにゼロとなつて表示器をゼロ
表示(リセツト)させるために、温度等をはじめ
とする各種環境要素による測定誤差が極めて小さ
くなる。従つて、表示器には各サイクルごとに荷
重の変位量が的確に表示される。
On the other hand, in the control device 17, the sample hold circuit and the peak hold circuit start operating at the same time in response to a command from the rotary cam limit switch for each cycle of the press machine, and sample the same voltage output from the detector. Since the output of the differential amplifier becomes zero every cycle and the display is reset to zero, measurement errors due to various environmental factors such as temperature are extremely small. Therefore, the amount of displacement of the load is accurately displayed on the display for each cycle.

そして、過負荷に陥つた時は、表示ランプが点
灯作動してその旨を表示すると同時に、プレス機
械に停止信号が出力されるので過負荷運転による
各種トラブルを予防できる。
When an overload occurs, an indicator lamp lights up to indicate this, and at the same time a stop signal is output to the press machine, thereby preventing various troubles due to overload operation.

尚、プレス機械が第5図に示すようにストレー
トサイドプレスである場合は、フレーム1の伸び
量が比較的小さい。従つて、このような場合は、
検出ロツド2及び固定アーム3を長くしてその固
定間隔を大きくすればフレーム1の伸び量、つま
り、プレス機械の荷重の検出精度を高くできる。
Incidentally, when the press machine is a straight side press as shown in FIG. 5, the amount of elongation of the frame 1 is relatively small. Therefore, in such a case,
By lengthening the detection rod 2 and the fixed arm 3 and increasing the fixed interval between them, the amount of elongation of the frame 1, that is, the detection accuracy of the load of the press machine can be increased.

以上説明したように本発明によれば、検出器を
永久磁石とホール素子とで構成してその相対距離
に応答するアナログの出力電圧を介してプレス機
械の荷重を検出するようにしているので、振動等
に対する信頼性を向上できると共に、急激な荷重
変動をも的確に検出できる。又、検出器からの出
力ピークをホールドするピークホールド回路の出
力と、サンプルホールド回路の出力とを差動増幅
器を介して荷重変換器に出力すると共に、前記両
ホールド回路に、各サイクルごとに同時にロータ
リカムリミツトスイツチから動作開始信号(ワン
パルス)を出力するので、差動増幅器の出力、つ
まり、表示器の表示は各サイクルごとに自動的に
ゼロに戻されるので荷重の検出・表示精度と信頼
性とを向上できる。
As explained above, according to the present invention, the detector is composed of a permanent magnet and a Hall element, and the load of the press machine is detected through the analog output voltage that responds to the relative distance between them. Not only can reliability against vibrations and the like be improved, but also rapid load fluctuations can be accurately detected. In addition, the output of the peak hold circuit that holds the output peak from the detector and the output of the sample hold circuit are output to the load converter via a differential amplifier, and the output is simultaneously output to both hold circuits for each cycle. Since the operation start signal (one pulse) is output from the rotary cam limit switch, the output of the differential amplifier, that is, the display on the display, is automatically returned to zero after each cycle, which increases the accuracy and reliability of load detection and display. and can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を備えたC型フレームプレスの
斜視図である。第2図は荷重検出器の一具体例を
示す断面図である。第3図は同上検出器の出力特
性図である。第4図は本発明の一実施例を示す電
気回路のブロツク図である。第5図は本発明を備
えたストレートサイドプレスの斜視図である。 1…フレーム、4…荷重検出器、9…ホール
IC、15…永久磁石、20…サンプルホールド
回路、21…ピークホールド回路、22…ロータ
リカムリミツトスイツチ、25…差動増幅器、2
6…荷重変換器、28…表示器、29…オーバー
ロード設定器、30…コンパレータ、31…表示
ランプ、32…外部出力接点。
FIG. 1 is a perspective view of a C-frame press equipped with the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a specific example of a load detector. FIG. 3 is an output characteristic diagram of the same detector as above. FIG. 4 is a block diagram of an electric circuit showing one embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of a straight-sided press equipped with the present invention. 1... Frame, 4... Load detector, 9... Hall
IC, 15... Permanent magnet, 20... Sample hold circuit, 21... Peak hold circuit, 22... Rotary cam limit switch, 25... Differential amplifier, 2
6...Load converter, 28...Display device, 29...Overload setter, 30...Comparator, 31...Display lamp, 32...External output contact.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 プレス機械のフレームの伸び量に応じて相対
距離が変化する永久磁石とホール素子とで構成さ
れた荷重検出器と、荷重検出器からの出力が供給
されるサンプルホールド回路及びピークホールド
回路と、前記両ホールド回路の作動時期をコント
ロールするロータリカムリミツトスイツチと、前
記両ホールド回路の出力を減算して荷重値に変換
する差動増幅器及び荷重変換器と、荷重変換器か
ら出力された荷重を表示する表示器と、前記荷重
変換器から出力された荷重が所定値以上に達した
時に過負荷状態を表示する表示ランプ及び、この
表示ランプの作動に同期してプレス機械に停止信
号を出力する外部出力接点とを備えてなるプレス
機械の荷重計。
1. A load detector composed of a permanent magnet and a Hall element whose relative distance changes according to the amount of elongation of the frame of the press machine, and a sample hold circuit and a peak hold circuit to which the output from the load detector is supplied. A rotary cam limit switch that controls the activation timing of both hold circuits, a differential amplifier and a load converter that subtracts the output of both hold circuits and converts it into a load value, and displays the load output from the load converter. an indicator lamp that indicates an overload condition when the load output from the load converter reaches a predetermined value or more; and an external device that outputs a stop signal to the press machine in synchronization with the operation of this indicator lamp. A load cell for a press machine equipped with an output contact.
JP10699180A 1980-08-04 1980-08-04 Load meter for press machine Granted JPS5730919A (en)

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JPS5730919A JPS5730919A (en) 1982-02-19
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5450756A (en) * 1992-11-06 1995-09-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device and method for measuring and adjusting pressing load values on a press
DE10004996C2 (en) * 2000-02-04 2002-09-26 Infineon Technologies Ag Device and method for self-calibration of convolution analog / digital converters

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