JPH0683920B2

JPH0683920B2 - デジタルロ−タリカムスイツチ

Info

Publication number: JPH0683920B2
Application number: JP61183155A
Authority: JP
Inventors: 宏永安寺
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1986-08-04
Filing date: 1986-08-04
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: JPS6340700A

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明はデジタルロータリカムスイッチに関し、特に、
プレス回転数に対応した進角量を適宜算出してオン・オ
フアングルを自動的に進角させることができる様にした
デジタルロータリカムスイッチに関する。

【従来の技術】

プレスシステムに置いては、プレス装置やその付属装置
を含むプレスシステム全体の動作シーケンスをプレスク
ランク角度に同調させるために、クランク軸と連動する
ロータリカムスイッチを多数段設け、関連するロータリ
カムスイッチのオン・オフに連動して各部のシーケンス
を制御する様にしていることは周知の通りである。ところで、近年のプレス制御回路の電子化に伴い、クラ
ンク軸（あるいは、これと等価の箇所）に連結されたエ
ンコーダの出力をデジタル的にカウントし、その計数値
をデジタルコンパレータによって予め設定されたオンア
ングル・オフアングルと比較するいわゆるデジタルロー
タリカムスイッチが普及しつつあり、デジタルロータリ
カムスイッチは従来のメカニカルロータリカムスイッチ
の様に配置段数を機構的に制約されないので、システム
全体の付帯機構が多くチャネル数の多い場合にも十分に
対応でき、又、微妙な角度設定も可能である等の多くの
長所を有しており、今後更に普及するものと期待され
る。さて、プレス装置は分間回転数（S.P.M.）に応じてオン
アングル・オフアングルよりも速いアングル（この角度
差を進角と称する。）でオン信号・オフ信号を発生して
おり、この進角はプレス装置の分間回転数によって異な
ることは周知の通りである。従って、デジタルロータリカムスイッチの場合は、オン
アングル・オフアングルの他の分間回転数に応じた進角
を予め記憶し、オンアングルよりも進角相当角度だけ早
いタイミングでオン信号を発生する共に、オフアングル
よりも進角相当角度だけ早いタイミングでオフ信号を発
生する様になされている。

【発明が解決しようとする問題点】

さて、必要な進角量はプレス装置の分間回転数によって
異なるので、従来のデジタルロータリカムスイッチにお
いて、進角を設定する場合、予定される分間回転数に応
じた進角を記憶する様になされており、従って、分間回
転数が変動した場合には進角を記憶しなおす必要がある
という問題がある。勿論この問題を解決するために、予定される数多くの分
間回転数に対応した進角を予め全て記憶し、分間回転数
の検出値に応じて進角を選択することも可能であるが、
この場合には各分間回転数毎に進角を記憶するために多
くのメモリ領域が必要になるという問題が発生する。

【問題点を解決するための手段】

本発明はこの様な問題点に鑑みてなされたものであり、
少なくとも２点以上のポイントにおいて回転速度データ
と回転速度に対応する進角データとを記憶すれば、上記
２点間に含まれる回転速度に対しては各回転速度毎に逐
一進角データを記憶しなくても、各回転速度毎に実用上
十分な精度の進角を算出することができる様にした新規
なデジタルロータリカムスイッチを提供することを目的
とする。要約すれば、本発明のデジタルロータリカムスイッチ
は：数値化されて入力されたクランク角度が予設定のオ
ンアングルと一致したタイミングで制御対象を作動させ
るとともに、数値化されて入力されたクランク角度が予
設定のオフアングルと一致したタイミングで制御対象の
作動を停止させる様になされたデジタルロータリカムス
イッチを前提とするものであり：上記目的を達成するた
めに本発明のデジタルロータリカムスイッチは：プレス
装置の少なくとも２以上の回転速度を示す回転速度デー
タを記憶するとともに、該回転速度データが示す回転速
度の時に必要とされる進角量を示す進角データを前記各
回転速度データと対応付けて記憶する記憶手段と：前記
プレス装置の回転速度を検出する速度検出手段と：前記
速度検出手段の検出値によって前記記憶手段を検索し
て、検出された回転速度よりも小さい回転速度データ中
の最大の回転速度データとこの回転速度データに対応す
る進角データ及び前記検出された回転速度よりも大きい
回転速度データ中の最小の回転速度データとこの回転速
度データに対応する進角データとを読み出すデータ検索
手段と：検索された回転速度データの変化量に対応する
進角データの変化量を比例係数とした比例演算によって
検出された回転速度に対応する進角を算出する演算手段
とを有し：算出された進角をオンアングル及びオフアン
グルから減じて、オンアングル及びオフアングルの設定
値を補正する様になされている。

【作用】

即ち、本発明のデジタルロータリカムスイッチでは、記
憶手段に少なくとも２点以上のポイントにおける回転速
度データと各回転速度データに対応した進角データが記
憶される。プレス運転時には速度検出手段によって現時
点の実際の回転速度が検出され、その検出値によって記
憶手段が検索される。そして、検出された実際の回転速
度に対応した進角が算出され、オンアングル及びオフア
ングルの設定値が補正される。

【実施例】

以下図面を参照して本発明の１実施例を詳細に説明す
る。先ず、第１図は本発明の実施例に係るデジタルロータリ
カムスイッチの操作パネルを示しており、操作パネル１
上には、ロータリカムスイッチのチャネルナンバ及び分
間回転数を指定するデジスイッチ２、オンアングル・オ
フアングル及び進角を指定するデジスイッチ３、運転時
にクランク角度を表示するとともに進角設定時に分間回
転数を表示する数値表示器４、オンアングル及びオフア
ングルの書き換え時に書き換えの対象となるチャネルナ
ンバを表示する数値表示器５、デジスイッチ２によって
指定されているチャネルに関して設定されているオンア
ングルを表示する数値表示器６、デジスイッチ２によっ
て指定されているチャネルに関して設定されているオフ
アングルを表示する数値表示器７、進角の設定時に進角
を表示する数値表示器８、オンアングルの書き換え及び
進角の書き換えを指定するボタンスイッチ９、オフアン
グルの書き換えを指定するボタンスイッチ10、運転モー
ド・オンアングル及びオフアングルの設定モード・進角
設定モードのいずれかを指定する３ノッチスイッチ11が
適宜配置されている。次に、本実施例の具体的な構成を示す前に、本発明の原
理を第２図・第３図を参照して説明する。第２図・第３図は分間回転数（横軸）と当該分間回転数
の時に必要とされる進角（縦軸）の関係を示した特性図
であり、第２図・第３図では分間回転数が0S.P.M.〜250
S.P.M.の場合を想定している。一般に分間回転数と進角とは第２図に示す様に一定の範
囲では比例しており、分間回転数が上昇すると進角もリ
ニアに上昇するが、個々のプレス装置の特性によっては
進角が分間回転数の高次の関数（例えば２次関数）にな
る場合もある。そして、この様な場合には例えば第３図に示す様に、あ
る分間回転数（第３図では100S.P.M.と200S.P.M.）を境
界点として、分間回転数と進角との関係を折線状に変化
させれば、プレスの運転領域において分間回転数と進角
との関係を少なくとも実用的には十分に満足させること
が可能となる。そこで、本実施例では分間回転数と進角との特性曲線の
傾斜が変化するポイントの分間回転数と進角とを記憶し
ておき、プレス運転時には分間回転数の現在値を例えば
エンコーダにより検出し、検出された分間回転数に対応
した進角を上記記憶値に基づく比例演算により算出し
て、オン・オフアングルを調整することにより、進角が
分間回転数の高次の関数になる場合にも、近似的に十分
に満足のできるタイミング制御を可能としている。次に、第４図は本発明の実施例に係るデジタルロータリ
カムスイッチのブロック図であり、第１図において既に
説明した要素に関しては第１図と同一の符号を付して重
複した説明は省略する。第４図において、20は図示せぬプレス装置のクランク軸
又はこれと等価の箇所に連結されて上記クランク軸が所
定の単位角度回転する毎にパルスを発生するエンコー
ダ、21はエンコーダ20が発生したパルスを計数するカウ
ンタ、22はエンコーダ20の出力を時間で微分する微分回
路を各々示す。従って、カウンタ21の計数値はクランク
角度を示し、微分回路22の出力は分間回転数を示すこと
になる。第４図のデジタルロータリカムスイッチは検出チャネル
としてｎチャネル（ｎは任意の自然数）を有し、D1〜Dn
はこれら各チャネルの駆動回路を示す。各チャネルの駆動回路D1〜Dnは全て同一の構成であるの
で駆動回路D1に関してのみ基本構成を図示するが、各駆
動回路D1〜Dnは、オンアングルを記憶する設定器31、オ
フアングルを記憶する設定器32、カウンタ21の計数値と
して入力されるクランク角度をオンアングルと比較する
デジタルコンパレータ33、カウンタ21の計数値として入
力されるクランク角度をオフアングルと比較するデジタ
ルコンパレータ34、デジタルコンパレータ33の出力によ
りセットされるとともに、デジタルコンパレータ34の出
力によりリセットされるフリップフロップ35を有してい
る。又、R1〜Rnは各々プレスシステムの各部に関連付けられ
たリレーコイルを示し、各リレーコイルR1〜Rnは対応す
る駆動回路D1〜Dnのフリップフロップ35のＱ出力によっ
て励磁される。又、23はカウンタ21の計数値をデコードするデコーダで
あり、デコーダ23によってクランク角度及び分間回転数
を表示する表示器４が駆動される。又、24・25・26・27もデコーダを示し、デコーダ24によ
ってチャネルナンバを表示する表示器５が、デコーダ25
によってオンアングルを表示する表示器６が、デコーダ
26によってオフアングルを表示する表示器７が、デコー
ダ27によって進角を表示する表示器８が各々駆動され
る。次に、40はマイクロコンピュータ及びその付属機構によ
って構成される主制御装置を、50はメモリを、60は各種
スイッチやセンサ類の出力を主制御装置40に入力する入
力インタフェースを、70は主制御装置の出力をデコーダ
23〜デコーダ27に与える出力インタフェースを、80はプ
レス運転時に進角量の算出タイミングを定期的に発生す
るインターバルタイマを各々示す。第５図はメモリ50の構成を示しており、メモリ50はプロ
グラムを記憶したROM領域の他に各種のデータを記憶す
るRAM領域を有しており、このRAM領域中に各チャネル毎
のオンアングルを記憶するオンアングル記憶領域51、各
チャネル毎のオフアングルを記憶するオフアングル記憶
領域52、分間回転数と進角の特性曲線が折線状に変化す
る境界点となるポイントの分間回転数及び当該分間回転
数に対応する進角を記憶するための進角記憶領域53とを
有している。そして、オンアングル記憶領域51及びオフアングル記憶
領域52は各チャネル毎の駆動回路D1〜Dnと予め対応付け
られている。次に、上記事項及び第６図のフローチャートを参照して
本実施例の動作を説明しよう。尚、本実施例の動作モードは、（ａ）オン・オフアング
ルの設定モード、（ｂ）進角設定モード（ｃ）プレス運
転モードの３種類のモードがあり、これら各モードの動
作を上記の順序で以下において説明する。先ず、（ａ）オン・オフアングルの設定モードの動作に
関して説明する。尚、オン・オフアングルを設定する場合にオペレータが
なすべき操作は、（１）３ノッチスイッチ11をSET側に切り換える。（２）デジスイッチ２によって書き換えの対象となるチ
ャネルを指定する。（３）デジスイッチ３によってこれから設定するアング
ルを指定する。（４）オンアングルの書き換えの時はボタンスイッチ９
を、又、オフアングルの書き換えの時はボタンスイッチ
10を押す。という一連の手順である。先ず、オン・オフアングルを設定する場合には３ノッチ
スイッチ11がSET側に切り換えられる。又、デジスイッチ２・３は今操作されたか否かに関わり
なく、何らかの数値を示している。プログラムがスタートすると主制御装置40はデジスイッ
チ２が指示する値をデコーダ24に与え、これからオン・
オフアングルを設定するチャネルのナンバを表示器５に
表示させる。同時に主制御装置40はチャネルナンバを指定するための
デジスイッチ２が示す値に基づいてメモリ50のオンアン
グル記憶領域51及びオフアングル記憶領域52をアクセス
して、当該チャネルに関して既に設定されているオンア
ングルを示すデータ及びオフアングルを示すデータを読
み出し、これをデコーダ25・26に与えて表示器６・７に
各々表示させる。そして、この状態で主制御装置40は３ノッチスイッチ11
又はボタンスイッチ９・10のいずれかが操作されること
を持ち、３ノッチスイッチ11又はボタンスイッチ９・10
がのいずれかが操作されるまで、ここまでの手順が繰り
返えす。従って、この時点ではオペレータはデジスイッチ２を操
作して設定値を書き換える対象となるチャネルナンバを
自由に変更することができる。同様に、この時点ではオペレータはデジスイッチ３を操
作してこれから書き換えるべきオンアングル又はオフア
ングルを自由に変更することができる。そして、デジスイッチ２の切り換え操作により設定値を
書き換える対象となるチャネルナンバが変更された場合
には、これに伴って表示器５・６・７の表示が変更され
ることはいうまでもない。そして、オペレータがボタンスイッチ９を押すと、チャ
ネルナンバを指定するデジスイッチ２の出力によりメモ
リ50のオンアングル記憶領域51をアクセスし、デジスイ
ッチ３によって指定されているアングルをオンアングル
記憶領域51の対応番地に記憶する。又、オペレータがボタンスイッチ10を押すと、チャネル
ナンバを指定するデジスイッチ２の出力によりメモリ50
のオフアングル記憶領域52をアクセスし、デジスイッチ
３によって指定されているアングルをオフアングル記憶
領域52の対応番地に記憶する。次に、（ｂ）の進角設定モードの動作に関して説明す
る。尚、進角設定モードにおいてオペレータがなすべき操作
は、（１）３ノッチスイッチ11をOFF SET側に切り換える。（２）デジスイッチ２によって分間回転数と進角との特
性曲線の傾斜が変化するポイントの分間回転数を指定す
る。（３）上記（２）によって指定された分間回転数に対応
した進角をデジスイッチ３によって指定する。（４）ボタンスイッチ９を押す。という一連の手順である。先ず、進角を設定する場合には、３ノッチスイッチ11が
OFF SET側に切り換えられる。プログラムがスタートすると主制御装置40はメモリ50の
アドレスレジスタ（図示せず）に進角記憶領域53の先頭
番地をセットしてメモリ50を読み出す。そして、進角記憶領域53から読み出された分間回転数と
進角はデコーダ23・27に与えられ、表示器４に分間回転
数が表示され、表示器８に進角が表示される。一方、オペレータはデジスイッチ２にこれから進角を設
定する分間回転数を低い方から順次セットし、デジスイ
ッチ３に当該分間回転数に対応する進角をセットした後
にボタンスイッチ９を押す。より具体的には、第３図に示す例ではデジスイッチ２に
対して

〔０〕という数値がセットされ、デジスイッチ３
に対して

〔０〕という数値がセットされる。そして、ボタンスイッチ９が押されると、主制御装置は
進角記憶領域中の上記アドレスカウンタによって指定さ
れている番地に、デジスイッチ２によって指定されてい
る数値を分間回転数として記憶するとともに、デジスイ
ッチ３によって指定されている数値を進角として記憶
し、アドレスカウンタを〔１〕歩進する。そして、以後３ノッチスイッチ11が操作されるまで、ボ
タンスイッチ９が押される毎に進角記憶領域53のアドレ
スが更新されながら分間回転数と進角が記憶されてゆ
き、従って、第３図の場合であれば、分間回転数

〔０〕
及びこれに対応する進角

〔０〕、分間回転数〔100〕及
びこれに対応する進角〔10〕、分間回転数〔200〕及び
これに対応する進角〔30〕、分間回転数〔250〕及びこ
れに対応する進角〔50〕が順次記憶される。そして、３ノッチスイッチ11が操作されると上記アドレ
スカウンタがその時点で示しているアドレスの次番地以
降の記憶内容がクリアされて、進角の設定が終了する。次に、（ｃ）のプレス運転モード時の動作を説明する。プレス運転モードにおいてはオペレータは３ノッチスイ
ッチ11をRUN側に切り換えた後にプレス装置を起動す
る。尚、プレス装置の運転開始後においては各駆動回路D₁〜
Dnの動作は基本的に同一であるので、駆動回路D₁に関し
てのみ動作を説明する。先ず、プレス装置が運転を開始すると、エンコーダ20は
パルスを発生し、このパルスによってカウンタ21が歩進
されて、カウンタ21の計数値はクランク角度を示す。そして、このクランク角度を示すカウンタ21の計数値は
入力インタフェース60を介して主制御装置40に与えら
れ、主制御装置40はこのクランク角度を出力インタフェ
ース70を介してデコーダ23に与えて、表示器４に表示さ
せる。又、クランク角度を示すカウンタ21の計数値は駆動回路
D₁のデジタルコンパレータ33・34に与えられる。一方、エンコーダ20が発生するパルスは微分回路22で微
分され、微分回路22の出力である分間回転数は入力イン
タフェース60に与えられる。さて、インターバルタイマ80は周期的に割込信号を主制
御装置40に対して与え、主制御装置40は割込が加えられ
る毎にその時点における分間回転数に対応した進角を算
出して駆動回路D₁に対するオン・オフアングルを補正す
る。より具体的には、主制御装置40は入力インタフェース60
を介して微分回路22から与えられている分間回転数を読
み込み、この分間回転数によってメモリ50の進角記憶領
域を検索する。先ず、主制御装置40は進角記憶領域53に記憶されている
分間回転数の内から微分回路22によって検出された分間
回転数の現在値よりも小さな値の最大値を検出し、当該
番地に記憶されている分間回転数をL SPMとして読み出
し、当該番地に記憶されている進角をＬ進角として読み
出す。例えば、微分回路22によって検出された分間回転数が
〔150〕であるとすると、進角記憶領域53中の上記分間
回転数よりも小さい分間回転数の最大値は〔100〕であ
り、対応する進角は〔10〕であるので、L SPMは〔100〕
であり、Ｌ進角は〔10〕という値になる。続いて、主制御装置40は進角記憶領域53に記憶されてい
る分間回転数の内から微分回路22によって検出された分
間回転数の現在値よりも大きな値の最小値を検出し、当
該番地に記憶されている分間回転数をH SPMとして読み
出し、当該番地に記憶されている進角をＨ進角として読
み出す。微分回路22により検出された分間回転数の現在値が〔15
0〕の場合は、進角記憶領域53中の上記分間回転数より
も大きい分間回転数の最小値は〔200〕であり、対応す
る進角は〔30〕であるので、H SPMが〔200〕になり、Ｈ
進角は〔30〕になる。この様にして、L SPM・Ｌ進角・H SPM及びＨ進角を読み
出すと、主制御装置はこのL SPM・Ｌ進角・H SPM及びＨ
進角に基づいて、進角量を算出する。尚、これらの値によって進角量を算出するための演算式
を次に示す。尚、この演算式においてSPMは微分回路22によって検出
された分間回転数の現在値である。上記演算式に第３図のデータを与えた場合、分間回転数
の現在値が〔150〕の時の進角量は20度になり、第３図
の特性曲線を満足する。この様にして進角が例えば20度と算出されると、主制御
装置40は、メモリ50のオンアングル記憶領域51から読み
出されたオンアングルから20を減じて設定器31に設定す
るとともに、メモリ50のオフアングル記憶領域52から読
み出されたオフアングルから20を減じて設定器32に設定
してこの回の割込処理を終了する。さて、既述の通り、駆動回路D₁のデジタルコンパレータ
33・34の一方の入力にはカウンタ21の計数値であるクラ
ンク角度が与えられている。そして、クランク角度が設定器31の出力と一致したタイ
ミングでデジタルコンパレータ33はフリップフロップ35
をセットしてリレーコイルR1を励磁し、クランク角度が
設定器32の出力と一致したタイミングでデジタルコンパ
レータ34はフリップフロップ35をリセットしてリレーコ
イルR1を消磁する。そして、このリレーコイルR1の励磁・消磁に伴ってプレ
スシステムの各部が制御されることは周知の通りであ
る。尚、上記においては進角の設定の手法やオンアングル・
オフアングルの設定手法に関しても言及したが、本発明
において本質的なことは分間回転数と進角との関係を示
す特性曲線の傾斜が変化するポイントの分間回転数と進
角とを予め記憶しておき、プレス運転時に分間回転数の
現在値を検出し、この分間回転数の直前直後の設定値に
基づく比例演算により適正な進角を算出して、オン・オ
フアングルを補正することにあり、進角の設定の手法や
オンアングル・オフアングルの設定手法は任意に変形す
ることができる。

【効果】

以上説明した様に、本発明によれば、少なくとも２点以
上のポイントにおいて回転速度データと回転速度に対応
する進角データとを記憶すれば、上記２点間に含まれる
回転速度に対して実用上十分な精度の進角を算出するこ
とができ、回転速度毎に進角を設定する手間や、回転速
度毎に進角を記憶するために要求されるメモリ領域を節
約することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係るデジタルロータリカム
スイッチの操作パネルの平面図、第２図・第３図はプレ
ス装置の分間回転数と進角の関係を示す特性図、第４図
は本発明の１実施例に係るデジタルロータリカムスイッ
チのブロック図、第５図はメモリの領域の説明図、第６
図は本発明の動作の１例を示すフローチャート。２・３……デジスイッチ４・５・６・７・８……表示器９・10……ボタンスイッチ 11……３ノッチスイッチ、20……エンコーダ 21……カウンタ、22……微分回路 31・32……設定器 33・34……デジタルコンパレータ 40……主制御装置、50……メモリ 51……オンアングル記憶領域 52……オフアングル記憶領域 53……進角記憶領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】数値化されて入力されたクランク角度が予
設定のオンアングルと一致したタイミングで制御対象を
作動させるとともに、数値化されて入力されたクランク
角度が予設定のオフアングルと一致したタイミングで制
御対象の作動を停止させる様になされたデジタルロータ
リカムスイッチにおいて、プレス装置の少なくとも２以上の回転速度を示す回転速
度データを記憶するとともに、該回転速度データが示す
回転速度の時に必要とされる進角量を示す進角データを
前記各回転速度データと対応付けて記憶する記憶手段
と、前記プレス装置の回転速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段の検出値によって前記記憶手段を検索
して、検出された回転速度よりも小さい回転速度データ
中の最大の回転速度データとこの回転速度データに対応
する進角データ及び前記検出された回転速度よりも大き
い回転速度データ中の最小の回転速度データとこの回転
速度データに対応する進角データとを読み出すデータ検
索手段と、検索された回転速度データの変化量に対応する進角デー
タの変化量を比例係数とした比例演算によって検出され
た回転速度に対応する進角を算出する演算手段とを有
し、算出された進角をオンアングル及びオフアングルから減
じて、オンアングル及びオフアングルの設定値を補正す
る様にしたことを特徴とするデジタルロータリカムスイ
ッチ。