JPH03243230A - 板材加工機のテーブル移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、テーブル移動装置、特に、板材をテーブルに
載置して移動させかつ加工する板材加工機のテーブル移
動装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、板材加工機は、板材をテーブル上に載置して移
動させ、加工ヘッドで加工するようになっている。テー
ブルは、ポールねしを介してサーボモータにより駆動さ
れ、制御部からの制御に基づいて所定位置に配置される
。これにより板材を加工ヘッドに対して所定位置に配置
し、加工ヘッドによって板材に所定の加工を施す。

サーボモータには、位置制御回路と速度制御回路とが接
続されており、それらの回路によってサーボモータの回
転量及び回転速度が決定される。

両回路は、制御部からの指令パルス数及び指令パルス速
度に基づいてサーボモータを制御する。この場合のサー
ボモータによるテーブル移動動作は、たとえば第６図に
示すように行われる。テーブルは、まず所定の時間１．
の間加速され、そのあとは一定速度で駆動される。そし
て停止位置の直前において、所定の時間ｔ２の間減速さ
れ、理想的には所望の位置でテーブルが停止させられる
ことになる。この場合のテーブルの移動時間及び移動速
度は、制御部からの指令パルス数及び指令パルス速度に
よって決定され、一定のゲイン定数及び時定数の下で制
御される。

〔発明が解決しようとする課題〕

サーボモータによるテーブル移動動作の際には、Ｌ述の
ように、移動距離の他に移動速度も設定される。移動速
度は、フィートレートに換算してたとえば１００％、７
５％、５０％及び２５％のいずれかの速度に設定される
。フィードレートｌＯＯ％の時の速度は、たとえば６４
　ｍ／ｍ　ｉ　ｎである。このフィードレートの設定は
、制御部に記憶されたＮＣプログラムに従って行われる
。

ところが、従来の板材加工機では、フィードレート（移
動速度）が変化し７ても、一定のゲイン定数及び時定数
によって速度制御が行われる。このため、高速度でテー
ブルを移動させた場合には、テーブルを停止させる指令
にテーブルの動きが充分追従できず、第６図に矢印Ｓで
示すようにテーブルが振動して集束に時間がかかる。一
方、フィードレートか大きい場合でも集束時間が短くな
るようにゲ・イン定数及び時定数を小さく設定すると、
低速でテーブルを駆動する際の制御スピードが低下して
しまう。

本発明の目的は、テーブル移動の際の速度に適合したゲ
イン定数及び時定数が設定でき、それによってテーブル
の振動を防止しつつ高精度で板材の加工が行えるテーブ
ル移動装置を提供することにある。

〔課題モ解決するための手段〕

本発明に係るテーブル移動装置は、板材をテーブルに載
置して移動させかつ加工する板材加工機のテーブル移動
装置である。

このテーブル移動装置は、テーブルを移動させるための
駆動手段と、駆動手段に対しテーブル移動量及び移動速
度を指令する第１制御手段と、移動速度に適合するよう
駆動手段のゲイン定数及び時定数の少なくとも一方を設
定する第２制御手段とを備えている。

〔作用〕

本発明に係るテーブル移動装置では、第１制御手段が、
駆動手段に対しテーブル移動量及び移動速度を指令する
。これによって、駆動手段が所定距離たけ所定速度でテ
ーブルを移動させる。この移動においては、第２制御手
段が移動速度に適合するよう駆動手段のゲイン定数及び
時定数を設定するので、移動速度が大きい場合でもテー
ブルの振動が防止され、集束時間が短くなる。また、移
動速度が小さい場合でも、適切な制御速度が得られる。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、本発明の一実施例を採用した板材
加工機としてのパンチプレス機を示している。図におい
て、パンチプレス機ｌは、主に下部フレーム２と、下部
フレーム２の上方に配置された上部フレーム３と、これ
らを後方で支持するスロート部４とから構成されている
。

下部フレーム２の上面中央には、固定テーブル１０が配
置されている。また、下部フレーム２の−Ｌ面両側部に
は、１対のガイドレール５．６が配置されている。ガイ
ドレール５．６上には、キャリッジ７が奥行き方向（Ｙ
軸方向）に移動できるうに配置されている。キャリッジ
７には、固定テーブルｌＯの両側方に配置された移動テ
ーブル８゜９が固定されている。また、キャリッジ７に
は、板材１１を把持するための１対のワークホルダ１３
．１４が装着されたクロススラ・イド１５が、左右方向
（Ｘ軸方向）に移動可能に設けられている。

キャリッジ７をＹ軸方向に移動させる移動機構は、移動
テーブル９の下方に配置されている。キャリッジ７の移
動機構は、サーボモータ１６と、これに連結されたボー
ルねじ１７と、ボールねし１７に螺合するポールナツト
１８とから構成されている。ボールナツト１８は、移動
テーブル９の下面に固定されている。一方、クロススラ
イド１５をＸ軸方向に移動させる移動機構は、キャリ・
ンジ７内に配置されている。クロススライド１５の移動
機構は、キャリッジ７の左端部に配置されたサーボモー
タ２０と、これに連結されたボールねし２１と、ボール
ねじ２１に螺合するポールナツト２３とから構成されて
いる。ポールナツト２３は、クロススライド１５に固定
されている。

前記上部フレーム３には、複数のパンチが装着される上
タレット１２が回動可能に設けられている。また、上部
フレーム３内には、図示しないクランク機構により昇降
するパンチヘッドが設けられている。一方、下部フレー
ム２には、複数のダ・イが装着される下タレット２２が
配置されている。

これら上タレット１２や下タレント２２等によって加工
部が構成されており、その加工位置は第２図の八である
。

前記スロート部４の側部には、コントロールパネル３′
０が配置されている。コントロールパネル３０には、人
力キーポート３１ＣＲＴ３２、テープリーダ３３、警告
ランプ３４等が配置されている。

スロート部４内には、第３図に示すような制御部４０が
配置されている。制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ等から構成されるマイクロコンピュータを含んでいる
。制御部４０には、キーボー）３１と、テープリーダ３
３と、（多動テープ゛Ｊし８゜９の移動を制御するため
のテーブル制御手段４１と、キャリッジ１５の移動を制
御するためのキャリッジ制御手段４２と、その他の人出
力部４３とが接続されている。

テーブル制御手段４１は、位置制御回路４４と、第１速
度制御回路４５と、第２速度制御回路４６とを主として
有している。位置制御回路４４と両速度制御回路４５．
４６との間には、使用する速度制御回路４５．４６を選
択するためのスイッチ回路４７が配置されている。両速
度制御回路４５゜４６の出力端子は、サーボモータ１６
の入力端子に接続されている。サーボモータ１６の出力
軸には、ギア４８を介して、タコジェネレータ４９及び
レゾルバ５０の回転軸が連結されている。タコジェネレ
ータ４９の出力信号は、両速度制御回路４５．４６に人
力されるようになっている。また、レゾルバ５０の出力
信号は、位置制御回路４４に人力されるようになってい
る。位置制御回路４４は、偏差カウンタとＤ／Ａ変換器
とを有しており、アナログ速度基準信号をスイッチ回路
４７を通じて速度制御回路４５．４６に出力する。また
、速度制御回路４５．４６は比較回路からなり、位置制
御回路４４からの速度基準信号とタコジェネレータ４９
からの信号とを比較するようになっている。第１速度制
御回路４５は、ゲイン定数及び時定数が小さめに設定さ
れており、フィードレートが１００％の場合でもテーブ
ル８，９の振動集束時間が短くなるよう設定されている
。第２速度制御回路４６は、ゲイン定数及び時定数が比
較的大きく設定されており、テーブル８，９の加減速を
急速に行えるようになっている。

なお、キャリッジ制御手段４２も、テーブル制御手段４
１と同様の構成を有している。

前述のパンチプレス機１は、制御部４０によって制御さ
れ、以下に説明するように動作する。なお、第４Ａ図及
び第４Ｂ図はその制御フローチャートである。

パンチプレス機ｌのプログラムがスタートすると、第４
Ａ図のステップＳ１において、移動テーブル８，９を初
期位置に設定する等の初期設定が行われる。次に、ステ
ップＳ２において、テープリーダ３３からＮＣプログラ
ムが読み込まれる。

そし°ζ、ステップＳ３において、加工開始指令を待つ
。

操作者によりキーボー）”３１から加工開始指令がなさ
れれば、プログラムはステップＳ４に移行する。ステッ
プＳ４では、ステップＳ２で読み込んだＮＣプログラム
の最初の指令ステップを読み込む。そして、ステップＳ
５〜Ｓ８において、その指令ステップの種類を判断する
。ステップＳ５では、指令が板材移動指令であるか否か
が判断される。ステップＳ６では、指令がパンチ動作指
令であるか否かが判断される。ステップＳ７では、その
他の処理の指令であるか否かが判断される。

ステップＳ８では、プログラムの終了を意味するステッ
プであるか否かが判断される。読み込まれた指令が板材
移動又はパンチ動作以外の処理の指令である場合には、
ステップＳ７からステップＳ９に移行し、その指令に応
じた必要な処理が行われる。また、読み込まれた指令が
終了を意味するものであれば、ステップＳ８での判断が
Ｙｅｓとなり、プログラムは終了する。ステップＳ８で
の判断がＮＯの場合には、ステップＳ４に戻り次の指令
ステップを読み込む。

ここで、ステップＳ４におい°ζ読み込まれた指令が板
材移動指令であったとすると、プロゲラ１、はステップ
Ｓ５からステップＳｌＯに移行して、第４Ｂ図の板材移
動サブルーチンを実行する。第４Ｂ図のステップＳｌｌ
では、ステップＳ４で読み込まれた指令ステップに基°
フいて、移動量が演算される。次にステップＳ１２にお
いて、ステップＳ４で読み込まれた指令ステップに基づ
き、移動速度が大であるか否かが判断される。このパン
デプレス機１では−１たとえばフィートレートに換算し
て１００％の速度と２５％の速度とが指定可能となって
おり、その指定に従ってステップＳｔ２での判断が行わ
れる。フィードレートとして１００％が指定されている
場合には、ステップＳ１３に移行する。ステンブ３１３
では、ス・インチ４７に対し信号を発し、使用する速度
制御回路を第１速度制御回路４５にセントする。一方、
指定されたフィードレートが２５％の場合に番１１、ス
テップＳ１２からステップＳ１４に移行しスイッチ４７
が切り換えられることにより、第２速度制御回路４６が
使用可能な状態となる。

ステップ３１３又はステップＳ１４の処理が終わればス
テップＳ１５に移行する。ステップＳｔ５では、ステッ
プ３１１での演算結果に基づいて、位置制御回路４４に
対し所定の指令パルス速度で所定数の指令パルスを発す
る。位置制御回路４４では、人力信号に基づいて、速度
制御回路４５゜４６に対し速度基準信号を発する。この
信号が何れの速度制御回路４５．４６に達するかは、ス
テ７プＳ１３．Ｓ１４においてセットされたス・インチ
４７の状態による。速度基準信号を受けた速度制御回路
４５又は４６は、予め設定されたゲイン定数及び時定数
に従ってサーボモータ１６に対し駆動信弓を出力する。

駆動信号を受けたサーボモータ１６はそれに応して同転
し、これによってボールねし１７が回転する。この結果
、移動テーブル８，９が移動する。サーボモータ１６の
移動量は、レゾルバ５０によって検出され、レゾルバ５
０からの出力信号が位置制御回路４４に入力される。

位置制御回路４４では、制御部４０からのパルス数から
レゾルバ５０からのパルスを減算し、移動デープル８，
９が所定位置に達したと判断されるまで速度制御回路４
５．４６に対し速度基準１３号を発し続ける。

一方、サーボ七−夕ＩＧの回転速度は、タコジェネレー
タ４９によって検出される。タコジェネレータ４９の出
力信号は、速度制御回路４５，４６に人力される。速度
制御回路４５．４６では、位置制御回路４４からの速度
基準信号とタコジェネレータ４９からの出力信号とを比
較し、サーボモータ１６の回転速度が速度基準信号に一
致するように制御する。この制御においては、各速度制
４１１１回路４５．４６に設定された所定のゲイン定数
及び時定数に基づいて行われる。フィードレートが２５
％の場合には、ゲイン定数及び時定数が大きく設定され
た第２速度制御回路４６が使用されるので、第５Ａ図の
ように加速時間む３及び減速時間ｔ４は短い。また、フ
ィードレートが１００％の場合には、ゲイン定数及び時
定数が小さく設定された第１速度制御回路４６が使用さ
れるので、第５Ｂ図のように加速時間ｔ３及び減速時間
ｔ４は長い。ここでは、スイッチ４７の切り換えによっ
て、テーブル移動速度に応じたゲイン定数及び時定数を
有する速度制御回路４５．４６が使用されるので、移動
速度が速い場合であってもデープル装置８，９の振動が
生じに＜＜（集束時間が短＜）、また移動速度が遅い場
合であっても速い制御速度が得られる。

一方、制御部４０では、第４Ｂ図のステップＳ１６にお
いて行った指令に基づく制御が完了するのを待つ。制御
が終われば、位置決め完了信号が位置制御回路４４から
出力されるので、それを受けてプログラムは第４Ａ図の
メインルーチンに戻る。

次に、ステップＳ４で読み込まれた指令ステ。

プがパンチ動作指令のステップであったとすると、プロ
グラムはスう２ツブＳ６からステップＳ１７に移行し、
図示しないパンチ動作サブルーチンを実行する。ここで
は、両タレント１２．２２を回動さ・已ることにより、
所望のパンチが加に位置Ａに配置される。そして、図示
しないクランク機構をイトし−（パントが上下動さセら
れ、これにより板材１１の所望位置に所望のパンチ加工
が行われる。

ステ、プＳ１７での処理か終わ＋１ばプログラムはメイ
ンルーチンに戻る。

全ての指令ステップを実行し、ステップＳ４で読み込ま
れた指令ステップが加工終了を意味するメチノブとなっ
た場合には、ステップＳ８での判断がＹｅｓとなり、プ
ログラムは阜冬了する。

さらに、板材移動の際には、４−ヤリンジ制御手段４２
４Ｊ、テーブル制御手段４１と同様にステップＳＩ５に
おいて制御され、第１図のＸ軸方向への板材移動処理が
行われる。ここでも、第１速度制ｉ：１１＋回路４５と
第２速度制御回路４６とス・ｆフチ４フとに対庭する回
路が設けられており、同様に移動速度にＬｂした速度制
御回路か使用される。従って、Ｘ軸方向への板材移動の
際にも、集束時間の長期化や制御速度の低下と言う問題
は生しない。

なお、上述の実施例では、２種類の移動速度が設定でき
る場合について説明したが、それ以上の種類の速度設定
が行える場合であっても本発明を同様に実施できる。

〔発明の効果〕

本発明に係るテーブル移動装置は、テーブル移動速度に
適合するよう駆動手段のゲイン定数及び時定数の少なく
とも一方を設定する第２制御手段を備えでいる。このた
め、本発明によれば、デープル移動速度に応したゲイン
定数及び時定数が設定できるようになり、テーブルの振
動を防止して集束時間を短くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例が採用されたパンチプレス機
の斜視図、第２図はその平面部分図、第３図は制御部の
概略ブロンク図、第４Ａ図及び第４Ｂはその制御フロー
チャート、第５Ａ図及び第５８図はその制御状態を示す
グラフ、第６図は従来例の第５Ａ図に相当する図である
。 ８．９・・・移動テーブル、１１・・・板材、１６・・
・サーホーし一夕、１７・・・ホールねし、４０・・・
制ｆ：ｌｌ１部、４４・・・位置制御回路、４５・・・
第１速度制御回路、４６・・・第２速度制御回路、４７
・・・ス・ｆメチ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）板材をテーブルに載置して移動させかつ加工する
   板材加工機のテーブル移動装置であって、前記テーブル
   を移動させるための駆動手段と、前記駆動手段に対し、
   テーブル移動量及び移動速度を指令する第１制御手段と
   、 前記移動速度に適合するよう前記駆動手段のゲイン定数
   及び時定数の少なくとも一方を設定する第２制御手段と
   、を備えた板材加工機のテーブル移動装置。