JPH0724886B2 - タ−ンオ−バ装置の位置決め制御方法 - Google Patents
タ−ンオ−バ装置の位置決め制御方法Info
- Publication number
- JPH0724886B2 JPH0724886B2 JP17815886A JP17815886A JPH0724886B2 JP H0724886 B2 JPH0724886 B2 JP H0724886B2 JP 17815886 A JP17815886 A JP 17815886A JP 17815886 A JP17815886 A JP 17815886A JP H0724886 B2 JPH0724886 B2 JP H0724886B2
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- JP
- Japan
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- turnover device
- work
- turn arm
- calculated
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- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
- B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
- B21D43/04—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work
- B21D43/05—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work specially adapted for multi-stage presses
- B21D43/055—Devices comprising a pair of longitudinally and laterally movable parallel transfer bars
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はダブルアクションプレスと３次元トランスファ
プレスとの間に配設されるターンオーバ装置の位置決め
制御方法に関する。
プレスとの間に配設されるターンオーバ装置の位置決め
制御方法に関する。
従来のこの種のターンオーバ装置として、２本のターン
アームを２台のサーボモータを用いて駆動し、２本のタ
ーンアームを反転させるようにしたものがある。
アームを２台のサーボモータを用いて駆動し、２本のタ
ーンアームを反転させるようにしたものがある。
第１図はかかるターンオーバ装置の概略構成図である。
この装置は、２本のターンアーム1a,1b、減速キア2a,2
b、２台のサーボモータ3a,3b、電流制御パワーアンプ4
a,4b、パルスジェネレータ5a,5bおよびコントローラ６
から構成されている。同図からも明らかなように、２本
のターンアーム1a,1bはそれぞれ独立の駆動制御系を有
している。
この装置は、２本のターンアーム1a,1b、減速キア2a,2
b、２台のサーボモータ3a,3b、電流制御パワーアンプ4
a,4b、パルスジェネレータ5a,5bおよびコントローラ６
から構成されている。同図からも明らかなように、２本
のターンアーム1a,1bはそれぞれ独立の駆動制御系を有
している。
かかるターンアーム1a,1bは協調動作を行なう必要があ
るため、２台のサーボモータ3a,3bによるターンアーム1
a,1bの位置決め制御が行なわれる。
るため、２台のサーボモータ3a,3bによるターンアーム1
a,1bの位置決め制御が行なわれる。
第３図は従来の位置決めサーボ系を示すブロック線図
で、メジャーループとして位置フィードバック、マイナ
ーループとして速度フィードバックをもち、ターンアー
ムの現在位置ｑが目標位置qrと一致するように位置決め
制御が行なわれている。
で、メジャーループとして位置フィードバック、マイナ
ーループとして速度フィードバックをもち、ターンアー
ムの現在位置ｑが目標位置qrと一致するように位置決め
制御が行なわれている。
ダブルアクションプレスによって加工されるワークは、
使用する金型によって種々変化し、形状によってはモー
タ軸換算慣性モーメントはかなり変動する。又、ワーク
は薄板なので、反転時に空気抵抗を受ける。さらに、加
工ワークの重量が大きくなるにつれて重力バイアスも大
きくなる。
使用する金型によって種々変化し、形状によってはモー
タ軸換算慣性モーメントはかなり変動する。又、ワーク
は薄板なので、反転時に空気抵抗を受ける。さらに、加
工ワークの重量が大きくなるにつれて重力バイアスも大
きくなる。
現状は、モータ回転速度を減速する減速ギアの減速比を
大きくとり、あるいはKp,Kvをできるだけ大きくとるこ
とによりループゲインを大きくとり、上記外乱等による
トルク変動を小さく押えているが、減速比を大きくとれ
ば、それだけ剛性は失なわれることになり位置決め精度
は減殺され、又ループゲインも振動等が発生するため無
制限に大きくとることはできない。
大きくとり、あるいはKp,Kvをできるだけ大きくとるこ
とによりループゲインを大きくとり、上記外乱等による
トルク変動を小さく押えているが、減速比を大きくとれ
ば、それだけ剛性は失なわれることになり位置決め精度
は減殺され、又ループゲインも振動等が発生するため無
制限に大きくとることはできない。
したがって、従来のターンオーバ装置の位置決め制御系
は、外乱、パラメータの変動に対して系を安定に維持で
きるマージンの小さな一換言すれば、ロバストのない−
サーボ系となっており、例えば第４図に示すようなラン
プ指令（一点鎖線）に対してターンアームは実線のよう
に動作し、ドループが生じる。
は、外乱、パラメータの変動に対して系を安定に維持で
きるマージンの小さな一換言すれば、ロバストのない−
サーボ系となっており、例えば第４図に示すようなラン
プ指令（一点鎖線）に対してターンアームは実線のよう
に動作し、ドループが生じる。
本発明によれば、ダブルアクションプレスと３次元トラ
ンスファプレスとの間に配設され、前記ダブルアクショ
ンプレスによって加工された加工ワークを、ターンアー
ム駆動用のサーボモータを用いて反転させて前記３次元
トランスファプレスに搬送するターンオーバ装置におい
て、前記ターンアーム及び加工ワークのモータ軸換算慣
性モーメント、ワーク反転位置および速度に関連する遠
心力、コリオリカ等の非線型力、ワーク反転速度に比例
する空気抵抗、粘性力等の力、及びワーク反転位置に関
連する重力バイアスを予め計算しておき、前記ターンア
ームの目標位置指令を与える際に、その目標位置と現在
位置との偏差をとり、この偏差に速度フィードフォワー
ド及び加速度フィードフォワードを施すとともに、前記
各計算値を重畳することにより指令トルクを求め、この
指令トルクを発生するように前記サーボモータを制御す
ることを特徴としている。
ンスファプレスとの間に配設され、前記ダブルアクショ
ンプレスによって加工された加工ワークを、ターンアー
ム駆動用のサーボモータを用いて反転させて前記３次元
トランスファプレスに搬送するターンオーバ装置におい
て、前記ターンアーム及び加工ワークのモータ軸換算慣
性モーメント、ワーク反転位置および速度に関連する遠
心力、コリオリカ等の非線型力、ワーク反転速度に比例
する空気抵抗、粘性力等の力、及びワーク反転位置に関
連する重力バイアスを予め計算しておき、前記ターンア
ームの目標位置指令を与える際に、その目標位置と現在
位置との偏差をとり、この偏差に速度フィードフォワー
ド及び加速度フィードフォワードを施すとともに、前記
各計算値を重畳することにより指令トルクを求め、この
指令トルクを発生するように前記サーボモータを制御す
ることを特徴としている。
〔実施例〕 以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
第２図は本発明に係るターンオーバ装置の位置決め制御
系のブロック線図である。なお、本発明が適用されるタ
ーンオーバ装置は第１図に示したものと同等のものであ
るため、ここではその説明は省略し、第２図において、
ターンアーム１の目標位置qrを示す信号は加算点10に加
えられ、ここでターンアーム１の現在位置ｑを示す信号
との偏差がとられる。この偏差（qr−ｑ）はゲインKeで
増幅され加算点11に加えられる。
系のブロック線図である。なお、本発明が適用されるタ
ーンオーバ装置は第１図に示したものと同等のものであ
るため、ここではその説明は省略し、第２図において、
ターンアーム１の目標位置qrを示す信号は加算点10に加
えられ、ここでターンアーム１の現在位置ｑを示す信号
との偏差がとられる。この偏差（qr−ｑ）はゲインKeで
増幅され加算点11に加えられる。
加算点11の他の入力には、目標位置qr1階微分値である
ｒにゲインKvを乗算した値（Kv・ｒ）が加えられて
おり、加算点11はこの２入力を加算して加算点12に出力
する。
ｒにゲインKvを乗算した値（Kv・ｒ）が加えられて
おり、加算点11はこの２入力を加算して加算点12に出力
する。
加算点12の他の正入力には、目標位置qrの２階微分値で
あるｒを示す信号が加えられ、加算点12の他の負入力
にはターンアーム１の実速度にゲインKvを乗算した値
（Kv・）が加えられており、加算点12はこれらの３入
力を加減算する。この加算点12の出力は、ターンアーム
１及び加工ワークのモータ軸換算慣性モーメントIeに対
称したゲインで増幅されて加算点13に加えられる。
あるｒを示す信号が加えられ、加算点12の他の負入力
にはターンアーム１の実速度にゲインKvを乗算した値
（Kv・）が加えられており、加算点12はこれらの３入
力を加減算する。この加算点12の出力は、ターンアーム
１及び加工ワークのモータ軸換算慣性モーメントIeに対
称したゲインで増幅されて加算点13に加えられる。
加算点13の他の入力には、遠心力やコリオリカ等の非線
型力ｆ（q,）、ワーク反転速度に比例する空気抵抗
や粘性力等のＶ・、及び重力バイアスｇ（ｑ）を示す
信号が加えられており、加算点13はこれらの入力を加算
し、この加算値の示す指令トルクτでターンアーム１を
制御するようにしている。
型力ｆ（q,）、ワーク反転速度に比例する空気抵抗
や粘性力等のＶ・、及び重力バイアスｇ（ｑ）を示す
信号が加えられており、加算点13はこれらの入力を加算
し、この加算値の示す指令トルクτでターンアーム１を
制御するようにしている。
すなわち、上記制御系では、メジャーループとして位置
フィードバック、マイナーループとして速度フィードバ
ックをもち、また、速度および加減速の影響を相殺する
ために速度フィードフォワードおよび加速度フィードフ
ォワードを施し、更に外乱項として位置付けられている
非線型力ｆ（q,）、ワーク反転速度に比例する力Ｖ・
および重力バイアスｇ（ｑ）を補償している。
フィードバック、マイナーループとして速度フィードバ
ックをもち、また、速度および加減速の影響を相殺する
ために速度フィードフォワードおよび加速度フィードフ
ォワードを施し、更に外乱項として位置付けられている
非線型力ｆ（q,）、ワーク反転速度に比例する力Ｖ・
および重力バイアスｇ（ｑ）を補償している。
なお、ターンアームの軌跡は全て決定されているので、
ターンアーム１及び加工ワークの形状から力学モデルを
作成することにより、予めｆ（q,）,g（ｑ）の時系列
データ及びＶは計算できる。もちろん、このデータの精
度はターンアーム１及び加工ワークの形状の力学モデル
の精度に依存する。
ターンアーム１及び加工ワークの形状から力学モデルを
作成することにより、予めｆ（q,）,g（ｑ）の時系列
データ及びＶは計算できる。もちろん、このデータの精
度はターンアーム１及び加工ワークの形状の力学モデル
の精度に依存する。
次に、ゲインKv,Keの好ましい値の求め方について説明
する。
する。
上記のような制御系を構成すると、指令トルクτは、次
式、 τ＝Ie｛ｒ＋Kv（ｒ−ｑ）＋Ke（qr−ｑ）｝ ＋ｆ（q,）＋Ｖ＋ｇ（ｑ） ……（１） で表わすことができる。
式、 τ＝Ie｛ｒ＋Kv（ｒ−ｑ）＋Ke（qr−ｑ）｝ ＋ｆ（q,）＋Ｖ＋ｇ（ｑ） ……（１） で表わすことができる。
一方、一般的にターンアームのダイナミクスは次式、 Ie＋ｆ（q,）＋Ｖ＋ｇ（ｑ）＝τ ……（２） のように表現できる。
上記第（１）式と第（２）式とからτを消去し、整理す
ると、 Ie｛（ｒ−）＋Kv（ｒ−ｑ）＋Ke（qr−ｑ）｝＝
０ ……（３） となる。ここで、 とすると、上記第（３）式は、 Ie（＋Kv＋Kee）＝０ ∴＋Kv＋Kee）＝０ ……（４） （∵Ie≠０） となる。
ると、 Ie｛（ｒ−）＋Kv（ｒ−ｑ）＋Ke（qr−ｑ）｝＝
０ ……（３） となる。ここで、 とすると、上記第（３）式は、 Ie（＋Kv＋Kee）＝０ ∴＋Kv＋Kee）＝０ ……（４） （∵Ie≠０） となる。
したがって、上記（４）式にRouth−Hurwitzの安定判別
式を適用してKv,Keについて条件を求めれば、Kv,Keが決
定できる。
式を適用してKv,Keについて条件を求めれば、Kv,Keが決
定できる。
次に、第（１）式を用いて具体的に指令トルクを演算す
るコントローラ６（第１図）の動作について説明する。
るコントローラ６（第１図）の動作について説明する。
まず、時々刻々のターンアーム１の目標位置qrおよびこ
れに基づいて算出できるr,ｒを予めプログラムして
おき、これらを時々刻々読み出す。一方、固定定数Kv,K
e,V,Ieおよび可変定数ｆ（q,）,g（ｑ）は前述したよ
うに予めオフラインで計算し、ROMテーブル等に記憶さ
せておき、指令トルクを算出する際に適宜読み出す。な
お、q,はパルスジェネレータ5a,5bから加えられるパ
ルス信号から求めることができる。
れに基づいて算出できるr,ｒを予めプログラムして
おき、これらを時々刻々読み出す。一方、固定定数Kv,K
e,V,Ieおよび可変定数ｆ（q,）,g（ｑ）は前述したよ
うに予めオフラインで計算し、ROMテーブル等に記憶さ
せておき、指令トルクを算出する際に適宜読み出す。な
お、q,はパルスジェネレータ5a,5bから加えられるパ
ルス信号から求めることができる。
このようにして読み出される各種データから前記第
（１）式に基づいて指令トルクを算出する。この指令ト
ルクを示す信号をD/A変換して電流制御パワーアンプ4a,
4bに加え、ここでパワーアンプ4a,4bが指令トルクを発
生するように増幅してサーボモータ3a,3bに出力する。
（１）式に基づいて指令トルクを算出する。この指令ト
ルクを示す信号をD/A変換して電流制御パワーアンプ4a,
4bに加え、ここでパワーアンプ4a,4bが指令トルクを発
生するように増幅してサーボモータ3a,3bに出力する。
もちろん、２台のサーボモータは独立に運転されるが、
ロバストが改善されているので精度の高い同期制御が成
就される。
ロバストが改善されているので精度の高い同期制御が成
就される。
以上説明したように本発明によれば、ワーク形状、重量
の変化、諸外乱に対しても精度よくターンアームの位置
決め制御ができる。特に、２本のターンアームを独立に
制御する際に同期制御が可能になるという効果を奏す
る。
の変化、諸外乱に対しても精度よくターンアームの位置
決め制御ができる。特に、２本のターンアームを独立に
制御する際に同期制御が可能になるという効果を奏す
る。
第１図は本発明が適用されるターンオーバ装置の概略構
成図、第２図は本発明に係るターンオーバ装置の位置決
め制御系のブロック線図、第３図は従来のターンオーバ
装置の位置決め制御系のブロック線図、第４図は従来の
位置決め制御系による位置決め精度を示すために用いた
図である。 1a,1b……ターンアーム、2a,2b……減速ギア、3a,3b…
…サーボモータ、4a,4b……電流制御パワーアンプ、5a,
5b……パルスジェネレータ、６……コントローラ。
成図、第２図は本発明に係るターンオーバ装置の位置決
め制御系のブロック線図、第３図は従来のターンオーバ
装置の位置決め制御系のブロック線図、第４図は従来の
位置決め制御系による位置決め精度を示すために用いた
図である。 1a,1b……ターンアーム、2a,2b……減速ギア、3a,3b…
…サーボモータ、4a,4b……電流制御パワーアンプ、5a,
5b……パルスジェネレータ、６……コントローラ。
Claims (1)
- 【請求項１】ダブルアクションプレスと３次元トランス
ファプレスとの間に配設され、前記ダブルアクションプ
レスによって加工された加工ワークを、ターンアーム駆
動用のサーボモータを用いて反転させて前記３次元トラ
ンスファプレスに搬送するターンオーバ装置において、 前記ターンアーム及び加工ワークのモータ軸換算慣性モ
ーメント、ワーク反転位置および速度に関連する遠心
力、コリオリカ等の非線型力、ワーク反転速度に比例す
る空気抵抗、粘性力等の力、及びワーク反転位置に関連
する重力バイアスを予め計算しておき、前記ターンアー
ムの目標位置指令を与える際に、その目標位置と現在位
置との偏差をとり、この偏差に速度フィードフォワード
及び加速度フィードフォワードを施すとともに、前記各
計算値を重畳することにより指令トルクを求め、この指
令トルクを発生するように前記サーボモータを制御する
ことを特徴とするターンオーバ装置の位置決め制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17815886A JPH0724886B2 (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | タ−ンオ−バ装置の位置決め制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17815886A JPH0724886B2 (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | タ−ンオ−バ装置の位置決め制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6336941A JPS6336941A (ja) | 1988-02-17 |
| JPH0724886B2 true JPH0724886B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=16043644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17815886A Expired - Lifetime JPH0724886B2 (ja) | 1986-07-29 | 1986-07-29 | タ−ンオ−バ装置の位置決め制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724886B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07113855B2 (ja) * | 1988-02-23 | 1995-12-06 | 三菱電機株式会社 | 位置決め制御方法 |
| JPH0787681B2 (ja) * | 1988-07-21 | 1995-09-20 | セイコー電子工業株式会社 | 磁気軸受の制御装置 |
| JP2762364B2 (ja) * | 1989-03-20 | 1998-06-04 | ファナック株式会社 | サーボモータのフィードフォワード制御方法 |
| JPH07106405B2 (ja) * | 1990-05-28 | 1995-11-15 | 株式会社小松製作所 | ワークフィーダ制御方法 |
| JPH0561552A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-12 | Hitachi Zosen Corp | サーボモータのフイードフオワード制御方式 |
| JP5112100B2 (ja) * | 2008-01-09 | 2013-01-09 | 三菱重工業株式会社 | サーボ制御装置 |
-
1986
- 1986-07-29 JP JP17815886A patent/JPH0724886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6336941A (ja) | 1988-02-17 |
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