JPH11267899A - サーボプレスの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高速なスライド昇降運動を保持し、かつ成形中
は所要の成形圧力が得られ、製品精度と生産性を向上出
来るサーボプレスの制御装置を提供する。 【解決手段】サーボプレス本体の振動を検出する振動セ
ンサ１３の信号から、その成形の特定周波数と最大出力
値を周波数推定部２２から出力し、あらかじめ算出、ま
たは試し打ちで得たデータと比較し、合致した場合に出
力する比較器２３の信号をセレクタ２８に入力し、設定
したサーボアンプ最大電流２６から演算した機械駆動ト
ルク２７を選択してスライドを高速で加工させていた状
態から、設定した成形圧力２９から演算した成形トルク
を選択し、スライドを所要の成形圧力で下降させ、エン
コーダ１０の出力から演算されるスライド位置及び速度
情報から下死点判別２５が下死点信号を出力すると再び
機械駆動トルク２７を選択し、スライドを高速で上昇さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーボモータを駆
動源としてスライドを昇降運動させるサーボプレスの制
御装置に関し、特にスライドのプレス成形領域における
成形圧力を制御するとともに、非プレス成形領域におけ
るスライド速度を高速に制御することの出来るサーボプ
レスの制御装置に関し、製品精度を向上させ、かつ生産
効率を向上させる場合に有効である。

【０００２】

【従来の技術】サーボモータを駆動源としてスライドを
昇降運動させるサーボプレスを、プレス成形領域におい
て成形圧力を制御するために、非プレス成形領域におい
ても成形圧力相当のモータ発生トルクに一律に制限する
ことで、スライド動作領域全域で低応答な速度制御を行
っていた。また、成形開始点のスライド位置を設定して
成形圧力の制御を始め、下死点位置で成形圧力制御を終
わり、下死点から次の成形開始点まではスライド速度を
高速に制御していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
スライド動作領域全域で成形圧力に相当した一定のモー
タ発生トルクに制限されるため、急激な位置、速度指令
に対して実際のモータ速度が応答遅れを生じ、高速なス
ライド昇降運動を行うことが出来ず、生産性が低下して
いた。また、成形開始点のスライド位置を設定している
が、成形による発熱により金型が膨張して成形開始点が
変位し、あるいは金型に供給する材料の厚さの誤差によ
り成形開始点が変位する。これらの要因のため、成形開
始点が早くなり加圧力制御が遅れると、成形に無理が生
じ、製品精度を低下させ、不良品を発生させた。これを
避けるため、あらかじめ成形開始点のスライド位置を高
く設定すれば、スライドの１ストロークに要する時間が
伸び、生産性を低下させると言う欠点があった。

【０００４】本発明の目的は、上述の課題を解決し、高
速なスライド昇降運動を犠牲にすることなく、成形中の
成形圧力を所要の設定圧力に適時に制御し、製品精度と
生産性を向上することの出来るサーボプレスの制御装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、サーボモータを駆動源としてスライド
を昇降運動させるサーボプレスの制御装置において、サ
ーボプレス本体の振動を検出する振動センサと、この振
動センサの検出した振動から、その成形に発生する特定
周波数と最大出力値を推定し出力する周波数推定部と、
あらかじめ制御装置に設定された算出、または試し打ち
で得たその成形における特定周波数と最大出力値のデー
タと、周波数推定部の出力とを比較し、合致した場合に
出力する比較器と、サーボモータに設けたエンコーダの
出力から演算されるスライド位置及び速度情報を入力
し、これを判別して下死点位置の信号を出力する下死点
判別とを具備し、比較器と下死点判別との出力より得ら
れるプレス成形領域で成形圧力を制御するとともに、非
プレス成形領域ではスライドを高速運動させるようサー
ボモータを制御する。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１から図５に本発明におけるサ
ーボプレスの制御装置の一実施例を示す。図１は、本発
明の基本構成を示し、図２は、図１におけるサーボプレ
ス本体７を制御する制御装置１の細部構成を示すブロッ
ク図であり、図３から図５は、制御装置１の細部を説明
するための図面である。

【０００７】図１において、サーボプレス本体７は、数
値制御出来るサーボモータ９で減速機構８を介してスラ
イド１１を昇降運動させ、スライド１１とボルスタ１２
とに図示していない金型を取り付け、金型に供給した材
料をプレス加工する。サーボモータ９は、制御装置１の
出力で制御され、スライド１１位置及び速度は、サーボ
モータ９直結のエンコーダ１０の出力信号を制御装置１
に供給して得られる。サーボプレス本体７に設けた振動
センサ１３は、サーボプレス本体７の振動を検出した出
力信号を制御装置１に供給する。制御装置１は、データ
表示部２、データ入力部３、数値制御装置４、サーボア
ンプ５及びアンプ６からなり、詳細は図２によって説明
する。

【０００８】図２において、データ入力部３には所要の
成形データを入力する。振動センサ１３が検出する広域
の周波数を含む振動出力は、図４に示す成形開始点Ｐ１
で、スライド昇降運動では発生しない成形特有の数十ｍ
ｓから数百ｍｓ振動とスライド昇降運動の振動とが含ま
れる。成形による振動で位置偏差、トルク指令にも影響
が出る。フィルタ２１は、成形特有の図５に示す周波数
ｆａ近傍だけを通過させる。この周波数ｆａは、成形に
おける材料の板厚、加工速度、材質、加工方法等により
それぞれ異なった特定の周波数、出力レベルの固有のデ
ータとなる。周波数推定部２２は、この固有データの推
移より振動周波数データ（ｆａ）とその最大出力値を推
定する。状況によりこの周波数ｆａは、数点になること
もある。

【０００９】比較器２３は周波数ｆａの振動周波数、最
大出力値を、加工データ１８、１９に蓄積されたあらか
じめ算出、または試し打ちで得た成形データと比較し、
当該成形の周波数ｆａと一致したと判断すると、スライ
ドが成形開始点に到達したとして、その出力信号をセレ
クタ２８に入力する。位置及び速度情報２４のスライド
位置とスライド速度から下死点判別２５は下死点を判別
すると、下死点出力をセレクタ２８に入力する。入力さ
れたサーボアンプ最大出力電流２６は、機械仕様３８の
条件を入れて演算部３０で演算し、最大モータ発生トル
クである機械駆動トルク２７を決定する。入力された成
形圧力２９は、同様に演算部３０で成形時のモータ発生
トルクを演算し、成形トルク３１を決定する。機械駆動
トルク２７と成形トルク３１もセレクタ２８に入力す
る。

【００１０】セレクタ２８は、比較器２３が成形開始点
を判断しない場合は、機械駆動トルク２７を選択し、周
波数ｆａを判断した出力を入力すると、成形トルク３１
を選択する。その後、下死点判別２５から下死点出力を
入力すると、再び機械駆動トルク２７を選択する。セレ
クタ２８が選択したトルク値２７、３１は、トルクリミ
ッタ３７に入力し、サーボモータ９のモータ発生トルク
を制御する。

【００１１】図３は、本発明により制御されたサーボモ
ータ９のモータ速度とトルク指令を示す。スライド１１
が上死点Ｙ１から下死点Ｙ５まで下降し下死点Ｙ５に到
達する間に、Ｙ１からＹ４までは機械駆動トルク２７に
より、位置指令生成部３４の指令による位置・速度制御
のもとに、Ｙ１からＹ２まではトルク指令値Ｔａ２によ
り増速し、Ｙ２からＹ３まではトルク指令値Ｔｂにより
一定（最大）速度で下降し、Ｙ３からＹ４まではトルク
指令値Ｔｒ２により減速し、Ｙ４で成形トルク３１が入
力したトルクリミッタ３７が動作し、トルク指令値Ｔｐ
２の成形トルクに制限されたまま下死点Ｙ５に到達す
る。下死点到達を判断した下死点判別２５の出力で機械
駆動トルク２７を再び選択し、その出力が入力したセレ
クタ２８とトルクリミッタ３７が連動し、トルク指令値
−Ｔａ２等よりサーボモータ９が最大電流範囲内で逆転
制御され、Ｙ６から上死点までスライド１１は高速で上
昇運動を行う。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、振動センサで得た振動の周波数特性から成形
開始点を判断するとともに、スライド位置と速度の情報
から下死点を判別し、この間のプレス成形領域で所要の
成形圧力が得られるようサーボモータ出力を所要の成形
トルクに制御し、他の非プレス成形領域でスライドを高
速運動させるようサーボモータのトルクを制御したの
で、成形が良好で高精度に出来、かつ生産性を向上出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるシステム基本構成の説
明図

【図２】同じく、制御装置のブロック図

【図３】同じく、下降ストロークにおけるモータ速度並
びにトルク指令と時間との態様線図

【図４】同じく、成形開始点の位置偏差、トルク指令並
びに振動センサ出力と時間との態様線図

【図５】同じく、振動センサ出力と周波数との周波数特
性図

【符号の説明】

１は制御装置、２はデータ表示部、３はデータ入力部、
４は数値制御装置、５はサーボアンプ、６はアンプ、７
はサーボプレス本体、８は減速機構、９はサーボモー
タ、１０はエンコーダ、１１はスライド、１２はボルス
タ、１３は振動センサ、１８、１９は加工データ、２１
はフィルタ、２２は周波数推定部、２３は比較器、２４
は位置及び速度情報、２５は下死点判別、２６はサーボ
アンプ最大電流、２７は機械駆動トルク、２８はセレク
タ、２９は成形圧力、３０は演算部、３１は成形トル
ク、３４は位置指令生成部、３５は位置制御部、３６は
速度制御部、３７はトルクリミッタ、３８は機械仕様、
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サーボモータを駆動源としてスライドを昇
   降運動させるサーボプレスの制御装置において、サーボ
   プレス本体の振動を検出する振動センサと、この振動セ
   ンサの検出した振動から、その成形時に発生する特定周
   波数と最大出力値を推定し出力する周波数推定部と、あ
   らかじめ制御装置に設定されたその成形における特定周
   波数と最大出力値のデータと、前記周波数推定部の出力
   とを比較し、合致した場合に出力する比較器と、サーボ
   モータに設けたエンコーダの出力から演算されるスライ
   ド位置及び速度情報を入力し、これを判別して下死点位
   置の信号を出力する下死点判別と、を具備し、前記比較
   器と前記下死点判別との出力より得られるプレス成形領
   域で成形圧力を制御するとともに、非プレス成形領域で
   はスライドを高速運動させるよう前記サーボモータを制
   御することを特徴とするサーボプレスの制御装置。