JPH1133799A - 電動プレスの制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 板厚のバラツキ等に左右されずに高い下限位
置精度で、また高い成形精度で加工でき、モータ出力パ
ワーが小さくても所定の成形能力が得られる。 【解決手段】 サーボモータ１１によりスライド１５を
直線駆動する電動プレスの制御方法において、スライド
１５のモーションパターンに基づいてスライド１５を位
置制御しながら下降領域より成形領域へ下降させ、か
つ、成形領域でサーボモータ１１がワークの成形加工に
要しているトルクの実作業トルクＰと、予め加工条件に
応じて設定された設定加圧能力Ｐ２０とを比較して、前
記実作業トルクが設定加圧能力Ｐ２０に達してない場合
は、継続して位置制御しながらスライド１５を前記モー
ションパターンの下限位置Ｚ２０まで下降させて、予め
設定された加圧保持時間Ｔ２０だけこの下限位置Ｚ２０
を保持し、また成形領域で前記実作業トルクが前記設定
加圧能力Ｐ２０に達した場合は、位置制御からトルク制
御に切り換えて前記加圧保持時間Ｔ２０だけこの実作業
トルクを保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーボモータによ
りスライドを駆動する電動プレスの制御方法及び制御装
置に関し、特には板厚等のばらつきに影響されずに高精
度で成形可能な電動プレスの制御方法及び制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プレス機械としては、クランク機
構やリンク機構等によりスライドを昇降する機械式プレ
スと、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータによりスラ
イドを昇降する油圧プレスと、サーボモータによりスラ
イドを駆動する電動プレスとが広く知られている。この
内、電動プレスと油圧プレスとは、加圧条件に応じてモ
ーションパターン、すなわちスライドの位置と速度との
所定の関係を維持しながら動作する動作パターンを自由
に変更できる利点を有している。そして、特に電動プレ
スは、油圧プレスに対して塵埃や油気等の周囲環境汚染
度が小さい、あるいは、ポンプ音等の騒音が小さいとい
う、作業環境の改善の利点から、最近多くの分野に使用
されている。

【０００３】このような電動プレスにおいて所定の加圧
条件を満たすようにスライドを制御する方法として、従
来から種々の方法や装置が提案されている。例えば、特
開平８−２２４６９９号公報には、プレス加工時の加圧
力をサーボモータのトルク値（つまり、駆動電流値）と
して検出し、このトルク値に基づいてスライドの位置及
び速度を制御して、所定の加圧力が得られるようにした
プレス制御方法が開示されている。すなわち、同公報に
よると、モータの駆動力を前記モータに直結された駆動
力−推進力変換手段を介して金型の推力に変換して、ワ
ークをプレス加工するプレス装置のプレス制御方法であ
って、（ａ）前記ワークのプレス加工に伴う前記モータ
のトルク値の変化を検出し、目標とする定格トルク値よ
りも小さい予め設定した所定のトルク値に到達したか否
かを判断する工程と、（ｂ）前記所定のトルク値に到達
した後は、前記モータの駆動量を計数し、前記モータの
駆動量が予め設定した所定の駆動量に達した時点で前記
金型の推進速度がゼロとなるように、速度と駆動量の関
数として予め設定した減速パターンと計数した前記モー
タの駆動量を照合して、前記モータの駆動量に応じて与
えられる速度指令に基づいて前記金型の推進速度を減速
する工程とを備えた方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−２２４６９９号公報のように、トルク値が目標とす
る定格トルク値よりも小さい予め設定した所定値に到達
した後は、速度と駆動量の関数として予め設定した所定
の減速パターンに基づいて減速するようにモータの駆動
量を計数しながら速度制御し、所定の駆動量に達した時
点で定格トルク値に到達したと判断して成形加工を完了
するようにした方法では、スライドの下死点位置が精度
良く制御されない。すなわち、ワークの板厚などのバラ
ツキがあるときは、加圧力が上記所定値に達したと判断
したときのスライドの位置がばらつくことになり、よっ
てこの後に所定の駆動量だけスライドを移動させても成
形完了位置が一定とならない。したがって、ワークの板
厚などのバラツキによって、スライドの下死点（つま
り、下限位置）の位置精度が確保されない。この結果、
高い下限位置精度が要求されるワークに対しては、適用
が困難であるという問題が生じている。また、成形加工
を完了する直前では駆動量のみによってスライドを制御
しているので、板厚のバラツキ等に伴ってこの成形加工
時のトルク値（加圧力）もばらつくことになり、よって
成形品の加工精度が安定しないことがある。さらに、成
形加工完了直前では所定駆動量下降した後に直ちにスラ
イドを上昇させているので、ワークの成形後の形状が戻
るのを防止できるような所定の成形能力を得るために
は、その最大加圧能力に応じた大きな出力トルクのサー
ボモータが必要となり、コスト低減や小型化が困難とな
るという問題もある。

【０００５】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、板厚のバラツキ等に左右されずに高い下
限位置精度で、また高い成形精度で加工でき、さらに、
モータの出力パワーが小さくても所定の成形能力が得ら
れる電動プレスの制御方法及び制御装置を提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、サーボ
モータ１１によりスライド１５を直線駆動する電動プレ
スの制御方法において、スライド１５の位置と速度の所
定の関係を示すモーションパターンに基づいてスライド
１５を位置制御しながら下降領域より成形領域へ下降さ
せ、かつ、成形領域でサーボモータ１１がワークの成形
加工に要しているトルクの実作業トルクと、予め加工条
件に応じて設定された設定加圧力Ｐ２０とを比較して、
前記実作業トルクが設定加圧力Ｐ２０に達してない場合
は、継続して位置制御しながらスライド１５を前記モー
ションパターンの下限位置Ｚ２０まで下降させて、予め
設定された加圧保持時間Ｔ２０だけこの下限位置Ｚ２０
を保持し、また成形領域で前記実作業トルクが前記設定
加圧力Ｐ２０に達した場合は、位置制御からトルク制御
に切り換えて前記加圧保持時間Ｔ２０だけこの実作業ト
ルクを保持する方法としている。

【０００７】請求項１に記載の発明によると、成形領域
中にモーションパターンに基づいてスライドを位置制御
しながら下降させ、この下降中に予め設定された加圧能
力に実作業トルクが達しない場合は、スライドを前記モ
ーションパターンの下限位置に加圧保持時間保持するの
で、下限位置精度が向上する。したがって、刻印成形等
のように高い下限位置精度を要求する場合に、板厚など
のばらつきに左右されずに精度良く成形加工できる。ま
た、成形領域で位置制御による下降中に実作業トルクが
設定加圧力に達した場合は、位置制御からトルク制御に
切り換えてこの実作業トルクを予め設定された加圧保持
時間保持する。この結果、絞り成形の場合に、ワークの
板厚が必要以上に薄くなるのが防止され、成形品の寸法
精度が向上するので、品質の良好な成形品が得られる。
さらに、位置制御及びトルク制御において、それぞれ下
限位置で、あるいは設定加圧力に達した位置で加圧保持
時間保持するので、サーボモータの小さい出力トルクで
も所定の大きな成形能力を得ることができる。これによ
り、サーボモータの小型化及び低コスト化が図れる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、サーボモータ１
１によりスライド１５を直線駆動する電動プレスの制御
方法において、スライド１５の位置と速度の所定の関係
を示すモーションパターンに基づいてスライド１５を位
置制御しながら下降領域より成形領域へ下降させ、か
つ、成形領域でサーボモータ１１がワークの成形加工に
要しているトルクの実作業トルクと、予め加工条件に応
じて設定された設定加圧力Ｐ２０とを比較して、前記実
作業トルクが設定加圧力Ｐ２０に達してない場合は、継
続して位置制御しながらスライド１５を前記モーション
パターンの下限位置Ｚ２０まで下降させて、予め設定さ
れた加圧保持時間Ｔ２０だけこの下限位置Ｚ２０を保持
し、また成形領域で前記実作業トルクが前記設定加圧力
Ｐ２０に達した場合は、位置制御からトルク制御に切り
換えて前記加圧保持時間Ｔ２０だけこの実作業トルクを
保持すると共に、このトルク制御中に実作業トルクが前
記設定加圧力Ｐ２０より低下したら再び前記位置制御へ
切換える動作を成形領域中繰り返す方法としている。

【０００９】請求項２に記載の発明によると、成形領域
中にモーションパターンに基づいてスライドを位置制御
しながら下降させ、この下降中に予め設定された加圧能
力に実作業トルクが達しない場合は、スライドを前記モ
ーションパターンの下限位置に加圧保持時間保持するの
で、下限位置精度が向上する。したがって、刻印成形等
のように高い下限位置精度を要求する場合に、板厚など
のばらつきに左右されずに精度良く成形加工できる。ま
た、成形領域で位置制御による下降中に実作業トルクが
設定加圧力に達した場合は、位置制御からトルク制御に
切り換えてこの実作業トルクを予め設定された加圧保持
時間保持する。これにより、絞り成形の場合に、ワーク
の板厚が必要以上に薄くなるのが防止され、成形品の寸
法精度が向上するので、品質の良好な成形品が得られ
る。また、位置制御中に実作業トルクが設定加圧力に達
した場合はトルク制御に切り換えられ、また、トルク制
御中に実作業トルクが設定加圧力より低下した場合は位
置制御に切り換えられ、これを繰り返すことができる。
したがって、下限位置が荷重のリミッタとして機能する
ので金型の保護ができると共に、板厚などのバラツキが
あっても下限位置精度及び成形精度の向上を図ることが
できる。さらに、位置制御及びトルク制御において、そ
れぞれ下限位置で、あるいは設定加圧力に達した位置で
加圧保持時間保持するので、サーボモータの小さい出力
トルクでも所定の大きな成形能力を得ることができる。
これにより、サーボモータの小型化及び低コスト化が図
れる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、スライド１５
と、このスライド１５の位置を検出するスライド位置検
出手段８と、スライド１５を直線駆動するサーボモータ
１１と、このサーボモータ１１の駆動電流値を検出する
電流検出手段２４と、予め設定され、かつ、スライド１
５の位置と速度の関係を示すモーションパターンに基づ
いてサーボモータ１１によりスライド１５を制御して成
形加工する制御器２０とを備えた電動プレスの制御装置
において、前記制御器２０は、前記スライド位置検出手
段８の位置信号に基づいてサーボモータ１１により前記
モーションパターンに沿ってスライド１５を位置制御し
ながら下降領域より成形領域へ下降させ、この成形領域
下降中に前記電流検出手段２４からの駆動電流値に基づ
いて算出した、サーボモータ１１が成形加工に要する実
作業トルクと、予め加工条件に応じて設定された設定加
圧力Ｐ２０とを比較して、前記実作業トルクが設定加圧
力Ｐ２０に達しない場合は、継続して位置制御しながら
スライド１５を前記モーションパターンの下限位置Ｚ２
０まで下降させて、予め設定された加圧保持時間Ｔ２０
だけこの下限位置Ｚ２０を保持し、また成形領域で前記
実作業トルクが前記設定加圧力Ｐ２０に達した場合は、
位置制御からサーボモータ１１によるトルク制御に切り
換えて前記加圧保持時間Ｔ２０だけこの実作業トルクを
保持する制御指令を出力するようにしている。

【００１１】請求項３に記載の発明によると、成形領域
中にモーションパターンに基づいてスライドを位置制御
しながら下降させ、この下降中に予め設定された加圧能
力に実作業トルクが達しない場合は、スライドを前記モ
ーションパターンの下限位置に加圧保持時間保持するの
で、下限位置精度が向上する。したがって、刻印成形等
のように高い下限位置精度を要求する場合に、板厚など
のばらつきに左右されずに精度良く成形加工できる。ま
た、成形領域で位置制御による下降中に実作業トルクが
設定加圧力に達した場合は、位置制御からトルク制御に
切り換えてこの実作業トルクを予め設定された加圧保持
時間保持する。この結果、絞り成形の場合に、ワークの
板厚が必要以上に薄くなるのが防止され、成形品の寸法
精度が向上するので、品質の良好な成形品が得られる。
さらに、位置制御及びトルク制御において、それぞれ下
限位置で、あるいは設定加圧力に達した位置で加圧保持
時間保持するので、サーボモータの小さい出力トルクで
も所定の大きな成形能力を得ることができる。これによ
り、サーボモータの小型化及び低コスト化が図れる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら実施
形態を詳細に説明する。図１は、電動プレスの一例を表
す要部側面図を示している。電動プレス１の本体のフレ
ーム１０の前面下部にはベッド９が設けられ、ベッド９
の上部にボルスタ１６が設置されている。また、フレー
ム１０の上部には回転動力を上下方向の直動に変換する
例えばボールネジ等で構成される動力変換装置１４が配
設されており、この動力変換装置１４の直動部（例え
ば、ボールネジ装置のナット部）の下端で、かつ、ボル
スタ１６と対向した位置にスライド１５が上下動自在に
配設されている。動力変換装置１４の回転部（例えば、
ボールネジ装置のボールネジ部）の上端部は回転伝達部
材１２を介してサーボモータ１１の出力回転軸１１ｂに
連結されている。本実施形態では、回転伝達部材１２の
一例として図示したようにベルト（以後、ベルト１２と
呼ぶ）が用いられており、動力変換装置１４の前記回転
部の上端部、及びサーボモータ１１の前記出力回転軸１
１ｂにはこのベルト１２に係合するベルトプーリ１２ａ
及びベルトプーリ１２ｂそれぞれが取着されている。こ
のように、スライド１５はサーボモータ１１の回転によ
って上下駆動されるようになっており、このスライド１
５の上下駆動に伴って、ボルスタ１６の上面に設けられ
た下型（図示せず）と、スライド１５の下面に設けられ
た上型（図示せず）との間でプレス加工が行われる。

【００１３】サーボモータ１１の出力回転軸１１ｂと反
対側で、かつ、出力回転軸１１ｂと同軸上に、例えばエ
ンコーダ等の速度センサ１１ａが取着されており、この
速度センサ１１ａからの速度信号は後述するサーボアン
プに入力されている。なお、サーボモータ１１は、ＡＣ
サーボモータ又はＤＣサーボモータのいずれで構成され
てもよい。

【００１４】また、フレーム１０の前面にはＣ字状に開
口した開口部１０ａがあり、この開口部１０ａの近傍に
は開口部１０ａと略同様のＣ字形状を成す補助フレーム
５が配設されている。この補助フレーム５の下端側はピ
ン６によってフレーム１０の側面に回動自在に取着され
ている。さらに、補助フレーム５の上端側とスライド１
５の後部側との間に、リニアセンサよりなるスライド位
置検出手段８が配設されている。

【００１５】このスライド位置検出手段８は、軸心方向
がスライド１５の移動方向と平行で、かつ、スライド１
５の後部に支持されたセンサロッド８ａと、このセンサ
ロッド８ａに嵌挿され、かつ、上記補助フレーム５の上
端側に取着されたセンサヘッド８ｂとからなっている。
そして、スライド１５の上下動に伴ってセンサロッド８
ａがセンサヘッド８ｂに対して上下動し、これによっ
て、センサヘッド８ｂの内部の位置検出部によりスライ
ド１５の位置がボルスタ１６の上面からの高さとして検
出されるようになっている。このスライド位置検出手段
８が検出したスライド１５の位置信号は後述する制御器
に入力され、この制御器はこの位置信号に基づいて前記
サーボモータ１１を駆動してスライド１５の位置を所定
のモーションカーブに沿うように制御する。

【００１６】図２は、本実施形態に係わる電動プレスの
制御装置の回路構成ブロック図を示しており、以下同図
に基づいて説明する。スライド位置検出手段８は、前述
のようにボルスタ１６の上面からのスライド１５の高さ
を検出しており、この位置信号を制御器２０に出力す
る。スライド位置検出手段８は、本実施形態では前述の
ように例えばリニアスケール等のリニアセンサで構成さ
れているが、これに限定されずに、スライド１５の位置
を検出するものであればよく、例えばエンコーダで構成
してもよい。また、スライド位置検出手段８は、例えば
サーボモータ１１の出力回転軸１１ｂと反対側に出力回
転軸１１ｂと同軸上に取り付けられてもよい。

【００１７】モーション設定手段２１は、スライド１５
の位置と速度との関係を表すモーションパターンの各デ
ータ及びモーション番号を入力するものである。図３に
は、このモーションパターンの一例を示している。同図
において、成形加工の場合、スライド１５は下降領域に
おいて上限位置Ｚ００から高速下降し、成形領域におい
て所定の成形速度すなわち、低速下降速度で下限位置Ｚ
２０へ向かって下降し、下限位置Ｚ２０に達したとき、
あるいは下限位置Ｚ２０の前に所定の加圧力Ｐ２０に達
したときには、その位置で所定の加圧保持時間その状態
を保持する。そして、この加圧保持が終了後、上昇領域
において上限位置Ｚ００まで上昇するようにしている。
このようなモーションパターンに対応して、モーション
設定手段２１は例えば、下降領域での高速下降速度Ｖ１
０及び成形領域開始位置Ｚ１０、成形領域での低速下降
速度Ｖ２０、下限位置Ｚ２０、加圧力Ｐ２０及び加圧保
持時間Ｔ２０、また、上昇領域での低速上昇速度Ｖ３
０、高速上昇速度Ｖ００、低速から高速への切り換えの
上昇位置Ｚ３０、及び上限位置Ｚ００等のデータを入力
できる。このとき、設定データは、作業者が設定用スイ
ッチ等を操作することによって入力されてもよいし、あ
るいは、例えばプレス加工ラインを自動制御する他のコ
ントローラ等から通信等により入力されてもよい。これ
らの設定データは加工ワークの種別に対応したモーショ
ンパターン毎に設定及び記憶可能となっており、このモ
ーションパターンはモーション番号によって識別され
る。そして、この設定データ及びモーション番号データ
は後述する制御器２０に入力され、制御器２０のメモリ
にモーション番号毎に記憶される。

【００１８】また、モーション選択手段２２は、実プレ
ス作業を行うに際して、制御器２０のメモリに記憶され
た複数のモーションパターンから加工対象ワークに対応
するパターンを選択するものであり、この選択信号を制
御器２０に出力する。この選択は例えばモーション番号
によって指定され、上記と同様に、作業者が選択用スイ
ッチ等によって行ってもよいし、ライン自動制御用の他
のコントローラ等から通信等で入力してもよい。

【００１９】制御器２０はマイクロコンピュータ等を主
体にしたコンピュータ装置により構成されており、読み
書き可能なメモリ（例えば、半導体ＲＡＭ、フロッピー
ディスク、ハードディスク等）を内蔵している。この制
御器２０は前記モーション設定手段２１から入力した各
設定データをこのメモリに記憶し、前記モーション選択
手段２２から入力した選択信号に基づいてこのメモリ内
の対応するモーションパターンの各設定データを読み出
す。そして、スライド１５がこの読み出した設定データ
に基づくモーションパターンに沿って移動するように、
前記サーボモータ１１を制御する。すなわち、モーショ
ンパターンに沿った位置制御を行うときは、前記スライ
ド位置検出手段８から入力するスライド１５の位置信号
を監視しながら、所定の速度指令を演算して出力する。
また、所定の加圧力に保持する加圧力制御のときは、後
述の電流検出手段２４から入力するモータ電流信号を監
視しながら、所定のトルク指令を演算して出力する。な
お、このように加圧力を保持する制御を以後トルク制御
と呼ぶ。前記速度指令やトルク指令などの制御指令は、
サーボモータ１１を駆動するサーボアンプ２３へ出力さ
れる。これによって、スライド１５の位置と速度、各位
置での停止時間、及びサーボモータ１１の実際の加工作
業に要する実作業トルクに相当する加圧力等を制御す
る。

【００２０】また、制御器２０は、上記の位置制御中
に、実作業トルクが前記モーションパターンで設定され
た加圧力Ｐ２０に達したか否かを判断し、達したときは
トルク制御に切り換えるようにしているが、このときの
実作業トルクの演算は例えば以下のようにして行うこと
ができる。制御器２０は予め、加速又は減速トルクを算
出するための負荷イナーシャ定数、定速を維持するトル
クを算出するための速度抵抗トルク比例定数、摩擦トル
ク定数、及び、モータ電流と出力トルクとの関係を表す
トルク定数等の各定数データを記憶しておく。そして、
加速時又は減速時には、必要な加速度値又は減速度値と
上記の各定数データとに基づいて必要なモータ出力トル
クを求め、電流検出手段２４で検出したモータ電流値に
基づいて実際のモータ出力トルクを算出し、この実際の
モータ出力トルクから前記求めた必要なモータ出力トル
クを差し引いて、加減速時の実作業トルクを算出する。
定速時も、同様にして、この時維持すべき速度値と上記
各定数データとに基づいて必要なモータ出力トルクを求
め、この時検出したモータ電流値に基づいて算出した実
際のモータ出力トルクから前記求めた必要なモータ出力
トルクを差し引いて、定速時の実作業トルクを算出す
る。そして、このサーボモータ１１の実作業トルクとス
ライド１５の加圧力との関係を予め求めて記憶してお
き、成形時に検出された前記モータ電流値に基づいて実
作業トルクを求め、この実作業トルクからスライド１５
の加圧力を演算することができる。

【００２１】サーボアンプ２３は、前記制御指令を入力
してサーボモータ１１の回転を制御しており、制御目的
に応じて、サーボモータ１１の速度とトルクのいずれか
一方をこの制御指令に基づいて所定値になるように制御
している。すなわち、速度指令を入力した場合には、サ
ーボアンプ２３はこの速度指令値と速度センサ１１ａか
らのサーボモータ１１の速度信号との偏差が小さくなる
ように、サーボモータ１１の駆動電流を制御する。ま
た、トルク指令、すなわち電流指令を入力した場合に
は、サーボアンプ２３はこの電流指令値と電流検出手段
２４によって検出されたモータ電流値との偏差が小さく
なるように、サーボモータ１１の駆動電流を制御する。
一方、電流検出手段２４からのモータ電流信号は、モー
タの出力トルク信号として制御器２０にフィードバック
されている。そして、制御器２０は、前記モーションパ
ターンの設定データに基づいて、スライド１５の位置及
び速度を制御するとき（つまり、位置制御中）にはサー
ボアンプ２３に速度指令を出力し、また、トルクを制御
するとき、つまりトルク制御中はサーボアンプ２３にト
ルク指令を出力する。これによって、それぞれスライド
１５の位置及び速度、又は加圧力が制御されることによ
り、モーションパターンが制御される。

【００２２】電流検出手段２４は、モータ駆動電流の大
きさ及び方向に応じたモータ電流信号を出力している。
この電流検出手段２４は、例えばモータ駆動電流が流れ
るシャント抵抗の両端の電位差に基づいて、この電流の
大きさ及び方向を検出するようにしたもので構成され
る。

【００２３】また、制御器２０には表示器２５が接続さ
れており、この表示器２５はモーションパターンの各デ
ータを設定する際に必要な情報や、その他制御に必要な
情報等を表示するようになっている。表示器２５は、例
えばグラフィック表示器（ＥＬ表示器、プラズマ表示
器、液晶表示器等）や数値表示器等のように数字及び文
字が表示されるものであればよい。

【００２４】次に、図３及び図４に基づいて、本発明に
係わる電動プレスの制御方法を説明する。図４は、制御
器２０の制御フローチャートを示している。まず、ワー
クをプレス成形するに当たって、加工対象ワークに対応
したモーションパターンに関する各設定データをモーシ
ョン選択手段２２により選択する。なお、モーション設
定手段２１によって、直接上記各設定データを入力する
ようにしてもよい。この設定データの中には、前述のよ
うに、位置データとして、上限位置Ｚ００、成形領域開
始位置Ｚ１０、下限位置Ｚ２０、及び上昇位置Ｚ３０等
があり、速度データとして、高速下降速度Ｖ１０、低速
下降速度Ｖ２０、低速上昇速度Ｖ３０、及び高速上昇速
度Ｖ００等があり、また、成形領域での設定加圧力Ｐ２
０及び加圧保持時間Ｔ２０等がある。

【００２５】次に、制御フローチャートにおいて、Ｓ１
で電動プレス１の運転を開始すると、スライド１５は下
降領域に入る。すなわち、スライド１５は高速下降速度
Ｖ１０で図３に示すように上限位置Ｚ００から下降を開
始する。このとき、制御器２０は、スライド位置検出手
段８からスライドの位置信号を入力すると共に、電流検
出手段２４からモータ駆動電流信号、すなわちモータト
ルク値を入力し、このモータトルク値に基づいて実作業
トルクを演算する。そして、このスライド位置と実作業
トルクを監視する。この後、スライド１５が成形領域開
始位置Ｚ１０まで下降して成形領域に到達したら、Ｓ２
へ移行する。

【００２６】Ｓ２で成形領域に入ると、以降のステップ
では制御器２０は、位置制御モードとトルク制御モード
のいずれか一方によりスライド１５を制御する。すなわ
ち、Ｓ３では、制御器２０はスライド位置検出手段８か
らの位置信号に基づいてサーボモータ１１によりスライ
ド１５を位置制御し、スライド１５を前記モーションパ
ターンに沿って下限位置Ｚ２０へ低速下降速度Ｖ２０で
下降させる。

【００２７】そして、Ｓ４で、スライド１５が下限位置
Ｚ２０に達するまでの間、制御器２０は、前記実作業ト
ルクを常時監視して、この実作業トルクが前記設定され
た設定加圧力Ｐ２０に到達したか否かを判断する。この
判断の結果、スライド１５が位置制御で下限位置Ｚ２０
に達するまでの間に実作業トルクが設定加圧力Ｐ２０に
到達しないときは、Ｓ５でスライド１５が下限位置Ｚ２
０に達したか否かを判断し、下限位置Ｚ２０に達してな
いときはＳ３へ戻って以上の処理を繰り返し、下限位置
Ｚ２０に達したときはＳ６に移行する。次にＳ６では、
スライド１５を下限位置Ｚ２０に前記設定された加圧保
持時間Ｔ２０だけ保持し、この後Ｓ１１で、上昇領域に
入りスライド１５を上昇させる。

【００２８】一方、Ｓ４において、スライド１５が位置
制御で下限位置Ｚ２０まで下降する間に、実作業トルク
が設定加圧力Ｐ２０に到達したときは、Ｓ７で制御モー
ドが位置制御からトルク制御に切換えられる。すなわ
ち、制御器２０は、実作業トルクが設定加圧力Ｐ２０に
到達したときは、スライド１５が下限位置Ｚ２０より手
前の位置Ｚｘにあってもこの位置Ｚｘで下降を停止さ
せ、この実作業トルクを保持するように、サーボモータ
１１のトルク制御を行う。これによって、図３の２点鎖
線Ａに示すように、スライド１５はほぼ前記位置Ｚｘに
保持される。このとき、制御器２０はこの位置Ｚｘでの
保持時間Ｔｘを計時し、このワークに対する積算保持時
間Ｔh にこの保持時間Ｔｘを加算して積算保持時間Ｔh
を更新し、記憶しておく。なお、積算保持時間Ｔh は、
実作業トルクを設定加圧力Ｐ２０以上に保持したトータ
ルの保持時間を表しており、本加工開始前の初期値は０
としている。

【００２９】次に、Ｓ８で、実作業トルクが設定加圧力
Ｐ２０より低下したか否かを判断し、低下してないとき
は、Ｓ９で前記更新された積算保持時間Ｔh が前記設定
された加圧力保持時間Ｔ２０に達したか否かを判断す
る。そして、積算保持時間Ｔhが加圧力保持時間Ｔ２０
に達したときは、Ｓ１１でスライド１５を上昇させる上
昇領域に入り、加圧力保持時間Ｔ２０に達してないとき
は、Ｓ７へ戻って以上のトルク制御を継続する。また、
前記Ｓ８で実作業トルクが設定加圧力Ｐ２０より低下し
たときは、Ｓ１０で前記積算保持時間Ｔh を記憶した
後、Ｓ３へ戻って位置制御に切り換える。

【００３０】Ｓ１１の上昇領域では、制御器２０は、位
置制御モード及びトルク制御モードのいずれの場合で
も、位置制御によって上昇位置Ｚ３０まで低速上昇速度
Ｖ３０でスライド１５を上昇させ、次に高速上昇速度Ｖ
００で上限位置Ｚ００まで上昇させる。こうして、１工
程が終了する。

【００３１】以上説明したように、成形領域において、
スライド１５の実作業トルクが設定加圧力Ｐ２０に達し
ない場合は、スライド１５を下限位置Ｚ２０まで位置制
御してワークを成形するので、刻印加工のように高い下
限位置精度が要求される成形に対して効果があると共
に、下限位置設定値が荷重リミッタとして働くので、必
要以上に金型に押圧力を加えることがなく、これによっ
て金型を破損することが無くなる。また、成形領域にお
いて、スライド１５が下限位置Ｚ２０に到達する前にス
ライド１５の加圧力Ｐが設定加圧力Ｐ２０に達すると、
トルク制御に切り換えてモータトルクすなわち加圧力を
制御するので、絞り加工等の場合、ワークの板厚が必要
以上に薄くなるのを防止できると共に、寸法精度の改善
も図れる。したがって、成形品質を向上することができ
る。

【００３２】また、位置制御中に下限位置に到達したと
きは、下限位置を加圧保持時間Ｔ２０保持し、あるい
は、トルク制御中に実作業トルクが設定加圧力Ｐ２０に
到達したときは、この実作業トルクを保持するように制
御している。このように、加圧保持することによって、
小さい加圧力により所定の加圧成形能力が得られるの
で、従来のようにスライドを加圧下降させた直後に上昇
させて成形を完了する方法に比べて、サーボモータ１１
に必要な出力パワーを小さくすることができる。これに
よって、サーボモータ１１の小型化及び低コスト化が図
れる。

【００３３】なお、上記実機形態では、成形領域での位
置制御中に実作業トルクが設定加圧力Ｐ２０に達した場
合、位置制御よりトルク制御に切り換えて成形を行い、
さらにトルク制御中に実作業トルクが設定加圧力Ｐ２０
より低下した場合、再び位置優先モードに切り換えて位
置制御を行い、そして位置制御とトルク制御を繰り返す
ようにしているが、位置制御よりトルク制御に切り換え
た後はトルク制御モードのままで、所定時間設定加圧力
Ｐ２０に保持するようにしてもよい。これによって、同
様に、絞り成形での成形品質の向上や、高い下限位置精
度が要求される場合の品質の向上等を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電動プレスの一実施形態の要部
側面図である。

【図２】本発明に係わる電動プレスの制御装置の回路構
成ブロック図を示す。

【図３】本発明に係わる制御方法によるモーションパタ
ーンの一例を示す。

【図４】本発明に係わる制御方法を表すフローチャート
例を示す。

【符号の説明】

１…電動プレス、５…補助フレーム、６…ピン、８…ス
ライド位置検出手段、８ａ…センサロッド、８ｂ…セン
サヘッド、９…ベッド、１０…フレーム、１０ａ…開口
部、１１…サーボモータ、１１ａ…速度センサ、１１ｂ
…出力回転軸、１２…回転伝達部材（ベルト）、１２
ａ，１２ｂ…ベルトプーリ、１４…動力変換装置、１５
…スライド、１６…ボルスタ、２０…制御器、２１…モ
ーション設定手段、２２…モーション選択手段、２３…
サーボアンプ、２４…電流検出手段、２５…表示器、Ｐ
２０…設定加圧力、Ｔ２０…加圧保持時間。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボモータ(11)によりスライド(15)を
   直線駆動する電動プレスの制御方法において、 スライド(15)の位置と速度の所定の関係を示すモーショ
   ンパターンに基づいてスライド(15)を位置制御しながら
   下降領域より成形領域へ下降させ、かつ、成形領域でサ
   ーボモータ(11)がワークの成形加工に要しているトルク
   の実作業トルクと、予め加工条件に応じて設定された設
   定加圧力(P20) とを比較して、前記実作業トルクが設定
   加圧力(P20) に達してない場合は、継続して位置制御し
   ながらスライド(15)を前記モーションパターンの下限位
   置(Z20) まで下降させて、予め設定された加圧保持時間
   (T20) だけこの下限位置(Z20) を保持し、また成形領域
   で前記実作業トルクが前記設定加圧力(P20) に達した場
   合は、位置制御からトルク制御に切り換えて前記加圧保
   持時間(T20) だけこの実作業トルクを保持することを特
   徴とする電動プレスの制御方法。
2. 【請求項２】 サーボモータ(11)によりスライド(15)を
   直線駆動する電動プレスの制御方法において、 スライド(15)の位置と速度の所定の関係を示すモーショ
   ンパターンに基づいてスライド(15)を位置制御しながら
   下降領域より成形領域へ下降させ、かつ、成形領域でサ
   ーボモータ(11)がワークの成形加工に要しているトルク
   の実作業トルクと、予め加工条件に応じて設定された設
   定加圧力(P20) とを比較して、前記実作業トルクが設定
   加圧力(P20) に達してない場合は、継続して位置制御し
   ながらスライド(15)を前記モーションパターンの下限位
   置(Z20) まで下降させて、予め設定された加圧保持時間
   (T20) だけこの下限位置(Z20) を保持し、また成形領域
   で前記実作業トルクが前記設定加圧力(P20) に達した場
   合は、位置制御からトルク制御に切り換えて前記加圧保
   持時間(T20) だけこの実作業トルクを保持すると共に、
   このトルク制御中に実作業トルクが前記設定加圧力(P2
   0) より低下したら再び前記位置制御へ切換える動作を
   成形領域中繰り返すことを特徴とする電動プレスの制御
   方法。
3. 【請求項３】 スライド(15)と、このスライド(15)の位
   置を検出するスライド位置検出手段(8) と、スライド(1
   5)を直線駆動するサーボモータ(11)と、このサーボモー
   タ(11)の駆動電流値を検出する電流検出手段(24)と、予
   め設定され、かつ、スライド(15)の位置と速度の関係を
   示すモーションパターンに基づいてサーボモータ(11)に
   よりスライド(15)を制御して成形加工する制御器(20)と
   を備えた電動プレスの制御装置において、 前記制御器(20)は、 前記スライド位置検出手段(8) の位置信号に基づいてサ
   ーボモータ(11)により前記モーションパターンに沿って
   スライド(15)を位置制御しながら下降領域より成形領域
   へ下降させ、この成形領域下降中に前記電流検出手段(2
   4)からの駆動電流値に基づいて算出した、サーボモータ
   (11)が成形加工に要する実作業トルクと、予め加工条件
   に応じて設定された設定加圧力(P20) とを比較して、前
   記実作業トルクが設定加圧力(P20) に達しない場合は、
   継続して位置制御しながらスライド(15)を前記モーショ
   ンパターンの下限位置(Z20) まで下降させて、予め設定
   された加圧保持時間(T20) だけこの下限位置(Z20) を保
   持し、また成形領域で前記実作業トルクが前記設定加圧
   力(P20) に達した場合は、位置制御からサーボモータ(1
   1)によるトルク制御に切り換えて前記加圧保持時間(T2
   0) だけこの実作業トルクを保持する制御指令を出力す
   ることを特徴とする電動プレスの制御装置。