JP3969850B2 - Control method and control device for electric vendor - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機により駆動される3軸以上の駆動軸を有するラムに装着される上金型と、固定テーブルに装着される下金型とによって板材の曲げ加工を行う電動式ベンダの制御方法および制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電動機によりラム(可動テーブル)を駆動し、このラムに装着された上金型と、前記ラムに対向配置される固定テーブルに装着された下金型とによって板材の曲げ加工を行う所謂電動式ベンダが知られている。
【0003】
この種の電動式ベンダにおいては、加圧能力が極端に小さいベンダを除き、ラムを上下方向に位置決め制御するサーボ軸(一般に、「DS軸」と呼ばれている。)を複数軸設けるのが一般的である。前記ラムは、モータと連結されるボールナットの回転によりボールねじを介して上下方向に移動される。また、各DS軸に対応してラムの上下位置を検出するリニアエンコーダが設けられ、前記モータおよびリニアエンコーダがサーボ制御装置に電気的に接続されている。こうして、サーボ制御装置が複数のDS軸制御系に同時に目標位置を指令することにより、各DS軸制御系はその指令された目標位置に向かって各DS軸を駆動し、これによってラムの位置決めが行われる。
【0004】
なお、本願発明に関連する先行技術として、次の各公報に開示されるものがある。
(1)特公平3−67000号公報
複数本の油圧シリンダによりスライドを上下動させる油圧プレスにおいて、各油圧ポンプより同量の流量が吐出されるように、サーボ機構を可変速モータにより同期制御するとともに、スライドストローク検出器を設け、かつこれらの検出器で検出した値を比較し、得られた値により流量制御弁を制御することにより、スライドをボルスタに対して平行状態で上下動させるようにしたもの。
(2)実開平3−76700号公報
複数本の油圧シリンダによりスライドを上下動させる油圧プレスにおいて、スライドの各部位の高さ位置を検出して各制御系にフィードバックするとともに、各位置検出器の値から基準軸とその他の軸との相対位置偏差を求め、この相対位置偏差の大きさに比例して、基準軸以外の軸の制御系ゲイン値を変化させるようにしたもの。
(3)特開平3−35899号公報
複数の油圧シリンダを有する油圧プレスの同期制御装置に関するものであって、各シリンダに設けた位置検出装置の検出値から各軸間の相対位置偏差を求めると同時に、最も目標値に近い軸を判別し、この最も目標値に近い軸を基準軸にして他の軸を基準軸に一致させるために、前記相対位置偏差を他の各軸にフィードバックするようにしたもの。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述されている従来のラム位置決め制御系においては、複数のDS軸制御系に同時に目標位置を指令するようにされているが、現実には各DS軸に加わる負荷イナーシャ、粘性摩擦力、外乱等が等しくはなく、またラムを介して各DS軸は相互干渉系の関係になっていることから、例えば各DS軸の負荷に差が生じた場合に、その負荷の大きなDS軸にはラムを介して他のDS軸から外力(トルク外乱)が加わることになり、サーボモータに大きな電流が流れたり、ラム自体に無理な力が加わったり、所望の位置決め精度が得られなかったりするといった問題点がある。
【0006】
また、本願発明に関連する先行技術として挙げた前記各公報に開示されているものでは、次のような問題点がある。
(1)特公平3−67000号公報
この先行技術のものでは、可変速モータ、メカニカルリンクおよび油圧ポンプよりなるメカニカルフィードバックを利用しているために、ガタや温度変化の影響を受けて高精度の制御が行えない。また、例えば4本の油圧シリンダを用いる場合には左右2組ずつの制御系に分割し、各組毎に同期制御を行っているために、基本的には2軸制御であってやはり高精度の制御が行えない。
(2)実開平3−76700号公報
この先行技術のものでは、基準軸とその他の軸との相対位置偏差に応じて各軸のゲインを変化させているために、制御系が不安定になり位置決め制御そのものができなくなることがある。また、各軸間の相対位置偏差を直接フィードバックしている訳ではないので、高精度の制御が行えない。
(3)特開平3−35899号公報
この先行技術のものでは、最も目標値に近い軸を基準軸にしているために、目標値に到達するまでに時々刻々基準軸が変化することになり、目標値近傍でハンチング状態となって制御系が不安定になる。
【0007】
本発明は、前述のような従来技術の有する各種問題点を解消するためになされたもので、各軸の負荷に差があったり負荷変動があった場合にも、ラムに無理な力を加えずに、高速かつ高精度にラムの位置決め制御を行うことのできる電動式ベンダの制御方法および制御装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、第1発明による電動式ベンダの制御方法は、
電動機により駆動される3軸以上の駆動軸を有するラムに装着される上金型と、固定テーブルに装着される下金型とによって板材の曲げ加工を行う電動式ベンダの制御方法であって、
各駆動軸を駆動する各サーボモータは、位置制御部において、外部からの位置指令信号と、各駆動軸位置に対応して設けられる位置検出器からの位置フィードバック信号とにより速度指令信号を出力し、速度制御部において、前記速度指令信号に基づき電流指令信号を生成し、パワー制御部において、前記電流指令信号に基づきサーボモータ駆動用の実電流を生成することにより制御され、
各駆動軸のうち所定の基準駆動軸を除く他の駆動軸に係るサーボモータは、当該他の駆動軸に係る位置制御部に、補正制御部において生成される当該他の駆動軸と前記基準駆動軸との相対位置偏差に基づく制御信号が入力されることにより、この相対位置偏差を加味して制御されるとともに、前記位置制御部には、当該他の駆動軸と前記基準駆動軸との相対位置を所望の値に設定する軸間位置設定器からの相対位置偏差信号が入力される
ことを特徴とするものである。
【0009】
本発明においては、各駆動軸を駆動する各サーボモータは、位置制御部と速度制御部とパワー制御部とを備える制御系によって駆動制御される。この制御系においては、各軸の位置制御部に、外部の例えばNC装置からの位置指令信号が入力されるとともに、各駆動軸位置に対応して設けられる位置検出器からの位置フィードバック信号が入力され、これら入力信号に基づいて各位置制御部からは各速度制御部に対し速度指令信号が出力される。また、各速度制御部においては、各位置制御部より入力される速度指令信号に基づき電流指令信号が生成され、この電流指令信号が各パワー制御部に出力される。さらに、各パワー制御部においては、入力された前記電流指令信号に基づきサーボモータ駆動用の実電流が生成されて、この実電流に基づき各サーボモータが直接駆動される。基準駆動軸を除く他の駆動軸に係るサーボモータ制御系には補正制御部が設けられている。この補正制御部には、前記他の駆動軸と基準駆動軸との相対位置偏差信号が入力され、補正制御部からは、前記相対位置偏差信号に基づく制御信号が当該他の駆動軸に係る位置制御部に出力される。こうして、基準軸以外の他の駆動軸においては、各軸毎の目標位置信号と位置フィードバック信号との偏差(自己位置偏差)を0にする制御と、基準軸との相対位置偏差を0にする制御とが実行されるので、基準軸と他の駆動軸との間に負荷の差異があったり、あるいは負荷変動があったとしても、基準軸に他の駆動軸を追従させることができ、またラムを介してサーボ系に入る他軸からの外乱(トルク外乱)を抑えることができる。したがって、ラムに無理な力を加えずに高速かつ高精度にラムを位置決めすることが可能となる。
【0010】
また、前記位置制御部に、当該他の駆動軸と前記基準駆動軸との相対位置を所望の値に設定する軸間位置設定器からの相対位置偏差信号が入力されているので、例えばラムにクラウニングを付けたい場合などに各軸間の相対位置を任意の値に設定することができる。
【0011】
次に、第2発明による電動式ベンダの制御装置は、
電動機により駆動される3軸以上の駆動軸を有するラムに装着される上金型と、固定テーブルに装着される下金型とによって板材の曲げ加工を行う電動式ベンダの制御装置であって、
各駆動軸を駆動する各サーボモータの制御装置は、外部からの位置指令信号と、各駆動軸位置に対応して設けられる位置検出器からの位置フィードバック信号とを受けて速度指令信号を出力する位置制御部と、この位置制御部からの速度指令信号に基づき電流指令信号を生成する速度制御部と、この速度制御部からの電流指令信号に基づきサーボモータ駆動用の実電流を生成するパワー制御部とを備え、
前記各制御装置のうち所定の基準駆動軸を除く他の駆動軸に係る制御装置は、当該他の駆動軸と前記基準駆動軸との相対位置偏差に基づく制御信号を生成して当該他の駆動軸の位置制御部に出力する補正制御部を備えるとともに、当該他の駆動軸と前記基準駆動軸との相対位置を所望の値に設定する軸間位置設定器を備える
ことを特徴とするものである。
【0012】
本発明は、前記第1発明による電動式ベンダの制御方法をより具体的に実現するための制御装置に関するものであって、前記第1発明と同様の作用・効果を奏するものである。
【0013】
また、当該他の駆動軸と前記基準駆動軸との相対位置を所望の値に設定する軸間位置設定器を備えているので、例えばラムにクラウニングを付けたい場合などに各軸間の相対位置をその軸間位置設定器により任意の値に設定することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による電動式ベンダの制御方法および制御装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0015】
図1には、本発明の一実施例に係る電動式ベンダの部分斜視図が示されている。
【0016】
本実施例の電動式ベンダにおいては、昇降駆動されるラム(上部可動テーブル)1と、このラム1に対位して固定配置される固定テーブル(下部固定テーブル)2とが備えられ、ラム1の下部にはパンチ保持装置3を介して図示されないパンチ(上金型)が取り付けられ、固定テーブル2の上面にはダイ保持装置を介してダイ(いずれも図示せず)が取り付けられている。
【0017】
前記固定テーブル2の両側部には一対のサイドフレーム5,5が一体に設けられ、各サイドフレーム5,5の上端部を連結するように支持フレーム6が設けられている。この支持フレーム6には、複数基(本実施例では4基)のラム駆動装置7が取り付けられており、これらラム駆動装置7の下端部にラム1が揺動自在に連結されている。こうして、ラム駆動装置7の作動によってラム1が昇降動されることにより、パンチとダイとの間に介挿される板材(ワーク)が折り曲げられるようになっている。
【0018】
各ラム駆動装置7は、後述するサーボ制御装置によって制御されるACサーボモータ8を駆動源としてその駆動力をタイミングベルト9を介して図示されないボールナットに伝え、このボールナットに連結されるボールねじ10を上下方向に移動させることにより、このボールねじ10に連結されるラム1を上下駆動させるように構成されている。
【0019】
前記ラム1には、各ラム駆動装置7の駆動軸(以下、向かって左側からDS1軸、DS2軸、DS3軸、DS4軸という。)位置に対応してインクリメンタルタイプのリニアエンコーダ11が取り付けられ、その検出子12が伸び補正ブラケット13に取り付けられている。このリニアエンコーダ11からの検出データは、後述されるように位置フィードバックに用いられる。ここで、前記伸び補正ブラケット13は、前記サイドフレーム5,5に沿うように設けられる2枚のサイドプレート13a,13aと、左右のサイドプレート13a,13aを連結するビーム13bとにより構成されている。このようにリニアエンコーダ11の検出子12を伸び補正ブラケット13に取付けることで、各リニアエンコーダ11は、各サイドフレーム5,5の負荷変化による変形の影響を受けることがなく、ラム1の各駆動軸毎の絶対位置を計測することが可能である。なお、本実施例では、リニアエンコーダ(本体)11をラム1に取付け、検出子12を補正ブラケット13に取付けるものとしたが、これらの取付け位置は逆にしても良い。
【0020】
また、各サーボモータ8のモータ軸には、各サーボモータ8の現在位置を検出するためのアブソリュートタイプのモータエンコーダ14(図2参照)が付設されている。なお、このモータエンコーダ14からの検出データは、後述されるように速度フィードバックに用いられる。
【0021】
次に、各サーボモータ8を制御するサーボ制御装置について、図2を参照しつつ説明する。
【0022】
このサーボ制御装置は、基準軸(ここでは、DS1軸を基準軸とする。)の制御系15とその他の3軸(DS2軸,DS3軸,DS4軸)の各制御系16,17,18からなる4つの制御系により構成されている。なお、図2においては、DS3軸およびDS4軸に係る各制御系17,18の詳細構成はDS2軸に係る制御系16と同様であるため省略されている。
【0023】
各制御系15,16,17,18は、NC装置19からの位置指令信号(移動量信号)と、各駆動軸毎のリニアエンコーダ11からの位置フィードバック信号とを受けて速度指令信号を出力する位置制御部20と、この位置制御部20からの速度指令信号と、モータエンコーダ14からの速度フィードバック信号との差から演算される速度偏差量信号に基づき電流指令信号を演算してそれを出力する速度制御部21と、この速度制御部21から出力される電流指令信号と、電流フィードバック信号との差から演算される電流偏差量信号が入力され、この入力信号に基づいてパワー制御部23に実電流を生成させる信号を出力する電流制御部22と、この電流制御部22からの信号に基づきサーボモータ8を直接駆動するパワー制御部23とを備える構成とされている。
【0024】
また、基準軸(DS1軸)を除く他の駆動軸(DS2〜DS4)に係る制御系16〜18においては、前記構成に加えて、補正制御部24と軸間位置設定器25とが設けられる。例えばDS2軸の制御系16における補正制御部24は、基準軸(DS1軸)の位置フィードバック信号(DS1軸の位置)からそのDS2軸の位置フィードバック信号(DS2軸の位置)を減算し、この減算した値にある定数を乗算した値をそのDS2軸の位置制御部20に出力する。DS3軸およびDS4軸においても、このDS2軸と同様の処理が行われる。すなわち、基準軸以外の駆動軸(DS2〜DS4)の制御系16〜18に設けられる各補正制御部24は、基準軸と当該駆動軸との相対位置偏差を求めて当該駆動軸の位置制御部20に出力するものである。また、軸間位置設定器25は、例えばラム1にクラウニングを付けたい場合などにおいて、前記相対位置偏差にバイアスをかけるために軸間位置を任意の値に設定する設定器である。
【0025】
図3には、基準軸以外の駆動軸(DS2〜DS4)の制御系16〜18に設けられる位置制御部20の詳細構成が示されている。
【0026】
図示のように、NC装置19から入力される移動量信号は速度パターン生成部26に入力され、この速度パターン生成部26において予め設定された最大速度および加減速時間に基づき速度パターンが生成される。次いで、この生成された速度パターンに基づいて、制御系の1実行時間当たりに換算された目標位置が目標位置演算部27において順次演算される。さらに、この目標位置演算部27にて演算された目標位置信号と、リニアエンコーダ11からの位置フィードバック信号との差(自己位置偏差)に対して、前記補正制御部24で生成された基準軸との相対位置偏差を加算し、総合位置偏差量として後段のゲイン演算部28に出力する。この後、このゲイン演算部28において、前記総合位置偏差量にゲイン定数Kpが乗算される。このゲイン定数Kpは、一般に位置ループゲインと呼ばれ、制御系の応答性、安定性を決めるパラメータである。
【0027】
このようなサーボ制御装置において、NC装置19から出力された位置指令信号(全軸同一の値)は各制御系15〜18の位置制御部20に入力され、この指令信号に基づき各サーボモータ8が駆動されてラム1が上下移動される。このラム1の昇降時にそのラム1の各駆動軸位置での上下位置はリニアエンコーダ11にて検出され、位置フィードバックとして位置制御部20に帰還され、NC装置19からの位置指令信号に一致するように制御系はサーボモータ8を駆動する。
【0028】
このように複数のDS制御系に同時に目標位置を指令しても、各DS軸の負荷に差があったり、制御中に負荷変動があったときに、各軸間には相対位置偏差が生じる。本実施例のサーボ制御装置では、このような相対位置偏差を常に監視するようにされている。具体的には、各軸毎の目標位置信号と位置フィードバック信号との偏差(自己位置偏差)が前述のように求められるとともに、DS2軸〜DS4軸において基準軸と当該駆動軸との相対位置偏差が求められ、これらの偏差から総合位置偏差が合成される。この場合、自己位置偏差と相対位置偏差のうちのいずれを優先的に0にするかを決定するために、補正制御部24においては重み付け用の定数Kが用意されており、次の式によって総合位置偏差が演算され、この総合位置偏差を0にするように制御が実行される。
総合位置偏差=自己位置偏差+K・相対位置偏差
(K:重み定数)
【0029】
この結果、各駆動軸に負荷の差があった場合にも、基準軸(DS1軸)に他の駆動軸(DS2軸〜DS4軸)を追従させることができ、ラム1に無理な力を加えずに、かつ安定した制御でラム1を高精度に位置決めすることができる。
【0030】
本実施例のサーボ制御装置の位置制御部(図3参照)においては、補正制御部からの補正信号(相対位置偏差信号)がゲイン制御部28の入力信号に加算されているが、この補正信号は、ゲイン制御部28の出力信号に加算されても良い。
【0031】
本実施例においては、ラム1が4個の駆動軸を有する電動式ベンダについて説明したが、本発明は、駆動軸が3軸のものや5軸以上のものに対しても適用できるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施例に係る電動式ベンダの部分斜視図である。
【図2】図2は、本実施例のサーボ制御装置のシステム構成図である。
【図3】図3は、サーボ制御装置の位置制御部(DS2軸〜DS4軸)の詳細図である。
【符号の説明】
1 ラム
2 固定テーブル
7 ラム駆動装置
8 ACサーボモータ
10 ボールねじ
11 リニアエンコーダ(位置検出器)
12 検出子
13 補正ブラケット
14 モータエンコーダ
15 基準軸の制御系
16 DS2軸の制御系
17 DS3軸の制御系
18 DS4軸の制御系
19 NC装置
20 位置制御部
21 速度制御部
22 電流制御部
23 パワー制御部
24 補正制御部
25 軸間位置設定器
26 速度パターン生成部
27 目標位置演算部
28 ゲイン演算部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for controlling an electric vendor in which a plate material is bent by an upper mold mounted on a ram having three or more drive shafts driven by an electric motor and a lower mold mounted on a fixed table. And a control device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a ram (movable table) is driven by an electric motor, and a plate material is bent by an upper mold mounted on the ram and a lower mold mounted on a fixed table arranged opposite to the ram. Formula vendors are known.
[0003]
In this type of electric bender, a plurality of servo axes (generally referred to as “DS axes”) for controlling the positioning of the ram in the vertical direction are provided except for a vendor with extremely small pressurizing capacity. It is common. The ram is moved up and down via a ball screw by rotation of a ball nut connected to a motor. A linear encoder that detects the vertical position of the ram is provided corresponding to each DS axis, and the motor and the linear encoder are electrically connected to a servo control device. In this way, when the servo control device commands the target positions simultaneously to a plurality of DS axis control systems, each DS axis control system drives each DS axis toward the commanded target position, thereby positioning the ram. Done.
[0004]
In addition, there exist some which are disclosed by each following gazette as a prior art relevant to this invention.
(1) Japanese Patent Publication No. 3-67000 In a hydraulic press in which a slide is moved up and down by a plurality of hydraulic cylinders, the servo mechanism is synchronously controlled by a variable speed motor so that the same amount of flow is discharged from each hydraulic pump. In addition, a slide stroke detector is provided, the values detected by these detectors are compared, and the flow control valve is controlled by the obtained value so that the slide moves up and down in a parallel state with respect to the bolster. What you did.
(2) Japanese Utility Model Publication No. 3-76700 In a hydraulic press that moves a slide up and down by a plurality of hydraulic cylinders, the height position of each part of the slide is detected and fed back to each control system. The relative position deviation between the reference axis and other axes is calculated from the value, and the control system gain value of the axes other than the reference axis is changed in proportion to the magnitude of this relative position deviation.
(3) Japanese Patent Laid-Open No. 3-35899 relates to a synchronous control device for a hydraulic press having a plurality of hydraulic cylinders, wherein the relative position deviation between the axes is obtained from the detection value of the position detecting device provided in each cylinder. At the same time, the axis closest to the target value is discriminated, and the relative position deviation is fed back to each other axis in order to make the axis closest to the target value the reference axis and match the other axes to the reference axis. What you did.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional ram positioning control system described above, a target position is instructed simultaneously to a plurality of DS axis control systems, but in reality, load inertia, viscous friction force applied to each DS axis, Disturbances are not equal, and each DS axis is in a mutual interference system relationship via a ram. For example, when there is a difference in the load on each DS axis, An external force (torque disturbance) is applied from the other DS axis via the ram, and a large current flows through the servo motor, an excessive force is applied to the ram itself, or the desired positioning accuracy cannot be obtained. There is a problem.
[0006]
Further, those disclosed in the above-mentioned publications cited as the prior art related to the present invention have the following problems.
(1) Japanese Patent Publication No. 3-67000 In this prior art, since a mechanical feedback composed of a variable speed motor, a mechanical link and a hydraulic pump is used, it is highly accurate under the influence of backlash and temperature change. Control is not possible. For example, when four hydraulic cylinders are used, the control system is divided into two left and right control systems, and synchronous control is performed for each group. Cannot be controlled.
(2) Japanese Utility Model Publication No. 3-76700 In this prior art, the control system becomes unstable because the gain of each axis is changed in accordance with the relative position deviation between the reference axis and the other axes. Positioning control itself may not be possible. In addition, since the relative position deviation between the axes is not directly fed back, high-precision control cannot be performed.
(3) JP-A-3-35899 In this prior art, since the axis closest to the target value is used as the reference axis, the reference axis changes from time to time until the target value is reached. The control system becomes unstable due to the hunting state near the target value.
[0007]
The present invention has been made to solve the various problems of the prior art as described above, and applies an excessive force to the ram even when there is a difference in load on each axis or there is a load fluctuation. It is an object of the present invention to provide a control method and a control apparatus for an electric vendor that can perform ram positioning control at high speed and with high accuracy.
[0008]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to achieve the above object, a control method of an electric vendor according to the first invention is:
A control method of an electric vendor that performs bending of a plate material by an upper die attached to a ram having three or more drive shafts driven by an electric motor and a lower die attached to a fixed table,
Each servo motor that drives each drive shaft outputs a speed command signal in the position control unit by a position command signal from the outside and a position feedback signal from a position detector provided corresponding to each drive shaft position. The speed control unit generates a current command signal based on the speed command signal, and the power control unit is controlled by generating an actual current for driving the servo motor based on the current command signal.
Servo motors related to other drive shafts other than a predetermined reference drive shaft among the drive shafts, the position control unit related to the other drive shaft, the other drive shaft generated in the correction control unit and the reference drive When a control signal based on a relative position deviation with respect to the shaft is input, control is performed in consideration of the relative position deviation, and the relative position between the other drive shaft and the reference drive shaft is included in the position control unit. A relative position deviation signal is input from an inter-axis position setter that sets the position to a desired value .
[0009]
In the present invention, each servo motor that drives each drive shaft is driven and controlled by a control system including a position control unit, a speed control unit, and a power control unit. In this control system, a position command signal from an external NC device, for example, is input to the position control unit of each axis, and a position feedback signal from a position detector provided corresponding to each drive shaft position is input. Based on these input signals, a speed command signal is output from each position controller to each speed controller. In each speed control unit, a current command signal is generated based on a speed command signal input from each position control unit, and this current command signal is output to each power control unit. Further, in each power control unit, an actual current for driving the servo motor is generated based on the input current command signal, and each servo motor is directly driven based on the actual current. A servo motor control system related to other drive shafts excluding the reference drive shaft is provided with a correction control unit. A relative position deviation signal between the other drive shaft and the reference drive shaft is input to the correction control unit, and a control signal based on the relative position deviation signal is output from the correction control unit to a position related to the other drive shaft. Output to the control unit. In this way, in drive shafts other than the reference axis, control for setting the deviation (self-position deviation) between the target position signal and the position feedback signal for each axis to zero and the relative position deviation with respect to the reference axis are set to zero. Therefore, even if there is a load difference between the reference axis and another drive axis, or there is a load change, the other drive axis can follow the reference axis. Disturbances (torque disturbance) from other axes entering the servo system via the ram can be suppressed. Therefore, the ram can be positioned with high speed and high accuracy without applying an excessive force to the ram.
[0010]
Further, the position control unit, the relative position deviation signal from the inter-axis position setter for setting the relative position between the other drive shaft and the reference drive shaft to a desired value has been entered, for example, the ram The relative position between the axes can be set to an arbitrary value when it is desired to add crowning.
[0011]
Next, the control device for the electric vendor according to the second invention is:
A control device for an electric vendor that performs bending processing of a plate material by an upper die attached to a ram having three or more drive shafts driven by an electric motor and a lower die attached to a fixed table,
Each servo motor controller that drives each drive shaft receives a position command signal from the outside and a position feedback signal from a position detector provided corresponding to each drive shaft position, and outputs a speed command signal. A position control unit, a speed control unit that generates a current command signal based on the speed command signal from the position control unit, and a power control that generates an actual current for driving the servo motor based on the current command signal from the speed control unit With
Among the control devices, a control device related to another drive shaft excluding a predetermined reference drive shaft generates a control signal based on a relative position deviation between the other drive shaft and the reference drive shaft, A correction control unit that outputs to a shaft position control unit, and an inter-axis position setting device that sets a relative position between the other drive shaft and the reference drive shaft to a desired value. It is what.
[0012]
The present invention relates to a control device for more specifically realizing the control method of the electric vendor according to the first invention, and has the same operations and effects as the first invention.
[0013]
In addition, since an inter-axis position setting device is provided to set the relative position between the other drive shaft and the reference drive shaft to a desired value, the relative position between the shafts , for example, when it is desired to add crowning to the ram. Can be set to an arbitrary value by the inter-axis position setting device.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, specific embodiments of an electric vendor control method and control apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a partial perspective view of an electric vendor according to an embodiment of the present invention.
[0016]
The electric vendor according to this embodiment includes a ram (upper movable table) 1 that is driven up and down, and a fixed table (lower fixed table) 2 that is fixedly disposed facing the ram 1. A punch (upper die) (not shown) is attached to the lower portion of the fixing table 2 via a punch holding device 3, and a die (none of which is shown) is attached to the upper surface of the fixed table 2 via a die holding device.
[0017]
A pair of side frames 5, 5 are integrally provided on both sides of the fixed table 2, and a support frame 6 is provided so as to connect the upper ends of the side frames 5, 5. A plurality of (four in this embodiment) ram driving devices 7 are attached to the support frame 6, and the ram 1 is swingably connected to the lower end of these ram driving devices 7. In this way, the ram 1 is moved up and down by the operation of the ram driving device 7, whereby the plate material (work) inserted between the punch and the die is bent.
[0018]
Each ram driving device 7 transmits an AC servo motor 8 controlled by a servo control device, which will be described later, to a ball nut (not shown) via a timing belt 9 as a driving source, and a ball screw connected to the ball nut. The ram 1 connected to the ball screw 10 is driven up and down by moving the 10 up and down.
[0019]
Incremental linear encoders 11 are attached to the rams 1 corresponding to the positions of the drive shafts of the respective ram drive devices 7 (hereinafter referred to as DS1 axis, DS2 axis, DS3 axis, DS4 axis from the left side), The detector 12 is attached to the extension correction bracket 13. The detection data from the linear encoder 11 is used for position feedback as will be described later. Here, the extension correction bracket 13 is composed of two side plates 13a, 13a provided along the side frames 5, 5, and a beam 13b connecting the left and right side plates 13a, 13a. . By attaching the detector 12 of the linear encoder 11 to the extension correction bracket 13 in this way, each linear encoder 11 is not affected by deformation due to load changes of the side frames 5 and 5, and each drive of the ram 1 is driven. The absolute position for each axis can be measured. In this embodiment, the linear encoder (main body) 11 is attached to the ram 1 and the detector 12 is attached to the correction bracket 13. However, these attachment positions may be reversed.
[0020]
Further, an absolute type motor encoder 14 (see FIG. 2) for detecting the current position of each servo motor 8 is attached to the motor shaft of each servo motor 8. The detection data from the motor encoder 14 is used for speed feedback as will be described later.
[0021]
Next, a servo control device for controlling each servo motor 8 will be described with reference to FIG.
[0022]
This servo control device includes a control system 15 for a reference axis (here, DS1 axis is a reference axis) and control systems 16, 17, 18 for the other three axes (DS2, DS3, and DS4 axes). These four control systems are configured. In FIG. 2, the detailed configurations of the control systems 17 and 18 relating to the DS3 axis and the DS4 axis are the same as those of the control system 16 relating to the DS2 axis, and thus are omitted.
[0023]
Each control system 15, 16, 17, 18 receives a position command signal (movement amount signal) from the NC device 19 and a position feedback signal from the linear encoder 11 for each drive shaft and outputs a speed command signal. A current command signal is calculated based on the speed deviation signal calculated from the difference between the position control unit 20, the speed command signal from the position control unit 20, and the speed feedback signal from the motor encoder 14, and is output. A current deviation amount signal calculated from the difference between the speed control unit 21, the current command signal output from the speed control unit 21, and the current feedback signal is input to the power control unit 23 based on this input signal. A current control unit 22 that outputs a signal for generating a current, and a power control unit 23 that directly drives the servo motor 8 based on the signal from the current control unit 22. There is a obtain configuration.
[0024]
Further, in the control systems 16 to 18 related to the other drive axes (DS2 to DS4) excluding the reference axis (DS1 axis), a correction control unit 24 and an inter-axis position setting unit 25 are provided in addition to the above configuration. . For example, the correction controller 24 in the DS2 axis control system 16 subtracts the DS2 axis position feedback signal (DS2 axis position) from the reference axis (DS1 axis) position feedback signal (DS1 axis position). A value obtained by multiplying the calculated value by a constant is output to the position control unit 20 of the DS2 axis. The DS3 axis and DS4 axis are also processed in the same manner as the DS2 axis. That is, each correction control unit 24 provided in the control systems 16 to 18 of the drive shafts (DS2 to DS4) other than the reference shaft obtains a relative position deviation between the reference shaft and the drive shaft, and the position control unit of the drive shaft. 20 is output. The inter-axis position setting unit 25 is a setting unit that sets the inter-axis position to an arbitrary value in order to bias the relative position deviation, for example, when it is desired to add crowning to the ram 1.
[0025]
FIG. 3 shows a detailed configuration of the position control unit 20 provided in the control systems 16 to 18 of the drive shafts (DS2 to DS4) other than the reference shaft.
[0026]
As shown in the figure, the movement amount signal input from the NC device 19 is input to the speed pattern generation unit 26, and the speed pattern generation unit 26 generates a speed pattern based on the preset maximum speed and acceleration / deceleration time. . Subsequently, based on the generated speed pattern, the target position converted per one execution time of the control system is sequentially calculated in the target position calculation unit 27. Further, with respect to the difference (self-position deviation) between the target position signal calculated by the target position calculation unit 27 and the position feedback signal from the linear encoder 11, the reference axis generated by the correction control unit 24 and The relative position deviations are added and output to the gain calculation unit 28 at the subsequent stage as a total position deviation amount. Thereafter, the gain calculation unit 28 multiplies the total position deviation amount by a gain constant Kp. This gain constant Kp is generally called a position loop gain, and is a parameter that determines the response and stability of the control system.
[0027]
In such a servo control device, a position command signal (the same value for all axes) output from the NC device 19 is input to the position control unit 20 of each control system 15-18, and each servo motor 8 is based on this command signal. Is driven to move the ram 1 up and down. When the ram 1 is moved up and down, the vertical position at each drive shaft position of the ram 1 is detected by the linear encoder 11 and fed back to the position controller 20 as position feedback so as to coincide with the position command signal from the NC device 19. The control system drives the servo motor 8.
[0028]
Thus, even if the target positions are commanded to a plurality of DS control systems at the same time, when there is a difference in the load on each DS axis or there is a load fluctuation during control, a relative position deviation occurs between the axes. . In the servo control device of this embodiment, such relative position deviation is constantly monitored. Specifically, the deviation (self-position deviation) between the target position signal and the position feedback signal for each axis is obtained as described above, and the relative position deviation between the reference axis and the drive axis in the DS2 axis to the DS4 axis. And the total position deviation is synthesized from these deviations. In this case, in order to determine which of the self-position deviation and the relative position deviation is preferentially set to 0, the correction control unit 24 provides a weighting constant K. The position deviation is calculated, and control is performed so that the total position deviation becomes zero.
Total position deviation = Self position deviation + K · Relative position deviation (K: Weight constant)
[0029]
As a result, even if there is a load difference between the drive shafts, the other drive shafts (DS2 axis to DS4 axis) can follow the reference axis (DS1 axis), and an excessive force is applied to the ram 1. In addition, the ram 1 can be positioned with high accuracy with stable control.
[0030]
In the position control unit (see FIG. 3) of the servo control apparatus of the present embodiment, the correction signal (relative position deviation signal) from the correction control unit is added to the input signal of the gain control unit 28. May be added to the output signal of the gain controller 28.
[0031]
In the present embodiment, the electric vender in which the ram 1 has four drive shafts has been described. However, it goes without saying that the present invention can be applied to a drive shaft having three axes or more than five axes. Yes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial perspective view of an electric vendor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a system configuration diagram of a servo control device according to the present embodiment.
FIG. 3 is a detailed view of a position control unit (DS2 axis to DS4 axis) of the servo control device.
[Explanation of symbols]
1 Ram 2 Fixed Table 7 Ram Drive Device 8 AC Servo Motor 10 Ball Screw 11 Linear Encoder (Position Detector)
12 Detector 13 Correction Bracket 14 Motor Encoder 15 Reference Axis Control System 16 DS2 Axis Control System 17 DS3 Axis Control System 18 DS4 Axis Control System 19 NC Device 20 Position Controller 21 Speed Controller 22 Current Controller 23 Power Control unit 24 Correction control unit 25 Inter-axis position setter 26 Speed pattern generation unit 27 Target position calculation unit 28 Gain calculation unit

Claims (2)

電動機により駆動される3軸以上の駆動軸を有するラムに装着される上金型と、固定テーブルに装着される下金型とによって板材の曲げ加工を行う電動式ベンダの制御方法であって、
各駆動軸を駆動する各サーボモータは、位置制御部において、外部からの位置指令信号と、各駆動軸位置に対応して設けられる位置検出器からの位置フィードバック信号とにより速度指令信号を出力し、速度制御部において、前記速度指令信号に基づき電流指令信号を生成し、パワー制御部において、前記電流指令信号に基づきサーボモータ駆動用の実電流を生成することにより制御され、
各駆動軸のうち所定の基準駆動軸を除く他の駆動軸に係るサーボモータは、当該他の駆動軸に係る位置制御部に、補正制御部において生成される当該他の駆動軸と前記基準駆動軸との相対位置偏差に基づく制御信号が入力されることにより、この相対位置偏差を加味して制御されるとともに、前記位置制御部には、当該他の駆動軸と前記基準駆動軸との相対位置を所望の値に設定する軸間位置設定器からの相対位置偏差信号が入力される
ことを特徴とする電動式ベンダの制御方法。
A control method of an electric vendor that performs bending of a plate material by an upper die attached to a ram having three or more drive shafts driven by an electric motor and a lower die attached to a fixed table,
Each servo motor that drives each drive shaft outputs a speed command signal in the position control unit by a position command signal from the outside and a position feedback signal from a position detector provided corresponding to each drive shaft position. The speed control unit is controlled by generating a current command signal based on the speed command signal, and the power control unit is controlled by generating an actual current for driving the servo motor based on the current command signal.
Servo motors related to other drive shafts other than a predetermined reference drive shaft among the drive shafts, the position control unit related to the other drive shaft, the other drive shaft generated in the correction control unit and the reference drive When a control signal based on a relative position deviation with respect to the shaft is input, control is performed in consideration of the relative position deviation, and the relative position between the other drive shaft and the reference drive shaft is included in the position control unit. A control method for an electric vendor, wherein a relative position deviation signal is input from an inter-axis position setter that sets the position to a desired value .
電動機により駆動される3軸以上の駆動軸を有するラムに装着される上金型と、固定テーブルに装着される下金型とによって板材の曲げ加工を行う電動式ベンダの制御装置であって、
各駆動軸を駆動する各サーボモータの制御装置は、外部からの位置指令信号と、各駆動軸位置に対応して設けられる位置検出器からの位置フィードバック信号とを受けて速度指令信号を出力する位置制御部と、この位置制御部からの速度指令信号に基づき電流指令信号を生成する速度制御部と、この速度制御部からの電流指令信号に基づきサーボモータ駆動用の実電流を生成するパワー制御部とを備え、
前記各制御装置のうち所定の基準駆動軸を除く他の駆動軸に係る制御装置は、当該他の駆動軸と前記基準駆動軸との相対位置偏差に基づく制御信号を生成して当該他の駆動軸の位置制御部に出力する補正制御部を備えるとともに、当該他の駆動軸と前記基準駆動軸との相対位置を所望の値に設定する軸間位置設定器を備える
ことを特徴とする電動式ベンダの制御装置。
A control device for an electric vendor that performs bending processing of a plate material by an upper die attached to a ram having three or more drive shafts driven by an electric motor and a lower die attached to a fixed table,
Each servo motor controller that drives each drive shaft receives a position command signal from the outside and a position feedback signal from a position detector provided corresponding to each drive shaft position, and outputs a speed command signal. A position control unit, a speed control unit that generates a current command signal based on the speed command signal from the position control unit, and a power control that generates an actual current for driving the servo motor based on the current command signal from the speed control unit With
Among the control devices, a control device related to another drive shaft excluding a predetermined reference drive shaft generates a control signal based on a relative position deviation between the other drive shaft and the reference drive shaft, A correction control unit that outputs to a shaft position control unit, and an inter-axis position setting unit that sets a relative position between the other drive shaft and the reference drive shaft to a desired value. A control device for an electric vendor.
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