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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verarbeitungsmaschine, beispielsweise eine Press-Verarbeitungsmaschine, eine Biege-Verarbeitungsmaschine, eine Extrusions-Verarbeitungsmaschine, eine Spritzguss-Maschine und dergleichen, und ein Verfahren zur Steuerung derselben.
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Eine Steuervorrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie selektiv in einer Pressschmiedemaschine, beispielsweise einer Press-Verarbeitungsmaschine mit elektrischem Servomotor, eine Positionssteuerung durchführt, um die Geschwindigkeit einer bewegbaren Metallform entsprechend der Positionsabweichung zwischen einem Messwert und einem Positions-Befehl der Position der bewegbaren Metallform zu steuern, und eine Drucksteuerung durchführt, um die Geschwindigkeit der bewegbaren Metallform entsprechend der Druckabweichung zwischen dem Messwert des Drucks, der von der beweglichen Metallform auf ein Werkstück ausgeübt wird, und einer Druck-Führungsgröße zu steuern, ist in der
japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-7296 beschrieben. Diese Steuervorrichtung berechnet eine Geschwindigkeits-Führungsgröße auf der Grundlage der Positionsabweichung, und sie berechnet eine Geschwindigkeits-Führungsgröße auf der Grundlage der Druckabweichung zur gleichen Zeit, um zu bestimmen, ob die Positionssteuerung oder die Drucksteuerung ausgewählt werden soll, und sie vergleicht beide Geschwindigkeits-Führungsgrößen und wählt die kleinere Geschwindigkeits-Führungsgröße der beiden aus. Daher wird, während die bewegliche Metallform sich dem Werkstück nähert, die Positionssteuerung ausgewählt, da die Geschwindigkeits-Führungsgröße auf der Grundlage der Positionsabweichung kleiner ist als die auf der Grundlage der Druckabweichung. Wenn die bewegliche Metallform in Kontakt mit dem Werkstück kommt, nimmt sodann die Geschwindigkeit der beweglichen Metallform ab, und die Geschwindigkeits-Führungsgröße auf der Grundlage der Positionsabweichung wird größer, und andererseits wird der Druck, der auf das Werkstück einwirkt, größer, und die Geschwindigkeits-Führungsgröße auf der Grundlage der Druckabweichung wird kleiner. Wenn beide Geschwindigkeits-Führungsgrößen gleich groß werden und sich die Größenbeziehung der Geschwindigkeits-Führungsgrößen umkehrt, wird eine Umschaltung des Steuerungsmodus von der Positionssteuerung zu der Drucksteuerung durchgeführt, und danach wird die Drucksteuerung ausgeführt, während die bewegliche Metallform auf das Werkstück drückt.
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In der
japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-7296 ist beschrieben, dass durch den Vergleich der Geschwindigkeits-Führungsgrößen der Positionssteuerung und der Drucksteuerung und durch Auswahl derjenigen, deren Wert der kleinere von den beiden ist, ein glatter Übergang von der Positionssteuerung in die Drucksteuerung kontinuierlich ausgeführt wird. In der Praxis tritt jedoch die Umschaltung des Steuerungsmodus von der Positionssteuerung zu der Drucksteuerung nicht auf, bis die Größenbeziehung der Geschwindigkeits-Führungsgrößen der Drucksteuerung und der Positionssteuerung sich umkehrt, nachdem die bewegliche Metallform in Kontakt mit dem Werkstück kommt. Sodann wird der auf das Werkstück ausgeübte Druck großer, und die Bewegungsgeschwindigkeit der metallischen Gussform wird kleiner. Daher tritt in dem Moment, wenn die bewegliche Gussform in Kontakt mit dem Werkstück kommt, ein kurzzeitiges Kollisionsphänomen auf, und eine große Aufprallkraft wirkt auf das Werkstück, was im Stand der Technik ein Problem darstellt.
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Um die Drucksteuerung (Kraftsteuerung zur Steuerung der Verarbeitungskraft in einem weiten Sinne) durchzuführen, ist es darüber hinaus erforderlich, den Druck oder die Verarbeitungskraft, die auf das Werkstück von der metallischen Gussform ausgeübt wird, mit genügender Genauigkeit zu messen. Bei dem Verfahren zur Messung des axialen Drehmoments eines Servomotors, der die Antriebsquelle darstellt, die im Allgemeinen im Stand der Technik verwendet wird, gibt es jedoch ein anderes Problem, dass es schwierig ist, den genauen Druck oder die Verarbeitungskraft unter dem Einfluss des Reibwiderstands und der Reibkraft der Vorrichtung um Änderungen der Motorcharakteristiken zu messen.
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Diese Probleme sind nicht nur bei Pressschmiedemaschinen, beispielsweise Press-Verarbeitungsmaschine mit elektrischem Servomotor, vorhanden, wie in der ungeprüften
Japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-7296 beschrieben sind, sondern auch bei anderen Arten von Verarbeitungsmaschinen.
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Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Aufprallkraft an dem Moment, wenn ein Verarbeitungswerkzeug, wie eine bewegbare Metallform, in Kontakt mit einem Werkstück kommt, in einer Verarbeitungsmaschine zu steuern, die wahlweise die Positionssteuerung und die Kraftsteuerung durchführt, und insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Genauigkeit der Kraftsteuerung zu verbessern.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Verarbeitungsmaschine in der in Anspruch 1 angegebenen Weise gekennzeichnet. Bei dieser Verarbeitungsmaschine wird, während die mechanische Einheit sich dem Werkstück nähert, die Positionssteuerung durchgeführt. Sodann, wenn die mechanische Einheit Werkstück Kontakt macht, wird der Kraft-Rückkopplungswert größer, so dass er einen Schwellenwert erreicht, und in dem Moment, an dem dieser erreicht wird, wird die Umschaltung des Steuerungsmodus von der Positionssteuerung zu der Kraftsteuerung durchgeführt. Durch eine geeignete Einstellung des Schwellenwerts wird in dem Moment, wenn die mechanische Einheit mit dem Werkstück in Kontakt tritt, die Steuerung von der Positionssteuerung in die Kraftsteuerung überführt, und dadurch ist es möglich, die Aufprallkraft aufgrund der Kollision der mechanischen Einheit mit dem Werkstück auf einem kleineren Wert zu unterdrücken.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Maschine ist in Anspruch 2 gekennzeichnet. Dadurch kann, wenn die mechanische Einheit in Kontakt mit dem Werkstück kommt, die Steuerung von der Positionssteuerung in die Kraftsteuerung bei einem früheren Stadium überführt werden, als dann, wenn der Kraft-Rückkopplungswert den Kraft-Zielwert erreicht. Dadurch ist es möglich, die Aufprallkraft aufgrund der Kollision der mechanischen Einheit und des Werkstücks auf einen noch kleineren Wert zu unterdrücken.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 3 gekennzeichnet. Dadurch kann, wenn die mechanische Einheit in Kontakt mit dem Werkstück kommt, die Steuerung von der Positionssteuerung zu der Kraftsteuerung umgeschaltet werden, sodass es möglich ist, die Aufprallkraft aufgrund der Kollision der mechanischen Einheit und des Werkstücks auf einen noch kleineren Wert zu unterdrücken.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 4 gekennzeichnet. Die Verformung, die in der strukturellen Einheit auftritt, ist in etwa proportional zu der Kraft, die auf das Werkstück wirkt, und sie ist im Wesentlichen nicht den Einflüssen des Reibungswiderstands und der Reibungskraft der mechanischen Einheit und den Änderungen der Motorkennwerte unterworfen. Daher ist es durch die Messung der Kraft, die auf das Werkstück wirkt, auf der Grundlage der Verformung, die in der strukturellen Einheit auftritt, möglich, die Genauigkeit der Kraftsteuerung zu verbessern.
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Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren in der in Anspruch 5 angegebenen Weise gekennzeichnet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Aufprallkraft in dem Moment, wenn ein Verarbeitungswerkzeug, beispielsweise eine bewegbare Metallform, in Kontakt mit einem Werkstück kommt, in einer Verarbeitungsmaschine zu steuern, die wahlweise die Positionssteuerung und die Kraftsteuerung durchführt.
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Wenn zur Messung der Kraft, die von der mechanischen Einheit auf das Werkstück einwirkt, die Reaktionskraft, die in der strukturellen Einheit entsprechend der einwirkenden Kraft auftritt, gemessen wird, ist es möglich, die Genauigkeit der Kraftsteuerung zu verbessern.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Anordnung einer Verarbeitungsmaschine (eine Presse mit elektrischem Servomotor) gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 ein Blockdiagramm, das eine funktionale Anordnung des Controllers der Pressmaschine zeigt;
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3 ein Zeitablaufdiagramm, das einen gesamten Zeitablauf des Betriebs unter Steuerung dieser Pressmaschine zeigt; und
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4 ein Zeitablaufdiagramm, das die Logik des Umschalt-Steuermodus von der Positionssteuerung zu der Kraftsteuerung an dem Moment zeigt, an dem der Betrieb von einer Abwärtsbewegung in eine Kompression übergeht.
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Obwohl die vorliegende Erfindung auf verschiedene Arten von Verarbeitungsmaschinen angewendet werden kann, wird im folgenden das bevorzugte Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung auf eine Maschine angewendet wird, die einen elektrischen Servomotor als Antriebskraftquelle verwendet.
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1 zeigt eine schematische Anordnung einer Presse mit elektrischem Servomotor gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Wie in 1 gezeigt ist, hat diese Pressmaschine 10 einen elektrischen Servomotor 12 als Antriebskraftquelle, und der Servomotor 12 wird durch einen Controller (2) gesteuert. Der Servomotor 12 kann ein Rotationsmotor oder ein Linearmotor sein. Wenn der Servomotor 12 ein Motor mit rotierender Abriebswelle ist, wird die Abriebswelle des Servomotors 12 mit einem gleitbaren Schaft 16 über eine Bewegungs-Umsetzungsvorrichtung (beispielsweise einen Kugelgewindetrieb, einen Kurbelantrieb, einen Gestängemechanismus oder dergleichen) 14 gekoppelt, wobei die Drehbewegung in eine Linearbewegung umgesetzt wird. Wenn der Servomotor 12 andererseits ein Linearmotor ist, kann der direkt wirkende Schaft des Servomotors 12 direkt mit dem Schlittenschaft 16 gekoppelt werden. Ein Schlitten 18 ist mit dem Schlittenschaft 16 gekoppelt, und eine bewegliche Metallform 20 ist an dem Schlitten 18 befestigt. Die Bewegungs-Umsetzungsvorrichtung 14, der gleitbare Schaft 16, der Schlitten 18 und die bewegbare Metallform 20 sind die Vorrichtungen, die sich durch die Antriebskraft von der Antriebskraftquelle bewegen, und sie werden im Folgenden gemeinsam als „mechanische Einheit” 24 bezeichnet. Des Weiteren ist eine ortsfeste Metallform 22 so angeordnet, dass sie der beweglichen Metallform 20 gegenüberliegt. Die mechanische Einheit 24 und die ortsfeste Metallform 22 sind durch einen Rahmen, beispielsweise die strukturelle Einheit 26 der Pressmaschine 10, gelagert. Ein Werkstück 28 ist zwischen der bewegbaren Metallform 20 und der ortsfesten Metallform 22 eingesetzt, und es wird durch die Bewegung der bewegbaren Metallform 20 verpresst.
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In dieser Pressmaschine 10 sind ferner ein Positionsdetektor 30 und ein Verformungsdetektor 32 vorgesehen. Der Positionsdetektor 20 ist beispielsweise an dem Schlitten 18 und der strukturellen Einheit 26 befestigt, und er misst die Position der mechanischen Einheit 24 in deren Bewegungsrichtung, beispielsweise die Position des Schlittens 18 in der geradlinigen Gleitrichtung desselben. Des Weiteren ist der Verformungsdetektor 32, beispielsweise ein Verformungsmessstreifen oder eine Kraftzelle, an der strukturellen Einheit 26 befestigt, und auf der Grundlage des Ausgangssignals davon wird durch einen Controller (in 1 nicht gezeigt) die Größe oder das Niveau der Verformung der strukturellen Einheit 26 oder, in anderen Worten, die Stärke und Größe der Verarbeitungskraft, die von der mechanischen Einheit 24 ausgeübt wird, gemessen. Ferner ist ein Geschwindigkeitsdetektor, der die Geschwindigkeit des Servomotors 12 misst, ebenfalls vorgesehen (2). Wie später beschrieben wird, führt der Controller die Steuerung der Position der mechanischen Einheit 24 durch Steuerung der Geschwindigkeit des Servomotors 12 durch, wobei die Position der mechanischen Einheit 24, die von dem Positionsdetektor 30 gemessen wird, als Rückkopplungswert verwendet wird (im folgenden als „Positionssteuerung” bezeichnet). Darüber hinaus steuert der Controller die Verarbeitungskraft durch Steuerung der Geschwindigkeit des Servomotors 12, wobei die Verformung der strukturellen Einheit 26, die von dem Verformungsdetektor 32 gemessen wird, das heißt, mit anderen Worten die Verarbeitungskraft, die von der mechanischen Einheit 24 ausgegeben wird, als Rückkopplungswert verwendet wird (im folgenden als „Kraftsteuerung” bezeichnet).
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Bei der Kraftsteuerung wird die Verformung der strukturellen Einheit 26 gemessen, um die Verarbeitungskraft zu messen. Daher wird eine genaue Steuerung der Verarbeitungskraft realisiert. Die mechanische Einheit 24 übt in Antwort auf das in dem Servomotor 12 erzeugte Drehmoment die Verarbeitungskraft (Kompressionskraft) auf das Werkstück 28 aus. Zu diesem Zeitpunkt wird die Reaktionskraft auf die Verarbeitungskraft auf die strukturelle Einheit 26 übertragen, und die gesamte Strecke der Kraft (die Kraftübertragung wird durch einen Pfeil dargestellt) bildet eine geschlossene Regelschleife, wie durch einen Pfeil in 1 gezeigt ist, und die Kraft wirkt nur innerhalb der strukturellen Einheit 26. Da die Verformung der strukturellen Einheit 26 in etwa proportional zu der Verarbeitungskraft bleibt, ist es durch Messung der Verformung der strukturellen Einheit 26 möglich, die Verarbeitungskraft mit einer ausreichenden Genauigkeit zu erhalten. Indem die Kraftsteuerung mit der auf diese Weise erhaltenen Verarbeitungskraft als Rückkopplungswert durchgeführt wird, wird eine Steuerung mit hoher Genauigkeit für die Verarbeitungskraft realisiert. Obwohl ein Verfahren verwendet werden kann, bei dem der Verformungssensor auf der mechanischen Einheit 24 (beispielsweise der Motorwelle, dem Gleitschaft 16 oder dem Schlitten 18 oder dergleichen) statt an der strukturellen Einheit 26 befestigt ist und die Verformung der mechanischen Einheit 24 gemessen wird, ist es bevorzugt, die Verformung der strukturellen Einheit 26 zu messen, weil es schwierig ist, die Verarbeitungskraft mit genügender Genauigkeit über die Verformung der mechanischen Einheit 24 zu messen. Dies beruht darauf, dass im Allgemeinen die mechanische Einheit 24 eine größere Starrheit als die strukturelle Einheit 26 hat, und dass die Größe oder das Niveau der Verformung unter derselben Kraft kleiner ist. Darüber hinaus ist es schwierig, die Kraftmesszelle in der mechanischen Einheit 24 beispielsweise der Motorwelle oder dem Schlittenschaft 16, einzubauen. Bei dem Verfahren, bei dem nicht die Verformung sondern das Drehmoment der Motorwelle gemessen wird, um die Verarbeitungskraft zu messen, ist es weiterhin schwierig, die genaue Verarbeitungskraft unter den Einflüssen des Reibungswiderstandes und der Reibkraft der mechanischen Einheit 24 und den Änderungen der Motorkennlinien und dergleichen zu steuern.
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2 zeigt eine funktionelle Anordnung des Controllers der Pressmaschine 10. Wie in 2 gezeigt ist, hat ein Controller 50 eine Ziel-Einstelleinheit 52 und eine Recheneinheit 54. Die Ziel-Einstelleinheit 52 hat eine Kraft-Zielwert-Einstelleinheit 60 und eine Positions-Zielwert-Einstelleinheit 62. Die Kraft-Zielwert-Einstelleinheit 60 gibt einen Zielwert der Verarbeitungskraft (im Folgenden als „Kraft-Zielwert” bezeichnet), an die Recheneinheit 54 aus. Die Positions-Zielwert-Einstelleinheit 62 gibt einen Zielwert der Position der mechanischen Einheit 24 (im Folgenden als „Positionszielwert” bezeichnet) an die Recheneinheit 54 aus.
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Dem Controller 50 ist des Weiteren nicht nur der Positionsdetektor 30 und der Verformungsdetektor 32 (1) sondern auch ein Kraftrechner 56 und ein Geschwindigkeitsdetektor 58 (in 1 nicht gezeigt) zugeordnet. Der Kraftrechner 56 berechnet in Antwort auf das Ausgangssignal des Verformungsdetektors 32 den Wert, der der Verarbeitungskraft entspricht, und gibt den Wert an die Recheneinheit 54 aus. Der Geschwindigkeitsdetektor 58 bestimmt die Drehzahl des Servomotors 12 (mit anderen Worten die Bewegungsgeschwindigkeit der mechanischen Einheit 24) und gibt den Wert der Geschwindigkeit an die Recheneinheit 54 aus. Darüber hinaus bestimmt der Positionsdetektor 30 die Position der mechanischen Einheit 24, wie bereits erläutert, und gibt den Wert der Position an die Recheneinheit 54 aus. Im Folgenden werden die Werte für die Verarbeitungskraft, die Geschwindigkeit und die Position, die in die Recheneinheit 54 eingegeben werden, als „Kraft-Rückkopplungswert”, „Geschwindigkeits-Rückkopplungswert” bzw. „Positions-Rückkopplungswert” bezeichnet.
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Wie aus der Anordnung der Recheneinheit 54 zu ersehen ist, hat der Controller 50 zwei Rückkopplungs-Steuerschleifen. Eine ist die „Kraft-Steuerungsschleife” zur Durchführung der Kraftsteuerung unter Verwendung des Kraft-Rückkopplungswertes, und die andere ist die „Positions-Steuerschleife” zur Durchführung der Positionssteuerung unter Verwendung des Positions-Rückkopplungswertes. Durch eine automatische Umschaltung durch eine automatische Umschalteinrichtung 72 wird eine dieser zwei Steuerungsschleifen automatisch ausgewählt.
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Die Kraftsteuerungsschleife hat einen Subtrahierer 64 und eine Kraftsteuereinheit 66. Der Subtrahierer 64 gibt den Kraftzielwert von der Kraft-Zielwert-Einstelleinheit 60 ein, und er gibt den Kraft-Rückkopplungswert von dem Kraftrechner 56 ein, und er berechnet die Abweichung zwischen dem Kraftzielwert und dem Kraft-Rückkopplungswert (im Folgenden als „Kraftabweichung” bezeichnet). Die Kraftsteuereinheit 66 erhält die Kraftabweichung von dem Subtrahierer 64 und führt eine spezifische Verarbeitung (beispielsweise eine PID-Verarbeitung) der Kraftabweichung durch und erzeugt eine erste Geschwindigkeits-Führungsgröße, die den Zielwert der Drehzahl des Servomotors 12 darstellt, um die Kraftabweichung nahezu zu Null zu machen. Andererseits hat die Positionssteuerschleife einen Subtrahierer 68 und eine Positionssteuereinheit 70. Der Subtrahierer 68 erhält den Positionszielwert von der Positions-Zielwert-Einstelleinrichtung 62 und den Positions-Rückkopplungswert von dem Positionsdetektor 30, und er berechnet die Abweichung (im Folgenden als „Positionsabweichung” bezeichnet) zwischen dem Positionszielwert und dem Positions-Rückkopplungswert. Die Positionssteuereinheit 70 erhält die Positionsabweichung von dem Subtrahierer 68 und führt eine spezifische Verarbeitung (beispielsweise eine PID-Verarbeitung) an der Positionsabweichung durch und erzeugt eine zweite Geschwindigkeits-Führungsgröße, die den Zielwert bezüglich der Drehzahl des Servomotors 12 darstellt, um die Positionsabweichung nahezu zu Null zu machen.
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Die Kraftsteuerschleife und die Positionssteuerschleife teilen sich eine automatische Umschalteinrichtung 72, einen Subtrahierer 74, eine Geschwindigkeitssteuereinheit 76 und eine Stromsteuereinheit 78. Die automatische Umschalteinrichtung 72 erhält die erste Geschwindigkeits-Führungsgröße und die zweite Geschwindigkeits-Führungsgröße und wählt eine von den beiden aus und gibt die ausgewählte Geschwindigkeits-Führungsgröße („ausgewählte Geschwindigkeits-Führungsgröße” im Folgenden) an den Subtrahierer 74 aus. Als ein Entscheidungselement für die Auswahl wird in die automatische Umschalteinrichtung 72 der Kraft-Rückkopplungswert eingegeben. Bei der Pressverarbeitung wählt die automatische Umschalteinrichtung 72 anfänglich die zweite Geschwindigkeits-Führungsgröße aus (insbesondere ermöglicht sie die Positionssteuerung und sperrt die Kraftsteuerung), und zu diesem Zeitpunkt vergleicht sie den Kraft-Rückkopplungswert und den Schwellenwert, der vorher an der automatischen Umschalteinrichtung 72 eingestellt worden ist. Das Resultat dieses Vergleichs zeigt, dass der Kraft-Rückkopplungswert kleiner ist als der anfänglich eingestellte Schwellenwert (das heißt bevor die bewegbare Metallform 20 in Kontakt mit dem Werkstück 28 kommt). In diesem Moment wählt die automatische Umschalteinrichtung 72 immer noch die zweite Geschwindigkeits-Führungsgröße aus. Wenn der Schlitten 18 nach unten fährt und die bewegliche Metallform 20 in Kontakt mit dem Werkstück 28 kommt, steigt der Kraft-Rückkopplungswert an und übersteigt den Schwellenwert. An diesem Moment schaltet die automatische Umschalteinrichtung 72 die Auswahl von der ersten Geschwindigkeits-Führungsgröße auf die zweite Geschwindigkeits-Führungsgröße um (das heißt sie schaltet den Steuerungsmodus von der Positionssteuerung auf die Kraftsteuerung um).
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Der Subtrahierer 74 berechnet die Abweichung (im Folgenden als „Geschwindigkeitsabweichung” bezeichnet) zwischen der ausgewählten Geschwindigkeits-Führungsgröße von der automatischen Umschalteinrichtung 72 und dem Geschwindigkeits-Rückkopplungswert von dem Geschwindigkeitsdetektor 58. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 76 erhält die Geschwindigkeitsabweichung und führt eine spezielle Verarbeitung (beispielsweise eine PID-Verarbeitung) an der Geschwindigkeitsabweichung aus und erzeugt einen Strombefehl, der der Zielwert für den Erregerstrom des Servomotors 12 ist, um die Geschwindigkeitsabweichung zu nahezu Null zu machen. Die Stromsteuereinheit 78 gibt den Strombefehl von der Geschwindigkeitssteuereinheit 76 ein und steuert den Erregerstrom für den Servomotor 12 entsprechend diesem Strombefehl und macht die Geschwindigkeit des Servomotors 12 nahezu gleich der Geschwindigkeits-Führungsgröße.
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3 zeigt den gesamten Verarbeitungsfluss und die Steuerung dieser Pressmaschine 10. 4 zeigt die Logik des Umschalt-Steuermodus von der Positionssteuerung zu der Kraftsteuerung in dem Moment des Betriebs, der in 3 gezeigt ist, in dem von einer Abwärtsbewegung in eine Kompression übergegangen wird.
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Wie in 3 gezeigt ist, werden in einem Zyklus des Verarbeitungsbetriebs der Pressverarbeitung dieser Pressmaschine 10 fünf Unterverfahren durchgeführt, das heißt ein „Stillstands”-Unterverfahren, in dem der Schlitten 18 an einer oberen Tot-Position aufgehängt ist, ein „Abwärtsbewegungs”-Unterverfahren, wo der Schlitten 18 nach unten fährt und sich dem Werkstück 28 nähert, ein „Kompressions”-Unterverfahren, wo die bewegbare Metallform 20 mit dem Werkstück 28 in Kontakt tritt und dann das Werkstück durch die bewegbare Metallform 20 und die ortsfeste Metallform 22 komprimiert, ein „Aufwärtsbewegungs”-Unterverfahren, wo die bewegbare Metallform 20 sich von dem Werkstück 28 löst und dann der Schlitten 18 nach oben fährt, und ein „Stillstands”-Unterverfahren, wo der Schlitten 18 an der oberen Tot-Position aufgehängt ist. Diese Unterverfahren werden in dieser Reihenfolge kontinuierlich durchgeführt.
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Bei diesem Press-Verarbeitungsverfahren wird bei den frühen „Stillstands”- und „Abwärtsbewegungs”-Unterverfahren die Positionssteuerung (das heißt die zweite Geschwindigkeits-Führungsgröße) als Steuerungsmodus durch die automatische Umschalteinrichtung 72 ausgewählt. Wie in 3 gezeigt ist, ist der Positionszielwert an der oberen Tot-Position während des „Sfillstands”-Unterverfahrens konstant, und er wird während des „Abwärtsbewegungs”-Unterverfahrens kleiner. Der Positions-Rückkopplungswert ändert sich auch entsprechend diesem Positions-Zielwert. Während die Positionssteuerung anfänglich durchgeführt wird, vergleicht die automatische Umschalteinrichtung 72 fortlaufend den Kraft-Rückkopplungswert und den spezifizierten Schwellenwert, wie in 4 gezeigt ist. Hierbei wird der Schwellenwert als ein Wert kleiner als der Kraftzielwert (die Verarbeitungskraft, die auf das Werkstück 28 bei dem „Kompressions”-Unterverfahren ausgeübt werden sollte) eingestellt. Insbesondere wird der Schwellenwert in der Nachbarschaft von und etwas größer als der Kraft-Rückkopplungswert (im Wesentlichen gleich null) eingestellt, dessen Erzeugung erwartet wird, wenn die bewegbare Metallform 20 während der „Stillstands”- und „Abwärtsbewegungs”-Unterverfahren das Werkstück 28 nicht kontaktiert. Solange der Kraft-Rückkopplungswert kleiner ist als der Schwellenwert wird als Ergebnis des Vergleichs die Positionssteuerung (das heißt die zweite Geschwindigkeits-Führungsgröße) immer noch ausgewählt. In dem Moment, wenn der Kraft-Rückkopplungswert größer wird als der Schwellenwert, wird jedoch als Ergebnis des Vergleichs der Steuerungsmodus von der Positionssteuerung auf die Kraftsteuerung (das heißt die ausgewählte Geschwindigkeits-Führungsgröße wird von der zweiten Geschwindigkeits-Führungsgröße auf die erste Geschwindigkeits-Führungsgröße umgeschaltet) umgeschaltet.
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Daher wird bei den „Stillstands”- und „Abwärtsbewegungs”-Unterverfahren die Positionssteuerung durchgeführt, solange die bewegbare Metallform 20 nicht mit dem Werkstück 28 in Kontakt tritt. Sodann, wenn die bewegbare Metallform 20 in Kontakt mit dem Werkstück 28 kommt, wird der Kraft-Rückkopplungswert größer und erreicht den Schwellenwert. In dem Moment, wenn der Kraft-Rückkopplungswert diesen Schwellenwert erreicht, wird die Umschaltung des Steuerungsmodus von der Positionssteuerung in die Kraftsteuerung durchgeführt, und das „Kompressions”-Unterverfahren wird gestartet. Auf diese Weise wird die Umschaltung von der Positionssteuerung in die Kraftsteuerung sofort durchgeführt, wenn die bewegbare Metallform 20 in Kontakt mit dem Werkstück 28 kommt, und dadurch wird die Aufprallkraft durch die Kollision der bewegbaren Metallform 20 mit dem Werkstück 28, die bisher das Problem des Standes der Technik war, auf einen kleinen Wert unterdrückt. Zum Zwecke der Verminderung der Aufprallkraft ist es bevorzugt, dass der Schwellenwert so klein wie möglich eingestellt wird in einem Bereich, in dem keine fehlerhafte Umschaltung aufgrund von Signalrauschen und dergleichen auftritt, wenn die bewegbare Metallform 20 noch nicht in Kontakt mit dem Werkstück 28 ist. Folglich wird in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Schwellenwert etwas höher als Null aber in der Nachbarschaft von Null eingestellt.
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Während das „Kompressions”-Unterverfahren durchgeführt wird, nachdem der Steuerungsmodus in die Kraftsteuerung übergegangen ist, wird der Kraft-Rückkopplungswert auf den Kraft-Zielwert eingeregelt. Sodann, wenn beispielsweise die Kompressionszeit bei früheren Verfahrensdurchgängen eingestellt worden ist, wird der Steuerungsmodus von der Kraftsteuerung in die Positionssteuerung durch die automatische Umschalteinrichtung 72 zurück umgeschaltet, und dann werden das „Aufwärtsbewegungs”- und „Stillstands”-Unterverfahren durchgeführt.
