JP2000176699A - プレス機械の下死点位置制御装置 - Google Patents
プレス機械の下死点位置制御装置Info
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- JP2000176699A JP2000176699A JP10375615A JP37561598A JP2000176699A JP 2000176699 A JP2000176699 A JP 2000176699A JP 10375615 A JP10375615 A JP 10375615A JP 37561598 A JP37561598 A JP 37561598A JP 2000176699 A JP2000176699 A JP 2000176699A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プレス加工の荷重による振動及び駆動機構の総
合隙間の変化等の外乱を受けても、下死点におけるスラ
イド位置の高精度に、かつ繰り返し精度良く、制御出来
るプレス機械の下死点位置制御装置を提供する。 【解決手段】プレス作業域外の位置Ｘまでは、スライド
位置６をリニアスケール、すなわち直接検出器で直接検
出した位置情報をスライド位置指令信号５にフィードバ
ックして制御し、プレス加工域７の若干上方の位置Ｘか
ら下死点Ｙまでのプレス作業領域内ではプレス加工によ
る外乱を受けない金型から遠い位置に設けたエンコー
ダ、すなわち間接検出器で計測した位置情報に切り替
え、これをスライド位置指令信号５にフィードバックし
て制御する。従って、制御の乱れが防止出来、スライド
位置６は、プレス加工によるプレス機械の剛性、固有振
動等により矢印８に示す一定の変動が発生するだけで安
定した高精度の下死点が得られる。
合隙間の変化等の外乱を受けても、下死点におけるスラ
イド位置の高精度に、かつ繰り返し精度良く、制御出来
るプレス機械の下死点位置制御装置を提供する。 【解決手段】プレス作業域外の位置Ｘまでは、スライド
位置６をリニアスケール、すなわち直接検出器で直接検
出した位置情報をスライド位置指令信号５にフィードバ
ックして制御し、プレス加工域７の若干上方の位置Ｘか
ら下死点Ｙまでのプレス作業領域内ではプレス加工によ
る外乱を受けない金型から遠い位置に設けたエンコー
ダ、すなわち間接検出器で計測した位置情報に切り替
え、これをスライド位置指令信号５にフィードバックし
て制御する。従って、制御の乱れが防止出来、スライド
位置６は、プレス加工によるプレス機械の剛性、固有振
動等により矢印８に示す一定の変動が発生するだけで安
定した高精度の下死点が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーボモータを駆
動制御してスライドを上限及び下限を規定して往復運動
させるプレス機械の下死点位置制御装置に関し、スライ
ドの下死点位置の精度が要求される精密プレス加工を行
う場合に有効である。
動制御してスライドを上限及び下限を規定して往復運動
させるプレス機械の下死点位置制御装置に関し、スライ
ドの下死点位置の精度が要求される精密プレス加工を行
う場合に有効である。
【０００２】
【従来の技術】プレス機械の下死点位置制御装置は、ス
ライドの位置を直接検出し、その情報に基づいてスライ
ド位置を制御し、スライド駆動部分の発熱に起因する熱
膨張等によるスライド位置の変化の影響を最少に維持し
ていた。例えば、実開平２−２８３９９のように、スラ
イド下面に立設した可動体の下端位置を検出器で検出
し、スライド下死点の変化に応じてスライドのダイハイ
トを調節していた。
ライドの位置を直接検出し、その情報に基づいてスライ
ド位置を制御し、スライド駆動部分の発熱に起因する熱
膨張等によるスライド位置の変化の影響を最少に維持し
ていた。例えば、実開平２−２８３９９のように、スラ
イド下面に立設した可動体の下端位置を検出器で検出
し、スライド下死点の変化に応じてスライドのダイハイ
トを調節していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術は、ス
ライドが下死点に向けて下降し、図４に示すように、プ
レス加工域に入ると、例えば、打ち抜き加工時のブレー
クスルーによる急激な荷重の変動により、スライドの振
動、あるいはスライド駆動機構の総合隙間の変化が発生
し、スライド位置指令信号１に追従すべき実際のスライ
ド位置２が矢印３で示すように乱れる。その結果、実際
のスライド位置２にスライド位置制御が追従出来なくな
る場合が発生して、スライド位置指令信号１にも乱れが
生じ、スライド位置の繰り返し精度の不安定、すなわ
ち、再現性が低くなると言う欠点があった。
ライドが下死点に向けて下降し、図４に示すように、プ
レス加工域に入ると、例えば、打ち抜き加工時のブレー
クスルーによる急激な荷重の変動により、スライドの振
動、あるいはスライド駆動機構の総合隙間の変化が発生
し、スライド位置指令信号１に追従すべき実際のスライ
ド位置２が矢印３で示すように乱れる。その結果、実際
のスライド位置２にスライド位置制御が追従出来なくな
る場合が発生して、スライド位置指令信号１にも乱れが
生じ、スライド位置の繰り返し精度の不安定、すなわ
ち、再現性が低くな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、ス
ライド位置指令信号に乱れが生ずることがなく、安定
し、かつ再現性の高い高精度の下死点位置が得られるプ
レス機械の下死点位置制御装置を提供することにある。
ライド位置指令信号に乱れが生ずることがなく、安定
し、かつ再現性の高い高精度の下死点位置が得られるプ
レス機械の下死点位置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、サーボモータに駆動されて昇降するス
ライドの位置情報に基づいてスライド位置を制御するプ
レス機械の下死点位置制御装置において、スライド位置
を直接的に検出する直接検出器と、スライド位置をスラ
イドの振動、あるいは総合隙間の影響等のない部分から
間接的に検出する間接検出器とを具備し、プレス作業領
域外のスライドストローク範囲のスライド位置を直接検
出器で検出するとともに、プレス作業領域内のスライド
ストローク範囲のスライド位置を間接検出器に切り替え
て検出して制御することにより、高い下死点位置精度を
得る。
めに、本発明は、サーボモータに駆動されて昇降するス
ライドの位置情報に基づいてスライド位置を制御するプ
レス機械の下死点位置制御装置において、スライド位置
を直接的に検出する直接検出器と、スライド位置をスラ
イドの振動、あるいは総合隙間の影響等のない部分から
間接的に検出する間接検出器とを具備し、プレス作業領
域外のスライドストローク範囲のスライド位置を直接検
出器で検出するとともに、プレス作業領域内のスライド
ストローク範囲のスライド位置を間接検出器に切り替え
て検出して制御することにより、高い下死点位置精度を
得る。
【０００６】また、上述のプレス機械の下死点位置制御
装置において、スライド位置の検出を直接検出器から間
接検出器に切り替える際は、直接検出器の最新のスライ
ド位置検出値を基準として間接検出器に切り替え制御す
る。
装置において、スライド位置の検出を直接検出器から間
接検出器に切り替える際は、直接検出器の最新のスライ
ド位置検出値を基準として間接検出器に切り替え制御す
る。
【０００７】さらには、上述のプレス機械の下死点位置
制御装置において、直接検出器をリニアスケールとし、
間接検出器をエンコーダとする。
制御装置において、直接検出器をリニアスケールとし、
間接検出器をエンコーダとする。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１から図３に、本発明における
プレス機械の下死点位置制御装置の一実施例を示す。図
１（ａ）は、スライド位置指令信号５により制御されて
追従するスライド位置６の理想的な態様を示す。上死点
から下降してきて位置Ｘに至るまでのプレス作業領域外
の領域では、後述する直接検出器でスライド位置を検出
して制御し、位置Ｘから下死点Ｙに至るまでのプレス作
業領域では、プレス作業による振動及びスライドを駆動
する駆動機構の各部の隙間を総合した総合隙間の影響等
を受けない部分に設けた後述する間接検出器でスライド
位置を検出して制御することを示している。
プレス機械の下死点位置制御装置の一実施例を示す。図
１（ａ）は、スライド位置指令信号５により制御されて
追従するスライド位置６の理想的な態様を示す。上死点
から下降してきて位置Ｘに至るまでのプレス作業領域外
の領域では、後述する直接検出器でスライド位置を検出
して制御し、位置Ｘから下死点Ｙに至るまでのプレス作
業領域では、プレス作業による振動及びスライドを駆動
する駆動機構の各部の隙間を総合した総合隙間の影響等
を受けない部分に設けた後述する間接検出器でスライド
位置を検出して制御することを示している。
【０００９】位置Ｘで、スライド位置指令信号５及び実
際のスライド位置６を表す線が段を描いているが、これ
は直接検出器から間接検出器に切り替えて制御すること
を明確にするためであって、実際にはほとんど線として
連続するものである。
際のスライド位置６を表す線が段を描いているが、これ
は直接検出器から間接検出器に切り替えて制御すること
を明確にするためであって、実際にはほとんど線として
連続するものである。
【００１０】位置Ｘから下死点Ｙに至るまでのプレス作
業領域は、図１（ｂ）に示すように、実際にプレス加工
を行うプレス加工域７を含み、ここではスライド位置６
は矢印８で示すように、プレス作業荷重による振動及び
総合隙間の影響を受けて乱れた線を描く。この時、間接
検出器を用いるので、従来例のようにスライド位置指令
信号５に乱れが影響することはない。すなわち、制御の
乱れは発生しないので、スライド位置６の矢印８で示す
乱れは、プレス機械及び金型の剛性及び固有振動等によ
り一義的に決定されるもので、再現性があり、下死点Ｙ
の位置は安定する。
業領域は、図１（ｂ）に示すように、実際にプレス加工
を行うプレス加工域７を含み、ここではスライド位置６
は矢印８で示すように、プレス作業荷重による振動及び
総合隙間の影響を受けて乱れた線を描く。この時、間接
検出器を用いるので、従来例のようにスライド位置指令
信号５に乱れが影響することはない。すなわち、制御の
乱れは発生しないので、スライド位置６の矢印８で示す
乱れは、プレス機械及び金型の剛性及び固有振動等によ
り一義的に決定されるもので、再現性があり、下死点Ｙ
の位置は安定する。
【００１１】図２は、上述の下死点位置制御装置を適用
したプレス機械９を示す。プレス機械９のフレーム１０
には、ガイド棒１１で上下動自在に案内したスライド１
２を設け、フレーム１０上部に上下方向を向けて回転自
在に支持したねじ軸１３とスライド１２を螺合させ、ね
じ軸１３に固設したプーリ１４とサーボモータ１５の出
力軸のプーリ１６とをタイミングベルト１７で連結し、
サーボモータ１５を往復回転制御することによりスライ
ド１２を昇降制御している。サーボモータ１５には、間
接検出器、すなわちエンコーダ１８を直結している。ス
ライド１２と対向するフレーム１０部には、上下方向の
直接検出器、すなわちリニアスケール１９を設けてスラ
イド位置を直接的に検出している。
したプレス機械９を示す。プレス機械９のフレーム１０
には、ガイド棒１１で上下動自在に案内したスライド１
２を設け、フレーム１０上部に上下方向を向けて回転自
在に支持したねじ軸１３とスライド１２を螺合させ、ね
じ軸１３に固設したプーリ１４とサーボモータ１５の出
力軸のプーリ１６とをタイミングベルト１７で連結し、
サーボモータ１５を往復回転制御することによりスライ
ド１２を昇降制御している。サーボモータ１５には、間
接検出器、すなわちエンコーダ１８を直結している。ス
ライド１２と対向するフレーム１０部には、上下方向の
直接検出器、すなわちリニアスケール１９を設けてスラ
イド位置を直接的に検出している。
【００１２】スライド位置は、スライド１２とボルスタ
２０間に据え付ける図示していない金型に出来るだけ近
いスライド１２部分を測定する程精度が良いので、リニ
アスケール１９は、そのような条件に適したフレーム１
０部分に設けている。プレス作業を始めると、スライド
１２が受けるプレス荷重により、ねじ軸１３との螺合部
分に大きな摩擦力を生じて発熱する。この発熱でねじ軸
１３が伸び、下死点位置が変動するので、エンコーダ１
８だけで下死点の測定を行っても高い下死点精度は得ら
れない。
２０間に据え付ける図示していない金型に出来るだけ近
いスライド１２部分を測定する程精度が良いので、リニ
アスケール１９は、そのような条件に適したフレーム１
０部分に設けている。プレス作業を始めると、スライド
１２が受けるプレス荷重により、ねじ軸１３との螺合部
分に大きな摩擦力を生じて発熱する。この発熱でねじ軸
１３が伸び、下死点位置が変動するので、エンコーダ１
８だけで下死点の測定を行っても高い下死点精度は得ら
れない。
【００１３】他方、リニアスケール１９による直接検出
は、プレス加工域で振動等により下死点精度が得られな
い。しかし、エンコーダ１８で短時間測定を行えば、極
めて高精度が得られる。従って、プレス加工域に入る若
干手前の図１に示す位置Ｘで、リニアスケール１９によ
る最新のスライド位置検出値を基準にしてエンコーダ１
８による間接検出に切り替えれば、高精度で安定した下
死点の位置が得られると言うのが本発明の原理である。
は、プレス加工域で振動等により下死点精度が得られな
い。しかし、エンコーダ１８で短時間測定を行えば、極
めて高精度が得られる。従って、プレス加工域に入る若
干手前の図１に示す位置Ｘで、リニアスケール１９によ
る最新のスライド位置検出値を基準にしてエンコーダ１
８による間接検出に切り替えれば、高精度で安定した下
死点の位置が得られると言うのが本発明の原理である。
【００１４】直接検出器及び間接検出器の測定精度の一
例を示せば、次の通りである。 リニアスケール 最小分解能 ０．５μｍ エンコーダ サーボモータ１回転当たり発生パルス数 １００万パルス プーリ１４とプーリ１６の減速比 １／３、 ねじ軸１３のねじリード ２５ｍｍ、とすれば、 ２５×１／３×１／１００万＝０．００８μｍ／パルス なお、切り替え位置Ｘは、金型によって特性が異なる
が、下死点上のプレス加工域７の高さより若干高い位置
を位置Ｘとしてリニアスケール１９に設定すればよい。
例を示せば、次の通りである。 リニアスケール 最小分解能 ０．５μｍ エンコーダ サーボモータ１回転当たり発生パルス数 １００万パルス プーリ１４とプーリ１６の減速比 １／３、 ねじ軸１３のねじリード ２５ｍｍ、とすれば、 ２５×１／３×１／１００万＝０．００８μｍ／パルス なお、切り替え位置Ｘは、金型によって特性が異なる
が、下死点上のプレス加工域７の高さより若干高い位置
を位置Ｘとしてリニアスケール１９に設定すればよい。
【００１５】図３は、制御回路２１の一例である。スラ
イド位置指令信号５は、あらかじめ設定したスライドモ
ーションカーブに従って別の制御部からパルス信号とし
て入力される。このスライド位置指令信号５を速度指令
に変換してサーボモータ１５を回転させ、スライド１２
を昇降駆動する。スライド１２の位置を直接検出器であ
るリニアスケール１９で測定し、位置フィードバックと
速度フィードバックをスライド位置指令信号５に行い、
サーボモータ１５を制御する。
イド位置指令信号５は、あらかじめ設定したスライドモ
ーションカーブに従って別の制御部からパルス信号とし
て入力される。このスライド位置指令信号５を速度指令
に変換してサーボモータ１５を回転させ、スライド１２
を昇降駆動する。スライド１２の位置を直接検出器であ
るリニアスケール１９で測定し、位置フィードバックと
速度フィードバックをスライド位置指令信号５に行い、
サーボモータ１５を制御する。
【００１６】スライド位置の測定を直接検出器であるリ
ニアスケール１９から間接検出器であるエンコーダ１８
に切り替えるスライド１２の位置Ｘを設定値２２として
プリセットしておく。リニアスケール１９の測定値と設
定値２２とを演算器２３で比較して一致した時、切替え
信号を位置フィードバックの切替器２４と速度フィード
バックの切替器２５とに出力して切り替え、位置及び速
度フィードバックをリニアスケール１９からエンコーダ
１８による測定に切り替える。以後、エンコーダ１８の
発信するパルス数がスライド１２の位置Ｘから下死点Ｙ
までの距離、例えば１ｍｍ分となった時のスライド１２
の位置が下死点となる。続いて、スライド位置指令信号
５が上昇の指令となり、スライド１２は上昇に転ずる。
ニアスケール１９から間接検出器であるエンコーダ１８
に切り替えるスライド１２の位置Ｘを設定値２２として
プリセットしておく。リニアスケール１９の測定値と設
定値２２とを演算器２３で比較して一致した時、切替え
信号を位置フィードバックの切替器２４と速度フィード
バックの切替器２５とに出力して切り替え、位置及び速
度フィードバックをリニアスケール１９からエンコーダ
１８による測定に切り替える。以後、エンコーダ１８の
発信するパルス数がスライド１２の位置Ｘから下死点Ｙ
までの距離、例えば１ｍｍ分となった時のスライド１２
の位置が下死点となる。続いて、スライド位置指令信号
５が上昇の指令となり、スライド１２は上昇に転ずる。
【００１７】上述において、直接検出器１９及び間接検
出器１８は、それぞれリニアスケール及びエンコーダに
限るではなく、これらに相当するものであればよい。ま
た、制御回路２１も、これに相当するものであれば、他
の設計変更した回路でもよい。
出器１８は、それぞれリニアスケール及びエンコーダに
限るではなく、これらに相当するものであればよい。ま
た、制御回路２１も、これに相当するものであれば、他
の設計変更した回路でもよい。
【００１８】
【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、プレス機械のスライド位置の測定に直接検出
器と間接検出器を用い、プレス作業領域の外と内とで切
り替えて使うので、スライド位置の下死点位置制御にプ
レス加工による振動及び駆動系の総合隙間の変化等の影
響を除くことが出来た結果、下死点精度が向上し、かつ
繰り返し精度が安定する等の効果が得られる。
によれば、プレス機械のスライド位置の測定に直接検出
器と間接検出器を用い、プレス作業領域の外と内とで切
り替えて使うので、スライド位置の下死点位置制御にプ
レス加工による振動及び駆動系の総合隙間の変化等の影
響を除くことが出来た結果、下死点精度が向上し、かつ
繰り返し精度が安定する等の効果が得られる。
【図１】下死点位置制御装置による制御態様の説明図
【図２】下死点位置制御装置を装備したプレス機械の要
部正面図
部正面図
【図３】制御回路図
【図４】従来例における下死点位置制御態様の説明図
１はスライド位置指令信号、２はスライド位置、３は矢
印、５はスライド位置指令信号、６はスライド位置、７
はプレス加工域、８は矢印、９はプレス機械、１０はフ
レーム、１１はガイド棒、１２はスライド、１３はねじ
軸、１４，１６はプーリ、１５はサーボモータ、１７は
タイミングベルト、１８はエンコーダ、１９はリニアス
ケール、２０はボルスタ、２１は制御回路、２２は設定
値、２３は演算器、２４，２５は切替器、である。
印、５はスライド位置指令信号、６はスライド位置、７
はプレス加工域、８は矢印、９はプレス機械、１０はフ
レーム、１１はガイド棒、１２はスライド、１３はねじ
軸、１４，１６はプーリ、１５はサーボモータ、１７は
タイミングベルト、１８はエンコーダ、１９はリニアス
ケール、２０はボルスタ、２１は制御回路、２２は設定
値、２３は演算器、２４，２５は切替器、である。
Claims (3)
- 【請求項１】サーボモータに駆動されて昇降するスライ
ドの位置情報に基づいてスライド位置を制御するプレス
機械の下死点位置制御装置において、スライド位置を直
接的に検出する直接検出器と、スライド位置を間接的に
検出する間接検出器とを具備し、プレス作業領域外のス
ライドストローク範囲のスライド位置を前記直接検出器
で検出するとともに、プレス作業領域内のスライドスト
ローク範囲のスライド位置を前記間接検出器に切り替え
て検出して制御することを特徴とするプレス機械の下死
点位置制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のプレス機械の下死点位置
制御装置において、前記スライド位置の検出を前記直接
検出器から前記間接検出器に切り替える際は、前記直接
検出器の最新のスライド位置検出値を基準として前記間
接検出器に切り替え制御することを特徴とするプレス機
械の下死点位置制御装置。 - 【請求項３】請求項１、または請求項２に記載のプレス
機械の下死点位置制御装置において、前記直接検出器を
リニアスケールとし、前記間接検出器をエンコーダとし
たことを特徴とするプレス機械の下死点位置制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10375615A JP2000176699A (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | プレス機械の下死点位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10375615A JP2000176699A (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | プレス機械の下死点位置制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000176699A true JP2000176699A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=18505795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10375615A Pending JP2000176699A (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | プレス機械の下死点位置制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000176699A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005056280A1 (ja) * | 2003-12-12 | 2005-06-23 | Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Co., Ltd. | プレス装置 |
| WO2011045303A3 (de) * | 2009-10-13 | 2011-07-14 | Osterwalder Ag | Pulverpresse |
| CN104080598A (zh) * | 2011-11-15 | 2014-10-01 | 株式会社放电精密加工研究所 | 电动冲压加工机的工作方法 |
| JP2016155144A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 蛇の目ミシン工業株式会社 | サーボプレス、制御方法およびプログラム |
-
1998
- 1998-12-16 JP JP10375615A patent/JP2000176699A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005056280A1 (ja) * | 2003-12-12 | 2005-06-23 | Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Co., Ltd. | プレス装置 |
| US7293500B2 (en) | 2003-12-12 | 2007-11-13 | Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Co., Ltd. | Press |
| CN100368188C (zh) * | 2003-12-12 | 2008-02-13 | 株式会社放电精密加工研究所 | 冲压装置 |
| KR100852123B1 (ko) * | 2003-12-12 | 2008-08-13 | 가부시끼가이샤 호우덴 세이미쯔 가꼬 겐쿠쇼 | 프레스 장치 |
| WO2011045303A3 (de) * | 2009-10-13 | 2011-07-14 | Osterwalder Ag | Pulverpresse |
| CN104080598A (zh) * | 2011-11-15 | 2014-10-01 | 株式会社放电精密加工研究所 | 电动冲压加工机的工作方法 |
| CN104080598B (zh) * | 2011-11-15 | 2016-01-06 | 株式会社放电精密加工研究所 | 电动冲压加工机的工作方法 |
| JP2016155144A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 蛇の目ミシン工業株式会社 | サーボプレス、制御方法およびプログラム |
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