JP2000263299A - サーボプレス機械の自動パラメータ調節装置 - Google Patents

サーボプレス機械の自動パラメータ調節装置

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JP2000263299A
JP2000263299A JP11067885A JP6788599A JP2000263299A JP 2000263299 A JP2000263299 A JP 2000263299A JP 11067885 A JP11067885 A JP 11067885A JP 6788599 A JP6788599 A JP 6788599A JP 2000263299 A JP2000263299 A JP 2000263299A
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stroke
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Hirohiko Oyamada
小山田裕彦
Kunihiro Suzuki
鈴木邦拓
Yoichi Kubota
久保田陽一
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Aida Engineering Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/18—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means
    • B30B1/186—Control arrangements

Abstract

(57)【要約】 【課題】設定したストローク長さの大小に拘わらず、ス
ライドストロークの上下限位置における機械ショックの
発生がなく、かつストローク数も最も多くなるように出
来るサーボプレス機械の自動パラメータ調節装置を提供
する。 【解決手段】ＮＣ制御装置６のＮＣ装置６Ｂのメモリ
に、あらかじめデータ設定器６Ａから仕様範囲の各スト
ローク長さに対応する各サーボパラメータのデータを入
力して記憶させ、使用する所要のストローク長さを設定
すると、自動的に対応するストローク長さのサーボパラ
メータにＮＣ装置６Ｂの制御回路で切り換えられて最適
な制御が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＣサーボモータ
やリニアサーボモータを動力源とし、スライドを上下直
線運動制御して成形を行うサーボプレス機械の自動パラ
メータ調節装置に関し、ストローク長さを変更設定した
時の機械ショックを無くし、かつ変更したストローク長
さにおける最大ストローク数を常に得たい場合に有効で
ある。
【０００２】
【従来の技術】サーボモータを動力源としてスライドに
上下直線運動を与えるサーボプレス機械は、あらかじめ
設定したスライドモーションに従って制御装置から所要
の制御電流をサーボモータに供給し、設定したスライド
モーションのストローク長さ及びスライド速度でスライ
ドを駆動し、フレームに設けたスライド位置検出器でス
ライドの高さ、例えば、下面を検出したスライド位置を
制御装置にフィードバックし、スライドを設定したスラ
イドモーションとなるように制御していた。この場合、
制御装置は、生産性を向上させるため通常使用するスト
ローク長さでストローク数が最も多くなるようにサーボ
ループゲイン、速度ゲイン、ＰＩＤ定数及び加速／減速
時定数を調節し、固定してあるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の技術は、
スライドのストローク長さの設定値を最大仕様ストロー
ク長さに近い大きな値に設定すると、スライドストロー
クの上下限位置における機械ショックが大きくなり、ま
た、逆にストローク長さを通常使用する範囲より小さく
設定すると、ストローク数を最大仕様ストローク数に近
いストローク数に設定してもストローク数が増加しない
と言う問題があり、いずれの場合にも大きな欠点となっ
ていた。
【０００４】本発明の目的は、上述の課題を解決し、設
定したストローク長さの大小に拘わらず、スライドスト
ロークの上下限位置における機械ショックの発生がな
く、かつストローク数が最も多くなるように設定出来る
サーボプレス機械の自動パラメータ調節装置を提供する
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、設定したスライドモーションを基準と
してサーボモータを駆動し、スライドを上下直線運動さ
せるとともに、スライド位置検出器で検出したスライド
位置をフィードバックしてスライドの上下直線運動を制
御するＮＣ制御装置を有するサーボプレス機械の自動パ
ラメータ調節装置において、ＮＣ制御装置に、スライド
の仕様ストローク長さの範囲での各ストローク長さに対
応するそれぞれのサーボパラメータの数値をあらかじめ
メモリに記憶させるとともに、所要のストローク長さを
設定して使用する時は、制御系の対応するサーボパラメ
ータを自動的に切り換える自動パラメータ調節手段を設
ける。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１から図３は、本発明における
サーボプレス機械の自動パラメータ調節装置の一実施例
を示す。図１は、サーボプレス機械１に設けた制御系の
構成を示し、フレーム２に上下動自在に設けたスライド
３は、図示していない雌ねじ部を雄ねじ部材４の下端部
に螺合させている。雄ねじ部材４は、フレーム２の上部
に回転自在に支持し、サーボモータ５と連結している。
従って、サーボモータ５の往復回転により、雄ねじ部材
４が回転し、螺合したスライド３が上下直線運動を行
う。
【０００７】サーボモータ５には、ＮＣ制御装置６から
制御された所要の電流を動力電流回路７を介して供給
し、電流検出器８で電流値を検出してＮＣ制御装置６に
フィードバックしている。スライド３に隣接するフレー
ム２には、リニアスケールから成るスライド位置検出器
９を設け、検出したスライド位置をＮＣ制御装置６にフ
ィードバックしている。スライド３とフレーム２下部、
すなわち、ベッドとの間には、上型１０Ａと下型１０Ｂ
からなる金型１０を取り付けて成形を行う。
【０００８】図２（ａ）は、図１に示した構成における
制御系の詳細を示すブロック図である。ＮＣ制御装置６
は、データ設定器６Ａ、ＮＣ装置６Ｂ、及びドライバ６
Ｃからなり、データ設定器６Ａはサーボモータ５の制御
に必要な全てのデータを入力する時に使用する。ＮＣ装
置６Ｂは、データ設定器６Ａから入力する設定データを
メモリに記憶し、電流検出器８及びスライド位置検出器
９からフィードバックされるデータをメモリに記憶され
た所要のデータと共に数値的に計算処理し、制御信号を
ドライバ６Ｃに出力する。ドライバ６Ｃは、入力した信
号を電流値に変換してサーボモータ５に供給する。
【０００９】ＮＣ装置６Ｂは、電流検出器８から入力す
る電流値を電流制御し、スライド位置検出器９から入力
する位置データを位置制御し、かつ位置データを微分し
て速度制御しているが、これらの制御回路にはそれぞれ
位置ループゲイン、速度ループゲイン、ＰＩＤ定数、加
速／減速時定数と言うパラメータがある。これらのパラ
メータは、スライド３のストローク長さを変数とした関
係式から算出することが出来る。
【００１０】関係式は単純なもので十分であり、次のよ
うな式から算出した。 位置ループゲイン＝ストローク長さ×α，速度ゲイン＝
ストローク長さ×β，ＰＩＤ定数＝ストローク長さ×
γ，加速／減速時定数＝ストローク長さ×δ ここで、α，β，γ及びδは変化率定数で、プレス機械
の慣性、サーボモータのサーボ剛性及びサーボトルクに
よって違う値となるので、あらかじめテストして定数を
決定し、ＮＣ制御装置６のＮＣ装置６Ｂ内のメモリにデ
ータ設定器６Ａから入力し、格納しておく。
【００１１】図２（ｂ）は、メモリに格納したサーボパ
ラメータのデータテーブルの一例である。オペレータ
が、サーボプレス機械１に対するストローク長さをデー
タ設定器６Ａから入力すると、ＮＣ装置６Ｂ内のメモリ
からそのストローク長さに対応するサーボパラメータが
選択され、ＮＣ装置６Ｂ内の制御回路に自動的に使用さ
れる。ストローク長さは、下死点補正の関係からミクロ
ンメータ単位で設定変更出来るが、データテーブルは、
そのストローク長さが範囲にある値を設定すればよい。
このように、サーボパラメータが自動的に変更出来るの
で、仕様範囲内のどのストローク長さに設定変更しても
ストローク長さの設定変更によるスライドストロークの
上下限位置における機械ショックが発生せず、かつその
ストローク長さに対応する最大ストローク数でスライド
３を昇降させることが出来る。
【００１２】図３は、実際のサーボプレス機械１におけ
る構成の配置を示した要部正面図を示し、スライド３
は、下面四隅部に立設したガイド棒１１をフレーム２部
で上下方向に案内されている。スライド３の上面中央に
は、雌ねじ部材３Ａを立設し、フレーム２上部に回転自
在に支持した雄ねじ部材４の下端部と螺合させている。
雄ねじ部材４の上部に固設したタイミングプーリ１２と
フレーム２に固設したサーボモータ５に出力軸のタイミ
ングプーリ１３とをタイミングベルト１４で連結してい
る。
【００１３】従って、サーボモータ５を回転させると、
スライド３は上下直線運動する。スライド３に隣接する
フレーム２には、スライド位置検出器９を設けている。
フレーム２下部、すなわち、ベッド上に取り付けられた
ボルスタ１５とスライド３との間に図示していない金型
（１０）を取り付けて成形を行う。ＮＣ制御装置６は、
図示していないが、オペレータが操作し易いフレーム２
上、通常フレーム２中間部、すなわち、コラム前面に取
り付けている。
【００１４】なお、ＮＣ制御装置６に内装する制御回路
によってサーボパラメータの内容が変わることがあって
も、スライドのストローク長さの設定変更により自動的
にサーボパラメータを切り換えると言う本発明の思想に
基づく他の実施例は、全て本発明に含まれるものであ
る。
【００１５】
【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、ＮＣ装置のメモリにあらかじめ所要のサーボ
パラメータ・データテーブルを記憶させ、スライドのス
トローク長さを設定変更する度に、自動的に制御回路の
サーボパラメータをそのストローク長さに対応するもの
に切り換えるので、スライドストロークの上下限位置に
おける機械ショックが発生することがなく、かつそのス
トローク長さにおいて最大ストローク数で使用出来る。
従って、サーボプレス機械を常に最適条件で使用出来、
生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】サーボプレス機械の構成図
【図２】（ａ）サーボプレス機械の制御系のブロック図 （ｂ）サーボパラメータデータテーブルの表
【図３】サーボプレス機械の要部正面図
【符号の説明】
１はサーボプレス機械、２はフレーム、３はスライド、
３Ａは雌ねじ部材、４は雄ねじ部材、５はサーボモー
タ、６はＮＣ制御装置、６Ａはデータ設定器、６ＢはＮ
Ｃ装置、６Ｃはドライバ、７は動力電流回路、８は電流
検出器、９はスライド位置検出器、１０は金型、１０Ａ
は上型、１０Ｂは下型、１１はガイド棒、１２，１３は
タイミングプーリ、１４はタイミングベルト、１５はボ
ルスタ、である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】設定したスライドモーションを基準として
    サーボモータを駆動し、スライドを上下直線運動させる
    とともに、スライド位置検出器で検出したスライド位置
    をフィードバックしてスライドの上下直線運動を制御す
    るＮＣ制御装置を有するサーボプレス機械の自動パラメ
    ータ調節装置において、前記ＮＣ制御装置に、スライド
    の仕様ストローク長さの範囲での各ストローク長さに対
    応するそれぞれのサーボパラメータの数値をあらかじめ
    メモリに記憶させるとともに、所要のストローク長さを
    設定して使用する時は、制御系の対応するサーボパラメ
    ータを自動的に切り換える自動パラメータ調節手段を設
    けたことを特徴とするサーボプレス機械の自動パラメー
    タ調節装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1201416A1 (en) * 2000-10-16 2002-05-02 Aida Engineering Co., Ltd. Bottom dead center correction device for servo press machine
EP1383016A2 (en) * 2002-06-28 2004-01-21 Fanuc Ltd Motor control system
US8127590B2 (en) 2004-11-16 2012-03-06 Aida Engineering, Ltd. Die cushion device of pressing machine

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