JP2005254290A - プレス装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 確実に目標荷重まで加圧することができると共に荷重オーバーシュートを零にすることができるプレス装置の制御方法を提供する。
【解決手段】 モ−タの回転により昇降する昇降ロッドを有する電動シリンダと、前記昇降ロッドに連結された荷重検出器と、前記昇降ロッドの位置を検出する位置検出器と、演算手段と、制御手段と、を具備するプレス装置の制御方法であって、加圧速度と目標荷重を設定する工程と、該設定された加圧速度と目標荷重から、荷重が増加するにしたがって該加圧速度が比例して減速されて該目標荷重到達時に該加圧速度が零になる速度パターンを前記演算手段で演算する工程と、前記制御手段から前記モ−タに指令を出し、前記演算された速度パターンで前記電動シリンダを作動させてワークを加圧する工程と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モ−タの回転により昇降する昇降ロッドを有する電動シリンダを用いたプレス装置の制御方法に関する。

従来、モ−タの回転により昇降する昇降ロッドを有する電動シリンダを用いてワークをプレスする装置は公知にされている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６２−１１４８００号公報（第１頁、第１図）

しかし、特許文献１のような一般的なプレス装置では、ある目標荷重までワークを加圧するといった制御を行う際、目標荷重に到達したら加圧を終了させる制御を行っている。それゆえ、目標荷重に到達してから装置に停止指令を与えると、装置の減速に要する距離だけ余分に加圧し、加圧荷重が目標荷重を超えてしまう。このため、実際の目標荷重より小さな値を目標荷重として設定する、又は、加圧速度を極端に遅くするといった手法で荷重オーバーシュートを減少させることを行っている。しかし、前者では加圧荷重が目標荷重まで到達しない可能性があるという問題があり、後者では加圧にかかる時間が長くなってしまうという問題がある。
本発明は、上記の問題に鑑みて成されたもので、確実に目標荷重まで加圧することができると共に荷重オーバーシュートを零にすることができるプレス装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明におけるプレス装置の制御方法は、モ−タの回転により昇降する昇降ロッドを有する電動シリンダと、前記昇降ロッドに連結された荷重検出器と、前記昇降ロッドの位置を検出する位置検出器と、前記荷重検出器に電気的に接続された演算手段と、該演算手段、前記モ−タ及び位置検出器に電気的に接続された制御手段と、を具備するプレス装置の制御方法であって、加圧速度と目標荷重を設定する工程と、該設定された加圧速度と目標荷重から、荷重が増加するにしたがって該加圧速度が比例して減速されて該目標荷重到達時に該加圧速度が零になる速度パターンを前記演算手段で演算する工程と、前記制御手段から前記モ−タに指令を出し、前記演算された速度パターンで前記電動シリンダを作動させてワークを加圧する工程と、を有することを特徴する。

また本発明におけるプレス装置の制御方法は、前記速度パターンに少なくとも一つの減速率変更点を設定し、前記荷重が増加するにしたがって比例して減速される加圧速度の減速率を該減速率変更点で変更することを特徴する。

本発明は、モ−タの回転により昇降する昇降ロッドを有する電動シリンダと、前記昇降ロッドに連結された荷重検出器と、前記昇降ロッドの位置を検出する位置検出器と、前記荷重検出器に電気的に接続された演算手段と、該演算手段、前記モ−タ及び位置検出器に電気的に接続された制御手段と、を具備するプレス装置の制御方法であって、加圧速度と目標荷重を設定する工程と、該設定された加圧速度と目標荷重から、荷重が増加するにしたがって該加圧速度が比例して減速されて該目標荷重到達時に該加圧速度が零になる速度パターンを前記演算手段で演算する工程と、前記制御手段から前記モ−タに指令を出し、前記演算された速度パターンで前記電動シリンダを作動させてワークを加圧する工程と、を有するようにしたから、確実に目標荷重まで加圧することができると共に荷重オーバーシュートを零にすることができる。また加圧速度を極端に遅くする必要がないため、加圧にかかる時間を短くすることができる等種々の効果がある。

以下、本発明の実施の形態を圧入プレスを例にとり、図面に基づいて詳しく説明する。図１において、下部フレ−ム１の平面四隅上にはガイドロッド２、２が立設されており、該ガイドロッド２、２の上端には上部フレ−ム３が連結されている。そして、該上部フレ−ム３と前記下部フレ−ム１の間位置にはホルダ４ａ、４ａを備えた可動フレ−ム４が配設されている。また前記ホルダ４ａ、４ａ内は前記ガイドロッド２、２が貫通されており、該ホルダ４ａ、４ａは上下摺動可能になっている。

また前記上部フレ−ム３の中央上部には位置検出器としてのエンコ−ダ５ａを付属させた電動シリンダ５が連結されており、該電動シリンダ５はモ−タ５ｂが回転することによって昇降ロッド５ｃが昇降するようになっている。なお該昇降ロッド５ｃの位置は前記エンコ−ダ５ａで検出するようになっている。

そして、該昇降ロッド５ｃの先端には前記可動フレ−ム４を介して荷重検出器としてのロ−ドセル６が連結されており、該ロ−ドセル６の先端にはワ−クＷ１を保持した押圧部材７が連結されている。また前記下部フレ−ム１上における前記ワ−クＷ１の下方にはワ−クＷ２が載置されている。さらに前記ロ−ドセル６は演算手段８に電気的に接続されており、該演算手段８、前記モ−タ５ｂ及び前記エンコ−ダ５ａは制御手段９に電気的に接続されている。

このように構成されたものの作動について説明する。まず、昇降ロッド５ｃを上昇させて押圧部材７にワ−クＷ１を保持させ、下部フレ−ム１上におけるワ−クＷ１の下方にはワ−クＷ２を載置し、図１の状態にする。そして、加圧速度と目標荷重を設定する。なお本発明において加圧速度とは、ワークＷ１、Ｗ２を加圧する速度のことであり、本実施形態において具体的に言えば、昇降ロッド５ｃの下降速度のことである。

次に、該設定された加圧速度と目標荷重から、荷重が増加するにしたがって該加圧速度が比例して減速されて該目標荷重到達時に該加圧速度が零になる速度パターンを演算手段８で演算する。本発明において速度パターンとは、荷重の変化に伴う加圧速度の変化の割合のことをいう。そして、図２の上図に示す勾配線が、前記荷重が増加するにしたがって該加圧速度が比例して減速されて該目標荷重到達時に該加圧速度が零になる速度パターンである。なお図２の下図は、荷重の変化に伴う昇降ロッド５ｃの位置の変化を示すものである。

次に、制御手段９からモ−タ５ｂに指令を出し、該演算された速度パターンで電動シリンダ５を作動させてワークＷ１、Ｗ２を加圧する。この点につき、ここで詳述する。モ−タ５ｂを正回転させて電動シリンダ５の昇降ロッド５ｃを下降させると、ワ−クＷ１がワ−クＷ２に接触した時点から、押圧部材７には反力としての荷重が徐々に加わり始める。この際、時々刻々と増加する該荷重の大きさを前記ロ−ドセル６で検出する。そして、加圧速度が前記演算された速度パターンになるように制御手段９からモ−タ５ｂに指令を出す。このようにして、該荷重が増加するにしたがって該加圧速度が比例して減速されながらワークＷ１、Ｗ２が加圧される。該加圧速度は該目標荷重到達時に零になり、ここでワ−クＷ１のワ−クＷ２への圧入が完了する。

そして、ワ−クＷ１のワ−クＷ２への圧入が完了したら、押圧部材７によるワ−クＷ１の保持を解除した後、モ−タ５ｂを逆回転させて昇降ロッド５ｃを上昇させる。その後、完成製品（ワ−クＷ１及びワ−クＷ２）を下部フレ−ム１上から取り出す。

なお本発明では、前記速度パターンに少なくとも一つの減速率変更点を設定し、前記荷重が増加するにしたがって比例して減速される加圧速度の減速率を該減速率変更点で変更することもできる。以下、前記速度パターンに二つの減速率変更点を設定した実施形態について、上述の実施形態との相違点のみを簡単に説明する。なお本発明において減速率とは、荷重の変化に伴う加圧速度の減少割合のことをいい、より具体的に言えば、図３の上図に示す勾配線の傾き度合のことである。また図３の下図は、荷重の変化に伴う昇降ロッド５ｃの位置の変化を示すものである。

図３の上図に示す速度パターンには、第１減速率変更点Ａ２、第２減速率変更点Ａ３が設定されている。第１減速率変更点Ａ２は任意に選択された第１荷重及び第１速度を設定することにより決定され、第２減速率変更点Ａ３は任意に選択された第２荷重及び第２速度を設定することにより決定される。速度パターンは三つの領域に分けられており、加圧開始点Ａ１から第１減速率変更点Ａ２までが第１領域、第１減速率変更点Ａ２から第２減速率変更点Ａ３までが第２領域、第２減速率変更点Ａ３から加圧終了点Ａ４までが第３領域になっている。

このような場合、ワ−クＷ１がワ−クＷ２に接触した時点から、荷重が増加するにしたがって加圧速度が比例して減速されながらワークＷ１、Ｗ２が加圧されるのであるが、この際、加圧速度の減速率は第１減速率変更点Ａ２及び第２減速率変更点Ａ３で変更される。このため、前記第１、第２、第３領域では各々異なる減速率で加圧速度が減速されることになる。

なお、ここでは前記速度パターンに二つの減速率変更点を設定した実施形態について説明したが、これに限定されるものではなく、減速率変更点は少なくとも一つあればよい。このように、前記速度パターンに少なくとも一つの減速率変更点を設定し、前記荷重が増加するにしたがって比例して減速される加圧速度の減速率を該減速率変更点で変更することにより、該速度パターンを簡単にワーク特性（例えば、ワーク硬さ、ワーク形状等）に合わせたものにすることができるため、より精度のよいプレスが短時間できるという利点がある。

なお本発明の実施形態では、圧入プレスを例にとり説明したが、本発明は、この他にも種々のプレスに適用することができる。適用可能なものとしては、例えば、かしめ用プレス、セラミックス、磁性粉体、焼結金属、プラスチック等の成形プレス、液晶パネル、電子部品等の圧着プレスなどが挙げられる。

また本発明の実施形態では、位置検出器としてエンコーダ５ａを用いたが、これに限定されるものではなく、位置検出器としてリニアスケールを用いるようにしてもよい。

本発明の実施形態を示す概要構成図である。 上図は減速率変更点無しの速度パターンの例を示す図で、下図は、この場合の荷重の変化に伴う昇降ロッドの位置の変化を示す図である。 上図は減速率変更点有りの速度パターンの例を示す図で、下図は、この場合の荷重の変化に伴う昇降ロッドの位置の変化を示す図である。

符号の説明

５ 電動シリンダ
５ａ 位置検出器
５ｂ モ−タ
５ｃ 昇降ロッド
６ 荷重検出器
８ 演算手段
９ 制御手段
Ｗ１ Ｗ２ ワーク

Claims (2)

1. モ−タの回転により昇降する昇降ロッドを有する電動シリンダと、前記昇降ロッドに連結された荷重検出器と、前記昇降ロッドの位置を検出する位置検出器と、前記荷重検出器に電気的に接続された演算手段と、該演算手段、前記モ−タ及び位置検出器に電気的に接続された制御手段と、を具備するプレス装置の制御方法であって、加圧速度と目標荷重を設定する工程と、該設定された加圧速度と目標荷重から、荷重が増加するにしたがって該加圧速度が比例して減速されて該目標荷重到達時に該加圧速度が零になる速度パターンを前記演算手段で演算する工程と、前記制御手段から前記モ−タに指令を出し、前記演算された速度パターンで前記電動シリンダを作動させてワークを加圧する工程と、を有することを特徴するプレス装置の制御方法。
2. 前記速度パターンに少なくとも一つの減速率変更点を設定し、前記荷重が増加するにしたがって比例して減速される加圧速度の減速率を該減速率変更点で変更することを特徴する請求項１記載のプレス装置の制御方法。