JP2007000922A - Control method for transfer device - Google Patents
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Description
本発明は、鍛造プレスで成形されるワークを下流側の金型に順次搬送するトランスファ装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a control method of a transfer device that sequentially conveys a workpiece formed by a forging press to a downstream mold.
鍛造プレスで成形されるワークを下流側の金型に順次搬送するトランスファ装置には、ワークの把持手段が設けられたワークの搬送方向に延びる左右一対の両端支持ビームを、サーボモータの駆動によりワークの搬送方向、左右方向および上下方向に間歇的に移動させるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 In a transfer device that sequentially conveys a workpiece formed by a forging press to a downstream mold, a pair of left and right end support beams extending in the workpiece conveyance direction provided with a workpiece gripping means are driven by a servo motor. Are moved intermittently in the transport direction, left-right direction, and up-down direction (see, for example, Patent Document 1).
このようなトランスファ装置では、ビームの左右方向または上下方向の間歇移動を停止させるときに、細長いビームが慣性力によってその固有振動数で撓み振動し、把持手段によるワークの把持が不安定になって、ワークの把持ミスや把持したワークの落下を誘発することがある。なお、搬送方向の間歇移動を停止させるときは、搬送方向にはビームの剛性が高いので、撓み振動は発生しない。 In such a transfer device, when the intermittent movement of the beam in the left-right direction or the up-down direction is stopped, the elongated beam bends and vibrates at its natural frequency due to inertial force, and the gripping of the workpiece by the gripping means becomes unstable. In some cases, the workpiece may be mishandled or the gripped workpiece may be dropped. When stopping the intermittent movement in the transport direction, since the rigidity of the beam is high in the transport direction, bending vibration does not occur.
なお、板金プレスで成形されるワークを下流側の金型に順次搬送するトランスファ装置には、ワークの把持手段が設けられたワークの搬送方向と直角方向に延びるクロスバーの振動を抑制するために、クロスバーの振動を検出する振動センサを設け、その検出信号に基づいてサーボモータによるクロスバーの駆動をフィードバック制御するようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。 In order to suppress the vibration of the crossbar extending in the direction perpendicular to the workpiece conveying direction, the workpiece is formed on the sheet metal press and transferred to the downstream mold. A vibration sensor that detects the vibration of the crossbar is provided, and the drive of the crossbar by the servo motor is feedback-controlled based on the detection signal (see, for example, Patent Document 2).
上述した鍛造プレスで成形されるワークを搬送するトランスファ装置におけるビームの撓み振動を抑制するためには、ビームの撓み剛性を高めればよいが、ビームの重量が増加して、ビーム自身のコストのみでなく、その支持構造のコストも増加する問題がある。 In order to suppress the bending vibration of the beam in the transfer device that conveys the workpiece formed by the forging press described above, it is only necessary to increase the bending rigidity of the beam, but the weight of the beam increases and the cost of the beam itself is reduced. In addition, there is a problem that the cost of the support structure increases.
なお、特許文献2に記載された板金プレス用のトランスファ装置のクロスバーのように、ビームの振動を検出する振動センサを設け、サーボモータによるクロスバーの駆動をフィードバック制御することも考えられるが、振動現象のフィードバック制御は、振動センサの出力からの加速度の演算時間や、アクチュエータの応答時間等による制御遅れで振動を増幅する恐れがあり、振動を確実に抑制するのが難しい問題がある。また、振動センサを必要とするのでコストが高くなり、ビームを取り替える毎に振動センサをセットする手間がかかる問題もある。さらに、熱間鍛造プレス用のものでは、ワークを把持するビームが高温になるので、振動センサの寿命や信頼性も問題となる。
In addition, like the crossbar of the transfer device for sheet metal press described in
そこで、本発明の課題は、ビームの撓み剛性を高めることなく、かつ、振動センサ等によるフィードバック制御も行なうことなく、トランスファ装置のビームの撓み振動を抑制することである。 Accordingly, an object of the present invention is to suppress the bending vibration of the beam of the transfer device without increasing the bending rigidity of the beam and without performing feedback control using a vibration sensor or the like.
上記の課題を解決するために、本発明は、鍛造プレスで成形されるワークの把持手段が設けられたワークの搬送方向に延びる左右一対の両端支持ビームを、サーボモータの駆動により前記ワークの搬送方向、左右方向および上下方向に間歇的に移動させて、前記ワークを下流側の金型に順次搬送するトランスファ装置の制御方法において、前記ビームの左右方向または上下方向の間歇移動を停止させるときに、前記ビームが慣性力によってその固有振動数で撓み振動するのに同調させて、このビームの撓み振動の半周期の時間、前記ビームの両端支持部を前記停止前の移動方向へ付加的に往復移動させる方法を採用した。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a pair of left and right end support beams extending in a workpiece conveyance direction provided with a workpiece gripping means formed by a forging press. In the control method of the transfer device that moves the workpiece sequentially to the downstream mold by intermittently moving in the direction, left and right direction and up and down direction, when stopping the intermittent movement of the beam in the left and right direction or up and down direction The beam is oscillated at its natural frequency by inertial force, and is oscillated for half a period of the bending vibration of the beam, and the both-end support portions of the beam are additionally reciprocated in the moving direction before the stop. The method of moving was adopted.
すなわち、ビームの左右方向または上下方向の間歇移動を停止させるときに、ビームが慣性力によってその固有振動数で撓み振動するのに同調させて、このビームの撓み振動の半周期の時間、ビームの両端支持部を停止前の移動方向へ付加的に往復移動させることにより、ビームの中央部の撓み振動変位とビームの両端部の支持位置を同調させ、ビームの撓み剛性を高めることなく、かつ、振動センサ等によるフィードバック制御も行なうことなく、トランスファ装置のビームの撓み振動を抑制できるようにした。 That is, when stopping the intermittent movement of the beam in the left-right direction or the up-down direction, the beam is tuned to bend and vibrate at its natural frequency due to the inertial force. By additionally reciprocating the support portions at both ends in the direction of movement before stopping, the deflection vibration displacement at the center of the beam and the support positions at both ends of the beam are synchronized, without increasing the bending rigidity of the beam, and The beam bending vibration of the transfer device can be suppressed without performing feedback control using a vibration sensor or the like.
前記ビームの両端支持部の付加的な往復移動の片道移動量を、前記撓み振動によるビーム中央部の振幅と等しい値に制御することにより、ビームの撓み振動をより効果的に抑制することができる。 By controlling the amount of one-way movement of the additional reciprocating movement of the both-end support part of the beam to a value equal to the amplitude of the beam center part due to the bending vibration, the bending vibration of the beam can be more effectively suppressed. .
本発明のトランスファ装置の制御方法は、ビームの左右方向または上下方向の間歇移動を停止させるときに、ビームが慣性力によってその固有振動数で撓み振動するのに同調させて、このビームの撓み振動の半周期の時間、ビームの両端支持部を停止前の移動方向へ付加的に往復移動させるようにしたので、ビームの中央部の撓み振動変位とビームの両端部の支持位置を同調させて、ビームの撓み剛性を高めることなく、かつ、振動センサ等によるフィードバック制御も行なうことなく、トランスファ装置のビームの撓み振動を抑制することができる。 According to the control method of the transfer device of the present invention, when the intermittent movement of the beam in the left-right direction or the up-down direction is stopped, the beam is tuned to bend and vibrate at its natural frequency due to inertial force. During the half-cycle time, the beam support at both ends of the beam was additionally reciprocated in the direction of movement before stopping, so the bending vibration displacement at the center of the beam and the support position at both ends of the beam were synchronized, The beam bending vibration of the transfer device can be suppressed without increasing the beam bending rigidity and without performing feedback control using a vibration sensor or the like.
前記ビームの両端支持部の付加的な往復移動の片道移動量を、撓み振動によるビーム中央部の振幅と等しい値に制御することにより、ビームの撓み振動をより効果的に抑制することができる。 By controlling the amount of one-way movement of the additional reciprocating movement of the beam both-end support part to a value equal to the amplitude of the beam center part due to the bending vibration, the bending vibration of the beam can be more effectively suppressed.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図1(a)、(b)および図2は、本発明に係る制御方法を適用したトランスファ装置1を備えた熱間鍛造用のトランスファプレスを示す。このトランスファプレスは、ラム11がクランク軸(図示省略)の回転で昇降するクランク式のものであり、ラム11とベース12とに5組の上下金型Q1〜Q5が上流側から下流側へ並べて配列されており、上流側から下流側へ延びるトランスファ装置1の左右一対のビーム2によって、供給台13に供給されるワークW0が順次下流側の金型Q1〜Q5に搬送され、順にワークW1〜W5として鍛造成形される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A, 1B, and 2 show a transfer press for hot forging provided with a
前記一対のビーム2には、各ワークW0〜W5の把持手段としての6対のフィンガ3が設けられており、最下流の上下金型Q5で成形されたワークW5は、製品として排出台14に排出される。図示は省略するが、鍛造成形された各ワークW1〜W5は、ノックアウトピンによって各下金型Q1〜Q5から浮かされたのち、一対のビーム2の各フィンガ3で把持されるようになっている。
The pair of
前記トランスファ装置1は、図3に示すように、左右一対のビーム2をそれぞれ搬送方向、左右方向および上下方向へ移動させるように駆動するサーボモータ4a、4b、4cを有し、これらの回転駆動力がそれぞれボールねじ5a、5b、5cを介して、そのナット6a、6b、6cの往復運動に変換され、各ビーム2に伝達される。また、各サーボモータ4a、4b、4cの駆動は、ラム11の駆動も制御するコントローラ10で制御されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
前記各ビーム2の両端部は、左右方向へ駆動する2台のサーボモータ4bにそれぞれ連結されたボールねじ5bのナット6bに支持されており、各ボールねじ5bは上流側と下流側の支持台7に取り付けられている。各支持台7は、上下方向へ駆動する2台のサーボモータ4cにそれぞれ連結されたボールねじ5cのナット6cに取り付けられた昇降台8上に設けられ、上流側の支持台7が、搬送方向へ駆動する1台のサーボモータ4aに連結されたボールねじ5aのナット6aに連結されている。
Both ends of each
前記各サーボモータ4a、4b、4cはコントローラ10によって駆動され、図4に示すように、前記ラム11を昇降させるクランク軸の1回転の間に、一対のビーム2は、それぞれフィードストローク曲線F、クランプストローク曲線Cおよびリフトストローク曲線Lに沿って、搬送方向、左右方向および上下方向へ1サイクルずつ間歇的に移動する。
Each of the
図5に模式的に示すように、前記一対のビーム2は、搬送方向の中間の上昇位置で左右に開けられた待機状態(P1)から、後退、下降するとともに左右方向へ接近するように移動して各ワークW0〜W5をフィンガ3で把持し(P2)、つぎに、搬送方向へ前進したのち(P3)、左右方向へ離反して把持した各ワークW0〜W5をフィンガ3から開放する(P4)。こののち、一対のビーム2は上昇、後退して待機状態(P1)に戻る。これらの動作を繰り返すことにより、各ワークW0〜W5が一段ずつ下流側の各金型Q1〜Q5と排出台14に順次搬送される。なお、図4に示したストローク曲線のグラフには、これらの各状態P1〜P4がラム11のストロークの位相に対応する位置を表示した。
As schematically shown in FIG. 5, the pair of
図6(a)は、図4に示した各ビーム2を左右方向へ移動させるクランプストローク曲線Cの停止位置C1の近傍を拡大して示す。この停止位置C1には、各ビーム2の間歇移動を停止させるときに図7(a)に示すように慣性力で発生する撓み振動に同調させて、ビーム2の撓み振動の半周期(T/2)の時間、ビーム2の両端支持部を停止前の移動方向へ付加的に往復移動させる付加的往復移動が付与されている。この付加的往復移動の片道移動量Sは、ビーム2の中央部の振幅と等しい値に制御されるようになっている。したがって、図7(b)に示すように、ビーム2の両端支持部が移動量Sだけ往路を移動したときに撓み振動が抑制され、図7(c)に示すように、撓み振動が抑制された状態で復路を移動して、元のクランプストローク曲線C上に戻る。図示は省略するが、図4に示したクランプストローク曲線Cの2番目の停止位置C2、およびリフトストローク曲線Lの2つの停止位置L1、L2でも、同様の付加的往復移動が付与されている。
FIG. 6A shows an enlarged view of the vicinity of the stop position C1 of the clamp stroke curve C that moves each
図6(b)は、図6(a)に示したクランプストローク曲線Cの付加的往復移動の変形例を示す。この変形例では、前記停止位置C1から付加的往復移動の付与開始点までの間に、ビーム2の撓み振動の1周期Tの長さ分だけタイムラグが設けられている点のみが異なる。したがって、この変形例では、ビーム2の撓み振動が2回目の振動から抑制される。
FIG. 6B shows a modification of the additional reciprocating movement of the clamp stroke curve C shown in FIG. This modification differs only in that a time lag is provided for the length of one cycle T of the bending vibration of the
上述した実施形態では、ビームの撓み振動を抑制する付加的往復移動の片道移動量Sを、ビーム中央部の振幅と等しい値に制御するようにしたが、片道移動量Sは振幅の値と異なってもよい。ただし、片道移動量Sをビーム中央部の振幅に制御することにより、最も効果的にビームの撓み振動を抑制することができる。 In the above-described embodiment, the one-way movement amount S of the additional reciprocation that suppresses the bending vibration of the beam is controlled to a value equal to the amplitude at the center of the beam, but the one-way movement amount S is different from the amplitude value. May be. However, the deflection vibration of the beam can be most effectively suppressed by controlling the one-way movement amount S to the amplitude at the center of the beam.
実施例として、図4に示したリフトストローク曲線Lの2つの停止位置L1、L2で片道移動量Sの付加的往復移動を付与したときのビーム2の撓み振動を測定した。比較例として、これらの付加的往復移動を付与しないときのビーム2の撓み振動も測定した。ビームの撓み振動の測定は、ビームの中央部に加速度計を取り付けることによって行なった。
As an example, the bending vibration of the
図8(a)、(b)は、それぞれ実施例と比較例におけるビームの撓み振動の測定結果を示す。図8(a)に示す実施例では、ビームの下降時および上昇時に発生する振動加速度αが、付加的往復移動を付与されたそれぞれの停止位置L1、L2で大きく減衰し、その後の停止状態で著しく撓み振動が抑制されている。これに対して、図8(b)に示す比較例では、ビームの下降時および上昇時に発生する振動加速度αが各停止位置L1、L2でそのまま持続し、その後の停止状態で少しずつ自然減衰している。これらの振動測定結果より、ビームの左右方向や上下方向への移動停止時に付加的往復移動を付与するようにした本発明に係るトランスファ装置の制御方法は、ビームの撓み振動を効果的に抑制できることが分かる。 FIGS. 8A and 8B show measurement results of the bending vibration of the beam in the example and the comparative example, respectively. In the embodiment shown in FIG. 8A, the vibration acceleration α generated when the beam is lowered and raised is greatly attenuated at each of the stop positions L1 and L2 to which additional reciprocation is given, and in the subsequent stop state. The bending vibration is remarkably suppressed. On the other hand, in the comparative example shown in FIG. 8B, the vibration acceleration α generated when the beam descends and ascends as it is at the stop positions L1 and L2, and gradually attenuates gradually in the subsequent stop state. ing. From these vibration measurement results, the control method of the transfer device according to the present invention, which gives additional reciprocation when the movement of the beam in the horizontal direction or vertical direction is stopped, can effectively suppress the bending vibration of the beam. I understand.
1 トランスファ装置
2 ビーム
3 フィンガ
4a、4b、4c サーボモータ
5a、5b、5c ボールねじ
6a、6b、6c ナット
7 支持台
8 昇降台
10 コントローラ
11 ラム
12 ベース
13 供給台
14 排出台
Q1〜Q5 金型
W0〜W5 ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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Cited By (2)
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-
2005
- 2005-06-27 JP JP2005186869A patent/JP4152970B2/en active Active
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