JP2011189361A - ばね成形機及びその制御用プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のばね成形機10は、フィードバック制御の補正ゲインを乗じる対象を、連続した一定複数個平均の偏差ΔLとしたので、各コイルばね91毎の実測コイル長のばらつきや突発的な異常値によるフィードバック制御への影響が抑えられる。これにより、従来より確実に補正ゲインとして適した値(Kc)を選定することができると共に、その選定後の補正ゲイン(Kc)でコイルばね91を量産したときも、突発的な異常による不良品多数発生等の従来の問題点が解消され、良品率が向上する。
【選択図】図6
Description
請求項1及び6の発明では、フィードバック制御の補正ゲインを乗じる対象を連続した一定複数個平均の偏差としたので、各コイルばね毎の実測コイル長のばらつきや突発的な異常値によるフィードバック制御への影響が抑えられる。これにより、従来より確実に補正ゲインとして適した値を選定することができると共に、その選定後の補正ゲインでコイルばねを量産したときも、突発的な異常による不良品多数発生等の従来の問題点が解消され、良品率が向上する。しかも、複数のゲイン候補値と複数の平均個数候補値の任意の組み合わせのうちから工程能力指数が最も大きくなる組み合わせのゲイン候補値及び平均個数候補値を補正ゲイン及び平均算出個数に選定するので、平均算出個数の値を補正ゲインの値に対して適した値にすることができる。
請求項2及び7の発明では、工程能力指数が基準指数以上になった時点で、補正ゲインの値及び平均算出個数の値を固定してコイルばねを成形するので、試作的に補正ゲイン及び平均算出個数を変更して工程能力指数を基準指数より下げてしまう危険を回避することができる。
請求項3及び8の発明では、平均算出個数の値及び補正ゲインの値を一度固定してコイルばねを量産している間にも工程能力指数を監視し、工程能力指数が監視基準指数より小さいと判別されたときに補正ゲインの値と平均算出個数の値とを選定し直すので、長期間に亘って良品率を高く維持することができる。
請求項4及び9の発明では、フィードバックされるピッチツールの位置の補正量ΔYを、ΔY=K・ΔL・|ΔL|、の式の如く、偏差ΔLを二乗して補正ゲインKに乗じて求めているので、単に偏差ΔLと補正ゲインKとを乗じて補正量ΔYを求めた場合に比べて偏差ΔLが大きいときには、ピッチツールの位置を大きく補正して偏差ΔLを急速に減少させることができる一方、偏差ΔLが小さいときにはピッチツールの位置の補正量を抑えて、ピッチツールのハンチングを防ぐことができる。
請求項5及び10の発明では、実測コイル長が目標コイル長に対して許容誤差範囲内に収まった良品のコイルばねのみを集めて後工程に送ることができる。
以下、本発明に係る第1実施形態を図1〜図8に基づいて説明する。図1に示したばね成形機10は、鉛直に起立した基台11に、線材送給装置20、1対の上下直動機構30,30、1対の傾斜直動機構40,40等を組み付けてなる。線材送給装置20は、基台11の前面に配置されて、上下に並んだ1対のローラ21,21を備えている。線材送給装置20のうちローラ21,21同士の接合部分からは水平方向の一方側(図1の右側)に線材ガイド12(一般に、「クイル」と呼ばれている)が延ばされ、その線材ガイド12には、両ローラ21,21の共通した接線上に線材挿通孔(図示せず)が貫通形成されている。そして、ローラ21,21の間に線材90を挟持し、送給用サーボモータ22(図4参照)を駆動源にしてこれらローラ21,21を対称回転することで、線材90が図1における右側に送給されて線材ガイド12の先端から送り出される。なお、本実施形態のばね成形機10で成形する線材90は、断面が円形になっている。
本実施形態は、図9に示されており、前記第1実施形態とはサンプリング処理(S130)の構成のみが異なる。具体的には、第1実施形態のサンプリング処理(S30)では、補正ゲインと平均算出個数の候補値K,mの全ての組み合わせの工程能力指数Cpkを演算してから、それらのうち最も工程能力指数Cpkが大きくなる候補値K,mの組み合わせを選定していたが(S47)、本実施形態のサンプリング処理(S130)では、図9に示すように、補正ゲインと平均算出個数の候補値K,mの組み合わせを設定する毎に工程能力指数Cpkが予め設定された基準指数P2以上であるか否かを判別し(S50)、その判別の結果、工程能力指数Cpkが基準指数P2以上であったときには(S50:YES)、そのときの候補値K,mを、最適な補正ゲインKc及び最適な平均算出個数Mcに選定し(S51)、サンプリング処理(S130)から抜ける構成になっている。その他の構成に関しては、第1実施形態と同じである。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、上記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
14 ピッチツール
17 検長器
61 CPU(制御用コンピュータ)
64 フラッシュメモリ
90 線材
91 コイルばね
Cpk,Cpu,Cpd 工程能力指数
P1 監視基準指数
P2 基準指数
PG1 制御プログラム
Sd 下側規格値
Su 上側規格値
e 公差
ΔY 補正量
Claims (10)
- 一定長ずつ間欠的に送給される線材からコイルばねを順次成形すると共に、それらコイルばねの目標コイル長に対する実測コイル長の偏差を自動計測し、連続した一定複数個平均の偏差に補正ゲインを乗じた乗算値を使用して、成長途中の前記コイルばねに押し付けられるピッチツールの位置を補正することで前記実測コイル長を前記目標コイル長に近づけるようにフィードバック制御するばね成形機であって、
前記補正ゲインの値を予め定められた複数のゲイン候補値の中から何れか1つに順次切り替えると共に、前記一定複数個平均の偏差を求めるための平均算出個数の値を予め設定された複数の平均個数候補値の中から何れか1つに順次切り替えて前記ゲイン候補値と前記平均個数候補値との組み合わせを変更しかつ各組み合わせ毎に予め定められた所定複数個ずつの前記コイルばねを成形するデータ変動生産モードと、前記補正ゲインの値及び前記平均算出個数の値を固定して前記コイルばねを成形するデータ固定生産モードとに切り替え可能に構成されると共に、
前記データ変動生産モードで作動し、前記ゲイン候補値と前記平均個数候補値との各組み合わせ毎に、前記所定複数個の前記コイルばねのコイル長に係る工程能力指数を演算する工程能力指数演算手段と、
前記データ変動生産モードで作動し、前記工程能力指数が最も大きい前記組み合わせの前記ゲイン候補値及び前記平均個数候補値を、前記データ固定生産モードで固定される前記補正ゲインの値及び前記平均算出個数の値に選定するデータ比較選定手段とを備えたことを特徴とするばね成形機。 - 前記データ比較選定手段は、前記工程能力指数を演算する度に、前記工程能力指数が予め設定された基準指数以上であるか否かを判別し、その判別の結果、前記工程能力指数が前記基準指数以上であったときに前記データ変動生産モードによる前記コイルばねの成形を中止しかつそのときの前記ゲイン候補値及び前記平均個数候補値を、前記データ固定生産モードで固定される前記補正ゲインの値及び前記平均算出個数の値に選定することを特徴とする請求項1に記載のばね成形機。
- 前記データ固定生産モードで作動し、予め定められた連続複数個の前記コイルばねのコイル長に係る工程能力指数を演算して、その工程能力指数が予め定められた監視基準指数より小さいか否かを判別する工程能力指数監視手段と、
前記データ固定生産モードで前記工程能力指数監視手段により前記工程能力指数が前記監視基準指数より小さいと判別されたときに前記データ変動生産モードに切り替えると共に、前記データ変動生産モードで前記データ比較選定手段により前記補正ゲインの値及び前記平均算出個数の値に固定される前記ゲイン候補値及び前記平均個数候補値が選定されたときに前記データ固定生産モードに切り替える自動切替手段とを備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のばね成形機。 - 前記一定複数個平均の偏差をΔL、前記補正ゲインをKとしたときに、
ΔY=K・ΔL・|ΔL|
、で演算される補正量ΔYだけ、前記ピッチツールの位置を予め設定された基準ツール位置から移動するように前記フィードバック制御を行う構成としたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1の請求項に記載のばね成形機。 - 前記実測コイル長が許容誤差範囲から外れたコイルばねと、前記実測コイル長が前記許容誤差範囲内のコイルばねとを分別するワーク分別手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1の請求項に記載のばね成形機。
- 一定長ずつ間欠的に送給される線材からコイルばねを順次成形しかつそれらコイルばねの目標コイル長に対する実測コイル長の偏差を自動計測し、連続した一定複数個平均の偏差に補正ゲインを乗じた乗算値を使用して、成長途中の前記コイルばねに押し付けられるピッチツールの位置を補正することで前記実測コイル長を前記目標コイル長に近づけるようにフィードバック制御するばね成形機の制御用コンピュータによって実行され、その制御用コンピュータを、
前記補正ゲインの値を予め定められた複数のゲイン候補値の中から何れか1つに順次切り替えると共に、前記一定複数個平均の偏差を求めるための平均算出個数の値を予め設定された複数の平均個数候補値の中から何れか1つに順次切り替えて前記ゲイン候補値と前記平均個数候補値との組み合わせを変更しかつ各組み合わせ毎に予め定められた所定複数個ずつの前記コイルばねをばね成形機に成形させるデータ変更制御手段、
前記ゲイン候補値と前記平均個数候補値との各組み合わせ毎に、前記所定複数個の前記コイルばねのコイル長に係る工程能力指数を演算しかつ、前記工程能力指数が最も大きかった前記組み合わせの前記ゲイン候補値及び前記平均個数候補値を選定するデータ変動制御手段、
前記データ変動制御手段で選定された前記ゲイン候補値及び前記平均個数候補値を前記補正ゲインの値及び前記平均算出個数の値に固定した状態で前記コイルばねをばね成形機に成形させるデータ固定制御手段、として機能させることを特徴とするばね成形機制御用プログラム。 - 前記データ変動制御手段は、前記工程能力指数を演算する度に、前記工程能力指数が予め設定された基準指数以上であるか否かを判別し、その判別の結果、前記工程能力指数が前記基準指数以上であったときに前記データ変動制御手段により前記コイルばねの成形を中止しかつそのときの前記ゲイン候補値及び前記平均個数候補値を、前記データ固定制御手段により固定される前記補正ゲインの値及び前記平均算出個数の値に選定することを特徴とする請求項6に記載のばね成形機制御用プログラム。
- 前記データ固定制御手段が複数のコイルばねを順次成形している間に、予め定められた連続複数個の前記コイルばねのコイル長に係る工程能力指数を演算して、その工程能力指数が予め定められた監視基準指数より小さいか否かを判別する工程能力指数監視手段、
前記工程能力指数監視手段により前記工程能力指数が前記監視基準指数より小さいと判別されたときに前記データ固定制御手段を停止しかつ前記データ変動制御手段を起動し、その起動したデータ変動制御手段が前記ゲイン候補値及び前記平均個数候補値を選定したときに前記データ変動制御手段を停止して前記データ固定制御手段を起動する自動切替手段、として前記制御用コンピュータを機能させることを特徴とする請求項6又は7に記載のばね成形機制御用プログラム。 - 前記一定複数個平均の偏差に基づいて前記フィードバック制御を行って前記ピッチツールの位置を補正するための補正量を、前記一定複数個平均の偏差をΔL、前記補正ゲインをKとしたときに、
ΔY=K・ΔL・|ΔL|
、の式の前記ΔYとして演算する補正量演算手段、として前記制御用コンピュータを機能させることを特徴とする請求項6乃至8の何れか1の請求項に記載のばね成形機制御用プログラム。 - 前記実測コイル長が許容誤差範囲から外れたコイルばねと、前記実測コイル長が前記許容誤差範囲内のコイルばねとをばね成形機に分別させるワーク分別制御手段として前記制御用コンピュータを機能させることを特徴とする請求項6乃至9の何れか1の請求項に記載のばね成形機制御用プログラム。
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