JP2013220429A - 機械プレスのスライドモーション制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械プレスにおいて、スライドモーションの変更を簡単に、かつスライドの可変速応答性を格段に向上させることができるようにする。
【解決手段】機械プレスのコンロッドにより駆動される被駆動体に対してスライドを上下動可能に設けるとともに、被駆動体に対してスライドを相対的に移動させる駆動機構を設ける。スライド相対位置指令器５１から指令される相対位置指令信号と、スライド相対位置検出器５８により検出されるコンロッド先端部を基準にしたスライドの相対位置検出信号とに基づいてサーボモータ３のトルク指令を生成し、前記駆動機構を動作させるサーボモータ３を制御することにより、スライドの位置を制御（コンロッドによるスライドモーションとは異なるスライドモーションに変更）可能にする。
【選択図】 図２

Description

本発明は機械プレスのスライドモーション制御装置に係り、特にクランクやリンク機構で駆動される機械プレスのスライドを、コンロッド先端部に対して制御する技術に関する。

従来、この種の機械プレスとして、特許文献１、２に記載のものがある。

特許文献１に記載のプレス機は、クランク軸とスライドとを連結する連接部材（コンロッド）の先端部とスライドとの間に油圧シリンダ機構を配置し、機械プレスの主軸が上死点位置から１８０°回転した位置で、主軸を回転させるためのサーボモータを停止させるとともに、圧油を油圧シリンダ機構に供給してスライドを更に押し下げるようにしている。

即ち、特許文献１に記載の発明は、サーボモータにより駆動されるクランク機構等の機械式のメカニズムによるプレス加工と、スライドの下死点近傍における油圧シリンダ機構によるプレス加工とを行う複合型（ハイブリッド型）のプレス機であり、特にプレス機の主軸が上死点位置から１８０°回転した位置まで機械式のメカニズムによるプレス加工を行い、その後、クランク軸を回転させるためのサーボモータを停止させるとともに、コンロッド先端部とスライドとの間に内蔵された油圧シリンダ機構によりスライドを動作させ、いわゆる“決め押し”、あるいは“胴突き”加工を行うものである。これにより、被加工物の深絞り加工を可能にし、また、油圧シリンダ機構によって被加工物をゆっくりとプレス加工することにより、被加工物に割れ等が生じないようにし、また、スプリングバックが生じるのを防止するようにしている。

特許文献２に記載の加圧装置は、第１の駆動手段（第１のねじ機構又はクランク機構）により第１のスライダを予め設定された位置まで移動させ、第１のスライダに対して相対的に移動する第２の駆動手段（第２のねじ機構）により第２のスライダを所定の位置（定点位置）まで移動させることにより、第２のスライダと基板との間に存在する被加圧体を加圧するようにしている。

特許文献２に記載の発明は、第１のスライダを駆動する第１の駆動手段と第２のスライダを駆動する第２の駆動手段の２つの駆動手段を使用し、第１の駆動手段として第１のスライダを予め設定された位置（定点加工位置の近傍）まで短時間で移動できるもの（ねじ機構の場合には、ピッチの大きいもの）を使用し、第２の駆動手段として第２のスライダを定点位置に精度よく位置決めできるもの（ねじ機構の場合には、ピッチが小さいもの）を使用し、定点加工位置での位置決め精度を向上させるとともに、大きな加圧力を得ることができるようにしている。

特開２０１１−１９４４６６号公報 特開２００１−０６２５９７号公報

特許文献１に記載のプレス機の制御装置は、サーボモータで駆動されるクランク機構の主軸が、上死点位置から１８０°回転した位置で該サーボモータを停止させ、この停止中に前記油圧シリンダ装置に圧油を供給して、スライドを最も押し下げた位置まで移動させる制御を行っているが、プレス加工中にスライドの位置を連続的に位置制御していない。

同様に、特許文献２に記載の加圧装置は、第２のスライダの位置を検出する位置検出装置（リニアスケール）を有し、位置検出装置により検出された位置信号に基づいて第１のスライダに対して所定の位置関係に固定された第２のスライダが、初期位置Ｈ０から予め設定された位置Ｈ１に達するまで第１のスライダを移動させ、続いて、第２の駆動手段により第２のスライダを位置Ｈ１から所定の位置Ｈ（定点位置）まで移動させているが、位置検出装置は、第２のスライダの位置のみを検出するため、第１、第２の駆動手段により第１、第２のスライダを同時に移動させて、第２のスライダの位置を制御することができない。

また、特許文献１には、サーボモータでクランク機構を駆動するプレス機（サーボプレス）が記載されている。一般に、サーボプレスは、スライドの位置やスピードなどを任意に設定することができるが、スライドの質量、サーボモータの回転軸及びクランク軸のイナーシャが大きいため、スライドの可変速応答性が低いという問題がある。特許文献１に記載の発明は、機械プレスの主軸が上死点位置から１８０°回転した位置で、主軸の回転（サーボモータ）を停止させ、特許文献２に記載の発明は、スライドが所定の位置に到達すると、第１の駆動手段を停止させているが、これらの停止制御を精度よく、かつ高速応答性が得られるように実現することはできない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、クランクやリンク駆動式の機械プレスにおいて、スライドモーションの変更を簡単、コンパクト及び安価に実現することができ、かつ従来のクランク軸をサーボモータで駆動するサーボプレスに対してスライドの可変速応答性を格段に向上させることができる機械プレスのスライドモーション制御装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明の一の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置は、機械プレスのコンロッドを介して駆動力が伝達される被駆動体に対して相対的に上下動可能に配設されたスライドと、前記被駆動体に対する前記スライドの相対的な位置を示す相対位置指令を出力する相対位置指令手段と、前記被駆動体に対する前記スライドの相対的な位置を検出し、検出した相対的な位置を示す相対位置検出信号を出力する相対位置検出手段と、サーボモータと、前記サーボモータの駆動力により前記被駆動体に対して前記スライドを相対的に移動させる駆動機構と、前記相対位置指令手段から出力された相対位置指令信号と前記相対位置検出手段から出力される相対位置検出信号とに基づいて前記サーボモータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明の一の態様によれば、前記相対位置指令手段から出力される相対位置指令信号と前記相対位置検出手段から出力される相対位置検出信号とに基づいて前記駆動機構のサーボモータを制御し、該サーボモータの駆動力により被駆動体に対してスライドを相対的に移動させるようにしたため、機械プレスのコンロッドを介して駆動力が伝達されて駆動される被駆動体とは独立して、その被駆動体に対するスライドの相対位置を制御することができる。

現在主流のクランク軸をサーボモータで駆動する機械プレス（サーボプレス）の場合には、スライドモーションを変更することができるが、その可変速応答性が低く、一方、クランク軸をフライホイールで駆動する一般的な機械プレスではスライドモーションを変更することができないが、本発明の一の態様では、被駆動体とは独立して、被駆動体に対するスライドの相対位置を制御するようにしたため、被駆動体の位置とスライドの相対位置とからスライドの位置を制御することができる。特に、被駆動体の位置制御の可変速応答性が低く、又は可変制御できない場合であっても、被駆動体に対して相対的に上下動可能に配設されたスライドは、被駆動体に比べて質量が小さく、被駆動体を駆動する回転駆動機構のイナーシャの影響を受けないため、スライドの相対位置（スライドモーション）は、被駆動体の位置の制御に比べて応答性に優れている。

本発明の他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記機械プレスは、前記コンロッドを介して前記被駆動体を、少なくともプレス加工期間連続的に移動させることを特徴としている。即ち、プレス加工期間中に被駆動体を停止させる等の制御は行われず、被駆動体は、通常の機械プレスのスライドと同様に動作するものである。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記相対位置指令手段は、前記被駆動体の移動中の所定期間、該被駆動体の移動位置に対応する相対位置指令信号を出力することを特徴としている。これにより、移動中の被駆動体に対してスライドの相対位置を制御し、被駆動体の位置と該被駆動体に対するスライドの相対位置とによりスライドの位置が制御されることになる。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記サーボモータの角速度を検出する角速度検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記相対位置指令信号と前記相対位置検出信号との偏差に対応する第１の操作量と、前記角速度検出手段により検出された角速度信号との偏差に対応する第２の操作量に基づいて前記サーボモータを制御することを特徴している。これにより、動的安定性を確保する（遅れた位相を戻す）ようにしている。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記相対位置指令手段は、前記スライドの目標速度指令信号を出力する目標速度指令手段と、前記被駆動体の速度を検出する速度検出手段と、前記目標速度指令手段により指令された目標速度指令信号と前記速度検出手段により検出された被駆動体の速度信号との差分を算出する減算器と、前記減算器により算出された差分を積分する積分器とを有し、前記積分器により積分された積分信号を前記相対位置指令信号として出力することを特徴としている。これにより、前記スライドの目標速度指令信号から前記相対位置指令信号を簡単に生成することができる。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記相対位置指令手段は、前記スライドの目標位置指令信号を出力する目標位置指令手段と、前記被駆動体の位置を検出する位置検出手段と、前記目標位置指令手段により指令された目標位置指令信号と前記位置検出手段により検出された被駆動体の位置信号との差分を算出する減算器とを有し、前記減算器により算出された差分信号を前記相対位置指令信号として出力することを特徴としている。これにより、前記スライドの目標位置指令信号と前記検出された被駆動体の位置信号とから前記相対位置指令信号を簡単に生成することができる。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記相対位置指令手段は、前記スライドの第１の目標位置指令信号を出力する第１の目標位置指令手段と、前記被駆動体の第２の目標位置指令信号を出力する第２の目標位置指令手段と、前記第１の目標位置指令手段から出力される第１の目標位置指令信号と前記第２の目標位置指令手段から出力される第２の目標位置指令信号との差分を算出する減算器とを有し、前記減算器により算出された差分信号を前記相対位置指令信号として出力することを特徴としている。前記スライドの第１の目標位置指令信号と前記被駆動体の第２の目標位置指令信号とから前記相対位置指令信号を簡単に生成することができる。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記相対位置検出手段は、前記スライドの位置を検出するスライド位置検出手段と、前記被駆動体の位置を検出する被駆動体位置検出手段と、前記スライド位置検出手段から出力されるスライド位置検出信号と、前記被駆動体位置検出手段から出力される被駆動体位置検出信号との差分を算出する減算器とを有し、前記減算器により算出された差分信号を前記相対位置検出信号として出力することを特徴としている。これにより、前記被駆動体に対するスライドの相対位置を直接検出する位置検出手段を設けることなく、前記相対位置を検出することができる。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記駆動機構は、前記スライド内に設けられたシリンダ−ピストン機構と、前記サーボモータにより駆動され、前記シリンダ−ピストン機構の液圧室に圧液を供給する液圧ポンプ／モータと、から構成されることを特徴としている。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記駆動機構は、前記被駆動体と前記スライドとの間に設けられたねじ部とナット部とからなるねじ機構と、前記ねじ部又はナット部に前記サーボモータの駆動力を伝達する動力伝達手段と、から構成されることを特徴としている。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記駆動機構は、前記被駆動体と前記スライドとの間に設けられたラック・アンド・ピニオン機構と、前記ラック・アンド・ピニオン機構のピニオンに前記サーボモータの駆動力を伝達する動力伝達手段と、から構成されることを特徴としている。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置は、機械プレスのコンロッドを介して駆動力が伝達される被駆動体に対して上下動可能に配設されたスライドと、前記被駆動体に対する前記スライドの相対的な位置を示す相対位置指令を出力する相対位置指令手段と、前記被駆動体に対する前記スライドの複数箇所の相対的な位置をそれぞれ検出し、検出した相対的な位置を示す相対位置検出信号をそれぞれ出力する複数の相対位置検出手段と、複数のサーボモータと、前記複数のサーボモータの駆動力により前記被駆動体に対し、前記スライドを相対的に移動させる複数の駆動機構と、前記相対位置指令手段から出力された相対位置指令信号と前記複数の相対位置検出手段から出力される複数の相対位置検出信号とに基づいて前記複数のサーボモータをそれぞれ制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。これにより、スライドに偏心荷重がかってもスライドが傾かないようにすることができる。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記スライドは、前記被駆動体に対してそれぞれ上下動可能に配設された複数のインナースライドであり、前記複数の相対位置検出手段は、それぞれ前記被駆動体に対する前記複数のインナースライドの相対的な位置を検出し、前記複数の駆動手段は、前記複数のインナースライドをそれぞれ独立して相対的に移動させることを特徴としている。

本発明の更に他の態様に係る機械プレスのスライドモーション制御装置において、前記相対位置指令手段は、前記被駆動体に対する前記複数のインナースライドの相対的な位置を示す相対位置指令をそれぞれ出力し、前記制御手段は、前記相対位置指令手段から出力される前記複数のインナースライドに対応する複数の相対位置指令信号と前記複数の相対位置検出手段から出力される複数の相対位置検出信号とに基づいて前記複数のサーボモータをそれぞれ制御することを特徴としている。これにより、複数のインナースライドの位置を個別に制御することができ、プレス加工される材料の厚みが部分的に異なる場合でも機械プレスに大きな偏心荷重が作用しないようにすることができる。

本発明によれば、機械プレスのコンロッドを介して駆動力が伝達される被駆動体に対して相対的に上下動可能に配設されたスライドを、前記被駆動体に対するスライドの相対位置を示す相対位置指令信号と、相対位置検出手段により検出される相対位置検出信号とに基づいて、前記被駆動体に対して前記スライドを相対的に移動させる駆動機構のサーボモータを制御するようにしたため、機械プレスのコンロッドを介して駆動力が伝達されて駆動される被駆動体とは独立して、その被駆動体に対するスライドの相対位置を制御することができる。特に、被駆動体に対して相対的に上下動可能に配設されたスライドは、被駆動体に比べて質量が小さく、被駆動体を駆動する回転駆動機構等のイナーシャの影響を受けないため、スライドの可変速応答性を格段に向上させることができる。

本発明に係る機械プレスのスライドモーション制御装置の第１の実施形態が適用される機械プレス及びスライドモーション制御装置の油圧回路を含む駆動機構を示す構成図 図１に示した機械プレスのスライドモーション制御装置の制御部の第１の実施形態を示すブロック図 スライド相対位置指令器の実施形態を示すブロック図 ボルスタ基準スライド速度及び位置、コンロッド基準スライド速度及び位置、及びコンロッド先端部の速度及び位置を示す波形図 ボルスタ基準スライド位置、コンロッド基準スライド位置、及びコンロッド先端部の位置を示す波形図 スライド相対位置指令器の他の実施形態を示すブロック図 本発明に係る機械プレスのスライドモーション制御装置の第２の実施形態が適用される機械プレス及びスライドモーション制御装置の油圧回路を含む駆動機構を示す構成図 図７に示した機械プレスのスライドモーション制御装置の制御部の第２の実施形態を示すブロック図 本発明に係る機械プレスのスライドモーション制御装置の第３の実施形態が適用される機械プレス及びスライドモーション制御装置の駆動機構（ねじ機構）を示す構成図 図９に示した機械プレスのスライドモーション制御装置の制御部の第３の実施形態を示すブロック図 本発明に係る機械プレスのスライドモーション制御装置の第４の実施形態が適用される機械プレス及びスライドモーション制御装置の駆動機構（ラック・アンド・ピニオン機構）を示す構成図 本発明に係る機械プレスのスライドモーション制御装置の第５の実施形態が適用される機械プレス及びスライドモーション制御装置の油圧回路を含む駆動機構を示す構成図 図１２に示した機械プレスのスライドモーション制御装置の制御部の実施形態を示すブロック図 従来の機械プレスにおいて、偏心荷重が作用した場合の問題点を説明するために用いた図 第５の実施形態の機械プレスのスライドモーション制御装置において、機械プレスに偏心荷重が作用しない様子を示す図 成形性を優先して左右それぞれの成形過程に応じた成形荷重を生じさせるべく、左右それぞれのインナースライド動作を制御する例を示す図

以下添付図面に従って本発明に係る機械プレスのスライドモーション制御装置の好ましい実施形態について詳説する。

［機械プレスのスライドモーション制御装置の構成（第１の実施形態）］
＜機械プレスの構造＞
図１は本発明に係る機械プレスのスライドモーション制御装置の第１の実施形態が適用される機械プレス及びスライドモーション制御装置の油圧回路を含む駆動機構を示す構成図である。

図１に示す機械プレス１０−１は、コラム（フレーム）２０、スライド２６、ベッド２８上のボルスタ２７等を有し、スライド２６は、コラム２０に設けられたガイド部により鉛直方向に移動自在に案内されている。

スライド２６内には、スライド内蔵シリンダ２５及びスライド内蔵ピストン２３からなるシリンダ−ピストン機構が設けられており、クランク軸２１に設けられたコンロッド２２の先端部は、スライド内蔵ピストン２３と連結されている。クランク軸２１には、サーボモータ３３、ギア３４及びメインギア３５を介して回転駆動力が伝達されるようになっており、サーボモータ３３によりクランク軸２１が回転すると、スライド２６は、クランク軸２１及びコンロッド２２を介して加えられる駆動力によりスライド内蔵ピストン２３（被駆動体）とともに、図１上で上下方向に移動させられる。

また、スライド２６は、スライド内蔵シリンダ２５と一体化されており、スライド内蔵ピストン２３（被駆動体）に対して、相対的に上下方向に移動可能になっている。シリンダ−ピストン機構のスライド内・下降側油圧室２４には、油圧回路９から圧油が供給できるようになっており、油圧回路９から供給される圧油は、スライド２６をコンロッド先端（スライド内蔵ピストン２３）に対して、相対的に下降させる動力源になる。また、スライド２６をコンロッド先端に対して、相対的に上昇させる動力源は、上昇側油圧室２９にエアタンク７から空気圧を供給することで発生する力で賄ったり、バランサシリンダ８の推力で賄ったりする。

機械プレス１０−１のボルスタ２７側には、スライド２６の位置を検出するスライド位置検出器１５が設けられ、クランク軸２１には、クランク軸２１の角速度及び角度を検出する角速度検出器１４及び角度検出器１６が設けられている。尚、角速度検出器１４は、角度検出器１６から出力される角度信号を微分することにより角度速度信号を取得するものでもよい。

スライド２６には上型３１ａが装着され、ボルスタ２７上には下型３１ｂが装着されている。本例における金型３１（上型３１ａ、下型３１ｂ）は、上に閉じた中空カップ状（絞り形状）の製品の成形用途のものである。

＜スライドモーション制御装置の油圧回路＞
本発明に係るスライドモーション制御装置の油圧回路９は、主としてアキュムレータ１と、油圧ポンプ／モータ２と、油圧ポンプ／モータ２の回転軸に接続されたサーボモータ３と、パイロット操作チェック弁４と、電磁弁５と、リリーフ弁６とから構成されている。

アキュムレータ１は、１〜５ｋｇ／ｃｍ^２程度のガス圧がセットされ、１０ｋｇ／ｃｍ^２以下程度の低圧状態（略一定低圧）の作動油を蓄積し、タンクの役割を果たす。

油圧ポンプ／モータ２の一方のポートは、パイロット操作チェック弁４を介してスライド内・下降側油圧室２４に接続され、他方のポートはアキュムレータ１に接続され、油圧ポンプ／モータ２は、サーボモータ３から加えられるトルクと、両ポートに作用する油圧力に応じて、正方向（下降側油圧室２４を加圧する側）、逆方向（下降側油圧室２４から除圧する側）に回転動作する。

パイロット操作チェック弁４は、プレス（スライド）１サイクル動作の中で、非加工工程（少なくともスライドストロークの上半分）の領域では、サーボモータ３（＋油圧ポンプ／モータ２）の負荷を低減させるために、サーボモータ３が無負荷状態（トルク０状態）でも下降側油圧室２４の圧力を一定に保持可能にし、スライド２６をスライド内蔵ピストン２３に対して下降端（限）に保持している。パイロット操作用には、一例として、油圧ポンプ／モータ２の下降側油圧室２４のポートに作用する圧力を用いている。

電磁弁５は、下降側油圧室２４に作用する圧力を強制的に脱圧する役割を果たす。通常時（機能時）には使用せず、保守時（機械解体時前）等に使用する。

リリーフ弁６は、下降側油圧室２４に、モーションを制御することに伴い正常に発生する圧力とは別に、予期せぬ異常圧力が作用した場合に、圧油を略一定低圧（アキュムレータ１）側に逃がす役割を果たす。

尚、油圧ポンプ／モータ２の下降側油圧室２４のポートに作用する圧力（パイロット操作チェック弁４が開いているときの下降側油圧室２４の圧力）、及び油圧ポンプ／モータ２のアキュムレータ側のポートに作用する圧力は、それぞれ圧力検出器１１及び１２により検出され、また、サーボモータ３の角速度は角速度検出器１３により検出される。

＜スライドモーション制御装置の制御部（第１の実施形態）＞
図２は、図１に示した機械プレスのスライドモーション制御装置の制御部の第１の実施形態を示すブロック図である。

図２に示すように、第１の実施形態の制御部（スライドモーション制御器）１００−１は、主としてスライド相対位置指令器（相対位置指令手段）５１、比例制御器５２、５３、位置制御補償器５４、５５、５６、５７、スライド相対位置検出器（相対位置検出手段）５８、減算器８０、加減算器８１、加算器８２、８３、８４から構成されている。

スライドモーション制御器１００−１による制御は、コンロッド先端部に対するスライド２６の相対位置指令信号に対して相対位置検出信号を追従させるべく、両者の偏差量（第１の偏差量）に比例制御器５２を介して増幅した第１の操作量信号と、サーボモータ３の角速度信号との偏差量（第２の偏差量）に比例制御器５３を介して増幅した第２の操作量信号（サーボモータ３のトルク指令基本信号）に基づいて、サーボモータ３を駆動する形を基本とする。比例制御器５２は、相対位置制御を司り、比例制御器５３は、動的安定性を確保する（遅れた位相を戻す）作用を司る。

位置制御補償器５４、５５、５６、５７は、本発明を実現する為に絶対必要なものでは無く、制御性を向上させる為に、装着することが望ましいものである。位置制御補償器５４は、油圧シリンダ（スライド内蔵シリンダ２５、スライド内蔵ピストン２３）に作用する油圧による力や重力によるアンバランスな力を補正するもの、位置制御補償器５５は、制御系に外部から作用した力（例えば、成形力）による影響を軽減させるもの、位置制御補償器５６や５７は、相対位置指令信号に対する相対位置検出信号の定常的な偏差を低減させる（いわゆるフィードフォワード作用を担う）ものである。

以下、スライドモーション制御器１００−１について具体的に説明する。

スライド相対位置指令器５１は、コンロッド２２を介して駆動されるスライド内蔵ピストン２３（被駆動体）に対するスライド２６の相対的な位置を示す相対位置指令を出力するもので、角速度検出器１４及び角度検出器１６からクランク軸２１の角速度及び角度を示す角度信号及び角速度信号が加えられている。また、この実施形態の機械プレスは、クランク軸２１をサーボモータ３３で駆動するサーボプレスであり、コンロッド先端部（又はスライド）の位置及び速度を制御する制御装置７１を備えている。この制御装置７１から、コンロッド先端部の位置及び速度を指令するベース位置指令信号及びベース速度指令信号が、スライド相対位置指令器５１に加えられるようになっている。

図３はスライド相対位置指令器５１の実施形態を示すブロック図である。

図３に示すスライド相対位置指令器５１は、目標速度指令器５１ａ、演算器５１ｂ、減算器５１ｃ、及び積分器５１ｄから構成されている。

目標速度指令器５１ａは、プレス周期内の所定の期間、スライド２６の目標速度指令信号を出力するもので、本例の図４（ａ）の一点鎖線で示す波形上では、プレスの１サイクルが０〜３秒の場合に、およそ０．８５秒〜１．９秒の期間、−５０ｍｍ／秒の目標速度指令信号（ボルスタ基準スライド速度）を出力している。尚、本例では、スライド２６の下降方向の速度を負にしている。

演算器５１ｂには、クランク角度信号とクランク角速度信号とが加えられており、演算器５１ｂは、これらの２入力によりベース速度信号（コンロッド先端部速度信号）を算出（換算）する。

減算器５１ｃには、目標速度指令器５１ａ及び演算器５１ｂからそれぞれ目標速度指令信号及びベース速度信号が加えられており、減算器５１ｃは、目標速度指令信号からベース速度信号を減算した差信号（コンロッド基準スライド速度信号）を出力する（図４（ａ）の破線で示す波形参照）。尚、減算器５１ｃは、プレスの１周期内の所定の加工領域（本例では、およそ０．８５秒〜１．９秒の期間のみ上記の減算を行い、それ以外の期間は、コンロッド基準スライド速度信号としてゼロを出力する。

積分器５１ｄは、減算器５１ｃから出力されるコンロッド基準スライド速度信号を積分し、その積分値を、コンロッド基準スライド位置信号（相対位置指令信号）として出力する（図４（ｂ）の破線で示す波形参照）。

尚、演算器５１ｂにより算出されるベース速度信号の替わりに、コンロッド先端部制御装置７１から加えられるベース速度指令信号を使用してもよい。また、スライド相対位置指令器５１は、減算器５１ｃからコンロッド基準スライド速度信号（相対速度指令信号）を別途出力できるようになっている。

図２に戻って、スライド相対位置指令器５１は、相対位置指令信号を減算器８０、位置制御補償器５６、５７に出力する。

スライド相対位置検出器５８には、スライド位置検出器１５及び角度検出器１６からそれぞれボルスタ基準のスライド位置信号及びクランク角度信号が加えられており、スライド相対位置検出器５８は、クランク角度信号から換算したコンロッド先端部位置とボルスタ基準のスライド位置とに基づいてコンロッド基準スライド位置（相対位置）を検出し、この相対位置を示す相対位置検出信号を減算器８０に出力する。

減算器８０は、２入力の偏差（相対位置指令信号から相対位置検出信号を減算した偏差信号）を求め、この偏差信号を比例制御器５２に出力する。比例制御器５２は入力する偏差信号を増幅し、第１の操作量信号として加減算器８１に出力する。

加減算器８１の他の入力には、角速度検出器１３からサーボモータ３の角速度を示す角速度信号と、位置制御補償器５６から相対速度指令信号に対応する第１の操作量を修正するフィードフォワード信号とが加えられており、加減算器８１は、第１の操作量信号と角速度信号との偏差を求め、この偏差信号にフィードフォワード信号を加算して比例制御器５３に出力する。比例制御器５３は入力信号を増幅し、第２の操作量信号として加算器８２に出力する。

加算器８２の他の入力には、位置制御補償器５７から相対速度指令信号に対応する第２の操作量を修正するフィードフォワード信号が加えられており、加算器８２は、第２の操作量信号にフィードフォワード信号を加算し、加算した信号を加算器８３に出力する。加算器８３の他の入力には、位置制御補償器５５からサーボモータ３の角速度信号と第２の操作量信号とに基づいて生成されたフィードフォワード信号が加えられており、加算器８３は、２入力信号を加算した信号を加算器８４に出力する。加算器８４の他の入力には、位置制御補償器５４から圧力検出器１１により検出された下降側油圧室２４の圧力に対応するフィードフォワード信号が加えられており、加算器８３は、２入力信号を加算した信号をサーボモータ３のトルク指令信号としてサーボアンプ６１に出力する。

スライドモーション制御器１００−１は、上記のようにしてサーボモータ３のトルクを制御するためのトルク指令信号を演算し、この演算したトルク指令信号をサーボアンプ６１を介してサーボモータ３に出力し、サーボモータ３により駆動される油圧ポンプ／モータ２を介して油圧シリンダ機構（スライド内蔵シリンダ２５、スライド内蔵ピストン２３）を駆動し、スライド２６の相対位置が相対位置指令に追従するように制御する。

尚、プレス加工後に油圧シリンダ機構の下降側油圧室２４の圧力を減圧する場合、油圧ポンプ／モータ２に発生する回転軸トルクがサーボモータ３の駆動トルクを上回り、油圧ポンプ／モータ２は、油圧モータとして作用し、サーボモータ３を回転（回生作用）させる。このサーボモータ３の回生作用によって発電された電力は、サーボアンプ６１、及び電力回生機能付き直流電源６３を介して交流電源６２に回生される。

［プレスの１サイクル動作の説明］
次に、プレスの１サイクル動作内におけるスライドモーションについて、図４に示した波形図に沿って説明する。

図１に示した機械プレスは、クランク軸２１をサーボモータ３３の駆動力で駆動するサーボプレスであるが、図４に示す波形は、クランク軸２１をフライホイールで等角速度２０ｓｐｍ（ストローク数／分）で駆動する、ストローク２５０ｍｍの一般的な機械プレスに、本発明に係るスライドモーション制御装置を適用した場合のスライドモーション等を示している。

＜Ａ：非加工工程＞
コンロッド先端位置（クランク角度換算スライド位置）が上死点を含む非加工領域（本例の場合は、波形上およそ０〜０．８秒及び２〜３秒）では、スライド２６は、コンロッド２２の先端部に対して、最も下がった（突き出した）位置に制御されている（相対スライド位置は０である）。この時、エアタンク７の空気圧が、油圧シリンダ・上昇側油圧室２９に作用することにより生じるスライド２６を上昇させる力に抗するように、サーボモータ３のトルクに比例して油圧ポンプ／モータ２の片側ポートに生じる油圧が、油圧シリンダ機構の下降側油圧室２４に作用している。パイロット操作チェック弁４は、その油圧により開いている。

＜Ｂ：加工工程＞
加工領域（本例の場合は、波形上およそ０．８秒〜２秒）において、コンロッド位置（クランク角度換算スライド位置）が１１０ｍｍになると、スライド相対位置指令器５１は、スライド２６が、ボルスタ基準の目標速度指令（−５０ｍｍ／秒）になるように相対位置指令信号（図４（ｂ）の破線で示す波形）、相対速度指令信号（図４（ａ）の破線で示す波形）を演算・出力する。

スライドモーション制御器１００−１は、スライド相対位置指令器５１から出力される相対位置指令信号、相対速度指令信号と、それぞれ検出されるスライド相対位置検出信号、サーボモータ３の角速度信号等に基づいて、スライド２６の相対位置を制御すべく、サーボモータ３のトルク指令信号を生成し、サーボアンプ６１を介してサーボモータ３を駆動制御する。

油圧シリンダ機構の下降側油圧室２４に作用する（油圧モータの片側ポートに生じる）油圧は、加工に伴う負荷に応じて作用し、位置制御補償器５４、５５、５６、５７の作用により、負荷の大小（油圧の大小）を問わず、安定して、かつ精度の良い（位置偏差（相対位置指令信号−相対位置検出信号）の少ない）制御が行われる。

結局、加工領域では、クランク軸２１は一定の２０ｓｐｍで回転しながら、ボルスタ２７を基準としたスライド２６は、およそ０．８秒〜２秒（より詳しくは、０．８５秒〜１．９秒）の期間、−５０ｍｍ／秒の一定速度で制御され（図４（ａ）の一点鎖線で示す波形参照）、上下金型接触時のショックを低減させたり、成形性を安定させたりすることが可能になる。本例では、結果として、スライドの下死点は、クランク軸角度換算・下死点上６０ｍｍになる。

次に、プレスの１サイクル動作内における他のスライドモーションについて、図５に示した波形図に沿って説明する。

図５に示す波形は、図１に示したようにクランク軸２１をサーボモータ３３で駆動する、ストローク２５０ｍｍの一般的なサーボ（モータ駆動の）プレスに、本発明に係るスライドモーション制御装置を適用した場合のスライドモーションを示している。

＜Ａ：非加工工程＞
コンロッド先端位置（クランク軸角度換算スライド位置）が上死点を含む非加工領域（本例の場合は、波形上およそ０〜１．６秒及び４．５秒以降）では、スライド２６は、コンロッド２２の先端部に対して、最も下がった（突き出した）位置に制御されている（相対スライド位置は０である）。この時、バランサシリンダ８によりスライド２６を上昇させる力に抗するように、サーボモータ３のトルクに比例して油圧ポンプ／モータ２の片側ポートに生じる油圧が、油圧シリンダ機構の下降側油圧室２４に作用している。パイロット操作チェック弁４は、その油圧により開いている。

＜Ｂ：加工工程＞
加工領域（本例の場合は、波形上およそ１．６秒〜４．２秒）において、コンロッド位置（クランク角度換算スライド位置）が９０ｍｍになると、スライド相対位置指令器５１’は、サーボプレスの制御装置７１により制御されるコンロッド先端部（又はスライド）に、振幅１ｍｍ周波数１０Ｈｚの振動（ｓｉｎ（２π・１０（Ｈｚ）・ｔ（ｓ））が付与されるように、相対位置指令信号、相対速度指令信号を演算・出力する。

ここで、サーボプレスの制御装置７１（図２）は、ベース位置指令信号及びベース速度指令信号に基づいてコンロッド先端部（又はスライド）の位置及び速度を制御することにより、図５の実線で示すように所望のスライドモーションとなるように制御している。但し、スライド２６の質量、サーボモータ３３の回転軸、メインギア３５及びクランク軸２１のイナーシャが大きいため、スライドモーションの周波数応答は１Ｈｚ程度である。

スライド相対位置指令器５１’は、図６に示すように目標位置指令器５１ａ’、及び減算器５１ｂ’から構成されている。

目標位置指令器５１ａ’は、プレス周期内の所定の期間、スライド２６の目標位置指令信号を出力するもので、図５の一点鎖線で示す波形で示すように、加工領域（本例の場合は、波形上およそ１．６秒〜４．２秒）において、ベース位置（クランク角度換算スライド位置）に振幅１ｍｍ周波数１０Ｈｚの振動を加算した値の目標位置指令信号を減算器５１ｂ’に出力する。

減算器５１ｂ’の他の入力には、サーボプレスの制御装置７１から、ベース位置指令信号が加えられており（図２参照）、減算器５１ｂ’は、入力する目標位置指令信号とベース位置指令信号との偏差を求め、この偏差信号を相対位置指令信号として出力する（図５の破線）。

スライドモーション制御器１００−１は、スライド相対位置指令器５１’から出力される相対位置指令信号、スライド相対位置検出信号、サーボモータ３の角速度信号等に基づいて、スライド２６の相対位置を制御すべく、サーボモータ３のトルク指令信号を生成し、サーボアンプ６１を介してサーボモータ３を駆動制御する。

油圧シリンダ機構の下降側油圧室２４に作用する（油圧モータの片側ポートに生じる）油圧は、加工に伴う負荷に応じて作用し、位置制御補償器５４、５５、５６、５７の作用により、負荷の大小（油圧の大小）を問わず、安定して、かつ精度の良い（位置偏差（相対位置指令信号−相対位置検出信号）の少ない）制御が行われる。

結局、加工領域では、クランク軸２１は一定の１０ｓｐｍで回転しながら、ボルスタ２７を基準としたスライド２６は、サーボプレスの制御装置７１により制御されるスライド位置（ベース位置）に振幅１ｍｍ・１０Ｈｚの振動が付与されるように制御される。

このような振動をスライド２６に付与することにより、材料表面の油膜切れを防止することができ、加工後の表面を良好にすることができる。

尚、図６に示したスライド相対位置指令器５１’は、目標位置指令信号とベース位置指令信号との偏差を求めて、振動を付与するための相対位置指令信号を生成したが、これに限らず、ベース位置指令信号に替えて、ベース位置（クランク角度換算スライド位置）を検出し、この検出したベース位置検出信号を用いてもよい。更に、直接、振動を付与するための相対位置指令信号を出力するものでもよい。

［機械プレスのスライドモーション制御装置の構成（第２の実施形態）］
図７は本発明に係る機械プレスのスライドモーション制御装置の第２の実施形態が適用される機械プレス及びスライドモーション制御装置の油圧回路を含む駆動機構を示す構成図である。尚、図１に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第２の実施形態の機械プレス１０−２は、主として油圧シリンダ機構（スライド内蔵シリンダ２５、スライド内蔵ピストン２３）にスライド相対位置検出器１７を組み込むようにした点で、第１の実施形態の機械プレス１０−１と相違する。このスライド相対位置検出器１７は、コンロッド基準スライド位置（相対位置）を直接検出し、スライド相対位置検出信号を出力することができる。

図８は、機械プレスのスライドモーション制御装置の制御部の第２の実施形態を示すブロック図であり、図７に示した機械プレス１０−２に対応している。

図８に示すように、第２の実施形態の制御部（スライドモーション制御器）１００−２は、図２に示したスライドモーション制御器１００−１と比較して、スライド相対位置検出器５８が省略され、前述したスライド相対位置検出器１７により検出されるスライド相対位置検出信号を直接入力し、減算器８０に加えられるようになっている点で、相違している。尚、その他の構成は、図２に示したスライドモーション制御器１００−１と共通するため、その詳細な説明は省略する。

［機械プレスのスライドモーション制御装置の構成（第３の実施形態）］
図９は本発明に係る機械プレスのスライドモーション制御装置の第３の実施形態が適用される機械プレス及びスライドモーション制御装置の駆動機構（ねじ機構）を示す構成図である。尚、図１に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第３の実施形態の機械プレス１０−３は、主として第１の実施形態の機械プレス１０−１が、コンロッド２２により駆動されるスライド内蔵ピストン２３（被駆動体）に対してスライド２６を上下動に駆動する駆動機構として、スライド内に設けられたシリンダ−ピストン機構（スライド内蔵シリンダ２５、スライド内蔵ピストン２３）及び油圧回路９を適用しているのに対し、それぞれサーボモータ４１ａ、４１ｂにより駆動される一対のねじ機構（ねじ４２ａ，４２ｂ，ナット４３ａ，４３ｂ）を適用している点で相違する。

即ち、第３の実施形態の機械プレス１０−３は、コンロッド２２により駆動されるスライド２６（被駆動体）に対してスライドプレート４４（スライド）が上下動可能に配設され、スライド２６には、サーボモータ４１ａ、４１ｂと、サーボモータ４１ａ、４１ｂにより駆動されるねじ４２ａ，４２ｂが配設され、スライドプレート４４には、ねじ４２ａ，４２ｂと螺合するナット４３ａ，４３ｂが配設されている。

従って、サーボモータ４１ａ、４１ｂにより上記構成のねじ機構を駆動とすると、スライド２６（被駆動体）に対して相対的に上下動可能になっているスライドプレート４４（スライド）を移動させることができる。

図１０は、機械プレスのスライドモーション制御装置の制御部の第３の実施形態を示すブロック図であり、図９に示した機械プレス１０−３に対応している。

図１０に示すように、第３の実施形態の制御部（スライドモーション制御器）１００−３は、図２に示したスライドモーション制御器１００−１と比較して、ねじ機構（ねじ４２ａ，４２ｂ）をそれぞれ駆動するサーボモータ４１ａ、４１ｂに対して、それぞれサーボモータトルク指令を演算して出力する点で相違する。

従って、スライドモーション制御器１００−３への入力信号として、２つの角速度検出器１３ａ、１３ｂからサーボモータ３ａ，３ｂの角速度を示す角速度信号をそれぞれ入力している。また、比例制御器５２から出力される第１の操作量信号を生成するまでの処理部は共通しているが、その後の信号生成の処理部は、２系統に分岐し、それぞれ角速度検出器１３ａ、１３ｂにより検出される角速度信号を使用している。

第３の実施形態によれば、ねじ機構（ねじ４２ａ，４２ｂ）をそれぞれ駆動するサーボモータ４１ａ、４１ｂのトルクを個別に制御することにより、左右方向の偏心荷重にかかわらずスライドプレート４４の左右方向の下降速度を同じにすることができる。

尚、第３の実施形態では、サーボモータによりねじを回転させてスライドプレート４４を相対的に移動させるようにしたが、これに限らず、ナットを回転させてスライドプレート４４を相対的に移動させるようにしてもよい。

［機械プレスのスライドモーション制御装置の構成（第４の実施形態）］
図１１は本発明に係る機械プレスのスライドモーション制御装置の第４の実施形態が適用される機械プレス及びスライドモーション制御装置の駆動機構（ラック・アンド・ピニオン機構）を示す構成図である。尚、図９に示した第３の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第４の実施形態の機械プレス１０−４は、主として第３の実施形態の機械プレス１０−３が、コンロッド２２により駆動されるスライド２６（被駆動体）に対してスライドプレート４４（スライド）をねじ機構により相対的に上下動させるのに対し、ラック付きスライドプレート４６をラック・アンド・ピニオン機構により上下動させる点で相違する。

即ち、第４の実施形態の機械プレス１０−４は、コンロッド２２により駆動されるスライド２６（被駆動体）に対してラック付きスライドプレート４６（スライド）が上下動可能に配設され、スライド２６には、サーボモータ４１ａ、４１ｂと、サーボモータ４１ａ，４１ｂから回転伝達軸４２ａ，４２ｂを介して回転駆動力が伝達されるピニオン４５ａ，４５ｂが配設され、ラック付きスライドプレート４６には、ピニオン４５ａ，４５ｂと噛合するラックが設けられている。

従って、サーボモータ４１ａ、４１ｂにより上記構成のラック・アンド・ピニオン機構を駆動とすると、スライド２６（被駆動体）に対して相対的に上下動可能になっているラック付きスライドプレート４６（スライド）を移動させることができる。

尚、サーボモータ４１ａ、４１ｂを制御するスライドモーション制御装置の制御部の構成は、図１０に示した第３の実施形態のスライドモーション制御器１００−３と共通するため、その詳細な説明は省略する。

［機械プレスのスライドモーション制御装置の構成（第５の実施形態）］
図１２は本発明に係る機械プレスのスライドモーション制御装置の第５の実施形態が適用される機械プレス及びスライドモーション制御装置の油圧回路を含む駆動機構を示す構成図である。尚、図１に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第５の実施形態の機械プレス１０−５は、主としてスライド内蔵シリンダ２３ａと、スライド内蔵ピストン２３ｂ，２３ｃとからなるインナースライド２３ｄにより、２つのシリンダ−ピストン機構が構成され、コンロッド２２の先端部にスライド２６（被駆動体）が連結され、このスライド２６に対してインナースライド２３ｄが上下動可能に設けられている点で、第１の実施形態と相違する。

また、スライド内蔵シリンダ２３ａとスライド内蔵ピストン２３ｂ，２３ｃとからなる２つのシリンダ−ピストン機構の２つの下降側油圧室には、それぞれ油圧回路９０、９０’から圧油が供給できるようになっており、油圧回路９０、９０’から供給される圧油は、スライド内蔵ピストン２３ｂ，２３ｃをコンロッド先端（スライド内蔵シリンダ２３ａ）に対して、相対的に下降させる動力源になる。また、スライド内蔵ピストン２３ｂ，２３ｃをコンロッド先端に対して、相対的に上昇させる動力源は、上昇側油圧室にエアタンク７，７’から空気圧を供給することで発生する力で賄ったり、バランサシリンダ８の推力で賄ったりする。

油圧回路９０、９０’は、図１に示した油圧回路９とほぼ同様に構成されており、主として第１の実施形態の１組の油圧ポンプ／モータ２とサーボモータ３の替わりに、２組の油圧ポンプ／モータとサーボモータ（油圧ポンプ／モータ２ａとサーボモータ３ａ、及び油圧ポンプ／モータ２ｂとサーボモータ３ｂ（図１３参照））が設けられている点で相違する。尚、２つの油圧回路９０、９０’は同様に構成されている。

また、第５の実施形態の機械プレス１０−５のボルスタ２７側には、スライド内蔵ピストン２３ｂ，２３ｃ（スライド）の位置を検出するスライド位置検出器１５、１５’が設けられている。

図１３は、図１２に示した機械プレスのスライドモーション制御装置の制御部の実施形態を示すブロック図である。

図１３に示すように、２つのスライドモーション制御器１００−５、１００−５’から構成されており、スライドモーション制御器１００−５は、油圧回路９０の２つのサーボモータ３ａ、３ｂにそれぞれトルク指令を出力し、スライドモーション制御器１００−５’は、油圧回路９０’の２つのサーボモータ３ａ’、３ｂ’にそれぞれトルク指令を出力する。尚、スライドモーション制御器１００−５、１００−５’は、それぞれ図１０に示したスライドモーション制御器１００−３と同様に構成されているが、スライド位置検出器１５、１５’からそれぞれスライド内蔵ピストン２３ｂ，２３ｃ（スライド）の位置検出信号を入力している点で相違する。

これにより、スライドモーション制御器１００−５、１００−５’は、上記サーボモータ３ａ、３ｂ、及びサーボモータ３ａ’、３ｂ’のトルクをそれぞれ制御し、スライド内蔵ピストン２３ｂ，２３ｃ（スライド）を、それぞれスライド２６（被駆動体）に対して指令された相対位置になるように制御することができる。

尚、２組の油圧ポンプ／モータとサーボモータに限らず、３組以上の油圧ポンプ／モータとサーボモータを使用するようにしてもよい。

［第５の実施形態の機械プレスのスライドモーション制御装置の作用説明］
＜従来技術の問題＞
板厚や材質の違う複数枚（本例では２枚）の平板を（本例では左右に）並べ、溶接等により接合し、１枚の材料とした、いわゆるテーラードブランク材料を使用してプレス成形を行う場合に、板厚の違いや材質の違いによる剛性差や硬度差により、従来の機械プレスを使用した場合には、部分的（本例では左右毎）に成形荷重の作用に強、弱が生じる。これにより機械プレスには偏心荷重が作用する。

このことと、本発明により得られる効果を、図１４に示す簡単な模式図を用いて説明する。

図１４（ａ）のように、左右に剛性の異なる材料をプレス成形する場合、図１４（ｂ）のように剛性が強い右側に、より大きな成形荷重が作用する。その時、プレス機械は左右の偏心荷重により、フレームの左側に比べ右側が余計に伸張する。

仮に、左側材料に成形上（金型に材料を正確に転写する為に）必要なプレス荷重が作用するように、ダイハイト（上下金型間距離に相当する）量を調整すると、右側にはそれ以上の大きな荷重が作用し、それが、右側の材料の成形上、相応しく無い状況が生じ易い。またその時、プレス機械には、その強度を上回る偏心荷重が作用し易い。これらは成形性を阻害し、かつ、プレス機械性能をも阻害する問題点である。

以上のような問題を解決する為に、第５の実施形態では、スライドの中にそれぞれ独立に動作可能な複数の（本例では２個の）インナースライド（スライド内蔵ピストン）を、（本例では左右に）設ける。

図１５（ａ）のように、スライドの中にそれぞれ独立して動作する２個のインナースライドを設け、左右それぞれの材料剛性に合わせて、左右のインナースライドの位置を、成形過程に応じて調整する。図１５（ｂ）は、左右の材料剛性に応じて、左右の成形荷重が均一になるように、左右の下死点位置を（左インナースライド位置＜右インナースライド位置になるように）制御した状態を示す。こうすることで、プレス機械には偏心荷重が作用しない。しかし、金型は左右で傾きを生じることになる。そこで、図１５（ｃ）のように、金型を本発明に合わせて、左右でそれぞれ独立して上下方向に動作可能な構造を用いれば、金型の傾斜の問題も解決する。

更に、主目的である成形性を優先して、左右それぞれの成形過程に応じた成形荷重を生じさせるべく、左右それぞれのインナースライド動作（成形工程中の位置）を、図１６（ａ）の破線及び一点鎖線で示す波形のように制御する。下死点では、図１６（ｂ）のように、左右それぞれで下死点位置が異なり、成形荷重が異なる。この荷重差は、成形上必要最小限のものであり、成形性を助長する。また、結果として、プレス機械の強度上、許容できる偏荷重範囲に収められる場合が増し、プレス機械の性能を阻害し難くなる。このように、本発明を適用することで、プレス機械の性能を阻害せずに、テーラ−ドブランク材のプレス成形性を向上させる利点が得られる。

［その他］
本発明に係るスライドモーション制御装置は、機械プレスとしてクランクプレスに限らず、リンク機構で駆動されるリンクプレスにも適用することができる。

また、本発明は複数のコンロッドにより１つ、又は複数の被駆動体を駆動する機械プレスにも適用することができる。

更に、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

２、２’、２ａ、２ｂ、２ａ’、２ｂ’…油圧ポンプ／モータ、３、３’、３ａ、３ｂ、３ａ’、３ｂ’、３３、４１ａ、４１ｂ、…サーボモータ、９、９’、９０、９０’…油圧回路、１０−１、１０−２、１０−３、１０−４、１０−５…機械プレス、１１、１２…圧力検出器、１３、１３’、１３ａ、１３ｂ、１４…角速度検出器、１５、１５’…スライド位置検出器、１６…角度検出器、１７、５８…スライド相対位置検出器、２０…コラム、２２…コンロッド、２３、２３ｂ、２３ｃ…スライド内蔵ピストン、２３ｄ…インナースライド、２４…下降側油圧室、２３ａ、２５…スライド内蔵シリンダ、２６…スライド、２７…ボルスタ、２８…ベッド、３１…金型、４２ａ、４２ｂ…ねじ、４３ａ、４３ｂ…ナット、４４…スライドプレート、５１、５１’…スライド相対位置指令器、５１ａ…目標速度指令器、５１ｂ…演算器、５１ｃ、５１ｂ’、８０…減算器、５１ｄ…積分器、５１ａ’…目標位置指令器、５２、５３…比例制御器、５４、５５、５６、５７…位置制御補償器、６１、６１ａ、６１ｂ、６１ａ’、６１ｂ’…サーボアンプ、６２、６２ａ、６２ｂ、６２ａ’、６２ｂ’…交流電源、６３、６３ａ、６３ｂ、６３ａ’、６３ｂ’…電力回生機能付き直流電源、８１…加減算器、８２、８３、８４…加算器、１００−１、１００−２、１００−３、１００−５…スライドモーション制御器

Claims (14)

1. 機械プレスのコンロッドを介して駆動力が伝達される被駆動体に対して相対的に上下動可能に配設されたスライドと、
   前記被駆動体に対する前記スライドの相対的な位置を示す相対位置指令を出力する相対位置指令手段と、
   前記被駆動体に対する前記スライドの相対的な位置を検出し、検出した相対的な位置を示す相対位置検出信号を出力する相対位置検出手段と、
   サーボモータと、
   前記サーボモータの駆動力により前記被駆動体に対して前記スライドを相対的に移動させる駆動機構と、
   前記相対位置指令手段から出力された相対位置指令信号と前記相対位置検出手段から出力される相対位置検出信号とに基づいて前記サーボモータを制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする機械プレスのスライドモーション制御装置。
2. 前記機械プレスは、前記コンロッドを介して前記被駆動体を、少なくともプレス加工期間連続的に移動させることを特徴とする請求項１に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。
3. 前記相対位置指令手段は、前記被駆動体の移動中の所定期間、該被駆動体の移動位置に対応する相対位置指令信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。
4. 前記サーボモータの角速度を検出する角速度検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記相対位置指令信号と前記相対位置検出信号との偏差に対応する第１の操作量と、前記角速度検出手段により検出された角速度信号との偏差に対応する第２の操作量に基づいて前記サーボモータを制御することを特徴する請求項１から３のいずれか１項に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。
5. 前記相対位置指令手段は、前記スライドの目標速度指令信号を出力する目標速度指令手段と、前記被駆動体の速度を検出する速度検出手段と、前記目標速度指令手段により指令された目標速度指令信号と前記速度検出手段により検出された被駆動体の速度信号との差分を算出する減算器と、前記減算器により算出された差分を積分する積分器とを有し、前記積分器により積分された積分信号を前記相対位置指令信号として出力することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。
6. 前記相対位置指令手段は、前記スライドの目標位置指令信号を出力する目標位置指令手段と、前記被駆動体の位置を検出する位置検出手段と、前記目標位置指令手段により指令された目標位置指令信号と前記位置検出手段により検出された被駆動体の位置信号との差分を算出する減算器とを有し、前記減算器により算出された差分信号を前記相対位置指令信号として出力することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。
7. 前記相対位置指令手段は、前記スライドの第１の目標位置指令信号を出力する第１の目標位置指令手段と、前記被駆動体の第２の目標位置指令信号を出力する第２の目標位置指令手段と、前記第１の目標位置指令手段から出力される第１の目標位置指令信号と前記第２の目標位置指令手段から出力される第２の目標位置指令信号との差分を算出する減算器とを有し、前記減算器により算出された差分信号を前記相対位置指令信号として出力することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。
8. 前記相対位置検出手段は、前記スライドの位置を検出するスライド位置検出手段と、前記被駆動体の位置を検出する被駆動体位置検出手段と、前記スライド位置検出手段から出力されるスライド位置検出信号と、前記被駆動体位置検出手段から出力される被駆動体位置検出信号との差分を算出する減算器とを有し、前記減算器により算出された差分信号を前記相対位置検出信号として出力することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。
9. 前記駆動機構は、前記スライド内に設けられたシリンダ−ピストン機構と、前記サーボモータにより駆動され、前記シリンダ−ピストン機構の液圧室に圧液を供給する液圧ポンプ／モータと、から構成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。
10. 前記駆動機構は、前記被駆動体と前記スライドとの間に設けられたねじ部とナット部とからなるねじ機構と、前記ねじ部又はナット部に前記サーボモータの駆動力を伝達する動力伝達手段と、から構成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。
11. 前記駆動機構は、前記被駆動体と前記スライドとの間に設けられたラック・アンド・ピニオン機構と、前記ラック・アンド・ピニオン機構のピニオンに前記サーボモータの駆動力を伝達する動力伝達手段と、から構成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。
12. 機械プレスのコンロッドを介して駆動力が伝達される被駆動体に対して上下動可能に配設されたスライドと、
    前記被駆動体に対する前記スライドの相対的な位置を示す相対位置指令を出力する相対位置指令手段と、
    前記被駆動体に対する前記スライドの複数箇所の相対的な位置をそれぞれ検出し、検出した相対的な位置を示す相対位置検出信号をそれぞれ出力する複数の相対位置検出手段と、
    複数のサーボモータと、
    前記複数のサーボモータの駆動力により前記被駆動体に対し、前記スライドを相対的に移動させる複数の駆動機構と、
    前記相対位置指令手段から出力された相対位置指令信号と前記複数の相対位置検出手段から出力される複数の相対位置検出信号とに基づいて前記複数のサーボモータをそれぞれ制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とする機械プレスのスライドモーション制御装置。
13. 前記スライドは、前記被駆動体に対してそれぞれ上下動可能に配設された複数のインナースライドであり、
    前記複数の相対位置検出手段は、それぞれ前記被駆動体に対する前記複数のインナースライドの相対的な位置を検出し、
    前記複数の駆動手段は、前記複数のインナースライドをそれぞれ独立して相対的に移動させることを特徴とする請求項１２に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。
14. 前記相対位置指令手段は、前記被駆動体に対する前記複数のインナースライドの相対的な位置を示す相対位置指令をそれぞれ出力し、
    前記制御手段は、前記相対位置指令手段から出力される前記複数のインナースライドに対応する複数の相対位置指令信号と前記複数の相対位置検出手段から出力される複数の相対位置検出信号とに基づいて前記複数のサーボモータをそれぞれ制御することを特徴とする請求項１３に記載の機械プレスのスライドモーション制御装置。

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