JP3537287B2

JP3537287B2 - サーボプレスの多段モーション制御装置及びその制御方法

Info

Publication number: JP3537287B2
Application number: JP09674997A
Authority: JP
Inventors: 栄自道場
Original assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 2004-06-14
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: TW442385B; WO1998043802A1; JPH10277797A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多工程のプレス加
工を要するワークに適したサーボプレスの多段モーショ
ン制御装置及びその制御方法に関する。

【従来の技術】

【０００２】従来から、プレス機械として、機械式プレ
スと直動型プレスが知られており、広い分野に使用され
ている。機械式プレスでは、クランク軸回転モータによ
ってクランク軸に連結されたスライドを上下駆動してお
り、直動型プレスでは、例えば油圧シリンダ（油圧プレ
スの場合）や直線駆動型電動モータ（サーボプレスの場
合）などのように上下方向に直線動作する駆動装置によ
って、スライドを上下駆動している。そして、機械式プ
レスの場合は上死点から下死点までを、また直動型プレ
スの場合は上限位置から下限位置までを反復動作するこ
とによってプレス加工作業を行うようになっている。

【０００３】このようなプレス機械で加工するワークの
中に、１個のワークに対して多工程のプレス加工を要す
る場合がある。例えば、円盤状の素材の外周部に所定角
度間隔で環状に穴あけしたり、あるいは、プレス加工と
他工程（パンチ等による孔あけ等）を交互に繰り返して
行うなどの複合加工が行われる場合がある。

【０００４】このように多工程加工や複合加工を行うた
めに、従来の機械式プレスでは、１ストローク毎にスラ
イドを上死点で所定時間停止させ、この間に他工程を行
うなどの複合加工を行っている。また、直動型プレスに
おいても、機械式プレスと同様に、１ストローク毎にス
ライドを上限位置に停止させ、この停止中に他工程を行
うことが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プレス加工では、多工程のワーク加工や複合加工を行う
ために、上述のように１ストローク毎にスライドを上死
点や上限位置まで上昇させて停止させているので、スラ
イドの移動距離の無駄が大きい。したがって、上死点
（直動型プレスでは上限位置）から下死点（直動型プレ
スでは下限位置）を経由して上死点へスライドの下降及
び上昇を繰り返すことにより、多工程加工や複合加工等
に要する時間が非常にかかるという問題が生じている。
このために、生産効率が低下している。

【０００６】また、直動型プレスの内で電動モータを用
いたサーボプレスにおいては、多工程加工や複合加工の
各工程での加圧条件（加圧力）は所定の一定値に制御さ
れており、この加圧条件を多段に変えながら加工するこ
とが困難となっている。この結果、加圧条件の変更が必
要な複雑な複合加工等に適合できず、よって非常に作業
性が悪く、多工程加工や複合加工時の自動化が困難とな
っている。

【０００７】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、サーボプレスにおいて多工程加工や複合
加工時に多段で加工条件を変更し、生産効率を向上でき
るサーボプレスの多段モーション制御装置及びその制御
方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、スライ
ド１５を直線駆動するサーボモータ１１と、このサーボ
モータ１１を駆動する制御指令を出力する制御器２０
と、制御器２０からの制御指令を受けてサーボモータ１
１の電流を制御するサーボアンプ２３と、スライド１５
の位置を検出するスライド位置検出手段１７とを備え、
前記スライド位置検出手段１７によって検出したスライ
ド位置に基づいて前記サーボアンプ２３により前記サー
ボモータ１１を制御し、スライド１５を上限位置Ｕと下
限位置Ｌ間で位置制御するサーボプレスの多段モーショ
ン制御装置において、前記上限位置Ｕと下限位置Ｌ間に
設けた各段の加圧位置、加圧保持時間、待機位置、待機
時間及び加圧力のモーションデータの内少なくともいず
れか一つが各段毎に異なっている多段モーションでの最
大段数及び各段毎の前記モーションデータの少なくとも
一つ、及び／又は、前記モーションデータが各段で等し
い多段モーションでの１段当たりの前記モーションデー
タの少なくとも一つを設定する多段モーション設定手段
２１と、前記多段モーション設定手段２１によって設定
された多段モーションの前記モーションデータに基づい
て、前記スライド位置検出手段１７によって検出したス
ライド位置を監視しながら前記サーボアンプ２３に速度
指令又はトルク指令を出力し、前記サーボモータ１１の
速度又はトルク、及びスライド位置又は停止時間を制御
する前記制御器２０とを備えた構成としている。

【０００９】請求項１に記載の発明によると、サーボプ
レスにおいてスライドが自動的に所定回数反復駆動され
る多段モーションを設定でき、その反復回数（最大段
数）や、各段の加圧位置、加圧保持時間、待機位置、待
機時間及び加圧力等のモーションデータを設定できる。
このとき、加圧力は、これに応じた出力トルクとなるよ
うにサーボモータの駆動電流値を制御することによって
自動的に制御されるので、各段の加圧力を前記設定され
たモーションデータに基づいて自動的に変更することが
できる。これによって、多工程加工や複合加工の自動化
が可能となり、生産性を向上できる。また、待機位置を
上限位置より低い位置（ワークの近傍で、かつ、待機時
に他の工程の作業の邪魔にならないような位置）に設定
し、加圧後にこの位置にスライドを待機させることによ
って、上限位置まで戻らなくても多工程加工や複合加工
が可能となる。したがって、各段の加圧位置まで短時間
で下降でき、加圧後短時間で上昇できるので、多工程下
降や複合下降のトータル加工時間が短縮され、生産性が
向上する。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
サーボプレスの多段モーション制御装置において、前記
多段モーション設定手段２１は、さらに、前記モーショ
ンデータを複数のモーションカーブ毎に設定し、かつ、
設定された複数のモーションカーブ毎の前記モーション
データを前記制御器２０に記憶させることを可能とし、
前記制御器２０に、この記憶された上記複数のモーショ
ンカーブのモーションデータの内、いずれかひとつのモ
ーションカーブのモーションデータを選択する多段モー
ション選択手段２２を付設した構成としている。

【００１１】請求項２に記載の発明によると、各加工対
象ワークに対応した複数の多段モーションデータを記憶
しておき選択可能としたので、段取り換え時のデータ設
定が短時間でできる。これによって、作業性を向上でき
る。

【００１２】請求項３に記載の発明は、スライド１５を
上限位置Ｕから下降した後に所定位置で加圧し、次に上
限位置Ｕまで上昇するサーボプレスの多段モーション制
御方法において、上限位置Ｕから次に上限位置Ｕに戻る
までの間、上限位置Ｕより低い所定の待機位置Ｍと、こ
の待機位置Ｍより低い所定の下限位置Ｌとの間で、スラ
イド１５を所定回数反復駆動して多段モーション加工を
行う方法としている。

【００１３】請求項３に記載の発明によると、スライド
を所定回数反復駆動させて自動的に多段モーション加工
を行える。このとき、待機位置をワークの近傍で、か
つ、待機時に他の工程の作業の邪魔にならないような位
置に設定し、加圧後にこの位置にスライドを待機させる
ことによって、上限位置まで戻らなくても多工程加工や
複合加工が可能となる。したがって、多段の加圧位置ま
で短時間で下降でき、加圧後短時間で上昇できるので、
多工程加工や複合加工のトータル加工時間を短縮でき、
生産性が向上する。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のサーボプレスの多段モーション制御方法において、前
記下限位置Ｌで加圧する加圧時間及び／又は前記待機位
置Ｍで停止する待機時間が、前記反復する各段毎に一定
値、あるいは、異なった値に設定されたことを特徴とし
ている。

【００１５】請求項４に記載の発明によると、各段毎に
加圧時間及び／又は待機時間を所定値に設定できるの
で、加工条件を対象ワークに合った最適な条件にでき
る。例えば、ワーク材質や板厚等に適した加圧時間で加
圧力を保持できるので、加工後の形状凍結性を向上（す
なわち、加圧後のワーク成形形状の戻り量が小さい）で
き、また、待機時間を調整できるので、プレス後の他の
加工工程を待機時間に左右されずに最適な方法とするこ
とができる。したがって、多工程加工や複合加工時の作
業が容易となる。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
のサーボプレスの多段モーション制御方法において、前
記下限位置Ｌ及び／又は前記待機位置Ｍが、前記反復す
る各段毎に一定位置、あるいは、異なった位置に設定さ
れている。

【００１７】請求項５に記載の発明によると、各段毎に
下限位置及び／又は待機位置を所定値に設定できるの
で、対象ワークに合った最適な加工条件で、かつ、短時
間で多工程加工や複合加工ができる。例えば、下限位置
を調整してワーク材質や板厚等に適した加圧成形を行え
るので、加工後の製品精度を向上でき、また、待機位置
を調整できるので、プレス後の他の加工工程に適した位
置にスライドを待機させることができる。したがって、
多工程加工や複合加工時の作業が容易となる。

【００１８】請求項６に記載の発明は、請求項３に記載
のサーボプレスの多段モーション制御方法において、ス
ライド１５を前記下限位置Ｌに向かって下降させる低速
下降領域内の途中で加圧力が所定の設定加圧力値に達し
た場合には、スライド１５が前記下限位置Ｌに未到達で
あっても直ちに加圧工程に移行し、この設定加圧力を保
持する方法としている。すなわち、加圧工程の制御が、
下限位置決め制御又は加圧力制御のいずれか一方によっ
て行われることを示している。ここで、下限位置決め制
御を行う場合には、前記下限位置Ｌを所望位置に設定す
ると共に、前記設定加圧力を所定の大きな値、例えば加
圧能力最大値に設定する。また、加圧力制御を行う場合
には、前記設定加圧力を所望の加圧力値に設定すると共
に、前記下限位置Ｌを到達不可能な位置、例えば０mm
（ボルスタの上面位置）に設定するようにする。

【００１９】請求項６に記載の発明によると、加圧工程
を位置だけではなく、圧力でも決めることができるよう
になる。すなわち、圧力制御では位置に関係なく一定圧
力で製品を加圧するので、例えば刻印を施す場合などに
は板厚がばらついても刻印深さを一定に保つことができ
るようになる。また、樹脂系非金属の圧着加工の場合で
も、板厚に関係なく一定圧力で樹脂を圧着できるので、
加工品の品質精度が安定化するようになる。

【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
のサーボプレスの多段モーション制御方法において、前
記設定加圧力が、前記反復する各段毎に一定値、あるい
は、異なった値に設定されている。

【００２１】請求項７に記載の発明によると、各段毎に
加圧工程における加圧力を所定値に設定し、下限位置決
め制御又は圧力制御を選択できるので、対象ワークに合
った最適な加工条件で、かつ、短時間で多工程加工や複
合加工ができる。例えば、ワーク材質や板厚、加工方法
等に適した加圧力を保持できるので、加工後の成形の形
状凍結性を向上できる。したがって、多工程加工や複合
加工時の作業が容易となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら実施
形態を詳細に説明する。図１は、サーボプレスの一例を
表す要部側面図を示している。サーボプレス１の本体の
フレーム１０の前面下部にはベッド９が設けられ、ベッ
ド９の上部にボルスタ１６が設置されている。また、フ
レーム１０の上部には回転を上下方向の直動に変換する
例えばボールネジ等で構成される動力変換装置１４が配
設されており、この動力変換装置１４の直動部（例え
ば、ボールネジ装置のナット部）の下端で、かつ、ボル
スタ１６と対向した位置にスライド１５が上下動自在に
配設されている。動力変換装置１４の回転部（例えば、
ボールネジ装置のボールネジ部）の上端部は回転伝達部
材１２を介してサーボモータ１１の出力回転軸１１ｂに
連結されている。本実施形態では回転伝達部材１２の一
例として図示したようにベルト（以後、ベルト１２と呼
ぶ）が用いられており、動力変換装置１４の前記回転部
の上端部及びサーボモータ１１の前記出力回転軸１１ｂ
にはそれぞれこのベルト１２に係合するベルトプーリ１
２ａ及びベルトプーリ１２ｂが取着されている。このよ
うに、スライド１５はサーボモータ１１の回転によって
上下駆動されるようになっており、このスライド１５の
上下駆動に伴って、前記ボルスタ１６の上面に設けられ
た下型（図示せず）と、前記スライド１５の下面に設け
られた上型（図示せず）との間でプレス加工が行われ
る。

【００２３】サーボモータ１１の出力回転軸１１ｂと反
対側で、かつ、回転軸１１ｂと同軸上に、例えばパルス
ジェネレータ等の速度センサ１１ａが取着されており、
この速度センサ１１ａからの速度信号は後述するサーボ
アンプに入力される。なお、サーボモータ１１は、ＡＣ
サーボモータ又はＤＣサーボモータのいずれで構成され
てもよい。

【００２４】また、ボルスタ１６の後端部とスライド１
５の後端部との間に、例えばリニアスケール等のリニア
センサよりなるスライド位置検出手段１７が配設されて
いる。このスライド位置検出手段１７は、本実施形態で
は、スライド１５の後部に上端が支持され、かつ、軸心
方向がスライド１５の移動方向（ここでは、上下方向）
に平行な細長いロッド１７ｃの下端部に取着された検出
ヘッド１７ｂと、この検出ヘッド１７ｂと所定距離を保
って摺動可能に係合しているリニアスケール１７ａとか
らなっている。そして、スライド１５の上下動に伴って
検出ヘッド１７ｂがリニアスケール１７ａに対して上下
動し、これによって、検出ヘッド１７ｂからの光信号に
よりリニアスケール１７ａの内部の位置検出部からスラ
イド１５の位置がボルスタ１６の上面からの高さとして
検出されるようになっている。このスライド位置検出手
段１７が検出したスライド１５の位置信号は後述する制
御器に入力され、この制御器はこの位置信号に基づいて
前記サーボモータ１１を駆動してスライド１５の位置を
所定のモーションカーブに沿うように制御する。

【００２５】上記モーションカーブは、例えば図２に示
されるように、縦軸をスライド１５の位置で表し、ま
た、横軸をスライド１５の上限位置Ｕで起動してからの
経過時間ｔで表している。多工程加工や複合加工を行う
ため、サーボプレス１は、スライド１５が上限位置Ｕか
ら下降して次に上限位置Ｕに戻るまでの間に、所定回数
ｎの反復作動を行って繰り返し加工を行うようにしてい
る。ここで、この繰り返し回数を段数と呼び、各段の加
工工程を初回目から順にそれぞれ１段、２段、…ｎ段
（ｎは自然数）と呼ぶ。図２においては、ｎ＝４の場合
の例を示している。このとき、サーボプレス１によるプ
レス加工工程は、同図に示されるように、以下の各工程
及び領域からなる。すなわち、スライド１５が上限位置
Ｕから１段目の加工工程の開始位置まで高速で移動する
高速下降領域と、所定段数ｎ繰り返される各段の加工工
程と、最終段目の加工工程の終了位置から上限位置Ｕま
で高速で移動する高速上昇領域とによって表すことがで
きる。

【００２６】また、各段の加工工程は、前段の終了位置
（１段目では、上記高速下降領域の終了位置）から各段
の下限位置Ｌn （ｎは前記段数に対応）まで低速（加圧
速度に対応）で下降する低速下降領域と、各段の下限位
置Ｌn において予め設定された所定時間スライド１５の
位置及び加圧力を保持する加圧工程と、各段の下限位置
Ｌn から、上限位置Ｕよりも低い位置に予め設定された
各段の待機位置Ｍn まで低速で上昇する低速上昇領域
と、この各段の待機位置Ｍn において予め設定された所
定時間スライド１５の位置を保持して次段の加工工程開
始まで待機する待機工程とによって表される。よって、
次段の低速下降領域は前段の待機位置Ｍnから下降開始
する。なお、本実施形態では、最終段においては待機工
程を無くして低速上昇領域の終了時点で待機位置Ｍn か
ら高速上昇領域に入っているが、これに限定されずに、
最終段の待機工程を設けてもよい。また、各段の低速下
降領域の途中に各段の加圧開始位置Ｋn を設け、前段の
終了位置（待機位置Ｍn ）から所定の低速度（加圧速度
よりも速い）でこの加圧開始位置Ｋn まで下降した後
に、加圧速度で下限位置Ｌn まで下降するようにするこ
ともできる。この場合、前記加圧開始位置Ｋn を前段の
終了位置（待機位置Ｍn 、又は１段目の高速下降領域の
終了位置）と一致させて設定してもよい。

【００２７】そして、各段の加圧開始位置Ｋn 、下限位
置Ｌn 、待機位置Ｍn 、低速下降速度、低速上昇速度、
加圧保持時間（加圧工程での保持時間）、加圧力、又は
待機時間（待機工程での待機時間）等は、多工程加工や
複合加工の加工条件に基づいて、それぞれ各段毎に異な
った値に設定することができる。図２では、各段の上記
設定値を異なった値に設定した例を示しているが、これ
に限らず、例えば図３に示すように、各段の上記設定値
を等しくすることも可能である。この場合には、初段の
加工条件と同一条件で複数回繰り返して加工する、いわ
ゆる繰り返しモーションとなる。以後、上記のような複
数段のプレス加工のモーションを多段モーションと呼
ぶ。

【００２８】図４は、上記多段モーションの各条件を設
定し、かつ、設定された条件に基づいてスライド１５を
制御する多段モーション制御装置の制御回路ブロック図
を示しており、以下同図に基づいて説明する。スライド
位置検出手段１７は、前述のようにボルスタ１６の上面
からのスライド１５の高さを検出しており、この位置信
号を制御器２０に出力する。スライド位置検出手段１７
は、本実施形態では前述のように例えばリニアスケール
等のリニアセンサで構成されているが、これに限定しな
くてもスライド１５の位置を検出するものであればよ
く、例えばエンコーダ等で構成してもよい。また、スラ
イド位置検出手段１７は例えばサーボモータ１１の出力
軸１１ａと反対側に回転軸と同軸上に取り付けられても
よい。

【００２９】多段モーション設定手段２１は、多段モー
ションの各段の下限位置Ｌn 、待機位置Ｍn 、低速下降
速度、低速上昇速度、加圧保持時間（加圧工程での保持
時間）、加圧力、又は待機時間（待機工程での待機時
間）等のデータを入力でき、入力された設定データを制
御器２０に出力する。設定データは加工ワークの種別に
対応したモーションパターン毎に設定及び記憶可能とな
っており、このモーションパターンは例えばモーション
番号によって識別される。このとき、設定データは、作
業者が設定用スイッチ等によって入力してもよいし、例
えばプレス加工ラインを自動制御する他のコントローラ
等から通信等で入力してもよい。これらの設定データ
は、制御器２０内のメモリに記憶される。

【００３０】また、多段モーション選択手段２２は、実
プレス作業を行うに際して、制御器２０のメモリに記憶
された上記多段モーションの複数のパターンから加工対
象ワークに対応するパターンを選択するものであり、こ
の選択信号を制御器２０に出力する。この選択は例えば
モーション番号等によって指定され、上記と同様に、作
業者が選択用スイッチ等によって行ってもよいし、ライ
ン自動制御用の他のコントローラ等から通信等で入力し
てもよい。

【００３１】制御器２０は例えばマイクロコンピュータ
を主体にしたコンピュータ装置により構成されており、
読み書き可能なメモリ（例えば、半導体ＲＡＭ、フロッ
ピーディスク、ハードディスク等）を内蔵している。制
御器２０は前記多段モーション設定手段２１から入力し
た各設定データをこのメモリに記憶し、前記多段モーシ
ョン選択手段２２から入力した選択信号に基づいて上記
メモリ内の対応する多段モーションの各設定データを読
み出す。また、この設定データに基づいて所定の処理を
行い、またサーボモータ１１の駆動電流を検出する電流
検出手段２４からモータ電流信号を入力しながら、前記
サーボモータ１１を駆動するサーボアンプ２３に制御指
令を出力する。これによって、スライド１５の位置と速
度、停止時間、又は加圧力（モータトルク）等を制御す
る。

【００３２】サーボアンプ２３は、前記制御指令を入力
してサーボモータ１１の回転を制御する。サーボアンプ
２３は、制御目的に応じて、サーボモータ１１の速度と
駆動電流のいずれか一方を前記制御指令に基づいて所定
値に制御している。すなわち、速度指令を入力した場合
には、サーボアンプ２３は速度センサ１１ａからのサー
ボモータ１１の速度信号とこの速度指令値との偏差が小
さくなるように、サーボモータ１１の駆動電流（つま
り、モータトルク）を制御する。また、トルク指令を入
力した場合には、サーボアンプ２３は電流検出手段２４
によって検出されたモータ電流値とこの電流指令値との
偏差が小さくなるように、サーボモータ１１の駆動電流
を制御する。前記電流検出手段２４からのモータ電流信
号は、モータの出力トルク信号として制御器２０にフィ
ードバックされている。そして、制御器２０は、前記モ
ーション設定データに基づいて、スライド１５の位置及
び速度を制御するときにはサーボアンプ２３に速度指令
を出力し、また、加圧力を制御するときはサーボアンプ
２３にトルク指令を出力する。これによって、それぞれ
スライド１５の位置及び速度、又は加圧力が制御され
る。

【００３３】電流検出手段２４は、モータ駆動電流の大
きさ及び方向に応じたモータ電流信号を出力している。
この電流検出手段２４は、例えばモータ電流が流れるシ
ャント抵抗の両端の電位差に基づいて、電流の大きさ及
び方向を検出するようにしたもので構成されている。

【００３４】また、制御器２０には表示器２５が接続さ
れており、表示器２５は多段モーションの各データを設
定する際に必要な情報や、その他制御に必要な情報等を
表示するようになっている。この表示器２５は、例えば
グラフィック表示器（ＥＬ表示器、プラズマ表示器、液
晶表示器等）や数値表示器等のように数字及び文字が表
示されるものであればよい。

【００３５】次に、多段モーションの各条件の設定方法
を説明する。本実施形態では、表示器２５としてグラフ
ィック表示器を用い、この表示器２５の表示情報を見な
がら多段モーション設定手段２１及び多段モーション選
択手段２２を操作して設定する方法を示している。ここ
で、図５は表示器２５による多段モーションデータの設
定画面の一例を表しており、図２に示したような各段毎
の加工条件が異なっている多段モーションを設定する画
面例を示している。また、図６には、多段モーション設
定手段２１及び多段モーション選択手段２２の一例を示
しており、以下同図に基づいて説明する。

【００３６】多段モーションデータ設定画面には、各段
毎に加圧開始点、下限位置、待機位置、低速下降速度、
低速上昇速度、加圧保持時間、待機時間及び加圧力等を
それぞれ設定するためのデータ入力枠があり、またモー
ション番号、段数データ、上限位置Ｕ及び上限位置停止
時間等のデータ入力枠が設けてある。そして、この設定
画面に、これらのデータ入力枠を選択するカーソル５１
が表示されている。カーソル５１は、カーソル移動キー
５２〜５５によって上下又は左右に移動される。図６に
おいて、カーソル移動キー５２、５３により上下方向
に、またカーソル移動キー５４、５５により左右方向に
カーソルを移動することができる。また、データ入力の
ために、テンキー５６と小数点キー５７とＣＬ（クリ
ア）キー５８とＥＮＴ（入力）キー５９が設けられてい
る。

【００３７】この設定画面において多段モーションの各
データを設定する時には、カーソル移動キー５２〜５５
によってカーソルを所定の入力枠に移動し、テンキー５
６及び小数点キー５７によって当該入力枠に対応する所
望のデータを入力し、ＥＮＴキー５９を入力する。これ
によって、上記入力データが制御器２０内の所定のメモ
リエリアに書き込まれる。具体的に、各データ毎に説明
すると、まずモーション番号入力枠６１に所望のモーシ
ョン番号を入力し、ワーク番号入力枠６２に当該多段モ
ーションによって加工されるワークのワーク番号等を入
力することができる。次に、同様にして、段数入力枠６
３に当該多段モーションの最大段数データ（例えば、４
段モーションの場合は４）を入力し、また、上限位置及
び上限位置停止時間（上限位置で停止し、次に多段モー
ションに入るまでの時間）データを入力する。そして、
各段毎に各条件のデータ入力枠にそれぞれの所望の設定
データを入力し、ＥＮＴキー５９によって書き込む。こ
こで、上記加圧保持時間、待機時間又は上限位置停止時
間等は、０以上のデータが設定可能である。なお、ＣＬ
キー５８は、入力データの修正時に使用できる。

【００３８】このようにして、当該モーション番号に対
応する多段モーションの全データが設定されたとき、モ
ード切り換えスイッチによって例えば生産モードにす
る。このモード切り換えスイッチは、本実施形態では、
コマンドキー６５の内で、設定画面に設けられた画面切
り換えコマンド６４に対応するキー６４ａによって構成
されている。このモード切り換え操作によって、上記所
定のメモリエリアに書き込まれた多段モーションデータ
は、設定されたモーション番号に対応するメモリエリア
に記憶される。なお、このモード切り換えスイッチ（キ
ー６４ａ）は、他の手段、例えば通常のセレクトスイッ
チ等で構成してもよい。

【００３９】また、図５に示す設定画面においては、一
画面内で最大１０段目までの条件を設定可能となってい
る。このような場合に、もし１１段以上の多段モーショ
ンを設定したいときには、コマンドキー６５の内で、画
面に設けられた次頁コマンド６６に対応するキー６６ａ
によって次頁の設定画面（図示せず）に切り換えた後、
以上と同様の操作によって、設定することが可能であ
る。

【００４０】次に、図示しない生産モード画面におい
て、加工したいワークに対応するモーション番号を入力
し、所望のモーションデータを選択する。このとき、こ
れまでと同様に、カーソル移動キー５２〜５５、テンキ
ー５６、ＣＬキー５８及びＥＮＴキー５９等を多段モー
ション選択手段２２として使うことができる。選択され
た多段モーションデータに基づいて、サーボモータ１１
が制御される。

【００４１】また、図３に示されたような繰り返しモー
ションのデータを設定するときは、上記の各段の設定デ
ータを全ての段で同一とすることによっても設定可能で
ある。しかしながら、設定データの入力回数が多くなる
ので、入力操作が煩わしい傾向がある。このために、例
えば図７に示すような繰り返しモーション設定用の設定
画面を準備している。同画面には加圧回数入力枠６７が
設けられており、前述と同様のカーソル移動キー５２〜
５５やテンキー５６等を使用するデータ入力方法によっ
て、加圧回数データを設定できる。同画面内には１段当
たりの各条件（加圧開始点〜待機時間）の入力枠も設け
られているので、１段目のみの設定データの入力でよ
い。そして、生産時に当該モーション番号が選択された
場合には、この設定条件に基づいて、サーボモータ１１
を上記加圧回数だけ繰り返し制御することによって、繰
り返し加工が実行される。

【００４２】なお、上記の説明においては、多段モーシ
ョンの各設定データを数値で入力して設定する方法を示
したが、本発明はこれに限定するものではなく、他の設
定方法でもよい。例えば、各条件毎に所定種類の設定デ
ータを予め準備しておいて、このデータの内から一つを
選択するようにしてもよい。

【００４３】次に、図８に基づいて本発明に係わる制御
方法を表すフローチャートを説明する。ここでは、各処
理ステップをＳを付して表している。また、以下の制御
を開始する前に、多段モーション選択手段２２によって
対象ワークに対応するモーションデータが選択されてい
るものとする。

【００４４】まずＳ１で、段数カウント値ｎを１にセッ
トする。そしてＳ２で、選択されたモーションデータ内
の１段目の加圧開始位置まで、予め記憶された高速下降
速度でスライド１５が下降するように、サーボアンプ２
３に速度指令が出力される。次に、Ｓ３で、１段目のと
きはスライド１５が１段目の加工速度（低速下降速度）
で下限位置Ｌ1 まで下降するように、またｎ段目のとき
は前段の終了位置からｎ段目の加工開始位置Ｋn まで所
定速度で下降した後にｎ段目の加工速度（低速下降速
度）で下限位置Ｌn まで下降するように、サーボアンプ
２３に速度指令が出力される。この後、Ｓ４で、ｎ段目
の下限位置Ｌn に到達したか否か、又は、前記設定され
たｎ段目の設定加圧力に達したか否かを判定し、いずれ
かの判定でＹＥＳの場合（下限位置Ｌn に到達、又は、
設定加圧力に達したとき）にはＳ５に処理を移行し、Ｎ
Ｏの場合にはＳ３に戻って以上の処理を繰り返す。そし
て、Ｓ５で、前記ｎ段目の設定加圧力に対応するトルク
指令をサーボアンプ２３に出力した後、設定された加圧
保持時間だけ位置を停止してこの加圧力を保持する。次
に、Ｓ６で、サーボアンプ２３に速度指令を出力してス
ライド１５をｎ段目の待機位置まで低速上昇速度で上昇
させ、Ｓ７で、ｎ段目の待機時間だけ停止させる。この
とき、最終段の場合は、上記待機時間は０であってもよ
い。

【００４５】そして、Ｓ８で、設定された最大段数Ｎと
ｎが等しいか否かチェックし、等しくないときは、Ｓ９
でｎを１だけカウントアップしてＳ３に戻り、以後Ｓ３
〜Ｓ８までを繰り返す。また、Ｓ８でｎが最大段数Ｎと
等しいときは、Ｓ１０に移行し、サーボアンプ２３に速
度指令を出力してスライド１５を予め記憶された高速上
昇速度で上限位置Ｕまで上昇させ、次にＳ１１で、設定
された停止時間だけスライド１５を停止させ、次回の下
降行程まで待つ。そして、次にＳ１に戻って、以上の処
理を繰り返す。

【００４６】以上の構成によると、上限位置Ｕからスラ
イド１５を下降し、次にまた上限位置Ｕまで上昇させる
までの間、下限位置Ｌと待機位置間でスライド１５を反
復駆動して繰り返し加工を自動的に行うことができる。
多段モーションの反復回数（最大段数）や、各段の加圧
位置、加圧保持時間、待機位置、待機時間及び加圧力等
のモーションデータは予め設定できるので、多工程加工
や複合加工の自動化が可能となり、生産性を向上でき
る。また、上記待機位置を上限位置より低い位置、例え
ばワークの近傍で、かつ、待機時に複合加工等の他工程
作業の邪魔にならないような位置に設定し、加圧後にこ
の待機位置にスライド１５を待機させることによって、
上限位置Ｕまで戻らなくても多工程加工や複合加工が可
能となる。したがって、各段の加圧位置まで短時間で下
降でき、さらに加圧後短時間で上昇できるので、多工程
加工や複合加工のトータル加工時間が短縮され、生産性
が向上する。

【００４７】また、多段モーションデータの各段の加圧
力設定データに基づいて、低速下降領域及び加圧工程で
のスライドの加圧力を自動的に制御できる。よって、各
段の加圧力が自動的に変更可能となり、この結果多段モ
ーションでの加工の自動化が可能となり、生産性が向上
する。また、ワーク材質や板厚、加工方法等に適した加
圧力を保持できるので、加工後の形状凍結性を向上でき
る。よって、対象ワークに合った最適な加工条件で、か
つ、短時間で、多工程加工や複合加工ができ、作業が容
易となる。

【００４８】また、各段毎に加圧時間、待機時間、下限
位置又は待機位置を所定値に設定できるので、対象ワー
クに合った最適な加工条件で、かつ、短時間で、多工程
加工や複合加工ができる。例えば、ワーク材質や板厚等
に適した加圧時間で加圧力を保持できるので、加工後の
形状凍結性を向上でき、また待機時間を調整できるの
で、プレス後の他の加工工程を待機時間に左右されずに
最適な方法とすることができる。また、下限位置を調整
してワーク材質や板厚等に適した加圧成形を行えるの
で、加工後の製品精度をを向上でき、さらに待機位置を
調整できるので、プレス後の他の加工工程に適した位置
にスライドを待機させることができる。したがって、多
工程加工や複合加工時の作業が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるサーボプレスの一例を表す要部
側面図を示す。

【図２】本発明に係わる多段モーションカーブの一例を
示す。

【図３】本発明に係わる多段モーションカーブの他の一
例（繰り返し加工）を示す。

【図４】本発明に係わる多段モーション制御装置の制御
回路ブロック図を示す。

【図５】本発明に係わる多段モーションデータの設定方
法を説明する設定画面の一例である。

【図６】本発明に係わる多段モーション設定手段及び多
段モーション選択手段の一例である。

【図７】本発明に係わる多段モーションデータの設定方
法の他例（繰り返しモーション用）を説明する設定画面
の一例である。

【図８】本発明に係わる多段モーション制御方法を表す
制御フローチャートの一例である。

【符号の説明】

１サーボプレス９ベッド１０フレーム１１サーボモータ１２回転伝達部材１２ａ、１２ｂベルトプーリ１４動力変換装置１５スライド１６ボルスタ１７スライド位置検出手段２０制御器２１多段モーション設定手段２２多段モーション選択手段２３サーボアンプ２４電流検出手段２５表示器５１カーソル５２〜５５カーソル移動キー５６テンキー５７小数点キー５８ＣＬキー５９ＥＮＴキー６１モーション番号入力枠６２ワーク番号入力枠６３段数入力枠６４画面切り換えコマンド６５コマンドキー６６次頁コマンド６７加圧回数入力枠Ｕ上限位置Ｌ、Ｌn 下限位置Ｍ、Ｍn 待機位置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B30B 15/14 B30B 13/00 B30B 15/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スライド(15)を直線駆動するサーボモー
タ(11)と、このサーボモータ(11)を駆動する制御指令を
出力する制御器(20)と、制御器(20)からの制御指令を受
けてサーボモータ(11)の電流を制御するサーボアンプ(2
3)と、スライド(15)の位置を検出するスライド位置検出
手段(17)とを備え、前記スライド位置検出手段(17)によ
って検出したスライド位置に基づいて前記サーボアンプ
(23)により前記サーボモータ(11)を制御し、スライド(1
5)を上限位置(U) と下限位置(L) 間で位置制御するサー
ボプレスの多段モーション制御装置において、前記上限位置(U) と下限位置(L) 間に設けた各段の加圧
位置、加圧保持時間、待機位置、待機時間及び加圧力の
モーションデータの内少なくともいずれか一つが各段毎
に異なっている多段モーションでの最大段数及び各段毎
の前記モーションデータの少なくとも一つ、及び／又
は、前記モーションデータが各段で等しい多段モーショ
ンでの１段当たりの前記モーションデータの少なくとも
一つを設定する多段モーション設定手段(21)と、前記多段モーション設定手段(21)によって設定された多
段モーションの前記モーションデータに基づいて、前記
スライド位置検出手段(17)によって検出したスライド位
置を監視しながら前記サーボアンプ(23)に速度指令又は
トルク指令を出力し、前記サーボモータ(11)の速度又は
トルク、及びスライド位置又は停止時間を制御する前記
制御器(20)とを備えたことを特徴とするサーボプレスの
多段モーション制御装置。
【請求項２】請求項１記載のサーボプレスの多段モー
ション制御装置において、前記多段モーション設定手段(21)は、さらに、前記モー
ションデータを複数のモーションカーブ毎に設定し、か
つ、設定された複数のモーションカーブ毎の前記モーシ
ョンデータを前記制御器(20)に記憶させることを可能と
し、前記制御器(20)に、この記憶された上記複数のモーショ
ンカーブのモーションデータの内、いずれかひとつのモ
ーションカーブのモーションデータを選択する多段モー
ション選択手段(22)を付設したことを特徴とするサーボ
プレスの多段モーション制御装置。
【請求項３】スライド(15)を上限位置(U) から下降し
た後に所定位置で加圧し、次に上限位置(U) まで上昇す
るサーボプレスの多段モーション制御方法において、上限位置(U) から次に上限位置(U) に戻るまでの間、上
限位置(U) より低い所定の待機位置(M) と、この待機位
置(M) より低い所定の下限位置(L) との間で、スライド
(15)を所定回数反復駆動して多段モーション加工を行う
ことを特徴とするサーボプレスの多段モーション制御方
法。
【請求項４】前記下限位置(L) で加圧する加圧時間及
び／又は前記待機位置(M) で停止する待機時間が、前記
反復する各段毎に一定値、あるいは、異なった値に設定
されたことを特徴とする請求項３に記載のサーボプレス
の多段モーション制御方法。
【請求項５】前記下限位置(L) 及び／又は前記待機位
置(M) が、前記反復する各段毎に一定位置、あるいは、
異なった位置に設定されたことを特徴とする請求項３に
記載のサーボプレスの多段モーション制御方法。
【請求項６】スライド(15)を前記下限位置(L) に向か
って下降させる低速下降領域内の途中で加圧力が所定の
設定加圧力値に達した場合には、スライド(15)が前記下
限位置(L) に未到達であっても直ちに加圧工程に移行
し、この設定加圧力を保持することを特徴とする請求項
３に記載のサーボプレスの多段モーション制御方法。
【請求項７】前記設定加圧力が、前記反復する各段毎
に一定値、あるいは、異なった値に設定されたことを特
徴とする請求項６に記載のサーボプレスの多段モーショ
ン制御方法。