JP3807495B2 - Motion setting method of electric servo press - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボモータを制御してスライド位置制御を行なう電動サーボプレスのスライドのモーション設定方法に関し、特にはサーボモータの回転動力を動力変換機構により直線移動に変換し、この直線移動をリンク機構を介してスライド上下移動に変換する電動サーボプレスのモーション設定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、サーボモータを制御してスライド位置制御を行なう電動サーボプレスとしては、サーボモータの回転動力をボールスクリュー等により上下方向の直線移動に変換し、この上下方向動力で直接スライドを上下駆動するものが良く知られている。このサーボプレスでは、サーボモータの回転角度とスライド位置とは比例関係にあるので、例えばスライドの位置をモータ回転角としてフィードバックし、サーボモータの回転角度及び速度を制御することによって、精度良くスライド位置及びその速度を制御できる。
【0003】
このようなサーボプレスで成形加工を行なうには、ワークの材質、加工種別等に応じて、スライドの位置及び速度を規定したスライドモーション(以後、単にモーションと呼ぶ)を設定する必要がある。このための従来のモーション設定方法としては、モーションをリンクモーション(機械式リンクプレスのモーション)に相似させて設定するに際して、例えば図3に示すような多段モーションでスライド位置を制御するように設定しているものがある。この多段モーションは、目標のスライドストローク内を所望数の異なった速度エリア(例えば、高速下降エリア、低速下降エリア、加工エリア、低速上昇エリア及び高速上昇エリア等)に分割し、これらの速度エリア毎にスライド開始位置、終了位置、スライド速度、スライド停止時間(停止選択も含む)等をオペレータが予めコントローラに設定するようにしたものである。そして、コントローラは、これらの設定データ間に矛盾が無いか(隣接エリア間のスライド開始位置と終了位置とが一致しているか、又は設定したスライド速度がモータ出力最大速度を超えていないか等)の整合性をチェックし、整合性に異常なければ上記設定データに基づいてスライド位置及び速度を制御するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電動サーボプレスのスライド駆動機構の一つとして、サーボモータの回転動力を所定の動力伝達機構により略水平方向の直線移動に変換し、この水平方向直線移動をリンク機構を介してスライドの上下移動に変換するようにしたものが近年開発されようとしている。このリンク機構により、大きな加圧力が得られ易く、また加圧時の加工負荷が直接にモータ軸の動力伝達機構に伝達されないことから該動力伝達機構等の耐久性を向上できるものである。
【0005】
しかしながら、前記のような従来のモーション設定方法を、上記のリンク機構を介する電動サーボプレスに適用するに際しては、次のような問題がある。
(1)多段モーションを設定するに当って、設定データの数及び設定操作の回数が非常に多く、データ設定操作が煩わしい。例えば、多段モーションのエリア段数、上限位置、下限位置、スライドストローク長さ、モータ使用速度最大値、及び各エリアのスライド開始位置、終了位置、スライド速度、スライド停止時間などのデータの入力が必要である。
【0006】
(2)サーボモータの回転動力を直線移動の変換部とリンク機構とを介してスライドの上下移動に変換しているために、モータ回転速度とスライド速度との関係は常時一定ではなく、スライド位置に応じて変化している。すなわち、モータ回転速度を一定にしても、スライドの昇降速度はスライド上限位置近傍では高速であり、スライド下限位置近傍では低速である。したがって、多段モーション設定のときに、所定エリアで設定された前記スライド速度を該エリア内のスライド位置に対応して達成するために必要なモータ回転速度は、前記設定されたモータ使用速度最大値以下である必要がある。しかしながら、データを入力するオペレータが、このような設定条件を考えながら各データに矛盾が無いように整合性をとってデータ設定するのは非常に困難であり、このため設定に要する時間がかかるので作業能率が低下するという問題がある。
【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、略水平方向の直動動力をリンク機構を介して上下方向のスライド移動に変換する電動サーボプレスにおいて、モーション設定が容易にできる電動サーボプレスのモーション設定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】
上記目的を達成するため、本発明に係る第1発明は、サーボモータの正逆回転運動を動力変換機構により略水平方向の直線運動に変換し、この直線運動をリンク機構を介してスライドの昇降動に変換する電動サーボプレスのスライドモーションを設定するモーション設定方法において、スライドのストローク長さ及びサーボモータの使用最大回転数を設定する第1工程と、この設定されたストローク長さに応じて、該ストローク長さの分割段数を自動的に決定する第2工程と、前記設定されたストローク長さを前記決定した分割段数で所定のスライド位置で分割し、この分割したスライド位置を各段のエリアの開始位置及び終了位置として設定する第3工程と、各段のエリア内におけるそれぞれのスライド速度を一定として、前記動力変換機構及びリンク機構による各段のエリアでのスライド位置Pとモータ回転角度θとの所定関係式に基づいて、モータ回転数の最大値が前記設定されたモータ使用最大回転数に略等しくなるように各段のエリア内での最大スライド速度を自動的に設定する第4工程とを有する方法としている。
【0009】
第1発明によれば、スライドストローク長さとサーボモータの使用最大回転数とを入力するだけで、該入力ストローク長さに応じて分割段数が自動的に決定され、この段数に基づき前記入力ストローク長さを所定のスライド位置で分割した多段モーションが自動的に設定される。従って、モーション設定時のデータ入力のための操作回数が少なくなり、操作性を格段に向上できる。さらに、自動設定されたモーションには、各段のエリア内での最大スライド速度が自動的に設定されるので、能率的な生産が行なえるモーションを設定可能となる。しかも、オペレータは、各エリアでのモータ回転数とスライド速度との関係を考慮しながらスライド速度を設定しなくてもよいので、モーション設定が非常に容易となる。
【0010】
第2発明は、サーボモータの正逆回転運動を動力変換機構により略水平方向の直線運動に変換し、この直線運動をリンク機構を介してスライドの昇降動に変換する電動サーボプレスのスライドモーションを設定するモーション設定方法において、スライドのストローク長さ及びサーボモータの使用最大回転数を設定する第1工程と、この設定されたストローク長さ及びモータ使用最大回転数に応じて、該ストローク長さの分割段数を自動的に決定する第2工程と、前記設定されたストローク長さを前記決定した分割段数で所定のスライド位置で分割し、この分割したスライド位置を各段のエリアの開始位置及び終了位置として設定する第3工程と、各段のエリア内におけるそれぞれのスライド速度を一定として、前記動力変換機構及びリンク機構による各段のエリアでのスライド位置Pとモータ回転角度θとの所定関係式に基づいて、モータ回転数の最大値が前記設定されたモータ使用最大回転数に略等しくなるように各段のエリア内での最大スライド速度を自動的に設定する第4工程とを有する方法としている。
【0011】
第2発明によれば、スライドストローク長さとサーボモータの使用最大回転数とを入力するだけで、入力したストローク長さとサーボモータの使用最大回転数とに応じて分割段数が自動的に決定され、この段数に基づき前記入力ストローク長さを所定のスライド位置で分割して多段モーションが自動的に設定される。従って、モーション設定時のデータ入力のための操作回数が少なくなり、操作性を格段に向上できる。さらに、自動設定されたモーションには、各段のエリア内での最大スライド速度が自動的に設定されるので、能率的な生産が行なえるモーションを設定可能となる。しかも、オペレータは、各エリアでのモータ回転数とスライド速度との関係を考慮しながらスライド速度を設定しなくてもよいので、モーション設定が非常に容易となる。
【0012】
第3発明は、第1又は2発明において、前記サーボモータの使用最大回転数のデフォルト設定値を、当該サーボモータの使用可能最大回転数とする方法としている。
【0013】
第3発明によれば、各エリアでの最大スライド速度は、これをモータ軸に換算したときのモータ回転数の最大値がサーボモータの使用可能最大回転数に略等しくなるように設定されるので、設定されたモーションはサーボモータの能力を最大限に用いていることになり、生産能率を高めたモーションの設定がオペレータにとって非常に容易に可能となる。
【0014】
第4発明は、第1,2又は3発明において、前記各段のエリア内でのスライド速度を、前記最大スライド速度に対するオーバライド比で設定可能とした方法としている。
【0015】
第4発明によれば、オペレータは各段のエリア内でのスライド速度を前記最大スライド速度に対するオーバライド比で設定するため、モータ軸換算のモータ回転数が前記設定されたモータ回転数以上になるようなスライド速度を誤って設定することがなくなり、各データの整合性を熟考しなくても確実にモーションを設定でき、設定時の操作性が良い。
【0016】
第5発明は、第1,2,3又は4発明において、前記各段のエリアでのスライド停止を設定可能とした第5工程を有する方法としている。
【0017】
第5発明によれば、各段のエリアでのスライド停止が設定可能であるから、加工条件に応じて種々の多段モーションを設定でき、多種のワークに汎用的に対応できる。
【0018】
第6発明は、第1又は第2発明において、前記第1工程の後、前記設定したスライドのストローク長さに基づいてストロークの上限位置及び下限位置を自動的に設定すると共に、該上限位置から上方に所定距離離れた位置に及び該下限位置から下方に所定距離離れた位置に、スライドの移動限界となるソフトリミットをそれぞれ自動的に設定する第6工程を有する方法としている。
【0019】
第6発明によれば、上限位置〜下限位置の範囲の外側に移動限界となるソフトリミットを自動的に設定するので、スライドの暴走を未然に防止できる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明が適用される電動サーボプレスの概要構成図である。同図において、電動サーボプレス1のスライド9及びプランジャ6は共に本体フレーム2に上下動自在に支承されており、スライド9とプランジャ6はプランジャ6の下部で連結されている。このプランジャ6の上部は、第1リンク5a、三軸リンク4及び第2リンク5b等からなるリンク機構3を介して本体フレーム2に連結されている。すなわち、第1リンク5aは本体フレーム2の上部と三軸リンク4の一辺の両端部一側との間にピンにより回動自在に連結されている。また、三軸リンク4の前記一辺の両端部他側とプランジャ6の上部との間には、第2リンク5bがピンにより回動自在に連結されている。
【0023】
スライド駆動用のサーボモータ15の出力軸に取り付けたピニオン13はギヤ12に噛合しており、ギヤ12の軸心にはシャフト部材11aが固設されていて、シャフト部材11aは本体フレーム2に回動自在に支承されている。また、このシャフト部材11aの外周面の一部分には雄ねじが刻設されており、その雄ねじにナット部材11bがその軸心方向に移動自在に螺合し、ナット部材11bが固設されたブラケット11cは図示しないガイドに沿ってナット部材11bと共に移動自在であり、前記ブラケット11cの先端部は、リンク機構3の三軸リンク4の残りの一端部とピン14により回動自在に連結されている。シャフト部材11a、ナット部材11b及びブラケット11cで、サーボモータ15の回転動力を直線動力に変換する動力変換機構11を構成している。
【0024】
サーボモータ15のモータ軸には、モータ回転角度を検出するエンコーダ等からなる角度センサ16が取付けてある。そして、この角度センサ16のモータ回転角度信号Sθはサーボアンプ17に入力され、サーボアンプ17はコントローラ20からのモータ速度指令Cvと前記モータ回転角度信号Sθから求めたモータ回転速度との偏差値に基づいてモータ動力指令Cmをサーボモータ15に出力している。
【0025】
また、スライド9と、本体フレーム2の隅部に立設しているアプライト7との間には、リニアセンサなどの非接触式センサで構成された、スライド9の昇降位置を検出するスライド位置検出器8を取付けている。ここで、リニアセンサのセンサ本体8aは、上下方向に細長い形状を成し、かつ一端部がアプライト7に取付けられたブラケット7aの他端側に取付けられ、一方のスケール部8bは前記センサ本体8aから所定の微小距離離してスライド9に上下方向に沿って取付けられている。スライド位置検出器8の位置検出信号Spはコントローラ20に入力され、コントローラ20は、予め設定されたモーションに沿ってのスライド位置と前記位置検出信号Spとの位置偏差値に基づいてモータ速度指令Cvを演算し、求めたモータ速度指令Cvをサーボアンプ17に出力する。
【0026】
上記のように構成した電動サーボプレス1のスライド9の作動を説明する。サーボモータ15を回転させると、ピニオン13及びギヤ12を介してシャフト部材11aが回転し、これによりナット部材11bがブラケット11cと共に軸心方向に進退し、三軸リンク4を矢印方向へ押し引き駆動する。ナット部材11bは、三軸リンク4が、2点鎖線で示すスライド上限位置に対応する位置4bと実線で示すスライド下限位置に対応する位置4cとの間を移動するように往復駆動される。これにより、プランジャ6の上部に連結した第2リンク5bを介してプランジャ6及びスライド9が上限位置と下限位置との間を往復駆動される。
【0027】
上記のように、サーボモータ15の回転動力をボールスクリュー機構により略水平方向の直動駆動力に変換し、この直動駆動力をリンク機構3を介してスライド9の上下動動力に変換しているため、モータ回転角度θ(これはナット部材11bの移動位置に比例する)とスライド位置Pとの関係は線形とはならず、図2に示すように周知の正弦関数で表される関係となる。このことは、例えば、所定エリア内においてスライド速度(ΔP/Δt)を所定の一定値に保って制御するためには、スライド位置Pに応じてモータ回転速度(Δθ/Δt)を上記の関係式に基づいて変化させるように制御しなければならないことを意味している。さらに言うと、例えば、従来の機械式リンクプレスのモーション(以後、リンクモーションと呼ぶ)と略同様のモーションにするためには、スライド速度を滑らかに変化させる必要があり、スライド位置及びスライド速度の変化に応じてモータ回転速度を滑らかに変化するように制御しなければならない。
【0028】
このことから、本発明では、モーションを例えば図3に示すような多段モーションにより設定するようにしている。すなわち、スライド下降工程では実加工に必要なスライドストローク長さ(スライド上限位置〜下限位置の範囲)を複数段の速度エリアA1〜An(図3ではn=4)に分割し、各速度エリアA1〜Anではスライド速度を所定値(一定)に制御することとする。また、本実施形態では、スライド上昇工程は1段即ち一つの速度エリアを設けた例を示しているが、本発明はこれに限定されない。そして、下限位置での加圧力を機械自体の有する能力の最大値にするように、第2リンク5bの位置が下死点(最も低い下降位置)となる位置を下限位置として固定し、この下限位置を基準として常にモーションを決めるものとする。
【0029】
次に、図4を参照してモーション設定のためのデータ入力手順を説明する。図4は、コントローラ20に設けた図示しないデータ設定器の画面表示である。このデータ設定器は液晶表示器やプラズマ表示器等のグラフィック表示器を有しており、モーション設定データを同一画面上で見ることが可能となっている。
(1)まず、オペレータは、図示しないモード設定部でモーション設定モードを選択する。これにより、データ設定器はストロークの設定が可能な画面(以下、ストローク設定画面という)に切り替わる。尚、上記のモード設定部は、例えばタッチパネル付きのプログラマブル表示器で構成した前記データ設定器を用いてもよいし、又はロータリスイッチ等の切替スイッチを用いてもよい。
(2)次に、オペレータはストローク設定画面において、所望のストローク長さを入力する。
【0030】
(3)すると、コントローラ20は、この入力ストローク長さに応じて予め決められた段数の多段モーション設定画面をデータ設定器に表示する。この段数は、多段モーションが滑らかなリンクモーションに精度良く近似されて設定されるように、上述のとおり入力ストローク長さに応じて予め決められており、また同じ理由により、各段のエリアでのストローク開始位置、終了位置及びスライド速度最大値が入力ストローク長さに応じて予め決められている。例えば、図4では、4段の多段モーション設定画面を示している。なお、上記段数は、上限位置から下限位置までスライド9が下降するときの段数を表している。そして、コントローラ20は、多段モーション設定画面において、各段のエリアでのストローク開始位置、終了位置及びスライド速度(これは、後述のモータ回転数の設定値以内での可能速度)には前記入力ストローク長さに対応して予め決められた値を表示し、モータ回転数、上限停止時間、各段のエリアの速度オーバライド及び停止時間にはそれぞれのデフォルトデータを表示する。各デフォルトデータとして、前記モータ回転数はサーボモータ15の使用可能最大回転数が、前記上限停止時間は所定微小時間tu(図示では0.05秒)が、前記各段のエリアの速度オーバライド及び停止時間は100%及び0.00秒が、それぞれ設定されるようになっている。これらのデフォルトデータはオペレータが変更可能(つまり任意に設定可能)となっており、図4では太い線の枠により変更可能なデータを示している。
【0031】
(4)次に、オペレータは、ワークの成形種別、材質、板厚などの加工条件に合うように、上記のモータ回転数、上限停止時間、各段のエリアの速度オーバライド及び停止時間を所望値にデータ変更する。ただし、モータ回転数は加工時の所望モータ最大回転数で、前記使用可能最大回転数以下とし、上限停止時間は前記デフォルトの所定微小時間tu以上とし、各段のエリアの速度オーバライドは100%以下で、また停止時間は0秒以上とする。
【0032】
ここで、上記データ入力手順に伴うコントローラ20のモーション設定方法を図3及び図4を参照して詳細に説明する。
(1)まず、前記入力ストローク長さに応じて段数を決定し、そして前記入力ストローク長さのモーションをこの段数に分割したときに滑らかなリンクモーションに近くなるように、各エリアAに分割するスライド位置及びそのスライド速度を決定する。図3に示すような4段の例で言うと、分割スライド位置P1,P2,P3、及び各エリアA1,A2,A3,A4でのスライド速度(つまりモーションの傾き)を決定する。なお、下限位置Pdは、前述した基準位置(リンク機構の下死点に対応)とし、上限位置Puは、この下限位置Pdから前記入力ストローク長さだけ上方の位置と設定する。そして、上限位置Pu、各分割スライド位置Pn及び下限位置Pdを図4に示すようなそれぞれのエリアの開始位置、終了位置として順次設定する。このとき、各エリアでのスライド速度は、図2に示したようなスライド位置Pとモータ回転角度θとの所定関係式に基づいてモータ軸に換算したときのモータ回転数の最大値が、サーボモータ15の使用可能最大回転数に略等しくなるように、すなわちサーボモータ15の能力を最大限に使用できるように決定している。このようにして求めたスライド速度を、前記デフォルトデータとして設定する。
【0033】
(2)モータ回転数がデフォルト値100%よりも小さい値に変更されたときには、コントローラ20は各エリアでのスライド速度を、前述と同様にモータ軸に換算したときの各エリアでのモータ回転数の最大値がこの変更後のモータ回転数に略等しくなるように、より小さい値に再決定する。なお、この場合に、段数が前記デフォルトでの段数のままで、スライド速度のみをより小さくすると、同一エリア内の上方の範囲つまり開始位置近傍の方は下方の範囲つまり終了位置近傍よりも実際の制御時のモータ回転数が遅いため、低いモータ回転数で使用する時間が長くなるので、サーボモータ15の能力を最大限に用いていることにならず、作業能率が低下することになる。このため、モータ回転数が小さく設定された場合には、その値に応じて段数をさらに増やすように自動的に設定する方が望ましい。
【0034】
(3)所定エリアの速度オーバライドがデフォルト値100%よりも小さい値に変更されたときには、コントローラ20は、該エリアの前記求めたスライド速度値にこの変更後の速度オーバライド値をかけたデータをスライド速度設定値とする。これにより、該当するエリア内の制御時のモータ回転数の最大値は、前記設定されているモータ回転数よりも小さい値となる。
(4)所定エリアの停止時間が変更されたときには、コントローラ20は該変更後の値を停止時間設定値とする。実加工での制御時には、各エリアの終了位置に到達したら、前記停止時間設定値の間その位置で待機する制御を行なう。
【0035】
なお、本実施形態では、サーボモータ15の回転動力をボールスクリュー機構に伝達するためにピニオン13をギヤ12に噛合させていたが、この構造に限らず、例えば2個のプーリ間にベルトを巻装して伝達する構造にしてもよい。
【0036】
以下に、本発明による効果を説明する。
スライドストローク長さを入力するだけで、該ストローク長さに応じて多段モーションの段数が自動的に決定され、これに伴って使用時の最大モータ回転数(図4では単にモータ回転数と表している)、各エリアのスライド開始位置、終了位置及びスライド速度の各データが自動的に設定され、そのまま加工制御の実行が可能となっているので、モーション設定時の操作性を向上できる。また、このときのモータ回転数のデフォルト設定値は、サーボモータの使用可能最大回転数としているため、モータ能力を最大限に用いて能率的に高速でスライドを駆動できる。
また、前記自動設定されたモータ回転数のデフォルト値をオペレータが変更すると、さらに変更後のモータ回転数に応じて前記分割段数を再度決定し、各段のエリア内でのモータ回転数が所定値以下に低下しないようにしたので、生産性の高いモーションを設定可能である。
【0037】
さらに、各エリアのスライド速度のデフォルト値は、動力伝達機構及びリンク機構によるスライド位置Pとモータ回転角度θとの関係式に基づいてモータ軸に換算したときの、各エリアでのモータ回転数の最大値が前記設定されたモータ回転数と略等しくなるような最大スライド速度に設定されるので、モータ能力を最大限に用いた能率的なモーションを設定可能となり、生産性を向上できる。
また、各エリアのスライド速度は、上記デフォルト値の最大スライド速度に対するオーバライド比によって変更可能となっているので、オペレータは上記の動力伝達機構及びリンク機構によるスライド位置Pとモータ回転角度θとの関係式を考慮しなくても設定できるので、モーション設定時の操作性が良い。
【0038】
また、相隣れるエリアの一方の開始位置と他方の終了位置とを一致させること、及び、各エリアのスライド速度をモータ軸に換算したモータ回転数の最大値が前記設定されたモータ回転数以下となるように、各エリアのスライド位置と設定されたモータ回転数とに応じて、各エリアのスライド速度の設定値に制限を設けること、などの整合性チェックを自動的に行なっている。これにより、スライド位置Pとモータ回転角度θとの関係が非線形であるような電動サーボプレスにおいても、オペレータは上記整合性について熟慮しないでも容易にモーションを設定できるので、設定時の操作性が非常に良い。
【0039】
また、モータ回転数、上限停止時間、各エリアのスライド速度及び停止時間をオペレータの所望の値に変更できるので、ワークの加工種別、材質、板厚等の加工条件に適合するモーションを設定でき、各種ワークにも汎用的に対応でき、加工精度も確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される電動サーボプレスの概要構成図である。
【図2】本発明に係るモータ回転数とスライド位置との関係の説明図である。
【図3】多段モーションの説明図である。
【図4】本発明に係るデータ設定画面の表示例である。
【符号の説明】
1…電動サーボプレス、2…本体フレーム、3…リンク機構、4…三軸リンク、5a…第1リンク、5b…第2リンク、6…プランジャ、8…スライド位置検出器、9…スライド、11…動力変換機構、11a…シャフト部材、11b…ナット部材、11c…ブラケット、12…ギヤ、13…ピニオン、14…係止ピン、15…サーボモータ、16…角度センサ、17…サーボアンプ、20…コントローラ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a slide motion setting method for an electric servo press that controls a servo motor to control a slide position, and in particular, the rotational power of a servo motor is converted into a linear movement by a power conversion mechanism, and the linear movement is converted into a link mechanism. The present invention relates to a motion setting method of an electric servo press that converts to a slide up / down movement.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an electric servo press that controls the slide position by controlling the servo motor, the rotary power of the servo motor is converted into a linear movement in the vertical direction by a ball screw or the like, and the slide is directly driven up and down by this vertical power. Is well known. In this servo press, the rotation angle of the servo motor and the slide position are in a proportional relationship. For example, the slide position is fed back as the motor rotation angle, and the rotation angle and speed of the servo motor are controlled, so that the slide position can be accurately detected. And its speed can be controlled.
[0003]
In order to perform molding with such a servo press, it is necessary to set a slide motion (hereinafter simply referred to as motion) that defines the position and speed of the slide in accordance with the material of the workpiece, the type of processing, and the like. As a conventional motion setting method for this purpose, when setting a motion similar to a link motion (motion of a mechanical link press), for example, it is set so that the slide position is controlled by a multistage motion as shown in FIG. There is something that is. This multi-stage motion divides the desired slide stroke into a desired number of different speed areas (for example, a high-speed descent area, a low-speed descent area, a machining area, a low-speed rise area, a high-speed rise area, etc.) In addition, the slide start position, end position, slide speed, slide stop time (including stop selection), and the like are previously set by the operator in the controller. The controller confirms that there is no contradiction between these setting data (such as whether the slide start position and end position between adjacent areas match or the set slide speed does not exceed the maximum motor output speed). If the consistency is not abnormal, the slide position and speed are controlled based on the setting data.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as one of the slide drive mechanisms of the electric servo press, the rotational power of the servo motor is converted into a substantially horizontal linear movement by a predetermined power transmission mechanism, and this horizontal linear movement is moved up and down the slide via the link mechanism. Something that has been converted to mobile is being developed in recent years. This link mechanism makes it easy to obtain a large pressing force, and the processing load during pressurization is not directly transmitted to the power transmission mechanism of the motor shaft, so that the durability of the power transmission mechanism and the like can be improved.
[0005]
However, when the conventional motion setting method as described above is applied to the electric servo press via the link mechanism, there are the following problems.
(1) When setting a multistage motion, the number of setting data and the number of setting operations are very large, and the data setting operation is troublesome. For example, it is necessary to input data such as the number of area steps of multi-step motion, upper limit position, lower limit position, slide stroke length, maximum motor speed, and slide start position, end position, slide speed, slide stop time of each area. is there.
[0006]
(2) Since the rotational power of the servo motor is converted into the vertical movement of the slide via the linear movement converter and the link mechanism, the relationship between the motor rotational speed and the slide speed is not always constant, and the slide position It changes according to. That is, even if the motor rotational speed is constant, the slide ascending / descending speed is high near the slide upper limit position and low near the slide lower limit position. Therefore, when the multistage motion is set, the motor rotation speed required to achieve the slide speed set in the predetermined area corresponding to the slide position in the area is equal to or less than the set motor use speed maximum value. Need to be. However, it is very difficult for an operator who inputs data to set data with consistency so that there is no contradiction while considering such setting conditions, and this takes time for setting. There is a problem that work efficiency decreases.
[0007]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and it is possible to easily set motion in an electric servo press that converts a substantially horizontal linear motion power into a vertical slide movement via a link mechanism. The object is to provide a motion setting method for an electric servo press.
[0008]
[Means, actions and effects for solving the problems]
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a forward / reverse rotational motion of a servo motor is converted into a substantially horizontal linear motion by a power conversion mechanism, and this linear motion is lifted and lowered by a link mechanism. In the motion setting method to set the slide motion of the electric servo press that converts to the motion, the stroke length of the slideServo motor maximum rotation speedA first step of setting the stroke length, a second step of automatically determining the number of division steps of the stroke length according to the set stroke length, and the determined number of division steps of the set stroke length And a third step of setting the divided slide positions as the start position and end position of each stage area,Based on a predetermined relational expression between the slide position P and the motor rotation angle θ in each step area by the power conversion mechanism and the link mechanism, with each slide speed in each step area being constant, A fourth step of automatically setting the maximum slide speed in the area of each step so that the maximum value is substantially equal to the set maximum motor use speed;The method has
[0009]
According to the first invention, the slide stroke lengthAnd the maximum rotation speed of the servo motorIs input automatically according to the input stroke length, and a multi-stage motion in which the input stroke length is divided at a predetermined slide position is automatically set based on the input step length. Therefore, the number of operations for data input at the time of motion setting is reduced, and operability can be greatly improved.Furthermore, since the maximum slide speed within each stage area is automatically set for the automatically set motion, it is possible to set a motion that allows efficient production. In addition, since the operator does not have to set the slide speed while considering the relationship between the motor rotation speed and the slide speed in each area, the motion setting becomes very easy.
[0010]
According to the second aspect of the present invention, the slide motion of the electric servo press that converts the forward / reverse rotational motion of the servo motor into a substantially horizontal linear motion by the power conversion mechanism and converts the linear motion into the slide up / down motion via the link mechanism. In the motion setting method to be set, according to the first step of setting the stroke length of the slide and the maximum rotation speed of the servo motor, and according to the set stroke length and the maximum rotation speed of the motor, the stroke length A second step of automatically determining the number of division steps, and dividing the set stroke length at a predetermined slide position by the determined number of division steps, and using the divided slide positions as the start position and the end of the area of each step A third step to set as a position;Based on a predetermined relational expression between the slide position P and the motor rotation angle θ in each step area by the power conversion mechanism and the link mechanism, with each slide speed in each step area being constant, A fourth step of automatically setting the maximum slide speed in the area of each step so that the maximum value is substantially equal to the set maximum motor use speed;The method has
[0011]
According to the second aspect of the invention, only by inputting the slide stroke length and the maximum servo motor speed, the number of division stages is automatically determined according to the input stroke length and the maximum servo motor speed. A multi-stage motion is automatically set by dividing the input stroke length at a predetermined slide position based on the number of stages. Therefore, the number of operations for data input at the time of motion setting is reduced, and operability can be greatly improved.Furthermore, since the maximum slide speed within each stage area is automatically set for the automatically set motion, it is possible to set a motion that allows efficient production. In addition, since the operator does not have to set the slide speed while considering the relationship between the motor rotation speed and the slide speed in each area, the motion setting becomes very easy.
[0012]
The third invention is the1 or2 In the invention,The default setting value of the maximum number of rotations of the servo motor is the maximum number of rotations that can be used by the servo motor.It's a way.
[0013]
According to the third invention,The maximum slide speed in each area is set so that the maximum value of the motor speed when converted to the motor shaft is approximately equal to the maximum available speed of the servo motor. This means that the motor capacity is fully utilized, and it is very easy for the operator to set up motion with increased production efficiency.It becomes.
[0014]
The fourth invention is the1, 2 orIn the third invention, the slide speed in the area of each step can be set by an override ratio with respect to the maximum slide speed.
[0015]
According to the fourth aspect of the invention, the operator sets the slide speed in the area of each step by the override ratio with respect to the maximum slide speed, so that the motor rotation speed in terms of the motor shaft is equal to or higher than the set motor rotation speed. The correct slide speed is not set by mistake, the motion can be set reliably without considering the consistency of each data, and the operability at the time of setting is good.
[0016]
The fifth invention is the first, second, third or fourth invention,in frontThe method has a fifth step in which the slide stop in each step area can be set.
[0017]
According to the fifth aspect, since it is possible to set the slide stop in each step area, various multi-step motions can be set according to the processing conditions, and it is possible to deal with various workpieces in general.
[0018]
According to a sixth invention, in the first or second invention, after the first step, an upper limit position and a lower limit position of the stroke are automatically set based on the set stroke length of the slide, and from the upper limit position, The method includes a sixth step of automatically setting a soft limit that is a movement limit of the slide at a position that is a predetermined distance above and a position that is a predetermined distance below the lower limit position.
[0019]
According to the sixth aspect of the invention, since the soft limit that becomes the movement limit is automatically set outside the range of the upper limit position to the lower limit position, the runaway of the slide can be prevented in advance.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric servo press to which the present invention is applied. In the figure, the
[0023]
The
[0024]
An
[0025]
In addition, a slide position detection for detecting the ascending / descending position of the
[0026]
The operation of the
[0027]
As described above, the rotational power of the
[0028]
Therefore, in the present invention, the motion is set by multi-stage motion as shown in FIG. 3, for example. That is, in the slide lowering step, the slide stroke length (range from the slide upper limit position to the lower limit position) necessary for actual machining is divided into a plurality of speed areas A1 to An (n = 4 in FIG. 3), and each speed area A1. In ˜An, the slide speed is controlled to a predetermined value (constant). Further, in the present embodiment, an example in which the slide ascending process is provided with one stage, that is, one speed area is shown, but the present invention is not limited to this. Then, the position at which the position of the
[0029]
Next, a data input procedure for motion setting will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a screen display of a data setting device (not shown) provided in the
(1) First, the operator selects a motion setting mode using a mode setting unit (not shown). As a result, the data setting device is switched to a screen (hereinafter referred to as a stroke setting screen) on which a stroke can be set. The mode setting unit may use, for example, the data setting device configured by a programmable display with a touch panel, or may use a changeover switch such as a rotary switch.
(2) Next, the operator inputs a desired stroke length on the stroke setting screen.
[0030]
(3) Then, the
[0031]
(4) Next, the operator sets the motor rotation speed, the upper limit stop time, the speed override and stop time of each stage area to the desired values so as to meet the processing conditions such as the workpiece forming type, material, and plate thickness. Change the data to However, the motor speed is the desired maximum motor speed at the time of machining, and is not more than the maximum usable speed, the upper limit stop time is not less than the default predetermined minute time tu, and the speed override of each stage area is not more than 100%. The stop time is 0 seconds or longer.
[0032]
Here, the motion setting method of the
(1) First, the number of steps is determined in accordance with the input stroke length, and when the motion of the input stroke length is divided into the number of steps, it is divided into each area A so as to be close to a smooth link motion. Determine the slide position and its slide speed. In an example of four stages as shown in FIG. 3, the slide speed (that is, the gradient of motion) at the divided slide positions P1, P2, P3 and the areas A1, A2, A3, A4 is determined. The lower limit position Pd is set to the above-described reference position (corresponding to the bottom dead center of the link mechanism), and the upper limit position Pu is set to a position above the lower limit position Pd by the input stroke length. Then, the upper limit position Pu, each divided slide position Pn, and the lower limit position Pd are sequentially set as the start position and end position of each area as shown in FIG. At this time, the maximum speed of the motor rotation speed when converted into the motor shaft based on the predetermined relational expression between the slide position P and the motor rotation angle θ as shown in FIG. It is determined so as to be approximately equal to the maximum usable rotational speed of the
[0033]
(2) When the motor rotation speed is changed to a value smaller than the default value of 100%, the
[0034]
(3) When the speed override of the predetermined area is changed to a value smaller than the
(4) When the stop time of the predetermined area is changed, the
[0035]
In this embodiment, the
[0036]
Below, the effect by this invention is demonstrated.
By simply inputting the slide stroke length, the number of steps of the multi-step motion is automatically determined according to the stroke length, and accordingly, the maximum motor rotation number at the time of use (in FIG. 4, simply expressed as the motor rotation number). Since the slide start position, end position and slide speed data of each area are automatically set and machining control can be executed as it is, the operability at the time of motion setting can be improved. Further, since the default setting value of the motor rotational speed at this time is the maximum usable rotational speed of the servo motor, the slide can be efficiently driven at high speed by using the motor capacity to the maximum.
Further, when the operator changes the default value of the automatically set motor rotation speed, the division stage number is determined again according to the changed motor rotation speed, and the motor rotation speed in each stage area is a predetermined value. Since it does not drop below, it is possible to set a highly productive motion.
[0037]
Furthermore, the default value of the slide speed in each area is the motor rotation speed in each area when converted into the motor shaft based on the relational expression between the slide position P by the power transmission mechanism and the link mechanism and the motor rotation angle θ. Since the maximum slide speed is set such that the maximum value is substantially equal to the set motor speed, it is possible to set an efficient motion using the motor capacity to the maximum, thereby improving productivity.
Further, since the slide speed of each area can be changed by the override ratio of the default value to the maximum slide speed, the operator can relate the slide position P by the power transmission mechanism and the link mechanism to the motor rotation angle θ. Since it can be set without considering the formula, operability at the time of motion setting is good.
[0038]
In addition, one start position and the other end position of adjacent areas are matched, and the maximum value of the motor rotation number obtained by converting the slide speed of each area into the motor shaft is equal to or less than the set motor rotation number. Thus, a consistency check such as setting a limit on the set value of the slide speed of each area is automatically performed according to the slide position of each area and the set motor speed. As a result, even in an electric servo press in which the relationship between the slide position P and the motor rotation angle θ is non-linear, the operator can easily set the motion without considering the above-mentioned consistency, so the operability at the time of setting is extremely high. Good for.
[0039]
In addition, the motor rotation speed, upper limit stop time, slide speed and stop time of each area can be changed to the operator's desired values, so you can set motion that suits the processing conditions such as workpiece processing type, material, plate thickness, Various types of workpieces can be used in general, and machining accuracy can be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric servo press to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a relationship between a motor rotation speed and a slide position according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of multi-stage motion.
FIG. 4 is a display example of a data setting screen according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
スライド(9)のストローク長さ及びサーボモータ(15)の使用最大回転数を設定する第1工程と、
この設定されたストローク長さに応じて、該ストローク長さの分割段数を自動的に決定する第2工程と、
前記設定されたストローク長さを前記決定した分割段数で所定のスライド位置で分割し、この分割したスライド位置を各段のエリアの開始位置及び終了位置として設定する第3工程と、
各段のエリア内におけるそれぞれのスライド速度を一定として、前記動力変換機構(11)及びリンク機構(3)による各段のエリアでのスライド位置(P)とモータ回転角度(θ)との所定関係式に基づいて、モータ回転数の最大値が前記設定されたモータ使用最大回転数に略等しくなるように、各段のエリア内での最大スライド速度を自動的に設定する第4工程とを有する
ことを特徴とする電動サーボプレスのモーション設定方法。The forward / reverse rotational motion of the servo motor (15) is converted into a substantially horizontal linear motion by the power conversion mechanism (11), and this linear motion is converted to the vertical motion of the slide (9) via the link mechanism (3). In the motion setting method to set the slide motion of the electric servo press,
A first step of setting the stroke length of the slide (9) and the maximum rotation speed of the servo motor (15) ;
A second step of automatically determining the number of divisions of the stroke length according to the set stroke length;
A third step of dividing the set stroke length at a predetermined slide position by the determined number of division steps, and setting the divided slide positions as start positions and end positions of the areas of the respective stages ;
Predetermined relationship between the slide position (P) and motor rotation angle (θ) in each step area by the power conversion mechanism (11) and the link mechanism (3), with each slide speed in each step area being constant. And a fourth step of automatically setting the maximum slide speed in the area of each stage so that the maximum value of the motor rotation speed is substantially equal to the set maximum motor use rotation speed based on the equation The motion setting method of the electric servo press characterized by the above-mentioned.
スライド(9)のストローク長さ及びサーボモータ(15)の使用最大回転数を設定する第1工程と、
この設定されたストローク長さ及びモータ使用最大回転数に応じて、該ストローク長さの分割段数を自動的に決定する第2工程と、
前記設定されたストローク長さを前記決定した分割段数で所定のスライド位置で分割し、この分割したスライド位置を各段のエリアの開始位置及び終了位置として設定する第3工程と、
各段のエリア内におけるそれぞれのスライド速度を一定として、前記動力変換機構(11)及びリンク機構(3)による各段のエリアでのスライド位置(P)とモータ回転角度(θ)との所定関係式に基づいて、モータ回転数の最大値が前記設定されたモータ使用最大回転数に略等しくなるように、各段のエリア内での最大スライド速度を自動的に設定する第4工程とを有する
ことを特徴とする電動サーボプレスのモーション設定方法。The forward / reverse rotational motion of the servo motor (15) is converted into a substantially horizontal linear motion by the power conversion mechanism (11), and this linear motion is converted to the vertical motion of the slide (9) via the link mechanism (3). In the motion setting method to set the slide motion of the electric servo press,
A first step of setting the stroke length of the slide (9) and the maximum rotation speed of the servo motor (15);
A second step of automatically determining the number of divisions of the stroke length according to the set stroke length and the motor maximum rotation speed;
A third step of dividing the set stroke length at a predetermined slide position by the determined number of division steps, and setting the divided slide positions as start positions and end positions of the areas of the respective stages ;
Predetermined relationship between the slide position (P) and motor rotation angle (θ) in each step area by the power conversion mechanism (11) and the link mechanism (3), with each slide speed in each step area being constant. And a fourth step of automatically setting the maximum slide speed in the area of each stage so that the maximum value of the motor rotation speed is substantially equal to the set maximum motor use rotation speed based on the equation The motion setting method of the electric servo press characterized by the above-mentioned.
前記サーボモータ(15)の使用最大回転数のデフォルト設定値を、当該サーボモータ(15)の使用可能最大回転数とする
ことを特徴とする電動サーボプレスのモーション設定方法。In the motion setting method of the electric servo press according to claim 1 or 2,
A motion setting method for an electric servo press, characterized in that a default setting value of the maximum rotation speed of the servo motor (15) is set to a maximum rotation speed that can be used by the servo motor (15) .
前記各段のエリア内でのスライド速度を、前記最大スライド速度に対するオーバライド比で設定可能とした
ことを特徴とする電動サーボプレスのモーション設定方法。In the motion setting method of the electric servo press according to claim 1, 2, or 3,
A method for setting a motion of an electric servo press, characterized in that a slide speed in each step area can be set by an override ratio with respect to the maximum slide speed.
前記各段のエリアでのスライド停止を設定可能とした第5工程を有する
ことを特徴とする電動サーボプレスのモーション設定方法。In the motion setting method of the electric servo press according to claim 1, 2, 3, or 4,
Motion setting method of the electric servo press, characterized in that it comprises a pre-Symbol fifth step that can be set to slide stopping areas of each stage.
前記第1工程の後、前記設定したスライド(9)のストローク長さに基づいてストロークの上限位置及び下限位置を自動的に設定すると共に、該上限位置から上方に所定距離離れた位置に及び該下限位置から下方に所定距離離れた位置に、スライド(9)の移動限界となるソフトリミットをそれぞれ自動的に設定する第6工程を有する
ことを特徴とする電動サーボプレスのモーション設定方法。In the motion setting method of the electric servo press according to claim 1 or 2,
After the first step, the upper limit position and the lower limit position of the stroke are automatically set on the basis of the set stroke length of the slide (9), and the upper limit position is separated from the upper limit position by a predetermined distance. A method for setting a motion of an electric servo press, comprising: a sixth step of automatically setting a soft limit that is a movement limit of the slide (9) at a position spaced apart from the lower limit position by a predetermined distance.
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