JP3933532B2

JP3933532B2 - サーボプレスのモータ過負荷保護方法

Info

Publication number: JP3933532B2
Application number: JP2002178031A
Authority: JP
Inventors: 幸男畑; 均桜井
Original assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: JP2004017122A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボプレスにおいて、スライドを加圧状態で停止させた場合のスライド駆動用サーボモータの過負荷異常を防止する過負荷保護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーボモータでボールスクリュー、トグルリンク機構、クランク機構またはエキセン機構などの所定の動力伝達機構を介してスライドを往復駆動するサーボプレスは、サーボモータの位置及び速度をサーボ制御することにより、ワーク加工条件に適合したスライドモーションとなるようにスライドを制御できるという優れた利点を有している。そして、この利点を生かして、高精密な成形加工ができ、またストローク数増加による生産性向上を図ることができるので、近年、多く使用され始めている。
【０００３】
上記のようなサーボプレスにおいては、ワーク加工時にはサーボモータの出力トルクで加圧力を発生させているが、このときの最大加圧力、つまりモータ最大出力電流値はサーボモータの最大出力性能によって規定されており、サーボモータの過負荷保護のために、通常、この最大出力電流値は定格（連続）電流値の２〜３倍に制限されている。しかも、サーボモータの熱的保護のために、そのサーボアンプはサーマル監視機能を有しており、定格電流値以上の電流が所定時間以上流れ、サーボアンプ内のパワー回路の大電力半導体素子の温度が所定の最大許容値を超えたら過負荷異常としてアラーム信号を出力するようにしている。このとき、プレスコントローラは、この過負荷異常の信号を入力したら、サーボアンプへの指令をオフすると共に、サーボアンプへの主回路電源の入力も遮断してサーボモータへの電流出力を遮断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、サーボプレスに限らず、プレス機械においては、寸動モード（運転釦スイッチの押されている間のみスライド作動）での金型交換等の段取り換えのとき、安全一行程モード(下死点までは寸動モードで作動し、この後は運転釦スイッチの操作に拘わらず連続で上昇し、待機点で停止)での製品のトライのとき、または連続運転モードでの成形中のときなどに、ダイハイト測定や、上下金型とワークとの接触状態の確認等のために、下死点近傍の、荷重がかかった位置でスライドを停止させる必要がしばしば生じる。
【０００５】
ところが、上記従来のサーボプレスにおいて、このように荷重がかかった位置でスライドを停止させると、この停止位置を保持するために、サーボモータが所定値以上の保持加圧力を出すようにサーボモータおよびサーボアンプには定格電流値以上の負荷電流が長時間継続して流れることになる。この結果、該負荷電流によりサーボアンプ内のパワー回路の大電力半導体素子の温度が最大許容値をオーバーしたときには、前述のようにサーボアンプが過負荷異常アラームを出力してモータ電流出力を遮断する。サーボアンプのこの過負荷異常アラームの出力を解除するためには、サーボアンプの制御電源を一旦オフした後に、上記大電力半導体素子の温度が下がるまで待って、再度制御電源及び主回路電源をオンする操作が必要となる。このため、過負荷異常アラーム発生後、プレス運転を再起動するまでに時間がかかり、操作が煩わしいという問題がある。
【０００６】
また、上記問題を解決するため、従来のサーボプレスの中には、寸動モードや安全一行程モードのときに前記最大出力電流値を例えば定格電流値の１．２〜１．５倍などのように所定値以下に制限するようにしたものもあるが、この場合には、加圧状態でスライドを停止させようとしても大きな加圧力を出せないので、所定位置に移動できず、停止できないという問題が生じ、操作性、作業性が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に着目してなされ、加圧状態でスライド停止でき、しかもサーボモータの過負荷異常の発生を防止できるサーボプレスのモータ過負荷保護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、本発明によるサーボプレスのモータ過負荷保護方法は、第１に、
サーボモータ（２１）で所定の動力伝達機構を介してスライド（３）を駆動するサーボプレスのモータ過負荷保護方法において、
サーボモータ（２１）の作動時の負荷電流を検出し、
加圧状態でスライド（３）を停止させているときに、モータ負荷電流を検出し、過去のモータ負荷電流（Ｉｎ）の実測値に、測定時点からの経過時間に応じてその寄与度を小さくしてゆくようにした重み付係数を乗算した値により求められる熱量積算値（Ｑｎ）が所定値以上になったか否かをチェックし、所定値以上になったときには、スライド（３）を所定距離（ΔＨ）だけ上昇させる
ことを特徴とするものである。
この第１の特徴によれば、加圧状態でスライドの停止中に、負荷電流の過去の実測値に重み付係数を乗算することにより求めた、サーボモータの温度上昇の大きさに略等価である熱量積算値Ｑｎが所定値以上になったときに、スライドを所定距離上昇させるので、これによりサーボモータ温度が、過負荷異常に相当する最大許容温度に達する前に早期にスライド加圧力即ちモータ負荷電流が低減され、モータ過負荷異常の発生を未然に防止できる。従って、従来のようなモータ過負荷異常発生後の煩わしい再起動のための操作が不要となり、操作性および作業性を向上できる。
【０００９】
本発明において、前記スライド（３）の所定距離（ΔＨ）の上昇を行った後、再度モータ負荷電流を検出し、このときの熱量積算値（Ｑｎ）が減少するまで、前記スライド（３）の所定距離上昇を繰り返し行うのが好ましい。こうすることで、モータ過負荷異常の発生を確実に防止できる。
【００１０】
また、本発明によるサーボプレスのモータ過負荷保護方法は、第２に、
サーボモータ（２１）で所定の動力伝達機構を介してスライド（３）を駆動するサーボプレスのモータ過負荷保護方法において、
サーボモータ（２１）の作動時の負荷電流を検出し、
加圧状態でスライド（３）を停止させているときに、モータ負荷電流（Ｉｎ）を検出し、今回測定したモータ負荷電流の実測値が、モータ定格トルクよりも大きなトルクに相当する所定電流値以上になったか否かをチェックし、所定電流値以上になったときには、スライド（３）を所定距離（ΔＨ）だけ上昇させる
ことを特徴とするものである。
この第２の特徴によれば、加圧状態でスライドの停止中に、モータ負荷電流の実測値が、モータ定格トルクよりも大きなトルクに相当する所定電流値以上になったときに、スライドを所定距離上昇させるので、これによりサーボモータ温度が、過負荷異常に相当する最大許容温度に達する前に早期にスライド加圧力即ちモータ負荷電流が低減され、モータ過負荷異常の発生を未然に防止できる。従って、従来のようなモータ過負荷異常発生後の煩わしい再起動のための操作が不要となり、操作性および作業性を向上できる。
【００１１】
本発明において、前記スライド（３）の所定距離（ΔＨ）の上昇を行った後、再度モータ負荷電流を検出し、このときの検出したモータ負荷電流（Ｉｎ）が前記所定電流値未満になるまで、前記スライド（３）の所定距離上昇を繰り返し行うのが好ましい。こうすることで、モータ過負荷異常の発生を確実に防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
まず、本発明が適用されるサーボプレスの構成を図１、図２により説明する。図１及び図２は、それぞれサーボプレスの側面一部断面図及び背面一部断面図である。
プレス機械１はサーボプレスであり（以下、サーボプレス１と呼ぶ）、サーボモータ２１によりスライド３を駆動している。サーボプレス１の本体フレーム２の略中央部にはスライド３が上下動自在に支承されており、スライド３に対向する下部には、ベッド４上に取付けられたボルスタ５が配設されている。スライド３の上部に形成された穴内には、ダイハイト調整用のねじ軸７の本体部が抜け止めされた状態で回動自在に挿入されている。ねじ軸７のねじ部７ａは上方に向けてスライド３から露出し、ねじ軸７の上方に設けたプランジャ１１の下部の雌ねじ部に螺合している。
【００１４】
ねじ軸７の本体部外周にはウォームギヤ８のウォームホイール８ａが装着されており、このウォームホイール８ａに螺合したウォームギヤ８のウォーム８ｂはスライド３の背面部に取付けたインダクションモータ９の出力軸にギヤ９ａを介して連結されている。インダクションモータ９は、軸方向長さを短くしてフラット形状に、コンパクトに構成されている。
【００１５】
前記プランジャ１１の上部は、第１リンク１２ａの一端部とピン１１ａにより回動自在に連結されており、この第１リンク１２ａの他端部と、本体フレーム２に一端部が回動自在に連結されている第２リンク１２ｂの他端部との間には、三軸リンク１３の一側に設けた２つの連結孔がピン１４ａ，１４ｂにより回動自在に連結されている。三軸リンク１３の他側の連結孔は、詳細を後述するスライド駆動部２０の偏心軸２８に回動自在に連結されている。第１リンク１２ａ、第２リンク１２ｂおよび三軸リンク１３により、トグルリンク機構を構成している。
【００１６】
本体フレーム２の側面部にはスライド駆動用のサーボモータ２１が軸心をプレス左右方向に向けて取付けられており、該サーボモータ２１の出力軸に取付けた第１プーリ２２ａと、サーボモータ２１の上方に軸心をプレス左右方向に向けて回動自在に設けている中間シャフト２４に取付けた第２プーリ２２ｂとの間にはベルト２３（通常はタイミングベルトで構成される）が巻装されている。また、中間シャフト２４の上方の本体フレーム２には駆動軸２７が回動自在に支承されており、駆動軸２７の一端側に取付けたギヤ２６は中間シャフト２４に取付けたギヤ２５と噛合している。そして、駆動軸２７の軸心方向略中央部には偏心軸２８が形成されており、この偏心軸２８の外周部の偏心位置に前記三軸リンク１３の他側が回動自在に連結されている。
【００１７】
また、スライド３内には前記ねじ軸７の下端面部との間に密閉された油室６が形成されており、この油室６はスライド３内に形成されている油路６ａを経由して切換弁１６に接続されている。切換弁１６は、油室６内への操作油の給排を切り換えるものである。切換弁１６を通して油室６内に給油された操作油は、プレス加工時には、油室６内に閉塞され、加圧時の押圧力を油室６内の油を介してスライド３に伝達するようにしている。スライド３に過負荷が加わり、油室６内の油圧が所定の値を越えると油が図示しないリリーフ弁からタンクへ戻され、スライド３が所定量クッションし、スライド３および金型が破損しないようになっている。
【００１８】
また、スライド３の背面部には、上下２箇所から本体フレーム２の側面部に向けて突出した１対のブラケット３１，３１が取付けてあり、上下１対のブラケット３１，３１間に位置検出ロッド３２が取付けられている。位置検出用のスケール部が設けられている位置検出ロッド３２には、リニアスケール等の位置センサ３３の本体部が上下動自在に嵌挿している。位置センサ３３は、本体フレーム２の側面部に設けられている補助フレーム３４に固定されている。この補助フレーム３４は上下方向に縦長に形成されており、下部がボルト３５により本体フレーム２の側面部に取付けられ、上部が図示しない上下方向長孔内に挿入されたボルト３６により上下方向摺動自在に支持され、側部が前後１対の支持部材３７，３７により当接、支持されている。
【００１９】
補助フレーム３４は、上下いずれか一側（本例では下側）のみを本体フレーム２に固定し、他側を上下動自在にして支持する構造としているため、本体フレーム２の温度変化による伸縮の影響を受けないようになっている。これにより、前記位置センサ３３は、本体フレーム２の温度変化による伸縮の影響を受けずに、スライド位置及びダイハイトを正確に検出可能としている。
【００２０】
次に、図３に示す制御構成ブロック図に基づき、制御装置のハード構成を説明する。
本制御装置は制御器１０、メモリ１０ａ、モニタ表示器１９、電流センサ２９、位置センサ３３、サーボアンプ４５およびスライド駆動用のサーボモータ２１を備えている。
【００２１】
電流センサ２９は、サーボモータ２１の負荷電流を検出し、その検出電流値を制御器１０に出力している。
また、前記位置センサ３３は、検出したスライド位置を制御器１０に出力している。
【００２２】
メモリ１０ａは、予め設定されたスライドモーションデータ、およびスライド位置とサーボモータ２１の回転角度との関係を表すテーブルデータを記憶している。なお、この関係は、前記偏心軸２８の偏心長さ、前記トグルリンク機構の各リンク長さ、偏心軸２８の回転中心位置とトグルリンクとの関係等により決定される。
【００２３】
またモニタ表示器１９は、制御器１０からの表示指令に基づき、スライド現在位置（高さ）、このときのモータ負荷電流値、およびモータ負荷状態の演算値などの各種モニタ情報を表示している。この表示器は、ＬＥＤ等の数字表示器、液晶等の文字表示器やグラフィック表示器などにより構成できる。
【００２４】
そして、制御器１０は、コンピュータ装置やＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ、所謂プログラマブルシーケンサである）等の高速演算装置から構成されている。この制御器１０は、前記メモリ１０ａに記憶したスライド位置／モータ回転角度対応テーブルを参照して、予め設定されたモーションデータに基づいて、制御用のスライドモーションを作成し、連続運転モードのとき、スライドがこの作成されたモーションに沿って移動するように演算処理を行い、目標位置と、位置センサ３３から入力した位置との偏差値に基づいてサーボモータ２１の速度指令を求めてサーボアンプ４５に出力する。また、寸動モードまたは安全一行程モードのときには、図示しない運転釦スイッチの操作中のみ（但し、安全一行程モードでは、下死点を過ぎたら運転釦操作に拘わらず上死点まで連続で上昇し、停止させる）所定の速度でスライドが移動するように、目標位置と、位置センサ３３から入力した位置との偏差値に基づいてサーボモータ２１の速度指令を求めてサーボアンプ４５に出力する。
【００２５】
さらに、サーボモータ２１を上記のように駆動している間、制御器１０は、駆動中のサーボモータ２１の負荷電流値を電流センサ２９から入力し、この負荷電流値に基づいて後述するような所定の演算処理によりモータの負荷状態を監視し、過負荷状態に達する前にサーボモータ２１を所定距離上昇させて負荷を軽減することにより、モータ過負荷異常の発生を未然に防止する。さらに、現在のスライド位置、サーボモータ電流値、過負荷状態などの各種情報を監視し、モニタ表示器１９に表示指令を出力する。
【００２６】
サーボアンプ４５には、図示しないサーボモータ回転角度センサからのモータ回転角度がフィードバックされている。サーボアンプ４５は、制御器１０からの速度指令とこのモータ回転角度から求まる速度フィードバック信号との偏差値を演算し、求めた偏差値に基づき、該偏差値を小さくするようにサーボモータ２１を制御する。これにより、スライドの位置および速度が精度良く制御される。
【００２７】
次に、図４に示す制御フローチャートに基づき、図５を参照しつつ、本発明に係るモータ過負荷保護方法の第１実施形態の処理手順を説明する。図５は、第１実施形態に係るモータ過負荷保護方法によるスライド位置、モータ発生トルク、熱量積算値のタイムチャートである。
図４において、まずステップＳ１で、保持制御（過負荷保護のためのスライド位置保持制御）開始の熱量積算値Ｑｓを所定値に設定する。この保持制御開始の熱量積算値Ｑｓは、図５に示すように、本スライド位置保持の制御を開始するタイミングをチェックするための閾値であり、サーボモータ２１の有する耐熱容量限界値Ｑｍすなわち過負荷異常に対応する最大許容熱量積算値よりも所定量（余裕度に相当する）小さい値に設定される。また、以下の演算処理のために使用する実測電流値テーブルＩ１〜Ｉｎを初期化（クリア）する。ここで、ｎは以下の演算で求める熱量積算値Ｑｎが等価的にモータ温度を表すことができる程度の大きさのデータ数である。
【００２８】
次に、ステップＳ２で、サーボモータ２１の作動中の電流値Ｉｎを検出し、これを実測電流値テーブルＩ１〜ＩｎのＩｎに記憶し、さらにステップＳ３で、数式「Ｑｎ＝ΣＩｎ・Ｋｎ」によって熱量積算値Ｑｎを演算する。ここに、Ｋｎ（ｎ＝１〜ｎ）は、測定時点からの経過時間に応じてその寄与度を小さくしてゆくようにした重み付係数であり、０≦Ｋｎ−１≦Ｋｎとする。この後、ステップＳ４で、実測電流値テーブルＩ１〜Ｉｎのデータを、「Ｉｎ−１←Ｉｎ」のようにシフトし、この結果最も旧い過去の実測値Ｉ１のデータは削除される。そして、次にステップＳ５で、スライド停止中で、かつ、この求めた熱量積算値Ｑｎが前記保持制御開始の熱量積算値Ｑｓ以上かをチェックし、両条件の少なくともいずれか一方が満たされてないときには、ステップＳ８で今回求めた熱量積算値Ｑｎを熱量積算値Ｑｎ−１として記憶し、この後ステップＳ２に戻って処理を繰り返す。
【００２９】
上記ステップＳ５で、前記両条件が満たされているときには、ステップＳ６で今回求めた熱量積算値Ｑｎが前回の熱量積算値Ｑｎ−１よりも減少したかをチェックし、減少しているときには前記ステップＳ８に移行し、減少していないときには、ステップＳ７でスライド位置を所定距離ΔＨだけ上昇させる。この後、ステップＳ８に移行して、処理を繰り返す。
【００３０】
次に、上記の方法による作動を説明する。
図５において、時刻ｔ０で運転釦を操作して待機点にあるスライドを起動したとする。この後、スライド移動に伴いサーボモータ２１の発生トルク（負荷電流値）が変化するが、スライド下降中に時刻ｔ１で上金型がワークに当接すると、加圧力を大きくするために発生トルクが急激に増大し、つぎに時刻ｔ２で所定のスライド位置Ｐ１に達したとき、加圧状態（発生トルクＴ１＞定格トルク）でスライドを停止させたとする。この間のモータ電流値Ｉｎを測定し、これまでのモータ電流値Ｉｎの実績データに基づき数式「Ｑｎ＝ΣＩｎ・Ｋｎ」によって熱量積算値Ｑｎ（これは、温度上昇に略比例するものとする）を演算する（ステップＳ２，３）。そして、スライドが停止しているときに、今回求めた熱量積算値Ｑｎが前記保持制御開始の熱量積算値Ｑｓ以上になったかをチェックし（ステップＳ５）、Ｑｓ以上でないときにはＱｓ以上になるまで上記の処理を継続する。なお、熱量積算値Ｑｎの演算のときに、過去の電流実測値は、重み付係数Ｋｎによって経過時間に応じて温度上昇への寄与度を小さくしている（ステップＳ４）。
【００３１】
そして、時刻ｔ３で、今回求めた熱量積算値Ｑｎが前記保持制御開始の熱量積算値Ｑｓ以上になったときには、スライド位置を所定距離ΔＨだけ上昇させる（ステップＳ７）。なお、このスライド上昇距離ΔＨは、加圧力を低減させるだけの距離であるから、微小距離であり、金型段取換え時や製品トライ時のスライド位置の確認には問題無い程度の距離が設定されている。従って、スライドは所定距離ΔＨだけ上昇しても、最初の停止位置の近傍に保持される。これにより、発生トルク（加圧力）を減少させて、熱量積算値Ｑｎの減少、すなわちサーボモータ２１とサーボアンプ内のパワー回路の大電力半導体素子との温度低下を促すようにする。この後、今回求めた熱量積算値Ｑｎが前回の熱量積算値Ｑｎ−１よりも減少するまで（図示の時刻ｔ４）、上記のスライド位置を所定距離ΔＨだけ上昇させる処理を繰り返す（ステップＳ６）。そして、この熱量積算値Ｑｎの減少傾向が見えたら、スライド位置をその位置で保持する。
【００３２】
なお、本実施形態では、求めた熱量積算値Ｑｎが所定の熱量積算値Ｑｓを越えたときに、求める熱量積算値Ｑｎが減少傾向となるまでスライド位置を所定距離ΔＨずつ上昇させるようにしているが、この方法に限定することなく、例えば１回だけの所定距離ΔＨ０のスライド上昇でモータ電流値が定格電流以下に、つまり発生トルクが定格トルク以下になるようにして、確実に熱量積算値Ｑｎを減少させるようにしても構わない。
【００３３】
上記の本実施形態によると、次の効果が得られる。
モータ過負荷異常となるモータ最大許容温度よりも所定量低い温度に対応する熱量積算値Ｑｓを予め設定しておき、モータ作動中に所定の計測周期時間毎に測定したモータ負荷電流値を経過時間に応じて重み付けして積算することにより、等価的にモータ温度上昇を略表している熱量積算値Ｑｎを求め、この逐次求めた熱量積算値Ｑｎが前記設定した熱量積算値Ｑｓを超えたときに、スライドを所定量上昇させて加圧力を減少させている。このため、加圧状態でスライドを停止させた場合でも、モータ過負荷異常に至る前に、モータ負荷電流を低下させて温度上昇を抑制し、温度低下させるようにしたので、モータ過負荷異常の発生を未然に防止でき、これにより従来技術に示したようなモータ過負荷異常の発生後の再起動操作が不要となり、操作性および作業性を向上できる。
【００３４】
次に、図６、図７により第２実施形態を説明する。図６は、本実施形態に係る制御フローチャートであり、図７は、本実施形態に係る過負荷保護方法によるスライド位置、モータ発生トルク、熱量積算値のタイムチャートである。なお、図６のステップの処理内容が図４に示すフローチャートの処理内容と同じものには同一のステップ番号を付して、ここでの詳細な説明は省く。
図６において、ステップＳ１で前記同様に所定のイニシャライズ処理を行った後、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４にわたって、作動中のモータ電流値Ｉｎを検出して、数式「Ｑｎ＝ΣＩｎ・Ｋｎ」によって熱量積算値Ｑｎを演算し、次に実測電流値テーブルＩ１〜Ｉｎのデータを「Ｉｎ−１←Ｉｎ」のようにシフトする。次に、ステップＳ１１で、スライドが運転中でない（つまり、スライド停止中のとき）、かつ、今回測定した電流値Ｉｎ−１（発生トルク）が、モータ定格トルクよりも大きな（例えば、定格の２００％）トルクＴ２に相当する所定電流値Ｉ０以上になっているかをチェックする。そして、両条件の少なくともいずれか一方を満たしてないときには、前記同様のステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８の処理を実行し、即ち、逐次、測定した電流値Ｉｎの実績データから求めた熱量積算値Ｑｎが所定の熱量積算値Ｑｓ以上になったら、今回求めた熱量積算値Ｑｎが前回の熱量積算値Ｑｎ−１よりも減少するまで、スライド位置を所定距離ΔＨだけ上昇させ、今回求めた熱量積算値Ｑｎを熱量積算値Ｑｎ−１として記憶する、という一連の処理を繰り返す。
【００３５】
前記ステップＳ１１で、両条件を満たしているときには、ステップＳ１２で、今回求めた熱量積算値Ｑｎを熱量積算値Ｑｎ−１として記憶し、この後、ステップＳ１３でスライド位置を所定距離ΔＨだけ上昇させる。次に、ステップＳ１４でモータ電流値Ｉｎを検出し、そしてステップＳ１５で数式「Ｑｎ＝ΣＩｎ・Ｋｎ」によって熱量積算値Ｑｎを演算し、さらにステップＳ１６で実測電流値テーブルＩ１〜Ｉｎのデータを「Ｉｎ−１←Ｉｎ」のようにシフトする。次に、ステップＳ１７で、今回求めた熱量積算値Ｑｎが前回の熱量積算値Ｑｎ−１よりも減少したかをチェックし、減少しているときには、前記ステップＳ８に移行して今回求めた熱量積算値Ｑｎを熱量積算値Ｑｎ−１として記憶した後、ステップＳ２から処理を繰り返し、減少していないときには、ステップＳ１２に戻って処理を繰り返す。
【００３６】
第２実施形態の方法による作動を、図７に基づいて説明する。
図７において、時刻ｔ０で運転釦が操作されると、スライドは待機点から移動して下降行程に入り、スライド下降中に上金型がワークに当接すると発生トルクが急激に増大する。ここで、時刻ｔ５で発生トルクが所定トルクＴ２を超えたとする。つぎに、時刻ｔ６で所定のスライド位置Ｐ１に達したとき、加圧状態（発生トルクＴ３＞所定トルクＴ２＞定格トルク）でスライドを停止させたとする。この間のモータ電流値Ｉｎを測定し、これまでのモータ電流値Ｉｎの実績データに基づき数式「Ｑｎ＝ΣＩｎ・Ｋｎ」によって熱量積算値Ｑｎを演算する（ステップＳ２，３）。なお、この熱量積算値Ｑｎの演算のときに、過去の電流実測値は、重み付係数Ｋｎによって経過時間に応じて温度上昇への寄与度を小さくしている（ステップＳ４）。そして、上記の如く時刻ｔ６でスライドが停止したとき、発生トルクＴ３に相当する測定したモータ電流値Ｉｎ−１が、前記所定トルクＴ２に相当する所定電流値Ｉ０以上になったかをチェックする（ステップＳ１１）。時刻ｔ６での状態は上記両条件を満たすので、スライド位置を所定距離ΔＨだけ上昇させ（ステップＳ１３）、この後、モータ電流値Ｉｎを測定し（ステップＳ１４）、数式「Ｑｎ＝ΣＩｎ・Ｋｎ」によって熱量積算値Ｑｎを演算し（ステップＳ１５）、今回求めた熱量積算値Ｑｎが前回の熱量積算値Ｑｎ−１よりも減少したかをチェックする（ステップＳ１７）。そして、減少していないときには、前記のスライド位置を所定距離ΔＨだけ上昇させる処理を減少傾向が見れるまで繰り返し（ステップＳ１３〜Ｓ１６）、時刻ｔ７で減少が判定されたら、次回の運転釦操作が行われるまで、そのスライド位置を保持する。
【００３７】
本実施形態による効果は、以下の通りである。
スライドが加圧状態で停止したとき、かつ、モータ発生トルクが所定値（すなわち、そのトルクに対応する負荷電流が継続して流れたら必ず所定時間以内に過負荷異常アラームになると予測されるトルク）に達しているとき、スライドを所定距離上昇させて、加圧力を低下させ、測定したモータ電流値に基づいて演算した熱量積算値Ｑｎが減少するようにしたので、この熱量積算値Ｑｎに略等価とみなされるサーボモータとサーボアンプのパワー半導体素子との温度を低下させることができる。このため、加圧状態でスライド停止中でも、発生トルクによる過負荷異常アラームの発生を未然に防止できる。
しかも、熱量積算値Ｑｎが最大許容値に達する前の早期段階で加圧力を低下させているので、過負荷異常アラームの発生を確実に防止できる。
【００３８】
なお、実施形態では、負荷電流値及びこの負荷電流値の実績データに基づき演算により求めた熱量積算値の少なくともいずれか一方の大きさを監視するようにしているが、熱量積算値の代わりにモータ温度を監視してもよい。
また、本発明が適用されるサーボプレスの例として、偏心軸およびトグルリンク機構を介してスライドを駆動する構成で示したが、これに限定されず、例えば、ボールスクリューの直動でスライドを駆動する直動型、クランク機構やエキセン機構などの偏心回転駆動部およびコンロッドを介して駆動するもの、またはボールスクリューでトグルリンク機構を押し引きして駆動するものなどにも適用可能である。
【００３９】
以上説明したように、本発明によると次の効果が得られる。
スライドが加圧状態で停止中に、サーボモータの負荷電流値、及び／又は、該負荷電流値の過去の実績に基づき演算により求めた熱量積算値が所定値を越えたときに、スライドを所定距離上昇させて加圧力即ちモータ負荷電流を低減させることにより、モータ温度を減少させることができるので、過負荷異常が発生するのを未然に防止できる。このため、従来よりも過負荷異常の発生頻度を格段に減少できるので、操作性および作業性を向上できる。また、前記負荷電流値及び／又は前記熱量積算値が減少するまで、スライドの上昇を繰り返すので、過負荷異常の発生を確実に防止できる。さらに、過負荷異常となるような高温に達する前に、モータ負荷電流を低減させるので、サーボモータの寿命を長期化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるサーボプレスの側面一部断面図である。
【図２】本発明が適用されるサーボプレスの背面一部断面図である。
【図３】本発明に係る制御構成ブロック図である。
【図４】第１実施形態の制御フローチャートである。
【図５】第１実施形態に係るモータ過負荷保護方法によるタイムチャートである。
【図６】第２実施形態の制御フローチャートである。
【図７】第２実施形態に係るモータ過負荷保護方法によるタイムチャートである。
【符号の説明】
１…サーボプレス、３…スライド、４…ベッド、５…ボルスタ、６…油室、７…ねじ軸、９…インダクションモータ、１０…制御器、１０ａ…メモリ、１１…プランジャ、１２ａ…第１リンク、１２ｂ…第２リンク、１３…三軸リンク、１６…切換弁、１９…モニタ表示器、２０…スライド駆動部、２１…サーボモータ、２２ａ…第１プーリ、２２ｂ…第２プーリ、２３…ベルト、２７…駆動軸、２８…偏心軸、２９…電流センサ、３３…位置センサ、３４…補助フレーム、４５…サーボアンプ。

Claims

サーボモータ（２１）で所定の動力伝達機構を介してスライド（３）を駆動するサーボプレスのモータ過負荷保護方法において、
サーボモータ（２１）の作動時の負荷電流を検出し、
加圧状態でスライド（３）を停止させているときに、モータ負荷電流を検出し、過去のモータ負荷電流（Ｉｎ）の実測値に、測定時点からの経過時間に応じてその寄与度を小さくしてゆくようにした重み付係数を乗算した値により求められる熱量積算値（Ｑｎ）が所定値以上になったか否かをチェックし、所定値以上になったときには、スライド（３）を所定距離（ΔＨ）だけ上昇させる
ことを特徴とするサーボプレスのモータ過負荷保護方法。
請求項１記載のサーボプレスのモータ過負荷保護方法において、
前記スライド（３）の所定距離（ΔＨ）の上昇を行った後、再度モータ負荷電流を検出し、このときの熱量積算値（Ｑｎ）が減少するまで、前記スライド（３）の所定距離上昇を繰り返し行う
ことを特徴とするサーボプレスのモータ過負荷保護方法。
サーボモータ（２１）で所定の動力伝達機構を介してスライド（３）を駆動するサーボプレスのモータ過負荷保護方法において、
サーボモータ（２１）の作動時の負荷電流を検出し、
加圧状態でスライド（３）を停止させているときに、モータ負荷電流（Ｉｎ）を検出し、今回測定したモータ負荷電流の実測値が、モータ定格トルクよりも大きなトルクに相当する所定電流値以上になったか否かをチェックし、所定電流値以上になったときには、スライド（３）を所定距離（ΔＨ）だけ上昇させる
ことを特徴とするサーボプレスのモータ過負荷保護方法。
請求項３記載のサーボプレスのモータ過負荷保護方法において、
前記スライド（３）の所定距離（ΔＨ）の上昇を行った後、再度モータ負荷電流を検出し、このときの検出したモータ負荷電流（Ｉｎ）が前記所定電流値未満になるまで、前記スライド（３）の所定距離上昇を繰り返し行う
ことを特徴とするサーボプレスのモータ過負荷保護方法。