JP3941384B2 - 駆動装置並びにプレス機械のスライド駆動装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動装置並びにプレス機械のスライド駆動装置及び方法に係り、特に電動モータと油圧ポンプ／モータ等の液圧ポンプ／モータとを併用した駆動装置並びにプレス機械のスライド駆動装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下記に示すようなプレス機械のスライド駆動装置がある。
【０００３】
(a) 電動（サーボ）モータ（のみ）で直接又は間接的に（減速機等を介して）スライドをサーボ駆動する電動プレスがある（特許第２５０６６５７号）。
【０００４】
(b) 米国特許第４５６３８８９号に記載のプレス機械のスライド駆動装置は、可変吐出容量油圧ポンプ、（複数の）油圧モータ及びスクリュウを介してスライドを駆動するようにしている。
【０００５】
(c) また、上記(b) と同様な油圧回路で、機械プレスのクランク軸を駆動するタイプもある（特開平1 −309797等）。また、特開平1 −309797には、電動モータと可変容量ポンプ／モータの間にフライホイールを設け、このフライホイールにエネルギを蓄積させる技術が開示されている。
【０００６】
(d) 電動モータで両方向吐出可能な固定吐出容量ポンプを回転駆動し、ポンプに接続された油圧シリンダや油圧モータにより、駆動されるプレス機械のスライド駆動装置がある（特開平１０−１６６１９９）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記(a) の電動プレスは、スライドの高い制御性は得られるものの、プレス機械や成形機の重要な能力要素となる仕事能力（エネルギ能力）が確保できない（不十分となる）。これは電動サーボモータによるサーボ駆動において、エネルギを貯える機能を有さない為であり、成形時にモータから得られるエネルギ量が限られるからである。
【０００８】
これを解決する為には、かなり出力（Ｗ）の大きい電動モータを準備する必要があるが、それに対応する使用者側の受電容量（設備）が莫大になる。また、スライドの加減速、成形を伴わない等速度動作時には、電動モータは極めて低い負荷トルクに伴う小さい仕事量にとどまり、剰余トルク（エネルギ）を有効に活用できないという問題がある。
【０００９】
また、上記(b) のプレス機械のスライド駆動装置は、スライドの制御性（応答性や静的な［速度や位置の］精度）に問題を有する。即ち、スライドを駆動する為に必要な力は、可変吐出容量ポンプが吐出する単位時間当たりに流れる油量が負荷発生に伴い油圧モータに接続される管路内で圧縮されて発生する圧力（負荷圧）に比例する為、その圧縮に伴う応答遅れによりスライドの動特性が低下する（応答性や速度、位置のフィードバックゲインが低下する）。
【００１０】
また、前記負荷圧に比例した圧油の漏れが可変吐出容量油圧ポンプや油圧モータ、弁類から発生し、特に負荷圧が高くなる成形中の速度、位置精度を大きく低下させる。しかも、可変容量ポンプモータによる油量制御を基幹とした駆動の為、単位時間内に流れる油量が大量に必要となり、設備が増大化する危惧がある。
【００１１】
上記(c) のプレス機械のスライド駆動装置は、前記(b) の問題の他に油圧モータによる駆動軸からスライドに至る特性が非線形であり、スライド加圧力値に制約が加わる等、更に問題が加わる。
【００１２】
更に、上記(d) のプレス機械のスライド駆動装置は、油圧を駆動部の途中に介在させることで、電動モータの持つ制御性（油圧の圧縮性、圧油の漏れの影響で）を著しく低下させる問題点を有する。また、電動モータの制御特有の問題であるエネルギの蓄積機能を有さない点をそのまま引き継いでおり、プレス加圧力及びプレス成形に伴う必要仕事量は、電動モータの最大瞬間出力で制限される。尚、利点は、簡単にシステムを構成可能であるところに限られる。
【００１３】
上記のように従来のプレス機械のスライド駆動装置等は、制御性を重視すれば電動（サーボ）モータで駆動するタイプが考えられてきたが、容量（モータの大きさ、出力（Ｗ）、受電容量）の割にスライド加圧力の大きさやエネルギ能力が大幅に低下する。一方、油圧を用いた（可変容量ポンプによる）駆動では、加圧力やエネルギを自在に確保可能となるが作動油の圧縮や圧油の漏れにより著しく制御性を損なう。それぞれのタイプ共に一長一短がある。それらに対して、油圧ポンプを電動（サーボ）モータで駆動するタイプが存在するが、前記の如くなお両方の問題点を保有し機能的な解決には貢献していない。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、電動モータと油圧ポンプ／モータ等の液圧ポンプ／モータとをトルク次元で複合し、電動モータの制御性でプレス機械を制御することができるとともに、スライド加圧力やエネルギ量（能力）の制約を受けず、かつスライドの持つ運動エネルギの制動時回生を行うことができる駆動装置並びにプレス機械のスライド駆動装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本願請求項１に係る駆動装置は、電動モータと、略一定圧力の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続された固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータと、ネジ機構のスクリュウ又はナットと機械的に連結された駆動軸と前記電動モータとの間でトルクが伝達されるように連結するとともに、前記駆動軸と前記液圧ポンプ／モータとの間でトルクが伝達されるように連結するトルク伝達手段と、前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータから前記トルク伝達手段を介して前記駆動軸に伝達されるトルクを連続的に制御すべく前記電動モータ及び液圧ポンプ／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。
【００１６】
また、本願請求項２に係るプレス機械のスライド駆動装置は、電動モータと、略一定高圧の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続された固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータと、プレス機械のスライドに駆動軸から機械的にトルクを伝達して該スライドを駆動するスライド駆動機構と、前記スライド駆動機構における駆動軸と前記電動モータとの間でトルクが伝達されるように連結するとともに、前記駆動軸と前記液圧ポンプ／モータとの間でトルクが伝達されるように連結する動力伝達手段と、前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータから前記動力伝達手段を介して前記駆動軸に伝達されるトルクを連続的に制御すべく前記電動モータ及び液圧ポンプ／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。
【００１７】
即ち、本願請求項１及び２に係る発明によれば、電動モータと液圧ポンプ／モータとを併用し、特に略一定圧力の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源を液圧ポンプ／モータに接続することにより、該液圧ポンプ／モータのトルク応答遅れを排除することにより、前記電動モータとのトルク次元における複合化を実現し、電動モータの制御性でプレス機械を制御することができるとともに、スライド加圧力の大きさやエネルギを自在に確保することができるようにしている。
【００１８】
本願請求項２７に係るプレス機械のスライド駆動装置は、電動モータと、略一定高圧の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続された固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータと、プレス機械の１つのスライドを複数の駆動軸から機械的にトルクをスライドに伝達して駆動する複数のスライド駆動機構と、前記複数のスライド駆動機構における各駆動軸と前記電動モータとの間でトルクが伝達されるように連結するとともに、前記各駆動軸と前記液圧ポンプ／モータとの間でトルクが伝達されるように連結する動力伝達手段と、前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータから前記動力伝達手段を介して前記複数の駆動軸に伝達されるトルクを連続的に制御すべく前記電動モータ及び液圧ポンプ／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。
【００１９】
本願請求項２７に係る発明によれば、１つのスライドを複数のスライド駆動機構の駆動軸によって駆動するようにしたため、スライドに対して偏心したプレス荷重がかかる場合でも、その偏心したプレス荷重に対応したトルク制御が可能となり、スライドの平行度を高精度に維持することができる。
【００２０】
本願請求項３３に係るプレス機械のスライド駆動方法は、電動モータを駆動してトルクを発生させる工程と、固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータを略一定高圧の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続することにより該液圧ポンプ／モータからトルクを発生させる工程と、前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータからプレス機械のスライドに機械的にトルクを伝達するスライド駆動機構の駆動軸に出力するトルクを連続的に制御するように前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータを制御する工程であって、前記駆動軸に出力するトルクが、少なくとも前記電動モータ単体の出力トルクでは不足する時に、前記駆動軸にそれぞれ前記電動モータの出力トルクと液圧ポンプ／モータの出力トルクとを合成作用させる工程と、を含むことを特徴としている。
【００２１】
即ち、大きなスライド加圧力が必要となり、電動モータ単体の出力トルクでは不足する場合には、電動モータの出力トルクと液圧ポンプ／モータの出力トルクとを複合化し、必要なスライド加圧力が得られるように補助（アシスト）している。
【００２２】
本願請求項３４に示すように、前記プレス機械の１サイクル中における低負荷時に、前記液圧ポンプ／モータを液圧ポンプとして作用させる工程と、前記低負荷及び前記液圧ポンプ／モータの負荷と釣り合うように前記電動モータから前記低負荷時に必要なトルクよりも大きなトルクを発生させる工程と、前記液圧ポンプ／モータのポンプ作用により前記電動モータの剰余トルクに伴う剰余エネルギを作動液として前記定高圧力源に蓄積する工程と、を含むことを特徴としている。
【００２３】
即ち、プレス機械が等速運動時などの低負荷時には、液圧ポンプ／モータを液圧ポンプとして作用させ、この液圧ポンプ／モータの負荷相当のトルクだけ前記電動モータから前記低負荷時に必要なトルクよりも大きなトルクを発生させる。その結果、液圧ポンプ／モータのポンプ作用により前記電動モータの剰余トルクに伴う剰余エネルギが作動液として定高圧力源に蓄積（チャージ）される。
【００２４】
また、本願請求項３６に示すように、前記プレス機械の１サイクル中のスライド減速時に、前記液圧ポンプ／モータを液圧ポンプとして作用させ、前記スライドの運動エネルギの全部又は一部を作動液として前記定高圧力源に蓄積する工程を含むことを特徴としている。
【００２５】
即ち、スライドの減速（制動）動作時に、スライドが保有している運動エネルギを液圧ポンプ／モータを介して定高圧源に回生し、その回生反力として制動トルクをスライドに作用させ、エネルギの有効活用を図っている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る駆動装置並びにプレス機械のスライド駆動装置及び方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２７】
図１は本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、このスライド駆動装置は、スクリュウプレス１００のスライド１０２を駆動するもので、主として電動（サーボ）モータＳＭと、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２と、油圧ポンプ／モータ駆動装置２００と、スライド駆動制御装置３００とから構成されている。
【００２８】
先ず、図２を参照しながら本発明が適用されるスクリュウプレス１００について説明する。同図（Ｂ）に示すように、このスクリュウプレス１００は、ナット回転式のスクリュウプレスであり、スライド１０２の駆動機構として駆動ナット１０４と従動スクリュウ１０６からなるネジ機構を有している。駆動ナット１０４は、それぞれ締結されているクラウン１０８、ベッド１１０及びコラム１１２のいずれかに直接的又は間接的に回転自在に支持され、下端にスライド１０２が連結された従動スクリュウ１０６は、駆動ナット１０４と螺合している。
【００２９】
上記駆動ナット１０４にはリングギア１１４が一体的に設けられており、このリングギア１１４には、電動モータＳＭの駆動軸に配設されたギア１２０が噛合するとともに、２つの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、及びＰ／Ｍ２（図１参照）の駆動軸にそれぞれ配設されたギア１２２、及び１２４（図２（Ａ）参照）が噛合している。
【００３０】
尚、別の電動モータＳＭ’や油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ３（図３参照）を設け、これらの駆動軸に配設されるギア１２６、ギア１２８（図２（Ａ）参照）を前記リングギア１１４に噛合させるようにしてもよい。また、電動モータ及び油圧ポンプ／モータの駆動軸と、リングギア１１４との間の動力伝達機構は、図２に示した実施の形態に限らず、この動力伝達機構における減速方法及び減速段数は問わない。
【００３１】
また、図２（Ｂ）上で、１３０は上型、１３２は下型、１３４は板押さえ、１４０はスライド位置検出器、１４２は駆動軸角速度検出器である。スライド位置検出器１４０は、具体的にはスライド１０２とベッド１１０との距離を測定することにより、スライド１０２の位置を検出し、スライド１０２の位置を示すスライド位置信号を出力する。また、駆動軸角速度検出器１４２は、電動モータＳＭの駆動軸の角速度を検出するもので、駆動軸の角速度を示す駆動軸角速度信号を出力する。尚、スライド位置検出器１４０は、インクリメンタル型又はアブソリュート型のリニアエンコーダ、ポテンショメータ、マグネスケール等の種々のセンサによって構成することができ、また、駆動軸角速度検出器１４２は、インクリメンタル型又はアブソリュート型のロータリエンコーダや、タコジェネレータによって構成することができる。
【００３２】
次に、図１に示した油圧ポンプ／モータ駆動装置２００について、図３を参照しながら説明する。
【００３３】
この油圧ポンプ／モータ駆動装置２００は、主として油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２、（Ｐ／Ｍ３）に供給する圧油の切換えを行う圧油切換制御部２１０と、定高圧力源２２０と、低圧力源２３０と、圧油補助供給装置２４０とから構成されている。
【００３４】
圧油切換制御部２１０は、電磁切換弁１ＲＨ，１ＲＬ，１ＬＨ，１ＬＬ，２ＲＨ，２ＲＬ，２ＬＨ，２ＬＬ，（３ＲＨ，３ＲＬ，３ＬＨ，３ＬＬ）によってそれぞれＯＮ／ＯＦＦ制御されるロジック弁を有しており、図３上で右側の各ロジック弁には定高圧力源２２０側の配管２０２が接続され、左側の各ロジック弁には低圧力源２３０側の配管２０４が接続されている。
【００３５】
定高圧力源２２０は、アキュムレータ２２２、バネ付きのチェック弁２２４、高圧用リリーフ弁２２６、及び電磁切換弁２２８を有し、低圧力源２３０は、アキュムレータ２３２及びバネ付きのチェック弁２３４、２３６を有し、圧油補助供給装置２４０は、電動モータによって駆動される油圧ポンプ２４２、高圧用リリーフ弁２４４、及び電磁切換弁２４６を有している。
【００３６】
高圧側の配管２０２の回路圧は、図１に示すように圧力センサＰＳによって検出され、その検出信号はスライド駆動制御装置３００内の補助圧油供給演算器３４０に出力される。補助圧油供給演算器３４０は、前記圧力センサＰＳからの検出信号に基づいて定高圧力源２２０のアキュムレータ２２２の圧力（高圧側の圧力）が、略一定の高圧（例えば、１６ＭＰａ程度）になるように圧油補助供給装置２４０の電磁切換弁２４６をＯＮ／ＯＦＦ制御する。この圧油補助供給装置２４０から吐出される圧油は、バネ付きのチェック弁２２４を介して高圧側の配管２０２及びアキュムレータ２２２に流入し、高圧側の回路圧を上昇させる。
【００３７】
一方、低圧側の配管２０４に接続された低圧力源２３０内のアキュムレータ２３２の圧力（低圧側の回路圧）は、バネ付きのチェック弁２３４により、略一定低圧（例えば、５００ＫＰａ程度）に保持されている。
【００３８】
図４は油圧ポンプ／モータ駆動装置の他の実施の形態を示す図である。尚、図３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。図４に示すように、圧油補助供給装置２４０’内にはタンク２４８が設けられており、このタンク２４８に低圧側の配管２０４が接続されている。これにより、低圧側の回路圧は、常時略大気圧に保持されている。
【００３９】
次に、電動モータＳＭと油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２とのトルク次元の複合化について説明する。
＜複合化を可能にする基本原理＞
油圧ポンプ／モータの出力トルクＴH は、次式、
【００４０】
【数１】
ＴH ＝ｋH ＊ｑ＊（ＰA −ＰB ） …（１）
ただし、ＴH ：油圧ポンプ／モータの出力トルク［Nm］
ｋH ：比例定数［Nm／Ｐａ／ｃｍ3 ］
ｑ：押し退け容積［ｃｍ3 /s］
ＰA ，ＰB ：油圧ポンプ／モータの両ポートに作用する圧力［Ｐａ］
で表すことができる。
【００４１】
通常の油圧駆動（油量制御）の場合、圧力ＰA ，ＰB は、次式、
【００４２】
【数２】
ＰA ＝∫（（Ｋ（ＱA −ｑω／（２π））／ＶA ）ｄｔ …（２）
【００４３】
【数３】
ＰB ＝∫（（Ｋ（ｑω／（２π）―ＱB ）／ＶB ）ｄｔ …（３）
ただし、ω：油圧ポンプ／モータの角速度［rad/s ］
K ：油の体積弾性係数［Ｐａ］
ＱA 、ＱB ：油圧Ｐ／Ｍに流入出する油量［ｃｍ3 ／ｓ］
ＶA 、ＶB ：油圧Ｐ／ＭのＡ，Ｂ両ポート側管路体積［ｃｍ3 ］
で示される。指令出力と共に（弁の開閉やポンプ傾転量が与えられ）油量ＱA が出力されるが、圧力ＰA 、ＰB が作用するのは（２）、（３）式で示されるように油の圧縮（積分作用）の為に遅れ、結局（１）式に示すトルクＴH の応答は、指令から（弁開閉やポンプ傾転の応答で決定する）油量ＱA に至る応答遅れに加えて圧力応答遅れが作用し、全体として大きな応答遅れが発生する。
【００４４】
つまり、従来の油量制御の場合、指令に対して油圧Ｐ／Ｍ出力トルクの応答は大きく遅れる。
【００４５】
一方、電動モータの出力トルクＴE は、次式、
【００４６】
【数４】
ＴE ＝ｋE ・Ｉ …（４）
ただし、ＴE ：電動モータの出力トルク［Nm］
ｋE ：トルク定数［Nm／Ａ］
Ｉ：電流［Ａ］
で示される。トルクＴE の応答は、電流Ｉの応答に比例する。指令から電流に至る応答性（電流応答）は、比較的に良好であり、全体として指令に対する電動（サーボ）モータ出力トルクの応答遅れは少ない。
【００４７】
このように、従来の油圧駆動における油圧ポンプ／モータのトルクと電動モータのトルクを複合させるのは、両者のトルクの応答性（動的特性）が非常に異なる（油圧ポンプ／モータの応答性が遅い）ため、実質的に不可能である。
【００４８】
そこで、従来の油圧駆動に対して、本発明ではアキュムレータ等を用いて定高圧力源を構成し、ＰA を常時（予め）略一定に確保（ＰB はタンクに接続して常時略大気圧とするか、ＰA 同様にアキュムレータを用いて略一定低圧に確保）することにより、トルク応答遅れの主要因である油の圧縮性の影響を排除し、電動モータとのトルク次元における複合化を可能にしている。即ち、（１）式においてＰA 、ＰB は予め昇圧が完了している為、油圧ポンプ／モータの出力トルクはｑの応答（傾転量の応答、弁開閉の応答）のみで決定し、高応答化が可能となり、電動モータとの駆動軸におけるトルクの複合化が可能となる。
＜複合トルクの利用（静的考案）＞
（１）アシスト作用
加速や大きな外部負荷作用時に電動モータの出力トルクに対する１又は複数台の油圧ポンプ／モータのアシスト作用を目的とした複合化
図５に示すように、電動モータＳＭと油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２を複合させて考えたトルク指令に対して、そのトルク指令に応じて油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力トルクを作用させる。ここで、電動モータＳＭは、流れる電流の大きさ及び方向によって正逆転方向に所定のトルク範囲でリニアに出力トルクが可変できるものとし、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１は、前記電動モータＳＭの最大出力トルクよりも小さい一定トルクを出力し、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２は、前記電動モータＳＭの最大出力トルクよりも大きい一定トルクを出力するものとする。
【００４９】
そして、電動モータＳＭの出力トルクに対して油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力トルクを作用させる際には、電動モータＳＭは、スライド制御演算量に基づいてスライド動作を司る為にトルクを演算量に比例出力する必要があり、作用させる油圧ポンプ／モータの出力トルクと等価分だけオフセットした出力を行い、複合トルクが正負方向に連続的に変化可能にする。
【００５０】
これにより、スクリュウプレス１００に大きな成形負荷が作用する場合は、電動モータＳＭのトルク不足分を、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、及び／又は油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２を電動モータＳＭと同方向に作用させることによりアシストすることができる。尚、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２には定圧力源が作用する為、スライド駆動制御装置３００から油圧ポンプ／モータ駆動装置２００に出力される信号に対して、直接トルクが作用する（トルク値として応答する）為、実現可能になる。
（２）等速運動時等の低負荷作用時に電動モータＳＭの剰余トルクを定高圧力源へ圧油のエネルギとして蓄積する場合の両者のトルクの複合化（チャージ）
図６に示すように、トルク指令が小さい範囲では、電動モータＳＭの定格トルクに対して負荷が小さく、電動モータＳＭには余裕がある。この場合には、動作方向（電動モータＳＭのトルク作用方向）と反対側（ポンプ作用する方向に）に油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１を動作させ、その結果、電動モータＳＭの余剰トルクは、定高圧力源２２０のアキュムレータ２２２に圧油のエネルギとして蓄積される（チャージ）。
【００５１】
一方、電動モータＳＭは、スライド制御演算量に基づいてスライド動作を司る為にトルクを演算量に比例出力する必要があり、油圧ポンプ／モータと等価分だけオフセットした出力を行い、複合トルクが正負方向に連続的に作用可能にする。
（３）減速（制動）動作時にスライドの保有する運動エネルギを定高圧力源に回生し、その回生反力として制動トルクを作用させる場合の複合化（回生）
スクリュウプレス１００の減速動作時に、図７に示すように外部から作用する負荷の値によっては（外部から作用する負荷が制動トルクを担う場合は除いて）制動トルクの大小によって複数台の油圧ポンプ／モータを動作方向と反対方向（制動方向）に（ポンプ作用する方向に）動作させる。
【００５２】
一方、電動モータＳＭは、減速時においても、スライド制御演算量に基づいてスライド動作を司る為にトルクを演算量に比例出力する必要があり、油圧ポンプ／モータと等価分だけオフセットした出力を行い、複合トルクが正負方向に連続的に作用可能にする。
【００５３】
この時、油圧ポンプ／モータが固定容量式の場合、必要な制動トルクより（絶対値的に）大きな油圧ポンプ／モータを動作させる場合があり、電動モータＳＭの出力トルクは釣り合いを保つ為に必然的に制動方向と逆方向（加速方向）に作用させる。これにより、スライドの有する運動エネルギの回生に加えて、電動モータ（トルク）が釣り合い調整の為に出力するエネルギの蓄積も同時に行うことが可能となる。（ターボチャージ）
＜複合トルクの利用（動的考案）＞
図８（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ電動モータ及び油圧ポンプ／モータに指令を出力する制御器の概略図である。
【００５４】
前記のようにトルクアシスト、剰余トルクの蓄積、運動エネルギの回生を目的として電動モータＳＭに対して油圧ポンプ／モータＰ／Ｍのトルクを複合させる場合に、図８（Ａ）は油圧ポンプ／モータの応答性を考慮しない場合の制御器を示し、図８（Ｂ）は油圧ポンプ／モータの応答性を考慮した場合の制御器を示している。
【００５５】
電動モータＳＭと油圧ポンプ／モータＰ／Ｍとは応答性に差異があり、図８（Ｂ）に示す制御器では、動的整合をとる為に、複合時の過度的な挙動時により応答性の高い電動モータＳＭを油圧ポンプ／モータＰ／Ｍの応答に合わせるようにしている。即ち、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍのトルク応答性で電動モータＳＭを（油圧ポンプ／モータＰ／Ｍのトルク相当のオフセット分）駆動するようにしている。
【００５６】
図９（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ電動モータ及び油圧ポンプ／モータの各トルクと、これらのトルクを複合させた複合トルクとの関係を示すグラフである。
【００５７】
同図（Ａ）はトルク指令を連続変化させた場合に、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍの応答性を考慮せずに電動モータをトルク制御した場合のグラフを示しており、この場合には複合トルクは油圧ポンプ／モータのＯＮ／ＯＦＦ時近傍において連続となる。一方、同図（Ｂ）はトルク指令を連続変化させた場合に、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍの応答性を考慮して電動モータをトルク制御した場合のグラフを示しており、この場合には複合トルクは油圧ポンプ／モータのＯＮ／ＯＦＦにかかわらず連続的に変化する。
【００５８】
次に、図１に示したスライド駆動制御装置３００について説明する。
【００５９】
このスライド駆動制御装置３００は、主としてスライド位置制御器３１０と、制御トルク推定演算器３２０と、外部負荷推定演算器３３０と、補助圧油供給演算器３４０と、油圧ポンプ／モータ制御器３５０と、電動モータ複合制御器３６０とから構成されている。
【００６０】
上記スライド駆動制御装置３００のスライド位置制御器３１０には、スライド位置検出器１４０からスライド位置検出信号が加えられるとともに、駆動軸角速度検出器１４２から駆動軸角速度信号が加えれられている。また、スライド駆動制御装置３００の外部負荷推定演算器３３０には、駆動軸角速度検出信号が加えられるとともに、電動モータＳＭのトルク（電流）を検出するトルク検出器１４４からトルク（電流）検出信号が加えられ、更に油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１及びＰ／Ｍ２のＡポート、Ｂポートの圧力を検出する圧力センサＰＳ１Ａ、ＰＳ１Ｂ、ＰＳ２Ａ、ＰＳ２Ｂから圧力１Ａ信号、圧力１Ｂ信号、圧力２Ａ信号、圧力２Ｂ信号が加えられている。
【００６１】
一方、油圧ポンプ／モータ制御器３５０は圧油切換制御部２１０の８つの電磁切換弁１ＲＨ，１ＲＬ，１ＬＨ，１ＬＬ，２ＲＨ，２ＲＬ，２ＬＨ，２ＬＬ（図３参照）をＯＮ／ＯＦＦするための油圧Ｐ／Ｍ制御指令信号を出力し、スライド駆動制御装置３００の電動モータ複合制御器３６０は、電動モータ指令信号をサーボアンプ１４８を介して電動モータＳＭに出力する。尚、スライド駆動制御装置３００の補助圧油供給演算器３４０は、前述したように圧力センサＰＳからの検出信号に基づいて定高圧力源２２０のアキュムレータ２２２の高圧側の圧力が、略一定の高圧になるように圧油補助供給装置２４０に補助圧油供給指令信号を出力している。
【００６２】
図１０は上記スライド駆動制御装置３００の詳細を示すブロック図である。
【００６３】
図１０に示すようにスライド駆動制御装置３００のスライド位置制御器３１０は、スライド位置指令発生器３１１と、第１の制御器３１２と、第２の制御器３１３と、第３の制御器３１４とから構成されている。スライド位置指令発生器３１１は、スライド１０２の時々刻々の目標位置を示すスライド位置指令量を第１の制御器３１２に出力する。第１の制御器３１２には、更にスライド位置検出信号及び駆動軸角速度検出信号が加えられており、第１の制御器３１２は、これらの信号に基づいて位置の閉ループ（フィードバック）制御を行う。また、第１の制御器３１２は、位置のフィードバック制御とともに、位相特性改善のために角速度の閉ループ制御補償（マイナーフィードバック）も行っており、それぞれのループに対して補償回路A-1 やA-2 でＰＩＤ制御補償や位相補償を施し、また、補償回路A-3 で閉ループ特性改善のためのフィードフォワード補償も施し、スライド制御基本演算量を出力する。
【００６４】
尚、スライド位置指令発生器３１１の代わりに、駆動軸角度指令量を発生する駆動軸角度指令発生器を用いるようにしてもよく、また、この場合には、スライド位置検出器１４０の代わりに駆動軸の角度を検出する駆動軸角度検出器を設ける。
【００６５】
一方、第２の制御器３１３は、駆動軸角速度検出信号とスライド制御演算量から成形トルクや摩擦等の外乱量を推定して補正量を演算し、これを第３の制御器３１４に出力する。第３の演算器３１４は前記スライド制御基本演算量と補正量とを加算し、全体としてスライド位置指令量に対して、スライド位置信号が高応答かつ高精度で追従するように演算されたスライド制御演算量として出力する。
【００６６】
このスライド制御演算量は、実質的に電動モータ及び油圧ポンプ／モータのそれぞれの出力トルクを総合して考えた複合アクチュエータの出力トルクに比例させるものであるから、このスライド制御演算量に基づいて電動モータ及び油圧ポンプ／モータを制御することになる。尚、第２の制御器３１３及び第３の制御器３１４は必要絶対条件ではなく、スライド位置制御器３１０の内部演算の代表的な一例を示したにすぎない。また、スライドの１０２の速度を検出し、このスライド速度を前記駆動軸角速度の代わりに使用してもよい。
【００６７】
制動トルク推定演算器３２０には、駆動軸角速度検出信号が加えられ、制動トルク推定演算器３２０は、駆動軸角速度検出信号に基づいて前記速度の方向と速度の（不完全な）微分処理信号から動作方向を正とした場合に負の加速度を推定し、この負の加速度から制動トルクを推定演算する。または、制動トルク推定演算器３２０には、スライド位置指令量が加えられ、制動トルク推定演算器３２０は、スライド位置指令量に基づいて、演算器内に予め構成されているスライド駆動系のシミュレータ（静特性や動特性を含んだ指令からスライド位置に至るモデル）に指令量を与え、前記シミュレータの中間パラメータである制動トルクを抽出演算する。
【００６８】
外部負荷推定演算器３３０は、第１の演算器３３１と、第２の演算器３３２と、第３の演算器３３３とからなり、第１の演算器３３１には、圧力センサＰＳ１Ａ、ＰＳ１Ｂ、ＰＳ２Ａ、ＰＳ２Ｂから油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の両ポートに作用する圧力１Ａ信号、圧力１Ｂ信号、圧力２Ａ信号、圧力２Ｂ信号が加えられている。
【００６９】
この第１の演算器３３１は、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の発生トルクを推定するもので、上記圧力１Ａ信号、圧力１Ｂ信号、圧力２Ａ信号、圧力２Ｂ信号に基づいて各油圧ポンプ／モータに作用する差圧を演算し、その差圧に油圧ポンプ／モータの押し退け容積（理論値や実験値である押し退け容積）を乗じた値に比例する演算量を、それぞれの油圧ポンプ／モータのトルクとして推定し、推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク及び推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号を出力する。
【００７０】
第２の演算器３３２には、電動モータＳＭのトルク検出信号及び駆動軸角速度検出信号が加えられており、第２の演算器３３２は、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力トルクを含む外部負荷を駆動軸角速度信号の不完全な微分演算処理信号と電動モータＳＭのトルク検出信号の差に基づいて演算し、この演算した外部負荷を示す信号を第３の演算器３３３に出力する。
【００７１】
第３の演算器３３３の他の入力には、第１の演算器３３１から推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク及び推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号が加えられており、第３の演算器３３３は、前記外部負荷を示す信号から推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク及び推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号を減じることにより、外部（から作用する）負荷を推定し、推定外部負荷信号を出力する。
【００７２】
油圧ポンプ／モータ制御器３５０は、第１の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５１と、第２の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５２と、第３の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５３と、油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４と、油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５とから構成されている。
【００７３】
第１の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５１には、スライド位置制御器３１０からスライド制御演算量が加えられており、第１の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５１は、スライド制御演算量の値や範囲に基づいて、それぞれの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２を制御するための（電動モータＳＭとの（トルク）複合を目的とするための＝アシストを目的とするための）第１のＰ／Ｍ制御演算量を出力する。
【００７４】
第２の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５２には、スライド位置制御器３１０からスライド制御演算量が加えられ、外部負荷推定演算器３３０から油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１の推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号が加えられている。この第２の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５２は、上記スライド制御演算量と推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号との和を基本とした演算量に基づいて、電動モータＳＭの余剰トルクによる定高圧力源に対する圧油の蓄積を目的とした第２のＰ／Ｍ制御演算量を出力する。
【００７５】
第３の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５３には、制動トルク推定演算器３２０から推定制動トルク信号が加えられ、外部負荷推定演算器３３０から推定外部負荷信号が加えられている。この第３の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５３は、上記推定制動トルク信号と推定外部負荷信号との和や差に基づいた演算量の値や範囲に基づいて、スライド１０２の保有する運動エネルギを圧油のエネルギとして定高圧力源に制動時回生することを目的とした第３のＰ／Ｍ制御演算量を出力する。
【００７６】
油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４には、前記第１、第２及び第３の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器から第１、第２及び第３のＰ／Ｍ制御演算量が加えられており、油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４は、第１、第２及び第３のＰ／Ｍ制御演算量に対して優先順位等の比較演算を行い、この比較演算に基づいて油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２に対する油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量を出力する。
【００７７】
油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４から入力する油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量に基づいて、圧油切換制御部２１０の８つの電磁切換弁１ＲＨ，１ＲＬ，１ＬＨ，１ＬＬ，２ＲＨ，２ＲＬ，２ＬＨ，２ＬＬ（図３参照）をＯＮ／ＯＦＦするための油圧Ｐ／Ｍ制御指令信号を出力する。
【００７８】
即ち、油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４から出力される油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量は、それぞれ無負荷（０）、トルクの出力方向（＋１（Ｒ方向）、−１（Ｌ方向）を示す指令量であり、油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、各油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力方向等に相当する切換弁の指令信号（群）を生成出力する。
【００７９】
例えば、油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４から油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１を＋１（Ｒ方向）にトルク出力させる油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量が出力されると、油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、電磁切換弁１ＲＬ（油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１の右回転側の低圧側切換弁の意）、及び電磁切換弁１ＲＨを励磁（ＯＮ）する。同様に、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２を−１（Ｌ方向）にトルク出力させる油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量が出力されると、油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、電磁切換弁２ＬＨ（油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２の左回転側の高圧側切換弁の意）、２ＬＬを励磁（ＯＮ）する。
【００８０】
ただし、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２をトルク０とする場合は、キャビテーション（エア吸い込み）防止のため、駆動軸の回転方向によってＲＬ又はＬＬ側切換弁のみＯＮ／ＯＦＦする場合がある。
【００８１】
いま、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１を＋１（Ｒ方向）に駆動する場合、油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、前述したように電磁切換弁１ＲＨを励磁する。これにより、図３に示すように１ＲＨ用ロジック弁のパイロット圧が定高圧力源２２０から低圧力源２３０に開放され、１ＲＨ用ロジック弁が開く。同時に（厳密には、安定動作させるため、多少時間差をつけることがある（１ＲＬが先）が）電磁切換弁１ＲＬを励磁すると、１ＲＬ用ロジック弁のパイロット圧が低圧力源２３０から１ＲＨ用ロジック弁のメインポートを介して定高圧力源２２０に接続され、１ＲＬ用ロジック弁のメインポートは閉じる。この複合作用により油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のＡポートは定高圧力源２２０に接続され（Ｂポートは電磁切換弁１ＬＨ、１ＬＬ共に非励磁であり、Ｂポートは低圧力源に接続された状態を維持）、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１は＋１（Ｒ）方向にトルク出力する。
【００８２】
図１０に戻って電動モータ複合制御器３６０には、スライド位置制御器３１０からスライド制御演算量が加えられるとともに、油圧ポンプ／モータ制御器３５０から油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量（−１、０、又は＋１）、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量（−１、０、又は＋１）が加えられている。
【００８３】
電動モータ複合制御器３６０は、入力する油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量に対し、推定トルクゲイン１及び推定応答性１に基づいて油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のトルク応答値を（動的な特性を含めて）推定演算し、同様に、入力する油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量に対し、推定トルクゲイン２及び推定応答性２に基づいて油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２のトルク応答値を（動的な特性を含めて）推定演算する。
【００８４】
電動モータ複合制御器３６０の演算器３６２には、補償要素３６１を介して前記スライド制御演算量が加えられるとともに、前記推定演算した油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２のトルク応答値が加えられており、演算器３６２は、前記スライド制御演算量から前記トルク応答値を減算し、第２のスライド制御演算量（電動モータＳＭへ出力する電動モータ指令信号）を生成する。この電動モータ指令信号に基づいて電動モータＳＭを駆動することにより、電動モータＳＭと油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力トルクを複合作用させることができる。即ち、前記スライド制御演算量は、電動モータＳＭと油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２とを複合的に駆動する指令量であり、電動モータ複合制御器３６０は、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２を駆動する指令に関する情報（油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量）を、電動モータＳＭ側の制御にフィードバックさせている。
【００８５】
次に、上記構成のプレス機械のスライド駆動装置の動作について説明する。
＜状態波形説明＞
図１１に示すように、スライド位置指令発生器３１１から発生される時々刻々のスライド位置指令にスライド位置を追従させるように制御する。図１１上で、時間的に遅れている方がスライド位置である。この実施の形態では、スライドの上限位置指令は３００ｍｍ、下限位置指令は１５０ｍｍである。尚、上方向を正方向としている。
【００８６】
図１１に示す如く、スライド位置指令は１５０ｍｍ／ｓのスライド速度を時間積分したものを基本に生成している。スライド位置１８０ｍｍから１５２ｍｍに至っては、図１２に示すように成形力負荷に伴う成形トルクが駆動軸に作用している。
【００８７】
図１３には駆動軸角速度を示す。荷重作用によらず安定した速度曲線を示していることが分かる。図１４はスライド駆動軸に作用する電動モータＳＭのトルク（一点鎖線）、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のトルク（点線）、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２のトルク（破線）、及び成形トルク（実線）を示している。
【００８８】
図１５には定高圧力源２２０の圧力変動を示し、図１６には油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２と定高圧力源２２０との間で流出入する油量（正方向：定高圧力源２２０に流入する油量、負方向：定高圧力源２２０から流出する油量）を示す。尚、図１６上で、実線は油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１の吐出量を示し、破線は油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２の吐出量を示している。
＜作用説明＞
＜スライド加速時＞
経過時間順で説明する。図１１に示すようにスライド位置指令発生器３１１から発生される位置指令値が0.1 ｓから生成され、位置指令値と前記種々の入力信号に基づいて電動モータＳＭ及び油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の指令量が演算され、スライド駆動制御装置３００内の電動モータ複合制御器３６０から電動モータ指令信号が出力され、油圧ポンプ／モータ制御器３５０から油圧Ｐ／Ｍ制御指令信号が出力される。
【００８９】
図１４（駆動軸に作用する各トルク）を参照すると、下方向（負方向）動作開始に伴うスライド加速に伴い、電動モータＳＭのトルクが−200Nm 前後のピークを示す。このスライド加速領域は、基本的には本例のように電動モータＳＭに担われるが、より加速度が大きい場合には比較的容量の大きい油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２又は比較的容量の小さい油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１も担う（アシスト作用；スライド速度が速い場合の図１７、図１８参照）。
＜スライド等速時のチャージ＞
次に、図１３に示すように0.6 ｓ前後において、駆動軸角速度が定常化（１５０ｍｍ／ｓ）したことに伴い、図１４に示す電動モータＳＭのトルクは（加速トルクの減少に伴い）減少する。この時、電動モータＳＭのトルクは定格出力を下回る為、負荷的に余裕が生じ、その剰余トルクで容量の小さい油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１を電動モータＳＭと反対方向に作動させ（ポンプ作用させ）、定高圧力源２２０に圧油を蓄積させる。その作用は、図１３では正方向に油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のトルクが作動する状態、図１５では圧油が蓄積された結果、定高圧力源２２０の圧力が上昇する状態、図１６では定高圧力源２２０へのＰ／Ｍ１吐出油量の流入状態を示す。
＜成形力負荷アシスト＞
図１２に示すように1.1 ｓ〜1.35ｓでは、プレス成形が行われることにより駆動軸には成形トルクが作用する。この時に作用している成形トルクは約６００Ｎｍであり、電動モータＳＭの最大出力トルクは約３００Ｎｍであることから、電動モータＳＭの能力だけは成形力を担うことはできず、図１４に示すように容量の大きい油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２が電動モータＳＭと同方向に作用している。図１５ではこの作用に伴い定高圧力源２２０から圧油が消費されていることが分かる。この時（本例では）油圧ポンプ／モータＰ／Ｍは固定容量（押し退け容積）式であり、本例のように定高圧力源２２０に接続されている為、ほぼ一定の（絶対値の）トルクを出力する。従って、動的作用を含めた駆動軸に作用するトルクの釣り合いを常時確保する為、電動モータＳＭは釣り合いの帳尻合わせを行う如く出力トルクを大小させている。（成形トルク作用過程において、ある成形トルク値にて一時低下し、再度増加して全トルクの釣り合いを保持している。）
＜スライド減速時の回生＞
図１３に示すように1.15ｓ〜1.9 ｓでは、同図に示す駆動軸角速度からも明らかなように前半に成形力が作用しながらスライドは減速状態を示す。この時、反動作方向（正方向）に作用する減速に必要な制動トルクは、成形力が作用している状態では成形トルクの一部が担い、（言い方を換えれば成形力は主に電動モータＳＭ及び油圧ポンプ／モータＰ／Ｍのトルクと慣性トルク（制動トルクと大きさが等しく反対方向に作用するトルク）の和と釣り合い状態にあり）、後半の成形力が作用していない状態では油圧ポンプ／モータＰ／Ｍが動作方向と反対方向に作用し（ポンプ作用し）、（本例では制動トルクが比較的小さい為、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１が反動作方向に作用し）制動トルクを発生（図１４参照）させるとともに、スライドの保有する運動エネルギを圧油のエネルギとして定高圧力源に回生している。この時、電動モータＳＭのトルクは油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のトルクと制動トルクの釣り合いを保持する為に負方向に作用しており、この分のエネルギも（運動エネルギ分と）合わせて定高圧力源２２０に蓄積される（ターボチャージ作用）。
＜スライド上昇時のチャージ回生＞
図１１に示すように1.9 ｓ以降はスライド上昇工程であり、下降工程と同様に加速、等速、減速工程で推移する。この時、下降工程同様に低負荷時に定高圧力源２２０に圧油蓄積作用を行い、減速時には下降工程と異なり成形力が作用しない為、スライドの運動エネルギ全量が定高圧力源２２０に回生される（電動モータＳＭは終始正（加速方向）のトルクが作用しているので明確である）。この場合も上昇工程同様に速度が小さい（減速度合いが小さく、減速トルクが小さい）ため、小容量の油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のみが作用している。
＜スライド速度が早い場合＞
図１７乃至図１９にはそれぞれ３００ｍｍ／ｓのスライド速度相当の位置指令に基づいて制御する場合におけるスライド位置指令および位置、駆動軸に作用するトルク、定高圧力源圧力の状態波形が示されている。図１１乃至図１６に示した１５０ｍｍ／ｓの場合と比較すると、0.3 ｓ前後および２ｓ前後のスライド加速工程において、電動モータＳＭのトルクに対して比較的に容量の大きい油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２がトルクアシストとして作用している。これは、加速トルクの増加に伴い必要とされる為である。また、３ｓ前後の上昇時制動工程においても、制動トルクの増加に伴い油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２が作用し（ポンプ作用し）、定高圧力源２２０に（運動エネルギを）圧油のエネルギとして回生している。
＜補助圧油供給演算器の作動＞
図１５に示す定高圧力源２２０の圧力は、油圧ポンプ／モータのチャージや回生動作によってスクリュウプレス１００の１サイクルの動作開始前よりも１サイクルの動作終了後の方が高くなっている。これは、補助圧油供給演算器３４０による圧油の供給が不要であることを意味する。一方、図１９に示す定高圧力源２２０の圧力は、１サイクルの動作開始前よりも１サイクルの動作終了後の方が低くなっている。従って、定高圧力源２２０の圧力の低下分だけ補助圧油供給演算器３４０による圧油の供給が必要になる。
＜スライド駆動制御装置の作用補足説明＞
スライド駆動制御装置３００内のスライド位置制御器３１０では、スライド位置指令が生成されると共に、スライド位置信号および駆動軸角速度信号が入力され、いわゆる位置や速度のフィードバック補償を始め、ＰＩＤ補償、位相補償、外乱推定補償やフィードフォワード補償等の種々の補償演算が行われ、スライド制御演算量が生成、出力される。
【００９０】
制動トルク推定演算器３２０では、スライド位置指令あるいは駆動軸角速度信号が入力され、制動トルクに相当する推定制動トルク信号、制動トルク作動状態を示す制動信号が生成、出力される。
【００９１】
外部負荷推定演算器３３０では、駆動軸角速度信号、電動モータＳＭのトルク検出信号、各油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の各ポートの圧力１Ａ信号、圧力１Ｂ信号、圧力２Ａ信号、圧力２Ｂ信号が入力され、各油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力トルク及び成形力作用に伴う成形トルク等が推定演算され、推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク信号及び成形トルク等を主成分とした推定外部負荷信号が出力される。
【００９２】
油圧ポンプ／モータ制御器３５０では、スライド制御演算量、推定外部負荷信号、推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク信号、推定制動トルク信号、制動信号を入力する。
【００９３】
第１の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５１は、スライド制御演算量に基づいて電動モータＳＭの出力トルクのトルクアシストを目的とした第１のＰ／Ｍ制御演算量を油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４に出力する。
【００９４】
第２の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５２は、スライド制御演算量と推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク信号から電動モータＳＭの剰余トルクを演算により判断し、剰余トルク値に応じて電動モータＳＭの剰余トルクによる駆動エネルギを定高圧力源２２０に圧油のエネルギとして蓄積することを目的とした第２のＰ／Ｍ制御演算量を油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４に出力する。
【００９５】
第３の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５３は、推定外部負荷信号、推定制動トルク信号、制動信号からスライドの保有する運動エネルギを制動時に定高圧力源２２０に回生することを目的とした第３のＰ／Ｍ制御演算量を油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５５に出力する。
【００９６】
油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４では、前記第１〜第３のＰ／Ｍ制御演算量を優先順位等を考慮、演算して油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量を出力する。
【００９７】
油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、前記油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量に基づいて、圧油切換制御部２１０の８つの電磁切換弁をＯＮ／ＯＦＦするための油圧Ｐ／Ｍ制御指令信号を出力し、各油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２を駆動する。
【００９８】
電動モータ複合制御器３６０では、スライド制御演算量、油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量が入力され、各油圧Ｐ／Ｍ駆動指令量に対して油圧Ｐ／Ｍの推定トルクゲインや推定応答性（伝達関数）を考慮した演算量とスライド制御演算量から第２のスライド制御演算量を演算し、電動モータＳＭに出力する。
【００９９】
上記スライド駆動制御装置３００の一連の作用により前記の動作（状態波形）が得られる。
【０１００】
図２０は本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第２の実施の形態を示す図である。尚、図２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。
【０１０１】
図２０に示すスクリュウプレス１５０は、図２に示したスクリュウプレス１００と比較すると、主としてスライド１０２の駆動機構としてのネジ機構が異なる。即ち、図２に示したスクリュウプレス１００は、ナット回転式のスクリュウプレスであるのに対し、図２０に示すスクリュウプレス１５０は、スクリュウ回転式のスクリュウプレスである。
【０１０２】
このスクリュウプレス１５０のネジ機構は、駆動スクリュウ１５２と、従動ナット１５４とから構成されており、駆動スクリュウ１５２にはリングギア１１４が一体的に設けられている。また、このリングギア１１４には、図２に示したスクリュウプレス１００と同様に電動モータＳＭの駆動軸に配設されたギア１２０が噛合するとともに、２つの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１等の駆動軸に配設されたギア１２２が噛合している。
【０１０３】
従って、電動モータＳＭ及び油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１等により駆動スクリュウ１５２が回転駆動されると、従動ナット１５４とともにスライド１０２が上下動する。
【０１０４】
図２１は本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第３の実施の形態を示す図である。尚、図１０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。
【０１０５】
図２１に示すスライド駆動制御装置３００’は、図１０に示したスライド駆動制御装置３００と比較すると、図１０のスライド位置制御器３１０の代わりにスライド速度制御器３１０’が設けられ、また、図１０の外部負荷推定演算器３３０の代わりに外部負荷推定演算器３３０’が設けらえている点で相違する。
【０１０６】
スライド速度制御器３１０’は、主として図１０に示したスライド位置指令発生器３１１の代わりにスライド速度指令発生器３１１’が設けらている点で相違する。スライド速度指令発生器３１１’は、スライド１０２の時々刻々の目標速度を示すスライド速度指令量を第１の制御器３１２’に出力する。第１の制御器３１２’には、駆動軸角速度検出信号が加えられており、第１の制御器３１２’は、駆動軸角速度検出信号からスライド速度検出信号を求め、前記スライド速度指令量とスライド速度検出信号とに基づいて速度の閉ループ（フィードバック）制御を行い、スライド制御基本演算量を第２の制御器３１３’に出力する。尚、スライド速度指令発生器３１１’の代わりに駆動軸角速度指令量を発生する駆動軸角速度指令発生器を設けるようにしてもよい。
【０１０７】
一方、第２の制御器３１３’は、駆動軸角速度検出信号とスライド制御演算量から成形トルクや摩擦等の外乱量を推定して補正量を演算し、これを第３の制御器３１４’に出力する。第３の演算器３１４’は前記スライド制御基本演算量と補正量とを加算し、全体としてスライド速度指令量に対して、スライド速度（駆動軸角速度）が高応答かつ高精度で追従するように演算されたスライド制御演算量として出力する。
【０１０８】
また、外部負荷推定演算器３３０’は、主として図１０に示した外部負荷推定演算器３３０の第１の演算器３３１の代わりに第１の演算器３３１’が設けらている点で相違する。即ち、図１０に示した第１の演算器３３１には、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の両ポートに作用する圧力１Ａ信号、圧力１Ｂ信号、圧力２Ａ信号、圧力２Ｂ信号が加えられているが、図２１に示す第１の演算器３３１’には、定高圧力源２２０の圧力を示す圧力信号と、油圧ポンプ／モータ制御器３５０からの油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量とが加えられている。また、第１の演算器３３１’には、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の推定応答性と押し退け容積が予め記憶されている。
【０１０９】
そして、上記第１の演算器３３１’は、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の両ポートの差圧が定高圧力源２２０の圧力を示す圧力信号に基づいて推定演算され、各々の油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２のトルク絶対値は、油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量と押し退け容積と前記差圧の積に比例する値として演算され、更に各々の油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２のトルク絶対値に推定応答性を加味した演算量を各々の油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２のトルクとして推定し、推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク及び推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号を出力する。
【０１１０】
図２２は本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第４の実施の形態を示す図である。
【０１１１】
同図（Ｂ）に示すスクリュウプレス４００は、１つのスライド４０２に対して左右一対のネジ機構（駆動ナット１０４Ａと従動スクリュウ１０６Ａとからなる左側のネジ機構と、駆動ナット１０４Ｂと従動スクリュウ１０６Ｂからなる右側のネジ機構）が連結されている。ここで、従動スクリュウ１０６Ａの下端は、スライド４０２の左右方向に傾動自在な回転ジョイント４０４Ａ及びスライド４０２の左右方向に移動自在なスライド機構４０６Ａを介してスライド４０２に連結され、同様に従動スクリュウ１０６Ｂの下端は、スライド４０２の左右方向に傾動自在な回転ジョイント４０４Ｂ及びスライド４０２の左右方向に移動自在なスライド機構４０６Ｂを介してスライド４０２に連結されている。
【０１１２】
上記駆動ナット１０４Ａにはリングギア１１４Ａが一体的に設けられており、このリングギア１１４Ａには、電動モータＳＭA の駆動軸に配設されたギア１２０Ａが噛合するとともに、２つの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１A 等の駆動軸にそれぞれ配設されたギア１２２Ａ、及び１２４Ａ（図２２（Ａ）参照）が噛合している。
【０１１３】
同様に、駆動ナット１０４Ｂにはリングギア１１４Ｂが一体的に設けられており、このリングギア１１４Ｂには、電動モータＳＭB の駆動軸に配設されたギア１２０Ｂが噛合するとともに、２つの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１B 等の駆動軸にそれぞれ配設されたギア１２２Ｂ、及び１２４Ｂが噛合している。
【０１１４】
また、スクリュウプレス４００には、左右一対のスライド位置検出器１４０Ａ、１４０Ｂが設けられている。左側のスライド位置検出器１４０Ａは、スライド４０２の左側の位置を検出し、左側の位置を示す左スライド位置信号をスライド駆動制御装置６００（図２４参照）に出力し、右側のスライド位置検出器１４０Ｂは、スライド４０２の右側の位置を検出し、右側の位置を示す右スライド位置信号をスライド駆動制御装置６００に出力する。更に、左右の電動モータＳＭA 、ＳＭB の駆動軸の角速度を検出する駆動軸角速度検出器１４２A 、１４２B が設けられており、各駆動軸の角速度を示す左駆動軸角速度信号、右駆動軸角速度信号をそれぞれスライド駆動制御装置６００に出力する。
【０１１５】
図２３は上記スクリュウプレス４００の油圧ポンプ／モータ駆動装置５００を示す。
【０１１６】
この油圧ポンプ／モータ駆動装置５００は、主として油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１A 、Ｐ／Ｍ２A に供給する圧油の切換えを行う圧油切換制御部２１０Ａと、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１B 、Ｐ／Ｍ２Ｂに供給する圧油の切換えを行う圧油切換制御部２１０Ｂと、定高圧力源２２０と、低圧力源２４８を含む圧油補助供給装置２４０’とから構成されている。
【０１１７】
尚、この実施の形態では、２組の圧油切換制御部２１０Ａ、２１０Ｂに対して、共通の定高圧力源２２０及び圧油補助供給装置２４０’を使用するようにしているが、定高圧力源２２０等を個別に設けるようにしてもよい。
【０１１８】
図２４は上記スクリュウプレス４００のスライド駆動制御装置６００を示す。
【０１１９】
同図に示すスライド駆動制御装置６００は、主として左右のスライド駆動制御装置３００Ａ、３００Ｂから構成されている。
【０１２０】
このスライド駆動制御装置６００には、スライド位置指令量を発生する１つのスライド位置指令発生器６０２と、１つの補助圧油供給演算器３４０が設けられている。上記スライド位置指令発生器６０２及び補助圧油供給演算器３４０を除くスライド駆動制御装置３００Ａ、３００Ｂの構成は、図１０に示したスライド駆動制御装置３００と同様なため、その詳細な説明は省略する。
【０１２１】
上記構成のスライド駆動制御装置６００によれば、１つのスライド目標位置とスライド４０２の左右の位置が一致するように、スライド４０２に連結された左右一対のネジ機構に加える各駆動トルクを個別に制御するため、スライド４０２に対して偏心したプレス荷重がかかる場合でも、その偏心したプレス荷重に対応したトルク制御ができ、これによりスライド４０２の平行度を高精度に維持することができる。
【０１２２】
図２５は本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第５の実施の形態を示す図である。
【０１２３】
同図（Ｂ）に示すスクリュウプレス７００は、１つのスライド７０２に対して左右一対のネジ機構（駆動ナット１０４Ａと従動スクリュウ１０６Ａとからなる左側のネジ機構と、駆動ナット１０４Ｂと従動スクリュウ１０６Ｂからなる右側のネジ機構）が連結されている。
【０１２４】
上記駆動ナット１０４Ａにはリングギア１１４Ａが一体的に設けられ、駆動ナット１０４Ｂにはリングギア１１４Ｂが一体的に設けられており、これらのリングギア１１４Ａ、１１４Ｂには、それぞれギア１１５が噛合している。そして、このギア１１５には、電動モータＳＭの駆動軸に配設されたギア１２０が噛合するとともに、２つの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の駆動軸にそれぞれ配設されたギア１２２及び１２４が噛合している（図２５（Ｂ）参照）。
【０１２５】
尚、このスクリュウプレス７００に対する油圧ポンプ／モータ駆動装置やスライド駆動制御装置は、図１に示したものと同様なものが適用できる。
【０１２６】
上記構成のプレス機械のスライド駆動装置によれば、スライド７０２に対して偏心したプレス荷重がかかる場合でも、その偏心したプレス荷重に対応した回転駆動力が各ネジ機構に分配され、これによりスライド７０２の平行度を高精度に維持することができる。
【０１２７】
尚、この実施の形態では、位置信号としてスライド位置信号を使用しているが、駆動軸角度信号を使用してもよく、また、速度信号として駆動軸角速度を使用しているが、スライド速度を使用してもよい。また、速度マイナーループフィードバック付き位置フィードバックによる制御を行っているが、位置フィードバックのみ又は速度フィードバックのみによる制御でもよい。更に、この実施の形態では、作用液として油を使用した場合について説明したが、これに限らず、水やその他の液体を使用してもよい。また、油圧ポンプ／モータは固定容量式のものに限らず、可変容量式のものを用いてもよい。
【０１２８】
更にまた、電動モータと油圧ポンプ／モータとを併用した駆動装置は、プレス機械のみに限らず、他の機器（例えば、自動車）の駆動装置としても使用することができる。
【０１２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電動モータと油圧ポンプ／モータ等の液圧ポンプ／モータとをトルク次元で複合するようにしたため、電動モータの制御性でプレス機械を制御することができるとともに、スライド加圧力やエネルギ量（能力）の制約を受けず、かつスライドの持つ運動エネルギの制動時回生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の全体構成を示す概略図
【図２】図１に示したスクリュウプレスの詳細な構造を示す図
【図３】図１に示した油圧ポンプ／モータ駆動装置の実施の形態を示す図
【図４】図１に示した油圧ポンプ／モータ駆動装置の他の実施の形態を示す図
【図５】電動モータに対する油圧ポンプ／モータのアシスト作用を説明するために用いた図
【図６】電動モータの余剰トルクによる油圧ポンプ／モータの定高圧力源へのチャージ作用を説明するために用いた図
【図７】減速（制動）動作時にスライドの保有する運動エネルギを定高圧力源に回生する回生作用を説明するために用いた図
【図８】電動モータ及び油圧ポンプ／モータに指令を出力する制御器の概略図
【図９】電動モータ及び油圧ポンプ／モータの各トルクと、これらのトルクを複合させた複合トルクとの関係を示すグラフ
【図１０】図１に示したスライド駆動制御装置の詳細を示すブロック図
【図１１】スライド位置指令と該スライド位置指令に基づいて制御されたスライドのスライド位置との関係を示すグラフ
【図１２】スクリュウプレスに作用する成形トルクを示すグラフ
【図１３】スクリュウプレスの駆動軸角速度の変化状態を示すグラフ
【図１４】電動モータ及び油圧ポンプ／モータの各トルクと成形トルクとの関係を示すグラフ
【図１５】定高圧力源の圧力の変化状態を示すグラフ
【図１６】油圧ポンプ／モータと定高圧力源との間で流出入する油量の変化状態を示す図
【図１７】他のスライド位置指令と該スライド位置指令に基づいて制御されたスライドのスライド位置との関係を示すグラフ
【図１８】電動モータ及び油圧ポンプ／モータの各トルクと成形トルクとの関係を示すグラフ
【図１９】定高圧力源の圧力の変化状態を示すグラフ
【図２０】本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第２の実施の形態を示す図
【図２１】本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第３の実施の形態を示す図
【図２２】本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第４の実施の形態を示す図
【図２３】図２２に示したスクリュウプレスの油圧ポンプ／モータ駆動装置を示す図
【図２４】図２２に示したスクリュウプレスのスライド駆動制御装置を示す図
【図２５】本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第５の実施の形態を示す図
【符号の説明】
１００、１５０、４００、７００…スクリュウプレス、１０２、４０２、７０２…スライド、１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ…駆動ナット、１０６、１０６Ａ、１０６Ｂ…従動スクリュウ、１１４、１１４Ａ、１１４Ｂ…リングギア、１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ…スライド位置検出器、１４２、１４２Ａ、１４２Ｂ…駆動軸角速度検出器、１４４…トルク検出器、１５２…駆動スクリュウ、１５４…従動ナット、２００…油圧ポンプ／モータ駆動装置、２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ…圧油切換制御部、２２０…定高圧力源、２３０…低圧力源、２４０、２４０’…圧油補助供給装置、３００、３００’、３００Ａ、３００Ｂ、６００…スライド駆動制御装置、３１０…スライド位置制御器、３１０’…スライド速度制御器、３２０…制動トルク推定演算器３２０、３３０、３３０’…外部負荷推定演算器、３３１…油圧Ｐ／Ｍトルク推定演算器、３４０…補助圧油供給演算器、３５０…油圧ポンプ／モータ制御器、３６０…電動モータ複合制御器
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動装置並びにプレス機械のスライド駆動装置及び方法に係り、特に電動モータと油圧ポンプ／モータ等の液圧ポンプ／モータとを併用した駆動装置並びにプレス機械のスライド駆動装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下記に示すようなプレス機械のスライド駆動装置がある。
【０００３】
(a) 電動（サーボ）モータ（のみ）で直接又は間接的に（減速機等を介して）スライドをサーボ駆動する電動プレスがある（特許第２５０６６５７号）。
【０００４】
(b) 米国特許第４５６３８８９号に記載のプレス機械のスライド駆動装置は、可変吐出容量油圧ポンプ、（複数の）油圧モータ及びスクリュウを介してスライドを駆動するようにしている。
【０００５】
(c) また、上記(b) と同様な油圧回路で、機械プレスのクランク軸を駆動するタイプもある（特開平1 −309797等）。また、特開平1 −309797には、電動モータと可変容量ポンプ／モータの間にフライホイールを設け、このフライホイールにエネルギを蓄積させる技術が開示されている。
【０００６】
(d) 電動モータで両方向吐出可能な固定吐出容量ポンプを回転駆動し、ポンプに接続された油圧シリンダや油圧モータにより、駆動されるプレス機械のスライド駆動装置がある（特開平１０−１６６１９９）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記(a) の電動プレスは、スライドの高い制御性は得られるものの、プレス機械や成形機の重要な能力要素となる仕事能力（エネルギ能力）が確保できない（不十分となる）。これは電動サーボモータによるサーボ駆動において、エネルギを貯える機能を有さない為であり、成形時にモータから得られるエネルギ量が限られるからである。
【０００８】
これを解決する為には、かなり出力（Ｗ）の大きい電動モータを準備する必要があるが、それに対応する使用者側の受電容量（設備）が莫大になる。また、スライドの加減速、成形を伴わない等速度動作時には、電動モータは極めて低い負荷トルクに伴う小さい仕事量にとどまり、剰余トルク（エネルギ）を有効に活用できないという問題がある。
【０００９】
また、上記(b) のプレス機械のスライド駆動装置は、スライドの制御性（応答性や静的な［速度や位置の］精度）に問題を有する。即ち、スライドを駆動する為に必要な力は、可変吐出容量ポンプが吐出する単位時間当たりに流れる油量が負荷発生に伴い油圧モータに接続される管路内で圧縮されて発生する圧力（負荷圧）に比例する為、その圧縮に伴う応答遅れによりスライドの動特性が低下する（応答性や速度、位置のフィードバックゲインが低下する）。
【００１０】
また、前記負荷圧に比例した圧油の漏れが可変吐出容量油圧ポンプや油圧モータ、弁類から発生し、特に負荷圧が高くなる成形中の速度、位置精度を大きく低下させる。しかも、可変容量ポンプモータによる油量制御を基幹とした駆動の為、単位時間内に流れる油量が大量に必要となり、設備が増大化する危惧がある。
【００１１】
上記(c) のプレス機械のスライド駆動装置は、前記(b) の問題の他に油圧モータによる駆動軸からスライドに至る特性が非線形であり、スライド加圧力値に制約が加わる等、更に問題が加わる。
【００１２】
更に、上記(d) のプレス機械のスライド駆動装置は、油圧を駆動部の途中に介在させることで、電動モータの持つ制御性（油圧の圧縮性、圧油の漏れの影響で）を著しく低下させる問題点を有する。また、電動モータの制御特有の問題であるエネルギの蓄積機能を有さない点をそのまま引き継いでおり、プレス加圧力及びプレス成形に伴う必要仕事量は、電動モータの最大瞬間出力で制限される。尚、利点は、簡単にシステムを構成可能であるところに限られる。
【００１３】
上記のように従来のプレス機械のスライド駆動装置等は、制御性を重視すれば電動（サーボ）モータで駆動するタイプが考えられてきたが、容量（モータの大きさ、出力（Ｗ）、受電容量）の割にスライド加圧力の大きさやエネルギ能力が大幅に低下する。一方、油圧を用いた（可変容量ポンプによる）駆動では、加圧力やエネルギを自在に確保可能となるが作動油の圧縮や圧油の漏れにより著しく制御性を損なう。それぞれのタイプ共に一長一短がある。それらに対して、油圧ポンプを電動（サーボ）モータで駆動するタイプが存在するが、前記の如くなお両方の問題点を保有し機能的な解決には貢献していない。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、電動モータと油圧ポンプ／モータ等の液圧ポンプ／モータとをトルク次元で複合し、電動モータの制御性でプレス機械を制御することができるとともに、スライド加圧力やエネルギ量（能力）の制約を受けず、かつスライドの持つ運動エネルギの制動時回生を行うことができる駆動装置並びにプレス機械のスライド駆動装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本願請求項１に係る駆動装置は、電動モータと、略一定圧力の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続された固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータと、ネジ機構のスクリュウ又はナットと機械的に連結された駆動軸と前記電動モータとの間でトルクが伝達されるように連結するとともに、前記駆動軸と前記液圧ポンプ／モータとの間でトルクが伝達されるように連結するトルク伝達手段と、前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータから前記トルク伝達手段を介して前記駆動軸に伝達されるトルクを連続的に制御すべく前記電動モータ及び液圧ポンプ／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。
【００１６】
また、本願請求項２に係るプレス機械のスライド駆動装置は、電動モータと、略一定高圧の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続された固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータと、プレス機械のスライドに駆動軸から機械的にトルクを伝達して該スライドを駆動するスライド駆動機構と、前記スライド駆動機構における駆動軸と前記電動モータとの間でトルクが伝達されるように連結するとともに、前記駆動軸と前記液圧ポンプ／モータとの間でトルクが伝達されるように連結する動力伝達手段と、前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータから前記動力伝達手段を介して前記駆動軸に伝達されるトルクを連続的に制御すべく前記電動モータ及び液圧ポンプ／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。
【００１７】
即ち、本願請求項１及び２に係る発明によれば、電動モータと液圧ポンプ／モータとを併用し、特に略一定圧力の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源を液圧ポンプ／モータに接続することにより、該液圧ポンプ／モータのトルク応答遅れを排除することにより、前記電動モータとのトルク次元における複合化を実現し、電動モータの制御性でプレス機械を制御することができるとともに、スライド加圧力の大きさやエネルギを自在に確保することができるようにしている。
【００１８】
本願請求項２７に係るプレス機械のスライド駆動装置は、電動モータと、略一定高圧の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続された固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータと、プレス機械の１つのスライドを複数の駆動軸から機械的にトルクをスライドに伝達して駆動する複数のスライド駆動機構と、前記複数のスライド駆動機構における各駆動軸と前記電動モータとの間でトルクが伝達されるように連結するとともに、前記各駆動軸と前記液圧ポンプ／モータとの間でトルクが伝達されるように連結する動力伝達手段と、前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータから前記動力伝達手段を介して前記複数の駆動軸に伝達されるトルクを連続的に制御すべく前記電動モータ及び液圧ポンプ／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。
【００１９】
本願請求項２７に係る発明によれば、１つのスライドを複数のスライド駆動機構の駆動軸によって駆動するようにしたため、スライドに対して偏心したプレス荷重がかかる場合でも、その偏心したプレス荷重に対応したトルク制御が可能となり、スライドの平行度を高精度に維持することができる。
【００２０】
本願請求項３３に係るプレス機械のスライド駆動方法は、電動モータを駆動してトルクを発生させる工程と、固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータを略一定高圧の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続することにより該液圧ポンプ／モータからトルクを発生させる工程と、前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータからプレス機械のスライドに機械的にトルクを伝達するスライド駆動機構の駆動軸に出力するトルクを連続的に制御するように前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータを制御する工程であって、前記駆動軸に出力するトルクが、少なくとも前記電動モータ単体の出力トルクでは不足する時に、前記駆動軸にそれぞれ前記電動モータの出力トルクと液圧ポンプ／モータの出力トルクとを合成作用させる工程と、を含むことを特徴としている。
【００２１】
即ち、大きなスライド加圧力が必要となり、電動モータ単体の出力トルクでは不足する場合には、電動モータの出力トルクと液圧ポンプ／モータの出力トルクとを複合化し、必要なスライド加圧力が得られるように補助（アシスト）している。
【００２２】
本願請求項３４に示すように、前記プレス機械の１サイクル中における低負荷時に、前記液圧ポンプ／モータを液圧ポンプとして作用させる工程と、前記低負荷及び前記液圧ポンプ／モータの負荷と釣り合うように前記電動モータから前記低負荷時に必要なトルクよりも大きなトルクを発生させる工程と、前記液圧ポンプ／モータのポンプ作用により前記電動モータの剰余トルクに伴う剰余エネルギを作動液として前記定高圧力源に蓄積する工程と、を含むことを特徴としている。
【００２３】
即ち、プレス機械が等速運動時などの低負荷時には、液圧ポンプ／モータを液圧ポンプとして作用させ、この液圧ポンプ／モータの負荷相当のトルクだけ前記電動モータから前記低負荷時に必要なトルクよりも大きなトルクを発生させる。その結果、液圧ポンプ／モータのポンプ作用により前記電動モータの剰余トルクに伴う剰余エネルギが作動液として定高圧力源に蓄積（チャージ）される。
【００２４】
また、本願請求項３６に示すように、前記プレス機械の１サイクル中のスライド減速時に、前記液圧ポンプ／モータを液圧ポンプとして作用させ、前記スライドの運動エネルギの全部又は一部を作動液として前記定高圧力源に蓄積する工程を含むことを特徴としている。
【００２５】
即ち、スライドの減速（制動）動作時に、スライドが保有している運動エネルギを液圧ポンプ／モータを介して定高圧源に回生し、その回生反力として制動トルクをスライドに作用させ、エネルギの有効活用を図っている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る駆動装置並びにプレス機械のスライド駆動装置及び方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２７】
図１は本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の全体構成を示す概略図である。同図に示すように、このスライド駆動装置は、スクリュウプレス１００のスライド１０２を駆動するもので、主として電動（サーボ）モータＳＭと、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２と、油圧ポンプ／モータ駆動装置２００と、スライド駆動制御装置３００とから構成されている。
【００２８】
先ず、図２を参照しながら本発明が適用されるスクリュウプレス１００について説明する。同図（Ｂ）に示すように、このスクリュウプレス１００は、ナット回転式のスクリュウプレスであり、スライド１０２の駆動機構として駆動ナット１０４と従動スクリュウ１０６からなるネジ機構を有している。駆動ナット１０４は、それぞれ締結されているクラウン１０８、ベッド１１０及びコラム１１２のいずれかに直接的又は間接的に回転自在に支持され、下端にスライド１０２が連結された従動スクリュウ１０６は、駆動ナット１０４と螺合している。
【００２９】
上記駆動ナット１０４にはリングギア１１４が一体的に設けられており、このリングギア１１４には、電動モータＳＭの駆動軸に配設されたギア１２０が噛合するとともに、２つの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、及びＰ／Ｍ２（図１参照）の駆動軸にそれぞれ配設されたギア１２２、及び１２４（図２（Ａ）参照）が噛合している。
【００３０】
尚、別の電動モータＳＭ’や油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ３（図３参照）を設け、これらの駆動軸に配設されるギア１２６、ギア１２８（図２（Ａ）参照）を前記リングギア１１４に噛合させるようにしてもよい。また、電動モータ及び油圧ポンプ／モータの駆動軸と、リングギア１１４との間の動力伝達機構は、図２に示した実施の形態に限らず、この動力伝達機構における減速方法及び減速段数は問わない。
【００３１】
また、図２（Ｂ）上で、１３０は上型、１３２は下型、１３４は板押さえ、１４０はスライド位置検出器、１４２は駆動軸角速度検出器である。スライド位置検出器１４０は、具体的にはスライド１０２とベッド１１０との距離を測定することにより、スライド１０２の位置を検出し、スライド１０２の位置を示すスライド位置信号を出力する。また、駆動軸角速度検出器１４２は、電動モータＳＭの駆動軸の角速度を検出するもので、駆動軸の角速度を示す駆動軸角速度信号を出力する。尚、スライド位置検出器１４０は、インクリメンタル型又はアブソリュート型のリニアエンコーダ、ポテンショメータ、マグネスケール等の種々のセンサによって構成することができ、また、駆動軸角速度検出器１４２は、インクリメンタル型又はアブソリュート型のロータリエンコーダや、タコジェネレータによって構成することができる。
【００３２】
次に、図１に示した油圧ポンプ／モータ駆動装置２００について、図３を参照しながら説明する。
【００３３】
この油圧ポンプ／モータ駆動装置２００は、主として油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２、（Ｐ／Ｍ３）に供給する圧油の切換えを行う圧油切換制御部２１０と、定高圧力源２２０と、低圧力源２３０と、圧油補助供給装置２４０とから構成されている。
【００３４】
圧油切換制御部２１０は、電磁切換弁１ＲＨ，１ＲＬ，１ＬＨ，１ＬＬ，２ＲＨ，２ＲＬ，２ＬＨ，２ＬＬ，（３ＲＨ，３ＲＬ，３ＬＨ，３ＬＬ）によってそれぞれＯＮ／ＯＦＦ制御されるロジック弁を有しており、図３上で右側の各ロジック弁には定高圧力源２２０側の配管２０２が接続され、左側の各ロジック弁には低圧力源２３０側の配管２０４が接続されている。
【００３５】
定高圧力源２２０は、アキュムレータ２２２、バネ付きのチェック弁２２４、高圧用リリーフ弁２２６、及び電磁切換弁２２８を有し、低圧力源２３０は、アキュムレータ２３２及びバネ付きのチェック弁２３４、２３６を有し、圧油補助供給装置２４０は、電動モータによって駆動される油圧ポンプ２４２、高圧用リリーフ弁２４４、及び電磁切換弁２４６を有している。
【００３６】
高圧側の配管２０２の回路圧は、図１に示すように圧力センサＰＳによって検出され、その検出信号はスライド駆動制御装置３００内の補助圧油供給演算器３４０に出力される。補助圧油供給演算器３４０は、前記圧力センサＰＳからの検出信号に基づいて定高圧力源２２０のアキュムレータ２２２の圧力（高圧側の圧力）が、略一定の高圧（例えば、１６ＭＰａ程度）になるように圧油補助供給装置２４０の電磁切換弁２４６をＯＮ／ＯＦＦ制御する。この圧油補助供給装置２４０から吐出される圧油は、バネ付きのチェック弁２２４を介して高圧側の配管２０２及びアキュムレータ２２２に流入し、高圧側の回路圧を上昇させる。
【００３７】
一方、低圧側の配管２０４に接続された低圧力源２３０内のアキュムレータ２３２の圧力（低圧側の回路圧）は、バネ付きのチェック弁２３４により、略一定低圧（例えば、５００ＫＰａ程度）に保持されている。
【００３８】
図４は油圧ポンプ／モータ駆動装置の他の実施の形態を示す図である。尚、図３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。図４に示すように、圧油補助供給装置２４０’内にはタンク２４８が設けられており、このタンク２４８に低圧側の配管２０４が接続されている。これにより、低圧側の回路圧は、常時略大気圧に保持されている。
【００３９】
次に、電動モータＳＭと油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２とのトルク次元の複合化について説明する。
＜複合化を可能にする基本原理＞
油圧ポンプ／モータの出力トルクＴH は、次式、
【００４０】
【数１】
ＴH ＝ｋH ＊ｑ＊（ＰA −ＰB ） …（１）
ただし、ＴH ：油圧ポンプ／モータの出力トルク［Nm］
ｋH ：比例定数［Nm／Ｐａ／ｃｍ3 ］
ｑ：押し退け容積［ｃｍ3 /s］
ＰA ，ＰB ：油圧ポンプ／モータの両ポートに作用する圧力［Ｐａ］
で表すことができる。
【００４１】
通常の油圧駆動（油量制御）の場合、圧力ＰA ，ＰB は、次式、
【００４２】
【数２】
ＰA ＝∫（（Ｋ（ＱA −ｑω／（２π））／ＶA ）ｄｔ …（２）
【００４３】
【数３】
ＰB ＝∫（（Ｋ（ｑω／（２π）―ＱB ）／ＶB ）ｄｔ …（３）
ただし、ω：油圧ポンプ／モータの角速度［rad/s ］
K ：油の体積弾性係数［Ｐａ］
ＱA 、ＱB ：油圧Ｐ／Ｍに流入出する油量［ｃｍ3 ／ｓ］
ＶA 、ＶB ：油圧Ｐ／ＭのＡ，Ｂ両ポート側管路体積［ｃｍ3 ］
で示される。指令出力と共に（弁の開閉やポンプ傾転量が与えられ）油量ＱA が出力されるが、圧力ＰA 、ＰB が作用するのは（２）、（３）式で示されるように油の圧縮（積分作用）の為に遅れ、結局（１）式に示すトルクＴH の応答は、指令から（弁開閉やポンプ傾転の応答で決定する）油量ＱA に至る応答遅れに加えて圧力応答遅れが作用し、全体として大きな応答遅れが発生する。
【００４４】
つまり、従来の油量制御の場合、指令に対して油圧Ｐ／Ｍ出力トルクの応答は大きく遅れる。
【００４５】
一方、電動モータの出力トルクＴE は、次式、
【００４６】
【数４】
ＴE ＝ｋE ・Ｉ …（４）
ただし、ＴE ：電動モータの出力トルク［Nm］
ｋE ：トルク定数［Nm／Ａ］
Ｉ：電流［Ａ］
で示される。トルクＴE の応答は、電流Ｉの応答に比例する。指令から電流に至る応答性（電流応答）は、比較的に良好であり、全体として指令に対する電動（サーボ）モータ出力トルクの応答遅れは少ない。
【００４７】
このように、従来の油圧駆動における油圧ポンプ／モータのトルクと電動モータのトルクを複合させるのは、両者のトルクの応答性（動的特性）が非常に異なる（油圧ポンプ／モータの応答性が遅い）ため、実質的に不可能である。
【００４８】
そこで、従来の油圧駆動に対して、本発明ではアキュムレータ等を用いて定高圧力源を構成し、ＰA を常時（予め）略一定に確保（ＰB はタンクに接続して常時略大気圧とするか、ＰA 同様にアキュムレータを用いて略一定低圧に確保）することにより、トルク応答遅れの主要因である油の圧縮性の影響を排除し、電動モータとのトルク次元における複合化を可能にしている。即ち、（１）式においてＰA 、ＰB は予め昇圧が完了している為、油圧ポンプ／モータの出力トルクはｑの応答（傾転量の応答、弁開閉の応答）のみで決定し、高応答化が可能となり、電動モータとの駆動軸におけるトルクの複合化が可能となる。
＜複合トルクの利用（静的考案）＞
（１）アシスト作用
加速や大きな外部負荷作用時に電動モータの出力トルクに対する１又は複数台の油圧ポンプ／モータのアシスト作用を目的とした複合化
図５に示すように、電動モータＳＭと油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２を複合させて考えたトルク指令に対して、そのトルク指令に応じて油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力トルクを作用させる。ここで、電動モータＳＭは、流れる電流の大きさ及び方向によって正逆転方向に所定のトルク範囲でリニアに出力トルクが可変できるものとし、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１は、前記電動モータＳＭの最大出力トルクよりも小さい一定トルクを出力し、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２は、前記電動モータＳＭの最大出力トルクよりも大きい一定トルクを出力するものとする。
【００４９】
そして、電動モータＳＭの出力トルクに対して油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力トルクを作用させる際には、電動モータＳＭは、スライド制御演算量に基づいてスライド動作を司る為にトルクを演算量に比例出力する必要があり、作用させる油圧ポンプ／モータの出力トルクと等価分だけオフセットした出力を行い、複合トルクが正負方向に連続的に変化可能にする。
【００５０】
これにより、スクリュウプレス１００に大きな成形負荷が作用する場合は、電動モータＳＭのトルク不足分を、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、及び／又は油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２を電動モータＳＭと同方向に作用させることによりアシストすることができる。尚、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２には定圧力源が作用する為、スライド駆動制御装置３００から油圧ポンプ／モータ駆動装置２００に出力される信号に対して、直接トルクが作用する（トルク値として応答する）為、実現可能になる。
（２）等速運動時等の低負荷作用時に電動モータＳＭの剰余トルクを定高圧力源へ圧油のエネルギとして蓄積する場合の両者のトルクの複合化（チャージ）
図６に示すように、トルク指令が小さい範囲では、電動モータＳＭの定格トルクに対して負荷が小さく、電動モータＳＭには余裕がある。この場合には、動作方向（電動モータＳＭのトルク作用方向）と反対側（ポンプ作用する方向に）に油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１を動作させ、その結果、電動モータＳＭの余剰トルクは、定高圧力源２２０のアキュムレータ２２２に圧油のエネルギとして蓄積される（チャージ）。
【００５１】
一方、電動モータＳＭは、スライド制御演算量に基づいてスライド動作を司る為にトルクを演算量に比例出力する必要があり、油圧ポンプ／モータと等価分だけオフセットした出力を行い、複合トルクが正負方向に連続的に作用可能にする。
（３）減速（制動）動作時にスライドの保有する運動エネルギを定高圧力源に回生し、その回生反力として制動トルクを作用させる場合の複合化（回生）
スクリュウプレス１００の減速動作時に、図７に示すように外部から作用する負荷の値によっては（外部から作用する負荷が制動トルクを担う場合は除いて）制動トルクの大小によって複数台の油圧ポンプ／モータを動作方向と反対方向（制動方向）に（ポンプ作用する方向に）動作させる。
【００５２】
一方、電動モータＳＭは、減速時においても、スライド制御演算量に基づいてスライド動作を司る為にトルクを演算量に比例出力する必要があり、油圧ポンプ／モータと等価分だけオフセットした出力を行い、複合トルクが正負方向に連続的に作用可能にする。
【００５３】
この時、油圧ポンプ／モータが固定容量式の場合、必要な制動トルクより（絶対値的に）大きな油圧ポンプ／モータを動作させる場合があり、電動モータＳＭの出力トルクは釣り合いを保つ為に必然的に制動方向と逆方向（加速方向）に作用させる。これにより、スライドの有する運動エネルギの回生に加えて、電動モータ（トルク）が釣り合い調整の為に出力するエネルギの蓄積も同時に行うことが可能となる。（ターボチャージ）
＜複合トルクの利用（動的考案）＞
図８（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ電動モータ及び油圧ポンプ／モータに指令を出力する制御器の概略図である。
【００５４】
前記のようにトルクアシスト、剰余トルクの蓄積、運動エネルギの回生を目的として電動モータＳＭに対して油圧ポンプ／モータＰ／Ｍのトルクを複合させる場合に、図８（Ａ）は油圧ポンプ／モータの応答性を考慮しない場合の制御器を示し、図８（Ｂ）は油圧ポンプ／モータの応答性を考慮した場合の制御器を示している。
【００５５】
電動モータＳＭと油圧ポンプ／モータＰ／Ｍとは応答性に差異があり、図８（Ｂ）に示す制御器では、動的整合をとる為に、複合時の過度的な挙動時により応答性の高い電動モータＳＭを油圧ポンプ／モータＰ／Ｍの応答に合わせるようにしている。即ち、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍのトルク応答性で電動モータＳＭを（油圧ポンプ／モータＰ／Ｍのトルク相当のオフセット分）駆動するようにしている。
【００５６】
図９（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ電動モータ及び油圧ポンプ／モータの各トルクと、これらのトルクを複合させた複合トルクとの関係を示すグラフである。
【００５７】
同図（Ａ）はトルク指令を連続変化させた場合に、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍの応答性を考慮せずに電動モータをトルク制御した場合のグラフを示しており、この場合には複合トルクは油圧ポンプ／モータのＯＮ／ＯＦＦ時近傍において連続となる。一方、同図（Ｂ）はトルク指令を連続変化させた場合に、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍの応答性を考慮して電動モータをトルク制御した場合のグラフを示しており、この場合には複合トルクは油圧ポンプ／モータのＯＮ／ＯＦＦにかかわらず連続的に変化する。
【００５８】
次に、図１に示したスライド駆動制御装置３００について説明する。
【００５９】
このスライド駆動制御装置３００は、主としてスライド位置制御器３１０と、制御トルク推定演算器３２０と、外部負荷推定演算器３３０と、補助圧油供給演算器３４０と、油圧ポンプ／モータ制御器３５０と、電動モータ複合制御器３６０とから構成されている。
【００６０】
上記スライド駆動制御装置３００のスライド位置制御器３１０には、スライド位置検出器１４０からスライド位置検出信号が加えられるとともに、駆動軸角速度検出器１４２から駆動軸角速度信号が加えれられている。また、スライド駆動制御装置３００の外部負荷推定演算器３３０には、駆動軸角速度検出信号が加えられるとともに、電動モータＳＭのトルク（電流）を検出するトルク検出器１４４からトルク（電流）検出信号が加えられ、更に油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１及びＰ／Ｍ２のＡポート、Ｂポートの圧力を検出する圧力センサＰＳ１Ａ、ＰＳ１Ｂ、ＰＳ２Ａ、ＰＳ２Ｂから圧力１Ａ信号、圧力１Ｂ信号、圧力２Ａ信号、圧力２Ｂ信号が加えられている。
【００６１】
一方、油圧ポンプ／モータ制御器３５０は圧油切換制御部２１０の８つの電磁切換弁１ＲＨ，１ＲＬ，１ＬＨ，１ＬＬ，２ＲＨ，２ＲＬ，２ＬＨ，２ＬＬ（図３参照）をＯＮ／ＯＦＦするための油圧Ｐ／Ｍ制御指令信号を出力し、スライド駆動制御装置３００の電動モータ複合制御器３６０は、電動モータ指令信号をサーボアンプ１４８を介して電動モータＳＭに出力する。尚、スライド駆動制御装置３００の補助圧油供給演算器３４０は、前述したように圧力センサＰＳからの検出信号に基づいて定高圧力源２２０のアキュムレータ２２２の高圧側の圧力が、略一定の高圧になるように圧油補助供給装置２４０に補助圧油供給指令信号を出力している。
【００６２】
図１０は上記スライド駆動制御装置３００の詳細を示すブロック図である。
【００６３】
図１０に示すようにスライド駆動制御装置３００のスライド位置制御器３１０は、スライド位置指令発生器３１１と、第１の制御器３１２と、第２の制御器３１３と、第３の制御器３１４とから構成されている。スライド位置指令発生器３１１は、スライド１０２の時々刻々の目標位置を示すスライド位置指令量を第１の制御器３１２に出力する。第１の制御器３１２には、更にスライド位置検出信号及び駆動軸角速度検出信号が加えられており、第１の制御器３１２は、これらの信号に基づいて位置の閉ループ（フィードバック）制御を行う。また、第１の制御器３１２は、位置のフィードバック制御とともに、位相特性改善のために角速度の閉ループ制御補償（マイナーフィードバック）も行っており、それぞれのループに対して補償回路A-1 やA-2 でＰＩＤ制御補償や位相補償を施し、また、補償回路A-3 で閉ループ特性改善のためのフィードフォワード補償も施し、スライド制御基本演算量を出力する。
【００６４】
尚、スライド位置指令発生器３１１の代わりに、駆動軸角度指令量を発生する駆動軸角度指令発生器を用いるようにしてもよく、また、この場合には、スライド位置検出器１４０の代わりに駆動軸の角度を検出する駆動軸角度検出器を設ける。
【００６５】
一方、第２の制御器３１３は、駆動軸角速度検出信号とスライド制御演算量から成形トルクや摩擦等の外乱量を推定して補正量を演算し、これを第３の制御器３１４に出力する。第３の演算器３１４は前記スライド制御基本演算量と補正量とを加算し、全体としてスライド位置指令量に対して、スライド位置信号が高応答かつ高精度で追従するように演算されたスライド制御演算量として出力する。
【００６６】
このスライド制御演算量は、実質的に電動モータ及び油圧ポンプ／モータのそれぞれの出力トルクを総合して考えた複合アクチュエータの出力トルクに比例させるものであるから、このスライド制御演算量に基づいて電動モータ及び油圧ポンプ／モータを制御することになる。尚、第２の制御器３１３及び第３の制御器３１４は必要絶対条件ではなく、スライド位置制御器３１０の内部演算の代表的な一例を示したにすぎない。また、スライドの１０２の速度を検出し、このスライド速度を前記駆動軸角速度の代わりに使用してもよい。
【００６７】
制動トルク推定演算器３２０には、駆動軸角速度検出信号が加えられ、制動トルク推定演算器３２０は、駆動軸角速度検出信号に基づいて前記速度の方向と速度の（不完全な）微分処理信号から動作方向を正とした場合に負の加速度を推定し、この負の加速度から制動トルクを推定演算する。または、制動トルク推定演算器３２０には、スライド位置指令量が加えられ、制動トルク推定演算器３２０は、スライド位置指令量に基づいて、演算器内に予め構成されているスライド駆動系のシミュレータ（静特性や動特性を含んだ指令からスライド位置に至るモデル）に指令量を与え、前記シミュレータの中間パラメータである制動トルクを抽出演算する。
【００６８】
外部負荷推定演算器３３０は、第１の演算器３３１と、第２の演算器３３２と、第３の演算器３３３とからなり、第１の演算器３３１には、圧力センサＰＳ１Ａ、ＰＳ１Ｂ、ＰＳ２Ａ、ＰＳ２Ｂから油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の両ポートに作用する圧力１Ａ信号、圧力１Ｂ信号、圧力２Ａ信号、圧力２Ｂ信号が加えられている。
【００６９】
この第１の演算器３３１は、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の発生トルクを推定するもので、上記圧力１Ａ信号、圧力１Ｂ信号、圧力２Ａ信号、圧力２Ｂ信号に基づいて各油圧ポンプ／モータに作用する差圧を演算し、その差圧に油圧ポンプ／モータの押し退け容積（理論値や実験値である押し退け容積）を乗じた値に比例する演算量を、それぞれの油圧ポンプ／モータのトルクとして推定し、推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク及び推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号を出力する。
【００７０】
第２の演算器３３２には、電動モータＳＭのトルク検出信号及び駆動軸角速度検出信号が加えられており、第２の演算器３３２は、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力トルクを含む外部負荷を駆動軸角速度信号の不完全な微分演算処理信号と電動モータＳＭのトルク検出信号の差に基づいて演算し、この演算した外部負荷を示す信号を第３の演算器３３３に出力する。
【００７１】
第３の演算器３３３の他の入力には、第１の演算器３３１から推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク及び推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号が加えられており、第３の演算器３３３は、前記外部負荷を示す信号から推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク及び推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号を減じることにより、外部（から作用する）負荷を推定し、推定外部負荷信号を出力する。
【００７２】
油圧ポンプ／モータ制御器３５０は、第１の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５１と、第２の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５２と、第３の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５３と、油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４と、油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５とから構成されている。
【００７３】
第１の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５１には、スライド位置制御器３１０からスライド制御演算量が加えられており、第１の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５１は、スライド制御演算量の値や範囲に基づいて、それぞれの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２を制御するための（電動モータＳＭとの（トルク）複合を目的とするための＝アシストを目的とするための）第１のＰ／Ｍ制御演算量を出力する。
【００７４】
第２の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５２には、スライド位置制御器３１０からスライド制御演算量が加えられ、外部負荷推定演算器３３０から油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１の推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号が加えられている。この第２の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５２は、上記スライド制御演算量と推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号との和を基本とした演算量に基づいて、電動モータＳＭの余剰トルクによる定高圧力源に対する圧油の蓄積を目的とした第２のＰ／Ｍ制御演算量を出力する。
【００７５】
第３の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５３には、制動トルク推定演算器３２０から推定制動トルク信号が加えられ、外部負荷推定演算器３３０から推定外部負荷信号が加えられている。この第３の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５３は、上記推定制動トルク信号と推定外部負荷信号との和や差に基づいた演算量の値や範囲に基づいて、スライド１０２の保有する運動エネルギを圧油のエネルギとして定高圧力源に制動時回生することを目的とした第３のＰ／Ｍ制御演算量を出力する。
【００７６】
油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４には、前記第１、第２及び第３の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器から第１、第２及び第３のＰ／Ｍ制御演算量が加えられており、油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４は、第１、第２及び第３のＰ／Ｍ制御演算量に対して優先順位等の比較演算を行い、この比較演算に基づいて油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２に対する油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量を出力する。
【００７７】
油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４から入力する油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量に基づいて、圧油切換制御部２１０の８つの電磁切換弁１ＲＨ，１ＲＬ，１ＬＨ，１ＬＬ，２ＲＨ，２ＲＬ，２ＬＨ，２ＬＬ（図３参照）をＯＮ／ＯＦＦするための油圧Ｐ／Ｍ制御指令信号を出力する。
【００７８】
即ち、油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４から出力される油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量は、それぞれ無負荷（０）、トルクの出力方向（＋１（Ｒ方向）、−１（Ｌ方向）を示す指令量であり、油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、各油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力方向等に相当する切換弁の指令信号（群）を生成出力する。
【００７９】
例えば、油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４から油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１を＋１（Ｒ方向）にトルク出力させる油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量が出力されると、油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、電磁切換弁１ＲＬ（油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１の右回転側の低圧側切換弁の意）、及び電磁切換弁１ＲＨを励磁（ＯＮ）する。同様に、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２を−１（Ｌ方向）にトルク出力させる油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量が出力されると、油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、電磁切換弁２ＬＨ（油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２の左回転側の高圧側切換弁の意）、２ＬＬを励磁（ＯＮ）する。
【００８０】
ただし、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２をトルク０とする場合は、キャビテーション（エア吸い込み）防止のため、駆動軸の回転方向によってＲＬ又はＬＬ側切換弁のみＯＮ／ＯＦＦする場合がある。
【００８１】
いま、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１を＋１（Ｒ方向）に駆動する場合、油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、前述したように電磁切換弁１ＲＨを励磁する。これにより、図３に示すように１ＲＨ用ロジック弁のパイロット圧が定高圧力源２２０から低圧力源２３０に開放され、１ＲＨ用ロジック弁が開く。同時に（厳密には、安定動作させるため、多少時間差をつけることがある（１ＲＬが先）が）電磁切換弁１ＲＬを励磁すると、１ＲＬ用ロジック弁のパイロット圧が低圧力源２３０から１ＲＨ用ロジック弁のメインポートを介して定高圧力源２２０に接続され、１ＲＬ用ロジック弁のメインポートは閉じる。この複合作用により油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のＡポートは定高圧力源２２０に接続され（Ｂポートは電磁切換弁１ＬＨ、１ＬＬ共に非励磁であり、Ｂポートは低圧力源に接続された状態を維持）、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１は＋１（Ｒ）方向にトルク出力する。
【００８２】
図１０に戻って電動モータ複合制御器３６０には、スライド位置制御器３１０からスライド制御演算量が加えられるとともに、油圧ポンプ／モータ制御器３５０から油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量（−１、０、又は＋１）、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量（−１、０、又は＋１）が加えられている。
【００８３】
電動モータ複合制御器３６０は、入力する油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量に対し、推定トルクゲイン１及び推定応答性１に基づいて油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のトルク応答値を（動的な特性を含めて）推定演算し、同様に、入力する油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量に対し、推定トルクゲイン２及び推定応答性２に基づいて油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２のトルク応答値を（動的な特性を含めて）推定演算する。
【００８４】
電動モータ複合制御器３６０の演算器３６２には、補償要素３６１を介して前記スライド制御演算量が加えられるとともに、前記推定演算した油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２のトルク応答値が加えられており、演算器３６２は、前記スライド制御演算量から前記トルク応答値を減算し、第２のスライド制御演算量（電動モータＳＭへ出力する電動モータ指令信号）を生成する。この電動モータ指令信号に基づいて電動モータＳＭを駆動することにより、電動モータＳＭと油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力トルクを複合作用させることができる。即ち、前記スライド制御演算量は、電動モータＳＭと油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２とを複合的に駆動する指令量であり、電動モータ複合制御器３６０は、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２を駆動する指令に関する情報（油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量）を、電動モータＳＭ側の制御にフィードバックさせている。
【００８５】
次に、上記構成のプレス機械のスライド駆動装置の動作について説明する。
＜状態波形説明＞
図１１に示すように、スライド位置指令発生器３１１から発生される時々刻々のスライド位置指令にスライド位置を追従させるように制御する。図１１上で、時間的に遅れている方がスライド位置である。この実施の形態では、スライドの上限位置指令は３００ｍｍ、下限位置指令は１５０ｍｍである。尚、上方向を正方向としている。
【００８６】
図１１に示す如く、スライド位置指令は１５０ｍｍ／ｓのスライド速度を時間積分したものを基本に生成している。スライド位置１８０ｍｍから１５２ｍｍに至っては、図１２に示すように成形力負荷に伴う成形トルクが駆動軸に作用している。
【００８７】
図１３には駆動軸角速度を示す。荷重作用によらず安定した速度曲線を示していることが分かる。図１４はスライド駆動軸に作用する電動モータＳＭのトルク（一点鎖線）、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のトルク（点線）、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２のトルク（破線）、及び成形トルク（実線）を示している。
【００８８】
図１５には定高圧力源２２０の圧力変動を示し、図１６には油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２と定高圧力源２２０との間で流出入する油量（正方向：定高圧力源２２０に流入する油量、負方向：定高圧力源２２０から流出する油量）を示す。尚、図１６上で、実線は油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１の吐出量を示し、破線は油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２の吐出量を示している。
＜作用説明＞
＜スライド加速時＞
経過時間順で説明する。図１１に示すようにスライド位置指令発生器３１１から発生される位置指令値が0.1 ｓから生成され、位置指令値と前記種々の入力信号に基づいて電動モータＳＭ及び油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の指令量が演算され、スライド駆動制御装置３００内の電動モータ複合制御器３６０から電動モータ指令信号が出力され、油圧ポンプ／モータ制御器３５０から油圧Ｐ／Ｍ制御指令信号が出力される。
【００８９】
図１４（駆動軸に作用する各トルク）を参照すると、下方向（負方向）動作開始に伴うスライド加速に伴い、電動モータＳＭのトルクが−200Nm 前後のピークを示す。このスライド加速領域は、基本的には本例のように電動モータＳＭに担われるが、より加速度が大きい場合には比較的容量の大きい油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２又は比較的容量の小さい油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１も担う（アシスト作用；スライド速度が速い場合の図１７、図１８参照）。
＜スライド等速時のチャージ＞
次に、図１３に示すように0.6 ｓ前後において、駆動軸角速度が定常化（１５０ｍｍ／ｓ）したことに伴い、図１４に示す電動モータＳＭのトルクは（加速トルクの減少に伴い）減少する。この時、電動モータＳＭのトルクは定格出力を下回る為、負荷的に余裕が生じ、その剰余トルクで容量の小さい油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１を電動モータＳＭと反対方向に作動させ（ポンプ作用させ）、定高圧力源２２０に圧油を蓄積させる。その作用は、図１３では正方向に油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のトルクが作動する状態、図１５では圧油が蓄積された結果、定高圧力源２２０の圧力が上昇する状態、図１６では定高圧力源２２０へのＰ／Ｍ１吐出油量の流入状態を示す。
＜成形力負荷アシスト＞
図１２に示すように1.1 ｓ〜1.35ｓでは、プレス成形が行われることにより駆動軸には成形トルクが作用する。この時に作用している成形トルクは約６００Ｎｍであり、電動モータＳＭの最大出力トルクは約３００Ｎｍであることから、電動モータＳＭの能力だけは成形力を担うことはできず、図１４に示すように容量の大きい油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２が電動モータＳＭと同方向に作用している。図１５ではこの作用に伴い定高圧力源２２０から圧油が消費されていることが分かる。この時（本例では）油圧ポンプ／モータＰ／Ｍは固定容量（押し退け容積）式であり、本例のように定高圧力源２２０に接続されている為、ほぼ一定の（絶対値の）トルクを出力する。従って、動的作用を含めた駆動軸に作用するトルクの釣り合いを常時確保する為、電動モータＳＭは釣り合いの帳尻合わせを行う如く出力トルクを大小させている。（成形トルク作用過程において、ある成形トルク値にて一時低下し、再度増加して全トルクの釣り合いを保持している。）
＜スライド減速時の回生＞
図１３に示すように1.15ｓ〜1.9 ｓでは、同図に示す駆動軸角速度からも明らかなように前半に成形力が作用しながらスライドは減速状態を示す。この時、反動作方向（正方向）に作用する減速に必要な制動トルクは、成形力が作用している状態では成形トルクの一部が担い、（言い方を換えれば成形力は主に電動モータＳＭ及び油圧ポンプ／モータＰ／Ｍのトルクと慣性トルク（制動トルクと大きさが等しく反対方向に作用するトルク）の和と釣り合い状態にあり）、後半の成形力が作用していない状態では油圧ポンプ／モータＰ／Ｍが動作方向と反対方向に作用し（ポンプ作用し）、（本例では制動トルクが比較的小さい為、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１が反動作方向に作用し）制動トルクを発生（図１４参照）させるとともに、スライドの保有する運動エネルギを圧油のエネルギとして定高圧力源に回生している。この時、電動モータＳＭのトルクは油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のトルクと制動トルクの釣り合いを保持する為に負方向に作用しており、この分のエネルギも（運動エネルギ分と）合わせて定高圧力源２２０に蓄積される（ターボチャージ作用）。
＜スライド上昇時のチャージ回生＞
図１１に示すように1.9 ｓ以降はスライド上昇工程であり、下降工程と同様に加速、等速、減速工程で推移する。この時、下降工程同様に低負荷時に定高圧力源２２０に圧油蓄積作用を行い、減速時には下降工程と異なり成形力が作用しない為、スライドの運動エネルギ全量が定高圧力源２２０に回生される（電動モータＳＭは終始正（加速方向）のトルクが作用しているので明確である）。この場合も上昇工程同様に速度が小さい（減速度合いが小さく、減速トルクが小さい）ため、小容量の油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１のみが作用している。
＜スライド速度が早い場合＞
図１７乃至図１９にはそれぞれ３００ｍｍ／ｓのスライド速度相当の位置指令に基づいて制御する場合におけるスライド位置指令および位置、駆動軸に作用するトルク、定高圧力源圧力の状態波形が示されている。図１１乃至図１６に示した１５０ｍｍ／ｓの場合と比較すると、0.3 ｓ前後および２ｓ前後のスライド加速工程において、電動モータＳＭのトルクに対して比較的に容量の大きい油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２がトルクアシストとして作用している。これは、加速トルクの増加に伴い必要とされる為である。また、３ｓ前後の上昇時制動工程においても、制動トルクの増加に伴い油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ２が作用し（ポンプ作用し）、定高圧力源２２０に（運動エネルギを）圧油のエネルギとして回生している。
＜補助圧油供給演算器の作動＞
図１５に示す定高圧力源２２０の圧力は、油圧ポンプ／モータのチャージや回生動作によってスクリュウプレス１００の１サイクルの動作開始前よりも１サイクルの動作終了後の方が高くなっている。これは、補助圧油供給演算器３４０による圧油の供給が不要であることを意味する。一方、図１９に示す定高圧力源２２０の圧力は、１サイクルの動作開始前よりも１サイクルの動作終了後の方が低くなっている。従って、定高圧力源２２０の圧力の低下分だけ補助圧油供給演算器３４０による圧油の供給が必要になる。
＜スライド駆動制御装置の作用補足説明＞
スライド駆動制御装置３００内のスライド位置制御器３１０では、スライド位置指令が生成されると共に、スライド位置信号および駆動軸角速度信号が入力され、いわゆる位置や速度のフィードバック補償を始め、ＰＩＤ補償、位相補償、外乱推定補償やフィードフォワード補償等の種々の補償演算が行われ、スライド制御演算量が生成、出力される。
【００９０】
制動トルク推定演算器３２０では、スライド位置指令あるいは駆動軸角速度信号が入力され、制動トルクに相当する推定制動トルク信号、制動トルク作動状態を示す制動信号が生成、出力される。
【００９１】
外部負荷推定演算器３３０では、駆動軸角速度信号、電動モータＳＭのトルク検出信号、各油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の各ポートの圧力１Ａ信号、圧力１Ｂ信号、圧力２Ａ信号、圧力２Ｂ信号が入力され、各油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の出力トルク及び成形力作用に伴う成形トルク等が推定演算され、推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク信号及び成形トルク等を主成分とした推定外部負荷信号が出力される。
【００９２】
油圧ポンプ／モータ制御器３５０では、スライド制御演算量、推定外部負荷信号、推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク信号、推定制動トルク信号、制動信号を入力する。
【００９３】
第１の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５１は、スライド制御演算量に基づいて電動モータＳＭの出力トルクのトルクアシストを目的とした第１のＰ／Ｍ制御演算量を油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４に出力する。
【００９４】
第２の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５２は、スライド制御演算量と推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク信号から電動モータＳＭの剰余トルクを演算により判断し、剰余トルク値に応じて電動モータＳＭの剰余トルクによる駆動エネルギを定高圧力源２２０に圧油のエネルギとして蓄積することを目的とした第２のＰ／Ｍ制御演算量を油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４に出力する。
【００９５】
第３の油圧Ｐ／Ｍ制御演算器３５３は、推定外部負荷信号、推定制動トルク信号、制動信号からスライドの保有する運動エネルギを制動時に定高圧力源２２０に回生することを目的とした第３のＰ／Ｍ制御演算量を油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５５に出力する。
【００９６】
油圧Ｐ／Ｍ制御量比較演算器３５４では、前記第１〜第３のＰ／Ｍ制御演算量を優先順位等を考慮、演算して油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量を出力する。
【００９７】
油圧Ｐ／Ｍ指令量変換器３５５は、前記油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量に基づいて、圧油切換制御部２１０の８つの電磁切換弁をＯＮ／ＯＦＦするための油圧Ｐ／Ｍ制御指令信号を出力し、各油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２を駆動する。
【００９８】
電動モータ複合制御器３６０では、スライド制御演算量、油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量が入力され、各油圧Ｐ／Ｍ駆動指令量に対して油圧Ｐ／Ｍの推定トルクゲインや推定応答性（伝達関数）を考慮した演算量とスライド制御演算量から第２のスライド制御演算量を演算し、電動モータＳＭに出力する。
【００９９】
上記スライド駆動制御装置３００の一連の作用により前記の動作（状態波形）が得られる。
【０１００】
図２０は本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第２の実施の形態を示す図である。尚、図２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。
【０１０１】
図２０に示すスクリュウプレス１５０は、図２に示したスクリュウプレス１００と比較すると、主としてスライド１０２の駆動機構としてのネジ機構が異なる。即ち、図２に示したスクリュウプレス１００は、ナット回転式のスクリュウプレスであるのに対し、図２０に示すスクリュウプレス１５０は、スクリュウ回転式のスクリュウプレスである。
【０１０２】
このスクリュウプレス１５０のネジ機構は、駆動スクリュウ１５２と、従動ナット１５４とから構成されており、駆動スクリュウ１５２にはリングギア１１４が一体的に設けられている。また、このリングギア１１４には、図２に示したスクリュウプレス１００と同様に電動モータＳＭの駆動軸に配設されたギア１２０が噛合するとともに、２つの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１等の駆動軸に配設されたギア１２２が噛合している。
【０１０３】
従って、電動モータＳＭ及び油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１等により駆動スクリュウ１５２が回転駆動されると、従動ナット１５４とともにスライド１０２が上下動する。
【０１０４】
図２１は本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第３の実施の形態を示す図である。尚、図１０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。
【０１０５】
図２１に示すスライド駆動制御装置３００’は、図１０に示したスライド駆動制御装置３００と比較すると、図１０のスライド位置制御器３１０の代わりにスライド速度制御器３１０’が設けられ、また、図１０の外部負荷推定演算器３３０の代わりに外部負荷推定演算器３３０’が設けらえている点で相違する。
【０１０６】
スライド速度制御器３１０’は、主として図１０に示したスライド位置指令発生器３１１の代わりにスライド速度指令発生器３１１’が設けらている点で相違する。スライド速度指令発生器３１１’は、スライド１０２の時々刻々の目標速度を示すスライド速度指令量を第１の制御器３１２’に出力する。第１の制御器３１２’には、駆動軸角速度検出信号が加えられており、第１の制御器３１２’は、駆動軸角速度検出信号からスライド速度検出信号を求め、前記スライド速度指令量とスライド速度検出信号とに基づいて速度の閉ループ（フィードバック）制御を行い、スライド制御基本演算量を第２の制御器３１３’に出力する。尚、スライド速度指令発生器３１１’の代わりに駆動軸角速度指令量を発生する駆動軸角速度指令発生器を設けるようにしてもよい。
【０１０７】
一方、第２の制御器３１３’は、駆動軸角速度検出信号とスライド制御演算量から成形トルクや摩擦等の外乱量を推定して補正量を演算し、これを第３の制御器３１４’に出力する。第３の演算器３１４’は前記スライド制御基本演算量と補正量とを加算し、全体としてスライド速度指令量に対して、スライド速度（駆動軸角速度）が高応答かつ高精度で追従するように演算されたスライド制御演算量として出力する。
【０１０８】
また、外部負荷推定演算器３３０’は、主として図１０に示した外部負荷推定演算器３３０の第１の演算器３３１の代わりに第１の演算器３３１’が設けらている点で相違する。即ち、図１０に示した第１の演算器３３１には、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の両ポートに作用する圧力１Ａ信号、圧力１Ｂ信号、圧力２Ａ信号、圧力２Ｂ信号が加えられているが、図２１に示す第１の演算器３３１’には、定高圧力源２２０の圧力を示す圧力信号と、油圧ポンプ／モータ制御器３５０からの油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量とが加えられている。また、第１の演算器３３１’には、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の推定応答性と押し退け容積が予め記憶されている。
【０１０９】
そして、上記第１の演算器３３１’は、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の両ポートの差圧が定高圧力源２２０の圧力を示す圧力信号に基づいて推定演算され、各々の油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２のトルク絶対値は、油圧Ｐ／Ｍ１駆動指令量、油圧Ｐ／Ｍ２駆動指令量と押し退け容積と前記差圧の積に比例する値として演算され、更に各々の油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２のトルク絶対値に推定応答性を加味した演算量を各々の油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２のトルクとして推定し、推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルク及び推定油圧Ｐ／Ｍ１発生トルクを示す信号を出力する。
【０１１０】
図２２は本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第４の実施の形態を示す図である。
【０１１１】
同図（Ｂ）に示すスクリュウプレス４００は、１つのスライド４０２に対して左右一対のネジ機構（駆動ナット１０４Ａと従動スクリュウ１０６Ａとからなる左側のネジ機構と、駆動ナット１０４Ｂと従動スクリュウ１０６Ｂからなる右側のネジ機構）が連結されている。ここで、従動スクリュウ１０６Ａの下端は、スライド４０２の左右方向に傾動自在な回転ジョイント４０４Ａ及びスライド４０２の左右方向に移動自在なスライド機構４０６Ａを介してスライド４０２に連結され、同様に従動スクリュウ１０６Ｂの下端は、スライド４０２の左右方向に傾動自在な回転ジョイント４０４Ｂ及びスライド４０２の左右方向に移動自在なスライド機構４０６Ｂを介してスライド４０２に連結されている。
【０１１２】
上記駆動ナット１０４Ａにはリングギア１１４Ａが一体的に設けられており、このリングギア１１４Ａには、電動モータＳＭA の駆動軸に配設されたギア１２０Ａが噛合するとともに、２つの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１A 等の駆動軸にそれぞれ配設されたギア１２２Ａ、及び１２４Ａ（図２２（Ａ）参照）が噛合している。
【０１１３】
同様に、駆動ナット１０４Ｂにはリングギア１１４Ｂが一体的に設けられており、このリングギア１１４Ｂには、電動モータＳＭB の駆動軸に配設されたギア１２０Ｂが噛合するとともに、２つの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１B 等の駆動軸にそれぞれ配設されたギア１２２Ｂ、及び１２４Ｂが噛合している。
【０１１４】
また、スクリュウプレス４００には、左右一対のスライド位置検出器１４０Ａ、１４０Ｂが設けられている。左側のスライド位置検出器１４０Ａは、スライド４０２の左側の位置を検出し、左側の位置を示す左スライド位置信号をスライド駆動制御装置６００（図２４参照）に出力し、右側のスライド位置検出器１４０Ｂは、スライド４０２の右側の位置を検出し、右側の位置を示す右スライド位置信号をスライド駆動制御装置６００に出力する。更に、左右の電動モータＳＭA 、ＳＭB の駆動軸の角速度を検出する駆動軸角速度検出器１４２A 、１４２B が設けられており、各駆動軸の角速度を示す左駆動軸角速度信号、右駆動軸角速度信号をそれぞれスライド駆動制御装置６００に出力する。
【０１１５】
図２３は上記スクリュウプレス４００の油圧ポンプ／モータ駆動装置５００を示す。
【０１１６】
この油圧ポンプ／モータ駆動装置５００は、主として油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１A 、Ｐ／Ｍ２A に供給する圧油の切換えを行う圧油切換制御部２１０Ａと、油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１B 、Ｐ／Ｍ２Ｂに供給する圧油の切換えを行う圧油切換制御部２１０Ｂと、定高圧力源２２０と、低圧力源２４８を含む圧油補助供給装置２４０’とから構成されている。
【０１１７】
尚、この実施の形態では、２組の圧油切換制御部２１０Ａ、２１０Ｂに対して、共通の定高圧力源２２０及び圧油補助供給装置２４０’を使用するようにしているが、定高圧力源２２０等を個別に設けるようにしてもよい。
【０１１８】
図２４は上記スクリュウプレス４００のスライド駆動制御装置６００を示す。
【０１１９】
同図に示すスライド駆動制御装置６００は、主として左右のスライド駆動制御装置３００Ａ、３００Ｂから構成されている。
【０１２０】
このスライド駆動制御装置６００には、スライド位置指令量を発生する１つのスライド位置指令発生器６０２と、１つの補助圧油供給演算器３４０が設けられている。上記スライド位置指令発生器６０２及び補助圧油供給演算器３４０を除くスライド駆動制御装置３００Ａ、３００Ｂの構成は、図１０に示したスライド駆動制御装置３００と同様なため、その詳細な説明は省略する。
【０１２１】
上記構成のスライド駆動制御装置６００によれば、１つのスライド目標位置とスライド４０２の左右の位置が一致するように、スライド４０２に連結された左右一対のネジ機構に加える各駆動トルクを個別に制御するため、スライド４０２に対して偏心したプレス荷重がかかる場合でも、その偏心したプレス荷重に対応したトルク制御ができ、これによりスライド４０２の平行度を高精度に維持することができる。
【０１２２】
図２５は本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第５の実施の形態を示す図である。
【０１２３】
同図（Ｂ）に示すスクリュウプレス７００は、１つのスライド７０２に対して左右一対のネジ機構（駆動ナット１０４Ａと従動スクリュウ１０６Ａとからなる左側のネジ機構と、駆動ナット１０４Ｂと従動スクリュウ１０６Ｂからなる右側のネジ機構）が連結されている。
【０１２４】
上記駆動ナット１０４Ａにはリングギア１１４Ａが一体的に設けられ、駆動ナット１０４Ｂにはリングギア１１４Ｂが一体的に設けられており、これらのリングギア１１４Ａ、１１４Ｂには、それぞれギア１１５が噛合している。そして、このギア１１５には、電動モータＳＭの駆動軸に配設されたギア１２０が噛合するとともに、２つの油圧ポンプ／モータＰ／Ｍ１、Ｐ／Ｍ２の駆動軸にそれぞれ配設されたギア１２２及び１２４が噛合している（図２５（Ｂ）参照）。
【０１２５】
尚、このスクリュウプレス７００に対する油圧ポンプ／モータ駆動装置やスライド駆動制御装置は、図１に示したものと同様なものが適用できる。
【０１２６】
上記構成のプレス機械のスライド駆動装置によれば、スライド７０２に対して偏心したプレス荷重がかかる場合でも、その偏心したプレス荷重に対応した回転駆動力が各ネジ機構に分配され、これによりスライド７０２の平行度を高精度に維持することができる。
【０１２７】
尚、この実施の形態では、位置信号としてスライド位置信号を使用しているが、駆動軸角度信号を使用してもよく、また、速度信号として駆動軸角速度を使用しているが、スライド速度を使用してもよい。また、速度マイナーループフィードバック付き位置フィードバックによる制御を行っているが、位置フィードバックのみ又は速度フィードバックのみによる制御でもよい。更に、この実施の形態では、作用液として油を使用した場合について説明したが、これに限らず、水やその他の液体を使用してもよい。また、油圧ポンプ／モータは固定容量式のものに限らず、可変容量式のものを用いてもよい。
【０１２８】
更にまた、電動モータと油圧ポンプ／モータとを併用した駆動装置は、プレス機械のみに限らず、他の機器（例えば、自動車）の駆動装置としても使用することができる。
【０１２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電動モータと油圧ポンプ／モータ等の液圧ポンプ／モータとをトルク次元で複合するようにしたため、電動モータの制御性でプレス機械を制御することができるとともに、スライド加圧力やエネルギ量（能力）の制約を受けず、かつスライドの持つ運動エネルギの制動時回生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の全体構成を示す概略図
【図２】図１に示したスクリュウプレスの詳細な構造を示す図
【図３】図１に示した油圧ポンプ／モータ駆動装置の実施の形態を示す図
【図４】図１に示した油圧ポンプ／モータ駆動装置の他の実施の形態を示す図
【図５】電動モータに対する油圧ポンプ／モータのアシスト作用を説明するために用いた図
【図６】電動モータの余剰トルクによる油圧ポンプ／モータの定高圧力源へのチャージ作用を説明するために用いた図
【図７】減速（制動）動作時にスライドの保有する運動エネルギを定高圧力源に回生する回生作用を説明するために用いた図
【図８】電動モータ及び油圧ポンプ／モータに指令を出力する制御器の概略図
【図９】電動モータ及び油圧ポンプ／モータの各トルクと、これらのトルクを複合させた複合トルクとの関係を示すグラフ
【図１０】図１に示したスライド駆動制御装置の詳細を示すブロック図
【図１１】スライド位置指令と該スライド位置指令に基づいて制御されたスライドのスライド位置との関係を示すグラフ
【図１２】スクリュウプレスに作用する成形トルクを示すグラフ
【図１３】スクリュウプレスの駆動軸角速度の変化状態を示すグラフ
【図１４】電動モータ及び油圧ポンプ／モータの各トルクと成形トルクとの関係を示すグラフ
【図１５】定高圧力源の圧力の変化状態を示すグラフ
【図１６】油圧ポンプ／モータと定高圧力源との間で流出入する油量の変化状態を示す図
【図１７】他のスライド位置指令と該スライド位置指令に基づいて制御されたスライドのスライド位置との関係を示すグラフ
【図１８】電動モータ及び油圧ポンプ／モータの各トルクと成形トルクとの関係を示すグラフ
【図１９】定高圧力源の圧力の変化状態を示すグラフ
【図２０】本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第２の実施の形態を示す図
【図２１】本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第３の実施の形態を示す図
【図２２】本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第４の実施の形態を示す図
【図２３】図２２に示したスクリュウプレスの油圧ポンプ／モータ駆動装置を示す図
【図２４】図２２に示したスクリュウプレスのスライド駆動制御装置を示す図
【図２５】本発明に係るプレス機械のスライド駆動装置の第５の実施の形態を示す図
【符号の説明】
１００、１５０、４００、７００…スクリュウプレス、１０２、４０２、７０２…スライド、１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ…駆動ナット、１０６、１０６Ａ、１０６Ｂ…従動スクリュウ、１１４、１１４Ａ、１１４Ｂ…リングギア、１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ…スライド位置検出器、１４２、１４２Ａ、１４２Ｂ…駆動軸角速度検出器、１４４…トルク検出器、１５２…駆動スクリュウ、１５４…従動ナット、２００…油圧ポンプ／モータ駆動装置、２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ…圧油切換制御部、２２０…定高圧力源、２３０…低圧力源、２４０、２４０’…圧油補助供給装置、３００、３００’、３００Ａ、３００Ｂ、６００…スライド駆動制御装置、３１０…スライド位置制御器、３１０’…スライド速度制御器、３２０…制動トルク推定演算器３２０、３３０、３３０’…外部負荷推定演算器、３３１…油圧Ｐ／Ｍトルク推定演算器、３４０…補助圧油供給演算器、３５０…油圧ポンプ／モータ制御器、３６０…電動モータ複合制御器
Claims (41)
- 電動モータと、
略一定圧力の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続された固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータと、
ネジ機構のスクリュウ又はナットと機械的に連結された駆動軸と前記電動モータとの間でトルクが伝達されるように連結するとともに、前記駆動軸と前記液圧ポンプ／モータとの間でトルクが伝達されるように連結するトルク伝達手段と、
前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータから前記トルク伝達手段を介して前記駆動軸に伝達されるトルクを連続的に制御すべく前記電動モータ及び液圧ポンプ／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駆動装置。 - 電動モータと、
略一定高圧の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続された固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータと、
プレス機械のスライドに駆動軸から機械的にトルクを伝達して該スライドを駆動するスライド駆動機構と、
前記スライド駆動機構における駆動軸と前記電動モータとの間でトルクが伝達されるように連結するとともに、前記駆動軸と前記液圧ポンプ／モータとの間でトルクが伝達されるように連結する動力伝達手段と、
前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータから前記動力伝達手段を介して前記駆動軸に伝達されるトルクを連続的に制御すべく前記電動モータ及び液圧ポンプ／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プレス機械のスライド駆動装置。 - 前記定高圧力源は、略一定高圧に保持されるアキュムレータを含んで構成されることを特徴とする請求項２のプレス機械のスライド駆動装置。
- 前記低圧力源は、大気圧のタンク又は略一定低圧に保持されるアキュムレータを含んで構成されることを特徴とする請求項２又は３のプレス機械のスライド駆動装置。
- 前記液圧ポンプ／モータは、２つの液圧接続ポート（Ａポート、Ｂポート）に接続される圧力源が、下記のケース１〜ケース３、
Ａポート Ｂポート
ケース１ 低圧力源 低圧力源
ケース２ 低圧力源 定高圧力源
ケース３ 定高圧力源 低圧力源
となるように接続切換えを行う弁を含んで構成されることを特徴とする請求項２のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記定高圧力源は、略一定高圧の作動液を供給する作動液補助供給装置が接続されることを特徴とする請求項２のプレス機械のスライド駆動装置。
- 前記作動液補助供給装置は、少なくても電動モータによって駆動される液圧ポンプを含んで構成され、作動液を前記定高圧力源に供給することを特徴とする請求項６のプレス機械のスライド駆動装置。
- 前記作動液補助供給装置は、前記定高圧力源に作用する液圧力を検出する液圧力検出手段と、該液圧力検出手段が検出した液圧力に基づいて前記定高圧力源に供給する作動液を制御する補助作動液供給制御手段と、を有することを特徴とする請求項６又は７のプレス機械のスライド駆動装置。
- 前記電動モータは、少なくとも１つのサーボモータを含む複数の電動モータを含むことを特徴とする請求項２のプレス機械のスライド駆動装置。
- 前記電動モータは、少なくとも１つのインバータ駆動モータを含む複数の電動モータを含むことを特徴とする請求項２のプレス機械のスライド駆動装置。
- 前記プレス機械は、前記スライド駆動機構としてネジ機構を有するスクリュウプレスであり、前記スライド駆動機構における駆動軸は、前記スクリュウプレスのスクリュウ又はナット、又は減速機等を介してスクリュウに連動する軸又は減速機等を介してナットに連動する軸である請求項２のプレス機械のスライド駆動装置。
- 前記プレス機械のスライドの位置又は前記スライド駆動機構における駆動軸の角度を検出する第１の検出手段と、
前記スライドの速度又は前記駆動軸の角速度を検出する第２の検出手段と、
前記プレス機械のスライドの目標位置又は駆動軸の目標角度を指令する指令手段と、を備え、
前記制御手段は、前記指令手段によって指令したスライド目標位置又は駆動軸目標角度と、前記第１の検出手段によって検出したスライド位置又は駆動軸角度と、前記第２の検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいて前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータを制御することを特徴とする請求項２のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記プレス機械のスライドの速度又は前記スライド駆動機構における駆動軸の角速度を検出する検出手段と、
前記プレス機械のスライドの目標速度又は駆動軸の目標角速度を指令する指令手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記指令手段によって指令したスライド目標速度又は駆動軸目標角速度と前記検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいて前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータを制御することを特徴とする請求項２のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記制御手段は、
前記指令手段によって指令したスライド目標位置又は駆動軸目標角度と、前記第１の検出手段によって検出したスライド位置又は駆動軸角度と、前記第２の検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいて第１のスライド制御演算量を演算する演算手段と、
前記第１のスライド制御演算量と前記液圧ポンプ／モータへの指令量とに基づいて第２のスライド制御演算量を演算し、該第２のスライド制御演算量により前記電動モータを制御する複合制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１２のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記制御手段は、
前記指令手段によって指令したスライド目標速度又は駆動軸目標角速度と前記検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいて第１のスライド制御演算量を演算する演算手段と、
前記第１のスライド制御演算量と前記液圧ポンプ／モータへの指令量とに基づいて第２のスライド制御演算量を演算し、該第２のスライド制御演算量により前記電動モータを制御する複合制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１３のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記制御手段は、
前記指令手段によって指令したスライド目標位置又は駆動軸目標角度と、前記第１の検出手段によって検出したスライド位置又は駆動軸角度と、前記第２の検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいてスライド制御演算量を演算する演算手段と、
前記スライド制御演算量に基づいて前記電動モータの出力トルクの過不足を判断し、不足する場合に第１の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第１の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
前記第１の液圧ポンプ／モータ制御演算量に基づいて前記液圧ポンプ／モータへの指令量を出力する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１２のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記制御手段は、
前記指令手段によって指令したスライド目標速度又は駆動軸目標角速度と前記検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいて第１のスライド制御演算量を演算する演算手段と、
前記スライド制御演算量に基づいて前記電動モータの出力トルクの過不足を判断し、不足する場合に第１の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第１の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
前記第１の液圧ポンプ／モータ制御演算量に基づいて前記液圧ポンプ／モータへの指令量を出力する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１３のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記制御手段は、
前記指令手段によって指令したスライド目標位置又は駆動軸目標角度と、前記第１の検出手段によって検出したスライド位置又は駆動軸角度と、前記第２の検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいてスライド制御演算量を演算する演算手段と、
前記スライド制御演算量に基づいて前記電動モータの出力トルクの過不足を判断し、不足する場合に第１の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第１の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
前記液圧ポンプ／モータが発生するトルクを推定するトルク推定演算手段と、
前記スライド制御演算量と前記トルク推定演算手段によって推定された推定トルク演算量とに基づいて第２の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第２の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
前記第１及び第２の液圧ポンプ／モータ制御演算量との比較結果に基づいて前記液圧ポンプ／モータへの指令量を出力する比較演算手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１２のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記制御手段は、
前記指令手段によって指令したスライド目標速度又は駆動軸目標角速度と前記検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいてスライド制御演算量を演算する演算手段と、
前記スライド制御演算量に基づいて前記電動モータの出力トルクの過不足を判断し、不足する場合に第１の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第１の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
前記液圧ポンプ／モータが発生するトルクを推定するトルク推定演算手段と、
前記スライド制御演算量と前記トルク推定演算手段によって推定された推定トルク演算量とに基づいて第２の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第２の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
前記第１及び第２の液圧ポンプ／モータ制御演算量との比較結果に基づいて前記液圧ポンプ／モータへの指令量を出力する比較演算手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１３のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記制御手段は、
前記指令手段によって指令したスライド目標位置又は駆動軸目標角度と、前記第１の検出手段によって検出したスライド位置又は駆動軸角度と、前記第２の検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいてスライド制御演算量を演算する演算手段と、
前記スライド制御演算量に基づいて前記電動モータの出力トルクの過不足を判断し、不足する場合に第１の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第１の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
前記液圧ポンプ／モータが発生するトルクを推定するトルク推定演算手段と、
前記スライド制御演算量と前記トルク推定演算手段によって推定された推定トルク演算量とに基づいて第２の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第２の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
プレス動作時にプレス加重に相当する外部負荷を推定する外部負荷推定演算手段と、
プレス動作時に制動トルクを推定する制動トルク推定演算手段と、
前記推定した外部負荷及び制動トルクに基づいて第３の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第３の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
前記第１、第２及び第３の液圧ポンプ／モータ制御演算量の比較結果に基づいて前記液圧ポンプ／モータへの指令量を出力する比較演算手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１２のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記制御手段は、
前記指令手段によって指令したスライド目標速度又は駆動軸目標角速度と前記検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいてスライド制御演算量を演算する演算手段と、
前記スライド制御演算量に基づいて前記電動モータの出力トルクの過不足を判断し、不足する場合に第１の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第１の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
前記液圧ポンプ／モータが発生するトルクを推定するトルク推定演算手段と、
前記スライド制御演算量と前記トルク推定演算手段によって推定された推定トルク演算量とに基づいて第２の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第２の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
プレス動作時にプレス加重に相当する外部負荷を推定する外部負荷推定演算手段と、
プレス動作時に制動トルクを推定する制動トルク推定演算手段と、
前記推定した外部負荷及び制動トルクに基づいて第３の液圧ポンプ／モータ制御演算量を演算する第３の液圧ポンプ／モータ制御演算手段と、
前記第１、第２及び第３の液圧ポンプ／モータ制御演算量の比較結果に基づいて前記液圧ポンプ／モータへの指令量を出力する比較演算手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１３のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記トルク推定演算手段は、
前記液圧ポンプ／モータの片側又は両側の液圧接続ポートに作用する液圧力を検出する液圧力検出手段と、
前記液圧力検出手段によって検出した液圧力と前記液圧ポンプ／モータの押し退け容積とに基づいて推定トルク演算量を演算する演算手段と、
からなることを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれかに記載のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記トルク推定演算手段は、前記液圧ポンプ／モータへの指令量から前記液圧ポンプ／モータの発生トルクまでの推定応答性と、前記液圧ポンプ／モータの押し退け容積と、前記定高圧力源に作用する液圧力とに基づいて推定トルク演算量を演算することを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれかに記載のプレス機械のスライド駆動装置。
- 前記外部負荷推定演算手段は、
前記電動モータの出力トルクを検出する検出手段と、
前記スライド速度又は駆動軸角速度と、前記検出した電動モータの出力トルクと、前記推定した前記液圧ポンプ／モータが発生する推定トルクとに基づいて外部負荷を演算する外部負荷推定演算手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２０又は２１のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記制動トルク推定演算手段は、
前記指令手段によって指令したスライド目標位置又は駆動軸目標角度、又は前記第２の検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度に基づいて制動トルクを推定演算することを特徴とする請求項２０のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記制動トルク推定演算手段は、
前記指令手段によって指令したスライド目標速度又は駆動軸目標角速度、又は前記検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいて制動トルクを推定演算することを特徴とする請求項２１のプレス機械のスライド駆動装置。 - 電動モータと、
略一定高圧の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続された固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータと、
プレス機械の１つのスライドを複数の駆動軸から機械的にトルクをスライドに伝達して駆動する複数のスライド駆動機構と、
前記複数のスライド駆動機構における各駆動軸と前記電動モータとの間でトルクが伝達されるように連結するとともに、前記各駆動軸と前記液圧ポンプ／モータとの間でトルクが伝達されるように連結する動力伝達手段と、
前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータから前記動力伝達手段を介して前記複数の駆動軸に伝達されるトルクを連続的に制御すべく前記電動モータ及び液圧ポンプ／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プレス機械のスライド駆動装置。 - 前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータは、各駆動軸ごとに少なくとも１つずつ設けられ、前記動力伝達手段は、各駆動軸ごとに設けられた電動モータ及び液圧ポンプ／モータのトルクを独立して各駆動軸に伝達することを特徴とする請求項２７のプレス機械のスライド駆動装置。
- 前記複数のスライド駆動機構における各駆動軸を機械的に同調させる同調機構を有し、前記動力伝達手段は、前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータの駆動力を前記同調機構を介して各駆動軸に分配して伝達することを特徴とする請求項２７のプレス機械のスライド駆動装置。
- 前記プレス機械のスライドの左右又は前後左右の複数のスライド位置、もしくは前記複数のスライド駆動機構における駆動軸の各角度をそれぞれ検出する複数の第１の検出手段と、
前記スライドの左右又は前後左右の複数のスライド速度、もしくは前記複数のスライド駆動機構における駆動軸の各角速度をそれぞれ検出する複数の第２の検出手段と、
前記プレス機械のスライドの目標位置又は駆動軸の目標角度を指令する指令手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記指令手段によって指令したスライド目標位置又は駆動軸目標角度と、前記第１の検出手段によって検出した複数のスライド位置又は駆動軸角度と、前記第２の検出手段によって検出した複数のスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいて前記各駆動軸ごとに設けられた前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータをそれぞれ独立して制御することを特徴とする請求項２８のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記プレス機械のスライドの位置又は前記スライド駆動機構における駆動軸の角度を検出する第１の検出手段と、
前記スライドの速度又は前記駆動軸の角速度を検出する第２の検出手段と、
前記プレス機械のスライドの目標位置又は駆動軸の目標角度を指令する指令手段と、を備え、
前記制御手段は、前記指令手段によって指令したスライド目標位置又は駆動軸目標角度と、前記第１の検出手段によって検出したスライド位置又は駆動軸角度と、前記第２の検出手段によって検出したスライド速度又は駆動軸角速度とに基づいて前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータを制御することを特徴とする請求項２９のプレス機械のスライド駆動装置。 - 前記定高圧力源及び低圧力源はそれぞれ１つずつ設けられ、前記複数の液圧ポンプ／モータに共用されるように接続されることを特徴とする請求項２８のプレス機械のスライド駆動装置。
- 電動モータを駆動してトルクを発生させる工程と、
固定容量式又は可変容量式の液圧ポンプ／モータを略一定高圧の作動液を発生する定高圧力源と低圧力源に接続することにより該液圧ポンプ／モータからトルクを発生させる工程と、
前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータからプレス機械のスライドに機械的にトルクを伝達するスライド駆動機構の駆動軸に出力するトルクを連続的に制御するように前記電動モータ及び液圧ポンプ／モータを制御する工程であって、前記駆動軸に出力するトルクが、少なくとも前記電動モータ単体の出力トルクでは不足する時に、前記駆動軸にそれぞれ前記電動モータの出力トルクと液圧ポンプ／モータの出力トルクとを合成作用させる工程と、
を含むことを特徴とするプレス機械のスライド駆動方法。 - 前記プレス機械の１サイクル中における低負荷時に、前記液圧ポンプ／モータを液圧ポンプとして作用させる工程と、
前記低負荷及び前記液圧ポンプ／モータの負荷と釣り合うように前記電動モータから前記低負荷時に必要なトルクよりも大きなトルクを発生させる工程と、
前記液圧ポンプ／モータのポンプ作用により前記電動モータの剰余トルクに伴う剰余エネルギを作動液として前記定高圧力源に蓄積する工程と、
を含むことを特徴とする請求項３３のプレス機械のスライド駆動方法。 - 前記液圧ポンプ／モータは、前記定高圧力源及び低圧力源に接続された状態で前記余剰トルクによって液圧ポンプとして動作するように押し退け容積の小さいものが使用され、又は押し退け容積が小さくなるように可変されることを特徴とする請求項３４のプレス機械のスライド駆動方法。
- 前記プレス機械の１サイクル中のスライド減速時に、前記液圧ポンプ／モータを液圧ポンプとして作用させ、前記スライドの運動エネルギの全部又は一部を作動液として前記定高圧力源に蓄積する工程を含むことを特徴とする請求項３３、３４又は３５のプレス機械のスライド駆動方法。
- 前記液圧ポンプ／モータは、複数の液圧ポンプ／モータからなり、前記複数の液圧ポンプ／モータのうちの一部の液圧ポンプ／モータを液圧モータとして作用させ、複数の液圧ポンプ／モータの総合入出力トルクにより前記スライドの運動エネルギの全部又は一部を作動液として前記定高圧力源に蓄積することを特徴とする請求項３６のプレス機械のスライド駆動方法。
- 前記プレス機械の１サイクル中のスライド減速時に、前記電動モータをスライド加速方向に駆動させるとともに、前記液圧ポンプ／モータを液圧ポンプとして作用させ、前記スライドの運動エネルギ及び前記液圧ポンプ／モータの出力トルクを作動液として前記定高圧力源に蓄積する工程を含むことを特徴とする請求項３３、３４又は３５のプレス機械のスライド駆動方法。
- 前記液圧ポンプ／モータは動作時に前記駆動軸を加速又は減速させる所定のトルクを入出力し、
プレス動作時に前記駆動軸が必要とするトルクと、前記液圧ポンプ／モータの所定のトルクと前記電動モータの出力トルクとを合成したトルクとが釣り合うように前記電動モータの出力トルクの大きさ及び方向を制御することを特徴とする請求項３３乃至３８のいずれかに記載のプレス機械のスライド駆動方法。 - 前記液圧ポンプ／モータの動作時には、前記駆動軸が必要とするトルクに相当する指令量から前記液圧ポンプ／モータのトルクに相当する指令量を減じた指令量に基づいて前記電動モータを制御することを特徴とする請求項３９のプレス機械のスライド駆動方法。
- 前記液圧ポンプ／モータのトルクに相当する指令量は、前記液圧ポンプ／モータのトルク応答性相当分の推定伝達関数が乗算されていることを特徴とする請求項４０のプレス機械のスライド駆動方法。
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