JP4712475B2 - Die cushion mechanism, control device and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、ダイクッション機構並びにその制御装置及び制御方法に関する。   The present invention relates to a die cushion mechanism and a control device and control method therefor.

曲げ、絞り、打抜き等のプレス加工を行なうプレス機械において、加工動作中に、プレス加工に用いる第１の型を支持する可動側の支持部材（一般にスライドと称する）に対し、第２の型を支持する支持部材（一般にボルスターと称する）の側から所要の力（圧力）を加える付属装置として、ダイクッション機構を装備することは知られている。ダイクッション機構は通常、所定の圧力で保持した可動要素（一般にクッションパッドと称する）に、型閉め方向へ移動中のスライド（又は第１の型）を直接又は間接に衝突させた後、型閉め（成形）を経て型開きに至るまで、クッションパッドがスライドに力（圧力）を加えながらスライドと共に移動するように構成されている。この協働動作の間、例えば、クッションパッドとスライドとの間に被加工素材の加工箇所の周辺領域を挟持することにより、被加工素材の皺の発生を防止することができる。   In a press machine that performs press working such as bending, drawing, and punching, a second die is used with respect to a movable support member (generally referred to as a slide) that supports the first die used for press working during the working operation. It is known to equip a die cushion mechanism as an accessory device that applies a required force (pressure) from the side of a supporting member (generally called a bolster) to be supported. The die cushion mechanism normally closes the mold after directly or indirectly colliding the movable element (generally referred to as a cushion pad) held at a predetermined pressure with the slide (or the first mold) moving in the mold closing direction. The cushion pad is configured to move with the slide while applying force (pressure) to the slide until it reaches the mold opening through (molding). During this cooperative operation, for example, by sandwiching a peripheral region of the processing portion of the workpiece material between the cushion pad and the slide, generation of wrinkles of the workpiece material can be prevented.

ダイクッション機構を用いたプレス加工の精度を向上させるためには、クッションパッドが、スライドと共に移動する間、指示された力（圧力）をスライドに対し安定して加えることが要求される。しかし、従来のダイクッション機構は、油空圧装置を駆動源としているものが多く、スライドの衝突等の外因による急激な圧力変動に応答して、スライドに対する力（圧力）を指令値通りに可変的に制御することが一般に困難であった。そこで近年、応答性に優れた力制御を可能とすべく、サーボモータを駆動源とするダイクッション機構が開発されている（例えば特許文献１参照）。   In order to improve the accuracy of press working using the die cushion mechanism, it is required that the instructed force (pressure) is stably applied to the slide while the cushion pad moves together with the slide. However, many conventional die cushion mechanisms are driven by an hydraulic / pneumatic device, and the force (pressure) on the slide can be varied according to the command value in response to sudden pressure fluctuations due to external causes such as slide collisions. It was generally difficult to control automatically. Therefore, in recent years, a die cushion mechanism using a servomotor as a drive source has been developed to enable force control with excellent responsiveness (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１に記載されるダイクッション機構は、プレス機械のスライドの下方に設置されるクッションパッドを、スライドの昇降動作に対応して、サーボモータにより昇降動作させる構成を有する。スライドが下降する間、サーボモータは、スライドがクッションパッドに衝突力を加える前は、クッションパッドの位置指令値に基づく位置制御により動作して、クッションパッドを所定の待機位置に位置決めする。また、スライドがクッションパッドに衝突力を加えた後は、サーボモータは、クッションパッドの位置に対応させて予め定めた力指令値に基づく力制御により動作して、クッションパッドをスライドと共に移動させながら、クッションパッドからスライドに加わる力（圧力）を調整する。なお、衝突及び圧力の検知は、クッションパッドを介してサーボモータの出力軸に加わる負荷を検出することにより行なわれる。   The die cushion mechanism described in Patent Document 1 has a configuration in which a cushion pad installed below a slide of a press machine is moved up and down by a servo motor in response to the lifting and lowering operation of the slide. While the slide is lowered, the servo motor operates by position control based on the position command value of the cushion pad to position the cushion pad at a predetermined standby position before the slide applies a collision force to the cushion pad. In addition, after the slide applies a collision force to the cushion pad, the servo motor operates by force control based on a predetermined force command value corresponding to the position of the cushion pad, and moves the cushion pad together with the slide. Adjust the force (pressure) applied to the slide from the cushion pad. The collision and pressure are detected by detecting a load applied to the output shaft of the servo motor via the cushion pad.

特開平１０−２０２３２７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-202327

上記したように、従来のサーボモータ駆動によるダイクッション機構では、スライドがクッションパッドに衝突力を加えたときに、サーボモータの制御方式を位置制御から力制御へ切り替えることにより、クッションパッドからスライドに加わる力（圧力）を適正化している。しかし、制御方式のこのような単純な切り替えだけでは、衝突時の衝撃による大きな圧力変動に迅速に応答して、クッションパッドの力（圧力）を適正に制御することは困難である。   As described above, in the conventional die cushion mechanism driven by the servo motor, when the slide applies a collision force to the cushion pad, the servo motor control method is switched from position control to force control to change the cushion pad to the slide. The applied force (pressure) is optimized. However, it is difficult to appropriately control the force (pressure) of the cushion pad by quickly responding to a large pressure fluctuation due to an impact at the time of collision only by such simple switching of the control method.

例えば、スライドがクッションパッドに衝突力を加えた瞬間（力制御開始時）や、力制御実行中にサーボモータの出力トルクが何らかの外因で変動したときに、スライドとクッションパッドとの間に生じている力を力検出部（上記特許文献１では、サーボモータの負荷検出部）が検出するに至る時間（すなわちむだ時間）は、一般に長い。したがって、力検出部からの力検出値をフィードバックする力制御ループの応答性を向上させることが、一般に困難であった。   For example, it occurs between the slide and the cushion pad when the slide applies a collision force to the cushion pad (when force control is started) or when the output torque of the servo motor fluctuates due to some external cause during force control execution. The time until the force detection unit (in the above-mentioned Patent Document 1, the load detection unit of the servo motor) detects the applied force is generally long. Therefore, it is generally difficult to improve the response of the force control loop that feeds back the force detection value from the force detection unit.

ここで、ダイクッション機構のサーボモータの制御装置は、スライドがクッションパッドに実際に衝突した後、例えば、力検出部による力検出値が力指令値（目標値）以上になることで「衝突の発生」を判断して、位置制御を力制御に切り替えるように構成できる。この構成では、位置制御から力制御への切り替えを迅速かつ正確に行なうために、実際の衝突の瞬間には、予備的な初期の力指令値（本明細書で「予備指令値」と称する）として、目標値よりも低い値を設定しておくことが有利である。そして、力制御に切り替わった後には本来の目標値への力制御を実行できるように、予備指令値から目標値まで迅速に高まる力指令値を設定する。   Here, the control device for the servo motor of the die cushion mechanism is configured so that, for example, the force detection value by the force detection unit becomes equal to or greater than the force command value (target value) after the slide actually collides with the cushion pad. It can be configured to determine “occurrence” and switch the position control to force control. In this configuration, in order to quickly and accurately switch from position control to force control, a preliminary initial force command value (referred to herein as a “preliminary command value”) is used at the moment of actual collision. It is advantageous to set a value lower than the target value. Then, a force command value that rapidly increases from the preliminary command value to the target value is set so that force control to the original target value can be executed after switching to force control.

他方、従来のダイクッション機構において、力検出部に、油圧変動感知型の力センサを用いることは知られている。この力検出部は、スライドとクッションパッドとの間の接触圧力の下で変形可能な油室を、クッションパッドに隣接して装備しており、油室内の油圧の変化をひずみゲージ等によって感知することにより、スライドとクッションパッドとの間に生じている力の大きさを検出する。この構成では一般に、油室内の油は、外部からの圧力が加わらない状態で、零でない一定の圧力（その値を本明細書で「初期定常値」と称する）に保持される。そして、上記した予備指令値は、通常、この初期定常値を基準として設定され、かつ処理される（つまり、初期定常値プラス何パスカル、といった設定）。なお、本来の目標値である力指令値は、力検出部に外部からの圧力が加わらないときの零検出値を基準とする絶対的な値として設定、処理される。   On the other hand, in a conventional die cushion mechanism, it is known to use a hydraulic pressure fluctuation sensing type force sensor for the force detection unit. This force detector is equipped with an oil chamber that can be deformed under the contact pressure between the slide and the cushion pad, adjacent to the cushion pad, and senses changes in the oil pressure in the oil chamber with a strain gauge or the like. Thus, the magnitude of the force generated between the slide and the cushion pad is detected. In this configuration, generally, the oil in the oil chamber is maintained at a constant non-zero pressure (this value is referred to as an “initial steady value” in this specification) in a state in which no external pressure is applied. The above-described preliminary command value is normally set and processed with the initial steady value as a reference (that is, setting such as the initial steady value plus how many pascals). The force command value that is the original target value is set and processed as an absolute value based on the zero detection value when no external pressure is applied to the force detection unit.

しかし、プレス工程を反復して実施する間、力検出部の油室における油漏れ等に起因して、スライドが初期位置（すなわち上死点）からクッションパッドとの協働動作を経て初期位置に復帰するまでの１サイクルのプレス動作を実施する度に、定常値であるべき無外圧時の力検出部の出力値が微妙に変化する場合がある。そして、「初期定常値」として扱われるべき力検出部の出力値が変化すると、一定の値である予備指令値が相対的に変動することになるので、位置制御から力制御への切り替えを高精度で実行することが困難になり、結果として、製品の歩留まりが悪化する惧れがある。   However, while the press process is repeated, the slide moves from the initial position (ie, top dead center) to the initial position through the cooperative operation with the cushion pad due to oil leakage in the oil chamber of the force detection unit. The output value of the force detection unit at the time of no external pressure, which should be a steady value, may slightly change each time the pressing operation for one cycle until returning is performed. When the output value of the force detection unit that should be treated as the “initial steady state value” changes, the preliminary command value, which is a constant value, relatively fluctuates. It becomes difficult to execute with accuracy, and as a result, the yield of the product may be deteriorated.

本発明の目的は、サーボモータを駆動源としてプレス機械のスライドに対する力を生ずるダイクッション機構の制御装置において、要求される力を高い応答性でダイクッション機構に生じさせる高精度の力制御を実行できる制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is to execute a high-precision force control that generates a required force in a die cushion mechanism with high responsiveness in a control device for a die cushion mechanism that generates a force against a slide of a press machine using a servo motor as a drive source. It is to provide a control device that can be used.

本発明の他の目的は、プレス機械に組み込まれるダイクッション機構において、要求される力を高い制御応答性で高精度に生じることができるダイクッション機構を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a die cushion mechanism that can generate a required force with high control response and high accuracy in a die cushion mechanism incorporated in a press machine.

本発明のさらに他の目的は、サーボモータを駆動源としてプレス機械のスライドに対する力を生ずるダイクッション機構の制御方法において、要求される力を高い応答性でダイクッション機構に生じさせる高精度の力制御を実行できる制御方法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a high-accuracy force for generating a required force in a die cushion mechanism with high responsiveness in a control method of a die cushion mechanism that generates a force against a slide of a press machine using a servo motor as a drive source. An object is to provide a control method capable of executing control.

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、サーボモータを駆動源としてプレス機械のスライドに対する力を生ずるダイクッション機構の制御装置であって、ダイクッション機構に生じさせる力を指令する力指令部と、ダイクッション機構がスライドに対して生じている力を検出する力検出部と、スライドとダイクッション機構との相互の衝突から乖離までの協働動作の間、力検出部が検出した力検出値が、力指令部が指令した力指令値以上であるときに、サーボモータに対する力制御を実行する力制御部と、力指令部が衝突時の予備指令値であって目標値よりも低い予備指令値を指令する基準となる初期定常値を、スライドが初期位置からダイクッション機構との協働動作を経て初期位置に復帰するまでの１サイクルのプレス動作を遂行する度に、新たに設定する初期値設定部とを具備し、初期値設定部は、スライドの１サイクルのプレス動作中、スライドとダイクッション機構との協働動作の時間と乖離の直後の予め定めた時間とを除く出力安定期における、力検出部の出力値を採用して、初期定常値として設定すること、を特徴とする制御装置を提供する。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a control device for a die cushion mechanism that generates a force against a slide of a press machine using a servo motor as a drive source, and commands the force generated in the die cushion mechanism. The force detection unit, the force detection unit for detecting the force generated by the die cushion mechanism against the slide, and the force detection unit during the cooperative operation from the collision of the slide and the die cushion mechanism to the separation. When the detected force detection value is greater than or equal to the force command value commanded by the force command unit, the force control unit that executes force control for the servo motor and the target command value when the force command unit is a preliminary command value at the time of collision lower preliminary command value initial steady state value as a reference for commanding, one cycle of the press movement until the slide is returned through the cooperation働動operation of the die cushion mechanism from the initial position to the initial position than And an initial value setting unit that is newly set each time, the initial value setting unit immediately after the time and the divergence of the cooperative operation of the slide and the die cushion mechanism during the pressing operation of one cycle of the slide. The control device is characterized by adopting the output value of the force detection unit in the stable output period excluding the predetermined time and setting it as the initial steady value.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、スライドの位置を検出するスライド位置検出部をさらに具備し、初期値設定部は、スライド位置検出部が検出したスライド位置検出値が、予め定めたスライド位置閾値と、初期位置を表わすスライド位置初期値との間にあるときの、力検出部の出力値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, in the control device according to the first aspect of the present invention, the control device further includes a slide position detection unit that detects a slide position, and the initial value setting unit detects the slide position detected by the slide position detection unit. Provided is a control device that employs an output value of a force detection unit as an initial steady value when a value is between a predetermined slide position threshold value and a slide position initial value representing an initial position.

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、スライドの位置を指令するスライド位置指令部をさらに具備し、初期値設定部は、スライド位置指令部が指令したスライド位置指令値が、予め定めたスライド位置閾値と、初期位置を表わすスライド位置初期値との間にあるときの、力検出部の出力値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   According to a third aspect of the present invention, the control device according to the first aspect further includes a slide position command unit for commanding a slide position, and the initial value setting unit is a slide position command commanded by the slide position command unit. Provided is a control device that employs an output value of a force detection unit as an initial steady value when a value is between a predetermined slide position threshold value and a slide position initial value representing an initial position.

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、スライドの位置を検出するスライド位置検出部をさらに具備し、初期値設定部は、スライド位置検出部が検出したスライド位置検出値が、初期位置を表わすスライド位置初期値に等しいときの、力検出部の出力値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, the control device according to the first aspect further includes a slide position detection unit that detects a slide position, and the initial value setting unit detects the slide position detected by the slide position detection unit. Provided is a control device that employs an output value of a force detection unit as an initial steady value when a value is equal to an initial slide position value representing an initial position.

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、スライドの位置を指令するスライド位置指令部をさらに具備し、初期値設定部は、スライド位置指令部が指令したスライド位置指令値が、初期位置を表わすスライド位置初期値に等しいときの、力検出部の出力値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   According to a fifth aspect of the present invention, the control device according to the first aspect further includes a slide position command unit for commanding a slide position, and the initial value setting unit is a slide position command commanded by the slide position command unit. Provided is a control device that employs an output value of a force detection unit as an initial steady value when a value is equal to an initial slide position value representing an initial position.

請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の制御装置において、スライドの移動速度を検出するスライド速度検出部をさらに具備し、初期値設定部は、スライド速度検出部が検出したスライド速度検出値が、初期位置から遠ざかる方向へのスライドの移動を表すときの、力検出部の出力値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   The invention described in claim 6 further includes a slide speed detection unit that detects a moving speed of the slide in the control device according to any one of claims 2 to 5, wherein the initial value setting unit includes the slide speed. Provided is a control device that employs an output value of a force detection unit as an initial steady value when a slide speed detection value detected by a detection unit represents a movement of a slide in a direction away from an initial position.

請求項７に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の制御装置において、スライドの移動速度を指令するスライド速度指令部をさらに具備し、初期値設定部は、スライド速度指令部が指令したスライド速度指令値が、初期位置から遠ざかる方向へのスライドの移動を表すときの、力検出部の出力値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   A seventh aspect of the present invention is the control device according to any one of the second to fifth aspects, further comprising a slide speed command unit that commands a moving speed of the slide, wherein the initial value setting unit includes the slide speed. Provided is a control device that employs an output value of a force detection unit as an initial steady value when a slide speed command value commanded by a command unit represents a movement of a slide away from an initial position.

請求項８に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の制御装置において、スライドの移動速度を検出するスライド速度検出部をさらに具備し、初期値設定部は、スライド速度検出部が検出したスライド速度検出値が、初期位置に近づく方向へのスライドの移動を表すときの、力検出部の出力値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   The invention according to claim 8 is the control device according to any one of claims 2 to 5, further comprising a slide speed detecting unit that detects a moving speed of the slide, wherein the initial value setting unit includes the slide speed. Provided is a control device that employs an output value of a force detection unit as an initial steady value when a slide speed detection value detected by a detection unit represents a movement of a slide in a direction approaching an initial position.

請求項９に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の制御装置において、スライドの移動速度を指令するスライド速度指令部をさらに具備し、初期値設定部は、スライド速度指令部が指令したスライド速度指令値が、初期位置に近づく方向へのスライドの移動を表すときの、力検出部の出力値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   According to a ninth aspect of the present invention, the control device according to any one of the second to fifth aspects further includes a slide speed command unit that commands a slide moving speed, and the initial value setting unit includes a slide speed. Provided is a control device that employs an output value of a force detection unit as an initial steady value when a slide speed command value commanded by a command unit represents a movement of a slide in a direction approaching an initial position.

請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、スライドの移動速度を検出するスライド速度検出部をさらに具備し、初期値設定部は、スライド速度検出部が検出したスライド速度検出値が、予め定めたスライド速度閾値に比べて、より速いスライドの移動速度を表すときの、力検出部の出力値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   A tenth aspect of the present invention is the control device according to the first aspect, further comprising a slide speed detecting unit that detects a moving speed of the slide, and the initial value setting unit is a slide speed detected by the slide speed detecting unit. Provided is a control device that employs an output value of a force detection unit as an initial steady value when a detected value represents a faster slide moving speed than a predetermined slide speed threshold.

請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、スライドの移動速度を指令するスライド速度指令部をさらに具備し、初期値設定部は、スライド速度指令部が指令したスライド速度指令値が、予め定めたスライド速度閾値に比べて、より速いスライドの移動速度を表すときの、力検出部の出力値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   According to an eleventh aspect of the present invention, the control device according to the first aspect further includes a slide speed command unit that commands a moving speed of the slide, and the initial value setting unit is a slide speed commanded by the slide speed command unit. Provided is a control device that employs an output value of a force detection unit as an initial steady value when a command value represents a faster slide moving speed than a predetermined slide speed threshold.

請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、スライドの１サイクルのプレス動作中、予め定めた時間に渡って力検出部の複数の出力値を記憶して保持する記憶部をさらに具備し、初期値設定部は、協働動作の間、力検出値が最初に力指令値に等しくなった時点から予め定めた時間だけ遡ったときの、記憶部に保持した力検出部の出力値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the control device according to the first aspect of the present invention, the memory stores and holds a plurality of output values of the force detection unit over a predetermined time during the one-cycle press operation of the slide. And the initial value setting unit detects the force detected in the storage unit when the force detection value first becomes equal to the force command value for a predetermined time period during the cooperative operation. A control device that employs the output value of the unit as an initial steady state value is provided.

請求項１３に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、スライドの１サイクルのプレス動作中、予め定めた時間に渡って力検出部の複数の出力値を記憶して保持する記憶部をさらに具備し、初期値設定部は、協働動作の間、力検出値が最初に力指令値に等しくなった時点までの、記憶部に保持した力検出部の複数の出力値の平均値を、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the control device according to the first aspect of the present invention, the plurality of output values of the force detection unit are stored and held during a predetermined time during the pressing operation of one cycle of the slide. The initial value setting unit is an average of a plurality of output values of the force detection unit held in the storage unit until the time when the force detection value first becomes equal to the force command value during the cooperative operation. A control device that employs a value as an initial steady state value is provided.

請求項１４に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、スライドの１サイクルのプレス動作中、力検出値が最初に力指令値に等しくなった時点での力検出値に対し、ノイズ除去処理を施すノイズ除去部をさらに具備し、初期値設定部は、ノイズ除去部がノイズ除去処理を施した後の力検出値を、出力安定期における力検出部の出力値の代わりに、初期定常値として採用する制御装置を提供する。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in the control device according to the first aspect, during the press operation of one cycle of the slide, the force detection value at the time when the force detection value first becomes equal to the force command value, A noise removing unit that performs a noise removing process is further provided, and the initial value setting unit replaces the force detection value after the noise removing unit performs the noise removing process with the output value of the force detecting unit in the stable output period. A control device employed as an initial steady value is provided.

請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の制御装置において、初期値設定部は、出力安定期において力検出部の出力値を初期定常値として採用する時期を、外部装置から入力された信号に基づいて決定する制御装置を提供する。   According to a fifteenth aspect of the present invention, in the control device according to any one of the first to fourteenth aspects, the initial value setting unit employs the output value of the force detection unit as the initial steady value during the output stabilization period. Is provided on the basis of a signal input from an external device.

請求項１６に記載の発明は、プレス機械に組み込まれ、スライドの動作に対応して移動するクッションパッドと、クッションパッドを駆動するサーボモータと、サーボモータを制御してクッションパッドとスライドとの間に相関的な圧力を生じさせる制御装置とを備えるダイクッション機構において、制御装置が請求項１〜１５のいずれか１項に記載の制御装置からなることを特徴とするダイクッション機構を提供する。   According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a cushion pad that is incorporated in a press machine and moves in accordance with the movement of the slide, a servo motor that drives the cushion pad, and a control between the cushion pad and the slide by controlling the servo motor. A die cushion mechanism comprising: a control device that generates a pressure relative to the control device. The control device comprises the control device according to any one of claims 1 to 15.

請求項１７に記載の発明は、サーボモータを駆動源としてプレス機械のスライドに対する力を生ずるダイクッション機構の制御方法であって、ダイクッション機構に生じさせる力の指令値を求めるステップと、ダイクッション機構がスライドに対して生じている力の検出値を求めるステップと、スライドとダイクッション機構との相互の衝突から乖離までの協働動作の間、力の検出値が力の指令値以上であるときに、サーボモータに対する力制御を実行するステップと、衝突時の予備指令値であって目標値よりも低い予備指令値の基準となる初期定常値を、スライドが初期位置からダイクッション機構との協働動作を経て初期位置に復帰するまでの１サイクルのプレス動作を実施する度に、新たに設定するステップとを具備し、初期定常値を設定するステップは、スライドの１サイクルのプレス動作中、スライドとダイクッション機構との協働動作の時間と乖離の直後の予め定めた時間とを除く出力安定期における、ダイクッション機構の力の出力値を、初期定常値として採用すること、を特徴とする制御方法を提供する。 According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a die cushion mechanism control method for generating a force against a slide of a press machine using a servo motor as a driving source, a step for obtaining a command value of a force generated in the die cushion mechanism, and a die cushion During the step in which the mechanism obtains a detection value of the force generated on the slide and the cooperative operation from the mutual collision to the divergence between the slide and the die cushion mechanism, the detection value of the force is greater than or equal to the force command value. Sometimes, the step of executing the force control on the servo motor and the initial steady value which is the preliminary command value at the time of the collision and which is a reference of the preliminary command value lower than the target value , the slide from the initial position to the die cushion mechanism. A new setting step each time a press operation of one cycle until the return to the initial position through the cooperative operation is performed, and an initial steady state value is set. The step of determining the output of the force of the die cushion mechanism during the output stable period excluding the time of the cooperative operation of the slide and the die cushion mechanism and the predetermined time immediately after the divergence during the pressing operation of one cycle of the slide. A control method characterized by adopting a value as an initial steady value is provided.

請求項１に記載の発明によれば、初期値設定部が、スライドが１サイクルのプレス動作を反復して遂行する度に、力検出部の安定した出力値を用いて、初期定常値を更新設定することができる。その結果、新たに設定された初期定常値を用いて衝突時の予備指令値が指令されることになり、以って、位置制御から力制御への切り替えを高精度に実行することが可能になる。   According to the first aspect of the present invention, the initial value setting unit updates the initial steady state value by using the stable output value of the force detection unit every time the slide repeatedly performs one cycle of the pressing operation. Can be set. As a result, the preliminary command value at the time of collision is commanded using the newly set initial steady state value, so that switching from position control to force control can be executed with high accuracy. Become.

請求項２又は４に記載の発明によれば、力検出部の出力値の採用時期の適否判断を、スライドの位置検出値を監視することにより、容易かつ確実に行なうことができる。   According to the second or fourth aspect of the present invention, it is possible to easily and surely determine whether or not to adopt the output value of the force detection unit by monitoring the slide position detection value.

請求項３又は５に記載の発明によれば、スライド位置検出部が介在することによる遅れや誤差が排除される。   According to the third or fifth aspect of the invention, delays and errors due to the presence of the slide position detection unit are eliminated.

請求項６又は８に記載の発明によれば、出力値の採用時期の適否判断を、スライドの位置の監視に加え、スライドの移動速度に応じて制限することにより、スライドの１サイクルのプレス動作において、協働動作の時間よりも前又は後の出力安定期における力検出部の出力値を採用して、初期定常値を更新することができる。   According to the invention described in claim 6 or 8, by determining whether or not the output value is suitable for use in addition to monitoring the position of the slide and limiting it according to the moving speed of the slide, the pressing operation for one cycle of the slide is performed. The initial steady state value can be updated by adopting the output value of the force detector in the stable output period before or after the time of the cooperative operation.

請求項７又は９に記載の発明によれば、スライド速度検出部が介在することによる遅れや誤差が排除される。   According to the seventh or ninth aspect of the invention, delays and errors due to the presence of the slide speed detector are eliminated.

請求項１０に記載の発明によれば、出力値の採用時期の適否判断を、スライドの移動速度を監視することにより、容易かつ確実に行なうことができる。   According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to easily and reliably determine whether or not the output value is to be used by monitoring the moving speed of the slide.

請求項１１に記載の発明によれば、スライド速度検出部が介在することによる遅れや誤差が排除される。   According to the eleventh aspect of the present invention, delays and errors due to the presence of the slide speed detector are eliminated.

請求項１２に記載の発明によれば、出力値の採用時期の適否判断を、スライドの動作情報によらず、記憶部に保持した力検出部の出力値を特定する時間を予め定めることにより、容易かつ確実に行なうことができる。   According to the twelfth aspect of the present invention, by determining in advance whether or not to determine whether or not to adopt the output value, the time for specifying the output value of the force detection unit held in the storage unit, regardless of the slide operation information, It can be done easily and reliably.

請求項１３に記載の発明によれば、力検出部が被るノイズの影響が、出力値の平均値を採用することにより実質的に排除される。   According to the thirteenth aspect of the present invention, the influence of noise on the force detection unit is substantially eliminated by adopting the average value of the output values.

請求項１４に記載の発明によれば、力検出部が被るノイズの影響を、ノイズ除去部によって排除したことで、出力値の採用時期に関わらず、スライドが１サイクルのプレス動作を反復して遂行する度に、安定した初期定常値を用いて、高精度の力制御を実行することが可能になる。   According to the invention described in claim 14, by eliminating the influence of noise applied to the force detection unit by the noise removal unit, the slide repeats the press operation of one cycle regardless of the adoption time of the output value. It becomes possible to execute force control with high accuracy using a stable initial steady state value every time it is performed.

請求項に１５記載の発明によれば、制御装置が、スライドの位置や速度の情報を入手するための構成要素を備えない場合にも、初期値設定部が、出力安定期において力検出部の出力値を初期定常値として採用する時期を、外部装置から入力された信号に基づいて決定するように構成することができる。   According to the fifteenth aspect of the invention, even when the control device does not include a component for obtaining information on the position and speed of the slide, the initial value setting unit is The time when the output value is adopted as the initial steady value can be determined based on a signal input from an external device.

請求項１６に記載の発明によれば、要求される力を高い制御応答性で高精度に生じることができるダイクッション機構が提供される。   According to the sixteenth aspect of the present invention, there is provided a die cushion mechanism capable of generating a required force with high control response and high accuracy.

請求項１７に記載の発明は、請求項１に記載の発明と同等の作用効果を奏する。   The invention according to claim 17 has the same effects as the invention according to claim 1.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は、本発明に係る制御装置１０の基本構成を示す機能ブロック図、図２は、制御装置１０を備えた本発明の一実施形態によるダイクッション機構１２の基本構成を示す模式図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Corresponding components are denoted by common reference symbols throughout the drawings.
Referring to the drawings, FIG. 1 is a functional block diagram showing a basic configuration of a control device 10 according to the present invention, and FIG. 2 shows a basic configuration of a die cushion mechanism 12 according to an embodiment of the present invention including the control device 10. It is a schematic diagram shown.

図１及び図２に示すように、本発明に係る制御装置１０は、サーボモータ１４を駆動源としてプレス機械のスライド１６に対する力Ｆを生ずるダイクッション機構１２の制御装置１０であって、ダイクッション機構１２に生じさせる力Ｆを指令する力指令部１８と、ダイクッション機構１２がスライド１６に対して生じている力Ｆを検出する力検出部２０と、スライド１６とダイクッション機構１２との相互の衝突から乖離までの協働動作の間、力検出部２０が検出した力検出値ＤＦが、力指令部１８が指令した力指令値ＣＦ以上であるときに、サーボモータ１４に対する力制御を実行する力制御部２２と、力指令部１８が衝突時の予備指令値を指令する基準となる初期定常値Ｒを、スライド１６が初期位置（すなわち上死点）からダイクッション機構１２との協働動作を経て初期位置に復帰するまでの１サイクルのプレス動作を遂行する度に、新たに設定する初期値設定部２４とを備えて構成される。初期値設定部２４は、スライド１６の１サイクルのプレス動作中、スライド１６とダイクッション機構１２との協働動作の時間と乖離の直後の予め定めた時間とを除く出力安定期（後述する）における、力検出部２０の出力値Ｑを初期定常値Ｒに採用して、初期定常値Ｒを設定する。 As shown in FIGS. 1 and 2, a control device 10 according to the present invention is a control device 10 for a die cushion mechanism 12 that generates a force F against a slide 16 of a press machine using a servomotor 14 as a drive source. The force command unit 18 that commands the force F generated in the mechanism 12, the force detection unit 20 that detects the force F generated by the die cushion mechanism 12 against the slide 16, and the slide 16 and the die cushion mechanism 12. during the co働動operation to deviate from collision, the force detection value D F of the force detection unit 20 has detected is, when the force commanding section 18 is the force command value C F above command, the force control for the servo motor 14 The force control unit 22 for executing the control and the force command unit 18 divides the initial steady value R, which serves as a reference for commanding the preliminary command value at the time of collision, from the initial position (ie, top dead center). The performing of the press operation of one cycle up through the Deployment mechanism 12 Tonokyo 働動 operation returns to the initial position, and includes an initial value setting unit 24 to be newly set. The initial value setting unit 24 during the one-cycle press operation of the slide 16 is an output stable period (described later) excluding the time for the cooperative operation of the slide 16 and the die cushion mechanism 12 and a predetermined time immediately after the divergence. The initial steady value R is set by adopting the output value Q of the force detector 20 in FIG.

また、本発明の一実施形態によるダイクッション機構１２は、図２に示すように、プレス機械に組み込まれ、スライド１６の動作に対応して移動するクッションパッド２６と、クッションパッド２６を駆動するサーボモータ１４と、サーボモータ１４を制御してクッションパッド２６とスライド１６との間に相関的な圧力（すなわち力Ｆ）を生じさせる制御装置１０とを備える。スライド１６は、プレス加工に用いる第１の型（図示せず）を支持して、図示しないボルスターに支持した第２の型（図示せず）に対し、プレス加工に要求される速度Ｖで接近又は離反する方向へ移動する。クッションパッド２６は、第２の型に関連して配置され、ボールねじ装置２８及びベルト／プーリ装置３０を介して、サーボモータ１４の出力軸に接続される。スライド１６（又は第１の型）は、型閉め方向へ移動する間に、所定位置に待機していたクッションパッド２６に直接又は間接に衝突する。そして通常は、型閉め（成形）を経て型開きに至るまで、クッションパッド２６が、スライド１６に所要の力（圧力）Ｆを加えながらスライド１６と共に移動する。   Further, as shown in FIG. 2, the die cushion mechanism 12 according to one embodiment of the present invention is incorporated in a press machine and moves according to the operation of the slide 16, and a servo that drives the cushion pad 26. A motor 14 and a control device 10 that controls the servo motor 14 to generate a relative pressure (ie, force F) between the cushion pad 26 and the slide 16 are provided. The slide 16 supports a first die (not shown) used for pressing and approaches a second die (not shown) supported by a bolster (not shown) at a speed V required for pressing. Or move in the direction of separation. The cushion pad 26 is disposed in relation to the second mold and is connected to the output shaft of the servo motor 14 via the ball screw device 28 and the belt / pulley device 30. The slide 16 (or the first mold) directly or indirectly collides with the cushion pad 26 that has been waiting at a predetermined position while moving in the mold closing direction. Normally, the cushion pad 26 moves together with the slide 16 while applying a required force (pressure) F to the slide 16 until the mold is opened after closing the mold (molding).

制御装置１０の力検出部２０は、油圧変動感知型の力センサとして構成される。つまり、力検出部２０は、スライド１６とクッションパッド２６との間に生じる力（接触圧力）Ｆの下で変形可能な油室２０ａ（図２）を、クッションパッド２６に隣接して装備しており、油室２０ａ内の油圧の変化をひずみゲージ等によって感知することにより、スライド１６とクッションパッド２６との間に生じている力Ｆの大きさを検出する。ここで、力指令部１８が衝突時の予備指令値を指令する基準となる初期定常値Ｒとして、油室２０ａ内の油に外部からの圧力が加わらない定常状態での力検出部２０の出力値（通常は零でない圧力初期値）Ｑが採用される。この構成では、前述したように予備指令値は通常、この初期定常値Ｒを基準として設定され、演算処理される。   The force detection unit 20 of the control device 10 is configured as a hydraulic pressure change type force sensor. That is, the force detection unit 20 is provided with an oil chamber 20a (FIG. 2) that is deformable under a force (contact pressure) F generated between the slide 16 and the cushion pad 26, adjacent to the cushion pad 26. Thus, the magnitude of the force F generated between the slide 16 and the cushion pad 26 is detected by sensing a change in the oil pressure in the oil chamber 20a with a strain gauge or the like. Here, the output of the force detection unit 20 in a steady state in which no external pressure is applied to the oil in the oil chamber 20a as the initial steady value R that is a reference for the force command unit 18 to command the preliminary command value at the time of collision. A value Q (usually a non-zero pressure initial value) Q is adopted. In this configuration, as described above, the preliminary command value is normally set with the initial steady value R as a reference and is processed.

図３は、制御装置１０において、力指令部１８が指令した力指令値ＣＦ及び力検出部２０が検出した力検出値ＤＦの経時変化の一例を、同じ時間軸に沿ったスライド１６の位置Ｐ及び速度Ｖの経時変化の一例と共に示す。図示のように、スライド１６は、上死点ＴＤＣからクッションパッド２６に向かって下降し、所定位置（図では位置原点）でクッションパッド２６に衝突した後、クッションパッド２６と共に下降して、下死点ＢＤＣに到達する。さらにスライド１６は、下死点ＢＤＣからクッションパッド２６と共に上昇し、所定位置でクッションパッド２６から乖離した後、上死点ＴＤＣに到達する。これにより、１サイクルのプレス動作Ａが完了する。 Figure 3 is controlled in the apparatus 10, an example of a temporal change of the force detection value D F the force command value C F and the force detection unit 20 commanded by the force commanding section 18 detects, of the slide 16 along the same time axis It shows with an example of the time-dependent change of the position P and the speed V. As shown in the drawing, the slide 16 descends from the top dead center TDC toward the cushion pad 26, collides with the cushion pad 26 at a predetermined position (position origin in the figure), then descends together with the cushion pad 26, and is dead bottom. Point BDC is reached. Further, the slide 16 ascends together with the cushion pad 26 from the bottom dead center BDC, deviates from the cushion pad 26 at a predetermined position, and then reaches the top dead center TDC. Thereby, one cycle of the press operation A is completed.

この１サイクルのプレス動作Ａの間、制御装置１０（図１及び図２）は、スライド１６が上死点ＴＤＣから出発してクッションパッド２６に衝突するまでの時間と、スライド１６がクッションパッド２６から乖離して上死点ＴＤＣに復帰するまでの時間とにおいて、ダイクッション機構１２のサーボモータ１４に対し、位置フィードバックループ（図示せず）による位置制御ＰＣを実行する。また、制御装置１０は、スライド１６がクッションパッド２６に衝突してから下死点ＢＤＣを経てクッションパッド２６から乖離するまでの協働動作Ｂの時間において、ダイクッション機構１２のサーボモータ１４に対し、力フィードバックループ（力指令部１８、力検出部２０及び力制御部２２）による力制御ＦＣを実行する。   During this one-cycle press operation A, the control device 10 (FIGS. 1 and 2) determines the time until the slide 16 collides with the cushion pad 26 starting from the top dead center TDC, and the slide 16 The position control PC by a position feedback loop (not shown) is executed for the servo motor 14 of the die cushion mechanism 12 during the time from the point of time until the return to the top dead center TDC. In addition, the control device 10 controls the servomotor 14 of the die cushion mechanism 12 during the cooperative operation B from the time when the slide 16 collides with the cushion pad 26 to the time when the slide 16 is separated from the cushion pad 26 via the bottom dead center BDC. The force control FC by the force feedback loop (the force command unit 18, the force detection unit 20, and the force control unit 22) is executed.

ここで、制御装置１０の力制御部２２は、スライド１６がクッションパッド２６に実際に衝突した後、力検出部２０による力検出値ＤＦが力指令値（目標値）ＣＦ以上になることで「衝突の発生」を判断して、衝突前の位置制御ＰＣを衝突後の力制御ＦＣに切り替えるように構成される。このとき、位置制御ＰＣから力制御ＦＣへの切り替えを迅速かつ正確に行なうために、実際の衝突の瞬間には、予備指令値ＣＦ０として、目標値ＣＦＳよりも低い値が設定されている。そして、力制御ＦＣに切り替わった後には本来の目標値ＣＦＳへの力制御ＦＣを実行できるように、予備指令値ＣＦ０から目標値ＣＦＳまで迅速に高まるカーブを描く力指令値ＣＦが設定される（図３に一点鎖線で示す）。 Here, the force control unit 22 of the controller 10, after the slide 16 has actually collided with the cushion pad 26, the force detection value D F is the force command value by the force detection unit 20 (target value) C F in it becomes possible more Is configured to switch the position control PC before the collision to the force control FC after the collision. At this time, in order to quickly and accurately switch from the position control PC to the force control FC, a value lower than the target value C FS is set as the preliminary command value C F0 at the moment of actual collision. . Then, after switching to the force control FC, the force command value C F that draws a curve that rapidly increases from the preliminary command value C F0 to the target value C FS is obtained so that the force control FC to the original target value C FS can be executed. It is set (indicated by a dashed line in FIG. 3).

この力指令値ＣＦに対し、力検出部２０による力検出値ＤＦ（図３に実線で示す）は、定常出力値Ｑ（又は初期定常値Ｒ）に対応する値から、スライド１６がクッションパッド２６に実際に衝突した直後、急激に上昇して、オーバシュートを生じた後、徐々に目標値ＣＦＳに収束して、目標値ＣＦＳに近似する値ＤＦＳに達する。そして、スライド１６がクッションパッド２６から乖離した直後、力検出値ＤＦは急激に下降し、それに伴って特定の時間（例えば２００ｍｓ程度）に渡る不安定な状態を経た後、定常出力値Ｑに対応する値に戻る。 With respect to this force command value C F , the force detection value D F (shown by a solid line in FIG. 3) by the force detector 20 is a value corresponding to the steady output value Q (or the initial steady value R). immediately after actually collides with the pad 26, sharply rises, after resulting overshoot, gradually converges to the target value C FS, reaches the value D FS to approximate a target value C FS. Immediately after the slide 16 deviates from the cushion pad 26, the force detection value DF drops rapidly, and after passing through an unstable state for a specific time (for example, about 200 ms), the steady output value Q is reached. Return to the corresponding value.

このような力制御ＦＣを実行する際に、上記したように、力指令部１８が予備指令値ＣＦ０を指令する基準となる初期定常値Ｒとして、外圧が加わらない定常状態での力検出部２０の出力値Ｑを採用する（図１）と、プレス工程を反復して実施する間、力検出部２０の油室２０ａ（図２）における油漏れ等に起因して、定常値であるべき無外圧時の力検出部２０の出力値Ｑが微妙に変化し、一定の値である予備指令値が相対的に変動することになって、位置制御ＰＣから力制御ＦＣへの切り替えを高精度に実行することが困難になる、という既述の課題が生じる。このような課題を解決するために、本発明に係る制御装置１０（図１）では、初期値設定部２４が、初期定常値Ｒを、スライド１６が１サイクルのプレス動作Ａを反復して遂行する度に、新たに設定する（つまり更新する）構成を有しているのである。 When such force control FC is executed, as described above, the force detection unit 18 in a steady state where no external pressure is applied as the initial steady value R that serves as a reference for the force command unit 18 to command the preliminary command value CF0. When the output value Q of 20 is adopted (FIG. 1), it should be a steady value due to an oil leak or the like in the oil chamber 20a (FIG. 2) of the force detector 20 while repeatedly performing the pressing process. The output value Q of the force detection unit 20 at the time of no external pressure changes slightly, and the preliminary command value that is a constant value relatively changes, so that switching from the position control PC to the force control FC is highly accurate. The above-mentioned problem that it becomes difficult to carry out occurs. In order to solve such a problem, in the control device 10 (FIG. 1) according to the present invention, the initial value setting unit 24 repeatedly performs the initial steady value R and the slide 16 repeatedly performs the pressing operation A for one cycle. Each time it is done, it has a configuration that is newly set (that is, updated).

ここで、１サイクルのプレス動作Ａにおいて、協働動作Ｂよりも前の時間における力検出部２０の出力値Ｑを採用して、初期定常値Ｒを更新した場合には、新たな初期定常値Ｒは、そのサイクルの力制御ＦＣにおいて使用される。他方、１サイクルのプレス動作Ａにおいて、協働動作Ｂよりも後の時間における力検出部２０の出力値Ｑを採用して、初期定常値Ｒを更新した場合には、新たな初期定常値Ｒは、次のサイクルの力制御ＦＣにおいて使用される。   Here, in the press operation A of one cycle, when the output value Q of the force detection unit 20 at the time before the cooperative operation B is adopted and the initial steady value R is updated, a new initial steady value is obtained. R is used in the force control FC of the cycle. On the other hand, in the press operation A of one cycle, when the output value Q of the force detection unit 20 at a time later than the cooperative operation B is adopted and the initial steady value R is updated, a new initial steady value R Is used in the force control FC of the next cycle.

ところが、特に協働動作Ｂよりも後の時間においては、前述したように、スライド１６がクッションパッド２６から乖離した直後に力検出部２０の出力値Ｑ（力検出値ＤＦ）が不安定になる時間ＴＵが存在する。したがって、この時間ＴＵにおける力検出部２０の出力値Ｑを、新たな初期定常値Ｒに採用した場合には、次サイクルの力制御ＦＣにおいて、予備指令値ＣＦ０が、予期した値とは異なる値として処理される懸念が生じる。例えば、時間ＴＵにおける図で正の領域の出力値Ｑを新たな初期定常値Ｒに採用すると、予備指令値ＣＦ０が予期値よりも大きくなるので、位置制御から力制御への切り替えが遅れることになる。また、時間ＴＵにおける図で負の領域の出力値Ｑを新たな初期定常値Ｒに採用すると、予備指令値ＣＦ０が予期値よりも小さくなるので、実際の衝突前に、力検出部２０が被り得るノイズに起因して位置制御から力制御への切り替えが行なわれる惧れがある。 However, particularly at a time after the cooperative operation B, as described above, the output value Q (force detection value D F ) of the force detection unit 20 becomes unstable immediately after the slide 16 is separated from the cushion pad 26. It becomes time T U is present. Therefore, the output value Q of the force detection unit 20 at this time T U, in the case of employing the new initial steady-state value R, in the force control FC in the next cycle, the preliminary command value C F0 is expected values A There is concern that it will be treated as a different value. For example, by adopting the output value Q of the positive region in FIG at time T U to new initial steady-state value R, since the preliminary command value C F0 is greater than the expected value, it is delayed switch to the force control from the position control It will be. Further, when employing the output value Q of the negative area in FIG at time T U to new initial steady-state value R, since the preliminary command value C F0 is smaller than the expected value, prior to the actual collision, the force detection unit 20 There is a concern that switching from position control to force control may be performed due to noise that can be applied.

本発明に係る制御装置１０では、力検出部２０の出力値Ｑの採用時期によって生じ得るこのような不都合を回避するために、前述したように、初期値設定部２４（図１）が、スライド１６の１サイクルのプレス動作Ａの中で、スライド１６とダイクッション機構１２との協働動作Ｂの時間ＴＣと乖離直後の所定時間ＴＵとを除く出力安定期ＴＳ（図３）における力検出部２０の出力値Ｑを、初期定常値Ｒに採用するように構成したのである。このような構成により、スライド１６が１サイクルのプレス動作Ａを反復して遂行する度に、新たに設定された初期定常値Ｒを基準として、位置制御ＰＣから力制御ＦＣへの切り替えを高精度に実行することが可能になる。 In the control device 10 according to the present invention, as described above, the initial value setting unit 24 (FIG. 1) is slid in order to avoid such inconvenience that may occur depending on the time when the output value Q of the force detection unit 20 is adopted. 16 in one cycle of the press operation a of the slide 16 and the die cushion mechanism 12 Tonokyo働動work output plateau T S except the predetermined time T U immediately following time T C and divergence B (FIG. 3) The output value Q of the force detection unit 20 is configured to be adopted as the initial steady value R. With this configuration, each time the slide 16 repeatedly performs one cycle of the pressing operation A, the switching from the position control PC to the force control FC is performed with high accuracy based on the newly set initial steady value R. It becomes possible to execute.

上記した制御装置１０の構成を制御方法として記述すれば、この制御方法は、ダイクッション機構１２に生じさせる力Ｆの指令値ＣＦを求めるステップと、ダイクッション機構１２がスライド１６に対して生じている力Ｆの検出値ＤＦを求めるステップと、スライド１６とダイクッション機構１２との相互の衝突から乖離までの協働動作Ｂの間、力の検出値ＤＦが力の指令値ＣＦ以上であるときに、サーボモータ１４に対する力制御ＦＣを実行するステップと、衝突時の予備指令値ＣＦ０の基準となる初期定常値Ｒを、スライド１６が１サイクルのプレス動作Ａを実施する度に、新たに設定するステップとを具備し、初期定常値Ｒを設定するステップは、スライド１６の１サイクルのプレス動作Ａ中、スライド１６とダイクッション機構１２との協働動作Ｂの時間ＴＣと乖離直後の予め定めた時間ＴＵとを除く出力安定期ＴＳにおける、ダイクッション機構１２の力の出力値Ｑを、初期定常値Ｒとして採用すること、を特徴とするものとなる。このような制御方法を実行することにより、上記した格別の作用効果が奏される。 If the configuration of the control device 10 described above is described as a control method, this control method includes a step of obtaining a command value C F of the force F generated in the die cushion mechanism 12, and the die cushion mechanism 12 is generated on the slide 16. determining a detected value D F of the force F with which the slide 16 and the die cushion mechanism 12 and between the co働動operation B from mutual collision up deviation, the command value of the detected value D F of the force is the force C F When it is above, the step of executing the force control FC for the servomotor 14 and the initial steady value R which becomes the reference of the preliminary command value CF0 at the time of the collision, the slide 16 performs the press operation A for one cycle. The step of setting the initial steady-state value R during the one-cycle press operation A of the slide 16 and the die cushion mechanism. At the output plateau T S excluding the pre-determined time T U just after divergence between time T C of 2 Tonokyo働動operation B, and the output value Q of the force of the die cushion mechanism 12 is employed as the initial steady-state value R It is characterized by this. By executing such a control method, the above-described special effects are exhibited.

次に、図４〜図１２を参照して、初期値設定部２４が初期定常値Ｒを更新する目的で出力値Ｑを採用する時期を決定するための、さらに具体的な構成を、本発明の幾つかの好適な実施形態として説明する。なお、いずれの実施形態も、上記した制御装置１０の基本構成を有するものであるから、対応する構成要素には共通の参照符号を付してその説明を省略する。   Next, referring to FIGS. 4 to 12, a more specific configuration for determining when the initial value setting unit 24 adopts the output value Q for the purpose of updating the initial steady value R will be described. Several preferred embodiments will be described. In addition, since all embodiment has the basic composition of the above-mentioned control apparatus 10, the same referential mark is attached | subjected to a corresponding component and the description is abbreviate | omitted.

図４に示すように、本発明の第１の実施形態による制御装置４０は、前述した制御装置１０の基本構成に加えて、スライド１６の位置Ｐを検出するスライド位置検出部４２をさらに備える。そして初期値設定部２４は、図５に示すように、スライド位置検出部４２が検出したスライド位置検出値ＤＰが、予め定めたスライド位置閾値ＰＴと、スライド１６の初期位置（つまり上死点ＴＤＣ）を表わすスライド位置初期値ＰＩとの間にあるときの、力検出部２０の出力値Ｑを、初期定常値Ｒとして採用する。この場合、スライド位置閾値ＰＴは、スライド１６がクッションパッド２６から乖離した直後の出力値Ｑが不安定な時間ＴＵの終了時に対応するスライド位置と、スライド上死点ＴＤＣとの間の位置として設定される。 As shown in FIG. 4, the control device 40 according to the first embodiment of the present invention further includes a slide position detection unit 42 that detects the position P of the slide 16 in addition to the basic configuration of the control device 10 described above. The initial value setting unit 24, as shown in FIG. 5, the slide position detection value D P of the slide position detection unit 42 has detected that the slide position threshold P T determined in advance, the initial position of the slide 16 (i.e. top dead when in between the slide position initial value P I representing the point TDC), the output value Q of the force detection unit 20 is employed as the initial steady-state value R. Position between this case, the slide position threshold P T includes a slide position where the output value Q immediately after the slide 16 has deviated from the cushion pad 26 corresponds to the end of an unstable time T U, the slide top dead center TDC Set as

このような構成により、前述した出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑ（図５にＱ１及びＱ２で示す）が、初期定常値Ｒとして採用されることになる。特にこの構成では、出力値Ｑの採用時期の適否判断を、スライド１６の位置Ｐを監視することにより、容易かつ確実に行なうことができる。なお、スライド位置検出部４２は、図２に示すように、公知のリニアスケールを有することができる。 With this configuration, the output value Q of the force detection unit 20 in the output plateau T S described above (shown in Figure 5 Q1 and Q2) are thus employed as the initial steady-state value R. Particularly in this configuration, it is possible to easily and reliably determine whether or not the output value Q is suitable for use by monitoring the position P of the slide 16. In addition, the slide position detection part 42 can have a well-known linear scale, as shown in FIG.

上記構成において、初期値設定部２４は、図５に示すように、スライド位置検出部４２が検出したスライド位置検出値ＤＰが、上死点ＴＤＣを表わすスライド位置初期値ＰＩに等しいときの、力検出部２０の出力値Ｑを、初期定常値Ｒとして採用することもできる。この構成によっても、前述した出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑ（図５にＱ３及びＱ４で示す）が、初期定常値Ｒとして採用されることになる。 In the above structure, the initial value setting unit 24, as shown in FIG. 5, the slide position detection value D P of the slide position detection unit 42 has detected is, when equal to slide position initial value P I representing the top dead center TDC The output value Q of the force detection unit 20 can also be adopted as the initial steady value R. With this configuration, the output value Q of the force detection unit 20 in the output plateau T S described above (indicated by Q3 and Q4 in FIG. 5) will be employed as the initial steady-state value R.

上記した制御装置４０の変形例として、図６に示すように、スライド位置検出部４２に代えて、スライド１６の位置を指令するスライド位置指令部４４を備えることもできる。この場合、初期値設定部２４は、スライド位置指令部４４が指令したスライド位置指令値ＣＰ（図５）が、予め定めたスライド位置閾値ＰＴと、スライド１６の初期位置（つまり上死点ＴＤＣ）を表わすスライド位置初期値ＰＩとの間にあるときの、力検出部２０の出力値Ｑを、初期定常値Ｒとして採用する。或いは、初期値設定部２４は、スライド位置指令部４４が指令したスライド位置指令値ＣＰが、上死点ＴＤＣを表わすスライド位置初期値ＰＩに等しいときの、力検出部２０の出力値Ｑを、初期定常値Ｒとして採用する。 As a modification of the control device 40 described above, as shown in FIG. 6, a slide position command unit 44 that commands the position of the slide 16 may be provided instead of the slide position detection unit 42. In this case, the initial value setting unit 24 determines that the slide position command value CP (FIG. 5) commanded by the slide position command unit 44 is equal to the predetermined slide position threshold value PT and the initial position of the slide 16 (that is, top dead center). when in between the slide position initial value P I representing the TDC), the output value Q of the force detection unit 20 is employed as the initial steady-state value R. Alternatively, the initial value setting unit 24, a slide position instruction value C P of the slide position instruction unit 44 instructs the, when equal to slide position initial value P I representing the top dead center TDC, the output value of the force detection unit 20 Q Is adopted as the initial steady value R.

このような構成によっても、前述した出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑ１及びＱ２、又はＱ３及びＱ４（図５）が、初期定常値Ｒとして採用されることになる。特に、出力値Ｑの採用時期の適否判断に、スライド位置検出値ＤＰではなくスライド位置指令値ＣＰを用いることで、スライド位置検出部４２が介在することによる遅れや誤差が排除される。 With such a configuration, the output values Q1 and Q2 of the force detection unit 20 in the output plateau T S described above, or Q3 and Q4 (Fig. 5) will be employed as the initial steady-state value R. In particular, the adoption timing of suitability judging the output value Q, by using the slide position detection value D P rather than slide position instruction value C P, the slide position detection unit 42 is delayed and errors are eliminated due to the intervention.

図７は、本発明の第２の実施形態による制御装置５０を示す。制御装置５０は、第１実施形態による制御装置４０の構成に加えて、スライド１６の移動速度Ｖを検出するスライド速度検出部５２をさらに備える。そして、初期値設定部２４は、前述したスライド位置検出部４２のスライド位置検出値ＤＰを判断基準に用いる構成に加えて、スライド速度検出部５２が検出したスライド速度検出値ＤＶが、初期位置（つまり上死点ＴＤＣ）から遠ざかる方向へのスライド１６の移動を表すとき（図５で負の速度領域）の、力検出部２０の出力値Ｑを、初期定常値Ｒとして採用する。 FIG. 7 shows a control device 50 according to the second embodiment of the present invention. The control device 50 further includes a slide speed detection unit 52 that detects the moving speed V of the slide 16 in addition to the configuration of the control device 40 according to the first embodiment. Then, the initial value setting unit 24, in addition to the configuration using the criterion of the slide position detection value D P of the slide position detection unit 42 described above, the slide-speed detected value D V of the slide-speed detecting section 52 has detected the initial The output value Q of the force detection unit 20 when representing the movement of the slide 16 in the direction away from the position (that is, the top dead center TDC) (negative velocity region in FIG. 5) is adopted as the initial steady value R.

このような構成によれば、前述した出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑ１又はＱ３（図５）が、初期定常値Ｒとして採用されることになる。つまり、この構成では、出力値Ｑの採用時期の適否判断を、スライド１６の位置Ｐの監視に加え、スライド１６の移動速度Ｖに応じて制限することにより、スライド１６の１サイクルのプレス動作Ａにおいて、協働動作Ｂの時間ＴＣよりも前の出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑを採用して、初期定常値Ｒを更新することができる。なお、スライド速度検出部５２は、図２に示すように、公知のリニアスケールを有することができる。 According to such a configuration, the output value Q1 or Q3 of the force detection unit 20 in the output plateau T S described above (FIG. 5) will be employed as the initial steady-state value R. In other words, in this configuration, the determination of whether the output value Q is appropriate is not limited to the monitoring of the position P of the slide 16 but is limited according to the moving speed V of the slide 16, so in, co働動work than the time T C of the B employs the output value Q of the force detection unit 20 in the output plateau T S before it is possible to update the initial steady-state value R. In addition, the slide speed detection part 52 can have a well-known linear scale as shown in FIG.

制御装置５０の初期値設定部２４は、上記構成の代わりに、前述したスライド位置検出部４２のスライド位置検出値ＤＰを判断基準に用いる構成に加えて、スライド速度検出部５２が検出したスライド速度検出値ＤＶが、初期位置（つまり上死点ＴＤＣ）に近づく方向へのスライド１６の移動を表すとき（図５で正の速度領域）の、力検出部２０の出力値Ｑを、初期定常値Ｒとして採用することもできる。このような構成によれば、前述した出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑ２又はＱ４（図５）が、初期定常値Ｒとして採用されることになる。つまり、この構成では、スライド１６の１サイクルのプレス動作Ａにおいて、出力不安定時間ＴＵよりも後の出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑを採用して、初期定常値Ｒを更新することができる。 The initial value setting unit 24 of the controller 50, instead of the above configuration, in addition to the configuration using the criterion of the slide position detection value D P of the slide position detection unit 42 described above, slides the slide speed detector 52 detects speed detection value D V is, when representing the movement of the slide 16 in the direction toward the initial position (i.e. top dead center TDC) of (positive speed region in FIG. 5), the output value Q of the force detection unit 20, the initial It can also be adopted as the steady value R. According to such a configuration, output value Q2 or Q4 of the force detection unit 20 in the output plateau T S described above (FIG. 5) will be employed as the initial steady-state value R. That is, in this configuration, in the one-cycle press operation A of the slide 16, the output value Q of the force detection unit 20 in the output stabilization period T S after the output unstable time T U is adopted, and the initial steady value R Can be updated.

上記した制御装置５０の変形例として、図８に示すように、スライド速度検出部５２に代えて、スライド１６の位置を指令するスライド速度指令部５４を備えることもできる。この場合、初期値設定部２４は、スライド速度指令部５４が指令したスライド速度指令値ＤＶ（図５）が、初期位置（つまり上死点ＴＤＣ）から遠ざかる方向へのスライド１６の移動を表すとき（図５で負の速度領域）の、力検出部２０の出力値Ｑを、初期定常値Ｒとして採用する。或いは、初期値設定部２４は、スライド速度指令部５４が指令したスライド速度指令値ＤＶが、上死点ＴＤＣに近づく方向へのスライド１６の移動を表すとき（図５で正の速度領域）の、力検出部２０の出力値Ｑを、初期定常値Ｒとして採用する。 As a modification of the control device 50 described above, as shown in FIG. 8, a slide speed command unit 54 that commands the position of the slide 16 may be provided instead of the slide speed detection unit 52. In this case, the initial value setting unit 24 represents the movement of the slide 16 in a direction in which the slide speed command value D V (FIG. 5) commanded by the slide speed command unit 54 moves away from the initial position (ie, top dead center TDC). The output value Q of the force detector 20 at the time (negative speed region in FIG. 5) is adopted as the initial steady value R. Alternatively, the initial value setting unit 24, the slide velocity command value D V of the slide speed commanding part 54 has command, when representing the movement of the slide 16 in the direction toward the top dead center TDC (positive speed region in FIG. 5) The output value Q of the force detector 20 is used as the initial steady value R.

このような構成によっても、前述した出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑ１若しくはＱ３、又はＱ２若しくはＱ４（図５）が、初期定常値Ｒとして採用されることになる。特に、出力値Ｑの採用時期の適否判断に、スライド速度検出値ＤＶではなくスライド位置指令値ＣＶを用いることで、スライド速度検出部５２が介在することによる遅れや誤差が排除される。なお、スライド位置検出部４２とスライド速度指令部５４との組み合わせ、又はスライド位置指令部４４とスライド速度検出部５２との組み合わせを採用してもよい。 With such a configuration, the output value Q1 or Q3 of the force detection unit 20 in the output plateau T S described above, or Q2 or Q4 (Fig. 5) will be employed as the initial steady-state value R. In particular, the adoption timing of suitability judging the output value Q, by using the slide-speed detected value D V rather than slide position instruction value C V, the slide speed detector 52 is delayed and errors are eliminated due to the intervention. A combination of the slide position detection unit 42 and the slide speed command unit 54 or a combination of the slide position command unit 44 and the slide speed detection unit 52 may be employed.

図９は、本発明の第３の実施形態による制御装置６０を示す。制御装置６０は、第１実施形態による制御装置４０におけるスライド位置検出部４２の代わりに、スライド１６の移動速度Ｖを検出するスライド速度検出部６２を備える。そして、初期値設定部２４は、図１０に示すように、スライド速度検出部６２が検出したスライド速度検出値ＤＶが、予め定めたスライド速度閾値ＶＴ１、ＶＴ２に比べて、（絶対値で）より速いスライド１６の移動速度Ｖを表すときの、力検出部２０の出力値Ｑを、初期定常値Ｒとして採用する。この場合、スライド速度閾値ＶＴ１は、スライド１６が上死点ＴＤＣからクッションパッド２６に衝突するまでの時間帯における、図で負の速度領域のうち、衝突時の速度よりも速い速度として設定される。また、スライド速度閾値ＶＴ２は、スライド１６がクッションパッド２６から乖離した後に上死点ＴＤＣに復帰するまでの時間帯における、図で正の速度領域のうち、乖離時の速度よりも速い速度として設定される。 FIG. 9 shows a control device 60 according to the third embodiment of the present invention. The control device 60 includes a slide speed detection unit 62 that detects the moving speed V of the slide 16 instead of the slide position detection unit 42 in the control device 40 according to the first embodiment. Then, the initial value setting unit 24, as shown in FIG. 10, the slide-speed detected value D V of the slide-speed detecting section 62 has detected is compared to the slide speed threshold V T1, V T2 a predetermined, (absolute value The output value Q of the force detector 20 when representing the faster moving speed V of the slide 16 is adopted as the initial steady value R. In this case, the slide speed threshold value V T1 is set as a speed that is faster than the speed at the time of collision in the negative speed region in the figure in the time zone from when the slide 16 collides with the cushion pad 26 from the top dead center TDC. The The slide speed threshold value V T2 is a speed that is higher than the speed at the time of the deviation in the positive speed region in the figure in the time zone until the slide 16 returns from the cushion pad 26 to the top dead center TDC. Is set.

このような構成により、前述した出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑ（図１０にＱ５及びＱ６で示す）が、初期定常値Ｒとして採用されることになる。特にこの構成では、出力値Ｑの採用時期の適否判断を、スライド１６の移動速度Ｖを監視することにより、容易かつ確実に行なうことができる。なお、スライド速度検出部６２は、図２に示すように、公知のリニアスケールを有することができる。 With this configuration, the output value Q of the force detection unit 20 in the output plateau T S described above (in FIG. 10 indicated by Q5 and Q6) is will be employed as the initial steady-state value R. In particular, in this configuration, it is possible to easily and reliably determine whether or not the output value Q is suitable for use by monitoring the moving speed V of the slide 16. The slide speed detection unit 62 can have a known linear scale as shown in FIG.

上記した制御装置６０は、図１１に変形例として示すように、スライド速度検出部６２に代えて、スライド１６の移動速度を指令するスライド速度指令部６４を備えることもできる。この場合、初期値設定部２４は、スライド速度指令部６４が指令したスライド速度指令値ＣＶが、予め定めたスライド速度閾値ＶＴ１、ＶＴ２に比べて、（絶対値で）より速いスライド１６の移動速度Ｖを表すときの、力検出部２０の出力値Ｑを、初期定常値Ｒとして採用する。 As shown in FIG. 11 as a modified example, the above-described control device 60 may include a slide speed command unit 64 that commands the moving speed of the slide 16 instead of the slide speed detection unit 62. In this case, the initial value setting unit 24 determines that the slide speed command value CV commanded by the slide speed command unit 64 is faster (in absolute value) than the predetermined slide speed threshold values V T1 and V T2. The output value Q of the force detection unit 20 when representing the moving speed V is adopted as the initial steady value R.

このような構成によっても、前述した出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑ５及びＱ６（図１０）が、初期定常値Ｒとして採用されることになる。特に、出力値Ｑの採用時期の適否判断に、スライド速度検出値ＤＶではなくスライド速度指令値ＣＶを用いることで、スライド速度検出部６２が介在することによる遅れや誤差が排除される。 With such a configuration, the output values Q5 and Q6 of the force detection unit 20 in the output plateau T S described above (FIG. 10) will be employed as the initial steady-state value R. In particular, the adoption timing of suitability judging the output value Q, by using the slide-speed detected value D V rather than slide velocity command value C V, the slide speed detector 62 is delayed and errors are eliminated due to the intervention.

図１２は、本発明の第４の実施形態による制御装置７０を示す。制御装置７０は、前述した制御装置１０の基本構成に加えて、スライド１６の１サイクルのプレス動作Ａ中、予め定めた時間ｎに渡って、所定周期で検出された力検出部２０の複数の出力値Ｑ（１）〜Ｑ（ｎ）を記憶して保持する記憶部７２をさらに備える。そして初期値設定部２４は、スライド１６とクッションパッド２６との協働動作の間、力検出値ＤＦが最初に力指令値ＣＦに等しくなった時点（すなわち力制御部２２が「衝突」を判断する時点）から予め定めた時間ｎだけ遡ったときの、記憶部７２に保持した力検出部２０の出力値Ｑ（ｎ）を、初期定常値Ｒとして採用する。 FIG. 12 shows a control device 70 according to the fourth embodiment of the present invention. In addition to the basic configuration of the control device 10 described above, the control device 70 includes a plurality of force detection units 20 detected in a predetermined cycle over a predetermined time n during the press operation A of one cycle of the slide 16. A storage unit 72 is further provided for storing and holding the output values Q (1) to Q (n) . The initial value setting unit 24, between the slide 16 and the cushion pad 26 Tonokyo働動operation, the force detection value D F is first when it becomes equal to the force command value C F (i.e. the force control unit 22 is "collision" The output value Q (n) of the force detection unit 20 held in the storage unit 72 when going back a predetermined time n from the time of determining () is adopted as the initial steady value R.

このような構成により、スライド１６とクッションパッド２６とが衝突する前の前述した出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑが、初期定常値Ｒとして採用されることになる。特にこの構成では、出力値Ｑの採用時期の適否判断を、スライド１６の動作情報によらず、記憶部７２に保持した力検出部２０の出力値Ｑ（ｎ）を特定する時間ｎを予め定めることにより、容易かつ確実に行なうことができる。 With this configuration, the output value Q of the force detection unit 20 in the output plateau T S described above prior to the slide 16 and the cushion pad 26 is collision, it will be employed as the initial steady-state value R. In particular, in this configuration, the time n for specifying the output value Q (n) of the force detection unit 20 held in the storage unit 72 is determined in advance for determining whether or not the output value Q is adopted regardless of the operation information of the slide 16. Therefore, it can be performed easily and reliably.

上記構成において、初期値設定部２４は、スライド１６とクッションパッド２６との協働動作の間、力検出値ＤＦが最初に力指令値ＣＦに等しくなった時点（すなわち力制御部２２が「衝突」を判断する時点）までの、記憶部７２に保持した力検出部２０の複数の出力値Ｑ（１）〜Ｑ（ｎ）の平均値（Ｑ（１）＋・・・＋Ｑ（ｎ））／ｎを、初期定常値Ｒとして採用することもできる。この構成によれば、スライド１６とクッションパッド２６とが衝突する前の前述した出力安定期ＴＳにおける力検出部２０の出力値Ｑが、初期定常値Ｒとして採用されることになる。特にこの構成では、力検出部２０が被るノイズの影響が、出力値Ｑの平均値を採用することにより実質的に排除される。 In the above structure, the initial value setting unit 24, between the slide 16 and the cushion pad 26 Tonokyo働動operation, the force detection value D F is when it becomes equal to the first force command value C F (i.e. the force control unit 22 is The average value (Q (1) +... + Q (n ) of the plurality of output values Q (1) to Q (n) of the force detection unit 20 held in the storage unit 72 until “collision” is determined. ) ) / N can also be adopted as the initial steady-state value R. According to this configuration, the output value Q of the force detection unit 20 in the output plateau T S described above prior to the slide 16 and the cushion pad 26 is collision, will be employed as the initial steady-state value R. In particular, in this configuration, the influence of noise applied to the force detection unit 20 is substantially eliminated by adopting the average value of the output values Q.

図１３は、本発明の第５の実施形態による制御装置８０を示す。制御装置８０は、前述した制御装置１０の基本構成に加えて、スライド１６の１サイクルのプレス動作Ａ中、力検出値ＤＦが最初に力指令値ＣＦに等しくなった時点（すなわち力制御部２２が「衝突」を判断する時点）での力検出値Ｑ（１）に対し、ノイズ除去処理を施すノイズ除去部８２をさらに備える。そして初期値設定部２４は、ノイズ除去部８２がノイズ除去処理を施した後の力検出値Ｑ（１'）を、出力安定期ＴＵにおける力検出部２０の出力値Ｑの代わりに、初期定常値Ｒとして採用する。 FIG. 13 shows a control device 80 according to a fifth embodiment of the present invention. Controller 80, in addition to the basic configuration of the control device 10 described above, during one cycle of the press operation A of the slide 16, when the force detection value D F is equal to the first force command value C F (i.e. the force control A noise removing unit 82 that further performs a noise removing process on the force detection value Q (1) at the time when the unit 22 determines “collision” is further provided. The initial value setting unit 24, a force detection value after noise removal unit 82 is subjected to noise removal processing Q (1 '), instead of the output value Q of the force detection unit 20 in the output plateau T U, initial Adopted as a steady value R.

この構成によれば、力検出部２０が被るノイズの影響を、ノイズ除去部８２によって排除したことで、出力値Ｑの採用時期に関わらず、スライド１６が１サイクルのプレス動作Ａを反復して遂行する度に、安定した初期定常値Ｒを用いて、高精度の力制御ＦＣを実行することが可能になる。   According to this configuration, since the influence of the noise that the force detection unit 20 suffers is eliminated by the noise removal unit 82, the slide 16 repeats one cycle of the pressing operation A regardless of the timing of adoption of the output value Q. It becomes possible to execute the force control FC with high accuracy by using the stable initial steady state value R every time it is executed.

上記した種々の実施形態において、特にスライド１６の位置や速度の情報を利用して、力検出部２０の出力値Ｑの採用時期を決定する構成では、本発明に係る制御装置１０は、スライド１６の位置や速度の情報を入手するための構成要素（スライド位置検出部４２、スライド速度検出部５２等）を備える必要がある。これに対し、制御装置１０がそのような構成要件を備えない場合には、初期値設定部２４は、出力安定期ＴＳにおいて力検出部２０の出力値Ｑを初期定常値Ｒとして採用する時期を、外部装置９０から入力された信号Ｇに基づいて決定するように構成することができる（図１４）。この場合、外部装置９０としては、例えば、スライド１６の動作を制御するためにプレス機械に設けられるスライド制御装置が挙げられる。 In the above-described various embodiments, particularly in the configuration in which the timing of adopting the output value Q of the force detection unit 20 is determined using the information on the position and speed of the slide 16, the control device 10 according to the present invention includes the slide 16 It is necessary to provide components (slide position detection unit 42, slide speed detection unit 52, etc.) for obtaining the position and speed information. In contrast, when the control device 10 is not provided with such a configuration requirements, the initial value setting unit 24, when to employ the output value Q of the force detection unit 20 as the initial steady-state value R at output plateau T S Can be determined based on the signal G input from the external device 90 (FIG. 14). In this case, examples of the external device 90 include a slide control device provided in a press machine for controlling the operation of the slide 16.

本発明に係るダイクッション機構の制御装置の基本構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the basic composition of the control apparatus of the die cushion mechanism which concerns on this invention. 図１の制御装置を備えた本発明の一実施形態によるダイクッション機構を、プレス機械のスライドと共に模式図的に示す図である。It is a figure which shows typically the die cushion mechanism by one Embodiment of this invention provided with the control apparatus of FIG. 1 with the slide of a press machine. 図１の制御装置における力指令値及び力検出値の経時変化を、スライドの位置及び速度の経時変化と共に示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the force command value and force detection value in the control apparatus of FIG. 1 with the time-dependent change of the position and speed of a slide. 本発明の第１の実施形態による制御装置を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the control apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 図４の制御装置における力検出部の出力値の採用時期の選定方法を説明する図である。It is a figure explaining the selection method of the adoption time of the output value of the force detection part in the control apparatus of FIG. 図４の制御装置の変形例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the modification of the control apparatus of FIG. 本発明の第２の実施形態による制御装置を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the control apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 図７の制御装置の変形例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the modification of the control apparatus of FIG. 本発明の第３の実施形態による制御装置を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the control apparatus by the 3rd Embodiment of this invention. 図９の制御装置における力検出部の出力値の採用時期の選定方法を説明する図である。It is a figure explaining the selection method of the adoption time of the output value of the force detection part in the control apparatus of FIG. 図９の制御装置の変形例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the modification of the control apparatus of FIG. 本発明の第４の実施形態による制御装置を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the control apparatus by the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施形態による制御装置を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the control apparatus by the 5th Embodiment of this invention. 本発明に係る制御装置の変形例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the modification of the control apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０、４０、５０、６０、７０、８０ 制御装置
１２ ダイクッション機構
１４ サーボモータ
１６ スライド
１８ 力指令部
２０ 力検出部
２２ 力制御部
２４ 初期値設定部
２６ クッションパッド
４２ スライド位置検出部
４４ スライド位置指令部
５２、６２ スライド速度検出部
５４、６４ スライド速度指令部
７２ 記憶部
８２ ノイズ除去部
９０ 外部装置 10, 40, 50, 60, 70, 80 Control device 12 Die cushion mechanism 14 Servo motor 16 Slide 18 Force command section 20 Force detection section 22 Force control section 24 Initial value setting section 26 Cushion pad 42 Slide position detection section 44 Slide position Command unit 52, 62 Slide speed detection unit 54, 64 Slide speed command unit 72 Storage unit 82 Noise removal unit 90 External device

Claims (17)

サーボモータを駆動源としてプレス機械のスライドに対する力を生ずるダイクッション機構の制御装置であって、
前記ダイクッション機構に生じさせる力を指令する力指令部と、
前記ダイクッション機構が前記スライドに対して生じている力を検出する力検出部と、
前記スライドと前記ダイクッション機構との相互の衝突から乖離までの協働動作の間、前記力検出部が検出した力検出値が、前記力指令部が指令した力指令値以上であるときに、前記サーボモータに対する力制御を実行する力制御部と、
前記力指令部が前記衝突時の予備指令値であって目標値よりも低い予備指令値を指令する基準となる初期定常値を、前記スライドが初期位置から前記ダイクッション機構との前記協働動作を経て該初期位置に復帰するまでの１サイクルのプレス動作を遂行する度に、新たに設定する初期値設定部とを具備し、
前記初期値設定部は、前記スライドの前記１サイクルのプレス動作中、該スライドと前記ダイクッション機構との前記協働動作の時間と前記乖離の直後の予め定めた時間とを除く出力安定期における、前記力検出部の出力値を採用して、前記初期定常値として設定すること、
を特徴とする制御装置。 A control device for a die cushion mechanism that generates a force against a slide of a press machine using a servo motor as a drive source,
A force command unit that commands the force generated in the die cushion mechanism;
A force detector for detecting the force generated by the die cushion mechanism on the slide;
When the force detection value detected by the force detection unit is greater than or equal to the force command value commanded by the force command unit during the cooperative operation from mutual collision to divergence between the slide and the die cushion mechanism, A force control unit for executing force control on the servo motor;
The force command unit is a preliminary command value at the time of the collision and serves as a reference for commanding a preliminary command value lower than a target value, and the cooperative operation of the slide from the initial position with the die cushion mechanism. And an initial value setting unit to be newly set every time a press operation of one cycle until returning to the initial position is performed,
The initial value setting unit, during the one-cycle press operation of the slide, in an output stable period excluding a time of the cooperative operation of the slide and the die cushion mechanism and a predetermined time immediately after the deviation. Adopting the output value of the force detector, and setting as the initial steady value,
A control device characterized by. 前記スライドの位置を検出するスライド位置検出部をさらに具備し、前記初期値設定部は、該スライド位置検出部が検出したスライド位置検出値が、予め定めたスライド位置閾値と、前記初期位置を表わすスライド位置初期値との間にあるときの、前記力検出部の前記出力値を、前記初期定常値として採用する、請求項１に記載の制御装置。   The slide position detection unit further detects a slide position, and the initial value setting unit indicates that the slide position detection value detected by the slide position detection unit represents a predetermined slide position threshold value and the initial position. The control device according to claim 1, wherein the output value of the force detection unit when it is between the slide position initial value is adopted as the initial steady value. 前記スライドの位置を指令するスライド位置指令部をさらに具備し、前記初期値設定部は、該スライド位置指令部が指令したスライド位置指令値が、予め定めたスライド位置閾値と、前記初期位置を表わすスライド位置初期値との間にあるときの、前記力検出部の前記出力値を、前記初期定常値として採用する、請求項１に記載の制御装置。   A slide position command unit that commands the position of the slide; and the initial value setting unit indicates that the slide position command value commanded by the slide position command unit represents a predetermined slide position threshold value and the initial position. The control device according to claim 1, wherein the output value of the force detection unit when it is between the slide position initial value is adopted as the initial steady value. 前記スライドの位置を検出するスライド位置検出部をさらに具備し、前記初期値設定部は、該スライド位置検出部が検出したスライド位置検出値が、前記初期位置を表わすスライド位置初期値に等しいときの、前記力検出部の前記出力値を、前記初期定常値として採用する、請求項１に記載の制御装置。   A slide position detector that detects the position of the slide; and the initial value setting unit is configured to detect when the slide position detection value detected by the slide position detector is equal to the slide position initial value representing the initial position. The control device according to claim 1, wherein the output value of the force detection unit is adopted as the initial steady value. 前記スライドの位置を指令するスライド位置指令部をさらに具備し、前記初期値設定部は、該スライド位置指令部が指令したスライド位置指令値が、前記初期位置を表わすスライド位置初期値に等しいときの、前記力検出部の前記出力値を、前記初期定常値として採用する、請求項１に記載の制御装置。   A slide position command unit for commanding the position of the slide; and the initial value setting unit is configured such that a slide position command value commanded by the slide position command unit is equal to a slide position initial value representing the initial position. The control device according to claim 1, wherein the output value of the force detection unit is adopted as the initial steady value. 前記スライドの移動速度を検出するスライド速度検出部をさらに具備し、前記初期値設定部は、該スライド速度検出部が検出したスライド速度検出値が、前記初期位置から遠ざかる方向への前記スライドの移動を表すときの、前記力検出部の前記出力値を、前記初期定常値として採用する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の制御装置。   The slide speed detecting unit further detects a moving speed of the slide, and the initial value setting unit moves the slide in a direction in which the slide speed detection value detected by the slide speed detecting unit moves away from the initial position. The control device according to any one of claims 2 to 5, wherein the output value of the force detection unit is used as the initial steady value. 前記スライドの移動速度を指令するスライド速度指令部をさらに具備し、前記初期値設定部は、該スライド速度指令部が指令したスライド速度指令値が、前記初期位置から遠ざかる方向への前記スライドの移動を表すときの、前記力検出部の前記出力値を、前記初期定常値として採用する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の制御装置。   The slide speed command unit for commanding the moving speed of the slide is further provided, and the initial value setting unit moves the slide in a direction in which the slide speed command value commanded by the slide speed command unit moves away from the initial position. The control device according to any one of claims 2 to 5, wherein the output value of the force detection unit is used as the initial steady value. 前記スライドの移動速度を検出するスライド速度検出部をさらに具備し、前記初期値設定部は、該スライド速度検出部が検出したスライド速度検出値が、前記初期位置に近づく方向への前記スライドの移動を表すときの、前記力検出部の前記出力値を、前記初期定常値として採用する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の制御装置。   The slide speed detecting unit further detects a moving speed of the slide, and the initial value setting unit moves the slide in a direction in which the slide speed detection value detected by the slide speed detecting unit approaches the initial position. The control device according to any one of claims 2 to 5, wherein the output value of the force detection unit is used as the initial steady value. 前記スライドの移動速度を指令するスライド速度指令部をさらに具備し、前記初期値設定部は、該スライド速度指令部が指令したスライド速度指令値が、前記初期位置に近づく方向への前記スライドの移動を表すときの、前記力検出部の前記出力値を、前記初期定常値として採用する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の制御装置。   The slide speed command unit for commanding the moving speed of the slide is further provided, and the initial value setting unit moves the slide in a direction in which the slide speed command value commanded by the slide speed command unit approaches the initial position. The control device according to any one of claims 2 to 5, wherein the output value of the force detection unit is used as the initial steady value. 前記スライドの移動速度を検出するスライド速度検出部をさらに具備し、前記初期値設定部は、該スライド速度検出部が検出したスライド速度検出値が、予め定めたスライド速度閾値に比べて、より速い該スライドの該移動速度を表すときの、前記力検出部の前記出力値を、前記初期定常値として採用する、請求項１に記載の制御装置。   The slide speed detection unit further detects a moving speed of the slide, and the initial value setting unit has a slide speed detection value detected by the slide speed detection unit that is faster than a predetermined slide speed threshold value. The control device according to claim 1, wherein the output value of the force detection unit when representing the moving speed of the slide is adopted as the initial steady value. 前記スライドの移動速度を指令するスライド速度指令部をさらに具備し、前記初期値設定部は、該スライド速度指令部が指令したスライド速度指令値が、予め定めたスライド速度閾値に比べて、より速い該スライドの該移動速度を表すときの、前記力検出部の前記出力値を、前記初期定常値として採用する、請求項１に記載の制御装置。   A slide speed command unit for commanding the moving speed of the slide is further provided, and the initial value setting unit has a slide speed command value commanded by the slide speed command unit that is faster than a predetermined slide speed threshold value. The control device according to claim 1, wherein the output value of the force detection unit when representing the moving speed of the slide is adopted as the initial steady value. 前記スライドの前記１サイクルのプレス動作中、予め定めた時間に渡って前記力検出部の複数の前記出力値を記憶して保持する記憶部をさらに具備し、前記初期値設定部は、前記協働動作の間、前記力検出値が最初に前記力指令値に等しくなった時点から該予め定めた時間だけ遡ったときの、該記憶部に保持した該力検出部の該出力値を、前記初期定常値として採用する、請求項１に記載の制御装置。   A storage unit that stores and holds the plurality of output values of the force detection unit over a predetermined time during the pressing operation of the one cycle of the slide is further provided, and the initial value setting unit includes the cooperation unit. During the working operation, the output value of the force detection unit held in the storage unit when the force detection value first becomes equal to the force command value and goes back by the predetermined time, The control device according to claim 1, which is adopted as an initial steady value. 前記スライドの前記１サイクルのプレス動作中、予め定めた時間に渡って前記力検出部の複数の前記出力値を記憶して保持する記憶部をさらに具備し、前記初期値設定部は、前記協働動作の間、前記力検出値が最初に前記力指令値に等しくなった時点までの、該記憶部に保持した該力検出部の該複数の出力値の平均値を、前記初期定常値として採用する、請求項１に記載の制御装置。   A storage unit that stores and holds the plurality of output values of the force detection unit over a predetermined time during the pressing operation of the one cycle of the slide is further provided, and the initial value setting unit includes the cooperation unit. During the working operation, an average value of the plurality of output values of the force detection unit held in the storage unit until the time when the force detection value first becomes equal to the force command value is set as the initial steady value. The control device according to claim 1, which is employed. 前記スライドの前記１サイクルのプレス動作中、前記力検出値が最初に前記力指令値に等しくなった時点での該力検出値に対し、ノイズ除去処理を施すノイズ除去部をさらに具備し、前記初期値設定部は、該ノイズ除去部が該ノイズ除去処理を施した後の該力検出値を、前記出力安定期における前記力検出部の前記出力値の代わりに、前記初期定常値として採用する、請求項１に記載の制御装置。   During the one-cycle press operation of the slide, further comprising a noise removal unit that performs a noise removal process on the force detection value when the force detection value first becomes equal to the force command value, The initial value setting unit adopts the force detection value after the noise removal unit performs the noise removal processing as the initial steady value instead of the output value of the force detection unit in the output stabilization period. The control device according to claim 1. 前記初期値設定部は、前記出力安定期において前記力検出部の前記出力値を前記初期定常値として採用する時期を、外部装置から入力された信号に基づいて決定する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の制御装置。   The initial value setting unit determines a timing for adopting the output value of the force detection unit as the initial steady value in the output stable period based on a signal input from an external device. The control device according to any one of claims. プレス機械に組み込まれ、スライドの動作に対応して移動するクッションパッドと、該クッションパッドを駆動するサーボモータと、該サーボモータを制御して該クッションパッドと該スライドとの間に相関的な圧力を生じさせる制御装置とを備えるダイクッション機構において、
前記制御装置が請求項１〜１５のいずれか１項に記載の制御装置からなることを特徴とするダイクッション機構。 A cushion pad incorporated in the press machine and moved in response to the movement of the slide, a servo motor that drives the cushion pad, and a pressure that correlates between the cushion pad and the slide by controlling the servo motor. In a die cushion mechanism comprising a control device for generating
A die cushion mechanism comprising the control device according to any one of claims 1 to 15. サーボモータを駆動源としてプレス機械のスライドに対する力を生ずるダイクッション機構の制御方法であって、
前記ダイクッション機構に生じさせる力の指令値を求めるステップと、
前記ダイクッション機構が前記スライドに対して生じている力の検出値を求めるステップと、
前記スライドと前記ダイクッション機構との相互の衝突から乖離までの協働動作の間、前記力の検出値が前記力の指令値以上であるときに、前記サーボモータに対する力制御を実行するステップと、
前記衝突時の予備指令値であって目標値よりも低い予備指令値の基準となる初期定常値を、前記スライドが初期位置から前記ダイクッション機構との前記協働動作を経て該初期位置に復帰するまでの１サイクルのプレス動作を実施する度に、新たに設定するステップとを具備し、
前記初期定常値を設定する前記ステップは、前記スライドの前記１サイクルのプレス動作中、該スライドと前記ダイクッション機構との前記協働動作の時間と前記乖離の直後の予め定めた時間とを除く出力安定期における、該ダイクッション機構の力の出力値を、前記初期定常値として採用すること、
を特徴とする制御方法。 A control method of a die cushion mechanism that generates a force against a slide of a press machine using a servo motor as a drive source,
Obtaining a command value of force generated in the die cushion mechanism;
Obtaining a detection value of a force generated by the die cushion mechanism on the slide;
Executing a force control on the servomotor when the detected value of the force is equal to or greater than the command value of the force during a cooperative operation from a collision to a separation between the slide and the die cushion mechanism; ,
The initial steady value , which is the preliminary command value at the time of the collision and which is a reference for the preliminary command value lower than the target value , returns from the initial position to the initial position through the cooperative operation with the die cushion mechanism. A new setting step each time one cycle of pressing operation is performed,
The step of setting the initial steady value excludes a time of the cooperative operation of the slide and the die cushion mechanism during a press operation of the one cycle of the slide and a predetermined time immediately after the deviation. Adopting the output value of the force of the die cushion mechanism in the stable output period as the initial steady value;
A control method characterized by the above.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103648674A (en) * 2012-03-29 2014-03-19 株式会社Ihi Die cushion control device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4595017B2 (en) 2009-02-16 2010-12-08 ファナック株式会社 Servo die cushion control device
JP7381294B2 (en) 2019-10-30 2023-11-15 ファナック株式会社 A control device for a processing machine that processes a workpiece on a die cushion.

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001150040A (en) * 1999-11-25 2001-06-05 Komatsu Ltd Coining method by straight moving press

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3241803B2 (en) * 1992-06-15 2001-12-25 株式会社小松製作所 Press NC servo die cushion device
JP2812201B2 (en) * 1994-07-15 1998-10-22 トヨタ自動車株式会社 Press equipment
JP3308463B2 (en) * 1996-12-27 2002-07-29 アイダエンジニアリング株式会社 Control method of die cushion
JPH10202327A (en) * 1997-01-22 1998-08-04 Aida Eng Ltd Die cushion controller of press

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001150040A (en) * 1999-11-25 2001-06-05 Komatsu Ltd Coining method by straight moving press

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103648674A (en) * 2012-03-29 2014-03-19 株式会社Ihi Die cushion control device
CN103648674B (en) * 2012-03-29 2015-06-17 株式会社Ihi Die cushion control device

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