JP4720034B2 - Press transfer control device - Google Patents

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    • B30B15/14Control arrangements for mechanically-driven presses
    • B30B15/146Control arrangements for mechanically-driven presses for synchronising a line of presses

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレストランスファ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、プレストランスファ装置は、複数のプレスステージと、プレスされたワークを搬送するためのトランスファ装置とによって構成され、複数回にわたる連続的なプレス工程を一台の機械で実現する装置である。
【0003】
図7はサーボモータ駆動式のプレストランスファ装置の一例を示すものであって、該プレストランスファ装置の動作原理は、先ず、メインモータ1がフライホイール2を駆動し、運動エネルギーを蓄積する。フライホイール2はクラッチ(図示せず)経由で、プレスクランクシャフト4と接続され、これを駆動する。プレスクランクシャフト4は複数のプレススライド駆動機構3と接続されている。プレススライド駆動機構3には、回転運動を上下運動に変換するクランク機構が組み込まれており、プレススライド5を上下運動させる。この上下運動により、プレススライド5は下型6との間でワーク(図示せず)をプレスする。
【0004】
プレスされたワークは、プレススライド5が上昇している間に次のステージに搬送されなければならないが、これは図8に示すようなサーボ制御システムによって実現される。
【0005】
プレススライド5の上下運動は、プレスクランクシャフト4の回転運動を機械的に変換して生み出される運動であるので、プレススライド5の上下位置は、プレスクランクシャフト4の回転角度と同期している。よって、先ず、プレスクランク角度検出器7により、プレスクランクシャフト4の回転角度を検出する。プレスクランク角度検出器7には、光学式のエンコーダや磁気式のレゾルバ等のセンサが使用される。
【0006】
検出されたプレスクランクシャフト4の回転角度は、トランスファ制御装置8に送られる。トランスファ制御装置8は、ワークを搬送するための目標軌道を出力する計算装置である。トランスファ制御装置8の内部には目標軌道生成器101が内蔵されており、これにはプレスクランクシャフト4の回転角度に対応して、プレススライド5の動きと搬送装置の動きが干渉しないような目標軌道を出力する演算機能が備えられている。
【0007】
トランスファ制御装置8が出力した目標軌道は、独立した方向軸毎に、フィードモータサーボ制御装置9、リフトモータサーボ制御装置10並びにクランプモータサーボ制御装置11に送られる。
【0008】
フィードモータサーボ制御装置9は、送られてきた目標軌道に従い、フィードモータ12を駆動する。フィードモータ12は減速機13を経由して、回転−直線運動変換機14を駆動する。回転−直線運動変換機14は、ラック・ピニオン機構等によって、フィードモータ12の回転運動を直線運動に変換する。回転−直線運動変換機14の直線運動側はフィードバー15に接続されており、フィードバー15を水平前後方向に駆動する。
【0009】
同様に、リフトモータサーボ制御装置10も、送られてきた目標軌道に従い、リフトモータ16を駆動する。リフトモータ16はクランプハウジング18を駆動する。クランプハウジング18には、ラック・ピニオン機構等の回転運動を直線運動に変換する機構が内蔵されており、リフトモータ16の回転運動を直線運動に変換する。クランプハウジング18からの直線運動駆動機構もフィードバー15に接続されており、フィードバー15を垂直上下方向に駆動する。
【0010】
同様に、クランプモータサーボ制御装置11も、送られてきた目標軌道に従い、クランプモータ17を駆動する。クランプモータ17はクランプハウジング18を駆動する。クランプハウジング18には、リフト機構とは別に、回転運動を直線運動に変換する機構が内蔵されており、クランプモータ17の回転運動を直線運動に変換する。変換された直線運動駆動力は、フィードバー15を水平開閉方向に駆動する。
【0011】
図7及び図8に例示した装置は、三次元方式のプレストランスファ装置であり、一本のフィードバー15をフィード軸、リフト軸、クランプ軸の直行した三方向に動作させる。このフィードバー15の搬送軌道の一例を図示したものが図9である。
【0012】
プレススライド5が下死点を通過し、プレスの一工程が終了すると、先ず、クランプ軸がクランプ方向にフィードバー15を移動させる。フィードバー15にはワークを把持するためのツール(図示せず)が取り付けられており、クランプ方向への移動が完了した時点でプレスされたワークを把持する。把持が完了すると、フィードバー15はリフト軸をアップ方向に移動する。アップ方向への移動が完了すると、フィードバー15はフィード軸をアドバンス方向に移動する。アドバンス方向はワークをプレスの次の工程に送る方向である。アドバンス方向への移動が完了するとフィードバー15はリフト軸をダウン方向へ移動する。これは、ワークを次のプレスの下型6に置く動作である。ダウン方向への移動が完了した時点で、把持ツールがワークを離して、ワークの移動を完了する。次にフィードバー15はクランプ軸をアンクランプ方向に移動する。これは、降りて来るプレススライド5と把持ツールが干渉しないように待避する動作である。アンクランプ方向への移動が終わると、今度はフィードバー15はフィード軸をリターン方向へ移動させる。これは、次の搬送動作のために、前のプレス工程へ戻る動作である。プレススライド5はこのリターン動作中にワークのプレスを行なう。プレストランスファ装置は、プレスクランクシャフト4の角度に同期して、この一連の搬送動作を周期的に実行する。
【0013】
図9に示すようなフィードバー15の搬送軌道を実現するために、目標軌道生成器101から出力される目標軌道の一例を図10に示す。横軸が目標軌道生成器101に入力されるプレスクランクシャフト4の角度であり、縦軸が軸毎に出力される目標軌道の座標である。この角度と座標の対応づけがなされることによって、フィードバー15は、プレスクランクシャフト4の角度に同期して動作する。プレスクランクシャフト4の角度は、上死点を0度(360度)、下死点を180度として示している。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プレススライド5がワークをプレスする下死点付近では、ワークをプレスする時の衝撃により、プレスクランクシャフト4に回転方向の振動が発生する。この振動成分は機械的減衰により自然に消滅するが、プレスクランク角度が下死点を通過する時にはプレスクランク角度検出器7によって検出され、トランスファ制御装置8へ送られる。
【0015】
目標軌道生成器101に振動成分が含まれたプレスクランク角度が入力されると、出力される目標軌道にも振動成分が含まれてしまう。図10に示す目標軌道の例で説明すると、横軸のプレスクランク角度が下死点(180度)付近で振動すると、リターン動作中のフィード軸目標位置も振動することになる。
【0016】
これは、目標軌道が振動するため、フィードモータサーボ制御装置9も、フィードモータ12を振動成分に追従させるように制御してしまうためであり、フィードモータ12で発生した振動は、減速機13、回転−直線運動変換機14を経由して、フィードバー15に伝達され、最終的にはフィードバー15全体を振動させてしまうことになる。
【0017】
フィードバー15が振動すると、機構系に悪影響を与え、機械寿命の低下や、故障発生の原因となり、又、振動に伴なう騒音が発生し、周囲環境へも悪影響を及ぼすという欠点を有していた。
【0018】
一方、この種のプレスクランク角度の振動に伴う搬送機構系の振動を抑制しようとするものとして、従来、例えば、特開平11−104899号公報に開示されたようなものが存在し、これは、プレスクランク角度の信号を速度信号変換手段で速度信号に変換した後に、振動成分除去手段で振動成分を除去し、位置信号変換手段において、振動成分を除去したプレスクランク角度信号に変換するようにしたものである。
【0019】
しかしながら、特開平11−104899号公報に開示されたものにおいては、振動成分除去手段は、所定の許容値以上の大きな速度値が入力された場合に、この速度値を許容値に制限することによって振動成分を除去するようになっているため、許容値以下の速度変化の振動については除去することは困難であり、位置信号変換手段によってプレスクランク角度に変換しても振動成分を除去しきれない可能性がある。
【0020】
又、プレスクランク角度の振動の加速度成分とジャーク(加速度の微分値)成分は、速度成分が小さい場合でも大きな値になり得るが、特開平11−104899号公報に開示されたものでは速度にしか着目していないので、加速度成分やジャーク成分が大きくても除去できず、機構系に悪影響を与える可能性がある。
【0021】
よって、プレスクランク角度の振動成分の大小や周波数によらず、振動を除去可能な対策が必要とされる。
【0022】
本発明は、斯かる実情に鑑み、プレスクランク角度から振動成分を完全に除去でき、機構系が振動することによるさまざまな悪影響を予防でき、機構系寿命の向上並びに生産速度の向上を実現し得、更に振動に伴う騒音をも低減でき、周囲環境の改善にも役立つプレストランスファ制御装置を提供しようとするものである。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のプレスステージを備え、プレスクランクシャフトの回転によりプレススライドを駆動してワークをプレスし、該プレスクランクシャフトの動作と連動させて搬送用モータの目標位置を制御することにより、ワークを次のプレスステージへ搬送するようにしたプレストランスファ制御装置において、
プレスクランク角度検出器によって検出された実プレスクランク角度を微分して、プレスクランク角速度信号に変換し、変換したプレスクランク角速度信号を実プレスクランク角度位置に基づいて記憶し、その記憶内容を積分してプレスクランク角度信号に再変換し、再変換されたプレスクランク角度信号を仮想プレスクランク角度として出力する仮想プレスクランク角度生成器と、
実プレスクランク角度と仮想プレスクランク角度を、実プレスクランク角度位置に基づく重み関数の値で補正しながら合成して、振動成分を含まない合成プレスクランク角度を出力する合成プレスクランク角度出力器と、
合成プレスクランク角度を搬送用モータの目標位置に変換する目標軌道生成器と
を備えたことを特徴とするプレストランスファ制御装置にかかるものである。
【0024】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【0025】
プレスクランクシャフトの回転によりプレススライドを駆動してワークをプレスして次のプレスステージへ搬送する際には、プレスクランク角度検出器によって検出された実プレスクランク角度が、仮想プレスクランク角度生成器において微分されてプレスクランク角速度信号に変換され、変換されたプレスクランク角速度信号が実プレスクランク角度位置に基づいて記憶され、その記憶内容が積分されてプレスクランク角度信号に再変換され、再変換されたプレスクランク角度信号が仮想プレスクランク角度として合成プレスクランク角度出力器へ出力され、該合成プレスクランク角度出力器において、実プレスクランク角度と仮想プレスクランク角度が、実プレスクランク角度位置に基づく重み関数の値で補正されながら合成されて、振動成分を含まない合成プレスクランク角度が目標軌道生成器へ出力され、該目標軌道生成器において合成プレスクランク角度が搬送用モータの目標位置に変換され、これにより、プレスクランク角度から振動成分を完全に除去することが可能となり、機構系が振動しなくなる。
【0026】
前記プレストランスファ制御装置においては、プレスクランクシャフトが振動発生角度範囲で停止する場合、
仮想プレスクランク角度生成器内に、実プレスクランク角度を微分して変換したプレスクランク角速度がゼロになったことを判定する角度停止検出器を設け、プレスクランク角速度がゼロになったときに角度停止検出器から停止信号を出力し、仮想プレスクランク角度生成器内における積分動作を停止させ、仮想プレスクランク角度の変化を停止させる一方、
前記プレスクランク角速度がゼロでなくなったときに角度停止検出器からの停止信号の出力を中止し、仮想プレスクランク角度生成器内における積分動作を再開させると共に、角度停止検出器からセット信号を出力し、その瞬間のプレスクランク角速度信号を記憶しなおすよう構成することができる。
【0027】
このようにすると、プレスクランクシャフトが振動発生角度範囲で停止することが想定される場合に、仮想プレスクランク角度も停止させることが可能となり、且つ振動発生角度範囲で停止していた実プレスクランク角度が再び動き出したときに、仮想プレスクランク角度も動き出すようにすることが可能となる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0029】
図1〜図5は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図7〜図10と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図7〜図10に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図1〜図5に示す如く、
プレスクランク角度検出器7によって検出された実際のプレスクランク角度(以下、実プレスクランク角度と称す)を微分して、プレスクランク角速度信号に変換し、変換したプレスクランク角速度信号を実プレスクランク角度位置に基づいて記憶し、その記憶内容を積分してプレスクランク角度信号に再変換し、再変換されたプレスクランク角度信号を仮想プレスクランク角度として出力する仮想プレスクランク角度生成器201と、
実プレスクランク角度と仮想プレスクランク角度を、実プレスクランク角度位置に基づく重み関数の値で補正しながら合成して、振動成分を含まない合成プレスクランク角度を出力する合成プレスクランク角度出力器202と、
合成プレスクランク角度を搬送用モータ(フィードモータ12、リフトモータ16、クランプモータ17)の目標位置に変換する目標軌道生成器101と
からトランスファ制御装置208を構成するようにした点にある。
【0030】
前記仮想プレスクランク角度生成器201は、図2に示す如く、
実プレスクランク角度の振動発生角度範囲が予めセットされている角度範囲設定用メモリ301と、
該角度範囲設定用メモリ301に予めセットされている角度と実プレスクランク角度を比較し、実プレスクランク角度が振動発生角度範囲に達した瞬間にセット信号とリセット信号を出力し、振動発生角度範囲内に実プレスクランク角度が存在する時に切換信号を出力する角度比較器302と、
実プレスクランク角度を微分してプレスクランク角速度信号に変換する微分器303と、
該微分器303によって変換されたプレスクランク角速度信号を、角度比較器302からセット信号が出力された瞬間に記憶することにより、振動発生角度範囲に入る直前のプレスクランク角速度信号が記憶されるようにした角速度記憶用メモリ304と、
該角速度記憶用メモリ304から出力される振動発生角度範囲直前のプレスクランク角速度信号が入力され、角度比較器302からリセット信号が出力された瞬間に、その時の実プレスクランク角度にプリセットされ、積分動作を開始し、等角速度の角度信号を出力する積分器305と、
実プレスクランク角度と積分器305の出力が入力され、角度比較器302から切換信号が出力されている時だけ、積分器305からの出力を仮想プレスクランク角度として出力し、それ以外では、実プレスクランク角度をそのまま出力する出力切換器306と
を備えてなる構成を有している。
【0031】
又、前記合成プレスクランク角度出力器202は、図1に示す如く、
実プレスクランク角度を変数とした重み関数W1(θ)が予め設定された重み関数発生器203と、
実プレスクランク角度を変数とした重み関数W2(θ)が予め設定された重み関数発生器204と、
重み関数発生器203から出力された値と実プレスクランク角度との乗算値を求める第一乗算器205と、
重み関数発生器204から出力された値と仮想プレスクランク角度との乗算値を求める第二乗算器206と、
第一乗算器205からの出力と第二乗算器206からの出力とを加算し、合成プレスクランク角度として出力する加算器207と
を備えてなる構成を有している。
【0032】
尚、前記重み関数W1(θ),W2(θ)におけるθは実プレスクランク角度であり、重み関数W1(θ)は0≦W1(θ)≦1の範囲の値をとり、重み関数W2(θ)も0≦W2(θ)≦1の範囲の値をとるものとし、更に、このW1(θ)とW2(θ)との間には、任意のθについて、W1(θ)+W2(θ)=1の関係が成り立つようにしてあり、重み関数W1(θ),W2(θ)の一例は図4に示すようになる。
【0033】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【0034】
プレスクランクシャフト4の回転によりプレススライド5を駆動してワークをプレスして次のプレスステージへ搬送する際には、プレスクランク角度検出器7によって検出された実プレスクランク角度が、トランスファ制御装置208内の仮想プレスクランク角度生成器201と合成プレスクランク角度出力器202へ入力される。
【0035】
仮想プレスクランク角度生成器201においては、図2に示す如く、角度範囲設定用メモリ301に予めセットされている角度と実プレスクランク角度が比較され、振動発生角度範囲内に実プレスクランク角度が存在していない時には、実プレスクランク角度が出力切換器306からそのまま出力されるが、実プレスクランク角度が振動発生角度範囲に達すると、角度比較器302からセット信号が角速度記憶用メモリ304へ出力されると共に、リセット信号が積分器305へ出力され、且つ切換信号が出力切換器306へ出力され、これにより、実プレスクランク角度が微分器303で微分されてプレスクランク角速度信号に変換され、変換されたプレスクランク角速度信号が実プレスクランク角度位置に基づいて角速度記憶用メモリ304に記憶され、その記憶内容が積分器305で積分されてプレスクランク角度信号に再変換され、再変換されたプレスクランク角度信号が出力切換器306から仮想プレスクランク角度として合成プレスクランク角度出力器202(図1参照)へ出力され、前記実プレスクランク角度が振動発生角度範囲を抜けると、再び実プレスクランク角度がそのまま出力される。
【0036】
ここで、仮想プレスクランク角度は、角速度記憶用メモリ304に記憶された一定値を積分するので直線的に変化し、振動成分を含まない。
【0037】
この様子を図示したのが図3である。上のグラフに示す実プレスクランク角度には、下死点通過付近で振動が発生している。これに対して、下のグラフに示す仮想プレスクランク角度は、振動発生角度範囲内では積分器305の出力に切換わっているので、振動成分を含まない角度信号となっている。
【0038】
このように、仮想プレスクランク角度は、角速度記憶用メモリ304に記憶された振動発生角度範囲直前の実プレスクランク角速度を積分して生成されたものであるため、振動成分は含まれないが、再び実プレスクランク角度に切り換わる瞬間に、図3の下のグラフに示すような角度ずれが生じる。
【0039】
そこで、実プレスクランク角度と仮想プレスクランク角度の両方の信号から、振動成分も含まず、角度ずれも生じない合成プレスクランク角度を新たに生成するわけであるが、これは、合成プレスクランク角度出力器202によって実現される。
【0040】
合成プレスクランク角度出力器202は以下のように動作する。
【0041】
先ず、実プレスクランク角度(θ)に基づいて重み関数発生器203から出力された値と実プレスクランク角度が第一乗算器205に入力され、2つの入力値の乗算値が計算される。又、実プレスクランク角度に基づいて重み関数発生器204から出力された値と仮想プレスクランク角度が第二乗算器206に入力され、2つの入力値の乗算値が計算される。第一乗算器205と第二乗算器206の計算結果は加算器207に入力されて加算され、演算結果は合成プレスクランク角度として合成プレスクランク角度出力器202から出力される。
【0042】
ここで、合成プレスクランク角度をY、実プレスクランク角度をX1、仮想プレスクランク角度をX2とすると、合成プレスクランク角度出力器202の値は
【数1】
Y=W1(X1)×X1+W2(X1)×X2
という式で表される。
【0043】
図4に示す重み関数W1(θ),W2(θ)の場合を例として説明する。実プレスクランク角度がA区間の角度であった場合、
【数2】
W1(θ)=1、W2(θ)=0
であるので、合成プレスクランク角度Yは、
【数3】
Y=1×X1+0×X2=X1
となり、実プレスクランク角度に等しい。実プレスクランク角度がB区間の場合は、
【数4】
W1(θ)=1→0、W2(θ)=0→1
と変化し、合成プレスクランク角度Yは、
【数5】
Y=X1→X2
というように、実プレスクランク角度から、次第に仮想プレスクランク角度に変化して行く。実プレスクランク角度がC区間の場合は、
【数6】
W1(θ)=0、W2(θ)=1
であるので、合成プレスクランク角度Yは、
【数7】
Y=0×X1+1×X2=X2
となり、仮想プレスクランク角度に等しい。実プレスクランク角度がD区間の場合は、
【数8】
W1(θ)=0→1、W2(θ)=1→0
となり、合成プレスクランク角度Yは、
【数9】
Y=X2→X1
というように、仮想プレスクランク角度から実プレスクランク角度に徐々に戻って行く。実プレスクランク角度がE区間の場合は、
【数10】
W1(θ)=1、W2(θ)=0
であり、合成プレスクランク角度Yは、
【数11】
Y=1×X1+0×X2=X1
となり、再び実プレスクランク角度と等しくなる。
【0044】
ここで、図4に示すC区間を振動発生角度範囲に含まれるように割り当てることにより、実プレスクランク角度が振動しても、合成プレスクランク角度は仮想プレスクランク角度に等しく、振動成分を含まないものとなる。また、D区間とE区間の境界角度を仮想プレスクランク角度生成器201の角度比較器302からの「切換信号」の出力が終了される角度と一致するように設定すると、実プレスクランク角度と仮想プレスクランク角度の角度ずれが発生する部分では、合成プレスクランク角度として実プレスクランク角度と等しい値が出力されるようになる。
【0045】
図5は合成プレスクランク角度の例を示すものであって、この合成プレスクランク角度は、図3に示す実プレスクランク角度と仮想プレスクランク角度から、図4に示す重み関数を使用して生成されたものであり、実プレスクランク角度に含まれる振動成分も、仮想プレスクランク角度で発生する角度ずれも、合成プレスクランク角度では発生していないことがわかる。
【0046】
上述のように求められた合成プレスクランク角度は、目標軌道生成器101に入力されるが、入力信号に振動成分が含まれないため、目標軌道生成器101が出力する目標軌道にも振動は含まれなくなり、目標軌道生成器101の出力はそのままトランスファ制御装置208の出力となる。
【0047】
トランスファ制御装置208から出力された目標軌道は、独立した方向軸毎に、フィードモータサーボ制御装置9、リフトモータサーボ制御装置10並びにクランプモータサーボ制御装置11に送られる。
【0048】
フィードモータサーボ制御装置9は、送られてきた目標軌道に従い、フィードモータ12を駆動し、該フィードモータ12は減速機13を経由して、回転−直線運動変換機14を駆動し、該回転−直線運動変換機14は、ラック・ピニオン機構等によって、フィードモータ12の回転運動を直線運動に変換し、フィードバー15を水平前後方向に駆動するが、フィードモータサーボ制御装置9への目標軌道に振動成分が含まれていないため、フィードモータ12の動きには振動が発生せず、該フィードモータ12によって駆動される機構系には振動が発生しなくなり、フィードバー15にも振動が発生しなくなる。
【0049】
尚、同様に、リフトモータサーボ制御装置10も、送られてきた目標軌道に従い、リフトモータ16を駆動し、該リフトモータ16はクランプハウジング18を駆動し、該クランプハウジング18は、ラック・ピニオン機構等によって、リフトモータ16の回転運動を直線運動に変換し、フィードバー15を垂直上下方向に駆動する一方、クランプモータサーボ制御装置11も、送られてきた目標軌道に従い、クランプモータ17を駆動し、該クランプモータ17はクランプハウジング18を駆動し、該クランプハウジング18は、リフト機構とは別の機構によって、クランプモータ17の回転運動を直線運動に変換し、フィードバー15を水平開閉方向に駆動する。
【0050】
こうして、プレスクランク角度から振動成分を完全に除去でき、機構系が振動することによるさまざまな悪影響を予防でき、機構系寿命の向上並びに生産速度の向上を実現し得、更に振動に伴う騒音をも低減でき、周囲環境の改善にも役立つ。
【0051】
以上の図示例はプレスが連続的に運転され、プレスクランクシャフト4が下死点付近(振動発生角度範囲)で停止することが無い場合を想定しているが、プレスクランクシャフト4が下死点付近(振動発生角度範囲)で停止することが想定される場合の仮想プレスクランク角度生成器201の例を図6に示す。
【0052】
プレスクランクシャフト4が急停止した場合は、実プレスクランク角度も急停止する。停止した角度が振動発生角度範囲の場合は、仮想プレスクランク角度も停止させる必要がある。実プレスクランク角度が停止したことを検出するのが角度停止検出器307である。角度停止検出器307には、実プレスクランク角度を微分器303で速度信号に変換した値が入力される。角度停止検出器307には速度がゼロになったことを判定するための最小設定値がセットされており、この値以下に速度信号が低下した場合に、停止信号を出力する。停止信号は積分器305に入力され、停止信号が入力されている間、積分器305は積分動作を停止する。積分動作が停止すると、積分器の出力は一定値となり、仮想プレスクランク角度は変化しなくなる。
【0053】
振動発生角度範囲で停止していた実プレスクランク角度が再び動き出した場合には、仮想プレスクランク角度も動き出す必要がある。角度停止検出器307に入力される速度信号値が、速度ゼロを判定するための最小設定値以上になった場合は、停止信号の出力が中止され、積分器305の積分動作が再開される。又、プレス運転再開後の実プレスクランク角度の角速度は停止前の速度と異なっている可能性があるので、積分動作再開と同時に角度停止検出器307から角速度記憶用メモリ304に対してセット信号を出力する。角速度記憶用メモリ304は、セット信号が入力された瞬間の速度値を記憶しなおす。
【0054】
尚、プレス運転再開後に角度停止検出器307から出力されるセット信号の出力方法は、プレスクランク角度の速度変化により細かく対応させることも可能である。例えば、プレス運転再開後の実プレスクランク角度は一定の速度で変化するのではなく、加速度的に速度を増加させていく。そのため、プレス運転再開直後に記憶された速度信号を積分して仮想プレスクランク角度を生成し続けると、実プレスクランク角度との誤差が大きくなる。これを防止するため、実プレスクランク角度が下死点を通過するまでは、角度停止検出器307からセット信号を短い周期で出力し、実プレスクランク角度の速度変化に仮想プレスクランク角度を追従させるようにしてもよい。
【0055】
これにより、プレスクランクシャフト4が下死点付近(振動発生角度範囲)で停止することが想定される場合に、仮想プレスクランク角度も停止させることができ、且つ振動発生角度範囲で停止していた実プレスクランク角度が再び動き出したときに、仮想プレスクランク角度も動き出すようにすることができる。
【0056】
尚、本発明のプレストランスファ制御装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0057】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項1記載のプレストランスファ制御装置によれば、記憶した速度成分データから新しく仮想プレスクランク角度信号を生成するため、プレスクランク角度から振動成分を完全に除去でき、機構系が振動することによるさまざまな悪影響を予防でき、機構系寿命の向上並びに生産速度の向上を実現し得、更に振動に伴う騒音をも低減でき、周囲環境の改善にも役立つという優れた効果を奏し得、又、本発明の請求項2記載のプレストランスファ制御装置によれば、上記効果に加え更に、プレスクランクシャフトが振動発生角度範囲で停止することが想定される場合に、仮想プレスクランク角度も停止させることができ、且つ振動発生角度範囲で停止していた実プレスクランク角度が再び動き出したときに、仮想プレスクランク角度も動き出すようにすることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例の構成図である。
【図2】本発明を実施する形態の一例における仮想プレスクランク角度生成器のブロック図である。
【図3】本発明を実施する形態の一例における仮想プレスクランク角度生成器によって出力される仮想プレスクランク角度を表わす線図である。
【図4】本発明を実施する形態の一例における合成プレスクランク角度出力器に設定される重み関数を表わす線図である。
【図5】本発明を実施する形態の一例における合成プレスクランク角度出力器によって出力される合成プレスクランク角度を表わす線図である。
【図6】下死点付近でのプレスクランク角度停止に対応した仮想プレスクランク角度生成器のブロック図である。
【図7】サーボモータ駆動式のプレストランスファ装置の全体構成図である。
【図8】従来のプレストランスファ制御装置の一例を表わす構成図である。
【図9】三次元方式のプレストランスファ装置のワーク搬送軌道の一例を表わす図である。
【図10】図9の軌道を実現するために目標軌道生成器によって出力される目標軌道の一例を表わす線図である。
【符号の説明】
1 メインモータ
4 プレスクランクシャフト
5 プレススライド
7 プレスクランク角度検出器
9 フィードモータサーボ制御装置
10 リフトモータサーボ制御装置
11 クランプモータサーボ制御装置
12 フィードモータ(搬送用モータ)
15 フィードバー
16 リフトモータ(搬送用モータ)
17 クランプモータ(搬送用モータ)
101 目標軌道生成器
201 仮想プレスクランク角度生成器
202 合成プレスクランク角度出力器
203 重み関数発生器
204 重み関数発生器
205 第一乗算器
206 第二乗算器
207 加算器
208 トランスファ制御装置
301 角度範囲設定用メモリ
302 角度比較器
303 微分器
304 角速度記憶用メモリ
305 積分器
306 出力切換器
307 角度停止検出器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a press transfer control device.
[0002]
[Prior art]
In general, a press transfer device is configured by a plurality of press stages and a transfer device for conveying a pressed workpiece, and is a device that realizes a plurality of continuous pressing processes with a single machine.
[0003]
FIG. 7 shows an example of a servomotor-driven press transfer device. The operation principle of the press transfer device is that the main motor 1 first drives the flywheel 2 to accumulate kinetic energy. The flywheel 2 is connected to the press crankshaft 4 via a clutch (not shown) and drives it. The press crankshaft 4 is connected to a plurality of press slide drive mechanisms 3. The press slide drive mechanism 3 incorporates a crank mechanism that converts rotational motion into vertical motion, and moves the press slide 5 up and down. By this vertical movement, the press slide 5 presses a workpiece (not shown) with the lower die 6.
[0004]
The pressed work must be conveyed to the next stage while the press slide 5 is raised, which is realized by a servo control system as shown in FIG.
[0005]
Since the vertical movement of the press slide 5 is a movement generated by mechanically converting the rotational movement of the press crankshaft 4, the vertical position of the press slide 5 is synchronized with the rotational angle of the press crankshaft 4. Therefore, first, the rotation angle of the press crankshaft 4 is detected by the press crank angle detector 7. The press crank angle detector 7 uses a sensor such as an optical encoder or a magnetic resolver.
[0006]
The detected rotation angle of the press crankshaft 4 is sent to the transfer control device 8. The transfer control device 8 is a calculation device that outputs a target trajectory for transporting a workpiece. A target trajectory generator 101 is built in the transfer control device 8, and the target trajectory does not interfere with the movement of the press slide 5 and the movement of the conveying device corresponding to the rotation angle of the press crankshaft 4. Arithmetic function to output the trajectory is provided.
[0007]
The target trajectory output by the transfer control device 8 is sent to the feed motor servo control device 9, the lift motor servo control device 10, and the clamp motor servo control device 11 for each independent direction axis.
[0008]
The feed motor servo control device 9 drives the feed motor 12 according to the sent target trajectory. The feed motor 12 drives the rotary-linear motion converter 14 via the speed reducer 13. The rotation-linear motion converter 14 converts the rotational motion of the feed motor 12 into linear motion by a rack and pinion mechanism or the like. The linear motion side of the rotation-linear motion converter 14 is connected to the feed bar 15 and drives the feed bar 15 in the horizontal front-rear direction.
[0009]
Similarly, the lift motor servo control device 10 drives the lift motor 16 in accordance with the sent target trajectory. The lift motor 16 drives the clamp housing 18. The clamp housing 18 has a built-in mechanism for converting a rotational motion such as a rack and pinion mechanism into a linear motion, and converts the rotational motion of the lift motor 16 into a linear motion. A linear motion drive mechanism from the clamp housing 18 is also connected to the feed bar 15 and drives the feed bar 15 vertically and vertically.
[0010]
Similarly, the clamp motor servo control device 11 drives the clamp motor 17 in accordance with the sent target trajectory. The clamp motor 17 drives the clamp housing 18. In addition to the lift mechanism, the clamp housing 18 incorporates a mechanism that converts rotational motion into linear motion, and converts the rotational motion of the clamp motor 17 into linear motion. The converted linear motion driving force drives the feed bar 15 in the horizontal opening and closing direction.
[0011]
The apparatus illustrated in FIGS. 7 and 8 is a three-dimensional press transfer apparatus, and operates a single feed bar 15 in three directions orthogonal to a feed shaft, a lift shaft, and a clamp shaft. FIG. 9 shows an example of the transport path of the feed bar 15.
[0012]
When the press slide 5 passes the bottom dead center and one press process is completed, first, the clamp shaft moves the feed bar 15 in the clamping direction. A tool (not shown) for gripping the workpiece is attached to the feed bar 15 and grips the pressed workpiece when the movement in the clamping direction is completed. When gripping is completed, the feed bar 15 moves the lift shaft in the up direction. When the movement in the up direction is completed, the feed bar 15 moves the feed shaft in the advance direction. The advance direction is a direction in which the workpiece is sent to the next process of the press. When the movement in the advance direction is completed, the feed bar 15 moves the lift shaft in the down direction. This is an operation of placing the workpiece on the lower die 6 of the next press. When the movement in the down direction is completed, the gripping tool releases the workpiece and completes the movement of the workpiece. Next, the feed bar 15 moves the clamp shaft in the unclamping direction. This is an operation for retracting the press slide 5 and the gripping tool so as not to interfere with each other. When the movement in the unclamping direction is finished, the feed bar 15 now moves the feed shaft in the return direction. This is an operation of returning to the previous pressing step for the next transport operation. The press slide 5 presses the workpiece during this return operation. The press transfer device periodically executes this series of conveying operations in synchronization with the angle of the press crankshaft 4.
[0013]
FIG. 10 shows an example of the target trajectory output from the target trajectory generator 101 in order to realize the transport trajectory of the feed bar 15 as shown in FIG. The horizontal axis is the angle of the press crankshaft 4 input to the target trajectory generator 101, and the vertical axis is the coordinates of the target trajectory output for each axis. By associating the angles with the coordinates, the feed bar 15 operates in synchronization with the angle of the press crankshaft 4. The angles of the press crankshaft 4 are shown with the top dead center being 0 degrees (360 degrees) and the bottom dead center being 180 degrees.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the vicinity of the bottom dead center where the press slide 5 presses the workpiece, vibration in the rotational direction is generated in the press crankshaft 4 due to an impact when the workpiece is pressed. This vibration component naturally disappears due to mechanical damping, but when the press crank angle passes the bottom dead center, it is detected by the press crank angle detector 7 and sent to the transfer control device 8.
[0015]
When a press crank angle including a vibration component is input to the target trajectory generator 101, the output target trajectory also includes a vibration component. In the example of the target trajectory shown in FIG. 10, when the press crank angle on the horizontal axis vibrates near the bottom dead center (180 degrees), the feed shaft target position during the return operation also vibrates.
[0016]
This is because the target trajectory vibrates, and the feed motor servo control device 9 also controls the feed motor 12 to follow the vibration component. The vibration generated in the feed motor 12 is caused by the speed reducer 13, This is transmitted to the feed bar 15 via the rotation-linear motion converter 14, and finally the entire feed bar 15 is vibrated.
[0017]
When the feed bar 15 vibrates, the mechanical system is adversely affected, resulting in a decrease in the mechanical life and the occurrence of a failure. In addition, there is a disadvantage that noise accompanying the vibration is generated and adversely affects the surrounding environment. It was.
[0018]
On the other hand, as a method for suppressing the vibration of the transport mechanism system accompanying the vibration of this kind of press crank angle, there is a conventional one disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-104899, After converting the signal of the press crank angle into the speed signal by the speed signal converting means, the vibration component is removed by the vibration component removing means, and the position signal converting means is converted to the press crank angle signal from which the vibration component is removed. Is.
[0019]
However, in the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-104899, the vibration component removing means limits the speed value to an allowable value when a large speed value greater than a predetermined allowable value is input. Since the vibration component is removed, it is difficult to remove the vibration of the speed change below the allowable value, and even if it is converted into the press crank angle by the position signal conversion means, the vibration component cannot be completely removed. there is a possibility.
[0020]
Also, the acceleration component and jerk (acceleration differential value) component of the press crank angle vibration can be large values even when the velocity component is small, but the one disclosed in JP-A-11-104899 is limited to the velocity. Since no attention is paid, even if the acceleration component or the jerk component is large, it cannot be removed, which may adversely affect the mechanical system.
[0021]
Therefore, it is necessary to take measures to remove the vibration regardless of the magnitude and frequency of the vibration component of the press crank angle.
[0022]
In view of such circumstances, the present invention can completely remove the vibration component from the press crank angle, prevent various adverse effects caused by the vibration of the mechanical system, and improve the mechanical system life and the production speed. Furthermore, the present invention is intended to provide a press transfer control device that can reduce noise caused by vibration and is also useful for improving the surrounding environment.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a plurality of press stages, drives a press slide by rotation of a press crankshaft to press a workpiece, and controls a target position of a conveyance motor in conjunction with the operation of the press crankshaft. In the press transfer control device designed to transport the workpiece to the next press stage,
The actual press crank angle detected by the press crank angle detector is differentiated and converted into a press crank angular velocity signal, the converted press crank angular velocity signal is stored based on the actual press crank angular position, and the stored contents are integrated. A virtual press crank angle generator that reconverts the press crank angle signal and outputs the reconverted press crank angle signal as a virtual press crank angle;
A combined press crank angle output device that combines the actual press crank angle and the virtual press crank angle while correcting with the value of the weight function based on the actual press crank angle position, and outputs a combined press crank angle that does not include a vibration component;
A target trajectory generator for converting the combined press crank angle into the target position of the conveying motor;
The present invention relates to a press transfer control device characterized by comprising:
[0024]
According to the above means, the following operation can be obtained.
[0025]
When the press slide is driven by the rotation of the press crankshaft to press the workpiece and convey it to the next press stage, the actual press crank angle detected by the press crank angle detector is determined by the virtual press crank angle generator. Differentiated and converted into a press crank angular velocity signal, the converted press crank angular velocity signal is stored based on the actual press crank angular position, the stored content is integrated, reconverted into a press crank angle signal, and reconverted A press crank angle signal is output as a virtual press crank angle to a composite press crank angle output device, where the actual press crank angle and the virtual press crank angle are represented by a weight function based on the actual press crank angle position. The image is synthesized while being corrected with the The composite press crank angle that does not include the component is output to the target trajectory generator, where the composite press crank angle is converted into the target position of the conveying motor, and thus the vibration component is completely removed from the press crank angle. It can be removed, and the mechanical system does not vibrate.
[0026]
In the press transfer control device, when the press crankshaft stops in the vibration generation angle range,
In the virtual press crank angle generator, an angle stop detector is provided to determine that the press crank angular velocity obtained by differentiating and converting the actual press crank angle is zero, and the angular stop is detected when the press crank angular velocity becomes zero. While outputting a stop signal from the detector, the integration operation in the virtual press crank angle generator is stopped, and the change of the virtual press crank angle is stopped,
When the press crank angular velocity is no longer zero, the stop signal output from the angle stop detector is stopped, the integration operation in the virtual press crank angle generator is restarted, and the set signal is output from the angle stop detector. The press crank angular velocity signal at that moment can be stored again.
[0027]
In this way, when it is assumed that the press crankshaft stops within the vibration generation angle range, the virtual press crank angle can be stopped and the actual press crank angle stopped within the vibration generation angle range. When it starts to move again, the virtual press crank angle can also start to move.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0029]
1 to 5 show an example of an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 7 to 10 denote the same components, and the basic configuration is shown in FIGS. Although it is the same as the conventional one shown in FIG. 10, the features of this illustrated example are as shown in FIGS.
The actual press crank angle detected by the press crank angle detector 7 (hereinafter referred to as the actual press crank angle) is differentiated and converted into a press crank angular velocity signal, and the converted press crank angular velocity signal is converted into the actual press crank angle position. A virtual press crank angle generator 201 that integrates the stored content and reconverts it into a press crank angle signal, and outputs the reconverted press crank angle signal as a virtual press crank angle;
A combined press crank angle output unit 202 that combines the actual press crank angle and the virtual press crank angle while correcting the actual press crank angle with a value of a weight function based on the actual press crank angle position, and outputs a combined press crank angle that does not include a vibration component; ,
A target trajectory generator 101 for converting the combined press crank angle into a target position of a transport motor (feed motor 12, lift motor 16, clamp motor 17);
Therefore, the transfer control device 208 is configured.
[0030]
The virtual press crank angle generator 201 is, as shown in FIG.
An angle range setting memory 301 in which the vibration generation angle range of the actual press crank angle is preset,
The angle preset in the angle range setting memory 301 is compared with the actual press crank angle, and a set signal and a reset signal are output at the moment when the actual press crank angle reaches the vibration generation angle range. An angle comparator 302 for outputting a switching signal when an actual press crank angle exists in
A differentiator 303 for differentiating an actual press crank angle and converting it into a press crank angular velocity signal;
By storing the press crank angular velocity signal converted by the differentiator 303 at the moment when the set signal is output from the angle comparator 302, the press crank angular velocity signal immediately before entering the vibration generation angle range is stored. The angular velocity storage memory 304,
The press crank angular velocity signal immediately before the vibration generation angle range output from the angular velocity storage memory 304 is input, and at the moment when the reset signal is output from the angle comparator 302, the actual press crank angle at that time is preset and integration operation is performed. An integrator 305 for outputting an angle signal of an equiangular velocity,
Only when the actual press crank angle and the output of the integrator 305 are input and the switching signal is output from the angle comparator 302, the output from the integrator 305 is output as a virtual press crank angle, otherwise, the actual press crank angle is output. An output switch 306 that outputs the crank angle as it is;
It has the structure which comprises.
[0031]
Further, the synthetic press crank angle output device 202 is, as shown in FIG.
A weighting function generator 203 in which a weighting function W1 (θ) with the actual press crank angle as a variable is preset;
A weighting function generator 204 in which a weighting function W2 (θ) with the actual press crank angle as a variable is preset;
A first multiplier 205 for determining a product of the value output from the weight function generator 203 and the actual press crank angle;
A second multiplier 206 for obtaining a product of the value output from the weight function generator 204 and the virtual press crank angle;
An adder 207 that adds the output from the first multiplier 205 and the output from the second multiplier 206 and outputs the result as a combined press crank angle;
It has the structure which comprises.
[0032]
In the weight functions W1 (θ) and W2 (θ), θ is an actual press crank angle, and the weight function W1 (θ) takes a value in the range of 0 ≦ W1 (θ) ≦ 1, and the weight function W2 ( θ) also takes a value in the range of 0 ≦ W2 (θ) ≦ 1, and between this W1 (θ) and W2 (θ), for any θ, W1 (θ) + W2 (θ ) = 1, and an example of the weight functions W1 (θ) and W2 (θ) is as shown in FIG.
[0033]
Next, the operation of the illustrated example will be described.
[0034]
When the press slide 5 is driven by the rotation of the press crankshaft 4 to press the workpiece and convey it to the next press stage, the actual press crank angle detected by the press crank angle detector 7 is the transfer control device 208. The virtual press crank angle generator 201 and the composite press crank angle output unit 202 are input.
[0035]
In the virtual press crank angle generator 201, as shown in FIG. 2, the angle preset in the angle range setting memory 301 is compared with the actual press crank angle, and the actual press crank angle exists within the vibration generation angle range. When the actual press crank angle reaches the vibration generation angle range, the set signal is output from the angle comparator 302 to the angular velocity storage memory 304. In addition, the reset signal is output to the integrator 305 and the switching signal is output to the output switching unit 306, whereby the actual press crank angle is differentiated by the differentiator 303 to be converted into a press crank angular velocity signal. Based on the actual press crank angular position, the press crank angular speed signal is stored in the angular speed storage memory 3 4, the stored contents are integrated by the integrator 305 and reconverted into a press crank angle signal, and the reconverted press crank angle signal is output from the output switch 306 as a virtual press crank angle to a combined press crank angle output device. When the actual press crank angle is out of the vibration generation angle range, the actual press crank angle is output again as it is.
[0036]
Here, the virtual press crank angle is integrated linearly with the constant value stored in the angular velocity storage memory 304 and thus changes linearly and does not include a vibration component.
[0037]
This is illustrated in FIG. In the actual press crank angle shown in the upper graph, vibration occurs near the bottom dead center. On the other hand, the virtual press crank angle shown in the lower graph is an angle signal that does not include a vibration component because it is switched to the output of the integrator 305 within the vibration generation angle range.
[0038]
As described above, the virtual press crank angle is generated by integrating the actual press crank angular velocity immediately before the vibration generation angle range stored in the angular velocity storage memory 304, and therefore does not include a vibration component. At the moment of switching to the actual press crank angle, an angle shift as shown in the lower graph of FIG. 3 occurs.
[0039]
Therefore, a composite press crank angle that does not include vibration components and does not cause an angle shift is generated from both the actual press crank angle and the virtual press crank angle signals. Implemented by the vessel 202.
[0040]
The combined press crank angle output unit 202 operates as follows.
[0041]
First, the value output from the weight function generator 203 and the actual press crank angle based on the actual press crank angle (θ) and the actual press crank angle are input to the first multiplier 205, and a multiplication value of two input values is calculated. Further, the value output from the weight function generator 204 based on the actual press crank angle and the virtual press crank angle are input to the second multiplier 206, and the product of the two input values is calculated. The calculation results of the first multiplier 205 and the second multiplier 206 are input to the adder 207 and added, and the calculation result is output from the combined press crank angle output unit 202 as a combined press crank angle.
[0042]
Here, when the combined press crank angle is Y, the actual press crank angle is X1, and the virtual press crank angle is X2, the value of the combined press crank angle output unit 202 is
[Expression 1]
Y = W1 (X1) × X1 + W2 (X1) × X2
It is expressed by the formula.
[0043]
The case of the weight functions W1 (θ) and W2 (θ) shown in FIG. 4 will be described as an example. When the actual press crank angle is the angle of section A,
[Expression 2]
W1 (θ) = 1, W2 (θ) = 0
Therefore, the composite press crank angle Y is
[Equation 3]
Y = 1 × X1 + 0 × X2 = X1
And equal to the actual press crank angle. When the actual press crank angle is B section,
[Expression 4]
W1 (θ) = 1 → 0, W2 (θ) = 0 → 1
The composite press crank angle Y is
[Equation 5]
Y = X1 → X2
Thus, the actual press crank angle gradually changes to the virtual press crank angle. When the actual press crank angle is C section,
[Formula 6]
W1 (θ) = 0, W2 (θ) = 1
Therefore, the composite press crank angle Y is
[Expression 7]
Y = 0 × X1 + 1 × X2 = X2
And is equal to the virtual press crank angle. When the actual press crank angle is D section,
[Equation 8]
W1 (θ) = 0 → 1, W2 (θ) = 1 → 0
The composite press crank angle Y is
[Equation 9]
Y = X2 → X1
Thus, the virtual press crank angle gradually returns to the actual press crank angle. When the actual press crank angle is E section,
[Expression 10]
W1 (θ) = 1, W2 (θ) = 0
And the composite press crank angle Y is
## EQU11 ##
Y = 1 × X1 + 0 × X2 = X1
It becomes equal to the actual press crank angle again.
[0044]
Here, by assigning the section C shown in FIG. 4 to be included in the vibration generation angle range, even if the actual press crank angle vibrates, the combined press crank angle is equal to the virtual press crank angle and does not include the vibration component. It will be a thing. Further, if the boundary angle between the D section and the E section is set to coincide with the angle at which the output of the “switching signal” from the angle comparator 302 of the virtual press crank angle generator 201 is finished, the actual press crank angle and virtual In a portion where the press crank angle shift occurs, a value equal to the actual press crank angle is output as the combined press crank angle.
[0045]
FIG. 5 shows an example of the composite press crank angle. This composite press crank angle is generated from the actual press crank angle and the virtual press crank angle shown in FIG. 3 using the weight function shown in FIG. Thus, it can be seen that neither the vibration component included in the actual press crank angle nor the angular deviation generated at the virtual press crank angle occurs at the combined press crank angle.
[0046]
The composite press crank angle obtained as described above is input to the target trajectory generator 101. However, since the input signal does not include a vibration component, the target trajectory output by the target trajectory generator 101 includes vibration. Thus, the output of the target trajectory generator 101 becomes the output of the transfer control device 208 as it is.
[0047]
The target trajectory output from the transfer control device 208 is sent to the feed motor servo control device 9, the lift motor servo control device 10, and the clamp motor servo control device 11 for each independent direction axis.
[0048]
The feed motor servo control device 9 drives the feed motor 12 in accordance with the sent target trajectory, and the feed motor 12 drives the rotation-linear motion converter 14 via the speed reducer 13 to rotate the rotation- The linear motion converter 14 converts the rotational motion of the feed motor 12 into linear motion by a rack and pinion mechanism or the like, and drives the feed bar 15 in the horizontal front-rear direction. Since no vibration component is included, the movement of the feed motor 12 does not generate vibration, the mechanism system driven by the feed motor 12 does not generate vibration, and the feed bar 15 also does not generate vibration. .
[0049]
Similarly, the lift motor servo controller 10 drives the lift motor 16 in accordance with the sent target trajectory, the lift motor 16 drives the clamp housing 18, and the clamp housing 18 has a rack and pinion mechanism. The rotary motion of the lift motor 16 is converted into a linear motion by, for example, and the feed bar 15 is driven in the vertical vertical direction, while the clamp motor servo control device 11 also drives the clamp motor 17 according to the sent target trajectory. The clamp motor 17 drives the clamp housing 18, and the clamp housing 18 converts the rotational motion of the clamp motor 17 into a linear motion by a mechanism different from the lift mechanism, and drives the feed bar 15 in the horizontal opening and closing direction. To do.
[0050]
In this way, the vibration component can be completely removed from the press crank angle, various adverse effects due to the vibration of the mechanical system can be prevented, the life of the mechanical system can be improved, the production speed can be improved, and the noise caused by the vibration can be reduced. It can be reduced and helps to improve the surrounding environment.
[0051]
The above illustrated example assumes that the press is operated continuously and the press crankshaft 4 does not stop near the bottom dead center (vibration generation angle range). FIG. 6 shows an example of the virtual press crank angle generator 201 when it is assumed that the vehicle stops in the vicinity (vibration generation angle range).
[0052]
When the press crankshaft 4 stops suddenly, the actual press crank angle also stops suddenly. When the stopped angle is within the vibration generation angle range, it is necessary to stop the virtual press crank angle. The angle stop detector 307 detects that the actual press crank angle has stopped. A value obtained by converting the actual press crank angle into a speed signal by the differentiator 303 is input to the angle stop detector 307. The angle stop detector 307 is set with a minimum set value for determining that the speed has become zero. When the speed signal drops below this value, a stop signal is output. The stop signal is input to the integrator 305, and the integrator 305 stops the integration operation while the stop signal is input. When the integration operation stops, the output of the integrator becomes a constant value, and the virtual press crank angle does not change.
[0053]
When the actual press crank angle that has been stopped in the vibration generation angle range starts to move again, the virtual press crank angle must also start to move. When the speed signal value input to the angle stop detector 307 is equal to or greater than the minimum set value for determining zero speed, the output of the stop signal is stopped and the integration operation of the integrator 305 is restarted. In addition, since the angular speed of the actual press crank angle after restarting the press operation may be different from the speed before stoppage, a set signal is sent from the angular stop detector 307 to the angular speed storage memory 304 simultaneously with the restart of the integration operation. Output. The angular velocity storage memory 304 stores the velocity value at the moment when the set signal is input again.
[0054]
Note that the output method of the set signal output from the angle stop detector 307 after the press operation has been resumed can be finely handled by changing the speed of the press crank angle. For example, the actual press crank angle after resuming the press operation does not change at a constant speed, but increases the speed at an accelerated speed. Therefore, if the virtual press crank angle is continuously generated by integrating the speed signal stored immediately after restarting the press operation, an error from the actual press crank angle increases. In order to prevent this, until the actual press crank angle passes through the bottom dead center, a set signal is output from the angle stop detector 307 in a short cycle so that the virtual press crank angle follows the speed change of the actual press crank angle. You may do it.
[0055]
As a result, when the press crankshaft 4 is assumed to stop near the bottom dead center (vibration generation angle range), the virtual press crank angle can also be stopped and stopped within the vibration generation angle range. When the actual press crank angle starts to move again, the virtual press crank angle can also start to move.
[0056]
It should be noted that the press transfer control device of the present invention is not limited to the illustrated example described above, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the press transfer control device according to the first aspect of the present invention, since the virtual press crank angle signal is newly generated from the stored speed component data, the vibration component can be completely removed from the press crank angle. , Which can prevent various adverse effects due to vibration of the mechanical system, can improve the mechanical system life and production speed, can also reduce the noise caused by vibration, and also helps to improve the surrounding environment According to the press transfer control device according to claim 2 of the present invention, in addition to the above-described effect, when the press crankshaft is assumed to stop within the vibration generation angle range, the virtual press When the crank angle can also be stopped and the actual press crank angle that has been stopped in the vibration generation angle range starts to move again, An excellent effect can be made to be start moving the press crank angle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an example of an embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a virtual press crank angle generator in an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram representing a virtual press crank angle output by a virtual press crank angle generator according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram representing a weight function set in a combined press crank angle output device in an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a combined press crank angle output by a combined press crank angle output device according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a virtual press crank angle generator corresponding to a press crank angle stop near the bottom dead center.
FIG. 7 is an overall configuration diagram of a servomotor-driven press transfer device.
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a conventional press transfer control device.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a workpiece conveyance track of a three-dimensional press transfer apparatus.
10 is a diagram representing an example of a target trajectory output by a target trajectory generator to realize the trajectory of FIG. 9. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Main motor
4 Press crankshaft
5 Press slide
7 Press crank angle detector
9 Feed motor servo controller
10 Lift motor servo controller
11 Clamp motor servo controller
12 Feed motor (transport motor)
15 Feed bar
16 Lift motor (transport motor)
17 Clamp motor (Conveyor motor)
101 Target trajectory generator
201 Virtual press crank angle generator
202 Synthetic press crank angle output device
203 Weight function generator
204 Weight function generator
205 first multiplier
206 Second multiplier
207 Adder
208 Transfer control device
301 Angle range setting memory
302 Angle comparator
303 Differentiator
304 Memory for storing angular velocity
305 integrator
306 Output selector
307 Angular stop detector

Claims (2)

複数のプレスステージを備え、プレスクランクシャフトの回転によりプレススライドを駆動してワークをプレスし、該プレスクランクシャフトの動作と連動させて搬送用モータの目標位置を制御することにより、ワークを次のプレスステージへ搬送するようにしたプレストランスファ制御装置において、
プレスクランク角度検出器によって検出された実プレスクランク角度を微分して、プレスクランク角速度信号に変換し、変換したプレスクランク角速度信号を実プレスクランク角度位置に基づいて記憶し、その記憶内容を積分してプレスクランク角度信号に再変換し、再変換されたプレスクランク角度信号を仮想プレスクランク角度として出力する仮想プレスクランク角度生成器と、
実プレスクランク角度と仮想プレスクランク角度を、実プレスクランク角度位置に基づく重み関数の値で補正しながら合成して、振動成分を含まない合成プレスクランク角度を出力する合成プレスクランク角度出力器と、
合成プレスクランク角度を搬送用モータの目標位置に変換する目標軌道生成器と
を備えたことを特徴とするプレストランスファ制御装置。
A plurality of press stages are provided, and a workpiece is pressed by driving a press slide by the rotation of the press crankshaft, and the target position of the conveying motor is controlled in conjunction with the operation of the press crankshaft. In the press transfer control device designed to transport to the press stage,
The actual press crank angle detected by the press crank angle detector is differentiated and converted into a press crank angular velocity signal, the converted press crank angular velocity signal is stored based on the actual press crank angular position, and the stored contents are integrated. A virtual press crank angle generator that reconverts the press crank angle signal and outputs the reconverted press crank angle signal as a virtual press crank angle;
A combined press crank angle output device that combines the actual press crank angle and the virtual press crank angle while correcting with the value of the weight function based on the actual press crank angle position, and outputs a combined press crank angle that does not include a vibration component;
A press transfer control device comprising: a target trajectory generator for converting a combined press crank angle into a target position of a conveying motor.
プレスクランクシャフトが振動発生角度範囲で停止する場合、
仮想プレスクランク角度生成器内に、実プレスクランク角度を微分して変換したプレスクランク角速度がゼロになったことを判定する角度停止検出器を設け、
プレスクランク角速度がゼロになったときに角度停止検出器から停止信号を出力し、仮想プレスクランク角度生成器内における積分動作を停止させ、仮想プレスクランク角度の変化を停止させる一方、
前記プレスクランク角速度がゼロでなくなったときに角度停止検出器からの停止信号の出力を中止し、仮想プレスクランク角度生成器内における積分動作を再開させると共に、角度停止検出器からセット信号を出力し、その瞬間のプレスクランク角速度信号を記憶しなおすよう構成した請求項1記載のプレストランスファ制御装置。
When the press crankshaft stops within the vibration generation angle range,
In the virtual press crank angle generator, an angle stop detector for determining that the press crank angular velocity obtained by differentiating and converting the actual press crank angle is zero is provided.
When the press crank angular velocity becomes zero, a stop signal is output from the angle stop detector, the integration operation in the virtual press crank angle generator is stopped, and the change of the virtual press crank angle is stopped,
When the press crank angular velocity is no longer zero, the stop signal output from the angle stop detector is stopped, the integration operation in the virtual press crank angle generator is restarted, and the set signal is output from the angle stop detector. 2. The press transfer control device according to claim 1, wherein the press transfer angular velocity signal at that moment is stored again.
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