JP4986700B2

JP4986700B2 - 電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法

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Publication number: JP4986700B2
Application number: JP2007123439A
Authority: JP
Inventors: 宗太郎石原
Original assignee: Yamada Dobby Co Ltd
Current assignee: Yamada Dobby Co Ltd
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2007-05-08
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-05-08
Also published as: JP2008279460A

Description

本発明は、電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法、詳しくは、スライド行程曲線データに基づいて電動サーボプレス機の１ストローク中の回転速度を設定しスライド位置を制御するサーボ制御装置に対し、データ設定表示装置を用いてスライド行程曲線データを入力する電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法に関する。

従来、スライド行程曲線データに基づいて電動サーボプレス機の１ストローク（１ショット）中の回転速度を設定しスライド位置を制御するサーボ制御装置に対し、データ設定表示装置を用いてスライド行程曲線データを入力する電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法は、図７に示すように、スライド行程曲線上の各ポイントごとに速度S1、S2、S3と停止位置P1、P2と停止時間T1、T2を決定し、これらのデータをデータ設定表示装置に入力し、データ設定表示装置の表示画面にスライド行程曲線を表示するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
特許第３８０７４９５号公報

しかし、従来のスライド行程曲線設定方法によると、表示画面に表示されたスライド行程曲線を見ても１ストローク時間が分からないため、時間あたりの生産数の管理もしくは把握が困難であるという問題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決し、時間あたりの生産数の管理の容易化を図ることができる電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法を提供することを目的とする。

本発明の電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法は、スライド行程曲線上のポイントのデータに基づいて電動サーボプレス機の１ストローク中の回転速度を設定しスライド位置を制御するサーボ制御装置に対し、データ設定表示装置を用いて前記スライド行程曲線上のポイントのデータを入力するスライド行程曲線設定方法において、前記データ設定表示装置は、直交座標画面であって、１ストローク中のスライド位置を０°から３６０°までの角度で示す角度軸と１ストローク中の経過時間を１ストローク時間に対する割合で示す時間軸とを座標軸とする直交座標画面を表示画面上に表示し、前記スライド行程曲線上の複数ポイントにそれぞれ対応する角度データと割合データが入力されると、前記時間軸上で隣り合う２つのポイント間を直線で表したスライド行程曲線を前記直交座標画面上に表示し、前記サーボ制御装置は、電動サーボプレス機の設定回転速度と、前記データ設定表示装置から入力されてくる複数ポイントの角度データ及び割合データとに基づき、前記設定回転速度を維持し得る隣り合うポイント間の回転速度を演算し、該演算された回転速度に基づいてスライド位置を制御することを特徴とする。

本発明によると、「１ストローク中のスライド位置を０°から３６０°までの角度で示す角度軸と１ストローク中の経過時間を１ストローク時間に対する割合で示す時間軸とを座標軸とする直交座標画面を表示画面上に表示し、スライド行程曲線上の複数のポイントにそれぞれ対応する角度データと割合データが入力されると、時間軸上で隣り合う２つのポイント間を直線で表したスライド行程曲線を直交座標画面上に表示し、サーボ制御装置は、電動サーボプレス機の設定回転速度と、データ設定表示装置から入力されてくる複数ポイントの角度データ及び割合データとに基づき、設定回転速度を維持し得る隣り合うポイント間の回転速度を演算し、該演算された回転速度に基づいてスライド位置を制御する」ようにしたため、電動サーボプレス機の設定回転速度が維持されることにより１分当りのショット数が分かり時間あたりの生産数の管理が容易になる。

ここで、前記データ設定表示装置が、前記直交座標画面上に、電動サーボプレス機の一定値である設定回転速度に対応する基準線を併せて表示するようにすると、基準線を参考にすることでスライド行程曲線を作成する作業が容易になる。

また、前記データ設定表示装置の前記直交座標画面上に表示されたスライド行程曲線を、当該金型固有のスライド行程曲線データとして保存するようにすると、その後、当該金型を再び用いてプレス加工を行う際、上記保存したスライド行程曲線データを利用することができるため、再度スライド行程曲線を作成する作業を省略でき作業能率が向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法が使用されるシステムの構成図、図２は、電動サーボプレス機の一例の構成図、図３は、第１のスライド行程曲線例の設定方法の説明図、図４は、回転速度の設定方法の説明図、図５は、第２のスライド行程曲線例の設定方法の説明図、図６は、第３のスライド行程曲線例の設定方法の説明図をそれぞれ示す。

図１において、１は、電動サーボプレス機１００（図２）のスライド、２は、スライド１の動力源であるサーボモータ、３は、電流増幅を行い駆動電流をサーボモータ２に供給するサーボアンプ、４は、サーボアンプ３に指令信号を送信するサーボ制御装置、５は、サーボ制御装置４に送信されるスライド行程曲線データがオペレータ操作により設定される、表示画面を備えるデータ設定表示装置をそれぞれ表す。

電動サーボプレス機１００は、図２に示すように構成される。

図２に示す電動サーボプレス機１００は、クランク式の電動サーボプレス機である。

図２において、電動サーボプレス機１００は、本体フレーム１１を備える。ボルスタ１２は本体フレーム１１の上部に設けられる。スライド１４はボルスタ１２の上方に配される。複数のガイドポスト１３はスライド１４の下面側に延設される。複数のガイドポスト１３は本体フレーム１１に上下動可能に配設され、スライド１４は複数のガイドポスト１３と共に上下動可能である。

サーボモータ２は本体フレーム１１の下部側に設けられる。サーボモータ２の出力軸２ａは鉛直面上を正転及び逆転可能とされる。

駆動プーリー１５はサーボモータ２の出力軸２ａに固着される。タイミングベルト１６は駆動プーリー１５と従動プーリー１７とに掛けられる。従動プーリー１７はクランクシャフト１８のセンター軸部１８ａに固着される。クランクシャフト１８は、本体フレーム１１に配設される図示しない軸受手段によって回転可能に軸支される。クランクシャフト１８は、回転角３６０°以下の範囲で正転及び逆転されるものである。ここで、このクランクシャフト１８の回転角度範囲は、駆動プーリー１５と従動プーリー１７とのプーリー比を予め考慮して設定されたサーボモータ２の出力軸２ａの回転角度範囲に応じて決まる。

コネクティングロッド１９の一端部１９ａはクランクピン１８ｂに回転可能に連結される。コネクティングロッド１９は水平方向に配される。コネクティングロッド１９の他端部１９ｂは、水平な連結ピン２０に回転可能に連結される。第１レバー２１の一端部２１ａは連結ピン２０に回転可能に連結される。第１レバー２１の他端部２１ｂは、本体フレーム１１に延設されたボルスタ側保持部材２２のボルスタピン２３に回転可能に連結される。第２レバー２４の一端部２４ａは連結ピン２０に回動可能に連結される。第２レバー２４の他端部２４ｂは、複数のガイドポスト１３の下端部間に連結されたスライド側保持部材（連結部材）２５のスライドピン２６に回転可能に連結される。

上記のように構成される電動サーボプレス機１００において、サーボモータ２が正転及び逆転すると、駆動プーリー１５、タイミングベルト１６、従動プーリー１７を介してクランクシャフト１８が、予め定められた回転角３６０°以下の範囲で正転及び逆転し、クランクピン１８ｂがクランクセンター１８cを中心として正転及び逆転することにより、コネクティングロッド１９が略水平方向かつクランクシャフト１８に対し略垂直方向に往復運動をする。このコネクティングロッド１９の往復運動により、第１レバー２１及び第２レバー２４は、ボルスタピン２３の位置を固定位置としかつ連結ピン２０を枢軸とする屈伸運動をする。また、この第１レバー２１及び第２レバー２４の屈伸運動により、スライドピン２６及びスライド側保持部材２５を介してスライド１及び複数のガイドポスト１３が上下運動をする。なお、図中、実線で示した第１レバー２１及び第２レバー２４は、クランクピン１８ｂが図示実線で示した状態にあるとき、換言すると、クランクピン１８ｂが図面において右端位置にあるときの状態に対応しており、この状態のとき、スライド１は上死点位置にある。また、二点鎖線で示した第１レバー２１及び第２レバー２４は、クランクピン１８ｂが図示しない左端位置にあるときの状態に対応しており、この状態のとき、スライド１は調整可能な下死点位置にある。また、符号ｍはクランクシャフト１８の偏心量、ｎはスライド１のストローク長さを表している。

次に、スライド行程曲線設定方法を、第１のスライド行程曲線SC1を設定する場合を例にとって図３に基づいて説明する。

図３（A）は、横軸に時間軸、縦軸にスライド１の高さ位置をとった、第１の基準スライド行程曲線SSC1のグラフを示す。この第１の基準スライド行程曲線SSC1は、上死点（０°）からクランク角度で１４０°までの区間は比較的高速度でスライド１を下降させ、クランク角度１４０°から下死点（１８０°）通過後のクランク角度１９０°までの区間は比較的低速度でスライド１を動作させ、クランク角度１９０°から上死点（３６０°）までの区間は比較的高速度でスライド１を上昇させるようスライド１の動作を設定したものである。

このような第１の基準スライド行程曲線SSC1に従ってスライド１を動作させるには、オペレータは、図３（B）に示すデータ設定表示装置５のスライド行程曲線設定用の操作パネル５０を操作して第１のスライド行程曲線SC1を設定する。

操作パネル５０は、各種操作キー５１とスライド行程曲線表示画面５２とポイントデータ表示画面５３を備える。操作キー５１には、０〜９のテンキー５１a、小数点キー５１b、クリアキー５１c、エンターキー５１d、初期設定キー５１e、曲線変更キー５１f、登録キー５１g、上下左右のカーソルキー５１h、出口キー５１iがある。スライド行程曲線表示画面５２には、直交座標画面が表示されている。直交座標画面の縦軸は、１ストローク中のスライド位置を０°から３６０°までの角度で示した角度軸で表され、また、直交座標画面の横軸は、１ストローク中の経過時間を１ストローク時間に対する割合（％）で示した時間軸で表されている。ポイントデータ表示画面５３には、オペレータが操作キー５１を操作することによって入力された、第１の基準スライド行程曲線SSC1上のポイントP1、P2、P3、P4ごとの角度データ及び速度データ（割合データ）が数値表示される。

第１の基準スライド行程曲線SSC1に対応する第１のスライド行程曲線SC1を設定するには、第１の基準スライド行程曲線SSC1上の第１のポイントP1の角度データ（０°）と割合データ（０％）、第２のポイントP2の角度データ（１４０°）と割合データ（３５％）、第３のポイントP3の角度データ（１９０°）と割合データ（６５％）、第４のポイントP4の角度データ（３６０°）と割合データ（１００％）を操作キー５１によってデータ設定表示装置５に入力する。

上記入力操作が行われると、スライド行程曲線表示画面５２の直交座標画面に、図３（B）に実線で示す第１のスライド行程曲線SC1が表示されるようになる。この第１のスライド行程曲線SC1は、隣り合うポイントP1とP2との間、P2とP3との間、P3とP4との間をそれぞれ直線で表している。スライド行程曲線表示画面５２の直交座標画面には、スライド１の動作速度を一定速度に設定した場合の基準線SLが予め表示されているため、この基準線SLと第１のスライド行程曲線SC1とを見て比較することでスライド１の動作を直感的に把握可能になる。また、上記入力操作が行われると、ポイントデータ表示画面５３には、各ポイントP1、P2、P3、P4ごとの角度データ及び速度（割合）データが数値表示される。また、スライド行程曲線表示画面５２の直交座標画面には、図３（B）に破線で示す下死点ラインが予め表示されているため、スライド１の動作をより一層直感的に把握可能となる。

また、オペレータは、図４に示すような操作パネル６０、つまり、電動サーボプレス機１００の回転速度設定用の操作パネル６０を操作して回転速度を設定する。図４の場合、回転速度は１５０SPM（ストローク/分）に設定されている。

サーボ制御装置４は、操作パネル５０を介して入力された各ポイントP1、P2、P3、P4の角度データ及び割合データと、操作パネル６０を介して入力された設定回転速度とに基づき、設定回転速度を維持し得る隣り合うポイントP1とP2との間、P2とP3との間、P3とP4との間のそれぞれの回転速度を演算する。この演算された回転速度は、電動サーボプレス機１００の運転時に、指令信号としてサーボアンプ３に出力される。

図５（A）は、第２の基準スライド行程曲線SSC2のグラフを示す。この第２の基準スライド行程曲線SSC2は、スライド１を下死点（１８０°）付近まで下降させ、下死点（１８０°）付近でサーボモータ２を交互に逆転及び正転させた後、スライド１を上死点（３６０°）まで上昇させるようスライド１の動作を設定したものである。

このような第２の基準スライド行程曲線SSC2に従ってスライド１を動作させるには、オペレータは、上述したような第１の基準スライド行程曲線SSC1に従ってスライド１を動作させる場合と同様、データ設定表示装置５のスライド行程曲線設定用の操作パネル５０を操作して第２のスライド行程曲線SC2を設定する。

第２の基準スライド行程曲線SSC2に対応する第２のスライド行程曲線SC2を設定するには、第２の基準スライド行程曲線SSC2上の第１のポイントP1の角度データ（０°）と割合データ（０％）、第２のポイントP2の角度データ（２００°）と割合データ（３４％）、第３のポイントP3の角度データ（１６０°）と割合データ（４４％）、第４のポイントP4の角度データ（２００°）と割合データ（５４％）、第５のポイントP5の角度データ（１６０°）と割合データ（６４％）、第６のポイントP6の角度データ（３６０°）と割合データ（１００％）を操作キー５１によってデータ設定表示装置５に入力する。

上記入力操作が行われると、スライド行程曲線表示画面５２の直交座標画面に、図５（B）に実線で示す第２のスライド行程曲線SC2が表示されるようになる。この第２のスライド行程曲線SC2は、上述した第１のスライド行程曲線SC1と同様、隣り合うポイントP1とP2との間、P2とP3との間、P3とP4との間、P4とP5との間、P5とP6との間をそれぞれ直線で表している。オペレータは、スライド行程曲線表示画面５２の直交座標画面に表示されている基準線SLと第２のスライド行程曲線SC2とを見て比較することでスライド１の動作を直感的に把握可能になる。また、上記入力操作が行われると、ポイントデータ表示画面５３には、各ポイントP1、P2、P3、P4、P5、P6ごとの角度データ及び速度（割合）データが数値表示される。また、スライド行程曲線表示画面５２の直交座標画面には、図５（B）に破線で示す下死点ラインが予め表示されているため、スライド１の動作をより一層直感的に把握可能となる。

サーボ制御装置４は、操作パネル５０を介して入力された各ポイントP1、P2、P3、P4、P5、P6の角度データ及び割合データと、操作パネル６０を介して入力された設定回転速度とに基づき、設定回転速度を維持し得る隣り合うポイントP1とP2との間、P2とP3との間、P3とP4との間、P4とP5との間、P5とP6との間のそれぞれの回転速度を演算し、この演算された回転速度は、電動サーボプレス機１００の運転時に、指令信号としてサーボアンプ３に出力される。

図６（A）は、第３の基準スライド行程曲線SSC3のグラフを示す。この第３の基準スライド行程曲線SSC3は、スライド１を下死点（１８０°）通過後のクランク角度１８５°まで下降させ、クランク角度１８５°でサーボモータ２を停止状態に保持した後、スライド１を上死点（３６０°）まで上昇させるようスライド１の動作を設定したものである。

このような第３の基準スライド行程曲線SSC3に従ってスライド１を動作させるには、オペレータは、上述したような第１の基準スライド行程曲線SSC1に従ってスライド１を動作させる場合と同様、データ設定表示装置５のスライド行程曲線設定用の操作パネル５０を操作して第３のスライド行程曲線SC3を設定する。

第３の基準スライド行程曲線SSC3に対応する第３のスライド行程曲線SC3を設定するには、第３の基準スライド行程曲線SSC3上の第１のポイントP1の角度データ（０°）と割合データ（０％）、第２のポイントP2の角度データ（１８５°）と割合データ（３５％）、第３のポイントP3の角度データ（１８５°）と割合データ（６５％）、第４のポイントP4の角度データ（３６０°）と割合データ（１００％）を操作キー５１によってデータ設定表示装置５に入力する。

上記入力操作が行われると、スライド行程曲線表示画面５２の直交座標画面に、図６（B）に実線で示す第３のスライド行程曲線SC3が表示されるようになる。この第３のスライド行程曲線SC3は、上述した第１のスライド行程曲線SC1と同様、隣り合うポイントP1とP2との間、P2とP3との間、P3とP4との間をそれぞれ直線で表している。オペレータは、スライド行程曲線表示画面５２の直交座標画面に表示されている基準線SLと第３のスライド行程曲線SC3とを見て比較することでスライド１の動作を直感的に把握可能になる。また、上記入力操作が行われると、ポイントデータ表示画面５３には、各ポイントP1、P2、P3、P4ごとの角度データ及び速度（割合）データが数値表示される。また、スライド行程曲線表示画面５２の直交座標画面には、図６（B）に破線で示す下死点ラインが予め表示されているため、スライド１の動作をより一層直感的に把握可能となる。

サーボ制御装置４は、操作パネル５０を介して入力された各ポイントP1、P2、P3、P4の角度データ及び割合データと、操作パネル６０を介して入力された設定回転速度とに基づき、設定回転速度を維持し得る隣り合うポイントP1とP2との間、P2とP3との間、P3とP4との間のそれぞれの回転速度を演算し、この演算された回転速度は、電動サーボプレス機１００の運転時に、指令信号としてサーボアンプ３に出力される。

以上説明したように、本実施形態の電動サーボプレス機１００のスライド行程曲線設定方法は、スライド行程曲線上のポイントのデータに基づいて電動サーボプレス機１００の１ストローク中の回転速度を設定しスライド位置を制御するサーボ制御装置４に対し、データ設定表示装置５を用いてスライド行程曲線上のポイントのデータを入力するスライド行程曲線設定方法において、データ設定表示装置５は、直交座標画面であって、１ストローク中のスライド位置を０°から３６０°までの角度で示す角度軸と１ストローク中の経過時間を１ストローク時間に対する割合で示す時間軸とを座標軸とする直交座標画面を表示画面５２上に表示し、スライド行程曲線上の複数ポイントにそれぞれ対応する角度データと割合データが入力されると、時間軸上で隣り合う２つのポイント間を直線で表したスライド行程曲線を直交座標画面上に表示し、サーボ制御装置４は、電動サーボプレス機１００の設定回転速度と、データ設定表示装置５から入力されてくる複数ポイントの角度データ及び割合データとに基づき、設定回転速度を維持し得る隣り合うポイント間の回転速度を演算し、演算された回転速度に基づいてスライド位置を制御する。

本実施形態によると、「１ストローク中のスライド位置を０°から３６０°までの角度で示す角度軸と１ストローク中の経過時間を１ストローク時間に対する割合で示す時間軸とを座標軸とする直交座標画面を表示画面５２上に表示し、スライド行程曲線上の複数のポイントにそれぞれ対応する角度データと割合データが入力されると、時間軸上で隣り合う２つのポイント間を直線で表したスライド行程曲線SC1、SC2、SC3を直交座標画面上に表示し、サーボ制御装置４は、電動サーボプレス機１００の設定回転速度と、データ設定表示装置５から入力されてくる複数ポイントの角度データ及び割合データとに基づき、設定回転速度を維持し得る隣り合うポイント間の回転速度を演算し、演算された回転速度に基づいてスライド位置を制御する」ようにしたため、電動サーボプレス機１００の設定回転速度が維持されることにより１分当りのショット数が分かり時間あたりの生産数の管理が容易になる。

また、データ設定表示装置５は、直交座標画面上に、電動サーボプレス機１００の一定値である設定回転速度に対応する基準線SLを併せて表示したため、基準線SLを参考にすることでスライド行程曲線を作成する作業が容易になる。

ここで、データ設定表示装置５の直交座標画面上に表示されたスライド行程曲線SC1、SC2、SC3を、当該金型固有のスライド行程曲線データとして保存するようにすると、その後、当該金型を再び用いてプレス加工を行う際、上記保存したスライド行程曲線データを利用することができるため、再度スライド行程曲線SC1、SC2、SC3を作成する作業を省略でき作業能率が向上する。

本発明の一実施形態に係る電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法が使用されるシステムの構成図である。電動サーボプレス機の一例の構成図である。第１のスライド行程曲線例の設定方法の説明図である。回転速度の設定方法の説明図である。第２のスライド行程曲線例の設定方法の説明図である。第３のスライド行程曲線例の設定方法の説明図である。従来のスライド行程曲線設定方法の説明図である。

符号の説明

４サーボ制御装置
５データ設定表示装置
５２表示画面
１００電動サーボプレス機
SC1、SC2、SC3 スライド行程曲線
SL 基準線

Claims

スライド行程曲線上のポイントのデータに基づいて電動サーボプレス機の１ストローク中の回転速度を設定しスライド位置を制御するサーボ制御装置に対し、データ設定表示装置を用いて前記スライド行程曲線上のポイントのデータを入力する電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法において、
前記データ設定表示装置は、直交座標画面であって、１ストローク中のスライド位置を０°から３６０°までの角度で示す角度軸と１ストローク中の経過時間を１ストローク時間に対する割合で示す時間軸とを座標軸とする直交座標画面を表示画面上に表示し、前記スライド行程曲線上の複数ポイントにそれぞれ対応する角度データと割合データが入力されると、前記時間軸上で隣り合う２つのポイント間を直線で表したスライド行程曲線を前記直交座標画面上に表示し、
前記サーボ制御装置は、電動サーボプレス機の設定回転速度と、前記データ設定表示装置から入力されてくる複数ポイントの角度データ及び割合データとに基づき、前記設定回転速度を維持し得る隣り合うポイント間の回転速度を演算し、該演算された回転速度に基づいてスライド位置を制御する
ことを特徴とする電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法。
前記データ設定表示装置は、前記直交座標画面上に、電動サーボプレス機の一定値である設定回転速度に対応する基準線を併せて表示することを特徴とする請求項１に記載の電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法。
前記データ設定表示装置の前記直交座標画面上に表示されたスライド行程曲線は、当該金型固有のスライド行程曲線データとして保存されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動サーボプレス機のスライド行程曲線設定方法。