JP5138399B2 - サーボプレス機械 - Google Patents

Description

本発明は、駆動電源供給用のコンデンサを有し、スライドモーション情報に基づきサーボモータを回転駆動可能でかつスライド駆動機構を介してサーボモータの回転運動をスライドの昇降運動に変換しつつプレス成形可能なサーボプレス機械に関する。

サーボモータを用いたプレス機械では、スライドモーションを容易に設定（乃至選択）することができる（例えば、特許文献１）。スライド速度を自由に変更できるばかりか、スライドを一時停止させ、正逆回転によりスライドを昇降反転させることもできるから、プレス成形態様に対する適応性を拡大できかつ高品質製品を生産することができる。

かかるサーボプレス機械は、モータ回転制御部が、予め設定されたスライドモーション情報（モーション指令信号）に従ってサーボモータを回転制御する。スライド駆動機構は、モータ回転により発生されるモータ回転動力を入力として、スライドを駆動する。スライド駆動機構としては、偏心駆動機構、リンク駆動機構あるいはねじ駆動機構が知られている。構造（機能）上の観点から偏心駆動機構（クランク機構や偏心軸構造）が採用される場合が多い。いずれの場合でも、スライドモーション情報は、行程（時間乃至角度）ごとのスライド位置として規定（作成）される。

図６はクランク機構の場合で、スライドモーション情報である軌跡Ｒｓｐに従ってスライド位置は上死点（位置Ｐｕ）から下死点（位置Ｐｌ）に向かって下降され、再び上死点に向かって上昇される。スライド速度は軌跡Ｒｓｖで示される。

すなわち、横軸の時刻ｔ０（０．０秒）からスライドの下降を開始する。時刻ｔ１の直前で、ソフトタッチさせるためにスライド速度を低速に落とす。モータトルク（軌跡Ｒｍｔ）は落ちる。その後に成形領域（この場合は、時刻ｔ１〜ｔ２）に入る。時刻ｔ２で下死点に到達し、時刻ｔ３（約３．６秒）で上死点に戻る。１行程（生産サイクル）は、３．６秒である。

図６のスライドモーション（Ｒｓｐ）に対応するモータ回転数（速度）は軌跡Ｒｍｒである。例えば深絞り成形の場合、品質向上のために低速で運転される。成形終了直後（時刻ｔ２経過後）から加速軌跡Ｒｍｒｉｎにしたがって立上げられ高速（許容最大回転数Ｍｒｈ）とされる。

なお、速度制御性の向上策の一つとしては、運転中に変動する負荷イナーシャを高精度で推定（演算）しかつ速度制御用定数を自動修正する装置が提案（特許文献２）されている。

モータトルク（軌跡Ｒｍｔ）は、成形負荷（荷重）の発生する時刻ｔ１までの最小的な値から急激に増大され、成形時最大モータトルクＴｍｈとなる。成形終了（時刻ｔ２）で小値に戻される。その後、回転速度の加速（立上げ）に必要なトルク分だけ増大される。太点線で示された許容最大モータトルクＴｍｓは、サーボモータの成形時に許容される最大のモータトルクであり、サーボモータ自身の容量はもとよりモータ回転制御部（位置速度制御部、電流制御部等を含む。）の容量もこのモータトルクに相応するものとして選択されている。

さて、モータ駆動用の電源装置の中には、元電源（交流）を入力として駆動電源（直流）を生成する装置（例えば、特許文献３）が知られている。サーボプレス機械の電源装置もこの種を採用する場合が多い。図７において、電源装置１１０は、整流回路、スイッチング回路等を含み、元電源設備１００からの元電源（交流）を入力として駆動電源（直流）を生成する。この電源装置１１０と電流制御部３３（モータ回転制御部の一部を形成する。）とは正負電路１２０で結ばれ、正極電路Ｐと負極電路Ｎとの間にはコンデンサ１３０が接続されている。電流制御部３３からサーボモータ７に駆動電流が供給される。

上記の通り、サーボプレス機械の負荷（トルクＲｍｔ）は、成形領域（ｔ１〜ｔ２）で大きく、その前後の昇降領域で小さい。他の産業機械の場合に比較して負荷（荷重）変動が極めて大きいという固有の技術事項が存在する。つまり、１生産サイクル（１スライド行程）内の負荷変動が大きい。かくして、コンデンサ１３０の容量は、駆動電源（電圧Ｖｐｎ）の平滑化機能およびバッファ（蓄電器）機能を持たせるために比較的に大きい。しかも、電源装置１１０および元電源設備１００の小容量化やコスト低減化の点からも、コンデンサ容量は慎重に検討されかつ過不足ないものとして選択されている。つまり、コンデンサ１３０は、成形時に大量の電力（駆動電源）を放出しつつ電流制御部３３に供給する。サーボモータ７の誘起電圧をＶｍで示す。
特開２００３−２０５３９５号公報 特開２００１−３５２７７３号公報 特開２００７−２８２３６７号公報

ところで、高品質成形の場合は成形領域内でのスライド速度（Ｒｓｖ）を比較的に低速で運転する。生産性向上の点からは、全領域においてスライド速度を可能な限り高速で運転する。つまり、生産現場においては、作業員が種々なるスライドモーション（Ｒｓｐ）を選択してプレス成形運転を行なっている。しかし、モータ回転制御部（３３）、サーボモータ７、電源関係装置（１００、１１０、１３０等）の容量や特性との関係まで立ち入った判断を都度に行ないつつスライドモーションの選択作業が行われてはいない。

すなわち、選択（設定）されたスライドモーションと装置的機能・特性との間にミスマッチがあると、不安定運転となる。しかも、作業者の経験や力量によって発生したり、発生しない場合がある。つまり、不安定運転の原因が分からないとされる場合も多い。

これを放置すると、運転を停止しなければならない事態となるばかりか、装置の故障・損傷等を招く虞がある。いずれの場合も、生産性を低下させかつ生産コストを高める。

本発明の目的は、運転以前に不安定運転原因を除去するための修正を行なえるサーボプレス機械を提供することにある。他の目的は、運転中に不安定運転原因を除去する補正を自動的に実行できるサーボプレス機械を提供することにある。

生産現場での不安定運転となるケースを分析すると、高品質成形および生産性向上の双方を満たしたい場合に発生し易い。例えば図６に示す成形領域（ｔ１〜ｔ２）内で、品質に及ぼす影響が小さくなった時期でかつ出来るだけ早期からスライド速度（モータ回転数：軌跡Ｒｍｒ）を高める早期加速運転が試みられる。例えば、加速軌跡Ｒｍｒｉｎの立上げ開始時点を早めることで、早期に許容最大回転数Ｍｒｈに到達させる。しかし、装置（１１０、１３０、３３、７）の仕様・特性は固定化されているので、その追従性にも限界がある。その結果、電圧逆転現象が発生する。

つまり、電流制御部３３は、時刻ｔ１から加速用トルクを含むモータトルク（軌跡Ｒｍｔ）を発生させるための駆動電流をサーボモータ７に供給する。この駆動電力はコンデンサ（バッテリ）１３０からの放出電力で賄われるので、コンデンサ１３０の蓄電量は減少しつつ駆動電源電圧Ｖｐｎは徐々に低下する。成形用トルクがなくなる成形終了後（時刻ｔ２）に駆動電源電圧Ｖｐｎは次第に高まる。他方、サーボモータ７の誘起電圧Ｖｍはモータ回転数（軌跡Ｒｍｒ）の上昇にともない増大（上昇）する。

かくして、コンデンサ（バッテリ）１３０の放電出力を利用した電源装置では、スライド速度（モータ回転数）が高速である領域において誘起電圧Ｖｍが駆動電源電圧Ｖｐｎを上回ってしまう電圧逆転現象（Ｖｍ＞Ｖｐｎ）が生じるわけである。

すなわち、スライドモーション（スライド速度…モータ回転数）の設定内容によっては駆動電源の容量不足（ミスマッチ）が発生する場合がありかつこれが不安定運転原因であると確信する。しかし、この原因究明とその除去を作業者に義務付けることは酷である。ここに、本発明は、不安定運転の発生問題をスライドモーション情報の修正または自動的な補正によって解消可能に形成されたものである。

請求項１の発明に係るサーボプレス機械は、電源装置とモータ回転制御部とを結ぶ正負電路間に接続されたコンデンサを備え、スライドモーション情報に基づきかつ駆動電源を供給しつつサーボモータを回転駆動可能であるとともにスライド駆動機構を介してサーボモータの回転運動をスライドの昇降運動に変換しつつプレス成形可能に形成されたサーボプレス機械において、駆動電源電圧算出手段と誘起電圧算出手段と低電圧状態判別手段と低速化修正指令出力手段とを設け、算出駆動電源電圧が算出誘起電圧よりも低電圧状態であると判別された場合にスライドモーション情報中の速度データについての低速化修正指令を出力可能に形成されている。

請求項２の発明に係るサーボプレス機械は、請求項１の場合と同様なサーボプレス機械において、駆動電源電圧検出手段と誘起電圧検出手段と低電圧状態判別手段と低速化補正実行制御手段とを設け、検出駆動電源電圧が検出誘起電圧よりも低電圧状態であると判別された場合にスライドモーション情報中の速度データについての低速化補正を実行可能に形成されている。

請求項１の発明によれば、運転以前に不安定運転要因を除去するための修正を行なえる。取扱いが簡単で、円滑かつ安定したプレス運転をすることができる。

請求項２の発明によれば、運転中に不安定運転要因を除去する補正を自動的に実行できる。取扱いが一段と簡単で、何時でも円滑かつ安定したプレス運転をすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
本サーボプレス機械１は、図１〜図４に示す如く、駆動電源電圧算出手段（２１、２２，２３）と誘起電圧算出手段（２１、２２，２３）と低電圧状態判別手段（２１、２２，２３）と低速化修正指令出力手段（２１、２２，２３、２６）とを設け、算出駆動電源電圧Ｖｐｎが算出誘起電圧Ｖｍよりも低電圧状態であると判別された場合にスライドモーション情報中の速度データについての低速化修正指令を出力可能に形成されている。

すなわち、正負電路１２０（Ｐ，Ｎ）間の駆動電源電圧Ｖｐｎがサーボモータ７の誘起電圧Ｖｍに比較して低電圧状態であるか否かを判別可能でかつ低電圧状態であると判別された場合にスライドモーション情報に基づく速度データを低速化修正可能である。この修正により、駆動電源電圧を誘起電圧に比較して高電圧状態にすることができる。

確認的に、サーボプレス機械１は、電源装置１１０とモータ回転制御部３０（電流制御部３３を含む。）とを結ぶ正負電路間に接続されたコンデンサ１３０を備え、スライドモーション情報に基づきかつ駆動電源を供給しつつサーボモータ７を回転駆動可能であるとともにスライド駆動機構を介してサーボモータの回転運動をスライドの昇降運動に変換しつつプレス成形可能な構成である。

図１において、スライド駆動機構は、クランク軸３（クランク部４）を含むクランク機構（偏心駆動機構）２から形成されている。このクランク軸３は、軸受に回転自在に支持されかつ直接連結されたＡＣ（交流）サーボモータ７の回転制御により可逆回転（正回転，逆回転）駆動制御可能である。サーボモータ７はＤＣ（直流）サーボモータやリアクタンスモータとしてもよい。

なお、クランク軸３とサーボモータ７とは、ギヤ（減速機）を介して間接的に連結させてもよい。ギヤ（減速機）を介せば、一段と高い加圧力を得ることができる。また、偏心駆動機構は、偏心軸構造でもよい。

スライド６は、フレーム本体に上下方向に摺動自在に装着され、バランス装置に係合されている。クランク軸３を回転駆動すれば、コネクティングロッド５を介してスライド６を昇降駆動することができる。上死点は図３、図４に示す位置Ｐｕで、下死点は位置Ｐｌである。金型はスライド６側の上型とボルスタ（図示省略）側の下型とからなる。

ＡＣサーボモータ７に連結されたエンコーダ８は、原理的には多数の光学的スリットと光学式検出器とを有し、サーボモータ７（クランク軸３）の回転角度（クランク角度）θを出力するが、この実施形態では、回転角度θ（パルス信号）をスライド６の上下方向位置（パルス信号）に変換して出力する信号変換器（図示省略）を含むものとされている。

なお、便宜的に図１に記載した電圧検出器９、１４０については、第２の実施の形態において説明する。

全体構成を示す図１（ブロック図）において、プレス制御盤２０は、ＣＰＵ２１，不揮発性のメモリ（ＲＯＭやＨＤＤ等）２２，電源断でもデータを記憶保持可能なメモリ（フラッシュＲＡＭ等）２３，タッチパネル２４（操作部２５および表示部２６）およびインターフェース２７・２８を含み、メモリ２２に格納されたプレス運転制御プログラムによりかつスライドモーション情報に基づいてモータ回転制御部３０にモーション指令信号Ｓｍｔｎを生成出力しつつサーボモータ７を回転制御し、スライド６を昇降運動させることができる。なお、図１ではワーク搬送装置等に関する事項は記載省略している。

スライドモーション情報ＭＴＮ（Ｐ、ｔ）は、図３、図４に示す如く、時刻ｔとスライド６の位置Ｐとを対応させたスライド位置情報（軌跡Ｒｓｐ）であり、図１の操作部２５（スライド位置情報の設定入力手段２５Ｐｔ）を用いて設定入力することができる。設定されたスライドモーション情報は、不揮発性メモリ２２内のモーション情報エリア２２ｍｔｎに後で選択利用できるように記憶される。プレス運転に先立ち選択されたスライドモーション情報は、記憶保持可能なメモリ２３に展開される。

この実施の形態では、スライドモーション情報（Ｐ、ｔ）には、このスライド位置情報（軌跡Ｒｓｐ）に基づき変換生成された図３、図４に示すモータ回転数情報（軌跡Ｒｍｒ）が対応記憶されている。このモータ回転数（軌跡Ｒｍｒ）はスライド速度情報およびクランク機構２の特性から逆算して求められる。なお、低速化修正に係るスライドモーション情報（成形データ）中の速度データとは、スライド速度データおよびモータ回転数データを指すが、最終的にはモータ回転数データとして修正（第２の実施の形態では、補正）される。

このモータ回転数データ（情報）に基づき、図１に示すモーション指令信号（パルス信号）Ｓｍｔｎが生成出力される。モーション指令部（２１，２２，２３）は、位置パルスの払出し方式構造とされている。

すなわち、プレス運転に際して、操作部２５を用いて希望のスライドモーション情報（軌跡Ｒｓｐ）を選択（乃至設定）すると、モーション指令部（２１，２２，２３）は、格納されたプレス運転制御プログラム（モーション指令信号生成出力制御プログラム）に従いモーション指令信号Ｓｍｔｎをモータ回転制御部３０に出力する。例えば、モータ回転数が１２０ＲＰＭで、エンコーダ８から１回転（３６０度）当りに出力されるパルス数が１００万パルスで、払出しサイクルタイムが５ｍＳである場合は、１サイクル（５ｍＳ）毎に出力されるパルス数は、１００００パルス［＝（１００００００×１２０）／（６０×０．００５）］となる。つまり、モータ回転数を変えるには当該サイクルタイム内のパルス数を調整（変更）すればよい。

このモーション指令信号Ｓｍｔｎを受けたモータ回転制御部３０では、位置比較器３１が目標値であるモーション指令信号Ｓｍｔｎとエンコーダ８で検出された実際のスライド位置信号（フィードバック信号ｆ）とを比較して位置偏差信号を生成出力する。

位置速度制御部３２の一部を構成する位置制御部は、入力された位置偏差信号を累積し、それに位置ループゲインを乗じ、速度信号を生成出力する。速度比較器は速度信号と速度検出器（エンコーダ８）からの速度信号（この場合は信号ｆの速度成分）とを比較して速度偏差信号を生成出力する。他の一部を構成する速度制御部は、入力された速度偏差信号に速度ループゲインを乗じ電流指令信号を電流制御部（アンプ）３３に生成出力する。この電流指令信号は、実質的にはモータトルク信号である。

電流制御部３３は、電源装置１１０およびコンデンサ１３０から供給される駆動電源（電圧Ｖｐｎ）を用いて、各相目標電流信号を生成しかつ電流偏差信号を生成出力する。引続き、ＰＷＭ制御、パルス幅変調により各相の電流偏差信号からＰＷＭ信号が生成される。最終的には、各ＰＷＭ信号でスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）制御され、各相モータ駆動電流Ｕ，Ｖ，Ｗを出力することができる。かくして、サーボモータ７を回転駆動制御することができる。

図１において、電源装置１１０は整流回路、スイッチング回路等を含むコンバータ方式で、元電源装置１００からの元電源（交流）を入力として駆動電源（直流）を生成する。この電源装置１１０と電流制御部（インバータ方式）３３とを結ぶ正負電路１２０（Ｐ，Ｎ）間には平滑用のコンデンサ１３０が接続されている。電解コンデンサから形成したが、これに限定されない。成形時の大きなトルク発生用電力は、バッファ機能を持つコンデンサ１３０の放出電力で賄われる。

さて、駆動電源電圧算出手段（２１、２２，２３）は、駆動電源電圧算出制御プログラムを格納させたメモリ２２とデータ展開するメモリ２３とこれらを実行するＣＰＵ２１とから形成され、スライドモーション情報（Ｒｓｐ）を利用して正負電路間の駆動電源電圧Ｖｐｎを算出する（図２のＳＴ１２）。算出された駆動電源電圧Ｖｐｎは、時刻ｔに対応された駆動電源電圧データとして図１の駆動電源電圧データ記憶手段２３Ｖｐｎに記憶される。

駆動電源電圧Ｖｐｎは、コンデンサ１３０の端子間電圧であり、サーボモータ７で発生させるトルクＴに相当する供給電流を放出する過程で電圧低下する。サーボモータ７に掛かるトルクＴは、サーボモータ軸に直結されたイナーシャＪを回転させるためのトルクＴｊと負荷（スライド等々）を加速させるトルクＴｍと負荷にかかる重力Ｇを支えるトルクＴｇとの和である。つまり、時刻ｔを共通項とし、スライドモーション情報（Ｒｓｐ）に係る発生トルクＴと定数（コンデンサ１３０の容量等）から算出することができる。

誘起電圧算出手段（２１、２２，２３）は、駆動電源電圧算出手段の場合と同様な構成（２１、２２，２３）とされ、スライドモーション情報（モータ速度）を利用してサーボモータ７の誘起電圧を算出（ＳＴ１３）する。算出された誘起電圧Ｖｍは、時刻ｔに対応された誘起電圧データとして誘起電圧データ記憶手段２３Ｖｍに記憶される。時刻ｔは所定タイミング（サンプリングタイム）で、駆動電源電圧Ｖｐｎの算出の場合と共通である。

誘起電圧Ｖｍは、サーボモータ７の回転数に比例する値となり、スライドモーション情報に係るスライド速度すなわちモータ回転数（軌跡Ｒｍｒ）やモータ定数（誘起電圧定数、トルク定数等）を用いて算出することができる。

なお、この実施の形態では、取扱い便宜と迅速処理性の観点から、メモリ２３の所定エリアからなる成形データ記憶手段２３Ｐｔを設け、この手段にモーション情報エリア２２ｍｔｎに記憶されているスライドモーション情報ＭＴＮの一部をそのままあるいはデータ変換処理して生成した成形データを記憶（コピー）可能に形成してある。もっとも、成形データ記憶手段は、モーション情報エリア２２ｍｔｎを兼用するものとして構築してもよい。

成形データとしては、最小的にはスライド位置（軌跡Ｒｓｐ）のみで足りるが、図３、図４に示す成形領域（ｔ１〜ｔ２）およびその後の所定領域（ｔ２〜ｔ２３２）内のスライド位置（軌跡Ｒｓｐ）とモータ回転数（軌跡Ｒｍｒ）としてある。低速化修正（第２の実施形態では低速化補正）の迅速化および容易化のためである。さらに、モータトルク（軌跡Ｒｍｔ）、駆動電源電圧Ｖｐｎ（軌跡Ｒｃｖ）および誘起電圧Ｖｍ（軌跡Ｒｍｖ）を連関させて記憶する。

かかる成形データは、表示部２６に拡大したグラフ形式（図３、図４）で表示出力可能に形成してある。詳細後記の速度データ（モータ回転数…軌跡Ｒｍｒ）の低速化修正の作業容易化を図るためである。修正された速度データ（軌跡Ｒｍｒ）は、メモリ２２ｍｔｎに記憶されている当該スライドモーション情報ＭＴＮに反映される。以後のプレス運転を、修正後の速度データ（スライドモーション）に基づき、実行可能とするためである。

低電圧状態判別手段（２１、２２，２３）は、所定タイミング（時刻ｔごと）に算出駆動電源電圧Ｖｐｎがこれに対応する算出誘起電圧Ｖｍよりも低電圧状態であるか否かを判別する手段で、図２のＳＴ１４で実行される。例えば、図３に示す時刻ｔ２における状態は、低電圧状態と判別される（ＳＴ１４でＹＥＳ）。図４に示す時刻ｔ２の場合は、高電圧状態（つまり、低電圧状態ではない。）と判別される（ＳＴ１４でＮＯ）。なお、判別方法はこれに限定されない。例えば、算出差分［Ｖｃｄ（＝Ｖｍ−Ｖｐｎ）］が設定差分［Ｖｓｄ］以上になった場合に、低電圧状態（逆転現象）であると判別するように形成してもよい。

ところで、一刻算出の判別結果でその後も電圧逆転現象が連続していると決め付けることの信憑性に疑問なしと言えない場合があり得る。そこで、この実施の形態では電圧逆転確認手段（２１、２２，２３）を設け、低電圧状態であると判別された回数ｎをカウント（ＳＴ１５）してカウント数ｎが設定回数Ｎ以上である場合に逆転現象が発生していることを確認可能に形成してある。なお、判別方法が上記の差分比較判別とされた場合も同様に形成すればよい。

低速化修正指令出力手段（２１、２２，２３、２６）は、算出駆動電源電圧Ｖｐｎが対応する算出モータ誘起電圧Ｖｍよりも低電圧状態であると判別された場合（ＳＴ１４でＹＥＳ）に、スライドモーション情報中の速度データ（モータ回転数）についての低速化修正指令を出力する手段で、ＣＰＵ２１とメモリ２２・２３と表示部２６とから形成され、図２のＳＴ１７、ＳＴ１８で実行される。

なお、低速化修正指令出力は、表示部２６への表示出力とされているが、音声ガイド等によって指令告知するようにしてもよい。

速度データ（モータ回転数）の低速化とは、サーボモータ７の回転数（速度）を、モータ誘起電圧Ｖｍの値を駆動電源電圧Ｖｐｎの値よりも小値に電圧低下させることのできる低い回転数（速度）にまで落とすことである。この態様としては、モータ回転数の絶対値を低回転数に落とすことのみならず、加速率を下げることや、加速率は変更しないで加速開始時点を遅らせることも含まれる。さらに、特殊事情によっては一時的に減速工程を組込むことができる。いずれも、モータ回転数を図３、図４に示す許容最高速度Ｍｒｈにまで立上げるために必要とする時間の長期化（伸長化）を意味する。

かかる構成の実施の形態では、試打ち前やプレス運転前に、設定入力手段２５Ｐｔを用いて新たなスライドモーション情報ＭＴＮを設定入力（作成）する。時刻ｔごとのスライド位置Ｐとして設定する。設定された不連続の情報は、図３に示すよう連続した軌跡Ｒｓｐとして表示部２６に表示される。また、スライドモーション情報ＭＴＮに対応するモータ回転数情報（軌跡Ｒｍｒ）およびモータトルク情報（軌跡Ｒｍｔ）が自動的に変換生成され、これらも表示されかつメモリ２３Ｐｔに記憶される。また、メモリ２２ｍｔｎに反映（記憶）される。なお、既にメモリ２２ｍｔｎに記憶されているスライドモーション情報ＭＴＮを選択する場合も同様に表示される。

図３において、今回作成されたスライドモーション情報ＭＴＮは、スライド６を時刻ｔ０の上死点Ｐｕから高速下降させ、時刻ｔ１（約１．４秒）でソフトタッチさせるために低速に落とし、成形領域（時刻ｔ１〜ｔ２）を通過した時刻ｔ２（約２．４秒）で下死点Ｐｌとする。その後に高速上昇させ時刻ｔ３（約４．１秒）で上死点Ｐｕに戻す。成形領域外では、加速・減速工程を除いてサーボモータ７の許容最高速度Ｍｒｈで上昇・下降させる。

また、成形品質を満たすことを前提に、生産性を向上させるため、スライド速度つまりモータ回転数（速度）は時刻ｔ１直後から加速しはじめ時刻ｔ２の直前（時刻ｔ１２）において許容最高速度Ｍｒｈに到達させる。立上げ時間は時刻ｔ１（約１．４秒）から時刻ｔ１２（約２．３）までの０．９秒である。許容最高速度Ｍｒｈは、時刻ｔ２３２（約３．６秒）まで維持される。つまり、生産サイクル（ｔ０〜ｔ３）を４．１秒とするためのスライドモーション情報ＭＴＮが作成（選択）されたと理解できる。

この段階では、表示部２６に３つの情報（軌跡Ｒｓｐ、軌跡Ｒｍｒ、軌跡Ｒｍｔ）が表示されている。ここで、安定性診断指令を発すると、所定タイミング（図２のＳＴ１０でＹＥＳ）ごとに、読取制御手段（２１、２２，２３）がスライドモーション情報を読取る（ＳＴ１１）。駆動電源電圧算出手段（２１、２２，２３）が駆動電源電圧Ｖｐｎを算出し、誘起電圧算出手段（２１、２２，２３）が誘起電圧Ｖｍを算出する（ＳＴ１２、ＳＴ１３）。

算出された駆動電源電圧Ｖｐｎおよび誘起電圧Ｖｍは、対比容易な態様（図３に示す軌跡Ｒｃｖおよび軌跡Ｒｍｖ）で表示される。図３の場合は、時刻ｔ１２直前から誘起電圧Ｖｍが駆動電源電圧Ｖｐｎ以上である電圧逆転現象が発生していることが判る。しかし、これらの判定を作業員の目視判断のみに任せると、見過ごす虞もある。

ここに、低電圧状態判別手段（２１、２２，２３）が、駆動電源電圧データ（軌跡Ｒｃｖ）中の時刻Ｔｉにおける駆動電源電圧Ｖｐｎが誘起電圧データ（軌跡Ｒｍｖ）中の対応誘起電圧Ｖｍよりも低電圧状態であると判別する（ＳＴ１４でＹＥＳ）。その直後に電圧逆転確認手段（２１、２２，２３）が働く。すなわち、今回のＹＥＳ判別回数がそれまでのカウント数ｎに加算（カウント）される（ＳＴ１５）。

カウント数ｎがＮ回以上である場合（ＳＴ１６でＹＥＳ）つまり低電圧状態がこれまでにＮ回連続していた場合に、低速化修正指令出力手段（２１、２２，２３、２６）がスライドモーション情報（速度データ）についての低速化修正指令を出力する（ＳＴ１７、ＳＴ１８）。

この修正指令は、表示部２６に目立つ態様で表示出力される。例えば、“不安定原因を除去するために、スライド速度の低速化修正を行なって下さい。”というメッセージで表示出力（ＳＴ１８）される。

なお、駆動電源電圧Ｖｐｎが、誘起電圧データ中の対応誘起電圧Ｖｍより高い（高電圧状態…常態）であると判別（ＳＴ１４でＮＯ）された場合には、例えば、“安定運転ができます。”というメッセージが表示出力（ＳＴ１８）される。

このプログラムは、作業員の意思表示（終了操作）があった場合（ＳＴ１９でＹＥＳ）に終了する。終了操作は操作部２５のキーを用いて行なう。なお、プログラム終了とは、ＳＴ１０側にリターンさせないことを意味する。ただし、最近のグラフおよびメッセージを表示部２６に固定的に継続表示させておくこともできる。

表示により低速化修正指令を知った作業員は、問題点とその対策（修正点）を見極める。図３において、モータ回転数（軌跡Ｒｍｒ）は、時刻ｔ１直後から加速され始めかつ約２秒経過時点から加速率を高め、時刻ｔ１２において許容最高速度Ｍｒｈに到達する。このような急なモータ加速は加速用Ｔｍを増大させるので、結果として負荷（モータトルクＴ）が急激に大きくなる。モータトルク情報は、最大モータトルクＴｍｈを頂点とする軌跡Ｒｍｔとなり、時刻ｔ１２から急減する。

したがって、駆動電源電圧Ｖｐｎ（軌跡Ｒｃｖ）は、時刻ｔ１（約１．４秒）において最高電圧Ｖｐｎｈであり、成形（負荷）領域でモータトルク（軌跡Ｒｍｔ）と半比例的に低圧化（減衰）し、加速率が高められかつ最大モータトルクＴｍｈを発生した後に急激に低下する。つまり、コンデンサ１３０からサーボモータ７に供給する電力量が急増するので、駆動電源電圧Ｖｐｎが急激に最低電圧Ｖｐｎｌまで低下する。

一方において、時刻ｔ１直後から緩い勾配で加速されていたモータ回転数（軌跡Ｒｍｒ）が、約２．０秒経過後に急勾配で加速されると、誘起電圧Ｖｍ（軌跡Ｒｍｖ）はモータ回転数に比例して急勾配で高電圧化し、時刻ｔ１２（約２．３秒）において最高電圧Ｖｍｈに到達してしまう。この結果、時刻ｔ１２直前から電圧逆転（Ｖｐｎ＜Ｖｍ）現象が起きていると理解できる。

すなわち、生産サイクルを４．１秒（＝ｔ３−ｔ０）とするために設定（乃至選択）したスライドモーション情報（軌跡Ｒｓｐ…軌跡Ｒｍｒ）では、許容最高速度Ｍｒｈに立上げるために必要な立上げ時間（ｔ１〜ｔ１２）が短過ぎたと気付く筈である。

かくして、作業員は不安定原因を除去するために、スライド位置情報設定入力手段（成形データ入力手段）２５Ｐｔを用いて成形データ記憶手段２３Ｐｔ（２２ｍｔｎ）に記憶されている成形データ（速度データ）を変更する。最終的には、モータ回転数を低速にする修正作業を行なう。

この修正作業は、スライドモーション情報ＭＴＮ中の速度データつまり時刻ｔに対するスライド６の位置Ｐとして設定変更することで実行される。修正後のモータ回転数（軌跡Ｒｍｒ）は修正後の軌跡Ｒｓｐに対応するように自動的に変換生成される。モータトルク（軌跡Ｒｍｔ）も同様である。この修正結果は、メモリ２２ｍｔｎに記憶されている当該スライドモーション情報ＭＴＮに反映（一部訂正）される。

具体的には、図４に示すように、時刻ｔ１２（約２．２５秒）におけるモータ回転数を、許容最高速度Ｍｒｈよりも低い速度［例えば、Ｍｒｍ（＝Ｍｒｈ×０．８）］に落とす。図３に示す場合（修正前）に比較して、時刻ｔ１（約１．４秒）から時刻ｔ２（約２．４秒）まで、勾配の緩い加速率に変更（修正）する。また、時刻ｔ１２から時刻ｔ２まで一定速度（低い速度Ｍｒｍ）に保持する。つまり、加速を止めて一定速度期間を設ける。

次いで、時刻ｔ２から時刻２３１（約３．２秒）までを一段と勾配の緩い加速率（軌跡Ｒｍｒｉｎ）とし、時刻２３１において許容最高速度Ｍｒｈに到達するように修正する。許容最高速度Ｍｒｈは、時刻ｔ２３２（約３．７秒）まで保持される。

以上の修正内容は、設定目標とした図３の生産サイクル（ｔ３＝４．１秒）を大幅に落とすことなく不安定原因を払拭することのできるものである。この修正後の生産サイクルは、図４に示すｔ３＝４．２秒である。換言すれば、生産サイクルを約２％落とすことで、円滑で安定したプレス運転を担保できると理解される。従来例の場合のように、装置（１１０、１３０、３３、７）の仕様・特性を変更する経済的負担や装置交換に長い停止期間を必要とするという不利を生じない。

この修正作業の妥当性確認のために、作業員は安定性診断指令を再び発する。すると、駆動電源電圧Ｖｐｎおよび誘起電圧Ｖｍが算出（ＳＴ１２、ＳＴ１３）され、修正（一部訂正）されたスライドモーション情報ＭＴＮに基づく軌跡Ｒｓｐ、軌跡Ｒｍｒおよび軌跡Ｒｍｔが表示される。と同時に、両電圧Ｖｐｎ、Ｖｍ（軌跡Ｒｃｖ，Ｒｍｖ）も、図４に示すように表示部２６に表示される。低速化（長期化）による修正後の駆動電源電圧Ｖｐｎが、いずれの時刻ｔにおいても誘起電圧Ｖｍに対して高電圧状態（低電圧状態でない。）であることを目視で確認することができる。

なお、例えば第１回目の修正後のある時刻ｔにおいて未だ低電圧状態が残っていた場合には、第２回目以降の修正作業およびその確認作業を繰り返す。また、低電圧状態が解消されていたとしても、第１回目の修正に比較して両電圧差（Ｖｐｎ−Ｖｍ）をもっと大きくして電圧的余裕運転をさせたい場合、あるいは両電圧差をもっと小さくして生産性向上運転をさせたい場合も同様に修正作業およびその確認作業を繰り返すことができる。

かくして、図４（修正後）の生産サイクル（ｔ０〜ｔ３）を、図３（修正前）の約４．１秒により近づけた値（例えば、４．１５秒）として電圧逆転現象を完全に払拭することも可能である。

しかして、この実施の形態によれば、駆動電源電圧算出手段（２１、２２，２３）と誘起電圧算出手段（２１、２２，２３）と低電圧状態判別手段（２１、２２，２３）と低速化修正指令出力手段（２１、２２，２３、２６）とを設け、算出駆動電源電圧Ｖｐｎが算出誘起電圧Ｖｍよりも低電圧状態であると判別された場合にスライドモーション情報中の速度データ（モータ回転数）についての低速化修正指令を出力可能であるから、運転以前に不安定運転要因を除去するための修正を行なえる。取扱いが簡単で、円滑かつ安定したプレス運転をすることができる。しかも、成形データ（速度データ）に関する低速化修正作業を適時にかつ簡単に行なえる。

また、算出駆動電源電圧Ｖｐｎが算出誘起電圧Ｖｍよりも低電圧状態であることが表示されるので、電気的知識・経験が必ずしも十分でない作業者でも現実の把握が容易であるとともに、結果としてベテランの場合と遜色のないプレス運転を担保できる。

また、電圧逆転確認手段（２１、２２，２３）を設け、低電圧状態が設定回数Ｎだけ連続した場合に算出駆動電源電圧Ｖｐｎと算出誘起電圧Ｖｍとの間に電圧逆転現象が起きたものとして取り扱うようにしたので、信憑性を高められる。

さらに、低速化修正指令出力手段（２１、２２，２３）によりグラフとメッセージとを表示するので、修正指令を確実に知ることができるとともに、修正すべき内容を迅速かつ的確に決められる。

（第２の実施の形態）
この実施の形態は、基本的な構成・機能が第１の実施形態の場合（図１〜図４）と同様であるが、第１の実施の形態が低速化修正指令出力（表示）を見た作業員の操作により修正（低速化）する方式であるのに対して、運転中に低速化補正を自動的に実行可能に形成されている。

したがって、第１の実施形態の場合（図１等）と共通する部分（１、２０、３０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０）については、説明を簡略または省略する。

図１を参照し、駆動電源電圧検出手段は、正負電路１２０を構成する正電路Ｐと負電路Ｎとの間に接続された電圧検出器１４０から形成され、コンデンサ１３０の端子間電圧と等しい駆動電源電圧Ｖｐｎを検出することができる。所定タイミング（図５のＳＴ２０でＹＥＳ）ごとに検出（ＳＴ２１）された駆動電源電圧Ｖｐｎは、当該時刻ｔと対応させた駆動電源電圧データとしてメモリ２３内の駆動電源電圧データ記憶手段２３Ｖｐｎに記憶される。

誘起電圧検出手段は、電流制御部３３とサーボモータ７とを結ぶ電路に装着された電圧検出器９から形成され、サーボモータ７の誘起電圧Ｖｍを検出する。駆動電源電圧の場合と同じ所定タイミング（図５のＳＴ２０でＹＥＳ）ごとに検出（ＳＴ２２）された誘起電圧Ｖｍは、当該時刻ｔと対応させた誘起電圧データとしてメモリ２３内の誘起電圧データ記憶手段２３Ｖｍに記憶される。駆動電源電圧データと誘起電圧データとの時刻データ（ｔ）は共通である。

次に、低電圧状態判別手段（２１、２２，２３）は、第１の実施形態の場合と同じで、所定タイミング（時刻ｔ）において検出した駆動電源電圧Ｖｐｎがこれに対応する検出誘起電圧Ｖｍよりも低電圧状態であるか否かを判別（ＳＴ２３）する。

電圧逆転確認手段（２１、２２，２３）により、低電圧状態が設定回数Ｎだけ連続した場合つまり検出駆動電源電圧Ｖｐｎと検出誘起電圧Ｖｍとの間に電圧逆転現象が連続して発生していると確認できたことを条件（ＳＴ２５でＹＥＳ）に低速化補正実行制御手段が働く。

すなわち、低速化補正実行制御手段（２１、２２，２３）は、検出駆動電源電圧Ｖｐｎがこれに対応する誘起電圧Ｖｍよりも低電圧状態であると判別された場合（図４のＳＴ２３でＹＥＳ）に、スライドモーション情報（速度データ）について低速化補正する（ＳＴ２６）。

メッセージ表示制御手段（２１、２２，２３）は、自動補正内容を表示部２６に表示出力（ＳＴ２７）して、作業員に自動的に実行された低速化補正の内容を確認可能とする。例えば、“不安定原因の除去のため、スライドモーションを一部訂正（低速化）しました。”である。

このメッセージ表示制御手段（２１、２２，２３）は、ＳＴ２３でＮＯ判別された場合でも、例えば、“安定運転中”というメッセージを表示（ＳＴ２７）する。

このプログラムは、作業員の意思表示（終了操作）があった場合（ＳＴ２８でＹＥＳ）に終了する。プレス運転中は、連続作動するように形成してもよい。

かかる構成の実施の形態では、試打ちやプレス運転中に、低電圧状態判別手段（２１、２２，２３）が、検出（ＳＴ２１）された駆動電源電圧Ｖｐｎと検出（ＳＴ２２）された誘起電誘起電圧Ｖｍとを比較して低電圧状態であると判別（ＳＴ２３でＹＥＳ、ＳＴ２５でＹＥＳ）した場合に、低速化補正制御手段（２１、２２，２３）が、速度データについて低速化補正（低電圧状態→高電圧状態）を実行する（ＳＴ２６）。

この補正内容は、第１の実施の形態において作業員が成形データ入力手段２５Ｐｔを用いた手作業により行なわれていた内容と同等の内容とされ、自動的に行なわれる。

なお、１回の補正では、未だ高電圧状態になっていない場合には、一段の低速化補正が再実行される。これを自動的に繰り返す。

この繰返しは、駆動電源電圧Ｖｐｎの値が誘起電圧Ｖｍの値よりも小値である限りにおいて、両電圧差（Ｖｐｎ−Ｖｍ）が出来るだけ小さくなるようにスライドモーション情報（軌跡Ｒｓｐ）を補正する。すなわち、生産サイクル（ｔ０〜ｔ３）の最短化を図りつつ実行される。自動補正の優位性は、この繰返し作業を迅速かつ的確に行なえる点にある。作業者の負担とならないで、生産性を最高的に向上できる。

この補正内容は、メッセージ表示制御手段（２１、２２，２３）により、図４に示すグラフ表示とともにメッセージとして表示部２６に表示（ＳＴ２７）される。また、低速化補正の結果は、メモリ２２ｍｔｎに記憶されている当該スライドモーション情報ＭＴＮに反映（一部訂正）される。

しかして、この実施の形態によれば、駆動電源電圧検出手段（１４０）と誘起電圧検出手段（９）と低電圧状態判別手段（２１、２２，２３）と低速化補正実行制御手段（２１、２２，２３）とを設け、所定タイミングにおける検出駆動電源電圧Ｖｐｎがこれに対応する検出誘起電圧Ｖｍよりも低電圧状態であると判別された場合にスライドモーション情報（速度データ）についての低速化補正を実行可能に形成されているので、運転中に不安定運転原因を自動的に除去することができる。取扱いが一段と簡単で、何時でも円滑かつ安定したプレス運転をすることができる。

また、電圧逆転確認手段（２１、２２，２３）を設け、低電圧状態が設定回数Ｎだけ連続した場合に補正を実行して検出駆動電源電圧Ｖｐｎと検出誘起電圧Ｖｍとの間の電圧逆転現象を解消可能に形成されているので、一時的なノイズ等の影響を払拭できる。信頼性を高められる。

（第３の実施の形態）
この実施の形態は、基本的な構成・機能が第２の実施形態の場合（図１、図３、図４、図５）と同様であるが、第２の実施の形態が駆動電源電圧検出手段および誘起電圧検出手段を用いて検出した駆動電源電圧と誘起電圧との比較により低電圧状態の判別が成されていたのに対して、第１の実施形態の場合と同様に算出された駆動電源電圧と誘起電圧との比較により低電圧状態を判別可能かつ運転中に低速化補正を自動的に実行可能に形成してある。

したがって、第１および第２の実施形態の場合と共通する部分については、省略する。なお、そして、第２の実施形態の場合（図５）のＳＴ２１、ＳＴ２２については第１の実施形態の場合（図２）のＳＴ１１、ＳＴ１２と読み替えるものとする。

しかして、この実施の形態によれば、ハード的負担を小さくしたまま第２の実施態の場合と同様な効果を奏することができる。

本発明は、運転以前および運転中に拘わらず不安定運転要因を除去できるから、円滑かつ安定したプレス運転と生産性向上を大幅に促進でき、あらゆるプレス成形に有効である。

本発明の第１の実施形態を説明するためのブロック図である。 同じく、動作を説明するためのフローチャートである。 同じく、修正前（補正前）の状態を説明するためのタイミングチャートである。 同じく、修正後（補正後）の状態を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。 従来例を説明するための図（タイミングチャート）である。 従来例（電源装置）を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１ サーボプレス機械
２ クランク駆動機構
６ スライド
７ サーボモータ
９ 電圧検出器（誘起電圧検出手段）
２０ プレス制御盤
２１ ＣＰＵ（低電圧状態判別手段，低速化修正指令出力手段、低速化補正実行制御手段）
２２ 不揮発性メモリ（低電圧状態判別手段，低速化修正指令出力手段、低速化補正実行制御手段）
２３ 記憶保持可能なメモリ（低電圧状態判別手段，低速化修正指令出力手段、低速化補正実行制御手段）
２５ 操作部
２６ 表示部
３０ モータ回転制御部
１１０ 電源装置
１２０ 正負電路
１３０ コンデンサ
１４０ 電圧検出器（駆動電源電圧検出手段）

Claims (2)

1. 電源装置とモータ回転制御部とを結ぶ正負電路間に接続されたコンデンサを備え、スライドモーション情報に基づきかつ駆動電源を供給しつつサーボモータを回転駆動可能であるとともにスライド駆動機構を介してサーボモータの回転運動をスライドの昇降運動に変換しつつプレス成形可能に形成されたサーボプレス機械において、
   前記スライドモーション情報を利用して前記正負電路間の駆動電源電圧を算出する駆動電源電圧算出手段と、
   前記スライドモーション情報を利用して前記サーボモータの誘起電圧を算出する誘起電圧算出手段と、
   所定タイミングにおける算出駆動電源電圧がこれに対応する算出誘起電圧よりも低電圧状態であるか否かを判別する低電圧状態判別手段と、
   算出駆動電源電圧が算出誘起電圧よりも低電圧状態であると判別された場合に前記スライドモーション情報中の速度データについての低速化修正指令を出力する低速化修正指令出力手段とを設けた、ことを特徴とするサーボプレス機械。
2. 電源装置とモータ回転制御部とを結ぶ正負電路間に接続されたコンデンサを備え、スライドモーション情報に基づきかつ駆動電源を供給しつつサーボモータを回転駆動可能であるとともにスライド駆動機構を介してサーボモータの回転運動をスライドの昇降運動に変換しつつプレス成形可能に形成されたサーボプレス機械において、
   前記正負電路間の駆動電源電圧を検出する駆動電源電圧検出手段と、
   前記サーボモータの誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段と、
   所定タイミングにおける検出駆動電源電圧がこれに対応する検出誘起電圧よりも低電圧状態であるか否かを判別する低電圧状態判別手段と、
   検出駆動電源電圧が検出誘起電圧よりも低電圧状態であると判別された場合に前記スライドモーション情報中の速度データについての低速化補正を実行する低速化補正実行制御手段とを設けた、ことを特徴とするサーボプレス機械。

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