JP5506095B2 - Drive motor cooling device for press machine - Google Patents

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Description

本発明は、プレス機械の駆動用モータ冷却装置に関する。 The present invention relates to a motor cooling device for driving a press machine.

モータ全般の冷却方法として、モータの冷却ファンをインバータで可変速運転して、モータを効率よく冷却することが知られている。
特開平7−255197には、温度センサでモータの温度を計測し、計測した温度に応じてインバータ駆動周波数を変え、ファンの回転数を変えてモータを冷却することが記載されている。
また、特開2004−180454には、モータに流れる電流値を計測してモータの温度上昇を推定し、必要風量を求める。そして、その風量を確保するようにインバータ駆動周波数を変えてモータを冷却することが記載されている。
一方、プレス機械において、モータを大型化することなく、オーバーヒートを防止するものとして、次の方式がある。すなわち、特開2004−25191には、モータに温度センサを設け、計測した温度が所定以上になると冷却ファンを駆動させる。さらに、作業速度を下げることが記載されている。
As a cooling method for the whole motor, it is known that a motor cooling fan is operated at a variable speed by an inverter to cool the motor efficiently.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-255197 describes that the temperature of a motor is measured by a temperature sensor, the inverter drive frequency is changed according to the measured temperature, and the motor is cooled by changing the rotational speed of the fan.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-180454 measures the current value flowing through the motor, estimates the temperature rise of the motor, and obtains the necessary air volume. And it describes changing an inverter drive frequency and cooling a motor so that the air volume may be ensured.
On the other hand, in press machines, there are the following methods for preventing overheating without increasing the size of the motor. That is, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-25191, a temperature sensor is provided in the motor, and the cooling fan is driven when the measured temperature becomes equal to or higher than a predetermined value. Furthermore, it is described that the working speed is reduced.

特開平7−255197JP-A-7-255197 特開2004−180454JP 2004-180454 A 特開2004−25191JP2004-25191

上記の特許文献1、2、3に記載の発明は、いずれもモータ運転状態や温度状態を知るセンサが必要である。センサがあると信頼性が問題、センサ異常時には適切な冷却ができない課題がある。また、センサの設置場所の工夫が必要である。さらに、特許文献2に記載のものは、温度推定を電流から行っているが、発熱量は電流だけでは決まらないため、電流以外の要因での発熱には対応が困難である。   Each of the inventions described in Patent Documents 1, 2, and 3 requires a sensor that knows the motor operating state and temperature state. If there is a sensor, there is a problem of reliability, and there is a problem that proper cooling cannot be performed when the sensor is abnormal. In addition, it is necessary to devise a sensor installation location. Furthermore, although the thing of patent document 2 performs temperature estimation from an electric current, since the emitted-heat amount is not determined only with an electric current, it is difficult to respond | correspond to the heat_generation | fever by factors other than an electric current.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、簡潔な方法によりプレスの駆動モータを効率よく冷却すると共に、冷却用の電力量を低減させるプレス機械駆動用モータの冷却装置および方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a cooling device and method for a press machine drive motor that efficiently cools the drive motor of the press by a simple method and reduces the amount of power for cooling. The purpose is to do.

上記目的を達成するための本発明の第1の構成は、プレス運転パターンに応じて駆動モータを可変速駆動してスライドを駆動するプレス機械において、該駆動モータを冷却する少なくとも1台の冷却ファンと、該冷却ファンを可変速駆動する少なくとも1台のファン駆動部と、該ファン駆動部を制御する演算部とを有しており、該演算部は、前記プレス運転パターンから前記駆動モータの平均発熱量を演算し、該平均発熱量に基づき前記駆動モータの温度を所定温度以下に維持するための該ファン回転数指令を求め、該求められたファン回転数指令を用いて前記ファン駆動部を制御することを制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first configuration of the present invention is a press machine that drives a slide by driving a drive motor at a variable speed according to a press operation pattern , and at least one cooling fan that cools the drive motor. And at least one fan drive unit that drives the cooling fan at a variable speed, and a calculation unit that controls the fan drive unit, the calculation unit calculates an average of the drive motor from the press operation pattern. A heat generation amount is calculated, a fan rotation speed command for maintaining the temperature of the drive motor at a predetermined temperature or less is obtained based on the average heat generation amount, and the fan drive unit is controlled using the obtained fan rotation speed command. It is characterized by controlling the control .

本発明の第2の構成は、前記ファン駆動部がインバータ装置であることを特徴とする。   The second configuration of the present invention is characterized in that the fan drive unit is an inverter device.

本発明の第3の構成は、上記第一の構成において、前記駆動モータの平均発熱量を、前記プレス運転パターンに基づき演算される前記駆動モータのトルク指令と回転数指令の少なくとも一つを用いて求めることを特徴とする。
According to a third configuration of the present invention, in the first configuration, at least one of a torque command and a rotational speed command of the drive motor calculated based on the press operation pattern is used as the average heat generation amount of the drive motor. It is characterized by seeking .

本発明の第4の構成は、上記第一の構成において、前記駆動モータの平均発熱量を、前記プレス運転パターンに基づき演算される前記駆動モータのトルク指令と回転数指令の少なくとも一つと、発熱部から冷却部への熱時定数とを用いて求めることを特徴とする。
Fourth configuration of the present invention, in the above first configuration, the average heating value of the drive motor, and at least one rotation speed command and torque command of the drive motor which is calculated based on the press operation pattern, and obtaining by using the thermal time constant of the heating unit to the cooling unit.

本発明の第5の構成は、上記第1の構成において、前記冷却ファンの回転数指令を、プレス装置の置かれた周囲温度を考慮して補正することを特徴とする。
A fifth configuration of the present invention is characterized in that, in the first configuration, the rotational speed command of the cooling fan is corrected in consideration of an ambient temperature where the press device is placed .

本発明の第6の構成は、プレス運転パターンに応じて駆動モータを可変速駆動してスライドを駆動するプレス機械において、該駆動モータを冷却する冷却ファンと、該冷却ファンを可変速駆動するファン駆動部と、該ファン駆動部を制御する演算部とを有しており、該演算部は、前記プレス運転パターンから前記駆動モータの平均発熱量を求め、該平均発熱量に基づき前記駆動モータの温度を所定温度以下に維持するための該ファン回転数指令を演算する機能を有しており、プレス運転パターンを変更して次のプレス加工を実施する際に、直前のプレス加工時に使用していたファン回転数指令と該変更後のプレス運転パターンに基づき演算された新たなファン回転数指令とを比較し、該新たなファン回転数指令が、直前まで使用していたファン回転数指令より高い場合は該新たなファン回転数指令により前記ファン駆動部を制御し、低い場合は直前に使用していたファン回転数指令による前記ファン回転駆動部を所定時間制御した後、該新たなファン回転数指令により前記ファン駆動部を制御することを特徴とする。
According to a sixth configuration of the present invention, in a press machine that drives a slide by driving a drive motor at a variable speed according to a press operation pattern, a cooling fan that cools the drive motor and a fan that drives the cooling fan at a variable speed A driving unit; and a calculation unit that controls the fan driving unit. The calculation unit obtains an average heat generation amount of the drive motor from the press operation pattern, and based on the average heat generation amount, It has a function to calculate the fan rotation speed command to maintain the temperature below a predetermined temperature, and is used at the time of the previous press work when changing the press operation pattern and performing the next press work. The new fan rotation speed command is compared with the new fan rotation speed command calculated on the basis of the changed press operation pattern. If it is higher than the rotational speed command, the fan drive unit is controlled by the new fan rotational speed command, and if it is lower, the fan rotational drive unit by the fan rotational speed command used immediately before is controlled for a predetermined time, The fan driving unit is controlled by a new fan rotation speed command .

本発明の第の構成は、プレス運転パターンに応じて駆動モータを可変速駆動してスライドを上下駆動するプレス機械において、該スライドを駆動する複数(2台以上)の駆動モータと、該複数の駆動モータの夫々に対して少なくとも1台の冷却ファンと、該冷却ファンを駆動する複数のファン駆動部と、該ファン駆動部を制御する演算部とを有しており、該演算部は、前記プレス運転パターンから前記複数の駆動モータの平均発熱量を夫々演算し、該夫々演算された平均発熱量から前記複数のファンを制御するための前記ファン回転数指令を演算する機能有しており、プレス運転パターンを変更し次のプレス加工を実施する際に、直前のプレス加工時に使用していた夫々のファン回転数指令と該変更後のプレス運転パターンに基づき演算された夫々の新たなファン回転数指令とを比較し、該新たなファン回転数指令が、直前のプレス運転パターン時のファン回転数指令より高い場合は該新たなファン回転数指令により前記複数のファン駆動部の夫々を制御し、低い場合は直前の夫々のファン回転数指令により前記複数のファン回転駆動部を夫々所定時間維持した後、該新たなファン回転数指令により前記複数のファン駆動部を夫々制御することを特徴とする。 According to a seventh configuration of the present invention, in a press machine that drives a slide motor up and down by driving a drive motor at a variable speed according to a press operation pattern, a plurality (two or more) of drive motors that drive the slide, Each of the drive motors has at least one cooling fan, a plurality of fan drive units that drive the cooling fan, and a calculation unit that controls the fan drive unit, the calculation unit , It has a function of calculating an average heat generation amount of the plurality of drive motors from the press operation pattern, and calculating the fan rotation speed command for controlling the plurality of fans from the calculated average heat generation amount, respectively. When the press operation pattern is changed and the next press work is performed, the calculation is performed based on the respective fan rotation speed commands used at the time of the previous press work and the press operation pattern after the change. Are compared with each of the new fan rotational speed commands, and if the new fan rotational speed command is higher than the fan rotational speed command in the previous press operation pattern, the plurality of fans Each of the drive units is controlled, and if low, the plurality of fan rotation drive units are maintained for a predetermined time by the respective previous fan rotation number commands, and then the plurality of fan drive units are operated by the new fan rotation number commands. It is characterized by controlling each one .

本発明の第の構成は、上記第の構成において、前記冷却ファン駆動部はインバータ装置であることを特徴とする。 According to an eighth configuration of the present invention, in the seventh configuration, the cooling fan drive unit is an inverter device.

本発明の第の構成は、上記第の構成において、前記複数の駆動モータの夫々に対して複数の冷却ファンを設け、前記演算部は、各駆動モータの発熱量に応じて、前記各駆動モータに対応した前記複数のファンの運転台数を制御するON/OFF信号を演算し、該ON/OFF信号により前記ファン駆動部をON/OFF制御することを特徴とする。
According to a ninth configuration of the present invention, in the seventh configuration described above, a plurality of cooling fans are provided for each of the plurality of drive motors, and the calculation unit is configured to change the heat generation amount of each drive motor according to the amount of heat generated by each drive motor. An ON / OFF signal for controlling the number of operating fans of the plurality of fans corresponding to the drive motor is calculated, and the fan drive unit is ON / OFF controlled by the ON / OFF signal.

上記した課題解決手段によれば、プレス機械のスライド駆動モータの冷却を冷却ファンを制御して行うに際して、センサの代わりに、プレス運転パターンにより推定される駆動モータの発熱量を用いて、効率よく冷却ファンの回転数や、台数を制御することができる。また、冷却用の電力量の低減もできる。 According to the problem-solving means described above, when the slide drive motor of the press machine is cooled by controlling the cooling fan, the heat generation amount of the drive motor estimated by the press operation pattern is used instead of the sensor, so that the efficiency is improved. The number of rotations and the number of cooling fans can be controlled. In addition, the amount of power for cooling can be reduced.

上述したように、本発明によれば、プレス機械のスライド駆動モータの温度をセンサにより検出することなく、発熱量をプレス運転パターンから推定することができるので、冷却装置の構成が簡単になるばかりでなく、センサ自体の故障の問題もなくなるのでより信頼性の高い装置を提供できる。   As described above, according to the present invention, the heat generation amount can be estimated from the press operation pattern without detecting the temperature of the slide drive motor of the press machine by the sensor, so that the configuration of the cooling device is simplified. In addition, since the problem of failure of the sensor itself is eliminated, a more reliable device can be provided.

本発明の一実施形態を示す図The figure which shows one Embodiment of this invention 図1に示す装置の制御フローを示す図The figure which shows the control flow of the apparatus shown in FIG. 図2に示すフローの動作を示す図The figure which shows the operation | movement of the flow shown in FIG. 図1に示す装置の他の制御フローを示す図The figure which shows the other control flow of the apparatus shown in FIG. 図4に示すフローの動作を示す図The figure which shows the operation | movement of the flow shown in FIG. 本発明の他の実施形態を示す図The figure which shows other embodiment of this invention 本発明の更に他の実施形態を示す図The figure which shows other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施形態を示す図The figure which shows other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を説明する。
具体的な実施形態を説明する前に、プレス機械のスライド駆動モータの発熱量の推定原理について説明する。
まず、駆動モータの空冷時の温度上昇Δθは次式により計算される。
Δθ=C×(発熱部の発熱量Q)/(風量) …〔式1〕
C:冷却構造や冷却部面積で決まる定数
あるいは、冷却部に発熱が伝わる時定数を考慮して次式により計算される。
Δθ=C×(発熱部の発熱量Q)×[1/(1+Tcs)]/(風量)
…〔式2〕
Tc:発熱部から冷却部まで熱の伝わる時定数
s:ラプラス演算子
式2は一次遅れで定式化しているが、単純な一次遅れだけでは定式化できない対象はそれに合わせて定式化する。これらの定数は、モータ構造や仕様から計算あるいは、試験によって事前に求める。式2の定数Cは冷却する部位によって違うので、適切に決定する。
Embodiments of the present invention will be described below.
Before describing specific embodiments, the principle of estimating the amount of heat generated by a slide drive motor of a press machine will be described.
First, the temperature rise Δθ during air cooling of the drive motor is calculated by the following equation.
Δθ = C × (heat generation amount Q of the heat generating portion) / (air volume) (Equation 1)
C: It is calculated by the following equation in consideration of a constant determined by the cooling structure and the cooling part area, or a time constant in which heat is transmitted to the cooling part.
Δθ = C × (heat generation amount Q of heat generating portion) × [1 / (1 + Tcs)] / (air flow)
... [Formula 2]
Tc: Time constant for heat transfer from heat generating part to cooling part
s: Laplace operator formula 2 is formulated with a first-order lag, but an object that cannot be formulated with a simple first-order lag is formulated accordingly. These constants are calculated in advance from the motor structure and specifications or by testing. Since the constant C in Equation 2 differs depending on the part to be cooled, it is determined appropriately.

また、発熱量Qは次式により計算される。
Q=Kc×(電流)**2+Kh×(周波数)+Ke×(周波数)**2
…〔式3〕
Kc:銅損に関する定数
Kh:鉄損のうち、ヒステリシス損に関する定数
Ke:鉄損のうち、うず電流損に関する定数
ここで、モータが永久磁石同期モータの場合、式3の周波数は回転数に比例し、電流はトルクに比例する。発熱量Qを計算する式3は一例であり、冷却部を含むそのモータの特性により適切に変更できる。例えば、モータ構造により機械損失を追加してもよく、取り付け構造によって式中の定数は変わる。さらに、発熱量を決める他の要因があれば、あるいは、他の方式があれば、それを考慮して推定してもよい。例えば、サーボモータが界磁制御をする場合は、磁束密度が変わるので、KhやKeは一定値でない。この場合、これらは磁束の関数になり、界磁制御を考慮した数式で与える。
式3で固定された一定運転条件での発熱量Qを計算できる。プレス運転時のトルクや回転数は刻々と変化するから、平均発熱量Qaは、プレス運転パターンの時間(t)に対するトルク、回転数をパラメータとする発熱量Q(トルク、回転数)の積分量として演算できる。
Qa=(1/T)∫Q(トルク、回転数)dt …〔式4〕
T:プレス運転パターンの繰り返し周期
あるいは、一般にモータ温度上昇の熱時定数は、プレス運転パターン繰り返し周期Tよりはるかに長いので、発熱量はあるプレス運転パターンの実効値平均トルク、平均回転数から求めてもよい。
The calorific value Q is calculated by the following equation.
Q = Kc × (current) ** 2 + Kh × (frequency) + Ke × (frequency) ** 2
... [Formula 3]
Kc: Constant related to copper loss
Kh: Of iron loss, constant related to hysteresis loss
Ke: Constant related to eddy current loss among iron loss When the motor is a permanent magnet synchronous motor, the frequency of Equation 3 is proportional to the number of revolutions and the current is proportional to the torque. Equation 3 for calculating the calorific value Q is an example, and can be appropriately changed depending on the characteristics of the motor including the cooling unit. For example, the mechanical loss may be added depending on the motor structure, and the constant in the formula varies depending on the mounting structure. Furthermore, if there is another factor that determines the amount of heat generation, or if there is another method, it may be estimated in consideration of it. For example, when the servo motor performs field control, the magnetic flux density changes, so Kh and Ke are not constant values. In this case, these are functions of magnetic flux and are given by mathematical formulas that take field control into consideration.
The calorific value Q under the constant operation condition fixed by Equation 3 can be calculated. Since the torque and the number of rotations during the press operation change every moment, the average heat generation amount Qa is an integral amount of the heat generation amount Q (torque, rotation number) with the torque and the rotation number as parameters for the time (t) of the press operation pattern. Can be calculated as
Qa = (1 / T) ∫Q (torque, rotation speed) dt (Equation 4)
T: Since the repetition period of the press operation pattern or the thermal time constant of the motor temperature rise is generally much longer than the press operation pattern repetition period T, the calorific value is obtained from the effective average torque and average rotation speed of a certain press operation pattern. May be.

以上から分かるように、あるプレス運転パターン時のトルク(または電流)と回転数が分かると平均発熱量Qaが式4により予測できる。これから、式1または式2により、ある風量での温度上昇Δθが予測できる。この結果を逆に言えば、温度上昇限度Δθmaxを定めれば、これに必要な風量が分かる。式1の場合は下記になる。
風量Δθ=(C/Δθmax)×(発熱部の発熱量Q) …〔式5〕
温度上昇限度Δθmaxはサーボモータ1の連続運転可能な温度上昇値から定めることができる。すなわち、通常、サーボモータの許容最高温度θmaxは絶縁クラスで定まる。モータ部位により上昇限度値が違うときは、使用目的や構成部品により適切に選択する。温度上昇限度Δθmaxは
Δθmax=θmax−周囲温度 …〔式6〕
であるから、周囲温度をプレス機械が設置される環境の最高温度にとれば、Δθmaxを定めることができる。あるいは、周囲温度は気温や他の機械の運転状況によって異なるから周囲温度を考慮して変更してもよい。
As can be seen from the above, if the torque (or current) and the number of rotations in a certain press operation pattern are known, the average heat generation amount Qa can be predicted by Equation 4. From this, the temperature rise Δθ at a certain air volume can be predicted by the formula 1 or the formula 2. In other words, if the temperature rise limit Δθmax is determined, the air volume necessary for this is known. In the case of Formula 1, it becomes the following.
Airflow Δθ = (C / Δθmax) × (heat generation amount Q of the heat generation part) [Equation 5]
The temperature rise limit Δθmax can be determined from the temperature rise value at which the servomotor 1 can be continuously operated. That is, normally, the allowable maximum temperature θmax of the servo motor is determined by the insulation class. If the upper limit differs depending on the motor part, select the appropriate value according to the purpose of use and the components. The temperature rise limit Δθmax is Δθmax = θmax−ambient temperature (Equation 6)
Therefore, if the ambient temperature is the maximum temperature of the environment where the press machine is installed, Δθmax can be determined. Alternatively, since the ambient temperature varies depending on the air temperature and the operating conditions of other machines, the ambient temperature may be changed in consideration.

以上のように、プレス運転パターン(速度やトルク)が分かれば、所要風量は求められる。サーボプレスの運転パターンは、プレス作業に応じた金型などが決まると、連続的なプレス動作に先立って、事前に決められる。あるプレス運転パターンの所要トルク、回転数は、パターン設定時のシミュレーション結果、あるいは、試打時の計測結果、過去の運転履歴データから得る。   As described above, if the press operation pattern (speed and torque) is known, the required air volume can be obtained. The operation pattern of the servo press is determined in advance prior to the continuous press operation when a die or the like corresponding to the press work is determined. The required torque and rotation speed of a certain press operation pattern are obtained from a simulation result at the time of pattern setting, a measurement result at the time of trial hit, or past operation history data.

次に本発明の一実施形態を図1により説明する。
図1は、サーボモータにより駆動されるプレス機械(サーボプレス機械)に適用した例である。図1において、交流サーボモータ1のドライブシャフト1Sに接続されたギヤ2にメインギヤ3が噛み合わされ、メインギヤ3にはクランク機構(クランク軸4、コネクティングロッド5)が接続されている。クランク機構によりスライド6を静止側のボルスタ7に対して昇降可能に形成されている。クランク軸4は交流サーボモータ1の正転、逆転、速度可変制御により自由に回転駆動されるので、クランク機構だけでなくこれ以外の機構のスライドモーション、静止を含む成形体に適合するスライドモーション、あるいは、正逆振り子モーションなど各種スライドモーションを自在に設定でき、これらの切替使用が可能である。このために、プレス成形体に対する精度、生産性や適応性が拡大できる。交流サーボモータ1としては、永久磁石を用いた同期モータや、誘導モータ、リラクタンスモータなどが利用できる。さらに、交流サーボモータでなく直流サーボモータでもよい。ここでは、交流サーボモータ1は永久磁石同期モータとして説明する。また、図1はクランクプレスを例にとったが、他の構造のプレス機械、例えば、ボールネジを利用したもの、リニアモータを利用した構造でもよい。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is an example applied to a press machine (servo press machine) driven by a servo motor. In FIG. 1, a main gear 3 is meshed with a gear 2 connected to a drive shaft 1 </ b> S of an AC servomotor 1, and a crank mechanism (a crankshaft 4 and a connecting rod 5) is connected to the main gear 3. The crank mechanism is formed so that the slide 6 can be moved up and down with respect to the stationary bolster 7. Since the crankshaft 4 is freely rotated by forward rotation, reverse rotation, and variable speed control of the AC servomotor 1, not only the crank mechanism but also other mechanisms such as a slide motion, a slide motion suitable for a molded body including a stationary state, Alternatively, various slide motions such as forward and reverse pendulum motions can be freely set, and switching between these can be used. For this reason, the precision, productivity, and adaptability with respect to a press-molded body can be expanded. As the AC servo motor 1, a synchronous motor using a permanent magnet, an induction motor, a reluctance motor, or the like can be used. Further, a DC servo motor may be used instead of the AC servo motor. Here, the AC servomotor 1 will be described as a permanent magnet synchronous motor. Further, FIG. 1 shows a crank press as an example, but a press machine having another structure, for example, a structure using a ball screw or a structure using a linear motor may be used.

交流サーボモータ1は冷却ファン8の冷却風で空冷される。冷却ファン8はファン自体を駆動する交流モータを含む。
プレス機械のスライド6の運転パターンは運転パターン設定部11で設定される。運転パターンは画面を利用してキーボードやタッチパネルなどから対話的に入力したり、PCを使って入力することができる。運転パターン設定部11で設定された運転パターンはモーション演算部12に入力され、モーション演算部12でサーボモータ1の実運転の回転位置、回転速度パターン(以後、位置、速度パターン)が演算生成される。サーボモータ制御装置13はモーション演算部12で演算された位置指令や、速度指令になるようにサーボモータ1を制御する。
The AC servo motor 1 is air-cooled by the cooling air from the cooling fan 8. The cooling fan 8 includes an AC motor that drives the fan itself.
The operation pattern of the slide 6 of the press machine is set by the operation pattern setting unit 11. The driving pattern can be input interactively from the keyboard or touch panel using the screen, or can be input using a PC. The operation pattern set by the operation pattern setting unit 11 is input to the motion calculation unit 12, and the rotation position and rotation speed pattern (hereinafter, position and speed pattern) of the actual operation of the servo motor 1 are calculated and generated by the motion calculation unit 12. The The servo motor control device 13 controls the servo motor 1 so that the position command and speed command calculated by the motion calculation unit 12 are obtained.

次に、モーション演算部12でサーボモータ1の速度が演算されるので、発熱量算出部21で式3、式4により、平均発熱量Qaを演算する。この演算に必要な所要トルクは前述のように、パターン設定時のシミュレーション結果、あるいは、試打時の計測結果、過去の運転履歴データから得ることができる。このようにして、発熱部の平均発熱量が計算できる。
発熱量が計算できるので、式1または式2または式5により、所定温度上昇に対応する風量を計算し、この風量を得る冷却指令、すなわち、冷却ファン8の回転数指令を冷却指令演算部22で演算する。風量と回転数の関係はファンの特性や通風路により違うので事前にシミュレーション計算や実験などにより定める。インバータ23は冷却指令演算部22からの回転数指令に応じて冷却ファンの回転数を制御する。なお、冷却ファン8が誘導モータの場合は、回転数指令と出力周波数はほぼ比例するので、回転数指令に対応する周波数を設定すればよい。
なお、上記は、インバータ23は出力の交流周波数を可変するものとして説明したが、冷却ファンモータの入力電圧を可変して冷却ファンの回転数を変える装置など、ファン速度を変える他の装置でもよい。ここでは、この入力電圧を可変して冷却ファンの回転数を変える装置もインバータと称する。冷却ファンの回転数を変える装置としては、マトリックスコンバータなど他の可変速装置も使用できる。
Next, since the speed of the servo motor 1 is calculated by the motion calculation unit 12, the heat generation amount calculation unit 21 calculates the average heat generation amount Qa using Equations 3 and 4. As described above, the required torque required for this calculation can be obtained from a simulation result at the time of pattern setting, a measurement result at the time of trial hit, or past operation history data. In this way, the average heat generation amount of the heat generating part can be calculated.
Since the calorific value can be calculated, the air flow corresponding to the predetermined temperature rise is calculated by Equation 1, 2 or 5, and the cooling command for obtaining this air amount, that is, the rotational speed command of the cooling fan 8 is used as the cooling command calculator 22. Calculate with. Since the relationship between the air volume and the rotational speed varies depending on the fan characteristics and the ventilation path, it is determined in advance by simulation calculations and experiments. The inverter 23 controls the rotational speed of the cooling fan in accordance with the rotational speed command from the cooling command calculation unit 22. In the case where the cooling fan 8 is an induction motor, the rotation speed command and the output frequency are substantially proportional, and therefore a frequency corresponding to the rotation speed command may be set.
In the above description, the inverter 23 is described as changing the AC frequency of the output. However, other devices that change the fan speed, such as a device that changes the input voltage of the cooling fan motor to change the rotation speed of the cooling fan, may be used. . Here, a device that varies the input voltage and changes the rotation speed of the cooling fan is also referred to as an inverter. As a device for changing the number of rotations of the cooling fan, other variable speed devices such as a matrix converter can be used.

このように動作させたときの冷却ファン8の回転数指令を得る動作フローチャートを図2に、その動作特性を図3に示す。
図2は発熱量算出部21と冷却指令演算部22の演算のフローを示す。なお、S1からS16は各演算ステップに付した符号である。このフローは、適度な時間間隔でスタートする。まず、S1で運転パターン(時間に対するサーボモータの回転速度指令、トルクパターン)を取得する。次にS2では、これに基づいて平均発熱量を計算する(式3、4)。そして、S3では、これに対応する冷却ファンの回転数を指令する(式5を利用)。このとき、本フローを実施する毎に回転数指令を演算してもよいが、運転パターンが前に実施したときと変わらなければ、それを用いることができる。また、運転パターンは金型データとともに決められるから、運転パターンを記憶しておくときに、冷却ファンの回転数指令も記憶しておき、運転パターンを読み出すときに冷却ファンの回転数指令を読み出してもよい。
次にS4では、S3で得られた回転数指令が、前回の演算フローで、指令として出力しそれを記憶した回転数指令と変化したかどうか、その大小関係を判定する。
回転数指令が上昇したとき(S4で上昇)は、S3で新たに演算した回転数指令を新回転数指令と出力し(S5)、Flag=1とする(S6)。そして、S16に進む。回転数指令が同じとき(S4で同一)は、前に記憶した回転数指令をそのまま出力し(S7)、Flag=1とする(S8)。そして、S16に進む。さらに、回転数指令が低下したとき(S4で下降)は、まず、Flagの値を判定する(S9)。Flag=1のときはこの時点の時刻を記憶し(S10)、S11に進む。Flag=2のときはそのままS11に進む。そして、記憶した時刻から所定時間ΔTが経過したかどうかを判別する(S11)。すなわち、現在の時刻−記憶した時刻≧ΔTかどうかを判定する。所定時間ΔTが経過していなければ(S11でNO)、S3で演算した回転数指令でなく、前回と同じ回転数数指令を出力(S12)し、Flag=2として(S13)、S16に進む。一方、所定時間ΔTが経過していれば(S11でYES)、S3で演算した回転数指令を新たな回転数指令として出力し(S14)、Flag=1として(S15)、S16に進む。
最後に現在の冷却ファンの回転数指令を記憶して(S16)フローを終了する。このようにして得られた冷却ファンの回転数指令に応じてインバータ23は制御され、冷却ファン8の回転数は制御される。
FIG. 2 shows an operation flowchart for obtaining the rotational speed command of the cooling fan 8 when operated in this way, and FIG. 3 shows its operation characteristics.
FIG. 2 shows a calculation flow of the calorific value calculation unit 21 and the cooling command calculation unit 22. S1 to S16 are symbols attached to the respective calculation steps. This flow starts at a reasonable time interval. First, in S1, an operation pattern (servo motor rotation speed command with respect to time, torque pattern) is acquired. Next, in S2, the average calorific value is calculated based on this (Equations 3 and 4). In S3, the number of rotations of the cooling fan corresponding to this is commanded (using formula 5). At this time, the rotation speed command may be calculated every time this flow is executed, but it can be used if the operation pattern is not different from the previous execution. Also, since the operation pattern is determined together with the mold data, when the operation pattern is stored, the cooling fan speed command is also stored, and when the operation pattern is read, the cooling fan speed command is read. Also good.
Next, in S4, it is determined whether or not the rotational speed command obtained in S3 has changed from the rotational speed command output and stored as a command in the previous calculation flow.
When the rotational speed command increases (increases in S4), the rotational speed command newly calculated in S3 is output as a new rotational speed command (S5), and Flag = 1 is set (S6). Then, the process proceeds to S16. When the rotation speed command is the same (same in S4), the previously stored rotation speed command is output as it is (S7), and Flag = 1 is set (S8). Then, the process proceeds to S16. Further, when the rotational speed command decreases (decrease in S4), first, the value of Flag is determined (S9). When Flag = 1, the time at this time is stored (S10), and the process proceeds to S11. When Flag = 2, the process proceeds to S11 as it is. Then, it is determined whether or not a predetermined time ΔT has elapsed from the stored time (S11). That is, it is determined whether or not the current time−the stored time ≧ ΔT. If the predetermined time ΔT has not elapsed (NO in S11), the same rotational speed command as the previous time is output (S12) instead of the rotational speed command calculated in S3, Flag = 2 is set (S13), and the process proceeds to S16. . On the other hand, if the predetermined time ΔT has elapsed (YES in S11), the rotational speed command calculated in S3 is output as a new rotational speed command (S14), Flag = 1 is set (S15), and the process proceeds to S16.
Finally, the current rotational speed command of the cooling fan is stored (S16), and the flow ends. The inverter 23 is controlled according to the cooling fan rotational speed command thus obtained, and the rotational speed of the cooling fan 8 is controlled.

運転パターンの変化により回転数指令が低下したとき、所定時間ΔTの間、前の高い回転数指令を維持する。この理由は、高い回転数指令が出されていたときは、モータ1の発熱量が大きい状態なのでこのときに発熱した熱量が放熱されるのを待って低い回転数指令に移行するためである。所定時間は熱量が放熱するに要する時間で、予めそのプレス装置に適する時間を設定しておく。この時間は一定値でもよく、発熱量に応じて変えてもよい。 When the rotational speed command decreases due to the change of the operation pattern, the previous high rotational speed command is maintained for a predetermined time ΔT. This is because when the high rotational speed command is issued, since the amount of heat generated by the motor 1 is in a large state, the heat generated at this time waits for the heat to be dissipated and shifts to a low rotational speed command. The predetermined time is the time required for the amount of heat to be dissipated, and a time suitable for the press apparatus is set in advance. This time may be a constant value or may be changed according to the heat generation amount.

図3は図2のように制御したときの動作の一例を示す。図3は時刻に対するモータ1の発熱量計算結果と、冷却ファンの回転数指令を示す。図3に関する説明でS1からS15は、図2の各ステップに対応する。
図3において、時刻T0で電源が投入されプレス機械によるプレス作業が開始される。T0ではそれまで停止中であったので、発熱量はゼロである。このときのファン回転数もゼロである。時刻T1である運転パターンで運転が開始される(図2のS1。以下、Snは図2の記号)。このとき、発熱量はQ1(S2)で、これに対応する回転数指令F1が演算される(S3)。T1より前の時点での回転数指令はゼロであり、T1での回転数指令はF1で、前回の指令より高いので(S4)、回転数指令F1が出力される(S5)。時刻T2までは,同じ運転パターンで運転されるので、発熱量に変化はなく、回転数指令演算も同じであるため、回転数指令F1が維持される(S7)。
次に、時刻T2になるとプレス機械の運転が停止される(S1)。このとき、発熱量はゼロになり(S2)、これに対応する回転数指令がゼロと演算される(S3)。このとき、前の回転数指令F1より低下しているので(S4)、しきい値(Flag値)が判定される(S9)。Flag=1であるので、この時点の時刻T2が記憶される(S10)。この時点から所定時間ΔTが経過しているか判断されるが(S11)、所定時間ΔTが経過していないので、前回の回転数指令であるF1が維持され(S12)、Flag=2(S13)とされる。
T3までは同じ運転パターンなので回転数指令ゼロが演算されるが、前回の回転数指令F1より低いので、Flag=2のままで、記憶した時刻から所定時間ΔTが経過していないかが判断され、ΔTが経過していない間は前回の指令値F1が出力される。
所定時間ΔTが経過しない時点T3で再び新たな運転パターンでプレス機械が運転される(S1)。このとき、発熱量はQ2になり(S2)、これに対応する回転数指令がF2と演算される(S3)。このとき、前の回転数指令F1より増加しているので(S4)、この回転数指令F2が出力される(S5)。
時刻T4での演算は前述と同様であり、回転数指令F2が維持される。さらに、時刻T5で新たな運転パターンでのプレス機械の運転が開始される。このパターンに対する発熱量はQ3であり、これに対応する回転数指令F3が演算されるが、前回の回転数指令F1と比較して低下しており(S4)、Flag=2の状態なので(S9)、時刻T4からΔT経過したか判断される(S11)。時刻T51まではΔTが経過していないので、回転数指令F2が維持される(S12)。
時刻T51では、前述の回転数指令演算の状況で、時刻T4からΔT経過しているので(S11)、新たな回転数指令F3が出力され(S14)、Flag=1に修正される(S15)。
以下、図3に示すように冷却ファン回転数が指令される。このように、発熱量に対応するファン回転数が指令されるが、回転数指令が前の指令より低下したとき、ΔTの間は前の高い回転数が維持されるので、モータ1の過熱の心配がない。
FIG. 3 shows an example of the operation when the control is performed as shown in FIG. FIG. 3 shows the calorific value calculation result of the motor 1 with respect to time and the rotation speed command of the cooling fan. In the description of FIG. 3, S1 to S15 correspond to the respective steps in FIG.
In FIG. 3, the power is turned on at time T0 and the press work by the press machine is started. At T0, the amount of generated heat is zero because it was stopped until then. The fan rotation speed at this time is also zero. The operation is started with the operation pattern at time T1 (S1 in FIG. 2; hereinafter, Sn is a symbol in FIG. 2). At this time, the calorific value is Q1 (S2), and the corresponding rotation speed command F1 is calculated (S3). Since the rotational speed command at the time before T1 is zero and the rotational speed command at T1 is F1, which is higher than the previous command (S4), the rotational speed command F1 is output (S5). Until the time T2, since the operation is performed with the same operation pattern, the amount of generated heat is not changed and the rotation speed command calculation is the same, so the rotation speed command F1 is maintained (S7).
Next, at time T2, the operation of the press machine is stopped (S1). At this time, the heat generation amount becomes zero (S2), and the rotation speed command corresponding to this is calculated as zero (S3). At this time, since it is lower than the previous rotational speed command F1 (S4), a threshold value (Flag value) is determined (S9). Since Flag = 1, the time T2 at this time is stored (S10). Although it is determined whether or not the predetermined time ΔT has elapsed from this point (S11), since the predetermined time ΔT has not elapsed, F1 which is the previous rotational speed command is maintained (S12), and Flag = 2 (S13). It is said.
Since the operation pattern is the same until T3, the rotation speed command zero is calculated, but since it is lower than the previous rotation speed command F1, it is determined whether the predetermined time ΔT has not elapsed since the stored time with Flag = 2, While ΔT has not elapsed, the previous command value F1 is output.
The press machine is operated again with a new operation pattern at time T3 when the predetermined time ΔT has not elapsed (S1). At this time, the calorific value is Q2 (S2), and the rotation speed command corresponding to this is calculated as F2 (S3). At this time, since the rotational speed command F1 is increased (S4), the rotational speed command F2 is output (S5).
The calculation at time T4 is the same as described above, and the rotation speed command F2 is maintained. Furthermore, operation of the press machine with a new operation pattern is started at time T5. The amount of heat generated with respect to this pattern is Q3, and the rotation speed command F3 corresponding to this is calculated, but it is lower than the previous rotation speed command F1 (S4) and is in the state of Flag = 2 (S9). ), It is determined whether ΔT has elapsed from time T4 (S11). Since ΔT has not elapsed until time T51, the rotational speed command F2 is maintained (S12).
At time T51, since ΔT has elapsed from time T4 in the state of the rotation speed command calculation described above (S11), a new rotation speed command F3 is output (S14) and is corrected to Flag = 1 (S15). .
Hereinafter, the cooling fan rotation speed is commanded as shown in FIG. In this way, the fan rotation speed corresponding to the heat generation amount is commanded. However, when the rotation speed command is lower than the previous command, the previous high rotation speed is maintained during ΔT. There is no worry.

本実施例のようにすれば、サーボモータの温度計測などのセンサを必要とせず、運転パターンからファン回転数が指令される。この結果、高信頼で、さらに、ファンを運転する電力低減ができ、高効率な運転ができる。さらにまた、ファンを可変速運転し、発熱量の小さいとき、すなわち、プレス負荷が軽いときは低速で運転するので騒音を低減する効果もある。
なお、図1の冷却ファンの回転数指令を得る他の方法として、上述の方法だけでなく他の方法でもよいのは言うまでもない。例えば、運転パターンからトルク電流及び電圧、回転数、またはこれらと等価なものが分かれば発熱量の把握ができ、回転数は演算できるので、これをテーブル化しておく、あるいは簡単な関数で演算させるなど適宜変更できる。
また、上記の説明は平均発熱量の推定は、プレス運転パターンごとに行うとして説明した。サーボモータの熱時定数が大きい場合には、プレスパターンごとに発熱量を推定するのではなく、いくつかの運転パターンを併せて推定したり、その日の稼働状況を総合的にみて推定してもよい。
According to this embodiment, a sensor for measuring the temperature of the servo motor is not required, and the fan rotation speed is commanded from the operation pattern. As a result, it is possible to reduce the electric power required for operating the fan with high reliability and to operate with high efficiency. Furthermore, since the fan is operated at a variable speed and the heat generation amount is small, that is, when the press load is light, the fan is operated at a low speed.
Needless to say, as another method for obtaining the cooling fan rotational speed command of FIG. 1, not only the above-described method but also another method may be used. For example, if the torque current and voltage, rotation speed, or equivalents are known from the operation pattern, the amount of heat generation can be grasped and the rotation speed can be calculated, so this can be calculated in a table or calculated with a simple function Etc. can be appropriately changed.
In the above description, the average calorific value is estimated for each press operation pattern. If the servo motor's thermal time constant is large, instead of estimating the calorific value for each press pattern, you can estimate several operating patterns together or estimate the operating status of the day comprehensively. Good.

次に、本発明の他の実施形態について説明する。基本的な考え方は前述の実施例と同じであるが、発熱部から冷却部まで熱が伝わる時定数を考慮して冷却ファンを運転する点に特徴がある。
この実施例の冷却ファン8の回転数指令を得る動作フローチャートを図4に、その動作特性を図5に示す。S21からS32は、各演算ステップに付した記号である。
図4は発熱量算出部21と冷却指令演算部22の演算のフローを示す。前の実施例と同様に適度な時間間隔でこのフローがスタートする。まず、S21で運転パターン(時間に対するサーボモータの回転速度指令、トルクパターン)を取得する。次にS22では、これに基づいて平均発熱量を計算する(式3、4)。そして、S23では、これに対応する冷却ファンの回転数を指令する(式5を利用)。このとき、本フローを実施する毎に回転数指令を演算してもよいが、運転パターンが前に実施したときと変わらなければ、それを用いることができる。また、運転パターンは金型データとともに決められるから、運転パターンを記憶しておくときに、冷却ファンの回転数指令も記憶しておき、運転パターンを読み出すときに冷却ファンの回転数指令を読み出してもよい。
次にS24では、S23で得られた回転数指令が、前回の演算フローで、指令として出力しそれを記憶した回転数指令と変化したかどうか、その大小関係を判定する。
演算した回転数指令が増加したとき(S24で上昇)は、S23で新たに演算した回転数指令と前回指令した回転数指令と一致したかどうか判定する(S25)。一致していないとき(S25でNO)、回転数指令を前回の回転数指令からΔF加えた値とし(S26)、S32に進む。一致しているとき(S25でYES)、回転数指令を回転数指令の演算値とし(S27)、S32に進む。
演算した回転数指令が同じとき(S24で同一)は、回転数指令を前に記憶した前回の回転数指令値とし(S28)、S32に進む。
さらに、演算した回転数指令が減少したとき(S24で下降)は、S23で新たに演算した回転数指令と前回指令した回転数指令と一致したかどうか判定する(S29)。一致していないとき(S29でNO)、回転数指令を前回の回転数指令からΔF引いた値とし(S30)、S32に進む。一致しているとき(S29でYES)、回転数指令を回転数指令の演算値とし(S31)、S32に進む。
このステップでは現在の冷却ファンの回転数指令を記憶して(S32)フローを終了する。このようにして得られた冷却ファンの回転数指令に応じてインバータ23は制御され、冷却ファン8の回転数は制御される。
ここで、回転数指令を変化させる値ΔFは、発熱部から冷却部まで熱が伝わる時定数や図4のフローの起動周期を考慮して決める。また、S24での判定は演算誤差もあるのでフィルタリングをしたり、ヒステリシスをもつ判定を行ってよい。
Next, another embodiment of the present invention will be described. The basic concept is the same as that of the above-described embodiment, but is characterized in that the cooling fan is operated in consideration of a time constant in which heat is transmitted from the heat generating part to the cooling part.
FIG. 4 shows an operation flowchart for obtaining the rotational speed command of the cooling fan 8 of this embodiment, and FIG. 5 shows its operation characteristics. S21 to S32 are symbols attached to each calculation step.
FIG. 4 shows a calculation flow of the calorific value calculation unit 21 and the cooling command calculation unit 22. As in the previous embodiment, this flow starts at an appropriate time interval. First, in S21, an operation pattern (servo motor rotational speed command with respect to time, torque pattern) is acquired. Next, in S22, an average calorific value is calculated based on this (Equations 3 and 4). In S23, the number of rotations of the cooling fan corresponding to this is commanded (using formula 5). At this time, the rotation speed command may be calculated every time this flow is executed, but it can be used if the operation pattern is not different from the previous execution. Also, since the operation pattern is determined together with the mold data, when the operation pattern is stored, the cooling fan speed command is also stored, and when the operation pattern is read, the cooling fan speed command is read. Also good.
Next, in S24, it is determined whether or not the rotational speed command obtained in S23 has changed from the rotational speed command output and stored as a command in the previous calculation flow.
When the calculated rotational speed command increases (increases in S24), it is determined whether or not the rotational speed command newly calculated in S23 matches the rotational speed command previously commanded (S25). If they do not match (NO in S25), the rotational speed command is set to a value obtained by adding ΔF from the previous rotational speed command (S26), and the process proceeds to S32. If they match (YES in S25), the rotational speed command is set to the calculated value of the rotational speed command (S27), and the process proceeds to S32.
When the calculated rotational speed command is the same (same in S24), the rotational speed command is set to the previous rotational speed command value stored previously (S28), and the process proceeds to S32.
Further, when the calculated rotational speed command decreases (decrease in S24), it is determined whether or not the rotational speed command newly calculated in S23 matches the rotational speed command that was previously commanded (S29). When they do not coincide (NO in S29), the rotation speed command is set to a value obtained by subtracting ΔF from the previous rotation speed command (S30), and the process proceeds to S32. When they match (YES in S29), the rotational speed command is set to the calculated value of the rotational speed command (S31), and the process proceeds to S32.
In this step, the current cooling fan rotation speed command is stored (S32), and the flow is terminated. The inverter 23 is controlled according to the cooling fan rotational speed command thus obtained, and the rotational speed of the cooling fan 8 is controlled.
Here, the value ΔF for changing the rotational speed command is determined in consideration of the time constant at which heat is transmitted from the heat generating part to the cooling part and the start cycle of the flow of FIG. In addition, since the determination in S24 has an arithmetic error, filtering or determination with hysteresis may be performed.

図5は図4のように制御したときの動作の一例を示す。図5は時刻に対するサーボモータ1の発熱量計算結果と、冷却ファンの回転数指令を示す。図5の説明中におけるS21〜S32は図4の各演算ステップに対応する。
時刻T0で電源が投入されプレス作業が開始される。T0では停止中であり、発熱量はゼロである。このときのファン回転数もゼロである。時刻T11で運転パターンが入力されプレス運転が開始される(S21)。このとき、平均発熱量はQ11(S22)で、これに対応する回転数指令F11が演算される(S23)。T11より前の時点での回転数指令はゼロであり、T11での回転数指令の演算はF11で、前回の指令より高く(S24で上昇)、この時点の前回の回転数指令はゼロであるから(S25)、回転数指令として、0+ΔFが出力される。こうして、時刻が少しずつ経過すると回転数指令は徐々に増加する。
時刻T111では、前回回転数指令はF11になっているから、回転数指令の演算F11と等しいので(S24で同一)、これ以後は回転数F11が指令される。
次に、時刻T12では、プレス運転が終了し発熱量はゼロになり(S21、S22)、これに対応する回転数指令演算もゼロになる(S23)。T12での演算回転数は前回回転数指令F11より低いので(S24で下降)、回転数指令はF11−ΔFが出力される(S30)。こうして、時刻が少しずつ経過すると回転数指令は徐々に減少する。
以後の時刻も図4のフロー演算を行い、図5に示すような回転数指令が出力される。
本実施例によれば、冷却部への伝熱特性を考慮して回転数指令を出しているので、先の実施例の効果に加え、さらに高効率な運転ができる。
FIG. 5 shows an example of the operation when the control is performed as shown in FIG. FIG. 5 shows a calorific value calculation result of the servo motor 1 with respect to time and a cooling fan rotational speed command. S21 to S32 in the description of FIG. 5 correspond to the respective calculation steps of FIG.
At time T0, the power is turned on and the press work is started. At T0, the vehicle is stopped and the amount of generated heat is zero. The fan rotation speed at this time is also zero. At time T11, the operation pattern is input and the press operation is started (S21). At this time, the average heat generation amount is Q11 (S22), and the corresponding rotation speed command F11 is calculated (S23). The rotational speed command at a time point before T11 is zero, the calculation of the rotational speed command at T11 is F11, which is higher than the previous command (increases in S24), and the previous rotational speed command at this time is zero. (S25), 0 + ΔF is output as the rotation speed command. Thus, as the time elapses, the rotational speed command gradually increases.
At time T111, since the previous rotational speed command is F11, it is equal to the rotational speed command calculation F11 (same in S24), and thereafter, the rotational speed F11 is commanded.
Next, at time T12, the press operation ends, the amount of heat generation becomes zero (S21, S22), and the corresponding rotation speed command calculation also becomes zero (S23). Since the calculated rotational speed at T12 is lower than the previous rotational speed command F11 (decrease in S24), F11−ΔF is output as the rotational speed command (S30). Thus, the rotational speed command gradually decreases as time elapses.
At subsequent times, the flow calculation of FIG. 4 is performed, and a rotational speed command as shown in FIG. 5 is output.
According to the present embodiment, since the rotational speed command is issued in consideration of the heat transfer characteristics to the cooling section, in addition to the effects of the previous embodiment, a more efficient operation can be performed.

図6は、サーボプレス機械1台につき駆動サーボモータが2台の場合を示す。図は2つのクランク軸が独立して同一のスライドを駆動する例で、スライド動作は同じであるが、金型構造や負荷の状況によりスライド内での負荷分布が異なるので、2つのサーボモータの所要トルクは同じとは限らない。このときのサーボモータ1−Aと1−Bの発熱量は同じにはならない。図6は図1を一部変更したものであり、図1内にて1つで構成されているものを、図6で2つに変更している。すなわち、2つに変更しているものは、発熱量算定部21−Aと21−B、冷却指令演算部22−Aと22−B、インバータ23−Aと23−B、冷却ファン8−Aと8−B、サーボモータ1−Aと1−B、ドライブシャフト1S−Aと1S−B、ギヤ2−Aと2−B、メインギヤ3−Aと3−B、クランク軸4−Aと4−B、コネクティングロッド5−Aと5−Bである。 FIG. 6 shows a case where there are two drive servo motors per servo press machine. The figure shows an example in which the two crankshafts independently drive the same slide. The slide operation is the same, but the load distribution in the slide differs depending on the mold structure and load conditions. The required torque is not always the same. At this time, the heat generation amounts of the servo motors 1-A and 1-B are not the same. FIG. 6 is a partial modification of FIG. 1, and the one configured in FIG. 1 is changed to two in FIG. That is, what is changed into two is the calorific value calculation units 21-A and 21-B, the cooling command calculation units 22-A and 22-B, the inverters 23-A and 23-B, and the cooling fan 8-A. And 8-B, servo motors 1-A and 1-B, drive shafts 1S-A and 1S-B, gears 2-A and 2-B, main gears 3-A and 3-B, crankshafts 4-A and 4 -B, connecting rods 5-A and 5-B.

図6の構成においては、図1の動作と機能に加え、サーボモータ1−Aと1−Bの発熱量を別々に推定し、冷却ファン8−Aと8−Bの回転数指令を別々に制御することが可能となっている。特に、各モータのトルクが違うだけでなく、各サーボモータの冷却能力が違うとき、例えば、サーボモータの設置条件によって式1の定数が違うとき、にも適用できる。
具体的な冷却ファン8−A、8−Bそれぞれの速度指令は図2あるいは図4の制御フローのようにして設定することができる。また、図6では2台のサーボモータで駆動する場合を示したが、3台以上でも同様であるのは言うまでもない。
なお、図6では、サーボモータのトルクが異なる構成を示したが、複数台モータが共通のメインギヤを駆動するものは、各モータのトルクは同一であり、モータの冷却ファン回転数の指令は同一のものを与えてもよい。
In the configuration of FIG. 6, in addition to the operations and functions of FIG. 1, the heat generation amounts of the servo motors 1-A and 1-B are estimated separately, and the rotational speed commands of the cooling fans 8-A and 8-B are separately provided. It is possible to control. In particular, the present invention can be applied not only when the torque of each motor is different, but also when the cooling capacity of each servo motor is different, for example, when the constant of Equation 1 is different depending on the installation conditions of the servo motor.
Specific speed commands for the cooling fans 8-A and 8-B can be set as shown in the control flow of FIG. 2 or FIG. FIG. 6 shows a case where two servomotors are used for driving, but it is needless to say that three or more servomotors are the same.
Although FIG. 6 shows a configuration in which the torque of the servo motors is different, when multiple motors drive a common main gear, the torque of each motor is the same, and the motor cooling fan rotation speed command is the same. May be given.

図7は、1台のサーボモータ1を冷却ファン8−Aと8−Bで冷却する場合を示す。図はサーボモータ1の発熱量に応じて、2つの冷却ファンが独立してON/OFF制御され冷却する例である。
図7は図1を一部変更したものである。変更箇所は、冷却指令演算22を冷却指令演算ファンON/OFF判定24に変更、インバータ23をON/OFF接点25-Aと25−Bに変更、冷却ファン8を冷却ファン8−Aと8−Bに変更している。
本構成により、図1の動作と機能に加え、インバータなどの可変速装置を使用せずに、冷却ファン8−Aと8−BのON/OFFのみで、サーボモータ1を効率よく冷却できる。
図7では2台の冷却ファン8−Aと8−Bでサーボモータ1を冷却する場合を示したが、3台以上でも同様であるのは言うまでもない。
FIG. 7 shows a case where one servo motor 1 is cooled by the cooling fans 8-A and 8-B. The figure shows an example in which two cooling fans are independently controlled to be turned ON / OFF according to the amount of heat generated by the servo motor 1.
FIG. 7 is a partial modification of FIG. The change is made by changing the cooling command calculation 22 to the cooling command calculation fan ON / OFF determination 24, changing the inverter 23 to the ON / OFF contacts 25-A and 25-B, and changing the cooling fan 8 to the cooling fans 8-A and 8- Changed to B.
With this configuration, in addition to the operations and functions of FIG. 1, the servo motor 1 can be efficiently cooled only by turning on / off the cooling fans 8-A and 8-B without using a variable speed device such as an inverter.
Although FIG. 7 shows the case where the servo motor 1 is cooled by two cooling fans 8-A and 8-B, it goes without saying that the same applies to three or more.

図8は、サーボプレス装置1台につき駆動サーボモータが2台であり、なお1台のサーボモータを冷却ファン2台で冷却する場合を示す。図は2つのクランク軸が独立して同一のスライドを駆動する例で、スライド動作は同じであるが、金型構造や負荷の状況によりスライド内での負荷分布が異なるので、2つのサーボモータの所要トルクは同じとは限らない。このときのサーボモータ1−Aと1−Bの発熱量は同じにはならない。また、サーボモータ1−Aと1−Bの発熱量に応じて、4つの冷却ファン8−A、8−B、8−C、8−Dが独立してON/OFF制御され冷却する例である。
図8では4台の冷却ファン8−A、8−B、8−C、8−Dでサーボモータ2台を冷却する場合を示したが、冷却ファンとサーボモータそれぞれが3台以上でも同様であるのは言うまでもない。
以上の実施例は例示であって、本発明の主旨を逸脱しない限り自由に構成できる。
FIG. 8 shows a case where there are two drive servomotors per servo press device, and one servomotor is cooled by two cooling fans. The figure shows an example in which the two crankshafts independently drive the same slide. The slide operation is the same, but the load distribution in the slide differs depending on the mold structure and load conditions. The required torque is not always the same. At this time, the heat generation amounts of the servo motors 1-A and 1-B are not the same. Further, in the example in which the four cooling fans 8-A, 8-B, 8-C, and 8-D are independently controlled by ON / OFF control according to the heat generation amount of the servo motors 1-A and 1-B. is there.
Although FIG. 8 shows a case where two servo motors are cooled by four cooling fans 8-A, 8-B, 8-C, and 8-D, the same applies to the case where three or more cooling fans and servo motors are used. Needless to say, there are.
The above embodiments are merely examples and can be freely configured without departing from the gist of the present invention.

1、1−A、1−B サーボモータ
1S、1S−A、1S−B ドライブシャフト
2、2−A、2−B ギヤ
3、3−A、3−B メインギヤ
4、4−A、4−B クランク軸
5、5−A、5−B コネクティングロッド
6 スライド
7 ボルスタ
8、8−A、8−B、8−C、8−D 冷却ファン
11 運転パターン設定部
12 モーション演算部
13、13−A、13−B サーボモータ制御装置
21、21−A、21−B 発熱量算定部
22、22−A、22−B 冷却指令演算部
23、23−A、23−B インバータ
24、冷却指令演算、接点ON/OFF判定部
25−A、25−B、25−C、25−D ON/OFF接点

1, 1-A, 1-B Servo motor 1S, 1S-A, 1S-B Drive shaft 2, 2-A, 2-B Gear 3, 3-A, 3-B Main gear 4, 4-A, 4-B B Crankshaft 5, 5-A, 5-B Connecting rod 6 Slide 7 Bolster 8, 8-A, 8-B, 8-C, 8-D Cooling fan 11 Operation pattern setting unit 12 Motion calculation unit 13, 13- A, 13-B Servo motor control device 21, 21-A, 21-B Heat generation amount calculation unit 22, 22-A, 22-B Cooling command calculation unit 23, 23-A, 23-B inverter 24, cooling command calculation , Contact ON / OFF determination unit 25-A, 25-B, 25-C, 25-D ON / OFF contact

Claims (9)

プレス運転パターンに応じて駆動モータを可変速駆動してスライドを駆動するプレス機械において、該駆動モータを冷却する少なくとも1台の冷却ファンと、該冷却ファンを可変速駆動する少なくとも1台のファン駆動部と、該ファン駆動部を制御する演算部とを有しており、
該演算部は、前記プレス運転パターンから前記駆動モータの平均発熱量を求め、該平均発熱量に基づき前記駆動モータの温度を所定温度以下に維持するための該ファン回転数指令を演算し、該演算されたファン回転数指令を用いて前記ファン駆動部を制御することを特徴とするプレス機械の駆動モータ冷却装置。
In a press machine for driving a slide by a variable speed drive the drive motor in response to the press operation pattern, at least one cooling fan for cooling the drive motor, at least one fan drive to variable speed drives the cooling fan And a calculation unit for controlling the fan driving unit ,
The calculation unit calculates an average heat generation amount of the drive motor from the press operation pattern, calculates a fan rotation speed command for maintaining the temperature of the drive motor below a predetermined temperature based on the average heat generation amount, A drive motor cooling device for a press machine, wherein the fan drive unit is controlled using a calculated fan rotation speed command .
請求項1に記載されたプレス機械の駆動モータ冷却装置において、前記ファン駆動部がインバータ装置であることを特徴とするプレス機械の駆動モータ冷却装置。 2. The drive motor cooling device for a press machine according to claim 1, wherein the fan drive unit is an inverter device. 請求項1に記載されたプレス機械の駆動モータ冷却装置において、前記駆動モータの平均発熱量を、前記プレス運転パターンに基づき演算される前記駆動モータのトルク指令と回転数指令の少なくとも一つを用いて求めることを特徴とするプレス機械の駆動モータ冷却装置。 2. The drive motor cooling device for a press machine according to claim 1, wherein at least one of a torque command and a rotation speed command of the drive motor calculated based on the press operation pattern is used for the average heat generation amount of the drive motor. drive motor cooling apparatus of a press machine and obtaining Te. 請求項1に記載されたプレス機械の駆動モータ冷却装置において、前記駆動モータの平均発熱量を、前記プレス運転パターンに基づき演算される前記駆動モータのトルク指令と回転数指令の少なくとも一つと、発熱部から冷却部への熱時定数とを用いて求めることを特徴とするプレス機械の駆動モータ冷却装置。 In the drive motor cooling apparatus of a press machine according to claim 1, the average heating value of the drive motor, and at least one rotation speed command and torque command of the drive motor which is calculated based on the press operation pattern, It is determined using a thermal time constant from the heating portion to the cooling portion press machine drive motor cooling device according to claim. 請求項1に記載されたプレス機械の駆動モータ冷却装置において、前記冷却ファンの回転数指令を、プレス装置の置かれた周囲温度を考慮して補正することを特徴とするプレス機械の駆動モータ冷却装置。 2. The drive motor cooling device for a press machine according to claim 1, wherein the rotation speed command of the cooling fan is corrected in consideration of an ambient temperature where the press device is placed. apparatus. プレス運転パターンに応じて駆動モータを可変速駆動してスライドを駆動するプレス機械において、該駆動モータを冷却する少なくとも1台の冷却ファンと、該冷却ファンを可変速駆動する少なくとも1台のファン駆動部と、該ファン駆動部を制御する演算部とを有しており、
該演算部は、前記プレス運転パターンから前記駆動モータの平均発熱量を求め、該平均発熱量に基づき前記駆動モータの温度を所定温度以下に維持するための該ファン回転数指令を演算する機能を有しており、プレス運転パターンを変更して次のプレス加工を実施する際に、直前のプレス加工時に使用していたファン回転数指令と該変更後のプレス運転パターンに基づき演算された新たなファン回転数指令とを比較し、該新たなファン回転数指令が、直前まで使用していたファン回転数指令より高い場合は該新たなファン回転数指令により前記ファン駆動部を制御し、低い場合は直前に使用していたファン回転数指令による前記ファン回転駆動部を所定時間制御した後、該新たなファン回転数指令により前記ファン駆動部を制御すること
を特徴とするプレス機械の駆動モータ冷却装置。
In a press machine for driving a slide by a variable speed drive the drive motor in response to the press operation pattern, at least one cooling fan for cooling the drive motor, at least one fan drive to variable speed drives the cooling fan And a calculation unit for controlling the fan driving unit ,
The calculation unit has a function of calculating an average heat generation amount of the drive motor from the press operation pattern and calculating the fan rotation speed command for maintaining the temperature of the drive motor below a predetermined temperature based on the average heat generation amount. And, when the press operation pattern is changed and the next press processing is performed, a new operation calculated based on the fan rotation speed command used at the time of the previous press processing and the changed press operation pattern. When the fan rotational speed command is compared, and the new fan rotational speed command is higher than the fan rotational speed command used until immediately before, the fan driving unit is controlled by the new fan rotational speed command, and the new fan rotational speed command is low <br/> after the fan rotation driving unit by the fan rotation speed command that has been used to control a predetermined time immediately before controlling the fan drive by the new fan rotation speed command Drive motor cooling apparatus of a press machine, characterized.
プレス運転パターンに応じて駆動モータを可変速駆動してスライドを上下駆動するプレス機械において、該スライドを駆動する複数(2台以上)の駆動モータと、該複数の駆動モータの夫々に対して少なくとも1台の冷却ファンと、該冷却ファンを駆動する複数のファン駆動部と、該ファン駆動部を制御する演算部とを有しており、該演算部は、前記プレス運転パターンから前記複数の駆動モータの平均発熱量を夫々演算し、該夫々演算された平均発熱量から前記複数のファンを制御するための前記ファン回転数指令を演算する機能有しており、プレス運転パターンを変更し次のプレス加工を実施する際に、直前のプレス加工時に使用していた夫々のファン回転数指令と該変更後のプレス運転パターンに基づき演算された夫々の新たなファン回転数指令とを比較し、該新たなファン回転数指令が、直前のプレス運転パターン時のファン回転数指令より高い場合は該新たなファン回転数指令により前記複数のファン駆動部の夫々を制御し、低い場合は直前の夫々のファン回転数指令により前記複数のファン回転駆動部を夫々所定時間維持した後、該新たなファン回転数指令により前記複数のファン駆動部を夫々制御することを特徴とするプレス機械の駆動モータ冷却装置。 In a press machine that drives a slide up and down by driving a drive motor at a variable speed according to a press operation pattern, a plurality (two or more) of drive motors that drive the slide, and at least for each of the plurality of drive motors One cooling fan, a plurality of fan drive units that drive the cooling fan, and a calculation unit that controls the fan drive unit , the calculation unit is configured to drive the plurality of drives from the press operation pattern It has a function of calculating an average heat generation amount of the motor, and calculating the fan rotation speed command for controlling the plurality of fans from the calculated average heat generation amount, and changing the press operation pattern to When carrying out the press working, each new fan speed calculated based on each fan rotation speed command used in the previous press working and the changed press operation pattern is used. When the new fan rotational speed command is higher than the fan rotational speed command in the previous press operation pattern, each of the plurality of fan drive units is controlled by the new fan rotational speed command. If lower, the plurality of fan rotation drive units are respectively maintained for a predetermined time by the immediately preceding fan rotation number command, and then the plurality of fan drive units are respectively controlled by the new fan rotation number command. Drive motor cooling device for press machine. 請求項に記載されたプレス機械の駆動モータ冷却装置において、前記冷却ファン駆動部はインバータ装置であることを特徴とするプレス機械の駆動モータ冷却装置。 8. The drive motor cooling device for a press machine according to claim 7 , wherein the cooling fan drive unit is an inverter device. 請求項に記載されたプレス機械の駆動モータ冷却装置において、前記複数の駆動モータの夫々に対して複数の冷却ファンを設け、前記演算部は、各駆動モータの発熱量に応じて、前記各駆動モータに対応した前記複数のファンの運転台数を制御するON/OFF信号を演算し、該ON/OFF信号により前記ファン駆動部をON/OFF制御することを特徴とするプレス機械の駆動モータ冷却装置。
The drive motor cooling device for a press machine according to claim 7 , wherein a plurality of cooling fans are provided for each of the plurality of drive motors, and the calculation unit is configured to change each of the drive motors according to the amount of heat generated by each drive motor. Driving motor cooling of a press machine, wherein ON / OFF signals for controlling the number of operating fans of the plurality of fans corresponding to the driving motors are calculated, and the fan driving unit is ON / OFF controlled by the ON / OFF signals. apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6154602B2 (en) * 2012-12-03 2017-06-28 株式会社Subaru Cooling device for rotating electric machine
CN104953765B (en) * 2015-04-24 2017-07-28 长沙理工大学 A kind of novel and multifunctional motor air exhausting device
JP6659341B2 (en) * 2015-12-14 2020-03-04 ファナック株式会社 Motor control system having a function of setting operating conditions of cooling device, and method of setting operating conditions of cooling device
WO2024185139A1 (en) * 2023-03-09 2024-09-12 ファナック株式会社 Motor driving device for estimating temperature of part

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10336956A (en) * 1997-06-04 1998-12-18 Toshiba Corp Motor
JP3818958B2 (en) * 2002-06-28 2006-09-06 株式会社小松製作所 Servo press motor overload protection method
JP5164540B2 (en) * 2007-11-29 2013-03-21 アイダエンジニアリング株式会社 Method and apparatus for controlling motor drive device

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