JP6263047B2 - Acceleration / deceleration method of servo press machine and servo press machine - Google Patents
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Description
本発明は、板金加工に用いるサーボプレス機の加速・減速方法及びサーボプレス機に関する。 The present invention relates to an acceleration / deceleration method of a servo press machine used for sheet metal processing and a servo press machine.
近年、板金加工の分野においてサーボモータを用いたサーボプレス機が多く使用されている。このサーボプレス機の概要を図3を参照しつつ説明する。図3(a)は、サーボプレス機1の外観斜視図であり、図3(b)は、サーボプレス機1の構成を示す概略図である。なお、図3に示したサーボプレス機1は、スライドを移動させるのにクランク機構を用いるクランクプレスである。 In recent years, a servo press using a servo motor is often used in the field of sheet metal processing. The outline of this servo press will be described with reference to FIG. FIG. 3A is an external perspective view of the servo press machine 1, and FIG. 3B is a schematic diagram showing the configuration of the servo press machine 1. The servo press machine 1 shown in FIG. 3 is a crank press that uses a crank mechanism to move the slide.
クランクプレスは、図3(a)に示されるように、動力としてサーボ制御されるサーボモータ10を駆動させて、モータ軸11を回転させ、モータ軸ギヤ12をメインギヤ20と噛み合わせて回転させる。メインギヤ20の中心部には、クランク軸21が取り付けられており、メインギヤ20の回転運動を上下の昇降運動に変換する。これにより、クランク軸21に取り付けられたコンロッド22とスライド23が昇降運動する。図3(b)に示したように、スライド23には、上金型24aが取り付けられており、静止側の台であるボルスタ25には、下金型24bが搭載されていて、スライド23を下降させることにより、上金型24aと下金型24bの間に挟み込まれた成型部品をプレスする。
As shown in FIG. 3A, the crank press drives the
サーボモータ10が回転すると、エンコーダ13は、回転方向および回転量をサーボコントローラ15にフィードバックする。サーボコントローラ15は、与えられるサーボパラメータ41に従ってサーボ制御を行う機能を有し、ドライバ14に制御信号を出力する。ドライバ14は、入力された信号を電流値に変換して、サーボモータ10に供給する。
When the
サーボコントローラ15に与えられるサーボパラメータ41は、操作パネル31の指定に従って設定され、記憶部40に記憶されている。また、制御部32と記憶部40は、図3(a)に示した制御盤30の中に格納されている。
サーボプレス機1は、スライド23の位置と速度を細かく設定することができ、1行程の間に、停止や加速、減速を繰り返すことが可能である。サーボモータ10が現在速度から目標速度へ加速,減速を行う時間を「加速時間」,「減速時間」とすると、一般的に現在速度と目標速度の速度差Vxと加速時間Tは、図4(a)に示したように比例の相関関係を有している。なお、図4(a)の加速時間Tは、減速時間を含んだ意味で使用しているものとし、以下においても同様であるものとする。
The servo press 1 can finely set the position and speed of the
なお、サーボプレス機の上位制御装置の応答性を超える短い加速時間が設定されるのを防ぐため、また加速時間が余りに長く設定されることを防ぐため、加速時間には上下限値が設定される。すなわち、加速時間には最大加速時間Tmaxと最小加速時間Tminが設定される。この場合、図4(b)に示したように、現在速度と目標速度との速度差Vxが下限速度差Vminよりも小さい場合は最小加速時間Tminが適用され、速度差Vxが上限速度差Vmaxよりも大きい場合は最大加速時間Tmaxが適用される。また、速度差Vxが下限速度差Vminより大きく上限速度差Vmaxより小さい場合には、速度差Vxに所定の加速係数を乗じた加速時間Tが適用される。 In order to prevent a short acceleration time exceeding the response of the host controller of the servo press machine from being set and to prevent the acceleration time from being set too long, upper and lower limits are set for the acceleration time. The That is, the maximum acceleration time Tmax and the minimum acceleration time Tmin are set as the acceleration time. In this case, as shown in FIG. 4B, when the speed difference Vx between the current speed and the target speed is smaller than the lower limit speed difference Vmin, the minimum acceleration time Tmin is applied, and the speed difference Vx becomes the upper limit speed difference Vmax. Is greater than the maximum acceleration time Tmax. When the speed difference Vx is larger than the lower limit speed difference Vmin and smaller than the upper limit speed difference Vmax, an acceleration time T obtained by multiplying the speed difference Vx by a predetermined acceleration coefficient is applied.
なお、例えば特許文献1には、ユーザの生産目的に応じたサーボプレス機の動作指定を事前に行い、サーボモータの回転数と出力トルク特性に応じて、サーボプレス機の加減速の制御を行う制御方法が開示されている。 For example, in Patent Document 1, the operation of the servo press machine is designated in advance according to the production purpose of the user, and the acceleration / deceleration of the servo press machine is controlled according to the rotation speed and output torque characteristics of the servo motor. A control method is disclosed.
しかし、上記したサーボプレス機1では、サーボモータ10の回転数を上げ、プレスの高速化を図った場合、最大加速時間Tmaxが適用される範囲では、現在速度と目標速度の速度差Vxが大きくなればなるほど、図5(a)に示したように速度Vの加速の傾きが大きくなってしまう。その結果、サーボアンプが過熱したり、サーボモータ10による許容以上の回生電力が発生し、サーボプレスシステムの不具合原因となる。また、サーボプレス機1には駆動ギヤのバックラッシュがあるため、加速,減速によってギヤ同士の叩き音(ギヤ切返し音)が発生し、急加速,急減速はギヤの叩き音増加の原因にもなる。
However, in the servo press machine 1 described above, when the rotation speed of the
これらの課題を回避するために、図5(b)に示したように最大加速時間をΔtだけ長く設定すると、現在速度と目標速度の速度差Vxが小さくなったときに、加速時間が従来より長くなってしまい、サーボプレス機1の最高速度は上がっているのに、生産性が低下してしまうという問題があった。 In order to avoid these problems, if the maximum acceleration time is set longer by Δt as shown in FIG. 5 (b), the acceleration time becomes longer than the conventional time when the speed difference Vx between the current speed and the target speed becomes smaller. Although it became long and the maximum speed of the servo press machine 1 was increased, there was a problem that productivity decreased.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ハードを変更することなくスライドの最高速度を増加させた場合に、サーボアンプの発熱やギヤの叩き音の増加を抑制しつつ、生産性を向上させることが可能なサーボプレス機の加速・減速方法及びサーボプレス機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and when the maximum speed of the slide is increased without changing the hardware, while suppressing the heat generation of the servo amplifier and the increase of the beating sound of the gear, An object of the present invention is to provide a servo press machine acceleration / deceleration method and a servo press machine capable of improving productivity.
本発明は、上記課題を解決するため以下の構成を有する。 The present invention has the following configuration in order to solve the above problems.
(1)スライドをサーボモータによって昇降させることによりプレス加工を行うサーボプレス機の加速・減速方法であって、
前記スライドの現在速度と目標速度の速度差が、従来の上限速度差よりも更に大きな基準速度差よりも大きい場合には、従来の最大加速・減速時間を前記基準速度差で除した値に該速度差を乗じた加速・減速時間により、前記スライドを加速・減速させることを特徴とするサーボプレス機の加速・減速方法。
(1) A method of accelerating / decelerating a servo press that performs pressing by moving a slide up and down by a servo motor,
When the speed difference between the current speed of the slide and the target speed is larger than the reference speed difference that is larger than the conventional upper limit speed difference, the conventional maximum acceleration / deceleration time is divided by the reference speed difference. An acceleration / deceleration method for a servo press, wherein the slide is accelerated / decelerated by an acceleration / deceleration time multiplied by a speed difference.
(2)スライドをサーボモータによって昇降させることによりプレス加工を行うサーボプレス機の加速・減速方法であって、
前記スライドの現在速度と目標速度の速度差が下限速度差よりも小さい場合には、所定の最小加速・減速時間により前記スライドを加速・減速し、前記速度差が前記下限速度差よりも大きな上限速度差よりも大きい場合には、所定の最大加速・減速時間により前記スライドを加速・減速し、前記速度差が前記下限速度差以上でかつ前記上限速度差以下の場合には、該速度差に所定の加速係数を乗じた加速・減速時間で前記スライドを加速・減速し、
前記速度差が前記上限速度差よりも更に大きな基準速度差よりも大きい場合には、前記最大加速・減速時間を前記基準速度差で除した値に該速度差を乗じた加速・減速時間により、前記スライドを加速・減速させることを特徴とするサーボプレス機の加速・減速方法。
(2) A method of accelerating / decelerating a servo press that performs pressing by moving a slide up and down with a servo motor,
When the speed difference between the current speed of the slide and the target speed is smaller than the lower limit speed difference, the slide is accelerated / decelerated by a predetermined minimum acceleration / deceleration time, and the upper limit is greater than the lower limit speed difference. If the speed difference is greater than the speed difference, the slide is accelerated / decelerated according to a predetermined maximum acceleration / deceleration time.If the speed difference is not less than the lower limit speed difference and not more than the upper limit speed difference, the speed difference is increased. Accelerate / decelerate the slide with acceleration / deceleration time multiplied by a predetermined acceleration factor,
When the speed difference is larger than a reference speed difference that is larger than the upper limit speed difference, an acceleration / deceleration time obtained by multiplying the value obtained by dividing the maximum acceleration / deceleration time by the reference speed difference by the speed difference, An acceleration / deceleration method for a servo press, wherein the slide is accelerated / decelerated.
(3)スライドをサーボモータによって昇降させることによりプレス加工を行うサーボプレス機であって、
前記スライドの昇降速度を検知する検知手段と、前記スライドの昇降速度を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記検知手段の検知速度と目標速度の速度差に基づいて前記スライドの加速・減速時間を決定し、前記速度差が下限速度差よりも小さい場合には、所定の最小加速・減速時間により前記スライドを加速・減速し、前記速度差が前記下限速度差よりも大きな上限速度差よりも大きい場合には、所定の最大加速・減速時間により前記スライドを加速・減速し、前記速度差が前記下限速度差以上でかつ前記上限速度差以下の場合には、該速度差に所定の加速係数を乗じた加速・減速時間で前記スライドを加速・減速し、
前記速度差が前記上限速度差よりも更に大きな基準速度差よりも大きい場合には、前記最大加速・減速時間を前記基準速度差で除した値に該速度差を乗じた加速・減速時間により、前記スライドを加速・減速させることを特徴とするサーボプレス機。
(3) A servo press machine that performs press processing by moving a slide up and down by a servo motor,
Detecting means for detecting the lifting speed of the slide, and control means for controlling the lifting speed of the slide;
The control means includes
An acceleration / deceleration time of the slide is determined based on a speed difference between a detection speed of the detection means and a target speed. When the speed difference is smaller than a lower limit speed difference, the slide has a predetermined minimum acceleration / deceleration time. When the speed difference is larger than the upper limit speed difference larger than the lower limit speed difference, the slide is accelerated / decelerated by a predetermined maximum acceleration / deceleration time, and the speed difference is the lower limit speed. If the difference is not less than the difference and not more than the upper limit speed difference, the slide is accelerated / decelerated by an acceleration / deceleration time obtained by multiplying the speed difference by a predetermined acceleration coefficient,
When the speed difference is larger than a reference speed difference that is larger than the upper limit speed difference, an acceleration / deceleration time obtained by multiplying the value obtained by dividing the maximum acceleration / deceleration time by the reference speed difference by the speed difference, A servo press machine for accelerating and decelerating the slide.
本発明によれば、ハードを変更することなくスライドの最高速度を増加させた場合に、サーボアンプの発熱やギヤの叩き音の増加を抑制しつつ、生産性を向上させることが可能なサーボプレス機の加速・減速方法及びサーボプレス機を提供することができる。 According to the present invention, when the maximum slide speed is increased without changing the hardware, the servo press capable of improving the productivity while suppressing the heat generation of the servo amplifier and the increase of the beating sound of the gear. A machine acceleration / deceleration method and a servo press machine can be provided.
本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ以下に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施例のサーボプレス機の制御方法を除く機械的な構成は、上述した従来のサーボプレス機1の機械的な構成と同一であるため説明を省略する。本実施例のサーボプレス機1のスライド23の加減速制御について、図1,図2を参照しつつ以下に説明する。
Since the mechanical configuration excluding the control method of the servo press machine of the present embodiment is the same as the mechanical configuration of the conventional servo press machine 1 described above, the description thereof is omitted. The acceleration / deceleration control of the
図1は、本実施例のサーボプレス機1の速度差Vxと加速時間Txの関係を示したグラフである。このグラフで、基準速度差Vsetとは、従来のサーボプレス機で対応が可能だった速度差Vxの最大の速度差を意味する。速度差Vxが基準速度差Vset以下の場合は、速度差Vxに基づく加速時間Tの制御は既に図4(b)で述べた従来の制御方法と同一である。 FIG. 1 is a graph showing the relationship between the speed difference Vx and the acceleration time Tx of the servo press 1 of this embodiment. In this graph, the reference speed difference Vset means the maximum speed difference of the speed difference Vx that can be handled by a conventional servo press. When the speed difference Vx is equal to or less than the reference speed difference Vset, the control of the acceleration time T based on the speed difference Vx is the same as the conventional control method already described in FIG.
すなわち、現在速度と目標速度との速度差Vxが下限速度差Vminよりも小さい場合は最小加速時間Tminが適用され、速度差Vxが上限速度差Vmaxよりも大きい場合は最大加速時間Tmaxが適用される。また、速度差Vxが下限速度差Vminより大きく上限速度差Vmaxより小さい場合には、速度差Vxに所定の加速係数を乗じた加速時間Tが適用される。一方、速度差Vxが基準速度差Vsetより大きい場合には、以下の式(1)に基づいて加速時間Txを決定する。
Tx=(Tmax/Vset)×Vx ・・・ 式(1)
That is, the minimum acceleration time Tmin is applied when the speed difference Vx between the current speed and the target speed is smaller than the lower limit speed difference Vmin, and the maximum acceleration time Tmax is applied when the speed difference Vx is larger than the upper limit speed difference Vmax. The When the speed difference Vx is larger than the lower limit speed difference Vmin and smaller than the upper limit speed difference Vmax, an acceleration time T obtained by multiplying the speed difference Vx by a predetermined acceleration coefficient is applied. On the other hand, when the speed difference Vx is larger than the reference speed difference Vset, the acceleration time Tx is determined based on the following equation (1).
Tx = (Tmax / Vset) × Vx (1)
式(1)から分かるように、最大加速時間Tmaxと基準速度差Vsetから求められる加速時間Txの傾きを算出し、その傾きから速度差Vxに応じた加速時間Txを算出する。このように加速時間Txを決定することにより、高速化によってサーボモータ10の回転速度が基準速度差Vsetより上昇しても、加速度を変化させないように加速時間Txを調整することができる。
As can be seen from Equation (1), the slope of the acceleration time Tx obtained from the maximum acceleration time Tmax and the reference speed difference Vset is calculated, and the acceleration time Tx corresponding to the speed difference Vx is calculated from the slope. By determining the acceleration time Tx in this way, the acceleration time Tx can be adjusted so that the acceleration is not changed even if the rotational speed of the
[速度差Vxから加速時間Txを決定するフローチャート]
図2に、現在速度と目標速度の速度差Vxから加速時間Txを決定するためのフローチャートを示す。
[Flowchart for Determining Acceleration Time Tx from Speed Difference Vx]
FIG. 2 shows a flowchart for determining the acceleration time Tx from the speed difference Vx between the current speed and the target speed.
制御部32は、ステップ(以下、「S」という)101で、現在速度V1と目標速度V2の差分を計算しその絶対値を速度差Vxとする。次いで、制御部32は、S102で速度差Vxが基準速度差Vset以下であるか否かを判断する。そして、制御部32は、S102で速度差Vxが基準速度差Vset以下であると判断した場合には、S103で速度差Vxに加速係数aを乗じて加速時間Txを求める。
In step (hereinafter referred to as “S”) 101, the
そして、制御部32は、S104で加速時間Txが最小加速時間Tmin以上であるか否かを判断する。制御部32は、S104で加速時間Txが最小加速時間Tmin以上でないと判断した場合には、S106で最小加速時間Tminを加速時間TxとしS109に進む。一方、制御部32は、S104で加速時間Txが最小加速時間Tmin以上であると判断した場合には、S105で加速時間Txが最大加速時間Tmax以下であるか否かを判断する。次に、制御部32は、S105で加速時間Txが最大加速時間Tmax以下でないと判断した場合には、S107で最大加速時間Tmaxを加速時間TxとしてS109へ進む。一方、制御部32は、S015で加速時間Txが最大加速時間Tmax以下であると判断した場合にはS109へ進む。この場合には、加速時間Txは速度差Vxに加速係数aを乗じた値である。
And the
なお、制御部32は、S102で速度差Vxが基準速度差Vset以下でない、すなわち基準速度差Vsetより大きいと判断した場合には、S108で上述した式(1)により加速時間Txを計算し、S109に進む。
If the
最後に、制御部32は、S109で加速時間Txを決定する。加速時間Txは上記した流れから以下のように決定されている。
Vx≦Vset Tx<Tmin Tx=Tmin
Vx≦Vset Tmin≦Tx≦Tmax Tx=a×Vx
Vx≦Vset Tx>Tmax Tx=Tmax
Vx>Vset Tx=(Tmax/Vset)×Vx
Finally, the
Vx ≦ Vset Tx <Tmin Tx = Tmin
Vx ≦ Vset Tmin ≦ Tx ≦ Tmax Tx = a × Vx
Vx ≦ Vset Tx> Tmax Tx = Tmax
Vx> Vset Tx = (Tmax / Vset) × Vx
本発明のサーボプレス機の加速・減速方法によれば、サーボアンプの過熱、サーボモータによる許容以上の回生電力の発生、及び駆動用ギヤの叩き音の増加を抑制しつつ、スライドの動作速度を高速化することができる。 According to the acceleration / deceleration method of the servo press machine of the present invention, the operation speed of the slide is reduced while suppressing the overheating of the servo amplifier, the generation of excessive regenerative power by the servo motor, and the increase of the driving gear hitting sound. The speed can be increased.
10 サーボモータ
11 モータ軸
12 モータ軸ギヤ
13 エンコーダ
14 ドライバ
15 サーボコントローラ
20 メインギヤ
21 クランク軸
22 コンロッド
23 スライド
24a 上金型
24b 下金型
25 ボルスタ
30 制御盤
31 操作パネル
32 制御部
40 記憶部
41 サーボパラメータ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
目標速度へ加速、減速を行う前の前記スライドの速度と目標速度との速度差が、上限速度差よりも更に大きな基準速度差よりも大きい場合には、予め設定された最大加速・減速時間を前記基準速度差で除した値に該速度差を乗じた加速・減速時間により、前記スライドを加速・減速させることを特徴とするサーボプレス機の加速・減速方法。 A method of accelerating / decelerating a servo press that performs pressing by moving a slide up and down with a servo motor,
Accelerated to the target speed, when the speed difference between the velocity and the target velocity of the slide prior to the deceleration is greater than a larger reference speed difference than the upper limit speed difference, maximum acceleration and deceleration that is set in advance An acceleration / deceleration method for a servo press, wherein the slide is accelerated / decelerated by an acceleration / deceleration time obtained by multiplying a value obtained by dividing time by the reference speed difference by the speed difference.
前記スライドの昇降速度を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、
目標速度へ加速、減速を行う前の前記スライドの速度と前記目標速度との速度差に基づいて前記スライドの加速・減速時間を決定し、前記速度差が下限速度差よりも小さい場合には、予め設定された最小加速・減速時間により前記スライドを加速・減速し、前記速度差が前記下限速度差よりも大きな上限速度差よりも大きい場合には、予め設定された最大加速・減速時間により前記スライドを加速・減速し、前記速度差が前記下限速度差以上でかつ前記上限速度差以下の場合には、該速度差に所定の加速係数を乗じた加速・減速時間で前記スライドを加速・減速し、
前記速度差が前記上限速度差よりも更に大きな基準速度差よりも大きい場合には、前記最大加速・減速時間を前記基準速度差で除した値に該速度差を乗じた加速・減速時間により、前記スライドを加速・減速させることを特徴とするサーボプレス機。 A servo press machine that presses a slide by raising and lowering a slide by a servo motor,
And a control means to control the lifting speed of the previous Symbol slide,
The control means includes
Accelerated to the target speed, to determine the acceleration and deceleration time of the slide on the basis of the speed difference between the speed of the slide prior to the deceleration and the target speed, when the speed difference is smaller than the lower limit speed difference, When the slide is accelerated / decelerated by a preset minimum acceleration / deceleration time and the speed difference is larger than an upper limit speed difference larger than the lower limit speed difference, the slide is accelerated by a preset maximum acceleration / deceleration time. When the slide is accelerated / decelerated, and the speed difference is greater than or equal to the lower limit speed difference and less than or equal to the upper limit speed difference, the slide is accelerated / decelerated for an acceleration / deceleration time multiplied by a predetermined acceleration coefficient. And
When the speed difference is larger than a reference speed difference that is larger than the upper limit speed difference, an acceleration / deceleration time obtained by multiplying the value obtained by dividing the maximum acceleration / deceleration time by the reference speed difference by the speed difference, A servo press machine for accelerating and decelerating the slide.
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