JP6845062B2

JP6845062B2 - モーション生成装置、プレス装置、モーション生成方法、およびモーション生成プログラム

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Publication number: JP6845062B2
Application number: JP2017059137A
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Inventors: 岡本　雅之; 雅之岡本; 基一郎河本; 久典武内; 雄斗越後
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Filing date: 2017-03-24
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Description

本発明は、モーション生成装置、プレス装置、モーション生成方法、およびモーション生成プログラムに関する。

近年、プレス成形を行う際に、サーボモータを用いたプレス装置が用いられている。このようなサーボプレス装置では、スライド位置をクランク軸などの回転角度によって制御する位置制御が行われている。
一方、軽量で強度に優れる炭素繊維強化プラスチック（以下ＣＦＲＰ（carbon fiber reinforced plastic）と記載する）が、スポーツ、産業用途などにおいて注目されている。ＣＦＲＰは、炭素繊維が樹脂に混ぜ込まれたものであり、プレス成形することにより車体のボディー等が製造される。

このような樹脂材料等をプレス成形する際、加熱した材料に荷重を一定時間付与しながら冷却して形状を安定させる場合があるが、サーボプレス装置は位置制御であるため、冷却により材料が熱収縮すると荷重が低下し、所望の製品形状、性能が得られない可能性がある。
荷重の低下を補うため、例えば、サーボプレス装置のフリーモーション機能を使用することで、手動で擬似的に荷重を補填するスライドモーションの作成を行うことは可能であるが、実際にプレス成形を行う材料を用いてトライアンドエラーを複数回実施する必要があるため、材料コストや作業工数がかかる。

また、例えば、特許文献１に記載の荷重制御を行うサーボプレス装置を用いて、荷重値を逐次フィードバックすることにより、荷重の低下を補うように制御することも考えられる。

特開２０１３−２３７０６２号公報

しかしながら、上記のように荷重制御を行うと、サーボモータが負荷状態で起動停止（正転、逆転）を繰り返すことになり、サーボモータの過負荷が発生しやすくなる。このため、長時間高い加圧力が必要な場合、大容量のサーボモータが必要となりコストが掛かる。
本発明は、上記従来の課題を考慮して、コストを抑え適切な荷重でプレス成形を行うことを可能にするモーション生成装置、プレス装置、モーション生成方法、およびモーション生成プログラムを提供することを目的とする。

発明に係るモーション生成装置は、サーボモータを駆動源としてスライドを昇降駆動させてプレス成形を行うプレス装置のスライドのモーションを生成するモーション生成装置であって、取得部と、第２モーション生成部と、を備える。取得部は、第１モーションを用いたプレス成形の際のスライドにかかる荷重の変動に関するデータを取得する。第２モーション生成部は、荷重の変動に基づいて、第１モーションから第２モーションを生成する。

他の発明に係るプレス装置は、上金型と下金型を用いて材料に対してプレス成形を行うプレス装置であって、スライドと、サーボモータと、サーボ制御部と、荷重検出部と、第２モーション生成部と、を備える。スライドは、下面に上金型が取り付けられる、サーボモータは、スライドの駆動源として用いられる。サーボ制御部は、所定のモーションに基づいてサーボモータを制御してスライドを昇降させる。荷重検出部は、プレス成形を行う際にスライドにかかる荷重を検出する。第２モーション生成部は、第１モーションを用いたプレス成形の際のスライドにかかる荷重の変動に基づいて、第１モーションから第２モーションを生成する。

他の発明に係るモーション生成方法は、サーボモータを駆動源としてスライドを昇降駆動させてプレス成形を行うプレス装置のスライドのモーションを生成するモーション生成方法であって、第１モーションを用いたプレス成形の際のスライドにかかる荷重の変動に基づいて、第１モーションから第２モーションを生成する。
他の発明に係るモーション生成プログラムは、サーボモータを駆動源としてスライドを昇降駆動させてプレス成形を行うプレス装置のスライドのモーションを生成するモーション生成プログラムであって、第１モーションを用いたプレス成形の際のスライドにかかる荷重の変動に基づいて、第１モーションから第２モーションを生成する。

本発明によれば、コストを抑えつつ適切な荷重でプレス成形を行うことが可能なモーション生成装置、プレス装置、モーション生成方法、およびモーション生成プログラムを提供することができる。

本発明にかかる実施の形態１のプレスシステムを模式的に示す正面図。図１のプレスシステムの制御構成を示すブロック図。図１のプレスシステムの動作を示すフロー図。基本モーションを示す図。荷重波形データの一例を示す図。図１のプレス装置のプレス荷重とプレス伸び量の関係のグラフを示す図。補正モーションを示す図。図５の荷重波形データに対して補正モーションによって荷重低下量を補填した状態を示す図。本発明にかかる実施の形態２のプレス装置の制御構成を示すブロック図。図１のプレス装置の動作を示すフロー図。

本発明に係る実施の形態のモーション作成装置について図面を参照しながら以下に説明する。
（１．実施の形態１）
＜１−１．構成＞
図１は、本実施の形態１のプレスシステム１の構成を示す図である。図２は、プレスシステム１の制御構成を示すブロック図である。本実施の形態のプレスシステム１は、モーション生成装置２と、プレス装置３と、を有する。モーション生成装置２は、プレス装置３において基本モーションＳ_０を用いて予備プレス成形を行った際の荷重波形データに基づいて、プレス装置３に適用する補正モーションを作成する。プレス装置３は、補正モーションを用いて実製品のプレス成形（本成形ともいう）を行う。

（１−１−１．プレス装置）
はじめに、プレス装置３の構成について説明する。
プレス装置３は、例えば、ＣＦＲＰ等の樹脂材料Ｗに対してプレス成型を行う。樹脂材料Ｗとしては、例えば、炭素繊維で形作られたスタンパブルシートが用いられる。樹脂材料Ｗが予熱され、金型（上金型４ａ、下金型４ｂ）にセットされ、プレス成形されながら冷却される。

プレス装置３は、主に、ベッド３０と、アプライト３１と、クラウン３２と、スライド３３と、ボルスタ３４と、サーボモータ３５と、プレス駆動部３６と、回転角度センサ３７（図２参照）と、荷重計３８と、プレス制御部３９とを備える。
ベッド３０は、フロアに埋め込まれており、プレス装置３の土台を構成する。アプライト３１は、柱状の部材であり、ベッド３０上に４本配置されている。４本のアプライト３１は、平面視において矩形状の各頂点を形成するように配置されている。

クラウン３２は、４本のアプライト３１によって上方に支持されている。スライド３３は、クラウン３２の下側に昇降自在に吊下されている。スライド３３の下面には、図示しないダイクランパによって上金型４ａが着脱自在に取り付けられている。ボルスタ３４は、スライド３３の下方であってベッド３０上に配置されている。ボルスタ３４の上側には下金型４ｂが載置される。
サーボモータ３５は、スライド３３を駆動させる駆動源であり、クラウン３２に設けられている。図１では、サーボモータ３５は、左右２か所に設けられている。

プレス駆動部３６は、クラウン３２の左右に設けられており、各々のサーボモータ３５の回転運動を昇降運動に変換してスライド３３を昇降移動させる。プレス駆動部３６は、図１に示すように、小プーリ３６１と、大プーリ３６２と、タイミングベルト３６３と、小ギア３６４と、大ギア３６５と、エキセントリックシャフト３６６と、コンロッド３６７と、プランジャ３６８とを有する。小プーリ３６１は、サーボモータ３５の回転軸に固定されている。大プーリ３６２は、クラウン３２に回転可能に支持されている。タイミングベルト３６３は、小プーリ３６１と大プーリ３６２に巻き掛けられている。小ギア３６４は、大プーリ３６２に、大プーリ３６２と同心軸上に取り付けられている。大ギア３６５は、クラウンに回転可能に支持されており、小ギア３６４と噛み合っている。エキセントリックシャフト３６６は、偏心部３６６ａを有しており、大ギア３６５の中心に取り付けられている。大ギア３６５とエキセントリックシャフト３６６は、互いに同心であって、回転軸が一致している。エキセントリックシャフト３６６の偏心部３６６ａには、コンロッド３６７の上端が回転自在に取り付けられている。コンロッド３６７の下端には、プランジャ３６８の上部が取り付けられ、プランジャ３６８の下部にスライド３３が取り付けられている。

サーボモータ３５が駆動すると、小プーリ３６１が回転し、タイミングベルト３６３を介して大プーリ３６２も回転する。大プーリ３６２の回転により小ギア３６４が回転し、大ギア３６５とエキセントリックシャフト３６６が回転する。エキセントリックシャフト３６６の偏心部３６６ａは、エキセントリックシャフト３６６の軸を中心にして円運動し、この円運動に伴い、コンロッド３６７は上下方向に昇降動作する。コンロッド３６７の昇降動作に伴って、コンロッド３６７に接続されているプランジャ３６８も昇降動作し、スライド３３が昇降動作する。

図２に示す回転角度センサ３７は、例えばロータリーエンコーダであり、サーボモータ３５に設けられている。
荷重計３８は、スライド３３にかかる荷重（プレス荷重ともいえる）を検出する。荷重計３８は、例えば歪みゲージであり、クラウン３２に取り付けられている。荷重計３８は、２つのプランジャ３６８のそれぞれの上側に配置されている。図１における左側の荷重計３８によってスライド３３の左側にかかる荷重が検出され、右側の荷重計３８によってスライド３３の右側にかかる荷重が検出される。２つの荷重計３８の検出値を合算することによって、スライド３３全体にかかる荷重を検出することができる。
プレス制御部３９は、回転角度センサ３７からの位置情報に基づいてサーボモータ３５を制御する。プレス制御部３９には、荷重計３８による検出データも入力される。

（１−１−２．プレス装置の制御構成）
図２に示すように、プレス装置３のプレス制御部３９は、上位コントローラ４１と、サーボコントローラ４２と、サーボアンプ４３と、記憶部４４と、通信部４５と、を有する。

上位コントローラ４１は、サーボコントローラ４２に基本モーションＳ_０による予備成形指令または、補正モーションＳによる実成形指令を行う。
サーボコントローラ４２は、上位コントローラ４１からの指令に従ってモーションを実行するようサーボアンプ４３に指示する。サーボアンプ４３は、サーボコントローラ４２から指示されたモーション（基本モーションＳ_０または補正モーションＳ）に基づいて、回転角度センサ３７からの位置検出結果を用いてサーボモータ３５を制御する。

サーボモータ３５の回転によって上述したプレス駆動部３６が駆動し、スライド３３が昇降移動し、プレス成形が行われる。プレス成形の際にスライド３３にかかる荷重が、２つの荷重計３８によって検出され、検出された荷重が上位コントローラ４１に送られる。上位コントローラ４１において、２つの荷重計３８による検出値が合算されて荷重波形データを得ることができる。

記憶部４４は、基本モーションＳ_０およびモーション生成装置２から受信した補正モーションを記憶する。
通信部４５は、モーション生成装置２と通信を行う。詳細には、通信部４５は、受信部４５ａと送信部４５ｂを有している。送信部４５ｂは、基本モーションＳ_０および基本モーションＳ_０でプレス成形した際の荷重波形データを送信する。受信部４５ａは、モーション生成装置２によって作成された補正モーションＳを受信する。モーション生成装置２との通信は有線または無線のいずれであってもよい。

（１−１−３．モーション生成装置）
本実施の形態のモーション生成装置２は、例えば、図１に示すようにパーソナルコンピュータであり、プレス装置３のスライド３３のモーションを作成する。
モーション生成装置２は、通信部２１と、記憶部２２と、モーション生成部２３とを有する。通信部２１は、プレス装置３の通信部４５と通信を行う。通信部２１は、プレス装置３から送信される基本モーションＳ_０および荷重波形データを受信する受信部２１ａと、作成した補正モーションＳを送信する送信部２１ｂとを有する。

記憶部２２は、プレス装置３のプレス伸び量情報を記憶する。プレス伸び量情報については、後段にて詳述する。
モーション生成部２３は、低下量算出部５１と、追加移動量算出部５２と、補正モーション算出部５３とを有する。低下量算出部５１は、プレス装置３から受信した荷重波形データに基づいて荷重低下量ΔＦを算出する。追加移動量算出部５２は、プレス伸び量情報（後述する）に基づいて荷重低下量ΔＦからスライド追加移動量ΔＳを算出する。補正モーション算出部５３は、基本モーションＳ_０に対してスライド追加移動量ΔＳを加算して補正モーションＳを作成する。

＜１−２．動作＞
次に、本実施の形態のプレスシステム１の動作を説明するとともに、本発明のモーション生成方法の一例についても同時に述べる。
図３は、プレスシステム１の動作フローを示す図であり、左側がプレス装置３の動作フローを示し、右側がモーション生成装置２の動作フローを示す。

図３に示すように、ステップＳ１１０において、プレス装置３で予備成形が行われる。ここで、予備成形では、実製品に用いられる樹脂材料ならびに上金型４ａおよび下金型４ｂが使用され、基本モーションＳ_０に基づいてプレス成形が行われる。基本モーションＳ_０は、図４に示されている。図４では、縦軸がスライド３３のストロークを示しており、横軸が時間を示す。基本モーションＳ_０は、記憶部４４に記憶されている。基本モーションＳ_０では、図に示すように、所定の時間Ｔ_０（時刻ｔ１〜ｔ２）の間、下限位置Ｐ１においてスライド３３の位置を停止するように、サーボモータ３５が制御される。この所定の時間Ｔ_０の間に樹脂材料が冷却されながら成形される。なお、基本モーションＳ_０は、作業者が設定してもよい。例えば、スライド３３の下降時および上昇時のモーションが予め決められており、時間Ｔ_０の長さをプレス成形の対象となる樹脂材料によって設定できてもよい。このような設定は、図示しない操作盤などで作業者が行うことができる。

次に、ステップＳ１２０において、上位コントローラ４１は、荷重波形データを取得する。予備成形の際にスライド３３にかかる荷重が２つの荷重計３８によって検出され、２つの荷重計による検出値を足し合わせることにより荷重波形データを得ることができる。
図５は、荷重波形データＧｂを示す図である。図５には、基本モーションＳ_０における時刻ｔ１とｔ２が示されている。図５に示すように、スライド３３にかかる荷重は時刻ｔ１で最も大きくなり、その後、下降している。このような荷重の減少は、スライド３３を下限位置Ｐ１において保持している間（時刻ｔ１〜ｔ２）に、樹脂材料が冷却によって収縮することによって主に生じる。

次に、ステップＳ１３０において、プレス制御部３９は、荷重波形データＧｂを送信部４５ｂからモーション生成装置２へと送信する。
続いて、ステップＳ１４０において、プレス制御部３９は、予備成形に用いた基本モーションＳ_０をモーション生成装置２に送信する。
モーション生成装置２は、ステップＳ２１０において、受信部２１ａを介して荷重波形データを受信して荷重波形データＧｂを読み込む。続いて、モーション生成装置２は、ステップＳ２２０において、基本モーションＳ_０を受信して基本モーションＳ_０を読み込む。なお、荷重波形データＧｂおよび基本モーションＳ_０は、一旦、記憶部２２に記憶されてもよい。

次に、ステップＳ２３０において、低下量算出部５１は、荷重保持時の荷重低下量ΔＦを読取る。図５に示すように、荷重保持時は、スライド３３にかかる荷重が最大値に達してから所定時間Ｔ_０（ｔ１〜ｔ２の間）に対応し、下限位置Ｐ１においてスライド３３が停止している時間に対応する（図４参照）。このように荷重保持時間は、所定時間Ｔ_０に対応するため、プレス成形する樹脂材料および製品の厚みなどによって基本モーションＳ_０のＴ_０を変更することによって、荷重保持時間は変更できる。荷重低下量ΔＦは、予め設定された荷重Ｆ１から時刻ｔによる実際の荷重Ｆｔを差し引くことによって求められる。これによって時刻ｔにおける荷重低下量ΔＦが算出される。ステップＳ２３０は、低下量算出ステップの一例に対応する。予め設定された荷重Ｆ１は、使用する材料によって適宜変更される。

次に、ステップＳ２４０において、追加移動量算出部５２は、荷重低下量ΔＦと、プレス伸び量情報に基づいて、スライド追加移動量ΔＳを算出する。プレス伸び量情報は、プレス伸び量とプレス荷重の関係である。ここでプレス伸び量（プレス呼吸量、たわみ、または変形量ともいえる）とプレス荷重の関係について説明する。ステップＳ２４０は、補正量算出ステップの一例に対応する。

図６はプレス荷重Ｆとプレス伸び量δの関係（プレス伸び量情報）を示すグラフである。図６のグラフでは、縦軸がプレス荷重を示し、横軸がプレス伸び量を示す。プレス装置３は、その剛性に基づいて、プレス荷重（スライド荷重ともいう）が大きくなるに従って上下方向にプレス装置３全体が伸びる。プレス荷重とプレス装置３の伸び量の関係は、図６に示す線Ｌ（Ｆ＝ｋ×δ＋α）で表すことができ、プレス装置３の伸び量δは、δ＝（Ｆ−α）／ｋで表すことができる。

この線Ｌのｋとαの値は、プレス装置３に固有の値であり、計算またはリニアセンサをプレス装置に取り付けて実験すること等により予め求めることができる。ここで、プレス装置３の伸びδは、スライド３３の位置の変化に対応するため、スライド追加移動量ΔＳは、Δδ＝ΔＳとすることができ、ΔＳ＝（ΔＦ−α）／ｋと表すことができる。すなわち、ステップＳ２３０において算出された荷重低下量をスライド追加移動量に換算できる。

次に、ステップＳ２５０において、補正モーション算出部５３が、基本モーションＳ_０にΔＳを加算し、ΔＦを補填する補正モーションＳ（＝Ｓ_０＋ΔＳ＝Ｓ_０＋（ΔＦ−α）／ｋ）を作成する。図７は、補正モーションＳを示す図である。図７には、点線で基本モーションＳ_０が示されている。図７に示すように、補正モーションＳでは、低下した荷重分を補填するように、スライド３３の位置が基本モーションＳ_０より下がるように設定されている。なお、このように補正モーションＳでは、基本モーションＳ_０の下限位置Ｐ１よりも下がることになるため、基本モーションＳ_０の下限位置Ｐ１では、スライド３３は下死点よりも手前に位置しているほうが好ましい。

図８は、図５に示す荷重波形データＧｂに対して補正モーションＳによって荷重低下量ΔＦを補填した状態を示す図である。補填された荷重波形データが実線Ｇａで示され、補填前の荷重波形データが点線Ｇｂで示されている。図７に示すように、樹脂材料が冷えて堆積が収縮したとしてもプレス成形に必要な所定時間Ｔ_０の間、一定の荷重Ｆ１を樹脂にかけることができる。ステップＳ２５０は、第２モーション算出ステップの一例に対応する。

次に、ステップＳ２６０において、モーション生成装置２の送信部２１ｂが補正モーションＳをプレス装置３に送信する。
プレス装置３は、ステップＳ１５０において、受信部４５ａで補正モーションＳを受信して補正モーションＳを読み込み、補正モーションＳは、記憶部４４に記憶される。
次に、ステップＳ１６０において、上位コントローラ４１が記憶部４４に記憶されている補正モーションＳに基づいて実成形を行うようにサーボコントローラ４２に指令する。そして、サーボコントローラ４２は、補正モーションＳに基づいてサーボアンプ４３に指令を送信し、サーボモータ３５が駆動される。これにより、プレス装置３は、補正モーションＳに基づいて実製品のプレス形成を行う。

＜１−３．特徴および作用効果など＞
（１−３−１）
本実施の形態のモーション生成装置２は、サーボモータ３５を駆動源としてスライド３３を昇降駆動させてプレス成形を行うプレス装置３のスライド３３のモーションを生成するモーション生成装置２であって、受信部２１ａ（取得部の一例）と、モーション生成部２３（第２モーション生成部の一例）と、を備える。受信部２１ａは、基本モーションＳ_０（第１モーションの一例）を用いたプレス成形の際のスライド３３にかかる荷重波形データ（荷重の変動のデータの一例）を取得する。モーション生成部２３は、荷重の減少ΔＦ（荷重の変動の一例）に基づいて基本モーションＳ_０から補正モーションＳ（第２モーションの一例）を生成する。

このように、基本モーションＳ_０によってプレス成形を行った結果得られる荷重の変動に基づいて基本モーションＳ_０を補正して、荷重の変動を考慮した補正モーションＳを生成することができる。この補正モーションＳによる位置制御でサーボモータ３５を駆動でき、適切な荷重でプレス成形を行うことができる。すなわち、適切な荷重によるプレス成形を位置制御によって行うことができる。

位置制御によるサーボモータ３５の制御では、加減速は行うものの、圧力制御の場合のように起動停止を繰り返さないため、モータ負荷が小さくなり容量の小さいサーボモータを採用することができる。
このため、補正モーションＳを作成し、その補正モーションＳでプレス成形を行うことにより、大容量のサーボモータを用いずに低コストで適切な荷重でプレス成形を行うことができる。
また、トライアンドエラーを繰り返す必要がないため、適切なモーションを作成するために材料を余分に消費する必要がなくコストを抑えることができる。

（１−３−２）
本実施の形態のモーション生成装置２では、モーション生成部２３は、追加移動量算出部５２（補正量算出部の一例）と、補正モーション算出部５３（第２モーション算出部の一例）と、を有する。追加移動量算出部５２は、荷重の減少ΔＦ（荷重の変動の一例）に基づいて基本モーションＳ_０のスライド追加移動量ΔＳ（補正量の一例）を算出する。補正モーション算出部５３は、スライド追加移動量ΔＳを用いて基本モーションＳ_０から補正モーションＳ（第２モーションの一例）を算出する。
これにより、基本モーションＳ_０からスライド３３を追加で移動する量を算出することができ、その量に基づいて補正モーションＳを生成することができる。

（１−３−３）
本実施の形態のモーション生成装置２では、追加移動量算出部５２（補正量算出部の一例）は、荷重の変動を抑制するように追加移動量ΔＳ（補正量）を算出する。
これにより、プレスする材料の変化による荷重の変動を抑制することが可能なスライド３３のモーションを作成することができる。

（１−３−４）
本実施の形態のモーション生成装置２では、荷重の変動は、図５に示すように、予め設定された荷重値Ｆ１からの低下である。
これにより、樹脂材料の収縮による荷重の減少を抑制することが可能なスライド３３のモーションを作成することができる。

（１−３−５）
本実施の形態のモーション生成装置２は、低下量算出部５１を更に備える。低下量算出部５１（変動量算出部の一例）は、荷重波形データ（荷重の変動に関するデータの一例）から荷重低下量ΔＦ（荷重の変動量の一例）を算出する。追加移動量算出部５２（補正量算出部の一例）は、スライド３３にかかる荷重に対するプレス装置３の伸び量（プレス装置の全体の伸び量の一例）の関係に基づいて、荷重の減少ΔＦから伸び量Δδを求め、伸び量Δδをスライド追加移動量ΔＳ（補正量の一例）とする。補正モーション算出部５３は、伸び量Δδの分、スライド３３を基本モーションＳ_０（第１モーションの一例）から移動させるように補正モーションＳ（第２モーションの一例）を生成する。

ここで、スライド３３にかかる荷重に対するプレス装置３の伸び量（プレス装置３全体の伸び量ともいえる）の関係は、予め求められているため、この関係を利用して基本モーションＳ_０を補正することが可能となる。
すなわち、スライド３３の位置を基本モーションＳ_０から移動させて荷重の変動を抑制することにより、基本モーションＳ_０によるプレス成形の際の材料の収縮に伴う荷重の減少分ΔＦを補うことが出来るため、荷重の減少を抑制し、出来るだけ均一な荷重でプレス成形を行うことが可能となる。

（１−３−６）
本実施の形態のモーション生成装置２では、荷重の変動量は、荷重の低下量であり、補正モーション算出部５３（第２モーション算出部の一例）は、スライド追加移動量ΔＳ（補正量）の分、スライド３３を基本モーションＳ_０から下方に移動させる。
これにより、荷重の減少分を補填するようにスライド３３の位置を下方に移動させることができ、出来るだけ均一な荷重でプレス成形を行うことが可能となる。

（１−３−７）
本実施の形態のモーション生成装置２では、基本モーションＳ_０（第１モーションの一例）は、材料をプレス成形している間、スライド３３を下限位置Ｐ１で保持するようにサーボモータ３５を制御するモーションである。
基本モーションＳ_０による予備成形の際に、下限位置Ｐ１を一定にすることによって、材料の収縮に伴う荷重の低下ΔＦが発生し、その荷重の低下分を考慮して補正モーションＳを作成することが出来る。

（１−３−８）
本実施の形態のモーション生成方法は、サーボモータ３５を駆動源としてスライド３３を昇降駆動させてプレス成形を行うプレス装置３のスライド３３のモーションを生成するモーション生成方法の一例であって、基本モーションＳ_０（第１モーションの一例）を用いたプレス成形の際のスライド３３にかかる荷重の減少ΔＦ（荷重の変動の一例）に基づいて、基本モーションＳ_０から補正モーションＳ（第２モーションの一例）を生成する。

このように、基本モーションＳ_０によってプレス成形を行った結果得られる荷重の変動に基づいて基本モーションＳ_０を補正して、荷重の変動を考慮した補正モーションＳを生成することができる。そして、補正モーションによる位置制御でサーボモータ３５を駆動でき、適切な荷重でプレス成形を行うことができる。すなわち、適切な荷重によるプレス成形を位置制御によって行うことができる。

位置制御によるサーボモータ３５の制御では、加減速は行うものの、圧力制御の場合のように起動停止を繰り返さないため、モータ負荷が小さくなり容量の小さいサーボモータを採用することができる。
このため、補正モーションＳを作成し、その補正モーションＳでプレス成形を行うことにより、大容量のサーボモータを用いずに低コストで適切な荷重でプレス成形を行うことができる。

（１−３−９）
本実施の形態のモーション生成方法は、ステップＳ２４０（補正量算出ステップの一例）と、ステップＳ２５０（第２モーション算出ステップの一例）とを備える。ステップＳ２４０は、基本モーションＳ_０（第１モーションの一例）を用いたプレス成形の際のスライド３３にかかる荷重の減少ΔＦ（荷重の変動の一例）に基づいて基本モーションＳ_０のスライド追加移動量ΔＳ（補正量の一例）を算出する。ステップＳ２５０は、スライド追加移動量ΔＳを用いて基本モーションＳ_０から補正モーションＳ（第２モーションの一例）を算出する。
これにより、基本モーションＳ_０からスライド３３を追加で移動する量を算出することができ、その量に基づいて補正モーションＳを生成することができる。

（２．実施の形態２）
次に、本発明にかかる実施の形態２におけるプレス装置１０３について説明する。上記実施の形態１では、モーション生成装置２において補正モーションが生成されているが、本実施の形態２では、プレス装置１０３が補正モーションを生成する。本実施の形態２のプレス装置１０３は、プレス装置３とプレス制御部の構成は異なっている。そのため、本実施の形態２では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。また、実施の形態１と同一の機能を有する構成については同一の符号を付し詳細な説明は省略する。

＜２−１．構成＞
図９は、本実施の形態２のプレス装置１０３の構成を示すブロック図である。本実施の形態２のプレス装置１０３のプレス制御部２３９は、プレス装置３のプレス制御部３９と比べて、モーション生成部２３を更に備える。
記憶部４４は、基本モーションＳ_０、プレス荷重とプレス伸び量の関係を記憶する。予備成形の際に荷重計３８で取得された荷重波形データは、モーション生成部２３の低下量算出部５１に送られる。補正モーション算出部５３によって生成された補正モーションＳは、上位コントローラ４１に送られ、記憶部４４に記憶される。

＜２−２．動作＞
次に、本実施の形態２のプレス装置３の動作について説明するとともに、本発明のモーション生成方法の一例についても同時に述べる。図１０は、本実施の形態２のプレス装置１０３の動作を示すフロー図である。
図１０に示すように、ステップＳ３１０において、予備成形として、基本モーションＳ_０（図４参照）に基づいて、実製品に用いられる材料に対してプレス形成が行われる。

次に、ステップＳ３２０において、モーション生成部２３の低下量算出部５１が、予備成形時の荷重計３８の検出値から荷重波形データ（図５参照）を取得する。
次に、ステップＳ３３０において、低下量算出部５１は、荷重保持時の荷重低下量ΔＦを算出する（図５参照）。ステップＳ３３０は、低下量算出ステップの一例に対応する。
次に、ステップＳ３４０において、追加移動量算出部５２は、荷重低下量ΔＦと、プレス伸び量とプレス荷重の関係（図６参照）に基づいて、スライド追加移動量ΔＳを算出する。ステップＳ３４０は、補正量算出ステップの一例に対応する。

次に、ステップＳ３５０において、補正モーション算出部５３が、基本モーションＳ_０にΔＳを加算し、ΔＦを補填する補正モーションＳ（＝Ｓ_０＋ΔＳ＝Ｓ_０＋（ΔＦ−α）／ｋ）を作成する。作成された補正モーションＳは、記憶部４４に記憶される。ステップＳ３５０は、第２モーション算出ステップの一例に対応する。
次に、ステップＳ３６０において、上位コントローラ４１が記憶部４４に記憶されており補正モーションＳによるプレス動作を行うようにサーボコントローラ４２に指令する。サーボコントローラ４２は、補正モーションＳに基づいてサーボアンプ４３に指令を送信し、サーボモータ３５が駆動される。これにより、プレス装置３は、補正モーションＳに基づいて実製品のプレス形成を行う。

＜２−３．特徴および作用効果など＞
なお、本実施の形態２のプレス装置１０３は、実施の形態１で説明した作用効果を含む。
（２−３―１）
本実施の形態２のプレス装置１０３は、上金型４ａと下金型４ｂを用いて材料に対してプレス成形を行うプレス装置であって、スライド３３と、サーボモータ３５と、サーボコントローラ４２（サーボ制御部の一例）と、荷重計３８（荷重検出部の一例）と、モーション生成部２３（第２モーション生成部の一例）と、を備える。スライド３３は、下面に上金型４ａが取り付けられる、サーボモータ３５は、スライド３３の駆動源として用いられる。サーボコントローラ４２は、所定のモーションに基づいてサーボモータ３５を制御してスライド３３を昇降させる。荷重計３８は、プレス成形を行う際にスライド３３にかかる荷重を検出する。モーション生成部２３は、荷重の減少ΔＦ（荷重の変動の一例）に基づいて基本モーションＳ_０から補正モーションＳ（第２モーションの一例）を生成する。

（３．他の実施の形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
本実施の形態１，２では、２つの荷重計３８がクラウン３２に取付けられているが、２つに限らなくてもよく、１つまたは３つ以上設けられていてもよい。例えば、２つの荷重計３８のうちどちらか一方から全体の荷重を推定してもよいし、１つ荷重計３８をクラウン３２の左右方向における中央に配置してもよい。
さらに、荷重計３８は、クラウン３２に限らなくても良く、例えば、左右のアプライト３１に設けられていてもよい。

（Ｂ）
上記実施の形態１、２では、荷重計の一例として歪みゲージが用いられているが、これに限らなくてもよく、例えば、圧電センサであってもよい。また、サーボモータ３５に流れる電流値から負荷を測定することによって荷重が検出されてもよい。

また、プレス装置３が油圧式のオーバーロードプロテクタをスライド３３とプランジャ３６８との連結部分等に有している場合、油圧センサによって油圧を測定することにより、スライド３３にかかる荷重を検出しても良い。
要するに、プレス成形の際のスライド３３にかかる荷重を検出することさえできれば、荷重計の場所、種類については限定されない。

（Ｃ）
本実施の形態１，２では、スライド３３は２つのプランジャ３６８によって支持されているが、プランジャ３６８は２つに限らなくてもよく、１つまたは３つ以上設けられていてもよい。
（Ｄ）
上記実施の形態１では、モーション生成装置２は、プレス装置３のプレス伸び量情報を記憶していなくてもよく、例えば、プレス装置３から取得してもよい。

（Ｅ）
上記実施の形態１では、モーション生成装置２は、基本モーションＳ_０をプレス装置３から受信しているが、モーション生成装置２が基本モーションＳ_０を記憶していてもよい。
（Ｆ）
上記実施の形態１では、モーション生成装置２とプレス装置３は通信を行っているが、通信が行われていなくてもよい。例えば、基本モーションＳ_０、荷重波形データまたは補正モーションＳが、ＳＤカード等の記録媒体を用いてプレス装置３とモーション生成装置２の間に授受されてもよい。この場合、本発明のモーション生成装置の取得部の一例は、記録媒体を読み取る読取部である。

（Ｇ）
上記実施の形態１、２では、予備生成を行う際の基本モーションＳ_０として、必要な所定時間、下限位置において保持されるモーションが用いられているが、これに限らなくても良い。時間経過とともにスライド３３の位置が下がるように基本モーションＳ_０が設定されていてもよい。要するに、基本モーションからの荷重の変動が検出できればよく、その変動に基づいてスライド追加移動量ΔＳを算出することができる。

（Ｈ）
上記実施の形態１，２では、下限位置Ｐ１で一定の時間保持する基本モーションＳ_０が用いられているため、荷重の変動が荷重の低下量として算出されるが、基本モーションＳ_０の形状が変更された場合、基本モーションＳ_０の全部または一部の時間帯において荷重が増加してもよい。この場合、補正モーションＳでは、その時間帯において荷重を減少するようにスライド３３の位置が基本モーションＳ_０よりも上方に位置する。

（Ｉ）
上記実施の形態１，２では、基本モーションＳ_０の下限位置において、スライド３３の位置が下死点手前であると記載しているが、これに限らなくても良く、下限位置においてスライド３３が下死点に位置してもよい。この場合、図示しないスライド位置調整機構などによって、スライド３３の下死点の位置自体を補正モーションＳの下限位置以下になるように設定すればよい。

（Ｊ）
上記実施の形態では、モーション生成方法として、図３に示すフローチャートおよび図１０に示すフローチャートに従って、モーション生成方法を実施する例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、図３または図１０に示すフローチャートに従って実施されるモーション生成方法の全部または一部のステップをコンピュータに実行させるモーション生成プログラムとして、本発明を実現しても良い。

本発明のプログラムは、コンピュータによって読取可能なＲＯＭ等の記憶媒体に記録されていてもよい。
また、本発明のプログラムは、インターネット等の伝送媒体、光・電波などの伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であってもよい。

以上説明したように、機能設定方法はソフトウェア的に実現してもよいし、ハードウェア的に実現しても良い。

本発明のモーション生成装置、プレス装置、モーション生成方法、およびモーション生成プログラムによれば、コストを抑えつつ適切な荷重でプレス成形を行うことが可能な効果を有し、例えば、ＣＦＲＰのプレス成形を行う際などに有用である。

１：プレスシステム
２：モーション生成装置
３：プレス装置
２１ａ：受信部
５２：追加移動量算出部
５３：補正モーション算出部

Claims

サーボモータを駆動源としてスライドを昇降駆動させてプレス成形を行うプレス装置の前記スライドのモーションを生成するモーション生成装置であって、
第１モーションを用いたプレス成形の際の前記スライドの下限位置での前記スライドにかかる荷重の時間経過に対する変動に関するデータを取得する取得部と、
前記荷重の時間経過に対する変動に基づいて、前記第１モーションから第２モーションを生成する第２モーション生成部と、を備えた、モーション生成装置。
前記第２モーション生成部は、
前記荷重の変動に基づいて前記第１モーションの補正量を算出する補正量算出部と、
前記補正量を用いて前記第１モーションから前記第２モーションを算出する第２モーション算出部と、
を有する、
請求項１に記載のモーション生成装置。
前記補正量算出部は、前記荷重の変動を抑制するように前記補正量を算出する、
請求項２に記載のモーション生成装置。
前記荷重の変動は、予め設定された前記荷重の値からの低下である、
請求項３に記載のモーション生成装置。
サーボモータを駆動源としてスライドを昇降駆動させてプレス成形を行うプレス装置の前記スライドのモーションを生成するモーション生成装置であって、
第１モーションを用いたプレス成形の際の前記スライドにかかる荷重の変動に関するデータを取得する取得部と、
前記荷重の変動に基づいて、前記第１モーションから第２モーションを生成する第２モーション生成部と、を備え、
前記第２モーション生成部は、
前記荷重の変動に基づいて前記第１モーションの補正量を算出する補正量算出部と、
前記補正量を用いて前記第１モーションから前記第２モーションを算出する第２モーション算出部と、
を有し、
前記補正量算出部は、前記荷重の変動を抑制するように前記補正量を算出し、
前記荷重の変動に関するデータから前記荷重の変動量を算出する変動量算出部を更に備え、
前記補正量算出部は、前記スライドにかかる荷重に対する前記プレス装置の全体の伸び量の関係に基づいて、前記荷重の変動量から前記伸び量を求め、前記伸び量を前記補正量とし、
前記第２モーション算出部は、前記補正量の分、前記スライドを前記第１モーションから移動させるように前記第２モーションを算出する、
モーション生成装置。
前記荷重の変動量は、前記荷重の低下量であり、
前記第２モーション算出部は、前記補正量の分、前記スライドを前記第１モーションから下方に移動させる、
請求項５に記載のモーション生成装置。
前記第１モーションは、前記材料のプレス成形に必要な所定時間の間、前記スライドを前記下限位置で保持するように前記サーボモータを制御するモーションである、
請求項１〜６のいずれかに記載のモーション生成装置。
上金型と下金型を用いて材料に対してプレス成形を行うプレス装置であって、
下面に前記上金型が取り付けられるスライドと、
前記スライドの駆動源として用いられるサーボモータと、
所定のモーションに基づいて前記サーボモータを制御して前記スライドを昇降させるサーボ制御部と、
プレス成形を行う際に前記スライドにかかる荷重を検出する荷重検出部と、
第１モーションを用いたプレス成形の際の前記スライドの下限位置での前記スライドにかかる荷重の時間経過に対する変動に基づいて、前記第１モーションから第２モーションを生成する第２モーション生成部と、を備えた
プレス装置。
サーボモータを駆動源としてスライドを昇降駆動させてプレス成形を行うプレス装置の前記スライドのモーションを生成するモーション生成方法であって、
第１モーションを用いたプレス成形の際の前記スライドの下限位置での前記スライドにかかる荷重の時間経過に対する変動に基づいて、前記第１モーションから第２モーションを生成する、
モーション生成方法。
前記第１モーションを用いたプレス成形の際の前記下限位置での前記スライドにかかる荷重の時間経過に対する変動に基づいて前記第１モーションの補正量を算出する補正量算出ステップと、
前記補正量を用いて前記第１モーションから前記第２モーションを算出する第２モーション算出ステップと、を備えた、
請求項９に記載のモーション生成方法。
サーボモータを駆動源としてスライドを昇降駆動させてプレス成形を行うプレス装置の前記スライドのモーションを生成するモーション生成プログラムであって、
第１モーションを用いたプレス成形の際の前記スライドの下限位置での前記スライドにかかる荷重の時間経過に対する変動に基づいて、前記第１モーションから第２モーションを生成する、モーション生成方法をコンピュータに実行させるモーション生成プログラム。