JP7156228B2 - 電動シリンダシステム - Google Patents

電動シリンダシステム Download PDF

Info

Publication number
JP7156228B2
JP7156228B2 JP2019178572A JP2019178572A JP7156228B2 JP 7156228 B2 JP7156228 B2 JP 7156228B2 JP 2019178572 A JP2019178572 A JP 2019178572A JP 2019178572 A JP2019178572 A JP 2019178572A JP 7156228 B2 JP7156228 B2 JP 7156228B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
load value
calibration
load
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019178572A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021053666A (ja
Inventor
拓真 中井
悠 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sintokogio Ltd
Original Assignee
Sintokogio Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sintokogio Ltd filed Critical Sintokogio Ltd
Priority to JP2019178572A priority Critical patent/JP7156228B2/ja
Priority to CN202080061151.1A priority patent/CN114340885B/zh
Priority to US17/763,699 priority patent/US12117358B2/en
Priority to KR1020227008769A priority patent/KR20220070207A/ko
Priority to PCT/JP2020/032410 priority patent/WO2021065264A1/ja
Priority to DE112020004676.1T priority patent/DE112020004676T5/de
Publication of JP2021053666A publication Critical patent/JP2021053666A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7156228B2 publication Critical patent/JP7156228B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/26Programme control arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • G01L5/0066Calibration arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/18Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/18Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means
    • B30B1/186Control arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14Control arrangements for mechanically-driven presses
    • B30B15/148Electrical control arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/28Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof
    • B30B15/281Arrangements for preventing distortion of, or damage to, presses or parts thereof overload limiting devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L25/00Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061Force sensors associated with industrial machines or actuators
    • G01L5/0076Force sensors associated with manufacturing machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Description

本開示は、電動シリンダシステムに関する。
特許文献1は、ラムを動作させてワークを押圧する電動プレスを開示する。電動プレスは、ラムに掛かる荷重を検出するロードセルと、ロードセルを校正する制御部とを備える。制御部は、ロードセルのアンプのゲイン値とオフセット値とを調整する。具体的には、制御部は、定格荷重の30%をかけたときのアンプの出力値と定格荷重の60%をかけたときのアンプの出力値とが各規定範囲内に収まると判定されるまで、アンプのゲイン値の微調整とオフセット値の微調整とを繰り返し行う。規定範囲は、初期に取得された荷重値又は校正用ロードセルの検出値を用いて決定される。
特開2017-159324号公報
特許文献1に記載の電動プレスは、結果を確認しながらロードセルのアンプのゲイン値及びオフセット値を微調整する必要があるため、校正に時間がかかるおそれがある。本開示は、電動シリンダの荷重を検出する歪検出器の出力を簡易に校正できる電動シリンダシステムを提供する。
本開示の一側面に係る電動シリンダシステムは、ワークを押圧するロッドと、ロッドに加わる荷重に応じた値を出力する歪検出器とを有する電動シリンダと、ロッドが校正用歪検出器を押圧したときの校正用歪検出器の出力値に応じた基準荷重値と、ロッドが校正用歪検出器を押圧したときの歪検出器の出力値に応じた測定荷重値とに基づいて、測定荷重値を基準荷重値に近づけるためのゲイン値及びオフセット値を出力する出力部と、出力部により出力されたゲイン値及びオフセット値を校正パラメータとして記憶する記憶部と、記憶部に記憶された校正パラメータに基づいて歪検出器により検出される出力値に応じた荷重値を校正する校正部と、を備え、出力部により出力されたゲイン値及びオフセット値は、数式(1)の関係を満たす。
Figure 0007156228000001

ここで、aはゲイン値、bはオフセット値、sは測定荷重値の分散値、sxyは測定荷重値及び基準荷重値の共分散値、Xは測定荷重値の平均値、Yは基準荷重値の平均値である。
この電動シリンダシステムによれば、出力部によって出力されるゲイン値a及びオフセット値bに基づいて歪検出器の出力値に応じた荷重値が校正される。出力部によって出力されるゲイン値a及びオフセット値bは数式(1)に示される関係を満たすため、校正部は、基準荷重値と測定荷重値との対応関係が最小二乗法で直線に近似された関係であるとみなして、基準荷重値と測定荷重値との差分を校正できる。よって、この電動シリンダシステムによれば、基準荷重値に対応する測定荷重値を数回測定するだけで基準荷重値と測定荷重値との対応関係を導出できるため、結果を確認しながらロードセルのアンプのゲイン値及びオフセット値を微調整する場合と比べて、電動シリンダの荷重を検出する歪検出器の出力を簡易に校正できる。
一実施形態においては、基準荷重値と校正部による校正後の測定荷重値との差分が閾値以下であるか否かを判定する判定部を備えてもよい。この場合、電動シリンダシステムは、校正が適切に行われたか否かを判定部によって判定することができるため、作業員が判断する場合と比べて作業時間を短縮できる。
一実施形態においては、出力部は、判定部によって差分が閾値以下でないと判定された場合には、差分が閾値以下でないと判定された測定荷重値に対応する荷重値を補正するための補正値を出力し、記憶部は、出力部により出力された補正値を記憶し、校正部は、記憶部に記憶された補正値に基づいて、歪検出器により検出される出力値に応じた荷重値を補正し、出力部により出力された補正値は、数式(2)の関係を満たしてもよい。
Figure 0007156228000002

ここで、Cは補正値、xは補正対象の荷重値、yは荷重値xに対応する基準荷重値、x,xは荷重値xの近傍二点の測定荷重値、y,yは測定荷重値x,xに対応する基準荷重値である。
この場合、電動シリンダシステムは、基準荷重値と測定荷重値との対応関係を最小二乗法で近似することが困難な荷重値については、当該荷重値の近傍二点の測定荷重値及び基準荷重値を用いて補正量を算出できる。よって、この電動シリンダシステムは、電動シリンダの荷重を検出する歪検出器の出力をより正確に校正できる。
本開示に係る電動シリンダシステムによれば、電動シリンダの荷重を検出する歪検出器の出力を簡易に校正できる。
実施形態に係る電動シリンダシステムの一例を示す概要図である。 電動シリンダシステムの機能の一例を示すブロック図である。 電動シリンダシステムの校正動作の一例を示すフローチャートである。 計測処理の一例を示すフローチャートである。 補正動作の一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。
[電動シリンダシステムの構成]
図1は、実施形態に係る電動シリンダシステムの一例を示す概要図である。図1に示す電動シリンダシステム100は、ワーク(不図示)を押圧して、成型又は圧入などを行う。図1に示されるように、電動シリンダシステム100は、電動シリンダ1を備える。電動シリンダ1は、フレームに固定される。電動シリンダ1は、ワークを押圧するロッド1aを有する。ワークは、フレームのワーク台に設置され、電動シリンダ1のロッド1aが伸長することで、ワーク台とロッド1a先端との間で押圧される。
電動シリンダ1は、ロッド1aに加わる荷重に応じた値を出力する歪検出器2を有する。歪検出器2は、一例としてロードセルである。歪検出器2は、例えば、ロッド1aに加わる荷重に応じた電圧値(出力値の一例)を出力する。歪検出器2は、電圧値を出力する構成に限定されず、電流値などに変換された値を出力してもよい。
電動シリンダ1は、モータ3の回転駆動力を、回転伝達機構4を介してロッド1a側に伝達し、直線駆動力に変換することでロッド1aを上下方向に伸縮させる。モータ3は、モータドライバ5と通信可能に構成され、モータドライバ5からの信号に基づいて動作する。モータドライバ5は、一例としてサーボアンプである。モータドライバ5には、モータ3のシャフト回転角に応じた信号がエンコーダを介して入力される。モータドライバ5は、エンコーダから入力された信号に基づいてモータ本体に電流を印加し、モータ3の動作を制御する。
モータドライバ5は、サーボコントローラ6に接続される。サーボコントローラ6は、例えばプログラマブルロジックコントローラである。サーボコントローラ6は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などの演算装置、ROM(ReadOnly Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)などの記憶装置、及び通信装置などを有する汎用コンピュータで構成されてもよい。サーボコントローラ6は、歪検出器2が接続され、歪検出器2により出力された電圧値又は電流値が入力される。サーボコントローラ6は、入力した電圧値又は電流値を増幅及びA/D変換し、荷重値に換算する。
歪検出器2は、経年変化などによって、荷重がかかっていないときの出力が変動したり、荷重がかかったときの出力が実際の荷重値からずれたりするおそれがある。このため、サーボコントローラ6は、歪検出器2により検出される電圧値に応じた荷重値を校正し、校正した荷重値でモータドライバ5を動作させる。図2は、電動シリンダシステムの機能の一例を示すブロック図である。図2に示されるように、サーボコントローラ6は、記憶部60及び校正部61を備える。記憶部60は、校正パラメータを記憶する。校正パラメータの一例は、ゲイン値及びオフセット値である。校正部61は、記憶部60を参照し、歪検出器2により検出される電圧値に応じた荷重値に対してオフセット値を減算する。そして、校正部61は、オフセット値が減算された荷重値を、ゲイン値で除算することにより、校正された荷重値とする。なお、校正部61は、歪検出器2により検出される電圧値に対してオフセット値を加減算し、ゲイン値で乗算し、その後、荷重値に変換してもよい。
図1に戻り、サーボコントローラ6は、校正された荷重値に基づいてモータドライバ5への指示を決定する。例えば、サーボコントローラ6は、目標荷重値が3kNである場合には、校正された荷重値が3kNとなるまでモータドライバ5を動作させる。
上述した校正パラメータを決定するために、電動シリンダシステム100は、校正用歪検出器7、アンプ8、及び制御装置9を備える。校正用歪検出器7、アンプ8、及び制御装置9は、校正の作業時に電動シリンダシステム100に含まれ、校正の作業終了時には取り外されてもよい。校正用歪検出器7は、ロッド1aに直接押圧されることで荷重に応じた電圧値を出力する。校正用歪検出器7は、アンプ8に接続され、電圧値をアンプ8へ出力する。アンプ8は、校正用歪検出器7により出力された電圧値の信号を増幅する。アンプ8は校正用歪検出器7によって出力された電圧値又は電流値を荷重値に変換する。アンプ8は、サーボコントローラ6及び制御装置9に接続され、増幅された電圧値の信号をサーボコントローラ6及び制御装置9へ出力する。
制御装置9は、例えば、CPUなどの演算装置、ROM、RAM、HDDなどの記憶装置、及び通信装置などを有する汎用コンピュータで構成される。制御装置9は、サーボコントローラ6及びアンプ8に接続される。制御装置9は、歪検出器2により検出された荷重値をサーボコントローラ6から取得するとともに、校正用歪検出器7により検出された電圧値をアンプ8が荷重値に変換する。制御装置9は、サーボコントローラ6から校正用歪検出器7により検出された電圧値に対応する荷重値を取得してもよい。この場合、サーボコントローラ6が、校正用歪検出器7により検出された電圧値をアンプ8から取得し、荷重値に変換する。以下では、校正作業中において歪検出器2により検出された電圧値に対応する荷重値を測定荷重値、校正作業中において校正用歪検出器7により検出された電圧値に対応する荷重値を基準荷重値ともいう。
制御装置9は、出力部90を備える。出力部90は、基準荷重値と測定荷重値とに基づいて、測定荷重値を基準荷重値に近づけるためのゲイン値及びオフセット値(上述した校正パラメータ)を決定する。具体的には、出力部90は、基準荷重値と測定荷重値との対応関係を最小二乗法で近似することで、ゲイン値及びオフセット値を決定する。出力部90は、決定した校正パラメータをサーボコントローラ6へ出力する。サーボコントローラ6は、取得した校正パラメータを記憶部60に格納する。サーボコントローラ6は、制御装置9によって決定された校正パラメータを用いて電動シリンダを動作させる。
サーボコントローラ6は、電動シリンダを動作させ、校正用歪検出器を再度押圧し、制御装置9によって決定された校正パラメータを用いて測定荷重値を校正する。制御装置9は、校正後の測定荷重値を取得する。制御装置9は、校正が精度良く行われたか否かを判定するために判定部91を備える。判定部91は、基準荷重値と校正後の測定荷重値との差分が閾値以下であるか否かを判定する。閾値は、校正が精度良く行われたか否かを判定するための閾値であり、予め設定される。閾値は、例えば基準荷重値から所定の荷重値を加算または減算した値として設定される。
制御装置9の出力部90は、判定部91によって基準荷重値と校正後の測定荷重値との差分が閾値以下でないと判定された場合には、差分が閾値以下でないと判定された校正後の測定荷重値を補正するための補正値を出力する。例えば、計測目標とする荷重値が3kN、6kN、12kN、18kN、23kNであるとする。そして、計測目標とする荷重値が18kN及び23kNのときに基準荷重値と校正後の測定荷重値との差分が閾値以下でないと判定されたとする。この場合、出力部90は、計測目標とする荷重値18kN及び23kNに対応する校正後の測定荷重値を補正するための補正値を出力する。出力部90は、横軸を校正後の測定荷重値、縦軸を基準荷重値とした座標空間において、校正後の測定荷重値18kNの近傍の2つの測定点を用いて線形補間することにより、校正後の測定荷重値に対応する基準荷重値を算出し、算出された基準荷重値となるように校正後の測定荷重値の補正量を決定する。測定荷重値23kNについても同一の手法で補正量を決定する。これにより、基準荷重値と測定荷重値との関係が最小二乗法で十分に近似できない荷重値については、個々に補正量を算出することで、校正の精度を向上できる。
[電動シリンダシステムの校正動作]
図3は、電動シリンダシステムの校正動作を説明するフローチャートである。図3に示されるフローチャートは、サーボコントローラ6及び制御装置9によって実行される。
図3に示されるように、最初に、サーボコントローラ6は、初期化処理(ステップS10)として、記憶部60に記憶された校正パラメータをリセットする。続いて、サーボコントローラ6は、計測処理(ステップS12)として、複数の計測点において測定荷重値と基準荷重値とを同時に計測する。計測処理(ステップS12)の詳細は、図4に示される。図4は、計測処理の一例を示すフローチャートである。図4に示されるように、サーボコントローラ6は、ロッド1aの現在位置(初期位置)を記憶する(ステップS120)。
続いて、サーボコントローラ6は、判定処理(ステップS122)として、計測荷重が定格推力以下であるか否かを判定する。計測荷重とは、計測目標とする荷重であり、定格推力とは、静止状態から押圧可能な力である。計測荷重が定格推力以下である場合(ステップS122:YES)、ロッド1aの現在位置から計測荷重を付与できる。一方、計測荷重が定格推力以下でない場合(ステップS122:NO)、ロッド1aの現在位置から計測荷重を付与できない。このため、計測荷重が定格推力以下でない場合(ステップS122:NO)には、サーボコントローラ6は、移動処理(ステップS124)として初期位置へロッド1aを移動させる。
計測荷重が定格推力以下である場合(ステップS122:YES)、及び、移動処理(S124)が完了した場合、サーボコントローラ6は、押圧処理(ステップS126)として、計測荷重となるまでロッドを移動させる。そして、サーボコントローラ6は、保持処理(ステップS128)として、計測荷重で5秒間荷重を保持する。このとき、サーボコントローラ6は、歪検出器2を介して測定荷重値を測定すると同時に、校正用歪検出器7を介して基準荷重値を測定する。
続いて、サーボコントローラ6は、終了確認処理(ステップS130)として、全ての計測が完了したか否かを判定する。例えば、図4に示されるフローチャートの実行前に、複数の計測荷重が予め設定される。サーボコントローラ6は、設定された全ての計測荷重に対してS122~S128の処理がなされたか否かを判定する。サーボコントローラ6は、全ての計測荷重に対してS122~S128の処理がなされたと判定されるまで、ステップS122~ステップS128を繰り返し実行する。
終了確認処理(ステップS130)において、全ての計測荷重に対してS122~S128の処理がなされたと判定した場合、サーボコントローラ6は、移動処理(ステップS132)として、ロッド1aを初期位置へ移動させる。移動処理(ステップS132)が終了すると、図4に示される計測処理が終了する。
図3に戻り、計測処理(ステップS12)が終了すると、制御装置9は、演算処理(ステップS14)として、最小二乗法を用いて校正パラメータを演算する。制御装置9は、計測点iでのロッド1aの荷重値(測定荷重値)をx、校正用歪検出器7の荷重値(基準荷重値)をyとして演算する。最初に、制御装置9は、各計測点での誤差(y-x)を算出する。そして、誤差の大きいデータ(外れ値)を最小二乗法の演算から除外する。その理由は、誤差の大きいデータによって分散が大きくなり、近似線の信頼性が下がるためである。制御装置9は、式(3)を満たすデータを計算対象とする。
Figure 0007156228000003

ここで、Fmaxは最大推力であり、thは閾値である。閾値thは予め設定された値である。
次に、制御装置9は、測定荷重値xの平均、基準荷重値yの平均、測定荷重値xの分散、測定荷重値xと基準荷重値yとの共分散を算出する。順に数式(4)~(7)として示す。
Figure 0007156228000004

ここで、sは測定荷重値の分散値、sxyは測定荷重値及び基準荷重値の共分散値、Xは測定荷重値の平均値、Yは基準荷重値の平均値である。
数式(4)~(7)に基づいて、制御装置9は、校正パラメータを以下の数式(8)のように演算する。
Figure 0007156228000005

ここで、aはゲイン値、bはオフセット値である。
なお、数式(8)は、測定荷重値xと基準荷重値yとの関係が直線であると仮定して最小二乗法を適用した例である。制御装置9は、測定荷重値xと基準荷重値yとの関係がn次式の線で表現されると仮定して最小二乗法を適用してもよい。この場合、測定荷重値xと基準荷重値yとの関係は、以下の数式(9)で一般化することができる。
Figure 0007156228000006

ここで、f(x)は基準荷重値、g(x)は測定荷重値である。g(x)=xk-1とした場合、f(x)は以下の数式(10)で表される。
Figure 0007156228000007

式(10)のaがオフセット値、a~aがゲイン値となる。
サーボコントローラ6は、記憶処理(ステップS16)として、ゲイン値a及びオフセット値bを校正パラメータとして記憶部60に記憶する。そして、サーボコントローラ6は、確認動作処理(ステップS18)として、計測処理(ステップS12)と同一の手法で、複数の計測点において測定荷重値と基準荷重値とを同時に計測する。サーボコントローラ6は、記憶処理(ステップS16)にて記憶された校正パラメータを用いて、確認動作処理(ステップS18)で得られた測定荷重値を校正する。
続いて、制御装置9は、評価処理(ステップS20)として、確認動作処理(ステップS18)にて得られた校正後の測定荷重値xと基準荷重値yとの誤差(y-x)を算出し、誤差が閾値以下であれば、校正が精度良く実行されたと判定する。誤差が閾値以下でない場合には、校正が精度良く実行されていないと判定する。評価処理(ステップS20)が終了すると、図3に示されるフローチャートは終了する。
次に、制御装置9の補正動作について説明する。図5は、補正動作の一例を示すフローチャートである。図5に示されるフローチャートは、例えば、図3の評価処理(ステップS20)において、校正が精度良く実行されていないと判定された場合に実行される。
図5に示されるように、最初に、制御装置9は、対象判定処理(ステップS30)として、補正対象となる荷重値を特定する。制御装置9は、図3の評価処理(ステップS20)において校正が精度良く実行されていないと判定された測定荷重値を特定する。
続いて、制御装置9は、対象判定処理(ステップS30)にて特定された測定荷重値に対して線形補正量を算出する(ステップS32)。制御装置9は、補正対象となる測定荷重値に対応する基準荷重値を近傍二点の測定点から線形補間によって算出する。制御装置9は、近傍二点間の範囲内に補正対象となる測定荷重値が含まれない場合は、線形補外によって求める。制御装置9は、補正対象となる測定荷重値xに対応する基準荷重値yを数式(11)のように算出する。
Figure 0007156228000008

ここで、x,xは荷重値xの近傍二点の測定荷重値、y,yは測定荷重値x,xに対応する基準荷重値である。そして、制御装置9は、数式(12)のように、基準荷重値yと測定荷重値xとの差を直線性の補正値Cとする。
Figure 0007156228000009
サーボコントローラ6は、記憶処理(ステップS34)として、補正値Cを校正パラメータとして記憶部60に記憶する。そして、サーボコントローラ6は、確認動作処理(ステップS36)として、計測処理(ステップS12)と同一の手法で、複数の計測点において測定荷重値と基準荷重値とを同時に計測する。サーボコントローラ6は、校正パラメータを用いて確認動作処理(ステップS36)で得られた測定荷重値を校正し、記憶処理(ステップS34)にて記憶された補正値Cを用いて、補正対象となる測定荷重値を補正する。
続いて、制御装置9は、評価処理(ステップS38)として、確認動作処理(ステップS36)にて得られた補正後の測定荷重値xと基準荷重値yとの誤差(y-x)を算出し、誤差が閾値以下であれば、校正が精度良く実行されたと判定する。誤差が閾値以下でない場合には、校正が精度良く実行されていないと判定する。評価処理(ステップS38)が終了すると、図5に示されるフローチャートは終了する。
[実施形態のまとめ]
以上、電動シリンダシステム100によれば、出力部90によって出力されるゲイン値a及びオフセット値bに基づいて歪検出器2の出力値に応じた荷重値が校正される。出力部90によって出力されるゲイン値a及びオフセット値bは上述した数式(1)に示される関係を満たすため、校正部61は、基準荷重値と測定荷重値との対応関係が最小二乗法で直線に近似された関係であるとみなして、基準荷重値と測定荷重値との差分を校正できる。よって、この電動シリンダシステム100によれば、基準荷重値に対応する測定荷重値を数回測定するだけで基準荷重値と測定荷重値との対応関係を導出できるため、結果を確認しながらロードセルのアンプのゲイン値及びオフセット値を微調整する場合と比べて、電動シリンダ1の荷重を検出する歪検出器2の出力を簡易に校正できる。
また、電動シリンダシステム100は、校正が適切に行われたか否かを判定部91によって判定することができるため、作業員が判断する場合と比べて作業時間を短縮できる。
さらに、電動シリンダシステム100は、基準荷重値と測定荷重値との対応関係を最小二乗法で近似することが困難な荷重値については、当該荷重値の近傍二点の測定荷重値及び基準荷重値を用いて補正量を算出できる。よって、電動シリンダシステム100は、電動シリンダ1の荷重を検出する歪検出器2の出力をより正確に校正できる。
[変形例]
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上記の例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。例えば、上述したサーボコントローラ6及び制御装置9は、論理的又は物理的に一体であってもよい。また、記憶部60に記憶された校正パラメータは、数式(1)の関係を満たせばよく、実施例で説明した以外の手法で導出されてもよい。例えば、荷重値、誤差、ゲイン値、オフセット値及び補正値をデータベース化し、これらを教師データとした機械学習で算出されてもよい。また、実施形態で説明された演算は、制御装置9がプログラムを実行して実現する場合だけでなく、例えば、論理回路により演算が実現されていてもよいし、当該論理回路を集積した回路で実現されてもよい。
100…電動シリンダシステム、1…電動シリンダ、1a…ロッド、2…歪検出器、6…サーボコントローラ、7…校正用歪検出器、9…制御装置。

Claims (3)

  1. ワークを押圧するロッドと、前記ロッドに加わる荷重に応じた値を出力する歪検出器とを有する電動シリンダと、
    前記ロッドが校正用歪検出器を押圧したときの前記校正用歪検出器の出力値に応じた基準荷重値と、前記ロッドが前記校正用歪検出器を押圧したときの前記歪検出器の出力値に応じた測定荷重値とに基づいて、前記測定荷重値を前記基準荷重値に近づけるためのゲイン値及びオフセット値を出力する出力部と、
    前記出力部により出力された前記ゲイン値及び前記オフセット値を校正パラメータとして記憶する記憶部と、
    前記記憶部に記憶された前記校正パラメータに基づいて前記歪検出器により検出される出力値に応じた荷重値を校正する校正部と、
    を備え、
    前記出力部により出力された前記ゲイン値及び前記オフセット値は、数式(1)の関係を満たす、電動シリンダシステム。
    Figure 0007156228000010

    ここで、aは前記ゲイン値、bは前記オフセット値、sは前記測定荷重値の分散値、sxyは前記測定荷重値及び前記基準荷重値の共分散値、Xは前記測定荷重値の平均値、Yは前記基準荷重値の平均値である。
  2. 前記基準荷重値と前記校正部による校正後の前記測定荷重値との差分が閾値以下であるか否かを判定する判定部を備える、請求項1に記載の電動シリンダシステム。
  3. 前記出力部は、前記判定部によって前記差分が閾値以下でないと判定された場合には、前記差分が閾値以下でないと判定された前記測定荷重値に対応する荷重値を補正するための補正値を出力し、
    前記記憶部は、前記出力部により出力された前記補正値を記憶し、
    前記校正部は、前記記憶部に記憶された前記補正値に基づいて、前記歪検出器により検出される出力値に応じた荷重値を補正し、
    前記出力部により出力された前記補正値は、数式(2)の関係を満たす、請求項2に記載の電動シリンダシステム。
    Figure 0007156228000011

    ここで、Cは前記補正値、xは補正対象の荷重値、yは荷重値xに対応する基準荷重値、x,xは荷重値xの近傍二点の測定荷重値、y,yは測定荷重値x,xに対応する基準荷重値である。
JP2019178572A 2019-09-30 2019-09-30 電動シリンダシステム Active JP7156228B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019178572A JP7156228B2 (ja) 2019-09-30 2019-09-30 電動シリンダシステム
CN202080061151.1A CN114340885B (zh) 2019-09-30 2020-08-27 电动缸系统
US17/763,699 US12117358B2 (en) 2019-09-30 2020-08-27 Electric cylinder system
KR1020227008769A KR20220070207A (ko) 2019-09-30 2020-08-27 전동 실린더 시스템
PCT/JP2020/032410 WO2021065264A1 (ja) 2019-09-30 2020-08-27 電動シリンダシステム
DE112020004676.1T DE112020004676T5 (de) 2019-09-30 2020-08-27 Elektrozylindersystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019178572A JP7156228B2 (ja) 2019-09-30 2019-09-30 電動シリンダシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021053666A JP2021053666A (ja) 2021-04-08
JP7156228B2 true JP7156228B2 (ja) 2022-10-19

Family

ID=75270128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019178572A Active JP7156228B2 (ja) 2019-09-30 2019-09-30 電動シリンダシステム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12117358B2 (ja)
JP (1) JP7156228B2 (ja)
KR (1) KR20220070207A (ja)
CN (1) CN114340885B (ja)
DE (1) DE112020004676T5 (ja)
WO (1) WO2021065264A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12072251B2 (en) * 2022-03-01 2024-08-27 Asmpt Singapore Pte. Ltd. Force measurement device and method for bonding or encapsulation process and apparatus incorporating the device
CN116108573B (zh) * 2022-12-09 2024-06-21 中联重科股份有限公司 用于确定电动缸参数的方法、存储介质及处理器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010145290A (ja) 2008-12-19 2010-07-01 Shimadzu Corp センサ特性補正装置および材料試験機
JP2017177203A (ja) 2016-03-31 2017-10-05 Jfeスチール株式会社 圧延荷重測定装置の異常検出方法
JP2018094567A (ja) 2016-12-09 2018-06-21 蛇の目ミシン工業株式会社 電動プレス
JP2019072752A (ja) 2017-10-18 2019-05-16 株式会社アマダホールディングス 金型プレス装置の調整方法及び金型プレス装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59212200A (ja) * 1983-05-18 1984-12-01 Toyota Motor Corp プレス荷重の動特性制御装置
JPS60115399A (ja) * 1983-11-26 1985-06-21 Toyota Motor Corp プレスのインナ−荷重制御装置
TW553063U (en) * 1999-08-03 2003-09-11 Kosmek Kk Device for obtaining calibration data of mechanical press, and load display device for mechanical press
JP4150243B2 (ja) * 2002-10-30 2008-09-17 蛇の目ミシン工業株式会社 電動プレス
US8786240B2 (en) 2009-11-03 2014-07-22 Sintokogio, Ltd. Method for controlling an electric cylinder and a control system for the electric cylinder
JP5382543B2 (ja) * 2010-06-25 2014-01-08 新東工業株式会社 電動シリンダの制御方法及び電動シリンダの制御システム
JP6653598B2 (ja) * 2016-03-09 2020-02-26 蛇の目ミシン工業株式会社 電動プレス及びその校正方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010145290A (ja) 2008-12-19 2010-07-01 Shimadzu Corp センサ特性補正装置および材料試験機
JP2017177203A (ja) 2016-03-31 2017-10-05 Jfeスチール株式会社 圧延荷重測定装置の異常検出方法
JP2018094567A (ja) 2016-12-09 2018-06-21 蛇の目ミシン工業株式会社 電動プレス
JP2019072752A (ja) 2017-10-18 2019-05-16 株式会社アマダホールディングス 金型プレス装置の調整方法及び金型プレス装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021053666A (ja) 2021-04-08
WO2021065264A1 (ja) 2021-04-08
CN114340885A (zh) 2022-04-12
US12117358B2 (en) 2024-10-15
DE112020004676T5 (de) 2022-06-15
KR20220070207A (ko) 2022-05-30
CN114340885B (zh) 2023-11-10
US20220349763A1 (en) 2022-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7156228B2 (ja) 電動シリンダシステム
JP6692854B2 (ja) ロボットアームのための負荷推定及び重力補償方法、並びにそのシステム
JP5400056B2 (ja) 座標測定機を校正するための方法
JP5449174B2 (ja) 座標測定機の測定値を補正するための方法および座標測定機
US8074497B2 (en) Indentation testing instrument and indentation testing method
JP5638102B2 (ja) スポット溶接ガンを有するスポット溶接システム
US10576705B2 (en) Control system, press machine, and control method for press machine
JP2009036699A (ja) 表面形状測定装置
JP2021074807A (ja) 工作機械の誤差補正方法及び工作機械
CN114340883B (zh) 电动缸系统及电动缸的异常检测方法
JP2005121437A (ja) 角度センサの校正装置
KR20190120138A (ko) 전동 프레스 및 그 교정방법
KR101882096B1 (ko) 스마트 벤딩 시스템
JP5172278B2 (ja) スポット溶接ガン制御装置
JP5557620B2 (ja) 形状測定装置
CN112223280A (zh) 一种机械手坐标校准方法和系统
EP0157997B1 (en) Programmable multi-channel tool monitor with multiple alarm limits and sensor taring
KR101890395B1 (ko) 공작물 고정오차 보상을 위한 스마트 바이스 및 이의 제어방법
US20210132732A1 (en) Control apparatus
US9921059B2 (en) Measurement value correction method, computer-readable recording medium, and measurement device
JP2818424B2 (ja) 折曲機の曲げ角検出装置
KR20150041703A (ko) 차량용 배터리 센서의 전압 채널 자기 보정 장치 및 방법
JP3288102B2 (ja) プレスブレーキにおける荷重対変位データの補正方法
KR100867215B1 (ko) 전원 출력전압 오차에 따른 센서 출력전압의 오차의 보정방법
KR101239067B1 (ko) 토노미터의 캘리브레이션 및 오차 검출 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220105

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220906

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220919

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7156228

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150