JP7162636B2 - Servo press and processing device, and press processing method and assembly method using the same - Google Patents

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Description

本発明は、サーボモータを駆動源とし、被加工物(ワーク)に加工力(圧力・荷重)を加えて加工するサーボプレスなどに関する。特には、サーボモータやサーボアンプ、あるいは荷重を検出するロードセルに異常が発生した場合に、それをいち早く検知できるように改良を加えたサーボプレスなどに関する。また、プレス作業中のプレス機械の異常の有無を監視することにより、プレス加工品(製品)の不良をいち早く発見できるプレス加工方法などに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a servo press or the like that uses a servomotor as a drive source and applies machining force (pressure/load) to a workpiece (work) to machine the workpiece. In particular, the present invention relates to a servo press that has been improved so as to be able to quickly detect an abnormality in a servo motor, a servo amplifier, or a load cell that detects a load. The present invention also relates to a press working method capable of quickly discovering defects in a pressed product (product) by monitoring the presence or absence of an abnormality in a press machine during press work.

本発明の対象である、プレスや加工装置がワークを加工する形態は、曲げ・せん断・切断・押しつぶし・絞り・鍛造・押し出し・引き抜きなどの塑性加工や、圧入・圧着・部品組み立てなど、様々な加工形態を含む。本明細書にいう圧力や荷重は、様々な加工力の形態、例えば押圧力・せん断力・引っ張り力・回転力・ねじり力などを含む。本発明の対象である加工装置は、サーボモータの発生する回転トルクを様々な加工力に変換してワークを加工するとともに、その加工力(圧力・荷重)をロードセルで検出し、検出した加工力が所望の値となるようにサーボモータへの入力をフィードバック制御する、様々な形態の装置を含む。 The form in which the press or processing equipment, which is the object of the present invention, processes the workpiece includes various plastic processing such as bending, shearing, cutting, crushing, drawing, forging, extrusion, and drawing, as well as press-fitting, crimping, and assembly of parts. Including processed forms. The pressure and load referred to in this specification include various forms of working force, such as pressing force, shear force, tensile force, rotational force, torsional force, and the like. The machining apparatus, which is the object of the present invention, converts the rotational torque generated by a servomotor into various machining forces to machine a workpiece, detects the machining force (pressure/load) with a load cell, and detects the machining force. includes various forms of devices for feedback-controlling the input to the servomotor so that is the desired value.

特許文献1には、「サーボモータにより作動するプレス機構と、 プレス機構のプレス荷重を検出するロードセルと、 サーボモータのモータ軸の回転位置を検出する回転位置センサと、 ロードセルおよび回転位置センサからの検出信号に基づきサーボモータに制御電力を供給する制御装置と、を備え」るサーボプレス装置であって、 「上記の制御装置は、減算器と、荷重制御器と、加算器と、サーボモータドライバと、を備える」ものが開示されている。 Patent Document 1 describes "a press mechanism operated by a servo motor, a load cell that detects the press load of the press mechanism, a rotational position sensor that detects the rotational position of the motor shaft of the servo motor, and signals from the load cell and the rotational position sensor. and a control device for supplying control power to the servo motor based on the detection signal, wherein the control device comprises a subtractor, a load controller, an adder, and a servo motor driver. and" are disclosed.

上記サーボプレス装置における制御装置の減算器は、「荷重指令信号とロードセルからの荷重検出信号とに基づき、荷重偏差信号を演算する」ものとされている。
また、荷重制御器は、次のようなものとされている。
「荷重偏差信号に対応したプレス荷重を生ずべく、前記荷重偏差信号とあらかじめ定められた位置比例ゲインの逆数から、サーボモータのモータ軸を所定の角度回転させる回転制御信号を演算する。また、加算器は、回転制御信号と前記回転位置センサからの回転位置検出信号に基づき、前記サーボモータのモータ軸を所定の回転位置に向けて回転すべく回転位置指令信号を演算する。そして、サーボモータドライバは、回転位置指令信号に対応する回転位置に前記サーボモータのモータ軸を回転すべく制御電力を前記位置比例ゲインを用いて演算し、前記サーボモータに供給する。」
The subtractor of the controller in the servo press "calculates the load deviation signal based on the load command signal and the load detection signal from the load cell".
Also, the load controller is as follows.
"In order to generate a press load corresponding to the load deviation signal, a rotation control signal for rotating the motor shaft of the servomotor by a predetermined angle is calculated from the load deviation signal and the reciprocal of a predetermined position proportional gain. The adder calculates a rotational position command signal for rotating the motor shaft of the servomotor toward a predetermined rotational position based on the rotational control signal and the rotational position detection signal from the rotational position sensor. Using the position proportional gain, the driver calculates control power to rotate the motor shaft of the servomotor to a rotational position corresponding to the rotational position command signal, and supplies the control power to the servomotor.

このような構成に基づき、特許文献1のサーボプレス装置は、次のような作用・効果を奏するとされている。
「サーボモータに供給する制御電力を制御するサーボモータドライバへの制御信号として、回転位置指令信号を用いている。そのため、制御装置内外の異常により所定の回転位置指令信号が出力され続けた場合であっても、所定の回転位置にサーボモータのモータ軸が回転した後に安全に停止する。従って、請求項1に記載のサーボプレス装置は、安全に作動することが保障される。」
Based on such a configuration, the servo press device of Patent Document 1 is said to have the following functions and effects.
"The rotational position command signal is used as a control signal to the servo motor driver that controls the control power supplied to the servo motor. Therefore, even if the predetermined rotational position command signal continues to be output due to an abnormality inside or outside the control device, Even if there is, it stops safely after the motor shaft of the servomotor rotates to a predetermined rotation position.Therefore, the servo press device described in claim 1 is guaranteed to operate safely.”

特許第6013681号Patent No. 6013681

特許文献1のサーボプレス装置は、「制御装置内外の異常により所定の回転位置指令信号が出力され続けた場合であっても、所定の回転位置にサーボモータのモータ軸が回転した後に安全に停止する」という安全機能を有するものではあるが、ワークに所望の加工力が加えられたか否かの、なんらかの確認機能(異常検知機能)を伴うものではない。 The servo press device of Patent Document 1 is described as follows: "Even if a predetermined rotational position command signal continues to be output due to an abnormality inside or outside the control device, the motor shaft of the servo motor rotates to a predetermined rotational position and then safely stops. However, it does not have any confirmation function (abnormality detection function) as to whether or not the desired machining force has been applied to the workpiece.

本発明者の知見に基づけば、上記特許文献1以外の先行技術にも、「ロードセル(ストレンゲージ)から検出した信号をサーボアンプにフィードバックし圧力制御を行うサーボプレスにおいて、ロードセル、またはサーボモータに異常が発生したことを検知する方法」を開示するものはなかった。 Based on the findings of the present inventors, prior arts other than the above-mentioned Patent Document 1 include "In a servo press in which a signal detected from a load cell (strain gauge) is fed back to a servo amplifier for pressure control, the load cell or the servo motor None disclosed "methods for detecting that an abnormality has occurred."

上記異常が生じた場合、サーボプレスによる加工製品について、良品を不良品、または不良品を良品とみなしてしまう可能性がある。そのような異常発生の際に、最終的な製品検査を行わなかった場合、信頼性を失うおそれもあった。 When the above-mentioned abnormality occurs, there is a possibility that a non-defective product may be regarded as a defective product, or a defective product may be regarded as a non-defective product, regarding products processed by the servo press. If a final product inspection was not performed when such an anomaly occurred, there was a risk of losing reliability.

サーボプレスにおける、ロードセルを使用したフルクローズド圧力制御においては、製品加工時に適切な圧力を保持しながらワークを加工することで、高精度な製品が生産される。例えば、ベアリングをハウジングに圧入する作業においては、ベアリングに適切な圧入力を加えることで、圧入したベアリングの適切な回転を実現できる。圧入力が大きすぎた場合、ベアリング、またはハウジングに膨張、または変形が生じ、ベアリングの回転が重くなる。逆に圧入力が小さすぎた場合、ハウジングとベアリング間にクリアランスが発生し、ベアリングが抜けたり空回りしたりする。 In fully closed pressure control using a load cell in a servo press, high-precision products are produced by processing workpieces while maintaining appropriate pressure during product processing. For example, in the operation of press-fitting a bearing into a housing, appropriate rotation of the press-fitted bearing can be achieved by applying an appropriate press-fitting force to the bearing. If the press-in force is too great, the bearing or housing will swell or deform, making the bearing difficult to rotate. Conversely, if the press-in force is too small, a clearance will occur between the housing and the bearing, causing the bearing to fall out or run idle.

作業者が故障したロードセル(ロードセルアンプ)、またはサーボモータ(サーボアンプ)に気付かないでプレス加工を続けた場合、上記のような不具合品が生産されるおそれがある。そのような不具合品を、組み立て後の検査により発見・排除するには、検査工程や作業が煩雑になる。当然、不具合品がユーザーに使用されて問題が生じることは避けなければならない。 If the operator continues press work without noticing the faulty load cell (load cell amplifier) or servo motor (servo amplifier), there is a risk that the above defective products will be produced. In order to find and eliminate such defective products by inspection after assembly, the inspection process and work are complicated. Naturally, it is necessary to avoid problems arising from the use of defective products by users.

本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、ロードセルやサーボモータを使用するプレスなどの加工において、加工装置に異常が発生していないか監視するシステムを提供することを目的とする。また、不良製品の発生や後工程への流出を未然に防ぐことができる手段・方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional problems, and provides a system for monitoring whether an abnormality has occurred in a processing apparatus in processing such as a press using a load cell or a servomotor. With the goal. It is another object of the present invention to provide means and methods for preventing the occurrence of defective products and the outflow to subsequent processes.

この「課題を解決するための手段」、及び、「特許請求の範囲」、並びに、明細書の一部においては、添付図各部の参照符号を括弧書きして示すが、これは単に参考のためであって、権利範囲を添付図のものに限定する意図はない。 In this "Means for Solving the Problems" and "Claims" and part of the specification, the reference numerals of each part in the accompanying drawings are shown in parentheses, but this is for reference only. and there is no intention to limit the scope of rights to those shown in the attached drawings.

本発明は、ロードセル及びサーボモータを使用するプレスなどの装置や、そのような装置を用いる加工方法において、特には、加工荷重値の管理制限範囲(要求範囲)が厳しい製品を加工する際に、ロードセル検出荷重とモータ入力換算荷重とを相互に監視をすることで、不良品の発生を抑制するものである。 The present invention provides an apparatus such as a press that uses a load cell and a servomotor, and a processing method that uses such an apparatus. By mutually monitoring the load cell detection load and the motor input conversion load, the occurrence of defective products is suppressed.

本発明のサーボプレス(1)は、 被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、 該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、 前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、 前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、を備え、
前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、 前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、を具備することを特徴とする。
The servo press (1) of the present invention comprises: a slide (41) having tools (11, 15) attached thereto for applying a working force to a workpiece (workpiece (13)) and moving linearly; and a motor for the slide (41). a servomotor (77), a controller (8) that controls the servomotor (77), and a load cell (43) that detects the machining force applied to the workpiece (13),
The control section (8) includes means for determining a correspondence relationship between a signal (105) relating to input power to the servomotor (77) and a load signal (131) detected by the load cell (43); an abnormality determination section (85) that determines abnormality by determining whether the relationship is within a specified range.

本発明の具体的な実施形態においては、前記サーボモータ(77)が回転運動するものであり、 該サーボモータ(77)の回転運動を直線運動に変換し、前記スライド(41)を直線移動させる回転・直線運動変換機構(3)を備える。そのような形態に代えて、強力なリニアモータが得られる場合には、リニアモータを用いることができる。 In a specific embodiment of the present invention, the servomotor (77) performs rotary motion, and the rotary motion of the servomotor (77) is converted into linear motion to linearly move the slide (41). A rotary/linear motion conversion mechanism (3) is provided. Alternatively, linear motors can be used if a powerful linear motor is available.

本発明の具体的な実施形態においては、 前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)を入力されて、該信号の値からを加工力の換算値(換算加工力)を算出する手段と、 算出された換算加工力と、前記ロードセル(43)の検出した加工力(検出加工力)とを比較する手段と、 比較した両加工力の差が規定範囲内か否かを判定する異常判定部(85)と、を具備することができる。そのような形態に代えて、入力電力に関する信号(105)とロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との比例関係をチェックして、その比例関係の適正状態(予め、式やマップなどとして設定しておく)から外れた場合に異常ありと判定することもできる。 In a specific embodiment of the present invention, the control section (8) receives a signal (105) relating to the input power to the servomotor (77), and converts the value of the signal into a converted value of the machining force. (converted machining force); means for comparing the calculated converted machining force with the machining force detected by the load cell (43) (detected machining force); and the difference between the compared machining forces. and an abnormality determination section (85) that determines whether or not it is within the range. Instead of such a form, the proportional relationship between the signal (105) related to the input power and the load signal (131) detected by the load cell (43) is checked, and the appropriate state of the proportional relationship (formula, map, etc.) is checked in advance. It is also possible to determine that there is an abnormality when it deviates from the value set as ).

本発明の具体的な実施形態においては、上記「サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)」は、サーボアンプ(87)から出力されサーボモータに入力される電流信号(105)とすることができる。上記制御部(8)や異常判定部(85)、あるいは各センサの検出する元の信号を加工力(圧力)に換算する機能は、市販のPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ、モーションコントローラ)を用いて構成できる。 In a specific embodiment of the present invention, the "signal (105) relating to power input to the servomotor (77)" is a current signal (105) output from the servo amplifier (87) and input to the servomotor. can do. The control unit (8), the abnormality determination unit (85), or the function of converting the original signal detected by each sensor into a machining force (pressure) uses a commercially available PLC (programmable logic controller, motion controller). can be configured

サーボモータへの入力値(電流値など)を加工力に換算した換算加工力と、ロードセル検出加工力とを比較して異常判定することで、あるいは、上記比例関係の適正状態から外れた場合に異常ありと判定することで、以下が可能となる。
(ア)異常が発生した場合、プレスを停止させ不良品を発生させないことで、日々の生産工程における危険性(リスク)を回避できる。
(イ)サーボモータ制御機器側のモータ電流値やトルクの安定性を監視でき、モータやサーボアンプの劣化や故障を早期に検知できる。
(ウ)ロードセル本体(43)やロードセルアンプ(89)の劣化や故障を監視できる。
(エ)加工工具(金型)の部品等の摩耗や破損を監視できる。この点については、図4を参照しつつ、具体的に後述する。
By comparing the converted machining force obtained by converting the input value (current value, etc.) to the servomotor to the machining force and the load cell detected machining force, and judging an abnormality, or when the above proportional relationship is out of the proper state By determining that there is an abnormality, the following becomes possible.
(a) When an abnormality occurs, by stopping the press to prevent the production of defective products, it is possible to avoid danger (risk) in the daily production process.
(b) It is possible to monitor the stability of the motor current value and torque on the servo motor control device side, and to detect deterioration and failure of the motor and servo amplifier at an early stage.
(c) Deterioration and failure of the load cell body (43) and load cell amplifier (89) can be monitored.
(d) It is possible to monitor wear and damage of parts of processing tools (molds). This point will be specifically described later with reference to FIG.

本発明の加工装置(1)は、 被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、 該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、 前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、 前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、を備え、
前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、 前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備することを特徴とする。
The machining apparatus (1) of the present invention comprises: a linearly moving slide (41) to which tools (11, 15) for applying a machining force to a workpiece (workpiece (13)) are attached; and a prime mover for the slide (41). a servomotor (77), a controller (8) that controls the servomotor (77), and a load cell (43) that detects the machining force applied to the workpiece (13),
The control section (8) includes means for determining a correspondence relationship between a signal (105) relating to input power to the servomotor (77) and a load signal (131) detected by the load cell (43); an abnormality determination unit (85) that determines an abnormality by determining whether the relationship is within a specified range;
characterized by comprising

本発明のプレス加工方法は、 前記サーボプレス(1)を用いてワーク(13)をプレス加工する方法であって、 前記異常判定部(85)で異常発生と判定した時点で、該時点におけるプレス加工品を一時的に不良と判定することを特徴とする。 The press working method of the present invention is a method of press working a workpiece (13) using the servo press (1), wherein when the abnormality determination unit (85) determines that an abnormality has occurred, the press at that time It is characterized in that the processed product is temporarily determined to be defective.

本発明の組立て方法は、 前記加工装置(1)を用いて部品を本体に圧入組立てする方法であって、 前記異常判定部(85)で異常発生と判定した時点で、該時点における組立て品を一時的に不良と判定することを特徴とする。 The assembly method of the present invention is a method of press-fitting and assembling parts into a main body using the processing apparatus (1), wherein when the abnormality determination section (85) determines that an abnormality has occurred, the assembled product at that time is It is characterized in that it is temporarily determined to be defective.

上記のプレス加工方法・組立て方法においては、装置(1)の異常判定部(85)で異常発生と判定した時点で、該時点におけるプレス加工品・組立て品を一時的に不良と判定する。又は、プレス・加工装置の運転を中断する。その後は、そのプレス加工品・組立て品をチェックしたり、装置を点検する。これにより、不良品の発生を最小限にとどめることができる。 In the above-described press working method/assembling method, when the abnormality determination section (85) of the device (1) determines that an abnormality has occurred, the pressed product/assembled product at that time is temporarily determined to be defective. Alternatively, stop the operation of the press/processing equipment. After that, check the pressed product/assembled product and inspect the equipment. As a result, the occurrence of defective products can be minimized.

本発明の好ましい形態においては、 前記ワーク(13)に実際に加工力を加える加圧段階では、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記加工力が所望の値となるように該サーボモータへの入力を制御する圧力制御モードとし、 前記加圧段階の手前までは、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記スライド(41)の位置が所望の位置となるように該サーボモータへの入力を制御する位置制御モードとし、 該位置制御モードから前記圧力制御モードに切替後、任意設定可能な無視時間の経過後に、前記異常判定部(85)が、前記換算加工力と前記検出加工力とを比較して両加工力の差が規定範囲内か否かの判定を開始することが好ましい。 In a preferred embodiment of the present invention, in the pressurizing step in which the machining force is actually applied to the workpiece (13), the control mode of the servomotor (77) is set so that the machining force becomes a desired value. The control mode of the servomotor (77) is set to the control mode of the servomotor (77) so that the position of the slide (41) is at a desired position until just before the pressurization step. After switching from the position control mode to the pressure control mode, after an arbitrarily settable ignoring time elapses, the abnormality determination unit (85) determines the converted machining force and the detected machining force. It is preferable to start determining whether the difference between the two machining forces is within a specified range by comparing the machining forces.

あるいは、前記位置制御モードから前記圧力制御モードに切替後、任意設定可能な無視時間の経過後に、前記制御部(8)が、前記入力電力に関する信号(105)と前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との比例関係をチェックして、その比例関係の適正状態から外れた場合に異常ありと判定することが好ましい。 Alternatively, after switching from the position control mode to the pressure control mode, the controller (8) detects the signal (105) related to the input power and the load cell (43) after an arbitrarily settable ignoring time has passed. It is preferable to check the proportional relationship with the load signal (131) and determine that there is an abnormality when the proportional relationship is out of the proper state.

本発明の好ましい実施形態においては、加工品(製品)とプレス加工条件に応じた適切な無視時間を設けることで、安定した加工状態において、ロードセルの検出信号に基づく検出加工力と、サーボモータへの入力値(サーボアンプの出力値)に基づいて計算(換算)した換算加工力とを比較する。 In a preferred embodiment of the present invention, by providing an appropriate ignoring time according to the workpiece (product) and press working conditions, in a stable machining state, the detected machining force based on the detection signal of the load cell and the servo motor is compared with the converted machining force calculated (converted) based on the input value (output value of the servo amplifier).

サーボモータの出力トルクは、加圧段階の初期においては、プレス(加工装置)の荷重の発生に伴い、大きく変動することがある(具体的には図4を参照しつつ後述する)。このような初期の時間帯においては、ロードセル(ロードセルアンプ)、またはサーボモータ(サーボアンプ)が異常か否かは判断できない。つまり、この変動中の換算加工力に基づいて異常を判定すると、本当は正常な加工も異常判定となり、異常監視システムが成り立たない。そこで、ロードセル信号による加工力と、モータ入力の換算による換算加工力との差が、大きく変動する時間帯を、無視時間として異常判定の対象としないことが好ましい。 At the beginning of the pressing stage, the output torque of the servomotor may fluctuate greatly as the load of the press (processing device) is generated (specifically, it will be described later with reference to FIG. 4). In such an early period, it cannot be determined whether the load cell (load cell amplifier) or the servo motor (servo amplifier) is abnormal. In other words, if an abnormality is determined based on this fluctuating converted machining force, machining that is actually normal will also be determined as an abnormality, and the abnormality monitoring system will not work. Therefore, it is preferable that the difference between the machining force by the load cell signal and the converted machining force by conversion of the motor input fluctuates significantly, and is not considered as the ignoring time and not subject to abnormality determination.

無視時間として適切な時間は、金型、ワーク(材質・形状)、運転パターン等により異なるので、設定により無視時間は調整できるようにしておく。衝撃荷重は、条件次第では、製品加工に必要な圧力よりはるかに大きい圧力が発生することもある。 Since the appropriate ignoring time varies depending on the mold, workpiece (material/shape), operation pattern, etc., the ignoring time should be adjustable by setting. Depending on the conditions, the impact load may be much larger than the pressure required for product processing.

本発明は、ロードセル、及び、サーボモータを使用するプレス加工などにおいて、これらの装置に異常が発生していないかを監視するシステムを提供できる。特には、加工荷重値制限範囲が厳しく管理する製品に対して、ロードセルとモータトルクの相互監視をすることで、不良品流出を未然に防ぐことができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a system for monitoring whether or not an abnormality has occurred in a load cell, press work using a servomotor, or the like. In particular, it is possible to prevent outflow of defective products by mutually monitoring the load cell and the motor torque for products that are strictly controlled in the processing load value limit range.

例えば、プレスによりベアリングをハウジングに圧入する加工の場合には、ロードセルの圧力値と、サーボモータ入力値の換算圧力値との比較により、適切なベアリングの嵌合状態を判断できる。そして、ロードセルやサーボモータなどに異常が発生した場合、プレスを停止させ製品を不良品と認識できる。 For example, in the case of press-fitting a bearing into a housing, it is possible to determine an appropriate fitting state of the bearing by comparing the pressure value of the load cell and the converted pressure value of the servomotor input value. Then, when an abnormality occurs in a load cell, a servomotor, or the like, the press can be stopped and the product can be recognized as a defective product.

本発明の実施形態に係るサーボプレス1の機械的構成の概要、及び、制御部の構成の概要を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing an outline of a mechanical configuration of a servo press 1 and an outline of a configuration of a control section according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態に係るサーボプレスの制御系の構成、及び、作用を模式的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing the configuration and action of a control system of a servo press according to an embodiment of the present invention; FIG. 本実施形態に係るサーボプレスの制御系の動作を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining the operation of the control system of the servo press according to this embodiment; 本実施形態に係るサーボプレスの発生する圧力の推移と、異常判定の概要を説明するための、模式的なグラフである。縦軸は圧力(加工力)であり、横軸は時間である。5 is a schematic graph for explaining changes in pressure generated by the servo press according to the present embodiment and an overview of abnormality determination; The vertical axis is pressure (processing force) and the horizontal axis is time.

1:サーボプレス、加工装置、3:回転・直線運動変換機構、プレス本体部、5:フレーム、
6:ベース、7:回転駆動部、8:制御部、
11:上型(工具、金型)、13:ワーク、被加工物、15:下型(工具、金型)、
31:回転軸、31b:回転軸31の上部、31f:回転軸31の下部、33:従動プーリ、35:軸受、
37:ボールナット、39:ボールスクリュー、40:タイミングベルト、
41:スライド(ラム)、43:ロードセル、71:駆動プーリ、75:減速機、
77:サーボモータ、79:エンコーダ、81:制御ボックス、
83:タッチパネル(コントローラ)、85:異常判定部、CPU、PLC、87:サーボアンプ、
89:ロードセルアンプ、
101:位置検出信号、103:電流計、
105:電流信号、信号、
107:電流制御部、109:速度制御部、121:切替部、123:圧力制御部、
125:位置制御部、127:圧力指令部、129:位置指令部、131:荷重検出信号、
141:コントローラ
S200~S211:図3フローチャートの各項目名
301~313:図4グラフ内波形位置名
1: Servo press, processing equipment, 3: Rotary/linear motion conversion mechanism, press body, 5: Frame,
6: base, 7: rotary drive unit, 8: control unit,
11: upper mold (tool, mold), 13: workpiece, workpiece, 15: lower mold (tool, mold),
31: rotary shaft, 31b: upper part of rotary shaft 31, 31f: lower part of rotary shaft 31, 33: driven pulley, 35: bearing,
37: Ball nut, 39: Ball screw, 40: Timing belt,
41: Slide (ram), 43: Load cell, 71: Drive pulley, 75: Reducer,
77: Servo motor, 79: Encoder, 81: Control box,
83: touch panel (controller), 85: error determination unit, CPU, PLC, 87: servo amplifier,
89: load cell amplifier,
101: Position detection signal, 103: Ammeter,
105: current signal, signal,
107: current control unit, 109: speed control unit, 121: switching unit, 123: pressure control unit,
125: position control section, 127: pressure command section, 129: position command section, 131: load detection signal,
141: controller
S200 to S211: Each item name in the flow chart of FIG.
301 to 313: Waveform position names in the graph in Fig. 4

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。まず、図1を用いて、本発明の実施形態に係るサーボプレスの構成概要を説明する。図1は、本発明の実施形態に係るサーボプレス1の機械的構成の概要、及び、制御部の構成の概要を模式的に示す図である。図に示す方向の「上」・「下」は、プレスの一般的な配置状態における地球重力方向の上下を示すが、本発明はそのような配置に限定されるものではない。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 1, an overview of the configuration of a servo press according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing an overview of the mechanical configuration of a servo press 1 and an overview of the configuration of a control section according to an embodiment of the present invention. The directions "top" and "bottom" in the drawings indicate the top and bottom directions of the earth's gravitational force in a general arrangement of the press, but the present invention is not limited to such an arrangement.

本実施形態に係るサーボプレス1は、フレーム5やベース(ボルスター)6、回転・直線運動変換機構(プレス本体部)3、サーボモータ77を含む回転駆動部7、制御部8などの、主要構成部分を備える。そして、上下工具(金型11・15)の間において、被加工物(ワーク13)に力(圧力・荷重)を加えて加工する。なお、本発明の特徴部分は制御部8であり、その他の部分は、現状使用されている一般的なものでもよいが、それらの概要に関する理解は、本発明の理解に有用であるので、制御部8以外の概要も説明する。 The servo press 1 according to this embodiment includes main components such as a frame 5, a base (bolster) 6, a rotation/linear motion conversion mechanism (press main body) 3, a rotation drive section 7 including a servomotor 77, a control section 8, and the like. prepare the part. Then, between the upper and lower tools (molds 11 and 15), force (pressure/load) is applied to the workpiece (workpiece 13) for machining. The characteristic part of the present invention is the control unit 8, and the other parts may be general ones that are currently used. Outlines other than Part 8 will also be described.

プレス1のフレーム5は、プレス本体部3や回転駆動部7、制御部8を支える構造体である。ベース6は、フレーム5や下型15を搭載する構造体である。 A frame 5 of the press 1 is a structure that supports the press main body 3 , the rotation drive section 7 and the control section 8 . The base 6 is a structure on which the frame 5 and the lower mold 15 are mounted.

プレス本体部3は、スライド41と、その下端部に配設された上型11を、上下に駆動するとともに、同上型11に下方向の加工力を加えるものである。プレス本体部3は、機構的には、回転・直線運動変換機構、及び、スライド41の案内機構である。回転・直線運動変換機構としては、後述するサーボモータ77の回転が伝達される回転軸31や、それに連結されたボールスクリュー39、ボールナット37などを有する。 The press main body 3 vertically drives the slide 41 and the upper die 11 disposed at the lower end thereof, and applies a downward working force to the upper die 11 . The press main body 3 is mechanically a rotation/linear motion conversion mechanism and a guide mechanism for the slide 41 . The rotation/linear motion conversion mechanism includes a rotation shaft 31 to which rotation of a servomotor 77, which will be described later, is transmitted, a ball screw 39 connected thereto, a ball nut 37, and the like.

回転軸31及びボールスクリュー39は、上下に延びる一体で回転する軸である。回転軸31の上部31bには、従動プーリ33が固定されている。この従動プーリ33は、タイミングベルト40により回転駆動される。回転軸31の下部31fは、軸受35によってフレーム5に固定されている。 The rotating shaft 31 and the ball screw 39 are vertically extending shafts that rotate integrally. A driven pulley 33 is fixed to the upper portion 31b of the rotating shaft 31 . This driven pulley 33 is rotationally driven by a timing belt 40 . A lower portion 31 f of the rotating shaft 31 is fixed to the frame 5 by a bearing 35 .

回転軸31の下部31fの下方にはボールスクリュー39が接続されている。同ボールスクリュー39の外周には、多数のボール(図示されず)を介して、ボールナット37が外嵌・螺合している。ボールナット37は、回転軸31・ボールスクリュー39の回転に伴って、上下に駆動される。そして、ボールナット37はスライド41に固定されており、ボールナット37の上下に伴い、スライド41が上下する。スライド41は、図示せぬリニアガイドにより、上下に案内される。なお、本発明のサーボプレスや加工装置における回転・直線運動変換機構は、ボールねじ式の他に、クランク式やリンク式、ラック&ピニオン式などを用いることもできる。 A ball screw 39 is connected to the lower portion 31f of the rotating shaft 31. As shown in FIG. A ball nut 37 is externally fitted and screwed onto the outer circumference of the ball screw 39 via a large number of balls (not shown). The ball nut 37 is driven up and down as the rotating shaft 31 and the ball screw 39 rotate. The ball nut 37 is fixed to the slide 41, and the slide 41 moves up and down as the ball nut 37 moves up and down. The slide 41 is vertically guided by a linear guide (not shown). In addition to the ball screw type, a crank type, a link type, a rack and pinion type, or the like can also be used as the rotation/linear motion conversion mechanism in the servo press or processing apparatus of the present invention.

スライド(ラム)41の下端部には、ロードセル43を介して、上型11が取り付けられている。ロードセル43はロードセルアンプ89に接続されており、スライド41から上型11にかかる荷重(加工力、圧力)に応じた信号が、ロードセルアンプ89からサーボアンプ87や異常判定部85に出力される(図2などを参照しつつ後述する)。 An upper die 11 is attached to the lower end of the slide (ram) 41 via a load cell 43 . The load cell 43 is connected to a load cell amplifier 89, and a signal corresponding to the load (processing force, pressure) applied from the slide 41 to the upper mold 11 is output from the load cell amplifier 89 to the servo amplifier 87 and the abnormality determination unit 85 ( (described later with reference to FIG. 2, etc.).

回転駆動部7(サーボモータ組立体)は、その上部から下部に、駆動プーリ71、減速機75、サーボモータ(本体)77、エンコーダ79が接続されて構成されている。駆動プーリ71と前述の従動プーリ33の間には、タイミングベルト40が巻き掛けられている。このタイミングベルト40を介して、従動プーリ33及び回転軸31・ボールスクリュー39が回転駆動される。減速機75は、サーボモータ77の回転を減速する(トルクは増大させる)。 The rotary drive unit 7 (servo motor assembly) is constructed by connecting a drive pulley 71, a speed reducer 75 , a servo motor (body) 77, and an encoder 79 from top to bottom. A timing belt 40 is wound between the driving pulley 71 and the driven pulley 33 described above. Through this timing belt 40, the driven pulley 33, the rotating shaft 31 and the ball screw 39 are rotationally driven. The speed reducer 75 reduces the rotation of the servomotor 77 (increases the torque).

サーボモータ77は、例えばACサーボモータを使用できる。サーボモータ77の駆動電流は、同モータ77と電気的に接続されたサーボアンプ(ドライバ)87によって制御される。エンコーダ79はモータ軸の回転位置を検出する。 Servomotor 77 can be, for example, an AC servomotor. A drive current for the servo motor 77 is controlled by a servo amplifier (driver) 87 electrically connected to the motor 77 . An encoder 79 detects the rotational position of the motor shaft.

制御部8は、別置き方式などがあるが、基本的には加工に支障を来たさない、フレーム5の側面や背面に設けられている。制御部8は、タッチパネル83や、CPU(PLC)85、サーボアンプ87、ロードセルアンプ89などを含む。PLC(モーションコントローラ)は、図2のCPU85に対応する部分である。図2のサーボモータ制御部87は、サーボアンプ内の構成である。 The control unit 8 may be placed separately, but basically it is provided on the side surface or back surface of the frame 5 so as not to interfere with the processing. The control unit 8 includes a touch panel 83, a CPU (PLC) 85, a servo amplifier 87, a load cell amplifier 89, and the like. A PLC (motion controller) is a part corresponding to the CPU 85 in FIG. The servo motor control unit 87 in FIG. 2 is a configuration within the servo amplifier.

プレス本体部3のスライド41にかかる加工力(圧力、荷重)は、ロードセル43に加わり微弱な信号が発生する。信号はロードセルアンプ89(図1)へ伝達され増幅される。ロードセルアンプにおいては最大10V(一例)の電圧を発生させる。ロードセルアンプ89において増幅された電圧はサーボアンプ87へ伝達される。ロードセルアンプ89の最大出力は10Vであり、同アンプ89の出力10Vは、プレスが最大公称荷重の実圧力を出しているときの出力である。ロードセルアンプ89の表す実圧力値の信号は、フィードバック信号(アナログ信号値)として図2の圧力制御部123にフィードバックされる。そして、実圧力が目標圧力に到達に達していなければ、サーボモータ制御部(サーボアンプ)87は演算された電流値をサーボモータ77に供給して、モータ側の圧力制御を行う。 A working force (pressure, load) applied to the slide 41 of the press body 3 is applied to the load cell 43 to generate a weak signal. The signal is transmitted to load cell amplifier 89 (FIG. 1) and amplified. A maximum voltage of 10 V (one example) is generated in the load cell amplifier. The voltage amplified by load cell amplifier 89 is transmitted to servo amplifier 87 . The maximum output of the load cell amplifier 89 is 10V, and the 10V output of the same amplifier 89 is the output when the press is producing the actual pressure of the maximum nominal load. A signal of the actual pressure value represented by the load cell amplifier 89 is fed back to the pressure control section 123 of FIG. 2 as a feedback signal (analog signal value). If the actual pressure has not reached the target pressure, the servo motor control section (servo amplifier) 87 supplies the calculated current value to the servo motor 77 to perform pressure control on the motor side.

次に、本実施形態の制御系について説明する。図2は、本発明の実施形態に係るサーボプレスの制御系の構成、及び、作用を模式的に示すブロック図である。図3は、図2の制御系の動作を示すフローチャートである。 Next, the control system of this embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration and action of the servo press control system according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the control system of FIG.

図2の右端部に、上述のプレス本体部3が示されている。同部3のスライド41(図1参照)は、サーボモータ77から駆動力を受け、上下に駆動される。同サーボモータ77には、その回転量を検出するエンコーダ79が付設されている。エンコーダ79の回転量信号は、サーボモータ制御部8に送られ、スライド41の位置制御125や速度制御109に供される。 At the right end of FIG. 2, the press body 3 mentioned above is shown. A slide 41 (see FIG. 1) of the same portion 3 receives a driving force from a servomotor 77 and is driven up and down. The servomotor 77 is provided with an encoder 79 for detecting the amount of rotation. A rotation amount signal of the encoder 79 is sent to the servo motor control section 8 and used for position control 125 and speed control 109 of the slide 41 .

プレス本体部3のスライド41にかかる加工力(圧力、荷重)は、ロードセル43に加わり、荷重信号131が発生する。荷重信号131は、サーボモータ制御部8に送られ、サーボモータの圧力制御123に供される。また、荷重信号131は、CPU(PLC、異常判定部)85にも送られ、ロードセルの検出加工力とされ、異常判定に用いられる。 A working force (pressure, load) applied to the slide 41 of the press main body 3 is applied to the load cell 43 and a load signal 131 is generated. The load signal 131 is sent to the servo motor controller 8 and used for pressure control 123 of the servo motor. The load signal 131 is also sent to the CPU (PLC, abnormality determination unit) 85 and used as the detected processing force of the load cell for abnormality determination.

サーボモータ77は、制御部8のサーボアンプ87(図1参照)から電力供給を受ける。供給される電力は、一定電圧(例えば10V)で、電流は電流制御部107により、目標とする出力(加工力)に応じて定量的に制御される。サーボモータ77に供給された電流の実値は、電流計103で測定され、測定された電流信号105は、電流制御部107にフィードバックされる。また、電流信号105は、CPU85に送られ、該信号の値から加工力の換算値(換算加工力)が算出され、算出された換算加工力と、上記ロードセルの検出加工力とを比較され、両加工力の差が加工条件に応じて予め設定された規定範囲内か否かにより異常判定が行われる。 The servo motor 77 receives power from a servo amplifier 87 (see FIG. 1) of the control section 8 . The power to be supplied has a constant voltage (for example, 10 V), and the current is quantitatively controlled by the current control unit 107 according to the target output (machining force). The actual value of the current supplied to the servomotor 77 is measured by an ammeter 103 and the measured current signal 105 is fed back to the current control section 107 . Further, the current signal 105 is sent to the CPU 85, a conversion value of the machining force (converted machining force) is calculated from the value of the signal, and the calculated converted machining force is compared with the machining force detected by the load cell, Abnormality determination is performed based on whether or not the difference between the two machining forces is within a specified range preset according to the machining conditions.

電流制御部107は、本実施形態におけるプレス加工の各段階(詳しくは後述)で、サーボモータ77に与える電流値をコントロールする。そのコントロールは、電流計103で検出する電流信号105が指令値と一致するようにするフィードバックコントロールである。プレス加工の最終段階、すなわち金型11がワーク13に加える加工力(圧力)を所定の値にする段階(圧力制御モード)の電流制御においては、サーボモータ77に与える電流値をコントロールして、モータ発生トルク、そして、それに対応するプレス加工力をコントロールする。 The current control unit 107 controls the current value given to the servomotor 77 at each stage of press working (details will be described later) in this embodiment. The control is a feedback control that makes the current signal 105 detected by the ammeter 103 match the command value. In the final stage of press working, that is, in the stage (pressure control mode) in which the working force (pressure) applied by the die 11 to the workpiece 13 is set to a predetermined value (pressure control mode), the current value given to the servo motor 77 is controlled to Controls the torque generated by the motor and the corresponding pressing force.

速度制御部109は、位置制御モードでは、プレス加工の初期段階あるいは終了後に、比較的高速でスライド41及び上型11を上下させる際や、それらを増速・減速させる際の制御を行う。位置制御モードは、位置補正を優先とする設定された速度制御部109の速度指令にて、位置制御部125からのスライドの目標位置に関する指令を受ける。目標位置は、例えば、金型11がワーク13に当接する直前の位置や、それらが当接する位置、あるいは、加工終了後に金型11がワーク13から所定距離退避した位置などである。位置制御125には、エンコーダ79からの位置信号がフィードバックされ、エンコーダ79により検出されたスライドの位置(位置検出信号101)が目標位置と一致した場合に、位置制御を終了する。 In the position control mode, the speed control unit 109 controls when the slide 41 and the upper die 11 are moved up and down at a relatively high speed and when they are accelerated/decelerated in the initial stage or after the end of press working. In the position control mode, a command regarding the target position of the slide is received from the position control unit 125 with the speed command of the speed control unit 109 set to give priority to position correction. The target position is, for example, a position immediately before the die 11 contacts the work 13, a position where they contact, or a position where the die 11 is retreated from the work 13 by a predetermined distance after finishing machining. A position signal from the encoder 79 is fed back to the position control 125, and when the position of the slide detected by the encoder 79 (position detection signal 101) matches the target position, the position control ends.

圧力制御モードでは、圧力補正を優先とする設定された速度制御部109の速度指令にて、所定位置までの位置制御指令を行うとともに、加工力が所定の目標値になるように、モータ入力電流値を決定し、電流制御部107に指令する。圧力制御モードでは、荷重検出信号の実圧力値に相当する信号131を圧力制御部123にフィードバックし、同圧力制御部123は演算をして目標加工力(圧力)に関する精度の高い補正指令を与える。 In the pressure control mode, the speed command of the speed control unit 109, which is set to give priority to pressure correction, is used to issue a position control command up to a predetermined position. A value is determined and a command is issued to the current control unit 107 . In the pressure control mode, the signal 131 corresponding to the actual pressure value of the load detection signal is fed back to the pressure control unit 123, and the pressure control unit 123 calculates and gives a highly accurate correction command regarding the target machining force (pressure). .

切替部121は、コントローラ141から指令を受けて、位置制御モードと圧力制御モードとを切り替えるスイッイングデバイスである。 The switching unit 121 is a switching device that receives a command from the controller 141 and switches between the position control mode and the pressure control mode.

位置制御部125は、位置制御モードにおいて、位置指令部129からのスライド41の位置指令を受けて、速度制御部109に スライド41を位置指令により定義された位置まで駆動する、位置補正を優先とする位置制御としての速度指令や、電流指令などの指示を与える。位置制御部125には、エンコーダ79からの位置検出信号101がフィードバックされる。位置指令部129は、CPU85から、位置制御モードにおいて優先されるスライド位置や動作時間の指令を受ける。 In the position control mode, the position control unit 125 receives a position command for the slide 41 from the position command unit 129, and instructs the speed control unit 109 to drive the slide 41 to the position defined by the position command. It gives instructions such as speed command and current command as position control. A position detection signal 101 from the encoder 79 is fed back to the position controller 125 . The position command unit 129 receives commands from the CPU 85 regarding the slide position and operation time that are prioritized in the position control mode.

圧力制御部123は、圧力制御モードにおいて、圧力指令部127から、到達すべき加工力(圧力)の大きさとその持続時間の指令を受ける。そして、圧力制御部123は、受けた圧力指令値に基づき、圧力補正を優先とする圧力制御としての速度指令や位置指令と、サーボモータの目標出力(スライドの目標推力)となる電流指令とを決定して、速度制御109に与える。圧力制御123には、ロードセル43からの荷重信号131がフィードバックされる。 In the pressure control mode, the pressure control section 123 receives instructions from the pressure command section 127 on the magnitude of the machining force (pressure) to be reached and its duration. Then, based on the received pressure command value, the pressure control unit 123 outputs a speed command and a position command as pressure control that prioritizes pressure correction, and a current command that is the target output of the servomotor (target thrust of the slide). Determined and fed to speed control 109 . A load signal 131 from the load cell 43 is fed back to the pressure control 123 .

CPU85は、コントローラ141から、サーボプレス動作の各種指示を受けて、位置制御モードにおいては、位置指令129へ、圧力制御モードにおいては、圧力指令127へ指令を出力する動作パターン指令と比較判定入力信号を基に演算された判定結果を出力する主制御の要である。 The CPU 85 receives various instructions for servo press operation from the controller 141, and outputs an operation pattern command and a comparison judgment input signal to the position command 129 in the position control mode and to the pressure command 127 in the pressure control mode. It is the key of the main control that outputs the judgment result calculated based on.

CPU85には、ロードセル43からの荷重信号131と、電流計103からの電流信号105も入力される。そして、サーボモータ77に与えられた電流値を換算したプレス圧力値(換算加工力)を算出し、それと、ロードセル43検出のプレス荷重値(検出加工力)とを比較する。両者の差が所定値を超える場合、「異常」と判断する。異常と判断した場合、コントローラ141にアラーム発出信号を出す。 A load signal 131 from the load cell 43 and a current signal 105 from the ammeter 103 are also input to the CPU 85 . Then, a press pressure value (converted machining force) is calculated by converting the current value applied to the servomotor 77, and the press load value detected by the load cell 43 (detected machining force) is compared. If the difference between the two exceeds a predetermined value, it is determined as "abnormal". If it is judged to be abnormal, an alarm signal is issued to the controller 141 .

図2・図1の制御システム全体の作用として、圧力制御モードでは、サーボモータ77は、タッチパネル83で設定された圧力に相当する電流(トルク)を、指令された圧力保持時間の間、保持する動作を行う。設定圧力、時間は、CPU85とサーボアンプ87を介しサーボモータ77に伝達される。装置全体が正常な状態では、設定圧力を保持している時間、ロードセルアンプから出力する電圧の換算値と、サーボモータから発生する電流換算値の平均値とは実質的に比例し、特にロードセルアンプのゲインを適切に設定した場合には、これらの値は実質的に等しい値となる。 2 and 1, in the pressure control mode, the servo motor 77 holds the current (torque) corresponding to the pressure set on the touch panel 83 for the commanded pressure holding time. take action. The set pressure and time are transmitted to the servo motor 77 via the CPU 85 and servo amplifier 87 . When the entire device is in a normal state, the converted voltage value output from the load cell amplifier and the average converted current value generated by the servomotor are substantially proportional to each other during the time the set pressure is maintained. These values are substantially equal if the gains of are set appropriately.

CPU85には、タッチパネルで設定した圧力に対しロードセルアンプから出力する電圧→サーボアンプ圧力の換算値と、サーボモータから発生する電流→圧力換算値が送られる。CPU85においては、これらの数値を比較し、圧力の差が許容範囲であれば、ロードセル(ロードセルアンプ)、またはサーボモータ(サーボアンプ)などは正常と判断する。圧力の差が許容範囲外であれば、ロードセル(ロードセルアンプ)、またはサーボモータ(サーボアンプ)などに異常があると判断する。 To the CPU 85, a conversion value of voltage output from the load cell amplifier→servo amplifier pressure and a conversion value of current generated from the servo motor→pressure conversion value are sent to the pressure set on the touch panel. The CPU 85 compares these numerical values and determines that the load cell (load cell amplifier) or servo motor (servo amplifier) is normal if the pressure difference is within the allowable range. If the pressure difference is out of the allowable range, it is determined that there is an abnormality in the load cell (load cell amplifier) or servo motor (servo amplifier).

コントローラ141は、タッチパネル83(図1参照)に各種の表示を行うとともに、加工動作内容や各種動作におけるモータ制御のパラメータ設定の入力も兼ねる機器である。 The controller 141 is a device that performs various displays on the touch panel 83 (see FIG. 1) and also serves as an input for setting parameters for motor control in machining operation contents and various operations.

次に、図3のフローチャートを参照しつつ、本実施形態に係るサーボプレスの制御系の動作を説明する。まず最初に、S200で、オペレータが、これから行うプレス作業の仕様をタッチパネル83で入力する。また、これに代えて、予め準備されたプレス作業の仕様を、図示しないサーバ等の外部機器や記憶媒体から読み込むようにしてもよい。作業仕様には、スライドを位置制御モードで作動させる下限の位置や移動速度、ワークに加えるべきプレス加工力やその持続時間の指令値が含まれる。また、後述する無視時間を作業仕様に含む構成としてもよい。 Next, the operation of the control system of the servo press according to this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in S200, the operator inputs the specifications of the press work to be performed from now on the touch panel 83. FIG. Alternatively, press work specifications prepared in advance may be read from an external device such as a server (not shown) or from a storage medium. The work specifications include command values for the lower limit position and movement speed for operating the slide in the position control mode, the pressing force to be applied to the workpiece, and its duration. Further, the work specification may include a disregard time, which will be described later.

次に、S201で、プレスのスライドを下降させる。なお、下降前のスライドの位置は、ワークの取り出しや取り付けに適するように、スライドを十分に上昇させた位置である。プレス下降の指定(指令)位置は、位置制御モードから圧力制御モードに切り替える位置である。 Next, in S201, the slide of the press is lowered. Note that the position of the slide before lowering is a position where the slide is sufficiently raised so as to be suitable for picking up and attaching the work. The designated (command) position for press descent is the position at which the position control mode is switched to the pressure control mode.

次に、S202では、位置制御モードでの運転中における、ロードセルの荷重圧力を検出し、その値が所定値以上か否かを判定する。また、その他の異常(安全装置の作動やモータ側などの異常)がないかを監視する。異常あり(YES、図の左方)の場合、S209(図の最下部)に進んでアラームを発出する。アラームは、警報音の発生やプレスの停止などを含む。異常なし(NO、図の下方)の場合、S203に進む。 Next, in S202, the load pressure of the load cell is detected during operation in the position control mode, and it is determined whether or not the value is equal to or greater than a predetermined value. It also monitors for other abnormalities (activation of safety devices, abnormalities on the motor side, etc.). If there is an abnormality (YES, left side of the figure), the process proceeds to S209 (bottom part of the figure) to issue an alarm. The alarm includes generation of an alarm sound, stopping of the press, and the like. If there is no abnormality (NO, lower part of the figure), the process proceeds to S203.

S203では、エンコーダ79の出力等に基づいて、スライドが指定位置に到達したか否か判定する。未到達(NO)の場合、S202に戻り、スライド下降・異常検出を継続する。指定位置に到達(YES)の場合、S204に進む。 In S203, based on the output of the encoder 79 or the like, it is determined whether or not the slide has reached the specified position. If not reached (NO), the process returns to S202 to continue slide descent/abnormality detection. If the designated position is reached (YES), the process proceeds to S204.

S204では、サーボモータの制御を位置制御モードから圧力制御モードへ切り替える。そして、S205で、ロードセル43の荷重値をチェックする。具体的には、ロードセル43の検出歪をロードセルアンプ89(図1)で電圧(荷重信号131)に変換し、CPU85で荷重値(検出加工力)に換算する。なお、ロードセル43の検出電圧の最高(MAX)値は、プレスの公称荷重値(仕様値)と同じである。 In S204, the control of the servo motor is switched from the position control mode to the pressure control mode. Then, in S205, the load value of the load cell 43 is checked. Specifically, the strain detected by the load cell 43 is converted into a voltage (load signal 131) by the load cell amplifier 89 (FIG. 1), and the CPU 85 converts it into a load value (detected processing force). The maximum (MAX) value of the detected voltage of the load cell 43 is the same as the nominal load value (specification value) of the press.

S206では、S205と並行して、サーボモータ77にサーボアンプ87から入力される電流値をプレスの圧力(換算加工力)に換算する。具体的には、電流計103(図2)で検出した電流値に変換係数を掛けて、プレスの圧力を得る。得たプレス圧力を「モータ圧力値」あるいは「換算加工力」と呼ぶ。 In S206, in parallel with S205, the current value input from the servo amplifier 87 to the servo motor 77 is converted into press pressure (converted machining force). Specifically, the current value detected by the ammeter 103 (FIG. 2) is multiplied by a conversion factor to obtain the press pressure. The obtained press pressure is called "motor pressure value" or "converted machining force".

S207では、相互比較判定遅延時間(比較監視無視時間)の経過を判定する。相互比較判定遅延時間とは、前述のとおり、プレスの荷重(衝撃荷重含む)の発生に伴い、モータ圧力値(換算加工力)が大きく変動する時間帯を、無視時間として異常判定の対象としない時間のことである。製品とプレス加工条件に適切な無視時間を設ける。この遅延時間(無視時間)が経過していない場合(NOの場合)は、S205・S206に戻る。遅延時間(無視時間)が経過した場合(YESの場合)は、S208に進む。 In S207, it is determined whether the mutual comparison determination delay time (comparison monitoring ignoring time) has elapsed. Mutual comparison judgment delay time is, as described above, the time period in which the motor pressure value (converted machining force) fluctuates greatly due to the occurrence of press load (including impact load), which is ignored and not subject to abnormality judgment. It's about time. Provide an appropriate ignoring time for the product and press working conditions. If the delay time (ignoring time) has not elapsed (NO), the process returns to S205 and S206. If the delay time (ignoring time) has passed (if YES), the process proceeds to S208.

S208では、遅延時間(無視時間)の経過後、すなわち安定した加工状態においてロードセル(ロードセルアンプ)の電圧とサーボモータ(サーボアンプ)の電流値を比較する。比較値が設定の範囲を超えたら、ロードセル(ロードセルアンプ)またはサーボモータ(サーボアンプ)等に異常が発生したものとPLCは判断し、アラーム発出S209に進み、プレス動作を停止させる。
すなわち、サーボモータ77への入力電流信号105の値から換算した換算加工力(圧力)と、ロードセル43の検出した荷重信号131に基づく加工力(検出加工力)とを比較する。そして、比較した両加工力の差が規定範囲を超える場合、異常と判定する。
In S208, the voltage of the load cell (load cell amplifier) and the current value of the servo motor (servo amplifier) are compared after the delay time (ignoring time) has elapsed, that is, in a stable machining state. If the comparison value exceeds the set range, the PLC judges that an abnormality has occurred in the load cell (load cell amplifier) or the servo motor (servo amplifier), proceeds to alarm generation S209, and stops the press operation.
That is, the converted machining force (pressure) converted from the value of the input current signal 105 to the servomotor 77 and the machining force (detected machining force) based on the load signal 131 detected by the load cell 43 are compared. If the difference between the two machining forces thus compared exceeds a specified range, it is determined to be abnormal.

具体的には、PLC(モーションコントローラ、CPU)には、タッチパネルで設定した圧力に対しロードセルアンプから出力する電圧→サーボアンプ圧力の換算値とサーボモータから発生する電流→圧力換算値が送られる。PLC(CPU)においてはこれらの数値を比較し、圧力の差が許容範囲であれば、ロードセル(ロードセルアンプ)、またはサーボモータ(サーボアンプ)は正常である。圧力の差が許容範囲外であれば、ロードセル(ロードセルアンプ)、またはサーボモータ(サーボアンプ)に異常がある。 Specifically, the PLC (motion controller, CPU) receives the voltage output from the load cell amplifier→the servo amplifier pressure conversion value and the current generated from the servo motor→the pressure conversion value for the pressure set on the touch panel. The PLC (CPU) compares these numerical values, and if the pressure difference is within the allowable range, the load cell (load cell amplifier) or servo motor (servo amplifier) is normal. If the pressure difference is out of the allowable range, there is something wrong with the load cell (load cell amplifier) or servo motor (servo amplifier).

S208における判定が異常なしの場合(YESの場合)は、S210に進み、プレス加工終了か否か、すなわち指令圧力(加工力)の維持時間が終了したか否かを判定する。未終了の場合(NOの場合)は、S205・S206へ戻る。終了の場合(YESの場合)は、S211に進んで、プレス(スライド)上昇動作を行う。 If the determination in S208 is normal (if YES), the process advances to S210 to determine whether or not press working has ended, that is, whether or not the command pressure (working force) maintenance time has ended. If not finished (NO), the process returns to S205 and S206. In the case of end (in the case of YES), the process proceeds to S211 to perform a press (slide) lifting operation.

次に、図4の模式的なグラフを参照しつつ、本実施形態に係るサーボプレスの発生する圧力の推移と、異常判定の概要を説明する。図4のグラフにおいて、縦軸は圧力(加工力)であり、横軸は時間(位置・距離も含む)である。 Next, with reference to the schematic graph of FIG. 4, the transition of the pressure generated by the servo press according to the present embodiment and the outline of abnormality determination will be described. In the graph of FIG. 4, the vertical axis is pressure (processing force) and the horizontal axis is time (including position and distance).

図4において、実線で台形状に示されているのが、ロードセル43からの荷重信号131(図2参照)に基づくプレスの圧力(検出加工力)である。上型11がワーク13にコンタクトして(図1参照)から、検出加工力は上昇し、ある一定値(指令値)に達して、その値が所定時間(指令持続時間)、維持される。そして、所定時間経過後に、上型11が上昇し、それに伴い、検出加工力は減少する。なお、圧力制御(トルク制御)の場合は、不定期な負荷に対して対応するため、低速でもモータ電流値の変動が大きくなる。図4のロードセル信号上昇線が直線になっているが、実波形では、細かく波打ちながら上昇し、一定値になる。衝撃荷重があれば、ロードセル検出加工力も波形となる。 In FIG. 4, a trapezoidal solid line shows the press pressure (detected machining force) based on the load signal 131 from the load cell 43 (see FIG. 2). After the upper die 11 contacts the workpiece 13 (see FIG. 1), the detected machining force rises, reaches a certain constant value (command value), and maintains that value for a predetermined time (command duration). Then, after the lapse of a predetermined time, the upper die 11 rises, and the detected machining force decreases accordingly. In the case of pressure control (torque control), fluctuations in the motor current value become large even at low speeds in order to deal with irregular loads. Although the load cell signal rising line in FIG. 4 is straight, the actual waveform rises while undulating finely and reaches a constant value. If there is an impact load, the processing force detected by the load cell also becomes a waveform.

図4のグラフ中の破線、及び、二点鎖線は、サーボモータ77への入力電流値(サーボアンプ87の出力電流値)である。破線について見ると、実線(検出加工力)の立ち上がりの初期とほぼ同時に、急峻に立ち上がって(301)、最初のピーク(303)が生じている。その後に鋭く落ち込み(305)、再度のピーク(307)と落ち込み(309)の後、フラットな定常部(311)が生じている。なお、上記のとおり、この図4のグラフは模式的なものであるので、具体的な線の形態に、定量的な意味があるわけではない(図4の「ロードセルからの信号」のピークは極端な表現例である)。 A dashed line and a two-dot chain line in the graph of FIG. 4 are input current values to the servo motor 77 (output current values of the servo amplifier 87). Looking at the dashed line, almost simultaneously with the initial rise of the solid line (detected machining force), it rises sharply (301) and the first peak (303) is generated. After that, there is a sharp drop (305), and after another peak (307) and drop (309), a flat stationary part (311) occurs. As mentioned above, since the graph in FIG. 4 is a schematic one, there is no quantitative meaning in the specific shape of the line (the peak of the "signal from the load cell" in FIG. 4 is is an extreme example).

これらのピークや落ち込みの鋭い波状の部分は、サーボモータ制御のいわゆる「ハンチング」が現れている部分である。この波状の部分は、定量的な数値処理(ロードセルの検出加工力とサーボモータ電流の換算加工力との比較など)を行うのに適した部分ではない。そこで、この換算加工力の波状部分の時間は、無視時間として、両加工力の比較や、それに基づく判定を行わない。 These sharp wavy portions with peaks and dips are portions where so-called "hunting" of servo motor control appears. This wavy portion is not suitable for performing quantitative numerical processing (such as comparing the machining force detected by the load cell and the converted machining force of the servomotor current). Therefore, the time of the wavy portion of the converted machining force is ignored, and comparison of both machining forces and judgment based thereon are not performed.

そして、値の安定したフラットな定常部(311)について、検出加工力(実線)と比較する。その比較する時間(比較時間)において、破線の換算加工力(311)は、実線の上下にある幅をもって規定されている許容範囲から外れている。この破線の換算加工力の判定(評価)は、「異常」とされる。 Then, a flat steady portion (311) with a stable value is compared with the detected machining force (solid line). At the comparison time (comparison time), the converted machining force (311) indicated by the dashed line is out of the allowable range defined by the width above and below the solid line. The determination (evaluation) of the converted machining force indicated by the dashed line is "abnormal".

上述のように、想定外の高い振幅(303、305等)が発生した場合は、以下の内容にて異常検出出力となる。すなわち、ロードセル側の変動荷重値とモータ側変動電流換算圧力値の差(圧力差の許容範囲内)が、ある時間範囲内になっているのを確認しながら、比較時間に移行する。そして、ある時間を経過しても差が生じている場合は、別アラームとして出力、装置を停止する。ただし、モータ電流値の変動が比較的大きくならない場合は、無視時間をもうけなくてもよい。 As described above, when an unexpectedly high amplitude (303, 305, etc.) occurs, the abnormality detection output is as follows. That is, while confirming that the difference between the load cell-side fluctuating load value and the motor-side fluctuating current converted pressure value (within the allowable range of the pressure difference) is within a certain time range, the process proceeds to the comparison time. If there is still a difference after a certain amount of time has passed, another alarm is output and the device is stopped. However, if the fluctuation of the motor current value does not become relatively large, it is not necessary to provide the ignoring time.

一方、二点鎖線の換算加工力は、比較時間(安定状態)において、許容範囲内に収まっている。そのため、この二点鎖線の状態は正常である。比較時間における許容範囲内判定は、比較時間内において、許容範囲外となった時間が設定時間以上となった場合に、「異常」と判定する。なお、その他の数値処理に基づいて異常判定を行うことも可能である。 On the other hand, the converted machining force indicated by the two-dot chain line is within the allowable range during the comparison time (stable state). Therefore, the state of this two-dot chain line is normal. In the determination of whether the comparison time is within the allowable range, if the time during which the comparison time is outside the allowable range is longer than or equal to the set time, it is determined to be "abnormal". It should be noted that it is also possible to perform abnormality determination based on other numerical processing.

比較時間の後の破線(313)は、スライド41(ラム)の戻り動作におけるモータ電流値の変動の一事例であり、ある曲線を描き、電流値が「0」となることを表したものである。比較時間は、圧力制御にて行った加工の目標位置(下限位置)と終了時間に到達した時点で終了し、その後、スライド41は戻り動作(上昇)となる。その他の事例、例えばベアリングの圧入組立の場合は、圧入する荷重の大きさをいくつかの段階に分けて、多段階で圧入を行うものもある。その場合、1回の加工動作で、複数の目標荷重値があり、比較時間帯も複数になるパターンとなる。 A dashed line (313) after the comparison time is an example of fluctuation of the motor current value in the return operation of the slide 41 (ram), and draws a certain curve, representing that the current value becomes "0". be. The comparison time ends when the target position (lower limit position) and the end time of the machining performed by pressure control are reached, after which the slide 41 returns (rises). In other cases, such as press-fit assembly of bearings, the magnitude of the load to be press-fitted is divided into several stages, and press-fitting is performed in multiple stages. In this case, one machining operation has a pattern in which there are a plurality of target load values and a plurality of comparison time periods.

金型や圧入品に摩耗がある場合における、サーボプレスの発生する圧力の推移と、異常判定は次のとおりである。各圧力値(荷重値、換算加工力)、スライド位置、各種時間との相関関係を用いることで、金型、工具等の異常を検出することができる。
例として、部品摩耗がある場合、ロードセルの荷重検出開始点位置(時間含む)が、基準開始点より遅れが発生した場合と目標圧力へ上昇角度が緩やかな場合、サーボモータ側は、圧力補正を優先としていることから、ロードセル側検出値が低いと、更に電流値を上げる(換算加工力を上昇させる)ために、初期の電流振れ幅の大きい期間や目標より高い電流期間が長くなり、比較判定時間に入り、異常と判定される。
その他においては、加工終了時において、比較時間終了の時間とスライドの終了位置の差からも判定が可能である。
The changes in the pressure generated by the servo press and the determination of abnormality when the mold and the press-fitted product are worn are as follows. Abnormalities in molds, tools, etc. can be detected by using correlations between pressure values (load values, converted machining forces), slide positions, and various times.
For example, if there is part wear, the load detection start point position (including time) of the load cell is delayed from the reference start point, or if the rise angle to the target pressure is slow, the servo motor side will correct the pressure. Since it is prioritized, if the load cell side detection value is low, the current value is further increased (to increase the converted machining force), so the initial period of large current swing and the period of current higher than the target become longer, and the comparative judgment Time passes and it is determined to be abnormal.
In addition, at the end of processing, the determination can also be made from the difference between the end of the comparison time and the end position of the slide.

Claims (11)

被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備えるサーボプレス(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備し、
前記制御部(8)は、 前記入力電力に関する信号(105)と前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との比例関係をチェックして、その比例関係の適正状態から外れた場合に異常ありと判定することを特徴とするサーボプレス(1)。
a linearly moving slide (41) on which tools (11, 15) that apply a machining force to a workpiece (workpiece (13)) are attached;
a servomotor (77) that is the prime mover of the slide (41);
a control section (8) for controlling the servo motor (77);
a load cell (43) for detecting a machining force applied to the workpiece (13);
A servo press (1) comprising
The control unit (8)
means for determining a correspondence relationship between a signal (105) relating to power input to the servomotor (77) and a load signal (131) detected by the load cell (43);
an abnormality determination unit (85) that determines an abnormality by determining whether the correspondence relationship is within a specified range;
and
The control section (8) checks the proportional relationship between the signal (105) related to the input power and the load signal (131) detected by the load cell (43), and if the proportional relationship is out of the proper state, A servo press (1) characterized by determining that there is an abnormality .
被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備える加工装置(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備し、
前記制御部(8)は、 前記入力電力に関する信号(105)と前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との比例関係をチェックして、その比例関係の適正状態から外れた場合に異常ありと判定することを特徴とする加工装置(1)。
a linearly moving slide (41) on which tools (11, 15) that apply a machining force to a workpiece (workpiece (13)) are attached;
a servomotor (77) that is the prime mover of the slide (41);
a control section (8) for controlling the servo motor (77);
a load cell (43) for detecting a machining force applied to the workpiece (13);
A processing device (1) comprising
The control unit (8)
means for determining a correspondence relationship between a signal (105) relating to power input to the servomotor (77) and a load signal (131) detected by the load cell (43);
an abnormality determination unit (85) that determines an abnormality by determining whether the correspondence relationship is within a specified range;
and
The control section (8) checks the proportional relationship between the signal (105) related to the input power and the load signal (131) detected by the load cell (43), and if the proportional relationship is out of the proper state, A processing device (1) characterized by determining that there is an abnormality .
被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備えるサーボプレス(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備し、
前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)を入力されて、該信号の値からを加工力の換算値(換算加工力)を算出する手段と、 算出された換算加工力と、前記ロードセル(43)の検出した加工力(検出加工力)とを比較する手段と、 比較した両加工力の差が規定範囲内か否かを判定する異常判定部(85)と、を具備し、
前記ワーク(13)に実際に加工力を加える加圧段階では、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記加工力が所望の値となるように該サーボモータへの入力を制御する圧力制御モードとし、
前記加圧段階の手前までは、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記スライド(41)の位置が所望の位置となるように該サーボモータへの入力を制御する位置制御モードとし、
該位置制御モードから前記圧力制御モードに切替後、任意設定可能な無視時間の経過後に、前記異常判定部(85)が、前記換算加工力と前記検出加工力とを比較して両加工力の差が規定範囲内か否かの判定を開始することを特徴とするサーボプレス(1)。
a linearly moving slide (41) on which tools (11, 15) that apply a machining force to a workpiece (workpiece (13)) are attached;
a servomotor (77) that is the prime mover of the slide (41);
a control section (8) for controlling the servo motor (77);
a load cell (43) for detecting a machining force applied to the workpiece (13);
A servo press (1) comprising
The control unit (8)
means for determining a correspondence relationship between a signal (105) relating to power input to the servomotor (77) and a load signal (131) detected by the load cell (43);
an abnormality determination unit (85) that determines an abnormality by determining whether the correspondence relationship is within a specified range;
and
The control section (8) receives a signal (105) relating to the input power to the servomotor (77), and calculates a converted value of machining force (converted machining force) from the value of the signal; means for comparing the calculated conversion machining force with the machining force detected by the load cell (43) (detected machining force); (85) and
In the pressurizing stage in which the machining force is actually applied to the workpiece (13), the control mode of the servomotor (77) is pressure control for controlling the input to the servomotor so that the machining force becomes a desired value. mode,
Until just before the pressurizing step, the control mode of the servo motor (77) is a position control mode for controlling the input to the servo motor so that the position of the slide (41) is at a desired position,
After switching from the position control mode to the pressure control mode, after an arbitrarily settable ignoring time elapses, the abnormality determination unit (85) compares the converted machining force and the detected machining force, and compares both machining forces. A servo press (1) characterized by starting to determine whether a difference is within a specified range.
被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備える加工装置(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備し、
前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)を入力されて、該信号の値からを加工力の換算値(換算加工力)を算出する手段と、 算出された換算加工力と、前記ロードセル(43)の検出した加工力(検出加工力)とを比較する手段と、 比較した両加工力の差が規定範囲内か否かを判定する異常判定部(85)と、を具備し、
前記ワーク(13)に実際に加工力を加える加圧段階では、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記加工力が所望の値となるように該サーボモータへの入力を制御する圧力制御モードとし、
前記加圧段階の手前までは、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記スライド(41)の位置が所望の位置となるように該サーボモータへの入力を制御する位置制御モードとし、
該位置制御モードから前記圧力制御モードに切替後、任意設定可能な無視時間の経過後に、前記異常判定部(85)が、前記換算加工力と前記検出加工力とを比較して両加工力の差が規定範囲内か否かの判定を開始することを特徴とする加工装置(1)。
a linearly moving slide (41) on which tools (11, 15) that apply a machining force to a workpiece (workpiece (13)) are attached;
a servomotor (77) that is the prime mover of the slide (41);
a control section (8) for controlling the servo motor (77);
a load cell (43) for detecting a machining force applied to the workpiece (13);
A processing device (1) comprising
The control unit (8)
means for determining a correspondence relationship between a signal (105) relating to power input to the servomotor (77) and a load signal (131) detected by the load cell (43);
an abnormality determination unit (85) that determines an abnormality by determining whether the correspondence relationship is within a specified range;
and
The control section (8) receives a signal (105) relating to the input power to the servomotor (77), and calculates a converted value of machining force (converted machining force) from the value of the signal; means for comparing the calculated conversion machining force with the machining force detected by the load cell (43) (detected machining force); (85) and
In the pressurizing stage in which the machining force is actually applied to the workpiece (13), the control mode of the servomotor (77) is pressure control for controlling the input to the servomotor so that the machining force becomes a desired value. mode,
Until just before the pressurizing step, the control mode of the servo motor (77) is a position control mode for controlling the input to the servo motor so that the position of the slide (41) is at a desired position,
After switching from the position control mode to the pressure control mode, after an arbitrarily settable ignoring time elapses, the abnormality determination unit (85) compares the converted machining force and the detected machining force, and compares both machining forces. A processing device (1) characterized by starting to determine whether the difference is within a specified range.
前記ワーク(13)に実際に加工力を加える加圧段階では、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記加工力が所望の値となるように該サーボモータへの入力を制御する圧力制御モードとし、
前記加圧段階の手前までは、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記スライド(41)の位置が所望の位置となるように該サーボモータへの入力を制御する位置制御モードとし、
該位置制御モードから前記圧力制御モードに切替後、任意設定可能な無視時間の経過後に、前記制御部(8)が、前記入力電力に関する信号(105)と前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との比例関係をチェックして、その比例関係の適正状態から外れた場合に異常ありと判定することを特徴とする請求項記載のサーボプレス(1)又は請求項2記載の加工装置(1)。
In the pressurizing stage in which the machining force is actually applied to the workpiece (13), the control mode of the servomotor (77) is pressure control for controlling the input to the servomotor so that the machining force becomes a desired value. mode,
The control mode of the servomotor (77) is set to a position control mode for controlling the input to the servomotor so that the position of the slide (41) is at a desired position until just before the pressurizing step,
After switching from the position control mode to the pressure control mode, after an arbitrarily settable ignoring time has passed, the control unit (8) outputs the signal (105) related to the input power and the load detected by the load cell (43). The servo press (1) according to claim 1 or claim 2 , characterized in that the proportional relationship between the signal (131) and the signal (131) is checked, and if the proportional relationship deviates from a proper state, it is determined that there is an abnormality. processing device (1) .
被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備えるサーボプレス(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備することを特徴とするサーボプレス(1)を用いてワーク(13)をプレス加工する方法であって、
前記異常判定部(85)で異常発生と判定した時点で、該時点におけるプレス加工品を一時的に不良と判定することを特徴とするプレス加工方法。
a linearly moving slide (41) on which tools (11, 15) that apply a machining force to a workpiece (workpiece (13)) are attached;
a servomotor (77) that is the prime mover of the slide (41);
a control section (8) for controlling the servo motor (77);
a load cell (43) for detecting a machining force applied to the workpiece (13);
A servo press (1) comprising
The control unit (8)
means for determining a correspondence relationship between a signal (105) relating to power input to the servomotor (77) and a load signal (131) detected by the load cell (43);
an abnormality determination unit (85) that determines an abnormality by determining whether the correspondence relationship is within a specified range;
A method for pressing a workpiece (13) using a servo press (1) characterized by comprising
A press working method, characterized in that, when the abnormality determination section (85) determines that an abnormality has occurred, the pressed product at that time is temporarily determined to be defective.
前記サーボプレス(1)の前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)を入力されて、該信号の値からを加工力の換算値(換算加工力)を算出する手段と、 算出された換算加工力と、前記ロードセル(43)の検出した加工力(検出加工力)とを比較する手段と、 比較した両加工力の差が規定範囲内か否かを判定する異常判定部(85)と、を具備することを特徴とする請求項6記載のプレス加工方法。 The control section (8) of the servo press (1) receives a signal (105) relating to the input power to the servo motor (77), and converts the value of the signal into a converted machining force (converted machining force ), means for comparing the calculated converted machining force with the machining force detected by the load cell (43) (detected machining force), and whether the difference between the compared machining forces is within a specified range. 7. The press working method according to claim 6, further comprising an abnormality determination section (85) that determines whether the 請求項1、3又は5記載のサーボプレス(1)を用いてワーク(13)をプレス加工する方法であって、
前記異常判定部(85)で異常発生と判定した時点で、該時点におけるプレス加工品を一時的に不良と判定することを特徴とするプレス加工方法。
A method of pressing a workpiece (13) using the servo press (1) according to claim 1, 3 or 5 , comprising:
A press working method, characterized in that, when the abnormality determination section (85) determines that an abnormality has occurred, the pressed product at that time is temporarily determined to be defective.
被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備える加工装置(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備する加工装置(1)を用いて部品を本体に圧入組立てする方法であって、
前記異常判定部(85)で異常発生と判定した時点で、該時点における組立て品を一時的に不良と判定することを特徴とする組立て方法。
a linearly moving slide (41) on which tools (11, 15) that apply a machining force to a workpiece (workpiece (13)) are attached;
a servomotor (77) that is the prime mover of the slide (41);
a control section (8) for controlling the servo motor (77);
a load cell (43) for detecting a machining force applied to the workpiece (13);
A processing device (1) comprising
The control unit (8)
means for determining a correspondence relationship between a signal (105) relating to power input to the servomotor (77) and a load signal (131) detected by the load cell (43);
an abnormality determination unit (85) that determines an abnormality by determining whether the correspondence relationship is within a specified range;
A method for press-fitting and assembling parts into a main body using a processing device (1) comprising
An assembling method, characterized in that, when the abnormality determination section (85) determines that an abnormality has occurred, the assembled product at that time is temporarily determined to be defective.
前記加工装置(1)の前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)を入力されて、該信号の値からを加工力の換算値(換算加工力)を算出する手段と、 算出された換算加工力と、前記ロードセル(43)の検出した加工力(検出加工力)とを比較する手段と、 比較した両加工力の差が規定範囲内か否かを判定する異常判定部(85)と、を具備することを特徴とする請求項9記載の組立て方法。 The control section (8) of the machining apparatus (1) receives a signal (105) relating to the input power to the servomotor (77) and converts the value of the signal into a converted machining force (converted machining force ), means for comparing the calculated converted machining force with the machining force detected by the load cell (43) (detected machining force), and whether the difference between the compared machining forces is within a specified range. 10. The assembly method according to claim 9, further comprising an abnormality determination section (85) that determines whether the 請求項2、4または記載の加工装置(1)を用いて部品を本体に圧入組立てする方法であって、
前記異常判定部(85)で異常発生と判定した時点で、該時点における組立て品を一時的に不良と判定することを特徴とする組立て方法。
A method for press-fitting and assembling parts into a main body using the processing apparatus (1) according to claim 2, 4 or 5 , comprising:
An assembling method, characterized in that, when the abnormality determination section (85) determines that an abnormality has occurred, the assembled product at that time is temporarily determined to be defective.
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004174558A (en) 2002-11-27 2004-06-24 Komatsu Ltd Pressurizing method for electric servo press
JP2013119110A (en) 2011-12-08 2013-06-17 Toyota Motor Corp Method for controlling hydraulic press device
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