JP7474189B2 - SERVO PRESS MACHINE AND METHOD FOR CONTROLLING SERVO PRESS MACHINE - Google Patents

SERVO PRESS MACHINE AND METHOD FOR CONTROLLING SERVO PRESS MACHINE Download PDF

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Description

本発明は、サーボプレス機械及びサーボプレス機械の制御方法に関する。 The present invention relates to a servo press machine and a method for controlling a servo press machine.

サーボプレス機械は、スライドの変速や停止・逆転を自由に行うことができる。特にアウトプットが上がる振子運転の振子モーション(振子の折り返し位置、折り返し位置に達するまでの減速時の加速度、減速開始位置、折り返し位置に停止してからの加速時の加速度、加速完了位置)の生成手法には様々な手法がある。振子運転を行う理由は、時間当たりの生産数の向上が目的であり、クランク角速度が同一であれば振子ストロークを小さくすることで、より生産数の向上が見込まれる。しかし、振子ストロークはいくらでも小さくできるわけではなく、振子モーション中に送り装置が材料(ワーク)を次工程へ送る必要があるため、振子の折り返し位置(最高位置)は、送り開始位置(送り可能位置)より高くする必要がある。特許文献1には、スライドが送り可能高さと待機高さ(最高位置)との間を移動している間に、ワークの搬送を行うプレスシステムが開示されている。 A servo press machine can freely change the speed of the slide and stop and reverse the rotation. There are various methods for generating the pendulum motion (the pendulum turning position, the acceleration during deceleration until the turning position is reached, the deceleration start position, the acceleration during acceleration after stopping at the turning position, and the acceleration end position) of the pendulum operation, which particularly increases output. The reason for performing pendulum operation is to increase the number of production units per hour, and if the crank angular velocity is the same, a greater increase in production number is expected by reducing the pendulum stroke. However, the pendulum stroke cannot be made as small as one desires, and since the feed device needs to feed the material (workpiece) to the next process during the pendulum motion, the pendulum turning position (highest position) needs to be higher than the feed start position (feedable position). Patent Document 1 discloses a press system that transports the workpiece while the slide moves between the feedable height and the standby height (highest position).

特開2019-55426号公報JP 2019-55426 A

上記のプレスシステムでは、スライドは、送り可能高さを通過すると一定の加速度で減速し、待機高さの位置で停止したスライドは、所定時間後、一定の加速度で加速して降下を開始する。すなわち、上記のプレスシステムでは、スライドが最高位置に達するまでの減速時の加速度、及びスライドが最高位置に達してからの加速時の加速度が不必要に大きいことで、最高位置において無駄な待機時間が発生していた。また、不必要に大きなスライドの加速は、無駄なエネルギー消費を招いていた。 In the above press system, the slide decelerates at a constant acceleration when it passes the feedable height, and the slide that stops at the standby height position accelerates at a constant acceleration after a predetermined time and begins to descend. In other words, in the above press system, the acceleration when the slide decelerates until it reaches the highest position, and the acceleration when the slide accelerates after it reaches the highest position are unnecessarily large, resulting in unnecessary standby time at the highest position. Furthermore, the unnecessarily large acceleration of the slide results in unnecessary energy consumption.

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、送り装置により送られた被加工材料を加工するサーボプレスにおけるスライドモーションを最適化することが可能なサーボプレス機械及びサーボプレス機械の制御方法を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a servo press machine and a control method for a servo press machine that are capable of optimizing the slide motion in a servo press that processes the workpiece fed by a feed device.

本発明に係るサーボプレス機械は、回転運動を直線運動に変換する偏心機構によって、サーボモータの回転をスライドの往復直線運動に変換して被加工材料に対してプレス加工を行うサーボプレス機械であって、所定のスライドモーションに基づいて前記スライドの昇降運動を制御する制御部と、上昇中の前記スライドが所定の送り可能位置に達したときに、前記被加工材料を次工程に送る送り装置に送り指令を出力する指令出力部と、前記送り装置による前記被加工材料の送り動作の完了を検出する検出器からの信号を検出する信号検出部とを含み、前記制御部は、上昇中の前記スライドが前記送り可能位置に達したときに、所定の第1加速度で前記スライドの減速を開始し、前記スライドが所定の最高位置に達した後に、前記第1加速度で前記スライドの加速を開始して前記スライドを下降させ、下降中の前記スライドが所定の検出チェック位置に達するまでに前記検出器からの信号が検出された場合には、前記スライドの速度が所定の速度に達するまで前記スライドの加速を継続し、下降中の前記スライドが前記検出チェック位置に達するまでに前記検出器からの信号が検出されなかった場合には、所定の第2加速度で前記スライドを減速させて前
記スライドを前記送り可能位置で停止させる制御を行うことを特徴とするサーボプレス機械である。
a control unit that controls the ascending and descending motion of the slide based on a predetermined slide motion; a command output unit that outputs a feed command to a feed device that feeds the workpiece to a next process when the ascending slide reaches a predetermined feedable position; and a signal detection unit that detects a signal from a detector that detects completion of the feed operation of the workpiece by the feed device, wherein the control unit controls the slide to start decelerating at a predetermined first acceleration when the ascending slide reaches the feedable position, and starts accelerating the slide at the first acceleration after the slide reaches a predetermined highest position, and continues accelerating the slide until the speed of the slide reaches a predetermined speed if a signal from the detector is detected before the descending slide reaches a predetermined detection check position, and controls the slide to stop at the feedable position if a signal from the detector is detected before the descending slide reaches a predetermined detection check position.

また本発明に係るサーボプレス機械の制御方法は、回転運動を直線運動に変換する偏心機構によって、サーボモータの回転をスライドの往復直線運動に変換して被加工材料に対してプレス加工を行うサーボプレス機械の制御方法であって、所定のスライドモーションに基づいて前記スライドの昇降運動を制御する制御ステップと、上昇中の前記スライドが所定の送り可能位置に達したときに、前記被加工材料を次工程に送る送り装置に送り指令を出力する指令出力ステップと、前記送り装置による前記被加工材料の送り動作の完了を検出する検出器からの信号を検出する信号検出ステップとを含み、前記制御ステップでは、上昇中の前記スライドが前記送り可能位置に達したときに、所定の第1加速度で前記スライドの減速を開始し、前記スライドが所定の最高位置に達した後に、前記第1加速度で前記スライドの加速を開始して前記スライドを下降させ、下降中の前記スライドが所定の検出チェック位置に達するまでに前記検出器からの信号が検出された場合には、前記スライドの速度が所定の速度に達するまで前記スライドの加速を継続し、下降中の前記スライドが前記検出チェック位置に達するまでに前記検出器からの信号が検出されなかった場合には、所定の第2加速度で前記スライドを減速させて前記スライドを前記送り可能位置で停止させる制御を行うことを特徴とするサーボプレス機械の制御方法である。 The control method for a servo press machine according to the present invention is a control method for a servo press machine that performs press processing on a workpiece by converting the rotation of a servo motor into a reciprocating linear motion of a slide using an eccentric mechanism that converts rotational motion into linear motion, and includes a control step of controlling the ascending and descending motion of the slide based on a predetermined slide motion, a command output step of outputting a feed command to a feed device that sends the workpiece to the next process when the ascending slide reaches a predetermined feedable position, and a signal detection step of detecting a signal from a detector that detects the completion of the feed operation of the workpiece by the feed device, and in the control step, when the ascending slide reaches the feedable position, This method of controlling a servo press machine is characterized in that when the slide reaches a predetermined highest position, the slide starts to decelerate at a predetermined first acceleration, and after the slide reaches a predetermined highest position, the slide starts to accelerate at the first acceleration to lower the slide, and if a signal from the detector is detected before the descending slide reaches a predetermined detection check position, the slide continues to accelerate until the speed of the slide reaches a predetermined speed, and if a signal from the detector is not detected before the descending slide reaches the detection check position, the slide is decelerated at a predetermined second acceleration to stop the slide at the feedable position.

本発明によれば、スライドが送り可能位置に達したときに第1加速度でスライドの減速を開始し、スライドが最高位置に達したときに、スライドを一時停止させることなく、第1加速度でスライドの加速を開始してスライドを下降させることで、スライドの加減速時の加速度を必要最小限に抑えたスライドモーションを実現することができる。また、スライドが検出チェック位置に達するまでに被加工材料の送り動作の完了が検出できなかった場合には、第2加速度でスライドを減速させてスライドを送り可能位置で停止させることで、被加工材料の送り動作が正常に行われなかったときに金型部品が破損されることを防止することができる。 According to the present invention, when the slide reaches the feedable position, deceleration of the slide begins at a first acceleration, and when the slide reaches the highest position, acceleration of the slide begins at the first acceleration without pausing the slide, and the slide is lowered, thereby realizing a slide motion in which acceleration during acceleration and deceleration of the slide is kept to a minimum. Also, if the completion of the feed operation of the workpiece material cannot be detected before the slide reaches the detection check position, the slide is decelerated at a second acceleration and stopped at the feedable position, thereby preventing damage to mold parts when the feed operation of the workpiece material is not performed normally.

本実施形態に係るサーボプレス機械の構成の一例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a servo press machine according to an embodiment of the present invention. 検出部による被加工材料の送り動作の完了の検出について説明するための図。6 is a diagram for explaining detection of completion of the feeding operation of the workpiece by the detection unit. FIG. 本実施形態におけるスライドモーション(振子モーション)の一例を示す図。1A to 1C are diagrams showing an example of a slide motion (pendulum motion) in the present embodiment. 本実施形態における振子モーションの設計手法について説明するための図。5A to 5C are diagrams for explaining a design method for a pendulum motion in the present embodiment. 本実施形態における振子モーションの設計手法について説明するための図。5A to 5C are diagrams for explaining a design method for a pendulum motion in the present embodiment. 本実施形態における振子モーションの設計手法について説明するための図。5A to 5C are diagrams for explaining a design method for a pendulum motion in the present embodiment.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係るサーボプレス機械の構成の一例を示す図である。サーボプレス機械1は、回転運動を直線運動に変換する偏心機構によってサーボモータ10の回転をスライド17の上下往復運動(往復直線運動、昇降運動)に変換し、スライド17の上下往復運動を利用して被加工材料C(例えば、シート状の材料)に対してプレス加工を施す。被加工材料Cは、外部装置である送り装置200(被加工材料Cを次工程に送る装置)によって供給され、被加工材料Cの送り動作の完了は、外部装置である検出器201(ミスフィード検出器)によって検出される。サーボプレス機械1は、サーボモータ10、エンコーダ11、ドライブシャフト12、ドライブギア13、メインギア14、クランクシャフト15、コネクティングロッド16、スライド17、ボルスタ18、制御装置100
を有する。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a servo press machine according to this embodiment. The servo press machine 1 converts the rotation of a servo motor 10 into a vertical reciprocating motion (reciprocating linear motion, lifting motion) of a slide 17 by an eccentric mechanism that converts rotational motion into linear motion, and performs press processing on a workpiece C (e.g., a sheet-like material) by utilizing the vertical reciprocating motion of the slide 17. The workpiece C is supplied by a feed device 200 (a device that feeds the workpiece C to the next process), which is an external device, and the completion of the feed operation of the workpiece C is detected by a detector 201 (misfeed detector), which is an external device. The servo press machine 1 includes a servo motor 10, an encoder 11, a drive shaft 12, a drive gear 13, a main gear 14, a crankshaft 15, a connecting rod 16, a slide 17, a bolster 18, a control device 100, and a control device 100.
has.

サーボモータ10の回転軸にはドライブシャフト12が接続され、ドライブシャフト12にはドライブギア13が接続される。ドライブギア13にはメインギア14が噛み合わされ、メインギア14にはクランクシャフト15が接続され、クランクシャフト15にはコネクティングロッド16が接続される。クランクシャフト15とコネクティングロッド16とで偏心機構が形成される。この偏心機構によって、コネクティングロッド16に接続されたスライド17は、静止側のボルスタ18に対して昇降可能になる。なお、本実施形態では、スライド17が振子動作(上死点まで戻らない上下往復動作)を行うように制御される。スライド17には上金型19が装着され、ボルスタ18には下金型20が装着される。 A drive shaft 12 is connected to the rotating shaft of the servo motor 10, and a drive gear 13 is connected to the drive shaft 12. A main gear 14 is engaged with the drive gear 13, and a crankshaft 15 is connected to the main gear 14, and a connecting rod 16 is connected to the crankshaft 15. The crankshaft 15 and the connecting rod 16 form an eccentric mechanism. This eccentric mechanism allows a slide 17 connected to the connecting rod 16 to move up and down relative to a stationary bolster 18. In this embodiment, the slide 17 is controlled to perform a pendulum motion (a reciprocating motion up and down that does not return to the top dead center). An upper die 19 is attached to the slide 17, and a lower die 20 is attached to the bolster 18.

制御装置100は、制御部101、指令出力部102、信号検出部103を含む。制御部101は、記憶部に記憶された所定のスライドモーション(振子モーション)に基づいてスライド17の昇降運動を制御する。より詳細には、制御部101は、スライドモーションで規定されるスライド17の位置や速度の指令からモータ回転位置指令値を演算し、回転位置指令に基づいて、サーボモータ10の回転位置、回転速度及び電流の制御を行う。サーボモータ10の回転位置はサーボモータ10に取り付けられたエンコーダ11で検出される。 The control device 100 includes a control unit 101, a command output unit 102, and a signal detection unit 103. The control unit 101 controls the ascending and descending movement of the slide 17 based on a predetermined slide motion (pendulum motion) stored in the memory unit. More specifically, the control unit 101 calculates a motor rotational position command value from commands for the position and speed of the slide 17 defined by the slide motion, and controls the rotational position, rotational speed, and current of the servo motor 10 based on the rotational position command. The rotational position of the servo motor 10 is detected by an encoder 11 attached to the servo motor 10.

指令出力部102は、上昇中のスライド17が所定の送り可能位置に達したときに、送り装置200に送り指令を出力する。この送り指令を受信した送り装置200は、被加工材料Cの送り動作を開始し、所定時間内に所定の送り量だけ被加工材料Cを送る。 When the ascending slide 17 reaches a predetermined feedable position, the command output unit 102 outputs a feed command to the feed device 200. Upon receiving this feed command, the feed device 200 starts the feed operation of the workpiece C, and feeds the workpiece C by a predetermined feed amount within a predetermined time.

信号検出部103は、被加工材料Cの送り動作の完了を検出する検出器201からの信号(ON信号)を検出する。制御部101は、下降中のスライド17が所定の検出チェック位置に達するまでに検出器201からの信号(ON信号)が検出されなかった場合には、スライド17を減速して送り可能位置で停止させる。送り可能位置は、被加工材料Cの送り動作が可能になる位置(金型と被加工材料Cが干渉しなくなる高さ)であり、検出チェック位置は、送り可能位置よりも高く、スライドモーションの最高位置よりも低い位置である。すなわち、検出チェック位置は、送り装置200の送り時間Tf(後述)の経過後にスライド17が到達する位置であり、且つ、その位置から最高加速度(第2加速度)で下降中のスライド17を減速させれば送り可能位置で停止させることができる位置である。 The signal detection unit 103 detects a signal (ON signal) from the detector 201 that detects the completion of the feed operation of the workpiece material C. If the control unit 101 does not detect a signal (ON signal) from the detector 201 before the descending slide 17 reaches a predetermined detection check position, the control unit 101 decelerates the slide 17 and stops it at the feedable position. The feedable position is a position at which the feed operation of the workpiece material C becomes possible (a height at which the die and the workpiece material C do not interfere with each other), and the detection check position is a position higher than the feedable position and lower than the maximum position of the slide motion. In other words, the detection check position is a position that the slide 17 reaches after the feed time Tf (described later) of the feed device 200 has elapsed, and is also a position at which the slide 17 can be stopped at the feedable position by decelerating the descending slide 17 from that position at the maximum acceleration (second acceleration).

図2は、検出器201による被加工材料Cの送り動作の完了の検出について説明するための図である。図2の左側に示すように、送り動作の完了後のスライド17の下降中は、被加工材料Cの端部に、検出器201に備わるタッチセンサ202が接触している。続いて図2の中央に示すように、プレス加工が行われると、被加工材料Cとタッチセンサ202は非接触状態となる。続いて図2の右側に示すように、送り動作により被加工材料Cの端部とタッチセンサ202とが接近する。被加工材料Cが規定位置まで送られる(送り動作が完了する)と、再び被加工材料Cの端部とタッチセンサ202が接触することで検出器201からON信号が出力され、送り動作が正常に行われたと判断される。 2 is a diagram for explaining the detection of the completion of the feed operation of the workpiece C by the detector 201. As shown on the left side of FIG. 2, during the descent of the slide 17 after the feed operation is completed, the touch sensor 202 provided on the detector 201 is in contact with the end of the workpiece C. Then, as shown in the center of FIG. 2, when the press processing is performed, the workpiece C and the touch sensor 202 are in a non-contact state. Then, as shown on the right side of FIG. 2, the end of the workpiece C and the touch sensor 202 approach each other due to the feed operation. When the workpiece C is fed to a specified position (the feed operation is completed), the end of the workpiece C and the touch sensor 202 come into contact with each other again, and an ON signal is output from the detector 201, and it is determined that the feed operation has been performed normally.

図3は、本実施形態におけるスライドモーション(振子モーション)の一例を示す図である。図中上側のグラフは、スライド位置の時間変化を示し、図中下側のグラフは、クランク角速度の時間変化を示す。また、図中実線は、正常運転時(被加工材料Cの送り動作が正常に行われた場合)の位置・角速度を示し、図中破線は、ミスフィード検出時(被加工材料Cの送り動作が正常に行われなかった場合)の位置・角速度を示す。 Figure 3 is a diagram showing an example of slide motion (pendulum motion) in this embodiment. The upper graph in the figure shows the change over time in slide position, and the lower graph in the figure shows the change over time in crank angular velocity. In addition, the solid line in the figure shows the position and angular velocity during normal operation (when the feed operation of the workpiece C is performed normally), and the dashed line in the figure shows the position and angular velocity when a misfeed is detected (when the feed operation of the workpiece C is not performed normally).

本実施形態のスライドモーションは振子モーションであり、下死点から振子の折り返し位置(振子モーションの最高位置)までの距離が振子ストロークPSとなる。上昇中のスライド17が送り可能位置に達すると、送り装置200による被加工材料Cの送り動作が開始され、正常運転時においては、最高位置を通過して下降中のスライド17が検出チェック位置に達するまでに、検出器201からのON信号(送り動作の完了)が検出される。送り動作が開始されてから送り動作の完了が検出されるまでにかかる時間(スライド17が送り可能位置を通過してから検出チェック位置を通過するまでの時間)を送り時間Tfとする。 The slide motion in this embodiment is a pendulum motion, and the distance from the bottom dead center to the pendulum turning point (the highest position of the pendulum motion) is the pendulum stroke PS. When the ascending slide 17 reaches the feedable position, the feed operation of the workpiece C by the feed device 200 is started, and during normal operation, an ON signal (completion of the feed operation) is detected from the detector 201 before the descending slide 17 passes the highest position and reaches the detection check position. The time it takes from the start of the feed operation to the detection of the completion of the feed operation (the time from when the slide 17 passes the feedable position to when it passes the detection check position) is defined as the feed time Tf.

上昇中のスライド17が所定の速度(例えば、プレス最高速度)で送り可能位置に達すると所定の第1加速度で減速を開始し、スライド17が最高位置に達すると同じ第1加速度で加速を開始して下降する。そして、下降中のスライド17が検出チェック位置に達するまでに検出器201からのON信号が検出された場合(送り動作が正常に行われた場合)には、所定の速度に達するまでスライド17の加速が継続される。一方、下降中のスライド17が検出チェック位置に達するまでに検出器201からのON信号が検出されなかった場合(ミスフィードが検出された場合)には、スライド17は所定の第2加速度で減速して送り可能位置で停止する。このように、ミスフィード検出時にスライド17を送り可能位置で急停止させることで、パイロットピン等の金型部品の破損を防止することができる。 When the ascending slide 17 reaches the feedable position at a predetermined speed (for example, the maximum press speed), it starts to decelerate at a predetermined first acceleration, and when the slide 17 reaches the maximum position, it starts to accelerate at the same first acceleration and descends. Then, if an ON signal from the detector 201 is detected before the descending slide 17 reaches the detection check position (if the feed operation is performed normally), the acceleration of the slide 17 continues until it reaches a predetermined speed. On the other hand, if an ON signal from the detector 201 is not detected before the descending slide 17 reaches the detection check position (if a misfeed is detected), the slide 17 decelerates at a predetermined second acceleration and stops at the feedable position. In this way, by suddenly stopping the slide 17 at the feedable position when a misfeed is detected, damage to die parts such as pilot pins can be prevented.

図4~図6を用いて、本実施形態における振子モーションの設計手法について説明する。ここでは、上昇中のスライド17が送り可能位置に達してから最高位置を通過して再び送り可能位置に達するまでのモーションについて説明する。図中グラフの横軸は時間を示し、縦軸は、クランク回転速度(単位:rpm)を示す。なお、速度(rpm)は、クランクの回転方向を考慮せず絶対値で表す。図中実線は、正常運転時の速度の時間変化を示し、図中破線は、ミスフィード検出時の速度の時間変化を示す。 The design method for the pendulum motion in this embodiment will be described using Figures 4 to 6. Here, the motion of the ascending slide 17 from when it reaches the feedable position, through the highest position, and when it reaches the feedable position again will be described. The horizontal axis of the graph in the figure indicates time, and the vertical axis indicates the crank rotation speed (unit: rpm). Note that the speed (rpm) is expressed as an absolute value without taking into account the rotation direction of the crank. The solid line in the figure indicates the change in speed over time during normal operation, and the dashed line in the figure indicates the change in speed over time when a misfeed is detected.

また、プレス最高速度をVdとし、スライド17が送り可能位置を通過するときの時間を0とする。図4では、スライド17が送り可能位置を通過するときの速度と、その時点から送り時間Tfが経過したときの速度が、ともにVdとなっている。スライド17を急停止する間の加速度(第2加速度)は予め決まっており、速度Vdのときにミスフィードが検出されてから急停止によりスライド17が停止するまでの時間をTsとする。ここで、第2加速度の絶対値は第1加速度の絶対値以上である。なお、この第2加速度は、サーボモータ10の出力可能な最大トルク、サーボモータ10の軸上における被駆動部の慣性モーメント、連続ストローク数(spm)との関係で決まる。図中左側の三角形TLの面積は、スライド17が送り可能位置を通過してから最高位置に達するまでのクランクの回転量(スライド17の移動距離に対応)を表し、図中右側の三角形TRの面積は、スライド17が最高位置を通過してからミスフィードが検出されて急停止により停止するまでのクランクの回転量を示す。図4では、スライド17の送り可能位置通過後の減速時の加速度(クランク角速度)と、最高位置通過後の加速時の加速度を同一にする(加速及び減速をなるべく緩やかにする)ために、送り時間Tfの半分の時間(Tf/2)でスライド17が最高位置に達する(速度が0になる)ようにしている。しかし、この場合、三角形TLの面積に対して三角形TRの面積が大きく、スライド17はTfの時点で送り開始位置に達するため、ミスフィード検出時の急停止によるスライド17の停止位置(Tf+Tsの時点でのスライド位置)は、送り可能位置よりも低い位置となってしまう。 Also, the maximum press speed is Vd, and the time when the slide 17 passes the feedable position is 0. In FIG. 4, the speed when the slide 17 passes the feedable position and the speed when the feed time Tf has elapsed from that point are both Vd. The acceleration (second acceleration) during the sudden stop of the slide 17 is predetermined, and the time from when a misfeed is detected at the speed Vd to when the slide 17 stops due to the sudden stop is Ts. Here, the absolute value of the second acceleration is equal to or greater than the absolute value of the first acceleration. Note that this second acceleration is determined in relation to the maximum torque that the servo motor 10 can output, the moment of inertia of the driven part on the axis of the servo motor 10, and the number of continuous strokes (spm). The area of the triangle TL on the left side of the figure represents the amount of rotation of the crank (corresponding to the movement distance of the slide 17) from when the slide 17 passes the feedable position to when it reaches the highest position, and the area of the triangle TR on the right side of the figure represents the amount of rotation of the crank from when the slide 17 passes the highest position to when a misfeed is detected and it stops due to the sudden stop. In FIG. 4, in order to make the acceleration (crank angular velocity) during deceleration after the slide 17 passes the feedable position equal to the acceleration during acceleration after passing the highest position (to make the acceleration and deceleration as gradual as possible), the slide 17 is set to reach the highest position (speed becomes 0) in half the feed time Tf (Tf/2). However, in this case, the area of triangle TR is larger than the area of triangle TL, and slide 17 reaches the feed start position at time Tf, so the stop position of slide 17 due to the sudden stop when a misfeed is detected (slide position at time Tf+Ts) is lower than the feedable position.

そこで、図5に示すように、三角形TRの面積が三角形TLの面積と等しくなるような、時間Tfでの速度Va(Va<Vd)を算出する。このとき、急停止する間の加速度(Vd/Ts)は変わらないため、速度Vaのときにミスフィードが検出されてから急停止によりスライド17が停止するまでの時間は、Va/Ts’=Vd/Tsを満たす時間T
s’となる。すなわち、Vd×Tf/2=Va×(Tf+Ts’-Tf/2)を満たす速度Vaを算出する。しかし、この場合、時間Tfでの速度を変えたことで、減速時の加速度(Vd/(Tf/2))と加速時の加速度(Va/(Tf/2))が同一でなくなってしまう。
5, a speed Va (Va<Vd) at time Tf is calculated so that the area of triangle TR is equal to the area of triangle TL. At this time, since the acceleration (Vd/Ts) during the sudden stop does not change, the time from when a misfeed is detected at speed Va until the slide 17 stops suddenly is the time T satisfying Va/Ts'=Vd/Ts.
s'. In other words, a speed Va that satisfies Vd×Tf/2=Va×(Tf+Ts'-Tf/2) is calculated. However, in this case, by changing the speed at time Tf, the acceleration during deceleration (Vd/(Tf/2)) and the acceleration during acceleration (Va/(Tf/2)) are no longer the same.

そこで、図6に示すように、三角形TRの面積が三角形TLの面積と等しくなり、且つ、減速時の加速度と加速時の加速度が同一となるような、時間Tfでの速度Va及び時間Ts’と、スライド17が最高位置に達する時間Tf’とを算出する。すなわち、面積の条件であるVd×Tf’=Va×(Tf+Ts’-Tf’)を満たし、且つ、加速度の条件であるVd/Tf’=Va/(Tf-Tf‘)を満たす速度Va及び時間Tf’を算出する。本実施形態では、速度Vaの絶対値は速度Vdの絶対値よりも小さくなる。 Therefore, as shown in FIG. 6, the velocity Va and time Ts' at time Tf, and the time Tf' at which the slide 17 reaches the highest position, are calculated so that the area of triangle TR is equal to the area of triangle TL and the acceleration during deceleration is the same as the acceleration during acceleration. In other words, the velocity Va and time Tf' are calculated so that the area condition Vd×Tf'=Va×(Tf+Ts'-Tf') is satisfied and the acceleration condition Vd/Tf'=Va/(Tf-Tf') is satisfied. In this embodiment, the absolute value of velocity Va is smaller than the absolute value of velocity Vd.

以上の設計手法により、上昇中のスライド17が速度Vdで送り可能位置に達すると第1加速度(Vd/Tf’)で減速を開始し、スライド17が最高位置に達すると第1加速度(Va/(Tf-Tf‘))で加速を開始して下降し、スライド17が検出チェック位置に達するTfの時点でミスフィードが検出された場合には、スライド17が第2加速度(Va/Ts’)で減速して送り可能位置で停止し、Tfの時点でミスフィードが検出されない(検出器201からのON信号が検出される)正常時には、速度Vdに達するまで第1加速度での加速が継続される振子モーションが実現される。 By using the above design method, when the ascending slide 17 reaches the feedable position at a speed Vd, it starts to decelerate at a first acceleration (Vd/Tf'), and when the slide 17 reaches the highest position, it starts to accelerate at a first acceleration (Va/(Tf-Tf')) and descends. If a misfeed is detected at time Tf when the slide 17 reaches the detection check position, the slide 17 decelerates at a second acceleration (Va/Ts') and stops at the feedable position. Under normal circumstances, when no misfeed is detected at time Tf (the ON signal from the detector 201 is detected), a pendulum motion is realized in which acceleration at the first acceleration continues until the speed Vd is reached.

本実施形態によれば、振子運転での振子折り返し時にスライド17を待機停止することなく、被加工材料Cの送り動作完了のチェックを最適な速度で実施可能となるため、生産効率の向上が見込める。また、送り時間Tf及びミスフィード検出による急停止を考慮しつつ、加速度を最小限に抑えることができ、且つ、振子ストロークPSを最小限にすることが可能となる。すなわち、加速及び減速を緩やかにし、無駄な待機停止や動作がなくなるため、省エネ効果や、サーボモータ10を駆動するためのエネルギー供給装置の容量削減が期待できる。 According to this embodiment, the completion of the feed operation of the workpiece C can be checked at an optimal speed without having to stop the slide 17 while the pendulum swings back and forth during pendulum operation, which is expected to improve production efficiency. In addition, it is possible to minimize acceleration and the pendulum stroke PS while taking into account the feed time Tf and sudden stops due to misfeed detection. In other words, by slowing down acceleration and deceleration and eliminating unnecessary wait stops and operations, energy savings can be expected and the capacity of the energy supply device for driving the servo motor 10 can be reduced.

なお、上記のように本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, it will be readily apparent to those skilled in the art that many modifications are possible without substantially departing from the novel aspects and effects of the present invention.

1…サーボプレス機械、10…サーボモータ、11…エンコーダ、12…ドライブシャフト、13…ドライブギア、14…メインギア、15…クランクシャフト、16…コネクティングロッド、17…スライド、18…ボルスタ、19…上金型、20…下金型、100…制御装置、101…制御部、102…指令出力部、103…信号検出部、200…送り装置、201…検出器、202…タッチセンサ 1...Servo press machine, 10...Servo motor, 11...Encoder, 12...Drive shaft, 13...Drive gear, 14...Main gear, 15...Crankshaft, 16...Connecting rod, 17...Slide, 18...Bolster, 19...Upper die, 20...Lower die, 100...Control device, 101...Control unit, 102...Command output unit, 103...Signal detection unit, 200...Feed device, 201...Detector, 202...Touch sensor

Claims (5)

回転運動を直線運動に変換する偏心機構によって、サーボモータの回転をスライドの往復直線運動に変換して被加工材料に対してプレス加工を行うサーボプレス機械であって、
所定のスライドモーションに基づいて前記スライドの昇降運動を制御する制御部と、
上昇中の前記スライドが所定の送り可能位置に達したときに、前記被加工材料を次工程に送る送り装置に送り指令を出力する指令出力部と、
前記送り装置による前記被加工材料の送り動作の完了を検出する検出器からの信号を検出する信号検出部とを含み、
前記制御部は、
上昇中の前記スライドが前記送り可能位置に達したときに、所定の第1加速度で前記スライドの減速を開始し、前記スライドが所定の最高位置に達したときに、前記第1加速度で前記スライドの加速を開始して前記スライドを下降させ、下降中の前記スライドが所定の検出チェック位置に達するまでに前記検出器からの信号が検出された場合には、前記スライドの速度が所定の速度に達するまで前記スライドの加速を継続し、下降中の前記スライドが前記検出チェック位置に達するまでに前記検出器からの信号が検出されなかった場合には、所定の第2加速度で前記スライドを減速させて前記スライドを前記送り可能位置で停止させる制御を行い、
前記第2加速度の絶対値は、前記第1加速度の絶対値より大であることを特徴とする、サーボプレス機械。
A servo press machine that performs press processing on a workpiece by converting rotation of a servo motor into reciprocating linear motion of a slide using an eccentric mechanism that converts rotational motion into linear motion,
A control unit that controls the up-down movement of the slide based on a predetermined slide motion;
a command output unit that outputs a command to a feed device that feeds the workpiece to a next process when the slide reaches a predetermined feedable position during the upward movement of the workpiece;
a signal detection unit that detects a signal from a detector that detects completion of the feeding operation of the workpiece by the feeding device;
The control unit is
when the slide is ascending and reaches the feedable position, the control starts decelerating the slide at a predetermined first acceleration, and when the slide reaches a predetermined highest position, the control starts accelerating the slide at the first acceleration to descend the slide, and if a signal from the detector is detected before the descending slide reaches a predetermined detection check position, the control continues accelerating the slide until the speed of the slide reaches a predetermined speed, and if a signal from the detector is not detected before the descending slide reaches the detection check position, the control starts decelerating the slide at a predetermined second acceleration to stop the slide at the feedable position,
A servo press machine, characterized in that an absolute value of the second acceleration is greater than an absolute value of the first acceleration .
請求項において、
下降中の前記スライドが前記検出チェック位置を通過する際の速度の絶対値は、上昇中の前記スライドが前記送り可能位置を通過する際の速度の絶対値よりも小さいことを特徴とするサーボプレス機械。
In claim 1 ,
A servo press machine, characterized in that the absolute value of the speed at which the slide passes through the detection check position during a downward movement is smaller than the absolute value of the speed at which the slide passes through the feedable position during a upward movement.
請求項1又は2において、
前記検出チェック位置は、下降中の前記スライドを前記第2加速度で減速させた場合に、前記スライドを前記送り可能位置で停止させることができる位置であることを特徴とするサーボプレス機械。
In claim 1 or 2 ,
A servo press machine characterized in that the detection check position is a position where the slide can be stopped at the feedable position when the slide is decelerated at the second acceleration during descent.
請求項1乃至のいずれか1項において、
前記スライドモーションは、振子モーションであることを特徴とするサーボプレス機械。
In any one of claims 1 to 3 ,
A servo press machine, wherein the slide motion is a pendulum motion.
回転運動を直線運動に変換する偏心機構によって、サーボモータの回転をスライドの往復直線運動に変換して被加工材料に対してプレス加工を行うサーボプレス機械の制御方法であって、
所定のスライドモーションに基づいて前記スライドの昇降運動を制御する制御ステップと、
上昇中の前記スライドが所定の送り可能位置に達したときに、前記被加工材料を次工程に送る送り装置に送り指令を出力する指令出力ステップと、
前記送り装置による前記被加工材料の送り動作の完了を検出する検出器からの信号を検出する信号検出ステップとを含み、
前記制御ステップでは、
上昇中の前記スライドが前記送り可能位置に達したときに、所定の第1加速度で前記スライドの減速を開始し、前記スライドが所定の最高位置に達したときに、前記第1加速度で前記スライドの加速を開始して前記スライドを下降させ、下降中の前記スライドが所定の検出チェック位置に達するまでに前記検出器からの信号が検出された場合には、前記スライドの速度が所定の速度に達するまで前記スライドの加速を継続し、下降中の前記スライドが前記検出チェック位置に達するまでに前記検出器からの信号が検出されなかった場合には、所定の第2加速度で前記スライドを減速させて前記スライドを前記送り可能位置で停止させる制御を行い、
前記第2加速度の絶対値は、前記第1加速度の絶対値より大であることを特徴とする、サーボプレス機械の制御方法。
A method for controlling a servo press machine that performs press working on a workpiece by converting rotation of a servo motor into reciprocating linear motion of a slide using an eccentric mechanism that converts rotational motion into linear motion, comprising the steps of:
a control step of controlling the up-down movement of the slide based on a predetermined slide motion;
a command output step of outputting a feed command to a feed device that feeds the workpiece to a next process when the slide reaches a predetermined feedable position during the upward movement of the workpiece;
and detecting a signal from a detector that detects completion of the feeding operation of the workpiece by the feeding device,
In the control step,
when the slide is ascending and reaches the feedable position, the control starts decelerating the slide at a predetermined first acceleration, and when the slide reaches a predetermined highest position, the control starts accelerating the slide at the first acceleration to descend the slide, and if a signal from the detector is detected before the descending slide reaches a predetermined detection check position, the control continues accelerating the slide until the speed of the slide reaches a predetermined speed, and if a signal from the detector is not detected before the descending slide reaches the detection check position, the control starts decelerating the slide at a predetermined second acceleration to stop the slide at the feedable position,
2. A method for controlling a servo press machine, wherein an absolute value of the second acceleration is greater than an absolute value of the first acceleration .
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