JPH0335038B2

JPH0335038B2 -

Info

Publication number: JPH0335038B2
Application number: JP17816686A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sato
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1991-05-24
Also published as: JPS6337000A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、プレスにおける上・下ラムの運転制
御方法に関する。

（従来の技術）鍛造プレスにおいて、上下から同時に鍛造成形
を行う場合、どのようにして、上ラムの下死点へ
の到達時と下ラムの上死点への到達時とを同時に
するかが問題となる。

この問題を解決する方法として、上・下各ラム
の油圧駆動系に同時に油圧油を供給する方法と、
機械的なリンクを用いて上・下両ラムを連動させ
る方法とがある。

（発明が解決しようとする問題点）然し乍ら、上記前者の方法では、負荷によつて
上・下各ラムの動きが左右されるため、上記問題
を完全に解決できないと言う欠点がある。

又、上記後者の方法では、機械構成が複雑なも
のになると共に、上・下両ラムを機械的なリンク
を介して連動させているので、駆動エネルギの損
失が比較的大であると云う欠点も生じる。

本発明は、上記欠点を解消できるプレスにおけ
る上・下ラムの運転制御方法を提供することを目
的とする。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するために、本第１発明の特徴
とする処は、各回転軸心から偏心した上・下各偏
心軸部を上記各回転軸心廻りに独立して回転駆動
可能に備え、上・下各偏心軸部に上・下各ラムを
連結することで、上・下各ラムを上下動可能とし
たものにおいて、上・下各偏心軸部の平均角速度の最尤推定量を
設定し、上・下各偏心軸部の停止位置を求め、
上・下各偏心軸部の停止位置から所定位置までの
到達時間を、上記各最尤推定量と各停止位置とに
基いて演算し、これら各到達時間に応じて、上・
下各ラムの駆動タイミングを調整して、上・下各
ラムを各所定時期に各所定位置に到達させる点に
ある。

又、本第２発明の特徴とする処は、上記特徴に
加えて、上記各最尤推定量を上記各停止位置に基
いて補正する点にある。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に基き説明すれ
ば、第１図はプレスの概略図示省略で、M₁，M₂
は上・下モータ、F₁，F₂は上・下各モータM₁，
M₂により回転駆動される上・下フライホイール、
K₁，K₂は上・下回転軸、C₂，C₂は上・下各フラ
イホイールF₁，F₂と上・下各回転軸K₁，K₂間に
介装された空気圧式上・下クラツチ、B₁，B₂は
上・下各回転軸K₁，K₂を制動する空気圧式上・
下ブレーキ、E₁，E₂は上・下各回転軸K₁，K₂に
その回転軸心O₁，O₂に対して偏心状に備えられ
た上・下偏心軸部、RM₁，RM₂は上下動する
上・下ラム、L₁，L₂は上・下各偏心軸部E₁，E₂
と上・下各ラムRM₁，RM₂とを連結する上・下
連接棒、PG₁，PG₂は上・下各偏心軸部E₁，E₂の
位置を検出するための上・下パルスジエネレー
タ、Ｔは鍛造材料である。

次に、上・下各ラムRM₁，RM₂をどのような
方法で制御するかを概略的に説明する。

第２図は上・下各偏心軸部E₁，E₂の位置等を
示す説明図で、第２図において、P_U1，P_U1は上偏
心軸部E₁における上ラムRM₁の上・下各死点と
対応する上・下死点位置、CT_UBは上死点位置P_U1
から下死点位置P_U2までを上偏心軸部E₁の回転方
向に計測した角度（度）、CT_Uは上偏心軸部E₁に
おける上死点位置P_U1と停止位置P_U3とのなす角度
（度）であつて、上死点天位置P_U1よりも上偏心軸
部E₁の回転方向後方側を正として計測している。

又、P_L1，P_L2は下偏心軸部E₂における下ラム
RM₂の上・下各死点と対応する上・下死点位置、
CT_LBは下死点位置P_L2から上死点位置P_L1までを
下偏心軸部E₂の回転方向に計測した角度（度）、
CT_Lは下偏心軸部E₂における下死点位置P_L2と停
止位置PL₃とのなす角度（度）であつて、下死点
位置P_L2よりも下偏心軸部E₂の回転方向後方側を
正として計測している。

今、上ラムRM₁の停止位置から下死点までの
到達時間をT_U秒、下ラムRM₂の停止位置から上
死点までの到達時間をT_L秒とすると、上・下両
ラムRM₁，RM₂の到達時間差T_AD秒は T_AD＝T_U−T_L ……(1) で表わされる。

次に、上・下各偏心軸部E₁，E₂、即ち、上・
下各回転軸K₁，K₂の１秒間の定格回転角度をω₀
度／秒、とすると、上・下各偏心軸部E₁，E₂の
平均角速度を、夫々、αω₀度／秒、βω₀度／秒と
表示できる。

ここで、α、βは、０＜α、β≦１の範囲にあ
るが、ブレーキB₁，B₂、クラツチC₁，C₂のタイ
ミング、負荷の変動により、ばらつきがあるの
で、以下のような推定式により、T_ADを表示す
る。

T_AD＝a^（CT_U＋CT_UB） −b^（CT_L＋CT_LB） ……(2) 但し、a^、b^の最尤推定量又、ａ＝１／αω₀、ｂ＝１／βω₀でａ＞ｂそして、a^、b^を予じめ設定しておくことによ
り、上記角度CT_U、CT_Lの値から予じめT_ADを推
定して、上ラムRM₁の下死点への到達時と下ラ
ムRM₂の上死点への到達時を同時にすると云う
制御の精度を向上できる。

次に、a^、b^の設定方法について説明すると、
まず、第１段階として、プレスのＮ回の試行によ
り、a^、b^を推定し、更に、第２段階として、逐
次的にa^、b^を修正するのである。

まず、a^、b^の推定方法について説明すると、
上・下各ラムRM₁，RM₂の駆動系は独立してい
るため、a^、b^は個別に算出できる。

即ち、プレスのＮ回の試行において、ｉ回目の
T_U、T_L、CT_U、CT_Lの値を夫々、T_U(i)、T_L(i)、
CT_U(i)、CT_L(i)とすると、a^、b^は、 a^＝S_U／Ｎ ……(3A) b^＝S_L／Ｎ ……(3B) 但し、 S_U＝_N 〓ⁱ⁼¹ T_U(i)／CT_U(i)＋CT_UB ……(4A) S_L＝_N 〓ⁱ⁼¹ T_L(i)／CT_L(i)＋CT_LB ……(4B) で表示できる。

ところで、上記のようにして算出したa^、b^に
より、T_ADを予じめ推定できるが、この推定した
T_ADを用いてプレスを下記のように制御する。

即ち、予じめ、零に近い定数としてεを設定し
ておき、このεとT_ADの大小関係を比較して下記
のように制御する。

(1) T_AD＞｜ε｜の場合上ラムRM₁を先に駆動し、T_AD秒後に、下ラ
ムRM₂を駆動する。

(2) T_AD＜−｜ε｜の場合下ラムRM₂を先に駆動し、T_AD秒後に、上ラ
ムRM₁を駆動する。

(3) ｜T_AD｜≦｜ε｜の場合上・下ラムRM₁，RM₂の駆動タイミングの
調整はせず、上・下両ラムRM₁，RM₂を同時
に駆動する。

ところで、上記のような駆動タイミングの調整
を行うことにより、T_ADは充分零に近づく事が期
待されるが、機械系の経年変化や、駆動タイミン
グの調整を行う制御装置の確率的な誤差による誤
差をなくすため、更にa^、b^を逐次的に補正して、
常にT_ADを零近くに保つようにするのである。

即ち、T_U、T_L、CT_U、CT_Lの値を用いて、a^、
b^を下記のように補正する。

即ち、上記値から修正要素値a′、b′を、 a′＝T_U／CT_U＋CT_UB ……(5A) b′＝T_L／CT_L＋CT_LB ……(5B) として表示し、これらa′、b′を用いてa^、b^を下記
式により補正する。

a^←（１−γ）a^＋γa′ ……(6A) b^←（１−γ）b^＋γb′ ……(6B) 上記（6A）、（6B）式により与えられる数値
で、a^、b^を補正していけば、T_ADを常に零近くに
保つことが可能である。

尚、γは小さな定数であり、γを小さくする程
a^、b^の変動は安定したものとなる。又、γを大
きくする程、a^、b^の変動は、駆動系の変化等に
急速に対応するが、不安定なものとなる。

ところで、γは、一般に１／Ｎ程度に設定されるが、γとしてこの程度の値を選定すれば、a^、b^
を補正するデータの重みが、a^、b^を算出する際
のデータの重みと略同一となる。

ところで、上記のようなa^、b^の補正では、a^、
b^の分散値を考慮していないので、過剰な補正と
なる場合がある。

この問題に対処するために、a^、b^が正規分布
に従うと考えて、その偏差からγを修正する方法
が考えられる。

まず、偏差値σ_a、σ_bを下記式により求め、この偏差値σ_a、σ_bにより補正計数
γ_a、γ_bを下記式で求める。

γ_a＝１／Ｎexp〔−（a′−ａ）²／2σa〕 ……(8A) γ_b＝１／Ｎexp〔−（b′−ｂ）²／2σb〕 ……(8B) このような補正係数γ_a、γ_bを使用することによ
り、他と極端に異なるデータが、a^、b^を過剰に
補正する事を防止できる。

次に、上・下ラムRM₁，RM₂の具体的制御方
法について説明する。

第３図は、上・下ラムRM₁，RM₂の制御装置
の簡略ブロツク図であり、第４図はその詳細図で
ある。

第３図及び第４図において、上・下パルスジエ
ネレータPG₁，PG₂からはインターフエースを介
して上・下カウンタCT₁，CT₂にパルスが送ら
れ、ここに、上・下各偏心軸部E₁，E₂の角度が
ストアされる。上・下カウンタCT₁，CT₂に保持
されるデータはCPUから任意にアクセスするこ
とが可能である。

KBはキーボードで、CT_UB、CT_LB、Ｎの値等
を入力可能で、これらの値及び、CPUから任意
にアクセス可能な上記データにより、上記のよう
な演算処理が行われる。

尚、CPUにおいて、TIM₁，TIM₂は上・下タ
イマ、CMP_1-4はデジタルコンパレータである。

そして、上記演算処理により求められたCT_U、
CT_L、T_U、T_Lの値がデイスプレイＤに表示され
ると共に、演算結果に基いて、コントローラ
CONが、上・下クラツチ・ブレーキ用電磁便
SOL₁，SOL₂を制御する。

尚、コントローラCONにおいて、R₁，R₂は
上・下リレーである。尚、上・下リレーR₁，R₂
として無接点リレーを使用することも可能であ
る。

又、ソフトウエアにより、上・下タイマ
TIM₁，TIM₂のリセツトが可能であると共に、
上・下各ラムRM₁，RM₂のスタート信号を与え
ることが可能である。

ところで、上記制御装置による制御モードとし
ては、同時駆動モードm₁、設定モードm₂、固定
モードm₃、補正モードm₄、補助モードm₅の５つ
のモードがある。

同時駆動モードm₁は、上・下ラムRM₁，RM₂
の駆動タイミングの制御を行わず、上・下ラム
RM₁，RM₂を同時に駆動する制御モードである。

又、設定モードm₂は、予じめ設定した回数Ｎ
だけ鍛造を実行し、最尤推定量a^、b^を求める制
御モードである。

尚、プレスの操業開始時には、a^、b^は予じめ
上記m₂〜m₄の制御モードにより求められてお
り、設定モードm₂でも、上・下各ラムRM₁，
RM₂の駆動タイミングの制御が行われる。

但し、プレスの全く最初の運転時には、a^、b^
は全く未知であるため、a^、b^は零である。

固定モードm₃は、上・下各ラムRM₁，RM₂の
駆動タイミングの制御は行うが、a^、b^の更新や
補正等は行わない制御モードである。

補正モードm₄は、上・下各ラムRM₁，RM₂の
駆動タイミングの制御を行うと共に、a^、b^を、
最新のデータ（T_U、T_L、CT_U、CT_L）に基き、
適当な補正係数γにより、順次補正していく制御
モードである。

補助モードm₅は、上・下各ラムRM₁，RM₂の
駆動タイミングの制御は行うが、到達時間差T_AD
はキーボードKBにより入力される制御モードで
あり、駆動タイミングをオペレータが自由に設定
できる。

次に、上記制御モードm₁〜m₅による制御を、
第５図及び第６図に示すフローチヤートに基き説
明する。

まず、第５図のステツプ１では、同時駆動モー
ドm₁であるか否かを判別し、そうであれば、ス
テツプ２で、上・下リレーR₁，R₂が同時オンし
て、上・下電磁弁SOL₁，SOL₂が作動し、上・下
クラツチC₁，C₂が接続されると共に、上・下ブ
レーキB₁，B₂の制動が解除されて、上・下ラム
RM₁，RM₂は同時に駆動される。そして、第６
図のＣのフローに移行する。

又、同時駆動モードm₁でない場合には、ステ
ツプ３において、補助モードm₅であるか否かを
判別する。

補助モードm₅であれば、ステツプ４において、
T_ADの値が入力され、ステツプ５へ移行する。

又、ステツプ３において、制御モードが補助モ
ードm₅でなければ、即ち、制御モードが、設定
モードm₂、固定モードm₃、補正モードm₄のいず
れかであれば、ステツプ６に移行し、T_ADを上記
(2)式により求めて、ステツプ５に移行する。

この場合、a^、b^、CT_UB、CT_LBは夫々予じめ求
められて、入力されており、又、CT_U、CT_Lは、
各カウンタCT₁，CT₂に保持されているが、ステ
ツプ６の計算が終了すると、ステツプ6′にて、
CT_UをCT_U1に、又CT_LをCT_L1に代入する。これ
らの値は、ステツプ37又はステツプ41で使用され
る。

そして、ステツプ７において、｜T_AD｜＜｜ε
｜の時T_ADを零とする。尚、εは微小時間であつ
て、予じめ入力されており、この実施例では、例
示的にε＝0.001秒と設定してある。従つて、｜
T_AD｜＜0.001秒であれば、T_AD＝０として、次の
操作に入る。これは、T_ADが0.001秒程度の値な
ら、誤差範囲であるとして、タイミングコントロ
ールを行わないことを意味する。

そして、ステツプ５において、T_ADとεとの大
小関係を判別して、T_AD＞｜ε｜又はT_AD＝０で
あれば、ステツプ８に移行する。

即ち、今、例えば、T_AD＝0.2秒であれば、T_AD
＞｜ε｜であるから、ステツプ８に移行して、上
タイマTIM₁がスタートすると共に、ステツプ９
で、上リレーR₁がオンして、上電磁弁SOL₁が作
動し、上ラムRM₁が起動される。

次に、ステツプ10とＡのフローの処理が並列的
に行われる。

ステツプ10では、上タイマTIM₁の経過時間と
｜T_AD｜の大小が判別され、上記経過時間とT_AD
が同じになつた時に、ステツプ11で、下タイマ
TIM₂がスタートすると共に、ステツプ12で、下
リレーR₂がオンして、下電磁弁SOL₂が作動し、
下ラムRM₂が起動されて、Ｂのフローへ移行す
る。

尚、フローチヤートにおいては、省略したが、
上記の際には、デジタルコンパレータCMP₁に出
力禁止命令が出される。

このようにするのは、デジタルコンパレータ
CMP₁から信号が出力されると、既に駆動されて
いる上ラムRM₁側に再度駆動命令が出ることが
有り、このような場合には、制御系が混乱するか
らである。

又、ステツプ５で、T_AD＜−｜ε｜であれば、
ステツプ13に移行して、下タイマTIM₂がスター
トすると共に、ステツプ14で、下リレーR₂がオ
ンして、下電磁弁SOL₂が作動し、下ラムRM₂が
起動される。

次に、ステツプ15とＢのフローの処理が並列的
に行われる。

ステツプ15では、下タイマTIM₂の経過時間と
｜T_AD｜の大小関係が判別され、上記経過時間と
｜T_AD｜が同じになつた時に、ステツプ16で、上
タイマTIM₁がスタートすると共に、ステツプ17
で、上リレーR₁がオンして、上電磁弁SOL₁が作
動し、上ラムRM₁が起動されて、Ａのフローへ
移行する。

尚、フローチヤートにおいては、省略したが、
上記の際には、デジタルコンパレータCMP₂に出
力禁止命令が出される。

又、Ａのフローでは、ステツプ18で、上偏心軸
部E₁が上死点位置P_U1に到達したか否か、即ち、
上ラムRM₁が上死点に到達したか否かが判別さ
れ、上偏心軸部E₁が上死点位置P_U1に到達する
と、ステツプ19において、上タイマTIM₁がラツ
チされ、T_Uが求められて、転送される。

又、ステツプ20において、上リレーR₁がオフ
されて、上電磁弁SOL₁への通電が停止されて、
上クラツチC₁が切断されると共に、上ブレーキ
B₁が上回転軸K₁を制動して、上ラムRM₁が上死
点付近で停止する。

そして、ステツプ21で、上偏心軸部E₁におけ
る上死点位置P_U1と停止位置P_U3とのなす角度CT_U
を、上死点位置P_U1よりも上偏心軸部E₁の回転方
向後方側を正として計測し、上カウンタCT₁に保
持し、CT_Uに転送して、Ｃのフローへ移行する。

又、Ｂのフローでは、ステツプ24で、下偏心軸
部E₂が下死点位置P_L2に到達したか否か、即ち、
下ラムRM₂が下死点に到達したか否かが判別さ
れ、下偏心軸部E₂が下死点位置P_L2に到達すると、
ステツプ25で、下タイマTIM₂がラツチされ、T_L
が求められて、転送される。

又、ステツプ26において、下リレーR₂がオフ
されて、下電磁弁SOL₂への通電が停止され、下
ラムRM₂が下死点付近で停止する。

そして、ステツプ27で、下偏心軸部E₂におけ
る下死点位置P_L2と停止位置PL₃とのなす角度
CT_Lを下死点位置P_L2よりも下偏心軸部E₂の回転
方向後方側を正として計測し、下カウンタCT₂に
保持するし、CT_Lに転送して、Ｃのフローへ移行
する。

Ｃのフローでは、ステツプ30により、同時駆動
モードm₁であるか否かを判別し、同時駆動モー
ドm₁であれば、制御は終了する。

又、同時駆動モードm₁でなければ、ステツプ
31で、補助モードm₅であるか否かを判別し、補
助モードm₅であれば、制御は終了する。

そして、補助モードm₅でなければ、ステツプ
32で、固定モードm₃であるか否かを判別し、固
定モードm₃であれば、制御は終了する。

又、固定モードm₃でなければ、ステツプ33で、
設定モードm₂であるか否かを判別し、設定モー
ドm₂であれば、ステツプ34で、設定モードm₂に
なつて最初の運転か否かを判別する。

最初の運転であれば、ステツプ35で、リセツト
して、S_U、S_L、ｉを夫々零として、ステツプ36
に移行し、最初の運転でなければ、直接ステツプ
36に移行する。

ステツプ36では、ｉに１を付加し、ステツプ37
で、新しくS_U、S_Lを夫々再帰的に求める。尚、
ステツプ37の式と（4A）、（4B）の式とでは、添
字(i)の有無の差違があるが、これは、ステツプ37
に於けるｉ番目のCT_U、CT_Lの値を、式（4A）、
（4B）に於いてはCT_U(i)、CT_L(i)と記したからで
あつて、両者は同義である。

尚、S_U、S_Lを求める際には、ステツプ19、23、
25、29から転送されてきた数値が使用される。

次に、ステツプ38で、ｉとＮの大小関係を判別
し、ｉ≧Ｎであれば、ステツプ39で、上記
（3A）、（3B）の両式により、a^、b^を夫々求めて、
制御は終了する。

又、ステツプ38で、ｉ＜Ｎであれば、a^、b^の
算出は行なわないで、制御は終了する。

更に、ステツプ33で、設定モードm₂でなけれ
ば、ステツプ40で補正モードm₄であるか否かを
判別し、補正モードm₄であれば、ステツプ41で、
a^、b^を夫々補正して、制御は終了する。

尚、a^、b^を夫々求める際には、上記のように、
ステツプ19等から転送されてきた数値が使用され
る。

又、ステツプ40で、補正モードm₄でなければ、
制御は終了する。

尚、制御終了時には、タイマTIM₁，TIM₂は
夫々リセツトされて、零とされる。

そして、上記のような制御が繰り返し行われ
る。

尚、実施例では、上・下各偏心軸部の平均角速
度の最尤推定量を設定する代りに、平均角速度の
逆数の最尤推定量を設定したが、これは、便宜上
そうしただけであつて、結果的には、平均角速度
の最尤推定量を設定したのと同じことになる。

又、実施例では、上ラムの下死点への到達時
と、下ラムの上死点への到達時とを同時にした
が、本発明は、上・下各ラムを各所定時期に各所
定位置に到達させるプレスの上・下各ラムの運転
制御方法に適用可能である。

（発明の効果）以上詳述したように、本第１発明によれば、
上・下各ラムを各所定時期に各所定位置に確実に
到達させることができると共に、プレスの機械的
構成も簡易なものとでき、しかも、プレスの駆動
エネルギの損失も少ない。

又、本第２発明によれば、更に、プレスの機械
系の経年変化や制御系統の確率的な誤差に対応で
き、上・下各ラムの制御を正確に行える。

本発明は上記利点を有し、実益大でる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はプレ
スの概略図、第２図は上・下各偏心軸部の位置等
を示す説明図、第３図は制御装置の簡略ブロツク
図、第４図は同詳細図、第５図及び第６図の各図
は制御方法を示すフローチヤートである。 E₁，E₂……上・下偏心軸部、O₁，O₂……上・
下回転軸心、P_U1，P_L1……上死点位置、P_U2，P_L2
……下死点位置、P_U3，P_L3……停止位置、RM₁，
RM₂……上・下ラム。

Claims

【特許請求の範囲】１各回転軸心から偏心した上・下各偏心軸部を
上記各回転軸心廻りに独立して回転駆動可能に備
え、上・下各偏心軸部に上・下各ラムを連結する
ことで、上・下各ラムを上下動可能としたものに
おいて、上・下各偏心軸部の平均角速度の最尤推定量を
設定し、上・下各偏心軸部の停止位置を求め、
上・下各偏心軸部の停止位置から所定位置までの
到達時間を、上記各最尤推定量と各停止位置とに
基いて演算し、これら各到達時間に応じて、上・
下各ラムの駆動タイミングを調整して、上・下各
ラムを各所定時期に各所定位置に到達させること
を特徴とするプレスにおける上・下ラムの運転制
御方法。２各回転軸心から偏心した上・下各偏心軸部を
上記各回転軸心廻りに独立して回転駆動可能に備
え、上・下各偏心軸部に上・下各ラムを連結する
ことで、上・下各ラムを上下動可能としたものに
おいて、上・下各偏心軸部の平均角速度の最尤推定量を
設定し、上・下各偏心軸部の停止位置を求め、
上・下各偏心軸部の停止位置から所定位置までの
到達時間を、上記各最尤推定量と各停止位置とに
基いて演算し、これら各到達時間に応じて、上・
下各ラムの駆動タイミングを調整して、上・下各
ラムを各所定時期に各所定位置に到達させ、上記
各最尤推定量を上記各停止位置に基いて補正する
ことを特徴とするプレスにおける上・下ラムの運
転制御方法。