JPH05318187A - トグル機構を用いたプレス装置 - Google Patents
トグル機構を用いたプレス装置Info
- Publication number
- JPH05318187A JPH05318187A JP4124564A JP12456492A JPH05318187A JP H05318187 A JPH05318187 A JP H05318187A JP 4124564 A JP4124564 A JP 4124564A JP 12456492 A JP12456492 A JP 12456492A JP H05318187 A JPH05318187 A JP H05318187A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- toggle
- torque
- loop
- link angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
- B30B1/10—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism
- B30B1/103—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism operated by screw means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/14—Control arrangements for mechanically-driven presses
- B30B15/148—Electrical control arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Presses (AREA)
- Press Drives And Press Lines (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トルク指令に比例した出力トルクを得ると共
に、ループ利得の変化がなく、安定したトルク制御を可
能にし、かつプレスの移動速度も定速化する。 【構成】 トグルリンク機構のトグルリンク角θを検出
するリンク角エンコーダ２９を設け、このトグルリンク
角θのＴＡＮθ，ＣＯＴθを算出してトグルリンク角θ
を補正する手段を設けたプレス制御回路３０を備えた。
に、ループ利得の変化がなく、安定したトルク制御を可
能にし、かつプレスの移動速度も定速化する。 【構成】 トグルリンク機構のトグルリンク角θを検出
するリンク角エンコーダ２９を設け、このトグルリンク
角θのＴＡＮθ，ＣＯＴθを算出してトグルリンク角θ
を補正する手段を設けたプレス制御回路３０を備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプレスの定速化と安全性
の向上を計ることができるトグル機構を用いたプレス装
置に関するものである。
の向上を計ることができるトグル機構を用いたプレス装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は従来のトグル機構を用いたプレ
ス装置を示す図である。同図において、１は上部固定プ
ラテン、２はこの上部固定プラテン１に取り付けた上部
の金型、３は移動プラテン、４はこの移動プラテン３に
取り付けた下部の金型、５ａおよび５ｂは上部固定プラ
テン１と下部固定プラテン６により支持された支柱（ス
テー）、７は左右逆ねじのボールネジ（駆動ネジ）であ
る。
ス装置を示す図である。同図において、１は上部固定プ
ラテン、２はこの上部固定プラテン１に取り付けた上部
の金型、３は移動プラテン、４はこの移動プラテン３に
取り付けた下部の金型、５ａおよび５ｂは上部固定プラ
テン１と下部固定プラテン６により支持された支柱（ス
テー）、７は左右逆ねじのボールネジ（駆動ネジ）であ
る。
【０００３】８ａおよび８ｂはこのボールネジ７によっ
て動くトグル機構リンク、９ａおよび９ｂはロードセル
（ストレンゲージ）、１０はボールネジ７に噛み合うギ
ヤーボックス、１１は駆動モータ（Ｍ）、１２はこの駆
動モータ（Ｍ）１１の回転軸に連結したタコジェネレー
タ（Ｔ・Ｇ）、１３はこのタコジェネレータ（Ｔ・Ｇ）
１２の回転軸に連結したエンコーダ（Ｅ・Ｃ）である。
１４は型締トルク指令パルス１５が入力する入力端子１
４ａ、位置指令パルス１６が入力する入力端子１４ｂ、
出力端子１４ｃ，１４ｄおよび１４ｅを備え、その詳細
なブロック図を図１１に示すプレス制御回路である。
て動くトグル機構リンク、９ａおよび９ｂはロードセル
（ストレンゲージ）、１０はボールネジ７に噛み合うギ
ヤーボックス、１１は駆動モータ（Ｍ）、１２はこの駆
動モータ（Ｍ）１１の回転軸に連結したタコジェネレー
タ（Ｔ・Ｇ）、１３はこのタコジェネレータ（Ｔ・Ｇ）
１２の回転軸に連結したエンコーダ（Ｅ・Ｃ）である。
１４は型締トルク指令パルス１５が入力する入力端子１
４ａ、位置指令パルス１６が入力する入力端子１４ｂ、
出力端子１４ｃ，１４ｄおよび１４ｅを備え、その詳細
なブロック図を図１１に示すプレス制御回路である。
【０００４】なお、図１１に示すプレス制御回路１４に
おいて、１７は入力端子１４ｂに入力した位置指令パル
ス１６を受けて、移動量および移動方向を判別して出力
するパルス処理回路、１８は可逆カウンタで構成され、
指令値とエンコーダ（Ｅ・Ｃ）１３から帰還されたパル
スの差、すなわち、位置誤差パルスを保持する偏差カウ
ンタ、１９は位置誤差（偏差）のディジタル量をアナロ
グ量に変換するＤ／Ａ変換器である。
おいて、１７は入力端子１４ｂに入力した位置指令パル
ス１６を受けて、移動量および移動方向を判別して出力
するパルス処理回路、１８は可逆カウンタで構成され、
指令値とエンコーダ（Ｅ・Ｃ）１３から帰還されたパル
スの差、すなわち、位置誤差パルスを保持する偏差カウ
ンタ、１９は位置誤差（偏差）のディジタル量をアナロ
グ量に変換するＤ／Ａ変換器である。
【０００５】２０は位置ループのゲインおよびサーボバ
ンド帯域を決め、位置誤差信号を出力する位置ループ用
演算増幅器（前向き伝達関数）、２１は減算器、２２は
速度ループのゲインおよびサーボバンド帯域を決める速
度ループ用演算増幅器（前向き伝達関数）、２３は切替
えスイッチ、２４は入力指令と下記の電流検出器から負
帰還されたモータ電流との差を出力する減算器である。
ンド帯域を決め、位置誤差信号を出力する位置ループ用
演算増幅器（前向き伝達関数）、２１は減算器、２２は
速度ループのゲインおよびサーボバンド帯域を決める速
度ループ用演算増幅器（前向き伝達関数）、２３は切替
えスイッチ、２４は入力指令と下記の電流検出器から負
帰還されたモータ電流との差を出力する減算器である。
【０００６】２５はトルクループのゲインおよびサーボ
帯域を決定するトルクループ（電流ループ）用演算増幅
器（前向き伝達関数）、２６は駆動モータ１１に流れる
電流を検出して負帰還をかける電流検出器（Ｃ・Ｔ）、
２７はエンコーダ１３から出力するエンコーダパルスを
整形する波形整形回路である。なお、２８はボールネジ
（駆動ネジ）７によって動くトグルリンク機構であり、
その出力トルクをＴL とする。
帯域を決定するトルクループ（電流ループ）用演算増幅
器（前向き伝達関数）、２６は駆動モータ１１に流れる
電流を検出して負帰還をかける電流検出器（Ｃ・Ｔ）、
２７はエンコーダ１３から出力するエンコーダパルスを
整形する波形整形回路である。なお、２８はボールネジ
（駆動ネジ）７によって動くトグルリンク機構であり、
その出力トルクをＴL とする。
【０００７】次に、上記構成によるトグル機構を用いた
プレス装置およびその制御方式の動作について説明す
る。まず、位置指令パルス１６が、プレス制御回路１４
の端子１４ｂに入力すると、パルス処理回路１７はこの
位置指令パルス１６を受けて、その移動量および移動方
向を判別して偏差カウンタ１８に出力する。この偏差カ
ウンタ１８は指令値とエンコーダ１３から帰還された波
形整形回路２７により波形整形されたエンコーダパルス
との差、すなわち位置誤差パルスを保持する。そして、
Ｄ／Ａ変換器１９はこの位置誤差（偏差）のディジタル
量をアナログ値に変換して位置ループ用演算増幅器２０
に送る。
プレス装置およびその制御方式の動作について説明す
る。まず、位置指令パルス１６が、プレス制御回路１４
の端子１４ｂに入力すると、パルス処理回路１７はこの
位置指令パルス１６を受けて、その移動量および移動方
向を判別して偏差カウンタ１８に出力する。この偏差カ
ウンタ１８は指令値とエンコーダ１３から帰還された波
形整形回路２７により波形整形されたエンコーダパルス
との差、すなわち位置誤差パルスを保持する。そして、
Ｄ／Ａ変換器１９はこの位置誤差（偏差）のディジタル
量をアナログ値に変換して位置ループ用演算増幅器２０
に送る。
【０００８】そこで、この位置ループ用演算増幅器２０
は位置ループのゲインおよびサーボバンド帯域を決め、
位置誤差信号を出力する。この位置誤差信号は速度ルー
プの入力信号（速度指令値）となり、この信号の大きさ
に応じた速度で回転するように、駆動モータ１１のタコ
ジェネレータ１２の出力との差を速度ループの誤差とし
て速度ループ用演算増幅器２２に入力する。
は位置ループのゲインおよびサーボバンド帯域を決め、
位置誤差信号を出力する。この位置誤差信号は速度ルー
プの入力信号（速度指令値）となり、この信号の大きさ
に応じた速度で回転するように、駆動モータ１１のタコ
ジェネレータ１２の出力との差を速度ループの誤差とし
て速度ループ用演算増幅器２２に入力する。
【０００９】この速度ループ用演算増幅器２２は速度ル
ープのゲインおよびサーボバンド帯域を決め、増幅され
た速度誤差信号を出力し、この出力信号が切替えスイッ
チ２３、減算器２４を介してトルク（電流）ループ用演
算増幅器２５の入力指令となる。この場合、電流検出器
２６は駆動モータ（Ｍ）１１に流れる電流を検出して負
帰還をかけ、前記入力指令との差を作り、トルク（電
流）ループ用演算増幅器２５の入力となる。
ープのゲインおよびサーボバンド帯域を決め、増幅され
た速度誤差信号を出力し、この出力信号が切替えスイッ
チ２３、減算器２４を介してトルク（電流）ループ用演
算増幅器２５の入力指令となる。この場合、電流検出器
２６は駆動モータ（Ｍ）１１に流れる電流を検出して負
帰還をかけ、前記入力指令との差を作り、トルク（電
流）ループ用演算増幅器２５の入力となる。
【００１０】そして、このトルク（電流）ループ用演算
増幅器２５により、トルクループのゲインおよびサーボ
帯域を決定している。このように、この位置ループをよ
り安定的に制御するため、電流ループ（トルクループ）
および速度ループのマイナーループを設けている。な
お、型締位置までは位置ループにて制御し、型締位置を
移動プラテン３が上部固定プラテン１にあたる位置より
大きめに設定し（支柱５ａおよび５ｂのバネ定数で所定
のトルクで伸びる位置まで）、型締めするか、あるいは
切替えスイッチ２３の切替えにより、型締トルク指令に
切替え、トルクループのみでモータ電流を制御すること
により、型締めを行うことができる。
増幅器２５により、トルクループのゲインおよびサーボ
帯域を決定している。このように、この位置ループをよ
り安定的に制御するため、電流ループ（トルクループ）
および速度ループのマイナーループを設けている。な
お、型締位置までは位置ループにて制御し、型締位置を
移動プラテン３が上部固定プラテン１にあたる位置より
大きめに設定し（支柱５ａおよび５ｂのバネ定数で所定
のトルクで伸びる位置まで）、型締めするか、あるいは
切替えスイッチ２３の切替えにより、型締トルク指令に
切替え、トルクループのみでモータ電流を制御すること
により、型締めを行うことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来のトグル機構を用
いたプレス装置は、駆動モータに流れる電流を検出して
負帰還をかける電流値制御のみ行っているので、トグル
機構のトグルリンク角度により、トルクループの真のル
ープゲインが大幅に変動する。
いたプレス装置は、駆動モータに流れる電流を検出して
負帰還をかける電流値制御のみ行っているので、トグル
機構のトグルリンク角度により、トルクループの真のル
ープゲインが大幅に変動する。
【００１２】これはトグルリンク角度のＴＡＮθ（正接
値）で型締めされる８５度〜８９度の角度ではトグルリ
ンク角度の少しの差で、型締めトルクが大幅に変動し、
制御が不安定になり、発振気味となる恐れがある。ま
た、金型にシムなどを入れて金型面圧の均一性を調整す
る毎に、トグルリンク角の微妙な差が出て、ＴＡＮθ
（正接値）が変わり、型締め圧力が変化する。また、プ
レスの上昇速度がトグルリンク角によって、トルク同様
に変化して、定速度でのプレス上昇ができないなどの問
題点があった。
値）で型締めされる８５度〜８９度の角度ではトグルリ
ンク角度の少しの差で、型締めトルクが大幅に変動し、
制御が不安定になり、発振気味となる恐れがある。ま
た、金型にシムなどを入れて金型面圧の均一性を調整す
る毎に、トグルリンク角の微妙な差が出て、ＴＡＮθ
（正接値）が変わり、型締め圧力が変化する。また、プ
レスの上昇速度がトグルリンク角によって、トルク同様
に変化して、定速度でのプレス上昇ができないなどの問
題点があった。
【００１３】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、トグルリンク角を検出し、この
トグルリンク角の影響を打ち消す補正手段を設け、制御
ループを安定化することを目的とする。
ためになされたもので、トグルリンク角を検出し、この
トグルリンク角の影響を打ち消す補正手段を設け、制御
ループを安定化することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係るトグル機構
を用いたプレス装置は、トグルリンク角θのＣＯＴθ
（逆正接値）の伝達関数を制御系に付加する補正手段を
設けたものである。また、駆動モータの電流値にＴＡＮ
θ（正接値）を乗算してトルクの負帰還信号とするトル
ク補正手段を設けたものである。また、位置ループの誤
差増幅器の出力の速度指令値をＣＯＴθで補正してこの
信号を速度指令値とする速度補正手段を設けたものであ
る。
を用いたプレス装置は、トグルリンク角θのＣＯＴθ
（逆正接値）の伝達関数を制御系に付加する補正手段を
設けたものである。また、駆動モータの電流値にＴＡＮ
θ（正接値）を乗算してトルクの負帰還信号とするトル
ク補正手段を設けたものである。また、位置ループの誤
差増幅器の出力の速度指令値をＣＯＴθで補正してこの
信号を速度指令値とする速度補正手段を設けたものであ
る。
【００１５】
【作用】本発明は制御ループを安定化することができ、
また、プレスの押し上げ力をトグルリンク角の影響を受
けないようにすることができ、また、プレス移動速度を
定速化することができる。
また、プレスの押し上げ力をトグルリンク角の影響を受
けないようにすることができ、また、プレス移動速度を
定速化することができる。
【００１６】
【実施例】図１は本発明に係るトグル機構を用いたプレ
ス装置の一実施例を示す構成図である。同図において、
２９はトグル機構のトグルリンク角θを検出するリンク
用エンコーダであり、このリンク用エンコーダ２９はイ
ンクリメントタイプまたはアブソリュートタイプのいず
れでもよいが、この実施例ではインクリメントタイプと
する。３０は型締トルク指令パルス１５が入力する入力
端子３０ａ、位置指令パルス１６が入力する入力端子３
０ｂ、出力端子３０ｃ，３０ｄおよび３０ｅを備え、そ
の詳細なブロック図を図２に示すプレス制御回路であ
る。
ス装置の一実施例を示す構成図である。同図において、
２９はトグル機構のトグルリンク角θを検出するリンク
用エンコーダであり、このリンク用エンコーダ２９はイ
ンクリメントタイプまたはアブソリュートタイプのいず
れでもよいが、この実施例ではインクリメントタイプと
する。３０は型締トルク指令パルス１５が入力する入力
端子３０ａ、位置指令パルス１６が入力する入力端子３
０ｂ、出力端子３０ｃ，３０ｄおよび３０ｅを備え、そ
の詳細なブロック図を図２に示すプレス制御回路であ
る。
【００１７】なお、図２に示すプレス制御回路３０にお
いて、３１は速度指令リミッタ、３２は速度指令ＣＯＴ
θ（逆正接）乗算器、３３はトルクリミッタ、３４はそ
の詳細なブロック図を図４に示すＣＯＴθ（逆正接）乗
算器、３５はその詳細なブロック図を同じく図４に示す
ＴＡＮθ（正接）乗算器、３６はトルクループ帰還伝達
関数（Ｈ）、３７はブレーキ、３８はリンク角エンコー
ダ２９（図１）を含み、伝達関数がＴＡＮθのトグルリ
ンク機構である。
いて、３１は速度指令リミッタ、３２は速度指令ＣＯＴ
θ（逆正接）乗算器、３３はトルクリミッタ、３４はそ
の詳細なブロック図を図４に示すＣＯＴθ（逆正接）乗
算器、３５はその詳細なブロック図を同じく図４に示す
ＴＡＮθ（正接）乗算器、３６はトルクループ帰還伝達
関数（Ｈ）、３７はブレーキ、３８はリンク角エンコー
ダ２９（図１）を含み、伝達関数がＴＡＮθのトグルリ
ンク機構である。
【００１８】また、図３（Ａ），（Ｂ）はトグルリンク
角θにより出力トルクおよび移動プラテン３の速度変化
（ＴＡＮθ）を説明する概念図である。この場合、モー
タ駆動トルクをＴM とし、プレスを押し上げる力をＴL
としたとき、次式のようになる。 ＴL＝ＴＡＮθ・ＴM （１） ＶL＝ＴＡＮθ・ＶM （２） ＶM＝（１／ＴＡＮθ）ＶL＝ＣＯＴθ・ＶL （３）
角θにより出力トルクおよび移動プラテン３の速度変化
（ＴＡＮθ）を説明する概念図である。この場合、モー
タ駆動トルクをＴM とし、プレスを押し上げる力をＴL
としたとき、次式のようになる。 ＴL＝ＴＡＮθ・ＴM （１） ＶL＝ＴＡＮθ・ＶM （２） ＶM＝（１／ＴＡＮθ）ＶL＝ＣＯＴθ・ＶL （３）
【００１９】この（２）式により、プレス上昇速度ＶL
がＴＡＮθの関数となるため、速度指令リミッタ３１を
通ったのち、速度指令を速度指令用のＣＯＴθ乗算器３
２で補正して速度指令値として速度ループに入力し、プ
レス上昇速度を定速化することができる。この速度指令
値とタコジェネレータ１２の出力が比較され、演算増幅
器（ＧV） ２２にて速度ループの前向き伝達関数を構成
する。
がＴＡＮθの関数となるため、速度指令リミッタ３１を
通ったのち、速度指令を速度指令用のＣＯＴθ乗算器３
２で補正して速度指令値として速度ループに入力し、プ
レス上昇速度を定速化することができる。この速度指令
値とタコジェネレータ１２の出力が比較され、演算増幅
器（ＧV） ２２にて速度ループの前向き伝達関数を構成
する。
【００２０】なお、位置ループはパルス処理回路１７に
おいて、指令パルスの可逆方向判定、およびエンコーダ
１３、波形整形回路２７を介して帰還されるパルスの可
逆方向も合わせて判定し、偏差カウンタ１８に送られ、
この偏差カウンタ１８の内容が指令値と現在値の差とな
る。これをＤ／Ａコンバータ１９を介して演算増幅器２
０にて、位置ループの前向き伝達関数を構成する。この
位置ループから見れば、トルク制御ループ、速度ループ
は、制御を安定化するためのマイナーループとなる。
おいて、指令パルスの可逆方向判定、およびエンコーダ
１３、波形整形回路２７を介して帰還されるパルスの可
逆方向も合わせて判定し、偏差カウンタ１８に送られ、
この偏差カウンタ１８の内容が指令値と現在値の差とな
る。これをＤ／Ａコンバータ１９を介して演算増幅器２
０にて、位置ループの前向き伝達関数を構成する。この
位置ループから見れば、トルク制御ループ、速度ループ
は、制御を安定化するためのマイナーループとなる。
【００２１】また、図４はリンク用エンコーダ２９を用
いてトグルリンク角度θに相当したＴＡＮθ乗算器３５
およびＣＯＴθ乗算器３２，３４を示す図である。同図
において、３９はリンク用エンコーダ２９から出力され
る信号を受けて、パルス整形したのち、方向判定を行
い、上昇（ＵＰ）信号および下降（ＤＯＷＮ）信号を出
力するパルス整形・方向判定回路である。４０はこのパ
ルス整形・方向判定回路３９、カウンタ４１およびアド
レスバッファ４２から構成されたカウンタであり、トグ
ルリンク角θを２進データに変換してＴＡＮθ用ＲＯＭ
４３，ＣＯＴθ用ＲＯＭ４４のアドレスとして出力す
る。
いてトグルリンク角度θに相当したＴＡＮθ乗算器３５
およびＣＯＴθ乗算器３２，３４を示す図である。同図
において、３９はリンク用エンコーダ２９から出力され
る信号を受けて、パルス整形したのち、方向判定を行
い、上昇（ＵＰ）信号および下降（ＤＯＷＮ）信号を出
力するパルス整形・方向判定回路である。４０はこのパ
ルス整形・方向判定回路３９、カウンタ４１およびアド
レスバッファ４２から構成されたカウンタであり、トグ
ルリンク角θを２進データに変換してＴＡＮθ用ＲＯＭ
４３，ＣＯＴθ用ＲＯＭ４４のアドレスとして出力す
る。
【００２２】４５は２進の重みの加算器であるアナログ
乗算器であり、演算増幅器４６の入力抵抗値に２進の重
みずけをして、ＲＯＭデータの内容により、アナログス
イッチが動作し、入力値Ｘ（ＴＡＮθまたはＣＯＴθ）
の乗算を行うものである。図４はＴＡＮθ用ＲＯＭ４３
を用いてＴＡＮθ乗算器３５を構成しているが、ＣＯＴ
θ用ＲＯＭ４４を用いればＣＯＴθ乗算器３２，３４が
構成される。このアナログ乗算器４５において、入力電
圧Ｅiと出力電圧Ｅoの関係は下記の（５）式で示すこと
ができる。
乗算器であり、演算増幅器４６の入力抵抗値に２進の重
みずけをして、ＲＯＭデータの内容により、アナログス
イッチが動作し、入力値Ｘ（ＴＡＮθまたはＣＯＴθ）
の乗算を行うものである。図４はＴＡＮθ用ＲＯＭ４３
を用いてＴＡＮθ乗算器３５を構成しているが、ＣＯＴ
θ用ＲＯＭ４４を用いればＣＯＴθ乗算器３２，３４が
構成される。このアナログ乗算器４５において、入力電
圧Ｅiと出力電圧Ｅoの関係は下記の（５）式で示すこと
ができる。
【００２３】 Ｅo ＝−（Ｒf／２0Ｒ＋Ｒf／２1Ｒ＋・・・Ｒf／２nＲ）Ｅi （４） ＝−Ｒf／Ｒ（１＋１／２・・・１／２n）Ｅi （５）
【００２４】この構成によるＴＡＮθ乗算器３５、ＣＯ
Ｔθ乗算器３２，３４は、リンク角エンコーダ２９から
出力したトグルリンク角θをカウンタ４０により、２進
データに変換してＴＡＮθ用ＲＯＭ４３およびＣＯＴθ
用ＲＯＭ４４のアドレスとなる。トグルリンクの有効角
度を、例えば４５度〜８９度すれば、可変角度は４４度
で、カウンターを１２ビット（すなわち２12＝４０９
６）とすれば、分解能はほぼ１００分の１度の精度とな
り、制御としては充分である。このカウンタ内容の角度
に対応したＴＡＮθ，ＣＯＴθの２進化データをＴＡＮ
θ用ＲＯＭ４３およびＣＯＴθ用ＲＯＭ４４に書き込
む。この手段によりトグルリンク角に相当したＴＡＮ
θ、ＣＯＴθの２進化データが得られる。このＲＯＭデ
ータの具体例を表１に示す。
Ｔθ乗算器３２，３４は、リンク角エンコーダ２９から
出力したトグルリンク角θをカウンタ４０により、２進
データに変換してＴＡＮθ用ＲＯＭ４３およびＣＯＴθ
用ＲＯＭ４４のアドレスとなる。トグルリンクの有効角
度を、例えば４５度〜８９度すれば、可変角度は４４度
で、カウンターを１２ビット（すなわち２12＝４０９
６）とすれば、分解能はほぼ１００分の１度の精度とな
り、制御としては充分である。このカウンタ内容の角度
に対応したＴＡＮθ，ＣＯＴθの２進化データをＴＡＮ
θ用ＲＯＭ４３およびＣＯＴθ用ＲＯＭ４４に書き込
む。この手段によりトグルリンク角に相当したＴＡＮ
θ、ＣＯＴθの２進化データが得られる。このＲＯＭデ
ータの具体例を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】次に、トルクループの安定化手段、すなわ
ちトグルリンク角の影響を打ち消し、トグルリンク機構
の出力トルクＴLがトルク指令（電流ループ入力）ＴCに
直線的に比例する関係になることを説明する。図５
（Ａ）において、ＧT はトルク（電流ループ）前向き伝
達関数、Ｋtmはモータトルク変換定数、ＬSはロードセ
ル変換定数、Ｈ1は負帰還伝達関数である。トグルリン
ク機能による代表的な伝達関数がＴＡＮθであり、この
ループの一巡伝達関数Ｇ0 は下記（６）式で示すことが
できる。
ちトグルリンク角の影響を打ち消し、トグルリンク機構
の出力トルクＴLがトルク指令（電流ループ入力）ＴCに
直線的に比例する関係になることを説明する。図５
（Ａ）において、ＧT はトルク（電流ループ）前向き伝
達関数、Ｋtmはモータトルク変換定数、ＬSはロードセ
ル変換定数、Ｈ1は負帰還伝達関数である。トグルリン
ク機能による代表的な伝達関数がＴＡＮθであり、この
ループの一巡伝達関数Ｇ0 は下記（６）式で示すことが
できる。
【００２７】 Ｇ0＝ＧT・Ｋtm・ＴＡＮθ・ＬS・Ｈ1 （６） なお、この（６）式は最終出力軸よりロードセル、スト
レンゲージ等を使用して帰還をかけるものである。
レンゲージ等を使用して帰還をかけるものである。
【００２８】図５（Ｂ）はトルクループを安定化するた
め図（Ａ）を改善した実施例を示すブロック図である。
この実施例は、トルク帰還をリンク駆動用のモータトル
クを検出して最終軸からの帰還した時と同様になる。図
５（Ｃ）はトルクループを安定化するための実施例を示
すブロック図である。同図において、Ｈ2＝ＬS・Ｈ1 で
あり、前向き伝達にＣＯＴθ（逆正接）を挿入すること
により、閉ループの一巡伝達関数Ｇ(T0)は下記（７）式
で示すことができる。
め図（Ａ）を改善した実施例を示すブロック図である。
この実施例は、トルク帰還をリンク駆動用のモータトル
クを検出して最終軸からの帰還した時と同様になる。図
５（Ｃ）はトルクループを安定化するための実施例を示
すブロック図である。同図において、Ｈ2＝ＬS・Ｈ1 で
あり、前向き伝達にＣＯＴθ（逆正接）を挿入すること
により、閉ループの一巡伝達関数Ｇ(T0)は下記（７）式
で示すことができる。
【００２９】 Ｇ(T0)＝ＧT・ＣＯＴθ・Ｋtm・ＴＡＮθ・Ｈ2 ＝ＧT・Ｋtm・Ｈ2 （７） ＴL≒（１／（Ｈ2・ＴＡＮθ））ＴＡＮθ・ＴC ≒（１／Ｈ2）ＴC （８）
【００３０】この（８）式より出力トルクＴL はトグル
リンク角θの影響を打ち消すことができ、トルク指令Ｔ
C に直線的な比例関係となる。そして、この図５（Ｃ）
に示す実施例に示すブロック図を図４に示すＴＡＮθ，
ＣＯＴθを用いて書き換えると、図６に示すことがで
き、トグルリンク角によるＴＡＮθ，ＣＯＴθの補正が
可能となる。
リンク角θの影響を打ち消すことができ、トルク指令Ｔ
C に直線的な比例関係となる。そして、この図５（Ｃ）
に示す実施例に示すブロック図を図４に示すＴＡＮθ，
ＣＯＴθを用いて書き換えると、図６に示すことがで
き、トグルリンク角によるＴＡＮθ，ＣＯＴθの補正が
可能となる。
【００３１】図７はプレス制御回路３０の他の実施例を
示すブロック図である。この実施例の場合、トルクの帰
還として、プレスの押し上げ力（型締め力）そのものを
帰還させるため、トルク変換器４７としてロードセルあ
るいはストレンゲージをトグルリンク軸の圧縮力または
支軸（ステー）の引張力を変換させて帰還する。この時
も、トグルリンク機構により、ＴＡＮθのループゲイン
変化があるため、ＣＯＴθ乗算器３４の伝達関数を入れ
ることにより、ループゲインが一定となり、トルク制御
を安定化することができる。
示すブロック図である。この実施例の場合、トルクの帰
還として、プレスの押し上げ力（型締め力）そのものを
帰還させるため、トルク変換器４７としてロードセルあ
るいはストレンゲージをトグルリンク軸の圧縮力または
支軸（ステー）の引張力を変換させて帰還する。この時
も、トグルリンク機構により、ＴＡＮθのループゲイン
変化があるため、ＣＯＴθ乗算器３４の伝達関数を入れ
ることにより、ループゲインが一定となり、トルク制御
を安定化することができる。
【００３２】このときの制御ブロックを図８（Ａ），図
８（Ｂ）に示す。特に図８（Ａ）は対策なしの場合を示
し、図８（Ｂ）はＣＯＴθの前向き伝達関数を挿入して
制御の安定化を計ったものである。なお、この図８
（Ｂ）において、Ｈ2＝ＬS・Ｈ1 である。なお、上述の
説明では、ＴＡＮθ，ＣＯＴθの乗算をＲＯＭデータと
２進重みの入力抵抗を持つ演算増幅器をアナログスイッ
チでオン・オフする場合を示したが、これに限定せず、
ＳＩＮ，ＣＯＳのポテンショメータをトグルリンク角に
取りつけ、図９（Ａ）あるいは図９（Ｂ）に示す割算器
を用いてＴＡＮθ，ＣＯＴθの乗算を行うものである。
この図において、４８はＳＩＮポテンショメータ、４９
はＣＯＳポテンショメータ、５０は割算器である。
８（Ｂ）に示す。特に図８（Ａ）は対策なしの場合を示
し、図８（Ｂ）はＣＯＴθの前向き伝達関数を挿入して
制御の安定化を計ったものである。なお、この図８
（Ｂ）において、Ｈ2＝ＬS・Ｈ1 である。なお、上述の
説明では、ＴＡＮθ，ＣＯＴθの乗算をＲＯＭデータと
２進重みの入力抵抗を持つ演算増幅器をアナログスイッ
チでオン・オフする場合を示したが、これに限定せず、
ＳＩＮ，ＣＯＳのポテンショメータをトグルリンク角に
取りつけ、図９（Ａ）あるいは図９（Ｂ）に示す割算器
を用いてＴＡＮθ，ＣＯＴθの乗算を行うものである。
この図において、４８はＳＩＮポテンショメータ、４９
はＣＯＳポテンショメータ、５０は割算器である。
【００３３】そして、図９（Ａ）における入力電圧Ｅi
と出力電圧Ｅoの関係は、 Ｅo＝ＴＡＮθ・Ｅi で示すことができる。また、図９（Ｂ）における入力電
圧Ｅiと出力電圧Ｅoの関係は、 Ｅo＝ＣＯＴθ・Ｅi で示すことができる。
と出力電圧Ｅoの関係は、 Ｅo＝ＴＡＮθ・Ｅi で示すことができる。また、図９（Ｂ）における入力電
圧Ｅiと出力電圧Ｅoの関係は、 Ｅo＝ＣＯＴθ・Ｅi で示すことができる。
【００３４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るトグル機構を用いたプレス装置によれば、位置ループ
の制御系においてトグルリンク角θのＣＯＴθの伝達関
数を付加することにより、トグル機構のＴＡＮ特性で型
締めを行うことによる悪い影響を除去でき、安定な型締
め制御を行うことができる。また、モータ電流をＴＡＮ
θで補正した値をトルクループに帰還することにより、
トグルリンク角によるトルクループの利得変動を抑制す
ることができ、トルク制御を安定することができるとと
もに、トグルリンク角に関係なく、トルク指令値と出力
トルクは直線関係になり、機構組立時の誤差も関係な
く、トルク制御を確実に行うことができる。また、速度
指令値をＣＯＴθで補正することにより、移動プラテン
等の移動速度を定速度化ができ、装置の安定化が計れ
る。さらに、ＴＡＮθ，ＣＯＴθの関数を簡単に構成す
ることができ、低コスト化が計れること、などの効果が
ある。
るトグル機構を用いたプレス装置によれば、位置ループ
の制御系においてトグルリンク角θのＣＯＴθの伝達関
数を付加することにより、トグル機構のＴＡＮ特性で型
締めを行うことによる悪い影響を除去でき、安定な型締
め制御を行うことができる。また、モータ電流をＴＡＮ
θで補正した値をトルクループに帰還することにより、
トグルリンク角によるトルクループの利得変動を抑制す
ることができ、トルク制御を安定することができるとと
もに、トグルリンク角に関係なく、トルク指令値と出力
トルクは直線関係になり、機構組立時の誤差も関係な
く、トルク制御を確実に行うことができる。また、速度
指令値をＣＯＴθで補正することにより、移動プラテン
等の移動速度を定速度化ができ、装置の安定化が計れ
る。さらに、ＴＡＮθ，ＣＯＴθの関数を簡単に構成す
ることができ、低コスト化が計れること、などの効果が
ある。
【図１】本発明に係るトグル機構を用いたプレス装置の
一実施例を示す構成図である。
一実施例を示す構成図である。
【図２】図１のプレス制御回路を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】トグルリンク角による出力トルク、および移動
プラテン速度の変化を示す概念図である。
プラテン速度の変化を示す概念図である。
【図４】図２のＴＡＮθ乗算器およびＣＯＴθ乗算器を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】図２のトルクループの伝達関数を示すブロック
図である。
図である。
【図６】トルクループにＴＡＮθおよびＣＯＴθの補正
を入れたときのブロック図である。
を入れたときのブロック図である。
【図７】図２に示すプレス制御回路の他の例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図８】出力軸より帰還したときの制御ループを示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図９】ＴＡＮθ，ＣＯＴθ乗算器の他の例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１０】従来のトグル機構を用いたプレス装置を示す
構成図である。
構成図である。
【図１１】図１０のプレス制御回路を示すブロック図で
ある。
ある。
１ 上部固定プラテン ２，４ 金型 ３ 移動プラテン ５ａ，５ｂ 支柱 ６ 下部固定プラテン ７ ボールネジ ８ａ，８ｂ トグル機構リンク ９ａ，９ｂ ロードセル １０ ギヤーボックス １１ 駆動モータ １２ タコジェネレータ １３ エンコーダ ２９ リンク用エンコーダ ３０ プレス制御回路 ３１ 速度指令リミッタ ３２ 速度指令ＣＯＴθ乗算器 ３３ トルクリミッタ ３４ ＣＯＴθ乗算器 ３５ ＴＡＮθ乗算器 ３６ トルクループ帰還伝達関数（Ｈ） ３７ ブレーキ ３８ トグルリンク機構
Claims (3)
- 【請求項１】 トグルリンク角θを検出するリンク角検
出手段と、トグル機構を駆動するモータと、このモータ
の回転位置を帰還してモータを所定位置に制御するモー
タ駆動手段と、このモータ駆動手段の制御系にＣＯＴθ
の伝達関数を付加する補正手段とを備えたことを特徴と
するトグル機構を用いたプレス装置。 - 【請求項２】 トグルリンク角θを検出するリンク角検
出手段と、トグル機構を駆動するモータと、このモータ
の回転位置を帰還してモータを所定位置に制御するモー
タ駆動手段と、モータの駆動電流を検出する電流検出手
段と、この電流検出手段で検出した電流値をＴＡＮθで
補正した値を算出し、モータ駆動手段の制御系にこの算
出値を帰還させるトルク補正手段とを備えたことを特徴
とするトグル機構を用いたプレス装置。 - 【請求項３】 トグルリンク角θを検出するリンク角検
出手段と、トグル機構を駆動するモータと、このモータ
の回転位置を帰還してモータを所定位置に制御するモー
タ駆動手段と、このモータ駆動手段の制御系においてモ
ータに対する速度指令値をＣＯＴθで補正した値を算出
し、この算出値をモータの速度指令値とする速度補正手
段とを備えたことを特徴とするトグル機構を用いたプレ
ス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124564A JP2757682B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | トグル機構を用いたプレス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124564A JP2757682B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | トグル機構を用いたプレス装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05318187A true JPH05318187A (ja) | 1993-12-03 |
| JP2757682B2 JP2757682B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=14888605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4124564A Expired - Fee Related JP2757682B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | トグル機構を用いたプレス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2757682B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009544473A (ja) * | 2006-07-24 | 2009-12-17 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | プレス |
| CN104148515A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-11-19 | 史俊毅 | 一种打扣机的冲压装置 |
| CN104647786A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-05-27 | 江苏松田浅井智能科技有限公司 | 下传动冲床 |
| CN107061645A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-08-18 | 柳工无锡路面机械有限公司 | 一种轮胎压路机传动链条张紧结构及其调节方法 |
| EP3616804A1 (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-04 | Lillbacka Powerco OY | Crimping machine system |
-
1992
- 1992-05-18 JP JP4124564A patent/JP2757682B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009544473A (ja) * | 2006-07-24 | 2009-12-17 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | プレス |
| US8065956B2 (en) | 2006-07-24 | 2011-11-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Press |
| CN104148515A (zh) * | 2014-07-24 | 2014-11-19 | 史俊毅 | 一种打扣机的冲压装置 |
| CN104148515B (zh) * | 2014-07-24 | 2015-10-21 | 史俊毅 | 一种打扣机的冲压装置 |
| CN104647786A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-05-27 | 江苏松田浅井智能科技有限公司 | 下传动冲床 |
| CN107061645A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-08-18 | 柳工无锡路面机械有限公司 | 一种轮胎压路机传动链条张紧结构及其调节方法 |
| CN107061645B (zh) * | 2017-05-12 | 2023-09-12 | 柳工无锡路面机械有限公司 | 一种轮胎压路机传动链条张紧结构及其调节方法 |
| EP3616804A1 (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-04 | Lillbacka Powerco OY | Crimping machine system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2757682B2 (ja) | 1998-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3492583B2 (ja) | サーボ制御装置 | |
| US4999557A (en) | Integration proportional controller in servo-control system | |
| US4914365A (en) | Control device for servo motor | |
| JPH05318187A (ja) | トグル機構を用いたプレス装置 | |
| EP0788965B1 (en) | Electric power steering apparatus | |
| JP4091020B2 (ja) | ロール制御装置 | |
| US4803409A (en) | Acceleration signal corrected motor speed control system | |
| JPH07108551A (ja) | カレンダ装置の自動厚み制御装置 | |
| JPS5479374A (en) | Method of controlling positioning | |
| JPH0378806A (ja) | 多機能形制御装置 | |
| JPH04341450A (ja) | 連続体の搬送張力制御装置 | |
| JP3023539B2 (ja) | 電動射出成形機の射出速度制御方式 | |
| JPH0612125A (ja) | デジタル式比例積分及び微分制御システム | |
| JPS637846B2 (ja) | ||
| JPH05100709A (ja) | 制御装置 | |
| JP3437415B2 (ja) | 連続圧延機の制御装置 | |
| US6011370A (en) | Servo-motor driving method | |
| JPH01308349A (ja) | 連続処理設備の制御装置 | |
| SU1334104A1 (ru) | Система управлени | |
| JP2734236B2 (ja) | サーボモータの制御装置 | |
| JP2664125B2 (ja) | 張力制御装置 | |
| SU1095130A1 (ru) | Устройство дл управлени манипул тором | |
| JPH0543098A (ja) | 設定トルク調整装置 | |
| JPS6082079A (ja) | 電動機の速度制御系のゲイン自動補正方法 | |
| JPH07323945A (ja) | 張力制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |