JPH08257655A - 板材送り制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短い距離の高速送り時の少しの指令距離の変
化に対して、指令パルスの形状が大きく変化しない様、
ほぼ相似形の指令となるようにし、指令距離の変化に対
し、応答の遅れを極力少なくする。 【構成】 板材送り装置１５のサーボコントローラ２４
に所定のパルス分配を行うパルス分配手段２３を備えた
制御装置において、次の各手段を設ける。パルス分配手
段２３の所定のパルス分配に代えてパルスを略均等に分
配するパルス分配均等化手段２６を設ける。板材の送り
距離指令Ｆｂによる総送り距離を演算する手段２７を設
ける。この総送り距離を所定距離ＳＬと比較する手段２
９を設ける。比較の結果、総送り距離が短い場合にパル
ス分配均等化手段２６の均等分配を有効とする均等化実
行判定手段２８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パンチプレス機、レ
ーザ加工機、ライトアングルシャー等の板材加工機等に
応用される板材送り制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パンチプレス機等の板材加工機では、テ
ーブル上での板材送りの制御を一般にディジタルサーボ
で行っている。この場合に、送り速度は、一般に図５
（Ａ）の速度曲線ａのように送り開始時に加速して停止
時に減速する台形制御とされる。このような速度制御の
ディジタルサーボへの指令は、位置指令の単位となるパ
ルスを、目標速度に応じて分配したパルス列として与え
られる。すなわち、図５（Ｂ）のようにパルス分配クロ
ックＴＣ当たりのパルス数を、目標速度曲線に応じて異
ならせるようにしている。図５（Ｃ）はそのパルス列を
示す。サーボ側では、指令パルスとフィードバックパル
スとの偏差を求め、溜まりパルス量に応じた速度の指令
を出力する。溜まりパルスが無くなると停止する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、高速位置決
めを行う板材送り装置では、パルス分配クロックＴＣに
対してあまり長くない時間の移動について、通常通りの
加減速制御を行うようにパルス分配すると、円滑な送り
制御が行われない場合が生じる。例えば、Ｌmmという送
り指令に対して、図６（Ａ）のようにパルス分配される
場合に、Ｌ＋ΔＬmmという送り指令に対しては、図６
（Ｂ）のようにΔＬ分のパルスが斜線で示すように最後
のクロックＴＣ間のパルスに加算されてしまうことがあ
る。そのため、送り量としてΔＬという小さい移動量の
変化に対し、図６（Ｃ）のような滑らかな速度直線ｂに
なるところが、図６（Ｄ）に速度曲線ｃで示すように応
答が全く異なってしまう。すなわち、加速中に溜まりパ
ルスが急に無くなって急停止することになり、停止時の
ショックが大きくなる。このため、行き過ぎが生じて振
動が発生し、パンチ加工を行う場合に、振動の減衰を待
つ必要が生じる。この減衰時間は、例えば数ミリ秒ほど
かかるため、待ち時間によってヒットレートが大きく低
下してしまう。例えば、ヒットレートが１０００ＨＰＭ
（毎分１０００回）の高速パンチプレスの場合、１回の
パンチ動作の所要時間は６０ミリ秒であるが、これが８
ミリ秒増えると６８ミリ秒必要となり、一律にこのよう
な待ち時間を取ると、ヒットレートは略８８２ＨＰＭに
低下してしまう。このため、ヒットレートの低下を少し
でも抑えるには、同図（Ｃ）のような動作となる場合
と、同図（Ｄ）のような動作となる場合とで、異なるタ
イミングでパンチ制御しなくてはならなくなる。つま
り、（Ｃ）のような動作の場合は指令後直ぐにパンチ動
作させ、（Ｄ）のような動作の場合は、（指令後＋Δｔ
秒）のタイミングでパンチ制御することになる。そのた
め制御が煩雑になり、対応できない場合も生じる。

【０００４】この発明の目的は、短い距離の高速送り時
にも、加速中に溜まりパルスが急に無くなるようなこと
がなく、停止時のショックを和らげることのできる板材
送り制御装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施例
に対応する図１と共に説明する。この板材送り制御装置
は、板材送り装置（１５）のサーボコントローラ（２
４）に目標の送り速度曲線に応じたパルス分配を行って
パルス列（ｓ）を払い出すパルス分配手段（２３）を備
えた板材送り制御装置において、パルス分配均等化手段
（２６）を設けたものである。この手段（２６）は、前
記パルス分配手段（２３）の前記目標送り速度曲線に応
じたパルス分配に代えてパルスを略均等に分配するもの
である。この基本構成において、板材の送り距離指令
（Ｆｂ）による総送り距離を演算する手段（２７）と、
この総送り距離を所定距離（ＳＬ）と比較する手段（２
９）と、総送り距離が前記所定距離（ＳＬ）未満である
場合に前記パルス分配均等化手段（２６）のパルス分配
処理を有効とする均等化実行判定手段（２８）を設ける
ことが望ましい。また、前記所定距離（ＳＴ）は、前記
の略均等に分配されたパルスの群が、停止状態との差異
によって微小となる距離とすることが望ましい。

【０００６】

【作用】通常の送り時は、パルス分配手段（２３）が目
標の送り速度曲線に応じたパルス分配を行ってパルス列
（ｓ）を払い出し、サーボコントローラ（２４）が前記
のパルス列（ｓ）に従って板材送り装置（１５）のサー
ボモータ（９）を速度および位置制御する。板材送り距
離指令（Ｆｂ）による総送り距離は、総送り距離演算手
段（２７）で演算され、総送り距離が所定距離（ＳＬ）
未満である場合は、パルス分配均等化手段（２６）の均
等分配が有効となる。すなわち、パルス分配手段（２
３）の目標送り速度曲線に応じたパルス分配に代えて、
パルスが略均等に分配されて払い出される。このよう
に、送り時間が短い場合に指令パルスを略均等に分配し
て出力することにより、加速中に溜まりパルスが急に無
くなることがなく、板材送りの停止時のショックが和ら
げられる。前記所定距離（ＳＬ）を、前記の略均等に分
配されたパルスの群が、停止状態との差異によって微小
となる距離とした場合は、停止時のショックの確実な軽
減が図れる。

【０００７】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図３に基づ
いて説明する。図２および図３は、この板材送り制御装
置を応用する板材加工機の平面図および側面図を各々示
す。板材加工機械１はタレット式のパンチプレス機から
なり、フレーム１ａに上下のタレット２が設置され、フ
レーム１の上部に油圧式または機械式のパンチ駆動装置
１３が設けられている。パンチ駆動装置１３により、パ
ンチ位置Ｐでタレット２のパンチ工具１６が昇降駆動さ
れ、ダイ１７とでパンチ加工が行われる。

【０００８】テーブル３は、中央の固定テーブル３ａと
両側のスライドテーブル３ｂとからなる。両側のスライ
ドテーブル３ｂは、キャリッジ４と一体に固定され、ベ
ッド５のレール６上をキャリッジ４と共に前後方向（Ｙ
軸方向）に進退する。キャリッジ４には左右方向（Ｘ軸
方向）に進退自在にクロススライド７が搭載され、クロ
ススライド７に設けられた複数のワークホルダ８によ
り、テーブル３上の板状Ｗが把持される。キャリッジ４
の進退駆動は、ベッド５に設置したＹ軸サーボモータ９
と送りねじ１１とで行われ、クロススライド７の進退駆
動は、キャリッジ４に設置したＸ軸サーボモータ１０と
送りねじ１２とで行われる。これらＸ軸サーボモータ１
０およびＹ軸サーボモータ９等で板材送り装置１５が構
成される。

【０００９】図１は、この板材加工機１を制御する制御
装置の概念構成を示す。数値制御装置２０は、板材加工
機１の全体を制御するものであり、数値制御を行うＮＣ
機能部とプログラマブルコントローラ機能部とを備えた
コンピュータ装置で構成される。数値制御装置２０は、
主制御手段２２、パルス分配手段２３、サーボコントロ
ーラ２４、パルス分配均等化手段２６、総送り距離演算
手段２７、比較手段２９、および均等化実行判定手段２
８等を備えている。主制御手段２２は、加工プログラム
２１の指令を解読して各軸の送り指令を出力すると共
に、加工プログラム２１中のシーケンス制御の指令をプ
ログラマブルコントローラ機能部へ転送する手段であ
る。

【００１０】パルス分配手段２３は、板材送り装置１５
におけるＹ軸サーボモータ９およびＸ軸サーボモータ１
０に対して各々設けられるが、ここではＹ軸サーボモー
タ９に対するもののみを示している。パルス分配手段２
３は、主制御手段２２から与えられる送り位置指令に従
い、目標の送り速度曲線に応じたパルス分配を行ってパ
ルス列を払い出す手段である。目標の送り速度曲線は、
送りの開始および停止時に設定加減速定数で加速および
減速させ、中間を最高速度とする台形制御の速度曲線等
とされる。サーボコントローラ２４は、ディジタルサー
ボを構成するものであり、パルス分配手段２３から払い
出されたパルス列ｓと、サーボモータ９の位置検出器９
ａのフィードバックパルスとの偏差をカウントし、溜ま
りパルスに応じた速度指令をアナログ値に変換してアン
プ２５に出力する。アンプ２５はサーボモータ９に駆動
電流を供給する。サーボコントローラ２４は、主制御部
２２を構成するＣＰＵを使用するものであっても良く、
前記ＣＰＵとは別のＣＰＵを有するポジションコントロ
ーラに、前記パルス分配手段２３と共に設けても良い。

【００１１】パルス分配均等化手段２６は、パルス分配
手段２３にその目標送り速度曲線に応じたパルス分配に
代えてパルスを略均等に分配して払い出させる手段であ
り、均等化実行判定手段２８の判定結果に応答して前記
の均等分配を有効とする。均等化は、各パルス分配クロ
ックＴＣ間で完全に均等化させるようにしても良く、通
常のパルス分配に幾分か関係させた若干の不均等が生じ
るようにしても良い。総送り距離演算手段２７は、加工
プログラム２１の送り距離指令Ｆｂの総送り距離を演算
する手段であり、例えば送り距離指令Ｆｂが「Ｌ＋Δ
Ｌ」として記述されていると、その合計値を演算する。
送り距離指令Ｆｂは、加工プログラム２１の送り指令Ｆ
における送り距離を示すデータ部分からなり、前記送り
指令Ｆには先頭に送り指令であることを示す英文字のア
ドレスＦａが付される。比較手段２９は、前記手段２７
で演算された総送り距離を所定距離ＳＬと比較する手段
である。均等化実行判定手段２８は、前記比較手段２９
による比較の結果、総送り距離が前記所定距離ＳＬ未満
である場合にパルス分配均等化手段２６の均等分配を有
効とする有効判定情報を出力する手段である。所定距離
ＳＬは、前記の略均等に分配されたパルスの群が、停止
状態との差異によって微小となる距離とする。

【００１２】パルス分配均等化手段２６、総送り距離演
算手段２７、比較手段２９、および均等化実行判定手段
２８はプログラマブルコントローラ機能部等に設け、加
工プログラム２１をその実行よりも先読みして総送り距
離の演算、および有効か無効かの判定を行わせるように
する。また、パルス分配均等化手段２６、総送り距離演
算手段２７、比較手段２９、均等化実行判定手段２８、
およびサーボコントローラ２４は、Ｘ軸のサーボモータ
１０に対してもＹ軸用と同様な構成に設けられる。

【００１３】上記構成の動作を説明する。板材加工機１
は、加工プログラム２１に従い、板材送り手段１５によ
るＸ軸方向およびＹ軸方向の板材送りと、パンチ駆動手
段１３によるパンチ動作とを交互に行う。板材送りは、
通常は、パルス分配手段２３が目標の送り速度曲線に応
じたパルス分配を図１のグラフ部分（Ａ）に示すように
行ってパルス列ｓを払い出し、サーボコントローラ２４
が前記のパルス列ｓに従って板材送り装置１５のサーボ
モータ９を速度および位置制御する。加工プログラム２
１の送り指令Ｆは常に総送り距離演算手段２７で先読み
され、総送り距離が演算される。また、比較手段２９が
総送り距離を所定距離ＳＬと比較する。その結果、総送
り距離が所定距離（ＳＬ）未満である場合は、パルス分
配均等化手段２６のパルス分配処理が有効となり、図１
のグラフ部分（Ｂ）に示すように、パルス分配手段２３
からパルスが略均等に分配されて払い出される。このよ
うに、総送り距離が短い場合に指令パルスを略均等に分
配して出力することにより、加速中に溜まりパルスが急
に無くなることがなく、板材送りの停止時のショックが
軽減される。すなわち、短い距離の高速送り時の少しの
指令距離の変化に対して、指令パルスの形状が大きく変
化しないように、ほぼ相似形の指令となるようにし、指
令距離の変化に対し、応答の変化を極力少なくする。し
たがって、送り指令Ｆの送り距離指令Ｆｂとして、「Ｌ
mm」のように与えた場合も、また「Ｌ＋ΔＬmm」という
ように与えた場合も同様な速度曲線となり、送り量とし
てΔＬという小さな移動量の変化に対して、図６
（Ｃ），（Ｄ）で示したような異なる応答になることが
ない。したがって、パンチタイミングの制御が簡単であ
り、板材送りの停止時の振動減衰の待ち時間によってヒ
ットレートが低下することも防止できる。

【００１４】図４はこの発明の他の実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例において、特に説明をしていな
い構成要素は、図１の実施例と同じである。数値制御装
置２０は、主制御手段２２、パルス分配手段２３、サー
ボコントローラ２４、パルス分配均等化手段２６、総送
り時間演算手段３０、比較手段３１、および均等化実行
判定手段２８等を備えている。総送り時間演算手段３０
は、加工プログラム２１の送り距離指令Ｆｂより、その
距離の送りに必要な総送り時間ＴＴを演算する手段であ
り、最大送り速度および加減速定数が演算式等に設定さ
れている。送り距離指令Ｆｂは、加工プログラム２１の
送り指令Ｆにおける送り距離を示すデータ部分からな
り、前記送り指令Ｆには先頭に送り指令であることを示
す英文字のアドレスＦａが付される。比較手段３１は、
総送り時間演算手段３０で演算された総送り時間ＴＴを
所定時間ＴＳと比較する手段である。均等化実行判定手
段２８は、比較手段３１による比較の結果、総送り時間
ＴＴが前記所定時間未満まである場合にパルス分配均等
化手段２６の均等分配を有効とする有効判定情報を出力
する手段である。

【００１５】パルス分配均等化手段２６、総送り時間演
算手段３０、比較手段３１、および均等化実行判定手段
２８はプログラマブルコントローラ機能部等に設け、加
工プログラム２１をその実行よりも先読みして総送り時
間ＴＴの演算、および有効か無効かの判定を行わせるよ
うにする。また、パルス分配均等化手段２６、総送り時
間演算手段３０、比較手段３１、均等化実行判定手段２
８、およびサーボコントローラ２４は、Ｘ軸のサーボモ
ータ１０に対してもＹ軸用と同様な構成に設けられる。

【００１６】この構成の場合の動作を説明する。板材加
工機１は、前記実施例と同様に、加工プログラム２１に
従い、板材送り手段１５によるＸ軸方向およびＹ軸方向
の板材送りと、パンチ駆動手段１３によるパンチ動作と
を交互に行う。板材送りは、通常は、パルス分配手段２
３が目標の送り速度曲線に応じたパルス分配を図４のグ
ラフ部分（Ａ）に示すように行ってパルス列ｓを払い出
し、サーボコントローラ２４が前記のパルス列ｓに従っ
て板材送り装置１５のサーボモータ９を速度および位置
制御する。加工プログラム２１の送り指令Ｆは常に総送
り時間演算手段３０で先読みされ、総送り時間ＴＴが演
算される。また、比較手段３１が総送り時間ＴＴを所定
時間ＴＳと比較する。その結果、総送り時間ＴＴが所定
時間（ＴＳ）未満まである場合、つまり送り距離が短い
高速送りの場合は、均等化実行判定手段２８の有効化出
力により、パルス分配均等化手段２６のパルス分配処理
が有効となり、図４のグラフ部分（Ｂ）に示すように、
パルス分配手段２３からパルスが略均等に分配されて払
い出される。このように、送り時間が短い場合に指令パ
ルスを略均等に分配して出力することにより、加速中に
溜まりパルスが急に無くなることがなく、板材送りの停
止時のショックが軽減される。したがって、送り指令Ｆ
の送り距離指令Ｆｂとして、「Ｌmm」のように与えた場
合も、また「Ｌ＋ΔＬmm」というように与えた場合も同
様な速度曲線となり、送り量としてΔＬという小さな移
動量の変化に対して、図６（Ｃ），（Ｄ）で示したよう
な異なる応答になることがない。したがって、パンチタ
イミングの制御が簡単であり、板材送りの停止時の振動
減衰の待ち時間によってヒットレートが低下することも
防止できる。

【００１７】

【発明の効果】この発明の板材送り制御装置は、パルス
分配手段の前記目標送り速度曲線に応じたパルス分配に
代えてパルスを略均等に分配するパルス分配均等化手段
を設けたため、短い距離の高速送り時にも、加速中に溜
まりパルスが急になくなるようなことがなく、停止時の
ショックが和らげられる。請求項２の発明の場合は、板
材の送り距離指令よる総送り距離を演算する手段と、こ
の総送り距離を所定距離と比較する手段と、総送り距離
が前記所定距離未満である場合に前記パルス分配均等化
手段のパルス分配処理を有効とする均等化実行判定手段
を設けたため、前記の均等分配を適切な時に行える。請
求項３の発明の場合は、前記所定距離を、前記の略均等
に分配されたパルスの群が、停止状態との差異によって
微小となる距離としたため、停止時のショックの軽減が
確実となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる制御装置の概念構
成を示すブロック図である。

【図２】同制御装置を応用したパンチプレスの平面図で
ある。

【図３】同パンチプレスの側面図である。

【図４】この発明の他の実施例にかかる制御装置の概念
構成を示すブロック図である。

【図５】通常の板材送り制御の速度曲線、払い出しパル
ス数の変化、およびそのパルス列を示す説明図である。

【図６】従来の短距離送り時の払い出しパルスの変化を
示す説明図である。

【符号の説明】

１…板材加工機、３…テーブル、４…キャリッジ、８…
ワークホルダ、９…Ｙ軸サーボモータ、９ａ…位置検出
器、１０…Ｘ軸サーボモータ、１３…パンチ駆動装置、
１５…板材送り装置、２０…数値制御装置、２１…加工
プログラム、２３…パルス分配手段、２４…サーボコン
トローラ、２６…パルス分配均等化手段、２７…総送り
距離演算手段、２８…均等化実行判定手段、２９…比較
手段、３０…総送り時間演算手段、３１…比較手段、Ｔ
Ｃ…パルス分配クロック、ＳＬ…所定距離、ＴＳ…総送
り距離、ＴＴ…総送り時間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材送り装置のサーボコントローラに目
   標の送り速度曲線に応じたパルス分配を行ってパルス列
   を払い出すパルス分配手段を備えた板材送り制御装置に
   おいて、前記パルス分配手段の前記目標送り速度曲線に
   応じたパルス分配に代えてパルスを略均等に分配するパ
   ルス分配均等化手段を設けたことを特徴とする板材送り
   制御装置。
2. 【請求項２】 板材の送り距離指令による総送り距離を
   演算する手段と、この総送り距離を所定距離と比較する
   手段と、総送り距離が前記所定距離未満である場合に前
   記パルス分配均等化手段の均等分配を有効とする均等化
   実行判定手段を設けた請求項１記載の板材送り制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記所定距離は、前記の略均等に分配さ
   れたパルスの群が、停止状態との差異によって微小とな
   る距離とした請求項２記載の板材送り制御装置。