JPH0916240A - 移動体の移動速度制御装置 - Google Patents

移動体の移動速度制御装置

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JPH0916240A
JPH0916240A JP16295395A JP16295395A JPH0916240A JP H0916240 A JPH0916240 A JP H0916240A JP 16295395 A JP16295395 A JP 16295395A JP 16295395 A JP16295395 A JP 16295395A JP H0916240 A JPH0916240 A JP H0916240A
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JP
Japan
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speed
acceleration
pattern
deceleration
moving
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JP16295395A
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English (en)
Inventor
Atsushi Nakagawa
篤 中川
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Murata Machinery Ltd
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Murata Machinery Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加減速を機械系にとって駆動源や機械剛性等
に無理なく最適となるように制御できて、高速の位置決
め等が行えるようにする。パンチプレスのテーブル送
り、ラム軸制御、あるいはその他の工作機械等に応用さ
れる。 【構成】 任意の加減速パターンを設定した速度パター
ン設定手段26を設ける。加工プログラム25の移動命
令を実行する軸送り制御手段25は、移動体10,1
2,6の駆動源17,15,5に対し前記速度パターン
設定手段26に設定された加減速パターンの駆動信号を
送り出すものとする。任意の加減速パターンは、サイン
曲線の合成で定量的に示されるものとする。また、前記
任意の加減速パターンを複数種記憶した速度パターン例
記憶手段27を設け、この手段27に記憶された加減速
パターンを選択する手段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、パンチプレスのテー
ブルやラムの速度制御、あるいはその他の板材加工機、
工作機械、産業機械の高速位置決め等に応用される移動
体の移動速度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】パンチプ
レスでは、テーブル上での板材送りやラム動作の速度制
御に、直線加減速、指数関数加減速、S字曲線加減速等
の一般的な加減速パターンを用いている。他の各種の板
材加工機や工作機械でも同様である。しかし、駆動対象
である機械系にとっては、振動、動力、効率等の面で、
必ずしも前記の速度パターンが最適とはならない。図5
は直線加減速の速度曲線を示した図であり、パンチプレ
スの板材送りを速度曲線dで示す急勾配の加減速を行お
うとした場合に、フレームの剛性不足でこのような速度
の送りができない場合がある。フレームに十分な剛性を
持たせると速度制御上の問題は生じないが、大型化やコ
スト高を伴う。このため、実際は破線で示す速度曲線e
のように加減速を緩めて運転している。このため、同じ
距離(各曲線の面積で示される積分値Lに相当)を移動
するのに、位置決め完了時間がt1からt2になり、位
置決めに時間がかかる。
【0003】この発明の目的は、加減速を機械系にとっ
て駆動源や機械剛性等に無理なく最適となるように制御
できて、高速の位置決め等が行える移動体の移動速度制
御装置を提供することである。
【0004】
【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。この移動体の移動速度
制御装置は、任意の加減速パターン(Px,Py,P
r)を設定した速度パターン設定手段(26)と、移動
命令(s)に応答して移動体(12,10,6)の移動
用駆動源(17,15,5)に対し前記速度パターン設
定手段(26)に設定された加減速パターンの駆動信号
を送り出す軸送り制御手段(24)とを備えたものであ
る。任意の加減速パターンは、サイン曲線の単独または
合成で定量的に示されるものとする。この構成におい
て、サイン曲線の合成で定量的に示される任意の加減速
パターンを複数種記憶した速度パターン例記憶手段(2
7)と、この手段(27)に記憶された加減速パターン
を選択して前記速度パターン設定手段(26)に設定す
るパターン選択手段(28)とを設けても良い。パンチ
プレスの場合、前記移動体の駆動源は、テーブル装置9
を移動させるモータ(17,15)、またはラム(6)
を昇降させる駆動源(5)としても良い。
【0005】
【作用】この構成によると、サイン曲線の単独または合
成で示される任意の加減速パターン(Px,Py,P
r)で速度制御されるため、機械系の特性に最適の速度
パターンが選べる。そのため、機械系の駆動源や剛性等
に無理なく最適に速度制御できて、高速の位置決め等が
行える。加減速パターンを複数種記憶した速度パターン
例記憶手段(27)を設け、その中から速度パターンを
パターン選択手段(28)で選ぶようにした場合は、機
械を実際に組み立てて設置した場合の使用環境や使用条
件等に応じて、最適の速度パターンを簡単に設定でき
る。パンチプレスの場合、一般にテーブル装置(9)の
移動やラム(6)の速度制御で問題が生じ易いが、この
ような駆動に任意の加減速パターンを採用することで、
高速位置決めや高速パンチが行えて、ヒットレートの向
上が無理なく図れる。
【0006】
【実施例】この発明の一実施例を図1ないし図4に基づ
いて説明する。この実施例はパンチプレスに適用したも
のである。図2は板材加工機であるパンチプレスの側面
図および平面図を示す。このパンチプレス1は、側面形
状C字状のフレーム2に上下一対のタレット3a,3b
を設置し、その上フレーム部分におけるパンチ位置P
に、ラム6を昇降させるパンチ駆動装置5が設けてあ
る。パンチ駆動装置5は図1に示すように油圧シリンダ
からなり、油圧サーボバルブからなる制御弁20と、油
圧ポンプ21を含む油圧系22によって駆動される。ラ
ム6は特許請求の範囲で言う「移動体」の一つであり、
パンチ駆動装置5はその駆動源となる。上下のタレット
3a,3bは各々パンチ7およびダイ8(図1)を円周
方向に沿って設置したものである。タレット3a,3b
の前方にはテーブル装置9が配置されている。
【0007】図2に示すように、テーブル装置9は、中
央の固定テーブル9aと両側のスライドテーブル9bと
を有し、スライドテーブル9bはキャリッジ10と共に
ベッド4のレール11上を前後(Y軸方向)に移動す
る。キャリッジ10には左右(X軸方向)に移動自在に
クロススライド12が設けられ、クロススライド12に
板材Wを把持する複数のワークホルダ13が取付けられ
ている。キャリッジ10は、ベッド4上に設置されたY
軸サーボモータ15によりボールねじ等の送りねじ16
を介して両側のスライドテーブル9aと共に進退駆動さ
れる。これらY軸サーボモータ15と送りねじ16によ
りY軸方向の送り機構14が構成される。クロススライ
ド12は、X軸サーボモータ17によりボールねじ等の
送りねじ18を介して進退駆動される。これらX軸サー
ボモータ17と送りねじ18とでX軸方向の送り機構1
9が構成される。前記キャリッジ10はテーブル装置9
のY軸方向の移動体となり、Y軸サーボモータ15がそ
の駆動源となる。クロススライド12はテーブル装置9
のX軸方向の移動体となり、X軸サーボモータ17がそ
の駆動源となる。
【0008】図1において、制御装置23は、パンチプ
レス1の全体を制御する手段であり、コンピュータ式の
数値制御装置とプログラマブルコントローラとからな
る。軸送り制御手段24は、加工プログラム25を実行
して各軸のサーボコントローラ33〜35に軸送り指令
を出力する手段である。具体的には、軸送り制御手段2
4は、加工プログラム23に記述された各軸の移動命令
に応答して、X軸サーボコントローラ33,Y軸サーボ
コントローラ34,およびラム軸サーボコントローラ3
5に対し、速度パターン設定手段26に設定された各軸
の加減速パターンPx,Py,Prの駆動信号をパルス
列等で送り出す。この駆動信号に従い、各軸サーボコン
トローラ33〜35を介して各軸サーボモータ17,1
5およびサーボバルブ20が制御される。
【0009】速度パターン設定手段26は、X軸,Y
軸,ラム軸の別に任意の加減速パターンPx,Py,P
rを設定したものである。加減速パターンPx,Py,
Prは、いずれもサイン曲線の単独または合成で定量的
に示されるが、通常、速度(v)と時間(t)の関数で
定義するか、位置(p)と時間(t)の関数で定義され
る。なお、直線・指数加減速は時定数という変数によ
り、その形状を一義に定義する事ができるが、これ以外
の滑らかな加減速を一義に表現する為にsin 合成を使
う。a1 sin(t/T+θ1 )+a2 sin(2t/T+
θ2 )+a3 sin(3t/T+θ3 )・・・を一般式とす
ると、 a1,a2,a3,・・・ θ123,・・・ をパラメータとして定義できる。速度パターン設定手段
26への加減速パターンPx,Py,Prの設定方法は
種々の方法が採れるが、この実施例では速度パタ−ン例
記憶手段27に記憶された速度パターンを、入力手段2
9の操作でパターン選択手段28により選ぶことによっ
て設定される。入力手段29は、キーボードであって
も、マウスその他のポインティングデバイス等であって
も良い。
【0010】速度パタ−ン例記憶手段27は、X軸速度
パタ−ン例記憶部27x、Y軸速度パタ−ン例記憶部2
7y、およびラム軸速度パタ−ン例記憶部27rを有
し、各記憶部27x,27y,27rに各々一つまたは
複数種の速度パターンPx(Px1 ,Px2 ,Px
3 …),Py,Prが記憶させてある。図3(A)はX
軸およびY軸の速度パターンPx,Pyの一例であり、
v= sin(t/T+θ1 )で示される。図3(B)はX
軸およびY軸の速度パターンPx,Pyの他の例であ
り、v=a sin(t/T+θ1 )+b sin(3t/T+
θ2 )で示される。いずれもTは移動開始から停止まで
の時間を示し、a,b,θ1 ,θ2 は任意の定数を示
す。同図の符号Lは、各曲線とt軸で囲まれる範囲の面
積であり、移動距離に相当する。図4はラム軸の速度パ
ターンの一例であり、P= sin(t/T+θ3 )で示さ
れる。なお、速度パターン例記憶手段27に設定する速
度パターンは、機械に最適なX,Y,ラム軸に対するパ
ターンがそれぞれ1つずつであってもよく、この場合、
パターン選択手段28は不要となる。
【0011】上記構成の動作を説明する。制御装置23
における速度パターン設定手段26には、機械を工場に
据え付けた時や、保守時に、入力手段29の操作による
パターン選択手段28の処理により、速度パターン記憶
手段27に記憶された任意の速度パターンPx,Py,
Prを選択して設定しておく。どの速度パターンを選択
するかは、機械自体の特性や、使用環境、使用条件等に
応じて定める。このように速度パターンPx,Py,P
rを設定しておくことにより、加工プログラム25が軸
送り制御手段24で実行されるときに、その設定された
速度パターンPx,Py,Prで各軸の移動命令の駆動
信号が、パルス列等によって各軸サーボコントローラ3
3〜35に送り出される。したがって、移動体であるキ
ャリッジ10やクロススライド12、およびラム6が、
その速度パターンPx,Py,Prで動作し、板材Wの
位置決めおよびパンチ7による打ち抜きが行われる。こ
のように、サイン曲線の合成で示される任意の加減速パ
ターンで速度制御されるため、機械系の特性に最適の速
度パターンが選べる。そのため、機械系の駆動源や剛性
等に無理なく最適に速度制御できて、X軸およびY軸方
向の高速の位置決めが行え、また高速の打ち抜きが行え
る。
【0012】図3(A),(B)に示す速度曲線の場
合、同じ距離(面積Lに相当)を移動させる場合に、目
標位置に到達するまでの時間t3,t4は、図5に破線
で示す直線加減速曲線eのように最大速度を落とす場合
の到達時間t2に比べて短くなる。ただし、図5に実線
で示す直線加減速曲線dの場合の到達時間t1に比べる
と、最大速度が同じであると、到達時間t3,t4は遅
くなるが、図3(A),(B)のサイン曲線であると、
機械系に振動や動力,効率面で有利となる。このよう
に、加減速を機械系にとって駆動源や機械剛性等に無理
なく最適となるように制御できて、高速の位置決めが行
え、あるいは高速のパンチ駆動が行え、ヒットレートを
向上させることができる。
【0013】なお、前記実施例では速度パターン例記憶
手段27およびパターン選択手段28は制御装置23を
構成する数値制御装置内に設けたが、数値制御装置と別
の筐体のコンピュータ装置等に速度パターン例記憶手段
27およびパターン選択手段28等を設けても良い。例
えば、個々の制御装置の内部に全て持っていなくても、
パソコン等のデータ入力装置を用いてパターンデータを
転送すれば、1組のみ記憶しておいてもよい。また、速
度パターン例記憶手段27に設定する速度パターンは、
機械に最適なX,Y,ラム軸に対するパターンがそれぞ
れ1つずつあってもよく、この場合、パターン選択手段
28は不要となる。また、前記実施例は油圧式パンチプ
レスの場合につき説明したが、この発明はラム軸をサー
ボモータで駆動する機械式パンチプレスや、その他の板
材加工機、工作機械、産業機械、物流機械等にも応用す
ることができる。
【0014】
【発明の効果】この発明の移動体の移動速度制御装置
は、サイン曲線の単独または合成で示される任意の加減
速パターンで速度制御されるため、機械系の特性に最適
の速度パターンが選べる。そのため、機械系の駆動源や
剛性等に無理なく最適に速度制御できて、高速の位置決
め等が行える。請求項2の発明の場合は、加減速パター
ンを複数種記憶した速度パターン例記憶手段を設け、そ
の中から速度パターンを選ぶようにしたので、使用環境
や使用条件等に応じて簡単に最適の速度パターンを設定
することができる。請求項3の発明の場合は、前記の任
意の加減速パターンの速度制御をパンチプレスのテーブ
ル送りやラムの制御に適用したため、ヒットレートの向
上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかる移動速度制御装置
の概念構成を示すブロック図である。
【図2】同移動速度制御装置のパンチプレスの側面図お
よび平面図である。
【図3】X軸およびY軸の場合の各種の速度パターン例
を示すグラフである。
【図4】ラム軸の場合の速度パターン例を示すグラフで
ある。
【図5】従来例の速度パターン例を示すグラフである。
【符号の説明】
1…パンチプレス、2…フレーム、5…パンチ駆動装置
(駆動源)、6…ラム(移動体)、9…テーブル装置、
10…キャリッジ(移動体)、12…クロススライド
(移動体)、13…ワークホルダ、15…Y軸サーボモ
ータ(駆動源)、17…X軸サーボモータ(駆動源)、
20…サーボバルブ、22…油圧系、23…制御装置、
24…軸送り制御手段、25…加工プログラム、26…
速度パターン設定手段、27…速度パターン例記憶手
段、28…パターン選択手段、29…入力手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サイン曲線の単独または合成で定量的に
    示される任意の加減速パターンを設定した速度パターン
    設定手段と、移動命令に応答して移動体の移動用駆動源
    に対し前記速度パターン設定手段に設定された加減速パ
    ターンの駆動信号を送り出す軸送り制御手段とを備えた
    移動体の移動速度制御装置。
  2. 【請求項2】 サイン曲線の単独または合成で定量的に
    示される任意の加減速パターンを複数種記憶した速度パ
    ターン例記憶手段と、この手段に記憶された加減速パタ
    ーンを選択して前記速度パターン設定手段に設定するパ
    ターン選択手段とを設けた請求項1記載の移動体の移動
    速度制御装置。
  3. 【請求項3】前記移動体の駆動源が、パンチプレスのテ
    ーブル装置の各軸を移動させるモータ、またはパンチプ
    レスのラムを昇降させる駆動源である請求項1または請
    求項2記載の移動体の移動速度制御装置。
JP16295395A 1995-06-05 1995-06-05 移動体の移動速度制御装置 Pending JPH0916240A (ja)

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