JPS60234799A - プレス停止位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業−にの利用分野〉 本発明はプレス停止位置制御装置に関するものである。

〈従来技術〉 機械的プレス、中でもフライホイールの回転エネルギー
を利用してプレス駆動を行うもの、例えばアプセソタ、
ウェッジプレス、リンクプレス等のプレスにおいては、
１回転動作毎に上死点位置に停止させる必要があるが、
フライホイールによる惰性の影響が大であるため、上死
点位置に停止させるには、その惰走距離分だけ手前側で
停止指令を発生させておき、その停止指令によってブレ
ーキを作動又はクラッチを切断して惰走させなから」二
元点位置で停止させる方法を採る。

しかしながら、従来は、プレスの回転速度を得るために
モータ軸等に取付けたタコシュネレータを使用する一方
、制御装置自体か自己調整機能を持たないため、ボリュ
ーム等で停止指令発生用の関数を作るようにしていたの
で、次のような欠点があった。即ち１、従来は駆動系に
生じる誤差（ヘルドの滑り、ギヤーのガタ等）による影
響を受ける欠点があった。また初期に上死点停止を実現
するようにボリューム等を調整するのが面倒であり、し
かも、自己補正機能を持っていなかったので、駆動の条
件が変わっても対応出来ないという欠点があった。

〈発明の目的〉 本発明は、従来の問題点に鑑み、伝達系の誤差の影響が
なく、低回転域においても測定精度が低下しないように
すると共に、自己調整機能を持たせることによって適当
な値を一度設定すれば自動的に補正ファクタを決定して
上死点停止を実現でき、更には、補正ファクタを修正し
、外部の駆動条件によらずに上死点停止を行い得るよう
にすることを目的とする。

〈発明の構成〉 本発明は、」二記目的を達成するための手段として、上
死点位置から惰走距離分だけ手前で停止指令をり、え、
この距離分だけ惰走した後に前記」二指点位置で停止さ
せるようにしたプレスにおいて、プレスの回転速度に同
期したパルスを発生ずる発生手段と、停止指令位置より
手前側でかつ下死点近傍の所定の三位置間を通過する間
に前記発生手段が発生するパルスをカウントするカウン
タと、該カウンタのカウント値に基づく演算式に従って
前記惰走距離を演算し推定して停止指令を発生ずる演算
手段とを備え、該演算手段には最小２乗法により前記演
算式の係数を推定して修正する手段を有せしめた点にあ
る。

〈実施例〉 以下、本発明に係るプレス停止位置制御装置について、
その理論的根拠、発明の概要及び具体的実施例の順に項
を分けて詳述する。

■　理論的根拠 第１図はプレス１回転中において必要な各要素の位置を
示す図であって、θ０、θ１は予め設定された任意の角
度で、下死点の前後に設定されている。ｎはカウント値
で、プレス回転時にθ１よりθ２に至るまでに発生する
パルスの数である。

Ｙは停止指令位置で、この位置にプレスがあるときにブ
レーキング指令等を発生する。ｙは惰走距離で、停止指
令からプレスが完全停止に至るまでに惰走する距離であ
る。

第１図において、惰走距離は、ｎにより以下のように記
述される。

ｙ−α１−＋α０　■ α１、α。は機械的要因で決定される未知因子であり９
、ｎ及びｙを実測した場合には、以下のように記述され
る。

ｙｒ−α１−＋α０＋ε、■ １ノ ε、は誤差である。

以下最小２乗法により、α１、α０を推定する。

次　葉 Ｍが２以上の場合も同様である。

」二記のようにｎより惰走距１１ｔｙを推定し、これよ
り停止指令位置Ｙを決定することにより、プレスの上死
点停止を実現することができる。また自己補正機能を持
たせることにより、ｙの推定式をオンラインで修正して
行くことができるため、外部の駆動条件によらずに上死
点停止を行なうことが可能である。

■　発明の概要 第２図は本発明の概要を示し、プレス駆動軸ｌに連動す
る発信器２、カウンタ３及びタイマ４等を含む演算処理
装置５、角度設定器６、ブレーキ或いはクラッチ等の停
止アクチュエータ７、表示ユニット８、処理モード設定
器９を具備して成る。

上記構成において、運転に際しては、先ずθ。

（カウント開始角度）及びθ１　（カウント終了角度）
を設定する。これらは下死点通過前後で、プレス鍛造力
が定格の５０％以上出せる位置に設定するのが一般であ
る。また初期の停止指令（ブレーキタイミング）角度Ｙ
ｏを設定すると共に、サンプリング個数Ｎ　（１０〜１
００個程度）を決定する。

このような条件を夫々設定した後、プレス運転を開始す
る。尚、上死点停止は、時間経過に対して角度増加が起
きない場合に確認される。

Ｎ回の運転中にカウント値１．（１≦ｊ≦Ｎ）及び惰走
角度メ」（１≦ｊ≦Ｎ）を測定し、次の量を得る。

これらのデータは、逐次的にめられるので、Ｎを如何に
大きく設定しようと、メモリ容量は４ユニツトで十分で
ある。

なお、惰走角度ｙは１　（停止角度１−Ｙｌにより与え
られる。Ｙはブレーキ開始タイミングである。

Ｎ回のデータの収集が終わった時点で以下の計算を実行
し、ｙの推定式を構成する。

０式により　惰走角度は、 と表される。

これより、ブレーキ開始タイミングは、Ｑ により与えられる。即ち、毎回（Ｒ回目）の運転におい
て、ｎｐを得、ＹＲを計算し、上死点停止を実現するこ
とができる。

また、一方、■のデータからα０、α１の更新を行う。

Ｙの値は１．に応じて変化しているが、この操作により
、常に正確なα０、α１の値を把握できるので、ブレー
キライニング摩耗やブレーキ操作圧の変動にかかわらず
、上死点停止を行わせることができる。

連続モードで１回毎のサンプリングによりα０、α１を
更新したい場合には、前記■の各値の替わりに、 Ｄｘ−ｒ　ｄ　Ｎ　＋　（１ｒ）　・ＤＮ−１６（但し
　Ｏ≦γ≦１） により定義される量ＤＮを用いれば、過去のデータの影
響を逐次的に減じていくことかできるので、α０、α１
の推定にＤＮを用いることができる。

なお、ｒ−一　とすれば、全てのデータを公平に扱うこ
４とになるが、Ｎ−■の時、新規データのＤＮに対する
寄与は０になってしまう。一般にＯ〈γであれば、現在
のデータを過去のデータに比して重視することを意味す
る。

また前述のように惰走距離を回転速度により推−キライ
ニングの異當摩耗又は電磁弁Ｔｈ作不良の監視、及びブ
レーキ作動用圧力低下の監視が可能である。

この方法を以下に示す。α０はブレーキがかかり始める
までの時間に依存している。このためα０が成る値を越
えて増える場合は、何らかの原因でブレーキ用電磁弁の
ソレノイドの動作不良が生じているか、或いは、ブレー
キライニングの摩耗が進んでソレノイドの動作が見かけ
上遅くなっていることを示している。

従ってα。を管理することにより、以上の事柄について
の警報を発生することができる。

また、α１はブレーキがかかってから止まるまでの時間
に依存している。α１が成る値を越えて増える場合は、
操作圧異常低下により、ブレーキアライニングとプレス
フライホイールの間に滑りが生じていることが考えられ
る。従ってαｌを管理することにより、プレス駆動異常
を監視することができる。

■　具体的実施例 第３図はプレス駆動部の構成を示す。プレス駆動軸１０
は停止手段としてのクラッチ付ブレーキ１１を有すると
共に、フライホイール軸１２に連結されている。フライ
ホイール軸１２はフライホイール１３ヲ有シ、かつベル
ト伝動機構１４を介してモータ駆動軸１５により駆動さ
れている。フライホイール１３はプレスの鍛造エネルギ
ーを回転エネルギーの形で蓄積しており、フライホイー
ル軸１２の回転エネルギーがプレス駆動軸１０に伝達さ
れ、クランク又はリンク機構を介してプレスを駆動する
ようになっている。ブレーキ１１は電磁弁の制御で作動
するようになっており、停止指令が入ったときにプレス
軸１０を制動する。なおブレーキ１１に代えてクラッチ
を使用しても良い。

第４図は信号処理系のブロック図を示す。第４図におい
て、１６はシンクロ発信器で、フライホイール軸１２に
取付けられており、プレス回転速度及びフライホイール
角度を検出する。１７はＳ／Ｄ変換器で、シンクロ発信
器１６のシンクロ信号をディジタル信号に変換するよう
になっており、これら発信器１６及び変換器１７により
発生手段が構成される。１８ばカウンタで、Ｓ／Ｄ変換
器１７からのディジタル信月の下位ビットを入力してカ
ウントし、プレス駆動軸１０か下死点近傍にあるときの
速度をｎ１算する。一つまり、角度設定器１９で設定さ
れた設定角度θ。までプレスが動くと、コンパレータ２
０を介してカウンタ１８にカウント開始信号が入り、カ
ウンタ１８がカウントを開始する。そして、これはカウ
ント開始角度からカウント終了角度までの間続けられ、
角度設定器２１で設定された設定角度θ１まで動くと、
コンパレータ２２を介してラッチ回路２３にテークラッ
チ信号が入り、カウンタ１８のカウント値ｎをラッチす
ると共に、演算処理装置２４に割込信号が入り、そのカ
ウント値ｎのデータを取込む。

一方、一番最初にプレスを運転する場合には、データが
全４ないので、角度設定器２５で停止指令を発すべき初
期設定値ＹＯを設定し、この初期設定値ｙｏを用いてプ
レスを運転する。１回以上、補正が行われれば、その後
は町規データを使用すれば良い。設定器２６ではサンプ
リングするデータ個数Ｎ及び重みＴが設定されている。

そこで、この設定されたＮ回、ｎ及びｙをサンプリング
して、これを最小２乗法により補正することによってｙ
とｎの関係を示す演算式（１次式と仮定）を決めている
。そして、補正モード選択スイッチ２７が１非連続」と
なっていれば、Ｎ回毎にα。、α１を計算する。これに
対して補正モード選択スイッチ２７が「連続」になって
いれば、最初のＮ回でα。、α管法め、その後はα０、
α、を連続的に補正して行く。ここで、０≦Ｔ≦１であ
り、過去に蓄積されたデータに対しては（１−γ）の重
みをつり、新しいデータに対してはＴの重めを伺りて加
えていく。

演算処理装置２４はα０、α１を用いて演算式を補正し
た後、その演算式に従って停止指令タイミツクＹ゛を演
算推定して出力し、ラッチ回路２８にラッチする。そし
て、プレス駆動軸１０か停止指令タイミンクＹ′位置ま
で達すれば、コンパレータ２９を経てフレーキ用の電磁
弁３０に停止指令を発し、その電磁弁３０によりブレー
キ１１を作動させる。従って、プレスはその時の回転速
度に応じて推定された惰走距離だけ惰走した後、上死点
位置で確実に停止する。プレスが上死点位置に停止した
か否かは、停止確認回路３１によって確認する。即ち、
Ｓ／Ｄ変換器１７からのディジタル信号の成るビットの
信号とタイマ３２とを用いて、成る時間以上、パルスが
来なけれはプレスが停止したものと認識して、その時の
データｙをラッチ回路３２でラッチし、同時に演算処理
装置２４に割込みをかけて、そのデータｙを読込む。警
報設定器３４は警報設定値ｎ゛、αＯ’　、α１゛を設
定するもので、これらの値と演算処理装置２４でめた値
ｎ、α。、α１とをコンパレータ３５・３６・３７で比
較し、後者が前者の成る範囲外に出たときに異常として
警報を発生ずるようになっている。

なお、第５図は補正モード「非連続」の場合のフローチ
ャート、第６図は補正モード「連続」の場合のフローチ
ャートを夫々示す。

〈発明の効果〉 以上実施例に詳述したような構成の本発明によれば、次
のように顕著な作用効果を奏する。

１）プレス回転速度に同期したパルスを発生ずる発生手
段とそのパルスをカウントするカウンタとを組合せてい
るので、伝達系の誤差の影響がなく、また低回転域にお
いても測定精度は下がらない。

ｉｉ　）最小２乗法により修正する自己調整機能を持つ
ため、適当な値を与えてやれば、自動的に補正機能が働
き、上死点停止を実現できる。

ｉｉｉ　）自己修正機能を持つため絶えず係数を修正し
、外部の駆動条件に依らず、常に」二死点停止を行わせ
ることができる。

ｉｖ）修正をオンラインで行うことができる。

■）常に正確な上死点停止が行われるため、製品精度が
良くなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
理論的根拠を説明するための図、第２図は概要のブロッ
ク図、第３図はプレス駆動部の構成図、第４図は信号処
理系のプロ・ツク図、第５図及び第６図はフローチャー
トである。 １０・・・プレス駆動軸、１１・・・ブレーキ、１３・
・・フライホイール、１６・・・シンクロ発信器、１８
・・・カウンタ、２４・・・演算処理装置、３１・・・
停止確認回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、上死点位置から惰走距離分だけ手前で停止指令を与
   え、この距離分だけ惰走した後に前記上指点位置で停止
   させるようにしたプレスにおいて、プレスの回転速度に
   同期したパルスを発生ずる発生手段と、停止指令位置よ
   り手前側でかつ−１；死点近傍の所定の三位置間を通過
   する間に前記発生手段が発生ずるパルスをカウントする
   カウンタと、該カウンタのカウント値に基づく演′ｆ１
   式に従って前記惰走距離を演算し推定して停止指令を発
   生ずる演算手段とを備え、該演算手段には最小２乗法に
   より前記演算式の係数を推定して修正する手段を有せし
   めたことを特徴とするプレス停止位置制御装置。