KR100908621B1

KR100908621B1 - 전동서보프레스의 모션설정방법

Info

Publication number: KR100908621B1
Application number: KR1020030008225A
Authority: KR
Inventors: 사토우히로히데; 이치카와사토시; 하타유키오
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼; 고마쓰 산기 가부시키가이샤
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2009-07-21
Also published as: TWI263587B; TW200303814A; KR20030074137A; JP3807495B2; JP2003260599A

Abstract

대략 수평방향의 직동동력을 링크기구를 통해서 상하방향의 슬라이드 이동으로 변환하는 전동서보프레스에 있어서, 모션설정이 용이하게 가능한 전동서보프레스의 모션설정방법을 제공한다.

슬라이드(9)의 스트로크길이를 설정하고, 이 설정된 스트로크길이에 따라서, 이 스트로크길이의 분할 단수를 자동적으로 결정하고, 상기 설정된 스트로크길이를 상기 결정된 분할단수로 소정의 슬라이드위치에서 분할하고, 이 분할된 슬라이드위치를 각 단의 영역의 개시위치 및 종료위치로서 설정하는 방법으로 하고 있다. 또한, 슬라이드(9)의 스트로크길이 및 서보모터(15)의 사용 최대회전수를 설정하고, 이 설정된 스트로크길이 및 모터사용 최대회전수에 따라서, 상기 스트로크길이의 분할단수를 자동적으로 결정하도록 하여도 좋다.

Description

전동서보프레스의 모션설정방법{OPERATION METHOD FOR PRESS MACHINE}

도 1은, 본 발명이 적용되는 전동서보프레스의 개요 구성도이다.

도 2는, 본 발명에 관한 모터회전수와 슬라이드위치의 관계의 설명도이다.

도 3은, 다단 모션의 설명도이다.

도 4는, 본 발명에 관한 데이터설정화면의 표시예이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 … 전동서보프레스 2 … 본체프레임

3 … 링크기구 4 … 3축링크

5a … 제1링크 5b … 제2링크

6 … 플런저 8 … 슬라이드위치검출기

9 … 슬라이드 11 … 동력변환기구

11a … 축부재 11b … 너트부재

11c … 브래킷 12 … 기어

13 … 피니언 14 … 걸림핀

15 … 서보모터 16 … 각도센서

17 … 서보앰프 20 … 컨트롤러

본 발명은, 서보모터를 제어하여 슬라이드위치제어를 행하는 전동모터프레스의 슬라이드의 모션설정방법에 관한 것으로, 특히 서보모터의 회전동력을 동력변환기구에 의해 직선이동으로 변환하고, 이 직선이동을 링크기구를 통해서 슬라이드 상하이동으로 변환하는 전동서보프레스의 모션설정방법에 관한 것이다.

종래, 서보모터를 제어하여 슬라이드위치제어를 행하는 전동모터프레스로서는, 서보모터의 회전동력을 볼스크류 등에 의해 상하방향의 직선이동으로 변환하고, 이 상하방향동력으로 직접 슬라이드를 상하구동하는 것이 잘 알려져 있다. 이 서보프레스에서는, 서보모터의 회전각도와 슬라이드위치는 비례관계에 있으므로, 예컨대 슬라이드의 위치를 모터회전각으로 하여 피드백하고, 서보모터의 회전각도 및 속도를 제어함으로써, 정밀도 좋게 슬라이드위치 및 그 속도를 제어할 수 있다.

이와 같은 서보프레스에서 성형가공을 행하기에는, 공작물의 재질, 가공종별 등에 따라서, 슬라이드의 위치 및 속도를 규정한 슬라이드모션(이후, 단지 모션이라 칭함)을 설정할 필요가 있다. 이를 위한 종래의 모션설정방법으로서는, 모션을 링크모션(기계식 링크프레스의 모션)에 서로 비슷하게 설정함에 있어서, 예컨대 도 3에 나타내는 다단 모션으로 슬라이드위치를 제어하도록 설정되어 있는 것이 있다. 이 다단 모션은, 목표의 슬라이드스트로크 내를 원하는 수가 다른 속도영역(예컨대, 고속하강영역, 저속하강영역, 가공영역, 저속상승영역 및 고속상승영역 등)으로 분할하고, 이들 속도영역마다 슬라이드개시위치, 종료위치, 슬라이드속도, 슬라이드정지시간(정지선택도 포함) 등을 작동자가 미리 컨트롤러에 설정하도록 한 것이다. 또한, 컨트롤러는, 이들 설정데이터 간에 모순이 없는지(인접영역 간의 슬라이드개시위치와 종료위치가 일치하고 있는지, 또는 설정된 슬라이드속도가 모터출력 최대속도를 넘고 있지 않는지 등)의 정합성을 체크하고, 정합성이 이상하면 상기 설정데이터에 기초하여 슬라이드위치 및 속도를 제어하도록 하고 있다.

그런데, 전동서보모터의 슬라이드 구동기구의 한개로서, 서보모터의 회전동력을 소정의 동력전달기구에 의해 대략 수평방향의 직선이동으로 변환하고, 이 수평방향 직선이동을 링크기구를 통해서 슬라이드의 상하이동으로 변환하도록 한 것을 최근 개발하고자 하고 있다. 이 링크기구에 의해, 큰 가압력이 얻어지기 쉽고, 또한 가압시의 가공부하가 직접 모터축의 동력전달기구에 전달되지 않는 것 때문에 상기 동력전달기구 등의 내구성을 향상할 수 있는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 모션설정방법을, 상기 링크기구를 통한 전동서보모터에 적용함에 있어서는, 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 다단 모션을 설정함에 있어서, 설정데이터의 수 및 설정조작의 회수가 매우 많고, 데이터설정조작이 번잡하다. 예컨대, 다단 모션의 영역단수, 상한위치, 하한위치, 슬라이드 스트로크길이, 모터사용속도 최대치, 및 각 영역의 슬라이드 개시위치, 종료위치, 슬라이드속도, 슬라이드정지시간 등의 데이터의 입력이 필요하다.

(2) 서보모터의 회전동력을 직선이동의 변환부와 링크기구를 통해서 슬라이드의 상하이동으로 변환하고 있기 때문에, 모터회전속도와 슬라이드속도의 관계는 항시 일정하지는 않고, 슬라이드위치에 따라서 변화하고 있다. 즉, 모터회전속도를 일정하게 하여도, 슬라이드의 승강속도는 슬라이드 상한위치 근방에서는 고속이고, 슬라이드 하한위치 근방에서는 저속이다. 따라서, 다단 모션설정시에, 소정영역에서 설정된 상기 슬라이드속도를 상기 영역 내의 슬라이드위치에 따라서 달성하기 위해서 필요한 모터회전속도는, 상기 설정된 모터사용속도 최대치 이하일 필요가 있다. 그러나, 데이터를 입력하는 작동자가, 이와 같은 설정조건을 고려하면서 각 데이터에 모순이 없도록 정합성을 가지고 데이터 설정하는 것은 매우 곤란하고, 이 때문에 설정에 필요한 시간이 걸리므로 작업능률이 저하한다라는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 문제점에 착안하여 이루어진 것이고, 대략 수평방향의 직선이동동력을 링크기구를 통해서 상하방향의 슬라이드 이동으로 변환하는 전동서보프레스에 있어서, 모션설정이 용이하게 가능한 전동서보프레스의 모션설정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 제1발명은, 서보모터의 정역회전운동을 동력변환기구에 의해 대략 수평방향의 직선운동으로 변환하고, 이 직선운동을 링크기구를 통해서 슬라이드의 승강운동으로 변환하는 전동서보프레스의 슬라이드모션을 설정하는 모션설정방법에 있어서, 슬라이드의 스트로크길이를 설정하는 제1공정과, 이 설정된 스트로크길이에 따라서, 이 스트로크길이의 분할단수를 자동적으로 결정하는 제2공정과, 상기 설정된 스트로크길이를 상기 설정된 분할단 수로 소정의 슬라이드위치에서 분할하고, 이 분할된 스트로크위치를 각 단의 영역의 개시위치 및 종료위치로서 설정하는 제3공정을 갖는 방법으로 하고 있다.

제1발명에 의하면, 슬라이드 스트로크길이를 입력하는 것만으로, 상기 입력스트로크길이에 따라서 분할 단수가 자동적으로 결정되고, 이 단수에 기초하여 상기 입력스트로크길이를 소정의 슬라이드위치로 분할한 다단 모션이 자동적으로 설정된다. 따라서, 모션설정시의 데이터 입력을 위한 조작회수가 적게 되고, 조작성을 현격하게 향상시킬 수 있다.

제2발명은, 서보모터의 정역회전운동을 동력변환기구에 의해 대략 수평방향의 직선운동으로 변환하고, 이 직선운동을 링크기구를 통해서 슬라이드의 승강운동으로 변환하는 전동서보프레스의 슬라이드모션을 설정하는 모션설정방법에 있어서, 슬라이드의 스트로크길이 및 서보모터의 사용최대회전수를 설정하는 제1공정과, 이 설정된 스트로크길이 및 모터사용 최대회전수에 따라서, 이 스트로크길이의 분할 단수를 자동적으로 결정하는 제2공정과, 상기 설정된 스트로크길이를 상기 결정된 분할 단수로 소정의 슬라이드위치에서 분할하고, 이 분할된 슬라이드위치를 각 단의 영역의 개시위치 및 종료위치로서 설정하는 제3공정을 갖는 방법으로 하고 있다.

제2발명에 의하면, 슬라이드 스트로크길이와 서보모터의 사용최대회전수를 입력하는 것만으로 입력한 스트로크길이와 서보모터의 사용최대 회전수에 따라서 분할단수가 자동적으로 결정되고 이 단수에 기초하여 상기 입력스트로크길이를 소정의 슬라이드위치에서 분할하여 다단 모션이 자동적으로 설정된다. 따라서, 모션설정시의 데이터 입력을 위한 조작회수가 적게 되고, 조작성을 현격하게 향상할 수 있다.

제3발명은, 제2발명에 있어서, 상기 제3공정후, 상기 동력변환기구 및 링크기구에 의한 각 단의 영역에서의 슬라이드위치(P)와 모터회전각도(θ)의 소정관계식에 기초하여, 모터회전수의 최대치가 상기 설정된 모터사용 최대회전수와 대략 동일하게 되도록 각 단의 영역 내에서의 최대슬라이드속도를 자동적으로 설정하는 제4공정을 갖는 방법으로 하고 있다.

제3발명에 의하면, 자동 설정된 모션에는, 각 단의 영역 내에서의 최대슬라이드속도가 자동적으로 설정되는 것이므로, 능률적인 생산이 행해지는 모션을 설정가능하게 된다. 또한, 작동자는, 각 영역에서의 모터 회전수와 슬라이드속도의 관계를 고려하면서 슬라이드속도를 설정하지 않아도 좋기 때문에 모션설정이 매우 용이하게 된다.

제 4발명은, 제3발명에 있어서, 상기 각 단의 영역 내에서의 슬라이드속도를, 상기 최대슬라이드속도에 대한 오버라이드비로 설정가능하게 한 방법으로 하고 있다.

제4발명에 의하면, 작동자는 각 단의 영역내에서의 슬라이드속도를 상기 최대슬라이드속도에 대한 오버라이드비로 설정하기 위하여, 모터축 환산의 모터회전수가 상기 설정된 모터회전수 이상으로 되는 슬라이드속도를 잘못 설정하는 일없게 되고, 각 데이터의 정합성을 생각하지 않아도 확실하게 모션을 설정할 수 있고, 설정시의 조작성이 좋다.

제5발명은, 제1,2,3 또는 4발명에 있어서, 상기 제3공정후, 상기 각 단의 영 역에서의 슬라이드정지를 설정가능하게 한 제5공정을 갖는 방법으로 하고 있다.

제5발명에 의하면, 각 단의 영역에서의 슬라이드정지가 설정가능하면서, 가공조건에 따라서 각종 다단 모션을 설정가능하고, 많은 종류의 공작물에 범용적으로 대응할 수 있다.

제6발명은, 제1 또는 제2발명에 있어서, 상기 제1공정후, 상기 설정된 슬라이드(9)의 스트로크길이에 기초하여 스트로크의 상한위치 및 하한위치를 자동적으로 설정함과 아울러, 상기 상한위치로부터 상방으로 소정거리 떨어진 위치에 및 하한위치로부터 하방으로 소정거리 떨어진 위치에, 슬라이드의 이동한계가 되는 소프트리미트(soft limit)를 각각 자동적으로 설정하는 제6공정을 갖는 방법으로 하고 있다.

제6발명에 의하면, 상한위치~하한위치의 범위의 외측에 이동한계가 되는 소프트리미트를 자동적으로 설정하는 것이므로, 슬라이드의 폭주를 미연에 방지할 수 있다.

제7발명은, 제2발명에 있어서, 상기 서보모터의 사용최대회전수의 기본설정값을 사용가능 최대회전수로 하고, 동력변환기구 및 링크기구에 의한 슬라이드위치와 모터회전각도의 관계식에 기초하여, 상기 사용가능 최대회전수로부터 각 영역에서의 최대슬라이드속도를 구하여 모션을 작성하는 방법으로 하고 있다.

제7발명에 의하면, 각 영역에서의 최대슬라이드속도는, 이것을 모터축으로 환산하였을 때의 모터회전수의 최대값이 서보모터의 사용가능 최대회전수에 대략 동등하게 되도록 설정되는 것이므로, 설정된 모션은 서보모터의 능력을 최대한으로 이용하게 되고, 생산능률을 높인 모션의 설정이 작동자에 있어서 매우 용이하게 가능하게 된다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명이 적용되는 전동서보프레스의 개요구성도이다. 동 도에 있어서, 전동서보프레스(1)의 슬라이드(9) 및 플런저(6)는 모두 본체프레임(2)에 상하이동가능하게 지지되어 있고, 슬라이드(9)와 플런저(6)는 플런저(6)의 하부에서 연결되어 있다. 이 플런저(6)의 상부는, 제1링크(5a), 3축링크(4) 및 제2링크(5b) 등으로 이루어지는 링크기구(3)를 통해서 본체프레임(2)에 연결되어 있다. 즉, 제1링크(5a)는 본체프레임(2)의 상부와 3축링크(4)의 한 부근의 양단부 일측과의 사이에 핀에 의해 회동가능하게 연결되어 있다. 또한, 3축링크(4)의 상기 한 부근의 양단부 타측과 플런저(6)의 상부의 사이에는, 제2링크(5b)가 핀에 의해 회동가능하게 연결되어 있다.

슬라이드구동용 서보모터(15)의 출력축에 설치된 피니언(13)은 기어(12)에 맞물려져 있고, 기어(12)의 축심에는 축부재(11a)가 고정설치되어 있어서, 축부재 (11a)는 본체프레임(2)에 회동가능하게 지지되어 있다. 또한, 이 축부재 (11a)의 외주면의 일부분에는 수나사가 새겨만들어져 있고, 그 수나사에 너트부재 (11b)가 그 축심방향으로 이동가능하게 나사결합하고, 너트부재(11b)가 고정설치된 브래킷 (11c)은 도시하지 않은 가이드를 따라서 너트부재(11b)와 함께 이동가능하고, 상기 브래킷(11c)의 선단부는, 링크기구(3)의 3축링크(4)의 나머지 일단부와 핀(14)에 의해 회동가능하게 연결되어 있다. 축부재(11a), 너트부재(11b) 및 브래킷(11c)에 서, 서보모터(15)의 회동동력을 직선동력으로 변환하는 동력변환기구(11)를 구성하고 있다.

서보모터(15)의 모터축에는, 모터회전각도를 검출하는 엔코더 등으로 이루어지는 각도센서(16)가 설치되어 있다. 또한, 이 각도센서(16)의 모터회전각도신호(Sθ)는 서보앰프(17)에 입력되고, 서보앰프(17)는 컨트롤러(20)로부터의 모터속도지령(Cr)과 상기 모터회전각도신호(Sθ)로부터 구한 모터회전속도와의 편차값에 기초하여 모터동력지령(Cm)을 서보모터(15)에 출력하고 있다.

또한, 슬라이드(9)와, 본체프레임(2)의 코너부에 세워설치되어 있는 어플라이트(9) 사이에는, 선형 센서 등의 비접촉식 센서로 구성된 슬라이드(9)의 승강위치를 검출하는 슬라이드위치 검출기(8)를 설치하고 있다. 여기서, 선형 센서의 센서본체(8a)는, 상하방향으로 가늘고 긴 형상을 이루고, 또한 일단부가 어플라이트 (7)에 설치된 브래킷(7a)의 타단측에 설치되고, 일방의 스케일부(8b)는 상기 센서본체(8a)로부터 소정의 미소거리 떨어져서 슬라이드(9)에 상하방향을 따라서 설치되어 있다. 슬라이드위치 검출기(8)의 위치검출신호(Sp)는 컨트롤러(20)에 입력되고, 컨트롤러(20)는, 미리 설정된 모션을 따른 슬라이드위치와 상기 위치검출신호 (Sp)의 위치편차값에 기초하여 모터속도지령(Cv)을 연산하고, 구한 모터속도지령 (Cv)을 서보앰프(17)에 출력한다.

상기와 같이 구성한 전동서보프레스(1)의 슬라이드(9)의 작동을 설명한다. 서보모터(15)를 회전시키면, 피니언(13) 및 기어(12)를 통해서 축부재(11a)가 회전하고, 이로써 너트부재(11b)가 브래킷(11c)과 함께 축심방향으로 진퇴하고, 3축링 크(4)를 화살표방향으로 눌러당겨서 구동한다. 너트부재(11b)는, 3축링크(4)가, 2점쇄선으로 나타내는 슬라이드 상한위치에 대응하는 위치(4b)와 실선으로 나타내는 슬라이드 하한위치에 대응하는 위치(4c) 사이를 이동하도록 왕복구동된다. 이로써, 플런저(6)의 상부에 연결된 제2링크(5b)를 통해서 플런저(6) 및 슬라이드(9)가 상한위치와 하한위치 사이를 왕복구동된다.

상기와 같이, 서보모터(15)의 회전동력을 볼나사기구에 의해 대략 수평방향의 직선이동 구동력으로 변환하고, 이 직선이동 구동력을 링크기구(3)를 통해서 슬라이드(9)의 상하이동 동력으로 변환하고 있기 때문에, 모터회전각도(θ)(이것은 너트부재(11b)의 이동위치에 비례한다)와 슬라이드위치(P)와의 관계는 선형으로 되지 않고, 도 2에 나타내는 바와 같이 주지의 정현함수로 표시되는 관계로 된다. 이것은, 예컨대, 소정영역 내에 있어서 슬라이드속도(ΔP/Δt)를 소정의 일정값을 유지하여 제어하기 위해서는, 슬라이드위치(P)에 따라서 모터회전속도(Δθ/Δt)를 상기 관계식에 기초하여 변환시키도록 제어해야만 하는 것을 의미하고 있다. 다시 말하자면, 예컨대, 종래의 기계식 링크프레스의 모션(이후, 링크모션이라 칭함)과 대략 마찬가지의 모션으로 하기 위해서는, 슬라이드속도를 부드럽게 변화시킬 필요가 있고, 슬라이드위치 및 슬라이드속도의 변화에 따라서 모터회전속도를 부드럽게 변화하도록 제어해야만 한다.

이것때문에, 본 발명에서는, 모션을 예컨대 도 3에 나타내는 다단 모션에 의해 설정하도록 하고 있다. 즉, 슬라이드 하강공정에서는 실가공에 필요한 슬라이드스트로크길이(슬라이드 상한위치~ 하한위치의 범위)를 복수단의 속도영역(A1~An)(도 3에서는 n=4)으로 분할하고, 각 속도영역(A1~An)에서는 슬라이드속도를 소정값(일정)으로 제어하는 것으로 한다. 또한, 본 실시형태에서는, 슬라이드 상승공정은 1단 즉 1개의 속도영역을 설정한 예를 나타내고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 또한, 하한위치에서의 가압력을 기계자체가 갖는 능력의 최대치로 하도록, 제2링크(5b)의 위치가 하사점(가장 낮은 하강위치)으로 되는 위치를 하한위치로 하여 고정하고, 이 하한위치를 기준으로 하여 항상 모션을 결정하는 것으로 한다.

다음에, 도 4를 참조하여 모션설정을 위한 데이터 입력순서를 설명한다. 도 4는, 컨트롤러(20)에 설치한 도시하지 않은 데이터설정기의 화면표시이다. 이 데이터설정기는 액정표시기나 플라스마 표시기 등의 그래픽표시기를 갖고 있고, 모션설정데이터를 동일 화면상에서 보는 것이 가능하게 되어 있다.

(1)우선, 작동자는, 도시하지 않은 모드설정부에서 모션설정모드를 선택한다. 이로써, 데이터설정기는 스트로크의 설정이 가능한 화면(이하, 스트로크 설정화면이라함)으로 바꾼다. 또, 상기 모드설정부는, 예컨대 터치패널이 부착된 프로그램가능한 표시기로 구성한 상기 데이터 설정기를 이용하여도 좋고, 또는 회전스위치 등의 전환스위치를 이용하여도 좋다.

(2) 다음에, 작동자는 스트로크설정화면에 있어서, 원하는 스트로크길이를 입력한다.

(3)하면, 컨트롤러(20)는, 이 입력스트로크길이에 따라서 미리 설정된 단수의 다단 모션 설정화면을 데이터설정기에 표시한다. 이 단수는, 다단 모션이 매끄러운 링크모션으로 정밀도 좋게 거의 가깝게 설정되도록, 상기와 같이 입력스트로크길이에 따라서 미리 결정되어 있고, 또한 동일 이유에 의해, 각 단의 영역에서의 스트로크 개시위치, 종료위치 및 슬라이드속도 최대값이 입력스트로크길이에 따라서 미리 결정되어 있다. 예컨대, 도 4에서는, 4단의 다단 모션 설정화면을 나타내고 있다. 또한, 상기 단수는, 상한위치로부터 하한위치까지 슬라이드(9)가 하강할 때의 단수를 표시하고 있다. 또한, 컨트롤러(20)는, 다단 모션 설정화면에 있어서, 각 단의 영역에서의 스트로크 개시위치, 종료위치 및 슬라이드속도(이것은, 후술하는 모터회전수의 설정값이내에서의 가능속도)에는 상기 입력스트로크길이에 따라서 미리 결정된 값을 표시하고, 모터 회전수, 상한정지시간, 각 단의 영역의 속도오버라이드 및 정지시간에는 각각의 기본데이터를 표시한다. 각 기본데이터로서, 상기 모터회전수는 서보모터(15)의 사용가능 최대회전수가, 상기 상한정지시간은 소정 미소시간(tu)(도시에서는 0.05초)이, 상기 각 단의 영역의 속도오버라이드 및 정지시간은 100% 및 0.00초가, 각각 설정되도록 되어 있다. 이들 기본데이터는 작동자가 변경가능(즉 임의로 설정가능)하게 되어 있고, 도 4에서는 굵은 선의 봉에 의해 변경가능한 데이터를 나타내고 있다.

(4) 다음에, 작동자는, 공작물의 성형종별, 재질, 판두께 등의 가공조건에 맞도록, 상기 모터회전수, 상한정지시간, 각 단의 영역의 속도오버라이드 및 정지시간을 원하는 값으로 데이터변경한다. 단, 모터회전수는 가공시의 원하는 모터최대회전수로, 상기 사용가능 최대회전수 이하로 하고, 상한정지시간은 상기 기본 소정 미소시간(tu)이상으로 하고, 각 단의 영역의 속도오버라이드는 100%이상으로, 또한 정지시간은 0초이상으로 한다.

여기서, 상기 데이터입력순서에 따른 컨트롤러(20)의 모션설정방법을 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

(1) 우선, 상기 입력스트로크길이에 따라서 단수를 결정하고, 또한 상기 입력스트로크길이의 모션을 이 단수로 분할하였을 때에 매끄러운 링크모션에 가깝게 되도록, 각 영역(A)으로 분할하는 슬라이드위치 및 그 슬라이드속도를 결정한다. 도 3에 나타내는 4단의 예로 말하면, 분할 슬라이드위치(P1,P2,P3) 및 각 영역 (A1,A2,A3,A4)에서의 슬라이드속도(즉 모션의 경사)를 결정한다. 또한, 하한위치 (Pu)는, 상기 기준위치(링크기구의 하사점에 대응함)로 하고, 상한위치(Pu)는, 이 하한위치(Pd)로부터 상기 입력스트로크길이만큼 상방의 위치로 설정한다. 또한, 상한위치(Pu), 각 분할슬라이드위치(Pn) 및 하한위치 (Pd)를 도 4에 나타내는 각각의 영역의 개시위치, 종료위치로서 순차 설정한다. 이 때, 각 영역에서의 슬라이드속도는, 도 2에 나타내는 슬라이드위치(P)와 모터회전각도(θ)의 소정관계식에 기초하여 모터축으로 환산하였을 때의 모터회전수의 최대값이, 서보모터(15)의 사용가능 최대회전수와 대략 동일하게 되도록, 즉 서보모터 (15)의 능력을 최대한으로 사용할 수 있도록 결정되어 있다. 이와 같이 하여 구한 슬라이드속도를, 상기 기본데이터로서 설정한다.

(2) 모터 회전수가 기본값100%보다 작은 값으로 변경되었을 때에는, 컨트롤러(20)는 각 영역에서의 슬라이드속도를, 상기와 마찬가지로 모터축으로 환산하였을 때의 각 영역에서의 모터회전수의 최대값이 이 변경후의 모터회전수에 대략 동일하게 되도록, 보다 작은 값으로 재결정한다. 또한, 이 경우에, 단수가 상기 기본에서의 단수의 그대로, 슬라이드속도만을 보다 작게 하면, 동 영역 내의 상방의 범위 즉 개시위치 근방의 쪽은 하방의 범위 즉 종료위치 근방보다 실제의 제어시의 모터회전수가 느리기 때문에, 낮은 모터회전수로 사용하는 시간이 길게 되므로, 서보모터(15)의 능력을 최대한으로 이용하고 있는 것으로 되지 않고, 작업능률이 저하하게 된다. 이 때문에, 모터회전수가 작게 설정되었을 경우에는, 그 값에 따라서 단수를 더욱 늘어나도록 자동적으로 설정하는 쪽이 바람직하다.

(3)소정 영역의 속도 오버라이드가 기본값 100%보다 작은 값으로 변경되었을 때에는, 컨트롤러(20)는, 상기 영역의 상기 구해진 슬라이드속도값이 상기 변경후의 속도 오버라이드값을 곱한 데이터를 슬라이드속도 설정값으로 한다. 이로써, 해당하는 영역 내의 제어시의 모터회전수의 최대값은, 상기 설정되어 있는 모터회전수보다 작은 값으로 된다.

(4) 소정 영역의 정지시간이 변경되었을 때에는, 컨트롤러(20)는 상기 변경후의 값을 정지시간 설정값으로 한다. 실가공에서의 제어시에는, 각 영역의 종료위치에 도달하면, 상기 정지시간 설정값의 사이 그 위치에서 대기하는 제어를 행한다.

또한, 본 실시형태에서는, 서보모터(15)의 회전동력을 볼나사기구에 전달하기 위해서 피니언(13)을 기어(12)에 맞물리게 하였지만, 이 구조에 한정하지 않고, 예컨대 2개의 풀리 간에 밸트를 감아서 전달하는 구조로 하여도 좋다.

이하에, 본 발명에 의한 효과를 설명한다.

슬라이드 스트로크길이를 입력하는 것만으로, 상기 스트로크길이에 따라서 다단 모션의 단수가 자동적으로 결정되고, 이것에 수반되어 사용시의 최대모터 회전수(도 4에서는 단지 모터회전수로 표시하고 있다), 각 영역의 슬라이드 개시위치, 종료위치 및 슬라이드속도의 각 데이터가 자동적으로 설정되고, 그자체로 가공제어의 실행이 가능하게 되어 있으므로, 모션설정시의 조작성을 향상할 수 있다. 또한, 이 때의 모터회전수의 기본 설정값은, 서보모터의 사용가능 최대회전수로 하고 있기 때문에, 모터능력을 최대한으로 이용하여 능률적으로 고속으로 슬라이드를 구동할 수 있다.

또한, 상기 자동설정된 모터회전수의 기본값을 작동자가 변경하면, 또한 변경후의 모터회전수에 따라서 상기 분할단수를 다시 결정하고, 각 단의 영역 내에서의 모터회전수가 소정값 이상으로 저하하지 않도록 한 것이므로, 생산성이 높은 모션을 설정할 수 있다.

또한, 각 영역의 슬라이드속도의 기본값은, 동력전달기구 및 링크기구에 의한 슬라이드위치(P)와 모터회전각도(θ)의 관계식에 기초하여 모터축으로 환산하였을 때의, 각 영역에서의 모터회전수의 최대값이 상기 설정된 모터회전수와 대략 동일하게 되는 최대 슬라이드속도로 설정되는 것이므로, 모터능력을 최대한으로 이용한 능률적인 모션을 설정가능하게 되고, 생산성을 향상할 수 있다.

또한, 각 영역의 슬라이드속도는, 상기 기본값의 최대슬라이드속도에 대한 오버라이드비에 의해서 변경가능하게 되어 있으므로, 작동자는 상기 동력전달기구 및 링크기구에 의한 슬라이드위치(P)와 모터회전각도(θ)의 관계식을 고려하지 않아도 설정가능하므로, 모션설정시의 조작성이 좋다.

또한, 서로 인접하는 영역의 일방의 개시위치와 타방의 종료위치를 일치시키는 것, 및 각 영역의 슬라이드속도를 모터축으로 환산한 모터회전수의 최대값이 상기 설정된 모터회전수 이하로 되도록, 각 영역의 슬라이드위치와 설정된 모터회전수에 따라서, 각 영역의 슬라이드속도의 설정값에 제한을 설정하는 것, 등의 정합성체크를 자동적으로 행하고 있다. 이로써, 슬라이드위치(P)와 모터회전각도(θ)의 관계가 비선형인 전동서보프레스에 있어서도, 작동자는 상기 정합성에 관해서 생각하지 않아도 용이하게 모션을 설정할 수 있으므로, 설정시의 조작성이 매우 좋다.

또한, 모터회전수, 상한정지시간, 각 영역의 슬라이드속도 및 정지시간을 작동자가 원하는 값으로 변경할 수 있으므로, 공작물의 가공종별, 재질, 판두께 등의 가공조건에 적합한 모션을 설정할 수 있고, 각종 공작물에도 범용적으로 대응할 수 있고, 가공정밀도도 확보가능하다.

Claims

서보모터(15)의 정역회전운동을 동력변환기구(11)에 의해 수평방향의 직선운동으로 변환하고, 이 직선운동을 링크기구(3)를 통해서 슬라이드(9)의 승강운동으로 변환하는 전동서보프레스의 슬라이드모션을 설정하는 모션설정방법에 있어서,

슬라이드(9)의 스트로크길이 및 서보모터(15)의 사용최대회전수를 설정하는 제1공정;

이 설정된 스트로크길이에 따라서, 이 스트로크길이의 분할단수를 자동적으로 결정하는 제2공정;

상기 설정된 스트로크길이를 상기 결정된 분할단수로 소정의 슬라이드위치에서 분할하고, 이 분할된 슬라이드위치를 각 단의 영역의 개시위치 및 종료위치로서 설정하는 제3공정; 및

각 단의 영역 내에 있어서 각각의 슬라이드 속도를 일정하게 하고, 상기 동력변환기구(11) 및 링크기구(3)에 의한 각 단의 영역에서의 슬라이드위치(P)와 모터회전각도(θ)의 소정관계식에 기초하여, 모터회전수의 최대치가 상기 설정된 모터사용 최대회전수와 동일하게 되도록 각 단의 영역 내에서의 최대슬라이드속도를 자동적으로 설정하는 제4공정을 갖는 것을 특징으로 하는 전동서보프레스의 모션설정방법.
서보모터(15)의 정역회전운동을 동력변환기구(11)에 의해 수평방향의 직선운동으로 변환하고, 이 직선운동을 링크기구(3)를 통해서 슬라이드(9)의 승강운동으로 변환하는 전동서보프레스의 슬라이드모션을 설정하는 모션설정방법에 있어서,

슬라이드(9)의 스트로크길이 및 서보모터(15)의 사용최대회전수를 설정하는 제1공정;

이 설정된 스트로크길이 및 모터사용 최대회전수에 따라서, 이 스트로크길이의 분할 단수를 자동적으로 결정하는 제2공정;

상기 설정된 스트로크길이를 상기 결정된 분할 단수로 소정의 슬라이드위치에서 분할하고, 이 분할된 슬라이드위치를 각 단의 영역의 개시위치 및 종료위치로서 설정하는 제3공정; 및

각 단의 영역 내에 있어서 각각의 슬라이드 속도를 일정하게 하고, 상기 동력변환기구(11) 및 링크기구(3)에 의한 각 단의 영역에서의 슬라이드위치(P)와 모터회전각도(θ)의 소정관계식에 기초하여, 모터회전수의 최대치가 상기 설정된 모터사용 최대회전수와 동일하게 되도록 각 단의 영역 내에서의 최대슬라이드속도를 자동적으로 설정하는 제4공정을 갖는 것을 특징으로 하는 전동서보프레스의 모션설정방법.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 단의 영역 내에서의 슬라이드속도를, 상기 최대슬라이드속도에 대한 오버라이드비로 설정가능하게 한 것을 특징으로 하는 전동서보프레스의 모션설정방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 단의 영역에서의 슬라이드정지를 설정가능하게 한 제5공정을 갖는 것을 특징으로 하는 전동서보프레스의 모션설정방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1공정후, 상기 설정된 슬라이드(9)의 스 트로크길이에 기초하여 스트로크의 상한위치 및 하한위치를 자동적으로 설정함과 아울러, 상기 상한위치로부터 상방으로 소정거리 떨어진 위치에 및 하한위치로부터 하방으로 소정거리 떨어진 위치에, 슬라이드(9)의 이동한계가 되는 소프트리미트를 각각 자동적으로 설정하는 제6공정을 갖는 것을 특징으로 하는 전동서보프레스의 모션설정방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 서보모터(15)의 사용최대회전수의 기본설정값을 당해 서보모터(15)의 사용가능 최대회전수로 하는 것을 특징으로 하는 전동서보프레스의 모션설정방법.