KR19990036618A - 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 프레스진동에 따른 트랜스퍼 피드바의 진동을 저감할 수 있는 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어장치 및 그 제어방법을 제공한다.

(해결수단) 프레스기계 (1) 의 크랭크축 (2) 에 연결되어 상하동하는 슬라이드 (3) 에 부착된 금형에 의해 트랜스퍼가공할 때, 크랭크축 (2) 의 회전각도에 동기하여 서보모터 (7) 에 의해 2 차원 또는 3 차원으로 구동되는 트랜스퍼 피드바 (8) 에 의해 금형의 복수 스테이션 사이에서 가공물을 반송하는 프레스 트랜스퍼 피더의, 프레스기계 (1) 의 진동에 따른 트랜스퍼 피드바 (8) 의 진동을 억제하는 진동억제 제어방법에 있어서, 상기 진동에 따른 크랭크축 (2) 의 크랭크각도신호의 진동성분을, 크랭크각도신호의 속도신호로 변환한 후에 진동성분을 제거하여 원래의 크랭크각도신호로 변환함으로써 제거하고, 진동성분 제거후의 크랭크각도신호와 실제 크랭크각도신호의 어긋남량을 적산하고, 어긋남량 적산치에 의거하여 상기 진동성분 제거후의 크랭크각도신호를 보정하고, 보정한 크랭크각도신호에 동기시켜 서보모터 (7) 를 제어한다.

Description

프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어장치 및 그 제어방법

본 발명은 트랜스퍼 프레스의 프레스가공시의 진동에 따른 트랜스퍼 피드바의 진동을 억제하는 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

트랜스퍼 프레스는 금형내에 복수의 가공스테이션을 갖고 있으며, 이들 가공스테이션 사이의 가공물의 반송은 파지구가 부착된 트랜스퍼 피드바를 슬라이드의 상하동에 동기시켜 소정의 모션커브를 따라 구동하는 트랜스퍼 피더장치에 의해 실행되도록 이루어져 있다. 종래, 이 트랜스퍼 피더장치 안에 상기 트랜스퍼 피드바의 구동원으로서 서보모터를 사용하는 것이 있고, 이 트랜스퍼 피더장치는 프레스 본체의 프레임에 상하동이 자유롭도록 지지된 슬라이드를 구동하는 크랭크축의 회전각도 (이하, 크랭크각도라 함) 를 검출하며, 이 크랭크각도에 동기시켜 상기 서보모터를 제어함으로써 상기 슬라이드와 트랜스퍼 피드바의 동기운전을 실행하고 있다.

상기한 바와 같은 트랜스퍼 프레스에 의한 트랜스퍼가공에 있어서는, 펀칭, 굽힘 및 드로잉가공 등이 실행되며, 각 가공스테이션에서 가공물의 형상은 복잡하고 또한 외형치수도 다르기 때문에, 확실하게 가공물을 반송하고, 또한 생산속도를 높이는 것이 필요해지고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래기술에 따른 슬라이드와 트랜스퍼 피드바의 동기운동에는 다음과 같은 문제가 발생한다.

슬라이드가 상측 소정위치 (소위, 상사점) 에서 하강하여 슬라이드 하면에 부착된 상금형이 프레스 본체의 프레임의 하부에 설치한 볼스터의 상면에 부착된 하금형에 접촉하였을 때에 상하 금형에 진동이 발생한다. 또한, 그 후 슬라이드의 하강이 더 진행되어 복수의 가공스테이션 안에서 펀칭이 실행된 때에도 더욱 큰 진동이 발생한다.

이들 진동은 슬라이드에 직접 전달된다. 트랜스퍼 피드바의 구동원에 서보모터를 사용하는 경우에는, 슬라이드의 움직임과 트랜스퍼 피드바의 동기를 취하기 위한 크랭크각도를 크랭크축에 부착된 크랭크각도 검출기에 의해 검출하고 있기 때문에, 슬라이드를 경유하여 크랭크축으로 전달된 상기 진동이 그대로 이 크랭크각도 검출기에 의해 검출된다. 이 진동성분이 포함된 크랭크각도신호에 대응하여 상기 모션커브를 따라서 트랜스퍼 피드바가 동작하도록 서보모터의 제어지령치가 연산되기 때문에, 이 서보모터에는 진동성분을 포함한 지령치가 출력된다.

서보모터는 입력된 이 진동성분을 포함한 지령치에 의거하여 트랜스퍼 피드바를 그대로 구동하기 때문에, 트랜스퍼 피드바는 진동을 포함한 동작을 실행한다. 이 진동에 의해 트랜스퍼 피드바의 수명저하를 초래하게 되며, 또한 트랜스퍼 피드바에 부착된 가공물반송용 파지구와 금형의 간섭이 발생하는 경우가 있다.

또한, 종래에는 이와 같은 트랜스퍼 피드바의 진동 발생을 방지하기 위해, 상기 서보모터를 구동하는 서보증폭기의 최대출력전류 (최대출력토크에 상당함) 를 제한하여 서보모터의 응답성을 둔하게 함으로써 진동을 억제하는 경우도 있다. 그러나, 이 경우에는 서보모터의 구동력과 제동력을 항상 제한하게 되므로, 예컨대 프레스의 비상정지 발생시에 트랜스퍼 피드바를 급정지시킬 때 정지거리가 길어진다. 따라서, 트랜스퍼 피드바의 급정지시에 슬라이드와의 동기정밀도가 나빠져서, 금형, 가공물반송용 파지구 혹은 트랜스퍼 피드바 자체를 변형시키거나 파손시킨다는 문제가 발생하는 경우도 있다.

또한, 프레스기계의 가동기간이 길어져서 기계 자체가 낡아지면, 프레스가공중의 상기 진동으로 인해 동력전달부분의 회전부나 슬라이딩부에 마모나 마멸이 발생하여 가동부분의 틈이 커지며, 그에 따라 상기 크랭크축의 진동도 커진다. 따라서, 이 진동에 따른 트랜스퍼 피드바의 진동도 커진다.

또한, 이와 같은 진동 때문에 파지하고 있는 가공물을 탈락시키거나 가공물의 위치어긋남이 발생하여 정상적인 상태에서 다음 가공스테이션으로 가공물을 반송할 수 없게 되는 경우도 발생한다. 그리고, 이 때문에 슬라이드의 동작속도를 늦춰서 진동의 영향을 적게 하는 경우도 있는데, 이 때에는 전체적인 프레스 생산속도가 저하되는 문제가 발생한다.

본 발명은 이러한 문제점을 개선하기 위하여 이루어진 것으로서, 프레스진동에 따른 트랜스퍼 피드바의 진동을 저감하여 트랜스퍼 피더의 긴 수명화, 적정한 생산속도의 유지 및 급정지성능의 향상이 도모되는 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어장치를 구비한 프레스기계의 일례를 나타내는 정면도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어장치에 관한 제어기능 블록도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 크랭크각도와 트랜스퍼 피드바의 이송방향의 관계를 나타내는 설명도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 크랭크각도에 대응한 슬라이드위치와 트랜스퍼 피드바의 이송방향위치의 관계를 나타내는 설명도이다.

도 5 는 본 발명에 따른 진(眞) 크랭크각도신호 (P1) 와 진동성분 제거후의 크랭크각도신호 (P2) 의 차를 나타내는 설명도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 프레스기계 2 : 크랭크축

3 : 슬라이드 4 : 연결봉

5 : 볼스터 6a : 상금형

6b : 하금형 7 : 서보모터

8 : 트랜스퍼 피드바 9 : 크랭크각도 검출기

10 : 제어기 11 : 속도신호 변환수단

12 : 진동성분 제거수단 13 : 위치신호 변환수단

14 : 어긋남량 적산수단 15 : 어긋남량 보정수단

16 : 모터지령치 연산수단 17 : 어드밴스·리턴 다이어그램

18 : 클램프·언클램프 다이어그램 19 : 업·다운 다이어그램

상기 목적을 달성하기 위하여 청구항 1 에 기재된 발명은, 프레스기계 (1) 의 슬라이드 (3) 를 상하동시키는 크랭크축 (2) 의 회전각도를 검출하여 크랭크각도신호로서 출력하는 크랭크각도 검출기 (9) 와, 트랜스퍼가공시에 가공물을 반송하는 트랜스퍼 피드바 (8) 와, 이 트랜스퍼 피드바 (8) 를 2 차원 또는 3 차원으로 구동하는 서보모터 (7) 와, 미리 설정된 크랭크각도와 트랜스퍼 피드바 (8) 의 2 차원 또는 3 차원의 동작위치의 관계를 나타내는 모션커브에 의거하여 상기 크랭크각도 검출기 (9) 로부터 입력된 크랭크각도신호에 대응해서 트랜스퍼 피드바 (8) 가 구동되도록 상기 서보모터 (7) 의 지령치를 연산하여 서보모터 (7) 를 제어하는 제어기 (10) 를 구비한 프레스 트랜스퍼 피더에 있어서, 상기 제어기 (10) 는 상기 크랭크각도 검출기 (9) 로부터 입력된 크랭크각도신호 (P1) 를 속도신호로 변환하는 속도신호 변환수단 (11) 과, 프레스기계 (1) 의 진동에 수반하여 발생함과 동시에 상기 변환된 속도신호에 포함되는 진동성분을 제거하는 진동성분 제거수단 (12) 과, 이 진동성분이 제거된 속도신호를 크랭크각도신호에 상당하는 위치신호 (P2) 로 변환하여 출력하는 위치신호 변환수단 (13) 과, 상기 크랭크각도 검출기 (9) 로부터의 크랭크각도신호 (P1) 와 상기 위치신호 변환수단 (13) 으로부터 입력된 위치신호 (P2) 의 어긋남량을 연산하고, 적산하는 어긋남량 적산수단 (14) 과, 이 구해진 어긋남량 적산치에 의거해서 어긋남량을 작게 하는 크랭크각도의 보정치를 구하여 상기 위치신호 변환수단 (13) 이 출력한 상기 위치신호 (P2) 에 이 구한 보정치를 가산하고, 이 가산하여 구한 크랭크각도신호 (P3) 를 상기 서보모터 (7) 의 지령치를 연산하기 위한 크랭크각도신호로서 출력하는 어긋남량 보정수단 (15) 을 구비한 구성으로 하고 있다.

청구항 1 에 기재된 발명에 의하면, 속도신호 변환수단은 프레스기계의 진동에 따른 진동성분이 포함된 크랭크각도신호를 속도신호로 변환하고, 진동성분 제거수단은 이 속도신호의 진동성분을 제거하여 급격한 크랭크각도의 변화를 원활하게 한다. 그리고, 위치신호 변환수단은 이 진동성분 제거후의 속도신호를 다시 크랭크각도신호로 변환하며, 이 크랭크각도신호에 대응해서 트랜스퍼 피드바의 모션커브에 의거하여 서보모터의 지령치가 연산되기 때문에 트랜스퍼 피드바는 진동하지 않고 구동된다.

또한, 어긋남량 적산수단은 상기 진동성분 제거후의 크랭크각도신호와 제거전의 실제 크랭크각도신호의 어긋남량을 연산하여 적산하고, 어긋남량 보정수단은 이 어긋남량의 적산치에 의거하여 어긋남량이 작아지도록 보정치를 연산하며, 상기 진동성분 제거후의 크랭크각도신호에 이 보정치를 가산하여 보정한다. 그리고, 이 보정된 크랭크각도신호에 대응하여 상술한 서보모터의 지령치가 연산되며 트랜스퍼 피드바의 모션이 제어된다. 그럼으로써, 상기 진동성분 제거후의 크랭크각도에 대응하여 제어되는 트랜스퍼 피드바의 위치어긋남이 없어진다.

따라서, 슬라이드와 트랜스퍼 피드바의 필요한 동기동작을 확실하게 얻을 수 있기 때문에, 트랜스퍼 피드바와 금형이나 가공물의 간섭을 방지할 수 있다. 또한, 트랜스퍼 피드바에 부착되어 있는 가공물반송용 파지구의 진동 및 위치어긋남이 없어지므로 프레스기계의 진동발생시의 파지구와 금형의 간섭을 없앨 수 있다. 그리고, 진동을 억제하기 위하여 서보모터의 출력토크에 과도한 제한을 가할 필요가 없기 때문에, 서보모터의 구동력 및 제동력을 최대한 이용하여 서보모터의 제어응답성을 개선할 수 있게 되며, 따라서 비상정지시의 제동거리를 짧게 하거나 미세이동 조작시의 동기어긋남을 없앨 수 있다.

또한 트랜스퍼 피드바의 진동을 저감함으로써, 이 트랜스퍼 피드바의 2 차원 또는 3 차원 동작을 하는 안내면으로 되어 있는 슬라이딩면이나 지지부재의 마모가 적어지고, 그럼으로써 트랜스퍼 피더의 고수명화가 도모된다.

또한 청구항 2 에 기재된 발명은, 프레스기계 (1) 의 크랭크축 (2) 에 연결되어 상하동하는 슬라이드 (3) 에 부착된 금형에 의해 트랜스퍼가공할 때, 상기 크랭크축 (2) 의 회전각도에 동기하여 서보모터 (7) 에 의해 2 차원 또는 3 차원으로 구동되는 트랜스퍼 피드바 (8) 에 의해 상기 금형의 복수의 가공 스테이션 사이에서 가공물을 반송하는 프레스 트랜스퍼 피더의, 상기 프레스기계 (1) 의 진동에 수반하는 트랜스퍼 피드바 (8) 의 진동을 억제하는 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어방법에 있어서, 상기 프레스기계 (1) 의 진동에 따른 상기 크랭크축 (2) 의 회전각도의 크랭크각도신호의 진동성분을 이 크랭크각도신호의 속도신호로 변환한 후에 진동성분을 제거하여 원래의 크랭크각도신호로 변환함으로써 제거하고, 이 진동성분 제거후의 크랭크각도신호와 실제 크랭크각도신호의 어긋남량을 연산하여 적산하고, 이 어긋남량 적산치에 의거하여 상기 진동성분 제거후의 크랭크각도신호를 서서히 보정하고, 이 보정한 크랭크각도신호에 동기시켜 상기 서보모터 (7) 를 제어하는 방법으로 하고 있다.

청구항 2 에 기재된 발명에 의하면, 프레스기계의 진동에 따라 발생하는 크랭크각도신호의 진동성분을, 이 크랭크각도신호를 속도신호로 변환한 후에 진동성분을 제거하여 속도신호의 급격한 변화를 원활하게 하고, 원활해진 속도신호를 다시 크랭크각도신호로 변환함으로써 제거하고 있다. 그럼으로써, 크랭크각도신호의 진동성분이 제거된다. 그리고, 이 진동성분 제거시에 발생한 크랭크각도의 어긋남량을 적산하고, 이 어긋남량 적산치가 작아지도록 상기 진동성분 제거후의 크랭크각도신호에 소정의 보정치를 가산하여 보정한다. 이 보정한 크랭크각도신호에 동기시켜, 트랜스퍼 피드바를 구동하는 서보모터를 제어하고 있기 때문에, 상기 프레스기계의 진동에 수반하여 트랜스퍼 피드바가 진동하지 않게 됨과 동시에 트랜스퍼 피드바의 위치어긋남량의 적산도 없어진다. 따라서, 진동에 따른 트랜스퍼 피드바 자체 및 가공물반송용 파지구와 금형이나 가공물의 간섭을 방지할 수 있다. 또한, 서보모터의 출력토크에 과도한 제한을 가할 필요가 없기 때문에, 서보모터의 구동력 및 제동력을 항상 충분하게 이용할 수 있으므로, 트랜스퍼 피드바를 급정지시키는 경우의 정지거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, 비상정지시의 동기어긋남을 없애서 트랜스퍼 피드바와 금형이나 가공물의 간섭을 방지할 수 있다. 그리고, 트랜스퍼 피더의 수명의 장기화가 도모된다.

이하, 본 발명에 따른 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어장치 및 그 제어방법의 실시형태에 대하여 도 1 내지 도 5 를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어장치를 구비한 프레스기구의 일례를 나타내는 정면도이다.

프레스기계 (1) 의 상부에는 회전이 자유롭도록 지지된 크랭크축 (2) 이 설치되어 있으며, 이 크랭크축 (2) 의 하측에는 본체프레임 (1a) 에 상하동이 자유롭도록 지지된 슬라이드 (3) 가 배치되어 있다. 이 슬라이드 (3) 는 크랭크축 (2) 의 일부에 형성된 편심부에 설치된 연결봉 (4) 과 연결되어 있으며, 크랭크축 (2) 의 회전에 의하여 연결봉 (4) 을 통해 상하동되도록 되어 있다. 슬라이드 (3) 의 하면에는 소정수의 상금형 (6a) 이 부착되어 있고, 또한 본체프레임 (1a) 의 하부에 설치된 볼스터 (5) 의 상면에는 상금형 (6a) 과 동수인 하금형 (6b) 이 설치되어 있다. 그리고, 이들 1 쌍의 상금형 (6a) 과 하금형 (6b) 에 의해 1 세트의 가공스테이션을 구성하고 있다. 통상의 트랜스퍼 프레스는 복수의 가공스테이션을 갖고 있다. 또한, 크랭크축 (2) 의 회전축에는 크랭크각도를 검출하는 크랭크각도 검출기 (9) 가 부착되어 있으며, 이 검출된 크랭크각도신호는 후술하는 제어기 (10) 에 입력된다.

그리고, 이들 복수의 가공스테이션 사이에서 가공물을 반송하는 트랜스퍼 피더는 가공물반송용의 파지구가 부착되어 있는 트랜스퍼 피드바 (8) 와, 이 트랜스퍼 피드바 (8) 를 소정의 2 차원 또는 3 차원 모션으로 구동하는 서보모터 (7) 와, 이 서보모터 (7) 를 소정의 2 차원 또는 3 차원 모션커브를 따라 슬라이드 (3) 에 동기시켜 제어하는 제어기 (10) 를 구비하고 있다.

그리고, 상기 트랜스퍼 피더는 1 개의 상기 서보모터 (7) 를 회전시킴으로써 캠 등을 사용하여 기계적으로 트랜스퍼 피드바 (8) 의 2 차원 또는 3 차원 모션을 제어하는 것이어도 되고, 혹은 2 차원 또는 3 차원 모션의 각축에 대응하는 상기 서보모터 (7) 를 각각 가지며 이 복수축의 서보모터 (7) 를 회전시킴으로써 전기적으로 트랜스퍼 피드바 (8) 의 2 차원 또는 3 차원 모션을 제어하는 것이어도 된다.

도 2 는 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어장치에 관한 제어기능 블록도이며, 이어서 도 2 에 의거하여 설명한다.

상술한 바와 같이 크랭크각도 검출기 (9) 는 크랭크축 (2) 의 회전각도를 검출하여 크랭크각도신호로서 제어기 (10) 에 출력하고 있다.

제어기 (10) 는, 예를 들면 마이크로컴퓨터를 주체로 한 컴퓨터장치에 의해 구성되어 있다. 이 제어기 (10) 는 상기 크랭크각도신호를 입력하여 후술하는 바와 같은 소정 처리를 실행하고, 입력한 크랭크각도신호에 포함되는 진동성분을 제거한 크랭크각도신호를 생성함과 동시에, 이 제거처리에 따른 크랭크각도의 어긋남량의 적산치를 연산하여 이 어긋남량 적산치에 의거하여 상기 생성된 크랭크각도신호를 보정하고, 이 보정신호에 의해 서보모터 (7) 의 지령치를 연산하여 출력한다. 제어기 (10) 는 이와 같은 각 처리를 실행하는 속도신호 변환수단 (11) 과, 진동성분 제거수단 (12) 과, 위치신호 변환수단 (13) 과, 어긋남량 적산수단 (14) 과, 어긋남량 보정수단 (15) 과, 모터지령치 연산수단 (16) 을 구비하고 있으며, 이하에 상세하게 설명한다.

속도신호 변환수단 (11) 은 크랭크각도 검출기 (9) 가 검출한 크랭크각도신호 (P1) 에 의거하여 크랭크각도의 속도신호, 즉 크랭크각도의 미분신호를 생성한다. 이 처리방법은, 예를 들면 소정의 샘플링시간마다 입력한 크랭크각도를 기억하고, 각 샘플링시의 크랭크각도와 전회 샘플링시의 크랭크각도의 차를 각도변화분으로서 연산하고, 이 소정시간마다의 각도변화분을 상기 크랭크각도의 미분신호로서 처리하도록 하여도 된다. 이 때, 입력한 크랭크각도의 진동성분은 트랜스퍼가공시에 발생하는 슬라이드 (3) 의 진동에 의한 것이며, 상기한 속도신호에는 이 진동성분의 미분치에 상당하는 신호가 포함된다.

진동성분 제거수단 (12) 은 이 크랭크각도의 속도신호에 포함되어 있는 진동성분을 제거하여 크랭크각도의 원활한 변화로 변환하는 미끄럼 클러치와 같은 기능을 갖고 있다. 이 변환방법으로서는, 예를 들면 소정 허용치 이상의 큰 속도치인 때에 이 허용치로 제한하도록 하여도 된다. 따라서, 급격한 크랭크각도의 변화가 없어지나, 본 진동성분 제거처리에 의해 본래의 크랭크각도와의 어긋남이 발생하게 된다. 진동성분 제거수단 (12) 은 이 변환된 크랭크각도의 원활한 변화에 대응하는 속도신호를 위치신호 변환수단 (13) 에 출력한다.

위치신호 변환수단 (13) 은 이 원활한 변화로 변환된 속도신호를 원래의 크랭크각도신호 (P1) 에 상당하는 위치신호 (P2) 로 변환한다. 여기서, 이 변환처리는 예를 들면 상기 속도신호 변환수단 (11) 의 속도신호 변환처리와 반대의 처리를 실행하도록 하면 된다.

어긋남량 적산수단 (14) 은 소정 샘플링시간마다 크랭크각도 검출기 (9) 로부터 입력된 상기 크랭크각도신호 (P1) 와, 상기 진동성분이 제거된 위치신호 변환수단 (13) 으로부터의 위치신호 (P2) 의 차를 크랭크각도의 어긋남량으로서 연산하고, 이 어긋남량을 적산한다. 그리고, 이 어긋남량의 적산치를 어긋남량 보정수단 (15) 에 출력한다.

어긋남량 보정수단 (15) 은 이 어긋남량 적산치에 의거하여 상기 위치신호 (P2) 의 보정치 (E) 를 산출한다. 이 보정치 (E) 의 산출방법으로서는, 예를 들면 이 어긋남량 적산치가 소정치 이상으로 되면, 이 소정치보다 작고 또한 크랭크각도의 급격한 변화로 되지 않을 정도의 미소량을 보정치 (E) 로서 산출할 수 있다. 이 때, 어긋남량 적산치로부터 이 보정치 (E) 의 분량만큼이 감산된다. 그리고, 이 보정치 (E) 를 상기 위치신호 (P2) 에 가산하여 보정된 크랭크각도신호 (P3) 를 생성하고, 이 크랭크각도신호 (P3) 를 모터지령치 연산수단 (16) 에 출력한다.

모터지령치 연산수단 (16) 은 이 크랭크각도신호 (P3) 에 대응하여 미리 설정되어 있는 소정 모션커브를 따라 트랜스퍼 피드바 (8) 가 동작하도록 서보모터 (7) 의 지령치를 연산한다. 상술한 바와 같이 트랜스퍼 피더의 2 차원 또는 3 차원 모션이 기계적인 구동에 의해서도 또는 전기적인 구동에 의해서도 모두 좋으나, 여기에서는 전기적으로 모션을 제어하는 경우를 설명한다. 이 경우에는 트랜스퍼 피드바 (8) 의 모션은 트랜스퍼가공을 하는 성형품의 형상에 대응하여 2 차원 또는 3 차원 동작을 할 수 있도록 미리 복수의 모션커브로서 설정되며, 이 모터지령치 연산수단 (16) 에 의해 기억되어 있다.

이 모션커브는, 예를 들면 2 차원 동작의 경우에는 각각 크랭크각도에 대응한 가공물반송용 어드밴스·리턴 다이어그램 (17) 과, 가공물을 파지하거나 또는 해방하기 위한 클램프·언클램프 다이어그램 (18) 의 2 계통으로 형성되어 있다. 또한, 예를 들면 3 차원 동작의 경우에는 상기 2 차원 동작의 2 계통의 다이어그램에 더하여 가공물을 하금형 (6b) 에서 들어올려 다음 가공스테이션의 하금형 (6b) 위에 두기 위한 업·다운 다이어그램 (19) 의 3 계통으로 형성되어 있다. 이들 모션커브에는 도 2 에 나타내는 바와 같이 크랭크각도에 대응하여 2 차원 또는 3 차원의 동작방향에 상당하는 각축의 서보모터 (7) 의 스트로크 값 (위치데이터) 이 나타나 있다.

모터지령치 연산수단 (16) 은 이들 모션커브에 의거하여 상기 크랭크각도신호 (P3) 에 대응하는 각축의 목표위치와 현재위치를 비교하여, 이 차가 작아지도록 속도지령치를 연산하고, 이 연산한 속도지령치를 서보증폭기 (도시생략) 로 출력하여 각축 대응의 서보모터 (7) 를 제어한다.

이어서, 도 3 및 도 4 에 의거하여 상기 구성에 의한 작용을 설명한다.

도 3 은 크랭크각도와 트랜스퍼 피드바 (8) 의 이송방향의 관계를 나타내는 설명도이고, 도 4 는 크랭크각도에 대응한 슬라이드 (3) 의 위치와 트랜스퍼 피드바 (8) 의 이송방향위치의 관계를 나타내는 모션커브의 일례를 나타낸다.

이 모션커브에 의하면, 슬라이드 (3) 가 하강하여 크랭크각도가 60 도 근방으로 되었을 때에 트랜스퍼 피드바 (8) 의 가공물반송방향 (이송방향) 의 어드밴스가 종료하고, 다시 슬라이드 (3) 의 하강이 진행되어 크랭크각도가 120 도 근방으로 되었을 때에는 트랜스퍼 피드바 (8) 는 리턴을 개시한다. 그리고, 슬라이드 (3) 가 하사점에 도달하는 위치근방 (크랭크각도가 180 도 근방) 에서 프레스가공을 실시하고, 슬라이드 (3) 는 하사점을 지나 상승하여 크랭크각도가 240 도 근방으로 되면 트랜스퍼 피드바 (8) 의 리턴이 종료하고, 다시 크랭크각도가 300 도 근방으로 되었을 때에 트랜스퍼 피드바 (8) 의 어드밴스가 개시함을 나타내고 있다.

트랜스퍼가공시, 크랭크각도가 120 도 근방일 때, 슬라이드 (3) 에 부착한 상금형 (6a) 와 볼스터 상면에 부착한 하금형 (6b) 이 접촉하여 도시한 바와 같은 진동 (T) 이 발생한다. 그리고, 그 후 슬라이드 (3) 가 하강하여 크랭크각도의 180 도 직전의 위치에 오면, 펀칭가공에 의한 진동 (B) 이 발생한다. 이들 진동은 상금형 (6a) 이 부착되어 있는 슬라이드 (3) 를 통해 크랭크축 (2) 에 전달되어 크랭크각도 검출기 (9) 가 검출하는 크랭크각도신호 (P1) 의 진동성분으로 된다. 이 크랭크각도신호 (P1) 는 속도신호 변환수단 (11) 에 의해 속도신호로 변환되고, 그 후 진동성분 제거수단 (12) 에 의해 이 속도신호의 진동성분이 제거된다. 이 진동성분 제거후의 속도신호는 위치신호 변환수단 (13) 에 의해 위치신호 (P2), 즉 원래의 크랭크각도신호 (P1) 에 상당하는 신호로 변환되어 진동성분이 없는 원활한 크랭크각도신호로 된다.

한편, 진동성분을 제거할 때에 크랭크각도의 급격한 변화를 원활한 변화로 변환하기 때문에, 진동성분 제거후의 크랭크각도신호 (위치신호 (P2)) 는 도 5 의 파선으로 나타내는 바와 같이 실제 크랭크각도신호 (P1) (실선으로 나타냄) 에 대하여 어긋남이 발생하게 된다. 이 어긋남량이 축적된 상태 그대로의 크랭크각도신호에 의거하여 서보모터 (7) 의 속도지령치를 연산하면, 트랜스퍼 피더의 동기어긋남이 발생하여 트랜스퍼 피드바 (8) 와 금형이나 가공물의 간섭이 발생하게 된다. 이 어긋남을 해제하기 위하여 다음과 같이 처리가 행해진다. 즉, 어긋남량 적산수단 (14) 은 실제 크랭크각도신호 (P1) 와 진동성분 제거후의 크랭크각도신호 (위치신호 (P2)) 사이에 발생한 어긋남량을 산출한 후 적산하고, 이 어긋남량 적산치를 어긋남량 보정수단 (15) 에 출력한다. 이어서, 어긋남량 보정수단 (15) 은 이 어긋남량 적산치에 의거하여 어긋남량이 작아지도록 보정치 (E) 를 산출하고, 이 보정치 (E) 를 상기 진동성분 제거후의 크랭크각도신호 (위치신호 (P2)) 에 가산하여 이 크랭크각도신호를 보정한다. 모터지령치 연산수단 (16) 은 이 보정된 크랭크각도신호 (P3) 에 대응한 모션커브상의 트랜스퍼 피드바 (8) 의 각축의 위치에 의거하여 서보모터 (7) 의 속도지령치를 연산하고, 서보증폭기를 통해 서보모터 (7) 를 제어한다.

그 결과, 크랭크각도신호 (P1) 에 포함되는 진동성분 (진동 (T) 및 진동 (B)) 이 제거되어, 트랜스퍼 피드바 (8) 는 원활하게 구동되기 때문에, 가공물을 확실하게 소정 가공스테이션으로 반송할 수 있다. 또한, 진동성분 제거시에 발생하는 크랭크각도의 어긋남량이 소정량씩 보정되기 때문에, 크랭크각도의 큰 어긋남은 없어지므로 슬라이드 (3) 와 트랜스퍼 피드바 (8) 의 동기 어긋남도 없어진다.

따라서, 트랜스퍼 피드바 (8) 에 부착되어 있는 가공물반송용 파지구의 동기 어긋남도 발생하지 않으며, 파지구와 금형 (즉, 상금형 (6a) 및 하금형 (6b)) 의 간섭을 회피할 수 있다. 그럼으로써 시운전 조정단계에서 확인한 트랜스퍼 피드바와 금형의 위치관계를 확보할 수 있고, 파지구와 금형의 간섭에 의해 발생하는 파지구의 변형 또는 파손, 혹은 금형의 손상 및 파손을 미연에 방지할 수 있으며, 프레스가공의 정지시간을 저감할 수 있다. 또한, 슬라이드 (3) 의 동작속도를 빠르게 하여 프레스 생산속도를 높일 수 있게 된다. 그 결과, 트랜스퍼가공의 생산성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 진동을 억제하기 위하여 트랜스퍼 피드바 (8) 를 구동하는 서보모터 (7) 의 서보증폭기의 최대출력전류를 제한할 필요성이 없어지기 때문에, 서보모터 (7) 가 갖는 구동력 및 제동력을 최대한 이용할 수 있다. 따라서, 급정지시의 정지거리를 충분히 짧게 할 수 있으며, 슬라이드 (3) 와의 동기정밀도를 유지하여 정지할 수 있기 때문에 금형 등과의 간섭을 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한, 트랜스퍼 피드바가 프레스가공중의 진동의 영향을 받지 않고 원활하게 동작하기 때문에, 트랜스퍼 피드바의 구동전달부의 지지부재 혹은 슬라이딩면의 마모가 감소한다. 그럼으로써, 트랜스퍼 피드 장치의 사용기간 (수명) 을 장기화할 수 있으며, 또한 보수시간의 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 이미 설치된 프레스기계를 트랜스퍼 프레스로 개조하는 경우, 트랜스퍼 피드바 (8) 의 구동방식을 본 발명에 따른 수단을 강구한 서보모터방식으로 함으로써, 트랜스퍼 피드바 (8) 의 진동억제와 이에 따른 효과에 더하여 부착스페이스를 작게 할 수 있는 개조가 가능하게 되며, 따라서 개조비용을 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.

그리고, 상기 실시형태에서는 슬라이드를 구동하는 크랭크축과 슬라이드 상하동의 관계가 크랭크기구를 채택한 모션커브에 의해 나타나는 예를 설명하였는데, 이 경우의 모션커브는 슬라이드의 가공중과 상승중의 움직임이 대칭으로 된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 성형품의 형상, 치수 및 가공물의 재질 등의 관계에서 슬라이드 구동회전축에 링크기구를 설치하고, 슬라이드의 가공중과 상승중의 움직임이 비대칭인 모션커브에 의한 경우라도 된다. 이 기구에 있어서도, 슬라이드의 움직임과 슬라이드를 구동하는 회전축의 회전각도신호의 관계는 상기 크랭크기구에 의한 슬라이드와 트랜스퍼 피드바의 위치관계가 상이할 뿐 다른 것은 동일하며, 본 발명에 따른 진동억제 제어장치와 그 제어방법에 의거하여 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 프레스기계 (1) 의 슬라이드 (3) 를 상하동시키는 크랭크축 (2) 의 회전각도를 검출하여 크랭크각도신호로서 출력하는 크랭크각도 검출기 (9) 와, 트랜스퍼가공시에 가공물을 반송하는 트랜스퍼 피드바 (8) 와, 이 트랜스퍼 피드바 (8) 를 2 차원 또는 3 차원으로 구동하는 서보모터 (7) 와, 미리 설정된 크랭크각도와 트랜스퍼 피드바 (8) 의 2 차원 또는 3 차원의 동작위치의 관계를 나타내는 모션커브에 의거하여, 상기 크랭크각도 검출기 (9) 로부터 입력된 크랭크각도신호에 대응해서 트랜스퍼 피드바 (8) 가 구동되도록 상기 서보모터 (7) 의 지령치를 연산하여 서보모터 (7) 를 제어하는 제어기 (10) 를 구비한 프레스 트랜스퍼 피더에 있어서,

   상기 제어기 (10) 는,

   상기 크랭크각도 검출기 (9) 로부터 입력된 크랭크각도신호 (P1) 를 속도신호로 변환하는 속도신호 변환수단 (11) 과,

   프레스기계 (1) 의 진동에 따라 발생하고 또한 상기 변환된 속도신호에 포함되는 진동성분을 제거하는 진동성분 제거수단 (12) 과,

   이 진동성분이 제거된 속도신호를 크랭크각도신호에 상당하는 위치신호 (P2) 로 변환하여 출력하는 위치신호 변환수단 (13) 과,

   상기 크랭크각도 검출기 (9) 로부터의 크랭크각도신호 (P1) 와 상기 위치신호 변환수단 (13) 으로부터 입력된 위치신호 (P2) 의 어긋남량을 연산하고, 적산하는 어긋남량 적산수단 (14) 과,

   이 구해진 어긋남량 적산치에 의거하여 어긋남량을 작게 하는 크랭크각도의 보정치를 구하여 상기 위치신호 변환수단 (13) 이 출력한 상기 위치신호 (P2) 에 이 구한 보정치를 가산하고, 이 가산하여 구한 크랭크각도신호 (P3) 를 상기 서보모터 (7) 의 지령치를 연산하기 위한 크랭크각도신호로서 출력하는 어긋남량 보정수단 (15) 을 구비한 것을 특징으로 하는 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어장치.
2. 프레스기계 (1) 의 회전하는 크랭크축 (2) 에 연결되어 상하동하는 슬라이드 (3) 에 부착된 금형에 의해 트랜스퍼가공할 때, 상기 크랭크축 (2) 의 회전각도에 동기하여 서보모터 (7) 에 의해 2 차원 또는 3 차원으로 구동되는 트랜스퍼 피드바 (8) 에 의해 상기 금형의 복수의 가공스테이션 사이에서 가공물을 반송하는 프레스 트랜스퍼 피더의, 상기 프레스기계 (1) 의 진동에 수반하는 트랜스퍼 피드바 (8) 의 진동을 억제하는 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어방법에 있어서,

   상기 프레스기계 (1) 의 진동에 따른 상기 크랭크축 (2) 의 회전각도의 크랭크각도신호의 진동성분을 이 크랭크각도신호의 속도신호로 변환한 후에 진동성분을 제거하여 원래의 크랭크각도신호로 변환함으로써 제거하고, 이 진동성분 제거후의 크랭크각도신호와 실제 크랭크각도신호의 어긋남량을 연산하여 적산하고, 이 어긋남량 적산치에 의거하여 상기 진동성분 제거후의 크랭크각도신호를 서서히 보정하고, 이 보정한 크랭크각도신호에 동기시켜 상기 서보모터 (7) 를 제어하는 프레스 트랜스퍼 피더의 진동억제 제어방법.