KR20030091668A - Work transfer equipment and method for controlling same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는, 프레스진동의 영향을 받지 않으면서도 모션의 동기 어긋남에 의한 간섭을 없앨 수 있는 트랜스퍼 프레스의 서보모터구동에 의한 공작물반송장치 및 제어방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a workpiece transporting apparatus and a control method by servomotor driving of a transfer press capable of eliminating interference due to synchronous misalignment without being affected by press vibration.
상기 과제를 해결하기위한 수단으로서, 1사이클중의 슬라이드 위치에 상당하는 프레스각도를 검출하는 프레스각도검출기(11)와, 임의 시점에 설정가능한 파라미터에 따라서 상기 검출된 프레스 각도신호의 진동성분을 제거하는 효과를 가변으로 하고 이 진동성분이 제거된 프레스 각도신호를 출력하는 진동억제부(24)와, 실제어(實制御)중에 진동억제부(24)의 파라미터를 선택적으로 변경하는 파라미터설정부(23)와, 상기 진동억제부(24)로부터의 상기 진동성분이 제거된 프레스각도신호에 동기하여 상기 서보모터의 회전을 제어하는 모션 서보 연산부(25)를 구비한다.As a means for solving the above problems, a press angle detector 11 for detecting a press angle corresponding to a slide position in one cycle, and a vibration component of the detected press angle signal according to a parameter that can be set at an arbitrary time point A vibration suppression section 24 for outputting a press angle signal in which the vibration component is removed and a parameter setting section for selectively changing the parameters of the vibration suppression section 24 in a real word. 23) and a motion servo calculating section 25 for controlling the rotation of the servomotor in synchronization with the press angle signal from which the vibration component from the vibration suppressing section 24 is removed.
Description
본 발명은 트랜스퍼 프레스의 서보모터구동에 의한 공작물(work) 반송장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a workpiece conveying apparatus and a control method thereof by driving a servo motor of a transfer press.
종래부터 트랜스퍼 프레스의 공작물반송장치로 사용되는 트랜스퍼 피더는 공작물반송방향에 대하여 좌우 1쌍의 피드바를 구비하고 이 좌우 한쌍의 피드바를 도5에 표시된 바와 같이 트랜스퍼 프레스의 슬라이드의 승강동작에 동기하여 공작물반송방향(어드밴스방향 및 리턴 방향)과, 상하방향(업 및 다운)과 좌우방향(클램프 및 언클램프)으로 각각 이동시키고 있다. 그리고 근년의 소량다품종 생산에 유연하게 대응하기 위하여 상기 3축방향(각각 피드축, 리프트축, 클램프축이라 부른다.)의 스트로크 길이, 및 슬라이드의 움직임에 대한 모션 타이밍을 공작물에 따라 적절하게 제어할 수 있도록 각 축을 전동서보(servo)모터로 구동하도록 한 서보트랜스퍼피더가 많이 사용되고 있다.The transfer feeder, which is conventionally used as a workpiece conveying device for a transfer press, has a pair of left and right feed bars in the workpiece conveying direction, and the pair of left and right feed bars are synchronized with the lifting operation of the slide of the transfer press as shown in FIG. The conveyance direction (advanced direction and return direction), and the up-down direction (up and down) and the left-right direction (clamp and unclamp) are moved, respectively. In order to flexibly respond to the production of small quantities of various products in recent years, the stroke lengths in the three axis directions (referred to as feed shafts, lift shafts, and clamp shafts), and the timing of the motions of the slides can be appropriately controlled according to the workpieces. In order to be able to drive each axis by an electric servo motor, a servo transfer feeder is widely used.
종래의 서보트랜스퍼 피더의 제어장치의 구성을 도6에 의하여 설명한다. 슬라이드에 동기시키기 위한 슬라이드의 크랭크각도(이하, 간단하게 프레스각도라함)를 예컨대, 로터리 엔코더로 된 프레스각도 검출기(11)로 검출하고 있다. 피드축, 리프트축, 클램프축을 각각 구동하는 각 축 서보모터(14)(16)(18)는 대응하는 각 축 서보앰프(13)(15)(17)로 제어된다. 그리고 제어기(10)에는 미리 공작물에 따라서 프레스각도와 각 축의 스트로크위치와의 관계를 표시한 모션 데이터가 기억되어 있으며, 제어기(10)는 실제가공시에 소정의 서보연산 주기마다 프레스각도검출기(11)로 검출한 프레스각도를 입력하여 이 프레스각도에 각각 대응하는 3축의 스트로크위치를 상기 모션데이터에서 구하여, 구한 각 축 스트로크위치에 각각 소정의 속도로 이동하도록 각 축 서보 위치 지령 및 속도지령을 연산하고 상기 각 축 서보앰프(13)(15)(17)에 출력한다. 또 각 축 서보모터(14)(16)(18)에는 도시되지 않은 펄스엔코더가 장착되어 있어, 속도신호 및 위치신호로서 각 축 서보앰프(13)(15)(17)에 각각 피드백되어 있다.The configuration of the control apparatus of the conventional servotransfer feeder will be described with reference to FIG. The crank angle (hereinafter simply referred to as the press angle) of the slide for synchronizing with the slide is detected by, for example, the press angle detector 11 made of a rotary encoder. Each axis servomotor 14, 16, 18 for driving the feed shaft, the lift shaft, and the clamp shaft, respectively, is controlled by the corresponding respective axis servo amplifiers 13, 15, 17. The controller 10 stores, in advance, motion data indicating the relationship between the press angle and the stroke position of each axis in accordance with the workpiece. The controller 10 presses the detector 11 at a predetermined servo operation cycle during actual machining. The servo angle command and the speed command are calculated by inputting the detected press angle with) to obtain the stroke positions of the three axes corresponding to the press angles from the motion data, and to move them at the predetermined speeds to the obtained stroke positions. And output to the respective axis servo amplifiers 13, 15 and 17. In addition, a pulse encoder (not shown) is attached to each of the axis servomotors 14, 16 and 18, and is fed back to each axis servo amplifier 13, 15 and 17 as a speed signal and a position signal, respectively.
상기 구성에 의하여, 슬라이드의 프레스각도에 동기하여 미리 설정된 모션커브에 따라 피드축, 리프트축, 클램프축의 3축이 위치제어되므로 트랜스퍼 피더는 슬라이드와 동기하여 간섭없이 공작물을 다음공정으로 반송할 수 있다.According to the above configuration, since the three axes of the feed shaft, the lift shaft, and the clamp shaft are positioned in accordance with a preset motion curve in synchronization with the press angle of the slide, the transfer feeder can convey the workpiece to the next step without interference in synchronization with the slide. .
그런데 슬라이드 하사점(bottom dead center) 근방에서의 성형가공시에 슬라이드 가압력(加壓力)이나 그 가압력이 빠지는 반동에 의해 프레스본체의 프레임에 진동이 발생한다. 그리고 프레스각도 검출기(11)가 크랭크축의 구동계의 중간축에 카프링을 통하여 연결되어 있기때문에 본체 프레임의 진동의 영향을 받아 그 연결된 중간축의 회전방향의 진동이 발생하며, 이것에 의해 프레스각도 검출기(11)로 검출된 프레스각도신호에는 진동적인 신호가 노이즈로서 혼입(混入)하게 된다. 이 때문에 제어장치는 이 프레스 각도 신호의 진동에도 충실하게 동기하여 각 축의 모션을 제어하려고 하므로 각 축의 거동이 진동적으로 되며 특히 제5도에 표시한 행정 A에 피드축의 리턴중의 진동과 소음이 크고 서보 모터(14)에 과부하가 걸리는 문제가 생긴다.On the other hand, vibration is generated in the frame of the press body due to the slide pressing force or the reaction of the pressing force dropping during molding processing near the slide dead center. Since the press angle detector 11 is connected to the intermediate shaft of the drive system of the crankshaft through the coupling, the vibration of the connected intermediate shaft is generated under the influence of the vibration of the main frame, and thereby the press angle detector 11 In the press angle signal detected by), a vibrating signal is mixed as noise. For this reason, the controller tries to control the motion of each axis faithfully in synchronism with the vibration of the press angle signal, so that the behavior of each axis becomes vibratory, and in particular, the vibration and noise during the return of the feed shaft to the stroke A shown in FIG. There is a problem in that the servomotor 14 is overloaded and overloaded.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 프레스각도신호의 진동성분을 제거하여 매끄러운 신호를 얻어서 이것에 의해 각 축 거동의 진동을 억제하는 진동억제기능을 구비한 것이 제안되어 있다. 이것은 프레스각도신호의 입력계통에 그 신호의 고주파영역을 컷(cut)하는 로패스필터(low-pass-filter)적인 진동억제부를 설치하고 이 진동억제부에서 노이즈(noise)가 제거된 프레스각도신호에 동기시키어 각 축 모션을 제어하는 것이다. 이것에 의해 본체프레임의 진동의 영향을 없애고 트랜스퍼피더의 각 축모션의 진동을 없앤다.In order to solve such a problem, it is proposed to have a vibration suppressing function of removing the vibration component of the press angle signal to obtain a smooth signal, thereby suppressing the vibration of each axis behavior. It is equipped with a low-pass-filter vibration suppression unit that cuts the high frequency region of the signal at the input angle of the press-angle signal, and the press-angle signal from which noise is removed from the vibration suppression unit is removed. To control each axis motion in synchronization with. This eliminates the influence of the vibration of the main body frame and eliminates the vibration of each axis motion of the transfer feeder.
그러나 종래의 진동억제기능을 이용한 제어시에는 진동억제부의 억제효과의 정도를 결정하기 위한 제어파라미터의 설정값을 일정하게 해 놓았기 때문에 상시 진동억제효과가 크고 즉, 진동억제부의 등가적인 고주파영역신호컷 주파수가 낮은 영역으로 설정되어 있다. 이 때문에 트랜스퍼 피더의 1 사이클 동작중의 거동은 프레스진동의 영향을 받지 않고 메끄럽게 제어되나, 한편에서 반송행정 전반에 걸쳐 미리 설정된 각 축의 모션 커브에서의 어긋남량이 크게 되어 있다. 즉, 프레스각도신호의 고주파영역 컷에 수반하며 얻어진 프레스각도신호의 실제 프레스각도에 대한 어긋남이 생겨서 각 축의 실제어(實制御)시의 모션이 동기 어긋남을 일으키게 된다.However, in the case of the control using the conventional vibration suppression function, since the set value of the control parameter for determining the degree of the suppression effect of the vibration suppression part is constant, the vibration suppression effect is always large, that is, the equivalent high frequency region signal of the vibration suppression part. The cut frequency is set to a low region. For this reason, the behavior during the one-cycle operation of the transfer feeder is smoothly controlled without being affected by the press vibration, but on the other hand, the amount of deviation in the motion curve of each axis set in advance throughout the conveyance stroke is large. That is, the deviation of the press angle signal obtained along with the high frequency region cut of the press angle signal is caused to the actual press angle, and the motion at the time of the actual word of each axis causes the synchronous deviation.
따라서 공작물의 종류에 따라서는 금형의 형상, 크기나 공정간의 거리등의 관계에서 각축의 모션과 금형과의 간섭이 없도록 각 축의 스트로크 길이나 동작의 타이밍등을 엄밀하게 설정하고 그 위에서 각 축을 정밀도 좋게 위치 서보제어하지 않으면 않되는 경우가 있으나 이 경우에는 상기와 같은 각 축의 실제어시의 모션의 동기 어긋남이 생기면 트랜스퍼피더의 핸드나 공작물과 금형과의 간섭이 발생할 우려가 있다. 또 이것을 피하기 위하여 반대로 반송행정 전반에 걸쳐 진동억제효과를 작게 (등가적인 고역(高域)컷주파수를 높은 영역에 설정)하면 프레스진동의 영향을 받기 쉽고 각축의 충분한 진동억제가 되지 않는 문제가 생긴다.Therefore, depending on the type of workpiece, the stroke length of each axis and the timing of the operation must be set precisely so that there is no interference between the motion of each axis and the mold in relation to the shape, size, distance between processes, etc. of the mold. Although position servo control may be required, in this case, if the synchronization of the motion of the actual assist of each axis occurs as described above, there is a possibility that interference between the hand of the transfer feeder, the workpiece and the mold may occur. In order to avoid this, on the contrary, if the vibration suppression effect is small (set the equivalent high-frequency cut frequency in a high region) throughout the conveyance stroke, it is susceptible to press vibration and causes insufficient vibration suppression on each axis. .
본 발명은 상기한 문제점에 착안하여 된 것으로 프레스진동의 영향을 받지 않고도 모션의 동기 어긋남에 의한 간섭을 없앨 수 있는 트랜스퍼프레스의 서보모터구동에 의한 공작물반송장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a workpiece transport apparatus and a method of controlling the same by a servo motor drive of a transfer press capable of eliminating interference due to synchronous deviation of motion without being affected by press vibration. do.
도1은 본 발명에 관한 제어장치의 하드웨어 구성 블록도.1 is a hardware block diagram of a control device according to the present invention;
도2는 본 발명에 관한 제어기능 블록도.2 is a block diagram of a control function according to the present invention;
도3은 실시예에 관한 제어순서도.3 is a control flowchart according to the embodiment;
도4는 진동억제효과의 설명도.4 is an explanatory diagram of a vibration suppression effect.
도5는 공작물반송장치의 각 축동작의 설명도.5 is an explanatory diagram of each axis operation of the workpiece conveyance apparatus.
도6은 종래의 서보트랜스퍼피더 제어장치의 하드웨어 구성 블록도.6 is a hardware block diagram of a conventional servotransfer feeder control apparatus.
[도면중 중요한 부분에 대한 부호 설명][Description of Signs of Important Parts of Drawing]
10 : 제어기 11 : 프레스각도검출기 12 : 프레스각도검출기Reference Signs List 10 controller 10 press angle detector 12 press angle detector
13 : 피드축 서보 앰프 14 : 피드축 서보모터 15 : 리프트축 서보 앰프13: Feed axis servo amplifier 14: Feed axis servo motor 15: Lift axis servo amplifier
16 : 리프트축 서보모터 17 : 클램프축 서보앰프 18 : 클램프축 서보모터16: lift shaft servomotor 17: clamp shaft servo amplifier 18: clamp shaft servomotor
20 : 제어기 21 : 프레스각도 입력부 22 : 프레스각도 입력부20: controller 21: press angle input unit 22: press angle input unit
23 : 파라미터 설정부 24 : 진동억제부 25 : 모션 서보 연산부23: parameter setting unit 24: vibration suppression unit 25: motion servo operation unit
26 : 설정 모션 기억부26: set motion memory
상기의 목적을 달성하기 위하여 제1발명은, 트랜스퍼 프레스의 서보머터 구동에 의한 공작물반송장치에 있어서 1사이클 중의 슬라이드위치에 상당하는 프레스각도를 검출하는 프레스각도 검출기와, 임의의 시점에 설정가능하게 된 파라미터에 따라서 상기 검출된 프레스각도신호의 진동성분을 제거하는 효과를 가변(可變)(variable)으로 하여 이 진동성분이 제거된 프레스각도신호를 출력하는 진동억제부와, 실제어중에 진동억제부의 파라미터를 선택적으로 변경하는 파라미터설정부와, 상기 진동억제부로부터의 상기 진동성분이 제거된 프레스각도신호를 동기하여 상기 서보모터의 회전을 제어하는 모션 서보 연산부를구비한 구성으로 하고 있다.In order to achieve the above object, the first invention is a press angle detector for detecting a press angle corresponding to a slide position in one cycle in a workpiece transport apparatus driven by servo-mutter driving of a transfer press, and can be set at any time. A vibration suppression unit for outputting a press angle signal from which the vibration component is removed by varying the effect of removing the vibration component of the detected press angle signal according to the determined parameter; A parameter setting unit for selectively changing negative parameters and a motion servo operation unit for controlling rotation of the servomotor in synchronization with a press angle signal from which the vibration component is removed from the vibration suppressing unit are provided.
제1발명에 의하면, 실제어중에 진동억제부의 파라미터를 선택적으로 변경하여 그 진동억제부에서의 프레스각도신호의 진동성분을 제거하는 효과를 변경하는 것이 가능하기 때문에 프레스성형시의 진동의 영향이 큰 행정에서는 상기 효과를 크게 하므로서 이 진동에 의한 공작물반송장치의 서보모터제어시의 진동의 영향을없앨 수 있고 프레스성형시의 진동의 영향이 작은 행정에서는 상기 효과를 작게 하므로서 공작물반송장치의 서보모터제어의 모션의 어긋남을 작게 할 수 있다. 따라서 프레스진동에 의한 영향을 적절한 타이밍으로 억제하여 공작물반송장치를 제어할 수 있다.According to the first invention, since the effect of removing the vibration component of the press angle signal in the vibration suppression unit can be changed by selectively changing the parameter of the vibration suppression unit in the actual fish, the influence of vibration during press molding is large. The stroke can eliminate the influence of the vibration during the servomotor control of the workpiece transporter by increasing the above effect, and the servomotor control of the workpiece transporter can be reduced while the stroke is less affected by the vibration during press molding. The misalignment of the motion can be reduced. Therefore, the work conveying device can be controlled by suppressing the influence of press vibration at an appropriate timing.
또 제2발명은 트랜스퍼 프레스의 서보모터구동에 의한 공작물반송장치의 제어방법에 있어서, 프레스각도 검출기로 검출한 프레스각도신호의 진동성분을 제거하는 진동억제의 효과를 선택적으로 변경하고 이 효과에 따라서 진동성분이 제거된 프레스각도신호에 동기하여 상기 서보모터의 회전을 제어하는 방법으로 하고 있다.According to the second aspect of the present invention, in the method of controlling a workpiece transport apparatus by driving a servo motor of a transfer press, the effect of vibration suppression for removing the vibration component of the press angle signal detected by the press angle detector is selectively changed, and according to this effect. The rotation of the servomotor is controlled in synchronization with the press angle signal from which the vibration component is removed.
제2발명에 의하면, 실제제어중에 프레스각도신호의 진동성분을 제거하는 효과를 선택적으로 하는 것이 가능하기 때문에, 프레스성형시의 진동의 영향이 큰 행정에서는 상기 효과를 크게 하므으로서 이 진동에 의한 공작물반송장치의 서보모터제어시의 진동의 영향을 없앨 수 있고, 프레스성형시의 진동의 영향이 작은 행정에서는 상기 효과를 작게 함으로써 공작물반송장치의 서보모터제어의 모션의 동기 어긋남을 작게 할 수 있다. 따라서 프레스진동에 의한 영향을 적절한 타이밍으로 억제하여 공작물반송장치를 제어할 수 있다.According to the second aspect of the present invention, the effect of removing the vibration component of the press angle signal can be selectively selected during the actual control, so that the above-mentioned effect is increased in the stroke having a large influence of the vibration during press molding, so that the workpiece caused by this vibration The influence of vibration at the time of servo motor control of the conveying apparatus can be eliminated, and in the stroke where the influence of vibration at the time of press molding is small, the said effect can be reduced, and the synchronous shift of the motion of the servo motor control of a workpiece conveyance apparatus can be reduced. Therefore, the work conveying device can be controlled by suppressing the influence of press vibration at an appropriate timing.
또 제3발명은 제2발명에 있어서 상기 진동억제의 효과의 변경은 프레스각도범위에 따라 행하는 방법으로 하고 있다.In the third invention, in the second invention, the effect of the vibration suppression is changed according to the press angle range.
제3발명에 의하면, 통상 프레스진동이 큰 것은 성형개시직전에서 성형종료직후까지의 프레스행정의 범위이며, 이것은 제어 상에서는 소정의 프레스각도범위(예컨대 170도내지 200도)에 상당하며 따라서 이 프레스각도범위에 따라 진동억제의효과를 변경하므로 간단한 방법으로 적절하게 진동억제의 제어와 모션의 동기의 어긋남량의 억제제어를 번갈아 할 수 있다.According to the third invention, the large press vibration is usually the range of the press stroke from just before the start of molding to just after the end of molding, and this corresponds to a predetermined press angle range (for example, 170 to 200 degrees) under control, and thus this press angle. Since the effect of vibration suppression is changed according to the range, it is possible to alternately control the suppression of vibration suppression and the amount of deviation of the synchronization of motion in a simple manner.
제4발명은, 제3발명에 있어서 어드밴스(advance)방향의 제어중에는 상기 진동억제의 효과를 작게 설정하고 리턴(return)방향의 제어중에는 상기 진동억제의 효과를 크게 설정하는 방법으로 하고 있다.According to a fourth aspect of the invention, in the third invention, the vibration suppression effect is set to be small during the control in the advance direction, and the vibration suppression effect is set to be large during the control in the return direction.
제4발명에 의하면, 공작물반송장치의 어드밴스동작시에는 프레스진동이 없으므로 진동억제의 효과를 작게 설정하여 제어하므로서 모션의 동기 어긋남량을 작게 하여 금형이나 슬라이드와의 간섭을 방지할 수 있고 한편 리턴동작시에는 금형이나 슬라이드와의 간섭의 가능성이 없는 대신 프레스진동이 크므로 진동억제의 효과를 크게 설정하여 제어하므로서 프레스진동의 영향을 받지 않고 공작물반송제어시의 소음감소및 서보모터의 과부하방지가 된다.According to the fourth aspect of the invention, since there is no press vibration during the advance operation of the workpiece conveyance device, by controlling the effect of vibration suppression to be small, the amount of synchronous displacement of the motion can be reduced to prevent interference with the mold or the slide, and the return operation. When there is no possibility of interference with mold or slide, press vibration is large, and the effect of vibration suppression is set to be large so that the noise is not affected by press vibration and the overload of servo motor is prevented without being affected by press vibration. .
[발명의 실시예][Examples of the Invention]
이하에 도1 내지 도4를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.
도1은 본 발명에 관한 제어장치의 하드웨어구성 블록도이다. 또한 도1에서 도6의 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙이고 있어 이하에서는 그 설명을 생략한다.1 is a block diagram showing the hardware configuration of a control device according to the present invention. In addition, in FIG. 1, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of FIG. 6, The description is abbreviate | omitted below.
제1의 프레스각도 검출기(11)와 제2의 프레스각도 검출기(12)를 구비하고 있다. 제1의 프레스각도검출기(11)는 슬라이드 작동에 동기시키어 공작물반송장치를 제어하기 위한 프레스각도θa(슬라이드의 크랭크회전각도에 대응함)를 검출하고 있으며 예컨대 로터리 엔코더와 같이 공작물반송장치의 모션제어의 위치 정밀도를 충분히 얻을 수 있는 소정의 펄스 분해능(分解能)으로 크랭크회전각도를 검출가능한 회전센서로 구성되어 있다. 제2의 프레스각도검출기(12)는 진동억제제어의 효과를 변경하는 타이밍의 프레스각도범위의 판정에 쓰이는 프레스각도 θb를 검출하는 것이며, 본 예에서는 프레스진동의 영향을 받기 어려운 구성의, 예컨대 로터리 캠장치로 구성되어 있다. 이 로터리 캠장치는 크랭크축과 동기하여 회전하는 슬라이드 구동계 중간측에 연결된 로터리축에 설치한 복수의 캠과 이 복수의 캠에 의해 온/오프 작동하는 리미트 스위치를 가진 일반적인 로터리 캠기구를 갖추고 있으며 상기 리미트 스위치가 작동하는 프레스각도범위가 임의로 설정가능하게 구성되어 있다. 각각의 프레스각도 θa,θb의 신호는 제어기(20)에 입력된다.The first press angle detector 11 and the second press angle detector 12 are provided. The first press angle detector 11 detects the press angle θa (corresponding to the crank rotation angle of the slide) for controlling the workpiece transporting device in synchronization with the slide operation, and for example, the motion control of the workpiece transporting device such as a rotary encoder. It is comprised by the rotation sensor which can detect a crank rotation angle with the predetermined pulse resolution which can fully acquire position precision. The second press angle detector 12 detects the press angle θb used for the determination of the press angle range at the timing of changing the effect of the vibration suppression control, and in this example, for example, a rotary having a configuration that is hard to be affected by the press vibration. It consists of a cam device. The rotary cam device includes a general rotary cam mechanism having a plurality of cams mounted on a rotary shaft connected to an intermediate side of a slide drive system that rotates in synchronism with the crank shaft, and a limit switch operated by the plurality of cams. The press angle range at which the limit switch operates is configured to be set arbitrarily. Signals of the respective press angles θa and θb are input to the controller 20.
제어기(20)는 컴퓨터장치나 프로그램가능 논리제어기(programmable logic controller)(소위 PLC)등의 고속연산장치를 가지고 있다. 제어기(20)에는 미리 공작물에 따라 프레스각도와 각축(피드축, 리프트축, 클램프축)의 스트로크 위치와의 관계를 표시한 모션데이터가 기억되어 있다. 그리고 실제가공시에 소정의 서보연산 주기마다 상기 프레스각도 θa, θb를 입력하고, 동기용의 프레스각도 θa에 각각 대응하는 3축의 스트로크위치를 상기 모션데이터에서 구하여, 구한 각 축 스트로크위치에 각각 소정속도로 이동하도록 각 축 서보위치지령및 속도지령을 연산하고 각축 서보 앰프(13)(15)(17)에 출력하는 동시에 상기 진동억제제어의 변경 타이밍용의 프레스각도 θb에 의거하여 후술하는 소정의 연산처리를 하여 각축의 상기 서보제어시의 진동억제효과의 변경처리를 하고 있다.The controller 20 has a high speed computing device such as a computer device or a programmable logic controller (so-called PLC). The controller 20 stores, in advance, motion data indicating the relationship between the press angle and the stroke position of each axis (feed axis, lift axis, clamp axis) in accordance with the workpiece. The press angles θa and θb are input at every servo operation cycle during actual machining, and the stroke positions of three axes corresponding to the synchronous press angles θa are obtained from the motion data, respectively, and are respectively determined at the respective stroke positions obtained. Each axis servo position command and speed command are calculated so as to move at a speed, and outputted to each axis servo amplifier 13, 15, 17, and the predetermined angle described later on the basis of the press angle θb for the change timing of the vibration suppression control. A calculation process is performed to change the vibration suppression effect in the servo control of each axis.
도2는 본 발명에 관한 제어기능 블록도이며, 도2에 의해 각 제어기능을 설명한다.Fig. 2 is a block diagram of a control function according to the present invention. Fig. 2 illustrates each control function.
제1의 프레스각도입력부(21)는 상기 제1 프레스각도검출기(11)가 검출한 프레스각도 θa를 입력하고 진동억제부(24)에 출력한다.The first press angle input unit 21 inputs the press angle θa detected by the first press angle detector 11 and outputs it to the vibration suppressing unit 24.
또 제2의 프레스각도입력부(22)는 상기 제2의 프레스각도검출기(12)의 검출된 프레스각도 θb 를 입력하고 파라미터 설정부(23)에 출력한다.The second press angle input section 22 inputs the detected press angle θb of the second press angle detector 12 and outputs it to the parameter setting section 23.
파라미터설정부(23)는 프레스각도 θb에 따라서 진동억제부(24)의 파라미터를 설정하는 것이다. 즉, 미리 복수의 프레스각도범위와, 이 범위에 대응하는 파라미터 설정값을 기억하고 있어 실제어시에는 입력한 프레스각도 θb가 포함되는 프레스각도범위를 산출하여 이 프레스각도 범위에 대응하는 상기 파라미터설정값을 진동억제부(24)에 출력하고 진동억제부(24)의 파라미터를 설정한다. 본 실시예에서 는 θ 1 ∼θ 2(예컨대, 프레스 하사점(180도)을 포함하는 170도∼200도) 의 제1의 범위와 그 이외의 제2의 범위와의 2개의 프레스각도 범위로 나누어져, 제1의 범위에서는 진동억제효과가 해당 공작물 성형시의 진동량에 따른 크기가 되도록, 또 제2의 범위에서는 진동억제효과가 작은 값이 되도록 각각의 범위의 각 파라미터를 설정하고 있다.The parameter setting section 23 sets the parameters of the vibration suppressing section 24 in accordance with the press angle θb. That is, a plurality of press angle ranges and parameter setting values corresponding to the ranges are stored in advance, and in actual operation, the press angle ranges including the input press angle θb are calculated and the parameter setting values corresponding to the press angle ranges are calculated. Is output to the vibration suppressing section 24 and the parameters of the vibration suppressing section 24 are set. In the present embodiment, two press angle ranges between the first range of θ 1 to θ 2 (for example, 170 to 200 degrees including the press bottom dead center (180 degrees)) and the second range other than that In the first range, each parameter of each range is set so that the vibration suppression effect is a magnitude corresponding to the amount of vibration in forming the workpiece, and in the second range, the vibration suppression effect is small.
진동억제부(24)는 제1의 프레스각도 입력부(21)에서 입력된 프레스각도 θ a의 신호에 대하여, 소정주파수 이상의 고역의 진동성분을 컷(즉 억제)하는 소위 로 패스 필터(low pass filter)기능을 가지고 있다. 이 때의 컷(cut) 주파수나 고역에서의 신호 게인(gain)의 감쇠(減衰)경향 등의 필터 특성은 상기 파라미터설정부(23)에 의해 설정된 파라미터에 의하여 결정하게 되어 있다. 이것에의해 소정주파수 이상의 고역의 진동성분이 제거된 프레스각도 신호 θ s는 모션서보 연산부(25)에 출력된다.The vibration suppressing part 24 is a so-called low pass filter that cuts (ie, suppresses) a high frequency vibration component of a predetermined frequency or more with respect to the signal of the press angle θ a input from the first press angle input part 21. ) Has the function. At this time, the filter characteristics such as the cut frequency and the attenuation tendency of the signal gain in the high range are determined by the parameters set by the parameter setting section 23. As a result, the press angle signal θ s from which the high frequency vibration component of the predetermined frequency or more is removed is output to the motion servo calculating section 25.
설정모션기억부(26)는 미리 공작물마다 설정된 각 축(피드축, 리프트축, 클램프축)의 모션데이터를 기억하고 있다. 이 모션데이터로서는 각 축의 스트로크길이, 그 스트로크의 동작개시 프레스 각도와 동작종료 프레스 각도 등이 설정된다. 이들 모션 데이터에 의거하여 프레스각도와 각 축의 모션과의 관계가 결정되는 것이다.The set motion memory 26 stores motion data of each axis (feed axis, lift axis, clamp axis) set in advance for each workpiece. As the motion data, the stroke length of each axis, the operation start press angle and the operation end press angle of the stroke, and the like are set. The relationship between the press angle and the motion of each axis is determined based on these motion data.
모션서보연산부(25)는 상기 설정모션기억부(26)에 기억한 모션데이터에서 구해지는 모션커브를 산출하여 상기 진동억제부(24)에서 입력한 프레스각도신호 θ s에 대응하는 각 축의 모션상의 위치를, 상기 산출한 모션커브에 의해 구한다. 그리하여 구한 각축의 모션상의 위치에 의해서 각 축 목표위치를 각각 연산하여 각축 서보앰프(13)(15)(17)에 각각 출력한다.The motion servo calculation section 25 calculates a motion curve obtained from the motion data stored in the set motion memory section 26, and calculates the motion image of each axis corresponding to the press angle signal θ s input from the vibration suppressing section 24. The position is obtained by the calculated motion curve. Thus, each axis target position is calculated based on the motion position of each axis, and output to each axis servo amplifier 13, 15, 17, respectively.
다음으로 도3에 표시한 제어순서도(flow chart)에 의해 제어수순을 설명한다.Next, the control procedure will be explained by the flow chart shown in FIG.
먼저, 스텝 S1에서 프레스각도 θa ,θb를 입력한다.(프레스각도입력부 21,22) 다음으로 스텝 S2에서 이 프레스각도 θb가 「θ1 ≤θb ≤θ2」를 충족하는가를 체크하여 충족된 때에는 스텝 S3에서 파라미터를 진동억제효과가 크게 되도록 설정하고 충족되지 않은 때에는 스텝 S4에서 파라미터를 진동억제효과가 작게 되도록 설정한다. (파라미터 설정부23) 이어서 스텝 S5에서 이 설정된 파라미터에 의해 결정되는 필터특성에 의거하여, 상기 입력된 프레스각도 θa 의 고주파영역의신호를 제거한 프레스각도 θs를 얻는다. (진동억제부24) 그리고 스텝 S6에서 이 얻어진 프레스각도θs에 의거하여, 미리 설정된 모션데이터로부터 각 축 서보의 목표위치지령값을 연산하고 스텝 S7에서 이 지령을 각 축서보앰프(13)(15)(17)에 각각 출력한다, (모션서보 연산부25) 이 후, 스텝 S1으로 되돌아와 상기 처리를 반복한다.First, the press angles θa and θb are input in step S1. (Press angle input sections 21 and 22) Next, in step S2, it is checked whether the press angle θb satisfies " θ1 ≤ θb ≤ θ2 '', and when it is satisfied, step S3. In step S4, the parameter is set so that the vibration suppression effect is large, and when it is not satisfied, the parameter is set so that the vibration suppression effect is small. (Parameter setting unit 23) Next, on the basis of the filter characteristic determined by this set parameter in step S5, the press angle θ s obtained by removing the signal of the high frequency region of the input press angle θ a is obtained. (Vibration suppressing section 24) Based on the press angle θs obtained in step S6, the target position command value of each axis servo is calculated from the preset motion data, and the command is sent to each axis servo amplifier 13 (15) in step S7. Are output to (17), and then (Motion Servo Computing Unit 25), the process returns to Step S1 and the above process is repeated.
다음으로 본 실시예에 의한 효과를 도 4를 참조하여 설명한다. 도4는 진동 억제효과의 설명도이며 도4(a)는 프레스속도, 즉 프레스각도검출기(11)의 회전속도를 나타내고, 도4(b)는 종래의 기술에 의한 진동억제효과를 모든 반송행정에서 작게 하였을 때의 피드축속도, 도4(c)는 본 발명에 의한 피드축속도를 각각 표시하고 있다.Next, the effect by this embodiment is demonstrated with reference to FIG. Fig. 4 is an explanatory view of the vibration suppression effect, and Fig. 4 (a) shows the press speed, that is, the rotation speed of the press angle detector 11, and Fig. 4 (b) shows the vibration suppression effect according to the prior art in all conveyance strokes. In Fig. 4 (c), the feed shaft speed according to the present invention is shown.
진동억제부(24)의 진동억제효과의 크기, 즉 필터특성을 결정하는 파라미터를, 실제제어중에 선택적으로 변경하도록 하였기 때문에 공작물반송장치의 각각의 행정에 의해 다르게 되는 각축의 모션에 대한 위치결정 정밀도의 요구도(要求度), 및 프레스진동의 영향도를 고려하여 각각의 반송행정에 따라 적절한 타이밍으로 진동억제효과를 설정할 수 있다.Since the magnitude of the vibration suppression effect of the vibration suppression portion 24, that is, a parameter for determining filter characteristics is selectively changed during actual control, positioning accuracy with respect to the motion of each axis that is changed by each stroke of the workpiece transporter. The vibration suppression effect can be set at an appropriate timing in accordance with each conveying stroke in consideration of the required degree of control and the influence of the press vibration.
이 때 도4(a)에 표시한 바와 같이 하사점(下死点)(bottom dead center)(프레스각도=180도)을 사이에 두고 프레스성형 개시직전으로부터 성형완료후의 소정의 프레스각도범위의 반송행정 Fr(많은 경우 리턴행정이다)에서는 프레스진동이 크므로 프레스속도의 변동이 크고, 반대로 금형과의 간섭의 가능성이 적으므로 프레스각도와의 동기정밀도는 엄격하지 않다. 이 때문에 반송행정 Fr에서의 진동억제효과가 크게 되도록 파라미터를 설정하므로서 프레스진동에 의한 프레스각도 θa 의 신호의 진동성분의 영향이 제거되어 도4(c)에 표시된 바와 같이 각 축의 스트로크제어시의 진동이나 소음을 감소할 수 있으며 따라서 각축 서보모터(14)(16)(18)의 과부하 발생을 미연에 방지할 수 있다.At this time, as shown in Fig. 4 (a), conveying a predetermined press angle range immediately after the completion of molding from just before the start of press molding with a bottom dead center (press angle = 180 degrees) interposed therebetween. In the stroke Fr (in many cases, the return stroke), the press vibration is large, so the variation in the press speed is large. On the contrary, there is little possibility of interference with the mold, so the synchronous accuracy with the press angle is not strict. For this reason, the influence of the vibration component of the signal of the press angle θa due to the press vibration is eliminated by setting the parameter so that the vibration suppressing effect in the conveying stroke Fr is increased, and as shown in FIG. In addition, it is possible to reduce the noise and thus to prevent overloading of the respective servomotors 14, 16 and 18 in advance.
한편 상기 이외의 프레스각도범위 반송행정 Fa에서는 도4(a)에 표시된 바와 같이 프레스진동은 작으나 슬라이드 작동공간, 즉 상하금형간의 공간에서 각축이 이동하는 일이 많으므로 각 축 모션의 프레스각도와의 동기정밀도는 엄격하다. 이 때문에 상기 반송행정 Fa에서 진동억제효과가 작게되도록 파라미터를 설정하므로서 도4(c)에 표시한 바와 같이 각축의 스트로크제어시의 설정모션에서의 동기 어긋남량을 작게 모션제어를 할 수 있다. 이것에 의해 금형근방에서의 공작물반송장치와 금형이나 슬라이드의 간섭을 확실하게 방지할 수 있다.On the other hand, in the press angle range conveying stroke Fa other than the above, as shown in Fig. 4 (a), the press vibration is small, but each axis is often moved in the slide operation space, that is, the space between the upper and lower molds. Synchronous precision is strict. For this reason, as shown in Fig. 4 (c), by setting the parameter so that the vibration suppressing effect is small in the conveying stroke Fa, the amount of synchronous shift in the set motion during stroke control of each axis can be reduced. This makes it possible to reliably prevent interference between the workpiece conveyance device and the mold or slide in the vicinity of the mold.
이와 같이 각각의 반송행정에 맞추어 진동억제효과를 선택적으로 변경하므로 반송행정별로 적합한 동기정밀도와 억제효과를 함께 얻게 된다. 즉, 종래에는 예컨대, 도4(b)에 표시된 바와 같이, 동기정밀도 쪽을 중시하여 진동억제효과가 작게 되는 모든 반송행정에서 일정한 파라미터로 설정하면 반송행정 Fr에서의 각축(이때에는 피드축)스트로크제어시의 진동이 발생한다. 본 발명에 의하면 프레스진동이 큰 반송행정 Fr에서의 진동억제효과와 기타의 반송행정 Fa에서의 동기정밀도를 함께 얻을 수 있다. 따라서 각종 금형의 형상이나 크기 등에 적합한 모션으로 공작물 반송장치의 각축 스트로크를 프레스진동의 영향을 받지 않고 부드럽게 제어할 수 있다.As such, since the vibration suppression effect is selectively changed according to each conveying stroke, the synchronous precision and the suppressing effect suitable for each conveying stroke are obtained. That is, conventionally, for example, as shown in Fig. 4 (b), when all parameters are set to constant parameters in all of the transfer strokes in which the vibration suppression effect is reduced by focusing on the synchronous precision side, each axis (in this case, the feed shaft) stroke of the transfer stroke Fr is stroked. Vibration occurs during control. According to the present invention, it is possible to obtain the vibration suppression effect in the conveying stroke Fr with a large press vibration and the synchronous precision in the conveying stroke Fa. Therefore, it is possible to smoothly control the angular stroke of the workpiece conveyance device without being affected by press vibration in a motion suitable for the shape and size of various molds.
그리고 소정의 프레스각도 범위에 따라 진동억제효과를 변경하도록 하였기 때문에 반송행정에 맞추어 각각의 프레스각도범위와 그 진동억제효과를 설정함으로써 각 반송행정에 적합한 억제효과 및 모션동기정밀도를 가진 제어를 용이하게 할수 있다.Since the vibration suppression effect is changed according to a predetermined press angle range, each press angle range and its vibration suppression effect are set according to the conveying stroke, so that the control having the suppression effect and the motion synchronous precision suitable for each conveying stroke can be easily performed. can do.
또한 상기 실시예에서는 진동억제효과를 변경하는 반송행정(프레스각도범위)의 수를 1사이클중에 2개소 설정한 예로 설명하였으나 본 발명의 주된 취지는 2개소에 한정하지 않고 적어도 2개소 이상 설정하면 된다. 이 경우 상기 프레스각도범위를 복수단계로 설정함으로써 설정모션에서 동기 어긋남량의 크기를 서서히 변화시켜 급격한 위치변화를 회피할 수 있다.In the above embodiment, the number of conveying strokes (press angle ranges) for changing the vibration suppression effect is set as two examples in one cycle. However, the main purpose of the present invention is not limited to two, but at least two or more. . In this case, by setting the press angle range in a plurality of stages, it is possible to avoid a sudden position change by gradually changing the magnitude of the synchronous shift amount in the set motion.
또 동기제어용의 프레스각도 θa와, 진동억제효과를 변경하는 타이밍의 제어용의 프레스각도 θb를, 다른 프레스각도검출기(11)(12)로 각각 검출하고 있으나 이것에 한정하지 않고 예컨대, 동기제어용의 프레스각도 θa신호를 소정의 로패스필터를 통하여 얻은 신호를 진동억제효과변경의 타이밍제어용의 프레스각도 θb신호로서 사용해도 된다. 이 경우 진동억제효과변경의 타이밍을 결정하는 프레스각도범위는 소정의 여유를 가지고 설정하면 된다.In addition, the press angle θa for synchronous control and the press angle θb for controlling the timing for changing the vibration suppression effect are detected by the other press angle detectors 11 and 12, respectively. The signal obtained by the angle? A signal through the predetermined low pass filter may be used as the press angle? B signal for timing control of the vibration suppression effect change. In this case, the press angle range for determining the timing of the vibration suppression effect change may be set with a predetermined margin.
또 상기 실시예에서는 캠과 리미트스위치를 갖춘 기계식로터리 캠을 사용하였으나 전기식 로터리 캠을 사용해도 된다. 전기식 로터리 캠을 사용하면 프레스각도범위의 설정변경이 용이하게 되므로 작업성이 좋다.In the above embodiment, a mechanical rotary cam with a cam and a limit switch is used, but an electric rotary cam may be used. The use of an electric rotary cam makes it easy to change the setting of the press angle range.
또 공작물반송장치의 각축에는 각각 1개의 서보보터를 설치하여 있으나 복수개의 서보모터를 설치해도 된다.In addition, although each servomotor is provided in each axis of the workpiece conveyance apparatus, several servomotors may be provided.
또 공작물반송장치의 예로서 2개의 피드바를 피드축, 리프트축, 클램프축방향으로 동기 구동하는 트랜스퍼 피더를 들어 설명하였으나 이것에 한정하지 않으며 피드축, 리프트축의 2축을 구동하는 것이어도 되고, 또 상하방향(리프트축)이동가능한 리프트빔에 그 빔의 길이방향(피드축)을 따라 이동가능하게 된 복수개의 캐리어를 설치하고 대향하는 캐리어 간에 크로스바를 가설하여 각각의 크로스바에 진공(vacuum)등에 의해 흡착가능하게 된 파지(把持)수단을 설치한 크로스 바 타입의 것이어도 된다.In addition, as an example of the workpiece conveying apparatus, a transfer feeder that synchronously drives two feed bars in the feed shaft, the lift shaft, and the clamp shaft direction has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the feed shaft and the lift shaft may be driven by two axes. A plurality of carriers, which are movable along the longitudinal direction (feed axis) of the beam, are installed on the lift beam, which is movable in the direction (lift axis), and crossbars are installed between the opposite carriers, and the respective crossbars are adsorbed by vacuum or the like. It may be of a crossbar type provided with a gripping means enabled.
이상에 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 다음의 효과가 얻어진다.As described above, according to the present invention, the following effects are obtained.
프레스진동에 기인하는 프레스각도신호의 진동성분을 제거하는 진동억제부의 제어기능에 있어서 그 효과를 프레스 1 사이클 중에서 복수의 소정의 범위에서 각각 소정값으로 변경되게 하였기 때문에 동기 정밀도의 요구되는 범위와 진동억제효과가 요구되는 범위를 임의로 설정함으로서 반송행정에 맞추어 양자를 적절하게 설정할수 있다. 따라서 공작물마다 적절한 모션을 설정할 수 있고 또 프레스진동의 영향을 받지 않고 부드럽게 공작물반송장치의 모션을 제어할 수 있어 소음감소 및 서보모터의 과부하방지를 할 수 있다.In the control function of the vibration suppressing unit that removes the vibration component of the press angle signal due to the press vibration, the effect is changed to a predetermined value in a plurality of predetermined ranges in one press cycle. By arbitrarily setting the range in which the suppression effect is required, both can be appropriately set in accordance with the conveyance administration. Therefore, the appropriate motion can be set for each workpiece, and the motion of the workpiece transporter can be smoothly controlled without being affected by press vibration, thereby reducing noise and preventing overload of the servomotor.
그리고 프레스각도범위에 의해 상기 진동억제효과의 변경타이밍을 설정하므로 간단한 방법으로 적절하게 진동억제의 제어와 모션의 동기 어긋남량의 억제제어를 번갈아 행할 수 있다.Further, since the change timing of the vibration suppression effect is set according to the press angle range, it is possible to alternately control the suppression of vibration suppression and the amount of synchronous shift of motion appropriately by a simple method.
또 공작물반송장치의 어드밴스동작시에 진동억제효과를 작게 설정하여 제어함으로써 모션의 동기 어긋남량을 작게 하여 금형이나 슬라이드와의 간섭을 방지할수 있고 한편 리턴동작시에는 진동억제의 효과를 크게 설정하여 제어함으로써 프레스진동의 영향을 받지 않고 공작물반송제어시의 소음의 감소 및 서보모터의 과부하방지를 할 수 있다.In addition, by controlling the vibration suppression effect to a small setting during the advance operation of the workpiece transporter, the amount of synchronous shift of the motion can be reduced to prevent interference with a mold or a slide. Therefore, it is possible to reduce noise and prevent overload of servo motor in workpiece conveyance control without being affected by press vibration.
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KR100951725B1 (en) * | 2005-06-06 | 2010-04-07 | 가부시키가이샤 아이에이치아이 | Work conveying device, control method for work conveying device, and press line |
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