KR20080106949A - 프레스 기계, 프레스 기계의 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

모터와, 모터에 의해 회전 구동되는 회전체를 갖고 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구와, 변환 기구에 연결되어 왕복 운동하는 슬라이드를 구비하며, 모터를 일정 지령 속도로 회전시킨 경우에 회전체의 회전각에 따라 모터 실적 토크가 변동하는 프레스 기계의 제어 장치로서, 회전체의 회전각을 검지하는 각도 검지 장치와, 각도 검지 장치로부터 입력되는 회전각의 값에 기초하여 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하는 토크 결정 장치와, 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 지령 속도를 일정 지령 속도보다 증가시키는 속도 조절 장치를 구비한다.

Description

프레스 기계, 프레스 기계의 제어 장치 및 제어 방법{PRESS MACHINE, AND DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING PRESS MACHINE}

본 발명은 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 기구를 갖는 프레스 기계에 관한 것이다.

프레스 기계에는 슬라이드를 액압(液壓)에 의해 구동하는 액압 프레스와, 슬라이드를 기계식 기구에 의해 구동하는 기계 프레스가 있다.

기계 프레스에는 크랭크축을 모터에 의해 회전 구동하는 크랭크 프레스가 있으며, 크랭크 프레스에서는 크랭크축의 회전에 의해 슬라이드를 승강시킨다.

슬라이드의 하강시에, 슬라이드의 하면에 고정된 상금형과 슬라이드의 하방에 배치된 하금형의 사이에 피가공물을 끼워 프레스를 행한다.

또한, 기계 프레스에는 회전 에너지가 축적되는 플라이휠을 이용하는 기계 프레스와, 플라이휠을 이용하지 않고 정회전, 역회전 및 속도 변화를 자유롭게 조절할 수 있는 서보모터를 이용한 기계 프레스가 있다.

플라이휠을 이용한 프레스 기계는, 예를 들면 도 1에 도시하는 바와 같이, 모터(41)의 회전 구동력을 풀리(43) 및 전달 벨트(45)를 통해 플라이휠(47)에 전달한다. 클러치(49)는 ON 상태에서 플라이휠(47)을 메인 기어(51)에 연결하고, OFF 상태에서 플라이휠(47)을 메인 기어(51)로부터 분리한다.

메인 기어(51)는 크랭크축(53)의 일단부에 고정되어, 크랭크축(53)은 메인 기어(51)와 함께 회전 구동된다.

크랭크축(53)의 편심부에는 연결 부재(55)의 일단부가 연결되고, 연결 부재(55)의 타단부에는 슬라이드(57)가 연결된다. 이에 따라, 크랭크축(53)의 회전 운동이 슬라이드(57)의 왕복 직선 운동으로 변환되어 슬라이드(57)가 승강된다.

이 구성에서는, 플라이휠(47)에 축적되는 회전 에너지는 피가공물을 프레스하는 크랭크축(53)의 회전각 영역에서 방출되고, 그 외의 회전각 영역에서 다시 플라이휠(47)에 축적된다.

플라이휠을 이용한 프레스 기계의 경우에는 플라이휠, 클러치를 이용하기 때문에 그만큼 장치가 대형화하지만, 서보모터를 이용한 프레스 기계의 경우에는 플라이휠이나 클러치를 생략할 수 있다는 이점이 있다.

그러나, 서보모터를 이용한 프레스 기계의 경우에는 플라이휠에 회전 에너지를 축적할 수 없으므로, 서보모터와 모터 구동용의 전원 설비를 대용량으로 해야만 한다.

이 점을 고려하여 하기 특허 문헌 1에서는, 전기 에너지 축적용의 콘덴서를 교류 전원 설비에 접속하여 피가공물을 프레스하는 크랭크축의 회전각 영역에 있어서, 콘덴서에 축적된 전기 에너지를 서보모터에 공급한다.

이에 따라, 교류 전원 설비를 소형화하여 프레스 시에 필요한 에너지를 확보한다.

특허 문헌 1: 일본 특허공개 2004-344946호 공보 "프레스 기계"

〈발명이 해결하려고 하는 과제〉

그러나, 특허 문헌 1의 경우에는 교류 전원 설비를 소형화할 수 있어도 가공물을 프레스하는 크랭크축의 회전각 영역에서 대전류를 서보모터에 공급하므로, 서보모터를 직접 구동하는 구동 회로는 그만큼 대형화된다.

한편, 플라이휠을 이용한 프레스 기계에 있어서도 모터 및 모터의 구동 회로를 한층 더 소형화할 필요가 있다.

또한, 프레스 기계에 있어서 소비 전력을 저감시킬 것도 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 모터 및 모터의 구동 회로를 소형화할 수 있으면서, 또한 소비 전력을 저감시킬 수 있는 프레스 기계, 프레스 기계의 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것에 있다.

〈과제를 해결하기 위한 수단〉

모터에 의해 크랭크축을 일정 지령 속도로 회전시키면, 실제로 피가공물을 프레스하지 않는 상태에서도 크랭크축에 결합되어 있는 여러 가지 기계적 요소에 의해 크랭크축의 회전각에 따라 모터의 실적 토크가 변동한다.

본 발명은 이와 같은 모터 실적 토크의 변동을 이용하여 회전계에 효율적으로 회전 에너지를 제공하는 것이다.

즉, 본 발명에 따르면 상기 목적을 달성하기 위해, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체를 갖고 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구와, 상기 변환 기구에 연결되어 왕복 운동하는 슬라이드를 구비하며, 상기 모터를 일정 지령 속도로 회전시킨 경우에 상기 회전체의 회전각에 따라 모터 실적 토크가 변동하는 프레스 기계의 제어 장치로서, 상기 회전체의 회전각을 검지하는 각도 검지 장치와, 상기 각도 검지 장치로부터 입력되는 회전각의 값에 기초하여 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하는 토크 결정 장치와, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 증가시키는 속도 조절 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 장치가 제공된다.

이와 같이, 본 발명의 프레스 기계의 제어 장치에서는, 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하고, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 속도를 일정 지령 속도보다 증가시키므로, 회전계에 회전 에너지를 효율적으로 제공할 수 있다. 이에 따라, 최대 모터 토크치를 효과적으로 저감시킬 수 있다.

따라서, 최대 모터 토크치를 저감시킬 수 있으므로, 모터 및 모터 구동부의 전기 용량을 작게 할 수 있어 모터 및 모터 구동부를 소형화할 수 있다.

또한, 회전계에 회전 에너지를 효율적으로 제공할 수 있으므로, 소비 전력을 저감시킬 수도 있다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 목적을 달성하기 위해, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체를 갖고 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구와, 상기 변환 기구에 연결되어 왕복 운동하는 슬라이드를 구비하며, 상기 모터를 일정 지령 속도로 회전시킨 경우에 상기 회전체의 회전각에 따라 모터 실적 토크가 변동하는 프레스 기계의 제어 장치로서, 상기 회전체의 회전각을 검지하는 각도 검지 장치와, 상기 각도 검지 장치로부터 입력되는 회전각의 값에 기초하여 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하는 토크 결정 장치와, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 커지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 감소시키는 속도 조절 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 장치가 제공된다.

이와 같이 상기 프레스 기계의 제어 장치에서는, 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하고, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 커지는 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 속도를 일정 지령 속도보다 감소시키므로, 회전계에 회전 에너지를 제공하는 효율이 악화되는 것을 억제할 수 있다.

따라서, 소비 전력을 저감시킬 수 있고 최대 모터 토크치도 억제할 수 있으므로, 모터 및 모터 구동부의 전기 용량을 작게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체를 갖고 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구와, 상기 변환 기구에 연결되어 왕복 운동하는 슬라이드를 구비하며, 상기 모터를 일정 지령 속도로 회전시킨 경우에 상기 회전체의 회전각에 따라 모터 실적 토크가 변동하는 프레스 기계의 제어 장치로서, 상기 회전체의 회전각을 검지하는 각도 검지 장치와, 상기 각도 검지 장치로부터 입력되는 회전각의 값에 기초하여 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하는 토크 결정 장치와, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 증가시키고, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 커지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 감소시키는 속도 조절 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 장치가 제공된다.

이와 같이, 본 발명의 프레스 기계의 제어 장치에서는, 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하고, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 속도를 일정 지령 속도보다 증가시키므로, 회전계에 회전 에너지를 효율적으로 제공할 수 있다. 이에 따라, 최대 모터 토크치를 효과적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 커지는 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 속도를 일정 지령 속도보다 감소시키므로, 회전계에 회전 에너지를 제공하는 효율이 악화되는 것을 억제할 수 있다.

따라서, 최대 모터 토크치를 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라 소비 전력을 저감시킬 수 있으므로, 모터 및 모터 구동부의 전기 용량을 작게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 속도 조절 장치는 상기 필요 모터 토크와 상기 모터 토크 기준치의 차에 일정한 이득(gain)을 곱한 값의 크기만큼 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도에서 증감시킨다.

이와 같이, 토크 변동량에 비례하는 양만큼 모터의 회전 지령 속도를 증감하므로, 보다 효율적으로 회전 에너지를 회전계에 제공할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 속도 조절 장치가 모터의 회전 지령 속도를 증가시키는 양과 모터의 회전 지령 속도를 감소시키는 양은 소정 시간에 걸친 시간 적분치가 동일하다.

이와 같이, 회전 지령 속도를 증가시키는 양과 감소시키는 양은 소정 시간에 걸친 시간 적분치가 동일하기 때문에, 소정 시간에 걸친 프레스 동작 시간을 일정 지령 속도로 모터를 회전시킨 경우의 소정 시간에 걸친 프레스 동작 시간에 일치시킬 수 있어, 프레스 생산 속도를 저하시키지 않아도 된다.

본 발명에 따르면, 전술한 제어 장치를 갖는 프레스 기계가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체를 갖고 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구와, 상기 변환 기구에 연결되어 왕복 운동하는 슬라이드를 구비하며, 상기 모터를 일정 지령 속도로 회전시킨 경우에 상기 회전체의 회전각에 따라 모터 실적 토크가 변동하는 프레스 기계의 제어 방법으로서, 상기 회전체의 회전각을 검지하는 단계와, 검지한 회전각의 값에 기초하여 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하는 단계와, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 증가시키는 단계를 갖고, 필요 모터 토크를 결정하는 상기 단계에서는, 슬라이드의 왕복 운동에 의한 모터 토크 변동 요소와 상기 회전체의 회전 운동에 의한 모터 토크 변동 요소에 기초하여 상기 필요 모터 토크가 결정되는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 방법이 제공된다.

전술한 본 발명의 프레스 기계의 제어 방법에서는, 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하고, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 속도를 일정 지령 속도보다 증가시키므로, 회전계에 회전 에너지를 효율적으로 제공할 수 있다. 이에 따라, 최대 모터 토크치를 효과적으로 저감시킬 수 있다.

따라서, 최대 모터 토크치를 저감시킬 수 있으므로, 모터 및 모터 구동부의 전기 용량을 작게 할 수 있어 모터 및 모터 구동부를 소형화할 수 있다.

또한, 회전계에 회전 에너지를 효율적으로 제공할 수 있으므로, 소비 전력을 저감시킬 수도 있다.

또한, 슬라이드의 왕복 운동에 의한 모터 토크 변동 요소와 회전체의 회전 운동에 의한 모터 토크 변동 요소에 기초하여 상기 필요 모터 토크를 결정함으로써, 슬라이드의 왕복 운동과 회전체의 회전 운동에 의한 모터 토크 변동 요소를 고려한 모터 회전 속도의 제어를 행할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체를 갖고 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구와, 상기 변환 기구에 연결되어 왕복 운동하는 슬라이드를 구비하며, 상기 모터를 일정 지령 속도로 회전시킨 경우에 상기 회전체의 회전각에 따라 모터 실적 토크가 변동하는 프레스 기계의 제어 방법으로서, 프레스 기계의 시운전을 행함으로써 모터에 공급하는 전류로부터 구해지는 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크치와 크랭크축의 회전각의 값과의 관계를 작성하는 단계와, 상기 회전체의 회전각을 검지하는 단계와, 검지한 회전각의 값과 상기 관계에 기초하여 상기 회전각의 값에 대응하는 필요 모터 토크를 결정하는 단계와, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 증가시키는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 방법이 제공된다.

전술한 본 발명의 프레스 기계의 제어 방법에서는, 시운전을 행함으로써 모터에 공급하는 전류로부터 얻어지는 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크치와 크랭크축의 회전각의 값과의 관계를 작성하고, 이 관계에 기초하여 크랭크축의 회전각에 대응하는 필요 모터 토크를 결정하고, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 속도를 일정 지령 속도보다 증가시키므로, 회전계에 회전 에너지를 효율적으로 제공할 수 있다. 이에 따라, 최대 모터 토크치를 효과적으로 저감시킬 수 있다.

따라서, 최대 모터 토크치를 저감시킬 수 있으므로, 모터 및 모터 구동부의 전기 용량을 작게 할 수 있어 모터 및 모터 구동부를 소형화할 수 있다.

또한, 회전계에 회전 에너지를 효율적으로 제공할 수 있으므로, 소비 전력을 저감시킬 수도 있다.

또한, 시운전에 의해 얻어진 관계에 검지된 회전각을 적용시키는 것만으로 필요 모터 토크를 결정할 수 있다.

〈발명의 효과〉

전술한 본 발명에 따르면, 모터 및 모터의 구동 회로를 소형화할 수 있으며 소비 전력을 저감시킬 수 있다.

도 1은 플라이휠을 이용한 종래의 프레스 기계의 구성을 도시하는 도면이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 프레스 기계의 구성을 도시하는 도면이다.

도 3은 모터를 정속 회전시킨 경우의 시간에 대한 크랭크축의 회전각, 지령 속도치 및 필요 모터 토크 변동을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 연산부의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 5는 크랭크축 회전의 1 주기에 걸친 필요 모터 토크 변동을 나타내는 도면이다.

도 6은 크랭크축의 회전각과, 속도 조절을 한 경우의 조절한 지령 속도치 및 토크 변동을 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 프레스 기계의 구성을 도시하는 도면이다.

도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 연산부의 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 프레스 기계의 구성을 도시하는 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면을 참조해 설명한다. 한편, 각 도면에서 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복되는 설명은 생략한다.

[제1 실시 형태]

도 2는 본 발명의 프레스 기계(10)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 프레스 기계(10)는 모터(1)와, 모터(1)의 회전 구동력에 의해 회전하는 풀리(3) 및 전달 벨트(5)와, 모터(1)의 구동력이 풀리(3) 및 전달 벨트(5)를 통해 전달되어 회전하는 플라이휠(6)과, 플라이휠(6)로부터 회전 구동력이 전달되는 크랭크축(7)과, ON 상태에서 플라이휠(6)과 크랭크축(7)을 연결하고 OFF 상태에서 크랭크축(7)을 플라이휠(6)로부터 분리하는 클러치(9)와, 크랭크축(7)의 회전에 의해 승강하는 슬라이드(11)와, 일단부는 크랭크축(7)의 편심부에 연결되고 타단부는 슬라이드(11)에 연결되어 슬라이드(11)를 승강시키는 연결 부재(12)를 구비한다.

슬라이드(11)의 하면에는 프레스용 상금형이 고정되어, 슬라이드(11)가 하강하면 상금형과 슬라이드(11)의 하방에 설치된 하금형의 사이에서 피가공물을 프레스한다.

또한, 프레스 기계(10)에는 모터(1)의 회전 속도를 제어하는 제어 장치(15)가 마련된다. 제어 장치(15)는, 예를 들면 외부로부터 입력된 피가공물의 프레스 조건 등에 따라 모터(1)의 회전 지령 속도치(이하, 지령 속도치라고 한다)를 출력하는 속도 지령부(17)와, 속도 지령부(17)로부터의 지령 속도치를 지령 조절부(19) 를 통해 받아 이에 부합한 전류를 모터(1)에 공급하는 모터 구동부(21)(예를 들면, 구동 회로)를 갖는다. 한편, 도 2의 예에서는, 속도 지령부(17)로부터의 지령 속도치는 리미터를 통해 지령 조절부(19)에 입력된다.

우선, 속도 지령부(17)로부터 일정한 지령 속도치가 지령 조절부(19)를 통하지 않고 모터 구동부(21)에 입력되는 경우에 대해 설명한다.

이 경우, 모터 구동부(21)는 입력되는 지령 속도치에 기초하여 모터(1)에 전류를 공급한다.

또한, 모터 구동부(21)는 모터(1)의 회전 속도를 검출하는 타코 제너레이터 등의 각속도 센서(23)로부터의 검출치를 받아 모터(1)의 검출 회전 속도가 지령 속도치가 되었는지의 여부를 판단하여, 속도가 다르면 모터(1)로의 전류를 조절한다. 이에 따라, 모터(1)의 검출 회전 속도가 일정 지령 속도치가 되도록 제어된다.

도 3은, 전술한 바와 같이, 모터(1)를 일정 지령 속도(즉, 정속도)로 회전시켜 프레스 기계(10)를 운전한 경우에서의 모터(1)의 필요 토크 변동을 나타내는 그래프이다. 한편, 본 명세서와 특허 청구의 범위에 있어서, 필요 모터 토크란 프레스 기계의 특성, 프레스의 피가공물 및 크랭크축(7)의 원하는 일정 회전 속도 등에 의해 정해지는 모터(1)의 토크를 말한다.

도 3의 (a)에서 횡축은 시간을 나타내고 종축은 크랭크축(7)의 회전각을 나타낸다. 크랭크축(7)의 회전각은 프레스의 1 주기마다 0도에서 360도까지 변위하므로, 도 3의 (a)에서는 프레스의 1 주기마다 같은 파형이 반복된다.

도 3의 (b)에서 횡축은 시간을 나타내고 종축은 속도 지령부(17)가 출력하는 지령 속도치를 나타낸다. 이 경우 지령 속도치는 일정하다.

도 3의 (c)는 모터(1)를 일정 지령 속도로 회전시켜 프레스 기계(10)를 운전한 경우에 모터(1)의 필요 토크 변동을 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 모터(1)에 의해 크랭크축(7)을 도 3의 (b)의 일정 지령 속도로 회전시키면, 크랭크축(7)에 결합된 여러 가지 기계적 요소에 의해 시간의 흐름에 따라 모터(1)의 필요 토크가 변동한다. 즉, 프레스 기계의 모터 실적 토크는 크랭크축(7)의 회전각에 따라 변동한다.

제1 실시 형태에 의한 프레스 기계(10)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 크랭크축(7)의 일단부에 결합된 메인 기어(29)의 회전각을 검출하는 로터리 인코더 등의 각도 센서(25)를 더 구비한다.

제어 장치(15)는, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 일정 지령 속도로 모터(1)를 회전시킨 경우에 모터의 필요 토크가 도 3의 (c)에 나타내는 모터 토크 기준치보다 작아지는 크랭크축(7)의 회전각에서는, 모터(1)의 회전 지령 속도를 도 3의 (b)의 일정 지령 속도보다 증가시키는 제어를 행한다. 이에 따라, 회전계에 회전 에너지를 효율적으로 제공할 수 있으므로 최대 모터 토크치를 효과적으로 낮출 수 있다. 따라서, 최대 모터 토크치를 저감시킬 수 있으므로, 모터(1) 및 모터 구동부(21)의 전기 용량을 작게 할 수 있어 모터(1) 및 모터 구동부(21)를 소형화할 수 있다. 또한, 회전계에 회전 에너지를 효율적으로 제공할 수 있으므로 소비 전력을 저감시킬 수도 있다.

한편, 본 명세서, 특허 청구의 범위에 있어서, 모터 토크 기준치는, 예를 들 면 도 3의 (c)의 실선으로 나타내는 변동하는 필요 모터 토크의 1 주기에 걸친 평균치 또는 필요 모터 토크의 소정 시간에 걸친 평균치라도 되지만, 이것으로 한정되지 않고, 도 3의 (c)의 실선으로 나타내는 필요 모터 토크의 최소치보다 크고, 도 3의 (c)의 실선으로 나타내는 필요 모터 토크의 최대치보다 작은 일정치이다.

또한, 제어 장치(15)는 상기 일정 지령 속도로 모터(1)를 회전시킨 경우에, 필요 모터 토크가 상기 모터 토크 기준치보다 커지는 크랭크축(7)의 회전각에서는 모터(1)의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 감소시킨다. 이에 따라, 최대 모터 토크치를 더욱 저감시킬 수 있다.

이하, 이와 같은 제어를 행하는 프레스 기계(10)를 상세하게 설명한다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 실시 형태에 의한 프레스 기계(10)의 제어 장치(15)는 각도 센서(25)로부터의 출력치에 따라 모터(1)의 속도 조절치를 출력하는 연산부(26)와, 연산부(26)로부터의 입력된 속도 조절치만큼 속도 지령부(17)로부터 입력된 지령 속도치를 증감시키는 지령 조절부(19)를 더 구비한다. 지령 조절부(19)는 이와 같이 증감 조절된 지령 속도치를 모터 구동부(21)에 출력한다. 한편, 도 2의 예에서는 연산부(26)로부터의 속도 조절치는 리미터를 통해 지령 조절부(19)에 입력된다.

각도 센서(25)는 크랭크축(7)에 결합된 메인 기어(29)의 회전각을 검출함으로써 크랭크축(7)의 회전각을 검출하고, 연속적으로 검출치를 출력한다.

연산부(26)는 입력되는 크랭크축(7)의 회전각의 값에 따라 모터(1)의 회전 지령 속도를 증감시키기 위한 속도 조절치를 산출하는 속도 조절 함수로서 기능한 다.

도 4는 상기 함수로의 입력에서 출력까지의 흐름을 나타내는 도면이다.

연산부(26), 즉, 속도 조절 함수에 각도 센서(25)로부터 회전각의 값이 입력되면, 우선 입력에 기초하여 슬라이드의 왕복 운동에 의한 필요 모터 토크의 변동 요소와, 크랭크축의 회전 운동에 의한 필요 모터 토크의 변동 요소의 계산이 행해진다.

1. 슬라이드의 왕복 운동에 의한 필요 모터 토크 변동 요소의 계산

슬라이드의 왕복 운동에 의한 필요 모터 토크 변동 요소의 계산(도 4의 S1로 나타낸다)을 위해, 회전각의 값이 입력되면 이 회전각을 슬라이드(11)의 위치로 변환한다.

그리고, 슬라이드 위치의 정보에 기초하여 슬라이드의 왕복 운동에 의한 필요 모터 토크 변동 요소가 계산된다.

토크 변동 요소의 계산은 다음의 각 요소 (1) 내지 (6)에 대해 행해진다.

(1) 슬라이드 마찰

슬라이드의 운동 마찰 계수와 슬라이드 속도의 곱으로서 구한다. 이 경우, 슬라이드의 속도는 크랭크축의 회전각에 따라 변화하므로, 슬라이드의 마찰력도 크랭크축의 회전각에 따라 변화한다.

(2) 슬라이드의 관성

슬라이드의 중량과 슬라이드 가속도의 곱으로서 구한다. 이 경우, 슬라이드의 가속도는 크랭크축의 회전각에 따라 변화하므로, 슬라이드의 관성도 크랭크축의 회전각에 따라 변화한다.

(3) 쿠션

다이 쿠션이 프레스 시에 동작하고 있는 동안만, 설정된 쿠션력으로부터 다이 쿠션이 슬라이드에 작용하는 힘을 구한다. 이 경우도 다이 쿠션이 슬라이드에 작용하는 힘은 크랭크축의 회전각에 따라 변화한다.

(4) 프레스 가압력

프레스를 스프링으로서 모델화하여, 이 스프링이 줄어든 동안만(즉, 상금형과 하금형이 접촉하고 있는 동안만), 발생하는 프레스 가압력을 스프링 상수와 수축량의 곱으로서 구한다. 이 경우도 프레스 가압력은 크랭크축의 회전각에 따라 변화한다.

(5) 카운터 밸런서

슬라이드(11)의 자중이나 슬라이드(11)에 연결된 기계 요소의 자중으로부터 슬라이드(11)에 작용하는 힘과의 균형을 취하기 위해, 슬라이드(11)를 상방 또는 하방으로 바이어스하는 카운터 밸런서가 프레스 기계(10)에 마련되는 경우가 있다.

이 카운터 밸런서는 공압 실린더 등에 의해 구성되고, 카운터 밸런서가 슬라이드(11)에 작용시키는 힘의 크기는 슬라이드(11)의 위치, 즉, 크랭크축(7)의 회전각에 의해 변동한다.

(6) 그 외의 요소

상기 이외에 왕복 운동하는 슬라이드(11)에 힘을 미치는 그 외의 요소가 있는 경우에는 그것에 대해서도 고려한다.

전술한 (1) 내지 (6)에 대해 슬라이드(11)에 작용하는 각 힘을 크랭크축의 회전각의 함수로서 미리 구해 둔다.

전술한 (1) 내지 (6)에 대해 입력된 회전각에 따라 슬라이드(11)에 작용하는 직선적인 힘을 구하면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 이들 직선적인 힘을 가산한다. 계속해서, 가산된 직선적인 힘을 모터의 필요 토크 요소로 변환한다.

2. 크랭크축의 회전 운동에 의한 필요 모터 토크의 변동 요소의 계산

한편, 크랭크축의 회전 운동에 의한 필요 모터 토크의 변동 요소의 계산(도 4의 S2로 나타낸다)도 행한다. 이 계산은 회전 운동을 슬라이드의 왕복 운동으로 변환함으로써 발생하는 필요 모터 토크 요소를 크랭크축의 회전각의 함수로서 구한다. 본 실시 형태의 경우에는, 크랭크축의 편심에 의해 발생하는 필요 모터 토크 변동 요소를 크랭크축의 회전각의 함수로서 구한다.

상기 필요 모터 토크 변동 요소도 크랭크축의 회전각의 함수로서 미리 구해 두고, 이 함수에 의해 입력된 회전각에 따라 필요 모터 토크 요소의 값이 산출된다.

이와 같이, 입력된 회전각에 따라 슬라이드(11)의 왕복 운동에 의한 필요 모터 토크 요소와 크랭크축의 회전 운동에 의한 필요 모터 토크 변동 요소가 산출되면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 이들을 가산하여 필요 모터 토크를 산출한다.

도 5의 (a)는 필요 모터 토크의 예를 나타낸다. 한편, 이 도면에서 횡축은 크랭크축의 회전각을 나타내고, 종축은 단위 없이 토크 변동 비율을 나타낸다.

계속해서, 슬라이드(11)의 왕복 운동에 의한 필요 모터 토크 요소와 크랭크 축의 회전 운동에 의한 필요 모터 토크 변동 요소의 총합인 필요 모터 토크와, 모터 토크 기준치의 차를 토크 변동치로서 산출한다.

도 5의 (b)는 이와 같이 하여 산출된 토크 변동치를 나타낸다. 한편, 이 도면에서 횡축은 크랭크축의 회전각을 나타내고, 종축은 단위 없이 토크 변동 비율을 나타낸다.

바람직하게는, 도 5의 (a)에 나타내는 함수로 표시된 필요 모터 토크를 크랭크축(7)의 회전각의 1 주기(0도 내지 360도)에 걸쳐 회전각으로 적분한 값이 제로가 되도록, 횡축의 위치(즉, 모터 토크 기준치)가 도 5의 (b)와 같이 정해진다. 따라서, 이 경우에는 크랭크축(7)의 회전 1 주기에 걸친 필요 모터 토크의 평균치가 제로가 되도록 횡축의 위치를 정한다.

다음으로, 필요 모터 토크와 모터 토크 기준치의 차이인 토크 변동치에 일정한 이득(배율)을 곱하여 이것을 속도 조절치로서 출력한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 전술한 순서에 따라 연산부(26)에 크랭크축(7)의 회전각이 입력되면 연산부(26)로부터 속도 조절치가 출력된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 프레스 기계(10)의 특성에 따른 필요 모터 토크를 산출하고, 이 필요 모터 토크에 따라 속도 조절치가 산출된다.

본 실시 형태에서는, 상기 일정 지령 속도로 모터(1)를 회전시킨 경우에 필요 모터 토크가 상기 모터 토크 기준치보다 작아지는 크랭크축(7)의 회전각에서는, 모터(1)의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 증가시키도록 속도 조절치가 산출된다.

또한, 상기 일정 지령 속도로 모터(1)를 회전시킨 경우에 필요 모터 토크가 상기 모터 토크 기준치보다 커지는 크랭크축(7)의 회전각에서는, 모터(1)의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 감소시키도록 속도 조절치가 산출된다.

도 4의 예에서는 크랭크축(7)의 회전각이 입력되면, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 입력된 회전각에서의 토크 변동치에 일정한 이득을 곱한 값의 크기가 되는 속도 조절치가 출력되도록 연산부(26)의 속도 조절 함수를 작성한다. 한편, 상기 일정 지령 속도로 모터(1)를 회전시킨 경우에 필요 모터 토크가 상기 모터 토크 기준치보다 작아지는 회전각에 대한 속도 조절 함수의 출력치는 정(+)이다. 한편, 상기 일정 지령 속도로 모터(1)를 회전시킨 경우에 필요 모터 토크가 상기 모터 토크 기준치보다 커지는 회전각에 대한 속도 조절 함수의 출력치는 부(-)이다. 또한, 이득을 일정한 정의 값으로 함으로써, 도 3의 (c) 또는 도 5에 나타내는 필요 모터 토크가 모터 토크 기준치보다 작을수록 또는 클수록 그 회전각에서의 속도 조절 함수의 출력치의 절대치는 커진다.

전술한 속도 조절 함수는, 예를 들면 연산부(26)에 장착되는 전자 회로에 의해 구성할 수 있다.

속도 조절 함수로서 기능하는 연산부(26)는 각도 센서(25)가 검출한 크랭크축(7)의 회전각이 입력되면, 이 회전각을 속도 조절 함수에 적용하여 이 회전각에 대응하는 속도 조절치를 산출한다. 연산부(26)에 의해 산출된 속도 조절치는 지령 조절부(19)로 출력된다.

지령 조절부(19)는 속도 지령부(17)로부터의 일정한 지령 속도치에 연산 부(26)로부터의 속도 조절치를 가산하여 증감 조절한 지령 속도치를 출력한다.

이 지령 속도치는 모터 구동부(21)에 입력되고, 모터 구동부(21)는 모터(1)의 회전 속도가 입력된 지령 속도치가 되도록 모터(1)에 공급하는 전류를 조절한다. 이 조절은, 전술한 바와 같이 속도 센서(23)를 이용해 행할 수 있다.

전술한 제어에 의해, 도 3의 (c)에서 필요 모터 토크가 작은 크랭크축(7)의 회전각에서는 모터(1)의 회전 지령 속도가 증가하고, 도 3의 (c)에서 필요 모터 토크가 큰 크랭크축(7)의 회전각에서는 모터(1)의 회전 지령 속도가 감소한다.

도 6의 (b)는 이와 같이 조절된 지령 속도치의 시간 변화를 나타낸다. 또한, 도 6의 (c)는 이 경우의 모터 토크 변동을 나타낸다. 도 6의 (b)의 파선은 비교를 위해 도 3의 (b)의 일정한 지령 속도치를 나타내며, 도 6의 (c)의 파선은 비교를 위해 도 3의 (c)의 필요 모터 토크 변동을 나타낸다. 한편, 도 6의 (a)는 도 3의 (a)에 대응하는 크랭크축(7)의 회전각의 시간 변화를 나타낸다.

도 6의 (b)와 같이 속도 조절함으로써 회전 에너지를 회전계에 효율적으로 제공할 수 있고, 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이 최대 모터 토크치를 낮출 수 있어 모터 토크의 변동도 저감시킬 수 있다.

이와 같이, 최대 모터 토크치를 저감시킬 수 있으므로, 모터 및 모터 구동부의 전기 용량을 작게 할 수 있어 모터 및 모터 구동부를 소형화할 수 있다.

또한, 회전계에 회전 에너지를 효율적으로 제공할 수 있으므로, 소비 전력을 저감시킬 수도 있다.

또한, 바람직하게는, 상기 속도 조절 함수에 의해 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도로부터 증가시키는 양과 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도로부터 감소시키는 양은, 크랭크축(7)의 회전각의 1 주기(0도 내지 360도)에 걸친 시간 적분치가 같다. 따라서, 회전 지령 속도를 증가시키는 양과 감소시키는 양은 회전각의 1 주기에 걸친 시간 적분치가 같기 때문에, 회전각의 1 주기에 걸친 프레스 동작 시간을 일정 지령 속도로 모터를 회전시킨 경우의 회전각의 1 주기에 걸친 프레스 동작 시간과 일치시킬 수 있어 프레스 생산 속도를 저하시키지 않아도 된다.

[제2 실시 형태]

도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 프레스 기계(10')의 구성도이다. 제2 실시 형태의 프레스 기계(10')에서는, 모터 구동부(21)로부터 연산부(26)에 지령 토크의 값이 입력되도록 구성되어 있어, 연산부(26)의 구성이 제1 실시 형태의 경우와 상이하다. 제2 실시 형태의 프레스 기계(10')의 다른 구성은 제1 실시 형태의 경우와 동일하다.

전술한 바와 마찬가지로, 모터 구동부(21)는 속도 지령부(17)로부터 직접 또는 지령 조절부(19)를 통해 지령 속도치를 받아, 이에 부합한 값의 전류를 모터(1)에 공급한다. 이때, 속도 센서(23)로부터 모터 구동부(21)에 모터(1)의 실제 속도의 값이 입력되고, 이에 따라 모터(1)의 실제 속도가 지령 속도치가 되도록 모터(1)로의 전류치가 피드백 제어된다.

도 8은 제2 실시 형태에 의한 연산부(26)의 구성을 나타낸다.

제2 실시 형태에 의하면, 속도 지령부(17)로부터 지령 조절부(19)를 통하지 않고 일정한 지령 속도치를 모터 구동부(21)에 입력하여 프레스 기계(10')의 시운전을 행한다. 이 시운전에서는 실제로 피가공물을 프레스한다. 시운전은 프레스 생산 운전의 초반의 1 주기 또는 수 주기에 걸쳐 실시해도 된다.

시운전 시, 연산부(26)에 모터 구동부(21)로부터는 지령 토크치가 입력되고, 각도 센서(25)로부터는 크랭크축(7)의 회전각이 입력된다.

모터 구동부(21)로부터 연산부(26)에 입력되는 지령 토크치는, 모터 구동부(21)가 모터(1)에 공급하는 전류의 값에 부합한 필요 모터 토크의 값이며, 이 전류의 값에 비례하는 값이라도 무방하며, 모터(1)에 공급되는 전류의 값으로부터 산출된다.

프레스 기계(10')의 시운전에 의해 크랭크축(7)의 회전각과 지령 토크치의 관계를 취득하고, 이를 테이블로서 작성해 둔다. 이에 따라, 작성된 테이블을 참조함으로써 크랭크축(7)의 각 회전각에 대한 지령 토크치를 얻을 수 있다.

프레스를 매회 상사점에서 정지시켜 운전을 행하는 조업 방법의 경우의 테이블 작성에 대해 설명한다.

이 조업 방법에서는, 슬라이드(11)가 상사점에서 정지하고 있는 상태에서 운전을 개시하여 다시 상사점으로 돌아와 정지할 때까지를 1 주기로 하고, 이 동작을 반복한다. 이 경우, 1 주기마다 클러치(9)를 ON/OFF 하므로, 각 주기마다의 클러치(9)의 영향이 같고 주기마다의 지령 토크치가 동일하다.

따라서, 임의의 1 주기에 걸쳐 크랭크축(7)의 회전각과 지령 토크치의 관계를 취득하여 이를 테이블로서 작성해도 되고, 수 주기에 걸쳐 취득된 상기 관계에 관한 데이터를 각 각도별로 평균하여 1 주기분의 데이터로 하고 이를 테이블로서 작성해도 된다.

프레스를 상사점에서 정지시키지 않고 연속해 운전을 행하는 조업 방법의 경우의 테이블 작성에 대해 설명한다.

이 조업 방법에서는, 운전 개시 후에는 상사점에서 슬라이드(11)를 정지시키지 않고 연속하여 운전을 행해, 1 주기마다 슬라이드(11)를 상사점에서 정지시키지는 않는다. 이 경우, 운전 개시시에 클러치(9)를 연결한 다음에는 클러치(9)를 OFF 시키지 않기 때문에 최초의 1 주기와 그 이후의 주기에서 지령 토크치가 상이하다.

따라서, 지령 토크치가 안정될 때까지의 수 주기(예를 들면, n 주기분)의 데이터를 시운전에 의해 취득하고, 이들 수 주기에 걸친 지령 토크 변동을 나타내는 상기 테이블을 작성해 둔다. 이 테이블의 각 주기의 데이터는 실제 운전시에서의 대응하는 주기에 적용된다. 그리고, 이 테이블의 마지막 주기(n 주기째)의 데이터는 실제 운전시에 n 주기째 이후의 주기에 반복해 적용된다.

또한, 이 대신에 지령 토크치가 안정될 때까지 프레스를 시운전하고, 지령 토크치가 안정된 후에 1 주기분의 데이터를 취득하여 테이블을 작성해도 된다. 안정시에서의 상기 관계를 나타내는 이 테이블의 데이터는, 실제 운전에서 시동시부터의 각 주기에 반복해 적용되어도 된다.

전술한 바와 같이, 프레스 기계(10')의 시운전에 의해 테이블을 작성하면 이를 연산부(26)에 기억해 두고, 프레스 기계(10')의 실제의 운전을 다음과 같이 행한다.

운전시에 연산부(26)에 각도 센서(25)로부터 크랭크축(7)의 회전각이 입력되면, 연산부(26)는 입력된 회전각을 테이블에 적용하여 입력된 회전각에 대응하는 필요 모터 토크치를 산출한다.

계속해서, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 연산부(26)는 상기 필요 모터 토크와 모터 토크 기준치의 차이를 산출한 다음, 이 차이에 일정한 이득을 곱하여, 이 곱한 값을 속도 조절치로서 출력한다. 그 후의 동작은, 제1 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다. 한편, 프레스 기계(10')의 실제의 운전시에는, 모터 구동부(21)로부터 연산부(26)에 지령 토크치는 입력되지 않아도 된다.

제2 실시 형태에서는, 시운전에 의해 취득된 상기 테이블에 검지된 회전각을 적용시키는 것만으로 필요 모터 토크를 결정할 수 있어, 간단한 구성 및 처리로 모터의 회전 지령 속도를 조절할 수 있다.

[제3 실시 형태]

도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 프레스 기계(10'')의 구성도이다. 제3 실시 형태에서는, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태에서 설명한 도 2의 각도 센서(25) 대신에 적분기(33)를 이용한다. 그 외의 구성은 제1 실시 형태의 프레스 기계(10)와 동일하고, 도 9에는 제1 실시 형태에 대응하는 구성이 기재되어 있지만 제2 실시 형태에 대응하는 구성으로 하는 경우에는, 시운전시에 모터 구동부(21)로부터 연산부(26)로 지령 토크가 입력되도록 구성된다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 적분기(33)에는 지령 조절부(19)로부터의 조절된 지령 속도치가 입력되고, 적분기(33)는 입력되는 지령 속도치를 시간으로 적분 한다.

모터 구동 개시시부터 지령 속도치를 시간으로 적분해 가면, 현시점의 모터(1)의 회전각을 얻을 수 있다.

이와 같이 적분기(33)에서 얻어진 현시점의 모터(1)의 회전각의 값은 연산부(26)에 입력된다. 연산부(26)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 적분기(33)로부터 입력되는 회전각의 값에 기초하여 속도 조절치를 출력한다. 그 외의 구성 및 동작은 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지이다.

제3 실시 형태에 의하면, 제1 실시 형태와 같이 메인 기어(29)의 회전각을 검출하는 각도 센서(25)를 마련하지 않아도, 적분기(33)에서 지령 속도치를 시간 적분함으로써 모터(1)의 회전각을 검지할 수 있다.

따라서, 각도 센서(25)를 생략할 수 있으므로 구성이 간단하게 된다.

[제4 실시 형태]

제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태에서 연산부(26)는 속도 지령부(17)로부터의 지령 속도치에 가산되는 속도 조절치를 출력하였지만, 제4 실시 형태에서 연산부(26)는 속도 지령부(19)로부터의 지령 속도치에 곱해지는 조절 이득치(배율)를 출력한다.

지령 조절부(19)는 속도 지령부(17)로부터 입력된 지령 속도치에, 연산부(26)로부터 입력된 조절 이득을 곱해 조절된 지령 속도치를 출력한다.

연산부(26)가 산출하는 조절 이득은, 이것을 속도 지령부(17)로부터의 지령 속도치에 곱하면, 도 6의 (b)에 나타내는 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태의 경 우와 같은 조절된 지령 속도치가 얻어지도록 정할 수 있다.

즉, 연산부(26)가 산출하는 조절 이득은 연산부(26)에 입력되는 회전각의 값에 의해 변화하는 것으로서, 입력 회전각에서의 도 3의 (c)에 나타내는 필요 모터 토크의 값이 기준 모터 토크치보다 클수록 작은 값을 취하고, 입력 회전 각도에서의 도 3의 (c)에 나타내는 필요 모터 토크의 값이 기준 모터 토크치보다 작을수록 큰 값을 취한다.

[그 외의 실시 형태]

전술한 메인 기어(29)의 회전 속도를 검출하는 각도 센서(25)나, 모터 구동부(21)에 입력되는 지령 속도치를 시간 적분하는 적분기(33)에 의해 각도 검지 장치가 구성되는데, 다른 적절한 수단에 의해 구성할 수도 있다. 예를 들면, 각도 검지 장치를 각속도 검출 장치나 슬라이드(11)의 위치 또는 속도를 검출하는 장치에 의해 구성해도 된다.

제1 실시 형태나 제2 실시 형태의 연산부(26)에 있어서, 입력된 크랭크축(7)의 회전각에 기초하여 필요 모터 토크를 산출하는 부분은 토크 결정 장치를 구성한다. 또한, 제1 실시 형태나 제2 실시 형태의 연산부(26)와 지령 조절부(19)에서 산출된 필요 모터 토크에 기초하여 조절된 지령 속도치를 산출하는 부분은 속도 조절 장치를 구성한다.

그러나, 토크 결정 장치는, 전술한 실시 형태의 구성으로 한정되지 않고, 입력되는 회전각의 값에 기초하여 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하는 것이면 되고, 이 기능을 실현할 수 있도록 전자 회로 등의 적절한 수단으로 구성되어 있으면 된다.

또한, 속도 조절 장치는, 전술한 실시 형태의 구성으로 한정되지 않고, 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 회전체(예를 들면, 크랭크축(7))의 회전각에서는 모터의 회전 지령 속도를 일정 지령 속도보다 증가시키거나, 또는, 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 커지는 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 지령 속도를 일정 지령 속도보다 감소시키는 것이면 되고, 이 기능을 실현할 수 있도록 전자 회로 등의 적절한 수단으로 구성되어 있으면 된다.

또한 전술에서는, 크랭크축 회전의 1 주기당 동작 시간을 일치시키기 위해, 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도로부터 증가시키는 양과 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도로부터 감소시키는 양은, 크랭크축(7)의 회전각의 1 주기(0도 내지 360도)에 걸친 시간 적분치가 동일해지도록 하였다. 그러나, 여러 가지 조건, 상황에 따라, 적절한 소정 시간(예를 들면, 1분간)에 걸친 이들 시간 적분이 동일해지도록 지령 속도치를 조절해도 된다.

전술한 크랭크축(7)은 회전체이며, 크랭크축(7)과 이에 연결된 연결 부재(12) 등은 모터(1)의 회전 운동을 슬라이드(11)의 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구를 구성하는데, 모터(1)에 의해 회전 구동되는 캠이나 다른 적절한 부재 등에 의해 변환 기구를 구성해도 된다.

또한, 전술한 실시 형태에서는 플라이휠을 이용한 프레스 기계(10, 10', 10'')에 대해 설명하였지만, 본 발명은 플라이휠을 이용하지 않고 서보모터에 의해 운전을 행하는 프레스 기계에도 적용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 전술한 실시의 형태로 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다.

Claims (8)

1. 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체를 갖고 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구와, 상기 변환 기구에 연결되어 왕복 운동하는 슬라이드를 구비하며, 상기 모터를 일정 지령 속도로 회전시킨 경우에 상기 회전체의 회전각에 따라 모터 실적 토크가 변동하는 프레스 기계의 제어 장치로서,

   상기 회전체의 회전각을 검지하는 각도 검지 장치와,

   상기 각도 검지 장치로부터 입력되는 회전각의 값에 기초하여, 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하는 토크 결정 장치와,

   상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는, 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 증가시키는 속도 조절 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 장치.
2. 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체를 갖고 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구와, 상기 변환 기구에 연결되어 왕복 운동하는 슬라이드를 구비하며, 상기 모터를 일정 지령 속도로 회전시킨 경우에 상기 회전체의 회전각에 따라 모터 실적 토크가 변동하는 프레스 기계의 제어 장치로서,

   상기 회전체의 회전각을 검지하는 각도 검지 장치와,

   상기 각도 검지 장치로부터 입력되는 회전각의 값에 기초하여, 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하는 토크 결정 장치와,

   상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 커지는 상기 회전체의 회전각에서는, 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 감소시키는 속도 조절 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 장치.
3. 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체를 갖고 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구와, 상기 변환 기구에 연결되어 왕복 운동하는 슬라이드를 구비하며, 상기 모터를 일정 지령 속도로 회전시킨 경우에 상기 회전체의 회전각에 따라 모터 실적 토크가 변동하는 프레스 기계의 제어 장치로서,

   상기 회전체의 회전각을 검지하는 각도 검지 장치와,

   상기 각도 검지 장치로부터 입력되는 회전각의 값에 기초하여, 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하는 토크 결정 장치와,

   상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 증가시키고, 상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 커지는 상기 회전체의 회전각에서는 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 감소시키는 속도 조절 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 장치.
4. 제1항 또는 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 속도 조절 장치는, 상기 필요 모터 토크와 상기 모터 토크 기준치의 차에 일정한 이득(gain)을 곱한 값의 크기만큼, 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도로부터 증감시키는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 속도 조절 장치가 모터의 회전 지령 속도를 증가시키는 양과 모터의 회전 지령 속도를 감소시키는 양은 소정 시간에 걸친 시간 적분치가 동일한 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 제어 장치를 갖는 프레스 기계.
7. 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체를 갖고 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구와, 상기 변환 기구에 연결되어 왕복 운동하는 슬라이드를 구비하며, 상기 모터를 일정 지령 속도로 회전시킨 경우에 상기 회전체의 회전각에 따라 모터 실적 토크가 변동하는 프레스 기계의 제어 방법으로서,

   상기 회전체의 회전각을 검지하는 단계와,

   검지한 회전각의 값에 기초하여, 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크를 결정하는 단계와,

   상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는, 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 증가시키는 단계를 갖고,

   필요 모터 토크를 결정하는 상기 단계에서는, 슬라이드의 왕복 운동에 의한 모터 토크 변동 요소와 상기 회전체의 회전 운동에 의한 모터 토크 변동 요소에 기초하여, 상기 필요 모터 토크가 결정되는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 방법.
8. 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동되는 회전체를 갖고 회전 운동을 왕복 운동으로 변환하는 변환 기구와, 상기 변환 기구에 연결되어 왕복 운동하는 슬라이드를 구비하며, 상기 모터를 일정 지령 속도로 회전시킨 경우에 상기 회전체의 회전각에 따라 모터 실적 토크가 변동하는 프레스 기계의 제어 방법으로서,

   프레스 기계의 시운전을 행함으로써, 모터에 공급하는 전류로부터 구해지는 프레스 기계의 특성에 부합한 필요 모터 토크치와, 크랭크축의 회전각의 값의 관계를 작성하는 단계와,

   상기 회전체의 회전각을 검지하는 단계와,

   검지한 회전각의 값과 상기 관계에 기초하여, 그 회전각의 값에 대응하는 필요 모터 토크를 결정하는 단계와,

   상기 필요 모터 토크가 미리 정해진 모터 토크 기준치보다 작아지는 상기 회전체의 회전각에서는, 모터의 회전 지령 속도를 상기 일정 지령 속도보다 증가시키는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 프레스 기계의 제어 방법.

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