KR20190104188A - 전동프레스, 제어방법 및 프로그램 - Google Patents

전동프레스, 제어방법 및 프로그램 Download PDF

Info

Publication number
KR20190104188A
KR20190104188A KR1020197022730A KR20197022730A KR20190104188A KR 20190104188 A KR20190104188 A KR 20190104188A KR 1020197022730 A KR1020197022730 A KR 1020197022730A KR 20197022730 A KR20197022730 A KR 20197022730A KR 20190104188 A KR20190104188 A KR 20190104188A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
value
ram
load
unit
pulse signal
Prior art date
Application number
KR1020197022730A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102206338B1 (ko
Inventor
겐이치로 히루마
Original Assignee
자노메 미싱 고교가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 자노메 미싱 고교가부시키가이샤 filed Critical 자노메 미싱 고교가부시키가이샤
Publication of KR20190104188A publication Critical patent/KR20190104188A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102206338B1 publication Critical patent/KR102206338B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/26—Programme control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/18—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14—Control arrangements for mechanically-driven presses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

(과제)본 발명은, 택트타임의 연장을 방지하면서, 워크에 대하여 적절한 하중으로 가압작업을 실행할 수 있는 전동프레스를 제공한다.
(해결수단)전동모터와, 전동모터에 구동전력을 공급하는 모니터 드라이버와, 전동모터의 동력에 의하여 워크에 대하여 가압작업을 실시하는 램과, 램의 목표하중값을 기억하는 목표하중값 기억부를 갖고, 모니터 드라이버에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 제1추정부와, 목표하중값에 도달할 때까지의 램의 이동거리를 추정하는 제2추정부와, 제1추정부에 의한 추정값이 제2추정부에 의한 추정값으로 된 시점에서 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 구동지령 펄스신호 정지부를 구비한다.

Description

전동프레스, 제어방법 및 프로그램
본 발명은, 전동프레스(電動press), 제어방법 및 프로그램에 관한 것이다.
일반적으로 전동프레스에 있어서는 「일정속도·하중정지」, 「일정속도·디퍼렌셜 정지(differential 停止)」라는 구동모드가 있다. 이러한 구동모드에서는, 원래 램(ram)이 정지하여야 할 위치에서부터 오버슈트(overshoot)하여 버리는 현상이 생기는 경우가 있다. 이 오버슈트량은, 일반적으로 램의 구동속도에 의존하여 구동속도가 높을수록 오버슈트량은 늘어나는 것이 알려져 있다.
이러한 오버슈트 현상을 저감시키기 위하여 「감속 하중율」(목표의 하중에 대하여 설정한 하중율에 도달한 시점에서, 구동속도를 저속으로 한 가압을 실시하는 제어)이나 「참조 정지위치」(램이 정지하고자 하는 위치를 설정함으로써, 그 위치부터는 초저속으로 가압하는 제어)라는 방법이 준비되어 있다.
또한 오버슈트량을 저감시키기 위하여 목표 하중과 현재 하중의 차분(差分)이나 하중의 증가 경향인 것에 의거하여, 구동속도를 적절하게 변화시키는 방법도 개시되어 있다(예를 들면 특허문헌1을 참조).
: 일본국 특허 제3076755호 공보
그러나 특허문헌1에 개시된 기술은, 어디까지나 목표에 근접함에 따라 구동속도를 떨어뜨려 감으로써 오버슈트를 줄이고자 한 것으로서, 구동속도를 떨어뜨림으로써 가공시간이 길어지게 되기 때문에, 택트타임의 단축을 도모할 수 없다는 문제가 있었다.
또한 일반적으로 서보모터를 모니터 드라이버에 의하여 펄스제어구동하는 경우에 모니터 드라이버에 입력하는 지령펄스신호의 공급을 정지시켰을 때에는, 모니터 드라이버가 그 시점에서 가지고 있는 지령펄스위치와 모터 인코더가 나타내는 위치의 차이, 소위 「어큐뮤레이티드 펄스(accumulated pulse)」에 상당하는 거리만큼 지령펄스신호의 공급을 정지시킨 위치보다 이동하여 정지된다. 이러한 현상으로부터, 지령펄스신호의 공급을 정지시켰음과 동시에 이 「어큐뮤레이티드 펄스」를 없애도록 하면, 오버슈트 현상을 발생시키지 않도록 하는 것도 가능하다고 생각할 수 있다.
「어큐뮤레이티드 펄스」를 확실하게 없앤다면, 최종적인 정지위치는 지령펄스신호의 공급을 정지시킨 위치가 되지만, 그 동작으로서는, 지령펄스신호의 공급을 일단 정지시킨 위치를 지나친 후에 되돌아와서 정지하는 거동이 된다.
그 때문에 상기와 같은 거동은 가공작업으로서 가압구동을 하고 있는 프레스의 동작으로서는 부적절하다. 실제로, 벤딩가공이나 압입가공에서 일단 오버슈트를 하여 워크를 눌러 버리면, 그 후에 적절한 위치로 되돌아가 온다고 하더라도 의미는 없으며, 또 정지되었을 때의 하중값은 가압한 최대값은 아니어서, 하중 부족의 값으로 되어 버린다는 문제가 있었다.
그래서 본 발명은 상기에서 설명한 과제를 고려하여 이루어진 것으로서, 택트타임의 연장을 방지하면서, 워크에 대하여 적절한 하중으로 가압작업을 실행할 수 있는 전동프레스, 제어방법 및 프로그램을 제공한다.
형태1 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 전동모터와, 그 전동모터에 구동전력을 공급하는 모니터 드라이버와, 상기 전동모터의 동력에 의하여 워크에 대하여 가압작업을 실시하는 램과, 그 램의 목표하중값을 기억하는 목표하중값 기억부를 갖고, 상기 모니터 드라이버에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 상기 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 제1추정부와, 상기 목표하중값에 도달할 때까지의 상기 램의 이동거리를 추정하는 제2추정부와, 상기 제1추정부에 의한 추정값이 상기 제2추정부에 의한 추정값으로 된 시점에서 상기 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 구동지령 펄스신호 정지부를 구비한 것을 특징으로 하는 전동프레스를 제안하고 있다.
형태2 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 램의 속도를 검출하는 속도검출부를 갖고, 상기 제1추정부는, 상기 램이 오버슈트하는 거리를 Dv[mm], 속도의존계수를 Kv[sec], 상기 램의 속도를 V[mm/s]라고 하였을 때에, 수학식1에 의거하여 상기 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동프레스를 제안하고 있다.
형태3 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 램의 속도를 검출하는 속도검출부와, 그 램에 걸리는 하중값을 검출하는 하중값 검출부를 갖고, 상기 제1추정부는, 상기 램이 오버슈트하는 거리를 Dvf[mm], 속도의존계수를 Kv[sec], 상기 램의 속도를 V[mm/s], 하중의존계수를 Kf[sec/N], 상기 하중값을 F[N]라고 하였을 때에, 수학식2에 의거하여 상기 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동프레스를 제안하고 있다.
형태4 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 램의 위치를 검출하는 위치검출부와, 그 램에 걸리는 하중값을 검출하는 하중값 검출부와, 상기 램의 위치와 그 위치에 있어서 상기 램에 걸리는 하중값을 서로 연결시킨 데이터열을 기억하는 데이터열 기억부와, 상기 데이터열 기억부에 기억된 데이터열에 의거하여 하중경사값을 산출하는 하중경사값 산출부를 구비하고, 상기 제2추정부가, 상기 하중값 검출부가 검출하는 현재의 상기 램에 걸리는 하중값과 상기 하중경사값 산출부가 산출하는 상기 하중경사값에 의거하여, 상기 목표하중값 기억부에 기억된 상기 목표하중값에 상기 하중값 검출부에 의하여 검출되는 하중값이 도달할 때까지의 상기 램의 이동거리를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동프레스를 제안하고 있다.
형태5 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 하중경사값 산출부는, 상기 하중경사값으로서, 상기 램의 위치의 변화에 관한 하중값의 1차 미분값을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동프레스를 제안하고 있다.
형태6 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 하중경사값 산출부는, 상기 하중경사값을 회귀계산에 의하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전동프레스를 제안하고 있다.
형태7 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 하중경사값 산출부는, 상기 램의 위치의 변화에 관한 하중값의 2차 미분값을 더 산출하고, 상기 제2추정부는, 상기 목표하중값을 Ft[N], 현재의 하중값을 F0[N], 상기 하중경사값을 Sf[N/mm], 상기 하중값의 2차 미분값을 Ssf[N/mm2], 상기 이동거리를 Dt[mm]라고 하였을 때에, 수학식3에 의거하여 Dt를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동프레스를 제안하고 있다.
형태8 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 램을 일단 정지시킨 후에, 상기 램을 소정의 설정위치로 더 이동시켜서 워크에 대하여 가압작업을 실시하는 경우에, 상기 제1추정부가 추정한 상기 램이 오버슈트하는 거리에 대한 위치를 기점으로 하여, 상기 설정위치까지의 거리에 상당하는 구동지령 펄스신호를 상기 모니터 드라이버에 더 입력하는 것을 특징으로 하는 전동프레스를 제안하고 있다.
형태9 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 전동모터와, 그 전동모터에 구동전력을 공급하는 모니터 드라이버와, 상기 전동모터의 동력에 의하여 워크에 대하여 가압동작을 실시하는 램과, 상기 램에 걸리는 하중값을 검출하는 하중값 검출부와, 상기 램의 위치를 검출하는 위치검출부를 구비한 전동프레스로서, 상기 모니터 드라이버에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 상기 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 제1추정부와, 상기 램의 위치와 그 위치에 있어서 상기 램에 걸리는 하중값을 서로 연결시킨 데이터열을 기억하는 데이터열 기억부와, 상기 데이터열 기억부에 기억된 데이터열에 의거하여 하중경사값을 산출하는 하중경사값 산출부와, 목표 하중경사값을 기억하는 목표 하중경사값 기억부와, 상기 하중경사값 산출부가 산출하는 현재의 하중경사값과 상기 목표 하중경사값 기억부에 기억된 상기 목표 하중경사값에 의거하여 상기 목표 하중경사값에 도달할 때까지의 상기 램의 이동거리를 추정하는 제3추정부와, 상기 제1추정부에 의한 추정값이 상기 제3추정부에 의한 추정값으로 된 시점에서 상기 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 구동지령 펄스신호 정지부를 구비한 것을 특징으로 하는 전동프레스를 제안하고 있다.
형태10 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 상기 하중경사값 산출부는, 상기 하중경사값을, 상기 램의 위치의 변화에 관한 하중값의 1차 미분값 혹은 회귀계산에 의하여 산출함과 아울러, 상기 램의 위치의 변화에 관한 하중값의 2차 미분값을 산출하고, 상기 제3추정부는, 상기 목표 하중경사값을 Sft[N/mm], 상기 1차 미분값 혹은 회귀계산에 의하여 산출한 하중경사값(현재 하중경사값)을 Sf0[N/mm], 상기 하중값의 2차 미분값을 Ssf[N/mm2], 상기 목표 하중경사값으로 될 때까지의 이동거리를 Dt[mm]라고 하였을 때에, 수학식4에 의거하여 Dt를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동프레스를 제안하고 있다.
형태11 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 전동모터와, 그 전동모터에 구동전력을 공급하는 모니터 드라이버와, 상기 전동모터의 동력에 의하여 워크에 대하여 가압작업을 실시하는 램과, 그 램의 목표하중값을 기억하는 목표하중값 기억부와, 제1추정부와, 제2추정부와, 구동지령 펄스신호 정지부를 갖는 전동프레스에 있어서의 제어방법으로서, 상기 제1추정부가 상기 모니터 드라이버에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 상기 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 제1공정과, 상기 제2추정부가 상기 목표하중값에 도달할 때까지의 상기 램의 이동거리를 추정하는 제2공정과, 상기 구동지령 펄스신호 정지부가 상기 제1추정부에 의한 추정값이 상기 제2추정부에 의한 추정값으로 된 시점에서 상기 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 제3공정을 구비한 것을 특징으로 하는 제어방법을 제안하고 있다.
형태12 : 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태는, 전동모터와, 그 전동모터에 구동전력을 공급하는 모니터 드라이버와, 상기 전동모터의 동력에 의하여 워크에 대하여 가압작업을 실시하는 램과, 그 램의 목표하중값을 기억하는 목표하중값 기억부와, 제1추정부와, 제2추정부와, 구동지령 펄스신호 정지부를 갖는 전동프레스에 있어서의 제어방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램으로서, 상기 제1추정부가 상기 모니터 드라이버에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 상기 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 제1공정과, 상기 제2추정부가 상기 목표하중값에 도달할 때까지의 상기 램의 이동거리를 추정하는 제2공정과, 상기 구동지령 펄스신호 정지부가 상기 제1추정부에 의한 추정값이 상기 제2추정부에 의한 추정값으로 된 시점에서 상기 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 제3공정을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 제안하고 있다.
본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시형태에 의하면, 택트타임의 연장을 방지하면서, 워크에 대하여 적절한 하중으로 가압작업을 실행할 수 있다는 효과가 있다.
도1은, 본 발명의 제1실시형태에 관한 전동프레스의 구조를 나타내는 도면이다.
도2는, 본 발명의 제1실시형태에 관한 전동프레스의 전기적 구성을 나타내는 도면이다.
도3은, 본 발명의 제1실시형태에 관한 중앙연산처리장치의 전기적 구성을 나타내는 도면이다.
도4는, 본 발명의 제1실시형태에 관한 구동지령 펄스신호 정지부의 전기적 구성을 나타내는 도면이다.
도5는, 본 발명의 제1실시형태에 관한 전동프레스의 처리를 나타내는 도면이다.
도6은, 본 발명의 제1실시형태에 관한 무부하상태에서 속도 V를 파라미터로서 변화시킨 경우에, 구동지령 펄스신호가 정지한 시점으로부터 램이 정지할 때까지의 거리와의 관계를 나타내는 도면이다.
도7은, 본 발명의 제2실시형태에 관한 중앙연산처리장치의 전기적 구성을 나타내는 도면이다.
도8은, 본 발명의 제2실시형태에 관한 전동프레스의 처리를 나타내는 도면이다.
도9는, 본 발명의 제3실시형태에 관한 전동프레스의 전기적 구성을 나타내는 도면이다.
도10은, 본 발명의 제3실시형태에 관한 중앙연산처리장치의 전기적 구성을 나타내는 도면이다.
도11은, 본 발명의 제3실시형태에 관한 전동프레스의 처리를 나타내는 도면이다.
<제1실시형태>
이하, 본 발명의 제1실시형태에 대하여 도1부터 도6을 사용하여 설명한다.
<전동프레스(electric press)의 구조>
도1을 사용하여, 본 실시형태에 관한 전동프레스의 구조를 설명한다.
본 실시형태에 관한 전동프레스(100)는, 도1에 나타내는 바와 같이 승강동작에 의하여 워크(work)(W)(가공대상)에 원하는 압력을 부여하는 프레스용의 램(ram)(1)과, 그 램(1)에 승강동작(직선운동)을 부여하는 볼나사(ball screw)(2)로 이루어지고, 이들이 프레스 본체(3) 내에 설치되어 있다. 또한 구동원이 되는 AC 서보모터 등의 서보모터(servo motor)(4)도 프레스 본체(3)에 접속된 케이싱(casing)(5)의 머리부 프레임체 내에 수납되어 있다. 그리고 서보모터(4)의 구동은 풀리, 벨트를 통하여 볼나사(2)에 전달된다.
램(1)은, 도1에 나타내는 바와 같이 통모양체로 형성되어 있다. 구체적으로는, 원통모양으로 형성된 통모양 본체(1a)의 내부에 축방향을 따라 중공모양부가 형성되어 있고, 그 중공모양부의 내부에 볼나사(2)의 나사축(2a)이 삽입될 수 있도록 되어 있다. 또한 램(1)의 통모양 본체(1a)에 있어서 축길이방향의 단부(端部)의 장소에는, 볼나사(2)의 너트체(2b)가 고착(固着)되어 있다.
통모양 본체(1a)의 선단부(先端部)에는, 기왜주(起歪柱:strain column)(9)가 장착될 수 있도록 구성되어 있고, 실제로는 기왜주(9)가 워크(W)에 접촉되어 적절한 압력을 부여하는 것이다. 또한 기왜주(9)는, 스트레인 게이지(strain gauge)가 부착될 수 있도록 구성되어 있고, 이 스트레인 게이지에 의하여 워크(W)에 부여되는 압력을 검출할 수 있도록 되어 있다.
통모양 본체(1a)의 외주 측면을 둘러싸도록 하여 통모양 가이드(6)가 설치되어 있다. 통모양 가이드(6)는 케이싱(5) 내에 고정되어 있고, 그 통모양 가이드(6)를 따라 램(1)이 승강이동할 수 있도록 구성되어 있다.
<전동프레스의 전기적 구성>
도2에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 관한 전동프레스(100)는, 서보모터 드라이버(13)와, 인코더(14)와, CPU(중앙연산처리장치)(20)와, 제어 프로그램 기억부(21)와, 표시부(22)와, 조작부(23)와, 일시 기억부(24)와, 목표하중값 기억부(25)와, 데이터열 기억부(26)와, 회로부(27)와, 구동지령펄스 발생부(28)와, 인코더 위치카운터(29)로 구성되어 있다.
제어 프로그램 기억부(21)는, CPU(중앙연산처리장치)(20)가 전동프레스(100) 전체의 동작이나 처리를 제어하기 위한 제어 프로그램을 기억한다. 예를 들면 본 실시형태에 있어서는, 프레스 작업에 관한 메인 프로그램은 물론, 후술하는 서보모터 드라이버(13)에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 램(1)이 오버슈트(overshoot)하는 거리를 추정하는 오버슈트 거리추정 프로그램 모듈이나 목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 거리를 추정하는 램 이동거리추정 프로그램 모듈, 오버슈트 거리추정 프로그램 모듈에 의한 추정값이 램 이동거리추정 프로그램 모듈에 의한 추정값으로 된 시점에서 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 구동지령 펄스신호 공급정지 프로그램 모듈 등을 기억한다. 표시부(22)는 각종 정보를 표시하는 표시장치이다. 본 실시형태에서는 프로그램 No나 가압조건, 처리워크 수 등의 정보를 표시한다.
조작부(23)는 가압조건 등을 설정하기 위한 터치패널, 택트스위치 등으로 구성되어 있다. 일시 기억부(24)는 일시적인 데이터를 기억한다. 목표하중값 기억부(25)는 램(1)의 목표하중값을 기억한다. 데이터열 기억부(26)는, 인코더 위치카운터(29)로부터 얻어지는 위치정보와, 기왜주(9) 및 회로부(27)에서 검출된 하중값을 관련시켜서 기억한다.
회로부(27)는, 기왜주(9)에 부착된 스트레인 게이지의 저항변화에 대한 신호를 증폭하여, A/D 변환처리에 의하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 후에 CPU(중앙연산처리장치)(20)로 출력한다. CPU(중앙연산처리장치)(20)는, 회로부(27)로부터 입력된 디지털 신호에 의하여 하중값을 검출한다.
구동지령펄스 발생부(28)는, CPU(중앙연산처리장치)(20)로부터의 지령에 의거하여 원하는 구동지령펄스를 발생시켜서, 후술하는 구동지령 펄스신호 정지부를 통하여 서보모터 드라이버(13)로 출력한다. 인코더(14)는, 램(1)의 위치를 검출하기 위하여 이용되기 위한 것으로서 서보모터(4)에 연결되어 있다. 인코더 위치카운터(29)는 인코더(14)로부터의 펄스신호를 카운트 업한다. CPU(중앙연산처리장치)(20)는 인코더(14)의 카운트 값으로부터 램(1)의 위치를 검출한다.
<중앙연산처리장치의 전기적 구성>
본 실시형태에 관한 중앙연산처리장치(20)는, 도3에 나타내는 바와 같이 속도검출부(30)와, 제1추정부(31)와, 하중경사값 산출부(33)와, 제2추정부(34)와, 구동지령 펄스신호 정지부(35)로 구성되어 있다.
속도검출부(30)는, 인코더 위치카운터(29)로부터의 입력신호와, 도면에 나타내지 않은 타이머의 값에 의하여 램(1)의 속도를 검출하여 제1추정부(31)로 출력한다.
제1추정부(31)는, 서보모터 드라이버(13)에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에, 램(1)이 오버슈트하는 거리를 추정한다.
여기에서 서보모터(4)를 사용하여 부하(본 실시형태에서는 램(1))를 구동하는 경우에 서보모터(4)의 특성에 의하여, 서보모터 드라이버(13)로부터의 구동지령 펄스신호의 1펄스당 모터회전각도가 정해짐으로써, 서보모터(4)의 회전에 의한 부하의 이동거리가 정해진다. 그러나 부하의 구동 중에 있어서는, 실제로는 지시한 위치와 현재 위치의 차분(差分)(오차분)이 발생하여, 구동지령 펄스신호를 멈추어도 부하가 이동하여 버리는 현상, 소위 오버슈트가 발생하여 버린다. 이 오버슈트의 양을 이하에서는 적절하게 「어큐뮤레이티드 펄스량(accumulated pulse量)」이라고 기재한다. 제1추정부(31)는 이 어큐뮤레이티드 펄스량을 추정한다.
구체적으로는, 오버슈트에 의한 램(1)의 이동량(어큐뮤레이티드 펄스량)은, 속도에 비례하는 요소와, 하중에 비례하는 요소가 있기 때문에, 어큐뮤레이티드 펄스량을 Dvf[mm], 속도의존계수를 Kv[sec], 램(1)의 속도를 V[mm/s], 하중의존계수를 Kf[sec/N], 하중값을 F[N]라고 하였을 때에, 수학식1에 의거하여 어큐뮤레이티드 펄스량을 추정한다.
Figure pct00001
여기에서 속도의존계수 Kv는 속도에 비례하는 어큐뮤레이티드 펄스량의 계수이고, 하중의존계수 Kf는 하중에 의하여 발생하는 어큐뮤레이티드 펄스량의 계수이며, 이 계수도 속도에 의존한다. 그 때문에 어큐뮤레이티드 펄스량은 이들의 합으로서 추정된다. 또 속도의존계수 Kv나 하중의존계수 Kf는, 구동계나 서보모터 드라이버(13)의 피드백 게인에 의하여 변한다. 그 때문에 이들 계수의 값은 사전에 측정에 의하여 구한다. 구체적으로는, 무부하상태(하중값 F＝0)에 있어서, 속도 V를 파라미터로서 바꾸어서, 구동지령 펄스신호가 정지한 시점에서부터 부하(본 실시형태에서는 램(1))가 이동하여 정지할 때까지의 거리를 측정한다. 이 구체적인 예를 도6에 나타낸다. 도6에 있어서 그래프의 기울기가 속도의존계수 Kv에 상당한다. 또한 하중의존계수 Kf에 대해서는, 부하(본 실시형태에서는 램(1))를 곱하였을 때에 속도의존계수 Kv의 측정의 경우와 동일한 측정을 하여, Kv＊V의 항을 제외시켰지만 계수로부터 그 값을 구할 수 있다.
또 상기와 같이 현재의 속도와 하중값으로부터 어큐뮤레이티드 펄스량을 산출하는 대신에, 서보모터 드라이버(13)가 서보모터 드라이버(13)에 축적되어 있는 펄스량을 파악하고, 이것을 CPU(중앙연산처리장치)(20)로 송신하는 기능을 갖는 경우에는, 서보모터 드라이버(13)로부터 CPU(중앙연산처리장치)(20)가 어큐뮤레이티드 펄스량을 리얼타임으로 직접 취득하도록 하여도 좋다.
또한 수학식1에 있어서, 하중의존계수 Kf의 값은 작기 때문에, 어큐뮤레이티드 펄스량 Dvf에 대한 하중값 F의 항의 영향은 한정적이라고도 말할 수 있다. 여기에서 간이적으로 어큐뮤레이티드 펄스량 Dv[mm]를 속도의존계수 Kv[sec]와 램(1)의 속도 V[mm/s]로부터 수학식2에 의거하여 구해도 좋다.
Figure pct00002
하중경사값 산출부(33)는, 데이터열 기억부(26)에 기억된 데이터열에 의거하여 하중경사값을 산출한다. 하중경사값 산출부(33)는, 하중경사값으로서 램(1)의 위치의 변화에 관한 하중값의 1차 미분값을 산출한다. 구체적으로는, 예를 들면 하중경사값을 Sf[N/mm], 하중값을 F[N], 거리를 D[mm]라고 하였을 때에, 하중경사값 Sf[N/mm]을 수학식3에 의거하여 산출한다.
Figure pct00003
또한 하중경사값 산출부(33)는, 회귀직선을 사용하는 직선회귀계산에 의하여 하중경사값을 구할 수도 있다. 이 경우에 하중경사값을 Sf[N/mm], 가압부위의 위치데이터 계열을 (x1, x2, …… , xn), 하중의 데이터 계열을 (y1, y2, …… , yn)이라고 하면, 하중경사값 Sf[N/mm]는 수학식4에 의거하여 산출된다.
Figure pct00004
제2추정부(34)는, 목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 추정한다. 구체적으로는, 회로부(27)(하중값 검출부)가 검출하는 현재의 램(1)에 걸리는 하중값과 하중경사값 산출부(33)가 산출하는 하중경사값에 의거하여, 목표하중값 기억부(25)에 기억된 목표하중값에 회로부(27)(하중값 검출부)에 의하여 검출되는 하중값이 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 추정한다. 즉 무부하상태에 있어서의 현재의 하중값을 F0[N]라고 하고, 하중경사값 산출부(33)가 산출한 하중경사값을 Sf[N/mm]라고 하고, 구하는 램(1)의 이동거리를 D[mm]라고 하면, 수학식5의 관계가 된다.
Figure pct00005
수학식5에 있어서, 목표하중값을 Ft[N]라고 하고, 목표하중값 Ft에 도달할 때까지의 램의 이동거리를 Dt라고 하면, 수학식6과 같이 된다. 여기에서 수학식6을 변형하면, 목표하중값 Ft에 도달할 때까지의 램의 이동거리 Dt를 구하는 수학식7이 된다. 따라서 수학식7에 목표하중값 Ft[N], 현재의 하중값 F0[N], 하중경사값 Sf[N/mm]를 대입하면, 목표하중값 Ft에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리 Dt를 구할 수 있다.
Figure pct00006
Figure pct00007
또 상기에서는, 하중경사값 Sf[N/mm]로부터의 1차 근사로서, 목표하중값 Ft에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리 Dt를 구하는 방법을 예시하였지만, 하중값의 거리에 대한 2차 미분값을 사용하여 2차 근사로서, 목표하중값 Ft에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리 Dt를 구할 수도 있다.
구체적으로는, 하중값의 2차 미분값 Ssf[N/mm2]를 수학식8이라고 하면, 하중값 F는 수학식9와 같이 나타낸다. 여기에서 수학식9에 있어서, 하중값 F를 목표하중값 Ft와, 거리 D를 목표하중값 Ft에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리 Dt라고 하면, 수학식10과 같이 된다. 이 수학식10을 변형하여 수학식11과 같이 Dt에 관한 2차 방정식으로 하여, 이것을 풀면 수학식12에 나타내는 바와 같이 Dt를 구할 수 있다.
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
구동지령 펄스신호 정지부(35)는, 제1추정부(31)에 의한 추정값(어큐뮤레이티드 펄스량(램(1)이 오버슈트하는 거리))이 제2추정부(34)에 의한 추정값(목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리)으로 된 시점에서 구동지령 펄스신호의 공급을 정지한다.
구동지령 펄스신호 정지부(35)의 구체적인 구성은, 예를 들면 도4에 나타내는 바와 같이 비교부(36)와 스위치 소자(SW)와 저항기(R)로 이루어지도록 되어 있다. 비교부(36)는, 제1추정부(31)로부터 얻어지는 어큐뮤레이티드 펄스량(램(1)이 오버슈트하는 거리)과 제2추정부(34)로부터 얻어지는 목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 비교하여, 어큐뮤레이티드 펄스량(램(1)이 오버슈트하는 거리)이 목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리가 된 시점에서 스위치 소자(SW)를 닫힌상태로 한다. 스위치 소자(SW)가 닫힌상태로 되면, 서보모터 드라이버(13)의 구동지령 펄스신호입력단자가 「Low」레벨로 되기 때문에, 서보모터 드라이버(13)가 서보모터(4)에 공급하는 전력이 OFF로 된다. 또 스위치 소자(SW)로서는, 트랜지스터나 FET(Field effect transistor) 등의 전자부품을 사용할 수 있다. 또한 저항기(R)를 대신하여, Vf가 작은 쇼트키 다이오드(Schottky diode)를 사용하여도 좋다.
<전동프레스의 처리>
도5를 사용하여, 본 실시형태에 관한 전동프레스(100)의 처리에 대하여 설명한다.
우선 CPU(중앙연산처리장치)(20)는, 목표하중값 기억부(25)로부터 목표하중값을 읽어서 일시 기억부(24)에 저장한다(스텝 S101). CPU(중앙연산처리장치)(20)는, 일시 기억부(24)에 저장된 목표하중값에 의거하여 구동지령펄스 발생부(28)에 구동지령펄스를 발생시키고, 발생시킨 구동지령 펄스신호를 서보모터 드라이버(13)로 출력한다(스텝 S102).
다음에 CPU(중앙연산처리장치)(20)는, 일시 기억부(24)로부터 읽은 목표하중값과 하중값 검출부(회로부(27))가 검출한 현재의 램(1)에 걸리는 현재하중값을 비교하여, 목표하중값과 현재하중값의 차분값이 미리 정한 규정값 이하인지 아닌지를 판정한다(스텝 S103). 그리고 판정의 결과, 목표하중값과 현재하중값의 차분값이 미리 정한 규정값 이하가 아니라고 판정하였을 경우(스텝 S103의 「No」)에는, 스텝 S102로 되돌아간다. 또 스텝 S103에 있어서, 목표하중값과 현재하중값의 차분값이 미리 정한 규정값 이하인지 아닌지를 판정하는 것은, 목표하중값에 어느 정도 접근한 시점으로부터 제1추정부(31)를 기동시키기 위한 것이고, 규정값으로서는 예를 들면 최대 가압력의 5% 정도가 타당하다고 생각할 수 있다.
판정의 결과, 목표하중값과 현재하중값의 차분값이 미리 정한 규정값 이하라고 판단하였을 경우(스텝 S103의 「Yes」)에는, 제1추정부(31)를 기동하여, 현재의 속도와 하중값으로부터 구동지령 펄스신호의 축적량을 검출한다(스텝 S104).
다음에 하중경사값 산출부(33)에 의하여 하중경사값을 산출하고(스텝 S105), 제2추정부(34)를 기동시켜서, 하중값 검출부(회로부(27))가 검출한 현재의 램(1)에 걸리는 현재하중값과 하중경사값 산출부(33)가 산출한 하중경사값에 의거하여, 목표하중값 기억부(25)에 기억된 목표하중값에 하중값 검출부(회로부(27))에 의하여 검출되는 현재하중값이 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 추정한다(스텝 S106).
그리고 구동지령 펄스신호 정지부(35)가, 제1추정부(31)가 검출하는 오버슈트 거리에 상당하는 구동지령 펄스신호의 축적량이 제2추정부(34)가 산출하는 이동거리와 일치하는 것인지를 판단하고(스텝 S107), 일치하였다고 판단하면(스텝 S107의 「Yes」), 구동지령펄스의 출력을 정지시킨다(스텝 S108). 한편 구동지령 펄스신호 정지부(35)가, 제1추정부(31)가 검출하는 오버슈트 거리에 상당하는 구동지령 펄스신호의 축적량이 제2추정부(34)가 산출하는 이동거리와 일치하지 않는다고 판단하였을 경우(스텝 S107의 「No」)에는, 처리를 스텝 S102로 되돌린다.
<본 실시형태의 작용·효과>
본 실시형태에 관한 전동프레스에 의하면, 서보모터 드라이버(13)에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 램(1)이 오버슈트하는 거리를 추정하는 제1추정부(31)와, 목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 추정하는 제2추정부(34)와, 제1추정부(31)에 의한 추정값이 제2추정부(34)에 의한 추정값으로 된 시점에서 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 구동지령 펄스신호 정지부(35)를 구비하고 있기 때문에, 택트타임의 연장을 방지하면서, 워크에 대하여 적절한 하중으로 가압작업을 실행할 수 있다.
또한 제1추정부(31)는, 램(1)이 오버슈트하는 거리 Dvf[mm], 속도의존계수 Kv[sec], 램(1)의 속도 V[mm/s], 하중의존계수 Kf[sec/N], 하중값 F[N]를 파라미터로 한 관계식에 의하여 램(1)이 오버슈트하는 거리(어큐뮤레이티드 펄스량)를 추정하기 때문에, 간이한 계산처리에 의하여 램(1)이 오버슈트하는 거리(어큐뮤레이티드 펄스량)를 정확하게 추정할 수 있다.
또한 제1추정부(31)는, 램(1)이 오버슈트하는 거리 Dv[mm], 속도의존계수 Kv[sec], 램(1)의 속도 V[mm/s]를 파라미터로 한 관계식에 의하여 램(1)이 오버슈트하는 거리(어큐뮤레이티드 펄스량)를 더 간략화한 계산식에 의하여 추정할 수 있다.
또한 제2추정부(34)는, 목표하중값 Ft[N], 현재의 하중값 F0[N], 하중경사값 Sf[N/mm], 하중값의 2차 미분값 Ssf[N/mm2], 이동거리 Dt[mm]를 파라미터로 한 관계식에 의하여, 목표하중값 기억부(25)에 기억된 목표하중값에 하중값 검출부(회로부(27))에 의하여 검출되는 현재하중값이 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 추정한다. 그 때문에 간이한 계산처리에 의하여, 목표하중값에 현재하중값이 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 정확하게 추정할 수 있다.
<제2실시형태>
도7, 도8을 사용하여, 본 실시형태에 관한 전동프레스(110)에 대하여 설명한다. 또 본 실시형태에 관한 전동프레스(110)는, 설정하중값에서 일단 정지하고, 거기에서부터 지정된 거리만큼 램(1)을 이동시켜서 가압작업을 실시하는 2단 구동방식에 관한 것이다.
<중앙연산처리장치의 전기적 구성>
본 실시형태에 관한 중앙연산처리장치(20A)는, 도7에 나타내는 바와 같이 속도검출부(30)와, 제1추정부(41)와, 하중경사값 산출부(33)와, 제2추정부(44)와, 구동지령 펄스신호 정지부(45)로 구성되어 있다. 또 제1실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 구성요소에 대해서는 동일한 기능을 갖는 것이기 때문에 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제1추정부(41)는, 1단째의 구동처리를 위하여 서보모터 드라이버(13)에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에, 램(1)이 오버슈트하는 거리(어큐뮤레이티드 펄스량)를 추정한다. 또한 제1추정부(41)는, 1단째의 구동처리에 있어서 구동지령 펄스신호 정지부(45)가 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 실제로 램(1)의 구동 종료를 기다리지 않고, 1단째의 구동처리에서 추정한 램(1)이 오버슈트하는 거리(어큐뮤레이티드 펄스량)에 대응하는 위치를 기점으로 하여, 또한 목표위치까지의 거리에 상당하는 구동지령 펄스신호가 서보모터 드라이버(13)에 더 입력되었을 때에 그 입력된 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 램(1)이 오버슈트하는 거리(어큐뮤레이티드 펄스량)를 추정한다. 또 오버슈트하는 거리의 추정방법은 제1실시형태와 동일하다.
제2추정부(44)는, 1단째의 구동처리에 있어서 목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 거리를 추정한다. 또한 제2추정부(44)는, 1단째의 구동처리에 있어서 구동지령 펄스신호 정지부(45)가 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 실제로 램(1)의 구동 종료를 기다리지 않고, 2단째의 구동처리에 있어서 목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 거리를 추정한다. 또 목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 거리의 추정방법은 제1실시형태와 동일하다.
구동지령 펄스신호 정지부(45)는, 1단째의 구동처리에 있어서 제1추정부(41)에 의한 추정값(어큐뮤레이티드 펄스량(램(1)이 오버슈트하는 거리))이 제2추정부(44)에 의한 추정값(목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리)으로 된 시점에서 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨다. 또한 2단째의 구동처리에 있어서, 제1추정부(41)에 의한 추정값(어큐뮤레이티드 펄스량(램(1)이 오버슈트하는 거리))이 제2추정부(44)에 의한 추정값(목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리)으로 된 시점에서 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨다. 또 구동지령 펄스신호 정지부(45)의 구성은 제1실시형태와 동일하다.
<전동프레스의 처리>
도8을 사용하여, 본 실시형태에 관한 전동프레스의 처리에 대하여 설명한다.
우선 CPU(중앙연산처리장치)(20A)는, 1단째의 구동처리로서, 목표하중값 기억부(25)로부터 목표하중값을 읽어서, 일시 기억부(24)에 저장한다(스텝 S201). CPU(중앙연산처리장치)(20A)는, 일시 기억부(24)에 저장된 목표하중값에 의거하여 구동지령펄스 발생부(28)에 구동지령펄스를 발생시키고, 발생시킨 구동지령 펄스신호를 서보모터 드라이버(13)로 출력한다(스텝 S202).
다음에 CPU(중앙연산처리장치)(20A)는, 일시 기억부(24)로부터 읽은 목표하중값과 하중값 검출부(회로부(27))가 검출한 현재의 램(1)에 걸리는 현재하중값을 비교하여, 목표하중값과 현재하중값의 차분값이 미리 정한 규정값 이하인지 아닌지를 판정한다(스텝 S203). 그리고 판정의 결과, 목표하중값과 현재하중값의 차분값이 미리 정한 규정값 이하가 아니라고 판정하였을 경우(스텝 S203의 「No」)에는, 스텝 S202로 되돌아간다. 또 스텝 S203에 있어서, 목표하중값과 현재하중값의 차분값이 미리 정한 규정값 이하인지 아닌지를 판정하는 것은, 목표하중값에 어느 정도 접근한 시점으로부터 제1추정부(41)를 기동시키기 위한 것이고, 규정값으로서는 예를 들면 최대 가압력의 5% 정도가 타당하다고 생각할 수 있다.
판정의 결과, 목표하중값과 현재하중값의 차분값이 미리 정한 규정값 이하라고 판단하였을 경우(스텝 S203의 「Yes」)에는, 제1추정부(41)를 기동하여, 현재의 속도와 하중값으로부터 구동지령 펄스신호의 축적량을 검출한다(스텝 S204).
다음에 하중경사값 산출부(33)에 의하여 하중경사값을 산출하고(스텝 S205), 제2추정부(44)를 기동시켜서, 하중값 검출부(회로부(27))가 검출한 현재의 램(1)에 걸리는 현재하중값과 하중경사값 산출부(33)가 산출한 하중경사값에 의거하여, 목표하중값 기억부(25)에 기억된 목표하중값에 하중값 검출부(회로부(27))에 의하여 검출되는 현재하중값이 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 추정한다(스텝 S206).
그리고 구동지령 펄스신호 정지부(45)가, 제1추정부(41)가 검출하는 오버슈트 거리에 상당하는 구동지령 펄스신호의 축적량이 제2추정부(44)가 산출하는 이동거리와 일치하는 것인지를 판단하고(스텝 S207), 일치하였다고 판단하면(스텝 S207의 「Yes」), 구동지령펄스의 출력을 정지시킨다(스텝 S208). 한편 구동지령 펄스신호 정지부(45)가, 제1추정부(41)가 검출하는 오버슈트 거리에 상당하는 구동지령 펄스신호의 축적량이 제2추정부(44)가 산출하는 이동거리와 일치하지 않는다고 판단하였을 경우(스텝 S207의 「No」)에는, 처리를 스텝 S202로 되돌린다.
구동지령펄스의 출력을 정지시키면, CPU(중앙연산처리장치)(20A)는, 스텝 S201부터 스텝 S208까지의 일련의 처리가, 1단째의 구동처리인지 2단째의 구동처리인지를 판정하고, 1단째의 구동처리라고 판정하였을 경우(스텝 S209의 「No」)에는, 스텝 S201로 되돌아가서, 스텝 S201부터 스텝 S208까지의 일련의 처리를 실행한다. 한편 2단째의 구동처리라고 판정하였을 경우(스텝 S209의 「Yes」)에는, 처리를 종료한다.
<본 실시형태의 작용·효과>
본 실시형태에 관한 전동프레스에 의하면, 2단 구동방식에 의한 가압작업인 경우에도, 서보모터 드라이버(13)에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 램(1)이 오버슈트하는 거리를 추정하는 제1추정부(41)와, 목표하중값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 추정하는 제2추정부(44)와, 제1추정부(41)에 의한 추정값이 제2추정부(44)에 의한 추정값으로 된 시점에서 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 구동지령 펄스신호 정지부(45)를 구비하고 있을 때에, 1단째의 구동처리와 2단째의 구동처리의 사이에서 실제로 구동이 종료되는 것을 기다리는 것이 아니기 때문에, 택트타임의 연장을 방지하면서, 워크에 대하여 적절한 하중으로 가압작업을 실행할 수 있다.
<제3실시형태>
도9부터 도11을 사용하여, 본 실시형태에 관한 전동프레스(120)에 대하여 설명한다. 또 본 실시형태에 관한 전동프레스(120)는, 하중의 기울기가 목표 하중경사값을 넘은 곳에서 정지처리를 실시하는, 소위 디퍼렌셜 하중정지방식에 관한 것이다.
<전동프레스의 전기적 구성>
도9에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 관한 전동프레스(120)는, 서보모터 드라이버(13)와, 인코더(14)와, CPU(중앙연산처리장치)(20B)와, 제어 프로그램 기억부(21)와, 표시부(22)와, 조작부(23)와, 일시 기억부(24)와, 목표 하중경사값 기억부(25A)와, 데이터열 기억부(26)와, 회로부(27)와, 구동지령펄스 발생부(28)와, 인코더 위치카운터(29)로 구성되어 있다. 또 제1실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 구성요소에 대해서는 동일한 기능을 갖는 것이기 때문에, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
목표 하중경사값 기억부(25A)는, 본 실시형태에 관한 목표 하중경사값을 기억한다.
<중앙연산처리장치의 전기적 구성>
본 실시형태에 관한 중앙연산처리장치(20B)는, 도10에 나타내는 바와 같이 속도검출부(30)와, 제1추정부(31)와, 하중경사값 산출부(33)와, 제3추정부(38)와, 구동지령 펄스신호 정지부(55)로 구성되어 있다. 또 제1실시형태 및 제2실시형태와 동일한 부호를 붙이고, 구성요소에 대해서는 동일한 기능을 갖는 것이기 때문에, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제3추정부(38)는, 하중경사값 산출부(33)가 산출하는 현재의 하중경사값과 목표 하중경사값 기억부(25A)에 기억된 목표 하중경사값에 의거하여, 목표 하중경사값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 추정한다.
여기에서 제3추정부(38)는, 이하에 나타내는 바와 같이 목표 하중경사값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 추정한다.
우선 Sf를 하중경사값[N/mm], Sf0를 현재 하중경사값[N/mm], D를 거리[mm], Ssf를 하중값의 2차 미분값[N/mm2]이라고 하면, 이들은 수학식13의 관계가 된다.
Figure pct00013
수학식13에 있어서, 목표 하중경사값 Sft가 되는 거리를 Dt로 하고, 이것을 Dt에 대하여 풀면, 수학식14가 된다. 이렇게 하여 목표 하중경사값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리 Dt를 추정한다.
Figure pct00014
또한 하중값의 2차 미분값 Ssf는, 하중값의 1차 미분값 Sf와 마찬가지로 회귀직선의 기울기로부터 구할 수도 있다. 이 경우에 위치데이터 계열을 (x1, x2, …… , xn), 하중의 1차 부분값의 데이터 계열을 (y1, y2, …… , yn)이라고 하면, 하중값의 2차 미분값 Ssf는 수학식15에 의거하여 산출된다.
Figure pct00015
<전동프레스의 처리>
도11을 사용하여, 본 실시형태에 관한 전동프레스의 처리에 대하여 설명한다.
우선 CPU(중앙연산처리장치)(20B)는, 목표 하중경사값 기억부(25A)로부터 목표 하중경사값을 읽어서, 일시 기억부(24)에 저장한다(스텝 S301). CPU(중앙연산처리장치)(20B)는, 일시 기억부(24)에 저장된 목표 하중경사값에 의거하여 구동지령펄스 발생부(28)에 구동지령펄스를 발생시키고, 발생시킨 구동지령 펄스신호를 서보모터 드라이버(13)로 출력한다(스텝 S302).
다음에 하중경사값 산출부(33)가 현재 하중경사값을 산출한다(스텝 S303). CPU(중앙연산처리장치)(20)는, 일시 기억부(24)로부터 읽은 목표 하중경사값과 하중경사값 산출부(33)가 산출한 현재 하중경사값을 비교하여, 목표 하중경사값과 현재 하중경사값의 차분값이 미리 정한 규정값 이하인지 아닌지를 판정한다(스텝 S304). 그리고 판정의 결과, 목표 하중경사값과 현재 하중경사값의 차분값이 미리 정한 규정값보다 크다고 판정하였을 경우(스텝 S304의 「No」)에는, 스텝 S302로 되돌아간다.
판정의 결과, 목표 하중경사값과 현재 하중경사값의 차분값이 미리 정한 규정값 이하라고 판단하였을 경우(스텝 S304의 「Yes」)에는, 제1추정부(31)를 기동하여, 현재의 속도와 하중값으로부터 구동지령 펄스신호의 축적량을 검출한다(스텝 S305).
다음에 제3추정부(38)를 기동시켜서, 목표 하중경사값 기억부(25A)에 기억된 목표 하중경사값에 하중경사값 산출부(33)에 의하여 검출되는 하중경사값이 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 추정한다(스텝 S306).
그리고 구동지령 펄스신호 정지부(55)가, 제1추정부(31)가 검출하는 오버슈트 거리에 상당하는 구동지령 펄스신호의 축적량이 제3추정부(38)가 산출하는 목표 하중경사값으로 될 때까지의 이동거리와 일치하는 것인지를 판단하고(스텝 S307), 일치하였다고 판단하면, 구동지령펄스의 출력을 정지시킨다(스텝 S308). 한편 구동지령 펄스신호 정지부(55)가, 제1추정부(31)가 검출하는 오버슈트 거리에 상당하는 구동지령 펄스신호의 축적량이 제3추정부(38)가 산출하는 목표 하중경사값이 될 때까지의 이동거리와 일치하지 않는다고 판단하였을 경우(스텝 S307의 「No」)에는, 처리를 스텝 S302로 되돌린다.
<본 실시형태의 작용·효과>
본 실시형태에 관한 전동프레스에 의하면, 서보모터 드라이버(13)에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에 램(1)이 오버슈트하는 거리를 추정하는 제1추정부(31)와, 램(1)의 위치와 그 위치에 있어서 램(1)에 걸리는 하중값을 서로 연결시킨 데이터열을 기억하는 데이터열 기억부(26)와, 데이터열 기억부(26)에 기억된 데이터열에 의거하여 하중경사값을 산출하는 하중경사값 산출부(33)와, 목표 하중경사값을 기억하는 목표 하중경사값 기억부(37)와, 하중경사값 산출부(33)가 산출하는 현재의 하중경사값과 목표 하중경사값 기억부(37)에 기억된 목표 하중경사값에 의거하여 목표 하중경사값에 도달할 때까지의 램(1)의 이동거리를 추정하는 제3추정부(38)와, 제1추정부(31)에 의한 추정값이 제3추정부(38)에 의한 추정값으로 된 시점에서 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 구동지령 펄스신호 정지부(55)를 구비하고 있기 때문에, 디퍼렌셜 하중정지인 경우에도 제1추정부(31)에 의한 추정값이 제3추정부(38)에 의한 추정값으로 된 시점에서 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킴으로써, 램(1)의 오버슈트를 방지할 수 있다. 그 때문에 택트타임의 연장을 방지하면서, 워크에 대하여 적절한 하중으로 가압작업을 실행할 수 있다.
또한 제3추정부(38)는, 목표 하중경사값을 Sft[N/mm], 1차 미분값 혹은 회귀계산에 의하여 산출한 하중경사값(현재 하중경사값)을 Sf0[N/mm], 하중의 2차 미분값을 Ssf[N/mm2], 목표 하중경사값이 될 때까지의 이동거리를 Dt[mm]라고 하였을 때에, 소정의 관계식에 의거하여 Dt를 추정하기 때문에, 간이한 계산처리에 의하여 목표 하중경사값이 될 때까지의 램(1)의 이동거리를 정확하게 추정할 수 있다.
또 전동프레스의 처리를 컴퓨터 시스템 혹은 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록매체에 기록하고, 이 기록매체에 기록된 프로그램을 전동프레스에 읽어들이게 하여, 실행함으로써 본 발명의 전동프레스를 실현할 수 있다. 여기에서 말하는 컴퓨터 시스템 혹은 컴퓨터라는 것은, OS나 주변장치 등의 하드웨어를 포함한다.
또한 「컴퓨터 시스템 혹은 컴퓨터」는, WWW(World Wide Web) 시스템을 이용하고 있는 경우이면, 홈페이지 제공환경(혹은 표시환경)도 포함하는 것으로 한다. 또한 상기 프로그램은, 이 프로그램을 기억장치 등에 저장한 컴퓨터 시스템 혹은 컴퓨터로부터 전송매체를 통하여 혹은 전송매체 중의 전송파에 의하여 다른 컴퓨터 시스템 혹은 컴퓨터로 전송되어도 좋다. 여기에서 프로그램을 전송하는 「전송매체」는, 인터넷 등의 네트워크(통신망)나 전화회선 등의 통신회선(통신선)과 같이 정보를 전송하는 기능을 갖는 매체를 말한다.
또한 상기 프로그램은, 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 좋다. 또한 전술한 기능을 컴퓨터 시스템 혹은 컴퓨터에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현할 수 있는 것, 소위 차분 파일(차분 프로그램)이어도 좋다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하였지만, 구체적인 구성은 이 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 등도 포함된다.
1 : 램
1a : 통모양 본체
2 : 볼나사
2a : 나사축
2b : 너트체
3 : 프레스 본체
4 : 서보모터
5 : 케이싱
6 : 통모양 가이드
9 : 기왜주
13 : 서보모터 드라이버
14 : 인코더
20 : CPU(중앙연산처리장치)
21 : 제어 프로그램 기억부
22 : 표시부
23 : 조작부
24 : 일시 기억부
25 : 목표하중값 기억부
25A : 목표 하중경사값 기억부
26 : 데이터열 기억부
27 : 회로부
28 : 구동지령펄스 발생부
29 : 인코더 위치카운터
30 : 속도검출부
31 : 제1추정부
33 : 하중경사값 산출부
34 : 제2추정부
35 : 구동지령 펄스신호 정지부
36 : 비교부
38 : 제3추정부
41 : 제1추정부
42 : 제2추정부
45 : 구동지령 펄스신호 정지부
55 : 구동지령 펄스신호 정지부
100 : 전동프레스

Claims (12)

  1. 전동모터와, 그 전동모터에 구동전력을 공급하는 모니터 드라이버와, 상기 전동모터의 동력에 의하여 워크(work)에 대하여 가압작업을 실시하는 램(ram)과, 그 램의 목표하중값을 기억하는 목표하중값 기억부를 갖고,
    상기 모니터 드라이버에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에, 상기 램이 오버슈트(overshoot)하는 거리를 추정하는 제1추정부와,
    상기 목표하중값에 도달할 때까지의 상기 램의 이동거리를 추정하는 제2추정부와,
    상기 제1추정부에 의한 추정값이 상기 제2추정부에 의한 추정값으로 된 시점에서 상기 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 구동지령 펄스신호 정지부를
    구비한 것을 특징으로 하는 전동프레스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 램의 속도를 검출하는 속도검출부를 갖고,
    상기 제1추정부는,
    상기 램이 오버슈트하는 거리를 Dv[mm], 속도의존계수를 Kv[sec], 상기 램의 속도를 V[mm/s]라고 하였을 때에, 수학식1에 의거하여 상기 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동프레스.
    [수학식 1]
    Figure pct00016

  3. 제1항에 있어서,
    상기 램의 속도를 검출하는 속도검출부와, 그 램에 걸리는 하중값을 검출하는 하중값 검출부를 갖고,
    상기 제1추정부는,
    상기 램이 오버슈트하는 거리를 Dvf[mm], 속도의존계수를 Kv[sec], 상기 램의 속도를 V[mm/s], 하중의존계수를 Kf[sec/N], 상기 하중값을 F[N]라고 하였을 때에, 수학식2에 의거하여 상기 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동프레스.
    [수학식 2]
    Figure pct00017

  4. 제1항에 있어서,
    상기 램의 위치를 검출하는 위치검출부와,
    그 램에 걸리는 하중값을 검출하는 하중값 검출부와,
    상기 램의 위치와 그 위치에 있어서 상기 램에 걸리는 하중값을 서로 연결시킨 데이터열을 기억하는 데이터열 기억부와,
    상기 데이터열 기억부에 기억된 데이터열에 의거하여 하중경사값을 산출하는 하중경사값 산출부를
    구비하고,
    상기 제2추정부가, 상기 하중값 검출부가 검출하는 현재의 상기 램에 걸리는 하중값과 상기 하중경사값 산출부가 산출하는 상기 하중경사값에 의거하여, 상기 목표하중값 기억부에 기억된 상기 목표하중값에 상기 하중값 검출부에 의하여 검출되는 상기 하중값이 도달할 때까지의 상기 램의 이동거리를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동프레스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하중경사값 산출부는, 상기 하중경사값으로서, 상기 램의 위치의 변화에 관한 상기 하중값의 1차 미분값을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동프레스.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 하중경사값 산출부는, 상기 하중경사값을 회귀계산에 의하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전동프레스.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 하중경사값 산출부는, 상기 램의 위치의 변화에 관한 하중값의 2차 미분값을 더 산출하고,
    상기 제2추정부는,
    상기 목표하중값을 Ft[N], 현재의 하중값을 F0[N], 상기 하중경사값을 Sf[N/mm], 상기 하중값의 2차 미분값을 Ssf[N/mm2], 상기 이동거리를 Dt[mm]라고 하였을 때에, 수학식3에 의거하여 Dt를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동프레스.
    [수학식 3]
    Figure pct00018

  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 램에 대하여, 일단 정지처리를 실행한 후에, 상기 램을 소정의 설정위치로 더 이동시켜서 워크에 대하여 가압작업을 실시하는 경우에, 상기 제1추정부가 추정한 상기 램이 오버슈트하는 거리에 대한 위치를 기점으로 하여, 상기 설정위치까지의 거리에 상당하는 구동지령 펄스신호를 상기 모니터 드라이버에 더 입력하는 것을 특징으로 하는 전동프레스.
  9. 전동모터와, 그 전동모터에 구동전력을 공급하는 모니터 드라이버와, 상기 전동모터의 동력에 의하여 워크에 대하여 가압동작을 실시하는 램과, 상기 램에 걸리는 하중값을 검출하는 하중값 검출부와, 상기 램의 위치를 검출하는 위치검출부를 구비한 전동프레스로서,
    상기 모니터 드라이버에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에, 상기 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 제1추정부와,
    상기 램의 위치와 그 위치에 있어서 상기 램에 걸리는 하중값을 서로 연결시킨 데이터열을 기억하는 데이터열 기억부와,
    상기 데이터열 기억부에 기억된 데이터열에 의거하여 하중경사값을 산출하는 하중경사값 산출부와,
    목표 하중경사값을 기억하는 목표 하중경사값 기억부와,
    상기 하중경사값 산출부가 산출하는 현재의 하중경사값과 상기 목표 하중경사값 기억부에 기억된 상기 목표 하중경사값에 의거하여, 상기 목표 하중경사값에 도달할 때까지의 상기 램의 이동거리를 추정하는 제3추정부와,
    상기 제1추정부에 의한 추정값이 상기 제3추정부에 의한 추정값으로 된 시점에서 상기 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 구동지령 펄스신호 정지부를
    구비한 것을 특징으로 하는 전동프레스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하중경사값 산출부는, 상기 하중경사값을, 상기 램의 위치의 변화에 관한 상기 하중값의 1차 미분값 혹은 회귀계산에 의하여 산출함과 아울러, 상기 램의 위치의 변화에 관한 상기 하중값의 2차 미분값을 산출하고,
    상기 제3추정부는,
    상기 목표 하중경사값을 Sft[N/mm], 상기 1차 미분값 혹은 회귀계산에 의하여 산출한 하중경사값(현재 하중경사값)을 Sf0[N/mm], 상기 하중값의 2차 미분값을 Ssf[N/mm2], 상기 목표 하중경사값으로 될 때까지의 이동거리를 Dt[mm]라고 하였을 때에, 수학식4에 의거하여 Dt를 추정하는 것을 특징으로 하는 전동프레스.
    [수학식 4]
    Figure pct00019

  11. 전동모터와, 그 전동모터에 구동전력을 공급하는 모니터 드라이버와, 상기 전동모터의 동력에 의하여 워크에 대하여 가압작업을 실시하는 램과, 그 램의 목표하중값을 기억하는 목표하중값 기억부와, 제1추정부와, 제2추정부와, 구동지령 펄스신호 정지부를 갖는 전동프레스에 있어서의 제어방법으로서,
    상기 제1추정부가 상기 모니터 드라이버에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에, 상기 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 제1공정과,
    상기 제2추정부가, 상기 목표하중값에 도달할 때까지의 상기 램의 이동거리를 추정하는 제2공정과,
    상기 구동지령 펄스신호 정지부가 상기 제1추정부에 의한 추정값이 상기 제2추정부에 의한 추정값으로 된 시점에서 상기 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 제3공정을
    구비한 것을 특징으로 하는 제어방법.
  12. 전동모터와, 그 전동모터에 구동전력을 공급하는 모니터 드라이버와, 상기 전동모터의 동력에 의하여 워크에 대하여 가압작업을 실시하는 램과, 그 램의 목표하중값을 기억하는 목표하중값 기억부와, 제1추정부와, 제2추정부와, 구동지령 펄스신호 정지부를 갖는 전동프레스에 있어서의 제어방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램으로서,
    상기 제1추정부가 상기 모니터 드라이버에 입력되는 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시킨 후에, 상기 램이 오버슈트하는 거리를 추정하는 제1공정과,
    상기 제2추정부가, 상기 목표하중값에 도달할 때까지의 상기 램의 이동거리를 추정하는 제2공정과,
    상기 구동지령 펄스신호 정지부가 상기 제1추정부에 의한 추정값이 상기 제2추정부에 의한 추정값으로 된 시점에서 상기 구동지령 펄스신호의 공급을 정지시키는 제3공정을
    컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램.
KR1020197022730A 2017-04-11 2017-11-01 전동프레스, 제어방법 및 프로그램 KR102206338B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-078448 2017-04-11
JP2017078448A JP2018176214A (ja) 2017-04-11 2017-04-11 電動プレス、制御方法およびプログラム
PCT/IB2017/056780 WO2018189580A1 (ja) 2017-04-11 2017-11-01 電動プレス、制御方法およびプログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190104188A true KR20190104188A (ko) 2019-09-06
KR102206338B1 KR102206338B1 (ko) 2021-01-21

Family

ID=63792943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197022730A KR102206338B1 (ko) 2017-04-11 2017-11-01 전동프레스, 제어방법 및 프로그램

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2018176214A (ko)
KR (1) KR102206338B1 (ko)
CN (1) CN110461585B (ko)
DE (1) DE112017007423T5 (ko)
WO (1) WO2018189580A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7296779B2 (ja) * 2019-05-15 2023-06-23 住友重機械工業株式会社 プレス装置、プレス装置の荷重異常検知方法及び荷重異常検知プログラム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09314399A (ja) * 1996-05-27 1997-12-09 Suzuki Mechatronics Kk プレス加工機械の制御装置
JP3076755U (ja) 2000-10-03 2001-04-20 株式会社サンエス 携帯電話用ポケット付き衣服
JP2011098350A (ja) * 2009-11-03 2011-05-19 Sintokogio Ltd 電動シリンダの制御方法及び電動シリンダの制御システム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05177510A (ja) * 1991-12-26 1993-07-20 Murata Mach Ltd サーボシステムの負荷量検出装置
JP2004124959A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Jatco Ltd 自動変速機の制御装置
JP4109676B2 (ja) * 2003-01-08 2008-07-02 松下電器産業株式会社 像加熱装置及び画像形成装置
CN201132385Y (zh) * 2007-11-29 2008-10-15 申娟 直驱式电动螺旋压力机
EP2319635B1 (de) * 2009-11-10 2014-09-17 TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG Pressenantrieb und Verfahren zum Erzeugen einer Hubbewegung einer Werkzeuglagerung mittels eines Pressenantriebs
JP5382543B2 (ja) * 2010-06-25 2014-01-08 新東工業株式会社 電動シリンダの制御方法及び電動シリンダの制御システム
CN103465494B (zh) * 2013-07-03 2015-08-19 全利机械股份有限公司 纸制品的纸张堆叠高度压缩机构及纸张堆叠高度控制方法
JP6265650B2 (ja) * 2013-08-08 2018-01-24 蛇の目ミシン工業株式会社 刺繍状況確認システム、刺繍状況確認装置、刺繍状況確認方法、及び刺繍状況確認プログラム
CN203623016U (zh) * 2013-11-04 2014-06-04 江苏国力锻压机床有限公司 一种液压机的液压系统
CN104550601B (zh) * 2015-01-12 2016-12-07 顺德职业技术学院 一种双肘节双电机并联驱动肘杆机构及其控制方法
CN204746809U (zh) * 2015-05-04 2015-11-11 天津市辉源电力工程科技有限公司 一种多功能秸秆压块筛选装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09314399A (ja) * 1996-05-27 1997-12-09 Suzuki Mechatronics Kk プレス加工機械の制御装置
JP3076755U (ja) 2000-10-03 2001-04-20 株式会社サンエス 携帯電話用ポケット付き衣服
JP2011098350A (ja) * 2009-11-03 2011-05-19 Sintokogio Ltd 電動シリンダの制御方法及び電動シリンダの制御システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018176214A (ja) 2018-11-15
DE112017007423T5 (de) 2020-01-02
WO2018189580A1 (ja) 2018-10-18
CN110461585B (zh) 2021-01-26
CN110461585A (zh) 2019-11-15
KR102206338B1 (ko) 2021-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7366576B2 (en) Position control device and position control method for machine tools
US8878479B2 (en) Motor control device
US10261490B2 (en) Servomotor control device, servomotor control method, and computer readable recording medium
US8994312B2 (en) Method and system for controlling gait of robot
KR20190104188A (ko) 전동프레스, 제어방법 및 프로그램
US10081151B2 (en) Servo press and control method
JP7097268B2 (ja) プレス装置、端末装置、ボールねじ推定寿命算出方法およびプログラム
US20180157236A1 (en) Servomotor controller, servomotor control method, and computer-readable recording medium
TWI594878B (zh) Electric presses, critical point detection methods and computer programs
US20180200882A1 (en) Servomotor control device, servomotor control method, and computer readable recording medium
US10459422B2 (en) Servomotor control device, servomotor control method, and computer-readable recording medium
JP3724504B1 (ja) 電動式射出成形機の圧力制御方法および装置
CN109991109B (zh) 测量装置
US20220042893A1 (en) Material testing machine and method for controlling material testing machine
US11772350B2 (en) Press device, load correction method, and recording medium
JP2017159324A (ja) 電動プレス及びその校正方法
JP7057182B2 (ja) 電動プレス、ロードセル選択方法およびプログラム
TW201737611A (zh) 馬達之控制裝置、控制方法及程式
CN114268246B (zh) 电机控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质
US20230146614A1 (en) Material testing machine
CN116619712A (zh) 一种注塑机的轴定位系统及其控制方法
JP5834885B2 (ja) 数値制御装置及び摩擦補償方法
KR20190095375A (ko) 전동프레스, 전동프레스의 가압관련작업 실행방법 및 프로그램
JP2001033370A (ja) 材料試験装置における制御方法及び材料試験装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant