JP2007014998A

JP2007014998A - ダイクッション機構の制御装置及び制御方法

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Publication number: JP2007014998A
Application number: JP2005200535A
Authority: JP
Inventors: Heisuke Iwashita; 平輔岩下; Yukio Toyosawa; 雪雄豊沢; Naoto Sonoda; 直人園田
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: JP4874590B2

Abstract

【課題】複式ダイクッション機構の動作を制御する制御装置において、要求される力を高い応答性で高精度に個々のダイクッション機構に生じさせるようにする。
【解決手段】制御装置１０は、複数のダイクッション機構１２に生じさせる力を指令する力指令部１８と、個々のダイクッション機構が生じている力を検出する複数の力検出部２０と、力指令値及び複数の力検出値に基づき、個々のダイクッション機構のサーボモータへの速度指令値を出力する複数の速度指令部２２と、個々のサーボモータの動作速度を検出する複数の速度検出部２４と、複数の速度指令値及び複数の速度検出値に基づき、個々のサーボモータへのトルク指令値を出力する複数のトルク指令部２６と、複数の力検出値の同一時における較差Ｒ_Ｆを求める力較差演算部２８と、較差を零に収束させるように複数のトルク指令値を補正するトルク補正部３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイクッション機構の制御装置及び制御方法に関する。

曲げ、絞り、打抜き等のプレス加工を行なうプレス機械において、加工動作中に、プレス加工に用いる第１の型を支持する可動側の支持部材（一般にスライドと称する）に対し、第２の型を支持する支持部材（一般にボルスターと称する）の側から所要の力（圧力）を加える付属装置として、ダイクッション機構を装備することは知られている。ダイクッション機構は通常、所定の圧力で保持した可動要素（一般にクッションパッドと称する）に、型閉め方向へ移動中のスライド（又は第１の型）を直接又は間接に衝突させた後、型閉め（成形）を経て型開きに至るまで、クッションパッドがスライドに力（圧力）を加えながらスライドと共に移動するように構成されている。この間、例えば、クッションパッドとスライドとの間に被加工素材の加工箇所の周辺領域を挟持することにより、被加工素材の皺の発生を防止することができる。

ダイクッション機構を用いたプレス加工の精度を向上させるためには、クッションパッドが、スライドと共に移動する間、指示された力（圧力）をスライドに対し安定して加えることが要求される。しかし、従来のダイクッション機構は、油空圧装置を駆動源としているものが多く、スライドの衝突等の外因による急激な圧力変動に応答して、スライドに対する力（圧力）を指令値通りに可変的に制御することが一般に困難であった。そこで近年、応答性に優れた力制御を可能とすべく、サーボモータを駆動源とするダイクッション機構が開発されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載されるダイクッション機構は、プレス機械のスライドの下方に設置されるクッションパッドを、スライドの昇降動作に対応して、サーボモータにより昇降動作させる構成を有する。スライドが下降する間、サーボモータは、スライドがクッションパッドに衝突力を加える前は、クッションパッドの位置指令値に基づく位置制御により動作して、クッションパッドを所定の待機位置に位置決めする。また、スライドがクッションパッドに衝突力を加えた後は、サーボモータは、クッションパッドの位置に対応させて予め定めた力指令値に基づく力制御により動作して、クッションパッドをスライドと共に移動させながら、クッションパッドからスライドに加わる力（圧力）を調整する。なお、衝突及び圧力の検知は、クッションパッドを介してサーボモータの出力軸に加わる負荷を検出することにより行なわれる。

他方、特に大型のプレス機械においては、設備コストや設置床面積を削減する目的で、１台の大型のダイクッション機構を使用する構成に代えて、比較的小型のダイクッション機構を複数台組み合わせて使用する構成が知られている。この種の複式ダイクッション機構は、従来一般に、並列配置された複数のクッションパッドを、油空圧装置により同期して駆動するように構成される。したがって、複式ダイクッション機構を搭載した従来のプレス機械は、前述したように、個々のダイクッション機構の制御応答性に劣る課題を有している。

特開平１０−２０２３２７号公報

前述した複式ダイクッション機構に、特許文献１に記載されるようなサーボモータを駆動源とする構成を適用することは可能である。この場合には、プレス機械の１つのスライドに対し、並列配置される複数のクッションパッドを、個別に用意した複数のサーボモータにより動作制御する構成を採用できる。しかし、そのような複数のサーボモータを従来方法に従って個別に制御する構成では、プレス機械の型の形状や開閉機構の構造に起因して、複数のダイクッション機構に、スライドに対して均一な力（圧力）を生じさせることが困難になる惧れがある。複数のダイクッション機構の力にばらつきが存在すると、クッションパッド同士がスライドを媒介して互いの動作に悪影響を及ぼすことが懸念される。特に、生じる力が大きいときには、そのようなクッションパッド動作の相互干渉が増大して、低周波数の振動を生じることも危惧される。これらの不都合を回避するためには、個々のダイクッション機構の制御システムにおける力（圧力）制御ループのゲインを下げることが有効である。しかし、前述したように力制御の応答性を向上させる必要がある場合には、力制御ループのゲインを下げることは好ましくない。

本発明の目的は、プレス機械の１つのスライドに対しそれぞれにサーボモータを駆動源として力を生ずる複数のダイクッション機構の動作を制御する制御装置であって、力制御を実行する際の前述した諸問題点を解決し、要求される力を高い応答性で高精度に個々のダイクッション機構に生じさせることができる制御装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、プレス機械の１つのスライドに対しそれぞれにサーボモータを駆動源として力を生ずる複数のダイクッション機構の動作を制御する制御方法であって、力制御を実行する際の前述した諸問題点を解決し、要求される力を高い応答性で高精度に個々のダイクッション機構に生じさせることができる制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、プレス機械の１つのスライドに対しそれぞれにサーボモータを駆動源として力を生ずる複数のダイクッション機構の動作を制御する制御装置であって、複数のダイクッション機構に生じさせる力を指令する力指令部と、複数のダイクッション機構が生じている力を個別に検出する複数の力検出部と、力指令部が指令した力指令値及び複数の力検出部が検出した複数の力検出値に基づき、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータへの速度指令値を個別に出力する複数の速度指令部と、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータの動作速度を個別に検出する複数の速度検出部と、複数の速度指令部が指令した複数の速度指令値及び複数の速度検出部が検出した複数の速度検出値に基づき、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータへのトルク指令値を個別に出力する複数のトルク指令部と、複数の力検出部が検出した複数の力検出値の、同一時における較差を求める力較差演算部と、力較差演算部が求めた複数の力検出値の較差を零に収束させるように、複数のトルク指令部が出力する複数のトルク指令値を補正するトルク補正部とを具備することを特徴とする制御装置を提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、トルク補正部は、複数の力検出値の較差を零に収束させる補正トルクを算出するとともに、補正トルクを複数のトルク指令値の各々に加算する制御装置を提供する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の制御装置において、トルク補正部は、複数の力検出値の較差に第１ゲインを乗じた比例較差と、複数の力検出値の較差の積分値に第２ゲインを乗じた積分較差との和を、補正トルクとする制御装置を提供する。

請求項４に記載の発明は、プレス機械の１つのスライドに対しそれぞれにサーボモータを駆動源として力を生ずる複数のダイクッション機構の動作を制御する制御装置であって、複数のダイクッション機構に生じさせる力を指令する力指令部と、複数のダイクッション機構が生じている力を個別に検出する複数の力検出部と、力指令部が指令した力指令値及び複数の力検出部が検出した複数の力検出値に基づき、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータへの速度指令値を個別に出力する複数の速度指令部と、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータの動作速度を個別に検出する複数の速度検出部と、複数の速度指令部が指令した複数の速度指令値及び複数の速度検出部が検出した複数の速度検出値に基づき、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータへのトルク指令値を個別に出力する複数のトルク指令部と、複数の速度検出部が検出した複数の速度検出値の、同一時における較差を求める速度較差演算部と、速度較差演算部が求めた複数の速度検出値の較差を零に収束させるように、複数のトルク指令部が出力する複数のトルク指令値を補正するトルク補正部とを具備することを特徴とする制御装置を提供する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の制御装置において、トルク補正部は、複数の速度検出値の較差を零に収束させる補正トルクを算出するとともに、補正トルクを複数のトルク指令値の各々に加算する制御装置を提供する。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の制御装置において、トルク補正部は、複数の速度検出値の較差に第１ゲインを乗じた比例較差と、複数の速度検出値の較差の積分値に第２ゲインを乗じた積分較差との和を、補正トルクとする制御装置を提供する。

請求項７に記載の発明は、プレス機械の１つのスライドに対しそれぞれにサーボモータを駆動源として力を生ずる複数のダイクッション機構の動作を制御する制御方法であって、複数のダイクッション機構に生じさせる力に関する力指令値を求め、複数のダイクッション機構がそれぞれに生じている力に関する複数の力検出値を求め、力指令値及び複数の力検出値に基づき、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータへの複数の速度指令値を求め、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータの動作速度に関する複数の速度検出値を求め、複数の速度指令値及び複数の速度検出値に基づき、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータへの複数のトルク指令値を求め、複数の力検出値の同一時における較差を求め、複数の力検出値の較差を零に収束させるように、複数のトルク指令値を補正することを特徴とする制御方法を提供する。

請求項８に記載の発明は、プレス機械の１つのスライドに対しそれぞれにサーボモータを駆動源として力を生ずる複数のダイクッション機構の動作を制御する制御方法であって、複数のダイクッション機構に生じさせる力に関する力指令値を求め、複数のダイクッション機構がそれぞれに生じている力に関する複数の力検出値を求め、力指令値及び複数の力検出値に基づき、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータへの複数の速度指令値を求め、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータの動作速度に関する複数の速度検出値を求め、複数の速度指令値及び複数の速度検出値に基づき、複数のダイクッション機構のそれぞれのサーボモータへの複数のトルク指令値を求め、複数の速度検出値の同一時における較差を求め、複数の速度検出値の較差を零に収束させるように、複数のトルク指令値を補正することを特徴とする制御方法を提供する。

請求項１に記載の発明によれば、プレス機械の型の形状や開閉機構の構造に起因して、複数のサーボモータを単純に個別制御する方式では複数のダイクッション機構に均一な力（圧力）を生じさせることが困難であるような場合にも、トルク補正部によって補正されたトルク指令値を用いて個々のサーボモータを制御することにより、それぞれのダイクッション機構で実際に生じている力の力検出値の較差を零に収束させること、すなわち複数のダイクッション機構に均一な力を生じさせることができる。その結果、個々のダイクッション機構で生じる力が比較的大きい場合であっても、それぞれの力（圧力）制御ループのゲインを下げることなく、ダイクッション機構の動作の相互干渉及びそれに伴う低周波振動の発生を未然に防止でき、以って、要求される力を高い応答性で高精度に個々のダイクッション機構に生じさせることができる。

請求項２に記載の発明によれば、トルク指令値を補正トルクにより安定して補正することができる。

請求項３に記載の発明によれば、補正トルクの精度が向上する。

請求項４に記載の発明によれば、プレス機械の型の形状や開閉機構の構造に起因して、複数のサーボモータを単純に個別制御する方式では複数のダイクッション機構に均一な力（圧力）を生じさせることが困難であるような場合にも、トルク補正部によって補正されたトルク指令値を用いて個々のサーボモータを制御することにより、それぞれのダイクッション機構で実際に力を生じているサーボモータの速度検出値の較差を零に収束させることができ、結果として、複数のダイクッション機構に均一な力を生じさせることができる。その結果、個々のダイクッション機構で生じる力が比較的大きい場合であっても、それぞれの力（圧力）制御ループのゲインを下げることなく、ダイクッション機構の動作の相互干渉及びそれに伴う低周波振動の発生を未然に防止でき、以って、要求される力を高い応答性で高精度に個々のダイクッション機構に生じさせることができる。

請求項５に記載の発明によれば、トルク指令値を補正トルクにより安定して補正することができる。

請求項６に記載の発明によれば、補正トルクの精度が向上する。

請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同等の作用効果が奏される。

請求項８に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明と同等の作用効果が奏される。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は、本発明の第１の態様に係る制御装置１０の基本構成を示す機能ブロック図、図２は、制御装置１０を備える複数のダイクッション機構１２を搭載したプレス機械の構成を概略で示す図である。

図１及び図２に示すように、本発明の第１の態様による制御装置１０は、プレス機械の１つのスライド１４に対しそれぞれにサーボモータ１６を駆動源として力を生ずる複数のダイクッション機構１２の動作を制御するものである。なお、図１では２台のダイクッション機構１２が、また図２では３台のダイクッション機構１２が示されているが、４台以上のダイクッション機構１２を有するプレス機械にも、本発明に係る制御装置１０を適用できることは言うまでもない。

制御装置１０は、複数のダイクッション機構１２に生じさせる力Ｆを指令する力指令部１８と、複数のダイクッション機構１２が生じている力Ｆを個別に検出する複数の力検出部２０と、力指令部１８が指令した力指令値Ｃ_Ｆ及び複数の力検出部２０が検出した複数の力検出値Ｄ_Ｆに基づき、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６への速度指令値Ｃ_Ｓを個別に出力する複数の速度指令部２２と、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６の動作速度Ｓを個別に検出する複数の速度検出部２４と、複数の速度指令部２２が指令した複数の速度指令値Ｃ_Ｓ及び複数の速度検出部２４が検出した複数の速度検出値Ｄ_Ｓに基づき、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６へのトルク指令値Ｃ_Ｔを個別に出力する複数のトルク指令部２６と、複数の力検出部２０が検出した複数の力検出値Ｄ_Ｆの、同一時における較差Ｒ_Ｆを求める力較差演算部２８と、力較差演算部２８が求めた複数の力検出値Ｄ_Ｆの較差Ｒ_Ｆを零に収束させるように、複数のトルク指令部２６が出力する複数のトルク指令値Ｃ_Ｔを補正するトルク補正部３０とを備えて構成される。

個々のダイクッション機構１２は、プレス機械に組み込まれ、スライド１６の動作に対応して移動するクッションパッド３２と、クッションパッド３２を駆動するサーボモータ１６とをそれぞれに備え、制御装置１０の制御下でサーボモータ１６が動作して、個々のクッションパッド３２とスライド１６との間に相関的な圧力（すなわち力Ｆ）を生じさせる。スライド１６は、プレス加工に用いる第１の型（図示せず）を支持して、図示しないボルスターに支持した第２の型（図示せず）に対し、プレス加工に要求される速度Ｖで接近又は離反する方向へ移動する。各ダイクッション機構１２のクッションパッド３２は、第２の型に関連して配置され、ボールねじ装置３４を介して、サーボモータ１６の出力軸に接続される。スライド１６（又は第１の型）は、型閉め方向へ移動する間に、所定位置に待機していたクッションパッド３２に直接又は間接に衝突する。そして通常は、型閉め（成形）を経て型開きに至るまで、個々のクッションパッド３２がスライド１６に所要の力（圧力）Ｆを加えながらスライド１６と共に移動する。

なお、力検出部２０は公知の力（圧力）センサを、速度検出部２４は公知のエンコーダを、それぞれ有することができる。また、各ダイクッション機構１２の力制御に際してスライド１６の速度フィードバックを用いる場合には、スライド速度検出部３６として公知のリニアスケールを装備することができる。

このように、本発明に係る制御装置１０においては、力較差演算部２８及びトルク補正部３０の機能により、複数のダイクッション機構１２のそれぞれで検出された複数の力検出値Ｄ_Ｆの、同一時における較差Ｒ_Ｆが零に収束するように、個々のダイクッション機構１２のサーボモータ１６に指令する複数のトルク指令値Ｃ_Ｔが補正される。したがって、プレス機械の型の形状や開閉機構の構造に起因して、複数のサーボモータ１６を単純に個別制御する方式では複数のダイクッション機構１２に均一な力（圧力）を生じさせることが困難であるような場合にも、補正されたトルク指令値Ｃ_Ｔを用いて個々のサーボモータ１６を制御することにより、それぞれのダイクッション機構１２で実際に生じている力Ｆの力検出値Ｄ_Ｆの較差Ｒ_Ｆを零に収束させること、すなわち複数のダイクッション機構１２に均一な力Ｆを生じさせることができる。その結果、制御装置１０によれば、個々のダイクッション機構１２で生じる力Ｆが比較的大きい場合であっても、それぞれの力（圧力）制御ループのゲインを下げることなく、クッションパッド３２の動作の相互干渉及びそれに伴う低周波振動の発生を未然に防止でき、以って、要求される力Ｆを高い応答性で高精度に個々のダイクッション機構１２に生じさせることができる。

上記した制御装置１０の構成を制御方法として記述すれば、この制御方法は、複数のダイクッション機構１２に生じさせる力Ｆに関する力指令値Ｃ_Ｆを求めるステップと、複数のダイクッション機構１２がそれぞれに生じている力Ｆに関する複数の力検出値Ｄ_Ｆを求めるステップと、力指令値Ｃ_Ｆ及び複数の力検出値Ｄ_Ｆに基づき、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６への複数の速度指令値Ｃ_Ｓを求めるステップと、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６の動作速度Ｓに関する複数の速度検出値Ｄ_Ｓを求めるステップと、複数の速度指令値Ｃ_Ｓ及び複数の速度検出値Ｄ_Ｓに基づき、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６への複数のトルク指令値Ｃ_Ｔを求めるステップと、複数の力検出値Ｄ_Ｆの同一時における較差Ｒ_Ｆを求めるステップと、複数の力検出値Ｄ_Ｆの較差Ｒ_Ｆを零に収束させるように、複数のトルク指令値Ｃ_Ｔを補正するステップとを有する。このような制御方法を実行することにより、上記した格別の作用効果が奏される。

図３は、本発明の第１の実施形態による制御装置４０を示す。制御装置４０は、上記した制御装置１０の基本構成を有するものであって、対応する構成要素には共通の参照符号を付してその説明を省略する。

図３に示す制御装置４０では、トルク補正部３０は、力較差演算部２８が求めた複数の力検出値Ｄ_Ｆの較差Ｒ_Ｆを、零に収束させる補正トルクＴ_Ａを算出するとともに、複数のトルク指令部２６が出力する複数のトルク指令値Ｃ_Ｔの各々に、算出した補正トルクＴ_Ａを加算する処理を行なう。それにより、補正後のトルク指令（Ｃ_Ｔ＋Ｔ_Ａ）に従って、複数のサーボモータ１６の動作が個々に制御される。ここで、力較差演算部２８とトルク補正部３０とを、それらの機能を考慮して、制振制御器４２と見なすこともできる。

なお、制御装置４０における各ダイクッション機構１２の制御系では、図示のように、補正後のトルク指令（Ｃ_Ｔ＋Ｔ_Ａ）が、電流指令ブロック４４を介して電流指令に変換されて、サーボモータ１６に入力されている。また、スライド１４（図２）がクッションパッド３２に衝突する前の位置制御を実行するために、力制御ループの速度指令部２２からの速度指令値Ｃ_Ｓと、位置制御ブロック４６からの速度指令とが、切換器４８において適宜切り換えて用いられるようになっている。

図４は、本発明の第２の態様に係る制御装置５０の基本構成を示す機能ブロック図、図５は、制御装置５０を備える複数のダイクッション機構１２を搭載したプレス機械の構成を概略で示す図である。第２の態様による制御装置５０は、個々のダイクッション機構１２に対する力制御の最終段階でトルク指令値を補正するために用いるデータが相違する点以外は、前述した第１の態様による制御装置１０と実質的同一の構成を有するものである。

図４及び図５に示すように、本発明の第２の態様による制御装置５０は、複数のダイクッション機構１２に生じさせる力Ｆを指令する力指令部５２と、複数のダイクッション機構１２が生じている力Ｆを個別に検出する複数の力検出部５４と、力指令部５２が指令した力指令値Ｃ_Ｆ及び複数の力検出部５４が検出した複数の力検出値Ｄ_Ｆに基づき、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６への速度指令値Ｃ_Ｓを個別に出力する複数の速度指令部５６と、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６の動作速度Ｓを個別に検出する複数の速度検出部５８と、複数の速度指令部５６が指令した複数の速度指令値Ｃ_Ｓ及び複数の速度検出部５８が検出した複数の速度検出値Ｄ_Ｓに基づき、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６へのトルク指令値Ｃ_Ｔを個別に出力する複数のトルク指令部６０と、複数の速度検出部５８が検出した複数の速度検出値Ｄ_Ｓの、同一時における較差Ｒ_Ｓを求める速度較差演算部６２と、速度較差演算部６２が求めた複数の速度検出値Ｄ_Ｓの較差Ｒ_Ｓを零に収束させるように、複数のトルク指令部６０が出力する複数のトルク指令値Ｃ_Ｔを補正するトルク補正部６４とを備えて構成される。

上記した制御装置５０を装備したプレス機械（図５）は、制御装置５０の構成以外は、図２に示すプレス機械と実質的同一の構成を有する。したがって、対応する構成要素には共通の参照符号を付してその説明を省略する。

上記構成を有する制御装置５０においては、速度較差演算部６２及びトルク補正部６４の機能により、複数のダイクッション機構１２のそれぞれで検出された複数の速度検出値Ｄ_Ｓの、同一時における較差Ｒ_Ｓが零に収束するように、個々のダイクッション機構１２のサーボモータ１６に指令する複数のトルク指令値Ｃ_Ｔが補正される。したがって、プレス機械の型の形状や開閉機構の構造に起因して、複数のサーボモータ１６を単純に個別制御する方式では複数のダイクッション機構１２に均一な力（圧力）を生じさせることが困難であるような場合にも、補正されたトルク指令値Ｃ_Ｔを用いて個々のサーボモータ１６を制御することにより、それぞれのダイクッション機構１２で実際に力Ｆを生じているサーボモータ１６の速度検出値Ｄ_Ｓの較差Ｒ_Ｓを零に収束させることができ、結果として、複数のダイクッション機構１２に均一な力Ｆを生じさせることができる。このように、制御装置１０によれば、個々のダイクッション機構１２で生じる力Ｆが比較的大きい場合であっても、それぞれの力（圧力）制御ループのゲインを下げることなく、クッションパッド３２の動作の相互干渉及びそれに伴う低周波振動の発生を未然に防止でき、以って、要求される力Ｆを高い応答性で高精度に個々のダイクッション機構１２に生じさせることができる。

上記した制御装置５０の構成を制御方法として記述すれば、この制御方法は、複数のダイクッション機構１２に生じさせる力Ｆに関する力指令値Ｃ_Ｆを求めるステップと、複数のダイクッション機構１２がそれぞれに生じている力Ｆに関する複数の力検出値Ｄ_Ｆを求めるステップと、力指令値Ｃ_Ｆ及び複数の力検出値Ｄ_Ｆに基づき、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６への複数の速度指令値Ｃ_Ｓを求めるステップと、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６の動作速度Ｓに関する複数の速度検出値Ｄ_Ｓを求めるステップと、複数の速度指令値Ｃ_Ｓ及び複数の速度検出値Ｄ_Ｓに基づき、複数のダイクッション機構１２のそれぞれのサーボモータ１６への複数のトルク指令値Ｃ_Ｔを求めるステップと、複数の速度検出値Ｄ_Ｓの同一時における較差Ｒ_Ｓを求めるステップと、複数の速度検出値Ｄ_Ｓの同一時における較差Ｒ_Ｓを零に収束させるように、複数のトルク指令値Ｃ_Ｔを補正するステップとを有する。このような制御方法を実行することにより、上記した格別の作用効果が奏される。

図６は、本発明の第２の実施形態による制御装置７０を示す。制御装置７０は、上記した制御装置５０の基本構成を有するものであって、対応する構成要素には共通の参照符号を付してその説明を省略する。

図６に示す制御装置７０では、トルク補正部６４は、速度較差演算部６２が求めた複数の速度検出値Ｄ_Ｓの較差Ｒ_Ｓを、零に収束させる補正トルクＴ_Ｂを算出するとともに、複数のトルク指令部６０が出力する複数のトルク指令値Ｃ_Ｔの各々に、算出した補正トルクＴ_Ｂを加算する処理を行なう。それにより、補正後のトルク指令（Ｃ_Ｔ＋Ｔ_Ｂ）に従って、複数のサーボモータ１６の動作が個々に制御される。ここで、速度較差演算部６２とトルク補正部６４とを、それらの機能を考慮して、制振制御器７２と見なすこともできる。

なお、制御装置７０における各ダイクッション機構１２の制御系では、図示のように、補正後のトルク指令（Ｃ_Ｔ＋Ｔ_Ｂ）が、電流指令ブロック７４を介して電流指令に変換されて、サーボモータ１６に入力されている。また、スライド１４（図５）がクッションパッド３２に衝突する前の位置制御を実行するために、力制御ループの速度指令部５６からの速度指令値Ｃ_Ｓと、位置制御ブロック７６からの速度指令とが、切換器７８において適宜切り換えて用いられるようになっている。

前述した本発明に係る制御装置１０、４０において、トルク補正部３０は、力較差演算部２８が求めた複数の力検出値Ｄ_Ｆの較差Ｒ_Ｆにゲインを乗じることで、補正トルクＴ_Ａを求めることができる。或いは、図７（ａ）に示すように、トルク補正部３０は、力較差演算部２８が求めた複数の力検出値Ｄ_Ｆの較差Ｒ_Ｆに第１ゲイン８０を乗じた比例較差Ｒ_ＦＰと、複数の力検出値Ｄ_Ｆの較差Ｒ_Ｆの積分値に第２ゲイン８２を乗じた積分較差Ｒ_ＦＩとの和を、補正トルクＴ_Ａとすることもできる。このように積分要素を用いることにより、補正トルクＴ_Ａの精度が向上する。

同様に、前述した本発明に係る制御装置５０、７０において、トルク補正部６４は、速度較差演算部６２が求めた複数の速度検出値Ｄ_Ｓの較差Ｒ_Ｓにゲインを乗じることで、補正トルクＴ_Ｂを求めることができる。或いは、図７（ｂ）に示すように、トルク補正部６４は、速度較差演算部６２が求めた複数の速度検出値Ｄ_Ｓの較差Ｒ_Ｓに第１ゲイン８４を乗じた比例較差Ｒ_ＳＰと、複数の速度検出値Ｄ_Ｓの較差Ｒ_Ｓの積分値に第２ゲイン８６を乗じた積分較差Ｒ_ＳＩとの和を、補正トルクＴ_Ｂとすることもできる。このように積分要素を用いることにより、補正トルクＴ_Ｂの精度が向上する。

本発明の第１の態様に係るダイクッション機構の制御装置の基本構成を示す機能ブロック図である。図１の制御装置を備える複数のダイクッション機構を搭載したプレス機械の構成を模式図的に示す図である。本発明の第１の実施形態による制御装置の制御系のブロック線図である。本発明の第２の態様に係るダイクッション機構の制御装置の基本構成を示す機能ブロック図である。図４の制御装置を備える複数のダイクッション機構を搭載したプレス機械の構成を模式図的に示す図である。本発明の第２の実施形態による制御装置の制御系のブロック線図である。（ａ）第１の態様の変形例による制御系の一部分を示すブロック線図、及び（ｂ）第２の態様の変形例による制御系の一部分を示すブロック線図である。

符号の説明

１０、４０、５０、７０制御装置
１２ダイクッション機構
１４スライド
１６サーボモータ
１８、５２力指令部
２０、５４力検出部
２２、５６速度指令部
２４、５８速度検出部
２６、６０トルク指令部
２８力較差演算部
３０、６４トルク補正部
３２クッションパッド
６２速度較差演算部
８０、８４第１ゲイン
８２、８６第２ゲイン

Claims

プレス機械の１つのスライドに対しそれぞれにサーボモータを駆動源として力を生ずる複数のダイクッション機構の動作を制御する制御装置であって、
前記複数のダイクッション機構に生じさせる力を指令する力指令部と、
前記複数のダイクッション機構が生じている力を個別に検出する複数の力検出部と、
前記力指令部が指令した力指令値及び前記複数の力検出部が検出した複数の力検出値に基づき、前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータへの速度指令値を個別に出力する複数の速度指令部と、
前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータの動作速度を個別に検出する複数の速度検出部と、
前記複数の速度指令部が指令した複数の前記速度指令値及び前記複数の速度検出部が検出した複数の速度検出値に基づき、前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータへのトルク指令値を個別に出力する複数のトルク指令部と、
前記複数の力検出部が検出した前記複数の力検出値の、同一時における較差を求める力較差演算部と、
前記力較差演算部が求めた前記複数の力検出値の前記較差を零に収束させるように、前記複数のトルク指令部が出力する複数の前記トルク指令値を補正するトルク補正部と、
を具備することを特徴とする制御装置。
前記トルク補正部は、前記複数の力検出値の前記較差を零に収束させる補正トルクを算出するとともに、該補正トルクを前記複数のトルク指令値の各々に加算する、請求項１に記載の制御装置。
前記トルク補正部は、前記複数の力検出値の前記較差に第１ゲインを乗じた比例較差と、前記複数の力検出値の前記較差の積分値に第２ゲインを乗じた積分較差との和を、前記補正トルクとする、請求項２に記載の制御装置。
プレス機械の１つのスライドに対しそれぞれにサーボモータを駆動源として力を生ずる複数のダイクッション機構の動作を制御する制御装置であって、
前記複数のダイクッション機構に生じさせる力を指令する力指令部と、
前記複数のダイクッション機構が生じている力を個別に検出する複数の力検出部と、
前記力指令部が指令した力指令値及び前記複数の力検出部が検出した複数の力検出値に基づき、前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータへの速度指令値を個別に出力する複数の速度指令部と、
前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータの動作速度を個別に検出する複数の速度検出部と、
前記複数の速度指令部が指令した複数の前記速度指令値及び前記複数の速度検出部が検出した複数の速度検出値に基づき、前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータへのトルク指令値を個別に出力する複数のトルク指令部と、
前記複数の速度検出部が検出した前記複数の速度検出値の、同一時における較差を求める速度較差演算部と、
前記速度較差演算部が求めた前記複数の速度検出値の前記較差を零に収束させるように、前記複数のトルク指令部が出力する複数の前記トルク指令値を補正するトルク補正部と、
を具備することを特徴とする制御装置。
前記トルク補正部は、前記複数の速度検出値の前記較差を零に収束させる補正トルクを算出するとともに、該補正トルクを前記複数のトルク指令値の各々に加算する、請求項４に記載の制御装置。
前記トルク補正部は、前記複数の速度検出値の前記較差に第１ゲインを乗じた比例較差と、前記複数の速度検出値の前記較差の積分値に第２ゲインを乗じた積分較差との和を、前記補正トルクとする、請求項５に記載の制御装置。
プレス機械の１つのスライドに対しそれぞれにサーボモータを駆動源として力を生ずる複数のダイクッション機構の動作を制御する制御方法であって、
前記複数のダイクッション機構に生じさせる力に関する力指令値を求め、
前記複数のダイクッション機構がそれぞれに生じている力に関する複数の力検出値を求め、
前記力指令値及び前記複数の力検出値に基づき、前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータへの複数の速度指令値を求め、
前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータの動作速度に関する複数の速度検出値を求め、
前記複数の速度指令値及び前記複数の速度検出値に基づき、前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータへの複数のトルク指令値を求め、
前記複数の力検出値の同一時における較差を求め、
前記複数の力検出値の前記較差を零に収束させるように、前記複数のトルク指令値を補正すること、
を特徴とする制御方法。
プレス機械の１つのスライドに対しそれぞれにサーボモータを駆動源として力を生ずる複数のダイクッション機構の動作を制御する制御方法であって、
前記複数のダイクッション機構に生じさせる力に関する力指令値を求め、
前記複数のダイクッション機構がそれぞれに生じている力に関する複数の力検出値を求め、
前記力指令値及び前記複数の力検出値に基づき、前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータへの複数の速度指令値を求め、
前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータの動作速度に関する複数の速度検出値を求め、
前記複数の速度指令値及び前記複数の速度検出値に基づき、前記複数のダイクッション機構のそれぞれの前記サーボモータへの複数のトルク指令値を求め、
前記複数の速度検出値の同一時における較差を求め、
前記複数の速度検出値の前記較差を零に収束させるように、前記複数のトルク指令値を補正すること、
を特徴とする制御方法。