JP4692671B2 - 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 - Google Patents
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Description
従って、位置制御モードで加圧装置を制御する場合には、溜りパルスの問題を解決しない限り、特許文献4に記載された制御方法だけでは不十分であり、加圧処理時間が長くなったり、加圧荷重が目標荷重を大きく超過したりする問題があった。
これにより、設定されたロッドの駆動速度に基づき、ロッドの速度制御による駆動を行い、荷重検出器によって検出された加圧荷重が停止荷重以上であるか否かを判定し、加圧荷重が停止荷重以上であると判定した場合に、サーボアンプにロッドの停止信号または反転信号を出力し、ロッドを目標荷重で停止または反転させることができる。また、加圧荷重が停止荷重に到達するまではロッドを減速しないため、加圧処理時間を短縮することができる。
前記停止荷重は、設定された前記ロッドの駆動速度と前記目標荷重とに基づいて、前記サーボコントローラにおいて設定される、という技術的手段を用いる。
これにより、ロッドを目標荷重で停止または反転させることができるとともに、加圧荷重が停止荷重に到達するまではロッドを減速しないため、加圧処理時間を短縮することができる。
ここで、サーボアンプ16及びサーボコントローラ17は少なくともサーボモータ14の駆動を速度制御モードで制御可能に構成されている。本実施形態では、位置制御モード、トルク制御モードの切り替えが可能な構成となっている。
そして、目標荷重Ptで所定時間保持した後に抜重し、加圧処理を終了する。
また、加圧荷重Pmが停止荷重Psに到達するまではロッド11を減速しないため、加圧処理時間を短縮することができる。
本実施形態の効果を、従来の電動シリンダの制御方法を比較例として確認した。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
図3により、駆動速度と目標荷重Ptを決めると、停止荷重Psをどのような荷重値に設定すればよいかを求めることができる。例えば、駆動速度が10mm/s、目標荷重Ptが10kNの場合には、停止荷重Psを5.35kNに設定すればよいことがわかる。
加圧条件は、加圧開始時の駆動速度を10mm/s、目標荷重Ptを10kNとし、目標荷重Ptで0.025s加圧保持した後に抜重するように設定した。停止荷重Psは、図3の関係に基づいて5.35kNに設定した。
比較例は、加圧荷重の増加に比例して電動シリンダの駆動速度を減速する公知の比例減速方法、例えば、特開2005−254290号公報に記載の方法、を適用した。
なお、図4において時間軸の原点は、加圧荷重が目標荷重Ptに到達した時とした。
これにより、図3に示すように適切に停止荷重Psを設定することで、加圧荷重Pmを目標荷重Ptで制御することができ、短時間で加圧処理が行うことができることが確認された。
上述の実施形態では、停止荷重Psは目標荷重Pmと別にサーボコントローラ17に入力したが、サーボコントローラ17が備えた停止荷重設定手段に駆動速度と関連させてテーブルや演算式を記憶させておき、目標荷重Pmを入力するとテーブルや演算式が参照されて停止荷重Psが設定されるように構成してもよい。これにより、停止荷重Psを求めてサーボコントローラ17に入力する手間が省けるとともに、停止荷重Psの計算・入力ミスを防止することができる。
本発明の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によれば、設定されたロッド11の駆動速度に基づき、ロッド11の速度制御による駆動を行い、荷重検出器13によって検出された加圧荷重Pmが停止荷重Ps以上であるか否かを判定し、加圧荷重Pmが停止荷重Ps以上であると判定した場合に、サーボアンプ16にロッド11の駆動速度が0になる停止信号を出力し、ロッド11を目標荷重Ptで停止させることができる。
また、加圧荷重Pmが停止荷重Psに到達するまではロッド11を減速しないため、加圧処理時間を短縮することができる。
上述の実施形態では、電動シリンダ12の制御方法、制御システムをプレス加工装置1に適用する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プレス加工装置以外にも電動シリンダを用いる各種装置、工程に適用可能である。
例えば、本発明を圧入工程に適用すると、加圧荷重が目標加圧荷重を大きく超過せずに圧入することが可能となるため、圧入品の品質向上につながるだけでなく、短サイクルタイムで圧入することが可能となるため圧入品のコストダウンにつながる利点がある。更に、圧入品のように加圧の際に圧力が逃げるような部材に対しては、従来のように一定減速率もしくは加圧荷重と比例して電動シリンダのロッドを減速させる方法と比較したときにはサイクルタイム短縮効果が顕著となる利点がある。
また、本発明を電動シリンダのロッドによって被搬送物を搬送する搬送工程に適用すると、俊敏な搬送が可能となるだけでなく、被搬送物とロッドが不意に衝突した際にも瞬時にロッドを減速もしくは停止することができ、ロッドや荷重検出器、更に被搬送物の破損を防ぐことができる利点がある。
11 ロッド
12 電動シリンダ
13 荷重検出器
14 サーボモータ
15 位置検出器
16 サーボアンプ
17 サーボコントローラ
20 制御ユニット
M 被加圧部材
Pm 加圧荷重
Ps 停止荷重
Pt 目標荷重
Claims (4)
- ロッドを軸方向に移動させる電動シリンダと、ロッドに連結され被加圧部材に負荷される加圧荷重を検出する荷重検出器と、電動シリンダを駆動させるサーボモータと、サーボモータ及びサーボコントローラに電気的に接続され、サーボモータの駆動を制御するサーボアンプと、荷重検出器及びサーボアンプに電気的に接続され、サーボモータの速度制御のための速度制御指令をサーボアンプに出力するサーボコントローラと、を備えた電動シリンダ装置における電動シリンダの制御方法であって、
前記サーボコントローラにおいて、
前記ロッドの駆動速度と、前記加圧荷重が目標荷重を超えないように前記ロッドを停止または加圧方向と逆方向に移動させる判定を行うために用いる目標荷重以下に設定された荷重値である停止荷重と、を設定し、
前記サーボコントローラに入力された前記ロッドの駆動速度に基づいて前記サーボコントローラから前記サーボアンプに速度指令信号を出力するステップS1と、
前記サーボアンプが、前記速度指令信号に基づいて、前記サーボモータへモータ駆動電流を出力するステップS2と、
前記モータ駆動電流により前記サーボモータを回転駆動し、前記ロッドを駆動するステップS3と、
前記荷重検出器によって検出された加圧荷重に応じた加圧荷重信号を、前記荷重検出器から前記サーボコントローラに出力するステップS4と、
前記サーボコントローラにおいて、前記加圧荷重信号に基づいて加圧荷重が停止荷重以上であるか否かを判定するステップS5と、
加圧荷重が停止荷重以上であると判定された場合に、前記サーボコントローラから前記サーボアンプへの速度指令信号の出力を停止する、または、前記ロッドを加圧方向と逆方向に移動させる反転信号を出力するステップS6と、
前記速度指令信号の出力の停止または前記反転信号に基づいて、前記サーボアンプが、前記サーボモータへのモータ駆動電流の出力を停止または前記ロッドを加圧方向と逆方向に移動させるモータ駆動電流を出力するステップS7と、
を備えたことを特徴とする電動シリンダの制御方法。 - 前記停止荷重は、設定された前記ロッドの駆動速度と前記目標荷重とに基づいて、前記サーボコントローラにおいて設定されることを特徴とする請求項1に記載の電動シリンダの制御方法。
- ロッドを軸方向に移動させる電動シリンダと、ロッドに連結され被加圧部材に負荷される加圧荷重を検出する荷重検出器と、電動シリンダを駆動させるサーボモータと、サーボモータ及びサーボコントローラに電気的に接続され、サーボモータの駆動を制御するサーボアンプと、荷重検出器及びサーボアンプに電気的に接続され、サーボモータの速度制御のための速度制御指令をサーボアンプに出力するサーボコントローラと、を備えた電動シリンダ装置における電動シリンダの制御システムであって、
前記サーボコントローラは、
前記ロッドの駆動速度と、前記加圧荷重が目標荷重を超えないように前記ロッドを停止または加圧方向と逆方向に移動させる判定を行うために用いる目標荷重以下に設定された荷重値である停止荷重と、を設定可能に構成されており、
設定された前記ロッドの駆動速度に基づき、前記ロッドの速度制御による駆動を行い、前記荷重検出器によって検出された加圧荷重が停止荷重以上であるか否かを判定し、加圧荷重が停止荷重以上であると判定した場合に、
前記サーボコントローラから前記サーボアンプへの速度指令信号の出力を停止、または、前記ロッドを加圧方向と逆方向に移動させる反転信号を出力し、前記ロッドを停止または加圧方向と逆方向に移動させることを特徴とする電動シリンダの制御システム。 - 前記サーボコントローラは、設定された前記ロッドの駆動速度と目標荷重とに基づいて停止荷重を設定する停止荷重設定手段を備えたことを特徴とする請求項3に記載の電動シリンダの制御システム。
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| JP2009252518A JP4692671B2 (ja) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | 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 |
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