DE102017118911A1

DE102017118911A1 - Vorrichtung zum Entnehmen von Formprodukt

Info

Publication number: DE102017118911A1
Application number: DE102017118911.4A
Authority: DE
Inventors: Fumitake Watanabe; Atsushi Shirasaki; Koji Tchibana
Original assignee: Yushin Precision Equipment Co Ltd; Yushin Seiki KK
Current assignee: Yushin Precision Equipment Co Ltd; Yushin Seiki KK
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2018-02-22
Also published as: US20180050470A1; US10377059B2

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes bereitgestellt, die zur Unterdrückung von Verlagerungsschwingung eines Aufsatzes in kürzerer Zeit als bisher ohne Verwendung eines groß dimensionierten elektrischen Aktors fähig ist. Eine Aktivsteuereinrichtung führt aktive Steuerung in Verbindung mit der Positionierungssteuerung durch den Servomotor durch. Zu Beginn der aktiven Steuerung wird die Positionierungssteuerung primär durch den Servomotor durchgeführt, und dann wird die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung mit dem elektrischen Aktor positiv durchgeführt. Verglichen mit einer Durchführung nur der aktiven Steuerung zur Schwingungsunterdrückung kann ein leichterer und kleinerer elektrischer Aktor eingesetzt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes, die zum Reduzieren einer Verlagerungsschwingung eines Entnahmekopfes in kurzer Zeit fähig ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die JP 2010-111012 A offenbart eine Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes. Die Vorrichtung ist mit einem Entnahmekopf (einem Abschnitt, der zum Entnehmen eines Formproduktes funktionsfähig ist) versehen, der durch eine Antriebsquelle zum Entnehmen eines Formproduktes aus einer Formmaschine angetrieben ist. Die Vorrichtung umfasst eine Tabelle, in die eine Schwingungskomponente des Entnahmekopfes eingegeben wird, und Steuermittel zum Steuern der Bewegungsgeschwindigkeit des Entnahmekopfes, um eine Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes zu unterdrücken, indem ein Servomotor (Antriebsquelle) durch Vorwärtsregelung unter Verwendung der Tabelle angetrieben wird, wodurch die Schwingung des Entnahmekopfes unterdrückt wird.
Die JP 2004-223798 A offenbart ein Schwingungsunterdrückungssystem für eine Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes. Die Vorrichtung ist dazu funktionsfähig, die Bewegung eines Futters zum Halten eines Formproduktes zwischen vorbestimmten Positionen zu steuern, um das Formprodukt aus einer Harzformmaschine zu entnehmen. Mindestens entweder das Futter oder eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen des Futters ist mit einer dynamischen Schwingungsabsorptionseinrichtung versehen, die zum Erzeugen von Schwingung funktionsfähig ist, um die Restschwingung der Bewegungseinrichtung aufzuheben, wenn die Bewegung des Futters angehalten wird. Bei der dynamischen Schwingungsabsorptionseinrichtung ist ein Fluid in der Weise in einem Behälter eingeschlossen, dass das Fluid darin fließen kann, und sie versetzt das Fluid in Schwingung und konvergiert die Schwingung mit einer Dämpfungsrate entsprechend der Viskosität des Fluids.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE AUFGABE
In einer Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes, bei der ein Entnahmekopf (Aufsatz) an einem führenden Ende eines Heberahmens befestigt ist, der an einer beweglichen Basis angebracht ist, die an einem Ausziehrahmen zum Antrieb durch einen Servomotor vorgesehen ist, tritt an dem Aufsatz, auch nachdem der Servomotor die Positionierungssteuerung abgeschlossen hat, eine Verlagerungsschwingung auf. Im Stand der Technik, wie er in der JP 2010-111012 A offenbart ist, wird zur Unterdrückung der Verlagerungsschwingung viel Zeit gebraucht. Zur Lösung dieses Problems kann zusätzlich zu der Funktion der Positionierungssteuerung einer Servoeinrichtung auch Schwingungsunterdrückungssteuerung eingesetzt werden. Die Bedingungen für die Schwingungsunterdrückungssteuerung sind jedoch schwierig einzustellen.
Im Stand der Technik, wie er in der JP 2004-223798 A offenbart ist, muss separat eine dynamische Schwingungsabsorptionseinrichtung vorgesehen werden, die die Viskosität eines Fluids nutzt, das zum Erzeugen einer geeigneten Resonanzschwingung nach schwankenden Entnahmebedingungen fähig ist. Eine solche dynamische Schwingungsabsorptionseinrichtung ist nur unter bestimmten Bedingungen verwendbar, es fehlt ihr also an Vielseitigkeit. Als alternative Lösung kann ein elektrischer Aktor als dynamische Schwingungsabsorptionseinrichtung verwendet werden. Um alle Verlagerungsschwingungen zu absorbieren, ist ein groß dimensionierter und schwerer elektrischer Aktor erforderlich. Die Anbringung eines solchen groß dimensionierten elektrischen Aktors an dem Entnahmekopf ist nicht praktikabel.
Dementsprechend ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes, die zur Unterdrückung einer Verlagerungsschwingung eines Aufsatzes in kürzerer Zeit als bisher durch Verwendung von aktiver Steuerung fähig ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes, die zum Unterdrücken einer Verlagerungsschwingung eines Aufsatzes in kürzerer Zeit als bisher durch die Durchführung von aktiver Steuerung in Verbindung mit verschiedenen Schwingungsunterdrückungsfunktionen einer Positionierungs-Servoeinrichtung mit einem Servomotor fähig ist.
LÖSUNG DER AUFGABEN
Eine Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes, auf deren Verbesserung die vorliegende Erfindung abzielt, umfasst: eine Positionierungs-Servoeinrichtung, die einen Servomotor verwendet, und einen Annäherungsrahmen, der durch die Positionierungs-Servoeinrichtung gesteuert ist und einen daran angebrachten Aufsatz hat. Ein verwendbarer Servomotor kann ein Wechselstrom-Servomotor, ein Gleichstrom-Servomotor oder ein Motor jeder anderen Art sein, vorausgesetzt, dass der Motor zur Durchführung von Servosteuerung fähig ist. Als Aufsatz wird ein Entnahmekopf, eine Schneideeinrichtung oder dergleichen bezeichnet, die zum Entnehmen eines Formproduktes verwendet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Verlagerungsschwingungsdetektor, der zum Detektieren einer Verlagerungsschwingung des Aufsatzes funktionsfähig ist, und eine Aktivsteuereinrichtung, die einen elektrischen Aktor umfasst und zum Durchführen von aktiver Steuerung ausgebildet ist, um eine Verlagerungsschwingung des Aufsatzes durch Bewirken dessen zu unterdrücken, dass der elektrische Aktor auf den Aufsatz eine Schwingung anwendet, die eine Gegenphase zu der durch den Verlagerungsschwingungsdetektor detektierten Verlagerungsschwingung hat. Die Aktivsteuereinrichtung führt die aktive Steuerung in Verbindung mit mindestens der Positionierungssteuerung durch die Positionierungs-Servoeinrichtung durch. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Verlagerungsschwingung des Aufsatzes in kürzerer Zeit als bisher unterdrückt werden, da mindestens die Positionierungssteuerung durch die Positionierungs-Servoeinrichtung in Verbindung mit der aktiven Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung durchgeführt wird. Wenn die Positionierungssteuerung durch die Positionierungs-Servoeinrichtung und die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung gemeinsam verwendet werden, ist, im Vergleich mit der Schwingungsunterdrückung nur durch die aktive Steuerung, die Verwendung eines elektrischen Aktors mit geringerer Größe und leichterem Gewicht möglich.
In vielen Fällen, in denen ein Riementransportmechanismus oder Seiltransportmechanismus verwendet wird, der durch einen Servomotor angetrieben ist, kann die Verlagerungsschwingung des Aufsatzes nur vermittels der Positionierungssteuerung durch den Servomotor nicht in kurzer Zeit unterdrückt werden. Es entstand also die Idee, eine Aktivsteuereinrichtung zu verwenden. Bei aktiver Steuerung mit einer dynamischen Schwingungsabsorptionseinrichtung, die die Viskosität eines Fluids nutzt, wie in der JP 2004-223798 A offenbart, ist die Startzeit der aktiven Steuerung oder ein Zeitpunkt zum Starten der aktiven Steuerung schwierig zu steuern, und zudem ist sie schon bei bloßer Veränderung des Gewichtes und des Schwerpunktes eines Formproduktes nicht mehr zu geeigneter Schwingungsunterdrückungssteuerung fähig. Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt daher die aktive Steuerung zum Unterdrücken der Verlagerungsschwingung des Aufsatzes durch Bewirken dessen, dass der elektrische Aktor auf den Aufsatz eine Schwingung mit einer Gegenphase zu der durch den Verlagerungsschwingungsdetektor detektierten Verlagerungsschwingung anwendet.
Bei gemeinsamer Verwendung der Positionierungssteuerung durch den Servomotor und die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung zur Schwingungsunterdrückung ist es bei einem geringen Ausgang des elektrischen Aktors nicht nötig, die Größe eines Ausgangs des elektrischen Aktors zu steuern. Wenn ein Ausgang des elektrischen Aktors jedoch auf einen großen Wert steigt, kann bei fehlender Berücksichtigung des Gewichtes und der Einbaustelle des elektrischen Aktors die aktive Steuerung die Positionierungssteuerung durch den Servomotor behindern, und/oder die Verlagerungsschwingung kann zeitweise auf einen großen Wert steigen, so dass die zur Schwingungsunterdrückung erforderliche Zeit nicht verkürzt wird. Falls diese Probleme zu erwarten sind, ist die Aktivsteuereinrichtung bevorzugt dazu ausgebildet, begrenzte aktive Steuerung mit einem geringeren Ausgang als dem Maximalausgang des elektrischen Aktors durchzuführen, bis die Amplitude der Verlagerungsschwingung des Aufsatzes bis zu einer Voreinstellung oder Sollgröße gedämpft ist oder die Amplitude als bis zu der Voreinstellung oder Sollgröße gedämpft ansehbar ist. Bei diesem Aufbau kann die Schwingungsunterdrückung reibungslos von der Positionierungssteuerung durch den Servomotor auf die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung übertragen werden, da die aktive Steuerung zusammen mit der Positionierungssteuerung durch den Servomotor gestartet wird. Infolgedessen wird eine reibungslose Unterdrückung der Verlagerungsschwingung des Aufsatzes in kürzerer Zeit als bisher möglich. Der Ausgang, der geringer als der Maximalausgang ist, ist bevorzugt so bestimmt, dass er die Positionierungssteuerung durch den Servomotor nicht nachteilig beeinflusst. Aus diesem Grund ist die Aktivsteuereinrichtung bevorzugt dazu ausgebildet, den Ausgang des elektrischen Aktors von dem niedrigeren Ausgang aus graduell oder schrittweise zu erhöhen. Hierdurch kann eine nachteilige Wirkung auf die Schwingungsunterdrückung in der Anfangsphase der aktiven Steuerung verhindert werden.
Wie oben beschrieben, wird bei Durchführung einer begrenzten aktiven Steuerung mit geringerem Ausgang als dem Maximalausgang des elektrischen Aktors, bis die Amplitude der Verlagerungsschwingung des Aufsatzes bis zu der Voreinstellung gedämpft ist oder die Amplitude als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist, eine Schwingungsunterdrückung durch die aktive Steuerung mit dem elektrischen Aktor ab der Zeit, zu der der elektrische Aktor seine Fähigkeit zeigen kann, positiv durchgeführt. Daher kann zur Schwingungsunterdrückung ein elektrischer Aktor mit leichtem Gewicht und geringer Größe verwendet werden, wodurch eine praktikable Anwendung der aktiven Steuerung mit einem elektrischen Aktor auf eine Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes ermöglicht wird. Ein elektrischer Aktor mit leichtem Gewicht und geringer Größe kann an dem Aufsatz selbst oder an anderen Teilen des Annäherungsrahmens angebracht sein.
Die vorliegende Erfindung ist dazu anwendbar, Verlagerungsschwingungen in nicht nur einer axialen Richtung, sondern auch in zwei oder mehr axialen Richtungen zu unterdrücken. Zur Unterdrückung der Verlagerungsschwingungen in zwei oder mehr axialen Richtungen kann in jeder axialen Richtung ein elektrischer Aktor vorgesehen sein, um eine Verlagerungsschwingung in der entsprechenden axialen Richtung vermittels aktiver Steuerung zu unterdrücken.
Die aktive Steuerung ist nicht nur dann anwendbar, wenn die Positionierungs-Servoeinrichtung ausschließlich Positionierungssteuerung ausführt, sondern auch wenn die Positionierungs-Servoeinrichtung eine Positionierungssteuerung zusammen mit einer Schwingungsunterdrückungssteuerung, oder zusammen mit einer Rucksteuerung, oder zusammen mit sowohl Schwingungsunterdrückungssteuerung als auch Rucksteuerung ausführt.
Spezifisch kann die Aktivsteuereinrichtung bestimmen, ob die Amplitude der Verlagerungsschwingung bis zu der Voreinstellung gedämpft wurde oder nicht, indem ein Ausgang aus dem Verlagerungsschwingungsdetektor mit einem Schwellenwert verglichen wird. Der Schwellenwert zur Definition der Voreinstellung sollte vorab durch Testen bestimmt sein. Beispielsweise wird der Schwellenwert zum Detektieren eines Zustandes bestimmt, in dem die Amplitude der Verlagerungsschwingung genügend gedämpft wurde, so dass der elektrische Aktor seine Fähigkeit zeigt. Bei der Durchführung aktiver Steuerung zur Unterdrückung von Verlagerungsschwingungen in zwei oder mehr axialen Richtungen können natürlich die jeweiligen Schwellenwerte für die Verlagerungsschwingungen in zwei oder mehr axialen Richtungen entsprechend der Größe der Verlagerungsschwingung in jeder axialen Richtung geändert werden.
Bei der Durchführung der aktiven Steuerung zusätzlich zu der Schwingungsunterdrückungssteuerung oder Rucksteuerung des Servomotors durch die Positionierungs-Servoeinrichtung kann die Aktivsteuereinrichtung zum Bestimmen dessen ausgebildet sein, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist, wenn eine vorbestimmte Zeitsteuerperiode ab einem vorbestimmten Betriebspunkt in der Positionierungssteuerung durch den Servomotor verstreicht. In diesem Fall kann die Zeitsteuerperiode ebenfalls vorab durch Testen bestimmt sein. Alternativ kann die Zeitsteuerperiode durch einen Administrator der Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes vor Ort in geeigneter Weise eingestellt werden.
Der vorbestimmte Betriebspunkt ist bevorzugt ein Startpunkt der Positionierungssteuerung durch den Servomotor, ein Punkt, an dem ein Abschlussbefehl ausgegeben wird, oder bevor oder nachdem der Abschlussbefehl ausgegeben wird. Zur eigentlichen Einstellung der Zeitsteuerperiode umfasst die Vorrichtung bevorzugt einen Zeitsteuerperioden-Anpassungsabschnitt, der zum Anpassen der Zeitsteuerperiode funktionsfähig ist.
Die Aktivsteuereinrichtung kann zum Bestimmen dessen ausgebildet sein, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist, wenn aus einer Formmaschine eines von mehreren Signalen ausgegeben wird, das anzeigt, dass ein Ausstoßer an eine Einzugsposition eingezogen ist, oder dass der Ausstoßer mit dem Ausstoßen beginnen soll, oder dass ein Formwerkzeug sich in einer Öffnungsbewegung befindet, oder dass das Formwerkzeug sich vollständig geöffnet hat, oder dass das Formwerkzeug sich vollständig geschlossen hat. Diese Signale werden aus der Formmaschine ausgegeben, nachdem die Positionierungssteuerung durch den Servomotor begonnen hat, jedoch bevor ein Abschlussbefehl ausgegeben wird. Diese aus der Formmaschine ausgegebenen Signale können als Startzeit der Aktivsteuereinrichtung verwendet werden. Durch die Verwendung dieser Signale als Startzeit für den Betrieb entfällt die Notwendigkeit, spezielle Signalverarbeitung durchzuführen oder einen Zeitgeber zum Einstellen des Zeitpunktes für den Beginn der aktiven Steuerung vorzusehen. Dies vereinfacht den Aufbau der Aktivsteuereinrichtung.
Wenn eine Positionierung des Entnahmekopfes notwendig ist, nachdem der Entnahmekopf ein Formprodukt aus dem Formwerkzeug entnommen hat, kann die Aktivsteuereinrichtung dazu ausgebildet sein, auf Basis eines Signals, das aus Peripherieausrüstung der Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes ausgegeben wird, zu bestimmen, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist. Bei diesem Aufbau kann die aktive Steuerung nicht nur für die Entnahmebewegung, sondern auch für eine Richtungsänderungsbewegung und Öffnungsbewegung effektiv genutzt werden.
Bei Ausbildung des Verlagerungsschwingungsdetektors zur Ausgabe eines Motorstromsignals des Servomotors oder eines Drehmomentsignals des Servomotors, oder eines Signals, das zu dem Motorstromsignal oder dem Drehmomentsignal proportional ist, als Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal, das die detektierte Verlagerungsschwingung anzeigt, kann die Aktivsteuereinrichtung dazu ausgebildet sein, auf Basis des Verlagerungsschwingungs-Detektionssignals zu bestimmen, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist. Bei einer solchen Verwendung des Verlagerungsschwingungs-Detektionssignals ist die Startzeit der aktiven Steuerung ohne Einbau eines speziellen Sensors einstellbar.
Alternativ kann die Aktivsteuereinrichtung zum Bestimmen dessen, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist, auf Basis einer Veränderung der Anzahl digitaler Signale oder der Signalbreite der digitalen Signale ausgebildet sein, die erhalten werden, wenn auf der durch den Verlagerungsschwingungsdetektor detektierten Verlagerungsschwingung eine A/D-Wandlung durchgeführt wird. Die effektive Anzahl digitaler Signale oder das Verhältnis der Signalbreite digitaler Signale kann vorab durch Versuche in geeigneter Weise bestimmt sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 illustriert einen Gesamtaufbau einer Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematisch-perspektivische Ansicht, die einen Teil einer Beispielvorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes illustriert, der mit einem elektrischen Aktor ausgestattet ist.
3 ist ein Blockdiagramm, das einen Beispielaufbau eines aktiven Schwingers illustriert.
4A und 4B sind eine perspektivische Ansicht beziehungsweise Querschnittsansicht eines Beispiels für einen elektrischen Aktor, der bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
5 ist eine Illustration zur Erläuterung des Grundaufbaus und des Grundbetriebes eines Phasenkorrekturabschnitts, eines Zusatzschwingungsdetektors und eines Antriebssignalgenerators aus 3.
6A ist ein Wellenform-Vergleichsdiagramm zur Illustration einer Wellenform der Schwingung eines Entnahmemechanismus, gemessen durch ein Laser-Verschiebungsmessgerät, wenn der Entnahmemechanismus sich in einer Entnahmebewegung befindet, und einer Wellenform eines aus einem Servomotor ausgegebenen Drehmoment-Befehls; und 6B illustriert die Vergleichsergebnisse der Schwingungswellenform und der Drehmoment-Befehl-Wellenform.
7 illustriert Wellenformen unterschiedlicher Arten und teilweise vergrößerte Wellenformen während einer Periode von der Zeit, zu der die Vorrichtung zum Durchführen einer Ausziehoperation für ein Formprodukt bereit ist, bis zu der Abschlusszeit des Schwingungsunterdrückungsbetriebes, wenn die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung nicht durchgeführt wird, sondern sowohl die Positionierungssteuerung durch den Servomotor als auch die Schwingungsunterdrückungssteuerung des Servomotors durch die Servo-Positionierungseinrichtung durchgeführt wird, und wenn die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung nicht durchgeführt wird, sondern nur die Positionierungssteuerung durch den Servomotor durchgeführt wird, wobei die Schwingungsunterdrückungssteuerung des Servomotors durch die Servo-Positionierungseinrichtung nicht durchgeführt wird.
8 illustriert Wellenformen unterschiedlicher Arten und teilweise vergrößerte Wellenformen bei Verwendung sowohl der Positionierungssteuerung als auch der Schwingungsunterdrückungssteuerung durch den Servomotor und aktiver Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung, und bei Verwendung nur der aktiven Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung.
9 illustriert Wellenformen unterschiedlicher Arten und teilweise vergrößerte Wellenformen, wenn nur die Positionierungssteuerung durch den Servomotor durchgeführt wird und die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung nicht durchgeführt wird, und wenn die Positionierungssteuerung durch den Servomotor durchgeführt wird und auch die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung durchgeführt wird, unter Verwendung einer Zeitsteuerperiode, die bestimmt, dass eine Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu einer Voreinstellung gedämpft ansehbar ist.
10 illustriert konzeptionelle Wellenformen der Verlagerungsschwingung eines Entnahmekopfes, wenn nicht nur die Positionierungssteuerung, sondern auch die Schwingungsunterdrückungssteuerung und/oder die Rucksteuerung durch die Servoeinrichtung durchgeführt werden, und den Schwingungsunterdrückungseffekt, der erzielbar ist, wenn die aktive Steuerung gemeinsam verwendet wird.
11 ist ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Schwingungsunterdrückung, wobei die Verstärkung eines Antriebssignalgenerators sofort nach dem ersten Auftreten der Amplitude der Rückführgeschwindigkeit des Servomotors, bis t = 0,4 s, auf 10% eingestellt ist und dann, nach t = 0,4 s, auf 100% eingestellt ist.
12 ist ein Wellenformdiagramm, das Testergebnisse mit drei unterschiedlichen Mustern illustriert, wobei die Ausgabebedingungen für die aktive Steuerung variiert werden, wenn die aktive Steuerung zur Schwingungsunterdrückung ohne Durchführung der Positionierungssteuerung durch den Servomotor durchgeführt wird.
13 ist eine Illustration zur Erläuterung eines Betriebszustandes, in dem der Entnahmemechanismus seine Bewegung an einer Freigabeposition für das Formprodukt anhält.
BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
Im Folgenden wird nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
<Aufbau einer Vorrichtung zum Entnehmen von Formprodukt>
1 illustriert den Gesamtaufbau einer Vorrichtung 1 zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine schematisch-perspektivische Ansicht, die einen Teil einer Beispielvorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes illustriert, der mit einem elektrischen Aktor ausgestattet ist. Die Vorrichtung 1 ist eine Vorrichtung vom Traversentyp zum Entnehmen eines Formproduktes. Ein Basisabschnitt der Vorrichtung 1 ist durch eine Fixierungsplatte einer Formmaschine, nicht dargestellt, gestützt. Die in 1 illustrierte Vorrichtung 1 umfasst einen lateralen Rahmen 3, einen Steuerkasten 5, einen ersten fahrbaren Körper 6, einen Ausziehrahmen 7, eine Anguss-Hebeeinheit 8 und eine Formproduktansaug-Hebeeinheit 9. Der laterale Rahmen 3 hat die Struktur eines einseitig befestigten Trägers, wobei der laterale Rahmen 3 sich in einer X-Richtung erstreckt, die horizontal orthogonal zu einer Längsrichtung der Formmaschine, nicht dargestellt, verläuft. Der erste fahrbare Körper 6 ist durch den lateralen Rahmen 3 gestützt und wird entsprechend dem Antrieb durch eine Antriebsquelle, die ein in einem Servomechanismus enthaltener Wechselstrom-Servomotor 11 ist, in der X-Richtung entlang des lateralen Rahmens 3 vorgeschoben und zurückgezogen. Der Ausziehrahmen 7 ist an dem ersten fahrbaren Körper 6 angeordnet und erstreckt sich in der Y-Richtung, die zu der Längsrichtung der Formmaschine parallel ist. Die Formproduktansaug-Hebeeinheit 9 ist durch den Ausziehrahmen 7 gestützt, so dass sie in der Y-Richtung entsprechend dem Antrieb durch eine Antriebsquelle, die ein in der Positionierungs-Servoeinrichtung enthaltener Wechselstrom-Servomotor 13 ist, beweglich ist. In der vorliegenden Ausführungsform bewegt sich ein zweiter fahrbarer Körper 17, der in der Formproduktansaug-Hebeeinheit 9 enthalten ist und durch den Ausziehrahmen 7 gestützt ist, um als Basis zu funktionieren, in der Y-Richtung, während ein Riemen 15 durch den Servomotor 13 in Rotation versetzt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird der zweite fahrbare Körper 17 durch einen Riementransportmechanismus mit dem Riemen 15 in Bewegung versetzt. Anstelle des Riementransportmechanismus kann ein Seil als Kraftübertragungsmittel verwendet werden.
Die Formprodukt-Ansaug-Hebeeinheit 9 umfasst einen Heberahmen 19, der dazu funktionsfähig ist, sich als Annäherungsrahmen entsprechend dem Antrieb durch eine Antriebsquelle 18 in einer Z-Richtung aufwärts und abwärts zu bewegen, eine Umkehreinheit 21, die zur Rotation, zentriert um eine Rahmenlinie des Heberahmens 19, funktionsfähig ist, und einen Entnahmekopf 23, der an der Umkehreinheit 21 als Aufsatz vorgesehen ist. In der vorliegenden Ausführungsform bilden die Umkehreinheit 21 und der Entnahmekopf 23 einen Entnahmemechanismus 24. Wenn die Umkehreinheit 21 nicht vorgesehen ist, bildet nur der Entnahmekopf 23 den Entnahmemechanismus 24. Des Weiteren ist in der vorliegenden Ausführungsform an dem Entnahmekopf 23 ein elektrischer Aktor 25 befestigt, der eine Erregerspule und eine Bewegungseinrichtung, die mit einem Dauermagneten versehen ist und dazu funktionsfähig ist, durch die Erregerspule angetrieben zu werden, umfasst. An der Bewegungseinrichtung des elektrischen Aktors 25 ist ein erster Beschleunigungssensor 27 befestigt. Theoretisch ist die Anbringungsposition des elektrischen Aktors 25 nicht auf den Entnahmekopf 23 beschränkt. Selbstverständlich kann der elektrische Aktor 25 an der Umkehreinheit 21, dem Heberahmen 19 oder dem zweiten fahrbaren Körper 17 befestigt sein.
<Aufbau einer Aktivsteuereinrichtung>
Die Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine in 3 illustrierte Aktivsteuereinrichtung 31 in einem Steuerabschnitt, in 1 nicht dargestellt. Die Aktivsteuereinrichtung 31 umfasst einen Verlagerungsschwingungsdetektor 33, einen Phasenkorrekturabschnitt 34, den elektrischen Aktor 25 zur Befestigung an dem Entnahmekopf 23 zum Unterdrücken der Schwingung des Entnahmekopfes 23 in der horizontalen oder vertikalen Richtung, einen Zusatzschwingungsdetektor 35 und einen Antriebssignalgenerator 37.
Der elektrische Aktor 25 kann jede Struktur haben, vorausgesetzt, dass der Aktor fähig ist, Schwingung jeder Leistung und jeder Frequenz auf den Entnahmekopf im Rahmen der Fähigkeit des Aktors anzuwenden. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein von der Sinfonia Technology Co., Ltd. unter der Produktnummer RM040-021 hergestellter elektromagnetischer Aktor verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der elektrische Aktor 25 an dem Entnahmekopf 23 angebracht, wie oben erläutert, da der Entnahmemechanismus 24 aus der an dem Heberahmen 19 angebrachten Umkehreinheit 21 und dem an der Umkehreinheit 21 befestigten Entnahmekopf 23 gebildet ist. Dies hat den Grund, dass die Umkehreinheit 21 vorbestimmte Steifigkeit hat und daher die Schwingung effektiv unterdrücken kann. Zur Unterdrückung der in horizontaler Richtung verursachten Schwingung sollte der elektrische Aktor 25 dazu angebracht sein, eine Schwingung in der horizontalen Richtung zu erzeugen. Zur Unterdrückung der in vertikaler Richtung verursachten Schwingung sollte der elektrische Aktor 25 dazu angebracht sein, eine Schwingung in der vertikalen Richtung zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung ist natürlich auf den Aufbau anwendbar, bei dem eine Vielzahl von elektrischen Aktoren verwendet werden, um Schwingungen zu unterdrücken, die in einer Vielzahl von axialen Richtungen verursacht werden.
4A und 4B sind eine perspektivische Ansicht beziehungsweise eine Querschnittsansicht eines Beispiels für einen elektrischen Aktor 25', der für die vorliegende Ausführungsform anwendbar ist. Der elektrische Aktor 25' umfasst einen zylindrischen Stator 25'A und eine Bewegungseinrichtung 25'B, die in einem zentralen Teil des Stators 25'A angeordnet ist und durch drei Blattfedern 25'C auf den Stator 25'A gestützt ist. Der Bewegungsbereich der Bewegungseinrichtung 25'B ist durch einen Stopper 45'D geregelt. Der elektrische Aktor 25' funktioniert nach denselben Prinzipien wie ein sogenannter zylindrischer linearer Motor. Der Stator 25'A ist an dem Entnahmekopf 23 fixiert, und die Schwingung der Bewegungseinrichtung 25'B wird auf den Stator 25'A übertragen, wodurch die aktive Steuerung durchgeführt wird. Der oben genannte Beschleunigungssensor 27 ist an der Bewegungseinrichtung 25'B befestigt.
Der Verlagerungsschwingungsdetektor 33 gibt ein Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal S1 mit Informationen über eine Verlagerungsschwingungs-Frequenzkomponente, proportional zu der Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes 23 in der horizontalen Richtung, auf Basis eines Ausgangs aus einem zweiten Beschleunigungssensor 38 aus, der an dem Entnahmekopf 23 befestigt ist. Die Verlagerungsschwingung umfasst eine Vielzahl von Schwingungsfrequenzkomponenten auf Basis von Schwingung erster Ordnung, Schwingung zweiter Ordnung und so weiter, die durch Bewegungen des Heberahmens 19 und des Entnahmekopfes 23 verursacht sind. Die in der Verlagerungsschwingung enthaltenen Schwingungsfrequenzkomponenten variieren abhängig von der Struktur eines Riementransportmechanismus oder Seiltransportmechanismus, der zwischen dem Servomotor 13 und dem Heberahmen 19 vorgesehen ist. Der Entnahmemechanismus 24 der Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes muss zwischen zwei Formwerkzeuge der Formmaschine gelangen. Aus diesem Grund sollte der verwendete elektrische Aktor leichtes Gewicht und geringe Größe haben, um die Schwingung des Entnahmekopfes 23 durch den elektrischen Aktor 25, der an dem Entnahmemechanismus 24 befestigt ist, zu unterdrücken.
Als Verlagerungsschwingungsdetektor 33 können ein anderer Schwingungsensor als der Beschleunigungssensor oder ein Schwingungsdetektor wie etwa ein Laser-Verschiebungsmessgerät verwendet werden.
<Details zur Aktivsteuereinrichtung>
In der vorliegenden Ausführungsform werden auch bei Verwendung eines leichten und klein bemessenen elektrischen Aktors die Positionierungssteuerung, Schwingungsunterdrückungssteuerung und/oder Rucksteuerung durch den Servomotor gemeinsam mit der aktiven Steuerung verwendet, um die Schwingungsunterdrückungsfähigkeit des elektrischen Aktors bestmöglich zu nutzen. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Positionierungssteuerung durch den Servomotor und die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung gemeinsam verwendet. 5 ist eine Illustration zur Erläuterung des Grundaufbaus und des Grundbetriebes eines Phasenkorrekturabschnitts 34, eines Zusatzschwingungsdetektors 35 und eines Antriebssignalgenerators 37 aus 3. In 5 wird zum besseren Verständnis die Positionierungssteuerung durch den Servomotor nicht durchgeführt und nur die aktive Steuerung durchgeführt. Die gemeinsame Verwendung der Positionierungssteuerung durch den Servomotor und der aktiven Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung wird später erläutert.
Der Phasenkorrekturabschnitt 34 korrigiert eine Phasenverschiebung des Verlagerungsschwingungs-Detektionssignals S1, das aus dem Verlagerungsschwingungsdetektor 33 ausgegeben wird, der einen Ausgang aus dem zweiten Beschleunigungssensor 38 empfangen hat, auf Basis von Phasenverschiebungsinformationen, die vorab gewonnen wurden, und erzeugt ein korrigiertes Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal S1'. Eine Phasenverschiebung tritt zwischen dem Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal S1 und der tatsächlichen Verlagerungsschwingung aufgrund verschiedener Faktoren auf, wie etwa dem Aufbau des Verlagerungsschwingungsdetektors 33. Bei der Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes verändern sich die jeweiligen Formen und Gewichte des Entnahmekopfes und eines zu entnehmenden Formproduktes nicht, nachdem sie einmal eingestellt sind. Daher kann die Phasenverschiebung vorab ermittelt werden, indem eine vorausgehende Messung durchgeführt wird, bevor die Entnahmeoperation gestartet wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird also die Phasenverschiebung des Verlagerungsschwingungs-Detektionssignals S1 auf Basis der vorbestimmten Phasenverschiebungsinformationen korrigiert und das korrigierte Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal S1' erzeugt, wodurch verhindert wird, dass aufgrund der Phasenverschiebung Schwingung verursacht wird.
Der Zusatzschwingungsdetektor 35 empfängt einen Ausgang aus dem ersten Beschleunigungssensor 27 als einen Eingang; detektiert zusätzliche Schwingung, die in der horizontalen Richtung verursacht ist und durch den elektrischen Aktor 25 erzeugt ist; und gibt ein Zusatzschwingungsdetektionssignal S2' aus, das Informationen über eine Zusatzschwingungs-Frequenzkomponente der zusätzlichen Schwingung enthält. Wenn ein Schwingungsunterdrückungsbetrieb durchgeführt wird, indem bewirkt wird, dass der elektrische Aktor 25 nur mit dem korrigierten Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal S1' operiert, ist eine Zusatzschwingungs-Frequenzkomponente des elektrischen Aktors 25 in der horizontalen Richtung in der Verlagerungsschwingungs-Frequenzkomponente enthalten. Wenn die Zusatzschwingungs-Frequenzkomponente nicht berücksichtigt wird, kann die Schwingung jedoch mit dem elektrischen Aktor 25 nicht schnell unterdrückt werden, ohne Oszillation zu verursachen. In der vorliegenden Ausführungsform bildet den Zusatzschwingungsdetektor 35 ein Beschleunigungssensor 27, der an einer Bewegungseinrichtung des elektrischen Aktors 25 befestigt ist und zum Detektieren einer Beschleunigung der Bewegungseinrichtung funktionsfähig ist. Gegenwärtig kann beispielsweise ein Halbleiter-Beschleunigungssensor als erster und zweiter Beschleunigungssensor 27 und 38 verwendet werden. Halbleiter-Beschleunigungssensoren, die so bemessen sind, dass sie an der Bewegungseinrichtung befestigt werden können, sind kommerziell erhältlich. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beschleunigungssensor verwendet, der von Kionix, Inc. unter der Produktbezeichnung KXR94-2050 erhältlich ist.
Der Antriebssignalgenerator 37 erzeugt ein Antriebssignal, das zur aktiven Steuerung des elektrischen Aktors 25 erforderlich ist, um die in der horizontalen Richtung verursachte Schwingung des Entnahmekopfes 23 des Entnahmemechanismus 24 auf Basis der Verlagerungsschwingungs-Frequenzkomponente, die in dem korrigierten Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal S1' enthalten ist, und der Zusatzschwingungs-Frequenzkomponente, die in dem Zusatzschwingungsdetektionssignal S2' enthalten ist, zu unterdrücken. Nur mit einem Antriebssignal zum Antreiben des Aktors, das nur auf Basis des Verlagerungsschwingungs-Detektionssignals S1 erzeugt ist, welches Informationen über die Verlagerungsschwingungs-Frequenzkomponente enthält, wird eine Schwingung in einigen Fällen möglicherweise nicht vollständig unterdrückt. Dies hat den Grund, dass die zusätzliche Schwingung (Zusatzschwingungs-Frequenzkomponente), die durch Schwingung des Aktors erzeugt ist, in der Verlagerungsschwingungs-Frequenzkomponente enthalten ist. Es wird also ein Antriebssignal Sa verwendet. Das Antriebssignal Sa ist folgendermaßen gewonnen: Das korrigierte Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal S1' wird durch Korrigieren der Phase des Detektionssignals S1 gewonnen, das Informationen über die Verlagerungsschwingungs-Frequenzkomponente enthält; das Zusatzschwingungsdetektionssignal S2' ist proportional zu der Geschwindigkeit, die durch Integrieren eines Beschleunigungssignals S2 aus dem Beschleunigungssensor 27 gewonnen ist, welches Informationen über die Zusatzschwingungs-Frequenzkomponente aufgrund der zusätzlichen Schwingung des Schwingers des elektrischen Aktors 25 enthält, der zum Erzeugen einer Schwingung zur Unterdrückung von Schwingung des Entnahmekopfes 23 funktionsfähig ist, die in der horizontalen Richtung verursacht wird; und das Zusatzschwingungsdetektionssignal S2' wird aus dem korrigierten Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal S1' entfernt. Infolgedessen ist es möglich, die Dämpfung der zusätzlichen Schwingung zu erhöhen, um Oszillation zu verhindern, wodurch die aktive Steuerung mit dem elektrischen Aktor 25 effektiver wird. Als Ergebnis ist gegenüber dem Stand der Technik eine zuverlässige Unterdrückung der Schwingung des Entnahmekopfes 23 in kürzerer Zeit möglich.
5 illustriert, zusammen mit Wellenformen, den Aufbau und Prozess der Erzeugung des Antriebssignals Sa für den elektrischen Aktor 25, wenn nur aktive Steuerung durchgeführt wird, indem der elektrische Aktor 25 zur Unterdrückung von Schwingung verwendet wird, ohne dass Positionierungssteuerung durch den Servomotor zur Schwingungsunterdrückung durchgeführt wird. Wie in 5 illustriert, umfasst der Antriebssignalgenerator 37 einen ersten Verstärkungs-Anpassungsabschnitt 37A, einen zweiten Verstärkungs-Anpassungsabschnitt 37B und einen Berechnungsabschnitt 37C. Der erste Verstärkungs-Anpassungsabschnitt 37A passt die Verstärkung des korrigierten Verlagerungsschwingungs-Detektionssignals S1' an, das aus dem Phasenkorrekturabschnitt 34 ausgegeben wird. Der zweite Verstärkungs-Anpassungsabschnitt 37B passt die Verstärkung des Zusatzschwingungsdetektionssignals S2' an, das aus dem Zusatzschwingungsdetektor 35 ausgegeben wird. Der erste Verstärkungs-Anpassungsabschnitt 37A und der zweite Verstärkungs-Anpassungsabschnitt 37B ermöglichen eine Berechnung durch Anpassen der Differenz der Dimension und Amplitude zwischen dem korrigierten Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal S1' und dem Zusatzschwingungsdetektionssignal S2'. Der Berechnungsabschnitt 37C führt eine Berechnung durch, um das Zusatzschwingungs-Detektionssignal S2', das der Verstärkungsanpassung unterzogen wurde, aus dem korrigierten Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal S1' zu entfernen, das der Verstärkungsanpassung unterzogen wurde, um die Wirkung aufgrund der Zusatzschwingungs-Frequenzkomponente zu reduzieren oder zu beseitigen, die durch die zusätzliche Schwingung des Aktors erzeugt ist und in der Verlagerungsschwingungs-Frequenzkomponente enthalten ist. Wenn die Polarität des Ausgangs aus dem Beschleunigungssensor 27 negativ ist, führt der Berechnungsabschnitt 37C eine Addition durch. Bei gemeinsamer Verwendung der Positionierungssteuerung durch den Servomotor und der aktiven Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung hat der Berechnungsabschnitt 37c eine Funktion der Bestimmung der Startzeit, um die aktive Steuerung bestmöglich zu nutzen. Bei dem in 5 illustrierten Beispiel wird diese Funktion nicht verwendet.
Bevorzugt ist die Aktivsteuereinrichtung 31 konstant in Betrieb, während die Formmaschine betrieben wird. Hierdurch wird die Schwingung des Entnahmekopfes 23 konstant unterdrückt, und ein Formprodukt kann ohne Verformung entnommen werden. Somit ist es möglich, eine Verformung des entnommenen und nicht vollständig gehärteten Formproduktes zu verhindern. Sofern die Aktivsteuereinrichtung 31 mindestens dann in Betrieb ist, wenn der Entnahmekopf 23 seine Bewegung in einem Formwerkzeug anhält, kann der Entnahmekopf 23 die Entnahmeoperation für das Formprodukt schnell und zuverlässig durchführen.
Des Weiteren kann die Aktivsteuereinrichtung 31 dann in Betrieb sein, wenn der Entnahmekopf 23 seine Bewegung an der Produktfreigabeposition, oder zum Wechsel seiner Bewegungsrichtung, anhält. Damit ist es möglich, eine Verformung des nicht vollständig gehärteten Formproduktes zu verhindern.
<Gemeinsame Verwendung der Positionierungssteuerung durch Servomotor und aktive Steuerung>
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Positionierungssteuerung durch den Servomotor und die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung gemeinsam eingesetzt. Bei einem nicht so großen Ausgang eines elektrischen Aktors kann die aktive Steuerung zur gleichen Zeit mit oder vor Beginn der Positionierungssteuerung durch den Servomotor durchgeführt werden. Wenn der Ausgang des elektrischen Aktors jedoch einen großen Wert annimmt, kann ein Problem mit der gemeinsamen Verwendung der Positionierungssteuerung und der aktiven Steuerung ab der Anfangsphase der Schwingungsunterdrückung entstehen. In der vorliegenden Ausführungsform führt also die Aktivsteuereinrichtung 31 positiv aktive Steuerung durch, nachdem die Amplitude der Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes 23 durch die Positionierungssteuerung durch den Servomotor bis zu der Voreinstellung gedämpft wurde oder die Amplitude als durch die Positionierungssteuerung durch den Servomotor bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist. Die Positionierungssteuerung durch den Servomotor ist eine Steuerfunktion, die bei einem kommerziell erhältlichen Servoverstärker 39 generell eingebaut ist. Wenn ein Stoppkomando ausgegeben wird, führt die Positionierungssteuerungsfunktion die Positionierung durch, während eine Schwingung des Fahrrahmens des Servomotors unterdrückt wird. Generell ist der kommerziell erhältliche Servoverstärker 39 mit einer Schwingungsunterdrückungsfunktion, bei der die Schwingung einer vorbestimmten Frequenz unterdrückt wird, und einer Rucksteuerungsfunktion versehen, bei der die Beschleunigungsveränderungsrate innerhalb eines vorbestimmten Bereiches unterdrückt wird. Der Servoverstärker 39 ist ausgebildet zur Ausgabe eines Abschlussbefehls, sobald die Positionierung abgeschlossen ist.
In einigen Fällen, in denen ein durch den Servomotor 13 angetriebener Riementransportmechanismus eingesetzt wird, kann die Schwingung des Entnahmekopfes 23 nicht in kurzer Zeit mit nur der Positionierungssteuerung durch den Servomotor unterdrückt werden. Aus diesem Grund wird die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung 31 gemeinsam mit der Positionierungssteuerung durch den Servomotor verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform wird beim Entnehmen eines Formproduktes die Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes 23 durch Bewirken dessen unterdrückt, dass der elektrische Aktor 25 auf den Entnahmekopf 23 eine Schwingung mit einer Gegenphase zu der durch den Verlagerungsschwingungsdetektor 33 detektierten Verlagerungsschwingung anwendet. In der vorliegenden Ausführungsform führt die Aktivsteuereinrichtung 31 die aktive Steuerung positiv durch, nachdem die Amplitude der Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes 23 vermittels der Positionierungssteuerung durch den Servomotor bis zu der Voreinstellung gedämpft wurde oder wenn die Amplitude als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist. Bei der obigen Anordnung wird spezifisch zuerst die Positionierungssteuerung durch den Servomotor durchgeführt, und dann wird die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung mit dem elektrischen Aktor 25 positiv durchgeführt. Es kann daher ein elektrischer Aktor mit leichtem Gewicht und geringer Größe eingesetzt werden. Natürlich kann die aktive Steuerung nicht nur zur Zeit der Entnahme eines Formproduktes durchgeführt werden, sondern auch zu jeder Zeit während der Durchführung der Positionierungssteuerung durch den Servomotor.
Spezifisch beginnt die Aktivsteuereinrichtung 31 bei gemeinsamer Verwendung der Positionierungssteuerung durch den Servomotor und der aktiven Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung mit der positiven Durchführung der aktiven Steuerung, nachdem die Amplitude der Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes 23 vermittels der Positionierungssteuerung durch den Servomotor bis zu der Voreinstellung gedämpft wurde oder wenn die Amplitude als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist. Bevor die Amplitude der Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes 23 vermittels der Positionierungssteuerung durch den Servomotor bis zu der Voreinstellung gedämpft wurde oder die Amplitude als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist, wird die begrenzte aktive Steuerung mit dem Ausgang durchgeführt, der niedriger als der Maximalausgang des elektrischen Aktors ist.
Dabei wird auf Basis eines Ausgangs aus dem Verlagerungsschwingungsdetektor 33 bestimmt, ob die Amplitude der Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes 23 bis zu der Voreinstellung gedämpft wurde oder nicht (die Startzeit der aktiven Steuerung). Spezifisch ist der Berechnungsabschnitt 37C mit einem Mittel versehen, um einen Ausgang aus dem ersten Verstärkungs-Anpassungsabschnitt 37A aus 5 mit einem Schwellenwert zu vergleichen, der einer positiven oder negativen "Voreinstellung" entspricht, um ein Startzeitsignal zu erzeugen, das die Startzeit der aktiven Steuerung anzeigt. Dieses Vergleichsmittel erzeugt ein Startzeitsignal, wenn bestimmt wird, dass ein Ausgang aus dem ersten Verstärkungs-Anpassungsabschnitt 37A innerhalb des Schwellenwertes fällt, der der positiven oder negativen "Voreinstellung" entspricht. Der Berechnungsabschnitt 37C gibt dann in Antwort auf das Startzeitsignal ein Aktor-Antriebssignal Sa aus, das anzeigt, dass der elektrische Aktor angetrieben werden soll. Der Schwellenwert sollte vorab durch Testen bestimmt sein.
In dem Berechnungsabschnitt 37C kann ein Zeitsteuermittel zum Zählen einer Zeitsteuerperiode vorgesehen sein, und die Aktivsteuereinrichtung 31 kann zum Bestimmen dessen ausgebildet sein, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist, wenn eine vorbestimmte Zeitsteuerperiode ab einem vorbestimmten Betriebspunkt in der Positionierungssteuerung durch den Servomotor verstreicht. Bei dem vorbestimmten Betriebspunkt kann es sich um einen Startpunkt der Positionierungssteuerung durch den Servomotor, einen Punkt, an dem ein Abschlussbefehl ausgegeben wird, oder bevor oder nachdem der Abschlussbefehl ausgegeben wird, handeln. Auch hier ist die Zeitsteuerperiode durch Testen vorab bestimmt. Zur eigentlichen Einstellung der Zeitsteuerperiode ist bevorzugt ein Zeitsteuerperioden-Anpassungsabschnitt vorgesehen, um die Zeitsteuerperiode anzupassen. Mit dem Zeitgeber-Anpassungsabschnitt kann die Einstellung der Zeitsteuerperiode durch einen Administrator für die Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes vor Ort in geeigneter Weise vorgenommen werden.
Die Aktivsteuereinrichtung 31 kann in dem Berechnungsabschnitt 37 eine Filterschaltung umfassen, die dazu funktionsfähig ist, einen Ausgang aus dem Verlagerungsschwingungsdetektor 33 (in der vorliegenden Ausführungsform, einen Ausgang aus dem Phasenkorrekturabschnitt 34) abzuschneiden, wenn die Amplitude der Verlagerung über der Voreinstellung liegt. Während aus der Filterschaltung ein Ausgang kommt, führt der Berechnungsabschnitt 37C eine Berechnung durch, vorausgesetzt, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist. Die Abschneidefrequenz der Filterschaltung ist vorab durch Testen bestimmt. Auch hier ist es nicht nötig, einen speziellen Sensor vorzusehen. Wenn ein Abschneidefrequenz-Anpassungsabschnitt vorgesehen ist, der zum Anpassen der Abschneidefrequenz funktionsfähig ist, kann die Vielseitigkeit der Vorrichtung erhöht werden.
Die Aktivsteuereinrichtung 31 kann zur Bestimmung dessen, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist, auf Basis einer Veränderung der Anzahl digitaler Signale oder der Signalbreite der digitalen Signale ausgebildet sein, die gewonnen werden, wenn auf der durch den Verlagerungsschwingungsdetektor detektierten Verlagerungsschwingung 33 eine A/D-Wandlung durchgeführt wird. Die effektive Anzahl digitaler Signale oder das Verhältnis der Signalbreite digitaler Signale kann vorab durch Versuche in geeigneter Weise bestimmt sein. Mittel zur A/D-Wandlung, Mittel zum Zählen der der digitalen Signale und Mittel zum Zählen der Signalbreite können in dem Berechnungsabschnitt 37C Programm-implementiert sein (solche Mittel können als Programm in dem Berechnungsabschnitt 37C vorgesehen sein).
Der Verlagerungsschwingungsdetektor 33 kann zum Ausgeben eines Motorstromsignals des Servomotors oder eines Drehmomentsignals des Servomotors, oder eines Signals, das zu dem Motorstromsignal oder dem Drehmomentsignal proportional ist, als des Verlagerungsschwingungs-Detektionssignals ausgebildet sein. Bei Verwendung der oben genannten Signale ist die Startzeit der aktiven Steuerung ohne Einbau eines speziellen Sensors einstellbar. Spezifisch detektiert der Verlagerungsschwingungsdetektor 33 als Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal S1 ein Motorstromsignal des Servomotors 13 in der Servoeinrichtung, die zum Bewegen des Heberahmens 19 aus 1 in der horizontalen Richtung funktionsfähig ist, oder ein Drehmomentsignal des Servomotors 13, oder ein Signal, das zu dem Motorstromsignal oder dem Drehmomentsignal proportional ist, wird aus dem Servoverstärker 39 ausgegeben. Somit können Informationen über die Verlagerungsschwingungs-Frequenzkomponenten aus dem Signal S1 entnommen werden. Es ist nicht nötig, einen speziellen Sensor vorzusehen, der zum Detektieren von Verlagerungsschwingung in der Nähe des Entnahmemechanismus 24 oder eines Formwerkzeugs funktionsfähig ist. Zur Unterdrückung der in der vertikalen Richtung verursachten Schwingung des Heberahmens 19 kann ein Motorstromsignal oder ein Drehmomentsignal aus einem Ausgang des Servoverstärkers 39 zum Antreiben eines Motors zur Auf- und Abwärtsbewegung des Heberahmens 19 gewonnen werden und den elektrischen Aktor 25 mit dem so gewonnenen Signal antreiben. In diesem Fall sollte die Anbringungsposition des elektrischen Aktors 25 so verändert werden, dass die durch den elektrischen Aktor 25 erzeugte Schwingung vertikal sein kann.
6A ist ein ist ein Wellenformdiagramm zur Illustration einer Schwingungswellenform A, die die Schwingung des Entnahmemechanismus 24 während einer Ausziehoperation nach Messung mit einem Laser-Verschiebungsmessgerät (erhältlich von der Keyence Corporation unter der Produktbezeichnung IL-S100) repräsentiert, sowie eine Drehmoment-Befehl-Wellenform B für den Servomotor 13 zum Vergleich der Wellenformen A und B. Die Drehmoment-Befehl-Wellenform B stammt aus einem Drehmoment-Befehl-Ausgangsanschluss eines Servoverstärkers, der von der Fuji Electric Co., Ltd. unter der Produktbezeichnung RYT201D5-LS2-Z25 erhältlich ist. Beim Vergleich zwischen Wellenform A und Wellenform B ist feststellbar, dass die Wellenformen A und B hinsichtlich der Spitzenwerte der Wellenformen zueinander proportional sind, obwohl dazwischen eine Phasenverschiebung besteht. Dies ist in 6B illustriert. Bestätigt wird es durch das Ergebnis einer Abbildung der Absolutwerte von Punkten auf der Drehmoment-Befehl-Wellenform und der Absolutwerte von Ausgaben aus dem Laser-Verschiebungsmessgerät. Es ist feststellbar, dass dieses Verhältnis auch bei dem Motorstromsignal des Servomotors auftritt. Bei besonderer Betrachtung der ersten Spitzen und der entsprechenden zweiten Spitzen der beiden Wellenformen sieht man, dass zwischen den beiden Wellenformen eine Verschiebung (Voreilung) von 0,03 bis 0,04 Sekunden besteht.
<Ergebnisse der gemeinsamen Verwendung von Positionierungssteuerung durch einen Servomotor und aktiver Steuerung>
Die Wirkung der Rückkopplungsregelung bei der in der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Aktivsteuereinrichtung wurde bestätigt. Mit Bezug auf 7 bis 10 werden die bestätigten Ergebnisse beschrieben. 7 zeigt zunächst ein Vergleichsbeispiel. 7 illustriert Wellenformen unterschiedlicher Arten und teilweise vergrößerte Wellenformen während einer Periode von der Zeit, zu der die Vorrichtung zum Durchführen der Ausziehoperation für ein Formprodukt bereit ist, bis zu der Abschlusszeit des Schwingungsunterdrückungsbetriebes, wenn eine Positionierungssteuerung durch den Servomotor ohne Durchführung aktiver Steuerung erfolgt, bei Durchführung einer Schwingungsunterdrückungssteuerung des Servomotors durch die Positionierungs-Servoeinrichtung (mit "EIN" gekennzeichnet) und ohne Durchführung von Schwingungsunterdrückungssteuerung des Servomotors durch die Positionierungs-Servoeinrichtung (mit "AUS" gekennzeichnet). In 7 repräsentiert die Wellenform der "Servomotor-Rückführgeschwindigkeit" ein Rückkopplungs-Geschwindigkeitssignal, das zur Durchführung der Positionierungssteuerung durch den Servomotor bei der Rückkopplungsregelung verwendet wird. Die Wellenform des "Servomotor-Befehl-Drehmoments" repräsentiert einen Drehmoment-Befehl, der bei der Rückkopplungsregelung verwendet wird. Die Wellenform der "Verlagerung des Kopfes" repräsentiert eine aus einem Ausgang des Laser-Verschiebungsmessgerätes detektierte Verlagerung des Entnahmekopfes 23. Des Weiteren repräsentiert die Wellenform der "Beschleunigung des Heberahmens" einen Ausgang aus einem dritten Beschleunigungssensor (nicht dargestellt), der zur Bestätigung an dem Heberahmen 19 angeordnet und zum Detektieren einer Beschleunigung in der horizontalen Richtung funktionsfähig ist. In 7 stellt die "Periode A" eine Zeitperiode von der Zeit der Bereitschaft für die Ausziehoperation an der Startposition bis zum Abschluss der Ausziehoperation. "X1" repräsentiert eine Wellenform, wenn die Positionierungssteuerung durch den Servomotor zur Schwingungsunterdrückung nicht durchgeführt wird (mit "AUS" gekennzeichnet). "X2" repräsentiert eine Wellenform, wenn die Positionierungssteuerung durch den Servomotor zur Schwingungsunterdrückung durchgeführt wird (mit "EIN" gekennzeichnet). Wie in den vergrößerten Ansichten illustriert, wird die Amplitude der Schwingung beim Eintreffen an einer Zielposition reduziert, wenn die Schwingungsunterdrückungssteuerung des Servomotors durch die Positionierungs-Servoeinrichtung durchgeführt wird. Nach Abschluss der Ausziehbewegung kann jedoch eine Restschwingung durch die Schwingungsunterdrückungssteuerung des Servomotors durch die Positionierungs-Servoeinrichtung nicht zuverlässig reduziert werden.
8 illustriert Steuerungsergebnisse mit Bezug auf Wellenformen unterschiedlicher Arten und teilweise vergrößerte Wellenformen bei gemeinsamer Verwendung einer Positionierungssteuerung durch den Servomotor und der aktiven Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung (siehe Wellenform Y2) sowie bei der Durchführung nur der aktiven Steuerung (siehe Wellenform Y1). In 8 repräsentiert "Periode B" eine Periode, während derer die aktive Steuerung positiv durchgeführt wird. In diesem Beispiel begann am Ende von "Periode A", nämlich bei Abschluss des Ausziehbetriebes, die positive aktive Steuerung. In der "Periode A" wurde die aktive Steuerung nicht durchgeführt, um die Wirkung der aktiven Steuerung zu verdeutlichen. Aus 8 ergibt sich, dass es lange dauert, die Schwingung der Verlagerung nur durch die aktive Steuerung zu reduzieren (siehe Wellenform Y1), während die Amplitude der Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes groß ist, und dass die Verlagerungsschwingung schnell reduziert werden kann und die Restschwingung nach dem Eintreffen an der Zielposition ebenfalls reduziert werden kann, wenn die Positionierungssteuerung durch den Servomotor und die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung gemeinsam verwendet werden (siehe Wellenform Y2).
9 illustriert Wellenformen unterschiedlicher Arten und teilweise vergrößerte Wellenformen, wenn nur die Positionierungssteuerung durch den Servomotor durchgeführt wird und die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung nicht durchgeführt wird (siehe Wellenform Z1), und wenn die Positionierungssteuerung durch den Servomotor durchgeführt wird und die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung positiv durchgeführt wird, unter Verwendung einer Zeitsteuerperiode (siehe Wellenform Z2). Die Zeitsteuerperiode, die die Startzeit der positiven aktiven Steuerung bestimmt, bei der der Ausgang des elektrischen Aktors bis zum Maximum bestmöglich genutzt wird, ist in diesem Beispiel so eingestellt, dass die aktive Steuerung 0,5 Sekunden nach Beginn der Ausziehoperation gestartet wird. In 9 ist die mit "Aktiv EIN" gekennzeichnete Periode eine Periode, während derer die aktive Steuerung durchgeführt wird. Aus 9 ergibt sich, dass die Wirkung einer gemeinsamen Verwendung der Positionierungssteuerung durch den Servomotor und der aktiven Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung sicher erzielt wird, wenn die Zeitsteuerperiode auch dann in geeigneter Weise eingestellt wird, wenn das Abschließen der Zählung der Zeitsteuerperiode als Signal zum Starten der aktiven Steuerung verwendet wird.
<Weitere Ausführungsformen>
In der obigen Ausführungsform werden die Positionierungssteuerung durch den Servomotor und die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung gemeinsam eingesetzt. Die kommerziell erhältliche Servoeinrichtung für den Servomotor hat eine Funktion der Positionierungssteuerung, eine Funktion der Schwingungsunterdrückungssteuerung zum Unterdrücken der Schwingung mit einer vorbestimmten Frequenz und eine Funktion der Rucksteuerung zum Unterdrücken der Beschleunigungsveränderungsrate innerhalb eines vorbestimmten Bereiches. Die vorliegende Erfindung ist natürlich anwendbar, wenn die Positionierungs-Servoeinrichtung zum Durchführen von Schwingungsunterdrückungssteuerung zusätzlich zu der Positionierungssteuerung ausgebildet ist, wenn die Positionierungs-Servoeinrichtung zum Durchführen von Rucksteuerung zusätzlich zu der Positionierungssteuerung ausgebildet ist, oder wenn die Positionierungs-Servoeinrichtung zum Durchführen sowohl von Schwingungsunterdrückungssteuerung als auch von Rucksteuerung zusätzlich zu der Positionierungssteuerung ausgebildet ist.
In 10 simuliert Wellenform A die Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes, wenn nur die Positionierungssteuerung durch die Positionierungs-Servoeinrichtung durchgeführt wird; Wellenform B simuliert die Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes, wenn die Positionierungssteuerung und Schwingungsunterdrückungssteuerung durch die Positionierungs-Servoeinrichtung gemeinsam durchgeführt werden; und Wellenform C simuliert die Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes, wenn Positionierungssteuerung, Schwingungsunterdrückungssteuerung und Rucksteuerung durch die Positionierungs-Servoeinrichtung gemeinsam durchgeführt werden. In 10 bezeichnet TH einen Schwellenwert zur Bestimmung der Startzeit der positiven aktiven Steuerung. In diesem Beispiel soll die aktive Steuerung positiv gestartet werden, wenn durch Vergleich der jeweiligen Amplituden der Wellenformen A bis C mit dem Schwellenwert TH bestimmt wird, dass die Amplitude unter den Schwellenwert TH gedämpft wurde. Die Wellenform A' simuliert die Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes unter der Annahme, dass die aktive Steuerung zu der Zeit T3 positiv gestartet wird, nachdem die Positionierungssteuerung durch die Positionierungs-Servoeinrichtung durchgeführt wurde. Die Wellenform B' simuliert die Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes unter der Annahme, dass die aktive Steuerung zu der Zeit T2 positiv gestartet wird, nachdem die Positionierungssteuerung und Schwingungsunterdrückungssteuerung durch die Positionierungs-Servoeinrichtung durchgeführt wurden. Die Wellenform C' simuliert die Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes unter der Annahme, dass die aktive Steuerung zu der Zeit T1 positiv gestartet wird, nachdem Positionierungssteuerung, Schwingungsunterdrückungssteuerung und Rucksteuerung durch die Positionierungs-Servoeinrichtung durchgeführt wurden. Aus diesen Wellenformen ergibt sich, dass die Verwendung der aktiven Steuerung gemeinsam mit den verschiedenen Steuerfunktionen der Positionierungs-Servoeinrichtung effektiv ist. Insbesondere bei einem Vergleich der Wellenformen A bis C mit den Wellenformen A' bis C' ist erkennbar, dass eine gemeinsame Verwendung der aktiven Steuerung mit Positionierungssteuerung, Schwingungsunterdrückungssteuerung und Rucksteuerung der Positionierungs-Servoeinrichtung die Verlagerungsschwingung schnell unterdrücken kann. Aus dem Vorangehenden ergibt sich, dass die aktive Steuerung auch mit einem klein bemessenen elektrischen Aktor effektiv durchführbar ist. Bevor die Amplitude der Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes 23 vermittels Positionierungssteuerung, Schwingungsunterdrückungssteuerung und/oder Rucksteuerung durch den Servormotor bis zu der Voreinstellung gedämpft wurde oder die Amplitude als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist, kann die begrenzte aktive Steuerung mit dem Ausgang durchgeführt werden, der niedriger als der Maximalausgang des elektrischen Aktors ist.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die aktive Steuerung zusammen mit der Positionierungssteuerung durch den Servomotor gestartet. Jedoch wird bei diesem Aufbau die aktive Steuerung mit dem Ausgang durchgeführt, der niedriger als der Maximalausgang des elektrischen Aktors ist, bis die Amplitude der Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes 23 vermittels der Positionierungssteuerung, Schwingungsunterdrückungssteuerung und/oder Rucksteuerung durch den Servomotor bis zu der Voreinstellung gedämpft wurde, oder wenn die Amplitude als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist. 11 ist ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Schwingungsunterdrückung, wobei die Verstärkung eines Aktivsteuerungs-Ausgangs (eines Aktor-Antriebssignals) des Antriebssignalgenerators 37 sofort nach dem ersten Auftreten der Amplitude der Rückführgeschwindigkeit des Servomotors, bis t = 0,4 s, auf 10% eingestellt ist und dann, nach t = 0,4 s, auf 100% eingestellt ist.
Bei einem in 11 illustrierten Beispiel repräsentiert die Wellenform W1 einen Verlagerungsbetrag des Entnahmekopfes ab dem Startpunkt der Positionierungssteuerung durch den Servomotor bis zur Abschaltung der aktiven Steuerung (mit "AUS" gekennzeichnet). Die Wellenform W2 repräsentiert einen Verlagerungsbetrag des Entnahmekopfes ab dem Startpunkt der Positionierungssteuerung durch den Servomotor bis zum Einschalten der aktiven Steuerung (mit "EIN" gekennzeichnet). In diesem Beispiel wird, wenn die aktive Steuerung auf AUS steht (siehe Wellenform W1), von Anfang bis Ende nur die Positionierungssteuerung durch den Servomotor durchgeführt. Aus einem Vergleich der Wellenform W1 (aktive Steuerung steht auf AUS) mit der Wellenform W2 (aktive Steuerung steht auf EIN) ist erkennbar, dass die zur Schwingungsunterdrückung benötigte Zeit beträchtlich reduzierbar ist durch gemeinsame Verwendung der Positionierungssteuerung durch den Servomotor und der aktiven Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung ab dem Startpunkt der Positionierungssteuerung bis t = 0,4 s, gleich nach dem ersten Auftreten der Amplitude der Rückführgeschwindigkeit des Servomotors. Wenn die Verstärkung sofort nach dem ersten Auftreten der Amplitude der Rückführgeschwindigkeit des Servomotors zu stark erhöht wird, bis t = 0,4 s, kann die Positionierungssteuerung durch den Servomotor nachteilig beeinflusst werden.
In diesem Beispiel kann die Schwingungsunterdrückungssteuerung, da die aktive Steuerung zusammen mit der Positionierungssteuerung durch den Servomotor gestartet wird, reibungslos von der Positionierungssteuerung durch den Servomotor auf die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung übertragen werden. Infolgedessen wird eine reibungslose Unterdrückung der Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes in kürzerer Zeit als bisher mit einem elektrischen Aktor möglich, der leichtes Gewicht und geringe Größe hat. Der "niedrigere Ausgang" ist bevorzugt so bestimmt, dass er die Positionierungssteuerung durch den Servomotor nicht nachteilig beeinflusst. Die Aktivsteuereinrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet, den Ausgang des elektrischen Aktors von dem niedrigeren Ausgang aus graduell oder schrittweise zu erhöhen. Hierdurch kann eine nachteilige Wirkung auf die Schwingungsunterdrückung in der Anfangsphase der aktiven Steuerung verhindert werden.
12 ist ein Wellenformdiagramm, das Testergebnisse mit drei unterschiedlichen Mustern illustriert, wobei die Ausgangsbedingungen für die aktive Steuerung variiert werden, wenn die aktive Steuerung zur Schwingungsunterdrückung ohne Durchführung der Positionierungssteuerung durch den Servomotor durchgeführt wird. Muster A repräsentiert eine aktive Steuerung, die von Anfang an mit dem Maximalausgang (nominalen Ausgang) von 100% durchgeführt wird. Muster B repräsentiert eine aktive Steuerung, die durch schrittweise Erhöhung des Ausgangs von 1% über 20% und 55% auf 100% durchgeführt wird. Muster C repräsentiert eine aktive Steuerung, die durch graduelle, kontinuierliche Erhöhung des Ausgangs von 0% auf 100% durchgeführt wird. Die Wellenform V1 ist eine Wellenform ohne Durchführung der aktiven Steuerung. Die Wellenform V2 ist eine Wellenform, die der aktiven Steuerung aus Muster A entspricht. Die Wellenform V3 ist eine Wellenform, die der aktiven Steuerung aus Muster B entspricht. Die Wellenform V4 ist eine Wellenform, die der aktiven Steuerung aus Muster C entspricht. Aus einem Vergleich der Wellenformen ergibt sich, dass die Anfangsamplitude der Schwingung bei Muster A erhöht ist, wo die aktive Steuerung von Anfang an mit einem Ausgang von 100% durchgeführt wird, wodurch die Dämpfung der Schwingung nachteilig beeinflusst wird. Dagegen ist die Dämpfung der Schwingung bei der schrittweisen Erhöhung des Ausgangs in Muster B oder der graduellen, kontinuierlichen Erhöhung in Muster C schneller als in Muster A.
Des Weiteren ist die Aktivsteuereinrichtung zum Bestimmen dessen ausgebildet, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist, wenn jedes von mehreren Signalen aus einer Formmaschine ausgegeben wird, was anzeigt, dass ein Ausstoßer an eine Einzugsposition eingezogen ist oder dass der Ausstoßer mit dem Ausstoßen beginnen soll, oder dass ein Formwerkzeug sich in einer Öffnungsbewegung befindet, oder dass das Formwerkzeug sich vollständig geöffnet hat, oder dass das Formwerkzeug sich vollständig geschlossen hat. Diese Signale werden ausgegeben, nachdem die Positionierungssteuerung durch den Servomotor gestartet wird und bevor ein Abschlussbefehl ausgegeben wird. Somit sind diese Signale als die Startzeit der Aktivsteuereinrichtung nutzbar. Wenn diese aus der Formmaschine an die Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes übertragenen Signale als die Startzeit der aktiven Steuerung verwendet werden, ist es nicht nötig, spezielle Signalverarbeitung zur Zeiteinstellung durchzuführen und einen Zeitgeber oder dergleichen vorzusehen. Der Aufbau der Aktivsteuereinrichtung kann vereinfacht werden.
Wie in 13 illustriert, kann die Aktivsteuereinrichtung 31 sich in Bewegung befinden, wenn der Entnahmemechanismus 24 seine Bewegung an einer Position RP zum Freigeben eines Formproduktes anhält. Damit ist es möglich, eine Verformung des nicht vollständig gehärteten Formproduktes zu verhindern. An der Position RP zur Freigabe eines Formproduktes kann ein Wegsensor 26 vorgesehen sein, um die Schwingung der lateralen Verlagerung zu detektieren, während der Entnahmemechanismus 24 sich bewegt, um Schwingung in einer Bewegungsrichtung orthogonal zu der Rechts-Links-Richtung und der Aufwärts-Abwärts-Richtung zu erzeugen. In diesem Fall kann die Aktivsteuereinrichtung 31 zur Durchführung der aktiven Steuerung in der Weise ausgebildet sein, dass ein anderer elektrischer Aktor 26 (nicht dargestellt) an dem Entnahmemechanismus 24 befestigt ist, um eine laterale Verlagerungsschwingung auf Basis eines Ausgangs aus dem Wegsensor 26 zu unterdrücken. Damit kann der größte Teil der dem Formprodukt verliehenen Schwingungen zur Zeit der Freigabe des Formproduktes unterdrückt werden.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Da mindestens eine Positionierungssteuerung durch den Servomotor und die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung gemeinsam eingesetzt werden, ist mit der vorliegenden Erfindung die Verlagerungsschwingung des Aufsatzes in kürzerer Zeit als bisher unterdrückbar. Verglichen mit einer Durchführung nur der aktiven Steuerung zur Schwingungsunterdrückung, kann ferner ein elektrischer Aktor mit leichterem Gewicht und geringerer Größe verwendet werden, wenn die Positionierungssteuerung durch den Servomotor und die aktive Steuerung durch die Aktivsteuereinrichtung gemeinsam eingesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-111012 A [0002, 0004]
JP 2004-223798 A [0003, 0005, 0009]

Claims

Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes, welche aufweist: eine Positionierungs-Servoeinrichtung, die einen Servomotor verwendet; einen Annäherungsrahmen, der durch die Positionierungs-Servoeinrichtung gesteuert ist und einen daran angebrachten Aufsatz hat; einen Verlagerungsschwingungsdetektor, der dazu funktionsfähig ist, eine Verlagerungsschwingung des Aufsatzes zu detektieren; eine Aktivsteuereinrichtung, die einen elektrischen Aktor umfasst und zum Durchführen von aktiver Steuerung ausgebildet ist, um die Verlagerungsschwingung des Aufsatzes durch Bewirken dessen zu unterdrücken, dass der elektrische Aktor auf den Aufsatz eine Schwingung mit einer Gegenphase zu der durch den Verlagerungsschwingungsdetektor detektierten Verlagerungsschwingung anwendet, wobei: die Aktivsteuereinrichtung die aktive Steuerung in Verbindung mindestens mit Positionierungssteuerung durchführt, die durch die Positionierungs-Servoeinrichtung durchgeführt ist.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 1, wobei die Positionierungs-Servoeinrichtung zur Durchführung der Positionierungssteuerung und Schwingungsunterdrückungssteuerung ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 1, wobei die Positionierungs-Servoeinrichtung zur Durchführung der Positionierungssteuerung und von Rucksteuerung ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 1, wobei die Positionierungs-Servoeinrichtung zur Durchführung der Positionierungssteuerung und sowohl von Schwingungsunterdrückungssteuerung als auch von Rucksteuerung ausgebildet ist.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der Annäherungsrahmen ein Heberahmen ist, der an einem Ausziehrahmen vorgesehen ist; der Aufsatz ein Entnahmekopf ist, der an einem führenden Ende des Heberahmens befestigt ist; und die aktive Steuerung durchgeführt wird, wenn der Ausziehrahmen zur Ausführung einer Ausziehbewegung angetrieben ist.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 1, wobei: die Aktivsteuereinrichtung eine begrenzte aktive Steuerung mit einem niedrigeren Ausgang als einem Maximalausgang aus dem elektrischen Aktor durchführt, bis die Amplitude der Verlagerungsschwingung bis zu einer Voreinstellung gedämpft wurde oder die Amplitude als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 6, wobei: die Aktivsteuereinrichtung durch Vergleichen eines Ausgangs aus dem Verlagerungsschwingungsdetektor mit einem Schwellenwert bestimmt, ob die Amplitude der Verlagerungsschwingung bis zu der Voreinstellung gedämpft wurde oder nicht.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 6, wobei: die Aktivsteuereinrichtung bestimmt, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist, wenn eine vorbestimmte Zeitsteuerperiode ab einem vorbestimmten Betriebspunkt in der Positionierungssteuerung durch den Servomotor verstreicht.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 8, die ferner aufweist: einen Zeitsteuerperioden-Anpassungsabschnitt, der zum Anpassen der Zeitsteuerperiode funktionsfähig ist, wobei: der vorbestimmte Betriebspunkt ein Startpunkt der Positionierungssteuerung durch den Servomotor, ein Punkt, an dem ein Abschlussbefehl ausgegeben wird, oder bevor oder nachdem der Abschlussbefehl ausgegeben wird, ist.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 6, wobei: die Aktivsteuereinrichtung bestimmt, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist, wenn ein Signal aus einer Formmaschine ausgegeben wird, das anzeigt, dass eine Ausstoßeinrichtung an eine Einzugsposition eingezogen ist, oder dass die Ausstoßeinrichtung mit dem Ausstoßen beginnen soll, oder dass ein Formwerkzeug sich in einer Öffnungsbewegung befindet, oder dass das Formwerkzeug sich vollständig geöffnet hat, oder dass das Formwerkzeug sich vollständig geschlossen hat.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 6, wobei: wenn eine Positionierung des Entnahmekopfes notwendig ist, nachdem der Entnahmekopf ein Formprodukt aus einem Formwerkzeug entnommen hat, die Aktivsteuereinrichtung auf Basis eines aus Peripherieausrüstung der Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes ausgegebenen Signals bestimmt, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 6, wobei: der Verlagerungsschwingungsdetektor ausgebildet ist zur Ausgabe eines Motorstromsignals des Servomotors oder eines Drehmomentsignals des Servomotors, oder eines Signals, das zu dem Motorstromsignal oder dem Drehmomentsignal proportional ist, als Verlagerungsschwingungs-Detektionssignal, das die detektierte Verlagerungsschwingung anzeigt; und die Aktivsteuereinrichtung auf Basis des Verlagerungsschwingungs-Detektionssignals bestimmt, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 6, wobei: die Aktivsteuereinrichtung auf Basis einer Veränderung der Anzahl digitaler Signale oder der Signalbreite der digitalen Signale, wie sie erhalten wird, wenn auf der durch den Verlagerungsschwingungsdetektor detektierten Verlagerungsschwingung eine A/D-Wandlung durchgeführt wird, bestimmt, dass die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes, welche aufweist: einen Riementransportmechanismus oder einen Seiltransportmechanismus, der durch einen Servomotor angetrieben ist; einen Ausziehrahmen; eine bewegliche Basis, die an dem Ausziehrahmen angebracht ist; einen Heberahmen, der an der beweglichen Basis angebracht ist; einen Entnahmekopf ist, der an einem führenden Ende des Heberahmens befestigt ist; einen Verlagerungsschwingungsdetektor, der dazu funktionsfähig ist, eine Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes zu detektieren; und eine Aktivsteuereinrichtung, die einen elektrischen Aktor umfasst und zum Durchführen von aktiver Steuerung ausgebildet ist, um eine Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes durch Bewirken dessen zu unterdrücken, dass der elektrische Aktor auf den Entnahmekopf eine Schwingung mit einer Gegenphase zu der durch den Verlagerungsschwingungsdetektor detektierten Verlagerungsschwingung anwendet, wobei: die Aktivsteuereinrichtung die aktive Steuerung in Verbindung mit einer durch den Servomotor durchgeführten Positionierungssteuerung startet, jedoch die aktive Steuerung mit einem niedrigeren Ausgang als einem Maximalausgang aus dem elektrischen Aktor durchführt, bis eine Amplitude der Verlagerungsschwingung des Entnahmekopfes vermittels der Funktion des Servomotors zur Positionierungssteuerung und aktiven Steuerung bis zu einer Voreinstellung gedämpft wurde oder die Amplitude der Verlagerungsschwingung als bis zu der Voreinstellung gedämpft ansehbar ist.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 14, wobei: der niedrigere Ausgang so bestimmt ist, dass die durch den Servomotor durchgeführte Positionierungssteuerung nicht beeinträchtigt wird.
Vorrichtung zum Entnehmen eines Formproduktes gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei: die Aktivsteuereinrichtung einen Ausgang des elektrischen Aktors graduell oder schrittweise von dem niedrigeren Ausgang aus erhöht.