JP2001300792A - プレス機の同期駆動制御方法及びそれに用いるプレス機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 複数台のプレス機を同期運転するに際して、
ある一台のプレス機に生じた負荷変動を、他のプレス機
に外乱として影響させない高精度な同期制御の実現す
る。 【解決手段】 モータと、フライホイールと、クラッチ
と、駆動軸と、駆動軸により駆動されるスライドとをそ
れぞれ有するプレス機１００Ａ，１００Ｂを、各々の駆
動軸の回転位置が位相差０で同期する制御方法である。
複数台のプレス機のクラッチの接続後の同期駆動制御方
法は、モータの実速度を検出する工程と、駆動軸の実回
転位置を検出する工程と、その実回転位置と基準回転位
置生成部２２０Ａ，２２０Ｂからの基準回転位置とを比
較する工程と、基準速度情報生成部２１０Ａ，２１０Ｂ
からの基準速度を各々のプレス機固有の基準速度に補正
する工程と、固有の基準速度と実速度とに基づいて、モ
ータ１０２を駆動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数台のプレス機
を、各々のプレス機の駆動軸の回転位置が同期するよう
に駆動制御するプレス機の同期駆動制御方法及びそれに
用いるプレス機に関する。

【０００２】

【背景技術】従来より、複数台のプレス機を例えば位相
差０で同期運転することが試みられている。この種のプ
レス機は、モータ出力をフライホイールに伝達し、その
回転動力をクラッチを介して、スライド（ラム）を駆動
するクランク軸等の駆動軸に伝達して、金型を駆動して
いる。

【０００３】そして、従来の位相同期方法は、複数台の
中の１台をマスター機とし、残りをスレーブ機とし、マ
スター／スレーブ方式で制御されていた。

【０００４】このとき、従来例ではマスター機はモータ
のエンコード出力を基準速度情報と比較し、その差分に
基づいてモータが基準速度で回転するように、モータを
速度制御していた。つまり、マスター機ではクランク軸
の位置情報に基づく制御は実施していなかった。

【０００５】一方、残りのスレーブ機では、マスター機
と位相が合うように、マスター機のクランク軸の位置情
報に基づいて位置補正制御していた。具体的には、マス
ター機とスレーブ機の各クランク軸の回転位置情報が、
各クランク軸に設けられたエンコーダより得られる。そ
して、マスター機のクランク軸の位置と、各スレーブ機
のクランク軸の位置との差分を得て、その差分を相殺す
るように各スレーブ機のモータを制御していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような同期制御
方法では、マスター機に生じたプレス加工時のフライホ
イールエネルギー放出によるマスター機固有の負荷変動
などの外乱の悪影響が、各スレーブ機のモータ制御にも
及び、負荷慣性の大きなプレス機械においては高い同期
精度を得ることが困難であるという問題があった。

【０００７】このように、従来はマスター機にはそれ固
有の運転状況がありながら、スレーブ機の位相を無理や
りマスター機の位相に合わせていた。この方法でマスタ
ー−スレーブ間で同期制御を行っても、マスター機での
外乱を加味してスレーブ機を制御することは、スレーブ
機に与える負荷も過大となり、不必要な速度変動や同期
精度の悪化が発生していた。

【０００８】また、マスター機、スレーブ機を同期運転
するには、クラッチの接続直後から両者のクランク軸の
位相が同期していることが好ましい。

【０００９】そのために、従来はクラッチ接続前に、全
てのプレス機のクランク軸をある一定の狭い角度範囲内
に揃えて停止させておく必要があった。しかし、この作
業は煩雑である。

【００１０】そこで、本発明の目的は、複数台のプレス
機を同期運転するに際して、ある一台のプレス機に生じ
た負荷変動が、他のプレス機に外乱として影響すること
のない高い同期精度を実現するためのプレス機の同期駆
動制御方法及びそれに用いるプレス機を提供することに
ある。

【００１１】本発明の他の目的は、クラッチ接続直後か
らプレス機間の位置制御量を少なくして、モータへの負
荷を軽減して効率的な運転を行い、過渡的な制御量の増
大による過負荷を防止することができるプレス機の同期
駆動制御方法及びそれに用いるプレス機を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の一態様は、モー
タと、前記モータにより駆動されるフライホイールの回
転力がクラッチを介して伝達される駆動軸と、前記駆動
軸により駆動されるスライドをそれぞれ有する複数台の
プレス機を、各々の前記駆動軸の回転位置が同期するよ
うに駆動制御するプレス機の同期駆動制御方法におい
て、前記複数台のプレス機の各々に対して、各々の前記
モータに基準速度情報を設定する第１工程と、前記基準
速度情報に基づいて、各々の前記駆動軸の基準回転位置
情報を生成する第２工程と、前記複数台のプレス機の各
々の前記クラッチを接続する第３工程と、前記複数台の
プレス機の各々にて前記モータを駆動制御する第４工程
とを有し、前記複数台のプレス機の各々にて実施される
前記第４工程は、前記モータの実速度情報を検出する工
程と、前記駆動軸の実回転位置情報を検出する工程と、
前記駆動軸の実回転位置情報と前記基準回転位置情報と
を比較する工程と、その比較結果に基づいて、前記基準
速度情報を各々の前記プレス機固有の基準速度情報に補
正する工程と、前記固有の基準速度情報と前記実速度情
報とに基づいて、前記モータを駆動制御する工程と、を
有することを特徴とする。

【００１３】本発明の一態様によれば、複数台のプレス
機の各々のモータに対して基準速度情報を設定し、この
基準速度情報に基づいて、各々のプレス機での駆動軸の
基準位置情報を生成している。この各基準位置情報は、
いずれのプレス機の負荷変動の影響も受けないバーチャ
ルマスタ信号として用いられる。そして、クランク軸の
実回転位置情報と基準位置情報との差分（エラー）に基
づいて、予め設定された基準速度情報を補正して、各々
のプレス機固有の基準速度情報が求められる。このプレ
ス機固有の基準速度情報と実速度情報とに基づいてモー
タを駆動制御することで、高精度な同期制御を実現でき
る。

【００１４】なお、この基準速度情報は、複数台のプレ
ス機の各々のモータに対して共通に設定することができ
る。

【００１５】また、基準速度情報が速度変化を含む時
に、その速度変化率を緩和するように補正する工程をさ
らに含むことが好ましい。例えばステップ的に速度変化
させようとしても、モータは追従変化できない上に、モ
ータの過負荷の原因となり、機械駆動機構部にも機械的
ストレスを与えてしまう。速度変化を緩和させること
で、モータの定格内での駆動が可能となり、スムーズな
加減速を実施できる。

【００１６】上述した第４工程は、複数台のプレス機の
各々のクラッチの接続直後の所定期間内に、複数台のプ
レス機の各々にて固有のクラッチの接続特性に基づい
て、基準回転位置情報を補正する工程を含むことが好ま
しい。これにより、クラッチオン直後の駆動軸の位置制
御をスムーズに実施することができる。

【００１７】さらに、上述した第３工程は、複数台のプ
レス機の各々のクラッチが接続される前に、複数台のプ
レス機の各々の駆動軸の停止角度情報を検出する工程
と、複数台のプレス機の各々の駆動軸の停止角度情報に
基づいて、複数台のプレス機の各々のクラッチの接続順
序を決定する工程とを含み、接続順序は、複数台のプレ
ス機の各々の駆動軸の停止角度が、駆動軸の回転方向に
対して遅れているものほど先行するように決定されるこ
とが好ましい。

【００１８】このようにすれば、複数台のプレス機の各
々の駆動軸を一定角度に揃えて停止させておかなくて
も、同期駆動制御を実現できる。

【００１９】このとき、上述した第３工程では、先行し
てクラッチ接続された一のプレス機に対して遅れてクラ
ッチ接続される他のプレス機は、他のプレス機のクラッ
チの接続特性と、一のプレス機の駆動軸の実速度とに基
づいて、クラッチ接続タイミングが決定されることが好
ましい。他のプレス機のクラッチの接続特性と、一のプ
レス機の駆動軸の実速度とに基づけば、先行してクラッ
チ接続された一のプレス機の駆動軸がどの角度にあると
きに他のプレス機をクラッチ接続すれば同期駆動が可能
かを検出可能だからである。

【００２０】その一手法として、他のプレス機にてクラ
ッチ接続後にクラッチの接続特性に従って一のプレス機
の駆動軸の実速度が他のプレス機にて得られる時間に亘
って、その実速度を時間積分して得られる情報に基づい
て、他のプレス機でのクラッチ接続タイミングを決定す
ることができる。

【００２１】本発明の他の態様は、モータと、前記モー
タにより駆動されるフライホイールの回転力の伝達を断
続するクラッチと、前記クラッチを介して伝達された動
力によりスライドを駆動する駆動軸と、前記モータの実
速度情報を検出する第１の検出手段と、前記駆動軸の実
回転位置情報を検出する第２の検出手段と、前記モータ
の基準速度情報を生成する第１の生成手段と、前記基準
速度情報に基づいて、前記駆動軸の基準回転位置情報を
生成する第２の生成手段と、前記クラッチの接続時に、
前記駆動軸の前記実回転位置情報と前記基準回転位置情
報との差分に基づいて、前記基準速度情報を補正する補
正手段と、前記クラッチの切断時には、前記モータの実
速度情報と前記基準速度情報とに基づいて前記モータを
駆動制御し、前記クラッチの接続時には、前記モータの
実速度情報と、前記補正手段にて補正された前記基準速
度情報とに基づいて前記モータを駆動制御するモータ駆
動制御回路と、を有することを特徴とする。

【００２２】本発明の他の態様に係るプレス機を用いれ
ば、上述した本発明の一態様に係るプレス機の同期駆動
制御方法を好適に実施することができる。

【００２３】ここで、第１の生成手段は、基準速度情報
が速度変化を含む時に、速度変化率を緩和するように補
正する第１の補正ブロックを有することが好ましい。上
述の通り、モータを定格内で駆動させて、モータに過負
荷をかけないためである。

【００２４】また、第２の生成手段は、クラッチの接続
直後の所定期間内に、クラッチの接続特性に基づいて、
基準回転位置情報を補正する第２の補正ブロックを有す
ることが好ましい。

【００２５】クラッチ接続直後もスムーズに駆動制御す
るためである。

【００２６】また、第２の生成手段は、第１の生成手段
からの基準速度情報に基づいて、所定単位時間毎の駆動
軸の単位回転位置情報を生成する第１の生成ブロック
と、その単位回転位置情報を所定期間毎に積算して、基
準回転位置情報を生成する第２の生成ブロックと、を有
することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２８】（プレス機本体の構成）図１には、同期駆
動制御される第１，第２のプレス機１００Ａ，１００Ｂ
と、その同期駆動制御を司る同期駆動制御用の周辺装置
２００が示されている。本実施の形態では、２台のプレ
ス機１００Ａ，１００Ｂの同期駆動制御について説明す
るが、３台以上のプレス機の同期制御にも本発明を適用
できる。また、図１に示す周辺装置２００での同期制御
はソフトウェアで実施されるが、ハードウェアで実施し
ても良い。

【００２９】また、第１のプレス機１００Ａと周辺装置
２００を１組のプレス機とすることもできる。この場
合、この１組のプレス機１００Ａ，２００がマスター機
として機能し、第２のプレス機１００Ｂはスレーブ機と
して機能し、同期制御がマスター／スレーブ方式で実現
される。

【００３０】図１に示す第１，第２のプレス機１００
Ａ，１００Ｂは、共に共通の構成を有する。この第１，
第２のプレス機１００Ａ，１００Ｂの各々は、モータ例
えば直流モータ１０２と、その駆動力が伝達されるフラ
イホイール１０４とを有する。また、この第１，第２の
プレス機１００Ａ，１００Ｂの各々は、スライド１０６
を駆動する駆動軸であるクランク軸１０８をさらに有す
る。フライホイール１０４の回転力は、電磁弁１１０に
よってオン（接続）、オフ（切断）されるクラッチ１１
２を介してクランク軸１０８に伝達される。従って、モ
ータ１０２が回転駆動されても、クラッチ１１２がオン
されない限り、スライド１０６は昇降駆動されない。な
お、第１，第２の駆動源は直流モータに限らず、インバ
ータモータやサーボモータなど他の種類のモータであっ
てもよい。

【００３１】さらにこの第１，第２のプレス機１００
Ａ，１００Ｂの各々は、モータ１０２の実回転角度を検
出する第１のエンコーダ１２０と、クランク軸１０８の
実回転角度を検出する第２のエンコーダ１２２とを有す
る。第１，第２のプレス機１００Ａ，１００Ｂの各々に
は、第１のエンコーダ１２０の出力を時間で微分して、
モータ１０２の実回転角速度を算出する微分器１２４が
設けられている。この微分器１２４からの出力である実
回転角速度は、速度フィードバック信号（ＳＰＤＦ／
Ｂ）として機能する。また、このフィードバック信号と
比較される速度基準信号（ＳＰＤ ＲＥＦ．）は、周辺
装置２００から供給される。

【００３２】第１，第２のプレス機１００Ａ，１００Ｂ
には、速度フィードバック信号と速度基準信号とに基づ
いて、モータ１０２を電流駆動制御するモータ駆動制御
回路１３０が設けられている。

【００３３】このモータ駆動制御回路１３０は、速度フ
ィードバック信号と速度基準信号との差分をレギュレー
トする速度レギュレータ１３２と、速度レギュレータ１
３２の出力を電流値にレギュレートする電流レギュレー
タ１３４と、電流レギュレータ１３４の出力に所定のレ
ートを設定する電流レート設定部１３６と、そのレート
に基づいて、モータ１０２の駆動回路１４０に供給され
るゲートパルスを生成するゲートパルス発生器１３８と
を有する。

【００３４】（プレス機の動作モードについて）図１に
示すプレスシステムにて実施可能な動作モードとして、
図２及び図３に示す同期動作モードと、図４に示す単独
動作モードとがある。これら同期動作モード及び単独モ
ードは、図１に示す周辺装置２００内のソフトウェアに
より実施される。

【００３５】図２及び図３に示す同期動作モードでは、
モータ１０２の速度フィードバック制御に加えて、クラ
ンク軸１０８の回転位置フィードバック制御が実施され
るのに対して、図４に示す単独動作モードでは、モータ
１０２の速度フィードバック制御のみが実施される。

【００３６】図２に示すように、第１，第２のプレス機
１００Ａ，１００Ｂの各クランク軸１０８を同期して駆
動するために、同期ＳＰＭ（STROKE PER MINUTE）デー
タ設定部３００が設けられている。この同期ＳＰＭデー
タ設定部３００は、周辺装置２００でなく、例えば第１
のプレス機１００Ａに設けられている。この同期ＳＰＭ
データ設定部３００の出力に基づいて、各モータ１０２
の基準速度情報を生成する基準速度情報生成部２１０
が、第１，第２のプレス機１００Ａ，１１０Ｂに共通に
設けられている。さらに、この基準速度情報生成部２１
０の出力に基づいて、クランク軸１０８の基準回転位置
情報を生成する基準回転位置情報生成部２２０が、第
１，第２のプレス機１００Ａ，１１０Ｂに共通に設けら
れている。

【００３７】図２に示す同期動作モードでは、第１，第
２のプレス機１００Ａ，１００Ｂの各々の第２のエンコ
ーダ１２２からのクランク軸回転位置情報と、基準回転
位置情報生成部２２０からの基準回転位置情報との差分
（エラー）が、差分器２１４Ａ，２１４Ｂで求められ
る。この回転位置の差分は差分器２１６Ａ，２１６Ｂ、
に入力されて、基準速度情報生成部２１０からの基準速
度情報を補正する。このように、第１のプレス機１００
Ａ側で生じた回転位置の差によって補正された基準速度
情報は、ディジタル−アナログ変換器２３０を介して第
１のプレス機１００Ａに入力される。同様に、第２のプ
レス機１００Ｂ側で生じた回転位置の差によって補正さ
れた基準速度情報は、ディジタル−アナログ変換器２３
２を介して第２のプレス機１００Ｂに入力される。

【００３８】第１，第２のプレス機１００Ａ，１００Ｂ
では、各々のプレス機に固有の補正値によって補正され
た基準速度情報と、各々のモータの実速度情報との差に
基づいて、各々のモータ駆動制御回路１３０が各々のモ
ータ１０２を駆動制御している。

【００３９】ここで、基準回転位置情報は第１，第２の
プレス機１００Ａ，１００Ｂのいずれの負荷変動の影響
も受けることがない。よって、この基準回転位置情報
を、第１，第２のプレス機１００Ａ，１００Ｂに対する
理想的なバーチャルマスタ信号として用い、第１，第２
のプレス機１００Ａ，１００Ｂにて個々に独立してクラ
ンク軸１０８の位置制御を実施している。このため、第
１，第２のプレス機１００Ａ，１００Ｂにて高応答、高
精度の同期制御を実施することができる。

【００４０】このような同期制御は、図３に示すよう
に、プレス機１００Ａに対して専用の基準速度情報生成
部２１０Ａ及び基準回転位置情報生成部２２０Ａを設
け、プレス機１００Ｂに対して専用の基準速度情報生成
部２１０Ｂ及び基準回転位置情報生成部２２０Ｂを設け
ることでも同様に実施できる。

【００４１】図３に示す構成を有する周辺装置２００を
用いれば、図４に示すように第１，第２のプレス機１０
０Ａ，１００Ｂを同期させずにそれぞれ独立して駆動す
ることも可能となる。

【００４２】この単独動作モードを実施する際には、ソ
フトウェア上で回転位置情報に従った制御は実施されな
くなる。すなわち、図４に示すように、第１のプレス機
１００Ａのモータ１０２の速度制御は、第１のＳＰＭデ
ータ設定部３０２からのデータに基づいて基準速度情報
生成部２１０Ａにて生成された基準速度情報をディジタ
ル−アナログ変換器２３０にてアナログ変換している。
このアナログ変換された基準速度情報と、第１のエンコ
ーダ１２０、微分回路１２４を経て得られる速度フィー
ドバック信号とに基づいて、モータ１０２の駆動制御が
実施される。第２のプレス機１００Ｂでの速度制御も、
第２のＳＰＭデータ設定部３０４、基準速度情報生成部
２１０Ｂ、ディジタル−アナログ変換器２３２を用い
て、第１のプレス機１００Ａと同様にして実施される。

【００４３】（周辺装置の具体的構成）図５は、図３に
示す同期動作モードと、図４に示す単独動作モードとを
実施制御する周辺装置２００のより具体的な構成を示し
ている。なお、図５において図３及び図４に示した部材
については、図３及び図４と同一の符号を用いて、その
詳細な説明を省略する。

【００４４】図５では、周辺装置２００の構成として、
第１のプレス機１００Ａのためのブロックのみを示し、
これらと同一の構成を有する第２のプレス機１００Ｂの
ためのブロックは省略されている。

【００４５】第１のプレス機１００Ａのための構成とし
て、基準速度情報生成部２１０Ａと基準回転位置情報生
成部２２０Ａの詳細が図５に示されている。

【００４６】基準速度情報生成部２１０Ａは、同期動作
モード（ＤＵＡＬ）の時には同期用ＳＰＭデータ設定部
３００からの信号を用い、単独動作モード（ＳＩＮＧＬ
Ｅ）の時には第１のＳＰＭデータ設定部３０２からの信
号を用いるように構成されている。これらのモードに従
った信号は、モータ１０２が駆動されている間に亘って
供給される。

【００４７】これらのモードに従った信号は、Ｓ−フォ
ーム設定部２１２Ａに入力される。例えば第１のプレス
機１００Ａの運転中にＳＰＭを変更するような場合に、
プレス機１００Ａは、フライホイール・駆動軸・スライ
ド等の大きな慣性負荷であるため、基準速度情報がステ
ップ的に変化した時、実速度は基準速度情報のステップ
変化と同様に、モータは追従変化出来ない。また、基準
速度情報のステップ的変化をそのまま速度レギュレータ
にあたえると、モータ過負荷の原因となり、また、機械
駆動機構部にも機械的ストレスを与え好ましくない。

【００４８】そこで、Ｓ−フォーム設定部２１２Ａは、
基準速度情報が急激な速度変化（加速及び減速を含む）
を含む場合には、その速度変化率を緩和させ、モータの
定格内で過負荷を発生させることなく効率良く運転し、
スムーズな加速及び減速が出来るように補正している。

【００４９】Ｓ−フォーム設定部２１２Ａでの補正の一
例として、例えば第１のプレス機１００Ａでのモータ定
格出力と機械的負荷条件（負荷トルク及び慣性）により
決定される加減速特性を考慮した一次関数とコーナー部
の補正曲線関数を利用している。図６（Ａ）のような急
激な立ち上がりを有する信号は、一次関数により処理さ
れて、図６（Ｂ）に示す信号に補正される。この図６
（Ｂ）に示す信号は、図６（Ａ）に示すように急激に速
度変化せず、なだらかに加速している。なお、Ｓ−フォ
ーム設定部２１２Ａは、急激な減速をなだらかに減速さ
せることもできる。例えば、加工運転中に減速させる場
合などに適用される。

【００５０】なお、このようなＳ−フォーム設定部２１
２Ａを、図２に示す基準速度情報生成部２１０に組み込
むことも可能である。このとき、図２に示す基準速度情
報生成部２１０は複数台のプレス機１００Ａ，１００Ｂ
に対して１台しかないので、いずれか加減速特性の長い
プレス機の加減速特性などを考慮してＳ−フォームを設
定すればよい。

【００５１】次に、図５に示す基準回転位置情報生成部
２２０Ａでは、Ｓフォーム設定部２１２Ａからの速度情
報が、Δθ生成部２２２Ａに入力される。このΔθ生成
部２２２Ａでは、Ｓフォーム設定部２１２Ａからの速度
情報を、機械駆動機構部とモータ間の減速比率によって
換算し、この周辺装置２００でのデータ処理の１サイク
ル時間（単位時間）当たりの駆動軸の回転位置推移量を
演算することで、その単位時間当たりに進行する角度推
移情報Δθを得る。

【００５２】この角度推移情報Δθは、マスター位相生
成部２２４Ａに入力される。マスター位相生成部２２４
Ａは、角度推移情報Δθを単位時間毎に積算し、駆動軸
１０８の１回転相当毎（実回転位置情報最大値と同じ）
にリセットすることで、図７に示す模式的に示す時間−
角度の基準回転位置情報を得る。

【００５３】この基準回転位置情報は、クラッチオン／
オフレート設定部２２６Ａに入力される。このクラッチ
オン／オフレート設定部２２６Ａは、クラッチのオン／
オフ時にのみ、第１のプレス機１００Ａのクラッチ１１
２での実際のクラッチ接続／切断特性に合わせて、基準
回転位置情報を補正している。図８は、図７に示す基準
回転位置情報をクラッチオン時のクラッチ接続特性に従
って補正した状況を模式的に示している。図８によれ
ば、クラッチオンの直後の回転位置変化はなだらかとな
っている。

【００５４】なお、このようなクラッチオン／オフレー
ト設定部２２６Ａを、図２に示す基準回転位置情報生成
部２２０に組み込むことも可能である。このとき、図２
に示す基準回転位置情報生成部２２０は複数台のプレス
機１００Ａ，１００Ｂに対して１台しかないので、いず
れかマスターとなるプレス機のクラッチ接続特性を考慮
してレートを設定すればよい。

【００５５】このクラッチオン／オフレート設定部２２
６Ａの出力に対して、第１のプレス機１００Ａの第２の
エンコーダ１２２の出力（クランク軸１０８の実回転位
置情報）がどれほどずれているかが差分器２１４Ａにて
検出された後に、その差分情報が位相レギュレータ２２
８Ａに入力される。

【００５６】位相レギュレータ２２８Ａは、第１のプレ
ス機１００Ａでのイナーシャや電気的特性等を考慮した
補正量、ゲイン量で上記差分情報をレギュレートするも
のである。レギュレートされた差分情報に基づいて、差
分器２１６Ａにて基準速度情報が補正され、ディジタル
−アナログ変換器２３０を介して第１のプレス機１００
Ａに対する速度基準情報（ＳＰＤ ＲＥＦ．）として供
給される。

【００５７】このように、図５に示す周辺装置２００に
よる同期駆動制御によれば、クラッチ接続特性に応じた
補正または急加減速を緩和する補正を行っているので、
クラッチオン直後の同期制御運転開始時から運転中の速
度変更加減速にいたるまで、第１，第２のプレス機１０
０Ａ，１００Ｂに生ずる位置制御量のずれを最小にする
ことができる。従って、各モータ１０２に過負荷が生じ
たり、過渡的に制御量が増大することなく、スムーズな
位置制御の開始／終了を実現することができる。

【００５８】また、本実施の形態のプレスシステムを用
いれば、比較的小型の複数台のプレス機と１台の周辺装
置２００を配置するだけで、多工程数の大型プレス機と
同等の機能を発揮することが出来る。よって、設備投資
費用を削減できるほか、複数台の小型プレス機を同期ま
たは非同期にて全体運転／一部運転することができ、生
産形態のフレキシビリティが確保される。

【００５９】（クラッチオン／オフタイミング制御につ
いて）第１，第２のプレス機１００Ａ，１００Ｂの同期
駆動をするためには、第１，第２のプレス機１００Ａ，
１００Ｂの特にクラッチオンタイミングが重要な課題と
なる。なぜなら、第１，第２のプレス機１００Ａ，１０
０Ｂでは、各クランク軸１０８が必ずしも位相差０の状
態で停止しているとは限らないからである。

【００６０】クラッチ接続の指示コマンドは、図５に示
す操作部３１０上のプレス運転ボタンを操作すること
で、クラッチオン／オフタイミングコントローラ３２０
に入力される。このクラッチオン／オフタイミングコン
トローラ３２０には、第１，第２のプレス機１００Ａ，
１００Ｂの各第２のエンコーダ１２２の出力θ１，θ２
（クランク軸１０８の実回転位置情報）が記憶されるθ
１メモリ３２２，θ２メモリ３２４が接続されている。
これらのメモリ３２２，３２４からのデータθ１，θ２
は、第１，第２のプレス機１００Ａ，１００Ｂのクラッ
チ１１２がオフの時に、クラッチオン／オフタイミング
コントローラ３２０に取り込まれる。

【００６１】ここで、操作部３１０上の操作ボタンが操
作されクラッチ接続コマンドがコントローラ３２０に入
力されると、角度θ１，θ２の比較結果に基づいてコン
トローラ３２０がクラッチオン動作を制御する。例え
ば、角度θを基準値としたとき、θ１−θ２＞＋θのと
きには、第２のプレス機１００Ｂのクラッチ１１２が先
に接続され、その後に第１のプレス機１００Ａのクラッ
チ１１２が接続される。θ１−θ２＜−θのときには、
第１のプレス機１００Ａのクラッチ１１２が先に接続さ
れ、その後に第２のプレス機１００Ｂのクラッチ１１２
が接続される。もし、θ１＝θ２もしくは｜θ１−θ２
｜≦＋θであれば、第１，第２のプレス機１００Ａ，１
００Ｂの各クラッチ１１２が同時に接続される。

【００６２】第１のプレス機１００Ａのクラッチ１１２
を接続するには、コントローラ３２０からの指令により
図５中のクラッチオンリレー２４０Ａがオンされる。こ
れにより、図１の電磁弁１１０が作動してクラッチ１１
２が接続される。図５では省略されているが、第２のプ
レス機１００Ｂのクラッチ１１２を接続するためのクラ
ッチオンリレーが周辺装置２００内に配置されている。
ここで、例えば第１のプレス機１００Ａのクラッチ１１
２を先に接続した場合、第２のプレス機１００Ｂのクラ
ッチ１１２をどのタイミングで接続するかについて、図
９を参照して説明する。図９において、先行してクラッ
チ接続された第１のプレス機１００Ａのクランク軸１０
８の実角速度Δθを示し、一定角速度で推移してきた場
合とする。また、プレス機のクラッチ接続時の速度立ち
上がり特性を説明簡略化のために一次関数を用いる。実
際には、実機プレスのクラッチ接続時の速度立ち上がり
特性の関数、もしくは、近似関数を用いて基準回転位置
情報を補正している。

【００６３】ここで、第１のプレス機１００Ａのクラン
ク軸１０８が、時刻ｔ０での回転角の初期位置をθ０１
としたとき、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの間にクランク
軸１０８が推移する角度θ１は、 θ１＝Δθ（ｔ２−ｔ０）＋θ０１…（１） となる。この式（１）で示される推移角度は、図９にて
ハッチングされた四角領域の面積に相当する。

【００６４】一方、第２のプレス機１００Ｂでは、クラ
ンク軸１０８がその回転角度の初期位置θ０２にあると
きの時刻ｔ０にてクラッチオンの指令が出され、時刻ｔ
１にてクラッチ１１２が接続され、時刻ｔ２までクラン
ク軸１０８が推移する角度θ２は、 θ２＝Δθ（ｔ２−ｔ１）・１／２＋θ０２…（２） となる。この式（２）で示される推移角度は、図９にて
クロスハッチングされた三角領域の面積に相当する。

【００６５】時刻ｔ２にて第１，第２のプレス機１００
Ａ，１００Ｂの各クランク軸１０８の同期がとれるため
には、θ１＝θ２が成立する。よって、式（１）＝式
（２）から、 Δθ（ｔ２−ｔ０）＋θ０１＝Δθ（ｔ２−ｔ１）・１／２＋θ０２…（３）

【００６６】式（３）を変形して、第２のプレス機１０
０Ｂにてクラッチオン制御を開始する時の第１のプレス
機１００Ａのクランク軸１０８の角度θ０１は、 θ０１＝−Δθ（２ｔ０＋ｔ１＋ｔ２）／２＋θ０２…（４） となる。

【００６７】ここで、ｔ０＝０、θ０２＝０とすると、 θ０１＝−Δθ（ｔ１＋ｔ２）／２…（５） となる。この式（５）で示される角度は、図１０にてハ
ッチングされた２つの三角領域の和である台形領域の面
積に相当する。

【００６８】この式（５）の意味するところは、第２の
プレス機１００Ｂのクランク軸１０８の停止角度に対し
て、第１のプレス機１００Ｂのクランク軸１０８が、式
（５）で示されるθ０１の角度の絶対値の角度だけ手前
の角度に到達した時に、第２のプレス機１００Ｂにてク
ラッチオン制御を開始すれば、時刻ｔ２にて第１，第２
のプレス機１００Ａ，１００Ｂの同期がとれることであ
る。

【００６９】このように、後にクラッチ接続されるプレ
ス機の実際のクラッチ接続特性を考慮して、位相差０で
の同期制御開始が可能となる。

【００７０】また、クラッチオフ時にも、各プレス機１
００Ａ，１００Ｂでのクラッチ切断特性等を考慮して、
各プレス機のクラッチオフタイミングを制御しても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るプレスシステムの概
略説明図である。

【図２】図１に示すシステムにて各プレス機を同期動作
させた時の周辺装置の一例を示す機能ブロック図であ
る。

【図３】図１に示すシステムにて各プレス機を同期動作
させた時の周辺装置の他の例を示す機能ブロック図であ
る。

【図４】図１に示すシステムにて各プレス機を非同期動
作させた時の周辺装置の機能ブロック図である。

【図５】図３に示す同期動作及び図４に示す非同期動作
を実施できる周辺装置の機能ブロック図である。

【図６】（Ａ）（Ｂ）は、速度変化を有する基準速度情
報と、その速度変化が緩和された基準速度情報とを示す
特性図である。

【図７】図５のマスター位相生成器にて生成される基準
回転位置情報を示す特性図である。

【図８】図７に示す基準回転位置情報がクラッチ接続時
に補正された補正後の基準回転位置情報を示す特性図で
ある。

【図９】クラッチオンタイミングを説明するための特性
図である。

【図１０】クラッチオン制御の開始角度を説明するため
の特性図である。

【符号の説明】

１００Ａ 第１のプレス機 １００Ｂ 第２のプレス機 １０２ モータ １０４ フライホイール １０６ スライド １０８ クランク軸（駆動軸） １１０ 電磁弁 １１２ クラッチ １２０，１２４ 第１のエンコーダ，微分器（第１の検
出手段） １２２ 第２のエンコーダ（第２の検出手段） １３０ モータ駆動制御回路 １３２ 速度レギュレータ １３４ 電流レギュレータ １３６ 電流レート設定部 １３８ ゲートパルス発生器 １４０ 駆動回路 ２００ 周辺装置 ２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ 基準速度情報生成部（第
１の生成手段） ２１２Ａ Ｓ−フォーム生成部（第１の補正ブロック） ２１４Ａ，２１４Ｂ，２１６Ａ，２１６Ｂ 差分器（補
正手段） ２２２Ａ Δθ生成部（第１の生成ブロック） ２２４Ａ マスター位相生成部（第２の生成ブロック） ２２６Ａ クラッチオン／オフレート設定部（第２の補
正ブロック） ２２８Ａ 位相レギュレータ ２２０，２２０Ａ，２２０Ｂ 基準回転位置情報生成部
（第２の生成手段） ２３０，２３２ ディジタル−アナログ変換器 ２４０Ａ クラッチオンスイッチ ３００ 同期用ＳＰＭデータ設定部 ３０２ 第１のＳＰＭデータ設定部 ３０４ 第２のＳＰＭデータ設定部 ３１０ 操作部 ３２０ クラッチオン／オフタイミングコントローラ ３２２，３２４ メモリ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E089 EA01 EA04 EB01 EB02 EB05 EC05 ED02 EE01 FA03 FB05 FC01 4E090 AA01 AB01 BA02 BB01 BB03 CC01 EA01 EB01 GA02 GA06 HA01 5H572 AA14 BB10 DD01 EE01 GG01 GG02 GG04 HC07 JJ03 JJ16 JJ22 JJ23 JJ25 KK07 LL07 LL33 PP01

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータと、前記モータにより駆動される
   フライホイールの回転力がクラッチを介して伝達される
   駆動軸と、前記駆動軸により駆動されるスライドをそれ
   ぞれ有する複数台のプレス機を、各々の前記駆動軸の回
   転位置が同期するように駆動制御するプレス機の同期駆
   動制御方法において、 前記複数台のプレス機の各々に対して、各々の前記モー
   タに基準速度情報を設定する第１工程と、 前記基準速度情報に基づいて、各々の前記駆動軸の基準
   回転位置情報を生成する第２工程と、 前記複数台のプレス機の各々の前記クラッチを接続する
   第３工程と、 前記複数台のプレス機の各々にて前記モータを駆動制御
   する第４工程とを有し、 前記複数台のプレス機の各々にて実施される前記第４工
   程は、 前記モータの実速度情報を検出する工程と、 前記駆動軸の実回転位置情報を検出する工程と、 前記駆動軸の実回転位置情報と前記基準回転位置情報と
   を比較する工程と、 その比較結果に基づいて、前記基準速度情報を各々の前
   記プレス機固有の基準速度情報に補正する工程と、 前記固有の基準速度情報と前記実速度情報とに基づい
   て、前記モータを駆動制御する工程と、 を有することを特徴とするプレス機の同期駆動制御方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記基準速度情報は、前記複数台のプレス機の各々の前
   記モータに対して共通であることを特徴とするプレス機
   の同期駆動制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記基準速度情報が速度変化を含む時に、前記速度変化
   率を緩和するように補正する工程をさらに含むことを特
   徴とするプレス機の同期駆動制御方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、 前記第４工程は、前記複数台のプレス機の各々の前記ク
   ラッチの接続直後の所定期間内に、前記複数台のプレス
   機の各々にて固有の前記クラッチの接続特性に基づい
   て、前記基準回転位置情報を補正する工程を含むことを
   特徴とするプレス機の同期駆動制方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかにおいて、 前記第３工程は、 前記複数台のプレス機の各々の前記クラッチが接続され
   る前に、前記複数台のプレス機の各々の前記駆動軸の停
   止角度情報を検出する工程と、 前記複数台のプレス機の各々の前記駆動軸の停止角度情
   報に基づいて、前記複数台のプレス機の各々のクラッチ
   の接続順序を決定する工程と、 を含み、 前記接続順序は、前記複数台のプレス機の各々の前記駆
   動軸の停止角度が、前記駆動軸の回転方向に対して遅れ
   ているものほど先行するように決定されることを特徴と
   するプレス機の同期駆動制御方法。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記第３工程では、先行してクラッチ接続された一のプ
   レス機に対して遅れてクラッチ接続される他のプレス機
   は、前記他のプレス機の前記クラッチの接続特性と、前
   記一のプレス機の前記駆動軸の実速度とに基づいて、ク
   ラッチ接続タイミングが決定されることを特徴とするプ
   レス機の同期駆動制御方法。
7. 【請求項７】 請求項６において、 前記第３工程は、前記他のプレス機にてクラッチ接続後
   に前記クラッチの接続特性に従って前記一のプレス機の
   前記駆動軸の実速度が前記他のプレス機にて得られる時
   間に亘って、前記実速度を時間積分して得られる情報に
   基づいて、前記他のプレス機でのクラッチ接続タイミン
   グが決定されることを特徴とするプレス機の同期駆動制
   御方法。
8. 【請求項８】 モータと、 前記モータにより駆動されるフライホイールの回転力の
   伝達を断続するクラッチと、 前記クラッチを介して伝達された動力によりスライドを
   駆動する駆動軸と、 前記モータの実速度情報を検出する第１の検出手段と、 前記駆動軸の実回転位置情報を検出する第２の検出手段
   と、 前記モータの基準速度情報を生成する第１の生成手段
   と、 前記基準速度情報に基づいて、前記駆動軸の基準回転位
   置情報を生成する第２の生成手段と、 前記クラッチの接続時に、前記駆動軸の前記実回転位置
   情報と前記基準回転位置情報との差分に基づいて、前記
   基準速度情報を補正する補正手段と、 前記クラッチの切断時には、前記モータの実速度情報と
   前記基準速度情報とに基づいて前記モータを駆動制御
   し、前記クラッチの接続時には、前記モータの実速度情
   報と、前記補正手段にて補正された前記基準速度情報と
   に基づいて前記モータを駆動制御するモータ駆動制御回
   路と、 を有することを特徴とするプレス機。
9. 【請求項９】 請求項８において、 前記第１の生成手段は、前記基準速度情報が速度変化を
   含む時に、前記速度変化率を緩和するように補正する第
   １の補正ブロックを有することを特徴とするプレス機。
10. 【請求項１０】 請求項８または９において、 前記第２の生成手段は、前記クラッチの接続直後の所定
    期間内に、前記クラッチの接続特性に基づいて、前記基
    準回転位置情報を補正する第２の補正ブロックを有する
    ことを特徴とするプレス機。
11. 【請求項１１】 請求項８乃至１０のいずれかにおい
    て、 前記第２の生成手段は、前記第１の生成手段からの前記
    基準速度情報に基づいて、所定単位時間毎の前記駆動軸
    の単位回転位置情報を生成する第１の生成ブロックと、 前記単位回転位置情報を前記所定期間毎に積算して、前
    記基準回転位置情報を生成する第２の生成ブロックと、 を有することを特徴とするプレス機。