JP2021010940A - Pressurization device - Google Patents

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祐一朗 木山
Yuichiro Kiyama
祐一朗 木山
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Abstract

To solve the problem in which, in the case where an individual difference exists in an elastic modulus of an object, when the object is pressurized at a constant pressurization speed by a cylinder, required time in which the pressurizing force to the object reaches a target pressurizing force differs from object to object.SOLUTION: A pressurization device 1 includes: a servo driving type cylinder 2 for pressurizing a workpiece A; a control unit 5 for controlling the cylinder 2, and for allowing the cylinder 2 to execute a measurement operation for pressurizing the workpiece A in order to measure an elastic modulus of the workpiece A and a pressurizing operation for pressurizing the workpiece A to a predetermined target pressurizing force; and elastic modulus measurement units 3, 4 for measuring an elastic modulus of the workpiece A on the basis of the pressurizing force to the workpiece A during the measurement operation. The control unit 5 adjusts the pressurization speed of the cylinder 2 in the pressurizing operation on the basis of the elastic modulus of the workpiece A measured by the elastic modulus measurement units 3, 4.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、加圧装置に関するものである。 The present invention relates to a pressurizing device.

従来、部品または試験片等の物体の加圧に、サーボ駆動のシリンダが使用されている（例えば、特許文献１および２参照。）。 Conventionally, a servo-driven cylinder has been used to pressurize an object such as a part or a test piece (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開２００１−０７１１９６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-071196 特開平０７−０２００２４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 07-020024

樹脂等の材料から成形された物体は、シリンダによって加圧されたときに弾性変形し得る。物体の弾性係数に個体差が存在する場合、シリンダによって一定の加圧速度で物体を加圧したときに、物体への加圧力が目標加圧力に到達するまでの所要時間が物体毎に異なる。 An object formed from a material such as resin can be elastically deformed when pressed by a cylinder. When there are individual differences in the elastic modulus of an object, when the object is pressurized at a constant pressurizing speed by a cylinder, the time required for the pressing force on the object to reach the target pressing force differs for each object.

本開示の一態様は、ワークを加圧するサーボ駆動式のシリンダと、該シリンダを制御し、前記ワークの弾性係数を測定するために前記ワークを加圧する測定動作と、前記ワークを所定の目標加圧力まで加圧する加圧動作とを前記シリンダに実行させる制御部と、前記測定動作中の前記ワークへの加圧力に基づいて前記ワークの弾性係数を測定する弾性係数測定部とを備え、前記制御部が、前記加圧動作における前記シリンダの加圧速度を前記弾性係数測定部によって測定された前記ワークの弾性係数に基づいて調整する、加圧装置である。 One aspect of the present disclosure is a servo-driven cylinder that pressurizes the work, a measurement operation that controls the cylinder and pressurizes the work in order to measure the elastic modulus of the work, and a predetermined target addition to the work. The control includes a control unit that causes the cylinder to perform a pressurizing operation that pressurizes to a pressure, and an elastic modulus measuring unit that measures the elastic modulus of the work based on the pressure applied to the work during the measuring operation. The unit is a pressurizing device that adjusts the pressurizing speed of the cylinder in the pressurizing operation based on the elastic modulus of the work measured by the elastic modulus measuring unit.

一実施形態に係る加圧装置の全体構成図である。It is an overall block diagram of the pressurizing apparatus which concerns on one Embodiment. 加圧装置によるワークの加圧動作を説明する図である。It is a figure explaining the pressurizing operation of a work by a pressurizing device. 加圧装置の測定動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the measurement operation of a pressurizing apparatus. 加圧装置の加圧動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the pressurizing operation of a pressurizing apparatus. 図３の測定動作におけるワークへの加圧力の時間変化のグラフの一例である。It is an example of the graph of the time change of the pressing force on the work in the measurement operation of FIG. 図４の加圧動作におけるワークへの加圧力の時間変化のグラフの一例である。It is an example of the graph of the time change of the pressing force on the work in the pressurizing operation of FIG. 加圧装置の加圧動作の他の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining another example of a pressurizing operation of a pressurizing device. 図７の加圧動作においてロードセルによって測定される加圧力の時間変化のグラフの一例である。It is an example of the graph of the time change of the pressing force measured by the load cell in the pressurizing operation of FIG. 7. 図７の加圧動作においてロードセルによって測定される加圧力の時間変化のグラフの他の例である。It is another example of the graph of the time change of the pressing force measured by the load cell in the pressurizing operation of FIG. 7. 図７の加圧動作においてロードセルによって測定される加圧力の時間変化のグラフの他の例である。It is another example of the graph of the time change of the pressing force measured by the load cell in the pressurizing operation of FIG. 7.

以下に、一実施形態に係る加圧装置１について図面を参照して説明する。
加圧装置１は、図１および図２に示されるように、シリンダ２と、シリンダ２に設けられたロードセル（弾性係数測定部）３と、ロードセル３と接続された弾性係数算出部（弾性係数測定部）４と、シリンダ２と接続された制御部５とを備える。
例えば、加圧装置１は、部品ＢをワークＡに所定の目標加圧力で押し付けながら、部品Ｂを溶接または接着剤によってワークＡに接合する装置である。ワークＡは、例えば、樹脂、プラスチックまたはゴム等の非金属材料から形成され、加圧装置１による加圧によって弾性変形する。 The pressurizing device 1 according to the embodiment will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the pressurizing device 1 includes a cylinder 2, a load cell (elastic modulus measuring unit) 3 provided on the cylinder 2, and an elastic modulus calculating unit (elastic modulus) connected to the load cell 3. A measurement unit) 4 and a control unit 5 connected to the cylinder 2 are provided.
For example, the pressurizing device 1 is a device that joins the part B to the work A by welding or an adhesive while pressing the part B against the work A with a predetermined target pressing force. The work A is formed of, for example, a non-metal material such as resin, plastic, or rubber, and is elastically deformed by being pressurized by the pressurizing device 1.

シリンダ２は、サーボ駆動式のサーボシリンダである。サーボシリンダ２は、ピストンロッド２ａと、サーボモータ２ｂとを備える。ピストンロッド２ａは、サーボモータ２ｂの回転によってピストンロッド２ａの長手軸に沿って直線運動する。サーボモータ２ｂとピストンロッド２ａとの間には、サーボモータ２ｂの回転運動をピストンロッド２ａの変換するボールねじ等の運動変換機構２ｃが設けられている。ピストンロッド２ａの長手軸に沿う方向の位置は、サーボモータ２ｂの回転回数によって正確に制御される。 The cylinder 2 is a servo-driven servo cylinder. The servo cylinder 2 includes a piston rod 2a and a servomotor 2b. The piston rod 2a linearly moves along the longitudinal axis of the piston rod 2a due to the rotation of the servomotor 2b. Between the servomotor 2b and the piston rod 2a, a motion conversion mechanism 2c such as a ball screw that converts the rotational motion of the servomotor 2b into the piston rod 2a is provided. The position of the piston rod 2a in the direction along the longitudinal axis is accurately controlled by the number of rotations of the servomotor 2b.

ロードセル３は、ピストンロッド２ａの先端に固定され、ロードセル３のピストンロッド２ａとは反対側に部品Ｂが接続される。図２に示されるように、サーボシリンダ２は、サーボモータ２ｂの回転によってピストンロッド２ａをワークＡに向かって前方に押し出し、ピストンロッド２ａによってロードセル３および部品Ｂを介してワークＡを加圧する。サーボシリンダ２がワークＡを加圧している状態において、ロードセル３は、ワークＡへの加圧力に相当する荷重を部品Ｂを介してワークＡから受ける。ロードセル３は、この荷重に基づきワークＡへの加圧力を検出する。
また、サーボシリンダ２は、サーボモータ２ｂの逆回転によってピストンロッド２ａを部品ＢがワークＡに接触しない位置まで後退させ、図１に示されるようにワークＡを加圧から解放する。 The load cell 3 is fixed to the tip of the piston rod 2a, and the component B is connected to the side of the load cell 3 opposite to the piston rod 2a. As shown in FIG. 2, the servo cylinder 2 pushes the piston rod 2a forward toward the work A by the rotation of the servomotor 2b, and the piston rod 2a pressurizes the work A via the load cell 3 and the component B. In a state where the servo cylinder 2 pressurizes the work A, the load cell 3 receives a load corresponding to the pressing force on the work A from the work A via the component B. The load cell 3 detects the pressing force on the work A based on this load.
Further, the servo cylinder 2 retracts the piston rod 2a to a position where the component B does not come into contact with the work A due to the reverse rotation of the servo motor 2b, and releases the work A from pressurization as shown in FIG.

弾性係数算出部４は、ロードセル３によって検出されたワークＡへの加圧力に基づいてワークＡの弾性係数を算出する。
制御部５は、サーボモータ２ｂと接続され、サーボモータ２ｂの回転を制御することによってピストンロッド２ａの動作を制御する。また、制御部５は、弾性係数算出部４によって算出されたワークＡの弾性係数に基づき、サーボシリンダ２の加圧速度を調整する。サーボシリンダ２の加圧速度は、押し出されるピストンロッド２ａの移動速度である。 The elastic modulus calculation unit 4 calculates the elastic modulus of the work A based on the pressing force applied to the work A detected by the load cell 3.
The control unit 5 is connected to the servomotor 2b and controls the operation of the piston rod 2a by controlling the rotation of the servomotor 2b. Further, the control unit 5 adjusts the pressurizing speed of the servo cylinder 2 based on the elastic modulus of the work A calculated by the elastic modulus calculation unit 4. The pressurizing speed of the servo cylinder 2 is the moving speed of the piston rod 2a that is pushed out.

弾性係数算出部４および制御部５は、例えば、中央演算処理装置のようなプロセッサと、ＲＡＭおよびＲＯＭ等を有する記憶部から構成される。記憶部に記憶されたプログラムに従ってプロセッサが処理を実行することによって、制御部５および弾性係数算出部４の機能が実現される。 The elastic modulus calculation unit 4 and the control unit 5 are composed of, for example, a processor such as a central processing unit and a storage unit having a RAM, a ROM, and the like. The functions of the control unit 5 and the elastic modulus calculation unit 4 are realized when the processor executes the process according to the program stored in the storage unit.

次に、弾性係数算出部４によるワークＡの弾性係数の算出処理および制御部５によるサーボシリンダ２の制御処理について、図３および図４を参照して説明する。
図３に示されるように、制御部５は、ワークＡの弾性係数を測定するための測定動作をサーボシリンダ２に実行させる。弾性係数算出部４は、測定動作中にロードセル３によって検出された加圧力に基づいて、ワークＡの弾性係数を算出する。
続いて、図４に示されるように、制御部５は、ワークＡを所定の目標加圧力Ｐｔまで加圧し、ワークＡを目標加圧力Ｐｔで所定の加圧時間ΔＴｐにわたって加圧する加圧動作をサーボシリンダ２に実行させる。 Next, the elastic modulus calculation process of the work A by the elastic modulus calculation unit 4 and the control process of the servo cylinder 2 by the control unit 5 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
As shown in FIG. 3, the control unit 5 causes the servo cylinder 2 to perform a measurement operation for measuring the elastic modulus of the work A. The elastic modulus calculation unit 4 calculates the elastic modulus of the work A based on the pressing force detected by the load cell 3 during the measurement operation.
Subsequently, as shown in FIG. 4, the control unit 5 pressurizes the work A to a predetermined target pressing force Pt, and pressurizes the work A with the target pressing force Pt for a predetermined pressurizing time ΔTp. Let the servo cylinder 2 execute.

図３に示されるように、測定動作において、制御部５は、サーボモータ２ｂを制御することによって、サーボシリンダ２のピストンロッド２ａを一定の加圧速度で押し出す（ステップＳ１）。図５に示されるように、部品ＢがワークＡに接触しワークＡの加圧が開始されると（ステップＳ２）、ピストンロッド２ａの押し出し量の増大に伴ってワークＡへの加圧力は漸次上昇する。測定動作中、ワークＡへの加圧力がロードセル３によって経時的に検出される（ステップＳ３）。図５において、原点が、ワークＡの加圧開始時刻である。 As shown in FIG. 3, in the measurement operation, the control unit 5 pushes out the piston rod 2a of the servo cylinder 2 at a constant pressurizing speed by controlling the servomotor 2b (step S1). As shown in FIG. 5, when the part B comes into contact with the work A and the pressurization of the work A is started (step S2), the pressing force on the work A gradually increases as the pushing amount of the piston rod 2a increases. To rise. During the measurement operation, the pressing force on the work A is detected by the load cell 3 over time (step S3). In FIG. 5, the origin is the pressurization start time of the work A.

ワークＡを一定の加圧速度で加圧したときの加圧力の時間変化と、ワークＡの弾性係数との間には、一定の関係が存在し、弾性係数が高い程、加圧力の上昇速度は遅い。このような関係に基づき、弾性係数算出部４は、加圧力からワークＡの弾性係数を算出する（ステップＳ４）。 There is a certain relationship between the time change of the pressing force when the work A is pressurized at a constant pressurizing rate and the elastic modulus of the work A, and the higher the elastic modulus, the faster the pressing force rises. Is slow. Based on such a relationship, the elastic modulus calculation unit 4 calculates the elastic modulus of the work A from the pressing force (step S4).

一例において、弾性係数算出部４は、図５に示されるように、ワークＡの加圧開始からロードセル３によって検出される加圧力が所定値Ｐ１に到達するまでの経過時間ΔＴ１を計測する。所定値Ｐ１は、加圧動作における目標加圧力Ｐｔよりも小さい値である。次に、弾性係数算出部４は、経過時間ΔＴ１と弾性係数との所定の関係に基づき、経過時間ΔＴ１からワークＡの弾性係数を算出する。前記所定の関係において、経過時間ΔＴ１が長い程、ワークＡの弾性係数は高くなる。例えば、予め行われた実験から得られた経過時間ΔＴ１と弾性係数との所定の関係が記憶部に記憶されている。あるいは、機械学習によって生成された経過時間ΔＴ１と弾性係数との所定の関係を表すモデルが記憶部に記憶されていてもよい。
加圧力が所定値Ｐ１に達した後、制御部５は、サーボモータ２ｂを制御することによって、ピストンロッド２ａの押し出しを停止させ、続いてピストンロッド２ａを後退させる（ステップＳ５）。 In one example, as shown in FIG. 5, the elastic modulus calculation unit 4 measures the elapsed time ΔT1 from the start of pressurization of the work A until the pressing force detected by the load cell 3 reaches a predetermined value P1. The predetermined value P1 is a value smaller than the target pressing force Pt in the pressurizing operation. Next, the elastic modulus calculation unit 4 calculates the elastic modulus of the work A from the elapsed time ΔT1 based on the predetermined relationship between the elapsed time ΔT1 and the elastic modulus. In the predetermined relationship, the longer the elapsed time ΔT1, the higher the elastic modulus of the work A. For example, a predetermined relationship between the elapsed time ΔT1 obtained from the experiment performed in advance and the elastic modulus is stored in the storage unit. Alternatively, a model representing a predetermined relationship between the elapsed time ΔT1 generated by machine learning and the elastic modulus may be stored in the storage unit.
After the pressing force reaches the predetermined value P1, the control unit 5 stops pushing the piston rod 2a by controlling the servomotor 2b, and subsequently retracts the piston rod 2a (step S5).

図４に示されるように、加圧動作において、制御部５は、弾性係数算出部４によって算出されたワークＡの弾性係数から加圧速度を算出する（ステップＳ１１）。ここで、制御部５は、ワークＡの弾性係数が高い程、加圧速度が速くなるように、加圧速度を算出する。さらに、制御部５は、サーボシリンダ２によるワークＡの加圧開始からワークＡの加圧力が目標加圧力Ｐｔに到達するまでの所要時間が所定の設定時間ΔＴｓとなるように、加圧速度を算出する。
例えば、ワークＡの弾性係数と加圧速度との対応関係が、記憶部に記憶されている。制御部５は、この対応関係を用いて弾性係数から加圧速度を算出する。 As shown in FIG. 4, in the pressurizing operation, the control unit 5 calculates the pressurizing speed from the elastic modulus of the work A calculated by the elastic modulus calculating unit 4 (step S11). Here, the control unit 5 calculates the pressurizing speed so that the higher the elastic modulus of the work A, the faster the pressurizing speed. Further, the control unit 5 sets the pressurization speed so that the time required from the start of pressurization of the work A by the servo cylinder 2 until the pressurization of the work A reaches the target pressurization Pt becomes a predetermined set time ΔTs. calculate.
For example, the correspondence between the elastic modulus of the work A and the pressurizing speed is stored in the storage unit. The control unit 5 calculates the pressurizing speed from the elastic modulus using this correspondence.

次に、制御部５は、サーボモータ２ｂを制御することによって、算出された加圧速度でピストンロッド２ａを押し出す（ステップＳ１２）。そして、図６に示されるように、制御部５は、ワークＡの加圧開始からさらに設定時間ΔＴｓ、ピストンロッド２ａを加圧速度で押し出すことによって、ワークＡへの加圧力を目標加圧力Ｐｔまで上昇させる（ステップＳ１３）。 Next, the control unit 5 pushes out the piston rod 2a at the calculated pressurizing speed by controlling the servomotor 2b (step S12). Then, as shown in FIG. 6, the control unit 5 pushes the piston rod 2a at a pressurizing speed for a set time ΔTs from the start of pressurizing the work A, thereby setting the pressurizing force on the work A as the target pressurizing Pt. (Step S13).

次に、制御部５は、ピストンロッド２ａの位置を維持することによって、ワークＡを目標加圧力Ｐｔで所定の加圧時間ΔＴｐにわたって加圧する（ステップＳ１４）。ワークＡの目標加圧力Ｐｔでの加圧中、部品ＢをワークＡに接合させるために必要な処理、例えば、ワークＡおよび部品Ｂの加熱が行われてもよい。
次に、制御部５は、ピストンロッド２ａを後退させる（ステップＳ１５）。 Next, the control unit 5 pressurizes the work A with the target pressing force Pt for a predetermined pressurizing time ΔTp by maintaining the position of the piston rod 2a (step S14). During pressurization with the target pressing force Pt of the work A, a process necessary for joining the part B to the work A, for example, heating of the work A and the part B may be performed.
Next, the control unit 5 retracts the piston rod 2a (step S15).

ここで、ワークＡの弾性係数に関わらずサーボシリンダ２の加圧速度が固定である場合、図６に破線で示されるように、ワークＡの加圧開始からワークＡの加圧力が目標加圧力Ｐｔに到達するまでの所要時間がワークＡ毎に異なる。すなわち、ワークＡの弾性係数が高い程、所要時間が長くなる。所要時間の差は、加圧後のワークＡの品質またはサイクルタイムに影響する。 Here, when the pressurizing speed of the servo cylinder 2 is fixed regardless of the elastic modulus of the work A, the pressing force of the work A is the target pressing force from the start of the pressurizing of the work A as shown by the broken line in FIG. The time required to reach Pt differs for each work A. That is, the higher the elastic modulus of the work A, the longer the required time. The difference in the required time affects the quality or cycle time of the work A after pressurization.

具体的には、ワークＡの加圧開始から加圧終了までの時間が固定である場合、弾性係数が高く所要時間が長い程、ワークＡの目標加圧力Ｐｔでの加圧時間ΔＴｐが短くなる。加圧時間ΔＴｐがワークＡ毎に異なることによって、加圧後のワークＡの品質が安定しない。例えば、部品ＢのワークＡへの接合状態がワークＡ毎に異なり得る。
所要時間に関わらず加圧時間ΔＴｐを固定した場合、サイクルタイムがワークＡ毎に異なる。例えば、弾性係数が高く所要時間が長いワークＡの場合、サイクルタイムが長くなる。 Specifically, when the time from the start of pressurization of the work A to the end of pressurization is fixed, the higher the elastic modulus and the longer the required time, the shorter the pressurization time ΔTp at the target pressurizing Pt of the work A. .. Since the pressurizing time ΔTp is different for each work A, the quality of the work A after pressurization is not stable. For example, the state of joining the component B to the work A may differ for each work A.
When the pressurizing time ΔTp is fixed regardless of the required time, the cycle time differs for each work A. For example, in the case of work A having a high elastic modulus and a long required time, the cycle time becomes long.

本実施形態によれば、ワークＡを目標加圧力Ｐｔまで加圧する前に、ワークＡの弾性係数が弾性係数測定部３，４によって測定され、ワークＡの弾性係数が高い程、加圧速度が速くなるように、加圧速度が調整される。これにより、ワークＡの弾性係数の個体差に関わらず、設定時間ΔＴｓで目標加圧力ＰｔまでワークＡを加圧してワークＡを目標加圧力Ｐｔで同一の加圧時間ΔＴｐだけ加圧することができる。その結果、加圧後のワークＡの品質を安定させることができる。あるいは、ワークＡ間でのサイクルタイムのばらつきを抑制し、特に、弾性係数が高いワークＡのサイクルタイムを短縮することができる。 According to the present embodiment, the elastic modulus of the work A is measured by the elastic modulus measuring units 3 and 4 before pressurizing the work A to the target pressing force Pt, and the higher the elastic modulus of the work A, the higher the pressurizing speed. The pressurization rate is adjusted to be faster. As a result, regardless of the individual difference in the elastic modulus of the work A, the work A can be pressurized to the target pressing force Pt at the set time ΔTs, and the work A can be pressurized at the target pressing force Pt for the same pressing time ΔTp. .. As a result, the quality of the work A after pressurization can be stabilized. Alternatively, it is possible to suppress the variation in the cycle time between the works A, and in particular, to shorten the cycle time of the work A having a high elastic modulus.

上記実施形態において、制御部５が、測定動作を加圧動作前にサーボシリンダ２に実行させることとしたが、これに代えて、図７に示されるように、測定動作を加圧動作の初期にサーボシリンダ２に実行させ、測定動作後のサーボシリンダ２の加圧速度を弾性係数に基づいて調整してもよい。つまり、加圧動作の初期のサーボシリンダ２によるワークＡの加圧が、測定動作を兼ねていてもよい。 In the above embodiment, the control unit 5 causes the servo cylinder 2 to execute the measurement operation before the pressurization operation. Instead, as shown in FIG. 7, the measurement operation is performed at the initial stage of the pressurization operation. May be executed by the servo cylinder 2 and the pressurizing speed of the servo cylinder 2 after the measurement operation may be adjusted based on the elastic modulus. That is, the pressurization of the work A by the servo cylinder 2 at the initial stage of the pressurization operation may also serve as the measurement operation.

図８から図１０は、弾性係数が異なるワークＡの加圧動作における加圧力の時間変化を表している。図８は、弾性係数が標準的なワークＡ、図９は、弾性係数が高いワークＡ、図１０は、弾性係数が低いワークＡの例をそれぞれ示している。
ワークＡの弾性係数が高い程、加圧力の上昇速度は遅く、ワークＡの加圧開始から一定時間ΔＴ２経過時の加圧力は小さくなる。つまり、ワークＡの弾性係数と一定時間ΔＴ２経過時の加圧力は一定の関係にある。したがって、弾性係数の代替値として、一定時間ΔＴ２経過時の加圧力を用いることができる。 8 to 10 show the time change of the pressing force in the pressurizing operation of the workpieces A having different elastic coefficients. FIG. 8 shows an example of a work A having a standard elastic modulus, FIG. 9 shows an example of a work A having a high elastic modulus, and FIG. 10 shows an example of a work A having a low elastic modulus.
The higher the elastic modulus of the work A, the slower the rate of increase in the pressing force, and the smaller the pressing force after a certain period of time ΔT2 has elapsed from the start of pressurization of the work A. That is, the elastic modulus of the work A and the pressing force after a certain period of time ΔT2 has a constant relationship. Therefore, as an alternative value of the elastic modulus, the pressing force after the elapse of ΔT2 for a certain period of time can be used.

制御部５は、一定の初期加圧速度で、ピストンロッド２ａを押し出す（ステップ１２）。初期加圧速度は、例えば、標準的な弾性係数を有するワークＡが設定時間ΔＴｓで目標加圧力Ｐｔまで加圧される加圧速度である。
次に、制御部５は、ワークＡの加圧開始から時間を計測し、一定時間ΔＴ２経過時の加圧力を中間目標値Ｐｔ’と比較する（ステップＳ１８）。一定時間ΔＴ２は、設定時間ΔＴｓよりも短い時間である。 The control unit 5 pushes out the piston rod 2a at a constant initial pressurizing speed (step 12). The initial pressurizing speed is, for example, a pressurizing speed at which the work A having a standard elastic modulus is pressurized to the target pressing force Pt in the set time ΔTs.
Next, the control unit 5 measures the time from the start of pressurization of the work A, and compares the pressing force after the elapse of ΔT2 for a certain period of time with the intermediate target value Pt'(step S18). The fixed time ΔT2 is a time shorter than the set time ΔTs.

図８および図１０に示されるように、一定時間ΔＴ２経過時の加圧力が中間目標値Ｐｔ’以上である場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、制御部５は、サーボシリンダ２の加圧速度を初期加圧速度に維持し、目標加圧力ＰｔまでワークＡを加圧する（ステップＳ１３）。
一方、図９に示されるように、一定時間ΔＴ２経過時の加圧力が中間目標値Ｐｔ’未満である場合（ステップＳ１８のＮＯ）、制御部５は、ワークＡの加圧力が設定時間ΔＴｓ内に目標加圧力Ｐｔに到達するように、サーボシリンダ２の加圧速度を増加させ（ステップＳ１９）、目標加圧力ＰｔまでワークＡを加圧する（ステップＳ１３）。 As shown in FIGS. 8 and 10, when the pressing force after the elapse of ΔT2 for a certain period of time is equal to or greater than the intermediate target value Pt'(YES in step S18), the control unit 5 initializes the pressurizing speed of the servo cylinder 2. The work A is pressurized to the target pressing force Pt while maintaining the pressurizing speed (step S13).
On the other hand, as shown in FIG. 9, when the pressing force after the elapse of ΔT2 for a certain period of time is less than the intermediate target value Pt'(NO in step S18), the pressing force of the work A is within the set time ΔTs in the control unit 5. The pressurizing speed of the servo cylinder 2 is increased (step S19) so that the target pressing force Pt is reached, and the work A is pressurized to the target pressing force Pt (step S13).

このように、加圧動作中のワークＡの加圧力の時間変化に基づいて、ワークＡの弾性係数を測定することができる。そして、弾性係数が高く加圧力の上昇が遅い場合には、その後のサーボシリンダ２の加圧速度を速くすることによって、設定時間ΔＴｓ内に目標加圧力Ｐｔを達成することができる。 In this way, the elastic modulus of the work A can be measured based on the time change of the pressing force of the work A during the pressurizing operation. When the elastic modulus is high and the pressure rise is slow, the target pressure Pt can be achieved within the set time ΔTs by increasing the pressure speed of the servo cylinder 2 thereafter.

図３の測定動作と図７の加圧動作とを組み合わせてもよい。この場合、制御部５は、図７の加圧動作において、ステップＳ１２の前にステップＳ１１を行う。すなわち、制御部５は、測定動作によって得られた弾性係数から加圧速度を算出し（ステップＳ１１）、算出された加圧速度でピストンロッド２ａを押し出す（ステップ１２）。
測定動作において測定された弾性係数に基づいて調整された加圧速度でワークＡを加圧したとしても、ワークＡの加圧力の上昇速度にワークＡ毎のばらつきが生じ得る。加圧動作中にワークＡの加圧力が適切に上昇しているか否かを判断し、加圧力の上昇が遅い場合にはサーボシリンダ２の加圧速度を速くすることによって、設定時間ΔＴｓ内により確実に目標加圧力Ｐｔを達成することができる。 The measurement operation of FIG. 3 and the pressurization operation of FIG. 7 may be combined. In this case, the control unit 5 performs step S11 before step S12 in the pressurizing operation of FIG. 7. That is, the control unit 5 calculates the pressurization speed from the elastic modulus obtained by the measurement operation (step S11), and pushes out the piston rod 2a at the calculated pressurization speed (step 12).
Even if the work A is pressurized at a pressurizing speed adjusted based on the elastic modulus measured in the measurement operation, the ascending speed of the pressing force of the work A may vary from work to work A. It is determined whether or not the pressing force of the work A is appropriately increased during the pressurizing operation, and if the pressing force is slowly increased, the pressurizing speed of the servo cylinder 2 is increased to increase the pressure within the set time ΔTs. The target pressing force Pt can be surely achieved.

上記実施形態において、弾性係数測定部が、測定動作中のワークＡへの加圧力をロードセル３によって検出することとしたが、これに代えて、サーボモータ２ｂの電流値から算出してもよい。
ピストンロッド２ａがワークＡを加圧している状態において、ワークＡからの反力に基づく負荷トルクがサーボモータ２ｂに加わり、サーボモータ２ｂの電流値が反力の大きさに応じた分だけ負荷トルクは増大する。したがって、サーボモータ２ｂの電流値からワークＡへの加圧力を算出することができる。 In the above embodiment, the elastic modulus measuring unit detects the pressing force on the work A during the measuring operation by the load cell 3, but instead, it may be calculated from the current value of the servomotor 2b.
In a state where the piston rod 2a pressurizes the work A, a load torque based on the reaction force from the work A is applied to the servomotor 2b, and the load torque is equal to the current value of the servomotor 2b according to the magnitude of the reaction force. Will increase. Therefore, the pressing force on the work A can be calculated from the current value of the servomotor 2b.

なお、ロードセル３を使用した加圧力の検出は、以下の点において、サーボモータ２ｂの電流値に基づく加圧力の算出よりも有利である。
第１に、サーボモータ２ｂの電流値は、サーボモータ２ｂの温度に依存して変化する。すなわち、サーボモータ２ｂの電流値は、外気温の変化に影響される。一方、ロードセル３による加圧力の検出は、温度の影響を受け難い。
第２に、サーボモータ２ｂは、ピストンロッド２ａの基端側の固定部に取り付けられるのに対し、ロードセル３は、ピストンロッド２ａの先端に取り付けられる。したがって、ロードセル３は、サーボモータ２ｂの電流値に比べて、加圧力を精度良く検出することができる。 The detection of the pressing force using the load cell 3 is more advantageous than the calculation of the pressing force based on the current value of the servomotor 2b in the following points.
First, the current value of the servomotor 2b changes depending on the temperature of the servomotor 2b. That is, the current value of the servomotor 2b is affected by changes in the outside air temperature. On the other hand, the detection of the pressing force by the load cell 3 is not easily affected by the temperature.
Second, the servomotor 2b is attached to the fixed portion on the base end side of the piston rod 2a, while the load cell 3 is attached to the tip of the piston rod 2a. Therefore, the load cell 3 can detect the pressing force more accurately than the current value of the servomotor 2b.

上記実施形態において、制御部５が、測定動作においてサーボシリンダ２に一定の加圧速度でワークＡを加圧させることとしたが、ワークＡへの加圧力の時間変化とワークＡの弾性係数との関係が既知である限りにおいて、測定動作におけるサーボシリンダ２の加圧速度は必ずしも一定でなくてもよい。 In the above embodiment, the control unit 5 presses the servo cylinder 2 to pressurize the work A at a constant pressurizing speed in the measurement operation, but the time change of the pressing force on the work A and the elastic modulus of the work A As long as the relationship is known, the pressurizing speed of the servo cylinder 2 in the measurement operation does not necessarily have to be constant.

１ 加圧装置
２ シリンダ、サーボシリンダ
２ａ ピストンロッド
２ｂ サーボモータ
２ｃ 運動変換機構
３ ロードセル（弾性係数測定部）
４ 弾性係数算出部（弾性係数測定部）
５ 制御部
Ａ ワーク
Ｂ 部品 1 Pressurizing device 2 Cylinder, Servo cylinder 2a Piston rod 2b Servo motor 2c Motion conversion mechanism 3 Load cell (elastic modulus measuring unit)
4 Elastic modulus calculation unit (elastic modulus measurement unit)
5 Control unit A work B parts

Claims (7)

ワークを加圧するサーボ駆動式のシリンダと、
該シリンダを制御し、前記ワークの弾性係数を測定するために前記ワークを加圧する測定動作と、前記ワークを所定の目標加圧力まで加圧する加圧動作とを前記シリンダに実行させる制御部と、
前記測定動作中の前記ワークへの加圧力に基づいて前記ワークの弾性係数を測定する弾性係数測定部とを備え、
前記制御部が、前記加圧動作における前記シリンダの加圧速度を前記弾性係数測定部によって測定された前記ワークの弾性係数に基づいて調整する、加圧装置。 Servo-driven cylinder that pressurizes the workpiece and
A control unit that controls the cylinder and causes the cylinder to perform a measurement operation of pressurizing the work to measure the elastic modulus of the work and a pressurizing operation of pressurizing the work to a predetermined target pressing force.
It is provided with an elastic modulus measuring unit that measures the elastic modulus of the work based on the pressing force on the work during the measuring operation.
A pressurizing device in which the control unit adjusts the pressurizing speed of the cylinder in the pressurizing operation based on the elastic modulus of the work measured by the elastic modulus measuring unit. 前記制御部は、前記加圧動作における前記シリンダの加圧速度を調整し、前記弾性係数が高い程、前記シリンダの加圧速度を速くする、請求項１に記載の加圧装置。 The pressurizing device according to claim 1, wherein the control unit adjusts the pressurizing speed of the cylinder in the pressurizing operation, and the higher the elastic modulus, the faster the pressurizing speed of the cylinder. 前記制御部は、前記加圧動作における前記シリンダの加圧速度を調整し、前記シリンダによる前記ワークの加圧が開始されてから前記ワークへの加圧力が前記目標加圧力に到達するまでの所要時間を所定の設定時間とする、請求項２に記載の加圧装置。 The control unit adjusts the pressurizing speed of the cylinder in the pressurizing operation, and is required from the start of pressurizing the work by the cylinder until the pressing force on the work reaches the target pressing force. The pressurizing device according to claim 2, wherein the time is set as a predetermined set time. 前記弾性係数測定部が、前記シリンダの先端に取り付けられ前記加圧力を検出するロードセルを備える、請求項１から請求項３のいずれかに記載の加圧装置。 The pressurizing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic modulus measuring unit is attached to the tip of the cylinder and includes a load cell for detecting the pressing force. 前記弾性係数測定部が、前記シリンダのサーボモータの電流値から前記加圧力を算出する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の加圧装置。 The pressurizing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic modulus measuring unit calculates the pressing force from the current value of the servomotor of the cylinder. 前記制御部が、前記測定動作を前記加圧動作前に前記シリンダに実行させる、請求項１から請求項５のいずれかに記載の加圧装置。 The pressurizing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the control unit causes the cylinder to perform the measuring operation before the pressurizing operation. 前記制御部が、前記測定動作を前記加圧動作の初期に前記シリンダに実行させ、前記測定動作後の前記シリンダの加圧速度を前記弾性係数に基づいて調整する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の加圧装置。 Claims 1 to 5 in which the control unit causes the cylinder to execute the measurement operation at the initial stage of the pressurization operation, and adjusts the pressurization speed of the cylinder after the measurement operation based on the elastic modulus. The pressurizing device according to any one of.
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