JP3939006B2

JP3939006B2 - Control device for linear motor press machine

Info

Publication number: JP3939006B2
Application number: JP06586098A
Authority: JP
Inventors: 義広大年
Original assignee: Yamada Dobby Co Ltd
Current assignee: Yamada Dobby Co Ltd
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2018-03-16
Also published as: JPH11254192A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータによりスライドを往復移動させてプレス加工を行なうリニアモータプレス機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレス加工には、剪断加工、絞り加工、曲げ加工、圧縮加工など各種の加工があるが、そのようなプレス加工の種類に応じて、或はワークの材質や形状などに応じて、スライドつまりプレス型の各移動位置におけるスライド速度などを変えることが望ましい。
【０００３】
このため、従来では、下死点付近のスライド速度を低下させて圧印加工を可能としたナックルプレス、ハンドル操作によりストローク長や打撃力の強さを可変としたフリクションプレス、或は、非加工時のスライド速度を速く、加工時のスライド速度を遅くしたリンクプレスなどが製造され、使用されている。
【０００４】
しかし、このような各種のプレス機は、各々所定のプレス加工を行なうために製作された専用機としてのものが殆どであるため、１台のプレス機で各種のプレス行程曲線を簡単な設定変更の操作で実現できるプレス機が要望されている。そこで、近年、スライドの各移動位置におけるスライド速度などを、任意に且つ簡単に変更することができるプレス機として、リニアモータによりスライドを往復移動させる構造のプレス機が開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このリニアモータ駆動式のプレス機は、所望の推力を得るために、複数のリニアモータがスライドの移動方向に沿って配設され、型を取り付けて往復移動するスライドは、通常、複数のガイドポストなどにより摺動可能にガイドされる。このため、単純に複数のリニアモータを駆動制御してスライドを往復移動させてプレス加工を行なった場合、プレス型と被加工物間に生じる不均一な摩擦などにより、スライドに偏心荷重がかかると、スライドに傾きが生じ易く、良好なプレス加工ができなくなる問題が予想された。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、複数のリニアモータで駆動するプレス機であっても、偏心荷重によるスライドの傾きを生じさせず、良好なプレス加工を行なうことができるリニアモータプレス機の制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のリニアモータプレス機の制御装置は、本体フレームに対しスライドが往復移動可能に配設され、スライドを往復駆動するために複数のリニアモータがスライドの移動方向に向けて装着されたリニアモータプレス機の制御装置において、本体フレーム内に移動フレームが複数のガイドポストと共に往復移動可能に配設され、ガイドポスト上にスライドが固定され、スライドのガイドポストの固定位置付近に且つ各リニアモータに対応して複数のリニアスケールが、スライドの移動位置を検出してその位置検出信号を出力するように本体フレームとの間に装着され、本体フレームと移動フレーム間の各ガイドポストの近傍に複数の各リニアモータが配置され、スライドが移動する際の行程曲線図に基づき単位時間毎に作成された位置データと速度データを順に記憶するパターンデータ記憶手段と、運転時、パターンデータ記憶手段から位置データと速度データを順に読み出し、位置データの示す位置を目標位置として該速度データの示す速度でリニアモータを駆動制御する制御手段と、予め決められた１台のリニアスケールからの位置検出データと他のリニアスケールからの位置検出データとの差を算出し、差に基づいて他のリニアスケールに対応したリニアモータ用の位置データと速度データの差を少なくするように補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の作用・効果】
このような構成のプレス機では、まず、縦軸にスライドの変位量（位置）をとり横軸に時間をとった行程曲線図上に、実施しようとするプレス加工のスライドの行程曲線（パターン）を書き入れる。
【０００９】
次に、この行程曲線図から、単位時間毎の位置データと、そこまでの時間と変位量から求めた速度データを順にとり出し、行番号と共に、それらの位置データと速度データを、位置指令値と速度指令値として順にパターンデータ記憶手段に記憶させる。
【００１０】
運転時には、そのパターンデータの中から、順に各時間ポイント毎の位置データと速度データを読み出し、速度指令値をリニアモータのドライバに出力し、ドライバは、その速度指令値に応じてリニアモータを駆動制御する。これによって、プレス機のスライドは制御された速度で指令位置を目標値として、つまり予め指定されたプログラムパターン通りに移動し、スライドに固定された上型が本体フレーム上の下型に合わせられ、プレス加工が行なわれる。
【００１１】
また、このとき、補正手段は、予め決められた１台のリニアスケールからの位置検出データと他のリニアスケールからの位置検出データとの差を算出し、その差が少なくなるように、他のリニアスケールに対応したリニアモータ用の位置データと速度データを補正する。そして、制御手段は補正した速度データの速度指令値を出力し、補正した位置指令値を目標位置として他のリニアモータを駆動制御する。
【００１２】
このように、各リニアモータは、予め決められた１台の各モータに対応したリニアスケールからの位置検出値が同じになるように駆動制御されるため、プレス型と被加工物間に生じる不均一な摩擦などにより、プレス加工時にスライドに偏心荷重がかかった場合でも、スライドが傾くことは防止され、良好なプレス加工を行なうことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はプレス機の斜視図を示し、図２はその縦断面図を、図３はその平面図を示している。１はプレス機の本体フレームであり、本体フレーム１内底部に４個のスラスト軸受６が、さらに上部にも４個のスラスト軸受７が設けられ、そこに４本のガイドポスト３が上下動可能に支持される。４本のガイドポスト３は各々本体フレーム１内で上下動フレーム５に固定される。
【００１４】
本体フレーム１の上部にボルスタ２が固定され、本体フレーム１とボルスタ２より上方に突出した４本のガイドポスト３の先端に、スライド４が水平に固定される。本体フレーム１内には、上下動フレーム５、ガイドポスト３、及びスライド４を昇降駆動するために４台のリニアモータ８〜１１が配設される。通常のプレス機と同様、図示しない下型がボルスタ２上に固定され、上型はスライド４の下面に固定される。
【００１５】
４台のリニアモータ８〜１１は、各々本体フレーム１の内側で上下動フレーム５の側部に縦方向に配置され、各リニアモータ８〜１１のコイルスライダ（固定子）８ａ〜１１ａが本体フレーム１側に固定され、各リニアモータ８〜１１の磁石板（移動子）８ｂ〜１１ｂが上下動フレーム５側に固定される。
【００１６】
さらに、各リニアモータ８〜１１に対応して、４台のリニアスケール１２〜１５が、スライド４の側部のガイドポスト３の近傍に配設される。リニアスケール１２〜１５の固定子１２ａ〜１５ａは、ブラケットを介して本体フレーム１上部に取り付けられ、その移動子１２ｂ〜１５ｂは、スライド４の側部のガイドポスト３の近傍に取り付けられる。スライド４の位置を検出する位置検出器としてのリニアスケール１２〜１５には、例えばアブソリュート式のものが使用され、絶対位置の位置データが出力される。
【００１７】
このような構造のプレス機は、リニアモータ８〜１１の往復駆動によって、上下動フレーム５、ガイドポスト３、及びスライド４が、制御された位置データと速度データに基づいて上下駆動され、リニアスケール１２〜１５から出力される現在位置のデータがフィードバックされ高精度の制御に利用される。
【００１８】
図４はプレス機の制御部２０とそこに接続されるリニアモータ等の接続状態を示している。制御部２０は、ＣＰＵ２１を主要部にして構成され、予め固定メモリに記憶されたプログラムデータに基づき、プレス機の運転全体を制御する。制御部２０には、随時読み出し書き込み可能な一時メモリ２２、ディスプレー２３、各種設定値の入力用或は操作用のスイッチ類２４が設けられる。メモリ２２には、予め書き込まれたプレス運転プログラムのパターンデータが記憶される。また、メモリ２２には、設定入力されたストローク長、ＳＰＭ値（毎分当りのストローク数）、ダイハイト設定値、プレス設定回数などを記憶するためのメモリ領域が設けられる。設定されたストローク長、ＳＰＭ値（毎分当りのストローク数）、ダイハイト設定値、プレス設定回数などは、設定画面を表示するディスプレー２３に表示される。
【００１９】
上記リニアスケール１２〜１５は、制御部２０内のインターフェース回路に接続され、各々のリニアスケール１２〜１５の読み、つまりスライド４の位置検出データを制御部２０に送る。４台のリニアモータ８〜１１には各々ドライバ１６〜１９が接続され、各ドライバ１６〜１９は制御部２０内のインターフェース回路に接続される。リニアモータ８〜１１としては、例えば、推力の大きいＡＣサーボモータ（同期モータ）方式のものが使用され、そのドライバ１６〜１９は、例えばコンバータとＰＷＭ制御用のインバータを有し、制御部２０から出力された指令値に応じて、モータに供給する電流値を制御してリニアモータ８〜１１を駆動する。
【００２０】
上記制御手段及び補正手段となる制御部２０は、メモリ２２から順に読み出した位置データと速度データに基づき、位置指令値と速度指令値を各リニアモータのドライバ１６〜１９に出力するが、例えば、リニアモータ８を特定モータとし、それに対応したリニアスケール１２からの位置検出値Ｓ₁ と他のリニアモータ９〜１１に対応したリニアスケール１３〜１５からの位置検出値Ｓ₂ 、Ｓ₃ 、Ｓ₄ との間に差が生じた場合、その差に基づき、他のリニアモータ９〜１１用の位置指令値と速度指令値を、所定の演算式を用いて補正し、その差を少なくするように制御を行なう。
【００２１】
次に、上記構成のリニアモータプレス機の動作を説明すると、まず、プレス機の運転に先立ち、プレス運転プログラムのパターンデータが予めメモリ２２に書き込まれる。
【００２２】
このパターンデータは、図５に示すような行程線図から作成され、行程線図は横軸に時間、縦軸にスライド４の変位量（位置）をとって任意の形状に作成される。図５の行程曲線図は、ＳＰＭ値（毎分当りのストローク数）が１００、つまり１ストロークの時間が６００ミリ秒、ストローク長が３０ｍｍの場合の各種のパターンを示しているが、ストローク時間、ストローク長は任意に決めることができる。
【００２３】
この行程曲線図から、単位時間毎（例えば１ストロークを６０分割した場合は１０ミリ秒毎）の位置データと、そこまでの時間と変位量から求めた速度データをとり出し、各行番号毎に、それらの位置データと速度データを、位置指令値と速度指令値として作成し、プログラムパターンデータを完成させ、このようなパターンデータ、つまり単位時間毎の位置指令値と速度指令値のデータは、メモリ２２に記憶される。
【００２４】
次に、プレス機の制御部２０上で、実際に行なうプレス加工運転の設定を図６のフローチャートに示すように行なう。すなわち、まず、オペレータは、ディスプレー２３に設定画面を表示させ（ステップ１００）、スイッチ類２４を操作して、ストロークのパターン番号、ストローク長、ＳＰＭ値、ダイハイト等を設定入力する（ステップ１１０）。すると、制御部２０のＣＰＵ２１は、指定されたパターン番号をのプログラムパターンデータをメモリ２２から読み出し、そのデータが例えばＳＰＭ値１００（上記のように毎分当りのストローク数が１００、１０ミリ秒毎の位置データと速度データ）で作成されている場合、設定されたＳＰＭ値が例えば８０の場合、各速度データに係数０．８を乗算して、速度データを書き換え（ステップ１２０）、設定を完了する。
【００２５】
そして、ディスプレー２３の画面を運転画面に切り替え、運転スイッチをオンすると、プレス機は運転に入り、図７に示すように、ＣＰＵ２０は、メモリ２２内のプログラムパターンデータの中から、順に各時間ポイント毎の位置データと速度データを読み出し（ステップ２００）、速度指令値を各リニアモータのドライバ１６〜１９に出力する（ステップ２１０）。ドライバ１６〜１９は、その速度指令値に応じて例えばＰＷＭにより制御された電流を各リニアモータ８〜１１に出力し、それにより、リニアモータ８〜１１の磁石板（移動子）８ｂ〜１１ｂが駆動され、上下動フレーム５、ガイドポスト３、及びスライド４が指令速度で上記位置データの位置指令値を目標値として下降するように制御される。
【００２６】
その移動距離（移動位置）は各リニアスケール１２〜１５によって検出され、それらの位置検出信号が制御部２０に送られ、ＣＰＵ２１は、それらの位置検出値Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ 、Ｓ₄ を取り込む（ステップ２２０）。
【００２７】
次に、ステップ２３０で、ＣＰＵ２１は、予め決められたリニアモータ８に対応したリニアスケール１２の位置検出値Ｓ₁ と他のリニアスケール１３〜１５の位置検出値Ｓ₂ 、Ｓ₃ 、Ｓ₄ とを比較し、その間に差があれば、ステップ２３５に進み、その差をＳ₁ −Ｓ₂ ＝Ｄ₂ 、Ｓ₁ −Ｓ₃ ＝Ｄ₃ 、Ｓ₁ −Ｓ₄ ＝Ｄ₄ のように差を算出し、補正値Ｄ₂ 、Ｄ₃ 、Ｄ₄ とする。
【００２８】
次に、ステップ２４０で、次の位置データと速度データをメモリ２２のパターンデータから読み出し、次のステップ２５０で、特定モータであるリニアモータ８以外のリニアモータ９〜１１の指令値を補正する。すなわち、他のリニアモータ９〜１１用の速度指令値Ｋ₂、Ｋ₃、Ｋ₄と位置指令値Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄については、ステップ２３５で算出した補正値Ｄ₂、Ｄ₃、Ｄ₄により、Ｋ₂＋Ｆ・Ｄ₂＝Ｋ₂、Ｋ₃＋Ｆ・Ｄ₃＝Ｋ₃、Ｋ₄＋Ｆ・Ｄ₄＝Ｋ₄のように演算式を用いて補正する。ここで、Ｆは係数である。また、位置指令値Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄については、Ｒ₂＋Ｄ₂＝Ｒ₂、Ｒ₃＋Ｄ₃＝Ｒ₃、Ｒ₄＋Ｄ₄＝Ｒ₄の演算式を用いて補正する。
【００２９】
そして、再びステップ２１０に戻り、補正した速度指令値Ｋ₂、Ｋ₃、Ｋ₄を各リニアモータのドライバ１７〜１９に出力し、各リニアモータ９〜１１に対応したリニアスケール１３〜１５の位置検出信号が位置指令値Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄となるように各リニアモータ９〜１１が制御駆動される。予め決められたリニアモータ８については補正しない速度指令値がそのドライバ１６に出力され、駆動制御される。また、上記ステップ２３０で、他のモータに対応したリニアスケール１３〜１５の位置検出値Ｓ₂、Ｓ₃、Ｓ₄が特定モータのリニアスケール１２の位置検出値Ｓ₁と同じと判定した場合、補正を行なわずに再びステップ２００に戻り、次の速度データ、位置データを読み出し、上記と同様に各リニアモータ８〜１１を駆動制御する。
【００３０】
このように、各リニアモータ８〜１１が駆動制御されることにより、プレス機のスライド４と上型は、予め指定されたプログラムパターン通りに移動（上下動）し、プレス加工が行なわれる。また、このとき、各リニアモータ８〜１１は、各モータに対応したリニアスケール１２〜１５からの位置検出値が同じになるように駆動制御されるため、プレス加工時にスライド４に偏心荷重がかかった場合でも、スライド４が傾くことは防止され、良好なプレス加工を行なうことができる。
【００３１】
なお、上記実施例では、４台のリニアモータを使用したが、２台以上複数のリニアモータであれば実施可能である。また、位置検出器としてのリニアスケールは他のエンコーダ等を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すプレス機の斜視図である。
【図２】同プレス機の縦断面図である。
【図３】同プレス機の平面図である。
【図４】リニアモータ、リニアスケールを含む制御部のブロック図である。
【図５】プレス加工のプログラムパターンの行程曲線図である。
【図６】設定動作を示すフローチャートである。
【図７】運転制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１−本体フレーム
４−スライド
８〜１１−リニアモータ
１２〜１５−リニアスケール
２０−制御部
２１−ＣＰＵ
２２−メモリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a linear motor press machine that performs press processing by reciprocating a slide by a linear motor.
[0002]
[Prior art]
There are various types of pressing, such as shearing, drawing, bending, and compression. Depending on the type of pressing, or depending on the material and shape of the workpiece, sliding or pressing It is desirable to change the slide speed at each movement position of the mold.
[0003]
For this reason, conventionally, a knuckle press that can reduce the sliding speed near the bottom dead center and enable coining, a friction press that allows variable stroke length and impact strength by operating the handle, or when not working Link presses with a high slide speed and a low slide speed during processing are manufactured and used.
[0004]
However, most of these various press machines are dedicated machines that are manufactured to perform predetermined press processing, so various press stroke curves can be easily changed with a single press machine. There is a demand for a press that can be realized by the above operation. Therefore, in recent years, a press machine having a structure in which a slide is reciprocated by a linear motor has been developed as a press machine that can arbitrarily and easily change a slide speed at each movement position of the slide.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In this linear motor drive type press, a plurality of linear motors are arranged along the moving direction of the slide in order to obtain a desired thrust. It is guided so as to be slidable. For this reason, when simply pressing and controlling a plurality of linear motors to reciprocate the slide, if an eccentric load is applied to the slide due to uneven friction generated between the press die and the workpiece, etc. The problem is that the slide is likely to be inclined, and good press working cannot be performed.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and even a press machine driven by a plurality of linear motors does not cause an inclination of a slide due to an eccentric load and can perform a good press process. It aims at providing the control apparatus of a motor press machine.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the control device for a linear motor press machine according to the present invention is configured such that the slide is reciprocally movable with respect to the main body frame, and a plurality of linear motors are moved in the slide direction in order to reciprocate the slide. In the control device of the linear motor press machine mounted toward the head , the moving frame is disposed in the main body frame so as to be able to reciprocate together with the plurality of guide posts, the slide is fixed on the guide post, and the slide guide post is fixed. A plurality of linear scales near the position and corresponding to each linear motor are mounted between the body frame and the body frame so as to detect the slide movement position and output the position detection signal. They are arranged a plurality of linear motors in the vicinity of the guide post, a unit based on the stroke curve chart when the slide is moved Pattern data storage means for sequentially storing position data and speed data created for each interval; during operation, position data and speed data are sequentially read from the pattern data storage means, and the position indicated by the position data is used as the target position for the speed data and control means for driving and controlling the linear motor at the speed indicated by, calculating a difference between the position detection data from the position detection data and other Riniasuke Le from advance one linear scale that is determined, the other based on the difference Correction means for correcting so as to reduce the difference between the position data and the speed data for the linear motor corresponding to the linear scale.
[0008]
[Operation and effect of the invention]
In the press machine having such a configuration, first, the stroke curve (pattern) of the slide of the press work to be performed on the stroke curve diagram in which the vertical axis represents the displacement amount (position) of the slide and the horizontal axis represents time. Enter.
[0009]
Next, from this stroke curve diagram, position data for each unit time, and speed data obtained from the time and displacement amount up to that time, are taken out in order, along with the line number, these position data and speed data are converted into position command values. And the speed command value are sequentially stored in the pattern data storage means.
[0010]
During operation, the position data and speed data for each time point are read in order from the pattern data, and the speed command value is output to the driver of the linear motor. The driver drives the linear motor according to the speed command value. Control. Thus, as a target value a slide of a press machine command position at a controlled rate, that is to move to the programmed pattern as previously specified, fixed to the slide the upper die is aligned with the lower mold on the body frame Then, press working is performed.
[0011]
At this time, the correction means calculates a difference between the position detection data from the position detection data and other Riniasuke Le from advance one linear scale which is determined, as the difference is reduced, the other Corrects the position data and speed data for the linear motor corresponding to the linear scale. Then, the control means outputs a speed command value of the corrected speed data, and drives and controls another linear motor using the corrected position command value as a target position.
[0012]
In this way, each linear motor is driven and controlled so that the position detection value from the linear scale corresponding to each predetermined motor is the same, and therefore, there is no problem occurring between the press die and the workpiece. Even when an eccentric load is applied to the slide during press processing due to uniform friction or the like, the slide is prevented from tilting, and good press processing can be performed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of the press, FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. 3 is a plan view thereof. Reference numeral 1 denotes a main body frame of the press machine. Four thrust bearings 6 are provided on the inner bottom of the main body frame 1 and four thrust bearings 7 are provided on the upper part, and four guide posts 3 can be moved up and down there. Supported by Each of the four guide posts 3 is fixed to the vertically moving frame 5 in the main body frame 1.
[0014]
The bolster 2 is fixed to the upper part of the main body frame 1, and the slide 4 is fixed horizontally to the tips of the four guide posts 3 protruding upward from the main body frame 1 and the bolster 2. In the main body frame 1, four linear motors 8 to 11 are arranged to drive the vertical movement frame 5, the guide post 3, and the slide 4 up and down. Similar to a normal press, a lower die (not shown) is fixed on the bolster 2, and the upper die is fixed to the lower surface of the slide 4.
[0015]
The four linear motors 8 to 11 are respectively arranged in the vertical direction on the side of the vertical movement frame 5 inside the main body frame 1, and the coil sliders (stators) 8 a to 11 a of the respective linear motors 8 to 11 are used as the main body frame. The magnet plates (movers) 8b to 11b of the linear motors 8 to 11 are fixed to the vertical movement frame 5 side.
[0016]
Further, four linear scales 12 to 15 are disposed in the vicinity of the guide post 3 on the side of the slide 4 in correspondence with the linear motors 8 to 11. The stators 12 a to 15 a of the linear scales 12 to 15 are attached to the upper part of the main body frame 1 via brackets, and the movers 12 b to 15 b are attached to the vicinity of the guide post 3 on the side of the slide 4. The linear scale 12 to 15 as a position detector for detecting the position of the slide 4, for example, those of the absolute-type is used, the position data of the absolute position location is output.
[0017]
In the press machine having such a structure, the vertical movement frame 5, the guide post 3, and the slide 4 are driven up and down based on the controlled position data and speed data by the reciprocating drive of the linear motors 8 to 11, and the linear scale The current position data output from 12 to 15 is fed back and used for highly accurate control.
[0018]
FIG. 4 shows a connection state of the control unit 20 of the press machine and a linear motor connected thereto. The control unit 20 is configured with the CPU 21 as a main part, and controls the entire operation of the press machine based on program data stored in advance in a fixed memory. The control unit 20 is provided with a temporary memory 22 that can be read and written at any time, a display 23, and switches 24 for inputting or operating various setting values. The memory 22 stores previously written pattern data of the press operation program. Further, the memory 22 is provided with a memory area for storing the stroke length, SPM value (number of strokes per minute), die height set value, number of press settings, etc. that have been set and input. The set stroke length, SPM value (number of strokes per minute), die height set value, number of press settings, etc. are displayed on the display 23 that displays the setting screen.
[0019]
The linear scales 12 to 15 are connected to an interface circuit in the control unit 20 and send readings of the respective linear scales 12 to 15, that is, position detection data of the slide 4 to the control unit 20. Drivers 16 to 19 are connected to the four linear motors 8 to 11, respectively, and the drivers 16 to 19 are connected to an interface circuit in the control unit 20. As the linear motors 8 to 11, for example, an AC servo motor (synchronous motor) type with a large thrust is used, and the drivers 16 to 19 have, for example, a converter and an inverter for PWM control. The linear motors 8 to 11 are driven by controlling the current value supplied to the motor according to the output command value.
[0020]
The control unit 20 serving as the control unit and the correction unit outputs the position command value and the speed command value to the drivers 16 to 19 of the respective linear motors based on the position data and the speed data sequentially read from the memory 22, for example, The linear motor 8 is a specific motor, and the position detection value S ₁ from the linear scale 12 corresponding thereto and the position detection values S ₂ , S ₃ , S ₄ from the linear scales 13 to 15 corresponding to the other linear motors 9 to 11. If a difference occurs between the position command value and the speed command value for the other linear motors 9 to 11 based on the difference, a predetermined arithmetic expression is used to reduce the difference. Take control.
[0021]
Next, the operation of the linear motor press machine having the above configuration will be described. First, the pattern data of the press operation program is written in the memory 22 in advance prior to the operation of the press machine.
[0022]
This pattern data is created from a stroke diagram as shown in FIG. 5, and the stroke diagram is created in an arbitrary shape by taking time on the horizontal axis and the displacement (position) of the slide 4 on the vertical axis. The stroke curve diagram of FIG. 5 shows various patterns when the SPM value (number of strokes per minute) is 100, that is, the time of one stroke is 600 milliseconds, and the stroke length is 30 mm. The stroke length can be arbitrarily determined.
[0023]
From this stroke curve diagram, position data for every unit time (for example, every 10 milliseconds when one stroke is divided into 60) and speed data obtained from the time and displacement until that time are taken, and for each line number, These position data and speed data are created as position command values and speed command values, and program pattern data is completed. Such pattern data, that is, position command values and speed command values for each unit time are stored in the memory. 22 is stored.
[0024]
Next, on the control unit 20 of the press machine, the actual press working operation is set as shown in the flowchart of FIG. That is, the operator first displays a setting screen on the display 23 (step 100) and operates the switches 24 to set and input a stroke pattern number, a stroke length, an SPM value, a die height, and the like (step 110). Then, the CPU 21 of the control unit 20 reads the program pattern data having the designated pattern number from the memory 22, and the data is, for example, an SPM value 100 (the number of strokes per minute is 100, as described above, every 10 milliseconds. If the set SPM value is 80, for example, each speed data is multiplied by a coefficient of 0.8, the speed data is rewritten (step 120), and the setting is completed. To do.
[0025]
Then, when the screen of the display 23 is switched to the operation screen and the operation switch is turned on, the press enters the operation, and as shown in FIG. 7, the CPU 20 sequentially selects each time point from the program pattern data in the memory 22. Each position data and speed data are read (step 200), and a speed command value is output to the drivers 16 to 19 of each linear motor (step 210). The drivers 16 to 19 output, for example, PWM controlled currents to the linear motors 8 to 11 in accordance with the speed command values, so that the magnet plates (movers) 8b to 11b of the linear motors 8 to 11 are operated. Driven, the vertical movement frame 5, the guide post 3, and the slide 4 are controlled so as to descend at the command speed with the position command value of the position data as a target value.
[0026]
The movement distance (movement position) is detected by each of the linear scales 12 to 15, and their position detection signals are sent to the control unit 20, and the CPU 21 detects their position detection values S ₁ , S ₂ , S ₃ , S _4. (Step 220).
[0027]
Next, at step 230, CPU 21 is a position detection value S ₂ of the position detection values S ₁ and another linear scale 13 to 15 of the linear scale 12 corresponding to the linear motor 8 to a predetermined, S _3, and S ₄ comparing, if there is a difference therebetween, the flow proceeds to step 235, the difference as the difference _{_{_{S 1 -S 2 = D 2,}}} S 1 -S 3 = D 3, S 1 -S 4 = D 4 The correction values D ₂ , D ₃ and D ₄ are calculated.
[0028]
Next, in step 240, reads the next position data and velocity data from the pattern data memory 22, the next step 250, corrects the command value of the linear motor 9 to 11 except linear A motor 8 is a specific motor . That is, for the speed command values K ₂ , K ₃ , K ₄ and the position command values R ₂ , R ₃ , R ₄ for the other linear motors 9 to 11, the correction values D ₂ , D ₃ , According to D ₄ , correction is performed using an arithmetic expression such that K ₂ + F · D ₂ = K ₂ , K ₃ + F · D ₃ = K ₃ , and K ₄ + F · D ₄ = K ₄ . Here, F is a coefficient. Further, the position command values R ₂ , R ₃ , and R ₄ are corrected using arithmetic expressions of R ₂ + D ₂ = R ₂ , R ₃ + D ₃ = R ₃ , and R ₄ + D ₄ = R ₄ .
[0029]
Then, the process returns to step 210 again, and the corrected speed command values K ₂ , K ₃ , K ₄ are output to the drivers 17 to 19 of the respective linear motors, and the positions of the linear scales 13 to 15 corresponding to the respective linear motors 9 to 11 are output. The linear motors 9 to 11 are controlled and driven so that the detection signals become the position command values R ₂ , R ₃ and R ₄ . Speed command value is not corrected for linear A motor 8 which is predetermined is outputted to the driver 16, it is driven and controlled. If it is determined in step 230 that the position detection values S ₂ , S ₃ , S _{4 of} the linear scales 13 to 15 corresponding to other motors are the same as the position detection value S ₁ of the linear scale 12 of the specific motor, Returning to step 200 again without performing correction, the next speed data and position data are read, and the linear motors 8 to 11 are driven and controlled in the same manner as described above.
[0030]
As described above, the linear motors 8 to 11 are driven and controlled, whereby the slide 4 and the upper die of the press machine move (up and down) in accordance with a program pattern designated in advance, and press working is performed. At this time, the linear motors 8 to 11 are driven and controlled so that the position detection values from the linear scales 12 to 15 corresponding to the respective motors are the same, so that an eccentric load is applied to the slide 4 during press working. Even in such a case, it is possible to prevent the slide 4 from inclining and to perform good pressing.
[0031]
In the above embodiment, four linear motors are used. However, two or more linear motors can be used. Further, the linear scale as the position detector can use another encoder or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a press machine showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the press.
FIG. 3 is a plan view of the press.
FIG. 4 is a block diagram of a control unit including a linear motor and a linear scale.
FIG. 5 is a process curve diagram of a program pattern for press working.
FIG. 6 is a flowchart showing a setting operation.
7 is a driving control process shown to the flowchart.
[Explanation of symbols]
1-body frame 4-slides 8-11-linear motors 12-15-linear scale 20-control unit 21-CPU
22-memory

Claims

本体フレームに対しスライドが往復移動可能に配設され、該スライドを往復駆動するために複数のリニアモータが該スライドの移動方向に向けて装着されたリニアモータプレス機の制御装置において、
前記本体フレーム内に移動フレームが複数のガイドポストと共に往復移動可能に配設され、該ガイドポスト上に前記スライドが固定され、該スライドの該ガイドポストの固定位置付近に且つ該各リニアモータに対応して複数のリニアスケールが、該スライドの移動位置を検出してその位置検出信号を出力するように該本体フレームとの間に装着され、該本体フレームと該移動フレーム間の該各ガイドポストの近傍に前記複数の各リニアモータが配置され、
該スライドが移動する際の行程曲線図に基づき単位時間毎に作成された位置データと速度データを順に記憶するパターンデータ記憶手段と、
運転時、該パターンデータ記憶手段から位置データと速度データを順に読み出し、該位置データの示す位置を目標位置として該速度データの示す速度で前記リニアモータを駆動制御する制御手段と、
予め決められた１台の前記リニアスケールからの位置検出データと他のリニアスケールからの位置検出データとの差を算出し、該差に基づいて該他のリニアスケールに対応したリニアモータ用の前記位置データと速度データの該差を少なくするように補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とするリニアモータプレス機の制御装置。In a control device of a linear motor press machine in which a slide is disposed so as to be capable of reciprocating with respect to a main body frame, and a plurality of linear motors are mounted in the direction of movement of the slide to reciprocate the slide.
A moving frame is disposed in the main body frame so as to be able to reciprocate together with a plurality of guide posts, and the slide is fixed on the guide posts, corresponding to each linear motor near the fixed position of the guide posts on the slide. A plurality of linear scales are mounted between the main body frame and the guide post between the main body frame and the moving frame so as to detect the moving position of the slide and output a position detection signal. Each of the plurality of linear motors is arranged in the vicinity,
Pattern data storage means for sequentially storing position data and speed data created per unit time based on a stroke curve diagram when the slide moves;
During operation, position data and speed data are sequentially read from the pattern data storage means, and a control means for driving and controlling the linear motor at a speed indicated by the speed data with a position indicated by the position data as a target position;
Calculating a difference between the position detection data from the position detection data and other Riniasuke Le from advance one said linear scale of which is determined, said linear motor corresponding to the another linear scale based on the difference Correction means for correcting so as to reduce the difference between the position data and the speed data;
A control apparatus for a linear motor press machine.