JP4034230B2

JP4034230B2 - Press machine

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Publication number: JP4034230B2
Application number: JP2003145870A
Authority: JP
Inventors: 泰彦田中; 正樹仙田
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: JP2004344946A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータによりクランク軸を回転駆動してスライドを昇降可能かつスライド下降中の加工領域でプレス成形可能なプレス機械に関する。
【０００２】
【背景技術】
フライホイールを有するプレス機械（特許文献１を参照）１０Ｗは、比較便宜のために簡易表示した図１８に示す如く、クランク機構（クランク軸１２、コンロッド１６）によりスライド１７を静止側のボルスタ２に対して昇降可能に形成されている。クランク軸１２は、メインギヤ１３，ギヤ５Ｇ，回転軸５Ｓ並びにクラッチ・ブレーキ装置（ブレーキ板６Ｂ，クラッチ板６Ｃ）を介してフライホイール７に連結されている。このフライホイール７は、駆動ベルト８，プリー３０Ｐを介して接続されたモータ３０Ｐ１（モータ軸３０Ｓ）により回転駆動される。７０Ｐ１はモータ駆動装置である。
【０００３】
すなわち、従来のフライホイール方式のプレス機械１０Ｗは、フライホイール７に蓄積された回転エネルギーを、クラッチ・ブレーキ装置（６Ｂ，６Ｃ）を介してクランク軸１２に選択的に伝達・分離し、プレス運転・停止をする構成となっている。クランク軸１２への回転動力は、ブレーキＯＦＦ・クラッチＯＮ状態でフライホイール７から伝達される。クラッチＯＦＦ・ブレーキＯＮ状態に切替えると、クランク軸１２への回転動力は遮断（プレス停止）される。
【０００４】
フライホイール７の回転エネルギーはプレス加工（成形）を実行する加工領域で放出され、回転数が低下する。そして、非加工領域で回転エネルギーが蓄積（回復）され回転数は元に戻る。かくして、大きなスライド加圧力（荷重値）を得ることができる。換言すれば、モータ３０Ｐ１の容量（パワー）を加工力（１００％）に比べて小さく（例えば、１０〜２０％）しても、円滑なプレス加工運転ができるわけである。
【０００５】
しかし、フライホイール７は一方向に回転し、クランク軸１２は一定速度で回転駆動（速度変更は可能であるが、加工途中での変更は不可。）されるものであるから、スライドモーション（クランク角―スライド位置）カーブがサイン波形状に固定化されるので、他の駆動機構（例えば、ナックル機構，リンク機構等）の場合と同様なスライドモーションカーブを採りえない。
【０００６】
そこで、本出願人は、クランク機構の利点（大荷重値発生，構造簡単，堅牢，低コスト等）を活用しつつ、クランク軸をモータで回転駆動するいわゆるサーボモータ駆動方式のプレス機械を先に提案（特願２００１−３８８８３５号）している。
【０００７】
比較便宜のために簡易表現した図１９において、かかる先提案のプレス機械１０Ｓ２［クランク軸１２（メインギヤ１３）］は、モータ３０Ｐ２（ギヤ３０Ｇ，モータ軸３０Ｓ）により正転、逆転、速度変化が自由に回転駆動され、回転駆動態様はモータ駆動制御部７０Ｐ２により選択・設定することができる。かくして、各種スライドモーションを切替使用可能であるから、プレス成形態様に対する適応性を拡大できるとともに、従来クランク機構方式のプレス機械１０Ｗの場合に比較してフライホイール７，クラッチ・ブレーキ装置（６Ｂ，６Ｃ）の一掃化ができるから、設備経済上や小型軽量化等の点でも優位である。クラッチ・ブレーキ装置の頻繁動作による短命化問題も生じることが無くなる。
【０００８】
また、サーボモータ駆動方式でかつ駆動機構がラックを含むスクリュー・ギヤ機構［１１，９，７，４（８）］から形成されたリンクモーションプレス（特許文献２を参照）も知られているが、このリンクモーションプレス機械（１０Ｓ１）は、先提案のプレス機械１０Ｓ２の場合よりも、精度が低く、加工態様に対する適応範囲が狭く、また大型・コスト高である。
【０００９】
なお、各モータ駆動制御部７０Ｐ１，７０Ｐ２の電源は、交流電源設備から供給される交流電源（元電源）ＡＣを利用して得た直流電源乃至再変換交流電源とされるのが一般的である
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−２７７７８４号公報（第２〜３頁、図１）
【特許文献２】
特開平１０−２４９５９０号公報（第３頁、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、サーボモータ駆動方式のプレス機械（１０Ｓ１，１０Ｓ２）においては、モータ回転動力を従来例（１０Ｗ）のようにフライホイール（７）に蓄積しておくことができないから、結果として、工場内の交流電源設備を大容量としなければならない。
【００１２】
すなわち、サーボモータ駆動方式のプレス機械（１０Ｓ１，１０Ｓ２）では、プレス成形時（例えば、図１２の時刻Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４、Ｔ５〜Ｔ６…加工領域）に加圧力（負荷）に応じた大きさの電流［図１２（Ａ）のＩｍａｘ］をモータ３０Ｐ２に供給しなければならないので、従来例（１０Ｗ）の場合に比較して１０倍程度の大きなモータ駆動電力を必要とする。それ以外の場合（時刻Ｔ２〜Ｔ３、Ｔ４〜Ｔ５、Ｔ６〜…非加工領域）においては、モータ３０Ｐ２に最小の電流［図１２（Ａ）のＩｍｉｎ］を流すだけでよい。
【００１３】
しかしながら、交流電源設備上は、常時必要としなくても、プレス成形時に最大電流（Ｉｍａｘ）を流さなければならないので、その最大電流を供給可能な容量を持つものとして構築しなければならい。つまり、設備経済的な負担が重く、基本電力料金が上がり、工場内レイアウトに影響を及ぼし、結果としてサーボモータ駆動方式のプレス機械（１０Ｓ２）の普及拡大を阻害する要因の一つであるといえる。複数台のプレス機械を有するプレス機械システムでは一段と大きな問題となる。また、例えば既存の交流電源設備の容量が小さいと、指定されたプレス速度での連続運転を安定して行うことが難しくなる。
【００１４】
本発明の目的は、電源電流ピーク値の抑制により交流電源設備の小型化および低コスト化を図りかつ指定されたプレス運転速度で連続的に安定したプレス成形を行えるサーボモータ駆動方式のプレス機械を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
ここに、本発明は、クランク軸１２が例えばＲ方向（図２０を参照）に１回転（３６０度旋回）する加工１サイクル時間に対して、実際にプレス加工（成形）する加工領域［クランク角度範囲θｗ（例えば３０度〜４５度）］に要する時間はその１／８〜１／１２でありかつ非加工領域（３１５度〜３３０度）用の時間（７／８から１１／１２）に比較して非常に短いことに着目し、モータ駆動電源装置内に電気回路的な電気エネルギー蓄積装置を設け、加工領域で要求される加圧エネルギー（電気エネルギー）を事前（非加工領域内）にかつゆっくりに蓄積しておき、加工時に一気に放出させることでプレス運転（加工領域）動作を実行可能に形成し、前記目的を達成するものである。
【００１６】
すなわち、請求項１の発明は、モータによりクランク軸を回転駆動してスライドを昇降可能かつスライド下降中の加工領域でプレス成形可能なプレス機械において、前記モータ用のモータ駆動電源装置を交流電源設備に接続された整流回路とこの整流回路に接続されたドライバー回路とから形成するとともに、整流回路とドライバー回路との間に前記加工領域における前記交流電源設備の電源電流ピーク値を抑制可能に形成された電気エネルギー蓄積装置を設け、この電気エネルギー蓄積装置が、正極・負極電路間に接続された電気エネルギー蓄積用のコンデンサと，正極電路に接続されたスイッチングトランジスタと，充電電流の値に応じてスイッチングトランジスタをＯＮ−ＯＦＦしつつ電気エネルギー蓄積制御を行なう電気エネルギー蓄積制御手段と，正極電路に接続された充電電流加速度を抑制するためのチョークトランスとを含み，非加工領域において充電しつつコンデンサに電気エネルギーを蓄積可能かつ加工領域においてコンデンサからドライバー回路側へ放電可能に形成されていることを特徴とするプレス機械であるので、プレス加工時の電源電流ピーク値を大幅に抑制することができるとともに一層の構造簡単・低コスト化を達成できる。
【００１８】
また、請求項２の発明は、前記コンデンサの充電電圧の値であって実行された実際加工１サイクル中の最も低い実際最低電圧値を検出する実際最低電圧値検出手段と、標準的な加工１サイクル中における標準最低電圧値を記憶する標準最低電圧値記憶手段と、検出された実際最低電圧値と記憶されている標準最低電圧値とを比較して当該実際加工におけるプレス負荷の余力度を判断しかつ判断結果を出力可能に形成されたプレス負荷余力判断出力手段とが設けられたプレス機械であるから、実際のプレス加工負荷に対する電気エネルギー蓄積量の余力度をオペレータに知らせることができる。
【００１９】
また、請求項３の発明は、前記コンデンサの充電電圧が規定電圧値に到達するまでに必要な規定充電時間を記憶する規定充電時間記憶手段と、前記コンデンサの充電電圧の値が規定電圧値に到達するまでに実際に必要とした実際充電時間を計測する実際充電時間計測手段と、計測された実際充電時間と記憶されている規定充電時間とを比較して実際充電時間が規定充電時間よりも設定時間以上短いと判断した場合に前記コンデンサが劣化している旨を出力可能に形成されたコンデンサ劣化判断出力手段とが設けられたプレス機械であるから、現時点におけるコンデンサ劣化度合をオペレータに知らせることができる。
【００２０】
さらに、請求項４の発明は、複数の小容量コンデンサを並列接続して中容量コンデンサを形成するとともに複数の中容量コンデンサを並列接続して前記コンデンサを構成し、中容量コンデンサを形成する小容量コンデンサの少なくとも１つが故障した場合に故障小容量コンデンサを含む当該中容量コンデンサを全体から切離す故障部切離手段が設けられたプレス機械であるから、一部の小容量コンデンサ（中容量コンデンサ）に不具合（故障…短絡等）が生じた場合でも、プレス加工を停止させずに続行させられる。
【００２１】
さらに、請求項５の発明は、前記コンデンサが、制動トルク（Ｋｇ・ｍ）をＴｂ，モータトルク（Ｋｇ・ｍ）をＴｍ，モータ内部損失定数をｋ，減速開始速度（ｒｐｍ）をＮ，静電容量（Ｆ）をＣおよび充電電圧（Ｖ）をＶｃｈとした場合に次の条件式［１．０２（Ｔｂ−ｋ×Ｔｍ）（Ｎ／２）≦（１／２）×（Ｃ×Ｖｃｈ×Ｖｃｈ）］を満たすものとされたプレス機械であるから、静電容量を必要的最小限とすることができる。
【００２２】
さらにまた、請求項６の発明は、モータによりクランク軸を回転駆動してスライドを昇降可能かつスライド下降中の加工領域でプレス成形可能なプレス機械において、前記モータ用のモータ駆動電源装置を交流電源設備に接続された整流回路とこの整流回路に接続されたドライバー回路とから形成するとともに、整流回路とドライバー回路との間でかつ正極・負極電路間に電圧変換装置と蓄電池とを含み前記加工領域における交流電源設備の電源電流ピーク値を抑制可能に形成された電気エネルギー蓄積装置を設けた、ことを特徴とするプレス機械であるから、請求項１の発明の場合と同様に電源電流ピーク値を大幅に抑制することができる。
【００２３】
【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。
【００２４】
（第１の実施の形態）
本プレス機械１０は、図１〜図７に示す如く、モータ３０用のモータ駆動電源装置（１００，７２Ｂ）が交流電源設備２００に接続された整流回路１００とこの整流回路に接続されたドライバー回路７２Ｂとから形成され、整流回路とドライバー回路との間に加工領域（図２０のθｗ）における交流電源設備２００の電源電流ピーク値（Ｉａｃｐ）を抑制可能に形成された電気エネルギー蓄積装置１１０を設けた構成とされている。
【００２５】
確認的に、本プレス機械１０の基本的構成・機能は、図１９に示した先提案例（１０Ｓ２）の場合と同様に、モータ３０によりクランク軸１２を回転駆動してスライド１７を昇降可能かつスライド下降中の加工領域でプレス成形可能である。
【００２６】
図１において、プレス機械１０の駆動機構は、クランク軸１２等を含むクランク機構１１から構成されている。このクランク軸１２は、軸受１４，１４に回転自在に支持されかつモータ３０にはギヤ（メインギヤ１３，ピニオン３０Ｇ…減速機構）を介して間接的に連結されている。減速比γは１／７である。かかるギヤ（減速機構３０Ｇ，１３）を介せば、一段と高いスライド荷重値を得ることができる。なお、クランク軸１２にモータ３０を直結しても実施することができる。
【００２７】
図１に示すモータ３０は、サーボモータ駆動方式とするためのＡＣ（交流）サーボモータから形成され、冷却ファン３０Ｆが一体的に設けられている。モータ３０は、この第１の実施の形態の場合は、定格最大出力が２００ｋＷとされている。モータ軸３０Ｓの回転停止状態は、停止状態保持ブレーキ１９の働きによってその状態を保持（ロック）することが可能である。なお、モータ３０はＤＣ（直流）サーボモータや永久磁石もブラシも有しないレラクタンスモータ等から形成してもよい。
【００２８】
駆動機構（１１）の一部を構成するコンロッド１６は、上端部がクランク軸１２の偏心部に被嵌装着され、下端部はスライド１７内の球面軸受部材（図示省略）に回転可能に嵌装されている。なお、クランク機構を具備する従来プレス機械（１０Ｗ）の場合のように、コンロッド１６とスライド１７との間に、油圧放出型の過負荷防止装置が設けられてはいない。
【００２９】
なぜならば、この実施の形態では、モータ３０の駆動電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を利用して算出したスライド荷重値を監視して荷重値過大に至る以前にプレス停止可能に形成してあるからである。過負荷防止装置の一掃化も、プレス機械１０自体の機械軽量化，小型化およびコスト低減化に有効である。
【００３０】
スライド１７は、図１に示す如く、プレスフレーム１に上下方向に摺動自在に装着されている。クランク軸１２を回転駆動すれば、コンロッド１６を介してスライド１７を昇降駆動することができる。金型はスライド１７側の上型とボルスタ２側の下型とからなる。
【００３１】
さて、ＡＣサーボモータ（３０）の図３に示す各相Ｕ，Ｖ，Ｗのモータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに対応する各相電流信号Ｕｉ，Ｖｉ，Ｗｉは、電流検出部７３によって検出される。また、モータ３０には、図１〜図３に示すエンコーダ３５が連結されている。
【００３２】
このロータリーエンコーダ３５は、原理的には多数の光学的スリットと光学式検出器とを有し、図３のモータ３０（クランク軸１２）の回転角度θｍを出力するが、この第１の実施の形態では、クランク角度θｍ（パルス信号）をスライド１７の上下方向位置相当信号ＰＴ（パルス信号）に変換して出力する信号変換器（図示省略）を含むものとされている。
【００３３】
図１，図２に示すように、プレス機械１０のクランク軸１２には、モータ３０とクランク軸１２との間に減速機構（３０Ｇ，１３）が介装されていることから、これに対応させるために検出軸１２Ｓを介してスライド位置（スライド移動速度）検出用のエンコーダ３７を設けてある。このエンコーダ３７の基本的構成・機能は、モータ回転駆動制御用のエンコーダ３５の場合と同様である。
【００３４】
図２，図３において、プレス機械１０の設定選択指令駆動制御部は、設定選択指令部と位置速度制御部６０とモータ駆動制御部７０とから形成されている。なお、位置速度制御部６０とモータ駆動制御部７０とを一体形成することもできる。
【００３５】
図２において、コンピュータ８０は、ＣＰＵ（時計機能を含む）８１，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８３，メモリ（電磁誘導体メモリ）８３Ｍ，操作部（ＰＮＬ）８４，表示部（ＩＮＤ）８５，入出力ポート（Ｉ／Ｏ）９２，９３，９５，９６およびインターフェイス（Ｉ／Ｆ）８７，８８，８９を含み、プレス機械１０についての設定選択指令部等を構成するとともに、この実施の形態ではプレス機械全体の監視部をも形成する。
【００３６】
ＲＯＭ８２には各種の制御プログラムや固定値情報等が格納され、ＲＡＭ８３は主にワークメモリとして働く。メモリ８３Ｍには、規定充電時間記憶手段８３ＭＴ，設定時間記憶手段８３ＭＴＳ，標準最低電圧値記憶手段８３ＭＶおよび余力度判断情報記憶手段８３ＰＬが設けられている。
【００３７】
インターフェイス（Ｉ／Ｆ）８７は図２，図３に示す位置指令信号（ＰＴｓ）の出力用で、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）８８は自機（１０）のスライド速度（位置）相当信号（θｋ）の検出用で、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）８９は停止状態保持ブレーキ１９の制御信号用である。
【００３８】
また、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）９２，９３，９５，９６には、それぞれ、音色切換型の電子ブザー（ＢＺＲ）８６，ヒューズ断（故障）信号Ｓｆｄを生成出力可能なスイッチ一体型ヒューズ１２５，充電電流Ｉｃｈを検出して出力する電流センサー１５０，充電電圧Ｖｃｈを検出して出力する電圧センサー１６０が接続されている。
【００３９】
なお、コンピュータ８０は、自機（１０）の状況判断便宜のために表示部８５に各種情報（例えば、クランク角度θｋ，スライド位置ＰＴ，スライド移動速度，加速度，荷重値等）の全てまたは操作部８４を用いて選択された一部を、表示出力可能に形成されている。
【００４０】
クランク軸１２の回転角度（クランク角度）θｋはエンコーダ３７で検出され、スライド位置ＰＴはクランク軸１２の偏心量，コンロッド１６の長さ，クランク角度θ等を利用し算出される。また、スライド移動速度や加速度は、スライド位置（ＰＴ）情報を利用して算出され、荷重値はモータ３０の駆動電流を換算して求められる。
【００４１】
表示部８５への表示出力態様は、デジタル数値やグラフィック曲線等として行える。かくして、プレス運転中の成形状況を迅速かつ正確に把握できるので、高品質製品を能率よく、しかも安全に生産することに大きく貢献できる。
【００４２】
かかる各表示出力情報はメモリ（メモリ８３Ｍや図示しないハードディスク装置等）に記憶保持しておくことができる。さらに、各値に対する閾値を設定しておき、警告やプレス停止させるように利用することができる。
【００４３】
以下では、各種の固定情報，制御プログラム，演算（算出）式等は、ＲＯＭ８２に固定的に格納されまたはメモリ８３Ｍに書換え可能に記憶保持されているものとして説明するが、これらは書換え可能な記憶保持型の他メモリやハードディスク装置（ＨＤＤ）等に格納させておくように形成してもよい。
【００４４】
設定選択指令部（８０）は、速度設定器（８４），モーションパターン選択器（８１，８２）およびモーション指令部（８１，８２）を含み、位置速度制御部６０に図３に示す設定スライド位置信号（設定選択モーション指令信号）ＰＴｓを出力可能に形成されている。
【００４５】
操作部８４と，スライドモーションパターンやパターン選択制御プログラムを格納させたＲＯＭ８２と，ＣＰＵ８１とから形成されたモーションパターン選択器を用いて、予め設定記憶された複数のモーションパターン（経過時間ｔ−スライド位置ＰＴ）［または、クランク角度θｋ−スライド位置ＰＴ］の中から希望のモーションパターン（ｔ−ＰＴカーブ）を選択することができる。選択されたモーションパターンは、速度設定器を用いて設定されたモータ回転速度（乃至ｒｐｍ…スライド速度）［いわゆるスライドストローク数（ＳＰＭ）］とともにモーション指令部に出力される。
【００４６】
速度設定器は、操作部８４から形成され、モータ３０の回転速度［例えば、４５５ｒｐｍ（×減速比γ）］を“手動”で設定することができる。“自動”を選択した場合には、予め選択設定されていた最高回転速度［例えば、６５ｒｐｍ（×減速比γ）］が選択されたものとして取扱われる。なお、速度設定器をＳＰＭ設定器としてＳＰＭを直接設定するように形成してもよい。
【００４７】
モーション指令プログラムを格納させたＲＯＭ８２およびＣＰＵ８１から形成されたモーション指令部は、位置パルスの払出し方式構造で、選択されたモーションパターンに則り位置指令パルスＰＴｓを出力する。
【００４８】
例えば、速度設定器を用いて設定されたモータ回転速度が４５０ｒｐｍ（γ＝１／７）で、エンコーダ３５から１回転（３６０度）当りに出力されるパルス数が１００万パルスで、払出しサイクルタイムが５ｍＳである場合は、１サイクル（５ｍＳ）毎に出力されるパルス数は、３７５００パルス［＝（１００００００×４５０）／（６０）×０．００５］となる。
【００４９】
なお、速度設定器，モーションパターン選択器およびモーション指令部は、各コンピュータ８０に接続可能なセッター，ロジック回路，シーケンサ等から構成してもよい。
【００５０】
図３において、位置速度制御部６０は、位置比較器６１，位置制御部６２，速度比較器６３，速度制御部６４を含み、電流制御部７１に電流指令信号Ｓｉを出力可能に形成されている。なお、速度検出器３６は、図示上の便宜性から位置速度制御部６０に含めた形で表現した。
【００５１】
まず、位置比較器６１は、モーション指令部（８０）［位置指令信号出力用インターフェイス８７］から入力されたスライド位置信号（目標値信号）ＰＴｓとエンコーダ３５（減速比γを勘案すれば、３７を利用しても実施することができる。）で検出された実際のスライド位置フィードバック信号ＦＰＴ［θｍ＝（１／γ）・θｋ］とを比較して、位置偏差信号△ＰＴを生成出力する。
【００５２】
位置制御部６２は、位置比較器６１からの位置偏差信号△ＰＴに対応する速度指令信号Ｓｐを生成出力する。すなわち、入力された位置偏差信号△ＰＴを累積し、それに位置ループゲインを乗じ、速度信号Ｓｐを生成出力する。速度比較器６３は、この速度信号Ｓｐと速度検出器３６からの速度信号（速度フィードバック信号）ＦＳとを比較して、速度偏差信号△Ｓを生成出力する。
【００５３】
速度制御部６４は、速度比較器６３からの速度偏差信号△Ｓに速度ループゲインを乗じ電流指令信号Ｓｉを生成して電流制御部７１に出力する。この電流指令信号Ｓｉは、実質的にはトルク指令信号である。
【００５４】
次に、モータ駆動制御部（モータ駆動制御回路）７０は、電流制御部７１とＰＷＭ制御部（ドライバー部）７２と相信号生成部４０とから構成されている。
【００５５】
電流制御部７１は、速度制御部６４から出力されたトルク指令信号Ｓｉと相信号生成部４０から出力された各相信号Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐとの乗算により各相用の目標電流信号を生成しかつ生成された目標電流信号と検出されたモータ電流信号とをそれぞれに比較して各相用の電流偏差信号を生成出力する。
【００５６】
詳しくは、図４に示す各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）用の電流制御部７１Ｕ，７１Ｖ，７１Ｗからなる。例えばＵ相電流制御部７１Ｕは、電流指令信号（トルク信号相当）ＳｉとＵ相信号Ｕｐとを乗算してＵ相目標電流信号Ｕｓｉを生成し、引続きＵ相目標電流信号Ｕｓｉと実際のＵ相電流信号Ｕｉとを比較してＰＷＭ変調指令としての電流偏差信号（Ｕ相電流偏差信号）Ｓｉｕを生成出力する。他のＶ，Ｗ相電流制御部７１Ｖ，７１Ｗでも、Ｖ，Ｗ相電流偏差信号Ｓｉｖ，Ｓｉｗが生成出力される。
【００５７】
この電流制御部７１に入力される相信号Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐは、相信号生成部４０で生成される。つまり、相信号生成部４０は、モータ駆動用電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの流れるパターンを順次に切換えるための各相ごとの相信号Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐをエンコーダ３５の検出信号に基づき生成出力する。モータ相電流検出器（図示省略）は、各相電流（値）信号Ｕｉ，Ｖｉ，Ｗｉを検出して電流制御部７１へフィードバックする。
【００５８】
ＰＷＭ制御部７２は、図６のアイソレーション回路７２Ａと図７に示すドライバー回路７２Ｂとを含み、各相用の電流偏差信号Ｓｉｕ，Ｓｉｖ，Ｓｉｗに対応するＰＷＭ制御信号を生成するとともに各相用ＰＷＭ制御信号（＋Ｕ，＋Ｖ，＋Ｗ）、（−Ｕ，−Ｖ，−Ｗ）に応じた三相駆動電圧Ｓｐｗｍｕ，Ｓｐｗｍｖ，Ｓｐｗｍｗを出力する。
【００５９】
すなわち、ＰＷＭ制御部７２は、図５（Ａ）に示す如く三角波のキャリア信号と電流偏差信号Ｓｉｕとを比較してパルス幅（Ｗｐ）を変調し図５（Ｂ）に示す点弧信号であるＰＷＭ制御信号（例えば、＋Ｕ，−Ｕ）を生成する回路（図示省略）と、このＰＷＭ制御信号（＋Ｕ，−Ｕ）に対応するトランジスタの点弧信号であるＰＷＭ信号（＋ｕ，−ｕ）を生成する図６のアイソレーション回路７２Ａと、各相ごとのＰＷＭ信号（＋ｕ，＋ｖ，＋ｗ）、（−ｕ，−ｖ，−ｗ）に応じた三相駆動電圧Ｓｐｗｍｕ，Ｓｐｗｍｖ，Ｓｐｗｍｗを出力する図７のドライバー回路７２Ｂとからなる。
【００６０】
つまり、図３の電流制御部７１から出力される各相用の電流偏差信号Ｓｉｕ，Ｓｉｖ，ＳｉｗからＰＷＭ変調されたＰＷＭ制御信号（＋Ｕ，＋Ｖ，＋Ｗ）、（−Ｕ，−Ｖ，−Ｗ）に応じた三相駆動電圧Ｓｐｗｍｕ，Ｓｐｗｍｖ，Ｓｐｗｍｗを生成出力し、その結果ドライバー回路７２Ｂからモータ３０にモータ駆動用電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを流すことができる。
【００６１】
ドライバー回路７２Ｂは、図７に示す如く、一方側と他方側とに直列配設された各相用各１対のトランジスタ等を含むインバータ回路から形成され、ＰＷＭ信号（＋ｕ，＋ｖ，＋ｗ）、（−ｕ，−ｖ，−ｗ）でＯＮ／ＯＦＦ制御され三相駆動電圧Ｓｐｗｍｕ，Ｓｐｗｍｖ，Ｓｐｗｍｗを出力し、モータ３０の各相コイルに各モータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをそれぞれに流すことができ、モータ３０を回転駆動することができる。
【００６２】
図７において、ドライバー回路７２Ｂは、全波整流方式の整流回路１００とともにモータ駆動電源装置を構成する。各相用の整流ダイオードＤを含む整流回路１００は、元電源［３相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）交流電源］を供給する交流電源設備２００に交流電源電圧Ｖａｃを昇圧する昇圧トランス２１０、ノーヒューズブレーカー２２０およびマグネットコンタクタ２３０（ａ接点２３１ａ）を介して接続されている。
【００６３】
ここにおいて、電気エネルギー蓄積装置１１０は、図７に示す如く、正極電路１０１・負極電路１０５との間に接続された電気エネルギー蓄積用のコンデンサ（キャパシタ）１２０と，正極電路１０１に接続されたスイッチングトランジスタ（電流制限トランジスタ）１１１と，充電電流Ｉｃｈの値に応じてスイッチングトランジスタ１１１をＯＮ−ＯＦＦしつつ電気エネルギー蓄積制御を行なう電気エネルギー蓄積制御手段１１２と，正極電路１０１に接続された充電電流加速度を抑制するためのチョークトランス１１８とを含み，非加工領域において充電しつつコンデンサ１２０に電気エネルギーを蓄積可能かつ加工領域においてコンデンサからドライバー回路７２Ｂ側へ放電可能に形成されている。
【００６４】
なお、正・負極電路（１０１・１０５）間に接続されたダイオード１１７も電気エネルギー蓄積装置１１０の一部を構成するものとしてもよい。ダイオード１１７は、従来例（１０Ｗ）のフライホイールによる回転エネルギー蓄積と同様な電気エネルギーの蓄積作用に係るからである。
【００６５】
また、正・負極電路（１０１・１０５）間には、マグネットコンタクタ２３１のｂ接点２３１ｂと放電抵抗１４０とが直列接続されている。電圧センサー１６０も設けられている。電流センサー１５０は正極電路１０１でチョークトランス１１８の後方に設けられている。
【００６６】
電気エネルギー蓄積制御手段１１２は、図８に示す如く、コンパレータ（ＣＯＭＰ）１１２Ｃが電流センサー１５０で検出された充電電流Ｉｃｈの値と電流設定器１１６に設定された設定電流値Ｉｓｅｔとを比較して充電電流Ｉｃｈの値が設定電流値Ｉｓｅｔを超えた場合にスイッチングトランジスタ１１１をＯＦＦし、充電電流Ｉｃｈの値が設定電流値Ｉｓｅｔ以下に低下した場合にＯＮさせ、この繰返しによりコンデンサ１２０に電気エネルギーを蓄積するように制御する。なお、モータ３０の駆動時は、モータ駆動電力供給制御手段としても働く。
【００６７】
また、電気エネルギー蓄積制御手段１１２は、電圧センサー１６０で検出された充電電圧Ｖｃｈの値が電圧選択器（ＶＳＴ）１１３を用いて選択された選択電圧値Ｖｓｅｌ以上になったとき（または、Ｌレベルの充電拒否信号Ｓ１が出力されたとき）に発生される充電制御終了指令信号（例えば、Ｌレベル。）Ｓ２によって蓄積制御を終了する。なお、信号Ｓ２がＨレベルの場合は、充電制御開始指令信号となる。
【００６８】
つまり、充電制御始終指令信号発生器（Ｓ２ＧＴＲ）１１４は、充電電圧Ｖｃｈの値の大小に関係なく、第１優先信号として決められた充電許否信号Ｓ１が例えばＨレベル（充電許可信号）の場合に充電制御開始指令信号（Ｈレベル）Ｓ２を優先出力し、Ｌレベル（充電拒否信号）の場合に充電制御終了指令信号（Ｌレベル）Ｓ２を優先出力するように形成されている。
【００６９】
また、電流設定器（ＩＳＥＴＲ）１１６に設定される設定電流値Ｉｓｅｔは、電流選択器（ＩＳＴ）１１５を用いて選択された選択電流値Ｉｓｅｌと等しい。電流選択器１１５は、この実施の形態の場合、標準電流値，１．５倍電流値および２倍電流値のいずれかを選択可能に形成されている。プレス加工能力を切換え可能とするためである。
【００７０】
チョークトランス１１８は、充電電流Ｉｃｈ（この実施の形態では、直流電流Ｉｄｃ）の加速抑制つまりは電流制限作用により、結果として交流電源設備２００の電源電流ピーク値を抑制（低減化）するために設けられている。つまり、整流回路１００とドライバー回路７２Ｂとの間でかつコンデンサ１２０の前段（整流回路１００）側の正極電路１０１に接続され、直流リアクトル（直流回路に挿入されたリアクトル）として働く。この実施形態では、鉄心入りのコイル巻線型である。
【００７１】
なお、チョークトランス１１８のインダクタンスＬの値は、電源電流ピーク値Ｉａｃｐの抑制を第一義としてそのを選択（例えば、５０ｍＨ）されるが、製品種別や品質等に対応するものとして指定されたプレス負荷および生産性を満たすものとして指定されるプレス運転速度（ｓｐｍ）を順守する点も加味される。したがって、チョークトランス１１８は、例えばインダクタンス値可変型の直流リアクトル等から形成してもよい。
【００７２】
電気エネルギー蓄積装置１１０の主要部を構成するコンデンサ１２０は、電解コンデンサ（Ｃ）から形成されている。なお、電解コンデンサの経時的容量抜けに対するバックアップ（監視機能）用としての劣化判断出力機能については詳細後記する。
【００７３】
かくして、電気エネルギー蓄積装置１１０としては、充電許可信号（Ｈレベル）Ｓ１が入力されると、電気エネルギー蓄積制御手段１１２が働きスイッチングトランジスタ１１１をＯＮする。すると、直流電流Ｉｄｃが流れかつチョークトランス１１８で電流制限された充電電流Ｉｃｈが流れる。すなわち、図１０に示すＯＮ時経路（整流回路１００→スイッチングトランジスタ１１１→チョークトランス１１８→コンデンサ１２０）ＲＴ１でコンデンサ１２０に電気エネルギーが蓄積される。
【００７４】
充電電流Ｉｃｈが大きくなりスイッチングトランジスタ１１１がＯＦＦされると、図１１に示すＯＦＦ時経路（チョークトランス１１８→コンデンサ１２０→ダイオード１１７）ＲＴ２で充電電流Ｉｃｈが流れ、コンデンサ１２０に電気エネルギーが蓄積される。
【００７５】
すなわち、スイッチングトランジスタ１１１のＯＦＦ状態では、チョークトランス１１８に残留した磁力のエネルギーの放出によりコンデンサ１２０に充電する。この際、充電電流Ｉｃｈの値は次第に低下するものの継続して流れる。充電電流Ｉｃｈの値が設定電流値Ｉｓｅｔ以下に低下したらスイッチングトランジスタ１１１が再びＯＮされる。かくして、回路的応答遅れによる僅かな振動成分を含んだほぼ一定の電流（Ｉｃｈ）でコンデンサ１２０に充電できるわけである。
【００７６】
したがって、プレス加工時のモータ駆動電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）はコンデンサ１２０から一気に放出供給されるので、チョークトランス１１８の電流制限効果も相俟って、図１２（Ｂ）に示すようにピーク電流値（Ｉｃｈｐ）を著しく抑制（軽減化）することができる。図１２（Ａ）に示した電気エネルギー蓄積装置（１１０）を設けない従来例（１０Ｗ）方式に比較すれば、ピーク電流値（充電電流ピーク値Ｉｃｈｐ）は交流電源電流Ｉａｃのピーク値（電源電流ピーク値Ｉａｃｐ）の抑制（軽減化）に直結するから、結果として交流電源設備２００の小型軽量化、低コスト化を大幅に促進できると理解される。
【００７７】
ここに、コンデンサ１２０の静電容量は、最大プレス加工力に対応するモータ３０のトルクを出力するために必要十分な電気エネルギー量ＰＷＲを一気に放出可能かつ帯電電圧Ｖｃｈが図１３の標準最低電圧値ＳＬＶｃｈ以上に保持可能な値として決められる。例えば、ＰＷＲ（Ｊ）＝１／２（Ｃ×Ｖｃｈ×Ｖｃｈ）として、コンデンサ１２０の静電容量（Ｆ）を決める。
【００７８】
この実施の形態では、条件式［１．０２（Ｔｂ−ｋ×Ｔｍ）（Ｎ／２）≦（１／２）×（Ｃ×Ｖｃｈ×Ｖｃｈ）］を満たすものとして選択されている。Ｔｂは制動トルク（Ｋｇ・ｍ）、Ｔｍはモータトルク（Ｋｇ・ｍ）、ｋはモータ内部損失定数、Ｎは減速開始速度（ｒｐｍ）、Ｃはコンデンサ容量（Ｆ）で、Ｖｃｈは充電電圧［コンデンサ耐圧特性用の直流回路電圧としてもよい。］である。
【００７９】
例えば、Ｔｂ＝１００Ｋｇ・ｍ、Ｔｍ＝２００Ｋｇ・ｍ、ｋ＝０．２２、Ｎ＝５００ｒｐｍおよびＶｃｈ＝３８０Ｖ（交流電源電圧が２００Ｖの場合）とすれば、およそＣ＝０．２Ｆになる。また、交流電源電圧が４００Ｖの場合には、Ｖｃｈ＝７６０Ｖとする。
【００８０】
この第１の実施の形態では、昇圧トランス２１０で交流電源電圧Ｖａｃ（例えば、２００Ｖ）を２５％昇圧するので、充電電圧Ｖｃｈも２５％相当アップするから、充電電圧Ｖｃｈの二乗効果によりコンデンサ１２０への蓄積電気エネルギーを５６％アップすることができるわけである。
【００８１】
ここにおいて、コンデンサ１２０は、図９に示す如く、複数（Ｎ…５以上が好ましい。）の中容量コンデンサ１２１Ａ，１２１Ｂ，…，１２１Ｎを並列接続して構成されている。５分割（Ｎ＝５）した場合の各中容量コンデンサ１２１Ａ，１２１Ｂ，…，１２１Ｎの静電容量は０．０４Ｆとなる。
【００８２】
各中容量コンデンサ１２１Ａ，１２１Ｂ，…，１２１Ｎは、複数（ｎ…例えば１００以上）の小容量コンデンサ１２２（Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎ）を並列接続して形成されている。しかも、各中容量コンデンサ（例えば、１２１Ａ）を形成する小容量コンデンサ１２２（Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎ）の少なくとも１つが故障（短絡）した場合に、故障小容量コンデンサを含む当該中容量コンデンサ１２１Ａを全体（１２０…１２１Ｂ，１２１Ｃ，…，１２１Ｎ）から切離す故障部切離手段（１２５）が設けられている。
【００８３】
この故障部切離手段は、図９のスイッチ一体型ヒューズ（例えば、１２５Ａ）から形成されている。このスイッチ一体型ヒューズ（例えば、１２５Ａ）は、１つの小容量コンデンサ１２２（例えば、Ｃ１）が故障（短絡）した場合にヒューズ１２５Ｆを溶断して当該中容量コンデンサ１２１Ａを全体（１２０…１２１Ｂ，１２１Ｃ，…，１２１Ｎ）から切離すとともに、内蔵スプリング（図示省略）が働きスイッチ１２５ＳをＯＮさせてヒューズ断信号Ｓｆｄを出力することができる。
【００８４】
つまり、コンデンサ１２０を複数個のユニット（１２１Ａ，１２１Ｂ，…，１２１Ｎ）で構成し、コンデンサ故障（コンデンサ短絡）が発生したときに不具合（故障）発生ユニット（１２１）をシステム（１２０）から切離し、プレス運転を続行可能とする安全装置として付加されている。
【００８５】
そして、図２に示す入出力ポート９３を介してヒューズ断信号Ｓｆｄを受信すると、ヒューズ断警報制御手段（ＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２）が、ヒューズ断の警報をする。警報は、ブザー８６の鳴動通報の他、表示部８５による表示通報によりなされる。
【００８６】
なお、図９では、各スイッチ１２５Ｆが１つの信号電路に並列接続されているが、これを各信号電路にそれぞれ接続することなどにより、どの中容量コンデンサ１２１に故障（短絡）が生じたかを明示可能に形成することができる。
【００８７】
かくして、１つのコンデンサ１２０を用いた場合におけるコンデンサ故障によるプレス運転の全面停止という状態を回避できる。つまり、上記の場合には当該時におけるプレス負荷（１００％）をその８０％に下げることで、プレス加工を継続して行える。
【００８８】
さて、このプレス機械１０では、取扱の容易化、連続かつ安定したプレス運転の確保、プレス運転態様の拡大、製品の精度維持、生産性の向上等々を企図して現在（実際）のプレス運転に関する能力的余裕度およびコンデンサ１２０の劣化度合（静電容量の低下）の監視・通知機能を設けてある。
【００８９】
能力的余裕度の監視・通知のために、実際最低電圧値検出手段（８１，８２）と標準最低電圧値記憶手段８３ＭＶとプレス負荷余力判断出力手段（８１，８２）とを設けてある。
【００９０】
従来例（１０Ｗ）ではフライホイール（７）に大きな回転エネルギー（１回のプレス加工に要するエネルギーの５〜１０倍）を蓄積していたが、本願発明（１０）において同等の大きなエネルギーをコンデンサ１２０で賄うことはコスト的、構造的な負担が大きく実現が至難である。
【００９１】
一方、プレス加工に伴いコンデンサ１２０から一気に当該１回分のモータ駆動電力（電気エネルギー）を供給可能に構築した本願発明（１０）の場合は、比較的に、過負荷に対する余力が小さいと言える。かくして、過負荷が生じ易く、しかも過負荷ではプレス加工運転を停止しなければならない。
【００９２】
プレス加工終了時に充電電流Ｉｃｈ以上の電気エネルギーが消費されるから、充電電圧Ｖｃｈは最の低下する。そこで、負荷（モータ３０）で一定期間（プレス加工）に消費した程度（負荷状態）を、余裕度としてモニター（監視）可能に形成してある。
【００９３】
実際最低電圧値検出手段は、実際最低電圧値検出制御プログラムを格納させたＲＯＭ８２とこれを実行するＣＰＵ８１とから構成され、図７に示す電圧センサー１６０から出力されかつ図２の入出力ポート９６を介して入力された充電電圧Ｖｃｈを監視して、実行された実際加工１サイクル中の最も低い実際最低電圧値ＡＬＶｃｈ（図１３を参照）を検出する（図１４でＳＴ２０）。検出された実際最低電圧値ＡＬＶｃｈは、情報記憶制御手段（８１，８２）によってＲＡＭ８３のワークエリアに一時記憶される。
【００９４】
なお、実際最低電圧値検出手段は、充電電圧Ｖｃｈの値をラッチ更新しかつその最低値をホールドするラッチ型回路（ハードウエア）から形成してもよい。
【００９５】
標準最低電圧値記憶手段８３ＭＶは、標準的な加工１サイクル中における標準最低電圧値ＳＬＶｃｈ（図１３を参照）を記憶する。この標準最低電圧値ＳＬＶｃｈは、標準的な加工力（負荷）でプレス加工した場合におけるコンデンサ１２０の帯電電圧Ｖｃｈの最低値として設定記憶される。操作部８４のキー操作により値ＳＬＶｃｈ自体は設定変更することができる。
【００９６】
プレス負荷余力判断出力手段は、プレス負荷余力判断出力制御プログラムを格納させたＲＯＭ８２とこれを実行するＣＰＵ８１とから構成され、検出された実際最低電圧値ＡＬＶｃｈと記憶されている標準最低電圧値ＳＬＶｃｈとを比較して、当該実際加工におけるプレス負荷の余力度を判断しかつ判断結果を出力する。
【００９７】
詳しくは、プレス負荷余力判断出力手段（８１，８２）は、図１４のＳＴ１１において標準最低電圧値記憶手段８３ＭＶから読み出された標準最低電圧値ＳＬＶｃｈと検出された実際最低電圧値ＡＬＶｃｈとを比較（ＳＴ１２、ＳＴ１４）して、この実施の形態では図１３（Ａ）に示すケース１［ＡＬＶｃｈ≧（ＳＬＶｃｈの７５％）］である場合（ＳＴ１２のＹＥＳ）に「余力有」と判断して出力する。また、ケース２［（ＳＬＶｃｈの７５％）＞ＡＬＶｃｈ≧（ＳＬＶｃｈの５０％）］である場合（ＳＴ１４のＹＥＳ）に「余力無」と判断して出力する。そして、ケース３［（ＳＬＶｃｈの５０％）＞ＡＬＶｃｈ］である場合（ＳＴ１２でＮＯ、ＳＴ１４でＮＯ）に「過負荷」と判断して出力する。
【００９８】
なお、上記７５％以上、５０％以下等の情報は、余力度判断情報として図２の余力度判断情報記憶手段８３ＰＬに予め設定記憶（設定変更可能）されている。
【００９９】
かくして、プレス負荷余力度通知制御手段（８１，８２）は、プレス負荷余力判断出力手段（８１，８２）から「余力有」の判断出力があると表示部８５にその旨を表示（例えば、青色文字や青色ランプの点灯）してオペレータに通知する（ＳＴ１３）。「余力無」判断出力があると表示（例えば、黄色文字や黄色ランプの点灯）して通知する（ＳＴ１５）。さらに、「過負荷」の判断出力があると表示部８５にその旨を表示（赤色文字や赤色ランプの点灯）して通知する（ＳＴ１６）。なお、ブザー８６を利用した監視・通知に構築してもよい。
【０１００】
また、「余力無」通知の場合には、オペレータは当該プレス加工を無難に続行できるとの確信をもつことができる。また、当該プレス加工の場合に比較して大きな加工力に切換えたプレス運転は難しいと認識できる。つまり、余力のある加工範囲を明確化できる。
【０１０１】
一方、「余力有」通知の場合にはこれを指針として、例えばプレス速度を高くあるいはダイハイトを大きく設定し直して生産性を向上やプレス加工態様の変更拡大をすることができる。「過負荷」通知の場合には、例えばプレス速度を今までよりも低くあるいはダイハイトを小さく設定し直しなおす目安になる。また、コンデンサ１２０の劣化や故障の有無をチェックする必要もある。このように、妥当性あるプレス運転を行えかつ取扱が極めて簡単になる。
【０１０２】
次に、自動的なコンデンサ１２０の劣化度合を監視・通知可能とするために規定充電時間記憶手段８３ＭＴと実際充電時間計測手段（８１，８２）とコンデンサ劣化判断出力手段（８１，８２）とが設けられている。すなわち、コンデンサ１２０の蓄積容量の減少変化を判断する手段を設けた。
【０１０３】
一定の充電電流Ｉｃｈで充電した場合に、コンデンサ１２０の充電電圧Ｖｃｈが所定の値（規定電圧値ＳＶｃｈ）に至るまでの充電時間Ｔｃｈは、コンデンサ１２０の静電容量によって変化する。つまり、コンデンサ劣化（静電容量の低下）は、図１５に点線で示したように充電時間Ｔｃｈの短縮化として現れることに着目し、充電時間の変化からコンデンサ１２０の劣化度を判断可能にしたのである。
【０１０４】
規定充電時間記憶手段８３ＭＴは、図１５を参照して、コンデンサ１２０の充電電圧Ｖｃｈが規定電圧値ＳＶｃｈに到達するまでに必要な規定充電時間ＳＴｃｈを記憶する。操作部８４のキー操作によりその値（ＳＶｃｈ、ＳＴｃｈ）自体は設定変更することができる。
【０１０５】
実際充電時間計測手段は、実際充電時間計測制御プログラムを格納させたＲＯＭ８２とこれを実行するＣＰＵ８１とから構成され、図７に示す電圧センサー１６０から出力されかつ図２の入出力ポート９６を介して入力された充電電圧Ｖｃｈを監視して、コンデンサ１２０の充電電圧Ｖｃｈの値が規定電圧値ＳＶｃｈに到達するまでに実際に必要とした実際充電時間ＡＴｃｈを計測する（図１６のＳＴ２１）。時間計測はＣＰＵ８１内の時計機能による。
【０１０６】
また、この計測は、充電開始ＯＫ（図８の充電許可信号Ｓ１が出力された以降）の場合（ＳＴ２０でＹＥＳ）に開始され、充電終了済（図８の充電拒否信号Ｓ１が出力されこと、または充電電圧Ｖｃｈの値が選択電圧値Ｖｓｅｌ以上になったことでＳ２が発生されたこと。）で終了する（ＳＴ２２でＹＥＳ）。計測された実際充電時間ＡＴｃｈは、情報記憶制御手段（８１，８２）によってＲＡＭ８３のワークエリアに一時記憶される。
【０１０７】
コンデンサ劣化判断出力手段は、コンデンサ劣化判断出力制御プログラムを格納させたＲＯＭ８２とこれを実行するＣＰＵ８１とから構成され、計測された実際充電時間ＡＴｃｈとＳＴ２３で読み出された記憶済みの規定充電時間ＳＴｃｈとを比較して、実際充電時間ＡＴｃｈが規定充電時間ＳＴｃｈよりも設定時間（ＳＴ）以上短い［ＡＴｃｈ≦（ＳＴｃｈ−ＳＴ）］と判断した場合（ＳＴ２４でＹＥＳ）に、コンデンサ１２０が劣化している旨（容量低下）を出力する。
【０１０８】
この設定時間ＳＴは、図2の設定時間記憶手段８３ＭＴＳに設定記憶される。操作部８４のキー操作により値（ＳＴ）自体は設定変更することができる。なお、設定時間ＳＴは、具体的な「時間（例えば、分）」として記憶させておいてもよいが、この実施の形態では規定充電時間ＳＴｃｈを「１００％」とした場合にその「Ｘ％」として設定記憶してある。かくすれば、規定充電時間ＳＴｃｈの値（時間）を設定変更するたびに設定時間ＳＴの値（時間）を変更する必要がなく能率的である。したがって、上記した「ＳＴｃｈ−ＳＴ（時間）」は「ＳＴｃｈ（１００％−Ｘ％）」となる。Ｘ％を例えば２５％とすれば、図１６のＳＴ２４で示した「ＳＴｃｈ（１−０．２５）」となる。つまりは、実際充電時間ＡＴｃｈが規定充電時間ＳＴｃｈの７５％以下となった場合（ＳＴ２４でＹＥＳ）に静電容量低下（劣化）が生じていると判断する。
【０１０９】
コンデンサ劣化度合通知制御手段（８１，８２）は、コンデンサ劣化判断出力手段（８１，８２）から「劣化有」の判断出力があると、表示部８５にその旨を表示（例えば、赤色文字によるメッセージ）およびブザー８６の鳴動により通知する（ＳＴ２５）。
【０１１０】
すなわち、ヒューズ断警報制御手段（ＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２）が初期的不良、小容量コンデンサ１２２の寿命や突然の異常（短絡）による故障発生でヒューズ断を注意喚起するのに対し、このコンデンサ劣化度合通知制御手段（８１，８２）は日常的なプレス運転に伴い徐々に変化する経時的劣化（静電容量の低下）を知らせることにある。
【０１１１】
以下に、第１の実施の形態に係るプレス機械１０の作用・動作を説明する。
【０１１２】
（初期充電）
図２の操作部８４のキー操作により電源起動命令を発すると、コンピュータ８０の図示省略したインターフェイスから電源ＯＮ信号が出力され、図７のマグネットコンタクタ２３０のａ接点２３１ａがＯＮし、ｂ接点２３１ｂがＯＦＦする。この際、スイッチングトランジスタ１１１はＯＦＦである。
【０１１３】
引続き、キー操作により充電開始命令を発すると、コンピュータ８０の図示省略したインターフェイスから充電許可信号Ｓ１が出力（Ｈレベル）される。すると、図８の充電制御終始指令信号発生器１１４から充電制御開始指令信号Ｓ２が出力（Ｈレベル）される。したがって、コンパレータ１１２Ｃの出力信号によりスイッチングトランジスタ１１１がＯＮされ、整流回路１００から始まる図１０のＯＮ時経路ＲＴ１にしたがって充電電流Ｉｃｈが流れかつコンデンサ１２０に電気エネルギーが蓄積（充電）され始める。チョークトランス１１８には磁力のかたちで電気エネルギーが溜まる。なお、充電電流Ｉｃｈの最大値は、チョークトランス１１８の作用で抑制（限流）される。
【０１１４】
充電電流Ｉｃｈが大きくなりスイッチングトランジスタ１１１がＯＦＦされると、図１１に示すＯＦＦ時経路（チョークトランス１１８→コンデンサ１２０→ダイオード１１７）ＲＴ２で充電電流Ｉｃｈが流れ、コンデンサ１２０に電気エネルギーが蓄積される。以下、この繰返しにより、ほぼ一定の電流（Ｉｃｈ）でコンデンサ１２０が充電される。充電電圧Ｖｃｈの値が選択電圧値Ｖｓｅｌ以上になったときに発生される充電制御終了指令信号（Ｌレベル。）Ｓ２によって蓄積制御は終了する。
【０１１５】
（コンデンサの劣化判断）
この初期充電が開始されると同時に、つまり充電開始ＯＫ（Ｈレベルの充電許可信号Ｓ１が出力された以降）に、実際充電時間計測手段（８１，８２）が実際充電時間ＡＴｃｈを計測する。充電終了済（Ｌレベルの充電制御終了指令信号Ｓ２が出力されたとき）に終了する（図１６のＳＴ２０でＹＥＳ，ＳＴ２１，ＳＴ２２でＹＥＳ）。
【０１１６】
すると、コンデンサ劣化判断出力手段（８１，８２）が、図１５に示す計測実際充電時間ＡＴｃｈと読出規定充電時間ＳＴｃｈとを比較して、実際充電時間ＡＴｃｈが規定充電時間ＳＴｃｈの例えば７５％以下（設定時間ＳＴ以上短い）であると判断した場合に、コンデンサ１２０が劣化（静電容量低下）している旨を出力する。具体的には、これを受けたコンデンサ劣化度合通知制御手段（８１，８２）が、表示部８５およびブザー８６にその旨を通知する（ＳＴ３４でＹＥＳ，ＳＴ２５）。
【０１１７】
この場合、オペレータはプレス運転に入る前にコンデンサ１２０の静電容量低下原因を点検し、必要によって交換すべきである。ＳＴ２４でＮＯ判断された場合（静電容量低下の表示通知等がない場合）は、プレス運転に進む。この判断は、朝一番や昼休憩後の再起動の際に行えばよい。
【０１１８】
（プレス運転）
さて、プレス運転開始命令が発せられると、速度設定器（８４），モーションパターン選択器（８１，８２）およびモーション指令部（８１，８２）を含む設定選択指令部（８０）は、位置速度制御部６０に図３に示す設定スライド位置信号（設定選択モーション指令信号）ＰＴｓを出力する。
【０１１９】
すると、図３，図４に示す電流制御部７１（例えば、７１Ｕ）は、速度制御部６４から出力された電流指令信号（トルク信号相当）Ｓｉと相信号生成部４０から出力されたＵ相信号Ｕｐとを乗算してＵ相目標電流信号Ｕｓｉを生成し、引続きＵ相目標電流信号Ｕｓｉと実際のＵ相電流信号Ｕｉとを比較してＰＷＭ変調指令としての電流偏差信号（Ｕ相電流偏差信号）Ｓｉｕを生成出力する。他のＶ，Ｗ相電流制御部７１Ｖ，７１Ｗでも、Ｖ，Ｗ相電流偏差信号Ｓｉｖ，Ｓｉｗが生成出力される。
【０１２０】
続いて、ＰＷＭ制御部７２（図６のアイソレーション回路７２Ａ、図７のドライバー回路７２Ｂ）が働き、三相駆動電圧Ｓｐｗｍｕ，Ｓｐｗｍｖ，Ｓｐｗｍｗを生成出力し、その結果ドライバー回路７２Ｂからモータ３０にモータ駆動用電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを流すことができる。
【０１２１】
かくして、電気エネルギー蓄積装置１１０側では、電気エネルギー蓄積制御手段１１２が働きスイッチングトランジスタ１１１をＯＮ−ＯＦＦ制御する。トランジスタ１１１がＯＮの場合は図１０に示すＯＮ時経路ＲＴ１でコンデンサ１２０に電気エネルギーが蓄積される。直流電流Ｉｄｃが流れかつチョークトランス１１８で電流制限された結果としての充電電流Ｉｃｈが流れる。充電電流Ｉｃｈが大きくなりスイッチングトランジスタ１１１がＯＦＦされると、図１１のＯＦＦ時経路ＲＴ２で充電電流Ｉｃｈが流れ、コンデンサ１２０に電気エネルギーが蓄積される。
【０１２２】
図１２（Ｂ）に示すように、非加工領域（時刻Ｔ２〜Ｔ３、Ｔ４〜Ｔ５、Ｔ６〜）内では、回路的応答遅れによる僅かな振動成分を含んだほぼ一定の電流（Ｉｃｈ）でコンデンサ１２０に充電できる。また、プレス成形時つまり加工領域（時刻Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４、Ｔ５〜Ｔ６）では、コンデンサ１２０から一気に電気エネルギー（Ｉｃｈ）を放出（供給）することができる。したがって、ピーク電流値（Ｉｃｈｐ）を著しく抑制（軽減）することができる。つまり、最大負荷（荷重）相当の全電力量を交流電源設備２００のみから直接に供給する必要がないので、先提案例（１０Ｓ２）の場合［図１２（Ａ）］に比較して交流電源設備２００の小容量化を図れる［図１２（Ｂ）］とともにスライド速度の増速時や再起動時にもレスポンスが早く安定した運転ができる。
【０１２３】
（余力度判断）
この加工１サイクル中に、プレス負荷余力判断出力手段（８１，８２）は、標準最低電圧値ＳＬＶｃｈと実際最低電圧値ＡＬＶｃｈとを比較して、ケース１である場合［ＳＴ１２のＹＥＳ、図１３（Ａ）］に「余力有」と判断し、ケース２である場合［ＳＴ１４のＹＥＳ、図１３（Ｂ）］に「余力無」と判断し、ケース３である場合［ＳＴ１２でＮＯ，ＳＴ１４でＮＯ、図１３（Ｃ）］に「過負荷」と判断出力する。
【０１２４】
すると、プレス負荷余力度通知制御手段（８１，８２）がその旨を出力通知する（ＳＴ１３，ＳＴ１５，ＳＴ１６）。オペレータは通知内容によりプレス加工状態を迅速かつ定量的に正確に知ることができ、かつ最良の対策を講じ得る。取扱が極めて簡単になる。
【０１２５】
（コンデンサ故障）
図９において、いずれかの中容量コンデンサ（例えば、１２１Ａ）のいずれかの小容量コンデンサ１２２（例えば、Ｃ１）が故障（短絡）すると、故障部切離手段（１２５）は、自動的に当該小容量コンデンサ１２２を切り離しかつヒューズ断信号Ｓｆｄを出力する。すると、ヒューズ断警報制御手段（ＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２）は、警報・表示によりヒューズ断を注意喚起する。オペレータは原則的にいずれの中容量コンデンサ１２１が不良で全体から切り離されたかを点検し、プレス運転態様の妥当性についての確認をする。
【０１２６】
この場合、コンデンサ１２０を構成する分割ユニット（中容量コンデンサ１２１）の個数が「例えば、５」であれば、コンデンサ１２０の静電容量は２０％（＝１／５）だけ減少したことになる。しかし、プレス運転は続行することができる。
【０１２７】
ただし、例えば、プレス負荷余力判断出力手段（８１，８２）により「余力無」と判断出力されているような場合には、当該ロッドの加工を終了次第に当該中容量コンデンサ１２１Ａ（小容量コンデンサＣ１）およびスイッチ一体型ヒューズ１２５Ａの交換を含むメンテナンスを行なうべきである。
【０１２８】
なお、プレス負荷余力判断出力手段（８１，８２）により「過負荷」と判断出力された場合には、直ちに停止してそのメンテナンスに入るべきである。
【０１２９】
（プレス運転の終了）
キー操作によりプレス停止命令（あるいは、充電終了命令）が発せられると、図７のマグネットコンタクタ２３０のａ接点２３１ａがＯＦＦし、ｂ接点２３１ｂがＯＮする。すると、コンデンサ１２０に蓄積された電気エネルギーは、放電回路（コンデンサ１２０→ｂ接点２３１ｂ→放電抵抗１４０）を放電電流として流れ放電抵抗１４０で消費され消滅する。初期状態に戻る。この際、スイッチングトランジスタ１１１はＯＦＦとなっている。
【０１３０】
しかして、この第１の実施の形態によれば、整流回路１００とドライバー回路７２Ｂとの間に加工領域における交流電源設備２００の電源電流ピーク値（Ｉａｃｐ）を抑制（低減化）可能に形成された電気エネルギー蓄積装置１１０（コンデンサ１２０とスイッチングトランジスタ１１１と電気エネルギー蓄積制御手段１１２とチョークトランス１１８とを含み，非加工領域に電気エネルギーを蓄積可能かつ加工領域においてコンデンサからドライバー回路７２Ｂ側へ放電可能な構成）を設けたサーボモータ駆動方式のプレス機械１０であるから、交流電源設備２００の大幅な小型化および低コスト化を図りかつ指定されたプレス運転速度で連続的に確実かつ安定したプレス成形を行えるともに、一層の構造簡単・低コスト化を達成しつつ、一段と安定した電気エネルギーの蓄積作用と加工領域での電源電流ピーク値低減化とを助長できる。）。よって、サーボモータ駆動方式のプレス機械（１０Ｓ２）の普及拡大を大きく促進できる。また、既設交流電源設備２００がある場合には、それを有効利用して既設プレス機械（１０Ｓ２）のほぼ２倍能力のプレス機械１０を設置し生産性を向上できる。しかも、プレス運転中のスライド速度の増速時等におけるレスポンスが早く安定した運転ができる。
【０１３１】
また、複数のプレス機械を配置したプレス機械システムでかつ交流電源設備２００が既設設備である場合、総電流ピーク値がその容量（ピーク電流値）内に制限される状況下における構成プレス機械台数の選択自由性を拡大することができる。プレス運転速度（指定ｓｐｍ）が確保されるので、システム全体での生産性を維持できる。
【０１３３】
また、実際最低電圧値検出手段（８１，８２）と標準最低電圧値記憶手段８３ＭＶとプレス負荷余力判断出力手段（８１，８２）とを設け、実際のプレス加工負荷に対するコンデンサ１２０に残存する電気エネルギー蓄積量の余力度つまり負荷状態をオペレータに知らせることができる。よって、プレス負荷（や加工態様）対するオペレータの適正な判断を迅速に行えかつ一層の安全性および生産性を向上できる。
【０１３４】
しかも、負荷状態のモニタ機能により、オペレータが電気エネルギー蓄積装置１１０（コンデンサ１２０）の電気エネルギー蓄積限界を明確に把握できるので、余力の少ない電気エネルギー蓄積状態であってもプレス運転を実行可能になる。生産性を向上できる。つまり、やみくもなプレス運転実行断念や停止命令を回避できる。
【０１３５】
また、規定充電時間記憶手段８３ＭＴと実際充電時間計測手段（８１，８２）とコンデンサ劣化判断出力手段（８１，８２）とを設け、電気エネルギー的にゼロクリアされたコンデンサ１２０への起動時充電時間を利用してコンデンサ１２０の静電容量低下度合を判別・出力可能に形成したので、現時点におけるコンデンサ劣化度合をオペレータに知らせることができる。したがって、長期間使用やコンデンサ１２０の劣化による蓄電機能の低下に対する予防保全の万全を期することができる。不具合が発生してもプレス運転への進行の確約や点検の要否を的確かつ容易に行えるとともに、適切なメンテナンスも採り易くなる。
【０１３６】
さらに、故障部切離手段１２５を設けてコンデンサ１２０（中容量コンデンサ１２１）を形成する小容量コンデンサ１２２が故障した場合に当該中容量コンデンサ１２１を全体から切離可能に形成されているので、一部の小容量コンデンサ（中容量コンデンサ）に不具合（故障…短絡）が生じた場合でも、プレス加工を停止させずに続行させられる。コンデンサ１２０全体の交換も必要なくなるので、コンデンサ交換コストを大幅に削減できかつ交換後の再起動（プレス運転再開等）までの時間を大幅に短縮することができる。
【０１３７】
さらに、コンデンサ１２０の静電容量が条件式［１．０２（Ｔｂ−ｋ×Ｔｍ）（Ｎ／２）≦（１／２）×（Ｃ×Ｖｃｈ×Ｖｃｈ）］を満たすものとされているので、コンデンサ１２０の静電容量を必要的最小限とすることができかつその小型・低コスト化を一段と促進できる。
【０１３８】
（第２の実施の形態）
この第２の実施の形態に係るプレス機械１０を図１７に示す。すなわち、プレス機械１０は、構成・機能が第１の実施の形態の場合（図１〜図６）と同様とされているが、電気エネルギー蓄積装置１７０がインバータ（電圧変換装置）１１７と蓄電池１７２とから形成されている。
【０１３９】
すなわち、モータ用のモータ駆動電源装置を交流電源設備２００に接続された整流回路１００とこの整流回路に接続されたドライバー回路７２Ｂとから形成するとともに、整流回路とドライバー回路との間でかつ正極・負極電路間に電圧変換装置１７１と蓄電池１７２とを含み加工領域における交流電源設備２００の電源電流ピーク値を抑制可能に形成された電気エネルギー蓄積装置１７０を設けたことを特徴とする。
【０１４０】
ここに、蓄電池７７は、モータ減速時に当該モータ３０から発生された逆起電力を吸収しつつ電気エネルギーとして蓄積可能であるとともにプレス成形時にモータ駆動電源として電流供給可能である。蓄電池７７の電圧は例えば４８Ｖ〜２００Ｖの中から選択されるが、この実施形態では４８Ｖとしてある。
【０１４１】
蓄電池７７としては、ニッケル水素電池を採用しているが、リチウムイオン電池等から形成してもよい。将来的には益々の小型化および低コスト化が進むであろう電気自動車用を利用することも考えられるから、一段と具現化容易になる。蓄電池７７の容量は、例えば、条件式［１．０２（Ｔｂ−ｋ×Ｔｍ）（Ｎ／２）］を満たすものとされる。ここで、Ｔｂは制動トルク（Ｋｇ・ｍ）、Ｔｍはモータトルク（Ｋｇ・ｍ）、ｋはモータ内部損失定数、Ｎは減速開始速度（ｒｐｍ）である。
【０１４２】
例えば、Ｔｂ＝１００Ｋｇ・ｍ、Ｔｍ＝２００Ｋｇ・ｍ、ｋ＝０．２およびＮ＝５００ｒｐｍの場合は、１５３００Ｗである。したがって、１６〜２０ｋＷ程度がよい。
【０１４３】
インバータからなる電圧変換装置１７１は、直流電圧（Ｖｄｃ…元電源が２００Ｖの場合は３８０Ｖ、元電源が４００Ｖの場合は７６０Ｖ）を蓄電池１７２の電圧（上記した４８Ｖ）に減圧するとともに回生電流を充電する。プレス成形時には蓄電池７７の電圧（上記した４８Ｖ）を直流回路電圧Ｖｄｃは元電源電圧Ｖａｃが２００Ｖの場合は３８０Ｖ、元電源が４００Ｖの場合は７６０Ｖに昇圧しつつ電力（電流）供給する。
【０１４４】
かかる構成の第２の実施の形態では、整流回路１００が交流電源設備２００からの交流電源（元電源）を整流すると、ドライバー回路７２Ｂがモータ駆動制御用電源（交流電源…各相モータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を生成出力する。これにより、モータ３０が回転制御されクランク軸１２が回転しスライド１７を昇降起動することができる。
【０１４５】
モータ減速時には、モータ３０から発生した逆起電力は蓄電池１７２で吸収され電気エネルギーとして蓄積される。回生電圧の上昇（過電圧化）も防止することができる。
【０１４６】
一方、プレス成形時には、蓄電池１７２からドライバー回路７２Ｂにエネルギーが放出（供給）される。つまり、最大負荷相当の全電力を交流電源設備２００から供給する必要がない。かくして、交流電源設備２００の小容量化を図れるとともにスライド速度の増速時や再起動時にもレスポンスが早く安定した運転ができる。
【０１４７】
また、交流電源設備２００からの交流電源を整流回路１００で整流した際のリップルを平滑コンデンサ１０９の働きにより除去できるので、整流後の直流電源の平滑化を促進できる。
【０１４８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、整流回路とドライバー回路との間に加工領域における交流電源設備の電源電流ピーク値を抑制可能に形成された電気エネルギー蓄積装置（コンデンサ、スイッチングトランジスタ、電気エネルギー蓄積制御手段、チョークトランスとを含む。）を設けたプレス機械であるから、交流電源設備２００の大幅な小型化および低コスト化を図りかつ指定されたプレス運転速度で連続的に確実かつ安定したプレス成形を行える。よって、サーボモータ駆動方式のプレス機械の普及拡大に大きく貢献することができるとともに一層の構造簡単・低コスト化を達成しつつ、一段と安定した電気エネルギーの蓄積作用と加工領域での電源電流ピーク値低減化とを助長できる。
【０１５０】
また、請求項２によれば、実際最低電圧値検出手段と標準最低電圧値記憶手段とプレス負荷余力判断出力手段とが設けられているので、請求項１の発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらに実際のプレス加工負荷に対する電気エネルギー蓄積量の余力度をオペレータに知らせることができる。
【０１５１】
また、請求項３によれば、規定充電時間記憶手段と実際充電時間計測手段とコンデンサ劣化判断出力手段とが設けられているので、請求項１および請求項２の各発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらに現時点におけるコンデンサ劣化度合をオペレータに知らせることができる。
【０１５２】
さらに、請求項４によれば、中容量コンデンサを形成する小容量コンデンサの少なくとも１つが故障した場合に故障小容量コンデンサを含む当該中容量コンデンサを全体から切離す故障部切離手段が設けれているので、請求項１から請求項３までの各発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらに一部の小容量コンデンサ（中容量コンデンサ）に不具合（故障…短絡）が生じた場合でも、プレス加工を停止させずに続行させられる。
【０１５３】
さらに、請求項５によれば、コンデンサの静電容量が条件式［１．０２（Ｔｂ−ｋ×Ｔｍ）（Ｎ／２）≦（１／２）×（Ｃ×Ｖｃｈ×Ｖｃｈ）］を満たすものとされているので、請求項１から請求項４までの各発明の場合と同様な効果を奏することができることに加え、さらに静電容量を必要的最小限とすることができかつコンデンサの小型・低コスト化を促進できる。
【０１５４】
さらにまた、請求項６によれば、整流回路とドライバー回路との間でかつ正極・負極電路間に電圧変換装置と蓄電池とを含み加工領域における交流電源設備の電源電流ピーク値を抑制可能に形成された電気エネルギー蓄積装置を設けプレス機械であるから、請求項１の発明の場合と同様に電源電流ピーク値を大幅に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプレス機械の側面図である。
【図２】同じく、設定選択指令部（コンピュータ）、位置速度制御部およびモータ駆動制御部を説明するためのユニット図である。
【図３】同じく、位置速度制御部およびモータ駆動制御部の詳細を説明するための回路図である。
【図４】同じく、電流制御部を説明するための回路図である。
【図５】同じく、パルス幅変調動作を説明するための図で、（Ａ）は三角波のキャリア信号と電流偏差信号とを比較してパルス幅を変調する場合で、（Ｂ）は点弧信号であるＰＷＭ制御信号を生成する場合である。
【図６】同じく、アイソレーション回路を説明するための図である。
【図７】同じく、交流電源設備、モータ駆動制御装置およびコンデンサ方式の電気エネルギー蓄積装置を説明するための図である。
【図８】同じく、電気エネルギー蓄積制御手段に説明するための回路図である。
【図９】同じく、ユニット分離型コンデンサを説明するための回路図である。
【図１０】同じく、ＯＮ時経路による充電動作を説明するための回路図である。
【図１１】同じく、ＯＦＦ時経路による充電動作を説明するための回路図である。
【図１２】同じく、先提案例との比較において交流電源設備の電源電流ピーク値（Ｉａｃｐ）の低減化原理を説明するための図で、（Ａ）は先提案例におけるモータ駆動電流のピーク値（Ｉｍａｘ）等を示し、（Ｂ）は本発明における抑制された充電電流のピーク値（Ｉｃｈｐ）を示すものである。
【図１３】同じく、１サイクル加工終了後のコンデンサの充電電圧低下を説明するための図である。
【図１４】同じく、プレス負荷余力判断出力動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】同じく、コンデンサの充電電圧と充電時間との関係を説明するための図である。
【図１６】同じく、コンデンサ劣化判断出力動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る電気エネルギー蓄積装置を説明するための回路図である。
【図１８】従来例のフライホイールを有するプレス機械１０Ｗを説明するための概略図である。
【図１９】先提案のサーボモータ駆動のプレス機械１０Ｓ２を説明するための概略図である。
【図２０】クランク軸の回転角度と、１加工サイクル中の加工領域および非加工領域との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１０プレス機械
１２クランク軸
１７スライド
３０ＡＣサーボモータ（モータ）
３５モータ軸用エンコーダ
６０位置速度制御部
７０モータ駆動制御部（モータ駆動制御回路）
７１電流制御部
７２ＰＷＭ制御部
７２Ａアイソレーション回路
７２Ｂドライバー回路（モータ駆動電源装置）
８０パソコン（設定選択指令部）
８１ＣＰＵ（実際充電時間計測手段，コンデンサ劣化判断出力手段、実際最低電圧値検出手段，プレス負荷余力判断出力手段）
８２ＲＯＭ（実際充電時間計測手段，コンデンサ劣化判断出力手段、実際最低電圧値検出手段，プレス負荷余力判断出力手段）
８３Ｍメモリ
８３ＭＴ規定充電時間記憶手段
８３ＭＴＳ設定時間記憶手段
８３ＭＶ標準最低電圧値記憶手段
８３ＰＬ余力度判断情報記憶手段
８４操作部
８５表示部
８６ブザー
１００整流回路（モータ駆動電源装置）
１１０電気エネルギー蓄積装置
１１１スイッチングトランジスタ
１１２電気エネルギー蓄積制御手段
１１７ダイオード
１１８チョークトランス
１２０コンデンサ
１２１中容量コンデンサ
１２２小容量コンデンサ
１２５スイッチ一体型フューズ（故障部切離手段）
１２５Ｆフューズ
１２５Ｓスイッチ
１３０ダイオード
１４０放電抵抗
１５０電流センサー
１６０電圧センサー（実際充電時間計測手段、実際最低電圧値検出手段）
１７０電気エネルギー蓄積装置
１７１インバータ（電圧変換装置）
１７２蓄電池
２００交流電源設備
２１０昇圧トランス
Ｖａｃ交流電源電圧
Ｉａｃ交流電源電流
Ｖｃｈ充電電圧
Ｉｃｈ充電電流
Ｔｃｈ充電時間
ＳＶｃｈ規定電圧値
ＳＴｃｈ規定充電時間
ＡＴｃｈ実際充電時間
ＳＴ設定時間
ＳＬＶｃｈ標準最低電圧値
ＡＬＶｃｈ実際最低電圧値
Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗモータ駆動電流
Ｓｆｄヒューズ断（故障）信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a press machine that can rotate a crankshaft by a motor to move a slide up and down and can be press-molded in a processing region during slide lowering.
[0002]
[Background]
A press machine 10W (see Patent Document 1) having a flywheel has a slide 17 that is moved to a stationary bolster 2 by a crank mechanism (crankshaft 12, connecting rod 16) as shown in FIG. On the other hand, it is formed to be movable up and down. The crankshaft 12 is connected to the flywheel 7 via a main gear 13, a gear 5G, a rotating shaft 5S, and a clutch / brake device (brake plate 6B, clutch plate 6C). The flywheel 7 is rotationally driven by a motor 30P1 (motor shaft 30S) connected via a drive belt 8 and a pulley 30P. 70P1 is a motor drive device.
[0003]
That is, the conventional flywheel type press machine 10W selectively transmits and separates the rotational energy accumulated in the flywheel 7 to the crankshaft 12 via the clutch / brake device (6B, 6C), and press operation is performed.・ It is configured to stop. Rotational power to the crankshaft 12 is transmitted from the flywheel 7 in a brake-off / clutch-on state. When switching to the clutch OFF / brake ON state, the rotational power to the crankshaft 12 is cut off (press stop).
[0004]
The rotational energy of the flywheel 7 is released in the processing area where the press working (molding) is performed, and the rotational speed decreases. Then, the rotational energy is accumulated (recovered) in the non-processed region, and the rotational speed is restored. Thus, a large slide pressure (load value) can be obtained. In other words, even if the capacity (power) of the motor 30P1 is smaller (for example, 10 to 20%) than the processing force (100%), a smooth press working operation can be performed.
[0005]
However, the flywheel 7 rotates in one direction, and the crankshaft 12 is driven to rotate at a constant speed (the speed can be changed but cannot be changed during the machining). Since the (corner-slide position) curve is fixed in a sine wave shape, the same slide motion curve as in the case of other drive mechanisms (for example, knuckle mechanism, link mechanism, etc.) cannot be taken.
[0006]
Therefore, the applicant of the present invention first introduced a so-called servo motor drive type press machine that rotates the crankshaft with a motor while utilizing the advantages of the crank mechanism (large load value generation, simple structure, robustness, low cost, etc.). Proposed (Japanese Patent Application No. 2001-388835).
[0007]
In FIG. 19 simply expressed for convenience of comparison, the previously proposed press machine 10S2 [crankshaft 12 (main gear 13)] is free to rotate forward, reverse, and change in speed by a motor 30P2 (gear 30G, motor shaft 30S). The rotation drive mode can be selected and set by the motor drive control unit 70P2. Thus, since various slide motions can be switched, the applicability to the press molding mode can be expanded, and the flywheel 7, clutch / brake device (6B, 6C) can be used as compared with the conventional crank mechanism type press machine 10W. ), It is advantageous in terms of equipment economy and reduction in size and weight. The problem of shortening the life due to the frequent operation of the clutch / brake device is eliminated.
[0008]
Also known is a link motion press (see Patent Document 2) which is a servo motor drive system and the drive mechanism is formed of a screw gear mechanism [11, 9, 7, 4 (8)] including a rack. The link motion press machine (10S1) has a lower accuracy, a narrower range of application to the machining mode, and a larger size and higher cost than the previously proposed press machine 10S2.
[0009]
In general, the power sources of the motor drive control units 70P1 and 70P2 are a DC power source or a reconverted AC power source obtained by using an AC power source (original power source) AC supplied from an AC power source facility.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-277784 (pages 2 and 3, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-10-249590 (page 3, FIG. 1)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the servo motor drive type press machine (10S1, 10S2), the motor rotational power cannot be stored in the flywheel (7) as in the conventional example (10W). The AC power supply equipment must have a large capacity.
[0012]
That is, in the press machine (10S1, 10S2) driven by the servo motor, the pressurization (load) is applied at the time of press molding (for example, the time T1-T2, T3-T4, T5-T6. Since a large current [Imax in FIG. 12A] must be supplied to the motor 30P2, a motor driving power about 10 times larger than that in the conventional example (10 W) is required. In other cases (time T2 to T3, T4 to T5, T6 to... Non-processed region), it is only necessary to pass the minimum current [Imin in FIG. 12A] to the motor 30P2.
[0013]
However, on the AC power supply equipment, even if it is not always necessary, the maximum current (Imax) must flow at the time of press molding. Therefore, the AC power supply equipment must be constructed to have a capacity capable of supplying the maximum current. In other words, it can be said that it is one of the factors that impose heavy equipment economic burden, raise the basic power charge, affect the layout in the factory, and consequently inhibit the spread of the servo motor drive press machine (10S2). . In a press machine system having a plurality of press machines, the problem becomes even greater. For example, if the capacity of the existing AC power supply facility is small, it is difficult to stably perform continuous operation at a specified press speed.
[0014]
An object of the present invention is to provide a servo motor drive type press machine capable of reducing the size and cost of AC power supply equipment by suppressing the peak value of power supply current and continuously performing stable press forming at a specified press operation speed. It is to provide.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
Here, according to the present invention, for example, a processing region [crank angle] in which the crankshaft 12 is actually pressed (formed) with respect to one processing cycle time in which the crankshaft 12 rotates once (rotates 360 degrees) in the R direction (see FIG. 20). The time required for the range θw (for example, 30 ° to 45 °) is 1/8 to 1/12 of the time and is compared with the time (7/8 to 11/12) for the non-processed region (315 ° to 330 °). Focusing on the fact that it is very short, an electric energy storage device in the form of an electric circuit is provided in the motor drive power supply device, and the pressurizing energy (electric energy) required in the processing area is set in advance (in the non-processing area) and By slowly accumulating it and releasing it at a stroke during processing, the press operation (processing region) operation is formed so as to be executable, thereby achieving the object.
[0016]
  That is, according to the first aspect of the present invention, in the press machine capable of rotating the crankshaft by a motor to move the slide up and down and press-molding in the processing region during the slide lowering, the motor drive power supply device for the motor is an AC power supply facility. Formed between the rectifier circuit connected to the rectifier circuit and the driver circuit connected to the rectifier circuit, and formed between the rectifier circuit and the driver circuit so as to suppress the power source current peak value of the AC power supply equipment in the processing region. Equipped with an electrical energy storage deviceThe electrical energy storage device is configured to turn on and off the switching transistor according to the value of the charging current, the capacitor for electrical energy storage connected between the positive electrode and the negative electrode circuit, the switching transistor connected to the positive electrode circuit, and the charging current. Electrical energy storage control means for performing electrical energy storage control and a choke transformer for suppressing charging current acceleration connected to the positive electrode circuit, which can store electrical energy in a capacitor while charging in a non-working region, and can be processed region Is formed so that it can be discharged from the capacitor to the driver circuit sideBecause it is a press machine characterized by this, it is possible to greatly suppress the power supply current peak value during press workingAt the same time, the structure can be further simplified and the cost can be reduced.
[0018]
  Also,Claim 2According to the present invention, there is provided an actual minimum voltage value detecting means for detecting a lowest actual minimum voltage value in one cycle of actual machining executed, and a standard minimum in one cycle of machining. The standard minimum voltage value storage means for storing the voltage value is compared with the detected actual minimum voltage value and the stored standard minimum voltage value to determine the remaining capacity of the press load in the actual machining and the determination result Since the press machine is provided with a press load remaining power judgment output means formed so as to be capable of output, the operator can be informed of the remaining power level of the electrical energy storage amount with respect to the actual press working load.
[0019]
  Also,Claim 3The invention includes a specified charging time storage means for storing a specified charging time required until the charging voltage of the capacitor reaches a specified voltage value, and the actual charging time until the value of the charging voltage of the capacitor reaches a specified voltage value. If the actual charging time is shorter than the specified charging time by comparing the measured actual charging time with the stored specified charging time, the actual charging time measuring means for measuring the actual charging time required for the Since it is a press machine provided with a capacitor deterioration determination output means that can output that the capacitor has deteriorated when it is determined, it is possible to inform the operator of the current capacitor deterioration degree.
[0020]
  further,Claim 4According to the present invention, a plurality of small capacitors are connected in parallel to form a medium capacitor, and a plurality of medium capacitors are connected in parallel to form the capacitor, and at least one of the small capacitors forming the medium capacitor is Since it is a press machine provided with a failure part disconnecting means that disconnects the medium-capacitance capacitor including the failed small-capacitance capacitor from the whole in the event of a failure, some of the small-capacitance capacitors (medium-capacitance capacitors) have a malfunction (failure… Even when a short circuit occurs), the press working can be continued without stopping.
[0021]
  further,Claim 5According to the invention, the capacitor has a braking torque (Kg · m) of Tb, a motor torque (Kg · m) of Tm, a motor internal loss constant of k, a deceleration start speed (rpm) of N, and a capacitance (F). Is C and the charging voltage (V) is Vch, the following conditional expression [1.02 (Tb−k × Tm) (N / 2) ≦ (1/2) × (C × Vch × Vch)] Since the press machine is to be filled, the electrostatic capacity can be minimized.
[0022]
  Furthermore,Claim 6According to the present invention, in a press machine in which a crankshaft is rotationally driven by a motor so that the slide can be moved up and down and can be press-formed in a processing region during slide lowering, the motor drive power supply device for the motor is connected to an AC power supply facility A power source for an AC power supply facility in the processing region, including a voltage converter and a storage battery between the rectifier circuit and the driver circuit and between the positive electrode and the negative electrode circuit. Since the press machine is provided with an electrical energy storage device formed so that the current peak value can be suppressed, the power source current peak value can be significantly suppressed as in the case of the invention of claim 1. it can.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
(First embodiment)
The press machine 10 includes a rectifier circuit 100 in which a motor drive power supply device (100, 72B) for the motor 30 is connected to an AC power supply facility 200 and a driver circuit connected to the rectifier circuit, as shown in FIGS. The electric energy storage device 110 is formed between the rectifier circuit and the driver circuit so as to be able to suppress the power supply current peak value (Iacp) of the AC power supply facility 200 in the processing region (θw in FIG. 20). It has been configured.
[0025]
To be sure, the basic configuration and function of the press machine 10 is the same as in the previously proposed example (10S2) shown in FIG. It can be press-molded in the processing area during slide down.
[0026]
In FIG. 1, the drive mechanism of the press machine 10 includes a crank mechanism 11 including a crankshaft 12 and the like. The crankshaft 12 is rotatably supported by bearings 14 and 14 and is indirectly connected to the motor 30 via gears (main gear 13, pinion 30G... Reduction mechanism). The reduction ratio γ is 1/7. A higher slide load value can be obtained through such gears (deceleration mechanisms 30G, 13). Note that the present invention can also be implemented by directly connecting the motor 30 to the crankshaft 12.
[0027]
The motor 30 shown in FIG. 1 is formed from an AC (alternating current) servo motor for a servo motor drive system, and a cooling fan 30F is integrally provided. In the case of the first embodiment, the motor 30 has a rated maximum output of 200 kW. The rotation stop state of the motor shaft 30S can be held (locked) by the action of the stop state holding brake 19. The motor 30 may be formed of a DC (direct current) servo motor, a reluctance motor having no permanent magnet or brush, or the like.
[0028]
The connecting rod 16 that constitutes a part of the drive mechanism (11) has an upper end fitted on the eccentric part of the crankshaft 12, and a lower end fitted rotatably on a spherical bearing member (not shown) in the slide 17. Has been. Note that a hydraulic pressure release type overload prevention device is not provided between the connecting rod 16 and the slide 17 as in the case of a conventional press machine (10 W) having a crank mechanism.
[0029]
This is because, in this embodiment, the slide load value calculated using the drive currents (Iu, Iv, Iw) of the motor 30 is monitored so that the press can be stopped before the load value becomes excessive. It is. Cleaning up the overload prevention device is also effective in reducing the weight, size and cost of the press machine 10 itself.
[0030]
As shown in FIG. 1, the slide 17 is attached to the press frame 1 so as to be slidable in the vertical direction. If the crankshaft 12 is rotationally driven, the slide 17 can be driven up and down via the connecting rod 16. The mold is composed of an upper mold on the slide 17 side and a lower mold on the bolster 2 side.
[0031]
Each phase current signal Ui, Vi, Wi corresponding to the motor driving currents Iu, Iv, Iw of the phases U, V, W shown in FIG. 3 of the AC servo motor (30) is detected by the current detector 73. The In addition, the encoder 30 shown in FIGS. 1 to 3 is connected to the motor 30.
[0032]
The rotary encoder 35 has a large number of optical slits and optical detectors in principle, and outputs the rotation angle θm of the motor 30 (crankshaft 12) in FIG. The embodiment includes a signal converter (not shown) that converts the crank angle θm (pulse signal) into a vertical position equivalent signal PT (pulse signal) of the slide 17 and outputs it.
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 2, the crankshaft 12 of the press machine 10 is provided with a speed reduction mechanism (30G, 13) between the motor 30 and the crankshaft 12, so that this is supported. For this purpose, an encoder 37 for detecting the slide position (slide movement speed) is provided via the detection shaft 12S. The basic configuration / function of the encoder 37 is the same as that of the encoder 35 for motor rotation drive control.
[0034]
2 and 3, the setting selection command drive control unit of the press machine 10 includes a setting selection command unit, a position speed control unit 60, and a motor drive control unit 70. The position / speed control unit 60 and the motor drive control unit 70 may be integrally formed.
[0035]
In FIG. 2, a computer 80 includes a CPU (including a clock function) 81, a ROM 82, a RAM 83, a memory (electromagnetic derivative memory) 83M, an operation unit (PNL) 84, a display unit (IND) 85, an input / output port (I / O). ) 92, 93, 95, 96 and interfaces (I / F) 87, 88, 89, and configures a setting selection command unit for the press machine 10. In this embodiment, the monitoring unit for the entire press machine Also forms.
[0036]
The ROM 82 stores various control programs and fixed value information, and the RAM 83 mainly functions as a work memory. The memory 83M is provided with specified charging time storage means 83MT, set time storage means 83MTS, standard minimum voltage value storage means 83MV, and remaining power level determination information storage means 83PL.
[0037]
The interface (I / F) 87 is for outputting the position command signals (PTs) shown in FIGS. 2 and 3, and the interface (I / F) 88 is a signal corresponding to the slide speed (position) of the own machine (10) (θk). The interface (I / F) 89 is used for the control signal of the stop state holding brake 19.
[0038]
The input / output ports (I / O) 92, 93, 95, and 96 have a tone color switching type electronic buzzer (BZR) 86 and a switch integrated fuse 125 that can generate and output a fuse blown (failure) signal Sfd, respectively. , A current sensor 150 for detecting and outputting the charging current Ich, and a voltage sensor 160 for detecting and outputting the charging voltage Vch are connected.
[0039]
Note that the computer 80 displays all information (for example, crank angle θk, slide position PT, slide movement speed, acceleration, load value, etc.) on the display unit 85 or the operation unit for the convenience of determining the situation of the own device (10). A part selected by using the reference numeral 84 is formed so that display output is possible.
[0040]
The rotation angle (crank angle) θk of the crankshaft 12 is detected by the encoder 37, and the slide position PT is calculated using the amount of eccentricity of the crankshaft 12, the length of the connecting rod 16, the crank angle θ, and the like. The slide movement speed and acceleration are calculated using slide position (PT) information, and the load value is obtained by converting the drive current of the motor 30.
[0041]
The display output mode to the display unit 85 can be performed as a digital numerical value, a graphic curve, or the like. In this way, the molding situation during the press operation can be grasped quickly and accurately, which can greatly contribute to the production of high-quality products efficiently and safely.
[0042]
Each display output information can be stored and held in a memory (such as the memory 83M or a hard disk device (not shown)). Furthermore, a threshold value for each value can be set and used to warn or stop the press.
[0043]
In the following description, various fixed information, control programs, computation (calculation) formulas, and the like are described as being fixedly stored in the ROM 82 or rewritable and stored in the memory 83M. It may be formed so as to be stored in a holding type other memory, a hard disk device (HDD) or the like.
[0044]
The setting selection command section (80) includes a speed setter (84), a motion pattern selector (81, 82), and a motion command section (81, 82). A signal (setting selection motion command signal) PTs can be output.
[0045]
A plurality of motion patterns (elapsed time t-slide position) set and stored in advance by using a motion pattern selector formed by the operation unit 84, a ROM 82 storing a slide motion pattern and a pattern selection control program, and a CPU 81. A desired motion pattern (t-PT curve) can be selected from [PT) [or crank angle θk−slide position PT]. The selected motion pattern is output to the motion command section together with the motor rotation speed (or rpm... Slide speed) [so-called slide stroke number (SPM)] set using the speed setter.
[0046]
The speed setting device is formed from the operation unit 84, and can set the rotation speed of the motor 30 [for example, 455 rpm (x reduction ratio γ)] “manually”. When “automatic” is selected, the maximum rotation speed selected in advance [for example, 65 rpm (× reduction ratio γ)] is handled as being selected. In addition, you may form so that SPM may be directly set by using a speed setting device as a SPM setting device.
[0047]
The motion command unit formed from the ROM 82 and the CPU 81 storing the motion command program has a position pulse payout system structure and outputs a position command pulse PTs in accordance with the selected motion pattern.
[0048]
For example, the motor rotation speed set using the speed setting device is 450 rpm (γ = 1/7), the number of pulses output from the encoder 35 per rotation (360 degrees) is 1 million pulses, and the payout cycle time. Is 5 mS, the number of pulses output per cycle (5 mS) is 37500 pulses [= (1000000 × 450) / (60) × 0.005].
[0049]
The speed setter, the motion pattern selector, and the motion command unit may be configured by a setter, a logic circuit, a sequencer, or the like that can be connected to each computer 80.
[0050]
In FIG. 3, the position / speed control unit 60 includes a position comparator 61, a position control unit 62, a speed comparator 63, and a speed control unit 64, and is configured to output a current command signal Si to the current control unit 71. . Note that the speed detector 36 is expressed in a form included in the position speed control unit 60 for convenience in illustration.
[0051]
First, the position comparator 61 calculates 37 by considering the slide position signal (target value signal) PTs input from the motion command section (80) [position command signal output interface 87] and the encoder 35 (reduction ratio γ). The actual slide position feedback signal FPT [θm = (1 / γ) · θk] detected in (1) is compared, and a position deviation signal ΔPT is generated and output.
[0052]
The position controller 62 generates and outputs a speed command signal Sp corresponding to the position deviation signal ΔPT from the position comparator 61. That is, the input position deviation signal ΔPT is accumulated and multiplied by the position loop gain to generate and output the speed signal Sp. The speed comparator 63 compares the speed signal Sp with the speed signal (speed feedback signal) FS from the speed detector 36, and generates and outputs a speed deviation signal ΔS.
[0053]
The speed control unit 64 multiplies the speed deviation signal ΔS from the speed comparator 63 by the speed loop gain to generate a current command signal Si and outputs it to the current control unit 71. This current command signal Si is substantially a torque command signal.
[0054]
Next, the motor drive control unit (motor drive control circuit) 70 includes a current control unit 71, a PWM control unit (driver unit) 72, and a phase signal generation unit 40.
[0055]
The current control unit 71 generates a target current signal for each phase by multiplying the torque command signal Si output from the speed control unit 64 and each phase signal Up, Vp, Wp output from the phase signal generation unit 40. The generated target current signal and the detected motor current signal are respectively compared to generate and output a current deviation signal for each phase.
[0056]
In detail, it consists of current control units 71U, 71V, 71W for each phase (U, V, W) shown in FIG. For example, the U-phase current control unit 71U generates a U-phase target current signal Usi by multiplying the current command signal (corresponding to a torque signal) Si and the U-phase signal Up, and continues to generate the U-phase target current signal Usi and the actual U-phase. The current signal Ui is compared and a current deviation signal (U-phase current deviation signal) Siu as a PWM modulation command is generated and output. The other V and W phase current control units 71V and 71W also generate and output V and W phase current deviation signals Siv and Siw.
[0057]
The phase signals Up, Vp, Wp input to the current control unit 71 are generated by the phase signal generation unit 40. That is, the phase signal generation unit 40 generates and outputs the phase signals Up, Vp, Wp for each phase for sequentially switching the pattern in which the motor driving currents Iu, Iv, Iw flow based on the detection signal of the encoder 35. A motor phase current detector (not shown) detects each phase current (value) signal Ui, Vi, Wi and feeds it back to the current controller 71.
[0058]
The PWM control unit 72 includes an isolation circuit 72A shown in FIG. 6 and a driver circuit 72B shown in FIG. 7, and generates PWM control signals corresponding to the current deviation signals Siu, Siv, Siw for each phase and for each phase. Three-phase drive voltages Spwmu, Spwmv, and Spwmw corresponding to the PWM control signals (+ U, + V, + W) and (−U, −V, −W) are output.
[0059]
That is, the PWM control unit 72 compares the triangular wave carrier signal with the current deviation signal Siu as shown in FIG. 5A to modulate the pulse width (Wp), and is the ignition signal shown in FIG. A circuit (not shown) that generates a PWM control signal (for example, + U, −U) and a PWM signal (+ u, −u) that is a firing signal of a transistor corresponding to the PWM control signal (+ U, −U). The generated isolation circuit 72A of FIG. 6 and three-phase drive voltages Spwmu, Spwmv, Spwmw corresponding to the PWM signals (+ u, + v, + w) and (−u, −v, −w) for each phase are output. The driver circuit 72B shown in FIG.
[0060]
That is, PWM control signals (+ U, + V, + W), (−U, −V, −W) PWM-modulated from the current deviation signals Siu, Siv, Siw for each phase output from the current control unit 71 of FIG. ) To generate and output three-phase drive voltages Spwmu, Spwmv, Spwmw, and as a result, the motor drive currents Iu, Iv, Iw can flow from the driver circuit 72B to the motor 30.
[0061]
As shown in FIG. 7, the driver circuit 72B is formed of an inverter circuit including a pair of transistors for each phase arranged in series on one side and the other side, and includes a PWM signal (+ u, + v, + w), (3-u, -v, -w) is ON / OFF controlled to output three-phase drive voltages Spwmu, Spwmv, Spwmw, and let each motor drive current Iu, Iv, Iw flow through each phase coil of the motor 30. The motor 30 can be driven to rotate.
[0062]
In FIG. 7, the driver circuit 72B constitutes a motor drive power supply device together with the full-wave rectification type rectifier circuit 100. A rectifier circuit 100 including a rectifier diode D for each phase includes a step-up transformer 210 that boosts an AC power supply voltage Vac to an AC power supply facility 200 that supplies an original power supply [three-phase (R, S, T) AC power supply], no fuse. The circuit breaker 220 and the magnet contactor 230 (a contact 231a) are connected to each other.
[0063]
Here, as shown in FIG. 7, the electric energy storage device 110 includes an electric energy storage capacitor (capacitor) 120 connected between the positive electrode circuit 101 and the negative electrode circuit 105, and switching connected to the positive electrode circuit 101. A transistor (current limiting transistor) 111, an electric energy storage control means 112 for controlling electric energy storage while turning on and off the switching transistor 111 according to the value of the charging current Ich, and a charging current acceleration connected to the positive electrode circuit 101 And a choke transformer 118 for suppressing electric current, and is configured to be able to store electric energy in the capacitor 120 while being charged in the non-working region and to be discharged from the capacitor to the driver circuit 72B side in the working region.
[0064]
The diode 117 connected between the positive and negative electric circuits (101, 105) may also constitute a part of the electric energy storage device 110. This is because the diode 117 is related to the electric energy storage action similar to the rotational energy storage by the flywheel of the conventional example (10 W).
[0065]
Further, the b contact 231b of the magnet contactor 231 and the discharge resistor 140 are connected in series between the positive / negative electric circuit (101/105). A voltage sensor 160 is also provided. The current sensor 150 is provided behind the choke transformer 118 in the positive electrode circuit 101.
[0066]
As shown in FIG. 8, the electrical energy accumulation control unit 112 compares the value of the charging current Ich detected by the comparator (COMP) 112 </ b> C with the set current value Iset set in the current setting unit 116. When the value of the charging current Ich exceeds the set current value Iset, the switching transistor 111 is turned off, and when the value of the charging current Ich drops below the set current value Iset, the switching transistor 111 is turned on. Control to accumulate. When the motor 30 is driven, it also functions as motor drive power supply control means.
[0067]
In addition, the electrical energy storage control unit 112 detects that the value of the charging voltage Vch detected by the voltage sensor 160 is equal to or higher than the selection voltage value Vsel selected using the voltage selector (VST) 113 (or L level). The charge control end command signal (for example, L level) S2 generated when the charge rejection signal S1 is output) ends the accumulation control. In addition, when signal S2 is H level, it becomes a charge control start command signal.
[0068]
That is, the charge control start / end command signal generator (S2GTR) 114 is used when the charge permission / rejection signal S1 determined as the first priority signal is, for example, H level (charge permission signal) regardless of the value of the charge voltage Vch. The charging control start command signal (H level) S2 is preferentially output, and in the case of the L level (charging rejection signal), the charging control end command signal (L level) S2 is preferentially output.
[0069]
The set current value Iset set in the current setter (ISETR) 116 is equal to the selected current value Isel selected using the current selector (IST) 115. In the case of this embodiment, the current selector 115 is formed so that any one of the standard current value, the 1.5 times current value, and the 2 times current value can be selected. This is because the press working ability can be switched.
[0070]
The choke transformer 118 is provided to suppress (reduce) the peak value of the power source current of the AC power source equipment 200 as a result of the acceleration suppression of the charging current Ich (in this embodiment, the DC current Idc), that is, the current limiting action. It has been. That is, it is connected between the rectifier circuit 100 and the driver circuit 72B and to the positive electrode circuit 101 on the upstream side of the capacitor 120 (rectifier circuit 100), and functions as a DC reactor (reactor inserted in the DC circuit). In this embodiment, it is a coil winding type containing an iron core.
[0071]
Note that the inductance L of the choke transformer 118 is selected (for example, 50 mH) based on the suppression of the power source current peak value Iacp (for example, 50 mH), but the press designated as corresponding to the product type, quality, etc. The point of adhering to the press operating speed (spm) specified as satisfying the load and productivity is also taken into account. Therefore, the choke transformer 118 may be formed of, for example, a variable inductance type DC reactor or the like.
[0072]
The capacitor 120 constituting the main part of the electric energy storage device 110 is formed of an electrolytic capacitor (C). The deterioration judgment output function for backup (monitoring function) against the capacity loss of the electrolytic capacitor over time will be described in detail later.
[0073]
Thus, when the charge permission signal (H level) S1 is input as the electrical energy storage device 110, the electrical energy storage control means 112 works to turn on the switching transistor 111. Then, the direct current Idc flows and the charging current Ich whose current is limited by the choke transformer 118 flows. That is, electrical energy is accumulated in the capacitor 120 through the ON-time path (rectifier circuit 100 → switching transistor 111 → choke transformer 118 → capacitor 120) RT1 shown in FIG.
[0074]
When the charging current Ich is increased and the switching transistor 111 is turned off, the charging current Ich flows through the off-time path (choke transformer 118 → capacitor 120 → diode 117) RT2 shown in FIG. .
[0075]
That is, when the switching transistor 111 is in the OFF state, the capacitor 120 is charged by releasing the magnetic energy remaining in the choke transformer 118. At this time, although the value of the charging current Ich gradually decreases, it continues to flow. When the value of the charging current Ich falls below the set current value Iset, the switching transistor 111 is turned on again. Thus, the capacitor 120 can be charged with a substantially constant current (Ich) including a slight vibration component due to a circuit response delay.
[0076]
Accordingly, since the motor driving current (Iu, Iv, Iw) at the time of press working is discharged and supplied from the capacitor 120 at a stretch, the peak current as shown in FIG. The current value (Ichp) can be significantly suppressed (reduced). Compared with the conventional example (10 W) method in which the electric energy storage device (110) shown in FIG. 12A is not provided, the peak current value (charging current peak value Ichp) is the peak value of the AC power supply current Iac (power supply current). It is understood that, as a result, the reduction in size and weight of the AC power supply equipment 200 and the reduction in cost can be greatly promoted because it directly leads to the suppression (reduction) of the peak value Iacp).
[0077]
Here, the capacitance of the capacitor 120 is such that the electric energy amount PWR necessary and sufficient for outputting the torque of the motor 30 corresponding to the maximum pressing force can be discharged at once, and the charging voltage Vch is the standard minimum voltage value of FIG. It is determined as a value that can be held above SLVch. For example, the capacitance (F) of the capacitor 120 is determined as PWR (J) = 1/2 (C × Vch × Vch).
[0078]
In this embodiment, the condition [1.02 (Tb−k × Tm) (N / 2) ≦ (1/2) × (C × Vch × Vch)] is selected. Tb is a braking torque (Kg · m), Tm is a motor torque (Kg · m), k is a motor internal loss constant, N is a deceleration start speed (rpm), C is a capacitor capacity (F), and Vch is a charging voltage [ A DC circuit voltage for capacitor withstand voltage characteristics may be used. ].
[0079]
For example, if Tb = 100 Kg · m, Tm = 200 Kg · m, k = 0.22, N = 500 rpm, and Vch = 380 V (when the AC power supply voltage is 200 V), C = 0.2F. When the AC power supply voltage is 400V, Vch = 760V.
[0080]
In the first embodiment, the AC power supply voltage Vac (for example, 200 V) is boosted 25% by the step-up transformer 210, so that the charging voltage Vch is also increased by 25%. This can increase the stored electrical energy by 56%.
[0081]
Here, as shown in FIG. 9, the capacitor 120 is configured by connecting a plurality (N is preferably 5 or more) of medium-capacitance capacitors 121A, 121B,. The electrostatic capacity of each of the middle-capacitance capacitors 121A, 121B,..., 121N when divided into five (N = 5) is 0.04F.
[0082]
Each of the middle-capacitance capacitors 121A, 121B,..., 121N is formed by connecting a plurality (n, for example, 100 or more) of small-capacitance capacitors 122 (C1, C2,..., Cn) in parallel. Moreover, when at least one of the small-capacitance capacitors 122 (C1, C2,..., Cn) forming each medium-capacitance capacitor (for example, 121A) fails (short circuit), the medium-capacitance capacitor 121A including the failed small-capacitance capacitor is included. , 121B, 121C,..., 121N are provided with a failure part separating means (125).
[0083]
This failure part separating means is formed of the switch-integrated fuse (for example, 125A) of FIG. This switch-integrated fuse (for example, 125A) is configured such that when one small-capacitance capacitor 122 (for example, C1) fails (short circuit), the fuse 125F is blown to make the entire middle-capacitance capacitor 121A (120 ... 121B, 121C). ,..., 121N), and a built-in spring (not shown) works to turn on the switch 125S and output the fuse blow signal Sfd.
[0084]
That is, the capacitor 120 is composed of a plurality of units (121A, 121B,..., 121N), and when a capacitor failure (capacitor short circuit) occurs, the failure (failure) occurrence unit (121) is disconnected from the system (120), It is added as a safety device that allows the press operation to continue.
[0085]
When the fuse blow signal Sfd is received via the input / output port 93 shown in FIG. 2, the fuse blow alarm control means (CPU 81, ROM 82) issues a fuse blow alarm. The warning is given by a display notification by the display unit 85 in addition to the buzzer 86 ringing notification.
[0086]
In FIG. 9, each switch 125 </ b> F is connected in parallel to one signal circuit. However, it is clearly shown which medium-capacitance capacitor 121 has failed (short circuit) by connecting it to each signal circuit. Can be formed.
[0087]
Thus, it is possible to avoid a state in which the entire press operation is stopped due to a capacitor failure when one capacitor 120 is used. That is, in the above case, the press work can be continued by reducing the press load (100%) at that time to 80%.
[0088]
The press machine 10 is related to the current (actual) press operation with the aim of facilitating handling, ensuring a continuous and stable press operation, expanding the press operation mode, maintaining product accuracy, improving productivity, and the like. A function for monitoring / notifying the capacity margin and the degree of deterioration of the capacitor 120 (decrease in capacitance) is provided.
[0089]
In order to monitor and notify the capability margin, actual minimum voltage value detection means (81, 82), standard minimum voltage value storage means 83MV, and press load remaining capacity determination output means (81, 82) are provided.
[0090]
In the conventional example (10 W), a large rotational energy (5 to 10 times the energy required for one press working) was accumulated in the flywheel (7). However, it is difficult to implement with a large cost and structural burden.
[0091]
On the other hand, in the case of the present invention (10) constructed so as to be able to supply the motor driving power (electric energy) for one time from the capacitor 120 at the same time as the press working, it can be said that the remaining power against overload is relatively small. Thus, an overload is likely to occur, and the press working operation must be stopped when overload occurs.
[0092]
At the end of the press working, electric energy exceeding the charging current Ich is consumed, so that the charging voltage Vch decreases most. Therefore, the extent (load state) consumed in a certain period of time (press processing) with the load (motor 30) can be monitored (monitored) as a margin.
[0093]
The actual minimum voltage value detection means is composed of a ROM 82 storing an actual minimum voltage value detection control program and a CPU 81 that executes the ROM 82, and is output from the voltage sensor 160 shown in FIG. The charging voltage Vch input via the CPU is monitored, and the lowest actual minimum voltage value ALVch (see FIG. 13) in one actual machining cycle that has been executed is detected (ST20 in FIG. 14). The detected actual minimum voltage value ALVch is temporarily stored in the work area of the RAM 83 by the information storage control means (81 82).
[0094]
The actual minimum voltage value detecting means may be formed of a latch type circuit (hardware) that latches and updates the value of the charging voltage Vch and holds the minimum value.
[0095]
The standard minimum voltage value storage means 83MV stores a standard minimum voltage value SLVch (see FIG. 13) in one standard machining cycle. The standard minimum voltage value SLVch is set and stored as the minimum value of the charging voltage Vch of the capacitor 120 when press working with a standard working force (load). The value SLVch itself can be set and changed by operating the operation unit 84.
[0096]
The press load surplus power judgment output means is composed of a ROM 82 that stores a press load surplus power judgment output control program and a CPU 81 that executes the ROM 82. The detected actual minimum voltage value ALVch and the stored standard minimum voltage value SLVch Are compared to determine the remaining capacity of the press load in the actual machining, and the determination result is output.
[0097]
Specifically, the press load remaining capacity determination output means (81 82) compares the standard minimum voltage value SLVch read from the standard minimum voltage value storage means 83MV in ST11 of FIG. 14 with the detected actual minimum voltage value ALVch. (ST12, ST14) In this embodiment, in case 1 [ALVch ≧ (75% of SLVch)] shown in FIG. 13A (YES in ST12), it is determined that “remaining power is available” and output. To do. In case 2 [(75% of SLVch)> ALVch ≧ (50% of SLVch)] (YES in ST14), it is determined that there is no remaining power and is output. If Case 3 [(50% of SLVch)> ALVch] (NO in ST12, NO in ST14), it is determined as “overloaded” and output.
[0098]
The information such as 75% or more and 50% or less is previously set and stored (can be changed) in the remaining power level determination information storage unit 83PL of FIG. 2 as the remaining power level determination information.
[0099]
Thus, the press load remaining power level notification control means (81, 82) displays that on the display unit 85 when there is a judgment output of “remaining capacity” from the press load remaining power judgment output means (81, 82) (for example, blue) Letters and blue lamps are turned on) to notify the operator (ST13). When there is a “no power available” determination output, it is displayed (for example, a yellow character or a yellow lamp is lit) and notified (ST15). Further, if there is a determination output of “overload”, that fact is displayed on the display unit 85 (red letters or red lamps are lit) and notified (ST16). Note that monitoring / notification using the buzzer 86 may be constructed.
[0100]
Further, in the case of the “no remaining power” notification, the operator can be confident that the press work can be safely continued. Moreover, it can be recognized that the press operation which is switched to a large processing force is difficult as compared with the case of the press processing. In other words, it is possible to clarify a processing range with a margin.
[0101]
On the other hand, in the case of “remaining power” notification, this can be used as a guideline, for example, by increasing the press speed or setting the die height to a higher level, thereby improving productivity and changing the press working mode. In the case of “overload” notification, for example, it is a guideline to reset the press speed lower than before or reset the die height to a lower value. In addition, it is necessary to check the capacitor 120 for deterioration or failure. In this way, a reasonable press operation can be performed and handling becomes extremely simple.
[0102]
Next, in order to enable automatic monitoring and notification of the deterioration degree of the capacitor 120, the specified charging time storage means 83MT, the actual charging time measurement means (81, 82), and the capacitor deterioration judgment output means (81, 82) are provided. Is provided. That is, a means for determining a decrease in the storage capacity of the capacitor 120 is provided.
[0103]
When charging is performed with a constant charging current Ich, the charging time Tch until the charging voltage Vch of the capacitor 120 reaches a predetermined value (specified voltage value SVch) varies depending on the capacitance of the capacitor 120. That is, focusing on the fact that capacitor deterioration (decrease in capacitance) appears as a shortening of the charging time Tch as shown by the dotted line in FIG. 15, the deterioration degree of the capacitor 120 can be determined from changes in the charging time. It is.
[0104]
Referring to FIG. 15, specified charging time storage means 83MT stores specified charging time STch required until charging voltage Vch of capacitor 120 reaches specified voltage value SVch. The value (SVch, STch) itself can be set and changed by the key operation of the operation unit 84.
[0105]
The actual charging time measuring means is composed of a ROM 82 that stores an actual charging time measurement control program and a CPU 81 that executes the ROM 82, and is output from the voltage sensor 160 shown in FIG. 7 and via the input / output port 96 shown in FIG. The input charging voltage Vch is monitored, and the actual charging time ACh actually required until the value of the charging voltage Vch of the capacitor 120 reaches the specified voltage value SVch is measured (ST21 in FIG. 16). Time measurement is performed by a clock function in the CPU 81.
[0106]
This measurement is started in the case of charging start OK (after the charging permission signal S1 in FIG. 8 is output) (YES in ST20), and charging is completed (the charging rejection signal S1 in FIG. 8 is output). Alternatively, the process ends with S2 being generated when the value of the charging voltage Vch is equal to or higher than the selected voltage value Vsel (YES in ST22). The measured actual charging time ACh is temporarily stored in the work area of the RAM 83 by the information storage control means (81, 82).
[0107]
The capacitor deterioration determination output means is composed of a ROM 82 that stores a capacitor deterioration determination output control program and a CPU 81 that executes the ROM 82. The measured actual charging time ACh and the stored specified charging time STch read in ST23. And the actual charging time ACh is determined to be [ATch ≦ (STch−ST)] shorter than the specified charging time STch by a set time (ST) (YES in ST24), the capacitor 120 deteriorates. Output (capacity drop).
[0108]
This set time ST is set and stored in the set time storage means 83MTS in FIG. The value (ST) itself can be set and changed by the key operation of the operation unit 84. The set time ST may be stored as a specific “time (for example, minutes)”, but in this embodiment, when the specified charging time STch is “100%”, the “X%” Is set and stored. In this way, it is not necessary to change the value (time) of the set time ST every time the value (time) of the specified charging time STch is changed, which is efficient. Therefore, “STch-ST (time)” described above becomes “STch (100% −X%)”. If X% is, for example, 25%, “STch (1-0.25)” shown in ST24 of FIG. 16 is obtained. In other words, when the actual charging time ACh is 75% or less of the specified charging time STch (YES in ST24), it is determined that the capacitance has decreased (deteriorated).
[0109]
The capacitor deterioration degree notification control means (81, 82), when there is a judgment output “degraded” from the capacitor deterioration judgment output means (81, 82), displays that fact (for example, a message in red letters). ) And the buzzer 86 ring (ST25).
[0110]
That is, the fuse blown alarm control means (CPU 81, ROM 82) alerts the fuse blown by an initial failure, a failure due to the life of the small-capacitance capacitor 122 or a sudden abnormality (short circuit), and this capacitor deterioration degree notification control. The means (81, 82) is to notify the deterioration with time (decrease in capacitance) that gradually changes with the daily press operation.
[0111]
Hereinafter, the operation and operation of the press machine 10 according to the first embodiment will be described.
[0112]
(Initial charge)
When a power activation command is issued by operating the key of the operation unit 84 in FIG. 2, a power ON signal is output from an interface (not shown) of the computer 80, the a contact 231a of the magnet contactor 230 in FIG. 7 is turned on, and the b contact 231b is turned on. Turn off. At this time, the switching transistor 111 is OFF.
[0113]
Subsequently, when a charge start command is issued by a key operation, a charge permission signal S1 is output (H level) from an interface (not shown) of the computer 80. Then, charge control start command signal S2 is output (H level) from charge control end command signal generator 114 in FIG. Accordingly, the switching transistor 111 is turned on by the output signal of the comparator 112C, the charging current Ich flows along the ON-time path RT1 of FIG. 10 starting from the rectifier circuit 100, and electric energy starts to be accumulated (charged) in the capacitor 120. Electric energy is accumulated in the choke transformer 118 in the form of magnetic force. Note that the maximum value of the charging current Ich is suppressed (current limited) by the action of the choke transformer 118.
[0114]
When the charging current Ich is increased and the switching transistor 111 is turned off, the charging current Ich flows through the off-time path (choke transformer 118 → capacitor 120 → diode 117) RT2 shown in FIG. . Thereafter, by repeating this, the capacitor 120 is charged with a substantially constant current (Ich). The accumulation control is terminated by a charge control end command signal (L level) S2 that is generated when the value of the charge voltage Vch is equal to or higher than the selected voltage value Vsel.
[0115]
(Determination of capacitor deterioration)
Simultaneously with the start of the initial charging, that is, at the start of charging OK (after the H level charging permission signal S1 is output), the actual charging time measuring means (81, 82) measures the actual charging time ACh. The process ends when charging is completed (when the L-level charge control end command signal S2 is output) (YES in ST20 of FIG. 16, YES in ST21, ST22).
[0116]
Then, the capacitor deterioration determination output means (81 82) compares the measured actual charging time ACh shown in FIG. 15 with the read specified charging time STch, and the actual charging time ACh is, for example, 75% or less of the specified charging time STch ( When it is determined that the time is shorter than the set time ST, the fact that the capacitor 120 has deteriorated (capacitance drop) is output. Specifically, the capacitor deterioration degree notification control means (81, 82) receiving the notification notifies the display unit 85 and the buzzer 86 to that effect (YES in ST34, ST25).
[0117]
In this case, the operator should check the cause of the decrease in the capacitance of the capacitor 120 before entering the press operation, and replace it if necessary. If NO is determined in ST24 (when there is no notification of a decrease in capacitance, etc.), the operation proceeds to the press operation. This determination may be made at the time of restarting after the first morning or lunch break.
[0118]
(Press operation)
When a press operation start command is issued, the setting selection command unit (80) including the speed setter (84), the motion pattern selector (81, 82) and the motion command unit (81, 82) The setting slide position signal (setting selection motion command signal) PTs shown in FIG.
[0119]
Then, the current control unit 71 (for example, 71U) shown in FIGS. 3 and 4 includes a current command signal (corresponding to a torque signal) Si output from the speed control unit 64 and a U-phase signal output from the phase signal generation unit 40. The U-phase target current signal Usi is generated by multiplying Up, and the U-phase target current signal Usi and the actual U-phase current signal Ui are subsequently compared to generate a current deviation signal (U-phase current deviation signal as a PWM modulation command). ) Generate and output Siu. The other V and W phase current control units 71V and 71W also generate and output V and W phase current deviation signals Siv and Siw.
[0120]
Subsequently, the PWM control unit 72 (the isolation circuit 72A in FIG. 6 and the driver circuit 72B in FIG. 7) operates to generate and output three-phase drive voltages Spwmu, Spwmv, and Spwmw. As a result, the motor 30 sends the motor 30 to the motor 30 from the driver circuit 72B. Driving currents Iu, Iv, and Iw can flow.
[0121]
Thus, on the side of the electrical energy storage device 110, the electrical energy storage control means 112 operates to control the switching transistor 111 on and off. When the transistor 111 is ON, electric energy is accumulated in the capacitor 120 through the ON-time path RT1 shown in FIG. The charging current Ich flows as a result of the direct current Idc flowing and the current limited by the choke transformer 118. When the charging current Ich increases and the switching transistor 111 is turned off, the charging current Ich flows through the OFF-time path RT2 in FIG. 11 and electric energy is accumulated in the capacitor 120.
[0122]
As shown in FIG. 12B, in the non-processed region (time T2 to T3, T4 to T5, T6 to), the capacitor has a substantially constant current (Ich) including a slight vibration component due to a circuit response delay. 120 can be charged. Further, at the time of press molding, that is, in the processing region (time T1 to T2, T3 to T4, T5 to T6), electric energy (Ich) can be discharged (supplied) from the capacitor 120 at a stretch. Therefore, the peak current value (Ichp) can be significantly suppressed (reduced). That is, since it is not necessary to directly supply the total amount of power corresponding to the maximum load (load) only from the AC power supply equipment 200, the AC power supply equipment is compared to the case of the previously proposed example (10S2) [FIG. 12 (A)]. The capacity can be reduced to 200 [FIG. 12 (B)], and at the same time, the response is quick and stable even when the slide speed is increased or restarted.
[0123]
(Availability level judgment)
During this processing cycle, the press load remaining capacity determination output means (81, 82) compares the standard minimum voltage value SLVch with the actual minimum voltage value ALVch, and in case 1 [YES in ST12, FIG. A)] is determined as “remaining power available”, and in case 2 [YES in ST14, FIG. 13B] is determined as “no remaining power”, and in case 3 [NO in ST12, NO in ST14] In FIG. 13C, “overload” is determined and output.
[0124]
Then, the press load remaining power notification control means (81, 82) notifies the output (ST13, ST15, ST16). The operator can know the press working state quickly and quantitatively accurately according to the notification contents, and can take the best measures. Handling becomes extremely easy.
[0125]
(Capacitor failure)
In FIG. 9, when any small-capacitance capacitor 122 (for example, C1) of any medium-capacitance capacitor (for example, 121A) fails (short-circuits), the fault portion separating means (125) automatically The capacitor 122 is disconnected and the fuse blow signal Sfd is output. Then, the fuse blow alarm control means (CPU 81, ROM 82) alerts the fuse blow by an alarm / display. In principle, the operator checks which medium-capacitance capacitor 121 is defective and disconnected from the whole, and confirms the validity of the press operation mode.
[0126]
In this case, if the number of divided units (medium capacity capacitors 121) constituting the capacitor 120 is “5”, for example, the capacitance of the capacitor 120 is reduced by 20% (= 1/5). However, the press operation can continue.
[0127]
However, for example, in the case where “no remaining power” is determined and output by the press load remaining capacity determination output means (81, 82), the medium-capacitance capacitor 121A (small-capacitance capacitor C1) as soon as the processing of the rod is completed. In addition, maintenance including replacement of the switch-integrated fuse 125A should be performed.
[0128]
In addition, when it is determined and output as “overload” by the press load remaining capacity determination output means (81 82), it should be immediately stopped and the maintenance should be started.
[0129]
(End of press operation)
When a press stop command (or a charge end command) is issued by a key operation, the a contact 231a of the magnet contactor 230 in FIG. 7 is turned off and the b contact 231b is turned on. Then, the electric energy stored in the capacitor 120 flows through the discharge circuit (capacitor 120 → b contact 231b → discharge resistor 140) as a discharge current, is consumed by the discharge resistor 140, and disappears. Return to the initial state. At this time, the switching transistor 111 is OFF.
[0130]
  Thus, according to the first embodiment, the power supply current peak value (Iacp) of the AC power supply facility 200 in the processing region can be suppressed (reduced) between the rectifier circuit 100 and the driver circuit 72B. Electrical energy storage device 110(Configuration including capacitor 120, switching transistor 111, electrical energy storage control means 112, and choke transformer 118, which can store electrical energy in the non-working region and discharge from the capacitor to the driver circuit 72B side in the processing region)Servo motor drive type press machine 10 provided with the AC power supply equipment 200 can be greatly reduced in size and cost, and continuously and reliably press-molded at a specified press operation speed.In addition, while achieving further structural simplicity and cost reduction, it is possible to promote more stable electrical energy storage and reduction of the power source current peak value in the processing region. ). Therefore, the spread of the servo motor drive type press machine (10S2) can be greatly promoted. Further, when there is the existing AC power supply equipment 200, it is possible to effectively use it to install the press machine 10 having a capacity almost twice that of the existing press machine (10S2), thereby improving productivity. In addition, stable operation can be performed with quick response when the slide speed is increased during the press operation.
[0131]
Further, in the case of a press machine system in which a plurality of press machines are arranged and the AC power supply equipment 200 is an existing equipment, the total number of press machines in a situation where the total current peak value is limited within the capacity (peak current value). The freedom of choice can be expanded. Since the press operation speed (designated spm) is secured, the productivity of the entire system can be maintained.
[0133]
Further, an actual minimum voltage value detecting means (81, 82), a standard minimum voltage value storage means 83MV, and a press load remaining capacity judgment output means (81, 82) are provided, and the electric energy remaining in the capacitor 120 with respect to the actual press working load. It is possible to inform the operator of the remaining capacity of the accumulated amount, that is, the load state. Therefore, it is possible to quickly make an appropriate judgment of the operator with respect to the press load (and processing mode), and to further improve safety and productivity.
[0134]
Moreover, since the operator can clearly grasp the electric energy storage limit of the electric energy storage device 110 (capacitor 120) by the load state monitoring function, it is possible to execute the press operation even in the electric energy storage state with little remaining power. . Productivity can be improved. In other words, it is possible to avoid an awkward press operation execution abandonment and a stop command.
[0135]
Further, a specified charging time storage means 83MT, an actual charging time measuring means (81, 82), and a capacitor deterioration judgment output means (81, 82) are provided, and the starting charging time for the capacitor 120 that has been zero-cleared in terms of electrical energy is determined. Since the capacitance lowering degree of the capacitor 120 is formed so that it can be discriminated and output by using this, it is possible to inform the operator of the current capacitor deterioration degree. Therefore, it is possible to ensure the preventive maintenance against the deterioration of the power storage function due to the long-term use or the deterioration of the capacitor 120. Even if a failure occurs, it is easy to accurately and easily confirm the progress to the press operation and the necessity of inspection, and it is easy to take appropriate maintenance.
[0136]
Further, when the small-capacitance capacitor 122 that forms the capacitor 120 (medium-capacitance capacitor 121) by providing the failure part separating means 125 is formed, the medium-capacitance capacitor 121 is formed so as to be separable from the whole. Even if a defect (failure ... short-circuit) occurs in the small-capacitance capacitor (medium-capacitance capacitor), pressing can be continued without stopping. Since it is not necessary to replace the entire capacitor 120, the capacitor replacement cost can be greatly reduced and the time until restart (resumption of press operation, etc.) after the replacement can be greatly shortened.
[0137]
Further, since the capacitance of the capacitor 120 satisfies the conditional expression [1.02 (Tb−k × Tm) (N / 2) ≦ (1/2) × (C × Vch × Vch)]. In addition, the capacitance of the capacitor 120 can be reduced to a necessary minimum, and the miniaturization and cost reduction can be further promoted.
[0138]
(Second Embodiment)
A press machine 10 according to the second embodiment is shown in FIG. That is, the press machine 10 has the same configuration and function as in the case of the first embodiment (FIGS. 1 to 6), but the electrical energy storage device 170 includes an inverter (voltage converter) 117 and a storage battery 172. And is formed from.
[0139]
That is, a motor drive power supply device for a motor is formed of a rectifier circuit 100 connected to the AC power supply facility 200 and a driver circuit 72B connected to the rectifier circuit, and between the rectifier circuit and the driver circuit and between the positive electrode An electrical energy storage device 170 including a voltage conversion device 171 and a storage battery 172 between the negative electrode circuits and formed so as to be able to suppress the power supply current peak value of the AC power supply facility 200 in the processing region is provided.
[0140]
Here, the storage battery 77 can store electric energy while absorbing the back electromotive force generated from the motor 30 when the motor decelerates, and can supply current as a motor drive power source during press molding. The voltage of the storage battery 77 is selected from, for example, 48V to 200V, and is 48V in this embodiment.
[0141]
As the storage battery 77, a nickel metal hydride battery is adopted, but it may be formed of a lithium ion battery or the like. In the future, it may be possible to use an electric vehicle for which further miniaturization and cost reduction will be promoted. The capacity | capacitance of the storage battery 77 shall satisfy | fill conditional expression [1.02 (Tb-kxTm) (N / 2)], for example. Here, Tb is a braking torque (Kg · m), Tm is a motor torque (Kg · m), k is a motor internal loss constant, and N is a deceleration start speed (rpm).
[0142]
For example, in the case of Tb = 100 kg · m, Tm = 200 kg · m, k = 0.2 and N = 500 rpm, it is 15300 W. Therefore, about 16-20 kW is good.
[0143]
The voltage converter 171 comprising an inverter reduces the DC voltage (Vdc: 380 V when the original power source is 200 V, 760 V when the original power source is 400 V) to the voltage of the storage battery 172 (48 V described above) and charges the regenerative current. To do. At the time of press molding, the voltage (48V) of the storage battery 77 is supplied with electric power (current) while the DC circuit voltage Vdc is boosted to 380V when the original power supply voltage Vac is 200V and 760V when the original power supply is 400V.
[0144]
In the second embodiment having such a configuration, when the rectifier circuit 100 rectifies the AC power source (original power source) from the AC power source facility 200, the driver circuit 72B causes the motor drive control power source (AC power source: each phase motor drive current Iu). , Iv, Iw). As a result, the rotation of the motor 30 is controlled, the crankshaft 12 is rotated, and the slide 17 can be moved up and down.
[0145]
At the time of motor deceleration, the back electromotive force generated from the motor 30 is absorbed by the storage battery 172 and stored as electric energy. An increase in regenerative voltage (overvoltage) can also be prevented.
[0146]
On the other hand, during press molding, energy is released (supplied) from the storage battery 172 to the driver circuit 72B. That is, it is not necessary to supply all power corresponding to the maximum load from the AC power supply facility 200. Thus, the capacity of the AC power supply facility 200 can be reduced, and a stable operation can be performed with quick response even when the slide speed is increased or restarted.
[0147]
In addition, since the ripple when the AC power from the AC power supply facility 200 is rectified by the rectifier circuit 100 can be removed by the function of the smoothing capacitor 109, smoothing of the DC power after rectification can be promoted.
[0148]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, the electrical energy storage device formed between the rectifier circuit and the driver circuit so as to be able to suppress the power source current peak value of the AC power source equipment in the processing region.(Including capacitor, switching transistor, electric energy storage control means, choke transformer)Therefore, the AC power supply facility 200 can be significantly reduced in size and cost and continuously and reliably formed at a specified press operation speed. Therefore, it can greatly contribute to the spread of servo motor drive press machines.At the same time, while further simplifying the structure and lowering the cost, it is possible to further promote stable storage of electric energy and reduction of the power source current peak value in the processing region.
[0150]
  Also,Claim 2Since the actual minimum voltage value detection means, the standard minimum voltage value storage means, and the press load remaining capacity determination output means are provided,Claim 1In addition to being able to achieve the same effect as in the case of the present invention, it is possible to inform the operator of the remaining capacity of the electric energy storage amount with respect to the actual press working load.
[0151]
  Also,Claim 3In accordance with the present invention, the specified charging time storage means, the actual charging time measurement means, and the capacitor deterioration determination output means are provided.Claim 1andClaim 2In addition to being able to achieve the same effects as those of the respective inventions, it is possible to notify the operator of the degree of capacitor deterioration at the present time.
[0152]
  further,Claim 4According to the present invention, when at least one of the small-capacitance capacitors forming the medium-capacitance capacitor fails, the failure part separating means for separating the medium-capacitance capacitor including the small-capacity capacitor from the whole is provided.Claim 1FromClaim 3In addition to being able to achieve the same effects as in the case of each of the above inventions, even if some of the small capacitors (medium capacitors) malfunction (failure ... short circuit), without stopping the press working Allowed to continue.
[0153]
  further,Claim 5According to the above, the capacitance of the capacitor satisfies the conditional expression [1.02 (Tb−k × Tm) (N / 2) ≦ (1/2) × (C × Vch × Vch)]. SoClaim 1FromClaim 4In addition to achieving the same effects as those of the above inventions, it is possible to further minimize the capacitance and to promote the reduction in size and cost of the capacitor.
[0154]
  Furthermore,Claim 6According to the present invention, the electrical energy storage device formed between the rectifier circuit and the driver circuit and between the positive electrode and the negative electrode circuit so as to suppress the power source current peak value of the AC power supply equipment in the processing region, including the voltage conversion device and the storage battery. Since this is a press machine, the peak value of the power source current can be greatly suppressed as in the case of the invention of claim 1.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a press machine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a unit diagram for similarly explaining a setting selection command unit (computer), a position / speed control unit, and a motor drive control unit.
FIG. 3 is a circuit diagram for explaining details of a position / speed controller and a motor drive controller.
FIG. 4 is a circuit diagram for explaining a current control unit in the same manner.
5A and 5B are diagrams for explaining a pulse width modulation operation, where FIG. 5A shows a case where a pulse width is modulated by comparing a triangular wave carrier signal and a current deviation signal, and FIG. 5B shows an ignition signal. This is a case where a PWM control signal is generated.
FIG. 6 is also a diagram for explaining an isolation circuit;
FIG. 7 is also a diagram for explaining an AC power supply facility, a motor drive control device, and a capacitor-type electric energy storage device.
FIG. 8 is also a circuit diagram for explaining the electrical energy storage control means.
FIG. 9 is a circuit diagram for explaining a unit separation type capacitor in the same manner.
FIG. 10 is also a circuit diagram for explaining a charging operation by an ON-time path.
FIG. 11 is also a circuit diagram for explaining a charging operation through an OFF-time path.
FIG. 12 is also a diagram for explaining the principle of reducing the power supply current peak value (Iacp) of the AC power supply equipment in comparison with the previous proposed example, and FIG. 12A is the peak value of the motor drive current in the previous proposed example. (Imax) and the like are shown, and (B) shows the peak value (Ichp) of the suppressed charging current in the present invention.
FIG. 13 is also a diagram for explaining a decrease in the charging voltage of the capacitor after the end of one cycle processing.
FIG. 14 is a flowchart for explaining a press load remaining capacity determination output operation in the same manner.
FIG. 15 is also a diagram for explaining the relationship between the charging voltage of the capacitor and the charging time.
FIG. 16 is a flowchart for explaining the capacitor deterioration determination output operation in the same manner.
FIG. 17 is a circuit diagram for explaining an electrical energy storage device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a press machine 10W having a conventional flywheel.
FIG. 19 is a schematic diagram for explaining a previously proposed servo motor driven press machine 10S2.
FIG. 20 is a diagram for explaining a relationship between a rotation angle of a crankshaft and a machining area and a non-machining area in one machining cycle.
[Explanation of symbols]
10 Press machine
12 Crankshaft
17 slides
30 AC servo motor (motor)
35 Motor shaft encoder
60 Position speed controller
70 Motor drive controller (motor drive control circuit)
71 Current controller
72 PWM controller
72A Isolation circuit
72B Driver circuit (motor drive power supply)
80 PC (Setting selection command section)
81 CPU (actual charging time measurement means, capacitor deterioration judgment output means, actual minimum voltage value detection means, press load remaining capacity judgment output means)
82 ROM (actual charging time measurement means, capacitor deterioration judgment output means, actual minimum voltage value detection means, press load remaining capacity judgment output means)
83M memory
83MT specified charging time storage means
83MTS set time storage means
83MV standard minimum voltage value storage means
83PL remaining power level judgment information storage means
84 Operation unit
85 display
86 Buzzer
100 Rectifier circuit (motor drive power supply)
110 Electric energy storage device
111 Switching transistor
112 Electric energy storage control means
117 diode
118 choke transformer
120 capacitors
121 Medium-capacitance capacitor
122 Small capacitor
125 Switch-integrated fuse (failure part isolation means)
125F fuse
125S switch
130 Diode
140 Discharge resistance
150 Current sensor
160 Voltage sensor (actual charging time measuring means, actual minimum voltage value detecting means)
170 Electric energy storage device
171 Inverter (voltage converter)
172 battery
200 AC power supply equipment
210 Step-up transformer
Vac AC power supply voltage
Iac AC power supply current
Vch charge voltage
Ich charge current
Tch charging time
SVch specified voltage value
STch specified charging time
ATCH actual charging time
ST setting time
SLVch standard minimum voltage
ALVch Actual minimum voltage
Iu, Iv, Iw Motor drive current
Sfd Fuse blown (failure) signal

Claims

モータによりクランク軸を回転駆動してスライドを昇降可能かつスライド下降中の加工領域でプレス成形可能なプレス機械において、
前記モータ用のモータ駆動電源装置を交流電源設備に接続された整流回路とこの整流回路に接続されたドライバー回路とから形成するとともに、整流回路とドライバー回路との間に前記加工領域における前記交流電源設備の電源電流ピーク値を抑制可能に形成された電気エネルギー蓄積装置を設け、この電気エネルギー蓄積装置が、正極・負極電路間に接続された電気エネルギー蓄積用のコンデンサと，正極電路に接続されたスイッチングトランジスタと，充電電流の値に応じてスイッチングトランジスタをＯＮ−ＯＦＦしつつ電気エネルギー蓄積制御を行なう電気エネルギー蓄積制御手段と，正極電路に接続された充電電流加速度を抑制するためのチョークトランスとを含み，非加工領域において充電しつつコンデンサに電気エネルギーを蓄積可能かつ加工領域においてコンデンサからドライバー回路側へ放電可能に形成されている、ことを特徴とするプレス機械。In a press machine that can rotate the crankshaft by a motor to move the slide up and down and can be press-formed in the processing area during slide lowering,
The motor drive power supply device for the motor is formed from a rectifier circuit connected to an AC power supply facility and a driver circuit connected to the rectifier circuit, and the AC power supply in the processing region is between the rectifier circuit and the driver circuit. An electrical energy storage device formed to suppress the power supply current peak value of the facility is provided , and this electrical energy storage device is connected to a capacitor for electrical energy storage connected between the positive electrode and the negative electrode circuit, and to the positive electrode circuit A switching transistor, an electrical energy storage control means for performing electrical energy storage control while turning on and off the switching transistor in accordance with a value of the charging current, and a choke transformer connected to the positive electrode circuit for suppressing the charging current acceleration Including electrical energy to capacitors while charging in non-processed areas Press machine, wherein the product possible and the processing region is dischargeable formed from the capacitor to the driver circuit side in it.

前記コンデンサの充電電圧の値であって実行された実際加工１サイクル中の最も低い実際最低電圧値を検出する実際最低電圧値検出手段と、標準的な加工１サイクル中における標準最低電圧値を記憶する標準最低電圧値記憶手段と、検出された実際最低電圧値と記憶されている標準最低電圧値とを比較して当該実際加工におけるプレス負荷の余力度を判断しかつ判断結果を出力可能に形成されたプレス負荷余力判断出力手段とを設けた、請求項１記載のプレス機械。 The actual minimum voltage value detecting means for detecting the lowest actual minimum voltage value during one actual machining cycle that has been executed and the standard minimum voltage value during one standard machining cycle is stored. The standard minimum voltage value storage means that compares the detected actual minimum voltage value with the stored standard minimum voltage value to determine the remaining capacity of the press load in the actual machining and to output the determination result The press machine according to claim 1 , further comprising: a press load surplus power judgment output unit .

前記コンデンサの充電電圧が規定電圧値に到達するまでに必要な規定充電時間を記憶する規定充電時間記憶手段と、前記コンデンサの充電電圧の値が規定電圧値に到達するまでに実際に必要とした実際充電時間を計測する実際充電時間計測手段と、計測された実際充電時間と記憶されている規定充電時間とを比較して実際充電時間が規定充電時間よりも設定時間以上短いと判断した場合に前記コンデンサが劣化している旨を出力可能に形成されたコンデンサ劣化判断出力手段とを設けた、請求項１または請求項２記載のプレス機械。 The specified charging time storage means for storing the specified charging time required until the charging voltage of the capacitor reaches the specified voltage value, and actually required until the value of the charging voltage of the capacitor reaches the specified voltage value When it is determined that the actual charging time is shorter than the specified charging time by comparing the measured actual charging time and the stored specified charging time with the actual charging time measuring means that measures the actual charging time. The press machine according to claim 1, further comprising a capacitor deterioration determination output unit configured to be able to output that the capacitor is deteriorated .

複数の小容量コンデンサを並列接続して中容量コンデンサを形成するとともに複数の中容量コンデンサを並列接続して前記コンデンサを構成し、中容量コンデンサを形成する小容量コンデンサの少なくとも１つが故障した場合に故障小容量コンデンサを含む当該中容量コンデンサを全体から切離す故障部切離手段を設けた、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたプレス機械。 When a plurality of small-capacitance capacitors are connected in parallel to form a medium-capacitance capacitor, and a plurality of medium-capacitance capacitors are connected in parallel to form the capacitor, and at least one of the small-capacitance capacitors forming the medium-capacitance capacitor fails The press machine according to any one of claims 1 to 3, further comprising a failure portion separation means for separating the medium capacitance capacitor including the failure small capacitance capacitor from the whole .

前記コンデンサが、制動トルク（Ｋｇ・ｍ）をＴｂ，モータトルク（Ｋｇ・ｍ）をＴｍ，モータ内部損失定数をｋ，減速開始速度（ｒｐｍ）をＮ，静電容量（Ｆ）をＣおよび充電電圧（Ｖ）をＶｃｈとした場合に次の条件式［１．０２（Ｔｂ−ｋ×Ｔｍ）（Ｎ／２）≦（１／２）×（Ｃ×Ｖｃｈ×Ｖｃｈ）］を満たすものとされている、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたプレス機械。 The capacitor is charged with braking torque (Kg · m) Tb, motor torque (Kg · m) Tm, motor internal loss constant k, deceleration start speed (rpm) N, capacitance (F) C and charging When the voltage (V) is Vch, the following conditional expression [1.02 (Tb−k × Tm) (N / 2) ≦ (1/2) × (C × Vch × Vch)] is satisfied. The press machine according to any one of claims 1 to 4 .

モータによりクランク軸を回転駆動してスライドを昇降可能かつスライド下降中の加工領域でプレス成形可能なプレス機械において、
前記モータ用のモータ駆動電源装置を交流電源設備に接続された整流回路とこの整流回路に接続されたドライバー回路とから形成するとともに、整流回路とドライバー回路との間でかつ正極・負極電路間に電圧変換装置と蓄電池とを含み前記加工領域における交流電源設備の電源電流ピーク値を抑制可能に形成された電気エネルギー蓄積装置を設けた、ことを特徴とするプレス機械。 In a press machine that can rotate the crankshaft by a motor to move the slide up and down and can be press-formed in the processing area during slide lowering,
The motor drive power supply device for the motor is formed from a rectifier circuit connected to an AC power supply facility and a driver circuit connected to the rectifier circuit, and between the rectifier circuit and the driver circuit and between the positive electrode and the negative electrode circuit A press machine comprising: an electric energy storage device that includes a voltage conversion device and a storage battery, and is configured to suppress a power supply current peak value of an AC power supply facility in the processing region .