JP4698250B2 - Press control device - Google Patents

Press control device Download PDF

Info

Publication number
JP4698250B2
JP4698250B2 JP2005039304A JP2005039304A JP4698250B2 JP 4698250 B2 JP4698250 B2 JP 4698250B2 JP 2005039304 A JP2005039304 A JP 2005039304A JP 2005039304 A JP2005039304 A JP 2005039304A JP 4698250 B2 JP4698250 B2 JP 4698250B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
machining
value
trajectory
command value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005039304A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006224126A (en
Inventor
章子 奥野
Original Assignee
日本リライアンス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本リライアンス株式会社 filed Critical 日本リライアンス株式会社
Priority to JP2005039304A priority Critical patent/JP4698250B2/en
Publication of JP2006224126A publication Critical patent/JP2006224126A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4698250B2 publication Critical patent/JP4698250B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/26Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by cams, eccentrics, or cranks
    • B30B1/266Drive systems for the cam, eccentric or crank axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14Control arrangements for mechanically-driven presses
    • B30B15/148Electrical control arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)

Description

本発明は、電動機によって偏心軸を回転駆動し、この偏心軸に連結されたリンク機構を介してスライドを駆動するプレス装置に対する制御装置に関し、特に、プレス金型に応じたスライド時間に対する位置および速度を任意に制御できるプレス制御装置に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for a press device that drives an eccentric shaft by an electric motor and drives a slide via a link mechanism connected to the eccentric shaft, and in particular, a position and speed with respect to a slide time according to a press die. The present invention relates to a press control device capable of arbitrarily controlling the above.

従来のプレス制御装置として、特許文献1に記載の装置が知られている。図14は、従来のプレス機械の概念図を示す図である。プレス機械(本発明を適用したプレス装置に相当する)は、スライド2を電気サーボモータ5で駆動する。また、電気サーボモータ5を加工種に応じて任意に設計された制御パターンで駆動する。スライド2は、ボールねじ3および減速機4を介して電気サーボモータ5に接続され、電気サーボモータ5の回転駆動により適宜減速してボールねじ3を回転させることにより、スライド2を昇降動作させるようになっている。電気サーボモータ5は、サーボアンプ6を介してコントローラ7(本発明のプレス制御装置に相当する)に接続されている。このように構成されたプレス機械は、コントローラ7に設定された制御パターンにより電気サーボモータ5を駆動し、ボルスタ8に備えた下金型(図示せず)とスライド2の下端に備えた上金型(図示せず)により所定のプレス加工を行うことができる。   As a conventional press control apparatus, an apparatus described in Patent Document 1 is known. FIG. 14 is a conceptual diagram of a conventional press machine. A press machine (corresponding to a press apparatus to which the present invention is applied) drives a slide 2 by an electric servo motor 5. Further, the electric servo motor 5 is driven with a control pattern arbitrarily designed according to the type of processing. The slide 2 is connected to the electric servo motor 5 via the ball screw 3 and the speed reducer 4, and the slide 2 is moved up and down by rotating the ball screw 3 by appropriately decelerating by the rotational drive of the electric servo motor 5. It has become. The electric servo motor 5 is connected to a controller 7 (corresponding to the press control device of the present invention) via a servo amplifier 6. The press machine configured in this manner drives the electric servo motor 5 according to the control pattern set in the controller 7, and lower mold (not shown) provided in the bolster 8 and upper mold provided at the lower end of the slide 2. Predetermined pressing can be performed by a mold (not shown).

図15は、従来のプレス装置におけるコントローラの制御ブロック図である。コントローラ7は、任意の制御パターンを入力可能な制御パターン入力部9と、加工種、材質、上昇端、下降端、中間位置、速度、加工回数、サイクルタイム、ヒットレート、休止時間、加工距離などの加工条件を入力する加工条件入力部10と、適宜細分化された加工種毎に予め制御パターンを記憶する基準パターン記憶部11と、金型データや材料データなどの予備データを記憶する予備データ記憶部12と、入力された加工条件に基づいて適宜予備データを参照して基準パターンより制御パターンを自動生成する制御パターン自動生成部13と、制御パターン入力部9に入力された制御パターン又は制御パターン自動生成部13で自動生成された制御パターンに基づいて、サーボモータや他のアクチュエータAをアクチュエータ制御部14を介して駆動する制御パターン実行部15とを備えて構成されている。   FIG. 15 is a control block diagram of a controller in a conventional press apparatus. The controller 7 includes a control pattern input unit 9 capable of inputting an arbitrary control pattern, a processing type, a material, an ascending end, a descending end, an intermediate position, a speed, the number of operations, a cycle time, a hit rate, a downtime, a processing distance, and the like. The machining condition input unit 10 for inputting the machining conditions, the reference pattern storage unit 11 for storing a control pattern in advance for each subdivided processing type, and preliminary data for storing preliminary data such as mold data and material data A control pattern automatic generation unit 13 that automatically generates a control pattern from a reference pattern by referring to preliminary data as appropriate based on input processing conditions, and a control pattern or control input to the control pattern input unit 9 Based on the control pattern automatically generated by the pattern automatic generation unit 13, the servo motor and other actuators A are controlled by the actuator control unit. 4 through is configured to include a control pattern execution unit 15 to be driven.

図16は、従来のプレス装置におけるコントローラに適応される制御パターンを示す図である。図16(a)は、連続のパンチ加工に関するもので、上死点Z0および下死点Zzに対し、その途中に上昇端Z1および下降端Z2が規定され、上死点Z0より下降されたスライド3を下降端Z2と上昇端Z1との間でストローク動作させた後、最後に上死点Z0へ戻らせるようにしたものである。V1、V2、nは、それぞれ下降速度、上昇速度、繰り返し数(製品数)を示す。 FIG. 16 is a diagram showing a control pattern applied to a controller in a conventional press apparatus. FIG. 16 (a) relates to continuous punching, and an upper end Z 1 and a lower end Z 2 are defined in the middle of the top dead center Z 0 and the bottom dead center Z z , and the top dead center Z 0. The slide 3 that has been further lowered is stroked between the lower end Z 2 and the upper end Z 1, and finally returned to the top dead center Z 0 . V 1 , V 2 , and n represent the descending speed, the ascending speed, and the number of repetitions (number of products), respectively.

図16(b)は、より精密なパンチ加工を行うための制御パターンであり、下降端Z2、上昇端Z1および速度V1,V3の他に中間点Z3を定め、この中間点Z3より下降端Z2までは別の速度V2を定めたものである。また、上昇端Z1では材料供給が行われるまでの間の少しの休止期間T1が設けられている。制御パターンは、任意の時間、位置、速度などの条件設定によりこの他適宜設計することができる。制御パターンを任意に設定できるようにするため、入力部は、制御パターン入力部9および加工条件入力部10に機能的に分けて構成されている。すなわち、制御パターン入力部9は、適宜設計された制御パターンを受け入れて、これを制御パターン実行部15に転写する。 FIG. 16B shows a control pattern for performing more precise punching. In addition to the descending end Z 2 , the ascending end Z 1 and the speeds V 1 and V 3 , an intermediate point Z 3 is determined. Another speed V 2 is determined from Z 3 to the descending end Z 2 . In addition, at the rising end Z 1 , there is a short rest period T 1 until the material is supplied. The control pattern can be appropriately designed by setting conditions such as an arbitrary time, position, and speed. In order to be able to arbitrarily set a control pattern, the input unit is configured to be functionally divided into a control pattern input unit 9 and a machining condition input unit 10. That is, the control pattern input unit 9 accepts an appropriately designed control pattern and transfers it to the control pattern execution unit 15.

一方、制御パターン自動生成部13は、入力された加工条件、すなわち、どの金型でどの材料にどのような加工をするかという条件を予め定めた複数の基準パターンに適合させ、これに予備データ記憶部12に記憶された金型データなどを適用し、各種パラメータを設定し、図16に示したような制御パターンを生成し、これを制御パターン実行部15に出力する。以上により、制御パターン実行部15には制御パターンが設定される。制御パターンの設定後は、スタートボタンのオンによりアクチュエータ制御部14から各アクチュエータへ所定のタイミングで所定量の制御信号が出力され、順次供給されるワークWに順次加工が為されるというように、効率の良い設計通りの加工が為されてゆく。   On the other hand, the control pattern automatic generation unit 13 adapts the input processing conditions, that is, the conditions on which molds and what materials are processed to a plurality of predetermined reference patterns, and reserve data The mold data stored in the storage unit 12 is applied, various parameters are set, a control pattern as shown in FIG. 16 is generated, and this is output to the control pattern execution unit 15. As described above, the control pattern is set in the control pattern execution unit 15. After setting the control pattern, when the start button is turned on, a predetermined amount of control signal is output from the actuator control unit 14 to each actuator at a predetermined timing, and the workpiece W sequentially supplied is sequentially processed. Efficiently designed as designed.

特開平2−224898号公報JP-A-2-224898

しかしながら、前述の特許文献には、制御パターンを作る手法が記載されており、電動機の駆動制御については的確な言及がない。このため、任意の制御パターンに対し、速度および位置が安定かつ正確に制御されないという問題が生じる虞がある。そこで、本発明の目的は、任意の制御パターン、すなわち加工速度が変化し、かつ停止するときであっても、正しい位置で迅速に加工できるプレス制御装置を提供することにある。   However, the above-mentioned patent document describes a method for creating a control pattern, and there is no accurate reference to drive control of an electric motor. For this reason, there is a possibility that the speed and position are not stably and accurately controlled with respect to an arbitrary control pattern. Accordingly, an object of the present invention is to provide a press control device capable of quickly processing at a correct position even when an arbitrary control pattern, that is, when the processing speed changes and stops.

上記目的を達成するために、本発明は、被加工物を加工するプレス装置のスライドを、機械的変換機構を介して回転運動を直線運動へ変換する回転状体によって動作させるように、回転状体に連動する電動機の位置および速度を制御するプレス制御装置において、被加工物が加工される時間区間を加工区間とした場合に、加工区間における加工速度の基礎となる予め設定された設定速度を発生する設定速度発生器と、設定速度を入力し、設定速度、および被加工物が加工されない時間区間を非加工区間とした場合の非加工区間における速度パターンによって、回転状体が回転運動したときの外周の軌跡位置指令値を演算し、軌跡速度指令値を出力する軌跡速度指令手段と、一定の加工速度を目標にして被加工物を加工する場合は、設定速度を、加工区間における加工速度設定値として出力し、可変の加工速度を目標にして被加工物を加工する場合は、被加工物を加工開始点から加工終了点まで加工するときに、スライドが直線運動する際の移動距離を、回転状体が回転運動する際の外周上の距離に、機械的変換機構を介して回転状体の回転運動がスライドの直線運動へ変換されることに対応して換算した加工距離および設定速度に基づいて、前記加工距離と、出力すべき加工速度設定値を積分して得られる、前記回転状体における外周上の移動距離との間の位置偏差がゼロになるように、設定速度から時間の経過と共に低下する速度を、加工区間における加工速度設定値として出力する手段と、加工速度設定値および軌跡速度指令値を入力し、加工区間において、電動機の回転速度を検出して得られた速度が加工速度設定値に同調するように、電動機を制御し、かつ、非加工区間において、電動機の回転速度を検出して得られた速度が軌跡速度指令値に基づくように、電動機を軌跡制御する制御手段とを備え、軌跡速度指令手段は、設定速度を設定速度の最大値で除算し、得られる正規化設定速度を出力する第1の正規化演算器と、正規化設定速度を入力し、正規化設定速度を、非加工区間の時間を示すサイクル時間で除算し、得られるサイクル時間当たりの正規化設定速度を出力する第2の正規化演算器と、サイクル時間当たりの正規化設定速度を入力し、サイクル時間当たりの正規化設定速度を時間積分し、得られる加減速判定基準値を出力する第2の積分器と、加減速判定基準値を入力し、非加工区間を加速区間、
定速区間および減速区間とした場合における加速区間および減速区間の時間の加算結果を2で除算し、除算結果と定速区間の時間との加算結果を示す実効サイクル時間を算出し、加減速判定基準値を実効サイクル時間で除算し、得られる位相パターンを出力する位相パターン演算器と、位相パターンを入力し、回転状体のプレス一周長から設定長(設定速度をストローク数で除算して得られる値)を減算し、得られる値に位相パターンを乗算し、得られる軌跡位置指令値を出力する位置発生器と、軌跡位置指令値を入力し、軌跡位置指令値を時間微分し、得られる軌跡速度指令値を出力する微分器と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a rotary device in which a slide of a press machine for processing a workpiece is operated by a rotary body that converts a rotary motion into a linear motion via a mechanical conversion mechanism. In a press control device that controls the position and speed of an electric motor linked to the body, when a time section in which a workpiece is processed is defined as a processing section, a preset set speed that serves as a basis for the processing speed in the processing section is set. When the rotating body rotates by the speed pattern in the non-machined section when the set speed generator to be generated and the set speed are input, and the time zone where the workpiece is not machined is defined as the non-machined section The trajectory speed command means that calculates the trajectory position command value of the outer circumference of the workpiece and outputs the trajectory speed command value, and when machining a workpiece with a target constant machining speed, Output as machining speed setpoint in the processing section, a variable machining speed in the target case of processing a workpiece, when machining a workpiece to the machining end point from the machining start point, the slide moves linearly a moving distance at the time, the rotation-like body is the distance on the periphery at the time of rotational movement, the rotational movement of the rotary-shaped body is converted in response to being converted into a linear motion of the slide via a mechanical conversion mechanism Based on the machining distance and the set speed, the positional deviation between the machining distance and the moving distance on the outer periphery of the rotating body obtained by integrating the machining speed set value to be output is zero. , A means for outputting the speed that decreases with the passage of time from the set speed as the machining speed set value in the machining section, the machining speed set value and the trajectory speed command value are input, and the rotation speed of the motor in the machining section The motor is controlled so that the speed obtained by the detection is synchronized with the machining speed set value, and the speed obtained by detecting the rotation speed of the motor in the non-machining section is based on the trajectory speed command value. A trajectory speed commanding unit that divides the set speed by the maximum value of the set speed and outputs the obtained normalized set speed; A second normalization calculator that inputs the normalization set speed, divides the normalization set speed by the cycle time indicating the time of the non-machining section, and outputs the obtained normalization set speed per cycle time; and cycle time The normalization set speed per hit is input, the normalization set speed per cycle time is integrated over time, and the obtained acceleration / deceleration determination reference value is output, and the acceleration / deceleration determination reference value is input. The machining section is the acceleration section,
Acceleration / deceleration judgment is performed by dividing the addition result of the acceleration and deceleration sections in the constant speed section and deceleration section by 2, and calculating the effective cycle time indicating the addition result of the division result and the constant speed section. Divide the reference value by the effective cycle time and output the phase pattern that is obtained, and the phase pattern is input, and the set length (obtained by dividing the set speed by the number of strokes) from the press circumference of the rotating body. Obtained by subtracting the obtained value), multiplying the obtained value by the phase pattern, outputting the obtained locus position command value, inputting the locus position command value, and time-differentiating the locus position command value. And a differentiator that outputs a trajectory speed command value.

また、本発明は、被加工物を加工するプレス装置のスライドを、機械的変換機構を介して回転運動を直線運動へ変換する回転状体によって動作させるように、回転状体に連動する電動機の位置および速度を制御するプレス制御装置において、被加工物が加工される時間区間を加工区間とし、被加工物が加工されない時間区間を非加工区間とした場合に、加工区間における加工速度および非加工区間における非加工速度の基礎となる予め設定された設定速度を発生する設定速度発生器と、設定速度を入力し、設定速度および非加工区間における速度パターンによって、回転状体が回転運動したときの外周の軌跡位置指令値を演算し、軌跡速度指令値を出力する軌跡速度指令手段と、軌跡速度指令値、設定速度、および電動機の実角速度から換算した実接線速度を入力し、軌跡速度指令値と設定速度を加算し、得られる速度から実接線速度を減算し、得られる軌跡速度偏差を出力する加減算器と、軌跡速度偏差を入力し、軌跡速度偏差を時間積分し、得られる第1の位置偏差を出力する第1の積分器と、第1の位置偏差を入力し、第1の位置偏差に第1の位置ゲイン定数を乗算し、得られる基本角速度指令値を角速度指令値として出力する第1の位置制御器と、角速度指令値および実角速度を入力し、角速度指令値から実角速度を減算し、得られる角速度偏差を出力する第1の減算器と、角速度偏差を入力し、角速度偏差に速度ゲイン定数を乗算し、得られる基本トルク指令値を出力する速度制御器とを備え、加工区間において、電動機の回転速度を検出して得られた速度が設定速度に基づく速度に同調するように、基本トルク指令値によって電動機を制御し、かつ、非加工区間において、電動機の回転速度を検出して得られた速度が軌跡速度指令値に基づくように、基本トルク指令値によって電動機を軌跡制御し、軌跡速度指令手段は、設定速度を設定速度の最大値で除算し、得られる正規化設定速度を出力する第1の正規化演算器と、正規化設定速度を入力し、正規化設定速度を、非加工区間の時間を示すサイクル時間で除算し、得られるサイクル時間当たりの正規化設定速度を出力する第2の正規化演算器と、サイクル時間当たりの正規化設定速度を入力し、サイクル時間当たりの正規化設定速度を時間積分し、得られる加減速判定基準値を出力する第2の積分器と、加減速判定基準値を入力し、非加工区間を加速区間
、定速区間および減速区間とした場合における加速区間および減速区間の時間の加算結果を2で除算し、除算結果と定速区間の時間との加算結果を示す実効サイクル時間を算出し、加減速判定基準値を実効サイクル時間で除算し、得られる位相パターンを出力する位相パターン演算器と、位相パターンを入力し、回転状体のプレス一周長から設定長(設定速度をストローク数で除算して得られる値)を減算し、得られる値に位相パターンを乗算し、得られる軌跡位置指令値を出力する位置発生器と、軌跡位置指令値を入力し、軌跡位置指令値を時間微分し、得られる軌跡速度指令値を出力する微分器と、を備えることを特徴とする。
The present invention also relates to an electric motor that operates in conjunction with a rotating body so that the slide of a press device that processes the workpiece is operated by a rotating body that converts rotational motion into linear motion via a mechanical conversion mechanism. In a press control device that controls the position and speed, if the time interval during which the workpiece is processed is defined as the machining interval, and the time interval during which the workpiece is not processed is defined as the non-machining interval, the machining speed and non-machining in the machining interval A preset speed generator that generates a preset preset speed, which is the basis of the non-machining speed in the section, and a set speed, and when the rotating body rotates according to the set speed and the speed pattern in the non-machining section It calculates the trajectory position command value of the peripheral, and the path velocity command means for outputting a path velocity command value, path velocity command value, calculated from the actual angular velocity of the set speed, and the electric motor The actual tangential speed is input, the trajectory speed command value and the set speed are added, the actual tangential speed is subtracted from the obtained speed, and the resulting trajectory speed deviation is output, and the trajectory speed deviation is input. A first integrator that time-integrates the speed deviation and outputs the obtained first position deviation and the first position deviation are input, and the first position deviation is multiplied by a first position gain constant. A first position controller that outputs a basic angular velocity command value to be obtained as an angular velocity command value, a first input of the angular velocity command value and the actual angular velocity, a subtraction of the actual angular velocity from the angular velocity command value, and a resulting angular velocity deviation Obtained by detecting the rotational speed of the motor in the machining section, with a subtractor and a speed controller that inputs the angular speed deviation, multiplies the angular speed deviation by the speed gain constant, and outputs the resulting basic torque command value. speed to the set speed To tune to brute speed, and controls the electric motor by the basic torque command value, and, in the non-machining intervals, so that the speed obtained by detecting the rotational speed of the motor based on the path velocity command value, the basic torque command Trajectory control of the electric motor by the value , the trajectory speed command means inputs the first normalization computing unit that outputs the normalized set speed obtained by dividing the set speed by the maximum value of the set speed, and the normalized set speed The normalization setting speed is divided by the cycle time indicating the time of the non-machining section, and the second normalization computing unit that outputs the obtained normalization setting speed per cycle time, and the normalization setting per cycle time Input the speed, time integration of the normalized set speed per cycle time, and output the obtained acceleration / deceleration judgment reference value, and input the acceleration / deceleration judgment reference value, the non-machined section is the acceleration section
The result of adding the time in the acceleration section and the deceleration section in the constant speed section and the deceleration section is divided by 2, and the effective cycle time indicating the addition result of the division result and the time in the constant speed section is calculated, and the acceleration / deceleration is performed. Divide the judgment reference value by the effective cycle time, output the phase pattern obtained, and input the phase pattern, and input the phase pattern from the press circumference of the rotating body (the set speed is divided by the number of strokes). The position generator that subtracts the obtained value), multiplies the obtained value by the phase pattern, outputs the obtained locus position command value, inputs the locus position command value, time-differentiates the locus position command value, and obtains And a differentiator that outputs a trajectory speed command value .

さらに、好適には、軌跡速度指令値および設定速度を入力し、軌跡速度指令値を時間微分し、得られる加速度に制御対象モデルの慣性モーメントを乗算し、得られる値に第1の加速度フィードフォワード係数を乗算し、得られる値を速度ゲイン定数で除算し、その結果として得られる値に第1の1次遅れ要素を持たせた第1の加速度フィードフォワード量を算出し、軌跡速度指令値に第1の速度フィードフォワード係数を乗算し、その結果として得られる値に第1の1次遅れ要素を持たせた第1の速度フィードフォワード量を算出し、設定速度を時間微分し、得られる加速度に制御対象モデルの慣性モーメントを乗算し、得られる値に第2の加速度フィードフォワード係数を乗算し、得られる値を速度ゲイン定数で除算し、その結果として得られる値に第2の1次遅れ要素を持たせた第2の加速度フィードフォワード量を算出し、設定速度に第2の速度フィードフォワード係数を乗算し、得られる値に第2の1次遅れ要素を持たせた第2の速度フィードフォワード量を算出し、第1の加速度フィードフォワード量、第1の速度フィードフォワード量、第2の加速度フィードフォワード量および第2の速度フィードフォワード量を加算し、得られる加速度/速度フィードフォワード量を出力するフィードフォワード補償器と、加速度/速度フィードフォワード量および第1の位置制御器により出力される基本角速度指令値を入力し、加速度/速度フィードフォワード量と基本角速度指令値を加算し、得られる角速度指令値を第1の減算器に出力する第1の加算器と、を備えることを特徴とする。   Further preferably, the trajectory speed command value and the set speed are input, the trajectory speed command value is differentiated with respect to time, the obtained acceleration is multiplied by the inertia moment of the model to be controlled, and the obtained value is multiplied by the first acceleration feedforward. Multiply the coefficient, divide the resulting value by the speed gain constant, calculate the first acceleration feedforward amount in which the resulting value has the first first-order lag element, and calculate the trajectory speed command value. Acceleration obtained by multiplying the first speed feedforward coefficient, calculating a first speed feedforward amount obtained by adding a first-order lag element to the resulting value, and time-differentiating the set speed Is multiplied by the moment of inertia of the model to be controlled, the resulting value is multiplied by the second acceleration feedforward coefficient, and the resulting value is divided by the speed gain constant, resulting in A second acceleration feedforward amount obtained by adding a second first-order lag element to the obtained value, multiplying the set speed by a second speed feed-forward coefficient, and the obtained value to the second first-order lag element The second speed feedforward amount with the following is calculated, and the first acceleration feedforward amount, the first speed feedforward amount, the second acceleration feedforward amount, and the second speed feedforward amount are added, A feedforward compensator for outputting the obtained acceleration / speed feedforward amount, an acceleration / speed feedforward amount and a basic angular velocity command value output by the first position controller are input, and the acceleration / velocity feedforward amount and basic A first adder that adds the angular velocity command value and outputs the obtained angular velocity command value to the first subtractor. To.

さらに、好適には、基本トルク指令値および実角速度を入力し、負荷フィードフォワード量を出力する負荷フィードフォワード制御手段と、基本トルク指令値および負荷フィードフォワード量を入力し、基本トルク指令値と負荷フィードフォワード量を加算し、得られるトルク指令値を出力する第2の加算器とを備えるプレス制御装置であって、負荷フィードフォワード制御手段は、基本トルク指令値を入力し、基本トルク指令値を制御対象モデルの慣性モーメントで除算し、得られる値をさらに時間積分し、得られる修正角速度指令を出力する制御対象モデルと、修正角速度指令および実角速度を入力し、修正角速度指令から実角速度を減算し、得られる第2の角速度偏差を出力する第2の減算器と、第2の角速度偏差を入力し、第2の角速度偏差に負荷フィードフォワード係数を乗算し、得られる負荷フィードフォワード量を出力する負荷フィードフォワード制御器と、を備えることを特徴とする。   Further, preferably, the basic torque command value and the actual angular velocity are inputted, the load feedforward control means for outputting the load feedforward amount, the basic torque command value and the load feedforward amount are inputted, the basic torque command value and the load A press control device including a second adder for adding a feedforward amount and outputting a torque command value obtained, wherein the load feedforward control means inputs the basic torque command value, Divide by the moment of inertia of the controlled model, further integrate the obtained value, and input the controlled angular model that outputs the obtained corrected angular velocity command, the corrected angular velocity command and the actual angular velocity, and subtract the actual angular velocity from the corrected angular velocity command A second subtractor for outputting the obtained second angular velocity deviation, a second angular velocity deviation being inputted, and a second angular velocity By multiplying the degrees deviation load feedforward coefficient, and the load feedforward controller which outputs a load feedforward amount obtained, characterized in that it comprises a.

さらに、好適には、軌跡速度指令手段は、さらに、第2の正規化演算器が出力するサイクル時間当たりの正規化設定速度を入力し、正規化設定速度に整定時間を乗算し、得られる値に第3の1次遅れ要素を乗算し、得られる1次遅れ整定時間を出力する整定時間補償器と、第2の積分器が出力する加減速判定基準値に1次遅れ整定時間を加算し、得られる新たな加減速判定基準値を位相パターン演算器に出力する第3の加算器と、を備えることを特徴とする。   Further preferably, the trajectory speed command means further inputs a normalization set speed per cycle time output from the second normalization calculator, and multiplies the normalization set speed by a settling time to obtain a value obtained Is multiplied by the third first-order lag element to add the first-order lag settling time to the settling time compensator that outputs the obtained first-order lag settling time and the acceleration / deceleration judgment reference value output from the second integrator. And a third adder that outputs the obtained new acceleration / deceleration determination reference value to the phase pattern calculator.

さらに、好適には、被加工物を加工開始点から加工終了点まで加工するときのスライドの移動距離を回転状体における接線方向の距離に換算した加工距離を設定する加工距離設定器と、加工距離および設定速度発生器が発生する設定速度を入力し、補正加工速度を出力する加工速度可変手段と、設定速度および補正加工速度を入力し、前記加工速度可変手段を使用し、かつ回転状体が加工角度内にあるときに補正加工速度を出力し、前記加工速度可変手段を使用しないときに、または、前記加工速度可変手段を使用し、かつ回転状体が加工角度内にないときに、設定速度を出力する加工速度切替え手段とを備え、加減算器は、軌跡速度指令値、加工速度切替え手段が出力する設定速度または補正加工速度、および電動機の実角速度から換算した実接線速度を入力し、軌跡速度指令値と設定速度または補正加工速度を加算し、得られる速度から実接線速度を減算し、得られる軌跡速度偏差を第1の積分器へ出力することを特徴とする。   Further, preferably, a processing distance setting device that sets a processing distance obtained by converting a slide moving distance when processing a workpiece from a processing start point to a processing end point into a tangential direction distance in the rotating body, and processing A machining speed variable means for inputting a set speed generated by a distance and a set speed generator and outputting a corrected machining speed, a set speed and a corrected machining speed are inputted, the machining speed variable means is used, and a rotating body Is output when the machining angle is within the machining angle, when the machining speed variable means is not used, or when the machining speed variable means is used and the rotating body is not within the machining angle, Machining speed switching means for outputting the set speed, and the adder / subtracter converts the trajectory speed command value, the set speed or corrected machining speed output by the machining speed switching means, and the actual angular speed of the motor. The actual tangential speed is input, the trajectory speed command value and the set speed or corrected machining speed are added, the actual tangential speed is subtracted from the obtained speed, and the obtained trajectory speed deviation is output to the first integrator. And

さらに、好適には、加工速度可変手段は、加工速度可変手段が出力する補正加工速度を時間積分し、得られる移動量を出力する第3の積分器と、加工距離設定器が出力する加工距離および移動量を入力し、加工距離から移動量を減算し、得られる第2の位置偏差を出力する第3の減算器と、第2の位置偏差を入力し、第2の位置偏差に第2の位置ゲイン定数を乗算し、得られる速度を出力する第2の位置制御器と、設定速度発生器が発生する設定速度および第2の位置制御器が出力する速度を入力し、速度をプラスリミット値とし、加工速度ゼロをマイナスリミット値として設定速度を制限し、補正前加工速度を出力するリミット回路と、補正前加工速度を入力し、補正前加工速度を経過時間に対し遅延変化させた補正加工速度を出力する速度指令遅延回路と、を備えることを特徴とする。   Further preferably, the machining speed variable means time-integrates the corrected machining speed output from the machining speed variable means and outputs the obtained movement amount, and the machining distance output from the machining distance setting device. And a third subtractor that inputs the movement amount, subtracts the movement amount from the machining distance, and outputs a second positional deviation obtained, and inputs the second positional deviation, and the second positional deviation is second 2nd position controller that multiplies the position gain constant and outputs the obtained speed, the set speed generated by the set speed generator and the speed output by the second position controller are input, and the speed is positively limited The limit circuit that limits the set speed with zero machining speed as the negative limit value, outputs the machining speed before correction, and inputs the machining speed before correction, and compensates by changing the machining speed before correction with respect to the elapsed time. Speed to output machining speed Characterized in that it comprises a command delay circuit.

以上説明したように、本発明によれば、被加工物を加工するプレス装置のスライドを、機械的変換機構を介して回転運動を直線運動に変換する回転状体によって動作させるため、加工区間において、設定速度または設定速度に基づいて演算される新たな設定速度に同調するように電動機の速度および位置を速度制御し、また、非加工区間において軌跡制御するようにした。これにより、回転状体の位置および速度を目標値に安定かつ迅速に制御することができる。つまり、スライドの位置および速度を安定かつ迅速に制御できるプレス制御装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, in order to operate the slide of the press device for processing the workpiece by the rotating body that converts the rotational motion to the linear motion via the mechanical conversion mechanism, The speed and position of the motor are controlled so as to synchronize with the set speed or a new set speed calculated based on the set speed, and the trajectory is controlled in the non-working section. Thereby, the position and speed of the rotating body can be controlled stably and quickly to the target value. That is, it is possible to provide a press control device that can control the position and speed of the slide stably and quickly.

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係るプレス制御装置をプレス装置に適用した概念図である。プレス装置21は、プレス制御装置22とプレス装置本体23とを備える。プレス装置本体23は、回転状体24、クランク機構25、電動機26、パルス発生器(A)27、パルス発生器(B)28、スライド2およびボルスタ8を備える。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram in which a press control device according to the present invention is applied to a press device. The press device 21 includes a press control device 22 and a press device main body 23. The press apparatus main body 23 includes a rotating body 24, a crank mechanism 25, an electric motor 26, a pulse generator (A) 27, a pulse generator (B) 28, a slide 2, and a bolster 8.

プレス装置本体23は、例えば、電動機26でクランク軸やエキセン軸などの偏心軸の回転を駆動し、この偏心軸の偏心位置に回転自在に連結されたアーム長さrとするクランクアームとスライド2との間に回転自在に連結されたコンロッドからなるクランク機構25を介して、スライド2を上下駆動するように構成される。回転状体24の加工区間における加工終了点に相当する回転位置を、回転状体24の回転中心とスライド2上のコンロッド支点の中心との間を結ぶ線上(0°)に一致させる。回転角度θは、クランク角度を示し、原点0°からの変位角とする。ベース29Aの上部にはガイド29Bが配置され、このガイド29Bに案内されたスライド2に対向する下部には、ベース29A上に取り付けられたボルスタ8が配置される。被加工物(図示せず)は、スライド2の下面に配置された上金型(図示せず)と、ボルスタ8の上面に配置された下金型(図示せず)との間に配設される。   For example, the press device main body 23 drives the rotation of an eccentric shaft such as a crank shaft or an eccentric shaft by an electric motor 26, and has a crank arm and a slide 2 having an arm length r rotatably connected to the eccentric position of the eccentric shaft. The slide 2 is configured to be driven up and down via a crank mechanism 25 composed of a connecting rod that is rotatably connected to the slide 2. The rotation position corresponding to the machining end point in the machining section of the rotary body 24 is made to coincide with a line (0 °) connecting the rotation center of the rotary body 24 and the center of the connecting rod fulcrum on the slide 2. The rotation angle θ represents a crank angle, and is a displacement angle from the origin of 0 °. A guide 29B is disposed on the upper portion of the base 29A, and a bolster 8 mounted on the base 29A is disposed on the lower portion facing the slide 2 guided by the guide 29B. A workpiece (not shown) is disposed between an upper mold (not shown) arranged on the lower surface of the slide 2 and a lower mold (not shown) arranged on the upper surface of the bolster 8. Is done.

パルス発生器(A)27は、電動機26の回転速度および位置を検出する検出器であり、パルス発生器(B)28は、回転状体24の回転速度および位置を検出する検出器である。   The pulse generator (A) 27 is a detector that detects the rotational speed and position of the electric motor 26, and the pulse generator (B) 28 is a detector that detects the rotational speed and position of the rotating body 24.

図9は、本発明に係るプレス制御装置に対する回転状体の速度パターンの目標と経過時間との間の関係の一例を示す図である。先ず、スライド2の経過時間に対する移動速度を回転状体24のアーム長さr上における接線速度に換算した速度(以下、回転状体24の線速度という)の速度パターンの一例として、図9(A)に示す速度パターン(以下、速度パターン(A)という)の場合について説明する。   FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between the target of the speed pattern of the rotating body and the elapsed time for the press control device according to the present invention. First, as an example of a speed pattern of a speed obtained by converting the moving speed with respect to the elapsed time of the slide 2 into a tangential speed on the arm length r of the rotating body 24 (hereinafter referred to as a linear speed of the rotating body 24), FIG. The case of the speed pattern shown in A) (hereinafter referred to as speed pattern (A)) will be described.

図9(A)は、加工速度が一定であるときの本発明に係るプレス制御装置に対する回転状体の速度パターンの目標と経過時間との間の関係の一例を示す図である。縦軸V(実線部)は回転状体24の線速度を示し、縦軸VL(破線部)は回転状体24の線速度に換算される速度(設定速度)であって、加工時における加工速度の基礎となると共に、非加工時における非加工速度の基礎となる速度を示し、横軸tは経過時間を示す。ここで、VLmaxは、設定速度VLの最大値を示す。回転状体24の加工区間S1において、回転状体24の線速度は設定速度VLの最大値VLmaxである。また、非加工区間S10において、回転状体24の線速度は、図に示す台形状速度パターンのように、加工が終了した後直ちに加減速し、元の加工速度である設定速度VLの最大値VLmaxに戻る。また、設定速度VLは、プレス制御装置22の運転が開始すると、設定速度発生器30によって速度ゼロから立ち上がって点aの最大値VLmaxに到達する。また、プレス制御装置22の運転が終了すると、点fの最大値VLmaxより減速し速度ゼロに到達する。ここで、点fは減速開始点を示し、点gは設定速度VLがゼロに到達する点を示す。加工区間S1において、点aは加工開始点を、点bは加工終了点を示す。また、非加工区間S10において、点bは回転状体24の早戻り工程における加速開始点を、点cは回転状体24の線速度Vが早送り工程における最大所望速度、例えば、設定速度の最大値VLmaxよりさらに相対的にVLmaxだけ速い速度に到達する絶対値2VLmaxである点を、点dは前記最大所望速度に到達した点からある時間経過後減速し始める点を、点eは回転状体24の線速度Vが前記最大所望速度から減速し最大値VLmaxに到達する点をそれぞれ示す。以降、繰返し加工する様態であれば、点eが加工開始点となる。尚、図9(B)については後述する。 FIG. 9A is a diagram illustrating an example of the relationship between the target of the speed pattern of the rotating body and the elapsed time with respect to the press control device according to the present invention when the processing speed is constant. Vertical axis V (solid line) represents the linear speed of the rotary-shaped body 24, the vertical axis V L (broken line) is a rate that is converted to a linear velocity of the rotary-shaped body 24 (set speed), at the time of machining In addition to being the basis for the machining speed, the speed that is the basis for the non-machining speed during non-machining is shown, and the horizontal axis t represents the elapsed time. Here, V Lmax indicates the maximum value of the set speed V L. In the machining section S 1 of the rotary body 24, the linear velocity of the rotary body 24 is the maximum value V Lmax of the set speed V L. Further, in the non-machining section S 10 , the linear velocity of the rotating body 24 is accelerated and decelerated immediately after the machining is completed as shown in the trapezoidal speed pattern shown in the figure, and the set speed V L that is the original machining speed is set. Return to the maximum value V Lmax . Further, when the operation of the press control device 22 starts, the set speed V L rises from the speed zero by the set speed generator 30 and reaches the maximum value V Lmax of the point a. Further, when the operation of the press control device 22 is finished, the speed is reduced from the maximum value V Lmax of the point f to reach zero speed. Here, the point f indicates a deceleration start point, and the point g indicates a point at which the set speed V L reaches zero. In the machining section S 1 , the point a represents the machining start point, and the point b represents the machining end point. Further, in the non-working section S 10 , the point b is the acceleration start point in the rapid return process of the rotary body 24, and the point c is the maximum desired speed in the fast feed process, for example, the set speed of the linear body V the point is the absolute value 2V Lmax to reach faster rate further by relatively V Lmax than the maximum value V Lmax, the point is the point d starts to decelerate after a certain time from a point reaches the maximum desired speed, point e Indicates the point at which the linear velocity V of the rotating body 24 decelerates from the maximum desired velocity and reaches the maximum value V Lmax . Thereafter, if it is an aspect of repeated machining, the point e becomes the machining start point. Note that FIG. 9B will be described later.

次に、この速度パターン(A)を実現する場合のプレス制御装置の構成について説明する。図2は、本発明に係るプレス制御装置を示す制御ブロック図である。また、図3は、図2の制御ブロック図を伝達関数で表した図である。プレス制御装置22は、基本的に、設定速度発生器30、軌跡速度指令手段32、係数器36、加減算器37、第1の積分器38、第1の位置制御器39、第1の減算器41および速度制御器42を備える。設定速度発生器30は、回転状体24の線速度Vに換算される速度であって、回転状体24の加工区間S1における加工速度の基礎となると共に、非加工区間S10における非加工速度の基礎となる設定速度VLを発生する速度発生器である。軌跡速度指令手段32は、設定速度VLを入力し、軌跡速度指令V(x*)を加減算器37に出力する。係数器36は、電動機26の実角速度ωを入力し、実角速度ωを回転状体24の線速度に換算し、得られる実接線速度Vωを加減算器37に出力する。加減算器37は、設定速度VL、軌跡速度指令V(x*)および実接線速度Vωを入力し、設定速度VLと軌跡速度指令V(x*)を加算し、得られる速度から実接線速度Vωを減算し、得られる軌跡速度偏差ΔVを第1の積分器38に出力する。 Next, the configuration of the press control device when realizing the speed pattern (A) will be described. FIG. 2 is a control block diagram showing the press control device according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the control block diagram of FIG. 2 as a transfer function. The press controller 22 basically includes a set speed generator 30, a trajectory speed command means 32, a coefficient unit 36, an adder / subtractor 37, a first integrator 38, a first position controller 39, and a first subtractor. 41 and a speed controller 42. The set speed generator 30 is a speed converted into the linear velocity V of the rotating body 24 and serves as a basis for the processing speed in the processing section S 1 of the rotating body 24 and is not processed in the non-processing section S 10 . It is a speed generator that generates a set speed V L that is the basis of the speed. The trajectory speed command means 32 inputs the set speed V L and outputs the trajectory speed command V (x * ) to the adder / subtractor 37. The coefficient unit 36 receives the actual angular velocity ω of the electric motor 26, converts the actual angular velocity ω into the linear velocity of the rotating body 24, and outputs the obtained actual tangential velocity V ω to the adder / subtractor 37. The adder / subtractor 37 inputs the set speed V L , the trajectory speed command V (x * ) and the actual tangential speed V ω , adds the set speed V L and the trajectory speed command V (x * ), and calculates the actual speed from the obtained speed. The tangential velocity V ω is subtracted, and the obtained locus velocity deviation ΔV is output to the first integrator 38.

第1の積分器38は、軌跡速度偏差ΔVを入力し、軌跡速度偏差ΔVを時間積分し、得られる第1の位置偏差ΔP1を第1の位置制御器39に出力する。第1の位置制御器39は、第1の位置偏差ΔP1を入力し、第1の位置偏差ΔP1に第1の位置ゲイン定数Kp1を乗算し、得られる基本角速度指令ω0 *を第1の減算器41に出力する。第1の減算器41は、基本角速度指令ω0 *および実角速度ωを入力し、基本角速度指令ω0 *から実角速度ωを減算し、得られる角速度偏差Δωを速度制御器42に出力する。速度制御器42は、角速度偏差Δωを入力し、角速度偏差Δωに速度ゲイン定数Kvを乗算し、得られる基本トルク指令τ0 *を制御対象48に加える。 The first integrator 38 inputs the trajectory speed deviation ΔV, integrates the trajectory speed deviation ΔV over time, and outputs the obtained first position deviation ΔP 1 to the first position controller 39. The first position controller 39 receives the first position deviation ΔP 1 , multiplies the first position deviation ΔP 1 by the first position gain constant K p1, and sets the obtained basic angular velocity command ω 0 * to the first position deviation ΔP 1 . 1 is output to the subtracter 41. The first subtractor 41 receives the basic angular velocity command ω 0 * and the actual angular velocity ω, subtracts the actual angular velocity ω from the basic angular velocity command ω 0 *, and outputs the obtained angular velocity deviation Δω to the speed controller 42. The speed controller 42 receives the angular speed deviation Δω, multiplies the angular speed deviation Δω by a speed gain constant K v , and adds the obtained basic torque command τ 0 * to the control object 48.

基本トルク指令τ0 *が制御対象48(図1に示したプレス装置23に相当)に加えられると、制御対象48において、基本トルク指令τ0 *が制御対象48の慣性モーメントJで除算され、得られる値がさらに時間積分される。この演算結果として、電動機26の速度が実角速度ωとなる。これにより、回転状体24の加工区間S1における加工速度が設定速度の最大値VLmaxと同一である場合は、回転状体24の線速度Vを設定速度VLに同調するように電動機26を速度制御および軌跡制御することによって、回転状体24の位置および速度を目標値に対して確実かつ迅速に制御することができる。 When the basic torque command τ 0 * is added to the controlled object 48 (corresponding to the press device 23 shown in FIG. 1), the basic torque command τ 0 * is divided by the inertia moment J of the controlled object 48 in the controlled object 48, The resulting value is further time integrated. As a result of this calculation, the speed of the electric motor 26 becomes the actual angular speed ω. Thereby, when the machining speed in the machining section S 1 of the rotary body 24 is the same as the maximum value V Lmax of the set speed, the electric motor 26 is set so that the linear speed V of the rotary body 24 is synchronized with the set speed V L. By controlling the speed and the trajectory, the position and speed of the rotating body 24 can be reliably and quickly controlled with respect to the target value.

図4は、本発明に係るプレス制御装置における軌跡速度指令手段を示す制御ブロック図である。また、図5は、図4の制御ブロック図を伝達関数で表した図である。軌跡速度指令手段32は、基本的に、第1の正規化演算器50、第2の正規化演算器51、第2の積分器52、位相パターン演算器55、位置発生器56および微分器57を備える。第1の正規化演算器50は、設定速度VLを入力し、設定速度VLを設定速度の最大値VLmaxで除算し、得られる正規化設定速度u、例えば数値0〜1を第2の正規化演算器51に出力する。第2の正規化演算器51は、正規化設定速度uを入力し、正規化設定速度uをサイクル時間Tで除算し、得られる単位サイクル時間当たりの正規化設定速度wを第2の積分器52に出力する。ここで、サイクル時間Tは、非加工区間S10における加速区間、定速区間および減速区間の経過時間の和とする。第2の積分器52は、単位サイクル時間当たりの正規化設定速度wを入力し、正規化設定速度wを時間積分し、得られる加減速判定基準値t^を位相パターン演算器55に出力する。 FIG. 4 is a control block diagram showing the trajectory speed command means in the press control apparatus according to the present invention. FIG. 5 is a diagram representing the control block diagram of FIG. 4 as a transfer function. The trajectory speed command means 32 basically includes a first normalization calculator 50, a second normalization calculator 51, a second integrator 52, a phase pattern calculator 55, a position generator 56, and a differentiator 57. Is provided. The first normalization arithmetic unit 50 inputs the set speed V L, by dividing the set speed V L at the maximum value V Lmax set speed, the normalization resulting set speed u, for example, a numerical value from 0 to 1 second Is output to the normalization calculator 51. The second normalization calculator 51 receives the normalization setting speed u, divides the normalization setting speed u by the cycle time T, and obtains the normalization setting speed w per unit cycle time as the second integrator. To 52. Here, the cycle time T, the acceleration section in the non-processing section S 10, the sum of the elapsed time constant speed and deceleration section. The second integrator 52 receives the normalized set speed w per unit cycle time, integrates the normalized set speed w over time, and outputs the obtained acceleration / deceleration determination reference value t ^ to the phase pattern calculator 55. .

位相パターン演算器55は、加減速判定基準値t^を入力し、位相パターンp^を位置発生器56に出力する。位置発生器56は、位相パターンp^を入力し、位相パターンp^と、回転状体24のプレス一周長B0から設定長Lを減算して得られる(B0−L)とを乗算し、得られる軌跡位置指令値x*を微分器57に出力する。ここで、回転状体24のプレス一周長B0は、回転状体24のアーム(長さr)が360°だけ円を描いたときの一周長をいい、設定長Lは、設定速度VLをSPM(Stroke Per Minute:ストローク数)で除算した値とする。微分器57は、軌跡位置指令x*を入力し、軌跡位置指令x*を時間微分し、得られる軌跡速度V(x*)を加減算器37に出力する。 The phase pattern calculator 55 receives the acceleration / deceleration determination reference value t ^ and outputs the phase pattern p ^ to the position generator 56. The position generator 56 receives the phase pattern p ^ and multiplies the phase pattern p ^ by (B 0 -L) obtained by subtracting the set length L from the press circumference B 0 of the rotating body 24. The obtained trajectory position command value x * is output to the differentiator 57. Here, the press circumference B 0 of the rotating body 24 is a circumference when the arm (length r) of the rotating body 24 draws a circle of 360 °, and the set length L is the set speed V L. Is divided by SPM (Stroke Per Minute: number of strokes). The differentiator 57 receives the trajectory position command x * , time-differentiates the trajectory position command x * , and outputs the obtained trajectory speed V (x * ) to the adder / subtractor 37.

図2および図3を参照して、プレス制御装置22は、さらにフィードフォワード補償器35を備える。図6は、本発明に係るプレス制御装置におけるフィードフォワード補償器を示す制御ブロック図である。また、図7は、図6の制御ブロック図を伝達関数で表した図である。フィードフォワード補償器35は、軌跡速度フィードフォワード補償器60、設定速度フィードフォワード補償器61および第4の加算器62を備え、軌跡速度指令V(x*)および設定速度VL(または後述する補正加工速度)を入力し、加速度/速度フィードフォワード量を第1の加算器40に出力する。 Referring to FIGS. 2 and 3, press control apparatus 22 further includes a feedforward compensator 35. FIG. 6 is a control block diagram showing a feedforward compensator in the press control apparatus according to the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the control block diagram of FIG. 6 as a transfer function. The feedforward compensator 35 includes a trajectory speed feedforward compensator 60, a set speed feedforward compensator 61, and a fourth adder 62. The feedforward compensator 35 includes a trajectory speed command V (x * ) and a set speed V L (or correction described later). Machining speed) is input, and the acceleration / speed feed forward amount is output to the first adder 40.

軌跡速度フィードフォワード補償器60は、軌跡速度指令V(x*)に基づくフィードフォワード補償器であり、第1の加速度フィードフォワード補償器63、第1の速度フィードフォワード補償器65および第5の加算器64を備える。第1の加速度フィードフォワード補償器63は、軌跡速度指令V(x*)を入力し、軌跡速度指令V(x*)を時間微分し、得られる加速度に制御対象モデル45の慣性モーメントJ^を乗算し、得られる値に第1の加速度フィードフォワード係数β1を乗算し、得られる値を速度ゲイン定数Kvで除算し、その結果として得られる値に第1の1次遅れ要素を持たせた軌跡速度指令V(x*)に基づく第1の加速度フィードフォワード量を第5の加算器64に出力する。第1の速度フィードフォワード補償器65は、軌跡速度指令V(x*)を入力し、軌跡速度指令V(x*)に第1の速度フィードフォワード係数α1を乗算し、その結果として得られる値に第1の1次遅れ要素を持たせた軌跡速度指令V(x*)に基づく第1の速度フィードフォワード量を第5の加算器64に出力する。第5の加算器64は、第1の加速度フィードフォワード量および第1の速度フィードフォワード量を入力し、第1の加速度フィードフォワード量と第1の速度フィードフォワード量を加算し、得られる第1の加速度/速度フィードフォワード量を第4の加算器62に出力する。 The trajectory speed feedforward compensator 60 is a feedforward compensator based on the trajectory speed command V (x * ), and includes a first acceleration feedforward compensator 63, a first speed feedforward compensator 65, and a fifth addition. A device 64 is provided. The first acceleration feedforward compensator 63 receives the trajectory speed command V (x * ), time-differentiates the trajectory speed command V (x * ), and uses the moment of inertia J ^ of the control target model 45 as the obtained acceleration. Multiply and multiply the resulting value by the first acceleration feed forward factor β 1 , divide the resulting value by the velocity gain constant K v and give the resulting value a first first order lag element. The first acceleration feedforward amount based on the trajectory speed command V (x * ) is output to the fifth adder 64. First speed feedforward compensator 65 inputs the path velocity command V (x *), multiplying the first speed feedforward coefficient alpha 1 in path velocity command V (x *), obtained as a result The first speed feedforward amount based on the trajectory speed command V (x * ) having the first primary delay element in the value is output to the fifth adder 64. The fifth adder 64 inputs the first acceleration feedforward amount and the first velocity feedforward amount, adds the first acceleration feedforward amount and the first velocity feedforward amount, and obtains the first obtained The acceleration / velocity feedforward amount is output to the fourth adder 62.

設定速度フィードフォワード補償器61は、設定速度に基づくフィードフォワード補償器であり、第2の加速度フィードフォワード補償器66、第2の速度フィードフォワード補償器68および第6の加算器67を備える。第2の加速度フィードフォワード補償器66は、設定速度VLを入力し、設定速度VLを時間微分し、得られる加速度に制御対象モデル45の慣性モーメントJ^を乗算し、得られる値に第2の加速度フィードフォワード係数β2を乗算し、得られる値を速度ゲイン定数Kvで除算し、その結果として得られる値に第2の1次遅れ要素を持たせた設定速度に基づく第2の加速度フィードフォワード量を第6の加算器67に出力する。第2の速度フィードフォワード補償器68は、設定速度VLを入力とし、設定速度VLに第2の速度フィードフォワード係数α2を乗算し、得られる値に第2の1次遅れ要素を持たせた設定速度VLに基づく第2の速度フィードフォワード量を第6の加算器67に出力する。第6の加算器67は、第2の加速度フィードフォワード量および第2の速度フィードフォワード量を入力とし、第2の加速度フィードフォワード量と第2の速度フィードフォワード量を加算し、得られる第2の加速度/速度フィードフォワード量を第4の加算器62に出力する。 The set speed feedforward compensator 61 is a feedforward compensator based on the set speed, and includes a second acceleration feedforward compensator 66, a second speed feedforward compensator 68, and a sixth adder 67. The second acceleration feedforward compensator 66 receives the set speed V L , differentiates the set speed V L with respect to time, multiplies the obtained acceleration by the moment of inertia J ^ of the controlled object model 45, and obtains the obtained value by the first speed. 2 is multiplied by the acceleration feedforward coefficient β 2 of 2 , and the resulting value is divided by the speed gain constant K v , and a second speed based on a set speed obtained by adding a second first-order lag element to the resulting value is obtained. The acceleration feedforward amount is output to the sixth adder 67. The second speed feedforward compensator 68 receives the set speed V L , multiplies the set speed V L by the second speed feed forward coefficient α 2 , and has a second primary delay element in the obtained value. The second speed feedforward amount based on the set speed V L is output to the sixth adder 67. The sixth adder 67 inputs the second acceleration feedforward amount and the second velocity feedforward amount, adds the second acceleration feedforward amount and the second velocity feedforward amount, and obtains the second obtained The acceleration / velocity feedforward amount is output to the fourth adder 62.

第4の加算器62は、第1の加速度/速度フィードフォワード量および第2の加速度/速度フィードフォワード量を入力し、第1の加速度/速度フィードフォワード量と第2の加速度/速度フィードフォワード量を加算し、得られる加速度/速度フィードフォワード量を第1の加算器40に出力する。   The fourth adder 62 inputs the first acceleration / speed feedforward amount and the second acceleration / speed feedforward amount, and the first acceleration / speed feedforward amount and the second acceleration / speed feedforward amount. And the obtained acceleration / speed feedforward amount is output to the first adder 40.

図2および図3を参照して、第1の加算器40は、加速度/速度フィードフォワード量および基本角速度指令ω0 *を入力し、加速度/速度フィードフォワード量と基本角速度指令ω0 *を加算し、得られる角速度指令ω*を第1の減算器41に出力する。 Referring to FIGS. 2 and 3, a first adder 40, the acceleration / speed feedforward amount and enter the basic angular velocity command omega 0 *, adds the acceleration / speed feedforward quantity and the basic angular velocity command omega 0 * Then, the obtained angular velocity command ω * is output to the first subtracter 41.

以上の説明では、フィードフォワード補償器35は、第4の加算器62、第5の加算器64および第6の加算器67を備えているが、第4の加算器62のみを備えて、第1の加速度フィードフォワード量、第1の速度フィードフォワード量、第2の加速度フィードフォワード量および第2の速度フィードフォワード量を第4の加算器62に直接入力するように構成してもよい。さらに、第4の加算器62を備えることなく、第1の加速度フィードフォワード量、第1の速度フィードフォワード量、第2の加速度フィードフォワード量および第2の速度フィードフォワード量を第1の加算器40に直接入力するように構成してもよい。   In the above description, the feedforward compensator 35 includes the fourth adder 62, the fifth adder 64, and the sixth adder 67, but includes only the fourth adder 62, The first acceleration feedforward amount, the first velocity feedforward amount, the second acceleration feedforward amount, and the second velocity feedforward amount may be directly input to the fourth adder 62. Further, without including the fourth adder 62, the first acceleration feedforward amount, the first velocity feedforward amount, the second acceleration feedforward amount, and the second velocity feedforward amount are converted into the first adder. 40 may be directly input.

図2および図3を参照して、プレス制御装置22は、さらに負荷フィードフォワード制御手段43を備える。次に、負荷フィードフォワード制御手段43について説明する。負荷フィードフォワード制御手段43は、制御対象モデル45、第2の減算器46および負荷FF制御器(以下、負荷フィードフォワード制御器という)47を備え、基本トルク指令τ0 *および実角速度ωを入力し、負荷フィードフォワード量τffを第2の加算器44に出力する。 Referring to FIGS. 2 and 3, press control apparatus 22 further includes load feedforward control means 43. Next, the load feedforward control means 43 will be described. The load feedforward control means 43 includes a controlled object model 45, a second subtractor 46, and a load FF controller (hereinafter referred to as a load feedforward controller) 47, and receives a basic torque command τ 0 * and an actual angular velocity ω. Then, the load feedforward amount τ ff is output to the second adder 44.

制御対象モデル45は、基本トルク指令τ0 *を入力し、基本トルク指令τ0 *を制御対象モデル45の慣性モーメントJ^で除算し、得られる値をさらに時間積分し、得られる補正角速度ωcを第2の減算器46に出力する。第2の減算器46は、補正角速度ωcおよび実角速度ωを入力し、補正角速度ωcから実角速度ωを減算し、得られる第2の角速度偏差Δωcを負荷フィードフォワード制御器47に出力する。負荷フィードフォワード制御器47は、第2の角速度偏差Δωcを入力し、第2の角速度偏差Δωcに負荷フィードフォワード係数Kを乗算し、得られる負荷フィードフォワード量τffを第2の加算器44に出力する。 The control target model 45 receives the basic torque command τ 0 * , divides the basic torque command τ 0 * by the moment of inertia J ^ of the control target model 45, further time integrates the obtained value, and obtains the corrected angular velocity ω c is output to the second subtractor 46. The second subtractor 46 receives the corrected angular velocity ω c and the actual angular velocity ω, subtracts the actual angular velocity ω from the corrected angular velocity ω c , and outputs the obtained second angular velocity deviation Δω c to the load feedforward controller 47. To do. Load feedforward controller 47 inputs the second angular deviation [Delta] [omega c, the load feedforward coefficient K to the second angular deviation [Delta] [omega c multiplied, the load feedforward amount tau ff obtained second adder 44.

第2の加算器44は、基本トルク指令τ0 *および負荷フィードフォワード量τffを入力し、基本トルク指令τ0 *と負荷フィードフォワード量τffを加算し、得られるトルク指令τ*を制御対象48に加える。 Second adder 44 receives the basic torque command tau 0 * and the load feedforward amount tau ff, by adding the basic torque command tau 0 * and the load feedforward amount tau ff, controls the torque command tau * obtained Add to object 48.

基本トルク指令τ*が制御対象48に加えられると、制御対象48は、基本トルク指令τ*を制御対象48の慣性モーメントJで除算し、得られる値をさらに時間積分する。この演算結果として、電動機26の速度が実角速度ωとなる。これにより、制御対象48における電動機26に連結するクランク機構25、スライド2などからなる物体の慣性モーメントJが変化した場合でも、負荷フィードフォワード制御手段43が、慣性モーメントをJ^に固定して慣性モーメントJの変化に対応する負荷フィードフォワード量τffを出力し、第2の加算器44が慣性モーメントJの変化に対応するトルク指令τ*を制御対象48に加えるから、電動機26の回転位置および回転速度を補償することができる。 When the basic torque command τ * is added to the controlled object 48, the controlled object 48 divides the basic torque command τ * by the inertia moment J of the controlled object 48 and further integrates the obtained value with time. As a result of this calculation, the speed of the electric motor 26 becomes the actual angular speed ω. As a result, even when the inertia moment J of the object including the crank mechanism 25 connected to the electric motor 26 and the slide 2 in the controlled object 48 changes, the load feedforward control means 43 fixes the inertia moment to J ^ and inertias. The load feedforward amount τ ff corresponding to the change in the moment J is output, and the second adder 44 applies the torque command τ * corresponding to the change in the moment of inertia J to the control object 48. The rotational speed can be compensated.

図4および図5を参照して、プレス制御装置22の軌跡速度指令手段32は、さらに整定時間補償器53および第3の加算器54を備える。次に、整定時間を補償する整定時間補償器53について説明する。整定時間補償器53は、単位サイクル時間当たりの正規化設定速度wを入力し、正規化設定速度wに整定時間tsを乗算し、得られる値にフィルタ時定数τfからなる第3の1次遅れ要素を持たせた単位サイクル時間当たりの正規化移動量zを第3の加算器54に出力する。これにより、整定時間補償器53が存在するプレス制御装置は、整定時間補償器53が存在しないプレス制御装置に比べ、電動機26を駆動制御して回転状体24の目標位置に達するまでの整定時間を短縮することができる。つまり、整定時間補償器53が存在しないプレス制御装置に比べ、スライド2の目標位置に達するまでの整定時間を短縮することができる。 Referring to FIGS. 4 and 5, the trajectory speed command means 32 of the press control device 22 further includes a settling time compensator 53 and a third adder 54. Next, the settling time compensator 53 for compensating the settling time will be described. The settling time compensator 53 receives the normalization set speed w per unit cycle time, multiplies the normalization set speed w by the settling time t s , and obtains a third 1 consisting of the filter time constant τ f. The normalized movement amount z per unit cycle time with the next delay element is output to the third adder 54. Thereby, the press control device in which the settling time compensator 53 exists is compared with the press control device in which the settling time compensator 53 does not exist, so that the settling time until the motor 26 is driven to reach the target position of the rotating body 24 is controlled. Can be shortened. That is, the settling time until the target position of the slide 2 is reached can be shortened as compared with a press control device in which the settling time compensator 53 does not exist.

次に、図4および図5を参照して、本発明に係るプレス制御装置22の軌跡速度指令手段32の動作について説明する。第1の正規化演算器50は、設定速度VLを設定速度の最大値VLmaxで除算し、正規化速度uを出力する。さらに、第2の正規化演算器は、正規化速度uをサイクル時間Tで除算し、単位サイクル時間当たりの正規化速度wを出力する。第2の積分器52は、この単位サイクル時間当たりの正規化速度wを入力し、時間積分し、得られる加減速判定基準t^を出力する。ここで、設定速度VLを設定速度の最大値VLmaxおよびサイクル時間Tで正規化するのは、位相パターンp^が1となるようにし、設定速度VLから位相パターンp^および軌跡位置指令x*を簡便に演算できるからである。 Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the operation of the trajectory speed command means 32 of the press control device 22 according to the present invention will be described. The first normalization computing unit 50 divides the set speed V L by the maximum value V Lmax of the set speed and outputs a normalized speed u. Further, the second normalization computing unit divides the normalization speed u by the cycle time T and outputs the normalization speed w per unit cycle time. The second integrator 52 receives the normalized speed w per unit cycle time, integrates the time, and outputs the obtained acceleration / deceleration criterion t ^. Here, the set speed V L is normalized by the maximum value V Lmax of the set speed and the cycle time T so that the phase pattern p ^ becomes 1, and the phase pattern p ^ and the locus position command are set from the set speed V L. This is because x * can be calculated easily.

位相パターン演算器55は、加減速判定基準値t^を入力すると、後述する式()により位相パターンp^を求める。位置発生器56は、この位相パターンp^を入力すると、後述する式()により軌跡位置指令x*を求める。微分器57は、この軌跡位置指令x*を時間微分し、軌跡速度指令V(x*)を求める。したがって、軌跡速度指令手段32は、最大値VLmaxとする台形状速度パターンで変化する設定速度VLを入力すると、軌跡速度指令V(x*)を出力する。 When the acceleration / deceleration determination reference value t ^ is input, the phase pattern calculator 55 obtains the phase pattern p ^ by the equation ( 3 ) described later. When the position generator 56 receives this phase pattern p ^, the position generator 56 obtains a locus position command x * by the equation ( 1 ) described later. The differentiator 57 time-differentiates the locus position command x * to obtain a locus speed command V (x * ). Accordingly, the trajectory speed command means 32 outputs the trajectory speed command V (x * ) when the set speed V L that changes in the trapezoidal speed pattern having the maximum value V Lmax is input.

軌跡速度指令V(x*)を与える軌跡位置指令x*について、以下に説明する。図8は、本発明に係るプレス制御装置に対する回転状体の非加工区間における速度パターンの一例とする台形状パターンを示す図である。縦軸VLは設定速度の最大値VLmaxを基準とした回転状体24の相対線速度を示し、横軸t加減速判定基準値t^の経過時間を示す。また、加速区間、定速区間、減速区間の経過時間をそれぞれta 、tf 、td とすると、サイクル時間Tの正規化した時間は、ta +tf +td となる。また、速度VLmaxは、回転状体24の線速度の最大値とする。 The trajectory position command x * giving the trajectory speed command V (x * ) will be described below. FIG. 8 is a diagram showing a trapezoidal pattern as an example of a speed pattern in a non-working section of a rotating body with respect to the press control device according to the present invention. The vertical axis V L indicates the relative linear velocity of the rotating body 24 based on the maximum set speed V Lmax , and the horizontal axis t ^ indicates the elapsed time of the acceleration / deceleration determination reference value t ^ . Further, the acceleration section, constant speed, the elapsed time of each t a of the deceleration zone ^, t f ^, When t d ^, the time normalized cycle time T, and t a ^ + t f ^ + t d ^ Become. The speed V Lmax is the maximum value of the linear speed of the rotating body 24.

軌跡位置指令x*は、
x*(B 0 −L)×p^ (1)
となる。ここで、位相パターンp^は、位相パターン演算器55により、後述する式(3)を用いて加減速判定基準値t^から求められる。この加減速判定基準値t^は数値0〜1の値であり、t^=A+B+C、A=i2/2ta^、B=j、C=k−k2/2td^とし、i、jおよびkは、それぞれta、tf、td区間の時間軸を示し、ta^およびtd^は、それぞれta、tdをサイクル時間Tで正規化した値を示す。ただし、加減速判定基準値t^は時間の経過と共に増加するが、その値が最大1となるように、軌跡速度指令手段32にはリミット回路(図示せず)が内蔵されている。この場合、加工開始点にて上限リミットが1となる。また、加工完了信号(図示せず)によって第2の積分器52がリセットされて、加減速判定基準値t^の値がゼロとなる。
Trajectory position command x *
x * = (B 0 −L) × p ^ (1)
It becomes. Here, the phase pattern p ^ is obtained from the acceleration / deceleration determination reference value t ^ by the phase pattern calculator 55 using equation (3) described later. The deceleration judgment reference value t ^ is the value of the numerical 0~1, t ^ = A + B + C, A = i 2 / 2t a ^, B = j, and C = k-k 2 / 2t d ^, i, j and k are each t a, t f, shows the time axis of t d interval, t a ^ and t d ^ shows the normalized values t a, the t d in the cycle time T, respectively. However, although the acceleration / deceleration determination reference value t ^ increases with time, the trajectory speed command means 32 has a built-in limit circuit (not shown) so that the value becomes 1 at the maximum. In this case, the upper limit is 1 at the machining start point. Further, the second integrator 52 is reset by a machining completion signal (not shown), and the value of the acceleration / deceleration determination reference value t ^ becomes zero.

一方、回転状体24の非加工区間S10における線速度Vの最大値をVLmaxとすると、VLmaxは、距離(B0−L)を時間{(ta ^+td ^)/2+tf ^}で除算して得られるから、
Lmax=(B0−L)/{(ta ^+td ^)/2+tf ^} (2)
となる。位相パターンp^は、
p^=f(t^)={(i 2 /2t a ^)+j+k−(k 2 /2t d ^)}/{((t a ^+t d ^)/2)+t f ^} (3)
とする。ここで、(ta+td)/2+tfを実効サイクル時間という。したがって、軌跡位置指令x*は、(B0−L)に位相パターンp^を乗算した値であり、つまり、軌跡位置指令x*は、位相パターンp^を変化させると、位相パターンp^に応じて変化する。
On the other hand, when the maximum value of the linear velocity V in the non-working section S 10 of the rotary-shaped body 24 and V Lmax, V Lmax is the distance (B 0 -L) time {(t a ^ + t d ^) / 2 + t f Since it is obtained by dividing by ^ },
V Lmax = (B 0 -L) / {(t a ^ + t d ^) / 2 + t f ^} (2)
It becomes. The phase pattern p ^
p ^ = f (t ^) = {(i 2 / 2t a ^) + j + k− (k 2 / 2t d ^)} / {((t a ^ + t d ^) / 2) + t f ^} (3)
And Here, (t a + t d ) / 2 + t f is referred to as an effective cycle time. Therefore, the trajectory position command x * is a value obtained by multiplying (B 0 −L) by the phase pattern p ^ , that is, the trajectory position command x * is changed to the phase pattern p ^ when the phase pattern p ^ is changed. Will change accordingly.

図10は、本発明に係るプレス制御装置における位相パターンと軌跡位置指令との間の関係を示す図である。縦軸x*は、軌跡位置指令値を示し、横軸p^は、位相パターンを示す。グラフ(A)は、軌跡位置指令値x*が位相パターンに対し直線状特性を示し、グラフ(B)は、軌跡位置指令値x*が位相パターンに対し平方根特性を示し、グラフ(C)は、軌跡位置指令値x*が位相パターンに対し2乗特性を示す。 FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the phase pattern and the trajectory position command in the press control device according to the present invention. The vertical axis x * represents the locus position command value, and the horizontal axis p ^ represents the phase pattern. Graph (A) shows a trajectory position command value x * having a linear characteristic with respect to the phase pattern, graph (B) shows a trajectory position command value x * having a square root characteristic with respect to the phase pattern, and graph (C) shows a graph (C). The locus position command value x * indicates a square characteristic with respect to the phase pattern.

以上の説明では、軌跡位置指令x*は、グラフ(A)に示すように、位相パターンp^に対し正比例の関係で変化するが、例えば、グラフ(B)に示すように平方根の特性や、グラフ(C)に示すように2次式の特性を持たせることもできる。すなわち、軌跡位置指令x*が、それぞれ√(p^)、(p^)式の関係で変換することができる。これにより、回転状体24の線速度Vは、加工区間S1において設定速度VLの最大値VLmaxに同調し、非加工区間S10において軌跡速度指令手段32における位相パターンp^を変えることにより任意の値が得られる。つまり、非加工区間S10における回転状体24の線速度Vは、軌跡速度指令手段32の位相パターンp^を変えることにより軌跡位置指令x*が変えられ、この軌跡位置指令x*を時間微分して軌跡速度指令値V(x*)が得られる。結局、スライド2の移動速度指令を任意に変えることができる。 In the above description, the trajectory position command x * changes in a directly proportional relationship with the phase pattern p ^ as shown in the graph (A). For example, as shown in the graph (B), the characteristic of the square root, As shown in the graph (C), it is possible to give a quadratic characteristic. That is, the trajectory position command x * can be converted according to the relationship of √ (p ^) and (p ^) 2 expressions, respectively. Thereby, the linear velocity V of the rotating body 24 is synchronized with the maximum value V Lmax of the set velocity V L in the machining section S 1 , and the phase pattern p ^ in the trajectory speed command means 32 is changed in the non-machining section S 10 . Gives an arbitrary value. That is, the linear velocity V of the rotating body 24 in the non-machining section S 10 can be changed from the locus position command x * by changing the phase pattern p ^ of the locus velocity command means 32, and the locus position command x * is time-differentiated. Thus, the locus speed command value V (x * ) is obtained. Eventually, the moving speed command of the slide 2 can be arbitrarily changed.

次に、図6および図7を参照して、フィードフォワード補償器35の動作について説明する。軌跡速度フィードフォワード補償器60が軌跡速度指令値V(x*)を入力すると、第1の加速度フィードフォワード補償器63は、分岐した軌跡速度指令値V(x*)を入力し、第1の加速度フィードフォワード量を出力する。また、第1の速度フィードフォワード補償器65は、もう一方の軌跡速度指令値V(x*)を入力し、第1の速度フィードフォワード量を出力する。軌跡速度フィードフォワード補償器61が設定速度VL(または補正加工速度LL3)を入力すると、第2の加速度フィードフォワード補償器66は、分岐した設定速度VLを入力し、第2の加速度フィードフォワード量を出力する。また、第2の速度フィードフォワード補償器68は、もう一方の設定速度VLを入力し、第2の速度フィードフォワード量を出力する。これらの第1の加速度フィードフォワード量、第1の速度フィードフォワード量、第2の加速度フィードフォワード量および第2の速度フィードフォワード量は加算され、加速度/速度フィードフォワード量となる。 Next, the operation of the feedforward compensator 35 will be described with reference to FIGS. When the trajectory speed feedforward compensator 60 inputs the trajectory speed command value V (x * ), the first acceleration feedforward compensator 63 inputs the branched trajectory speed command value V (x * ), and the first Output acceleration feed forward amount. Further, the first speed feedforward compensator 65 receives the other trajectory speed command value V (x * ) and outputs the first speed feedforward amount. When the trajectory speed feedforward compensator 61 inputs the set speed V L (or the corrected machining speed L L3 ), the second acceleration feedforward compensator 66 receives the branched set speed V L and inputs the second acceleration feed. Output the forward amount. Further, the second speed feedforward compensator 68 receives the other set speed V L and outputs the second speed feedforward amount. The first acceleration feedforward amount, the first velocity feedforward amount, the second acceleration feedforward amount, and the second velocity feedforward amount are added to obtain an acceleration / velocity feedforward amount.

図2および図3を参照して、第1の加算器40は、得られる加速度/速度フィードフォワード量と基本角速度ω0 *を加算し、得られる角速度指令値ω*を速度制御器42に対し新たな速度指令値として出力する。これにより、プレス制御装置22の速度応答性を正確かつ迅速に実現することができる。 Referring to FIGS. 2 and 3, first adder 40 adds the obtained acceleration / velocity feedforward amount and basic angular velocity ω 0 * , and provides the obtained angular velocity command value ω * to velocity controller 42. Output as a new speed command value. Thereby, the speed responsiveness of the press control apparatus 22 is realizable correctly and rapidly.

次に、負荷フィードフォワード制御手段43の動作について説明する。速度制御器42は、角速度指令値ω*および実角速度ωから演算した角速度偏差Δωを入力し、得られる基本トルク指令τ0 *を制御対象モデル45に出力する。制御対象モデル45は、基本トルク指令τ0 *を入力し、得られる補正速度を減算器46に出力する。次に、減算器46は、補正速度を入力し、補正速度から実角速度ωを減算し、得られる第2の角速度偏差を負荷FF制御器47に出力する。負荷FF制御器47は、第2の角速度偏差を入力し、第2の角速度偏差に負荷フィードフォワード係数を乗算し、得られる負荷フィードフォワード量を出力する。加算器44は、基本トルク指令τ0 *と負荷フィードフォワード量を加算し、得られるトルク指令τ*を制御対象48に加える。 Next, the operation of the load feedforward control means 43 will be described. The speed controller 42 receives the angular velocity command value ω * and the angular velocity deviation Δω calculated from the actual angular velocity ω, and outputs the obtained basic torque command τ 0 * to the controlled object model 45. The controlled object model 45 receives the basic torque command τ 0 * and outputs the obtained corrected speed to the subtractor 46. Next, the subtractor 46 inputs the correction speed, subtracts the actual angular speed ω from the correction speed, and outputs the obtained second angular speed deviation to the load FF controller 47. The load FF controller 47 receives the second angular velocity deviation, multiplies the second angular velocity deviation by a load feedforward coefficient, and outputs the obtained load feedforward amount. The adder 44 adds the basic torque command τ 0 * and the load feedforward amount, and adds the obtained torque command τ * to the control object 48.

このとき、電動機26の実角速度ωおよび軌跡速度指令V(x*)から算出される速度応答性ω/V(x*)は、
ω/V(x*)=E×{1/(1+τcS)}/F (5)
となる。ここで、
E=1+(S/Kp)+τc×S2/Kp、F=1+(S/Kp)+Tm×S2/Kp (6)
である。いま、Kv=J^/τc、Tm=J/Kv、J^=J、α1=1―Kpτc、β1=1に設定すると、
ω/V(x*)=1/(1+τcS) (7)
となる。したがって、電動機26の実角速度ωおよび軌跡速度指令V(x*)の速度応答性ω/V(x*)は、1次遅れの速度応答性となる。これにより、回転状体24の位置および速度を安定かつ確実に制御することができる。つまり、プレス装置本体23のスライド2の位置および速度を安定かつ確実に制御することができる。
At this time, the actual angular velocity omega and the trajectory velocity command V (x *) rate response is calculated from the omega / V of the motor 26 (x *) is
ω / V (x * ) = E × {1 / (1 + τ c S)} / F (5)
It becomes. here,
E = 1 + (S / K p ) + τ c × S 2 / K p , F = 1 + (S / K p ) + T m × S 2 / K p (6)
It is. Now, if K v = J ^ / τ c , T m = J / K v , J ^ = J, α 1 = 1−K p τ c , β 1 = 1,
ω / V (x * ) = 1 / (1 + τ c S) (7)
It becomes. Therefore, the speed responsive ω / V (x *) of the actual angular velocity omega and the path velocity command V of the motor 26 (x *) is a speed response of the first-order lag. Thereby, the position and speed of the rotating body 24 can be controlled stably and reliably. That is, the position and speed of the slide 2 of the press apparatus main body 23 can be controlled stably and reliably.

図11は、図9の速度パターン(A)に対する本発明に係るプレス制御装置における設定速度、加減速判定基準値、位相パターン、軌跡位置指令、軌跡速度指令、スライドの目標位置および回転状体の移動位置と経過時間との間の関係について、シミュレーションによって得た結果を示す図である。グラフ(A)において、縦軸VLは設定速度を、縦軸t^は加減速判定基準値を、横軸tは経過時間をそれぞれ示す。グラフ(B)において、縦軸p^は位相パターンを、横軸tは経過時間をそれぞれ示す。グラフ(C)において、縦軸x*は軌跡位置指令を、縦軸V(x*)は軌跡速度指令を、横軸tは経過時間をそれぞれ示す。グラフ(D)において、縦軸Spはスライドの目標位置を示し、縦軸xは回転状体24の移動位置、すなわち、回転状体24のアーム(長さr)における移動位置を示し、横軸tは経過時間を示す。 FIG. 11 shows the set speed, acceleration / deceleration determination reference value, phase pattern, trajectory position command, trajectory speed command, target position of the slide, and rotational body for the speed pattern (A) of FIG. It is a figure which shows the result obtained by simulation about the relationship between a movement position and elapsed time. In the graph (A), the vertical axis V L indicates the set speed, the vertical axis t ^ indicates the acceleration / deceleration determination reference value, and the horizontal axis t indicates the elapsed time. In the graph (B), the vertical axis p ^ indicates the phase pattern, and the horizontal axis t indicates the elapsed time. In the graph (C), the vertical axis x * indicates the locus position command, the vertical axis V (x * ) indicates the locus speed command, and the horizontal axis t indicates the elapsed time. In the graph (D), the vertical axis Sp represents the target position of the slide, the vertical axis x represents the moving position of the rotating body 24, that is, the moving position of the rotating body 24 in the arm (length r), The axis t indicates the elapsed time.

グラフ(A)により、設定速度VLは、設定速度発生器30が出力する速度の立上りおよび立下りを除けば、一定の速度、つまり、設定速度VLの最大値VLmaxと一致する。これは、設定速度VLが、プレス制御装置22が電源オンしてから設定速度発生器30の時定数で定まる時間経過後に最大値VLmaxに到達し、一方、電源オフしてから設定速度発生器30の時定数で定まる時間経過後に速度ゼロになるからである。また、加減速判定基準値t^は、最初、時刻ゼロから時間の経過と共に増加し、加工開始点の時刻t1において値が1に制限され、加工完了時刻t2においてゼロとなる。また、時刻t2から時間の経過と共に増加し、時刻t3において値が1に制限され、時刻t4においてゼロとなる。時刻t4、時刻t5、時刻t6についても同様である。加減速判定基準値t^は、第2の積分器52より出力され、経過時間tに対し台形状特性を有する。本来、加減速判定基準値t^は、時間の経過と共に増大するが、加工開始点、例えば加工開始角度にて上限リミットが1となるように、軌跡速度指令手段32に設けられたリミット回路(図示せず)により最大値1に制限され、さらに、第2の積分器52が加工完了点、例えば加工完了角度にてリセット回路(図示せず)によりリセットされ、ゼロとなるからである。 According to the graph (A), the set speed V L matches a constant speed, that is, the maximum value V Lmax of the set speed V L , except for the rise and fall of the speed output from the set speed generator 30. This is because the set speed V L reaches the maximum value V Lmax after the time determined by the time constant of the set speed generator 30 after the press controller 22 is turned on, while the set speed is generated after the power is turned off. This is because the speed becomes zero after the elapse of time determined by the time constant of the vessel 30. The acceleration / deceleration determination reference value t ^ initially increases with time from time zero, is limited to 1 at time t 1 at the machining start point, and becomes zero at machining completion time t 2 . Also, it increases with the passage of time from time t 2 , the value is limited to 1 at time t 3 , and becomes zero at time t 4 . The same applies to time t 4 , time t 5 , and time t 6 . The acceleration / deceleration determination reference value t ^ is output from the second integrator 52 and has a trapezoidal characteristic with respect to the elapsed time t. Originally, the acceleration / deceleration determination reference value t ^ increases with the passage of time, but a limit circuit (provided in the trajectory speed command means 32 so that the upper limit becomes 1 at the machining start point, for example, the machining start angle). This is because the second integrator 52 is reset to zero by a reset circuit (not shown) at a machining completion point, for example, a machining completion angle.

グラフ(B)により、位相パターンp^は、経過時間tに対し、グラフ(A)の加減速判定基準値t^と略同様な特性となる。何故ならば、位相パターンp^は、式()により、加減速判定基準値t^を一定時間で除算した値であるからである。グラフ(C)により、軌跡位置指令x*は、グラフ(B)の位相パターンp^と略同様な特性となる。何故ならば、式()により、軌跡位置指令x*は、一定値(B0−L)に位相パターンp^を乗算した値であるからである。軌跡位置指令x*のグラフにおいて、軌跡位置指令x*の経過時間tに対する傾きが、時刻t2とt3間で第1の傾き値、時刻t4とt間で第2の傾き値、時刻t7とt8間で第3の傾き値となるように設定する。例えば、時刻t2とt3間において1.0、時刻t4とt7間において1.2、時刻t7とt8間において0.8とする。つまり、軌跡位置指令x*と位相パターンp^との間の関係を一律に変化させるのでなく、上記時刻t4とt7間、時刻t7とt8間のようにある区間において、位相パターンp^が異なるように変化させて軌跡位置指令x*を設定することもできる。また、軌跡速度指令V(x*)のグラフにおいて、軌跡速度指令V(x*)は軌跡位置指令x*を時間微分して求められる。したがって、時刻t2からt3間で順に加速、一定速、減速し、時刻t3とt4間で速度ゼロとなる。 From the graph (B), the phase pattern p ^ has substantially the same characteristics as the acceleration / deceleration determination reference value t ^ in the graph (A) with respect to the elapsed time t. This is because the phase pattern p ^ is a value obtained by dividing the acceleration / deceleration determination reference value t ^ by a fixed time according to the equation ( 3 ). From the graph (C), the trajectory position command x * has substantially the same characteristics as the phase pattern p ^ in the graph (B). This is because the locus position command x * is a value obtained by multiplying the constant value (B 0 −L) by the phase pattern p ^ according to the equation ( 1 ). In the graph of the trajectory position command x *, the slope with respect to the trajectory position command x * elapsed time t is first inclination value between time t 2 and t 3, the second inclination value between time t 4 and t 7, A third slope value is set between times t 7 and t 8 . For example, 1.0 is set between time t 2 and t 3 , 1.2 is set between time t 4 and t 7 , and 0.8 is set between time t 7 and t 8 . In other words, instead of changing the relationship between the trajectory position command x * and the phase pattern p ^ uniformly, the phase pattern in a certain interval such as between the times t 4 and t 7 and between the times t 7 and t 8 It is also possible to set the trajectory position command x * by changing p ^ to be different. Further, in the graph of the trajectory velocity command V (x *), (* x) path velocity command V is obtained by differentiating the trajectory position command x * time. Accordingly, the vehicle accelerates, decelerates, and decelerates in order from time t 2 to t 3 , and becomes zero speed between time t 3 and t 4 .

一方、回転状体24の線速度Vは、グラフ(A)に示す設定速度VLとグラフ(C)に示す軌跡速度指令V(x*)の和で与えられるので、加工区間S1に相当する時刻t3とt4間における速度は一定値VLmaxとなり、非加工区間S10に相当する時刻t2とt3間における速度は加減速パターンを有し、定速区間では2VLmaxとなる。 On the other hand, the linear velocity V of the rotary-shaped body 24, because it is given by the sum of the graph set speed shown in (A) V L and graphs (C) to show the trajectory velocity command V (x *), corresponds to the processing section S 1 The speed between times t 3 and t 4 is a constant value V Lmax , the speed between times t 2 and t 3 corresponding to the non-machining section S 10 has an acceleration / deceleration pattern, and becomes 2V Lmax in the constant speed section . .

グラフ(D)により、スライド2と回転状体24との間の位置関係について、スライド2の目標位置Spが、経過時間tに対し略正弦波状特性を有し、かつ、加工完了点がスライドの下死点になるように設定されている。また、回転状体24のアーム長r上の移動量すなわち移動位置xは、移動量xの最大値が回転角度360度に相当し、クランク半径、コンロッドの長さ、クランクの中心およびスライドの中心を通るラインから、コンロッドの中心までの距離により幾何学的に定まる値である。 The graph (D), the positional relationship between the slide 2 and the rotary-shaped body 24, the target position S p of the slide 2 has a substantially sinusoidal characteristic to the elapsed time t, and the processing completion point slides It is set to become the bottom dead center. Further, the movement amount on the arm length r of the rotating body 24, that is, the movement position x is such that the maximum value of the movement amount x corresponds to a rotation angle of 360 degrees, the crank radius, the length of the connecting rod, the center of the crank and the center of the slide. It is a value determined geometrically by the distance from the line passing through to the center of the connecting rod.

次に、回転状体24の線速度の速度パターンの他の例として、図9(B)に示す速度パターン(以下、速度パターン(B)という)の場合について説明する。速度パターン(B)において、回転状体24の線速度Vは、加工区間S1で設定速度VLの最大値VLmaxに等しく、かつ、加工区間S2で減速しかつゼロとなる区間を有する。一方、非加工区間S20における速度パターンは、速度パターン(A)における非加工区間S10と同様とする。点hは、回転状体24の線速度Vが設定速度VLの最大値VLmaxから減速し始める点を示し、点mは、加工区間S2内にあり、回転状体24の線速度Vがゼロに到達する点を示し、点nは、点mからある所望時間だけ経過後、速度ゼロから加速し始める点を示し、点pは、加工が終了する点および非加工区間S20における加速開始点を示す。点qは、非加工区間S20にあり、加速開始後、最大戻り速度に到達した点を示し、点sは、最大戻り速度に到達した点からある所望時間を経て減速し始める点を示し、点ssは、回転状体24の線速度Vが設定速度の最大値VLmaxに到達する点を示す。 Next, as another example of the velocity pattern of the linear velocity of the rotating body 24, a case of a velocity pattern shown in FIG. 9B (hereinafter referred to as a velocity pattern (B)) will be described. In the speed pattern (B), the linear velocity V of the rotating body 24 is equal to the maximum value V Lmax of the set speed V L in the machining section S 1 , and has a section that decelerates to zero in the machining section S 2. . On the other hand, the speed pattern in the non-working section S 20 is the same as the non-working section S 10 in the velocity pattern (A). Point h indicates the point at which the linear velocity V of the rotating body 24 begins to decelerate from the maximum value V Lmax of the set speed V L , and the point m is within the machining section S 2 and the linear velocity V of the rotating body 24 is reached. there indicates that reaches zero, the point n after lapse of a desired time from the point m, indicates the point begins to accelerate from zero velocity, acceleration at the point p in the point processing is terminated and non-processing period S 20 Indicates the starting point. Point q is in the non-machining section S 20 and indicates the point at which the maximum return speed has been reached after the start of acceleration. Point s indicates the point at which deceleration begins after a certain desired time from the point at which the maximum return speed has been reached. A point ss indicates a point at which the linear velocity V of the rotating body 24 reaches the set speed maximum value V Lmax .

速度パターン(B)を実現する場合のプレス制御装置22の構成について説明する。速度パターン(B)の場合における本発明に係るプレス制御装置の制御ブロック図は、図2および図3に示す実線部の構成に、破線部で示す加工距離設定器33、加工速度可変手段34およびスイッチ部31の機能を追加した構成となる。加工距離設定器33は、被加工物を加工開始点から加工終了点まで加工するときの、スライド2の移動距離を回転状体24の接線方向の距離に換算した加工距離Dを設定する距離設定器である。   The configuration of the press control device 22 when realizing the speed pattern (B) will be described. The control block diagram of the press control device according to the present invention in the case of the speed pattern (B) includes a processing distance setting device 33, a processing speed variable means 34, and a processing speed setting means 34 shown by a broken line portion in the configuration of the solid line portion shown in FIGS. This is a configuration in which the function of the switch unit 31 is added. The machining distance setting unit 33 sets a machining distance D that is obtained by converting the moving distance of the slide 2 into the tangential distance of the rotating body 24 when machining the workpiece from the machining start point to the machining end point. It is a vessel.

図12は、本発明に係るプレス制御装置における加工速度可変手段を示す制御ブロック図である。加工速度可変手段34は、第3の積分器70、第3の減算器71、第2の位置制御器72、リミット回路73および速度指令遅延回路74を備える。第3の積分器70は、補正加工速度VL3を入力し、補正加工速度VL3を時間積分し、得られる移動量Gを第3の減算器71に出力する。ここで、第3の積分器70は、加工速度が変化しかつ加工速度が停止するときオン動作し、加工速度がゼロでなく又は加工停止後、例えば、タイマーによって停止が解除されるときオフ動作するように、タイミング回路(図示せず)により動作する。第3の減算器71は、加工距離Dおよび移動量Gを入力し、加工距離Dから移動量Gを減算し、得られる第2の位置偏差ΔP2を第2の位置制御器72に出力する。 FIG. 12 is a control block diagram showing machining speed varying means in the press control device according to the present invention. The machining speed varying means 34 includes a third integrator 70, a third subtracter 71, a second position controller 72, a limit circuit 73 and a speed command delay circuit 74. The third integrator 70 receives the corrected machining speed V L3 , integrates the corrected machining speed V L3 with time, and outputs the obtained movement amount G to the third subtractor 71. Here, the third integrator 70 is turned on when the machining speed is changed and the machining speed is stopped, and is turned off when the machining speed is not zero or after the machining is stopped, for example, when the stop is released by a timer. Thus, the operation is performed by a timing circuit (not shown). The third subtracter 71 inputs the machining distance D and the movement amount G, subtracts the movement amount G from the machining distance D, and outputs the obtained second position deviation ΔP 2 to the second position controller 72. .

第2の位置制御器72は、第2の位置偏差ΔP2を入力し、第2の位置偏差ΔP2に第2の位置ゲイン定数Kp2を乗算し、得られる速度Hをリミット回路73に出力する。リミット回路73は、設定速度VLおよび速度Hを入力し、速度Hをプラスリミットとし、ゼロをマイナスリミットとすると、設定速度VLがプラスリミットまたはマイナスリミットを超えると、速度Hまたはゼロを補正前加工速度VL2として速度指令遅延回路74に出力し、設定速度VLがプラスリミットとマイナスリミットの範囲内にあれば、設定速度VLを補正前加工速度VL2として速度指令遅延回路74に出力する。速度指令遅延回路74は、補正前加工速度VL2を入力し、補正前加工速度VL2を経過時間に対し遅延変化させた補正加工速度VL3を第3の積分器70およびスイッチ部31に出力する。 The second position controller 72 receives the second position deviation ΔP 2 , multiplies the second position deviation ΔP 2 by the second position gain constant K p2 , and outputs the obtained speed H to the limit circuit 73. To do. The limit circuit 73 inputs the set speed V L and the speed H, sets the speed H as a plus limit, and sets zero as a minus limit. When the set speed V L exceeds the plus limit or the minus limit, the speed H or zero is corrected. outputs a speed command delay circuit 74 as the pre-processing speed V L2, if the range set speed V L is a positive limit and negative limit, the speed command delay circuit 74 set speed V L as the pre-correction processing speed V L2 Output. The speed command delay circuit 74 receives the pre-correction machining speed V L2 and outputs the corrected machining speed V L3 obtained by changing the pre-correction machining speed V L2 with respect to the elapsed time to the third integrator 70 and the switch unit 31. To do.

スイッチ部31は、設定速度発生器30が出力する設定速度VLと加工速度可変手段34が出力する補正加工速度VL3とを切替えて、設定速度VLまたは補正加工速度VL3を、加減算器37およびフィードフォワード補償器35に出力する。これにより、回転状体24の加工区間S1における線速度Vは、設定速度発生器30が出力する設定速度VLの最大値VLmaxに基づいて、設定速度VLを基礎とした速度となる。また、回転状体24の加工区間S2における線速度Vは、設定速度VLを可変する加工速度可変手段34が出力する補正加工速度VL3に基づいて、この補正加工速度VL3を基礎とした速度となる。具体的には、スイッチ部31は、回転状体24の回転角度を、図1に示したパルス発生器(B)28のフィードバックにより常時演算し、内部角度で加工区間(例えば図9(B)に示した加工区間S1,S2)の角度(加工角度)を設定する。そして、加工速度可変手段34を使用し、かつ、回転状体24が加工角度にあるときに、S2側を選択する。ここで、加工角度とは、回転状体24の回転角度であって、加工開始点から加工終了点までの回転角度をいう。回転状体24の回転角度の原点(ゼロ点)を図1に示すように定め、図13に示すシミュレーションの場合、加工角度は、例えば315度から360度とする。 The switch unit 31 switches between the set speed V L output from the set speed generator 30 and the corrected machining speed V L3 output from the machining speed variable means 34, and the set speed V L or the corrected machining speed V L3 is added / subtracted. 37 and the feedforward compensator 35. Thus, the linear velocity V in the machining section S 1 of the rotating body 24 becomes a velocity based on the set speed V L based on the maximum value V Lmax of the set speed V L output from the set speed generator 30 . . Also, the linear velocity V in the processing section S 2 of the rotating-shaped body 24, on the basis of the corrected machining speed V L3 output by the processing speed varying means 34 for varying the set speed V L, and based on this correction processing speed V L3 Speed. Specifically, the switch unit 31 constantly calculates the rotation angle of the rotating body 24 by the feedback of the pulse generator (B) 28 shown in FIG. 1, and the machining section (for example, FIG. The angle (machining angle) of the machining sections S1, S2) shown in FIG. Then, when the machining speed variable means 34 is used and the rotating body 24 is at the machining angle, the S 2 side is selected. Here, the processing angle is the rotation angle of the rotating body 24 and refers to the rotation angle from the processing start point to the processing end point. The origin (zero point) of the rotation angle of the rotating body 24 is determined as shown in FIG. 1, and in the simulation shown in FIG. 13, the machining angle is set to, for example, 315 to 360 degrees.

次に、速度パターン(B)の場合におけるプレス制御装置22の動作について説明する。ただし、速度パターン(A)の場合と異なる点について説明する。図2に示したスイッチ部31の回路構成を簡単化するために、スイッチ部31は、加工速度可変手段34を使用し、かつ、回転状体24が、加工角度範囲内にあるときに、スイッチ部切替え回路(図示せず)をスイッチ部31のS2側が選択されるように構成する。 Next, the operation of the press control device 22 in the case of the speed pattern (B) will be described. However, differences from the speed pattern (A) will be described. In order to simplify the circuit configuration of the switch unit 31 shown in FIG. 2, the switch unit 31 uses the machining speed variable means 34 and the switch when the rotating body 24 is within the machining angle range. A part switching circuit (not shown) is configured so that the S 2 side of the switch part 31 is selected.

次に、加工速度可変手段34の動作について説明する。図12に示したように、加工速度可変手段34は、加工距離D(図9(B)における斜線を施した部分の面積に相当)および設定速度VLを入力し、補正加工速度VL3を出力する。図9に示した点nにおいて加工が終了し、加工完了信号によってリセット後、早送りして元の設定速度VLの最大値VLmaxに戻る。再度加工が開始するとき、補正加工速度VL3が第3の積分器70に入力され、時間の経過と共に第3の積分器70の出力が増加し、その増加に従ってリミット回路73が働き、リミット回路73の出力が低下する。ここで、リミット回路73のVLは、VLmax以上の値を入力すればよいが、ここではVLmaxとする。また、第3の積分器70の出力が加工距離Dの設定値と等しくなったとき、リミット回路73の上限リミットがゼロとなり、リミット回路73の出力がゼロとなる。さらに、タイマーなどによって設定された必要な停止時間が経過した後に、第3の積分器70の出力がゼロにリセットされる。リミット回路73の上限リミットが開放され、リミット回路73の出力VL2は設定速度VLとなる。加工完了角度にてスイッチ部31が接点S2から接点S1に切替わる。つまり、加工速度可変手段34が設定速度可変側から設定速度スルー側に切替わる。実際上、加工速度可変手段34の速度応答性による時間遅延のため、回転状体24の線速度は、速度ゼロから設定速度VLに瞬時に復帰できず、ある時間遅れの後、点pに到達する。この時間遅れの値は、速度指令遅延回路74によって調整される。これにより、回転状体24の線速度は、設定速度発生器30が出力する設定速度VLを基礎とし、加工区間S2における加工速度を所望の速度になるように加工速度可変手段34により制御し、かつ、非加工区間S10では速度パターン(A)と同様な制御を行って回転状体24の位置および速度を目標値に制御することができる。つまり、スライド2の位置および速度を目標値に制御することができる。 Next, the operation of the machining speed varying means 34 will be described. As shown in FIG. 12, the machining speed varying means 34 inputs the machining distance D (corresponding to the area of the hatched portion in FIG. 9B) and the set speed V L , and sets the corrected machining speed V L3 . Output. Machining is completed at the point n shown in FIG. 9, and after resetting by a machining completion signal, it is fast-forwarded to return to the maximum value V Lmax of the original set speed V L. When machining is started again, the corrected machining speed V L3 is input to the third integrator 70, the output of the third integrator 70 increases with time, and the limit circuit 73 works according to the increase, and the limit circuit The output of 73 decreases. Here, V L of the limit circuit 73 may be a value equal to or greater than V Lmax , but here it is set to V Lmax . Further, when the output of the third integrator 70 becomes equal to the set value of the machining distance D, the upper limit of the limit circuit 73 becomes zero, and the output of the limit circuit 73 becomes zero. Further, after a necessary stop time set by a timer or the like has elapsed, the output of the third integrator 70 is reset to zero. The upper limit of the limit circuit 73 is released, and the output V L2 of the limit circuit 73 becomes the set speed V L. It switched switch unit 31 from the contact point S 2 at a processing completion angle to the contact S 1. That is, the machining speed variable means 34 is switched from the set speed variable side to the set speed through side. Actually, because of the time delay due to the speed responsiveness of the machining speed variable means 34, the linear speed of the rotating body 24 cannot be instantaneously returned from the zero speed to the set speed V L , and after a certain time delay, the point p is reached. To reach. This time delay value is adjusted by the speed command delay circuit 74. Thereby, the linear velocity of the rotating body 24 is controlled by the machining speed variable means 34 so that the machining speed in the machining section S 2 becomes a desired speed based on the set speed V L output from the set speed generator 30. and, and, it is possible to control the position and speed of the rotary-shaped body 24 to the target value by performing the same control as the non-working section S 10 in the speed pattern (a). That is, the position and speed of the slide 2 can be controlled to the target value.

図13は、図9の速度パターン(B)に対する本発明に係るプレス制御装置における設定速度、補正加工速度、加減速判定基準値、位相パターン、軌跡位置指令、軌跡速度指令、スライド位置および回転状体の位置と経過時間との間の関係について、シミュレーションによって得た結果を示す図である。グラフ(E)において、縦軸VLは設定速度を、横軸tは経過時間をそれぞれ示す。グラフ(F)において、縦軸VL3は補正加工速度を、縦軸t^は加減速判定基準値を、横軸tは経過時間をそれぞれ示す。グラフ(G)において、縦軸p^は位相パターンを、横軸tは経過時間をそれぞれ示す。グラフ(H)において、縦軸x*は軌跡位置指令を、縦軸V(x*)は軌跡速度指令を、横軸tは経過時間をそれぞれ示す。グラフ(I)において、縦軸Spはスライドの目標位置を示し、縦軸xは回転状体24の移動位置、すなわち、回転状体24のアーム(長さr)における移動位置を示し、横軸tは経過時間を示す。 FIG. 13 shows a set speed, a correction processing speed, an acceleration / deceleration determination reference value, a phase pattern, a trajectory position command, a trajectory speed command, a slide position and a rotational state in the press control device according to the present invention for the speed pattern (B) of FIG. It is a figure which shows the result obtained by simulation about the relationship between the position of a body and elapsed time. In the graph (E), the vertical axis V L indicates the set speed, and the horizontal axis t indicates the elapsed time. In the graph (F), the vertical axis V L3 represents the corrected machining speed, the vertical axis t ^ represents the acceleration / deceleration determination reference value, and the horizontal axis t represents the elapsed time. In the graph (G), the vertical axis p ^ indicates the phase pattern, and the horizontal axis t indicates the elapsed time. In the graph (H), the vertical axis x * represents the locus position command, the vertical axis V (x *) represents the locus speed command, and the horizontal axis t represents the elapsed time. In the graph (I), the vertical axis Sp represents the target position of the slide, the vertical axis x represents the moving position of the rotating body 24, that is, the moving position of the rotating body 24 in the arm (length r), The axis t indicates the elapsed time.

グラフ(E)により、図11(A)と同様に、設定速度VLは、設定速度発生器30が出力する設定速度の立上りおよび立下り部分を除けば、一定の速度、つまり、設定速度VLの最大値VLmaxである。これは、設定速度VLは、プレス制御装置22の運転が開始すると、設定速度発生器30の時定数で定まる時間経過後最大値VLmaxに到達し、運転が終了すると、設定速度発生器30の時定数で定まる時間経過後速度ゼロになるからである。 According to the graph (E), as in FIG. 11A, the set speed V L is a constant speed, that is, the set speed V L , except for the rising and falling portions of the set speed output from the set speed generator 30. The maximum value V Lmax of L. This is because the set speed V L reaches the maximum value V Lmax after the time determined by the time constant of the set speed generator 30 when the operation of the press control device 22 starts, and when the operation ends, the set speed generator 30 This is because the speed becomes zero after the elapse of time determined by the time constant.

グラフ(F)により、補正加工速度VL3は、設定速度の最大値VLmaxから減速し、その後停止状態を経て、増速し最大値VLmaxに至る。また、加減速判定基準値t^は、図11(A)と同様である。加減速判定基準値t^は、補正加工速度VL3に依存せず、設定速度VL、設定速度の最大値VLmaxおよびサイクル時間Tに依存するからである。グラフ(G)により、位相パターンp^は、速度パターン(A)の場合と同様、つまり、図11(B)と同様である。グラフ(H)により、軌跡位置指令x*および軌跡速度指令V(x*)は、速度パターン(A)の場合と同様、つまり、図11(C)と同様である。 According to the graph (F), the corrected machining speed V L3 is decelerated from the maximum value V Lmax of the set speed, and after that, through the stop state, the speed is increased and reaches the maximum value V Lmax . The acceleration / deceleration determination reference value t ^ is the same as that in FIG. This is because the acceleration / deceleration determination reference value t ^ does not depend on the corrected machining speed V L3 but depends on the set speed V L , the maximum value V Lmax of the set speed, and the cycle time T. From the graph (G), the phase pattern p ^ is the same as that of the velocity pattern (A), that is, the same as that of FIG. From the graph (H), the trajectory position command x * and the trajectory speed command V (x * ) are the same as those in the case of the speed pattern (A), that is, the same as in FIG.

ところで、回転状体24の線速度指令Vは、図2に示した制御ブロック図により、グラフ(F)に示す補正加工速度VL3とグラフ(H)に示す軌跡速度指令V(x*)の和で与えられるので、速度パターン(B)における加工区間S1に相当する時刻t9とt10間における速度指令は設定速度の最大値VLmaxの2倍から減速し、設定速度の最大値VLmaxに至る。また、加工区間S2に相当する時刻t10とt12間における速度指令は、設定速度の最大値VLmaxからさらに減速した後停止し、ある時間経過後増速し、設定速度の最大値VLmaxに至る。さらに、非加工区間S20に相当する時刻t13とt14間における速度は、設定速度の最大値VLmaxから増速し、加減速パターン、例えば、図8に示した速度パターンによって加速すると設定速度の最大値VLmaxの2倍の速度となる。 By the way, the linear velocity command V of the rotating body 24 is obtained from the corrected machining velocity V L3 shown in the graph (F) and the locus velocity command V (x * ) shown in the graph (H) according to the control block diagram shown in FIG. Since it is given as a sum, the speed command between times t 9 and t 10 corresponding to the machining section S 1 in the speed pattern (B) is decelerated from twice the maximum speed V Lmax of the set speed, and the maximum speed V of the set speed Up to Lmax . The speed command between the time t 10 and t 12, which corresponds to the processing section S 2 stops after further decelerated from the maximum value V Lmax set speed, increase after a certain time Hayashi, maximum value V set speed Up to Lmax . Furthermore, the speed between times t 13 and t 14 corresponding to the non-machining section S 20 is set to increase from the maximum value V Lmax of the set speed and accelerate according to the acceleration / deceleration pattern, for example, the speed pattern shown in FIG. The speed is twice the maximum speed value V Lmax .

グラフ(I)により、スライド2の目標位置Spが、経過時間tに対し、正弦波状特性を有する。特に、加工区間S2に相当する時刻t10から時間が経過するにしたがって、徐々にスライド2の位置がゼロに接近し、時刻t11と時刻t12との間でゼロとなり、時刻t12から徐々にゼロから変位する。ここで、下死点を位置ゼロとする。また、回転状体24のアーム長r上の移動量、すなわち移動位置xは、移動量xの最大値が回転角度360度に相当し、クランク半径、コンロッドの長さ、クランクの中心およびスライドの中心を通るラインから、コンロッドの中心までの距離により幾何学的に定まる値である。なお、プレス制御装置の説明を簡略にするため、加工完了点がスライドの下死点になるように設定する。したがって、速度パターン(B)の場合でも本発明を適用することができる。 The graph (I), the target position S p of the slide 2 with respect to the elapsed time t, has a sinusoidal characteristic. In particular, according to the time from the time t 10, which corresponds to the processing section S 2 has elapsed, and gradually the position of the slide 2 is close to zero, it becomes zero between times t 11 and time t 12, from the time t 12 Gradually shift from zero. Here, the bottom dead center is set to position zero. Further, the movement amount on the arm length r of the rotating body 24, that is, the movement position x, corresponds to the maximum value of the movement amount x of 360 degrees, the crank radius, the length of the connecting rod, the center of the crank, and the slide. This value is geometrically determined by the distance from the line passing through the center to the center of the connecting rod. In order to simplify the description of the press control device, the processing completion point is set to be the bottom dead center of the slide. Therefore, the present invention can be applied even in the case of the speed pattern (B).

以上の例では、回転状体24の速度パターンを大きく2種類に分けてそれぞれ説明したが、加工速度の速度パターンがさらに増加する場合でも、速度パターンが異なる加工速度可変手段34、軌跡速度指令手段32の各複数個を夫々の手段に並列に備えることによって、本発明の技術的思想を適用することができる。   In the above example, the speed pattern of the rotating body 24 is roughly divided into two types. However, even when the speed pattern of the processing speed further increases, the processing speed variable means 34 and the trajectory speed command means having different speed patterns. The technical idea of the present invention can be applied by providing each of the plurality 32 in parallel with each means.

本発明に係るプレス制御装置をプレス装置に適用した概念図である。It is the conceptual diagram which applied the press control apparatus which concerns on this invention to the press apparatus. 本発明に係るプレス制御装置を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the press control apparatus which concerns on this invention. 図2の制御ブロック図を伝達関数で表した図である。It is the figure which represented the control block diagram of FIG. 2 with the transfer function. 本発明に係るプレス制御装置における軌跡速度指令手段を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the locus | trajectory speed command means in the press control apparatus which concerns on this invention. 図4の制御ブロック図を伝達関数で表した図である。It is the figure which represented the control block diagram of FIG. 4 with the transfer function. 本発明に係るプレス制御装置におけるフィードフォワード補償器を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the feedforward compensator in the press control apparatus which concerns on this invention. 図6の制御ブロック図を伝達関数で表した図である。It is the figure which represented the control block diagram of FIG. 6 with the transfer function. 本発明に係るプレス制御装置に対する回転状体の非加工区間における速度パターンの一例とする台形状パターンを示す図である。It is a figure which shows the trapezoid pattern as an example of the speed pattern in the non-working area of the rotary body with respect to the press control apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るプレス制御装置に対する回転状体の速度パターンの目標と経過時間との間の関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the target of the speed pattern of the rotary body with respect to the press control apparatus which concerns on this invention, and elapsed time. 本発明に係るプレス制御装置における位相パターンと位置指令との間の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the phase pattern and position command in the press control apparatus which concerns on this invention. 速度パターン(A)に対する本発明に係るプレス制御装置における設定速度、加減速判定基準値、位相パターン、軌跡位置指令、軌跡速度指令、スライド位置および回転状体の位置と経過時間との間の関係について、シミュレーションによって得た結果を示す図である。The relationship between the set speed, acceleration / deceleration determination reference value, phase pattern, trajectory position command, trajectory speed command, slide position and position of the rotating body and elapsed time with respect to the speed pattern (A) in the press control device according to the present invention. It is a figure which shows the result obtained by simulation about. 本発明に係るプレス制御装置における加工速度可変手段を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the processing speed variable means in the press control apparatus which concerns on this invention. 速度パターン(B)に対する本発明に係るプレス制御装置における設定速度、補正加工速度、加減速判定基準値、位相パターン、軌跡位置指令、軌跡速度指令、スライド位置および回転状体の位置と経過時間との間の関係について、シミュレーションによって得た結果を示す図である。Setting speed, correction machining speed, acceleration / deceleration determination reference value, phase pattern, trajectory position command, trajectory speed command, slide position, and position and elapsed time of the speed pattern (B) in the press control device according to the present invention It is a figure which shows the result obtained by simulation about the relationship between. 従来のプレス装置の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of the conventional press apparatus. 従来のプレス装置におけるコントローラの制御ブロックを示す図である。It is a figure which shows the control block of the controller in the conventional press apparatus. 従来のプレス装置におけるコントローラに適応される制御パターンを示す図である。It is a figure which shows the control pattern applied to the controller in the conventional press apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 フレーム
2 スライド
3 ボールねじ
4 減速機
5 電気サーボモータ
6 サーボアンプ
7 コントローラ
8 ボルスタ
9 制御パターン入力部
10 加工条件入力部
11 基準パターン記憶部
12 予備データ記憶部
13 制御パターン自動生成部
14 アクチュエータ制御部
15 制御パターン実行部
21 プレス装置
22 プレス制御装置
23 プレス装置本体
24 回転状体
25 機械的機構(クランク機構)
26 電動機
27 パルス発生器(A)
28 パルス発生器(B)
30 設定速度設定器
31 スイッチ部
32 軌跡速度指令手段
33 加工距離設定器
34 加工速度可変手段
35 フィードフォワード補償器
36 係数器
37 加減算器
38 第1の積分器
39 第1の位置制御器
40 第1の加算器
41 第1の減算器
42 速度制御器
43 負荷フィードフォワード制御手段
44 第2の加算器
45 制御対象モデル
46 第2の減算器
47 負荷フィードフォワード制御器
48 制御対象
50 第1の正規化演算器
51 第2の正規化演算器
52 第2の積分器
53 整定時間補償器
54 第3の加算器
55 位相パターン演算器
56 位置発生器
57 微分器
60 軌跡速度FF補償器
61 加工速度FF補償器
62 第4の加算器
63 第1の加速度FF補償器
64 第5の加算器
65 第1の速度FF補償器
66 第2の加速度FF補償器
67 第6の加算器
68 第2の速度FF補償器
70 第3の積分器
71 第3の減算器
72 第2の位置制御器
73 リミット回路
74 速度指令遅延回路
α1 第1の速度フィードフォワード係数
α2 第2の速度フィードフォワード係数
β1 第1の加速度フィードフォワード係数
β2 第2の加速度フィードフォワード係数
J 制御対象の慣性モーメント
J^ 制御対象モデルの慣性モーメント
v 速度ゲイン定数
τc 第1の1次遅れ要素の時定数
τ2 第2の1次遅れ要素の時定数
p1 第1の位置ゲイン定数
p2 第2の位置ゲイン定数
ts 整定時間
τf フィルタ回路の1次遅れ要素の時定数
L 設定速度
L3 補正加工速度
Lmax 設定速度の最大値
V(x*) 軌跡速度指令
x* 軌跡位置指令
ω 実角速度
ω* 角速度指令
ω0 * 基本角速度指令

1 Frame 2 Slide 3 Ball screw 4 Reducer 5 Electric servo motor 6 Servo amplifier 7 Controller 8 Bolster 9 Control pattern input unit 10 Processing condition input unit 11 Reference pattern storage unit 12 Preliminary data storage unit 13 Control pattern automatic generation unit 14 Actuator control Unit 15 Control pattern execution unit 21 Press device 22 Press control device 23 Press device body 24 Rotating body 25 Mechanical mechanism (crank mechanism)
26 Electric motor 27 Pulse generator (A)
28 Pulse generator (B)
30 Setting speed setting device 31 Switch section 32 Trajectory speed command means 33 Processing distance setting device 34 Processing speed variable means 35 Feed forward compensator 36 Coefficient unit 37 Addition / subtraction unit 38 First integrator 39 First position controller 40 First The first subtractor 42 The speed controller 43 The load feedforward control means 44 The second adder 45 The controlled object model 46 The second subtractor 47 The load feedforward controller 48 The controlled object 50 The first normalization Calculator 51 Second normalization calculator 52 Second integrator 53 Settling time compensator 54 Third adder 55 Phase pattern calculator 56 Position generator 57 Differentiator 60 Trajectory speed FF compensator 61 Machining speed FF compensation 62 Second adder 63 First acceleration FF compensator 64 Fifth adder 65 First speed FF compensator 66 Second acceleration FF compensator 6 7 Sixth adder 68 Second speed FF compensator 70 Third integrator 71 Third subtractor 72 Second position controller 73 Limit circuit 74 Speed command delay circuit α 1 First speed feedforward coefficient α 2 Second velocity feed forward coefficient β 1 First acceleration feed forward coefficient β 2 Second acceleration feed forward coefficient J Inertia moment J to be controlled J ^ Moment of inertia K to be controlled model v Speed gain constant τ c First The time constant of the first-order lag element τ 2 The time constant of the second first-order lag element K p1 The first position gain constant K p2 The second position gain constant
t s settling time τ f Time constant of the first-order lag element of the filter circuit V L set speed V L3 corrected machining speed V Lmax maximum speed V (x * ) locus speed command
x * Trajectory position command ω Actual angular velocity ω * Angular velocity command ω 0 * Basic angular velocity command

Claims (7)

被加工物を加工するプレス装置のスライドを、機械的変換機構を介して回転運動を直線運動へ変換する回転状体によって動作させるように、前記回転状体に連動する電動機の位置および速度を制御するプレス制御装置において、
前記被加工物が加工される時間区間を加工区間とし、前記被加工物が加工されない時間区間を非加工区間とした場合に、前記加工区間における加工速度および非加工区間における非加工速度の基礎となる予め設定された設定速度を発生する設定速度発生器と、
前記設定速度を入力し、該設定速度および前記非加工区間における速度パターンによって、前記回転状体が回転運動したときの外周の軌跡位置指令値を演算し、軌跡速度指令値を出力する軌跡速度指令手段と、
一定の加工速度を目標にして前記被加工物を加工する場合は、前記設定速度を、前記加工区間における加工速度設定値として出力し、可変の加工速度を目標にして前記被加工物を加工する場合は、前記被加工物を加工開始点から加工終了点まで加工するときに、前記スライドが直線運動する際の移動距離を、前記回転状体が回転運動する際の外周上の距離に、前記機械的変換機構を介して前記回転状体の回転運動が前記スライドの直線運動へ変換されることに対応して換算した加工距離および前記設定速度に基づいて、前記加工距離と、出力すべき加工速度設定値を積分して得られる、前記回転状体における外周上の移動距離との間の位置偏差がゼロになるように、前記設定速度から時間の経過と共に低下する速度を、前記加工区間における加工速度設定値として出力する手段と、
前記加工速度設定値および軌跡速度指令値を入力し、前記加工区間において、前記電動機の回転速度を検出して得られた速度が前記加工速度設定値に同調するように、前記電動機を制御し、かつ、前記非加工区間において、前記電動機の回転速度を検出して得られた速度が前記軌跡速度指令値に基づくように、前記電動機を軌跡制御する制御手段とを備え、
前記軌跡速度指令手段は、
前記設定速度を該設定速度の最大値で除算し、得られる正規化設定速度を出力する第1の正規化演算器と、
前記正規化設定速度を入力し、該正規化設定速度を、前記非加工区間の時間を示すサイクル時間で除算し、得られるサイクル時間当たりの正規化設定速度を出力する第2の正規化演算器と、
前記サイクル時間当たりの正規化設定速度を入力し、該サイクル時間当たりの正規化設定速度を時間積分し、得られる加減速判定基準値を出力する第2の積分器と、
前記加減速判定基準値を入力し、前記非加工区間を加速区間、定速区間および減速区間とした場合における前記加速区間および減速区間の時間の加算結果を2で除算し、除算結果と前記定速区間の時間との加算結果を示す実効サイクル時間を算出し、前記加減速判定基準値を前記実効サイクル時間で除算し、得られる位相パターンを出力する位相パターン演算器と、
前記位相パターンを入力し、前記回転状体のプレス一周長から設定長(設定速度をストローク数で除算して得られる値)を減算し、得られる値に前記位相パターンを乗算し、得られる前記軌跡位置指令値を出力する位置発生器と、
前記軌跡位置指令値を入力し、該軌跡位置指令値を時間微分し、得られる前記軌跡速度指令値を出力する微分器と、
を備えることを特徴とするプレス制御装置。
Control the position and speed of the motor that is linked to the rotating body so that the slide of the press machine that processes the workpiece is operated by the rotating body that converts the rotary motion to linear motion via the mechanical conversion mechanism. In the press control device
When a time interval in which the workpiece is machined is a machining interval, and a time interval in which the workpiece is not machined is a non-machining interval, the machining speed in the machining interval and the basis of the non-machining speed in the non-machining interval A set speed generator for generating a preset set speed,
A trajectory speed command that inputs the set speed, calculates a trajectory position command value of the outer periphery when the rotating body rotates, and outputs a trajectory speed command value based on the set speed and a speed pattern in the non-machining section Means,
When the workpiece is machined with a constant machining speed as a target, the set speed is output as a machining speed setting value in the machining section, and the workpiece is machined with a variable machining speed as a target. If the when machining a workpiece from the machining start point to the machining end point, the movement distance when the slide moves linearly, the distance on the periphery when the rotary-shaped body is rotational movement, the The machining distance and the machining to be output based on the machining distance converted and the set speed corresponding to the fact that the rotary motion of the rotating body is converted into the linear motion of the slide via a mechanical conversion mechanism. obtained by integrating the speed setting value, so that the position deviation between the moving distance on the periphery of the rotary-shaped body is zero, the rate of decrease with time from the set speed, in the processing section It means for outputting as a factory speed setting value,
Input the machining speed setting value and trajectory speed command value, and control the electric motor so that the speed obtained by detecting the rotational speed of the electric motor in the machining section is synchronized with the machining speed setting value, And in the non-working section, comprising a control means for controlling the trajectory of the electric motor so that the speed obtained by detecting the rotational speed of the electric motor is based on the trajectory speed command value,
The trajectory speed command means includes
A first normalization computing unit that divides the set speed by the maximum value of the set speed and outputs the obtained normalized set speed;
A second normalization computing unit that inputs the normalized set speed, divides the normalized set speed by a cycle time indicating the time of the non-machining section, and outputs a normalized set speed per cycle time obtained. When,
A second integrator that inputs the normalized set speed per cycle time, integrates the normalized set speed per cycle time over time, and outputs the obtained acceleration / deceleration determination reference value;
When the acceleration / deceleration determination reference value is input and the non-processed section is defined as an acceleration section, a constant speed section, and a deceleration section, the addition result of the acceleration section and the deceleration section time is divided by 2, and the division result and the constant A phase pattern calculator that calculates an effective cycle time indicating an addition result with a time of a speed section, divides the acceleration / deceleration determination reference value by the effective cycle time, and outputs the obtained phase pattern;
Input the phase pattern, subtract a set length (a value obtained by dividing a set speed by the number of strokes) from the press circumference of the rotating body, multiply the obtained value by the phase pattern, and obtain the A position generator that outputs a trajectory position command value;
A differentiator that inputs the trajectory position command value, time-differentiates the trajectory position command value, and outputs the obtained trajectory speed command value;
A press control device comprising:
被加工物を加工するプレス装置のスライドを、機械的変換機構を介して回転運動を直線運動へ変換する回転状体によって動作させるように、前記回転状体に連動する電動機の位置および速度を制御するプレス制御装置において、
前記被加工物が加工される時間区間を加工区間とし、前記被加工物が加工されない時間区間を非加工区間とした場合に、前記加工区間における加工速度および非加工区間における非加工速度の基礎となる予め設定された設定速度を発生する設定速度発生器と、
前記設定速度を入力し、該設定速度および前記非加工区間における速度パターンによって、前記回転状体が回転運動したときの外周の軌跡位置指令値を演算し、軌跡速度指令値を出力する軌跡速度指令手段と、
前記軌跡速度指令値、設定速度、および電動機の実角速度から換算した実接線速度を入力し、該軌跡速度指令値と設定速度を加算し、得られる速度から実接線速度を減算し、得られる軌跡速度偏差を出力する加減算器と、
前記軌跡速度偏差を入力し、該軌跡速度偏差を時間積分し、得られる第1の位置偏差を出力する第1の積分器と、
前記第1の位置偏差を入力し、該第1の位置偏差に第1の位置ゲイン定数を乗算し、得られる基本角速度指令値を角速度指令値として出力する第1の位置制御器と、
前記角速度指令値および実角速度を入力し、該角速度指令値から実角速度を減算し、得られる角速度偏差を出力する第1の減算器と、
前記角速度偏差を入力し、該角速度偏差に速度ゲイン定数を乗算し、得られる基本トルク指令値を出力する速度制御器とを備え、
前記加工区間において、前記電動機の回転速度を検出して得られた速度が前記設定速度に基づく速度に同調するように、前記基本トルク指令値によって前記電動機を制御し、かつ、前記非加工区間において、前記電動機の回転速度を検出して得られた速度が前記軌跡速度指令値に基づくように、前記基本トルク指令値によって前記電動機を軌跡制御し
前記軌跡速度指令手段は、
前記設定速度を該設定速度の最大値で除算し、得られる正規化設定速度を出力する第1の正規化演算器と、
前記正規化設定速度を入力し、該正規化設定速度を、前記非加工区間の時間を示すサイクル時間で除算し、得られるサイクル時間当たりの正規化設定速度を出力する第2の正規化演算器と、
前記サイクル時間当たりの正規化設定速度を入力し、該サイクル時間当たりの正規化設定速度を時間積分し、得られる加減速判定基準値を出力する第2の積分器と、
前記加減速判定基準値を入力し、前記非加工区間を加速区間、定速区間および減速区間とした場合における前記加速区間および減速区間の時間の加算結果を2で除算し、除算結果と前記定速区間の時間との加算結果を示す実効サイクル時間を算出し、前記加減速判定基準値を前記実効サイクル時間で除算し、得られる位相パターンを出力する位相パターン演算器と、
前記位相パターンを入力し、前記回転状体のプレス一周長から設定長(設定速度をストローク数で除算して得られる値)を減算し、得られる値に前記位相パターンを乗算し、得られる前記軌跡位置指令値を出力する位置発生器と、
前記軌跡位置指令値を入力し、該軌跡位置指令値を時間微分し、得られる前記軌跡速度指令値を出力する微分器と、
を備えることを特徴とするプレス制御装置。
Control the position and speed of the motor that is linked to the rotating body so that the slide of the press machine that processes the workpiece is operated by the rotating body that converts the rotary motion to linear motion via the mechanical conversion mechanism. In the press control device
When a time interval in which the workpiece is machined is a machining interval, and a time interval in which the workpiece is not machined is a non-machining interval, the machining speed in the machining interval and the basis of the non-machining speed in the non-machining interval a set speed generator for generating a predetermined set speed is,
A trajectory speed command that inputs the set speed, calculates a trajectory position command value of the outer periphery when the rotating body rotates, and outputs a trajectory speed command value based on the set speed and a speed pattern in the non-machining section Means,
The trajectory obtained by inputting the trajectory speed command value, the set speed, and the actual tangential speed converted from the actual angular speed of the motor, adding the trajectory speed command value and the set speed, and subtracting the actual tangential speed from the obtained speed. An adder / subtractor that outputs the speed deviation;
A first integrator that inputs the trajectory speed deviation, integrates the trajectory speed deviation over time, and outputs a first positional deviation obtained;
A first position controller that inputs the first position deviation, multiplies the first position deviation by a first position gain constant, and outputs the obtained basic angular velocity command value as an angular velocity command value;
A first subtractor that inputs the angular velocity command value and the actual angular velocity, subtracts the actual angular velocity from the angular velocity command value, and outputs an obtained angular velocity deviation;
A speed controller that inputs the angular speed deviation, multiplies the angular speed deviation by a speed gain constant, and outputs a basic torque command value obtained;
In the processing section such that said speed obtained by detecting the rotational speed of the motor is synchronized to the speed based on the set speed, the motor is controlled by the basic torque command value, and, in the non-working section as the detected speed obtained rotational speed of the motor based on the path velocity command value, the motor and trajectory control by the basic torque command value,
The trajectory speed command means includes
A first normalization computing unit that divides the set speed by the maximum value of the set speed and outputs the obtained normalized set speed;
A second normalization computing unit that inputs the normalized set speed, divides the normalized set speed by a cycle time indicating the time of the non-machining section, and outputs a normalized set speed per cycle time obtained. When,
A second integrator that inputs the normalized set speed per cycle time, integrates the normalized set speed per cycle time over time, and outputs the obtained acceleration / deceleration determination reference value;
When the acceleration / deceleration determination reference value is input and the non-processed section is defined as an acceleration section, a constant speed section, and a deceleration section, the addition result of the acceleration section and the deceleration section time is divided by 2, and the division result and the constant A phase pattern calculator that calculates an effective cycle time indicating an addition result with a time of a speed section, divides the acceleration / deceleration determination reference value by the effective cycle time, and outputs the obtained phase pattern;
Input the phase pattern, subtract a set length (a value obtained by dividing a set speed by the number of strokes) from the press circumference of the rotating body, multiply the obtained value by the phase pattern, and obtain the A position generator that outputs a trajectory position command value;
A differentiator that inputs the trajectory position command value, time-differentiates the trajectory position command value, and outputs the obtained trajectory speed command value;
Press control apparatus comprising: a.
前記軌跡速度指令値および設定速度を入力し、
該軌跡速度指令値を時間微分し、得られる加速度に制御対象モデルの慣性モーメントを乗算し、得られる値に第1の加速度フィードフォワード係数を乗算し、得られる値を速度ゲイン定数で除算し、その結果として得られる値に第1の1次遅れ要素を持たせた第1の加速度フィードフォワード量を算出し、
前記軌跡速度指令値に第1の速度フィードフォワード係数を乗算し、その結果として得られる値に第1の1次遅れ要素を持たせた第1の速度フィードフォワード量を算出し、
前記設定速度を時間微分し、得られる加速度に制御対象モデルの慣性モーメントを乗算し、得られる値に第2の加速度フィードフォワード係数を乗算し、得られる値を速度ゲイン定数で除算し、その結果として得られる値に第2の1次遅れ要素を持たせた第2の加速度フィードフォワード量を算出し、
前記設定速度に第2の速度フィードフォワード係数を乗算し、得られる値に第2の1次遅れ要素を持たせた第2の速度フィードフォワード量を算出し、
前記第1の加速度フィードフォワード量、第1の速度フィードフォワード量、第2の加速度フィードフォワード量および第2の速度フィードフォワード量を加算し、得られる加速度/速度フィードフォワード量を出力するフィードフォワード補償器と、
前記加速度/速度フィードフォワード量および第1の位置制御器により出力される基本角速度指令値を入力し、該加速度/速度フィードフォワード量と基本角速度指令値を加算し、得られる角速度指令値を前記第1の減算器に出力する第1の加算器と、
を備えることを特徴とする請求項に記載のプレス制御装置。
Input the trajectory speed command value and the set speed,
Time-differentiating the trajectory speed command value, multiplying the obtained acceleration by the moment of inertia of the model to be controlled, multiplying the obtained value by the first acceleration feedforward coefficient, and dividing the obtained value by the speed gain constant; A first acceleration feedforward amount obtained by adding a first-order lag element to the resulting value;
Multiplying the trajectory speed command value by a first speed feedforward coefficient, and calculating a first speed feedforward amount having a first primary delay element in the resulting value;
Differentiating the set speed with time, multiplying the obtained acceleration by the moment of inertia of the model to be controlled, multiplying the obtained value by the second acceleration feedforward coefficient, and dividing the obtained value by the speed gain constant, the result A second acceleration feedforward amount in which a second primary delay element is added to the value obtained as follows:
Multiplying the set speed by a second speed feed forward coefficient, and calculating a second speed feed forward amount having a second primary delay element in the obtained value;
Feedforward compensation for adding the first acceleration feedforward amount, the first velocity feedforward amount, the second acceleration feedforward amount, and the second velocity feedforward amount, and outputting the obtained acceleration / velocity feedforward amount And
The acceleration / velocity feedforward amount and the basic angular velocity command value output by the first position controller are input, the acceleration / velocity feedforward amount and the basic angular velocity command value are added, and the resulting angular velocity command value is converted into the first angular velocity command value. A first adder that outputs to one subtractor;
The press control apparatus according to claim 2 , further comprising:
前記基本トルク指令値および実角速度を入力し、負荷フィードフォワード量を出力する負荷フィードフォワード制御手段と、
前記基本トルク指令値および負荷フィードフォワード量を入力し、該基本トルク指令値と前記負荷フィードフォワード量を加算し、得られるトルク指令値を出力する第2の加算器とを備えるプレス制御装置であって、
前記負荷フィードフォワード制御手段は、
基本トルク指令値を入力し、該基本トルク指令値を制御対象モデルの慣性モーメントで除算し、得られる値をさらに時間積分し、得られる修正角速度指令を出力する制御対象モデルと、
前記修正角速度指令および実角速度を入力し、該修正角速度指令から実角速度を減算し、得られる第2の角速度偏差を出力する第2の減算器と、
前記第2の角速度偏差を入力し、該第2の角速度偏差に負荷フィードフォワード係数を乗算し、得られる負荷フィードフォワード量を出力する負荷フィードフォワード制御器と、
を備えることを特徴とする請求項2または3に記載のプレス制御装置。
Load feedforward control means for inputting the basic torque command value and the actual angular velocity and outputting a load feedforward amount;
A press control device comprising: a second adder that inputs the basic torque command value and a load feedforward amount, adds the basic torque command value and the load feedforward amount, and outputs the obtained torque command value. And
The load feedforward control means includes
A control target model that inputs a basic torque command value, divides the basic torque command value by the moment of inertia of the control target model, further integrates the obtained value, and outputs the resulting corrected angular velocity command;
A second subtractor that inputs the corrected angular velocity command and the actual angular velocity, subtracts the actual angular velocity from the corrected angular velocity command, and outputs a second angular velocity deviation obtained;
A load feedforward controller that inputs the second angular velocity deviation, multiplies the second angular velocity deviation by a load feedforward coefficient, and outputs an obtained load feedforward amount;
The press control device according to claim 2, further comprising:
前記軌跡速度指令手段は、さらに、
前記第2の正規化演算器が出力するサイクル時間当たりの正規化設定速度を入力し、該正規化設定速度に整定時間を乗算し、得られる値に第3の1次遅れ要素を乗算し、得られる1次遅れ整定時間を出力する整定時間補償器と、
前記第2の積分器が出力する加減速判定基準値に1次遅れ整定時間を加算し、得られる新たな加減速判定基準値を前記位相パターン演算器に出力する第3の加算器と、
を備えることを特徴とする請求項2から4までのいずれか一項に記載のプレス制御装置。
The trajectory speed command means further includes:
Input a normalization setting speed per cycle time output from the second normalization computing unit, multiply the normalization setting speed by a settling time, and multiply the obtained value by a third primary delay element; A settling time compensator for outputting the obtained first-order lag settling time;
A third adder for adding a first-order lag settling time to the acceleration / deceleration determination reference value output from the second integrator, and outputting the obtained new acceleration / deceleration determination reference value to the phase pattern calculator;
The press control device according to any one of claims 2 to 4 , further comprising:
前記被加工物を加工開始点から加工終了点まで加工するときのスライドの移動距離を回転状体における接線方向の距離に換算した加工距離を設定する加工距離設定器と、
前記加工距離および前記設定速度発生器が発生する設定速度を入力し、補正加工速度を出力する加工速度可変手段と、
前記設定速度および補正加工速度を入力し、前記加工速度可変手段を使用し、かつ回転状体が加工角度内にあるときに補正加工速度を出力し、前記加工速度可変手段を使用しないときに、または、前記加工速度可変手段を使用し、かつ回転状体が加工角度内にないときに、設定速度を出力する加工速度切替え手段とを備え、
前記加減算器は、軌跡速度指令値、前記加工速度切替え手段が出力する設定速度または補正加工速度、および電動機の実角速度から換算した実接線速度を入力し、該軌跡速度指令値と設定速度または補正加工速度を加算し、得られる速度から実接線速度を減算し、得られる軌跡速度偏差を前記第1の積分器へ出力することを特徴とする請求項2から5までのいずれか一項に記載のプレス制御装置。
A processing distance setting device for setting a processing distance obtained by converting a moving distance of a slide when processing the workpiece from a processing start point to a processing end point into a tangential distance in the rotating body;
A machining speed variable means for inputting the machining distance and a set speed generated by the set speed generator and outputting a corrected machining speed;
When the set speed and the corrected machining speed are input, the machining speed variable means is used, and the corrected machining speed is output when the rotating body is within the machining angle, and the machining speed variable means is not used. Or, using the machining speed variable means, and provided with a machining speed switching means for outputting a set speed when the rotating body is not within the machining angle,
The adder / subtracter inputs a trajectory speed command value, a set speed or corrected machining speed output from the machining speed switching means, and an actual tangential speed converted from the actual angular speed of the motor, and the trajectory speed command value and the set speed or correction. the processing rate by adding, subtracting the actual tangential velocity from the resulting speed, according to any one of claims 2, characterized in that the resulting trajectory speed deviation and outputs the to the first integrator to 5 Press control device.
前記加工速度可変手段は、
該加工速度可変手段が出力する補正加工速度を時間積分し、得られる移動量を出力する第3の積分器と、
前記加工距離設定器が出力する加工距離および前記移動量を入力し、該加工距離から移動量を減算し、得られる第2の位置偏差を出力する第3の減算器と、
前記第2の位置偏差を入力し、該第2の位置偏差に第2の位置ゲイン定数を乗算し、得られる速度を出力する第2の位置制御器と、
前記設定速度発生器が発生する設定速度および第2の位置制御器が出力する速度を入力し、該速度をプラスリミット値とし、前記加工速度ゼロをマイナスリミット値として設定速度を制限し、補正前加工速度を出力するリミット回路と、
前記補正前加工速度を入力し、該補正前加工速度を経過時間に対し遅延変化させた補正加工速度を出力する速度指令遅延回路と、
を備えることを特徴とする請求項に記載のプレス制御装置。
The machining speed varying means is
A third integrator for time-integrating the corrected machining speed output by the machining speed variable means and outputting the obtained movement amount;
A third subtracter that inputs the machining distance and the movement amount output by the machining distance setter, subtracts the movement amount from the machining distance, and outputs a second positional deviation obtained;
A second position controller that inputs the second position deviation, multiplies the second position deviation by a second position gain constant, and outputs a speed obtained;
The set speed generated by the set speed generator and the speed output by the second position controller are input, the speed is set as a positive limit value, the set speed is limited as the processing speed zero is set as a negative limit value, and before correction. A limit circuit that outputs the machining speed;
A speed command delay circuit for inputting the machining speed before correction and outputting a corrected machining speed obtained by delaying the machining speed before correction with respect to an elapsed time;
The press control apparatus according to claim 6 , further comprising:
JP2005039304A 2005-02-16 2005-02-16 Press control device Expired - Fee Related JP4698250B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005039304A JP4698250B2 (en) 2005-02-16 2005-02-16 Press control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005039304A JP4698250B2 (en) 2005-02-16 2005-02-16 Press control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006224126A JP2006224126A (en) 2006-08-31
JP4698250B2 true JP4698250B2 (en) 2011-06-08

Family

ID=36985934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005039304A Expired - Fee Related JP4698250B2 (en) 2005-02-16 2005-02-16 Press control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4698250B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4988405B2 (en) * 2007-04-02 2012-08-01 アイダエンジニアリング株式会社 Motor control device
JP2012139703A (en) * 2010-12-28 2012-07-26 Toshiba Industrial Products Manufacturing Corp Press machine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002172499A (en) * 2000-12-05 2002-06-18 Aida Eng Ltd Driving device and slide driving device and method for press
JP2003230999A (en) * 2002-02-12 2003-08-19 Aida Eng Ltd Press machine
JP2003305599A (en) * 2002-04-10 2003-10-28 Komatsu Ltd Device for controlling hybrid control servopress and method for controlling the same
JP2004025287A (en) * 2002-06-28 2004-01-29 Aida Eng Ltd Pressing machine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2785719B2 (en) * 1994-10-07 1998-08-13 村田機械株式会社 Control device for toggle type punch press
JPH10301636A (en) * 1997-04-22 1998-11-13 Nippon Signal Co Ltd:The Speed supervisory device
JPH11245099A (en) * 1998-03-05 1999-09-14 Aida Eng Ltd Acceleration/deceleration mode selecting device in servo press

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002172499A (en) * 2000-12-05 2002-06-18 Aida Eng Ltd Driving device and slide driving device and method for press
JP2003230999A (en) * 2002-02-12 2003-08-19 Aida Eng Ltd Press machine
JP2003305599A (en) * 2002-04-10 2003-10-28 Komatsu Ltd Device for controlling hybrid control servopress and method for controlling the same
JP2004025287A (en) * 2002-06-28 2004-01-29 Aida Eng Ltd Pressing machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006224126A (en) 2006-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5185809B2 (en) Method and apparatus for controlling and adjusting a servo-electric throttle cushion
JP4728422B2 (en) Servo control system for high-speed rocking motion
CN101339428B (en) Numerical controller controlling acceleration and deceleration of respective control axes up to command speeds
KR101343257B1 (en) Motor control apparatus
KR101723326B1 (en) Motor control device
JP5115899B2 (en) Press machine, control apparatus and control method for press machine
JP2006082102A (en) Apparatus for controlling hybrid control servopress and method for controlling the same
JP2007111704A (en) Die cushion controller
JP5943650B2 (en) Servo control device and servo control method
JP6952551B2 (en) Press system
WO2007046257A1 (en) Motor control device, method, and program storage medium
US5869108A (en) Control system for controlling a motor-driven injection molding machine
US20140084838A1 (en) Numerical controller having function for switching between pressure control and position control
CN108621153A (en) Control system, controller and control method
JP4698250B2 (en) Press control device
JP4233514B2 (en) Die cushion mechanism, control device and control method thereof
JP2009148766A (en) Device and method for controlling die cushion apparatus
JP3989094B2 (en) Control method and control device for electric vendor
JP2003154498A (en) Control device of mechanical press
JP3929344B2 (en) Control device and control method of hybrid control servo press
JP2003230996A (en) Control method for multi-shaft servo drive press
JP3644666B2 (en) Servo press synchronous control device
JP4843477B2 (en) Brake control method for press and mechanical press
US7729788B2 (en) Method and facility for positioning an element of a machine
US20240009949A1 (en) Die cushion control device, die cushion control method, and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060529

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060609

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070427

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070827

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080613

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090106

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090304

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091016

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091211

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100702

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100825

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110216

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110301

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees