JP5418154B2 - ダイクッション装置の制御装置及び方法 - Google Patents
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Description
特許文献2は、リニアモータ式であり、リニアモータによりブランクホルダを直接駆動するものである。
特許文献3は、油圧式であり、油圧シリンダを用いてブランクホルダを直接駆動するものである。
この図において、ダイクッション装置10は、出力ピストン12、制御ピストン14、パスカルシリンダ16、及びリニア駆動装置18を備えている。
この構成により、従来熱として損失していたエネルギーをモータジェネレータ18cで電力回生できるため省エネルギーに貢献することができる。
そのため、特にモータジェネレータ18cの応答遅れが大きい場合に、フィードバックゲインを大きくとれないため、プレス接触前に予圧を与える場合や、成形中にクッション力を変化させる場合など、短時間でクッション力を変化させる必要がある場合に、非定常な動作への応答が不十分となる問題点があった。
前記クッション力を前記液体の固有周期の整数倍で直線状に変化させ、クッション力変化時の液体の残留振動を抑制するジャーク一定制御器を有する、ことを特徴とするダイクッション装置の制御装置が提供される。
前記クッション力を前記液体の固有周期の整数倍で直線状に変化させ、クッション力変化時の液体の残留振動を抑制する、ことを特徴とするダイクッション装置の制御方法が提供される。
この図において、ダイクッション装置10は、周期的に上下動する上下動部材4と、上下動部材4の下死点近傍で上下動部材に上向きのクッション力を与える出力ピストン12と、出力ピストン12に作用する下向きの力を封入された液体を介して制御ピストン14に伝達するパスカルシリンダ16と、制御ピストン14を駆動しかつこれに駆動されてエネルギー回生可能なリニア駆動装置18とを備える。
主連通流路16c及び副連通流路16dは、エネルギー損失を小さくするため、断面積が大きく設定されている。また主連通流路16c及び副連通流路16dには非圧縮性の作動液Lが封入されている。
この例において、リニア駆動装置18は、ボールナット18a、ボールネジ18b、及びモータジェネレータ18cからなる。
この図において、本発明による制御装置20は、固有周期演算器22、ジャーク一定制御器26(JC)、フィードバック制御器28(FB)及び加算器29を有する。
ここで「ジャーク」とは、加速度の時間微分、すなわちこの例ではクッション力の時間微分を意味する。また、一定の傾きで加速度(すなわちクッション力)を変化させることを「ジャーク一定」と呼ぶ。
さらに、「ジャーク一定制御」とは、ジャーク一定時間が固有周期Tの整数倍のときに、その振れがクッション力によって生じる振れ(静的なたわみ)のみになる制御をいう。
かかるジャーク一定制御は、1自由度のばね−質点系でモデル化できる振動要素を制御対象として、特許文献5に開示されている。本願はこの制御を液体振動に適用したものである。
加算器29は、ジャーク一定制御器26(JC)の出力(トルクパターン)とフィードバック制御器28(FB)の出力(振動抑制力偏差)を加算してモータトルク指令を出力する。
フィードバック制御器28は、接触後、液体の残留振動を抑制しながら目標クッション力に達するようになっている。
固有周期Tは、出力ピストン12と制御ピストン14の間に介在する液体の振動周期である。
本発明の方法では、上述したジャーク一定制御器26により、機械プレスのプレス角度、目標クッション力、及び固有周期Tから、図5(A)(B)に示すように、クッション力を液体の固有周期Tの整数倍で直線状に変化させ、クッション力変化時の液体の残留振動を抑制するトルクパターンを出力する。
また、上述した固有周期演算器22により、出力ピストン12と制御ピストン14の間に介在する液体の固有周期Tを常時演算する。
この図に示すようにランプを組み合わせることで演算と実際の固有周期のずれに対するロバスト性を向上させてもよい。
なお、この例では、プレス接触前に予圧を変化させる場合と、成形後にクッション力を変化させる場合の両方に本発明を適用している。この例ではプレス接触前にクッション力を減少させているが、プレス接触前にクッション力を増加させることも可能である。また、成形中にクッション力を増加もしくは減少させる場合にも適用可能である。
なお、この例では、プレス接触前に予圧を変化させる場合と、成形中にクッション力を変化させる場合の両方に本発明を適用している。
従って、クッション力変化時の液体の残留振動を抑制し、目標クッション力に変化後の残留振動を大幅に低減できる。
10 ダイクッション装置、
12 出力ピストン、14 制御ピストン、
16 パスカルシリンダ、
16a 出力シリンダ、16b 制御シリンダ、
16c 主連通流路、16d 副連通流路、
18 リニア駆動装置、18a ボールナット、
18b ボールネジ、18c モータジェネレータ、
20 制御装置、22 固有周期演算器、
26 ジャーク一定制御器(JC)、
28 フィードバック制御器(FB)、29 加算器
Claims (6)
- 周期的に上下動する上下動部材と、該上下動部材の下死点近傍で上下動部材に上向きのクッション力を与える出力ピストンと、該出力ピストンに作用する下向きの力を封入された液体を介して制御ピストンに伝達するパスカルシリンダと、前記制御ピストンを駆動しかつこれに駆動されるエネルギー回生可能なリニア駆動装置とを備えたダイクッション装置の制御装置であって、
前記クッション力を前記液体の固有周期の整数倍で直線状に変化させ、クッション力変化時の液体の残留振動を抑制するジャーク一定制御器を有する、ことを特徴とするダイクッション装置の制御装置。 - 固有周期演算器を有し、前記液体の温度から出力ピストンと制御ピストンの間に介在する液体の固有周期を演算する、ことを特徴とする請求項1に記載のダイクッション装置の制御装置。
- 液体の残留振動を抑制しながら目標クッション力に達するように、フィードバック制御を行うフィードバック制御器を有する、ことを特徴とする請求項1に記載のダイクッション装置の制御装置。
- 周期的に上下動する上下動部材と、該上下動部材の下死点近傍で上下動部材に上向きのクッション力を与える出力ピストンと、該出力ピストンに作用する下向きの力を封入された液体を介して制御ピストンに伝達するパスカルシリンダと、前記制御ピストンを駆動しかつこれに駆動されるエネルギー回生可能なリニア駆動装置とを備えたダイクッション装置の制御方法であって、
前記クッション力を前記液体の固有周期の整数倍で直線状に変化させ、クッション力変化時の液体の残留振動を抑制する、ことを特徴とするダイクッション装置の制御方法。 - 前記液体の温度から出力ピストンと制御ピストンの間に介在する液体の固有周期を演算する、ことを特徴とする請求項4に記載のダイクッション装置の制御方法。
- 液体の残留振動を抑制しながら目標クッション力に達するように、フィードバック制御を行う、ことを特徴とする請求項4に記載のダイクッション装置の制御方法
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