JP6576730B2 - Crank press control method - Google Patents
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Description
本発明は、モータで回転駆動されるフライホイールとクランクシャフトとをクラッチで連結することにより、クランクシャフトを回転させてプレス作業を行うクランクプレスの制御方法に関する。 The present invention relates to a control method for a crank press in which a press operation is performed by rotating a crankshaft by connecting a flywheel and a crankshaft, which are rotationally driven by a motor, with a clutch.
クランクプレスは、図1に示すように、モータ1で回転駆動されるフライホイール2と、プレス本体3に両端部を回転自在に支持されたクランクシャフト4とをクラッチ5で連結して、フライホイール2の回転エネルギーでクランクシャフト4を回転させることにより、クランクシャフト4にコネクティングロッド6を介して連結されたスライド7を上下に往復動させて、スライド7とその下方のボルスタ8にそれぞれ取り付けられた上下の金型(図示省略)でワークの加工(プレス作業)を行うものが多い(例えば、特許文献1、2参照。)。
As shown in FIG. 1, the crank press has a
ところで、上記のようなクランクプレスでは、フライホイールとクランクシャフトとをクラッチで連結すると、その瞬間にモータがフライホイールとともにクランクシャフトも回転駆動するようになり、モータの駆動対象物のGD2(GDスクエア)が急に大きくなるので、フライホイールは減速することになる。 By the way, in the crank press as described above, when the flywheel and the crankshaft are connected by a clutch, at that moment, the motor also rotates the crankshaft together with the flywheel, and the motor driven object GD 2 (GD Since the (square) suddenly grows, the flywheel will slow down.
そして、フライホイールが減速すると、通常は、モータの電流値を上昇させて、フライホイールの回転数(回転エネルギー)をクランクシャフトとの連結前の回転数に復帰させるように制御している。 When the flywheel decelerates, normally, the current value of the motor is increased to control the rotational speed (rotational energy) of the flywheel to return to the rotational speed before the connection with the crankshaft.
ところが、上記のような従来の制御方法を採用しているクランクプレスでは、フライホイールがクランクシャフトとの連結によって大きく減速した場合に、モータの電流値が急激に上昇して、モータの発熱の程度を表す指標(例えば、電流値と時間の積の累積値)がモータ毎に設定されている上限値を超えることにより、モータがオーバーヒートして熱的な問題を生じ、モータ自体やその周りの制御機器に不具合が発生することがある。 However, in the crank press adopting the conventional control method as described above, when the flywheel is greatly decelerated by the connection with the crankshaft, the current value of the motor rapidly increases, and the degree of heat generation of the motor When the index (for example, the cumulative value of the product of the current value and time) exceeds the upper limit set for each motor, the motor overheats and causes a thermal problem, and the motor itself and the control around it Device malfunction may occur.
これに対し、モータの発熱程度を表す指標の上限値を大きくすれば、モータのオーバーヒートを防止することができるが、そのためにはモータのサイズアップが必要となる。また、フライホイールの容量を大きくすれば、クランクシャフトとの連結による減速が小さくなるので、モータの電流値の上昇が抑えられ、モータのオーバーヒートが生じにくくなるが、この場合はフライホイールのサイズが大きくなってしまう。 On the other hand, if the upper limit value of the index indicating the degree of heat generation of the motor is increased, the motor can be prevented from overheating. If the capacity of the flywheel is increased, the deceleration due to the connection with the crankshaft is reduced, so the increase in the motor current value is suppressed and the motor is less likely to overheat. It gets bigger.
そこで、本発明は、クランクプレスのフライホイールとクランクシャフトとをクラッチで連結したときのモータのオーバーヒートを防止できる制御方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the control method which can prevent the overheating of a motor when the flywheel and crankshaft of a crank press are connected with the clutch.
上記の課題を解決するために、本発明は、モータで回転駆動されるフライホイールと、プレス本体に両端部を回転自在に支持されたクランクシャフトとをクラッチで連結することにより、前記フライホイールの回転エネルギーで前記クランクシャフトを回転させてプレス作業を行うクランクプレスの制御方法において、前記モータで回転駆動されているフライホイールとクランクシャフトとをクラッチで連結したときは、前記フライホイールの回転数がクランクシャフトとの連結前の回転数に戻るまでの間、前記モータのトルクが予め設定した上限値を超えないように制御するようにした。 In order to solve the above problems, the present invention relates to a flywheel that is driven by a motor and a crankshaft that is rotatably supported at both ends of the press body by a clutch. In a crank press control method in which the crankshaft is rotated by rotational energy to perform a pressing operation, when the flywheel that is driven to rotate by the motor and the crankshaft are connected by a clutch, the rotational speed of the flywheel is Control is performed so that the torque of the motor does not exceed a preset upper limit value until the rotational speed before the connection with the crankshaft is restored.
すなわち、モータで回転駆動されているフライホイールとクランクシャフトとをクラッチで連結した時点から、クランクシャフトとの連結によって減速されたフライホイールの回転数がクランクシャフトとの連結前の回転数に戻るまでの間、モータのトルクを所定の上限値以下に抑えることにより、フライホイールが大きく減速した場合でも、モータの電流値が大きく上昇することがなく、モータのオーバーヒートを防止できるようにしたのである。 That is, from the time when the flywheel and the crankshaft, which are driven to rotate by the motor, are connected by the clutch, until the speed of the flywheel decelerated by the connection with the crankshaft returns to the speed before the connection to the crankshaft. In the meantime, by suppressing the motor torque to a predetermined upper limit value or less, even when the flywheel is greatly decelerated, the motor current value does not increase greatly, and overheating of the motor can be prevented.
ここで、前記フライホイールの回転数がクランクシャフトとの連結前の回転数に戻るまでの間に前記モータのトルクが前記上限値に達したときは、前記モータを一時的に停止させ、前記モータ停止から一定時間経過後にモータを再起動するようにすれば、モータの電流値が一時的にゼロになるので、より確実にモータのオーバーヒートを防止することができる。 Here, when the torque of the motor reaches the upper limit before the rotational speed of the flywheel returns to the rotational speed before connection with the crankshaft, the motor is temporarily stopped, and the motor If the motor is restarted after a lapse of a certain time from the stop, the motor current value temporarily becomes zero, so that overheating of the motor can be prevented more reliably.
本発明のクランクプレスの制御方法は、上述したように、モータで回転駆動されているフライホイールとクランクシャフトとをクラッチで連結したときは、その連結の時点からフライホイールの回転数がクランクシャフトとの連結前の回転数に戻るまでの間、モータのトルクを制限することにより、モータの電流値の上昇を抑えるようにしたものであるから、モータのサイズアップやフライホイールの容量アップを行うことなく、モータのオーバーヒートを防止することができ、クランクプレスの運転を従来よりも安定させることができる。 In the crank press control method of the present invention, as described above, when the flywheel that is rotationally driven by the motor and the crankshaft are connected by the clutch, the rotational speed of the flywheel is determined from the crankshaft from the time of the connection. By limiting the torque of the motor until it returns to the number of rotations before connecting the motor, the increase in the motor current value is suppressed, so the motor size and flywheel capacity must be increased. Thus, overheating of the motor can be prevented, and the operation of the crank press can be made more stable than before.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。本発明の第1および第2の実施形態の制御方法では、前述の図1に示したクランクプレスを制御の対象とする。このクランクプレスは、モータ1で回転駆動されるフライホイール2と、プレス本体3に両端部を回転自在に支持されたクランクシャフト4と、フライホイール2とクランクシャフト4の接続(連結)と切断を切り換えるクラッチ5と、クランクシャフト4の制動を行うブレーキ9とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the control methods of the first and second embodiments of the present invention, the crank press shown in FIG. This crank press includes a
前記モータ1は、ベルト10を介してフライホイール2を回転駆動するようになっている。このモータ1には、サーボモータやインバータモータを用いることができる。
The
前記プレス本体3は、上部フレーム11と下部フレーム12とが、クランクシャフト4の両端部を支持する両側のサイドフレーム13を挟んだ状態で、タイロッド14とナット15によって連結されている。また、前記クランクシャフト4の長手方向中央部にはスライド7がコネクティングロッド6で連結され、下部フレーム12の上面にはボルスタ8が固定されている。
In the press
前記クラッチ5は、エア圧供給装置16からエア圧を付与されるピストン式のシリンダ5aと、クランクシャフト4の一端に取り付けられる摩擦プレート5bとからなり、エア圧供給装置16が所定値以上のエア圧を付与すると(クラッチ5を入れると)、シリンダ5aでフライホイール2を摩擦プレート5bに押し付けることにより、フライホイール2とクランクシャフト4とを連結して、フライホイール2の回転エネルギーをクランクシャフト4に伝達するものである。そして、エア圧供給装置16が付与するエア圧を所定値より小さくすると(クラッチ5を切ると)、フライホイール2が摩擦プレート5bから離れ、フライホイール2とクランクシャフト4とが切断されるようになっている。
The
このクランクプレスは、上記の構成であり、ブレーキ9を切った状態で、フライホイール2とクランクシャフト4とをクラッチ5で連結して、フライホイール2の回転エネルギーでクランクシャフト4を回転させることにより、クランクシャフト4に連結されたスライド7を上下に一定のストロークで往復動させて、スライド7とボルスタ8にそれぞれ取り付けられた上下の金型(図示省略)でワークの加工(プレス作業)を行うようになっている。
This crank press has the above-described configuration. By connecting the
次に、上記のクランクプレスにおいて、モータ1で回転駆動されているフライホイール2とクランクシャフト4とをクラッチ5で連結したときに行う実施形態の制御方法について説明する。
Next, the control method of the embodiment performed when the
まず、第1実施形態の制御方法では、クラッチ5を入れてフライホイール2とクランクシャフト4を連結した時点から、フライホイール2の回転数がクランクシャフト4との連結前の回転数に戻るまでの間、モータ1のトルクが予め設定した上限値を超えないように制御する。
First, in the control method of the first embodiment, from when the
すなわち、モータ1の電流値は、図2に示すように、クラッチ5を入れた直後は、クランクシャフト4との連結により減速したフライホイール2の回転数を連結前の回転数に復帰させるために、従来の制御方法(図中の点線)と同様に上昇していくが、これに比例して上昇したモータ1のトルクが前記の上限値に達すると(図中のT1)、その後はトルクが上限値を超えないように一定に保たれる。そして、この一定の電流値(トルク)で増速されるフライホイール2の回転数が所定値に達した時点(図中のT2)から電流値は低下していき、フライホイール2の回転数が連結前の回転数に復帰すると、この制御は終了する。
That is, as shown in FIG. 2, the current value of the
したがって、このクランクプレスの制御方法では、従来の制御方法に比べて、フライホイール2の回転数の復帰に多少時間はかかるが、フライホイール2が大きく減速した場合でも、モータ1の電流値の上昇を抑えてオーバーヒートを防止することができる。
Therefore, in this crank press control method, it takes some time to restore the rotational speed of the
また、第2実施形態の制御方法では、第1実施形態の制御に加えて、フライホイール2の回転数がクランクシャフト4との連結前の回転数に戻るまでの間に、モータ1のトルクが前記上限値に達したときは、モータ1を一時的に停止させ、モータ1停止から一定時間経過後にモータ1を再起動する。すなわち、図3に示すように、モータ1のトルクが上限値に達したときに電流値を一時的にゼロにするので、第1実施形態よりも確実にモータ1のオーバーヒートを防止できる。
Further, in the control method of the second embodiment, in addition to the control of the first embodiment, the torque of the
そして、上述した第1実施形態または第2実施形態の制御方法を適用したクランクプレスは、モータ1のオーバーヒートに起因するトラブルが生じにくく、安定性の高い運転ができるものとなるし、モータ1のオーバーヒート防止のためにモータ1のサイズアップやフライホイール2の容量アップを行う必要がないので、全体としてコンパクトなものとすることができる。
The crank press to which the control method of the first embodiment or the second embodiment described above is applied is unlikely to cause trouble due to overheating of the
1 モータ
2 フライホイール
3 プレス本体
4 クランクシャフト
5 クラッチ
9 ブレーキ
1
Claims (2)
前記モータで回転駆動されているフライホイールとクランクシャフトとをクラッチで連結したときは、前記クランクシャフトとの連結により減速したフライホイールの回転数をクランクシャフトとの連結前の回転数に戻るまで増速する間、前記モータのトルクが予め設定した上限値を超えないように制御することを特徴とするクランクプレスの制御方法。 By connecting a flywheel that is rotationally driven by a motor and a crankshaft that is rotatably supported at both ends of the press body by a clutch, the crankshaft is rotated by the rotational energy of the flywheel to perform press work. In the crank press control method to be performed,
When the flywheel driven by the motor and the crankshaft are connected by a clutch, the rotational speed of the flywheel decelerated by the connection with the crankshaft is increased until it returns to the speed before the connection with the crankshaft. A crank press control method, wherein the motor torque is controlled so as not to exceed a preset upper limit value during speeding .
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