JP7162636B2 - サーボプレス及び加工装置、並びに、それを用いるプレス加工方法及び組立て方法 - Google Patents
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Description
また、荷重制御器は、次のようなものとされている。
「荷重偏差信号に対応したプレス荷重を生ずべく、前記荷重偏差信号とあらかじめ定められた位置比例ゲインの逆数から、サーボモータのモータ軸を所定の角度回転させる回転制御信号を演算する。また、加算器は、回転制御信号と前記回転位置センサからの回転位置検出信号に基づき、前記サーボモータのモータ軸を所定の回転位置に向けて回転すべく回転位置指令信号を演算する。そして、サーボモータドライバは、回転位置指令信号に対応する回転位置に前記サーボモータのモータ軸を回転すべく制御電力を前記位置比例ゲインを用いて演算し、前記サーボモータに供給する。」
「サーボモータに供給する制御電力を制御するサーボモータドライバへの制御信号として、回転位置指令信号を用いている。そのため、制御装置内外の異常により所定の回転位置指令信号が出力され続けた場合であっても、所定の回転位置にサーボモータのモータ軸が回転した後に安全に停止する。従って、請求項1に記載のサーボプレス装置は、安全に作動することが保障される。」
前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、 前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、を具備することを特徴とする。
(ア)異常が発生した場合、プレスを停止させ不良品を発生させないことで、日々の生産工程における危険性(リスク)を回避できる。
(イ)サーボモータ制御機器側のモータ電流値やトルクの安定性を監視でき、モータやサーボアンプの劣化や故障を早期に検知できる。
(ウ)ロードセル本体(43)やロードセルアンプ(89)の劣化や故障を監視できる。
(エ)加工工具(金型)の部品等の摩耗や破損を監視できる。この点については、図4を参照しつつ、具体的に後述する。
前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、 前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備することを特徴とする。
6:ベース、7:回転駆動部、8:制御部、
11:上型(工具、金型)、13:ワーク、被加工物、15:下型(工具、金型)、
31:回転軸、31b:回転軸31の上部、31f:回転軸31の下部、33:従動プーリ、35:軸受、
37:ボールナット、39:ボールスクリュー、40:タイミングベルト、
41:スライド(ラム)、43:ロードセル、71:駆動プーリ、75:減速機、
77:サーボモータ、79:エンコーダ、81:制御ボックス、
83:タッチパネル(コントローラ)、85:異常判定部、CPU、PLC、87:サーボアンプ、
89:ロードセルアンプ、
101:位置検出信号、103:電流計、
105:電流信号、信号、
107:電流制御部、109:速度制御部、121:切替部、123:圧力制御部、
125:位置制御部、127:圧力指令部、129:位置指令部、131:荷重検出信号、
141:コントローラ
S200~S211:図3フローチャートの各項目名
301~313:図4グラフ内波形位置名
すなわち、サーボモータ77への入力電流信号105の値から換算した換算加工力(圧力)と、ロードセル43の検出した荷重信号131に基づく加工力(検出加工力)とを比較する。そして、比較した両加工力の差が規定範囲を超える場合、異常と判定する。
例として、部品摩耗がある場合、ロードセルの荷重検出開始点位置(時間含む)が、基準開始点より遅れが発生した場合と目標圧力へ上昇角度が緩やかな場合、サーボモータ側は、圧力補正を優先としていることから、ロードセル側検出値が低いと、更に電流値を上げる(換算加工力を上昇させる)ために、初期の電流振れ幅の大きい期間や目標より高い電流期間が長くなり、比較判定時間に入り、異常と判定される。
その他においては、加工終了時において、比較時間終了の時間とスライドの終了位置の差からも判定が可能である。
Claims (11)
- 被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備えるサーボプレス(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備し、
前記制御部(8)は、 前記入力電力に関する信号(105)と前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との比例関係をチェックして、その比例関係の適正状態から外れた場合に異常ありと判定することを特徴とするサーボプレス(1)。 - 被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備える加工装置(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備し、
前記制御部(8)は、 前記入力電力に関する信号(105)と前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との比例関係をチェックして、その比例関係の適正状態から外れた場合に異常ありと判定することを特徴とする加工装置(1)。 - 被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備えるサーボプレス(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備し、
前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)を入力されて、該信号の値からを加工力の換算値(換算加工力)を算出する手段と、 算出された換算加工力と、前記ロードセル(43)の検出した加工力(検出加工力)とを比較する手段と、 比較した両加工力の差が規定範囲内か否かを判定する異常判定部(85)と、を具備し、
前記ワーク(13)に実際に加工力を加える加圧段階では、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記加工力が所望の値となるように該サーボモータへの入力を制御する圧力制御モードとし、
前記加圧段階の手前までは、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記スライド(41)の位置が所望の位置となるように該サーボモータへの入力を制御する位置制御モードとし、
該位置制御モードから前記圧力制御モードに切替後、任意設定可能な無視時間の経過後に、前記異常判定部(85)が、前記換算加工力と前記検出加工力とを比較して両加工力の差が規定範囲内か否かの判定を開始することを特徴とするサーボプレス(1)。 - 被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備える加工装置(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備し、
前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)を入力されて、該信号の値からを加工力の換算値(換算加工力)を算出する手段と、 算出された換算加工力と、前記ロードセル(43)の検出した加工力(検出加工力)とを比較する手段と、 比較した両加工力の差が規定範囲内か否かを判定する異常判定部(85)と、を具備し、
前記ワーク(13)に実際に加工力を加える加圧段階では、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記加工力が所望の値となるように該サーボモータへの入力を制御する圧力制御モードとし、
前記加圧段階の手前までは、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記スライド(41)の位置が所望の位置となるように該サーボモータへの入力を制御する位置制御モードとし、
該位置制御モードから前記圧力制御モードに切替後、任意設定可能な無視時間の経過後に、前記異常判定部(85)が、前記換算加工力と前記検出加工力とを比較して両加工力の差が規定範囲内か否かの判定を開始することを特徴とする加工装置(1)。 - 前記ワーク(13)に実際に加工力を加える加圧段階では、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記加工力が所望の値となるように該サーボモータへの入力を制御する圧力制御モードとし、
前記加圧段階の手前までは、前記サーボモータ(77)の制御モードを、前記スライド(41)の位置が所望の位置となるように該サーボモータへの入力を制御する位置制御モードとし、
該位置制御モードから前記圧力制御モードに切替後、任意設定可能な無視時間の経過後に、前記制御部(8)が、前記入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)と、の比例関係をチェックして、その比例関係の適正状態から外れた場合に異常ありと判定することを特徴とする請求項1記載のサーボプレス(1)又は請求項2記載の加工装置(1)。 - 被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備えるサーボプレス(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備することを特徴とするサーボプレス(1)を用いてワーク(13)をプレス加工する方法であって、
前記異常判定部(85)で異常発生と判定した時点で、該時点におけるプレス加工品を一時的に不良と判定することを特徴とするプレス加工方法。 - 前記サーボプレス(1)の前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)を入力されて、該信号の値からを加工力の換算値(換算加工力)を算出する手段と、 算出された換算加工力と、前記ロードセル(43)の検出した加工力(検出加工力)とを比較する手段と、 比較した両加工力の差が規定範囲内か否かを判定する異常判定部(85)と、を具備することを特徴とする請求項6記載のプレス加工方法。
- 請求項1、3又は5記載のサーボプレス(1)を用いてワーク(13)をプレス加工する方法であって、
前記異常判定部(85)で異常発生と判定した時点で、該時点におけるプレス加工品を一時的に不良と判定することを特徴とするプレス加工方法。 - 被加工物(ワーク(13))に加工力を加える工具(11、15)が取り付けられ、直線運動するスライド(41)と、
該スライド(41)の原動機であるサーボモータ(77)と、
前記サーボモータ(77)を制御する制御部(8)と、
前記ワーク(13)に加えられる加工力を検出するロードセル(43)と、
を備える加工装置(1)であって、
前記制御部(8)は、
前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)と、前記ロードセル(43)の検出した荷重信号(131)との対応関係を判断する手段と、
前記対応関係が規定範囲内か否かを判定することにより異常を判定する異常判定部(85)と、
を具備する加工装置(1)を用いて部品を本体に圧入組立てする方法であって、
前記異常判定部(85)で異常発生と判定した時点で、該時点における組立て品を一時的に不良と判定することを特徴とする組立て方法。 - 前記加工装置(1)の前記制御部(8)は、 前記サーボモータ(77)への入力電力に関する信号(105)を入力されて、該信号の値からを加工力の換算値(換算加工力)を算出する手段と、 算出された換算加工力と、前記ロードセル(43)の検出した加工力(検出加工力)とを比較する手段と、 比較した両加工力の差が規定範囲内か否かを判定する異常判定部(85)と、を具備することを特徴とする請求項9記載の組立て方法。
- 請求項2、4または5記載の加工装置(1)を用いて部品を本体に圧入組立てする方法であって、
前記異常判定部(85)で異常発生と判定した時点で、該時点における組立て品を一時的に不良と判定することを特徴とする組立て方法。
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JP2004174558A (ja) | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Komatsu Ltd | 電動サーボプレスの加圧方法 |
JP2013119110A (ja) | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Toyota Motor Corp | 油圧プレス装置の制御方法 |
JP2018167328A (ja) | 2018-08-09 | 2018-11-01 | コマツ産機株式会社 | 制御システム、プレス機械、及びプレス機械の制御方法 |
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