(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部フレームに対して回動自在に設けられた上部フレームをサーボモータにより回転駆動されるクランク軸を介して開閉し、上部フレームに設けられた押え金型の位置決めを行う折曲げ加工機の制御方法であって、
前記サーボモータを制御する制御工程は、前記押え金型の位置に対応した上部フレームの軸換算負荷イナーシャを推定するイナーシャ推定工程と、この推定されたイナーシャに応じてポジションゲインを設定するポジションゲイン設定工程とを有し、
前記ポジションゲイン設定工程は、前記上部フレームの開閉に対応して、軸換算負荷イナーシャが大きいときにはポジションゲインを下げ、軸換算負荷イナーシャが小さいときにはポジションゲインを上げる工程を含むことを特徴とする折曲げ加工機の位置決め制御方法。
【請求項２】
ワークを交換して次の曲げ加工を行う前に、前記押さえ金型の下死点近傍でポジションゲインを所定量上げることを特徴とする請求項１記載の折曲げ加工機の位置決め制御方法。
【請求項３】
下部フレームに対して回動自在に設けられた上部フレームをサーボモータにより回転駆動されるクランク軸を介して開閉し、上部フレームに設けられた押え金型の位置決めを行う折曲げ加工機であって、
前記サーボモータを制御する制御装置が、前記押え金型の位置に対応した上部フレームの軸換算負荷イナーシャを推定するイナーシャ推定部と、この推定されたイナーシャに応じてポジションゲインを設定するポジションゲイン設定部とを備え、
前記ポジションゲイン設定部は、前記上部フレームの開閉に対応して、軸換算負荷イナーシャが大きいときにはポジションゲインを下げ、軸換算負荷イナーシャが小さいときにはポジションゲインを上げる制御を行うことを特徴とする折曲げ加工機の位置決め制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、サーボ機構における位置決め制御方法及び折曲げ加工機の位置決め制御方法並びに位置決め制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりごく一般的な折曲げ加工機では、土台に取付けられた下部フレームに枢支軸を介して上部フレームが上下に開閉自在に設けられており、下部フレームの前面に設けられた下支持部材の上端部には受け金型が設けられている。また、上部フレームの前面に設けられた上支持部材の下端部には押え金型が設けられている。
【０００３】
また、下部フレームの下部には弓形支杆の下端部が回動自在に連結され、弓形支杆の上端部はサーボモータにより回転駆動されるクランク軸を介して上部フレームの前部上面に回動自在に連結されている。
【０００４】
従って、サーボモータがクランク軸を回転せしめることにより、弓形支杆が下方へ回動すると上部フレームが上昇して押え金型が受け金型から離反し、弓形支杆が上方へ回動すると上部フレームが下降して押え金型が受け金型に接近してワークをクランプする。
【０００５】
図８を参照するに、このような折曲げ加工機においては、サーボモータの指令パルス値と押え金型の高さの関係は、サーボモータが偏芯軸であるクランク軸を介して上部フレームを開閉させることから、ワークをクランプする下死点の近傍では減速比が大となる。また、中間位置では減速比が小となり、上死点の近傍では再び減速比が大となるように開閉運動する。
【０００６】
これは、下死点の近傍では軸換算負荷イナーシャ及び負荷トルクが共に小さくなり、中間位置では軸換算負荷イナーシャ及び負荷トルクが共に大きくなることを意味する。
【０００７】
ここで、位置決めを行う際に、軸換算負荷イナーシャが小さい場合は高速応答が可能となり、逆に軸換算負荷イナーシャが大きい場合には応答が悪くなることから、前述のように軸換算負荷イナーシャが変化する場合には、軸換算負荷イナーシャが最大の位置でサーボ機構のパラメータを調整する必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、図９に示されているようにサーボ機構のパラメータであるポジションゲインが一種類しかなく、且つ軸換算負荷イナーシャが最大の位置で調整を行うため、本来もっと応答を速くすることが可能な下死点近傍でも応答性を下げて位置決めを行うこととなり、折曲げ加工機全体のタクトを上げる際の妨げとなっている。
【０００９】
すなわち、図１０（Ｂ）に示されているようにワークを交換して次の折曲げ加工を行う場合に行なわれる、いわゆる「ちょん上げ」動作の場合についても、図１０（Ａ）に示されているような長距離の移動を伴う動作の場合と同じパラメータを使用しなければならず、作業効率が悪いという問題がある。
【００１０】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、サーボ機構のパラメータを変化させることによりスムーズ且つ効率のよい位置決めを行うことができるようなサーボ機構における位置決め制御方法及び折曲げ加工機の位置決め制御方法並びに位置決め制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、下部フレームに対して回動自在に設けられた上部フレームをサーボモータにより回転駆動されるクランク軸を介して開閉し、上部フレームに設けられた押え金型の位置決めを行う折曲げ加工機の制御方法であって、前記サーボモータを制御する制御工程は、前記押え金型の位置に対応した上部フレームの軸換算負荷イナーシャを推定するイナーシャ推定工程と、この推定されたイナーシャに応じてポジションゲインを設定するポジションゲイン設定工程とを有し、前記ポジションゲイン設定工程は、前記上部フレームの開閉に対応して、軸換算負荷イナーシャが大きいときにはポジションゲインを下げ、軸換算負荷イナーシャが小さいときにはポジションゲインを上げる工程を含む折曲げ加工機の位置決め制御方法である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、ワークを交換して次の曲げ加工を行う前に、前記押さえ金型の下死点近傍でポジションゲインを所定量上げる請求項１記載の折曲げ加工機の位置決め制御方法である。
【００１３】
請求項３に係る発明は、下部フレームに対して回動自在に設けられた上部フレームをサーボモータにより回転駆動されるクランク軸を介して開閉し、上部フレームに設けられた押え金型の位置決めを行う折曲げ加工機であって、前記サーボモータを制御する制御装置が、前記押え金型の位置に対応した上部フレームの軸換算負荷イナーシャを推定するイナーシャ推定部と、この推定されたイナーシャに応じてポジションゲインを設定するポジションゲイン設定部とを備え、前記ポジションゲイン設定部は、前記上部フレームの開閉に対応して、軸換算負荷イナーシャが大きいときにはポジションゲインを下げ、軸換算負荷イナーシャが小さいときにはポジションゲインを上げる制御を行う折曲げ加工機の位置決め制御装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の例を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図７には、従来よりごく一般的な折曲げ加工機１が示されている。この折曲げ加工機１の構造、作用等は既によく知られているので、その概略のみを説明する。
【００１６】
この折曲げ加工機１は、土台３に取付けられた下部フレーム５と、この下部フレーム５の上面後端部において枢支軸７を介して上下に開閉自在に設けられている移動体としての上部フレーム９を有している。
【００１７】
前記下部フレーム５の前面には下支持部材１１が一体的に設けられるとともに、この下支持部材１１の上端部には受け金型１３が設けられている。また、前記上部フレーム９の前面には上支持部材１５が設けられるとともに、この上支持部材１５の下端部には押え金型１７が設けられている。
【００１８】
前記下部フレーム５の前部における下部には、弓形支杆１９の下端部がクランクピン２１により回動自在に連結されている。また、前記弓形支杆１９の上端部は、上部フレーム９の前部上面に設けられているサーボモータＳＭ（図１参照）により回転駆動制御されるクランク軸２３に連結ピン２５を介して回動自在に連結されている。
【００１９】
以上の構成により、制御装置２７（図１参照）によりサーボモータＳＭがクランク軸２３を回転せしめることにより前記弓形支杆１９がクランクピン２１を支点として回動して開閉する（図７中実線及び二点鎖線で示す状態）。
【００２０】
従って、前記弓形支杆１９が下方へ回動すると上部フレーム９が上昇するので押え金型１７が受け金型１３から離反し、弓形支杆１９が上方へ回動すると上部フレーム９が下降するので押え金型１７が受け金型１３に接近してワークＷをクランプする。
【００２１】
図１には、前記制御装置２７の構成が示されている。この制御装置２７は、内部に位置決めメインモジュール２９と、位置制御部３１とを有している。さらに、位置制御部３１には、例えば記憶してある位置決めパターンに従って指令パルスを発する位置指令部３３と、ポジションゲインを自動調整するポジションゲイン自動調整部３５を有している。
【００２２】
ポジションゲイン自動調整部３５では、指令現在位置設定部３７が前記位置指令部３３に接続され、さらにメモリ３９Ａに記憶されているイナーシャ判定位置においてイナーシャを推定するイナーシャ推定部４１が接続され、メモリ３９Ｂに記憶されているパラメータによりポジションゲインを設定するポジションゲイン設定部４３が接続されている。
【００２３】
前記位置指令部３３は比較回路４５にも接続されており、ポジションゲイン設定部４３により設定されたポジションゲインを用いてサーボアンプ４７によりサーボモータＳＭを制御する。サーボモータＳＭにはエンコーダ４９が設けられており、エンコーダ４９により計測された位置を比較回路４５にフィードバックしてサーボ機構を構成している。
【００２４】
次に、このような制御装置２７の動作について説明する。
【００２５】
位置決めメインモジュール２９は、位置制御部３１の位置指令部３３に位置決めコマンドを発すると共に、ポジションゲイン自動調整部３５にポジションゲイン自動調整コマンドを発する。
【００２６】
ポジションゲイン自動調整部３５では、位置指令部３３からの位置決めパターンに従って指令現在位置設定部３７が指令現在位置をある間隔（図２参照）で設定し、イナーシャ推定部４１が軸換算負荷イナーシャを推定する。この推定された軸換算負荷イナーシャに対応するポジションゲインをポジションゲイン設定部４３がパラメータとして設定する。この動作は位置決めが完了するまで行なわれる。
【００２７】
このような、押え金型１７の現在位置から軸換算負荷イナーシャを推定してポジションゲインを設定する方法としては、例えば、図３に示されるような表を用いる方法がある。
【００２８】
図４を参照して、ポジションゲインの設定手順について説明する。ポジションゲインは予め設定することができないので、スタートして（ステップＳＳ）現在位置を監視し、その後現在のポジションゲインが図２中領域Ａに対応するＧ１か否かを判断し（ステップＳ１）、Ｇ１である場合には現在位置がＸ１パルス以上であるか否かを判断し（ステップＳ２）、現在位置がＸ１パルス以下すなわち領域Ａにある場合にはそのままポジションゲインをＧ１に決定して終了する（ステップＳＥ）。
【００２９】
一方、現在位置がＸ１パルスよりも大きな場合には領域Ｂにあると判断してポジションゲインをＧ２に設定して（ステップＳ３）、終了する（ステップＳＥ、図５参照）。
【００３０】
ステップＳ１においてポジションゲインがＧ１でないと判断された場合には、Ｇ２であるか否かを判断し（ステップＳ４）、Ｇ２である場合には現在位置がＸ１パルス以下であるか否かを判断し（ステップＳ５）、現在位置がＸ１パルス以下すなわち領域Ａにある場合にはポジションゲインをＧ１に設定して（ステップＳ６）、終了する（ステップＳＥ）。
【００３１】
一方、ステップＳ５において現在位置がＸ１パルスよりも大きいと判断された場合には、Ｘ２パルス以上であるか否かを判断し（ステップＳ７）、Ｘ２パルス以下であると判断された場合には領域ＢにあるとしてポジションゲインをそのままＧ２とするが、Ｘ２以上であると判断された場合にはポジションゲインをＧ３に設定して（ステップＳ８）、終了する（ステップＳＥ、図５参照）。
【００３２】
また、ステップＳ４においてポジションゲインがＧ２でないと判断された場合には、Ｇ３か否かを判断し（ステップＳ９）、Ｇ３である場合には現在位置がＸ２パルス以下であるか否かを判断し（ステップＳ１０）、現在位置がＸ２パルス以下すなわち領域Ｂにある場合にはポジションゲインをＧ２に設定して（ステップＳ１１）、終了する（ステップＳＥ）。
【００３３】
一方、ステップＳ１０において現在位置がＸ２パルスよりも大きいと判断された場合には、Ｘ３パルス以上であるか否かを判断し（ステップＳ１２）、Ｘ３パルス以下であると判断された場合には領域ＣにあるとしてポジションゲインをそのままＧ３とするが、Ｘ３以上であると判断された場合にはポジションゲインをＧ４に設定して（ステップＳ１３）、終了する（ステップＳＥ、図５参照）。
【００３４】
さらに、ステップＳ９においてポジションゲインがＧ３でないと判断された場合には、現在位置がＸ３以下であるか否かを判断し（ステップＳ１４）、Ｘ３以上である場合には領域Ｄにあると判断してポジションゲインをＧ４のまま終了する（ステップＳＥ）。
【００３５】
一方、現在位置がＸ３以下の場合には領域Ｃにあると判断してポジションゲインをＧ３に設定して（ステップＳ１５）、終了する（ステップＳＥ、図５参照）。
【００３６】
以上の結果から、図６（Ａ）に示されるように、軸換算負荷イナーシャが大きい時にはポジションゲインを下げ、軸換算負荷イナーシャが小さい時にはポジションゲインを上げることができるので、折曲げ加工機におけるタクトアップを図ることができる。
【００３７】
また、押え金型１７の下死点近傍におけるポジションゲインを上げることができるので、図６（Ｂ）に示されるように、ワークＷを交換して次の折曲げ加工を行う場合の所定量上げ（いわゆる「ちょん上げ」）動作時における押え金型１７の移動を迅速に行うことができ、大幅なタクトアップを図ることができる。
【００３８】
なお、この発明は前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【００３９】
【発明の効果】
上述のように、移動体の軸換算負荷イナーシャに応じたポジションゲインを設定することができるので、イナーシャが大きい場合にはポジションゲインを小さくし、イナーシャが小さい場合にはポジションゲインを大きくすることによりタクトアップを図ることができる。このため、位置決め動作の効率を向上させることができる。
【００４０】
また、押え金型を備えた上部フレームの軸換算負荷イナーシャに応じたポジションゲインを設定することができるので、イナーシャが大きい場合にはポジションゲインを小さくし、イナーシャが小さい場合にはポジションゲインを大きくすることによりタクトアップを図ることができる。このため、折曲げ加工機においてワークの交換のために下死点付近で行なわれるいわゆる「ちょん上げ」動作時のポジションゲインを大きくすることによりタクトアップを図ることができる。
【００４１】
そして、制御装置に制御されるサーボモータによりクランク軸を回転させ、上部フレームを開閉させることにより押え金型と受け金型によりワークをクランプする際に、制御装置のイナーシャ推定部が押え金型の位置に対応した上部フレームの軸換算負荷イナーシャを推定し、ポジションゲイン設定部が推定されたイナーシャに対応するポジションゲインを設定して、サーボモータを制御するので、イナーシャが大きい場合にはポジションゲインを小さくし、イナーシャが小さい場合にはポジションゲインを大きくすることによりタクトアップを図ることができる。このため、折曲げ加工機においてワークの交換のために下死点付近で行なわれるいわゆる「ちょん上げ」動作時のポジションゲインを大きくすることによりタクトアップを図ることができる。
【００４２】
さらに、予め設定した位置決め動作を迅速に行うことができ、折曲げ加工機のタクトアップを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明にかかる位置決め制御方法を適用した折曲げ加工機の位置決め制御装置の構成を示すブロック構成図である。
【図２】  押え金型の位置とサーボモータのパルス数との関係を示すグラフである。
【図３】  図２に示される各領域に対応するイナーシャ及びポジションゲインを示す表である。
【図４】  この発明にかかる位置決め制御方法におけるポジションゲインの決定手順を示すフローチャートである。
【図５】  図２に示される各領域に対するポジションゲインを示すグラフである。
【図６】  移動距離が大きな動作の場合及び移動距離が小さな動作の場合に対するポジションゲインの変化の状態を示すグラフである。
【図７】  折曲げ加工機の全体を示す側面図である。
【図８】  押え金型の位置とサーボモータのパルス数との関係を示すグラフである。
【図９】  従来の折曲げ加工機における位置決めでのポジションゲインを示すグラフである。
【図１０】  従来における移動距離が大きな動作の場合及び移動距離が小さな動作に対するポジションゲインの状態を示すグラフである。
【符号の説明】
１  折曲げ加工機
５  下部フレーム
９  上部フレーム（移動体）
１３  受け金型
１７  押え金型
２３  クランク軸
２７  制御装置
４１  イナーシャ推定部
４３  ポジションゲイン設定部
ＳＭ  サーボモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003710875.tif 000009
【図９】
0003710875.tif 000010
【図１０】
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