(57)【要約】【課題】スライドとクッションパッドとの衝突後に発生するダイクッション力の振動を簡単に、かつ安価な装置で抑制できるようにする。【解決手段】予め設定されたダイクッション力指令値に基づいてクッションパッドにダイクッション力を発生させるダイクッション力制御方法である。ダイクッション力指令値としてステップ状の目標ダイクッション力指令値としたときに発生するダイクッション力の最初のオーバーシュートを抑制すべく、最初に目標ダイクッション力指令値以上のダイクッション力指令値Ｆ１を出力し、続いて、目標ダイクッション力指令値よりも小さいダイクッション力指令値Ｆ２になるように連続的（テーパー状）に低下させたダイクッション力指令値を出力し、その後、目標ダイクッション力指令値Ｆ３になるようにテーパー状に上昇するダイクッション力指令値を出力する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定されたダイクッション力指令値を出力し、前記ダイクッション力指令値に基づいてクッションパッドにダイクッション力を発生させるダイクッション力制御方法であって、
前記ダイクッション力指令値としてステップ状の目標ダイクッション力指令値としたときに発生するダイクッション力の最初のオーバーシュートを抑制すべく、最初に前記目標ダイクッション力指令値以上のダイクッション力指令値を出力し、
続いて、前記目標ダイクッション力指令値よりも小さいダイクッション力指令値になるように連続的又は段階的に低下させたダイクッション力指令値を出力し、
その後、前記目標ダイクッション力指令値になるように連続的又は段階的に上昇するダイクッション力指令値を出力することを特徴とするダイクッション力制御方法。
【請求項２】
プレス機械の第１のプレス加工期間中に第１のダイクッション力指令値を、前記ダイクッション力指令値として出力する工程と、
前記出力された第１のダイクッション力指令値に基づいて制御された前記クッションパッドに発生する第１のダイクッション力を検出する工程と、
前記出力された第１のダイクッション力指令値と前記検出された第１のダイクッション力とに基づいて、前記第１のダイクッション力指令値の出力時点から前記第１のダイクッション力に至る応答特性の逆特性を演算する工程と、
オーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表される理想応答の第２のダイクッション力を設定する工程と、
前記理想応答のダイクッション力と前記逆特性とに基づいて第２のダイクッション力指令値を算出する工程と、
プレス機械の第１のプレス加工期間経過の後の第２のプレス加工期間中に、前記算出した第２のダイクッション力指令を前記ダイクッション力指令値として出力する工程と、
を含む請求項１に記載のダイクッション力制御方法。
【請求項３】
前記逆特性を演算する工程は、
前記出力された第１のダイクッション力指令値と前記検出された第１のダイクッション力とに基づいて前記第１のダイクッション力指令値の出力時点から前記第１のダイクッション力に至る応答特性を、伝達関数を使用して同定する工程と、
前記同定した伝達関数の逆特性を演算する工程と、
を含む請求項２に記載のダイクッション力制御方法。
【請求項４】
前記理想応答の第２のダイクッション力は、前記検出された第１のダイクッション力を近似したダイクッション力であって、前記第１のダイクッション力に含まれるオーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表されたダイクッション力である請求項２又は３に記載のダイクッション力制御方法。
【請求項５】
前記プレス機械の第１のプレス加工期間は、試し打ち期間、又は１ないし複数のプレスサイクルの加工期間である請求項２から４のいずれか１項に記載のダイクッション力制御方法。
【請求項６】
クッションパッドを支持し、該クッションパッドにダイクッション力を発生させるダイクッション力発生器と、ダイクッション力指令値を出力するダイクッション力指令器と、前記ダイクッション力指令器から出力されるダイクッション力指令値に基づいて、前記ダイクッション力が前記ダイクッション力指令値に対応するダイクッション力になるように前記ダイクッション力発生器を制御するダイクッション力制御器と、を備えたダイクッション装置において、
前記ダイクッション力指令器は、
前記ダイクッション力指令値としてステップ状の目標ダイクッション力指令値としたときに発生するダイクッション力の最初のオーバーシュートを抑制すべく、前記目標ダイクッション力指令値以上のダイクッション力指令値を最初に出力し、続いて、前記目標ダイクッション力指令値よりも小さいダイクッション力指令値になるように連続的又は段階的に低下させたダイクッション力指令値を出力し、その後、前記目標ダイクッション力指令値になるように連続的又は段階的に上昇するダイクッション力指令値を出力することを特徴とするダイクッション装置。
【請求項７】
前記ダイクッション力指令器は、前記ダイクッション力指令値を特定するための複数の設定項目を手動で設定する手動設定器を有し、該手動設定器により設定された複数の設定項目に基づいて前記ダイクッション力指令値を出力する請求項６に記載のダイクッション装置。
【請求項８】
前記手動設定器により設定される複数の設定項目は、前記目標ダイクッション力指令値以上の第１のダイクッション力指令値、前記目標ダイクッション力指令値よりも小さい第２のダイクッション力指令値、及び前記目標ダイクッション力指令値を示す第３のダイクッション力指令値と、前記第１、第２、及び第３のダイクッション力指令値の各出力時点を示す、プレス機械のスライドの位置を示す第１、第２及び第３のスライド位置、又は前記第１のダイクッション力指令値の立ち上がり時点から前記第２のダイクッション力指令値まで連続的にダイクッション力指令値を低下させる第１の時間、及び前記第２のダイクッション力指令値から第３のダイクッション力指令値まで連続的に上昇させる第２の時間であり、
前記ダイクッション力指令器は、前記手動設定器により設定された前記第１、第２及び第３のダイクッション力指令値と、前記第１、第２及び第３のスライド位置、又はスライド衝突時点からの前記第１の時間及び第２の時間とに基づいて、連続的に変化するダイクッション力指令値を出力する請求項７に記載のダイクッション装置。
【請求項９】
前記手動設定器により設定される複数の設定項目は、前記目標ダイクッション力指令値以上の第１のダイクッション力指令値、前記目標ダイクッション力指令値よりも小さい第２のダイクッション力指令値、及び前記目標ダイクッション力指令値を示す第３のダイクッション力指令値と、前記第１のダイクッション力指令値の立ち上がり時点、前記第２のダイクッション力指令値への立ち下がり時点、及び前記第３のダイクッション力指令値への立ち上がり時点における、プレス機械のスライドの位置を示す第１、第２、及び第３のスライド位置、又は前記第１のダイクッション力指令値の出力期間を示す第１の時間、及び前記第２のダイクッション力指令値の出力期間を示す第２の時間であり、
前記ダイクッション力指令器は、前記手動設定器により設定された前記第１、第２及び第３のダイクッション力指令値と、前記第１、第２及び第３のスライド位置、又はスライド衝突時点からの前記第１の時間及び第２の時間とに基づいて、段階的に変化するダイクッション力指令値を出力する請求項７に記載のダイクッション装置。
【請求項１０】
オーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表される理想応答のダイクッション力が設定されるダイクッション力設定器と、
ダイクッション力指令値の出力時点からダイクッション力に至る応答特性の逆特性が設定される逆特性設定器と、
前記ダイクッション力設定器に設定された理想応答のダイクッション力と前記逆特性設定器に設定された逆特性とに基づいて演算した値、又はその値の近似値を示す波形又は数値を、前記ダイクッション力指令器に設定すべきダイクッション力指令値として可視化出力する出力器と、
を備えた請求項７から９のいずれか１項に記載のダイクッション装置。
【請求項１１】
オーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表される理想応答のダイクッション力が設定されるダイクッション力設定器と、
ダイクッション力指令値の出力時点からダイクッション力に至る応答特性の逆特性が設定される逆特性設定器と、を備え、
前記ダイクッション力指令器は、前記設定された理想応答のダイクッション力と前記設定された逆特性とに基づいて演算した値、又はその値の近似値をダイクッション力指令値として出力する請求項６に記載のダイクッション装置。
【請求項１２】
ステップ状の目標ダイクッション力指令値が設定される目標ダイクッション力設定器と、前記設定された目標ダイクッション力指令値に基づいて理想応答のダイクッション力を生成するダイクッション力生成器と、を備え、
前記ダイクッション力設定器は、前記ダイクッション力生成器により生成された理想応答のダイクッション力が設定される請求項１１に記載のダイクッション装置。
【請求項１３】
前記ダイクッション力指令器から出力されるダイクッション力指令値に基づいて前記クッションパッドに発生するダイクッション力を検出するダイクッション力検出器を備え、
前記ダイクッション力設定器は、前記ダイクッション力検出器により検出されたダイクッション力に近似したダイクッション力であって、少なくとも最初のオーバーシュート及び最初のアンダーシュートの無い波形で表されるダイクッション力を、理想応答のダイクッション力として自動的に設定する請求項１１に記載のダイクッション装置。
【請求項１４】
前記ダイクッション力指令器から出力されるダイクッション力指令値に基づいて前記クッションパッドに発生するダイクッション力を検出するダイクッション力検出器と、
前記出力されたダイクッション力指令値と前記検出されたダイクッション力とに基づいて前記ダイクッション力指令値の出力時点から前記ダイクッション力に至る応答特性を示す伝達関数を測定する伝達関数測定器と、
前記測定した伝達関数の逆特性を算出する逆特性算出器と、を備え、
前記逆特性設定器は、前記逆特性算出器により算出された逆特性が自動的に設定される請求項１０から１３のいずれか１項に記載のダイクッション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイクッション力制御方法及びダイクッション装置に係り、特にダイクッション力制御開始時のダイクッション力の振動を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーボモータやサーボ弁を使用して構成された、サーボダイクッション装置を使用して、ダイクッション力を制御する場合、金（上）型−材料−ブランクホルダ−クッションピン等を介して、プレス機械のスライドとクッションパッドとが衝突してダイクッション力制御が開始される時点では、過度応答により、ダイクッション力が、ダイクッション力指令値（設定力）より、大きくなったり（オーバーシュートしたり）、小さくなったり（アンダーシュートしたり）する振動問題が発生していた。
【０００３】
この振動問題は、ダイクッション装置の性能や負荷条件次第で生じるものとして、殆どの場合、回避不能とされて（諦められて）いた。その結果、オーバーシュートにより材料が破断したり、アンダーシュートにより、絞り皺が生じたりする問題が多発していた。
【０００４】
特許文献１には、スライドとクッションパッドとの衝突後に振動するダイクッション力を、迅速に所望の値に収束させるサーボダイクッションの制御装置が記載されている。このサーボダイクッションの制御装置は、最初の大きなオーバーシュートの後に生じるアンダーシュートや、その次に再び生じる最初より小さいアンダーシュート等を抑制すべく、最初のオーバーシュートの極大点に到達したときの力検出値を初期値とし、設定ダイクッション力（第１力指令値）まで減少する第２力指令値を作成し、最初のオーバーシュートの極大点に到達すると、力指令値を第１力指令値から第２力指令値に切り替えるようにしている。即ち、スライドとダイクッションとの衝突時にオーバーシュートが発生してしまうような条件において、力検出値の極大点到達前後で力指令値を切替えることにより、オーバーシュート後の力の応答性を向上させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８８３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の発明は、上記振動問題を解決する手段として合理的なものとは考えられない。何故ならば、第一に、特許文献１に記載の発明は、スライドとダイクッションパッドとの衝突後に発生する最初の大きなオーバーシュート後のダイクッション力の応答性の向上を図るものであり、最も大きなダイクッション力偏差となる（指令力と乖離する）大きなオーバーシュートには、無効である（最初の大きなオーバーシュート自体を抑制することができない）。
【０００７】
第二に、大きなオーバーシュートが発生した段階（時点）で、第２力指令を生成し、第２力指令に基づいてダイクッション力を制御することにより、次に生じるアンダーシュート等を抑制する狙いには、動的な挙動の概念が欠如している。つまり、最初のオーバーシュートの極大点に到達した時点で、力指令値を第１力指令値から第２力指令値に変更しても、第２力指令値の出力時点から対応するダイクッション力に至るまで応答遅れ（動特性）が生じる為、ダイクッション力は当初の第１力指令値（設定ダイクッション力）に対して応答しかけており、第１力指令値に対して、最初の大きなオーバーシュートの反動で勢いよくアンダーシュートする。その時点で始めて、（第１力指令値より大きい）第２力指令値の影響が作用し、再び大きくオーバーシュートする。つまり、最初のオーバーシュート発生時に力指令値を切り換えても時既に遅しとなって、なお収束に時間を要する。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、スライドとクッションパッドとの衝突後に発生するダイクッション力の振動、特に最初の大きなオーバーシュートやアンダーシュートを簡単に、かつ安価な装置で抑制することができるダイクッション力制御方法及びダイクッション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の一の態様に係る発明は、予め設定されたダイクッション力指令値を出力し、前記ダイクッション力指令値に基づいてクッションパッドにダイクッション力を発生させるダイクッション力制御方法であって、前記ダイクッション力指令値としてステップ状の目標ダイクッション力指令値としたときに発生するダイクッション力の最初のオーバーシュートを抑制すべく、最初に前記目標ダイクッション力指令値以上のダイクッション力指令値を出力し、続いて、前記目標ダイクッション力指令値よりも小さいダイクッション力指令値になるように連続的又は段階的に低下させたダイクッション力指令値を出力し、その後、前記目標ダイクッション力指令値になるように連続的又は段階的に上昇するダイクッション力指令値を出力することを特徴としている。
【００１０】
本発明の一の態様によれば、最初に（プレス機械のスライドとダイクッション装置のクッションパッドとの衝突時に）、目標ダイクッション力指令値以上のダイクッション力指令値を出力する。ダイクッション力の立ち上がりを速くするためである。続いて、目標ダイクッション力指令値よりも小さいダイクッション力指令値になるように連続的又は段階的に低下させたダイクッション力指令値を出力し、最初のオーバーシュートを抑制するようにしている。また、最初のオーバーシュートを抑制することで、最初のアンダーシュートも抑制することができる。その後、目標ダイクッション力指令値になるように連続的又は段階的に上昇するダイクッション力指令値を出力する。即ち、従来のステップ状の目標ダイクッション力指令値を与えるのではなく、ダイクッション力指令値の出力時点からダイクッション力発生に至るまでの応答遅れを考慮し、理想応答のダイクッション力（スライドとクッションパッドとの衝突後に発生するダイクッション力の振動、特に最初の大きなオーバーシュートやアンダーシュートが抑制されたダイクッション力）が得られるように、ダイクッション力指令値を工夫して与えるようにしている。
【００１１】
本発明の他の態様に係るダイクッション力制御方法において、プレス機械の第１のプレス加工期間中に第１のダイクッション力指令値を、前記ダイクッション力指令値として出力する工程と、前記出力された第１のダイクッション力指令値に基づいて制御された前記クッションパッドに発生する第１のダイクッション力を検出する工程と、前記出力された第１のダイクッション力指令値と前記検出された第１のダイクッション力とに基づいて、前記第１のダイクッション力指令値の出力時点から前記第１のダイクッション力に至る応答特性の逆特性を演算する工程と、オーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表される理想応答の第２のダイクッション力を設定する工程と、前記理想応答のダイクッション力と前記逆特性とに基づいて第２のダイクッション力指令値を算出する工程と、プレス機械の第１のプレス加工期間経過の後の第２のプレス加工期間中に、前記算出した第２のダイクッション力指令を前記ダイクッション力指令値として出力する工程と、を含んでいる。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、プレス機械の第１のプレス加工期間中に出力された第１のダイクッション力指令値と、該第１のダイクッション力指令値に基づいて制御されたクッションパッドに発生する第１のダイクッション力とに基づいて、第１のダイクッション力指令値の出力時点から第１のダイクッション力に至る応答特性の逆特性を演算する。尚、ダイクッション力指令値の出力時点からダイクッション力に至る応答特性は、負荷条件が一定の場合には一定の応答特性を示し、その逆特性も一定の特性を示す。そして、理想応答の第２のダイクッション力と前記演算した逆特性とに基づいて、前記理想応答の第２のダイクッション力を得るための第２のダイクッション力指令値（理想応答のダイクッション力が得られる理想的なダイクッション力指令値）を算出するようにしている。このようにして算出した理想的なダイクッション力指令値を指令値として与えることにより、ダイクッション力のオーバーシュートやアンダーシュートを簡単に、かつ安価な装置で抑制することができる。
【００１３】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション力制御方法において、前記逆特性を演算する工程は、前記出力された第１のダイクッション力指令値と前記検出された第１のダイクッション力とに基づいて前記第１のダイクッション力指令値の出力時点から前記第１のダイクッション力に至る応答特性を、伝達関数を使用して同定する工程と、前記同定した伝達関数の逆特性を演算する工程と、を含んでいる。
【００１４】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション力制御方法において、前記理想応答の第２のダイクッション力は、前記検出された第１のダイクッション力を近似したダイクッション力であって、前記第１のダイクッション力に含まれるオーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表されたダイクッション力であることが好ましい。即ち、理想応答の第２のダイクッション力は、通常のダイクッション力指令値の応答に沿った（同程度の、現実的な）応答性を有し、かつオーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表されるものが好ましい。
【００１５】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション力制御方法において、前記プレス機械の第１のプレス加工期間は、試し打ち期間、又は１ないし複数のプレスサイクルの加工期間である。新規の材料や金型によるプレス加工時には試し打ちは必ず行われるため、この試し打ち期間に出力した第１のダイクッション力指令値と第１のダイクッション力を収集して応答特性を同定することができる。また、前回の１又は複数のプレスサイクルの加工期間に第１のダイクッション力指令値と第１のダイクッション力を収集し、その結果を次回のプレスサイクルでのダイクッション力指令値の算出に使用してもよい。
【００１６】
本発明の更に他の態様に係る発明は、クッションパッドを支持し、該クッションパッドにダイクッション力を発生させるダイクッション力発生器と、ダイクッション力指令値を出力するダイクッション力指令器と、前記ダイクッション力指令器から出力されるダイクッション力指令値に基づいて、前記ダイクッション力が前記ダイクッション力指令値に対応するダイクッション力になるように前記ダイクッション力発生器を制御するダイクッション力制御器と、を備えたダイクッション装置において、前記ダイクッション力指令器は、前記ダイクッション力指令値としてステップ状の目標ダイクッション力指令値としたときに発生するダイクッション力の最初のオーバーシュートを抑制すべく、前記目標ダイクッション力指令値以上のダイクッション力指令値を最初に出力し、続いて、前記目標ダイクッション力指令値よりも小さいダイクッション力指令値になるように連続的又は段階的に低下させたダイクッション力指令値を出力し、その後、前記目標ダイクッション力指令値になるように連続的又は段階的に上昇するダイクッション力指令値を出力することを特徴としている。
【００１７】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、オーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表される理想応答のダイクッション力が設定されるダイクッション力設定器と、ダイクッション力指令値の出力時点からダイクッション力に至る応答特性の逆特性が設定される逆特性設定器と、を備え、前記ダイクッション力指令器は、前記設定された理想応答のダイクッション力と前記設定された逆特性とに基づいて演算した値、又はその値の近似値をダイクッション力指令値として出力するようにしている。これにより、装置の応答特性を考慮した、理想応答のダイクッション力を得るためのダイクッション力指令値を出力することができる。
【００１８】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記ダイクッション力指令器は、前記ダイクッション力指令値を特定するための複数の設定項目を手動で設定する手動設定器を有し、該手動設定器により設定された複数の設定項目に基づいて前記ダイクッション力指令値を出力することが好ましい。
【００１９】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記手動設定器により設定される複数の設定項目は、前記目標ダイクッション力指令値以上の第１のダイクッション力指令値、前記目標ダイクッション力指令値よりも小さい第２のダイクッション力指令値、及び前記目標ダイクッション力指令値を示す第３のダイクッション力指令値と、前記第１、第２、及び第３のダイクッション力指令値の各出力時点を示す、プレス機械のスライドの位置を示す第１、第２及び第３のスライド位置、又は前記第１のダイクッション力指令値の立ち上がり時点から前記第２のダイクッション力指令値まで連続的にダイクッション力指令値を低下させる第１の時間、及び前記第２のダイクッション力指令値から第３のダイクッション力指令値まで連続的に上昇させる第２の時間であり、前記ダイクッション力指令器は、前記手動設定器により設定された前記第１、第２及び第３のダイクッション力指令値と、前記第１、第２及び第３のスライド位置、又はスライド衝突時点からの前記第１の時間及び第２の時間とに基づいて、連続的に変化するダイクッション力指令値を出力する。
【００２０】
本発明の更に他の態様によれば、前記手動設定器により理想的なダイクッション力指令値を特定するための項目（第１、第２、第３のダイクッション力指令値と、第１、第２、第３のスライド位置、又は衝突時点からの第１、第２の時間）が設定されると、前記ダイクッション力指令器は、前記手動設定器にて設定された各項目により特定される理想的なダイクッション力指令値（スライド位置又は衝突後の経過時間に応じて連続的に変化するダイクッション力指令値）を出力することができる。
【００２１】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記手動設定器により設定される複数の設定項目は、前記目標ダイクッション力指令値以上の第１のダイクッション力指令値、前記目標ダイクッション力指令値よりも小さい第２のダイクッション力指令値、及び前記目標ダイクッション力指令値を示す第３のダイクッション力指令値と、前記第１のダイクッション力指令値の立ち上がり時点、前記第２のダイクッション力指令値への立ち下がり時点、及び前記第３のダイクッション力指令値への立ち上がり時点における、プレス機械のスライドの位置を示す第１、第２、及び第３のスライド位置、又は前記第１のダイクッション力指令値の出力期間を示す第１の時間、及び前記第２のダイクッション力指令値の出力期間を示す第２の時間であり、前記ダイクッション力指令器は、前記手動設定器により設定された前記第１、第２及び第３のダイクッション力指令値と、前記第１、第２及び第３のスライド位置、又はスライド衝突時点からの前記第１の時間及び第２の時間とに基づいて、段階的に変化するダイクッション力指令値を出力する。
【００２２】
本発明の更に他の態様によれば、前記手動設定器により理想的なダイクッション力指令値を特定するための項目（第１、第２、第３のダイクッション力指令値と、第１、第２、第３のスライド位置、又は衝突時点からの第１、第２の時間）が設定されると、前記ダイクッション力指令器は、前記手動設定器にて設定された各項目により特定される理想的なダイクッション力指令値（スライド位置又は衝突後の経過時間に応じて段階的に変化するダイクッション力指令値）を出力することができる。
【００２３】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、オーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表される理想応答のダイクッション力が設定されるダイクッション力設定器と、ダイクッション力指令値の出力時点からダイクッション力に至る応答特性の逆特性が設定される逆特性設定器と、前記ダイクッション力設定器に設定された理想応答のダイクッション力と前記逆特性設定器に設定された逆特性とに基づいて演算した値、又はその値の近似値を示す波形又は数値を、前記ダイクッション力指令器に設定すべきダイクッション力指令値として可視化出力する出力器と、を備えることが好ましい。
【００２４】
本発明の更に他の態様によれば、前記出力器から理想的なダイクッション力指令値を可視化出力したため、操作者はその出力結果を参照して、手動設定器により理想的なダイクッション力指令値を特定するための複数の設定項目を設定することができる。尚、理想的なダイクッション力指令値は、理想応答のダイクッション力と、ダイクッション力指令値の出力時点からダイクッション力に至る応答特性の逆特性とに基づいて算出することができる。また、前記出力器は、例えば、理想的なダイクッション力指令値を示す波形や数値を表示し又は印刷するモニタ又はプリンタである。
【００２５】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、オーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表される理想応答のダイクッション力が設定されるダイクッション力設定器と、ダイクッション力指令値の出力時点からダイクッション力に至る応答特性の逆特性が設定される逆特性設定器と、を備え、前記ダイクッション力指令器は、前記設定された理想応答のダイクッション力と前記設定された逆特性とに基づいて演算した値、又はその値の近似値をダイクッション力指令値として出力することが好ましい。
【００２６】
本発明の更に他の態様によれば、前記ダイクッション力設定器において、理想応答のダイクッション力が設定されると、前記ダイクッション力指令器は、自動的に理想的なダイクッション力指令値を演算して出力することができる。
【００２７】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、ステップ状の目標ダイクッション力指令値が設定される目標ダイクッション力設定器と、前記設定された目標ダイクッション力指令値に基づいて理想応答のダイクッション力を生成するダイクッション力生成器と、を備え、前記ダイクッション力設定器は、前記ダイクッション力生成器により生成された理想応答のダイクッション力が設定される。操作者は、従来と同様のダイクッション力指令値（目標ダイクッション力を示すステップ状の目標ダイクッション力指令値）を設定すると、設定された目標ダイクッション力指令値に基づいて理想応答のダイクッション力が生成され、この理想応答のダイクッション力が前記ダイクッション力設定器に設定される。尚、このようにして理想応答のダイクッション力が設定されると、この理想応答のダイクッション力を得るための理想的なダイクッション力指令値が演算されて出力される。
【００２８】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記ダイクッション力指令器から出力されるダイクッション力指令値に基づいて前記クッションパッドに発生するダイクッション力を検出するダイクッション力検出器を備え、前記ダイクッション力設定器は、前記ダイクッション力検出器により検出されたダイクッション力に近似したダイクッション力であって、少なくとも最初のオーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表されるダイクッション力を、理想応答のダイクッション力として自動的に設定することが好ましい。前記ダイクッション力検出器によりダイクッション力指令値に対する応答結果であるダイクッション力が検出され、この検出結果から少なくとも最初のオーバーシュート及びアンダーシュートの無い波形で表される理想応答のダイクッション力を自動的に設定するようにしている。
【００２９】
本発明の更に他の態様に係るダイクッション装置において、前記ダイクッション力指令器から出力されるダイクッション力指令値に基づいて前記クッションパッドに発生するダイクッション力を検出するダイクッション力検出器と、前記出力されたダイクッション力指令値と前記検出されたダイクッション力とに基づいて前記ダイクッション力指令値の出力時点から前記ダイクッション力に至る応答特性を示す伝達関数を測定する伝達関数測定器と、前記測定した伝達関数の逆特性を算出する逆特性算出器と、を備え、前記逆特性設定器は、前記逆特性算出器により算出された逆特性が自動的に設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ダイクッション力指令値の出力時点からダイクッション力発生に至るまでの応答遅れを考慮した、理想的なダイクッション力指令値を出力するようにしたため、理想応答のダイクッション力（スライドとクッションパッドとの衝突後に発生するダイクッション力の振動、特に最初の大きなオーバーシュートやアンダーシュートが抑制されたダイクッション力）を、ダイクッション力指令値を工夫するだけで簡単に得ることができ、また、安価な装置で理想応答のダイクッション力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は本発明に係るダイクッション装置の実施の形態を示す構成図である。
【図２】図２は図１に示したダイクッション制御装置の制御要素を示すブロック線図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれスライド位置、ダイクッション位置、及び従来のダイクッション力指令値及びダイクッション力応答を示す波形図である。
【図４】図４は、ダイクッション力制御方法の第１の実施形態を説明するために用いたダイクッション力指令値を示す波形図である。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれスライド位置、ダイクッション位置、及び第１の実施形態に係るダイクッション力指令値及びダイクッション力応答を示す波形図である。
【図６】図６は、ダイクッション力制御方法の第２の実施形態を説明するために用いたダイクッション力指令値を示す波形図である。
【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は、それぞれスライド位置、ダイクッション位置、及び第２の実施形態に係るダイクッション力指令値及びダイクッション力応答を示す波形図である。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、ダイクッション圧指令からダイクッション圧に至る２次遅れ要素の伝達関数及び同定された２次遅れ要素の伝達関数を示す図である。
【図９】図９（ａ）及び（ｂ）は、それぞれスライド位置、ダイクッション位置、及び従来のダイクッション力指令値及び実際のダイクッション力応答とダイクッション力応答２次近似を示す波形図である。
【図１０】図１０は、ダイクッション力の理想的な応答を説明するために用いた波形図である。
【図１１】図１１は、実際の応答に対して、理想的に（非現実的に）２次遅れ要素で近似した伝達関数を示す図である。
【図１２】図１２は、ダイクッション力からダイクッション力指令値に至る逆特性の伝達関数を示す図である。
【図１３】図１３は、逆特性に理想応答のダイクッション力を与えたときの応答結果（値数値演算結果）を示す理想的なダイクッション力指令値の波形図である。
【図１４】図１４は、ダイクッション力指令器の第１の実施形態を示すブロック線図である。
【図１５】図１５は、ダイクッション力設定器の一例を示すブロック線図である。
【図１６】図１６は、逆特性設定器の一例を示すブロック線図である。
【図１７】図１７は、ダイクッション力指令器の第２の実施形態を示すブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下添付図面に従って本発明に係るダイクッション力制御方法及びダイクッション装置の好ましい実施形態について詳説する。
【００３３】
［ダイクッション装置の構成］
図１は本発明に係るダイクッション装置の実施の形態を示す構成図である。尚、図１において、プレス機械１００は２点鎖線で示され、ダイクッション装置２００は実線で示されている。
【００３４】
図１に示すプレス機械１００は、ベッド１０２、コラム１０４及びクラウン１０６でフレームが構成され、スライド１１０は、コラム１０４に設けられたガイド部１０８により鉛直方向に移動自在に案内されている。スライド１１０は、図示しない駆動手段によって回転駆動力が伝達されるクランク軸１１２を含むクランク機構によって図１上で上下方向に移動させられる。
【００３５】
プレス機械１００のベッド１０２側には、スライド１１０の位置を検出するスライド位置検出器１１４が設けられ、クランク軸１１２には、クランク軸１１２の角速度を検出するクランク角速度検出器１１６が設けられている。
【００３６】
スライド１１０には上型１２０が装着され、ベッド１０２上（のボルスタ上）には下型１２２が装着されている。
【００３７】
上型１２０と下型１２２の間には皺押さえ板２０２があり、下側が複数のクッションピン２０４を介してクッションパッド２１０で支持され、上側には材料がセットされる（接触する）。
【００３８】
ダイクッション装置２００は、主として上記クッションパッド２１０を支持する油圧シリンダ２２０、油圧モータ２３０、サーボモータ２４０、及びダイクッション制御装置２５０等から構成されている。
【００３９】
クッションパッド２１０は、油圧シリンダ２２０によって支持され、クッションパッド２１０（あるいは油圧シリンダ・ピストンに連動する部分）には、クッションパッド２１０の位置を検出するダイクッション位置検出器２２２が設置されている。
【００４０】
油圧シリンダ２２０のクッション圧発生側加圧室（以下「下室」と称す）２２０ａに接続された配管２２４には、下室２２０ａの圧力を検出するダイクッション圧検出器２３２が接続されるとともに、油圧モータ２３０の一方の吐出口が接続されている。油圧モータ２３０の他方の吐出口には、タンク２２６が接続されている。
【００４１】
油圧モータ２３０の回転軸には、直接又は減速機を介してサーボモータ２４０の駆動軸が接続され、サーボモータ２４０には、サーボモータ２４０の回転角速度を検出するためのモータ角速度検出器２２８が設けられている。
【００４２】
［ダイクッション圧制御の原理］
ダイクッション力は、油圧シリンダ２２０の下室２２０ａの圧力とシリンダ面積の積で表すことができるため、ダイクッション力を制御することは、油圧シリンダ２２０の下室２２０ａの圧力を制御することを意味する。
【００４３】
いま、油圧シリンダ・ダイクッション圧発生側断面積：ａ
油圧シリンダ・ダイクッション圧発生側体積：Ｖ
ダイクッション圧：Ｐ
電動（サーボ）モータトルク：Ｔ
サーボモータの慣性モーメント：Ｉ
サーボモータの粘性抵抗係数：ＤM
サーボモータの摩擦トルク：ｆM
油圧モータの押し退け容積：Ｑ
スライドから油圧シリンダピストンロッドに加わる力：Ｆｓｌｉｄｅ
プレスに押されて発生するパッド速度：ｖ
油圧シリンダピストンロッド＋パッドの慣性質量：Ｍ
油圧シリンダの粘性抵抗係数：ＤS
油圧シリンダの摩擦力：ｆS
圧油に押されて回転するサーボモータ角速度：ω
作動油の体積弾性係数：Ｋ
比例定数：ｋ１、ｋ２
とすると、静的な挙動は（１）及び（２）式で表すことができる。
【００４４】
Ｐ=∫Ｋ（（ｖ・Ａ−ｋ１Ｑ・ω）／Ｖ）ｄｔ ……（１）
Ｔ=ｋ２・ＰＱ／（２π） ……（２）
また、動的な挙動は（１）、（２）式に加えて（３）、（４）式で表すことができる。
【００４５】
ＰＡ−Ｆ＝Ｍ・ｄv／ｄｔ＋ＤS・ｖ＋ｆS ……（３）
Ｔ−ｋ２・ＰＱ／（２π）＝I・ｄω／ｄｔ＋ＤM・ω＋ｆM ……（４）
上記（１）〜（４）式が意味するもの、即ち、スライド１１０からクッションパッド２１０を介して油圧シリンダ２２０に伝わった力は、油圧シリンダ２２０の下室２２０ａを圧縮し、ダイクッション圧を発生させる。同時に、ダイクッション圧によって油圧モータ２３０を油圧モータ作用させ、この油圧モータ２３０に発生する回転軸トルクがサーボモータ２４０の駆動トルクに抗じたところで、サーボモータ２４０を回転（回生作用）させ、圧力の上昇が抑制される。結局、ダイクッション圧は、サーボモータ２４０の駆動トルクに応じて決定される。
【００４６】
［ダイクッション制御装置］
ダイクッション制御装置２５０は、主としてダイクッション力指令器２６０、ダイクッション力制御器２７０、及び増幅器２８０を備えている。
【００４７】
ダイクッション力制御器２７０には、ダイクッション力指令器２６０からダイクッション力指令値（ダイクッション圧指令値）Ｐｒｅｆが加えられ、また、ダイクッション圧検出器２３２から油圧シリンダ２２０の下室２２０ａの圧力Ｐを示すダイクッション圧検出信号が加えられており、ダイクッション力制御器２７０は、これらの入力信号に基づいて演算したトルク指令値を増幅器２８０を介してサーボモータ２４０に出力する。
【００４８】
尚、ダイクッション制御装置２５０は、スライド１１０が非加工工程の領域にある場合には、クッションパッド２１０を位置制御するダイクッション位置制御状態に切り換えられ、スライド１１０が加工工程の領域にある場合には、ダイクッション力制御状態に切り換えられ、ダイクッション位置制御状態かダイクッション力制御状態かに応じて異なる制御を行うが、本例では、以下に示すようにダイクッション力制御状態における制御に関して説明する。
【００４９】
また、ダイクッション力制御器２７０には、モータ角速度検出器２２８からサーボモータ２４０のモータ角速度ωｍｏｔを示す角速度信号、ダイクッション位置検出器２２２からクッションパッド２１０の位置を示すダイクッション位置検出信号が加えられており、これらの入力信号は、ダイクッション力制御状態におけるダイクッション力制御に使用される。
【００５０】
更に、本例では、油圧シリンダ２２０によりダイクッション力を発生させているが、このダイクッション力は、ダイクッション圧Ｐと油圧シリンダ２２０の下室２２０ａの断面積ａとの積に対応する。即ち、ダイクッション力は、ダイクッション圧に比例する。本例のダイクッション力指令器２６０は、ダイクッション圧指令値Ｐｒｅｆを出力するが、ダイクッション力指令値に対応するものである。また、ダイクッション圧検出器２３２により検出される油圧シリンダ２２０の下室２２０ａの圧力Ｐは、ダイクッション力に対応するため、ダイクッション圧検出器２３２は、ダイクッション力検出器に相当するものである。
【００５１】
図２は上記ダイクッション制御装置２５０の主要制御要素、主要ダイクッション装置（機構）要素、および主要負荷要素を示すブロック線図である。
【００５２】
尚、図１及び図２に示した記号の意味は、下記の通りである。
【００５３】
Ｆｓｌｉｄｅ：スライドから受ける力（ｋＮ）
Ｐ：ダイクッション圧（ｋＰａ）
Ｐｒｅｆ：ダイクッション圧指令値（ｋＰａ）
Ｊ：サーボモータとその連動部の慣性モーメント（ｋｇ／ｍ２）
Ｄ：サーボモータとその連動部の粘性（ｋＮｍ／ｓ）
ωｍｏｔ：サーボモータの角速度（rad／ｓ）
ｑ：油圧モータの押し退け容積（ｍ３／rev）
Ｑ：油圧モータの吐出油量（ｍ３／s）
Ｑｃｙｌ：油圧シリンダ押し退け油量（ｍ３／s）
Ｋ：作動油の体積弾性係数（ｋＮ／ｍ２）
Ｖ：圧縮容積（m３）
ａ：油圧シリンダの下室の断面積（ｍ２）
Ｍ：クッションパッドとその連動部質量（ｋｇ）
Ｖｃｙｌ：油圧シリンダ・ピストン速度（ｍ／s）
ダイクッション装置２００では、スライド１１０の動力によって金型・皺押さえ板２０２・クッションピン２０４・クッションパッド２１０を介して油圧シリンダ２２０にダイクッション圧が発生する。この圧力（ダイクッション圧）は、ダイクッション圧指令値とダイクッション圧検出器２３２で検出されるダイクッション圧検出信号とに基づいてサーボモータ２４０のトルクを制御することによりダイクッション圧指令値になるように制御される。
【００５４】
即ち、ダイクッション力指令器２６０は、ダイクッション機能の開始タイミングを得るためにスライド位置検出器１１４からスライド位置信号を入力しており、この入力するスライド位置信号に基づいて、対応するダイクッション圧指令値（Ｐｒｅｆ）をダイクッション力制御器２７０に出力する。ダイクッション力制御器２７０の他の入力には、ダイクッション圧検出器２３２から油圧シリンダ２２０の下室２２０ａの圧力（ダイクッション圧）Ｐを示すダイクッション圧検出信号が加えられており、ダイクッション力制御器２７０は、これらの入力信号に基づいて演算したトルク指令値を増幅器２８０を介してサーボモータ２４０に出力する。
【００５５】
また、サーボモータ２４０のトルク制御時に、モータ角速度検出器２２８によって検出されるモータ角速度ωｍｏｔを示す角速度信号は、ダイクッション圧制御における動的安定性を確保する用途に用いる。
【００５６】
さて、図３は、上記構成のダイクッション装置２００において、ダイクッション力指令として、終始一定で２５００ｋＮ、ダイクッションストローク１２０ｍｍ、スライド１１０とダイクッションが衝突する（ダイクッション力制御開始）時点のスライド速度を５００ｍｍ／ｓ、衝突時のダイクッション位置は静止状態（下方に対する予備加速は無し）である条件下におけるダイクッション力制御波形を示す。比較的、過度的なダイクッション力制御開始条件下における結果である。
【００５７】
本制御例では、スライド１１０が静止状態のダイクッションに５００ｍｍ／ｓで衝突する影響は、（図２には示さない）ダイクッション力制御装置内で考慮し、その大部分を制御的に除去しているが、完全なものでは無く、ダイクッション力指令に対して２０％程度のオーバーシュートと１０％程度のアンダーシュートを生じている。
【００５８】
＜ダイクッション力制御方法の第１の実施形態＞
本発明は、目標とするダイクッション力よりも実際のダイクッション力が大きくなったり（オーバーシュートしたり）、小さくなったり（アンダーシュートしたり）する振動問題を解決することにあり、特にダイクッション力制御開始時のオーバーシュート、アンダーシュートを抑制することにある。
【００５９】
第１の実施形態では、同一の条件下、同一のダイクッション制御装置２５０を使用して、ダイクッション力指令の設定値のみを、図４の如く変更した。
【００６０】
図４に示す第１の実施形態のダイクッション力指令値は、ダイクッション力制御開始時の第１のスライド位置Ｘ１（衝突時）から第２のスライド位置Ｘ２の間、第１のダイクッション力指令値Ｆ１から第２のダイクッション力指令値Ｆ２まで連続的（テーパー状）に変化するダイクッション力指令値が設定され、続いて第２のスライド位置Ｘ２から第３のスライド位置Ｘ３の間、第２のダイクッション力指令値Ｆ２から第３のダイクッション力指令値Ｆ３までテーパー状に変化するダイクッション力指令値が設定され、その後、一定の第３のダイクッション力指令値Ｆ３が設定されている。
【００６１】
尚、衝突後のクッションパッド２１０は、スライド１１０と同期して下降するため、上記スライド位置Ｘ１〜Ｘ３の替わりにダイクッション位置を使用してもよい。また、スライド位置Ｘ１〜Ｘ３の替わりに、衝突後の第１のダイクッション力指令値Ｆ１を出力する時間Ｔ１（第１の時間）、第２のダイクッション力指令値Ｆ２を出力する時間Ｔ２（第２の時間）を設定し、衝突後の経過時間に応じて第１、第２、第３ダイクッション力指令値を与えるようにしてもよい。
【００６２】
図５（ｂ）には、上記のようにして設定したダイクッション力指令値と、このダイクッション力指令値により制御されたダイクッション力とが示されている。また、図５（ａ）には、スライド位置及びダイクッション位置を示す波形が示されている。
【００６３】
図５（ｂ）に示すダイクッション力指令値は、衝突時（スライド位置（１２０ｍｍ））に第１のダイクッション力指令値Ｆ１（３５００ｋＮ）が設定され、スライド位置１２０ｍｍからスライド位置（１０７ｍｍ）まで、第１のダイクッション力指令値Ｆ１（３５００ｋＮ）から第２のダイクッション力指令値Ｆ２（１４００ｋＮ）までテーパー状に変化するダイクッション力指令値が設定され、スライド位置（１０７ｍｍ）からスライド位置（９０ｍｍ）まで、第２のダイクッション力指令値Ｆ２（１４００ｋＮ）から第３のダイクッション力指令値Ｆ３（２５００ｋＮ）までテーパー状に変化するダイクッション力指令値が設定され、スライド位置（９０ｍｍ）以降、一定の第３のダイクッション力指令値Ｆ３（２５００ｋＮ）が設定されている。
【００６４】
上記のようにダイクッション力指令値を与えることにより、ダイクッション力制御装置を変更すること無く、簡単に、ダイクッション力制御開始時のオーバーシュート、アンダーシュートを含む振動を抑制することができる（図５（ｂ）参照）。
【００６５】
＜ダイクッション力制御方法の第２の実施形態＞
図６に、第２の実施形態のダイクッション力指令値の波形を示す。第２の実施形態は、第１の実施形態と比較すると、ダイクッション力指令値の波形が異なり、ダイクッション力指令値の波形がより簡略化されている。
【００６６】
図６に示す第２の実施形態のダイクッション力指令値は、ダイクッション力制御開始時の第１のスライド位置Ｘ１（衝突時）から第２のスライド位置Ｘ２の間、目標ダイクッション力の設定値（第３のダイクッション力指令値Ｆ３）よりも大きいダイクッション力指令値（第１のダイクッション力指令値Ｆ１）が設定され、続いて第２のスライド位置Ｘ２から第３のスライド位置Ｘ３の間、目標ダイクッション力指令値よりも小さいダイクッション力指令値（第２のダイクッション力指令値Ｆ２）が設定され、その後、一定の第３のダイクッション力指令値Ｆ３が設定されている。
【００６７】
図７（ｂ）には、上記のようにして設定したダイクッション力指令値と、このダイクッション力指令値により制御されたダイクッション力とが示されている。また、図７（ａ）には、スライド位置及びダイクッション位置を示す波形が示されている。
【００６８】
図７（ｂ）に示すダイクッション力指令値は、衝突時（スライド位置（１２０ｍｍ））からスライド位置（１１２ｍｍ）まで第１のダイクッション力指令値Ｆ１（３３５０ｋＮ）が設定され、スライド位置（１１２ｍｍ）からスライド位置（１００ｍｍ）まで第２のダイクッション力指令値Ｆ２（１４００ｋＮ）が設定され、スライド位置（１００ｍｍ）以降、第３のダイクッション力指令値Ｆ３（２５００ｋＮ）が設定されている。
【００６９】
上記のようにダイクッション力指令値を与えることにより、ダイクッション力制御装置を変更すること無く、簡単に、ダイクッション力制御開始時のオーバーシュート、アンダーシュートを含む振動を抑制することができる（図７（ｂ）参照）。
【００７０】
［衝突時のダイクッション力の振動が抑制される原理］
次に、上記のようなダイクッション力指令値を与えることにより、衝突時のダイクッション力の振動が抑制される原理について説明する。
【００７１】
図２に示したブロック線図に関して、例えば、ダイクッション圧指令値Ｐｒｅｆから、ダイクッション圧Ｐに至る応答に対して、増幅器の応答性は十分に早い（高周波数域の）ため無視し、衝突によりスライドからクッションパッドに伝わる力Ｆｓｌｉｄｅに影響する、油圧シリンダ押し退け油量Ｑｃｙｌの影響は重要な支配因子であるため無視適わず、別途その影響を、本図には図示しない制御アルゴリズムにより除去すると、ダイクッション圧指令値Ｐｒｅｆからダイクッション圧Ｐに至る伝達関数は、図８のように、２次遅れ要素で表現できる。
【００７２】
即ち、図２に示したブロック線図を、増幅器２８０と、油圧シリンダ押し退け油量Ｑｃｙｌとを無視して整理すると、図８に示す伝達関数で表すことができる。
【００７３】
図３（ｂ）に示すダイクッション力指令（ステップ状の指令）に対するダイクッション力の応答は、図８（ａ）に示した２次遅れ要素の伝達関数を用いて、ダイクッション力Ｆの応答に置き換えて当て嵌めると、図８（ｂ）のようになる。
【００７４】
即ち、図８（ａ）に示した２次遅れ要素の伝達関数の固定角周波数ωｐ、減衰比ζｐを、それぞれωｐ＝７０、ζｐ＝０．４５とすることで、その応答波形は、図９（ｂ）に示すダイクッション力応答２次近似（Ｆ_近似（Ｃ））の波形となり、実際の応答Ｆ（Ｂ）の波形と近似する。尚、減衰比ζｐが比較的小さいため、振動的になる。
【００７５】
ところで、本来は、図１０のＦ_理想応答(２次近似）（Ｄ）に示すような、オーバーシュートやアンダーシュートの無い安定した理想応答が望ましい。
【００７６】
図１１は、実際の応答Ｆ（Ｂ）に対して、理想的に（非現実的に）２次遅れ要素で近似した伝達関数を示している。この伝達関数により得られるＦ_理想応答（Ｄ）は、図１０に示すように実際の応答Ｆ（Ｂ）に沿って（同程度の、現実的な）応答性を有した２次遅れ要素で表現した（仮想した）ものであり、固有角周波数ωｐを１００rad/sとし、安定性を向上させるために減衰比ζｐを０．８としたものである。
【００７７】
しかし、一定のステップ状の指令値Ｆ_ref（Ａ）では、図８（ｂ）に示した伝達関数に従って応答するため、図９（ｂ）に示したＦ_近似（Ｃ）の応答結果しか得られない。そこで、Ｆ_理想応答（Ｄ）が得られる、理想的なダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を演算し、一定のステップ状の指令値（Ｆ_ref（Ａ））の替わりに、演算したダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を指令値として与える。
【００７８】
この理想的なダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））は、ダイクッション力指令値からダイクッション力に至る応答特性が、前記した条件下では、ほぼ一定であり、そのダイクッション力からダイクッション力指令値に至る逆特性もほぼ一定であることから、Ｆ_理想応答（Ｄ）と、前記応答特性の逆特性とにより算出することができる。
【００７９】
前記応答特性の逆特性は、数値演算により求めることができる。２次遅れ要素の逆特性は、理論的に厳密解を得ることは不可能であるが、近似解は求めることができる。２次遅れ要素の逆特性は、２次遅れ要素に対して微分要素を含む、言わば２次進み要素である。
【００８０】
図１２は、ダイクッション力からダイクッション力指令値に至る逆特性（Ｆ_理想応答（Ｄ）からＦref_理想（Ｅ）に至る伝達関数）を示し、図１３はその応答結果（数値演算結果）を示す。
【００８１】
したがって、上記のようにして求めた理想的なダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を与えれば、平滑な理想応答のダイクッション力（Ｆ_理想応答（Ｄ））が得られる（応答する）。
【００８２】
図１３に示した理想的なダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を、テーパー状に近似して与え（設定し）た場合（第１の実施形態）の実験結果が、図５（ｂ）に示したダイクッション力指令値とそのダイクッション力応答である。図５（ｂ）に示すように理想的なダイクッション力指令値によるダイクッション力応答は、図３（ｂ）に示したダイクッション力応答に比べてオーバーシュート及びアンダーシュートが抑制された平滑なダイクッション力応答になる。
【００８３】
また、図１３に示した理想的なダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を、テーパー状の近似よりも簡便化（段階的な指令値に近似）して与えた場合（第２の実施形態）の実験結果が、図７（ｂ）に示したダイクッション力指令値とそのダイクッション力応答であり、同様に平滑なダイクッション力が得られている。これらの実験結果は、［衝突時のダイクッション力の振動が抑制される原理］の妥当性を示すものである。
【００８４】
［ダイクッション力指令器の第１の実施形態］
次に、本発明に係るダイクッション装置に適用されるダイクッション力指令器の第１の実施形態について説明する。
【００８５】
図１４は、ダイクッション力指令器の第１の実施形態を示すブロック線図である。
【００８６】
図１４に示すダイクッション力指令器２６０Ａは、図１に示したダイクッション力指令器２６０として適用できるものであり、主としてダイクッション力設定器２６２と、ダイクッション力指令値演算器２６４とから構成されている。
【００８７】
ダイクッション力設定器２６２は、図１０に示した理想応答のダイクッション力（Ｆ_理想応答（Ｄ））を示す応答波形が設定されており、スライドがダイクッションに衝突する時点から下死点に至るまでのスライド位置を示すスライド位置検出値に応じて、スライド位置に対応するダイクッション力指令値（Ｆ_理想応答（Ｄ））をダイクッション力指令値演算器２６４に出力する。
【００８８】
ダイクッション力指令値演算器２６４は、逆特性設定器２６６を有しており、入力するダイクッション力指令値（Ｆ_理想応答（Ｄ））と、逆特性設定器２６６に設定された逆特性（ダイクッション力指令値の出力時点からダイクッション力に至る応答特性の逆特性）とに基づいて、図１３に示した理想的なダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を演算する。
【００８９】
ダイクッション力設定器２６２に設定される理想応答のダイクッション力は、図１０に示したダイクッション力（Ｆ_理想応答（Ｄ））に限らず、ダイクッション力検出値に基づいて、実際の応答に近似し、かつオーバーシュートやアンダーシュートの無い安定したダイクッション力を自動的に又は手動で設定してもよい。
【００９０】
また、ダイクッション力設定器２６２は、図１５に示すダイクッション力設定器２６２Ａとして構成することができる。
【００９１】
このダイクッション力設定器２６２Ａは、目標ダイクッション力指令器２６２ａと、ダイクッション力生成器２６２ｂとにより構成されている。
【００９２】
目標ダイクッション力指令器２６２ａは、目標とするダイクッション力を示す平滑なダイクッション力指令値（従来から設定されているダイクッション力指令値）が設定され、スライド位置検出値に応じて、スライド位置に対応する目標ダイクッション力指令値を出力する。
【００９３】
ダイクッション力生成器２６２ｂは、例えば、図１１に示す伝達関数が設定され、入力する目標ダイクッション力指令値と、設定された伝達関数とに基づいて理想応答のダイクッション力（Ｆ_理想応答（Ｄ））を演算（変換）する。
【００９４】
図１４に示した逆特性設定器２６６は、図１６に示す逆特性設定器２６６Ａとして構成することができる。
【００９５】
この逆特性設定器２６６Ａは、伝達関数測定器２６６ａと、逆特性算出器２６６ｂとから構成されている。
【００９６】
伝達関数測定器２６６ａには、ダイクッション力指令値Ｆrefと、このダイクッション力指令値Ｆrefによる応答結果を示すダイクッション力検出値とが加えられており、これらの入力値に基づいて、ダイクッション力指令値Ｆrefからダイクッション力検出値に至る応答特性を、伝達関数（本例では、２次遅れ要素の伝達関数）を使用して同定する。逆特性算出器２６６ｂは、伝達関数測定器２６６ａにより測定された伝達関数から、その伝達関数の逆特性を数値演算により算出する。
【００９７】
この逆特性設定器２６６Ａは、試し打ち期間に指令されたダイクッション力指令値Ｆrefと、その応答結果を示すダイクッション力検出値とに基づいて逆特性の算出・設定を行うようにしてもよいし、通常のプレスサイクルにおける１ないし複数のプレスサイクルの加工期間に指令されたダイクッション力指令値と、その応答結果を示すダイクッション力検出値とに基づいて逆特性の算出・設定を行うようにしてもよい。尚、複数のプレスサイクルの加工期間に指令されたダイクッション力指令値に対応する複数のダイクッション力検出値を使用する場合には、複数のダイクッション力検出値の平均値を使用することが好ましい。また、プレスサイクル毎に逆特性を算出し、逆特性を更新するようにしてもよい。
【００９８】
また、ダイクッション力指令値からダイクッション力に至る応答特性は、負荷条件（金型、材料、スライド速度、ダイクッション力設定、クッションパッドを衝突直前に下降を開始させるプリ加速の度合い等）が一定の場合には、ほぼ一定の特性を示すが、負荷条件が変化すると、それに伴って変化する。従って、負荷条件を変更する場合には、その応答特性に対する逆特性を改めて算出し、算出した逆特性に設定する必要がある。
【００９９】
［ダイクッション力指令器の第２の実施形態］
次に、本発明に係るダイクッション装置に適用されるダイクッション力指令器の第２の実施形態について説明する。
【０１００】
図１７は、ダイクッション力指令器の第２の実施形態を示すブロック線図である。
【０１０１】
図１７に示すダイクッション力指令器２６０Ｂは、図１に示したダイクッション力指令器２６０として適用できるものであり、手動設定器としてダイクッション力設定器２６８ａ、スライド位置設定器２６８ｂ、及び時間設定器２６８ｃを備えている。
【０１０２】
また、ダイクッション力指令器２６０Ｂは、図１３に示した理想的なダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を表示器２６９に表示させる機能を備えている。尚、表示器２６９にダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を表示させるためには、ダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を出力することができる、図１４に示したダイクッション力指令器２６０Ａの機能を備えていればよい。また、本例では、図１７に示すようにスライド位置Ｘとダイクッション力Ｆとの関係を示すグラフを表示器２６９に表示させており、これにより、理想的なダイクッション力指令値を手動で設定する場合に、どのようなダイクッション力指令値に設定すべきかを把握することができる。
【０１０３】
操作者は、表示器２６９に表示されたダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を参照しながら、理想的なダイクッション力指令値を特定するための各設定項目を、ダイクッション力設定器２６８ａ、スライド位置設定器２６８ｂ、及び時間設定器２６８ｃにより設定することができる。
【０１０４】
即ち、操作者は、本願の主旨である、スライドとクッションパッドとの衝突（インパクト）時のダイクッション力の振動を抑制する為の衝突時から目標ダイクッション力設定に至る変力設定部分（第１目標ダイクッション力設定部分）の設定と、それ以降の（本来の成形性向上を目的とした）変力設定部分（第２目標ダイクッション力設定部分）の設定とを、各スライド位置（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、…）に対応して、それぞれダイクッション力指令値（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、…）を設定することにより行うことができる。ここで、第１目標ダイクッション力設定部分に対応する設定項目は、ダイクッション力指令値（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）及びスライド位置（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３）であり、第２目標ダイクッション力設定部分に対応する設定項目は、ダイクッション力指令値（Ｆ４、Ｆ５、…）及びスライド位置（Ｘ４、Ｘ５、…）である。
【０１０５】
第１目標ダイクッション力設定部分の設定は、ダイクッション力設定器２６８ａを使用して、図４及び図６に示したダイクッション力指令値Ｆ１〜Ｆ３をそれぞれ手動で設定するとともに、スライド位置設定器２６８ｂを使用して、図４及び図６に示したスライド位置Ｘ１〜Ｘ３をそれぞれ手動で設定することにより行われる。
【０１０６】
ダイクッション力指令値Ｆ１は、ダイクッション力制御開始時（スライド衝突時）の指令値であり、目標ダイクッション力指令値（ダイクッション力指令値Ｆ３）以上の指令値である。ダイクッション力指令値Ｆ２は、衝突直後に発生するダイクッション力のオーバーシュートを抑制するために、目標ダイクッション力指令値よりも小さい指令値である。また、スライド位置Ｘ１〜Ｘ３は、ダイクッション力指令値Ｆ１〜Ｆ３の変化点を示すスライド位置である。
【０１０７】
上記第１目標ダイクッション力設定部分の設定を行う際に、操作者は、表示器２６９に表示された、衝突時から第１目標ダイクッション力設定に至る理想的なダイクッション力指令値を参照して、“どのスライド位置で、どれ位のダイクッション力にすべきか”を把握し、ダイクッション力指令値Ｆ１〜Ｆ３、及びスライド位置Ｘ１〜Ｘ３を設定することができる。
【０１０８】
一方、第２目標ダイクッション力設定部分の設定は、ダイクッション力設定器２６８ａを使用して、ダイクッション力指令値Ｆ４、Ｆ５、…をそれぞれ手動で設定するとともに、スライド位置設定器２６８ｂを使用して、スライド位置Ｘ４、Ｘ５、…をそれぞれ手動で設定することにより行われる。
【０１０９】
上記第１目標ダイクッション力設定部分での理想的なダイクッション力指令値により衝突直後に発生するダイクッション力のオーバーシュート等の振動が抑制されるため、その後の第２目標ダイクッション力設定部分でのダイクッション力指令値は、成形性向上を目的した所望の指令値に設定することができる。第２目標ダイクッション力設定部分では、最初の目標ダイクッション力とは異なるダイクッション力を指令値として設定することになるが、衝突を伴わないため、それが原因となって振動問題が発生することはない。
【０１１０】
上記の例では、ダイクッション力設定器２６８ａとスライド位置設定器２６８ｂとを使用して、第１目標ダイクッション力設定部分の設定（ダイクッション力指令値Ｆ１〜Ｆ３、スライド位置Ｘ１〜Ｘ３の設定）を行うようにしたが、操作者は、スライド位置設定器２６８ｂによるスライド位置Ｘ１〜Ｘ３の設定に替えて、時間設定器２６８ｃを使用して、図４及び図６に示した時間Ｔ１、時間Ｔ２をそれぞれ手動で設定することができる。これらの時間Ｔ１、Ｔ２は、それぞれダイクッション力指令値Ｆ１〜Ｆ３の変化点の間の時間である。同様に、第２目標ダイクッション力設定部分の設定もスライド位置Ｘ４、Ｘ５、…の替わりに、時間Ｔ３、Ｔ４、…を設定することができる。
【０１１１】
尚、上記のようにダイクッション力設定器２６８ａと時間設定器２６８ｃとを使用して、第１目標ダイクッション力設定部分の設定を行う場合には、スライド衝突時点からの時間と理想的なダイクッション力Ｆとの関係を示すグラフを表示器２６９に表示させることが好ましい。
【０１１２】
ダイクッション力指令器２６０Ｂは、ダイクッション力設定器２６８ａ、スライド位置設定器２６８ｂ、又は時間設定器２６８ｃにより、衝突時のダイクッション力の振動を抑制する為のダイクッション力指令値を特定するための設定項目（ダイクッション力指令値Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、スライド位置Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、又は時間Ｔ１、Ｔ２）、及び本来の成形性向上を目的としてダイクッション力指令値を特定するための設定項目（ダイクッション力指令値Ｆ４、Ｆ５、…、スライド位置Ｘ４、Ｘ５、…、又は時間Ｔ３、Ｔ４、…）が設定されると、これらの設定項目により、連続的（テーパー状）に変化するダイクッション力指令値、又は段階的に変化するダイクッション力指令値を、スライド位置検出値に基づいて出力する。
【０１１３】
尚、スライド衝突時点からの時間Ｔ１、Ｔ２、…が設定されている場合には、ダイクッション力指令器２６０Ｂは、スライド衝突時点からの時間に応じて、連続的又は段階的に変化するダイクッション力指令値を出力する。
【０１１４】
また、ダイクッション力指令器２６０Ｂは、図１３に示した理想的なダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を表示器２６９に表示させるようにしたが、ダイクッション力指令値（Ｆref_理想（Ｅ））を、連続的又は段階的な波形に近似したダイクッション力指令値を表示させるようにしてもよい。更に、理想的なダイクッション力指令値を示す波形に限らず、数値を表示させるようにしてもよく、また、表示器２６９にダイクッション力指令値を表示（出力）する替わりに、図示しないプリンタでダイクッション力指令値をプリント出力するようにしてもよい。
【０１１５】
また、上記スライド位置設定器２６８ｂによれば、操作者は、ダイクッション力指令値に対する応答結果であるダイクッション力検出値を確認しながら、理想的なダイクッション力指令値を特定するための各設定項目の値を、適宜調整することができる。
【０１１６】
［その他］
この実施形態では、ダイクッション力指令値の出力時点からダイクッション力に至る応答特性を、２次遅れ要素の伝達関数を用いて同定し、その逆特性を求めるようにしたが、伝達関数は、２次遅れ要素の伝達関数に限らず、例えば、１次遅れ要素の伝達関数、２次遅れ要素と１次遅れ要素との積、２次遅れ要素と（角固有周波数、減衰比の異なる）もう１つの２次遅れ要素との積を使用して同定してもよい。
【０１１７】
また、この実施形態のダイクッション力発生器は、クッションパッドを昇降させる油圧シリンダと、この油圧シリンダを駆動する油圧モータ及びサーボモータにより構成されているが、これに限らず、ダイクッション力を発生させるものであれば、例えば、クッションパッドを昇降させるスクリューナット機構と、このスクリューナット機構を駆動するサーボモータ、油圧ダンパを用いた機構や、クッションパッドを昇降させるラック・アンド・ピニオン機構と、このラック・アンド・ピニオン機構を駆動するサーボモータ、油圧ダンパを用いた機構で基本構成されるものでもよい。
【０１１８】
更に、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１９】
１００…プレス機械、１１０…スライド、１１４…スライド位置検出器、２００…ダイクッション装置、２１０…クッションパッド、２２０…油圧シリンダ、２２２…ダイクッション位置検出器、２３０…油圧モータ、２３２…ダイクッション圧検出器、２４０…サーボモータ、２５０…ダイクッション制御装置、２６０、２６０Ａ、２６０Ｂ…ダイクッション力指令器、２６２、２６２Ａ…ダイクッション力設定器、２６２ａ…目標ダイクッション力指令器、２６２ｂ…ダイクッション力生成器、２６４…ダイクッション力指令値演算器、２６６、２６６Ａ…逆特性設定器、２６６ａ…伝達関数測定器、２６６ｂ…逆特性算出器、２６８ａ…ダイクッション力設定器、２６８ｂスライド位置設定器、２６８ｃ…時間設定器、２６９…表示器、２７０…ダイクッション力制御器、２８０…増幅器
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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