(57)【要約】  少なくとも一つの電気駆動モータ（２０）を有する少なくとも一つの機械プレス、ラム（２３）、前記プレスを作動させるための機械的手段（２７、２５）、および一つの他の装置または補助製造装置を備えた改良されたプレスラインについて述べ、ここで前記プレスは、少なくとも一つの前記駆動モータの速度（Ｗ）が、プレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形または非プレス成形部分において変更できるように配置される。前記モータの速度を制御すること、および前記プレスの動作を少なくとも他の装置、ローダまたは他のプレスの動作または位置に同期させることによって、改良された稼動特徴および最適化されたエネルギー利用およびサイクル時間が達成される。こういったプレスを備えたシステム、および該プレスラインを制御するためのコンピュータプログラムについて述べる。
2009525880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの電気駆動モータ（２０）を有する少なくとも一つの機械プレス、ラム（２３）、前記プレスを作動させるための機械的手段（２７、２５）、および一つの他の装置を備えたプレスラインを稼動する方法であって、ここで前記プレスが、少なくとも一つの前記電気駆動モータの速度をプレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において変更できるように配置され、前記モータを制御することによって、前記プレスの動作が、前記プレスライン上の少なくとも一つの前記他の装置の動作または位置に同期化されることを特徴とする方法。
【請求項２】
プレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において、前記他の装置を制御して、前記他の装置の動作を、前記プレス、前記プレスライン上の別のプレスでありうる別の装置の動作または位置に同期させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
プレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において、前記プレスを制御して、前記プレスまたは前記他の装置の動作を同期させることをさらに含み、前記プレスおよび前記別の装置は、装置のスレーブであるか、あるいは自由である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記他の装置を制御し、プレスサイクルの第一の部分において、前記プレス、前記ライン上の別のプレスまたは何らかの他の装置でありうる装置の動作に同期させること、および、プレスサイクルの第二の部分において、異なる装置の動作に同期させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
プレスサイクルの第一の部分において、前記プレスライン上の前記他の装置の下流にある装置の動作または位置に同期させるために前記他の装置を制御すること、および、プレスサイクルの第二の部分において、前記他の装置の動作を、前記プレスライン上の前記他の装置の上流にある装置の動作または位置に同期させるために制御することをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
プレスサイクルの第一の部分において、できるだけ速く動作するように前記他の装置を制御すること、および、プレスサイクルの第二の部分において、できるだけ速くプレスを作動するために前記プレスの動作を制御することをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
装置（１００、１１８、１１９）がプレスサイクルの一部分で特定の地点に到達するであろう予測時間を計算することをさらに含む、請求項１または５に記載の方法。
【請求項８】
予測を別の装置またはコントローラに供給することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
プレスサイクルの少なくとも一部分において、アンローダ装置またはロボットを前記プレスのスレーブとして同期させること、および、ローダ装置またはロボットをアンローダ装置またはロボットのスレーブとして同期させること、および、前記プレスをローダ装置またはロボットのスレーブとして同期させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記他の装置が、ローダ、アンローダ、ロボット、別のプレスからなるグループのうちのいずれかであってよい、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記他の装置が、少なくとも一つのローダ装置、または前記プレスをロードする少なくとも一つのロボットである、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記他の装置が、少なくとも一つのアンローダ装置、または前記プレスをアンロードする少なくとも一つのロボットである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
それぞれ前記プレスをロードまたはアンロードする、ローダまたはアンローダ装置またはロボットが、別のプレスのそれぞれアンローダまたはローダとしても配置される、請求項９、１０、１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
ローダおよび／またはアンローダ装置が、一組としてロードおよび／またはアンロードするために協働する２つの装置またはロボットとして配置される、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１５】
協働する２つの装置またはロボットのうちの第一の装置又はロボットが、一組のうちの第二の装置またはロボットのスレーブとして同期するように制御される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ロボット制御ユニット（２１８、２１９）が、ロボット（１１８、１１９）の経路を計算し、プレスの動きまたは位置を計算し、同期化された動作についての制御値をプレス（１００）の制御ユニット（１１０）または駆動ユニット（１１１）へ送信する、請求項１乃至１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
ロボット制御ユニット（２１８、２１９）が、ロボット（１１８、１１９）の経路を計算し、プレスの動き設定点の値を計算し、トルクおよび／または速度および／または位置設定点の値をプレス（１００）の制御ユニット（１１０）または駆動ユニット（１１１）へ送信する、請求項１乃至１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記プレスの少なくとも一つのプレスサイクルを最適化するために、前記少なくとも一つの電気駆動モータ（２０、２２）の速度を制御することをさらに含む、請求項１または１６または１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも一つの電気駆動モータの速度を制御すること、および、下流プロセスの状態；上流プロセスの状態；全体の電力またはエネルギー消費；電力消費ピークの補整からなるグループのうちのいずれかのパラメータに依存して前記プレスラインを最適化することをさらに含む、請求項１乃至１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
プレスサイクルの少なくとも一部分において前記少なくとも一つの電気駆動モータ（２０、２２）の速度を制御して、全体としてはプレスサイクルの目標時間内にあることを維持しつつ、よりゆっくりと、または電力需要またはエネルギー消費を低減して待機または作動することをさらに含む、請求項１または１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記プレスのプレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において、前記少なくとも一つの電気駆動モータ（２０、２２）の速度（Ｗ）を制御して変化させ、プレスサイクルのプレス成形部分において前記駆動モータの速度（Ｗｐ）を上回らせる、請求項１乃至２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記プレスサイクルが、製造サイクルの前記第一の回転方向で実行され、および３６０度のクランク角度または偏心器（２７）の回転を超えうる、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第一の回転方向（ＳＣ）で実行される前記プレスサイクルが、各完全なプレスサイクルの終了時に前記駆動モータを反転させ、第二の回転方向（ＳＡＣ）で作動させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記駆動モータの速度が、一定時間、プレス成形中のモータ速度（Ｗｐ）よりも高い、高速度または最大速度（Ｗ１）に維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記駆動モータの速度が、前記プレスサイクルのプレス成形中の一定時間、プレス成形速度（Ｗｐ）から減速し、ゼロ速度へと近づきうる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
制御出力を前記駆動制御手段に供給することによって、該モータを減速し、ＢＤＣまたはその周辺への到達時に一定時間（ＴＨＳ）、プレスを静止状態に保つ、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
制御出力を第二の駆動モータの前記駆動制御手段に供給し、前回のプレスサイクル停止位置またはゼロ速度位置から、第二の回転方向（ＲＡＣ）へと複数度のクランク角度分戻る各プレスサイクルのサイクル開始位置へと、前記ラムを移動させることを含む、請求項１または２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記プレスが、第一のプレスサイクルの停止（停止１）と第二のプレスサイクルの開始（開始２）の間で、複数度を越えて第一の回転方向（ＲＣ）から第二の回転方向（ＲＡＣ）へと反転する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記モータの回転動作が、各連続する完全なプレスサイクル間で、第一の回転方向（Ｃ）から第二の逆回転方向（ＡＣ）へと反転するように前記モータが制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
少なくとも一つの前記モータが、一部、回生制動手段によって低速度またはゼロ速度まで減速される、請求項１乃至２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
駆動モータ速度が、同期化のために一定時間、アンロードカム（ＵＣ）またはその周辺に到達するときにプレスを減速し、および次のプレスサイクルのダイプロテクト位置（ＤＰ）またはその周辺に到達する前にプレスを再加速するように、可変的に制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
制御出力を前記第二の駆動モータの駆動制御手段に供給することによって、前記第二の駆動モータの速度がプレスサイクルの少なくとも一部分において変更されるように、前記プレスラインが、前記ラムに接続して配置された第二の駆動モータまたはアクチュエータを備えた少なくとも一つのプレスを含む、請求項１乃至３１のいずれかに記載の方法。
【請求項３３】
第二の駆動モータ（２２）の速度または位置が、前記プレスのクラッチ（３０）に嵌合する前におよび／またはその間、前記プレスのフライホイール（３５）または第一の駆動モータ（２０）の速度または位置に同期するように制御される、請求項１または３２に記載の方法。
【請求項３４】
クラッチ操作が、前記プレスの動作または位置に、または前記プレスの第二のモータ（２２）に同期化される、請求項１または３３に記載の方法。
【請求項３５】
第一のまたはフライホイールモータ（２０）が、ピーク電力消費、エネルギー消費、サイクル時間、任意の組み合わせからなるグループのうちのいずれかを前記プレスまたは前記プレスラインについて最適化または最小化するように制御される、請求項１または３３に記載の方法。
【請求項３６】
少なくとも一つの電気駆動モータ（２０、２２）を有する少なくとも一つの機械プレス、ラム（２３）、前記プレスを作動させるための機械的手段（２７、２５）、および一つの他の装置を含むプレスラインを備えたシステムであって、当該システムの前記プレスが、少なくとも一つの前記駆動モータの速度（Ｗ）がプレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において変更できるように、および／または、前記プレスの動作を前記プレスライン上の少なくとも一つの前記他の装置の動作または位置に同期させるために前記モータの速度を制御できるように配置されることを特徴とするシステム。
【請求項３７】
プレスサイクルの第一の部分において、前記他の装置を制御するための、および前記他の装置の動作を、前記プレス、前記プレスライン上の別のプレスであってよい別の装置の動作または位置に同期させるための手段を備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
ローダまたはローダロボットが少なくとも一つの前記装置であり、および前記プレスが、プレスサイクルの第一の部分においてローダまたはローダロボットの動作に同期化されるように制御される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
前記他の装置を制御し、プレスサイクルの第一の部分において、前記プレス、前記プレスライン上の別のプレスまたは何らかの他の装置でありうる装置の動作または位置に同期させること、および、前記プレスの動作を制御し、プレスサイクルの第二の部分において異なる装置の動作または位置に同期させる手段をさらに含む、請求項３６または３８に記載のシステム。
【請求項４０】
プレスサイクルの第一の部分において、前記プレス、前記プレスライン上の別のプレスまたは何らかの他の装置でありうる下流にある装置の動作または位置に同期させるために前記他の装置を制御すること、および、プレスサイクルの第二の部分において、前記他の装置の動作を、前記他の装置の上流にある異なる装置の動作または位置に同期させるために制御することをさらに含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４１】
前記プレスライン上の第二の装置に同期化された前記プレスライン上の一つの第一の装置を、第一および第二の装置が第一および第二のロボット（１１８、１１９）である場合等、絶えず動きを追う方法によって制御することをさらに含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４２】
前記プレスライン上の第二の装置に同期化された前記プレスライン上の一つの第一の装置を、プレス（１００ａ〜ｃ）およびロボット（１１８、１１９）等の装置の場合、地点または位置に同期させる方法によって制御することをさらに含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４３】
装置（１００、１１８、１１９）が、プレスサイクルの一部分で特定の地点に到達するであろう予測時間を計算するための手段をさらに備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４４】
装置が特定の地点に到達するであろう予測を、別の装置またはコントローラに供給するための手段をさらに備える、請求項３６または４３に記載のシステム。
【請求項４５】
ロボット（１１８、１１９）の経路を計算し、プレスの動きまたは位置を計算するための手段、および、該計算に基づく同期化された動作についての制御値をプレス（１００）の制御ユニット（１１０）または駆動ユニット（１１１）へ送信するための手段を有する、ロボット制御ユニット（２１８、２１９）をさらに備える、請求項３６乃至４４のいずれかに記載のシステム。
【請求項４６】
ロボット（１１８、１１９）の経路を計算し、プレスの動き設定点の値を計算するための手段、および、トルクおよび／または速度および／または位置設定点の値をプレス（１００）の制御ユニット（１１０）または駆動ユニット（１１１）へ送信するための手段を有するロボット制御ユニット（２１８、２１９）をさらに備える、請求項３６乃至４５のいずれかに記載のシステム。
【請求項４７】
第一のプレスサイクルの停止（停止）と第二のプレスサイクルの開始（開始）の間で、複数度を越えて第一の回転方向（ＲＣ）から第二の回転方向（ＲＡＣ）へと反転できるように、前記プレスを制御するための手段をさらに備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４８】
前記プレスサイクルが、前記第一の回転方向（ＳＣまたはＲＣ）で実行でき、および各完全なプレスサイクルの終了時に前記駆動モータを反転させ、第二の回転方向（ＳＡＣまたはＲＡＣ）で作動させるステップを含むように、前記プレスを制御するための手段をさらに備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４９】
フライホイールモータ（２０）および補助第二モータ（２２）の総消費のピーク電力または総電力を制限する電力リミッタ配置を備えたエネルギーまたは電力管理手段をさらに備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５０】
前記プレスが、少なくとも２つのプロセッサ（１１１、１２１）またはＣＰＵによって制御されるように配置され、一つのプロセッサが安全装置を制御し、および第二のプロセッサが残りの装置を制御する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５１】
前記プレスのモータ駆動（２０、２２）が、制御プロセッサまたはＣＰＵによって制御され、およびプレスをある速度から別の速度へと加速するために使用される、請求項３６または５０に記載のシステム。
【請求項５２】
少なくとも２つのプロセッサ（１１１、１２１）またはＣＰＵが、産業用フィールドバス（１１７、１２７）によってシステムに接続されて配置される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５３】
前記プレスラインが、複数のプレスラインの一つである、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５４】
プレス動作および／または装置動作のためのコントローラが、プレスラインでの同期化のための計算を実行する手段（ＳＣ、２１８、２１９）を備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５５】
前記プレスラインのためのコントローラが、プレスラインでの同期化のための計算を実行する手段（ＳＣ、２１８、２１９）を備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５６】
前記プレスラインが、前記プレス、前記プレスラインの別のプレス（Ｍａ〜ｃ）または他の装置（１１８、１１９）に含まれる一つ以上の電気的モータ（２０、２２）に同時に電力供給できる少なくとも一つの整流器（２０１）を備えた少なくとも一つの電力供給装置を有して配置される、請求項３０に記載のシステム。
【請求項５７】
前記プレスラインへの少なくとも一つの電源が、単一の整流器、単一のＤＣリンク、多重インバータからなるグループのうちのいずれかの装置を備えうる、請求項３６または５６に記載のシステム。
【請求項５８】
少なくとも一つの電源の電力供給装置（２１ｂ、２０１）が、一つ以上の電気的モータを備えた前記プレスに電力供給するように配置される、請求項５７に記載のシステム。
【請求項５９】
前記少なくとも一つの機械プレスが、クランク、ナックル、リンク、カム、スクリュー、ボールスクリュー、ラック型機構からなるグループのうちのいずれかの伝動装置類を備えたプレスを作動するための機械的手段を備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６０】
前記少なくとも一つの機械プレスが、少なくとも一つの前記駆動モータ（２０、２２）の速度および／または位置を測定するための手段を備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６１】
システムが、同じく前記プレスを駆動するように配置された少なくとも一つの第二のまたは補助駆動モータ（２２）を備えた少なくとも一つの前記機械プレスを備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６２】
システムが、前記プレスラインのピーク電力消費を最小化するために最適化されたおよび／または同期化された前記プレスでエネルギーを回収するためのエネルギー回収手段または蓄積手段を備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６３】
システムが、前記プレスラインのエネルギー消費を最小化するために最適化されたおよび／または同期化された前記プレスでエネルギーを回収するためのエネルギー回収手段または蓄積手段を備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６４】
システムが前記プレスを備え、ここで、一つの第一のモータ（２０）が必ずしも前記プレスに機械的に連結されておらず、および第二のモータ（２２）が常に前記プレスに機械的に連結されているように、一または複数の少なくとも一つの前記他の装置に前記プレスの動作を同期させるように一または複数のモータが制御される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項６５】
少なくとも一つの電気駆動モータ（２０）を有する少なくとも一つの機械プレス、ラム（２３）、前記プレスを作動させるための機械的手段（２７、２５）、および一つの他の装置を備えたプレスラインを稼動するためのコンピュータプログラムであって、ここで前記プレスは、少なくとも一つの前記駆動モータの速度が、プレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において変更できるように、前記プレスを作動させるための少なくとも一つの電気駆動モータ（２０、２２）を有して配置され、該コンピュータプログラムは、請求項１〜３５のいずれかに記載の方法をコンピュータまたはプロセッサに実行させるコンピュータコード手段および／またはソフトウェアコード部分を備える、コンピュータプログラム。
【請求項６６】
一または複数のコンピュータ可読媒体に含まれる請求項５３に記載のコンピュータプログラムを備えたコンピュータプログラム製品。
【請求項６７】
金属ブランクまたはワークピースに、プレス成形、曲げ、スタンピング、ホットスタンピング、深絞り、切り抜き、ノッチング、ブランキング、造幣、パンチングからなるグループのうちの任意の作業を、単一ストロークで、連続的に、またはその両方で施す、請求項３６〜６４のいずれかに記載のプレスラインを備えたシステムの使用。
【請求項６８】
プラスチックを含む材料に、プレス成形、モールド成形、圧縮成形、反応成形、反応射出成形、ブロー成形、生地成形、射出成形、熱可塑性成形からなるグループのうちの任意の作業を、単一ストロークで、連続的に、またはその両方で施す、請求項３６〜６４のいずれかに記載のプレスラインを備えたシステムの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にブランクから金属部品をプレス成形、スタンピング、引抜き、またはパンチングするために用いる種類のプレスラインに関する。特に、本発明は、プレスライン上の他の装置と動的または適応的に同期できる改良された機械プレスからなるプレスラインを開示する。本発明は、自動車産業および大型家電製品のためのスタンピングまたはプレス成形された部品の製造において使用するのに特に有利である。
【背景技術】
【０００２】
機械プレスは一般的に、鋼鉄ブランクまたはワークピースといった金属成形物からスタンピングされた自動車部品の製造に使用される。通常、一または複数のこういった機械プレスがプレスライン上に配備され、ブランクまたはワークピースに一連の作業を施す。
【０００３】
プレスラインは、プレスから部品をロード／アンロードする機械アームを用いることで１９７０年代後半に自動化された。１９８０年代後半には、同じ機能を果たすためにロボットがプレス工場に導入された。典型的には、コントロールシステム（通常、プログラマブル論理制御装置またはＰＬＣ）がロボットおよびプレスからの全情報を処理し、プレスライン上のプレスおよび他の装置に、ロード、スタンピング、およびアンロードのデジタル認証を与えた。プレスラインシステムは非同期で動作したため、ロボットがアンロード作業するために早く到達してしまうと、プレスが十分に開くまで待たなければならなかった。同様に、ロボットがロード作業に遅れて到達することもあり得、その場合プレスが待たなければならなかった。このようなおよび他の動作により、ロボットおよびプレスの動く−止まる−動くというサイクルが繰り返され、その結果、ギアボックスが余分に磨耗し、モータのブレーキの磨耗も起こり得る。また、ラインの速度率も一定の限界を超えることができなかった。ロボットローダ／アンローダを備えたプレスラインの重要な改良が、Ｓｙｎｃ  ｔｏ  Ｓｅｎｓｏｒと呼ばれる機能が組み込まれたＡＢＢの産業ロボットにより達成された。センサまたはエンコーダ手段によって、Ｓｙｎｃ  ｔｏ  Ｓｅｎｓｏｒ搭載ロボットは、プレスの位置を読み取ることができ、よってロボットコントローラは、ロボットがアンロード地点に「時間通りに」到達するようにロボットの速度を動的に適応させる。ロード作業についても同等の改良がなされた。ロードロボットは、バス接続を介してアンローダの位置を読み取り、ロボットコントローラは、同様にロード作業が「時間通りに」行われるようにロボット速度を適応させる。ここまでで、プレスラインは、ロボットローダ／アンローダがプレスの所定の動作に同期化できるまで改良された。
【０００４】
しかしながら、機械プレスは固定のサイクルを持つ。従来、機械プレスのプレス駆動および動力伝達システム、またはキネマチックは、フライホイールを介して駆動される。フライホイールの機能は、サイクルの繰り返しに必要なエネルギーを蓄えることである。フライホイールは、クラッチおよびブレーキシステム（空気圧式または液圧式であってよい）の手段によってキネマチックとの接続が繋がれたり切断されたりする。いずれのクラッチまたはブレーキについても駆動チェーンのメンテナンスが必要となる。
【０００５】
所与のダイでの稼動が一旦設定されると、従来のフライホイール駆動機械プレス、リンクプレス、クランクプレス等の作業サイクルが決定される。例えば一旦フライホイールの速度がセットされ、クラッチが嵌められると、プレスは、図７ａ、８（先行技術）のような決められたパターンに従って必要な回数を繰り返し動く。プレス速度は本明細書において、モータまたは偏心器といった機械的伝動部品の回転速度、またはプレスラムまたはスライドの線速度の点から述べられる。固定のサイクルを持つということは、プレスサイクルへの何らかの調整またはその最適化には、プレスサイクルを変更するために製造を中断して、駆動伝達の機械的構成要素やフライホイール等を調整することが必要となることを意味する。図８（先行技術）は、従来の機械プレスのプレス製造サイクルの一般的な図表であり、速度プロファイルを、時間に対する偏心器の速度Ｗ２７について表したものである。製造サイクル時間、つまり一つのプレスサイクルを含む最初から最後までの完全な製造サイクルにかかる全時間は、通常、プレスサイクルの開始からプレス成形速度Ｗｐに至るまでの短い加速時間、一定のプレス成形速度Ｗｐにある時間、通常速度が落ちる実際のプレス作業中の時間Ｐ、徐々にプレス成形速度へと再び加速するプレス後の時間、および最後にプレスサイクルの終わりにプレスが静止状態にされる減速または制動時間を含む。最後に、および大抵はプレスがアンロードされて再びロードされるとき、プレスは通常しばらく静止状態に保たれる。よって、製造サイクルは、プレスサイクルの始まりで開始し、プレスサイクルの終わりに任意の静止時間を足して終了する。
【０００６】
プレスは通常、機械的制動によって静止される。図８（先行技術）は、時間に対するラムまたはスライド速度の点から表された、完全な製造サイクルを含む一般的な速度プロファイル図を表す。速度プロファイルは、ラムが上死点（ＴＤＣ）にある位置から始まり、その後ラムが、プレス段階がプレスダイとワークピースとの間のインパクトＩ地点で始まるまで下方に移動するサイクルを表す。ラムは下死点（ＢＤＣ）、プレスが完全に閉じる最も低いラム位置に向かって、下降し続ける。ＢＤＣ到達後、ラムは、再び完全に開いた状態になる位置であるＴＤＣへと戻るように加速する。従来の機械プレスは、固定サイクルの稼動に制限されており、プレスライン上の他の装置は、短いサイクル時間を達成するためにはプレスに同期化させて、任意の他の制約、例えば全プレスラインの製造サイクル全体についてプレスサイクルを最適化しなければならない。プレスサイクルの開始地点だけが、ローダの加速または減速に合わせて変化できる。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は、改良されたプレスライン稼動方法およびそのような改良されたプレスラインを備えたシステムを提供することである。この目的および他の目的は、添付の独立請求項を特徴とする方法およびシステムによって達成される。有利な実施形態を上記独立請求項の従属請求項に記載する。
本発明の実施形態によると、プレスラインの稼動方法において、前記プレスラインは少なくとも一つの電気駆動モータを有する少なくとも一つの機械プレス、ラム、前記プレスを作動させるための機械的手段を備え、前記プレスラインは少なくとも一つの他の関連する装置を備え、ここで前記プレスは、少なくとも一つの前記電気駆動モータの速度が、プレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において変更できるように、および、前記モータの速度を制御することによって前記プレスの動作が、前記プレスライン上の少なくとも一つの前記他の装置の動作または位置に同期化できるように配置される。
【０００８】
本発明の他の実施形態によると、プレスライン稼動方法は、プレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において前記他の装置を制御すること、および、前記他の装置の動作を、前記プレス、前記プレスライン上の別の装置または別のプレスの動作に同期させることを含む。
【０００９】
本発明の他の実施形態によると、プレスライン稼動方法は、プレスサイクルの第一の部分において前記プレスライン上の前記他の装置の下流にある装置の動作または位置に同期させるために前記他の装置を制御すること、および、プレスサイクルの第二の部分において前記他の装置の動作を制御して、前記プレスライン上の前記他の装置の上流にある装置の動作または位置に同期させることを含む。
【００１０】
本発明の実施形態によると、プレスライン稼動方法は、プレスサイクルの第一の部分においてできるだけ速く動作するように前記他の装置を制御すること、および、前記プレスの動作を制御して、プレスサイクルの第二の部分においてできるだけ速くプレスを作動させることを含み、ここで前記他の装置は、ローダ、アンローダ、ロボット、別のプレスからなるグループのうちのいずれかであってよい。
【００１１】
本発明の実施形態によると、プレスライン稼動方法は、前記プレスのロード、それに対応するアンロードを行い、および別のプレスのアンローダ、それに対応するローダとして作動する装置の制御も行うように配設された、ローダまたはアンローダ装置またはロボットを制御することを含む。
【００１２】
本発明の他の実施形態によると、プレスライン稼動方法において、ロボット制御ユニットは、ロボットの経路を計算し、プレスの動きまたは位置設定点の値と、プレスの制御ユニットまたは駆動ユニットへの速度および／または位置制御値を計算する。
【００１３】
本発明の実施形態によると、プレスライン稼動方法は、少なくとも一つの電気駆動モータの速度を制御すること、および、下流プロセスの状態；上流プロセスの状態；全体の電力またはエネルギー消費；電力消費ピークの補整からなるグループのうちのいずれかのパラメータに依存して前記プレスラインを最適化することを含む。
【００１４】
本発明の他の実施形態によると、プレスライン稼動方法は、前記プレスのプレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において、前記少なくとも一つの電気駆動モータの速度を制御して変化させ、プレスサイクルのプレス成形部分において前記駆動モータの速度を上回らせることを含む。
【００１５】
本発明の他の実施形態によると、プレスライン稼動方法は、第一の回転方向で実行されている前記プレスサイクルが、各プレスサイクル終了時に前記駆動モータを反転させ、第二の回転方向で作業するステップを含むように、前記少なくとも一つの駆動モータを制御することを含む。
【００１６】
本発明の他の実施形態によると、プレスライン稼動方法は、第一の回転方向で実行されている前記プレスサイクルが、各プレスサイクル終了時に、第一の回転方向での新しいプレスサイクルが開始する前に前記駆動モータを反転させるステップを含むように、前記少なくとも一つの駆動モータを制御することを含む。
【００１７】
本発明の他の実施形態によると、プレスライン稼動方法は、前記モータが、一部、回生制動手段によって安全運転速度またはゼロ速度まで減速されるように、前記モータを制御することを含む。
【００１８】
本発明の他の実施形態によると、プレスライン稼動方法において、前記第二の駆動モータの速度を制御することによって、プレスサイクルの少なくとも一部分において前記プレスの動作が変更されるように、前記プレスラインは、前記ラムに接続して配置された第二の駆動モータまたはアクチュエータを備えた少なくとも一つのプレスを備える。
【００１９】
本発明の態様によると、プレスラインは、少なくとも一つの電気駆動モータを備えた少なくとも一つの改良された機械プレス、および周波数変換器などのモータ制御手段および前記プレスを作動させるための機械的結合を備え、前記プレスラインは少なくとも一つの他の装置を備え、ここで前記プレスは、少なくとも一つの前記電気駆動モータの速度が、プレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において変更できるように配置され、および前記モータの速度を制御することによって前記プレスの動作が、前記プレスライン上の少なくとも一つの前記他の装置の動作に同期化できる。
【００２０】
モータおよびクランク（またはラム）の間の可変速度直接駆動によって、スライドストロークに沿ったプレスの速度を、プレスサイクルの異なる部分において動的に制御できる。プレスサイクルの部分は例えば：移動するダイが、プレス成形すべきワークピースまたはブランクに接触する前；ダイが閉じた後で、且つワークピースがプレス成形されているサイクル部分中；および再びダイが開いた後で、且つプレス成形が終了し次のワークピースのプレス成形が開始されるまでの間のサイクル部分中である。
【００２１】
改良されたプレスラインの制御システムは、好適には装置のプレスへの同期化、装置の装置への同期化、およびプレスの装置への同期化でできた閉ループ配置からなる。よって、いくつかの実施形態において、これは、少なくとも一部には、ロボットのプレスへの同期化、ロボットのロボットへの同期化、およびプレスのロボットへの同期化の三角配置からなってよい。プレスを外部装置に同期させることは、プレスを可変速度で作動させるための手段を提供する可変速度駆動モータでの作業のために配設された機械プレス手段によって可能となる。改良されたプレスラインの制御システムで、ロボットおよびプレスの動作の協調を最適化することによって、プレスラインの生産率を高めることができる。
【００２２】
改良されたモータ駆動および制御方法によって、全製造サイクルの部分において、モータ速度を変更することができ、これは先行技術のフライホイールプレスでは不可能だったことである。モータ速度はさらに、連続的または動的または適用的に変更できるため、モータ速度および／またはラム速度は一または複数の所定の速度に制限されない。先行技術のプレスと異なり、例えば特許文献ＵＳ６０／７６５１８３号に記載で参照により本明細書に組み込む改良された機械プレスは、ゼロ速度から、偏心器またはクランクシャフトに偏心器のプレス成形速度Ｗｐよりも速い回転速度Ｗ１をもたらす最大速度の間で可変のモータ速度制御手段とともに配置される。いくつかの実施形態において、速度は、ゼロを超えて、負の速度、つまり反対方向での速度から、順方向での前記Ｗ１の最大速度までの間で変更でき、これは好適な実施形態の説明で詳細に後述する。先行技術において、フライホイールを備えた機械プレスは、フライホイールの速度が通常ほぼ一定であるため固定のクランクシャフト速度に制限されている。
【００２３】
一つの従来の機械プレスを備えた先行技術のプレスラインを図２で概略的に示す。これは、メインのプレスモータのための電気的駆動コントローラ１０１、プレスの動きを制御するためのプレス制御プログラマブル論理制御装置またはＰＬＣ１１０、およびプレス安全スイッチを制御するためのプレス安全コントローラ１２０、およびプレス上または周囲に配置された緊急停止スイッチとともに配置されたプレス９９を示す。
【００２４】
改良されたプレスラインにおいて、改良された機械プレスの動きは、製造シーケンスに関係する他の機械の操作に適応しうる。プレスの動きは、製造シーケンスの他の機械との関係で最適化できる。例えば、プレスの動きは、例えばワークピースがプレスにロードされたとき、および／またはスタンピングされた部品が移送装置または他の自動化された装置によってプレスからアンロードされたときに、外部装置によるアクションに合わせて最適化できる。製造シーケンスにおけるこのような他の機械は、一または複数の産業ロボットまたはマニピュレータアームを備えてよい。自動フィーダ、他のフィーダ、ロボットローダ／アンローダ等による供給の制御に同期させるようにプレスを制御することによって、フィーダ／ローダ／アンローダの動きとプレスの動きの同期化をよりよく制御し適時に行うことができ、これによって、例えばプレス成形の品質を落とさずに製造サイクル時間を全体的に短縮できる。制御の面では、改良されたプレスラインの改良されたプレスは、プレスがプレスサイクルの一部分ではアンローダ装置のスレーブとなるように（従属するように）運転される。当該プレス構造および制御システムではまた、同じプレスサイクルのまた別の部分においてはローダ装置のスレーブとなるようにプレスを運転させることができる。こういった制御構成の可変性は、クラッチが係合した瞬間からプレスサイクルにおけるプレスの動きが固定される、フライホイールで動く従来の機械プレスを用いるだけでは不可能である。
【００２５】
典型的に、一または複数の従来の機械プレスを用いるプレスラインと比較して、改良されたプレスラインの好適な利点は、製造サイクル時間が短縮されることである。従来の機械プレスからなるプレスラインと比較したときの本発明の利点としては以下のものが挙げられる：
・制御性：事前に設定された動きが、プレスサイクルのスタンピング処理部分で適切であっても、残りの動作サイクルで制御を加えることができる。よって、以下の利点および特長を得ることができる：
・プレスサイクルの一または複数の部分において、他の装置をプレスのスレーブとして同期させるとともに、またはその代わりに、プレスを別の装置のスレーブとして同期させるように構成することによって、プレスサイクル時間を最適化する新たな機会、
・プレス開閉中の加速（例えばサイクルのスタンピング部分における元来の速度は維持したままで）によるサイクル時間の短縮、
・速度制御を用いて速度プロファイルを適応させ、例えばプレスが閉じるとき衝突する直前に減速することによって可聴雑音、振動、圧迫を低減すること、
・プレス成形中の対象物プレス成形速度Ｗｐと速度ゼロとの間で速度を変動させて、プレス成形処理の結果または質を最適化すること。
【００２６】
本発明の別の態様において、改良されたプレスラインは、国際出願ＷＯ／ＳＥ２００６／０５００５５号に記載の複数の電気的駆動モータを備えた少なくとも一つの機械プレスを備え、前記国際出願明細書を参照により本明細書に組み込まれる。この改良されたプレスでは、第二のモータが機械プレスに追加される。当該第二のモータの最も重要な機能は、プレスが実際にプレス成形中ではないサイクル部分でプレスを駆動することである。実際のプレス成形段階では、現時点ではフライホイールが依然使用されていてよい。依然として必要なクラッチおよびブレーキが、従来の機械プレスのものよりもはるかに単純で安価となる。この解決策により、非常に大型の電力設備を必要とせずにサーボ駆動型のプレスが実現される。本解決策は、現行のプレスへの付加、改造または改修オプションとして特に適している。また、好ましくは、例えばプレスサイクルの作業（プレス成形）部分で同時に両方のモータを使用するオプションも提供される。
【００２７】
先行技術によるプレスと異なり、改良された機械プレスのモータは、最初に記載したＵＳ６０／７６５１８３号のサーボプレスか、国際出願ＷＯ／ＳＥ２００６／０５００５５号のハイブリッドサーボプレスかに関わらず、プレスサイクル中の速度が、ゼロから、偏心器のプレス成形速度Ｗｐよりも速い偏心器の回転速度Ｗ１をもたらす最大速度の間で変動できるように作動される。いくつかの実施形態で、速度は負の速度とゼロの間で、つまり反対方向での速度において変更でき、同様にゼロとＷ１の間の順方向での速度においても変更でき、これは好適な実施形態の説明で詳細に後述する。
【００２８】
本発明の別の実施形態において、モータをプレスサイクルのより大きな部分で所要の速度まで加速できるようにプレスおよびプレス制御を配置することによって、改良されたプレスのモータの所要の寸法が縮小される。一つまたは複数の有利な実施形態において、改良されたプレス制御方法は、従来の３６０度のクランク回転角度を越える、またはＴＤＣ位置の点から言えばＴＤＣを二度超える完全なプレスサイクルが提供され、且つそれでも、同一トン数のフライホイールをベースにした機械プレスと比較して完全な製造サイクルにかかる製造サイクルの全時間が短縮できるように設定される。３６０度以上のクランク角度の回転からなるプレスサイクルは、ＵＳ６０／７６５１８３号のサーボプレスか、国際出願ＷＯ／ＳＥ２００６／０５００５５号のハイブリッドプレスで詳述されているような、少なくとも二通りの方法のいずれかで達成されうる。要約すると、これらの実施形態の方法は、一サイクルの終了時にプレスを反転させ、前回のサイクルの停止位置の前の位置から次回のサイクルを開始するか、または、一サイクルの終了時にプレスを反転させ、最初のプレスサイクルの回転方向と反対の方向で次の完全なサイクルを行うことからなる。
【００２９】
本発明の実施形態による、ロボットのプレスへの、ロボットのロボットへの、および／またはプレスのロボットへの同期化において、ローダロボットは例えば、アンローダに同期化、自由化、前プレスのアンロードをプレスに同期化、自由化といった四段階で制御でき；また、アンローダロボットは、プレスに同期化、自由化、次のプレスのロードを次のアンローダに同期化、自由化となる。もちろん、ラインの開始および終了時に何らかの変形があってもよい。プレスは典型的に、ローダまたはアンローダに同期化および自由化の二段階を有する。
【００３０】
改良されたプレスラインの第一の利点は、プレスライン上の一つのプレス、任意のプレスまたは全てのプレスと、プロセス中またはプレスライン上のロード／アンロードロボットといった移送機構ローダ／アンローダまたはフィーダの動きを協調させることによって、プレスラインを最適化する、よりよい機会が与えられることである。プレス間、および／またはプレスとローダ／アンローダ間の協調は、例えば単一のコントローラを用いてそういったラインを制御することで実行されうる。協調は、下流プロセスの状態；または上流プロセスの状態といったパラメータか、全体の電力またはエネルギー消費；プレスライン上の電力消費ピークの補整といったまた別の検討材料に依存して最適化されうる。
【００３１】
本発明の方法の好適な実施形態において、本方法は、一または複数のマイクロプロセッサユニットまたはコンピュータを備えた、一または複数のコンピュータ装置によって実行または制御されうる。（一または複数の）制御ユニットは、一または複数の機械プレスの作動を制御するための改良された方法を実行する一または複数のコンピュータプログラムを格納するメモリ手段を備える。好ましくは、そのようなコンピュータプログラムは、上述およびより詳細に後述する当該方法を実施するためのプロセッサ用の命令を含む。また別の実施形態において、該コンピュータプログラムは、ＤＶＤ、光学または帯磁データ装置といったコンピュータ可読データキャリアに記録して提供されるか、またはサーバ、データサーバまたは同等のものからデータネットワークを介して供給される。
本発明の実施形態は、単なる例示として、添付の図面を特に参照して、これより説明する。
【００３２】
実施形態の詳細な説明
図２は、上述したような先行技術によるプレスラインのレイアウトを示す。まず、先行技術による配置のレイアウトを、本発明による改良の説明を簡単にするために説明する。図２は、プレスの主な電気駆動モータのための駆動１０１（または電気的駆動コントローラ１０１）とともに配置されたプレス９９を示す。プレスの動きは、プレスコントローラ１１０によって制御される。プレスコントローラ１１０は、プレスコントローラＰＬＣ１１１（ＰＬＣはプログラマブル論理制御装置である）を備える。プレスコントローラ１１０は、駆動１０１への電力を制御し、分散型Ｉ／Ｏ装置１１２、エンコーダ１１３またはセンサから入力を受け取ってよく、そしてまた、プレスＨＭＩ１１４（ヒューマン・マシン・インターフェース）、つまりプレス制御パネルまたはグラフィックプレス制御パネルとともに配置されてよい。
【００３３】
別個のコントローラ、プレス安全コントローラ１２０が、全てのプレス安全スイッチに接続されて配置され、緊急停止スイッチがプレス上または周囲に配置される。プレス安全コントローラ１２０は、同じくモータ駆動１０１に接続され、開放スイッチまたはアラームまたは緊急ボタンが押されることによって危険な状態が検知された場合にプレスの動きを止めるように配置されたプレス安全コントローラＰＬＣ１２１を含む。プレス安全コントローラＰＬＣ１２１はまた、クラッチおよびブレーキ操作バルブまたはスイッチ１２６に接続され、および危険な状態が発生した場合にプレスの動きを停止するように設定される。プレス安全コントローラＰＬＣは、緊急停止ボタン１２２といった安全装置、ドアスイッチ１２３、光カーテン１２４、安全ブロック１２５、および／またはクラッチおよびブレーキバルブ１２６からの入力を受け取ってよい。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態による改良されたプレスラインの配置図を示す。このレイアウトまたは制御トポロジーは、自動化システムに追加された装置としてではなく、自動化システムの一体部分としてプレスを設置する。
図１は、単純なプレスライン、一つの改良された機械プレス１００を備えた単純なセルを示す。プレス１００は、プレスの主な電気駆動モータのための駆動１０１（または電気的駆動コントローラ１０１）とともに配置される。プレスの動きは、図２の先行技術にあるように、プレスコントローラ１１０によって制御される。しかし、本発明の実施形態による制御階層の上位レベルにおいて、プレス１００の動きはまた、自動化コントローラ２００によって制御され、該コントローラはＰＬＣであってよい。自動化コントローラ２００は、制御フィールドバス１１７によって第一のロード装置１１８、プレスコントローラ１１０、および第二のロードまたはアンロード装置１１９に接続される。自動化コントローラ２００は、プレスロード作業を制御、プログラムおよび／または監視するロードＨＭＩ１１５とともに、および／またはプレスロード／アンロード作業を制御、プログラムおよび／または監視するアンロードＨＭＩ１１６とともに配置されてよい。自動化コントローラ２００はまた、プレスラインの制御、プログラムおよび／または監視するためのＨＭＩ２１４とともに配置されてもよい。
【００３５】
図１はまた、別個の自動化安全コントローラ１２８を示し、該コントローラはＰＬＣであってよい。自動化安全コントローラ１２８は、安全フィールドバス１２７によってプレス安全コントローラ１２０、よって安全制御ＰＬＣ１２１に接続され、同じく２つのロード装置１１８、１１９に接続される。当該例示では、ロボット１１８はロード装置として示され、第二のロボット１１９はアンロード装置として作動する。ワークフローの方向は、矢印Ｆで示すように左から右である。当該図が示すように、プレスラインの安全機能は全て、一つのコントローラ、自動化安全コントローラ１２８によって制御される。プレスコントローラ１１０は、先行技術の場合と同様に、開放スイッチまたはアラームまたは緊急ボタンが押されることによって危険な状態が検知された場合にプレスの動きを止めるための別個のプレス安全コントローラ１２０に接続されてよい。プレスコントローラ１１０は、プレスＨＭＩ１１４、例えばプレスの動きを制御および／または監視するためのグラフィックユーザインタフェースとともに配置されてよい。プレスコントローラ１１１といったコントローラはＰＬＣであってよく、または任意の適切な産業用コントローラ、または産業用ＰＣ、または高耐久性ＰＣ、または産業用プロセッサ等であってよい。
【００３６】
図１のレイアウトまたは制御トポロジーの重要な側面は、自動化制御ＰＬＣ２００が、制御フィールドバス１１７によってプレス制御ＰＬＣ１１１に接続される点である。これはまた、ロード／アンロード装置、ロボット１１８、１１９のコントローラ（図示せず）に接続される。当該制御トポロジーにおいて、自動化コントローラ２００によって制御される任意の制御オブジェクトは、任意の他の装置のスレーブとして制御されるように配置されてよい。よって、プレスサイクルの任意の地点で、プレス１００はロードロボット１１８のスレーブとして制御されてよく、またその逆もしかりで、アンロード装置１１９はプレス１００のスレーブとして制御されてよく、またその逆もしかりである。例えば、本発明の実施形態による制御信号のタイミングは、異なる装置がいつ以下の位置：
−プレスが、アンロード位置に到達する位置；次に
−アンローダロボットが、移動してワークピースをアンロードする位置；取り去って次に
−ローダロボットが、新しいワークピースへと移動する位置；プレスを離れて次に
−プレスが、ダイ保護位置を通過し、新しいプレスサイクルを始める位置
に到達するかに従った任意の所与のプレスサイクル中であってよい。
【００３７】
図１５は、一つの第一の装置が別の装置のスレーブとして動作しているスレーブ状態にあるか、装置が別の装置のスレーブではない「自由な」状態で動作している、同期化の略図を示す。よって、当該略図はプレスについて図中の上段で、プレスがサイクル中に同期化状態を変化させることができ、
−アンロードカム（ＵＣ）の直前に、プレス自由化（ｐｆ）へと変化し
−ダイ保護（ＤＰ）まで、プレスがローダに同期化し（ｐｓ  ｔｏ  Ｌ）、次に
−プレス自由化（ｐｆ）へ．．．
と変化しうることを示す。
【００３８】
次いで、中段には、アンローダ装置またはロボットについての同期化状態が示されており、
−ＤＰの後、アンローダ自由化となり（ＵＬ  ｆ）、
−ＵＣが近づくと、アンローダがプレスに同期化し（ＵＬ  ｓ  ｔｏ  ｐ）、
−ＵＣの後、アンローダ自由化となり（ＵＬ  ｆ）、
−ＤＰが近づく前に、アンローダが次のプレスのためのローダへと役割を切り替え、次のプレスのアンローダに同期化し（ＵＬ＞Ｌ  ｎｅｘｔ  ｐ，ｓ  ｔｏ  ｎ  ＵＬ）、
−ＤＰの後、アンローダ自由化となる（ＵＬ  ｆ）。
下段には、ローダ装置またはロボットについての同期化状態が示されており、
−ＵＣが近づくと、ローダ自由化となり（Ｌ  ｆ）、
−ＵＣの後、ローダがアンローダに同期化し（Ｌ  ｓ  ｔｏ  ＵＬ）、
−アンローダがプレスから退出し始めると、ローダ自由化となり（Ｌ  ｆ）、そして
−ＤＰの後、ローダが前のプレスのためのアンローダへと役割を切り替え、前のプレスに同期させる（Ｌ＞ＵＬ  ｐｒｅｖ  ｐ，ｓ  ｔｏ  ｐｐ）。
これらの同期化モードにおいて、プレスまたはローダ／アンローダといった装置は、スレーブ状態かまたは自由な状態のみを有しうる。
【００３９】
図１８は、プレスまたは他の装置またはロボットが、マスタおよび／またはスレーブでありうる同期方式を示す。該図は、左側で、ロボットＲ１がプレス１のマスタであってよく、つまりＲ１がローダとして作動し、プレス１がＲ１に同期化されることを示す。該サイクルの続くまたは他のまたは重複する部分において、プレス１は、ロボットＲ２のマスタであり、該Ｒ２はプレス１のアンローダとして作動する。アンローダの動きは、該サイクルのこの部分についてはプレス１の進行によって支配される。ロボットＲ２はまた、プレス２のローダであってよい。この場合、二番目の「三角形」で、プレス２をロードする間、ロボットＲ２はプレス２のマスタである。次にプレス２は、そのアンローダであるロボットＲ３のマスタとなる。前記プレスサイクルの開始時、ローダロボット１は、アンローダロボットＲ２のスレーブとして作動し、アンローダロボットＲ２がプレスを離れ始めたときプレスに完全に入る。よって、プレスまたは他の装置は、サイクルの一部分においてマスタの同期化状態を有してよく、そしてサイクルの別の（または同じまたは重複する）部分ではスレーブの同期化状態を有してよい。また、ロボットＲ１、Ｒ２等の装置は、サイクルの一部分において一つのプレスのアンローダとして、およびサイクルの別の部分ではローダとして、一以上の役割および機能を有しうる。ロボットまたはプレスがプレスサイクルの一部分でスレーブとして運転され、および自由に運転され、または同一プレスサイクルの別の部分でマスタとして運転される当該方法はまた、ロボット制御ユニットが同期化機能を備える実施形態である図１７との関係でも後述される。
本発明による別の重要な側面は、ＵＳ６０／７６５１８３号に開示されたサーボプレス、および／または国際出願ＷＯ／ＳＥ２００６／０５００５５号に開示されたハイブリッドプレスといった様々なプレスサイクルを実行可能な改良された機械プレスの使用である。このようなプレスは、可変に制御されうる速度で作動し、よってプレスの動きが他の装置の動きと同期するように制御される。フライホイールおよびクラッチを備えた従来の機械プレスは、一旦クラッチが嵌められ、プレスサイクルの動作が開始すると、動作サイクルが固定される。品質要求事項および／または生産性および／またはエネルギー消費の制約を最適化するために利用可能な自由度の高い改良されたプレスラインは、このように、図１との関係で上述した改良されたプレス制御トポロジーと組み合わせることによって、および可変速度プレスに適用することによって実現される。
【００４０】
典型的に、２つのロボット間での同期化は、「スレーブ」ロボットの動きを「マスタ」ロボットの動きに連続的に適応させることによって実現される。よって、どこかの時点でマスタロボットの動きが何らかの理由で遅れたとしても、この遅延は、スレーブロボットの動きに即座に反映される。同様に、どこかの時点でマスタが加速された場合、この偏差もスレーブに模倣される。この種の同期化は、マスタの動きが比較的滑らか、つまりスレーブが動きの参照を、所望の平均値前後で大きなノイズまたは変動なく受け取る場合に、適切に機能する。この同期化が機能するまた別の条件は、スレーブがその質量または慣性との関係で利用可能な十分な動力を有し、マスタの動きに追従することができることである。マスタおよびスレーブが類似の動作能力を持つ類似の機械である場合は大抵そうである。
【００４１】
プレスをローダロボットに同期させる場合は、プレス慣性と比べてプレス駆動は利用できる動力が限られている点で、より困難である。プレスがローダに同期する必要があるプレスサイクルの部分において、プレスは最大限のモータトルクで作動する−最初はプレスを静止状態まで減速し、次いで場合によっては次のプレスサイクルの所望の開始位置までプレスを戻し、そして最後にプレスを静止状態から高速度まで加速させるかもしれない。最大限の正または負の動作トルクのいずれかで動くこれらの部分の間には、短期間のプレス静止状態または一定速度状態（ゼロトルク）がありうるが、多くの場合、それは可能な限り最短のプレス時間を実現するために最大限のトルクで作動する（例えば図８（先行技術）、図９のＴ２を参照のこと）。さらに、アンローダおよびローダロボットがプレス内で自由に動けるようにプレスが十分に開いている限り、プレスの動きをローダ（またはアンローダ）の動きに適応させる必要はないかもしれない。これは例えば、ロード中のどこかの時点の間ローダができるだけアンローダと近くなるように連続的な同期化が必要な、ローダのアンローダへの同期化とは異なる。プレスのローダへの同期化は、一つの時点で（ローダの動きにおける一つの位置で）プレスが特定の位置にある（ＤＰ）ことを確実にするだけである。
【００４２】
プレス駆動が最大限のトルクを使用する動作プロファイルでは、従来の方法での同期化は以下の理由で不可能または望ましくない。プレスの動作プロファイルは通常、可能な限り最短のサイクル時間となるように最適化される。このため、プレスは、−ローダロボットに依存していない動作部分で−可能な限り最高のまたは許容可能な速度で動かなければならない。よって、ローダがプレスを離れる地点、つまりプレスのロボットへの同期化が止まる地点で、プレスは既に非常に高速でなければならない。この速度に到達するために、駆動は典型的に開始地点から最大限のトルクで加速しなければならない。この動作部分で（同期化のために）プレスを減速しようとする試みはいかなるものであっても、サイクルの同期化されていない部分におけるプレスの動きの持続時間に悪影響を及ぼす。同期化のためにプレスをさらに加速しようとする試みはいかなるものであっても、駆動が既に最大限のトルクを出しているので失敗することが多い。
【００４３】
本発明者らは、ローダロボットの動き、および特にその動きの最後の部分が十分予測可能であることを究明した。ロボットの正確な動きはさておき、ローダロボットがプレスを離れるであろう時点は、例えば一秒以上前に十分わかる。この知見を用いて、ロボットがプレスを離れるのと同じ時点でプレスが所望の同期化地点に到達するだけでなく、可能な限り最短のサイクル時間が達成されるようにプレスが非常に高速で当該地点に到達するように、プレスの動きを事前に計画することができる。そういった同期化地点に到達するまでどれくらいの時間が残っているかに依存して、以下の方法のいずれか、またはいずれかを組み合わせて使用することによって、プレスの動きを、最適な方法で同期化地点に到達するように構成することができる：
−トルクの変更、速度の変更；
−適切な地点（位置、時点）での動きの一時停止（しばらくの静止）、例えば
−本来計画されていた動きでは一時停止がなかった地点に一時停止を導入すること；
−一時停止期間の延長；
−一時停止期間の短縮；
−動きにおける反転の変更、例えば
−本来反転がなかった（単一方向のプレス成形）動きに反転を導入すること（単一方向の動きから「選択的な両方向の」動きに変更すること）；
−プレスが回転方向を変える一つの位置または複数の位置を変更すること（両方向の動き、および「選択的な両方向の」動きのどちらにも適用可能）；
−反転部分の除去；
−ゼロ速度地点のない動き（プレスがアンローダおよびローダに時間を与えるために減速される、連続的なプレスの動きを仮定）における最低速度地点の変更；
−プレスサイクル終了時の減速を早めること、または遅らせること。
【００４４】
よって、実施形態において、制御階層は、次のように設定されうる：
１：アンローダロボットがプレスのスレーブ；その後
２：ローダロボットがアンローダロボットのスレーブ；その後
３：プレスがローダロボットのスレーブ；
ここでは、第一のレベルで、プレスがアンロードカム位置に到達する時間が非常に正確に同期化のために予測されうる。第三のレベルは特に、上述した種類のサーボプレスまたはハイブリッドプレスで可能な、プレス動作を可変速度制御できる機能を用いる。
【００４５】
図３は、本発明の別の実施形態による改良されたプレスラインを示す。ここでも、各装置コントローラが制御フィールドバス１１７に接続されており、自動化コントローラＰＬＣ２００に従属させられている。自動化安全コントローラ、プレスラインＨＭＩ、および安全フィールドバスは、図１に示した通りであるが、略図を簡単にするために図３からは省いた。自動化コントローラＰＬＣ２００は、３つのプレス１００ａ〜ｃを制御するように配置されることが示されている。プレス１００ａは、ローダロボット１１８ａおよびアンローダロボット１１９ａとともに配置されている。アンローダロボット１１９ａはまた、第二のプレス１００ｂのローダとして機能でき、この場合、一つ以上の機能を果たす可能性を示すために１１９ａ／１１８ｂと表示されうる。プレス１００ａは、前述したようにプレスコントローラ１００ａおよび安全コントローラ１２０ａとともに配置され、これは図１に示したように安全フィールドバス（図示せず）に接続される。
【００４６】
改良された電気的駆動コントローラ構成２１０を示す。プレス１００ａ〜ｃの３つの駆動モータＭａ〜ｃが、駆動１０１ｃといった駆動装置によってそれぞれ動力供給されることが示されている。当該実施例において、この電気的駆動装置は、制御された方法でモータに電力を供給できる変換器である。この改良によって、３つの変換器は全て、一つの整流器２０１、インバータなどの単一の電源装置によって電力供給され、該電源装置は、複数のプレスのうちの一つをそれぞれ駆動する一または複数のモータに電力を供給するものである。マルチ駆動は、任意で一または複数のインバータを含んでよい。こういったマルチ駆動２０１はまた、任意で液圧ポンプ、冷却装置、移送装置、回転台等の他のプレスライン装置に電力供給することもできる。電力供給配置は、ＰＷＲの電力網および電力管理装置への接続、配置、または機能を備える。例えば、電力リミッタ配置は、フライホイールモータおよび補助第二モータの総電力またはピーク電力を制限する。電力供給配置の制御機能と関連するのは、ダイ情報を処理するユニットまたは機能Ｄ、およびロボット動作を同期させるユニットまたは機能ＳＣである。ユニットまたは機能Ｄはまた、例えば制御フィールドバス１１７を介して自動化コントローラＰＬＣ２００に接続される。ダイ情報処理機能Ｄはまた、自動化コントローラＰＬＣ２００に含まれてよく、あるいは、ＳＣ機能が配されうる方法と同様の、何らかの他の方法で配されてもよい。
【００４７】
装置、ロボットおよびプレス動作のための同期化計算（ＳＣ）機能は、略図でＳＣと表示した独立ユニットに含まれうる。同期化計算および同期化機能のためのアルゴリズムは、任意で制御ロボット１１８、１１９等のための一または複数のロボット制御ユニットに含まれてよく（図１７の実施形態参照）、あるいは、駆動１０１ａ〜ｃの一つに、またはマルチ駆動２１０に含まれてもよい。この機能はまた、何らかの方法でシステムに配されてもよい。同期化計算機能ＳＣは典型的に、動きに同期させる作業および地点に同期させる作業のための同期化データを計算する必要に応じて、一または複数のプレス、ロボットおよび他の装置からの位置情報を用いる。
【００４８】
図３のプレスラインのような改良されたプレスラインは、本発明の一または複数の実施形態による一または複数の改良されたプレスを含んでよい。例えば、一または複数のプレスがプレスラインに含まれ、ここで複数のプレスが同一または関連する製品に対して作動する。プレスライン上で、単一の独立型プレスのプレスサイクルを最適化するために適用可能ないくつかの最適化および調整方法を、処理グループ全体に拡大適用することができる。よって、回収エネルギーが例えば、一つの改良された独立型プレスだけでなく他の機械によって消費されてよい。例えば総ピーク電力消費を低減するため、または電力使用における破壊の可能性があるピークまたはスパイクを減らすために、一つ以上の機械による総ピーク電力またはエネルギー消費を最適化または調整してよい。このようにプレスラインによる全体的な電力消費を考慮することで、図７ｂ〜ｄを参照して説明するように所与のプレスサイクルまたは方法において考慮に入れられる、加速、減速時間等に対する制約が生じうる。例えば、製造サイクルの時間を可能な限り最短にするために、図１３のステップ６０等でプレスはできるだけ速く加速される；しかし、この加速は、プレスライン全体の瞬時電力ピークを避けるために最大より小さくなるように変更されうる。第一の加速ステップ６０は線形ではなく、最大および／または直線加速よりも、時間、つまりローダがワークピースを挿入し、よって少なくとも所与の時間をかけてＤＰ角度に到達するために必要な時間に適合するように設定されてよい。同様に、例えば図１３のステップ６２、６６に関連して通常実行される回生制動に、同一プレス、別の機械、プレスラインまたはグリッドのいずれかにリターンエネルギーを供給する制約を持たせてもよい。
プレス間のこういった調整または最適化は、改良されたプレスの他の側面としてもよい。例えば、プレスラインの最適化をするとき、各プレスで実行されている各プレスサイクルの開始／停止位置が選択または調整されうる。これによって、プレスラインの最適な全製造時間を設定する自由度が上がる。
【００４９】
図５は、本発明の実施形態による改良された機械プレスの概略図である。簡略的にプレスラム２３、偏心駆動ホイール２７、プレスギア機構２９、および電気駆動モータ２２を示す。また、モータ電力供給および制御手段２２ａおよび２１ｂを示す。該図は、偏心駆動ホイール２７またはクランクおよびリンク２５の上下運動Ｓで駆動されるプレスラム２３を示す。次に該偏心駆動ホイールは、ギアの歯が平行線模様で表されている簡略化した断面で示されたプレスギア機構２９によって駆動される。偏心ホイールは、駆動モータ２２によってプレスギア機構を介して駆動される。サーボモータであってよい駆動モータ２２は、グリッドまたは電力網（図示せず）に接続されたインバータ２２ａおよび整流器２１ｂとともに配置される。他のモータ制御手段が代用されてもよい。該図はまた、任意の緊急ブレーキ３１ａおよび任意のギアボックス３３を示し、これらは必要に応じていずれかがプレスに付加されてよい。当該実施形態は通常、フライホイールおよびクラッチは備えないことに注意されたい。
【００５０】
図５は、偏心駆動ホイール２７またはクランクおよびリンク２５の上下運動Ｓで駆動されるプレスラム２３を示す。他の機械的伝動装置も知られ、その中には、モータから動力を伝達し、そして機械的にスライドを駆動するのに適したものがある。例えば、プレスにおける可変速度電気モータからの回転駆動運動をプレススライドまたはラムの線形運動へと変換するためのボールスクリューシステムである。同様に、偏心機構の代わりに、ある種のダブルリンクおよび／またはナックル機構を代用してもよい。
【００５１】
駆動モータは、図示したようなＡＣ電源か、またはＤＣ電源を有しうる。モータ速度制御手段は、周波数変換器、図示したようなインバータ／整流器、または他のモータ速度制御手段であってよい。図示した実施形態は、比較的大型の駆動モータを備える。あるいは、より小型のモータが用いられ、追加の慣性を備えた構成に配置される。該追加の慣性は、小型の常時接続されたフライホイール、または高慣性を有するモータ、または高慣性ギアボックス３３、または他の機械的手段の形態であってよい。該追加の慣性はまた、何らかの方法で可変または着脱可能であってよい。
【００５２】
図６は、ＷＯ／ＳＥ２００６／０５００５５号に記載されたようなハイブリッド型の改良されたプレスを示す。それは、プレスのフライホイール３５を駆動するための第一の駆動モータ２０に加えて、少なくとも一つの第二の駆動モータ２２を備える。当該実施例において、一つの整流器２１ｂは、フライホイール駆動モータ２０および補助第二駆動モータ２２にそれぞれ電力を供給する少なくとも２つのインバータ２１ａ、２２ａに電力供給する。当該配置は、電力がモータに消費される前に一つの整流器から別の整流器へと通過するトポロジーより損失が少ないという利点を持つ。代わりに、電力は、整流器２１ｂとインバータ２１ａ、２２ａの間の共有ＤＣリンクを介して一つのモータから別のモータへと伝わる。任意のギアボックス３９と、任意の緊急ブレーキ３１も表示されている。
【００５３】
図４の先行技術を、従来の機械プレスとして簡単に説明する。図４はまた、先行技術による従来のプレスサイクルの概略図も示す。プレスサイクルは通常、上死点またはＴＤＣから始まり、例えば時計回りに進む。プレスがプレス成形前の段階で閉じ始めると、プレスダイまたはローダを傷つけずにワークピースをロードするのに十分な隙間がもはやない程度までプレスが閉じてしまう前の地点が来る。クランク角度の観点から計算される当該地点は、ダイ保護またはダイ保護角度、ＤＰと呼ばれる。（該地点は、それ以外に、例えばプレスストロークにおける位置、ラムとダイの間のＴＤＣまたはＢＤＣからの線形距離等の観点から参照されてもよい。）プレスサイクルは、１８０度の方向および下死点ＢＤＣに向かって続く。ワークピースは地点Ｉで嵌入され、プレス成形段階Ｐでプレス成形またはスタンピング、パンチング、深絞り等される。サイクルは、下死点ＢＤＣを過ぎて時計回りに続き、そしてプレスが開き、地点ＵＣ、アンロードカムに到達する。アンロードカム角度（ＵＣ）はここで、成形後の部品を引き抜き、およびアンロードするのに十分ダイが開く限界点または時間を意味するために用いられる。ダイ保護角度およびアンロードカム角度はどちらも、典型的には用いられるブランク、およびブランクがダイ上に引き下げられる深さとプレスストローク長の両方に依存して、異なる製品の製造間である程度変更されてよい。
【００５４】
図４のサイクルの略図から、処理されたワークピースをアンロード、または新しいブランク、ワークピースをロードする目的でプレスを利用することは、ＵＣおよびＤＰの間の時間Ｔ１の間に行われる。この時間は、サイクルとサイクルの間にプレスが停止されることがあるとしても、制限されており、通常できるだけ短くなるように計画される。アンロード／ロードに充てられる時間は、ＤＰとＰの間の、およびプレス成形ＰとＵＣの間の期間Ｃに限られる。従来のプレスサイクルにおける地点ＤＰ、Ｐ、ＵＣは全て固定されている。
【００５５】
図９は、改良されたプレス製造サイクルの他の側面を示し、これは、ブランクまたはワークピースをプレスにロードし、続いてプレス成形（スタンピング、パンチング等）段階の後にワークピースを取り去ることに関係する。プレスサイクル開始時、プレスが開いて、ブランクがロードされうる。プレスがプレス成形前段階に閉じ始めると、ここでダイ保護角度、ＤＰと呼ばれる地点が来る。それに対応して、また、プレス成形段階に続く非プレス成形段階の地点もあり、この後プレスは、ワークピースまたはダイを傷つけずにワークピースを取り去ることができるほど十分に開く。クランク角度の観点から計算される当該地点は、アンロードカム角度と呼ばれる。アンロードカム角度（ＵＣ）はここで、成形後のワークピースを引き抜き、アンロードするのに十分ダイが開く限界点または時間を意味するために用いられる。ダイ保護角度およびアンロードカム角度はどちらも、典型的には、用いられるブランクまたはワークピース、およびワークピースがダイ上に引き下げられる深さの両方に依存して、異なる製品の製造間である程度変更されてよい。
【００５６】
よって、図９において、示したプレスサイクルの段階は、プレス成形前段階、プレス成形段階、およびプレス成形後段階を含む。該プレスサイクルは以下の通り説明できる：
・第一の非プレス成形段階で通常、できるだけ早く最大プレス速度Ｗ１に達するように加速、または同期させるときに、ＤＰにおいてできるだけ高速度まで加速するがアンローダの到達に同期化され、そしてＤＰの後Ｗ１まで加速；
・第二段階で、最大プレス速度のＷ１を維持；
・第三の非プレス成形段階で、できるだけ遅くＷｐまで減速；
・プレス成形段階で、プレス成形のための目標速度、例えばＷｐを持つ；
・プレス成形段階中、目標速度Ｗｐは、特定のスタンピング／引き抜き／プレス成形技術に応じて減速される、および／または静止状態に保たれる；
・第四の非プレス成形段階で、（通常）Ｗ１までできるだけ早く加速；
・第五の非プレス成形段階で、高速度、例えばＷ１を維持；
・同期化時、例えばプレスがアンローダ装置またはロボットのスレーブであるＵＣへと減速；
・第六の非プレス成形段階で、できるだけ遅く、およびプレスが所要の位置で停止するように速度をゼロまで減速。
【００５７】
改良された制御方法によって提供される改良されたプレスサイクルは、ＤＰおよびＵＣ間の、プレスサイクルの非プレス成形部分の実行時間を短縮することによって、先行技術の従来の機械プレスの製造サイクル時間よりも総製造サイクル時間を短縮することができる。特に、Ｗ１といった上昇速度で駆動モータを動かしてプレス成形速度Ｗｐよりも高速で偏心器を駆動すること、および次いで、偏心器速度Ｗｐまで減速するか、またはサイクル終了時にゼロまで減速することによって、Ｔ２として示す、最後のロード地点ＤＰから最初のアンロード地点ＵＣまでの時間が短縮されうる。これは、図８（先行技術）と比較した図９の速度プロファイルにおいて、Ｔ２にかかる時間の差異、ΔＴ２によって該略図で概略的に示されている。改良されたプレスサイクルは主に、一サイクルまたは別個のサイクルに関して説明したが、単一ストロークの作業、および／または連続的な作業に適用できる。後者の場合、プレスは製造サイクル間で全く停止しない。
【００５８】
図１０は、本発明の好適な実施形態による、少なくとも一つの第二の駆動モータを備えたハイブリッド機械プレスを備えた改良されたプレスラインの稼動方法に関するフローチャートである。該方法は、プレスサイクルがプレス成形段階および複数の非プレス成形段階を含むことを示す。該方法はさらに、プレス成形前段階、プレス成形段階、およびプレス成形後段階を含むものとして説明され、この場合、プレスサイクル終了時に反転動作がある実施形態である。該フローチャートは、改良されたプレスラインのプレスを制御するために以下のブロックを含む：
１３９      プレスが、開始前に同期化に基づいて計算された時点を待つ；
１４０ａ    例えばアンローダに同期化して、および高速度でＤＰに到達するようにできるだけ速くプレスを加速；
１４０ｂ    ＤＰの後、できるだけ速く最大速度Ｗ１まで加速；
１４１      Ｗ１を維持；
１４２      できるだけ遅く第二のモータをプレス成形速度Ｗｐまで減速；
１４２．５  位置／速度の同期化ありまたはなしで、フライホイールおよび偏心器間にクラッチを嵌合；
１４３      プレス成形段階Ｐの間に目標速度をＷｐに設定し、プレス成形／スタンピング処理で変更が必要とされなければ、例えば時間ＴＨＳの間、加圧状態を維持；
１４３．５  フライホイールおよび偏心器間のクラッチを離脱；
１４４      第二のモータをＷ１まで加速；
１４５      第二のモータをできるだけ長くＷ１に維持；
１４７      次のサイクルにおけるローダとの同期化の準備；
１４８      次のサイクルにおけるローダとの最適な同期化のために選択された開始位置に、第二のモータを戻す；
１５０      １３９に戻る（あるいは停止）
【００５９】
よって、第一の（フライホイール）駆動モータと第二の駆動モータを備えたプレスである、ハイブリッド型プレスがプレスライン上に存在するとき同期化が実行されてよく、ここで第一のモータ（２０）は必ずしも前記プレスに機械的に連結されておらず、第二のモータ（２２）は必ず前記プレスに機械的に連結されている。
【００６０】
図１１は、サイクル終了時に次のプレスサイクルが始まる前にプレスをいくらかの距離戻すときの、プレスラインにおけるプレス制御方法を示す。第一（時計回り）の回転方向ＲＣおよび第二（反時計回り）の回転ＲＡＣを示す図１６の略図も参照のこと。この種の選択的双方向サイクルの利点は、加速段階をダイ保護まで延長することができる点である。よって、ステップ４０ないし４７は、図１０のステップ１３７ないし１４９と類似である。
【００６１】
図１２は、第一のモータ２０、プレスライン上ハイブリッドプレスのフライホイールモータを特徴とする制御方法を示す。該図は、プレスの第二のモータが、もし必要であればプレス成形段階Ｐのためにクラッチ５２を嵌める前に、第一のモータ２０、フライホイールモータに同期化されうるブロック５１を示す。また、プレスをＷｐよりも高速度で駆動できるように、フライホイールがプレス成形後どれくらいでクラッチから取り外されうるかを５４で示す。
【００６２】
図１３は、同期化が行われないときの、プレスラインにおけるプレス制御方法を説明する。当該方法は以下の通り：
６０  例えばできるだけ速く開始からＷ１まで加速；
６１  モータ速度を最大速度Ｗ１に維持；
６２  モータ速度をＷ１からプレス成形速度Ｗｐまでできるだけ遅く減速；
６３  プレス成形段階Ｐのために、モータ目標速度を例えばＷｐに設定、または必要な引き抜き／スタンピング／曲げ／プレス成形処理に応じて可変プレス成形速度に設定（例えば６３’’）；
６４  第四の非プレス成形段階で、例えばできるだけ速くＷ１まで加速；
６５  第五の非プレス成形段階で、できるだけ長くモータ速度を最大速度に維持；
６６  第六の非プレス成形段階で、ゼロまで減速。
【００６３】
当該方法は、改良されたサーボ型プレスおよびハイブリッド型に適用できる。注目すべきは、プレス成形中にプレス成形速度が減速されなければならない場合、プレスがプレス成形段階Ｐの間、加圧状態で静止され、その後ハイブリッドプレスの場合フライホイールを偏心器から分離するためにクラッチが取り外されなければならない点である。
一以上の駆動モータが、プレスサイクルの一部分において、弱め界磁として知られる制御方法手段によって高速で稼働するように制御されうる。
当該方法は、できるだけ短い時間の全製造サイクルを達成するために改良されたプレスを制御するステップを含む。例えば、プレスのロード／アンロード要件を調整またはそれに同期させるために、および／または当該プレスのピーク電力および／またはエネルギー消費を最適化するために、他の制約が上述のプレスライン制御方法に含まれるか、または条件付きで含まれてよい。該ピーク電力および／またはエネルギー消費は例えば、減速期間中の回生制動および加速に関して最適化されうる。
【００６４】
図１３は、図１０および１１のフローチャートに関連して述べた方法の変形を示す。特定の作業、例えばホットスタンピングにおいて、プレス成形段階６３’’中にプレスを停止して、ワークピースを、ＴＨＳとして表す一定時間、加圧状態で維持することが望ましい。この静止は通常、ＢＤＣの位置かその周辺で行われる。一または複数の実施形態による改良されたプレスの制御のために一または複数の追加の機能ステップを追加することは簡単な作業である。
【００６５】
図１４は、プレスをローダ装置またはローダロボットの動きに同期させるためのフローチャートを示す。参照される駆動モータは、単一の駆動モータ２０、または第二またはハイブリッドモータ２２であってよい。該図は、以下のブロックを含むプレスサイクルを示す：
４０ａ  ＤＰの前の地点またはＤＰでローダがプレスを離れてしまう時間までにプレスが達することができる最大速度である、ＷｍａｘＤＰへと加速；
４０ｂ  ローダ装置またはロボットがプレスを離れるという信号を受信；
４０ｃ  最大速度Ｗ１まで加速；
４１    駆動モータをＷ１で維持。
ローダがプレスを離れる時間は予測可能である。制御ユニットが、ＤＰにおいてまたはＤＰの直前に、ローダが離れるまでの時間に駆動モータの最大加速度を計算する。駆動モータは、このようにプレスを加速させるが、予測された時間前にプレスを閉じることはない。
【００６６】
プレスの駆動モータの電気エネルギー消費は、回生制動によって改良または平滑化される。モータは、一部、回生制動手段によって低速度またはゼロ速度まで減速されうる。例えば、第一プレス成形前段階におけるＷ１からＷｐへのモータの減速、およびプレス成形後のＷ１からゼロへのモータの減速である。本発明の実施形態による改良されたプレスを備えたシステムは、例えば減速または制動中にモータからエネルギーを回収するエネルギー回収手段を備えてよい。エネルギー回収はまた、システムの任意の他の運動エネルギー低減中に、または例えばプレスシステムの慣性の変動中の一部で行われるように設定されてよい。エネルギー回収手段は、例えば電気的、機械的または化学的な任意の回収手段であってよい。例えば図３では、エネルギー管理装置／システム２１０が示され、これは機能および／または装置の組み合わせを含みうる。エネルギー回収および管理は、一または複数のキャパシタ、バッテリー、機械装置、例えばフライホイール、機械バネ、または圧縮性流体のリザーバを備えた装置の使用を必要としうる。例えば、プレスのフライホイールに蓄積されたエネルギーは、エネルギー最適化方法において、駆動モータ２０または別のプレスのモータ２２によって利用されてよく、またはプレスサイクルの一部において第二のモータ２２による電力消費を低減するために利用されてよい。
【００６７】
蓄積エネルギーは基本的に、プレスサイクルの以下の一または複数の期間中に再利用される：プレスサイクル開始時の最初の加速時；プレス成形時；プレス成形後の再加速時。回収エネルギーは加えてまたは代わりに、電力供給グリッドに逆送りされてよい。図３は、３つのインバータに電力供給する一つの整流器を示し、該インバータはそれぞれ１００ａ〜ｃで示された３つのプレスの駆動モータＭａ〜ｃに電力供給する。当該配置は、電力がモータによって消費される前に一つの整流器から別の整流器へと通過するトポロジーより損失が少ないという利点を持つ。代わりに、電力は、整流器２０１とプレス１００ａ〜ｃのインバータ１０１ａ〜ｃの間の共有ＤＣリンクを介して一つのモータから別のモータへと伝わる。
【００６８】
例えば自動車産業における典型的な生産量が意味することは、改良されたプレスラインのエネルギー最適化特長が、例えばエネルギー消費の低減において非常に有益でありうるということである。しかしながら、改良されたプレスラインは、機械プレスが使用される他のスタンピング、切り抜き、ブランキング、ノッチング、プレス成形、または深絞りアプリケーション、および、さらには液圧プレスが使用される何らかのアプリケーション、例えば家庭電化製品または大型家電製品、工業用棚、金属製クラッドパネル、金属製キャビネット、および金属製家具の製造、および貨幣のブランキングまたは造幣のためのアプリケーションにおいて使用されてもよい。
【００６９】
金属部品の形成、曲げ、スタンピング、パンチング、または深絞り等に使用されるプレスの改良されたプレスラインを提供するだけでなく、本発明の一または複数の実施形態の特長を備えたプレスラインはまた、プラスチック材料でできた部品の形成にも使用できる。前述したような一または複数の改良された機械プレスを備えた改良されたプレスラインはまた、プラスチック材料、熱可塑性プラスチックおよび熱硬化性プラスチックおよび／またはポリマーブレンドおよび複合材料の成形に適するように配置されてもよい。熱可塑性プラスチックは、射出成形、熱成形、ブロー成形、押し出し成形、および他の処理技術の利用が可能である。例えば射出成形機の少なくともプレス機能部分、ダイホルダ、およびダイクランプ機能が、本発明の実施形態による機械プレスによって実行されてよい。熱可塑性プラスチック形成プレスは、成形処理速度が典型的に１００ｉｐｍ以下のとき、プレスに、１０００ｉｐｍ以下の高速での閉鎖を実行する能力を付与する高速サーボ制御モータを備える。プレスは、数百トンから１５００トンまでかそれ以上の中規模の圧力であってよい。
【００７０】
熱硬化性プラスチックは、架橋、ゴム材料に適用される場合は、時に加硫とも呼ばれるポリマー分子間の化学結合を形成する。いくつかの熱硬化性樹脂はさらに、加熱によって重合できる。フェノールおよびエポキシ等の材料は、ホットモールドに射出または移転、または圧入できる。ＲＩＭ成形ポリウレタン（反応射出成形）は、モールド内での制御された化学反応を必要とする。成分がモールドに入ると混合および反応するので、モールドは重合反応容器でもあるので、部品が作られるだけでなくプラスチック材料も作り出される。ポリウレタンＲＩＭ処理は、非常に柔軟なフォームコア部品から硬質の剛性部品に至る様々な部品を製造できる。部品密度も、０．２から１．６に亘る比重で幅広く異なっていてよい。該処理は、自動車産業において幅広く使用され、計器板といった内部部品、およびフード、フェンダ、バンパ等の外部部品のどちらにも使われる。液圧プレスはしばしば、圧縮成形に使用される。プレスサイクルのパラメータが、プラスチック材料の処理要件および部品の壁厚等に応じて多岐に亘る製品に適合するように変更しやすいので、本発明は非常に適切である。例えば、滞留時間を調節するために、改良されたプレスでは、ダイが加圧状態で止まる静止状態の時間が容易に設定される。プレスは、数秒から一時間以上に亘る加熱または硬化サイクルについて設定されうる。電力プレスモータのサーボ制御による、プレス成形処理中の精確な速度／位置制御の機会増加によって、成形寸法公差が改善される。圧縮成形のプレスサイズはまた、数百トンから２０００トンまでかそれ以上の中程度のサイズであってよい。
【００７１】
こういったプラスチック成形プレスラインは、アンローダまたは他の装置をプレスに同期させる。またプレスは、アンローダ、トリマ、スタッカ、またはプレスライン上の他の装置に同期させる。ほとんどのプラスチック材料では、成形のためにロボット手段によってプラスチック材料をダイにロードすることは必要ないが、ロボットまたはマニピュレータアームを用いて、挿入物等を、プラスチックを挿入物の周囲に成形する前にダイへと配置してもよい。成形した製品を取り去ること、および、それらをクリッピング、クリーニング、スプルー除去ツールへと移送すること、または同様の処理が、アンローダまたはロボットアンローダによって実行されてよい。成形部品のスタッキング、または別の処理への移送が、ロボットまたは他の装置で実行されてもよい。
【００７２】
本発明の別の実施形態によると、３６０度のクランク角度、またはプレスの開き距離によって表した場合はその同等分を超えて続く改良されたプレスサイクル中に、プレスの駆動モータを制御してプレスを作動させる。従来の機械プレスは、３６０度までのプレスサイクルを有し、典型的には上死点（ＴＤＣ）で開始および終了する。
図７ａは、先行技術による標準的なプレスサイクルを示す。該図は、一つの回転方向での３６０度プレスサイクルを示す。該サイクルは、０／３６０度で開始および終了する。ＤＰおよびＵＣの相対位置を概略的に示す。
【００７３】
図７ｂは、一般的な実施形態を示す。図７ｂには、Ｔ１、ＵＣおよびＤＰ間の期間Ｔ１の位置が示されている。図７ｃは、プレスが双方向に作動する実施形態を示す。時計回りのサイクルＳＣ（実線）が、約１０時の開始１で始まり、約２時のＤＰＣへと時計回りに進み、約１０時のＵＣＣまで回り、そして約２時の停止１で終了する。処理または製品要件に応じて、開始／停止位置を、図示した位置よりもＴＤＣに近づけてよいが、ＵＣ角度より離れることは殆どない。同様に、プレスは次いで、約２時の開始２で始まり、約１１時のＤＰＡＣへと反時計回りに進む逆方向（点線）に回転し、約２時のＵＣＡＣまで回って進み、時計回りの方向へ回転する場合の開始１位置と同じ位置である約１０時の停止２で終了する。
【００７４】
図７ｄは、プレスが３６０度を超えるプレスサイクルに亘って第一の回転方向に回転する代替実施形態を示す。製造サイクルの終了時、該プレスは開始位置に戻る。これは、図１０でフローチャートにした種類の方法である。図７ｄは、約１０時の開始を示し、約１時のＤＰＣに向かって時計回りの方向（実線）へと進み、約１０時のＵＣｃへと時計回りに回転し、約２時の停止で終了するまで進む。プレスは次いで、約１０時の開始位置へと反時計回りの方向ＲＡＣに戻る。該開始および停止位置は、上述の実施例に示したようにＴＤＣを軸に左右対称に設けられても、そうでなくてもよく；開始および停止はまた、当該略図よりもＴＤＣに近い位置に配置されてもよい。開始／停止は通常、ＵＣ角度またはそれに近い角度よりもＴＤＣから離れて配置されることはない。
【００７５】
本発明の別の実施形態によると、交互のサイクル毎にプレス作業の回転方向を転換するのではなく、連続するプレス製造サイクル作業の間にプレスが後方に移動する改良が、電気駆動モータを備えた機械プレスの作動方法に加えられる。当該実施形態は特に、設計または他の理由から完全なプレスサイクルのために逆方向に駆動できないプレスの場合に有利である。
【００７６】
本発明のまた別の好適な実施形態によると、プレスを一部にはロボット制御ユニットによって制御する改良が、電気駆動モータを備えた機械プレスの作動方法に加えられる。図１７は、２つのロボット制御ユニットがプレス制御手段も備えるプレスラインのための単純な単一のプレス例を示す。図１７は、ローダ位置にあるロボット１１８およびアンローダ位置にある第二のロボット１１９とともに配置されたプレス１００を示す。ロボット１１８はロボット制御ユニット２１８によって制御され、ロボット１１９は制御ユニット２１９によって制御される。プレス１００は、この場合２つの駆動モータを有して示され、これらは図６の２０、２２に相当すると考えられる。自動化コントローラ２００は、図１、３と同様にプレス自動化のための管理コントローラであり、前述と同じようにフィールドバス、この場合プロフィバス１１７を介してプレスコントローラ１１０と通信する。加えて、自動化コントローラ２００は、ロボット制御ユニット２１８および２１９のそれぞれと通信する。該２つのロボット制御ユニットは、また別のフィールドバスによって接続され、これは当該実施例に示したようにデバイスネットＤＮ接続であってよい。ロボットコントローラ２１８に含まれるロボットコントローラ同期化機能ＲＳマスタは、プロフィバスライン１１７’を介してＲＳスレーブ１およびＲＳスレーブ２に接続される。ロボット制御ユニット２１９もまた、ＲＳマスタおよびＲＳスレーブを備える。
【００７７】
当該実施形態において、同期化のための、およびプレスに関する特定の必要な速度参照のための計算が、ロボット制御ユニット２１８、２１９で実行される。少なくとも一つのロボット制御ユニット２１８、２１９が、ロボット外部の軸を制御できるように配置される。よって、プレスサイクルの少なくとも一部においてロボットコントローラは、それがまるでロボットの付加的な軸であるかのようにプレスを制御する。例えば図１７の図においては、制御方式は以下のステップを含みうる：
ａ）制御ユニット２１８が、ロボット１１８（ローダとして）の経路を計算する
ｂ）制御ユニット２１８が、Ｗ１の値を計算する
ｃ）制御ユニット２１８が、プレスサイクル開始の第一のＷ１速度部分のためにプレス駆動に速度参照を送信し（図９も参照のこと）、これはプレス速度が以下のために制御されることを意味する：
（ｉ）できるだけ早く最大プレス速度Ｗ１に達するように加速する、または同期させるときに、ＤＰにおいてできるだけ高速度まで加速する、ただしアンローダの到達に同期させる
（ｉｉ）ＤＰの後にＷ１まで加速する
（ｉｉｉ）できるだけ長くＷ１を維持する。
第一段階（ｉ）において、アンロードが行われる間、プレスおよびローダロボットがアンローダのスレーブとして運転され、次いでロードが行われる間、プレスがローダのスレーブとなる点にも注目されたい。
【００７８】
図１９は、また別の好適な実施形態による改良されたプレスラインの双方向プレスサイクルについての速度プロファイルである。該図は、プレスサイクルにおけるモータ速度Ｗに関する設定点を計算するための一つの方法を示す。図示したプレスサイクルにおいて、モータは、Ｚ１でゼロ地点を通過し、最大の負の速度Ｗｒに向かって逆戻りし、その後減速してＺ２でゼロ地点を通過する。設定点は、最大速度Ｗ１、ＤＰでの速度ＷＤＰ、およびプレス成形中の速度Ｗｐについて計算されうる。これらの設定点は、図１７に示した配置の制御ユニット２１８、２１９といった、計算し同期化制御信号を生成するロボット制御ユニットによって、設けられる。
【００７９】
図２０は、改良されたプレスラインでのプレスサイクルの一部における、２つのプレス１００ｎおよび１００ｎ＋１に関連するロボット同期化についての略図を示す。該略図は、矢印Ｆで左から右へのワークフローの方向を示す。同期化された動作は、ＳＳで開始し、ＥＳで終了する。これは、プレスが、ロボットがプレスに入ってそれをアンロードできる位置（アンロードカムＵＣ）をちょうど通過するときに、ロボットがアンロードのための待機地点に到達すべきであるという一つの同期化方策の目的を示す。プレスサイクルに関しては、該略図の円形部分が、同期化された動作ＳＳが約１時で始まり、約１０時の直前にＥＳで終了するサイクルを示す。
【００８０】
一または複数のマイクロプロセッサ（またはプロセッサまたはコンピュータ）が、例えば図１０〜１４を参照して説明したように、本発明の一または複数の側面による方法のステップを実行する中央処理装置ＣＰＵを備える。該方法または複数の方法は、一または複数のプロセッサによってアクセス可能なメモリに少なくとも一部保存されている、一または複数のコンピュータプログラムを用いて実行される。本発明による方法を実行するコンピュータプログラムはまた、一または複数の特別に適応されたコンピュータまたはプロセッサではなく、一または複数の汎用産業用マイクロプロセッサまたはコンピュータで実行してもよい。
【００８１】
該コンピュータプログラムは、例えば図１０〜１４および図９の速度プロファイルに関連して上述した方法；および一以上の回転方向でのプレスの駆動に関連して図７ｃ、ｄおよび１６に関して；および同期化に関連して図１５、１７、１８に関して述べた方法のための方程式、アルゴリズム、データ、保存値、計算等を用いた方法を、コンピュータまたはプロセッサに実行させるコンピュータプログラムコード要素またはソフトウェアコード部分を備える。プログラムの一部は、上述したようにプロセッサに保存されてよく、またはＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭチップまたは類似のもの、または他の適切な記憶手段に保存されてもよい。プログラムまたはいくつかのプログラムは一部または全部が、他の適切なコンピュータ可読媒体、例えば磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤディスク、ハードディスク、光磁気記憶装置に、揮発性メモリに、フラッシュメモリに、ファームウェアとして、またはデータサーバ上に、ローカルに（またはセントラルに）保存されてもよい。他の周知の、または適切な媒体としては、ソニーメモリスティック（ＴＭ）といったリムーバブルメモリ媒体、および他のリムーバブルフラッシュメモリ、ハードドライブ等が挙げられる。プログラムはまた、一部、インターネットといったパブリックネットワークを含むデータネットワークから供給されてもよい。上述したコンピュータプログラムはまた、一部、大体同時に複数の異なるコンピュータ上またはコンピュータシステム上で実行可能な分散型アプリケーションとして準備されてもよい。
【００８２】
上記は本発明の例示的な実施形態を述べたものであるが、当然ながら、添付の請求項に定義した本発明の範囲から逸脱することなく、開示した解決法に何らかの変形および修正を加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態による改良されたプレスラインの略ブロック図である。
【図２】周知のプレスラインを示す概略図である（先行技術）。
【図３】本発明の別の実施形態による改良されたプレスラインを示す概略図である。
【図４】従来の機械プレスの概略図であり（先行技術）、先行技術によるプレスサイクルの略図も示す。
【図５】改良されたプレスラインの実施形態によるサーボ型の改良された機械プレスの概略図である。
【図６】改良されたプレスラインの実施形態によるハイブリッド型の改良された機械プレスの概略図である。
【図７】図７ａは、周知のプレスサイクルによる標準的な３６０度プレスサイクルを示し（先行技術）、図７ｂ〜７ｄは、本発明の実施形態によるプレスサイクルを、開始／停止位置および回転方向に関して示した概略図である。
【図８】周知のプレスラインの周知の機械プレスについてのプレスサイクルによる速度−時間プロファイルを示す概略図である（先行技術）。
【図９】改良されたプレスラインの実施形態に含まれうる改良されたプレスの、プレスサイクルについての速度−時間プロファイルを示す概略図である。
【図１０】本発明の実施形態によるフライホイールおよびクラッチを備えた改良された機械プレスの作動方法についての概略的なフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態による改良されたプレスライン上で、スレーブの同期化状態または自由化状態からなるプレスと一または複数の装置とを同期させる方法についての概略的なチャートである。
【図１２】本発明の改良されたプレスラインの別の実施形態に含まれうるフライホイールとクラッチを備えた改良された機械プレスの作動方法についての概略的なフローチャートである。
【図１３】本発明の改良されたプレスラインの別の実施形態による改良された機械プレスの作動方法についての概略的なフローチャートである。
【図１４】ハイブリッド型プレスを備えた本発明の改良されたプレスラインの実施形態による改良された機械プレスの作動方法についての概略的なフローチャートである。
【図１５】同期化状態がプレスサイクル中に変化しうるプレスおよびローダ／アンローダについて、スレーブの同期化状態または自由化状態を示す概略的なフローチャートである。
【図１６】双方向プレスサイクルの部分を、ＤＰおよびＵＣ角度についての位置との関係で示す概略図である。
【図１７】ロボット制御ユニットが同期化計算手段と、本発明の別の好適な実施形態によるプレスおよび他の装置のための制御命令生成手段とを備える、改良されたプレスラインを示す概略図である。
【図１８】三角構図のロボット−プレス−ロボット同期化についての概略図である。
【図１９】本発明の別の好適な実施形態による改良されたプレスラインの双方向プレスサイクルについての速度プロファイルである。
【図２０】本発明の別の実施形態による改良されたプレスラインのプレスサイクルの部分についての、２つのプレスに関するロボット同期化の略図である。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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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１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年3月12日(2009.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの電気駆動モータ（２０）、ラム（２３）、機械プレスを作動させるための機械的手段（２７、２５）からなる少なくとも一つの機械プレス、及び他の装置から構成されるプレスラインを稼動する方法であって、
前記プレスが、少なくとも一つの前記電気駆動モータの速度を、プレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において変更できるように配置され、前記モータを制御することによって前記プレスの動作が、前記プレスライン上の少なくとも一つの前記他の装置の動作または位置に同期化されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記他の装置を制御し、プレスサイクルの第一の部分において、前記プレス、前記ライン上の別のプレスまたは他の装置の動作に同期させること、および、プレスサイクルの第二の部分において、異なる装置の動作に同期させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
装置（１００、１１８、１１９）がプレスサイクルの一部分で、特定の地点に到達する予測時間を計算すること、当該予測を別の装置またはコントローラに供給することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
プレスサイクルの少なくとも一部分において、アンローダ装置またはロボットを前記プレスのスレーブとして同期させること、および、ローダ装置またはロボットをアンローダ装置またはロボットのスレーブとして同期させること、および、前記プレスをローダ装置またはロボットのスレーブとして同期させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記他の装置が、ローダ、アンローダ、ロボット、別のプレスからなるグループのうちのいずれかである請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記他の装置が、前記プレスをロードする少なくとも一つのローダ装置、または少なくとも一つのロボットである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ロボット制御ユニット（２１８、２１９）が、ロボット（１１８、１１９）の経路を計算し、プレスの動きまたは位置を計算し、同期化された動作についての制御値をプレス（１００）の制御ユニット（１１０）または駆動ユニット（１１１）へ送信する、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも一つの電気駆動モータの速度を制御すること、および、下流プロセスの状態、上流プロセスの状態、全体の電力またはエネルギー消費、消費電力のピークの補整からなるグループのうちの、いずれかのパラメータに依存して前記プレスラインを最適化することをさらに含む、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
プレスサイクルの、少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において、前記少なくとも一つの電気駆動モータ（２０、２２）の速度（Ｗ）を制御して変化させ、プレスサイクルのプレス成形部分において、前記駆動モータの速度を速度（Ｗｐ）以上とすることを、さらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記プレスサイクルが、製造サイクルの第一の回転方向で実行され、３６０度のクランク角度または偏心器（２７）の回転を超えうる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
第一の回転方向（ＳＣ）で実行される前記プレスサイクルが、各完全なプレスサイクルの終了時に前記駆動モータを反転させ、第二の回転方向（ＳＡＣ）で作動させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記駆動モータの速度が、一定時間、プレス成形中のモータ速度（Ｗｐ）よりも大きい速度または最大速度（Ｗ１）に維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記駆動モータの速度が、前記プレスサイクルのプレス成形中の一定時間、プレス成形速度（Ｗｐ）から減速し、ゼロ速度へ近づく、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
各プレスサイクルにおいて、前回のプレスサイクル停止位置またはゼロ速度位置から、第二の回転方向（ＲＡＣ）へ複数度のクランク角度分戻ることにより、前記ラムをサイクル開始位置へ移動させる制御出力を、第二の駆動モータの駆動制御手段に供給することを含む、請求項１または１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記プレスが、第一のプレスサイクルの停止（停止１）と第二のプレスサイクルの開始（開始２）の間で、複数度を越えて第一の回転方向（ＲＣ）から第二の回転方向（ＲＡＣ）へと反転する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記モータの回転動作が、各連続する完全なプレスサイクル間で、第一の回転方向（Ｃ）から第二の逆回転方向（ＡＣ）へと反転するように前記モータが制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも一つの前記モータが、一部、回生制動手段によって低速度またはゼロ速度まで減速される、請求項１乃至１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
駆動モータ速度が、同期化のために一定時間、アンロードカム（ＵＣ）またはその周辺に到達するときにプレスを減速し、次のプレスサイクルのダイプロテクト位置（ＤＰ）またはその周辺に到達する前にプレスを再加速するように、可変的に制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
第二の駆動モータ（２２）の速度または位置が、前記プレスのクラッチ（３０）に嵌合する前、またはその間、前記プレスのフライホイール（３５）または第一の駆動モータ（２０）の速度または位置に同期するように制御され、クラッチ操作が、前記プレスの動作または位置に、または前記プレスの第二のモータ（２２）に、同期化される請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
第一のまたはフライホイールモータ（２０）が、ピーク消費電力、エネルギー消費、サイクル時間の任意の組み合わせからなるグループのうちのいずれかを、前記プレスまたは前記プレスラインについて最適化または最小化するように制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも一つの電気駆動モータ（２０、２２）、ラム（２３）、機械プレスを作動させるための機械的手段（２７、２５）を有する少なくとも一つの機械プレスおよび一つの他の装置を含むプレスラインを備えたシステムであって、
当該システムの前記プレスが、少なくとも一つの前記駆動モータの速度（Ｗ）が、プレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において変更できるように、または、前記プレスの動作を前記プレスライン上の少なくとも一つの、前記他の装置の動作または位置に同期させるために、前記モータの速度を制御できるように配置されることを特徴とするシステム。
【請求項２２】
プレスサイクルの第一の部分において、前記他の装置を制御するための手段、および前記他の装置の動作を、前記プレス、前記プレスライン上の別のプレスの動作または位置に同期させるための手段を備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
ローダまたはローダロボットが、少なくとも一つの前記他の装置であり、前記プレスがプレスサイクルの第一の部分において、ローダまたはローダロボットの動作に同期化されるように制御される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記他の装置を制御し、プレスサイクルの第一の部分において、前記プレス、前記プレスライン上の別のプレスまたは他の装置の動作または位置に同期させること、および、前記プレスの動作を制御し、プレスサイクルの第二の部分において、異なる装置の動作または位置に同期させる手段をさらに含む、請求項２１乃至２３のいずれかに記載のシステム。
【請求項２５】
装置（１００、１１８、１１９）が、プレスサイクルの一部分で、特定の地点に到達する予測時間を計算するための手段をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２６】
ロボット（１１８、１１９）の経路を計算し、プレスの動きまたは位置を計算するための手段、および、該計算に基づく同期化された動作についての制御値を、プレス（１００）の制御ユニット（１１０）または駆動ユニット（１１１）へ送信するための手段を有する、ロボット制御ユニット（２１８、２１９）をさらに備える、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
ロボット（１１８、１１９）の経路を計算し、プレスの動作の設定値を計算するための手段、および、トルクおよび／または速度および／または位置の設定値を、プレス（１００）の制御ユニット（１１０）または駆動ユニット（１１１）へ送信するための手段を有する、ロボット制御ユニット（２１８、２１９）をさらに備える、請求項２１乃至２６のいずれかに記載のシステム。
【請求項２８】
第一のプレスサイクルの停止（停止）と第二のプレスサイクルの開始（開始）の間で、複数度を越えて、第一の回転方向（ＲＣ）から第二の回転方向（ＲＡＣ）へと反転できるように、前記プレスを制御するための手段をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２９】
前記プレスサイクルが、前記第一の回転方向（ＳＣまたはＲＣ）で実行でき、および各完全なプレスサイクルの終了時に、前記駆動モータを反転させ、第二の回転方向（ＳＡＣまたはＲＡＣ）で作動させるステップを含む、前記プレスを制御するための手段をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３０】
フライホイールモータ（２０）および補助第二モータ（２２）の、総消費のピーク電力または総電力を制限する電力リミッタ配置を備えた、エネルギーまたは電力管理手段をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３１】
プレス動作および／または装置動作のためのコントローラが、プレスラインでの同期化のための計算を実行する手段（ＳＣ、２１８、２１９）を備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３２】
前記プレスラインのためのコントローラが、プレスラインでの同期化のための計算を実行する手段（ＳＣ、２１８、２１９）を備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記プレスラインが、前記プレス、前記プレスラインの別のプレス（Ｍａ〜ｃ）または他の装置（１１８、１１９）に含まれる、一つ以上の電気的モータ（２０、２２）に同時に電力供給できる、少なくとも一つの整流器（２０１）を備えた、少なくとも一つの電力供給装置を有して配置される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記プレスラインの少なくとも一つの電源が、単一の整流器、単一のＤＣリンク、多重インバータからなるグループのうちのいずれかの装置を備える、請求項２１または３３に記載のシステム。
【請求項３５】
システムが、同じく前記プレスを駆動するように配置された、少なくとも一つの第二または補助駆動モータ（２２）を備えた、少なくとも一つの前記機械プレスを備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３６】
システムが、前記プレスラインのピーク消費電力を最小化するために最適化された、および／または同期化された、前記プレスでエネルギーを回収するためのエネルギー回収手段または蓄積手段を備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３７】
システムが、前記プレスラインのエネルギー消費を最小化するために最適化された、および／または同期化された、前記プレスでエネルギーを回収するためのエネルギー回収手段または蓄積手段を備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３８】
システムが、一つの第一のモータ（２０）は前記プレスに機械的に連結されていなく、第二のモータ（２２）は常に前記プレスに機械的に連結されている前記プレスを備え、少なくとも一つの前記他の装置に前記プレスの動作を同期させるように、一または複数のモータが制御される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３９】
少なくとも一つの電気駆動モータ（２０）、ラム（２３）、機械プレスを作動させるための機械的手段（２７、２５）を有する少なくとも一つの機械プレス、および一つの他の装置を備えたプレスラインを稼動するためのコンピュータプログラムであって、
前記プレスは、少なくとも一つの前記駆動モータの速度が、プレスサイクルの少なくとも一つのプレス成形部分または非プレス成形部分において変更できるように、前記プレスを作動させるための、少なくとも一つの電気駆動モータ（２０、２２）を有して配置され、該コンピュータプログラムは、請求項１乃至２０のいずれかに記載の方法をコンピュータまたはプロセッサに実行させるコンピュータコード手段および／またはソフトウェアコード部分を備える、コンピュータプログラム。
【請求項４０】
一または複数のコンピュータ可読媒体に含まれる、請求項３９に記載のコンピュータプログラムを備えたコンピュータプログラム製品。
【請求項４１】
金属ブランクまたはワークピースに、プレス成形、曲げ、スタンピング、ホットスタンピング、深絞り、切り抜き、ノッチング、ブランキング、造幣、パンチングからなるグループのうちの任意の作業を、単一ストロークで、連続的に、またはその両方で施す、請求項２１乃至３８のいずれかに記載のプレスラインを備えたシステムの使用。
【請求項４２】
プラスチックを含む材料に、プレス成形、モールド成形、圧縮成形、反応成形、反応射出成形、ブロー成形、生地成形、射出成形、熱可塑性成形からなるグループのうちの任意の作業を、単一ストロークで、連続的に、またはその両方で施す、請求項２１乃至３８のいずれかに記載のプレスラインを備えたシステムの使用。
【国際調査報告】
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