(57)【要約】 【課題】いずれのサーボプレスに遅れや進みが生じても互いに同期させることができ、かつプレスラインの生産速度を良好に維持できるプレス間同期制御装置の提供。【解決手段】プレス間同期制御装置を、スライドのモーションプログラムを入力する入力設定手段９と、各サーボプレスのモーションを時間軸上に割り付けた進捗テーブルを作成する進捗テーブ作成手段１１と、各サーボプレスのモーションの１周期に対する運転時の各スライドの進み具合を進捗値として演算する進捗値演算手段１２と、各サーボプレスの進捗度合いを判断するための基準値を生成する基準値生成手段１３と、基準値と各サーボプレスの進捗値とを比較する比較手段１４と、比較の結果に基づいて各サーボプレスのスライド駆動用の指令値を生成する指令値生成手段１５とを備えて構成した。【選択図】図２
2006130560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一連のプレスラインを構成する複数のサーボプレス（Ｐ１〜Ｐ７）間で同期制御を行うために用いられるプレス間同期制御装置（１０）であって、
各サーボプレス（Ｐ１〜Ｐ７）のスライド（５）を所望のモーションで移動させるためのモーション情報を入力する入力設定手段（９）と、
前記入力設定手段（９）で入力された各サーボプレス（Ｐ１〜Ｐ７）のモーションを時間軸上に割り付けた進捗テーブルを作成する進捗テーブル作成手段（１１）と、
前記入力設定手段（９）で入力された各サーボプレス（Ｐ１〜Ｐ７）のモーションの１周期に対する運転時の各スライドの進み具合を進捗値（ＰＲＧ）として演算する進捗値演算手段（１２）と、
各サーボプレス（Ｐ１〜Ｐ７）の進捗がどの程度遅れているか、または進んでいるかを判断するための基準値（ＰＲＧｓｔｄ）を生成する基準値生成手段（１３）と、
前記基準値（ＰＲＧｓｔｄ）と各サーボプレス（Ｐ１〜Ｐ７）の前記進捗値（ＰＲＧ）とを比較する比較手段（１４）と、
当該比較の結果に基づいて各サーボプレス（Ｐ１〜Ｐ７）の前記スライド（５）駆動用の指令値を生成する指令値生成手段（１５）とを備えている
ことを特徴とするプレス間同期制御装置（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス間同期制御装置（１０）において、
前記指令値に基づくスライド（５）の駆動は、スライド（５）の位置がワークの非成形領域にある時に行われる
ことを特徴とするプレス間同期制御装置（１０）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプレス間同期制御装置（１０）において、
クロックパルスを生成するクロック（１７）と、クロックパルス数のカウント結果を周期内時刻（Ｔｃｎｔｒ）として出力するカウンタ（１６）とを備え、前記基準値生成手段（１３）は、予め設定された基準周期時間（Ｔｓｔｄ）と前記周期内時刻（Ｔｃｎｔｒ）との比から前記基準値（ＰＲＧｓｔｄ）を算出する
ことを特徴とするプレス間同期制御装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス間同期制御装置に係り、複数のサーボプレスで構成されたトランスファプレスラインやタンデムプレスライン用のプレス間同期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、トランスファプレスラインを複数のサーボプレスを用いて構成することが提案されている。また、このようなプレスラインでは、生産性を向上させるために、各サーボプレスを同期制御させることが要求される（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
特許文献１には、サーボモータ駆動のスライドが設けられた単一のサーボプレスを複数台並設するとともに、各サーボプレスをマスターコントローラによって個別に制御し、このマスターコントローラにより、ワーク搬送方向の最上流にある第１のサーボプレスに同期させるようにして、下流側の他のサーボプレスを制御することが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、複数のサーボプレスの中から、ワーク搬送動作許容位置に至るまでのスライド移動速度が最も低速なサーボプレスを検出するとともに、他のサーボプレスに対して低速化補正運転を行うことにより、全てのサーボプレスを前記ワーク搬送動作許容位置に同期して到達させることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３４３２９４号公報
【特許文献２】特開２００３−１９１０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術内容によれば、下流側のサーボプレスを最上流の第１のサーボプレスに同期するように制御するため、下流側のサーボプレスで例えば成形負荷による遅れが発生し、第１のサーボプレスとの同期がとれなくなった場合には、互いを同期させることが不可能になるという懸念がある。また、第１のサーボプレスで遅れが生じた場合には、他のサーボプレスが第１のサーボプレスに同期して遅れるため、結果としてプレスラインでの生産速度が落ちるという問題がある。
【０００７】
一方、特許文献２に記載の技術内容によれば、各サーボプレスでは、スライドの動きを最も低速なスライド移動速度に合わせるように低速化補正するため、ユーザが予め設定したスライドモーションが変更されてしまい、結果として製品の出来具合が設定時の出来具合と大きく異なってしまうという可能性がある。
【０００８】
本発明の第１の目的は、いずれのサーボプレスに遅れや進みが発生しても互いに同期させることができ、かつプレスラインの生産速度を良好に維持できるプレス間同期制御装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、前記第１の目的に加え、サーボプレス間での同期制御を行っても設定時の製品の出来具合を確実に再現できるプレス間同期制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係るプレス間同期制御装置は、一連のプレスラインを構成する複数のサーボプレス間で同期制御を行うために用いられるプレス間同期制御装置であって、各サーボプレスのスライドを所望のモーションで移動させるためのモーション情報を入力する入力設定手段と、前記入力設定手段で入力された各サーボプレスのモーションを時間軸上に割り付けた進捗テーブルを作成する進捗テーブル作成手段と、前記入力設定手段で入力された各サーボプレスのモーションの１周期に対する運転時の各スライドの進み具合を進捗値として演算する進捗値演算手段と、各サーボプレスの進捗がどの程度遅れているか、または進んでいるかを判断するための基準値を生成する基準値生成手段と、前記基準値と各サーボプレスの前記進捗値とを比較する比較手段と、当該比較の結果に基づいて各サーボプレスの前記スライド駆動用の指令値を生成する指令値生成手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係るプレス間同期制御装置は、請求項１に記載のプレス間同期制御装置において、前記指令値に基づくスライドの駆動は、スライドの位置がワークの非成形領域にある時に行われることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係るプレス間同期制御装置は、請求項１または請求項２に記載のプレス間同期制御装置において、クロックパルスを生成するクロックと、クロックパルス数のカウント結果を周期内時刻として出力するカウンタとを備え、前記基準値生成手段は、予め設定された基準周期時間と前記周期内時刻との比から前記基準値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上において、請求項１の発明によれば、進捗テーブルを用いて求められる進捗値と、所定のアルゴリズムによって求められる基準値との比較により、あるサーボプレスのスライドの進捗が基準よりも遅れている（進んでいる）と判断された場合には、当該サーボプレスに対してスライドの動きを速める（遅らせる）指令値を出力し、全てのサーボプレスの進捗を基準の進捗に収束させるようにして互いを同期させる。従って、任意のプレスで遅れ（進み）が発生しても、全てのサーボプレス間相互で同期させることができる。また、任意のサーボプレスにおいて、成形負荷等により進捗が基準よりも遅れた場合には、進捗が早まるように指令値を生成して制御するので、生産速度が低下するのを防止できる。以上により、本発明の第１の目的を達成できる。
【００１３】
また、請求項２の本発明によれば、スライドが製品の成形に関与しない非成形領域にある時にのみ、進捗を変更する制御を行うので、同期制御を行っても成形領域のスライドモーションを一切変更する必要がなく、設定時の製品の出来具合を確実に再現できる。これにより、本発明の第２の目的を達成できる。
【００１４】
請求項３の本発明によれば、各サーボプレスの進捗がどの程度遅れているか、または進んでいるかを判断するための基準値が、クロックパルス数のカウント結果により得られる周期内時刻と予め設定された基準周期時間との比から算出されるため、特定のサーボプレスの進捗状況が基準値に反映されることがない。従って、特定のサーボプレスの遅れや進み具合が他のサーボプレスの進捗に影響を及ぼすのを防止でき、生産速度の低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るプレス間同期制御装置１０が適用されたトランスファプレス１を模式的に示す全体斜視図である。図２は、トランスファプレス１に用いられるプレス間同期制御装置１０を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、トランスファプレス１は、モジュール化された複数のサーボプレス（以下では、単に「プレス」と略す場合がある）Ｐ１〜Ｐ７をワーク搬送方向に沿って配列した構成であり、各サーボプレスＰ１〜Ｐ７に対応した加工ステーションを備えて一連のトランスファプレスラインを形成している。トランスファプレス１には、プレス間同期制御装置１０（図２）の他、図示しないワーク供給用のスタッカ装置や、全加工ステーションに跨る一対のトランスファバー３Ａ，３Ｂを備えたトランスファフィーダ３等が設置されている。このようなトランスファプレス１では、ワークが図中の左手前側から右奥側に搬送される（図中の左手前側が上流で、右奥側が下流）。
【００１７】
トランスファプレス１を構成する各サーボプレスＰ１〜Ｐ７は、図示しないサーボモータと、これによって駆動されるメインクランクが内蔵されたクラウン４と、メインクランクにプランジャを介して連結され、かつ上金型が取り付けられるスライド５と、下金型が取り付けられるムービングボルスタが収容可能なベッド６とを１組にして構成されている。ただし、ムービングボルスタの代わりに、ベッド６に固定された通常のボルスタを用いる場合もある。
【００１８】
図２において、プレス間同期制御装置１０は、各サーボプレスＰ１〜Ｐ７を統括して制御するコントローラ２と、サーボプレスＰ１〜Ｐ７に設けられてコントローラ２からの速度指令値（指令値）に基づいてサーボモータを駆動するモータコントローラ７と、メインクランク角度θを検出可能なロータリーエンコーダ８とを備えて構成されている。
【００１９】
コントローラ２は、サーボプレスＰ１〜Ｐ７のスライド５の動きや、トランスファフィーダ３の動きを制御するものであって、コンピュータを用いた制御技術によって構築されている。具体的に、コントローラ２は、コンピュータを進捗テーブル作成手段１１、進捗値演算手段１２、基準値生成手段１３、比較手段１４、および指令値生成手段１５として機能させるハードウェアおよびソフトウェアを備えており、これらの各手段１１〜１５によってサーボプレスＰ１〜Ｐ７のスライド５を相互に同期させる制御がなされる。
【００２０】
また、コントローラ２には、ユーザによって操作される操作パネル（入力設定手段）９が接続されている。操作パネル９は、各スライド５をどのように動かしたいかといったモーションプログラム（モーション情報）を入力可能に設けられている。モーションプログラムは、図３に示すように、ワークの加工に当たってスライド５をどの位置に移動させるかを、ＮＯ．順に目標メインクランク角度として入力するとともに、その際の目標速度と、移動先での停止時間とを入力することで設定される。また、モーションプログラムは、サーボプレスＰ１〜Ｐ７毎に入力設定される。
【００２１】
モーションプログラムを図３に示す例に基づいて説明すれば、先ずＮＯ．１では、メインクランクを１１０度回転させてスライド５を上死点位置から下降させる。その際の目標速度は、最高出力速度の７０％であり、移動後はスライド５を停止させずにＮＯ．２の位置にスライド５を連続して移動させる。次いでＮＯ．２では、スライド５をＮＯ．１の位置から１８０度の位置、すなわち下死点まで移動させる。その際の目標速度は、ワークが実際に加工されることから、最高出力速度の４０％とされ、移動後はスライド５を下死点にて１００msecの間停止させる。この後、ＮＯ．３では、３６０度の位置、すなわち上死点（０度に同じ）まで、スライド５を目標速度８０％で一気に上昇させる。上死点では停止させず、再度ＮＯ．１に戻って運転する。
【００２２】
図２に戻って、コントローラ２の進捗テーブル作成手段１１は、前述のモーションプログラムから図４に示す進捗テーブルを作成する機能を有している。図４には、サーボプレスＰ１，Ｐ２，Ｐ３の進捗テーブルが代表して例示されている。進捗テーブルとは、操作パネル９で入力された各サーボプレスＰ１〜Ｐ３のモーションを時間軸上に割り付けたものである。本実施形態では、進捗テーブルは、横軸がモーションプログラム時刻Ｔ、縦軸がメインクランク角度θとされたグラフで表される。テーブル中の実線がモーションプログラムから生成されたスライド５のモーションカーブであり、スライド５は基本的に、このカーブに則って移動することになる。
なお、プレスＰ２の進捗テーブルは、図３で示したモーションプログラムによって生成されたものである。また、以下の同期制御の説明では、説明の簡略化のため、３台のサーボプレスＰ１〜Ｐ３での同期制御に関して説明する。
【００２３】
図４において、各進捗テーブルによれば、サーボプレスＰ１，Ｐ２，Ｐ３でのメインクランクが１回転するのに要する周期時間（１周のモーションプログラム時刻）Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、それぞれ異なる値に設定されている。これは、各加工ステーションでの加工条件に基づいて各スライド５の動きが最良となるように設定されているからである。周期時間Ｔ１〜Ｔ３も操作パネル９から入力される。そして、このように、スライド５の動きを自由に設定できることが、サーボプレスのメリットの一つでもある。また、周期時間Ｔ１〜Ｔ３は、加工中の加工負荷により変動することがある。例えばプレスＰ３において、加工負荷によってスライド５の動きが遅れると、周期時間Ｔ３はさらに大きくなってしまう。
【００２４】
このように、周期時間Ｔ１〜Ｔ３は、もともと異なるように設定される場合が多いうえ、加工負荷によって変動するのであるが、サーボプレスＰ１〜Ｐ３間で同期制御を行うためには、周期時間Ｔ１〜Ｔ３をできるだけ揃える必要がある。しかし、スライド５を上死点で停止させずに、連続運転させようとして従来の手法により同期をとれば、前述した問題が生じる。そこで本実施形態では、コントローラ２で実行される各手段１２〜１５により、従来とは異なった手法で同期制御を行うこととしている。以下には、各手段１２〜１５について説明する。
【００２５】
進捗値演算手段１２は、各サーボプレスＰ１〜Ｐ３でのメインクランク角度θを所定時間間隔で逐次検出し、これらのメインクランク角度θに基づいて各サーボプレスＰ１〜Ｐ３の進捗値ＰＲＧを算出する機能を有している。進捗値ＰＲＧとは、メインクランク角度θを検出した時点での加工サイクルの完了度合いを表すものである。例えば、図４でのサーボプレスＰ１において、メインクランク角度θ１ｉを検出した時点でのモーションプログラム時刻Ｔ１ｉが周期時間Ｔ１の７０％を経過していれば、完了度合いも７０％であり、進捗値は「０．７」となる。進捗値の算出について、図４ないし図７を参照して順に説明する。
【００２６】
図４、図５において、進捗値演算手段１２は先ず、検出時間ｔ１，ｔ２，ｔ３…時点でのサーボプレスＰ１〜Ｐ３のメインクランク角度θを検出する。この検出にあたっては、ロータリーエンコーダ８（図２）からの検出信号が用いられる。検出した値はテーブル化され、図示しない記憶手段に記憶される。例えば、検出時間ｔｉ時点において、サーボプレスＰ１ではメインクランク角度がθ１ｉであったとすれば、この値が記憶されることとなる。サーボプレスＰ２，Ｐ３でのメインクランク角度θ２ｉ，θ３ｉも同様である。
【００２７】
次に、進捗値演算手段１２は、図４に示す進捗テーブルを参照し、各メインクランク角度θ１ｉ〜θ３ｉに対応したモーションプログラム時刻Ｔ１ｉ，Ｔ２ｉ，Ｔ３ｉを演算し、これらのモーションプログラム時刻Ｔ１ｉ〜Ｔ３ｉを図５に示すように記憶する。
ところで、サーボプレスＰ２では、メインクランク角度θが進捗テーブル上のＮＯ．２の位置にある場合には、スライド５が停止しているために（線分ＮＯ．２−ＮＯ．２′の傾きが０）、モーションプログラム時刻Ｔを一義的に決定できない。このため、本実施形態では、図６に示すように、スライド５が停止するメインクランク角度θｓｔｏｐを予め記憶しておき、このメインクランク角度θｓｔｏｐをメインクランク角度θ２ｉとして検出した時には、最初にメインクランク角度θｓｔｏｐを検出した時点のモーションプログラム時刻Ｔ２ｓｔｏｐに、検出の度に検出時間ｔを加算し、この累積時間をモーションプログラム時刻Ｔ２ｉとして演算する。このことにより、スライド５が停止していても、モーションプログラム時刻は経過しており、モーションプログラムが実行されていると判断できる。
【００２８】
この後、進捗値演算手段１２は進捗値ＰＲＧを算出する。進捗値ＰＲＧは、周期時間とモーションプログラム時刻との比で求めることができる。各サーボプレスＰ１〜Ｐ３において、例えば、検出時間ｔｉでのモーションプログラム時刻はＴ１ｉ〜Ｔ３ｉであり、また、各周期時間はＴ１〜Ｔ３であるから、この時点での進捗値ＰＲＧはそれぞれ、以下の式で算出される。算出された進捗値ＰＲＧは、図７に示すように、記憶手段に記憶される。
・サーボプレスＰ１の進捗値ＰＲＧ  ＝  Ｔ１ｉ／Ｔ１
・サーボプレスＰ２の進捗値ＰＲＧ  ＝  Ｔ２ｉ／Ｔ２
・サーボプレスＰ３の進捗値ＰＲＧ  ＝  Ｔ３ｉ／Ｔ３
【００２９】
基準値生成手段１３は、サーボプレスＰ１〜Ｐ３の進捗がどの程度遅れているか、または進んでいるかを判断するための基準値ＰＲＧｓｔｄを算出する機能を有している。そして、本実施形態では、各進捗値ＰＧＲの平均値ＰＲＧａｖｅを基準値ＰＲＧｓｔｄとしている。従って、基準値ＰＲＧｓｔｄ（平均値ＰＲＧａｖｅ）は以下の式で算出される。算出された基準値ＰＲＧｓｔｄは、図７に示すように、記憶手段に記憶される。
・基準値ＰＲＧｓｔｄ  ＝  （Ｔ１ｉ／Ｔ１＋Ｔ２ｉ／Ｔ２＋Ｔ３ｉ／Ｔ３）／３
【００３０】
ここで、図７には、進捗値ＰＲＧおよび基準値ＰＲＧｓｔｄ（平均値ＰＲＧａｖｅ）の一例としての値を括弧内に示した。サーボプレスＰ１の進捗値ＰＲＧは「０．８０」であり、検出時間ｔｉ経過後において、８０％の進捗でスライド５が推移していることを意味している。サーボプレスＰ２の進捗値ＰＲＧは「０．４７」であり、４７％の進捗であることを意味している。サーボプレスＰ３の進捗値ＰＲＧは「０．１２」であり、１２％の進捗であることを意味している。このことからすれば、サーボプレスＰ１が最も進んでいるのであり、サーボプレスＰ３が最も遅れていると判断できる。さらに、基準値ＰＲＧｓｔｄは、各進捗値ＰＲＧの平均であるから、「０．４６」となる。
【００３１】
比較手段１４は、サーボプレスＰ１〜Ｐ３の進捗値ＰＲＧと基準値ＰＲＧｓｔｄとを比較し、サーボプレスＰ１〜Ｐ３の進捗が基準に対して遅れているか、または進んでいるかを判定する機能を有している。この比較手段１４は、進捗値ＰＲＧと基準値ＰＲＧｓｔｄとの偏差によって、遅れまたは進みを判定する。すなわち、具体的な数値例でいえば以下の結果となり、正の値であれば進んでいると判断でき、負の値であれば遅れていると判断できる。「０」であれば、基準通りである。
・サーボプレスＰ１での差  ＝  ０．８０−０．４６  ＝  ０．３６  →  進んでいる  ・サーボプレスＰ２での差  ＝  ０．４７−０．４６  ＝  ０．０１  →  進んでいる  ・サーボプレスＰ３での差  ＝  ０．１２−０．４６  ＝−０．３４  →  遅れている  
【００３２】
指令値生成手段１５は、進捗値ＰＲＧと基準値ＰＲＧｓｔｄとの偏差に応じた速度指令値を生成する機能を有している。従って、進んでいると判定されたサーボプレスＰ１に対しては、「０．３６」に応じた減速用の速度指令値を生成し、これをモータコントローラ７に出力し、サーボモータを当初のモーションプログラムに反して低速で駆動して遅らせる。サーボプレスＰ２に対しては、「０．０１」に応じた減速用の速度指令値を生成してモータコントローラ７に出力し、サーボモータを僅かに低速で駆動して遅らせる。遅れていると判定されたサーボプレスＰ３に対しては、「−０．３４」に応じた増速用の速度指令値を生成し、サーボモータをより高速で駆動して進ませる。
【００３３】
ただし、指令値生成手段１５によれば、モーションプログラムに反した速度指令値によりサーボモータを駆動するのは、スライド５の位置が非成形領域にある時のみとされている。すなわち、図４に示したプレスＰ２の場合では、検出時間ｔｉの時点でのメインクランク角度θ２ｉが成形領域にあるため、比較手段１４による比較までは行うが、進捗値ＰＲＧと基準値ＰＲＧｓｔｄとの偏差に応じた速度指令値の生成は行われない。このため、成形領域内では、当初のモーションプログラム（スライドモーション）に沿ってスライド５の動きが制御されることになる。
【００３４】
そして、非成形領域内の全般に亘って進捗値ＰＲＧと基準値ＰＲＧｓｔｄとの偏差に応じた速度指令値を生成し、この速度指令値に基づいてサーボモータを駆動してスライド５の速度を変更すれば、図４中に一点鎖線で示すように、進んでいたプレスＰ１，Ｐ２に関しては周期時間Ｔ１，Ｔ２が長くなるように、遅れていたプレスＰ３に関しては周期時間Ｔ３が短くなるように、それぞれ非成形領域でのスライドモーションが変更される（成形領域でのスライドモーションの傾きは変わらない）。このため、全てのサーボプレスＰ１〜Ｐ３において、周期時間Ｔ１〜Ｔ３が例えば周期時間Ｔｆｏｃに収束し、サーボプレスＰ１〜Ｐ３を互いに同期させることができる。
【００３５】
以上の制御手順を図８のフローチャートを参照して簡潔に述べる。
トランスファプレス１の運転を開始して先ず、ユーザはモーションプログラムを操作パネル９から入力する（Ｓ１）。次いで、コントローラ２にて進捗テーブル作成手段１１が機能し、進捗テーブルを自動的に作成する（Ｓ２）。
なお、モーションプログラムの入力や進捗テーブルの作成は、製品の試し打ち段階で行われるのであり、作成された進捗テーブル等は記憶手段に記憶されるから、運転を再開する度に繰り返して行われる必要はない。
【００３６】
次いで、実際の加工を行うためにスタート操作が行われると（Ｓ３）、進捗値演算手段１２が機能し、終了操作が行われているかを監視し（Ｓ４）、行われていない場合には、逐次メインクランク角度θ１ｉ〜θ３ｉの読み込みを行う（Ｓ５）。続いて、進捗テーブルを参照し、メインクランク角度θ１ｉ〜θ３ｉに応じたモーションプログラム時刻Ｔ１ｉ〜Ｔ３ｉを求め、周期時間Ｔ１〜Ｔ３との比によりそれぞれの進捗値ＰＲＧを算出する（Ｓ６）。
【００３７】
この後、基準値生成手段１３が実行され、基準値ＰＲＧｓｔｄを算出する（Ｓ７）。そして、比較手段１４により、それぞれの進捗値ＰＲＧと基準値ＰＲＧｓｔｄとを比較して、サーボプレスＰ１〜Ｐ３での遅れや、進みを判定する（Ｓ８）。さらに、指令値生成手段１５が機能し、進捗値ＰＲＧと基準値ＰＲＧｓｔｄとの偏差に応じた速度指令値を生成し（Ｓ９）、コントローラ２から各サーボプレスＰ１〜Ｐ３のモータコントローラ７に出力する（Ｓ１０）。
【００３８】
以上のＳ４〜Ｓ１０のフローを数msecの検出時間ｔ１，ｔ２，ｔ３…の間隔で継続して行ない、各スライド５の進捗を基準に合わせ込むことにより、それぞれの周期時間Ｔ１〜Ｔ３は、１周期の中でＴｆｏｃに収束したり、あるいは加工を複数回繰り返す中でＴｆｏｃに収束したり、最終的にプレスＰ１〜Ｐ３を同期させることが可能である。そして、以上では、サーボプレスＰ１〜Ｐ３について述べたが、実際にはサーボプレスＰ１〜Ｐ７で行われ、全てを同期させることが可能である。勿論、サーボプレスの数は任意であり、複数であればよい。
【００３９】
このように、本実施形態では、サーボプレスＰ１〜Ｐ３の進捗度合いから基準を設定し、この基準に対して遅れているか、または進んでいるかを判定するため、任意のプレスＰ１〜Ｐ３で遅れや進みが発生しても、全てのサーボプレスＰ１〜Ｐ３間相互で同期させることができる。また、任意のサーボプレスＰ１〜Ｐ３において、成形負荷等により進捗が基準よりも遅れた場合には、進捗が早まるように速度指令値を生成して制御するので、生産速度が低下するのを防止できる。
【００４０】
また、スライド５が製品の成形に関与しない非成形領域にある時にのみ、遅れていたプレスＰ３に関しては周期時間Ｔ３が短くなるように、進んでいたプレスＰ１，Ｐ２に関しては周期時間Ｔ１，Ｔ２が長くなるように、それぞれのスライドモーションを変更するため、同期制御を行っても成形領域のスライドモーションを一切変更する必要がなく、設定時の製品の出来具合を確実に再現できる。
【００４１】
さらに、スライド５の遅れや進みは、メインクランク角度θの比較のみで判定されるのではなく、メインクランク角度θおよび進捗テーブルに基づいて求められる進捗値ＰＲＧによって判定されるため、互いの進捗を合わせ込んで確実に同期させることができる。
例えば、２台のプレスを比較したとき、一方のプレスでは、メインクランク角度θとしては進んでいても、進捗として遅れている場合には、本実施形態ではこれを遅れていると判断でき、メインクランク角度θが進んでいるからといって、速度を落とす制御はしない。速度を落とせば、一方のプレスでの周期時間がますます遅れて同期がとれなくなり、他方のプレス側では、スライド５を上死点で停止させる必要が生じるからである。
同様に、他方のプレスでは、メインクランク角度θとしては遅れていても、進捗としては進んでいることになるが、この場合に、メインクランク角度θが遅れているからといって、速度を上げる制御はしない。速度を上げれば、他方のプレスでの周期時間がますます短くなって同期がとれなくなるからであり、一方のプレスを追いつかせることができず、やはり他方のプレス側でスライド５を上死点で停止させる必要が生じる。
【００４２】
なお、以上の実施形態では、サーボプレスＰ１，Ｐ３のモーションプログラムとして、スライド５を停止させないパターンを、サーボプレスＰ２のモーションプログラムとして、成型領域内でスライド５を一旦停止させるパターンを示したが、この他のモーションプログラムとしては、図９に示すように、スライド５を下死点（例えば１８０度）までの途中で一旦上昇させ、その後に下死点まで下降させるようなパターンであってもよく、加工条件に応じて任意に決められてよい。
【００４３】
また、図９に示すようなモーションプログラムの場合、所定の検出タイミングで検出されるメンインクランク角度θｉに対して、モーションプログラム時刻Ｔｉが３点求まることになるが、この場合では、一つ前の検出タイミングでのモーションプログラム時刻を記憶しておき、これに最も近いモーションプログラム時刻Ｔｉを選択することで、正しい値を求めることができる。
【００４４】
〔第２実施形態〕
図１０には、本発明の第２実施形態に係るプレス間同期制御装置が適用されたタンデムプレスラインが示されている。タンデムプレスラインは、複数台（本実施形態では４台）のサーボプレスＰ１〜Ｐ４を間隔をおいて配置し、サーボプレスＰ１の上流側にワーク搬入装置２１を配置し、サーボプレスＰ４の下流側にワーク搬出装置２２を配置し、サーボプレスＰ１〜Ｐ４間にワーク搬送装置２３を配置した構成である。
【００４５】
各ワーク搬入、搬出、搬送装置２１〜２３は、ワークの搬送方向に沿って平行に配置された一対のリフトビーム２４と、リフトビーム２４を上下動させるリフト装置２５と、リフトビーム２４間に架け渡されてワーク搬送方向に移動自在に設けられたキャリア付きクロスバー２６などを含んで構成され、クロスバー２６に設けられた図示しないバキュームカップ等のワーク保持装置でワークを保持し、ワークを順次次工程へ移送するように設けられている。
【００４６】
このようなタンデムプレスラインでも、前記第１実施形態と同様なプレス間同期制御装置を用いることができるが、本実施形態でのプレス間同期制御装置としては、図２に示す基準値生成手段１３の機能が異なるものが用いられている。その他の構成は第１実施形態と同じである。以下には、第１実施形態と同様、サーボプレスＰ１〜Ｐ３の同期制御について代表して説明する。
【００４７】
本実施形態での基準値生成手段は、サーボプレスＰ１〜Ｐ３の進捗がどの程度遅れているか、または進んでいるかを判断するための基準値ＰＲＧｓｔｄを、各サーボプレスＰ１〜Ｐ３の進捗値ＰＲＧの平均して算出するのではなく、一つ上流側のプレスの進捗値ＰＲＧを基準値ＰＲＧｓｔｄとして設定する機能を有している。従って、図１１に示すように、最上流のサーボプレスＰ１においては、その上流にプレスが存在しないため、サーボプレスＰ１自身の進捗値ＰＲＧがそのまま基準値ＰＲＧｓｔｄとなる。従って、サーボプレスＰ１での進捗値ＰＲＧと基準値ＰＲＧｓｔｄとの偏差は「０」となる。
【００４８】
これに対してサーボプレスＰ２においては、一つ上流側のサーボプレスＰ１の進捗値ＰＲＧが基準値ＰＲＧｓｔｄとなり、これはサーボプレスＰ１の基準値ＰＲＧｓｔｄと同じである。また、サーボプレスＰ３においては、一つ上流側のサーボプレスＰ２の進捗値ＰＲＧが基準値ＰＲＧｓｔｄとなる。このような構成の場合では最終的に、サーボプレスＰ２，Ｐ３の進捗がサーボプレスＰ１の進捗に収束することになるから、サーボプレスＰ１に遅れが生じると、サーボプレスＰ２以下でも遅れが生じる可能性があるが、各サーボプレスＰ１〜Ｐ２を独自のスライドモーションが略維持された状態で同期させることができる。
【００４９】
本実施形態での制御方法を、図１２，１３に示すフローチャートをも参照して説明する。図１２には、サーボプレスＰ１の制御フローが、図１３には、サーボプレスＰ２以降の制御フローがそれぞれ示されている。
【００５０】
図１２において、サーボプレスＰ１では、Ｓ１１〜Ｓ１６までは、第１実施形態での図８に示すＳ１〜Ｓ６と同じであるため、説明を省略する。Ｓ１６の後、サーボプレスＰ１に対しては、指令値生成手段が機能し、Ｓ１１で入力されたモーションプログラムに応じた速度指令値を生成し（Ｓ１７）、コントローラ２からサーボプレスＰ１のモータコントローラに出力する（Ｓ１８）。すなわち、サーボプレスＰ１については、基準値ＰＲＧｓｔｄが自身の進捗ＰＲＧと同じであり、これらの偏差が「０」であることが予め判っているため、これらの比較をすることなしに前記モーションプログラムに応じた速度指令値を生成し、出力するのである。
【００５１】
図１３において、サーボプレスＰ１〜Ｐ３では、Ｓ２１〜Ｓ３０が第１実施形態での図８に示すＳ１〜Ｓ１０に相当する。ただし、本実施形態では、Ｓ２７において、基準値生成手段は、サーボプレスＰ２の基準値ＰＲＧｓｔｄとしてその上流にあるサーボプレスＰ１の進捗値ＰＲＧを設定し、サーボプレスＰ３の基準値ＰＲＧｓｔｄとしてその上流にあるサーボプレスＰ２の進捗値ＰＲＧを設定することになる。
【００５２】
なお、本実施形態では、サーボプレスＰ１〜Ｐ４によりタンデムプレスラインを構成した場合について説明したが、以上の制御方法を第１実施形態のようなトランスファプレスラインの各サーボプレスに適用してもよい。反対に、第１実施形態の制御方法を本実施形態のようなタンデムプレスラインに適用してもよい。を後述する第３、第４実施形態でも同様である。
【００５３】
〔第３実施形態〕
図１４には、本発明の第３実施形態に係る進捗値ＰＲＧおよび基準値ＰＲＧｓｔｄが示されている。本実施形態では、トランスファプレスラインまたはタンデムプレスラインを構成する最上流のサーボプレスＰ１が所謂マスタープレスとされ、基準値生成手段は、各サーボプレスＰ１〜Ｐ３の全てについて、サーボプレスＰ１の進捗値ＰＲＧをそのまま基準値ＰＲＧｓｔｄとして設定する。
【００５４】
従って、図１５に示すフローチャートでは、Ｓ３１〜Ｓ４０が第１実施形態でのＳ１〜Ｓ１０に相当するが、中でもＳ３７においては、全てのサーボプレスＰ１〜Ｐ３の基準値ＰＲＧｓｔｄとしてサーボプレスＰ１の進捗値ＰＲＧが設定される。このため、サーボプレスＰ１に限っては、Ｓ３８での進捗値ＰＲＧと基準値ＰＲＧｓｔｄとの偏差は「０」となるから、Ｓ３９では、前述した第２実施形態でのサーボプレスＰ１での制御と同様に、サーボプレスＰ１のモーションプログラムに応じた速度指令値を生成し、出力することになる。
【００５５】
〔第４実施形態〕
図１６には、本発明の第４実施形態に係るプレス間同期制御装置１０のブロック図が示されている。本実施形態のプレス間同期制御装置１０は、クロックパルスを出力する内部クロック１７と、クロックパルのパルス数をカウントするカウンタ１６とを備えており、このカウンタ１６は、プレスラインが稼動し始めた時点からのパルス数をカウントし、このカウント結果を周期内時刻Ｔｃｎｔｒとしてコントローラ２に出力する。
【００５６】
また、本実施形態での操作パネル９は、第１実施形態で説明した各サーボプレスＰ１〜Ｐ３のモーションプログラムおよび周期時間Ｔ１〜Ｔ３の他、基準周期時間Ｔｓｔｄを入力可能に設けられている。基準周期時間Ｔｓｔｄは、進捗を判定するうえでの基準となるプレスラインの周期時間であり、任意に設定されて入力される。そして、本実施形態での基準値生成手段１３は、図１７に示すように、基準値ＰＲＧｓｔｄを周期内時刻Ｔｃｎｔｒと基準周期時間Ｔｓｔｄとの比から算出する。
【００５７】
従って、図１８に示すフローチャートでは、Ｓ４１〜Ｓ５０が第１実施形態でのＳ１〜Ｓ１０に相当する。さらに、本実施形態では、Ｓ４３の後にカウンタ１６により計時が開始され（Ｓ４３Ａ）、Ｓ４７においては、基準値生成手段１３が周期内時刻Ｔｃｎｔｒと基準周期時間Ｔｓｔｄとの比から基準値ＰＲＧｓｔｄを算出する。さらに、Ｓ５０にて進捗値ＰＲＧと基準値ＰＲＧｓｔｄとの偏差に基づいた速度指令値を出力した後、比較手段１４は、周期内時刻Ｔｃｎｔｒが基準周期時間Ｔｓｔｄに達したか否かを判定し（Ｓ５０Ｂ）、達していなければＳ４４に戻って処理を繰り返し、達していればカウンタ１６をリセットして一周期内での同期制御を終了し（Ｓ５０Ｃ）、Ｓ４３Ａに戻って次の周期内での同期制御を開始する。なお、運転終了時には、カウンタ１６による計時も終了する。
【００５８】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態のモーション情報としては、目標メインクランク角度、目標速度、停止時間からなるモーションプログラムであったが、モーション情報の形態としてはこれに限定されるものではなく、進捗テーブルを作成可能な任意の情報であってよい。
また、このような情報は、操作パネル９から入力される他、コントローラ２とネットワークを介して接続されたパソコン等から入力されてもよく、このような場合には、当該パソコンが本願発明に係る入力設定手段となる。
【００５９】
前記実施形態では、進捗値演算手段１２において、ロータリーエンコーダ８にてメインクランク角度θを検出して進捗値ＰＲＧを演算しているが、モーションの１周期内でのスライド５の進み具合を特定可能であれば、他の検出手段で検出した位置情報であってもよい。例えば、特開２００４−５８１５２号公報には、リニアスケール等の位置センサを使用して、プレス運転時に、予め設定されたスライドモーションの上限位置から下限位置を経て上限位置までの１サイクル間でスライドの現在位置を検出し、検出したスライド位置に対応する仮想回転角度を外部周辺装置に出力することが開示されている。この場合には、リニアスケールでスライド位置を検出し、出力される仮想回転角度を用いて進捗値を演算すればよい。
【００６０】
また、前記公報に記載のサーボプレスは、サーボモータで駆動される偏心軸と、この偏心軸に連結されたトグルリンク機構とにより、スライドへの動力伝達機構が構成されているが、このような構成では、偏心軸の回転角度が前記実施形態でのメインクランク角度に相当するから、ロータリーエンコーダ等の検出手段で偏心軸の回転角度を検出してもよい。
さらに、スライドへの動力伝達機構としては、トグルリンク機構を偏心軸によって駆動させる前記公報記載の構成や、メインクランクを用いた前記実施形態の構成の他、ボールスクリューを用いてトグルリンク機構を駆動させるものや、ボールスクリューでスライドを直接上下動させるものであってもよい。そして、これらの動力伝達機構に応じて、スライド位置検出用の任意の検出手段を用いることができるのである。
【００６１】
前記第１実施形態では、基準値ＰＲＧｓｔｄとして、サーボプレスＰ１〜Ｐ３の全進捗値ＰＲＧの平均値であったが、本発明に係る基準値としては、例えば、最も進捗が遅れているサーボプレスの進捗値であったり、最も進んでいるサーボプレスの進捗値であってもよい。また、進捗値の平均値を基準値とする場合には、指令値算出対象のプレスを除いた各プレスでの進捗値の平均値を、当該指令値算出対象のプレスでの基準値としてもよく、このような場合には、サーボプレス毎に異なる基準値が決まることになる。
【００６２】
前記第４実施形態では、基準周期時間Ｔｓｔｄを、操作パネル９から任意に設定されて入力されるように構成していたが、これを各サーボプレスＰ１〜Ｐ３の周期時間Ｔ１〜Ｔ３から自動的に算出するように構成してもよい。例えば、基準周期時間Ｔｓｔｄを、周期時間Ｔ１〜Ｔ３の平均値としたり、周期時間Ｔ１〜Ｔ３のうちの最も周期が長い周期時間や最も周期の短い周期時間としたりしてもよい。
【００６３】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、サーボプレスを複数台用いて構成されたトランスファプレスラインやタンデムプレスライン等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプレス間同期制御装置が適用されたトランスファプレスを模式的に示す全体斜視図。
【図２】第１実施形態でのプレス間同期制御装置のコントローラを示すブロック図。
【図３】モーションプログラムを示す図。
【図４】進捗テーブルを示す図。
【図５】メインクランク角度およびモーションプログラム時刻を示す図。
【図６】スライド停止が含まれたモーションプログラムの一部を示す図。
【図７】第１実施形態での進捗値および基準値を示す図。
【図８】第１実施形態での制御方法を示すフローチャート。
【図９】本発明の変形例に係る進捗テーブルを示す図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るプレス間同期制御装置が適用されたタンデムプレスラインを模式的に示す全体側面図。
【図１１】第２実施形態での進捗値および基準値を示す図。
【図１２】第２実施形態での制御方法を示すフローチャート。
【図１３】第２実施形態での他の制御方法を示すフローチャート。
【図１４】第３実施形態での進捗値および基準値を示す図。
【図１５】第３実施形態での制御方法を示すフローチャート。
【図１６】第４実施形態でのプレス間同期制御装置のコントローラを示すブロック図。
【図１７】第４実施形態での進捗値および基準値を示す図。
【図１８】第４実施形態での制御方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６６】
１…トランスファプレス、５…スライド、９…操作パネル（入力設定手段）、１０…プレス間同期制御装置、１１…進捗テーブ作成手段、１２…進捗値演算手段、１３…基準値生成手段、１４…比較手段、１５…指令値生成手段、１６…カウンタ、１７…クロック、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７…サーボプレス、ＰＲＧ…進捗値、ＰＲＧｓｔｄ，ＰＲＧａｖｅ…基準値、Ｔｓｔｄ…基準周期時間、Ｔｃｎｔｒ…周期内時刻。
【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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