(57)【要約】【課題】プレス動作中の駆動要素における変位以外のパラメータを制御でき、制御性を向上させることができるプレス機の制御装置を提供する。【解決手段】プレス機２の制御装置１は、上側及び下側駆動軸４ｅ，５ｅの移動中、上側及び下側駆動軸４ｅ，５ｅがユニバーサルカム曲線に沿って移動するように、上側及び下側駆動装置４，５の動作状態を制御するコントローラ３０を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置における駆動要素の移動によりプレス動作を実行するプレス機の制御装置において、
前記駆動要素の移動中、前記駆動要素がユニバーサルカム曲線に沿って移動するように、前記駆動装置の動作状態を制御する制御手段を備えることを特徴とするプレス機の制御装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、モータを駆動源とする駆動装置であり、
前記制御手段は、前記駆動要素の移動中、前記モータを制御することにより、前記駆動要素が前記ユニバーサルカム曲線に沿って移動するように、前記駆動装置の動作状態を制御することを特徴とする請求項１に記載のプレス機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置によってプレス動作を実行するプレス機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス機の制御装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。このプレス機は、油圧式駆動装置によってプレス動作を実行する油圧式のものであり、この油圧式駆動装置は、駆動要素としてのピストンを備えている。この制御装置では、プレス動作中の駆動要素の変位が、これを従属変数とし、時間を独立変数とする数式を用いて算出される。
【０００３】
具体的には、３つの数式がそれぞれ３つの時間領域に対して設定されており、３つの時間領域に応じて、これらの３つの数式を切り換えて変位が算出される。そして、このように算出された変位を目標値として、実際の変位がこの目標値になるように、フィードバック制御手法を用いて、油圧サーボ弁への指令値が算出される。その結果、プレス動作中の駆動要素の変位が曲線状に変化するように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３２８８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の制御装置によれば、駆動要素の変位が、３つの時間領域に応じて３つの数式を切り換えて算出されるので、フィードバック制御の目標となる変位を制御できるものの、プレス動作中の変位以外のパラメータを制御することができず、プレス加工精度が低いという問題がある。この問題は、特許文献１の制御装置を油圧式以外のプレス機に適用した場合でも発生する。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プレス動作中の駆動要素における変位以外のパラメータを制御でき、プレス加工精度を向上させることができるプレス機の制御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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、駆動装置における駆動要素の移動によりプレス動作を実行するプレス機の制御装置において、駆動要素の移動中、駆動要素がユニバーサルカム曲線に沿って移動するように、駆動装置の動作状態を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
このプレス機の制御装置によれば、駆動要素の移動中、駆動要素がユニバーサルカム曲線に沿って移動するように、駆動装置の動作状態が制御されるので、駆動要素の変位に加えて、速度及び加速度を円滑かつ連続的に制御することができ、プレス加工精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明において、駆動装置は、モータを駆動源とする駆動装置であり、制御手段は、駆動要素の移動中、モータを制御することにより、駆動要素がユニバーサルカム曲線に沿って移動するように、駆動装置の動作状態を制御することが好ましい。
【００１０】
このプレス機の制御装置によれば、汎用性の高いモータを駆動源とする駆動装置を備えたプレス機において、駆動要素の変位に加えて、速度及び加速度を円滑かつ連続的に制御することができるので、プレス加工精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置を適用したプレス機の構成を示す図である。
【図２】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】パンチ動作制御を示すフローチャートである。
【図４】パンチ動作制御を実行したときの変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａの算出結果の推移を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るプレス機の制御装置について説明する。なお、以下の説明では、図１の上下及び左右をそれぞれ「上下」及び「左右」という。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のプレス機２は、粉体プレス機タイプのものであり、フレーム３、上側及び下側駆動装置４，５、上側及び下側パンチ６，７、上側及び下側パンチプレート８，９、ダイプレート１０及びダイ１１などを備えている。
【００１４】
フレーム３は、左右の縦フレーム材３ａ，３ａと、上側及び下側横フレーム材３ｂ，３ｃなどを備えている。これらの横フレーム材３ｂ，３ｃは、厚板状の部材であり、上下方向に間隔を存して互いに平行に配置されているとともに、その状態で、両端部が左右の縦フレーム材３ａ，３ａに固定されている。
【００１５】
上側駆動装置４は、図２に示すように、上側モータ４ａと、この上側モータ４ａによって駆動される上側駆動軸４ｅとを備えている。この上側モータ４ａは、上側横フレーム材３ｂの上面に固定され、その回転軸が下方に延びているとともに、回転軸の表面には、ボールネジ４ｂが形成されている。
【００１６】
また、上側駆動軸４ｅは、その上側部が中空の筒状に形成されており、その内周面には、ボールネジ４ｂと噛み合う雌ネジ４ｃが形成されている。さらに、上側モータ４ａは、サーボモータタイプのものであり、コントローラ３０に電気的に接続されている。以上の構成により、コントローラ３０は、後述するように、プレス制御を実行する際、上側モータ４ａの回転状態を制御することによって、上側駆動軸４ｅを上下方向に駆動する。
【００１７】
また、上側駆動軸４ｅは、上側モータ４ａから下方に延びており、その下端部には、上側クランプ４ｆが固定されているとともに、上側パンチ６は、この上側クランプ４ｆから下方に臨む状態で上側クランプ４ｆに取り付けられている。それにより、上側駆動軸４ｅの上下動に伴って、上側パンチ６は、図１に示す準備位置と、それよりも下方で後述するキャビティ内の粉末をプレス加工可能なプレス位置（図示せず）との間で移動する。さらに、上側パンチプレート８は、上側クランプ４ｆに一体に固定され、これから水平方向に延びている。
【００１８】
一方、前述した下側駆動装置５は、下側モータ５ａと、この下側モータ５ａによって駆動される下側駆動軸５ｅとを備えている。この下側モータ５ａは、下側横フレーム材３ｃの下面に固定され、その回転軸が上方に延びているとともに、回転軸の表面には、ボールネジ５ｂが形成されている。
【００１９】
また、下側駆動軸５ｅは、その下側部が中空の筒状に形成されており、その内周面には、ボールネジ５ｂと噛み合う雌ネジ５ｃが形成されている。さらに、下側モータ５ａは、上側モータ４ａと同様の、サーボモータタイプのものであり、コントローラ３０に電気的に接続されている。以上の構成により、コントローラ３０は、後述するように、プレス制御を実行する際、下側モータ５ａの回転状態を制御することによって、下側駆動軸５ｅを上下方向に駆動する。
【００２０】
また、下側駆動軸５ｅは、下側モータ５ａから上方に延びており、その上端部には、下側クランプ５ｆが固定されているとともに、下側パンチ７は、この下側クランプ５ｆから上方に臨む状態で下側クランプ５ｆに取り付けられている。それにより、下側駆動軸５ｅの上下動に伴って、下側パンチ７は、その先端部がダイプレート１０よりも下方に位置する準備位置（図示せず）と、後述するキャビティ内に粉末を受け入れるための粉末受入位置（図１に示す位置）と、プレス成形品をキャビティ内から外方に押し出すための成形品押出位置（図示せず）との間で移動する。さらに、下側パンチプレート９は、下側クランプ５ｆに一体に固定され、これから水平方向に延びている。
【００２１】
さらに、左右の支持部材１２，１２が、下側横フレーム材３ｃから上方に延びており、これらの支持部材１２，１２の上端部には、前述したダイプレート１０が固定されている。このダイプレート１０の中央部には、ダイ１１が図示しないダイチャックを介して取り付けられており、このダイ１１には、上下方向に貫通する貫通孔１１ａが形成されている。図１に示すように、この貫通孔１１ａに下側パンチ７が挿入された状態では、プレス成型するための粉末を充填するキャビティが、貫通孔１１ａの壁と下側パンチ７の上端面との間に形成される。
【００２２】
以上の上側駆動軸４ｅ、上側パンチ６、ダイ１１の貫通孔１１ａ、下側パンチ７及び下側駆動軸５ｅは互いに同心に配置されている。また、ダイプレート１０の左右端部には、上下方向に延びる２つのガイド部材１３，１３が設けられており、上側駆動軸４ｅが上下動する際には、上側パンチプレート８がこれらのガイド部材１３，１３によって案内されるとともに、下側駆動軸５ｅが上下動する際には、下側パンチプレート９がこれらのガイド部材１３，１３によって案内される。
【００２３】
以上のように構成されたプレス機２では、プレス成形動作が以下に述べるように実行される。まず、下側駆動装置５の下側駆動軸５ｅを駆動し、下側パンチ７を図１に示す粉末受入位置まで移動させた後、ダイ１１のキャビティ内にプレス成形用の粉末を充填する。
【００２４】
次いで、上側駆動装置４の上側駆動軸４ｅを下方に駆動し、上側パンチ６を図１に示す準備位置から下方に移動させることで、プレス成形動作を実行した後、上側駆動軸４ｅを上方に駆動し、上側パンチ６を準備位置まで移動させる。次に、下側駆動軸５ｅを上方に駆動し、下側パンチ７を粉末受入位置から成形品押出位置まで移動させることで、成形品をキャビティ内から外方に押し出す。その後、下側駆動軸５ｅを下方に駆動し、下側パンチ７を準備位置（図示せず）まで移動させて、プレス成形動作を終了する。
【００２５】
また、コントローラ３０には、上側位置センサ３１及び下側位置センサ３２が電気的に接続されている。この上側位置センサ３１は、上側パンチ６の位置を検出して、それを表す検出信号をコントローラ３０に出力し、下側位置センサ３２は、下側パンチ７の位置を検出して、それを表す検出信号をコントローラ３０に出力する。コントローラ３０は、これらの位置センサ３１，３２の検出信号に基づいて、上側パンチ６の実際の変位である上側変位ｓ＿ａｃｔ１及び下側パンチ７の実際の変位である下側変位ｓ＿ａｃｔ２を算出する。
【００２６】
さらに、コントローラ３０には、多数の操作スイッチ（図示せず）が電気的に接続されている。コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェース及び各種の電気回路（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、オペレータにより多数の操作スイッチが操作されたときに、操作スイッチの操作状態及び上記２つの位置センサ３１，３２の検出信号に基づいて、プレス動作を制御する。すなわち、プレス制御を実行する。
【００２７】
次に、図３を参照しながら、パンチ動作制御について説明する。このパンチ動作制御は、プレス制御の実行中に実行されるものであり、上側パンチ６（すなわち上側駆動軸４ｅ）がユニバーサルカム曲線に沿って所定区間を移動するように、上側駆動装置４の上側モータ４ａを制御するものであるとともに、コントローラ３０によって、所定の制御周期ΔＴで実行される。この場合、所定区間としては、例えば、図１に示す準備位置から粉体のプレス動作を終了する位置までの区間が設定される。
【００２８】
同図に示すように、まず、算出済みフラグＦ＿ＣＡＬが「１」であるか否かを判定する。この判定が否定であるとき（図３／ＳＴＥＰ１…ＮＯ）には、以下に述べる式（１）〜（２９）により、各種のパラメータを算出する（図３／ＳＴＥＰ２）。
【００２９】
【数１】
2019076918.tif 000003
【００３０】
【数２】
2019076918.tif 000004
【００３１】
【数３】
2019076918.tif 000005
【００３２】
【数４】
2019076918.tif 000006
【００３３】
【数５】
2019076918.tif 000007
【００３４】
【数６】
2019076918.tif 000008
【００３５】
【数７】
2019076918.tif 000009
【００３６】
【数８】
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【００３７】
【数９】
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【００３８】
【数１０】
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【００３９】
【数１１】
2019076918.tif 000013
【００４０】
【数１２】
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【００４１】
【数１３】
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【００４２】
【数１４】
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【００４３】
【数１５】
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【００４４】
【数１６】
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【００４５】
【数１７】
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【００４６】
【数１８】
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【００４７】
【数１９】
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【００４８】
【数２０】
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【００４９】
【数２１】
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【００５０】
【数２２】
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【００５１】
【数２３】
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【００５２】
【数２４】
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【００５３】
【数２５】
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【００５４】
【数２６】
2019076918.tif 000028
【００５５】
【数２７】
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【００５６】
【数２８】
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【００５７】
【数２９】
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【００５８】
以上の式（１）〜（１３）において、Ｔ０〜Ｔ７は、後述する区間I〜VIIを定義するための所定時間であり、ｃ１〜ｃ６、ｋ１〜ｋ２、ａ１〜ａ２、ｂ１〜ｂ２は演算用のパラメータである。また、式（１４）のＡｍｍ及び式（１５）のＡｍｐは加速度のパラメータである。さらに、式（１６）〜（２２）のｖ１〜ｖ７は、速度ｖを設定するための値であり、式（２３）〜（２９）のｓ１〜ｓ７は、変位ｓを設定するための値である。
【００５９】
各種のパラメータを以上のように算出した後、それを表すために、算出済みフラグＦ＿ＣＡＬを「１」に設定する（図３／ＳＴＥＰ３）。
【００６０】
このように、算出済みフラグＦ＿ＣＡＬを「１」に設定したとき、又は前述した判定が肯定であるとき（図３／ＳＴＥＰ１…ＹＥＳ）には、時間Ｔを制御周期ΔＴ分、インクリメントする（図３／ＳＴＥＰ４）。
【００６１】
次いで、時間Ｔが所定時間Ｔ１以下であるか否かを判定する（図３／ＳＴＥＰ５）。この判定が肯定であるとき（図３／ＳＴＥＰ５…ＹＥＳ）、すなわち時間ＴがＴ０≦Ｔ≦Ｔ１が成立する区間Iにあるときには、区間I制御を以下に述べるように実行する（図３／ＳＴＥＰ６）。
【００６２】
まず、以下の式（３０）〜（３３）により、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａを算出する。
【００６３】
【数３０】
2019076918.tif 000032
【００６４】
【数３１】
2019076918.tif 000033
【００６５】
【数３２】
2019076918.tif 000034
【００６６】
【数３３】
2019076918.tif 000035
【００６７】
以上の式（３０）〜（３３）により、時間Ｔが区間Iにあるときには、図４に示すように、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａが算出される。
【００６８】
次いで、上側位置センサ３１の検出信号に基づいて、上側変位ｓ＿ａｃｔ１を算出し、これと式（３１）により算出した変位ｓとの偏差が値０になるように、所定のフィードバック制御手法（例えばＰＩＤ制御手法）により、フィードバック制御項Ｕｆｂを算出する。
【００６９】
さらに、式（３２）により算出した速度ｖに応じて、図示しないマップを検索することにより、速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ｖを算出するとともに、式（３３）により算出した加速度ａに応じて、図示しないマップを検索することにより、加速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ａを算出する。
【００７０】
そして、以上のように算出した３つの制御項の和（Ｕｆｂ＋Ｕｆｆ＿ｖ＋Ｕｆｆ＿ａ）に対応する制御入力信号を上側駆動装置４の上側モータ４ａに供給することで、上側変位ｓ＿ａｃｔ１が算出した変位ｓになるようにフィードバック制御されるとともに、上側パンチ６の実際の速度が算出した速度ｖに、実際の加速度が算出した加速度ａにそれぞれなるように、フィードフォワード制御される。
【００７１】
以上のように、区間I制御を実行した後、本処理を終了する。
【００７２】
一方、前述した判定が否定で、時間Ｔが所定時間Ｔ１より大きいとき（図３／ＳＴＥＰ５…ＮＯ）には、時間Ｔが所定時間Ｔ２以下であるか否かを判定する（図３／ＳＴＥＰ７）。この判定が肯定であるとき（図３／ＳＴＥＰ７…ＹＥＳ）、すなわち時間ＴがＴ１＜Ｔ≦Ｔ２が成立する区間IIにあるときには、区間II制御を以下に述べるように実行する（図３／ＳＴＥＰ８）。
【００７３】
まず、以下の式（３４）〜（３７）により、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａを算出する。
【００７４】
【数３４】
2019076918.tif 000036
【００７５】
【数３５】
2019076918.tif 000037
【００７６】
【数３６】
2019076918.tif 000038
【００７７】
【数３７】
2019076918.tif 000039
【００７８】
以上の式（３４）〜（３７）により、時間Ｔが区間IIにあるときには、図４に示すように、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａが算出される。
【００７９】
次いで、前述した区間I制御と同じ手法により、フィードバック制御項Ｕｆｂ、速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ｖ及び加速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ａを算出するとともに、３つの制御項の和（Ｕｆｂ＋Ｕｆｆ＿ｖ＋Ｕｆｆ＿ａ）に対応する制御入力信号を上側駆動装置４の上側モータ４ａに供給する。
【００８０】
それにより、上側変位ｓ＿ａｃｔ１が算出した変位ｓになるようにフィードバック制御されるとともに、上側パンチ６の実際の速度が算出した速度ｖに、実際の加速度が算出した加速度ａにそれぞれなるように、フィードフォワード制御される。以上のように、区間II制御を実行した後、本処理を終了する。
【００８１】
一方、前述した判定が否定で、時間Ｔが所定時間Ｔ２より大きいとき（図３／ＳＴＥＰ７…ＮＯ）には、時間Ｔが所定時間Ｔ３以下であるか否かを判定する（図３／ＳＴＥＰ９）。この判定が肯定であるとき（図３／ＳＴＥＰ９…ＹＥＳ）、すなわち時間ＴがＴ２＜Ｔ≦Ｔ３が成立する区間IIIにあるときには、区間III制御を以下に述べるように実行する（図３／ＳＴＥＰ１０）。
【００８２】
まず、以下の式（３８）〜（４１）により、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａを算出する。
【００８３】
【数３８】
2019076918.tif 000040
【００８４】
【数３９】
2019076918.tif 000041
【００８５】
【数４０】
2019076918.tif 000042
【００８６】
【数４１】
2019076918.tif 000043
【００８７】
以上の式（３８）〜（４１）により、時間Ｔが区間IIIにあるときには、図４に示すように、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａが算出される。
【００８８】
次いで、前述した区間I制御と同じ手法により、フィードバック制御項Ｕｆｂ、速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ｖ及び加速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ａを算出するとともに、３つの制御項の和（Ｕｆｂ＋Ｕｆｆ＿ｖ＋Ｕｆｆ＿ａ）に対応する制御入力信号を上側駆動装置４の上側モータ４ａに供給する。
【００８９】
それにより、上側変位ｓ＿ａｃｔ１が算出した変位ｓになるようにフィードバック制御されるとともに、上側パンチ６の実際の速度が算出した速度ｖに、実際の加速度が算出した加速度ａにそれぞれなるように、フィードフォワード制御される。以上のように、区間III制御を実行した後、本処理を終了する。
【００９０】
一方、前述した判定が否定で、時間Ｔが所定時間Ｔ３より大きいとき（図３／ＳＴＥＰ９…ＮＯ）には、時間Ｔが所定時間Ｔ４以下であるか否かを判定する（図３／ＳＴＥＰ１１）。この判定が肯定であるとき（図３／ＳＴＥＰ１１…ＹＥＳ）、すなわち時間ＴがＴ３＜Ｔ≦Ｔ４が成立する区間IVにあるときには、区間IV制御を以下に述べるように実行する（図３／ＳＴＥＰ１２）。
【００９１】
まず、以下の式（４２）〜（４４）により、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａを算出する。
【００９２】
【数４２】
2019076918.tif 000044
【００９３】
【数４３】
2019076918.tif 000045
【００９４】
【数４４】
2019076918.tif 000046
【００９５】
以上の式（４２）〜（４４）により、時間Ｔが区間IVにあるときには、図４に示すように、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａが算出される。
【００９６】
次いで、前述した区間I制御と同じ手法により、フィードバック制御項Ｕｆｂ、速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ｖ及び加速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ａを算出するとともに、３つの制御項の和（Ｕｆｂ＋Ｕｆｆ＿ｖ＋Ｕｆｆ＿ａ）に対応する制御入力信号を上側駆動装置４の上側モータ４ａに供給する。
【００９７】
それにより、上側変位ｓ＿ａｃｔ１が算出した変位ｓになるようにフィードバック制御されるとともに、上側パンチ６の実際の速度が算出した速度ｖに、実際の加速度が算出した加速度ａにそれぞれなるように、フィードフォワード制御される。以上のように、区間IV制御を実行した後、本処理を終了する。
【００９８】
一方、前述した判定が否定で、時間Ｔが所定時間Ｔ４より大きいとき（図３／ＳＴＥＰ１１…ＮＯ）には、時間Ｔが所定時間Ｔ５以下であるか否かを判定する（図３／ＳＴＥＰ１３）。この判定が肯定であるとき（図３／ＳＴＥＰ１３…ＹＥＳ）、すなわち時間ＴがＴ４＜Ｔ≦Ｔ５が成立する区間Vにあるときには、区間V制御を以下に述べるように実行する（図３／ＳＴＥＰ１４）。
【００９９】
まず、以下の式（４５）〜（４８）により、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａを算出する。
【０１００】
【数４５】
2019076918.tif 000047
【０１０１】
【数４６】
2019076918.tif 000048
【０１０２】
【数４７】
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【０１０３】
【数４８】
2019076918.tif 000050
【０１０４】
以上の式（４５）〜（４８）により、時間Ｔが区間Vにあるときには、図４に示すように、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａが算出される。
【０１０５】
次いで、前述した区間I制御と同じ手法により、フィードバック制御項Ｕｆｂ、速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ｖ及び加速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ａを算出するとともに、３つの制御項の和（Ｕｆｂ＋Ｕｆｆ＿ｖ＋Ｕｆｆ＿ａ）に対応する制御入力信号を上側駆動装置４の上側モータ４ａに供給する。
【０１０６】
それにより、上側変位ｓ＿ａｃｔ１が算出した変位ｓになるようにフィードバック制御されるとともに、上側パンチ６の実際の速度が算出した速度ｖに、実際の加速度が算出した加速度ａにそれぞれなるように、フィードフォワード制御される。以上のように、区間V制御を実行した後、本処理を終了する。
【０１０７】
一方、前述した判定が否定で、時間Ｔが所定時間Ｔ５より大きいとき（図３／ＳＴＥＰ１３…ＮＯ）には、時間Ｔが所定時間Ｔ６以下であるか否かを判定する（図３／ＳＴＥＰ１５）。この判定が肯定であるとき（図３／ＳＴＥＰ１５…ＹＥＳ）、すなわち時間ＴがＴ５＜Ｔ≦Ｔ６が成立する区間VIにあるときには、区間VI制御を以下に述べるように実行する（図３／ＳＴＥＰ１６）。
【０１０８】
まず、以下の式（４９）〜（５２）により、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａを算出する。
【０１０９】
【数４９】
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【０１１０】
【数５０】
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【０１１１】
【数５１】
2019076918.tif 000053
【０１１２】
【数５２】
2019076918.tif 000054
【０１１３】
以上の式（４９）〜（５２）により、時間Ｔが区間VIにあるときには、図４に示すように、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａが算出される。
【０１１４】
次いで、前述した区間I制御と同じ手法により、フィードバック制御項Ｕｆｂ、速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ｖ及び加速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ａを算出するとともに、３つの制御項の和（Ｕｆｂ＋Ｕｆｆ＿ｖ＋Ｕｆｆ＿ａ）に対応する制御入力信号を上側駆動装置４の上側モータ４ａに供給する。
【０１１５】
それにより、上側変位ｓ＿ａｃｔ１が算出した変位ｓになるようにフィードバック制御されるとともに、上側パンチ６の実際の速度が算出した速度ｖに、実際の加速度が算出した加速度ａにそれぞれなるように、フィードフォワード制御される。以上のように、区間VI制御を実行した後、本処理を終了する。
【０１１６】
一方、前述した判定が否定で、時間Ｔが所定時間Ｔ６より大きいとき（図３／ＳＴＥＰ１５…ＮＯ）には、時間Ｔが所定時間Ｔ７以下であるか否かを判定する（図３／ＳＴＥＰ１７）。この判定が肯定であるとき（図３／ＳＴＥＰ１７…ＹＥＳ）、すなわち時間ＴがＴ６＜Ｔ≦Ｔ７が成立する区間VIIにあるときには、区間VII制御を以下に述べるように実行する（図３／ＳＴＥＰ１８）。
【０１１７】
まず、以下の式（５３）〜（５６）により、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａを算出する。
【０１１８】
【数５３】
2019076918.tif 000055
【０１１９】
【数５４】
2019076918.tif 000056
【０１２０】
【数５５】
2019076918.tif 000057
【０１２１】
【数５６】
2019076918.tif 000058
【０１２２】
以上の式（５３）〜（５６）により、時間Ｔが区間VIIにあるときには、図４に示すように、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａが算出される。
【０１２３】
次いで、前述した区間I制御と同じ手法により、フィードバック制御項Ｕｆｂ、速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ｖ及び加速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ａを算出するとともに、３つの制御項の和（Ｕｆｂ＋Ｕｆｆ＿ｖ＋Ｕｆｆ＿ａ）に対応する制御入力信号を上側駆動装置４の上側モータ４ａに供給する。
【０１２４】
それにより、上側変位ｓ＿ａｃｔ１が算出した変位ｓになるようにフィードバック制御されるとともに、上側パンチ６の実際の速度が算出した速度ｖに、実際の加速度が算出した加速度ａにそれぞれなるように、フィードフォワード制御される。以上のように、区間VII制御を実行した後、本処理を終了する。
【０１２５】
一方、前述した判定が否定で、時間Ｔが所定時間Ｔ７より大きいとき（図３／ＳＴＥＰ１７…ＮＯ）には、パンチ動作制御を終了すべきであると判定して、算出済みフラグＦ＿ＣＡＬを「０」に設定する（図３／ＳＴＥＰ１９）。その後、本処理を終了する。
【０１２６】
以上のように、パンチ動作制御を実行した場合、時間Ｔが所定時間Ｔ０〜Ｔ７で定義される区間I〜区間VIIの間で推移するのに伴って、区間I制御から区間VII制御が順次実行され、それにより、変位ｓ、速度ｖ及び加速度ａが図４に示すように算出される。その結果、上側パンチ６の実際の変位、速度及び加速度が、これらの算出値ｓ，ｖ，ａになるように制御される。
【０１２７】
すなわち、上側パンチ６がユニバーサルカム曲線に沿って移動するように、上側駆動装置４の動作状態が制御されるので、上側パンチ６の実際の変位に加えて、実際の速度及び実際の加速度を円滑かつ連続的に制御することができ、プレス加工精度を向上させることができる。
【０１２８】
また、ユニバーサルカム曲線の場合、前述したＴ０〜Ｔ７、ｃ１〜ｃ６、ｋ１〜ｋ２、ａ１〜ａ２、ｂ１〜ｂ２、Ａｍｍ、Ａｍｐ及びｓ１〜ｓ７などの各種のパラメータを変更することによって、サイクロイド曲線、変形正弦曲線、変形台形曲線及び非対称変形台形曲線などの様々な種類の曲線として構成することができるので、プレス時の上側パンチ６を多様な動作曲線に沿って移動するように設定することができ、プレス加工精度をさらに向上させることができる。
【０１２９】
なお、実施形態は、図４のパンチ動作制御を実行する所定区間を、図１に示す準備位置から粉体のプレス動作を終了する位置までの区間に設定した例であるが、これに代えて、パンチ動作制御を実行する所定区間を、上側パンチ６がキャビティ内の粉体に当接する位置からプレス動作を終了する位置までの区間や、粉体のプレス動作を終了する位置から準備位置に戻る区間に設定してもよい。
【０１３０】
また、下側駆動装置５を制御する際に、図４のパンチ動作制御と同じ制御を実行してもよい。その場合には、下側位置センサ３２の検出信号を用いて、下側変位ｓ＿ａｃｔ２を算出し、これと前述した式により算出した変位ｓとの偏差が値０になるように、所定のフィードバック制御手法（例えばＰＩＤ制御手法）により、フィードバック制御項を算出し、前述した式により算出した速度ｖ及び加速度ａに基づいて、フィードフォワード制御項を算出すればよい。このように構成した場合でも、図４のパンチ動作制御を実行した場合と同じ作用効果を得ることができる。
【０１３１】
また、実施形態は、本発明の制御装置をモータを駆動源とする機械式の粉体プレス機に適用した例であるが、本発明の制御装置はこれに限らず、様々なプレス機に適用可能である。例えば、本発明の制御装置を、油圧プレス機及び空気圧プレス機などの機械式以外のプレス機に適用してもよく、金型プレス機などの粉体プレス機以外のプレス機に適用してもよい。
【０１３２】
さらに、実施形態は、モータとしてサーボモータタイプのものを用いた例であるが、本発明のモータはこれに限らず、駆動装置の動力源として利用できるものであればよい。例えば、モータとして、サーボモータ以外の、ＡＣモータ、ＤＣモータ及びステッピングモータなどを用いてよい。
【０１３３】
さらに、実施形態は、区間I〜VII制御において、前述した制御手法により、フィードバック制御項Ｕｆｂ、速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ｖ及び加速度フィードフォワード制御項Ｕｆｆ＿ａを算出した例であるが、これらの区I〜VII制御における制御手法はこれに限らず、上側駆動軸４ｅがユニバーサルカム曲線に沿って移動するように上側駆動装置４を制御する手法であればよい。
【０１３４】
例えば、上側変位ｓ＿ａｃｔ１、実際の速度及び実際の加速度をいずれも算出値ｓ，ｖ，ａになるようにフィードバック制御してもよく、上側変位ｓ＿ａｃｔ１に加えて、実際の速度又は実際の加速度をフィードバック制御してもよい。さらに、上側変位ｓ＿ａｃｔ１、実際の速度及び実際の加速度をいずれもフィードフォワード制御してもよい。また、実際の加速度を制御することなく、上側変位ｓ＿ａｃｔ１及び実際の速度を制御するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１３５】
１  制御装置
２  プレス機
４  上側駆動装置（駆動装置）
４ａ  上側モータ（モータ）
４ｅ  上側駆動軸（駆動要素）
５  下側駆動装置（駆動装置）
５ａ  下側モータ（モータ）
５ｅ  下側駆動軸（駆動要素）
３０  コントローラ（制御手段）
【図１】
2019076918.tif 000059
【図２】
2019076918.tif 000060
【図３】
2019076918.tif 000061
【図４】
2019076918.tif 000062