(57)【要約】【課題】メインモーター、サブモーターを用いて１つの軸を２モーター間で駆動位置制御装する方法は、各モーターに検出器を備えて、位置制御、速度制御をメインモーターで行い、電流制御は各々独立して制御している。両モーター間に大きなバックラッシュがある場合や動力伝達剛性の低いもので連結されている場合、軸を高速制御すると制御遅れから生じる両モーター間の速度差により、振動が生じたりして制御系が不安定になる問題がある。【解決手段】メインモーター、サブモーターの２モーター間に制御遅れによる速度差を生じさせない高剛性動力伝達軸で連結し、２モーターの間から動力伝達軸を介してモーター動力を出力し歯付ベルト、歯車等で１つの軸に連結する構造にした。制御は検出器１個を備え、２モーターの位置制御、速度制御を行う構造にした。これにより両モーター間の安定した制御が得られる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインモーター、サブモーターの２つのサーボモーターを用いた駆動位置制御装置に於いて、モーター内の軸受けで支持された２つのモーターの出力軸を、両モーター間に速度差を生じさせない高剛性動力伝達軸で連結し、両モーターの間から高剛性動力伝達軸を介して、モーター動力を出力する２モーター駆動位置制御装置を備えたことを特徴とする板材加工機械。
【請求項２】
メインモーター、サブモーターの２つの中空サーボモーターを用いた駆動位置制御装置に於いて、モーター内の軸受けで支持された２つのモーターの中空軸穴を、両モーター間に速度差を生じさせない高剛性動力伝達軸で連結し、両モーターの間から高剛性動力伝達軸を介して、モーター動力を出力する中空２モーター駆動位置制御装置を備えたことを特徴とする板材加工機械。
【請求項３】
請求項１，２記載の２モーター駆動位置制御装置の高剛性動力伝達軸を歯付ベルト車付伝達軸にしてボールネジ送り位置決め装置の片側駆動源とし、歯付ベルトを介し、ボールネジ軸に連結されたボールネジ送り位置決め装置を備えたことを特徴とする板材加工機械。
【請求項４】
請求項１，２記載の２モーター駆動位置制御装置の高剛性動力伝達軸を歯車付伝達軸にしてボールネジ送り位置決め装置の片側駆動源とし、歯車を介しボールネジ軸に連結されたボールネジ送り位置決め装置を備えたことを特徴とする板材加工機械。
【請求項５】
請求項１，２記載の２モーター駆動位置制御装置の高剛性動力伝達軸をピニオン歯車付伝達軸にしてラックピニオン送り位置決め装置の駆動源とし、ラックと噛合せたラックピニオン送り位置決め装置を備えたことを特徴とする板材加工機械。
【請求項６】
請求項１，２記載の２モーター駆動位置制御装置の高剛性動力伝達軸をクランクシャフトにしてクランクプレスのプレス駆動源とし、コネクチングロッドを介しラムとピンで連結されたクランクプレスラム位置決め装置を備えたことを特徴とする板材加工機械。
【請求項７】
請求項１，２、３、４、５、６記載の２モーター駆動位置制御装置に於いて、２つのモーターの制御方法は検出器１個をメインモーター側に備えて、メインモーターの位置、速度を検出し、２つのモーターの位置制御、速度制御を行うことを特徴とする板材加工機械。
【請求項８】
請求項３，４記載のボールネジ送り位置決め装置に於いて、２つのモーターの制御方法は検出器１個をボールネジ軸の軸端に備えて、ボールネジ軸の位置、速度を検出し２つのモーターの位置制御、速度制御を行うことを特徴とする板材加工機械。
【請求項９】
請求項６記載のクランクプレスラム位置決め装置に於いて、２つのモーターの制御方法は検出器１個をクランクシャフトの軸端に備えて、クランクシャフトの位置、速度を検出し２つのモーターの位置制御、速度制御を行うことを特徴とする板材加工機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はメインモーター、サブモーターの２つのサーボモーターを用いた２モーター駆動位置制御装置、ボールネジ送り位置決め装置、ラックピニオン送り位置決め装置、クランクプレスラム位置決め装置を備えた板材加工機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のメインモーター、サブモーターの２つのサーボモーターを用いて１つのボールネジ軸を駆動する場合、メインモーターをボールネジ軸に連結し、サブモーターを歯付ベルトまたは歯車を介してボールネジ軸に連結する方法やボールネジ軸の両端にモーターを直結する方法が取られている。ラックピニオン送りの場合はメインモーター、サブモーターにそれぞれピニオン歯車を儲け固定ラックと噛合せる方法が取られている。クランクプレスの場合は、メインモーター、サブモーターがクランクシャフトに継ぎ手で連結する方法が取られている。いずれの方法の場合でも検出器をメインモーター、サブモーターにそれぞれ設けて位置制御、速度制御をメインモーターで行い電流制御は各々独立して制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の１つの軸を２モーターで駆動位置制御方法は、位置制御及び速度制御をメインモーターで行い、電流制御は各々独立して制御している。両モーター間に大きなバックラッシュがある場合や動力伝達剛性の低いもので連結されている場合、軸を高速制御すると制御遅れから生じる両モーター間の速度差により、振動が生じたりして制御系が不安定になる問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、メインモーター、サブモーターの２つのサーボモーターに制御遅れによる速度差を生じさせない、高剛性動力伝達軸で連結する構造にして検出器を１個にした。この構造により高速制御でも両モーター間に制御遅れによる速度差が生じることがないため、制御系が安定したものになる。この高剛性動力伝達軸を歯付ベルト車付、または歯車付にしてボールネジ軸とは歯付ベルト、または歯車を介して連結した。また高剛性動力伝達軸をピニオン歯車付にして固定ラックと噛合うようにした。クランクプレスの場合は高剛性動力伝達軸をクランクシャフトにしてコネクチングロッドを介してラムと連結した。
【０００５】
【発明の実施の形態】
この発明はメインモーター、サブモーターの２つのサーボモーターを両モーター間に制御遅れによる速度差を生じさせない高剛性動力伝達軸で連結する２モーター駆動位置制御装置を構成し、両モーターの間から高剛性動力伝達軸を介してモーター動力を出力するように構成した。また、この２モーター駆動位置制御装置を駆動源とし、各種送り装置、例えばボールネジ送り装置とは歯付ベルトや歯車を介して連結し、ボールネジ送り位置決め装置を可能にし、固定ラックとはピニオン歯車を噛合わせ、ラックピニオン送り位置決め装置を可能にした。クランクプレスの場合はコネクチングロッドを介してラムと連結しクランクプレスラム位置決め装置を可能にした。
【０００６】
【実施例】
以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
なお、板材加工機械のタレットパンチプレス、シングルパンチプレス、レーザーマシン、パンチレーザー複合機、ベンデングマシンの中からタレットパンチプレスを実施例にする。またタレットパンチプレス、サーボモーター、検出器は既に公知のものであり、詳細な図示と説明は省略する。
【０００７】
実施例１について説明する。
図１、図２、及び図３を参照するに、タレットパンチプレス１は門型フレーム２を備えており、この門型フレーム２内における中央には、回転自在の上部タレット３と回転自在の下部タレット４とからなるタレット５が、門型フレーム２に支承されている。
【０００８】
上部タレット３、下部タレット４の円周上に複数の打抜き用パンチＰ、ダイＤとからなる金型が装着され、上部タレット３、下部タレット４に一体的に設けられた回転軸６、７が、軸受け８を介して前記門型フレーム２に支承されている。上部タレット３と下部タレット４を回転させるため図２に示されているごとく、駆動モーター９より回転伝達部材１０として、例えばチェーンベルト等を介して、回転軸６，７に回転が伝達される。
【０００９】
前記タレット５の左側には、打抜き加工位置２１が設けられており、前記上、下部タレット３，４に装着された打抜き用パンチＰ、ダイＤが打抜加工位置２１にて一致し、この打抜き加工位置２１に、前記門型フレーム２の上部フレームに設けられた図示省略の駆動モーターより、クランク軸１１を回転し、コネクチングロッド１２、ストライカー１３を介して、打抜き用パンチＰ、ダイＤとが、それぞれ協働し、打抜き加工位置２１に位置決めされたワークＷの所望位置にパンチング加工が行われる。
【００１０】
前記門型フレーム２における下部には、固定したセンターテーブル１４が設けられており、このセンターテーブル１４の両側には、Ｙ軸方向（図１および図２において左右方向）へ移動自在な可動テーブル１５が設けられている。
この可動テーブル１５は、Ｙ軸方向へ移動される際に、Ｙ軸方向へ延伸した複数のガイド（図示省略）に案内されてスムーズに移動される。
【００１１】
前記可動テーブル１５の左端上には、キャレッジベース１６がＸ軸方向（図１において図面に直交した方向、図２において上下方向）へ延伸して設けられている。このキャレッジベース１６には、２モーター駆動位置制御装置３０を駆動源とし歯付ベルト１８を介して連結されているボールネジ送り装置（詳細省略）２０のナット２３が設けられている。すなわち、キャレッジベース１６は、Ｙ軸方向へ移動せしめる。そして、キャレッジベース１６には、Ｘ軸方向へ移動自在なキャレッジ１９が設けられており、このキャレッジ１９には、歯付ベルト車付２モーター駆動位置制御装置３０を駆動源とし、歯付ベルト１８を介して連結されているボールネジ送り装置１７のナット４２が設けられている。すなわちキャレッジ１９はＸ軸方向へ移動せしめる。このキャレッジ１９にはワークＷを把持する複数のワーククランプ２２が取付けられている。
【００１２】
上記構成により、キャレッジベース１６がＹ軸方向へ移動されると共に、キャレッジ１９がＸ軸方向へ移動されることにより、ワーククランプ２２に把持されたワークＷは、Ｘ軸、Ｙ軸方向へ移動され、加工すべき所望の位置が打抜き加工位置２１に位置決めされ、パンチング加工されることになる。
【００１３】
歯付ベルト車付２モーター駆動位置制御装置３０とボールネジ送り装置１７をより詳細に説明する。
図３を参照するに、歯付ベルト車付２モーター駆動位置制御装置３０の構成は、駆動装置本体３１にメインモーター３２、サブモーター３３の２つのサーボモーターが固定され、各モーターの出力軸３４は歯付きベルト車付高剛性動力伝達軸３５と例えばくさび状の締結部材３６で締結され構成されている。ボールネジ送り装置１７の構成は、ボールネジ軸４１を軸受け４３、軸受け箱４４を介してキャレッジベース１６に支承され、ナット４２はキャレッジ１９に固定されガイドレール４５の上をスライド可能とし、歯付きベルト車４６はボールネジ軸４１にキー４７を介して軸受け押へ４８で締結され構成されている。このボールネジ送り装置１７と歯付ベルト車付２モーター駆動位置制御装置３０とが歯付きベルト１８を介して連結され、ボールネジ送り位置決め装置４０が構成されている。
【００１４】
より詳細にはメインモーター３２、サブモーター３３の２つのサーボモーターの制御は図４の２モーターサーボ制御系の構成による。メインモーター３２に備わった検出器３７により、位置、速度を検出し、２つのモーターの位置制御、速度制御を行う。また２モーターが同定格、同特性の場合は図５の２モーターサーボ制御系の構成による。
【００１５】
実施例２について説明する。
図６を参照するに、歯車付２モーター駆動位置制御装置７０の構成は、駆動装置本体３１にメインモーター３２、サブモーター３３の２つのサーボモーターが固定され、各モーターの出力軸３４は歯車付高剛性動力伝達軸５１と例えばくさび状の締結部材３６によって締結され構成されている。ボールネジ送り装置６０の構成は実施例１のボールネジ送り装置１７の歯付ベルト車４６を歯車６１に置き換え構成されている。このボールネジ送り装置６０と歯車付２モーター駆動位置制御装置７０とが歯車５２を介して連結され、ボールネジ送り位置決め装置８０が構成されている。制御は実施例１と同じである。
【００１６】
実施例３について説明する。
図７を参照するに、中空２モーター駆動位置制御装置９０の構成は、駆動装置本体９１にメインモーター９２、サブモーター９３の２つの中空サーボモーターが固定され、各モーターの中空軸穴９６は高剛性動力伝達軸９４と、例えばくさび状の締結部材９５により締結され構成されている。制御は実施例１と同じである。
【００１７】
実施例４について説明する。
図８を参照するに、ピニオン歯車付２モーター駆動位置制御装置１００は駆動装置本体１０１にメインモーター１０２、サブモーター１０３、の２つのサーボモーターが固定され、各モーターの出力軸１０４はピニオン歯車付高剛性動力伝達軸１０６と、例えばくさび状の締結部材１０５により締結され構成されている。固定ラック１０７とピニオン歯車付高剛性動力伝達軸１０６のピニオン歯車とが噛合い、ラックピニオン送り位置決め装置１１０が構成されている。制御は実施例１の場合と同じである。
【００１８】
実施例５について説明する。
図１０を参照するに、クランクプレス２モーター駆動位置制御装置１５０はフレーム１５１にメインモーター１５２、サブモーター１５３、の２つのサーボモーターが固定され各モーターの中空軸穴１５６は、クランクシャフト１５４と例えばくさび状の締結部材１５５、１５７により締結され構成されている。クランクシャフト１５４とラム１６５とはコネクチングロッド１５８を介してピン１５９により連結されクランクプレスラム位置決め装置１７０が構成されている。制御は実施例１と同じである。
【００１９】
実施例６について説明する。
図１１を参照するに、歯付ベルト車付２モーター駆動位置制御装置２００の構成は、実施例１の歯付ベルト車付２モーター駆動位置制御装置３０から検出器３７を取り外したものである。ボールネジ送り装置２５０の構成は、実施例１のボールネジ軸４１をボールネジ軸２５１に置き換え、軸受け押さえ４８を軸受け押さえ２５２に置き換え、検出器３７をブラケット２５３で固定しボールネジ軸２５１の軸端に連結しボールネジ送り位置決め装置２６０が構成されている。メインモーター３２、サブモーター３３の制御は図１２の２モーターサーボ制御系の構成による。ボールネジ軸２５１の軸端に備えた検出器３７によりボールネジの位置、速度を検出し、２つのモーターの位置制御、速度制御を行う。また２モーターが同定格、同特性の場合は図１３の２モーターサーボ制御系の構成による。
【００２０】
実施例７について説明する。
図１４を参照するに歯車付２モーター駆動位置制御装置３００の構成は、実施例２の歯車付２モーター駆動位置制御装置の７０から検出器３７を取り外したものである。ボールネジ送り装置３５０の構成は、実施例２のボールネジ軸４１をボールネジ軸２５１に置き換え、軸受け押さえ４８を軸受け押さえ２５２に置き換え、検出器３７をブラケット２５３で固定しボールネジ軸２５１の軸端に連結し、ボールネジ送り位置決め装置３６０が構成されている。制御は実施例６と同じである。
【００２１】
実施例８について説明する。
図１５を参照するに、クランクシャフト２モーター駆動位置制御装置４００の構成は、フレーム１５１にメインモーター１５２、サブモーター１５３が固定され、各モーターの中空軸穴１５６はクランクシャフト４０１と例えばくさび状の締結部材１５５、１５７により締結され構成されている。クランクシャフト４０１とラム１６５はコネクチングロッド１５８を介して、ピン１５９により連結され、クランクプレスラム位置決め装置４１０が構成されている。制御は実施例６と同じである。
【００２２】
【発明の効果】
以上のごとき実施例の説明により理解されるように、この発明によれば特許請求範囲に記載されている通りの構成であるから、メインモーター、サブモーターの２つのサーボモーターを用いても、２つのモーター間に制御遅れによる速度差を生じない安定した制御を可能とする２モーター駆動位置制御装置を備えた板材加工機械を可能とした。
【００２３】
歯付ベルト車付２モーター駆動位置制御装置とボールネジ送り装置とを歯付ベルトを介して連結した、ボールネジ送り位置決め装置を備えた板材加工機械を可能とした。
【００２４】
歯車付２モーター駆動位置制御装置とボールネジ送り装置とを歯車を介して連結した、ボールネジ送り位置決め装置を備えた板材加工機械を可能とした。
【００２５】
ピニオン歯車付２モーター駆動位置制御装置と固定ラックとを噛合わせた、ラック、ピニオン送り位置決め装置を備えた板材加工機械を可能とした。
【００２６】
クランクシャフト付２モーター駆動位置制御装置とラムとをコネクチングロッドを介してピンで連結し、クランクプレスラム位置決め装置を備えた板材加工機械を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す。タレットパンチプレスとＹ軸断面図を含む概略側面図。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿ったＸ軸、Ｙ軸の拡大断面図。
【図３】本発明の第１実施例を示す。歯付ベルト車付２モーター駆動位置制御装置と歯付きベルトを介してボールネジ送り装置と連結し構成される、ボールネジ送り位置決め装置。
【図４】本発明の第１，２，３，４，５、６実施例のモーターサーボ制御系の構成。
【図５】本発明の第１，２，３，４，５，６実施例の同定格、同特性２モーターサーボ制御系の構成。
【図６】本発明の第２実施例を示す。歯車付２モーター駆動位置制御装置と歯車を介してボールネジ送り装置と連結し構成される、ボールネジ送り位置決め装置。
【図７】本発明の第３実施例を示す中空２モーター駆動位置制御装置。
【図８】本発明の第４実施例を示す。ピニオン歯車付２モーター駆動位置制御装置と固定ラックとから構成される、ラックピニオン送り位置決め装置。
【図９】図８におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った拡大断面図である。
【図１０】本発明の第５実施例を示す。クランクプレスのプレス駆動源とするクランクシャフト付２モーター駆動位置制御装置とコネクチングロッドを介してラムとをピンで連結し構成されるクランクプレスのラム位置決め装置。
【図１１】本発明の第６実施例を示す。歯付ベルト車付２モーター駆動位置制御装置と検出器をボールネジ軸の軸端に備えたボールネジ送り装置とが歯付ベルトを介して連結し構成されるボールネジ送り位置決め装置。
【図１２】本発明の第６、７、８実施例のサーボ制御系の構成。
【図１３】本発明の第６，７，８実施例の同定格、同特性サーボ制御系の構成。
【図１４】本発明の第７実施例を示す。歯車付２モーター駆動位置制御装置と検出器をボールネジ軸の軸端に備えたボールネジ送り装置とが歯車を介して連結し構成されるボールネジ送り位置決め装置。
【図１５】本発明の第８実施例を示す。検出器をランクシャフトの軸端に備えたクランクシャフト２モーター駆動位置制御装置とコネクチングロッドを介してラムとをピンで連結し構成されるクランクプレス位置決め装置。
【符号の説明】
１タレットパンチプレス          ４下部タレット            ７回転軸
２門型フレーム                  ５タレット                ８軸受け
３上部タレット                  ６回転軸                  ９駆動モーター
１０回転伝達部材                ４４軸受け箱
１１クランク軸                  ４５ガイドレール
１２コネクチングロッド          ４６歯付きベルト車
１３ストライカー                ４７キー
１４センターテーブル            ４８軸受け押へ
１５可動テーブル                ５１歯車付高剛性動力伝達軸
１６キャレッジベース            ５２歯車
Ｐ  パンチ                      ６０ボールネジ送り装置
Ｄ  ダイ                        ６１歯車
Ｗ  ワーク                      ７０歯車付２モーター駆動位置制御装置
１７ボールネジ送り装置          ８０ボールネジ送り位置決め装置
１８歯付ベルト                  ９０中空２モーター駆動位置制御装置
１９キャレッジ                  ９１駆動装置本体
２０ボールネジ送り装置          ９２中空メインモーター
２１打抜き加工位置              ９３中空サブモーター
２２ワーククランプ              ９４高剛性動力伝達軸
２３ナット                      ９５締結部材
３０歯付ベルト車付２モーター駆動位置制御装置
３１駆動装置本体                ９６中空軸穴
３２メインモーター              １００ピニオン歯車付２モーター駆動位置制
３３サブモーター                      御装置
３４モーター出力軸              １０１駆動装置本体
３５歯付ベルト車付高剛性動力伝達軸
３６締結部材                    １０２メインモーター
３７検出器                      １０３サブモーター
４０ボールネジ送り位置決め装置  １０４モーター出力軸
４１ボールネジ軸                １０５締結部材
４２ナット                      １０６ピニオン歯車付高剛性動力伝達軸
４３軸受け                      １０７固定ラック
１１０ラックピニオン送り位置決め装置
１５０クランクシャフト２モーター駆動位置制御装置
１５１フレーム
１５２中空メインモーター
１５３中空サブモーター
１５４クランクシャフト
１５５締結部材
１５６中空軸穴
１５７締結部材
１５８コネチングロッド
１５９ピン
１６０軸受け
１６１カップリング
１６２フランジ
１６３検出器
１６４ラム軸受け
１６５ラム
１６６中空モーター軸受け
１６７中空モーター出力軸
１７０クランクプレスラム位置決め装置
２００歯付ベルト車付２モーター駆動位置制御装置
２５０ボールネジ送り装置
２５１ボールネジ軸
２５２フランジ
２５３ブラケット
２６０ボールネジ送り位置決め装置
３００歯車付２モーター駆動位置制御装置
３５０ボールネジ送り装置
３６０ボールネジ送り位置決め装置
４００クランクシャフト２モーター駆動位置制御装置
４０１クランクシャフト
４１０クランクプレスラム位置決め装置
【図１】
2004355588.tif 000003
【図２】
2004355588.tif 000004
【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】
2004355588.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004355588.tif 000011
【図１０】
2004355588.tif 000012
【図１１】
2004355588.tif 000013
【図１２】
2004355588.tif 000014
【図１３】
2004355588.tif 000015
【図１４】
2004355588.tif 000016
【図１５】
2004355588.tif 000017