(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造サイクルを実行するように構成された製造プロセス・セクションの第一マシンを運転するための方法であって：
前記製造サイクルは、プレス部分及び非プレス部分を有し；前記第一マシンは、少なくとも一つの第二マシンとともに運転され；前記第一マシンは、ワーク・ピースについてのサイクルの実働部分の間にプロセスを実行し；このワーク・ピースは、各プロセス・サイクルの非実働部分の間に、前記少なくとも一つの第二マシンにより、前記第一マシンの中に搬入されおよび／またはそこから搬出される、
方法において、
前記第二マシンの速度または位置に応じて、前記第一マシンの速度（Ｗ）をコントロールして、アンローディングが可能になる開始ポイント（ＵＣ）より前のポイント（Ｄ）から前記第一マシンを減速させること、
前記第一マシンの速度（Ｗ）をコントロールして、前記第二マシンがプロセス・サイクルのアンローディングまたはローディング・ステージの開始ポイント（ＵＣ）または終了ポイント（ＤＰ）に到達する推定時間に基づいて、前記第一マシンを加速させまたは減速させることにより、前記第一マシンを前記第二マシンに同期させること、及び、
前記第一マシンがゼロの速度（Ｚ１）に到達した後に、前記第一マシンを逆行させ、次いで前進方向に加速させ、それにより、前記第一マシンがローディング・ステージ終了ポイント（ＤＰ）に到達するとき、前記第一マシンが可能な最高速度（Ｗ１）で動いているようにすること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載の方法：
前記第一マシンの速度をコントロールし、且つ、
−  前記第一マシンがアンローディング・ポイント・ステージの開始（ＵＣ）に到達する推定時間より前の開始ポイント（Ｄ）で、ゼロの速度（Ｚ１）に向けて、前記第一マシンを減速させることにより；且つ、
−  前記第一マシンを加速させて、可能な最高速度（Ｗ１）で、ローディング・ステージ終了ポイント（ＤＰ）に到達することにより；
前記第一マシンの速度を前記第二マシンに同期させる。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項１または２に記載の方法：
アンローディングの開始（ＵＣ）前、減速時間（Ｄ）が開始する前に、ローディング・ステージが遅れていることを検知したとき、
次いで、正のトルクから負のトルクへ切り替え、前記第一マシンを、増大した逆行角度（Ｒ''，Ｒ''）（Ｔ１Ｐ２，Ｐ３）から、前進方向に加速し；
または、
減速が開始した（Ｄ）後、且つ前記第一マシンが負のトルクから正のトルクに切り替わって前進方向に移動する（Ｒ）前に、ローディング・ステージが遅れていることを検知したとき、
負のトルクを続け、より大きい角度（Ｒ''）（Ｃ１’）に亘って逆行させ、計画されたものより遅い時点で、正のトルクに切り替え、次いで前進方向に加速し、
それによって、前記第一マシンが、可能な最小時間（Ｔ１）で、ローディング・ステージの終了（ＤＰ）に到達するようにする。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項１に記載の方法：
前進方向へ方向を切り替えた（Ｒ）後に、ローディング・ステージが遅れるであろうことを検知したとき、
正のトルクに切り替える前に、ある期間の間（Ｚ２−Ｚ１）、前記第一マシンをゼロの速度で保持し、最高の前進速度（Ｗ１）まで前進方向に加速する。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項１に記載の方法：
アンローディング（ＵＣ）を開始する前、減速時間（Ｄ）の前の時点に、ローディング・ステージが遅れるであろうことを検知したとき、
トルクの切り替え及び減速のスタートをより遅い時間（Ｄ''）に遅らせ、且つ、より広い角度に亘って逆行させて、計画されたものより遅い時点（Ｒ'''）で、負のトルクから正のトルクへ切り替え；または、
減速が開始された（Ｄ）後、且つ前記第一マシンが前進方向（Ｒ）に切り替えられる前に、ローディング・ステージが早い時点に開始するであろうことを検知したとき、
より狭い角度に亘って逆行させ、プレスを前進方向に駆動する前に、計画されたものより更により早い時点（Ｒ’）で、負のトルクから正のトルクへ切り替える。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の方法：
ゼロの速度（Ｚ１）に到達した後に、前記第一マシンを逆行させ、
アンローディングを開始する（ＵＣ）前、減速時間（Ｄ）の前に、ローディング・ステージが遅れるであろうことを検知したとき、
次いで、より遅い時点（Ｒ’，Ｒ''）（Ｔ１Ｐ２，Ｐ３）で、負のトルクから正のトルクへ切り替え、かくして、前記第一マシンを前進方向に加速し、それにより、可能な最短時間（Ｔ１’，Ｔ１''）内に、プレスがローディング・ステージの終了（ＤＰ）に到達するようにする。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項１に記載の方法：
−  前記第二マシンがアンローディング・ポイント・ステージの開始（ＵＣ）に到達するであろう時点を予測し；
−  この予測値から、前記第一マシンがローディング・ステージ終了ポイント（ＤＰ）に到達するであろう時点を計算する。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項１に記載の方法：
駆動トルクが、最大の負から最大の正に切り替えられるポイント（Ｒ）を計算し、それにより、ローディング・ステージ終了ポイント（ＤＰ）へ、可能な限り速い速度で、所望の瞬間に到達するようにする。
【請求項９】
下記特徴を有する請求項１に記載の方法：
前記所望の瞬間を計算するために、有限または無限の数の先行するサイクルの間に集められた前記第二マシンの動きを記述するデータが、更に使用される。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項１または５に記載の方法：
前記第一マシンを運転し、プロセス・サイクルの非プレス部分のアンローディングの開始（ＵＣ）の時に、前記第一マシンが可能な最も高い速度を得、それと同時に、ローダーのプレスからの退出とローディング・ステージ終了ポイント（ＤＰ）の間の時間差（Ｔ４）を最小にするように、前記第一マシンの速度を最適化する。
【請求項１１】
下記特徴を有する請求項１または５に記載の方法：
前記第一マシンを運転し、プロセス・サイクルの非プレス部分のアンローディングの開始（ＵＣ）の時に、前記第一マシンが可能な最も高い速度を得、それと同時に、ローディング・ステージ終了ポイント（ＤＰ）で最大の速度に到達するように、前記第一マシンの速度を最適化する。
【請求項１２】
下記特徴を有する請求項１に記載の方法：
前記第一マシンまたは前記少なくとも一つの第二マシンの何れもが、サイクルのローディング／アンローディング部分の間に、後退されることが可能である。
【請求項１３】
下記特徴を有する請求項１に記載の方法：
プレスからエネルギーを回収し、それをエネルギー回収手段の中に貯え、プレスの電力消費を平滑化する。
【請求項１４】
製造プロセス・セクション、及び、実働部分及び非実働部分を有する製造サイクルを実行するように構成された、製造プロセス・セクションの第一マシンを有するシステムであって、
前記第一マシンは、少なくとも一つの第二マシンとともに運転され、且つ、前記第一マシンは、サイクルの実働部分の間に、ワーク・ピースに対してプロセスを実行し、このワーク・ピースは、各プロセス・サイクルの非実働部分の間に、前記少なくとも一つの第二マシンにより前記第一マシンの中に搬入されおよび／またはそこから搬出される、
システムにおいて、
当該システムは、少なくとも一つのコントロール・デバイスを更に有し、
このコントロール・デバイスは、
前記第二マシンの速度または位置に応じて、前記第一マシンの速度（Ｗ）をコントロールして、アンローディングが可能になる開始ポイント（ＵＣ）より前のポイント（Ｄ）から前記第一マシンを減速させ、
前記第一マシンの速度（Ｗ）をコントロールして、前記第二マシンがプロセス・サイクルのアンローディングまたはローディング・ステージの開始ポイント（ＵＣ）または終了ポイント（ＤＰ）に到達する推定時間に基づいて、前記第一マシンを加速させまたは減速させることにより、前記第一マシンを前記第二マシンに同期させ、且つ、
前記第一マシンがゼロの速度（Ｚ１）に到達した後に、前記第一マシンを逆行させ、次いで前進方向に加速させ、それにより、前記第一マシンがローディング・ステージ終了ポイント（ＤＰ）に到達するとき、前記第一マシンが可能な最高速度（Ｗ１）で動いているように構成されていること、
を特徴とするシステム。
【請求項１５】
下記特徴を有する請求項１４に記載のシステム：
前記少なくとも一つのコントロール・デバイスは、前記第一マシンを搬出するために、前記第二マシンがアンローディング・ポイント・ステージの開始（ＵＣ）に到達するであろう時点を予測するための、ハードウエアおよび／またはソフトウエアを有している。
【請求項１６】
下記特徴を有する請求項１４に記載のシステム：
前記少なくとも一つのコントロール・デバイスは、前記第二マシンがローディング・ステージ終了ポイント（ＤＰ）に到達するであろう時間を予測するための装置を有している。
【請求項１７】
下記特徴を有する請求項１４に記載のシステム：
少なくとも一つの前記第一マシンは、機械的なプレスであって、
この機械的なプレスは、
少なくとも一つの電気的な駆動モータと；
このモータをコントロールするための駆動コントロール手段と；
ラムと；
フライ・ホイールと；
クラッチと；
前記フライ・ホイールの、第一の回転方向への回転運動を、前記ラムの直線運動に変換するための部材と；
を有し、
前記部材は、前記プレスを運転して、前記サイクルのプレス部分及び一つまたはそれ以上の非プレス部分を含むプレス製造サイクルを実行するために、リニアな経路に沿って下降され及び上昇されるように構成されている。
【請求項１８】
下記特徴を有する請求項１４に記載のシステム：
前記機械的なプレスは、前記ラムに接続されるように構成された第二の駆動モータ即ちアクチュエータを有し、
前記第二の駆動モータの駆動コントロール手段へコントロール出力を送り、それにより、前記プレス製造サイクルの少なくとも一つの部分の間に、前記第二の駆動モータの速度が変更されるようにする。
【請求項１９】
下記特徴を有する請求項１４または１６に記載のシステム：
前記第二マシンは、プロセス・サイクルのローディング／アンローディング部分の間、ワーク・ピースを第一マシンの中へ搬入しおよび／またはその中から搬出する移送装置またはロボット・ローダーおよび／またはアンローダーである。
【請求項２０】
下記特徴を有する請求項１４に記載のシステム：
サイクルのローディングおよび／またはアンローディング部分の間に、前記第一マシンまたは前記少なくとも一つの第二マシンの何れもが後退されることが可能である。
【請求項２１】
下記特徴を有する請求項１４に記載のシステム：
前記少なくとも一つのコントロール・デバイスは、前記機械的なプレスの少なくとも一つの駆動モータの速度またはトルクをコントロールするための、一つまたはそれ以上のコンピュータ・プログラムを有している。
【請求項２２】
下記特徴を有する請求項１４に記載のシステム：
前記プレスまたは第一マシンの第一または第二のモータから、エネルギーを回収するためのエネルギー回収手段を有している。
【請求項２３】
請求項１から１３の何れか１項に記載の方法を、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／またはソフトウエア・コード部分が記録されたコンピュータ・プログラム。
【請求項２４】
打ち抜き加工、ホット・スタンピング、プレス加工、深絞り加工、切断、押し抜き加工からなるリストの中から選択される、何れかの作業のためのセットアップまたはプロダクション・セット作業を実行するための、請求項１４から２２の何れか１項に記載のシステムの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造プロセス・セクションの第一マシンを、第一マシンに対するローディングおよび／またはアンローディングのための少なくとも一つの第二マシンと同期させるための改良された方法に係る。特に、本発明は、プロセス・セクションを開示し、このプロセス・セクションにおいて、第一マシンは、プレス加工、ブランクからの金属部品の打ち抜き加工（stamping）または押し抜き加工（punching）のために使用されるタイプの機械的なプレスを有している。このプレスは、少なくとも一つの電気的なモータにより駆動され、第二マシンは、例えば産業用ロボットのような、ローダーまたはアンローダー・マシンである。
【背景技術】
【０００２】
例えばリンク・プレス、クランク・プレス、または偏心プレスのような、機械的なプレスが、鋼のブランクから打ち抜かれまたはプレスされる自動車部品を製造するために広く使用されている。今日の大きな機械的なプレスは、しばしば、フライ・ホイールにより駆動される。フライ・ホイールの機能は、プレス加工の動作を実行するために必要なエネルギーを貯えることにある。比較的低電力の電気的なモータがフライ・ホイールを駆動し、それにより、プレス動作のスタートの前に、プレス加工が行われる速度でフライ・ホイールが回転しているようになる。
【０００３】
“ダイレクト・ドライブ”または機械的なサーボ・タイプの機械的なサーボ・プレス駆動機構は、相対的に高い電力の電気的なサーボモータの力を使用して、プレス加工のためのエネルギーを供給する。他のタイプのサーボ・プレスは、“ハイブリッド・ドライブ”タイプ、即ち、ハイブリッド・プレスである。このデザインにおいて、フライ・ホイールが、まだ、プレス加工のために必要なエネルギーを供給するが、プレスの動きのための力は、更なるサーボモータにより部分的に供給される。この更なるサーボモータは、一般的に、ハイブリッド・プレスにおいては、ダイレクト・サーボの機械的なプレスの場合と比べて、より小さいモータが使用される。
【０００４】
自動車産業のための大きなプレス・ラインにおいて、一つのプレスから次のプレスへ部品を移動するために、しばしば、ロボットが使用される。最適の生産性のために、各アンローディング・ロボットの動きは、プレスの動きに同期され、ローディング・ロボットの動きは、同じプレスからのアンローディングのためのロボットの動きに同期される。しかしながら、プレスの動きそれ自体は、通常、コントロールされることが可能でない。プレス動作の開始の瞬間のみ、ローディング・ロボットの動きに関係して選択されることが可能である。
【０００５】
ここで説明されるプレスの製造サイクルは、プレス加工ステージ及び非プレス加工ステージを含んでいる。プレス加工ステージの間に、打ち抜き加工、プレス加工、押し抜き加工（punching）、成形、その他、が行われる。プレス加工ステージの後、非プレス加工ステージは、プレスが開き始めた後に、第一の時間を含み、その中で、ツールまたはロボットがプレスの中に到達して、形成またはプレスされたワーク・ピースを搬出する。その後に、且つプレスが閉じる前に、ロボットまたは他の装置が、次のプレス加工／成形動作の準備が整ったプレスの中に新しいワーク・ピースを置く。
【０００６】
従来のタイプの、ロボットに対するプレスの同期の目的は、一般的に、以下のように行なわれる：
−  部品またはブランクのローディングの間で、ロボットがその動きの或るポイントを通過するよりも前ではないとき、主に、ロボット・ローダーがプレスの移動部分の間から後退している時、プレスがその動きの或るポイント（“ダイ・プロテクト”、ＤＰと呼ばれる）に到達しなければならない。それを時間通りに行うことの失敗は、衝突が生じ、プレスダイおよび／またはロボット・ツールに損傷を与えることを意味している；
−  ロボットがその動きの上記の或るポイントを通過した後、可能な限り速やかに、プレスがＤＰポイントを通過しなければならない。それを行うことの失敗は、時間の損失、即ち生産性の減少を意味している。
【０００７】
今日の同期機構は、次のような仮定に基づいている：即ち、全てのプレス・サイクルのスタート時に、プレスが正確に規定された位置に停止している；次いで、プレスが、変更されることができない予め規定された動きプロファイルで動く。これらの運転条件は、フライ・ホイール、クラッチ及びブレーキからなるプレス・ドライブの機械的な構造の直接的な結末である。これに対して、“ダイレクト・ドライブ”または”ハイブリッド・ドライブ”タイプの何れかの、サーボ・プレス・ドライブは、基本的に異なる制約を有している。
【０００８】
例えば、サーボ・プレスには、モータのピーク電力の１０倍程度のピーク電力を有する駆動源が設けられることがあり。この駆動源が今日のプレスのフライ・ホイールを駆動する。そのようなサーボモータは、停止状態から高い速度への、プレスの非常に速い加速を可能にする。かくして、プレスは、従来のフライ・ホイール−クラッチ−ブレーキの組み合わせと、全く同一のやり方で、開始され且つ停止されることが可能になり、そして、ロボットへの同期も既存のスキームと全く同様なものになる。
【０００９】
しかしながら、そのような高いピーク電力は、許容しがたい程に高価な駆動源及び設置コストを伴うので、それに代わって、遥かに低いピーク電力を備えたサーボ・ドライブを備えたプレスが使用される。例えば、ダイレクトまたは補助モータのピーク電力は、従来のフライ・ホイール・モータの１倍と４倍の間であるように構成されることがある。このアプローチの弱点は、プレスを停止状態から最大の速度へ加速するために１秒〜１．５秒を要し、それが、クラッチを使用して加速する場合と比べて遥かに遅いことであり、このために、製造サイクル（典型的に、合計で約５秒になる）の大きな部分を占めることである。
【００１０】
US 4,653,311 は、第二マシン及び移送機構と協同して使用される従来のタイプのプレスを開示している。この移送機構は、第一マシンの位置、即ち、偏心の角度位置（またはクランク角度）に依存してコントロールされる。
【００１１】
GB 1,179,447 は、パワー・プレスの加速のコントロール・システムを開示している。この中で、プレス・ラインの中の複数のプレスが、第一のプレスと同一の一定の運転速度で動くようにコントロールされる。
【００１２】
EP 1,615,090 は、本質的に一定の速度で運転されるマシン（特に、プレス）のラインのシステムの、同期されたコントロールを開示している。この中で、ローダー／アンローダー（第二マシン）の速度が変更されることが可能であり、またこの中で、ローダー・デバイスが遅れを補償することを可能にするために、プレスが停止されることが可能である。
【００１３】
EP 1,279,447 は、プレス・サイクルの中に固定されたポイントを備えたパンチ・プレスを開示している。それらは、開きが開始されるポイントＨＨ１と、プレスが丁度閉じたときのポイントＨＨ２である。プレスのサーボモータの加速は、一定である。
【００１４】
US 6,242,877 は、方法及びグラフィック・インタフェースを開示している。このグラフィック・インタフェースを用いて、オペレータは、例えば熱間成形マシンのような、マシンの中の一つよりも多い駆動源に対して、オフラインで、一つまたはそれ以上の速度プロファイルを選択しまたはデザインすることが可能である。これは、成形プロセスの中の別個の駆動源が、選択された速度プロファイルに従ってコントロールされることを可能にし、それによって、マシンまたはワーク・ピースが、プロセスの中の選択されたポイントに、選択された時間に到達するようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第 US 4,653,311 号明細書
【特許文献２】英国特許出願公開第 GB 1,179,447 号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第 EP 1,615,090 号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第 EP 1,279,447号明細書
【特許文献５】米国特許第 US 6,242,877 号明細書
【発明の開示】
【００１６】
本発明のアスペクトによれば、製造サイクルを実行するように構成された製造プロセス・セクションの第一マシンを運転するための方法に対して、改善が提供される。ここで、前記製造サイクルは、プレス部分及び非プレス部分を有している。前記第一マシンは、少なくとも一つの第二マシンとともに運転され、前記第一マシンは、ワーク・ピースについてのサイクルの実働部分の間にプロセスを実行する。このワーク・ピースは、各プロセス・サイクルの非実働部分の間、前記少なくとも一つの第二マシンにより、前記第一マシンの中に搬入されおよび／またはそこから搬出される。そして、前記第一マシンの速度をコントロールして、アンローディングが可能になるアンローディング・ステージの開始ポイントの前のポイントで、且つ、前記第二マシンの速度または位置に応じて、前記第一マシンを減速させることにより、前記第一マシンを前記第二マシンに同期させる。
【００１７】
本発明の実施形態によれば、製造サイクルを実行するように構成された製造プロセス・セクションの第一マシンを運転するための方法に対して、改善が提供される。ここで、前記第一マシンは、少なくとも一つの第二マシンとともに運転される。前記第二マシンがプロセス・サイクルのアンローディングまたはローディング・ステージの開始ポイントまたは終了ポイントに到達する推定時間に基づいて、前記第一マシンの速度をコントロールすることにより、且つ前記第一マシンを加速させまたは減速させることにより、前記第一マシンの速度を前記第二マシンに同期させる。
【００１８】
本発明の実施形態によれば、製造サイクルを実行するように構成された製造プロセス・セクションの第一マシンを運転するための方法に対して、改善が提供される。ここで、前記第一マシンは、少なくとも一つの第二マシンとともに運転される。前記第一マシンの速度をコントロールすることにより、且つ、前記第一マシンがアンローディング・ポイント・ステージの開始に到達する推定時間の前の開始ポイントで、ゼロの速度の方へ前記第一マシンを減速させ、そして、前記第一マシンを加速させて、ローディング・ステージの終了ポイントに可能な最も高い速度で到達させることにより、前記第一マシンの速度を前記第二マシンに同期させる。
【００１９】
本発明の他の実施形態によれば、製造サイクルを実行するように構成された製造プロセス・セクションの第一マシンを運転するための方法に対して、改善が提供される。ここで、前記製造サイクルは、プレス部分及び非プレス部分を有している。前記第一マシンは、少なくとも一つの第二マシンとともに運転され、前記第一マシンは、ワーク・ピースについてのサイクルの実働部分の間に、プロセスを実行する。前記ワーク・ピースは、各プロセス・サイクルの非実働部分の間に、前記少なくとも一つの第二マシンにより、前記第一マシンの中に搬入されおよび／またはそこから搬出される。ゼロの速度に到達した後、前記第一マシンを逆行させそれに続いて前進方向に加速させることにより同期させ、それにより、前記第一マシンが可能な最も高い速度で動いているようにする。この速度は、前記第一マシンがローディング・ステージの終了ポイントに到達するとき、通常のプレス加工の速度より大きくなることが可能である。
【００２０】
本発明の実施形態によれば、製造サイクルを実行するように構成された製造プロセス・セクションの第一マシンを運転するための方法に対して、改善が提供される。ここで、前記第一マシンは、少なくとも一つの第二マシンとともに運転される。ゼロの速度に到達した後、前記第一マシンを逆行させ、それに続いて前進方向に前記第一マシンを加速させることにより同期させ、それにより、前記第一マシンがゼロの速度に二度目に到達するようにし、それにより、前記第一マシンがローディング・ステージの終了ポイントに到達するとき、前記第一マシンが可能な最も高い速度で動いているようにする。
【００２１】
本発明の他の実施形態によれば、製造サイクルを実行するように構成された製造プロセス・セクションの第一マシンを運転するための方法に対して、改善が提供される。ここで、前記第一マシンは、少なくとも一つの第二マシンとともに運転される。アンローディングの開始の前、減速時間が開始する前に、ローディング・ステージが遅れていることを検知したとき、それに続いて、正のトルクから負のトルクへを切り替え、増大した逆行角度から前記第一マシン前進方向に加速させることにより、同期させ、それにより、前記第一マシンが、可能な最短時間で、ローディング・ステージの終了に到達するようにする。
【００２２】
本発明の他の実施形態によれば、製造サイクルを実行するように構成された製造プロセス・セクションの第一マシンを運転するための方法に対して、改善が提供される。ここで、前記第一マシンは、少なくとも一つの第二マシンとともに運転される。  前記第二マシンがアンローディング・ポイント・ステージの開始（ＵＣ）に到達する時点を予測し、その予測値から、前記第一マシンがローディング・ステージ終了ポイント（ＤＰ）に到達する時点を計算することにより、同期させる。
【００２３】
本発明の他の実施形態によれば、製造サイクルを実行するように構成された製造プロセス・セクションの第一マシンを運転するための方法に対して、改善が提供される。ここで、前記第一マシンは、少なくとも一つの第二マシンとともに運転される。前記第一マシンの減速が開始されるポイントを計算することにより、同期させ、それにより、アンローディング・フェーズのスタート時及びローディング・フェーズの終了の前記第一マシンの速度が可能な限り高いようにし、且つ、ローディングが完了される瞬間に、ローディング・フェーズの終了ポイントに到達するようにする。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、製造サイクルを実行するように構成された製造プロセス・セクションの第一マシンを運転するための方法に対して、改善が提供される。ここで、前記第一マシンは、少なくとも一つの第二マシンとともに運転される。前記第一マシンの速度をコントロールすることにより、前記第一マシンの速度を前記第二マシンに同期させる。ここで、所望の瞬間を計算するために、有限または無限の数の先行するサイクルの間に集められた、前記第二マシンの動きを記述するデータが更に使用される。
【００２５】
本発明は、プレスの動きを適合させる方法を有しており、それにより、プレスがアンローダーおよび／またはローダー・ロボットの動きに同期されて、最適のサイクル・タイムをもたらすようになる。この提案された方法は、予測された同期時点に依存して、プレス動きの中のセットポイントを切り替えることを有している。また、本発明は、運転中にプレス・ラインを自動的に最適化するための方法も提供する。また、同様に、アンローダー・ロボットをプレスに同期させるために使用されることが可能であるところの、提案された方法も記載されている。
【００２６】
プレス・ラインおよび／またはサーボ・プレス・ラインの生産性を最適化するために、プレスの動きは、ローディング装置の動きに同期されなければならず、また、その逆もそうである。特に、逆行の（“代替的な双方向”）動きに対して、これは、従来、機械的なプレスのために使用されていたコンセプトとは異なる、同期のための新しいコンセプトを必要とする。プレス・ラインは、通常、動作のシーケンスを実行するように構成された複数のプレスを有している。この明細書において、“プレス・ライン”との用語はまた、単一のプレス及び自動化されたローダーおよび／またはアンローダーを含んでいても良い。
【００２７】
コントロールの目的のために、発明者等は、製造（プレス加工）サイクルを、二つの部分、即ち、プレス加工ステージ及び非プレス加工ステージを有するものとして、説明する。非プレス加工ステージにおいて、プレスが“開いている”と呼ばれる。非プレス加工ステージの間、ローダー／アンローダーがローディングおよび／またはアンローディングのためにプレスに入るために、プレスは、十分に開かれている。サイクルの開いている部分は、サイクルの中の二つのポイントにより制限される。第一のポイントは、ここでは、ＵＣポイント（アンロード・カム・ポイント）と呼ばれ、これは、衝突が起こることなく、アンローダーがプレスに入ることができる、サイクルの中の最も早いポイントである。第二のポイントは、ＤＰポイント（ダイ・プロテクト・ポイント)であり、これは、衝突を避けるために、その後、ローダーがプレスの外に出ていなければならないポイントである。
【００２８】
本発明のアスペクトによれば、ＤＰは、サイクルの中で固定された位置として扱われることがない。プレスがゆっくり動いているとき（例えば、制動のとき）、速く動いているときと比べて、プレスは、更に下へ動くことが許容される。その理由は、非常停止がＤＰで開始されたときに、プレスの内側のローダーまたはアンローダーが接触されないように、ＤＰが選択されるからである。高い速度での制動は、ブレーキングにより長い距離を要求するので、高い速度の場合には、低い速度の場合と比べて、ＤＰはより高い位置にある（サイクルの中でより早い）。
【００２９】
本発明に基づく、機械的なプレスのためのサーボ・ドライブ（ダイレクト／フル及びハイブリッド）システムは、ロボットに対するプレスの同期に、二つの新しい条件を導入する。それらの条件は、下記を有している：
−  プレスは、それが閉じられるとき、可能な限り速い速度でＤＰポイントを通過しなければならない。ＤＰの後の速度がサイクル・タイムに影響を与えるので、このポイントの前に、プレスが可能な限り大きく加速されなければならない。ここで注意すべきことは、ＤＰの前に、サイクル・タイムがロボットの速度に依存することであり、その理由は、ここで、プレスが、本質的に、ロボットを待つからである；
−  プレスは、それが開かれるとき、可能な限り速い速度でＵＣポイントを通過しなければならない。
【００３０】
第二の条件は、更なる説明を要求するであろう。ＵＣポイント（ここで、ＵＣはアンロード・カムを表している）は、プレス動きの中のポイントであって、アンローダー・ロボットがプレスに入るために、プレスが十分に開かれているポイントである。
従来は、このポイントの近くでプレスの動きは、ＤＰポイントの近くでの、ローダーに対するプレスの同期に対して全く関係を有していなかった。しかしながら、ここに記載されているサーボ・コンセプトによれば、そして特に、“代替的な双方向動き”を使用するときには、ＵＣとＤＰの間でプレスが完全に止まることがなくても良い。上記の“代替的な双方向動き”については、例えば、ＥＰ特許出願番号 EP 06 011 673.8 （２００６年  ６月  ６日出願）の中に記載されており、その内容は、ここで、このリファレンスにより、全体として、この明細書の中に繰り入れられる。発明者等が決定したところによると、所与のモータ・サイズ、プレス、その他に対する、最適のプレス動きは、或る場合には、ＵＣに到達する前に最大トルクでの減速を開始し、そして、ゼロの速度に到達するとき、また、最大トルクで、或る角度に亘ってプレスを逆行させ、次いで、停止することなく、ＤＰを通過した後まで、最大トルクでプレス再加速すること、を要求することがある
典型的に、主要な優位性は、短縮された製造サイクル・タイムである。一つよりも多いプレスが、同じまたは関連する製造プロセスの中で働いている、または、一つのプレスが数個のプレスのラインの中にある場合の、製造のセッティングにおいて、本発明の同期方法は、プロセスまたはプレス・ラインの中の、プレス及びフィーダー、または、例えばローディング／アンローディング・ロボットのような、移送機構／アンローダーのそれぞれの動きを適切にコントロールすることにより、プレス・ラインの最適化のためのより大きい機会を提供する。
【００３１】
例えば、全体のプロセス・セクションのライン調整は、本発明の実施形態に基づく方法を実行するように構成された単一のコントローラを使用して、そのようなラインをコントロールすることにより改善されることが可能である。それは、部分的に、ダイレクト・サーボまたはハイブリッド・サーボ・プレスの改良された制御性のためである。調整または最適化は、プレスを開く／閉じる間、速度を適合させることにより、部分的に実現されることが可能である（例えば、サイクルのプレス加工／打ち抜き加工部分の間、要求された速度及びエネルギー出力を維持しながら）。これは、サイクル・タイムの減少をもたらす。サイクル・タイムは、例えば、以下のようなパラメータに依存して、減少されることが可能である：下流プロセスの状態；または、上流プロセスの状態、または、例えば全体的な電力消費のようなの他の配慮；エネルギー消費の減少；プレス・ライン内の電力消費ピークの平滑化。
【００３２】
この開示された方法の特徴は、例えばＵＣ及びＤＰのような同期ポイントへのプレスの到達の推定時間に対する改善された予測が使用されると言うことである。この予測値はまた、適応性があり、同期ポイントへ現実に到達する前にアップデートされることが可能である。この改善された予測値は、モータ・コントロール機能により作り出される。
【００３３】
ダイレクト・サーボまたはハイブリッド・サーボ・プレスのコントロールは、周波数コンバータでのモータ・コントロールによるので、モータがプレスの動きをコントロールする。プレス・コントローラは、プレスがアンロード・カム角度と交差する、正確な瞬間を計算して、予測することができる。プレス速度がダイレクト・サーボまたはハイブリッド・サーボモータによりコントロールされるので、この予測は、従来の予測と比べてより正確であることが可能である。なお、従来の予測は、例えば、偏心ホイールを備えた従来の機械的なプレスに対する、一定の速度の運転の仮定に基づいている。
【００３４】
プレス・コントロールは、プレスがＵＣに到達するであろう瞬間の予測値をアンローダー・コントローラに通信する。このアンローダー・コントローラは、プレス動きが、ＵＣの時またはその後にそれを可能にすると正確に直ぐにプレスに入るように、アンローダー・ロボットをコントロールする。プレスがアンロード・カム・角度に近づいている間、もし必要である場合には、プレス・コントロールは、ＵＣへの到達の時間からのアップデートされた予測をアンローダー・コントローラに送ることが可能である。
【００３５】
次に、ローダー・コントロールは、それから、ローダーがプレスから出る推定時間をそれが計算した瞬間に、プレス・コントロールと通信する。プレス・コントロールは、それから、何時、プレスの動きの速度を開始するか、再開するか、または、変更するか、を決定し、また、どのようにして、プレス速度をコントロールするか、を決定し、それにより、プレスがローダーがプレスから出る瞬間に正確に、ダイ・プロテクト角度ＤＰに交差するようになる。ローディングの間、常に、ローダー・コントロールは、もし必要である場合には、アップデートされた予測を送ることが可能である。
【００３６】
この同期方法の結果として、今日のシステムを使用した場合と比べてより良い同期が可能になり、減少されたサイクル・タイムがもたらされる。ダイ・プロテクト角度を増大させることさえも、可能になることがあり、それは、更なる減少をもたらす。
【００３７】
瞬間のみが、プレス・コントロールと、アンローダーまたはローダー・コントロールの間で、通信されるので、これらのコントローラの間の要求される通信帯幅は低い。これは、プレス・コントロールが別個のユニットの場合に、即ち、アンローダーまたはローダー・コントロールに統合されない場合に好ましい。
【００３８】
本発明の他の優位性は、それが条件の範囲に適用可能であると言うことである。例えば、この提案された方法は、最大のモータ・トルクが一定である場合に制限されない。減速及び加速において使用されるトルクは、好ましくは、ドライブが供給することが可能な最大のトルクに等しい、しかし、この最大値は、モータ速度、モータ温度、コンバータ温度、ギアにより課される制約、他の機械的な制約、その他の関数であることが可能である。
【００３９】
その他の優位性は、この提案された同期方法は、偏心機構を備えた機械的なプレスに制限されないと言うことである。この方法は、同様に、いわゆるリンク−ドライブ機構を備えたプレスで、変更無しで、使用されることが可能である。幾らかの変更を加えることにより、この方法は、ボール・ネジ機構（典型的に、双方向の動作を使用する）を使用する機械的なプレスで、使用されることも可能である。また、この方法は、ハイブリッド・タイプのサーボ・プレス（プレス加工中に力を与えるクラッチ及びフライ・ホイールが使用される）、及びダイレクト・タイプ（クラッチが存在しない）の両者のために使用されることが可能である。
【００４０】
この方法は、プレスが全てのサイクルで同一の方向に動く場合について、記載されているが、幾らかの変更を加えることにより、この方法は、全ての他のサイクルが異なる方向に実行される（双方向の動き）プレスでも使用されることが可能である。
【００４１】
ロボット動きを予測するための提案された方法は、プレス動きを予測するために、使用されることも可能である。プレス動きが、多くのパラメータ（機構の異なる部分の質量、カウンター・バランス・シリンダー内の圧力調整、アッパー・ダイの質量、その他）に依存し、それらは、プレス・コントローラにおいて考慮に入れることが困難であるので、例えば、プレス加工の速度、アンローディング・ステージの開始の際またはその前に減速が開始される位置、トルクが後退される位置または時間または速度、最大プレス速度のような、所与のセッティングに対して、プレスの動きをオン・ラインで分析することが提案される。有限または無限の数の先行するプレス・サイクルの間に得られた動きに基づいて、上記のセッティングが適合されることが可能であり、それにより、最適のサイクル・タイム及びＤＰを通過する瞬間が得られるようになる。
【００４２】
この方法は、プレス・ラインに対する可能な最も高い生産性を提供する。例えば、ブランクがプレスの中に搬入されるとき、および／または、打ち抜かれる部分が、移送デバイスまたは他の自動化されたデバイスにより、プレスから搬出されるとき、動きは、製造シーケンスの中の他のマシンに対して、最適化されることが可能である。製造シーケンスの中のそのような他のマシンは、一つまたはそれ以上のロボットであることが可能である。
【００４３】
プレスを、自動的なフィーダー、他のフィーダー、ドッピン（doppins）、ロボット・ローダー／アンローダー、その他、による供給のコントロールと同期させて、コントロールすることは、フィーダー／ローダー動き及びプレス動きの同期の優位性を提供し、プレス加工の質を損なうことなく、全体的な製造プロセス・サイクル・タイムの減少をもたらすことになる。プレス・ラインは、通常、シーケンス動作を実行するように構成された、複数のプレスを有している。この明細書において、プレス・ラインとの用語は、単一のプレス及び自動化されたローダーおよび／またはアンローダーを含んでいても良い。
【００４４】
好ましい本発明の実施形態の方法において、この方法は、一つまたはそれ以上のマイクロプロセッサ・ユニットまたはコンピュータを有するコンピューティング・デバイスにより、実行されることが可能である。一つまたはそれ以上のコントロール・ユニットは、機械的なプレスの運転をコントロールするための改良された方法を実行するための一つまたはそれ以上のコンピュータ・プログラムを貯えるための記憶手段または記憶貯蔵デバイスを有している。好ましくは、そのようなコンピュータ・プログラムは、上述したような方法、及び以下においてより詳細に記載されている方法を実行するための、プロセッサに対する指示を含んでいる。他の実施形態において、コンピュータ・プログラムが、例えばＤＶＤのような、コンピュータで読み出し可能なデータ・キャリアで提供され、またはコンピュータで読み出し可能な貯蔵デバイスの中に貯えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
次に、本発明の実施形態が、単に例示として、添付図面を特別に参照しながら、説明される。
【００４６】
ローダー・ロボットまたは他のローダー・マシンに対するプレスの同期は、ここに記載されているように、二つの部分を有している。第一の部分は、ローダー・ロボットが同期ポイントを通過する瞬間の予測を得ることに関係している。第二の部分は、最適の同期が得られるように、プレス動きを適合させるための方法からなる。
【００４７】
同期は、図１に示されているように、プレスのサイクルを以下の四つの部分に分割することにより、説明されることが可能である。この図は、プレス・サイクルに対する速度／時間図を示している。この図は、図の左側から開始して、プレスが、最大の速度であることがある速度Ｗで動いているところを示している。Ｄでまたはその後に、ＵＣ（アンロード・カム：アンローディングのための最も早いポイント）の前のポイントで、プレスの減速が開始することがある。ＵＣの後に、非プレス加工ステージが開始している。
【００４８】
図１は、非プレス加工ステージの間に、三つの部分Ｔ３、Ｔ１及びＴ４があることを示している。ここで、
−  Ｔ３は、プレスがＵＣ位置に交差する瞬間と、アンローダーがプレスの中に入る瞬間との間の時間である；
−  Ｔ１は、アンローダー及びローダーがプレスの内側にある時間である；
−  Ｔ４は、プレスがＤＰ位置に交差する前に、ローダーがプレスの外側にある時間である。
【００４９】
第二に、及びプレス加工ステージＴ２の間に：
−  Ｔ２は、プレスが閉じられている時間であり、これは、閉じる、プレスをする（サイクルの実働部分）、及び開くを含んでいる；これは、ＤＰの通過とＵＣの通過の間のトータルの時間である。トータルのサイクル・タイムは、生産性を決定するものであって、  Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４  である。
【００５０】
プレスに対するアンローダーの同期の目的は、Ｔ３を最小化することにあり、即ち、Ｔ３がゼロに近づくかまたはゼロになるようにすることである。プレスに対するアンローダーの同期の他の目的はまた、アンローダーが可能な限り速くプレスの中に入ると言うことを確保することでもあり、それにより、Ｔ１のアンローダーに依存する部分を最小化するようにすることである。アンローダーに対するローダーの同期の目的はまた、Ｔ１を最小化することでもある。
【００５１】
ローダーに対するプレスの同期の目的は、一つよりも多い期間に関係していても良い。先ず最初に、同期は、Ｔ４を最小化する。Ｔ４がゼロのとき、これは、ローダーがプレスから出るときに正確に、プレスがＤＰに交差することを意味している（但し、それに幾らかのセーフティ・マージンが含まれていても良い）。第二に、同期は、トータルのプレス加工ステージ時間Ｔ２を最小化することを狙っている。これは、ＤＰでのプレスの速度とＵＣでのプレスの速度の両者が、可能な限り高いと言うことを確保することにより行われる。定常状態において、ＵＣでの速度とＤＰでの速度がほぼ等しいことがある場合に、Ｔ２に対する最適値が見付け出される。
【００５２】
非常に速いアンローダー／ローダー装置、または非常に強力なサーボ・ドライブ、またはＤＰとＵＣの間の非常に大きな角度間隔の場合には、ＵＣ及びＤＰでの速度がプレスの最大の速度に等しいことがある。その場合には、プレスの減速が、ＵＣの後に開始されることが可能であり、再加速が、ＤＰでまたはその前に完了する。この場合には、再加速が、サイクル・タイムを犠牲にすることなく、最大のトルクより低いトルクで、（ＵＣとＤＰの間で）ドライブを運転することが可能であることがある。これは、ドライブの中でのエネルギー損失を減らすために適切であろう。
【００５３】
しかしながら、典型的に、これら三つの条件が全て満足されることはない。この場合には、減速、可能性のある逆行、及び再加速の間、最大のトルクでモータを、運転することにより、可能な最小のサイクル・タイムが得られる。この場合には、ＵＣに到達する前に、減速がポイントＤで開始される、ポイントＤＰを通過する後でも、再加速が続けられる。
【００５４】
ダイレクト・サーボまたはハイブリッド・サーボ・プレスのコントロールは、モータ・コントロール（例えば周波数コンバータ）により行われ、モータは、プレスの動きをコントロールするので、プレス・コントローラは、プレスがアンロード・カム・角度と交差する正確な瞬間を計算して、予測することができる。プレス速度がコントロールされるので、この予測は、従来の予測と比べて、より正確であることが可能である。なお、従来の予測は、例えば偏心ホイールを使用する、機械的なプレスの一定の速度運転の仮定に基づいている。
【００５５】
プレス・コントロールは、プレスがＵＣに到達する瞬間の予測値をアンローダー・コントローラに通信し、このアンローダー・コントローラは、アンローダー・ロボットをコントロールして、ＵＣでまたはその後に、プレス動きがそれを可能にすると正確に直ちにプレスの中に入るようにする。プレスがアンロード・カム・角度に近づいている間、プレス・コントロールは、もし必要である場合には、ＵＣへの到達の時間のアップデートされた予測をアンローダー・コントローラへ送ることが可能である
ローダー・コントロールは、次に、それがプレスから出る推定時間を計算した瞬間にプレス・コントロールに通信する。プレス・コントロールは、次に、何時プレス動きを開始または再開するか、及びどのようにしてプレス速度をコントロールするかについて決定し、それにより、ローダーがプレスから出る瞬間に正確に、プレスがダイ・プロテクト角度ＤＰに交差するするようになる。ローディングの間、何時でも、ローダー・コントロールは、もし必要である場合には、プレスから出る推定時間のアップデートされた予測をプレス・コントロールへ送ることが可能である。今日の機械的なプレスにおけるものとは異なり、サーボ・プレスは、動きを開始した後であっても、プレス動きのいくらかの適合を許容する。
【００５６】
同期のための三つの方法が、図２〜４の中に記載されている。その内の一つは、図４のＣ１のラインであって、それは、機械的なプレスの同期と同様な結果である。しかし、その他の方法は、新しく、且つ、双方向の動きを備えたサーボ・プレスに特有なものである。
【００５７】
遅れているローダーに対して同期させるための方法が、図２に示されている。図２は、プレス速度及び時間の軸上の、四つの速度プロファイルＣ１，Ｃ１’，Ｃ１''，Ｃ１'''を示している。四つのプロファイルは全て、アンローディング・ステージの開始ＵＣのポイントを通過する、このポイントで、時間Ｔｎｐが走り始める。この図は、第一のプロファイルＣ１を示している。この図において、Ｔ３＋Ｔ１＋Ｔ４  は、プレスのアンローディング及びローディングのために、ロボットにより必要とされる時間である。この時間は、ＵＣで開始し（アンローダーがプレスに理想的に同期されると仮定して）、ＤＰで終了する（ロボットがローディングを終了した時に正確に、プレスがこのポイントに到達すると仮定して）。
【００５８】
図２の中で、Ｃ１曲線は、所与のロボット・アンローディング及びローディング時間Ｔｎｐに対する、最適のプレス動きを表している。この動きの中で、減速は、アンローディングが開始されるポイントＵＣに到達する前に、ポイントＤで開始される。ポイントＤから、プレスは、最大トルクで減速する。プレスは、ポイントＵＣを通過して、ポイントＺ１で、ゼロの速度に到達する。動きは、同一の最大トルクで続けられ、そのトルクは、プレスを後退させ、それは、図１〜４及び８に示された例において、反時計回りの方向に回転することを意味している。
【００５９】
ポイントＲで、トルクの符号が切り替えられる。このＲは、ＵＣを通過した後に、時間  Ｔｎｐ＝Ｔ３＋Ｔ１＋Ｔ４  にＤＰに到達するように、計算されたものである。プレスは、ポイントＺ２で二度目にゼロの速度に到達するまで、その逆行動きを減速し。プレスは、次に、最大速度に到達しＤＰの後まで、最大トルクで続き、プレス加工ステージの中に入る。かくして、プレスは、このように、ローダー・デバイスのスレーブとして同期される。
より遅いローダーに対する、どの同期の方法が選択されるかは、遅れに関する情報が得られる、動きの間の瞬間に依存する。もし、情報が、ポイントＲ’を通過した後に得られた場合、図２の中にＣ１’曲線により示されているように、同期は、ポイントＺ２でプレスの動きを停止することからなる。この方法は、機械的なプレスの同期（Ｚ２’で再開される前にプレスが待機する）と同様な結果を与え。プレスの動きプロファイルは、プレスの位置の関数として、この方法により影響を与えられることがない。
【００６０】
もし、ローダーの遅れについての情報が、サイクルの中のより早い時期に、即ち、ポイントＤを通過する後ではあるが、ポイントＲを通過する前に、得ることが可能である場合には、同期は、好ましくは、ポイントＲの位置を変更することにより得られる。図２の中の曲線Ｃ１''により示されているように、より大きい角度に亘って逆行させることにより、より長い  Ｔｎｐ＝Ｔ３＋Ｔ１＋Ｔ４  時間が得られるのみではなく、ＤＰ''での速度も増大される。これは、同一のＴｎｐを得るために、プレスがＺ２で待機する場合と比較して、サイクル・タイムの減少をもたらす。
【００６１】
もし、ローダーの遅れについての情報が、サイクルの中の更により早い時期に、即ち、ポイントＤを通過する前に得ることが可能である場合には、同期は、好ましくは、減速が開始されるポイントＤを変更することにより得られる。減速を遅く開始することにより、そして同時に、ポイントＲを適合させることにより、ポイントＲを変更することのみによる場合と比べて、所与のＴｎｐに対するより短いサイクル・タイムが得られる。これは、減速が遅く開始されるとき、より長い時間の間、高い速度が維持され、ＤＰで、より高い速度に到達すると言う事実に起因している。
図３は、プレスが小さい角度に亘ってのみ後退する場合（以下の図を参照方）に、如何にして、様々なポイントＤ，Ｚ１，Ｒ，Ｚ２及びＤＰが配置されることが可能であるかについての例を与える。
【００６２】
図４に示されているように、より早いローダーに対する同期は、同様な方法で行われる。しかしながら、もし、より早いローダーに関する情報が、ポイントＲを通過する後にのみ得られる場合には、プレスがその動きに適合する可能性がない。その理由は、このポイントの後で、プレスが、既に、最大トルクで加速されているからである。もし、ローダーが早いことに関する情報が、減速のスタートの後ではあるがポイントＲの前に知られる場合には、図３の中のＣ１’曲線により示されているように、同期は、ポイントＲをポイントＺ１の近くに移動することにより得られる。残念ながら、この曲線が示しているように、ＤＰは、より低い速度で通過される、しかし、ＤＰの後のより長い加速で失われるサイクル・タイムは、サイクル・タイムのゲインにより補償されるものと比べて大きい。その理由は、ＤＰが遥かにより早く到達されるからである。
【００６３】
もし、ローダーの早いことに関する情報が、減速のスタートの前に知られた場合には、Ｃ１''曲線により示されているように、同期は、より早く減速を開始することにより得られる。再び、このより早い減速は、プレス時間の悪化をもたらす(ＵＣ''及びＤＰ''がより低い速度で通過される）、これは、ＤＰが遥かにより早く到達するので、Ｔｎｐのゲインにより補償されるもの以上である。この方法は、早いことに関する情報が、減速のスタートの後に知られる場合と比較して、僅かに改良されたサイクル・タイムを与える。
【００６４】
以上から、最適の同期のために、ロボット動きの信頼できる予測が不可欠であることが明らかである。インバータは、ロボット・コントローラが、プレスがＤＰ位置に到達する瞬間に対する予測（予測値）を計算するために、そして、ロボットの動きの間にこの予測値をアップデートするために、使用されることを推奨する。ここに記載されている、プレスがＤＰ位置に到達する瞬間を予測するための方法は、先に挙げたように、二つの部分を有している。
【００６５】
プレスのコントロールのために、プレス・サイクルの終了の際の減速のスタートの前に既に、要求された瞬間を知ることが重要であるので、リアルタイム予測値またはロボット動きの予測のみに頼ることは、可能ではない。事実、ローダー・ロボットの動きは、サイクルの早期には、正確に知られていない場合が多い。その理由は、ローダー・ロボットが、サイクルの早期に、その他のプレスのためのアンローダー・ロボットとしてまだ働いていることがあり、または、このプレスのアンローダー・ロボットに同期されているからである。
【００６６】
つまり、サイクルの部分に対して、ローダー・ロボットは、アンローダー・ロボットに対するスレーブとして、同期される。しかしながら、このロボットの動きは、全てのサイクルにおいて、典型的に同一である。それ故に、有限または無限の数の先行するプレス・サイクルの間、ローダー・ロボットの動きに基づいて、予測値、予測を、計算することが提案され、そして、プレスの減速のためのスタート時点を決定するために、そして恐らくはプレス動きのポイントＲを決定するために、この予測値を使用することが提案される。
【００６７】
ローダー・ロボットが、最早、アンローダー・ロボットに同期されない場合には、それ自身の動きの正確な予測値を提供することが可能である。この瞬間に、ローダー・ロボット・コントローラは、プレスがＤＰに到達する推定時間に対してアップデートされた正確な目標時間を、現在のサイクルの間に、提供することが可能である。この目標時間は、それから、先行するサイクルに基づいて、計算される目標時間を置き換えることができる。
【００６８】
プレスへのローディング及びそこからのアンローディングのためのロボットの代わりに、例えば、このタスクのために特別にデザインされた移送機構のような、他のタイプのローディング／アンローディング装置が使用されることも可能である。他の実施形態において、ローダー／アンローダーが或るポイントに到達するであろう時の予測のための計算が、ロボット・コントローラ以外の、コントロール・デバイスまたはコントロール・ユニットの中で実行されることが可能である。
【００６９】
ここに記載されている、プレスの双方向の動きを何か他の物（他のデバイス）の動きに同期させるための方法は、同様に、（アンローダー）ロボットの動きに適用されることも可能である。可能な限り速くプレスをアンローディングするために、アンローダーが、プレスがＵＣ位置に交差する正確な瞬間に、プレスに入ることのみではなく、可能な限り速い速度でこれを行うことも、重要である。アンローダー・ロボットに対する“代替的な双方向の”動きを導入することにより、そして、この動きをプレスに同期させることにより、アンローディングが、今日の同期方法と比べて速くなるであろう。
【００７０】
この明細書において、“代替的な双方向動き”と言う言葉は、以下を意味するものとして使用されている：即ち、二つのポイントの間の中間で動きを停止させて、同期のための待機する代わりに、より長い距離に亘って減速を可能にし、次に、或る距離に亘って後方に移動し、そして最終的に、より早い位置から再加速する。
【００７１】
代替的な双方向動きのために十分な時間が利用可能でない場合、または、逆行が何らかの理由で許容されないまたは可能でない場合に、この提案された方法が一方向の動きに適合されることも可能である。これは、図４に示されている。短いアンローディング／ローディング時間に対して、動きが連続的になる。即ち、ゼロの速度に到達するポイントがない。図４は、プレス・サイクル上の速度プロファイル上の同期ポイントを示す、このプレス・サイクルにおいて、逆行は行われず、その代わりに可変の待機時間が採用される。
【００７２】
ここに記載されている方法は、最大のモータ・トルクが一定の場合に制限されることはない。減速及び加速において使用されるトルクは、好ましくは、ドライブが供給することが可能な最大のトルクに等しい。しかし、この最大のトルクは、モータ速度、モータ温度、使用可能な電圧、コンバータ温度、ギアによりもたらされる制約、他の機械的な制約、その他の関数であることが可能である。記載されている同期方法は、偏心機構を備えたプレスに制限されることはない。この同期方法は、いわゆるリンク−ドライブ機構を備えたプレスで、変更無しで、同様に、使用されることが可能である。幾らかの変更を加えれば、この方法は、ボール・ネジ機構を使用するプレス（典型的に、双方向の動作を使用する）に使用されることが可能である。また、同様な変更を加えれば、この方法は、双方向の運転を使用するまたは代替的な双方向動作を使用する、ダイレクト（即ち、ハイブリッドではない）サーボ・プレスに使用されることが可能である。
【００７３】
ロボット動きを予測するための、提案された方法は、プレス動きを予測するために使用されることも可能である。プレス動きは、多くのパラメータ（機構の異なる部分の質量、カウンター・バランス・シリンダーの中の圧力の調整、アッパー・ダイの質量、その他）に依存する。それらはプレス・コントローラにおいて考慮に入れることが困難であるので、所与のセッティングに対するプレスの動き（例えば、プレス加工の速度、減速が開始される位置Ｄ、トルクが逆転される位置Ｒ、最大プレス速度、など）をオン・ラインで分析することが提案される。有限または無限の数の先行するプレス・サイクルの間に得られた動きに基づいて、上記のセッティングが適合されることが可能であり、それにより、最適のサイクル・タイム及びＤＰを通過するための要求される瞬間が得られるようになる。
プレスの駆動モータの電力消費は、回生制動（regenerative breaking）を使用することにより、改善または平滑化されることが可能である。特に、第二のモータは、部分的に回生制動により、減少された速度またはゼロの速度まで減速されることが可能である。それは、例えば、プレス加工ステージの間の、Ｗ１からＷｐまでの速度減少、及び、非プレス加工ステージにおける、ＵＣの後の、Ｗ１からゼロまでの速度減少などである。
【００７４】
本発明の実施形態に基づく方法を実行するシステムは、減速または制動の間、プレスまたは第一マシンの第一または第二のモータからエネルギーを回収するための、エネルギー回収手段を有することが可能である。これは、例えば、電気的な、機械的なまたは化学的な回収手段などの、如何なる回収手段でも良い。これは、一つまたはそれ以上の、キャパシタ、バッテリー、例えばフライ・ホイールのような機械的なデバイス、機械的なスプリング、または、圧縮可能な流体の貯槽を有するデバイスの使用を含んでいても良い。例えば、第二のモータから回収されたエネルギーが、第一駆動モータにより駆動されるフライ・ホイールの中に貯えられても良い。貯えられたエネルギーは、プレス・サイクルの以下の期間の内の一つまたはそれ以上の間に、主として、再使用される：プレス・サイクルのスタートの初期加速；プレス加工；プレス加工の後の再加速；逆行中の加速；プレス加工の後のフライ・ホイールの再加速。
【００７５】
同様なやり方で、ダイレクト・サーボ・プレスの駆動モータの電力消費が、回生制動を使用することにより、改善される（または平滑化される）ことが可能である。再発生される（および／または平滑化される）エネルギーの量は、同様なプレス重量のハイブリッド・サーボ・マシンに対するものと比べて、大きくなるであろう。特に、サーボモータは、部分的に回生制動により、減少された速度またはゼロの速度まで減速されることが可能である。それは、例えば、プレス加工ステージの間の、Ｗ１からＷｐまでの速度減少、及び、非プレス加工ステージにおける、Ｗ１からゼロまでの速度減少などである。
【００７６】
本発明の実施形態に基づく方法を実行するシステムは、例えば、ハイブリッド・プレスのための先行するパラグラフにおける、上記の例の中のいずれかのような、エネルギー回収手段を有することが可能であり、それらは、減速または制動の間に、プレスまたは第一マシンのサーボモータからエネルギーを回収するために使用される。
【００７７】
他の実施形態において：
−  ローダー・コントロールは、典型的に、ラインの中の先行するプレスのアンローダー（図の中には示されていない）との間でも同期をとる；アンローダー・コントロールは、典型的に、ラインの中の次のプレスのローダーに同期信号を与える；
−  この図は、モータ上の位置センサーを使用するモータ・コントロールを示しているが、このセンサーは、位置推定アルゴリズム（センサーレス・コントロール）により置き換えられても良い；
−  典型的に、回転のセンサーが偏心ホイールの位置のために使用されているが、その代わりに、ダイ位置を与えるリニアなセンサーが使用されることが可能である；
−  プレス・コントロールがモータ・コントロールに統合されることが可能であり、恐らくは、単一のプロセッサに統合されることが可能である（プレス・コントロール、モータ・コントロール及びコンバータからなるドライブ・ユニットの部分として）；
−  プレス・コントロールは、ロボット・コントローラの中の外部の軸のコントロールと同等な、アンロード・コントロールまたはローダー・コントロールに統合されることが可能である；
−  完全なプレス・ラインまたはその一部をコントロールするより高いレベルのコントロールがあっても良い。示されたコントロールの間の通信は、より高いレベルのコントロール、またはバスを通っても良い；
−  一つのプレスのアンローダーが、次のプレスのローダーと同じ物理的なユニットであっても良い。その場合には、一つのプレスに対するアンローダー・コントロールが、次のプレスのローダー・コントロールと同じハードウエアであっても良い。即ち、提案された方法は、アンローディング及びローディングが、単一のロボット、二つの別個なロボット、または更に多くの数のロボットの中のいずれで実行されるか関係なく、適用されることが可能である。標準的なロボットの代わりに、専用のローディング／アンローディング装置も使用されることが可能である。
【００７８】
一つまたはそれ以上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）は、本発明の一つまたはそれ以上のアスペクトに基づく方法のステップを実行する中央演算装置ＣＰＵを有している。この方法またはこれらの方法は、一つまたはそれ以上のコンピュータ・プログラムの助けで実行される。そのようなコンピュータ・プログラムは、少なくとも部分的に、メモリーの中に、または一つまたはそれ以上のプロセッサによりアクセス可能なコンピュータで読み出し可能な貯蔵デバイスの中に貯えられる。ここで理解すべきことは，本発明に基づく方法を実行するためのコンピュータ・プログラムはまた、一つまたはそれ以上の特別に適合されたコンピュータまたはプロセッサの代わりに、一つまたはそれ以上の汎用の産業用マイクロプロセッサまたはコンピュータの上で実行されても良い。
【００７９】
コンピュータ・プログラムは、これらの方法のための、式、アルゴリズム、データ、貯えられた値、計算などを使用して、これら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・プログラム・コード要素またはソフトウエア・コード部分を有している。それらの方法は、先に、例えば、図２〜５の速度プロファイルに関係して記載されている。
コンピュータ・プログラムは、一つまたはそれ以上の小さい実行可能なプログラムを含むことができる。プログラムの一部は、上記のようなプロセッサの中に貯えられるされることが可能であるが、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭチップ、または同様な記憶手段の中に、貯えることも可能である。それらのプログラムまたはその一部は、部分的にまたは全体で、ローカルにまたは集中的に貯えられることも可能であり、他の適切なコンピュータで読み出し可能な媒体に貯えられることが可能である。それらは、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、磁気的−光学的記憶貯蔵手段、揮発性メモリー、フラッシュメモリー、取外し可能な記憶メディアを含むファームウエアとして、などである。または、データ・サーバに貯えられる。プログラムは、例えばインターネットのような公共ネットワークを含む、データ・ネットワークから、部分的に供給されるても良い。
【００８０】
説明されたコンピュータ・プログラムは、多かれ少なかれ同一の時間に、数個の異なるコンピュータまたはコンピュータ・システム上で実行されることが可能な分散アプリケーションとして、部分的に配置されことも可能である。
【００８１】
ここで留意すべきことは、以上において、本発明の実施形態について説明されているが、添付されたクレームに規定された本発明の範囲から外れることなく、開示されたソリューションに対してなされることが可能である、多数の変形及び変更があることである。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に基づく、製造サイクルを示す概略的な図であって、この製造サイクルにおいて、非プレス部分が、第二マシンを備えたプレスを同期させることに関係する三つの時間インターバルに分割されている。
【図２】図２は、本発明の実施形態に基づく、プレス・サイクルに対する速度−時間プロファイルを示す概略的な図であって、この図は、第二マシンを備えたプレスを同期させることに関係するプロファイル上での同期ポイントを示していて、この第二マシンは、遅れることがあるローダーとして動作している。
【図３】図３は、本発明の他の実施形態に基づく、速度−時間プロファイルを示す概略的な図であって、このプロファイルは、逆行するプレスの動きが小さい角度に制限される場合のものである。
【図４】図４は、本発明の実施形態に基づく、逆行が生じないプレス・サイクル上の速度プロファイル上の同期ポイントを示す概略的なプレス・サイクルである。
【図１】
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【図２】
0005265533.tif 000003
【図３】
0005265533.tif 000004
【図４】
0005265533.tif 000005