(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続素材フィード機構と、該連続素材フィード機構を駆動するモータと、該連続素材フィード機構の位置を検出するための位置検出器とを備え、連続素材を間欠的にプレス機内に搬送する連続素材送り装置の制御装置であって、
制御回路を備え、
該制御回路は、前記連続素材フィード機構の挙動の最適パターン指令値を予め固定して記憶しておくとともに、連続素材フィード機構駆動開始から所定期間の間、前記位置検出器からの実位置データと前記最適パターンの固定指令値との誤差を算出し、当該誤差を無くすために、出力すべき指令値を補正し、該補正後の指令値を出力して前記モータを制御することを特徴とする連続素材送り装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記制御回路は、前記所定期間経過後、前記実位置データと前記最適パターンの固定指令値との誤差がミスフィードに基づく許容値を超えたとき、前記モータを停止させることを特徴とする連続素材送り装置の制御装置。
【請求項３】
請求項１において、前記制御回路は、前記所定期間内に補正後の指令値又は誤差を記憶することを特徴とする連続素材送り装置の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記モータはリニアモータであることを特徴とする連続素材送り装置の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記モータはサーボモータであることを特徴とする連続素材送り装置の制御装置。
【請求項６】
連続素材フィード機構を駆動するモータを制御する制御回路を備える連続素材送り装置の制御装置であって、
前記制御回路は、
当該連続素材送り装置自体又は当該連続素材送り装置と同一機種の連続素材送り装置に、連続素材フィード機構の位置を検出するための位置検出器を取り付けて構成される連続素材送り装置、の制御装置であって、前記連続素材フィード機構の挙動の最適パターン指令値を予め固定して記憶しておくとともに、連続素材フィード機構駆動開始から所定期間の間、前記位置検出器からの実位置データと前記最適パターンの固定指令値との誤差を算出し、当該誤差を無くすために、出力すべき指令値を補正し、該補正後の指令値を出力して前記モータを制御する制御回路とを備える制御装置、によって得られた前記所定期間内における補正後の指令値又は誤差に基づき前記モータを制御する
ことを特徴とする連続素材送り装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス機に装着される連続素材送り装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プレス機に装着される連続素材送り装置（本明細書において、トランスファー装置は除く。）は、連続素材（本明細書において、一連の線材、コイル材又は帯材からなり、二次加工素材としての線材、コイル材又は帯材を含む。）を間欠的にプレス機に送るよう構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような連続素材送り装置にリニアモータを組み込む新規な連続素材送り装置が案出されつつある。
【０００４】
また、連続素材送り装置にサーボモータを組み込んだものが知られている。
【０００５】
本発明は、このようなリニアモータ又はサーボモータを組み込む連続素材送り装置において、送り精度の向上を図ることを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、連続素材フィード機構と、該連続素材フィード機構を駆動するモータと、該連続素材フィード機構の位置を検出するための位置検出器とを備え、連続素材を間欠的にプレス機内に搬送する連続素材送り装置の制御装置であって、制御回路を備え、該制御回路は、前記連続素材フィード機構の挙動の最適パターン指令値を予め固定して記憶しておくとともに、連続素材フィード機構駆動開始から所定期間の間、前記位置検出器からの実位置データと前記最適パターンの固定指令値との誤差を算出し、当該誤差を無くすために、出力すべき指令値を補正し、該補正後の指令値を出力して前記モータを制御することを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記制御回路は、前記所定期間経過後、前記実位置データと前記最適パターンの固定指令値との誤差がミスフィードに基づく許容値を超えたとき、前記モータを停止させるよう構成されることが望ましい。
【０００８】
また、前記制御回路は、前記所定期間内に補正後の指令値又は誤差を記憶するよう構成されることが望ましい。
【０００９】
前記モータはリニアモータ又はサーボモータである。
【００１０】
さらに、本発明は、連続素材フィード機構を駆動するモータを制御する制御回路を備える連続素材送り装置の制御装置であって、前記制御回路は、当該連続素材送り装置自体又は当該連続素材送り装置と同一機種の連続素材送り装置に、連続素材フィード機構の位置を検出するための位置検出器を取り付けて構成される連続素材送り装置、の制御装置であって、前記連続素材フィード機構の挙動の最適パターン指令値を予め固定して記憶しておくとともに、連続素材フィード機構駆動開始から所定期間の間、前記位置検出器からの実位置データと前記最適パターンの固定指令値との誤差を算出し、当該誤差を無くすために、出力すべき指令値を補正し、該補正後の指令値を出力して前記モータを制御する制御回路とを備える制御装置、によって得られた前記所定期間内における補正後の指令値又は誤差に基づき前記モータを制御することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置が適用されるシステム図を示す。
【００１２】
図１において、プレス機Ｐの連続素材Ｗの入口側に連続素材送り装置Ｍが装着される。連続素材送り装置Ｍは、連続素材フィード機構の駆動源として一部、モータ１を備える。また、連続素材フィード機構の位置を検出するための位置検出器２を備える。一方、プレス機Ｐには、クランク角を検出するクランク角検出器３が配設される。モータ１、位置検出器２及びクランク角検出器３は制御装置４に電気的に接続される。制御装置４は、クランク角検出器３からの信号によりクランク角によりタイミングをとりながら位置検出器２からの実位置信号に基づいてモータ１を制御する。
【００１３】
図２は、連続素材送り装置Ｍの一例であるグリッパフィードの動作説明図を示す。
【００１４】
図２において、グリッパフィードは、固定グリッパ５と送りグリッパ６とからなり、固定グリッパ５は、上側に位置する固定ジョー７と、下側に位置し上下動可能な移動ジョー８とからなり、一方、送りグリッパ６は、上側に位置し送り方向に往復動可能な移動ジョー９と、下側に位置し上記移動ジョー９とともに送り方向に往復動可能であるとともに単独で上下動可能な移動ジョー１０とからなる。固定グリッパ５及び送りグリッパ６は、図２図示▲１▼〜▲６▼の一連の動作、すなわち、送りグリッパ６がリリース状態、固定グリッパ５がクランプ状態での送りグリッパ６の戻り動作、送りグリッパ６がクランプ状態、固定グリッパ５がリリース状態での送りグリッパ６の送り動作を繰り返し行ない、連続素材Ｗを間欠的にプレス機Ｐに送る。このような固定グリッパ５及び送りグリッパ６の一連の動作は、図３のタイミング線図として表わすこともできる。
【００１５】
図４は、上記送りグリッパ６の駆動系の縦断面図を示す。
【００１６】
図４において、送りグリッパ６の上側移動ジョー９は、シリンダ部１１によって弾性的に上下動可能に保持されている。シリンダ部１１は、送り方向（図面前後方向）に伸びる第１ガイド軸１２に対し摺動可能に装着されたシリンダホルダ１３に固定されている。シリンダホルダ１３には、保持部材１４が延設され、保持部材１４は、第１ガイド軸１２と平行に配された第２ガイド軸１５に対し摺動可能に装着されている。このように、上側移動ジョー９は、シリンダホルダ１３と一体となって送り方向への往復動可能とされている。
【００１７】
一方、送りグリッパ６の下側移動ジョー１０は、シリンダホルダ１３に固着されたピン（図示せず）に結合されたアーム１６の上面に固定されている。ピンは、送り方向と直交する水平面上に位置し、アーム１６は、ピンを揺動中心として上下方向（図面上下方向）へ揺動可能に結合されているとともに、その先端部がばね（図示せず）の付勢力により常時下方へ押圧されている。アーム１６は、滑り子１７によって送り方向へ往復動可能に支持されている。滑り子１７は、軸１８を中心として揺動可能な揺動アーム１９の一端に配設され、上下動可能とされている。揺動アーム１９の他端にはカムフォロア２０が配設され、カムフォロア２０は、プレス機Ｐのクランク軸を駆動源とするカム２１と当接している。
【００１８】
このように、送りグリッパ６の下側移動ジョー１０は、シリンダホルダ１３と一体となって送り方向へ往復動可能とされるとともに、上下動可能とされている。
【００１９】
シリンダホルダ１３には、リニアモータ１の可動部１Ａが固定されている。リニアモータ１の固定部１Ｂは機枠２２に固定されている。また、シリンダホルダ１３には、位置検出器としてのリニアスケール２の可動部２Ａが固定されている。リニアスケール２の固定部２Ｂは、ブラケット２３を介して機枠２２に固定されている。
【００２０】
リニアモータ１は、一般に市販されている公知のものが使用される。
【００２１】
図４、図５及び図６に示すリニアモータ１は、永久磁石１ａが内面に固着される断面Ｅ字形状の固定部１Ｂと、コイル体１ｂが永久磁石１ａと対向するよう設けられる断面略コ字形状の可動部１Ａとを備えて構成される。
【００２２】
なお、リニアモータ１は、図４、図５及び図６に示すものに限定されるものではなく、例えば図７に示されるように、固定部１Ｂの片面には、複数のコイル１ｃが長手方向に配列され、これらのコイル１ｃ上に基板１ｄが配設され、可動部１Ａは、コイル１ｃと基板１ｄとを囲むように断面コ字形に形成され、その内面に、基板１ｄと対向するよう多極界磁の永久磁石１ｅが取り付けられるよう構成されるものでもよい。
【００２３】
図８は、送りグリッパ６の制御装置４の制御盤（制御回路）５０とそこに接続されるリニアモータ１等との接続状態を示している。
【００２４】
制御回路５０は、ＣＰＵ５１を主要部にして構成され、予め固定メモリに記憶されたプログラムデータに基づき、送りグリッパ６の動作を制御する。制御回路５０には随時読み出し書き込み可能な一時メモリ５２、ディスプレー５３、各種設定値の入力用或は操作用のスイッチ類５４が設けられる。メモリ５２には、送りグリッパ６の動作パターンを決めるプログラムデータ、例えば、送りグリッパ６の送り量、戻り量、その送り、戻りの開始位置及び終了位置、送りグリッパ６の移動速度（時間）などを記憶するためのメモリ領域が設けられる。
【００２５】
上記リニアスケール２は、制御回路５０内のインターフェース回路に接続され、リニアスケール２の読み、つまり送りグリッパ６の位置検出データ（実位置データ）を制御回路５０に送る。リニアモータ１にはドライバ５５が接続され、ドライバ５５は制御回路５０内のインターフェース回路に接続される。運転時、リニアモータ１には、例えば推力の大きいＡＣサーボモータ（三相同期モータ）方式のものが使用され、ドライバ５５は、例えばサーボアンプを有し、制御回路５０から出力された指令値に応じてリニアモータ１を駆動する。
【００２６】
次に、上記制御回路５０において実行される本発明に係る処理を図９に示したフローチャートに基づいて説明する。
【００２７】
制御回路５０は、リニアモータ１を駆動開始すると、リニアスケール２から送りグリッパ６の前後方向における実位置データを取り込む（ステップ１０１）。次に、予め固定記憶されている送りグリッパ６の挙動の最適パターンから次に出力すべき指令値を読み出し、この最適パターンの固定指令値と実位置データとの誤差を算出する（ステップ１０２）。次に、リニアモータ１の駆動開始から所定期間が経過したか否かを判断する（ステップ１０３）。ここで、所定期間は、当該学習制御の実行により送りグリッパ６の実際の挙動が最適パターンに収束するまでの時間に設定してある。リニアモータ１の駆動開始直後にはステップ１０３の判定結果が「ＹＥＳ」となり、次に、誤差が無いか否かを判断する（ステップ１０４）。誤差が有ると判定した場合、誤差を無くすように最適パターンの固定指令値に誤差分を加算して出力すべき指令値を補正し（ステップ１０５）、この補正後の指令値をドライバ５５に出力する（ステップ１０６）。
【００２８】
このような出力すべき指令値の補正は繰り返し行なわれ、その結果として送りグリッパ６の挙動は最適パターンに近づいてゆく。そして、送りグリッパ６の挙動が最適パターンと一致するようになると、誤差が無くなるためステップ１０４の判定結果が「ＹＥＳ」に反転し、最適パターンの固定指令値が出力指令値として出力されるようになる（ステップ１０７）。
【００２９】
その後、リニアモータ１の駆動開始から所定期間が経過すると、ステップ１０３の判定結果が「ＹＥＳ」に反転し、誤差が許容値を超えているかどうか判断される（ステップ１０８）。ここで、許容値は、ミスフィード、例えば、連続素材のクランプ不良、メカ駆動系の破損、金型破損などの発生により生じる誤差に基づいて設定されている。そして、誤差が許容値を超えていると判定した場合、実位置データに基づく実挙動パターンと、各ミスフィード毎に予め固定して記憶されている各ミスフィード毎の挙動パターンとを比較し、一致する挙動パターンに該当するミスフィードの種類をディスプレー５３に表示し（ステップ１０９）、リニアモータ１を駆動停止する（ステップ１１０）。
【００３０】
また、制御回路５０は、上記所定期間内における学習制御の結果、換言すると、補正後の指令値又は誤差を記憶する。この記憶された補正後の指令値又は誤差は、当該送りグリッパ６の挙動の最適パターンと同一の最適パターンによって送りグリッパ６を挙動させる別のグリッパフィードの制御に利用することができる。この場合、特に、後述するように、リニアスケール２を具備していないグリッパフィードの制御に有効なものとなる。
【００３１】
ところで、連続素材送り装置Ｍとしては、上記グリッパフィード以外にロールフィードやロールグリッパがある。
【００３２】
図１０はロールフィードの構成例を示す。図１０において、ロールフィードは、サーボモータ１により駆動される下ロール３１と、この下ロール３１の回転軸３１ａに取着されたギヤ機構３２を介して駆動される上ロール３３とを備え、サーボモータ１を間欠駆動することにより連続素材Ｗを間欠的にプレス機Ｐに送るよう構成される。そして、このロールフィードには、ロールの回転位置を検出する位置検出器２が設けられ、この位置検出器２は図８図示の制御回路５０と同様な制御回路に接続される。
【００３３】
このロールフィードの制御装置においても、上述したグリッパフィードの制御装置と同様な内容の学習制御が行なわれ、上下ロール３１、３３の挙動を最適パターンに一致させるようサーボモータ１が制御される。この場合、上下ロール３１、３３の挙動としては、ロールの回転量、その回転開始位置、回転終了位置、回転速度などが挙げられる。
【００３４】
図１１はロールグリッパの構成例を示す。図１１において、ロールグリッパは、固定ジョー４１と上下動可能な移動ジョー４２とからなる固定グリッパ４３と、揺動可能かつ上下動可能な上ロール４４と揺動可能な下ロール４５とからなる送りロール４６とからなる。下ロール４５はサーボモータ１により揺動駆動され、上ロール４４は下ロール４５の回転軸４５ａに固着されたギヤ機構４７を介して揺動駆動される。ロールグリッパは、図１２図示▲１▼〜▲６▼の一連の動作、すなわち、固定グリッパ４３がリリース状態、送りロール４６がクランプ状態での送りロール４６の送り動作、固定グリッパ４３がクランプ状態、送りロール４６がリリース状態での送りロール４６の戻り動作を繰り返し行ない、連続素材Ｗを間欠的にプレス機Ｐに送る。そして、このロールグリッパには、ロールの回転位置を検出する位置検出器２が設けられ、この位置検出器２は図８図示の制御回路５０と同様な制御回路に接続される。
【００３５】
このロールグリッパの制御装置においても、上述したグリッパフィードの制御装置と同様な内容の学習制御が行なわれ、上下ロール４４、４５の挙動を最適パターンに一致させるようサーボモータ１が制御される。この場合、上下ロール４４、４５の挙動としては、ロールの送り回転量、戻り回転量、それらの回転開始位置、回転終了位置、回転速度などが挙げられる。
【００３６】
図１３は、本発明の他の実施形態に係る制御装置が組み込まれる連続素材送り装置Ｍとしてのグリッパフィードにおける送りグリッパ６の駆動系の概略断面図を示し、上述した図４に対応するものである。
【００３７】
図１３において、グリッパフィードは、図４のグリッパフィード自体から位置検出器２及びブラケット２３を取り除いたもの、あるいは、図４のグリッパフィードと同一機種のグリッパフィードであって位置検出器２及びブラケット２３を有していないものである。
【００３８】
そして、このグリッパフィードの制御装置は、上記グリッパフィードの制御装置によって得られた学習結果、すなわち、所定期間内における補正後の指令値又は誤差を利用することにより、位置検出器２を設けなくても送りグリッパ６の挙動を最適パターンに一致させることができるよう制御するものである。
【００３９】
すなわち、図１４に示すように、制御装置は、上述したグリッパフィードを用いて学習制御した結果である学習データをグリッパフィードの制御装置のメモリから当該制御装置に取り込み（ステップ２０１）、この学習データの指令値又は誤差を当該制御装置のメモリに書き込む（ステップ２０２）。その後、当該グリッパフィードを作動させる際、メモリから指令値又は誤差を読み出し、読み出された指令値、又は、読み出された誤差から算出された指令値を出力する（ステップ２０３）。
【００４０】
【発明の効果】
本発明による連続素材送り装置の制御装置は、連続素材フィード機構の位置を検出するための位置検出器と、連続素材フィード機構の挙動の最適パターン指令値を予め固定して記憶しておくとともに、連続素材フィード機構駆動開始から所定期間の間、位置検出器からの実位置データと最適パターンの固定指令値との誤差を算出し、当該誤差を無くすために、出力すべき指令値を補正し、該補正後の指令値を出力して連続素材フィード機構駆動用モータを制御する制御回路とを備えることを特徴としており、モータとしてリニアモータ又はサーボモータを用いたときの連続素材フィード機構の送り精度の向上を図ることができる。
【００４１】
また、制御回路に、上記所定期間経過後、実位置データと最適パターンの固定指令値との誤差がミスフィードに基づく許容値を超えたとき、モータを停止させる機能を付加することにより、ミスフィード発生に伴う不具合を防止できる。
【００４２】
また、制御回路に、上記所定期間内に補正後の指令値又は誤差を記憶する機能を付加することにより、この記憶された補正後の指令値又は誤差を、当該連続素材フィード機構の挙動の最適パターンと同一の最適パターンによって連続素材フィード機構を挙動させる別の連続素材送り装置の制御に利用することができる。この場合、特にリニアスケールを具備していない連続素材送り装置の制御に有効なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置が適用されるシステム図を示す。
【図２】連続素材送り装置の一例であるグリッパフィードの動作説明図を示す。
【図３】タイミング線図を示す。
【図４】送りグリッパの駆動系の縦断面図を示す。
【図５】リニアモータの一例の斜視図を示す。
【図６】同リニアモータの断面図を示す。
【図７】リニアモータの他の例の斜視図を示す。
【図８】送りグリッパの制御装置の制御盤（制御回路）とそこに接続されるリニアモータ等との接続状態を示す。
【図９】制御回路の処理内容を示すフローチャートを示す。
【図１０】ロールフィードの構成例を示す。
【図１１】ロールグリッパの構成例を示す。
【図１２】ロールグリッパの動作説明図を示す。
【図１３】本発明の他の実施形態に係る制御装置が組み込まれる連続素材送り装置としてのグリッパフィードにおける送りグリッパの駆動系の概略断面図を示す。
【図１４】同制御装置の処理内容を示すフローチャートを示す。
【符号の説明】
Ｍ…連続素材送り装置（グリッパフィード、ロールフィード、ロールグリッパ）
１…モータ（リニアモータ、サーボモータ）
２…位置検出器（リニアセンサ）
４…制御装置
６…送りグリッパ（連続素材フィード機構）
３１、３３…上下ロール（連続素材フィード機構）
４６…送りロール（連続素材フィード機構）
５０…制御回路
【図１】
0003976401.tif 000002
【図２】
0003976401.tif 000003
【図３】
0003976401.tif 000004
【図４】
0003976401.tif 000005
【図５】
0003976401.tif 000006
【図６】
0003976401.tif 000007
【図７】
0003976401.tif 000008
【図８】
0003976401.tif 000009
【図９】
0003976401.tif 000010
【図１０】
0003976401.tif 000011
【図１１】
0003976401.tif 000012
【図１２】
0003976401.tif 000013
【図１３】
0003976401.tif 000014
【図１４】
0003976401.tif 000015