(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対してプレス加工を行うプレス装置と、このプレス加工に連動してワークを搬送するサーボフィーダ装置とを備えるトランスファプレスにおけるサーボフィーダ装置の制御装置であって、
（ａ）前記プレス装置の生産速度に対応する前記サーボフィーダ装置のサーボゲイン定数を記憶する記憶手段、
（ｂ）前記プレス装置の生産速度を検出する速度検出手段および
（ｃ）この速度検出手段により検出される生産速度に対応するサーボゲイン定数を前記記憶手段より読み出して指令値を演算し、この指令値に基づいて前記サーボフィーダ装置を制御する制御手段
を備えることを特徴とするサーボフィーダ装置の制御装置。
【請求項２】
さらに、前記サーボフィーダ装置における制御軸の偏差量を検出する偏差量検出手段を設け、前記制御手段は、この偏差量検出手段により検出される偏差量に対応するサーボゲイン加算量を前記サーボゲイン定数に加算して前記指令値を演算するものである請求項１に記載のサーボフィーダ装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに対してプレス加工を行うプレス装置と、このプレス加工に連動してワークを搬送するサーボフィーダ装置とを備えるトランスファプレスにおけるサーボフィーダ装置の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワークに対してプレス加工を行うプレス装置と、このプレス加工に連動して加工すべきワークを加工位置に対して搬入，搬出するためのフィーダ装置とを備えるトランスファプレスが一般に知られている。この場合、フィーダ装置としては、フィードバー（もしくはリフトバー）をサーボモータによってプレス装置と独立して駆動する方式のもの（所謂サーボフィーダ装置）が提案されている（例えば特開平６−２６２２８０号公報参照）。
【０００３】
ところで、このサーボフィーダ装置におけるモーション精度はサーボゲイン定数によって決定されるものであるが、このサーボゲイン定数は、例えば高速運転時におけるモーション精度を良好にするために高めの値に設定されるなど、通常は、一定値に設定されている。
【０００４】
なお、本願発明に関連する技術として、サーボ系のゲインを各種の条件に応じて変更するようにしたものが、例えば特開昭５６−１４１２５２号公報，特開平２−２８４７２９号公報などの先行例において開示されている。ここで、前者（特開昭５６−１４１２５２号公報）のものでは、アルミニウム等の板材を所定位置に位置決めするロールフィーダにおいて、板材の材質に応じてサーボフィードロールの速度制御パターンを変更するように構成されている。一方、後者（特開平２−２８４７２９号公報）のものでは、板材加工機におけるテーブル移動装置において、板材の重量に応じてサーボテーブルの時定数を設定するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のようなトランスファプレスのサーボフィーダ装置においては、起動から指定の生産速度に至るまで運転速度が時々刻々変化するという特性を有しており、また例えば通常運転時にプレス装置と同期運転させる連動モード，金型調整時にフィーダ装置のみを単独運転させるフィーダ単独モードもしくは金型調整時にプレス装置と同期運転させる寸動モード等といった運転モードに応じてその運転速度が変化するという特性を有しているために、サーボゲイン定数を一定値、例えば高速運転時に応じた値に設定したのでは、起動時もしくは寸動運転時等の低速運転時に最適なサーボチューニングが得られないことから、振動もしくはモータ騒音等が発生するという問題点がある。
【０００６】
一方、前記先行例として挙げた各公報においては、ワークの材質もしくは重量等に応じてゲイン定数を変える技術が開示されているに止まり、このような技術では、前述のようなサーボフィーダ装置に特有の問題点を解消するための手段とはなり得ない。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、プレス加工に連動してワークを搬送するサーボフィーダ装置を備えるトランスファプレスにおいて、生産速度が変化した場合でも、プレス装置との同期運転を損なわずに、かつ振動，騒音等を発生させることなくサーボフィーダ装置を運転することのできるサーボフィーダ装置の制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述の目的を達成するために、本発明によるサーボフィーダ装置の制御装置は、
ワークに対してプレス加工を行うプレス装置と、このプレス加工に連動してワークを搬送するサーボフィーダ装置とを備えるトランスファプレスにおけるサーボフィーダ装置の制御装置であって、
（ａ）前記プレス装置の生産速度に対応する前記サーボフィーダ装置のサーボゲイン定数を記憶する記憶手段、
（ｂ）前記プレス装置の生産速度を検出する速度検出手段および
（ｃ）この速度検出手段により検出される生産速度に対応するサーボゲイン定数を前記記憶手段より読み出して指令値を演算し、この指令値に基づいて前記サーボフィーダ装置を制御する制御手段
を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
記憶手段には予めプレス装置の生産速度に対応するサーボフィーダ装置のサーボゲイン定数が例えばサーボゲインテーブルの形で記憶されている。サーボフィーダ装置に出力する指令値を演算する際には、プレス装置の現在の生産速度が速度検出手段により検出され、この検出される生産速度に対応するサーボゲイン定数が前記記憶手段から読み出されることによりそのサーボゲイン定数が決定され、この決定された値に基づき演算される指令値によってサーボフィーダ装置が制御される。こうして、プレス装置の生産速度に応じてサーボフィーダ装置のサーボゲイン定数が最適値に変更されるので、当該生産速度における最適のサーボチューニングを行うことが可能となり、サーボフィーダ装置のモーション精度の向上が図れ、このサーボフィーダ装置の運転モードの変更等に伴って運転速度が変わった場合でも、プレス装置との同期運転を損なわずに振動，騒音等の発生を抑止することができる。
【００１０】
本発明においては、さらに、前記サーボフィーダ装置における制御軸の偏差量を検出する偏差量検出手段を設けるものとし、前記制御手段は、この偏差量検出手段により検出される偏差量に対応するサーボゲイン加算量をサーボゲイン定数に加算して指令値を演算するものとするのが好ましい。このようにすれば、例えばワークの重量の変化によって、あるいは何らかの外乱によってサーボフィーダ装置における制御軸に偏差（ずれ）が発生した場合においても、その偏差を少なくするように制御されるので、より精度の高い制御を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるサーボフィーダ装置の制御装置の具体的実施例につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１に本発明の一実施例に係るトランスファプレスの全体概略斜視図が示され、図２に本実施例のトランスファプレスのシステム構成図が示されている。
【００１３】
図示のように、本実施例のトランスファプレスにおいては、図示されないワークに対してプレス成形を行うために各加工ステーション毎に分割されてなるプレス装置のプレス本体１と、このプレス本体１内に配設されてワークをフィード方向Ａに搬送するフィーダ装置（サーボフィーダ装置）２とが備えられている。
【００１４】
前記プレス本体１においては、各加工ステーション毎に横架されるスライド駆動機構によってプレススライド３が上下動自在に設けられ、このプレススライド３の下面に取り付けられる上型とそのプレススライド３に対向するように設けられるムービングボルスタ４上の下型との間でプレス成形が行われるようになっている。
【００１５】
一方、前記フィーダ装置２は、ワークのフィード方向Ａに沿って並設されるとともに、プレス本体１に取り付けられるリフト機構によって上方より吊り下げられてなる一対のフィードバー１１を有している。ここで、このリフト機構は、サーボモータ１２により回転されるピニオン１３とそのピニオン１３に噛合するラック杆１４とを有し、これらラック杆１４の下端に前記フィードバー１１が支持されて、サーボモータ１２の駆動によりそれらフィードバー１１がプレス本体１の動作に同期して上下駆動されるようになっている。また、これらフィードバー１１等の自重とのバランスを取るために、各ラック杆１４に隣接してバランスシリンダ１５が配設されている。
【００１６】
前記フィードバー１１の下面には、フィード方向Ａに間隔を存して複数のクロスバーキャリア１６がそのフィード方向Ａに移動自在に支承されている。そして、互いに対向するクロスバーキャリア１６，１６間にはフィード方向Ａと直交するようにクロスバー１７が横架され、これらクロスバー１７にワーク吸着用のバキュームカップ１８が取り付けられている。
【００１７】
フィード方向Ａに互いに隣接するクロスバーキャリア１６，１６間は連結杆により連結されていて、これらクロスバーキャリア１６が同時にフィード方向Ａへ移動できるようにされている。また、最上流に位置するクロスバーキャリア１６は連結杆１９を介してカムレバー２０の先端部に接続され、このカムレバー２０の基端部はプレス本体１より取り出される動力にて回転されるフィードカム２１に当接されている。こうして、フィードカム２１が回転されることにより前記カムレバー２０が揺動されて各クロスバーキャリア１６がフィード方向Ａへ駆動できるようになっている。
【００１８】
前記プレス本体１のドライブシャフト７の回転角度はプレス角度検出器２２によって検出され、この検出されるプレス角度に応じてフィーダコントローラ２３により各サーボアンプ２４を介して各サーボモータ１２が制御される。これによって、プレス本体１の動作に同期してフィーダ装置２におけるクロスバーキャリア１６がフィード方向Ａへ往復動され、各クロスバー１７に取り付けられるバキュームカップ１８にてワークが吸着されて各加工ステーションへ順次搬送される。
【００１９】
各サーボモータ１２にはそれらサーボモータ１２の現在位置を検出する位置検出器（エンコーダ）２５が付設され、これら位置検出器２５により検出される位置信号がフィーダコントローラ２３に入力されるようになっている。このフィーダコントローラ２３においては、前記位置検出器２５から入力される現在位置情報と、プレス角度検出器２２から入力されるプレス角度情報とに基づいてそれらの差分が演算され、この差分が０になるように各サーボモータ１２に移動指令が発せられる。
【００２０】
また、図３に示されているように、前記フィーダコントローラ２３においては、前記位置検出器２５からの位置情報を微分することによってプレス速度（生産速度，ｓｐｍ）を検出する可変ゲイン処理手段（速度検出手段）２６と、この検出されるプレス速度に対応したゲインパラメータ（サーボゲイン定数）をゲインテーブルの形で記憶する定義データエリア（記憶手段）２７と、前記可変ゲイン処理手段２６により読み出されるゲインパラメータをセットするゲインパラメータレジスタ２８と、このゲインパラメータレジスタ２８から受け取ったゲインパラメータからサーボモータ１２を制御するための指令値を演算する制御指令演算処理手段（制御手段）２９とが備えられている。ここで、可変ゲイン処理手段２６における可変ゲイン処理と制御指令演算処理手段２９における指令値の演算処理とは同時並行で実行される。
【００２１】
次に、本実施例における可変ゲイン処理フローを図４に示されるフローチャートによって説明する。
【００２２】
Ｓ１〜Ｓ２：可変ゲイン処理手段２６においてプレス速度を検出し、この検出されるプレス速度に対応するゲインパラメータ、言い換えれば現在のプレス速度において最適なゲインパラメータＫｎ１〜Ｋｎｎ（ｎはｓｐｍを示す）を定義データエリア２７から読み込む。なお、表１には、この定義データエリア２７に記憶されているゲインテーブルの一例が示されている。
【００２３】
【表１】
0003744615.tif 000002
【００２４】
Ｓ３〜Ｓ４：読み込んだゲインパラメータを制御指令演算処理手段２９に受け渡すタイミングを、フィーダ装置２がフィーダモーション中において停止しているタイミングで行うために、プレス本体１がゲイン変更の指定位置にあるか否かを判断する。そして、この指定位置にあるときにゲインパラメータをゲインパラメータレジスタ２８にセットする。このようにゲインテーブルの参照は、プレス本体１の１サイクルに１回、すなわちフィーダ装置２が停止しているプレス角度においてのみ行われる。その理由は、ゲインをプレス速度に応じてリアルタイムに変化させると、プレス速度の変動にゲインが追従変化して制御系が不安定になるためである。
【００２５】
Ｓ５〜Ｓ７：プレス速度が一定値になったか否かを、プレス加速度の絶対値が微小値Ａｐ未満であるか否かによって、言い換えればプレス加速度が０の近傍にあるか否かによって検知する。そして、このプレス速度が一定値になったときには、次いでフィーダ装置のモーションからの位置偏差の絶対値、言い換えれば１サイクル中の同期ずれ量の最大値を検知し、この最大値が予め設定されている閾値以上にあるときには、ゲイン加算量ΔＫ１，ΔＫ２，・・・ΔＫｎを定義データエリア２７から読み込み、この加算量をゲインパラメータレジスタ２８にセットされているゲインパラメータに加算する。なお、この新たなゲインパラメータのゲインパラメータレジスタ２８へのセットは、前述のようにプレス本体１がゲイン変更の指定位置に来たときに行われる。
【００２６】
一方、ゲインパラメータレジスタ２８にセットされたゲインパラメータに基づく制御指令演算処理手段２９における指令値の演算処理は、図５に示されるフローにしたがって行われる。
【００２７】
Ｔ１〜Ｔ３：ゲインパラメータレジスタ２８にセットされたゲインパラメータを読み込み、この読み込まれたゲインパラメータをサーボ演算式Ｆ（Ｋ１，Ｋ２・・・Ｋｎ）に代入して制御指令値を演算する。この後、演算された指令値をサーボモータ１２に出力する。
【００２８】
こうして、プレス速度に応じてフィーダ装置２のゲインパラメータが最適値に変更され、かつフィーダ装置２の制御軸にずれが発生した場合にその偏差を少なくするようにゲインパラメータが変更されるので、フィーダ装置２の運転モードの変更等に伴ってプレス速度が変わった場合でも、あるいは搬送重量の変化によって、あるいは何らかの外乱によってフィーダ装置２の制御軸に偏差（ずれ）が発生した場合でも、プレス本体１との同期運転を損なわずに振動，騒音等の発生を抑止してより精度の高い制御を実現することができる。
【００２９】
本実施例においては、同期ずれ量が閾値から外れ続けるとゲインが加算され続ける構成としたが、安全のためにその加算にリミットを設けるようにする実施例も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係るトランスファプレスの全体概略斜視図である。
【図２】図２は、本実施例におけるトランスファプレスのシステム構成図である。
【図３】図３は、本実施例のサーボフィーダ装置の制御装置のシステム構成図である。
【図４】図４は、可変ゲイン処理フローを示すフローチャートである。
【図５】図５は、制御指令演算処理フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    プレス本体
２    フィーダ装置
１２  サーボモータ
２３  フィーダコントローラ
２５  位置検出器
２６  可変ゲイン処理手段
２７  定義データエリア
２８  ゲインパラメータレジスタ
２９  制御指令演算処理手段
【図１】
0003744615.tif 000003
【図２】
0003744615.tif 000004
【図３】
0003744615.tif 000005
【図４】
0003744615.tif 000006
【図５】
0003744615.tif 000007