(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライドが固定される可動部材と、
前記可動部材と本体フレームとの間に固定され、前記可動部材を往復動させるリニアモータと、
前記スライド又は前記可動部材のスライド近傍位置と前記本体フレームとの間に配設され、前記スライドの往復動区間の絶対位置を検出する絶対位置検出器と、
予め記憶されているスライドの挙動の最適パターンから、前記リニアモータのドライバに対して出力すべき指令値を読み出し、この指令値を前記ドライバに対し出力し、その後、前記絶対位置検出器から前記スライドの絶対位置データを取り込み、絶対位置が前記指令値の指令位置と一致するまで、絶対位置が前記指令値の前記指令位置と一致するかどうかを繰り返し判断し、絶対位置が前記指令値の前記指令位置と一致するようになったとき、次回前記ドライバに対して出力すべき指令値を読み出し、この指令値を前記ドライバに対し出力するという一連の処理を実行することにより、前記スライドの下死点実位置を下死点基準位置に維持するよう前記リニアモータを制御する制御回路と
を備えることを特徴とするリニアモータプレス機の下死点制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータプレス機の下死点制御装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、プレス機において、従前からのクランクプレス、リンクプレス等機械式プレス機とはスライドの駆動機構が全く異り、リニアモータを利用してスライドを往復駆動させるリニアモータプレス機の開発が進められている。
【０００３】
本発明者らは、リニアモータプレス機の試作機を用いて各種試験を行なったところ、リニアモータの取付部位の発熱によるガイドポスト等可動部材の熱膨張に伴いスライドの下死点実位置が下死点基準位置から変位し、下死点精度を維持することが困難になることが判明した。
【０００４】
本発明は、上記の問題点にかんがみ、可動部材が熱膨張しても下死点精度を十分に維持できるようにすることを目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のリニアモータプレス機の下死点制御装置は、スライドが固定される可動部材と、前記可動部材と本体フレームとの間に固定され、前記可動部材を往復動させるリニアモータと、前記スライド又は前記可動部材のスライド近傍位置と前記本体フレームとの間に配設され、前記スライドの往復動区間の絶対位置を検出する絶対位置検出器と、予め記憶されているスライドの挙動の最適パターンから、前記リニアモータのドライバに対して出力すべき指令値を読み出し、この指令値を前記ドライバに対し出力し、その後、前記絶対位置検出器から前記スライドの絶対位置データを取り込み、絶対位置が前記指令値の指令位置と一致するまで、絶対位置が前記指令値の前記指令位置と一致するかどうかを繰り返し判断し、絶対位置が前記指令値の前記指令位置と一致するようになったとき、次回前記ドライバに対して出力すべき指令値を読み出し、この指令値を前記ドライバに対し出力するという一連の処理を実行することにより、前記スライドの下死点実位置を下死点基準位置に維持するよう前記リニアモータを制御する制御回路とを備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はリニアモータプレス機の斜視図を示し、図２はその縦断面図を、図３はその平面図を示している。
【０００７】
図１〜図３において、１はリニアモータプレス機の本体フレームであり、本体フレーム１内底部に４個のスラスト軸受６が、さらに上部にも４個のスラスト軸受７が設けられ、そこに４本のガイドポスト（可動部材）３が上下動可能に支持される。４本のガイドポスト３は各々本体フレーム１内で上下動フレーム５に固定される。
【０００８】
本体フレーム１の上部にボルスタ２が固定され、本体フレーム１とボルスタ２より上方に突出した４本のガイドポスト３の先端にはスライド４が水平に固定される。本体フレーム１内には、上下動フレーム５、ガイドポスト３、及びスライド４を昇降駆動するために４台のリニアモータ８〜１１が配設される。通常のプレス機と同様、図示しない下型がボルスタ２上に固定され、上型はスライド４の下面に固定される。
【０００９】
４台のリニアモータ８〜１１は、各々本体フレーム１の内側で上下動フレーム５の側部に縦方向に配置され、各リニアモータ８〜１１のコイルスライド（本実施形態では固定子となる。）８ａ〜１１ａが本体フレーム１側に固定され、各リニアモータ８〜１１の磁石板（本実施形態では移動子となる。）８ｂ〜１１ｂが上下動フレーム５側に固定される。さらに、各リニアモータ８〜１１に対応して、４台のリニアスケール（絶対位置検出器）１２〜１５がスライド４の側部のガイドポスト３の近傍に配設される。リニアスケール１２〜１５の固定子１２ａ〜１５ａはブラケットを介して本体フレーム１上部に取り付けられ、その移動子１２ｂ〜１５ｂはスライド４の側部のガイドポスト３の近傍に取り付けられる。リニアスケール１２〜１５には例えばアブソリュート式のものが使用され、絶対値の位置データが出力される。なお、各リニアスケール１２〜１５の固定子１２ａ〜１５ａ又は移動子１２ｂ〜１５ｂは、スライド４に直接取り付けるようにしてもよい。
【００１０】
このような構造のリニアモータプレス機は、リニアモータ８〜１１の往復動によって、上下動フレーム５、ガイドポスト３、及びスライド４が、制御された速度とストロークで一体となって上下動し、リニアスケール１２〜１５から出力される移動位置のデータに基づき、スライド４の移動が高精度に制御される。
【００１１】
図４はリニアモータプレス機の制御盤（制御回路）２０とそこに接続されるリニアモータ等の接続状態を示している。制御回路２０は、ＣＰＵ２１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、プレス機の運転を制御する。制御回路２０には随時読み出し書き込み可能な一時メモリ２２、ディスプレー２３、各種設定値の入力用或は操作用のスイッチ類２４が設けられる。メモリ２２には、予め登録されたプレス運転パターンプログラムデータ、設定入力されたストローク長、ＳＰＭ値（毎分当りのストローク数）、ダイハイト設定値、プレス設定回数などを記憶するためのメモリ領域が設けられる。設定されたストローク長、ＳＰＭ値、ダイハイト設定値、プレス設定回数などは、設定画面を表示するディスプレー２３に表示される。
【００１２】
上記リニアスケール１２〜１５は、制御回路２０内のインターフェース回路に接続され、各々のリニアスケール１２〜１５の読み、つまりスライド４の位置検出データ（絶対位置データ）を制御回路２０に送る。４台のリニアモータ８〜１１には各々ドライバ１６〜１９が接続され、各ドライバ１６〜１９は制御回路２０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８〜１１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１６〜１９は、例えばサーボアンプを有し、制御回路２０から出力された指令値に応じてリニアモータ８〜１１を駆動する。
【００１３】
次に、上記制御回路２０において実行される本発明に係る処理を図５に示したフローチャートに基づいて説明する。
【００１４】
制御回路２０は、まず、予め記憶されているスライド４の挙動の最適パターンから、今回ドライバ１６〜１９に対して出力すべき指令値（スライド４が到達すべき目標位置（指令位置）のデータとスライド４の速度のデータとを含んで構成される。）を読み出し（ステップ１０１）、この指令値をドライバ１６〜１９に対し出力する（ステップ１０２）。次に、リニアスケール１２〜１５からスライド４の絶対位置データを取り込み（ステップ１０３）、絶対位置が上記指令値の指令位置と一致するかどうかを判断し（ステップ１０４）、絶対位置が指令位置と一致するまで当該判定を繰り返し実行する。絶対位置が指令位置と一致するようになると、ステップ１０４の判定結果が「ＹＥＳ」に反転し、駆動停止かどうかを判断し（ステップ１０５）、駆動停止でない場合、ステップ１０１に戻り、次回出力すべき指令値を読み出し、この指令値を出力する（ステップ１０２）。そして、ステップ１０３〜ステップ１０５を順に実行する。以後、駆動停止となるまで、ステップ１０１〜ステップ１０４を繰り返し実行し、スライド４はその挙動の最適パターンの指令値に基づき往復動される。
【００１５】
ここで、プレス機の連続運転によりリニアモータ８〜１１の取付部位が発熱し、この発熱によりガイドポスト３が熱膨張を開始するようになると、リニアスケール１２〜１５が出力するスライド４の絶対位置データが変化し始める。しかし、制御回路２０においては、上述したようにスライド４の絶対位置が指令位置に到達したことを確認した上で次の指令値を出力する処理を実行していることから、リニアスケール１２〜１５からの絶対位置データが変化してもスライド４の下死点位置が維持される。なお、上記実施形態においてはリニアスケール１２〜１５をスライド４に配設しているが、ガイドポスト３のスライド近傍位置に配設してもよい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によると、可動部材が熱膨張しても下死点精度を十分に維持できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る下死点制御装置が適用されるリニアモータプレス機の斜視図である。
【図２】その縦断面図である。
【図３】その平面図である。
【図４】リニアモータプレス機の電気系統のブロック図である。
【図５】制御回路の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    本体フレーム
３    ガイドポスト（可動部材）
４    スライド
８〜１１    リニアモータ
１２〜１５    リニアスケール（絶対位置検出器）
２０    制御盤（制御回路）
【図１】
0003850131.tif 000002
【図２】
0003850131.tif 000003
【図３】
0003850131.tif 000004
【図４】
0003850131.tif 000005
【図５】
0003850131.tif 000006