Source: https://patents.google.com/patent/JP2010005625A/en
Timestamp: 2018-12-16 23:49:12
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Matched Legal Cases: ['art 11', 'art 13', 'art 15', 'art 11', 'art 13', 'art 15', 'art 7', 'art 15']

JP2010005625A - Control device for cushion apparatus - Google Patents
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JP2010005625A
JP2010005625A JP2008164026A JP2008164026A JP2010005625A JP 2010005625 A JP2010005625 A JP 2010005625A JP 2008164026 A JP2008164026 A JP 2008164026A JP 2008164026 A JP2008164026 A JP 2008164026A JP 2010005625 A JP2010005625 A JP 2010005625A
JP2008164026A
JP5278733B2 (en )
穣 藤田
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for a cushion apparatus with which excessive overshoot is prevented and the accuracy of control of a cushion load is improved.
SOLUTION: A slide 5 is moved and controlled according to the operation motion of a slide and the control device 10 is provided with a slid speed predicting part 11, a cushion load predicting part 13 and a cushion load controlling part 15. The slide speed predicting part 11 calculates a slide speed at a future point of time by a prescribed time from the present point of time as a slide speed predicted value on the basis of the operation motion of the slide. The cushion load predicting part 13 calculates the cushion load at future point of time as a load predicted value on the basis of the slide speed predicted value. The cushion load controlling part 15 performs the control for reducing the generated cushion load when the load predicted value exceeds largely the amount of the allowable maximum overshoot than the target value of a set load.
本発明は、クッション装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device of the cushion device.
クッション装置は、該クッション装置に向けて移動してくるスライドに後退させられながらクッション荷重をスライドに作用させる装置である。 Cushioning device is a device for applying a cushion load to slide while being retracted to slide coming move toward the cushioning device. スライドは、スライドの運転モーションに従って移動制御させられる。 Slide is moved the control in accordance with operation motion of the slide.
クッション装置は、例えばプレス機械のしわ押え成形に利用される。 Cushioning device, for example is used to blank-holding molding of the press machine. プレス機械は、図３に示すように、上金型２１と下金型２３との間に被加工物１を挟んでプレス成形を行う。 Press machine, as shown in FIG. 3, performing the press forming across the workpiece 1 between the upper mold 21 and the lower mold 23. 上金型２１は、昇降するスライド５に取り付けられている。 Upper mold 21 is mounted on the slide 5 to the lift. 被加工物１のしわ押え成形を行う場合には、クッション装置３は、プレス成形時に前記上金型２１との間に被加工物１を挟んだ状態で上金型２１と共に下降する可動部７を有する。 When performing blank holder forming of the workpiece 1, the cushion device 3, the movable portion 7 which descends together with the upper mold 21 in a state of sandwiching the workpiece 1 between the upper die 21 during press molding having.
可動部７は、例えば、プレス成形時に被加工物１と接触して上金型２１との間に被加工物１を挟んだ状態で上金型２１と共に下降するブランクホルダ７ａと、ブランクホルダ７ａを下方から支持するクッションピン７ｂと、クッションピン７ｂを下方から支持するクッションプレート７ｃと、クッションプレート７ｃを下方から押圧する押圧部材７ｄと、を有する。 Movable part 7, for example, a blank holder 7a which downward together with the upper mold 21 in a state of sandwiching the workpiece 1 between the upper mold 21 in contact with the workpiece 1 during the press molding, the blank holder 7a the has a cushion pins 7b which supports from below, the cushion plate 7c for supporting the cushion pins 7b from below, and the pressing member 7d for pressing the cushion plate 7c from below, a. クッション装置３が、油圧シリンダを用いたものである場合、押圧部材７ｄは、油圧シリンダのピストンである。 Cushion device 3, if the one using hydraulic cylinders, the pressing member 7d is a piston of the hydraulic cylinder.
油圧シリンダを用いたクッション装置３では、プレス成形時に、位置制御によりピストン７ｄを所定の待機位置に保持し、下降してきたスライド５にピストン７ｄが押されたことを検知すると、荷重制御（即ち、油圧制御）に切り替えている。 In cushioning device 3 using a hydraulic cylinder, at the time of press molding and retain the piston 7d to the predetermined standby position by the position control, detects that the piston 7d is pressed to the slide 5, which has been lowered, load control (i.e., I have switched to the hydraulic control). 即ち、荷重制御に切り替えると同時に、流量計算で算出した開度までサーボ弁を開く必要がある（サーボ弁は、油圧シリンダの下室から下室外部に流れ出る油量と、油圧シリンダの上室に上室外部から流れ込む油量とを制御するものである）。 That is, at the same time is switched to the force control, it is necessary to open the servo valve to the opening degree calculated in the flow rate calculation (servovalve, the amount of oil flowing to the lower chamber outside from the lower chamber of the hydraulic cylinder, the upper chamber of the hydraulic cylinder and it controls the amount of oil flowing from the upper chamber outside). 上記の切り替えタイミングが早いとクッション荷重の立ち上りが遅くなり、逆に遅いと過大なオーバーシュートを生じるため、適切なタイミングで切り替えを行わなければならない。 The above-mentioned switching timing and the rise of the cushion load slows down early, to produce a slow reverse the excessive overshoot, must be made to switch at the right time.
このような切り替えを実行するための判定条件には、例えば次の（１）、（２）のものがある。 The determination condition for executing such switching, for example, the following (1), there is a (2).
（１）クッション荷重値が、切替荷重判定値（例えば、設定荷重目標値の５０％の値）以下になり、かつ、ピストンストロークが切替ストローク判定値以下になる。 (1) cushion load value, switching the load determination value (e.g., 50% of the value set load target value) becomes less and the piston stroke is equal to or less than the switching stroke determination value.
（２）プレス角度が切替角度を通過する。 (2) press angle passes through the switching angle. なお、プレス角度は、例えばスライドを昇降するためのクランク軸の回転角であり、切替角度は、上金型がクッション装置に接触するプレス角度や設定荷重目標値やプレス速度などに基づいて求めておく。 Incidentally, the press angle is, for example, a rotation angle of a crank shaft for raising and lowering the slide, switching angle, the upper mold is determined based such as a press angle and set load target value and press speed in contact with the cushioning device deep.
なお、本発明の先行技術文献として、例えば下記特許文献１がある。 As prior art document of the present invention include, for example, Patent Document 1.
特開２００７―３０１５９１ Patent 2007-301591
上述の（１）の方法には、高速運転において設定荷重目標値が低いとオーバーシュートが過大になるという問題がある。 The method of the above (1), set load target value at high speed operation overshoot is low there is a problem of excessive.
一方、上述の（２）の方法は、設定荷重目標値とプレス速度から最適な切替角度を求める計算式が確立しておらず、実機調整の結果に基づいて切替角度を調整する必要があった。 On the other hand, the method of the above (2) is not established calculation formula for obtaining the optimal switching angle from the setting load target value and press speed, it is necessary to adjust the switching angle based on the results of actual adjustment .
そこで、本発明の目的は、新たな手法により、オーバーシュートが過大になることを防止でき、クッション荷重の制御精度を向上させることができるクッション装置の制御装置を提供することにある。 It is an object of the present invention, by the new method, overshooting can be prevented from becoming excessive is to provide a control apparatus of a cushion device that can improve the control accuracy of the cushion load.
上記目的を達成するため、本発明によると、クッション装置の制御装置であって、 To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a control device of the cushion device,
前記クッション装置は、該クッション装置に向けて移動してくるスライドに後退させられながらクッション荷重を発生させる装置であり、前記スライドは、スライドの運転モーションに従って移動制御させられ、前記制御装置は、スライド速度予測部とクッション荷重予測部とクッション荷重制御部を備え、 The cushion device is a device for generating a cushion load while be retracted to slide coming move toward the cushioning device, the slide is moved the control in accordance with operation motion of the slide, the control device, the slide comprising a speed estimation unit and the cushion load prediction unit and the cushion load control unit,
スライド速度予測部は、前記スライドの運転モーションに基づいて、現時点から所定時間だけ未来の時点のスライド速度をスライド速度予測値として算出し、 Slide speed prediction unit, based on the operating motion of the slide, and calculates the slide speed of the time in the future from the present time by a predetermined time as a slide speed prediction value,
クッション荷重予測部は、前記スライド速度予測値に基づいて、未来の時点のクッション荷重を荷重予測値として算出し、 Cushion load prediction unit, based on said slide-speed prediction value, the cushion load of the future time point is calculated as the load prediction value,
クッション荷重制御部は、前記荷重予測値が、設定荷重目標値から許容最大オーバーシュート量よりも大きく上回る場合には、発生するクッション荷重を減少させる制御を行う、ことを特徴とするクッション装置の制御装置が提供される。 Cushion load control unit, the load prediction value, if greater than greater than the allowable maximum overshoot from the setting load target value, performs control to decrease the cushion load generated, control of the cushion and wherein the apparatus is provided.
上述の本発明のクッション装置の制御装置では、スライド速度予測部は、前記スライドの運転モーションに基づいて、現時点から所定時間だけ未来の時点のスライド速度をスライド速度予測値として算出し、クッション荷重予測部は、前記スライド速度予測値に基づいて、未来の時点のクッション荷重を荷重予測値として算出し、クッション荷重制御部は、前記荷重予測値が、設定荷重目標値から許容最大オーバーシュート量よりも大きく上回る場合には、発生するクッション荷重を減少させる制御を行うので、未来のクッション荷重が許容最大オーバーシュート量を超えそうになる場合、クッション荷重が抑えられる。 In the above-described control apparatus of the cushion device of the present invention, the sliding speed prediction unit, based on the operating motion of the slide, and calculates the slide speed of the time in the future from the present time by a predetermined time as a slide speed prediction value, the cushion load prediction parts are based on said slide-speed prediction value, the cushion load of the future time point is calculated as the load prediction value, the cushion load control unit, the load predicted value, than the maximum allowable overshoot amount from the set load target value If the above large, since the control for reducing the cushion load generated, if the cushion load of the future is about to exceed the allowable maximum overshoot, the cushion load is suppressed. これにより、オーバーシュートが過大になることを防止でき、クッション荷重の制御精度が向上する。 This can prevent the overshoot is excessive, thereby improving the control accuracy of the cushion load.
本発明の好ましい実施形態によると、前記クッション荷重予測部は、現時点のクッション荷重を検知する荷重検知部を有し、検知した現時点のクッション荷重と前記スライド速度予測値に基づいて、未来の時点のクッション荷重を算出する。 According to a preferred embodiment of the present invention, the cushion load prediction unit includes a load detection unit for detecting the cushion load current, based on a cushion load current has been detected on the slide speed prediction value, future point in time to calculate the cushion load.
このように、前記クッション荷重予測部は、現時点のクッション荷重と未来の時点のスライド速度予測値に基づいて、未来の時点のクッション荷重を算出することができる。 Thus, the cushion load prediction unit, based on the sliding speed estimated value at the time of the cushion load and future time, it is possible to calculate the cushion load of the future point in time.
本発明の好ましい実施形態によると、前記クッション荷重予測部は、荷重予測モデルを記憶し、前記スライド速度予測値を前記荷重予測モデルに適用して、未来の時点のクッション荷重を算出する。 According to a preferred embodiment of the present invention, the cushion load prediction unit stores a load prediction model, said slide-speed prediction value applied to the load prediction model to calculate the cushion load of the future point in time.
このように、予め作成した荷重予測モデルに基づいて未来の時点のクッション荷重を算出することができる。 Thus, it is possible to calculate the cushion load of the future point in time based on the load prediction model created previously.
また、本発明の好ましい実施形態によると、クッション装置は、前記スライドに後退させられる可動部と、前記スライドに向け前記可動部を押す力であるクッション荷重を発生させる駆動部と、を有し、 Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the cushion device includes a movable portion is retracted into the slide, and a driving unit for generating a cushion load is a force pushing the said movable portion toward said slide,
前記クッション荷重制御部は、前記駆動部を制御することで前記クッション荷重を制御する。 The cushion load control unit controls the cushion load by controlling the drive unit.
このように、前記クッション荷重制御部は、クッション装置の前記駆動部を制御することで前記クッション荷重を制御できる。 Thus, the cushion load control unit can control the cushion load by controlling the driving portion of the cushioning device.
本発明の好ましい実施形態によると、前記クッション装置は、上金型と下金型との間で被加工物をプレス成形するプレス機械のダイクッション装置であり、 According to a preferred embodiment of the present invention, the cushioning device is a die cushion apparatus of a press machine for press-forming a workpiece between the upper and lower molds,
前記スライドには、前記上金型が取り付けられ、 Said slide, the upper mold is attached,
前記クッション装置は、前記上金型との間に被加工物を挟んだ状態で上金型と共に下降する装置である。 The cushion device is a device for lowering together with the upper mold in a state of sandwiching the workpiece between the upper mold.
このように、前記クッション装置をダイクッション装置として用いることで、ダイクッションの制御精度が向上し、より高品質のプレス成形品を生産できる。 Thus, by using the cushion device as a die cushion apparatus improves the control accuracy of the die cushion, it can be produced a higher quality of the press-molded product.
上述した本発明によると、新たな手法により、オーバーシュートが過大になることを防止でき、クッション荷重の制御精度を向上させることができる。 According to the present invention described above, by the new method, overshooting can be prevented from becoming excessive, it is possible to improve the control accuracy of the cushion load.
本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Incidentally, the same parts in the respective drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図１は、本発明によるクッション装置の制御装置をプレス機械に適用した場合を示す。 Figure 1 shows a case where the control device of the cushion device according to the present invention is applied to a press machine. プレス機械の構成は、図４に基づいて説明したものと同じであってよい。 Structure of the press machine can be the same as those described with reference to FIG.
本発明の実施形態では、クッション装置３は、該クッション装置３に向けて移動してくるスライド５に後退させられながらクッション荷重を発生させる装置である。 In an embodiment of the present invention, the cushioning device 3 is a device for generating a cushion load while retracted to slide 5 coming to move toward the cushioning device 3. 図１の例では、クッション装置３は、油圧シリンダを用いたものである。 In the example of FIG. 1, the cushion device 3 is obtained by using a hydraulic cylinder. クッション装置３は、前記スライド５に後退させられる可動部７と、前記スライド５に向け前記可動部７を押す力であるクッション荷重を発生させる駆動部９と、を有する。 Cushioning device 3 has a movable portion 7 which is retracted on the slide 5, a drive unit 9 for generating a cushion load is the force to push the movable portion 7 toward the slide 5, a. 図１の例では、駆動部９は、油圧シリンダ９ａと、油圧シリンダ９ａの下室に油圧を供給する油圧源９ｂと、油圧源９ｂと下室とを接続する管路９ｃと、この管路９ｃに設けられたサーボ弁９ｄと、から構成される。 In the example of FIG. 1, the drive unit 9 includes a hydraulic cylinder 9a, a hydraulic source 9b for supplying hydraulic pressure to the lower chamber of the hydraulic cylinder 9a, a conduit 9c for connecting the hydraulic pressure source 9b and the lower chamber, the conduit a servo valve 9d provided 9c, composed.
スライド５は、スライドの運転モーションに従って移動制御させられる。 Slide 5 is moved controlled according operating motion of the slide. スライドの運転モーションは、例えば、プレス成形時における各プレス角度または各スライド位置とスライド速度との関係を定めたモーションデータや、プレス成形時における各時点とスライド位置との関係を定めたモーションデータであってよい。 Driving motion of the slide, for example, and motion data that defines the relationship between the press angle or each slide position and the slide speed during press forming, the motion data that defines the relationship between each time point and the slide position during the press molding there may be. なお、プレス角度は、例えば、スライド５を昇降させるために回転するクランク軸の回転角であってよい。 Incidentally, the press angle may be, for example, the rotation angle of the crankshaft to rotate to raise and lower the slide 5. また、スライド５は、例えばクランク軸を介してサーボモータにより駆動させるものであってよい。 The slide 5 may be, for example, one which is driven by a servo motor via a crank shaft. 例えば、現時点のスライド５の速度または位置が検知され、その検知した値とスライドの運転モーションとに従って前記サーボモータが制御されることで、スライド５の運動が制御されてよい。 For example, the speed or position of the slide 5 the current is detected, by the servo motor is controlled in accordance with operating motion of the detected value and the sliding movement of the slide 5 may be controlled.
本発明の実施形態によると、クッション装置３の制御装置１０は、スライド速度予測部１１とクッション荷重予測部１３とクッション荷重制御部１５を備える。 According to an embodiment of the present invention, the control device 10 of the cushioning device 3 is provided with a slide velocity prediction unit 11 and the cushion load prediction unit 13 and the cushion load control unit 15.
スライド速度予測部１１は、前記スライドの運転モーションに基づいて、現時点から所定時間だけ未来の時点のスライド速度をスライド速度予測値として算出する。 Slide speed prediction unit 11 based on the operating motion of the slide, and calculates the slide speed of the time in the future from the present time by a predetermined time as a slide speed prediction value. 具体的には、プレス角度もしくはスライド位置の検出値、または、プレス速度もしくはスライド速度の検出値と、前記スライドの運転モーションとに基づいて、スライド速度予測値を算出する。 Specifically, the detection value of the press angle or slide position or a detection value of the press speed or slide speed, based on the operation motion of the slide, and calculates the slide speed prediction value. このような処理が、プレス成形１サイクルの間、スライド速度予測部１１により時々刻々となされる。 Such process, during press forming cycle, is done with time by the slide speed prediction unit 11. プレス成形１サイクルは、スライド５が下降を開始する時点から、上金型２１が被加工物１に接触しさらにスライド５が下死点まで下降し再び所定位置まで上昇する時点までの期間である。 Press forming 1 cycle, from the time the slide 5 starts to descend is the period until the time when the upper die 21 is further slid 5 in contact with the workpiece 1 is raised to lowered again predetermined position to the bottom dead center .
クッション荷重予測部１３は、前記スライド速度予測値に基づいて、未来の時点のクッション荷重を荷重予測値として算出する。 Cushion load prediction unit 13, on the basis of the slide speed prediction value, calculates the cushion load of the future point in time as a load estimated value. 具体的には、クッション荷重予測部１３は、現時点のクッション荷重を検知する荷重検知部１３ａを有し、検知した現時点のクッション荷重と前記スライド速度予測値に基づいて、未来の時点のクッション荷重を荷重予測値として算出する。 Specifically, the cushion load prediction unit 13 includes a load detection section 13a for detecting the cushion load current, the cushion load current has been detected on the basis of the slide speed prediction value, the cushion load of the future point in time It is calculated as the load prediction value. クッション荷重は、油圧シリンダ９ａの下室の油圧の検出値に基づいて検知されてよい。 Cushion load may be detected based on the hydraulic pressure detected value of the lower chamber of the hydraulic cylinder 9a. 油圧シリンダ９ａの上室にも油圧が供給される場合には、下室の油圧検出値と上室の油圧検出値とに基づいてクッション荷重が検知されてよい。 When the hydraulic pressure is supplied to the upper chamber of the hydraulic cylinder 9a, cushioned load may be detected based on the hydraulic detected value of hydraulic pressure detected value and the upper chamber of the lower chamber.
また、前記クッション荷重予測部１３は、荷重予測モデルを記憶し、現時点の前記スライド速度予測値と検知した現時点のクッション荷重値とを、前記荷重予測モデルに適用して、未来の時点のクッション荷重を荷重予測値として算出する。 Further, the cushion load prediction unit 13 stores the load prediction model, and the slide-speed predicted and cushion load value of the present time of detecting the current, is applied to the load prediction model, the cushion load of the future point in time a is calculated as the load prediction value. 荷重予測モデルの詳細は、後述する。 For more information on load prediction model, to be described later.
このような処理が、プレス成形１サイクルの間、クッション荷重予測部１３により時々刻々となされる。 Such process, during press forming cycle, is done with time by the cushion load prediction unit 13.
クッション荷重制御部１５は、前記駆動部９（図１の例では、サーボ弁９ｄ）を制御することで前記クッション荷重を制御する。 Cushion load control unit 15, the (in the example of FIG. 1, the servo valve 9d) driver 9 controls the cushion load by controlling. 本実施形態によると、クッション荷重制御部１５は、前記荷重予測値が、設定荷重目標値から許容最大オーバーシュート量よりも大きく上回る場合には、発生するクッション荷重を減少させる制御を行う。 According to this embodiment, the cushion load control unit 15, the load prediction value, if greater than greater than the allowable maximum overshoot from the setting load target value, performs control to decrease the cushion load generated. クッション荷重制御部１５は、フィードバック制御部１５ａと、オーバーシュート抑制部１５ｂと、加算部１５ｃとを有する。 Cushion load control unit 15 includes a feedback control unit 15a, and overshoot suppression unit 15b, an addition unit 15c.
フィードバック制御部１５ａは、検知した現時点のクッション荷重値と現時点の設定荷重目標値とを比較し、両者が一致している場合には、直前に出力したサーボ弁開度指令値と同じ値のサーボ弁開度指令値を出力し現時点のサーボ弁９ｄの開度を維持し、両者が一致しない場合には、両者の偏差に応じたサーボ弁開度指令値を出力する。 Feedback control unit 15a compares the cushion load value and set load target value of the current moment of detecting, when both are coincident, the same value as the servo valve opening command value outputted immediately before the servo maintaining the opening degree of the servo valve 9d the current outputs the valve opening command value, when they do not match, it outputs a servo valve opening instruction value according to the deviation between. 例えば、検知した現時点のクッション荷重値が設定荷重目標値より小さい場合には、直前に出力したサーボ弁開度指令値を、両者の偏差に応じた分だけ小さくした値のサーボ弁開度指令値を出力することで、サーボ弁９ｄの開度を小さくする。 For example, the detected if the cushion load value at the present time is smaller than the set load target value, the servo valve opening command value outputted immediately before the servo valve of an amount corresponding small value corresponding to the deviation between the opening degree command value by outputting, to reduce the opening degree of the servo valve 9d. 一方、検知した現時点のクッション荷重値が設定荷重目標値より大きい場合には、直前に出力したサーボ弁開度指令値を、両者の偏差に応じた分だけ大きくした値のサーボ弁開度指令値を出力することで、サーボ弁９ｄの開度を大きくする。 On the other hand, the detected is greater than the cushion load value set load target value of the moment, the servo valve opening command value outputted immediately before the servo valve of an amount corresponding to the deviation between just greater value opening instruction value by outputting, to increase the opening degree of the servo valve 9d. これにより、実際のクッション荷重を設定荷重目標値に追従させるフィードバック制御がなされる。 Thus, feedback control is performed to follow the actual cushion load set load target value. なお、設定荷重目標値は、フィードバック制御部１５ａに記憶されている。 The setting load target value is stored in the feedback control section 15a.
オーバーシュート抑制部１５ｂは、未来の時点の前記荷重予測値と当該未来の時点の設定荷重目標値とを現時点で比較し、前記荷重予測値が未来の時点の設定荷重目標値から許容最大オーバーシュート量よりも大きく上回る場合（即ち、前記荷重予測値と未来の時点の設定荷重目標値との差が、許容最大オーバーシュート量より大きい場合）には、現時点（または、現時点と対象とする前記未来の時点との間の所望の時点）で補正値を出力する。 Overshoot suppression unit 15b, and the load estimated value and set load target value at the time of the future future time compared with the present time, maximum allowable overshoot the load estimated value from the set load target value at the time of the future the future case (i.e., the difference between the set load target value at the time of the load prediction value and future, maximum allowable if overshoot amount greater than) the present time (or, to be presently the subject greatly exceeding than the amount and it outputs the correction value at the desired point in time) between the time point. 例えば、当該荷重予測値と当該未来の時点の設定荷重目標値との偏差に応じた値の補正値を出力する。 For example, it outputs the correction value having a value corresponding to the deviation between the set load target value at the time of the load estimated value and the future. 好ましくは、補正値は、この偏差が大きいほど大きい。 Preferably, the correction value is larger as the deviation is larger. 一方、前記荷重予測値が前記未来の時点の設定荷重目標から許容最大オーバーシュート量よりも大きく上回らない場合には、補正値を出力しない（または、値がゼロの補正値を出力する）。 On the other hand, when said load prediction value does not exceed greater than the allowable maximum overshoot from set load target point in the future does not output the correction value (or the value to output a correction value of zero). なお、設定荷重目標値と許容最大オーバーシュート量は、オーバーシュート抑制部１５ｂに記憶されている。 Incidentally, the allowable maximum overshoot amount and set load target value is stored in the overshoot suppressing portion 15b.
加算部１５ｃは、フィードバック制御部１５ａからのサーボ弁開度指令値に、オーバーシュート抑制部１５ｂからの前記補正値を加算する。 Adding unit 15c, the servo valve opening command value from the feedback control unit 15a, and adds the correction value from the overshoot suppressing portion 15b. このように補正されたサーボ弁開度指令値がサーボ弁９ｄに入力され、サーボ弁９ｄの開度が当該サーボ弁開度指令値が示す開度にされる。 The corrected servo valve opening command value as is input to the servo valve 9d, the opening degree of the servo valve 9d is the opening indicated by the servo valve opening command value.
このような処理が、プレス成形１サイクルの間、クッション荷重制御部１５により時々刻々となされる。 Such process, during press forming cycle, is done with time by the cushion load control unit 15.
上述の未来の時点がどれだけ未来の時点であるか（即ち、前記所定時間Ｔ １ ）を、フィードバック制御部１５ａの制御サイクル時間Ｔ ２に基づいて説明する。 Either a point of how much time of the above-mentioned future future (i.e., the predetermined time T 1) to be described on the basis of the control cycle time T 2 of the feedback control section 15a.
フィードバック制御部１５ａの１制御サイクルに要する時間をＴ ２ （例えば、１〜５ｍｓｅｃ）とする。 The time required for one control cycle of the feedback control section 15a T 2 (e.g., 1~5msec) to. 即ち、Ｔ ２は、次の（１）〜（３）を１回行うのに要する時間である。 That, T 2 is the time it takes the following (1) to (3) to perform once. （１）荷重検知部１３ａがクッション荷重を検知し、（２）検知したクッション荷重値に基づいてフィードバック制御部１５ａが前記サーボ弁開度指令値を出力し、（３）このサーボ弁開度指令値によりサーボ弁９ｄの開度が調整される。 (1) load detection unit 13a detects a cushion load, (2) feedback control unit 15a on the basis of the detected cushion load value and outputs the servo valve opening command value, (3) the servo valve opening instruction opening of the servo valve 9d is adjusted by the value. （１）〜（３）はこの順で繰り返される。 (1) to (3) are repeated in this order. この場合、上述の未来の時点は、例えば、現時点から１Ｔ ２ 〜１０Ｔ ２だけ未来の時点であってよい（即ち、Ｔ １ ＝１Ｔ ２ 〜１０Ｔ ２ ）。 In this case, the time of the above-mentioned future, for example, be a point in the future only 1T 2 ~10T 2 from the current time (i.e., T 1 = 1T 2 ~10T 2 ). なお、現時点から前記未来の時点までの時間Ｔ １と、次の（Ａ）〜（Ｅ）を１回行うのに要する時間とは同じであってよい。 Incidentally, a time T 1 of the from the present time to the time of the future, may be the same as the time required for the next to (A) ~ (E) to perform once. （Ａ）荷重検知部１３ａがクッション荷重を検知し、（Ｂ）スライド速度予測部１１が前記スライド速度予測値を出力するとともに、（Ａ）で検知した現時点のクッション荷重値と前記スライド速度予測値に基づいてクッション荷重予測部１３が前記荷重予測値を出力し、（Ｃ）この荷重予測値に基づいてオーバーシュート抑制部１５ｂが前記補正値を出力し、（Ｄ）この補正値に基づいて加算部１５ｃが補正された前記サーボ弁開度指令値を出力し、（Ｅ）このサーボ弁開度指令値によりサーボ弁９ｄの開度が調整される。 (A) load detection section 13a detects the cushion load, (B) together with the slide speed prediction unit 11 outputs the slide velocity estimated value, the sliding velocity predicted and cushion load value of current detected by (A) cushion load prediction unit 13 outputs the load prediction value based on, (C) outputs the overshoot suppression portion 15b is the correction value based on the load prediction value, the addition on the basis of this correction value (D) part 15c outputs a corrected said servo valve opening command value, the opening degree of the servo valve 9d is adjusted by (E) the servo valve opening command value. （Ａ）〜（Ｅ）はこの順で繰り返される。 (A) ~ (E) are repeated in this order. また、前記Ｔ ２と前記Ｔ １とを互いに対し調整したい場合には、信号を遅らせる遅延回路を適切な箇所に設けてもよい。 When it is desired to said T 2 and wherein T 1 and adjusted relative to each other may be provided with a delay circuit for delaying the signal to the appropriate places.
次に、荷重予測モデルについて説明する。 Next, a description will be given load prediction model.
荷重予測モデルは、次の[数１]を用いたものである。 Load prediction model is obtained using the following Equation 1.
ｄＰは、油圧シリンダ９ａの下室の油圧変動を示す。 dP indicates the hydraulic pressure fluctuations in the lower chamber of the hydraulic cylinder 9a. 即ち、現時点より前記所定時間だけ未来の時点における下室の油圧をＰｆとし、現時点の下室の油圧をＰｃとすると、ｄＰ＝Ｐｆ−Ｐｃである。 That is, the Pf of the hydraulic pressure in the lower chamber at the time of the future for the predetermined time from the present time, when the oil pressure of the lower chamber of the present time and Pc, is dP = Pf-Pc.
Ｋは、体積弾性率である。 K is a bulk modulus. Ｋは、固定値（例えば９８０ＭＰａ）であってよい。 K may be a fixed value (e.g., 980 MPa). なお、体積弾性率は、圧力と大気圧における気泡の体積混合比によって変化する。 The volume modulus varies with the volume mixing ratio of the bubble in the pressure and the atmospheric pressure. 例えば、体積混合比はデータ計測結果より算出できる。 For example, the volume mixing ratio can be calculated from the data measured results. 算出した体積混合比と、スライド接触前（即ち、スライド５がクッション装置３に力を作用させる前）の圧力値を使用して、体積弾性率を計算し、固定として使用してよい。 A calculated volume mixing ratio, the slide contact before (i.e., before the slide 5 exerts a force on the cushion unit 3) by using the pressure value, calculates the bulk modulus may be used as fixed.
Ｓは、円筒形の油圧シリンダ９ａの断面積である。 S is the cross-sectional area of ​​cylindrical hydraulic cylinder 9a.
Ｖは、油圧シリンダ９ａの下室の体積である。 V is the volume of the lower chamber of the hydraulic cylinder 9a. 好ましくは、Ｖは、サーボ弁９ｄから油圧シリンダ９ａ下室までの管路９ｃの体積も含めたものである。 Preferably, V is are those including the volume of conduits 9c from the servo valve 9d to under hydraulic cylinder 9a chamber.
ｄｘは、油圧シリンダ９ａのピストン７ｄの押し込みストロークである。 dx is the pushing stroke of the piston 7d of the hydraulic cylinder 9a. 即ち、現時点より前記所定時間だけ未来の時点におけるピストン位置をｘｆとし、現時点のピストン位置をｘｃとすると、ｄｘ＝ｘｆ−ｘｃ（≧０）である。 That, and xf the piston position at the time of the future for the predetermined time from the present time, when the piston position of the current time and xc, is dx = xf-xc (≧ 0).
ａは、サーボ弁９ｄの開度によって油圧シリンダ９ａの下室から下室外部へ流出する油量係数である。 a is an oil amount coefficient flowing into the lower chamber outside from the lower chamber of the hydraulic cylinder 9a by the opening of the servo valve 9d. ａは、現時点の油圧シリンダ９ａの下室の圧力の関数であってよい。 a may be a function of the pressure of the lower chamber of the current hydraulic cylinder 9a.
Ｉｓｖは、現時点のサーボ弁開度指令値である。 Isv is a servo valve opening command value at the present time.
ａとＩｓｖの積は、現時点のサーボ弁開度指令値を維持した場合に、現時点から前記未来の時点までの間に、油圧シリンダ９ａの下室から下室外部へ流出する油量となる。 The product of a and Isv, when maintaining the servo valve opening command value at the present time, during the period from the present time to the time of the future, the amount of oil flowing into the lower chamber outside from the lower chamber of the hydraulic cylinder 9a.
[数１]において、Ｋ、Ｓ、ａ、Ｉｓｖは、予め設定されており、前記クッション荷重予測部１３に記憶されている。 In Equation 1], K, S, a, Isv is set in advance and stored in the cushion load prediction unit 13.
ｄｘは、現時点のスライド速度検出値（または前記スライド速度予測値）と前記所定時間との積として前記クッション荷重予測部１３により算出されてよい。 dx may be calculated by the cushion load prediction unit 13 as the product of the slide-speed detected value of the current (or the slide velocity predicted value) and the predetermined time. 前記クッション荷重予測部１３は、算出したｄｘを[数１]に代入して、ｄＰを算出し、検知した現時点の前記クッション荷重値に算出したｄＰを加算することで、前記未来の時点のクッション荷重（即ち、荷重予測値）を算出する。 The cushion load prediction unit 13, the calculated dx are substituted into Equation 1 to calculate a dP, by adding the dP calculated in the cushion load value of the present time it is detected, the cushion of time of the future load (i.e., load predicted value) is calculated.
上述の[数１]が実際に使用可能であることを説明する。 It explains that the above Expression 1 is actually available.
油が密閉された状態でピストン７ｄを押し込んだ場合の押し込みストロークと油圧シリンダ９ａ下室の昇圧の関係式を[数２]に示す。 Oil when pushed piston 7d in a state of being sealed push the relationship of the step-up stroke and the hydraulic cylinder 9a lower chamber shown in Equation 2]. [数２]における各記号は、［数１］の場合と同じである。 Each symbol in Expression 2 is the same as in Equation 1.
図２は、クッション荷重制御部１５による制御の説明図である。 Figure 2 is an explanatory diagram of control by the cushion load control unit 15. この図において、白丸は、未来の時点の荷重予測値を示し、黒丸は、検知された現時点のクッション荷重値を示す。 In this figure, white circles indicate the load predicted value of the future point in time, a black circle indicates a sensed cushion load value at the present time.
時点ｔ１、ｔ２、ｔ５では、荷重予測値は、未来の時点の設定荷重目標値以下であるので、オーバーシュート抑制部１５ｂは、機能せず、ゼロの補正値を出力する。 At time t1, t2, t5, the load prediction value, since it is less than the set load target value of the future point in time, overshoot suppression unit 15b does not function, and outputs the correction value of zero. 従って、フィードバック制御部１５ａからのサーボ弁指令値が、補正されずにそのままサーボ弁９ｄに入力される。 Therefore, the servo valve command value from the feedback control unit 15a is directly input to the servo valve 9d uncorrected.
一方、時点ｔ３、ｔ４では、前記荷重予測値が未来の時点の設定荷重目標から許容最大オーバーシュート量よりも大きく上回るので、オーバーシュート抑制部１５ｂは、上述の補正値を出力する。 On the other hand, the time points t3, t4, since the load prediction value exceeds greater than the allowable maximum overshoot from set load target point in the future, the overshoot suppression unit 15b outputs the correction value described above. 従って、補正されたサーボ弁開度指令値がサーボ弁９ｄに入力される。 Therefore, the corrected servo valve opening command value is input to the servo valve 9d.
時点ｔ６では、荷重予測値は、設定荷重目標値より大きいが、前記荷重予測値が未来の時点の設定荷重目標から許容最大オーバーシュート量よりも大きく上回らないので、オーバーシュート抑制部１５ｂは、機能せず、ゼロの補正値を出力する。 At time t6, the load prediction value is larger than the set load target value, since the load prediction value does not exceed greater than the allowable maximum overshoot from set load target point in the future, the overshoot suppression unit 15b functions without the outputs a correction value of zero. 従って、フィードバック制御部１５ａからのサーボ弁指令値が、補正されずにそのままサーボ弁９ｄに入力される。 Therefore, the servo valve command value from the feedback control unit 15a is directly input to the servo valve 9d uncorrected.
上述した本発明の実施形態によるクッション装置３の制御装置１０では、スライド速度予測部１１は、前記スライドの運転モーションに基づいて、現時点から所定時間だけ未来の時点のスライド速度をスライド速度予測値として算出し、クッション荷重予測部１３は、前記スライド速度予測値に基づいて、未来の時点のクッション荷重を荷重予測値として算出し、クッション荷重制御部１５は、前記荷重予測値が、未来の時点の設定荷重目標値から許容最大オーバーシュート量よりも大きく上回る場合には、発生するクッション荷重を減少させる制御を行うので、未来のクッション荷重が許容最大オーバーシュート量を超えそうになる場合、クッション荷重が抑えられる。 The control device 10 of the cushioning device 3 according to an embodiment of the present invention described above, the sliding speed prediction unit 11 based on the operating motion of the slide, the slide speed of the time in the future from the present time by a predetermined time as a slide speed prediction value calculated, the cushion load prediction unit 13, based on the slide-speed prediction value, the cushion load of the future time point is calculated as the load prediction value, the cushion load control unit 15, the load prediction value, future point in time when the set load target value much greater than than the allowable maximum overshoot amount, since the control for reducing the cushion load generated, if the cushion load of the future is about to exceed the allowable maximum overshoot, the cushion load It is suppressed. これにより、オーバーシュートが過大になることを防止でき、クッション荷重の制御精度が向上する。 This can prevent the overshoot is excessive, thereby improving the control accuracy of the cushion load.
前記クッション荷重予測部１３は、現時点のクッション荷重と未来の時点のスライド速度予測値に基づいて、未来の時点のクッション荷重を算出することができる。 The cushion load prediction unit 13 based on the sliding speed estimated value at the time of the cushion load and future time, it is possible to calculate the cushion load of the future point in time. この場合、予め作成した荷重予測モデルに基づいて未来の時点のクッション荷重を算出することができる。 In this case, it is possible to calculate the cushion load of the future point in time based on the load prediction model created previously.
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, it is obvious that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
設定荷重目標値は、一定であってもよいし、検知されたプレス角度、スライド位置、ピストン位置または時間などに応じて変化してもよい。 Set load target value may be a constant, detected press angle, the slide position, may vary depending on the piston position or time. この場合、前記未来の時点の設定荷重目標値は、検知されたプレス角度、スライド位置、ピストン位置または時間などから予測値として算出してもよい。 In this case, setting load target value of the time of the future, the detected press angle, the slide position may be calculated as a predicted value from such a piston position or time.
なお、精度は下がるが、前記未来の時点の設定荷重目標値の代わりに、現時点の設定荷重目標値を使用することもできる。 Incidentally, the accuracy is lowered, but instead of setting the load target value of the time of the future, it is also possible to use set load target value of the current.
スライド速度予測値は、スライド５のフィードフォワード制御に使用してもよい。 Slide speed prediction value may be used to feed-forward control of the slide 5.
本発明のクッション装置の制御装置は、プレス機械のダイクッション装置以外のクッション装置に適用してもよい。 Control device for cushioning device of the present invention may be applied to the cushioning device other than the die cushion apparatus of a press machine.
上述のように過大なオーバーシュートを防止するために、油圧シリンダ９ａの下室から下室外部に流れ出る油量を制御するだけでなく、油圧シリンダ９ａの上室に上室外部から流れ込む油量も制御する場合には、これに合わせて上述した荷重予測モデルなどを変更してよい。 To prevent excessive overshoot, as described above, not only controls the amount of oil flowing to the lower chamber outside from the lower chamber of the hydraulic cylinder 9a, also the amount of oil that flows from the upper chamber outside the upper chamber of the hydraulic cylinder 9a when control may change and load prediction model described above accordingly.
また、本発明は、油圧シリンダを用いたクッション装置だけでなく、エアシリンダを用いたクッション装置にも適用可能である。 Further, the present invention is not only cushioning device using a hydraulic cylinder, can also be applied to the cushion apparatus using an air cylinder. この場合、油圧シリンダの上記体積弾性率などをエアシリンダの体積弾性率に変更する。 In this case, to change the bulk modulus of the hydraulic cylinder or the like to the bulk modulus of the air cylinder.
本発明のクッション装置の制御装置をプレス機械のクッション装置に適用した場合の構成図である。 The control device of the cushion device of the present invention is a configuration diagram in the case of applying to a cushion apparatus of a press machine. クッション荷重制御部による制御の説明図である。 It is an explanatory view of a control by the cushion load control unit. プレス機械のクッション装置を示す図である。 It is a diagram showing a cushion apparatus of a press machine.
１ 被加工物、３ クッション装置、５ スライド、７ 可動部、７ａ ブランクホルダ、７ｂ クッションピン、７ｃ クッションプレート、７ｄ 押圧部材（ピストン）、９ 駆動部、９ａ 油圧シリンダ、９ｂ 油圧源、９ｃ 管路、９ｄ サーボ弁、１０ 制御装置、１１ スライド速度予測部、１３ クッション荷重予測部、１３ａ 荷重検知部、１５ クッション荷重制御部、１５ａ フィードバック制御部、１５ｂ オーバーシュート抑制部、１５ｃ 加算部、２１ 上金型、２３ 下金型、 1 workpiece, 3 cushion device, 5 slide, 7 movable portion, 7a blank holder, 7b cushion pins, 7c cushion plate, 7d pressing member (piston), 9 driver, 9a hydraulic cylinder, 9b hydraulic source, 9c conduit , 9d servo valve, 10 controller, 11 slide speed prediction unit, 13 cushion the load prediction unit, 13a load detection section, 15 cushion load control unit, 15a a feedback control unit, 15b overshoot suppression unit, 15c adding unit, 21 upper type, 23 lower mold,
クッション装置の制御装置であって、 A control apparatus of the cushion device,
クッション荷重制御部は、前記荷重予測値が、設定荷重目標値から許容最大オーバーシュート量よりも大きく上回る場合には、発生するクッション荷重を減少させる制御を行う、ことを特徴とするクッション装置の制御装置。 Cushion load control unit, the load prediction value, if greater than greater than the allowable maximum overshoot from the setting load target value, performs control to decrease the cushion load generated, control of the cushion and wherein the apparatus.
前記クッション荷重予測部は、現時点のクッション荷重を検知する荷重検知部を有し、検知した現時点のクッション荷重と前記スライド速度予測値に基づいて、未来の時点のクッション荷重を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載のクッション装置の制御装置。 The cushion load prediction unit includes a load detection unit for detecting the cushion load current, based on a cushion load current has been detected on the slide speed prediction value, calculates the cushion load of the future point in time, characterized in that controller cushioning device according to claim 1,.
前記クッション荷重予測部は、荷重予測モデルを記憶し、前記スライド速度予測値を前記荷重予測モデルに適用して、未来の時点のクッション荷重を算出する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のクッション装置の制御装置。 The cushion load prediction unit stores a load prediction model, said slide speed prediction value applied to the load prediction model to calculate the cushion load of the future point in time, it in claim 1 or 2, characterized in the control device of the cushion device as claimed.
クッション装置は、前記スライドに後退させられる可動部と、前記スライドに向け前記可動部を押す力であるクッション荷重を発生させる駆動部と、を有し、 Cushioning device includes a movable portion is retracted into the slide, and a driving unit for generating a cushion load is a force pushing the said movable portion toward said slide,
前記クッション荷重制御部は、前記駆動部を制御することで前記クッション荷重を制御する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクッション装置の制御装置。 The cushion load control unit controls the cushion load by controlling the drive unit, that the control device of the cushion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the.
前記クッション装置は、上金型と下金型との間で被加工物をプレス成形するプレス機械のダイクッション装置であり、 The cushion device is a die cushion apparatus of a press machine for press-forming a workpiece between the upper and lower molds,
前記クッション装置は、前記上金型との間に被加工物を挟んだ状態で上金型と共に下降する装置である、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかにクッション装置の制御装置。 The cushion device includes a workpiece a device for lowering together with the upper mold in a state sandwiching the, that control of the cushion unit to one of claims 1 to 4, characterized in between the upper mold .
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