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JP7808522B2 - Electric press equipment - Google Patents
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JP7808522B2 - Electric press equipment - Google Patents

Electric press equipment

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JP7808522B2 JP2022123038A JP2022123038A JP7808522B2 JP 7808522 B2 JP7808522 B2 JP 7808522B2 JP 2022123038 A JP2022123038 A JP 2022123038A JP 2022123038 A JP2022123038 A JP 2022123038A JP 7808522 B2 JP7808522 B2 JP 7808522B2
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Description

本発明は、電動プレス装置に関する。 The present invention relates to an electric press device.

サーボモータ等の電動モータを駆動源としてラムを上下動させ、ラムで対象物をプレスする電動プレス装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 An electric press device is known that uses an electric motor such as a servo motor as a drive source to move a ram up and down and press an object with the ram (see, for example, Patent Document 1).

特開2022-33563号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2022-33563

電動プレス装置においては、「荷重停止」といった駆動停止モードが設定される。「荷重停止」では、設定した「目標停止荷重値」を検出したところで駆動指令を止めるが、このとき、ラムが停止すべき位置からオーバーシュー卜してしまう現象が生じることがある。ラムはオーバーシュートした距離だけ先に進んで止まるため、それに応じて荷重も設定した「目標停止荷重値」をオーバーする。オーバーシュートの距離は、一般的に、ラムの駆動速度に依存し、駆動速度が高いほどオーバーシュー卜の距離が増える。 In electric presses, a drive stop mode such as "load stop" is set. In "load stop," the drive command is stopped when the set "target stop load value" is detected, but at this time, the ram may overshoot from the position where it should stop. The ram moves forward the overshoot distance and stops, and the load accordingly exceeds the set "target stop load value." The distance of the overshoot generally depends on the drive speed of the ram, and the higher the drive speed, the greater the distance of the overshoot.

このようなオーバーシュート現象を低減するために「減速開始荷重値」が検出された時点で、予め設定した値、または固定値である「設定速度VL」に減速して加圧を行う方法が用意されている。この方法は「減速開始荷重値」を直接指定するのではなく、「目標停止荷重値」に対する割合で表される「減速荷重率」を設定することによって「減速開始荷重値」の設定が行われる。即ち、「減速開始荷重値」は、「目標停止荷重値×減速荷重率」で表すことができる。 To reduce this overshoot phenomenon, a method is provided in which, when the "deceleration start load value" is detected, the pressure is applied by decelerating to a preset value or a fixed value, the "set speed VL." This method does not directly specify the "deceleration start load value," but rather sets the "deceleration start load value" by setting a "deceleration load rate" expressed as a percentage of the "target stop load value." In other words, the "deceleration start load value" can be expressed as "target stop load value x deceleration load rate."

本来は、「減速開始荷重値」の設定値、即ち、「目標停止荷重値×減速荷重率」が所定の設定値を満たす時点でラムを減速時の設定速度VLにまで速やかに減速できればよい。しかしながら、実際には、ラムを減速させるために、ある程度の時間がかかる。そのため、「減速荷重率」の設定値が妥当でない場合は、ラムの速度が減速時の設定速度VLに減速する前に「目標停止荷重値」に到達し、結果的に、駆動指令を止めるときのラムの速度がばらつく。このばらつきがオーバーシュートの距離のばらつきを招き、オーバーシュート荷重のばらつきとなり、結果的にいたずらにラムの停止位置及び荷重の値をばらつかせることとなる。 Ideally, it would be sufficient if the ram could be decelerated quickly to the set deceleration speed VL when the set value for the "deceleration start load value," i.e., the "target stopping load value x deceleration load rate," reaches a predetermined set value. However, in reality, it takes a certain amount of time to decelerate the ram. Therefore, if the set value for the "deceleration load rate" is inappropriate, the ram speed will reach the "target stopping load value" before it reaches the set deceleration speed VL, resulting in variation in the ram speed when the drive command is stopped. This variation leads to variation in the overshoot distance, which in turn leads to variation in the overshoot load, which ultimately leads to unnecessary variation in the ram stopping position and load value.

また、作業時間を少なくし、オーバーシュートを低減するために設定される「減速荷重率」は、ワークやプレス環境の違いによってその適切な値が異なる。ある程度許容されるばらつきにとどまっている「減速荷重率」を設定して運転を行っていても、設備を追加したり、ワークの小さな変更を行ったりする場合には、ばらつきが大きくなり、許容範囲を超えてしまうことがある。減速荷重率の許容範囲を超えていることが確認されないまま、プレス運転がされてしまうことにより、ラムの停止位置及び荷重のばらつきが大きくなることもある。 The "deceleration load rate," which is set to reduce work time and reduce overshoot, has an appropriate value that varies depending on the workpiece and press environment. Even if you are operating with a "deceleration load rate" set that allows for a certain degree of acceptable variation, adding equipment or making small changes to the workpiece can increase the variation and exceed the allowable range. Press operation can occur without checking that the deceleration load rate is outside the allowable range, resulting in greater variation in the ram stopping position and load.

上記課題を鑑み、本発明は、ワークやプレス環境の違いが生じた場合においても、減速荷重率を適正化でき、ラムの停止位置及び停止時の荷重のばらつきを低減することが可能な電動プレス装置を提供する。 In consideration of the above issues, the present invention provides an electric press device that can optimize the deceleration load rate and reduce variations in the ram stopping position and load when stopped, even when differences in the workpiece or press environment occur.

上記課題を解決するために、本発明の一実施態様によれば、ワークに対して加圧作業を行うラムと、ラムにかかる荷重を検出する荷重検出部と、ラムの目標停止荷重値を記憶する目標停止荷重記憶部と、目標停止荷重値に対する割合で示され、目標停止荷重値の手前でラムの減速を開始するときの減速荷重率を記憶する減速荷重率記憶部と、荷重検出部が、減速荷重率と目標停止荷重値とを乗算した荷重値を検出したときから、ラムの速度を設定速度にまで減速させるように制御する速度制御部と、目標停止荷重値でのラムの速度と、設定速度との比較結果に基づいて、減速荷重率が適正であるか否かを判定する判定部とを備える電動プレス装置である。 In order to solve the above problem, one embodiment of the present invention provides an electric press apparatus comprising: a ram that applies pressure to a workpiece; a load detection unit that detects the load on the ram; a target stopping load memory unit that stores a target stopping load value for the ram; a deceleration load rate memory unit that stores a deceleration load rate, expressed as a percentage of the target stopping load value, at which the ram begins to decelerate just before the target stopping load value is reached; a speed control unit that controls the ram speed to decelerate to a set speed from the time the load detection unit detects a load value obtained by multiplying the deceleration load rate and the target stopping load value; and a determination unit that determines whether the deceleration load rate is appropriate based on the results of a comparison between the ram speed at the target stopping load value and the set speed.

本発明によれば、ワークやプレス環境の違いが生じた場合においても、減速荷重率を適正化でき、ラムの停止位置及び停止時の荷重のばらつきを低減することが可能な電動プレス装置が提供できる。 The present invention provides an electric press device that can optimize the deceleration load rate and reduce variations in the ram stopping position and load when stopped, even when differences in the workpiece or press environment occur.

本発明の実施の形態に係る電動プレス装置の一例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an example of an electric press apparatus according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態に係る電動プレス装置のメカ部分の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a configuration of a mechanical portion of an electric press apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る電動プレス装置のコントローラ部分とその周辺部の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration example of a controller portion and its peripheral portion of an electric press apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 減速荷重率が適正な場合のラムの荷重と速度の関係の例を表すグラフである。10 is a graph showing an example of the relationship between the load and speed of a ram when the deceleration load rate is appropriate. 減速荷重率が適正でない場合のラムの荷重と速度の関係の例を表すグラフである。10 is a graph showing an example of the relationship between the load and speed of a ram when the deceleration load rate is not appropriate. 減速荷重率が適正でない場合のラムの荷重のばらつきの様子を表すグラフである。10 is a graph showing the variation in the load of the ram when the deceleration load rate is not appropriate. 本発明の実施の形態に係る電動プレス装置の減速荷重率の算出方法の第1の例(自動設定方法)を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a first example (automatic setting method) of a method for calculating a deceleration load rate of an electric press apparatus according to an embodiment of the present invention. 図7のフローチャートに従って、終了条件δ=2と設定し、減速荷重率の算出を行った場合の結果の例を表すグラフである。8 is a graph showing an example of the results when the end condition δ is set to 2 and the deceleration load rate is calculated according to the flowchart of FIG. 7. 図7のフローチャートに従って、終了条件δ=4と設定し、減速荷重率の算出を行った場合の結果の例を表すグラフである。8 is a graph showing an example of the results when the end condition δ is set to 4 and the deceleration load rate is calculated according to the flowchart of FIG. 7. 本発明の実施の形態に係る電動プレス装置の減速荷重率の算出方法の第2の例(半自動設定方法)を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a second example (semi-automatic setting method) of a method for calculating a deceleration load rate of an electric press apparatus according to an embodiment of the present invention. 式(1)に基づいてラムの速度を求めた場合のラムの荷重と速度との関係の例を示すグラフである。1 is a graph showing an example of the relationship between the load and speed of a ram when the speed of the ram is calculated based on equation (1). 最小二乗法を用いてラムの速度を求めた場合のラムの荷重と速度との関係の例を表すグラフである。10 is a graph showing an example of the relationship between the load and speed of a ram when the speed of the ram is calculated using the least squares method. 同一条件で複数回運転実行した場合における荷重と速度との関係の例を表すグラフである。10 is a graph showing an example of the relationship between load and speed when operation is performed multiple times under the same conditions.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description of the drawings, identical or similar parts are designated by identical or similar reference numerals. Note that the embodiments shown below are examples of devices and methods that embody the technical concept of this invention, and the technical concept of this invention does not limit the structure, arrangement, etc. of component parts to those described below.

<電動プレス装置の構造>
本発明の実施の形態に係る電動プレス装置は、図1及び図2に示すような本体メカ部分と、図3に示すようなコントローラ部分とを備える。本体メカ部分は、回転力をネジ機構にてプレス用のラム1の直線運転に変換する変換機構を備えている。変換機構は、例えば図2に示すように、直線運転によりワークW(被加工物)に対して所望の圧力を与えるプレス用のラム1と、ラム1に直線運転を与えるボール螺子2とを備え、これらがプレス装置の本体上部4の内部に設けられている。
<Structure of electric press device>
An electric press apparatus according to an embodiment of the present invention comprises a main body mechanism portion as shown in Figures 1 and 2 and a controller portion as shown in Figure 3. The main body mechanism portion comprises a conversion mechanism that converts rotational force into linear motion of a press ram 1 using a screw mechanism. As shown in Figure 2, for example, the conversion mechanism comprises the press ram 1 that applies a desired pressure to a workpiece W (workpiece) by linear motion, and a ball screw 2 that applies linear motion to the ram 1, and these are provided inside the upper body 4 of the press apparatus.

ラム1は、本体上部4の内部に設けられている。本体上部4内には、ラム1に動力を与える電動モータとしてのサーボモータ3も設けられている。サーボモータ3の駆動は、プーリ、ベルトを介してボール螺子2に伝達される。本体上部4は、本体上部4の下部に配置された支柱7に固定されており、支柱7はベース8に固定されている。ベース8はアルミニウムや鉄等の材料により構成されており、このベース8上にプレスの対象となるワークWが載置される。ガイド部6はラム1に隣接して軸方向に沿って延伸し、軸方向に沿ってラム1を案内するように構成されている。ベース8の端部には、ワークWのプレス動作開始時又は停止時等に操作者によって操作されるスイッチ9a、9bが接続されている。 The ram 1 is located inside the upper body 4. The upper body 4 also contains a servo motor 3, which serves as an electric motor that powers the ram 1. The drive of the servo motor 3 is transmitted to the ball screw 2 via a pulley and belt. The upper body 4 is fixed to a support 7 located at the bottom of the upper body 4, and the support 7 is fixed to a base 8. The base 8 is made of a material such as aluminum or iron, and the workpiece W to be pressed is placed on this base 8. The guide section 6 extends axially adjacent to the ram 1 and is configured to guide the ram 1 along the axial direction. Switches 9a and 9b are connected to the ends of the base 8 and are operated by the operator when starting or stopping the pressing operation of the workpiece W.

ラム1は、円筒状に形成された筒状本体の内部に軸方向に沿って中空状部が形成されており、中空状部にボール螺子2の螺子軸2aが挿入可能となっている。ラム1の筒状本体の軸長方向端部にはボール螺子2のナット体2bが固着されている。円筒状に形成された筒状本体の先端部には、起歪柱1bが装着自在となるように構成されている。起歪柱1bは、ワークWに当接して適宜の圧力を与えるものである。起歪柱1bには、歪みゲージが取り付け可能に配置されており、この歪みゲージによって、ワークWに与えられる荷重値が検出できるようになっている。 The ram 1 has a hollow portion formed along the axial direction inside its cylindrical body, and the screw shaft 2a of the ball screw 2 can be inserted into this hollow portion. The nut body 2b of the ball screw 2 is fixed to the axial end of the cylindrical body of the ram 1. The tip of the cylindrical body is configured so that a strain-flexible pillar 1b can be freely attached. The strain-flexible pillar 1b abuts against the workpiece W and applies an appropriate pressure. A strain gauge is attached to the strain-flexible pillar 1b, and this strain gauge can detect the load value applied to the workpiece W.

図3は、図1及び図2の本体メカ部分を制御するコントローラ(制御機構)周辺の概略図である。コントローラは、プロセッサ(CPU)20を備える。プロセッサ20には、制御プログラム記憶部11と、表示部12と、操作部13と、一次記憶部14と、目標停止荷重記憶部15と、減速荷重率記憶部16とが接続されている。 Figure 3 is a schematic diagram of the controller (control mechanism) and its surroundings that controls the main body mechanical parts of Figures 1 and 2. The controller includes a processor (CPU) 20. Connected to the processor 20 are a control program memory unit 11, a display unit 12, an operation unit 13, a primary memory unit 14, a target stopping load memory unit 15, and a deceleration load rate memory unit 16.

制御プログラム記憶部11は、プロセッサ20を制御する種々の制御プログラムを記憶する。表示部12は、ラム1の速度とラム1にかかる荷重の検出結果との関係性を示すような例えば図4~図6に示すグラフ等の処理結果等を表示する。操作部13は、ラム1の運転動作条件やワークWのプレス処理に必要な各種パラメータ等を入力可能なマウス、キーボード等で構成される。一次記憶部14は、演算過程における一時的なデータを記憶可能なメモリ等で構成される。 The control program storage unit 11 stores various control programs that control the processor 20. The display unit 12 displays processing results, such as graphs shown in Figures 4 to 6, which show the relationship between the speed of the ram 1 and the detection results of the load on the ram 1. The operation unit 13 is composed of a mouse, keyboard, etc., which can be used to input the operating conditions of the ram 1 and various parameters required for pressing the workpiece W. The primary storage unit 14 is composed of memory, etc., which can store temporary data used in the calculation process.

目標停止荷重記憶部15は、ラム1のプレス動作を停止させる際の目標荷重である目標停止荷重値(Load of Target)LT[N]を記憶する。減速荷重率記憶部16は、目標停止荷重値に対する割合(%)で示され、目標停止荷重値の手前でラム1の減速を開始するときの減速荷重率(Ratio)R[%]を記憶する。 The target stopping load memory unit 15 stores the target stopping load value (Load of Target) LT [N], which is the target load when stopping the press operation of the ram 1. The deceleration load rate memory unit 16 stores the deceleration load rate (Ratio) R [%], which is expressed as a percentage (%) of the target stopping load value, when deceleration of the ram 1 begins just before the target stopping load value.

プロセッサ20は更に、起歪柱1bに接続された荷重検出部31、指令パルス発生装置32、サーボモータドライバ33、エンコーダ位置カウンタ35に接続されている。荷重検出部31は、起歪柱1bに取り付けられた歪みゲージの抵抗変化に対する信号を増幅し、A/D変換処理によってアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換した信号をプロセッサ20へ出力する。指令パルス発生装置32は、プロセッサ20からの指令に基づいて、所望の駆動指令パルスを発生し、プロセッサ20を介して発生させた駆動指令パルス信号をサーボモータドライバ33に出力する。そして、サーボモータドライバ33の制御によって、サーボモータ3を駆動することにより、ラム1を上下に移動させる。 The processor 20 is further connected to a load detection unit 31, a command pulse generator 32, a servo motor driver 33, and an encoder position counter 35, all connected to the strain column 1b. The load detection unit 31 amplifies the signal corresponding to the resistance change of the strain gauge attached to the strain column 1b, converts the analog signal to a digital signal through A/D conversion processing, and outputs the converted signal to the processor 20. The command pulse generator 32 generates the desired drive command pulse based on a command from the processor 20, and outputs the generated drive command pulse signal via the processor 20 to the servo motor driver 33. The servo motor driver 33 then controls the servo motor 3 to drive the ram 1, thereby moving the ram 1 up and down.

サーボモータ3は、エンコーダ34に接続されている。エンコーダ34は、サーボモータの回転角度を検知するためのものであり、ラム1の位置を検出する位置検出部として機能する。エンコーダ34の情報は、フィードバック制御を行うために、サーボモータドライバ33に位置情報を与えている。また、エンコーダ34の位置情報は、エンコーダ位置カウンタ35を介してプロセッサ20に出力され、これによりラム1の位置が検出できる。 The servo motor 3 is connected to an encoder 34. The encoder 34 detects the rotation angle of the servo motor and functions as a position detector that detects the position of the ram 1. The information from the encoder 34 provides position information to the servo motor driver 33 for feedback control. The position information from the encoder 34 is also output to the processor 20 via an encoder position counter 35, allowing the position of the ram 1 to be detected.

プロセッサ20は、停止部21と、速度制御部22と、判定部23と、探索部24と、報知部25とを備える。停止部21は、荷重検出部31がラム1の加圧作業を停止させる際の目標停止荷重値LTを検出したときに、電動モータであるサーボモータ3を停止させるための制御信号をサーボモータ3へ出力してサーボモータ3を停止させることにより、ラム1を停止させる。速度制御部22は、ラム1の速度を制御し、荷重検出部31が減速荷重率Rと目標停止荷重値LTとを乗算した荷重値である減速開始荷重値を検出した場合に、目標停止荷重値LTでのラム1の速度を、予め設定した加圧速度(Velocity of Pressing)VP[mm/sec]よりも低速の設定速度 (Velocity of Low)VL[mm/sec]に減速させるように制御する。 The processor 20 includes a stop unit 21, a speed control unit 22, a determination unit 23, a search unit 24, and a notification unit 25. When the load detection unit 31 detects a target stopping load value LT for stopping the pressing operation of the ram 1, the stop unit 21 outputs a control signal to the servo motor 3, which is an electric motor, to stop the servo motor 3, thereby stopping the ram 1. The speed control unit 22 controls the speed of the ram 1, and when the load detection unit 31 detects a deceleration start load value, which is a load value obtained by multiplying the deceleration load rate R and the target stopping load value LT, controls the speed of the ram 1 at the target stopping load value LT to be decelerated to a set speed (Velocity of Low) VL [mm/sec] that is slower than a preset pressing speed (Velocity of Pressing) VP [mm/sec].

判定部23は、目標停止荷重値LTでのラム1の速度と、減速時の設定速度VLとを比較し、比較結果に基づいて、減速荷重率Rが適正であるか否か、即ち、速度制御部22によるラム1の減速が正しく行われているか否かを判定する。判定部23は、目標停止荷重値LTでのラム1の速度が、設定速度VL以下である場合には、減速荷重率Rが適正であると判定する。一方、目標停止荷重値LTでのラム1の速度が、減速時の設定速度VLよりも大きい場合には、判定部23は、減速荷重率Rが適正でないと判定する。 The judgment unit 23 compares the speed of the ram 1 at the target stopping load value LT with the set speed VL during deceleration, and based on the comparison result, judges whether the deceleration load rate R is appropriate, i.e., whether the speed control unit 22 is correctly decelerating the ram 1. If the speed of the ram 1 at the target stopping load value LT is equal to or less than the set speed VL, the judgment unit 23 judges that the deceleration load rate R is appropriate. On the other hand, if the speed of the ram 1 at the target stopping load value LT is greater than the set speed VL during deceleration, the judgment unit 23 judges that the deceleration load rate R is inappropriate.

減速荷重率Rが適正でない場合は、ラム1が停止すべき位置からオーバーシュー卜し、ラム1の停止位置及び停止時の荷重のばらつきが生じる。探索部24は、目標停止荷重値LTでのラム1の速度が、減速時の設定速度VLよりも大きい場合に、減速荷重率Rの値を段階的に変化させ、変化後の減速荷重率Rでラム1のプレス動作を運転実行するテストを行うことで、ラム1の停止位置手前での減速が正しく行われるための適正な減速荷重率Rを探索して見つけ出す。 If the deceleration load rate R is inappropriate, the ram 1 will overshoot from the position where it should stop, resulting in variations in the stopping position of the ram 1 and the load at the time of stopping. When the speed of the ram 1 at the target stopping load value LT is greater than the set speed VL during deceleration, the search unit 24 gradually changes the value of the deceleration load rate R and performs a test in which the ram 1 press operation is performed at the changed deceleration load rate R, thereby searching for and finding the appropriate deceleration load rate R for proper deceleration just before the stopping position of the ram 1.

報知部25は、目標停止荷重値LTでのラム1の速度が設定速度VLよりも大きい場合に、減速荷重率Rが適正でないことを、例えば表示部12を介して操作者に報知する。これにより、操作者に対し、減速荷重率Rの適正化を促すことができるため、ワークWやプレス環境の違いが生じた場合においてもラム1の停止位置及び停止時の荷重のばらつきへの対応を早期に行うことができる。 If the speed of the ram 1 at the target stopping load value LT is greater than the set speed VL, the notification unit 25 notifies the operator, for example via the display unit 12, that the deceleration load rate R is inappropriate. This encourages the operator to optimize the deceleration load rate R, allowing for early response to variations in the stopping position of the ram 1 and the load at the time of stopping, even when differences arise in the workpiece W or press environment.

ラム1の運転動作時は、制御プログラム記憶部11に記憶された制御プログラムによりサーボモータドライバ33に駆動指令が与えられ、これにより、ラム1が速度(「加圧速度」ともいう)VPで駆動する。荷重検出部31が検出した荷重値が、減速荷重率Rと目標停止荷重値LTとを乗算した値である減速荷重値に到達した場合に、ラム1の速度VPが設定速度VLとなるように、減速を開始する。その後、荷重検出部31が検出した荷重値が目標停止荷重値LTとなったときに、停止部21が、サーボモータ3を停止させることにより、ラム1の駆動を停止させる。 When ram 1 is in operation, a control program stored in control program memory unit 11 issues a drive command to servo motor driver 33, causing ram 1 to drive at speed VP (also called "pressurization speed"). When the load value detected by load detection unit 31 reaches a deceleration load value, which is the product of deceleration load rate R and target stopping load value LT, deceleration begins so that ram 1 speed VP reaches set speed VL. Thereafter, when the load value detected by load detection unit 31 reaches target stopping load value LT, stopping unit 21 stops servo motor 3, thereby halting the drive of ram 1.

図4は、ラム1の減速及び停止が適切に行われている場合のラム1の荷重値(検出荷重)と速度との関係を表すグラフである。ここでは、設定条件として、ラム1の速度(加圧速度)VP=5mm/sec、減速時の設定速度VL=1mm/sec、目標停止荷重値LT=10000N、減速荷重率R=90%とした場合の例を示す。図4で示した例は、想定したとおりに、1mm/secに減速した状態で10,000Nに到達して停止している。図4の例では、妥当な減速荷重率Rを設定していると評価できる。 Figure 4 is a graph showing the relationship between the load value (detected load) of ram 1 and speed when ram 1 is decelerated and stopped appropriately. Here, an example is shown where the set conditions are ram 1 speed (pressure speed) Vp = 5 mm/sec, set speed during deceleration VL = 1 mm/sec, target stopping load value LT = 10,000 N, and deceleration load rate R = 90%. In the example shown in Figure 4, as expected, the load reaches 10,000 N after decelerating to 1 mm/sec and stops. In the example of Figure 4, it can be evaluated that an appropriate deceleration load rate R is set.

これに対して、図5では、減速荷重率Rが妥当では無い例を示している。設定条件は図4の例と同じである。図5では、減速荷重率Rと目標停止荷重値LTとを乗算した9,000Nのときにラム1の速度の減速が開始されているが、減速時の設定速度VL=1mm/secになる前に目標停止荷重値10,000Nに到達してしまっている。実際には、図5では、ラム1を3mm/secに減速させたところで目標停止荷重値LTに到達してしまっている。ラム1の駆動を停止した際にはオーバーシュートが発生し、荷重値10,300Nで停止している。 In contrast, Figure 5 shows an example in which the deceleration load rate R is inappropriate. The setting conditions are the same as in the example in Figure 4. In Figure 5, deceleration of the ram 1 speed begins when the deceleration load rate R multiplied by the target stopping load value LT is 9,000 N, but the target stopping load value of 10,000 N is reached before the set speed during deceleration, VL = 1 mm/sec, is reached. In reality, in Figure 5, the target stopping load value LT is reached when the ram 1 is decelerated to 3 mm/sec. When the drive of the ram 1 is stopped, an overshoot occurs, and it stops at a load value of 10,300 N.

図5における問題は、単純にオーバーシュート荷重が大きくなっているといったことではない。ワークやプレス環境の違いにより、目標停止荷重値LTに到達した時の速度が変化するため、結果的にこれが加圧速度のばらつきを生じさせることがある。そして、加圧速度のばらつきがオーバーシュート距離のばらつきを発生させ、結局、荷重オーバーシュートのばらつきとして現れる。 The problem in Figure 5 is not simply that the overshoot load is getting larger. Differences in the workpiece and press environment change the speed at which the target stop load value LT is reached, which can ultimately cause variations in the pressure application speed. Variations in the pressure application speed then cause variations in the overshoot distance, which ultimately manifests as variations in the load overshoot.

図6は、減速荷重率Rの設定が妥当でないために、オーバーシュートの荷重のばらつきが発生した場合の例を示している。図6のグラフでは3つの運転動作結果の例を記載している。実線は、図5の運転動作と同じ結果を示す。実線よりも上側の点線で示した例では、目標停止荷重値LT10,000Nを検出した時点でのラム1の速度が4mm/secと高い。このため、ラム1の停止時のオーバーシュート距離、オーバーシュート荷重ともに多くなり、荷重は約400Nオーバーしていることが分かる。また、実線の下側の一点鎖線で示した例では、目標停止荷重値LT10,000Nの時の速度は2mm/secと低くなっており、オーバーシュート荷重も少なく、200N程度に収まっている。 Figure 6 shows an example where overshoot load variations occur due to an inappropriate setting of the deceleration load rate R. The graph in Figure 6 shows three example operating results. The solid line indicates the same results as the operating operation in Figure 5. In the example shown by the dotted line above the solid line, the ram 1 speed is high at 4 mm/sec when the target stopping load value LT of 10,000 N is detected. As a result, both the overshoot distance and overshoot load when ram 1 stops are large, and the load exceeds by approximately 400 N. In the example shown by the dashed line below the solid line, the speed is low at 2 mm/sec when the target stopping load value LT of 10,000 N is reached, and the overshoot load is also small, staying at around 200 N.

図6において問題なのは、減速を9000Nで開始して速度が1mm/secまで落ちる前に目標停止荷重値LT10,000Nが得られてしまうために、荷重のオーバーシュートがばらついてしまうことである。 The problem with Figure 6 is that deceleration begins at 9000 N, and the target stopping load value LT of 10,000 N is reached before the speed drops to 1 mm/sec, resulting in variable load overshoot.

図6のような現象が起こっている場合には、減速荷重率Rを下げることで不具合の改善が可能である。減速荷重率Rを下げ、例えばR=90%からR=80%に下げれば、減速が開始されるのは、10,000N×80%=8,000Nであり、9000Nの場合よりもラム1の停止位置より手前になる。これにより、目標停止荷重値LT=10,000Nに到達するまでの時間が長くなるため、目標停止荷重値LTにおいて減速時の設定速度VLである1mm/secに減速してから目標停止荷重値LTに到達させることができるようになる。 When the phenomenon shown in Figure 6 is occurring, the problem can be resolved by lowering the deceleration load rate R. If the deceleration load rate R is lowered, for example from R = 90% to R = 80%, deceleration will begin at 10,000 N x 80% = 8,000 N, which is earlier than the stopping position of the ram 1 than in the case of 9,000 N. This increases the time it takes to reach the target stopping load value LT = 10,000 N, so it becomes possible to decelerate to the set speed VL for deceleration at the target stopping load value LT, which is 1 mm/sec, before reaching the target stopping load value LT.

減速荷重率Rの妥当性は、目標停止荷重値LT=10,000N到達する時のラム1の速度を確認することで判断することができる。即ち、目標停止荷重値LTに到達した時に、ラム1の速度が減速時の設定速度VL=1mm/secになっていれば、減速荷重率Rは妥当であるし、1mm/secより大きければ、減速荷重率Rは妥当ではないと判定できる。 The appropriateness of the deceleration load rate R can be determined by checking the speed of ram 1 when it reaches the target stopping load value LT = 10,000 N. In other words, if the speed of ram 1 is the set speed during deceleration VL = 1 mm/sec when it reaches the target stopping load value LT, then the deceleration load rate R is appropriate; if it is greater than 1 mm/sec, then the deceleration load rate R can be determined to be inappropriate.

一般に、減速荷重率Rを小さくすれば、ラム1の停止時までに減速時の設定速度VLにラム1の速度を減速させることに対する確実性が上がる一方で、減速して駆動する距離が長くなるため、それだけ加圧時間が長くなり、タクト時間が長くなり、生産性が下がる。現状では、経験者による経験や勘に基づいて減速荷重率Rが設定されており、減速荷重率Rの適切な設定方法も確率されていない。 Generally, reducing the deceleration load rate R increases the reliability of decelerating ram 1 to the set deceleration speed VL by the time ram 1 stops, but it also increases the distance it must be driven while decelerating, which increases the pressurization time, takt time, and productivity. Currently, the deceleration load rate R is set based on the experience and intuition of experienced workers, and there is no established method for appropriately setting the deceleration load rate R.

減速荷重率Rを適切な値にするためのツールとして、例えば、時系列データを解析するPCアプリケーションソフトがある。時系列データとは、一定の時間間隔、例えば1msec間隔でサンプリングした位置と検出荷重の値の列である。PCアプリケーションソフトでは、段取り段階で試しに加圧加工作業を実施し、その時の時系列データを取り込み、これを位置-荷重グラフとして表示するといった機能を持っている。主に、判定機能・判定値の妥当性を検証することに使われる。ここで判定機能とは、位置範囲と上限荷重下限荷重を設定値として指定し、実際の加工作業での位置・荷重がこの判定枠内を通過するかどうかを検出し、判定枠から出てしまった場合にエラーを出力するといった機能である。 One tool for setting the deceleration load rate R to an appropriate value is, for example, PC application software that analyzes time-series data. Time-series data is a sequence of position and detected load values sampled at regular time intervals, for example, 1 msec intervals. The PC application software has a function that allows test pressure processing work to be performed during the setup stage, imports the time-series data from that time, and displays it as a position-load graph. It is primarily used to verify the validity of the judgment function and judgment values. Here, the judgment function refers to a function that specifies the position range and upper and lower load limits as set values, and detects whether the position and load during actual processing work pass within this judgment frame, and outputs an error if they go outside the judgment frame.

しかしながら、このようなPCアプリケーションソフトは、減速荷重率Rの設定値の妥当性を検証する目的には使いづらい。そのため、結果的には表計算ソフトなどを使い、経験者がこの時系列データを元に妥当な値を見つける、といったことが行われてきた。 However, this type of PC application software is difficult to use for verifying the validity of the set value for the deceleration load rate R. As a result, it has become necessary for an experienced person to use a spreadsheet program or similar to find a valid value based on this time-series data.

一方、本発明の実施の形態に係る電動プレス装置によれば、目標停止荷重値LTでのラムの速度と、設定速度VLとの比較結果に基づいて、減速荷重率Rが適正であるか否かを判定する判定部23を備えることにより、ワークWやプレス環境の違いが生じた場合においても、減速荷重率Rを適正化でき、ラム1の停止位置及び停止時の荷重のばらつきを低減することが可能な電動プレス装置が提供できる。 On the other hand, the electric press device according to the embodiment of the present invention is equipped with a judgment unit 23 that judges whether the deceleration load rate R is appropriate based on the results of comparing the ram speed at the target stopping load value LT with the set speed VL. This makes it possible to optimize the deceleration load rate R even when differences arise in the workpiece W or press environment, thereby providing an electric press device that can reduce variation in the stopping position of the ram 1 and the load when stopped.

<探索部24による減速荷重率Rの自動探索方法>
具体的な減速荷重率Rの探索方法のアルゴリズムの例を図7のフローチャートで示す。このアルゴリズムは二分法的な考えに基づいている。ここでは、減速荷重率調整幅ΔR%だけ減速荷重率R%を増減し、減速荷重率調整幅ΔR%を半分にしていく手法を説明する。
<Method for automatically searching for deceleration load rate R by search unit 24>
A specific example of an algorithm for searching for the deceleration load rate R is shown in the flowchart of Fig. 7. This algorithm is based on a dichotomous approach. Here, a method will be described in which the deceleration load rate R% is increased or decreased by a deceleration load rate adjustment range ΔR% and the deceleration load rate adjustment range ΔR% is halved.

ステップ71で、探索部24が、減速荷重率調整幅ΔR[%]の初期値を設定する。初期値は例えば、マイナスの値、例えば-16[%]とすることができる。次に、ステップ72で、探索部24が、減速荷重率R[%]の初期値を設定する。初期値は例えば84[%]とすることができる。次に、ステップ73で、ステップ71及び72で設定された初期値で、ラム1のプレス処理の運転が実行される。ステップ74で、エンコーダ位置カウンタ35及び荷重検出部31によって検出されたラム1の位置及びラム1の荷重のデータから、探索部24が、ラム1の荷重が目標停止荷重値LTに到達する時のラム1の速度を算出する。 In step 71, the search unit 24 sets an initial value for the deceleration load rate adjustment range ΔR [%]. The initial value can be, for example, a negative value, such as -16 [%]. Next, in step 72, the search unit 24 sets an initial value for the deceleration load rate R [%]. The initial value can be, for example, 84 [%]. Next, in step 73, the press process operation of the ram 1 is performed using the initial values set in steps 71 and 72. In step 74, from the data on the ram 1 position and ram 1 load detected by the encoder position counter 35 and the load detection unit 31, the search unit 24 calculates the speed of the ram 1 when the ram 1 load reaches the target stop load value LT.

ステップ75で、判定部73が、ラム1の速度の算出速度が設定速度VLよりも大きいか否かを判断する。ラム1の速度の算出速度が設定速度VLよりも大きいならば、判定部73は、この減速荷重率Rは妥当な値では無いと判定し、ステップ76へ進む。ステップ76で、探索部24が、減速荷重率RがR+ΔRとなるように減速荷重率Rを更新して、ステップ73に戻る。上述の通り、ΔRはマイナスの値が入っている。ここでは、減速荷重率調整幅ΔRの幅で妥当な値になる点まで、減速荷重率Rを段階的に下げていくことになる。 In step 75, the judgment unit 73 determines whether the calculated speed of ram 1 is greater than the set speed VL. If the calculated speed of ram 1 is greater than the set speed VL, the judgment unit 73 determines that the deceleration load rate R is not an appropriate value and proceeds to step 76. In step 76, the search unit 24 updates the deceleration load rate R so that R becomes R + ΔR, and the process returns to step 73. As mentioned above, ΔR is a negative value. Here, the deceleration load rate R is gradually reduced until it becomes an appropriate value within the deceleration load rate adjustment range ΔR.

ステップ75で、ラム1の速度の算出速度が設定速度VL以下である場合には、ラム1の減速が適切に行われており、減速荷重率Rとしては妥当な値になっていることを示す。この場合はステップ77へ進む。ステップ77では、探索部24が、減速荷重率調整幅ΔRを1/2とし、且つプラスの値になるように設定する。 In step 75, if the calculated speed of ram 1 is equal to or less than the set speed VL, this indicates that ram 1 has been decelerated appropriately and the deceleration load rate R is an appropriate value. In this case, proceed to step 77. In step 77, the search unit 24 sets the deceleration load rate adjustment width ΔR to 1/2 and to a positive value.

ステップ78で、探索部24が、減速荷重率RがR+ΔRとなるように減速荷重率Rを更新して、ステップ79へ進み、更新後の減速荷重率Rでラム1のプレス処理の運転が実行される。ステップ80で、エンコーダ位置カウンタ35及び荷重検出部31によって検出されたラム1の位置及びラム1の荷重のデータから、探索部24が、ラム1の荷重が目標停止荷重値LTに到達する時のラム1の速度を算出する。 In step 78, the search unit 24 updates the deceleration load rate R so that the deceleration load rate R becomes R + ΔR, and the process proceeds to step 79, where the ram 1 press process is performed using the updated deceleration load rate R. In step 80, the search unit 24 calculates the speed of ram 1 when the ram 1 load reaches the target stop load value LT from the data on the ram 1 position and ram 1 load detected by the encoder position counter 35 and the load detection unit 31.

ステップ81で、判定部73が、ラム1の速度の算出速度が設定速度VLよりも大きいか否かを判断する。ラム1の速度の算出速度が設定速度VLよりも大きいならば、判定部73は、この減速荷重率Rは妥当な値では無い(不適当)と判定し、ステップ82へ進む。ステップ82で、減速荷重率調整幅ΔRを半分にしてマイナスにする。ステップ83で、判定部73が、減速荷重率調整幅ΔRの絶対値が、予め設定された終了条件幅δより小さいか否かを判定する。減速荷重率調整幅ΔRの絶対値が終了条件幅δより小さくない場合には、ステップ73に戻る。減速荷重率調整幅ΔRの絶対値が終了条件幅δより小さい場合には、ステップ84に戻る。終了条件幅δ[%]は、予め設定された終了時のΔRの値であり、ΔRの絶対値がδより小さくなったら、ステップ84へ進む。次に、ステップ84で減速荷重率Rは不適当な値であるため、1つ手前の妥当な値に戻す。ここではΔRが半分でマイナスになっているため、2倍して加算することで減速荷重率Rは妥当な値に設定し直し、ステップ87へ進み、終了する。 In step 81, the judgment unit 73 determines whether the calculated speed of ram 1 is greater than the set speed VL. If the calculated speed of ram 1 is greater than the set speed VL, the judgment unit 73 determines that the deceleration load rate R is not a valid value (inappropriate), and proceeds to step 82. In step 82, the deceleration load rate adjustment width ΔR is halved to make it negative. In step 83, the judgment unit 73 determines whether the absolute value of the deceleration load rate adjustment width ΔR is smaller than the preset termination condition width δ. If the absolute value of the deceleration load rate adjustment width ΔR is not smaller than the termination condition width δ, the process returns to step 73. If the absolute value of the deceleration load rate adjustment width ΔR is smaller than the termination condition width δ, the process returns to step 84. The termination condition width δ [%] is the preset value of ΔR at the time of termination. If the absolute value of ΔR becomes smaller than δ, the process proceeds to step 84. Next, in step 84, the deceleration load rate R is determined to be an inappropriate value, so it is returned to the previous valid value. Here, ΔR is half, making it negative, so by doubling it and adding it, the deceleration load rate R is reset to a reasonable value, and the process proceeds to step 87 and ends.

一方、ラム1の速度の算出速度が設定速度VLよりも大きくない場合は、この減速荷重率Rは妥当である(適当)と判定し、ステップ85に進む。ステップ85では、探索部24が、減速荷重率調整幅ΔRを半分にしてプラスにする。ステップ86では、判定部73が、減速荷重率調整幅ΔRの絶対値の大きさが終了条件幅δより小さくない否かを判定する。減速荷重率調整幅ΔRの絶対値の大きさが終了条件幅δより小さくない場合は、ステップ78へ戻る。減速荷重率調整幅ΔRの絶対値の大きさが終了条件幅δより小さい場合は、ステップ87へ進み、終了する。 On the other hand, if the calculated speed of ram 1 is not greater than the set speed VL, the deceleration load rate R is determined to be appropriate (suitable), and the process proceeds to step 85. In step 85, the search unit 24 halves the deceleration load rate adjustment range ΔR to make it positive. In step 86, the determination unit 73 determines whether the absolute value of the deceleration load rate adjustment range ΔR is less than the termination condition range δ. If the absolute value of the deceleration load rate adjustment range ΔR is not less than the termination condition range δ, the process returns to step 78. If the absolute value of the deceleration load rate adjustment range ΔR is less than the termination condition range δ, the process proceeds to step 87 and ends.

図8は、図7に示すフローチャートにおいて、終了条件幅δを2とした場合の減速荷重率Rの自動探索結果を示す表である。No.1では、初期状態R=84、ΔR=-16とした時、運転結果が不適当だったため、ステップ76で減速荷重率Rの値をR+ΔRに更新した結果、減速荷重率Rを76%に更新する。No.2で、減速荷重率R=68[%]での実行では妥当だったとすれば、ステップ77、ステップ78によりΔR及びRを更新する。No.3で、ΔRは正の数値8となり、減速荷重率R=76%となっている。この条件で運転した結果が妥当だとすれば、ステップ85、ステップ78で値を更新する。ここで、ステップ86終了条件幅δ=2とΔR=8の絶対値を比較して、まだ終了条件を満たしていない。No.4で、ΔR=4、減速荷重率R=80%で運転が不適当だとすれば、ステップ82、ステップ78で値を更新する。No.5で、ΔR=-2、速荷重率R=78%で運転が妥当だとすれば、ステップ85でΔRを半分にしたところで、ステップ86の終了条件が満たされて、ステップ87で終了した。図8の例では、No.6が終了した時に、減速荷重率R=78%となった。 Figure 8 is a table showing the results of the automatic search for the deceleration load rate R when the termination condition width δ is set to 2 in the flowchart shown in Figure 7. In No. 1, when the initial conditions R = 84 and ΔR = -16 were used, the driving results were inappropriate, so in step 76 the value of the deceleration load rate R was updated to R + ΔR, resulting in the deceleration load rate R being updated to 76%. In No. 2, if the execution with the deceleration load rate R = 68 [%] was deemed appropriate, ΔR and R are updated in steps 77 and 78. In No. 3, ΔR becomes a positive value of 8, and the deceleration load rate R = 76%. If the driving results under these conditions are deemed appropriate, the values are updated in steps 85 and 78. Here, in step 86, the absolute values of the termination condition width δ = 2 and ΔR = 8 are compared, and it is determined that the termination conditions have not yet been met. No. In No. 4, if ΔR = 4 and deceleration load rate R = 80% and operation is deemed inappropriate, the values are updated in steps 82 and 78. In No. 5, if ΔR = -2 and deceleration load rate R = 78% and operation is deemed appropriate, then when ΔR is halved in step 85, the termination condition in step 86 is met and operation ends in step 87. In the example in Figure 8, when No. 6 ended, the deceleration load rate R = 78%.

図9は、図7に示すフローチャートにおいて、終了条件幅δを4とした場合の減速荷重率の自動探索結果を示す表である。こちらは、No.4の運転結果が不適当の時に終了となるため、ステップ84で値を戻して、減速荷重率R=76%で終了となった。 Figure 9 is a table showing the results of the automatic search for the deceleration load rate when the termination condition width δ is set to 4 in the flowchart shown in Figure 7. Since the operation result of No. 4 is inappropriate, the value is returned in step 84, and the process ends with the deceleration load rate R = 76%.

本発明の実施の形態に係る電動プレス装置によれば、探索部24が、所定の条件における適切な減速荷重率Rを、例えば図7のフローチャートに基づいて決定し、決定後の減速荷重率Rでプレス処理の運転実行テストを繰り返すことで、適正な減速荷重率Rを探索することができる。これにより、ワークやプレス環境の違いが生じた場合においてもラム1の停止位置及び停止時の荷重のばらつきを低減することが可能な電動プレス装置が提供できる。 In an electric press device according to an embodiment of the present invention, the search unit 24 determines an appropriate deceleration load rate R under specified conditions, for example, based on the flowchart in Figure 7, and then repeats press process operation execution tests using the determined deceleration load rate R, thereby searching for the appropriate deceleration load rate R. This makes it possible to provide an electric press device that can reduce variations in the stopping position of the ram 1 and the load at the time of stopping, even when differences arise in the workpiece or press environment.

<報知部25を利用した減速荷重率Rの半自動探索方法>
図10は、減速荷重率Rの探索方法の変形例を示すフローチャートである。ステップ90でスタート後、ステップ91で、操作者が操作部13を介して減速荷重率Rを入力し設定する。ステップ92でラム1のプレス処理の運転実行が行われる。この運転の起動も操作者が行ってもよい。ステップ93で判定部23が目標停止荷重値LTでのラム1の速度を算出する。ステップ94では、判定部23が、目標停止荷重値LTでのラム1の算出速度と、設定速度VLとを比較し、算出速度が設定速度VLより大きい場合は、判定部23は、減速荷重率Rが不適当であると判定し、ステップ95に進み、報知部25が、表示部12を介して操作者に、減速荷重率Rが不適当であることを報知し、ステップ91に戻る。一方、算出速度が設定速度VL以下である場合は、判定部23は、減速荷重率Rが適当であると判定し、ステップ96で、報知部25が、表示部12を介して操作者に減速荷重率Rが適当であることを報知させ、ステップ91に戻る。
<Semi-automatic search method for deceleration load rate R using notification unit 25>
10 is a flowchart showing a modified example of the method for searching for the deceleration load rate R. After starting in step 90, in step 91, the operator inputs and sets the deceleration load rate R via the operation unit 13. In step 92, the operation of the press process of the ram 1 is executed. This operation may also be initiated by the operator. In step 93, the judgment unit 23 calculates the speed of the ram 1 at the target stopping load value LT. In step 94, the judgment unit 23 compares the calculated speed of the ram 1 at the target stopping load value LT with the set speed VL. If the calculated speed is greater than the set speed VL, the judgment unit 23 determines that the deceleration load rate R is inappropriate, and the process proceeds to step 95. The notification unit 25 notifies the operator via the display unit 12 that the deceleration load rate R is inappropriate, and the process returns to step 91. On the other hand, if the calculated speed is equal to or less than the set speed VL, the judgment unit 23 judges that the deceleration load rate R is appropriate, and in step 96, the notification unit 25 notifies the operator via the display unit 12 that the deceleration load rate R is appropriate, and the process returns to step 91.

なお、ステップ95では、報知部25が、表示部12を介して操作者に、減速荷重率Rが不適当であることを報知する以外に、例えば図4、図5等に示すような、ラム1の速度とラム1にかかる荷重(検出荷重)との関係を表す時系列データのグラフを表示させるようにしてもよい。操作者は、グラフの表示結果を参照することにより、ステップ91で入力する減速荷重率Rの値を調整することができるため、より速やかに適切な減速荷重率Rの値を得ることができる。 In step 95, the notification unit 25 may not only notify the operator via the display unit 12 that the deceleration load rate R is inappropriate, but also display a graph of time-series data showing the relationship between the speed of the ram 1 and the load (detected load) applied to the ram 1, as shown in Figures 4 and 5, for example. By referring to the displayed graph, the operator can adjust the value of the deceleration load rate R entered in step 91, thereby more quickly obtaining an appropriate value for the deceleration load rate R.

なお、図7のステップ74、ステップ80及び図10のステップ93で算出される目標停止荷重値LTでのラム1の算出速度は、以下の算出方法により算出することができる。 The calculated speed of ram 1 at the target stopping load value LT calculated in steps 74 and 80 of Figure 7 and step 93 of Figure 10 can be calculated using the following calculation method.

一定時間間隔で観測したラム1の位置から速度を算出することができる。例えば、一定の時間Tcで、位置P1、P2、・・・の位置情報が検出されたとする。この時、ラム1の瞬時速度V2、V3、VNは、式(1)で表される:
V2=(P2-P1)/Tc
V3=(P3-P2)/Tc
VN=(PN-P(N-1))/Tc ・・・式(1)
The velocity can be calculated from the position of the ram 1 observed at regular time intervals. For example, assume that position information for positions P1, P2, ... is detected at a certain time Tc. At this time, the instantaneous velocities V2, V3, and VN of the ram 1 are expressed by equation (1):
V2=(P2-P1)/Tc
V3=(P3-P2)/Tc
VN=(PN-P(N-1))/Tc...Formula (1)

図11に、式(1)に基づいて求めた速度と検出荷重との関係をプロットしたグラフを示す。ここでは、ラム1の加圧速度VPは5mm/sec、減速時の設定速度VLは1mm/secで設定している。 Figure 11 shows a graph plotting the relationship between speed and detected load calculated based on equation (1). Here, the pressure application speed VP of ram 1 is set to 5 mm/sec, and the set speed VL during deceleration is set to 1 mm/sec.

式(1)に示すような単純な差分を取った速度の算出方法では、図11に示すように値がふらついてしまう。実際には、速度がふらついているのではなく、計算上そう見えるといった現象であり、ラム1の位置の量子化に伴う誤差が影響していると考えられる。或いは、サンプリング時間間隔Tcが完全には一定ではないために、このような計算上のふらつきが発生してしまう。ちなみに、図11のサンプリング時間間隔Tcは5msecである。 When calculating speed by simply taking the difference as shown in equation (1), the value fluctuates, as shown in Figure 11. In reality, the speed does not fluctuate; it is merely a phenomenon that appears to occur in the calculation, and it is thought that this is due to errors associated with the quantization of the position of RAM 1. Alternatively, this fluctuating calculation occurs because the sampling time interval Tc is not completely constant. Incidentally, the sampling time interval Tc in Figure 11 is 5 msec.

最小二乗法による直線回帰の傾きとして速度を算出したものを図12のグラフに示す。図12では、比較的速度の値が安定していることが判る。図12では、目標停止荷重値10,000Nの時点では、速度は1mm/secにまで下がりきっておらず、2mm/sec程度となっていることが判る。 The speed calculated as the slope of the linear regression using the least squares method is shown in the graph in Figure 12. Figure 12 shows that the speed values are relatively stable. Figure 12 also shows that at the target stopping load value of 10,000 N, the speed has not yet dropped to 1 mm/sec, remaining at around 2 mm/sec.

ラム1の速度を算出するために、式(1)のような2点に基づく算出方法ではなく、式(2)に示すようなm個のデータ個数(ここではm=6とした)を使い、このm個のデータが直線上に載っていると仮定し、この直線の傾きを最小二乗法により求めることもできる。算出式を、以下の式(2)に示す。 To calculate the speed of ram 1, instead of using a calculation method based on two points like equation (1), we can use m pieces of data (here, m = 6) as shown in equation (2), assume that these m pieces of data lie on a straight line, and find the slope of this line using the least squares method. The calculation formula is shown below in equation (2).

(ここで、Tkは時刻、Pkは位置、mはデータ個数(図12ではm=6)を示す) (Here, Tk indicates time, Pk indicates position, and m indicates the number of data (m=6 in FIG. 12)).

サンプリング時間間隔Tcが5msecであるため、m=6の場合は5msec×(6-1)=25msecとなり、6点が直線に乗る。データ個数mは固定としても良いが、速度が遅くなると移動量が減る為に個数が少ないと誤差が大きくなってしまう。一方、mを大きくしすぎると、直線に乗っているという仮定自体が間違ってくる。また、mが大きいと速度が変動した時の追従性が悪くなる。 Since the sampling time interval Tc is 5 msec, when m = 6, it becomes 5 msec x (6 - 1) = 25 msec, and 6 points will fall on a straight line. The number of data points m can be fixed, but as the speed slows, the amount of movement decreases, so a small number of points will result in larger errors. On the other hand, if m is made too large, the assumption that the points fall on a straight line will be incorrect. Also, if m is large, tracking will be poor when the speed fluctuates.

速度に応じて、データ個数mは可変としてもよい。まず式(1)で概算としての速度を算出し、その速度に応じてデータ個数mを決定し、式(2)により直線の傾きを算出することにより、ラム1の速度が算出できる。 The number of data points m may be variable depending on the speed. First, calculate the approximate speed using equation (1), then determine the number of data points m based on that speed, and calculate the slope of the line using equation (2), thereby calculating the speed of ram 1.

図13には、同じ条件で複数回(3回)運転実行した時の荷重-速度グラフを示す。同じ条件であっても、ワークのばらつきなどでグラフ結果は変化する。図7のフローで示した、自動で減速荷重率を探す場合、実際にはステップ73、ステップ79での運転実行した結果、判断するための算出速度がばらつくことがある。そのため、減速荷重率Rが「妥当」だと判断するのに、複数回(例えば10回といった回数)、減速荷重率Rを変えずに運転実行して、全て妥当な場合にのみ妥当判断をする、といった処理も必要となる。不適当と判断する方は、1回発生すればそれだけで判断して良い。これにより、確実に妥当となる減速荷重率R[%]を求めることができる。 Figure 13 shows a load-speed graph obtained when an operation is performed multiple times (three times) under the same conditions. Even under the same conditions, the graph results will vary depending on factors such as workpiece variations. When automatically finding the deceleration load rate, as shown in the flow chart in Figure 7, the calculated speed used for judgment may actually vary as a result of the operations performed in steps 73 and 79. Therefore, to determine whether the deceleration load rate R is "appropriate," it is necessary to perform the operation multiple times (for example, 10 times) without changing the deceleration load rate R, and only judge it to be appropriate if all of the operations are appropriate. If it is judged to be inappropriate, a single occurrence is sufficient to make the judgment. This makes it possible to determine a deceleration load rate R [%] that is reliably appropriate.

本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではなく種々の変形が可能である。例えば本発明の実施の形態では「荷重停止」について説明したが、荷重の変化量、特に荷重の単位距離当たりの変化量を監視して、ある設定値を超えたところで停止する「荷重傾斜停止」処理についても、本発明と同様に考えることができる。即ち、設定した荷重傾斜値の割合を設定してこれを超えたところで減速するといった機能において、上述の実施形態を応用することにより、妥当な「減速荷重傾斜率」を自動的に算出することができる。 The present invention has been described using the above embodiments, but the descriptions and drawings that form part of this disclosure should not be understood as limiting the present invention, and various modifications are possible. For example, while "load stop" has been described in the embodiments of the present invention, "load gradient stop" processing, which monitors the amount of load change, particularly the amount of load change per unit distance, and stops when a certain set value is exceeded, can also be considered in the same way as the present invention. In other words, by applying the above embodiments to a function that sets a percentage of a set load gradient value and decelerates when this value is exceeded, an appropriate "deceleration load gradient rate" can be automatically calculated.

1…ラム
1b…起歪柱
2…ボール螺子
2a…螺子軸
2b…ナット体
3…サーボモータ
6…ガイド部
7…支柱
8…ベース
9a、9b…スイッチ
10…ケーシング
11…制御プログラム記憶部
12…表示部
13…操作部
14…一次記憶部
15…目標停止荷重記憶部
16…減速荷重率記憶部
20…プロセッサ
21…停止部
22…速度制御部
23…判定部
24…探索部
25…報知部
31…荷重検出部
32…指令パルス発生装置
33…サーボモータドライバ
34…エンコーダ
35…エンコーダ位置カウンタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...ram 1b...strain-generating column 2...ball screw 2a...screw shaft 2b...nut body 3...servo motor 6...guide section 7...support column 8...base 9a, 9b...switch 10...casing 11...control program memory section 12...display section 13...operation section 14...primary memory section 15...target stopping load memory section 16...deceleration load rate memory section 20...processor 21...stop section 22...speed control section 23...judgment section 24...search section 25...alarm section 31...load detection section 32...command pulse generator 33...servo motor driver 34...encoder 35...encoder position counter

Claims (5)

ワークに対して加圧作業を行うラムと、
前記ラムにかかる荷重を検出する荷重検出部と、
前記ラムの加圧作業を停止させる際の目標停止荷重値を記憶する目標停止荷重記憶部と、
前記目標停止荷重値に対する割合で示され、前記目標停止荷重値手前で前記ラムの減速を開始するときの減速荷重率を記憶する減速荷重率記憶部と、
前記荷重検出部が前記減速荷重率と前記目標停止荷重値とを乗算した荷重値を検出したときから、前記ラムの速度を設定速度にまで減速させるように制御する速度制御部と、
前記目標停止荷重値での前記ラムの速度と、前記設定速度との比較結果に基づいて、前記減速荷重率が適正であるか否かを判定する判定部と
を備える電動プレス装置。
A ram that applies pressure to the workpiece;
a load detection unit that detects a load applied to the ram;
a target stopping load memory unit that stores a target stopping load value when the pressurizing operation of the ram is stopped;
a deceleration load rate storage unit configured to store a deceleration load rate, which is indicated as a ratio to the target stopping load value, when deceleration of the ram is started just before the target stopping load value is reached;
a speed control unit that controls the speed of the ram to be decelerated to a set speed from when the load detection unit detects a load value obtained by multiplying the deceleration load rate and the target stop load value;
an electric press apparatus comprising: a determination unit that determines whether the deceleration load rate is appropriate based on a result of comparing the ram speed at the target stopping load value with the set speed.
前記目標停止荷重値での前記ラムの速度が前記設定速度よりも大きい場合に、適正な前記減速荷重率を探索する探索部
を更に備える請求項1に記載の電動プレス装置。
2. The electric press apparatus according to claim 1, further comprising a search unit that searches for an appropriate deceleration load rate when the speed of the ram at the target stopping load value is greater than the set speed.
前記目標停止荷重値での前記ラムの速度が前記設定速度よりも大きい場合に、前記減速荷重率が適正でないことを報知する報知部
を更に備える請求項1又は2に記載の電動プレス装置。
3. The electric press apparatus according to claim 1, further comprising a notification unit that notifies the user that the deceleration load rate is inappropriate when the speed of the ram at the target stopping load value is greater than the set speed.
前記ラムの速度と前記ラムにかかる荷重の検出結果との関係を表す時系列データに基づいて、前記減速荷重率の設定値を入力可能な操作部
を更に備える請求項1又は2に記載の電動プレス装置。
3. The electric press apparatus according to claim 1, further comprising an operation unit that allows input of a set value for the deceleration load rate based on time-series data that represents a relationship between the speed of the ram and a detection result of the load acting on the ram.
前記目標停止荷重値での前記ラムの速度を、前記ラムの速度と前記ラムにかかる荷重の検出結果との関係を表す時系列データに最小二乗法を適用して傾きを求めることにより算出することを含む請求項1又は2に記載の電動プレス装置。

3. The electric press apparatus according to claim 1, further comprising: calculating the speed of the ram at the target stopping load value by finding a slope by applying a least squares method to time-series data representing a relationship between the speed of the ram and a detection result of the load acting on the ram.

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