JPH0698519B2

JPH0698519B2 - プレス制御装置

Info

Publication number: JPH0698519B2
Application number: JP3138301A
Authority: JP
Inventors: 徳治中川; 正信車地; 一幸梶山; 弘一福島; 信夫木邑; 敏広田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1991-05-13
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPH04228298A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、油圧プレス等によっ
て樹脂板等の被圧縮物の圧縮成形を行う際、プレスの平
衡性及び被圧縮物にかかる圧力を制御するプレス制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧プレス等により品物を成形する場
合、樹脂板などの被圧縮物に上金型が触れた後、成形が
終了するまでの間、上金型を平衡に保ち、かつ被圧縮物
に加わる圧力が一定になるよう制御することは、均一な
再現性に優れた製品を製造する上で重要である。

【０００３】しかしながら、従来の機械的な剛性に頼っ
たプレスでは例えば０．０５mm以内の精度の高い平衡度
を保ち、かつ被圧縮物に加わる実加圧力を一定に保つこ
とは不可能であった。

【０００４】そこで、上述した欠点を改善したものとし
て、特開昭６０−３０３２３号公報に開示されたものが
ある。これはプレス装置のベッド部に配設した平衡支持
装置でスライド（上金型を接着している）を精度よく平
衡支持し、平衡支持装置の支持力を検出して基準設定力
と比較し支持力が基準設定力より大きくなるとスライド
の下降速度を遅くし、支持力が基準設定力より小さくな
るとスライドの下降速度を速くするように制御し、平衡
支持装置に離れずにスライドを追従制御して成形するよ
うにした方法であり、前述したスライド（つまり、上金
型）の平衡を保ち、被圧縮物にかかる圧力を一定にする
ことを目的としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スライ
ドの平衡度が高さの量であるのにかかわらず、各平衡支
持装置の速度差により制御するため、制御の遅れ等によ
り精度に問題がある。さらに各平衡支持装置の速度を各
々同調して下げているので、例えば図１０に示すよう
に、被圧縮物１が偏っている場合（図１０(a) ）、被圧
縮物１の粘度が違う場合（図１０(b) ）などの被圧縮物
の状態によって、スライドの平衡度がずれてしまい、ひ
いては被圧縮物に加わる実加圧力も一定に保てないとい
う問題点があった。なお、図１０において、２は上金
型、３は下金型、４はスライド、５は加圧シリンダであ
る。

【０００６】この発明の目的は、上記従来技術の問題点
を解消し、いかなる状況や被圧縮物の状態においても、
被圧縮物に加わる圧力を常に一定に保つように制御する
ことのできるプレス制御装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明によるプレス制御装置は、プレス装置の加
圧シリンダにより被圧縮物にかかる実加圧力を制御する
装置であって、ベッド上に配設されてスライドを支持す
る複数の制御用シリンダと、前記加圧シリンダに備えつ
けられ前記加圧シリンダにかかる圧力を検出する第１の
圧力センサと、各前記制御用シリンダに備えつけられ前
記制御用シリンダにかかる圧力を検出する第２の圧力セ
ンサと、前記第１の圧力センサより得られた前記加圧シ
リンダの加圧力と予め設定された目標実加圧力の差より
各前記制御用シリンダの目標圧力和を求める目標圧力和
決定手段と、前記第１の圧力センサより得られた前記加
圧シリンダの加圧力と前記第２の圧力センサより得られ
た各前記制御用シリンダにかかる圧力和との差により実
加圧力を測定する実加圧力測定手段と、前記実加圧力測
定手段より得られた実加圧力と予め設定された目標実加
圧力を比較する比較手段と、前記目標圧力和決定手段に
より得られた目標圧力和と各前記制御用シリンダにかか
る圧力和の圧力差を求め、この圧力差と各制御用シリン
ダにかかる個々の圧力値に基づいた量に、前記比較手段
の結果に基づき前記実加圧力が前記目標実加圧力より大
きければ増加し小さければ減少するバイアス量を加える
ことにより各前記制御用シリンダの操作量を決定する操
作量決定手段と、前記操作量だけ操作すべく各前記制御
用シリンダを制御する制御手段とを備えて構成されてい
る。

【０００８】

【作用】この発明における操作量決定手段は、目標圧力
和決定手段により得られた目標圧力和と各制御用シリン
ダにかかる圧力和の圧力差を求め、この圧力差と各制御
用シリンダにかかる個々の圧力値に基づいた量に、比較
手段の結果に基づき実加圧力が目標実加圧力より大きけ
れば増加し小さければ減少するバイアス量を加えること
により各制御用シリンダの操作量を決定している。つま
り、バイアス量は実加圧力と目標実加圧力との比較結果
にともない随時変化する。

【０００９】

【実施例】Ａ．実施例の全体構成と動作図１は、この発明によるプレス制御装置の一実施例を
示す説明図であり、図１(a) がプレス装置の立体構成説
明図、図２(b) がプレス装置の断面構成説明図である。

【００１０】同図に示すようにプレス装置は、被圧縮物
１を成形するため、上金型２と下金型３が上部，下部に
それぞれ設けてある。上金型２上部にスライド４が接着
されており、このスライド４を上下に動かすことにより
上金型２を動作させることができる。さらに、スライド
４の上部に加圧シリンダ５が取り付けられており、加圧
シリンダ５のピストン運動により、スライド４に動力を
与えることで被圧縮物１のプレスを行う。また、加圧シ
リンダ５は圧力センサ２１を備えており、圧力センサ２
１は加圧シリンダ５の圧力を検出する。

【００１１】一方、下金型３はベッド６上に固定されて
いる。ベッド６上には、下金型３の他、四隅に制御用シ
リンダ７が配設されている。制御用シリンダ７はその上
部においてスライド４を支持している。各制御用シリン
ダ７には、高速バルブ１２及びサーボバルブ１３を備え
ている。高速バルブ１２は、短時間で制御用シリンダ７
の高さ調節可能なように高速で開閉し、サーボバルブ１
３は、徐々に制御用シリンダ７にかかる圧力を調節する
ように動作する。これらのバルブは制御装置１１の信号
に従い開閉する。

【００１２】また、各制御用シリンダ７は、位置センサ
８及び圧力センサ９を備えており、位置センサ８は各制
御用シリンダ７の高さ（つまり、各隅のスライド４の高
さ）を検出し、圧力センサ９は各制御用シリンダ７にか
かる圧力を検出する。上記検出される高さは、加圧シリ
ンダ５の押圧により、又、圧力は加圧シリンダ５の押圧
と、被圧縮物１の反力とにより時々刻々変化するもので
ある。

【００１３】各位置センサ８，各圧力センサ９及び圧力
センサ２１は各々Ａ／Ｄ変換器１０と接続されており、
Ａ／Ｄ変換器１０は位置センサ８及び圧力センサ９，２
１の検出による各制御用シリンダ７の高さ，各制御用シ
リンダ７にかかる圧力及び加圧シリンダ５の加圧力のア
ナログ信号を入力信号とし、ディジタル化する。また、
Ａ／Ｄ変換器１０は制御装置１１に接続されており、前
述した高さ及び圧力のディジタル信号を制御装置１１に
出力する。

【００１４】制御装置１１は上述した各制御用シリンダ
７の高さ，圧力及び加圧シリンダ５の加圧力のディジタ
ル信号をパラメータとし、後述する制御方法に従い、高
速バルブ１２及びサーボバルブ１３に信号を送ることで
制御する。高速バルブ１２は高速に開閉し各制御用シリ
ンダ７の高さを一致させるように高さ制御を行いスライ
ド４の平衡度を保つ。同時に、サーボバルブ１３は徐々
に各制御用シリンダ７の圧力を目標圧力に調整すること
で圧力制御を行い、被圧縮物１にかかる圧力を一定に保
つ。このような制御を被圧縮物１のプレスが完了するま
で繰り返し行う。Ｂ．第１の制御装置による第１の実施例（Ｂ−Ｉ）構成と動作図２は位置センサ８と圧力センサ９，２１から得られた
各制御用シリンダ７の高さ，各制御用シリンダ７にかか
る圧力及び加圧シリンダ５の圧力をパラメータとする前
述した制御を行なうための第１の制御装置１１の構成を
詳細に示すブロック図である。

【００１５】同図において各制御用シリンダ７の高さを
ｈ₁〜ｈ₄、各制御用シリンダ７にかかる圧力をＰ₁〜
Ｐ₄、加圧シリンダ５の圧力をＰ_mとする。

【００１６】ｈ₁〜ｈ₄のパラメータによる制御装置１
１の高さ制御において、まず最小高さ決定部１４におい
てｈ₁〜ｈ₄から、最小値ｈ_minを検出する。このｈ
_minに各制御用シリンダの高さを一致させるため、ｈ₁
〜ｈ₄の高さをｈ_minにより減算部１５において減じる
ことで、各制御用シリンダ７の操作量δ₁〜δ₄を得
る。これらの操作量δ₁〜δ₄を制御則部１６におい
て、比例定数Ｒ_ｌを乗じ、制御量に変換し各高速バルブ
１２に制御信号を送ることで各制御用シリンダ７の高さ
を高速に一致させ、高さ制御を行う。

【００１７】一方、Ｐ₁〜Ｐ₄のパラメータによる第１
の制御装置１１の圧力制御において、まずＰ₁〜Ｐ₄の
圧力和Ｐを加算部１７により求め、各制御用シリンダ目
標圧力設定部１８において圧力和Ｐと加圧シリンダ加圧
力Ｐ_m，被圧縮物１にかけるべき目標実加圧力Ｐ_sをパ
ラメータとして、Ｐ′＝Ｐ_m−Ｐ_s（目標圧力和） δＰ＝Ｐ−Ｐ′ で偏差δＰが零になるように、各制御用シリンダ目標圧
力Ｐ₁′〜Ｐ₄′を設定する。最も簡単には偏差δＰを
４つの制御用シリンダ７に対し均等に分配して、Ｐ₁′
〜Ｐ₄′を決定するようにしてもよい。なお目標実加圧
力Ｐ_sは被圧縮物１の材質に応じ予め設定しておく。

【００１８】上記各制御用シリンダ目標圧力Ｐ₁′〜Ｐ
₄′とＰ₁〜Ｐ₄との差を減算部１９で求めることで、
操作量ε₁〜ε₄を得る。これらの操作量ε₁〜ε₄を
制御則部２０で比例定数Ｋ_pを乗じ、制御量に変換し、
各サーボバルブ１３に制御信号を送ることで各制御用シ
リンダ７にかかる圧力を徐々に制御用シリンダ目標圧力
Ｐ₁′〜Ｐ₄′に等しくするように圧力制御を行う。そ
の結果、被圧縮物にかかる圧力を目標実加圧力Ｐ_sで一
定に保つことができる。

【００１９】上記した２つの制御は高さ制御の方が優先
されており、高速バルブ１２により高速に制御し、圧力
制御の方はサーボバルブ１３を使用して徐々に制御して
いく方法を用いている。このため、互いの制御が干渉し
あうことはなく、制御用シリンダ７の制御という１つの
制御ループにおいて実現することができる。

【００２０】（Ｂ−II）マイクロコンピュータによる実
現上述した第１の制御装置１１の機能は、マイクロコンピ
ュータを用いても実現することができる。図３はそのと
きの第１の制御装置１１の処理手順を示すフローチャー
トである。まず、ステップＳ３１において各制御用シリ
ンダの高さｈ₁〜ｈ₄，各制御用シリンダにかかる圧力
Ｐ₁〜Ｐ₄，加圧シリンダの圧力Ｐ_mを各々のセンサよ
りＡ／Ｄ変換器１０を介して入力する。

【００２１】次にステップＳ３２において、ｈ₁〜ｈ₄
各々を比較することにより最小値ｈ_minを検出する。そ
の後、ステップＳ３３においてこのｈ_minに各制御用シ
リンダの高さを一致させるため、ｈ₁〜ｈ₄の高さをｈ
_minにより減じることで、各制御用シリンダ７の操作量
δ₁〜δ₄を得る。さらに操作量δ₁〜δ₄に比例定数
Ｒ_ｌを乗じ、制御量に変換し各高速バルブ１２に制御信
号を送ることで各制御用シリンダ７の高さを高速に操作
し高さを一致させる。

【００２２】そしてステップＳ３４において、Ｐ₁〜Ｐ
₄の圧力和Ｐを加算することにより求め、この圧力和Ｐ
と加圧シリンダ圧力Ｐ_m，予め設定された被圧縮物１に
かけるべき目標実加圧力Ｐ_sを下記のように比較を行
う。

【００２３】Ｐ′＝Ｐ_m−Ｐ_s（目標圧力和） δＰ＝Ｐ−Ｐ′ この偏差δＰが零になるように、各制御用シリンダ目標
圧力Ｐ₁′〜Ｐ₄′を設定する。次にステップＳ３５に
おいて目標圧力Ｐ₁′〜Ｐ₄′とＰ₁〜Ｐ₄との差を求
めることで、操作量ε₁〜ε₄を得る。さらに、これら
の操作量ε₁〜ε₄に比例定数Ｋ_pを乗じ、制御量に変
換し、各サーボバルブ１３に制御信号を送ることで各制
御用シリンダ７にかかる圧力を徐々に制御用シリンダ目
標圧力Ｐ₁′〜Ｐ₄′に等しくするように圧力操作を行
う。そして、ステップＳ３６において、プレスの完了が
確認されるまでステップＳ３１〜Ｓ３５を繰り返すこと
で、被圧縮物にかかる実加圧力を目標実加圧力Ｐ_sで一
定に保つことができる。

【００２４】上述したように、高さ及び圧力制御を１つ
の制御ループ中により実現したことにより、制御系を明
確化し、外部からの影響を減少させることができた。さ
らに計算機を導入することによって周囲の状況や被圧縮
物の状態に応じた微妙な調整も可能にした。また、高さ
制御は従来のように各制御用シリンダの速度を制御する
のでなく、直接各制御用シリンダの高さを制御すること
で、応答性，精度の向上が計れる。

【００２５】また、加圧シリンダ５の方には一切手を加
えないので従来の精度の悪いプレスにこの第１の制御装
置を取り付けることで、精度の向上が期待できる。Ｃ．第２の制御装置による第２の実施例（Ｃ−Ｉ）構成と動作図４は位置センサ８と圧力センサ９，２１から得られた
各制御用シリンダ７の高さ，各制御用シリンダ７にかか
る圧力及び加圧シリンダ５の圧力をパラメータとする前
述した制御を行なうための第２の制御装置１１の構成を
詳細に示すブロック図である。

【００２６】同図において各制御用シリンダ７の高さを
ｈ₁〜ｈ₄、各制御用シリンダ７にかかる圧力をＰ₁〜
Ｐ₄、加圧シリンダ５の圧力をＰ_mとする。

【００２７】ｈ₁〜ｈ₄のパラメータによる制御装置１
１の高さ制御において、まず高さ比較部１４においてｈ
₁〜ｈ₄を高い順に並べる。以下、高い順に並べたパラ
メータｌ₁〜ｌ₄に基づき、後に詳述する圧力分配率決
定部２１において、各制御用シリンダ７の圧力分配率θ
₁〜θ₄を決定する。

【００２８】また、目標圧力和設定部２２において加圧
シリンダ圧力Ｐ_m，被圧縮物１にかけるべき目標実加圧
力Ｐ_sより、Ｐ′＝Ｐ_m−Ｐ_s（目標圧力和）にて求まる目標圧力和Ｐ′を設定する。なお目標実加圧
力Ｐ_sは被圧縮物１の材質に応じ予め設定しておく。

【００２９】この目標圧力和Ｐ′に圧力分配率決定部２
１より得た圧力分配率θ₁〜θ₄を積算部２４において
積算し、その積算した値とＰ₁〜Ｐ₄との差を減算部１
５より求めることで操作量Ｕ₁〜Ｕ₄を得る。これらの
操作量Ｕ₁〜Ｕ₄を制御則部１６において、比例定数Ｒ
_ｌを乗じ、制御量に変換し各高速バルブ１２に制御信号
を送ることで各制御用シリンダ７の高さを高速に一致さ
せるように高さ制御を行なう。

【００３０】一方、Ｐ₁〜Ｐ₄のパラメータによる第２
の制御装置１１の圧力制御において、まずＰ₁〜Ｐ₄の
圧力和Ｐを加算部１７により求め、各制御用シリンダ目
標圧力設定部１８において圧力和Ｐと加圧シリンダ加圧
力Ｐ_m，被圧縮物１にかけるべき目標実加圧力Ｐ_sをパ
ラメータとして、Ｐ′＝Ｐ_m−Ｐ_s（目標圧力和） δＰ＝Ｐ−Ｐ′ で偏差δＰが零になるように、各制御用シリンダ目標圧
力Ｐ₁′〜Ｐ₄′を設定する。最も簡単には偏差δＰを
４つの制御用シリンダ７に対し均等に分配して、Ｐ₁′
〜Ｐ₄′を決定するようにしてもよい。また、高さ制御
との干渉をできるだけ避けるため、圧力分配率決定部２
１より得た圧力分配率θ₁〜θ₄に従って分配する方法
も考えられる。

【００３１】さらに、後に詳述するバイアス量設定部２
３において、加圧シリンダ加圧力Ｐ_mと圧力和Ｐとの差
により、測定実加圧力Ｐ_r（Ｐ_r＝Ｐ_m−Ｐ）が求ま
り、この測定実加圧力Ｐ_rと目標実加圧力Ｐ_sとの比較
に従って、バイアス量β（制御の微調整を行なう量）を
変更する。このバイアス量βを加算部２５により各目標
圧力Ｐ₁′〜Ｐ₄′に加え、さらに、その値とＰ₁〜Ｐ
₄の差を減算部１９で求めることで、目標操作量Ｑ₁〜
Ｑ₄を得る。

【００３２】これらの操作量Ｑ₁〜Ｑ₄を制御則部２０
で比例定数Ｋ_pを乗じ、制御量に変換し、各サーボバル
ブ１３に制御信号を送ることで各制御用シリンダ７にか
かる圧力を徐々に制御用シリンダ目標圧力Ｐ₁′〜
Ｐ₄′に等しくするように圧力制御を行う。その結果、
被圧縮物にかかる実加圧力を目標実加圧力Ｐ_sで一定に
保つことができる。

【００３３】上記した２つの制御は第１の制御装置同
様、高さ制御の方が優先されており、高速バルブ１２に
より高速に制御し、圧力制御の方はサーボバルブ１３を
使用して徐々に制御していく方法を用いている。このた
め、互いの制御が干渉しあうことは比較的少なく、制御
用シリンダ７の制御という１つの制御ループにおいて実
現することができる。

【００３４】また、バイアス量βをバイアス量設定部２
３で時々刻々算出して変化させることにより、目標圧力
Ｐ₁′〜Ｐ₄′に精度よく一致させることが可能となっ
た。

【００３５】（Ｃ−II）圧力分配率決定部による圧力分
配率決定方法圧力分配率決定部２２において圧力分配率
θ₁〜θ₄は次のように決定される。まず初期値として
この場合、圧力分配率θ₁〜θ₄は各々１／４に設定し
ておく。ここで高さｈ₁〜ｈ₄の偏差により、後に詳述
するように各補正パラメータμ₁〜μ₄を求める。そこ
で θ_i＝θ_i＋μ_i （ｉ＝１…４） …(I) (I) 式を実行することによって圧力分配率θ₁〜θ₄を
求めるのである。

【００３６】図５〜図７は、補正パラメータを求める一
例の流れを示すフローチャートである。ここで前述した
ようにｌ₁〜ｌ₄はｈ₁〜ｈ₄を高さ順にソーティング
したものである。またｘは予め定められた基本補正値，
ｙは偏差基準値であり、高さの差が偏差基準値ｙより大
きければ両者の高さに違いがある（大小関係がある）と
みなすパラメータである。

【００３７】図５〜図７に示すように、高さｌ₁〜ｌ₄
の違いにより、Ｃ１〜Ｃ１７の１７ケースに場合分けで
きる。以下、例をあげて補正パラメータμ₁〜μ₄の決
定フローの説明をする。

【００３８】例１．ｌ₁＝ｌ₂＞ｌ₃＞ｌ₄の場合ステップＳ１においてＹＥＳ，次段のステップＳ２にお
いてＮＯ，さらにステップＳ５においてｌ₂，ｌ₃の差
は偏差基準値ｙより大きいのでＹＥＳ，ステップＳ６に
おいても同様にＹＥＳ，従ってケースＣ３の補正パラメ
ータα₁〜α₄に決定する。ここで、ｈ₁＝ｌ₂，ｈ₂
＝ｌ₃，ｈ₃＝ｌ₄，ｈ₄＝ｌ₁であった場合、μ₁＝
α₂＝−ｘ，μ₂＝α₃＝（１／２）ｘ，μ₃＝α₄＝
（３／２）ｘ，μ₄＝α₁＝−ｘ，となり、（I)式に従
い、 θ₁＝θ₁−ｘ θ₂＝θ₂＋（１／２）ｘ θ₃＝θ₃＋（３／２）ｘ θ₄＝θ₄−ｘと圧力分配率を決定するのである。このように相対的に
高い制御用シリンダ７（高さｈ₁，ｈ₄）の圧力分配率
を下げ、低い制御用シリンダ７（高さｈ₂，ｈ₃）の圧
力分配率を上げることで高さの調整を行う。

【００３９】例２．ｌ₁＞ｌ₂＝（＜ｙ）ｌ₃，ｌ₃＝（＜ｙ）ｌ₄，ｌ₂＞ｌ₄の場合なお、例２において、Ａ＝（＜ｙ）Ｂは、ＡとＢとの差
がｙより小さいことを示す。したがって、例２の場合、
ステップＳ１にてＮＯ，ステップＳ８においてＹＥＳ，
次段のステップＳ９においてｌ₂，ｌ₃は、ほとんど違
わない（両者の差がｙより小さい）のでＮＯ，ステップ
Ｓ１１においてｌ₃，ｌ₄もほとんど違わないのでＮ
Ｏ，しかしながら、次段のステップＳ１２において
ｌ₂，ｌ₄の差は、無視できない（両者の差がｙより大
きい）ので、ＹＥＳとなりケースＣ１０と決定する。以
下の手順は前述した例１．と同様である。

【００４０】例１．，例２．で示したように高さｌ₁〜
ｌ₄の様々な偏差によって補正パラメータμ₁〜μ₄を
決定するのである。

【００４１】（Ｃ−III ）バイアス量設定部によるバイ
アス量設定方法（Ｃ−III −１）プレス加工時におけるバイアス量設定
の必要性目標実加圧力Ｐ_sが１０〜１５００（tw／
ｍ²）の大きなスパンで制御用シリンダをサーボ制御す
るためには、目標実加圧力Ｐ_sに応じた適当なバイアス
量をサーボ指令への操作量に加味した方が精度が向上す
ることが経験により知られている。しかしながら、予め
マシンの立上り時に適当なバイアス量を設定しておいて
もプレス加工中に、周囲条件（油温，周囲温度等）によ
り、圧力精度が期待通り得られない場合がある。このた
め、バイアス量βをプレス加工時においても設定し直す
必要性がある。

【００４２】（Ｃ−III −２）バイアス量設定方法バイアス量設定部２３において、バイアス量βは次のよ
うにして設定される。まず測定実加圧力Ｐ_rと目標実加
圧力をＰ_sの比較により、Ｐ_r＜Ｐ_s であれば、目標実加圧力Ｐ_sに応じて予め設定しておい
たバイアス量βが大きいとみなし、バイアス調整値γ
（＞０）を用い β＝β−γ とすることでバイアス量βを低く設定し直す。一方、Ｐ_r＞Ｐ_s であれば、予め設定しておいたバイアス量βが小さいと
みなし、 β＝β＋γ とすることで、バイアス量βを高く設定しなおす。ま
た、Ｐ_r＝Ｐ_s であれば、バイアス量βは、正確だと判断し、変更しな
い。

【００４３】（Ｃ−III −３）バイアス量設定による効
果このようにプレス加工中において随時、測定実加圧Ｐ_r
と目標実加圧力Ｐ_sの比較を行いながらバイアス量βを
変更することでどのような使用条件でも、誤差が５．５
％以内に制御できるようになった。

【００４４】（Ｃ−IV）マイクロコンピュータによる実
現上述した第２の制御装置１１の機能は、マイクロコンピ
ュータを用いても実現することができる。図８はそのと
きの制御装置１１の処理手順を示すフローチャートであ
る。まず、ステップＳ４１において各制御用シリンダの
高さｈ₁〜ｈ₄，各制御用シリンダにかかる圧力Ｐ₁〜
Ｐ₄，加圧シリンダの圧力Ｐ_mを各々のセンサよりＡ／
Ｄ変換器１０を介して入力する。

【００４５】次にステップＳ４２において、ｈ₁〜ｈ₄
各々を比較することにより高い順にｌ₁〜ｌ₄とソーテ
ィングする。その後、ステップＳ４３において高い順に
並べたパラメータｌ₁〜ｌ₄に基づき、（Ｃ−II）で述
べた圧力分配率決定方法により、各制御用シリンダ７の
圧力分配率θ₁〜θ₄を決定する。次にステップＳ４４
において、加圧シリンダ圧力Ｐ_m，被圧縮物１にかける
べき目標実加圧力Ｐ_sより、Ｐ′＝Ｐ_m−Ｐ_s（目標圧力和）を求め、この目標圧力和Ｐ′にステップＳ４３より得た
圧力分配率θ₁〜θ₄を積算し、さらにその積算した値
とＰ₁〜Ｐ₄との差を求めることで操作量δ₁〜δ₄を
得る。さらにこの操作量δ₁〜δ₄に比例定数Ｒ_ｌを乗
じ、制御量に変換し各高速バルブ１２に制御信号を送る
ことで各制御用シリンダ７の高さを高速に操作し高さを
一致させる。

【００４６】そしてステップＳ４５において、Ｐ₁〜Ｐ
₄の圧力和Ｐを加算することにより求め、この圧力和Ｐ
と加圧シリンダ加圧力Ｐ_m，予め設定された被圧縮物１
にかけるべき目標圧力Ｐ_sを下記のように比較を行う。

【００４７】Ｐ′＝Ｐ_m−Ｐ_s（目標圧力和） δＰ＝Ｐ−Ｐ′ この偏差δＰが零になるように、各制御用シリンダ目標
圧力Ｐ₁′〜Ｐ₄′を設定する。

【００４８】さらに、ステップＳ４６において加圧シリ
ンダ加圧力Ｐ_mと圧力和Ｐとの差により、測定実加圧力
Ｐ_r（Ｐ_r＝Ｐ_m−Ｐ）を求め、この測定実加圧力Ｐ_r
と目標実加圧力Ｐ_sとの比較に基づき、（Ｃ−III ）で
述べたバイアス量決定方法によりバイアス量βを求め
る。そして、ステップＳ４７においてこのバイアス量β
を各目標圧力Ｐ₁′〜Ｐ₄′に加え、さらにその値とＰ
₁〜Ｐ₄との差を求めた量を目標操作量Ｑ₁〜Ｑ₄とす
る。さらに、これらの目標操作量Ｑ₁〜Ｑ₄に比例定数
Ｋ_pを乗じ、制御量に変換し、各サーボバルブ１３に制
御信号を送ることで各制御用シリンダ７にかかる圧力を
徐々に制御用シリンダ目標圧力Ｐ₁′〜Ｐ₄′に等しく
するように圧力操作を行う。そして、ステップＳ４８に
おいて、プレスの完了が確認されるまでステップＳ４１
〜Ｓ４７を繰り返すことで、スライド４の平衡度を保
ち、被圧縮物にかかる実圧力Ｐ_rを目標実加圧力Ｐ_sで
一定に保つことができる。

【００４９】上述したように、第１の制御装置同様、高
さ及び圧力制御を１つの制御ループ中に実現したことに
より、制御系を明確化し、外部からの影響を減少させる
ことができた。さらに計算機を導入することによって周
囲の状況や被圧縮物の状態に応じた微妙な調整も可能に
した。また、高さ制御は従来のように各制御用シリンダ
の速度を制御するのでなく、直接各制御用シリンダの高
さを制御することで、応答性，精度の向上が計れる。

【００５０】また、加圧シリンダ５の方には一切手を加
えないので従来の精度の悪いプレスにこの制御装置を取
り付けることで、精度の向上が期待できる。

【００５１】さらに、圧力分配率，バイアス量を考慮し
た制御を行っているため、Ｂ．で述べた第１の制御装置
に比べ、精度の高い高さ及び圧力制御を行うことができ
る。Ｄ．圧力制御のみの第３の実施例Ｃ．で述べた第２の制御装置による第２の実施例の圧
力制御のみを用いても、かなりの効果を得ることが期待
できる。図９は第３の実施例であるプレス制御装置の概
略説明図である。その構成と動作はＡ．，Ｃ．で既に述
べたので説明は省略する。

【００５２】この実施例は第１，第２の実施例に比べ制
御対象が１つ（圧力）に絞れることにより、高さ，圧力
制御間の干渉の考慮は全く必要としない，装置の簡略化
（位置センサ不要、制御装置１１の簡略化）が計れる等
の利点がある。Ｅ．補足尚、第１〜第３の上記実施例では制御則として比例制
御を用いたが、被圧縮物の特性あるいは油圧系によって
は微分制御，積分制御又はフィードフォワード制御等も
実行することは可能である。また、第１及び第２の実施
例では高さ制御用バルブ１２および圧力制御用バルブ１
３を１つのバルブで併用することにより、装置の簡略化
を図ることも可能である。

【００５３】また、第３の実施例では、サーボバルブを
用いたが、代りに高速バルブを用いることにより、高速
な制御が実現できることは勿論である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、操作量決定手段は、目標圧力和決定手段により得ら
れた目標圧力和と各制御用シリンダにかかる圧力和の圧
力差を求め、この圧力差と各制御用シリンダにかかる個
々の圧力値に基づいた量に、比較手段の結果に基づき実
加圧力が目標実加圧力より大きければ増加し小さければ
減少するバイアス量を加えることにより各制御用シリン
ダの操作量を決定している。

【００５５】その結果、バイアス量を実加圧力と目標実
加圧力との比較結果にともない随時変化させることがで
きるため、どのような使用条件でも、誤差を最小限に抑
えて被圧縮物に加わる圧力を常に一定に保つように制御
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１及び第２の実施例であるプレス
制御装置の構成を示す説明図である。

【図２】図１における第１の制御装置の構成を詳細に示
すブロック図である。

【図３】第１の制御装置にマイクロコンピュータを用い
た場合の処理手順を示すフローチャートである。

【図４】図１における第２の制御装置の構成を詳細に示
すブロック図である。

【図５】第２の制御装置の圧力分配率決定部における補
正パラメータを求める流れを示すフローチャートであ
る。

【図６】第２の制御装置の圧力分配率決定部における補
正パラメータを求める流れを示すフローチャートであ
る。

【図７】第２の制御装置の圧力分配率決定部における補
正パラメータを求める流れを示すフローチャートであ
る。

【図８】第２の制御装置にマイクロコンピュータを用い
た場合の処理手順を示すフローチャートである。

【図９】圧力制御のみの第３の実施例を示す制御装置の
概略説明図である。

【図１０】スライド（上金型）が平衡になりにくい被圧
縮物の状態を示す図である。

【符号の説明】

１被圧縮物４スライド５加圧シリンダ６ベッド７制御用シリンダ８位置センサ９圧力センサ１１制御装置１２高速バルブ１３サーボバルブ２１圧力分配率決定部２３バイアス量設定部２６サーボアンプ２７サーボバルブ

フロントページの続き (72)発明者木邑信夫兵庫県神戸市兵庫区石井町６丁目６−21 (72)発明者広田敏兵庫県神戸市灘区篠原伯母野山町２−３− １

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プレス装置の加圧シリンダにより被圧縮
物にかかる実加圧力を制御する装置であって、ベッド上
に配設されてスライドを支持する複数の制御用シリンダ
と、前記加圧シリンダに備えつけられ前記加圧シリンダ
にかかる圧力を検出する第１の圧力センサと、各前記制
御用シリンダに備えつけられ前記制御用シリンダにかか
る圧力を検出する第２の圧力センサと、前記第１の圧力
センサより得られた前記加圧シリンダの加圧力と予め設
定された目標実加圧力の差より各前記制御用シリンダの
目標圧力和を求める目標圧力和決定手段と、前記第１の
圧力センサより得られた前記加圧シリンダの加圧力と前
記第２の圧力センサより得られた各前記制御用シリンダ
にかかる圧力和との差により実加圧力を測定する実加圧
力測定手段と、前記実加圧力測定手段より得られた実加
圧力と予め設定された目標実加圧力を比較する比較手段
と、前記目標圧力和決定手段により得られた目標圧力和
と各前記制御用シリンダにかかる圧力和の圧力差を求
め、この圧力差と各制御用シリンダにかかる個々の圧力
値に基づいた量に、前記比較手段の結果に基づき前記実
加圧力が前記目標実加圧力より大きければ増加し小さけ
れば減少するバイアス量を加えることにより各前記制御
用シリンダの操作量を決定する操作量決定手段と、前記
操作量だけ操作すべく各前記制御用シリンダを制御する
制御手段とを備えたプレス制御装置。