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JPH11267899A - Control device for servo press - Google Patents

Control device for servo press

Info

Publication number
JPH11267899A
JPH11267899A JP9404098A JP9404098A JPH11267899A JP H11267899 A JPH11267899 A JP H11267899A JP 9404098 A JP9404098 A JP 9404098A JP 9404098 A JP9404098 A JP 9404098A JP H11267899 A JPH11267899 A JP H11267899A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slide
molding
bottom dead
servo
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9404098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Inoue
井上和久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aida Engineering Ltd
Original Assignee
Aida Engineering Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aida Engineering Ltd filed Critical Aida Engineering Ltd
Priority to JP9404098A priority Critical patent/JPH11267899A/en
Publication of JPH11267899A publication Critical patent/JPH11267899A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Presses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for a servo press, which can hold a high speed slide elevating movement, obtain a required molding pressure during molding, and improve product accuracy and productivity. SOLUTION: Based on the signal of a vibration sensor 13 detecting the vibration of a servo press main body, specific frequency and a maximum output value of the molding are outputted from a frequency assumption part 22, and are compared with the data which is calculated in advance or obtained by trial punching, so as to input the signal of a comparator 23 outputted when the data are matched, in to a selector 28. From the condition that a machine driving torque 27 computed based on the set servo amplifier maximum current 26 is selected so as to process the slide at high speed, the molding torque computed from the set molding pressure 29 is selected, so as to lower the slide at a required molding pressure. Further, when a bottom dead point judge 25 outputs the bottom dead point signal from the slide position and the speed information computed based on the output of an encoder 10, the machine driving torque 27 is again selected, so as to rise the slide at high speed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、サーボモータを駆
動源としてスライドを昇降運動させるサーボプレスの制
御装置に関し、特にスライドのプレス成形領域における
成形圧力を制御するとともに、非プレス成形領域におけ
るスライド速度を高速に制御することの出来るサーボプ
レスの制御装置に関し、製品精度を向上させ、かつ生産
効率を向上させる場合に有効である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo press controller for moving a slide up and down by using a servo motor as a drive source, and more particularly to controlling a molding pressure in a press molding region of a slide and a slide speed in a non-press molding region. A control device for a servo press capable of controlling the speed of a servo press at a high speed is effective for improving product accuracy and improving production efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】サーボモータを駆動源としてスライドを
昇降運動させるサーボプレスを、プレス成形領域におい
て成形圧力を制御するために、非プレス成形領域におい
ても成形圧力相当のモータ発生トルクに一律に制限する
ことで、スライド動作領域全域で低応答な速度制御を行
っていた。また、成形開始点のスライド位置を設定して
成形圧力の制御を始め、下死点位置で成形圧力制御を終
わり、下死点から次の成形開始点まではスライド速度を
高速に制御していた。
2. Description of the Related Art In order to control a molding pressure in a press molding region, a servo press that moves a slide up and down by using a servomotor as a driving source is uniformly limited to a motor generated torque corresponding to the molding pressure even in a non-press molding region. As a result, low-speed response control was performed over the entire slide operation area. Also, the slide position of the molding start point was set to start controlling the molding pressure, the molding pressure control was ended at the bottom dead center position, and the slide speed was controlled at a high speed from the bottom dead center to the next molding start point. .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
スライド動作領域全域で成形圧力に相当した一定のモー
タ発生トルクに制限されるため、急激な位置、速度指令
に対して実際のモータ速度が応答遅れを生じ、高速なス
ライド昇降運動を行うことが出来ず、生産性が低下して
いた。また、成形開始点のスライド位置を設定している
が、成形による発熱により金型が膨張して成形開始点が
変位し、あるいは金型に供給する材料の厚さの誤差によ
り成形開始点が変位する。これらの要因のため、成形開
始点が早くなり加圧力制御が遅れると、成形に無理が生
じ、製品精度を低下させ、不良品を発生させた。これを
避けるため、あらかじめ成形開始点のスライド位置を高
く設定すれば、スライドの1ストロークに要する時間が
伸び、生産性を低下させると言う欠点があった。
In the above-mentioned prior art,
Since the motor generated torque corresponding to the molding pressure is limited in the entire slide operation area, the actual motor speed causes a response delay to a sudden position and speed command, and high-speed slide up and down movement can be performed. And productivity was reduced. Although the slide position of the molding start point is set, the mold expands due to heat generated by molding and the molding start point is displaced, or the molding start point is displaced due to an error in the thickness of the material supplied to the mold. I do. Due to these factors, if the molding starting point is earlier and the pressing force control is delayed, the molding is unreasonable, the product accuracy is reduced, and defective products are generated. In order to avoid this, if the slide position of the molding start point is set high in advance, there is a drawback that the time required for one stroke of the slide increases and the productivity decreases.

【0004】本発明の目的は、上述の課題を解決し、高
速なスライド昇降運動を犠牲にすることなく、成形中の
成形圧力を所要の設定圧力に適時に制御し、製品精度と
生産性を向上することの出来るサーボプレスの制御装置
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to control the molding pressure during molding to a required set pressure in a timely manner without sacrificing a high-speed slide elevating movement, thereby improving product accuracy and productivity. An object of the present invention is to provide a servo press control device that can be improved.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、サーボモータを駆動源としてスライド
を昇降運動させるサーボプレスの制御装置において、サ
ーボプレス本体の振動を検出する振動センサと、この振
動センサの検出した振動から、その成形に発生する特定
周波数と最大出力値を推定し出力する周波数推定部と、
あらかじめ制御装置に設定された算出、または試し打ち
で得たその成形における特定周波数と最大出力値のデー
タと、周波数推定部の出力とを比較し、合致した場合に
出力する比較器と、サーボモータに設けたエンコーダの
出力から演算されるスライド位置及び速度情報を入力
し、これを判別して下死点位置の信号を出力する下死点
判別とを具備し、比較器と下死点判別との出力より得ら
れるプレス成形領域で成形圧力を制御するとともに、非
プレス成形領域ではスライドを高速運動させるようサー
ボモータを制御する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a vibration sensor for detecting vibration of a servo press body in a servo press control device for moving a slide up and down by using a servo motor as a drive source. And a frequency estimating unit that estimates and outputs a specific frequency and a maximum output value generated in the molding from the vibration detected by the vibration sensor,
A comparator which compares the data of the specific frequency and the maximum output value in the molding obtained by the calculation or trial hitting set in the control device in advance with the output of the frequency estimating unit, and outputs a signal when they match, and a servo motor Input the slide position and speed information calculated from the output of the encoder provided in the bottom dead center discriminator that discriminates this and outputs a signal of the bottom dead center position; In addition to controlling the molding pressure in the press molding area obtained from the output of the above, the servo motor is controlled so that the slide moves at high speed in the non-press molding area.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1から図5に本発明におけるサ
ーボプレスの制御装置の一実施例を示す。図1は、本発
明の基本構成を示し、図2は、図1におけるサーボプレ
ス本体7を制御する制御装置1の細部構成を示すブロッ
ク図であり、図3から図5は、制御装置1の細部を説明
するための図面である。
1 to 5 show an embodiment of a servo press control device according to the present invention. FIG. 1 shows a basic configuration of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a control device 1 for controlling the servo press body 7 in FIG. 1, and FIGS. It is a drawing for explaining details.

【0007】図1において、サーボプレス本体7は、数
値制御出来るサーボモータ9で減速機構8を介してスラ
イド11を昇降運動させ、スライド11とボルスタ12
とに図示していない金型を取り付け、金型に供給した材
料をプレス加工する。サーボモータ9は、制御装置1の
出力で制御され、スライド11位置及び速度は、サーボ
モータ9直結のエンコーダ10の出力信号を制御装置1
に供給して得られる。サーボプレス本体7に設けた振動
センサ13は、サーボプレス本体7の振動を検出した出
力信号を制御装置1に供給する。制御装置1は、データ
表示部2、データ入力部3、数値制御装置4、サーボア
ンプ5及びアンプ6からなり、詳細は図2によって説明
する。
In FIG. 1, a servo press body 7 moves up and down a slide 11 via a speed reduction mechanism 8 by a servo motor 9 which can be numerically controlled, and a slide 11 and a bolster 12
Then, a mold (not shown) is attached, and the material supplied to the mold is pressed. The servo motor 9 is controlled by the output of the control device 1, and the position and speed of the slide 11 are controlled by the output signal of the encoder 10 directly connected to the servo motor 9.
To be obtained. The vibration sensor 13 provided on the servo press body 7 supplies an output signal, which has detected the vibration of the servo press body 7, to the control device 1. The control device 1 includes a data display unit 2, a data input unit 3, a numerical control device 4, a servo amplifier 5, and an amplifier 6, which will be described in detail with reference to FIG.

【0008】図2において、データ入力部3には所要の
成形データを入力する。振動センサ13が検出する広域
の周波数を含む振動出力は、図4に示す成形開始点P1
で、スライド昇降運動では発生しない成形特有の数十m
sから数百ms振動とスライド昇降運動の振動とが含ま
れる。成形による振動で位置偏差、トルク指令にも影響
が出る。フィルタ21は、成形特有の図5に示す周波数
fa近傍だけを通過させる。この周波数faは、成形に
おける材料の板厚、加工速度、材質、加工方法等により
それぞれ異なった特定の周波数、出力レベルの固有のデ
ータとなる。周波数推定部22は、この固有データの推
移より振動周波数データ(fa)とその最大出力値を推
定する。状況によりこの周波数faは、数点になること
もある。
In FIG. 2, required data is input to a data input unit 3. The vibration output including the wide-range frequency detected by the vibration sensor 13 corresponds to the molding start point P1 shown in FIG.
Tens of meters specific to molding that do not occur in slide elevating movement
s to several hundred ms vibration and vibration of slide elevating movement are included. The vibration caused by molding affects the position deviation and torque command. The filter 21 allows only the vicinity of the frequency fa shown in FIG. The frequency fa is specific data of a specific frequency and an output level which are different depending on the thickness of the material, the processing speed, the material, the processing method, and the like in molding. The frequency estimating unit 22 estimates vibration frequency data (fa) and its maximum output value from the transition of the unique data. Depending on the situation, the frequency fa may be several points.

【0009】比較器23は周波数faの振動周波数、最
大出力値を、加工データ18、19に蓄積されたあらか
じめ算出、または試し打ちで得た成形データと比較し、
当該成形の周波数faと一致したと判断すると、スライ
ドが成形開始点に到達したとして、その出力信号をセレ
クタ28に入力する。位置及び速度情報24のスライド
位置とスライド速度から下死点判別25は下死点を判別
すると、下死点出力をセレクタ28に入力する。入力さ
れたサーボアンプ最大出力電流26は、機械仕様38の
条件を入れて演算部30で演算し、最大モータ発生トル
クである機械駆動トルク27を決定する。入力された成
形圧力29は、同様に演算部30で成形時のモータ発生
トルクを演算し、成形トルク31を決定する。機械駆動
トルク27と成形トルク31もセレクタ28に入力す
る。
The comparator 23 compares the vibration frequency of the frequency fa and the maximum output value with the pre-calculated or trial-formed molding data stored in the machining data 18 and 19,
When it is determined that the frequency matches the molding frequency fa, the output signal is input to the selector 28 assuming that the slide has reached the molding start point. When the bottom dead center determination 25 determines the bottom dead center from the slide position and the slide speed of the position and speed information 24, the bottom dead center output is input to the selector 28. The input maximum output current 26 of the servo amplifier is calculated by the calculation unit 30 in consideration of the conditions of the machine specification 38 to determine the machine drive torque 27 which is the maximum motor generated torque. Based on the input molding pressure 29, the calculation unit 30 similarly calculates the motor generated torque during molding to determine the molding torque 31. The mechanical drive torque 27 and the forming torque 31 are also input to the selector 28.

【0010】セレクタ28は、比較器23が成形開始点
を判断しない場合は、機械駆動トルク27を選択し、周
波数faを判断した出力を入力すると、成形トルク31
を選択する。その後、下死点判別25から下死点出力を
入力すると、再び機械駆動トルク27を選択する。セレ
クタ28が選択したトルク値27、31は、トルクリミ
ッタ37に入力し、サーボモータ9のモータ発生トルク
を制御する。
When the comparator 23 does not determine the molding start point, the selector 28 selects the mechanical drive torque 27 and inputs an output that has determined the frequency fa.
Select Thereafter, when the bottom dead center output is input from the bottom dead center determination 25, the mechanical drive torque 27 is selected again. The torque values 27 and 31 selected by the selector 28 are input to a torque limiter 37 to control the motor generated torque of the servo motor 9.

【0011】図3は、本発明により制御されたサーボモ
ータ9のモータ速度とトルク指令を示す。スライド11
が上死点Y1から下死点Y5まで下降し下死点Y5に到
達する間に、Y1からY4までは機械駆動トルク27に
より、位置指令生成部34の指令による位置・速度制御
のもとに、Y1からY2まではトルク指令値Ta2によ
り増速し、Y2からY3まではトルク指令値Tbにより
一定(最大)速度で下降し、Y3からY4まではトルク
指令値Tr2により減速し、Y4で成形トルク31が入
力したトルクリミッタ37が動作し、トルク指令値Tp
2の成形トルクに制限されたまま下死点Y5に到達す
る。下死点到達を判断した下死点判別25の出力で機械
駆動トルク27を再び選択し、その出力が入力したセレ
クタ28とトルクリミッタ37が連動し、トルク指令値
−Ta2等よりサーボモータ9が最大電流範囲内で逆転
制御され、Y6から上死点までスライド11は高速で上
昇運動を行う。
FIG. 3 shows the motor speed and torque command of the servo motor 9 controlled according to the present invention. Slide 11
Falls from the top dead center Y1 to the bottom dead center Y5 and reaches the bottom dead center Y5, from Y1 to Y4 by the mechanical drive torque 27 under the position / speed control by the command of the position command generating unit 34. , From Y1 to Y2, the speed is increased by the torque command value Ta2; from Y2 to Y3, the speed is decreased at a constant (maximum) speed by the torque command value Tb; The torque limiter 37 to which the torque 31 is input operates, and the torque command value Tp
It reaches the bottom dead center Y5 while being restricted to the molding torque of 2. The mechanical drive torque 27 is again selected based on the output of the bottom dead center determination 25 that has determined that the bottom dead center has been reached, and the selector 28 and the torque limiter 37 to which the output has been input interlock, and the servo motor 9 is driven by the torque command value −Ta2 or the like. The reverse rotation is controlled within the maximum current range, and the slide 11 moves up at a high speed from Y6 to the top dead center.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、振動センサで得た振動の周波数特性から成形
開始点を判断するとともに、スライド位置と速度の情報
から下死点を判別し、この間のプレス成形領域で所要の
成形圧力が得られるようサーボモータ出力を所要の成形
トルクに制御し、他の非プレス成形領域でスライドを高
速運動させるようサーボモータのトルクを制御したの
で、成形が良好で高精度に出来、かつ生産性を向上出来
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the molding start point is determined from the frequency characteristics of the vibration obtained by the vibration sensor, and the bottom dead center is determined from the slide position and speed information. Then, the servomotor output was controlled to the required molding torque so that the required molding pressure was obtained in the press molding area during this time, and the servomotor torque was controlled to move the slide at high speed in other non-press molding areas. Good molding can be performed with high accuracy and productivity can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例におけるシステム基本構成の説
明図
FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic system configuration in an embodiment of the present invention.

【図2】同じく、制御装置のブロック図FIG. 2 is a block diagram of a control device.

【図3】同じく、下降ストロークにおけるモータ速度並
びにトルク指令と時間との態様線図
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between a motor speed and a torque command and time during a descending stroke.

【図4】同じく、成形開始点の位置偏差、トルク指令並
びに振動センサ出力と時間との態様線図
FIG. 4 is also a diagram showing the positional deviation of the molding start point, the torque command, the output of the vibration sensor and the time.

【図5】同じく、振動センサ出力と周波数との周波数特
性図
FIG. 5 is a frequency characteristic diagram of the output of the vibration sensor and the frequency.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は制御装置、2はデータ表示部、3はデータ入力部、
4は数値制御装置、5はサーボアンプ、6はアンプ、7
はサーボプレス本体、8は減速機構、9はサーボモー
タ、10はエンコーダ、11はスライド、12はボルス
タ、13は振動センサ、18、19は加工データ、21
はフィルタ、22は周波数推定部、23は比較器、24
は位置及び速度情報、25は下死点判別、26はサーボ
アンプ最大電流、27は機械駆動トルク、28はセレク
タ、29は成形圧力、30は演算部、31は成形トル
ク、34は位置指令生成部、35は位置制御部、36は
速度制御部、37はトルクリミッタ、38は機械仕様、
である。
1 is a control device, 2 is a data display unit, 3 is a data input unit,
4 is a numerical controller, 5 is a servo amplifier, 6 is an amplifier, 7
Is a servo press body, 8 is a speed reduction mechanism, 9 is a servo motor, 10 is an encoder, 11 is a slide, 12 is a bolster, 13 is a vibration sensor, 18, 19 are machining data, 21
Is a filter, 22 is a frequency estimator, 23 is a comparator, 24
Is position and speed information, 25 is bottom dead center determination, 26 is servo amplifier maximum current, 27 is mechanical drive torque, 28 is a selector, 29 is a molding pressure, 30 is a calculation unit, 31 is a molding torque, and 34 is a position command generation. , 35 is a position control unit, 36 is a speed control unit, 37 is a torque limiter, 38 is a machine specification,
It is.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】サーボモータを駆動源としてスライドを昇
降運動させるサーボプレスの制御装置において、サーボ
プレス本体の振動を検出する振動センサと、この振動セ
ンサの検出した振動から、その成形時に発生する特定周
波数と最大出力値を推定し出力する周波数推定部と、あ
らかじめ制御装置に設定されたその成形における特定周
波数と最大出力値のデータと、前記周波数推定部の出力
とを比較し、合致した場合に出力する比較器と、サーボ
モータに設けたエンコーダの出力から演算されるスライ
ド位置及び速度情報を入力し、これを判別して下死点位
置の信号を出力する下死点判別と、を具備し、前記比較
器と前記下死点判別との出力より得られるプレス成形領
域で成形圧力を制御するとともに、非プレス成形領域で
はスライドを高速運動させるよう前記サーボモータを制
御することを特徴とするサーボプレスの制御装置。
An apparatus for controlling a servo press, which moves a slide up and down by using a servo motor as a drive source, comprises a vibration sensor for detecting a vibration of the servo press body, and a vibration generated by the vibration sensor, the identification being generated at the time of molding. A frequency estimating unit for estimating and outputting a frequency and a maximum output value, and data of a specific frequency and a maximum output value in the shaping set in advance in the control device, and comparing the output of the frequency estimating unit with each other. And a bottom dead center discriminator that inputs slide position and speed information calculated from the output of an encoder provided in the servo motor, discriminates the information, and outputs a signal of the bottom dead center position. In addition, while controlling the molding pressure in the press molding area obtained from the output of the comparator and the bottom dead center discrimination, the slide speed is high in the non-press molding area. Servo press control device and controls the servo motor so as to dynamic.
JP9404098A 1998-03-23 1998-03-23 Control device for servo press Pending JPH11267899A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007083290A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Komatsu Sanki Kk Press device
CN102107544A (en) * 2010-12-21 2011-06-29 南京埃斯顿数字技术有限公司 Pressure control method for servo crank press
CN103660361A (en) * 2013-12-11 2014-03-26 南京航空航天大学 Control system for servo press

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