特開 2024-20682 電動プレス装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024020682

(43)【公開日】2024-02-15

(54)【発明の名称】電動プレス装置

(51)【国際特許分類】

   B30B 15/14 20060101AFI20240207BHJP

   B30B 15/28 20060101ALI20240207BHJP

【ＦＩ】

B30B15/14 B

B30B15/28 P

B30B15/28 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022123038

(22)【出願日】2022-08-02

(71)【出願人】

【識別番号】000002244

【氏名又は名称】株式会社ジャノメ

(72)【発明者】

【氏名】比留間 健一郎

【テーマコード（参考）】

4E089

【Ｆターム（参考）】

4E089EA01

4E089EB02

4E089EC01

4E089ED02

4E089EE01

4E089EF08

4E089FA09

4E089FB05

4E089FC03

(57)【要約】

【課題】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。
【解決手段】ワークＷに対して加圧作業を行うラム１と、ラム１にかかる荷重を検出する荷重検出部３１と、目標停止荷重値ＬTを記憶する目標停止荷重記憶部１５と、荷重検出部３１が目標停止荷重値ＬTを検出したときにラム１を停止させる停止部２１と、減速荷重率Ｒを記憶する減速荷重率記憶部１６と、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を検出したときに、ラム１の速度を設定速度ＶLにまで減速させるように制御する速度制御部２２と、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とを備える電動プレス装置である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項4】

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。

【請求項5】

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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動プレス装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－３３５６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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。

【発明の効果】

【0010】

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。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】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。

【図6】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。

【図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１の例（自動設定方法）を示すフローチャートである。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】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。

【図11】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。

【図12】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。

【図13】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。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

＜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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

＜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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

＜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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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）

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

【数1】

（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）

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【符号の説明】

【0060】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】