專利名稱：模墊控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模墊控制設(shè)備，用于在沖壓機(jī)中進(jìn)行模墊控制。
背景技術(shù)：
在沖壓機(jī)中，當(dāng)隨著一套模具沿沖壓軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在該套模具之間沖壓金屬薄板時(shí)，進(jìn)行模墊控制以防止金屬薄板被施以突發(fā)壓力，以及減緩施加給金屬薄板的壓力的變化。
傳統(tǒng)上，沖壓機(jī)的模墊控制設(shè)備進(jìn)行水壓或氣壓控制。由驅(qū)動(dòng)設(shè)備的沖壓軸所移動(dòng)提供的上層模具向下運(yùn)動(dòng)，擊打金屬薄板，隨后，該模墊控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)壓力控制。然而，在使用水壓或氣壓的模墊控制的開情況下，控制信號(hào)的提供和響應(yīng)之間有時(shí)延。由于這個(gè)原因，當(dāng)壓力開始時(shí)，金屬薄板沒有接收到由撞擊所形成的壓力涌(surge pressure)，很難用這種方法進(jìn)行控制。
為了解決這個(gè)問題，提出了一種模墊設(shè)備(見JP 10-202327A)，其具有用于提高或降低模墊元件的伺服電動(dòng)機(jī)，，以及在模墊元件沖擊的位置控制和用該伺服電動(dòng)機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)矩控制的壓力控制之間切換時(shí)使用。
正如JP10-202327A中描述的發(fā)明，在模墊設(shè)備通過伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模墊元件，并且在壓力控制和模墊元件擊打的位置控制之間進(jìn)行切換的情況下，當(dāng)在模墊元件和沖壓軸驅(qū)動(dòng)設(shè)備所驅(qū)動(dòng)的上層模具之間沖壓金屬薄板時(shí)進(jìn)行壓力控制；在其它的時(shí)間段內(nèi)，進(jìn)行位置控制。進(jìn)行位置控制以驅(qū)動(dòng)控制伺服電動(dòng)機(jī)，使得跟隨命令的位置。當(dāng)對(duì)模墊單元施加很大的力時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生巨大的轉(zhuǎn)矩用來維持命令的位置并且采取動(dòng)作維持該位置。金屬薄板由于這個(gè)原因，正如在沖壓機(jī)或類似物調(diào)整中，模具變化期間或者位置控制期間，如果沖壓軸驅(qū)動(dòng)設(shè)備所驅(qū)動(dòng)的上層模具擊打模墊元件，或者如果沖壓軸由模墊元件和固定在沖壓軸上的上層模具之間沖壓的外界物質(zhì)驅(qū)動(dòng)以向模墊元件等施加很大的力，就會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊力，這會(huì)對(duì)模墊元件和一些情況下的模具產(chǎn)生巨大的損害。
作為模墊控制設(shè)備，還有另一種熟知的設(shè)備，其中，在上層模具和模墊元件接觸之前，在遠(yuǎn)離上層模具的方向上，模墊元件以比沖壓軸驅(qū)動(dòng)設(shè)備所驅(qū)動(dòng)的上層模具的運(yùn)動(dòng)速度要慢的速度開始運(yùn)動(dòng)，控制模墊元件，使得在以不同的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)期間擊打上層模具，從而能夠減少在碰撞或類似情況下所產(chǎn)生的擊打噪音。
在由模墊控制設(shè)備進(jìn)行這樣的控制的情況下，如果由于其它原因例如誤設(shè)置和誤操作該沖壓擊打模墊，并且當(dāng)該控制沒有切換到壓力控制時(shí)進(jìn)行位置控制，則模墊要求的位置和模墊的實(shí)際位置相互偏離。然后伺服電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生巨大的轉(zhuǎn)矩，以維持所要求的位置，這會(huì)導(dǎo)致一個(gè)問題，即產(chǎn)生機(jī)械損害，例如對(duì)模墊元件的損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的模墊控制設(shè)備用于沖壓機(jī)，該沖壓機(jī)在沿沖壓軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一套模具之間沖壓金屬薄板，同時(shí)控制施加在金屬薄板上的壓力。所述模墊控制設(shè)備包括模墊元件，用于通過該套模具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)緩沖施加在金屬薄板的壓力；伺服電動(dòng)機(jī)，用于在沖壓軸方向移動(dòng)該模墊元件；以及控制器，用于通過選擇進(jìn)行該模墊元件的位置控制或壓力控制來控制該伺服電動(dòng)機(jī)，并且具有轉(zhuǎn)矩極限裝置，該轉(zhuǎn)矩極限裝置用于在該模墊元件的位置控制期間在伺服電動(dòng)機(jī)上施加轉(zhuǎn)矩極限。
所述轉(zhuǎn)矩極限裝置可以將將轉(zhuǎn)矩極限用于對(duì)所述伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令以在該套模具沖壓金屬薄板的方向移動(dòng)模墊元件，而不將該轉(zhuǎn)矩極限用于對(duì)所述伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令以在該套模具沖壓金屬薄板的相反方向移動(dòng)模墊元件。
此外，所述轉(zhuǎn)矩極限裝置可以將第一轉(zhuǎn)矩極限用于對(duì)所述伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令以在該套模具沖壓金屬薄板的方向移動(dòng)模墊元件，以及將不同于第一轉(zhuǎn)矩極限的第二轉(zhuǎn)矩極限用于對(duì)所述伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令以在該套模具沖壓金屬薄板的相反方向移動(dòng)模墊元件。
當(dāng)模墊元件們?cè)谖恢每刂葡聲r(shí)，將轉(zhuǎn)矩極限提供給用于驅(qū)動(dòng)模墊元件的伺服電動(dòng)機(jī)，伺服電動(dòng)機(jī)不輸出預(yù)定值或更高的轉(zhuǎn)矩。
因此，即使由于故障或誤操作導(dǎo)致上層模具擊打模墊元件，模墊元件也不會(huì)產(chǎn)生大于或等于轉(zhuǎn)矩極限值的阻力(drag)。這就防止了對(duì)固定在沖壓軸上的模具以及模墊元件等的損害。


圖1是應(yīng)用本發(fā)明的第一實(shí)施例的模墊控制設(shè)備的沖壓機(jī)的示意圖；圖2是第一實(shí)施例中模墊控制設(shè)備的方塊圖；圖3是用于解釋在第一實(shí)施例的位置控制狀態(tài)下模墊元件和上層模具之間的撞擊的圖示；圖4是應(yīng)用了本發(fā)明的第二實(shí)施例的模墊控制設(shè)備的沖壓機(jī)的示意圖；和圖5是用于解釋在第二種實(shí)施例中從位置控制到壓力控制的切換。
具體實(shí)施例方式
圖1是應(yīng)用本發(fā)明的第一實(shí)施例的模墊控制設(shè)備的沖壓機(jī)的示意圖。一套模具的下層模具2固定在沖壓機(jī)的底部，上層模具1由沖壓軸驅(qū)動(dòng)設(shè)備(未在圖中示出)驅(qū)動(dòng)，使得面對(duì)下層模具2。沖壓軸驅(qū)動(dòng)設(shè)備可以由一個(gè)曲柄機(jī)構(gòu)、或者水壓或氣壓機(jī)構(gòu)、或者使用伺服電動(dòng)機(jī)的位置控制機(jī)構(gòu)構(gòu)成，從而根據(jù)預(yù)先定義的模式驅(qū)動(dòng)上層模具1并且在圖中上下方向移動(dòng)。
多個(gè)模墊元件6設(shè)置在下層模具2一側(cè)。模墊元件6的配置使其由相應(yīng)的伺服電動(dòng)機(jī)Md在圖中垂直方向驅(qū)動(dòng)。在圖1所示的例子中，提供了兩對(duì)模墊元件6和模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md。然而，也可以提供多對(duì)，即3或4對(duì)?？蛇x地，該多個(gè)模墊元件6可彼此整體地結(jié)合，由一個(gè)模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md驅(qū)動(dòng)。模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md由模墊控制器5來控制驅(qū)動(dòng)。
提供一位置檢測(cè)器7，用于檢測(cè)上層模具1的位置，即沖壓軸的位置。位置檢測(cè)器7的輸出被輸入到模墊控制器5。盡管圖1中所圖示的實(shí)施例顯示了一個(gè)直線性位置檢測(cè)器7的例子，也可用一個(gè)固定在用于驅(qū)動(dòng)沖壓軸的發(fā)動(dòng)機(jī)柄、旋轉(zhuǎn)柄等上的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)器來進(jìn)行檢測(cè)。
待壓金屬薄板(工件)3放在模墊元件6之上，設(shè)置于下層模具2上。
圖2是第一種實(shí)施例中模墊控制器5的方框圖。
模墊控制器5包括數(shù)控單元10，該數(shù)控單元10包括數(shù)控器等和伺服控制單元11。伺服控制單元11包括錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器12和構(gòu)成位置控制部分的位置環(huán)增益項(xiàng)Kp13、速度控制部分14、轉(zhuǎn)矩極限器15、轉(zhuǎn)換開關(guān)16、電流控制部分17，并且通過處理器進(jìn)行軟件伺服控制。和用于控制傳統(tǒng)的伺服電動(dòng)機(jī)的通常伺服控制器的配置相比，不同之處在于提供了轉(zhuǎn)矩極限器15和轉(zhuǎn)換開關(guān)16。在速度控制部分14輸出的轉(zhuǎn)矩命令(電流命令)超過設(shè)定的轉(zhuǎn)矩極限值(在正方向或在負(fù)方向)的情況下，轉(zhuǎn)矩極限器15會(huì)將轉(zhuǎn)矩命令限制到該設(shè)定轉(zhuǎn)矩極限值(上限或下限)并且向電流控制部分17輸出轉(zhuǎn)矩命令。轉(zhuǎn)矩極限器的轉(zhuǎn)矩極限值可以由來自數(shù)控單元10的命令設(shè)定，也可設(shè)定為預(yù)先定義好的固定值。
轉(zhuǎn)換開關(guān)16放置在轉(zhuǎn)矩極限器15和電流控制部分17之間。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)16，選擇電流控制部分17的輸入是否是通過執(zhí)行位置和速度控制得到的轉(zhuǎn)矩命令并且遵從數(shù)控單元10輸出的轉(zhuǎn)矩極限或者壓力命令(電流命令)。電流控制部分17的輸出通過一個(gè)放大器18輸入到模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md，就能夠有力控制伺服電動(dòng)機(jī)Md。位置和速度從提供給伺服電動(dòng)機(jī)Md的位置/速度檢測(cè)器19反饋回來，從而執(zhí)行位置和速度的反饋控制。
轉(zhuǎn)換開關(guān)16通常被切換到“a”側(cè)，模墊元件6和模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md位于位置和速度控制之下，處于速度控制部分14的輸出通過轉(zhuǎn)矩極限器15輸入到電流控制部分17的狀態(tài)。當(dāng)將金屬薄板(工件)3放在模墊元件6上預(yù)定位置的運(yùn)動(dòng)命令從數(shù)控單元10輸出到伺服控制器11時(shí)，錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器12將這一運(yùn)動(dòng)命令加入并減去來自于位置/速度檢測(cè)器19的位置反饋量，從而獲得位置偏移量。錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器12接著用位置環(huán)增益Kp乘以位置偏移量以得到速度命令并減去該速度命令以及從位置/速度檢測(cè)器19處得來的速度反饋量以獲得速度偏移量。在速度控制部分14中，通過執(zhí)行速度環(huán)控制例如關(guān)于速度偏移的PI控制，來獲取轉(zhuǎn)矩命令(電流命令)。
如果轉(zhuǎn)矩命令(電流命令)沒有超過設(shè)定的轉(zhuǎn)矩極限值(在+方向或在-方向)，則轉(zhuǎn)矩極限器15就直接輸出來自速度控制部分14的轉(zhuǎn)矩命令。然而，如果轉(zhuǎn)矩命令超過設(shè)定的轉(zhuǎn)矩極限值，則轉(zhuǎn)矩極限器15輸出設(shè)定的轉(zhuǎn)矩極限值。簡(jiǎn)要的解釋就是，在圖1中向上(向上層模具側(cè)移動(dòng)的方向)移動(dòng)模墊元件6的轉(zhuǎn)矩方向?yàn)?，而向下移動(dòng)模墊元件6的轉(zhuǎn)矩方向?yàn)?。
從轉(zhuǎn)矩極限器15輸出的轉(zhuǎn)矩命令通過被切換到“a”側(cè)的轉(zhuǎn)換開關(guān)16發(fā)布給電流控制部分17?？梢垣@得轉(zhuǎn)矩命令和來自放大器18中放置的電流檢測(cè)器的電流反饋信號(hào)之間的偏移。基于這一電流偏移，進(jìn)行電流環(huán)路控制，模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md通過放大器18得到有力控制。隨后，執(zhí)行位置控制以維持模墊元件6在要求的預(yù)定位置上。模墊元件6通常都保持在該備用位置。
一旦金屬薄板(工件)3被放置于保持在預(yù)定位置的模墊元件6上，并且發(fā)布一沖壓命令，上層模具1就被降低。位置檢測(cè)器7檢測(cè)上層模具1的位置并且將其輸出到模墊控制器5的數(shù)控單元10。當(dāng)模墊控制器5的數(shù)控單元10通過來自位置檢測(cè)7的信號(hào)檢測(cè)到在沖壓軸下降的狀態(tài)上層模具1到達(dá)預(yù)設(shè)位置(上層模具1接觸到金屬薄板3的位置)時(shí)，數(shù)控單元10就將轉(zhuǎn)換開關(guān)16切換到“b”側(cè)并且通過轉(zhuǎn)換開關(guān)16向電流控制部分17輸出壓力命令(電流命令)。電流控制部分17基于壓力命令和電流反饋之間的偏移執(zhí)行電流環(huán)路控制，從而實(shí)現(xiàn)壓力控制。
換句話說，在上層模具1被沖壓軸驅(qū)動(dòng)降低并且接觸到金屬薄板(工件)3后，金屬薄板(工件)3和模墊元件6被沖壓，這一沖壓力作為負(fù)載加在模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md上。如上所述，在上層模具1開始沖壓金屬薄板(工件)3后，給電流控制部分17的命令被切換到數(shù)控單元10所輸出的壓力命令，這樣模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md受到壓力反饋控制使得輸出轉(zhuǎn)矩和命令壓力相對(duì)應(yīng)。模墊元件6和上層模具1一起下降，同時(shí)保持命令壓力，金屬薄板(工件)3被擠壓在上層模具1和下層模具2之間，從而進(jìn)行壓力加工。
此后，沖壓軸開始向上移動(dòng)。當(dāng)數(shù)控單元10從來自位置檢測(cè)器7的信號(hào)檢測(cè)出沖壓軸上升以到達(dá)預(yù)設(shè)的預(yù)定位置時(shí)，錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器12首次清空。即，在壓力控制期間，模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md隨著模墊元件6一起移動(dòng)，其移動(dòng)量保持在錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器12中。因此，刪除錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器12的位置偏移量的命令被輸出，從而清除錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，并使錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器與當(dāng)前位置相對(duì)應(yīng)。隨后，輸出將轉(zhuǎn)換開關(guān)16切換到“a”側(cè)的命令。此外，數(shù)控單元10輸出一移動(dòng)命令到放置金屬薄板(工件)3的預(yù)定的上升位置。
通過這樣做，由于轉(zhuǎn)換開關(guān)16被切換到“a”側(cè)，所以根據(jù)所述移動(dòng)命令實(shí)現(xiàn)位置控制。具體地，執(zhí)行位置環(huán)路控制(12和23)和速度環(huán)路控制(14)，通過轉(zhuǎn)矩極限器15向電流環(huán)路控制輸出轉(zhuǎn)矩命令。然后實(shí)施電流環(huán)路控制以通過放大器18驅(qū)動(dòng)模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md。模墊元件6被移動(dòng)到預(yù)定位置并保持在那個(gè)位置。
此后，重復(fù)上述操作，使得金屬薄板(工件)3在進(jìn)行模墊控制時(shí)進(jìn)行沖壓加工。
模墊控制器5通常通過進(jìn)行位置控制將模墊元件6維持在預(yù)定位置。在上層模具1向下移動(dòng)而到達(dá)預(yù)定位置以擠壓金屬薄板到加工完成時(shí)的點(diǎn)時(shí)，切換到壓力控制，然后上層模具1開始向上移動(dòng)，到達(dá)預(yù)定位置。在沖壓機(jī)處于備用狀態(tài)、準(zhǔn)備階段、模具更換狀態(tài)、調(diào)整期間等時(shí)進(jìn)行位置控制。由于這個(gè)原因，在向壓力控制的切換沒有進(jìn)行的位置控制狀態(tài)，如果沖壓軸在轉(zhuǎn)換位置調(diào)整期間根據(jù)金屬薄板厚度偶然驅(qū)動(dòng)到壓力控制，或者金屬薄板有一個(gè)不明確的(unscripted)厚度或者擠壓外來物體在模墊元件6和上層模具1之間的狀態(tài)，上層模具1和模墊元件6都會(huì)受到巨大的力。
然而，在該實(shí)施例中，提供有轉(zhuǎn)矩極限器15以處理這種情況。圖3顯示了由于某些原因操作沖壓軸使上層模具1下降時(shí)的沖壓軸位置(上層模具1的位置)、和在位置控制中驅(qū)動(dòng)模墊元件6的伺服電動(dòng)機(jī)Md的輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。
模墊元件6維持在預(yù)定位置。上層模具1下移，模墊元件6被沖壓下降。為了將模墊元件6維持在所要求的預(yù)定位置，伺服電動(dòng)機(jī)Md增加輸出轉(zhuǎn)矩。具體來說，由于模墊元件6的下降，對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的命令位置和實(shí)際位置之間有偏移。結(jié)果，錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器12中積累的位置偏移就增加了。這就增加了一個(gè)速度命令，也增加了一個(gè)轉(zhuǎn)矩命令以便使模墊元件6返回到命令位置。然而，如圖3所示，大于或等于轉(zhuǎn)矩極限器15所設(shè)定的轉(zhuǎn)矩極限值的轉(zhuǎn)矩命令不會(huì)被輸出到伺服電動(dòng)機(jī)Md，這樣伺服電動(dòng)機(jī)Md只輸出等于或小于轉(zhuǎn)矩極限值的轉(zhuǎn)矩。因此，即使沖壓軸下移并且上層模具1沖壓模墊元件6，伺服電動(dòng)機(jī)Md也不輸出等于或大于轉(zhuǎn)矩極限值的轉(zhuǎn)矩。因此，模墊元件6隨著上層模具1下降，并且大于或等于預(yù)定值的力(與轉(zhuǎn)矩極限器所設(shè)定的轉(zhuǎn)矩極限值對(duì)應(yīng))并不會(huì)作用于模墊元件和上層模具1上。因此，就不會(huì)產(chǎn)生諸如使模墊元件6和上層模具1破裂之類的損害。
圖4是應(yīng)用了本發(fā)明第二實(shí)施例的模墊控制設(shè)備的沖壓機(jī)的示意圖。第二實(shí)施例的配置實(shí)際上和第一實(shí)施例相同。然而，模墊元件6的備用(standby)位置突出于下層模具2的上表面之上，這樣當(dāng)金屬薄板3被放置在模墊元件6上時(shí)，金屬薄板3和下層模具2之間形成空隙。當(dāng)開始沖壓時(shí)，在模墊元件6經(jīng)由金屬薄板3接觸上層模具1之前，模墊元件6開始向遠(yuǎn)離方向(下降方向)移動(dòng)。在這一運(yùn)動(dòng)期間，上層模具1和金屬薄板3接觸，從而減少接觸時(shí)產(chǎn)生的擊打噪音。
第二實(shí)施例中模墊控制器5的配置和圖2中所示的一致。與第一實(shí)施例的不同之處在于對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)Md的控制，所述伺服電動(dòng)機(jī)Md在沖壓軸下降移動(dòng)下層模具2，開始沖壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)模墊元件6。
圖5是解釋沖壓軸(上層模具)的運(yùn)動(dòng)、模墊元件6的運(yùn)動(dòng)(伺服電動(dòng)機(jī)Md的操作)、以及伺服電動(dòng)機(jī)Md的輸出轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖示。
數(shù)控單元10將轉(zhuǎn)換開關(guān)16連接到“a”側(cè)，輸出移動(dòng)命令給模墊元件6，以移向放置金屬薄板3的備用位置。就如所描述的那樣，數(shù)控單元10實(shí)現(xiàn)位置、速度和電流環(huán)路控制，并驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)Md預(yù)定量將模墊元件6定位在突出在下層模具2上表面之上的備用位置，從而保持該位置。一旦金屬薄板3被放在模墊元件6上，并且沖壓軸被驅(qū)動(dòng)以降低上層模具1，沖壓軸(上層模具1)的位置就由位置檢測(cè)器7檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)出沖壓軸到達(dá)預(yù)設(shè)位置時(shí)，數(shù)控單元10以預(yù)設(shè)速度輸出向下運(yùn)動(dòng)命令的預(yù)定量。基于這一運(yùn)動(dòng)命令，實(shí)現(xiàn)位置、速度和電流環(huán)路控制。驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)Md，模墊元件6開始向下移動(dòng)。如圖5所示，當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)Md的輸出轉(zhuǎn)矩到達(dá)目標(biāo)速度時(shí)，就會(huì)停止加速，從而減少了輸出轉(zhuǎn)矩，其中所述目標(biāo)速度首先在向下方向(-方向)產(chǎn)生巨大轉(zhuǎn)矩，以加速模墊。
模墊元件6的下降速度被設(shè)為比沖壓軸(上層模具1)的速度低的速度，使得所述上層模具1和金屬薄板3接觸，以向下沖壓模墊元件6。盡管伺服電動(dòng)機(jī)Md工作以維持命令的速度和位置，但是由于沖壓軸(上層模具1)的下降速度比命令伺服電動(dòng)機(jī)Md的速度和位置高，所以伺服電動(dòng)機(jī)Md以比目標(biāo)速度更高的速度旋轉(zhuǎn)，這使得錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器12中所積累的位置偏移量增加。位置偏移是由有關(guān)所述命令的位置的隨后的時(shí)延引起的，且其是在向上移動(dòng)模墊元件6的方向上產(chǎn)生的。結(jié)果，上升速度命令也增加了，向上驅(qū)動(dòng)模墊元件6的轉(zhuǎn)矩命令被擴(kuò)展。但是，在該實(shí)施例中，由于提供了轉(zhuǎn)矩極限器15，所以利用轉(zhuǎn)矩極限器15將轉(zhuǎn)矩命令限定到最大不超過設(shè)定的轉(zhuǎn)矩極限。由于這個(gè)原因，就像圖5中所示，伺服電動(dòng)機(jī)Md的輸出轉(zhuǎn)矩被維持在轉(zhuǎn)矩極限值，并且不超過轉(zhuǎn)矩極限值。
當(dāng)位置檢測(cè)器7檢測(cè)出沖壓軸(上層模具1)還向下移動(dòng)，且到達(dá)預(yù)設(shè)的下降位置時(shí)，數(shù)控單元10將轉(zhuǎn)換開關(guān)16切換到“b”側(cè)并且通過轉(zhuǎn)換開關(guān)16向電流控制部分17輸出壓力命令(電流命令)。電流控制部分17基于壓力命令和電流反饋之間的差異實(shí)施電流環(huán)路控制，并且進(jìn)行壓力控制。之后，執(zhí)行與在第一實(shí)施例中所述的一樣的處理操作。模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md受到壓力的反饋控制從而輸出轉(zhuǎn)矩與命令壓力相對(duì)應(yīng)，在進(jìn)行壓力控制時(shí)加工金屬薄板3。當(dāng)根據(jù)來自位置檢測(cè)器7的信號(hào)檢測(cè)出沖壓軸(上層模具1)開始向上移動(dòng)并到達(dá)預(yù)設(shè)的預(yù)定位置時(shí)，錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器12首先清空，輸出將轉(zhuǎn)換開關(guān)16切換到“a”側(cè)的命令。此外，數(shù)控單元10輸出一運(yùn)動(dòng)命令到放置金屬薄板(工件)3的預(yù)定的上升位置。
由于轉(zhuǎn)換開關(guān)16被切換到“a”側(cè)，所以進(jìn)行位置環(huán)路控制(12和23)和速度環(huán)路控制(14)，轉(zhuǎn)矩命令通過轉(zhuǎn)矩極限器15輸出給電流環(huán)路控制。隨后，進(jìn)行電流環(huán)路控制以通過伺服放大器18驅(qū)動(dòng)模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md。然后，模墊元件6被驅(qū)動(dòng)到備用位置并保持在那個(gè)位置。
還有，在第二實(shí)施例中，當(dāng)沖壓軸下降，壓力控制沒有象在沖壓機(jī)備用狀態(tài)那樣被執(zhí)行時(shí)，將轉(zhuǎn)換開關(guān)16連到“a”側(cè)并且執(zhí)行位置和速度控制以控制模墊元件6的位置。在位置控制期間，伺服電動(dòng)機(jī)Md的輸出轉(zhuǎn)矩一直受轉(zhuǎn)矩極限器15限制。因此，即使沖壓軸和模墊元件6由于某些原因象第一實(shí)施例中那樣互相擊打，也不會(huì)產(chǎn)生很大力的撞擊。
在第二實(shí)施例中，位置控制在上層模具1通過金屬薄板3和模墊元件6接觸之后繼續(xù)進(jìn)行，然后被切換到壓力控制。結(jié)果，如果沖壓軸的速度由于某些原因例如錯(cuò)誤設(shè)置和誤操作而偏高，且上層模具1以不明確(unscripted)的高速度擊打模墊元件6，則可能產(chǎn)生巨大撞擊力。然而，甚至在轉(zhuǎn)換開關(guān)16切換到“b”側(cè)之前的位置控制的時(shí)間段中，由于伺服電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)矩極限器15限制，所以不會(huì)產(chǎn)生大于或等于極限值的轉(zhuǎn)矩，且模墊元件6和上層模具1一起向下移動(dòng)。因此，模墊元件6、上層模具1等不會(huì)產(chǎn)生大的撞擊力，從而保護(hù)上層模具1和模墊元件6。
在上述每個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)矩極限器15中的轉(zhuǎn)矩命令的轉(zhuǎn)矩極限值可以設(shè)為關(guān)于+或-相同或不同的值。此外，主要目的是防止固定到?jīng)_壓軸上的上層模具1擊打模墊元件6等并被損壞。因此，可以只在利用模墊元件6擠壓金屬薄板的方向(圖1和4中向上的方向)在轉(zhuǎn)矩命令上施加限制(轉(zhuǎn)矩極限)。
在上述的每個(gè)實(shí)施例中，關(guān)于從位置控制切換到壓力控制和從壓力控制切換到位置控制的時(shí)序，根據(jù)用于檢測(cè)沖壓軸位置的位置檢測(cè)器所檢測(cè)出的位置進(jìn)行切換。然而，切換也可由另一個(gè)方法進(jìn)行，例如使用極限開關(guān)，當(dāng)模墊伺服電動(dòng)機(jī)Md的輸出轉(zhuǎn)矩(電流命令)或者位置偏移超過固定值并且持續(xù)預(yù)定時(shí)間段時(shí)進(jìn)行定時(shí)的開關(guān)，以及當(dāng)驅(qū)動(dòng)沖壓軸的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩(電流命令)超過預(yù)定值時(shí)進(jìn)行定時(shí)的開關(guān)。
權(quán)利要求
1.模墊控制設(shè)備，用于沖壓機(jī)，該沖壓機(jī)在沿沖壓軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一套模具之間沖壓金屬薄板，同時(shí)該模墊控制設(shè)備控制施加在金屬薄板上的壓力，包括模墊元件，用于通過該套模具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)緩沖施加在金屬薄板的壓力；伺服電動(dòng)機(jī)，用于在沖壓軸方向移動(dòng)該模墊元件；以及控制器，用于通過選擇進(jìn)行該模墊元件的位置控制或壓力控制來控制該伺服電動(dòng)機(jī)，并且具有轉(zhuǎn)矩極限裝置，該轉(zhuǎn)矩極限裝置用于在該模墊元件的位置控制期間在伺服電動(dòng)機(jī)上施加轉(zhuǎn)矩極限。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的模墊控制設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩極限裝置將轉(zhuǎn)矩極限用于對(duì)所述伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令以在該套模具沖壓金屬薄板的方向移動(dòng)模墊元件，對(duì)在該套模具沖壓金屬薄板的相反方向上移動(dòng)模墊元件的所述伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令不應(yīng)用該轉(zhuǎn)矩極限。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的模墊控制設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩極限將第一轉(zhuǎn)矩極限用于對(duì)所述伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令以在該套模具沖壓金屬薄板的方向移動(dòng)模墊元件，以及將不同于第一轉(zhuǎn)矩極限的值的第二轉(zhuǎn)矩極限用于對(duì)所述伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩命令以在該套模具沖壓金屬薄板的相反方向移動(dòng)模墊元件。
全文摘要
模墊控制設(shè)備使用伺服電動(dòng)機(jī)在位置控制與壓力控制之間切換時(shí)實(shí)現(xiàn)模墊控制，減少位置控制期間在沖壓軸和模墊軸之間由于碰撞產(chǎn)生的沖擊。模墊元件由伺服電動(dòng)機(jī)Md控制。轉(zhuǎn)換開關(guān)連在“a”側(cè)，通過數(shù)控器的命令控制伺服電動(dòng)機(jī)Md的位置(速度)，并且控制模墊元件的位置。在位置控制期間，伺服電動(dòng)機(jī)Md的輸出轉(zhuǎn)矩由轉(zhuǎn)矩極限裝置進(jìn)行限制。在位置控制期間，即使由于誤設(shè)置或誤操作等沖壓軸擊打模墊元件，伺服電動(dòng)機(jī)Md只輸出一個(gè)受限的轉(zhuǎn)矩或更小的轉(zhuǎn)矩，這樣就減輕了沖擊力量，這防止對(duì)模墊元件和沖壓軸的損害。在沖壓操作期間，當(dāng)位置檢測(cè)器檢測(cè)到?jīng)_壓軸向下移動(dòng)到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)接到“b”側(cè)，實(shí)現(xiàn)壓力控制。
文檔編號(hào)B21D24/10GK1814372SQ20061000226
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者菱川哲夫, 藤林謙太郎, 辻川敬介, 廣瀨登 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社