專利名稱：模具緩沖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模具緩沖裝置。
技術(shù)背景
模具緩沖裝置為了對(duì)滑塊作用擠壓力而設(shè)置在壓力機(jī)上。模具緩沖裝置利用緩沖 墊承受來自向下方移動(dòng)的滑塊的力，一邊對(duì)滑塊施加擠壓力，一邊使緩沖墊移動(dòng)。
在此，在現(xiàn)有的模具緩沖裝置中，為了以高精度控制對(duì)滑塊施加的擠壓力，由伺服 電機(jī)驅(qū)動(dòng)緩沖墊。而且，在這種模具緩沖裝置中，具有為了使緩沖墊的速度與滑塊的速度之 差變?yōu)榱愣刂扑欧姍C(jī)的裝置(參照專利文獻(xiàn)1)。此時(shí)，能夠精確地控制當(dāng)施加于滑塊 的擠壓力達(dá)到目標(biāo)值之后的擠壓力。
專利文獻(xiàn)1 (日本)特開2006-622M號(hào)公報(bào)
但是，在上述模具緩沖裝置中，緩沖墊與滑塊的速度差的目標(biāo)值被固定為零。因 此，緩沖墊以與速度偏差成正比的某個(gè)特定的速度移動(dòng)。因此，在加載到目標(biāo)值時(shí)的擠壓力 的波形只構(gòu)成特定的波形。因此，難以精確地控制加載時(shí)的擠壓力。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供一種能夠精確地控制加載時(shí)的擠壓力的模具緩沖裝置。
第一發(fā)明的模具緩沖裝置在壓力機(jī)中產(chǎn)生施加于滑塊的擠壓力，具有緩沖墊、支 承部、伺服電機(jī)、緩沖裝置、第一速度檢測(cè)部、第二速度檢測(cè)部和控制部。緩沖墊承受來自滑 塊的力。支承部支承緩沖墊。伺服電機(jī)通過使支承部升降而使緩沖墊升降。緩沖裝置具有 衰減部和彈性部，緩和緩沖墊與支承部之間的沖擊。衰減部產(chǎn)生與緩沖墊相對(duì)支承部的相 對(duì)速度對(duì)應(yīng)的反作用力。彈性部產(chǎn)生與緩沖墊相對(duì)支承部的相對(duì)位移對(duì)應(yīng)的反作用力。第 一速度檢測(cè)部檢測(cè)滑塊的速度。第二速度檢測(cè)部檢測(cè)支承部的速度?？刂撇靠刂扑欧?機(jī)，使得由第一速度檢測(cè)部檢測(cè)到的滑塊速度與由第二速度檢測(cè)部檢測(cè)到的支承部速度的 速度差，達(dá)到隨著時(shí)間的經(jīng)過而變化的規(guī)定目標(biāo)值。
在該模具緩沖裝置中，在緩沖裝置上設(shè)置有彈性部和衰減部。因此，由彈性部能夠 穩(wěn)定緩沖裝置中的載荷。而且，通過衰減部補(bǔ)償由彈性部引起的載荷的加載延遲，從而能夠 縮短載荷的加載時(shí)間。而且，如果控制伺服電機(jī)使得滑塊速度與支承部速度的速度差如上 所述那樣變化，則由衰減部產(chǎn)生的反作用力也根據(jù)速度差的變化發(fā)生變化。因此，通過合適 地設(shè)定速度差變化的目標(biāo)值，能夠?qū)⒓虞d到目標(biāo)值時(shí)的擠壓力的波形調(diào)整為期望的波形。 由此，能夠精確地控制加載時(shí)的擠壓力。
第二發(fā)明的模具緩沖裝置在第一發(fā)明的模具緩沖裝置的基礎(chǔ)上，控制部將伺服電 機(jī)控制為，速度差在緩沖墊開始承受來自滑塊的力的時(shí)間以后的規(guī)定的第一時(shí)間點(diǎn)達(dá)到峰 值，而在第一時(shí)間點(diǎn)以后隨著時(shí)間的經(jīng)過逐漸減小。
在該模具緩沖裝置中，速度差在緩沖墊開始承受來自滑塊的力的時(shí)間點(diǎn)以后的規(guī) 定的第一時(shí)間點(diǎn)達(dá)到峰值。由此，在第一時(shí)間點(diǎn)由衰減部產(chǎn)生大的反作用力。其結(jié)果是，能3夠縮短在沖突初期載荷的加載時(shí)間。
在本發(fā)明中，在緩沖裝置中設(shè)置有彈性部和衰減部。因此，由彈性部能夠穩(wěn)定緩沖 裝置中的載荷。而且，通過衰減部補(bǔ)償由彈性部引起的載荷的加載延遲，從而能夠縮短載荷 的加載(立上力5 ”)時(shí)間。而且，如果控制伺服電機(jī)以使滑塊速度與支承部速度的速度差 如上所述那樣變化，則由衰減部產(chǎn)生的反作用力也根據(jù)速度差的變化發(fā)生變化。因此，通過 合適地設(shè)定速度差變化的目標(biāo)值，能夠?qū)⒓虞d到目標(biāo)值時(shí)的擠壓力的波形調(diào)整為期望的波 形。由此，能夠精確地控制加載時(shí)的擠壓力。


圖1是表示壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)的主視圖2是表示模具緩沖裝置的結(jié)構(gòu)的局部放大圖3是表示模具緩沖裝置的俯視圖4是液壓回路的結(jié)構(gòu)圖5是表示模具緩沖裝置的控制方框圖6是表示滑塊與緩沖墊的動(dòng)作的圖7是表示基于儲(chǔ)能器及節(jié)流孔的載荷變化的曲線圖8是表示基于緩沖裝置的載荷變化的曲線圖9是表示速度差指令值的變化的曲線圖10是表示基于儲(chǔ)能器的載荷的變化及目標(biāo)載荷的變化的曲線圖。
附圖標(biāo)記說明
7模具緩沖裝置
11緩沖墊
12緩沖裝置
13支承部
15第一速度檢測(cè)部
16第二速度檢測(cè)部
18控制部
49伺服電機(jī)具體實(shí)施方式
1.結(jié)構(gòu)
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
1-1壓力機(jī)1的整體結(jié)構(gòu)
圖1是表示壓力機(jī)1的結(jié)構(gòu)的示意圖。該壓力機(jī)1具有滑塊2、工作臺(tái)3、上模4、 下模5、滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6及模具緩沖裝置7。
滑塊2設(shè)置成能夠沿上下方向移動(dòng)。工作臺(tái)3配置在滑塊2的下方，并與滑塊2 相對(duì)。滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6配置在滑塊2的上方，用于使滑塊2升降。上模4安裝在滑塊2的 下部。下模5安裝在工作臺(tái)3的上部。在工作臺(tái)3和下模5上設(shè)有多個(gè)沿上下方向貫通的 孔，在這些孔中插入后述的多個(gè)緩沖銷8?；瑝K驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6使滑塊2升降，在下模5上擠壓上模4。由此，配置于上模4與下模5之間的加工對(duì)象部件(以下稱為“工件9”)被壓力加 工成期望的形狀。模具緩沖裝置7是對(duì)滑塊2產(chǎn)生擠壓力的裝置。
1-2模具緩沖裝置7的結(jié)構(gòu)
下面，根據(jù)圖1至圖3詳細(xì)說明模具緩沖裝置7的結(jié)構(gòu)。圖2是模具緩沖裝置7 的示意圖。圖3是模具緩沖裝置7的俯視圖。模具緩沖裝置7具有多個(gè)緩沖銷8、壓邊圈 10、緩沖墊11、緩沖裝置12、支承部13、驅(qū)動(dòng)部14、各種檢測(cè)部15 17 (參照?qǐng)D5)及控制 部18 (參照?qǐng)D5)。
如圖1所示，緩沖銷8沿上下方向可移動(dòng)地插入設(shè)置于工作臺(tái)3和下模5的孔。緩 沖銷8的上端抵接在壓邊圈10上。而且，緩沖銷8的下端抵接在緩沖墊11上。
壓邊圈10配置在上模4的下方。壓邊圈10被配置成，當(dāng)上模4向下方移動(dòng)而與 下模5接近時(shí)，隔著工件9擠壓上模4。
緩沖墊11是受到來自滑塊2的力的部件，其設(shè)置在配置于工作臺(tái)3下方的底座9 內(nèi)。緩沖墊11被設(shè)置成在底座9內(nèi)沿上下方向能夠移動(dòng)。另外，在底座9的內(nèi)壁面之間設(shè) 置有橫梁6，由橫梁6支承模具緩沖裝置7。如圖3所示，在緩沖墊11的各側(cè)面和與這些各 側(cè)面相對(duì)的底座9的內(nèi)壁面之間設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)向裝置19。導(dǎo)向裝置19具有相互卡合的一 對(duì)內(nèi)導(dǎo)向裝置19a和外導(dǎo)向裝置19b。內(nèi)導(dǎo)向裝置19a設(shè)置在緩沖墊11的各側(cè)面上。外 導(dǎo)向裝置19b設(shè)置在底座9的內(nèi)壁面上。導(dǎo)線裝置19在上下方向上引導(dǎo)緩沖墊11。在圖 3中，僅對(duì)多個(gè)導(dǎo)向裝置19中的一個(gè)導(dǎo)向裝置標(biāo)注了附圖標(biāo)記，對(duì)于其他導(dǎo)向裝置19則省 略了附圖標(biāo)記。
如圖2所示，緩沖裝置12是在緩沖墊11與支承部13之間緩和沖擊的裝置，具有 液壓缸21、活塞22及液壓回路24 (參照?qǐng)D4)。
液壓缸21安裝在緩沖墊11的下部。液壓缸21具有朝下方開口的形狀，在開口內(nèi) 部的頂面上設(shè)置有向上方凹陷的凹部21a。
活塞22可滑動(dòng)地收容在液壓缸21內(nèi)部。而且，活塞22具有向上方突出的凸部 22a，活塞22的凸部2 插入液壓缸21的凹部21a。在液壓缸21與活塞22之間形成有圓 環(huán)狀的液壓室23。該液壓式23的軸心與后述的連桿45和滾珠絲杠46的軸心一致。在液 壓室23內(nèi)填充有用于緩和沖擊的液壓液壓油。
圖4表示液壓回路M的結(jié)構(gòu)的示意圖。液壓回路M與液壓室23連接，在液壓回 路M與液壓室23之間能夠自如地進(jìn)行液壓油的供給或排出。
液壓回路M具有儲(chǔ)能器31、第一溢流閥32、節(jié)流孔33、冷卻器34、第二溢流閥40、 壓力傳感器35及多個(gè)流路36 39。
儲(chǔ)能器31經(jīng)由第一流路36與液壓室23連接。
第一溢流閥32設(shè)置在第一流路36上，當(dāng)?shù)谝涣髀?6的液壓即液壓室23的液壓 在規(guī)定的第一溢流壓力以上時(shí)被打開。第一溢流壓力被設(shè)定成，當(dāng)上模4與工件9接觸時(shí)， 第一溢流閥32被作用于液壓室23的液壓打開。
節(jié)流孔33設(shè)置在從第一流路36分支的第二流路37中。在第二流路37中設(shè)置有 可變節(jié)流閥41和止逆閥42，防止液壓油向第一流路36側(cè)逆流。
冷卻器34設(shè)置在從第一流路36分支的第三流路38上。第三流路38在第一流路 36的與液壓室23側(cè)相反的一側(cè)與第二流路37連接。冷卻器34冷卻通過節(jié)流孔33而溫度上升的液壓油。在第三流路38上設(shè)置有可變節(jié)流閥43和止逆閥44，防止液壓油從第一流 路36的液壓室23側(cè)流向冷卻器34。
第二溢流閥40設(shè)置在從第一流路36分支的第四流路39中。第四流路39在與第 一流路36相反的一側(cè)與油箱連接。當(dāng)液壓室23的液壓在規(guī)定的第一溢流壓力以上時(shí)，第 二溢流閥40被打開。第二溢流壓力被設(shè)定為高于上述第一溢流壓力。第二溢流閥40在液 壓室23的液壓過高時(shí)被打開，從而能夠防止過大的載荷施加在緩沖墊11上。如果第二溢 流閥40工作，則壓力機(jī)11緊急停止。當(dāng)復(fù)位時(shí)，從未圖示的液壓供給機(jī)構(gòu)向液壓回路M 供給液壓油。
壓力傳感器35檢測(cè)第一流路36的液壓即液壓室23的液壓。
圖2所示的支承部13是支承緩沖墊11的部分，具有連桿45。連桿45的上端抵接 在活塞22的下端。在連桿45的上端形成有球面狀的抵接面。由于連桿45的上端為球面 狀，因此，假設(shè)緩沖墊11發(fā)生傾斜，在連桿45整體上也只作用軸向的力。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)， 防止偏心載荷引起的連桿45的損傷。連桿45的下端與滾珠絲杠46的螺紋部46a的上端 連接。
驅(qū)動(dòng)部14具有滾珠絲杠46、大皮帶輪47、小皮帶輪48和伺服電機(jī)49。
滾珠絲杠46具有螺紋部46a和螺母部46b。螺紋部46a與螺母部46b螺紋結(jié)合。 螺紋部46a的上端與連桿45的下端連接。螺母部46b的下端與大皮帶輪47的上端連接。 而且，螺母部46b通過軸承等軸支承在橫梁6上。小皮帶輪48與伺服電機(jī)49的旋轉(zhuǎn)軸連 接。在大皮帶輪47和小皮帶輪48上卷掛有皮帶50，能夠相互傳遞動(dòng)力。
伺服電機(jī)49具有旋轉(zhuǎn)軸，通過電流的供給，旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行正反轉(zhuǎn)。如果電流供給到 伺服電機(jī)49而使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，則小皮帶輪48旋轉(zhuǎn)。小皮帶輪48的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由皮帶50傳遞 到大皮帶輪47，由此大皮帶輪47旋轉(zhuǎn)。由于大皮帶輪47與螺母部46b連接，因此，螺母部 46b與大皮帶輪47 —同旋轉(zhuǎn)。如果螺母部46b旋轉(zhuǎn)，螺紋部46a沿著螺母部46b作上下直 線移動(dòng)。由此，連桿45沿上下方向移動(dòng)，緩沖墊11與活塞22、液壓室23、液壓缸21 —同升 降。這樣，伺服電機(jī)49通過使支承部13升降而使緩沖墊11升降。
如圖5所示，在各種檢測(cè)部15 17中包括第一速度檢測(cè)部15、第二速度檢測(cè)部 16、位置檢測(cè)部17。
第一速度檢測(cè)部15檢測(cè)滑塊2的速度。
第二速度檢測(cè)部16檢測(cè)支承部13的速度。第二速度檢測(cè)部16是例如設(shè)置在伺 服電機(jī)49的旋轉(zhuǎn)軸周圍的編碼器，用于檢測(cè)伺服電機(jī)49的轉(zhuǎn)速。
位置檢測(cè)部17檢測(cè)緩沖墊11的位置。位置檢測(cè)部17是例如設(shè)置在緩沖墊11與 底座9之間的直線比例尺，用于檢測(cè)緩沖墊11的升降位置。
由這些檢測(cè)部15 17檢測(cè)到的信息作為檢測(cè)信號(hào)傳送到控制部18。
控制部18通過控制供給到伺服電機(jī)49的電流來控制伺服電機(jī)49?？刂撇?8通 過控制伺服電機(jī)49，控制緩沖墊11的位置和速度。而且，控制部18控制從緩沖墊11施加 在滑塊2的擠壓力。關(guān)于由控制部18進(jìn)行的模具緩沖裝置7的控制，將在后面詳細(xì)說明。
2.模具緩沖裝置7的動(dòng)作
2-1緩沖墊11的動(dòng)作
圖6是表示滑塊2和緩沖墊11的動(dòng)作的圖，表示隨著時(shí)間的經(jīng)過滑塊2與緩沖墊611的位置發(fā)生的變化。在圖6中，虛線Ll表示滑塊2的位置變化，實(shí)線L2表示緩沖墊11 的位置變化。
首先，在時(shí)間點(diǎn)tl到t2的期間，緩沖墊11進(jìn)行預(yù)備加速。在該預(yù)備加速中，為了 緩和上模4與工件9接觸時(shí)的沖擊，預(yù)先使緩沖墊11向下方移動(dòng)。在該預(yù)備加速期間，在 控制部18進(jìn)行位置反饋控制，將緩沖墊11控制為使緩沖墊11的位置檢測(cè)值隨著預(yù)設(shè)的位 置模式變化。緩沖墊11根據(jù)該控制內(nèi)容下降。關(guān)于位置反饋控制的內(nèi)容，將在后面詳細(xì)敘 述。
在時(shí)間點(diǎn)t2，上模4與工件9接觸。在以下說明中，“沖突時(shí)”是指上模4與工件 9相接觸的時(shí)間點(diǎn)t2。在時(shí)間點(diǎn)t2到t3期間，滑塊2與緩沖墊11成為一體而下降，對(duì)工 件9進(jìn)行壓力加工。在此期間，在控制部18進(jìn)行壓力反饋控制，對(duì)施加于緩沖墊11的載荷 進(jìn)行控制，以使液壓室23的液壓的檢測(cè)值隨著預(yù)設(shè)的壓力模式變化。緩沖墊11根據(jù)該控 制內(nèi)容下降。關(guān)于壓力反饋控制的內(nèi)容，將在后面詳細(xì)敘述。
在時(shí)間點(diǎn)t3，滑塊2與緩沖墊11達(dá)到下死點(diǎn)。在時(shí)間點(diǎn)t3到t4的期間，滑塊2 與緩沖墊11成為一體，上升輔助提升行程Dl。
在時(shí)間點(diǎn)t4到t5的期間，緩沖墊11被鎖定，暫時(shí)停止加載動(dòng)作。然后，在時(shí)間點(diǎn) t5，再次開始緩沖墊11的上升動(dòng)作。
在時(shí)間點(diǎn)t3到t5的期間，在控制部18進(jìn)行位置反饋控制，將緩沖墊11的位置控 制為，使緩沖墊11的位置檢測(cè)值隨著預(yù)設(shè)的位置模式變化。緩沖墊11根據(jù)該控制內(nèi)容而 上升。
2-2緩沖裝置12的動(dòng)作
如果上模4與工件9通過滑塊2向下方移動(dòng)而接觸，則來自滑塊2的力通過上模 4、工件9、壓邊圈10、緩沖銷8傳遞到緩沖墊11。此時(shí)，填充在液壓室23的液壓油吸收瞬間 作用于緩沖墊11的力。因此，在沖突時(shí)，緩沖墊11瞬間受到的來自滑塊2的載荷由緩沖裝 置12來緩和。下面，說明此時(shí)的緩沖裝置12的動(dòng)作。
在上模4與工件9將要接觸時(shí)，緩沖墊11和支承部13通過如上所述的預(yù)備加速 一同向下方移動(dòng)。然后，如果上模4與工件9接觸而來自滑塊2的載荷作用于緩沖墊11，緩 沖墊11相對(duì)支承部13向下方移動(dòng)。由此，液壓室23被壓縮，液壓室23內(nèi)的液壓油被輸送 到液壓回路24。
參照?qǐng)D4，被輸送到液壓回路M的液壓油通過第一流路36被輸送到儲(chǔ)能器31。由 此，儲(chǔ)能器31在緩沖裝置12產(chǎn)生與緩沖墊11相對(duì)支承部13的相對(duì)位移對(duì)應(yīng)的反作用力。 而且，被輸送到液壓回路M的液壓油經(jīng)由第二流路37通過節(jié)流孔33。由此，節(jié)流孔33在 緩沖裝置12產(chǎn)生與緩沖墊11相對(duì)支承部13的相對(duì)速度對(duì)應(yīng)的反作用力。其結(jié)果，在緩沖 墊11上，作為載荷，作用著由儲(chǔ)能器31引起的反作用力和由節(jié)流孔33引起的反作用力的 合力。在時(shí)間點(diǎn)t4之后卸掉載荷時(shí)，儲(chǔ)存在儲(chǔ)能器31的液壓油回流到液壓室23。
在圖7(a)表示由儲(chǔ)能器31引起的載荷相對(duì)于時(shí)間變化的一例。該儲(chǔ)能器31具 有較低的彈簧系數(shù)，雖然載荷的加載遲緩，但是，不會(huì)產(chǎn)生過沖，可單調(diào)增加到目標(biāo)載荷。
另外，在圖7(b)表示由節(jié)流孔33引起的載荷相對(duì)于時(shí)間變化的一例。在沖突時(shí) 的初期，通過上模4與工件9的相接觸，產(chǎn)生較大的相對(duì)速度。因此，在沖突時(shí)的初期，由節(jié) 流孔33引起的載荷表示大值，然后立即收斂到零。
如上所述，在緩沖墊11上作用由儲(chǔ)能器31引起的載荷和由節(jié)流孔33引起的載荷 的合力。因此，作用于緩沖墊11的載荷相對(duì)于時(shí)間的變化構(gòu)成如圖8所示的波形。在該載 荷的變化中，載荷的加載非?？?，并且，加載之后載荷迅速穩(wěn)定。
3.模具緩沖裝置7的控制
接著，參照?qǐng)D5說明由控制部18進(jìn)行的模具緩沖裝置7的控制?？刂撇?8具有 壓力指令運(yùn)算部61、壓力控制部62、速度差指令部63、速度控制部64、位置指令運(yùn)算部65、 位置控制部66、控制切換部67，根據(jù)這些各部的功能，選擇進(jìn)行以下所示的壓力反饋控制 或位置反饋控制。圖5是表示由控制部18進(jìn)行的反饋控制的控制方塊圖。
3-1壓力反饋控制
首先，說明壓力反饋控制。
壓力指令運(yùn)算部61儲(chǔ)存有壓力模式，該壓力模式表示時(shí)間與產(chǎn)生于緩沖墊11的 壓力(以下稱為緩沖壓力)之間的期望的對(duì)應(yīng)關(guān)系。壓力指令運(yùn)算部61利用壓力模式求 出對(duì)應(yīng)于時(shí)間的緩沖壓力，并作為壓力控制信號(hào)Sp輸出。
另一方面，由壓力傳感器35檢測(cè)液壓室23的液壓，該檢測(cè)值作為壓力反饋信號(hào) Spf輸出。然后，從壓力控制信號(hào)Sp值減去壓力反饋信號(hào)Spf值，求出壓力補(bǔ)正信號(hào)Spc。 壓力控制部62基于壓力補(bǔ)正信號(hào)Spc求出伺服電機(jī)49的合適速度，并作為電機(jī)速度控制 信號(hào)Srl輸出。
另外，由第一速度檢測(cè)部15檢測(cè)滑塊2的速度，該檢測(cè)值作為滑塊速度信號(hào)Ssv 輸出。然后，從電機(jī)速度控制信號(hào)Srl值加上滑塊速度信號(hào)Ssv值，求出電機(jī)速度指令信號(hào) Sr2。
另一方面，由第二速度檢測(cè)部16檢測(cè)支承部13的速度，該檢測(cè)值作為速度反饋信 號(hào)Srf輸出。然后，從電機(jī)速度指令信號(hào)Sr2值減去速度反饋信號(hào)Srf值，求出第一速度補(bǔ) 正信號(hào)&1。
接著，從速度差指令部63輸出速度差指令信號(hào)Svc，從第一速度補(bǔ)正信號(hào)Scl值減 去速度差指令信號(hào)Svc值，生成第二速度補(bǔ)正信號(hào)&2。在此，速度差指令信號(hào)Svc是為了 在滑塊2的速度與支承部13的速度之間產(chǎn)生規(guī)定速度差而控制伺服電機(jī)49的信號(hào)。具體 而言，如圖9所示，速度差指令部63儲(chǔ)存有速度差模式，并利用速度差模式求出對(duì)應(yīng)于時(shí)間 的速度差，作為速度差指令信號(hào)Svc輸出。
該速度差模式在沖突時(shí)以后的規(guī)定的第一時(shí)間點(diǎn)達(dá)到峰值，在第一時(shí)間點(diǎn)以后隨 著時(shí)間的經(jīng)過而逐漸減少地變化。該速度差模式的形狀對(duì)應(yīng)于圖10所示的理想的衰減力 (參照涂有陰影的部分)。在圖10中，虛線L3表示沖突時(shí)的緩沖墊11的目標(biāo)載荷，實(shí)線L4 表示沖突時(shí)由緩沖裝置12的儲(chǔ)能器31產(chǎn)生的載荷的變化。即，理想的衰減力是目標(biāo)載荷 與由儲(chǔ)能器31產(chǎn)生的載荷之差。然后，所述速度差模式被設(shè)定為，使由緩沖裝置12的節(jié)流 孔33產(chǎn)生的衰減力與理想的衰減力一致。
例如，速度差模式由以下公式表示。
[公式1](t<0) (t>0)
在此，Vc 速度差指令值，t 時(shí)間點(diǎn)，h 峰值，B 時(shí)間常數(shù)；τ 時(shí)間延遲。另外，將自沖突時(shí)僅延遲時(shí)間τ的時(shí)間點(diǎn)作為原點(diǎn)。
另外，上述的h、B、τ作為沖突速度V、擠壓力F、儲(chǔ)能器31的初始體積V0、儲(chǔ)能器 31的初始?jí)毫Ζ?、成型周期數(shù)SPM的函數(shù)如下給出。
[公式2]
h = f (ν, F, V0, Ρ0, SPM)
B = g(v, F, V0, P0, SPM)
τ = h(v, F, V0, P0, SPM)
在此，沖突速度ν是滑塊2與緩沖墊11沖突時(shí)的相對(duì)速度。擠壓力F是從緩沖墊 11施加于滑塊2的力。儲(chǔ)能器31的初始體積VO是沖突前的儲(chǔ)能器31內(nèi)的氣體的體積。 儲(chǔ)能器31的初始?jí)毫O是沖突前的儲(chǔ)能器31內(nèi)的氣體壓力，即儲(chǔ)能器31內(nèi)的液壓油的 壓力。成型周期數(shù)SPM是單位時(shí)間(例如一分鐘)內(nèi)的成型次數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)的滑塊2 的往返次數(shù)。
回到圖5，第二速度補(bǔ)正信號(hào)Sc2輸出到速度控制部64。在速度控制部64中，基 于第二速度補(bǔ)正信號(hào)Sc2求出供給到伺服電機(jī)49的合適電流值，作為供給電流I供給到伺 服電機(jī)49。由此，伺服電機(jī)49驅(qū)動(dòng)緩沖墊11，緩沖墊11對(duì)滑塊2產(chǎn)生朝上的擠壓力并下 降。由此，得到設(shè)定的緩沖壓力。
3-2位置反饋控制
接著，說明位置反饋控制。
位置指令運(yùn)算部65儲(chǔ)存有位置模式，該位置模式表示時(shí)間與緩沖墊11的位置之 間的期望的對(duì)應(yīng)關(guān)系。位置指令運(yùn)算部65利用位置模式求出對(duì)應(yīng)于時(shí)間的緩沖位置，并作 為位置控制信號(hào)證輸出。
另一方面，由位置檢測(cè)部17檢測(cè)緩沖墊11的高度位置，該檢測(cè)值作為位置反饋信 號(hào)Shf輸出。然后，從位置控制信號(hào)Si值減去位置反饋信號(hào)Shf值，求出位置補(bǔ)正信號(hào)arc。 位置補(bǔ)正信號(hào)Shc輸出到位置控制部66。在位置控制部66根據(jù)位置補(bǔ)正信號(hào)Shc求出伺 服電機(jī)49的合適的速度，并輸出電機(jī)速度控制信號(hào)Sr3。以后的信號(hào)的流程與壓力反饋控 制相同。但是，在進(jìn)行位置反饋控制期間，來自速度差指令部63的速度差指令信號(hào)Svc值 成為零。
另外，壓力反饋控制與位置反饋控制由控制切換部67來切換。
4.特征
在該模具緩沖裝置7中，在緩沖裝置12中同時(shí)設(shè)置有儲(chǔ)能器31和節(jié)流孔33。因 此，在沖突時(shí)能夠使工件9對(duì)上模4施加的擠壓力穩(wěn)定。而且，由儲(chǔ)能器31產(chǎn)生的擠壓力 的加載延遲由節(jié)流孔33進(jìn)行補(bǔ)償，從而能夠縮短擠壓力的加載時(shí)間。
而且，在該模具緩沖裝置7中，控制滑塊2速度與支承部13速度的速度差，以使由 儲(chǔ)能器31產(chǎn)生的擠壓力的加載延遲由節(jié)流孔33進(jìn)行補(bǔ)償。由此，能夠精確地控制沖突時(shí) 的擠壓力。
5.其他實(shí)施方式
(a)
在上述實(shí)施方式中，在緩沖裝置12中設(shè)有液壓回路對(duì)，通過液壓吸收沖擊，但是， 也可以采用吸收沖擊的其他結(jié)構(gòu)。例如，代替節(jié)流孔33，作為衰減部可以設(shè)置阻尼器。而且，代替儲(chǔ)能器31，作為彈性部可以設(shè)置線圈彈簧。
(b)
在上述實(shí)施方式中，檢測(cè)滑塊2的速度，并控制滑塊2速度與支承部13速度的速 度差，但是，可以檢測(cè)緩沖墊11的速度，并將緩沖墊11的速度作為所述滑塊2的速度。
(C)
速度差模式不限于上述的模式，只要是補(bǔ)償由儲(chǔ)能器31產(chǎn)生的擠壓力的加載延 遲的模式均可采用。
(d)
在上述實(shí)施方式中，在緩沖裝置2中采用了液壓油，但是，作為吸收沖擊的液體， 還可以采用其他液體。
(e)
在上述實(shí)施方式中，采用了節(jié)流孔33，但是，可以采用作為節(jié)流部起作用的其他裝置。
(f)
第一速度檢測(cè)部15檢測(cè)滑塊的位置，但是，也可以采用通過對(duì)該檢測(cè)值進(jìn)行微分 求出滑塊速度的機(jī)構(gòu)。
另外，第二速度檢測(cè)部16可以通過檢測(cè)伺服電機(jī)49的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度，并對(duì)該 檢測(cè)值進(jìn)行微分來求出轉(zhuǎn)速。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明具有能夠精確地控制加載時(shí)的擠壓力的效果，并且作為模具緩沖裝置是有 用的。
權(quán)利要求
1.一種模具緩沖裝置，在壓力機(jī)中產(chǎn)生施加于滑塊的擠壓力，其特征在于，具有緩沖墊，其承受來自所述滑塊的力；支承部，其支承所述緩沖墊；伺服電機(jī)，其通過使所述支承部升降而使所述緩沖墊升降；緩沖裝置，其具有衰減部和彈性部，緩和所述緩沖墊與所述支承部之間的沖擊，所述衰 減部產(chǎn)生與所述緩沖墊相對(duì)所述支承部的相對(duì)速度對(duì)應(yīng)的反作用力，所述彈性部產(chǎn)生與所 述緩沖墊相對(duì)所述支承部的相對(duì)位移對(duì)應(yīng)的反作用力；第一速度檢測(cè)部，其檢測(cè)所述滑塊的速度；第二速度檢測(cè)部，其檢測(cè)所述支承部的速度；控制部，其控制所述伺服電機(jī)，使得由所述第一速度檢測(cè)部檢測(cè)到的所述滑塊的速度 與由所述第二速度檢測(cè)部檢測(cè)到的所述支承部的速度的速度差，達(dá)到隨著時(shí)間的經(jīng)過而變 化的規(guī)定的目標(biāo)值。
2.如權(quán)利要求1所述的模具緩沖裝置，其特征在于，所述控制部將所述伺服電機(jī)控制為，所述速度差在所述緩沖墊開始承受來自所述滑塊 的力的時(shí)間點(diǎn)以后的規(guī)定的第一時(shí)間點(diǎn)達(dá)到峰值，而在所述第一時(shí)間點(diǎn)以后隨著時(shí)間的經(jīng) 過逐漸減小。
全文摘要
本發(fā)明提供一種模具緩沖裝置，能夠精確地控制加載時(shí)的擠壓力。在模具緩沖裝置中，緩沖裝置具有衰減部和彈性部，用于緩和緩沖墊與支承部之間的沖擊。衰減部產(chǎn)生與緩沖墊相對(duì)支承部的相對(duì)速度對(duì)應(yīng)的反作用力。彈性部產(chǎn)生與緩沖墊相對(duì)支承部的相對(duì)位移對(duì)應(yīng)的反作用力?？刂撇?18)控制伺服電機(jī)，使得由第一速度檢測(cè)部(15)檢測(cè)到的滑塊速度與由第二速度檢測(cè)部(16)檢測(cè)到的支承部速度的速度差，達(dá)到隨著時(shí)間的經(jīng)過而變化的規(guī)定的目標(biāo)值。
文檔編號(hào)B21D24/02GK102036765SQ20098011853
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者中川雅哉, 伊藤博幸, 佐藤宏秀, 吉村良太, 宮坂卓嗣, 有壁剛生, 道場(chǎng)榮自 申請(qǐng)人:小松產(chǎn)機(jī)株式會(huì)社, 株式會(huì)社小松制作所