專利名稱：模具緩沖機構(gòu)控制裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種為了使與沖壓機械的滑塊相對配置的模具緩沖機構(gòu)以伺服電機為驅(qū)動源相對動作并控制作用于在上下一對的模具間被沖壓加工的沖壓材料上的加壓力而使用的模具緩沖機構(gòu)控制裝置。
背景技術(shù)：
作為具備與沖壓機械的滑塊相對配置的模具緩沖機構(gòu)和為了使該模具緩沖機構(gòu)相對滑塊動作而控制氣缸的控制裝置的模具緩沖裝置的一例，有特開平7-195129號公報(JP-A-7-195129)所公開的裝置。該現(xiàn)有例子所記載的模具緩沖機構(gòu)，通過將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動用轉(zhuǎn)換機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闅飧椎耐鶑瓦\動而進行動作，通過用控制裝置控制伺服電機的轉(zhuǎn)矩，調(diào)整作用在上下模具之間的沖壓材料上的加壓力。
可是，在驅(qū)動源上使用氣缸的模具緩沖裝置，從給予控制信號到應答，產(chǎn)生時間后滯，另外，對于瞬間產(chǎn)生的短時間壓力變化，不能完全消除該變化，產(chǎn)生難于控制的問題。
作為模具緩沖裝置其他的例子，特開平10-202327號公報(JP-A-10-202327)公開了以伺服電機為驅(qū)動源的裝置。該現(xiàn)有例子所記載的模具緩沖裝置，通過提高對于控制的應答性，謀求解決上述問題，其具備伺服電機；向滾珠絲杠傳遞伺服電機的驅(qū)動力的齒輪傳遞機構(gòu)；通過滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)進行往復運動的模具緩沖機構(gòu)；和控制伺服電機的控制裝置。伺服電機通過控制裝置進行控制，使沖壓材料以規(guī)定的壓力在上下模具間沖壓沒有缺陷地成型為期望的形狀。
以伺服電機為驅(qū)動源的模具緩沖機構(gòu)的控制裝置，時間滯后較少，對于短時間的壓力變動的隨動性好，在所謂的閉模到開模的期間內(nèi)可自如變更壓力指令值，但還是希望隨動性更好的控制裝置。例如，在為了得到復雜形狀的成型體而將粉末體沖壓成型的場合等，需要對于壓力指令的隨動性(控制應答性)好的控制裝置?；蛘咴龃髩毫χ噶钆c速度指令之比的壓力增益，或者增大速度指令與電流指令之比的速度增益，在某種程度上也可提高隨動性，但那樣非常有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，目的在于提供一種可進一步提高沖壓成型中壓力指令值變更時的隨動性的模具緩沖機構(gòu)的控制裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的模具緩沖機構(gòu)控制裝置，通過伺服電機驅(qū)動控制相對沖壓機械的滑塊相對配置的模具緩沖機構(gòu)，具備為了使規(guī)定的加壓力作用在配置于滑塊和模具緩沖機構(gòu)之間的沖壓材料上，生成給予伺服電機的壓力指令值的壓力指令部；檢測作用在沖壓材料上的實際加壓力的壓力檢測部；將壓力指令部生成的壓力指令值的微分值乘以系數(shù)而生成速度修正值的速度修正值生成部；以及基于壓力指令值、壓力檢測部檢測出的實際加壓力和速度修正值生成部生成的速度修正值頁生成給予伺服電機的速度指令值的第1速度指令部。
上述模具緩沖機構(gòu)控制裝置還可具備檢測伺服電機實際的轉(zhuǎn)速的速度檢測部；將壓力指令部生成的壓力指令值的2階微分值乘以系數(shù)而生成電流修正值的電流修正值生成部；以及基于速度指令值、速度檢測部檢測出的旋轉(zhuǎn)數(shù)度和電流修正值生成部生成的電流修正值而生成給予伺服電機的電流指令值的電流指令部。
在上述模具緩沖機構(gòu)控制裝置中，還可具備為了向規(guī)定位置移動模具緩沖機構(gòu)，生成給予伺服電機的位置指令值的位置指令部；檢測模具緩沖機構(gòu)的實際位置的位置檢測部；基于位置指令值和位置檢測部檢測出的位置而生成給予伺服電機的速度指令值的第2速度指令部；和可選擇第1速度指令部與第2速度指令部的任何一方的切換部。
而且，本發(fā)明的模具緩沖機構(gòu)控制裝置，通過伺服電機驅(qū)動控制相對沖壓機械的滑塊相對配置的模具緩沖機構(gòu)，具備為了使規(guī)定的加壓力作用在配置于滑塊和模具緩沖機構(gòu)之間的沖壓材料上，生成給予伺服電機的壓力指令值的壓力指令部；檢測作用在沖壓材料上的實際加壓力的壓力檢測部；基于壓力指令值和壓力檢測部檢測出的實際加壓力生成給予伺服電機的速度指令值的第1速度指令部；檢測伺服電機的實際轉(zhuǎn)速的速度檢測部；將壓力指令部生成的壓力指令值的2階微分值乘以系數(shù)而生成電流修正值的電流修正值生成部；以及基于速度指令值、速度檢測部檢測出的轉(zhuǎn)速和電流修正值生成部生成的電流修正值而生成給予伺服電機的電流指令值的電流指令部。


本發(fā)明的上述與其他的目的、特征及優(yōu)點通過附圖關(guān)聯(lián)的以下最佳的實施方式的說明將更為明確。圖中圖1是表示本發(fā)明的模具緩沖機構(gòu)控制裝置的第1實施方式的結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1所示的模具緩沖機構(gòu)控制裝置的方框圖；圖3是表示本發(fā)明的模具緩沖機構(gòu)控制裝置的第2實施方式的結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖3所示的模具緩沖機構(gòu)控制裝置的方框圖；圖5是表示本發(fā)明的模具緩沖機構(gòu)控制裝置的第3實施方式的結(jié)構(gòu)圖；圖6是圖5所示的模具緩沖機構(gòu)控制裝置的方框圖；圖7是表示本發(fā)明的模具緩沖機構(gòu)控制裝置的第4實施方式的結(jié)構(gòu)圖；圖8是圖7所示的模具緩沖機構(gòu)控制裝置的方框圖。
具體實施例方式
以下，用附圖詳細說明本發(fā)明實施方式的具體例。
模具緩沖機構(gòu)控制裝置7A～7D，設置在沖壓機械1A～1D的模具緩沖裝置4A～4D上，在沖壓成型中控制在無圖示的上下一對的模具之間進行沖壓加工的沖壓材料2上的加壓力等而使用。
沖壓機械1A～1D具備向下支撐上部模具的、自如地上下往復運動的滑塊3和向上支撐與上部模具相對的下部模具并對在上下模具之間進行沖壓加工的沖壓材料2施加規(guī)定的加壓力的模具緩沖裝置4A～4D。沖壓材料2的加壓力，通過利用模具緩沖機構(gòu)控制裝置7A～7D直接或間接地控制滑塊3與模具緩沖裝置4A～4D的相對位置關(guān)系而進行調(diào)整。
模具緩沖裝置4A～4D具備作為驅(qū)動源的伺服電機6；向滾珠絲杠傳遞伺服電機6的驅(qū)動力的無圖示的動力傳遞機構(gòu)；通過無圖示的滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)而在軸向往復移動的模具緩沖機構(gòu)5；和控制伺服電機6的模具緩沖控制裝置7A～7D。在動力傳遞機構(gòu)上，可適用例如皮帶傳遞機構(gòu)或在現(xiàn)有的專利文獻2上所記載的齒輪傳遞機構(gòu)等。伺服電機6的驅(qū)動力，通過用于減少轉(zhuǎn)數(shù)而提高輸出轉(zhuǎn)矩的無圖示的減速器傳遞給滾珠絲杠。
如圖1及圖2所示，第1實施方式的模具緩沖控制裝置7A包括生成用于向沖壓材料2上作用規(guī)定的加壓力的壓力指令值的壓力指令部8、檢測作用在沖壓材料2上的實際加壓力的壓力檢測部9、基于壓力指令值與通過壓力檢測部9檢測出的壓力檢測值生成伺服電機6的速度指令值的速度指令部(第1速度指令部)10、壓力指令值的微分值乘以系數(shù)而生成速度修正值的速度修正值生成部11、檢測伺服電機6的旋轉(zhuǎn)數(shù)度的速度檢測部12和基于速度指令值與速度檢測部12檢測出的速度檢測值生成伺服電機6的電流指令值的電流指令部13。濾波部14使用例如可使具有不連續(xù)性的修正值上升的定時滯后，同時可將脈沖狀信號波形的角變圓滑并平緩上升的傾斜的低通濾波器。
壓力指令部8是沖壓中用于控制沖壓材料2的加壓力的構(gòu)成部分，在生成壓力指令值的同時，基于生成的壓力指令值控制伺服電機6。基于該壓力指令值的伺服電機6的控制與基于后述的位置指令的伺服電機6的位置控制(參照圖7及圖8)是有區(qū)別的。以伺服電機6為驅(qū)動源的模具緩沖裝置4A，通過模具緩沖機構(gòu)控制裝置7A進行壓力控制，可進行在使用氣缸等的現(xiàn)有模具緩沖裝置中難以實現(xiàn)的沖壓加工，即沖壓中自如控制加壓力并作出沒有缺陷的復雜形狀的沖壓加工。
壓力檢測部9例如由壓力傳感器或測力傳感器等構(gòu)成，為了檢測沖壓中產(chǎn)生的沖壓材料2的實際加壓力而設置在模具緩沖機構(gòu)5等上。通過該壓力檢測部9檢測出的壓力檢測值反饋給壓力指令值，求出作為壓力指令值與壓力檢測值的差分的壓力偏差(參照圖2)。
速度指令部10是通過壓力指令值與壓力檢測值的差分即壓力偏差乘以壓力增益而生成速度指令的構(gòu)成部分。壓力增益根據(jù)沖壓材料2的沖壓面積或相當于彈簧元件的模具緩沖機構(gòu)5的等效彈性系數(shù)等變化。
速度修正值生成部11是通過生成對應沖壓中壓力指令值的變動而增加的速度修正值，并用速度指令值加上生成的該速度修正值，來提高該控制系統(tǒng)的對壓力變動的隨動性的構(gòu)成部分。因此，速度修正值在輸入控制系統(tǒng)的壓力指令值較大時為較大值，在壓力指令值較小時為較小值。常數(shù)是用于將修正值修正為速度指令的次方的系數(shù)，由沖壓材料2的沖壓面積或相當于彈簧元件的模具緩沖機構(gòu)5的等效彈性系數(shù)等確定。
速度檢測部12例如由回轉(zhuǎn)式編碼器或轉(zhuǎn)速表傳感器等構(gòu)成，為了檢測出沖壓中的伺服電機6的實際轉(zhuǎn)速而設置在伺服電機6上。
電流指令部13是將速度指令值與速度檢測值的差分即速度偏差乘以速度比例增益而得到的電流指令(轉(zhuǎn)矩指令)加上速度偏差的積分值與速度積分增益之積后，將相加的電流指令給予伺服電機6的構(gòu)成部分。速度比例增益是根據(jù)伺服電機6的旋轉(zhuǎn)數(shù)度與電流值的關(guān)系求出的比例系數(shù)。
這樣，根據(jù)第1實施方式，速度修正值生成部11將壓力指令值的微分值乘以系數(shù)而算出的速度修正值加上速度指令值，從而可使壓力指令值的變化原樣反映在速度指令值上，提高沖壓成型中壓力指令值變更之際的伺服電機6的隨動性。再者，速度修正值由于通過濾波部14加上速度指令值，所以可使速度修正值的上升定時滯后，可將脈沖狀信號波形的角變圓滑并使上升傾斜平緩。由此，可緩和給予控制對象的沖擊，使伺服電機6順利地動作。
接著，基于圖3及圖4，關(guān)于本發(fā)明的模具緩沖機構(gòu)控制裝置的第2實施方式進行說明。對于本實施方式與第1實施方式的相同的構(gòu)成部分標以相同的符號，省略說明。
本實施方式的模具緩沖機構(gòu)控制裝置7B在取代第1實施方式的模具緩沖機構(gòu)控制裝置7A的速度修正值生成部11而設置了電流修正值生成部18這一點與第1實施方式不同。如圖3所示，電流修正值生成部18設置在壓力指令部8與電流指令部13之間。在電流修正值生成部18中，如圖4所示，將壓力指令值2階微分后乘以系數(shù)，算出電流修正值。修正值通過與第1實施方式相同的濾波部15過濾處理后，與電流指令值相加。
電流修正值由于在輸入控制系統(tǒng)的壓力指令值較大時為較大值，在壓力指令值較小時為較小值，作為對應壓力指令值的變動而增減的值而生成，所以可提高該控制系統(tǒng)對壓力變動的隨動性。
接著，圖5及圖6表示本發(fā)明的模具緩沖機構(gòu)控制裝置的第3實施方式。對于本實施方式與第1實施方式的相同的構(gòu)成部分標以相同的符號，省略說明。
本實施方式的模具緩沖機構(gòu)控制裝置7C具有第1實施方式的模具緩沖機構(gòu)控制裝置7A的速度修正值生成部11和第2實施方式的模具緩沖機構(gòu)控制裝置7B的電流修正值生成部18。根據(jù)本實施方式，通過速度修正值生成部11和電流修正值生成部18的相乘效果，可進一步提高伺服電機6的隨動性。
接著，基于圖7及圖8，關(guān)于本發(fā)明的模具緩沖機構(gòu)控制裝置第4實施方式進行說明。對于本實施方式與第1實施方式的相同的構(gòu)成部分標以相同的符號，省略說明。
本實施方式的模具緩沖機構(gòu)控制裝置7D具有切換進行壓力控制的第1速度指令部11和進行位置控制的第2速度指令部22的控制方式切換部23。第2速度指令部22是通過在相當于位置指令部20的位置指令值與位置檢測部21的位置檢測值的差分的位置偏差上乘以位置增益而生成速度指令的構(gòu)成部分，與第1速度指令部11并列配置。再者，第1速度指令部11是與第1～3實施方式的速度指令部11相同的構(gòu)成部分。
位置指令部20為了在非沖壓中控制模具緩沖機構(gòu)5的相對位置，在生成位置指令值的同時，將生成的位置指令值給予伺服電機6。基于該位置指令值的伺服電機6的控制與基于上述的壓力指令的伺服電機6的壓力控制是有區(qū)別的，可以說是位置控制。
位置檢測部21例如由編碼器或線位移傳感器等構(gòu)成，為了檢測出非沖壓中模具緩沖機構(gòu)5的實際位置而設置在模具緩沖機構(gòu)5等上。通過該位置檢測部21檢測出的位置檢測值向位置指令值反饋，求出位置指令值與位置檢測值的差分即位置偏差(參照圖8)。
控制方式切換部23是選擇第1速度指令部11或第2速度指令部22的任何一個，與電流指令部13相互連接的構(gòu)成部分?？刂品绞角袚Q部23在沖壓中選擇第1速度指令部11并進行壓力控制，在非沖壓中選擇第2速度指令部22并進行位置控制。這樣，通過分開使用第1速度指令部11或第2速度指令部22，沖壓中可實現(xiàn)加壓力的適當化，非沖壓中可正確地進行模具緩沖機構(gòu)5的相對位置的定位。
再者，本發(fā)明不限定于上述的實施方式，在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)可實施各種變更。例如，在第1～4的實施方式中，設置過濾處理加在速度指令值或電流指令值上的修正值的濾波部14、15，但在可以忽略作用在控制系統(tǒng)上的沖擊的場合等，也可以省略濾波部。
以上，關(guān)于本發(fā)明最佳的實施方式進行了說明，但只要不超出權(quán)利要求書的保護范圍可以進行各種修改及變更，這是本領域技術(shù)人員所理解的。
權(quán)利要求
1.一種模具緩沖機構(gòu)控制裝置(7A)，具備為了使規(guī)定的加壓力作用在配置于沖壓機械(1A)的滑塊(3)和與該滑塊(3)相對的模具緩沖機構(gòu)(5)之間的沖壓材料(2)上，生成壓力指令值的壓力指令部(8)；以及檢測作用在上述沖壓材料(2)上的實際加壓力的壓力檢測部(9)，其特征在于，具備將上述壓力指令值的微分值乘以系數(shù)而生成速度修正值的速度修正值生成部(11)；以及基于上述壓力指令值、上述壓力檢測部(9)檢測出的上述實際加壓力和上述速度修正值生成部(11)生成的上述速度修正值而生成賦予上述伺服電機(6)的速度指令值的第1速度指令部(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具緩沖機構(gòu)控制裝置(7C)，其特征在于，具備檢測上述伺服電機的實際轉(zhuǎn)速的速度檢測部(12)；將上述壓力指令部(8)生成的上述壓力指令值的2階微分值乘以系數(shù)而生成電流修正值的電流修正值生成部(18)；以及基于上述速度指令值、上述速度檢測部(12)檢測出的轉(zhuǎn)速和上述電流修正值生成部(18)生成的上述電流修正值而生成賦予上述伺服電機(6)的電流指令值的電流指令部(13)。
3.一種模具緩沖機構(gòu)控制裝置(7B)，具備為了使規(guī)定的加壓力作用在配置于沖壓機械(1A)的滑塊(3)和與該滑塊(3)相對的模具緩沖機構(gòu)(5)之間的沖壓材料(2)上，生成壓力指令值的壓力指令部(8)；檢測作用在上述沖壓材料(2)上的實際加壓力的壓力檢測部(9)；基于上述壓力指令值和上述壓力檢測部(9)檢測出的上述實際加壓力而生成給予上述伺服電機(6)的速度指令值的第1速度指令部(10)；以及檢測上述伺服電機(6)的實際轉(zhuǎn)速的速度檢測部(12)，其特征在于，具備將上述壓力指令部(8)生成的上述壓力指令值的2階微分值乘以系數(shù)而生成電流修正值的電流修正值生成部(18)；以及基于上述速度指令值、上述速度檢測部(12)檢測出的上述轉(zhuǎn)速和上述電流修正值生成部(18)生成的上述電流修正值而生成賦予上述伺服電機(6)的電流指令值的電流指令部(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任何一項所述的模具緩沖機構(gòu)控制裝置(7D)，其特征在于，具備為了使上述模具緩沖機構(gòu)(5)向規(guī)定位置移動，生成賦予上述伺服電機(6)的位置指令值的位置指令部(20)；檢測上述模具緩沖機構(gòu)(5)的實際位置的位置檢測部(21)；基于上述位置指令值和上述位置檢測部(21)檢測出的上述位置而生成賦予上述伺服電機(6)的第2速度指令值的第2速度指令部(22)；以及可選擇上述第1速度指令部(10)與上述第2速度指令部(22)的任何一方的控制方式切換部(23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任何一項所述的模具緩沖機構(gòu)控制裝置(7A～7D)，其特征在于，具備用于使上述速度修正值或上述電流修正值的波形平滑的濾波部(14，15)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種模具緩沖機構(gòu)控制裝置，通過伺服電機驅(qū)動控制相對沖壓機械的滑塊相對配置的模具緩沖機構(gòu)，具備為了使規(guī)定的加壓力作用于配置于滑塊和模具緩沖機構(gòu)之間的沖壓材料上，生成給予伺服電機的壓力指令值的壓力指令部；檢測出作用在沖壓材料上的實際加壓力的壓力檢測部；由壓力指令部生成的壓力指令值的微分值乘以系數(shù)而生成速度修正值的速度修正值生成部；以及基于壓力指令值、通過壓力檢測部檢測出的壓力檢測值和速度修正值生成部生成的速度修正值生成給予伺服電機的速度指令值的第1速度指令部。
文檔編號B30B15/02GK1951591SQ20061013571
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月18日
發(fā)明者巖下平輔, 置田肇, 河村宏之, 豬飼聰史 申請人:發(fā)那科株式會社