CN100364683C - 模具缓冲机构驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模具缓冲机构驱动装置，具备：作为驱动冲压机的模具缓冲机构(52)的驱动源的伺服电机(11)以及将来自该伺服电机的再生能量向交流电源(13)再生的有再生功能的电源电路(12)，由伺服电机将冲压机的模具缓冲机构驱动装置电动化，通过将该伺服电机的再生能量返回电源实现能量的节约。
Description
技术领域
本发明涉及一种冲压机的模具缓冲机构驱动装置，特别是涉及通过伺服电机而电动化的模具缓冲机构驱动装置。
背景技术
现有的冲压机的模具缓冲机构的驱动源是使用液压。
图5是表示现有的冲压机的模具缓冲机构驱动装置的构成的侧视图。在该图上，51是为了压下板金等的被加工物(未图示)而上下移动的滑块，52是相对于上述被加工物向上方施加压力的模具缓冲机构，53是驱动滑块51的电机，54是将电机的转动能量转换为上下运动的能量的机构，55是将该上下运动的能量给予滑块51的臂部，56是液压缸，57是液压导管，58是液压装置。
当动力运行时，滑块51通过来自电机53的能量向下方移动，且油从液压装置58通过液压导管57传输到液压缸56，由此模具缓冲机构52向上侧被压起，加工被加工物。
就上述现有的液压式模具缓冲机构驱动方式而言，当从滑块51向模具缓冲机构52的力超过从模具缓冲机构52向滑块51的力时，能量向图示的粗线箭头方向传递，作为热从液压装置58释放，由此产生能量无效耗费的问题。
发明内容
本发明的目的在于通过伺服电机将缓冲驱动装置电动化，通过将该伺服电机的再生能量返回到电源来实现节约能量。
为了达到上述目的，在本发明的第1方式中，提供一种模具缓冲机构驱动装置，其特征在于，具备有再生功能的电源电路，将来自作为驱动冲压机的模具缓冲机构的驱动源的伺服电机的再生能量向交流电源再生。
在本发明的第2方式中，有再生功能的电源电路具备将来自交流电源的交流电变换成直流电的变换器电路以及将变换的直流电变换成供给伺服电机的交流电的逆变器电路的逆变器装置。
在本发明的第3方式中，变换器电路具备由二极管和晶体管成对组成的元件，二极管在晶体管的发射极和集电极之间顺向连接，变换器电路的元件使晶体管的额定电流比二极管的额定电流大。
在本发明的第4方式中，逆变器电路具备由二极管和晶体管成对组成的元件，二极管在晶体管的发射极和集电极之间顺向连接，逆变器电路的元件使二极管的额定电流比晶体管的额定电流大。
在本发明的第5方式中，有再生功能的电源电路即便是在元件的电源再生功能不发挥功能时，也由于具备电阻再生单元而得以维持模具缓冲机构的功能。
在本发明的第6方式中，有再生功能的电源电路是矩阵变换器。
在本发明的第7方式中，变换器电路是将电源电流控制成正弦波的正弦波变换器电路。
根据本发明的第1及第2方式，冲压机的模具缓冲机构为了在每个动作循环接受滑块持有的能量，驱动模具缓冲机构的伺服电机的大部分动作都成为再生动作。因此，能够通过将该能量经由伺服电机从逆变器装置返回到交流电源一侧，通过将该能量利用在其他的装置上，由此得到完成节能化的效果。
在本发明的第3及第4方式中，在逆变器装置的设计上，通过再生动作时逆变器装置中流动的电流的大小比动力运行时逆变器中流动的电流的大小大地构成元件，来进行适合伺服电机的动作的最佳设计，由此能够得到实现逆变器装置的小型化及低价格化的效果。
根据本发明的第5方式，由于兼备电阻再生功能，所以即便在电源异常时等电源再生功能不发挥功能时，也能阻挡来自滑块一侧的能量，维持模具缓冲机构的功能，从而得到降低对机械的损伤的效果。
附图说明
参照附图说明阅读说明的以下的最佳实施例的记载，上述本发明的目的及各特征可进一步明确。
图1是表示本发明的实施例的冲压机的模具缓冲机构驱动装置的构成的侧视图；
图2是表示图1所示的逆变器装置12的一个实施例的电路的电路图；
图3是表示图1所示的逆变器装置12的其他的实施例的电路的电路图；
图4是表示本发明的另外的实施例的有再生功能的电源电路的电路图；
图5是表示现有的冲压机的模具缓冲机构驱动装置的构成的侧视图。
具体实施方式
图1是表示本发明的实施例的冲压机的模具缓冲机构驱动装置的构成的侧视图。在该图中，对与图5所示的现有的构成同一部分赋予同一参照符号，在这里省略说明。在本实施例中，设有：用于驱动模具缓冲机构52的伺服电机11；将交流电供给伺服电机11的逆变器装置12；以及，在动力运行时将电力供给逆变器装置12的三相交流电源13。伺服电机11的转动能量通过滚珠丝杠14作为上下的运动能量给予模具缓冲机构52的轴15。
在动力运行时，滑块51通过来自电机53的能量向下方移动，且逆变器装置12将来自三相交流电源13的交流电变换成具有最适合伺服电机11的驱动的频率及振幅的交流电来驱动伺服电机11，由此将模具缓冲机构52向上方压起。
当来自电机54的能量比来自伺服电机11的能量大时，或进行伺服电机的制动时等的再生时，再生能量向图示的粗线箭头的方向流动，再生为三相交流电源。此时的再生能量E为电机53给予滑块51的力F与滑块51的移动距离L的积。
图2是表示图1所示的逆变器装置12的一个实施例的电路的电路图。在该图中，逆变器装置12具备：将来自三相交流电源13的三相交流电变换成直流电的变换器电路21；使该直流电平滑的电容器22；以及，将平滑的直流电变换成最适合伺服电机11的驱动的频率的交流电的逆变器电路23。
变换器电路21是由并列连接二极管和晶体管的6个元件211～216与控制电路217组成。各211～216元件是将NPN晶体管和二极管并列连接构成的。即：二极管在NPN晶体管的发射极与集电极之间顺方向连接。晶体管211的发射极与晶体管212的集电极连接，晶体管213的发射极与晶体管214的集电极连接，晶体管215的发射极与晶体管216的集电极连接。三相交流电源13的各相被连接在这些连接点上。连接晶体管211、213、215的集电极，连接晶体管212、214、216的发射极，在从控制电路217进行再生时，使这些晶体管在最佳时刻为ON的控制信号供给晶体管211～216的基极。
逆变器电路23是由并列连接二极管和晶体管的6个元件231～236与控制电路237组成。各231～236元件也是将NPN晶体管和二极管并列连接构成。即：二极管在NPN晶体管的发射极和集电极之间顺方向连接。晶体管231的发射极与晶体管232的集电极连接，晶体管233的发射极与晶体管234的集电极连接，晶体管235的发射极与晶体管236的集电极连接。伺服电机11的各相被连接在这些连接点上。连接晶体管231、233、235的集电极，连接晶体管232、234、236的发射极，在从控制电路237进行动力运行时，使这些晶体管在最佳时机为ON的控制信号供给晶体管231～236的基极。
下面说明图2所示的电路的动作。在进行动力运行时，来自三相交流电源13的三相交流电通过流过元件211～216的二极管而被直流电化。由平滑电容器22将其平滑化，在逆变器电路为了变换成最适合伺服电机11的驱动的频率的交流电，从控制电路237将控制信号供给晶体管231～236的基极，将由此得到的交流电供给伺服电机11的各相。
在进行再生时，来自伺服电机11的再生电向图示的粗线箭头的方向流动，在逆变器电路23内主要在二极管内流动，在变换器21内主要在晶体管内流动，向三相交流电源13再生。
因此，在逆变器电路23中，进行再生动作时在更多的期间，使电流流动的二极管的容许电流的大小比晶体管的大，在变换器电路21中，进行再生动作时在更多期间，使电流流动的晶体管的容许电流的大小比二极管的大。这样，通过考虑元件的使用条件进行最佳的元件设计，使发热降低，达到装置的小型化。
图3是表示图1所示的逆变器装置12的其他的实施例的电路的电路图。在该图上，与图2不同的地方是追加了由电阻散热体31、开关用晶体管32、控制电路33组成的电阻再生单元。电阻散热体31的一方的端子被连接在元件211、213、215、231、233、235中的晶体管的集电极上。电阻散热体31的另一方的端子被连接在NPN晶体管32的集电极上。NPN晶体管32的发射极被连接在元件212、214、216、232、234、236的集电极上。在模具缓冲机构驱动时，来自控制电路33的控制信号供给晶体管32的基极，晶体管32成为导通状态。通过设置该电阻再生单元，即便在电源异常时等电源再生功能不发挥功能时，也能阻止来自滑块51一侧的能量，维持模具缓冲机构的功能，由此减少对机械的损伤。
在图2及图3的电路中，由控制电路217及237的控制是通过PWM控制进行的，但本发明不限定于PWM控制，能够用其它的任意的脉冲控制实现同样的再生动作。
另外，根据本发明的其他的实施例，由控制电路217及237的控制也可以使用将电源再生时的电源电流控制为正弦波的正弦波变换器。
图4是表示本发明的另外的实施例的有再生功能的电源电路的电路图。在该图中，该有再生功能的电源电路是AC-AC变换器即矩阵变换器。该矩阵变换器具备：被连接在伺服电机11的U相上的3个双向开关41；被连接在V相上的3个双向开关42；被连接在W相上的3个双向开关43；被连接在三相交流电源的R相上的感应器44；被连接在S相上的感应器45；被连接在T相上的感应器46；被连接在R相和S相之间的电容器47；被连接在S相和T相之间的电容器48；被连接在R相和T相之间的电容器49；以及，控制双向开关41、42及43的控制电路411。双向开关41、42及43中的第1个被连接在三相交流电源13的R相一侧，第2个被连接在三相交流电源13的S相一侧，第3个被连接在三相交流电源13的T相一侧。
各个双向开关是将2个NPN晶体管并列连接构成。即：将NPN晶体管412的发射极与NPN晶体管413的集电极连接，将NPN晶体管412的集电极与NPN晶体管413的发射极连接构成。
在动作中，通过从控制电路411向双向开关给予PWM控制信号等的适当的控制信号，在动力运行时电流流过NPN晶体管412，在再生时电流流过NPN晶体管413，在动力运行时适当的交流电流供给伺服电机11，在再生时再生能量向图示的粗线箭头的方向流动，返回到三相交流电源13。
根据本发明，由于在驱动冲压机的模具缓冲机构的逆变器装置具备电源再生功能，所以能够实现电源能量的节能化。
Claims (7)
1.一种模具缓冲机构驱动装置，其特征在于，
具备：作为驱动冲压机的模具缓冲机构的驱动源的伺服电机；以及将来自该伺服电机的再生能量向交流电源再生的有再生功能的电源电路。
2.根据权利要求1所述的模具缓冲机构驱动装置，其特征在于，
上述有再生功能的电源电路是具备将来自上述交流电源的交流电压变换成直流电压的变换器电路以及将上述已被变换的直流电压变换成供给上述伺服电机的交流电压的逆变器电路的逆变器装置。
3.根据权利要求2所述的模具缓冲机构驱动装置，其特征在于，
上述变换器电路具备由二极管和晶体管成对组成的元件，上述二极管在上述晶体管的发射极和集电极之间顺向连接，上述变换器电路的元件使晶体管的容许电流比二极管的容许电流大。
4.根据权利要求2所述的模具缓冲机构驱动装置，其特征在于，
上述逆变器电路具备由二极管和晶体管成对组成的元件，上述二极管在上述晶体管的发射极和集电极之间顺向连接，上述逆变器电路的元件使二极管的容许电流比晶体管的容许电流大。
5.根据权利要求3所述的模具缓冲机构驱动装置，其特征在于，
还具备电阻再生单元，该电阻再生单元包括：与上述变换器电路的输出一端连接的电阻散热体；连接在该电阻散热体的另一端与上述变换器的另一端之间的晶体管；以及为了用电阻散热体消耗模具缓冲机构驱动时来自伺服电机的能量，控制该晶体管的导通状态的控制电路，上述有再生功能的电源电路即便在上述元件的电源再生功能不发挥功能时，也通过具备上述电阻再生单元维持模具缓冲机构的功能。
6.根据权利要求1所述的模具缓冲机构驱动装置，其特征在于，
上述有再生功能的电源电路是矩阵变换器。
7.根据权利要求2所述的模具缓冲机构驱动装置，其特征在于，
上述变换器电路是将电源电流控制成正弦波的正弦波变换器电路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |