CN101115613A - 可动盘的驱动装置及压力机械的滑块驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种压力机械的滑块驱动装置，使得压力机械的滑块由电动(伺服)马达(SM)(从电动马达介于螺杆/螺母机构产生的)推力和从定高压力源供给压油的油压缸(SYL1、SYL2)的推力的复合推力驱动。滑块控制装置，根据滑块位置信号及马达角速度信号控制电动马达(SM)和油压缸(SYL1、SYL2)，同时在滑块负载减小期间将油压缸(SYL1)作为泵起作用，利用从电压马达(SM)介由螺杆/螺母机构及滑块向油压缸(SYL1)传递的推力向定高压力源加载压油。

Description

可动盘的驱动装置及压力机械的滑块驱动装置
技术领域
本发明涉及可动盘的驱动装置及压力机械的滑块驱动装置，特别是涉及同时使用电动马达和液压缸来驱动压力机械的滑块和需要各种推力的产业机械、建设机械等的可动盘的技术。
背景技术
(a)电动伺服马达驱动的压力机的滑块驱动装置
专利文献1中，公开了一种只靠电动马达(电动伺服马达)直接或间接地(介由减速机等)驱动滑块的电动压力机。该电动压力机可获得滑块的高控制性，却不能确保作为压力机械和成形机等的重要能力要素的工作能力(能量能力)(不足)。这是因为，在电动马达的驱动中，由于不具有储存能量的功能、以及不能随着马达内部发热而连续释放大的输出，从而成形时从马达得到的能量受到限制。
为了解决这个问题，需要准备输出(W)相当大的电动马达，与其对应的使用者侧的受电容量(设备)巨大。另外，在不伴有滑块的加减速、成形的等速动作时，电动马达停留在伴随极低负载转矩的小工作量，不能有效利用电动马达的剩余转矩(能量)。
(b)利用可变喷出容量泵+(多个)油压马达(的闭回路连接)+螺杆进行驱动的压力机械的滑块驱动装置
专利文献2中，公开了一种利用可变喷出容量油压泵+油压马达+螺杆驱动滑块的压力机械的滑块驱动装置。利用该压力机械的滑块驱动装置驱动滑块时，在滑块的控制性(响应性和静态[速度和位置的]精度)上存在问题。
即，可变喷出容量泵喷出的每单位时间流动的油量随着产生负载而在与油压马达连接的管路内被压缩，用于驱动滑块所需要的力与该被压缩而产生的压力(负载压力)成比例，从而，由于伴随该压缩的响应延迟而造成滑块的动特性下降(响应性和速度、位置的反馈增益下降)。另外，在可变喷出容量油压泵和油压马达、阀类等中产生与上述负载压力成比例的压油的泄漏，特别是使负载压力升高的成形中的速度、位置精度大大下降。而且，由于是以由可变容量泵马达进行油量控制为主体的驱动，从而单位时间内流动的油量需要量大，有设备增大化的危险。
相反，可以在电动马达和可变容量泵/马达之间具有惯性轮，由于具有能量的蓄积功能，从而不受能量上的制约。另外，还具有以同样的油压回路驱动机械压力机的曲轴这种类型的装置(专利文献3等)，不过，除了上述问题以外，还产生基于油压马达的从驱动轴到滑块的特性为非线性，滑块加压力值受到限制等甚至是控制上的问题。
(c)专利文献4中，公开了一种利用电动马达旋转驱动固定喷出容量泵，并利用与泵连接的油压缸和油压马达驱动可动盘的液压驱动式塑性加工装置。该装置具有的问题点是：由于在驱动部的中途介有油压介质(由于工作油的压缩性、压油泄漏的影响)，而使电动马达具有的控制性显著下降。再有，继续引发作为电动马达控制特有问题的不具有能量蓄积功能的问题和线圈发热的问题。从而，压力机加压力及伴随着加压成形的必要工作量，由电动马达的最大瞬间输出所限制。优点仅限于可简单地构成系统。
(d)专利文献5中，公开了一种利用电动马达和固定容量式油压泵/马达的并列驱动介由螺杆/螺母机构驱动滑块的滑块驱动装置。该装置将电动马达和固定容量式油压泵/马达二者的旋转力进行复合，传递给螺杆/螺母机构。
(e)专利文献6中，公开了一种板材加工机的压头(ram)驱动装置，能够将由伺服马达驱动的螺纹加压装置的直动驱动力、以可变容量泵或定量喷出泵作为动力源的油压缸(油压装置)的直动驱动力分别传递给滑块。该压头驱动装置主要由螺纹加压装置进行压头往复驱动时的定位，主要由油压装置进行板材加工时的加压，从而，能够使定位精度为高精度，且能够以大的加压力进行板材加压(专利文献6的段落[0056])。
专利文献1：专利第2506657号说明书
专利文献2：美国专利第4563889号说明书
专利文献3：特开平1-309797号公报
专利文献4：特开平10-166199号公报
专利文献5：特开2002-172499号公报
专利文献6：特开平7-266086号公报
专利文献5所述的压力机械的滑块驱动装置具有以下的问题点。
(1)能量效率
由固定压力源驱动的油压马达，油压马达内的工作油泄漏量多，另外，摩擦损失也大，从而能量效率差。
(2)控制性
将电动马达和固定容量式油压泵/马达二者的旋转力复合并传递给螺杆/螺母机构，从而，随着螺杆/螺母机构及驱动轴的刚性增加，电动马达轴换算的惯性转矩增大，随之带来控制性的下降(响应性下降和确保反馈控制中的比例增益的制约)。
(3)成本
固定容量式油压泵/马达，从市场性和部件数的观点而言价格高。
(4)噪音
固定容量式油压泵/马达，产生与转速成比例的高压-低压切换的脉动音，成为噪音源。
另一方面，专利文献6所述的板材加工机的压头驱动装置，由于使用油压缸，从而没有上述(1)～(4)的问题点。该驱动装置如上所述，利用油压装置进行板材加工时的压力控制，不过，该油压装置是从可变容量泵或定量喷出泵向油压缸的上室直接供给工作油。从而，可自由确保加压力和能量，不过，由于工作油的压缩和压油的泄漏而显著地损害控制性，另外，还具有很难高精度且响应性良好地控制加压力的问题。
再有，专利文献6所述的油压装置，在板材加工时需要驱动加压可变容量泵或定量喷出泵将工作油向油压缸供给，驱动泵的马达也要求输出大的马达。
发明内容
本发明即是鉴于这样的事情而产生的，其目的在于，提供一种可动盘的驱动装置及压力机械的滑块驱动装置，其同时使用电动马达和液压缸而具有大的加压能力，同时能够整体以电动马达的特性高精度地驱动可动盘，另外，还优化了能量效率。
为了实现上述目的，本发明的第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，包括：电动马达；螺杆/螺母机构，其将所述电动马达的输出转矩作为用于移动可动盘的推力传递给该可动盘；单个或多个液压缸，其介由阀与产生大致一定压力的工作液的定高压力源和低压力源连接；推力传递装置，其是将所述液压缸的推力传递给所述可动盘的推力传递装置，按照能够在所述螺杆/螺母机构的任意行程位置随时传递推力的方式进行连结；速度检测装置，其检测所述可动盘的速度或从所述电动马达的驱动轴到螺杆/螺母机构的任一旋转部的角速度；和控制装置，其根据由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，控制所述电动马达及液压缸，所述控制装置在所述可动盘的负载减小的规定期间，使所述液压缸的至少1个液压缸作为泵起作用，利用从所述电动马达介由所述螺杆/螺母机构、可动盘及推力传递装置传递给所述液压缸的推力，从所述低压力源向所述定高压力源加载工作液。
即，电动马达的输出转矩，介由螺杆/螺母机构作为直线驱动力施加给可动盘。另外，介由阀与定高压力源和低压力源连接的单个或多个液压缸的推力，介由推力传递装置，能够在所述螺杆/螺母机构的任意行程位置随时向所述可动盘传递，输出转矩和缸的压力以力维度进行复合。并且，根据所述可动盘的速度或从所述电动马达的驱动轴到螺杆/螺母机构的任一旋转部的角速度，控制所述电动马达及液压缸，从而，能够依赖于电动马达的控制性高精度地控制可动盘的动作。另一方面，利用电动马达产生的加压力的不足部分，利用液压缸的压力进行辅助。另外，使液压缸作为泵起作用，从而，能够将电动马达的剩余转矩作为压液能量向定高压力源加载，进而将可动盘减速时的可动盘的运动能量作为压液能量向定高压力源加载(再生)。
本发明的第二方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，包括所述定高压力源、低压力源及液压缸构成的工作液进行循环的液压装置与大气隔断。从而，能够防止工作液中混入杂质。
本发明的第三方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述定高压力源包括将工作液保持为大致一定高压的蓄能器而构成。将所述液压缸作为泵起作用时喷出的压液，向所述蓄能器加载。
本发明的第四方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述低压力源包括大气压的容器或将工作液保持为大致一定低压的蓄能器而构成。
本发明的第五方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述定高压力源连接有供给大致一定压力的工作液的工作液辅助供给装置。通过将所述液压缸作为泵起作用，从而能够将工作液向定高压力源加载，不过，所述工作液辅助供给装置，是在运转开始时和可动盘加压中使用的工作液的液量不足时将工作液向定高压力源供给。
本发明的第六方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述电动马达包括至少含有1个伺服马达的多个电动马达。
本发明的第七方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述电动马达的输出转矩介由减速机传递给所述螺杆/螺母机构。
本发明的第八方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述液压缸使用缸径不同的2种以上的缸。
本发明的第九方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述液压缸包括缸径相同的一对液压缸，所述一对液压缸配置在相对于所述可动盘中心对称的位置，并且所述一对液压缸的压液连接口间连接成能够同时供给工作液。能够由所述一对液压缸平衡性良好地加压可动盘，并且能够将一对液压缸的控制系统设成一个。
本发明的第十方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述液压缸连接成：至少1个液压缸的活塞杆侧的压液连接口始终与所述低压力源连通。
本发明的第十一方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述可动盘能够沿垂直方向移动地被引导，所述液压缸在缸下室侧的压液连接口处连接有引导操作止回阀，在非驱动时承受所述可动盘的自重。
本发明的第十二方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，具备对所述可动盘的目标速度或所述旋转部的目标角速度进行指令的速度指令装置，所述控制装置根据由所述速度指令装置所指令的目标速度或目标角速度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，控制所述电动马达及液压缸。即，所述电动马达及液压缸，被进行基于速度反馈的控制。
本发明的第十三方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的位置检测装置，所述控制装置根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，控制所述电动马达及液压缸。即，所述电动马达及液压缸，被进行基于带速度小回路反馈的位置反馈的控制。
本发明的第十四方式，根据第十三方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述控制装置具有：复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；和马达控制装置，其根据所述复合马达转矩指令信号控制所述电动马达。
本发明的第十五方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的位置检测装置，所述控制装置具有：运动基本运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述液压缸的运动基本信号；和缸控制装置，其根据所述运动基本信号控制所述液压缸。
本发明的第十六方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的位置检测装置，所述控制装置具有：运动基本运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述液压缸的运动基本信号；复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；干扰转矩推定装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的干扰转矩，运算表示该干扰转矩的干扰转矩推定信号；和缸控制装置，其根据所述运动基本信号及所述干扰转矩推定信号，控制所述液压缸。
本发明的第十七方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的位置检测装置，所述控制装置具有：复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；干扰转矩推定装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的干扰转矩，运算表示该干扰转矩的干扰转矩推定信号；和马达控制装置，其根据所述复合马达转矩指令信号及所述干扰转矩推定信号，控制所述电动马达。
如第十六及第十七方式所示，根据复合马达转矩指令信号、及检测出的可动盘的速度或旋转部的角速度，推定伴随可动盘的驱动的干扰转矩。并且，所述缸控制装置，根据所述运动基本信号及干扰转矩推定信号，控制液压缸，同样，马达控制装置，根据所述复合马达转矩指令信号及干扰转矩推定信号，控制电动马达。
本发明的第十八方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述控制装置通过控制所述阀的开口量来控制所述液压缸。
本发明的第十九方式，根据第十八方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述控制装置根据从对所述阀的开口量进行指令的指令信号的产生时到所述液压缸的压力达到规定值的响应性，控制所述电动马达。
对于所述液压缸，从定高压力源施加大致一定压力的工作液，因而，若赋予打开所述阀的指令，则所述液压缸的压力以所需要的响应延迟达到规定值。所述控制装置考虑所述液压缸的响应性控制电动马达，从而，能够针对连续变化的推力指令产生连续的推力。
本发明的第二十方式，根据第十八方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置，所述控制装置具有：复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；和马达控制装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、从对所述阀的开口量进行指令的指令信号的产生时到所述液压缸的压力达到规定值的第1响应性、及从向所述电动马达发出转矩指令或电流指令至达到所述所指令的转矩或电流的第2响应性，控制所述电动马达。所述控制装置同时考虑所述液压缸的第1响应性和电动马达的第2响应性双方控制所述电动马达。
本发明的第二十一方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述液压缸的压力的压力检测装置，所述控制装置具有：复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；和马达控制装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、及由所述压力检测装置检测出的压力，控制所述电动马达。
所述控制装置考虑所述液压缸的响应性控制电动马达，不过，是对照所述压力检测装置检测出的液压缸的压力(压力响应)控制电动马达的。
本发明的第二十二方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，具备：检测所述液压缸的压力的压力检测装置、和检测所述阀的开口量的开口量检测装置，所述控制装置具有：运算装置，其根据由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述液压缸的液压缸控制信号；和缸控制装置，其根据所述液压缸控制信号、由所述压力检测装置检测出的压力、及由所述开口量检测装置检测出的开口量，控制所述液压缸。
所述控制装置控制所述液压缸(阀的开口量)，以使由所述压力检测装置检测出的压力追从所述液压缸控制信号(压力指令)
本发明的第二十三方式，根据第二十一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述运算装置算出表示在大致一定低压状态和大致一定高压状态的2个稳定状态之间变化的缸压力的液压缸控制信号，所述缸控制装置只限于所述液压缸在2个稳定状态之间变化的缸压力的过渡期，根据所述液压缸控制信号、由所述压力检测装置检测出的压力、及由所述开口量检测装置检测出的开口量，控制所述液压缸。
所述缸控制装置，只在将所述液压缸的压力升压或减压到规定压力(定高压力源的大致一定高压力、或低压力源的大致一定低压力)的过渡响应期间，控制所述液压缸(阀的开口量)。
本发明的第二十四方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述阀由介于所述定高压力源和所述液压缸之间的第1阀和介于所述低压源和所述液压缸之间的第2阀构成，所述控制装置按照遮断所述第1阀后打开所述第2阀、或遮断所述第2阀后打开所述第1阀的方式控制所述第1阀及第2阀。
本发明的第二十五方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述控制装置具有：运算装置，其算出表示在大致一定低压状态(P0)和大致一定高压状态(P1)的2个稳定状态之间变化的缸压力的液压缸控制信号；和阀控制装置，其根据所述液压缸控制信号控制所述阀，所述阀具有从所述液压缸控制信号的变化时点开始最迟60ms以内、在2个稳定状态之间至少能够产生|P1-P0|的50％以上的变化的开口量及响应性。即，液压缸的压力的上升，与介由阀供给的工作液的液量成比例，为了增大该液量，需要提高阀的响应性和增大阀的开口量。
本发明的第二十六方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，具备：检测所述可动盘的加速度或所述旋转部的角加速度的加速度检测装置，所述控制装置根据由所述加速度检测装置检测出的角速度或角加速度，使所述液压缸的至少1个液压缸作为泵起作用。即，根据所述加速度检测装置的检测输出，检测出不是需要比较大转矩的可动盘加速区域的期间(所述可动盘的驱动负载变小的期间)，在该期间将液压缸作为泵起作用，将电动马达的剩余转矩作为压液能量向定高压力源加载。
本发明的第二十七方式，根据第二十六方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述加速度检测装置根据由所述速度检测装置检测出的速度或角速度算出所述加速度或角加速度。
本发明的第二十八方式，根据第十二方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述控制装置具有：根据由所述速度指令装置所指令的目标速度或目标角速度算出角速度或角加速度的加速度运算装置，并根据所述算出的角速度或角加速度，使所述液压缸的至少1个液压缸作为泵起作用。
本发明的第二十九方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述电动马达与1个螺杆/螺母驱动机构连接2个以上。
本发明的第三十方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述螺杆/螺母驱动机构相对于1个可动盘配置多个，所述电动马达分别设置于各螺杆/螺母驱动机构。
本发明的第三十一方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，，其特征在于，所述液压缸具有能够沿同一方向动作的独立的多个受压面。
本发明的第三十二方式，根据第三十方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置；检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的第1位置检测装置；和第2位置检测装置，其检测所述可动盘的与由所述第1位置检测装置检测出的位置不同的位置、或检测配置在所述可动盘上的多个螺杆/螺母驱动机构中的与所述旋转部不同的螺杆/螺母驱动机构相关的旋转部的角速度，所述速度检测装置具有：第1速度检测装置，其检测所述可动盘的位置的速度或从所述电动马达的驱动轴到螺杆/螺母机构的任一旋转部的角速度；和第2速度检测装置，其检测所述可动盘的与由所述第1速度检测装置检测出速度的位置不同的位置的速度、或检测配置在所述可动盘上的多个螺杆/螺母驱动机构中的与所述旋转部不同的螺杆/螺母驱动机构相关的旋转部的角加速度，所述控制装置根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述第1及第2位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第1及第2速度检测装置检测出的速度或角速度，控制所述多个电动马达及液压缸。
本发明的第三十三方式，根据第三十二方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，所述控制装置具有：第1复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述第1位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第1速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述多个电动马达中的第1电动马达的第1复合马达转矩指令信号；第2复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述第2位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第2速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制与所述第1电动马达不同的驱动螺杆/螺母驱动机构的第2电动马达的第2复合马达转矩指令信号；第1干扰转矩推定装置，其根据所述第1复合马达转矩指令信号、及由所述第1速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第1干扰转矩，运算表示该第1干扰转矩的第1干扰转矩推定信号；第2干扰转矩推定装置，其根据所述第2复合马达转矩指令信号、及由所述第2速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第2干扰转矩，运算表示该第2干扰转矩的第2干扰转矩推定信号；第1马达控制装置，其根据所述第1复合马达转矩指令信号、及所述第1干扰转矩推定信号，控制所述第1电动马达；和第2马达控制装置，其根据所述第2复合马达转矩指令信号、及所述第2干扰转矩推定信号，控制所述第2电动马达。
第三十二或第三十三方式的控制装置，分别独立地控制分别设置于各螺杆/螺母驱动机构的电动马达，从而，即使对可动盘施加偏心的外部负载和干扰，也能够进行与其对应的电动马达的推力控制。
本发明的第三十四方式，根据第一方式的可动盘的驱动装置，其特征在于，具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的位置检测装置，所述液压缸相对于1个可动盘配置多个，所述速度检测装置具有：第1速度检测装置，其检测所述可动盘的速度或从所述电动马达的驱动轴到螺杆/螺母机构的任一旋转部的角速度；和第2速度检测装置，其检测所述可动盘的与由所述第1速度检测装置检测出速度的位置不同的位置的速度、或检测配置在所述可动盘上的多个螺杆/螺母驱动机构中的与所述旋转部不同的螺杆/螺母驱动机构相关的旋转部的角加速度，所述控制装置具有：复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第1及第2速度检测装置分别检测出的速度或角速度中至少一方的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；运动基本运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第1及第2速度检测装置分别检测出的速度或角速度中至少一方的速度或角速度，运算用于控制所述液压缸的运动基本信号；第1干扰转矩推定装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、及由所述第1速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第1干扰转矩，运算表示该第1干扰转矩的干扰转矩推定信号；第2干扰转矩推定装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、及由所述第2速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第2干扰转矩，运算表示该第2干扰转矩的干扰转矩推定信号；第1缸控制装置，其根据所述运动基本信号、及所述第1干扰转矩推定信号，控制所述多个液压缸中的第1液压缸；和第2缸控制装置，其根据所述运动基本信号、及所述第2干扰转矩推定信号，控制所述多个液压缸中的第2液压缸。
本发明的第三十五方式，根据第三十四方式的可动盘的驱动装置，特征在于，所述螺杆/螺母驱动机构相对于1个可动盘配置多个，所述电动马达分别设置于各螺杆/螺母驱动机构，所述位置检测装置具有：第1位置检测装置，其检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度；和第2位置检测装置，其检测所述可动盘的与由所述第1位置检测装置检测出的位置不同的位置、或检测配置在所述可动盘上的多个螺杆/螺母驱动机构中的与所述旋转部不同的螺杆/螺母驱动机构相关的旋转部的角速度，所述复合马达转矩指令信号运算装置具有：第1复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述第1位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第1速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制多个电动马达中的第1电动马达的第1复合马达转矩指令信号；和第2复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述第2位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第2速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制多个电动马达中的第2电动马达的第2复合马达转矩指令信号，所述第1干扰转矩推定装置，根据所述第1复合马达转矩指令信号、及由所述第1速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第1干扰转矩，运算表示该第1干扰转矩的干扰转矩推定信号，所述第2干扰转矩推定装置，根据所述第2复合马达转矩指令信号、及由所述第2速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第2干扰转矩，运算表示该第2干扰转矩的干扰转矩推定信号。
第三十四或第三十五方式的控制装置，分别独立地控制相对于1个可动盘配置多个的液压缸，从而，即使对可动盘施加偏心的外部负载和干扰，也能够进行与其对应的液压缸的推力控制。
本发明的第三十六方式的压力机械的滑块驱动装置，其特征在于，包括本发明的第一～第三十五方式的任一方式所述的可动盘的驱动装置，所述可动盘是压力机械的滑块。
(发明效果)
本发明中，能够将电动马达的驱动转矩介由螺杆/螺母机构作为直线驱动力传递给可动盘(滑块)，还能够将液压缸的推力传递给所述可动盘，如此以力维度进行了复合，进而至少对电动马达及液压缸进行速度控制。因而，具有大的加压能力，同时能够整体以电动马达的特性高精度地驱动可动盘。另外，液压缸工作液的泄漏量少，摩擦损失也少，从而能量效率高，进而能够将电动马达的剩余转矩作为压液能量向定高压力源加载，将可动盘减速时的可动盘的运动能量作为压液能量向定高压力源加载(再生)。
附图说明
图1是表示本发明的压力机械的滑块驱动装置的第1实施方式的整体构成的概略图。
图2是用于说明大小油压缸对电动马达的静态辅助作用的图。
图3是对电动马达及油压缸输出指令的控制器的概略图。
图4A及图4B是表示电动马达推力和大小油压缸推力与将这些推力复合的复合推力的关系的曲线图。
图5是表示图1所示油压缸驱动装置及辅助压油供给装置的内部构成的油压回路图。
图6是表示图1所示自重落下防止装置及加载驱动装置的内部构成的油压回路图。
图7是表示图1所示滑块控制装置的内部构成的框图。
图8是表示图7所示滑块位置控制器的内部构成的框图。
图9A～图9C是表示图7所示油压缸控制器中的油压缸辅助启用时各指令的输出时序的图。
图10是表示油压缸辅助启用时的图7所示的油压缸控制器的一部分的回路图。
图11A～图11C是表示图7所示油压缸控制器中的油压缸辅助断开时各指令的输出时序的图。
图12是表示油压缸辅助断开时的图7所示的油压缸控制器的一部分的回路图。
图13A是表示被赋予辅助启用油压缸的CYL1_ON指令时油压缸的压力响应的曲线图，图13B是表示对电动马达赋予阶跃式转矩指令时的转矩响应的曲线图。
图14A是表示从CYL1_ON指令至油压缸的压力响应的传递函数的图，图14B是表示从转矩指令至电动马达的转矩响应的传递函数的图。
图15是用于说明运算CYL1_ON调节信号及CYL2_ON调节信号的图7所示油压缸控制器及进行转矩调节的复合马达控制器的图。
图16是用于说明运算CYL1_ON调节信号及CYL2_ON调节信号的其他实施方式的油压缸控制器及进行转矩调节的复合马达控制器的图。
图17是表示1个周期中滑块目标位置及滑块位置的曲线图。
图18是表示1个周期中电动马达的马达角速度的曲线图。
图19是表示1个周期中由电动马达产生的推力的曲线图。
图20是表示1个周期中小油压缸的盖侧压力、杆侧压力及大油压缸的盖侧压力的曲线图。
图21是表示1个周期中小油压缸的盖侧推力、杆侧推力及大油压缸的盖侧推力的曲线图。
图22是表示1个周期中小油压缸的盖侧油量、杆侧油量及大油压缸的盖侧油量的曲线图。
图23是表示1个周期中定高压力源的压力的曲线图。
图24是表示1个周期中定高压力源的油量的曲线图。
图25是表示1个周期中压力负载的曲线图。
图26是表示1个周期中滑块加速度指令的曲线图。
图27是表示本发明的压力机械的滑块驱动装置的第2实施方式的整体构成的概略图。
图28是表示图27所示滑块控制装置的内部构成的框图。
图29是表示本发明的压力机械的滑块驱动装置的第3实施方式的主要部分构成的概略图。
图中：100、100’、100”-压力机械，110-滑块，120、120a、120b-驱动螺杆，122、122a、122b-从动螺母，130、130a、130b-滑块位置检测器，132、132a、132b-驱动轴角速度检测器，200、200’-油压缸控制器，202、206-蓄能器(accumulator)，204-定高压力源，208-低压力源，210-阀驱动装置，200a-第1油压缸控制器，200b-第2油压缸控制器，230-辅助压油供给装置，231-电动机，232-油压泵，234、253、254-电磁转向阀，235、271-止回阀，250-自重落下防止装置，251、252、272-引导(pilot)操作止回阀，270-加载驱动装置，300、300’-滑块控制装置，310-滑块综合控制器，320、320’-滑块位置控制器，322-微分器，323-积分器，324-加载信号生成器，325-控制运算器，326-加速度运算器，330、330’-速度控制器，340-压油加载控制器，350、350’-油压缸控制器，360、360’-复合马达控制器，370、370a、370b-干扰转矩推定器，380、380a、380b-马达控制器，390、390a、390b-马达驱动装置，SM、SM1a、SM2a、SM1b、SM2b、SMa、SMb-电动马达，SYL、SYL1、SYL2、SYL1a、SYL1b、SYL2a、SYL2b-油压缸，P_H、P_1_D、P_2_D-压力检测器，V1_D_H、V1_D_L、V2_D_H、V2_D_L-阀，S1_D_L、S1_D_H、S2_D_L、S2_D_H-滑柱(spool)位置检测器。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的可动盘的驱动装置及压力机械的滑块驱动装置的优选实施方式进行详细说明。
<第1实施方式>
图1是表示本发明的压力机械的滑块驱动装置的第1实施方式的整体构成的概略图。如该图所示，该压力机械的滑块驱动装置，主要由压力机械100、油压缸驱动装置200、辅助压油供给装置230、自重落下防止装置250、加载驱动装置270、滑块控制装置300和马达驱动装置390构成。
[压力机械的构成]
该压力机械100，由底座102、柱104及横梁106构成框架，滑块(可动盘)110，由设置在柱104上的导向部108引导，在垂直方向移动自由。
作为驱动滑块110的驱动装置，设有大小各2个油压缸SYL1(SYL1a、SYL1b)、SYL2(SYL2a、SYL2b)和传递电动(伺服)马达SM的输出转矩的螺杆/螺母机构。
油压缸SYL1(SYL1a、SYL1b)是缸径小的一对油压缸，配置在相对于滑块110中心对称的位置。同样，油压缸SYL2(SYL2a、SYL2b)是缸径大的一对油压缸，配置在相对于滑块110中心对称的位置。这些油压缸SYL1、SYL2，缸本体固定在横梁106上，活塞杆固定在滑块110上，能够在滑块110的整个行程上向滑块110传递推力。
螺杆/螺母机构由介由轴承112旋转自由地固定在横梁106上的驱动螺杆120、固定在滑块110上的同时与上述驱动螺杆120旋合的从动螺母122构成，介由减速机124向驱动螺杆120传递电动马达SM的输出转矩。
还有，在压力机械100的底座102侧，设置检测滑块110位置的滑块位置检测器130，在电动马达SM上设置检测驱动轴角速度的驱动轴角速度检测器132。滑块位置检测器130可由递增型或绝对型线性编码器、电位器、磁尺等各种传感器构成，另外，驱动轴角速度检测器132可由递增型或绝对型回转编码器、测速传感器(tacho generator)构成。
[电动马达和油压缸的力的维度的复合化]
[能够进行复合化的基本原理]
下面，对将上述油压缸SYL1、SYL2的推力和电动马达SM(从电动马达SM介由螺杆/螺母机构传递的)的推力复合化的基本原理进行说明。
首先，油压缸的推力FCYL能够由下式表示。
[数1]
FCYL＝SH·PA-SR·PT    (1)
其中，
FCYL：油压缸推力[N]
SH：缸盖侧截面积[m2]
SR：缸杆侧截面积[m2]
PA：向油压缸的盖侧作用的压力[Pa]
PT：向油压缸的杆侧作用的压力[Pa]≈0
油压是介由阀供给的油量QA被压缩而产生的，从而，上述压力PA能够由下式表示。
[数2]
PA＝∫K(QA/VA)dt    (2)
其中，
K：油的体积弹性系数[Pa]
QA：向油压缸供给的油量[m3/s]
VA：油压缸的盖侧管路体积[m3]
向油压缸的盖侧作用的压力PA的上升，与介由阀供给的油量QA成比例，要增大油量QA，重要的是提高阀的响应性、增大阀的开口量(增大流量系数＝容易流动)及提高阀差压(具有定高压力源)。另外，通过使从高压力源供给的工作油的压力为大致一定，从而还具有抑制推力响应的变动(一定化)的意义。
具体地说，能够足以使从向阀发出指令到产生所希望的缸推力所需要的时间为30ms左右以下。
另一方面，电动(伺服)马达的输出转矩TE，能够由下式表示。
[数3]
TE＝kE·I    (3)
其中，
kE：转矩常数[Nm/A]
I：电流[A]
另外，介由螺杆/螺母机构向滑块传递的推力FE能够由下式表示。
[数4]
FE＝kS·TE    (4)
其中，
TE：电动(伺服)马达的转矩[Nm]
kS：依赖于螺杆/螺母机构的比例定义[m-1]
推力FE的响应与电流I的响应成比例。从向电动马达发出指令至到达驱动电流的响应性(电流响应)良好，整体来说，针对指令由电动马达产生推力的响应延迟少。
这样一来，要使油压缸推力和电动马达(从电动马达介由螺杆/螺母机构传递的)推力复合，二者的推力响应性(动态特性)好是非常重要的。
[静态复合]
滑块控制装置自动识别整体的(加减速、成形、粘性、摩擦等所需要的)推力，在电动伺服马达产生的推力不足时复合油压缸单个或多个缸的推力。
如图1所示，大小2个(或2系统：其中，由配管结合的为同一系统)油压缸SYL1、SYL2中小缸的油压缸SYL1，具有与电动马达SM(从电动马达SM介由螺杆/螺母机构传递的)伺服控制用的推力中的最大推力同等的推力，大缸的油压缸SYL2，具有电动马达SM的最大推力的2倍的推力，此时，这些电动马达SM及油压缸SYL1、SYL2的各推力及复合的总推力，如图2所示复合。其中，在图2的原理图中，示出双向驱动油压缸时的各推力，而后述的实施方式的油压缸的驱动是只向一个方向产生推力。
即，只将电动马达SM的最大推力的4倍当作复合马达的总推力的最大推力(100％)，总推力在0～+25％，由电动马达单体的推力供给。总推力在+25％～+50％的范围使小缸的油压缸SYL1启用，电动马达SM补偿驱动25％的量(小缸的油压缸SYL1的推力部分)。
总推力在+50％～+75％的范围断开小缸的油压缸SYL1，启用大缸的油压缸SYL2，电动马达SM补偿驱动25％的量(大缸的油压缸SYL2的推力与小缸的油压缸SYL1的推力的差量)。
总推力在超过+75％的范围除了启用大缸的油压缸SYL2以外，再次启用小缸的油压缸SYL1，电动马达SM补偿驱动25％的量。结果，各油压缸SYL1、SYL2通过启用/断开动作来确保推力的大小，使电动马达SM按照复合推力指令连续作用推力地进行调节作用，作为整体发挥复合马达的静态推力特性。
[动态复合]
图3是向电动马达SM及油压缸SYL(SYL1、SYL2)输出指令的控制器的概略图。
当如上所述对电动马达SM的推力复合油压缸SYL的推力时，如图3所示构成考虑了油压缸SYL的响应性的控制器。
即，由于电动马达SM的响应性和油压缸SYL的响应性存在差异，从而在图3所示的控制器中，为了复合时取得动态(过度地)(对照各推力的上升时常数)平衡，利用电动马达SM(+螺杆机构)和缸推力的上升响应差过滤(传递函数)，使响应性高的电动马达SM与油压缸SYL的响应相符合。
还有，图3中，GCYL(S)表示向油压缸SYL发出控制指令到油压缸SYL产生压力的传递函数，GMOT(S)表示向电动马达SM发出转矩指令或电流指令到电动马达SM输出转矩或达到驱动电流的传递函数。
另外，油压缸SYL要求高响应性(不工作区10ms以内左右、上升20ms以内左右)，不过，为了避免动力(粘性)损失，而使用接通/断开驱动开口量大的阀、在大致一定高压源下驱动的阀(滑柱和提动头(poppet)的)响应性好的结构，由此，在考虑了取决于供给油量的油压缩(油压的产生)时间的理论上及实验上的确认中，也能够满足要求值。
图4A及图4B分别是表示电动马达和油压缸的各推力与将这些推力复合的复合推力的关系的曲线图。
图4A中，示出斜坡状增减推力指令时只考虑了静态的推力复合，不过可知不考虑动态时的复合推力具有不连续性。
另一方面，图4B中，示出斜坡状增减推力指令时考虑了静态及动态的推力复合，不过此时可知复合推力不管油压缸启用/断开与否都连续变化。
即，要想构成相对于推力指令推力能够连续地响应的复合马达，以随着升压而产生缸推力的动特性和利用伺服马达(+螺杆/螺母机构)产生推力的动特性为基础的动态考虑是不可欠缺的。
[油压缸驱动装置及辅助压油供给装置]
接下来，对于图1所示油压缸驱动装置200及辅助压油供给装置230，参照图5进行说明。
该油压缸驱动装置200，主要包括：包括保持大致一定高压工作油的蓄能器202而构成的定高压力源204、包括保持大致一定低压工作油的蓄能器206而构成的低压力源208、阀驱动装置210、油压缸SYL1驱动用的一对阀V1_D(V1_D_H、V1_D_L)、油压缸SYL2驱动用的一对阀V2_D(V2_D_H、V2_D_L)、在与蓄能器202连接的高压侧管路P和与蓄能器206连接的低压侧管路T之间配置的高压用安全阀220、检测在蓄能器202中蓄压的工作油压力的压力检测器P_H、检测与油压缸SYL1的缸上室侧连接的管路222的回路压力的压力检测器P_1_D、检测与油压缸SYL2的缸上室侧连接的管路224的回路压力的压力检测器P_2_D、分别检测阀V1_D_H、V1_D_L、V2_D_H及V2_D_L的滑柱位置的滑柱位置检测器S1_D_L、S1_D_H、S2_D_L及S2_D_H。还有，低压力源208可以为大气压的容器。
高压侧的管路P，介由阀V1_D_H、V2_D_H分别与管路222、224连接，低压侧的管路T，介由阀V1_D_L、V2_D_L分别与管路222、224连接。
另外，高压侧的管路P及低压侧的管路T分别与加载驱动装置250连接，低压侧的管路T与油压缸SYL2(SYL2a、SYL2b)的缸下室直接连接(参照图1)。
阀驱动装置210，根据由后述的滑块控制装置300内的油压缸控制器350施加的阀指令信号L1_L_SLV、L1_H_SLV、L2_L_SLV及L2_H_SLV，驱动4个阀V1_D_H、V1_D_L、V2_D_H及V2_D_L。
辅助压油供给装置230，由电动机231、油压泵232、过滤器233、电磁转向阀234、止回阀235构成。
压力检测器P_H，将表示在蓄能器202中积蓄压力的工作油压力的大致一定高压信号向滑块控制装置300输出，滑块控制装置300，在输入的大致一定高压信号达到动作时蓄压下限设定压(例如，21.5MPa)以下时，向辅助压油供给装置230输出压油供给信号(参照图1)。
按照上述压油供给信号，切换辅助压油供给装置230的电磁转向阀234，由电动机231驱动的油压泵232的喷出线路(止回阀235的保持侧)进行加载，从而，向定高压力源204蓄积压油。还有，动作中，达到规定压力(动作时蓄压上限设定压：例如，22.5MPa)时进行卸载。
[自重落下防止装置及加载驱动装置]
接下来，对于图1所示自重落下防止装置250及加载驱动装置270，参照图6进行说明。
自重落下防止装置250是使滑块110不会因自重而落下的装置，由配置在与油压缸CYL1a、CYL1b的缸下室侧的压液连接口连接的2系统管路上的引导操作止回阀251、252、电磁转向阀253、254和安全阀255、256构成。
在不运转压力机械100的非驱动时，滑块控制装置300不向电磁转向阀253、254输出制动OFF信号B1、B2，其结果是，电磁转向阀253、254被切换到图6所示的位置，不会从电磁转向阀253、254向引导操作止回阀251、252输出引导压。如图1所示，在滑块110的自重作用下油压缸SYL1a、SYL1b的活塞杆被向下方拉伸，油压缸SYL1a、SYL1b的缸下室的压力上升，但由于配置在与CYL1a、CYL1b的缸下室侧的压油连接口连接的2系统的管路上的引导操作止回阀251、252遮断管路，所以滑块110的自重作用下的下降受到阻止。
另一方面，运转压力机械100时，从滑块控制装置300向电磁转向阀253、254输出制动OFF信号B1、B2，将电磁转向阀253、254从图6所示的位置切换。从而，从电磁转向阀253、254向引导操作止回阀251、252施加引导压，能够进行引导操作止回阀251、252中反方向的压油流动。
加载驱动装置270是使油压缸SYL1a、SYL1b作为泵进行作用，向定高压力源204加载压油的装置，由止回阀271、引导操作止回阀272、电磁转向阀(加载阀(charge valve)273构成。
滑块控制装置300在进行加载的规定期间，向加载阀273输出加载用阀指令信号，将加载阀273从图6所示位置切换。从而，不会向引导操作止回阀272加载引导压，从油压缸SYL1a、SYL1b的缸下室侧经由自重落下防止装置250向低压侧的管路T流动的流路被隔断，滑块110下降时从油压缸SYL1a、SYL1b的缸下室喷出的压油，介由止回阀271经由高压侧的管路P向定高压力源204加载。还有，关于进行压油加载的规定期间的详情后述。
[滑块控制]
接下来，对于图1所示的滑块控制装置300，参照图7进行说明。
滑块控制装置300由滑块综合控制器310、滑块位置控制器320、速度控制器330、压油加载控制器340、油压缸控制器350、复合马达控制器360、干扰转矩推定器370和马达控制器380构成。
滑块综合控制器310是综合压力机械100的运转的装置，在压力机械100的运转中输出滑块综合控制信号及制动OFF信号B1、B2。从油压缸驱动装置200内的压力检测器P_H向滑块综合控制器310施加表示定高压力源204压力的大致一定高压信号，滑块综合控制器310在输入的大致一定高压信号达到动作时蓄压下限设定压(例如，21MPa)以下时，输出用于驱动辅助压油供给装置230的压油供给信号。
另外，滑块综合控制器310通过向自重落下防止装置250输出制动OFF信号B1、B2，从而解除运转停止时的滑块110的自重落下功能(制动功能)。
从滑块综合控制器310输出的滑块综合控制信号施加给滑块位置控制器320。在滑块位置控制器320的其他输入中，从检测滑块110位置的滑块位置检测器130介由位置信号处理装置131施加表示滑块110位置的滑块位置信号。
图8是表示滑块位置控制器320的内部构成的图，该滑块位置控制器320，由过滤器321、积分器322、加载信号生成器323、积分器324及控制运算器325构成。
从滑块综合控制器310输入的滑块综合控制信号是阶跃式变化的滑块速度信号，该滑块速度信号介由过滤器321过滤后，施加给微分器322及积分器323。
经由微分器323进行时间微分后的滑块速度信号，作为滑块加速度指令量施加给加载信号生成器324。加载信号生成器324，根据滑块加速度指令量判断超过需要比较大转矩的滑块加速区域的时点，输出作为用于控制加载驱动装置270的基础的加载基本信号。还有，加载信号生成器324，不使用实际的加速度信号等，而是由通过运算算出的加速度指令信号生成加载基本信号，这是为了防止因含有很多高频成分的噪音而造成的振动，不过，也可以将实际的加速度信号和实际的速度进行微分处理，或者由实际的马达转矩信号生成加载基本信号。
另一方面，由积分器323进行时间积分后的滑块速度信号，作为滑块目标位置指令信号施加给控制运算器325。在控制运算器325的其他输入中，施加滑块位置信号，控制运算器325求出2输入信号的偏差，根据其偏差信号确定操作量信号(速度指令信号)，并输出该速度指令信号。
回到图7，在速度控制器330的一个输入中，从上述滑块位置控制器320施加速度指令信号，在速度控制器330的其他输出中，从驱动轴角速度检测器132介由马达驱动装置390施加马达角速度信号。速度控制器330，根据这2个输入信号，对负责速度控制的运动基本信号和复合马达转矩指令信号进行运算。上述运动基本信号向油压缸控制器350输出，复合马达转矩指令信号向复合马达控制器360及干扰转矩推定器370输出。
还有，运动基本信号是以复合马达转矩指令信号为主体，为了稳定且高响应地控制油压缸，而对以位置、速度的反馈量为基础的(实际上负责运动的)复合马达转矩指令信号进行某种(多个)处理而算出。例如，对复合马达转矩指令信号介由一次过滤器而成为运动基本信号，或对复合马达转矩指令信号乘以常数、介由在某一上下限值饱和的饱和要素而成为运动基本信号。还有，还包括由于常数和饱和要素，而使得复合马达转矩指令信号和运动基本信号相同的情况。
对于干扰转矩推定器370，除了施加上述复合马达转矩指令信号以外，还由马达驱动装置390从检测电动马达SM转矩(电流)的转矩检测器施加马达转矩信号(有效电流信号)和马达角速度信号，干扰转矩推定器370，根据马达角速度信号等对包括压力负载等的干扰转矩进行运算推定。即，干扰转矩推定器，根据马达速度信号的微分运算处理信号和复合马达转矩信号乘以延迟要素等过滤的运算量的差、上述马达速度信号的微分运算处理信号和复合马达转矩信号乘以延迟要素等过滤的运算量的差与根据马达转矩信号算出的修正运算量的和，运算推定干扰转矩。表示该推定出的干扰转矩的干扰转矩推定信号，向油压缸控制器350及复合马达控制器360输出。
油压加载控制器340是下降中接受表示从加速区域进入等速区域的加载基本信号，将加载用阀指令信号等向加载驱动装置270输出的装置，从滑块位置控制器320输入加载基本信号，同时从压力检测器P_H输入大致一定高压信号。油压加载控制器340，在从滑块位置控制器320输入加载基本信号时，输出用于接通加载驱动装置270内的加载阀273的加载用阀指令信号，另一方面，在从油压缸控制器350施加表示油压缸SYL1为了辅助而被驱动的信号时，停止加载用阀指令信号的输出。另外，在从压力检测器P_H输入的大致一定高压信号达到蓄压上限设定压(例如，22.5MPa)时，也停止加载用阀指令信号的输出。
此时(下降中驱动加载驱动装置时)，从压油加载控制器340，与介由加载驱动装置270利用加载用阀273驱动CYL1(杆侧＝上升侧)同步，输出对与该预先预测的压力响应成比例的推力响应和预先预测的伺服马达SM的转矩响应差进行修正的缸1上升ON调节信号(图7)，在复合马达控制器360中对SM转矩指令量加上本调节信号，从而，介由伺服马达+螺杆/螺母机构的推力和油压缸推力，动态(复合的过度状态下)下也顺利地复合。
另外，油压加载控制器340，与滑块110下降时同样在滑块上升时也接受表示从加速区域进入等速区域的加载基本信号，当大致一定高压信号在规定范围内时，向油压缸控制器350输出上升中加载ON信号。还有，油压缸控制器350收到上升中加载ON信号时，控制阀V1_D_H、V1_D_L使得向油压缸SYL1下降的方向施加压油。从而，能够在滑块110上升中使油压缸SYL1作为泵进行作用，将压油向定高压力源204加载。
接着，对油压缸控制器350进行说明。
油压缸控制器350输出用于驱动(开闭)4个阀V1_D_H、V1_D_L、V2_D_H及V2_D_L的阀指令信号L1_L_SLV、L1_H_SLV、L2_L_SLV及L2_H_SLV，同时，将相当于油压缸SYL1、SYL2的产生推力的SYL1_ON调节信号、SYL2_ON调节信号向复合马达控制器360输出，被从速度控制器330施加运动基本信号，并被干扰转矩推定器370施加干扰转矩推定信号。
另外，对于油压缸控制器350而言，被施加由压力检测器P_1_D及P_2_D检测出的压力信号L1_P、L2_P和由滑柱位置检测器S1_D_L、S1_D_H、S2_D_L及S2_D_H检测出的滑块位置信号L1_L_POS、L1_H_POS、L2_L_POS及L2_H_POS。
油压缸控制器350，根据输入的运动基本信号和干扰转矩推定信号的总和，判断是否能够以电动马达SM单体的推力供给，另外，在需要油压缸辅助时，判断是需要油压缸SYL1、SYL2中的任意一方还是双方的辅助，产生用于辅助启用、辅助断开油压缸SYL1的CYL1_ON指令、CYL1_OFF指令及用于辅助启用、辅助断开油压缸SYL2的CYL2_ON指令、CYL2_OFF指令。
另外，对于CYL1_ON指令、CYL1_OFF指令，在上升时根据需要从压油加载控制器340加上上升ON加载信号。
当前，如图9A所示，在产生辅助启用油压缸SYL1的CYL1_ON指令(0→1)时，与CYL1_ON指令的上升同步地输出使通向低压力源208的阀V1_D_L全闭的阀指令信号L1_L_SLV(图9C)，接着，在规定的延迟时间后，输出用于打开通向高压力源204的阀V1_D_H的遵循后述的辅助时升压算法的阀指令信号L1_H_SLV(图9B)。还有，辅助时升压算法，只在规定的辅助时升压控制时间(数m～数10msec间)(缸压力的过渡期)进行。
图10是表示输出上述阀指令信号L1_H_SLV的油压缸控制器350的一部分的回路图。如该图所示，在辅助时升压控制时间输出升压时CYL1压力指令CYL1REF。油压缸控制器350，根据上述压力指令CYL1REF和由压力检测器P_1_D检测出的压力信号L1_P的偏差运算阀V1_D_H的滑柱位置指令，根据该滑柱位置指令和由滑柱位置检测器S1_D_H检测出的滑柱位置信号L1_H_POS的偏差，运算上述阀指令信号L1_H_SLV，利用该阀指令信号L1_H_SLV控制阀V1_D_H的滑柱位置(开口量)。
利用按照上述辅助时升压算法运算出的阀指令信号L1_H_SLV控制阀V1_D_H，使得油压缸SYL1的压力追随压力指令CYL1REF。
另外，由该辅助时升压算法带来升压后，阀V1_D_H被控制为正常ON用的一定量(大致全开的开口量)。这是为了，增大阀开度使得升压工序结束后油流不会被节流，不会降低能量效率。
油压缸控制器350在辅助断开油压缸时也进行与辅助启用时同样的控制。
即，如图11A所示，在产生辅助断开油压缸SYL2的CYL2_OFF指令(1→0)时，与CYL2_OFF指令的下降同步地输出使通向定高压力源204的阀V2_D_H全闭的阀指令信号L2_H_SLV(图11C)，接着，在规定的延迟时间后，输出用于打开通向低压力源208的阀V2_D_L的遵从辅助时去压算法的阀指令信号L2_L_SLV(图11B)。还有，辅助时去压算法，只在规定的辅助时去压控制时间(数m～数10msec间)(缸压力的过渡期)进行。
图12是表示输出上述阀指令信号L2_L_SLV的油压缸控制器350的一部分的回路图。如该图所示，在辅助时去压控制时间输出去压时CYL2压力指令CYL2REF。油压缸控制器350，根据上述压力指令CYL2REF和由压力检测器P_2_D检测出的压力信号L2_P的偏差运算阀V2_D_L的滑柱位置指令，根据该滑柱位置指令和由滑柱位置检测器S2_D_L检测出的滑柱位置信号L2_L_POS的偏差，运算上述阀指令信号L2_L_SLV，利用该阀指令信号L2_L_SLV控制阀V2_D_L的滑柱位置(开口量)。
利用按照上述辅助时去压算法运算出的阀指令信号L2_L_SLV控制阀V2_D_L，使得油压缸SYL2的压力追随压力指令CYL2REF。
另外，由该辅助时去压算法带来去压后，阀V2_D_L被控制为正常OFF用的一定量(大致全开的开口量)。这是为了，增大阀开度使得去压工序结束后油流不会被节流，不会降低能量效率。
还有，如上所述被控制的上述阀V1_D_H、V1_D_L、V2_D_H及V2_D_L，适用的阀具有在从阀指令信号群的变化时点开始最迟60ms以内，在2个稳定状态(大致一定低压状态(P0)和大致一定高压状态(P1))之间，至少能够产生|P1-P0|的50％以上的变化的开口量及响应性。
再有，油压缸控制器350，在从油压加载控制器340输入上升中加载ON信号时，与上述同样运算并输出用于将油压缸SYL1作为泵作用的阀指令信号。
另外，油压缸控制器350，在驱动油压缸SYL1和CYL2时，运算对与该预先预测的压力响应成比例的推力响应和预先预测的电动马达SM的转矩响应的差进行修正这样的调节信号(CYL1_ON调节信号、CYL2_ON调节信号)，并将该调节信号向复合马达控制器360输出。
图13A是表示被赋予辅助启用油压缸SYL1的CYL1_ON指令时的油压缸SYL1的压力响应的曲线图，图13B是表示对电动马达SM赋予阶跃式转矩指令时的转矩响应的曲线图。
图14A表示从CYL1_ON指令至达到油压缸SYL1的压力响应的传递函数，图14B表示从转矩指令至达到电动马达SM的转矩响应的传递函数。
油压缸控制器350，如图15所示，利用图14A及图14B所示的传递函数，产生CYL1_ON指令和CYL2_ON指令时，向复合马达控制器360输出与基于该CYL1_ON指令和CYL2_ON指令的缸推力加到滑块110上的量相应的调节信号(CYL1_ON调节信号、CYL2_ON调节信号)。在复合马达控制器360中，从复合马达转矩指令信号中减去CYL1_ON调节信号、CYL2_ON调节信号，运算出向电动马达SM加载的马达转矩指令信号，不过，该马达转矩指令信号会成为过度整合的信号。
图16表示用于更简易地取得动态整合的运算CYL1_ON调节信号、CYL2_ON调节信号的油压缸控制器的其他实施方式。
图16所示的油压缸控制器350’，对照比电动马达SM的转矩响应延迟很多的油压缸SYL1、SYL2的压力响应，减去与缸推力相应的转矩，因而，将表示油压缸SYL1、SYL2压力的压力信号L1_P、L2_P(压力响应)乘以对电动马达SM响应量的延迟进行相位改善的传递函数GPC1(S)、GPC2(S)而得的信号作为调节信号(CYL1_ON调节信号、CYL2_ON调节信号)向复合马达控制器360输出。
接下来，对复合马达控制器360进行说明。
如图7所示，对于复合马达控制器360，从速度控制器33施加复合马达转矩指令信号，从干扰转矩推定器370施加干扰转矩推定信号，从压油加载控制器340施加缸上升ON调节信号，从油压缸控制器350施加SYL1_ON调节信号、SYL2_ON调节信号。
复合马达控制器360，将输入的复合马达转矩指令信号和干扰转矩推定信号进行加和，得到考虑了包括压力负载等的干扰转矩的复合马达转矩指令信号，从该复合马达转矩指令信号如图15及图16所示减去调节信号(CYL1_ON调节信号、CYL2_ON调节信号)，将其相减结果作为马达转矩指令信号进行输出。
对于马达控制器380，从复合马达控制器360施加马达转矩指令信号，从马达驱动装置390施加马达转矩信号及马达角速度信号。马达控制器380根据这些信号运算马达驱动信号，将该马达驱动信号向马达驱动装置390输出。本例中向马达控制器380输入的马达角速度信号，用于修正随着反电动势引起的指令电压下降而产生的马达转矩下降。即，马达角速度信号，是为了由马达控制器380内的指令电压的PWM(脉冲宽度调制控制部)修正(相加)操作与速度成比例产生的反电动势那部分的电压而使用。还有，马达控制器已知各种各样的形式，并不限定于本例。
马达驱动装置390(图1)，根据从滑块控制装置300输入的马达驱动信号，驱动电动马达SM。
接下来，对上述构成的压力机械的滑块驱动装置的动作进行说明。
[作用说明]
<状态波形>
图17～图26分别是表示驱动滑块110时的1个周期中的各种状态波形(滑块位置、马达角速度、由马达产生(介由减速器、螺杆、螺母机构产生)的推力、各油压缸压力、各油压缸推力、从定高压力源向各油压缸流入并从其流出的油量、定高压力源压力、定高压力源油量、压力负载及滑块加速度指令)的曲线图。
图17的实线及虚线，分别表示滑块目标位置指令及滑块位置。滑块目标位置指令的上限位置指令为300mm、下限位置指令为0mm(以上方向为正方向)。如图8中所说明，滑块目标位置指令是滑块位置控制器320内的积分器323对滑块速度指令进行时间积分而生成的，该实施方式中，是对200mm/s的滑块速度指令进行时间积分而生成。
<滑块动作开始前＝滑块停止中>
压力机械100的运转开始时(运转开始前)，在定高压力源204中未蓄积缸驱动用的压油。滑块控制装置300的滑块综合控制器310(图7)，在根据从压力检测器P_H输入的大致一定高压力信号检测出压油的压力为停止时蓄压下限设定压(例如21MPa)以下时，将压油供给信号向辅助压油供给装置230输出。辅助压油供给装置230，根据压油供给信号的输入向定高压力源204加载压油，确保定高压力源204内的初始压油。
图23表示定高压力源204的压力，时间0s的压力是动作前由辅助压油供给装置230加载的压油的压力。
<滑块下降开始  下方加速→一定速度(等速)、波形图的0～1.15秒>
从滑块控制装置300的滑块综合控制器310向自重落下防止装置250输出制动OFF信号B1、B2，解除运转停止时滑块110的自重落下功能(制动功能)。
另一方面，在滑块位置控制器320的积分器322(图8)中，运算滑块加速度指令。图26表示滑块加速度指令。加载信号生成器324，根据滑块加速度指令判断超过需要较大转矩的滑块加速区域的时点(图26所示的0秒附近的负侧的转矩绝对值变小的时点)，将加载基本信号向加载驱动装置270输出。
收到加载基本信号的压油加载控制器340，输出用于启用加载驱动装置270内的加载阀273的加载用阀指令信号，直到施加表示油压缸SYL1为了辅助而被驱动的信号。收到加载用阀指令信号的加载驱动装置270(图6)，接通加载阀273，利用引导操作止回阀272隔断低压侧的管路T，将滑块110下降时从油压缸SYL1a、SYL1b的缸下室喷出的压油，介由止回阀271经由高压侧的管路P向定高压力源204加载。
图23及图24分别表示定高压力源204内的压油的压力及油量，图23及图24所示的0.4s～1.15s间的压力上升部及油量上升部，基于滑块下降时的加载而产生。
<滑块下降后半部成形力负载、辅助作用  下止点停留  波形图的1.1～2.5秒>
从滑块位置100mm(经过时间1.1s)到滑块下止点位置(0mm)期间，作用如图25所示的成形力。
图18表示电动马达SM的马达角速度(驱动轴角速度)。可知除了作用成形力(压力负载)的瞬间过度时以外，不管负载作用与否均显示出稳定的速度曲线。这是因为，利用图7所示的滑块控制装置300内的干扰转矩推定器370，根据速度信号等对包括压力负载等的干扰转矩进行运算推定，为了抵消干扰转矩向复合马达控制器360输出而产生的作用大。
作用成形力时，油压缸控制器350根据负责位置、速度控制的运动基本信号和干扰转矩推定信号(它们的总和(辅助判断量))，按照其量的大小，输出应驱动油压缸SYL1(小缸)、油压缸SYL2(大缸)的阀指令信号群，用缸推力补充电动马达SM(从电动马达SM介由螺杆/螺母机构产生的)推力的不足部分。
油压缸控制器350，在驱动油压缸CYL1和CYL2时，将与预先预测的压力响应成比例的推力响应和预先预测的电动马达SM的转矩响应差进行修正这样的调节信号(CYL1_ON调节信号、CYL2_ON调节信号)向复合马达控制器360输出，复合马达控制器360对复合马达转矩指令信号加上调节信号，由此使从电动马达SM介由螺杆/螺母机构的推力和油压缸推力，动态(复合的过度状态)上也能够顺利复合。
另外，此时，压油被成形所消耗，在大致一定高压信号达到动作时蓄压下限设定压(例如，21MPa)以下时，辅助压油供给装置230动作向定高压力源204蓄积压油。还有，若在压力机械100的动作过程中达到规定压力(动作时蓄压上限设定压(例如，22.5MPa))，则辅助压油供给装置230的压油供给停止。
<滑块上升初期(加速)  成形力负载辅助解除波形图的2.5～2.8秒>
如图17所示与下降时同样，滑块110被滑块控制装置300进行控制，以使滑块位置追从滑块位置控制器320所生成的滑块目标位置指令。
此时，在上升开始初期成形力被解除，由于负责位置、速度控制的运动基本信号和干扰转矩推定信号(它们的总和(辅助判断量))变小，因而，油压缸控制器350输出使油压缸SYL1(小缸)、油压缸SYL2(大缸)顺次辅助断开的阀指令信号群。
另外，油压缸控制器350，在辅助断开油压缸CYL1和CYL2时，与辅助启用时同样将调节信号向复合马达控制器360输出，复合马达控制器360对复合马达转矩指令信号加上调节信号，由此使从电动马达SM介由螺杆/螺母机构产生的推力和油压缸推力，动态(复合的过度状态)上也能够顺利复合。
<滑块上升中期(等速)  上升中的压油加载  波形图的2.8～4.0秒>
与滑块下降时同样，滑块位置控制器320的积分器322(图8)，运算滑块加速度指令，加载信号生成器324，根据滑块加速度指令判断超过需要较大转矩的上升时的滑块加速区域的时点(图26所示的2.5秒附近的正侧的转矩绝对值变小的时点)，将加载基本信号向加载驱动装置270输出。
收到加载基本信号的压油加载控制器340，在滑块上升工序中，向油压缸控制器350输出上升中加载ON信号。若输入上升中加载ON信号，则油压缸控制器350应驱动油压缸SYL1，输出阀指令信号群，驱动油压缸SYL1，其压力与辅助时同样根据预先设定的响应性而被控制。
此时的油压缸SYL1推力为下方向，与电动马达SM的动作方向相反，从而，电动马达SM额外承担与油压缸SYL1推力相当的转矩。与该油压缸SYL1推力相当的转矩增加部分的马达转矩指令，与辅助作用时同样，根据CYL1_ON调节信号和干扰转矩推定信号而被运算。结果，油压缸SYL1进行泵作用，依靠电动马达SM的滑块上升时的剩余动力，从低压力源208向定高压力源204加载压油。还有，上升加载只要在上升开始时的规定时点，大致一定高压信号在上升加载起动设定压(例如，21.8MPa)以下即被许可。
<滑块上升后期(减速)  制动时能量再生波形图的4.0～4.2秒>
滑块110被滑块控制装置330控制，以使滑块位置追从滑块目标位置指令，结果，一靠近上止点位置就被减速。此时，电动马达SM的转矩，本来在减速侧(下降侧)产生，不过，由于作为上升加载时的泵而(继续)驱动油压缸SYL1(在下降侧产生推力)，因而，在加速侧(上升侧)产生。即，基于油压缸SYL1从低压力源208向定高压力源204进行泵作用(压油加载)时的下降侧的力减去利用伺服马达(+螺杆机构)产生的上升侧的力所得的力成为制动力，结果是，依靠滑块110保有的运动能量和由电动马达SM产生的上升侧动力加载压油，至少是滑块110保有的运动能量全部作为压油向高定压力源208再生。
<第2实施方式>
图27是表示本发明的压力机械的滑块驱动装置的第2实施方式的整体构成的概略图。还有，对于与图1所示第1实施方式共通的部分附以相同符号，省略其详细的说明。
图27所示的第2实施方式的压力机械的滑块驱动装置，与图1所示的第1实施方式相比，主要是压力机械100’及滑块控制装置300’不同。
[压力机械的构成]
该压力机械100’，由底座102、柱104及横梁106构成框架，滑块(可动盘)110，由设置在柱104上的导向部108引导在垂直方向移动自由。
作为驱动滑块110的驱动装置，设有二级油压缸SYL和传递电动马达SM1a、SM2a及SM1b、SM2b的输出转矩的一对螺杆/螺母机构。
二级油压缸SYL，由包括受压面积小的油室140的油压缸SYL1和包括受压面积大的油室141、142的油压缸SYL2构成，该二级油压缸SYL的缸本体固定在横梁106上，活塞杆固定在滑块110上，能够横跨滑块110的整个行程向滑块110传递推力。还有，油室140、141分别与管路222、224连接，油室142与自重落下防止装置250连接。
一对螺杆/螺母机构，由分别介由轴承112a、112b旋转自由地固定在横梁106上的驱动螺杆120a、120b、固定在滑块110上的同时与上述驱动螺杆120a、120b螺合的从动螺母122a、122b构成，介由减速机124a、124b向驱动螺杆120a、120b传递电动马达SM1a、SM2a及SM1b、SM2b的输出转矩。还有，一对螺杆/螺母机构，配置在相对于滑块110中心对称的位置。
另外，在压力机械100’的底座102侧，设置有分别检测滑块110的左右滑块位置的滑块位置检测器130a、130b，在电动马达SM1a、SM2a和电动马达SM1b、SM2b上设置有检测各驱动轴角速度的驱动轴角速度检测器132a、132b。
从滑块位置检测器1 30a、130b，介由位置信号处理装置131a、131b向滑块控制装置300’输出表示滑块110左右的滑块位置的滑块位置信号a、b，从驱动轴角速度检测器132a、132b介由马达驱动装置390a、390b向滑块控制装置300’输出各驱动轴的角速度信号(马达角速度信号a、b)。另外，从马达驱动装置390a、390b，分别向滑块控制装置300’输出马达转矩信号a、b。
[滑块控制]
接下来，对于图27所示滑块控制装置300’，参照图28进行说明。还有，对于与图7所示滑块控制装置300共通的部分附以相同符号，省略其详细的说明。
如图28所示，滑块控制装置300’，由滑块综合控制器310、滑块位置控制器320’、速度控制器330’、压油加载控制器340、油压缸控制器350、复合马达控制器360’、干扰转矩推定器370a、370b和马达控制器380a、380b构成。
滑块位置控制器320’，具有与图8所示滑块位置控制器320同样的构成，不过，是从滑块位置检测器130a、130b介由位置信号处理装置131a、131b输入表示滑块110左右的滑块位置的滑块位置信号a、b，所以，独立运算并输出滑块110左右的速度指令信号a、b。另外，不从该滑块位置控制器320’输出加载基本信号，而是从输入了马达角速度信号a、b的加速度运算器326向压油加载控制器340输出加载基本信号。该加速度运算器326，根据马达角速度信号a、b运算滑块110的左右平均的加速度，根据该加速度生成加载基本信号并向压油加载控制器340输出。
向速度控制器330’加载速度指令信号a、b和马达角速度信号a、b，速度控制器330’根据这些输入信号，对负责位置、速度控制的运动基本信号和复合马达转矩指令信号a、b进行运算。上述运动基本信号向油压缸控制器350输出，复合马达转矩指令信号a、b向复合马达控制器360’及干扰转矩推定器370a、370b输出。
对于干扰转矩推定器370a，除了施加上述复合马达转矩指令信号a以外，还施加马达转矩信号(有效电流信号)a和马达角速度信号a，干扰转矩推定器370a，根据马达角速度信号a等对包括压力负载等的干扰转矩进行运算推定。同样，对于干扰转矩推定器370b，除了施加上述复合马达转矩指令信号b以外，还施加马达转矩信号(有效电流信号)b和马达角速度信号b，干扰转矩推定器370b，根据马达角速度信号b等对包括压力负载等的干扰转矩进行运算推定。这些干扰转矩推定器370a、b，将分别运算出的表示干扰转矩的干扰转矩推定信号a、b向油压缸控制器350及复合马达控制器360’输出。
复合马达控制器360’，将输入的复合马达转矩指令信号a和干扰转矩推定信号a相加，得到考虑了包括压力负载等的干扰转矩的复合马达转矩指令信号，从该复合马达转矩指令信号减去调节信号(CYL1_ON调节信号、CYL2_ON调节信号)，将其相减结果作为马达转矩指令信号a输出，同时将输入的复合马达转矩指令信号b和干扰转矩推定信号b相加，得到复合马达转矩指令信号，从该复合马达转矩指令信号减去调节信号，将其相减结果作为马达转矩指令信号b输出。
对于马达控制器380a、380b，分别从复合马达控制器360施加马达转矩指令信号a、b，从马达驱动装置390a、b施加马达转矩信号a、b及马达角速度信号a、b，马达控制器380a、b根据这些信号运算马达驱动信号a、b，将该马达驱动信号a、b向马达驱动装置390a、b输出。马达驱动装置390a、390b(图27)，根据从滑块控制装置300’输入的马达驱动信号a、b，驱动电动马达SM1a、SM2a及电动马达SM1b、SM2b。
即，第2实施方式的压力机械的滑块驱动装置，能够独立驱动电动马达SM1a、SM2a及电动马达SM1b、SM2b，介由左右一对螺杆/螺母机构独立地向滑块110左右施加推力，从而，即使在对滑块110施加偏心的压力负载时，也能够施加与该偏心的压力负载对应的推力，能够高精度地维持滑块110的平行度。
<第3实施方式>
图29是表示本发明的压力机械的滑块驱动装置的第3实施方式的主要部分构成的概略图。还有，对于与图1及图27所示第1及第2实施方式共通的部分附以相同符号，省略其详细的说明。
图29所示的第3实施方式的压力机械的滑块驱动装置，与图1及图27所示的第1及第2实施方式相比，主要是压力机械100”及油压缸驱动装置200’不同。
[压力机械的构成]
该压力机械100”，与图1所示压力机械100同样设有大小各2个油压缸SYL1(SYL1a、SYL1b)、SYL2(SYL2a、SYL2b)，另外，与图27所示的压力机械100’同样设有传递电动马达的输出转矩的一对螺杆/螺母机构。
还有，驱动一对螺杆/螺母机构的电动马达SMa、SMb，由与图28所示的第2实施方式的滑块控制装置300’同样的滑块控制装置独立地驱动控制。
[油压缸驱动装置]
第3实施方式的油压缸驱动装置200’，由第1油压缸驱动装置200a和第2油压缸驱动装置200b构成，各油压缸驱动装置与图5所示的油压缸驱动装置200同样地构成。在第1油压缸驱动装置200a上，介由管路222a、224a连接有图29上左侧的油压缸SYL1a、SYL2a，在第2油压缸驱动装置200b上，介由管路222b、224b连接有图29上右侧的油压缸SYL1b、SYL2b。
另一方面，对于第1油压缸驱动装置200a，施加阀指令信号L1_L_SLVa、L1_H_SLVa、L2_L_SLVa及L2_H_SLVa，对于第2油压缸驱动装置200b，施加阀指令信号L1_L_SLVb、L1_H_SLVb、L2_L_SLVb及L2_H_SLVb。这些阀指令信号L1_L_SLVa、L1_H_SLVa、L2_L_SLVa及L2_H_SLVa和阀指令信号L1_L_SLVb、L1_H_SLVb、L2_L_SLVb及L2_H_SLVb，由没有图示的滑块控制装置内的油压缸控制器独立地生成。
即，该油压缸驱动装置200’，利用第1油压缸驱动装置200a和第2油压缸驱动装置200b，独立地驱动左侧的油压缸SYL1a、SYL2a和右侧的油压缸SYL1b、SYL2b。
因此，第3实施方式的压力机械的滑块驱动装置，独立地驱动控制压力机械100”的左右的电动马达SMa和电动马达SMb，同时独立地控制左右的油压缸SYL1a、SYL2a和油压缸SYL1b、SYL2b，从而，即使在对滑块110施加偏心的压力负载时，也能够施加与该偏心的压力负载对应的推力，能够高精度地维持滑块110的平行度。
还有，该实施方式中，使用了表示滑块110位置的滑块位置信号，不过，也可以使用驱动轴角度信号，另外，作为速度信号使用了驱动轴角速度，不过，也可以使用滑块速度。另外，利用带速度小回路反馈的位置反馈进行控制，不过，也可以只利用速度反馈进行控制。再有，该实施方式中，对使用油作为工作液的情况进行了说明，不过，并不限定于此，也可以使用水和其他液体。另外，本发明并不限定于压力机械的滑块(可动盘)，也能够作为注射成形机的模板等需要各种推力的产业机械和建设机械等的可动盘驱动装置来应用。
(产业上的可利用性)
本发明能够适用于可动盘驱动装置及压力机械的滑块驱动装置。特别是能够适用于同时采用电动马达和液压缸、驱动压力机械的滑块和需要各种推力的产业机械和建设机械等的可动盘的技术。

Claims (36)

1.一种可动盘的驱动装置，其特征在于，包括：
电动马达；
螺杆/螺母机构，其将所述电动马达的输出转矩作为用于移动可动盘的推力传递给该可动盘；
单个或多个液压缸，其介由阀与产生大致一定压力的工作液的定高压力源和低压力源连接；
推力传递装置，其是将所述液压缸的推力传递给所述可动盘的推力传递装置，按照能够在所述螺杆/螺母机构的任意行程位置随时传递推力的方式进行连结；
速度检测装置，其检测所述可动盘的速度或从所述电动马达的驱动轴到螺杆/螺母机构的任一旋转部的角速度；和
控制装置，其根据由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，控制所述电动马达及液压缸，
所述控制装置在所述可动盘的负载减小的规定期间，使所述液压缸的至少1个液压缸作为泵起作用，利用从所述电动马达介由所述螺杆/螺母机构、可动盘及推力传递装置传递给所述液压缸的推力，从所述低压力源向所述定高压力源加载工作液。
2.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
包括所述定高压力源、低压力源及液压缸而构成的工作液进行循环的液压装置与大气隔断。
3.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述定高压力源包括将工作液保持为大致一定高压的蓄能器而构成。
4.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述低压力源包括大气压的容器或将工作液保持为大致一定低压的蓄能器而构成。
5.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述定高压力源连接有供给大致一定压力的工作液的工作液辅助供给装置。
6.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述电动马达包括至少含有1个伺服马达的多个电动马达。
7.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述电动马达的输出转矩介由减速机传递给所述螺杆/螺母机构。
8.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述液压缸使用缸径不同的2种以上的缸。
9.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述液压缸包括缸径相同的一对液压缸，所述一对液压缸配置在相对于所述可动盘中心对称的位置，并且所述一对液压缸的压液连接口间连接成能够同时供给工作液。
10.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述液压缸连接成：至少1个液压缸的活塞杆侧的压液连接口始终与所述低压力源连通。
11.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述可动盘能够沿垂直方向移动地被引导，所述液压缸在缸下室侧的压液连接口处连接有引导操作止回阀，在非驱动时承受所述可动盘的自重。
12.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
具备对所述可动盘的目标速度或所述旋转部的目标角速度进行指令的速度指令装置，
所述控制装置根据由所述速度指令装置所指令的目标速度或目标角速度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，控制所述电动马达及液压缸。
13.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的位置检测装置，
所述控制装置根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，控制所述电动马达及液压缸。
14.根据权利要求13所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述控制装置具有：
复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；和
马达控制装置，其根据所述复合马达转矩指令信号控制所述电动马达。
15.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的位置检测装置，
所述控制装置具有：
运动基本运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述液压缸的运动基本信号；和
缸控制装置，其根据所述运动基本信号控制所述液压缸。
16.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的位置检测装置，
所述控制装置具有：
运动基本运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述液压缸的运动基本信号；
复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；
干扰转矩推定装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的干扰转矩，运算表示该干扰转矩的干扰转矩推定信号；和
缸控制装置，其根据所述运动基本信号及所述干扰转矩推定信号，控制所述液压缸。
17.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的位置检测装置，
所述控制装置具有：
复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；
干扰转矩推定装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的干扰转矩，运算表示该干扰转矩的干扰转矩推定信号；和
马达控制装置，其根据所述复合马达转矩指令信号及所述干扰转矩推定信号，控制所述电动马达。
18.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述控制装置通过控制所述阀的开口量来控制所述液压缸。
19.根据权利要求18所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述控制装置根据从对所述阀的开口量进行指令的指令信号的产生时到所述液压缸的压力达到规定值的响应性，控制所述电动马达。
20.根据权利要求18所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置，
所述控制装置具有：
复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；和
马达控制装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、从对所述阀的开口量进行指令的指令信号的产生时到所述液压缸的压力达到规定值的第1响应性、及从向所述电动马达发出转矩指令或电流指令至达到所述所指令的转矩或电流的第2响应性，控制所述电动马达。
21.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述液压缸的压力的压力检测装置，
所述控制装置具有：
复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；和
马达控制装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、及由所述压力检测装置检测出的压力，控制所述电动马达。
22.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
具备：检测所述液压缸的压力的压力检测装置、和检测所述阀的开口量的开口量检测装置，
所述控制装置具有：
运算装置，其根据由所述速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述液压缸的液压缸控制信号；和
缸控制装置，其根据所述液压缸控制信号、由所述压力检测装置检测出的压力、及由所述开口量检测装置检测出的开口量，控制所述液压缸。
23.根据权利要求21所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述运算装置算出表示在大致一定低压状态和大致一定高压状态的2个稳定状态之间变化的缸压力的液压缸控制信号，
所述缸控制装置，只限于所述液压缸在2个稳定状态之间变化的缸压力的过渡期，根据所述液压缸控制信号、由所述压力检测装置检测出的压力、及由所述开口量检测装置检测出的开口量，控制所述液压缸。
24.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述阀由介于所述定高压力源和所述液压缸之间的第1阀和介于所述低压源和所述液压缸之间的第2阀构成，
所述控制装置按照遮断所述第1阀后打开所述第2阀、或遮断所述第2阀后打开所述第1阀的方式控制所述第1阀及第2阀。
25.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述控制装置具有：运算装置，其算出表示在大致一定低压状态P0和大致一定高压状态P1的2个稳定状态之间变化的缸压力的液压缸控制信号；和阀控制装置，其根据所述液压缸控制信号控制所述阀，
所述阀具有从所述液压缸控制信号的变化时点开始最迟60ms以内、在2个稳定状态之间至少能够产生|P1-P0|的50％以上的变化的开口量及响应性。
26.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
具备：检测所述可动盘的加速度或所述旋转部的角加速度的加速度检测装置，
所述控制装置根据由所述加速度检测装置检测出的角速度或角加速度，使所述液压缸的至少1个液压缸作为泵起作用。
27.根据权利要求26所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述加速度检测装置根据由所述速度检测装置检测出的速度或角速度算出所述加速度或角加速度。
28.根据权利要求12所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述控制装置具有：根据由所述速度指令装置所指令的目标速度或目标角速度算出角速度或角加速度的加速度运算装置，并根据所述算出的角速度或角加速度，使所述液压缸的至少1个液压缸作为泵起作用。
29.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
与1个螺杆/螺母驱动机构连接2个以上的所述电动马达。
30.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述螺杆/螺母驱动机构相对于1个可动盘配置多个，所述电动马达分别设置于各螺杆/螺母驱动机构。
31.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述液压缸具有能够沿同一方向动作的独立的多个受压面。
32.根据权利要求30所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，具备：
对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置；
检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的第1位置检测装置；和
第2位置检测装置，其检测所述可动盘的与由所述第1位置检测装置检测出的位置不同的位置、或检测配置在所述可动盘上的多个螺杆/螺母驱动机构中的与所述旋转部不同的螺杆/螺母驱动机构相关的旋转部的角速度，
所述速度检测装置具有：第1速度检测装置，其检测所述可动盘的位置的速度或从所述电动马达的驱动轴到螺杆/螺母机构的任一旋转部的角速度；和第2速度检测装置，其检测所述可动盘的与由所述第1速度检测装置检测出速度的位置不同的位置的速度、或检测配置在所述可动盘上的多个螺杆/螺母驱动机构中的与所述旋转部不同的螺杆/螺母驱动机构相关的旋转部的角加速度，
所述控制装置根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述第1及第2位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第1及第2速度检测装置检测出的速度或角速度，控制所述多个电动马达及液压缸。
33.根据权利要求32所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述控制装置具有：
第1复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述第1位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第1速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制所述多个电动马达中的第1电动马达的第1复合马达转矩指令信号；
第2复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述第2位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第2速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制与所述第1电动马达不同的驱动螺杆/螺母驱动机构的第2电动马达的第2复合马达转矩指令信号；
第1干扰转矩推定装置，其根据所述第1复合马达转矩指令信号、及由所述第1速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第1干扰转矩，运算表示该第1干扰转矩的第1干扰转矩推定信号；
第2干扰转矩推定装置，其根据所述第2复合马达转矩指令信号、及由所述第2速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第2干扰转矩，运算表示该第2干扰转矩的第2干扰转矩推定信号；
第1马达控制装置，其根据所述第1复合马达转矩指令信号、及所述第1干扰转矩推定信号，控制所述第1电动马达；和
第2马达控制装置，其根据所述第2复合马达转矩指令信号、及所述第2干扰转矩推定信号，控制所述第2电动马达。
34.根据权利要求1所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
具备：对所述可动盘的目标位置或所述旋转部的目标角度进行指令的位置指令装置、和检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度的位置检测装置，
所述液压缸相对于1个可动盘配置多个，
所述速度检测装置具有：第1速度检测装置，其检测所述可动盘的速度或从所述电动马达的驱动轴到螺杆/螺母机构的任一旋转部的角速度；和第2速度检测装置，其检测所述可动盘的与由所述第1速度检测装置检测出速度的位置不同的位置的速度、或检测配置在所述可动盘上的多个螺杆/螺母驱动机构中的与所述旋转部不同的螺杆/螺母驱动机构相关的旋转部的角加速度，
所述控制装置具有：
复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第1及第2速度检测装置分别检测出的速度或角速度中至少一方的速度或角速度，运算用于控制所述电动马达的复合马达转矩指令信号；
运动基本运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第1及第2速度检测装置分别检测出的速度或角速度中至少一方的速度或角速度，运算用于控制所述液压缸的运动基本信号；
第1干扰转矩推定装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、及由所述第1速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第1干扰转矩，运算表示该第1干扰转矩的干扰转矩推定信号；
第2干扰转矩推定装置，其根据所述复合马达转矩指令信号、及由所述第2速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第2干扰转矩，运算表示该第2干扰转矩的干扰转矩推定信号；
第1缸控制装置，其根据所述运动基本信号、及所述第1干扰转矩推定信号，控制所述多个液压缸中的第1液压缸；和
第2缸控制装置，其根据所述运动基本信号、及所述第2干扰转矩推定信号，控制所述多个液压缸中的第2液压缸。
35.根据权利要求34所述的可动盘的驱动装置，其特征在于，
所述螺杆/螺母驱动机构相对于1个可动盘配置多个，所述电动马达分别设置于各螺杆/螺母驱动机构，
所述位置检测装置具有：第1位置检测装置，其检测所述可动盘的位置或所述旋转部的角度；和第2位置检测装置，其检测所述可动盘的与由所述第1位置检测装置检测出的位置不同的位置、或检测配置在所述可动盘上的多个螺杆/螺母驱动机构中的与所述旋转部不同的螺杆/螺母驱动机构相关的旋转部的角速度，
所述复合马达转矩指令信号运算装置具有：第1复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述第1位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第1速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制多个电动马达中的第1电动马达的第1复合马达转矩指令信号；和第2复合马达转矩指令运算装置，其根据由所述位置指令装置所指令的目标位置或目标角度、由所述第2位置检测装置检测出的位置或角度、及由所述第2速度检测装置检测出的速度或角速度，运算用于控制多个电动马达中的第2电动马达的第2复合马达转矩指令信号，
所述第1干扰转矩推定装置，根据所述第1复合马达转矩指令信号、及由所述第1速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第1干扰转矩，运算表示该第1干扰转矩的干扰转矩推定信号，
所述第2干扰转矩推定装置，根据所述第2复合马达转矩指令信号、及由所述第2速度检测装置检测出的速度或角速度，推定伴随所述可动盘的驱动的第2干扰转矩，运算表示该第2干扰转矩的干扰转矩推定信号。
36.一种压力机械的滑块驱动装置，其特征在于，
包括权利要求1～35中任一项所述的可动盘的驱动装置，所述可动盘是压力机械的滑块。
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