CN101421095B - 冲压机、冲压机的控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

一种冲压机的控制装置，该冲压机具备：马达；具有该马达驱动旋转的旋转体并将该旋转运动转换为往复运动的转换机构；和与转换机构连结地进行往复运动的滑块，在使马达以恒定指令速度旋转的情况下，马达实际转矩随着旋转体的旋转角变动，其中，该冲压机的控制装置具备：角度检测装置，检测旋转体的旋转角；转矩确定装置，根据从角度检测装置输入的旋转角的值，确定与冲压机特性对应的所需马达转矩；和速度调节装置，在旋转体的旋转角为所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从恒定指令速度增加。

Description

冲压机、冲压机的控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及具有将旋转运动转换为往复运动的机构的冲压机。

背景技术

在冲压机中有通过液压驱动滑块的液压冲压机和通过机械式机构驱动滑块的机械冲压机。

在机械冲压机中有通过马达驱动曲轴旋转的曲柄冲压机，在曲柄冲压机中，通过曲轴的旋转使滑块升降。

在滑块下降时，在固定于滑块下表面的上模与配置在滑块下方的下模之间夹入被加工物进行冲压。

此外，在机械冲压机中有使用蓄积旋转能量的飞轮的机械冲压机、和不使用飞轮而使用能够自由地调节正传、反转和速度变动的伺服马达的机械冲压机。

使用飞轮的冲压机例如图1所示，将马达41的旋转驱动力经由带轮43和传送带45传递至飞轮47。离合器49在接通的状态下将飞轮47与主齿轮51连结，在断开状态下使飞轮47从主齿轮51分离。

主齿轮51固定在曲轴53的一端部，曲轴53与主齿轮51一起被驱动旋转。

在曲轴53的偏心部连结有连结部件55的一端部，在连结部件55的另一端部连结有滑块57。这样，曲轴53的旋转运动转换为滑块57的往复直线运动，使得滑块57升降。

在该构成中，飞轮47中蓄积的旋转能量在冲压被加工物的曲轴53的旋转角区域释放出，在其它旋转角区域再次蓄积在飞轮47中。

在使用飞轮的冲压机的情况下，由于使用飞轮和离合器，所以装置相应变得大型化，在使用伺服马达的冲压机的情况下，具有可以省略飞轮和离合器的优点。

但是，在使用伺服马达的冲压机的情况下，旋转能量不能蓄积在飞轮中，所以伺服马达和马达驱动用的电源设备必须大容量。

考虑到这点，在下述专利文献1中，电能蓄积用的电容器与交流电源设备连接，在冲压被加工物的曲轴的旋转角区域中，将蓄积在电容器中的电能供给伺服马达。

这样使得交流电源设备小型化，确保了冲压时所需的能量。

专利文献1：日本特开2004-344946号公报“冲压机”

然而，在专利文献1的情况下，虽然能使交流电源设备小型化，但是由于在冲压被加工物的曲轴的旋转角区域中向伺服马达供给大电流，所以直接驱动伺服马达的驱动电路相应变得大型化。

另一方面，在使用飞轮的冲压机中也希望使马达和马达的驱动电路进一步小型化。

此外，在冲压机中也希望降低消耗电力。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够使马达和马达的驱动电路小型化并且能够降低消耗电力的冲压机、冲压机的控制装置和控制方法。

当通过马达使曲轴以恒定指令速度旋转时，即使在实际上未冲压被加工物的状态下，通过结合在曲轴中的各种机械要素，也会使马达的实际转矩随着曲轴的旋转角变动。

本发明利用这样的马达实际转矩的变动，对旋转系统效率良好地施加旋转能量。

即，根据本发明，为了达到上述目的，提供一种冲压机的控制装置，该冲压机具备：马达；具有被该马达驱动旋转的旋转体并将该旋转运动转换为往复运动的转换机构；和与该转换机构连结地进行往复运动的滑块，在使上述马达以恒定指令速度旋转的情况下，马达实际转矩随着上述旋转体的旋转角变动，其特征在于，该冲压机的控制装置具备：角度检测装置，检测上述旋转体的旋转角；转矩确定装置，根据从该角度检测装置输入的旋转角的值，确定与冲压机特性对应的所需马达转矩；和速度调节装置，在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增加。

这样，在本发明的冲压机的控制装置中，由于确定与冲压机的特性对应的所需马达转矩，并在上述旋转体的旋转角为该所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转速度从恒定指令速度增加，所以能够对旋转系统效率良好地施加旋转能量。由此能够有效地减小最大马达转矩值。

因此，由于能够减小最大马达转矩值，所以能够减小马达和马达驱动部的电容量，能够使马达和马达驱动部小型化。

此外，由于能够对旋转系统效率良好地施加旋转能量，所以也能够减少消耗电力。

此外，根据本发明，为了达到上述目的，提供一种冲压机的控制装置，该冲压机具备：马达；具有被该马达驱动旋转的旋转体并将该旋转运动转换为往复运动的转换机构；和与该转换机构连结地进行往复运动的滑块，在使上述马达以恒定指令速度旋转的情况下，马达实际转矩随着上述旋转体的旋转角变动，其特征在于，该冲压机的控制装置具备：角度检测装置，检测上述旋转体的旋转角；转矩确定装置，根据从该角度检测装置输入的旋转角的值，确定与冲压机特性对应的所需马达转矩；和速度调节装置，在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩大于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度减小。

这样，在上述冲压机的控制装置中，由于确定与冲压机的特性对应的所需马达转矩，并在旋转体的旋转角为该所需马达转矩大于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转速度从恒定指令速度减小，所以能够抑制对旋转系统施加旋转能量的效率恶化。

因此，能够减少消耗电力，也能够抑制最大马达转矩值，所以能够减小马达和马达驱动部的电容量。

此外，根据本发明提供一种冲压机的控制装置，该冲压机具备：马达；具有被该马达驱动旋转的旋转体并将该旋转运动转换为往复运动的转换机构；和与该转换机构连结地进行往复运动的滑块，在使上述马达以恒定指令速度旋转的情况下，马达实际转矩随着上述旋转体的旋转角变动，其特征在于，该冲压机的控制装置具备：角度检测装置，检测上述旋转体的旋转角；转矩确定装置，根据从该角度检测装置输入的旋转角的值，确定与冲压机特性对应的所需马达转矩；和速度调节装置，在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增加，在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩大于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度减小。

这样，在本发明的冲压机的控制装置中，由于确定与冲压机的特性对应的所需马达转矩，并在上述旋转体的旋转角为该所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转速度从恒定指令速度增加，所以能够对旋转系统效率良好地施加旋转能量。由此能够有效地减小最大马达转矩值。

另外，由于在旋转体的旋转角为所需马达转矩大于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转速度从恒定指令速度减小，所以能够抑制对旋转系统施加旋转能量的效率恶化。

因此，能够减小最大马达转矩值，并且能够减少消耗电力，所以能够减小马达和马达驱动部的电容量。

此外，根据本发明的优选实施方式，上述速度调节装置使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增减以下值：上述所需马达转矩与上述马达转矩基准值之差乘以恒定的增益的大小。

这样，由于使马达的旋转指令速度增减与转矩变动量成比例的量，所以能够更有效地对旋转系统施加旋转能量。

根据本发明的优选实施方式，上述速度调节装置使马达的旋转指令速度增加的量和使马达的旋转指令速度减少的量在既定时间段的时间积分值相等。

这样，由于使旋转指令速度增加的量和减少的量在既定时间段的时间积分值相等，所以能够使在既定时间段的冲压动作时间、与使马达以恒定指令速度旋转的情况下的既定时间段的冲压动作时间一致，不会导致冲压生产速度降低。

根据本发明，提供一种具有上述的控制装置的冲压机。

此外，根据本发明提供一种冲压机的控制方法，该冲压机具备：马达；具有被该马达驱动旋转的旋转体并将该旋转运动转换为往复运动的转换机构；和与该转换机构连结地进行往复运动的滑块，在使上述马达以恒定指令速度旋转的情况下，马达实际转矩随着上述旋转体的旋转角变动，其特征在于，该冲压机的控制方法具有以下三个阶段：检测上述旋转体的旋转角；根据该检测到的旋转角的值，确定与冲压机特性对应的所需马达转矩；在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增加，在确定所需马达转矩的上述阶段中，根据滑块的往复运动所产生的马达转矩变动要素、和上述旋转体的旋转运动所产生的马达转矩变动要素，来确定上述所需马达转矩。

在上述本发明的冲压机的控制方法中，由于确定与冲压机的特性对应的所需马达转矩，并在上述旋转体的旋转角为该所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转速度从恒定指令速度增加，所以能够对旋转系统效率良好地施加旋转能量。由此能够有效地减小最大马达转矩值。

因此，由于能够减小最大马达转矩值，所以能够减小马达和马达驱动部的电容量，能够使马达和马达驱动部小型化。

此外，由于能够对旋转系统效率良好地施加旋转能量，所以也能够减少消耗电力。

进而，通过根据滑块的往复运动所产生的马达转矩变动要素、和旋转体的旋转运动所产生的马达转矩变动要素，来确定上述所需马达转矩，能够进行考虑了滑块的往复运动和旋转体的旋转运动所产生的马达转矩变动要素的马达旋转速度的控制。

进而，根据本发明提供一种冲压机的控制方法，该冲压机具备：马达；具有被该马达驱动旋转的旋转体并将该旋转运动转换为往复运动的转换机构；和与该转换机构连结地进行往复运动的滑块，在使上述马达以恒定指令速度旋转的情况下，马达实际转矩随着上述旋转体的旋转角变动，其特征在于，该冲压机的控制方法具有以下四个阶段：通过进行冲压机的试运转，作出从供给到马达的电流求出的与冲压机的特性对应的所需马达转矩值、和曲轴的旋转角的值的关系；检测上述旋转体的旋转角；根据该检测到的旋转角的值和上述关系，确定与该旋转角的值对应的所需马达转矩；在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增加。

在上述本发明的冲压机的控制方法中，通过进行试运转，作出从供给到马达的电流求出的与冲压机的特性对应的所需马达转矩值、和曲轴的旋转角的值的关系，并根据该关系确定与曲轴的旋转角对应的所需马达转矩，在上述旋转体的旋转角为该所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转速度从恒定指令速度增加，所以能够对旋转系统效率良好地施加旋转能量。由此能够有效地减小最大马达转矩值。

因此，由于能够减小最大马达转矩值，所以能够减小马达和马达驱动部的电容量，能够使马达和马达驱动部小型化。

此外，由于能够对旋转系统效率良好地施加旋转能量，所以也能够减少消耗电力。

进而，仅将检测到的旋转角代入到通过该运转得到的关系中，就能够确定所需马达转矩。

根据上述的本发明，能够使马达和马达的驱动电路小型化，并且能够减少消耗电力。

附图说明

图1是表示使用飞轮的现有的冲压机的构成的图。

图2是表示本发明的第1实施方式的冲压机的构成的图。

图3是表示在使马达等速旋转的情况下的、曲轴的旋转角、指令速度值和所需马达转矩变动相对于时间的图。

图4是表示本发明的第1实施方式的运算部的处理流程的图。

图5是表示曲轴旋转一个周期的所需马达转矩变动的图。

图6是表示曲轴的旋转角、进行了速度调节的情况下的调节后的指令速度值和转矩变动的图。

图7是表示本发明的第2实施方式的冲压机的构成的图。

图8是表示本发明的第2实施方式的运算部的处理流程的图。

图9表示本发明的第3实施方式的冲压机的构成的图。

具体实施方式

参照附图说明本发明的优选实施方式。此外，对各图中共用的部分使用同一标号并省略重复说明。

[第1实施方式]

图2是表示本发明的冲压机10的构成的图。如图2所示，冲压机10具备：马达1；通过马达1的旋转驱动力而旋转的带轮3和传送带5；经由带轮3和传送带5被传递马达1的驱动力从而旋转的飞轮6；从飞轮6被传递旋转驱动力的曲轴7；在接通状态下连结飞轮6和曲轴7且在断开状态下使曲轴7从飞轮6分离的离合器9；通过曲轴7的旋转而升降的滑块11；和一端部与曲轴7的偏心部连结并且另一端部与滑块11连结从而使滑块11升降的连结部件12。

在滑块11的下表面固定有冲压用的上模，当滑块11下降时，在上模与设置在滑块11下方的下模之间对被加工物进行冲压。

此外，在冲压机10中组装控制马达1的旋转角度的控制装置15。控制装置15例如具有：速度指令部17，与从外部输入的被加工物的冲压条件等对应地输出马达1的旋转指令速度值(以下称为指令速度值)；和马达驱动部21(例如驱动电路)，经由指令调节部19接收来自速度指令部17的指令速度值，并将与此对应的电流供给至马达1。此外，在图2的示例中，来自速度指令部17的指令速度值经由限制器输入到指令调节部19中。

首先说明恒定的指令速度值从速度指令部17不经由指令调节部19输入到马达驱动部21的情况。

在该情况下，马达驱动部21根据所输入的指令速度值向马达1供给电流。

进而，马达驱动部21接收来自检测马达1的旋转速度的测速发电机等角速度传感器23的检测值，判断马达1的检测旋转速度是否变成指令速度值，如果速度不同，则调节向马达1的电流。这样，以马达1的检测旋转速度成为恒定指令速度值的方式进行控制。

图3表示如上所述使马达1以恒定指令速度(即定速度)旋转从而使冲压机10运转的情况下的、马达1的所需转矩变动的线图。此外，在本说明书和权利要求书的范围内，所谓所需马达转矩是指通过冲压机的特性、冲压机的被加工物和曲轴7的所希望的一定旋转速度等决定的马达1的转矩。

在图3(A)中，横轴表示时间，纵轴表示曲轴7的旋转角。曲轴7的旋转角在冲压机的每个周期从0度移位到360度，所以在图3(A)中，冲压机的每个周期反复相同的波形。

在图3(B)中，横轴表示时间，纵轴表示速度指令部17所输出的指令速度值。在该情况下，指令速度值一定。

图3(C)表示在使马达1以恒定指令速度旋转从而使冲压机10运转的情况下的、马达1的所需转矩变动。如该图所示，当通过马达1使曲轴7以图3(B)的恒定指令速度旋转时，通过结合在曲轴7中的各种机械要素，使得马达1的所需转矩随着时间变动。即，冲压机的马达实际转矩随着曲轴7的旋转角变动。

如图2所示，第1实施方式的冲压机10还具备旋转编码器等角度传感器25，用来检测结合在曲轴7的一端部的主齿轮29的旋转角。

当曲轴7的旋转角为、如图3(B)所示使马达1以恒定指令速度旋转的情况下的马达的所需转矩小于如图3(C)所示的马达转矩基准值的角度时，控制装置15进行使马达1的旋转指令速度从图3(B)的恒定指令速度增加的控制。这样能够效率良好地对旋转系统施加旋转能量，因此能够使最大马达转矩值有效地下降。因此能够降低最大马达转矩值，所以能够减小马达1和马达驱动部21的电容量，能够使马达1和马达驱动部21小型化。此外，由于能够效率良好地对旋转系统施加旋转能量，所以也能够降低消耗电力。

此外，在本说明书和权利要求书的范围内，马达转矩基准值例如可以是图3(C)的实线所示的变动的所需马达转矩的一个周期的平均值或所需马达转矩在既定时间段的平均值，但是不限于此，也可以是比图3(C)的实线所示的所需马达转矩的最小值大且比图3(C)的实线所示的所需马达转矩的最大值小的恒定值。

此外，曲轴7的旋转角为、使马达1以上述恒定指令速度旋转的情况下的所需马达转矩大于上述马达转矩基准值的角度时，控制装置15使马达1的旋转指令速度从上述恒定指令速度减小。这样能够进一步降低最大马达转矩值。

以下详细说明进行这样的控制的冲压机10。

如图2所示，第1实施方式的冲压机10的控制装置15还具备：运算部26，与来自角度传感器25的输出值对应地输出马达1的速度调节值；和指令调节部19，使从速度指令部17输入的指令速度值以从运算部26输入的速度调节值增减。指令调节部19将这样增减调节后的指令速度值输出至马达驱动部21。此外，在图2的示例中，来自运算部26的速度调节值经由限制器输入到指令调节部19。

角度传感器25通过检测与曲轴7结合在一起的主齿轮29的旋转角，来检测曲轴7的旋转角，并连续地输出检测值。

运算部26作为速度调节函数发挥作用，算出用于与所输入的曲轴7的旋转角的值对应地增减马达1的旋转指令速度的速度调节值。

图4是表示从对该函数的输入直到其输出的流程的图。

当从角度传感器25对运算部26即速度调节函数输入旋转角的值时，首先根据该输入，进行滑块的往复运动所产生的所需马达转矩的变动要素、和曲轴的旋转运动所产生的所需马达转矩的变动要素的计算。

1.滑块的往复运动所产生的所需马达转矩的变动要素的计算

为了计算滑块的往复运动所产生的所需马达转矩的变动要素(图4的S1所示)，当输入旋转角的值时，将该旋转角转换为滑块11的位置。

然后根据该滑块位置的信息，来计算滑块的往复运动所产生的所需马达转矩的变动要素。

该转矩变动要素的计算关于以下的各要素(1)～(6)进行。

(1)滑块摩擦

求出滑块的动摩擦系数和滑块速度的积。在该情况下，由于滑块速度随着曲轴的旋转角变化，所以滑块的摩擦力也随着曲轴的旋转角变化。

(2)滑块的惯性

求出滑块的重量和滑块的加速度的积。在该情况下，由于滑块的加速度随着曲轴的旋转角变化，所以滑块的惯性也随着曲轴的旋转角变化。

(3)缓冲

仅在模具缓冲装置在冲压时进行动作期间，从所设定的缓冲力求出模具缓冲装置作用于滑块的力。在该情况下，模具缓冲装置作用于滑块的力也随着曲轴的旋转角变化。

(4)冲压加压力

将冲压机作为弹簧模型化，仅在该弹簧缩短期间(即仅在上模和下模接触期间)，将所发生的冲压加压力作为弹簧常数和缩短量的积求出。在该情况下，冲压加压力也随着曲轴的旋转角变化。

(5)配重

从滑块11的自重和与滑块11连结的机械要素的自重取得与作用于滑块11的力的平衡，所以有时在冲压机10上设置对滑块11向上方或下方施力的配重。

该配重通过空气缸等构成，配重作用于滑块11的力的大小根据滑块11的位置即曲轴7的旋转角变动。

(6)其他要素

除了上述要素，在存在对往复运动的滑块11作用力的其他要素的情况下也要考虑这些其他要素。

关于上述(1)～(6)，预先求出作用于滑块11的各力作为曲轴的旋转角的函数。

关于上述(1)～(6)，在求出与所输入的旋转角对应地作用于滑块11的直线力之后，如图4所示，将这些直线力相加。接着将相加得到的直线力转换为马达的所需转矩要素。

2.曲轴的旋转运动所产生的所需马达转矩的变动要素的计算

另一方面，也进行曲轴的旋转运动所产生的所需马达转矩的变动要素的计算(图4的S2所示)。该计算将通过把旋转运动转换为滑块的往复运动而发生的所需马达转矩要素作为曲轴的旋转角的函数求出。在本实施方式的情况下，将由于曲轴的偏心而发生的所需马达转矩变动要素作为曲轴的旋转角的函数求出。

该所需马达转矩变动要素也作为曲轴的旋转角的函数预先求出，并利用该函数与输入的旋转角对应地算出所需马达转矩要素的值。

这样与所输入的旋转角对应地算出滑块11的往复运动所产生的所需马达转矩要素、和曲轴的旋转运动所产生的所需马达转矩的变动要素，然后如图4所示地将它们相加来算出所需马达转矩。

图5(A)表示该所需马达转矩的示例。此外，在该图中，横轴表示曲轴的旋转角，纵轴不带单位地表示转矩变动比例。

接下来，算出所需马达转矩与马达转矩基准值的差作为转矩变动值，所述所需马达转矩是滑块11的往复运动所产生的所需马达转矩要素、和曲轴的旋转运动所产生的所需马达转矩变动要素的总和。

图5(B)表示这样取出的转矩变动值。此外，在该图中，横轴表示曲轴的旋转角，纵轴不带单位地表示转矩变动比例。

优选的是横轴的位置(即马达转矩基准值)如图5(B)所示确定，以使由图5(A)所示的函数表示的所需马达转矩在曲轴7的旋转角的一个周期(0～360度)由旋转角进行积分的值成为零。因此在该情况下，以使曲轴7旋转一个周期的所需马达转矩的平均值成为零的方式确定横轴的位置。

接着将所需马达转矩与马达转矩基准值的差即转矩变动值、和恒定的增益(放大率)相乘，并将其作为速度调节值输出。

当如图4所示那样按照上述的步骤将曲轴7的旋转角输入到运算部26中时，从运算部26输出速度调节值。

如上所述，在本发明中，算出与冲压机10的特性对应的所需马达转矩，并与该所需马达转矩对应地算出速度调节值。

在本实施方式中以下述方式算出速度调节值：即，在曲轴7的旋转角为，使马达1以上述恒定指令速度旋转的情况下的所需马达转矩小于上述马达转矩基准值的角度时，使马达1的旋转指令速度从上述恒定指令速度增加。

另外还以下述方式算出速度调节值：即，在曲轴7的旋转角为，使马达1以上述恒定指令速度旋转的情况下的所需马达转矩大于上述马达转矩基准值的角度时，使马达1的旋转指令速度从上述恒定指令速度减小。

在图4的示例中，作成运算部26的速度调节函数，使得当输入曲轴7的旋转角时，会输出大小为图5(B)所示的所输入的旋转角时的转矩变动值和恒定的增益的乘积的速度调节值。此外，相对于使马达1以上述恒定指令速度旋转的情况下的所需马达转矩小于上述马达转矩基准值的旋转角的、速度调节函数的输出值是正的。另一方面，相对于使马达1以上述恒定指令速度旋转的情况下的所需马达转矩大于上述马达转矩基准值的旋转角的、速度调节函数的输出值是负的。此外，通过使增益为恒定的正值，使得图3(C)或图5所示的所需马达转矩比马达转矩基准值小得越多或大得越多，该旋转角时的速度调节函数的输出值的绝对值越大。

上述的速度调节函数例如可以通过组装在运算部26中的电子电路构成。

当角度传感器25检测到的曲轴7的旋转角输入到作为速度调节函数发挥功能的运算部26中时，该运算部26将该旋转角应用于速度调节函数，算出与该旋转角对应的速度调节值。通过运算部26算出的速度调节值输出到指令调节部19中。

指令调节部19输出来自速度指令部17的恒定的指令速度值和来自运算部26的速度调节值相加进行了增减调节后的指令速度值。

该指令速度值输入到马达驱动部21中，马达驱动部21以使马达1的旋转速度成为所输入的指令速度值的方式调节向马达1供给的电流。该调节可以如上述那样使用速度传感器23进行。

通过上述的控制，在图3(C)中所需马达转矩小的曲轴7的旋转角时，增加马达1的旋转指令速度，在图3(C)中所需马达转矩大的曲轴7的旋转角时，减小马达1的旋转指令速度。

图6(B)表示这样调节后的指令速度值的时间变化。另外图6(C)表示该情况下的马达转矩变动。图6(B)的虚线表示图3(B)的恒定的指令速度值以进行比较，图6(C)的虚线表示图3(C)的所需马达转矩变动以进行比较。此外，图6(A)表示与图3(A)对应的曲轴7的旋转角的时间变化。

通过像图6(B)那样进行速度调节，能够效率良好地对旋转系统施加旋转能量，如图6(C)那样，能够降低最大马达转矩值，也能够减少马达转矩的变动。

这样，由于能够降低最大马达转矩值，所以能够减小马达和马达驱动部的电容量，能够使马达和马达驱动部小型化。

此外，由于能够效率良好地对旋转系统施加旋转能量，所以也能够减少消耗电力。

另外优选的是，利用上述速度调节函数使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增加的量和使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度减少的量，在曲轴7的旋转角的一个周期(0～360度)的时间积分值相等。因此，由于使旋转指令速度增加的量和减少的量在旋转角的一个周期的时间积分值相等，所以能够使旋转角的一个周期的冲压动作时间、与使马达以恒定指令速度旋转的情况下的旋转角的一个周期的冲压动作时间一致，不会导致冲压生产速度降低。

[第2实施方式]

图7是本发明的第2实施方式的冲压机10’的构成图。在第2实施方式的冲压机10’中构成为，从马达驱动部21向运算部26输入指令转矩的值，运算部26的构成与第1实施方式的情况不同。第2实施方式的冲压机10’的其它构成与第1实施方式的情况相同。

与上述同样，马达驱动部21从速度指令部17直接接收或经由指令调节部19接收指令速度值，并向马达1供给与此对应的值的电流。这时，从速度传感器23向马达驱动部21输入马达1的实际的速度值，与此对应地以使马达1的实际速度成为指令速度值的方式对向马达1的电流值进行反馈控制。

图8表示第2实施方式的运算部26的构成。

根据第2实施方式，将恒定的指令速度值从速度指令部17不经由指令调节部19输入到马达驱动部21中，进行冲压机10’的试运转。在该试运转中，实际对被加工物进行冲压。试运转在冲压生产运转开始的一个周期或数个周期实施即可。

在该试运转时，将指令转矩值从马达驱动部21输入到运算部26中，并将曲轴7的旋转角从角度传感器25输入到运算部26中。

从马达驱动部21输入到运算部26中的指令转矩值是与马达驱动部21对马达1供给的电流的值对应的所需马达转矩值，可以是与该电流的值成比例的值，从供给到马达1的电流的值算出。

通过冲压机10’的试运转，得到曲轴7的旋转角和指令转矩值的关系，并预先将此作成图表。这样，通过参照作成的图表，能够得到相对于曲轴7的各旋转角的指令转矩值。

对使冲压机每次在上止点停止地进行运转的作业方法的情况下的图表制作进行说明。

在该作业方法中，将滑块11从停在上止点的状态开始运转到再次返回上止点并停止作为一个周期，反复进行该动作。在该情况下，由于每个周期开关离合器9，所以每个周期的离合器9的影响相同，每个周期的指令转矩值相等。

因此，既可以在任意的一个周期得到曲轴7的旋转角和指令转矩值的关系并将此作成图表，也可以将与经过数个周期得到的上述关系相关的数据按各角度平均成一个周期的数据，并将此作成图表。

对使冲压机不在上止点停止地连续进行运转的作业方法的情况下的图表制作进行说明。

在该作业方法中，运转开始后，不使滑块11在上止点停止地连续进行运转，滑块11不会每个周期停在上止点。在该情况下，运转开始时，由于在接上离合器9之后切断离合器9，所以在最开始的一个周期和以后的周期中指令转矩值不同。

因此，通过试运转得到直到指令数据值稳定的数个周期(例如n个周期)的数据，预先作出表示这数个周期中的指令转矩变动的上述图表。该图表的各周期的数据应用于实际运转时的对应的周期。另外，该图表的最后周期(第n个周期)的数据在实际运转时反复地应用于第n个周期以后的周期。

此外，也可以取而代之，直到指令转矩值稳定使冲压机进行试运转，在指令转矩值稳定后，得到一个周期的数据并作成图表。表示稳定时的上述关系的该图表的数据可以在实际运转时反复地应用于自起动时起的各周期。

在如上所述地通过冲压机10’的试运转作成图表之后，将其预先存储在运算部26中，如下所述地进行冲压机10’的实际运转。

在运转时，当将曲轴7的旋转角从角度传感器25输入到运算部26中时，运算部26将所输入的旋转角应用于图表，从而算出与所输入的旋转角对应的所需马达转矩值。

接着与第1实施方式的情况同样，运算部26算出该所需马达转矩和马达转矩基准值的差，然后将该差乘以恒定的增益，并将该乘得的值作为速度调节值输出。之后的动作由于与第1实施方式相同，所以省略说明。此外，在冲压机10’的实际运转时，也可以不从马达驱动部21向运算部26输入指令转矩值。

在第2实施方式中，仅将检测到的旋转角代入通过试运转得到的上述图表中，就能够确定所需马达转矩，从而能够以简单的构成和处理调节马达的旋转指令速度。

[第3实施方式]

图9是本发明的第3实施方式的冲压机10”的构成图。在第3实施方式中，代替第1实施方式或第2实施方式中说明的图2中的角度传感器25，使用积分器33。其它构成与第1实施方式的冲压机10相同，图9中记载了与第1实施方式对应的构成，在与第2实施方式对应的构成的情况下，在试运转时从马达驱动部21向运算部26输入指令转矩。

如图9所示，在积分器33中输入从指令调节部19调节后的指令速度值，积分器33对输入来的指令速度值进行时间积分。

当从马达驱动开始时对指令速度值进行时间积分时，能够得到当前的马达1的旋转角。

这样由积分器33得到的当前的马达1的旋转角的值输入到运算部26中。运算部26与第1实施方式中同样，根据从积分器33输入来的旋转角的值输出速度调节值。其它构成和动作与第1实施方式的情况相同。

根据第3实施方式，也可以不像第1实施方式那样设置检测主齿轮29的旋转角的角度传感器25，通过由积分器33对指令速度值进行时间积分，能够检测马达1的旋转角。

因此能够省略角度传感器25，所以构成变得简单。

[第4实施方式]

在第1实施方式或第2实施方式中，运算部26输出要与来自速度指令部17的指令速度值相加的速度调节值，但是在第4实施方式中，运算部26输出要与来自速度指令部19的指令速度值相乘的调节增益值(放大率)。

指令调节部19输出这样调节后的指令速度值：将从速度指令部17输入的指令速度值乘以从运算部26输入的调节增益。

运算部26算出的调节增益乘以来自速度指令部17的指令速度值，能够得到与图6(B)所示的第1实施方式或第2实施方式的情况相同的调节后的指令速度值来确定。

即，运算部26算出的调节增益根据输入到运算部26中的旋转角的值变化，在输入旋转角时的图3(C)所示的所需马达转矩的值比基准马达转矩值大得越多，运算部26算出的调节增益的值越小，在输入旋转角度时的图3(C)所示的所需马达转矩的值比基准马达转矩值小得越多，运算部26算出的调节增益的值越大。

[其它实施方式]

以上通过检测主齿轮29的旋转速度的角度传感器25、或对输入到马达驱动部21中的指令速度值进行时间积分的积分器33来构成角度检测装置，但是也可以通过其他适当的单元构成。例如也可以通过角速度检测装置或检测滑块11的位置或速度的装置来构成角度检测装置。

在第1实施方式和第2实施方式的运算部26中，根据所输入的曲轴7的旋转角算出所需马达转矩的部分构成转矩确定装置。此外，在第1实施方式和第2实施方式的运算部26和指令调节部19中，根据算出的所需马达转矩算出调节后的指令速度值的部分构成速度调节装置。

但是，转矩确定装置不限于上述实施方式的构成，只要是根据所输入的旋转角的值确定与冲压机的特性对应的所需马达转矩的构成即可，只要以能够实现该功能的方式由电子电路等适当的单元构成即可。

此外，速度调节装置不限于上述实施方式的构成，只要在旋转体(例如曲轴7)的旋转角为所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从恒定指令速度增加，或者在旋转体的旋转角为所需马达转矩大于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从恒定指令速度减小即可，只要以能够实现该功能的方式由电子电路等适当的单元构成即可。

此外在上述说明中，由于曲轴旋转一个周期的动作时间一致，所以使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增加的量和使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度减少的量在曲轴7的旋转角的一个周期(0～360度)的时间积分值相等。但是，也可以与各种条件和状况对应地调节指令速度值，以使其等于它们在适当的既定时间段(例如一分钟)的时间积分。

上述的曲轴7是旋转体，曲轴7和与其连结的连结部件12等构成将马达1的旋转运动转换为滑块11的往复运动的转换机构，但是也可以通过被马达1驱动旋转的凸轮或其他适当的部件等构成转换机构。

此外，在上述的实施方式中关于使用飞轮的冲压机10、10’、10”进行了说明，但是本发明也可以应用于不使用飞轮而通过伺服马达进行运转的冲压机。

这样，本发明不限于上述的实施方式，当然可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。

Claims (8)

1.一种冲压机的控制装置，该冲压机具备：马达；具有被该马达驱动旋转的旋转体并将该旋转运动转换为往复运动的转换机构；和与该转换机构连结地进行往复运动的滑块，在使上述马达以恒定指令速度旋转的情况下，马达实际转矩随着上述旋转体的旋转角变动，其特征在于，

该冲压机的控制装置具备：角度检测装置，检测上述旋转体的旋转角；

转矩确定装置，根据从该角度检测装置输入的旋转角的值，确定与冲压机特性对应的所需马达转矩；和

速度调节装置，在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增加；

马达转矩基准值是对应于上述旋转角而变动的上述所需马达转矩的一个周期的平均值或上述所需马达转矩在既定时间段的平均值或比上述所需马达转矩的最小值大且比上述所需马达转矩的最大值小的恒定值。

2.一种冲压机的控制装置，该冲压机具备：马达；具有被该马达驱动旋转的旋转体并将该旋转运动转换为往复运动的转换机构；和与该转换机构连结地进行往复运动的滑块，在使上述马达以恒定指令速度旋转的情况下，马达实际转矩随着上述旋转体的旋转角变动，其特征在于，

该冲压机的控制装置具备：角度检测装置，检测上述旋转体的旋转角；

转矩确定装置，根据从该角度检测装置输入的旋转角的值，确定与冲压机特性对应的所需马达转矩；和

速度调节装置，在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩大于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度减小；

马达转矩基准值是对应于上述旋转角而变动的上述所需马达转矩的一个周期的平均值或上述所需马达转矩在既定时间段的平均值或比上述所需马达转矩的最小值大且比上述所需马达转矩的最大值小的恒定值。

3.一种冲压机的控制装置，该冲压机具备：马达；具有被该马达驱动旋转的旋转体并将该旋转运动转换为往复运动的转换机构；和与该转换机构连结地进行往复运动的滑块，在使上述马达以恒定指令速度旋转的情况下，马达实际转矩随着上述旋转体的旋转角变动，其特征在于，

该冲压机的控制装置具备：角度检测装置，检测上述旋转体的旋转角；

转矩确定装置，根据从该角度检测装置输入的旋转角的值，确定与冲压机特性对应的所需马达转矩；和

速度调节装置，在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增加，在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩大于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度减小；

马达转矩基准值是对应于上述旋转角而变动的上述所需马达转矩的一个周期的平均值或上述所需马达转矩在既定时间段的平均值或比上述所需马达转矩的最小值大且比上述所需马达转矩的最大值小的恒定值。

4.如权利要求1、2或3所述的冲压机的控制装置，其特征在于，上述速度调节装置使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增减以下值：上述所需马达转矩与上述马达转矩基准值之差乘以恒定的增益的大小。

5.如权利要求3所述的冲压机的控制装置，其特征在于，上述速度调节装置使马达的旋转指令速度增加的量和使马达的旋转指令速度减少的量在既定时间段的时间积分值相等。

6.一种冲压机，具有权利要求1至5中的任一项所述的控制装置。

7.一种冲压机的控制方法，该冲压机具备：马达；具有被该马达驱动旋转的旋转体并将该旋转运动转换为往复运动的转换机构；和与该转换机构连结地进行往复运动的滑块，在使上述马达以恒定指令速度旋转的情况下，马达实际转矩随着上述旋转体的旋转角变动，其特征在于，

该冲压机的控制方法具有以下三个阶段：

检测上述旋转体的旋转角；

根据该检测到的旋转角的值，确定与冲压机特性对应的所需马达转矩；

在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增加，

在确定所需马达转矩的上述阶段中，根据滑块的往复运动所产生的马达转矩变动要素、和上述旋转体的旋转运动所产生的马达转矩变动要素，来确定上述所需马达转矩。

8.一种冲压机的控制方法，该冲压机具备：马达；具有被该马达驱动旋转的旋转体并将该旋转运动转换为往复运动的转换机构；和与该转换机构连结地进行往复运动的滑块，在使上述马达以恒定指令速度旋转的情况下，马达实际转矩随着上述旋转体的旋转角变动，其特征在于，

该冲压机的控制方法具有以下四个阶段：

通过进行冲压机的试运转，作出从供给到马达的电流求出的与冲压机的特性对应的所需马达转矩值、和曲轴的旋转角的值的关系；

检测上述旋转体的旋转角；

根据该检测到的旋转角的值和上述关系，确定与该旋转角的值对应的所需马达转矩；

在上述旋转体的旋转角为上述所需马达转矩小于预先确定的马达转矩基准值的角度时，使马达的旋转指令速度从上述恒定指令速度增加。

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