CN102019714A - 压力机和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压力机和控制方法。该压力机通过电动机来驱动滑动件，其特征在于，具有控制所述电动机的驱动的控制装置，并且构成为能够利用电动机的励磁控制来可变地控制压制能力。

Description

压力机和控制方法

技术领域

本发明涉及压力机和控制方法。

背景技术

例如，如专利文献1(日本特开2006-192467号公报)等所记载的那样，伺服冲压装置具有能够根据各种各样的要求可变地控制滑动件(slide)的工作并能够选择其运行模式的特征。

在伺服冲压装置中，冲压装置的转矩能力(能够在下止点前几毫米的位置产生多大的压力这样的能力)和此时能够达到的冲压工作速度(SPM)由使用的伺服电动机的能力决定。

即，提出了以下方法：由于冲压装置的转矩能力和生产速度的特性由电动机的最高转速和最大转矩特性决定，因此当由于使用的电动机而导致转矩能力和生产速度分别不足时，使用作为多个电动机的伺服电动机和线性电动机来进行加压(参照专利文献2(日本特开2001-150193号公报)等)，或者根据冲压装置的工序来切换使用多个电动机(参照专利文献3(日本特开2008-119737号公报)等)。

专利文献2或专利文献3所记载的方法，虽然能够实现包括冲压加工在内的冲压工序的目的，但是可能会由于分开使用多个电动机而导致装置变得复杂。

发明内容

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供以下的压力机和控制方法：结构简单且成本低廉，同时能够根据各种各样的要求特性可变地控制转矩能力(或往复运动的滑动件的一个行程内的加压力产生特性(以下也称为行程压力特性))和生产速度等压力机的能力(压制能力)。

本发明是一种压力机，所述压力机通过电动机来驱动滑动件，其特征在于，具有控制所述电动机的驱动的控制装置，并且构成为能够利用电动机的励磁控制来可变地控制压制能力。

本发明的特征可以是：所述压制能力包括压力机的转矩能力(或行程压力特性)。

本发明的特征可以是：所述压制能力包括SPM或滑动件的移动速度。

本发明的特征可以是：通过可变地控制关于滑动件位置的加压力产生特性、作用于工件的最大加压力、最大加压力产生时的加工速度、产生最大加压力的能力产生位置中的至少一个来执行所述压制能力的可变控制。

本发明的特征可以是：基于压制能力的可变控制的内容向对于电动机的转矩指令施加限制。

本发明的特征可以是：在所述电动机为交流电动机的情况下，基于“电动机的转速”和/或“转矩指令”和/或“驱动电动机的电力变换器的直流电压”来获得与d轴电流相关的信息并执行励磁控制。

本发明的特征可以是：根据压力机的运行模式来改变励磁控制中的d轴电流的指令。

本发明的特征可以是：根据作业频率来改变励磁控制中的d轴电流的指令。

另外，本发明是一种压力机的控制方法，所述压力机通过电动机来驱动滑动件，所述压力机的控制方法的特征在于，控制所述电动机的驱动，并且能够利用电动机的励磁控制来可变地控制压制能力。

本发明的特征可以是：根据压力机的运行模式来改变励磁控制中的d轴电流的指令。

本发明的特征可以是：根据作业频率来改变励磁控制中的d轴电流的指令。

根据本发明，能够提供以下的压力机和控制方法：结构简单且成本低廉，并且能够抑制电动机、控制装置、电源设备的大型化、复杂化，同时能够根据各种各样的要求特性可变地控制转矩能力(或往复运动的滑动件的一个行程内的加压力产生特性(行程压力特性))和生产速度等压制能力。

在本发明中，例如能够利用励磁控制来可变地控制转矩能力(作用于工件的加压力的产生能力)，并且通过利用励磁控制来可变地控制电动机的输出，能够在冲压行程中连续地可变地控制转矩能力(作用于工件的加压力的产生能力)。

另外，在本发明中，能够根据在冲压加工的要求中是重视转矩能力还是重视加压时的作业速度来选择能力。

另外，在如本发明那样能够可变地控制压力机的能力的情况下，如果根据该可变控制的内容向对于电动机的转矩指令施加限制，则也能够实现不会超过设定最大加压力的压力机。

附图说明

图1是应用本发明的压力机的结构示例。

图2是本发明的实施例1、2、3的控制装置的控制框图。

图3是表示实施例1、2、3的控制方式的d/q轴电流指令的设定示例的图(映射图)。

图4是例示了由于图3的d/q轴电流指令的有无(励磁控制的有无)而产生的、与电动机转速相关的最大(产生)转矩的特性的差异的图。

图5是表示应用了实施例1、2、3的控制方式的压力机的滑动件工作的特性设定示例的图。

图6是表示应用了实施例1、2、3的控制方式的压力机的滑动件工作的其他特性设定示例的图。

图7是表示实现图6的特性的转矩指令限制的示例的图。

图8是表示应用了实施例1、2、3的控制方式的压力机的滑动件工作的其他特性设定示例的图。

图9是表示实现图8的特性的转矩指令限制的示例的图。

图10是表示本发明的实施例4的控制装置的控制框图。

图11是表示实施例4的控制方式的d轴电流指令的设定示例的图(映射图)。

图12是本发明的实施例5的控制装置的控制框图。

图13是表示实施例5的控制方式的d轴电流指令的设定示例的图(映射图)。

图14是例示了由于图13的d/q轴电流指令的有无(励磁控制的有无)而产生的、最大(产生)转矩对电动机转速的的特性的差异的图。

具体实施方式

以下，基于图1～图11来说明本发明的实施方式。本发明不限于以下说明的实施方式。

图1表示了作为应用本发明的一个示例而简单地进行了图示的伺服冲压装置。

这里，表示了应用于作为压力机的曲柄式冲床的示例，该曲柄式冲床具有利用曲柄机构将作为伺服电动机的输出的旋转运动转换为滑动件的往复运动的结构。与交流电动机1的轴1S连接的齿轮2与主齿轮3啮合，主齿轮3与曲柄机构(曲柄轴4、连杆5)连接。

滑动件6形成为能够通过曲柄机构相对于静止侧的垫板7在图1中的箭头方向上升降(接近、远离)。

与交流电动机1的正转、反转、变速控制相联动地旋转驱动曲柄轴4，因此能够自由地设定通过在稳定状态下仅向一个方向旋转的曲柄机构而产生的滑动件6的运动(motion)(以下也将滑动件6的运动(工作)称为滑动件运动)以外的滑动件运动、包括静止在内的适合于成形体的滑动件运动、或者正反摆运动等各种滑动件运动，并且能够从这各种滑动件运动中适当地选择滑动件运动来切换使用。

因此，能够扩大对于冲压成形体的加工精度、以及对于生产率等的适应性。

作为交流电动机1，可以使用应用了永磁铁的同步电动机、感应电动机、磁阻电动机等。并且，也可以采用直流电动机而不是交流电动机。这里，将交流电动机1作为永磁铁电动机来进行说明。

另外，图1以曲柄式冲床为例，但是也可以是其他结构的压力机，例如应用了滚珠丝杠的构造、应用了线性电动机的构造。

(实施例1)

图2表示了对图1的伺服压力机进行控制的装置的实施例。

实施例1是如下的一个示例：电动机的最大产生(输出)转矩相同，但是通过励磁控制来改变其产生位置(滑动件6的下止点上方的位置(曲柄角度位置))，即改变关于滑动件6的下止点上方的位置(曲柄角度位置)的转矩产生方式。

关于励磁控制，在为电动机(motor)的情况下，如果转速进入了大于等于预定值的高转速区域，则反电动势(发电电压)增大，控制会变得困难，并会导致输出下降，因此提出了作为弱磁控制而减弱励磁等各种方法，在本实施例中可以利用这样的已知的励磁控制方法。

变换器(inverter)21的直流侧与未图示的直流电源连接，由此向该变换器21供应电力。变换器21的交流侧与交流电动机1连接，由此通过来自变换器21的频率可变、电压可变的交流电压来驱动交流电动机1。通过编码器22来检测交流电动机1的转速和旋转位置。

接下来，说明控制装置。控制系统包括数字电路，通过CPU来进行运算，运算所需要的程序和参数存储在存储器中。由于该控制系统的结构是公知的，因此省略详细的说明。

从运动指令部202输出对于交流电动机1的旋转位置/转速的指令(以下也简称为位置/转速指令)。从运动指令部202输出的信号经过了如下设定。

在能力设定部201a中，选择压力机所要求的最大加压力及其产生位置(下止点上方的位置)、即压力机的转矩能力。

并且，在运行条件设定部201中设定与加工条件相匹配的冲压运行模式等。当输入了起动信号时，作为已设定的冲压运行模式、即实现该冲压运行模式的电动机运行模式，从运动指令部202输出用于驱动交流电动机1的运动指令。

后面将详细地说明能力设定部201a。

位置/转速控制部203根据来自运动指令部202的位置/转速指令、以及来自编码器22的反馈信号而工作，向交流电动机1输出转矩指令。该信号被输入到转矩限制部204。

转矩限制部204能够发挥按照在能力设定部201a中选择了的条件对实际提供给交流电动机1的转矩指令施加限制的功能。如果来自位置/转速控制部203的转矩指令信号位于限制内，则在转矩限制部204中不执行转矩限制。这里，将转矩限制部204的输出称为实际转矩指令。来自转矩限制部204的实际转矩指令被输入到d/q轴电流指令部205，从该d/q轴电流指令部205输出指示交流电动机1的d轴电流、q轴电流的信号。

图2的d/q轴电流指令部205根据实际转矩指令信号和电动机转速而输出d/q轴的电流指令。

图3表示了在d/q轴电流指令部205中基于来自转矩限制部204的实际转矩指令和电动机转速并参照映射图等设定的信号(d轴电流指令和q轴电流指令)的设定示例的一个例子。这里，采用执行控制使得电动机产生转矩比实际转矩指令大、并且相对于转速N电动机的端子电压不超过预定值的模式。

如图3所示，d轴电流指令被确定为：如果电动机转速增大，则为负值且绝对值增大，另外如果转矩指令增大，则为负值且绝对值增大。当这样确定了d轴电流指令值时，根据图3中所示的(式1)，q轴电流指令值也被确定。图示的d轴电流指令的模式是一个示例，可以根据电动机的构造、期望的转矩控制精度来适当地选择基于理论公式的计算或基于简易公式的计算、实验式、实验值等。图3中的(式1)的运算也同样是一个示例，也可以不进行该运算而通过近似计算或实验式来求出。另外，这些实际的d/q轴电流指令，可以根据公式来计算，也可以通过利用了存储器映射图的模式来实现，可以根据控制系统的结构适当地选择。

通过这样的d/q轴电流指令来控制交流电动机1，通过图3的模式来实现永磁铁电动机的磁通发生变化的所谓的交流电动机的励磁控制。

这里，对交流电动机1为永磁铁同步电动机的情况进行了图示，在为绕组型同步电动机的情况下，可以通过励磁绕组电流控制来执行励磁控制。并且，也可以并用励磁绕组电流控制和d/q轴电流控制。另外，在为感应电动机、磁阻电动机的情况下，也可以按照同样的想法来实施。并且，也可以采用直流电动机的励磁绕组电流控制。

另一方面，交流电动机的励磁控制也可以通过在圆柱坐标系中给出电流的大小和相位的指令而实现，而不是在直角坐标系中给出d/q轴电流指令。

这里，图4表示了在如图3所示那样控制了d/q轴电流的情况下的电动机的转速与最大转矩之间的关系的一个例子。另外，在图4中虚线所示的曲线表示了在不如图3所示那样控制d/q轴电流的情况下(不执行励磁控制的情况下)的电动机的转速与最大转矩之间的关系的一个例子。

如在图4中通过实线表示的那样，在控制了d/q轴电流(执行励磁控制)的情况下，虽然在转速从零变为NA的A点之前保持了最大转矩TA，但是如果转速高于NA，则最大转矩会随着转速的上升而下降，并在转速为NB时变为B点的转矩TB。

即，描绘了在转速为零到转速为NA之间由电流限制所决定的最大转矩TA、在转速大于等于NA的转速区域中由电流限制和电压限制所决定的转矩曲线。通过这样的励磁控制，即使在转速高于NA的高速侧，也能够保证产生大于等于预定值的转矩。

在不执行励磁控制的情况下、即当d轴电流指令＝0时，如在图4中通过虚线表示的那样，转速为零到转速为NA之间的最大转矩比TA稍低，并且产生的转矩在转速高于NA的高速区域中会急剧地下降，无法期待在转速高于NA的高速区域中产生转矩。

返回到图2，来自d/q轴电流指令部205的d/q轴电流指令被输入到d/q轴电流控制部206。

来自变换器21的输出交流电流由电流检测器209检测。将电流检测器209检测到的的信号，在坐标转换部210中作为d/q轴上的d/q轴电流检测信号来进行检测。d/q轴电流控制部206根据d/q轴电流指令部205的指令信号和来自坐标转换部210的反馈信号工作，输出指示d/q轴的电压的信号。该信号经由坐标转换部207变为静止坐标系的电压指令并被输入到PWM控制部208，对变换器21执行PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)控制。

通过图2所示的这些d/q轴电流控制部206、坐标转换部207、PWM控制部208、电流检测器209、坐标转换部210的构成来控制变换器21的交流电流的方式作为交流电动机1的矢量控制是公知的，因此省略详细的说明。

接下来，通过图5来说明能力设定部201a的工作。

图5表示了在图1的冲床中使行程长度等机械性的尺寸固定为相同值时的行程压力曲线，纵轴表示了滑动件的加压力，横轴表示了从滑动件升降量处于最下方的滑动件下表面位置(下止点)到当前滑动件下表面的距离。此时，假定交流电动机1(伺服电动机)1具有图4所示的转速和最大转矩的曲线。

在图5的例子中，当该伺服电动机1的产生转矩为图4的TA时，在下止点上方的位置S1以下，能够获得该压力机的最大加压力PA(压力能力)。此时的行程压力曲线是A1(实线)。

由于行程压力曲线A1是电动机转矩为TA时的特性，因此如图4所示电动机转速小于等于NA，即与此对应的冲压的工作速度(以下简称为SPM(每分钟的行程次数))小于等于WA。

另一方面，当电动机转矩为TB时，在下止点上方的位置S3以下能够获得该压力机的最大加压力PA。此时的行程压力曲线是B1(虚线)。

由于行程压力曲线B1是电动机转矩为TB时的特性，因此如图4所示电动机转速小于等于NB，即与此对应的冲压SPM小于等于WB。

这里，能力设定部201a选择是将转矩能力设定为SPM为WA的行程压力特性A1、还是设定为SPM为WB的行程压力特性B1。

当设定成了A1时，能够保证SPM为WA的状态下的最大加压力为PA的冲压加工直到下止点上方的位置S1为止，当设定成了B1时，能够保证SPM为WB的状态下的最大加压力为PA的冲压加工直到下止点上方的位置S3为止。

此时，WA＜WB。即，在进行从下止点上方的高的位置(距离下止点远的位置)起就需要施加最大加压力的加工的情况下，设定为特性A1，与此相伴能够保证的SPM为WA。

另一方面，在能够从下止点上方的低的位置(距离下止点近的位置)起发挥最大加压力即可的情况下，如果设定为特性B1，则与此相伴能够将可以保证的冲压SPM提高至WB，从而能够谋求冲压作业的效率、生产率的提高。

这样，能够基于发挥出最大加压力的能力产生位置和此时的SPM的平衡(trade-off)来选择压制能力。即，例如能够根据是重视发挥出最大加压力的能力产生位置(转矩能力)、还是重视冲压作业速度来选择能力。在本实施例的设定示例中，由于电动机的最大转矩按图4的转矩特性运行，因此转矩限制部204中的电动机的实际转矩指令限制是对图4的转速对最大转矩的特性的设定。

另外，例如在选择了特性A1的情况下，当指示了电动机转速大于NA的运动时、即指示了SPM大于WA时，由于如图4所示当转速变为大于NA时最大转矩就下降，无法保证A1的行程压力曲线，因此变为转矩更小的行程压力曲线。在要求的加压力高的情况下，会给加工带来障碍，因此可以在设定运动时或运行时通过警报器等来进行警告。但是，由于电动机的运行自身没有障碍，因此如果是即使在冲压时速度下降了也没有问题的加工，则能够继续运行。另外，在选择了特性B1的情况下也是相同的。例如，在SPM为WB的状态下进行本来需要A1的特性的在冲压时的位置为S1时就需要最大加压力的加工的情况下，由于无法进行WB状态的作业，因此可以在运动设定时或运行时通过警报器等来进行警告。但是，由于电动机的运行自身没有障碍，因此如果是即使在冲压时速度下降了也没有问题的加工，则能够继续运行。

在SPM高时最大电动机转矩下降的运行特性，可以利用于不需要特别大的电动机转矩的滑动件运动，例如在冲压加工时以外以高于冲压加工时的速度驱动滑动件的运动。即，能够利用于为了在冲压加工时以外高速运行滑动件而需要滑动件的加减速的转矩的用途。

这样的运动可以作为能够谋求冲压加工时的能力(滑动件位置、速度、转矩能力)和生产率的兼顾的运动来利用。

这样一来，在本实施例中，通过选择行程压力特性来选择冲压的能力。由于利用执行d/q轴电流控制的励磁控制来进行该能力选择，因此能够在不改变变换器的最大电流和最大输出电压的能力、并且不会提高电动机自身的尺寸的情况下、按照条件来选择期望的加工。

当不执行励磁控制时，由于电动机的产生转矩如图4的虚线那样在转速大于等于NA的转速区域中急剧地下降，因此行程压力特性的设定变更本身不具有意义(由于行程压力特性的差异非常小，因此实质上不具有意义)。

另一方面，当如本实施例那样能够利用励磁控制来选择冲压的转矩能力时，能够按照目的来可变地选择冲压的能力，从而有时选择具有如图5的A1的能力的冲压，有时选择具有如图5的B1的能力的冲压。

另外，这里表示了选择切换两个能力设定的情况下的示例，但是也可以构成为能够从两个以上的能力设定中进行选择，还可以连续地(平滑地)进行切换、设定。能力选择不仅可以手动输入，也可以与所使用的金属模具相对应地自动输入，或者还可以从上位控制系统设定。另外，也可以在冲压行程中控制改变转矩能力(作用于工件的加压力的产生能力)。

另外，在本实施例中，能力设定部201a中的设定就是选择行程压力曲线(转矩能力)，但是根据上述说明可知，也可以在能力设定部201a中设定能够保证冲压的转矩能力的冲压SPM或电动机转速(例如，如果设定了最大SPM，则确定了最大转矩指令，并确定了行程压力曲线)。

另外，也可以构成为能够选择行程压力曲线(转矩能力)以适当地改变下止点上方的位置、即能够保证最大加压力的能力产生位置。并且，也可以构成为与对于SPM和能力产生位置等的要求相应地、能够适当地组合设定SPM和能力产生位置等并改变设定地来选择切换行程压力曲线(转矩能力)。

另外，在单纯的曲柄式冲床中对于所需要的加压力来说能力产生位置由齿轮强度(耐转矩)决定，因此构成为能够改变可保证最大加压力的能力产生位置是有效的。

并且，也可以进行灵活地利用了本实施例的主旨的其他设定。

(实施例2)

图6表示设定了与图5不同的行程压力曲线的示例。

实施例2是如下的一个示例：通过励磁控制，对电动机的最大产生(输出)转矩施加限制，并且改变关于滑动件6的下止点上方的位置(曲柄角度位置)的转矩的产生方式。

在本实施例的能力设定部201a中，选择滑动件6的控制方面的最大加压力(压力能力)。选择相同的能力产生位置、即相同的下止点上方的位置处的控制方面的最大加压力。即，选择图6所示的PA或PB。

现在，作为控制方面的最大加压力，如果设定了如图6所示的对应于PA的行程压力曲线A1，则转矩限制部204执行限制工作使得转矩指令的最大值成为TA(参照图4等)。此时，在电动机转速小于等于NA(与此对应的冲压SPM为WA)的情况下，当下止点上方的位置为S1以上时，电动机转矩为TA时的加压力变为如图6的曲线A1(与图5的A1相同)那样的行程压力曲线，与滑动件6的下止点上方的位置相应地来描绘曲线A1的弯曲，在从S1到下止点期间，加压力变为机械性的极限PA。

然后，当在能力选择部209a中设定了控制方面的最大加压力为PB的行程压力曲线B2时，转矩限制部204执行限制工作使得转矩指令的最大值成为TB(参照图4等)。在电动机转速小于等于NB(与此对应的冲压SPM为WB)的情况下，当下止点上方的位置为S1以上时，电动机转矩为TB时的加压力变为如图6的曲线B2那样的行程压力曲线，与滑动件6的下止点上方的位置相应地来描绘曲线B2的弯曲，在从S1到下止点期间，加压力变为设定了的值PB。

此时，如果在比S1接近下止点时使电动机的最大转矩为TB，则加压力会超过PB，因此执行控制以与滑动件6的下止点上方的位置相应地使电动机转矩的最大值低于TB，从而使加压力不超过PB。转矩限制部204执行该控制。

图7是将控制方面的最大加压力设定成了PB(参照图6)时的转矩限制的一个示例。当这样执行了电动机转矩限制时，能够将获得的加压力保持在设定了的加压力(最大加压力)以下，因此能够防止金属模具等产生异常等。

例如，与比下止点上方的位置S1接近下止点的冲压行程相应地使励磁连续地改变而使电动机的最大转矩连续地降低，由此能够将最大加压能力(压力能力)保持为恒定。

当将行程压力曲线设定成了A1(将控制方面的最大加压力设定成PA)时，能够以直至WA的SPM来保证最大加压力PA，当将行程压力曲线设定成了B2(将控制方面的最大加压力设定成PB)时，能够以直至WB的SPM来保证最大加压力PB。

此时，WA＜WB。即，在进行需要高加压力的加工的情况下，当设定了最大加压力为高的PA的曲线A1时，保证该最大加压力的SPM变为WA。另一方面，在低加压力也可以的情况下，如果设定了加压力为PB的曲线B2，则保证该加压力的冲压SPM能够提高至WB，从而能够使冲压作业的效率、生产率上升。

这样，能够基于控制方面的最大加压力和此时的SPM的平衡来选择冲压的能力。即，能够根据是重视加压力还是重视冲压作业速度来选择能力。例如，在选择了行程压力曲线A1的情况下，当指示了电动机转速大于NA(参照图4等)的运动时、即指示了SPM大于WA时，由于如图4所示当转速变得大于NA时最大转矩就下降，因此无法保证A1的行程压力曲线而变为转矩小的行程压力曲线，由于在滑动件6位于要求高加压力的滑动件位置的情况下会给加工造成障碍，因此可以与实施例1同样地在设定运动时或运行时通过警报器等来进行警告。但是，由于电动机的运行自身没有障碍，因此如果是即使在冲压时速度下降了也没有问题的加工，则能够继续运行。在选择了行程压力曲线B的情况下也是同样的。

因此，这样的运行特性可以利用于不需要特别大的电动机转矩的滑动件运动，例如在冲压加工时以外以高于冲压加工时的速度驱动滑动件的运动。

即，能够利用于如“在滑动件6的一个往复行程内在冲压加工时以外以高速运行滑动件6”这样的用途(如“若能够输出用于使滑动件6工作的转矩就足够了”这样的用途)。这样的运动可以作为能够谋求冲压加工和生产率的兼顾的运动来利用。

另外，这里表示了选择切换两个能力设定的情况下的示例，但是也可以构成为能够从两个以上的能力设定中进行选择，还可以连续地(平滑地)进行切换、设定。能力选择不仅可以手动输入，也可以与所使用的金属模具相对应地自动输入，或者还可以从上位控制系统设定。另外，也可以在冲压行程中控制改变转矩能力(作用于工件的加压力的产生能力)。

另外，根据上述说明可知，也可以在能力设定部201a中设定控制方面的最大的加压力或者设定能够保证该加压力的冲压SPM或电动机转速。此外，也可以组合设定这些数据。

并且，也可以进行灵活地利用了本实施例的主旨的其他设定。

(第三实施方式)

图8表示设定了与图5、图6不同的行程压力曲线的示例。

实施例3是如下的一个示例：通过励磁控制，对电动机的最大产生(输出)转矩施加限制，另一方面能够选择各种关于直到达到最大产生(输出)转矩为止的滑动件6的下止点上方的位置(曲柄角度位置)的转矩的产生方式。

本实施例在通过能力设定部201a来设定控制方面的最大加压力这一点上与实施例2相同，但是行程压力曲线与实施例2中说明的不同。将控制方面的最大加压力(压力能力)设定成了PA时的行程压力曲线仍为A1，但是当将控制方面的最大加压力设定成了PB时，行程压力曲线根据电动机转速(冲压SPM)而采用B2～B3的特性。

当将控制方面的最大加压力设定成了PA时，与实施例1或实施例2的情况相同，因此省略说明，以下说明将最大加压力设定成了PB时的情况。

如图6所示，当以WB的冲压SPM运行时，行程压力曲线为B2，能够产生加压力PB的下止点上方的位置为S1以下，但是由于电动机的最大转矩随着SPM下降、即随着电动机转速从NB下降而增大，因此能够产生设定了的加压力的下止点上方的位置变高。

如果转速从NB降低至NA，则在电动机的图4的转速对转矩曲线中变为与A点相当的运行区域。此时的SPM变为WA。

即，如图8所示，在SPM为WA的情况下，当设定了的最大加压力为PB时，行程压力曲线遵循单点划线B3的曲线。

这样，在下止点～S1中，能够使SPM为WB，但是当超过S1而远离了下止点时，SPM逐渐下降，在S2处SPM为WA(＜WB)。与SPM从WB变为WA相应地，行程压力曲线从B2逐渐转变为B3。

图9表示了将加压力设定成了PB时的、关于下止点上方的位置的电动机的转矩限制。

转矩限制，如图9所示，在下止点上方的位置S2以上为最大的转矩TA，从S2开始使转矩逐渐地下降，在S1处限制为TB。在S1以下的接近下止点的区域中，变为与图7相同。

能够如上述示例那样进行与滑动件位置相应地改变压制能力的设定。这里，表示了切换两个能力设定的情况下的示例，但是也可以构成为能够从两个以上的能力设定中进行选择，还可以连续地(平滑地)进行切换、设定。与其他的实施例相同，能力选择不仅可以手动输入，也可以与所使用的金属模具相对应地自动输入，或者还可以从上位控制系统设定。

(第四实施方式)

图10表示了本发明的实施例4的结构示例。

实施例4与图2的实施例相比，d/q轴的电流指令的给出方式不同。在图10中，与图2相同的附图标记表示相同的要素。

在实施例4的结构中，如图10所示，通过电压检测器1001来检测输入到变换器21的主电路的直流电压，并将检测到的直流电压(直流电压值)输入到d/q轴电流指令部1002。

图11是d轴电流指令模式的一个示例。是与图3相同的d轴电流指令，但是与转矩指令增大相应地作为图11的实线的指令模式而给出指令，此外当直流电压进一步从预定值降低了时，与降低相应地如虚线那样来设定d轴电流指令值。

当这样进行了设定时，d轴电流值还根据直流电压而改变。该方法对于直流电压的变动大的装置来说是有效的。

图11的d轴电流指令的模式是一个示例，可以根据电动机的构造、期望的转矩控制精度来适当地选择。与图3同样地来决定q轴电流指令。

另外，d/q轴电流指令既可以通过利用了存储器映射图的模式来实现，也可以根据实验式导出。可以根据控制系统的构成来适当地选择。即使这样指示了d/q轴电流，也能够实现交流电动机1的励磁控制。

在上述d/q轴电流指令中，能力设定部201a中的压制能力设定可以采用先前说明了的各种设定方法。另外，此时由于关于电动机的转速的转矩特性根据直流电压值而改变，因此考虑该变化来进行设定。

(第五实施方式)

图12表示了本发明的实施例5的结构示例。与图2的实施例相比，转矩限制的给出方式和d/q轴电流指令的给出方式不同。在图12中，与图2相同的附图标记表示相同的要素。

交流电动机1的持续运转额定值根据冲压装置的负荷率而不同。即使以相同的冲压负荷以相同的运动进行作业(冲压加工)，电动机的持续运转额定值也根据是以低频率重复该作业还是以高频率重复该作业、即根据平均SPM(不是根据滑动件位置等时刻发生变化的概念，而是作为时间单位等较长的期间内的平均值的SPM)而不同。

电动机的持续运转额定值的值由热要素、即损耗决定。当执行了励磁控制时，由于d轴电流流动，因此电枢电流增大，铜损增大。并且，越是增大d轴电流，电枢电流越是增大，因此损耗也随之增大。另一方面，虽然最大转矩由电动机常数决定，但是在励磁控制的区域中适当地增大d轴电流的方式由于励磁控制的效果也能够增大最大转矩。

在进行低频率的冲压加工(作业)的情况下，优选的是能够增大执行励磁控制的区域的最大转矩的励磁控制模式。另一方面，在进行高频率的冲压加工(作业)的情况下，优选的是即使稍微降低了执行励磁控制的区域的最大转矩也能够获得高持续运转额定值的励磁控制模式。

在图12的控制框图中，从运行条件设定部201，输出与在上述实施例中说明了的信号相同的信号，还将表示是低频率作业(低频率冲压加工)还是高频率作业(高频率冲压加工)的信号赋予转矩限制部2041和d/q轴电流指令部2051。

图13是实施例5的情况下的励磁控制模式的一个示例，表示了在d/q轴电流指令部2051中生成的d轴电流指令信号的示例。

在本实施例中，当为低频率作业时，如图13中的实线那样选择模式，当为高频率作业时，如图13中的虚线那样选择模式。

图14表示了此时的电动机的最大转矩的示例。

图14中的实线所示的低频率作业与图14中的虚线所示的高频率作业的情况相比，最大转矩更大，关于转速NB下的最大转矩，低频率转矩TB1＞高频率转矩TB2。

如图14所示，虽然在低频率作业的情况下最大转矩更大，但是如图13所示，低频率作业与高频率作业相比，由于d轴电流值(绝对值)更大，因此铜损更大，电动机损耗更大。

q轴电流指令与上述的其他实施例相同基于图3中的(式1)来获得，并根据d轴电流指令而被适当地指示。

这样，在本实施例中，在高频率作业的情况下和低频率作业的情况下，如图13所示那样来改变d/q轴电流的指令模式。另外，配合此时的转矩特性，如图14所示那样改变转矩限制部2041的限制值。

为了实现上述方式，在本实施例中，构成为在能力设定部201a中设定是低频率作业还是高频率作业，或者构成为通过运行条件设定部201根据包括重复在内的冲压运行模式判定出是低频率作业还是高频率作业。

另外，以上说明了是低频率作业还是高频率作业的两个方式的选择，但是也可以进一步增加作业频率的选择数量、或者也可以构成为能够连续地进行选择。此时，根据选择来改变d/q轴电流指令部中的励磁控制的选择模式。

并且，由于d轴电流指令的模式的最佳选择还根据冲压运行模式的最高SPM而不同，因此可以构成为根据最高SPM来改变。即，根据运行模式，在电动机的最高转速达到了比图14的NA稍高的转速的情况下、在达到了NB的情况下、或者在达到了超过NB的最高转速的情况下，d轴电流指令的恰当值不同，因此优选的是与此相对应地来进行设定。另外，特别是在参照存储器映射图等给出d轴电流指令的情况下，在对设定的模式的数量有限制时等情况下是有效的。

这样，在本实施例中，根据作业频率、电动机的最高转速等冲压装置的运行模式来改变d/q轴电流指令模式。另外，本实施例可以与先前的实施例组合来实施。

如上所述，根据本发明，通过执行励磁控制，能够选择压制能力。另外，在上述各个实施例中，以应用了曲柄机构的压力机为代表而进行了说明，但是在应用了曲柄机构以外的其他机构的压力机(例如应用了滚珠丝杠的压力机、应用了线性电动机的压力机)中，也可以以同样的想法来改变能力。

此外，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。

产业上的可应用性

根据本发明的压力机，结构简单且成本低廉，同时能够根据各种各样的要求特性来可变地控制能力(转矩能力、SPM等)，因而是有益的。

Claims (11)

1.一种压力机，通过电动机来驱动滑动件，其特征在于，

具有控制所述电动机的驱动的控制装置，并且构成为能够利用电动机的励磁控制来可变地控制压制能力。

2.根据权利要求1所述的压力机，其特征在于，

所述压制能力包括压力机的转矩能力。

3.根据权利要求1所述的压力机，其特征在于，

所述压制能力包括SPM或滑动件的移动速度。

4.根据权利要求1所述的压力机，其特征在于，

通过可变地控制关于滑动件位置的加压力产生特性、作用于工件的最大加压力、最大加压力产生时的加工速度、产生最大加压力的能力产生位置中的至少一个，来执行所述压制能力的可变控制。

5.根据权利要求4所述的压力机，其特征在于，

基于所述压制能力的可变控制的内容向对于电动机的转矩指令施加限制。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的压力机，其特征在于，

在所述电动机为交流电动机的情况下，基于“电动机的转速”和/或“转矩指令”和/或“驱动电动机的电力变换器的直流电压”来获得与d轴电流相关的信息并执行励磁控制。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的压力机，其特征在于，

与压力机的运行模式相应地改变励磁控制中的d轴电流的指令。

8.根据权利要求1至5中的任一项所述的压力机，其特征在于，

与作业频率相应地改变励磁控制中的d轴电流的指令。

9.一种压力机的控制方法，所述压力机通过电动机来驱动滑动件，所述压力机的控制方法的特征在于，

控制所述电动机的驱动，并且能够利用电动机的励磁控制来可变地控制压制能力。

10.根据权利要求9所述的压力机的控制方法，其特征在于，

与压力机的运行模式相应地改变励磁控制中的d轴电流的指令。

11.根据权利要求9或10所述的压力机的控制方法，其特征在于，

与作业频率相应地改变励磁控制中的d轴电流的指令。

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