CN102574351B - 电动缸的控制方法以及电动缸的控制系统 - Google Patents

电动缸的控制方法以及电动缸的控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明实现了能够防止由于因电动缸的杆与被加压部件发生非预期的碰撞而产生的过载，而导致的与电动缸、杆连结的载荷检测器发生破损的电动缸的控制方法以及控制系统。伺服控制器(17)判定由载荷检测器(13)检测出的加压载荷Pm是否在碰撞检测载荷Pc以上，在判定为加压载荷Pm在碰撞检测载荷Pc以上的情况下，进一步判定碰撞时停止标志是否为ON、杆(11)的驱动速度Sm是否在碰撞允许速度Sc以上，在判定为碰撞时停止标志为ON、或者驱动速度Sm在碰撞允许速度Sc以上的情况下，向伺服放大器(16)输出相反方向位置指令脉冲信号，强制性地使积蓄在伺服放大器(16)中的残留脉冲减少，来停止杆(11)。

Description

电动缸的控制方法以及电动缸的控制系统
技术领域
本发明涉及由伺服电动机驱动的电动缸的控制方法以及电动缸的控制系统。
背景技术
以往，已知一种为了使用目标载荷对被加压部件进行加压处理，而使用伺服电动机以及载荷检测器，并将由载荷检测器检测出的载荷向伺服电动机反馈来控制加压载荷的机构的加压装置。(例如专利文献1、专利文献2)。
然而，在专利文献1、2所述那样的加压装置中，存在在驱动电动缸杆时有时会由于操作失误、程序输入失误而导致电动缸的杆与被加压部件发生非预期的碰撞，由于因异常碰撞而产生的过载(overload)导致与电动缸、杆连结的载荷检测器发生破损等问题。
因此，提出了一种在将伺服电动机作为驱动源的肘杆式冲床装置中，根据伺服电动机的转矩值来检测非预期的异常载荷，并以防止因异常碰撞而产生的过载为目的，在异常碰撞时输出异常警告信号的肘杆式冲床的异常检测装置等(例如，专利文献3)。
另外，提出了一种方法，即在对从伺服电动机指令计算单元(伺服控制器)向伺服电动机指令输出单元(伺服放大器)的信号输出采用了使用模拟电压的速度控制模式的伺服冲压装置中，通过载荷检测单元检测非预期的异常载荷，并在输出用于防止因异常碰撞而产生的过载的异常警告信号的基础上，将冲压单元向与加压加工时相反方向驱动(例如，专利文献4)。
专利文献1：日本特开2005-138110号公报；
专利文献2：日本特开2009-101419号公报；
专利文献3：日本特开平8-103898号公报；
专利文献4：日本特开平11-58099号公报。
发明内容
在专利文献3中记载的技术中，在从控制装置(伺服控制器)向伺服放大器的信号输出中采用了利用脉冲信号的位置控制模式。位置控制模式能够以适当的速度驱动电动缸，以便高精度地进行位置停止，因而作为电动缸的控制模式被广泛应用，但是在使用了位置控制模式的情况下，在驱动伺服电动机的伺服放大器中产生的残留脉冲成为过载的原因。
残留脉冲是指，伺服放大器中的进给脉冲(feed pulse)与反馈脉冲(feedback pulse)之差的脉冲。在伺服机构的驱动系统中，由于加压装置等机械系统中存在惯性，因此若将伺服控制器的位置指令脉冲信号直接向伺服电动机输出，则产生机械延迟而无法追随。因此，采用了一种将位置指令脉冲蓄积在伺服放大器的偏差计数器中，并根据残留脉冲来控制伺服电动机的旋转的控制方法。
这里，即使为了使伺服电动机停止而停止从伺服控制器输出位置指令脉冲，伺服电动机也会按照残留脉冲的脉冲数而继续旋转，直到残留脉冲在伺服放大器的偏差计数器中减少为0。由此，杆移动导致产生过载。
因此，在以位置控制模式控制加压装置的情况下，只要不解决残留脉冲的问题，仅凭专利文献3中所记载的控制方法就是不充分的，因此存在不能充分防止与电动缸、杆连结的载荷检测器的破损这一问题。
在专利文献3、专利文献4中记载的技术中，在存在滑动(ram)的规定位置处超过了对位置预先设定并存储的允许冲压载荷值的时刻，进行异常判定。因此，在反复进行冲压作业的情况下，可以作为如板金冲压用途那样、针对均匀厚度的工件的冲压装置的控制方法，但如适用于压入用途、粉体成型用途、搬运用途的冲压装置那样、工件相对冲压轴向的高度、位置每次不同的冲压装置的控制方法中，存在难以应用的问题。
并且，在专利文献3、专利文献4所述的技术中，每当工件变化时，作业者需要设定并存储针对滑动(ram)位置的加压载荷的允许范围，由此无通用性的作业变得繁琐，存在生产效率低的问题。
因此，本发明的目的在于，实现在利用伺服电动机驱动的电动缸的控制方法以及电动缸的控制系统中，在驱动电动缸杆时，防止由于因操作失误、程序输入失误而使电动缸的杆与被加压部件发生非预期的碰撞而产生的过载，导致的与电动缸、杆连结的载荷检测器发生破损，并且也能够对应加压轴向的高度各异的被加压部件的冲压的电动缸的控制方法以及电动缸的控制系统。
为了实现上述目的，在第1观点的发明中，采用了下述技术手段，即：一种电动缸的控制方法，在电动缸装置中具有：使杆沿轴向移动的电动缸；与杆连结并检测施加于被加压部件的加压载荷的载荷检测器；驱动电动缸的伺服电动机；被设置于伺服电动机且与伺服放大器电连接的位置检测器；与伺服电动机以及伺服控制器电连接并控制伺服电动机的驱动的伺服放大器；以及与载荷检测器以及伺服放大器电连接并将伺服电动机的控制指令向伺服放大器输出的伺服控制器，该电动缸的控制方法的特征在于，在上述伺服控制器中设定：上述杆的驱动速度；用于检测上述杆与上述被加压部件的碰撞的碰撞检测载荷；在检测出上述杆与上述被加压部件的碰撞的情况下，用于判定是否允许之后的上述杆的驱动的碰撞时停止标志；和用于判定是否进行上述杆的急制动的杆驱动速度即碰撞允许速度，该电动缸的控制方法具备：驱动控制步骤，基于被输入上述伺服控制器的驱动速度来驱动上述杆，并将与由上述载荷检测器检测出的加压载荷对应的加压载荷信号从上述载荷检测器向上述伺服控制器输出；碰撞检测载荷判定步骤，在上述伺服控制器中，基于上述加压载荷信号来判定加压载荷是否在碰撞检测载荷以上；碰撞时停止标志判定步骤，在上述伺服控制器中，判定碰撞时停止标志是否为ON；碰撞允许速度判定步骤，在上述碰撞时停止标志判定步骤中碰撞时停止标志为OFF的情况下，在上述伺服控制器中判定上述杆的驱动速度是否在碰撞允许速度以上；以及急制动步骤，在碰撞检测载荷判定步骤中判定为加压载荷在碰撞检测载荷以上，并在碰撞时停止标志判定步骤中判定为碰撞时停止标志为ON、或者、在碰撞允许速度判定步骤中判定为杆的驱动速度在碰撞允许速度以上的情况下，利用急停止或者反转驱动来对上述杆进行急制动。
根据第1观点的发明，通过驱动控制步骤，基于被输入伺服控制器的驱动速度驱动杆，将与由载荷检测器检测出的加压载荷对应的加压载荷信号从载荷检测器向伺服控制器输出，并通过碰撞检测载荷判定步骤，在伺服控制器中，基于加压载荷信号判定加压载荷是否在碰撞检测载荷以上，通过碰撞时停止标志判定步骤，在伺服控制器中，判定碰撞时停止标志是否为ON，通过碰撞允许速度判定步骤，并在碰撞时停止标志判定步骤中碰撞时停止标志为OFF的情况下，在伺服控制器中，判定杆的驱动速度是否在碰撞允许速度以上，通过急制动步骤，在碰撞检测载荷判定步骤中被判定为加压载荷在碰撞检测载荷以上、且在碰撞时停止标志判定步骤中被判定为碰撞时停止标志为ON、或者、在碰撞允许速度判定步骤中判定为杆的驱动速度在碰撞允许速度以上的情况下，能够通过使杆急停止或者反转驱动来进行急制动。
由此，在检测到杆与被加压部件的碰撞后，在杆的碰撞速度在碰撞允许速度以上的情况下，能够通过使杆急停止或者反转驱动来进行急制动，从而能够防止由于过载而使与电动缸、杆连结的载荷检测器破损的情况。
另外，在未考虑杆与被加压部件的碰撞的、杆位置移动工序、轻推(jog)运转工序等判定碰撞检测载荷以上的载荷被施加于杆的状态明显为异常状态的工序中，通过将碰撞时停止标志设为ON，能够迅速进行防止过载的急制动。
并且，由于在杆所存在的规定位置处超过了对位置预先设定并存储的允许冲压载荷值的时刻，未采用异常判定的方法，因此也能够对应加压轴向的高度各异的被加压部件的冲压加工。
在第2观点的发明中，在第1观点的发明的电动缸的控制方法中采用了下述技术手段，即在位置控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，上述急制动步骤具有：残留脉冲计算步骤，在上述伺服控制器中计算作为位置指令脉冲信号的脉冲数与反馈脉冲信号的脉冲数之差的残留脉冲，其中，上述位置指令脉冲信号的脉冲数是上述碰撞时停止标志判定步骤或者上述碰撞允许速度判定步骤的判定时的位置指令脉冲信号的脉冲数，上述反馈脉冲信号的脉冲数是基于根据上述伺服电动机的转速而从上述位置检测器向上述伺服放大器输出的绝对位置信号，而从上述伺服放大器向上述伺服控制器输出的反馈脉冲信号的脉冲数；和相反方向位置指令脉冲信号输出步骤，基于在上述残留脉冲计算步骤中计算出的残留脉冲，将使上述残留脉冲减少的位置控制脉冲信号即相反方向位置指令脉冲信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出。
在位置控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第2观点的发明那样，能够使急制动步骤具有：残留脉冲计算步骤和相反方向位置指令脉冲信号输出步骤。
由此，通过残留脉冲计算步骤计算残留脉冲，通过相反方向位置指令脉冲信号输出步骤，基于在残留脉冲计算步骤中计算出的残留脉冲，将使残留脉冲减少的位置控制脉冲信号即相反方向位置指令脉冲信号从伺服控制器向伺服放大器输出，以使得杆急停止。
这样，通过采用向伺服放大器输出相反方向位置指令脉冲信号的方法，即使采用位置控制模式也能够排除残留脉冲的影响。
在第3观点的发明中，在第2观点的发明的电动缸的控制方法中采用下述技术手段，即：上述相反方向位置指令脉冲信号的脉冲数在上述残留脉冲的脉冲数以上。
根据第3观点的发明，由于相反方向位置指令脉冲信号的脉冲数在残留脉冲的脉冲数以上，因此能够使残留脉冲迅速减少为0。另外，在相反方向位置指令脉冲信号的脉冲数这一方较多的情况下，能够产生伺服电动机的反转驱动以使对被加压部件的加压载荷迅速地减少，由此能够更有效防止过载。
在第4观点的发明中，在第2或者3观点的发明的电动缸的控制方法中采用下述技术手段，即：上述相反方向位置指令脉冲信号的频率在上述位置指令脉冲的频率以上。
根据第4观点的发明，由于相反方向位置指令脉冲信号的频率在位置指令脉冲的频率以上，因此能够使残留脉冲迅速减少以得使杆停止，由此能够更有效防止过载。
在第5观点的发明中，在第1观点的发明的电动缸的控制方法中采用下述技术手段，即：在位置控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，上述急制动步骤具有位置指令脉冲信号输出停止步骤，在上述位置指令脉冲信号输出停止步骤中，停止位置指令脉冲信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出。
在位置控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第5观点的发明那样，在急制动步骤中，通过位置指令脉冲信号输出停止步骤，能够停止位置指令脉冲信号从伺服控制器向伺服放大器的输出，以使得杆急停止。
在第6观点的发明中，在第1观点的发明的电动缸的控制方法中采用下述技术手段，在速度控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，上述急制动步骤具有速度指令信号输出停止步骤，在上述速度指令信号输出停止步骤中，停止速度指令信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出。
在速度控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第6观点的发明那样，在急制动步骤中，通过速度指令信号输出停止步骤，能够停止速度指令信号从伺服控制器向伺服放大器的输出，以使得杆急停止。
另外，速度控制模式与位置控制模式相比，对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制，并且能够更迅速对杆进行制动，并有效地防止过载。
在第7观点的发明中，在第1观点的发明的电动缸的控制方法中采用下述技术手段，即：在速度控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，上述急制动步骤具有反转信号输出步骤，在上述反转信号输出步骤中，从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出使上述杆向与加压方向相反方向移动的速度指令的反转信号。
在速度控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第7观点的发明那样，在急制动步骤中，通过反转信号输出步骤，能够从伺服控制器向伺服放大器输出使杆向与加压方向相反方向移动的速度指令的反转信号，使杆向与加压方向相反方向移动，以便进行基于反转驱动的急制动。由于利用反转驱动进行杆的急制动，因此能够更迅速地对杆进行制动，以防止过载。
另外，速度控制模式与位置控制模式相比，对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制，并且能够更迅速地对杆进行制动，来有效地防止过载。
在第8观点的发明中，在第1观点的发明的电动缸的控制方法中采用了下述技术手段，即：在转矩控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，上述急制动步骤具有转矩指令信号输出停止步骤，在上述转矩指令信号输出停止步骤中，停止转矩指令信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出。
在转矩控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第8观点的发明那样，在急制动步骤中，通过转矩指令信号输出停止步骤，能够停止转矩指令信号从伺服控制器向伺服放大器的输出，以使得杆急停止。
另外，转矩控制模式与位置控制模式以及速度控制模式相比，对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制，并且能够更迅速地对杆进行制动，来有效地防止过载。
在第9观点的发明中，在第1观点的发明的电动缸的控制方法中采用了下述技术手段，即：在转矩控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，上述急制动步骤具有反转信号输出步骤，在上述反转信号输出步骤中，从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出使上述杆向与加压方向相反方向移动的转矩指令的反转信号。
在转矩控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第9观点的发明那样，在急制动步骤中，通过反转信号输出步骤，从伺服控制器向伺服放大器输出使杆向与加压方向相反方向移动的转矩指令的反转信号，能够使杆向与加压方向相反方向移动，以进行基于反转驱动的急制动。由于利用反转驱动进行杆的急制动，因此能够更迅速地对杆进行制动，以防止过载。
另外，转矩控制模式与位置控制模式以及速度控制模式相比，对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制，并且能够更迅速地对杆进行制动，来有效地防止过载。
在第10观点的发明中，采用了下述技术手段，即：一种电动缸的控制系统，在电动缸装置中具有：使杆沿轴向移动的电动缸；与杆连结并检测施加于被加压部件的加压载荷的载荷检测器；驱动电动缸的伺服电动机；被设置于伺服电动机且与伺服放大器电连接的位置检测器；与伺服电动机以及伺服控制器电连接，并控制伺服电动机的驱动的伺服放大器；与载荷检测器以及伺服放大器电连接，和将伺服电动机的控制指令向伺服放大器输出的伺服控制器，上述伺服控制器被构成为能够设定：上述杆的驱动速度；用于检测上述杆与上述被加压部件的碰撞的、碰撞检测载荷；在检测到上述杆与上述被加压部件的碰撞的情况下，用于判定是否允许之后的上述杆的驱动的碰撞时停止标志；和用于判定是否进行上述杆的急制动的杆驱动速度即碰撞允许速度，并且上述伺服控制器，基于上述杆的驱动速度来进行基于上述杆的位置控制的驱动，并判定由上述载荷检测器检测出的加压载荷是否在碰撞检测载荷以上，在判定为加压载荷在碰撞检测载荷以上的情况下，进一步判定碰撞时停止标志是否为ON、上述杆的驱动速度是否在碰撞允许速度以上，在判定为碰撞时停止标志为ON、或者、驱动速度在碰撞允许速度以上的情况下，利用急停止或者反转驱动对上述杆进行急制动。
根据第10观点的发明，伺服控制器在检测到杆与被加压部件的碰撞后，在杆的碰撞速度在碰撞允许速度以上的情况下，通过使杆急停止或者反转驱动来地进行急制动，从而能够防止因过载而导致使与电动缸、杆连结的载荷检测器发生破损的情况。
另外，通过设置碰撞时停止标志，在未考虑杆与被加压部件的碰撞的杆位置移动工序、轻推(jog)运转工序等判定碰撞检测载荷以上的载荷被施加于杆的状态明显为异常状态的工序中，能够迅速进行防止过载的急制动。并且，由于在杆所存在的规定位置处超过了对位置预先设定并存储的允许冲压载荷值的时刻，未采用异常判定的方法，因此也能够对应加压轴向的高度各异的被加压部件的冲压加工。
在第11观点的发明中，在第10观点的发明的电动缸的控制系统中采用下述技术手段，即：在位置控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，上述杆的急制动是通过进行如下动作来进行的：在上述伺服控制器中，计算作为位置指令脉冲信号的脉冲数与反馈脉冲信号的脉冲数之差的残留脉冲，其中，上述位置指令脉冲信号的脉冲数是碰撞时停止标志的判定时或者碰撞允许速度的判定时的位置指令脉冲信号的脉冲数，上述反馈脉冲信号的脉冲数是基于根据上述伺服电动机的转速而从上述位置检测器向上述伺服放大器输出的绝对位置信号，从上述伺服放大器向上述伺服控制器输出的反馈脉冲信号的脉冲数，基于上述残留脉冲来将使上述残留脉冲减少的位置控制脉冲信号即相反方向位置指令脉冲信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出，通过强制性地使积蓄在上述伺服放大器中的残留脉冲减少并使上述杆停止。
在位置控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第11观点的发明那样，能够在伺服控制器中计算碰撞时停止标志的判定时或者碰撞允许速度的判定时的残留脉冲，并基于残留脉冲，将使残留脉冲减少的位置控制脉冲信号即相反方向位置指令脉冲信号从伺服控制器向伺服放大器输出，以使得杆急停止。
这样，通过采用向伺服放大器输出相反方向位置指令脉冲信号的方法，即使采用位置控制模式也能够排除残留脉冲的影响。
在第12观点的发明中，在第11观点的发明的电动缸的控制系统中采用下述技术手段，即：上述相反方向位置指令脉冲信号的脉冲数在上述残留脉冲的脉冲数以上。
根据第12观点的发明，由于相反方向位置指令脉冲信号的脉冲数在残留脉冲的脉冲数以上，因此能够使残留脉冲迅速减少为0。另外，在相反方向位置指令脉冲信号的脉冲数这一方较多的情况下，能够产生伺服电动机的反转驱动以使对被加压部件的加压载荷迅速地减少，由此能够更有效防止过载。
在第13观点的发明中，在第11或者12观点的发明的电动缸的控制系统中采用下述技术手段，上述相反方向位置指令脉冲信号的频率在上述位置指令脉冲的频率以上。
根据第13观点的发明，由于相反方向位置指令脉冲信号的频率在位置指令脉冲的频率以上，从而能够使残留脉冲迅速地减少，以使杆停止，因此能够更有效地防止过载。
在第14观点的发明中，在第10观点的发明的电动缸的控制系统中采用了下述技术手段，即：在位置控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，上述杆的急制是通过停止位置指令脉冲信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出以使上述杆停止来进行的。
在位置控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第14观点的发明那样，通过停止位置指令脉冲信号从伺服控制器向伺服放大器的输出以使杆急停止，来进行急制动。
在第15观点的发明中，在第10观点的发明的电动缸的控制系统中采用了下述技术手段，即：在速度控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，上述杆的急制动是通过停止速度指令信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出以使上述杆停止来进行的。
在速度控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第15观点的发明那样，通过停止速度指令信号从伺服控制器向伺服放大器的输出以使杆急停止，来进行急制动。
另外，速度控制模式与位置控制模式相比，对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制，从而能够更迅速地对杆进行制动，来有效地防止过载。
在第16观点的发明中，在第10观点的发明的电动缸的控制系统中采用下述技术手段，即：在速度控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，通过从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出使上述杆向与加压方向相反方向移动的速度指令的反转信号，以使上述杆反转驱动来进行上述杆的急制动。
在速度控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第16观点的发明那样，从伺服控制器向伺服放大器输出使杆向与加压方向相反方向移动的速度指令的反转信号，以使杆向与加压方向相反方向移动，来进行基于反转驱动的急制动。由于利用反转驱动进行杆的急制动，能够更迅速地对杆进行制动以防止过载。
另外，由于速度控制模式与位置控制模式相比，对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制，并且更够更迅速地对杆进行制动，来有效地防止过载。
在第17观点的发明中，在第10观点的发明的电动缸的控制系统中采用下述技术手段，即：在转矩控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，通过停止转矩指令信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出以使上述杆停止，来进行上述杆的急制动。
在转矩控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第17观点的发明那样，能够通过停止转矩指令信号从伺服控制器向伺服放大器的输出，以使杆急停止，来进行急制动。
另外，由于转矩控制模式与位置控制模式以及速度控制模式相比，对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制，并且能够更迅速地对杆进行制动，来有效地防止过载。
在第18观点的发明中，在第10观点的发明的电动缸的控制系统中采用了下述技术手段，即：在转矩控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，上述杆的急制动是通过从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出使上述杆向与加压方向相反方向移动的转矩指令的反转信号以使上述杆反转驱动来进行的。
在转矩控制模式下对伺服电动机进行驱动控制的情况下，如第18观点的发明那样，从伺服控制器向伺服放大器输出使杆向与加压方向相反方向移动的转矩指令的反转信号，以使杆向与加压方向相反方向移动，来进行基于反转驱动的急制动。由于利用反转驱动进行杆的急制动，因此能够更迅速地对杆进行制动，来防止过载。
另外，由于转矩控制模式与位置控制模式以及速度控制模式相比，对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制，并且能够更迅速地对杆进行制动，来有效地防止过载。
附图说明
图1是具备本发明的电动缸的控制系统的冲压加工装置的概略图。
图2是表示本发明的电动缸的控制方法的流程图。
图3是表示第1实施方式的驱动控制步骤中的控制方法的流程图。
图4是表示第1实施方式的急制动步骤中的控制方法的流程图。
图5是将应用了第1实施方式的电动缸的控制方法的情况、与应用了以往的控制方法的情况的、驱动速度和最大加压载荷的关系进行比较来加以表示的图。
图6是表示第2实施方式的急制动步骤中的控制方法的流程图。
图7是将应用了第2实施方式的电动缸的控制方法的情况、与应用了以往的控制方法的情况的、驱动速度和最大加压载荷的关系进行比较来加以表示的图。
图8是表示第3实施方式的驱动控制步骤中的控制方法的流程图。
图9是表示第3实施方式的急制动步骤中的控制方法的流程图。
图10是将应用了第3实施方式的电动缸的控制方法的情况、与应用了以往的控制方法的情况的、驱动速度和最大加压载荷的关系进行比较来加以表示的图。
图11是表示第4实施方式的急制动步骤中的控制方法的流程图。
图12是将应用了第4实施方式的电动缸的控制方法的情况、与应用了以往的控制方法的情况的、驱动速度和最大加压载荷的关系进行比较来加以表示的图。
图13是将应用了第5实施方式的电动缸的控制方法的情况、与应用了以往的控制方法的情况的、驱动速度和最大加压载荷的关系进行比较来加以表示的图。
图14是将应用了第6实施方式的电动缸的控制方法的情况、与应用了以往的控制方法的情况的、驱动速度与最大加压载荷的关系进行比较来加以表示的图。
具体实施方式
以下，关于本发明的实施方式，以冲压加工装置作为电动缸装置为例，参照附图说明电动缸的控制系统以及控制方法。
如图1所示，冲压加工装置1具有：使对被加工部件M进行冲压加工的杆11沿轴向移动的电动缸12；与杆11连结，并检测被加工部件M所负荷的载荷的载荷检测器13；驱动电动缸12的伺服电动机14；与伺服放大器16连接，且设置于伺服电动机14的编码器所代表的位置检测器15；与伺服电动机14以及伺服控制器17电连接，控制伺服电动机14的驱动的伺服放大器16；与载荷检测器13以及伺服放大器16电连接，将伺服电动机14的控制指令向伺服放大器16输出的所谓的定位单元、即伺服控制器17。
伺服控制器17的控制指令根据伺服电动机14的驱动控制模式而不同，在位置控制模式中，位置控制指令被向伺服放大器16输出，在速度控制模式中，速度控制指令被向伺服放大器16输出，在转矩控制模式中，转矩控制指令被向伺服放大器16输出。
可以优选将位置控制模式使用在将被加压部件加工成型为规定厚度的情况。由于速度控制模式与位置控制模式相比，对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制。由于转矩控制模式对指令信号的响应速度更快，因此能够实现进一步的高速控制，可以优选使用于压入工序等。
作为电动缸的控制系统工作的控制单元20由载荷检测器13、伺服电动机14、位置检测器15、伺服放大器16以及伺服控制器17构成。
第1实施方式
在本实施方式中，在位置控制模式中对伺服电动机14进行驱动控制。在位置控制模式中，伺服放大器16以及伺服控制器17被构成为至少能够控制伺服电动机14的驱动。也可以是能够进行速度控制模式、转矩控制模式的切换的构成。
参照图2对本发明的控制方法进行说明。首先，选择位置控制模式作为伺服控制器17中的控制模式，利用未图示的输入装置向伺服控制器17输入：杆11的驱动速度Sm；用于检测杆11与被加压部件M的碰撞的碰撞检测载荷Pc；在检测到杆11与被加压部件M的碰撞的情况下，判定是否允许随后的杆11的驱动用的碰撞时停止标志；判定是否进行杆11的急制动用的杆驱动速度、即碰撞允许速度Sc。
在将要进行冲压加工的被加工部件M设置在冲压加工装置1的规定位置后，若开始运转，则执行驱动控制步骤S1，即：基于输入伺服控制器17的驱动速度来驱动杆11，并将由载荷检测器13检测出的加压载荷Pm所对应的加压载荷信号从载荷检测器13向伺服控制器17输出。
如图3所示，在步骤S11中，伺服控制器17基于被输入的杆11的驱动速度向伺服放大器16输出位置指令脉冲信号。
在接下来的步骤S12中，伺服放大器16基于在步骤S11中从伺服控制器17输入的位置指令脉冲信号，利用内置的偏差计数器对位置指令脉冲信号的脉冲数进行计数，以将与脉冲频率以及脉冲数对应的电动机驱动电流向伺服电动机14输出。
在接下来的步骤S13中，伺服电动机14被从伺服放大器16输入的电动机驱动电流驱动而旋转。伺服电动机14的旋转运动通过内置在电动缸12中的滚珠丝杠机构被转换为直线运动，以驱动杆11。由此，杆11被向前方压出，以便使杆11对被加压部件M加压。利用载荷检测器13检测加压载荷Pm。
伴随着伺服电动机14的旋转，设置于伺服电动机14的位置检测器15向伺服放大器16输出与伺服电动机14的转速对应的绝对位置信号。伺服放大器16将绝对位置信号信息转换成反馈脉冲信号后，向伺服控制器17输出。并且，伺服放大器16控制位置指令脉冲信号的脉冲数与反馈脉冲信号的脉冲数的差，换言之，根据残留脉冲来控制伺服电动机14的旋转。这里，位置指令脉冲信号的脉冲数与伺服电动机14的旋转角成比例关系，根据位置指令脉冲信号的脉冲频率来控制伺服电动机14的驱动速度，并根据脉冲数来决定杆11的移动距离。
在接下来的步骤S14中，将由载荷检测器13检测出的加压载荷Pm所对应的加压载荷信号从载荷检测器13向伺服控制器17输出。
在接下来的碰撞检测载荷判定步骤S21中，在伺服控制器17中，判定加压载荷Pm是否达到碰撞检测载荷Pc，换句话说，判定加压载荷Pm是否在碰撞检测载荷Pc以上。在Pm≥Pc(步骤S21：是)的情况下，进入步骤S22。
在Pm＜Pc(步骤S21：否)的情况下返回驱动控制步骤S1。加压载荷信号被从载荷检测器13输出到伺服控制器17，在加压载荷Pm达到停止载荷Pc为止的期间，从伺服控制器17向伺服放大器16持续输出与各控制模式指令信号，以使得杆11被以驱动速度压出。
在接下来的碰撞时停止标志判定步骤S22中，在伺服控制器17中，判定碰撞时停止标志是否为ON(有效)，换句话说，在检测到碰撞后判定是否允许杆11的驱动。在碰撞时停止标志为ON(步骤S22：是)的情况下，进入急制动步骤S3，在碰撞时停止标志为OFF(无效)(步骤S22：否)的情况下，进入步骤S23。
另外，在未考虑杆与被加压部件的碰撞的、杆位置移动工序、轻推(jog)运转工序等判定为碰撞检测载荷以上的载荷被施加于杆的状态明显为异常状态的工序中，通过预先将碰撞时停止标志设定为ON，能够迅速地进行防止过载的急制动。
在碰撞允许速度判定步骤S23中，在伺服控制器17中，判定驱动速度Sm是否达到碰撞允许速度Sc，换句话说，判定驱动速度Sm是否在碰撞允许速度Sc以上。在Sm≥Sc(步骤S23：是)的情况下，进入步骤S3。
在Sm＜Sc(步骤S7：否)的情况下，进入步骤S4，继续基于在伺服控制器17中最初设定的驱动条件的驱动。
在急制动步骤S3中，如图4所示，在残留脉冲计算步骤S31中，计算伺服控制器17在碰撞时停止标志判定步骤S22或者碰撞允许速度判定步骤S23的判定时的位置指令脉冲信号的脉冲数与反馈脉冲信号的脉冲数的差，换句话说，计算残留脉冲。
这里，在碰撞时停止标志判定步骤S22的判定时进行残留脉冲的计算，是碰撞时停止标志为ON(步骤S22：是)的情况。
在接下来的相反方向位置指令脉冲信号输出步骤S32中，基于在残留脉冲计算步骤S31中计算出的残留脉冲，从伺服控制器17向伺服放大器16输出相反方向位置指令脉冲信号，其中，该相反方向位置指令脉冲信号用于使杆11向与加压方向相反方向驱动、换句话说，用于使伺服电动机反转的位置控制脉冲信号，并且是使残留脉冲减少的位置控制脉冲信号。
这里，相反方向位置指令脉冲为与残留脉冲相反方向的位置指令脉冲，可以构成为使正转脉冲即残留脉冲的脉冲列的符号反转的反转脉冲列。
在接下来的步骤S33中，伺服放大器16基于在步骤S31中从伺服控制器17输入的相反方向位置指令脉冲信号，使残留脉冲减少，以停止电动机驱动电流向伺服电动机14的输出。
这样，在急制动步骤S3中，通过残留脉冲计算步骤S31，计算残留脉冲，通过相反方向位置指令脉冲信号输出步骤S32，并基于在残留脉冲计算步骤S31中计算出的残留脉冲，能够将使残留脉冲减少的位置控制脉冲信号、即相反方向位置指令脉冲信号从伺服控制器17向伺服放大器16输出，以使杆11急停止。
并且，通过采用向伺服放大器16输出相反方向位置指令脉冲信号的方法，即使采用位置控制模式也能够排除残留脉冲的影响。
优选将碰撞检测载荷Pc设定在载荷检测器13的载荷分辨率以上且额定载荷的10％以下。当碰撞检测载荷Pc超过载荷检测器13的额定载荷的10％，则进行杆11的急制动的时机会产生延迟，导致过载的可能性高，故不优选。
考虑到冲压加工装置系统的刚性、惯性等，可以在杆11碰撞到被加压部件M后，对碰撞允许速度Sc进行适当设定，以使得不超过载荷检测器13的破损极限载荷。
相反方向位置指令脉冲的脉冲数可在能够使杆11停止的范围内任意设定，而不是加压载荷Pm一直上升到与杆11连结的载荷检测器13破损的值为止。为了使残留脉冲迅速减少到0，优选在残留脉冲的脉冲数以上，尤其在相反方向位置指令脉冲的脉冲数这一方较多的情况下，通过产生伺服电动机14的反转驱动能够使对被加压部件M的加压载荷迅速地减少，因此能够更有效地防止过载。
另外，为了使残留脉冲迅速地减少以使杆停止，优选将相反方向位置指令脉冲的频率在位置指令脉冲的频率以上。
(实施例1)
将以往的电动缸的控制方法作为比较例，对本实施方式的效果进行了确认。其中，本发明并不局限于以下的实施例。
图5中，将应用了第1实施方式的电动缸的控制方法的情况、与应用了以往的控制方法的情况的、驱动速度和最大加压载荷的关系进行比较并加以表示。其中，本实施例中使用的载荷检测器(称重装置)的额定载荷值为12.0kN，破损极限载荷为18.0kN。
碰撞条件为，在应用了第1实施方式的电动缸的控制方法的情况下，使碰撞时的驱动速度从5.0mm/s以每5.0mm/s为单位变化到45.0mm/s。在任意情况下都将碰撞检测载荷Pc设为0.003kN。将碰撞时停止标志设为OFF，将碰撞允许速度Sc设为4mm/s。
比较例应用了下述以往的控制方法，即：以加压载荷超过载荷检测器的额定载荷值的时刻为过载，通过停止位置指令脉冲信号从伺服控制器向伺服放大器的输出，来停止杆的驱动。
在比较例中，使碰撞时的驱动速度从1.0mm/s以每1.0mm/s为单位地变化到8.0mm/s。
如图5所示，在比较例中，碰撞时的驱动速度为8.0mm/s时，加压载荷达到载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN附近的17.861kN后停止。
另一方面，在第1实施方式的实施例中，在碰撞时的驱动速度为高达45.0mm/s的高速的情况下，也能在加压载荷为17.546kN时停止，并未超过载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN。由此，在第1实施方式的电动缸的控制方法中，与比较例相比，确认了能够有效地防止过载，即使以高速度的杆驱动速度产生异常碰撞，也能够防止与杆连结的载荷检测器发生破损。
[第1实施方式的效果]
(1)根据本发明的电动缸的控制方法以及电动缸的控制系统，在检测出杆11与被加压部件M的碰撞后，在杆11的碰撞速度在碰撞允许速度以上的情况下，能够通过使杆11急停止或者反转驱动来进行急制动，因此能够防止因过载而导致与电动缸12、杆11连结的载荷检测器13破损的情况。
另外，在未考虑杆11与被加压部件M的碰撞的、杆位置移动工序、轻推运转工序等判定为碰撞检测载荷以上的载荷被施加于杆的状态明显为异常状态的工序中，通过预先将碰撞时停止标志设定为ON，能够迅速地防止过载的急制动。
并且，在杆11所处的规定位置，由于未采用在超过了对位置预先设定并存储的允许冲压载荷值的时刻即进行异常判定的方法，因此能够对应于加压轴向的高度分别不同的被加压部件的冲压加工。
(2)在位置控制模式下对伺服电动机14进行驱动控制的情况下，在急制动步骤S3中，通过残留脉冲计算步骤S31计算残留脉冲，通过相反方向位置指令脉冲信号输出步骤S32，基于在残留脉冲计算步骤S31中计算出的残留脉冲，能够将使残留脉冲减少的位置控制脉冲信号即相反方向位置指令脉冲信号从伺服控制器17向伺服放大器16输出，使杆11急停止。另外，通过采用向伺服放大器16输出相反方向位置指令脉冲信号的方法，即使采用位置控制模式也能够排除残留脉冲的影响。
[第2实施方式]
在本实施方式中，与第1实施方式同样，伺服电动机14被以位置控制模式进行驱动控制。第2实施方式与第1实施方式在急制动步骤S3不同。
在驱动控制步骤S1中执行与第1实施方式相同的处理，在碰撞检测载荷判定步骤S21、碰撞时停止标志判定步骤S22、碰撞允许速度判定步骤S23中满足了向急制动步骤S3进入的急制动条件的情况下，执行急制动步骤S3。
如图6所示，在急制动步骤S3中，通过位置指令脉冲信号输出停止步骤S34，立即停止从伺服控制器17向伺服放大器16输出的位置指令脉冲信号的输出。
在接下来的步骤S35中，伺服放大器16基于位置指令脉冲信号在位置指令脉冲信号输出在停止步骤S34中被停止，从而停止电动机驱动电流向伺服电动机14的输出。
由此，执行杆11的急制动，能够起到与第1实施方式的效果(1)同样的效果。
(实施例2)
确认了第2实施方式的效果。使用的载荷检测器(称重装置)以及比较例与第1实施方式的实施例1相同。
碰撞条件为：在应用了第2实施方式的电动缸的控制方法的情况下，使碰撞开始时的驱动速度从5.0mm/s以每5.0mm/s为单位地变化到30.0mm/s为止。任意情况下均将碰撞检测载荷Pc设为0.050kN。将碰撞时停止标志设为OFF，将碰撞允许速度Sc设为4mm/s。
如图7所示，在比较例中，碰撞时的驱动速度为8.0mm/s时，加压载荷达到接近载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN的17.861kN并停止。
另一方面，在第2实施方式的实施例中，即使碰撞时的驱动速度为高达30.0mm/s的高速的情况下，也能在加压载荷为16.861kN时停止，并未超出载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN。由此，在第2实施方式的电动缸的控制方法中，与比较例相比，确认了能够更有效果地防止过载，即使在高速度的杆驱动速度下产生异常碰撞，也能够防止与杆连结的载荷检测器的破损。
[第2实施方式的效果]
在位置控制模式下对伺服电动机14进行驱动控制，在碰撞检测载荷判定步骤S21、碰撞时停止标志判定步骤S22、碰撞允许速度判定步骤S23中满足向急制动步骤S3进入的急制动条件的情况下，在急制动步骤S3中，通过位置指令脉冲信号输出停止步骤S34，停止从伺服控制器17向伺服放大器16输出的位置指令脉冲信号的输出，能够使杆11急停止。由此，能够起到与第1实施方式的效果(1)同样的效果。
另外，即使采用位置控制模式也能够排除残留脉冲的影响。
[第3实施方式]
在本实施方式中，伺服放大器16以及伺服控制器17被构成为，至少能够在速度控制模式下控制伺服电动机14的驱动，来在速度控制模式下对伺服电动机14进行驱动控制。
参照附图对本实施方式的控制方法进行说明。首先，选择速度控制模式作为伺服控制器17中的控制模式，利用未图示的输入装置，向伺服控制器17输入：杆11的驱动速度Sm；用于检测杆11与被加压部件M的碰撞的碰撞检测载荷Pc；在检测到杆11与被加压部件M的碰撞的情况下，用于判定是否允许之后的杆11的驱动的碰撞时停止标志；和用于判定是否进行杆11的急制动的杆驱动速度即碰撞允许速度Sc。
将要进行冲压加工的被加工部件M设置于冲压加工装置1的规定位置后，若开始运转，则执行驱动控制步骤S1，即：基于被输入伺服控制器17的驱动速度驱动杆11，将与由载荷检测器13检测出的加压载荷Pm对应的加压载荷信号从载荷检测器13向伺服控制器17输出。
如图8所示，在步骤S15中，伺服控制器17基于输入的杆11的驱动速度向伺服放大器16输出速度指令信号。
在接下来的步骤S16中，伺服放大器16基于在步骤S1中从伺服控制器17输入的速度指令信号，将电动机驱动电流向伺服电动机14输出。
在接下来的步骤S17中，利用从伺服放大器16输入的电动机驱动电流来驱动伺服电动机14旋转。伺服电动机14的旋转运动通过内置于电动缸12的滚珠丝杠机构被转换成直线运动，以驱动杆11。由此，杆11被向前方压出，杆11对被加压部件M加压。利用载荷检测器13检测加压载荷Pm。
在接下来的步骤S18中，将与由载荷检测器13检测出的加压载荷Pm对应的加压载荷信号从载荷检测器13向伺服控制器17输出。
碰撞检测载荷判定步骤S21、碰撞时停止标志判定步骤S22、碰撞允许速度判定步骤S23中的满足向急制动步骤S3进入的急制动条件与位置控制模式下的相同。
如图9所示，在急制动步骤S3中，通过速度指令信号输出停止步骤S36，停止速度指令信号从伺服控制器17向伺服放大器16的输出(使其为零)。
在接下来的步骤S37中，伺服放大器16基于在速度指令信号输出停止步骤S36中来自伺服控制器17的速度指令信号输出被停止，从而停止电动机驱动电流向伺服电动机14的输出。
由此，执行杆11的急制动，能够起到与第1实施方式的效果(1)同样的效果。
这里，速度控制模式与位置控制模式相比，对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制。
(实施例3)
确认了第3实施方式的效果。使用的载荷检测器(称重装置)以及比较例与第1实施方式的实施例1相同。
碰撞条件为，在应用了第2实施方式的电动缸的控制方法的情况下，使碰撞开始时的驱动速度从5.0mm/s以每5.0mm/s为单位变化到50.0mm/s为止。在任意的情况下均将碰撞检测载荷Pc设为0.003kN。将碰撞时停止标志设为OFF，将碰撞允许速度Sc设为4mm/s。
如图10所示，在比较例中，碰撞时的驱动速度为8.0mm/s时，加压载荷达到接近载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN的17.861kN并停止。
另一方面，在第3实施方式的实施例中，即使碰撞时的驱动速度为高达50.0mm/s的高速的情况下，也能在加压载荷为16.861kN时停止，并未超过载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN。由此，在第3实施方式的电动缸的控制方法中，与比较例相比，确认了能够更有效地防止过载，即使在高速度的杆驱动速度下产生异常碰撞，也能够防止与杆连结的载荷检测器的破损。
[第3实施方式的效果]
在速度控制模式下对伺服电动机14进行驱动控制，在碰撞检测载荷判定步骤S21、碰撞时停止标志判定步骤S22、碰撞允许速度判定步骤S23中满足了向急制动步骤S3进入的急制动条件的情况下，在急制动步骤S3中，通过速度指令信号输出停止步骤S36，停止从伺服控制器17向伺服放大器16输出的速度指令信号的输出，能够使杆11急停止。由此，能够起到与第1实施方式的效果(1)同样的效果。
这里，速度控制模式与位置控制模式相比，其对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制。
[第4实施方式]
在本实施方式中，伺服放大器16以及伺服控制器17被构成为，至少能够在速度控制模式下控制伺服电动机14的驱动，伺服电动机14在速度控制模式下被进行驱动控制。第4实施方式与第3实施方式在急制动步骤S3中不同。
在驱动控制步骤S1中，执行与第3实施方式同样的处理，在碰撞检测载荷判定步骤S21、碰撞时停止标志判定步骤S22、碰撞允许速度判定步骤S23中满足向急制动步骤S3进入的急制动条件的情况下，执行急制动步骤S3。
如图11所示，在急制动步骤S3中，通过反转信号输出步骤S38，将使杆11向与加压方向相反方向移动的速度指令的反转信号从伺服控制器17向伺服放大器16输出。
在接下来的步骤S39中，伺服放大器16基于在反转信号输出步骤S38中的来自伺服控制器17的速度指令的反转信号，向伺服电动机14输出使杆11向与加压方向相反方向移动的电动机驱动电流。
在接下来的步骤S40中，停止速度指令信号从伺服控制器17向伺服放大器16的输出(使其为零)，在步骤S41中，伺服放大器16停止电动机驱动电流向伺服电动机14的输出。
由此，执行基于杆11的反转驱动的急制动，能够起到与第1实施方式的效果(1)同样的效果。
(实施例4)
确认了第4实施方式的效果。使用的载荷检测器(称重装置)、比较例以及碰撞条件与第3实施方式的实施例3相同。
如图12所示，在比较例中，碰撞时的驱动速度为8.0mm/s时，加压载荷达到接近载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN的17.861kN并停止。
另一方面，在第4实施方式的实施例中，即使碰撞时的驱动速度为高达50.0mm/s的高速的情况下，也能在加压载荷为16.302kN时停止，并未超过载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN。由此，在第4实施方式的电动缸的控制方法中，与比较例相比，确认了能够有效地防止过载，即使在高速度的杆驱动速度下产生异常碰撞，也能够防止与杆连结的载荷检测器的破损。
[第4实施方式的效果]
在速度控制模式下对伺服电动机14进行驱动控制，在碰撞检测载荷判定步骤S21、碰撞时停止标志判定步骤S22、碰撞允许速度判定步骤S23中满足了向急制动步骤S3进入的急制动条件的情况下，在急制动步骤S3中，通过反转信号输出步骤S38，将使杆11向与加压方向相反方向移动的速度指令的反转信号从伺服控制器17向伺服放大器16输出，能够使杆11向与加压方向相反方向移动，以进行基于反转驱动的急制动。由此，能够起到与第1实施方式的效果(1)同样的效果。
另外，由于利用反转驱动进行杆11的急制动，因此能够更迅速地对杆11进行制动以防止过载。
并且，速度控制模式与位置控制模式相比，对指令信号的响应速度快，因此能够实现高速控制，能够更迅速地对杆11进行制动，来有效地防止过载。
[第5实施方式]
在本实施方式中，伺服放大器16以及伺服控制器17被构成为，至少能够在转矩控制模式下控制伺服电动机14的驱动，在转矩控制模式下对伺服电动机14进行驱动控制。
在第5实施方式中，根据“转矩指令信号”进行基于第3实施方式的“速度指令信号”的控制。转矩控制模式与位置控制模式以及速度控制模式相比，对指令信号的响应速度快，更够实现更高速控制。
(实施例5)
确认了第5实施方式的效果。使用的载荷检测器(称重装置)、比较例以及碰撞条件与第1实施方式的实施例1相同。
如图13所示，在比较例中，碰撞时的驱动速度为8.0mm/s时，加压载荷达到接近载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN的17.861kN并停止。
另一方面，在第5实施方式的实施例中，即使在碰撞时的驱动速度为高达45.0mm/s的高速的情况下，也能在加压载荷为16.508kN时停止，并未超过载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN。由此，在第5实施方式的电动缸的控制方法中，与比较例相比，确认了能够有效地防止过载，即使以高速度的杆驱动速度产生异常碰撞，也能够防止与杆连结的载荷检测器的破损。
[第5实施方式的效果]
在转矩控制模式下对伺服电动机14进行驱动控制，在碰撞检测载荷判定步骤S21、碰撞时停止标志判定步骤S22、碰撞允许速度判定步骤S23中满足了向急制动步骤S3进入的急制动条件的情况下，在急制动步骤S3中，停止从伺服控制器17向伺服放大器16输出的转矩指令信号的输出，能够使得杆11急停止。由此，能够起到与第1实施方式的效果(1)同样的效果。
这里，转矩控制模式与位置控制模式以及速度控制模式相比，对指令信号的响应速度快，能够实现高速控制，并更迅速地对杆11进行制动，能够有效地防止过载。
[第6实施方式]
在本实施方式中，伺服放大器16以及伺服控制器17被构成为，至少能够在转矩控制模式下控制伺服电动机14的驱动，以在转矩控制模式下对伺服电动机14进行驱动控制。
在第6实施方式中，利用“转矩指令信号”进行基于第4实施方式的“速度指令信号”的控制。转矩控制模式与位置控制模式以及速度控制模式相比，对指令信号的响应速度快，能够实现更高速控制。
(实施例6)
确认了第6实施方式的效果。所使用的载荷检测器(称重装置)以及比较例与第1实施方式的实施例1相同。
碰撞条件为，在应用了第6实施方式的电动缸的控制方法的情况下，使碰撞开始时的驱动速度从5.0mm/s以每5.0mm/s为单位地变化到60.0mm/s为止。在任意情况下均将碰撞检测载荷Pc设为0.003kN。将碰撞时停止标志设为OFF，将碰撞允许速度Sc设为4mm/s。
如图14所示，在比较例中，碰撞时的驱动速度为8.0mm/s时，加压载荷达到接近载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN的17.861kN并停止。
另一方面，在第6实施方式的实施例中，即使在碰撞时的驱动速度为高达60.0mm/s的高速的情况下，也能在加压载荷为17.076kN时停止，并未超过载荷检测器(称重装置)的破损极限载荷、即18.0kN。由此，在第6实施方式的电动缸的控制方法，与比较例相比，确认了能够有效地防止过载，即使以高速度的杆驱动速度产生异常碰撞，也能够防止与杆连结的载荷检测器的破损。
本实施例采用了能够进行最高速的控制的转矩控制模式，由于利用反转驱动进行了杆的急制动，所以实现了实施例1～6中的、最有效的杆的急制动的执行。
[第6实施方式的效果]
在转矩控制模式下对伺服电动机14进行驱动控制，并在碰撞检测载荷判定步骤S21、碰撞时停止标志判定步骤S22、碰撞允许速度判定步骤S23中满足了向急制动步骤S3进入的急制动条件的情况下，在急制动步骤S3中，将使杆11向与加压方向相反方向移动的转矩指令的反转信号从伺服控制器17向伺服放大器16输出，使杆11向与加压方向相反方向移动，来进行基于反转驱动的急制动。由此，能够起到与第1实施方式的效果(1)同样的效果。
另外，由于利用反转驱动进行杆11的急制动，能够更迅速地对杆11进行制动以防止过载。
并且，转矩控制模式与位置控制模式以及速度控制模式相比，对指令信号的响应速度快，能够实现高速控制，并能够更迅速地对杆11进行制动，有效地防止过载。
[其他的实施方式]
在上述的实施方式中，对将电动缸12的控制方法、控制系统应用于冲压加工装置1的例子进行了说明，本发明并不局限于此，除了冲压加工装置以外，还能够应用于使用电动缸的各种装置、工序中。
例如，在压入物的压入方向高度异常高而发生了压入部件卡住那样的异常的情况下，如果使用以往控制方法，则存在由于过载而导致与杆连结的载荷检测器破损的可能性，若将本发明应用于压入工序，则具有下述优点，即：能够更有效地防止过载，和能够防止与杆连结的载荷检测器的破损。
另外，若将本发明应用于利用电动缸的杆搬运被搬运物的搬运工序，则即使在被搬运物位于非预期的位置而导致杆与被搬运物发生了非预期的异常碰撞的情况下，也存在下述优点，即：能够更有效地防止过载，并且能够防止与杆连结的载荷检测器的破损。
并且，在本发明中，杆11的行进方向并不仅局限于压出方向，还可以是引入方向。由此，可以将本发明不仅应用于加压工序，还可以应用于拉伸工序。
其中，附图标记说明如下：
1...冲压加工装置(电动缸装置)；11...杆；12...电动缸；13...载荷检测器；14...伺服电动机；15...位置检测器；16...伺服放大器；17...伺服控制器；20...控制单元；M...被加压部件；Pm...加压载荷；Pc...碰撞检测载荷；Sm...驱动速度；Sc...碰撞允许速度。

Claims (18)

1.一种电动缸的控制方法，是电动缸装置中的电动缸的控制方法，在该电动缸装置中具有：使杆沿轴向移动的电动缸；与杆连结并检测施加于被加压部件的加压载荷的载荷检测器；驱动电动缸的伺服电动机；被设置于伺服电动机且与伺服放大器电连接的位置检测器；与伺服电动机以及伺服控制器电连接并控制伺服电动机的驱动的伺服放大器；以及与载荷检测器以及伺服放大器电连接并将伺服电动机的控制指令向伺服放大器输出的伺服控制器，该电动缸的控制方法的特征在于，
在上述伺服控制器中设定：上述杆的驱动速度；用于检测上述杆与上述被加压部件的碰撞的碰撞检测载荷；在检测出上述杆与上述被加压部件的碰撞的情况下，用于判定是否允许之后的上述杆的驱动的碰撞时停止标志；以及用于判定是否进行上述杆的急制动的杆驱动速度即碰撞允许速度，
该电动缸的控制方法具备：
驱动控制步骤，基于被输入上述伺服控制器的驱动速度来驱动上述杆，并将与由上述载荷检测器检测出的加压载荷对应的加压载荷信号从上述载荷检测器向上述伺服控制器输出；
碰撞检测载荷判定步骤，在上述伺服控制器中，基于上述加压载荷信号来判定加压载荷是否在碰撞检测载荷以上；
碰撞时停止标志判定步骤，在上述伺服控制器中，判定碰撞时停止标志是否为ON；
碰撞允许速度判定步骤，在上述碰撞时停止标志判定步骤中碰撞时停止标志为OFF的情况下，在上述伺服控制器中判定上述杆的驱动速度是否在碰撞允许速度以上；以及
急制动步骤，在碰撞检测载荷判定步骤中被判定为加压载荷在碰撞检测载荷以上，并在碰撞时停止标志判定步骤中被判定为碰撞时停止标志为ON、或者在碰撞允许速度判定步骤中被判定为杆的驱动速度在碰撞允许速度以上的情况下，利用急停止或者反转驱动对上述杆进行急制动。
2.根据权利要求1所述的电动缸的控制方法，其特征在于，
在位置控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述急制动步骤具有：
残留脉冲计算步骤，在上述伺服控制器中计算作为位置指令脉冲信号的脉冲数与反馈脉冲信号的脉冲数之差的残留脉冲，其中，上述位置指令脉冲信号的脉冲数是上述碰撞时停止标志判定步骤或者上述碰撞允许速度判定步骤进行判定时的位置指令脉冲信号的脉冲数，上述反馈脉冲信号的脉冲数是基于根据上述伺服电动机的转速而从上述位置检测器向上述伺服放大器输出的绝对位置信号，来从上述伺服放大器向上述伺服控制器输出的反馈脉冲信号的脉冲数；和
相反方向位置指令脉冲信号输出步骤，基于在上述残留脉冲计算步骤中计算出的残留脉冲，将使上述残留脉冲减少的位置控制脉冲信号即相反方向位置指令脉冲信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出。
3.根据权利要求2所述的电动缸的控制方法，其特征在于，
上述相反方向位置指令脉冲信号的脉冲数在上述残留脉冲的脉冲数以上。
4.根据权利要求2或3所述的电动缸的控制方法，其特征在于，
上述相反方向位置指令脉冲信号的频率在上述位置指令脉冲的频率以上。
5.根据权利要求1所述的电动缸的控制方法，其特征在于，
在位置控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述急制动步骤具有位置指令脉冲信号输出停止步骤，在上述位置指令脉冲信号输出停止步骤中，停止位置指令脉冲信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出。
6.根据权利要求1所述的电动缸的控制方法，其特征在于，
在速度控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述急制动步骤具有速度指令信号输出停止步骤，在上述速度指令信号输出停止步骤中，停止速度指令信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出。
7.根据权利要求1所述的电动缸的控制方法，其特征在于，
在速度控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述急制动步骤具有反转信号输出步骤，在上述反转信号输出步骤中，从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出使上述杆向与加压方向相反方向移动的速度指令的反转信号。
8.根据权利要求1所述的电动缸的控制方法，其特征在于，
在转矩控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述急制动步骤具有转矩指令信号输出停止步骤，在上述转矩指令信号输出停止步骤中，停止转矩指令信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出。
9.根据权利要求1所述的电动缸的控制方法，其特征在于，
在转矩控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述急制动步骤具有反转信号输出步骤，在上述反转信号输出步骤中，从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出使上述杆向与加压方向相反方向移动的转矩指令的反转信号。
10.一种电动缸的控制系统，是电动缸装置中的电动缸的控制系统，在该电动缸装置中具有：使杆沿轴向移动的电动缸；与杆连结并检测施加于被加压部件的加压载荷的载荷检测器；驱动电动缸的伺服电动机；被设置于伺服电动机且与伺服放大器电连接的位置检测器；与伺服电动机以及伺服控制器电连接并控制伺服电动机的驱动的伺服放大器；以及与载荷检测器以及伺服放大器电连接并将伺服电动机的控制指令向伺服放大器输出的伺服控制器，该电动缸的控制系统的特征在于，
上述伺服控制器被构成为能够设定：上述杆的驱动速度；用于检测上述杆与上述被加压部件的碰撞的碰撞检测载荷；在检测到上述杆与上述被加压部件的碰撞的情况下，用于判定是否允许之后的上述杆的驱动的碰撞时停止标志；以及用于判定是否进行上述杆的急制动的杆驱动速度即碰撞允许速度，
并且，上述伺服控制器进行以下动作：
基于上述杆的驱动速度来进行基于上述杆的位置控制的驱动，并判定由上述载荷检测器检测出的加压载荷是否在碰撞检测载荷以上，在判定为加压载荷在碰撞检测载荷以上的情况下，进一步判定碰撞时停止标志是否为ON、上述杆的驱动速度是否在碰撞允许速度以上，在判定为碰撞时停止标志为ON、或者驱动速度在碰撞允许速度以上的情况下，利用急停止或者反转驱动来对上述杆进行急制动。
11.根据权利要求10所述的电动缸的控制系统，其特征在于，
在位置控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述杆的急制动是通过以下动作来进行的：
在上述伺服控制器中，计算作为位置指令脉冲信号的脉冲数与反馈脉冲信号的脉冲数之差的残留脉冲，其中，上述位置指令脉冲信号的脉冲数是碰撞时停止标志判定时或者碰撞允许速度判定时的位置指令脉冲信号的脉冲数，上述反馈脉冲信号的脉冲数是基于根据上述伺服电动机的转速而从上述位置检测器向上述伺服放大器输出的绝对位置信号，从上述伺服放大器向上述伺服控制器输出的反馈脉冲信号的脉冲数，
基于上述残留脉冲，将使上述残留脉冲减少的位置控制脉冲信号即相反方向位置指令脉冲信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出，
通过强制性地使积蓄在上述伺服放大器中的残留脉冲减少来使上述杆停止。
12.根据权利要求11所述的电动缸的控制系统，其特征在于，
上述相反方向位置指令脉冲信号的脉冲数在上述残留脉冲的脉冲数以上。
13.根据权利要求11或12所述的电动缸的控制系统，其特征在于，
上述相反方向位置指令脉冲信号的频率在上述位置指令脉冲的频率以上。
14.根据权利要求10所述的电动缸的控制系统，其特征在于，
在位置控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述杆的急制动是通过停止位置指令脉冲信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出以使上述杆停止来进行的。
15.根据权利要求10所述的电动缸的控制系统，其特征在于，
在速度控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述杆的急制动是通过停止速度指令信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出以使上述杆停止来进行的。
16.根据权利要求10所述的电动缸的控制系统，其特征在于，
在速度控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述杆的急制动是通过从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出使上述杆向与加压方向相反方向移动的速度指令的反转信号，以使上述杆反转驱动来进行的。
17.根据权利要求10所述的电动缸的控制系统，其特征在于，
在转矩控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述杆的急制动是通过停止转矩指令信号从上述伺服控制器向上述伺服放大器的输出以使上述杆停止来进行的。
18.根据权利要求10所述的电动缸的控制系统，其特征在于，
在转矩控制模式下对上述伺服电动机进行驱动控制的情况下，
上述杆的急制动是通过从上述伺服控制器向上述伺服放大器输出使上述杆向与加压方向相反方向移动的转矩指令的反转信号以使上述杆反转驱动来进行的。
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