CN104043712A - 拉延方法和伺服压机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种伺服压机系统(100，200，300，400)和使用该伺服压机系统的拉延方法。根据本发明的一个方面的拉延方法包括：停止步骤，在执行拉延的冲程的过程中停止所述滑块(23，24，26)持续第一时期(S12-S22)；保持步骤，将模具缓冲力减小至预定模具缓冲力以下并在滑块(23，24，26)停止的第一时期(S12-S22)内保持(S18)该模具缓冲力持续第二时期(S18)；和重新起动步骤，在保持(S18)所述模具缓冲力持续第二时期(S18)之后重新起动(S20，S22)滑块，其中，在执行拉延的冲程的过程中，执行至少一次包括所述停止步骤、保持步骤和重新起动步骤的拉延(S10-S22)。

Description

拉延方法和伺服压机系统

技术领域

本发明涉及一种拉延方法和伺服压机系统，并且更具体地，涉及通过使用伺服压机深拉材料的技术，其中，伺服压机经由连杆机构从伺服电机向滑块传递驱动力。

背景技术

通常提议的用于伺服压机的自动滑块位置控制设备能够使伺服压机以相对小的成型能量执行需要大量能量的成型(日本专利申请公开号No.11-254197)。

用于伺服压机的自动滑块位置控制设备在设定负载时降低滑块，当滑块停止同时成型由动摩擦变为静摩擦时使滑块返回(上升)以指定尺寸，并且随后重新加压滑块以使用动摩擦推进成型。通过重复执行上文所述的降低和上升滑块的上-下操作(下降的量>上升的量)直到成型量达到目标成型量，即使伺服电机具有小的输出能量，也能够确保所需的成型量。

还提出过一种用于金属板的压制成型方法，其中在用于执行拉延的冲程的过程中执行至少一次如下操作：在压机负载到达预定值或更高时使坯料保持板与金属板分离，并且随后通过使用冲头和模具再次将金属板夹持在坯料保持板和模具之间以影响成型(日本专利申请公开号No.2008-23535)。

根据用于金属板的压制成型方法，通过使坯料保持板与金属板分离，润滑剂恢复其膜厚度，并且当通过使用相同冲头、模具和坯料保持板使金属板成型的操作被再次启动时可滑动性被恢复。因此，抑制了金属板中的裂纹的出现和擦伤的出现。

此外，还建议了一种用于直接作用压制的振动成型方法，其在执行成型的同时使滑块经历下降和上升滑块的重复运动，其中在重复运动的上升步骤中，滑块负载回到比降低步骤中的负载值更小的值，并且以上模与待处理的材料邻接抵靠的状态保持一段预定的时间(日本专利号No.3685615)。

根据用于直接作用压制的振动成型方法，在振动成型的过程中，在不使上模与待处理材料分离的情况下执行打标操作，从而在振动成型的开始时刻和终止时刻之间不会产生上模和待处理材料之间的位移。上模与待处理材料不重复地接触和分离，从而消除了当上模接触待处理材料时产生的噪音，从而改善了工作环境并抑制了模具的工作寿命的降低。

发明内容

日本专利申请公开号No.11-254197中描述的发明具有一个问题，由于滑块在成型操作过程中被重复地提升和下降，因此用于驱动伺服压机本身消耗了大量动能(不能实现节能)。

日本专利申请公开号No.2008-23535中描述的发明具有坯料保持板与金属板临时分离的基本特性，并且倾向于通过减小滑动阻力来提高拉延成型性。日本专利No.3685615中描述的发明是用于直接作用压机的振动成型方法。日本专利申请公开号No.2008-23535和日本专利No.3685615都不涉及伺服压机，并且本发明涉及使用伺服压机实现需要大量成型能的拉延，并且还涉及实现节能和缩短压机循环周期。

本发明是考虑到上述问题而做出的，并且其目的在于提供一种拉延方法和伺服压机系统，其能够通过使用伺服压机实现需要大量成型能的拉延，并且还涉及实现节能和缩短压机循环周期。

为实现上述目的根据本发明的一个方面的方法是一种使用伺服压机系统的拉延方法，所述伺服压机系统包括伺服压机和模具缓冲设备，所述伺服压机经由连杆机构将来自伺服电机的驱动力传递至滑块，所述模具缓冲设备支撑缓冲垫并在缓冲垫中产生模具缓冲力，所述方法的特征在于包括：停止步骤，在执行拉延的冲程的过程中停止所述滑块持续第一时期；保持步骤，将模具缓冲力减小至预定模具缓冲力以下并在滑块停止的第一时期内保持该模具缓冲力持续第二时期；和重新起动步骤，在保持所述模具缓冲力持续第二时期之后重新起动滑块，其中，在执行拉延的冲程的过程中，执行至少一次包括所述停止步骤、保持步骤和重新起动步骤的拉延。

根据本发明的该方面，在执行拉延的冲程的过程中，滑块被停止持续第一时期，并且模具缓冲力被降低至预定模具缓冲力以下并在所述第一时期之内保持一段第二时期。因此，可通过使用伺服压机实现需要大量成型能的拉延，并且能够实现节能和缩短压机循环。更具体地，在滑块停止的第一时期内，模具缓冲力被降至成型中的预定模具缓冲力以下并保持一段第二时期。通过减小模具缓冲力，压机负载被降低与模具缓冲力的减小量相对应的量。由于坯料保持力被同时减小，因此材料中的拉伸应力也减小。因而，作为结果，压机负载被降低的量比模具缓冲力降低的量更大。因此，压机负载可在滑块停止期间减小，并且施加到伺服电机的转矩在滑块停止期间减小。因而铜耗和铁耗而已被降低，从而实现节能。由于在滑块停止期间从电源提供的驱动能也可以在短时间内储存至期望的上限，因此还能够实现压机循环的缩短，并且当滑块被重新起动时，伺服电机可以被大的驱动转矩驱动。

在根据本发明的另一方面的拉延方法中，其中，在所述保持步骤中，模具缓冲力被减小至至少维持由缓冲垫支撑的坯料保持器与坯料保持器上的材料之间的紧密接触所需的模具缓冲力。通过减小模具缓冲力最低不达到0，可以保持坯料保持器和材料之间的紧密接触。因此，拉延可以更平稳地执行，并且形成的表面可以更完美光洁。

在根据本发明的又一方面的拉延方法中，其中在停止步骤中停止滑块之后，该滑块被停止在被提升了预定量的位置处。与只减小模具缓冲力的情形相比，作用在材料上的残余拉伸力被降低的更多，从而可以降低压机负载，并且可以进一步实现节能和压机循环的缩短。

在根据本发明的又一方面的拉延方法中，其中所述预定量是大于0mm并且小于5mm的值。因此，压机负载减小，并且通过提升滑块消耗的驱动能的量被抑制。

在根据本发明的又一方面的拉延方法中，其中伺服压机包括向伺服电机提供电力的储能装置，并且所述第一时期和第二时期被设定为对应于储能装置中的能量储存量恢复到预设的上限所需的时间周期。

根据本发明的又一方面的发明是一种伺服压机系统，包括：伺服压机，该伺服压机经由连杆机构将来自伺服电机的驱动力传递至滑块，该伺服压机包括输出指示滑块的位置的滑块位置命令的滑块位置命令单元、检测滑块位置的滑块位置检测器、和基于由滑块位置命令单元输出的滑块位置命令和由滑块位置检测器检测的滑块位置控制伺服电机的滑块位置控制装置；和模具缓冲设备，该模具缓冲设备包括支撑缓冲垫并在缓冲垫中产生模具缓冲力的模具缓冲力产生装置、输出模具缓冲力命令的模具缓冲力命令单元、和基于由模具缓冲力命令单元输出的模具缓冲力命令控制模具缓冲力产生装置使得模具缓冲力变为对应于模具缓冲力命令的模具缓冲力的模具缓冲力控制装置，其中，滑块位置命令单元输出滑块位置命令，以在用于执行压制成型的冲程的过程中停止滑块至少一次，并且模具缓冲力命令单元输出模具缓冲力命令，以在从滑块位置命令单元输出用于停止滑块的滑块位置命令的时间周期内减小模具缓冲力。

通过从滑块位置命令单元输出用于停止滑块的滑块位置命令，滑块在执行压制成型的冲程的过程中被停止至少一次。通过在滑块被停止的时期内从模具缓冲力命令单元输出用于减小模具缓冲力的模具缓冲力命令，模具缓冲力被减小。因此，停止期间的压机负载降低，停止期间的能量消耗被最小化，并且驱动能被储存。

在根据本发明的又一方面的伺服压机系统中，其中，在减小模具缓冲力时，模具缓冲力命令单元输出模具缓冲力命令，该模具缓冲力命令对应于至少维持由缓冲垫支撑的坯料保持器与坯料保持器上的材料之间的紧密接触所需的模具缓冲力。

在根据本发明的又一方面的伺服压机系统中，其中，当在执行压制成型的冲程的过程中输出用于停止滑块的滑块位置命令至少一次时，滑块位置命令单元输出指示已由在输出用于停止滑块的滑块位置命令之后的滑块位置命令中的滑块位置提升预定量的滑块位置的滑块位置命令。

在根据本发明的又一方面的伺服压机系统中，还包括检测滑块被停止的滑块停止检测器，和检测向伺服电机供电的储能装置中储存能的量的能量存储量检测器，其中，当滑块停止检测器检测滑块被停止时，模具缓冲力命令单元在一段时期内输出模具缓冲力命令以减小模具缓冲力，其中该一段时期从检测到停止的时刻开始直到由能量储存量检测器检测到的储能装置中的能量储存量达到预设的上限的时刻为止，并且当能量储存量检测器检测到所述能量储存量达到所述上限时，模具缓冲力命令单元输出模具缓冲力命令以增大被减小的模具缓冲力。

在根据本发明的又一方面的伺服压机系统中，其中，在从滑块位置命令单元输出用于停止滑块的滑块位置命令之后并且在输出用于重新起动滑块的滑块位置命令之前，模具缓冲力命令单元输出模具缓冲力命令以增加被减小的模具缓冲力。这是因为当滑块被重新起动时，需要产生用于拉延的模具缓冲力。

在根据本发明的又一方面的伺服压机系统中，还包括：能量存储量检测器，其检测向伺服电机供电的储能装置中储存能的量，其中，在执行压制成型的冲程的过程中，当由能量存储量检测器检测到的储能装置中能量储存量达到预设的下限时，滑块位置命令单元输出滑块位置命令以停止滑块。因此，输出滑块位置命令以停止滑块位置的时刻可以被自动控制。

在根据本发明的又一方面的伺服压机系统中，其中，在滑块位置命令被输入以停止滑块之后，当由能量存储量检测器检测到的储能装置中能量储存量达到预设的上限时，滑块位置命令单元输出滑块位置命令以重新起动滑块。因此，输出滑块位置命令以重新起动滑块的时刻可以被自动控制。

在根据本发明的又一方面的伺服压机系统中，还包括：检测滑块被停止的滑块停止检测器，和计时器，其中，当滑块停止检测器检测到滑块被停止时，模具缓冲力命令单元在由计时器测量的指定时间内输出模具缓冲力命令以减小模具缓冲力，其中所述指定时间是从检测到停止的时刻开始的，并且在此之后，输出模具缓冲力命令以增大被减小的模具缓冲力。因此，减小和恢复模具缓冲力命令的时刻可以被自动控制。

在根据本发明的又一方面的伺服压机系统中，其中，滑块可包括主滑块和副滑块，驱动力经由连杆传递到主滑块，并且副滑块被布置成相对于主滑块相对地提升和降低，伺服压机包括在与主滑块相同的方向上往复地驱动副滑块的副滑块驱动装置，输出指示副滑块相对于主滑块的相对位置的相对位置命令的副滑块相对位置命令单元，和基于由副滑块相对位置命令单元输出的副滑块相对位置命令控制副滑块相对于主滑块的位置的副滑块位置控制装置，并且其中，用于停止主滑块的滑块位置命令由滑块位置命令单元输出，副滑块相对位置命令单元可输出指示相对位置的副滑块相对位置命令，以在输出滑块位置命令以停止主滑块之后使副滑块被提升一预定的量。

因此，通过在主滑块停止期间提升副滑块，可以降低压机负载。由于不需要使用用于驱动主滑块的伺服压机去提升和降低副滑块，因此还可以减少驱动能。

根据本发明，包括在执行拉延的冲程的过程中使通过伺服电机经由连杆机构驱动的滑块停止一段预定的时期、将模具缓冲力降低至预定模具缓冲力以下并保持在滑块停止期间内保持模具缓冲力一段预定的时期、并且随后增加模具缓冲力并重新起动滑块的拉延操作在执行拉延的冲程的过程中被执行至少一次。由此在滑块停止期间可降低压机负载。因此，在滑块停止期间可减小施加到伺服电机的转矩。铜耗和铁耗可因而降低，从而伺服电机的效果可临时提高。由于从电源提供的驱动能可在滑块停止周期中的短时间内恢复到期望的上限，因此可实现压机循环的缩短，并且在滑块被重新起动时可用大的驱动转矩驱动伺服电机。

附图说明

图1A至1C是描绘了使用根据第一实施例的拉延方法进行拉延的实验结果的波形图；

图2A和2B是图1A和1B的局部放大视图；

图3A和3B是描绘了使用根据第二实施例的拉延方法进行拉延的实验结果的波形图；

图4是描绘了应用到根据本发明的伺服压机系统的第一实施例的伺服压机主体和模具缓冲设备主体的视图；

图5是描绘了用于控制图4所示的伺服压机主体和模具缓冲设备主体的伺服压机控制设备、模具缓冲控制设备和能量保护控制设备的方块图；

图6是用于说明图5所示的能量保护控制设备等的操作的流程图；

图7A至7D是描绘了使用根据第一实施例的拉延方法进行拉延的实验结果的波形图；

图8是描绘了应用到根据本发明的伺服压机系统的第二实施例的伺服压机主体和模具缓冲设备主体的视图；

图9是描绘了用于控制图8所示的伺服压机主体和模具缓冲设备主体的伺服压机控制设备、模具缓冲控制设备、能量保护控制设备和副滑块控制设备的方块图；

图10是用于说明图9所示的能量保护控制设备等的操作的流程图；

图11A至11E是描绘了使用根据第二实施例的拉延方法进行拉延的实验结果的波形图，其中在停止以后，副滑块提升1.5mm；

图12A至12E是描绘了使用根据第二实施例的拉延方法进行拉延的实验结果的波形图，其中在停止以后，副滑块提升2mm；

图13是描绘了模具缓冲力控制装置内的模具缓冲力命令单元的另一实施例的流程图；

图14是描绘了普通伺服压机的转矩能力曲线(torque capabilitycurve)的图表；

图15A至15D描绘了当普通伺服压机不停止地驱动滑块时的滑块位置、压载荷、模具缓冲力、曲轴驱动转矩、压机工作负荷和储存能的波形图；

图16A至16D描绘了当普通伺服压机不停止地驱动滑块时在出现误差停止之前滑块暂时停止时的滑块位置、压载荷、模具缓冲力、曲轴驱动转矩、压机工作负荷和储存能的波形图。

具体实施方式

在下文中，将根据附图详细地描述根据本发明的拉延方法和伺服压机系统的优选实施例。

<本发明的背景>

当通过伺服压机执行拉延时，需要比其他机加工方式所需的能量更大的成型能。尤其是在深拉过程中，需要更大的成型能，并且需要驱动具有大驱动转矩的伺服电机。在这一点上，在深拉过程中，必须施加模具缓冲力。模具缓冲力占整个压载荷的约50％。

将驱动力从伺服电机经由连接机构(包括曲柄机构)传递至滑块的伺服压机包括储能装置(电容器)，该储能装置向伺服电机提供电力。然而，在大多数情况下，由于所使用的电容器的容量降低以及机械动力源设施的能力下降，临时存储在电容器中的驱动能(J)的量是有限的，并且由电源提供的驱动能的功率(w)也是有限的。

深拉具有长的拉延冲程，并且从压机的高冲程位置开始。因此，与压载荷(N)的施加相关联的伺服电机转矩(N·m)与例如具有类似值的压载荷在下死点附近施加的情形相比要大很多。

<技术问题>

通过执行下面的实验，本发明已经发现下述的问题。当执行伴随相对大的压载荷的应用的深拉时，存储在电容器中的驱动能在拉延进行时快速地降低。因此压机在成型过程中临时停止以降低成型载荷，并且保持待机状态直到从电源提供并储存驱动能。

然而，如果即使当成型载荷降低时模具缓冲力也不降低，依然保留着初始载荷的至少50％的压载荷。因此，即使成型能为0，因铜耗和铁耗也将消耗大量的能量，其中，铜耗与伺服电机的转矩的平方成比例(与电流成比例)。因此，所消耗的能量变得比提供的能量更大，并且驱动能不能被恢复。即使消耗的能量或多或少地小于所提供的能量并且驱动能因此被存储，也存在着因为储存过程的低功率而导致需要花费时间存储能量的问题，因此需要延长停止时间，从而延长一个过程(成型)的时间。

在下文中，基于以下情形具体地描述上述问题：通过使用具有曲柄机构的通用伺服压机通过施加相对大的压载荷执行78mm冲程的拉延，其中所述曲柄机构具有2000kN的加压能力。拉延过程中施加的模具缓冲力为200kN。在一个过程中由伺服压机执行的成型(基于其具体规格)大约为15kJ。

图14是描绘了通用伺服压机的转矩能力曲线的图。转矩能力曲线指示在考虑到确保驱动轴(例如曲轴)的强度的情况下在有限的转矩范围内的滑块冲程与可允许的(允许施加的)压机负载之间的关系。

根据转矩能力曲线，施加基本恒定的有限的转矩。即，例如，考虑到在下死点上方60mm高度处的曲轴强度，可施加约720kN的压载荷。换言之，当720kN的压载荷被施加在下死点上方60mm高度处时，考虑到强度，约80kNm的有限的值被施加至曲轴。转矩值是大的，即比伺服电机的额定转矩通常大数倍(2至4倍)，并且最大负载被施加至伺服电机。

<在以5spm的相对缓和的速度不停止地驱动滑块的情形中>

当通过使用伺服电机执行深拉时，首先，前提是压载荷在整个拉延冲程过程中在转矩能力曲线的可允许的范围内。在该情形中，该前提被勉强地满足。

接下来，当滑块被伺服电机在不停止的情况下以相对缓和的5spm(冲程/分钟)的速度驱动时，获得如图15A至15D中所示的分别描绘滑块位置、压载荷、模具缓冲力、曲轴驱动转矩、压机工作负荷、和储存能的波形图。

如图15A至15D所示，储存能的量在开始成型过程之后达到成型过程中的下限的情况下，伺服压机错误地停止。

图15D示出了与伺服压机执行的成型相关的工作负荷，以及用于驱动伺服压机的伺服电机的储存能的量。随着与成型相关的工作负荷的增加，存储在伺服压机的使用电容器等的储能装置中的存储能量减少。当在开始成型之后滑块位置被降低约30mm时(图15A)，伺服压机错误地停止(在图15A至15D中约2.1秒)。

<在滑块在上述错误停止之前临时停止以恢复储存能量的情形中>

图16A至16D分别是在当滑块在上述错误停止之前临时停止以恢复储存能的量时获得的波形图。

即，滑块在约3kJ的点处停止(图16A至16D中为2.0秒)，其中储存能的量尚未达到伺服压机的下限。

这是通过暂停成型过程、通过从电源向伺服压机提供能量以恢复伺服压机的存储能的量，并且因此对外界的做功为0。

然而，在滑块停止之后，储存能的量仍然处于下降的趋势上，即使该下降趋势被减缓。在从停止开始经过约0.8秒之后(在图16A至16D中为约2.8秒)，出现储存能的量的减少错误。

尽管在滑块停止过程中伺服压机对外(与成型或加速和减速相关)不做功，约700kN的压载荷被施加(图16B)。因此，施加接近极限值的约75kNm的曲轴驱动转矩(图16C)。该转矩值与伺服电机的转矩成比例，并且比伺服电机的额定转矩大约三倍。此时，伺服电机的损耗(功率损耗)主要包括铜耗，该铜耗与超出由电源经由电流限制装置(用于限制供电设施的能力范围内的电力消耗)提供的电力的转矩的平方成比例。因此，产生了上述情况。

[根据本发明的拉延方法的概要]

在根据本发明的拉延方法的第一实施例中，模具缓冲力被降低并保持一段预定的时期(第二时期)，该第二时期位于如上文所述的通过使用同一伺服电机执行拉延的冲程过程中滑块停止的时期(第一时期)内。同样，在滑块停止的时期内，滑块在停止的同时被升高一规定的量，并停止在该升高的位置。

随后，在模具缓冲力被保持在减少状态下经过第二时期之后，滑块重新启动。包括如上文所述的停止滑块、减小模具缓冲力和重新启动滑块的步骤的拉延被至少执行一次，直到滑块到达执行拉延的冲程的过程中的下死点。

图1A至1C是描绘了使用根据第一实施例的拉延方法执行拉延的实验结果的波形图。波形图分别示出了在执行约100mm的深拉时的滑块位置(mm)、模具缓冲位置(mm)、压载荷(kN)、模具缓冲力(kN)、成型功率(kW)和成型能(kJ)。在该实验中，在执行拉延的冲程过程中滑块停止了七次。包括第一次停止之前的拉延，拉延共执行了八次。

图2A和2B是图1A和1B的局部放大视图。

基于实验描述第一实施例。由于拉延不能用伺服压机的能量能力执行，因此在伺服压机的驱动能在拉延冲程的过程中变得不足时停止滑块。如图2B所示，当滑块停止时，模具缓冲力从约230kN模具缓冲力的状态减少至约26kN(其足以保持坯料固定器与材料之间、以及材料和上模之间的紧密接触)，并且约720kN的压载荷被施加。

滑块停止之后，滑块位置被立即抬升一规定的量(约2mm)(图2A)，以降低剩余的压载荷。

在模具缓冲力减少204kN的同时，压载荷减少约520kN至约200kN(在停止期间)。即，减少的压载荷是减少的模具缓冲力(其中模具缓冲力减少204kN)的约2.5倍。

用于保持坯料保持器和材料之间的紧密接触的模具缓冲力(在上述例子中为约26kN)需要大于施加到坯料保持器以及与坯料保持器有关的可移动的质量(例如，坯料保持器、材料、模具缓冲销、缓冲垫和液压缸活塞)上的重力与通过使停止之后模具缓冲位置被抬高时的加速度乘以所述可移动的质量获得的加速度力的合力。

由于如上文所述压载荷降低，施加到伺服电机用于驱动伺服压机的电流降低，从而存储在电容器中的电压被恢复(通过从主电源提供的电力)。

在此之后，模具缓冲力被恢复至降低之前的值，即，约230kN，并且按照所述升高的量降低滑块位置。滑块随后被重新启动(被降低)。该操作重复执行七次，从而在一个过程中消耗约60kJ的大量成型能的拉延是可行的。

根据本发明的拉延方法的第二实施例与第一实施例的区别在于，滑块位置被保持，而不是在滑块停止之后使滑块升高规定的量。其他要素与第一实施例相同。

图3A和3B是描绘了使用根据第一实施例的拉延方法执行拉延的实验结果的波形图。图3A和3B中示出的波形图对应于图2A和2B中示出的第一实施例的波形图，并且分别示出了在执行约100mm的深拉时的滑块位置(mm)、模具缓冲位置(mm)、压载荷(kN)、模具缓冲力(kN)。

基于实验描述第一实施例。如图3B所示，当滑块停止时，模具缓冲力从约200kN模具缓冲力的状态减少至约26kN，并且约650kN的压载荷被施加。

在模具缓冲力减少174kN的同时，压载荷减少约350kN至约300kN(在停止期间)。即，减少的压载荷是减少的模具缓冲力(其中模具缓冲力减少174kN)的约2倍。

在第一实施例中获得了比第二实施例更好的降低压载荷的效果，其中，在第一实施例中，模具缓冲力被降低，并且滑块位置还被升高了规定的量(以移除作用在材料上的更大量的残余应力)，而在第二实施例中，只有模具缓冲力被降低。

如使用图16A至16D所作的描述，仅通过停止伺服压机，每冲程的压载荷被保持并持续起作用(尽管不消耗成型能)。因此，与大伺服电机驱动转矩成比例的电流被提供至伺服电机以支持尤其在高冲程位置处作用的压载荷，从而电容器电压通过铜耗和铁耗降低(未被恢复)。

同时，根据本发明的第一和第二实施例的拉延方法，模具缓冲力在滑块停止期间减小，并且压载荷因此降低的量大于经受模具缓冲力减小的影响导致降低的量。因此，施加到伺服电机的转矩被显著地降低，因而减少铜耗和铁耗以实现节能。由于所提供的能量充分地大于所消耗的能量，因此可以恢复驱动能的储存量。

当在减小模具缓冲力之后还升高滑块位置时，压载荷可以被进一步降低，并且伺服压机的驱动能的恢复效果可以提高，从而能够在短的停止时间里获得驱动能恢复的效果。还可以通过减少停止时间来缩短压机循环。

[伺服压机系统]

<第一实施例>

图4和5是系统构造图，描绘了根据本发明的伺服压机系统的第一实施例。

如图4和5所示，根据第一实施例的伺服压机系统主要包括伺服压机(伺服压机主体100和伺服压机控制设备200)、模具缓冲设备(模具缓冲设备主体300和模具缓冲控制设备400)、和能量保护控制设备500。尽管能量保护控制设备500是独立的，但能量保护控制设备500也可以被包括在伺服压机控制设备200或模具缓冲控制设备400中。

<伺服压机>

如图4所示，伺服压机主体100是曲柄类型的伺服压机，其包括支柱(框架)20、曲轴21、连杆22、滑块23(主滑块24和副滑块26)、和台面(bolster)27。

主滑块24被设置在支柱20中的引导部引导，以便能够在直线方向(图4中的垂直方向)上往复运动。

主滑块24和副滑块26构成缸-活塞机构(液压缸)。主滑块24对应于液压缸的缸体，并且副滑块26对应于液压缸的活塞。副滑块26被布置成能够在与主滑块24移动的直线方向相同的方向上相对于主滑块24往复运动。

设置在曲轴21上的连杆22的末端部被连接到主滑块24。旋转驱动力经由伺服电机40和减速器42传递至曲轴21。当曲轴21旋转时，通过经由曲轴21和连杆22施加的驱动力，主滑块24沿图4中的垂直方向与副滑块26一起移动。

包括安全阀43的过载去除装置44连接到液压缸的下降侧液压室25a。

检测曲轴21的角速度和角度的曲轴编码器14设置在曲轴21上。检测以台面为基础的滑块位置的滑块位置检测器17设置在副滑块26和台面27之间。

上模(模具)31a安装到副滑块26，并且下模(冲头)31b安装到台面27上。本实施例中的模具(上模31a和下模31b)用于形成上侧封闭、具有空心杯形形状的产品。

如图5所示，伺服压机控制设备200主要包括滑块位置控制装置210、伺服放大器230、电流控制装置250、和直流电源260。

滑块位置控制装置210包括滑块位置命令单元212、用于将滑块位置命令转换为曲柄角命令的转换器214、减法器216和220、比例控制器218和222、加法器224、和位置控制补偿器226。

通过伺服压机控制设备200执行的控制，其实质上是由伺服电机40的控制驱动执行的，以使检测到的曲轴角服从由滑块位置命令单元212输出的滑块位置命令(与滑块位置命令相对应的曲柄角命令)。

即，由滑块位置命令单元212输出的滑块位置命令通过转换器214转换为曲柄角命令，并输出至减法器216的正输入端。将检测伺服电机40的旋转量的伺服电机编码器41的检测信号转换为曲轴角的信号转换器240将曲轴角检测信号施加到减法器216的负输入端。减法器216将两个输入端之间的差输出至比例控制器218。比例控制器218放大输入差，并将放大的差作为第一操纵变量信号输出至减法器220的正输入端。

将检测伺服电机40的旋转量的伺服电机编码器41的检测信号转换为伺服电机角速度的信号转换器240将伺服电机角速度施加到减法器220的负输入端。减法器220将两个输入端之间的差输出至比例控制器222。比例控制器222放大输入差，并将放大的差作为第二操纵变量信号输出至加法器224。

滑块位置命令单元212还输出滑块位置命令之位置控制补偿器226。位置控制补偿器226输出命令以在操作中减少滑块位置偏差(滑块位置命令-滑块位置)。

通过用两个输入相加获得的加法信号被加法器224输出至伺服放大器230，作为用于伺服电机40的转矩命令信号。

伺服压机控制设备200计算如上文所述的用于控制伺服电机的转矩的转矩命令信号，通过伺服放大器230向伺服电机40输出转矩命令信号，并在被伺服电机40驱动的伺服压机主体100中控制滑块23的位置。

并不总是需要位置控制补偿器226去实现本发明。然而，位置控制补偿器226被优选地提供，以改进可控性。

直流电源260包括储能装置(电容器)260a。直流电源260通过电流控制装置250将由交流电源148提供的交流电流转化为直流电流，将直流电流储存在电容器260a中作为伺服电机40的驱动能，并将储存在电容器260a中的驱动能提供至伺服放大器230。尽管在本发明中电容器被用作储能装置260a，但储能装置260a并不仅限于电容器。除电容器之外的其他装置，例如副电池，也是可以使用的。

<模具缓冲装置>

如图4和5所示，模具缓冲装置包括模具缓冲装置主体300、模具缓冲驱动装置350和模具缓冲控制装置400。

如图4所示，模具缓冲装置主体300包括布置在上模31a和下模31b之间的坯料保持器(坯料固定板)310、通过多个模具缓冲销312支撑坯料保持器310的缓冲垫320、和支撑缓冲垫320并在缓冲垫320中产生模具缓冲力的液压缸(模具缓冲力产生装置)330。

模具缓冲驱动装置350由控制流入和流出液压缸330的上升侧液压室330a和下降侧液压室330b的压力油的液压回路组成。模具缓冲驱动装置350主要包括蓄压器352、液压泵/马达354和356、连接至液压泵/马达354和356的旋转轴的伺服电机364和366、分别检测伺服电机364和366的驱动轴的角速度的编码器374和376、先导操作止回阀380和382、电磁方向转换阀384和386、安全阀390、止回阀392和394、以及压力检测器396。

蓄压器352被设定在低气压并用作罐。液压泵/马达354和356的一个口连接到液压缸330的上升侧液压室(模具缓冲压力产生侧液压室)330a并且其另一个口连接到下降侧液压室(衬垫侧液压室)330b。

电磁方向转换阀384和386分别被切换控制，以向先导操作止回阀380和382施加先导压力。电磁方向转换阀384和386因此用于强制地将作用在上升侧液压室330a和液压泵/马达354和356上的压力油排放到低压管线(蓄压器连接到该管线)，或强制地从低压管线抽吸压力油。电磁方向转换阀384和386在正常操作(功能)中不使用，并且用在维护等情况中。提供安全阀390以防止在出现不正常压力(当模具缓冲力不受控制时出现的突然的不正常的压力)的情况导致的液压装置的损坏。

施加到液压缸330的模具缓冲压力产生侧液压室330a的压力被压力检测器396检测。伺服电机364和366的角速度分别由编码器374和376检测。

[模具缓冲力控制的原理]

模具缓冲力可以被表达为液压缸330的模具缓冲压力产生侧液压室330a与缸体面积的乘积。因此，模具缓冲力的控制意味着液压缸330的模具缓冲压力生成侧液压缸330a的压力的控制。

现在，液压缸的模具缓冲压力产生侧截面积由A表示，

液压缸的模具缓冲压力产生侧体积由V表示，

模具缓冲力由P表示，

伺服电机的转矩由Ta、Tb表示，

电机的惯性力矩由Ia、Ib表示，

电机的粘性阻力系数由DMa、DMb表示，

电机的摩擦转矩由fMa、fMb表示，

液压泵/马达的排量由Qa、Qb表示，

由滑块施加到液压缸的活塞杆的力由F表示，

当被滑块压着时产生的衬垫速度由v表示，

液压缸和活塞杆和沉淀的惯性质量由M表示，

液压缸的粘性阻力系数由DS表示，

液压缸的摩擦力由fS表示，

当被压力油推动时伺服电机旋转的角速度由ωa，ωb表示，

压力油的体积弹性模量由K表示，以及

比例常数由k1、k2表示，

静态行为(static behavior)可由下文所述的[表达式1]和[表达式2]表示。

[表达式1]

P＝∫K((v·A-k1(Qa·ωa+Qb·ωb))/V)dt

[表达式2]

Ta＝k2·PQa/(2π)，Tb＝k2·PQb/(2π)

动态行为可由[表达式1]和[表达式2]外加[表达式3]和[表达式4]表示。

[表达式3]

PA-F＝M·dv/dt+DS·v+fS

[表达式4]

Ta-k2·PQa/(2π)＝Ia·dωa/dt+DMa·ωa+fMa

Tb-k2·PQb/(2π)＝Ib·dωb/dt+DMb·ωb+fMb

上文所述的表达式[表达式1]至[表达式4]意味着从滑块23经由缓冲垫320传递到液压缸330的力压缩液压缸330的模具缓冲压力产生侧液压室330a，并产生模具缓冲力。同时，模具缓冲力使液压泵/马达354和356用作液压马达。当在液压泵/马达354和356中产生的旋转轴转矩与伺服电机364和366的驱动转矩平衡时，伺服电机364和366被旋转，从而抑制压力的上升。

简言之，根据伺服电机364和366的驱动转矩确定由液压缸330产生的模具缓冲力。

如图5所示，模具缓冲控制装置400包括模具缓冲力控制装置410、模具缓冲位置控制装置420和伺服放大器430。

当滑块23处于非成型过程的区域中时，基于由检测曲轴21的角速度和角度的曲轴编码器14输入的曲轴角度信号将模具缓冲控制设备400从由模具缓冲力控制装置410执行的模具缓冲力控制状态切换至由模具缓冲位置控制装置420执行的模具缓冲位置控制状态。当滑块23处于成型过程的区域中时，模具缓冲控制设备400从模具缓冲位置控制状态切换至模具缓冲力控制状态。

模具缓冲力控制装置410包括输出模具缓冲力命令的模具缓冲力命令单元412。在处于模具缓冲力控制状态的情况下，基于由模具缓冲力命令单元412输入的模具缓冲力命令计算用于控制伺服电机364和366的转矩命令信号，并且通过由压力检测器396检测到的液压缸330的模具缓冲压力产生侧液压室330a的压力与缸体面积的乘积计算模具缓冲力。计算出的转矩命令信号经由伺服放大器430输出至伺服电机364和366。伺服电机364和366的驱动转矩被控制，使得计算出的模具缓冲力变成与模具缓冲力命令相对应的模具缓冲力。分别检测伺服电机364和366的驱动轴的角速度的编码器374和376的检测信号被用于稳定控制模具缓冲力的补偿。

模具缓冲位置控制装置420包括输出模具缓冲位置命令的模具缓冲位置命令单元422。在处于模具缓冲位置控制状态的情况下，基于由模具缓冲位置命令单元422输出的模具缓冲位置命令和由模具缓冲位置检测器440检测到的位置控制伺服电机364和366。压力油从液压泵/马达354和356供给至液压缸330的上升侧液压室330a和下降侧液压室330b。

因此液压缸330的活塞杆的伸出和缩回方向上的位置被控制，从而缓冲垫320的上升和下降方向上的位置(模具缓冲位置)被控制。

<能量保护控制设备>

如图5所示，滑块速度信号从滑块位置控制装置210输入到能量保护控制设备500。指示能量储存量(例如，电容器260a的电压值)的检测信号也从用于检测储能装置(电容)260a中储存的能量的量的能量储存量检测器262输入至能量保护控制设备500。可通过计算来自伺服电机编码器41的检测信号的滑块速度、或对由滑块位置检测器17输出的滑块位置检测信号求差，来计算滑块速度信号。

基于通过使压力检测器396检测到的压力与液压缸的上升侧液压室330a的截面积相乘获得的值，指示模具缓冲力的信号也从模具缓冲控制设备400输入到能量保护控制设备500。

能量保护控制设备500基于这些输入信号输出停止命令信号以停止滑块23，以及输出命令信号至滑块位置命令单元212以使滑块23升高规定的量或降低滑块23。能量保护控制设备500还输出命令信号至模具缓冲控制设备400，以减少或增加模具缓冲力。

接下来，能量保护控制设备500的操作将基于图6所示的流程图以及图7A至7D所示的一个循环(在本实施例中约15秒)的相应的波形图加以描述。

假设滑块23处于一个循环中的用于执行拉延的冲程的过程中。在用于执行拉延的冲程的过程中，模具缓冲设备300处于模具缓冲力控制状态。

在拉延过程中，与通过电流控制装置250提供的量相比，储存在储能装置260a中的能量被更大量地消耗。因此，储能装置260a中的储存能逐渐减少(图7D中的下侧波形)。

能量保护控制设备500基于由能量储存量检测器262输入的检测信号监控储能装置260a中储存的能量储存量，并确定能量储存量是否达到能量储存量的可允许的下限或更低(图16中的步骤S10)。该能量储存量的可允许的下限优选地针对每个滑块速度确定，使得该可允许的下限随着滑块速度的升高而提高。这是因为随着滑块速度升高，它在输出滑块停止命令之后直到滑块停止之前需要花费更长的时间，并且滑块因此通过惯性被降低，以相应地消耗额外的能量。

当检测到能量储存量达到可允许的下限或更低时，能量保护控制设备500向滑块位置命令单元212输出滑块停止命令。滑块位置命令单元212根据输入的滑块停止命令将当前滑块位置保持在指定的值，并且通过服从所保持的值，滑块23被控制以停止。

存在多种用于将滑块位置命令保持在指定值的方法。当输出滑块停止命令时，通过采用保持位置命令值的方法，滑块被几乎平稳地(以最小的减速度)停止。然而，对于滑块而言的，惯性下降距离增加。同时，当输出滑块停止命令时，通过采用保持实际位置的方法，滑块被最快速地停止。然而，减速度提高并且滑块被停止同时下冲(undershooting)停止位置命令值一次。在当前实施例中，采用将滑块位置命令保持在中间值的方法。

能量保护控制设备500确定在输出滑块停止命令之后滑块23是否停止(步骤S12)。如果滑块停止检测器检测到由滑块位置控制装置210输入的滑块速度变为0、或者曲轴编码器14的曲轴角信号的变化变为0，则确定滑块23被停止。

当确定滑块23被停止(“是”的情形)时，能量保护控制设备500向滑块位置命令单元212输出滑块指定量提升命令。用于提升滑块23的指定量是在“0<指定量<5mm”的范围内确定的值。如果指定量小，则压机负载移除效果低。如果指定量为5mm或更大，则提升滑块23需要消耗大量能量。

随后，能量保护控制设备500确定滑块是否被提升所述规定量(步骤S14)。当确定滑块被提升规定量(“是”的情形)时，能量保护控制设备500向模具缓冲控制设备400输出模具缓冲力减小命令。虽然滑块指定量提升命令被输出并且滑块被确定提升指定量的步骤S14被执行以改进压机负载移除效果，但步骤S14也可以被省略。图7A至7D中的描绘实验结果的波形图示出了步骤S14中的过程被省略的情形。

当从能量保护控制设备500输入模具缓冲力减小命令时，模具缓冲力控制装置410内的模具缓冲力命令单元412将模具缓冲力命令保持在一较小的值。在该情况下，模具缓冲力命令值被降至40kN，它是一种能够保持坯料保持器310与坯料保持器310上的材料之间的紧密接触的命令值。通过服从模具缓冲力命令值，模具缓冲力从200kN降至40kN(图7B中的下侧波形)。与此同时，压机负载也被降低模具缓冲力的减小量和在材料中产生的残余拉伸应力的减小量(的总和)(图7B中的上侧波形)。

能量保护控制设备500基于由模具缓冲力控制装置400输入的指示模具缓冲力的信号确定模具缓冲力是否被减小(步骤S16)。当确定模具缓冲力被减小(“是”的情形)时，能量保护控制设备500随后确定储能装置260a中的储存能是否达到能量储存量的上限(是否能量储存量被恢复)(步骤S18)。

即，压机负载减少的同时，伺服电机40的转矩被降低至一半(图7C)。因此通过电流控制装置250提供的电流超过主要包括伺服电机40的铜耗的损耗，并且储能装置260a中的能量储存量被恢复(图7D中下侧的波形)。

当确定储存能达到上限(“是”的情形)时，能量保护控制设备500向模具缓冲控制设备400输出模具缓冲力增大命令。

当从能量保护控制设备500输入模具缓冲力增大命令时，模具缓冲力控制装置410内的模具缓冲力命令单元412输出用于使减小的模具缓冲力(40kN)增大至初始模具缓冲力(200kN)的模具缓冲力命令值。通过服从模具缓冲力命令值，模具缓冲力从40kN增大至200kN(图7B中下侧的波形)。与此同时，压机负载也增加(图7B中上侧的波形)。

在输出模具缓冲力增大命令之后，能量保护控制设备500确定模具缓冲力是否增加(恢复)至初始模具缓冲力(200kN)(步骤S20)。当确定模具缓冲力被增大(“是”的情形)时，能量保护控制设备500向滑块位置命令单元212输出滑块降低命令。

滑块位置命令单元212基于输入的滑块降低命令释放保持滑块位置命令(停止命令)，并输出滑块位置命令以降低滑块23。因此，通过根据滑块位置命令以降低滑块23，滑块23被降低(被重新启动)，并且成型过程继续(步骤S22)。

上文所述的从步骤S10至步骤S22的过程被重复执行，直到滑块23到达下死点。

<第二实施例>

图8和9是描绘了根据本发明的伺服压机系统的第二实施例的系统构造图。

如图8和9所示，根据第二实施例的伺服压机系统主要包括伺服压机(伺服压机主体100、伺服压机控制设备200、和副滑块控制设备600)、模具缓冲设备(模具缓冲设备主体300和模具缓冲控制设备400)、和能量保护控制设备500A。与图4和5中所示的第一实施例相同的部分将被赋予相同的附图标记，并且其详细描述将被省略。

<伺服压机>

如图8和9中所示，根据第二实施例的伺服压机与根据第一实施例的伺服压机的区别在于提供了副滑块驱动装置50以代替第一实施例中的过载去除装置44，并且还增加了副滑块控制设备600。

包括主滑块24和副滑块26的滑块23构成上述液压缸。从副滑块驱动装置50提供至下降侧液压室25a的压力油充当用于相对于主滑块24(连杆的末端)相对地降低副滑块26的动力源。通过从气罐60向上升侧液压室25b提供气压而产生的力或平衡器缸62的推力可用作相对于连杆的末端相对地提升副滑块26的动力源。

如图8所示，副滑块驱动装置50主要包括蓄压器51、液压泵/马达52、连接至液压泵/马达52的旋转轴的伺服电机53、先导操作止回阀54、电磁阀55和安全阀56。

蓄压器51被设定为约1-5kg/cm²的气压。蓄压器51通过在约10kg/cm²或更低的低压(一个基本恒定的低压)状态下蓄积压力油而用作罐。

液压泵/马达52的一个口经由先导操作止回阀54连接到由主滑块24和副滑块26构成的液压缸的下降侧液压室，并且其另一个口连接到蓄压器51。根据由伺服电机53提供的转矩和作用在两个口上的液压力，液压泵/马达52沿向前的方向(用于使下降侧液压室25a加压的一侧)和向后的方向(用于使下降侧液压室25a减压的一侧)可旋转地操作。

先导操作止回阀54可保持下降侧液压室25a的恒定的压力，即使伺服电机53处于非负载状态(转矩为0的状态)，以在一个压机(滑块)循环操作中的非成型过程的区域(至少滑块冲程的上半部分)中降低伺服电机53上的负载。副滑块26被保持在相对于主滑块24的下降段(极限)。对于该先导操作，例如，施加到液压泵/马达52的位于下降侧液压室25a一侧的端口的压力被使用。

电磁阀55用于强制地移除施加在下降侧液压室25a的压力。电磁阀55在正常操作(功能)中不使用，在维护(在机器的拆卸之前)等操作中使用。

安全阀56用于当与正常产生的压力不同的预料之外的不正常的压力被施加到下降侧液压室25a时向基本恒定的低压侧(蓄压器51)释放压力油。

施加到液压泵/马达52的下降侧液压室25a一侧上的口的压力(当先导操作止回阀54打开时下降侧液压室25a的压力)和施加到液压泵/马达52的蓄压器一侧的口的压力分别由检测器57和58检测。伺服电机53的角速度也由编码器59检测。

图9所示的副滑块控制设备600通过上述的副滑块驱动装置50控制副滑块26的位置(相对于主滑块24的相对位置)。副滑块控制设备600主要包括副滑块位置控制装置610和伺服放大器620。副滑块位置控制装置610包括副滑块相对位置命令单元612。

副滑块控制设备600通过经由伺服放大器620向副滑块控制装置50的伺服电机53(图8)输出转矩命令信号执行控制，从而导致相对位置检测信号跟随相对位置命令信号，其中，所述转矩命令信号与由副滑块相对位置命令单元612输出的副滑块26相对于主滑块24的相对位置命令信号和相对位置检测信号之间的差成比例。

这里，主滑块24的位置(连杆末端的位置)可通过曲轴编码器14检测到的曲轴角度检测。滑块位置检测器17还检测基于台面的滑块位置(副滑块26的模具安装表面的高度)。因此，可基于曲轴编码器14和滑块位置检测器17的相应的检测信号检测代表副滑块26相对于主滑块24的相对位置的相对位置检测信号。

在施加压机负载的情况下，根据副滑块相对位置命令，检测伺服电机53的驱动轴的角速度的编码器59的检测信号被用于对于稳定控制副滑块26的相对位置的补偿。

由于副滑块控制设备600控制副滑块26相对于主滑块24的相对位置，因此该控制不受曲柄机构和整个滑块的惯性的影响。因此，与主滑块24(连杆末端)的位置接收伺服电机40的伺服控制的情形相比，滑块的变速响应被显著地改善。

在当前实施例中，由副滑块控制设备600执行使副滑块26提升指定量和降低的控制，同时主滑块24被控制以停止。

与图5中所示的能量保护控制设备500相比，图9中所示的能量保护控制设备500A与能量保护控制设备500的区别在于，用于提升或降低副滑块26的命令信号被进一步输出至副滑块控制设备600。

指示滑块速度和能量储存量的检测信号从伺服压机控制设备200输入至能量保护控制设备500A。指示模具缓冲力的信号从模具缓冲力控制设备400输入至能量保护控制设备500A。指示副滑块相对位置的信号也从副滑块控制设备600输入至能量保护控制设备500A。

能量保护控制设备500A向滑块位置命令单元212输出命令信号以停止或降低(重新启动)滑块，向模具缓冲控制设备400输出命令信号以减小或增大模具缓冲力，并且还基于输入信号向副滑块控制设备600输出命令信号以提升或下降副滑块26。

接下来基于图10所示的流程图和图11A至11E所示的相应的波形图描述能量保护控制设备500A的操作。与图6中的设备相同的部分在图10的流程图中被赋予相同的步骤序号，并且其详细描述被省略。

图10中所示的流程图与图6中所示的流程图的区别在于执行步骤S100至S130中的步骤以替代步骤S14和S16，并且步骤S140被添加到步骤S20和S22之间。

在图10中，当确定滑块23在步骤S12中停止时，能量保护控制设备500A向副滑块控制设备600输出副滑块提升命令以使副滑块26提升指定量。从在步骤S110中输出副滑块提升命令开始经过指定时间之后，能量保护控制设备500A向模具缓冲控制设备400输出模具缓冲力减小命令。

副滑块提升命令是用于使副滑块26提升1.5mm的命令。在一段延迟的时间之后减小模具缓冲力的步骤并不一定是必须的(不总是必须的)。然而，当同时执行两个操作时，模具缓冲力的减小暂时地领先于副滑块到的上升，并且副滑块26被框架弹性变形的恢复量相应地降低，从而(由于不充分的坯料保持力)可能导致成型缺陷。模具缓冲力优选地在延迟时间之后减小，以避免上述问题。当副滑块被提升1.5mm时，压机负载被进一步降低至副滑块未被提升的情况下的压机负载的一半。这是因为，与只减小模具缓冲力的情形相比，作用在材料上的残余拉伸应力被进一步降低。

当从能量保护控制设备500A输入副滑块提升命令时，副滑块位置控制装置610内的副滑块相对位置命令单元612将副滑块相对位置命令切换至一个用于将副滑块26提升规定量的值，并保持该值。在这种情况下，通过控制副滑块驱动装置50以服从副滑块相对位置命令以使副滑块提升规定量，副滑块26被滑块停止命令暂时地停止在从暂时停止位置(模具安装表面的位置)提升1.5mm的位置处。

图11E是在图11A中示出滑块位置和模具缓冲位置的波形图的放大视图。如图11E所示，在停止之后，滑块位置(副滑块位置)立即被停止在提升规定量之后的位置。

在此之后，当储能装置260a中储存能达到能量存储量的上限(步骤S18，图11D中的下侧波形)，并且模具缓冲力被恢复(步骤S20，图11B中的下侧波形)时，能量保护控制设备500A向副滑块孔控制设备600输出副滑块降低命令。当副滑块降低命令被输入时，副滑块位置控制装置610内的副滑块相对位置命令单元612将副滑块相对位置命令切换为一个用于使副滑块26降低指定量(1.5mm)的值，并保持该值。

能量保护控制设备500A确定副滑块26是否被降低指定量(恢复)(步骤S140)。当确定副滑块26被降低指定量时(“是”的情形)，能量保护控制设备500A向滑块位置命令单元212输出滑块降低命令。因此，滑块23通过服从滑块位置命令而开始被降低(被重新启动)以降低滑块23(主滑块24)，并且成型过程继续(步骤S22)。

从步骤S10至步骤S22的过程被重复执行，直到滑块23到达下死点。

本实施例中的一个循环为约11秒，即，与只减小模具缓冲力的第一实施例中的一个周期的时间(15秒)相比，一个循环的时间被缩短。时间的缩短是由下述原因导致的效果：(i)在当前实施例中，移除压机负载的程度比只减小模具缓冲力的第一实施例中的程度更大；(ii)因此伺服电机40的转矩变得小于额定转矩，并且因此主要包括铜耗的损耗被显著地降低，这意味着损耗(kW)显著地小于供给电力(kW)；以及(iii)结果，储存能的恢复时间被显著地缩短，这导致中途的滑块停止时间缩短。

在第一实施例中，滑块23可在中间停止过程中以一顺序(如图6中的虚线包围的顺序等)提升/降低，以控制伺服压机。然而，它存在如下问题：不适于快速地加速(以提升/降低)消耗大量能量的滑块23，以恢复用于驱动伺服压机的滑块23的储存能，并且由于与滑块26被当场驱动的情形相比响应变差，因而增加了循环时间。因此，更有效的是通过副滑块驱动装置50只提升/降低副滑块26，从而不会出现上述问题。

图12A至12E所示的波形图示出了在第二实施例中副滑块26的提升量从1.5mm增加到2mm的情形。

通过图11B中的压机负载和图12B中的压机负载的对比可知，与副滑块26被提升1.5mm的情形相比，当将副滑块26提升2mm时，压机负载被进一步显著地降低并且循环时间被缩短约0.5秒。

换言之，尽管压机负载被进一步显著降低，但循环时间仅被缩短了约0.5秒。

这是因为，当施加到伺服电机40的转矩位于额定值以下时，伺服压机40的效率被极端地改进(损失被极端地降低)，并且相对于转矩值的差距而言，二者之间的损耗差距更小。

<模具缓冲力命令单元的其他实施例>

图13是描绘了模具缓冲力控制装置410内的模具缓冲力命令单元412的另一实施例。

如图13所示，根据另一实施例的模具缓冲力命令单元输出拉延所需的模具缓冲力命令(步骤S200)，并随后确定滑块23是否被停止(步骤S210)。当滑块停止检测器检测到曲轴编码器14的曲轴角信号的变化变为0时，可以确定滑块23被停止。

当滑块23被停止时，时间重置，计时器计数器(timer counter)被启动(步骤S220)。当滑块23被停止时，模具缓冲力同时被减小(步骤S230)。

在此之后，确定由计时器计数器测量的时间是否经过了预先由计时器规定的时间(步骤S240)。当在滑块23停止之后(模具缓冲力减小之后)经过了计时器规定的时间，过程进行至步骤S200，并且输出初始模具缓冲力命令。

这里，由计时器规定的时间是滑块23停止之后驱动伺服压机的能量通过存储在储能装置260a中恢复所需的时间。

[其他]

在本实施例中，通过减小模具缓冲力以不至于到达最低的0，保持了坯料保持器和材料之间的紧密接触。因此，拉延被更平稳地执行，并且形成的表面更大完美光洁。然而，如果不考虑形成的表面的抛光，则模具缓冲力可以被减小至0。在这种情况下，压机负载被进一步降低，并且同样能够实现节能和缩短压机循环的效果。

尽管在模具缓冲力被减小之后模具缓冲力命令被恢复至相同的模具缓冲力命令，本发明却不仅限于此。可根据拉延的深度输出不同的模具缓冲力命令。

尽管副滑块是由通过副滑块和主滑块构成的缸-活塞机构驱动的，本发明却不仅限于此。副滑块也可以被由副滑块和主滑块构成的包括螺杆部和螺母部的螺旋机构或齿条齿轮机构驱动。

此外，模具缓冲设备不仅限于通过使用液压缸产生模具缓冲力的设备。例如，模具缓冲设备可通过由伺服电机驱动的螺旋机构提升和降低缓冲垫。

可见，本发明不仅限于上述实施例，在不脱离本发明的实质的情况下可以做出各种变形。

Claims (14)

1.一种使用伺服压机系统的拉延方法，所述伺服压机系统包括伺服压机(100，200)和模具缓冲设备(300，400)，所述伺服压机(100，200)经由连杆机构将来自伺服电机(40，364，366)的驱动力传递至滑块(23，24，26)，所述模具缓冲设备(300，400)支撑缓冲垫(320)并在缓冲垫(320)中产生模具缓冲力，所述方法的特征在于包括：

停止步骤，其在执行拉延的冲程的过程中停止所述滑块(23，24，26)持续第一时期(S12-S22)；

保持步骤，其将模具缓冲力减小至预定模具缓冲力以下并在滑块(23，24，26)停止的第一时期(S12-S22)内保持(S18)该模具缓冲力持续第二时期(S18)；和

重新起动步骤，其在保持(S18)所述模具缓冲力持续第二时期之后重新起动(S20，S22)滑块(23，24，26)，

其中，在执行拉延的冲程的过程中，执行至少一次包括所述停止步骤、保持步骤和重新起动步骤的拉延(S10-S22)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述保持步骤中，模具缓冲力被减小至至少维持由缓冲垫(320)支撑的坯料保持器(310)与坯料保持器(310)上的材料之间的紧密接触所需的模具缓冲力。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在停止步骤中停止滑块(23，24，26)之后，该滑块(23，24，26)被停止在被提升了预定量的位置处。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述预定量是大于0mm并且小于5mm的值。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中伺服压机(100，200)包括向伺服电机(40，364，366)提供电力的储能装置(260a)，并且所述第一时期和第二时期被设定为对应于储能装置(260a)中的能量储存量恢复到预设的上限所需的时间周期。

6.一种伺服压机系统(100，200，300，400)，其特征在于，包括：

伺服压机(100，200)，该伺服压机(100，200)经由连杆机构将来自伺服电机(40，364，366)的驱动力传递至滑块(23，24，26)，该伺服压机(100，200)包括输出指示滑块(23，24，26)的位置的滑块位置命令的滑块位置命令单元(212)、检测滑块(23，24，26)位置的滑块位置检测器(17)、和基于由滑块位置命令单元(212)输出的滑块位置命令和由滑块位置检测器(17)检测的滑块(23，24，26)的位置来控制伺服电机(40，364，366)的滑块位置控制装置(210)；和

模具缓冲设备(300，400)，该模具缓冲设备(300，400)包括支撑缓冲垫(320)并在缓冲垫(320)中产生模具缓冲力的模具缓冲力产生装置(330)、输出模具缓冲力命令的模具缓冲力命令单元(412)、和基于由模具缓冲力命令单元(412)输出的模具缓冲力命令控制模具缓冲力产生装置使得模具缓冲力变为对应于模具缓冲力命令的模具缓冲力的模具缓冲力控制装置(410)，

其中，滑块位置命令单元(212)输出滑块位置命令，以在用于执行压制成型的冲程的过程中停止滑块(23，24，26)至少一次，并且

模具缓冲力命令单元(412)输出模具缓冲力命令，以在从滑块位置命令单元(212)输出滑块位置命令以停止滑块(23，24，26)的时间周期内减小模具缓冲力。

7.根据权利要求6所述的伺服压机系统(100，200，300，400)，其中，在减小模具缓冲力时，模具缓冲力命令单元(412)输出模具缓冲力命令，该模具缓冲力命令对应于至少维持由缓冲垫(320)支撑的坯料保持器(310)与坯料保持器(310)上的材料之间的紧密接触所需的模具缓冲力。

8.根据权利要求6或7所述的伺服压机系统(100，200，300，400)，其中，当输出滑块位置命令以在执行压制成型的冲程的过程中停止滑块(23，24，26)至少一次时，滑块位置命令单元(212)输出滑块位置命令，指示在输出滑块位置命令以停止滑块(23，24，26)之后从滑块位置命令中的滑块位置提升预定量的滑块位置。

9.根据权利要求6或7所述的伺服压机系统(100，200，300，400)，还包括检测滑块(23，24，26)被停止的滑块停止检测器(500)，和检测向伺服电机(40，364，366)供电的储能装置(260a)中储存能的量的能量存储量检测器(262)，

其中，当滑块停止检测器(500)检测滑块(23，24，26)被停止时，模具缓冲力命令单元(412)在一段时期内输出模具缓冲力命令以减小模具缓冲力，其中该一段时期从检测到停止的时刻开始直到由能量储存量检测器(262)检测到的储能装置(260a)中的能量储存量达到预设的上限的时刻为止，并且当能量储存量检测器(262)检测到所述能量储存量达到所述上限时，模具缓冲力命令单元(412)输出模具缓冲力命令以增大被减小的模具缓冲力。

10.根据权利要求6或7所述的伺服压机系统(100，200，300，400)，其中，在滑块位置命令单元(212)输出用于停止滑块(23，24，26)的滑块位置命令之后并且在输出用于重新起动滑块的滑块位置命令之前，模具缓冲力命令单元(412)输出模具缓冲力命令以增加被减小的模具缓冲力。

11.根据权利要求6或7所述的伺服压机系统(100，200，300，400)，还包括：

能量存储量检测器(262)，其检测向伺服电机(40，364，366)供电的储能装置(260a)中储存能的量，

其中，当由能量存储量检测器262检测到的储能装置(260a)中能量储存量在执行压制成型的冲程的过程中达到预设的下限时，滑块位置命令单元(212)输出滑块位置命令以停止滑块(23，24，26)。

12.根据权利要求11所述的伺服压机系统(100，200，300，400)，其中，当由能量存储量检测器262检测到的储能装置(260a)中能量储存量在滑块位置命令被输入以停止滑块(23，24，26)之后达到预设的上限时，滑块位置命令单元(212)输出滑块位置命令以重新起动滑块(23，24，26)。

13.根据权利要求6或7所述的伺服压机系统(100，200，300，400)，还包括：

检测滑块(23，24，26)被停止的滑块停止检测器(500)，和计时器，

其中，当滑块停止检测器(500)检测到滑块(23，24，26)被停止时，模具缓冲力命令单元(412)在由计时器测量的从检测到停止的时间点开始的指定时间内输出模具缓冲力命令以减小模具缓冲力，并且在此之后，输出模具缓冲力命令以增大被减小的模具缓冲力。

14.根据权利要求6或7所述的伺服压机系统(100，200，300，400)，其中，滑块(23，24，26)包括主滑块(24)和副滑块(26)，驱动力经由连杆传递到主滑块(24)，并且副滑块(26)被布置成相对于主滑块(24)相对地升高和降低，

伺服压机(100，200)包括：

副滑块驱动装置(50)，其在与主滑块(24)相同的方向上往复地驱动副滑块(26)，

副滑块相对位置命令单元(612)，其输出指示副滑块(26)相对于主滑块(24)的相对位置的相对位置命令，和

副滑块位置控制装置(610)，其基于从副滑块相对位置命令单元(612)输出的副滑块相对位置命令来控制副滑块(26)相对于主滑块(24)的位置，并且

当停止主滑块(24)的滑块位置命令从滑块位置命令单元(212)输出时，副滑块相对位置命令单元(612)输出指示相对位置的副滑块相对位置命令，用于在输出停止主滑块(24)的滑块位置命令之后使副滑块(25)被提升预定的量。