CN110461585A - 电动压力机、控制方法以及程序 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动压力机，其能够防止产距时间延长、且以适当的载荷对工件执行加压作业。具有：电动马达；马达驱动器，其对电动马达供给驱动电力；冲头，其利用电动马达的动力对工件进行加压作业；以及目标载荷值存储部，其对冲头的目标载荷值进行存储，并具备：第1推断部，其对停止向马达驱动器输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的冲头的过冲距离进行推断；第2推断部，其对直至达到目标载荷值为止的冲头的移动距离进行推断；以及驱动指令脉冲信号停止部，其在第1推断部的推断值变为第2推断部的推断值的时刻停止驱动指令脉冲信号的供给。
Description
技术领域
本发明涉及电动压力机、控制方法以及程序。
背景技术
一般在电动压力机中存在“恒定速度·载荷停止”、“恒定速度·差动停止”这样的驱动模式。在这样的驱动模式中，有时会产生冲头相对于原本应停止的位置而过冲的现象。已知该过冲量一般取决于冲头的驱动速度，驱动速度越高，过冲量越增大。
为了减少这样的过冲现象而准备了“减速载荷率”(在相对于目标载荷而达到设定的载荷率的时刻，将驱动速度设为低速而进行加压的控制)、“参照停止位置”(设定冲头应当停止的位置而从该位置开始以超低速进行加压的控制)这样的方法。
另外，还公开了如下方法，即，为了降低过冲量，基于目标载荷与当前载荷的差量、载荷的增加趋势而使驱动速度适应性地变化(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3076755号公报
发明内容
然而，专利文献1所公开的技术毕竟是欲通过随着接近目标而降低驱动速度来减弱过冲的技术，由于降低驱动速度而导致加工时间延长，因此，存在无法实现产距时间(Takt Time)的缩短这样的问题。
另外，一般在利用马达驱动器对伺服马达进行脉冲控制驱动的情况下，当停止了向马达驱动器输入的指令脉冲信号的供给时，相对于停止指令脉冲信号的供给的位置进一步以与马达驱动器在该时刻所保有的指令脉冲位置与马达编码器所示的位置之差、既所谓的“滞留脉冲”相当的距离移动而后停止。根据这样的现象，能够想到：若在停止指令脉冲信号的供给的同时将该“滞留脉冲”消除，则不会产生过冲现象。
若消除“滞留脉冲”，则最终的停止位置会可靠地变为使得指令脉冲信号的供给停止的位置，作为其动作则变为如下动作：一旦经过使得指令脉冲信号的供给停止的位置之后则返回并停止。
因此，如上所述的动作作为压力机进行加压驱动的加压作业的动作并不适当。实际上存在如下问题：在弯曲加工、压入加工中，一旦产生过冲而对工件进行按压，则即使在此后返回到适当的位置也没有意义，另外，停止时的载荷值并非进行加压的最大值而是载荷不足的值。
因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，提供能够防止产距时间延长、且以适当的载荷对工件执行加压作业的电动压力机、控制方法以及程序。
方式1；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种电动压力机，其特征在于，具有：电动马达；马达驱动器，其对所述电动马达供给驱动电力；冲头，其利用所述电动马达的动力对工件进行加压作业；以及目标载荷值存储部，其对所述冲头的目标载荷值进行存储，并具备：第1推断部，其对停止向所述马达驱动器输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的所述冲头的过冲距离进行推断；第2推断部，其对直至达到所述目标载荷值为止的所述冲头的移动距离进行推断；以及驱动指令脉冲信号停止部，其在所述第1推断部的推断值变为所述第2推断部的推断值的时刻停止所述驱动指令脉冲信号的供给。
方式2；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种电动压力机，其特征在于，具有速度检测部，所述速度检测部对所述冲头的速度进行检测，当将所述冲头的过冲距离设为Dv(mm)、将速度依赖系数设为Kv(sec)、且将所述冲头的速度设为V(mm/s)时，所述第1推断部基于数学式1而对所述冲头的过冲距离进行推断。
方式3；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种电动压力机，其特征在于，具有：速度检测部，其对所述冲头的速度进行检测；以及载荷值检测部，其对施加于所述冲头的载荷值进行检测，当将所述冲头的过冲距离设为Dvf(mm)、将速度依赖系数设为Kv(sec)、将所述冲头的速度设为V(mm/s)、将载荷依赖系数设为Kf(sec/N)、且将所述载荷值设为F(N)时，所述第1推断部基于数学式2而对所述冲头的过冲距离进行推断。
方式4；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种电动压力机，其特征在于，具备：位置检测部，其对所述冲头的位置进行检测；载荷值检测部，其对施加于所述冲头的载荷值进行检测；数据列存储部，其对使得所述冲头的位置和在所述位置处施加于所述冲头的载荷值建立关联的数据列进行存储；以及载荷斜率值计算部，其基于存储于所述数据列存储部的数据列而对载荷斜率值进行计算，所述第2推断部基于所述载荷值检测部检测出的当前的施加于所述冲头的载荷值和所述载荷斜率值计算部计算出的所述载荷斜率值，对直至由所述载荷值检测部检测出的载荷值达到存储于所述目标载荷值存储部的所述目标载荷值为止的所述冲头的移动距离进行推断。
方式5；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种电动压力机，其特征在于，作为所述载荷斜率值，所述载荷斜率值计算部对与所述冲头的位置变化相关的载荷值的一阶导数值进行计算。
方式6；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种电动压力机，其特征在于，所述载荷斜率值计算部通过回归计算而对所述载荷斜率值进行计算。
方式7；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种电动压力机，其特征在于，所述载荷斜率值计算部还对与所述冲头的位置变化相关的载荷值的二阶导数值进行计算，当将所述目标载荷值设为Ft(N)、将当前的载荷值设为F0(N)、将所述载荷斜率值设为Sf(N/mm)、将所述载荷值的二阶导数值设为Ssf(N/mm2)、且将所述移动距离设为Dt(mm)时，所述第2推断部基于数学式3而对Dt进行推断。
方式8；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种电动压力机，其特征在于，在使所述冲头暂时停止之后、使所述冲头进一步移动到规定的设定位置而对工件进行加压作业，在该情况下，以相对于所述第1推断部推断出的所述冲头的过冲距离的位置为基点，还将与直至所述设定位置为止的距离相当的驱动指令脉冲信号向所述马达驱动器输入。
方式9；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种电动压力机，其具备：电动马达；马达驱动器，其对所述电动马达供给驱动电力；冲头，其利用所述电动马达的动力对工件进行加压动作；载荷值检测部，其对施加于所述冲头的载荷值进行检测；以及位置检测部，其对所述冲头的位置进行检测，所述电动压力机的特征在于，具备：第1推断部，其对停止向所述马达驱动器输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的所述冲头的过冲距离进行推断；数据列存储部，其对使得所述冲头的位置和在所述位置处施加于所述冲头的载荷值建立关联的数据列进行存储；载荷斜率值计算部，其基于存储于所述数据列存储部的数据列而对载荷斜率值进行计算；目标载荷斜率值存储部，其对目标载荷斜率值进行存储；第3推断部，其基于所述载荷斜率值计算部计算出的当前的载荷斜率值和存储于所述目标载荷斜率值存储部的所述目标载荷斜率值，对直至达到所述目标载荷斜率值为止的所述冲头的移动距离进行推断；以及驱动指令脉冲信号停止部，其在所述第1推断部的推断值变为所述第3推断部的推断值的时刻停止所述驱动指令脉冲信号的供给。
方式10；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种电动压力机，其特征在于，所述载荷斜率值计算部根据与所述冲头的位置变化相关的载荷值的一阶导数值或者通过回归计算而对所述载荷斜率值进行计算，并且对与所述冲头的位置变化相关的载荷值的二阶导数值进行计算，当将所述目标载荷斜率值设为Sft(N/mm)、将根据所述一阶导数值或者通过回归计算而计算出的载荷斜率值(当前载荷斜率值)设为Sf0(N/mm)、将所述载荷值的二阶导数值设为Ssf(N/mm2)、且将直至达到所述目标载荷斜率值为止的移动距离设为Dt(mm)时，所述第3推断部基于数学式4而对Dt进行推断。
方式11；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种控制方法，其是电动压力机的控制方法，所述电动压力机具有：电动马达；马达驱动器，其对所述电动马达供给驱动电力；冲头，其利用所述电动马达的动力对工件进行加压作业；目标载荷值存储部，其对所述冲头的目标载荷值进行存储；第1推断部；第2推断部；以及驱动指令脉冲信号停止部，所述控制方法的特征在于，具备：第1工序，所述第1推断部对停止向所述马达驱动器输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的所述冲头的过冲距离进行推断；第2工序，所述第2推断部对直至达到所述目标载荷值为止的所述冲头的移动距离进行推断；以及第3工序，所述驱动指令脉冲信号停止部在所述第1推断部的推断值变为所述第2推断部的推断值的时刻停止所述驱动指令脉冲信号的供给。
方式12；本发明的1个或更多的实施方式提出了一种程序，所述程序用于使计算机执行电动压力机的控制方法，所述电动压力机具有：电动马达；马达驱动器，其对所述电动马达供给驱动电力；冲头，其利用所述电动马达的动力对工件进行加压作业；目标载荷值存储部，其对所述冲头的目标载荷值进行存储；第1推断部；第2推断部；以及驱动指令脉冲信号停止部，所述程序的特征在于，使计算机执行如下工序：第1工序，所述第1推断部对停止向所述马达驱动器输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的所述冲头的过冲距离进行推断；第2工序，所述第2推断部对直至达到所述目标载荷值为止的所述冲头的移动距离进行推断；以及第3工序，所述驱动指令脉冲信号停止部在所述第1推断部的推断值变为所述第2推断部的推断值的时刻停止所述驱动指令脉冲信号的供给。
根据本发明的1个或更多的实施方式，具有能够防止产距时间延长、且以适当的载荷对工件执行加压作业这样的效果。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式所涉及的电动压力机的结构的图。
图2是示出本发明的第1实施方式所涉及的电动压力机的电气结构的图。
图3是示出本发明的第1实施方式所涉及的中央运算处理装置的电气结构的图。
图4是示出本发明的第1实施方式所涉及的驱动指令脉冲信号停止部的电气结构的图。
图5是示出本发明的第1实施方式所涉及的电动压力机的处理的图。
图6是示出在本发明的第1实施方式所涉及的无负载状态下作为参数而使速度V变化的情况下与从驱动指令脉冲信号停止的时刻开始直至冲头停止为止的距离之间的关系的图。
图7是示出本发明的第2实施方式所涉及的中央运算处理装置的电气结构的图。
图8是示出本发明的第2实施方式所涉及的电动压力机的处理的图。
图9是示出本发明的第3实施方式所涉及的电动压力机的电气结构的图。
图10是示出本发明的第3实施方式所涉及的中央运算处理装置的电气结构的图。
图11是示出本发明的第3实施方式所涉及的电动压力机的处理的图。
具体实施方式
＜第1实施方式＞
下面，利用图1至图6对本发明的第1实施方式进行说明。
＜电动压力机的结构＞
利用图1对本实施方式所涉及的电动压力机的结构进行说明。
如图1所示，本实施方式所涉及的电动压力机100包括压力机用的冲头1和滚珠丝杠2，这些部件设置于压力机主体3内，其中，冲头1通过升降动作而对工件W(加工对象)施加期望的压力，滚珠丝杠2使该冲头1进行升降动作(直线运动)。另外，成为驱动源的AC伺服马达等伺服马达4也收纳于与压力机主体3连接的壳体5的头部框体内。并且，伺服马达4的驱动经由滑轮、传动带而传递至滚珠丝杠2。
如图1所示，冲头1形成为筒状体。具体而言，在形成为圆筒状的筒状主体1a的内部沿着轴向形成有中空状部，滚珠丝杠2的螺杆轴2a能够插入到该中空状部的内部。另外，在冲头1的筒状主体1a的轴长方向端部处，固定有滚珠丝杠2的螺母体2b。
在筒状主体1a的前端部，应变柱9构成为装配自如，实际上，应变柱9与工件W抵接而适当地施加压力。另外，应变柱9构成为能够安装应变仪，利用该应变仪能够检测出施加于工件W的压力。
以包围筒状主体1a的外周侧面的方式设置有筒状引导件6。筒状引导件6固定于壳体5内，并且构成为使得冲头1能够沿着该筒状引导件6而进行升降移动。
＜电动压力机的电气结构＞
如图2所示，本实施方式所涉及的电动压力机100构成为包括伺服马达驱动器13、编码器14、CPU(中央运算处理装置)20、控制程序存储部21、显示部22、操作部23、临时存储部24、目标载荷值存储部25、数据列存储部26、电路部27、驱动指令脉冲产生部28以及编码器位置计数器29。
控制程序存储部21存储用于由CPU(中央运算处理装置)20对电动压力机100整体的动作、处理进行控制的控制程序。例如，在本实施方式中，与压力机作业相关的主程序自不必说，除此之外还存储有如下程序模块等：过冲距离推断程序模块，其对停止向后述的伺服马达驱动器13输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的冲头1的过冲距离进行推断；冲头移动距离推断程序模块，其对直至达到目标载荷值为止的冲头1的距离进行推断；以及驱动指令脉冲信号供给停止程序模块，在过冲距离推断程序模块的推断值达到冲头移动距离推断程序模块的推断值的时刻停止驱动指令脉冲信号的供给。显示部22是对各种信息进行显示的显示装置。在本实施方式中，对程序编号(No)、加压条件、处理工件数等信息进行显示。
操作部23由用于设定加压条件等的触摸面板、触摸开关等构成。临时存储部24对临时性数据进行存储。目标载荷值存储部25对冲头1的目标载荷值进行存储。数据列存储部26使得从编码器位置计数器29得到的位置信息与应变柱9以及电路部27中检测出的载荷值建立关联地对它们进行存储。
电路部27将针对安装于应变柱9的应变仪的电阻变化的信号放大，并通过A/D转换处理将模拟信号转换成数字信号，然后将该数字信号向CPU(中央运算处理装置)20输出。CPU(中央运算处理装置)20利用从电路部27输入的数字信号而对载荷值进行检测。
驱动指令脉冲产生部28基于来自CPU(中央运算处理装置)20的指令而产生期望的驱动指令脉冲，并经由后述的驱动指令脉冲信号停止部而将该驱动指令脉冲向伺服马达驱动器13输出。编码器14用于对冲头1的位置进行检测、且与伺服马达4连结。编码器位置计数器29对来自编码器14的脉冲信号进行计数。CPU(中央运算处理装置)20根据编码器14的计数值而对冲头1的位置进行检测。
＜中央运算处理装置的电气结构＞
如图3所示，本实施方式所涉及的中央运算处理装置20构成为包括速度检测部30、第1推断部31、载荷斜率值计算部33、第2推断部34以及驱动指令脉冲信号停止部35。
速度检测部30利用来自编码器位置计数器29的输入信号和未图示的计时器的值而对冲头1的速度进行检测并向第1推断部31输出。
第1推断部31对停止向伺服马达驱动器13输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的冲头1的过冲距离进行推断。
这里，在利用伺服马达4对负载(在本实施方式中为冲头1)进行驱动的情况下，根据伺服马达4的特性而确定来自伺服马达驱动器13的驱动指令脉冲信号的每一个脉冲的马达旋转角度，由此确定伺服马达4旋转而使得负载移动的距离。然而，在负载的驱动过程中，实际上会产生所指示的位置与当前的位置的差量(误差量)，即使停止驱动指令脉冲信号也会产生负载移动的现象、即所谓的过冲。下面，将该过冲的量适当地记作“滞留脉冲量”。第1推断部31对该滞留脉冲量进行推断。
具体而言，对于由过冲引起的冲头1的移动量(滞留脉冲量)，由于存在与速度成正比的要素和与载荷成正比的要素，因此，当将滞留脉冲量设为Dvf(mm)、将速度依赖系数设为Kv(sec)、将冲头1的速度设为V(mm/s)、将载荷依赖系数设为Kf(sec/N)、且将载荷值设为F(N)时，基于数学式1而对滞留脉冲量进行推断。
[数学式1]
Dvf＝Kv*V+Kf*F*V
这里，速度依赖系数Kv是与速度成正比的滞留脉冲量的系数，载荷依赖系数Kf是因载荷而产生的滞留脉冲量的系数，该系数也取决于速度。因此，滞留脉冲量被推断为上述值之和。此外，速度依赖系数Kv、载荷依赖系数Kf根据驱动系统、伺服马达驱动器13的反馈增益而改变。因此，事先通过测定而求出这些计数值。具体而言，在无负载状态(载荷值F＝0)下，作为参数而改变速度V，由此测定从指令驱动脉冲信号停止的时刻开始直至负载(在本实施方式中为冲头1)的移动停止为止的距离。图6中示出了该具体例。在图6中，曲线的斜率相当于速度依赖系数Kv。另外，对于载荷依赖系数Kf，在设置有负载(在本实施方式中为冲头1)时，进行与测定速度依赖系数Kv时相同的测定，能够根据除了Kv*V这一项以外的系数而求出其值。
此外，在伺服马达驱动器13具有掌握伺服马达驱动器13中滞留的脉冲量并将该脉冲量发送到CPU(中央运算处理装置)20的功能而取代如上所述那样根据当前的速度和载荷值而计算滞留脉冲量的方式的情况下，可以使得CPU(中央运算处理装置)20直接从伺服马达驱动器13实时地获取滞留脉冲量。
另外，在数学式1中，由于载荷依赖系数Kf的值较小，所以可以说载荷值F这一项对于滞留脉冲量Dvf的影响有限。因此，可以简单地根据速度依赖系数Kv(sec)和冲头1的速度V(mm/s)并基于数学式2而求出滞留脉冲量Dv(mm)。
[数学式2]
Dv＝Kv*V
载荷斜率值计算部33基于存储于数据列存储部26的数据列而计算载荷斜率值。载荷斜率值计算部33计算出与冲头1的位置变化相关的载荷值的一阶导数值而作为载荷斜率值。具体而言，例如，当将载荷斜率值设为Sf(N/mm)、将载荷值设为F(N)、且将距离设为D(mm)时，基于数学式3而对载荷斜率值Sf(N/mm)进行计算。
[数学式3]
Sf＝dF/dD
另外，载荷斜率值计算部33还可以通过利用回归直线的直线回归计算而求出载荷斜率值。该情况下，若将载荷斜率值设为Sf(N/mm)、将加压部位的位置数据序列设为(x1、x2、...、xn)、且将载荷的数据序列设为(y1、y2、...、yn)，则基于数学式4而对载荷斜率值Sf(N/mm)进行计算。
[数学式4]
第2推断部34对直至达到目标载荷值为止的冲头1的移动距离进行推断。具体而言，基于电路部27(载荷值检测部)检测出的施加于当前的冲头1的载荷值和载荷斜率值计算部33计算出的载荷斜率值，对直至由电路部27(载荷值检测部)检测出的载荷值达到存储于目标载荷值存储部25的目标载荷值为止的冲头1的移动距离进行推断。即，若将无负载状态下的当前的载荷值设为F0(N)、将载荷斜率值计算部33计算出的载荷斜率值设为Sf(N/mm)、且将待求解的冲头1的移动距离设为D(mm)，则变为数学式5的关系。
[数学式5]
F＝F0+Sf*D
在数学式5中，若将目标载荷值设为Ft(N)、且将直至达到目标载荷值Ft为止的冲头的移动距离设为Dt，则变成数学式6。这里，若对数学式6进行变形，则变为求解直至达到目标载荷值Ft为止的冲头的移动距离Dt的数学式7。因此，若将目标载荷值Ft(N)、当前的载荷值F0(N)、载荷斜率值Sf(N/mm)的值代入数学式7中，则能够求出直至达到目标载荷值Ft为止的冲头1的移动距离Dt。
[数学式6]
Ft＝F0+Sf*Dt
[数学式7]
Dt＝(Ft-F0)/Sf
此外，在上文中，举例示出了作为根据载荷斜率值Sf(N/mm)的1次近似而求解直至达到目标载荷值Ft为止的冲头1的移动距离Dt的方法，也可以利用载荷值相对于距离的二阶导数值并作为二阶近似而求解直至达到目标载荷值Ft为止的冲头1的移动距离Dt。
具体而言，若将载荷值的二阶导数值Ssf(N/mm2)设为数学式8，则载荷值F表达为数学式9。这里，在数学式9中，若将载荷值F设为目标载荷值Ft、且将距离D设为直至达到目标载荷值Ft为止的冲头1的移动距离Dt，则变为数学式10。对该数学式10进行变形，如数学式11那样作为关于Dt的2次方程式而进行求解，则能够如数学式12所示那样求出Dt。
[数学式8]
Ssf＝d2F/dD2
[数学式9]
F＝F0+Sf*D+(Ssf*D*D)/2
[数学式10]
Ft＝F0+Sf*Dt+(Ssf*Dt*Dt)/2
[数学式11]
(Ssf/2)*Dt*Dt+Sf*Dt+(F0-Ft)＝0
[数学式12]
驱动指令脉冲信号停止部35在第1推断部31的推断值(滞留脉冲量(冲头1的过冲距离))变为第2推断部34的推断值(直至达到目标载荷值为止的冲头1的移动距离)的时刻停止驱动指令脉冲信号的供给。
驱动指令脉冲信号停止部35的具体结构，例如如图4所示，包括比较部36、开关元件SW以及电阻器R。比较部36对从第1推断部31得到的滞留脉冲量(冲头1的过冲距离)与从第2推断部34得到的直至达到目标载荷值为止的冲头1的移动距离进行比较，在变为直至滞留脉冲量(冲头1的过冲距离)达到目标载荷值为止的冲头1的移动距离的时刻，使开关元件SW形成为断开状态。若开关元件SW变为断开状态，则伺服马达驱动器13的驱动指令脉冲信号输入端子变为“Low”电平，因此伺服马达驱动器13供给至伺服马达4的电力为OFF(断开)。此外，作为开关元件SW，可以使用晶体管、FET(Field effect transistor，场效应晶体管)等电子部件。另外，也可以代替电阻器R而使用Vf(正向压降)较小的肖特基二极管。
<电动压力机的处理>
利用图5对本实施方式所涉及的电动压力机100的处理进行说明。
首先，CPU(中央运算处理装置)20从目标载荷值存储部25读取目标载荷值，并将其储存于临时存储部24(步骤S101)。CPU(中央运算处理装置)20基于储存于临时存储部24的目标载荷值而使驱动指令脉冲产生部28产生驱动指令脉冲，并将产生的驱动指令脉冲信号向伺服马达驱动器13输出(步骤S102)。
接下来，CPU(中央运算处理装置)20对从临时存储部24读取的目标载荷值、和载荷值检测部(电路部27)检测出的施加于当前的冲头1的当前载荷值进行比较，并判定目标载荷值与当前载荷值的差值是否处于预先规定的规定值以下(步骤S103)。然后，在判定的结果为目标载荷值与当前载荷值的差值未处于预先规定的规定值以下的情况下(步骤S103的“否”)，返回到步骤S102。此外，在步骤S103中，判定目标载荷值与当前载荷值的差值是否处于预先规定的规定值以下是为了从以某种程度接近目标载荷值的时刻开始使第1推断部31启动，作为规定值，可以认为例如最大加压力的5％左右较为妥当。
在判定的结果为目标载荷值与当前载荷值的差值处于预先规定的规定值以下的情况下(步骤S103的“是”)，启动第1推断部31，根据当前的速度和载荷值而对驱动指令脉冲信号的滞留量进行检测(步骤S104)。
接下来，利用载荷斜率值计算部33对载荷斜率值进行计算(步骤S105)，使第2推断部34启动，并基于载荷值检测部(电路部27)检测出的施加于当前的冲头1的当前载荷值与载荷斜率值计算部33计算出的载荷斜率值而对直至由载荷值检测部(电路部27)检测出的当前载荷值达到存储于目标载荷值存储部25的目标载荷值为止的冲头1的移动距离进行推断(步骤S106)。
然后，驱动指令脉冲信号停止部35判断第1推断部31检测出的相当于过冲距离的驱动指令脉冲信号的滞留量是否与第2推断部34计算出的移动距离一致(步骤S107)，若判断为一致(步骤S107的“是”)，则停止驱动指令脉冲的输出(步骤S108)。另一方面，驱动指令脉冲信号停止部35在判断为第1推断部31检测出的相当于过冲距离的驱动指令脉冲信号的滞留量与第2推断部34计算出的移动距离不一致的情况下(步骤S107的“否”)，使处理返回到步骤S102。
＜本实施方式的作用·效果＞
根据本实施方式所涉及的电动压力机，具备：第1推断部31，其对停止向伺服马达驱动器13输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的冲头1的过冲距离进行推断；第2推断部34，其对直至达到目标载荷值为止的冲头1的移动距离进行推断；以及驱动指令脉冲信号停止部35，其在第1推断部31的推断值变为第2推断部34的推断值的时刻停止驱动指令脉冲信号的供给，因此，能够防止产距时间延长、且以适当的载荷对工件执行加压作业。
另外，第1推断部31通过以冲头1的过冲距离Dvf(mm)、速度依赖系数Kv(sec)、冲头1的速度V(mm/s)、载荷依赖系数Kf(sec/N)以及载荷值F(N)为参数的关系式而对冲头1的过冲距离(滞留脉冲量)进行推断，由此能够通过简单的计算处理而准确地推断出冲头1的过冲距离(滞留脉冲量)。
另外，第1推断部31能够通过以冲头1的过冲距离Dv(mm)、速度依赖系数Kv(sec)以及冲头1的速度V(mm/s)为参数的关系式并通过进一步简化的计算式而对冲头1的过冲距离(滞留脉冲量)进行推断。
而且，第2推断部34通过以目标载荷值Ft(N)、当前的载荷值F0(N)、载荷斜率值Sf(N/mm)、载荷值的二阶导数值Ssf(N/mm2)以及移动距离Dt(mm)为参数的关系式而对直至由载荷值检测部(电路部27)检测出的当前载荷值达到存储于目标载荷值存储部25的目标载荷值为止的冲头1的移动距离进行推断。因此，能够通过简单的计算处理而准确地推断出直至当前载荷值达到目标载荷值为止的冲头1的移动距离。
＜第2实施方式＞
利用图7、图8对本实施方式所涉及的电动压力机110进行说明。此外，本实施方式所涉及的电动压力机110与如下2阶段驱动方式有关，即，以设定载荷值暂时停止，此后使冲头1以指定的距离移动而进行加压作业。
＜中央运算处理装置的电气结构＞
如图7所示，本实施方式所涉及的中央运算处理装置20A构成为包括速度检测部30、第1推断部41、载荷斜率值计算部33、第2推断部44以及驱动指令脉冲信号停止部45。此外，关于标注了与第1实施方式相同的附图标记的结构要素，由于具有相同的功能，因此省略其详细说明。
为了第1阶段的驱动处理，第1推断部41对停止向伺服马达驱动器13输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的冲头1的过冲距离(滞留脉冲量)进行推断。另外，对于第1推断部41而言，在第1阶段的驱动处理中，在驱动指令脉冲信号停止部45停止驱动指令脉冲信号的供给之后，实际上并不等待冲头1的驱动结束，而是以与通过第1阶段的驱动处理而推断出的冲头1的过冲距离(滞留脉冲量)对应的位置作为基点，并在将与直至目标位置为止的距离相当的驱动指令脉冲信号输入至伺服马达驱动器13时，对停止该输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的冲头1的过冲距离(滞留脉冲量)进行推断。此外，过冲距离的推断方法与第1实施方式相同。
在第1阶段的驱动处理中，第2推断部44对直至达到目标载荷值为止的冲头1的距离进行推断。另外，对于第2推断部44而言，在第1阶段的驱动处理中，在驱动指令脉冲信号停止部45停止驱动指令脉冲信号的供给之后，实际上并不等待冲头1的驱动结束，而是在第2阶段的驱动处理中对直至达到目标载荷值为止的冲头1的距离进行推断。此外，直至达到目标载荷值为止的冲头1的距离的推断方法与第1实施方式相同。
在第1阶段的驱动处理中，驱动指令脉冲信号停止部45在第1推断部41的推断值(滞留脉冲量(冲头1的过冲距离))变为第2推断部44的推断值(直至达到目标载荷值为止的冲头1的移动距离)的时刻停止驱动指令脉冲信号的供给。另外，在第2阶段的驱动处理中，在第1推断部41的推断值(滞留脉冲量(冲头1的过冲距离))变为第2推断部44的推断值(直至达到目标载荷值为止的冲头1的移动距离)的时刻停止驱动指令脉冲信号的供给。此外，驱动指令脉冲信号停止部45的结构与第1实施方式相同。
＜电动压力机的处理＞
利用图8对本实施方式所涉及的电动压力机的处理进行说明。
首先，作为第1阶段的驱动处理，CPU(中央运算处理装置)20A从目标载荷值存储部25读取目标载荷值，并将其储存于临时存储部24(步骤S201)。CPU(中央运算处理装置)20A基于储存于临时存储部24的目标载荷值而使驱动指令脉冲产生部28产生驱动指令脉冲，并将产生的驱动指令脉冲信号向伺服马达驱动器13输出(步骤S202)。
接下来，CPU(中央运算处理装置)20A对从临时存储部24读取的目标载荷值与载荷值检测部(电路部27)检测出的施加于当前的冲头1的当前载荷值进行比较，并判定目标载荷值与当前载荷值的差值是否处于预先规定的规定值以下(步骤S203)。然后，在判定的结果为目标载荷值与当前载荷值的差值未处于预先规定的规定值以下的情况下(步骤S203的“否”)，返回到步骤S202。此外，在步骤S203中，判定目标载荷值与当前载荷值的差值是否处于预先规定的规定值以下是为了从以某种程度接近目标载荷值的时刻开始使第1推断部41启动，作为规定值，可以认为例如最大加压力的5％左右较为妥当。
在判定的结果为目标载荷值与当前载荷值的差值处于预先规定的规定值以下的情况下(步骤S203的“是”)，启动第1推断部41，根据当前的速度与载荷值而对驱动指令脉冲信号的滞留量进行检测(步骤S204)。
接下来，利用载荷斜率值计算部33对载荷斜率值进行计算(步骤S105)，使第2推断部44启动，基于载荷值检测部(电路部27)检测出的施加于当前的冲头1的当前载荷值和载荷斜率值计算部33计算出的载荷斜率值，对直至由载荷值检测部(电路部27)检测出的当前载荷值达到存储于目标载荷值存储部25的目标载荷值为止的冲头1的移动距离进行推断(步骤S206)。
然后，驱动指令脉冲信号停止部45判断第1推断部41检测出的相当于过冲距离的驱动指令脉冲信号的滞留量是否与第2推断部44计算出的移动距离一致(步骤S207)，若判断为一致(步骤S207的“是”)，则停止驱动指令脉冲的输出(步骤S208)。另一方面，在驱动指令脉冲信号停止部45判断为第1推断部41检测出的相当于过冲距离的驱动指令脉冲信号的滞留量与第2推断部44计算出的移动距离不一致的情况下(步骤S207的“否”)，使处理返回到步骤S202。
若停止驱动指令脉冲的输出，则CPU(中央运算处理装置)20A判定从步骤S201到步骤S208的一系列处理是第1阶段的驱动处理还是第2阶段的驱动处理，在判定为第1阶段的驱动处理的情况下(步骤S209的“否”)，返回到步骤S201，并执行从步骤S201到步骤S208的一系列处理。另一方面，在判定为第2阶段的驱动处理的情况下(步骤S209的“是”)，结束处理。
＜本实施方式的作用·效果＞
根据本实施方式所涉及的电动压力机，具备：第1推断部41，其对停止向伺服马达驱动器13输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的冲头1的过冲距离进行推断；第2推断部44，其对直至达到目标载荷值为止的冲头1的移动距离进行推断；以及驱动指令脉冲信号停止部45，其在第1推断部41的推断值变为第2推断部44的推断值的时刻停止驱动指令脉冲信号的供给，即使在基于2阶段驱动方式的加压作业的情况下，在第1阶段的驱动处理与第2阶段的驱动处理之间，实际上也不等待驱动结束，因此，能够防止产距时间延长、且以适当的载荷对工件执行加压作业。
＜第3实施方式＞
利用图9至图11对本实施方式所涉及的电动压力机120进行说明。此外，本实施方式所涉及的电动压力机120与在载荷的斜率超过目标载荷斜率值的时刻进行停止处理的、所谓的差动载荷停止方式有关。
＜电动压力机的电气结构＞
如图9所示，本实施方式所涉及的电动压力机120构成为包括伺服马达驱动器13、编码器14、CPU(中央运算处理装置)20B、控制程序存储部21、显示部22、操作部23、临时存储部24、目标载荷斜率值存储部25A、数据列存储部26、电路部27、驱动指令脉冲产生部28以及编码器位置计数器29。此外，关于标注了与第1实施方式相同的附图标记的结构要素，由于具有相同的功能，因此省略其详细的说明。
目标载荷斜率值存储部25A对本实施方式所涉及的目标载荷斜率值进行存储。
＜中央运算处理装置的电气结构＞
如图10所示，本实施方式所涉及的中央运算处理装置20B构成为包括速度检测部30、第1推断部31、载荷斜率值计算部33、第3推断部38以及驱动指令脉冲信号停止部55。此外，关于标注了与第1实施方式以及第2实施方式相同的附图标记的结构要素，由于具有相同的功能，因此省略其详细的说明。
第3推断部38基于载荷斜率值计算部33计算出的当前的载荷斜率值与存储于目标载荷斜率值存储部25A的目标载荷斜率值，对直至达到目标载荷斜率值为止的冲头1的移动距离进行推断。
这里，第3推断部38如下所示那样对直至达到目标载荷斜率值为止的冲头1的移动距离进行推断。
首先，若将Sf设为载荷斜率值(N/mm)、将Sf0设为当前载荷斜率值(N/mm)、将D设为距离(mm)、且将Ssf设为载荷值的二阶导数值(N/mm2)，则上述参数构成数学式13的关系。
[数学式13]
Sf＝Sf0+Ssf*D
在数学式13中，若将作为目标载荷斜率值Sft的距离设为Dt而对Dt进行求解，则变为数学式14。由此，对向直至达到目标载荷斜率值为止的冲头1的移动距离Dt进行推断。
[数学式14]
Dt＝(Sft-Sf0)/Ssf
另外，与载荷值的一阶导数值Sf相同，也可以根据回归直线的斜率而求出载荷值的二阶导数值Ssf。该情况下，若将位置数据系列设为(x1、x2、...、xn)、且将载荷的一阶部分值的数据系列设为(y1、y2、...、yn)，则基于数学式15对载荷值的二阶导数值Ssf进行计算。
[数学式15]
<电动压力机的处理>
利用图11对本实施方式所涉及的电动压力机的处理进行说明。
首先，CPU(中央运算处理装置)20B从目标载荷斜率值存储部25A读取目标载荷斜率值并将其储存于临时存储部24(步骤S301)。CPU(中央运算处理装置)20B基于储存于临时存储部24的目标载荷斜率值而使驱动指令脉冲产生部28产生驱动指令脉冲，并将产生的驱动指令脉冲信号向伺服马达驱动器13输出(步骤S302)。
接下来，载荷斜率值计算部33对当前载荷斜率值进行计算(步骤S303)。CPU(中央运算处理装置)20对从临时存储部24读取的目标载荷斜率值与载荷斜率值计算部33计算出的当前载荷值进行比较，并判定目标载荷斜率值与当前载荷斜率值的差值是否处于预先规定的规定值以下(步骤S304)。然后，在判定的结果为目标载荷斜率值与当前载荷斜率值的差值大于预先规定的规定值的情况下(步骤S304的“否”)，返回到步骤S302。
在判定的结果为目标载荷斜率值与当前载荷斜率值的差值处于预先规定的规定值以下的情况下(步骤S304的“是”)，启动第1推断部31，根据当前的速度和载荷值而对驱动指令脉冲信号的滞留量进行检测(步骤S305)。
接下来，使第3推断部38启动，对直至由载荷斜率值计算部33检测出的载荷斜率值达到存储于目标载荷斜率值存储部25A的目标载荷斜率值为止的冲头1的移动距离进行推断(步骤S306)。
然后，驱动指令脉冲信号停止部55判断第1推断部31检测出的相当于过冲距离的驱动指令脉冲信号的滞留量是否与第3推断部38计算出的直至达到目标载荷斜率值为止的移动距离一致(步骤S307)，若判断为一致，则停止驱动指令脉冲的输出(步骤S308)。另一方面，在驱动指令脉冲信号停止部55判断为第1推断部31检测出的相当于过冲距离的驱动指令脉冲信号的滞留量与第3推断部38计算出的直至达到目标载荷斜率值为止的移动距离不一致的情况下(步骤S307的“否”)，使处理返回到步骤S302。
＜本实施方式的作用·效果＞
根据本实施方式所涉及的电动压力机，具备：第1推断部31，其对停止向伺服马达驱动器13输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的冲头1的过冲距离进行推断；数据列存储部26，其对使得冲头1的位置与在该位置处施加于冲头1的载荷值建立关联的数据列进行存储；载荷斜率值计算部33，其基于存于数据列存储部26的数据列而计算载荷斜率值；目标载荷斜率值存储部37，其对目标载荷斜率值进行存储；第3推断部38，其基于载荷斜率值计算部33计算出的当前的载荷斜率值与存储于目标载荷斜率值存储部37的目标载荷斜率值，对直至达到目标载荷斜率值为止的冲头1的移动距离进行推断；以及驱动指令脉冲信号停止部55，其在第1推断部31的推断值变为第3推断部38的推断值的时刻停止驱动指令脉冲信号的供给，因此，即使在差动载荷停止的情况下，通过在第1推断部31的推断值变为第3推断部38的推断值的时刻停止驱动指令脉冲信号的供给也能够防止冲头1的过冲。因此，能够防止产距时间延长、且以适当的载荷对工件执行加压作业。
另外，当将目标载荷斜率值设为Sft(N/mm)、将通过一阶导数值或者回归计算而计算出的载荷斜率值(当前载荷斜率值)设为Sf0(N/mm)、将载荷的二阶导数值设为Ssf(N/mm2)、且将直至达到目标载荷斜率值为止的移动距离设为Dt(mm)时，第3推断部38基于规定的关系式对Dt进行推断，由此能够通过简单的计算处理而准确地推断出直至达到目标载荷斜率值为止的冲头1的移动距离。
此外，将电动压力机的处理记录于计算机系统或者计算机能够读取的记录介质，使电动压力机读入并执行记录于该记录介质的程序，从而能够实现本发明的电动压力机。这里所说的计算机系统或者计算机包括OS(操作系统)、周边装置等硬件。
另外，对于“计算机系统或者计算机”，若在利用WWW(World Wide Web，万维网)系统的情况下，则设为还包括主页提供环境(或者显示环境)在内。另外，上述程序也可以从存储装置等中储存有该程序的计算机系统或者计算机经由传送介质或者传送介质中的传送波而传送到其他计算机系统或者计算机。这里，传送程序的“传送介质”是指像因特网等网络(通信网)、电话线路等通信线路(通信线)那样具有传送信息的功能的介质。
另外，上述程序也可以用于实现前述功能的一部分。而且，也可以通过与已经记录于计算机系统或者计算机的程序的组合而实现前述功能的、所谓的差分文件(差分程序)。
以上参照附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体结构并不局限于该实施方式，未脱离本发明的主旨的范围内的设计等也包括在本发明内。
附图标记说明
1…冲头；1a…筒状主体；2…滚珠丝杠；2a…螺杆轴；2b…螺母体；3…压力机主体；4…电动机；5…壳体；6…筒状引导件；9…应变柱；13…伺服马达驱动器；14…编码器；20…CPU(中央运算处理装置)；21…控制程序存储部；22…显示部；23…操作部；24…临时存储部；25…目标载荷值存储部；25A…目标载荷斜率值存储部；26…数据列存储部；27…电路部；28…驱动指令脉冲产生部；29…编码器位置计数器；30…速度检测部；31…第1推断部；33…载荷斜率值计算部；34…第2推断部；35…驱动指令脉冲信号停止部；36…比较部；38…第3推断部；41…第1推断部；42…第2推断部；45…驱动指令脉冲信号停止部；55…驱动指令脉冲信号停止部；100…电动压力机。
Claims (12)
1.一种电动压力机，其特征在于，
所述电动压力机具有：
电动马达；
马达驱动器，其对所述电动马达供给驱动电力；
冲头，其利用所述电动马达的动力对工件进行加压作业；以及
目标载荷值存储部，其对所述冲头的目标载荷值进行存储，
并具备：
第1推断部，其对停止向所述马达驱动器输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的所述冲头的过冲距离进行推断；
第2推断部，其对直至达到所述目标载荷值为止的所述冲头的移动距离进行推断；以及
驱动指令脉冲信号停止部，其在所述第1推断部的推断值变为所述第2推断部的推断值的时刻停止所述驱动指令脉冲信号的供给。
2.根据权利要求1所述的电动压力机，其特征在于，
所述电动压力机具有速度检测部，所述速度检测部对所述冲头的速度进行检测，
当将所述冲头的过冲距离设为Dv(mm)、将速度依赖系数设为Kv(sec)、且将所述冲头的速度设为V(mm/s)时，所述第1推断部基于数学式1而对所述冲头的过冲距离进行推断，
[数学式1]
Dv＝Kv*V。
3.根据权利要求1所述的电动压力机，其特征在于，
所述电动压力机具有：
速度检测部，其对所述冲头的速度进行检测；以及
载荷值检测部，其对施加于所述冲头的载荷值进行检测，
当将所述冲头的过冲距离设为Dvf(mm)、将速度依赖系数设为Kv(sec)、将所述冲头的速度设为V(mm/s)、将载荷依赖系数设为Kf(sec/N)、且将所述载荷值设为F(N)时，所述第1推断部基于数学式2而对所述冲头的过冲距离进行推断，
[数学式2]
Dvf＝Kv*V+Kf*F*V。
4.根据权利要求1所述的电动压力机，其特征在于，
所述电动压力机具备：
位置检测部，其对所述冲头的位置进行检测；
载荷值检测部，其对施加于所述冲头的载荷值进行检测；
数据列存储部，其对使得所述冲头的位置和在所述位置处施加于所述冲头的载荷值建立关联的数据列进行存储；以及
载荷斜率值计算部，其基于存储于所述数据列存储部的数据列而对载荷斜率值进行计算，
所述第2推断部基于所述载荷值检测部检测出的当前的施加于所述冲头的载荷值和所述载荷斜率值计算部计算出的所述载荷斜率值，对直至由所述载荷值检测部检测出的载荷值达到存储于所述目标载荷值存储部的所述目标载荷值为止的所述冲头的移动距离进行推断。
5.根据权利要求4所述的电动压力机，其特征在于，
作为所述载荷斜率值，所述载荷斜率值计算部对与所述冲头的位置变化相关的载荷值的一阶导数值进行计算。
6.根据权利要求4所述的电动压力机，其特征在于，
所述载荷斜率值计算部通过回归计算而对所述载荷斜率值进行计算。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的电动压力机，其特征在于，
所述载荷斜率值计算部还对与所述冲头的位置变化相关的载荷值的二阶导数值进行计算，
当将所述目标载荷值设为Ft(N)、将当前的载荷值设为F0(N)、将所述载荷斜率值设为Sf(N/mm)、将所述载荷值的二阶导数值设为Ssf(N/mm2)、且将所述移动距离设为Dt(mm)时，所述第2推断部基于数学式3而对Dt进行推断，
[数学式3]
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电动压力机，其特征在于，
在对所述冲头执行暂时停止处理之后、使所述冲头进一步移动到规定的设定位置而对工件进行加压作业，在该情况下，以相对于所述第1推断部推断出的所述冲头的过冲距离的位置为基点，还将与直至所述设定位置为止的距离相当的驱动指令脉冲信号向所述马达驱动器输入。
9.一种电动压力机，其具备：电动马达；马达驱动器，其对所述电动马达供给驱动电力；冲头，其利用所述电动马达的动力对工件进行加压动作；载荷值检测部，其对施加于所述冲头的载荷值进行检测；以及位置检测部，其对所述冲头的位置进行检测，
所述电动压力机的特征在于，具备：
第1推断部，其对停止向所述马达驱动器输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的所述冲头的过冲距离进行推断；
数据列存储部，其对使得所述冲头的位置和在所述位置处施加于所述冲头的载荷值建立关联的数据列进行存储；
载荷斜率值计算部，其基于存储于所述数据列存储部的数据列而对载荷斜率值进行计算；
目标载荷斜率值存储部，其对目标载荷斜率值进行存储；
第3推断部，其基于所述载荷斜率值计算部计算出的当前的载荷斜率值和存储于所述目标载荷斜率值存储部的所述目标载荷斜率值，对直至达到所述目标载荷斜率值为止的所述冲头的移动距离进行推断；以及
驱动指令脉冲信号停止部，其在所述第1推断部的推断值变为所述第3推断部的推断值的时刻停止所述驱动指令脉冲信号的供给。
10.根据权利要求9所述的电动压力机，其特征在于，
所述载荷斜率值计算部根据与所述冲头的位置变化相关的所述载荷值的一阶导数值或者通过回归计算而对所述载荷斜率值进行计算，并且对与所述冲头的位置变化相关的载荷值的二阶导数值进行计算，
当将所述目标载荷斜率值设为Sft(N/mm)、将根据所述一阶导数值或者通过回归计算而计算出的载荷斜率值即当前载荷斜率值设为Sf0(N/mm)、将所述载荷值的二阶导数值设为Ssf(N/mm2)、且将直至达到所述目标载荷斜率值为止的移动距离设为Dt(mm)时，所述第3推断部基于数学式4而对Dt进行推断，
[数学式4]
Dt＝(Sft-Sf0)/Ssf。
11.一种控制方法，其是电动压力机的控制方法，所述电动压力机具有：电动马达；马达驱动器，其对所述电动马达供给驱动电力；冲头，其利用所述电动马达的动力对工件进行加压作业；目标载荷值存储部，其对所述冲头的目标载荷值进行存储；第1推断部；第2推断部；以及驱动指令脉冲信号停止部，
所述控制方法的特征在于，具备：
第1工序，所述第1推断部对停止向所述马达驱动器输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的所述冲头的过冲距离进行推断；
第2工序，所述第2推断部对直至达到所述目标载荷值为止的所述冲头的移动距离进行推断；以及
第3工序，所述驱动指令脉冲信号停止部在所述第1推断部的推断值变为所述第2推断部的推断值的时刻停止所述驱动指令脉冲信号的供给。
12.一种程序，所述程序用于使计算机执行电动压力机的控制方法，所述电动压力机具有：电动马达；马达驱动器，其对所述电动马达供给驱动电力；冲头，其利用所述电动马达的动力对工件进行加压作业；目标载荷值存储部，其对所述冲头的目标载荷值进行存储；第1推断部；第2推断部；以及驱动指令脉冲信号停止部，
所述程序的特征在于，使计算机执行如下工序：
第1工序，所述第1推断部对停止向所述马达驱动器输入的驱动指令脉冲信号的供给之后的所述冲头的过冲距离进行推断；
第2工序，所述第2推断部对直至达到所述目标载荷值为止的所述冲头的移动距离进行推断；以及
第3工序，所述驱动指令脉冲信号停止部在所述第1推断部的推断值变为所述第2推断部的推断值的时刻停止所述驱动指令脉冲信号的供给。
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