CN1891372A - 伺服模具缓冲机构控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种不使用力检测器就可以进行正确的力控制的伺服模具缓冲机构的控制装置。控制装置，具有：滑块位置检测部，其检测滑块的位置；存储部，其存储滑块与模具缓冲机构之间的力被预先设定为希望的值的、表示滑块位置与模具缓冲机构速度的对应关系的表或者关系式；和模具缓冲机构速度指令部，其根据滑块位置检测部检测出的滑块检测位置以及表等作成模具缓冲机构的速度指令。

Description

伺服模具缓冲机构控制装置
技术领域
本发明涉及以伺服电动机作为驱动源在冲压机械的滑块上产生力的模具缓冲机构机构的控制装置，尤其，涉及对冲压机械的模具缓冲机构机构产生的力进行控制的控制装置。
背景技术
已知的是：在进行弯曲、拉深、穿孔等冲压加工的冲压机械中，在加工动作中，对于支撑在冲压加工中使用的第1模具的可移动侧的支撑部件(一般称为滑块)，作为从支撑第2模具的支撑部件侧施加需要压力的附属装置，装备模具缓冲机构机构。模具缓冲机构机构，通常被构成为：使以规定的压力保持的可移动元件(一般称为缓冲垫)，直接或者间接地冲突了向合模方向移动中的滑块(或者第1模具)之后，经合模(成形)到开模，缓冲垫对滑块施加压力并且与滑块一起移动。此时，例如，在缓冲垫和滑块之间夹持被加工部件加工位置的周边区域，由此可以防止发生被加工元件的褶皱。
现有的模具缓冲机构很多是以油压或者空压式装置作为驱动源，这些装置只能用固定压力进行控制。另外为了进行高精度的冲压加工，理想的是拉深时的压力不是固定的而是根据拉深量而变化，但是在油压或者空压式装置中不能实现上述要求。
因此近年，为了可以进行应答性良好的力控制，研发出了以伺服电动机为驱动源的模具缓冲机构机构(例如，参照特开平10-202327号公报)。在特开平10-202327号公报中记载的模具缓冲机构，具有使在冲压机械的滑块下方设置的缓冲机构，对应滑块的升降动作，通过伺服电动机进行升降动作的构成。在此构成中，将对应于缓冲垫位置的缓冲行程与缓冲压的关系曲线交换为预先根据模具而确定的自由曲线来进行压力控制。另外，在特开平7-106477号公报中记载着根据滑块位置按照预先设定的负荷模式图控制缓冲压的例子。
在现有的伺服模具缓冲机构的控制中，必须有用于控制力的力信号，必须使用测定用于生成该力信号的力检测值的力检测器。可是通过力检测器的测定，容易受到伴随着近年高速化的滑块的急剧加减速而导致的振动等影响，含有不能忽略的误差的场合也不少。这样当检测值的误差变大时，就不能进行正确的力的控制。
发明内容
因此本发明的目的是提供不使用力检测器就可以进行正确的力控制的伺服模具缓冲机构控制装置。
为了达成上述目的，本发明提供一种控制装置，其是在冲压机械中以伺服电动机作为驱动源产生对于上述冲压机械的滑块的压力的伺服模具缓冲机构的控制装置，具有：滑块位置检测部，其检测上述滑块的位置；存储部，其存储上述滑块与上述模具缓冲机构之间的力被预先设定为希望的值的、表示上述滑块的位置与上述模具缓冲机构的速度的对应关系的信息；和模具缓冲机构速度指令部，其根据上述滑块位置检测部检测出的滑块检测位置以及上述信息作成上述模具缓冲机构的速度指令。
上述滑块位置检测部，也可以被置换为作成上述滑块的位置指令的滑块位置指令部。该场合，上述模具缓冲机构速度指令部，根据上述滑块位置指令部检测出的滑块指令位置以及上述信息作成上述模具缓冲机构的速度指令。
上述信息，例如是根据所需条件预先所设定的数据表或者关系式。
上述控制装置，还具有根据上述模具缓冲机构的速度指令而作成上述模具缓冲机构的转距指令的模具缓冲机构转距指令部。
附图说明
参照附图对以下适合的实施方式进行说明，由此使本发明的上述或者其它目的、特征以及优点变得更清楚。
图1是表示包含本发明第1实施方式的伺服模具缓冲机构控制装置的冲压机械的基本构成方框图。
图2是表示图1控制装置的作用的流程图。
图3是表示包含本发明第2实施方式的伺服模具缓冲机构控制装置的冲压机械的基本构成方框图。
图4是表示图3控制装置的作用的流程图。
具体实施方式
图1是表示包含本发明第1实施方式的伺服模具缓冲机构控制装置的冲压机械的基本构成方框图。如图1所示，本发明第1实施方式的伺服模具缓冲机构控制装置10，在具有通过适当的联杆机构12由伺服电动机14来进行驱动的滑块16和对应滑块16的动作而移动的模具缓冲机构18的冲压机械20中，为了在模具缓冲机构18与滑块16之间产生规定的力(压力)，控制对模具缓冲机构18进行驱动的伺服电动机22。此外因为关于控制装置10以外的构成元件可以是与现有的相同，所以省略详细地说明。
控制装置10，具有：检测滑块16的位置的滑块位置检测部即检测器10a；存储部10b，其存储滑块16与模具缓冲机构18之间的力被预先设定为希望的值的、表示滑块16的位置与模具缓冲机构18的速度的对应关系的信息，例如数据表或者关系式(后述)；和模具缓冲机构速度指令部10c，其根据滑块位置检测部10a检测出的滑块检测位置以及数据表等作成模具缓冲机构18的速度指令。另外存储部10b，作为表示滑块16的位置与模具缓冲机构18的速度的对应关系的信息可以代替数据表存储关系式。
以下对于本发明的基本考虑方法进行叙述。在上述冲压机械20中，用下式表示由模具缓冲机构18产生的对于滑块16的力F(冲压)。其中，滑块和模具缓冲机构冲突时的时刻t假设为0(t＝0)。
∫(Vs-Vd)dt＝k·F              (1)
在此Vs以及Vd分别是滑块以及模具缓冲机构的速度，k是将从左边得到的值(位置数据)换算为力的系数。另外公式(1)也可以使用滑块位置Ps如以下进行变形。
Ps-∫(Vd)dt＝kF               (2)
由公式(2)从滑块位置以及力F可以求出模具缓冲机构的指令速度Vd。因此，可以求出以滑块位置作为输入，以所得希望压力F的模具缓冲机构指令速度Vd作为输出的传递函数。此外，如果确定了模具缓冲机构指令速度，则使用其它适合的传递函数，并使用模具缓冲机构转距指令部10d可以作成模具缓冲机构转距指令。此外，根据最适合的加工条件来确定希望的压力F，该最适合的加工条件是通过预先进行被称之为所需条件的各种条件下的冲压加工而得到的。
以下，根据上述的考虑方法，参照附图以及表对本发明进行详细地说明。表1是以表形式来表示在使用冲压机械成形某加工产品A的场合的滑块检测位置Ps1～Psn和得到上述希望的力F的模具缓冲机构速度指令值Vd1～Vdn的关系。如上所述，根据由所需条件而得到的滑块位置和模具缓冲机构速度的关系作成表1。
[表1]
  滑块检测位置   模具缓冲机构指令速度
  Ps1   Vd1
  Ps2   Vd2
  Ps3   Vd3
  Ps4   Vd4
  Ps5   Vd5
  :   :
  Psn   Vdn
图1表示使用表1从滑块检测位置求出模具缓冲机构指令速度的流程。首先，检测器10a检测在某时刻中的滑块检测位置Ps(步骤S1)。接着，模具缓冲机构速度指令部10c，从表1的Ps1～Psn中抽出与Ps一致或者最接近的值，并根据对应于抽出了检测位置的表中的Vd值作成模具缓冲机构的速度指令(步骤S2)。接着，速度指令部10c输出根据上述的公式(2)作成的速度指令(步骤S3)，由此可以得到希望的冲压。
在此，在检测位置的值处于表1中所表示的的值之间(例如Ps1和Ps2之间)的场合，例如，如在检测位置Ps＞Ps1时可以取Vd＝0(滑块位置以上方为正)，以后在Ps1≥Ps＞Ps2时可以取Vd＝Vd1，Ps2≥Ps＞Ps3时可以取Vd＝Vd2…这样地，在Psn≥Ps＞Ps(n+1)时可以取Vd＝Vdn。或者，可以使用直线插值式等计算速度指令Vd，也可以不使用数据表而使用适当的关系式。
另一方面，作为输入的滑块位置，也可以代替滑块检测位置使用滑块指令位置。此时，图3所示的第2实施方式的控制装置10′，代替检测滑块位置的检测器10a具有作成滑块位置指令的滑块位置指令部10a′。其它可以与图1的构成相同。另外，控制装置10′的流程，如图4所示，可以将图2的步骤S1置换为进行“读出滑块指令位置”的S1′。其它可以与图2的构成相同。另外，当然也可以代替滑块位置使用对滑块位置进行微分而求得的滑块速度，根据公式(1)来作成数据表或者关系式。
另外还可以有代替求模具缓冲机构的速度指令或者转距指令，设定速度或者转距的限制值(上限值以及/或者下限值)的方法。在此方法中，在冲压加工中不太要求精度的场合，不是特定的指令值而是确定指令值的范围，并可以使模具缓冲机构在某程度上自由地移动。
这样，根据滑块位置以及用所需条件得到的信息，不用检测冲压就可以作成模具缓冲机构最适合的速度指令或者转距指令。当然，残留着在传递函数中不能完全纳入的工件尺寸的散差等因素，但是其影响与加工品的精度相比小到可忽略不计，所以在实际的加工中没有问题。
根据本发明的伺服模具缓冲机构控制装置，不需要使用历来需要的力检测器，因此可实现设备的低成本化，并且可以消除力检测器的检测值可包含的误差的影响。
参照为了说明而选定的特定实施方式来说明了本发明，但是，显然，对于本领域技术人员来说在不脱离本发明的基本概念以及范围的情况下可以进行多种变更。

Claims (5)

1.一种控制装置(10)，其是在冲压机械(20)中以伺服电动机(22)作为驱动源产生对于所述冲压机械(20)的滑块(16)的力的伺服模具缓冲机构(18)的控制装置(10)，其特征在于，具有：
滑块位置检测部(10a)，其检测所述滑块(16)的位置；
存储部(10b)，其存储所述滑块(16)与所述模具缓冲机构(18)之间的力被预先设定为希望值的、表示所述滑块(16)的位置与所述模具缓冲机构(18)的速度的对应关系的信息；和
模具缓冲机构速度指令部(10c)，其根据所述滑块位置检测部(10a)检测出的滑块检测位置以及所述信息生成所述模具缓冲机构(18)的速度指令。
2.一种控制装置(10)，其是在冲压机械(20)中以伺服电动机(22)作为驱动源产生对于所述冲压机械(20)的滑块(16)的力的伺服模具缓冲机构(18)的控制装置(10)，其特征在于，具有：
滑块位置指令部(10a′)，其生成所述滑块(16)的位置指令；
存储部(10b)，其存储所述滑块(16)与所述模具缓冲机构(18)之间的压力被预先设定为希望值的、表示所述滑块(16)的位置与所述模具缓冲机构(18)的速度的对应关系的信息；和
模具缓冲机构速度指令部(10c)，其根据所述滑块位置指令部(10a′)指示的滑块指令位置以及所述信息生成所述模具缓冲机构(18)的速度指令。
3.根据权利要求1或者2所述的控制装置，其中，
所述信息是根据所需条件预先所设定的数据表。
4.根据权利要求1或者2所述的控制装置，其中，
所述信息是根据所需条件预先所设定的关系式。
5.根据权利要求1或者2所述的控制装置，
还具有：
模具缓冲机构转矩指令部(10d)，其根据所述模具缓冲机构(18)的速度指令来生成所述模具缓冲机构(18)的转矩指令。
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