TW201404581A - 機械壓床之滑塊動作控制裝置 - Google Patents

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Abstract

機械壓床之滑塊動作控制裝置包括：一滑塊，其被配置成能相對於一從動體而可相對地垂直活動，而一驅動力則係經由該機械壓床之一連接桿而被傳遞至該從動體上；相對位置指令手段，其輸出一表示該滑塊相對於該從動體之相對位置的相對位置指令；相對位置偵測手段，其偵測該滑塊相對於該從動體之相對位置，並輸出一表示被偵測到之相對位置的相對位置偵測信號；一伺服馬達；一驅動機構，其藉由該伺服馬達之驅動力而相對於該從動體相對地驅動該滑塊；及控制手段，其係依據一輸出自該相對位置指令手段處之相對位置指令信號及一輸出自該相對位置偵測手段處之相對位置偵測信號來控制該伺服馬達。

Description

機械壓床之滑塊動作控制裝置
本發明係有關於一種機械壓床之滑塊動作控制裝置，且尤其係有關於一種控制機械壓床之滑塊的技術，此滑塊則係藉由一曲柄或一連桿機構而相對於一連接桿之頂端部分(連接桿頂端)被驅動。
傳統上機械壓床之種類如日本第2011-194466號專利公開案及日本第2001-062597號專利公開案。
在日本第2011-194466號專利公開案中所提出之壓床中，一液壓缸體機構被配置在一將一曲柄軸及一滑塊相連接之連接構件(連接桿)的頂端與該滑塊之間，一可供轉動一機械壓床之一主軸用之伺服馬達被停止在一位置處，該主軸在此位置處已從一上死心位置起被轉動180度，壓力油也被供應至該液壓缸體機構，且該滑塊被進一步地向下推。
亦即，一在日本第2011-194466號專利公開案中所提出之發明係一種複合類型(混合類型)之壓床，其藉由若干諸如由伺服馬達所驅動之曲柄機構的機械機構 來執行壓製工作，且藉由位於滑塊之下死心附近處之液壓缸體機構來執行壓製工作。具體而言，此壓床藉由達到某一位置處之機械機構來執行壓製工作；而在該某一位置處，此壓床之主軸則已從上死心位置被轉動180度，並隨後停止用於轉動曲柄軸之伺服馬達，且藉由被併合於連接桿頂端及滑塊之間的液壓缸體機構來使此滑塊運作，及執行所謂「鋪底」或「撞擊」工作。結果將可對一工件進行深拉引，且除此之外亦可經由該液壓缸體機構而緩慢地壓製此工件，藉此使得此工件上不會發生斷裂或類似現象，且亦可免於發生回彈現象。
日本第2001-062597號專利公開案中提出一 種壓力裝置，其中第一滑塊藉由第一驅動手段(第一螺旋機構或曲柄機構)而移動至一預設位置，第二滑塊藉由第二驅動手段(第二螺旋機構)而移動至一預定位置(固定點位置)，且相對地移動至第一滑塊，而藉此使得一介於此第二滑塊與一基板間之工件可被壓製。
一在日本第2001-062597號專利公開案中所 提出之發明中使用兩個驅動手段，其中之第一驅動手段係用來驅動第一滑塊，而第二驅動手段係用來驅動第二滑塊；作為該第一驅動手段，將使用可在短時間內將第一滑塊移動至預設位置(於固定點工作位置)之手段(若是螺旋機構則係具有大節距之手段)，以及作為該第二驅動手段，將使用可精確地將第二滑塊定位至一固定點位置之手段(若是螺旋機構則係具有小節距之手段)，藉此改良在固定點工作位置處之定位精確度，且亦可獲得一大 壓力。
一被提出在日本第2011-194466號專利公開案中之壓床的控制裝置執行控制工作，其中伺服馬達會在一位置處停止；在此位置處，由伺服馬達所驅動之曲柄機構的主軸已從上死心位置處被轉動180度，壓力油在此停止期間被供應至液壓缸體裝置，且其中滑塊移動至一已被向下推至最低點處之位置，但其在壓製工作期間並不繼續執行對此滑塊位置之位置控制。
同樣地，被提出在日本第2001-062597號專利公開案中之壓力裝置具有一可偵測第二滑塊位置之位置偵測裝置(線性比例)。在此壓力裝置中，相對於地一滑塊且基於該位置偵察裝置所偵測之位置信號而被固定至一預定位置上之第二滑塊會將第一滑塊移離初始位置H0，直到其到達一預設位置H1；隨後，藉由第二驅動手段而將第二滑塊移離位置H1並到達一預定位置H(固定點位置)。然而，因為此位置偵察裝置僅偵測第二滑塊之位置，故第二滑塊之位置在第一及第二滑塊同時被第一及第二驅動手段所驅動時將無法被控制。
此外，日本第2011-194466號專利公開案提出可藉伺服馬達驅動曲柄機構之壓床(伺服壓床)。概括而言，已存在問題在於：雖然一伺服壓床可任意地設定一滑塊之位置、速率等，但此滑塊之可變速率反應係低的，因為滑塊之質量及一伺服馬達及一曲柄軸之轉動軸的慣量係大的。在日本第2011-194466號專利公開案所提出 之發明中，此機械壓床之主軸(伺服馬達)的轉動停止在此主軸已從上死心位置起被轉動180度之所在的位置處，且在日本第2001-062597號專利公開案所提出之發明中，第一驅動手段在滑塊到達預定位置時被停止。然而，儘管獲得了高速率反應，此停止控制無法被精確地達成。
本發明係基於上述之狀況而被完成，且本發 明之目標在於提供一機械壓床之滑塊動作控制裝置，其可在一曲柄驅動式或連桿驅動式機械壓床中輕易地、簡潔地且廉價地改變滑塊動作，且相較於一藉由伺服馬達驅動一傳統曲柄軸之伺服壓床，其則可顯著地改良一滑塊之可變速率反應。
為了達成上述之目標，根據本發明所實施之 機械壓床之滑塊動作控制裝置的特徵在於包括：一滑塊，其被配置成可相對於一從動體相對地垂直移動，而一驅動力則經由該機械壓床之一連接桿而被傳輸至該從動體；相對位置指令手段，其輸出一表示該滑塊相對於該從動體之相對位置的相對位置指令；相對位置偵測手段，其偵測該滑塊相對於該從動體之相對位置，並輸出一表示該經偵測之相對位置的相對位置偵測信號；一伺服馬達，一驅動機構，其藉由該伺服馬達之一驅動力而相對於該從動體相對地移動該滑塊；及控制手段，其係基於一輸出自該相對位置指令手段處之相對位置指令信號以及輸出自該相對位置偵測手段處之該相對位置偵測信號而控制該伺服馬達。
根據本發明之一態樣，驅動機構之伺服馬達 係基於輸出自相對位置指令手段處之相對位置指令信號以及輸出自相對位置偵測手段處之相對位置偵測信號而被控制，且滑塊藉由伺服馬達之驅動力而相對於從動體被相對地移動。因此，不受由驅動力(其藉由機械壓床之連接桿而被傳輸)所驅動之從動體的影響，該滑塊相對於該從動體之相對位置可被控制。
在其中曲柄軸係由伺服馬達所驅動之目前主 流機械壓床(伺服壓床)的情形中，滑塊動作可以被改變，但是此滑塊動作之可變速率反應性則是低的。同時，在其中曲柄軸係由飛輪所驅動之一般性機械壓床的情形中，滑塊動作係不可以被改變。然而，根據本發明之一態樣，因為滑塊相對於從動體之相對位置可不受此從動體影響地被控制，故此滑塊之一位置可自該從動體之一位置及此滑塊之相對位置處被控制。具體而言，甚至當該從動體之活塞控制的可變速率反應性係低的或可變控制無法被執行，因為被配置成可相對於該從動體相對地垂直移動之滑塊具有一比該從動體小之質量，且不受一用於驅動該從動體之旋轉驅動機構的慣性所影響，故該滑塊(滑塊動作)之相對位置在反應性方面係優異於該從動體之位置的控制。
在與本發明之另一態樣有關之機械壓床之滑 塊動作控制裝置中，相對位置指令手段輸出一可供振動滑塊用之相對位置指令信號。此可供振動滑塊用之相對位置指令信號被輸出自該相對位置指令手段，並藉此使 該滑塊可不受一從動體影響地被振動。此將可避免在材料表面上缺少一油膜，且因此可在已被加工的工件上有一良好之表面狀況。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，該機械壓床經由該連接桿持續地移動該從動體至少歷經一壓製工作期間。亦即，使該從動體等停止之控制並不執行歷經該壓製工作期間，且該從動體類似於一平常機械壓床之滑塊般地操作。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，該相對位置指令手段在該從動體正移動時輸出一與該從動體之一移動位置相對應之相對位置指令信號達一段預定時間。結果，一滑塊之一相對位置在從動體正移動時相對於此從動體被控制，且此滑塊之一位置藉由從動體之一位置及此滑塊相對於此從動體之相對位置而被控制。
一與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置另包括：角速率偵測手段，其偵測該伺服馬達之角速率，其中該控制手段基於一第二操作量來控制該伺服馬達，該第二操作量則係與一介於一由該角速率偵測手段所偵測的角速率信號與一第一操作量之間的偏差相對應，而該第一操作量則係與一介於該相對位置指令信號與該相對位置偵測信號之間的偏差相對應。結果，動態穩定性被確保(一延遲期將被改正)。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，該相對位置指令手段具有：目標 速率指令手段，其輸出該滑塊之一目標速率指令信號；速率偵測手段，其偵測該從動體之速率；一減法器，其計算一介於由該目標速率指令手段所命令的一目標速率指令信號與由該速率偵測手段所偵測的該從動體的速率信號之間的差；及一積分器，其對由該減法器所算出之差進行積分，該相對位置指令手段輸出一由該積分器所積分之積分信號以作為該相對位置指令信號。此將可輕易地從該滑塊之目標速率指令信號而產生相對位置指令信號。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，該相對位置指令手段具有：目標位置指令手段，其輸出該滑塊之一目標位置指令信號；位置偵測手段，其偵測該從動體之一位置；及一減法器，其計算一介於由該目標位置指令手段所命令的一目標位置指令信號與由該位置偵測手段所偵測的該從動體的位置信號之間的差；及該相對位置指令手段輸出一由該減法器所計算之差信號以作為該相對位置指令信號。此將可輕易地從該滑塊之目標位置指令信號以及該經偵測到之從動體的位置信號而產生該相對位置指令信號。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，該相對位置指令手段包括：第一目標位置指令手段，其輸出該滑塊之一第一目標位置指令信號；第二目標位置指令手段，其輸出該從動體之一第二目標位置指令信號；及一減法器，其計算一介於輸出自該第一目標位置指令手段處的該第一目標位置指令 信號與輸出自該第二目標位置指令手段處的該第二目標位置指令信號之間的差；及該相對位置指令手段輸出一由該減法器所計算之差信號以作為該相對位置指令信號。該相對位置指令信號可輕易地從該滑塊之第一目標位置指令信號以及該從動體之第二目標位置指令信號而被產生。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，該相對位置偵測手段包括：滑塊位置偵測手段，其偵測該滑塊之一位置；從動體位置偵測手段，其偵測該從動體之一位置；一減法器，其計算一介於一輸出自該滑塊位置偵測手段處的滑塊位置偵測信號與一輸出自該從動體位置偵測手段處的從動體位置偵測信號之間的差；及該相對位置偵測手段輸出一由該減法器所計算之差信號以作為該相對位置偵測信號。此將可在無需提供用以直接偵測該滑塊相對於該從動體之相對位置的位置偵測手段下偵測該相對位置。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，該驅動機構手段包括：一缸體-活塞機構，其被設置在該滑塊中；及一流體壓力泵/馬達，其係由該伺服馬達所驅動且供應一壓力流體至該缸體-活塞機構之一流體壓力腔室。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，該驅動機構手段包括：一螺旋機構，其包括被設置在該從動體與該滑塊之間的一螺旋部分及一螺帽部分，及動力傳輸手段，其將伺服馬達之驅 動力傳輸至該螺旋部分或該螺帽部分。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，該驅動機構手段包括：一齒條及小齒輪機構，其被設置在該從動體與該滑塊之間，及動力傳輸手段，其將該伺服馬達之驅動力傳輸至該齒條及小齒輪機構之一小齒輪。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，複數個相對位置偵測手段、複數個伺服馬達、及複數個驅動機構被分別地設置，該複數個相對位置偵測手段分別地偵測該滑塊相對於該從動體之複數個相對位置，並分別地輸出表示該等經偵測之相對位置的相對位置偵測信號，複數個驅動機構藉由該複數個伺服馬達之驅動力而相對於該從動體相對地移動該滑塊，控制手段基於輸出自該相對位置指令手段處之該相對位置指令信號以及輸出自該該複數個相對位置偵測手段處之該複數個相對位置偵測信號而控制該複數個伺服馬達。此將得以將該滑塊控制成即使一偏心負荷被施加至該滑塊也不致會傾斜。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，該滑塊包括複數個內滑塊，其被配置成可分別地相對於該從動體而垂直移動，該複數個相對位置偵測手段分別地偵測該複數個內滑塊相對於該從動體之相對位置，該複數個驅動手段分別地且獨立地相對移動該複數個內滑塊。
在與本發明之再另一態樣有關之機械壓床之 滑塊動作控制裝置中，該相對位置指令手段分別地輸出相對位置指令，其表示該複數個內滑塊相對於該從動體之相對位置，該控制手段係分別地基於與該複數個內滑塊相對應且輸出自該相對位置指令手段處之該複數個相對位置指令信號以及基於輸出自該複數個相對位置偵測手段處之該複數個相對位置偵測信號來控制該複數個伺服馬達。結果，該複數個內滑塊之諸位置可被單獨地控制，且甚至在一將被部分地壓製加工之材料的厚度(工件)係不同時，一大的偏心負荷可被避免作用在該機械壓床上。
根據本發明，用以相對於該從動體而相對地 移動該滑塊之該驅動機構的伺服馬達係基於表示該滑塊相對於該從動體之相對位置的相對位置指令信號以及由該相對位置偵測手段所偵測到之相對位置偵測信號而被控制，其中該滑塊被配置成可相對於該從動體相對地垂直移動，驅動力則經由該機械壓床之連接桿而被傳輸至該從動體。因此，不受由該驅動力(其藉由機械壓床之連接桿而被傳輸)所驅動之從動體的影響，該滑塊相對於該從動體之相對位置可被控制。具體而言，因為被配置成可相對於該從動體相對地垂直移動之滑塊具有一比該從動體小之質量，且不受一用於驅動該從動體等之旋轉驅動機構的慣性所影響，故該滑塊之可變速率反應性可被顯著地改良。
1‧‧‧蓄壓器
2‧‧‧液壓泵/馬達
3‧‧‧伺服馬達
3a‧‧‧伺服馬達
3a’‧‧‧伺服馬達
3b‧‧‧伺服馬達
3b’‧‧‧伺服馬達
4‧‧‧引導操作止回閥
5‧‧‧電磁閥
6‧‧‧洩壓閥(安全閥)
7‧‧‧空氣槽
8‧‧‧平衡缸體
9‧‧‧液壓迴路
11‧‧‧壓力偵測器(滑塊內建缸體液壓腔室)
11’‧‧‧液壓腔室壓力
12‧‧‧壓力偵測器(驅動裝置/系統壓力)
13‧‧‧角速率偵測器(伺服馬達)
13a‧‧‧伺服馬達角速率
13a’‧‧‧伺服馬達角速率
13b‧‧‧伺服馬達角速率
13b’‧‧‧伺服馬達角速率
14‧‧‧角速率偵測器(曲柄軸)
14’‧‧‧曲柄角速率
15‧‧‧位置偵測器(滑塊)
15’‧‧‧滑塊位置
16‧‧‧角度偵測器(曲柄軸)
16’‧‧‧曲柄角度
17‧‧‧滑塊相對位置
21‧‧‧曲柄軸
22‧‧‧連接桿
23‧‧‧滑塊內建活塞
24‧‧‧下降側液壓腔室
25‧‧‧滑塊內建缸體
26‧‧‧滑塊
27‧‧‧承板
28‧‧‧機床
29‧‧‧滑塊內之上升側液壓腔室
31‧‧‧模具
33‧‧‧伺服馬達
34‧‧‧齒輪
35‧‧‧主齒輪
41a、41b‧‧‧伺服馬達
42a、42b‧‧‧螺旋
43a、43b‧‧‧螺帽
44‧‧‧滑塊板
45a、45b‧‧‧小齒輪
46‧‧‧配備齒條之滑塊板
51(51’)‧‧‧滑塊相對位置指令器
51a‧‧‧目標速率指令器
51a’‧‧‧目標位置指令器
51b‧‧‧計算器
51d‧‧‧積分器
52‧‧‧比例控制器1
53‧‧‧比例控制器2
53a‧‧‧比例控制器2a
53b‧‧‧比例控制器2b
54‧‧‧位置控制補償器1
55‧‧‧位置控制補償器2
55a‧‧‧位置控制補償器2a
55b‧‧‧位置控制補償器2b
56‧‧‧位置控制補償器3
57‧‧‧位置控制補償器4
58‧‧‧滑塊相對位置偵測器
61‧‧‧伺服放大器
61a‧‧‧伺服放大器
61a’‧‧‧伺服放大器
61b‧‧‧伺服放大器
61b’‧‧‧伺服放大器
62‧‧‧交流電源供應器
62a‧‧‧交流電源供應器
62a’‧‧‧交流電源供應器
62b‧‧‧交流電源供應器
62b’‧‧‧交流電源供應器
63‧‧‧直流電源供應器(再生機)
63a‧‧‧直流電源供應器(再生機)
63a’‧‧‧直流電源供應器(再生機)
63b‧‧‧直流電源供應器(再生機)
63b’‧‧‧直流電源供應器(再生機)
71‧‧‧連接桿頂端(或滑塊)控制裝置(當驅動軸被伺服馬達所驅動時之滑塊位置控制裝置)
100-1‧‧‧滑塊動作控制器
100-2‧‧‧滑塊動作控制器
100-3‧‧‧滑塊動作控制器
100-5‧‧‧滑塊動作控制器
100-5’‧‧‧滑塊動作控制器
第1圖係一顯示一機械壓床之結構圖，而一根據本發明所實施之機械壓床之滑塊動作控制裝置的第一實施例則被運用於其上，且亦顯示一包括一可供此滑塊動作控制裝置用之液壓迴路的驅動機構。
第2圖係一顯示可供第1圖所示機械壓床用之滑塊動作控制裝置之控制手段之第一實施例的方塊圖。
第3圖係一顯示一滑塊相對位置指令器之實施例的方塊圖。
第4A及4B圖係顯示諸承板式滑塊速率與位置、諸連接桿式滑塊速率與位置、及一連接桿頂端之諸速率與位置的波形圖。
第5圖係顯示諸承板式滑塊位置、諸連接桿式滑塊位置、及該連接桿頂端之諸位置的波形圖。
第6圖係一顯示該滑塊相對位置指令器之另一實施例的方塊圖。
第7圖係一顯示一機械壓床之結構圖，而一根據本發明所實施之機械壓床之滑塊動作控制裝置的第二實施例則被運用於其上，且亦顯示一包括一可供此滑塊動作控制裝置用之液壓迴路的驅動機構。
第8圖係一顯示可供第7圖所示機械壓床用之滑塊動作控制裝置之控制手段之第二實施例的方塊圖。
第9圖係一顯示一機械壓床之一驅動機構(螺旋機構)的結構圖，而一根據本發明所實施之機械壓床之滑塊動作控制裝置的第三實施例則被運用於其上，且亦顯示該滑塊動作控制裝置。
第10圖係一顯示可供第9圖所示機械壓床用之滑塊動作控制裝置之控制手段之第三實施例的方塊圖。
第11圖係一顯示一機械壓床之一驅動機構(齒條與小齒輪機構)的結構圖，而一根據本發明所實施之機械壓床之滑塊動作控制裝置的第四實施例則被運用於其上，且亦顯示該滑塊動作控制裝置。
第12圖係一顯示一機械壓床的結構圖，而一根據本發明所實施之機械壓床之滑塊動作控制裝置的第五實施例則被運用於其上，且亦顯示一包括一可供此滑塊動作控制裝置用之液壓迴路的驅動機構。
第13A及13B圖係顯示可供第12圖中所示機械壓床用之滑塊動作控制裝置之控制手段的方塊圖。
第14A及14B圖係被用以說明當一偏心負荷作用在一傳統機械壓床中時之問題的圖式。
第15A至15C圖係顯示在可供機械壓床第五實施例用之滑塊動作控制裝置中如何使一偏心負荷不會作用在此機械壓床上。
第16A及16B圖係顯示一範例之圖表及圖式，其中右及左側內部滑塊操作被分別地控制，以便可根據右及左側模製程序產生一模製負荷，然而以可模製性為優先考量。
下文中將按照所附諸圖式詳細說明一根據本發明所實施之可供機械壓床用滑塊動作控制裝置的實施例。
[機械壓床用滑塊動作控制裝置之形態(第一實施例)]
<機械壓床之結構>
第1圖係一顯示一機械壓床之結構圖，而一根據本發明所實施之機械壓床之滑塊動作控制裝置的第一實施例則適用於所式之機械壓床，且亦顯示一驅動機構，其包括一用於此滑塊動作控制裝置之液壓迴路。
第1圖所示機械壓床10-1具有：一機柱(機架)20、一滑塊26、一位於一機床28上之承板27等，且滑塊26係藉由一被設置在機柱20上之導引部而被可移動地導引於一垂直方向上。
一包括一滑塊內建缸體(亦即具有內建式滑塊之缸體)25及一滑塊內建活塞(亦即具有內建式滑塊之活塞)23的缸體-活塞機構被設置在滑塊26中，且一被設置在一曲柄軸21上之連接桿22的頂端被連接至滑塊內建活塞23。一旋轉驅動力經由一伺服馬達33、一齒輪34及一主齒輪35而被傳遞至曲柄軸21。當曲柄軸21藉伺服馬達33而轉動時，滑塊26在第1圖中藉一經由曲柄軸21及連接桿22所施加之驅動力而連同滑塊內建活塞23(從動體)移動在一垂直方向上。
此外，滑塊26係與滑塊內建缸體25一體成型，且可對於滑塊內建活塞23(從動體)相對地移動(向上及向下)於垂直方向上。壓力油可從一液壓迴路9被供應至一位於該缸體-活塞機構之一滑塊中之下降側液壓腔室24處，且從液壓迴路9所供應之壓力油變成一動力源，以 便相對於一連接桿頂端(滑塊內建活塞23)而相對地下降滑塊26。此外，此相對於該連接桿頂端而相對地上升滑塊26之動力源係藉由一力而被供應，而此力則係藉由從一空氣槽7將空氣供應至一上升側液壓腔室29或藉由一平衡缸體8之推力而被產生的。
一用以偵測滑塊26之位置的滑塊位置偵測器 15被設置在機械壓床10-1之承板27的一側上，而偵測曲柄軸21之角速率及角度的角速率偵測器14(角速率偵測手段)及角度偵測器16(角度偵測手段)被設置在曲柄軸21處。可注意到角速率偵測器14可為一藉由微分一輸出自角度偵測器16處之角度信號而獲得一角速率信號者。
一上模具31a被繫接於滑體26上，而一下模具 31b則被繫接於承板27上。一模具31(上模具31a及下模具31b)在本範例中係將被用於模製一向上閉合且中空杯狀(拉引成型)之產品的模具。
<滑塊動作控制裝置之液壓迴路>
根據本發明所實施之滑塊動作控制裝置之液 壓迴路9主要係由下列者所構成：一蓄壓器1、一液壓泵/馬達2、一被連接至液壓泵/馬達2之一轉動軸上的伺服馬達3、一引導操作止回閥4、一電磁閥5、及一洩壓閥6。
大約1至5kg/cm2之氣體壓力被設定在蓄壓器 1中，且蓄壓器1存放處於大約不超過10kg/cm2之低壓狀態下(大致上恆定低壓)之操作油，並當作一貯槽。
液壓泵/馬達2之一開口被連接至位於滑塊中 之下降側液壓腔室24並通過引導操作止回閥4，而其另一 開口則被連接至蓄壓器1，且液壓泵/馬達2依據由伺服馬達3所施加之扭矩以及作用在兩開口上之液壓壓力而以轉動方式運轉在一正向上(朝在其上加壓下降側液壓腔室24之一側)及在一反向上(朝在其上釋壓下降側液壓腔室24之一側)。
引導操作止回閥4使得下降側液壓腔室24之 壓力可在一壓製(滑塊)之循環作業期間於一非工作進程之區域中(一滑塊衝程的至少上半部)被保持在恆定狀態，以便減小伺服馬達3(加上液壓泵/馬達2)之負荷，即使此伺服馬達3係在未負載之狀態(零扭矩狀態)下，並維持滑塊26相對於滑塊內建活塞23位於一下端部(界限)處。 作為一範例，一作用在液壓泵/馬達2之下降側液壓腔室24之一開口上的壓力被用於引導操作。
電磁閥5用來強制地消除作用在下降側液壓 腔室24上之壓力。電磁閥5並非用在一般時機(在運轉時)，而是被使用在維修保養時(在拆卸機器前)等。
除了一連同動作之控制而正常產生的壓力之 外，當一突如其來之異常壓力作用在下降側液壓腔室24上時，洩壓閥6用來將壓力油釋放至一大致恆定之低壓(蓄壓器1)側。
此外，作用在液壓泵/馬達2之下降側液壓腔 室24的該開口上之壓力(下降側液壓腔室24在引導操作止回閥4被打開時之壓力)以及作用在液壓泵/馬達2之蓄壓器側的該開口上之壓力分別地被壓力偵測器11及12所偵測到，且伺服馬達3之一角速率被角速率偵測器13所偵 測到。
<滑塊動作控制裝置之控制手段(第一實施例)>
第2圖係一顯示用於第1圖所示機械壓床之滑塊動作控制裝置之控制手段之第一實施例的方塊圖。
如第2圖中所示，第一實施例之控制手段(一滑塊動作控制器)100-1主要係由下列者所構成：一滑塊相對位置指令器(相對位置指令手段)51、比例控制器52及53、位置控制補償器54、55、56及57、一滑塊相對位置偵測器(相對位置偵測手段)58、一減法器80、一加減法器81、及若干加法器82、83及84。
藉滑塊動作控制器100-1所進行之控制基本上係藉由按照一第二操作量信號(伺服馬達3之扭矩指令基本信號)來驅動伺服馬達3而被執行；該第二操作量信號係藉經由比例控制器53放大一介於一第一操作量信號與伺服馬達3的一角速率信號之間的偏差量(第二偏差量)而被獲得；該第一操作量信號藉經由比例控制器52放大一介於一相對位置指令信號與一相對位置偵測信號之間的偏差量(第一偏差量)而被獲得，以便使該相對位置偵測信號可依循滑塊26相對於該連接桿頂端之相對位置指令信號。比例控制器52管理相對位置之控制，而比例控制器53則管理用於獲得動態穩定度之動作(返回一延遲相位)。
為了達成本發明，諸位置控制補償器54、55、56及57並非絕對必要的，但其等較佳地被附接以便改 善可控制性。位置控制補償器54修正由於作用在諸液壓缸體(滑塊內建缸體25及滑塊內建活塞23)之液壓壓力所致之力，及一由於重力所致之不平衡力。位置控制補償器55減小因從外側被作用在一控制系統上之力(例如模製力)所造成的影響。諸位置控制補償器56及57係減小一在該相對位置偵測信號與該相對位置指令信號間之穩定偏差(亦即一所謂向前進給動作)的補償器。
下文中將特定地說明滑塊動作控制器100-1。
滑塊相對位置指令器51輸出：一相對位置指令，其表示滑塊26相對於經由連接桿22所驅動之滑塊內建活塞23(從動體)的一相對位置；及一角度信號與一角速率信號，其表示曲柄軸21之角速率及角度被增加自角速率偵測器14與角度偵測器16。此外，此實施例所示之機械壓床係一藉由伺服馬達33而驅動曲柄軸21之伺服壓床，並包括一用以控制連接桿頂端(或滑塊)之位置與速率的控制裝置71。用於命令該連接桿頂端之位置與速率之一基部位置指令信號及一基部速率指令信號從控制裝置71處被增加至滑塊相對位置指令器51。
第3圖係一顯示一滑塊相對位置指令器之實施例的方塊圖。
第3圖中所示之滑塊相對位置指令器51係由下列者所構成：一目標速率指令器51a(第一目標速率指令手段)、一計算器51b(第二目標速率指令手段)、一減法器51c、及一積分器51d。
目標速率指令器51a在一壓製循環中輸出滑 塊26之一目標速率指令信號達一段預定之時間，並於一個壓製循環在一如本範例之第4A圖中以長短虛線交錯所顯示之波形上係0至3秒的情形下輸出-50mm/sec目標速率指令信號(承板式滑塊速率)經大約0.85至1.9秒。可注意到的是在本範例中，在滑塊26之下降方向上的速率被設定成一負值。
一曲柄角度信號及一曲柄角速率信號被增加 至計算器51b，且此計算器51b藉由兩個輸入來計算(轉換)一基部速率信號(連接桿速率信號)。
目標速率指令信號及基部速率信號分別從目 標速率指令器51a與計算器51b處被加至減法器51c，且減法器51c輸出一藉從目標速率指令信號處減去基部速率信號所得之差信號(連接桿式滑塊速率信號)，請參考一如第4A圖中以虛線所示之波形。可注意到的，減法器51c在一壓製循環中僅在一預定之工作區域內執行上述的減法(在本範例中歷經大約0.85至9秒)，而針對另一時段則輸出零作為此連接桿式滑塊速率信號。
積分器51d積分該輸出自減法器51c之連接桿 式滑塊速率信號，並輸出此經積分之值作為一連接桿式滑塊位置信號(相對位置指令信號)，請參考一如第4B圖中以虛線所示之波形。
可注意到的，自連接桿頂端控制裝置71出所 增加之基部速率指令信號可被用以取代由計算器51b所計算出之基部速率信號。此外，滑塊相對位置指令器51 可分開地從減法器51c輸出連接桿式滑塊速率信號(相對速率指令信號)。
回到第2圖，滑塊相對位置指令器51輸出相對位置指令信號至減法器80及位置控制補償器56及57。
一承板式滑塊位置信號及該曲柄角度信號分別地從滑塊位置偵測器15及角度偵測器16被加至滑塊相對位置偵測器58。滑塊相對位置偵測器58基於已被轉換自從該曲柄角度信號處之一連接桿頂端位置及一承板式滑塊位置而偵測一連接桿式滑塊位置(相對位置)，並輸出用來表示相對位置之相對位置偵測信號至減法器80。
減法器80計算兩個輸入之偏差(藉由從相對位置指令信號處減去相對位置偵測信號所獲得之偏差信號(第一偏差量))，並輸出此偏差信號至比例控制器52。比例控制器52放大被輸入之偏差信號，並輸出此放大結果至加法減法器81以作為第一操作量信號。
可供表示來自角速率偵測器13處之伺服馬達3的角速率用之角速率信號及一可供因應來自位置控制補償器56之相對位置指令信號而修正該第一操作量用之向前進給信號被加至加法減法器81以作為其他輸入。加法減法器81計算一介於第一操作量信號與角速率信號之間的偏差(第二偏差量)，將前饋信號加至偏差信號，並將其輸出至比例控制器53。比例控制器53放大該輸入信號，並輸出此放大結果至加法器82以作為第二操作量信號。
一可供因應該相對速率指令信號而修正該第 二操作量用之前饋信號被加至加法器82以作為來自位置控制補償器57之另一個輸入，且加法器82將此向前進給信號加至第二操作量信號，並將該被加入之信號輸出至加法器83。一基於伺服馬達3之角速率信號及該第二操作量信號而被產生之前饋信號被加至加法器83以作為來自位置控制補償器55之另一個輸入。加法器83將一藉由將兩輸入信號相加所獲得之信號輸出至加法器84。一前饋信號相當於油壓力偵測器11所偵測出之下降側液壓腔室24的壓力被加至加法器84以作為來自位置控制補償器54之另一個輸入。加法器83輸出一藉由將兩個輸入信號加至一伺服放大器61處所獲得之信號以作為伺服馬達3之一扭矩指令信號。
滑塊動作控制器100-1如上所述地計算該扭 矩指令信號以利修正伺服馬達3之指令信號，將該經計算出之扭矩指令信號經由伺服放大器61輸出至伺服馬達3，透過由伺服馬達3所驅動之液壓泵/馬達2而驅動若干液壓缸體機構(滑塊內建缸體25以及滑塊內建活塞23)，並執行控制工作以便使滑塊26之相對位置遵循該相對位置指令。
可注意到，當該液壓缸體機構之下降側液壓 腔室24的壓力在壓製工作之後被減小時，在液壓泵/馬達2中所產生之轉動軸扭矩將超過伺服馬達3之驅動扭矩，液壓泵/馬達2將作用如一液壓馬達，並轉動此伺服馬達3(再生動作)。一藉由伺服馬達3之再生動作所產生之電力經由伺服放大器61被再生至一交流電源供應器62，及 一具有電力再生功能之直流電源供應器。
[單循環壓製操作之說明]
其次，在單循環壓製操作中之滑塊動作將對照第4圖所示之波形圖而被敘述。
雖然第1圖所示之機械壓床係一藉伺服馬達33之驅動力來驅動曲柄軸21的伺服壓床，但是當本發明之滑塊動作控制裝置被運用在一具有250mm衝程且藉一飛輪以20spm(每分鐘衝程數)的恆定角速率驅動曲柄軸21之一般機械壓床時，則在第4圖中所示之諸波形將表示滑塊動作等等。
<A：非工作程序>
在一連接桿頂端位置(從曲柄角度所轉換之滑塊位置)位於一包含一上死心之非工作區域中(在本範例中係大約在波形上之0至8秒及2至3秒)的情況下，滑塊26相對於連接桿22之頂端(相對滑塊位置係零)被控制在一最低(最突出)位置處。此時，一被產生在一位於液壓泵/馬達2之一側上的開口處且與伺服馬達3之扭矩成比例的液壓壓力將作用在該液壓缸體機構之下降側液壓腔室24上，以便可抵抗一由作用在該液壓缸體及上升側液壓腔室29上之空氣槽7的空氣壓力所產生來上升滑塊26之力。引導操作止回閥4係藉由液壓壓力而被打開。
<B：工作程序>
在一工作區域中(在本範例中係大約在波形上之0.8至2秒)，當一連接桿位置(轉換自曲柄角度之滑塊位置)變成110mm時，滑塊相對位置指令器51計算並輸出 一相對位置指令信號(第4B圖中以虛線所表示之波形)及一相對速率指令信號(第4A圖中以虛線所表示之波形)，以致使滑塊26變成一承板式目標速率指令(-50mm/s)。
滑塊動作控制器100-1基於產生自滑塊相對 位置指令器51之相對位置指令信號與相對速率指令信號、諸將分別地被偵測出之滑塊相對位置偵測信號、伺服馬達3之角速率信號等而產生伺服馬達3之扭矩指令信號，並經由伺服放大器61控制伺服馬達3之驅動以便可控制滑塊26之相對位置。
作用在該液壓缸體機構之下降側液壓腔室24 上(被產生在一位於該液壓馬達之一側上開口處)之液壓壓力係根據一與工作相關聯之負荷而作用。藉由諸活塞控制補償器54、55、56、57的作用，可不管該負荷之大小(液壓壓力之大小)而執行具有穩定度及良好精確度之控制(具很小之位置偏差(在相對位置指令信號與相對位置偵測信號))。
最終，在該工作區域中，當曲柄軸21正以一 恆定速率20spm轉動時，基於承板27之滑塊26被控制在一常數速率-50mm/s下約0.8至2秒鐘(更確切而言0.85至1.9秒鐘)(請參考以第4A圖中之交錯長及短點線所表示之波形)。此可使得在上及下模具接觸時減小震動或可穩定化可模製性。在本範例中，結果，該滑塊之底部死心係比被轉換自一曲柄軸角度之底部死心要高60mm。
其次，在單循環壓製操作中之其他滑塊動作將參照第5圖中之波形圖而被說明。
第5圖中所示之諸波形表示在本發明之滑塊 動作控制裝置被運用至一具有250mm衝程之普通(馬達驅動式)伺服壓床，其中曲柄軸21係由第1圖中所示之伺服馬達33所驅動。
<A：非工作程序>
在該連接桿頂端位置(從曲柄角度所轉換之 滑塊位置)位於一包含一上死心之非工作區域中(在本範例中大約在波形上之0至1.6秒及在4.5秒後)的情況下，滑塊26相對於連接桿22之頂端(相對滑塊位置係零)被控制在一最低(最突出)位置處。此時，被產生在一位於液壓泵/馬達2之一側上的開口處且與伺服馬達3之扭矩成比例的液壓壓力將作用在該液壓缸體機構之下降側液壓腔室24上，以便可抵抗一藉由該平衡缸體8而上升滑塊26之力。引導操作止回閥4係藉由液壓壓力而被打開。
<B：工作程序>
在一工作區域中(在本範例中係大約在波形 上之1.6至4.2秒)，當該連接桿位置(轉換自曲柄角度之滑塊位置)變成90mm時，一滑塊相對位置指令器51’計算並輸出該相對位置指令信號及該相對速率指令信號，以便賦予由伺服壓床之控制裝置71所控制之連接桿頂端(或滑塊)一具有振幅1mm及頻率10Hz(sin(2π．10(Hz)．t(s)))之振動。
在此，伺服壓床之控制裝置71(第2圖)基於該 基部位置指令新號及該基部速率指令信號控制該連接桿頂端(或該滑塊)之位置與速率，並藉此執行控制工作以 便可具有如第5圖中以連續線所表示之所要滑塊動作。然而，因為滑塊26之質量及伺服馬達33之轉動軸、主齒輪35與曲柄軸21的慣量是大的，故該滑塊動作之頻率反應係大約1Hz。
滑動位置指令器51’包括一目標位置指令器 51a’及減法器51b’，如第6圖中所示。
目標位置指令器51a’輸出滑塊26之一目標位 置指令信號達一段預定段時間，並輸出一具有一值之目標位置指令信號至該減法器51b’，該值係由將具有振幅1mm及頻率10Hz之振動加至一位於工作區域(在本範例中大約在波形上之1.6至4.2秒)中之基部位置(轉換自曲柄角度之滑塊位置)所獲得，而該工作區域則如藉由以第5圖中之交錯長段虛線表示之波形所顯示者。
基部位置指令信號被加至減法器51b’以作為 來自該伺服壓床之控制裝置71之另一個輸入(參第2圖所示)，且減法器51b’計算一介於已被輸入之目標位置指令信號與基部位置指令信號間之偏差，並輸出此偏差信號作為相對位置指令信號(第5圖中之一虛線)。
滑塊動作控制器100-1基於輸出自滑塊相對 位置指令器51’處之相對位置指令信號、滑塊相對位置偵測信號、伺服馬達3之角速率信號等而產生伺服馬達3之扭矩指令信號，並經由伺服放大器61控制伺服馬達3之驅動，以便可控制滑塊26之相對位置。
作用在液壓缸體機構之下降側液壓腔室24上 之液壓壓力(被產生在一位於液壓馬達之一側上的開口 處)一具與工作相關聯之負荷而作用。藉由位置控制補償器54、55、56、57之作用，不管該負荷之大小(液壓壓力大小)而執行具有穩定度及良好精確度之控制(具很小之位置偏差(在相對位置指令信號與相對位置偵測信號))。
最終，在該工作區域中，當曲柄軸21正以一 恆定速率10spm(每分鐘衝程數)轉動時，基於承板27之滑塊26被控制成使具有1mm振幅之10Hz振動可被給予由伺服壓床之控制裝置71所控制之滑塊位置(基部位置)。
此一振動被給予滑塊26，並因此可免除在材 料表面上缺少油膜的情形，且可良好地形成一工作表面。
可注意到第6圖中所示之滑塊相對位置指令 器51’計算該目標位置指令信號與該基準位置指令信號間之偏差，並產生可供給予振動用之相對位置指令信號，但本發明並不限於此。基準位置(轉換自曲柄角度之滑塊位置)而非基準位置指令信號可被偵測到，且可利用該被偵測到之基準位置偵測信號。此外，可供給予振動用之相對位置指令信號可被直接地輸出。
[機械壓床用滑塊動作控制裝置之形態(第二實施例)]
第7圖係一顯示一機械壓床之結構圖，而一根據本發明所實施之機械壓床之滑塊動作控制裝置的第二實施例則被運用於其上，且亦顯示一包括一可供此滑塊動作控制裝置用之液壓迴路的驅動機構。可注意到的是，部分元件符號與第1圖所示之第一實施例中的元件符號 相同，其詳細說明將被省略。
第二實施例的機械壓床10-2與第一實施例的 機械壓床10-1間之不同主要在於一點：一滑塊相對位置偵測器17被併合於諸液壓缸體機構(滑塊內建缸體25及滑塊內建活塞23)中。滑塊相對位置偵測器17可直接地偵測連接桿式滑塊位置(相對位置)，並可輸出滑塊相對位置偵測信號。
第8圖係一顯示可供第7圖中所示之機械壓床 10-2用之滑塊動作控制裝置之控制手段之第二實施例的方塊圖。
如第8圖中所顯示的，第二實施例的控制手段 (一滑塊動作控制器)100-2相較於第2圖中所顯示的滑塊動作控制器100-1之不同在於一點：滑塊相對位置偵測器58被省略，且藉由上述滑塊相對位置偵測器17所偵測到之滑塊相對位置偵測信號被直接地輸入並加至減法器80中。可注意到的是，因為其他形態係相同於第2圖所示之滑塊動作控制器100-1，故其詳細說明將被省略。
[機械壓床用滑塊動作控制裝置之形態(第三實施例)]
第9圖係顯示一機械壓床之一驅動機構(螺旋機構)的結構圖，而一根據本發明所實施之機械壓床之滑塊動作控制裝置的第三實施例被運用於其上，且亦顯示該滑塊動作控制裝置。可注意到的是，部分元件符號與第1圖所示之第一實施例中的元件符號相同，其詳細說明將被省略。
第三實施例的機械壓床10-3之主要差異在於 一點：在第一實施例的機械壓床10-1中，諸液壓缸體機構(滑塊內建鋼體25及滑塊內建活塞23)及被設置在滑塊中之液壓迴路9被運用作為可相對於由連接桿22所驅動之滑塊內建活塞23(從動體)而垂直驅動滑塊26之驅動機構；在第三實施例的機械壓床10-3中，一對由諸伺服馬達41a及41b所分別驅動之螺旋機構(螺旋42a、42b及螺帽43a、43b)被運用。
亦即，在第三實施例之機械壓床10-3中，一 滑板44(滑塊)被配置成可相對於由連接桿22所驅動之滑塊26(從動體)垂直地移動，諸伺服馬達41a與41b及由此諸伺服馬達41a與41b所驅動之諸螺旋42a與42b被配置在滑塊26處，且與諸螺旋42a與42b相螺合之諸螺帽43a與43b被配置在滑板44處。
因此，當具有上述形態之螺旋機構被伺服馬 達41a與41b所驅動時，可相對於滑塊26(從動體)相對地垂直移動之滑板44(滑塊)將可被移動。
第10圖係一顯示可供第9圖中所示之機械壓 床10-3用之滑塊動作控制裝置之控制手段之第三實施例的方塊圖。
如第10圖中所顯示的，第三實施例的控制手 段(滑塊動作控制器)100-3相較於第2圖中所顯示的滑塊動作控制器100-1之不同在於一點：一伺服馬達扭矩指令將相對於分別地驅動諸螺旋機構(螺旋42a及42b)之諸伺服馬達41a及41b而被計算並輸出。
因此，作為滑塊動作控制器100-3之輸入信號 ，表示諸伺服馬達3a及3b之角速率的諸角速率信號被分別從兩個角速率偵測器13a及13b輸入。此外，雖然一處理單元在直到輸出自比例控制器52處之第一操作量信號被產生之後才係共有的，後續信號產生之處理單元將分支成兩系統，且此諸系統分別利用由角速率偵測器13a及13b所偵測之角速率信號。
根據第三實施例，分別驅動諸螺旋機構(螺旋 42a及42b)之諸伺服馬達41a及41b可被個別單獨地控制；因此，一在滑板44之水平方向上之下降速率可被保持相同，而不必理會在此水平方向上之偏心負荷。
可注意到在第三實施例中，螺旋被伺服馬達 所轉動以便可相對地移動滑板44，但本發明並不受限於此。螺帽可被轉動，因此可相對地移動滑板44。
[機械壓床用滑塊動作控制裝置之形態(第四實施例)]
第11圖係顯示一機械壓床之一驅動機構(齒條與小齒輪機構)的結構圖，而一根據本發明所實施之機械壓床之滑塊動作控制裝置的第四實施例則被運用於其上，且亦顯示該滑塊動作控制裝置。可注意到的是，部分元件符號與第9圖所示之第三實施例中的元件符號相同，其詳細說明將被省略。
第四實施例的機械壓床10-4與第三實施例之壓床的差異主要在於一點：第三實施例之機械壓床10-3藉該螺旋機構相對於由連接桿22所驅動之滑塊26(從動 體)相對地垂直移動滑板44(滑塊)，而第四實施例的機械壓床10-4則藉齒條與小齒輪機構垂直地移動一配備有齒條之滑板46。
亦即，在第四實施例之機械壓床10-4中，該 配備有齒條之滑板46(滑塊)被配置成可相對於由連接桿22所驅動之滑塊26(從動體)垂直地移動，諸伺服馬達41a、41b及諸小齒輪45a、45b(一旋轉驅動力經由旋轉傳輸軸42a、42b而從伺服馬達41a、41b處被傳輸至此諸小齒輪)被配置在滑塊26處。一與小齒輪45a、45b相啣合之齒條被設置在配備有齒條之滑板46處。
因此，當具有上述形態之齒條與小齒輪機構 被設定為一藉由伺服馬達41a與41b所驅動之驅動裝置時，配備有齒條之滑板46(滑塊)相對於滑塊26(從動體)可相對地垂直移動。
可注意到在此滑塊動作控制裝置之控制手段 的型態中，用以控制伺服馬達41a及41b之控制手段係與第10圖中所示第三實施例之滑塊動作控制器100-3之控制手段相同，故其詳細說明將被省略。
[機械壓床用滑塊動作控制裝置之形態(第五實施例)]
第12圖係一顯示一機械壓床的結構圖，而一根據本發明所實施之機械壓床之滑塊動作控制裝置的第五實施例則被運用於其上，且亦顯示一包括一可供此滑塊動作控制裝置用之液壓迴路的驅動機構。可注意到的是，部分元件符號與第1圖所示之第一實施例中的元件符 號相同，其詳細說明將被省略。
第五實施例之機械壓床10-5不同於第一實施 例者在於下列諸點：兩個缸體-活塞機構主要係由一包括一滑塊內建缸體23a及多個滑塊內建活塞23b、23c所構成之內滑塊23d；滑塊26(從動體)被連接至連接桿22之頂端；且內滑塊23d被設置成可相對於滑塊26垂直移動。
此外，壓力油可從液壓迴路90、90’處分別地 被供應至該包括滑塊內建缸體23a及滑塊內建活塞23b、23c之兩個缸體-活塞機構的兩個下降側液壓腔室，且供應自液壓迴路90、90’處之液壓油變為一可供相對於該連接桿頂端(滑塊內建缸體23a)而相對地下降滑塊內建活塞23b、23c用之動力源。此外，用以相對於該連接桿頂端而相對地上升滑塊內建活塞23b、23c之動力源被一藉由將空氣壓力從諸空氣槽7、7’供應至一上升側液壓腔室或藉由平衡缸體8之推力所產生之力所代替。
諸液壓迴路90、90’被構形為大致相同於第1 圖中所示之液壓迴路9，而其間差異主要在於一點：兩組液壓泵/馬達及伺服馬達(一液壓泵/馬2a達及一伺服馬達3a與一液壓泵/馬2b達及一伺服馬達3b(參照第13A圖及13B圖))被設置來取代第一實施例之該組液壓泵/馬達2及一伺服馬達3。可注意到兩液壓迴路90、90’被近似地構形。
此外，可偵測諸滑塊內建活塞23b、23c(滑塊 )之諸滑塊位置偵測器15、15’被設置在第五實施例之機械壓床10-5的承板27側。
第13A及13B圖係顯示可供第12圖中所示機械壓床用之滑塊動作控制裝置之控制手段的方塊圖。
如第13A及13B圖中所示，控制手段包括兩個滑塊動作控制器100-5、100-5’。滑塊動作控制器100-5分別地輸出扭矩指令至液壓迴路90之兩個伺服馬達3a、3b。滑塊動作控制器100-5’分別地輸出扭矩指令至液壓迴路90’之兩伺服馬達3a’、3b’。可注意到滑塊動作控制器100-5、100-5’被構形為大致相同於第10圖中所示之滑塊動作控制器100-3，但差異處在於一點：滑塊內建活塞23b、23c(滑塊)係分別地從滑塊位置偵測器15、15’處被輸入。
結果，滑塊動作控制器100-5、100-5’分別控制上述伺服馬達3a、3b及伺服馬達3a’、3b’之扭矩，且可控制滑塊內建活塞23b、23c(滑塊)，以便其等相對於滑塊26(從動體)分別位於諸已受命之相對位置處。
可注意到液壓迴路並不受限於具有兩組液壓泵/馬達及伺服馬達，亦可使用三組或更多組之液壓泵/馬達及伺服馬達。
[第五實施例之機械壓床之滑塊動作控制裝置之作用說明]
<傳統技術之問題>
在利用一所謂特製板材(其中配置(本範例中係從側邊至側邊)複數個具有不同板厚及材料之板件(本範例中係兩個板件)並以焊接等方式將其等連結成一材料)來執行壓擠模製之情形中，當使用傳統之機械壓床時 ，強度變化在模製負荷之作用下會由於板厚之不同或材料之不同所導致之剛性差異及硬度差異而部分地發生(本範例中係右及左側之每一者)。結果，一偏心負荷作用在此機械壓床上。
將利用第14圖中所示之簡單示意視圖來說明以上所述以及一個藉由本發明所獲得之功效。
當如第14A圖中所示般對在右及左側中具有不同剛性之材料進行壓擠模製時，一較大模製負荷作用在如第14B圖中所示剛性較大之右側上。如此做的時候，此機械壓床之機架的右側由於在右及左側中之偏心負荷而比起其左側者更突出。
如果模具高度量(相當於一介於上下模具之間的距離)被調整成使得模製所需之壓擠負荷(為了正確地將材料轉移至該模具)作用在左側材料，則較大負荷將作用在右側上，此易於造成一不適於該右側材料模製之情況。此外，如此做的時候，一超過強度之偏心負荷易於作用在壓製機器上。這些均是妨礙可模製性且亦妨礙壓製機器性能之問題。
為了解決上述諸問題，在第五實施例中，複數個(本範例中係兩個)可分別獨立操作之內滑塊(滑塊內建活塞)被設置在該滑塊中(本範例中係從側邊至側邊)。
如第15A圖中所示，兩個分別獨立操作之內滑塊被設置在該滑塊中，右及左側內滑塊之位置根據一模製程序被調整以適應右及左側之各材料剛性。第15B圖顯示一種狀態，其中右及左側底死心位置被控制(以便 使左側內滑塊位置(較低於)左側內滑塊位置)以致使右及左側模製負荷根據右及左側材料剛性而變為均一。如此做的時候，偏心負荷不會作用在壓製機器上。然而，模具中發生在右及左側上的傾斜。因此，如果一結構(其中模具之右及左側可如第15C圖中所示地根據本發明在垂直方向上分別獨力地操作)被運用，則模具傾斜之問題亦被解決。
此外，將可模製性擺為優先係一主要目標， 此係為了可根據右及左側模製程序中之每一者而產生模製負荷，而右及左側內滑塊操作(在模製程序中之位置)之每一者被控制成一以第16A圖之一虛線及一交替長短點線所表示之波形。在如第16A圖所示之底死心中，此底死心位置及模製負荷在右及左側之每一者中不同。諸負荷之差異係一必要之最小值以利模製，並提升可模製性。此外，結果使得一種情況增加了，其中該差異可落在一從壓制機器強度之觀點認為可容許的不平衡負荷範圍中，且此壓製機器之性能無法容易地被阻礙。如上所述，本發明係適用於一壓製機器，並藉此可在不妨礙此壓製機器之性能下獲得一可改良一經特製板材之壓製可模塑性的優點。
[其他]
根據本發明所實施之滑塊動作控制裝置不僅 適用於一可作為機械壓床之曲柄式壓床，而且亦適用於一藉由連桿機構所驅動之連桿式壓床。
另外，本發明亦可適用於一種機械壓床，其 係由複數個連接桿來驅動一或多個從動體。
除此之外，本發明並不受限於上述諸實施例，且各種不同之修改無庸置疑地可在不脫離本發明之精神下被達到。
3‧‧‧伺服馬達
11‧‧‧液壓腔室壓力
13‧‧‧伺服馬達角速率
14‧‧‧曲柄角速率
15‧‧‧滑塊位置
16‧‧‧曲柄角度
51(51’)‧‧‧滑塊相對位置指令器
52‧‧‧比例控制器1
53‧‧‧比例控制器2
54‧‧‧位置控制補償器1
55‧‧‧位置控制補償器2
56‧‧‧位置控制補償器3
57‧‧‧位置控制補償器4
58‧‧‧滑塊相對位置偵測器
61‧‧‧伺服放大器
62‧‧‧交流電源供應器
63‧‧‧直流電源供應器(再生機)
71‧‧‧連機桿頂端(或滑塊)控制裝置(當驅動軸被伺服馬達所驅動時之滑塊位置控制裝置)
100-1‧‧‧滑塊動作控制器

Claims (15)

  1. 一種機械壓床之滑塊動作控制裝置，其包括：一滑塊，其被配置成可相對於一從動體相對地垂直移動，而一驅動力則經由該機械壓床之一連接桿而被傳輸至該從動體；相對位置指令手段，其輸出一表示該滑塊相對於該從動體之相對位置的相對位置指令；相對位置偵測手段，其偵測該滑塊相對於該從動體之相對位置，並輸出一表示該經偵測之相對位置的相對位置偵測信號；一伺服馬達，一驅動機構，其藉由該伺服馬達之一驅動力而相對於該從動體相對地移動該滑塊；及控制手段，其係基於一輸出自該相對位置指令手段處之相對位置指令信號以及輸出自該相對位置偵測手段處之該相對位置偵測信號而控制該伺服馬達。
  2. 如申請專利範圍第1項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中該相對位置指令手段輸出一可供振動該滑塊用之相對位置指令信號。
  3. 如申請專利範圍第1項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中該機械壓床經由該連接桿持續地移動該從動體至少歷經一壓製工作期間。
  4. 如申請專利範圍第1項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中該相對位置指令手段在該從動體正移動時輸出一與該從動體之一移動位置相對應之相對位置指令 信號達一段預定時間。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其另包括：角速率偵測手段，其偵測該伺服馬達之角速率，其中該控制手段基於一第二操作量來控制該伺服馬達，該第二操作量則係與一介於一由該角速率偵測手段所偵測的角速率信號與一第一操作量之間的偏差相對應，而該第一操作量則係與一介於該相對位置指令信號與該相對位置偵測信號之間的偏差相對應。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中該相對位置指令手段包括：目標速率指令手段，其輸出該滑塊之一目標速率指令信號；速率偵測手段，其偵測該從動體之速率；一減法器，其計算一介於由該目標速率指令手段所命令的一目標速率指令信號與由該速率偵測手段所偵測的該從動體的速率信號之間的差；及一積分器，其對由該減法器所算出之差進行積分，該相對位置指令手段輸出一由該積分器所積分之積分信號以作為該相對位置指令信號。
  7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中該相對位置指令手段包括： 目標位置指令手段，其輸出該滑塊之一目標位置指令信號；位置偵測手段，其偵測該從動體之一位置；及一減法器，其計算一介於由該目標位置指令手段所命令的一目標位置指令信號與由該位置偵測手段所偵測的該從動體的位置信號之間的差；及該相對位置指令手段輸出一由該減法器所計算之差信號以作為該相對位置指令信號。
  8. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中該相對位置指令手段包括：第一目標位置指令手段，其輸出該滑塊之一第一目標位置指令信號；第二目標位置指令手段，其輸出該從動體之一第二目標位置指令信號；及一減法器，其計算一介於輸出自該第一目標位置指令手段處的該第一目標位置指令信號與輸出自該第二目標位置指令手段處的該第二目標位置指令信號之間的差；及該相對位置指令手段輸出一由該減法器所計算之差信號以作為該相對位置指令信號。
  9. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中該相對位置偵測手段包括：滑塊位置偵測手段，其偵測該滑塊之一位置； 從動體位置偵測手段，其偵測該從動體之一位置；一減法器，其計算一介於一輸出自該滑塊位置偵測手段處的滑塊位置偵測信號與一輸出自該從動體位置偵測手段處的從動體位置偵測信號之間的差；及該相對位置偵測手段輸出一由該減法器所計算之差信號以作為該相對位置偵測信號。
  10. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中該驅動機構手段包括：一缸體-活塞機構，其被設置在該滑塊中；及一流體壓力泵/馬達，其係由該伺服馬達所驅動且供應一壓力流體至該缸體-活塞機構之一流體壓力腔室。
  11. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中該驅動機構手段包括：一螺旋機構，其包括被設置在該從動體與該滑塊之間的一螺旋部分及一螺帽部分，及動力傳輸手段，其將伺服馬達之驅動力傳輸至該螺旋部分或該螺帽部分。
  12. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中該驅動機構手段包括：一齒條及小齒輪機構，其被設置在該從動體與該滑塊之間，及 動力傳輸手段，其將該伺服馬達之驅動力傳輸至該齒條及小齒輪機構之一小齒輪。
  13. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中複數個相對位置偵測手段、複數個伺服馬達、及複數個驅動機構被分別地設置，該複數個相對位置偵測手段分別地偵測該滑塊相對於該從動體之複數個相對位置，並分別地輸出表示該等經偵測之相對位置的相對位置偵測信號，複數個驅動機構藉由該複數個伺服馬達之驅動力而相對於該從動體相對地移動該滑塊，控制手段基於輸出自該相對位置指令手段處之該相對位置指令信號以及輸出自該該複數個相對位置偵測手段處之該複數個相對位置偵測信號而控制該複數個伺服馬達。
  14. 如申請專利範圍第13項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中該滑塊包括複數個內滑塊，其被配置成可分別地相對於該從動體而垂直移動，該複數個相對位置偵測手段分別地偵測該複數個內滑塊相對於該從動體之相對位置，該複數個驅動手段分別地且獨立地相對移動該複數個內滑塊。
  15. 如申請專利範圍第14項之機械壓床之滑塊動作控制裝置，其中 該相對位置指令手段分別地輸出相對位置指令，其表示該複數個內滑塊相對於該從動體之相對位置，該控制手段係分別地基於與該複數個內滑塊相對應且輸出自該相對位置指令手段處之該複數個相對位置指令信號以及基於輸出自該複數個相對位置偵測手段處之該複數個相對位置偵測信號來控制該複數個伺服馬達。
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