压力机的制作方法_3

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明。再有,在以后的说明中,对与用图3说明的构成相同的构成使用相同的符号进行说明。
[0103] 压力机10通过偏心机构20将伺服电机11的旋转转换为滑块18的上下往返运动, 可用滑块18的上下往返运动对未图示的工件实施冲压加工。此处,压力机10具有滑块18 从上死点侧朝向下死点侧的下降动作区域和从下死点侧朝向上死点侧的上升动作区域,在 下降动作区域中进行冲压加工。
[0104] 压力机10具有作为电动机的伺服电机11、作为传动机构的齿轮15、16、偏心机 构20、滑块18、未图示的垫板、制动器17、电力供给系统30、操作部40、控制部50及检测部 60 (参照图2)。
[0105] 电动机不限于本实施方式中使用的可数值控制旋转速度等的AC伺服电机,只要 是压力机中使用的公知电动机均可使用。
[0106] 偏心机构20是将旋转运动转换为往返运动的机构,其可采用使用曲轴和偏心轴 的曲柄机构。再有,压力机中使用的公知的滑块驱动机构例如可使用由肘杆机构、连杆机构 等形成的增力机构。尤其是,该驱动源是电动机,可采用在电动机和滑块驱动机构间不具有 如离合器那样物理解除连接状态的机构的压力机。
[0107] 电力供给系统30具有与交流电源31连接的电源转换器32、积累电能的能量存储 装置33、进行电力控制的逆变器34、导通/切断给伺服电机11的电力的动力切断部35以 及开关制动器17的制动器电磁阀36。
[0108] 操作部40具有设定滑块运动的运动设定部41、选择运行冲程的运行选择部42以 及用两手同时操作输出启动信号的双手操作部43。
[0109] 控制部50具有进行启动判断及停止判断的压力控制部51、输出与运转模式对应 的指令值的运动指令部52、按照运动指令部52的指令值控制伺服电机11的运动控制部 53、控制制动器电磁阀36及制动器17的制动器控制部54、逐次监视伺服电机11的位置状 态和速度状态按照原本的运转模式进行转换的状态监视部55、计算出到电机停止为止的剩 余时间的剩余时间计算部56。
[0110] 检测部60具有检测伺服电机11的驱动轴的旋转角度的电机编码器61、检测曲轴 21的旋转角度的曲轴编码器62以及检测出进入危险区域的安全防护装置63。
[0111] 安全防护装置63是一种用于与危险区域隔离的护壁或用于检测出进入危险区域 阻止冲压的叫做光幕的光线式安全装置等。安全防护装置63如有异常则判断为危险状态, 如果是在冲压动作前则不开始冲压动作,如果是在冲压动作中则立即使伺服电机11减速 进入停止动作。
[0112] A - 1.电力供给系统
[0113] 在电力供给系统30中,交流电力从交流电源31输入到电源转换器32中。电源转 换器32进行双向转换,将交流转换为直流或将直流转换为交流。
[0114] 电源转换器32的直流侧的直流母线32a与成为逆变器34的输入的直流侧连接的 同时,与能量存储装置33连接。作为能量存储装置33,可使用二次电池、大容量电解电容 器、双电层电容器或者它们的组合。
[0115] 作为能量存储装置33,图示的是与直流母线32a直接连接,但能量存储装置33的 端子电压和直流母线32a的电压不同时,可双向地进行电力控制。成为逆变器34的输出的 交流侧通过动力切断部35与作为电动机的伺服电机11连接。
[0116] 伺服电机11接收逆变器34提供的电力进行旋转。伺服电机11的旋转速度及旋 转位置通过电机编码器61来检测。通过伺服电机11的旋转使具有小齿轮15的驱动轴旋 转,通过主动齿轮16驱动曲轴21使滑块18升降。
[0117] 此处,动力切断部35配置在逆变器34和伺服电机11之间。动力切断部35在制 动器控制部54输入接触信号时(即信号Hi电平时)连接,从逆变器34向伺服电机11提 供电力。而且,在制动器控制部54未输入接触信号时(信号Lo电平时),切断动力切断部 35,切断从逆变器34向伺服电机11输出的电力。
[0118] 再有,制动器17设置在与驱动轴上的伺服电机11相反的一侧。作为制动器17,可 使用机械式制动器。机械式制动器也叫做摩擦制动器,是通过将固体之间的摩擦力转换为 热而进行制动的装置。制动器17与伺服电机11的驱动轴相连,直接或间接地向驱动轴施 加机械摩擦力的同时作为机械制动器而动作。机械摩擦力通过放开的弹簧的压力产生。制 动器17在制动器控制部54输入制动信号时(即信号Hi电平时)通过制动器电磁阀36的 电磁力限制弹簧,呈制动器放开状态。而且,在制动器控制部54未输入制动信号时(信号 Lo电平时),通过制动器电磁阀36的电磁力放开弹簧对驱动轴的旋转进行制动。
[0119] 另外,虽然制动器17与伺服电机11的驱动轴相连,但只要能实现机械地停止滑块 18及维持停止的目的,则即便安装在其他的部位,也可使用其他的公知手段。
[0120] A - 2.操作部
[0121] 运动设定部41设定与冲压的加工目的对应的滑块运动。例如是拉伸加工的话,通 过该运动设定部41设置动作条件即滑块的位置和速度使滑块18的速度从加工区域开始呈 等速。
[0122] 运转选择部42可选择"点动运转"、"安全一冲程运转"、"连续运转"中的任意运转 冲程。点动使滑块只移动微小尺寸,在点动运转中持续点动操作期间,滑块移动,断开操作 则滑块立即停止。一冲程是通过一旦启动操作使滑块只往返一次停止在设定点的动作,安 全一冲程运转是在一冲程运转中已限定的范围内中断启动操作后使滑块立即停止。连续运 转是一旦进行启动操作后,直到进行停止操作为止不使滑块中断而是反复进行往返。
[0123] 双手操作部43是通过以双手同时进行操作来输出启动信号的装置,作为用于防 止进入危险区域内或保障可靠的安全距离的装置,是压力机中常用的启动装置。
[0124] A - 3.控制部
[0125] 压力控制部5通过运行选择部42发出的"运转冲程"、双手操作部43发出的"冲 压启动信号"、制动器控制部54(安全防护装置63)发出的"光幕透光信号"等信息进行用 于与冲压的运转冲程对应的运转的条件判断、启动判断及停止判断。压力控制部51判断的 结果输入到运动指令部52中,其如果是冲压启动判断的话则执行运动设定部41所预设的 滑块运动。
[0126] 运动指令部52根据运动设定部41所设定的动作条件生成由扩展到每单位时间的 曲柄角度、滑块位置、电机速度等的数据组构成的运转模式,将与该运转模式对应的指令值 输入给运动控制部53。尤其是由于运动设定部41所设定的动作条件是以冲压滑块的下死 点上的高度为基准设定的,所以运动指令部52生成给伺服电机11的动作指令,其通过曲柄 的偏心量和小齿轮15与主动齿轮16的齿轮减速比,使滑块以运动设定部41所设定的动作 条件来动作。
[0127] 运动控制部53输出给伺服电机11的动作指令。运动控制部53为伺服电机11的 位置控制、速度控制、扭矩控制而由运动指令部52发出的位置/速度指令,以及电机编码器 61发出的反馈信号进行控制。
[0128] 由于在控制伺服电机11的基础上,如果电机编码器61发出的反馈信号存在错误, 则伺服电机11产生错误动作,所以将曲轴编码器62作为反馈信号纳入运动控制部53中, 使用小齿轮15与主动齿轮16的齿轮减速比将电机编码器61的检测位置换算成曲轴位置, 将该换算值与曲轴编码器62的检测值总是进行比较的同时,通过运动控制部53判断电机 编码器61是正常的。
[0129] 再有,作为正常判断电机编码器61的手段,除使用曲轴编码器62外,还可使用直 接检测滑块18的位置的方法。
[0130] 制动器控制部54在确认了安全防护装置63为安全状态后,接收双手操作部43的 冲压启动指令(冲压启动信号是ON),输出电力供给指令(接触信号是ON)连接动力切断部 35的同时,输出制动器放开指令(制动信号是ON)制动器电磁阀36放开制动器17,伺服电 机11按照运动指令部52生成的运转模式开始动作。
[0131] 再有,制动器控制部54确认安全防护装置63为危险状态或接收双手操作部43的 冲压停止指令(冲压启动信号是OFF),运动控制部53将停止指令输出给逆变器34使伺服 电机11减速并停止。并且,至少在滑块18的下降动作区域内的伺服电机11的所有的停止 时间内,制动器控制部54通过输出电力停止指令(接触信号是OFF)断开动力切断部35切 断给伺服电机11的电力供给的同时,输出制动器指令(制动信号是OFF)制动器电磁阀36 与制动器17接触而机械地维持滑块18的停止状态,呈安全停止状态。
[0132] 从而,由于压力机10的控制部50通过在滑块18的下降动作区域的伺服电机11 的所有的停止时间内,设为安全停止状态,不再是伺服锁定状态的待机停止状态,所以伺服 电机11没有错误动作可更切实地保障安全,由于也不需要给伺服电机11提供电力所以可 节省电力。
[0133] 状态监视部55根据由运动指令部52所生成的扩展到每单位时间的曲柄角度、滑 块位置、电机速度等的数据组构成的运转模式和电机编码器61的信号逐次监视伺服电机 11的位置状态和速度状态是否按照原本的运转模式转换。
[0134] 剩余时间计算部56计算出从压力控制部51得到的冲压启动信号的下降定时和从 状态监视部55的运转模式的转换状态到电机停止为止的剩余时间。并且,压力控制部51 基于该剩余时间,向制动器控制部54输出停止指令。
[0135] 即通过双手操作部43的冲压启动指令从安全停止状态转换为动作状态,根据剩 余时间计算部56的停止指令,从动作状态转换为安全停止状态,以此消除待机停止状态。 如此通过基于剩余时间计算部56计算出的剩余时间切实从动作状态转换为安全停止状 态,在压力机10中伺服电机11不存在错误动作可更切实地保障安全,由于不需要给伺服电 机11提供电力所以可节省电力。
[0136] 再有,在点动运
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