专利名称：电动机升级成套设备、机械压力机和压力机系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于机械压力机的转换设备和方法。特别地，本实用
机升级成^i殳备。该成套设备可有利地用于将已有机械压力机、或者根据 已有传统飞轮设计制造的机械压力机转换成优选的混合伺服型伺服压力 机，并从而对已有压力机或按照传统设计作出的压力机的生产周期孩^供更 大的控制。
背景技术：
零件的工业产品。现今大的M压力机最经常地由飞轮驱动。飞轮的功能 是储存进行挤压、压印、冲压等^作所需的能量'电动机驱动飞轮以便在 压力机操作开始之前飞轮以将发生挤压的速度旋转。
在这样的压力机中，在上下模具之间挤压零件。上模具连接到沿滑动 导轨上下移动的压力机滑块，而下模具固定或安^E机床上。滑动运动由 位于压力机上部、即冠部中的压力;MM^驱动。压力WM^包括减速齿轮 和将齿轮的旋转运动转化成滑块的直线运动的机构。该转化可以是相对简 单的偏心机构、或者较复杂的连杆驱动机构。现今齿轮由通过离合器连接 到所谓的主轴(或高速轴)的飞轮驱动。制动器也连接到该相同的轴。
在常^a压力机中压力;W^每个挤压阶段完成之后继续旋转，直到 其偏心轮完成一个完整的旋转。在挤压之后的该第二阶段期间，驱动飞轮 的电动机将緩慢地增加旋转速度并重新达到正常挤压速度。在操作的结 尾，离合器脱离并且制动器用于停止压力机的运动。在传动W^压力机的 解决方案中，压力机速度在整个操作期间是固定的并且与飞轮速度成比 例。因此，如果挤压必需以低速完成(因为质量或其它技术原因)，完整 的操作将以低速进行。这导致长的循环时间，并因此导致《氐的生产率。为
速问题，已研制了所谓的伺月g^力机、或混^f司JILffi力机。例如，转让给Komatsu的名称为"用于压力机的驱动单元和驱动方法(Drive unit and drive method for Press )"的US2004/003729描述了 一种压力机驱动单元， 该压力机驱动单元具有用于通过主电动机驱动飞轮的第一驱动系统和用 于通过副电动机以变速驱动驱动轴的第二驱动系统。
为了提刷司Ji^力机， 一个选择是设计全新的压力^ofe，并将伺服 电动机和关联的传动装置结合到该新设计中。该新压力机设计的选择是可 给出最适于伺服操作的设计的选择，因为该设计可最优化。例如该设计可 被设计为用于在挤压阶段期间压力机的最优可控性，或用于最高可能生产
率。但是，该选择对于压力机厂家和它们的用户都具有高度的风险设计 是新的并从而是未证明的，并且大多数厂家和用户至今几乎没有或没有如 何执行这样的设计的说明书。结果，不同的厂家将可能提供非常不同的伺 月艮压力机设计，其中一些设计比已有M压力机慢， 一些设计具有非常高 的动力需求，并且通常在长使用寿命期间可能具有不可预知的非常不同的 性能。例如在专利申请US 60/765183中公开的、有时被描述成具有直接驱 动系构造的压力机的伺服压力机不具有大的飞轮和离合器。伺服电动机直 接驱动压力机。在操作开始时，电动机将压力机加速至高于挤压速度的高 速度。然后，在冲击之前，电动机将压力tol度减速到挤压速度。从而挤 压以与;W^解决方案大约相同的速JLiL生。挤压一完成，电动机就再次将 压力机加速至高速度。当压力机充分打开以便卸载机器人i^压力机时， 电动机开始使压力机减速。从而因为该伺服压力机在循环的其余部分中以 高速JL运转的能力，所以伺月艮压力机可以低的挤压速度得到大为改进的循 环时间。但是，该伺月压力机需要大的电动机和动力转换机(大约是全部 机械压力机的五倍大)。
实用新型内容
根据本实用新型的一个方面，描述了一种用于改装飞轮驱动型机喊压 力机的驱动电动机升级成^i殳备，所述成套设备包括伺服电动机，该伺 服电动机适用于驱动所述机械压力机；和驱动传动设备，该驱动传动设备 连接到伺服电动机并适用于与所述机械压力机的所述驱动系的至少 一个 齿轮或轴#^;和结构固定装置或基仗，伺月艮电动机和驱动传动i更^^殳置 在该结构固定装置或基板上。
根据本实用新型的具体实施方式
，描述了一种用于改装飞轮驱动型机械压力机的驱动电动机升级成^i殳备，其中所述升级成^i殳备的驱动传动 设备适用于与已有原始压力机驱动系的齿轮或轴配合。
根据本实用新型的实施方式，描述了一种用于改装飞轮驱动型M压 力机的驱动电动机升级成^i更备，其中驱动传动设备安装在所#械压力
机的外部上，以与所述iofe压力机的所述驱动系的设置在所述机械压力机 内的齿轮或轴配合。
根据本实用新型的另一实施方式，描述了一种用于改装飞轮驱动型机
械压力机的驱动电动机升级成^i殳备，其中驱动传动设备安装在所i^ia^ 压力机的外部上，以与所述机械压力机的所述驱动系的设置在所述机械压 力机内的齿轮或轴配合，该齿轮可以是已有压力机驱动系的中间齿轮。
根据本实用新型的又一实施方式，描述了一种用于改装飞轮驱动型机 械压力机的驱动电动机升级成^i殳备，其中升级成套设备包括共用固定装 置或M，该共用固定装置或M设置为用于在所述机械压力机的冠部的
旁边或上方附连伺服电动机，以经由驱动传动i殳备与所述;t^压力机的所 述驱动系M。
根据本实用新型的又一实施方式，描述了一种用于改装飞轮驱动型机 械压力机的驱动电动机升级成^i殳备，其中升级成套设备包括共用固定装 置或H该共用固定装置或基jtl设置为用于在所述机喊压力机的冠部之 上附连伺服电动机。
根据本实用新型的又一实施方式，描述了一种用于改装飞轮驱动型机 械压力机的驱动电动机升级成套设备，其中升级成套设备还包括控制装 置，该控制装置用于将第一压力机飞轮电动机和升级电动机的正负总峰值 动力限制到等于或小于伺^L电动机单独的J^值动力的值.
根据本实用新型的另一方面，公开了一种用于飞轮驱动型机械压力机 的;tOfe压力，，，机械压，机设，有用于使所述 轮!区动型机械压力机适
所述机械压力;^ii包括伺服电动机，该伺服电动机适用于驱动所ii^i械 压力机；和驱动传动设备，该驱动传动设备连接到伺服电动机并适用于与 所i^U械压力机的所述驱动系的至少一个齿轮或轴接合；和结构固定装置 或基板，伺服电动机和驱动传动设备设置在该结构固定装置或基板上。
本实用新型的目的是通过如下设计消除上述解决方案的不便之处-能够就地在非常短的时间内安^已有压力机上 -不需要压力机冠部中的明显变型
-能够作为新压力机上的选择提供，这能够在压力机设计/制造过程 的晚期阶段中增加
-具有相对低的惯性
为了实现以上目的中的一些目的，伺服电动机和关联的传动装置(齿 轮)优选地一起构成被称为"压力机电动机升级成套设备，，的单元。该单 元被设计成安装在压力机冠部之上，并在无需对已有压力^构作出任何 变型的情况下连接到已有压力机齿轮。在本说明书中，术语伺服电动机用 于表示任何类型的可控制、可变输出的电动机。
压力机电动机升级成套设备是以一个零件安装在压力机上的独立单 元。其包括^或基础结构，该^或基础结构将成套i殳备的其它零件、 主要是电动机和关联的传动装置(例如，齿轮)保持在一起。该结构或基
(伺服)电动机或电动机安m^L或结构上。该电动机通过耦合连接到 机械压力机的齿轮上，该齿轮通常将电动机的速度降低到压力机冠部中已 有齿轮的较低速度。然后该连接将允许升级电动机以可变的速度沿正反方 向移动压力机齿轮，并且当不压印时达到比机械压力机驱动原始设计的最 高压印U高(例如高50%)的速度。另一优点是使生产周期增强的灵活 性成为可能。例如，在此描述的混^f司服技术允许在维持循环时间的同时 以较低的速度挤压，或者可选择地以同样的速度^短的循环时间挤压， 或者这两者的合成。
由于压力机电动机升级成套设备不需要在压力机冠部中显著地变型， 所以已有压力机上的安装将是快速的，并且能够在压力机的计划维护或假 期停止中执行。对冠部较小的变型可包括改变顶板、移动通风孔、移动偏 心位置传感器、移动润滑管、移动或替换围挡、增加固定装置孔、M化 冠顶结构的零件、增加用于伺服电动机电缆的导缆器等。但是，例如以上 变型的较小变型可现场执行，并且不会影响压力机的已有齿轮机构。
成套设备的应用不局限于如下压力机，在该压力机中主轴的小齿轮足 够靠近压力机的外部以与成套设备的齿轮相互作用。实际上，在大多数压 力机中主轴根本不靠近冠部的顶部。相反，在大多lta力机中中间齿轮靠
13近冠部的顶部。这些中间齿轮用于提供传统,压力机的主轴的高iUL和 偏心轮的低速度之间的齿轮速比差。
因此，由于中间齿轮几乎总是最靠近压力机冠部的顶部安装(在某些 情况下其甚至可延伸到冠部结构的顶部上方)，所以在压力机升级成^i更
备的大多数典型形式中，压力机升级成#^殳备优选地设计成与已有;ia^压 力机的中间齿轮相互作用。由于对于高速电动机较高的齿轮比从而在传动 装置中是需要的，所以看起来这样的以比主轴低的速度旋转的中间齿轮是 缺点。但是，为了桥接属于该成^i更备的中间齿轮的顶部和第一齿轮的安 装点之间的距离，通常需要直径较大的齿轮。为了限制与这样的轮相关联 的动能，有利的是该轮以尽可能低的速度转动。因此，对于成套设备为了 尽可能少地向压力机增加惯性，与中间齿轮齡在大多数情况下优选地与 主轴小齿轮#>.
将所述电动机升级成套设备用于改装压力机的重要优点是依靠已有压 力机设计，意味着已确立的设计规则仍然适用，以便在压力机性能、寿命 等方面没有不合意的意外事情。因此，期望M的压力机的可靠性高。利 用所述电动机升级成套设备的另一优点是在已有压力机或压力机设计中 不涉及任何结构改变。it^示花费时间较少的较筒单过程，以便停机时间 比较短。不对已有压力机作出结构改变还意味着利用压力机升级成^i殳备
对于厂家涉及比投资全新压缩机的设计风险低。此外，还有的优点是在混 合布局中，如果需要，在厂家具有完全功能的传统机械压力机之后可拆除
该成套设备。
因为将伺服电动机增加到已有设计是能够适用于已有压力机的选择， 所以可广泛地适用本实用新型。由于压力机通常具有超过30年的寿命，所 以这是非常重要的优点。许多厂家和供应者寻求升级或整修他们已有的压 力机，而不是投资全新的生产线.
作为可选择的实施方式，成套设备可设计成与齿轮(需要在成套设备 中实现较高的齿轮比)或主轴小齿轮(或齿轮)(需要在成^i更备中实现 较低的齿轮比)相互作用，其中该齿轮与压力机的偏心轮关联.
在其它实施方式中，可使用在M压力机的成套设备的伺服电动机和 已有齿轮传动系统之间的附加齿轮机构。例如，在伺服电动机和与已有驱 动系相互作用的齿轮之间不仅可有齿轮，也可以有皮带驱动或链驱动。在另外的实施方式或有利改进中，成套设备的伺服电动机和已有压力 机之间的传动装置还可包括离合器。制动器也可增加在伺服电动机和已有 压力机齿轮之间，以在伺服电动机驱动和传动装置上作为制动器工作。这 样的制动器任选地设置成连接到升级电动机，以在静止状态制动该升级电 动机或保持该升级电动机.离合器和制动器可任选地结合成配置在压力机 的伺服电动机和已有传动齿轮之间的单个单元。
在本实用新型的另一方面中，描述了压力机系统或压力机生产线，该
压力机系统或压力机生产线包括至少一个飞轮驱动型;^压力机，该飞轮 驱动型机械压力机设置有驱动电动机升级成套设备和与加载和/或压力机 卸载设备同步运转的压力机.
现在将通过具体参考附图描述仅仅作为例子的本实用新型的实施方 式，其中
图l是根据本实用新型实施方式的用于机械压力机的电动机升级成套 i殳备的示意方才匡图，
图2a是示出根据本实用新型实施方式的用于M压力机的电动机成 ^i殳备的立体图的示意图，并且图2b是根据本实用新型实施方式的、包 括机械压力机的冠部作为正视图的视图连同电动机升级成套设备相对位 置一起的示意图，
图3a是现有技术，示出了根据已知压力机循环的标准360度压力^ 环，以及
图3b-3d示出根据本实用新型实施方式的操作方法沿正向和反向驱 动压力机的与开始/停止位置和转动方向有关的压力机循环示意图。
具体实施方式
图1示出具有两个驱动装置的;^压力机的布局机械驱动装置2, 该机械驱动装置2包括离合器30和飞轮35,并具有关联的电动机20;和 伺服电动机22，该伺服电动机22具有关联的传动装置5。附图还示出压力 机滑块23，该压力机滑块23由主轴34经压力机传动齿轮27和偏心轮29 驱动进行往复运动V以打开和关闭压力机。
15操作中采用已有电动机20和升级电动机22的两个驱动装置，这是混 ^f司服压力机的布局。仅存在或者运转机械驱动装置，这将是经典的机械
压力机。仅运转电动机升级成#^:备1 (和可能的紧急制动)，这将是"完
全的"祠JJg^力机。但是，用于包括电动机升级成^i殳备的机械压力机的 很可能的布局是混合祠服布局。
图2a示出具有单个电动机的成^i史备l的原理图以及成^^殳备如何与 图2b中的压力机的齿轮相互作用的示意图。图2a示出安装在结构基板4 上的电动机升级电动机22，用于从电动机22传输动力的一组齿轮9也附 连到该结构M4上。图2b示出M压力机的冠部或顶部T的视图。该 图示出成套设备1具有设置在基板4上的升级电动机22和一组齿轮9。这 里示出的成套设备设置在压力机的冠部的顶部上，使得成套设备l的齿轮 组9的齿轮5 (图1 )设置成与^压力机的已有动力传动系的齿轮7配合 (图1 )，以便升级电动机22能够通it^力机的已有动力系驱动压力机。
当在混合构造中操作由压力机升级成套设备l改装的压力机时，需要 单独地控制压力机的离合器和制动器。制动器通常^紧急制动和维护时 启动，而离合器将在每个挤压循环期间、在实际压印或挤压期间启动。在 传统的;tOfe压力机中，离合器和制动器可结合成一个单元，在该单元中在 任何时候启动离合器或者制动器。在这种情况下的压力机中，转变成为伺 服压力机不仅需要安装成^i殳备，而且需要离合器/制动器单元中的变型。 这种结合的离合器/制动器单元可被改变，或用新的单个单元替换，或用单 独的离合器单元和制动器单元替换。
用于混合伺服压力机布局的压力机升级成^i殳备的齿轮通常可比已有 压力机齿轮窄或薄.因为成套设备齿轮不需要具有用于全部挤压力的尺 寸，所以这是可能的，因为该力将通过飞轮连续地供应。因此，通过利用 较小的宽度、即齿轮的厚度，成套i殳备将更紧凑并且向压力机增加较少的 惯性。
关于齿轮比的以上讨论适用于使用具有比主轴的期望最高速度更高的 最高速度的(伺服)电动机的情况。另外的电动机研制可导致使用连接到 中间齿轮乃至更合适的偏心轴齿轮的低速电动机。
增加到已有压力机或压力机设计的例如电动机22的伺服电动机通常 具有比传统压力机的主轴34的最高速度更高或者低不太多的最高速度。因此，该伺服电动机的连接通常包括电动机轴与压力机主轴之间的齿轮传动
机构。存在用于这种传动机构的不同解决方案，在这些解决方案中可以是:
1. 向主轴增加齿轮，该齿轮可能通过中间齿轮与升级电动机轴上的齿 轮相互作用；
2. 向主轴增加皮带轮，该皮带轮通过皮带连接到较小的皮带轮，该较 小的皮带轮可能通过中间齿轮安装在电动机轴上；
3. 向主轴增加小齿轮，链通过小齿轮连接到较小的小齿轮上，该较小 的小齿轮可能通过中间齿轮安装在电动机轴上；
所有这些解决方案共有的缺点是必须在压力机的冠部T内进行变型. 不同之处在于新的齿轮、皮带轮或小齿轮安装在主轴上和冠部的外部上， 但这通常意味着主轴必须制造得较长——因此也影响冠部内的已有部件。
由于仅仅单个轮(皮带轮或小齿轮)必须安装在主轴上，所以以上的 解决方案2和3 (皮带或链传动)较容易实现。但是，链和皮带通常对于 动力传动具有有限的寿命和有限的能力，这使得它们在压力机中的应用有 限且困难。例如，用于1000T的混合伺服压力机的皮带将具有与可得到的 空间相比较大的大约300mm的宽度，并且将具有少于三年的寿命。由于 皮带具有"不定的长度"，所以皮带在压力机内的安装和/或替换也是复杂 的，除非皮带轮安装在轴的端部。此外，皮带和皮带轮解决方案需要在主 轴上的具有某一直径、强度和宽度的轮，将导致明显增加旋转质量的总惯 性(>15%),因此使伺服解决方案的动态性能恶化。在链的情况下，甚至 链的质量也将明显增加惯性。
但是，解决方案2和3具有的重要优点是主轴和伺服电动机之间较长 的距离能够通过皮带或链桥接，于是能够在单个步骤中实现主轴和伺服电 动机之间所需的齿轮比。由于能够桥接较长的距离，所以伺服电动机能够 安装在压力机的顶部。这意味着，该解决方案能够实现用于压力机的大多 数结构一一只要为主轴上的皮带轮找到合适的位置即可。
解决方案1不具有该优点一一桥接压力机的主轴和顶部之间的距离是 困难的，并且将涉及具有较大的惯性的较大的齿轮。但是采用该解决方案 的主要问^A新齿轮还需要用于它们的轴承的支撑。或者必须将这些支撑 制造在已有的冠部结构中，或者支撑板或结构必须增加并固定到冠部上。此外，这些解决方案具有以下不〗更之处 *对于新压力机
-冠部设计中的变型必须在压力机设计阶段初期完成 *对于已有压力机
-冠部中的变型需要将压力机(冠部)移动到专用车间(解决方案l)
-冠部中的变型将使压力机长时间不能操作(对于解决方案1这可以 是2个月，这多于通常1个月的夏季休息)
-解决方案2和3向压力机增加大量惯性，这可意味着压力机制动器 必须重新定尺寸(即用较大的制动器替换)
*对于新的和已有的压力机
—解决方案2和3向压力机增加大量惯性，因此限制伺服应给出的性 能改进。
因此采用根据本实用新型的升级成^i更备，上述解决方案的不便之处 通过描述的设计消除
-能够在非常短的时间内现场安装在已有压力机上
-不需要压力机冠部中的明显变型
-能够作为新压力机上的选择提供，这能够在压力机设计/制造过程 的晚期阶段中增加
-具有相对低的惯性。
已被升级的压力机可设置有控制新电动机的控制单元。控制单元还可 设置成控制两个电动机。控制单元或控制系统还可设置成将飞轮用作能量 緩冲器，控制飞轮的已有或新的电动机和飞轮的已有或新的逆变器，以将 两个电动机(20、 22)的(正负)总蟀，值动力限制到等于或低于伺服电动 机的峰值动力的值。
电动^UUL控制装置可包括变频器、如所示的逆变器/整流器或其它电 动机速度控制装置。电动机速度控制装置还可以与其它压力机或机器共 享。驱动可以是多驱动，即两个或多个逆变器共享单个整流器的系统。这 对于由于上述动力限制，整流器的呻，值动力低于或等于逆变器用于伺服电 动机的峰值动力的情况是有利的。优选地，在通过升级压力机、飞轮不是用于挤压的升级压力机的设置中(即，当不是运转混合伺服而是直接/完全 伺服时)，飞轮仍然可用于上述动力限制。
整流器在任何情况下优选地设置成双向的，以便能量能够反馈到电网。 由于整流器是有源整流器，所以该整流器能够将无功功率供应到工厂电 网.因此这可用于补偿由在其它压力机中使用的整流器消耗的无功功率中
的一些无功功率。可能的构造包括
—已有飞轮电动机、逆变器、维持的整流器
-已有飞轮电动机、逆变器、替换整流器、与伺服驱动共享的整流器 (这允许最大峰值动力限制)
—已有维持的电动机、但替换逆变器和整流器(如果电动机是AC电 动机，几乎与先前的相同)
混合伺服或直接伺服压力机的优点是其可与其它设备同步。对于这样 的压力机、或通过在此描述的可以可变速度控制的压力机电动机升级成套 设备转换的压力机，存在多种调整压力机的运动的方法，使压力机与卸载 和/或加栽机器人的运动同步，产生最佳循环时间。这些和其它方法在具有 共同发明人、并且由与本申请相同的申请人在2007年6月6日提交的、名 称为"用于操作与加载机或卸载机配合的循环生产机器的改进方法和系统 (IMPROVED METHOD AND SYSTEM FOR OPERATING A CYCLIC PRODUCTION MACHINE IN COORDINATION WITH A LOADER OR UNLOADER MACHINE )"的PCT申请中描述，该申请由此通过引用包 含在本说明书中。描述的方法包括根据估计的同步时间点改变压力M动 中的设定点。描述的发明还提供一种用于在操作的同时自动优化压力机生 产线的方法。此外，提出的方法被描述成也可用于使卸栽机器人与压力机 同步。为了优化压力机生产线和/或伺服压力机生产线的生产率，压力机的 运动应与加载设备的运动同步，并且反之亦然。尤其是对于反向("可选 择的双向")运动，这需要对于同步的与已用于传统机械压力机的概念不 同的新的概念。压力机生产线可包括通常设置成进行操作序列的多个压力 机。术语"压力机生产线"也可包括单个压力机和机械化的加载机和/或卸载机。
伺服电动机可被控制成根据用于不同类型的压力机循环的不同策略运 转。例如比挤压之前和之后的挤压速度高，以便减少循环时间和/或维持循环时间而不是降低挤压速度。设置成控制新电动机的控制单元可设置成适 于沿向前方向或向后方向驱动压力机。然后可将压力机操作为反向压力
机，如以上在参照压力机生产线中的操作所述。图3a是现有技术，示出了 根据传统机^力W^环的标准360度压力;IM^环。图3b-3d示出用于 根据本实用新型一个或多个实施方式的具有飞轮和飞轮电动机以及笫二 祠服电动机和控制单元的机械压力机的与开始/停止位置和转动方向操作 循环有关的压力机循环示意图。图3b示出压力机循环可在不等于0或360 度的位置处开始和/或终止的实施方式。图3c示出具有第二驱动电动机或 致动器的压力机双向地运行的实施方式。实线表示的顺时针循环Sc开始于 约10点钟的"开始l"处并继续顺时针到达约2点钟处的DPc，转圈直到 约10点钟处的UCc，并最后在UCc后不久的约1点钟的"停止1"处完 成。随后，压力机接着被驱动沿虚线表示的反向转动，在约2点钟的"开 始2"处开始并继续逆时针到约11点钟处的UCAC，继续转围到约2点钟 处的DPAc,并在约10点钟处的"停止2"处完成。图3d示出压力机从第 一转动方向(实线)中的位置"开始"转动过大于360度的压力机循环到 达位置"停止"的替代实施方式。在循环最后的"停止，，处，压力机接着 反向(虚线)逆时针转动到位置"开始"。使用可反向压力机循环的优点 在于伺服电动机能够沿着穿过压力机的更长路径将压力机在挤压之前加 速到更高速度。
设置成控制新电动机的控制单元还可设置成适于在连续循环中驱动压 力机，即，操作压力机而使得其在挤压循环之间不会停止。
此外，部分地由于直接伺服或混合伺月^力机的改进的可控制性，所 以整个过程部分的生产线协调可通过利用设置成实现根据本实用新型具 体实施方式的方法的单个控制器控制这样的生产线来改进。这可通ii机器 人控制器单元和/或其它控制单元实现。协调或优化可部分地通过在打开/ 关闭压力机期间(在循环的挤压/压印部分期间在例如维持所需速度和能量 输出的同时)改变速度实现，产生可才艮据如下参数减少的循环时间下游 过程的状态；或上游过程的状态或其它考虑例如蒼体动力消耗；减少的能 量消耗；在压力机生产线中平滑的动力消耗J^值。
应当指出尽管以上的描迷例证了本实用新型的具体实施方式
，但在不
偏离本实用新型的范围的情况下可对所公开的解决方案作出多种变体和 变型。
20
权利要求1. 一种电动机升级成套设备(1)，用于将飞轮驱动型机械压力机改装成伺服压力机，该伺服压力机包括驱动电动机(20)和驱动系(34、27、29)，其特征在于所述成套设备包括伺服电动机(22)，该伺服电动机(22)用于驱动所述机械压力机，和驱动传动设备(9、5)，该驱动传动设备(9、5)连接到伺服电动机(22)并用于与所述机械压力机的所述驱动系的至少一个齿轮或轴接合，和结构固定装置(4)或基板，所述伺服电动机和驱动传动设备设置在该结构固定装置(4)或基板上。
2. 如权利要求l所迷的电动机升级成^i殳备，其特征在于所述电动机 升级成#^殳备(1) i殳置并安^^所^Ofe压力机的外部上。
3. 如权利要求l所述的电动机升级成^i殳备，其特征在于所述驱动传 动设备用于与所i^力机驱动系的齿轮或轴配合。
4. 如权利要求l所述的电动机升级成^i殳备，其特征在于所述驱动传 动设备安*^所述,压力机的外部上，以与所i^Wfe压力机的所述驱动系的设置在所^ua压力机内部的齿轮或轴配合。
5. 如权利要求l所述的电动机升级成^i殳备，其特征在于所述驱动传 动设备i殳置成与驱动系的中间齿轮(7)配合。
6.如权利要求1或权利要求2至5中任一项所述的电动机升级成套设 备，其特征在于共用固定装置或基板(4)，所述伺服电动机和所述驱动传 动设^l^设置在该共用固定装置或基板(4)上，该共用固定装置或基板(4 ) 用于将所述电动机安装在所述机械压力机的外部上，并因此经由所述驱动 传动设备(9、 5)将所述祠服电动机(22)连接到所述40fe压力机的所迷 驱动系的一部分上。
7. 如权利要求1所述的电动机升级成^i殳备，其特M于所述共用固 定装置或基板设置为用于将所述祠服电动机附接在所述机械压力机的冠 部(T)的旁边或上方，以经由所迷驱动传动设备(9、 5)与所述机械压 力机的所述驱动系(34、 27、 29) #。
8. 如权利要求7所述的电动机升级成^i殳备，其特征在于所述共用固 定装置或J41设置为用于在所述机械压力机的冠部(T)的顶部上附连所 述祠服电动机。
9. 如权利要求7或8所述的电动机升级成^i更备，其特征在于所述共 用固定装置或基板设置为用于在高于所述;Wfe压力机的压力机滑块(23) 的顶部的高度处的位置中将祠服电动机附连在所i^W压力机的外部上。
10. 如权利要求l所述的电动机升级成^i史备，其特征在于所述驱动 传动设备(9)设置为用于与所述驱动系的中间齿轮(7)或轴掩^，所述 中间齿轮(7)或轴设置在所述;M^压力机的已有压力机离合器和已有压力 机偏心轮(29)或连杆城之间。
11.如权利要求1所述的电动机升级成^i殳备，其特征在于所述升级 成套i殳备的驱动传动设备(9)设置为用于与所述iO^压力机的已有驱动系 的偏心轮或齿轮(29)接合。
12.如权利要求l所述的电动机升级成^i更备，其特征在于所述升级 成套i免备的驱动传动该:备(9) i殳置为用于与包括在所述驱动系中的主齿轮 或轴(34)接合，所述主齿轮或轴(34)在所述;W^压力机的已有压力机 离合器和偏心轮之间。
13.如权利要求1所述的升级成^i臾备，其特征在于所述升级成套设备的驱动传动设备(9)包括用于与中间轴上的齿,件掩^的一个或多个 齿轮(5),该中间轴连接到所述机械压力机的所述驱动系的主轴(HS)。
14.如权利要求1所述的升级成套i殳吝-，其特征在于制动器设置成连别
15. 如权利要求1或14所述的升级成^i殳备，其特征在于离合器或其 它耦合/解耦装置设置成连接在所述升级电动机(22 )和所5￡^压力机的 已有驱动系之间。
16. 如权利要求1所述的升级成#^殳备，其特征在于离合器和制动器 能够结合成一个单元，该单元配置在所述祠服电动机和所述;^压力机的 已有驱动系之间。
17. 如权利要求1或14所述的升级成^i殳备，其特4t^于离合器和制 动器能够结合成一个单元，该单元配置在所述祠服电动机和所#械压力 机的已有驱动系之间、并设置有用于^地关掉所述祠服电动机的装置， 以便所述压力机能够在所述祠服电动机未提供动力的情况下运转。
18. 如权利要求1所述的升级成^i殳备，其特征在于所述升级成#^更 备的驱动传动设备(9)包括一个或多个驱动皮带或其它传动装置。
19.如权利要求1所述的升级成^i殳备，其特征在于在所述升级成套 设备(1)中包括两个或多个伺服电动机。
20.如权利要求1所述的升级成套设备，其特征在于包括用于动力供 应的附加控制装置，该附加控制装置设置成向转换成^i殳备的伺服电动机 提供控制功能。
21. 如权利要求1或18所述的升级成^i殳备，其特征在于包括动力供 应装置(21c),以向转换成套设备的伺服电动机(22)提供动力。
22. 如权利要求l所述的升级成^i殳备，其特征在于包括用于将第一 电动机(20)和升级电动机(22)的正负总峰值动力限制到等于或低于伺 服电动机单独的峰值动力的值的控制装置。
23. 如权利要求1或22所述的升级成#^殳备，其特征在于i殳置为通过 连接到单个整流器的至少两个逆变器中的一个逆变器进行动力供应。
24. 如权利要求1或22所述的升级成套设备，其特征在于设置为通 过连接到单个整流器的至少两个逆变器中的一个逆变器进行动力供应，以 及控制单元或控制系统，该控制单元或控制系统设置为用于飞轮电动机及 其已有或新逆变器的控制，以通过将飞轮用作能量緩冲器将两个电动机(20、 22)的正负总峰值动力P艮制到等于或低于伺服电动机的峰值动力的 值。
25. 如权利要求1所述的升级成^i殳备，其特征在于包括控制单元装 置，该控制单元装置设置成控制该转换成套设备的伺服电动机，以正向或 反向驱动混^f司月La力机。
26. 如权利要求1所述的升级成^i殳备，其特征在于包括控制单元装 置，该控制单元装置设置成控制该转换成套设备的伺服电动机，以在连续 的压力机循环中驱动混^f司服压力机而在循环之间不会停止该压力机。
27. —种;Wfe压力机，其设置有用于将飞轮驱动型M压力机改装成 伺服压力机的驱动电动机升级成^i爻备(1)，该伺服压力机包括驱动电动 机(20)和驱动系(34、 27、 29),其特征在于所述压力M包括伺服电动机(22)，该伺服电动机(22)用于驱动所述机械压力机；和驱动传动设备(9、 5)，该驱动传动设备(9、 5)连接到伺服电动机(22) 并用于与所述机械压力机的所述驱动系的至少一个齿轮或轴接合，和结构固定装置(4)或基&，所述祠服电动机和驱动传动设4^殳置在该 结构固定装置(4)或基板上。
28. 如权利要求27所述的M压力机，其特征在于所述电动机升级成 套设备(1) i史置并安装在所^^Ofe压力机的外部上。.
29. 如权利要求27所述的;Ml压力机，其特征在于所述驱动传动设备 (9)用于与所述压力机驱动系的齿轮(7)或轴(34)配合。
30. 如权利要求27所述的;^压力机，其特征在于所述驱动传动i殳备 (9)安装在所述机械压力机的外部上，以与所iiiO^压力机的所述驱动系的设置在所it^L械压力机内部的齿轮(7)或轴(34)配合。
31. 如权利要求27所述的机械压力机，其特征在于所述驱动传动设备 设置成与驱动系的中间齿轮(7)配合。
32. 如权利要求27所述的;W^压力机，其特征在于所述祠服电动机和 驱动传动设备设置并安装在共用固^J4！ (4)上以安装在所述;Wfe压力机 的外部上，并由此经驱动传动设备(9)将升级祠服电动机(22)连接到所 it^U^压力机的所述驱动系的一部分上。
33. 如权利要求27所述的;Wfe压力机，其特征在于所^Li^ ( 4)设 置在所述机械压力机的冠部(T)的旁边或上方，用于将祠服电动机附连 到压力机，以适于经由驱动传动设备(9)与所i^O^压力机的所述驱动系(34、 27、 29) #^。
34.如权利要求27所述的^压力机，其特征在于所述基板(4)设置为用于在高于所述;W^压力机的压力机滑块(23)的顶部或在所述;W^ 压力机的冠部(T)的顶部上的高度处的位置中将伺服电动机附连在所述 机械压力机的外部上。
35.如权利要求27所述的^压力机，其特征在于所述驱动传动设备 (9)设置为用于与所述驱动系的中间齿轮(7)或轴备^，所述中间齿轮 (7 )或轴设置在所述机械压力机的已有压力机离合器和已有压力机偏心轮 (29 )或连杆^之间o
36. 如权利要求27所述的^压力机，其特征在于所述升级成套设备 的驱动传动设备(9)设置为用于与所i^L械压力机的已有驱动系的偏心轮 或齿轮(29)齡。
37. 如权利要求27所述的^压力机，其特征在于所述升级成#^备 的驱动传动设备(9 )设置为用于与包括在所述驱动系中的主齿轮或轴(34 ) 接合，所述主齿轮或轴(34)在所i^L械压力机的已有压力机离合器和偏 心轮之间。
38. 如权利要求27所述的机械压力机，其特征在于制动器设置成连接 到升级电动机(22)用于制动升级电动机(22)或保持升级电动机(22)。
39. 如权利要求27或38所述的机械压力机，其特征在于离合器或其 它耦合/解耦装置设置成连接在所述升级电动机(22)和所述M压力机的已有驱动系之间。
40. 如权利要求27所述的;W^压力机，其特4M^于离合器和制动器能 够结合成一个单元，该单元配置在所述祠服电动机和所述M压力机的已 有驱动系之间，使得在任何时候都能够启动离合器或制动器。
41.如权利要求27所述的机械压力机，其特征在于能够增加制动器， 使得该制动器配置在所述伺服电动机和所述机械压力机的已有驱动系之 间，所述制动器设置成能够在需要紧急停止的情况下停止压力机。
42.如权利要求27或38所述的;W^压力机，其特征在于离合器和制 动器能够结合成一个单元，该单元配置在所述祠服电动机和所述^Ofe压力 机的已有驱动系之间、并设置有用于机械地关掉所述祠服电动机的装置，
43.如权利要求27所述的;W^压力机，其特征在于所述升级成套设备 的驱动传动设备(9)包括用于与中间轴上的齿,件#>的一个或多个齿 轮(5)，该中间轴连接到所i^afe压力机的所述驱动系的主轴(HS)。
44.如权利要求27所述的,压力机，其特征在于包括通过压力机电 动机升级成^i更备(1)设置在压力机上的两个或多个伺服电动机。
45.如权利要求44所述的;ia^压力机，其特征在于通过压力机电动机 升级成^^殳备(1 )设置在压力机上的所述两个或多个祠服电动机每个设置 成与压力机的不同中间齿轮或其它齿4^相互作用。
46.如权利要求27所述的;W^压力机，其特征在于所述升级成套设备 的驱动传动设备(9)包括一个或多个驱动皮带或其它传动装置。
47.如权利要求27所述的;^压力机，其特征在于包括用于动力供应 的附加控制装置，该附加控制装置设置成向压力机电动机升级成^i殳备的 伺服电动机提供控制功能。
48.如权利要求27所述的M压力机，其特征在于设置有动力供应装 (21c)，以向压力机电动机升级成套设备的伺服电动机(22)提供动力。
49. 如权利要求27所述的^压力机，其特征在于设置有一个或多个 传感器以确定滑动的位置。
50. 如权利要求27所述的,压力机，其特征在于设置为通过控制单 元控制，该控制单元选自机器人"控制器、压力机PLC、 CNC控制器。
51. —种压力机系统，其包括设置有用于将飞轮驱动型机械压力机改 装成祠J3^力机的驱动电动机升级成套设备(1 )的至少一个飞轮《区动型机 械压力机，该伺月压力机包括驱动电动机(20)和驱动系(34、 27、 29), 其特征在于所述4M^压力机丞包括伺服电动机(22)，该伺服电动机(22)用于驱动所述;Wfe压力机，和驱动传动设备(9、 5 )，该驱动传动设备(9、 5)连接到伺服电动机(22 ) 并用于与所述机械压力机的所述驱动系的至少一个齿轮或轴#^,和结构固定装置(4)或基&，所述伺服电动机和驱动传动设4^殳置在该 结构固定装置(4)或M上，并且设置受控成使得所述机械压力机的运动能够与加载和/或卸载设备的 运动同步。
52. 如权利要求51所述的压力机系统，其特征在于至少一个混^f司服 压力机包括控制单元装置，所述控制单元装置设置成控制混合祠月压力机 的伺服电动机，以正向或反向驱动该压力机。
53. 如权利要求51所述的压力机系统，其特征在于至少一个混^f司服 压力机包括控制单元装置，所述控制单元装置设置成提供对混^f司Jfl^力 机的伺服电动机的控制，以在连续的压力机循环中驱动该压力机而在循环 之间不^^止该压力机。
专利摘要本实用新型公开了一种用于将飞轮驱动型机械压力机改装成包括驱动电动机和驱动系的伺服压力机的压力机驱动电动机升级成套设备以及一种如此改造的机械压力机。成套设备包括适用于驱动所述机械压力机的至少一个伺服电动机和驱动传动设备，该驱动传动设备连接到伺服电动机并适用于与所述机械压力机的所述驱动系的至少一个齿轮或轴接合。该成套设备还可包括基板或安装结构，伺服电动机和传动装置设置在该基板或安装结构上。该成套设备可有利地用于将已有机械压力机、或者根据已有传统飞轮设计制造的机械压力机转换成优选的混合伺服型伺服压力机，并从而对已有压力机或按照传统设计作出的压力机的生产周期提供更大的控制。
文档编号B30B15/14GK201279939SQ20072030652
公开日2009年7月29日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年6月6日
发明者舒尔德·博斯嘉 申请人:Abb研究有限公司