模具緩沖控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的模具緩沖控制裝置（80）是將由緩沖塊（30）及促動器（40）構(gòu)成的模具緩沖裝置（2）與滑動件（10）的升降動作連動地控制的模具緩沖控制裝置，具有下述功能：在上述滑動件和上述緩沖塊的接觸前，使上述促動器的操作量以比固有周期短的時間斜坡狀或臺階狀地變化，以便在第1時間點能夠得到所期望的緩沖力，之后，在上述緩沖力從最初的最大值減少至其一半的值的可設(shè)定期間內(nèi)所設(shè)定的第2時間點，使上述操作量向相反方向臺階狀地變化。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種模具緩沖控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)消耗電力的削減、及對循環(huán)時間的制約排除。
【專利說明】模具緩沖控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種模具緩沖控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往以來，公知一種具備模具緩沖裝置的沖壓裝置，所述模具緩沖裝置包括固定有下模的緩沖塊及驅(qū)動其的促動器(參照下述專利文獻I)。該沖壓裝置中，與固定有上模的滑動件的升降動作連動地進行緩沖塊的位置控制及力控制，從而在上模和下模之間夾持工件，得到防皺用的反力及沖壓成形用的上沖力(緩沖力)。
[0003]作為模具緩沖裝置的控制手法，公知稱為預(yù)備加速的手法，在滑動件和緩沖塊即將接觸之前(詳細而言在以夾入工件的狀態(tài)在上模和下模即將碰撞之前)，使緩沖塊下降，從而緩和接觸時的沖擊(參照下述專利文獻2)。
[0004]并且，作為在滑動件和緩沖塊的接觸后使緩沖力迅速地調(diào)整為目標(biāo)值(換言之實現(xiàn)模具緩沖裝置的高速響應(yīng)性)的控制手法，公知下述手法:在兩者的接觸前預(yù)先產(chǎn)生一定的緩沖力的狀態(tài)下使緩沖塊待機，并控制促動器(預(yù)加速)，使得在即將接觸之前考慮促動器的響應(yīng)性而以緩沖塊不下降的程度瞬間地產(chǎn)生下降方向的緩沖力(預(yù)加載)。
[0005]在作為模具緩沖裝置的促動器使用液壓缸的情況下，緩沖力的控制由驅(qū)動液壓缸的活塞的伺服馬達的轉(zhuǎn)矩控制來實現(xiàn)。圖3示出沖壓動作中的對于伺服馬達的轉(zhuǎn)矩指令值的時間變化。如該圖所示，在從沖壓開始時間點(滑動件的下降開始時間點HO至預(yù)加載開始時間點tl的期間(待機期間)中，轉(zhuǎn)矩指令值保持為O (N m)。
[0006]然后，轉(zhuǎn)矩指令值從預(yù)加載開始時間點tl斜坡狀地增加，到達一定值后，直到預(yù)加速開始時間點t2保持為一定。即，從該tl至t2的期間是預(yù)加載的實施期間。此外，若使轉(zhuǎn)矩指令值急劇地(臺階狀地)變化，則緩沖力中產(chǎn)生振動(緩沖力的周期性的強弱變化)，因此如上所述，需要斜坡狀地使轉(zhuǎn)矩指令值增加。并且，如圖4所示，斜坡時間短也在緩沖力中產(chǎn)生振動，因此需要將斜坡時間設(shè)定為液壓缸的固有周期以上(詳細而言為固有周期的整數(shù)倍)。
[0007]然后，在從預(yù)加速開始時間點t2至滑動件與緩沖塊的接觸時間點(成形開始時間點)t3的期間中，轉(zhuǎn)矩指令值向著負的方向臺階狀地變化以產(chǎn)生下降方向的緩沖力。即，從該t2至t3的期間是預(yù)加速的實施期間。此外，t2 t3間的時間考慮液壓缸的響應(yīng)性而設(shè)定為緩沖塊不下降的程度的時間。
[0008]然后，在滑動件和緩沖塊的接觸時間點(成形開始時間點)t3以后，轉(zhuǎn)矩指令值被反饋控制為一定值，以使緩沖力為目標(biāo)緩沖力。
[0009]通過如上所述的對于模具緩沖裝置的伺服馬達的轉(zhuǎn)矩指令值的控制而組合實施預(yù)加載和預(yù)加速，能夠?qū)崿F(xiàn)滑動件和緩沖塊的接觸后的緩沖力的上升時間的縮短和過沖的抑制，其結(jié)果，能夠使緩沖力迅速地調(diào)整為目標(biāo)值(能夠?qū)崿F(xiàn)上述高速響應(yīng)性)。
[0010]專利文獻1:日本特開2007 038238號公報 專利文獻2:日本特公平7 106478號公報。[0011]如上所述，在實施預(yù)加載的情況下，需要在預(yù)加速開始前使轉(zhuǎn)矩指令值以液壓缸的固有周期以上的時間斜坡狀地上升而抑制緩沖力的振動。但若因液壓缸的彈性系數(shù)小、或質(zhì)量(馬達慣量等)大等而上述固有周期變長，則預(yù)加載時間變長，其結(jié)果，產(chǎn)生對循環(huán)時間產(chǎn)生制約、消耗電力增加等問題。
[0012]并且，在上述的控制手法中，需要在滑動件和緩沖塊的接觸前令緩沖塊產(chǎn)生大的加速度，因此需要高性能的促動器,成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明鑒于上述問題而提出，其目的在于提供一種模具緩沖控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)消耗電力的削減、對循環(huán)時間的制約排除、及成本的削減。
[0014]為了解決上述問題，本發(fā)明的模具緩沖控制裝置是與滑動件的升降動作連動地控制包括緩沖塊及促動器的模具緩沖裝置的模具緩沖控制裝置，其中，具有下述功能:在上述滑動件和上述緩沖塊的接觸前，使上述促動器的操作量以比固有周期短的時間斜坡狀或臺階狀地變化，以便在第I時間點能夠得到期望的緩沖力，之后，在上述緩沖力從最初的最大值減少至其一半的值的可設(shè)定期間內(nèi)設(shè)定的第2時間點，使上述操作量向相反方向臺階狀地變化。
[0015]并且，在本發(fā)明中，上述模具緩沖控制裝置也可以具有下述功能:與上述滑動件與上述緩沖塊的接觸后的目標(biāo)緩沖力、及上述滑動件的速度對應(yīng)而在上述可設(shè)定期間內(nèi)變更上述第2時間點。
[0016]發(fā)明效果
在本發(fā)明中，在預(yù)加載的實施時，不是如以往那樣地進行振動抑制控制(使操作量以促動器的固有周期以上的時間斜坡狀地增加)，而是使操作量以比固有周期短的時間斜坡狀或臺階狀地變化。因此能夠縮短預(yù)加載時間，其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)消耗電力的削減及對循環(huán)時間的制約排除。
[0017]并且，在本發(fā)明中，在緩沖力從最初的最大值減少至其一半的值的可設(shè)定期間內(nèi)設(shè)定的第2時間點開始預(yù)加速。所以能夠以促動器單獨地可輸出的最大加速度以上的加速度進行預(yù)加速。由此，能夠使用性能低的促動器，能夠?qū)崿F(xiàn)促動器的成本下降。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實施方式中的沖壓裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是本實施方式中的模具緩沖裝置的控制手法的說明圖。
[0020]圖3是以往的模具緩沖裝置的控制手法的第I說明圖。
[0021]圖4是以往的模具緩沖裝置的控制手法的第2說明圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
A沖壓裝置
I滑動裝置 2模具緩沖裝置 3控制裝置 10滑動件 20滑動驅(qū)動機構(gòu) 30緩沖塊
40液壓缸驅(qū)動機構(gòu)(促動器)
50操作板
60沖壓控制器
70第I馬達驅(qū)動器
80緩沖控制器(模具緩沖控制裝置)
90第2馬達驅(qū)動器。
【具體實施方式】
[0023]以下參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的一個實施方式。
[0024]圖1是本實施方式中的沖壓裝置A的概略結(jié)構(gòu)圖。如該圖1所示，沖壓裝置A是將工件W夾持在上模Dl和下模D2之間而進行沖壓成形的伺服沖壓裝置，包括滑動裝置1、模具緩沖裝置2及控制裝置3。
[0025]滑動裝置I具備滑動件10及滑動驅(qū)動機構(gòu)20?；瑒蛹?0是在沖壓裝置A內(nèi)被支承為相對于垂直方向升降自如的模具固定用部件，在其下表面安裝有用于將工件W沖壓成形的上模Dl。
[0026]滑動驅(qū)動機構(gòu)20是實現(xiàn)滑動件10的升降動作(滑動運動控制)的裝置，包括:被控制裝置3旋轉(zhuǎn)控制的伺服馬達21、安裝于伺服馬達21的旋轉(zhuǎn)軸的小齒輪22、與小齒輪22嚙合的主齒輪23、與主齒輪23的旋轉(zhuǎn)軸連接的曲柄24、連結(jié)曲柄24的偏心部和滑動件10的上表面的連桿25、及設(shè)置于主齒輪23的旋轉(zhuǎn)軸的主齒輪角度傳感器26 (例如編碼器、或解析器等)。
[0027]即，滑動驅(qū)動機構(gòu)20將伺服馬達21的旋轉(zhuǎn)動作經(jīng)由小齒輪22、主齒輪23、曲柄24及連桿25而變換為滑動件10的升降動作。并且，主齒輪角度傳感器26將表示主齒輪23的旋轉(zhuǎn)角度的主齒輪角度信號輸出至控制裝置3。
[0028]模具緩沖裝置2包括從下方固定支承下模D2的緩沖塊30、及驅(qū)動該緩沖塊30的液壓缸驅(qū)動機構(gòu)(促動器)40。該液壓缸驅(qū)動機構(gòu)40是實現(xiàn)緩沖塊30的緩沖力控制的裝置，包括液壓缸41、可動板42、被控制裝置3旋轉(zhuǎn)控制的伺服馬達43、及壓力傳感器44a?44c。
[0029]液壓缸41是圓筒形狀部件，內(nèi)部空間被與緩沖塊30連接的上活塞41a和與可動板42連接的下活塞41b分隔為上室R1、中室R2、及下室R3，在這些上室R1、中室R2及下室R3中填充有油?？蓜影?2是平板狀部件，在兩端部形成有具有螺紋槽的孔部，在這些孔部各自中旋合有與伺服馬達43同軸連接的滾珠絲杠35a。
[0030]即，液壓缸驅(qū)動機構(gòu)40將伺服馬達43的旋轉(zhuǎn)動作經(jīng)由滾珠絲杠35a、可動板42、液壓缸41變換為緩沖塊30的升降動作。在此，若借助伺服馬達43的驅(qū)動使可動板42向上方向移動，則液壓缸41的中室R2的油壓升壓，因此對緩沖塊30產(chǎn)生向上的緩沖力。與此相對，若借助伺服馬達43的驅(qū)動使可動板42向下方向移動，則中室R2的油壓減壓，因此在緩沖塊30產(chǎn)生向下的緩沖力。
[0031]并且，壓力傳感器44a?44c分別檢測液壓缸41的上室Rl的油壓、中室R2的油壓、下室R3的油壓、并將表示其檢測結(jié)果的油壓檢測信號輸出至控制裝置3。
[0032]控制裝置3是綜合控制沖壓裝置A的整體動作(換言之，進行滑動運動控制和緩沖力控制)的裝置，包括操作板50、沖壓控制器60、第I馬達驅(qū)動器70、緩沖控制器80及第2馬達驅(qū)動器90。
[0033]操作板50包括:用于讓操作者輸入沖壓裝置A的沖壓動作所需要的設(shè)定數(shù)據(jù)(滑動運動數(shù)據(jù)、沖壓速度、目標(biāo)緩沖力等)的各種設(shè)定鍵、用于指示沖壓動作的開始或停止的沖壓開始/停止鍵、及用于將沖壓裝置A的動作狀態(tài)及設(shè)定數(shù)據(jù)報告給操作者的顯示面板
坐寸ο
[0034]該操作板50將由操作者輸入的設(shè)定數(shù)據(jù)輸出至沖壓控制器60，另一方面，將從沖壓控制器60提供的沖壓裝置A的動作狀態(tài)及設(shè)定數(shù)據(jù)等顯示在顯示面板上。
[0035]沖壓控制器60基于從操作板50輸入的設(shè)定數(shù)據(jù)(滑動運動數(shù)據(jù)、沖壓速度)、及從主齒輪角度傳感器26輸入的主齒輪角度信號，控制伺服馬達21，以使滑動件10 —邊描繪期望的滑動運動一邊進行升降動作(滑動運動控制)。
[0036]并且，第I馬達驅(qū)動器70對應(yīng)于由沖壓控制器60進行的控制而生成馬達驅(qū)動信號并將馬達驅(qū)動信號輸出至伺服馬達21。
[0037]緩沖控制器80 (模具緩沖控制裝置)基于從沖壓控制器60得到的設(shè)定數(shù)據(jù)(目標(biāo)緩沖力)、從主齒輪角度傳感器26輸入的主齒輪角度信號、及從壓力傳感器44a?44c輸入的油壓檢測信號而控制伺服馬達43，以便在緩沖塊30產(chǎn)生目標(biāo)緩沖力(緩沖力控制)。
[0038]具體地，緩沖控制器80從主齒輪角度推定滑動件位置，并控制對于伺服馬達43的轉(zhuǎn)矩指令值(操作量)，以便在緩沖塊30產(chǎn)生與該滑動件位置對應(yīng)的目標(biāo)緩沖力。此外，在本實施方式中，若使對伺服馬達43的轉(zhuǎn)矩指令值向正方向增加，則可動板42向上方向移動，在緩沖塊30產(chǎn)生向上的緩沖力，若使對伺服馬達43的轉(zhuǎn)矩指令值向負方向增加，則可動板42向下方向移動，在緩沖塊30產(chǎn)生向下的緩沖力。
[0039]并且，第2馬達驅(qū)動器90生成與從緩沖控制器80輸入的轉(zhuǎn)矩指令值對應(yīng)的馬達驅(qū)動信號并將馬達驅(qū)動信號輸出至伺服馬達43。
[0040]接著，詳細地說明基于如上所述地構(gòu)成的沖壓裝置A的沖壓動作。
[0041]首先，沖壓控制器60若經(jīng)由操作板50接受沖壓開始的指示，則基于預(yù)先設(shè)定的滑動運動數(shù)據(jù)及沖壓速度、及從主齒輪角度傳感器26輸入的主齒輪角度信號開始滑動運動控制。由此，滑動件10—邊描繪期望的滑動運動一邊開始下降。
[0042]另一方面，如圖2所示，緩沖控制器80在從沖壓開始時間點(滑動件10的下降開始時間點)to至預(yù)加載開始時間點UO的期間(待機期間)中，將轉(zhuǎn)矩指令值保持為O (Nm)。此外，圖2表示對于沖壓動作中的伺服馬達43的轉(zhuǎn)矩指令值及緩沖力的時間變化。
[0043]然后，緩沖控制器80若基于主齒輪角度信號而檢測到預(yù)加載開始時間點tlO，則開始預(yù)加載。具體地，在預(yù)加載開始時間點tio，緩沖控制器80使轉(zhuǎn)矩指令值以比液壓缸驅(qū)動機構(gòu)40的固有周期短的時間斜坡狀地向正方向增加，到達一定值后，直到預(yù)加速開始時間點til保持為一定。
[0044]若這樣地使轉(zhuǎn)矩指令值變化，則隨著下活塞41b被伺服馬達43向上方向壓入，緩沖塊30的緩沖力增加，在下活塞41b的壓入量變?yōu)樽畲蟮奈恢?，緩沖力變?yōu)樽畲笾怠Ｈ缓?，若下活?1b的壓入量變?yōu)樽畲?，則將下活塞41b向下方向壓回的力變?yōu)樽畲?，下活?1b被向下方向壓回，緩沖力減少。
[0045]緩沖控制器80基于從壓力傳感器44a?44c輸入的油壓檢測信號，把握如上所述的緩沖力的變化，在緩沖力從最初的最大值減少至其一半的值的可設(shè)定期間內(nèi)所設(shè)定的預(yù)加速開始時間點111，開始預(yù)加速(使轉(zhuǎn)矩指令值向負方向臺階狀地變化)。
[0046]然后，緩沖控制器80若基于主齒輪角度信號檢測到滑動件10和緩沖塊30的接觸時間點tl2 (成形開始時間點)，則反饋控制轉(zhuǎn)矩指令值，以使緩沖力為目標(biāo)緩沖力。
[0047]如上所述，在本實施方式中，在預(yù)加載的實施時，不是如以往那樣地進行振動抑制控制(使轉(zhuǎn)矩指令值以促動器的固有周期以上的時間斜坡狀地增加)，而是使轉(zhuǎn)矩指令值以比固有周期短的時間斜坡狀地增加，因此能夠縮短預(yù)加載時間，其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)消耗電力的削減及對循環(huán)時間的制約排除。
[0048]并且，在本實施方式中，在緩沖力從最初的最大值減少至其一半的值的可設(shè)定期間內(nèi)所設(shè)定的預(yù)加速開始時間點til開始預(yù)加速。因此能夠以促動器(液壓缸驅(qū)動機構(gòu)40)單獨地可輸出的最大加速度以上的加速度進行預(yù)加速。由此，能夠使用性能低的促動器，能夠?qū)崿F(xiàn)促動器的成本下降。
[0049]以上說明了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然能夠進行實施方式的變更。即，在上述的實施方式中示出的各構(gòu)成部件的各形狀及組合等為一例，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行構(gòu)成的添加、省略、置換、及其他的變更。本發(fā)明并不由前述的說明限定，僅由權(quán)利要求書限定。例如，在上述實施方式之外，如下所述的變形例也包含于本發(fā)明。
[0050](I)在上述實施方式中，舉例示出了在預(yù)加載的實施時，使轉(zhuǎn)矩指令值以比固有周期短的時間斜坡狀地增加的情況，但本發(fā)明并不限定于此，也可以使轉(zhuǎn)矩指令值臺階狀地增加。
[0051](2)在上述實施方式中，預(yù)加速開始時間點til是一定的，但本發(fā)明并不限定于此，也可以令緩沖控制器80具有根據(jù)滑動件10和緩沖塊30的接觸后的目標(biāo)緩沖力、及滑動件10的速度而在可設(shè)定期間內(nèi)變更預(yù)加速開始時間點til的功能。例如，在滑動件速度快、目標(biāo)緩沖力小的情況下，以接近緩沖力變?yōu)樽畛醯淖畲笾档臅r間點的方式設(shè)定預(yù)加速開始時間點til。相反地，在滑動件速度慢、目標(biāo)緩沖力高的情況下，使預(yù)加速開始時間點til推遲。
[0052](3)在上述實施方式中，作為使用于模具緩沖裝置2的促動器舉例示出了液壓缸驅(qū)動機構(gòu)40，但本發(fā)明并不限定于此，只要是構(gòu)成振動系統(tǒng)的促動器就可以應(yīng)用本發(fā)明。并且，促動器的操作量也并不限定于轉(zhuǎn)矩指令值。
[0053]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明，提供一種模具緩沖控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)消耗電力的削減、對循環(huán)時間的制約排除、及成本削減。
【權(quán)利要求】
1.一種模具緩沖控制裝置，與滑動件的升降動作連動地控制模具緩沖裝置，所述模具緩沖裝置包括緩沖塊及促動器， 所述模具緩沖控制裝置具有下述功能:在上述滑動件與上述緩沖塊的接觸前，使上述促動器的操作量以比固有周期短的時間斜坡狀或臺階狀地變化，以便在第I時間點能夠得到期望的緩沖力，之后，在第2時間點使上述操作量向相反方向臺階狀地變化，所述第2時間點設(shè)定于上述緩沖力從最初的最大值減少至其一半的值的可設(shè)定期間內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的模具緩沖控制裝置，其特征在于，具有下述功能:與上述滑動件與上述緩沖塊的接觸后的目標(biāo)緩沖力、及上述滑動件的速度對應(yīng)，在上述可設(shè)定期間內(nèi)變更上述第2時間點。
【文檔編號】B21D24/02GK103648674SQ201280035775
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月29日
【發(fā)明者】藤田穣 申請人:株式會社Ihi