專利名稱：液壓機中滑塊的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓機中滑塊的控制方法，其中，滑塊借助一液體壓力上下運動。
在現(xiàn)有技術(shù)中壓力機分為機械壓力機和液壓機，在前者中，滑塊是靠曲柄機構(gòu)或連桿機構(gòu)上下運動的；而后者中，滑塊是靠液體壓力而上下運動的。人們已經(jīng)認識到，液壓機更具優(yōu)勢，因為滑塊的運動能隨壓制條件而自由改變。
還可注意到，在現(xiàn)有技術(shù)中，對于控制液壓機滑塊已經(jīng)有了多種方法和裝置。
例如，在經(jīng)審查的日本實用新型公開文本No.Hei 03-53829中提出了一種裝置，用于監(jiān)測液壓機中加壓步驟的完成情況，其中加壓步驟是這樣精確監(jiān)測的，判別滑塊的下降速度是否等于或低于一用于判別滑塊在加壓步驟中停止的預定參考速度，用一計時裝置計下自上述滑塊下降速度被判定為等于或低于上述參考速度的時刻起壓力升高的預定的時間周期，將用于上述滑塊停止判定的參考速度設(shè)定為基本接近于零的某值，且將升壓的時間周期設(shè)定為與從上述滑塊下降速度大約變?yōu)榱愕臅r刻到所施加的壓力達到設(shè)定壓力的時刻所需的時間周期相吻合。
再有，在未經(jīng)審查的日本專利公開文本No.Hei 01-192500中。提出了一種液壓機的控制方法，其中，在工件的壓制開始前對液壓缸中的速度進行控制，在工件的壓制開始后對液壓機所施加的壓力進行控制。
還有，在經(jīng)審查的日本專利公開文本No.Hei 04-2360中，提出了一種液壓裝置，其中，一活動臺板通過壓力缸壓靠一固定臺板，且一給定工件根據(jù)預定程序在一對布置在上述固定臺板和活動臺板之間的壓板間進行受控壓制。而且，上述裝置包括帶有一液壓傳感器的檢測裝置，用于如上所述監(jiān)測壓力缸中工作液體的液壓和監(jiān)測上述活動臺板到達給定的壓制開始位置；一支承壓力控制裝置，帶有一與使工作液體進入上述壓力缸的供給通道相連的電磁安全閥，并根據(jù)預定的支承控制模式控制供入上述壓力缸中的工作液體的液壓，從而控制作用在上述工件上的支承壓力；一距離控制裝置，帶有一與使工作液體進入上述壓力缸的供給通道相連的流量控制電磁閥，并根據(jù)預定的板厚控制模式控制工作液體進入上述壓力缸的流量，以便控制上述壓制板間的距離。這樣，在上述裝置的操作中，上述檢測裝置將對上述活動臺板到達上述壓制開始位置進行監(jiān)測，以如上所述開始進行壓制控制，而支承壓力控制裝置和距離控制裝置之一將用作另一個的限制器，因此無論是作用在上述工件上的支承壓力還是上述壓制表面之間的距離均有一極限，而壓制控制可通過用上述距離控制裝置和上述支承壓力控制裝置中的另一個控制上述支承壓力或上述壓制板間距離來進行。
然而，如果采用如未經(jīng)審查的日本實用新型公開文本No.Hei 03-53829中所公開的裝置，用它來檢測在其下死點附近滑塊速度變成約為零，且在經(jīng)過給定的一段時間之后檢測壓制步驟已經(jīng)完成，人們發(fā)現(xiàn)，由于滑塊的下死點位置和所施加的壓力都沒有受到實實在在的控制，如果工件與工件間厚度存在差異，那么不僅不能保持滑塊下死點處的精度，而且隨之而來的不便之處是，因為在下死點處不能獲得預定的施加壓力，所以幾乎不能進行高精度的成形操作。
再有，在如未經(jīng)審查的日本專利公報No.Hei 01-192500所公開的裝置中，裝置被用來檢測在下死點附近滑塊速度變成基本上等于零以便將速度控制轉(zhuǎn)換為壓力控制，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果存在工件間厚度有差異或類似問題，那么不僅不能保持滑塊下死點處的精度，而且隨之而來的不便之處是，因為在下死點處不能獲得預定的施加壓力，所以幾乎不能進行高精度的成形操作。
還有，在如經(jīng)審查的日本專利公報No.Hei 04-2360所公開的裝置中，其中，滑塊位置控制是通過一位置傳感器和一流量控制電磁閥而實現(xiàn)的，而其壓力控制是由一壓力傳感器和一電磁安全閥來進行，從而滑塊的位置控制和壓力控制是通過其各面的相互完全獨立的機構(gòu)來進行，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，它所造成的不便之處在于，設(shè)備的結(jié)構(gòu)趨于復雜且非常昂貴。
本發(fā)明旨在消除這些傳統(tǒng)的不便之處，其目的是提供一種液壓機中滑塊的控制方法，它通過在包括有位置控制模式和壓力控制模式的一對控制模式下控制滑塊的運動而保證高精度成形操作的進行。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一實施例提供了一種液壓機中滑塊的控制方法，其中，滑塊是靠液壓缸而上下運動的，該方法包括的步驟是利用一滑塊位置檢測裝置監(jiān)測上述滑塊的位置；使上述滑塊自下行區(qū)下降進入成形區(qū)，同時根據(jù)上述滑塊位置檢測裝置輸出的位置信號對上述滑塊進行位置控制；利用一壓力檢測裝置監(jiān)測在上述成形區(qū)施加在上述滑塊上的壓力，以得到一壓力信號；將此壓力信號與代表根據(jù)給定壓制條件預先確定的一設(shè)定加壓能力的信號進行比較；在前述比較的步驟中在發(fā)現(xiàn)上述所施加的壓力沒有達到上述設(shè)定加壓能力的情況下，繼續(xù)執(zhí)行上述位置控制，同時使上述滑塊下降至下死點，且使其位置在上述下死點處保持一預定的時段；而在上述比較步驟中在發(fā)現(xiàn)在上述成形區(qū)中上述施加壓力已經(jīng)達到上述設(shè)定的加壓能力的情況下，則將控制模式由上述位置控制模式轉(zhuǎn)換到壓力控制模式，且在上述壓力控制模式下將壓力保持上述預定的時段。
根據(jù)本發(fā)明第二實施例還提供了一種液壓機中滑塊的控制方法，其中，滑塊靠液壓缸而上下移動，該方法包括如下步驟利用一位置檢測裝置監(jiān)測上述滑塊的位置；將上述滑塊自下行區(qū)下降進入成形區(qū)，同時根據(jù)上述滑塊位置檢測裝置輸出的位置信號對上述滑塊進行位置控制；利用壓力檢測裝置監(jiān)測在上述成形區(qū)中施加在滑塊上的壓力，以得出一壓力信號；將此壓力信號與代表根據(jù)給定壓制條件所預定的設(shè)定加壓能力的信號進行比較；在前述比較步驟中在發(fā)現(xiàn)上述所施加的壓力還設(shè)有達到上述設(shè)定的加壓能力的情況下，繼續(xù)執(zhí)行上述位置控制，同時使上述滑塊下降至下死點，且使其位置在上述下死點保持一預定的時段；而在上述比較步驟中，在發(fā)現(xiàn)在上述成形區(qū)中上述施加的壓力已經(jīng)達至上述設(shè)定的加壓能力的情況下，則將控制模式由上述位置控制模式轉(zhuǎn)換為壓力控制模式，且在上述壓力控制模式下，將壓力保持上述預定的時段；而且如果在上述壓力控制模式期間，上述壓力下降至低于上述設(shè)定的加壓能力，則在所述成形區(qū)中重復轉(zhuǎn)換恢復所述位置控制模式的操作。
根據(jù)上述方法，由于在發(fā)現(xiàn)在成形區(qū)中施加到上述滑塊上的壓力尚未達到上述設(shè)定的加壓能力的情況下，滑塊在上述位置控制模式下下降至下死點，因此可以看出，滑塊的上述下死點處的精度將會提高。
另外，由于在發(fā)現(xiàn)在上述成形區(qū)中施加到上述滑塊上的壓力已經(jīng)達到上述設(shè)定的加壓能力的情況下，控制模式從上述位置控制模式轉(zhuǎn)換為所述壓力控制模式，以便使壓力在上述壓力控制模式下保持上述預定的時段，可以看出，可以防止在拉撥成形操作等中工件的厚度變得比所需要的薄。
從下面的詳細說明和表明本發(fā)明特定實施例的附圖中可以更好地理解本發(fā)明。在此應當指出。附圖中所示的實施例不是要對本發(fā)明做什么限制，而是為了便于說明和理解本發(fā)明。其中

圖1是可用于實施本發(fā)明滑塊控制方法的某一特定實施例的液壓機的液壓回路圖；圖2是表示圖1所示液壓機所用控制裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是表示本發(fā)明上述實施例所涉及的過程的流程圖；以及圖4是表示本發(fā)明上述實施例液壓機中滑塊運動的示意圖。
下面將參照附圖介紹有關(guān)滑塊控制方法的本發(fā)明的適用實施例。
現(xiàn)在將參照附圖針對本發(fā)明的某一特定實施例予以說明。
圖1是表示工作臺回轉(zhuǎn)式壓力機(rotary press)中液壓回路的線路圖，而圖2是表示控制裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
在圖1中，數(shù)字1表示使滑塊2上下運動的液壓缸。上述液壓缸1包括具有較大直徑的第一缸3和具有較小直徑的第二缸4。后者同軸地安裝在上述第一缸3上面。并且，上述第一缸3內(nèi)裝有活塞3a，有活塞桿3b和3c自活塞3a的上表面和下表面分別向上和向下伸出。
可以看到，自上述活塞3a的上表面向上伸出的活塞桿3b的直徑小于自上述活塞3a下表面向下伸出的活塞桿3c的直徑。還可以看到，上述活塞桿3b的上端一側(cè)伸入到上述第二缸4之內(nèi)，且在其端部設(shè)置有一與其牢固聯(lián)結(jié)的活塞4a，活塞4a安裝在第二缸4中，而上述滑塊2牢固地聯(lián)結(jié)在自上述活塞3a的下表面向下伸出的活塞桿3c的下端。
另外，應注意到，圖1中數(shù)字5表示一流量控制電磁閥，包括有布置在管路組件7中間的伺服閥8，用于將液壓泵6的排放壓力施加到上述第一缸3和第二缸4；用于對上述伺服閥8進行輔助控制的電磁控制閥9；和截止閥11，布置在連接上述電磁閥9和上述伺服閥8的輔助回路10的中間。
而且，可以看到，聯(lián)接在上述伺服閥8和上述第一液壓缸3之間的管路組件7由第一管路71和第二管路72組成，且聯(lián)接于上述第一液壓缸3上腔31一側(cè)的第一管路71和上述第一液壓缸3的下腔32是通過一對能由電磁閥13開啟和關(guān)閉的邏輯閥(logic valve)14和15聯(lián)在一起的，而上述一個邏輯閥15和聯(lián)接于上述第二液壓缸4下腔42的第二管路72是通過能由一電磁閥16開啟和關(guān)閉的邏輯閥17聯(lián)在一起的，上述液壓缸4有一個與大氣相通的上腔41。
另一方面，應當指出的是，上述第一液壓缸3的上腔31和下腔32分別與一對壓力檢測裝置19和20相聯(lián)，每個檢測裝置都包括用于監(jiān)測各腔31和32中所施加壓力P的壓力傳感器，而在滑塊2附近安裝有一用于監(jiān)測上述滑塊2位置的滑塊位置檢測裝置21，這些檢測裝置19、20和21輸出的壓力信號和位置信號進入控制器22。
如圖2所示，上述控制器由以下構(gòu)成CPU 30；存貯裝置23，包括其中已預先存有控制程序的ROM 31，用于存貯控制數(shù)據(jù)的RAM 32和用于存貯運動數(shù)據(jù)的E2PROM 33；包括有A/D轉(zhuǎn)換器的接口24，A/D轉(zhuǎn)換器用于對壓力探測裝置19和20輸出的信號進行A/D轉(zhuǎn)換以輸入CPU 30；輸入接口38，用于使數(shù)據(jù)輸入薄膜(sheet switch)開關(guān)37的信號進入CPU，接口25，包括有用于將諸如位置傳感器等滑塊位置檢測裝置21輸出的信號輸入CPU 30的輸入邏輯；A/D轉(zhuǎn)換器26，用于對由CPU 30提供的控制信號進行D/A轉(zhuǎn)換，以便將轉(zhuǎn)換后的控制信號提供給上述流量控制電磁閥5；顯示裝置27，用于通過LCD控制器34顯示控制狀態(tài)；監(jiān)視計時器39，用于監(jiān)視CPU 30的處理時間周期并在其超出正常處理時間周期時判斷CPU 30處于故障狀態(tài)。
下面，將參閱圖3和圖4說明通過上述控制器22進行的上述滑塊2的運動控制操作。
用壓力機對工件進行成形操作時，首先要進行的是確定位置數(shù)據(jù)Z00～Z30、速度數(shù)據(jù)V00～V30、加壓能力數(shù)據(jù)P20和壓力保持時間周期T20等等，并利用薄膜開關(guān)37將它們輸入，上述數(shù)據(jù)將成為滑塊2(見圖4)運動的設(shè)定參數(shù)。
接下來，液壓機在接收到來自操縱按鈕(未示出)的致動信號時開始操作，以轉(zhuǎn)換上述流量控制電磁閥5。由于上述邏輯閥14和15由上述電磁閥13同時開啟，上述液壓泵6的加壓排出液體將自上述伺服閥8經(jīng)由上述第一管路71和上述邏輯閥14和15到達上述第一液壓缸3的上腔31。同時，由于上述第一液壓缸3下腔32中的液體與上述液壓泵6的加壓排出液體匯合，而后該匯合液體被供入上述第一液壓缸3的上腔31，由于上述上腔31和下腔32間的壓力接受面積差，上述活塞3a將被向下推，從而上述滑塊2開始從如圖4所示的上死點Z00以預設(shè)定的高速度V10向下運動(圖3所示流程圖中的步驟S1)。
在上述滑塊2的下行區(qū)段中，上述第一缸3的上腔31和下腔32中的壓力由上述壓力檢測裝置19和20連續(xù)監(jiān)測。而上述滑塊2的位置由上述滑塊位置檢測裝置21連續(xù)監(jiān)測，所以它們可以輸入到上述控制器22。
隨后，如果上述滑塊2向下運動到成形區(qū)初始點Z10而抵達工件的成形區(qū)(步驟S2)，則此后滑塊的運動控制操作將由上述流量控制電磁閥5以下述方式按位置優(yōu)先模式和壓力優(yōu)先模式來完成。
更具體地講，當上述滑塊2向下運動到達上述成形區(qū)初始點Z10而進入上述成形區(qū)時，上述控制器22將根據(jù)上述滑塊位置檢測裝置21輸入的位置信號對流量控制電磁閥5的開啟程度進行控制，并從而使上述滑塊2以預定速度V20下降至下死點位置Z20，同時被控制在位(步驟3)。
同時，在步驟4中，上述控制器20將確定自上述壓力檢測裝置19和20饋入的壓差(PH-PL)是否已達到預定的壓力數(shù)據(jù)P20，當發(fā)現(xiàn)所檢測出的壓力在上述滑塊2抵達上述下死點位置Z20時尚未達到預定值P20的情況下，在步驟5中，控制器將使上述滑塊2保持在上述下死點位置Z20一預定時段T20(步驟5)。
更具體講，在自上述成形區(qū)初始點Z10至上述下死點Z20的時間間隔內(nèi)，上述滑塊2將以上述預定的下降速度V20抵達上述下死點Z20。隨后，上述滑塊2將繼續(xù)進行步驟S8且將轉(zhuǎn)移到上行區(qū)。
從另一方面看，在由上述壓力檢測裝置19和20所測出的壓力在自成形區(qū)初始點Z10至上述下死點Z20的成形時間間隔內(nèi)已經(jīng)達到上述預定加壓能力P20的情況下，上述滑塊將從步驟4躍進到步驟6，在該步驟中控制模式將從位置控制模式轉(zhuǎn)換為壓力控制模式。
更具體講，當上述控制器20已經(jīng)檢測到所施加的壓力P等于上述預定加壓能力P20時，控制模式將由位置控制模式轉(zhuǎn)換為壓力控制模式，在該模式中。上述流量控制電磁閥5的開啟程度受到控制，因此所施加的壓力P＝P20可保持預定的一段時間T20(步驟S7)。
這將使上述滑塊2在下降位置Zx處保持上述一段時間T20，且隨后繼續(xù)進行步驟8，以便轉(zhuǎn)移到如虛線X所示的上述上行區(qū)。
在步驟S8的上行區(qū)，處于位置控制模式和壓力控制模式下的上述滑塊2都將借助位置控制以預定的低速V30上升，直到它達到上升位置Z30。隨后，上述滑塊2將以預定的高速度V00上升至上死點Z00，至此即完成一個單獨的循環(huán)。
如前所述，可以看到，由于在發(fā)現(xiàn)在成形區(qū)施加在滑塊2上的壓力P尚未達到上述設(shè)定的加壓能力P20的情況下，工件將由其位置被控制在下死點的滑塊2成型，所述方法可有效執(zhí)行諸如壓印加工等成形操作，在這種操作中這種下死點處的精度要求很高。由于用于上述下死點的某一設(shè)定值還起到限制器的作用，所以還可以看到，不再需要此所要求的更大的頂靠模具的推壓力，于是也就解除了諸如模具可能破碎之類的擔心。
再有，由于在發(fā)現(xiàn)在成形區(qū)中施加于滑塊2上的壓力P已經(jīng)達到設(shè)定的加壓能力P20的情況下，控制模式轉(zhuǎn)換到上述壓力控制模式，以便控制施加在滑塊2上的壓力，所以還可以看到，可以防止工件的厚度變得比在擠壓等操作中所要求的薄，還可以提高工件的尺寸精度。
雖然在上述實施例中，在發(fā)現(xiàn)在成形區(qū)所施加的壓力P已經(jīng)達到上述預定加壓能力P20的情況下，控制模式從位置控制模式轉(zhuǎn)換為壓力控制模式以執(zhí)行成形操作，但在這里應該指出，在壓力控制模式下在所施加的壓力P下降至低于上述預定的加壓能力P20的情況下，可以通過轉(zhuǎn)換重新恢復位置控制模式以便再次執(zhí)行位置控制操作。于是，當然，位置控制模式和壓力控制模式可以重復多次。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明，其中，利用壓力檢測裝置對施加于通過控制其位置已經(jīng)自下行區(qū)下降至成形區(qū)的滑塊上的壓力進行監(jiān)測，以得到一壓力信號；將如此獲得的壓力信號與代表根據(jù)給定壓制條件預先確定的設(shè)定加壓能力的信號進行比較；在上述比較中在發(fā)現(xiàn)所施加的壓力尚未達到所述設(shè)定加壓能力的情況下，使上述滑塊下降至下死點，同時連續(xù)地控制在其所處位置以執(zhí)行成形操作；而在上述比較中，在發(fā)現(xiàn)在上述成形區(qū)中所施加的壓力已經(jīng)達到上述設(shè)定加壓能力的情況下，控制模式則從位置控制模式轉(zhuǎn)換為壓力控制模式，以便控制上述滑塊的運動，可以看到，在上述位置控制模式下的成形操作中，獲得了高精度的上述下死點位置，所以工件的壓制深度可以是恒定的，而且由于用于上述下死點的某一預定值起到限制器的作用，所以解決了由于施加到模具上的壓制力大于所需要的力而可能造成模具破碎等不便之處。
再有，由于在上述壓力控制模式下進行的成形操作中所施加的壓力是受到絕對控制的，所以還可進一步看出，可以防止工件的厚度變得薄于在擠壓過程等操作中所要求的厚度。另外，可認識到，成形產(chǎn)品的尺寸精度可以提高，從而可以提高質(zhì)量。
雖然前面已經(jīng)參照本發(fā)明的一個示例性實施例對本發(fā)明進行了說明，本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人士可以認識到，在不脫離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的前提下可對其進行多種替代、省略和補充，這是明顯的。相應地，應該理解，本發(fā)明并不局限于上述特定的實施例，而是包括了在所附權(quán)利要求中特別陳述的特點范圍之內(nèi)制造的所有可能的實施例，且包含了所有其等效實施例。
權(quán)利要求
1.一種液壓機滑塊的控制方法，其中，滑塊靠液壓缸上下運動，其特征在于該方法包括以下步驟利用一滑塊位置檢測裝置監(jiān)測所述滑塊的位置；使所述滑塊自下行區(qū)段下降而進入成形區(qū)段，同時根據(jù)所述滑塊位置檢測裝置輸出的位置信號對所述滑塊進行位置控制；利用一壓力檢測裝置監(jiān)測在所述成形區(qū)段中施加于所述滑塊上的壓力，以從其得到一壓力信號；將所述壓力信號與代表根據(jù)給定壓制條件預先確定的設(shè)定加壓能力的信號進行比較；在發(fā)現(xiàn)在前面的步驟中所述所施加的壓力尚未達到所述設(shè)定加壓能力的情況下，繼續(xù)執(zhí)行所述位置控制同時使所述滑塊下降至下死點，并使其保持在下死點位置一預定時段；以及在發(fā)現(xiàn)在所述步驟中在所述成形區(qū)段中所施加的壓力已經(jīng)達到所述設(shè)定加壓能力的情況下，執(zhí)行從所述位置控制模式到壓力控制模式的控制模式轉(zhuǎn)換，且在所述壓力控制模式下將壓力保持所述預定時段。
2.一種液壓機滑塊的控制方法，其中，滑塊靠液壓缸上下運動，其特征在于，該方法包括以下步驟利用滑塊位置檢測裝置監(jiān)測所述滑塊的位置；使所述滑塊自下行區(qū)段下降而進入成形區(qū)段，同時根據(jù)所述滑塊位置檢測裝置輸出的位置信號對所述滑塊進行位置控制；利用一壓力檢測裝置監(jiān)測在成形區(qū)段中施加于所述滑塊上的壓力，以從其得到一壓力信號；將所述壓力信號與代表根據(jù)給定壓制條件預先確定的設(shè)定加壓能力的信號進行比較；在發(fā)現(xiàn)在前述比較步驟中所述施加的壓力尚未達到所述設(shè)定加壓能力的情況下，繼續(xù)執(zhí)行所述位置控制，同時使所述滑塊下降至下死點，并將其保持在下死點位置一預定的時段；在發(fā)現(xiàn)在所述比較步驟中所述在所述成形區(qū)段中施加的壓力已經(jīng)達到所述設(shè)定加壓能力的情況下，則執(zhí)行從所述位置控制模式到壓力控制模式的控制模式轉(zhuǎn)換，并在所述壓力控制模式下將壓力保持所述的預定時段；以及在所述壓力控制模式過程中，如果所述壓力下降至低于所述設(shè)定加壓能力，則在所述成形區(qū)段中重復轉(zhuǎn)換恢復所述位置控制模式的操作。
全文摘要
在通過一液壓缸使滑塊上下移動的液壓機中，滑塊從下行區(qū)下降至成型區(qū)，同時根據(jù)由滑塊位置檢測裝置測得的位置信號控制其位置，且在成型區(qū)中，將從用于檢測滑塊壓制力的壓力檢測器獲得的壓力信號與按照加工條件設(shè)定的預定能力相比較。如果沒有達到設(shè)定的能力，滑塊繼續(xù)下降至下死點，同時接續(xù)執(zhí)行位置控制并將滑塊保持在該位置一設(shè)定時段。另一方面，當達到設(shè)定的能力時，進行壓力控制而非位置控制并將壓力保持所述設(shè)定時段。
文檔編號B30B15/22GK1139403SQ9519134
公開日1997年1月1日 申請日期1995年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月29日
發(fā)明者川上秀明 申請人:株式會社小松制作所, 小松產(chǎn)機株式會社