專利名稱：伺服模具緩沖機構的控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將伺服電機作為驅動源對沖壓機械的滑塊產生力的伺服模具緩沖機構的控制系統(tǒng)。
背景技術：
已知在進行彎曲、深沖、沖裁等沖壓加工的沖壓機械中，在加工動作中，對于支持沖壓加工中使用的第1模具的可動側的支持部件(一般稱為滑塊)，作為從支持第2模具的支持部件一側施加所需的力(壓力)的附屬裝置，配備模具緩沖機構。模具緩沖機構的結構為通常在使向合模方向移動中的滑塊(或第1模具)直接或間接地與以規(guī)定的壓力保持的可動元件(一般稱為模具緩沖墊)碰撞之后，經合模(成形)直至開模，模具緩沖墊一邊對滑塊施加力(壓力)，一邊與滑塊一起移動。這期間，例如通過在模具緩沖墊與滑塊之間夾持被加工材料的加工部位的周邊區(qū)域，可以防止被加工材料產生細裂紋。
現有的模具緩沖機構大多將油壓式或氣壓式的裝置作為驅動源，這些裝置只能進行一定壓力下的控制。還有，為了進行高精度的沖壓加工，希望使精加工時的壓力不是恒定的而是對應精加工量而變化，但在油壓式或氣壓式的裝置中不能實現。
因此近年來，為了使響應性優(yōu)越的力控制成為可能，公開了一種將伺服馬達作為驅動源的模具緩沖機構(例如參照特開平10-202327號公報)。特開平10-202327號公報中所記載的模具緩沖機構具有如下結構對應于滑塊的升降動作，使設置于沖壓機械的滑塊的下方的模具緩沖墊通過伺服馬達進行升降動作。伺服馬達對應于模具緩沖墊的位置，通過基于預先設定的力指令值的力控制來進行動作，使模具緩沖墊與滑塊一起移動，同時調整由模具緩沖墊施加在滑塊上的力(壓力)。另外，碰撞及壓力的探測通過檢測經由模具緩沖墊施加在伺服電機的輸出軸上的負載來進行。
作為比模具緩沖機構更好的控制裝置，提出一種控制裝置還將使用了位置檢測器的位置控制與上述的力控制相結合，可以適當切換力控制及位置控制。例如，圖3所示的控制裝置50具有第1速度指令部56，其根據位置指令部52生成的應控制的模具緩沖機構的位置指令和對模具緩沖機構的位置進行檢測的位置檢測部54的檢測結果，生成模具緩沖機構的第1速度指令；和第2速度指令部62，其根據力指令部58生成的模具緩沖機構與滑塊之間的力指令和對模具緩沖機構與滑塊之間的力進行檢測的力檢測部60的檢測結果，生成模具緩沖機構的第2速度指令。控制裝置50還具有切換判斷部64，其判斷是否應將模具緩沖機構的控制從第1速度指令及第2速度指令中的一方向另一方進行切換；和切換處理部66，其根據切換判斷部64的判斷結果，進行從第1速度指令及第2速度指令中的一方向另一方的切換。
如果應控制的緩沖機構為一個，那么上述控制裝置50的控制可能是比單獨的力控制或位置控制好的控制，但是，例如在模具緩沖墊比較大，采用由多個模具緩沖機構支持一個模具緩沖墊的結構時，存在著不適合的情況。即，在使用多個模具緩沖機構的情況下，各模具緩沖機構分別由單獨的控制裝置相互獨立地控制。因此，在沖壓加工中的某時刻，可出現以下的狀態(tài)混合存在被進行位置控制的模具緩沖機構與被進行力控制的模具緩沖機構。由于被多個模具緩沖機構支持的模具緩沖墊通常是一體的，所以在這種狀態(tài)下，在模具緩沖墊上作用過度的力而產生不想要的機械變形等，結果存在沖壓加工的精度下降、而且導致沖壓機損壞的危險。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種控制系統(tǒng)，在使用多臺模具緩沖機構的沖壓機中，全部的控制模具緩沖機構的多個控制裝置可以以理想的定時進行力控制和位置控制的切換。
為了實現上述目的，本發(fā)明提供一種控制系統(tǒng)，其是具有滑塊、將伺服電機作為驅動源產生對該滑塊的力的多個模具緩沖機構、以及分別控制該多個模具緩沖機構的多個控制裝置的伺服模具緩沖機構的控制系統(tǒng)，具有位置指令部，其生成各模具緩沖機構的位置指令；位置檢測部，其檢測各模具緩沖機構的位置；力指令部，其生成各模具緩沖機構和所述滑塊之間的力指令；和力檢測部，其檢測各模具緩沖機構和所述滑塊之間的力，所述多個控制裝置各自具有第1速度指令部，其根據所述位置指令及所述位置檢測部的檢測結果，生成所述多個控制裝置各自控制的模具緩沖機構的第1速度指令；第2速度指令部，其根據所述力指令以及所述力檢測部的檢測結果，生成所述模具緩沖機構的第2速度指令；切換判斷部，其判斷是否應將所述模具緩沖機構的控制從所述第1速度指令以及所述第2速度指令中的一方向另一方切換；和切換處理部，其根據切換信號進行從所述第1速度指令以及所述第2速度指令中的一方向另一方的切換，所述控制系統(tǒng)還具有切換信號生成部，其集中所述多個控制裝置的所述切換判斷部的判斷結果，且在所述切換判斷部判斷應將各模具緩沖機構的控制從所述第1速度指令向所述第2速度指令切換的所述控制裝置的個數達到第1規(guī)定數量時，以及在所述切換判斷部判斷應將各模具緩沖機構的控制從所述第2速度指令向所述第1速度指令切換的所述控制裝置的個數達到第2規(guī)定數量時，生成切換信號且將該切換信號發(fā)送給所述多個控制裝置的所述切換處理部。
具體地，所述第1規(guī)定數量及所述第2規(guī)定數量可以都是1。
或，所述第1規(guī)定數量及所述第2規(guī)定數量可以都是2。
或，所述第1規(guī)定數量及所述第2規(guī)定數量可以都是所述多個控制裝置個數的一半。
或，所述第1規(guī)定數量及所述第2規(guī)定數量可以都是與所述多個控制裝置個數相同的數。
或，可以將所述第1規(guī)定數量設為1，所述第2規(guī)定數量是與所述多個控制裝置的個數相同的數。
或，可以將所述第1規(guī)定數量設為2，所述第2規(guī)定數量是與所述多個控制裝置的個數相同的數。


參照

以下最佳的實施方式，由此本發(fā)明上述或其它的目的、特征及優(yōu)點會變得更加明白。
圖1是包含本發(fā)明的伺服模具緩沖機構的控制系統(tǒng)的沖壓機的概略結構圖；
圖2表示圖1所示的控制裝置的一個詳細構成例子；圖3表示分別控制模具緩沖機構的控制裝置的構成例子。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
圖1是包含本發(fā)明的伺服模具緩沖機構的控制系統(tǒng)10的沖壓機的概略構成圖。沖壓機1具有由圖中未示出的鏈接機構所驅動的滑塊2、對應于滑塊2的動作而移動的模具緩沖墊3、以及協(xié)力驅動模具緩沖墊3的多個(在圖示例子中為3個)的模具緩沖機構4a、4b及4c。各模具緩沖機構由受到各控制裝置10a，10b及10c控制的伺服電機5a，5b及5c逐次確定位置即進行速度控制。此外，控制系統(tǒng)10具有切換信號生成部30，其接收來自各控制裝置的切換判斷結果，并生成模具緩沖機構的控制形態(tài)的切換信號發(fā)送給各控制裝置。另外，模具緩沖機構及控制裝置的臺數可以為2個或2個以上，在本發(fā)明的應用中沒有臺數的區(qū)分。
圖2表示各控制裝置的詳細結構。另外，控制裝置10b及10c的結構可以與控制裝置10a相同，所以僅就控制裝置10a進行詳細的說明。控制裝置10a具有第1速度指令部16a，其根據模具緩沖機構4a的位置指令部12a生成的位置指令和檢測模具緩沖機構4a的位置的位置檢測部14a的檢測結果，生成模具緩沖機構4a的第1速度指令。由此，控制裝置10a可以基于位置控制生成模具緩沖機構4a的伺服電機5a的速度指令。此外，控制裝置10a還具有第2速度指令部22a，其根據模具緩沖機構4a的力指令部18a生成的模具緩沖機構4a與滑塊2之間的力指令、及檢測模具緩沖機構4a與滑塊2之間的力的力檢測部20a的檢測結果，生成模具緩沖機構4a的第2速度指令。由此，控制裝置10a還可以基于力控制生成模具緩沖機構4a的伺服電機5a的速度指令。
此外，控制裝置10a具有切換判斷部24a，其判斷是否應將模具緩沖機構4a的控制從第1速度指令及第2速度指令中的一方向另一方切換。作為此時的判斷基準可多種多樣，但是進行設定來抑制滑塊2與模具緩沖墊3之間的力即沖壓壓力的過度上升是一個優(yōu)選的例子。例如，列舉一種在比較位置控制與力控制時，采用模具緩沖機構4a向更下方(遠離滑塊2的方向)一方的判斷基準。控制裝置10a還具有切換處理部26a，其在接收到來自切換信號生成部30的切換信號時進行從第1速度指令及第2速度指令的一方向另一方的切換。
如圖所示，本發(fā)明的控制系統(tǒng)10具有切換信號生成部30，其集中控制裝置10a～10c的切換判斷部的判斷結果。本發(fā)明的控制系統(tǒng)10的主要特征為在各控制裝置10a～10c中，各切換處理部并不是根據各切換判斷部的判斷結果直接將控制形態(tài)從位置控制切換至力控制(或相反)，而是各切換判斷部的判斷結果以信號等適當的形態(tài)一旦被發(fā)送給切換信號生成部30，然后根據切換信號生成部30所集中的判斷結果與規(guī)定的基準生成切換信號，而且在各切換處理部接收到該切換信號時進行切換處理。這里所謂規(guī)定的基準可以確定為切換判斷部判斷應將各模具緩沖機構的控制從第1速度指令向第2速度指令(即從位置控制向力控制)切換的控制裝置的個數達到第1規(guī)定數量時，以及切換判斷部判斷應將各模具緩沖機構的控制從第2速度指令應向第1速度指令(即從力控制向位置控制)切換的控制裝置的個數達到第2規(guī)定數量時。另外，向各控制裝置的切換信號的發(fā)送以及各模具緩沖機構的控制形態(tài)的切換最好在全部的控制裝置中幾乎同時進行。
雖然上述第1以及第2規(guī)定數量可以進行各種設定，但是，最好是1、2、控制裝置個數(即模具緩沖機構的臺數)的一半以及控制裝置的個數。在將規(guī)定數量設為1時，在多個控制裝置的切換判斷部中即使一個切換判斷部判斷為應對控制形態(tài)進行切換的情況下，對全部模具緩沖器的控制形態(tài)進行切換，可以最迅速地進行切換。此外，在將規(guī)定數量設為2時，雖然想法與規(guī)定數量為1時相同，但可以避免首次切換判斷是由誤檢測或誤動作決定的風險或害處。因為能夠極大地降低連續(xù)兩次誤檢測或誤動作的可能性。
例如，在模具緩沖機構的臺數即控制裝置的個數較多，想要對切換進行一些延遲的情況下，可以將規(guī)定數量設為控制裝置個數的一半。這里，在控制裝置的個數為奇數N的情況下，上述的“半數”可以為(N+1)/2或(N-1)/2中的任何一個。此外，在控制裝置為多個的情況下，可以不是嚴格意義上的半數，近似值也可以。
此外，在將規(guī)定數量設定為與控制裝置的個數相同數量的情況下，在全部切換判斷部判斷為應切換控制形態(tài)之前不進行切換。因此，此時適合于極力要延遲切換的情況。
即使在將規(guī)定數量設定為某一個數量的情況下，從某時刻開始全部的控制裝置同時切換控制形態(tài)。因此，不會像獨立控制各個控制裝置的情況那樣位置控制與力控制混合存在，防止對模具緩沖墊施加過度的力緩沖墊變形等不良情況。
此外，上述第1及第2規(guī)定數量也可以設定為相互不同的數。例如，如果將成為從位置控制切換至力控制時的基準的第1規(guī)定數量設定為1或2，將成為從力控制切換至位置控制時的基準的第2規(guī)定數量設定為與控制裝置的個數相同的數量，則使從位置控制向力控制的切換變得極快，相反使從力控制向位置控制的切換變遲。因此，在抑制沖壓壓力過度上升方面，可以使進行優(yōu)選的力控制的時間變長。
根據本發(fā)明的伺服模具緩沖機構的控制系統(tǒng)，在使用多個控制裝置控制多個模具緩沖機構的情況下，在規(guī)定數量的控制裝置的切換判斷部判斷為應進行從力控制向位置控制或相反的切換時，在全部的控制裝置中進行控制的切換。因此，不存在在某時刻被進行力控制的模具緩沖機構和被進行位置控制的模具緩沖機構混合存在的狀態(tài)，可以防止在模具緩沖墊上施加過度的力。
雖然參照用于說明而選定的特定的實施方式來說明本發(fā)明，但對于本領域的技術人員來說應該可以明白在不脫離本發(fā)明的基本概念以及范圍的情況下，可以進行多種變更。
權利要求
1.控制系統(tǒng)，其是具有滑塊(2)、將伺服電機(5a，5b，5c)作為驅動源產生對該滑塊(2)的力的多個模具緩沖機構(4a，4b，4c)、及分別控制該多個模具緩沖機構(4a，4b，4c)的多個控制裝置(10a，10b，10c)的伺服模具緩沖機構的控制系統(tǒng)(10)，其特征在于，具有位置指令部(12a，12b，12c)，其生成各模具緩沖機構(4a，4b，4c)的位置指令；位置檢測部(14a，14b，14c)，其檢測各模具緩沖機構(4a，4b，4c)的位置；力指令部(18a，18b，18c)，其生成各模具緩沖機構(4a，4b，4c)和所述滑塊(2)之間的力指令；力檢測部(20a，20b，20c)，其檢測各模具緩沖機構(4a，4b，4c)和所述滑塊(2)之間的力；所述多個控制裝置(10a，10b，10c)各自具有第1速度指令部(16a，16b，16c)，其根據所述位置指令及所述位置檢測部(14a，14b，14c)的檢測結果，生成所述多個控制裝置(10a，10b，10c)各自控制的模具緩沖機構(4a，4b，4c)的第1速度指令；第2速度指令部(22a，22b，22c)，其根據所述力指令以及所述力檢測部(18a，18b，18c)的檢測結果，生成所述模具緩沖機構(4a，4b，4c)的第2速度指令；切換判斷部(24a，24b，24c)，其判斷是否應將所述模具緩沖機構(4a，4b，4c)的控制從所述第1速度指令以及所述第2速度指令中的一方向另一方切換；切換處理部(26a，26b，26c)，其根據切換信號進行從所述第1速度指令以及所述第2速度指令中的一方向另一方的切換；所述控制系統(tǒng)(10)還具有切換信號生成部(30)，其集中所述多個控制裝置(10a，10b，10c)的所述切換判斷部(24a，24b，24c)的判斷結果，且在所述切換判斷部(24a，24b，24c)判斷應將各模具緩沖機構的控制從所述第1速度指令向所述第2速度指令切換的所述控制裝置(10a，10b，10c)的個數達到第1規(guī)定數量時，以及在所述切換判斷部(24a，24b，24c)判斷應將各模具緩沖機構的控制從所述第2速度指令向所述第1速度指令切換的所述控制裝置(10a，10b，10c)的個數達到第2規(guī)定數量時，生成切換信號且將該切換信號發(fā)送給所述多個控制裝置(10a，10b，10c)的所述切換處理部(26a，26b，26c)。
2.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第1規(guī)定數量及所述第2規(guī)定數量全部是1。
3.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第1規(guī)定數量及所述第2規(guī)定數量全部是2。
4.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第1規(guī)定數量及所述第2規(guī)定數量都是所述多個控制裝置的個數的一半。
5.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第1規(guī)定數量及所述第2規(guī)定數量都是與所述多個控制裝置的個數相同的數目。
6.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第1規(guī)定數量是1，所述第2規(guī)定數量是與所述多個控制裝置的個數相同的數目。
7.根據權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第1規(guī)定數量是2，所述第2規(guī)定數量是與所述多個控制裝置的個數相同的數目。
全文摘要
一種伺服模具緩沖機構的控制系統(tǒng)，在使用多臺模具緩沖機構的沖壓機中，所有控制模具緩沖機構的多個控制裝置可以以理想的定時進行力控制和位置控制的切換。具有多個模具緩沖機構的沖壓機的控制系統(tǒng)具有分別控制各模具緩沖機構的伺服電機的控制裝置、和集中來自各控制裝置的切換判斷結果將控制形態(tài)的切換信號發(fā)送給各控制裝置的切換信號生成部。
文檔編號B30B15/02GK1895806SQ200610101780
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月10日 優(yōu)先權日2005年7月11日
發(fā)明者巖下平輔, 置田肇, 河村宏之, 豬飼聰史 申請人:發(fā)那科株式會社