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运行具有底驱动器的压机的方法和按照该方法运行的压力机

阅读:165发布:2021-01-12

专利汇可以提供运行具有底驱动器的压机的方法和按照该方法运行的压力机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且具有底 驱动器 的压 力 机(1),具有:一个实施一行程(h)并且容纳至少一个上模(1.2)的滑 块 (1.1);作用于滑块(1.1)上的拉杆(2.1.2),所述拉杆与具有 马 达或伺服 电机 (2.1.1)的驱动装置(2)分别构成一个传动系(2.1.4);一个布置在下部结构(3)上的下模(3.2),具有上模(1.2)的滑块(1.1)作用于待加工的 工件 (5)。在加工工件(5)时利用开环和闭环控制装置(4)记录压力机(1)系统中的运行状态值,根据函数(公式(I))对其进行分析形成数据,并且将滑块的运动用于x,从而可按照工件(5)所需的力系以开环或闭环控制方式运行压力机(1),使得作用力能够差异化地并且在较大的范围内起作用。,下面是运行具有底驱动器的压机的方法和按照该方法运行的压力机专利的具体信息内容。

1.一种用于运行具有底驱动器的压机(1)的方法,使用:
至少一个布置在下部结构(3)中的驱动装置(2),所述驱动装置的驱动元件(2.1)与至少一个达或伺服电机(2.1.1)以及至少一个拉杆(2.1.2)构成至少一个传动系(2.1.4),至少一个实施一行程(h)并且容纳至少一个上模(1.2)的滑(1.1),
至少一个布置在下部结构(3)上的下模(3.2),
其中,具有所述上模(1.2)的所述滑块(1.1)作用于位于所述下模(3.2)上的待加工工件(5),并且所述滑块(1.1)的行程在上止点(OT)上方或者前面朝下止点(UT)或者在下止点上方运行,其特征在于,在加工所述工件(5)时借助于开环和闭环控制装置(4)记录压力机(1)系统中的运行状态的值并且根据函数
条件为
将所述值分析处理成数据,通过驱动装置(2)将这些数据用于使所述滑块(1.1)运动,由此根据工件(5)所需的力系对压力机进行开环或闭环控制,分别以主动干预或改变力作用位置和大小(量值)的方式持续运行压力机(1),其中,
○ F(x)表示按照功能开环控制的力,
○ F2表示局部作用的力,
○ x表示可变作用的力的范围,和
○ L表示作用力的可变范围,
并且记录至少
一个力和位移变化的值,和
驱动装置(2)的一个元件、压力机(1)系统中一个运行值的变化或者待加工工件(5)的加工过程的值,
将这些值处理成对滑块(1.1)的行程(h)施加干预的数据。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述值
a)作为滑块(1.1)的力变化和位移变化的数据根据函数
f(x)=a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+...+,并且
b)在滑块(1.1)的行程(h)已经由驱动装置(2)的至少一个元件、压力机(1)系统中一个运行值的改变或者待加工工件(5)的改变而受到干预的条件下按照公式a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+a(2)*cos(2*x)+...+b(1)*sin(1*x)+b(2)*sin(2*x)+...
记录并且处理。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,通过使用第一构件(4.1)以检测滑块(1.1)的行程(h)的位移变化或者位置的值的方式检测第一数据(4.1.1)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,通过使用第二构件(4.2)以检测驱动装置(2)的至少一个驱动元件(2.1,2.1.1,2.1.2,2.1.3)中的力或者力等效值的至少一个实际值的方式检测第二数据(4.2.1)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,通过使用第二构件(4.2)以检测至少一个拉杆(2.1.2)或至少一个连杆(2.1.3)或者至少一个拉杆(2.1.2)和至少一个连杆(2.1.3)中的力的至少一个实际值的方式检测第二数据(4.2.1)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,利用安装在拉杆(2.1.2)或者连杆(2.1.3)上的应变片或压电元件检测力的值用于第二数据(4.2.1)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,通过使用第三构件(4.3)检测驱动装置(2)的至少一个马达或伺服电机(2.1.1)的至少一个实际值的第三数据(4.3.1)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,通过使用第三构件(4.3)检测至少一个驱动元件(2.1,2.1.1,2.1.2,2.1.3)例如马达或伺服电机(2.1.1)的功耗、扭矩、电机电流、转速或者旋转度的值的第三数据(4.3.1)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,通过使用第四构件(4.4)以检测压力机(1)系统中一个实际值的至少一个变化或者运行值的变化的方式记录第四数据(4.4.1)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,通过使用第五构件(4.5)将第一数据(4.1.1)、第二数据(4.2.1)、第三数据(4.3.1)和第四数据(4.4.1)的值中的至少一个进行分析或者进行闭环控制,形成第五数据(4.5.1)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,特征在于以下步骤:
a)记录第一至第四数据(4.1.1,4.2.1,4.3.1和4.4.1)的至少一个数据(一个文件),并且对其进行分析、处理或者闭环控制,形成第五数据(4.5.1),
b)通过第五构件(4.5)对所记录的适用于工件(5)的数据值进行比较或者闭环控制,并且通过驱动装置(2)和滑块(1.1)将其作为准控制信号传输给上模(1.2)和下模(3.2),然后
c)作用于上模(1.2)和下模(3.2)的力按照待加工工件(5)的条件进行开环控制或闭环控制,使其大小也就是使其量值局部差异化或者改变。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其特征在于,对经过处理后的第五数据(4.5.1)进行分析,用于触发以下操作中的至少一个
·用于改变将要对其进行闭环或开环控制的压力机(1)的运行值,
·用于压力机(1)的过载保护、应急运行或者使其停机,或者
·用于使得驱动装置(2)的驱动元件2.1、2.1.1、2.1.2、2.1.3同步或异步运转,对第一至第四检测数据4.1.1、4.2.1、4.3.1、4.4.1进行至少一次额定值/实际值比较,通过使用第五构件(4.5)进行开环控制或者闭环和开环控制形成额定值。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法,其特征在于,将第一至第四检测数据(4.1.1,4.2.1,4.3.1,4.4.1)和第五分析数据(4.5.1)的至少一个值用来干预压力机(1)系统中的冲压力反应,以便实现冲击缓冲,或者当滑块(1.1)弯曲时用来改变力分布。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法,其特征在于,在触发操作或反应的同时至少承担或者主动支持拉深垫装置的部分功能。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法,其特征在于,在达到操作力或反应力的第一至第四数据(4.1.1,4.2.1,4.3.1,4.4.1)和第五分析数据(4.5.1)之前激活用于过载保护、应急运行或者将压力机(1)停机的数据。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法,其特征在于,测定、分析第一至第四检测值和第五分析值的至少一个值的数据作为至少一个驱动元件(2.1,2.1.1,2.1.2,2.1.3)的尺寸或位置的梯度,并且在额定值与改变后的操作力或反应力分布之间存在偏差的情况下重新预先设定这些数据。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法,其特征在于,测定、分析第一至第四检测值和第五分析值的至少一个值的数据作为至少一个驱动元件(2.1,2.1.1,2.1.2,2.1.3)的尺寸或位置的梯度,并且针对滑块(1.1)的预期学习行程(h)预先设定这些数据。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法,其特征在于,按照滑块(1.1)的行程(h)与连杆(2.1.3)的长度的这种关系来运行压力机(1),其相当于根据傅里叶级数进行计算。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法,其特征在于,压力机(1)通过至少两个传动系(2.1.4)从驱动装置(2)到滑块(1.1)运行。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法,其特征在于,每个传动系(2.1.4)由自身的马达或伺服电机(2.1.1)驱动。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法,其特征在于,每个传动系(2.1.4)利用马达或伺服电机(2.1.1)和拉杆(2.1.2)通过相连的开环和闭环控制装置(4)驱动。
22.根据权利要求14至21中任一项所述的方法,其特征在于,在保持设置在下部结构(3)中的自由空间(3.3)的情况下驱动拉深垫装置。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的方法,其特征在于,至少一个传动系(2.1.4)借助于传动系(2.1.4)的至少一个驱动元件(2.1)之间的可松脱的旋转或平移作用连接(2.2)在滑块(1.1)的相应行程(h)的变换过程中电动耦合或解耦地或者机械耦合或解耦地运行。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的方法,其特征在于,传动系(2.1.4)与伺服电机(2.1.1)电耦合或解耦地运行,所述作用连接(2.2)包括以下驱动特征中的至少一种d)力矩或位置闭环控制,
e)力和速度变化过程中的开环/闭环控制,
f)没有力和力矩的转换,
g)压力机(1)的自动运行,
h)外部平衡,
i)重力影响
其中,可以在伺服电机(2.1.1)的无力矩的运行模式下使得滑块(1.1)运动,并且使用该运行模式使得压力机(1)可靠运行。
25.根据权利要求1至23中任一项所述的方法,其特征在于,传动系(2.1.4)的作用连接(2.2)作为机械耦合以形合、摩擦锁合、力锁合方式或者交替以这些方式闭合和分开。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的方法,其特征在于,为了实现滑块(1.1)的同步运动或者平衡运动,在下行程(h)的至少一部分行程期间使得至少一个传动系(2.1.4)耦合地运行,并且在上行程(h)的至少—部分行程期间使得传动系(2.1.4)解耦地运行。
27.根据权利要求1至25中任一项所述的方法,其特征在于,当出现滑块(1.1)的不对称作用力时,首先使滑块从上止点(OT)朝向下止点(UT)平行运动,并且在上模(1.2)撞击下模(3.2)之后使得两个传动系(2.1.4)继续执行不相同的运动,其中,现在可使得上模(1.2)和下模(3.2)平行闭合,并且在此通过不相同的继续运动通过压力机(1)的弹簧刚度有针对性地产生不相同的不对称作用力。
28.根据权利要求1至25和27中任一项所述的方法,其特征在于,滑块(1.1)和传动系(2.1.4)在到达下止点(UT)之前并且在达到不相同的不对称作用力时在反向运行模式下朝向上止点(OT)运动,其中,上模(1.2)远离下模(3.2)地运动。
29.根据权利要求1至25和27中任一项所述的方法,其特征在于,将分别在传动系(2.1.4)中作用的较大力用作用于运行压力机(1)的主导值(1),并且使得上述传动系(2.1.4)不反向运行地经过下止点UT然后朝向上止点(OT)运动,具有较小作用力的另一个传动系(2.1.4)则在下止点(UT)前面停止并且改变方向和反向运动,并且然后包括上模(1.2)的滑块(1.1)与首次提及的传动系(2.1.4)一起以相对于下模(3.2)的平行运动重新朝向上止点(OT)运动。
30.根据权利要求1至29中任一项所述的方法,其特征在于,根据待传递的变形力、成形工作步骤、驱动元件(2.1)的速度或位移或位置之一或者滑块(1.1)的姿态的至少一个值或者梯度,使得所述作用连接(2.2)闭合或分开或者根据力或位置对其进行干预。
31.根据权利要求1至29中任一权利要求所述的方法,其特征在于,
a)在与上模(1.2)相连的滑块(1.1)撞击下模(3.2)紧之前减缓滑块(1.1)从上止点(OT)或者在上止点前面或后面向下运动的速度,以便减小冲击负荷,并且b)在上模(1.2)撞击之后对滑块(1.1)进行开环或闭环控制,使其向下运动至下止点(UT)并且然后向上运动。
32.根据权利要求14至29中任一权利要求所述的方法,其特征在于
a)利用自身重力使得滑块(1.1)在其上止点(OT)前面或者从上止点向下运动,直至快要撞击拉深垫装置的一个元件,
b)在此可利用电机(2.1.1)的发电机工作模式对滑块(1.1)进行制动,从而减小滑块(1.1)对拉深垫装置的元件的撞击力,
c)然后使得拉深垫装置的元件以可控的速度向下运动使得工件(5)成形,d)然后使滑块(1.1)朝向上止点或者上终点位置(OT)运动。
33.根据权利要求14至32中任一权利要求所述的方法,其特征在于
a)使滑块(1.1)在闭环控制的传动过程中从其上止点(OT)向下运动,
b)其中,可以确定撞击拉深垫装置的—个元件(3.3)时的速度以及成形速度的所有所需值或者梯度,并且
c)在工件(5)成形之后使滑块(1.1)朝向上止点或者上终点位置(OT)运动。
34.根据权利要求1至33中任一项所述的方法,其特征在于,在工件(5)成形之后利用辅助传力装置使滑块(1.1)朝向上止点(OT)或者朝向上终点位置运动。
35.根据权利要求14至34中任一项所述的方法,其特征在于,当拉深垫装置中出现不对称力时,通过分开运行的传动系(2.1.4)独立将力传入滑块(1.1)中,所述力传入确保使得滑块(1.1)以原来的方式运动以及使得上模(1.2)平行于下模(3.2)运动的导向装置,所述力传入不仅可避免滑块(1.1)倾斜,而且也可避免滑块(1.1)的不同撞击力。
36.根据权利要求1至35中任一项所述的方法,特征在于,为了运行压力机(1),使用开环和闭环控制装置(4)对
-待传递的变形力、反作用力或速度,或者
-成形工作步骤、驱动元件(2.1)的位置之一或者滑块(1.1)的姿态的至少一个尺寸或梯度的至少一个值或参数进行记录、分析和开环/闭环控制。
37.根据权利要求1至36中任一项所述的用于运行压力机(1)的方法,特征在于使用具有至少以下一种程序功能的程序
a)根据以 为条件的函数 处理第一至第五数据,从而可以根据待
加工工件(5)的条件,按照工件(5)所需的力系以闭环和开环控制方式持续运行压力机(1),
b)根据函数f(x)=a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+...+所描绘的滑块(1.1)的力变化和位移变化曲线并且在滑块(1.1)的行程(h)的条件下根据公式a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+a(2)*cos(2*x)+...+b(1)*sin(1*x)+b(2)*sin(2*x)+......处理第一至第五数据,c)将第一至第四记录数据和第五分析数据作为用于驱动装置(2)和滑块(1.1)运动的可开环和闭环控制的预给定值进行处理,使得待由上模(1.2)和下模(3.2)传递的力可以局部差异化作用于工件(5),
d)激活用于触发操作的指令
○用于改变用于运行压力机(1)的、需闭环或开环控制的值,
○用于压力机(1)的过载保护、应急运行或者使其停机,或者
○用于使得驱动装置(2)的驱动元件2.1、2.1.1、2.1.2、2.1.3同步或异步运转,以及激活用来干预压力机(1)系统中的冲压力反应进行冲击缓冲的指令或者用于在滑块(1.1)弯曲时分配力的指令,
e)根据压力机(1)的必要和可能的工作流程预给定用于控制压力机的控制算法,以及f)根据控制算法在显示屏上提供可见的压力机相关信息,尤其是关于工作顺序、运行状况和所需干预的信息,其中,
提供了这些程序功能中至少一种程序功能的接口,以便适应于多工位压力机或者压力机生产线的程序运行模式及其外围功能,优选拉深垫和传送装置的功能的程序运行模式。
38.用于执行权利要求1至37中任一项所述方法的具有底驱动器的压力机(1),具有·至少一个布置在下部结构(3)中的驱动装置(2),其驱动元件(2.1)与至少一个马达或伺服电机(2.1.1)以及至少一个拉杆(2.1.2)构成至少一个传动系(2.1.4),至少一个实施一行程(h)并且容纳一个上模(1.2)的滑块(1.1),
·至少一个布置在下部结构(3)上的下模(3.2),滑块(1.1)与上模(1.2)作用于位于下模(3.2)上待加工的工件(5),以及
·开环和闭环控制装置(4),所述开环和闭环控制装置记录或者闭环控制压力机(1)的运行状况的状态数据以及对驱动装置(2)和滑块(1.1)的运动进行开环或闭环控制或者进行闭环和开环控制,
其特征在于,所述开环和闭环控制装置(4)至少具有
a)第一构件(4.1),用于检测滑块(1.1)的行程(h)的位移变化以及位置的第一数据(4.1.1),
b)第二构件(4.2),用于检测至少一个拉杆(2.1.2)或连杆(2.1.3)或拉杆(2.1.2)和连杆(2.1.3)中的力的第二数据(4.2.1),
c)第三构件(4.3),用于检测至少一个驱动元件(2.1)尤其是电机(2.1.1)的功耗、扭矩、电机电流、转速或旋转角度值的第三数据(4.3.1),
d)第四构件(4.4),用于检测压力机(1)系统中至少一个功率或功率增加的实际值的第四数据(4.4.1),或者
e)第五构件(4.5),用于分析第五数据(4.5.1)来触发以下操作中的至少一个○用于改变用于运行压力机(1)的、需闭环或开环控制的值,
○用于压力机(1)的过载保护、应急运行或者使其停机,或者
○用于使得驱动装置(2)的驱动元件(2.1)同步或异步运行。
39.根据权利要求38所述的压力机(1),特征在于将用来记录第一至第四数据(4.1.1,
4.2.1,4.3.1,4.4.1)中至少一个数据的至少一个第一至第四构件(4.1,4.2,4.3,4.4)与用来分析第五数据(4.5.1)的第五构件(4.5)相结合,用于对压力机(1)系统中的冲压力反应进行干预,以便实现冲击缓冲作用,或者用于在滑块(1.1)弯曲时分配力。
40.根据权利要求38或39所述的压力机(1),其特征在于,由于开环和闭环控制装置(4)的第五构件(4.5)的作用可以利用至少一个拉杆(2.1.2)或连杆(2.1.3)或者拉杆(2.1.2)和连杆(2.1.3)对滑块(1.1)施加差异化作用力。
41.根据权利要求38至40中任一项所述的压力机(1),其特征在于,在驱动装置(2)与滑块(1.1)之间布置至少两个传动系(2.1.4)。
42.根据权利要求38至41中任一项所述的压力机(1),其特征在于,将每个传动系(2.1.4)与至少一个自身的电机(2.1.1)相连。
43.根据权利要求38至42中任一项所述的压力机(1),其特征在于,将包括电机(2.1.1)(2.1.1.1)和连杆(2.1.2)的每个传动系(2.1.4)与开环和闭环控制装置(4)相连。
44.根据权利要求38至43中任一项所述的压力机(1),其特征在于,在下部结构(3)中提供一个可作为废料滑道或者用于拉深垫装置的自由空间(3.3)。
45.根据权利要求38至44中任一项所述的压力机(1),其特征在于,至少一个传动系(2.1.4)具有一个电动或机械作用的、可松脱的、旋转或平移的作用连接(2.2),所述作用连接可以在滑块(1.1)的相应行程(h)的变换过程中耦合或者解耦。
46.根据权利要求38至45中任一项所述的压力机(1),其特征在于,电作用连接包括伺服电机(2.1.1)。
47.根据权利要求38至46中任一项所述的压力机(1),其特征在于,以形锁合或摩擦锁合或力锁合方式实现机械作用连接(2.2)。
48.根据权利要求38至47中任一项所述的压力机(1),其特征在于,可在所述行程(h)的至少—部分行程期间使至少一个传动系(2.1.4)耦合或解耦,以便实现所述滑块(1.1)的同步运动或者平衡运动。
49.根据权利要求38至48中任一项所述的压力机(1),其特征在于,当出现滑块(1.1)的不对称作用力时,可以首先使该滑块从上止点(OT)朝向下止点(UT)运动,并且在上模(1.2)撞击下模(3.2)之后使得两个传动系(2.1.4)继续执行不相同的运动,其中,所述上模(1.2)和下模(3.2)相互平行并且在此可以有目的地产生不相同的不对称作用力。
50.根据权利要求38至48中任一项所述的方法,其特征在于,滑块(1.1)和传动系(2.1.4)在到达下止点(UT)之前并且在达到不相同的不对称作用力时可以在反向运行模式下(驱动装置的旋转方向改变)朝向上止点(OT)运动,其中,所述上模(1.2)可以远离所述下模(3.2)地运动。
51.根据权利要求38至48中任一项所述的方法,其特征在于,分别在传动系(2.1.4)中作用的较大力可以用作用于运行压力机(1)的主导值(1)并且上述传动系(2.1.4)不反向运行(驱动装置的旋转方向颠倒)地经过下止点UT并且然后朝向上止点OT运动,其中,具有较小作用力的另一个传动系(2.1.4)则在下止点UT前面停止并且可以改变方向和反向运动地构成,包括上模(1.2)的滑块(1.1)构造为可以与首次提及的传动系(2.1.4)一起以相对于下模(3.2)的平行运动重新朝向上止点(OT)运动。

说明书全文

运行具有底驱动器的压机的方法和按照该方法运行的压

力机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种运行具有底驱动器的压力机的方法,本发明还涉及一种按照该方法运行的压力机,所述压力机包括:至少一个布置在下部结构中与驱动元件相连并且具有至少一个达或伺服电机的驱动装置、一个实施一行程并且容纳至少一个上模的滑、多个作用于滑块上用来传递驱动力使得滑块实施行程的拉杆或连杆、至少一个对应于滑块和相应的上模并且布置在下部结构中的下模、以及一个开环和闭环控制装置,可使得滑块在上止点上方或者前面朝向下止点或者在下止点上方往复运动。
[0002] 在本发明的意义上,可以将压力机用于成形、打包压实、切割任何类型的材料,也可将其用作多工位压力机或者压力机生产线。

背景技术

[0003] 专业人士可以总览现有技术,很容易对照此类具有底驱动器的压力机,尽管在已发布的文件中没有逐一公开这种复杂程度的压力机。
[0004] 按照现有技术所述,通常由压力机下部结构中的驱动单元通过拉杆/连杆组合驱动滑块。
[0005] 从专业学术文献可知,主要将具有底驱动器的压力机设计成公称压力较小并且往复次数较高的压力机,很少将其用于大型压力机。
[0006] 此外还阐述了从侧面作用于滑块的拉杆/连杆会引起较大的弯曲应力,从而使得滑块大幅度弯曲,但是偏心作用于滑块上的力的作用线始终位于拉杆/连杆的铰接点之间。
[0007] 通常也可在立柱中引导拉杆/连杆(至少在下部结构上方),拉杆/连杆与立柱上方形成滑块的横梁相连,从而形成用于承受力的压力机机架
[0008] 专业人士应根据工件的加工操作以及对冲击或弯曲的反应,考虑所出现的力来设计压力机,从而可以选择所述压力机机架中的立柱结构。
[0009] 在专业人士的总览结果中可以找到比较经济的解决方案来设计和运行此类具有底驱动器的压力机(也包括大型压力机),不会有以下示例的明显缺点(例如设计成立柱结构)。
[0010] 对具有底驱动器的压力机的各种已知示例实施方式进行分析的结果如下:
[0011] AT215257:凸出的飞轮需要很大的改造空间。复杂的杠杆运动系统无法有效实现所需的冲击缓冲作用,只有使用大量的材料才能满足需要。由于杠杆运动系统的反应疲软,无法有效强制传递以上所述的偏心力。如果要传递很高的压力,比较多的运行机械元件只能实现较小的相对运动,例如滑块行程。基于情况或加工过程的强制触发方法受到限制,缺少一种用于过载保护的运行系统。
[0012] DE2507098:这种压力机的构件较大,因此需要较大的改造空间。杠杆运动系统被部分布置在下部结构中,并且部分布置在上方的立柱结构中,使得上方的立柱结构成为承受力的主要压力机构件,缺点明显。如果没有附加的T形轨迹绕行路径,就无法将该压力机纳入到现代多工位压力机或者压力机生产线的配置中。
[0013] DD119014:结构高度和复杂的导轨不允许纳入到所述多工位压力机的生产线中,最终几乎无法传递开头所述的偏心力。
[0014] 除此之外,EP2008799A1还公开了一种底传动冲压机,利用布置于加工平面下方的曲轴连杆传动机构经由张力柱驱动滑块。采用一种特殊的传递机构来分配滑块力,从而减小轴承负荷,并且在较高的冲压频率下达到很高的精度。按照对开发具有底驱动器的压力机的要求来看,这里的缺点在于,只有在压力机结构上调整铰接点的垂直位置,才能改变工作过程引起的调整。该解决方案无法按照相应工件的加工要求在更大的作用范围内检测和控制滑块的复杂作用力。此外这里只能在纯粹的冲压机上通过伺服电机有限实现滑块力的分配。
[0015] 最初是通过电机和储能飞轮来驱动压力机,现在则越来越多地利用伺服电机驱动装置实现节能驱动。例如EP1880837A2就公开了一种具有伺服驱动能量管理系统的压力机,一方面有吸收额外能量的充分能力,另一方面每时每刻都有足以满足相应冲压周期所需的能量。
[0016] DE102008040263A1中所述的任务涉及一种对伺服电机驱动的压力机的滑块运动进行开环控制和闭环控制的有益方法,利用一种简单的结构对位置和力进行闭环控制,实现可重复的滑块运动过程,应当也可对偏心力进行闭环控制。原则上通过以下方式解决这一任务:利用通过虚拟主动轴控制的定位凸轮盘和根据运行模式控制的力或力矩极限值,根据影响因素对用来驱动滑块的伺服电机的额定扭矩进行闭环控制。应可将相关方法和装置应用于顶传动和具有底驱动器的压力机,但是将该解决方案用于具有底驱动器的压力机则需要以特别费事的方式将底驱动装置布置在结构空间有限的下部结构中。
[0017] 考虑到以上论断:
[0018] -应将具有底驱动器的压力机设计成大型压力机,
[0019] -偏心作用于滑块上的力的作用线始终位于拉杆/连杆的铰接点之间,[0020] -通常也要将具有底驱动器的压力机的拉杆/连杆布置在立柱中,从而形成压力机机架来承受所出现的力,因为通常要考虑工件加工操作之后出现的力以及对冲击或弯曲的反应来选择所述压力机机架中的立柱结构,
[0021] -应在底驱动装置中实现伺服电机驱动,并且
[0022] -全部作用因素应当尽可能不干扰滑块运行,
[0023] 在专业人士的总览结果中(也对照DE102008040263A1)必须找到比较经济的解决方案来设计和运行此类具有底驱动器的压力机(也包括大型压力机),不会有上述示例的明显缺点(例如设计成立柱结构)。

发明内容

[0024] 本发明的任务在于设计一种如开头所述的具有底驱动器的压力机,按照本发明所述方法利用开环和闭环控制装置保证优化滑块的力变化和位移变化及其往复运动,并且尤其对运行方法进行适当改进,使得滑块的作用力按照相应工件的加工要求一方面起到差异化作用,但另一方面也有更大的作用范围。
[0025] 单纯如DE102008040263A1所述以对位置和力进行闭环控制的方式对力施加干预以及也对偏心力进行闭环控制是不够的,而是也要增大作用力的范围并且按照功能设定一种方法或者一种功能,从而能够尽可能全面掌握作用在系统中的状态和力,并且能够以好于以往的方式对其进行闭环控制。
[0026] 应当也能够以经济方式将按照本发明所述运行的压力机作为大型压力机用于压力机生产线中,并且可利用连接横梁建立力势,从而不必采用常见的立柱设计。
[0027] 该任务的设计目的在于能够制造与传统具有底驱动器的压力机相比性能参数经过优化、结构更加紧凑的压力机。
[0028] 按照本发明所述,采用符合权利要求1至37所述特征的方法并且采用符合权利要求38至51所述特征具有开环和闭环控制装置的压力机,即可解决这一任务。
[0029] 该方法基于一种具有底驱动器的压力机,所述具有底驱动器的压力机具有[0030] -至少一个布置在下部结构中并且与传动元件相连的、构成传动系并且包括至少一个马达或伺服电机的驱动装置,
[0031] -一个在上止点上方或者前面朝向下止点或者在下止点上方实施一行程的、容纳至少一个上模的滑块,
[0032] -至少一个作用于滑块上用于传递驱动力使得滑块往复运动的拉杆,也包括或者被设计成连杆,
[0033] -至少一个布置在下部结构上对应于滑块和相应上模的下模,所述上模作用于位于下模上的待加工工件。
[0034] 可以使得滑块(如同专业人士常见的一样)交替地例如往返地从上止点朝向下止点运动,或者周期性地从上止点并且在上止点上方朝向下止点并且在下止点上方运动。
[0035] 按照本发明所述的方法,使用一种开环和闭环控制装置,该控制装置可在加工工件时记录压力机系统中的状态值,并且可根据函数
[0036] 条件为
[0037] 通过驱动装置将其处理成滑块运动所需的数据,然后根据工件所需的力系持续对压力机进行开环或闭环控制,以干预或改变力作用位置和大小(值)的方式运行压力机。式中
[0038] ○F(x)表示按照功能进行开环控制的力,
[0039] ○F2表示局部作用的力,
[0040] ○x表示可变作用力的范围,以及
[0041] ○L表示作用力的可变范围。
[0042] 为此至少要记录一个力变化和位移变化和驱动装置至少一个元件、压力机系统中一个运行值的变化或者待加工工件的值,并且将这些值处理成对滑块的往复运动施加干预的数据。
[0043] 该函数和所定义的参数能够以本发明所述的方式增大作用力的可变范围,如附图2a)和2b)中所示,以下还将对比现有技术条件下的作用力进行解释和说明。迄今为止既不能对作用力的常规范围进行详细分析,也无法从现有技术获得将所需作用力的可变作用范围增大的建议或方法。
[0044] 按照该解决原理的另一种实施方式所述,
[0045] a) 记 录 滑 块 的 力 变 化 和 位 移 变 化 值,按 照 函 数 f(x) =a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+...+并且
[0046] b)根据驱动装置的至少一个元件、压力机系统中一个运行值或者待加工工件的一个加工过程变化,按照公式f(x)=a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+a(2)*cos(2*x)+...+b(1)*sin(1*x)+b(2)*sin(2*x)+将这些值处理成可以干预的滑块往复运动条件数据。
[0047] 按照本发明所述,利用这些不仅可用于滑块的力行程数据、而且也可用于其它作用于滑块往复运动的条件的函数,可以根据相应工件的加工要求使得滑块的全部作用力一方面起到差异化作用,但另一方面也有比以往更大的作用范围。
[0048] 按照本发明所述,将上述数据用于以下方法步骤:
[0049] ·使用至少一种第一构件检测滑块位移变化值或者往复运动位置值的第一数据。
[0050] ·使用至少一种第二构件在驱动装置的至少一个驱动元件中检测一个力的至少一个实际值或者一个力等效值的第二数据,所述第二数据包括至少一个拉杆或者至少一个连杆或者至少一个拉杆和至少一个连杆中的力的至少一个实际值,可以在一个力的检测点上使用应变片或者压电元件。
[0051] ·使用至少一个第三构件检测驱动装置的至少一个电机的至少一个实际值的第三数据,所述第三数据可以源自于至少一个驱动元件(如马达或伺服电机)的功耗、扭矩、电流、转速或者旋转度值。
[0052] ·使用至少一个第四构件检测压力机系统中至少一个功率或功率增加实际值的第四数据。
[0053] ·使用至少一个第五构件对至少第一、第二、第三和/或者第四数据的至少一个值进行分析和/或者闭环控制形成第五数据。
[0054] 本发明所述的开环和闭环控制装置具有用来执行该方法的第一至第五构件,[0055] 从而可以利用该方法
[0056] a)记录第一至第四数据的至少一个数据(文件形式),并且对其进行处理、分析或者闭环控制形成第五数据,
[0057] b)通过第五构件处理这些数据,并且对其进行比较或者进行闭环控制形成适用于工件的数据值,并且通过驱动装置和滑块将其作为控制信号传输给上模和下模,然后[0058] c)根据待加工工件的条件以局部差异化或者可变方式对作用于上模和下模的力进行开环或闭环控制,并且可以对力进行开环控制使之适合于更大的作用范围。
[0059] 利用该方法可以对经过处理的第五数据进行分析,使其可用于触发至少一个以下操作:
[0060] ·用于改变用于运行压力机的、需闭环或开环控制的值,
[0061] ·用于压力机的过载保护、应急运行或者使其停机,以及/或者
[0062] ·用于使得驱动装置(2)的驱动元件同步或异步运行
[0063] 对至少一个第一至第四检测数据进行至少一次额定值/实际值比较,并且使用第五构件对其进行开环或闭环控制,将其作为用来运行压力机的额定值。
[0064] 也可以将第一至第四检测数据和第五分析数据的至少一个值用来干预压力机系统中对冲压力的反应,以便实现冲击缓冲作用,或者当滑块弯曲时将其用来改变力分布。
[0065] 例如可以根据“变形过程”主动改变力的情况、位置和大小,从而甚至可以承担或者主动支持拉深垫装置的部分功能,可以与主功能相结合。就此而言,在使用拉深垫装置的元件的情况下,本发明原理也适用于具有底驱动器的压力机,为此还将进一步说明本发明所述的功能,但仍然以众所周知的拉深垫装置结构细节作为前提条件。
[0066] 适宜在达到操作力或反应力的第一至第四检测数据和第五分析数据中的至少一个数据的设置值之前激活用于过载保护、应急运行或者将压力机停机的数据。
[0067] 尤其可以按照目的测定、分析第一至第四检测值和第五分析值的至少一个值的数据作为至少一个驱动元件的升高尺寸或位置的梯度,如果额定值与改变后的操作力或反应力分布之间存在偏差,则重新设定这些数据。
[0068] 本发明不仅可以如前所述按照目的测定和分析第一至第四检测值和第五分析值的至少一个值的数据作为至少一个驱动元件的升高尺寸或者位置的梯度,而且甚至可以针对滑块的某一个预期学习行程预先设定这些数据。
[0069] 可以进一步给该方法扩充以下所述(也可以选择组合运用)的方法特征:
[0070] 可以按照滑块行程与连杆长度的这种关系来运行压力机,可根据傅里叶级数来计算这种关系。
[0071] 应按照目的在驱动装置与滑块之间通过至少两个传动系来运行压力机。
[0072] 由各自的马达或伺服电机驱动每个传动系。
[0073] 通过开环和闭环控制装置驱动包括马达或伺服电机和拉杆的每个传动系。
[0074] 在保持下部结构中自由空间的条件下驱动拉深垫装置,也可以将这种自由空间用来排出相应工件加工过程的废料。
[0075] 在滑块的相应往复运动变换过程中,可以利用传动系的至少一个驱动元件之间的旋转或者平移作用关系,以机械或者电气方式驱动至少一个传动系或者使其耦合或解耦。
[0076] 以形合、摩擦锁合或者力锁合方式实现机械耦合/解耦。
[0077] 可以根据傅里叶级数计算结果运行压力机,利用伺服电机实现电动耦合/解耦,所述作用关系包括以下至少一种驱动特征
[0078] a)力矩或位置闭环控制,
[0079] b)力和速度变化过程中的开环/闭环控制,
[0080] c)没有力和力矩的转换,
[0081] d)压力机自动运行,
[0082] e)外部平衡或者
[0083] f)重力影响
[0084] 在没有力矩的伺服电机运行模式下可以使得滑块运动,并且可以使用该运行模式使得压力机可靠运行。
[0085] 为了在下行程的至少一部分行程期间实现同步或者滑块的平衡运动,原则上可以使得至少一个传动系耦合运行,以满足实际运行的要求。在上行程的至少一部分行程期间可以使该传动系解耦运行。
[0086] 根据待传递的变形力、成形工作步骤、驱动元件的速度或行程或位置或者根据滑块的位置中的至少一个值或者梯度,使得作用连接闭合或者分离,或者根据力或位置对其进行干预。
[0087] 还可以通过以下方式完善该方法
[0088] a)在与上模相连的滑块撞击下模之前,立即减缓滑块从上止点或者在上止点前面或后面向下运动的速度,以便减小冲击负荷,并且
[0089] b)在上模冲击之后对滑块进行开环或闭环控制,使其向下运动至下止点,然后向上运动。
[0090] 此外该力法还可以实现
[0091] a)利用重力使得滑块在其上止点前面或者从上止点向下运动,直至快要冲击拉深垫装置的一个元件,
[0092] b)这时可利用电机的发电机工作模式对滑块进行制动减速,从而减小滑块对拉深垫装置的元件的冲击力,
[0093] c)然后使得拉深垫装置的一个元件或者使得拉深垫装置以可控的速度向下运动,并且使得工件成形,
[0094] d)然后使得滑块朝向上止点或者上终点位置运动。
[0095] 除此之外,还可根据该方法
[0096] a)使得滑块在闭环控制的传动过程中从其上止点向下运动,
[0097] b)这时可以设定冲击拉深垫装置的一个元件时的速度以及成形速度的所有所需值或梯度,并且
[0098] c)在工件成形之后使得滑块朝向上止点或者上终点位置运动。
[0099] 在工件成形之后可以利用辅助传力装置使得滑块朝向上止点或者上终点位置运动。
[0100] 本发明的特殊之处在于,当拉深垫装置中出现不对称力的时候,通过分开运行的传动系独立将力传入滑块中,保证导向装置使得滑块以原来的方式运动以及使得上模平行于下模运动,所述力传递不仅可避免滑块倾斜,而且也可避免滑块出现不同的冲击力。
[0101] 已发现也可以运用滑块的不对称作用力,并且产生不对称作用力的方式是使得滑块例如平行冲击拉深垫装置,或者当不存在拉深垫装置时使得滑块与上模平行朝向下模运动,因此可使得两个传动系朝向下止点运动不一样远的距离,但是并不到达该下止点。然后反转方向(改变驱动装置的旋转方向)并且使得滑块向上运动。
[0102] 作为替代方案,甚至可以使得其中一个传动系经过下止点并且不反转方向重新朝向上止点运动,而另一个传动系则在到达下止点之前反转方向重新朝向上止点运动。考虑到机器的刚度(胡克定律),产生真正有效作用力的决定性因素是相应传动系或者例如驱动装置的一个偏心元件的相应位置。通过不相同的继续运动(旋转角),通过机器的弹性刚度产生不同作用的、也就是非对称作用的冲压力。
[0103] 用于运行压力机的开环和闭环控制装置可允许记录、分析以下至少一种尺度或梯度的至少一个值或参数,并且可对其进行开环/闭环控制
[0104] -待传递的变形力、反作用力或者速度,或者
[0105] -成形工作步骤、驱动元件的某一个位置或者滑块的位置。
[0106] 使用具有至少一种以下程序函数的程序来完善压力机运行方法:
[0107] a)根据以 为条件的函数 处理第一至第五数据,从而可以根据待加工工件的条件,持续按照工件所需的力系以闭环和开环控制方式运行压力机,[0108] b)根据函数f(x)=a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+...+所描绘的滑块力变化和位移变化曲线并且在开头所定义的滑块(1.1)的往复运动(h)的条件下根据公式a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+a(2)*cos(2*x)+...+b(1)*sin(1*x)+b(2)*sin(2*x)+......处理第一至第五数据,
[0109] c)将第一至第四记录数据和第五分析数据处理成可进行开环和闭环控制的驱动装置和滑块运动额定值,使得上模和下模所传递的力局部有差异,但是可以在较大的宽度内作用于工件,
[0110] d)激活用于触发操作的指令
[0111] ○用于改变用于运行压力机的、需闭环或开环控制的值,
[0112] ○用于压力机的过载保护、应急运行或者使其停机,或者
[0113] ○用于使得驱动装置的驱动元件同步或异步运行,并且
[0114] 激活用来干预压力机系统中的冲压力反应进行冲击缓冲的指令或者用于在滑块弯曲时分配力的指令,
[0115] e)按照本发明相关的特征根据必要的和可选的压力机工作流程规定用于控制压力机的控制算法
[0116] f)根据控制算法在显示屏上提供可见的压力机相关信息,尤其是关于工作顺序、运行状况和所需干预的信息。
[0117] 为此提供了这些程序功能中至少—种程序功能的接口,以便适应于多工位压力机或者压力机生产线的程序运行模式及其外围功能,尤其是拉深垫装置和/或者传送装置的功能的程序运行模式。
[0118] 用于执行本方法的具有底驱动器的压力机除了具有传统的结构型式之外,还具有[0119] ·至少一个布置于下部结构中的驱动装置,其驱动元件与至少一个马达或伺服电机和至少一个拉杆构成一个传动系,至少执行一次往复运动并且容纳一个下模的滑块,[0120] ·至少一个执行一次往复运动并且容纳至少一个上模的滑块,
[0121] ·多个作用于滑块上用于传递驱动力使得滑块往复运动的拉杆或连杆或者连杆和拉杆,以及
[0122] ·至少一个对应于滑块和相应上模并且布置在下部结构上的下模,以及[0123] ·开环和闭环控制装置,可按照本发明所述记录压力机运行状态数据或者对其进行闭环控制,以及对驱动装置和滑块的运动进行开环或闭环控制或者进行闭环和开环控制。
[0124] 该开环和闭环控制装置至少包括
[0125] a)第一构件,用于检测滑块往复运动位移变化以及位置的第一数据,[0126] b)第二构件,用于检测至少一个拉杆或连杆中或者拉杆和连杆中一个力的第二数据,
[0127] c)第三构件,用于检测至少一个驱动元件(2.1)尤其是电机的功耗、扭矩、电流、转速或旋转角度值的第三数据,
[0128] d)第四构件,用于检测压力机系统中至少一个功率或功率增加实际值的第四数据,或者组合运用这些构件,以及
[0129] e)第五构件,用于分析第五数据来触发至少一个操作
[0130] ○用于改变用于运行压力机的、需闭环或开环控制的值,
[0131] ○用于压力机的过载保护、应急运行或者使其停机,或者
[0132] ○用于使得驱动装置的驱动元件同步或异步运行。
[0133] 将用来记录第一至第四数据中至少一个数据(文件形式)的第一至第四构件中的至少一个构件与用来分析第五数据以便干预压力机系统中的冲压力反应从而减缓冲击或者用于在滑块弯曲时分配力的第五构件相结合,就能尽可能按照实际要求高效运行压力机。
[0134] 总而言之,压力机经过适当设计,从而可利用至少一个连杆或拉杆或者连杆与拉杆,在开环和闭环控制装置的第五构件的作用下对滑块施加差异化作用力。
[0135] 此外还可以形成具有以下组合特征的压力机:
[0136] 在驱动装置与滑块之间布置至少两个传动系。
[0137] 每个传动系各自与至少一个马达或伺服电机相连。
[0138] 包括马达或伺服电机和拉杆的每个传动系均与开环和闭环控制装置相连。
[0139] 在下部结构中提供可作为废料滑道或者可用于拉深垫装置的自由空间。
[0140] 至少一个传动系具有电动可分离的旋转或平移作用连接,可以在滑块的往复运动变换过程中使得该作用连接耦合或者解耦。
[0141] 以形锁合、摩擦锁合或者力锁合方式实现机械作用连接。
[0142] 电气作用连接包括可以根据傅里叶级数使其作为电气耦合/解耦装置运行的伺服电机,该作用连接至少包括以下一种驱动特征
[0143] a)力矩或位置闭环控制,
[0144] b)力和速度变化过程中的开环/闭环控制,
[0145] c)没有力和力矩的转换,
[0146] d)压力机自动运行,
[0147] e)外部平衡或者
[0148] f)重力影响
[0149] 正如所公开的方法—样,在没有力矩的伺服电机运行模式下可以使得滑块运动,并且可以使用该运行模式使得压力机可靠运行。
[0150] 至少一个传动系可以耦合或解耦,从而可在往复运动的至少一部分行程期间实现滑块的同步或者平衡运动。
[0151] 以下将根据附图所示的—种实施例对本发明进行解释。

附图说明

[0152] 相关附图如下
[0153] 图1具有底驱动器的压力机1的简化示意图,以及按照本发明利用开环和闭环控制装置4实现的运行原理的示意图,
[0154] 图2a)本发明所述功能原理的示意图,b)本发明所述作用力范围与迄今为止的现有技术的对照示意图,
[0155] 图3借助自身重力朝向上止点运动的滑块运动曲线示意图,使用了没有详细绘出的拉深垫装置,
[0156] 图4以闭环控制传动方式朝向上止点运动的滑块运动曲线示意图,使用了没有详细绘出的拉深垫装置。
[0157] 具体实施方法
[0158] 附图1所示为一种压力机1的示例,包括一个布置在下部结构3中并且与驱动元件2.1、2.1.1、2.1.2、2.1.3相连的驱动装置2。在上止点OT和下止点UT之间实施一行程h的滑块1.1具有一个上模1.2。在本示例中,两对拉杆2.1.2和连杆2.1.3作用于滑块1.1上,用于传递驱动力使得滑块1.1往复运动h。具有上模1.2的滑块1.1对应于布置在下部结构3上的下模3.2,其中,所述上模1.2作用在位于下模3.2上的工件5上以进行成形。所述驱动元件2.1包括两个马达或伺服电机2.1.1以及分别具有连杆2.1.3的拉杆2.1.2,它们分别构成一个传动系2.1.4。
[0159] 在本示例中将下模3.2布置在属于下部结构3的工作台3.1上。
[0160] 一个用于运行压力机1的开环和闭环控制装置4包括
[0161] 1.第一构件4.1,用于检测滑块1.1的往复运动h的位移变化以及位置的第一数据4.1.1,
[0162] 2.第二构件4.2,用于检测拉杆2.1.2或连杆2.1.3中的力的第二数据4,2.1,[0163] 3.第三构件4.3,用于检测至少一个驱动元件2.1的功耗、扭矩、电流、转速或旋转角度的值的第三数据4.3.1,在本情况下是检测电机电流,
[0164] 4.第四构件4.4,用于检测压力机1系统中的功率或功率增加的实际值的第四数据4.4.1,以及
[0165] 5.第五构件4.5,用于分析处理第五数据4.5.1来触发操作
[0166] ·用于改变需闭环或开环控制的值来运行压力机1,
[0167] ·用于压力机1的过载保护、应急运行或者使其停机,以及
[0168] ·用于使驱动装置2的驱动元件2.1、2.1.1、2.1.2、2.1.3同步或异步运转。
[0169] 压力机1利用滑块1.1(经由作用的拉杆2.1.2和连杆2.1.3并且由于开环和闭环控制装置4的第五构件4.5的作用)对需要在上模1.2和下模3.2之间成形的工件5施加差异化作用的力,如示意性地在附图2中的图a)和图b)所示。
[0170] 为此可在工件5的加工过程中记录压力机1系统中的状态值,并且按照附图2a)将根据函数
[0171] 条件为
[0172] 处理后的数据传输给用来使滑块运动的驱动装置2,使得压力机1持续按照工件5所需的力系运行。
[0173] 在附图2a)所示的曲线中,将范围L上局部受开环控制地作用的力F1和F2表示为以 为条件的函数 其中,Fmax表示最大作用力,x表示本发明所述差异化或者可变作用力的范围。
[0174] 在附图2b)中依据在加宽范围内作用于上模1.2上的力LE对照以往被覆盖的范围Lo(现有技术,没有本发明所述的功能)描绘了本发明所述的这一功能。
[0175] 附图2b)总体上阐明了本发明与以往的作用力F1Lo和F2Lo相比在LE>Lo范围内所实现的力F1和F2的效果。
[0176] 该方法允许,将所述值
[0177] a)作 为 滑 块 1.1 的 力 和 位 移 变 化 的 数 据 按 照 函 数 f(x) =a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+...+并且
[0178] b)在滑块1.1往复运动h的条件下按照公式
[0179] a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+a(2)*cos(2*x)+...+b(1)*sin(1*x)+b(2)*sin(2*x)+......
[0180] 记录和处理。
[0181] 在图1中,所述方法可以示意性或结构性地进行。
[0182] 首先通过第一构件4.1检测滑块1.1的往复运动h的位移变化或者位置的值的第一数据4.1.1。
[0183] 然后通过第二构件4.2以检测驱动装置2的驱动元件2.1、2.1.1、2.1.2、2.1.3中各个力或者力等效值的实际值的方式检测第二数据4.2.1,其中,有利地以检测拉杆2.1.2中的力实际值的方式获得第二数据4.2.1并且将常见的应变片或者压电元件安装在力的检测点上。
[0184] 在进一步的流程中通过第三构件4.3检测驱动装置2的马达或伺服电机2.1.1的电流实际值的第三数据4.3.1。
[0185] 最后通过第四构件4.4以检测压力机1系统中功率增加的实际值的方式记录第四数据。
[0186] 通过第五构件4.5将这些数据处理成第五数据4.5.1并且现在对其进行闭环控制后形成适合于工件5的数据值,将其作为控制信号,通过驱动装置2和滑块1.1传递给用来将工件5成形的上模1.2和下模3.2。
[0187] 这样就能根据待加工工件5的条件,以局部差异化或者可变方式并且在附图2b)所示的最优加宽范围LE之内对作用于上模1.2和下模3.2的力进行开环控制。
[0188] 总体上,对经过处理后用于触发以下操作的第五数据4.5.1进行分析[0189] ·用于改变将要对其进行闭环或开环控制的压力机1的运行值,
[0190] ·用于压力机的过载保护、应急运行或者使其停机,
[0191] ·用于使驱动装置2的驱动元件2.1、2.1.1、2.1.2、2.1.3同步或异步运转,[0192] 在对第一至第四检测数据4.1.1、4.2.1、4.3.1、4.4.1的额定值/实际值比较中分析处理并且通过使用第五构件(4.5)作为额定值开环控制或者闭环和开环控制。
[0193] 也可以将第五分析数据用来干预压力机1系统中的冲压力反应,以便实现冲击缓冲作用,或者在滑块1.1弯曲的情况下用于改变力分布。
[0194] 可以根据所述“成形变化”主动改变力的情况、位置和量值,从而甚至可以作为与主功能相融合的效应承担或者主动支持图中没有绘出的拉深垫的部分功能。
[0195] 在达到所需操作力或反应力的第一至第四检测数据4.1.1、4.2.1、4.3.1、4.4.1和第五分析数据4.5.1的某一设置值之前激活用于过载保护、应急运行或者将压力机1停机的数据,并且测定这些数据作为驱动元件2.1、2.1.1、2.1.2、2.1.3之一中升高力的梯度并且对其进行分析,并且在额定值与改变后的操作力或反应力分布之间存在偏差的情况下预给出这些数据,尤其是滑块1.1的预期学习行程h。
[0196] 根据本方法,可以按照滑块1.1的往复运动h与连杆2.1.3的长度的这种关系来运行压力机1,所述关系相当于计算傅里叶级数。
[0197] 在该优选实施例中,
[0198] -压力机1由驱动装置2至滑块1.1通过两个传动系2.1.4驱动,
[0199] -每个传动系2.1.4由各自的马达或伺服电机2.1驱动,
[0200] -包括马达或伺服电机1.1和拉杆2.1.2的每个传动系通过连接的开环和闭环控制装置4驱动,
[0201] -在保持下部结构3中自由空间3.3的条件下驱动图中未示出的拉深垫装置,[0202] -在滑块1.1的每次往复运动h变换过程中分别利用传动系2.1.4之间可以分开的旋转或平移作用连接2.2使得每个传动系2.1.4以电动或机械方式耦合或解耦。
[0203] 在一个变型方案中,可以利用伺服电机2.1.1以电动方式使得传动系2.1.4耦合或解耦,其中,所述作用连接2.2至少包括以下驱动特征的—种
[0204] d)力矩或位置闭环控制,
[0205] e)力和速度变化过程中的开环/闭环控制,
[0206] f)没有力和力矩的转换,
[0207] g)压力机1的自动运行,
[0208] h)外部平衡,或者
[0209] i)重力影响
[0210] 可以在伺服电机2.1.1的没有力矩的运行模式下使得滑块1.1运动,并且使用该运行模式使得压力机1可靠运行。
[0211] 也就是说可以有意利用伺服电机2.1.1驱动传动系2.1.4,并且使其在力矩或位置闭环控制的模式下运行,这样就能干预压力机1的力和速度变化或者对其进行开环和闭环控制。也可以将这种伺服驱动装置切换到没有力和力矩的其它(不常见)运行模式,使得压力机1在一定程度上“独立工作”。根据所使用的补充部件,例如外部“平衡装置”或者配重,在没有力矩的伺服电机运行模式下仍然可发生如还要详细解释的附图3和4所示的滑块运动。总而言之,即使当出现不可预见的事件时,例如停电,该运行模式也是有利的,因为作为应急策略可以将驱动装置切换到无力矩的状态并且由此使得压力机1进入运行可靠的状态。
[0212] 在另一个变型方案中,以形锁合、摩擦锁合、力锁合方式或者交替以这些方式使得传动系2.1.4的作用连接2.2作为机械耦合闭合、分开。
[0213] 为了实现滑块1.1的同步运动或者平衡运行,可在下行程h的至少一部分行程期间使传动系2.1.4耦合,并且在上行程h的至少一部分行程期间使传动系2.1.4解耦。
[0214] 根据待传递的变形力、成形工作步骤、驱动元件2.1的速度或行程或位置或者根据滑块1.1的位置中的至少一个值或者梯度,使所述作用连接2.2闭合或者分离,或者根据力或位置对其进行干预。
[0215] 在与上模1.2相连的滑块1.1撞击到下模3.2之前立即使得从上止点或者在上止点OT之前或之后向下运动的滑块1.1减速,以便减小冲击负荷,并且在上模1.2撞击之后以开环或闭环控制方式使得滑块1.1向下运动到下止点UT,然后使其向上运动。
[0216] 附图3所示为如何在快要冲击拉深垫装置的元件之前使得滑块1.1借助自身重力在其上止点前面或者从其上止点OT向下运动的一种实施方式的示意图,为了减小滑块1.1撞击图中没有绘出的拉深垫装置元件(例如常见的支架或者侧板)的力,利用电机2.1的发电机模式(附图1)对滑块进行制动减速,使得拉深垫装置的元件以可控速度向下运动,并且将工件5(附图1)成形,然后滑块1.1朝向上止点或者朝向上终点位置OT运动。
[0217] 附图4所示为如何在闭环控制驱动模式下使得滑块1.1从其上止点OT向下运动的示意图,其中,可以确定冲击(如上所述的)拉深垫装置的元件时的速度以及成形速度的所有所需值或梯度,并且在工件5成形之后使得滑块1.1朝向上止点或者朝向上终点位置OT运动。
[0218] 在工件5成形之后可以利用辅助传力装置使得滑块1.1朝向上止点或者上终点位置OT运动。
[0219] 例如当拉深垫装置中出现不对称作用力时,通过分开运行的传动系2.1.4独立将力传入滑块1.1中,所述力传入保证导向装置使得滑块1.1以原来的方式也就是以期望的方式运动以及使得上模1.2平行于下模3.2运动,所述力传入不仅可避免滑块1.1倾斜,而且也可避免滑块1.1的不同的冲击力。
[0220] 另一方面,该实施例也允许有利地应用并且由此有目的地产生滑块1.1的不对称作用力,其方式是,滑块1.1平行地撞击到拉深垫装置上,或者当不存在拉深垫装置时使得滑块平行于下模朝向下模运动。为此可使得两个传动系2.1.4不同程度地朝向下止点UT运动,但是并不到达该下止点。然后反转方向(改变驱动装置的旋转方向)并且使得滑块1.1向上运动。
[0221] 作为替代方案,甚至可以使得其中—个传动系2.1.4经过下止点并且不反转方向地重新朝向上止点OT运动,相反,另一个传动系2.1.4则在到达下止点UT之前反转方向地重新朝向上止点运动。
[0222] 可在考虑压力机的刚度(胡克定律)的情况下,从相应传动系2.1.4或者例如驱动装置2的一个偏心元件的相应位置产生真正有效的作用力。
[0223] 根据该教导,可以按照以下所述设计压力机1:
[0224] 原则上可在出现不对称作用力时首先使得滑块1.1从上止点OT朝向下止点UT平行运动,并且在上模1.2撞击下模3.2之后使得两个传动系2.1.4继续执行不相同的运动。上模1.2和下模3.2现在可以平行闭合。可通过不相同的继续运动,通过压力机1的弹簧刚度定向产生不相同的不对称作用力。
[0225] 按照一种变型方案,滑块1.1和传动系2.1.4在到达下止点UT之前并且在达到不相同的不对称作用力时可以在反向运行模式下(驱动装置改变旋转方向)朝向上止点(OT)运动,其中,上模1.2可以远离下模(3.2)地运动。
[0226] 按照另一种变型方案,也可以适当运行压力机1,使得分别在传动系2.1.4中的作用的较大力用作主导值,并且可以使得所述传动系2.1.4不反向运行经过下止点UT然后朝向上止点OT运动。具有较小作用力的另一个传动系2.1.4则在下止点UT前面停止,并且可以改变方向和反向运动。滑块1.1与上模1.2可以与第一个提及的传动系2.1.4一起朝向下模3.2平行运动,然后重新朝向上止点OT运动。
[0227] 可以将一种整合到开环和闭环控制装置4中的程序用于该实施例中所述的压力机运行方法,在该程序中提供以下程序功能
[0228] a)根据以 为条件的函数 处理第一至第五数据,从而可以
[0229] 根据待加工工件5的条件,持续按照工件5所需的力系以闭环和开环控制方[0230] 式运行压力机(1),
[0231] b)根据函数f(x)=a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+...+所描绘的滑块(1.1)的力变化和位移变化曲线并且在滑块(1.1)的往复运动(h)的条件下根据公式a(0)/2+a(1)*cos(1*x)+a(2)*cos(2*x)+…+b(1)*sin(1*x)+b(2)*sin(2*x)+......处理第一至第五数据,[0232] c)将第一至第四记录数据和第五分析数据处理成可进行开环和闭环控制的驱动装置2和滑块1.1运动额定值,使得上模1.2和下模3.2所传递的力可以局部差异化作用于工件5,
[0233] d)激活用于触发操作的指令
[0234] ○用于改变用于运行压力机1的、需闭环或开环控制的值,
[0235] ○用于压力机1的过载保护、应急运行或者使其停机,以及
[0236] ○用于使得驱动装置2的驱动元件2.1、2.1.1、2.1.2、2.1.3选择性同步或异步运转,以及
[0237] 激活用来干预压力机1系统中的冲压力反应进行冲击缓冲的指令或者用于在滑块1.1弯曲时分配力的指令,
[0238] e)根据压力机1的必要和可用的工作流程规定用于控制压力机的控制算法,以及[0239] f)根据控制算法在显示屏上显示压力机相关信息,尤其是关于工作顺序、运行状况以及利用所述程序功能的接口进行必要干预的信息,以便适应于多工位压力机和外围功能的程序运行模式,与拉深垫和传送装置的程序运行模式一样。
[0241] 按照本发明,利用控制和调整装置运行具有底驱动器的压力机,优化滑块及其往复运动的力变化和位移变化,更加高效地利用作用力,从而可保证用户能够以节能方式运行,同时还创造了能够制造比传统具有底驱动器的压力机更加紧凑、性能数据经过优化的压力机的前提条件。
[0242] 附图标记表
[0243] 1=压力机
[0244] 1.1=滑块
[0245] 1.2=上模
[0246] 2=驱动装置
[0247] 2.1=驱动元件
[0248] 2.1.1=电机或者伺服电机
[0249] 2.1.2=拉杆
[0250] 2.1.3=连杆
[0251] 2.1.4=传动系
[0252] 2.2=平移或者旋转作用连接
[0253] 3=下部结构
[0254] 3.1=工作台
[0255] 3.2=下模
[0256] 3.3=自由空间
[0257] 4=开环和闭环控制装置
[0258] 4.1=用于检测第一数据的第一构件
[0259] 4.1.1=滑块(1.1)往复运动h位移变化以及位置的第一数据
[0260] 4.2=用于检测第二数据的第二构件
[0261] 4.2.1=至少一个拉杆2.1.2或者连杆2.1.3中一个力的第二数据[0262] 4.3=用于检测第三数据的第三构件
[0263] 4.3.1=至少一个电机2.1.1之类的驱动元件2.1的功耗、扭矩、转速、电流或者旋转角度值的第三数据
[0264] 4.4=用于检测第四数据的第四构件
[0265] 4.4.1=压力机1系统中至少一个功率或功率增加实际值的第四数据[0266] 4.5=用于对第五数据进行分析、闭环控制和开环控制的第五构件[0267] 4.5.1=用于触发至少一个操作和反应的第五数据
[0268] 5=工件
[0269] h=往复运动,学习行程
[0270] F(x)=按照本发明所述根据功能受到开环控制的力
[0271] F1=按照本发明所述局部作用的力
[0272] F1Lo=按照现有技术作用的力
[0273] F2=按照本发明所述局部作用的力
[0274] F2Lo=按照现有技术作用的力
[0275] Fmax=按照本发明所述最大的力
[0276] x=按照本发明所述可变作用力的范围
[0277] LE=按照本发明所述可变的作用力范围(LE>Lo)
[0278] Lo=按照现有技术不变的作用力范围
[0279] OT=上止点
[0280] UT=下止点
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