專利名稱：鍛壓機床的伺服電動機控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于由伺服電動機驅(qū)動的沖壓機床或折彎機等鍛壓機床的伺服電動機控制裝置。
背景技術(shù)：
在沖壓機床或彎折金屬材料的折彎機等中，通常在用于開閉模具的驅(qū)動源中使用液壓，但是，由伺服電動機驅(qū)動模具固定部件的電動伺服壓力機也是眾所周知的。
在該電動伺服壓力機中，通常使用控制可動側(cè)模具的位置的同時加工工件的方法，和控制可動側(cè)模具的位置的同時在工件和可動側(cè)模具接觸開始壓力動作時、對驅(qū)動該可動側(cè)模具的伺服電動機的輸出施加限制并將壓力保持一定地進行控制的同時加工工件地加工方法。
然而，在沖壓機床中，對控制壓力的專利文獻進行檢索，但是并沒有發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明有關(guān)的沖壓機床技術(shù)。
在電動伺服壓力機中，只進行位置的控制來加工工件時，由于不能控制壓力機壓力，所以不能進行高精度的加工。此外，即使在通過設(shè)定轉(zhuǎn)矩極限來限制壓力機壓力的上限值、并通過壓力的開式(オ一プン)控制來進行沖壓加工或彎曲加工的情況下，由于實際上對工件施加的壓力不清楚，從而不能進行更高精度的加工。在電動伺服壓力機中設(shè)置壓力傳感器來檢測對工件施加的壓力，進行壓力反饋控制時，從位置控制向壓力控制的切換是較困難的，因此產(chǎn)生不能從位置控制向壓力控制平滑地轉(zhuǎn)變。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供在對沖壓機床或折彎機等的工件由模具施加壓力而進行加工的機床(以下，將這些機床稱作鍛壓機床)中、在用伺服電動機驅(qū)動模具進行加工時、可以平滑地從位置控制向壓力控制轉(zhuǎn)變的控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一方式提供一種可以平滑地從位置控制向壓力控制轉(zhuǎn)變的鍛壓機床的伺服電動機控制裝置，其包括檢測鍛壓機床的模具固定部件或者驅(qū)動該模具固定部件的伺服電動機的位置的位置檢測器；檢測伺服電動機的速度的速度檢測器；由為位置指令和位置反饋的差的位置偏差生成速度指令的位置控制處理部；和由作為速度指令和速度反饋的差的速度偏差生成轉(zhuǎn)矩指令的速度控制處理部，并且根據(jù)生成的轉(zhuǎn)矩指令驅(qū)動上述伺服電動機來加工工件，其還包括檢測對所述工件施加的實際壓力的壓力檢測器；由為壓力指令和實際壓力的差的壓力偏差生成速度指令的壓力控制處理部；對從所述位置控制處理部輸出的速度指令和從所述壓力控制處理部輸出的速度指令進行比較的比較單元；以及根據(jù)所述比較單元中的比較結(jié)果，選擇從所述位置控制處理部輸出的速度指令和從所述壓力控制處理部輸出的速度指令中的一方，并傳給所述速度控制部的切換單元。
可以是所述切換單元將按壓所述工件的方向作為正向，選擇從所述位置控制處理部輸出的速度指令和從所述壓力控制處理部輸出的速度指令中較小一方的速度指令作為實際的速度指令，并傳給所述速度控制處理部。
此外，也可以是所述比較單元將從所述位置控制處理部輸出的速度指令的絕對值和從所述壓力控制處理部輸出的速度指令的絕對值進行比較，所述切換單元選擇從所述位置控制處理部輸出的速度指令和從所述壓力控制處理部輸出的速度指令中絕對值較小的速度指令作為實際的速度指令，并傳給所述速度控制處理部。
另外，也可以是所述比較單元將從所述位置控制處理部輸出的速度指令的絕對值和從所述壓力控制處理部輸出的速度指令的絕對值進行比較，在從所述位置控制處理部輸出的速度指令的絕對值比從所述壓力控制處理部輸出的速度指令的絕對值小的期間，所述切換單元選擇從所述位置控制處理部輸出的速度指令，若檢測出從所述壓力控制處理部輸出的速度指令的絕對值比從所述位置控制處理部輸出的速度指令的絕對值小，則以后選擇從所述壓力控制處理部輸出的速度指令，并傳給所述速度控制處理部。
此外，最佳是所述鍛壓機床以一方的模具固定部件以規(guī)定的行程往復(fù)運動而另一方的模具固定部件進行模內(nèi)緩沖動作而構(gòu)成，所述伺服電動機是用于驅(qū)動進行模內(nèi)緩沖動作的模具固定部件的伺服電動機，所述切換單元具有在選擇從所述壓力控制處理部輸出的速度指令作為實際的速度指令時將根據(jù)所述位置指令的微分值求得的前饋控制量與所述實際的速度指令相加的前饋單元。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第二方式提供一種可以平滑地從位置/速度控制向壓力控制轉(zhuǎn)變的鍛壓機床的伺服電動機控制裝置，其包括檢測鍛壓機床的模具固定部件或者驅(qū)動該模具固定部件的伺服電動機的位置的位置檢測器；檢測伺服電動機的速度的速度檢測器；由為位置指令和位置反饋的差的位置偏差生成速度指令的位置控制處理部；和由為速度指令和速度反饋的差的速度偏差生成轉(zhuǎn)矩指令的速度控制處理部，并且根據(jù)生成的轉(zhuǎn)矩指令驅(qū)動上述伺服電動機來加工工件，其還包括檢測對所述工件施加的實際壓力的壓力檢測器；由為壓力指令和實際壓力的差的壓力偏差生成轉(zhuǎn)矩指令的壓力控制處理部；對從所述速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令和從所述壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令進行比較的比較單元；以及根據(jù)所述比較單元中的比較結(jié)果，選擇從所述速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令和從所述壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令中的一方并輸出的切換單元。
可以是所述切換單元選擇從所述速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令和從所述壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令中、對所述工件施加的壓力為較小的一方的轉(zhuǎn)矩指令作為實際的轉(zhuǎn)矩指令并輸出。
此外，也可以是所述比較單元將從所述速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令的絕對值和從所述壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令的絕對值進行比較，所述切換單元選擇從所述速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令和從所述壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令中絕對值為較小的一方的轉(zhuǎn)矩指令作為實際的轉(zhuǎn)矩指令并輸出。
另外，也可以是所述比較單元將從所述速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令的絕對值和從所述壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令的絕對值進行比較，在從所述速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令的絕對值比從所述壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令的絕對值小的期間，所述切換單元選擇從所述速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令，若檢測出從所述壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令的絕對值比從所述速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令的絕對值小，則以后選擇從所述壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令作為實際的轉(zhuǎn)矩指令并輸出。
理想的是所述伺服電動機驅(qū)動的模具固定部件沿垂直方向移動，所述比較單元用與和所述伺服電動機有關(guān)的重力載荷對應(yīng)的重力補償值對從所述速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令進行修正，將修正過的轉(zhuǎn)矩指令和從所述壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令進行比較。
在這些伺服電動機控制裝置中最佳的是還包括檢測電動機的實際加速度，并用與檢測出的實際加速度對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩來修正轉(zhuǎn)矩指令的單元。此外，最佳的是由上位控制裝置同時給予位置指令和壓力指令。
根據(jù)本發(fā)明，在進行鍛壓機床的沖壓或彎曲等加壓加工時，可以連續(xù)地且平滑地從移動的模具的位置控制向壓力控制轉(zhuǎn)變，可以提高作業(yè)效率且得到品質(zhì)高的加工品。


以下，參照附圖根據(jù)本發(fā)明的最佳實施方式對本發(fā)明的上述及其他目的、特征、優(yōu)點進行更詳細地說明。圖中，圖1是本發(fā)明的第1實施方式的伺服電動機控制裝置的方框圖。
圖2是說明根據(jù)由用本發(fā)明的伺服電動機控制裝置控制的伺服電動機驅(qū)動的模具固定部件的移動方向和位置指令的“+”方向的關(guān)系，選擇最終采用的轉(zhuǎn)矩指令的方法的說明圖。
圖3是本發(fā)明的第2實施方式的伺服電動機控制裝置的方框圖。
圖4是本發(fā)明的第3實施方式的伺服電動機控制裝置的方框圖。
圖5是本發(fā)明的第4實施方式的伺服電動機控制裝置的方框圖。
圖6A和圖6B是本發(fā)明的第1實施方式的伺服電動機控制裝置的處理器所執(zhí)行的處理的流程圖。
圖7A和圖7B是本發(fā)明的第3實施方式的伺服電動機控制裝置的處理器所執(zhí)行的處理的流程圖。
圖8A和圖8B是本發(fā)明的第4實施方式的伺服電動機控制裝置的處理器所執(zhí)行的處理的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
圖1是本發(fā)明的第1實施方式的伺服電動機控制裝置的方框圖。在圖1中，符號1是用于控制沖壓機床或折彎機等鍛壓機床的數(shù)值控制裝置等的上位控制裝置。另外，符號2是本發(fā)明的電動機控制裝置，圖1中用功能方框圖來表示，但是各功能塊具體地由實現(xiàn)其功能的處理器、ROM、RAM等存儲器構(gòu)成。
在用于驅(qū)動安裝了鍛壓機床的可動側(cè)模具的模具固定部件的伺服電動機中，安裝有用于檢測其位置和速度的位置檢測器以及速度檢測器。此外，也可以是在伺服電動機上安裝有速度檢測器，在安裝了可動側(cè)模具的模具固定部件上安裝檢測其位置的位置檢測器，來分別檢測位置、速度并進行反饋。此外，為了檢測對在該可動側(cè)模具和鍛壓機床的墊板等的固定部件上安裝的固定測模具之間配置的工件施加的壓力，設(shè)置壓力傳感器。
伺服電動機控制裝置2從上位控制裝置1的位置指令中減去用位置檢測器檢測并反饋來的位置反饋值，由誤差計數(shù)器10等求出位置偏差，并通過對該位置偏差乘以位置增益Kp進行位置反饋處理，從而求出速度指令。即，由求出位置偏差的塊10和位置增益的塊11構(gòu)成位置控制處理部，通過這些來進行位置反饋處理。從求出的速度指令中減去來自速度檢測器的速度反饋值，求出速度偏差，根據(jù)該速度偏差，由構(gòu)成速度控制處理部的速度補償器12進行比例積分等速度反饋處理，從而求出轉(zhuǎn)矩指令TCP。在求出該轉(zhuǎn)矩指令TCP之前是和現(xiàn)有的伺服電動機的控制中的位置反饋控制處理以及速度反饋控制處理相同。
本實施方式的伺服電動機控制處理裝置2還具備壓力控制處理部，該壓力控制處理部通過從上位控制裝置1輸出的壓力指令中減去來自壓力傳感器的壓力反饋值來求出壓力偏差，根據(jù)該壓力偏差，由力補償器13進行PI控制(比例積分控制)，從而求出轉(zhuǎn)矩指令TCF。
于是，在比較器14中，將由速度控制處理部的速度反饋處理求出的轉(zhuǎn)矩指令TCP和由壓力控制處理部的壓力反饋處理求出的轉(zhuǎn)矩指令TCF進行比較，采用對工件施加的壓力為較小的轉(zhuǎn)矩指令。在轉(zhuǎn)矩指令的上沖、下沖較少的情況下，通?？梢圆捎媒^對值較小的一方作為最終的轉(zhuǎn)矩指令。但是，在發(fā)生上沖、下沖的情況下，采用對工件施加的力為較小的一方。即，即使在一方的轉(zhuǎn)矩指令的絕對值比另一方的轉(zhuǎn)矩指令的絕對值大時，在該一方的轉(zhuǎn)矩指令是對工件不施加壓力的方向(使壓力減少的方向)的轉(zhuǎn)矩指令的情況下，由于該轉(zhuǎn)矩指令即使絕對值大對工件施加的力也小，所以采用其作為最終的轉(zhuǎn)矩指令，作為向電流控制部15發(fā)出的指令。電流控制部15與現(xiàn)有的伺服控制一樣，根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)矩指令(電流指令)和流過伺服電動機的電流的反饋值進行電流反饋處理，求出向伺服電動機發(fā)出的指令，根據(jù)求出的指令經(jīng)由逆變器等伺服放大器來驅(qū)動伺服電動機。此外，在圖1中符號11是表示位置增益的塊。
圖2是用于說明在沖壓機床或折彎機等鍛壓機床中，根據(jù)由用本發(fā)明的伺服電動機控制裝置控制的伺服電動機驅(qū)動的模具固定部件的移動方向和位置指令的“+”方向的關(guān)系來選擇比較器14所采用的轉(zhuǎn)矩指令的方法的說明圖。
在圖2中，沿中心部延伸的線L是表示工件的載置位置的線。此外，符號A是模具固定部件，符號S表示壓力傳感器。此外，設(shè)從壓力傳感器S輸出的檢測壓力始終是“+”。
情況1是位置指令的“+”方向和模具固定部件A對工件施加的壓力方向為相同的情況。此時，位置指令指示“+”方向的移動，來自位置/速度控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCP為“+”，在模具固定部件A與工件接觸時，轉(zhuǎn)矩指令TCP增大。此時，比較器14采用對工件施加的力為較小的轉(zhuǎn)矩指令。即，采用接近與對工件施加的力的方向相反的“-”(負)無限大的轉(zhuǎn)矩指令。由此，即使在轉(zhuǎn)矩指令中產(chǎn)生上沖或下沖，始終采用對工件施加的力接近更小的“-”無限大的轉(zhuǎn)矩指令。
圖2的情況2時，位置指令的“+”方向和模具固定部件A對工件施加壓力的方向相反，來自位置/速度控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCP用“-”值的轉(zhuǎn)矩指令按壓工件。使來自壓力控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCF的符號反向并與來自位置/速度控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCP進行比較，采用接近“+”無限大的轉(zhuǎn)矩指令。來自位置/速度控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCP的“+”側(cè)方向是消除對工件作用的力的方向或者使其減少的方向。此外，使來自壓力控制部的轉(zhuǎn)矩指令的符號反向的、接近“+”無限大的方向是消除對工件作用的力的方向或者使其減少的方向。由此，在該情況2時，使來自壓力控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCF的符號反向并與來自位置/速度控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCP比較，如果采用接近“+”無限大的一方，就成為采用對工件施加的力為較小的一方作為轉(zhuǎn)矩指令。
情況3時，設(shè)模具固定部件A遠離工件的方向為位置指令的“+”方向，來自模具固定部件A對工件施加壓力的位置/速度控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCP為“-”值，與情況2一樣，使來自壓力控制部轉(zhuǎn)矩指令TCF的符號反向并與來自位置/速度控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCP進行比較，如果采用接近“+”無限大的一方，就成為采用對工件施加的力為較小的一方作為轉(zhuǎn)矩指令。
情況4時，由于位置指令的“+”方向和模具固定部件A對工件施加壓力的方向相同，與情況1一樣，不使來自壓力控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCF的符號反向，并與來自位置/速度控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCP進行比較，如果采用接近“-”無限大的一方，就成為采用對工件施加的力為較小的一方作為轉(zhuǎn)矩指令。
用于驅(qū)動在安裝了上述鍛壓機床的可動側(cè)模具的模具固定部件的伺服電動機的控制中，在進行壓力反饋控制；以及設(shè)置將由位置速度反饋處理求得的轉(zhuǎn)矩指令TCP和由壓力反饋處理求得的轉(zhuǎn)矩指令TCF進行比較，而將對工件施加的壓力為較小的轉(zhuǎn)矩指令作為最終轉(zhuǎn)矩指令輸出的比較器14這點上，本發(fā)明的伺服電動機的控制方法與現(xiàn)有的伺服電動機的伺服控制方法不同。
該第1實施方式適用于沒有由伺服電動機驅(qū)動的可動側(cè)模具的重力影響的情況(沖壓或者彎曲作業(yè)的可動模具的移動方向是水平方向的情況)、或者是對于壓力指令小到可以忽視的程度的情況。
如情況1或者情況4，以模具固定部件A對工件施加壓力的方向和位置指令的“+”方向一致的情形為例，對該第1實施方式的伺服電動機的控制裝置的動作進行說明。
在實施對工件的沖壓加工或者彎曲加工等時，從上位控制裝置1同時輸出到達基于指令速度的規(guī)定位置為止的位置指令和規(guī)定壓力指令。最初，是固定側(cè)模具和可動側(cè)模具是打開的狀態(tài)，在驅(qū)動安裝了可動側(cè)模具的模具固定部件的伺服電動機上由于沒有施加格外的載荷，所以伺服電動機遵循位置指令的結(jié)果是位置偏差較小且呈大致一定的狀態(tài)。伺服電動機的速度遵循由該大致一定的位置偏差求出的速度指令的結(jié)果也是速度偏差變小，從速度補償器12輸出的轉(zhuǎn)矩指令TCP為正的較小的值。
另一方面，在打開模具，可動側(cè)模具對工件不施加壓力的初期狀態(tài)下，來自壓力傳感器的壓力反饋值是“0”，壓力偏差是較大的值。其結(jié)果是經(jīng)過壓力反饋處理并從壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令TCF為較大的值(正值)，經(jīng)過位置/速度反饋處理并從位置速度處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令TCP更接近“-”無限大，從而成為對工件施加的壓力為較小一方的指令。由于比較器14將對該工件施加的壓力為較小一方的指令作為最終的轉(zhuǎn)矩指令TC來輸出，在沖壓開始等可動側(cè)模具的移動開始時，采用來自速度控制部的輸出，伺服電動機根據(jù)來自該速度控制處理部的輸出來進行驅(qū)動控制。
可動側(cè)模具接近固定側(cè)模具，可動側(cè)模具與在可動側(cè)模具和固定側(cè)模具之間設(shè)置的工件接觸，在對該工件由可動側(cè)模具施加壓力時，伺服電動機的速度下降，相對指令位置的伺服電動機動作的追隨遲緩，位置偏差、速度偏差增大，從位置/速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令TCP漸漸增大。對此，由于對于工件由可動側(cè)模具施加壓力，所以來自壓力傳感器的反饋值增大，與壓力指令的偏差變小。其結(jié)果是從壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令TCF漸漸變小。
其結(jié)果是，可動側(cè)模具向固定側(cè)模具移動，與工件有關(guān)的壓力增大，此時從壓力控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令TCF比從位置/速度控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令TCP小(接近“-”無限大)，從而比較器14將從該壓力控制處理部輸出轉(zhuǎn)矩指令TCF作為最終的轉(zhuǎn)矩指令TC向電流控制部15輸出。以后，在沖壓或者彎曲加工結(jié)束之前，進行壓力控制的電動機控制。
此外，在結(jié)束沖壓動作等、使可動側(cè)模具遠離固定側(cè)模具并打開模具時，進行與上述動作相同的動作，由于來自位置/速度控制處理部的轉(zhuǎn)矩指令TCP比來自壓力控制處理部的轉(zhuǎn)矩指令TCF更接近“-”無限大，所以在進行打開模具動作時，進行位置/速度反饋處理，使可動側(cè)模具移動到指令開模位置。
根據(jù)本發(fā)明的伺服電動機控制裝置，如上所述，可以自動地進行從位置/速度控制向壓力控制的轉(zhuǎn)變，壓力指令無級變化地連續(xù)平滑地轉(zhuǎn)變。因此，對工件施加的力無級變化地連續(xù)地增大直到規(guī)定壓力為止，從而可以進行高精度的加工。
上述的第1實施方式是可以忽視伺服電動機驅(qū)動的可動側(cè)模具的重力時的實施方式。但是，在沖壓加工或者彎曲加工時的模具開閉方向為垂直方向(上下方向)且伺服電動機驅(qū)動的可動側(cè)模具的重力變大不能忽視時，要對該重力進行修正。
預(yù)先地，對可動側(cè)模具發(fā)出向規(guī)定位置的定位指令并將可動側(cè)模具保持在規(guī)定位置上。此時，根據(jù)從速度補償器12輸出的轉(zhuǎn)矩指令求出可動側(cè)模具的重力補償值(檢測出的轉(zhuǎn)矩指令的相反符號)ΔT，并將其存儲。該重力補償值ΔT表示由可動側(cè)模具等的重力作用的力。并且，在和來自壓力控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCP進行比較時，與將從速度補償器12輸出的轉(zhuǎn)矩指令TCP只修正該重力補償值得到的值進行比較。圖2的情況1或情況3時，由于重力的方向和位置指令的“+”方向一致，所以將轉(zhuǎn)矩指令TCP和重力補償值ΔT相加得到的值與來自壓力控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCF進行比較。此外，在圖2的情況2或情況4時，由于重力方向和位置指令的“+”方向相反，所以將從轉(zhuǎn)矩指令TCP中減去重力補償值ΔT得到的值和來自壓力控制部的轉(zhuǎn)矩指令TCF進行比較。如上所述，采用對工件施加的力為較小一方的轉(zhuǎn)矩指令，在采用從位置/速度控制部輸出的轉(zhuǎn)矩指令TCP時，將在修正重力補償值前從位置/速度控制部輸出的轉(zhuǎn)矩指令TCP作為最終的轉(zhuǎn)矩指令。
圖3是本發(fā)明的第2實施方式的伺服電動機控制裝置的方框圖。圖3所示的第2實施方式的伺服電動機控制裝置3使用速度指令代替轉(zhuǎn)矩指令，在選擇位置控制系統(tǒng)還是壓力控制系統(tǒng)的這一點上與第1實施方式的伺服電動機控制裝置2不同。此外，在圖3中，對與圖1所示的第1實施方式中相同的各要素賦予相同的符號，但是比較器17和力增益的塊16不同。并且速度補償器12分成比例項12a和積分項12b、在圖3中有更詳細地記載。
該第2實施方式的伺服電動機控制裝置3在位置控制處理部中，從來自上位控制裝置1的位置指令中減去用位置檢測器檢測出的、反饋回來的位置反饋的值，由誤差計數(shù)器10等求出位置偏差，通過對該位置偏差乘以位置增益Kp進行位置反饋處理，求出速度指令VCP。另一方面，在壓力控制處理部中，通過從與來自上位控制裝置1的位置指令同時輸出的壓力指令中減去來自壓力傳感器的壓力反饋值，求出壓力偏差，通過對該壓力偏差乘以力增益KF進行壓力反饋處理，求出壓力控制中的速度指令VCF。
在比較器17中，將由位置控制處理部的位置反饋處理求出的速度指令VCP和由壓力控制處理部的壓力反饋處理求出的速度指令VCF進行比較，采用向壓工件方向的指令值(速度指令)較小的一方(將遠離工件方向的速度指令設(shè)為其大小越大則向壓工件方向的速度指令越小)作為最終的速度指令VC，作為向速度補償器12發(fā)出的速度指令。用圖2所示的例子進行說明，在情況1時，將來自位置控制部的速度指令VCP和來自壓力控制部的速度指令VCF進行比較、將接近“-”無限大方向的一方作為最終的速度指令VC。在情況2時，使來自壓力控制部的速度指令VCF的符號反向并與來自位置控制部的速度指令VCP進行比較，將接近“+”無限大的一方作為最終的速度指令VC。在情況3時，使來自壓力控制部速度指令VCF的符號反向并與來自位置控制部的速度指令VCP進行比較，將接近“+”無限大的一方作為最終的速度指令VC。在情況4時，不使來自壓力控制部的速度指令VCF的符號反向，與來自位置控制部的速度指令VCP進行比較，將接近“-”無限大的一方作為最終的速度指令VC。
在速度補償器12中，從如上求出的速度指令VC中減去來自速度檢測器的速度反饋值求出速度偏差，根據(jù)該速度偏差，在比例項中對該速度偏差乘以比例增益，在積分項中將對速度偏差積分出的值乘以積分增益，將比例項和積分項的輸出相加求出轉(zhuǎn)矩指令，作為向電流控制部15輸出的指令。在電流控制部15中與現(xiàn)有的伺服控制一樣，根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)矩指令(電流指令)和流過伺服電動機的電流的反饋值進行電流反饋處理，由此求出向伺服電動機發(fā)出的指令，根據(jù)求出的指令經(jīng)由逆變器等伺服放大器來驅(qū)動伺服電動機。
對于該第2實施方式的動作也使用圖2的情況1、情況4所示的模具固定部件A對工件施加壓力的方向和位置指令的“+”方向一致時為例進行說明。
沖壓或者彎曲加工開始時的最初是固定側(cè)模具和可動側(cè)模具呈打開的狀態(tài)，伺服電動機遵循位置指令和速度指令的結(jié)果是位置偏差變小、根據(jù)位置偏差求出的速度指令VCP也變小。但是，在打開模具、從可動側(cè)模具對工件不施加壓力的初期狀態(tài)時，來自壓力傳感器的壓力反饋值是“0”，壓力偏差變成較大的值。其結(jié)果是壓力反饋處理過的、從壓力控制處理部輸出的速度指令VCF為較大的值(正值)，位置反饋處理過的、從位置控制處理部輸出的速度指令VCP成為對工件施加的壓力為較小一方的指令(采用接近“-”無限大的一方)。由于比較器14如上所述輸出較小一方的指令，在沖壓開始等可動側(cè)模具的移動開始時，采用來自位置控制處理部的輸出即速度指令VCP，伺服電動機根據(jù)該速度指令VCP被驅(qū)動控制。
可動側(cè)模具接近固定側(cè)模具，可動側(cè)模具與在可動側(cè)模具和固定側(cè)模具之間設(shè)置的工件接觸，在對該工件由可動側(cè)模具施加壓力時，伺服電動機的速度低下，相對指令位置的伺服電動機動作的追隨遲緩，位置偏差增大，從位置控制處理部輸出的速度指令VCP漸漸增大。另一方面，由于對于工件由可動側(cè)模具施加壓力，所以來自壓力傳感器的反饋值增大，與壓力指令的偏差變小。其結(jié)果是從壓力控制處理部輸出的速度指令VCF漸漸變小。
其結(jié)果是，可動側(cè)模具向固定側(cè)模具移動，與工件有關(guān)的壓力增大時，從壓力控制處理部輸出的速度指令VCF比從位置控制處理部輸出的轉(zhuǎn)矩指令VCP小(接近“-”無限大)，比較器17將從該壓力控制處理部輸出速度指令VCF向速度補償器12輸出。以后，在沖壓或者彎曲加工結(jié)束之前，成為進行壓力控制的電動機控制。
此外，在結(jié)束沖壓動作等、使可動側(cè)模具遠離固定側(cè)模具并打開模具時，進行與上述動作相同的動作，由于來自位置控制處理部的速度指令VCP比來自壓力控制處理部的速度指令VCF小(更接近“-”無限大)，所以在進行打開模具動作時，進行位置反饋處理，使可動側(cè)模具移動到指令開模位置。
將基于上述第1和第2實施方式的轉(zhuǎn)矩指令的切換和基于速度指令的切換進行比較，存在如下優(yōu)點由于基于速度指令的切換(第2實施方式)即使被切換成壓力反饋控制也進行速度反饋控制，所以可以進行穩(wěn)定的動作。
在上述各實施方式中，固定一方的模具不使其移動，只移動另一方的可動側(cè)模具實施沖壓加工或者彎曲加工等。然而，本發(fā)明也可適用于使可動側(cè)模具移動、也對另一方的模具(固定側(cè)模具)進行壓力控制同時使其移動的模內(nèi)緩沖控制。此時，可動側(cè)模具與現(xiàn)有的一樣，以一定行程只進行往復(fù)運動，與該可動側(cè)模具的往復(fù)運動同步，用伺服電動機驅(qū)動安裝了可動側(cè)模具相對的另一方模具(以下稱為模內(nèi)緩沖側(cè)模具)的部件。此時，該伺服電動機的控制裝置從上位控制裝置同時接受位置指令和壓力指令，控制模內(nèi)緩沖側(cè)模具的位置、速度、壓力。
圖4是進行這樣的模內(nèi)緩沖控制的第3實施方式的伺服電動機控制裝置的方框圖。該第3實施方式的伺服電動機控制裝置用于在驅(qū)動安裝了模內(nèi)緩沖側(cè)模具的固定部件的伺服電動機的控制中。
第3實施方式的伺服電動機控制裝置4在對如圖3所示的伺服電動機控制裝置附加前饋控制單元這一點上，與圖3所示的第2實施方式不同。在圖4中，對與圖3所示的第2實施方式相同的要素附加相同的符號。
以如圖2的情況1、情況4所示的模具固定部件A對工件施加壓力的方向和位置指令的“+”方向一致的時候為例，也對該第3實施方式的動作進行說明。
在可動側(cè)模具到達規(guī)定位置時，由上位控制裝置向該伺服電動機控制裝置4同時輸出位置指令和壓力指令。并且，如在第2實施方式中說明的那樣，最初，由于從位置控制處理部輸出的速度指令VCP比從壓力控制處理部輸出的速度指令VCF更接近“-”無限大，所以比較器17將從該位置控制處理部輸出的速度指令VCP作為最終的速度指令VC輸出。在可動側(cè)模具接觸工件開始向工件施加壓力時，從壓力控制處理部輸出的速度指令VCF比從位置控制處理部輸出的速度指令VCP更接近“-”無限大，比較器17將從壓力控制處理部輸出的速度指令VCF作為最終的速度指令VC輸出。對于輸出的指令VC，用速度補償器12進行速度反饋控制，用電流控制部15進行電流反饋控制，根據(jù)求出的指令，來驅(qū)動用于驅(qū)動模內(nèi)緩沖控制側(cè)的模具的伺服電動機。
由于通過壓力控制處理部的壓力反饋控制求出速度指令、根據(jù)該速度指令驅(qū)動伺服電動機，所以在以某一速度移動時殘留有壓力偏差。即，因為速度補償器12的速度反饋控制進行動作、以使由速度反饋消除(相抵)指令速度使速度偏差為“0”，所以意味著輸出某種程度的速度指令，其相當(dāng)于壓力偏差。
因此，由于預(yù)先知道可動側(cè)模具的動作，所以也向驅(qū)動該模內(nèi)緩沖側(cè)模具的伺服電動機控制裝置4賦予與該可動側(cè)模具相同的程序(位置指令)。前饋控制單元對該位置指令(用符號18表示的塊)進行微分，求出與速度對應(yīng)的值，乘以前饋系數(shù)(符號19表示的塊)求出前饋控制量，執(zhí)行與速度指令相加的速度前饋控制。由此，進行如下動作被可動側(cè)模具壓入并移動的模內(nèi)緩沖控制側(cè)的模具速度反饋量由速度前饋控制量消除(相抵)，速度反饋恰好為“0”。由此，速度指令以大致為“0”的狀態(tài)動作，使壓力指令和實際壓力的穩(wěn)態(tài)偏差減小。
此外，上述的速度前饋控制從向壓力反饋控制的速度指令切換的時間點開始。對于前饋控制不能預(yù)料的速度變動的量，由于速度補償器12用速度偏差進行補償，所以穩(wěn)定性提高。
圖5是本發(fā)明的第4實施方式的伺服電動機控制裝置5的方框圖。該第4實施方式也是驅(qū)動模內(nèi)緩沖控制側(cè)的模具的伺服電動機的控制裝置5，只是在裝入加速度反饋控制這一點上與圖4所示的第3實施方式不同。其他的相同，在圖5中對與圖4相同的要素賦予相同的符號。
該第4實施方式中，對速度反饋(用符號20表示的塊)進行微分求出加速度的反饋值，將該加速度反饋值乘以增益(符號21所示的塊)作為轉(zhuǎn)矩指令的反饋值，求出所求出的反饋值和轉(zhuǎn)矩指令的偏差，將該偏差作為電流控制部15的輸入。
在第4實施方式中，由于進行基于伺服電動機的實際加速度的轉(zhuǎn)矩指令的修正，所以可實現(xiàn)更穩(wěn)定的控制。此外，該加速度反饋的轉(zhuǎn)矩指令的修正也可適用于圖1和圖3所示的伺服電動機控制裝置。
圖6A和圖6B是圖1所示的第1實施方式的伺服電動機控制裝置2的處理器按位置控制處理周期實施的處理的流程圖。
如圖2所示的情況1，使用以位置指令的“+”方向和模具固定部件A對工件施加壓力的方向一致的情況為例進行說明。
首先，處理器根據(jù)從上位控制裝置(數(shù)值控制裝置)1輸出的位置指令和壓力指令讀取在該位置控制周期的位置指令(該周期的移動量)，并且讀取壓力指令(步驟a1和a2)。其次，讀取位置反饋和壓力反饋(步驟a3和a4)。并且，從壓力指令減去壓力反饋求出壓力偏差(步驟a5)，將在前一個周期中求出的位置偏差、和從在該周期的步驟a1求出的位置指令中減去在a3中求出的位置反饋得到的值相加，來求出該周期的位置偏差(步驟a6)。
將在步驟a5中求出的壓力偏差和在前一個周期的壓力環(huán)積分器的值相加，來求出該周期的壓力環(huán)積分器的值(步驟a7)，將該壓力環(huán)積分器的值和壓力環(huán)的積分增益相乘，來求出壓力環(huán)積分項的值(步驟a8)。此外，將在步驟a5求出的壓力偏差和壓力環(huán)控制的比例增益相乘，來求出壓力環(huán)比例項的值(步驟a9)。將壓力環(huán)積分項的值和壓力環(huán)比例項的值相加，來求出壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCP(步驟a10)。
此外，將在步驟a6中求出的位置偏差和位置增益Kp相乘，來求出速度指令(步驟a11)。并且，讀取速度反饋(步驟a12)，從速度指令中減去速度反饋來求出速度偏差(步驟a13)，將該速度偏差和前一個周期的速度環(huán)積分器的值相加，來求出該周期的速度環(huán)積分器的值(步驟a14)，將該速度環(huán)積分器的值和速度反饋控制的積分增益相乘，來求出速度環(huán)積分項的值(步驟a15)。此外，將在步驟a13中求出的速度偏差和速度環(huán)的比例增益相乘，來求出速度環(huán)比例項的值(步驟a16)。進而，將速度環(huán)的積分項的值和速度環(huán)的比例項的值相加，來求出位置控制用轉(zhuǎn)矩指令TCP(步驟a17)。
將在步驟a17中求出的位置控制用轉(zhuǎn)矩指令TCP和在步驟a10中求出的壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF進行比較，采用接近“-”無限大的一方，即該情況下采用較小的一方(步驟a18)。如果位置控制用轉(zhuǎn)矩指令TCP較小，則采用位置控制用轉(zhuǎn)矩指令作為最終的轉(zhuǎn)矩指令TC，作為向下一個電流控制部的指令(步驟a19)。
另一方面，如果壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF較小，則采用壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF作為最終的轉(zhuǎn)矩指令TC，作為向電流控制部的指令(步驟a20)。
伺服電動機控制裝置2的處理器按位置控制周期執(zhí)行上述處理。最初，壓力偏差大，壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF就大，位置控制用轉(zhuǎn)矩指令TCP小，因此按位置控制周期執(zhí)行步驟a1～步驟a19的處理。于是，在模具固定部件A與工件接觸開始對工件施加壓力時，位置控制用轉(zhuǎn)矩指令TCP漸漸變大，并且壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令漸漸變小。而且在壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF一方變小時執(zhí)行步驟a1～步驟a18、步驟a20的處理。這樣，驅(qū)動模具固定部件A的伺服電動機的控制可連續(xù)且平滑地從位置速度控制向壓力控制切換。
此外，在圖5所示的例中，沒有進行重力補償量ΔT的修正，但是在進行重力補償量修正時，將在步驟a17中求出的位置控制用轉(zhuǎn)矩指令TCP和重力補償量值ΔT相加進行修正(位置指令的“+”方向和重力方向一致)，將該修正了的位置控制用轉(zhuǎn)矩指令(TCP+ΔT)和壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF進行比較，如果壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF較小，就轉(zhuǎn)移至步驟a20采用壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF作為最終的轉(zhuǎn)矩指令TC，如果壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF較大，就轉(zhuǎn)移至步驟a19采用修正前的位置控制用轉(zhuǎn)矩指令TCP作為最終的轉(zhuǎn)矩指令TC。
上述的例子是2所示的情況1時的情況，但是情況4是也一樣。此外，在情況2或情況3時，在步驟a18之前，使在步驟a10中求出的壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF的符號反向，在步驟a18中將反向了該符號的壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令“-”TCF和位置控制用轉(zhuǎn)矩指令TCP進行比較，采用“-”TCF和TCP中的接近“+”無限大的一方作為最終的轉(zhuǎn)矩指令TC。
此外，在上沖、下沖較小的情況下，包含上述的情況1～4，在步驟a18的處理中，也可以只將壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF和位置控制用轉(zhuǎn)矩指令TCP的各自的絕對值進行比較，將較小一方作為最終的轉(zhuǎn)矩指令。
并且，也可以在壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF的絕對值比位置控制用轉(zhuǎn)矩指令TCP的絕對值小時，建立標(biāo)志，在有該標(biāo)志時，不進行位置/速度反饋控制處理(不執(zhí)行步驟a1、a3、a6、a11～a19的處理)，只進行壓力反饋的處理，采用由該壓力反饋得到的壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF作為最終的轉(zhuǎn)矩指令TC。
圖7A和圖7B是控制驅(qū)動模具緩沖控制側(cè)的模具固定部件A的伺服電動機的圖4所示的第3實施方式的伺服電動機控制裝置4的處理器按位置控制周期所實施的處理的流程圖。如圖2所示的情況4，使用以位置指令的“+”方向和由伺服電動機驅(qū)動的模具固定部件A對工件施加壓力的方向一致的情況為例，進行說明。
從步驟b1到步驟b6的處理和圖6A及圖6B所示的步驟a1～a6的處理相同，在此不進行詳細地說明。第3實施方式的伺服電動機控制裝置4的處理器將在步驟b6中求出的位置偏差和位置增益Kp相乘，來求出位置控制用速度指令VCP(步驟b7)，將在步驟b5中求出的壓力偏差和力增益KF相乘，來求出壓力控制用速度指令VCF(步驟b8)。將求出的位置控制用速度指令VCP和壓力控制用速度指令VCF進行比較(步驟b9)，采用位置控制用速度指令VCP接近“-”無限大的一方(較小的一方)作為最終的速度指令VC。如果位置控制用速度指令VCP比壓力控制用速度指令VCF小，就采用位置控制用速度指令VCP作為最終的速度指令VC，并且，將前饋項的值設(shè)為“0”(步驟b10)。
此外，如果壓力控制用速度指令VCF較小，就采用壓力控制用速度指令VCF作為最終的速度指令VC，將該位置控制周期的位置指令(移動量)和前饋系數(shù)相乘，來求出前饋控制量(FF項的值)(步驟b11)。位置控制周期的位置指令的移動量是規(guī)定時間的移動量，意味著實際的速度。因此，該位置控制周期的位置指令的移動量意味著由圖4的微分塊18中的處理而得到的值。
于是，讀取速度反饋(步驟b12)，從在步驟b10或者步驟b11中求出的最終的速度指令VC中減去速度反饋，并且將其和前饋控制量相加，求出由前饋控制進行修正的速度偏差(步驟b13)。其次，將該速度偏差和前一個周期的積分器的值相加，來求出該周期的積分器的值(步驟b14)，將該積分器的值和速度反饋控制的積分增益相乘來求出積分項的值(步驟b15)。此外，將步驟b13中求出的速度偏差和速度反饋控制的比例增益相乘，來求出比例項的值(步驟b16)。并且，將積分項的值和比例項的值相加來求出轉(zhuǎn)矩指令，將求出的轉(zhuǎn)矩指令作為向電流控制部發(fā)出的指令(步驟b17)。
在該第3實施方式中，最初壓力偏差大，壓力控制用速度指令VCF就大，所以伺服電動機控制裝置4的處理器按位置控制周期執(zhí)行步驟b1～步驟b9、步驟b10、步驟b12～步驟b17的處理。之后，對工件施加的壓力增大，壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF變小，在壓力控制用轉(zhuǎn)矩指令TCF比位置控制用速度指令VCP小時，按位置控制周期執(zhí)行步驟b1～步驟b8、步驟b11、步驟b12～步驟b17的處理，可連續(xù)且平滑地從位置控制向壓力控制切換。
圖7的A和圖7B所示的處理，是驅(qū)動模內(nèi)緩沖控制側(cè)的模具固定部件A的第3實施方式的伺服電動機的電動機控制裝置4的處理器執(zhí)行的處理。此外，圖3所示的、相對被固定的模具驅(qū)動移動側(cè)模具進行沖壓加工或者彎曲加工中，驅(qū)動在鍛壓機床中使用的可動側(cè)模具的伺服電動機的伺服電動機控制裝置3的處理器的處理只是將圖7A和圖7B中的步驟b11的前饋控制量(FF項)設(shè)定為“0”而不進行前饋控制的處理，其他的處理和圖7A及圖7B所示的處理相同。因此，省略對圖3所示的第2實施方式中伺服電動機控制裝置3的處理器所實施的處理的說明。
圖8A和圖8B是表示圖5所示的第4實施方式的伺服電動機控制裝置5處理器按位置控制周期所實施的處理的流程圖。圖8A和圖8B所示的處理是在圖7A和圖7B所示的處理中加上步驟c18和c19的加速度反饋處理。如圖2所示的情況4，使用以位置指令的“+”方向和由伺服電動機驅(qū)動的模具固定部件A對工件施加壓力的方向一致時的情況為例來進行說明。
從步驟c1到步驟c17和從圖7A及圖7B所示的處理步驟b1到步驟b17相同，因此省略對其的詳細說明。
圖8A和圖8B所示的第4實施方式的伺服電動機控制裝置5的處理器，通過與在圖7A和圖7B中說明過的第3實施方式的伺服電動機控制裝置4的處理器的處理相同的處理，求出轉(zhuǎn)矩指令，其次，從在步驟c3中讀取的速度反饋中減去前一個周期的速度反饋，求出速度差即加速度的反饋(步驟c18)，將從在步驟c17中求出的轉(zhuǎn)矩指令中減去在步驟c18中求出的加速度反饋和加速度反饋增益Ka相乘的值而得到的值作為向電流控制部發(fā)出的指令(步驟c19)。該步驟c18和步驟c19中的處理與用圖4中的用符號20和21表示的塊的處理相當(dāng)。
此外，以圖2所示的情況1為例，對上述的第3和第4實施方式中的處理進行說明，但是情況4也是相同的處理。此外，在情況2及情況3時，也可以在步驟b19或者步驟c9之前，使在步驟b8或者步驟c8中求出的壓力控制用速度指令VCF的符號反向，在步驟b9或者步驟c9中將反向了該符號的壓力控制用速度指令VCF和位置控制用速度指令VCP進行比較，進行采用接近“+”無限大的一方作為最終的速度指令VC的處理。
此外，在上沖、下沖較小的情況下，包含上述的情況1～4，在步驟b9或者c9的處理中，可以只將壓力控制用速度指令VCF和位置控制用速度指令VCP的各自的絕對值進行比較，并采用較小的一方作為最終的速度指令。
并且，也可以在壓力控制用速度指令VCF的絕對值比位置控制用速度指令VCP地絕對值小時，建立標(biāo)志，在有該標(biāo)志時，不進行位置反饋控制處理(步驟b1、b3、b6、b7、步驟c1、c3、c6、c7)，只進行壓力反饋的處理，并采用由該壓力反饋得到的壓力控制用速度指令VCF作為最終的速度指令VC。
權(quán)利要求
1.一種鍛壓機床的伺服電動機控制裝置(3；4；5)，包括檢測鍛壓機床的模具固定部件或者驅(qū)動該模具固定部件的伺服電動機的位置的位置檢測器；檢測伺服電動機的速度的速度檢測器；由為位置指令和位置反饋的差的位置偏差生成速度指令的位置控制處理部(10、11)；和由為速度指令和速度反饋的差的速度偏差生成轉(zhuǎn)矩指令的速度控制處理部(12)，并且根據(jù)生成的轉(zhuǎn)矩指令驅(qū)動上述伺服電動機來加工工件，其特征在于，包括檢測對所述工件施加的實際壓力的壓力檢測器；由為壓力指令和實際壓力的差的壓力偏差生成速度指令(VCF)的壓力控制處理部(16)；對從所述位置控制處理部(10、11)輸出的速度指令(VCP)和從所述壓力控制處理部(16)輸出的速度指令(VCF)進行比較的比較單元(17)；以及根據(jù)所述比較單元(17)的比較結(jié)果，選擇從所述位置控制處理部(10、11)輸出的速度指令(VCP)和從所述壓力控制處理部(16)輸出的速度指令(VCF)中的一方，并傳給所述速度控制部(12)的切換單元(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，所述切換單元(17)將按壓所述工件的方向作為正向，選擇從所述位置控制處理部(10、11)輸出的速度指令(VCP)和從所述壓力控制處理部(16)輸出的速度指令(VCF)中較小一方的速度指令作為實際的速度指令(VC)，并傳給所述速度控制處理部(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，所述比較單元(17)將從所述位置控制處理部(10、11)輸出的速度指令(VCP)的絕對值和從所述壓力控制處理部(16)輸出的速度指令(VCF)的絕對值進行比較，所述切換單元(17)選擇從所述位置控制處理部(10、11)輸出的速度指令(VCP)和從所述壓力控制處理部(16)輸出的速度指令(VCF)中絕對值較小的一方的速度指令作為實際的速度指令(VC)，并傳給所述速度控制處理部(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，所述比較單元(17)將從所述位置控制處理部(10、11)輸出的速度指令(VCP)的絕對值和從所述壓力控制處理部(16)輸出的速度指令(VCF)的絕對值進行比較，在從所述位置控制處理部(10、11)輸出的速度指令(VCP)的絕對值比從所述壓力控制處理部(16)輸出的速度指令(VCF)的絕對值小的期間，所述切換單元(17)選擇從所述位置控制處理部(10、11)輸出的速度指令(VCP)，若檢測出從所述壓力控制處理部(16)輸出的速度指令(VCF)的絕對值比從所述位置控制處理部(10、11)輸出的速度指令(VCP)的絕對值小，則以后選擇從所述壓力控制處理部(16)輸出的速度指令(VCF)，并傳給所述速度控制處理部(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，還包括檢測電動機的實際加速度，并用與檢測出的加速度對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩來修正轉(zhuǎn)矩指令的單元(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，由上位控制裝置(1)同時給予位置指令和壓力指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，所述鍛壓機床以一方的模具固定部件以規(guī)定的行程往復(fù)運動而另一方的模具固定部件進行模內(nèi)緩沖動作而構(gòu)成，所述伺服電動機是用于驅(qū)動進行模內(nèi)緩沖動作的模具固定部件的伺服電動機，所述切換單元(17)具有在選擇從所述壓力控制處理部(16)輸出的速度指令(VCF)作為實際的速度指令(VC)時將根據(jù)所述位置指令的微分值求得的前饋控制量與所述實際的速度指令(VC)相加的前饋單元(18、19)。
8.一種鍛壓機床的伺服電動機控制裝置(2)，包括檢測鍛壓機床的模具固定部件或者驅(qū)動該模具固定部件的伺服電動機的位置的位置檢測器；檢測伺服電動機的速度的速度檢測器；由為位置指令和位置反饋的差的位置偏差生成速度指令的位置控制處理部(10、11)；和由為速度指令和速度反饋的差的速度偏差生成轉(zhuǎn)矩指令的速度控制處理部(12)，并且根據(jù)生成的轉(zhuǎn)矩指令驅(qū)動上述伺服電動機來加工工件，其特征在于，包括檢測對所述工件施加的實際壓力的壓力檢測器；由為壓力指令和實際壓力的差的壓力偏差生成轉(zhuǎn)矩指令(TCF)的壓力控制處理部(13)；對從所述速度控制處理部(12)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCP)和從所述壓力控制處理部(13)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCF)進行比較的比較單元(14)；以及根據(jù)所述比較單元(14)的比較結(jié)果，選擇從所述速度控制處理部(12)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCP)和從所述壓力控制處理部(13)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCF)中的一方并輸出的切換單元(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，所述切換單元(14)選擇從所述速度控制處理部(12)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCP)和從所述壓力控制處理部(13)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCF)中、對所述工件施加的壓力較小的一方的轉(zhuǎn)矩指令作為實際的轉(zhuǎn)矩指令(TC)并輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，所述比較單元(14)將從所述速度控制處理部(12)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCP)的絕對值和從所述壓力控制處理部(13)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCF)的絕對值進行比較，所述切換單元(14)選擇從所述速度控制處理部(12)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCP)和從所述壓力控制處理部(13)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCF)中絕對值較小的一方的轉(zhuǎn)矩指令作為實際的轉(zhuǎn)矩指令(TC)并輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，所述比較單元(14)將從所述速度控制處理部(12)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCP)的絕對值和從所述壓力控制處理部(13)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCF)的絕對值進行比較，在從所述速度控制處理部(12)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCP)的絕對值比從所述壓力控制處理部(13)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCF)的絕對值小的期間，所述切換單元(14)選擇從所述速度控制處理部(12)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCP)，若檢測出從所述壓力控制處理部(13)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCF)的絕對值比從所述速度控制處理部(12)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCP)的絕對值小，則以后選擇從所述壓力控制處理部(13)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCF)作為實際的轉(zhuǎn)矩指令(TC)并輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，還包括檢測電動機的實際加速度，并用與檢測出的加速度對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩來修正轉(zhuǎn)矩指令的單元(21)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，由上位控制裝置(1)同時給予位置指令和壓力指令。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中任意一項所述的伺服電動機控制裝置，其特征在于，所述伺服電動機驅(qū)動的模具固定部件沿垂直方向移動，所述比較單元(14)用與和所述伺服電動機有關(guān)的重力載荷對應(yīng)的重力補償值(ΔT)對從所述速度控制處理部(12)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCP)進行修正，將修正過的轉(zhuǎn)矩指令和從所述壓力控制處理部(13)輸出的轉(zhuǎn)矩指令(TCF)進行比較。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于由伺服電動機驅(qū)動的沖壓機床或折彎機等鍛壓機床的伺服電動機控制裝置。在驅(qū)動模具的伺服電動機上安裝有位置、速度檢測器。還設(shè)置有檢測對工件施加的壓力的壓力傳感器。在伺服電動機控制機裝置中，將由位置的反饋控制得到的速度指令和由壓力反饋控制得到的速度指令中的較小值作為比較器的輸出。根據(jù)從比較器輸出的速度指令，進行速度的反饋控制，驅(qū)動伺服電動機。在模具不對工件加壓的狀態(tài)下，由于壓力偏差較大壓力控制的速度指令變大、位置控制的速度指令變小，所以成為位置控制。在對工件加壓、位置偏差增大、壓力偏差減少時，采用壓力控制的速度指令，成為壓力控制。
文檔編號B21D7/12GK1714965SQ20051007978
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者巖下平輔, 置田肇, 河村宏之 申請人:發(fā)那科株式會社