專利名稱：加壓成形機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于模制金屬板件等的加壓成形機(jī)，尤其涉及一種可使安裝有活動(dòng)模的滑板保持在相對(duì)于固定模的所需位置上的加壓成形機(jī)。
背景技術(shù)：
加壓成形機(jī)可用于沖壓、拉延成形、模鍛、注射成形等。加壓成形機(jī)通常具有一個(gè)固定模和一個(gè)活動(dòng)模。垂直的加壓成形機(jī)具有一個(gè)下支座、多個(gè)由下支座支承的支柱、一個(gè)由上述支柱支承的上支板和一個(gè)可在下支座與上支板之間沿支柱往復(fù)移動(dòng)的滑板，在該滑板與下支座之間形成一個(gè)模制空間，在該模制空間內(nèi)，固定模設(shè)置在下支座上，活動(dòng)模安裝在滑板的下表面上，在上述固定模與滑動(dòng)模之間模制工件。上述滑板通常做成平板，并通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使之垂直移動(dòng)。最好在活動(dòng)模保持在相對(duì)于固定模的所需位置例如在活動(dòng)模保持在水平位置并且水平地移動(dòng)時(shí)進(jìn)行模制作業(yè)。因此滑板是水平地移動(dòng)的，而且上述支柱做成具有剛性并且厚大，以防滑板在模制過程中發(fā)生傾斜。但是，在一些情況下，滑板等會(huì)發(fā)生變形，而且由于滑動(dòng)部件之間有間隙而發(fā)生傾斜。因此，需要校正模具以補(bǔ)償上述的變形和傾斜。
在上述的上支板上安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)伸出傳動(dòng)軸，該軸的尖端與滑板接合。采用伺服電動(dòng)機(jī)或液壓缸作為激勵(lì)源。采用電動(dòng)機(jī)時(shí)，通過曲軸和凸輪將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪币苿?dòng)，并通過滾珠絲桿將軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪币苿?dòng)。
在要模制成形某些形狀的工件中，在模型中出現(xiàn)偏斜負(fù)荷，固定模與活動(dòng)模或滑板不處于互相水平的位置。對(duì)于驅(qū)動(dòng)滑板的多個(gè)激勵(lì)源采取下列措施通過控制源以保持多個(gè)激勵(lì)源同步運(yùn)行來保持滑板處于水平位置。
但是，由于加壓成形的工件形狀復(fù)雜例如是3維的形狀，故在模制時(shí)施加在滑板上的力會(huì)隨模制進(jìn)程而發(fā)生變化。此外，在模制過程中施加力的位置會(huì)偏移。
例如，圖9(A)、9(B)和9(C)簡單示出在通過模制成形法制造汽車用的油盤時(shí)對(duì)滑板施加的作用力的狀態(tài)。在這些圖中，滑板40示為x-y坐標(biāo)。例如，模制作業(yè)開始時(shí)，頂蓋首先到達(dá)上述油盤的泄油口并形成泄油口，因此，在其上出現(xiàn)的力被施加到x-y坐標(biāo)的第四象限上，隨著模制作業(yè)的進(jìn)行而形成一個(gè)油盤。因此大的力w2和w3由坐標(biāo)的第二象限和第三象限所承受。此時(shí)，原先施加的力w1減小，而在第一象限上添加一個(gè)大的力w4，因此施加在第三象限上的合力為W，隨著模制作業(yè)的進(jìn)行，力w2～w4減小，并添加了力w5，而合力則施加到大致為x軸上的y軸右邊。
上述的力和合力的施加、力的大小和力的上述變化可根據(jù)工件形狀和模具移動(dòng)速度的不同而變化。施加在滑板上的合力的位置和大小通常隨著模制作業(yè)的進(jìn)行而變化。
如上所述，當(dāng)模制具有3維形狀的工件時(shí)施加上述合力的位置不僅沿直線移動(dòng)，而且沿雙軸方向即在平面上移動(dòng)。
當(dāng)施加到滑板上的垂直合力施加到中心部位時(shí)，使滑板傾斜的轉(zhuǎn)矩不會(huì)施加到滑板上。由于所述的施加力的位置發(fā)生移動(dòng)，所以施加到滑板上的轉(zhuǎn)矩的位置和大小也發(fā)生變化。因此，隨著模制成形作業(yè)的進(jìn)行，發(fā)生在加壓成形機(jī)上的變形是變化的。上述的變形包括在模制作業(yè)過程中加壓成形機(jī)的支柱的伸長和彎曲以及滑板、上支板和固定支板的扭曲。
這樣，施加的負(fù)載隨著加壓成形的進(jìn)行而變化，加壓成形機(jī)部件上的伸長和變形也變化。
為了使加壓成形機(jī)上的部件的伸長和變形減小到最低程度，就是說，例如，為了減小滑板的傾斜和扭曲變形，通常是加大滑板厚度以提高剛性，并加大支柱的厚度以減小滑板與支柱之間的間隙。然后，當(dāng)采用多個(gè)激勵(lì)源壓制滑板時(shí)，主激勵(lì)源便按所要求的模式被驅(qū)動(dòng)而使滑板下移，其他的副激勵(lì)源則受到主激勵(lì)源的下降的控制而被驅(qū)動(dòng)。
上述的使用主激勵(lì)源和副激勵(lì)源來控制的方法是對(duì)整個(gè)滑板均勻加壓(例如使滑板被強(qiáng)制地保持在水平位置)的方法，而滑板的剛性足夠地大，此方法有效地適用于大型加壓成形機(jī)。
然而，若要考慮滑板各部位和加壓成形機(jī)其他部件的扭曲變形時(shí)，在按主激勵(lì)源來控制副激勵(lì)源而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方法中，就上述的扭曲變形來說，是很難使副激勵(lì)源隨著主激勵(lì)源的作動(dòng)而消除上述扭曲變形的。另外，即使上述的方法有可能采用，從計(jì)算機(jī)控制主激勵(lì)源和副激勵(lì)源的角度考慮時(shí)，計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理量也是十分大的，所以必需安裝高速計(jì)算機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可在進(jìn)行加壓成形作業(yè)時(shí)分別地驅(qū)動(dòng)各激勵(lì)源以便使活動(dòng)?？偸翘幱谙鄬?duì)于固定模的所需位置上的加壓成形機(jī)。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種加壓成形機(jī)當(dāng)重復(fù)壓制同一類型的工件時(shí)，可將每個(gè)操作步驟的對(duì)應(yīng)于各激勵(lì)源控制數(shù)據(jù)預(yù)先儲(chǔ)存在控制器的存儲(chǔ)器中，并在加壓成形作業(yè)時(shí)按照儲(chǔ)存的控制數(shù)據(jù)以非同步方式分別起動(dòng)各激勵(lì)源以進(jìn)行所需的模制作業(yè)。
結(jié)果，在重復(fù)進(jìn)行模制作業(yè)的情況下可以縮短模制循環(huán)時(shí)間。即使在控制器的計(jì)算機(jī)中央處理機(jī)的處理速度較慢時(shí)，也可控制各激勵(lì)源，從而縮短模制時(shí)間。
本發(fā)明的加壓成形機(jī)包括一個(gè)下支座；一個(gè)由多個(gè)支承在上述下支座的支柱支承的上支板；一個(gè)可在下支座與上支板之間往復(fù)移動(dòng)的滑板，在該滑板與下支座之間形成模制空間；多個(gè)激勵(lì)源；和一個(gè)用于控制每個(gè)激勵(lì)源驅(qū)動(dòng)情況的控制器。
各激勵(lì)源的傳動(dòng)軸分別與滑板的上表面相連接，以使滑板產(chǎn)生位移。上述控制器在模制作業(yè)過程中改變每個(gè)激勵(lì)源在每個(gè)操作步驟中的位置。該控制器具有一個(gè)儲(chǔ)存每個(gè)激勵(lì)源的控制數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，上述控制數(shù)據(jù)包括對(duì)應(yīng)于每個(gè)激勵(lì)源的負(fù)載變化的校正量，和一個(gè)對(duì)每個(gè)激勵(lì)源供給儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中的控制數(shù)據(jù)并分別致動(dòng)各激勵(lì)器的裝置。上述的校正量最好在每個(gè)激勵(lì)器上的負(fù)載變化時(shí)提供，或者從負(fù)載變化時(shí)刻起提供一定時(shí)間。
各激勵(lì)器最好安裝成使多個(gè)激勵(lì)源產(chǎn)生的壓力可均勻地分配在滑板上。另外，最好使用可在每個(gè)控制數(shù)據(jù)單元中產(chǎn)生相等壓力的激勵(lì)源。當(dāng)相同數(shù)目的激勵(lì)脈沖信號(hào)輸入到各激勵(lì)源時(shí)，各激勵(lì)源最好施加相等的驅(qū)動(dòng)力，就是說，分別具有相同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
或者，在加壓成形機(jī)中，在滑板上設(shè)置與各激勵(lì)源相對(duì)應(yīng)的連接件，在該連接件附近設(shè)置用于按照滑板的位置變化測量位移的位移測量器，并為控制各激勵(lì)源的驅(qū)動(dòng)設(shè)置控制器。控制器最好是具有如下功能的裝置可在模制作業(yè)過程的每道操作步驟中用位移測量器測量每個(gè)激勵(lì)源的位置移動(dòng)；測量每個(gè)激勵(lì)源的相應(yīng)于每個(gè)激勵(lì)源的負(fù)載變化的位置移動(dòng)；測定整個(gè)滑板的理想移動(dòng)位置；提取或者說產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于各激勵(lì)源使整個(gè)滑板保持在理想移動(dòng)位置上的控制數(shù)據(jù)；將上述控制數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中；將控制數(shù)據(jù)提供給各激勵(lì)源；和分別驅(qū)動(dòng)各激勵(lì)源。最好在滑板保持水平位置而驅(qū)動(dòng)滑板時(shí)，提取或產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于各激勵(lì)源的控制數(shù)據(jù)，使滑板在每個(gè)工序中保持水平位置作為整個(gè)滑板的理想移動(dòng)位置。
當(dāng)進(jìn)行過試驗(yàn)?zāi)Ｖ坪笤俜磸?fù)進(jìn)行實(shí)際模制作業(yè)時(shí)，控制器可以在實(shí)際的模制作業(yè)過程的每個(gè)操作步驟中對(duì)各激勵(lì)源供給對(duì)應(yīng)于各激勵(lì)源的控制數(shù)據(jù)，并且分別驅(qū)動(dòng)各激勵(lì)源，上述的控制數(shù)據(jù)是在試驗(yàn)?zāi)Ｖ谱鳂I(yè)過程的每個(gè)操作步驟中使整個(gè)滑板保持在理想位置上獲得的。
上述的控制器最好在試驗(yàn)?zāi)Ｖ七^程的每個(gè)操作步驟中用位移測量器測定整個(gè)滑板的所希望的移動(dòng)位置，并且提取相應(yīng)于各激勵(lì)源使整個(gè)滑板保持在理想的移動(dòng)位置上的控制數(shù)據(jù)。


圖1是可用于本發(fā)明的加壓成形機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的前視圖；圖2是圖1所示加壓成形機(jī)中上支板已部分去掉的平面圖；圖3是本發(fā)明的加壓成形機(jī)的控制系統(tǒng)簡圖；
圖4是加壓成形機(jī)的滑板位移與時(shí)間的關(guān)系曲線圖；圖5(A)、5(B)、5(C)和5(D)示出由激勵(lì)源進(jìn)行模制作業(yè)時(shí)施加在激勵(lì)源上的負(fù)載變化情況，圖中的橫軸表示時(shí)間；圖6是改變了圖1所示加壓成形機(jī)中的位移測量器的設(shè)置的平面圖；圖7是另一個(gè)實(shí)施例的加壓成形機(jī)的前視圖；圖8示出圖7所示加壓成形機(jī)中的基準(zhǔn)板的局部細(xì)節(jié)，其中圖8(A)是沿圖7的8A-8A線的加壓成形機(jī)的頂視圖；圖8(B)是沿圖8(A)的8B-8B線的基準(zhǔn)板的側(cè)視圖；和圖9(A)、9(B)和9(C)簡單示出施加在加壓成形機(jī)滑板上的作用力隨時(shí)間變化的情況。
具體實(shí)施例方式
下面首先參看圖1和2。說明用于本發(fā)明的一種加壓成形機(jī)，圖1是該加壓成形機(jī)的前視圖。圖2是加壓成形機(jī)的平面圖。在圖2中，已將加壓成形機(jī)的上支板局部刪去。在該加壓成形機(jī)中，下支座10固定在地板上，和通過設(shè)置在下支座10上的支柱20支承上支板30。在下支座10與上支板30之間設(shè)置一個(gè)可沿支柱20往復(fù)移動(dòng)的滑板40，在該滑板40與下支座10之間形成一個(gè)模制空間，在該模制空間內(nèi)，有一個(gè)安裝在下支座10上的用于加壓的固定模(下型箱)81和一個(gè)安裝在滑板40的下表面上與上述固定模81相對(duì)應(yīng)的活動(dòng)模(上型箱)82。例如，待模制的一塊板料便可置于上述的固定模81與活動(dòng)模82之間進(jìn)行模制。在滑板40與下支座10之間設(shè)置一個(gè)用于測量滑板40相對(duì)于下支座10的位置位移測量器50j。雖然圖1和2只示出單個(gè)位移測量器50j，但實(shí)際上可以設(shè)置多個(gè)位移測量器。具有由磁性標(biāo)尺的磁性標(biāo)尺51j和與之相對(duì)并相隔一個(gè)小間隙的磁傳感器52j例如磁頭的裝置可以用作上述的位移測量器。上述的磁傳感器52j相對(duì)于固定的磁性標(biāo)尺51j移動(dòng)，以測定絕對(duì)位置和移動(dòng)速度等等。上述這種位移測量器已被本專業(yè)技術(shù)人員稱為線性磁編碼器，因此，本文不作進(jìn)一步說明。另外，凡通過光或聲波來測量位置的裝置也可用作位移測量器。
設(shè)置了5個(gè)激勵(lì)源60a、60b、60c、60d和60e，每個(gè)激勵(lì)源包括設(shè)置在上支板30上的一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)和一個(gè)減速機(jī)構(gòu)。從各激勵(lì)源向下伸出的傳動(dòng)軸61a、61b、61c、61d和61e穿過在基準(zhǔn)板70上形成的通孔71a、71b、71c、71d和71e，并與滑板40上表面上的連接件62a、62b、……62e相連接。例如，在傳動(dòng)軸上設(shè)置滾珠絲桿以使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成垂直運(yùn)動(dòng)，并通過伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使滑板40垂直移動(dòng)。上述的激勵(lì)源、傳動(dòng)軸、和連接件構(gòu)成一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選地將激勵(lì)源安置成可使施加到多個(gè)激勵(lì)源60a、60b、60c、60d和60e的壓力均勻地分布到滑板40上。另外，最好使各激勵(lì)源產(chǎn)生相等的壓力，就是說，使各激勵(lì)源的輸出功率相等。
如圖2的平面圖所示，上述的連接件62a、62b、62c和62d包圍著模制空間的模制區(qū)，而連接件62e位于例如模制區(qū)的中央。而且在每個(gè)連接件62a、62b、62c、62d和62e的附近分別設(shè)置有位移測量器50a、50b、50c、50d和50e。凡類似于上述的位移測量器50j的裝置都可用作位移測量器50a、50b、50c、50d和50e。上述的位移測量器50j設(shè)置在加壓成形機(jī)的右邊。位移測量器50a、50b、50c、50d和50e的磁性標(biāo)尺51a、51b、……51e設(shè)置在基準(zhǔn)板70上，而磁傳感器52a、52b、……52e則支承在置于連接件62a、62b、62c、62d和62e上的支柱上。這里，無論滑板40的位置在那里，上述基準(zhǔn)板70都保持在同一位置上。因此，當(dāng)滑板40受到激勵(lì)源60a、60b、60c、60d和60e的作用而被驅(qū)動(dòng)時(shí)，位移測量器50a、50b、50c、50d和50e便可測出各連接件的位移量。
在圖1中，基準(zhǔn)板70安裝在上支板30下方距離一定間隔處，并固定在支柱20上，并且基準(zhǔn)板70在具有傳動(dòng)軸61a、61b、……61e的部位具有通孔71a、71b、……71e，這些通孔的直徑足夠大，所以，基準(zhǔn)板70不受傳動(dòng)軸61a、61b、……61e和滑板40的變形的影響。在模制某些形狀的工件時(shí)，上支板30的滑板40在進(jìn)行模制時(shí)可能發(fā)生如圖1的雙點(diǎn)劃線所示的變形，但是，由于基準(zhǔn)板70僅由支柱20支承在兩側(cè)，所以不管滑板40和上支板30上的變形如何，基準(zhǔn)板70都保持在基準(zhǔn)位置上。
圖3示出加壓成形機(jī)的控制系統(tǒng)。在模制一種例如待模制的產(chǎn)品名稱之前，先根據(jù)需要將模制壓力和模制時(shí)間從輸入裝置91輸入到控制器92，該控制器92具有CPU(計(jì)算機(jī)中央處理器)，通過接口部件94將激勵(lì)脈沖信號(hào)從上述控制器92傳輸?shù)郊?lì)源60a、60b、60c、60d和60e，并驅(qū)動(dòng)上述激勵(lì)源進(jìn)行模制作業(yè)?；?0的位移信號(hào)則從位移測量器50a、50b、50c、50d和50e傳輸給控制器92。
進(jìn)行模制作業(yè)時(shí)，施加到滑板上的力按圖9所示那樣變化，根據(jù)這種力的變化，改變施加到各激勵(lì)源60a、60b、60c、60d和60e的負(fù)載。固定模與活動(dòng)模的與各激勵(lì)源相對(duì)應(yīng)的部位的位置關(guān)系變得不規(guī)則，一些部分快速下壓滑板40，或其他部分緩慢下壓滑板40。通過位移測量器50a、50b、50c、50d、50e和50j測量滑板的導(dǎo)前和滯后，并輸給控制器92，以便調(diào)節(jié)輸給激勵(lì)源60a、60b、60c、60d和60e的激勵(lì)脈沖信號(hào)，從而將位移測量器50a、50b、50c、50d、50e和50j的位移設(shè)定在所需值上，就是說，使滑板處于連接件部位上的水平位置。
這樣，當(dāng)模制一種工件時(shí)，可將多個(gè)操作步驟中每個(gè)步驟的控制數(shù)據(jù)(包括供給激勵(lì)源的激勵(lì)脈沖信號(hào))儲(chǔ)存在控制器的存儲(chǔ)器內(nèi)。多個(gè)操作步驟可計(jì)入從加壓成形開始的經(jīng)歷時(shí)間、滑板的下降距離、或從加壓成形開始的模制次序。例如，滑板下降時(shí)，將活動(dòng)模開始?jí)褐票荒Ｖ瓢寮臅r(shí)間或活動(dòng)模開始?jí)褐票荒Ｖ瓢寮囊苿?dòng)距離指定為第一操作步驟的參數(shù)。然后，當(dāng)開始模制時(shí)，由于控制數(shù)據(jù)變化大，故將各個(gè)短的經(jīng)歷時(shí)間或短的下降距離(小的位移)分別指定為各操作步驟的參數(shù)。
下面將說明模制作業(yè)過程中的控制。此時(shí)，將各激勵(lì)脈沖信號(hào)供給各激勵(lì)源，滑板向下移動(dòng)，開始模制作業(yè)。當(dāng)活動(dòng)模82與固定模81有一個(gè)模制板件并使之與模具的最凸出部位相接觸而開始模制上述板件時(shí)，作用力便施加到滑板上。對(duì)每個(gè)激勵(lì)源供給相同數(shù)目的激勵(lì)脈沖信號(hào)。但是，開始施加作用力時(shí)，對(duì)各激勵(lì)源所加的負(fù)載變得不平衡。因此，承受較大負(fù)載的激勵(lì)源具有較大的阻力，因此降低了下降移動(dòng)速度。相反地，在滑板的與具有較輕負(fù)載的部位上的激勵(lì)源相對(duì)應(yīng)的部位上，下降移動(dòng)速度不變化，或者位移可相對(duì)地增大。通過設(shè)置在滑板各部位附近的位移測量器測出上述的位移，并將測量值傳送到控制器92。該控制器92調(diào)節(jié)供給每個(gè)激勵(lì)源的激勵(lì)脈沖信號(hào)的數(shù)目，以便使滑板基本上返回到水平位置。調(diào)節(jié)過的激勵(lì)脈沖信號(hào)與每個(gè)操作步驟中的位移或時(shí)間一起儲(chǔ)存在每個(gè)激勵(lì)源用的存儲(chǔ)器93內(nèi)。
圖4示意說明滑板的位置，例如，垂直軸線表示激勵(lì)源附近的位置變化，而橫軸線表示模制時(shí)間。圖中的S表示模制開始點(diǎn)，而F表示模制終止點(diǎn)。連接S和F的虛線是一條理想的模制線(指令值)，它是大致相當(dāng)于整體向下位移的滑板的指令值的移動(dòng)線。圖中的粗線表示由激勵(lì)源60b附近的位移測量器50b所測的位移值。由于滑板在加載之前是水平下降的，故有從S至A的直線。從A施加重負(fù)載，激勵(lì)源承受大的阻力，故發(fā)生變形，在加壓成形機(jī)的承受負(fù)載的部位的周圍，位移值隨時(shí)間滯后，這就使其距固定模的距離比其他部位大。因此，上述的移動(dòng)從單位經(jīng)歷時(shí)間的平均移動(dòng)線滯后ΔZb，該位移滯后值由位于滑板上方附近的位移測量器50b測量，其測量值被傳輸至控制器92，控制器92傳輸給激勵(lì)源60b的激勵(lì)脈沖信號(hào)多于傳輸給其他激勵(lì)源，從而使滑板位移值返回至所需的值。重復(fù)上述操作，以便在例如B位置具有與其他部位相同的位移。
在圖4的B位置后，減小施加在激勵(lì)源60b上的負(fù)載。因此，單位經(jīng)歷時(shí)間的移動(dòng)值離平均移動(dòng)線快ΔZb。于是，控制器92給激勵(lì)源60b傳輸較少的激勵(lì)脈沖信號(hào)，從而使滑板具有所需的位移值。重復(fù)上述的調(diào)節(jié)，直到到達(dá)模制終止點(diǎn)F為止。由于對(duì)其他的激勵(lì)源實(shí)施了同樣的控制，故可進(jìn)行模制操作而滑板完全保持在所需的移動(dòng)位置上。結(jié)果就可防止滑板在模制操作過程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩。
表1示出上述的激勵(lì)脈沖信號(hào)。表1中的“時(shí)間”一欄相應(yīng)于圖4的模制時(shí)間，“預(yù)定的脈沖數(shù)”表示每個(gè)模制時(shí)間周期所需的平均脈沖數(shù)目，因此，激勵(lì)源60a承接n0個(gè)激勵(lì)脈沖，并在時(shí)間0至tA移動(dòng)到A點(diǎn)。其他的激勵(lì)源以同樣的方式移動(dòng)。激勵(lì)源60b從時(shí)間tA至tB承接nA個(gè)激勵(lì)脈沖信號(hào)，并在每個(gè)預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)出現(xiàn)滯后值ΔZb，因此，必需額外承接ΔnAb個(gè)激勵(lì)脈沖信號(hào)。那么，關(guān)于激勵(lì)源60b從時(shí)間tB至tC，其承接的脈沖數(shù)可比預(yù)定脈沖數(shù)nB少ΔnBb，另外，從tC至tF，其脈沖數(shù)需要比預(yù)定數(shù)nC多ΔnCb。
表1

如上所述，在試驗(yàn)?zāi)Ｖ瞥跗诨蚨鄠€(gè)時(shí)間內(nèi)，由對(duì)應(yīng)于各激勵(lì)源的位移測量器測出每個(gè)操作步驟中激勵(lì)源的位移值(或滑板鄰近連接的激勵(lì)源的部位的位移值)，并控制供給各激勵(lì)源的激勵(lì)脈沖信號(hào)，以使位移測量器測量的值保持在所需的移動(dòng)位置上。在工件試驗(yàn)?zāi)Ｖ七^程中，將供給各激勵(lì)源的激勵(lì)脈沖信號(hào)作為每個(gè)操作步驟的控制數(shù)據(jù)表儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器內(nèi)。因此，表1所示的控制數(shù)據(jù)表被儲(chǔ)存起來。
上述的控制基本上是足夠了。但是發(fā)現(xiàn)，在更加精確控制的情況下實(shí)際發(fā)生了圖5所示的問題。圖5表明，當(dāng)由激勵(lì)源進(jìn)行模制時(shí)，施加到激勵(lì)源上的負(fù)載是變化的，圖中的橫軸線表示時(shí)間。圖5(A)示出負(fù)載P的變化，圖5(B)示出由于對(duì)激勵(lì)源實(shí)施控制中的滯后所造成的下降速度的變化。即使當(dāng)供給激勵(lì)源的激勵(lì)量受到控制而使滑板在圖4所示時(shí)間內(nèi)具有所需的位移1，分配給模制成形操作各步驟的時(shí)間，即具有圖5(A)所示的負(fù)載P的變化的時(shí)間t1，t2……通常也不符合圖4所示的時(shí)間tA、tB、tC和tF。因此，上述的不希望有的速度和位置的變化不能只通過為進(jìn)行精確控制而選擇tA與tB之間、tB與tC之間和tC與tF之間的短的時(shí)間間隔來消除。
因此，最好對(duì)每個(gè)激勵(lì)源都測量位置的位移量，從而使該位置位移量與每個(gè)激勵(lì)源上的負(fù)載變化相對(duì)應(yīng)，和下面的校正是合乎需要的如圖5所示，使激勵(lì)源60b在負(fù)載變化的時(shí)刻t1前后的激勵(lì)量大于圖4所示的在預(yù)定時(shí)間周期的原始激勵(lì)量，和類似地，使激勵(lì)源60b在時(shí)刻t3前后的激勵(lì)量大于預(yù)定時(shí)間周期的激勵(lì)量，并以相同的方式使時(shí)刻t3前后的激勵(lì)量小于預(yù)定時(shí)間周期的激勵(lì)量。圖5(C)示出校正圖5(B)的速度變化所需的速度校正量，圖5(D)示出校正由于圖5(B)的速度變化所造成的位置變化所需的位置校正量。實(shí)際上，以圖5(C)的校正速度所需量和圖5(D)的校正位置所需量中的一項(xiàng)進(jìn)行校正就足夠了。
按照上述觀點(diǎn)，在上述試驗(yàn)?zāi)Ｖ撇僮鬟^程中，要測定圖5(A)所示的負(fù)載P變化的時(shí)刻t1，t2，t3…，并在從快到t1前的時(shí)刻或從時(shí)刻t1起的短時(shí)間的預(yù)定時(shí)間內(nèi)對(duì)例如激勵(lì)源60b施加一個(gè)大于圖4所示原始激勵(lì)量的激勵(lì)量(例如增加激勵(lì)脈沖數(shù))，或施加一個(gè)小于原始激勵(lì)量的激勵(lì)量(例如減少激勵(lì)脈沖數(shù))。在模制操作的每個(gè)操作步驟內(nèi)，將供給各激勵(lì)源的激勵(lì)量的校正值和供給校正值的時(shí)間都計(jì)入控制數(shù)據(jù)表，并儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器內(nèi)。另外，作為一種增大或減小激勵(lì)量的方法，可以改變激勵(lì)脈沖的脈沖間隔，或者可增加或減少由一種裝置(未示出)供給的脈沖數(shù)。這樣就可消除由圖5所示的控制滯后所造成的誤差。
在加壓成形機(jī)上模制工件時(shí)，往往以重復(fù)的方式模制同類型的工件。因此，在實(shí)際模制同類工件時(shí)，由輸入裝置91等指定工件的種類以提取出存入存儲(chǔ)器的控制數(shù)據(jù)表的內(nèi)容?？刂破?2按照控制數(shù)據(jù)表的內(nèi)容通過接口部件94起動(dòng)激勵(lì)源60a-60e，從而在滑板保持在所需的移動(dòng)位置的情況下模制上述的工件。
重復(fù)地模制同類工件時(shí)，模制循環(huán)時(shí)間可以比制定控制數(shù)據(jù)表的試驗(yàn)?zāi)Ｖ扑璧臅r(shí)間短。例如，試驗(yàn)?zāi)Ｖ频臅r(shí)間為10秒，經(jīng)過n次試驗(yàn)后，真正模制工件的循環(huán)時(shí)間可逐漸縮短到例如1秒的極短時(shí)間。通過減小激勵(lì)脈沖的時(shí)間間隔，從而可消除一個(gè)操作步驟與隨后步驟之間的間隔，或者利用控制數(shù)據(jù)進(jìn)行直接控制。
通過試驗(yàn)性模制作業(yè)制定控制數(shù)據(jù)表時(shí)，最好使各激勵(lì)源盡可能緩慢移動(dòng)，以使滑板和活動(dòng)模緩慢地移動(dòng)。由于模制時(shí)的沖擊力會(huì)引起振動(dòng)，或由于模制時(shí)的載荷引起加壓成形機(jī)上的變形而產(chǎn)生振動(dòng)，所以最好在振動(dòng)減小到允許范圍之后再進(jìn)行激勵(lì)。上述的滯后可保持并改善由位移測量器所測位移的精確性。另外，也可使用處理速度較慢的CPU(計(jì)算機(jī)中央處理裝置)作為控制器的CPU來產(chǎn)生控制數(shù)據(jù)。
在按照控制數(shù)據(jù)表進(jìn)行的實(shí)際模制作業(yè)中，最好要縮短循環(huán)時(shí)間。因此，在試驗(yàn)?zāi)Ｖ茣r(shí)，要將激勵(lì)脈沖的間隔連續(xù)地減小以縮短循環(huán)時(shí)間。在連續(xù)地應(yīng)用較短激勵(lì)脈沖的試驗(yàn)?zāi)Ｖ谱鳂I(yè)中，由位移測量器確認(rèn)滑板被保持在所需的位置。根據(jù)需要調(diào)節(jié)和校正激勵(lì)脈沖數(shù)而重制表1的控制數(shù)據(jù)表。
經(jīng)過n次試驗(yàn)?zāi)Ｖ撇僮骱笾贫ǔ鲅h(huán)時(shí)間較短的控制數(shù)據(jù)表。因此，通過按照校正的控制數(shù)據(jù)表進(jìn)行實(shí)際的模制操作，可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)施模制作業(yè)，而活動(dòng)模和固定模保持在所需的位置。在實(shí)際的模制作業(yè)中，激勵(lì)源由控制數(shù)據(jù)來操縱，所以不需要使用全部的位移測量器進(jìn)行測量。在某些帶有位移測量器的位置，可能在實(shí)際模制操作時(shí)發(fā)生與搬運(yùn)工件操作的干擾。因此，在模制作業(yè)之前也可以拆去可能引起上述干擾的位移測量器。
另外，加壓成形機(jī)的尺寸可受到由于環(huán)境溫度和壓機(jī)放熱而造成的溫度升高的影響，因此，在重復(fù)進(jìn)行模制作業(yè)的情況下，每天至少進(jìn)行一次模制試驗(yàn)，或進(jìn)行過幾百次模制作業(yè)后便進(jìn)行一次模制試驗(yàn)，在此模制試驗(yàn)中，在由位移測量器測定滑板位置的同時(shí)核定或者說校正控制數(shù)據(jù)表的內(nèi)容。
在上面的說明中主要討論活動(dòng)模處于相對(duì)于固定模的水平位置。但某些類型的工件和加壓成形機(jī)可能需要斜角的模具，因此使用了“所需的移動(dòng)位置”一語。
在上面的說明中表明，通過模制試驗(yàn)求出激勵(lì)量例如控制脈沖信號(hào)的數(shù)目，以便在每個(gè)模制操作步驟中使滑板也就是活動(dòng)模保持在相對(duì)于固定模的所需位置上，上述的激勵(lì)量則作為控制數(shù)據(jù)表儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，在實(shí)際的模制作業(yè)中，按照上述的控制數(shù)據(jù)表驅(qū)動(dòng)各激勵(lì)源。本發(fā)明的概念可以變化如下例如，當(dāng)采用多臺(tái)相似的加壓成形機(jī)并由相同類型的模具來模制同類型產(chǎn)品時(shí)，可通過其中的一臺(tái)加壓成形機(jī)進(jìn)行模制操作試驗(yàn)而獲得控制數(shù)據(jù)表，然后由上述加壓成形機(jī)中的另一臺(tái)應(yīng)用上述的控制數(shù)據(jù)表進(jìn)行實(shí)際的模制作業(yè)。在另一種情況下，通過使用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等進(jìn)行虛擬的加壓成形而獲取控制數(shù)據(jù)表，然后將該控制數(shù)據(jù)表用于一臺(tái)實(shí)際的加壓成形機(jī)進(jìn)行模制作業(yè)。
此外，在圖1和2所示的加壓成形機(jī)中，在激勵(lì)源60a-60e的附近設(shè)置位移測量器50a-50e以測定相對(duì)于基準(zhǔn)板70的位移。只有位移測量器50j可以測出滑板40相對(duì)于下支座30的位移量。當(dāng)模制操作中支柱20具有小的或極輕微的伸長時(shí)，只需測量相對(duì)于固定在支柱20上的基準(zhǔn)板70的移動(dòng)位置。
但是，若要更精確地測量出位移位或要避免由于支柱20的伸長而造成的誤差時(shí)，最好像圖6所示那樣，在加壓成形機(jī)的外部設(shè)置位移測量器50a’-50e’和50j’而隨機(jī)測量出位置。
圖7和8示出上面的圖1和2所示加壓成形機(jī)的一個(gè)變型。圖7是該加壓成形機(jī)的前視圖，圖8(A)是沿圖7的8A-8A線的加壓成形機(jī)平面圖，圖8(B)是沿圖8的8B-8B線的基準(zhǔn)板的側(cè)視圖。
在圖1和2所示的加壓成形機(jī)中，基準(zhǔn)板70設(shè)置在上支板30i下方相隔一定間隙處，并固定在支柱20上方。在基準(zhǔn)板70的穿過傳動(dòng)軸61a、61b、……61e的部位具有直徑足夠大的通孔71a、71b、……71e。因此，基準(zhǔn)板70不受傳動(dòng)軸和滑板上的變形的影響。但是，最好甚至在上支板30上的輕微的變形也不影響到基準(zhǔn)板70。
為了解決上述問題，如圖7和8所示，將基準(zhǔn)板70’支承和固定在下支座10上。此外，在圖7中省略了包含位移測量器50a’、50b’和……50e’的細(xì)節(jié)。例如，如圖8(B)所示，使用了用光束的位移測量器。
如圖8(A)所示，基準(zhǔn)板70’的形狀做成不會(huì)與傳動(dòng)軸61a、61b、61c、61d和61e以及支柱20發(fā)生干擾。例如，將基準(zhǔn)板70’做成H形的鈦制的框架，而且將上述的位移測量器50a’、50b’、50c’、50d’和50e’固定在上述框架上。如圖7和圖8(A)所示，上述基準(zhǔn)板70’由探測柱100和連接桿102支承和固定在下支座10上。如圖8(A)和8(B)所示，基準(zhǔn)板70’最好通過隔振板101固定在由探測柱100支承的連接桿102上。另外，最好用對(duì)熱不太敏感的材料例如殷鋼來制造探測柱100和連接桿102。具有上述形狀結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)板70被支承和固定在下支座10上，并與上支板30上的變形完全無關(guān)。
工業(yè)應(yīng)用正如上面專門討論的那樣，按照本發(fā)明的加壓成形機(jī)，在加壓成形過程中其活動(dòng)?？梢钥偸潜３衷谙鄬?duì)于固定模的所需位置，并在模制操作時(shí)可防止出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩。而且在重復(fù)進(jìn)行模制作業(yè)的情況下可縮短模制時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種加壓成形機(jī)，包括一個(gè)下支座；一個(gè)由多個(gè)支承在上述下支座上的支柱支承的上支板；一個(gè)可在上述的下支座與上支板之間往復(fù)移動(dòng)并與上述下支座之間形成模制空間的滑板；多個(gè)激勵(lì)源；和一個(gè)用于控制上述的每個(gè)激勵(lì)源的驅(qū)動(dòng)的控制器，上述的各激勵(lì)源具有與上述滑板的上表面相連接以便使滑板產(chǎn)生位移的傳動(dòng)軸，其特征在于，上述的控制器包括一個(gè)用于在模制作業(yè)過程中為每個(gè)激勵(lì)源儲(chǔ)存每個(gè)操作步驟中的控制數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器；和一個(gè)用于對(duì)每個(gè)激勵(lì)源供給儲(chǔ)存在上述存儲(chǔ)器中的控制數(shù)據(jù)并分別驅(qū)動(dòng)各激勵(lì)源的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的加壓成形機(jī)，其特征在于，當(dāng)每個(gè)激勵(lì)源上的負(fù)載變化時(shí)可供給一個(gè)校正的激勵(lì)量，或者從負(fù)載變化時(shí)刻起的一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)供給校正的激勵(lì)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的加壓成形機(jī)，其特征在于，上述加壓成形機(jī)還具有多個(gè)與滑板的上表面相連接并設(shè)置在滑板上以便與各激勵(lì)源相對(duì)應(yīng)的連接件，上述激勵(lì)源分別具有一個(gè)用于壓制上述連接件以使滑板產(chǎn)生位移的傳動(dòng)軸；和多個(gè)用于按照滑板的位置移動(dòng)來測量位移并設(shè)置在每個(gè)上述的連接件附近的位移測量器，和上述的控制器是具有如下功能的裝置可在模制作業(yè)過程中由位移測量器測量每個(gè)激勵(lì)源在每個(gè)操作步驟中的位置移動(dòng)；可測量每個(gè)激勵(lì)源的對(duì)應(yīng)于每個(gè)激勵(lì)源上的負(fù)載變化的位置移動(dòng)；檢測整個(gè)滑板的理想的移動(dòng)位置；提取使整個(gè)滑板保持在所需移動(dòng)位置上的與各激勵(lì)源相對(duì)應(yīng)的控制數(shù)據(jù)；將控制數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中；對(duì)各激勵(lì)源供給控制數(shù)據(jù)；和分別驅(qū)動(dòng)各激勵(lì)源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的加壓成形機(jī)，其特征在于，上述的控制器具有在實(shí)際的模制作業(yè)的每個(gè)操作步驟中對(duì)各激勵(lì)源供給對(duì)應(yīng)于各激勵(lì)源的控制數(shù)據(jù)的裝置和分別驅(qū)動(dòng)各激勵(lì)源的裝置，上述的控制數(shù)據(jù)是在模制試驗(yàn)過程的為使整個(gè)滑板在每個(gè)操作步驟中保持在所需位置上而獲取的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的加壓成形機(jī)，其特征在于，上述的控制器是具有如下功能的裝置可在模制作業(yè)過程中由位移測量器測量每個(gè)激勵(lì)源在每個(gè)操作步驟中的位置移動(dòng)；可測量每個(gè)激勵(lì)源的對(duì)應(yīng)于每個(gè)激勵(lì)源的負(fù)載變化的位置移動(dòng)；可提取使整個(gè)滑板保持在水平位置上的與各激勵(lì)源相對(duì)應(yīng)的控制數(shù)據(jù)；可將控制數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中；對(duì)各激勵(lì)源供給控制數(shù)據(jù)；和分別驅(qū)動(dòng)各激勵(lì)源。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的加壓成形機(jī)，其特征在于，上述的位移測量器測量滑板與支承并固定在下支座上的基準(zhǔn)板之間的位移。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的加壓成形機(jī)，其特征在于，上述的多個(gè)激勵(lì)源安裝成使它們的壓力分布在上述滑板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的加壓成形機(jī)，其特征在于，上述的多個(gè)激勵(lì)源按照控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生彼此相等的壓力。
全文摘要
一種具有用于測量滑板與基準(zhǔn)板之間的位移的位移測量器的壓機(jī)，其特征在于，控制器在模制成形作業(yè)過程中通過上述位移測量器測量每個(gè)激勵(lì)源在每個(gè)操作步驟中的位置變化，并測定整個(gè)滑板的特定移動(dòng)位置，提取出包括按照相應(yīng)于每個(gè)激勵(lì)源保持整個(gè)滑板處于所需移動(dòng)位置時(shí)每個(gè)激勵(lì)源上的負(fù)載變化的校正量的控制數(shù)據(jù)并將該控制數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器內(nèi)，然后對(duì)各激勵(lì)源供給控制數(shù)據(jù)以便分別進(jìn)行致動(dòng)，因此，由于采用在模制成形試驗(yàn)中獲取的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行成形作業(yè)，故可縮短成形作業(yè)的循環(huán)時(shí)間。
文檔編號(hào)B30B15/14GK1533328SQ03800680
公開日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2003年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月14日
發(fā)明者二村昭二, 三, 海野敬三 申請(qǐng)人:株式會(huì)社放電精密加工研究所