專利名稱：沖壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用于板金加工等的沖壓裝置，特別涉及這樣一種沖壓裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，能夠以高精度且高效率進行需要正確控制位置的定點加工，還利用從位置檢測器輸出的信號，能夠進行快速進給用伺服電機和加壓用伺服電機的協(xié)調(diào)動作。
背景技術(shù)：
歷來使用由電動壓力機進行的定點加工，眾所周知，其在防止發(fā)生噪聲方面有優(yōu)點。
根據(jù)進行定點加工的電動壓力機，雖然能夠不發(fā)生噪聲進行定點加工，但是，在現(xiàn)有的電動壓力機中存在如下問題，即到安裝于滑板下面的加壓件的高度尺寸，為進行定點加工要經(jīng)?？刂茷橐欢ǎ谠撐恢猛ㄟ^加壓件最終沖壓被加工物。為此，按壓加壓件和滑塊的絲杠軸和螺母經(jīng)常在同一相對位置受到與加壓件的相當(dāng)?shù)姆醋饔昧Α?br> 另外，在電動壓力機的場合，一般通過絲杠軸與螺母組合使滑塊上下移動，可是，就該絲杠軸和螺母而言，為了正確并且高精度進行沖壓軸和加壓件的位置控制，使用滾珠螺紋連接，構(gòu)成滾珠螺紋的滾珠和滾珠槽以線接觸或點接觸接合。因此，對于滾珠和滾珠槽，當(dāng)在同一相對位置經(jīng)受多次所述反作用力的作用時，滾珠和/或滾珠槽在相同的部位形成局部磨損，造成精度下降，同時產(chǎn)生壽命縮短的問題。另外，即使絲杠軸和螺母是普通的螺紋連接的場合，也存在同樣的問題。
為了解決所述問題，本申請人已經(jīng)提出記載于專利文獻1和專利文獻2中的沖壓裝置。
圖34是表示專利文獻1中所示的沖壓裝置的例的主要部分縱剖面正面圖，圖35表示圖34中的箭頭B-B方向的主要部分剖面平面圖。
在兩圖中，10是基座，例如形成為長方形平板，在其四角直立設(shè)置導(dǎo)柱20。在該導(dǎo)柱20的上端部，通過緊固部件33固定形成為長方形的平板狀的支承板30。
40是絲杠軸，其借助于軸承34且貫通支承板30能夠正反轉(zhuǎn)動地支承于支承板30的中央部。50是滑塊，其可沿軸線方向移動地與所述導(dǎo)柱20接合。31是主軸電機，其設(shè)置于支承板30上，轉(zhuǎn)動絲杠軸40而驅(qū)動滑塊50。60是螺母部件，其通過具有凸緣部61的螺母62和所述絲杠軸40滾珠螺紋接合而螺紋連接，同時，在固定有螺母62的圓筒部63的外周面上設(shè)置差動用陽螺紋64。
65是差動部件，其形成中空圓筒形，在內(nèi)周面設(shè)置與所述差動用陽螺紋64螺紋連接的差動用陰螺紋66。67是蝸輪，其與所述差動部件65固定連接成一體，形成與蝸桿68嚙合。
在蝸桿68的中心部穿過固定蝸桿軸，同時，蝸桿軸設(shè)置成其兩端部可由設(shè)置于滑塊50內(nèi)的軸承轉(zhuǎn)動。
91是加壓件，其能夠裝拆地設(shè)置于所述滑塊50的中心部下面。另外，主軸電機31和電機69構(gòu)成通過省略圖示的控制機構(gòu)給予規(guī)定的信號，能夠控制驅(qū)動。
通過所述結(jié)構(gòu)，當(dāng)向主軸電機31供給規(guī)定信號、使其動作時，絲杠軸40轉(zhuǎn)動，具有螺母部件60的滑塊50下降，加壓件91從初期高度(上限待機位置)H。下降到加工高度(接觸位置)H，與工件W接觸。加壓件91可以按壓放置于基座10的加工臺92的工件W，繼續(xù)下降，這樣，以預(yù)先設(shè)定壓力進行對工件W的定點加工。加工結(jié)束后，通過主軸電機31的反向轉(zhuǎn)動，滑塊50上升，加壓件91返回到初期高度HO。另外，所述HO、H的值由省略圖示的檢測機構(gòu)檢測，并且，也構(gòu)成能夠控制與主軸電機31。
當(dāng)所述定點加工達到預(yù)先設(shè)定的次數(shù)時，在圖34所示的位置，即加壓件91的初期高度HO的位置，使主軸電機31的動作停止，向轉(zhuǎn)動差動部件65的電機69輸入預(yù)設(shè)定的信號。由此，電機69只轉(zhuǎn)動規(guī)定角度，通過蝸桿68和蝸輪67，差動部件65只轉(zhuǎn)動規(guī)定角度。通過該差動部件65的轉(zhuǎn)動，差動用陰螺紋66相對螺母部件60停止，且被鎖定狀態(tài)即停止的差動用陽螺紋64轉(zhuǎn)動，因此，滑塊50位移。
由于滑塊50位移，加壓件91的初期高度HO當(dāng)然也變化，但是，如果照舊使絲杠軸40轉(zhuǎn)動，就不能實行規(guī)定的定點加工。由此，繼續(xù)把被控制的幾個信號向主軸電機31輸入，使絲杠軸40稍微轉(zhuǎn)動，以抵消所述滑塊50和加壓件91的位移，進行保持加壓件91的初期高度HO為一定的操作。
由于所述絲杠軸40的轉(zhuǎn)動，絲杠軸40和螺母62的相對位置變化。即，能夠使形成滾珠螺紋接合的滾珠和滾珠槽的相對位置變化，確保定點加工，又能夠防止?jié)L珠和/或滾珠槽的局部磨損。
圖36是發(fā)表于專利文獻2中的另一沖壓裝置的主要部分剖面正面圖，相同部分用與圖34和圖35相同的參照編號表示。
在圖36中，50是滑塊，其與導(dǎo)柱20滑動接合，設(shè)置成能上下移動，在下部固定有加壓件91。92是加工臺，其設(shè)于基座10上，放置工件W。另外，59是可動體。
可動體59包括第一可動體53和第二可動體54，其用與該可動體59的移動方向(圖36中上下方向)交叉的面、例如水平面分割且相對配置。另外，第一可動體53與滾珠螺母52固定連接，第二可動體54與滑塊50固定連接。72是差動部件，其形成楔形，連接所述第一可動體53和第二可動體54，發(fā)揮后述的功能。
73是電機，通過支承部件74設(shè)置于滑塊50上，用于在與所述可動體59的移動方向垂直的方向(圖36中，左右方向)驅(qū)動所述差動部件72。即，形成絲杠軸75與電機73的轉(zhuǎn)軸連接，同時，該絲杠軸75與設(shè)于所述差動部件72內(nèi)的螺母部件(未圖示)螺紋連接。76是導(dǎo)板，例如，在第一可動體53和第二可動體54的兩側(cè)面設(shè)置一對，形成其下端被固定于第二可動體54，其上端部的附近能夠與第一可動體53滑動接合。
通過所述結(jié)構(gòu)，在圖36，當(dāng)向主軸電機31供給規(guī)定信號，使其動作時，絲杠軸40轉(zhuǎn)動，由第一可動體53、第二可動體54和連接該兩可動體的差動部件72等組成的可動體59下降，與所述圖34所示相同的加壓件91從初期高度HO(上限待機位置)下降到加工高度H(接觸位置)，并且繼續(xù)下降，可以按壓被置于基座10的加工臺92的工件W，對工件W進行定點加工。加工結(jié)束后，通過主軸電機31的反向轉(zhuǎn)動，可動體59上升，加壓件91返回到初期高度HO的位置。
所述的定點加工達到預(yù)先設(shè)定的次數(shù)時，或者每次定點加工時，在加壓件91的初期高度HO的位置，停止主軸電機31的動作，向電機73輸入預(yù)先設(shè)定的信號。由此，電機73只轉(zhuǎn)動規(guī)定角度，差動部件72通過絲杠軸75向水平方面稍微移動。通過該差動部件72的移動，第一可動體53和第二可動體54在上下方向相對移動，可動體59位移。用于抵消該位移的校正操作，通過輸入主軸電機31的信號進行，以保持加壓件91的初期高度HO為一定。
通過伴隨著所述校正的絲杠軸40轉(zhuǎn)動，絲杠軸40和滾珠螺母52的相對位置改變，并且能夠使形成為滾珠螺紋接合的滾珠和滾珠槽的相對位置改變，因此，能夠確保定點加工，且防止?jié)L珠和/或滾珠槽的局部磨耗，以后能夠繼續(xù)進行定點加工。
另外，不言而喻，參照圖34和圖36所說明的，抵消可動體59的位置的改變的動作(由主軸電機35的)，可以在不進行由加壓件91的按壓的無負荷的狀態(tài)下進行。
發(fā)表于專利文獻1和專利文獻2的沖壓裝置，如以上說明那樣，每進行幾次成形加工，能夠改變滾珠螺紋接合的滾珠和滾珠槽的相對位置，因而，能夠防止?jié)L珠和滾珠槽的局部磨損。但是，專利文獻1所示的沖壓裝置，因為差動部件65和驅(qū)動差動部件的電機69及其驅(qū)動機構(gòu)被設(shè)置于滑塊內(nèi)，所以形成滑塊大而重。另外，在專利文獻2所示的沖壓裝置，因為可動體分為第一和第二可動體，而且，形成這些可動體和導(dǎo)板成一體的差動機構(gòu)，所以，滑塊全體同樣形成大的體積。因為滑塊形成如此大而重，所以，對驅(qū)動滑塊的電機施加不必要的負荷，同時，在向上提升滑塊時，對滾珠螺紋也施加負荷。另外，因為滑塊重、慣性大，所以，在移動滑塊、控制位置時，需要大的轉(zhuǎn)矩，勢必浪費時間。
另外，在專利文獻1和專利文獻2所示的沖壓裝置，通過電機31的轉(zhuǎn)動進行沖壓加工，因為在沖壓加工時需要大的力，所以，不得不降低滑塊整體的沖壓加工時的下降速度。為此，從圖34中的初期高度HO到接觸位置H的下降速度也會減慢。即，在由所述電動沖壓機進行定點加工時，因為在沖壓加工工件W的過程中需要大的按壓力，所以必需把例如專利文獻1所示的主軸電機31的容量設(shè)計得足夠大，作為裝置全體價格增高。在解決該問題時，考慮大幅度地用齒輪降低所述主軸電機31的轉(zhuǎn)速，以謀求發(fā)生大的按壓力。
但是，此時會產(chǎn)生如下的問題，即，當(dāng)要大幅度齒輪減速主軸電機31的轉(zhuǎn)速進行沖壓時，加壓件91從初期高度HO的位置到達到與工件W接觸的高度H的位置，加壓件91下降的時間很不理想地增加過多。
為了解決該問題，希望從高度HO到高度H以高速下降，只在從高度H開始的加工時，以大的力進行沖壓加工。因而，希望分別設(shè)置用于高速下降的驅(qū)動機構(gòu)和用于進行沖壓加工的沖壓機構(gòu)，縮短沖壓加工的一個循環(huán)所要時間。
由此，本申請人提出公開于專利文獻3的沖壓裝置。在該沖壓裝置，為了使加壓件下降到工件W的位置，用快速進給用電機驅(qū)動聯(lián)桿機構(gòu)那樣的往復(fù)驅(qū)動裝置，用加壓用電機，齒輪降低該加壓用電機的轉(zhuǎn)速進行沖壓。另外，該結(jié)構(gòu)成為后述的本發(fā)明的圖32所示的實施例的前提。
當(dāng)然，也考慮代替用所述快速進給用電機驅(qū)動聯(lián)桿機構(gòu)那樣的往復(fù)驅(qū)動裝置的方式，而用快速進給用電機使加壓件快速下降到工件W的位置，然后，用齒輪減速的加壓用電機沖壓的方式。關(guān)于該結(jié)構(gòu)，本申請人在專利文獻4提出。在該專利文獻4中，使用快速進給用電機使第一滑塊下降，使用安裝于該第一滑塊上的加壓用電機使第二滑塊下降，使用安裝于該第二滑塊的加壓件沖壓加工工件W。該結(jié)構(gòu)成為后述的本發(fā)明的圖24所示的實施例的前提。
另外，在所述專利文獻4中公開的沖壓裝置中，不僅采用具有該兩個電機和兩個滑塊的結(jié)構(gòu)，而且，具有檢測第二滑板的位置的單一的位置檢測裝置(與兩個電機的組相對應(yīng)，設(shè)置單一的位置檢測裝置)。
本發(fā)明的圖24所示的實施例，要解決在實現(xiàn)該專利文獻4所示的結(jié)構(gòu)時判明的課題。即，在現(xiàn)在沖壓加工工件時，具有對第一滑塊鎖定快速進給用的電機的轉(zhuǎn)動的機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以所述問題為鑒，目的是提供一種沖壓裝置，其在每次進行預(yù)先確定次數(shù)的成形加工時，不僅能夠改變滾珠螺紋連接的滾珠和滾珠槽的相對位置，而且，能夠縮短沖壓加工的一個循環(huán)所要的時間。
專利文獻1特開2000-218395號公報，專利文獻2特開2002-144098號公報，專利文獻3特開2001-113393號公報，專利文獻4特開2001-62597號公報。
本發(fā)明的沖壓裝置具有基座；通過立設(shè)于基座的多個導(dǎo)柱，相對基座保持平行的支承板；沿導(dǎo)柱滑動，能夠在基座和支承板之間上下移動的滑塊；安裝于支承板上，上下快速進給所述滑塊的快速進給用的第一電機；使所述滑塊上下移動，沖壓加工工件的加壓用的第二電機。
該沖壓裝置具有檢測第一電機的轉(zhuǎn)動的第一電機用編碼器；檢測第二電機的轉(zhuǎn)動的第二電機用編碼器；在檢測所述滑塊的移動部位的、安裝在所述第一電機和第二電機組的位置檢測器。
第一電機通過第一電機用伺服模塊和第一電機用伺服驅(qū)動器進行控制，其中，該第一電機用伺服模塊運算基于位置信息的速度指令，該位置信息給出第一電機伴隨經(jīng)過的時間所應(yīng)處的位置，該第一電機用伺服驅(qū)動器按照從該第一電機用伺服模塊輸出的指令和從所述第一電機用編碼器輸出的信號驅(qū)動第一電機。
與此同時，第二電機通過第二電機用伺服模塊和第二電機用伺服驅(qū)動器進行控制，其中，該第二電機用伺服模塊運算基于位置信息的指令，該位置信息給出第二電機伴隨經(jīng)過的時間所應(yīng)處位置，該第二電機用伺服驅(qū)動器按照從該第二電機用伺服模塊輸出的指令和從所述第二電機用編碼輸出的信號驅(qū)動第二電機。
并且，位置檢測器，設(shè)定成清除給出所述滑塊的位置的信息，以在第二電機的起動時刻的位置為始點，其中，上述信息在從第一電機被起動后到起動第二電機之前的期間內(nèi)，由從所述單一的位置檢測器輸出的信號取得。
而且，如下所述，作為所述沖壓裝置的具體的結(jié)構(gòu)，具有基座；通過設(shè)立于基座的多個導(dǎo)柱、相對基座保持平行的支承板；沿導(dǎo)柱滑動，能夠在基座和支承板之間上下移動的滑塊；安裝于支承板上的第一電機；安裝于第一電機的轉(zhuǎn)動軸上，同時通過第一電機的轉(zhuǎn)動相對基座驅(qū)動滑塊的絲杠軸；通過驅(qū)動源驅(qū)動，使絲杠軸相對支承板上下移動的差動機構(gòu)。
同時，具有與設(shè)于所述絲杠軸的滾珠絲杠部螺紋連接的滾珠螺母；使所述絲杠軸和支承板形成一體的鎖定裝置；滑塊移動機構(gòu)，其構(gòu)成為具有輸入軸，在用鎖定裝置固定所述絲杠軸和支承板時，能夠用從所述輸入軸輸入的轉(zhuǎn)矩使?jié)L珠螺母相對絲杠軸正反向轉(zhuǎn)動，并且能夠把滾珠螺母固定于滑塊；能夠通過所述輸入軸向滑塊移動機構(gòu)施加轉(zhuǎn)矩的可正向和反向轉(zhuǎn)動的第二電機；檢測滑塊的位置的位置檢測器，其設(shè)置在所述第一電機和第二電機的組中。


圖1是涉及本發(fā)明的沖壓裝置的剖開主要部分的局部的一實施例正面圖；圖2是圖1的箭頭A-A向的主要部分的剖面圖；圖3是鎖定裝置的一實施列的結(jié)構(gòu)說明圖；圖4是涉及本發(fā)明的沖壓裝置的剖開主要部分的局部的另一實施例的正面圖；圖5是軸變換機構(gòu)的一實施例的結(jié)構(gòu)說明圖；圖6是涉及本發(fā)明的沖壓裝置的自動運轉(zhuǎn)中的一實施例的循環(huán)曲線圖；圖7是與控制方法2及控制方法3對應(yīng)的循環(huán)線圖；圖8是表示圖1所示的控制裝置的實施例的構(gòu)成圖；圖9是伺服模塊SM#1的詳圖；圖10是伺服驅(qū)動器SD#1的詳圖；圖11是伺服模塊SM#2的詳圖；圖12是伺服驅(qū)動器SD#2的詳圖；圖13是圖1所示的控制裝置的另一實施例的構(gòu)成圖；圖14是伺服模塊SM#1A的詳圖；圖15是伺服驅(qū)動器SD#1A的詳圖；圖16是伺服模塊SM#2A的詳圖；圖17是伺服驅(qū)動器SD#2A的詳圖；圖18是電動沖壓加工機的另一方式的實施例的示意說明圖；圖19是表示圖18所示的電動沖壓加工機的控制方法的一實施例的動作說明圖；圖20是圖19所示的控制方法時的上模的行程線圖；圖21是表示控制方法的另一實施例動作的說明圖；圖22是圖21所示的控制方法時的上模行程線圖；圖23是電動沖壓加工機的又一方式實施例的示意說明圖；圖24是電動沖壓加工機的另一實施例的示意說明圖；圖25是用于圖24的上模的移動機構(gòu)部的放大說明圖；圖26是表示雙螺母鎖定機構(gòu)成為鎖定狀態(tài)時的相對絲杠軸的陰螺紋進給螺母和鎖定螺母的關(guān)系的一實施例局部放大圖；圖27是表示雙螺母鎖定機構(gòu)成為開鎖狀態(tài)，向下進給滑塊時的相對絲杠軸的陰螺紋進給螺母和鎖定螺母的關(guān)系的一實施例局部放大圖；圖28是表示雙螺母鎖定機構(gòu)成為開鎖狀態(tài)、向上進給滑塊時的相對絲杠軸的陰螺紋進給螺母和鎖定螺母的關(guān)系的一實施例局部放大圖；
圖29是帶差動機構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)的一實施例的結(jié)構(gòu)說明剖面圖；圖30是對應(yīng)于圖24的電動沖壓加工機的變形例的上模的移動機構(gòu)部的一實施例放大說明圖；圖31是電動沖壓加工機的上模移動機構(gòu)部的另一實施例放大說明圖；圖32是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例形成的沖壓裝置的主要部分剖面正面圖；圖33是表示沖壓裝置中的滑塊的變位與時間的關(guān)系的圖；圖34是表示專利文獻1所示的沖壓裝置的例的主要部分縱剖正面圖；圖35表示圖34中箭頭B-B向的主要部分剖面平面圖；圖36是專利文獻2中刊截的另一沖壓裝置的主要部分剖面正面圖；具體實施方式
圖1是涉及本發(fā)明的沖壓裝置的剖開主要部分的局部的一實施例正面圖，圖2表示圖1的箭頭A-A向的主要部分的剖面圖，在這些圖中，對于與圖34～36相同的部分，用相同的參照編號表示。
沖壓裝置具有形成長方形的基座10；立設(shè)于基座10的四角的導(dǎo)柱20；平行于基座10，由導(dǎo)柱20支承的支承板30。進而，滑塊50(在此，該滑塊50也可以是滑板)由導(dǎo)柱20導(dǎo)向，沿著導(dǎo)柱20上下自由滑動地設(shè)置于基座10和支承板30之間。
在支承板30上，通過安裝臺36安裝內(nèi)裝了編碼器的快速進給用伺服電機(第一電機)35，從快速進給用伺服電機35的轉(zhuǎn)軸延伸的絲杠軸40貫穿支承板30。而且，從該絲杠軸40的中央部直到下端設(shè)置如圖1圖示的滾珠絲杠部41。
從快速進給用伺服電機35延伸的絲杠軸40，通過安裝于與絲杠軸40同軸開的通孔內(nèi)的差動圓筒81轉(zhuǎn)動自如地保持在支承板30上。在差動圓筒81的通孔內(nèi)安裝推力軸承82，能轉(zhuǎn)動地支承絲杠軸40。在差動圓筒81的外周面上，與該通孔同軸設(shè)置第一螺紋83(例如陽螺紋)。該第一螺紋83與設(shè)置于支承板30的第二螺紋32(例如陰螺紋)螺紋連接，差動圓筒81由支承板30的第二螺紋32保持。通過使差動圓筒81圍繞其軸轉(zhuǎn)動，使差動圓筒81能夠與絲杠軸40一起相對支承板30上下移動。
固定于快速進給用的伺服電機35轉(zhuǎn)軸上的聯(lián)軸節(jié)42的下半部銑成花鍵槽。另外，絲杠軸40的上端部銑成花鍵。絲杠軸40的上端部嵌入花鍵槽，用花鍵接合部43連結(jié)。由于絲杠軸40用聯(lián)軸第42與快速進給用伺服電機35的轉(zhuǎn)軸機械連接，因此，快速進給用伺服電機35的轉(zhuǎn)動能夠由絲杠軸40傳動而驅(qū)動滑塊50。但是，即使使差動圓筒81相對支承板30轉(zhuǎn)動而使絲杠軸40上下移動，該移動也由花鍵接合部43的部分吸收，因而，不會對快速進給用伺服電機35產(chǎn)生影響，能夠轉(zhuǎn)動差動圓筒81而上下移動絲杠軸40。
另外，在支承板30上安裝使差動圓筒81轉(zhuǎn)動的軸承位置調(diào)整用的驅(qū)動源(使用伺服電機，也可以是有棘輪機構(gòu)的驅(qū)動源)88。在軸承位置調(diào)整用驅(qū)動源88的轉(zhuǎn)軸上安裝蝸桿85，通過同軸固定連接的蝸輪84和設(shè)于該軸的中間齒輪86，把其轉(zhuǎn)動向與差動圓筒81形成一體的齒輪87傳動。
以上說明，參照圖2更明確理解，由軸承位置調(diào)整用驅(qū)動源88、蝸桿85、蝸輪84、中間齒輪86、齒輪87、差動圓筒81以及設(shè)于差動圓筒81和支承板30上的第一螺紋83、第二螺紋32的螺紋連接構(gòu)成差動機構(gòu)80，形成該差動機構(gòu)80安裝于支承板30的形式。另外，不言而喻，差動機構(gòu)80也可以設(shè)置于支承板30的上方。
另外，在支承板30上設(shè)置鎖定裝置130。該鎖定裝置130，如圖3所示，由固定于絲杠軸40的齒輪131和安裝在固定于支承板30的螺線管132的鐵芯上的齒輪片133構(gòu)成。
當(dāng)對螺線管132的電磁線圈通電時，安裝于螺線管132的鐵芯上的齒輪片133沖出，與齒輪131嚙合。由于螺線管132安裝于支承板30上，因而，絲杠軸40通過螺線管132與支承板30連成一體。
安裝于螺線管132的鐵芯上的齒輪片133，由于切斷向螺線管132的通電，由設(shè)于其內(nèi)部的彈簧的彈力，沖出的齒輪片133后退，與固定于絲杠軸40的齒輪131的嚙合脫開，成一體的絲杠軸40和支承板30被分開。
該鎖定裝置130，除圖3所示的結(jié)構(gòu)之外，也可以使用使絲杠軸40和支承板30連成一體的電磁的、機械的離合器。另外，也可以使用制動裝置。在本發(fā)明統(tǒng)稱所述各裝置為鎖定裝置。
從絲杠軸40的中央部直到下端設(shè)置的滾珠絲杠部41，嵌入連接于內(nèi)包滾珠和滾珠槽的、滾珠螺紋接合的滾珠螺母52中，而且，在該滾珠螺母52和滑塊50之間，配設(shè)滑塊移動機構(gòu)120。
滑塊移動機構(gòu)120，大致劃分，具有如下兩種機能其一，在用鎖定裝置130把絲杠軸40和支承板30連成一體，成為施加轉(zhuǎn)矩模式(關(guān)于該施加轉(zhuǎn)矩模式如以后說明)時，可以使滑塊50上下滑動，使?jié)L珠螺母52相對絲杠軸40正反自如地轉(zhuǎn)動的機能，其二，使?jié)L珠螺母52固定于滑塊50上的機能。
該滑塊移動機構(gòu)120如下述地構(gòu)成，即，在頂板121和底板122的中央部形成孔部123a的支承框體123固定于滑塊50的上面。在支承框體123的內(nèi)部，配設(shè)(i)分別固定于頂板121和底板122上的兩個推力軸承125、126；(ii)用該兩個軸承125、126夾持，同時在中央部具有使?jié)L珠絲杠部41自如地轉(zhuǎn)動、上下移動的通孔141，在上部和下部分別形成圓筒狀軸心部127a、127b的蝸輪127；(iii)與蝸輪127嚙合的蝸桿128，(iv)固定蝸桿128的輸入軸124。
而且，在圖1的場合，還與該滑塊移動機構(gòu)120的輸入軸124連接設(shè)置加壓用伺服電機(第二電機)129，其內(nèi)裝能夠使蝸輪127正反自如轉(zhuǎn)動的編碼器。
而且，蝸輪127以嵌入形成于支承框體123的孔部123a的方式，通過設(shè)于該蝸輪127的所述圓筒狀軸心部127a，固定于設(shè)于滾珠螺母52的下端的凸緣部55。
如上所述，蝸輪127在中央部具有使?jié)L珠絲杠部41自如地轉(zhuǎn)動、上下移動的通孔141，同時通過夾持該蝸輪127的所述兩個推力軸承125、126，在以滾珠絲杠部41為軸心的狀態(tài)轉(zhuǎn)動自如地被保持。蝸輪127的圓筒狀軸心部127a固定在設(shè)于滾珠螺母52的下端部的凸緣部55。這樣，滑塊移動機構(gòu)120能夠發(fā)揮所述兩個機能。
由于該滑塊移動機構(gòu)120具有這樣的結(jié)構(gòu)，因而，當(dāng)向鎖定裝置130通電，絲杠軸40與支承板30固定成一體時，由于能正反自如地轉(zhuǎn)動的加壓用伺服電機129的正反轉(zhuǎn)，使?jié)L珠螺母52相對絲杠軸40轉(zhuǎn)動，滑塊50在由加壓用伺服電機129施加轉(zhuǎn)矩模式能夠上下滑動(當(dāng)然，即使在絲杠軸40與支承板30沒固定成一體的狀態(tài)，如果絲杠軸40與螺母52相對轉(zhuǎn)動，也可形成滑塊50相對支承板30上下移動)。另外，當(dāng)加壓用伺服電機129停止、鎖定裝置130處于開放狀態(tài)時，滾珠螺母52通過蝸桿128與蝸輪127嚙合，與滑塊50固定成一體，因而，由能夠正反自如轉(zhuǎn)動的快速進給用伺服電機35的正反轉(zhuǎn)，使絲杠軸40轉(zhuǎn)動時，能夠上下移動滑塊50。
在滑塊50的大致中央，與設(shè)于滑塊移動機構(gòu)120的通孔141同樣，設(shè)置用于自如轉(zhuǎn)動和上下移動滾珠絲杠部41的通孔56。
如上說明，通過固定于加壓用伺服電機129的蝸桿128與蝸輪127嚙合，滑塊50與滾珠螺母52和絲杠軸40的滾珠絲杠部41接合，通過使快速進給用伺服電機35正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，進而與所述轉(zhuǎn)動一起也使加壓用伺服電機129正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，這樣，能夠使滑塊50更快速上升或者更快速下降，能夠縮短沖壓加工需要的滑塊50的一個循環(huán)的上下滑動的往復(fù)運動所需的時間。其中，這樣的快速上升或快速下降應(yīng)該在不施加壓力負荷的狀態(tài)下進行。
在滑塊50的下面安裝加壓件91或模具(以下用加壓件91代表)，另外，在基座10上，可以成形加工的工件W被放置加工臺92上。而且，在基座10與支承板30之間，沿著導(dǎo)柱20安裝檢測滑塊50的位置的脈沖標度器150，通過位置檢測器151檢測滑塊50的位置。脈沖標度器150，例如，下端固定于基座10，上端不受導(dǎo)柱20熱脹等影響地，不受支承板30等約束地安裝。以后要說明，檢測設(shè)于滑塊50的下面的加壓件91和設(shè)置于基座10的工件W的接觸位置(定點加工高度)H或者即將接觸之前的位置，同時檢測加壓件91的上限待機位置(加壓件91的初期位置)HO和下限下降位置等。
控制裝置100控制包括快速進給用伺服電機35和加壓用伺服電機129的轉(zhuǎn)動方向的各轉(zhuǎn)動速度及其轉(zhuǎn)矩、而且控制使絲杠軸40固定于支承板30(鎖定絲杠軸)、或者使該鎖定解除(使絲杠軸40解除鎖定)的鎖定裝置130等?？刂蒲b置100被預(yù)先輸入各種設(shè)定值，而且，基于檢測滑塊50的位置的、即檢測加壓件91的位置的位置檢測器151檢測的位置信號，進行以下控制(i)在位于上限待機位置HO的加壓件91與置于加工臺92上的工件W接觸的時刻(接觸位置H)或即將接觸的時刻(位置)之前，通過由快速進給用伺服電機35降下的滑塊，使加壓件91快速下降；(ii)另外，在快速進給用伺服電機35停止后，立刻使鎖定裝置130執(zhí)行鎖定動作，從加壓件91接觸工件W的時刻或者即將接觸工件W的時刻到加壓件91下降到達預(yù)定的下限降下位置的時刻，通過由加壓用伺服電機129降下的滑塊50、以相對由所述快速進給用伺服電機35形成的快速下降速度減速的形式控制加壓件91下降，使加壓用伺服電機129成為施加轉(zhuǎn)矩模式，進行加壓件91按壓被置于加工臺92的工件W，把工件W加工成形為規(guī)定形狀。
(iii)進而，加壓件91到達下限降下位置后，解除鎖定裝置130的鎖定動作(開鎖)，與此同時，由快速進給用伺服電機35和加壓用伺服電機129分別驅(qū)動的協(xié)調(diào)驅(qū)動方式進行使滑塊50的快速上升，即進行使加壓件91快速上升的控制(控制方法1的情況)。
在所述說明中，控制裝置100，在使位于上限待機位置HO的加壓件91與被置于加工臺92的工件W接觸的時刻(接觸位置H)或即將接觸的時刻(位置)之前，只通過快速進給用伺服電機35進行使加壓件91快速下降的控制。也可以通過使加壓用伺服電機129一起在使加壓件91下降的方向轉(zhuǎn)動，由快速進給用伺服電機35和加壓用伺服電機129的并列驅(qū)動的協(xié)調(diào)動作，進行更快速下降滑塊50的控制(控制方法2的情況)。
在進行該控制方法2的控制時，在加壓件91與工件W即將接觸之前，使快速進給用伺服電機35完全停止，并且使鎖定裝置130成為鎖定動作狀態(tài)。而且，進入施加轉(zhuǎn)矩模式。也就是，在加壓件91與工件W接觸的時刻，加壓用伺服電機129必須控制進入以下的施加轉(zhuǎn)矩模式控制狀態(tài)，即在施加轉(zhuǎn)矩模式，加壓件91按壓置于加工臺92的工件W，把工件W成形加工為規(guī)定形狀。
在加壓件91即將與工件W接觸的時刻之前，使快速進給用伺服電機35完全停止，使鎖定裝置130執(zhí)行鎖定動作，形成使絲杠軸40固定于支承板30的狀態(tài)。這是因為即使由在加壓件91按壓被置于加工臺92上的工件W時產(chǎn)生的反作用力，通過滾珠螺母52、絲杠軸40(滾珠絲杠部41)和差動機構(gòu)80等要使滑塊50向上方移動的力起作用，然而由于所述說明的絲杠軸40和支承板30固定成一體，絲杠軸40基于所述反作用力其轉(zhuǎn)動被阻止，因而滑塊50不會向上方移動的緣故，也就是從加壓件91確實地對工件W施加規(guī)定的壓力荷重。
在所述控制方法1、2中，控制裝置100，在與被置于加工臺92的工件W即將接觸的時刻(位置)之前，控制位于上限待機位置HO的加壓件91，進行快速進給用伺服電機35和加壓用伺服電機129的協(xié)調(diào)動作。在加壓件91到達下限降下位置后，進行如下的控制，即在到達下限降下位置后，使快速進給用伺服電機35和加壓用伺服電機129分別單獨進行各自動作，進行使加壓件91上升到原來的上升待機位置HO的控制(控制方法3的情況)。
在進行該控制方法3的控制的情況下，也在加壓件91與工件W即將接觸的時刻之前，使快速進給用伺服電機35完全停止，并且，使鎖定裝置130成為鎖定動作狀態(tài)。而且，在加壓件91與工件W接觸的時刻(位置)或者即將接觸的時刻，加壓用伺服電機129在施加轉(zhuǎn)矩模式，進入加壓件91按壓置于加工臺92的工件W、進行把工件W成形加工為規(guī)定形狀的控制狀態(tài)的控制是必要的，這是不言而喻的。
當(dāng)然，控制裝置100，除所述的控制方法1～3之外，還能夠進行使快速進給用伺服電機35和加壓用伺服電機129分別單獨動作的控制，這也是不言而喻的。
用圖6的涉及本發(fā)明的沖壓裝置的自動運轉(zhuǎn)的一實施例循環(huán)線圖，說明這樣構(gòu)成的本發(fā)明的沖壓裝置的動作。
圖6的縱軸從上依次分別表示加壓件91、快速進給用伺服電機35、鎖定裝置130、加壓用伺服電機129的各動作，橫軸表示時間，最上部的實線表示加壓件91的動作線。另外，在對應(yīng)于快速進給用伺服電機35和加壓用伺服電機129的圖的部分，從作為“正向轉(zhuǎn)動”表示的部分的基準線的高度與從作為“反向轉(zhuǎn)動”表示的部分的基準線(零水平線)的高度相同。
時間軸的T0～T1表示快速進給用伺服電機35、鎖定裝置130、加壓用伺服電機129分別處于停止狀態(tài)、加壓件91處于上限待機位置HO的狀態(tài)的循環(huán)開始時刻。
期間T1～T2表示快速進給用伺服電機35通電正向轉(zhuǎn)動，滑塊50開始下降，與此相伴加壓件91也下降，即是加壓件91的下降期間(高速接近期間)。
該時間軸的時刻T2表示加壓件91與置于基座10的加工臺92的工件W接觸的時刻，同時表示快速進給用伺服電機35轉(zhuǎn)動停止、此后的用鎖定裝置130的鎖定動作連接絲杠軸40和支承板成一體以及加壓用伺服電機129通電正向轉(zhuǎn)動、滑塊50即加壓件91開始下降的時刻。
即，期間T1～T2是加壓件91從上限待機位置HO到與置于加工臺92的工件W接觸的非沖壓期間，通過快速進給用伺服電機35的快速的絲杠軸40的轉(zhuǎn)動，使加壓件91快速下降。
而且，期間T2～T3表示加壓用伺服電機129為施加轉(zhuǎn)矩模式，通過滑塊50加壓件91沖壓加工置于基座10的加工臺92的工件W的沖壓期間(沖壓行程期間)。
該時間軸的時刻T3表示加壓件91到達預(yù)定的下限降下位置的時刻，同時，通過其后立刻解除(開鎖)鎖定裝置130，解除絲杠軸40與支承板30的一體化以及對快速進給用伺服電機35和加壓用伺服電機129進行的反向轉(zhuǎn)動通電。
另外，期間T3～T4表示在解除絲杠軸40與支承板30的一體化后，快速進給用伺服電機35和加壓用伺服電機129反向轉(zhuǎn)動，滑塊50上升，加壓件91從下限降下位置快速上升返回上限待機位置HO的上升期間(快速返回期間)。
在該時間軸的時刻T4表示快速進給用伺服電機35的反向轉(zhuǎn)動停止，滑塊50返回下降開始時刻的原位置，到達加壓件91的上限待機位置HO。另外，在到時間軸時刻T4以前，加壓用伺服電機129的反向轉(zhuǎn)動停止。
時間軸的時刻T5分別表示一個循環(huán)的時刻。這樣，在期間T1～T2和期間T3～T4的非沖壓期間，通過使加壓件91快速下降、上升，縮短成形加工的一個循環(huán)所需要的時間。
圖7是對應(yīng)于控制方法2和控制方法3的循環(huán)線圖。圖示的狀態(tài)與圖6的情況相同。在圖7中，與圖6相比，在從快速進給用伺服電機35開始停轉(zhuǎn)的時刻T2提前的時刻T13，起動加壓用伺服電機129。而且，在圖7所示的情況，在快速進給用伺服電機35開始停轉(zhuǎn)的時刻T2之前，加壓用伺服電機129已經(jīng)達到規(guī)定轉(zhuǎn)動狀態(tài)。
在快速進給用伺服電機35轉(zhuǎn)動停止的時刻T2，鎖定裝置130成鎖定狀態(tài)，加壓用伺服電機129為施加轉(zhuǎn)矩模式，成為沖壓成形加工工件W的沖壓期間(加工行程期間)。在時刻T3，與圖6情況相同，加壓件91到達下限降下位置，而且，時刻T3以后的動作與圖6時相同。
另外，在圖7中，時刻T11是快速進給用伺服電機35到達規(guī)定轉(zhuǎn)動狀態(tài)的時間，時刻T12是快速進給用伺服電機35進入制動狀態(tài)的時間，時刻T13是加壓用伺服電機129起動的時間，時刻T14是加壓用伺服電機129達到規(guī)定轉(zhuǎn)動狀態(tài)的時間，時刻T15是加壓用伺服電機進入制動狀態(tài)的時間。另外，時刻T16是加壓用伺服電機129在反向轉(zhuǎn)動中達到規(guī)定轉(zhuǎn)動狀態(tài)的時間，時刻T17是快速進給用伺服電機35在反向轉(zhuǎn)動中達到規(guī)定轉(zhuǎn)動狀態(tài)的時間，時刻T18是加壓用伺服電機129進入制動狀態(tài)的時間，時刻19是加壓用伺服電機129到達轉(zhuǎn)動停止狀態(tài)的時間，時刻T20是快速進給用伺服電機35進入制動狀態(tài)的時間。
另外，如圖7所示，曲線Q表示只由快速進給用伺服電機35進行的加壓件91下降和上升；曲線R表示只由加壓用伺服電機129進行的加壓件91下降和上升。而且，曲線P表示由合成曲線Q和曲線R的結(jié)果形成的加壓件91的下降和上升。
現(xiàn)在說明差動機構(gòu)80的動作，即，當(dāng)沖壓加工的循環(huán)數(shù)達到預(yù)先設(shè)定的次數(shù)時，控制裝置100把驅(qū)動信號輸入滾珠軸承位置調(diào)整用的伺服電機88。該驅(qū)動信號使該滾珠軸承位置調(diào)整用伺服電機88只轉(zhuǎn)動預(yù)先設(shè)定的角度。這樣，通過蝸桿85、蝸輪84、中間齒輪86、齒輪87，差動圓筒81僅稍微轉(zhuǎn)動規(guī)定角度。通過該差動圓筒81轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度，差動圓筒81相對支承板30向上或者向下移動規(guī)定的距離，滑塊50向上或者向下只移動該規(guī)定的距離。
滑塊50向上或者向下移動該規(guī)定距離之后，由于加壓件91的初期高度HO(上限待機位置HO)改變該規(guī)定的距離，因而為定點加工從控制裝置100向快速進給用伺服電機35或者加壓用伺服電機129輸入校正控制信號，抵消變化的該規(guī)定距離。
該校正控制信號輸入后的沖壓加工循環(huán)與校正加壓件91的初期高度HO的校正控制信號輸入前的沖壓加工的循環(huán)相同，但是，相對固定于在滑塊移動機構(gòu)120的蝸輪127上形成的圓筒狀軸心部127a的滾珠螺母52內(nèi)部的滾珠的滾珠槽和相對滾珠絲杠部41的滾珠槽的相對位置與在由以前的所述加壓用伺服電機129進行的加工模式的相對應(yīng)置不同。即，滾珠螺母52內(nèi)部的滾珠與滾珠槽和滾珠絲杠部41的滾珠槽的相對應(yīng)置在改變，因此，能夠防止其局部的磨耗。使該滾珠螺母52內(nèi)部的滾珠與滾珠槽和滾珠絲杠部41的滾珠槽的相對位置變化，進行定點加工的同時能夠防止?jié)L珠螺母52內(nèi)部的滾珠與滾珠槽和滾珠絲杠部41的滾珠槽的局部的磨損，因而，能夠和以前同樣地保持沖壓加工精度，并且，能夠延長沖壓裝置的壽命。
圖8表示圖1所示控制裝置的實施例的構(gòu)成。其中，在圖8中，關(guān)于對鎖定裝置130的控制和對差動機構(gòu)80控制的圖示省略。
圖中編號30、35、50、129、150、151對應(yīng)于圖1，200表示NC(數(shù)字控制)裝置，201表示觸摸面板，210表示伺服電機M#1(快速進給用伺服電機35)用的伺服模塊(SM#1)，220表示伺服電機M#1(快速進給用伺服電機35)用的伺服驅(qū)動器(SD#1)，230表示伺服電機M#1(快速進給用伺服電機35)用的檢測轉(zhuǎn)動量的編碼器，240表示伺服電機M#2(加壓用伺服電電機129)用的伺服模塊(SM#2)，250表示伺服電機M#2(加壓用伺服電機129)用的伺服驅(qū)動器(SD#2)，260表示檢測伺服電機M#2(加壓用伺服電機129)用的轉(zhuǎn)動量的編碼器。
伺服模塊SM#1(210)和伺服模塊SM#2(240)，如后述，分別給予由對應(yīng)的伺服電機M#1(35)和伺服電機M#2(129)動作的應(yīng)處位置的圖模，在由NC裝置200的控制下，分別發(fā)出對伺服電機M#1(35)和伺服電機M#2(129)的速度指令。
另外，伺服驅(qū)動器SD#1(220)和伺服驅(qū)動器SD#2(250)，如后述，分別接收速度指令，并從各自對應(yīng)的編碼器#1(230)和編碼器#2(260)接收編碼器反饋信號，分別驅(qū)動伺服電機M#1(35)和伺服電機M#2(129)。
另外，在伺服模塊SM#2(240)中，接收從圖1所示的脈沖標度器150和位置檢測器151發(fā)出的線性標度反饋信號。如以后所述地，在規(guī)定期間發(fā)出零電平箝位信號，對伺服驅(qū)動器SD#2(250)發(fā)出速度指令。但是，伺服驅(qū)動器SD#2(250)在該規(guī)定期間把伺服電機M#2(129)置于零電平箝位狀態(tài)(伺服電機M#2(129)雖然被接通電源，但是被箝位于零位置，不轉(zhuǎn)動)。
圖9是伺服模塊SM#1的詳細圖。圖中符號211是位置圖模形成部，給予由伺服電機M#1(35)的轉(zhuǎn)動的位置圖模。符號212是目標位置運算部，發(fā)出實時的目標位置監(jiān)視信號。213是加法器。214是乘算位置回路增益Kp的，發(fā)出速度指令輸出值信號。215是模擬速度指令部，發(fā)出速度指令。
另外，符號216接收并倍增從圖8所示的編碼器230發(fā)來的編碼器反饋信號。217是絕對位置檢測部，積算編碼器反饋信號，檢測由伺服電機M#(35)的轉(zhuǎn)動形成的絕對位置。
另外，符號218是現(xiàn)在位置運算部，運算伺服電機M#1(35)的現(xiàn)在位置，供給加法器213。另外，符號219-1是機械座標閉鎖位置判定部，符號219-2是機械座標反饋發(fā)生部。
伺服模塊SM#1(210)，基于位置圖模形成部211發(fā)生的目標位置監(jiān)視信號與基于從圖8所示編碼器230發(fā)來的編碼器反饋信號，根據(jù)在現(xiàn)在位置運算部218運算的現(xiàn)在位置之差(位置偏差)，由模擬速度指令部215發(fā)出速度指令。
圖10是伺服驅(qū)動器SD#1的詳圖。圖中符號35、50、230對應(yīng)圖8。221是分頻器，把編碼器230發(fā)來的脈沖分頻，取得編碼器反饋信號。222是加法器。223是給予速度回路增益的部件。224是電力變換部，進行電力供給，以使伺服電機M#1(35)以理想的速度轉(zhuǎn)動。225是電流檢測部，檢測供給伺服電機M#1(35)的電流值，向電力變換部224反饋。
伺服驅(qū)動器SD#1(220)把編碼器反饋信號送向圖8所示的伺服模塊SM#1(210)，與此同時，接收從該伺服模塊SM#1(210)發(fā)來的速度指令。
加法器222取得通過分頻器221獲得的編碼器反饋信號與速度指令的偏差，乘以速度回路增益223之后，通過電力變換部224驅(qū)動伺服電機M#1(35)。
圖11是伺服模塊SM#2的詳圖。圖中符號200、240對應(yīng)圖8。符號241是位置圖模形成部，給予由伺服電機M#2(129)的轉(zhuǎn)動形成的應(yīng)處位置的圖模。符號242是目標位置運算部，發(fā)出實時的目標位置監(jiān)視信號。243是加法器。224乘算位置回路增益Kp，發(fā)出速度指令輸出值信號。245是模擬速度指令部，發(fā)生速度指令。
另外，符號246接收并倍增從圖8所示的線性標度器(位置檢測器)151發(fā)來的線性標度反饋信號(脈沖信號)。247是絕對位置檢測部，累積計算線性標度反饋信號，檢測由滑塊50的移動產(chǎn)生的絕對位置。
另外，符號248是現(xiàn)在位置運算部，運算所述滑塊50的現(xiàn)在位置，供給加法器243。另外，符號249-1是機械座標閉鎖位置判定部。符號249-2是機械座標反饋發(fā)生部。
另外，伺服模塊SM#2(240)備有零電平箝位指令，供給伺服驅(qū)動器SD#2(250)。該零電平箝位指令，如用圖12后述那樣，在伺服電機M#2(129)處于不起動狀態(tài)的期間中，對該伺服電機M#2(129)施加電能，把該伺服電機M#2(129)保持在零位置(盡管施加電能，然而，實質(zhì)上置于非轉(zhuǎn)動狀態(tài)—形成在極微少時間內(nèi)反復(fù)正向轉(zhuǎn)動狀態(tài)和反向轉(zhuǎn)動狀態(tài)的狀態(tài))。
伺服模塊SM#2(240)，基于位置圖模形成部241發(fā)生的目標位置監(jiān)視信號與基于從圖8所示的線性標度器(位置檢測器)151發(fā)來的線性標度反饋信號，在現(xiàn)在位置運算部248根據(jù)運算的現(xiàn)在位置之差(位置偏差)，由模擬速度指令部245發(fā)出速度指令。
圖12是伺服驅(qū)動器SD#2的詳圖，符號129、150、151、250、260對應(yīng)于圖8。而且，符號251是分頻器，把從編碼器260發(fā)來的脈沖分頻，取得編碼器反饋信號。252是加法器。253供給速度回路增益。254是電力變換部，進行電力供給，以使伺服電機M#2(129)以理想速度轉(zhuǎn)動。255是電流檢測部，檢測供給伺服電機M#2(129)的電流值，向電力變換部254反饋。
另外，符號256供給位置回路增益。另外，257是信號切換開關(guān)(雖然用機械開關(guān)的形狀圖示，但是，實際上由電子回路構(gòu)成)，基于零電平箝位信號(指令)，把供給電力變換部254的信號，從“位置指令”信號切換成“速度指令”信號。
在圖12中，分頻器251、加法器252、直到速度回路增益253的動作與圖10所示的分頻器221、加法器222、直到速度回路增益223的動作相同。即，從速度回路增益253輸出的信號與從圖11所示的模擬速度指令部245發(fā)出的速度指令和從圖12所示的分頻器251發(fā)出的編碼器反饋信號的偏差相對應(yīng)，形成獲得與伺服電機M#2(129)應(yīng)該轉(zhuǎn)動的速度相稱的速度那樣的信號。而且，從該速度回路增益253發(fā)出的該輸出信號，由零電平箝位指令切換信號切換開關(guān)257之后(切換到圖示的OFF位置側(cè)之后)，供給電力變換部254。即，在對伺服電機M#2(129)指示進行使圖1所示的滑塊50移動(下降或上升)的作用之后，開始進入對該伺服電機M#2(129)按照圖11所示的位置圖模形成部241的控制。
但是，在伺服驅(qū)動器250，在通過零電平箝位信號(指令)切換信號切換開關(guān)257之前，信號切換開關(guān)257被置于圖示的ON位置，電力變換部254接受從位置回路增益256輸出的信號，運轉(zhuǎn)伺服電機M#2(129)。即，當(dāng)伺服電機M#2稍微正向轉(zhuǎn)動，編碼器260輸出伺服電機M#2的正向轉(zhuǎn)動狀態(tài)的發(fā)生信號時，電力變換部254使伺服電機M#2稍微反向轉(zhuǎn)動地使伺服電機M#2運動，以抵消伺服電機M#2的該正向轉(zhuǎn)動。換言之，雖然供給伺服電機M#2(129)電能，但是被控制著保持所謂零位置。再換言之，伺服電機M#2(129)，在該期間進行制動，以使圖1所示的滾珠螺母52不產(chǎn)生非希望的轉(zhuǎn)動。該滾珠螺母52，當(dāng)信號切換開關(guān)257切換，開始成為電力變換部254從速度回路增益253側(cè)接收信號的階段時，許可相對絲杠軸40轉(zhuǎn)動。
另外，重要的事情是，在由圖8所示的NC裝置200進行的控制下，當(dāng)起動伺服電機M#1(35)時，線性標度器(位置檢測器)151檢測滑塊50的下降。而且，從圖11所示的位置圖模形成部241輸出的目標位置監(jiān)視信號(伺服電機M#2(129)的目標位置監(jiān)視信號)也在NC裝置200的控制下被輸出。但是，伺服電機M#2的目標位置，在通過零電平箝位信號(指令)切換信號切換開關(guān)257之前，應(yīng)該維持零位置。該控制的偏差，在零電平箝位期間，逐次或者匯總進行校正。而且，形成在通過零電平箝位信號(指令)向速度指令側(cè)切換信號切換開關(guān)257的時刻，要正確、即從零位置進行起動。
圖13～圖17表示圖8～圖12所示的控制裝置的變形例。關(guān)于圖13～圖17所示的控制裝置，與圖8～圖12不同的點大體如下。
在圖8～圖12中，取出關(guān)于加工中的快速進給用伺服電機35和加壓用伺服電機129兩者的、基于位置圖模形成部211和241發(fā)出的信息的目標位置與從圖示的現(xiàn)在位置運算部218和248得出的現(xiàn)在位置的偏差，基于該偏差驅(qū)動所述兩個伺服電機。即，一面進行反饋控制，一面進行沖壓加工。
與此相對，在圖13～圖17中，在進行沖壓加工時，在進行正式的加工的正式加工階段之前，先進行所謂學(xué)習(xí)，獲得正式加工階段中的所述目標位置信息(稱為學(xué)習(xí)階段)。即，在正式加工階段，基于在學(xué)習(xí)階段獲得的目標位置信息，不進行所述反饋控制，而用所謂前饋控制進行沖壓加工。
另外，不言而喻，在進行沖壓加工時，圖1所示的滑塊50在沖壓加工中的時時刻刻精密地保持水平狀態(tài)的同時被降下是理想的。特別，在具有多組快速進給用伺服電機和加壓用伺服電機組、使單一的滑塊50下降的情況下，保持該水平狀態(tài)尤為重要。
但是，在沖壓加工中，沖壓加工中的時時刻刻從工件產(chǎn)生的反作用力與工件的形狀相應(yīng)地變化。另外，在極其緩慢進行沖壓加工和快速進行沖壓加工時，對加壓用伺服電機129應(yīng)有的驅(qū)動控制的狀態(tài)特別不同。
為此，在學(xué)習(xí)階段中，在最初階段，以保持滑塊50水平為條件，極緩慢進行沖壓加工，獲得信息。然而，加進該獲得的進息并且以保持滑塊50水平為條件，提高沖壓加工的加工速度，獲得信息。一面返復(fù)進行這樣的學(xué)習(xí)，一面獲得能夠以與正式加工階段相稱的速度且嚴格保持滑塊50水平的信息。保持著與這樣的正式加工階段相稱的學(xué)習(xí)信息，基于該學(xué)習(xí)信息，不進行反饋控制地進行正式加工中的沖壓加工。只是有時根據(jù)需要，在正式加工階段中的沖壓加工中，由于某種原因，滑塊50應(yīng)有的位置和滑塊50現(xiàn)在實際位置有可能產(chǎn)生變化，超出界限值。為此，希望備有錯誤檢測部。
圖13表示圖1所示的其控制裝置的另一實施例的結(jié)構(gòu)。其中，在圖13中也省略了對鎖定裝置130的控制和對差動機構(gòu)80的控制的圖示。
圖中符號30、35、50、129、150、151對應(yīng)圖1。200表示NC(數(shù)字控制)裝置。201表示觸摸面板。210A表示伺服電機M#1(快速進給用伺服電機35)用伺服模塊(SM#1A)。220A表示伺服電機M#1(快速進給用伺服電機35)用伺服驅(qū)動器(SD#1A)。230表示用于檢測伺服電機M#1(快速進給用伺服電機35)轉(zhuǎn)動量的編碼器。240A表示伺服電機M#2(加壓用伺服電機129)用伺服模塊(SM#2A)。250A表示伺服電機M#2(加壓用伺服電機129)用伺服驅(qū)動器(SD#2A)。260表示用于檢測伺服電機M#2(加壓用伺服電機129)轉(zhuǎn)動量的編碼器。
伺服模塊SM#1A(210A)和伺服模塊SM#2A(240A)，如后述，分別給予由對應(yīng)的伺服電機M#1(35)和伺服電機M#2(129)的動作的應(yīng)處位置的圖模，在由NC裝置200的控制下，分別發(fā)出對伺服電機M#1(35)和伺服電機M#2(129)的移度指令。
另外，伺服驅(qū)動器SD#1A(220A)和伺服驅(qū)動器SD#2A(250A)，如后述，分別接收移動指令，并且，從各自對應(yīng)的編碼器#1(230)和編碼器#2(260)接收編碼器反饋信號，分別驅(qū)動伺服電機M#1(35)和伺服電機M#2(129)。
另外，在伺服模塊SM#2A(240A)，接收從圖1所示的脈沖標度器150和位置檢測器151發(fā)出的線性標度反饋信號，如以后所述地，在規(guī)定期間發(fā)出零電平箝位信號，對伺服驅(qū)動器SD#2A(250A)發(fā)出移動指令，但是，伺服驅(qū)動器SD#2A(250A)在該規(guī)定期間把伺服電機M#2(129)置于零電平箝位狀態(tài)(伺服電機M#2(129)雖然被接通電源，但是，被箝位于零位置，不轉(zhuǎn)動)。
圖14是伺服模塊SM#1A的詳圖。圖中符號211是位置圖模形成部，給予由伺服電機M#1(35)轉(zhuǎn)動的應(yīng)處位置的圖模。符號212A是目標位置運算部，對應(yīng)實時的目標位置發(fā)生移動指令。
另外，符號216接收并倍增從圖13所示的編碼器輸出的編碼反饋信號(脈沖信號)。217是絕對位置檢測部，積算編碼器反饋信號，檢測由伺服電機M#1(35)的轉(zhuǎn)動形成的絕對位置。
另外，符號218是現(xiàn)在位置運算部，運算伺服電機M#1(35)的現(xiàn)在位置。符號219-1是機械座標閉鎖位置判定部。符號219-2是機械座標反饋發(fā)生部。
另外，270A是以機械開關(guān)的形式圖示的切換開關(guān)部，其進行切換。即在進行正式的沖壓加工之前的所謂學(xué)習(xí)階段，把在現(xiàn)在位置運算部218運算的現(xiàn)在位置信息供給目標位置運算部212A；在進行正式?jīng)_壓加工的正式加工階段，把該現(xiàn)在位置信息供給后述的錯誤檢測部271A。另外，該切換由對應(yīng)于圖1所示的控制裝置100的NC(數(shù)值控制)裝置200指示。
271A是錯誤檢測部，在所述正式加工階段，當(dāng)發(fā)生某種異常狀態(tài)，在對應(yīng)于從目標位置運算部212A發(fā)生的移動指令的現(xiàn)在位置信息(指示現(xiàn)在目標位置信息)的值和基于編碼反饋位置、從現(xiàn)在位置運算部218取得的現(xiàn)在實際位置信息的值之間產(chǎn)生超過界限值的位置偏差時發(fā)出產(chǎn)生錯誤信號，進行報警。
圖14表示的目標位置運算部212A如下動作。
在所述學(xué)習(xí)階段，如上所述，接受從現(xiàn)在位置運算部218輸出的現(xiàn)在實際位置信息。而且，取出并保持從位置圖模生成部211輸出處的、實時的所述指令現(xiàn)在目標位置信息的值與從現(xiàn)在位置運算部218輸出的所述現(xiàn)在實際位置信息的值之偏差，(稱該被保持的一連的偏差值為保持偏差信息)，與此同時，用對應(yīng)于該偏差的形式發(fā)出移動指令。
另一方面，在所述正式加工階段，目標位置運算部212A把在所述學(xué)習(xí)階段取得并保持的所述保持偏差信息，根據(jù)加工的進行讀出、思考，作為移動指令。
圖15是伺服驅(qū)動器SD#1A的詳圖。圖中符號35、50、230對應(yīng)圖13。221是分頻器，把從編碼器230發(fā)來的脈沖分頻，取得編碼反饋信號。222是加法器。223是給予速度回路增益的部件。224是電力變換部，供給電力以使伺服電機M#1(35)以理想的速度轉(zhuǎn)動。225是電流檢測部，檢測向伺服電機M#1(35)供給的電流值，向電力變換部224反饋。226A給予位置回路增益。
伺服驅(qū)動器SD#1A(220A)把編碼反饋信號送向圖13所示的伺服模塊SM#1A(210A)，同時，從該伺服模塊SM#1A(210A)接收移動指令，還由226A乘以位置回路增益。
該圖15所示的伺服驅(qū)動器SD#1A的動作基本與圖10所示的動作相同，因而，省略說明。
圖16是伺服模塊SM#2A的詳圖。圖中符號200對應(yīng)于圖13。符號241是位置圖模形成部，給予由伺服電機M#2(129)的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的位置圖模。符號242A是目標位置運算部，發(fā)出實時的移動指令。
另外，符號246接收并倍增從圖13所示的線性標度器(位置檢測器)151發(fā)來的線性標度反饋信號(脈沖信號)。247是絕對位置檢測部，積算線性標度反饋信號，檢測由圖1所示的滑塊50的移動產(chǎn)生的絕對位置。
另外，符號248是現(xiàn)在位置運算部，運算所述滑塊50的現(xiàn)在位置。另外，符號249-1是機械座標閉鎖位置判定部。符號249-2是機械座標反饋發(fā)生部。
另外，272A是用機械開關(guān)的形式圖示的切換開關(guān)部，其進行切換。即在進行正式?jīng)_壓加工之前的所謂學(xué)習(xí)階段，把在現(xiàn)在位置運算部248運算的現(xiàn)在位置信息供給目標位置運算部242A；在進行正式?jīng)_壓加工的正式加工階段，把該現(xiàn)在位置信息供給后述的錯誤檢測部273A。另外，該切換由對應(yīng)于圖1所示的控制裝置100的NC(數(shù)值控制)裝置200指示。
273A是錯誤檢測部，在所述正式加工階段，當(dāng)發(fā)生某種異常狀態(tài)，在對應(yīng)于從目標位置運算部242A發(fā)出的移動指令的現(xiàn)在位置信息(指示現(xiàn)在目標位置信息)的值和基于編碼反饋信號從現(xiàn)在位置運算部248取得的現(xiàn)在實際位置信息的值之間產(chǎn)生超過界限值的位置偏差時發(fā)出產(chǎn)生錯誤信號，進行報警。
圖16所示的目標位置運算部242A如下動作。
在所述學(xué)習(xí)階段，如上所述，接受從現(xiàn)在位置運算部248輸出的現(xiàn)在實際位置信息。而且，取出并保持從位置圖模形成部241輸出處的、實時的所述現(xiàn)在位置信息的值與從現(xiàn)在位置運算部248輸出的所述現(xiàn)在實際位置信息的值之偏差，(稱該被保持的一連的偏差值為保持偏差信息)，與此同時，用對應(yīng)于該偏差的形式發(fā)出移動指令。
另外，在所述正式加工階段，目標位置運算部242A，根據(jù)加工的進行，讀出在所述學(xué)習(xí)階段取得并保持的保持偏差信號，作為移動指令。
另外，伺服模塊SM#2A(240A)準備零電平箝位指令，送向伺服驅(qū)動器SD#2A(250A)。該零電平箝位指令，如用圖17后述那樣，在伺服電機M#2(129)不起動狀態(tài)的期間中，雖然對該伺服電機M#2(129)施加電能，但是，保持該伺服電機M#2(129)于零位置(雖然施加電能，但是，實質(zhì)上置于非轉(zhuǎn)動狀態(tài)，即形成在極少的時間反復(fù)進行正向轉(zhuǎn)動狀態(tài)和反向轉(zhuǎn)動狀態(tài)的狀態(tài))。
伺服模塊SM#2A(240A)，在所述學(xué)習(xí)階段，按照基于位置圖模形成部241發(fā)生的現(xiàn)在位置與基于從圖8所示線性標度器(位置檢測器)151發(fā)出的線性標度反饋信號、在現(xiàn)在位置運算部248運算的現(xiàn)在實際位置之差(位置偏差)，對伺服模塊SM#2A發(fā)出移動指令。而且，在該期間進行學(xué)習(xí)，把位置偏差例如保存于存儲器，在所述正式加工階段中發(fā)出移動指令時使用。另外，當(dāng)在正式加工階段也許由于某種原因發(fā)生非希望的位置偏移時，從錯誤檢測部273A發(fā)出產(chǎn)生錯誤信號。
圖17是伺服驅(qū)動器SD#2A的詳圖。符號129、150、151、250A、260對應(yīng)圖13。而且，符號251是分頻器，把從編碼器260輸出的脈沖分段，取得編碼反饋信號。252是加法器。253是給予速度回路增益的部件。254是電力變換部，供給電力，以使伺服電機M#2(129)以理想的速度轉(zhuǎn)動。255是電流檢測部，檢測供給伺服電機M#2(129)的電流值向電力變換部254反饋。
另外，符號256給予位置回路增益。257是信號切換開關(guān)(雖然以機械開關(guān)的形式圖示，但是，實際上用電子回路構(gòu)成)，基于零電平箝位信號(指令)，把送向電力變換部254的信號從“位置指令”信號切換成“速度指令”信號。另外258A給予位置回路增益。
圖17所示伺服驅(qū)動器SD#2A的動作基本與圖12所示的動作相同，因而，省略說明。
另外，重要的是，在由來自圖13所示的NC裝置200的控制下，當(dāng)伺服電機M#1(35)起動時，線性標度器(位置檢測器)151就檢測滑塊50的下降。而且，從圖16所示位置圖模形成部241輸出的目標位置監(jiān)視信號(伺服電機M#2(129)的目標位置監(jiān)視信號)也在NC裝置200的控制下輸出。但是，伺服電機M#2的目標位置，在通過零電平箝位信號(指令)切換信號切換開關(guān)257之前的期間，應(yīng)該維持零位置。該控制的偏移，在零電平箝位間，逐步或者集中被校正。而且，在通過零電平箝位信號(指令)信號切換開關(guān)257被切換到速度指令側(cè)的時刻，正確即從零位置起動。
圖4表示涉及本發(fā)明的沖壓裝置的剖開主要部分的局部的另一實施例正面圖。
圖4所示的涉及本發(fā)明的沖壓裝置基本與圖1所示的沖壓裝置結(jié)構(gòu)相同。
圖4所示的沖壓裝置與圖1所示的沖壓裝置不同的部分主要是如下兩處。即加壓用伺服電機129被配置于支承板30上；而且，由于加壓用伺服電機129被配置于支承板30上，因而，新設(shè)置軸變換機構(gòu)160，其把該加壓用伺服電機129的垂直于支承板的轉(zhuǎn)動軸與滑塊移動機構(gòu)120的輸入軸124在軸方向配合，同時，把加壓用伺服電機129的轉(zhuǎn)矩向滑塊移動機構(gòu)120的輸入軸124傳動。
在圖4中，除所述兩點不同之外，與圖1的沖壓裝置的結(jié)構(gòu)和動作都相同，因而，省略其說明。然而，由于把結(jié)構(gòu)上有重量的加壓用伺服電機129配置于支承板30上，因而，與該加壓用伺服電機129被配置于滑塊50上的場合相比，滑塊50的重量減輕、其慣性減小，因此，在移動滑塊50控制其位置時，用小轉(zhuǎn)矩就能夠完成。因此，能夠進行滑塊50的急速的停止和急速的起動，能夠?qū)崿F(xiàn)縮短沖壓加工的一循環(huán)所要的時間。也就是能夠?qū)崿F(xiàn)沖壓裝置的高效率化。
圖5表示軸變換機構(gòu)的一實施例結(jié)構(gòu)說明圖。與圖4相同的部件附加相同參照編號。
在圖5，軸變換機構(gòu)160以如下的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)把配置于支承板30的加壓用伺服電機129的轉(zhuǎn)矩向滑塊移動機構(gòu)120的輸入軸124傳送。
即能夠轉(zhuǎn)動地安裝于支承板30上的加壓用伺服電機129的轉(zhuǎn)動軸161穿過支承板30，在從該支承板30穿過的轉(zhuǎn)動軸161上固定齒輪162。齒輪162與齒輪163嚙合。齒輪163嵌入接合于在變向軸164上銑成的花鍵165上，同時用收納于固定在支承板30的齒輪支承箱166內(nèi)的兩個推力軸承167、168夾持，該齒輪支承箱166固定在支承板30上，形成齒輪163的轉(zhuǎn)動向變向軸164傳送，并且變向軸164通過與設(shè)于齒輪163的花鍵槽的花鍵接合，能夠在齒輪163內(nèi)自如滑動。
另外，在變向軸164上固定蝸桿169，使蝸桿169與固定于滑塊移動機構(gòu)120的輸入軸124的蝸輪170嚙合。
由于軸變換機構(gòu)160形成這樣的結(jié)構(gòu)，因而，即使把加壓用的伺服電機129配設(shè)于支承板30，安裝于支承板30的加壓用伺服電機129的轉(zhuǎn)矩也能夠傳送到滑塊移動機構(gòu)120的輸入軸124，用圖5所示的軸變換機構(gòu)160也能夠發(fā)揮與在圖1中說明的在滑塊移動機構(gòu)120內(nèi)配設(shè)加壓用伺服電機129時的完全相同的機能。
在圖5所示的軸變換機構(gòu)160，用蝸桿169和蝸輪170進行安裝于支承板30的加壓用伺服電機129的垂直于支承板30的轉(zhuǎn)動軸161與滑塊移動機構(gòu)120的平行于支承板30的輸入軸124的軸配合，然而，也可以使用斜齒輪等的組合和其他各種齒輪進行軸變換。
圖18表示電動沖壓加工機的另一方式的實施例示意說明圖。在圖18中，在由基座301和支承板302以及多根導(dǎo)向柱303形成的框體304的內(nèi)部設(shè)滑塊305，在滑塊305的四角分別設(shè)與導(dǎo)向柱303接合、滑塊305沿導(dǎo)向柱303的軸向自如滑動的孔。
在支承板302的上面，設(shè)一個或多個，例如，二、三或四個安裝臺307。在一個或多個各安裝臺307上，安裝內(nèi)裝編碼器的快速進給用伺服電機308。
以下說明的涉及安裝于一個或多個安裝臺307上的各伺服電機308的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成部件完全相同，因而，只就其中一個進行說明。
以下，說明圖18所示的實施例，在安裝臺307的內(nèi)部，與固定于快速進給用伺服電機308的輸出軸的齒輪309嚙合的齒輪310以絲杠軸311為軸轉(zhuǎn)動自如地軸支承于安裝臺307內(nèi)。滾珠絲杠軸311分別在安裝臺307和支承板302的上下方向貫通，從上依次具有圓柱部312、銑出花鍵的花鍵部313、有滾珠槽的右螺旋的上陽螺紋部314和有滾珠槽的左螺旋的下陽螺紋部315。
絲杠軸311的圓柱部312滑動自如地被支承于設(shè)在安裝臺307上的支承套316內(nèi)。另外，絲杠軸311的花鍵部313與齒輪310花鍵接合，通過齒輪310的轉(zhuǎn)動絲杠軸311轉(zhuǎn)動。在齒輪310非轉(zhuǎn)動狀態(tài)下，形成在絲杠軸311本身的非轉(zhuǎn)動狀態(tài)能夠沿其軸向自如地滑動。也就是，通過齒輪309和310的的嚙合以及齒輪310和絲杠軸311的花鍵部313的花鍵接合，由快速進給用伺服電機308的轉(zhuǎn)動控制能夠控制絲杠軸311的轉(zhuǎn)動。
絲杠軸311的上陽螺紋部314與內(nèi)部設(shè)置了滾珠和螺母的滾珠螺紋機構(gòu)317螺紋連接，同時，在滾珠螺紋機構(gòu)317的上部，通過軸環(huán)318固定蝸輪319。滾珠螺紋機構(gòu)317通過軸承320和軸環(huán)321轉(zhuǎn)動自如地軸支承于支承板302。在支承板302上安裝內(nèi)裝編碼器的加壓用伺服電機323，固定連接于加壓用伺服電機323的輸出軸的蝸桿324與蝸輪319嚙合。因而，在只通過加壓用伺服電機323的轉(zhuǎn)動使滑塊305下降、進行沖壓加工期間，與加壓用的伺服電機323的正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動相應(yīng)地通過蝸桿324和蝸輪319的嚙合的滾珠螺紋機構(gòu)317轉(zhuǎn)動，通過該轉(zhuǎn)動，滾珠螺紋機構(gòu)317轉(zhuǎn)動，可使絲杠軸311不轉(zhuǎn)動地向下方移動(關(guān)于該絲杠軸311的轉(zhuǎn)動方向以及上下方向的移動，有時可使快速進給用伺服電機308的動作連動，關(guān)于該點以后說明)。
在滑塊305的上面，通過在中央部具有供轉(zhuǎn)動絲杠軸311用的孔的安裝臺325，安裝內(nèi)部設(shè)置滾珠和螺母部件的滾珠螺紋機構(gòu)326，絲杠軸311的下陽螺紋部315與滾珠螺紋機構(gòu)326螺紋連接。通過所述快速進給用伺服電機308的轉(zhuǎn)動控制，控制絲杠軸311轉(zhuǎn)動。因而，通過絲杠軸311的下陽螺紋部315與滾珠螺紋機構(gòu)326的螺紋連接，能夠使滑塊305往復(fù)運動。
在滑塊305的下端面安裝上模327。另外，在基座301上與該上模327對應(yīng)的位置設(shè)置下模328。而且，在基座301和支承板302之間沿著導(dǎo)向柱303安裝檢測滑塊305的位置用的脈沖標度器329，用脈沖標度器329檢測上模327與放置于下模328上的工件330的接觸位置、上模327的上限待機位置和下限降下位置，同時檢測上模327的位置。
對應(yīng)于單一的滑塊50設(shè)一個或多個組，即，快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323的組?？刂瓶焖龠M給用伺服電機308和加壓用伺服電機323的各轉(zhuǎn)動的控制裝置331預(yù)先輸入各種設(shè)定值，并且，接收脈沖標度器329檢測的位置信號。而且，該控制裝置331在上模327與放置于下模328上的工件330即將接觸之前，通過快速進給用伺服電機308的轉(zhuǎn)動以及按需要加壓用伺服電機323的轉(zhuǎn)動使上?？焖傧陆?。在從上模327與工件330即將接觸之前直到上模327到達預(yù)定的下限降下位置(圖18的上模327的假想線位置(327))之間的下降過程中，用由加壓用伺服電機323的轉(zhuǎn)動進行的轉(zhuǎn)矩模式使上模327下降，同時，進行按壓置于下模328上的工件330的控制，當(dāng)上模327到達下限降下位置后，通過快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323的轉(zhuǎn)動，進行使上?？焖偕仙目刂啤?br> 以下對由這樣構(gòu)成的電動沖壓加工機的快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323的轉(zhuǎn)動形成的絲杠軸311的轉(zhuǎn)動方向和上下方向移動進行說明。
現(xiàn)在，當(dāng)加壓用伺服電機323斷電，即處于停止轉(zhuǎn)動狀態(tài)時，由于蝸桿324與蝸輪319的接合，滾珠螺紋機構(gòu)317固定在支承板302上。即滾珠螺紋機構(gòu)317通過蝸桿324和蝸輪319的接合，與支承板302形成一體。在這樣的狀態(tài)下，當(dāng)快速進給用電機308正向轉(zhuǎn)動，齒輪309從圖18的圖的上側(cè)看(以下規(guī)定轉(zhuǎn)動全部從圖的上側(cè)看)以逆時針方向轉(zhuǎn)動時，絲杠軸311以順時針方向轉(zhuǎn)動，與固定于支承板302的滾珠螺紋機構(gòu)317螺紋連接的右螺旋的上陽螺紋部314、即滾珠絲杠軸311，從框體304看，向下方移動(以下，只要不預(yù)先聲明，絲杠軸311的移動方向全部從框體304看)。
由于順時針方向轉(zhuǎn)動的滾珠絲杠軸311的左螺旋的下陽螺紋部315與通過安裝臺325固定在滑塊305上的滾珠螺紋機構(gòu)326螺紋連接，因而，通過絲杠軸311向順時針方向轉(zhuǎn)動滾珠螺紋機構(gòu)326向下方移動，滑塊305也向下方移動。從而，滑塊305、即固定在滑塊305的下面的上模327，以相加絲杠軸311自身轉(zhuǎn)動的向下方移動和滾珠螺紋機構(gòu)326對應(yīng)于絲杠軸311向下方的移動的狀態(tài)，用高速向下方移動。此時的上模327的移動速度定為V1。
當(dāng)快速進給用伺服電機308反向轉(zhuǎn)動，齒輪309以順時針方向轉(zhuǎn)動時，絲杠軸311以逆時針方向轉(zhuǎn)動，與固定在支承板302上的滾珠螺紋機構(gòu)317螺紋連接的右螺旋上陽螺紋部314、即絲杠軸311轉(zhuǎn)動并向上方移動。
由于以逆時針方向轉(zhuǎn)動的絲杠軸311的左螺旋下陽螺紋部315與通過安裝臺325固定在滑塊305上的滾珠螺紋機構(gòu)326螺紋連接，因而，與絲杠軸311的轉(zhuǎn)動對應(yīng)，滾珠螺紋機構(gòu)326自體向上方移動。因而，滑塊305，即固定在滑塊305的下面的上模327，以相加絲杠軸311自體轉(zhuǎn)動并向上方的移動和滾珠螺紋機構(gòu)326對應(yīng)于絲杠軸311向上方的移動的狀態(tài)，向上方移動。此時的上模327的移動速度是所述V1(快速進給用伺服電機308的轉(zhuǎn)動為正反相同的控制)。
這樣，上陽螺紋部314的右螺旋的螺距Pr和下陽螺紋部315的左螺旋的螺距P1相同時，通過在一根絲杠軸311上設(shè)置右螺旋和左螺旋兩種螺紋，能夠以右螺旋或左螺旋一種螺紋的兩倍的速度快速移動上模327。
此刻，對快速進給用伺服電機308，向與現(xiàn)在的轉(zhuǎn)動方向相反方向施加非希望的力時，也施加不向該相反方向轉(zhuǎn)動的程度驅(qū)動力，而處于在轉(zhuǎn)動方向也不轉(zhuǎn)動的狀態(tài)(以下稱轉(zhuǎn)動停止保持狀態(tài))時，在這種狀態(tài)下，當(dāng)加壓用伺服電機323正向轉(zhuǎn)動，通過其蝸桿324蝸輪319以逆時針方向轉(zhuǎn)動時，固定著蝸輪319的滾珠螺紋機構(gòu)317也以逆時針方向轉(zhuǎn)動。這樣，與逆時針方向轉(zhuǎn)動的滾珠螺紋機構(gòu)317螺紋連接的右螺旋上陽螺紋部314，即，絲杠軸311向下方移動。因此，滑塊305也向下方移動。此時的上模327的移動速度定為V2。
當(dāng)加壓用伺服電機323反向轉(zhuǎn)動，通過其蝸桿324，蝸輪319向順時針方向轉(zhuǎn)動時，固定著蝸輪319的滾珠螺紋機構(gòu)317也向順時針方向轉(zhuǎn)動。這樣，與順時針方向轉(zhuǎn)動的滾珠螺紋機構(gòu)317螺紋連接的右螺旋上陽螺紋部314，即，絲杠軸311向上方移動。由此，滑塊305也向上方移動。此時的上模327的移動速度是所述的V2(加壓用伺服電機323的轉(zhuǎn)動為正反相同的控制)。
從所述說明可知，在快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323同時正轉(zhuǎn)動時，固定在滑塊305的下面的上模327以由快速進給用伺服電機308的向下方的速度V1和由加壓用伺服電機323的向下方的速度V2的和、即V＝V1+V2向下方向移動。而且，在快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323同時反向轉(zhuǎn)動時，固定在滑塊305的下面的上模327以由快速進給用伺服電機308的向上方的速度V1和由加壓用伺服電機323的向上方的速度V2的和、即V＝V1+V2的速度向上方移動。
圖19表示圖18所示電動沖壓加工機的控制方法的一實施例動作說明圖。
在圖19中，縱軸表示上模327的速度，橫軸表示時間。而且，現(xiàn)在，如圖18所示，例如，以基座301的上面為基準點O，以上模327待機狀態(tài)、即上模327位于上限上升位置時的上模327的前端位置為H1，以上模327的前端與置于下模328的工件330接觸前的預(yù)定位置為H2，以上模327的前端與置于下模328的工件330接觸的位置為H3，以上模327到達下限降下位置時的上模327的前端位置為H4(H4＜H3＜H2＜H1)。
從上模327待機狀態(tài)的H1到接觸工件330之前的預(yù)定位置H2，通過基于脈沖標度器329的位置檢測的快速進給用伺服電機308的正轉(zhuǎn)動，對滑塊50、即上模327的下降在期間T0～T1以加速度控制，在期間T1～T2進行勻速控制。當(dāng)脈沖標度器329檢測出與工件330接觸前的預(yù)定的位置H2時，上模327在期間T2～T3進行減速控制，快速進給用伺服電機308停止。由該快速進給用伺服電機308的期間T2～T3的上模327的下降速度是V1’。
另一方面，由檢測出與工件330接觸前的預(yù)定位置H2，加壓用伺服電機323開始正轉(zhuǎn)動，同時，在期間T2～T3，進行由加壓用伺服電機323的編碼器的、與快速進給用伺服電機308的運轉(zhuǎn)成反比的加速追隨。這樣，上模327，在期間T2～T3，以相加由快速進給用伺服電機308的減速控制的上模327的下降速度V1’和由加壓用伺服電機323的加速控制的上模327的下降速度V2’的速度V1’+V2’下降。上模327在之后的期間T3～T5，由于基于脈沖標度器329的位置檢測的加壓用伺服電機323的轉(zhuǎn)動控制，上模327以速度V2的施加轉(zhuǎn)矩模式下降。即，上模327成為由期間T4～T5的勻速控制且期間T5～T6的減速控制的上模327沖壓置于下模328的工件330的沖壓期間。
當(dāng)脈沖標度器329檢測出上模327的下限降下位置H4時，使快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323一起反向轉(zhuǎn)動，然后，快速進給用伺服電機308基于脈沖標度器329的位置檢測，而且，加壓用伺服電機323通過其編碼器追隨快速進給用伺服電機308的動作，經(jīng)過期間T6～T7的加速控制、期間T7～T8的等速控制及期間T8～T9的減速控制，使上模327回到上限上升位置、即原待機位置H1，完成沖壓加工的一個循環(huán)。
圖20是圖19所示的控制方法時的上模的行程圖。另外，忽略表示加減速狀態(tài)。
在圖20中表示，從快速進給用伺服電機308開始起動時刻T0的上限上升位置(待機位置)A到停止的、即到時刻T3的B的上模327的行程為AB；從時刻T3的B到加壓用伺服電機323停止的、即直到上模327到達下限降下位置的時刻T6的C的上模327的施加轉(zhuǎn)矩模式的行程為BC，行程AB比行程BC長很多。上模327直到進入沖壓期間時刻T4稍前，快速地下降。
另外，從沖壓期間結(jié)束后的時刻T6的C直到由快速進給用的伺服電機308和加壓用伺服電機323的返回上限上升位置(待機位置)的時刻T9的A的上模327的行程為CA；所述上模327的施加轉(zhuǎn)矩模式的行程為BC，行程CA比行程BC長很多。表示上模327在沖壓期間結(jié)束后，也快速地上升。
進行以下動作，即用基于快速進給用伺服電機308的速度V1確保行程AB、用基于加壓用伺服電機323的速度V2(V2＜＜V1)確保行程BC(BC＜＜AB)，且用基于快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323兩者的速度V1+V2確保行程CACA＞＞BC。
圖21是表示控制方法的另一實施例動作說明圖。
在圖21中，縱軸表示上模327的速度，橫軸表示時間。而且，在圖21中，也以基座301的上面為基準點0，以上模327位于待機狀態(tài)，即上模327位于上限上升位置時的上模327的前端位置為H1，以上模327的前端接觸置于下模328上的工件330之前的預(yù)定的位置為H2，以上模327的前端與置于下模328的工件330接觸的位置為H3，以上模327到達下限降下位置時的上模327的前端位置為H4(H4＜H3＜H2＜H1)。
上模327從待機狀態(tài)的H1到與工件330接觸之前的預(yù)定的位置H2，通過基于脈沖標度器329的位置檢測的快速進給用伺服電機308的正轉(zhuǎn)動和由加壓用伺服電機323的編碼器的追隨伺服電機308的動作的加壓用的伺服電機323的正轉(zhuǎn)動，對滑塊305、即上模327，在期間T0～T1一起以加速度，在期間T1～T2一起進行勻速控制。在該期間T1～T2，如所述說明，上模327以相加基于伺服電機308的正轉(zhuǎn)動的上模327的速度V1和由伺服電機323的正轉(zhuǎn)動的上模327的速度V2的速度V(＝V1+V2)急速下降。當(dāng)脈沖標度器329檢測出與工件330接觸前的預(yù)定的位置H2時，上模327在時間T2～T3被減速控制，快速進給用伺服電機308返回到所述轉(zhuǎn)動停止保持狀態(tài)。
另一方面，以接觸工件330之前的預(yù)定位置H2的檢測(時間T1)為契機，沖壓和伺服電機323進行基于脈沖標度器329的位置檢測的施加轉(zhuǎn)矩模式的轉(zhuǎn)動控制。在之后的期間T3～T5，只通過加壓用伺服電機323的轉(zhuǎn)動控制，上模327以速度V2的施加轉(zhuǎn)矩模式下降。
在時刻T4，上模327的前端下降到與置于下模328上的工件330接觸的位置H3，之后，成為由期間T4～T5的勻速控制且由期間T5～T6的減速控制的上模327對置于下模328上的工件330沖壓的沖壓期間。
當(dāng)脈沖標度器329檢測出上模327的下限降下位置H4時，使快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323一起反向轉(zhuǎn)動，以后，快速進給用伺服電機308基于脈沖標度器329的位置檢測，然后，加壓用伺服電機323通過其編碼器追隨快速進給用伺服電機308的動作，經(jīng)期間T6～T7的加速控制、期間T7～T8的等速控制和期間T8～T9的減速控制，使上模327返回到上限上升位置、即原來的待機位置H1，完成沖壓加工的一個循環(huán)。
圖22是圖21所示的控制方法時的上模的行程圖。另外，忽略表示加減速狀態(tài)。
在圖22中，設(shè)從快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323開始起動的時刻T0的上限上升位置(待機位置)A到停止的時刻T3的B的上模327的行程為AB，設(shè)從時刻T3的B到加壓用伺服電機323停止的上模327到達下限降下位置的時刻T6的C的上模327的施加轉(zhuǎn)矩模式的行程為BC，行程AB比行程BC長很多。表示上模327直到進入沖壓期間時刻T4稍前，快速地下降。
另外，設(shè)從沖壓期間結(jié)束后的時間T6的C直到由快速進給用的伺服電機308和加壓用伺服電機323的返回上限上升位置(待機位置)的時間T9的A的上模327的行程為CA，設(shè)所述上模327的轉(zhuǎn)矩附加模式的行程為BC，行程CA比行程BC長很多。表示上模327在沖壓期間結(jié)束后，也快速地上升。
總之，進行以下動作，即用基于快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323兩者的速度V1+V2確保行程AB，用基于加壓用伺服電機323的速度V2(V2＜＜V1)確保行程BC(BC＜＜AB)，且用基于快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323兩者的速度V1+V2確保行程CA(CA＞＞BC)。
圖23表示電動沖壓加工機的又一個方式的實施例示意說明圖。在圖23中，與圖18相同的部件附加同一編號。圖23與圖18不同點是，在安裝臺307上設(shè)置用于鎖定齒輪310的轉(zhuǎn)動的鎖定機構(gòu)332。此外的構(gòu)成結(jié)構(gòu)與圖18相同，因而，省略其說明。
在圖23中，當(dāng)鎖定機構(gòu)332動作時，該鎖定機構(gòu)332的夾片333與齒輪310接合，形成鎖定齒輪310轉(zhuǎn)動的狀態(tài)。亦即，由于齒輪310滑動自如地嵌合于絲杠軸311的花鍵部313，因而，通過鎖定機構(gòu)332的動作，通過齒輪310阻止絲杠軸311的轉(zhuǎn)動。
這樣，即使由在上模327對置于下模328上的工件330沖壓時產(chǎn)生的反作用力，通過滑塊305、滾珠螺紋機構(gòu)326以及絲杠軸311向上移動滑塊305的力起作用，然而，在所述說明的鎖定機構(gòu)332的動作下，阻止絲杠軸311的轉(zhuǎn)動，上模327能夠有效地向工件330施加規(guī)定的沖壓荷重。因此，圖23所示的電動沖壓加工機比圖18所示的電動沖壓加工機壓力效率高。
具有這樣的鎖定機構(gòu)332的圖23所示的電動沖壓加工機與圖18所示的電動沖壓加工機相同，用圖19或圖21所示的控制法進行控制。此時的控制一個或多個快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323轉(zhuǎn)動的控制裝置331，除預(yù)先輸入各種設(shè)定值之外，基于脈沖標度器329檢測的位置信號，直到上模327與置于下模328上的工件330接觸之前，至少通過快速進給用伺服電機308的轉(zhuǎn)動，控制上模327快速下降；從上模327與工件330接觸之前直到上模327下降到預(yù)定的下限降下位置(圖18的上模327的想像線位置(327))的下降過程中，用由加壓用伺服電機323的轉(zhuǎn)動的施加轉(zhuǎn)矩模式使上模327下降，進行按壓；與此同時，在上模327與置于下模328上的被加工物330即將接觸之前，控制鎖定機構(gòu)332動作阻止絲杠軸311的轉(zhuǎn)動；上模327到達下限降下位置后，在鎖定機構(gòu)332的解除(開鎖狀態(tài))下，通過快速進給用伺服電機308和加壓用伺服電機323的轉(zhuǎn)動，控制上?？焖偕仙?。
即，鎖定機構(gòu)332，在圖19，圖21中，在期間T3～T4之間動作，鎖定絲杠軸311的轉(zhuǎn)動，在時刻T6進行解除該鎖定(開鎖)的動作。通過該鎖定機構(gòu)332的動作，即使由于所述的在上模327對置于下模328的工件330沖壓時產(chǎn)生的反作用力，通過絲杠軸311要使滑塊305向上方移動的力起作用，絲杠軸311也不轉(zhuǎn)動，上模327向工件330施加規(guī)定的沖壓負荷。
該鎖定機構(gòu)332，利用使絲杠軸311轉(zhuǎn)動的齒輪310，在安裝臺307的位置鎖定絲杠軸311，然而，不限于該位置，例如也可以在支承板302的位置或滑塊305的位置配置鎖定機構(gòu)，阻止絲杠軸311的轉(zhuǎn)動。
在所述說明中，使上陽螺紋部314的右螺旋的螺距Pr與下陽螺紋部315的左螺旋的螺距P1相同，但是，也可以不一定相同，只要上陽螺紋部314的螺距Pr＞下陽螺紋部315的螺距P1，就能夠使上模327更快地下降、上升移動。另外，以上陽螺紋部314為右螺旋、下陽螺紋部315為左螺旋進行了說明，但是，以上陽螺紋部314為左螺旋、以下陽螺紋部315為右螺旋，也能夠得到相同的效果，這是不言而喻的。
作為檢測上模327的待機位置H1、上模327的前端與置于下模328上的工件330接觸前的預(yù)定位置H2、上模327與置于下模328上的工件330接觸的位置H3和下限降下位置H4的位置檢測器，例示出脈沖標度器329，但是，只要是能夠檢測位置并且能夠向控制裝置331輸出其檢測信號，也可以使用其他的電子式或機械式任何種類的位置檢測器。
圖24表示電動沖壓加工機的另一實施例示意說明圖。
在圖24，在用基座401和支承板402以及多個導(dǎo)向柱403形成的框體404的內(nèi)部，設(shè)置兩個滑塊、即滑塊(第一滑塊)405和滑塊(第二滑塊)406，在各滑塊405、406的四角分別設(shè)置與導(dǎo)向柱403接合并在導(dǎo)向柱403的軸向滑塊405、406自如地滑動的滑動孔。
在支承板402的上面，設(shè)置多個，例如四個安裝臺408，在各安裝臺408上安裝著內(nèi)裝編碼器的快速進給用伺服電機409。
涉及以下說明的安裝于四個安裝臺408上的各快速進給用伺服電機409的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成部件完全相同，因而，只說明其中一個。
在安裝臺408的內(nèi)部，固定于快速進給用伺服電機409的軸的快速進給用絲杠軸(第一絲杠軸)410，轉(zhuǎn)動自如地軸支承于支承板402，同時，與固定于滑塊406的陰螺紋進給螺母411(第一連接結(jié)構(gòu))螺紋連接，能夠穿過設(shè)于滑塊406的下方的滑塊405。因而，通過所述四個快速進給用伺服電機409同步的正向和反向轉(zhuǎn)動，滑塊406上升或下降，用快速進給用伺服電機409的轉(zhuǎn)動控制，能夠使滑塊406往返運動。
在滑塊406上設(shè)置把絲杠軸410夾緊，即固定在該滑塊406上的雙螺母鎖定機構(gòu)414。當(dāng)該鎖定機構(gòu)414起作用時，絲杠軸410被固定(鎖定)于滑塊406，絲杠軸410與滑塊406形成一體，絲杠軸410和滑塊406成為不能互相移動的狀態(tài)。
在滑塊406的上面，設(shè)置多個，例如二、三或四個安裝臺415。在各安裝臺415上，安裝內(nèi)裝編碼器的帶減速機416的加壓用伺服電機417。涉及安裝在安裝臺415上的各加壓用伺服電機417的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成部件也都相同，因而，在以下的說明中，也只說明其中的一個。
在安裝臺415的內(nèi)部，固定于加壓用伺服電機417的軸上的絲杠軸(第二絲杠軸)418與內(nèi)部設(shè)置滾珠和螺母部件的帶差動機構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)(第二連接機構(gòu))419螺紋連接，轉(zhuǎn)動自如地軸支承于滑塊406。用絲杠軸418和固定于滑塊405上面的該帶差動機構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)419形成連接兩個滑塊406和滑塊405的結(jié)構(gòu)。即，通過設(shè)置于安裝臺415上的所述多個加壓用伺服電機417同步正向轉(zhuǎn)動或反向轉(zhuǎn)動，滑塊405上升或下降，用加壓用伺服電機417的轉(zhuǎn)動控制能夠使滑塊405往復(fù)運動。
在滑塊405的下端面安裝上模407，另外，在基座401上，在對應(yīng)于該上模的位置設(shè)置下模420。而且，在基座401和支承板402之間，沿著4個導(dǎo)向柱403分別安裝檢測滑塊405位置的脈沖標度器421，其檢測上模407與置于下模420上的工件422接觸的位置，同時，檢測上模407的上限待機位置和下限降下位置。對滑塊405等的平行控制以所述4個脈沖標度器421為基準進行。
控制裝置423分別控制二至四個快速進給用伺服電機409和二至四個加壓用伺服電機417的各自轉(zhuǎn)動，而且，控制把絲杠軸410固定(鎖定)于滑塊406或者使鎖定解除(開鎖)的鎖定機構(gòu)414。該控制裝置(第一控制裝置)423，預(yù)先輸入各種設(shè)定值，此外，還接收用于檢測滑塊405的位置的，即用于檢測上模407的位置的脈沖標度器421檢測的位置信號。而且，該控制裝置423，直到位于上限待機位置的上模407與置于下模420的工件422接觸的時刻或者即將接觸的時刻，借助于通過快速進給用伺服電機409驅(qū)動的絲杠軸410的轉(zhuǎn)動而下降的滑塊406以及按照需要，通過加壓用伺服電機417的轉(zhuǎn)動而下降的滑塊405，使上模407快速下降。在快速進給用伺服電機409停止后，立刻鎖定鎖定機構(gòu)414，從上模407與工件422接觸的時刻或者即將接觸的時刻開始，直到上模407下降到達預(yù)定的下限降下位置(圖24的上模407的想像線位置(407))的時刻，通過加壓用伺服電機417進行上模407的下降。即，滑塊405減速為比所述快速下降速度低。此時的控制裝置423，使加壓用伺服電機417為施加轉(zhuǎn)矩模式，上模407按壓置于下模420上的工件422，把工件422進行沖壓加工為規(guī)定形狀。而且，上模407到達下限降下位置后，解除鎖定機構(gòu)414的鎖定(開鎖)，與此同時，使用由加壓用伺服電機417驅(qū)動的滑塊405的上升和由快速進給用伺服電機409驅(qū)動的滑塊406的上升兩方，進行使上模407快速上升的控制。
之所以快速進給用伺服電機409停止后鎖定鎖定機構(gòu)414，把絲杠軸410固定(鎖定)于滑塊406是因為即使由在上模407對置于下模420的工件422沖壓時產(chǎn)生的反作用力，通過滑塊405、帶差動機構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)419和絲杠軸418等，要使滑塊406向上移動的力起作用，然而，由于所述說明的絲杠軸410和滑塊406形成一體，絲杠軸410阻止其轉(zhuǎn)動，因而，滑塊406不會向上移動，保持停止位置。也就是上模407能夠?qū)ぜ?22施加規(guī)定的壓力荷重。
圖25表示圖24所用的上模移動機構(gòu)部的放大說明圖，與圖24相同的部件附加相同的編號。
在圖25中，貫通安裝于支承板402的上面的安裝臺408的快速進給用伺服電機409的輸出軸425，通過聯(lián)軸節(jié)426，連接于絲杠軸410的前端部。嵌入絲杠軸410的軸承429通過軸承套428安裝在設(shè)于支承板402的孔427內(nèi)，由快速進給用伺服電機409驅(qū)動的絲杠軸410轉(zhuǎn)動自如地安裝于支承板402。
另外，貫通安裝于滑塊406的上面的安裝臺415的加壓用伺服電機417的通過減速機416的輸出軸430，通過聯(lián)軸節(jié)431，連接于絲杠軸418的前端部。在設(shè)于滑塊406的孔432內(nèi)，通過軸承套433，安裝嵌入絲杠軸418的軸承434，由加壓用伺服電機417驅(qū)動的絲杠軸418轉(zhuǎn)動自如地安裝于滑塊406。
安裝于滑塊406的鎖定機構(gòu)414，用負荷推力軸承435、鎖定螺母436、夾片437、和鎖定螺母松動機構(gòu)438構(gòu)成，形成置容易松動的軸承435于中間，用配置的陰螺紋進給螺母411和鎖定螺母436的雙螺母固定絲杠軸410(對鎖定螺母436，停止絲杠軸410的轉(zhuǎn)動)，或者，開放線杠410(對鎖定螺母436，使絲杠軸410自由轉(zhuǎn)動)。用該陰螺紋進給螺母411和鎖定螺母436的雙螺母固定(鎖定)、開放(開鎖)絲杠軸410，成為通過固定于該鎖定螺母436的夾片437由使鎖定螺母436稍微正向反向轉(zhuǎn)動的鎖定螺母松動機構(gòu)438進行。
圖26是表示雙螺母鎖定機構(gòu)為鎖定狀態(tài)時的對絲杠軸的陰螺紋進給用螺母和鎖定螺母的關(guān)系的一實施例局部放大圖。
在圖26中，通過夾片437使鎖定螺母436從附圖上側(cè)看稍微順時針方向轉(zhuǎn)動，鎖定螺母松動機構(gòu)438為夾緊狀態(tài)。此時，鎖定螺母436的螺紋槽的下側(cè)與絲杠軸410的螺紋牙的下側(cè)接觸，同時，陰螺紋進給螺母411的螺紋槽的上側(cè)與絲杠軸410的螺紋牙的上側(cè)接觸，絲杠軸410被鎖定螺母436固定。因而，通過鎖定螺母436、夾片437和固定于滑塊406的鎖定螺母松動機構(gòu)438，絲杠軸410固定于滑塊406。
圖27是表示雙螺母鎖定機構(gòu)為開鎖狀態(tài)、向下進給滑塊406時的、對絲杠軸的陰螺紋進給螺母和鎖定螺母的關(guān)系的一實施例局部放大圖。
在圖27中，通過夾片437使鎖定螺母436從附圖上側(cè)看稍微逆時針方向轉(zhuǎn)動，鎖定螺母松動機構(gòu)438為松開的狀態(tài)。此時的鎖定螺母436的螺紋槽和絲杠軸410的螺紋牙置于中立狀態(tài)，當(dāng)絲杠軸410從圖上側(cè)看順時針方向轉(zhuǎn)動時，絲杠軸410的螺紋牙的下側(cè)與陰螺紋進給螺母411的螺紋槽的下側(cè)接觸，同時向下進給滑塊406。
圖28是表示雙螺母鎖定機構(gòu)為開鎖狀態(tài)、向上送回滑塊406時的、對絲杠軸的陰螺紋進給螺母和鎖定螺母的關(guān)系的一實施例局部放大圖。
在圖28中，通過夾片437使鎖定螺母436從附圖上側(cè)看稍微逆時針轉(zhuǎn)動，鎖定螺母松動機構(gòu)438為松開狀態(tài)。此時的鎖定螺母436的螺紋槽和絲杠軸410的螺紋牙置于中立狀態(tài)，當(dāng)絲杠軸410從附圖上側(cè)看逆時針轉(zhuǎn)動時，絲杠軸410的螺紋牙的上側(cè)與陰螺紋進給螺母411的螺紋槽上側(cè)接觸，同時向上送回滑塊406。
圖29表示帶差動機構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)的一實施例結(jié)構(gòu)說明剖面圖。另外，關(guān)于帶動機構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)，在所述由本申請人的特開2002-144098號公報(專利文獻2)中公開發(fā)表。
圖24中使用的帶差動機構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)419，具有圖29所示的結(jié)構(gòu)，帶差動機構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)419具有由絲杠軸418和多個滾珠450以及螺母部件451組成的滾珠軸承，還具有滾珠軸承位置調(diào)整機構(gòu)，其具有可動部件452、差動部件453和支承部件454。
螺母部件451，應(yīng)該通過滾珠450，與絲杠軸418滾珠螺紋連接，在其孔部設(shè)滾珠槽455，通過借助于滾珠450的、絲杠軸418與螺母部件451的滾珠螺紋連接，能夠進行上模407的正確、高精度的位置控制。
在螺母部件451的下端部，固定著可動部件452，其屬于滾珠軸承位置調(diào)整機構(gòu)，在中心部開設(shè)用于使絲杠軸418穿過的孔。支承部件454在中心部設(shè)用于穿過滾珠絲杠軸418的孔，且上端面形成傾斜面456。在該可動部件452和支承部件454之間，設(shè)置具有足以使絲杠軸418在中心部穿過、同時能使自身滑動的孔的差動部件453。而且，該差動部件453，其下端面形成與在支承部件454形成的傾斜面456傾斜角相同、相反方向的傾斜面，形成差動部件453在圖中左右方向(圖29中的箭頭A的兩方向)滑動、通過可動部件452螺母部件451只在垂直方向(圖29中的箭頭B的兩方向)移動(圖29中省略螺母部件451只在垂直方向移動的約束機構(gòu)的圖示)。
用伺服電機或手動轉(zhuǎn)動用于在所述附圖左右方向移動差動部件453的螺釘部457，使螺母部件451在垂直方向移動微小距離，因此，在以構(gòu)成滾珠螺紋的滾珠450和滾珠槽455的線接觸或點接觸接合的滾珠螺紋內(nèi)，能夠避免因荷重時常在同一位置的、以線接觸或點接觸的接合產(chǎn)生的滾珠450和滾珠槽455的局部磨損。
即，在上模407到達最下點的時刻，產(chǎn)生繼續(xù)使上模407再下降的最大負荷。當(dāng)使用相同的上模407和相同的下模420和相同的工件422連續(xù)進行沖壓加工時，在該最大負荷下的絲杠軸418與滾珠450與螺母部件451的滾珠槽455，在相同的定位關(guān)系下絲杠軸418與滾珠450局部接觸，在該接觸部產(chǎn)生局部磨損。但是，通過使用該帶差動機構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)419，在每次各沖壓加工或者每回規(guī)定次數(shù)(例如5次左右)的各沖壓加工時，把差動部件453向箭頭A的兩方向插入或拉出，這樣，在最大負荷的所述絲杠軸418與滾珠450與螺母部件451的滾珠槽455的位置關(guān)系形成稍微偏移，可防止磨損。插摘差動部件453的狀態(tài)應(yīng)該是，在插入一次約10mm直徑的滾珠450上所述的接觸部偏移約2μm。這樣，通過差動部件453插入約15700次，接觸點遍及滾珠450的直徑上的一周。
另外，圖24所示的場合，由于具有兩個滑塊405、406，因而，通過極微小地改變滑塊406的停止位置，即上模407位于上限待機位置時的滑塊405與滑塊406的間隔，能夠改變所述絲杠軸418與滾珠450與螺母部件451的滾珠槽455的位置關(guān)系，而且，在沖壓加工時的荷重時，螺母部件451的滾珠槽455的加工開始時的位置更換，可確保螺母部件451的使用壽命，然而，也不一定必需滾珠軸承位置調(diào)整機構(gòu)。
圖30表示涉及對應(yīng)圖24的電動沖壓加工機的變形例的上模移動機構(gòu)部的一實施例放大說明圖，與圖24、圖25相同的部件，附加相同的編號。
在圖30中，在用省略圖示的基座和支承板402和多個導(dǎo)向柱403形成的框體404的內(nèi)部設(shè)滑塊460，在滑塊460的四角，分別開設(shè)與導(dǎo)向柱403接合、且滑塊460在導(dǎo)向柱403的軸向自如滑動的滑動孔。
在支承板402的上面，設(shè)置多個，例如兩個或者四個等安裝臺461。在各安裝臺46上，通過減速機416(該減速機416也可以省略)，安裝內(nèi)裝了編碼器的快速進給用伺服電機409。
以下說明的涉及安裝于所述多個安裝臺461的各快速進給用伺服電機409的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成部件完全相同，因而，說明其中的一個。
穿過安裝于滑塊460的上面的安裝臺461的快速進給用伺服電機409的輸出軸462通過聯(lián)軸節(jié)464連接于絲杠軸(第三絲杠軸)463的前端部。在支承板402上開設(shè)的孔465內(nèi)，通過軸承套466安裝嵌入絲杠軸463的軸承467，由快速進給用伺服電機409驅(qū)動的絲杠軸463轉(zhuǎn)動自如地安裝于支承板402上。
在支承板402上設(shè)置鎖定機構(gòu)468。該鎖定機構(gòu)468具有與圖3所示的鎖定機構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，用固定于絲杠軸463的齒輪439和具有與該齒輪439嚙合的齒輪片441的螺線管440構(gòu)成。當(dāng)該鎖定機構(gòu)468起作用時，齒輪片441與齒輪439的齒嚙合，絲杠軸463固定在支承板402上，絲杠軸463與支承板402形成一體，絲杠軸463不能轉(zhuǎn)動。
在滑塊460的上面，固定著內(nèi)部有空間469的支承體470。在該支承體470的空間469內(nèi)設(shè)置蝸輪476和加壓用伺服電機478。其中，蝸輪476具有與在滑塊460上開設(shè)的孔472一起、在中央足以使絲杠軸463自由轉(zhuǎn)動的孔473，且用上下兩個負荷推力用軸承474、475以絲杠軸463為中心軸自由轉(zhuǎn)動地設(shè)置；加壓用伺服電機478固定與蝸輪476嚙合的蝸桿477，內(nèi)裝編碼器在蝸輪476的上部，以凸出支承體470的頂部的形態(tài)，轉(zhuǎn)動自如地固定著滾珠螺紋機構(gòu)479，其與絲杠軸463螺紋連接，在內(nèi)部具有滾珠和螺母部件。
當(dāng)加壓用伺服電機478停止時，由固定于加壓用伺服電機478的輸出軸的蝸桿477與蝸輪476的嚙合，固定于該蝸輪476上部的滾珠螺紋機構(gòu)479與滑塊460形成一體，因而，通過快速進給用伺服電機409的正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動，驅(qū)動絲杠軸463，通過由與滾珠絲杠軸463螺紋連接的滾珠螺紋機構(gòu)479、蝸輪476、兩個軸承474、475，支承體470等構(gòu)成的連接機構(gòu)(第三連接機構(gòu))471，滑塊460上升或下降，用快速進給用伺服電機409的轉(zhuǎn)動控制，能夠使滑塊460往復(fù)運動。
另外，在鎖定機構(gòu)468動作、絲杠軸463與支承板402形成一體的狀態(tài)下，當(dāng)加壓用伺服電機478正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動時，用蝸輪476和滾珠螺紋機構(gòu)479構(gòu)成的轉(zhuǎn)動部通過處于靜止狀態(tài)的滾珠絲杠軸463轉(zhuǎn)動，使滑塊460上升或下降。即用加壓用伺服電機478的轉(zhuǎn)動控制能夠使滑塊460往復(fù)運動。
之所以快速進給用伺服電機409停止后，使鎖定機構(gòu)468鎖定，把絲杠軸463固定于支承板402，是因為由上模407對置于下模420上的工件422沖壓時產(chǎn)生的反作用力向上移動滑塊460通過該作用可使絲杠軸463轉(zhuǎn)動，但由于所述說明的絲杠軸463與支承板402形成一體，絲杠軸463阻止其轉(zhuǎn)動，因而滑塊460不會向上移動，使滑塊460向上的移動受到阻止的緣故。也就是，上模407能夠向工件422施加規(guī)定的壓力負荷。
在滑塊460的下端面，安裝省略圖示的上模407(參照圖24)，另外，在基座401(參照圖24)，與該上模407相應(yīng)的位置上，設(shè)置下模420(參照圖24)。而且，在基座401和支承板402之間，沿著四根導(dǎo)向柱403，分別安裝檢測滑塊460的位置的脈沖標度器421，檢測上模407與設(shè)置于下模420的工件422(參照圖24)的接觸位置，并且，檢測上模407的上限待機位置和下限降下位置。
控制裝置(第二控制裝置)480控制各快速進給用伺服電機409和加壓用伺服電機478的各轉(zhuǎn)動，而且控制使?jié)L珠絲杠軸463固定于支承板402或者使該固定解除的鎖定機構(gòu)468。該控制裝置(第二控制裝置)480預(yù)先輸入各種設(shè)定值，此外，接收用于檢測滑塊460位置的，即用于檢測上模407位置的脈沖標度器421檢測的位置信號。而且，該控制裝置480，直到位于上限待機位置的上模407與置于下模420上的工件422馬上接觸的時刻，通過由快速進給用伺服電機409驅(qū)動的絲杠軸463的轉(zhuǎn)動以及根據(jù)需要由加壓用伺服電機478驅(qū)動的連接機構(gòu)471的所述轉(zhuǎn)動部的轉(zhuǎn)動，使上模407快速下降。在快速進給用伺服電機409停止后，立刻使鎖定機構(gòu)468進行鎖定，使絲杠軸463與支承板402固定，從上模407與工件422接觸的時刻或者馬上接觸的時刻開始直到上模407下降到達預(yù)定的下限降下位置(圖24的上模407的想像線位置(407))的時刻，在支承板402與絲杠軸463的固定狀態(tài)下，由連接機構(gòu)471的轉(zhuǎn)動部的轉(zhuǎn)動，通過滑塊460使上模407以所述的快速下降速度低的速度下降。此時，控制裝置480進行以下控制，即在支承板402和絲杠軸463固定的條件下，使加壓用伺服電機478為施加轉(zhuǎn)矩模式，上模407按壓置于下模420的工件422，進行把工件422沖壓加工為規(guī)定形狀。而且，上模407到達下限降下位置后，解除鎖定機構(gòu)468的鎖定，在支承板402與絲杠軸463的固定開放狀態(tài)下，進行使用快速進給用伺服電機409和加壓用伺服電機478兩方，通過滑塊460，使上模407快速上升到原上限待機位置。
另外，滾珠螺紋機構(gòu)479是不具有用圖29說明的帶差動機構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)419的滾珠軸承位置調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，因而，省略其說明。
之所以使用該不具有滾珠軸承位置調(diào)整機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)479，是因為在鎖定鎖定機構(gòu)468，在使絲杠軸463與支承板402固定狀態(tài)下，由于加壓用伺服電機478的轉(zhuǎn)動，使蝸輪476極微小地轉(zhuǎn)動，能夠改變絲杠軸463和滾珠螺紋機構(gòu)479的嚙合位置關(guān)系。當(dāng)然，也可以取代滾珠螺紋機構(gòu)479，使用具有與用圖29說明的具有滾珠軸承位置調(diào)整機構(gòu)的帶差動機構(gòu)的滾珠螺紋機構(gòu)419相同功能的機構(gòu)。關(guān)于此，用后面的圖31說明。
圖31是電動沖壓加工機的上模移動機構(gòu)部的另一實施例放大說明圖。
在圖31，與圖30相同的部件附加相同編號，基本與圖30結(jié)構(gòu)相同。與圖3的機構(gòu)不同點是在圖29說明的帶差動機構(gòu)的滾珠絲杠軸機構(gòu)419被分離成滾珠螺紋機構(gòu)479和滾珠軸承位置調(diào)整機構(gòu)481，把滾珠軸承位置調(diào)整機構(gòu)481設(shè)置于滑塊460和底盤482之間；滾珠螺紋機構(gòu)479的螺母部件(參照圖29的螺母部件451)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖31的滾珠螺紋機構(gòu)479的螺母部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖31所示，配置于絲杠軸463的滾珠槽的滾珠，由絲杠軸463和滾珠螺紋機構(gòu)479的轉(zhuǎn)動，從其下方的滾珠槽向上方的滾珠槽循環(huán)，通過該滾珠的循環(huán)，可以防止該滾珠局部的集中的磨損。
另外，滾珠軸承位置調(diào)整機構(gòu)481被置于滑塊460和底盤482之間，因而，通過轉(zhuǎn)動螺釘部457，差動部件453在附圖中左右方向移動。因而，通過安裝在支承體470的底盤482，滾珠螺紋機構(gòu)479的螺母部件在垂直方向移動微小距離。這樣，在施加沖壓加工的負荷時，滾珠螺紋機構(gòu)479的螺母部件中的滾珠槽與配置在絲杠軸463的滾珠槽內(nèi)的滾珠接觸的位置變化，即，在施加沖壓加工的負荷時的滾珠螺紋機構(gòu)479的螺母部件中的滾珠槽與滾珠接觸的位置變化，這與每次滾珠在同一位置接觸的圖30的螺母部件相比，可確保滾珠螺紋機構(gòu)479的螺母部件的使用壽命。
以下，參照附圖，說明本發(fā)明的又一個實施例。在圖32中，以主要部分的正面剖面圖表示本發(fā)明的實施例的沖壓裝置。圖中，基座510被固定在地面上，由垂直立設(shè)于基座510的導(dǎo)向柱520支承支承板530。在基座510和支承板530之間設(shè)置能夠沿著導(dǎo)向柱520往復(fù)滑動的滑塊540，在滑塊540和基座510之間有成形空間。在該成形空間內(nèi)，基座上安裝成形用固定模具(下模)，在滑塊的下面上，安裝對應(yīng)于固定模具的可動模具(上模)，在該兩模具之間，例如，放入被成形板，進行成形。
滑塊540，通過由安裝于支承板的驅(qū)動電機(快速進給用伺服電機)550能夠?qū)χС邪?30驅(qū)動的往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)，在基座510和支承板530之間，沿導(dǎo)向柱520往復(fù)運動。曲軸551通過軸承能夠轉(zhuǎn)動地設(shè)置在直立于支承板530的一對支承部件535、535之間，曲軸551通過連接桿552，與穿過支承板530設(shè)置的套筒主軸553連接。驅(qū)動電機550安裝于一個支承部件535上，其轉(zhuǎn)動通過減速機傳給曲軸551。在套筒主軸553的下端部設(shè)第一螺紋(第一螺紋，在本例是陽螺紋，故以下稱為“陽螺紋”)554。在內(nèi)周面具有與該陽螺紋554螺紋連接的第二螺紋(第二螺紋是內(nèi)螺紋，因而，以下稱作“內(nèi)螺紋”)561的大齒輪562，通過軸承能夠轉(zhuǎn)動地被保持于滑塊540內(nèi)。大齒輪562相對滑塊540只圍著其中心軸轉(zhuǎn)動，不能在其軸向移動。因而，在由驅(qū)動電機550驅(qū)動曲軸551轉(zhuǎn)動時，滑塊540沿著導(dǎo)向柱520往復(fù)運動。
在滑塊540內(nèi)，能夠轉(zhuǎn)動地設(shè)置以軸承支承與具有內(nèi)螺紋的大齒輪562嚙合的另外的齒輪(稱作“小齒輪”)563。該小齒輪563形成齒數(shù)少于所述大齒輪562，形成由小齒輪563的轉(zhuǎn)動傳動使大齒輪562減速轉(zhuǎn)動是理想的。
在支承板530上，除用于使所述曲軸551轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機550之外，還安裝驅(qū)動電機(加壓用驅(qū)動電機)570，其驅(qū)動在該驅(qū)動電機570的驅(qū)動軸上安裝的小齒輪572轉(zhuǎn)動。在支承板530內(nèi)，轉(zhuǎn)動自如地安裝與該小齒輪572嚙合的大齒輪573。驅(qū)動電機570的轉(zhuǎn)動從小齒輪572傳向大齒輪573且被減速。該大齒輪573與設(shè)置于滑塊540內(nèi)的小齒輪563位于同軸，通過穿設(shè)在這兩個齒輪之間的轉(zhuǎn)動軸580，從大齒輪573向滑塊540的小齒輪563傳動轉(zhuǎn)動。這樣，在驅(qū)動電機570和設(shè)置于滑塊540內(nèi)的大齒輪562之間，或者，和設(shè)置于滑塊540內(nèi)的內(nèi)螺紋563之間構(gòu)成轉(zhuǎn)動傳動機構(gòu)。
設(shè)置于滑塊540內(nèi)的小齒輪563固定于所述轉(zhuǎn)動軸580上，形成小齒輪563與轉(zhuǎn)動軸580一起轉(zhuǎn)動。但是，轉(zhuǎn)動軸580以花鍵或滑鍵等安裝在設(shè)置于支承板530的大齒輪573上，轉(zhuǎn)動軸580與大齒輪573一起轉(zhuǎn)動，然而，還能夠在軸向相對大齒輪573自由滑動?；瑝K540通過曲軸551的轉(zhuǎn)動或設(shè)于滑塊內(nèi)的大齒輪562的轉(zhuǎn)動，在基座510和支承板530之間上下滑動，因而伴隨著該滑動，安裝于滑塊540上的小齒輪563和安裝于支承板530的大齒輪573的間隔變化。由于設(shè)置于支承板530上的大齒輪573與轉(zhuǎn)動軸580之間在軸向能夠自由移動，因而，即使滑塊540相對支承板530上下移動，也能夠把驅(qū)動電機570的轉(zhuǎn)動傳向滑塊540的小齒輪563。
由安裝于支承板530的驅(qū)動電機570的轉(zhuǎn)動，該小齒輪572轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動通過轉(zhuǎn)動軸580傳向安裝于滑塊540的大齒輪562。由大齒輪562的轉(zhuǎn)動，設(shè)置于該大齒輪內(nèi)周的內(nèi)螺紋561相對套筒主軸553上下移動，因而滑塊540上下滑動。由于在驅(qū)動電機570和滑塊540內(nèi)的大齒輪562之間形成大減速比，因而，驅(qū)動電機570的轉(zhuǎn)動被大幅度減速而形成滑塊540的上下滑動。固此，上下驅(qū)動滑塊的力按減速比的倒數(shù)倍被增大，因而，能夠大幅度增加對工件的沖壓力。其結(jié)果，能夠使驅(qū)動電機(加壓用伺服電機)為小容量的電機。
當(dāng)從沒圖示的驅(qū)動控制裝置向驅(qū)動電機550供給規(guī)定的驅(qū)動信號而使曲軸551轉(zhuǎn)動時，滑塊540從圖33所示初期高度H0(上止點)下降到達定點加工高度H的附近的高度H1(下止點)。在該位置，當(dāng)向驅(qū)動電機550供給規(guī)定的驅(qū)動信號使其運轉(zhuǎn)，而使滑塊540的大齒輪562相對套筒主軸553轉(zhuǎn)動時，滑塊540從高度H1下降到定點加工高度H，與工件接觸。這樣，通過模具以預(yù)設(shè)定的壓力對工件進行定點加工。
下降結(jié)束后，首先，使驅(qū)動電機570反向轉(zhuǎn)動而使滑塊540從定點加工高度H上升到高度H1，然后，由驅(qū)動電機550的轉(zhuǎn)動，使滑塊540上升到上止點。或者，也可以首先使驅(qū)動電機550轉(zhuǎn)動，按圖33的點劃線使滑塊540移動。
為在加工時使滑塊540從高度H1下降到定點加工H、下降完成后使滑塊540從定點加工高度H上升到H1，要使驅(qū)動電機570轉(zhuǎn)動規(guī)定次數(shù)或者轉(zhuǎn)動規(guī)定角度。為了正確控制驅(qū)動電機570的轉(zhuǎn)動，在驅(qū)動電機570上安裝轉(zhuǎn)動編碼器571，在測量其轉(zhuǎn)速或者轉(zhuǎn)動角度的同時控制其轉(zhuǎn)動量是理想的。
在所述實施例，作為往復(fù)驅(qū)動裝置，形成通過曲軸的轉(zhuǎn)動使滑塊上下移動的結(jié)構(gòu)，然而，可以取代曲軸，使用連桿機構(gòu)等。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性這樣，本發(fā)明的沖壓裝置，利用從在第一電機和第二電機組僅設(shè)的一個位置檢測器發(fā)出的信號能夠控制快速進給用伺服電機(第一電機)和加壓用伺服電機(第二電機)。
進而，還具有在固定的支承板上設(shè)置改變滑塊的加工行程的差動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。這樣，當(dāng)使滑塊進行上下動的往復(fù)運動時，至少在從工件沖壓加工結(jié)束后直到返回到下降前的原位置的加壓件上升時，以并列驅(qū)動的形式，協(xié)調(diào)驅(qū)動驅(qū)動滑塊的第一電機和第二電機這兩個電機，進行使滑塊上下往復(fù)運動的控制，而且，在支承板上配置第二電機的沖壓裝置上，由于滑塊的輕量化使滑塊的慣性減小，因而，能靈敏地控制滑塊的上下滑動，縮短沖壓加工的一個循環(huán)需要的時間，成為高效率的沖壓裝置。
權(quán)利要求
1.一種沖壓裝置，其具有基座；通過立設(shè)于基座的多個導(dǎo)柱，相對基座保持平行的支承板；沿導(dǎo)柱滑動，能夠在基座和支承板之間上下移動的滑塊；安裝于支承板上，上下快速進給所述滑塊的快速進給用第一電機；使所述滑塊上下移動而沖壓加工工件的加壓用的第二電機，其特征在于，具有檢測第一電機的轉(zhuǎn)動的第一電機用編碼器；檢測第二電機的轉(zhuǎn)動的第二電機用編碼器；在計測所述滑塊的移動部位的，安裝在所述第一電機和第二電機組的位置檢測器；第一電機通過第一電機用伺服模塊和第一電機用伺服驅(qū)動器進行控制，其中，該第一電機用伺服模塊運算基于位置信息的指令，該位置信息給出第一電機伴隨經(jīng)過的時間所應(yīng)處的位置；該第一電機用伺服驅(qū)動器按照從該第一電機用伺服模塊輸出的指令和從所述第一電機用編碼器輸出的信號驅(qū)動第一電機；同時，第二電機通過第二電機用伺服模塊和第二電機用伺服驅(qū)動器進行控制，其中，該第二電機用伺服模塊運算基于位置信息的指令，該位置信息給出第二電機伴隨經(jīng)過的時間所應(yīng)處的位置，該第二電機用伺驅(qū)動器按照從該第二電機用伺服模塊輸出的指令和從所述第二電機用編碼器輸出的信號驅(qū)動第二電機；并且，位置檢測器設(shè)定成清除給出所述滑塊的位置的信息，并以在第二電機的起動時刻的位置為始點，其中，上述信息在從起動第一電機后到起動第二電機之前的期間內(nèi)，由從所述位置檢測器輸出的信號取得。
2.如權(quán)利要求1所述的沖壓裝置，其特征在于，所述第二電機用伺服模塊把該第二電機伴隨時間的經(jīng)過應(yīng)處位置的位置信息能改寫地存儲在存儲器內(nèi)，并且，由NC裝置讀取該位置信息。
3.如權(quán)利要求1所述的沖壓裝置，其特征在于，所述第二電機用伺服模塊求出現(xiàn)在位置信息與從所述位置檢測器輸出的信號的位置偏差，其中，該現(xiàn)在位置信息給出所述第二電機伴隨經(jīng)過的時間應(yīng)處的位置；并且，基于該位置偏差輸出所述速度指令。
4.如權(quán)利要求1所述的沖壓裝置，其特征在于，所述第二電機用伺服模塊運算給出所述第二電機伴隨經(jīng)過的時間應(yīng)處位置的現(xiàn)在位置信息，發(fā)出移動指令，并且，所述第二電機用伺服驅(qū)動器按照基于從所述第二電機用伺服模塊發(fā)出的移動指令而運算的速度指令和從所述第二電機用編碼器輸出的信號，驅(qū)動第二電機。
5.如權(quán)利要求4所述的沖壓裝置，其特征在于，所述第二電機用伺服模塊構(gòu)成為，在正式?jīng)_壓加工的前階段的學(xué)習(xí)期間，保持位置偏移信息，該位置偏移信息是通過比較給出所述第二電機伴隨經(jīng)過的時間應(yīng)處位置的各個所述位置信息與從所述位置檢測器輸出的信號而獲得的；并且，構(gòu)成為在所述正式的沖壓加工階段，運算在所述各個所述位置信息中加入所述位置偏移信息的現(xiàn)在位置信息。
6.如權(quán)利要求5所述的沖壓裝置，其特征在于，在所述正式?jīng)_壓加工階段，比較所述第二電機用伺服模塊運算的所述現(xiàn)在位置信息和出自所述位置檢測器的實際現(xiàn)在位置信息，在該比較結(jié)果超過界限值時，輸出錯誤警報。
7.如權(quán)利要求1所述的沖壓裝置，其特征在于，為上下驅(qū)動所述滑塊，設(shè)置多組所述第一電機和第二電機組，該多組的各個組相互獨立被驅(qū)動控制，協(xié)調(diào)地上下移動所述滑塊。
8.如權(quán)利要求1所述的沖壓裝置，其特征在于，具有基座；通過立設(shè)于基座的多個導(dǎo)柱，相對基座保持平行的支承板；沿導(dǎo)柱滑動，能夠在基座和支承板之間上下移動的滑塊；安裝于支承板上的第一電機；安裝于第一電機的轉(zhuǎn)動軸上，同時通過第一電機的轉(zhuǎn)動相對基座驅(qū)動滑塊的絲杠軸；通過驅(qū)動源的驅(qū)動，使絲杠軸相對支承板上下移動的差動機構(gòu)；同時具有與設(shè)于所述絲杠軸的滾珠絲杠部螺紋連接的滾珠螺母；使所述絲杠軸和支承板形成一體的鎖定裝置；滑塊移動機構(gòu)，其構(gòu)成具有輸入軸，在用鎖定裝置固定所述絲杠軸和支承板時，能夠用從所述輸入軸輸入的轉(zhuǎn)矩使?jié)L珠螺母相對絲杠軸正反向轉(zhuǎn)動，并且能夠把滾珠螺母固定于滑塊；通過所述輸入軸向滑塊移動機構(gòu)施加轉(zhuǎn)矩的、能正向和反向轉(zhuǎn)動的第二電機；檢測滑塊的位置的位置檢測器，其是設(shè)在所述第一電機和第二電機的組中的位置檢測器。
9.如權(quán)利要求8所述的沖壓裝置，其特征在于，具有控制裝置，其基于所述位置檢測器的位置檢測信號，對第一電機、第二電機、所述驅(qū)動源和鎖定裝置施加各控制信號，其控制以下動作直到安裝于滑塊下面的加壓件與置于基座的工件接觸的時刻或者馬上接觸的時刻的滑塊的下降，沖壓成形加工時的下降，返回到下降前的原位置上升，鎖定裝置的鎖定動作及其開鎖；從而控制用安裝于滑塊下面的加壓件沖壓加工工件。
10.如權(quán)利要求9所述的沖壓裝置，其特征在于，所述控制裝置，在沖壓加工的一個循環(huán)中，至少在加壓件從工件沖壓成形加工結(jié)束后上升返回到下降前的原位置時，進行并列驅(qū)動第一電機和第二電機的協(xié)調(diào)驅(qū)動，控制滑塊上下動。
11.如權(quán)利要求8所述的沖壓裝置，其特征在于，所述第二電機設(shè)置在滑塊上，第二電機的轉(zhuǎn)動軸與滑塊移動機構(gòu)的所述輸入軸接合。
12.如權(quán)利要求8所述的沖壓裝置，其特征在于，所述第二電機設(shè)置于支承板上，并且，在第二電機與滑塊移動機構(gòu)之間設(shè)置軸變換機構(gòu)，其用于把所述第二電機的轉(zhuǎn)動軸方向軸變換為滑塊移動機構(gòu)的所述輸入軸方向。
13.如權(quán)利要求8所述的沖壓裝置，其特征在于，所述滑塊移動機構(gòu)，具有頂板和底板，并具有在頂板和底板的中央部形成孔部且固定于滑塊的支承框體；同時，在支承框體內(nèi)具有分別固定于頂板和底板的兩個推力軸承；蝸輪，其用該兩個推力軸承夾持，同時在中央部有足以使?jié)L珠絲杠部自由轉(zhuǎn)動、上下移動的通孔，并且在上部和下部分別形成圓筒形軸心部，并且固定于所述滾珠螺母部，嵌入所述孔部內(nèi)；與蝸輪嚙合的蝸桿；固定蝸桿的輸入軸。
14.如權(quán)利要求8所述的沖壓裝置，其特征在于，所述差動機構(gòu)具有差動圓筒，其在外周面有第一螺紋，同時具有與所述第一螺紋同軸、并可轉(zhuǎn)動自如地保持著所述絲杠軸的通孔；設(shè)置于支承板，同時螺紋連接差動圓筒的所述第一螺紋而保持著差動圓筒的第二螺紋；安裝于支承板上，使差動圓筒相對支承板和絲杠軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動源。
15.如權(quán)利要求8所述的沖壓裝置，其特征在于，所述差動機構(gòu)具有與所述差動圓筒成一體的齒輪；安裝于驅(qū)動源的轉(zhuǎn)動軸的蝸桿；在該蝸桿和差動圓筒的齒輪之間傳遞動力的機構(gòu)。
16.如權(quán)利要求1所述的沖壓裝置，其特征在于，具有用基座、支承板和多個導(dǎo)柱形成的框體；在下端面安裝上模，并且自如地沿導(dǎo)柱滑動的滑塊；與下陽螺紋部螺紋連接的連接機構(gòu)，其通過絲杠軸，用設(shè)于支承板的快速進給用第一電機的轉(zhuǎn)動來驅(qū)動滑塊上下移動，該絲杠軸具有左旋或右旋之一種的螺紋牙的上陽螺紋部和另一種螺紋牙的下陽螺紋部；與絲杠軸的上陽螺紋部螺紋連接，轉(zhuǎn)動自如地軸支承于支承板的螺紋機構(gòu)；固定于螺紋機構(gòu)的蝸輪；加壓用第二電機，其設(shè)置于支承板，具有與該蝸輪嚙合的蝸桿，同時，通過使與上陽螺紋部螺紋連接的螺紋機構(gòu)轉(zhuǎn)動，使絲杠軸上下移動；設(shè)置于基座上與上模對應(yīng)位置的下模；檢測上模位置的位置檢測器；控制裝置，其基于位置檢測器檢測的位置信號，直到上模與置于下模的工件接觸的時刻或馬上接觸的時刻，至少通過快速進給用第一電機的轉(zhuǎn)動使上模快速下降，從上模與工件接觸的時刻或馬上接觸的時刻開始，直到上模下降到預(yù)定的下限降下位置的下降過程，以根據(jù)加壓用第二電機的轉(zhuǎn)動的施加轉(zhuǎn)矩模式，進行使上模下降和按壓的控制，上模到達下限降下位置后，通過快速進給用第一電機和加壓用第二電機的轉(zhuǎn)動，使上?？焖偕仙?br> 17.如權(quán)利要求1所述的沖壓裝置，其特征在于，具有用基座、支承板和多個導(dǎo)柱形成的框體；在下端面安裝上模，并且沿導(dǎo)柱自如滑動的滑塊；與下陽螺紋部螺紋連接的連接機構(gòu)，其通過絲杠軸，用設(shè)于支承板的快速進給用第一電機的轉(zhuǎn)動驅(qū)動滑塊上下移動，該絲杠軸具有左旋或右旋的一種的螺紋牙的上陽螺紋部和另一種螺紋牙的下陽螺紋部；與絲杠軸的上陽螺紋部螺紋連接，轉(zhuǎn)動自如地軸支承于支承板的螺紋機構(gòu)；固定于螺紋機構(gòu)的蝸輪；加壓用第二電機，其設(shè)置于支承板，具有與該蝸輪嚙合的蝸桿，同時，通過使與上陽螺紋部螺紋連接的螺紋機構(gòu)的轉(zhuǎn)動，使絲杠軸上下移動；阻止絲杠軸轉(zhuǎn)動的鎖定機構(gòu)；設(shè)置于基座上與上模對應(yīng)位置的下模；檢測上模位置的位置檢測器；控制裝置，其基于位置檢測器檢測的位置信號，直到上模與置于下模的工件接觸的時刻或馬上接觸的時刻，至少通過快速進給用第一電機的轉(zhuǎn)動使上?？焖傧陆?，從上模與工件接觸的時刻或馬上接觸的時刻開始直到上模下降到預(yù)定的下限降下位置的下降時刻，以根據(jù)加壓用第二電機的轉(zhuǎn)動的施加轉(zhuǎn)矩模式，進行使上模下降和按壓的控制，同時，在上模與置于下模的工件馬上接觸之前，進行鎖定機構(gòu)動作的控制，以阻止絲杠軸轉(zhuǎn)動；上模到達下限降下位置后，在解除鎖定機構(gòu)情況下，通過快速進給用第一電機和加壓用第二電機的轉(zhuǎn)動，使上模快速上升。
18.如權(quán)利要求1所述的沖壓裝置，其特征在于，具有用基座、支承板和多個導(dǎo)柱形成的框體；在下端面安裝上模，并且沿導(dǎo)柱自如滑動的第一滑塊；設(shè)置于支承板和第一滑塊之間，沿導(dǎo)柱自如滑動的第二滑塊；通過由設(shè)于支承板的第一電機進行的正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動驅(qū)動的快速進給用第一絲杠軸，使第二滑塊上下移動的第一連接機構(gòu)；通過由設(shè)于第二滑塊的第二電機進行的正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動驅(qū)動的第二絲杠軸，使第一滑塊上下移動的第二連接機構(gòu)；固定第二滑塊和第一絲杠軸的鎖定機構(gòu)；在與上模對應(yīng)的位置，對應(yīng)于基座設(shè)置的下模；檢測上模與被置于下模的工件接觸的位置，同時，檢測上模的上限待機位置和下限降下位置的位置檢測器；第一控制裝置，其基于位置檢測器檢測的位置信號，直到上模與置于下模的工件接觸的時刻或馬上接觸的時刻，至少通過第二滑塊使上?？焖傧陆?，在上模與工件接觸的時刻或馬上接觸的時刻，通過鎖定機構(gòu)固定第二滑塊和第一絲杠軸，從上模與工件接觸的時刻或馬上接觸的時刻直到上模下降到預(yù)定的下限降下位置的下降時刻，通過第一滑塊使上模的下降減速，在第二電機施加轉(zhuǎn)矩模式下，進行使上模按壓置于下模的工件的控制，上模到達下限降下位置后，通過第一滑塊和第二滑塊，使上?？焖偕仙?。
19.如權(quán)利要求1所述的沖壓裝置，其特征在于，具有用基座、支承板和多個導(dǎo)柱形成的框體；在下端面安裝上模并且沿導(dǎo)柱自如滑動的滑塊；第三連接機構(gòu)，其具有轉(zhuǎn)動部，該轉(zhuǎn)動部通過由設(shè)于支承板的第一電機正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動驅(qū)動的絲杠軸，使滑塊上下移動；固定支承板和絲杠軸的鎖定機構(gòu)；加壓用第二電機，其設(shè)置于滑塊上，使第三連接機構(gòu)的轉(zhuǎn)動部正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動，同時，通過第三連接機構(gòu)的轉(zhuǎn)動部的正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動，使滑塊上下移動，還能夠固定滑塊和第三連接機構(gòu)的轉(zhuǎn)動部；在與上模對應(yīng)的位置，對應(yīng)于基座設(shè)置的下模；檢測上模與置于下模的工件接觸的位置，同時，檢測上模的上限待機位置和下限降下位置的位置檢測器；第二控制裝置，其基于位置檢測器檢測的位置信號，直到上模與置于下模的工件接觸的時刻或馬上接觸的時刻，通過至少由第一電機驅(qū)動的絲杠軸的轉(zhuǎn)動，使上?？焖傧陆担诘谝浑姍C停止后，立刻通過鎖定機構(gòu)使支承板和絲杠軸固定，從上模與工件接觸的時刻或者馬上接觸的時刻直到上模下降到預(yù)定的下限降下位置的時刻，在支承板和絲杠軸的固定狀態(tài)下，通過由第三連接機構(gòu)的轉(zhuǎn)動形成的滑塊使上模的下降減速，在固定支承板和絲杠軸的狀態(tài)下，以第二電機的施加轉(zhuǎn)矩模式，進行上模按壓置于下模的工件的控制；上模到達下限降下位置后，在滑塊和絲杠軸的固定開鎖狀態(tài)，通過滑塊使上?？焖偕仙?。
20.一種沖壓裝置，其具有基座；通過立設(shè)于基座的多個導(dǎo)柱，相對基座保持平行的支承板；沿導(dǎo)柱滑動，能夠在基座和支承板之間上下移動的滑塊；安裝于支承板上，上下快速進給所述滑塊的快速進給用往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)；使所述滑塊上下移動而沖壓加工工件的加壓用電機，其特征在于，具有檢測所述加壓用電機的轉(zhuǎn)動的電機用編碼器，檢測所述滑塊的移動用的位置檢測器；所述加壓用電機通過沖壓電機用伺服模塊和沖壓電機用伺服驅(qū)動器進行控制，該沖壓電機用伺服模塊運算速度指令，該速度指令由該加壓用電機伴隨經(jīng)過的時間給予的應(yīng)處位置信息，該沖壓電機用伺服驅(qū)動器按照從該電機用伺服模塊發(fā)出的速度指令和從所述電機用編碼器發(fā)出的信號驅(qū)動電機；并且，所述加壓用電機，構(gòu)成為設(shè)定成清除給出所述滑塊的位置的信息，以在所述加壓用電機的起動時刻的位置作為始點，其中，上述信息在從起動往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)到達起動所述加壓用電機期間內(nèi)，從所述位置檢測器輸出的信號取得；同時，具有設(shè)于往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)的第一螺紋；設(shè)于滑塊并與所述第一螺紋螺紋連接的第二螺紋；安裝于所述支承板的加壓用電機；連接加壓用電機和所述第二螺紋，并把加壓用電機的轉(zhuǎn)動傳向第二螺紋的轉(zhuǎn)動傳遞機構(gòu)；通過所述往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)，把所述滑塊移到該往復(fù)驅(qū)動機構(gòu)的移動終點附近，通過使所述第二螺紋相對第一螺紋轉(zhuǎn)動，在滑塊和基座之間產(chǎn)生沖壓力。
全文摘要
本發(fā)明在使用電動機的沖壓裝置中，使用直到即將按壓之前下降的快速進給用驅(qū)動機構(gòu)和進行按壓動作的加壓用電機，要使快速進給用的驅(qū)動機構(gòu)和加壓用電機各自的動作協(xié)調(diào)動作，并且，對于所述快速進給用的驅(qū)動機構(gòu)和加壓用的電機的組只設(shè)置一個檢測滑塊的現(xiàn)在位置的位置檢測器。
文檔編號B30B1/18GK1812880SQ20048001789
公開日2006年8月2日 申請日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者二村昭二, 松本竹生 申請人:株式會社放電精密加工研究所