[发明专利]电动伺服压力机、电动伺服压力机的控制装置以及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及经由动力传递转换机构将伺服电机(伺服电动机、伺服马 达)的旋转转换为滑动部件(滑块)的上下往复运动、利用该滑动部件的 上下往复运动对工件实施压力加工(按压加工、挤压加工、冲压加工)的 电动伺服压力机的控制技术。

背景技术

经由动力传递转换机构(例如，曲柄机构)将电子控制的电动伺服电 机的旋转向滑动部件侧传递并转换为滑动部件的上下往复运动、利用该滑 动部件的上下往复运动、对工件实施压力加工的压力机器(所谓电动伺服 压力机器(压力设备)。下面，有时也将压力机器简称为压力机)众所周 知。

在该电动伺服压力机器中，对于与其优点(能够由伺服电机进行自由 的运动，能够消除以往的机械式压力机所具备的飞轮、离合制动装置。) 的关系，需要进行下面的研究。

即，在以往的机械式压力机中，其结构是，通过离合制动装置的切换 状态，作为驱动源的电机(或者飞轮)与曲轴能够物理地(机械地)完全 分离。

与此相对，在电动伺服压力机的情况下，从能够通过软件比较自由地 控制运行状态这一优点和促进装置成本的降低、小型化等观点出发，一般 采用伺服电机与曲轴一直为连结状态而不能将驱动源与工作部物理分离的 结构。

在这里，一般来说，在电动伺服电机中，很难保证在以控制状态停止 (伺服锁定状态)时可靠地维持确保停止状态，或很难保证在应该停止的 情况下在确定的时间内可靠地停止。即，难以完全防止伺服电机的失控等。

特别是，在以手进入模具(hand in die)的方式使用电动伺服压力机 时，即在每一个行程(冲程)使电动伺服压力机停止、通过人手进行工件 的取出放入而使用时，如果在应该停止时电动伺服电机进而滑动部件动作， 则具有发生直接威胁人身的安全的事态的危险，所以要求构筑能够实现更 高度安全可靠的停止的系统。

在这里，在专利文献1中，为了完善伺服制动器、动态制动器、或者 作为代替伺服制动器、动态制动器的控制单元，提出了一种包含机械式制 动器而构成的电动伺服压力机。

根据该专利文献1所记载的电动伺服压力机，通过加上具有比伺服制 动器、动态制动器更大的制动力的机械式制动器，能够急速地使其停止， 并且能够保持停止状态、防止不注意的起动等，所以安全。

然而，该专利文献1所记载的压力机在每次停止时机械式制动器都工 作，所以机械式制动器的摩擦板磨损，所以具有必须定期更换摩擦板的问 题。

进而，为了防止不注意的起动等，必须具有伺服电机的最大转矩以上 的机械式制动器的制动力，制动器大型化，进而需要大型化的摩擦板的定 期的更换，如果考虑这一点，具有经济负担增大的危险。

另外，在专利文献2中，提出了在检测出在压力机(电机旋转)停止 中作业员等进入预定范围内的情况时、切断伺服电机的电源、防止由伺服 电机的失控引起的不注意的起动等(旋转驱动)的电动伺服压力机。

该专利文献2所记载的电动伺服压力机，当在换产调整作业等中作业 者的人手等进入压力机作业区域(即危险区域内)时，通过将伺服电机的 电源切断，防止产生由操作失误、伺服电机的失控等引起的危险状态。

即专利文献2所记载的电动伺服压力机，在压力机(电机旋转)停止 中更可靠地维持该停止状态，而没有对在压力机工作中具有急停止(迅速 停止、骤然停止)要求、立即停止的情况进行考虑，在将专利文献2所记 载的结构原样应用于压力机工作中的急停止用时，也会具有例如由惯性力 引起的动作继续一段时间的危险。

因此，当在压力机作业中人手等进入危险区域内的情况下，没有在人 手等到达危险区域内之前压力机的滑动部件可靠地停止的保证，会给人身 带来重大的危险。特别在压力机的动力传递转换机构由曲柄机构构成的压 力机等中，即使将伺服电机的电源切断，使驱动力消失，通过滑动部件与 曲柄的惯性力，压力机继续工作一段时间，具有人身事故的危险性进一步 提高的危险。

在专利文献3中，提出了在通过电机轴侧编码器与曲轴侧编码器检测 的滑动部件位置之间的差分为设定值以上的情况下判断为异常的压力设 备。

进而，在专利文献4中，提出了使用滑动部件侧的线位移传感器、主 齿轮侧的编码器和电机轴侧编码器进行检测、并且监视检测出的相互的偏 移量而判断异常的压力机的失控监视装置。