用于控制陶瓷或金屬粉末擠壓機(jī)的方法以及陶瓷或金屬粉末擠壓機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1前序部分所述特征的用于控制用于壓制擠壓物質(zhì)的陶瓷和/或金屬粉末擠壓機(jī)的方法，在該方法中這樣控制至少一電動的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置沿著擠壓方向調(diào)整至少一沖模，使所述驅(qū)動裝置沿著位置理論軌跡運(yùn)動沖模到?jīng)_模的各個(gè)瞬時(shí)理論位置，并且所述驅(qū)動裝置在偏離位置理論軌跡時(shí)再調(diào)節(jié)。本發(fā)明還涉及這樣控制的用于壓制擠壓物質(zhì)的陶瓷和/或金屬粉末擠壓機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]存在陶瓷和/或金屬粉末擠壓機(jī)，在擠壓機(jī)中在擠壓方法期間需要各個(gè)軸、即尤其是沖模和載有模具的部件在成形過程期間所謂的浮動。浮動意味著，使軸被至少另一、尤其對置的軸從其位置擠離。但是軸通過在工具程序中對于軸編程的力反壓擠壓這個(gè)力的軸，這看上去例如類似彈簧作用。另一應(yīng)用情況是力調(diào)節(jié)地取消尤其在上方導(dǎo)引力的軸上的擠壓力。因此術(shù)語浮動也能夠稱為懸浮、受控退讓或者受控再調(diào)節(jié)。
[0003]尤其在伺服馬達(dá)驅(qū)動的粉末擠壓機(jī)、尤其多板擠壓機(jī)中與例如液壓粉末擠壓機(jī)相比在螺桿擠壓機(jī)情況下存在特殊的問題，螺桿擠壓機(jī)具有螺桿驅(qū)動。在這種設(shè)有驅(qū)動控制器或驅(qū)動調(diào)節(jié)器的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩限制器作為伺服調(diào)節(jié)器的功能不能絕對準(zhǔn)確地限制在這些軸上的力。原因在于，伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動利用螺桿轉(zhuǎn)換成平移運(yùn)動。這個(gè)螺桿的效率取決于多個(gè)物理參數(shù)，尤其是溫度，因此作為猶如未知的參數(shù)配置。如果對于這種模具軸使用復(fù)式驅(qū)動，則不能使用轉(zhuǎn)矩限制器。在復(fù)式驅(qū)動裝置中兩個(gè)伺服馬達(dá)分別通過螺桿驅(qū)動模具軸。由于螺桿的效率問題不能保證兩個(gè)伺服軸的同步運(yùn)行。由工藝技術(shù)的觀點(diǎn)對于同步偏差的誤差尤其位于小于0.01mm。
[0004]在這種螺桿擠壓機(jī)中使用的伺服調(diào)節(jié)器由電流調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和位置調(diào)節(jié)器組成。通過這些調(diào)節(jié)器原則上不能調(diào)節(jié)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，在使用至少一電動驅(qū)動裝置的條件下改進(jìn)陶瓷和/或金屬粉末擠壓機(jī)和用于控制用于壓制擠壓物質(zhì)的陶瓷和/或金屬粉末擠壓機(jī)的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的運(yùn)行，尤其能夠?qū)τ谥辽僖桓拥妮S或浮動的沖模實(shí)現(xiàn)力調(diào)節(jié)。本方法尤其要在這種擠壓機(jī)中應(yīng)用，該擠壓機(jī)配有伺服螺桿驅(qū)動。
[0006]這個(gè)目的通過具有權(quán)利要求1特征的方法以及具有權(quán)利要求9特征的陶瓷和/或金屬粉末擠壓機(jī)得以實(shí)現(xiàn)。有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
[0007]—個(gè)特別優(yōu)選的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在于一種用于控制用于壓制擠壓物質(zhì)的陶瓷和/或金屬粉末擠壓機(jī)的方法，在該方法中這樣控制至少一電動驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置沿著擠壓方向調(diào)整至少一沖模，使得所述驅(qū)動裝置沿著位置理論軌跡運(yùn)動沖模尤其到?jīng)_模的瞬時(shí)理論位置，并且所述驅(qū)動裝置在偏離位置理論軌跡時(shí)再調(diào)節(jié)，其中，作為用于再調(diào)節(jié)的至少一調(diào)整參數(shù)使用測得的力，它作用于擠壓物質(zhì)、沖模或者載有沖模的部件上。
[0008]換言之，根據(jù)測得的力通過沖模的至少一電動驅(qū)動裝置調(diào)節(jié)至少一沖模的理論位置。也可以通過再控制利用不同的相互電連接的控制和調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。
[0009]通過適合的傳感器或者適合的測力裝置在平移運(yùn)動中在連續(xù)的擠壓循環(huán)期間測量模具軸的力，即尤其在沖模的部件直到?jīng)_模相對于框架和必要時(shí)相對于其它模具軸的固定點(diǎn)上測得的力。
[0010]這種調(diào)節(jié)可以轉(zhuǎn)換用于這種擠壓機(jī)或相應(yīng)地在這種擠壓機(jī)中使用的工具的許多沖模中的只一個(gè)沖模。但是這種調(diào)節(jié)也可以轉(zhuǎn)換用于這種擠壓機(jī)或這種工具的多個(gè)或所有的沖模。
[0011]另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在于，對于位置理論軌跡根據(jù)至少一測得的力再調(diào)節(jié)，其中按照一改進(jìn)方案根據(jù)理論力給定位置理論軌跡。
[0012]因此在此傳遞力值到位置值。一改進(jìn)方案是，每個(gè)軸自身且獨(dú)立于整個(gè)組合地評價(jià)各自的力并且可以促使再調(diào)節(jié)。
[0013]一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在于，根據(jù)至少一這樣測得的力計(jì)算和/或調(diào)節(jié)至少一沖模的理論位置。
[0014]一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)也是，利用測得的力計(jì)算尤其用于伺服軸或者多個(gè)伺服軸的位置理論軌跡，尤其這樣計(jì)算，使模具軸或者說尤其模具軸的沖模跟隨編程的力。
[0015]因此尤其不直接通過驅(qū)動裝置的直接調(diào)整參數(shù)、例如施加在驅(qū)動裝置上的電壓、施加的電流或者施加在液壓缸上的油壓調(diào)節(jié)位置。取而代之，改變理論位置本身，由此對驅(qū)動控制應(yīng)用調(diào)節(jié)的理論參數(shù)或者理論位置，接著驅(qū)動控制本身根據(jù)施加的調(diào)節(jié)的理論位置執(zhí)行控制或優(yōu)選調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的調(diào)整參數(shù)。因此優(yōu)選涉及復(fù)式調(diào)節(jié)鏈，具有兩個(gè)先后接通的控制或者說尤其是調(diào)節(jié)。
[0016]另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)是，作為偏差將在測得的力與理論力之間的力調(diào)節(jié)偏差轉(zhuǎn)換成對于至少一驅(qū)動裝置的控制裝置的位置調(diào)節(jié)器可轉(zhuǎn)換的理論位置控制參數(shù)。
[0017]換言之，獲得力調(diào)節(jié)偏差并由此確定理論位置控制參數(shù)，該控制參數(shù)用于調(diào)節(jié)電動的驅(qū)動裝置。
[0018]對此的一個(gè)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在于，附加地將驅(qū)動裝置的螺桿升程和/或設(shè)備特有的E模量常數(shù)轉(zhuǎn)換成對于至少一驅(qū)動裝置的位置調(diào)節(jié)器可轉(zhuǎn)換的理論位置控制參數(shù)。
[0019]也可以考慮其它參數(shù)，它們?nèi)Q于尤其擠壓機(jī)和其周圍環(huán)境中現(xiàn)有的溫度或者變化的或者模型特有的幾何的以及結(jié)構(gòu)上或與材料有關(guān)的參數(shù)。尤其設(shè)備特有的E模量常數(shù)可能涉及在面對擠壓物質(zhì)的沖模一側(cè)與驅(qū)動裝置或載有驅(qū)動裝置的框架部件之間的力流里面的單個(gè)或所有的分量。也可以對于不同的軸或力流提供不同的E模量常數(shù)。
[0020]尤其一個(gè)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)是，至少一沖模作為浮動、即尤其懸浮或受控退讓的或再調(diào)節(jié)的軸的組成部分調(diào)整。
[0021]一個(gè)特別優(yōu)選的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在于一個(gè)用于壓制擠壓物質(zhì)的陶瓷和/或金屬粉末擠壓機(jī)，具有至少一電動的驅(qū)動裝置，它沿著擠壓方向調(diào)整至少一沖模，具有一控制裝置，它設(shè)計(jì)成，這樣控制驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置沿著位置理論軌跡運(yùn)動沖模到?jīng)_模的瞬時(shí)理論位置，并且所述驅(qū)動裝置在偏離位置理論軌跡時(shí)再調(diào)節(jié)，其中，在所述擠壓機(jī)中設(shè)置至少一測力裝置，它用于測量擠壓力，該擠壓力作用于擠壓物質(zhì)、沖?；蜉d有沖模的部件上，并且其中，對于控制裝置由此測得的擠壓力形成至少一用于再調(diào)節(jié)的調(diào)整參數(shù)。
[0022]所述控制裝置可以是獨(dú)立的部件，或者是完全或部分地組合到各個(gè)驅(qū)動裝置或其馬達(dá)里面的控制裝置，如同例如在伺服驅(qū)動裝置中那樣。
[0023]驅(qū)動裝置和測力裝置可以附屬于一個(gè)或多個(gè)沖?；蜉S，它們設(shè)置在與起作用的主擠壓力對置的凹?？滓粋?cè)上。主擠壓力可以通過電動的驅(qū)動裝置、但是也可以選擇通過機(jī)械的、氣動的或液壓的驅(qū)動裝置施加。在此主擠壓力尤其通過一個(gè)或多個(gè)沖模起作用，它們設(shè)置在與這樣調(diào)節(jié)的沖模對置的擠壓物質(zhì)一側(cè)上，并且作用于擠壓物質(zhì)上。但是也可以單獨(dú)或者與其它的完全或部分地位于沖模下面的沖模一起調(diào)節(jié)主擠壓力，尤其當(dāng)在這種主擠壓力一側(cè)上設(shè)置多個(gè)可以利用電動驅(qū)動裝置相互間相對調(diào)整的沖模。這還一起包括，在電動的主擠壓力情況下傳遞這個(gè)力的軸伺服馬達(dá)驅(qū)動地并且通過螺桿驅(qū)動裝置構(gòu)成并且可以這樣浮動地調(diào)節(jié)。
[0024]所述擠壓機(jī)的一個(gè)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在于，所述沖模是浮動軸的組成部分。
[0025]所述擠壓機(jī)的另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在于，所述驅(qū)動裝置使沖模相對于至少一至少在擠壓位置側(cè)面設(shè)置的沖模運(yùn)動。
[0026]換言之，在凹?？滓粋?cè)上設(shè)置多個(gè)沖模，其中這些多個(gè)沖?？梢匝刂鴶D壓方向相互獨(dú)立地調(diào)整。尤其在這種布置中可以調(diào)節(jié)只一個(gè)、多個(gè)或所有的沖模。
[0027]所述擠壓機(jī)的另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)也是，唯一的這種沖模同時(shí)通過兩個(gè)或多個(gè)驅(qū)動裝置可調(diào)整地設(shè)置，其中由測得的力確定的、尤其唯一的修正值應(yīng)用于驅(qū)動裝置。
[0028]例如，這種沖模設(shè)置在稱為模具支架的平板上，其中該平板可以在框架機(jī)構(gòu)或工具內(nèi)部利用兩個(gè)或多個(gè)驅(qū)動裝置沿著擠壓方向調(diào)整。由一個(gè)或多個(gè)測得的力值確定的調(diào)節(jié)偏差可以應(yīng)用于所有相關(guān)的驅(qū)動裝置，用于確定公共的理論位置控制參數(shù)。按照一個(gè)改進(jìn)方案，所述驅(qū)動裝置也可以相互獨(dú)立地調(diào)節(jié)，尤其根據(jù)個(gè)性化確定的測得的力調(diào)節(jié)，用于防止所述平板或模具支架由于適合的調(diào)節(jié)傾翻。
[0029]在這種擠壓機(jī)中的一個(gè)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在于，在擠壓機(jī)中設(shè)計(jì)控制裝置，利用這樣描述的方法控制至少一驅(qū)動裝置。換言之，配有相應(yīng)部件的擠壓機(jī)在使用本方法的條件下為了調(diào)節(jié)至少一沖模的理論位置根據(jù)至少一測得的力運(yùn)行。
[0030]這種擠壓機(jī)或這種方法的一個(gè)擴(kuò)展結(jié)構(gòu)也是，所述驅(qū)動裝置由伺服馬達(dá)驅(qū)動的驅(qū)動裝置構(gòu)成和/或驅(qū)動前置于沖模的螺桿。
[0031]根據(jù)測得的力值也可以通過尤其電動的伺服螺桿驅(qū)動裝置調(diào)節(jié)與位置相關(guān)調(diào)整的沖模。
[0032]按照一改進(jìn)方案，根據(jù)測得的力這樣計(jì)算一個(gè)伺服軸或多個(gè)伺服軸的位置理論軌跡，模具軸或尤其其沖模跟隨編程的力。
【附圖說明】
[0033]下面借助于附圖詳細(xì)解釋一個(gè)實(shí)施例。附圖示出:
圖1陶瓷和/或金屬粉末擠壓機(jī)的各個(gè)部件和用于表示擠壓過程的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]如同由圖1看到的那樣，陶瓷和/或金屬粉末擠壓機(jī)I包括框架2，在其中容納不同的其它部件。其它部件部分地位置固定地與框架2連接，部分地可以相對于框架和相互間相對地尤其沿著擠壓方向調(diào)整。
[0035]核心的組成部分是凹模3，在其凹?？桌锩鎻挠绕湎虏拷胍粋€(gè)或多個(gè)沖模4，5。尤其在沖模4，5上方可以將擠壓物質(zhì)6充滿凹模孔。一個(gè)或多個(gè)其它沖模7可以從上面插入到以擠壓物質(zhì)6充滿的凹?？桌锩?，用于使擠壓物質(zhì)6變形成擠壓體。擠壓物質(zhì)6尤其是金屬的和/或陶瓷的粉末狀的和/或顆粒狀的原料。
[0036]示例地只一個(gè)上側(cè)的沖模7以底面配合在尤其板狀的模具支架8上。利用電動的驅(qū)動裝置10，它尤其具有伺服馬達(dá)和螺桿9，可以在擠壓方向上前后地調(diào)整模具支架8和沖模7。在所示的固定或設(shè)置驅(qū)動裝置10的上框架2和沖模7部位設(shè)置測力裝置11。測力裝置11例如可以作為測力傳感器在框架2與沖模7之間的路徑上配合在兩個(gè)部件之間。測力裝置11用于，測量在這些部件之間和/或通過沖模7作用于擠壓物質(zhì)6上的擠壓力并且作為測得的力F3輸出。
[0037]在凹模3底面示例地示出中心的沖模5和環(huán)形地包圍這個(gè)沖模的沖模4，它們能夠擠壓連續(xù)的擠壓體。
[0038]中心的第二沖模5設(shè)置在尤其板狀的模具支架12上。模具支架12可以相對于框架2的下部段利用示例地兩個(gè)電動的驅(qū)動裝置15，16沿著擠壓方向調(diào)整。兩個(gè)驅(qū)動裝置15，16仍然分別具有電動機(jī)和通過電動機(jī)驅(qū)動的螺桿13，14。在從框架2向著沖模5的部位設(shè)置測力裝置24，25，用于分別測量通過驅(qū)動裝置15，16作用的瞬時(shí)擠壓力并且輸出相應(yīng)的測量值分別作為測量的力F21或F22。
[0039]中心的下部第一沖模4設(shè)置在尤其板狀的模具支架17上。模具支架17可以相對于框架2下段利用示例地兩個(gè)電動驅(qū)動裝置20，21沿著擠壓方向調(diào)整。兩個(gè)驅(qū)動裝置20，21仍然分別具有電動機(jī)和通過電動機(jī)驅(qū)動的螺桿18，19。在從框架2向著沖模4的部位設(shè)置測力裝置22，23，用于分別測量通過驅(qū)動裝置20，21起作用