專利名稱：成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，具有權(quán)利要求1至4之一前敘部分的特征。
背景技術(shù)：
按照DE1452772A已知具有機械式驅(qū)動裝置的壓力機，其中在由馬達、飛輪和離合一制動組合裝置組成的初級驅(qū)動裝置部分的后面連接具有用于功率分支的齒輪傳動裝置的次級驅(qū)動裝置部分和分別與壓力點對應(yīng)配置的具有杠桿機構(gòu)的升降傳動裝置。在此，在曲柄驅(qū)動裝置中呈正弦形的運動過程的改變通過使用杠桿和鉸鏈驅(qū)動裝置來達到。在該解決方案中不利的是，除用于上述初級和次級驅(qū)動裝置部分的元件的費用增加外，推桿的位移和速度曲線被剛性地預(yù)給定。
恒定位移曲線的缺點在按照DE45443A的解決方案中這樣避免用于使推桿運動的曲柄交替地通過右驅(qū)動裝置和左驅(qū)動裝置操作。在此，角偏轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)的連桿運動或者通過分別右旋和左旋的電機驅(qū)動的飛輪的交替離合、或者通過無飛輪的極性可轉(zhuǎn)換的電動機來產(chǎn)生。沒有設(shè)置對推桿升降期間的速度曲線的影響。利用極性可轉(zhuǎn)換的電機的該解決方案尤其在變形過程期間要求來自設(shè)備供電源的較高的峰值功率。
由按照EP0300000B1的裝置中已知蓄能器，它們?yōu)榱耸官|(zhì)量加速而輸出存儲的能量或者從能量供給裝置獲取能量并且在質(zhì)量制動時存儲制動能或返回給能量供給裝置。通過曲柄的擺動運動來操作用于推桿運動的肘桿機構(gòu)。后兩種裝置的共同點是，電驅(qū)動裝置通過機械式功率分支驅(qū)動多個壓力點，因此不能對每個壓力點分開配置力調(diào)節(jié)和位置調(diào)節(jié)。
在按照DE10219581A1公開的裝置中，為了產(chǎn)生推桿運動，借助泵驅(qū)動的流體驅(qū)動裝置來驅(qū)動或者分別為每個壓力點單獨配置、或者為多個壓力點共同配置的偏心軸，其中可對壓力機推桿調(diào)節(jié)靈活的速度曲線和力曲線。替換地，為了減小泵的峰值功率，在電動機與泵之間使用飛輪。由于偏心軸轉(zhuǎn)向恒定，推桿行程固定，沒有設(shè)置靈活的推桿位移曲線。
本發(fā)明優(yōu)點本發(fā)明的任務(wù)在于，構(gòu)造一種用于壓力機的驅(qū)動系統(tǒng)，使得在升降行程的大小和順序可自由編程以及速度曲線和力曲線靈活的情況下能夠以單獨的力調(diào)節(jié)和位置調(diào)節(jié)控制推桿的每個壓力點。此外應(yīng)在不使用附加蓄能器的情況下使從供電網(wǎng)的能量取用、由循環(huán)決定的負載波動以及對電網(wǎng)的反作用最小。在具有多個壓力點的成型壓力機中應(yīng)建立推桿的傾翻調(diào)節(jié)可能性。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過分別具有權(quán)利要求1至4之一的特征的壓力機驅(qū)動系統(tǒng)解決。進一步的細化構(gòu)型在權(quán)利要求5至12中描述。
本發(fā)明的核心構(gòu)思在于，將液壓式壓力機在位移、速度和力曲線可自由編程方面的優(yōu)點與機械式壓力在生產(chǎn)率、剛性和下轉(zhuǎn)向點的位移受約束的可再現(xiàn)性較高方面的優(yōu)點相結(jié)合。本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容是，一個或多個電驅(qū)動裝置作為伺服電機作用在一個曲柄傳動裝置上，使得除了位移、速度和力曲線的可自由編程性外還可靈活利用位移和/或力受約束的運動過程。在力受約束的推桿運動中下轉(zhuǎn)向點與液壓式壓力機類似地根據(jù)編程的力來控制。在這種運行方式中電驅(qū)動裝置的簡單行程相應(yīng)于簡單的推桿行程，其中電驅(qū)動裝置的換向運動在推桿的下反向點中進行。伺服軸的高的位置精度和機械剛度也使得位移受約束的推桿運動可以實現(xiàn)電驅(qū)動裝置在推桿的下反向點的換向運動。如果電驅(qū)動裝置使曲柄傳動裝置在推桿的下反向點中無停留地擺過，則可在另一運行方式中利用機械式壓力機的位移受約束的推桿運動在高的節(jié)拍頻率下的優(yōu)點。在此，借助電驅(qū)動裝置的一個簡單行程可實現(xiàn)具有前進行程和后退行程的雙倍推桿行程，由此降低能量消耗并提高壓力機節(jié)拍?？尚械氖?，電驅(qū)動裝置直接地或者通過處于中間的傳動裝置例如齒輪變速器來驅(qū)動曲柄傳動裝置。對于大力矩有利的是，多個伺服電機作用于曲柄傳動裝置上。根據(jù)推桿行程的大小和曲柄的長度可行的是，從屬于該傳動裝置的次級齒輪構(gòu)造為扇形齒輪，其角度相應(yīng)于最大可能的連桿偏轉(zhuǎn)角。為了實現(xiàn)較大的力，在一個有利的構(gòu)型中曲柄傳動裝置與一個肘桿相組合。此外有利的是，分別配置給各個壓力點的曲柄傳動裝置在力調(diào)節(jié)和位置調(diào)節(jié)方面可單獨控制，由此一方面為了推桿保持平行可補償由于力的偏心作用而可產(chǎn)生的傾翻，另一方面可實現(xiàn)給定的傾翻。此外本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容是，改進壓力機的能量平衡，其方式是，在用于推桿主驅(qū)動的伺服電機與其它在壓力機中為輔助運動而存在的伺服電機、例如用于可電動驅(qū)動的拉伸裝置的伺服電機之間這樣進行能量交換，使得在運動循環(huán)中在制動階段期間在伺服電機的發(fā)電機模式中反饋的能量被饋入處于電動機模式中的伺服電機。當(dāng)從屬于一個壓力機作業(yè)線的多個壓力機在推桿運動方面相位偏移地運行并且在從屬于每個壓力機的用于主運動的伺服電機之間發(fā)生能量交換時，也可達到這種效果。
在傳統(tǒng)的具有剛性位移特征曲線的機械式成型壓力機中由于訓(xùn)練新模具要求高的質(zhì)量，需要在所配置的訓(xùn)練壓力機中可利用與產(chǎn)品壓力機等同的位移和速度特征曲線。為此當(dāng)前主要可使用具有靈活的位移-時間特征曲線的高速驅(qū)動裝置的液壓式訓(xùn)練壓力機，它們的模擬產(chǎn)品壓力機使用并非不重要。由于以伺服電機運行的驅(qū)動系統(tǒng)綜合了機械式和液壓式壓力機的優(yōu)點，基本相同的成型壓力機可供訓(xùn)練目的和產(chǎn)生使用。
下面借助實施例詳細解釋本發(fā)明。附圖示出

圖1單獨的曲柄驅(qū)動裝置處于內(nèi)側(cè)拐角位置中，圖2組合有肘桿的單獨的曲柄驅(qū)動裝置處于內(nèi)側(cè)拐點位置，圖3用于主運動和輔助運動的伺服驅(qū)動裝置之間通過中間電路耦合的能量交換，圖4對于主運動和輔助運動的運動過程和驅(qū)動功率的曲線圖。
從圖1中可看到第一實施例的成型壓力機的一個局部，其驅(qū)動裝置2借助曲柄機構(gòu)3實現(xiàn)，其中，推桿1的每個壓力點被單獨驅(qū)動。示出的推桿1處于其上面的行程位置中，在該位置中曲柄機構(gòu)3位于其內(nèi)側(cè)拐角位置10中。曲柄機構(gòu)3包括在上蓋19內(nèi)分別支承在曲柄軸承18中的曲柄8，該曲柄通過在另一端鉸接上的連桿9與推桿1的壓力點4連接。曲柄8的驅(qū)動裝置間接地由可自由編程的伺服電機5連同處于中間的呈齒輪變速器形式的傳動裝置6實現(xiàn)。由于曲柄機構(gòu)3為了推桿1的運動僅進行確定的角偏轉(zhuǎn)，從屬于傳動裝置6的從動元件可構(gòu)造為扇形齒輪7。借助伺服電機5，為了推桿1的運動，可編程靈活的位移和速度特征曲線，其中考慮曲柄機構(gòu)3的傳動比。伺服電機5的位置、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩借助NC控制裝置這樣調(diào)節(jié)，使得可達到所希望的運動變化曲線和力變化曲線。在此重要的是，在第一構(gòu)型中運動過程借助導(dǎo)軸受控制的電子曲線盤產(chǎn)生，這些曲線盤規(guī)定推桿1的給定位置。
在一個有利構(gòu)型中可放棄直接測量力或力矩，其方式是，根據(jù)加速度、傳動比以及其它影響量如溫度和摩擦這樣修正或限制伺服電機5的給定轉(zhuǎn)矩，使得在推桿1上的作用位置上達到所要求的力。通過該驅(qū)動裝置構(gòu)型可實現(xiàn)，一方面成型壓力機位移受約束地具有確定的下轉(zhuǎn)向點來運行，該下轉(zhuǎn)向點處于曲柄機構(gòu)3的伸直位置區(qū)域13中。另一方面可與液壓式壓力機類似地使伺服驅(qū)動的成型壓力機力受約束地運行，其方式是，在伸直位置區(qū)域13中在控制裝置側(cè)限制力。
替換地，曲柄機構(gòu)可這樣運行，使得它在推桿1的下轉(zhuǎn)向點中無停留地擺過，由此利用位移受約束的推桿運動的優(yōu)點來達到高的節(jié)拍頻率。在此，曲柄8以內(nèi)側(cè)的和外側(cè)的拐角位置10，11分別選擇式地達到推桿1的上轉(zhuǎn)向點。主要的優(yōu)點在于，與具有曲柄機構(gòu)3的換向運動的運行方式相比在曲柄機構(gòu)的伸直位置區(qū)域13中推桿1在由于變形過程而提高能量需求的階段期間不被制動。由于曲柄機構(gòu)3擺過下轉(zhuǎn)向點，能量消耗降低?？勺杂删幊痰乃欧姍C5使得能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的位移特征曲線。當(dāng)曲柄8以分別對稱定位的拐角位置10，11擺過下轉(zhuǎn)向點時，推桿1的前進行程和后退行程一樣大，其中在推桿1的所有奇數(shù)行程時可進行偶數(shù)行程的運動曲線的鏡像程序。
此外為了制造成型件有利的是，對于每個成型件多次進行壓力過程，其方式是每個壓力過程多次駛過推桿1的下轉(zhuǎn)向點，符合目的的是以不同的行程駛過。由于這些不同的行程，外側(cè)的和內(nèi)側(cè)的拐角位置10，11分別不對稱地定位。
在另一未示出的構(gòu)型中同樣可行的是，推桿1的壓力點4在機械上這樣同步，其方式是，伺服電機5共同作用于配置給這些壓力點4的曲柄機構(gòu)3。在這種情況下符合目的的是，配置給傳動裝置6的力傳遞元件例如扇形齒輪7相互作用連接。
圖2示出第二實施例，其中曲柄傳動裝置14與肘桿16組合。在此，曲柄傳動裝置14的曲柄8與第一實施例相似分別借助兩個伺服電機5和處于中間的傳動裝置6來驅(qū)動。在輸出側(cè)，曲柄8通過壓力接板15與肘桿16的桿17連接。在機架側(cè)肘桿16在上蓋19內(nèi)支承在桿軸承20中。在該實施例中壓力接板15、桿17和與壓力點4連接的連桿9具有公共鉸接點，由此形成一個四點肘桿機構(gòu)21。在推桿1的上轉(zhuǎn)向點中肘桿16達到其內(nèi)側(cè)的拐點位置22。在肘桿16的伸直位置區(qū)域中駛到推桿1的下轉(zhuǎn)向點上。與第一實施例相反在該運行方式中伺服電機5不需要被制動，因為在推桿的下轉(zhuǎn)向點期間曲柄機構(gòu)3擺過其下轉(zhuǎn)向點。
同樣可以想到，伺服驅(qū)動裝置5通過功率分支裝置24共同作用于壓力點4上。
總的來說通過曲柄機構(gòu)3與肘桿16的組合達到力的增強。
通過對壓力點4個別地、相互獨立地進行位置調(diào)節(jié)和力調(diào)節(jié)在兩個實施例中在力偏心作用的情況下也可保持推桿1平行。另一方面可想到，推桿1的壓力過程期間的確定給定翻轉(zhuǎn)可調(diào)整。
借助伺服電機5實現(xiàn)的基本無飛輪的驅(qū)動裝置2可使得在從供電網(wǎng)29獲取能量時負載波動具有并非不顯著的峰值功率。下面通過圖3和4的支持來描述改進成型壓力機能量平衡的一種可能性。
除了用于推桿的主運動的伺服電機5外還使用用于成型壓力機中的輔助運動例如拉伸裝置的另外的伺服電機28。在圖4的描述的上半部中示出位移-時間特性曲線，具有對于推桿1和拉伸裝置的驅(qū)動裝置28的與階段相關(guān)的位置。在推桿1與拉伸裝置的相遇點之后拉伸裝置被推桿1的伺服電機5主動驅(qū)動，其中從屬的驅(qū)動裝置28在發(fā)電機模式中通過制動來施加拉伸裝置的為變形過程所需的力。在該階段對于以電動機運行的推桿1伺服電機5具有最大能量需求，由于以發(fā)電機運行的拉伸裝置伺服電機28而反饋能量。由于用于主運動的兩個伺服電機5和用于拉伸裝置的驅(qū)動裝置28經(jīng)過其伺服放大器27通過公共的中間電路26相應(yīng)于圖3相耦合，在用于推桿1的運動的伺服電機5與用于拉伸裝置的驅(qū)動裝置28之間進行能量交換。
另一能量交換可在壓制循環(huán)中按照曲線圖(圖4)在用于推桿1的伺服電機為達到上轉(zhuǎn)向點而制動的階段中如下進行，其方式是，此時由推桿1反饋的能量通過中間電路耦合輸送給在起動階段中電動機式運行的用于拉伸裝置28的驅(qū)動裝置。從圖4的曲線圖的兩個中間的曲線中分別對于推桿1和拉伸裝置的驅(qū)動裝置28可以看出電動機式和發(fā)電機式起作用的驅(qū)動功率與時間相關(guān)的變化曲線。合成的驅(qū)動功率在下面的曲線中示出。通過經(jīng)中間電路耦合的能量交換可以減小負載波動。
同樣可行的是，能量交換這樣在多個成型壓力機之間發(fā)生，其方式是，從屬于一個壓力機作業(yè)線的成型壓力機的在其推桿運動方面相位偏移地運行并且在用于主運動的伺服電機5之間交換能量。
參考標(biāo)記1推桿2驅(qū)動裝置3曲柄機構(gòu)4壓力點
5伺服電機6傳動裝置7扇形齒輪8曲柄9連桿10曲柄傳動裝置的內(nèi)拐角位置11曲柄傳動裝置的外拐角位置12壓力機立柱13伸直位置區(qū)域14曲柄傳動裝置15壓力接板16肘桿17桿18曲柄軸承19上蓋20桿軸承21四點肘桿機構(gòu)22肘桿機構(gòu)的內(nèi)拐點位置23肘桿機構(gòu)的外拐點位置24功率分支裝置26中間電路耦合27伺服放大器28用于拉伸裝置的驅(qū)動裝置29供電網(wǎng)30供給模式
31軸調(diào)節(jié)器32NC控制裝置
權(quán)利要求
1.成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，具有用于推桿(1)的運動的偏心機構(gòu)或曲柄機構(gòu)(3)，其特征在于，至少一個伺服電機(5)或者直接地、或者通過傳動裝置(6)間接地驅(qū)動為每個壓力點(4)單獨配置的該偏心機構(gòu)或曲柄機構(gòu)(3)，其中，伺服電機(5)的方向變換或者在一個拐角位置(10，11)與伸直位置區(qū)域(13)之間進行或者如已知的那樣在曲柄(8)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)拐角位置(10，11)之間進行。
2.成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，具有用于推桿(1)的運動的偏心機構(gòu)或曲柄機構(gòu)(3)，其特征在于，至少一個伺服電機(5)通過一個公共的功率分支裝置(24)作用于至少兩個配置給這些壓力點(4)的偏心機構(gòu)或曲柄機構(gòu)(3)，其中，伺服電機(5)的方向變換或者在一個拐角位置(10，11)與伸直位置區(qū)域(13)之間進行或者如已知的那樣在曲柄(8)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)拐角位置(10，11)之間進行。
3.成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，具有用于推桿(1)的運動的、可通過曲柄傳動裝置(14)驅(qū)動的肘桿(16)，其特征在于，至少一個伺服電機(5)或者直接地、或者通過傳動裝置(6)間接地驅(qū)動各為每個壓力點(4)單獨配置的肘桿(16)，其中，伺服電機(5)的方向變換或者在一個拐點位置(22，23)與伸直位置區(qū)域(13)之間進行或者在肘桿(16)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)拐點位置(22，23)之間進行。
4.成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，具有用于推桿(1)的運動的、可通過曲柄傳動裝置(14)驅(qū)動的肘桿(16)，其特征在于，至少一個伺服電機(5)通過一個公共的功率分支裝置(24)作用于至少兩個配置給這些壓力點(4)的肘桿(16)，伺服電機(5)的方向變換或者在一個拐點位置(22，23)與伸直位置區(qū)域(13)之間進行或者在肘桿(16)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)拐點位置(22，23)之間進行。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)伺服電機(5)在肘桿(16)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)拐點位置(22，23)之間或者在曲柄傳動裝置的拐角位置(10，11)之間變換方向時起升行程的大小和方向可自由編程。
6.按照權(quán)利要求5所述的成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，肘桿(16)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)拐點位置(22，23)或曲柄(8)的拐角位置對稱地定位。
7.按照權(quán)利要求5所述的成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，肘桿(16)的外側(cè)和內(nèi)側(cè)拐點位置(22，23)或曲柄(8)的拐角位置不對稱地定位。
8.按照權(quán)利要求5所述的成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，在推桿(1)的所有奇數(shù)行程時可進行推桿(1)的偶數(shù)行程的運動曲線的鏡像程序。
9.按照權(quán)利要求1至4之一所述的成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，推桿(1)的運動可借助冗余地起作用的、與伺服電機(5)耦合或獨立的制動裝置鎖止。
10.按照權(quán)利要求1至4之一所述的成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，分別配置給這些壓力點(4)的偏心裝置、曲柄傳動裝置(14)和/或肘桿(16)相互對稱地布置。
11.按照權(quán)利要求1至4之一所述的成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，用于成型壓力機的主運動和輔助運動的伺服電機(5，28)的伺服放大器(27)的中間電路(26)直接相互耦合。
12.按照權(quán)利要求11所述的成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，在該成型壓力機中用于拉伸裝置的驅(qū)動裝置(28)作為輔助運動起作用。權(quán)利要求1至4之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種成型壓力機驅(qū)動系統(tǒng)。在升降行程的大小和順序可自由編程以及速度曲線和力曲線靈活的情況下能夠以單獨的力調(diào)節(jié)和位置調(diào)節(jié)控制推桿的每個壓力點。此外應(yīng)在不使用附加蓄能器的情況下使從供電網(wǎng)的能量取用、由循環(huán)決定的負載波動以及對電網(wǎng)的反作用最小。在具有多個壓力點的成型壓力機中應(yīng)建立推桿的傾翻調(diào)節(jié)可能性。該解決方案綜合了液壓式壓力機在位移、速度和力曲線可自由編程方面的優(yōu)點與機械式壓力在生產(chǎn)率、剛性和下轉(zhuǎn)向點的位移受約束的可再現(xiàn)性較高方面的優(yōu)點。一個或多個電驅(qū)動裝置作為伺服電機作用在一個曲柄傳動裝置上，使得除了位移、速度和力曲線的可自由編程性外還可靈活利用位移和/或力受約束的運動過程。
文檔編號B30B1/14GK101087686SQ200580044769
公開日2007年12月12日 申請日期2005年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月25日
發(fā)明者U·達爾, S·施密特, U·弗蘭克 申請人:米勒魏因加滕股份公司