電動壓力機、彎曲點檢測方法以及程序的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動壓力機，其包括：用于檢測沖壓位置和該沖壓位置中的負荷的數(shù)據(jù)系列的檢測單元；用于輸入并存儲成為期望判斷為停止或者確定的標準的負荷值、負荷斜率值、負荷斜率的斜率值的輸入存儲單元；根據(jù)所檢測到的沖壓位置和該沖壓位置中的負荷，計算負荷斜率值的負荷斜率值計算單元；根據(jù)該計算出的負荷斜率值，計算負荷斜率的斜率值的計算單元；以及，比較該計算出的負荷斜率的斜率值和成為標準的值，作出停止或者確定的判斷的判斷單元。
【專利說明】電動壓力機、彎曲點檢測方法以及程序
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在沖壓作業(yè)過程中以有意的方式檢測位置-負荷圖表中的彎曲 點的電動壓力機、彎曲點檢測方法以及程序。
【背景技術】
[0002] 目前，公開有在組裝圖1所示的小型部件等時，用于進行壓入作業(yè)等的沖壓裝置 (電動壓力機、電子伺服壓床）（例如，參見專利文獻1)。
[0003] 在進行上述沖壓裝置（電動壓力機、電子伺服壓床）的壓入作業(yè)時，在壓入過程中 條件發(fā)生變化的時刻（位置），有時進行某種判斷或者停止壓入作業(yè)。
[0004] 其中，上述條件的變化在圖30所示的位置-加壓負荷的圖表中表現(xiàn)為彎曲點。為 了檢測該彎曲點，可以采用關注斜率的方法。換言之，求出斜率超過了某一設定值的時刻 (位置）。一直以來作為差分判定或差分停止的功能來實現(xiàn)了該方法。
[0005] 基于指定的條件時上述的方法是有用的方法，但是，如果關注了"斜率"即負荷的 變化率，則有時無法正確地檢測彎曲點。例如，每個部件的斜率的值各不相同，因此，有時無 法設定成為判斷標準的斜率。
[0006] 這時，可以考慮"彎曲點"的本質(zhì)特征、S卩"負荷的變化率的變化率"具有極限值的 情況，這時，計算"負荷的變化率的變化率"、即求出二階微分值時，將位置或負荷值為被數(shù) 字化的離散值，則變成取二階差分。
[0007] 先行技術文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :特開平05-329690號公報
[0010] 但是，基于實際檢測到的負荷值計算該負荷的斜率的斜率，并且基于其結(jié)果進行 判斷時存在一些困難。并且，檢測負荷的斜率存在一些困難，檢測負荷的斜率的斜率，則錯 誤地檢到局部擺動，更加難以判斷。換言之，斜率的計算相當于微分操作，如果在頻率領域 考慮，則微分操作是兩倍的頻率具有兩倍的值的操作，高頻成分被擴大，結(jié)果，數(shù)據(jù)被埋沒 在噪聲中，難以取出有意的值。
[0011] 圖31示出了根據(jù)實際壓入的數(shù)據(jù)，描繪的位置-單純二階差分圖表（圖31的下 面的圖表）的例子。其中，之所以稱為"單純二階差分"，是因為只是通過取差分的差分，作 為負荷的斜率的斜率。在成為基礎的位置-負荷圖表（圖31的上面圖表）中，可以發(fā)現(xiàn)在 位置93. 8_附近存在彎曲點。但是，觀察其的單純二階差分圖表，則的確在彎曲點附近存 在峰值，但是，除此之外，例如在開始壓入部分或彎曲之前或之后也具有峰值。如果僅看值 的大小，則比94mm少前的點具有最大值。
[0012] 尤其是，當存在速度變化時，相當于計算斜率的除法的分母的位置變化量（差分） 的一部分差異對計算值的影響較大，因此，難以獲得有意的值?；旧?，按照負荷斜率=負 荷變化量/位置變化量進行計算，但是，當該位置變化量非常小時，作為計算結(jié)果的負荷斜 率的值不可能是有意的值。這是因為負荷變化量和位置變化量均變成很少的值，進行除法 之后的值幾乎不具有有意性。
[0013] 在圖31的下面所示的圖表例子中，前半部分的壓入開始部分的速度較小，并且， 存在速度變化，因此，前半部分出現(xiàn)了多個峰值。事實上是存在彎曲點，但是，其差異變大， 失去了有意性。為此，目前還沒有進行采用二階微分的彎曲點檢測。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014] 為此，鑒于上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個以上的實施方式提供一種在沖壓作業(yè)中 以有意的方式檢測位置-負荷圖表中的彎曲點的電動壓力機、彎曲點檢測方法以及程序。
[0015] 為了解決上述問題，本發(fā)明的一個以上的實施方式提供以下技術方案。
[0016] 實施方式（1):根據(jù)本發(fā)明的一個以上的實施方式提供一種電動壓力機，其特征 在于，包括：檢測單元，用于檢測沖壓位置和該沖壓位置中的負荷的數(shù)據(jù)系列；輸入存儲單 元，用于輸入并存儲成為期望判斷為停止或者確定的標準的負荷值、負荷斜率值、負荷斜率 的斜率值；負荷斜率值計算單元，根據(jù)所檢測到的沖壓位置和該沖壓位置中的負荷，計算負 荷斜率值；計算單元，根據(jù)該計算出的負荷斜率值，計算負荷斜率的斜率值；以及，判斷單 元，比較該計算出的負荷斜率的斜率值和成為標準的值，作出停止或者確定的判斷。
[0017] 實施方式（2):根據(jù)本發(fā)明的一個以上的實施方式提供一種電動壓力機，其特征 在于，在上述實施方式（1)所述的電動壓力機中，還包括：數(shù)據(jù)系列計算單元，根據(jù)所檢測 到的沖壓位置以及負荷的數(shù)據(jù)系列，計算一定距離間隔的沖壓位置以及負荷的數(shù)據(jù)系列。
[0018] 實施方式（3):根據(jù)本發(fā)明的一個以上的實施方式提供一種電動壓力機，其特征 在于，在上述實施方式（1)所述的電動壓力機中，還包括：數(shù)據(jù)系列計算單元，根據(jù)所檢測 到的沖壓位置以及負荷的數(shù)據(jù)系列，計算沖壓位置以及負荷空間中的一定間隔的沖壓位置 以及負荷的數(shù)據(jù)系列。
[0019] 實施方式（4):根據(jù)本發(fā)明的一個以上的實施方式提供一種電動壓力機，其特征 在于，在上述實施方式（1)?（3)所述的電動壓力機中，所述負荷斜率值計算單元和所述負 荷斜率的斜率值計算單元利用回歸線計算負荷的斜率值以及所述負荷斜率的斜率值。
[0020] 實施方式（5):根據(jù)本發(fā)明的一個以上的實施方式提供一種電動壓力機，其特征 在于，在上述實施方式（1)?（3)所述的電動壓力機中，所述負荷斜率值計算單元和所述負 荷斜率的斜率值計算單元將所檢測到的沖壓位置和該沖壓位置中的負荷平滑化，并且，根 據(jù)該平滑化的沖壓位置和該沖壓位置中的負荷，計算負荷的斜率值以及負荷的斜率的斜率 值。
[0021] 實施方式（6):根據(jù)本發(fā)明的一個以上的實施方式提供一種電動壓力機中的彎曲 點檢測方法，所述電動壓力機至少包括檢測單元、輸入存儲單元、數(shù)據(jù)系列計算單元、斜率 計算單元以及彎曲點計算單元，所述彎曲點檢測方法的特征在于，包括：所述檢測單元檢測 沖壓位置和該沖壓位置中的負荷的數(shù)據(jù)系列的第一步驟；所述輸入存儲單元輸入并存儲成 為期望判斷為停止或者確定的標準的負荷值、負荷斜率值、負荷斜率的斜率值的第二步驟； 所述負荷斜率值計算單元根據(jù)所檢測到的沖壓位置和該沖壓位置中的負荷計算負荷斜率 值的第三步驟；所述負荷斜率的斜率值計算單元根據(jù)該計算出的負荷斜率值計算負荷斜率 的斜率值的第四步驟；以及，所述判斷單元比較該計算出的負荷斜率的斜率值和成為標準 的值，并作出停止或者確定的判斷的第五步驟。
[0022] 發(fā)明的效果
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個以上的實施方式，能夠計算負荷的斜率的斜率作為有意的量， 并且基于該量檢測彎曲點。并且，當有意或無意間速度發(fā)生了變化時，也可以作為預處理階 段，變成一定距離間隔的數(shù)據(jù)之后計算負荷的斜率的斜率，從而能夠確保有意性。
[0024] 并且，通過將負荷、負荷的斜率、負荷的斜率的斜率的三個值作為判斷標準，從而， 實際上能夠防止檢測錯誤。并且，計算有意的負荷的斜率的斜率，未出現(xiàn)檢測錯誤的情況下 可檢測到彎曲點，從而，即使在負荷值或負荷的斜率因工件出現(xiàn)了差異時也可以進行控制 (停止）或是否合適的判斷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的電動壓力機的整體示意圖。
[0026] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的電動壓力機的截面圖。
[0027] 圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方式的電動壓力機的控制部結(jié)構示意圖。
[0028] 圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方式的電動壓力機的處理流程示意圖。
[0029] 圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方式的電動壓力機的位置-負荷數(shù)據(jù)關系示意圖。
[0030] 圖6是根據(jù)本發(fā)明實施方式的電動壓力機的位置-負荷的斜率數(shù)據(jù)關系示意圖。
[0031] 圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的電動壓力機的X以及y的數(shù)據(jù)系列（原來數(shù) 據(jù)）和回歸線上的y的值（y'）的圖表。
[0032] 圖8是根據(jù)本發(fā)明實施方式的電動壓力機的位置-加壓負荷的斜率的斜率數(shù)據(jù)的 關系不意圖。
[0033] 圖9是重疊了圖5、圖6、圖8的圖表。
[0034] 圖10是速度發(fā)生變化時的位置-負荷的圖表。
[0035] 圖11是圖10的整體示意圖。
[0036] 圖12是根據(jù)圖11所示的數(shù)據(jù)計算負荷的斜率的位置-負荷斜率圖表。
[0037] 圖13是根據(jù)圖12所示的數(shù)據(jù)計算斜率的斜率的結(jié)果示意圖。
[0038] 圖14是為了示出圖13所示的數(shù)據(jù)的整體圖像而擴大縱軸范圍來圖表化的圖。
[0039] 圖15是成為求出圖11的斜率時的分母的位置差分示意圖。
[0040] 圖16是用于說明圖4中的步驟S120的處理的圖。
[0041] 圖17是用于說明圖4中的步驟S120的處理的圖。
[0042] 圖18是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的位置?負荷空間中的"一定間隔"進 行劃分的方法的圖。
[0043] 圖19是預處理成一定距離間隔的位置-負荷的圖表。
[0044] 圖20是電動壓力機的處理流程示意圖。
[0045] 圖21是預處理成一定距離間隔的位置-負荷的圖表的一部分的擴大圖。
[0046] 圖22是基于預處理成一定距離間隔的數(shù)據(jù)的位置-負荷的斜率的圖表。
[0047] 圖23是基于預處理成一定距離間隔的數(shù)據(jù)的位置-負荷的斜率的斜率的圖表。
[0048] 圖24是電動壓力機的處理流程示意圖。
[0049] 圖25是位置和負荷的圖表。
[0050] 圖26是根據(jù)圖25的圖表計算的負荷的斜率圖表。
[0051] 圖27是根據(jù)圖26的負荷的斜率數(shù)據(jù)計算的負荷的斜率的斜率的圖表。
[0052] 圖28是負荷的斜率與位置之間的關系示意圖。
[0053] 圖29是負荷的斜率與位置之間的關系示意圖。
[0054] 圖30是彎曲點示意圖。
[0055] 圖31是根據(jù)實際壓入的數(shù)據(jù)描繪的位置-單純二階差分圖表的例子。
[0056] 附圖標記
[0057] 1 :柱塞
[0058] 2 :滾珠絲杠
[0059] 3 :電動機
[0060] 4 :殼體
[0061] la:圓筒狀主體
[0062] 2a :螺絲軸
[0063] 2b :螺母體
[0064] Ib :按壓體
[0065] 5 :圓筒狀引導件
[0066] 6:止動引導件
[0067] 6a :止動桿
[0068] 6b:引導部
[0069] 6c :連結(jié)板
[0070] 7 :柱形物
[0071] 8 :基材
[0072] 9a :操作按鈕
[0073] 9b :操作按鈕
[0074] 10 :控制部
[0075] 11 :控制程序存儲裝置
[0076] 12 :顯示裝置
[0077] 13 :操作裝置
[0078] 14 :暫時存儲裝置
[0079] 15 :標準值存儲裝置
[0080] 16 :低通濾波器
[0081] 20 :中央計算處理裝置（CPU)
[0082] 21 :馬達驅(qū)動控制裝置
[0083] 22 :編碼器
【具體實施方式】
[0084] 下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0085] 在這里，可以適當?shù)匾袁F(xiàn)有的構成要素等代替本實施方式中的構成要素，并且，還 可以有包括與其他現(xiàn)有的構成要素的組合的變更。因此，下面記載的本實施方式并不是用 于限定權利要求書中記載的
【發(fā)明內(nèi)容】
。
[0086] 〈實施方式〉
[0087] 參照圖1?圖29對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0088] 如圖1以及圖2所示，根據(jù)本實施方式的電動壓力機由通過升降動作來對被加工 件W施加期望的壓力的沖壓用的柱塞1、使該柱塞1進行升降動作的滾珠絲杠2和電動機3 構成，這些部件設在外殼4的頂端框架內(nèi)。
[0089] 首先說明柱塞1的結(jié)構，如圖1所示，形成為圓筒狀，具體地，在形成為圓筒狀的圓 筒狀主體Ia的內(nèi)部沿軸方向形成有中空狀部，滾珠絲杠2的螺絲軸2a可插入該中空狀部 的內(nèi)部，柱塞1的圓筒狀主體Ia的軸長方向的端部位置結(jié)合有滾珠絲杠2的螺母體2b。
[0090] 按壓體Ib以裝卸自如狀設在該圓筒狀主體Ia的最下面，實際上，該按壓體Ib 抵接于被加工件W,施加適當?shù)膲毫?，并且，該按壓體Ib上還可以安裝應變片（strain gauge),可通過該應變片檢測施加于被加工件W的壓力。
[0091] 以包圍該圓筒狀主體Ia的外周面的方式設有圓筒狀引導件5。該圓筒狀引導件5 固定在外殼4內(nèi)，柱塞1可沿該圓筒狀引導件5進行升降移動。該柱塞1上設有止動引導 件6,以防止在與軸方向正交的面上旋轉(zhuǎn)。具體地，如圖1和圖2所示，該止動引導件6由止 動桿6a、引導部6b和連結(jié)板6c構成，該止動桿6a朝向柱塞1的下端位置的上方，并且通過 連結(jié)板6c設置為平行于柱塞1，該止動桿6a隨著柱塞1的升降在上下方向移動。
[0092] 并且，用于使該止動桿6a通過指定位置的引導部6b固定在外殼4內(nèi)，沿著該引導 部6b，止動桿6a上升和下降，當柱塞1在上下方向移動時，不會在圓筒狀引導件5內(nèi)空轉(zhuǎn)。
[0093] 在所述外殼4的下側(cè)通過垂直狀的柱形物7在靠近側(cè)的柱塞1的正下方設有基材 8,該基材8的靠近側(cè)設有操作按鈕9a以及％，具有使柱塞1的下降、暫時停止、上升的功 能。具體地，當使柱塞1下降時，同時按下操作按鈕9a以及％，暫時停止時按下操作按鈕 9a，僅放開操作按鈕％。并且，如果同時放開操作按鈕9a以及％，則柱塞1進行上升。并 且，設在外殼4的側(cè)面前方的控制部10具有顯示裝置12、操作裝置13。
[0094] 如圖3所示，控制部10中設有中央計算處理裝置20,受存儲在控制程序存儲裝置 11的程序的控制。并且，還設有暫時存儲數(shù)據(jù)的暫時存儲裝置14,并且，還設有存儲通過顯 示裝置12和操作裝置13輸入的標準值的標準值的存儲裝置15。另一方面，在馬達驅(qū)動控 制裝置21，根據(jù)中央計算處理裝置20的命令驅(qū)動電動機3。作為用于檢測柱塞1的位置的 部件的編碼器22連接于電動機3,從而，檢測柱塞1的移動量以及速度。并且，還設有用于 進行平滑化處理的低通濾波器16。
[0095] 下面，說明圖4所示的彎曲點的檢測處理流程。首先，在步驟S110,使柱塞1下降， 同時，以一定的時間間隔獲得柱塞的位置和施加在工件上的負荷。可以根據(jù)來自連接于電 動機3的編碼器22的信號，獲得從作為標準的初始化位置起的移動量作為柱塞的位置。并 且，可以根據(jù)來自應變片的信號獲得負荷值。例如，可以獲得如圖5所示的位置-負荷數(shù)據(jù)。 在圖5的圖表中，可以在位置52. 8[mm]附近觀察到彎曲點。
[0096] 其次，在步驟S140中，根據(jù)回歸線的斜率計算公式，計算圖表的斜率（針對負荷值 位置的變化量）。例如，對于η個的數(shù)據(jù)，加壓部位的位置數(shù)據(jù)系列為（xl，x2…，xn)，負荷 的數(shù)據(jù)系列為（yl，y2…，yn)時，假設從這些值減去回歸線。回歸線的斜率以數(shù)學式1表 示。換言之，計算負荷的斜率、即相當于一階微分的值。圖6示出了位置-負荷的斜率的圖 表例子。
[0097]【數(shù)學式1】
[0098]
【權利要求】
1. 一種電動壓力機，其特征在于，包括： 檢測單元，用于檢測沖壓位置和該沖壓位置中的負荷的數(shù)據(jù)系列； 輸入存儲單元，用于輸入并存儲成為期望判斷為停止或者確定的標準的負荷值、負荷 斜率值、負荷斜率的斜率值； 負荷斜率值計算單元，根據(jù)所檢測到的沖壓位置和該沖壓位置中的負荷，計算負荷斜 率值； 計算單元，根據(jù)該計算出的負荷斜率值，計算負荷斜率的斜率值；以及 判斷單元，比較該計算出的負荷斜率的斜率值和成為標準的值，作出停止或者確定的 判斷。
2. 根據(jù)權利要求1所述的電動壓力機，其特征在于，還包括： 數(shù)據(jù)系列計算單元，根據(jù)所檢測到的沖壓位置以及負荷的數(shù)據(jù)系列，計算一定距離間 隔的沖壓位置以及負荷的數(shù)據(jù)系列。
3. 根據(jù)權利要求1所述的電動壓力機，其特征在于，還包括： 數(shù)據(jù)系列計算單元，根據(jù)所檢測到的沖壓位置以及負荷的數(shù)據(jù)系列，計算沖壓位置以 及負荷空間中的一定間隔的沖壓位置以及負荷的數(shù)據(jù)系列。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的電動壓力機，其特征在于， 所述負荷斜率值計算單元和所述負荷斜率的斜率值計算單元利用回歸線計算負荷的 斜率值以及所述負荷斜率的斜率值。
5. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的電動壓力機，其特征在于， 所述負荷斜率值計算單元和所述負荷斜率的斜率值計算單元將所檢測到的沖壓位置 和該沖壓位置中的負荷平滑化，并且，根據(jù)該平滑化的沖壓位置和該沖壓位置中的負荷，計 算負荷的斜率值以及負荷的斜率的斜率值。
6. -種電動壓力機中的彎曲點檢測方法，所述電動壓力機至少包括檢測單元、輸入存 儲單元、負荷斜率值計算單元、負荷斜率的斜率值計算單元以及判斷單元，所述彎曲點檢測 方法的特征在于，包括： 所述檢測單元檢測沖壓位置和該沖壓位置中的負荷的數(shù)據(jù)系列的第一步驟； 所述輸入存儲單元輸入并存儲成為期望判斷為停止或者確定的標準的負荷值、負荷斜 率值、負荷斜率的斜率值的第二步驟； 所述負荷斜率值計算單元根據(jù)所檢測到的沖壓位置和該沖壓位置中的負荷計算負荷 斜率值的第三步驟； 所述負荷斜率的斜率值計算單元根據(jù)該計算出的負荷斜率值計算負荷斜率的斜率值 的第四步驟；以及 所述判斷單元比較該計算出的負荷斜率的斜率值和成為標準的值，并作出停止或者確 定的判斷的第五步驟。
【文檔編號】B30B15/28GK104416944SQ201410430782
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權日:2013年9月9日
【發(fā)明者】中野雅彥, 比留間健一郎 申請人:蛇目縫紉機工業(yè)株式會社