專利名稱：用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓力機的力的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓力機上的力的方法和如權(quán)利要求7或8所述的用于實施該方法 的裝置。
背景技術(shù)：
在JP 11058100 A中描述了一種用于保護伺服壓力機模具的裝置 和方法，它借助于電機電流傳感器和位置發(fā)送器確定，滑塊的壓力是 否在一定位置區(qū)域內(nèi)超過最大允許值和是否在這種情況下觸發(fā)滑塊緊 急停止。這種方法未考慮根據(jù)滑塊的運動過程不同，電機電流的一 定分量需要用于直線的和旋轉(zhuǎn)的慣量的加速和制動，由此不起到壓力 作用。由此這種裝置和方法的使用只局限于具有恒定速度的運動階段。在EP 0 922 562 Al中描述了一種用于伺服電壓力機上的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié) 的方法，它根據(jù)加速度修正用于限制電機轉(zhuǎn)矩的值。由此可以不需直 接測量力地使壓力在滑塊的每個運動階段中限制在期望的最大值內(nèi)。 在這種方法中，根據(jù)當(dāng)前的給定速度或?qū)嶋H速度計算與加速度相關(guān)的 轉(zhuǎn)矩分量并由此修正用于限制電機轉(zhuǎn)矩的值。因為壓力機滑塊的速度 在成型過程期間經(jīng)受變化并且為了求得加速度必須附加地將速度微 分，這種方法易受到速度信號的干擾。為了改善這一點，建議，使用 低通濾波器或者所謂的觀察器，由此一方面有損精度并且另一方面提 高了控制裝置的所需計算功率。兩種解決方案的缺陷還在于，未考慮 可能導(dǎo)致通過電機轉(zhuǎn)矩求得的壓力的誤差的其它影響參數(shù)。其中主要 包括電機轉(zhuǎn)矩系數(shù)與溫度的相關(guān)性、系統(tǒng)中的摩擦并且可能包括可變的傳動比。后一個影響參數(shù)尤其在具有杠桿驅(qū)動裝置或曲軸驅(qū)動裝置 的壓力機中出現(xiàn)。在DE 199 52 941 Al中建議一種用于具有多個滑塊的伺服壓力機 的控制方法，該方法組合使用位置調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)矩限制，以達到壓力機滑 塊之間的確定的負(fù)荷分配和減小相互影響。因為這種方法針對具有多 個滑塊的壓力機，因此沒有給出用于調(diào)節(jié)具有多個壓點的壓力機滑塊 的傾翻的解決方案。此外與時間相關(guān)地控制運動過程，使得運動過程 中的干擾參數(shù)提高了與周圍裝置和與多級壓力設(shè)備的相鄰滑塊不同步 的危險。此外上述解決方案局限于用在滑塊的驅(qū)動上。沒有提出在壓力機 的伺服電拉深墊上使用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是，提供一種用于控制和調(diào)節(jié)具有伺服電滑塊驅(qū)動 和/或拉深墊驅(qū)動的壓力機上的力的方法和裝置，其中，借助控制和調(diào) 節(jié)裝置的簡單結(jié)構(gòu)，在考慮影響參數(shù)如加速度、傳動比、摩擦和溫度 的情況下，使用或不使用單獨的感測實際值的力或力矩傳感器，能夠 實現(xiàn)成型過程的精確且可重復(fù)的過程。按照本發(fā)明，上述目的通過一種具有權(quán)利要求1特征的用于控制 和調(diào)節(jié)伺服電壓力機上的力的方法實現(xiàn)。該方法的其它詳細(xì)擴展方案 在從屬權(quán)利要求2至6中描述。通過具有權(quán)利要求7或8的特征的裝 置實施如權(quán)利要求1至6所述的方法。該方法和該裝置不僅適用于滑塊的驅(qū)動，而且適用于具有伺服電 驅(qū)動的拉深墊，并且對于相應(yīng)驅(qū)動所需的過程控制是有利的補充。在 此尤其有利的是，這些過程控制基于主控軸(Leitwelle)控制的電子凸 輪調(diào)節(jié)工作并且該主控軸同樣被用于所提出的方法。除了使用于滑塊運動和拉深墊運動的伺服電驅(qū)動裝置共同地組合 使用在一個伺服電壓力機中外，同樣可以想到，或者在利用傳統(tǒng)的、 例如液壓式拉深墊情況下僅將滑塊伺服電驅(qū)動，或者僅將伺服電拉深 墊使用在具有機械式或液壓式驅(qū)動的傳統(tǒng)壓力機中。所建議方法的核心思想是，利用主控軸功能一方面來產(chǎn)生零件特 有的和工藝特有的給定轉(zhuǎn)矩，另一方面來產(chǎn)生由于不同影響參數(shù)以及 轉(zhuǎn)矩系數(shù)溫度補償引起的轉(zhuǎn)矩修正值以形成伺服電機的電流給定值。例如為修正驅(qū)動轉(zhuǎn)矩所需的加速度變化曲線可以由位置凸輪以歸 一化形式預(yù)先計算并在過程期間與主控軸相關(guān)地讀出。由此得到一個 穩(wěn)定的加速度信號，無需相應(yīng)的實時計算。通過所建議的方法可以在第一種情況下這樣多地減小主要作用于 過程力的干擾參數(shù)的影響，以致可以省去單獨的用于力調(diào)節(jié)的測量系 統(tǒng)。在第二種情況下可以計算修正值，它們被用于預(yù)控制傳感器支持 的閉合的力調(diào)節(jié)回路，由此達到進一步改善調(diào)節(jié)品質(zhì)。


下面借助于實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖中示出圖1 具有伺服電拉深墊的伺服電壓力機的原理結(jié)構(gòu)，圖2 用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓力機的方法的第一方案的步驟 順序，圖3 用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓力機的方法的第二方案的步驟 順序，圖4 用于控制和調(diào)節(jié)主控軸控制的伺服電壓力機上的力的裝置的原理結(jié)構(gòu)，圖5 具有主控軸控制的與加速度相關(guān)且與傳動比相關(guān)的給定 值修正的滑塊力調(diào)節(jié)方框圖，圖6 具有主控軸控制的與加速度和摩擦相關(guān)的給定值修正和 轉(zhuǎn)矩系數(shù)溫度補償?shù)睦顗|力調(diào)節(jié)方框圖。
具體實施方式
圖1示出一個具有用于滑塊運動和拉深墊運動的伺服驅(qū)動裝置的 伺服電壓力機的示意結(jié)構(gòu)。在機架8中一方面設(shè)置下模具5，另一方面 設(shè)置用于接收上模具4的垂直運動的滑塊3。通過第一伺服電機1和用 于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動的第一傳動裝置2進行滑塊3的驅(qū)動。 下模具5包括一個垂直運動的板式固定架6，它通過拉深銷7支承在拉 深墊12的同樣垂直運動的壓力壁9上。通過第二伺服電機11和用于 將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動的第二傳動裝置IO進行拉深墊12的驅(qū)動。 根據(jù)壓力機的設(shè)計結(jié)構(gòu)不同，用于驅(qū)動滑塊的、帶有第一傳動裝置2 的第一伺服電機1以及用于驅(qū)動拉深墊的、帶有第二傳動裝置10的第 二伺服電機11都可以多重地存在。為了成型過程，通過第一和第二伺服電機1和11不僅產(chǎn)生滑塊3 和拉深墊12的運動過程，而且產(chǎn)生力變化曲線。所建議的用于控制和 調(diào)節(jié)力的方法在此可以有利地組合用于對應(yīng)功能所需的滑塊運動和拉 深墊運動的過程控制。下面描述的步驟順序形式實施例綜合地考慮了對力的控制和調(diào)節(jié) 的影響參數(shù)，如加速度、傳動比、摩擦和溫度。同樣可以想到，以可 替換的步驟順序只考慮個別影響參數(shù)。在圖2中以第一實施例的步驟順序的形式描述了所建議的方法。 在第一準(zhǔn)備階段20中一次性求出機器特有的傳動比i、力傳遞鏈中的 摩擦Mr和伺服電機l， 11轉(zhuǎn)矩系數(shù)^的變化曲線，以表格、數(shù)學(xué)函 數(shù)或兩者組合的形式描述并存儲在控制裝置中。杠桿驅(qū)動裝置、曲軸驅(qū)動裝置或偏心驅(qū)動裝置的可變的傳動比i可以根據(jù)主控軸位置Cp通過函數(shù) i=f (cp)描述。摩擦]^例如在軸承、導(dǎo)向裝置和主軸中出現(xiàn)并且基本按照函數(shù) Mr = f (Fsoll， V) 取決于所傳遞的力和當(dāng)前速度。 伺服電機1， 11的轉(zhuǎn)矩系數(shù)Km按照函數(shù)Km=f (e) 取決于電機溫度e。在第二準(zhǔn)備階段21中，將所需的、零件和工藝特有的、滑塊3和/或拉深墊12的與主控軸位置cp相關(guān)的、位置和力的給定變化曲線一次性地例如手動地通過相應(yīng)的操作界面輸入到控制裝置中。 控制裝置根據(jù)輸入值按照函數(shù)Ssoll=f ((p) ， Fsoll=f (cp)以表格、數(shù)學(xué)函數(shù)或兩者各一的組合的形式計算這些真正的變化 曲線。與主控軸相關(guān)的位置給定變化曲線也被稱為位置凸輪。在第三準(zhǔn)備階段22中，通過控制裝置根據(jù)在準(zhǔn)備階段21中輸入 的位置給定變化曲線根據(jù)主控軸位置按照函數(shù)an=f (cp)計算分配給確定的主控軸轉(zhuǎn)數(shù)(壓力機行程數(shù))的歸一化加速度 變化曲線。在準(zhǔn)備階段21, 22中求得的變化曲線存儲在控制裝置中并 且在按照另一種零件換裝備時從存儲器中調(diào)出。同樣可以想到，在還對于原先的零件執(zhí)行運動循環(huán)期間就已經(jīng)對 于新的零件執(zhí)行準(zhǔn)備階段21, 22。在起動信號23之后以第一方法步驟24開始循環(huán)過程。根據(jù)壓力 機控制的功能原理不同，滑塊3的位置cp或者作為實際的主控軸41通過第一位置發(fā)送器51感測，或者作為虛擬的主控軸60通過控制裝置 產(chǎn)生。在第二方法步驟25中，根據(jù)當(dāng)前的給定力F^和與當(dāng)前主控軸位 置cp對應(yīng)的傳動比i (cp)按照函數(shù) Msoll (cp) =f[Fsoll (cp) ， i (cp)] 計算伺服電機l， 11的給定轉(zhuǎn)矩Ms。u。在第三方法步驟26中，根據(jù)與當(dāng)前主控軸位置cp對應(yīng)的歸一化加速度值0 (Cp)、瞬時主控軸速度CD和要加速的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量J按照函數(shù)Mkorrl=f[an (cp) ， J， co]計算第一轉(zhuǎn)矩修正值Mkcrrl。在此J包含電機、傳動裝置和電機與傳動裝置之間的離合器的旋 轉(zhuǎn)質(zhì)量。根據(jù)壓力機控制的功能原理不同，或者通過第一位置發(fā)送器 51或測速計感測主控軸速度co，或者使用通過控制裝置產(chǎn)生的虛擬主 控軸的速度信號。在第四方法步驟27中，根據(jù)當(dāng)前的給定力F^和與實際速度v對 應(yīng)的摩擦]V^按照函數(shù)Mkorr2=Mr=f (Fsoll， v)求得第二轉(zhuǎn)矩修正值Mk。w。在第五方法步驟28中，通過對在方法步驟25， 26和27中計算的 轉(zhuǎn)矩值按照函數(shù)Mres=Msoll+Mkorr i + Mkorr2 求和求出合成的給定轉(zhuǎn)矩Mres。在第六方法步驟29中，根據(jù)合成的給定轉(zhuǎn)矩M旭和與當(dāng)前電機溫度e對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)KM (e)按照函數(shù)IS0 =f[Mres， KM (e)]計算電流給定值Is。u并且輸出給電流調(diào)節(jié)器48。 只要循環(huán)過程已起動，該過程就以第一方法步驟24循環(huán)地繼續(xù)，由此將不斷更新的電流給定值15。 輸出給伺服電機1， 11的電流調(diào)節(jié)器48。在圖3中以第二實施例的步驟順序示出所建議的方法。該實施例 與圖2中所示實施例的不同之處在于，在循環(huán)運行方法步驟之前在準(zhǔn) 備階段中己經(jīng)將所有與主控軸位置相關(guān)的影響參數(shù)總結(jié)成一個給定轉(zhuǎn) 矩，由此在循環(huán)中需要較少的計算費用。準(zhǔn)備階段20， 21和22與圖2類似。在第四準(zhǔn)備階段30中相應(yīng)于 給定力Fs。u、傳動比i變化曲線和需要時相應(yīng)于摩擦]V^按照函數(shù)Msoll ((p) =f[Fsoll (cp) ， i ((p) ， Mr ((p)〗進行給定轉(zhuǎn)矩Ms。n的計算。在此，只有當(dāng)與速度相關(guān)的摩擦分量被忽略或者被獨立于與力相 關(guān)的分量來描述時，才可考慮摩擦。在起動信號31之后，以第一方法步驟24開始循環(huán)的過程。根據(jù) 壓力機控制的功能原理不同，滑塊3的位置cp或者作為實際的主控軸 41通過第一位置發(fā)送器51感測，或者作為虛擬的主控軸60通過控制 裝置產(chǎn)生。在第二方法步驟32中，與圖2中的方法步驟26類似地計算與加 速度相關(guān)的第一轉(zhuǎn)矩修正值MkMrl。在第三方法步驟33中，需要時與圖2中的方法步驟27類似地計 算與摩擦相關(guān)的第二轉(zhuǎn)矩修正值MkOTr2，如果該修正值沒有在第四準(zhǔn)備 階段30中已被足夠地考慮。在第四方法步驟34中，與位置相關(guān)地讀出在第四準(zhǔn)備階段中計算 的給定轉(zhuǎn)矩變化曲線并且與來自第二和第三方法步驟32， 33的修正值按照函數(shù)Mres=Msoll (cp) +Mkorrl+ (Mkorr2) 求和。在第五方法步驟35中，根據(jù)和值M^和與瞬時轉(zhuǎn)矩溫度e對應(yīng)的 轉(zhuǎn)矩系數(shù)KM (e)計算電流給定值Is。n并且與按照圖2的方法步驟29 類似地按照函數(shù)isou=f[Mres， km (e)]輸出給電流調(diào)節(jié)器48。只要循環(huán)的過程已起動，該過程就以第一方法步驟24循環(huán)地繼續(xù)， 由此將不斷更新的電流給定值I^輸出給伺服電機1， 11的電流調(diào)節(jié)器 48。圖4示出該裝置的原理結(jié)構(gòu)，通過它可實現(xiàn)所建議的方法。伺服 電機1， 11裝備有第一位置發(fā)送器51和電機溫度傳感器52。通過與電 流調(diào)節(jié)器48連接的伺服放大器49進行控制。也可以選擇，附加地使用一個力或轉(zhuǎn)矩傳感器54，用于在閉合的 力調(diào)節(jié)回路內(nèi)感測實際值。本裝置的核心是對應(yīng)于滑塊或拉深墊的每個驅(qū)動裝置的力給定值 控制裝置43，它控制給定力的變化曲線。該力給定值控制裝置43可以 根據(jù)主控軸41和減伺服電機1， 11位置讀出存儲在第二準(zhǔn)備階段21 中的給定力變化曲線。在力給定值控制裝置43的輸出信號在作為輸入 信號控制電流調(diào)節(jié)器48之前可以被最多四個功能單元44， 45， 46和 47影響。用于與傳動比相關(guān)的轉(zhuǎn)矩計算的功能單元44由給定力產(chǎn)生一個給 定轉(zhuǎn)矩。在此相應(yīng)于主控軸41的當(dāng)前位置由在第一準(zhǔn)備階段20中存 儲在控制裝置中的傳動比變化曲線讀出傳動比，并且與給定力相關(guān)。功能單元45產(chǎn)生與摩擦相關(guān)的第二轉(zhuǎn)矩修正值，該第二轉(zhuǎn)矩修正 值根據(jù)當(dāng)前的給定力和從第一位置發(fā)送器51信號求得的當(dāng)前速度計算 出。然后將該第二轉(zhuǎn)矩修正值與功能單元44的輸出信號求和。在一個 有利方案中可以將力給定值控制裝置43與功能單元44和45組成一個 轉(zhuǎn)矩控制裝置42。功能單元46產(chǎn)生與加速度相關(guān)的第一轉(zhuǎn)矩修正值，該第一轉(zhuǎn)矩修 正值根據(jù)主控軸41的當(dāng)前位置和速度以及在第三準(zhǔn)備階段22中存儲 在控制裝置中的歸一化加速度變化曲線計算出。然后將該第一轉(zhuǎn)矩修 正值與轉(zhuǎn)矩控制裝置42的輸出信號求和。功能單元47由合成給定轉(zhuǎn)矩的信號、當(dāng)前電機溫度和在第一準(zhǔn)備 階段20中存儲在控制裝置中的與溫度相關(guān)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)變化曲線計算一 個電流給定值，作為電流調(diào)節(jié)器48的輸入信號。圖5示出滑塊力調(diào)節(jié)的方框圖，具有主控軸控制的與加速度和傳 動比相關(guān)的給定值修正。在該實施例中忽略了摩擦和電機溫度的影響 并且滑塊力被限制在一個恒定的最大值內(nèi)。這種力限制考慮了可變的 傳動裝置傳動比和滑塊驅(qū)動裝置的被加速和被制動的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的影 響。伺服電機1、傳動裝置2和滑塊3是在圖1中所述的伺服電壓力機 的組成部分?；瑝K3的運動過程通過位置控制裝置67結(jié)合虛擬的主控 軸60和伺服電機1上的第一位置發(fā)送器51來控制。位置控制裝置67 產(chǎn)生一個用于給定轉(zhuǎn)矩的信號，該信號通過用于限制轉(zhuǎn)矩的功能單元 68和用于計算電流給定值的功能單元69傳送給電流調(diào)節(jié)器48,該電 流調(diào)節(jié)器通過伺服放大器49控制伺服電機1。用于限制轉(zhuǎn)矩的功能單元68將由位置控'制裝置67規(guī)定的給定轉(zhuǎn) 矩限制到一個最大值內(nèi)，該最大值由功能單元44和46的輸出信號的和構(gòu)成。功能單元44從零件特有規(guī)定的力極限值64和相應(yīng)于主控軸 60當(dāng)前位置讀出的傳動比變化曲線65計算一個靜態(tài)的轉(zhuǎn)矩極限值66。功能單元46根據(jù)主控軸60當(dāng)前位置、由此計算出的主控軸速度 62和在控制裝置中存儲的歸一化加速度變化曲線61產(chǎn)生動態(tài)的第一 轉(zhuǎn)矩修正值63。歸一化的加速度變化曲線61相應(yīng)于通過功能單元67 控制的在確定的主控軸速度62 (壓力機行程數(shù))時的運動過程并且通 過控制裝置在第三準(zhǔn)備階段22中在輸入數(shù)據(jù)時計算出。通過轉(zhuǎn)矩限制68達到，在滑塊3的任何運動階段都不超過上模具 與下模具之間的允許的力極限值64。同樣可以想到，代替恒定的力極 限值64，考慮給定力的與位置相關(guān)的變化曲線，使得在滑塊3的不同 位置中可變的力極限值64起作用。圖6示出用于拉深墊力調(diào)節(jié)的方框圖，具有主控軸控制的與加速 度和摩擦相關(guān)的給定值修正和伺服電機11轉(zhuǎn)矩系數(shù)溫度補償。在該實 施例中傳動比是恒定的，拉深墊12僅力受調(diào)地運行。該力調(diào)節(jié)考慮摩 擦、電機溫度和拉深墊驅(qū)動裝置的被加速和被制動的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的影響。伺服電機11、傳動裝置10和壓力壁9是圖1中所述的伺服電壓力 機的組成部分。伺服電機11裝備有電機溫度傳感器52和第一位置發(fā) 送器51。通過第二位置發(fā)送器53感測滑塊3的位置并且用作實際的主 控軸41。通過力給定值控制裝置43控制拉深墊11的功能，該控制裝置計 算、存儲并且根據(jù)主控軸41和/或拉深墊12的位置讀出給定力變化曲 線。讀出的給定力一方面給傳送給用于相應(yīng)于傳動比計算給定轉(zhuǎn)矩的 功能單元74，另一方面被傳送給與摩擦相關(guān)的第二轉(zhuǎn)矩修正值的功能 單元45。為了求得第二轉(zhuǎn)矩修正值Mk。^，考慮從第一位置發(fā)送器41 的信號計算的速度值72和在第一準(zhǔn)備階段20存儲在控制裝置中的摩擦變化曲線73。功能單元46根據(jù)主控軸41的當(dāng)前位置、由此計算的主控軸速度 62和在控制裝置中存儲的歸一化加速度變化曲線61產(chǎn)生動態(tài)的第一 轉(zhuǎn)矩修正值Mk。^63。歸一化的加速度變化曲線61在拉深范圍內(nèi)相應(yīng)于滑塊3在確定主 控軸速度(壓力機行程數(shù))下的運動過程并且通過控制裝置在第三準(zhǔn) 備階段22中在輸入數(shù)據(jù)時計算出。最后將給定轉(zhuǎn)矩與第一和第二轉(zhuǎn)矩修正值求和并且傳送給用于轉(zhuǎn) 矩系數(shù)溫度補償?shù)墓δ軉卧?7。該功能單元從合成給定轉(zhuǎn)矩的信號、 當(dāng)前電機溫度和在控制裝置中存儲的與溫度相關(guān)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)變化曲線 71計算用于電流調(diào)節(jié)器48的電流給定值69，該電流調(diào)節(jié)器通過伺服 放大器49控制伺服電機ll。通過所描述的力調(diào)節(jié)達到，由力給定值控制裝置43規(guī)定的給定力 在拉深墊12的每個運動階段中在壓力壁9上出現(xiàn)。附圖標(biāo)記1 第一伺服電機2 第一傳動裝置3 滑塊4 上模具5 下模具6 板式固定架7 拉深銷8 機架9 壓力壁10第二傳動裝置11第二伺服電機12 拉深墊20第一和第二實施例的第一準(zhǔn)備階段 21第一和第二實施例的第二準(zhǔn)備階段 22第一和第二實施例的第三準(zhǔn)備階段 23起動信號24第一和第二實施例的第一方法步驟25第一實施例的第二方法步驟26第一實施例的第三方法步驟27第一實施例的第四方法步驟28第一實施例的第五方法步驟29第一實施例的第六方法步驟30第二實施例的第四準(zhǔn)備階段31 起動信號32第二實施例的第二方法步驟33第二實施例的第三方法步驟34第二實施例的第四方法步驟35第二實施例的第五方法步驟41 (實際的)主控軸42轉(zhuǎn)矩控制裝置43力給定值控制裝置44用于與傳動比相關(guān)的轉(zhuǎn)矩計算的功能單元 45用于與摩擦相關(guān)的第二轉(zhuǎn)矩修正值的功能單元 46用于與加速度相關(guān)的第一轉(zhuǎn)矩修正值的功能單元47用于轉(zhuǎn)矩系數(shù)溫度補償?shù)墓δ軉卧?8 電流調(diào)節(jié)器49伺服放大器51第一位置發(fā)送器52用于電機溫度的傳感器53第二位置發(fā)送器54力或轉(zhuǎn)矩傳感器55拉深墊位置60虛擬的主控軸61歸一化的加速度變化曲線62主控軸速度63第一轉(zhuǎn)矩修正值64力極限值65 傳動比66靜態(tài)的轉(zhuǎn)矩極限值67位置控制裝置68用于限制轉(zhuǎn)矩的功能單元69用于計算電流給定值的功能單元71轉(zhuǎn)矩系數(shù)變化曲線72速度值73摩擦變化曲線74用于計算給定轉(zhuǎn)矩的功能單元
權(quán)利要求
1.用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓力機上的力的方法，在所述壓力機中伺服電機(1，11)的轉(zhuǎn)矩是可控的，其特征在于，用于驅(qū)動滑塊(3)和/或拉深墊(12)的所述伺服電機(1，11)的給定轉(zhuǎn)矩可根據(jù)影響參數(shù)如加速度和/或傳動比和/或摩擦借助通過主控軸(41，60)和/或通過拉深墊位置(55)控制的轉(zhuǎn)矩修正值和/或根據(jù)伺服電機(1，11)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)借助一與溫度相關(guān)的修正值來修正或限制。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓力機上的力的方 法，其特征在于，在開始方法過程之前在第一準(zhǔn)備階段(20)中將機 器特有的、傳動比的和/或摩擦的和/或伺服電機(1， 11)轉(zhuǎn)矩系數(shù)的 變化曲線存儲在控制裝置中，在第二準(zhǔn)備階段(21)中輸入、計算并且在控制裝置中存儲用于 位置和力的、零件特有的給定變化曲線，并且，在第三準(zhǔn)備階段(22)中由位置變化曲線和傳動比計算用于伺服 電機(1 ， 11)的與主控軸位置相關(guān)的、歸一化的加速度變化曲線(61)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓力機上的力 的方法，其特征在于，在運動循環(huán)期間在第一方法步驟(24)中感測 或產(chǎn)生主控軸(41， 60)的位置，在進一步的方法步驟中由力變化曲線和與瞬時主控軸位置對應(yīng)的 傳動比計算給定轉(zhuǎn)矩，在進一步的方法步驟中與壓力機類型相關(guān)地由與瞬時主控軸位置 對應(yīng)的歸一化加速度值、由瞬時主控軸速度(62)并且由要加速的質(zhì)量計算第一轉(zhuǎn)矩修正值(63)，在進一步的方法步驟中與壓力機類型相關(guān)地由瞬時力給定值和與 實際速度對應(yīng)的摩擦值計算第二轉(zhuǎn)矩修正值，在進一步的方法步驟中由給定轉(zhuǎn)矩值與第一和第二轉(zhuǎn)矩修正值構(gòu) 成一個和值并且在進一步的方法步驟中由該和值和與瞬時電機溫度對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩系 數(shù)計算電流給定值，輸出給電流調(diào)節(jié)器(48)并且循環(huán)地繼續(xù)該過程。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓力機上的力的方 法，其特征在于，在開始方法過程之前在第一準(zhǔn)備階段(20)中將機 器特有的、傳動比的和/或摩擦的和/或伺服電機(1， 11)轉(zhuǎn)矩系數(shù)的 變化曲線存儲在控制裝置中，在第二準(zhǔn)備階段(21)中輸入、計算并且在控制裝置中存儲零件 特有的、位置和力的給定變化曲線，在第三準(zhǔn)備階段(22)中由位置變化曲線和傳動比計算與主控軸 位置相關(guān)的、用于伺服電機(1, 11)的歸一化的加速度變化曲線(61) 并且在第四準(zhǔn)備階段(30)由力變化曲線、傳動比變化曲線和在需要 時由摩擦變化曲線計算與主控軸位置相關(guān)的轉(zhuǎn)矩變化曲線。
5. 如權(quán)利要求1或4所述的用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓力機上的力 的方法，其特征在于，在運動循環(huán)期間在第一方法步驟(24)中感測 或產(chǎn)生主控軸(41， 60)的位置，在進一步的方法步驟中與壓力機類型相關(guān)地由與瞬時主控軸位置 對應(yīng)的歸一化加速度值、瞬時主控軸速度和要加速的質(zhì)量計算第一轉(zhuǎn)矩修正值，在進一步的方法步驟中與壓力機類型相關(guān)地由與瞬時力給定值和與實際速度對應(yīng)的摩擦值計算第一轉(zhuǎn)矩修正值(63)在進一步的方法 步驟中第二轉(zhuǎn)矩修正值，在進一步的方法步驟中相應(yīng)于當(dāng)前位置從給定轉(zhuǎn)矩變化曲線計讀 出給定轉(zhuǎn)矩并且與所述轉(zhuǎn)矩修正值構(gòu)成和值，并且，在進一步的方法步驟中由該和值和與瞬時電機溫度對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩系 數(shù)計算電流給定值，輸出給電流調(diào)節(jié)器(48)并且循環(huán)地繼續(xù)該過程。
6. 如上述權(quán)利要求之一項或幾項所述的用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓 力機上的力的方法，其特征在于，在第三準(zhǔn)備階段(22)中計算旋轉(zhuǎn) 運動和/或直線運動的質(zhì)量的歸一化加速度變化曲線(61)并且在該運動循環(huán)期間在進一步的方法步驟中由與瞬時主控軸位置對 應(yīng)的歸一化的旋轉(zhuǎn)和/或直線加速度值、瞬時主控軸速度(62)和要加 速的旋轉(zhuǎn)和/或直線質(zhì)量計算一修正值。
7. 用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓力機上的力的裝置，在所述壓力機中 伺服電機(1， 11)的轉(zhuǎn)矩是可控的，其特征在于，至少一個與伺服放 大器(49)連接的電流調(diào)節(jié)器(48)從一個控制裝置得到其給定值， 該控制裝置包括一個主控軸控制的力給定值控制裝置(43)、 一個主 控軸控制的用于與傳動比相關(guān)的轉(zhuǎn)矩計算的功能單元(44)和/或一個 主控軸控制的用于與加速度相關(guān)的第一轉(zhuǎn)矩修正值的功能單元(46) 和減一個主控軸控制的用于與摩擦相關(guān)的第二轉(zhuǎn)矩修正值的功能單元 (45)和/或一個用于轉(zhuǎn)矩系數(shù)溫度補償?shù)墓δ軉卧?47)并且與調(diào)節(jié)品 質(zhì)相關(guān)地包括一個具有力或轉(zhuǎn)矩傳感器(54)的力調(diào)節(jié)回路。8.用于控制和調(diào)節(jié)伺服電壓力機上的力的裝置，在所述壓力機中 驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩是可控的，其特征在于，至少一個與伺服放大器(49) 連接的電流調(diào)節(jié)器(48)從一個控制裝置得到其給定值，該控制裝置 包括一個主控軸控制的轉(zhuǎn)矩控制裝置(42)、 一個主控軸控制的用于 與加速度相關(guān)的第一轉(zhuǎn)矩修正值的功能單元(46)和/或一個主控軸控 制的用于與摩擦相關(guān)的第二轉(zhuǎn)矩修正值的功能單元(45)和/或用于轉(zhuǎn) 矩系數(shù)溫度補償?shù)墓δ軉卧?47)并且與調(diào)節(jié)品質(zhì)相關(guān)地包括一個具 有力或轉(zhuǎn)矩傳感器(54)的力調(diào)節(jié)回路。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制和調(diào)節(jié)具有伺服電滑塊驅(qū)動和/或拉深墊驅(qū)動的伺服電壓力機上的力的方法和用于實施該方法的裝置。該方法主要在于，利用主控軸功能一方面來產(chǎn)生零件特有的和工藝特有的給定轉(zhuǎn)矩，另一方面來產(chǎn)生由于不同影響參數(shù)以及轉(zhuǎn)矩系數(shù)溫度補償引起的轉(zhuǎn)矩修正值以形成用于伺服電機的電流給定值，用于與傳動比相關(guān)的轉(zhuǎn)矩計算和/或主控軸控制的用于與加速度相關(guān)的第一修正值的功能單元和/或主控軸控制的用于與摩擦相關(guān)的第二轉(zhuǎn)矩修正值的功能單元。在裝置中，至少一個與伺服放大器連接的電流調(diào)節(jié)器從一個控制裝置得到其給定值，該控制裝置包括一個主控軸控制的力給定值控制裝置、一些主控軸控制的功能單元和/或一個用于轉(zhuǎn)矩系數(shù)溫度補償?shù)墓δ軉卧⑶遗c調(diào)節(jié)品質(zhì)相關(guān)地包括一個具有力或轉(zhuǎn)矩傳感器的力調(diào)節(jié)回路。
文檔編號G05B19/18GK101248399SQ200680030866
公開日2008年8月20日 申請日期2006年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
發(fā)明者R·黑德勒, S·施密特, U·達爾 申請人:米勒魏因加滕股份公司