冲压装置及冲压装置的控制方法

文档序号:1661106 发布日期:2019-12-27 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 冲压装置及冲压装置的控制方法 (Press device and control method for press device ) 是由 正藤勇介 于 2018-08-07 设计创作,主要内容包括:冲压装置(1)具备:滑块(2)、垫板(3)、伺服马达(21)、多个电容器单元(60)、控制器(10)。在滑块(2)的下表面安装上模具(7)。垫板(3)配置于滑块(2)的下方,且载置下模具(8)。伺服马达(21)驱动滑块(2)。多个电容器单元(60)具有多个双电层电容器(601),且能够将贮存的电力供给至伺服马达(21)。控制器(10)在对多个电容器单元(60)进行不使用至少一部分电容器单元(60)的设定的情况下,执行使用不使用的电容器单元(60)以外的电容器单元(60)进行冲压成形的紧急运转模式。(A press device (1) is provided with: the device comprises a sliding block (2), a backing plate (3), a servo motor (21), a plurality of capacitor units (60) and a controller (10). An upper die (7) is mounted on the lower surface of the slide block (2). The backing plate (3) is arranged below the slide block (2) and is used for loading the lower die (8). The servo motor (21) drives the slider (2). The plurality of capacitor units (60) have a plurality of electric double layer capacitors (601), and can supply the stored power to the servo motor (21). When a plurality of capacitor units (60) are set without using at least a part of the capacitor units (60), the controller (10) executes an emergency operation mode in which press forming is performed using capacitor units (60) other than the capacitor units (60) that are not used.)

冲压装置及冲压装置的控制方法

技术领域

本发明涉及冲压装置及冲压装置的控制方法。

背景技术

例如汽车等的制造商中,利用使用了模具的冲压装置来生产车身等。近年来,作为冲压装置,使用伺服马达驱动式的冲压机械。

在这种伺服马达驱动式的冲压机械中,在冲压成形时产生较大的峰值电力,有可能存在工厂电压或工厂外电压下降从而产生闪变等问题。

另一方面,为了抑制电力的峰值,公开有在冲压装置搭载作为蓄电器件的铝电解电容器的结构(例如,参照专利文献1。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2003-230997号公报

发明内容

但是,在为了增加蓄电量而使用有多个蓄电器件的情况下,再一部分蓄电器件故障或劣化时,必须停止冲压整体,生产也停止。

本发明的目的在于,提供即使在多个蓄电器件中的一部分成为不可使用的情况下也能够进行冲压成形的冲压装置及冲压装置的控制方法。

(用于解决课题的技术方案)

为了达成所述目的,发明提供一种冲压装置,使用上模具和下模具对材料进行冲压成形,该冲压装置具备:滑块、垫板、伺服马达、多个电容器单元、控制部。在滑块的下表面安装上模具。垫板配置于滑块的下方,且载置下模具。伺服马达驱动滑块。多个电容器单元具有多个双电层电容器,其能够将贮存的电力供给至伺服马达。控制部在对多个电容器单元进行了不使用至少一部分电容器单元的设定的情况下,执行使用不使用的电容器单元以外的电容器单元进行冲压成形的运转模式。

另一发明提供一种冲压装置的控制方法,该冲压装置具备安装有上模具的滑块和载置有下模具的垫板,该控制方法具有执行步骤。在执行步骤中,在对于具有多个双电层电容器、且能够向驱动滑块的伺服马达供给贮存的电力的多个电容器单元,进行了不使用至少一部分电容器单元的设定的情况下,执行使用不使用的电容器单元以外的电容器单元进行冲压成形的运转模式。

(发明效果)

根据本发明,能够提供即使在多个蓄电器件中的一部分成为不可使用的情况下,也能够进行冲压成形的冲压装置及冲压装置的控制方法。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的冲压装置的示意图。

图2是表示图1的冲压装置的电容器单元的立体图。

图3是表示图1的冲压装置的控制器的结构的框图。

图4是表示图1的冲压装置的操作显示部的一个例子的图。

图5是表示在图1的冲压装置的操作显示部中第(2)电容器单元60被设定为无效(不可使用)的状态的图。

图6是表示图1的冲压装置的通常运转模式下的控制工作的流程图。

图7是表示使用了图1的冲压装置的情况下的来自工厂电源的供给电力的图。

图8是表示在图1的冲压装置中在电容器单元检测出异常时的工作流程的图。

图9A是表示图1的冲压装置的紧急运转模式下的控制工作的流程图。

图9B是表示图1的冲压装置的紧急运转模式下的控制工作的流程图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的冲压装置进行说明。

<1.结构>

(1-1.冲压装置的概要)

图1是表示本发明的第一实施方式的冲压装置1的结构的示意图。

本实施方式的冲压装置1使用上模具7和下模具8对材料进行冲压加工。冲压装置1主要具备:滑块2、垫板(ボルスタ,bolster)、滑块驱动部4、伺服电源部5、蓄电系统部6、主断路器9、控制器10、操作显示部11。

在滑块2的下表面安装上模具7。在垫板3的上表面载置下模具8。滑块驱动部4使滑块2进行升降移动。伺服电源部5将从工厂电源100供给的交流转换成直流并输出至蓄电系统部6。蓄电系统部6对在工厂电源100或者滑块驱动部4中产生的再生电力进行贮存。主断路器9对从工厂电源100向冲压装置1供给的电力进行接通、断开。控制器10对滑块驱动部4、伺服电源部5、及蓄电系统部6进行控制。在操作显示部11显示操作画面,并输入使用者的操作。

(1-2.滑块驱动部)

滑块驱动部4具有:伺服马达21、伺服放大器22、小齿轮23、主齿轮24、曲轴25、连杆26。伺服马达21是滑块2的驱动源。伺服放大器22向伺服马达21供给驱动电流。小齿轮23与伺服马达21连结,且通过伺服马达21的旋转进行旋转。主齿轮24与小齿轮23啮合,且随着小齿轮23的旋转而旋转。曲轴25与主齿轮24连结,且通过主齿轮24的旋转进行旋转。连杆26将曲轴25和滑块2连结。在本实施方式中,设置两个连杆26。

当伺服马达21通过来自伺服放大器22的驱动电流而进行旋转时,小齿轮23旋转,且与小齿轮23的旋转一起,主齿轮24也旋转。通过主齿轮24的旋转,曲轴25旋转,且连杆26进行上下运动。由此,与连杆26连接的滑块2进行升降移动。

(1-3.伺服电源部)

伺服电源部5具有:谐波滤波器模块31、电抗器32、PWM转换器33。谐波滤波器模块31防止在PWM转换器33中产生的谐波返回至工厂电源100侧。

电抗器32和PWM转换器33构成斩波电路,将交流转换成直流并升压。从工厂电源100供给规定电压的交流,从PWM转换器33输出比规定电压高的电压的直流。PWM转换器33和伺服放大器22利用DC总线线路14连接。另外,PWM转换器33监测DC总线线路14中的电压。

(1-4.蓄电系统部)

蓄电系统部6具有:设置有多个双电层电容器601(参照后述的图2)的蓄电盘42、在工作前对双电层电容器601进行充电的初始充电电路41、用于旁通初始充电电路41的短路接触器43。

(1-4-1.初始充电电路)

初始充电电路41是设置于DC总线线路14上,且用于对在蓄电盘42设置的多个双电层电容器601(后述)进行充电的电路。即,在使冲压装置1工作之前,蓄电盘42的双电层电容器601未被充电,因此,使用从工厂电源100供给的电力进行充电。初始充电电路41具有DC/DC转换器51和电抗器52。初始充电电路41节流电流,以在充电时电流不会急剧流入双电层电容器601。

(1-4-2.短路接触器)

短路接触器43设置在与DC总线线路14连接的旁通线路15上,以旁通初始充电电路41。即,旁通线路15在初始充电电路41的PWM转换器33侧与DC总线线路14连接,在初始充电电路41的伺服放大器22侧与DC总线线路14连接。通过将短路接触器43设为接通状态,而从PWM转换器33输出的电流旁通初始充电电路41并向伺服放大器22供给。

(1-4-3.蓄电盘)

蓄电盘42具有:设置有24个双电层电容器601(参照图2)的4个电容器单元60、4个电流传感器61、4个温度传感器62。

图2是表示设置于蓄电盘42的电容器单元60的图。本实施方式中,电容器单元60具有:两个散热器602、24个串联连接的双电层电容器601(蓄电器件的一个例子)。

两个散热器602上下配置。在电容器单元60中,一个散热器602和载置于散热器602上的12个双电层电容器601设有两层。两个散热器602及24个双电层电容器601利用框部件等固定。散热器602是由铝形成的板形状的部件,在散热器602形成有冷却水流通的流路。来自冷水机12的冷却水供给至散热器602的流路。冷却水利用冷水机12进行循环。

在本实施方式的冲压装置1中,如图1所示,设有4个电容器单元60,4个电容器单元60相对于从工厂电源100向伺服马达21供给电力的线路(具体而言,DC总线线路14)并联连接。详细而言,在DC总线线路14的与旁通线路15连接的连接部和伺服放大器22之间,4个电容器单元60连接。另外,本说明书中对双电层电容器601的电压的描述表示电容器单元60(24个串联连接的双电层电容器601)的电压。

电流传感器61设置于各个电容器单元60与DC总线线路14的连接线路上。电流传感器61测量从各个电容器单元60向DC总线线路14流通的电流。能够利用电流传感器61,检测电容器单元60的电容劣化、断线、或短路等。通过检测来自一个电容器单元60的电流比来自其它三个电容器单元60的电流低等,而能够探测电容器单元60的异常。

温度传感器62设置于各个电容器单元60。利用温度传感器62,能够检测双电层电容器601的温度,能够检测例如冷却水管的堵塞或电容器内部电阻的上升等。

在基于来自电流传感器61或温度传感器62的检测值,状态检测部71(后述)检测出任一电容器单元60异常的情况下,在后述的操作显示部11中显示该内容。

(1-5.控制器)

图3是表示控制器10的结构的框图。控制器10具有:状态检测部71、冲压运动控制部72、SPM率计算部73、扭矩极限计算部74、存储部75、警报检测部76。

本实施方式中,在利用状态检测部71检测出至少一个电容器单元60异常的情况下,对冲压装置1的能力设置限制,以使能够利用检测出异常的电容器单元60以外的电容器单元60进行工作。然后,在设置了限制的紧急运转模式下执行冲压成形。本实施方式中,限制是SPM(Shots Per Minute)率和扭矩极限。利用SPM率计算部73计算SPM率,利用扭矩极限计算部74计算扭矩极限。

(1-5-1.状态检测部)

状态检测部71基于来自在4个电容器单元60分别设置的电流传感器61和温度传感器62的检测值,检测各个电容器单元60的状态。具体而言,基于电流传感器61的检测值,状态检测部71检测各个电容器单元60的断线、短路及电容劣化等异常。状态检测部71在检测值成为预先设定的规定阈值以下的情况下,检测产生了短路、断线等。另外,关于电容劣化,例如在初始充电时,测量通过规定电压范围时的充电电流和时间来计算电容器的静电电容,在该静电电容成为规定阈值以下的情况下,能够判断为电容劣化。

另外,状态检测部71基于温度传感器62的检测值,检测各个电容器单元60的冷却水管的堵塞或电容器内部电阻的上升等。状态检测部71在检测值成为预先设定的规定阈值以上的温度的情况下,检测产生了冷却水管的堵塞或电容器内部电阻的上升。这些阈值的值也可以存储于后述的存储部75中。

在状态检测部71检测出在4个电容器单元60中的任一电容器单元60中产生了异常的情况下,显示于操作显示部11的显示画面81。基于该显示,作业者操作操作显示部11的设定部82(后述),将检测出异常的电容器单元60设定为不可使用,切断检测出异常的电容器单元60的与DC总线线路14的电连接。切断电连接是指,例如拔出电线等电力线。

(1-5-2.冲压运动控制部)

冲压运动控制部72基于规定的冲压运动向伺服放大器22发送位置指令,并控制伺服马达21。在此,规定的冲压运动可以是例如作业者基于存储于未图示的存储部的基本冲压运动制作的运动,也可以是作业者从存储的多个冲压运动中选择的冲压运动。基本冲压运动及多个冲压运动也可以存储于后述的存储部75中。

(1-5-3.SPM率计算部)

SPM率计算部73基于由设定部82设定为不可使用(也可以说无效)的电容器单元60以外的可使用的电容器单元60的数量,计算SPM率。通过缩小SPM,能够缩小电流的有效值。SPM率计算部73通过可使用的电容器单元60的数量越少、将SPM率设定得越低,而将电流的有效值设定为能够利用电容器单元60的数量和工厂电源100(来自PWM转换器33的输出)提供的值。

具体而言,SPM率计算部73当将冲压装置1搭载的电容器单元的数量设为Na(在本实施方式中为4个),将可使用的电容器单元60的数量设为Nb(0~3个),将一个电容器单元60的额定电流设为Cr(A),将来自PWM转换器33的额定输出设为Pr(A),且将在PWM转换器设定的极限设为L(%)时,使用以下计算式(1)~(3)计算SPM率。

(1)额定电流值=Cr×Na+Pr×L(%)

(2)允许电流值=Cr×Nb+Pr×100(%)

(3)SPM率(%)=允许电流值/额定电流值×100(%)

额定电流值表示在使用从冲压装置1搭载的全部电容器单元60(4个)供给的电力和从工厂电源100经由PWM转换器33供给的电力的情况下,向伺服放大器22供给的电流值。

允许电流值表示在使用从可使用的电容器单元60(例如,3个等)供给的电力和从工厂电源100经由PWM转换器33供给的电力的情况下,能够向伺服放大器22供给的电流值。

SPM率设定为允许电流值相对于额定电流值的比例。

通过这样使SPM比以额定电流值进行冲压成形时的SPM小,而能够以允许电流值进行冲压成形。

SPM率计算部73将计算出的SPM率发送至冲压运动控制部72。冲压运动控制部72向伺服放大器22发送位置指令,以使以通过相对于使用4个电容器单元60全部时设定的冲压运动的SPM乘以计算出的SPM率的SPM进行驱动。需要说明的是,在能够使用全部电容器单元60的情况下,PWM转换器33的极限设定为例如80%等,且设定为不输出极限以上的值。另一方面,在电容器单元60的一部分设定为不可使用的情况下,极限为100%,即,成为未设定极限的状态,从工厂电源100供给的电流值也增加。

(1-5-4.扭矩极限计算部)

扭矩极限计算部74计算对伺服马达21的扭矩施加限制的值。通过对扭矩施加限制,能够减少峰值电流。因此,扭矩极限计算部74计算扭矩极限值,以使成为能够利用可使用的电容器单元60的数量和工厂电源100(来自PWM转换器33的输出)提供的峰值电流。

具体而言,当将伺服马达21的最大输出设为Mw(W),将PWM转换器33的下限电压设为Pmi(V),将一个电容器单元60的最大电流设为Cma(A),将可使用的电容器单元60的数量设为Nb(0~3个),将来自PWM转换器33的额定输出设为Pr(A)时,扭矩极限计算部74使用以下计算式(4)~(6)计算扭矩极限。

(4)马达最大电流=Mw/Pmi

(5)允许最大电流=Cma×Nb+Pr×100(%)

(6)扭矩极限(%)=允许最大电流/马达最大电流×100×余裕90%

马达最大电流值表示向伺服马达21供给的最大的电流值,是在冲压成形的峰值时产生的电流值。

允许最大电流值表示在使用从可使用的电容器单元60(例如,3个等)供给的电力和从工厂电源100经由PWM转换器33供给的电力的情况下,能够向伺服放大器22供给的最大的电流值。

扭矩极限率设定为允许最大电流值相对于马达最大电流值的比例。需要说明的是,在式(6)中,为了保持10%的余力,扭矩极限进一步设定为上述比例的90%。

通过这样限制伺服马达21的扭矩,而能够抑制在峰值时产生的电流,能够提供在以允许最大电流值冲压成形时在扭矩的峰值时产生的电流。

扭矩极限计算部74将计算出的扭矩极限发送至伺服放大器22。设定伺服放大器22,以不产生接收的扭矩极限以上的扭矩。

(1-5-5.存储部)

在存储部75中存储有:冲压装置1搭载的电容器单元的数量(Na)、一个电容器单元60的额定电流(Cr(A))、来自PWM转换器33的额定输出(Pr(A))、在PWM转换器设定的极限(L(%))、伺服马达21的最大输出(Mw(W))、PWM转换器33的下限电压(Pmi(V))、一个电容器单元60的最大电流(Cma(A))、余裕(マージン,margin)(%)。这些值利用SPM率计算部73及扭矩极限计算部74从存储部75提取。

(1-5-6.警报检测部)

警报检测部76接收来自4个电流传感器61的检测值。从设定部82向警报检测部76发送与设定为不可使用的电容器单元60相关的信息。警报检测部76在检测出从设定为不可使用的电容器单元60供给电流的情况下,使显示画面81进行警报显示。由于意味着虽然需要作业者物理性地切断设定为不可使用的电容器单元60的与DC总线线路14的电连接,但在检测出电流的供给的情况下未进行物理上的切断,因此,向作业者通知警报。

(1-6.操作显示部)

操作显示部11具备:显示画面81和设定部82。操作显示部11由触摸面板等构成,兼备显示画面81和设定部82。图4是表示将电容器单元60设定为不可使用的显示画面的例子的图。

在图4所示的显示画面81中设有设定部82。设定部82具有5个按钮部分83。

在图4所示的画面中,作为一个例子设有分配了(1)~(5)的编号的5个按钮部分83,但本实施方式中,搭载于冲压装置1的电容器单元60为4个,因此,仅使用第(1)至第(4)的4个按钮部分83,未使用剩余的一个第(5)按钮部分83。与(1)~(4)的编号的按钮部分83对应地,区分4个电容器单元60。需要说明的是,搭载于冲压装置1的电容器单元60的数量(即,4个)存储于存储部75中。

另外,在显示画面81上的设定部82的右侧,从上依次配置有:显示额定电流值的显示部分84a、显示允许电流值的显示部分84b、显示SPM率的显示部分84c、显示马达最大电流的显示部分84d、显示允许最大电流的显示部分84e、显示扭矩极限(比例)的显示部分84f、显示扭矩极限的显示部分84g。

例如,在利用状态检测部71在与(2)的编号对应的电容器单元60中检测出异常且在显示画面81中显示该内容的情况下,使用者移动至图4所示的画面,并触摸第(2)按钮部分83。由此,如图5所示,第(2)按钮部分83从可使用的状态设定为不可使用的状态(在图4及图5中,参照点的有无)。

这样,在设定部82中,对第(1)~(4)的按钮部分83各自,设定不可使用或可使用。通过对各个按钮部分83设定可使用或不可使用,从4个电容器单元60选择不使用的电容器单元60。另外,也可以说从4个电容器单元60选择使用的电容器单元60。即,在设定部82中,对多个电容器单元60进行一部分电容器单元60不使用那样的设定。

设定部82将可使用的电容器单元60为3个的信息发送至SPM率计算部73及扭矩极限计算部74。

于是,如上所述,利用SPM率计算部73计算额定电流值、允许电流值、以及SPM率,并利用扭矩极限计算部74计算马达最大电流、允许最大电流、扭矩极限(比例)、以及扭矩极限,计算的值显示于图5的显示部分84a~84g。

<2.工作>

接着,对本发明的实施方式的冲压装置1的工作进行说明,并对本发明的冲压装置的控制方法的一个例子也进行叙述。

首先,对在由冲压装置1进行的通常运转模式下的冲压工作进行说明,之后,对涉及电容器单元60的一部分成为不可使用的情况下的紧急运转模式的工作进行说明。

(2-1.通常运转模式下的冲压工作)

图6是表示冲压装置的通常运转模式下的控制工作的流程图。

首先,在步骤S10中,检测是否从控制器10输出冲压运转准备信号。冲压运转准备信号是使冲压装置1运转时由用户按压按钮而输出的信号,是表示使冲压装置1正常工作的准备完成的信号。

接着,在步骤S11中,对双电层电容器601进行充电。由于短路接触器43为断开的状态,因此,不向旁通线路15流通电流,来自PWM转换器33的输出的电力流向初始充电电路41。利用初始充电电路41的DC/DC转换器51进行电流控制,同时在与DC总线线路14连接的双电层电容器601中贮存电荷。DC/DC转换器51监测DC总线线路14的电压,在步骤S12中,进行充电直到双电层电容器601的电压升压至规定电压。需要说明的是,当输入侧电压与输出侧电压一致时,DC/DC转换器51判断为充电完成,并停止工作。

当在步骤S12中检测出利用DC/DC转换器51使双电层电容器601的电压升压至规定电压时,在步骤S13中,控制器10连接短路接触器43。由此,来自PWM转换器33的输出旁通初始充电电路41并向伺服放大器22供给,在步骤S18中开始来自双电层电容器601的充放电。

当在步骤S13中连接短路接触器43时,在步骤S14中,控制器10使伺服马达21通电。

接着,在步骤S15中,根据设定的运动使伺服马达21工作,从而使滑块2上下动作。需要说明的是,滑块2向下方移动时,伺服马达21加速至达到规定速度,之后以恒定速度进行驱动。随着由伺服马达21的驱动引起的曲轴25的旋转,滑块2到达下止点后上升。然后,为了使滑块2停止在上止点,使伺服马达21从规定位置减速。

然后,在步骤S16中,在输出停止伺服马达21的信号的情况下,在步骤S17中,停止伺服马达21。由此,滑块2停止在上止点。

使用图7说明冲压加工时的耗电量的变化。图7是表示冲压加工时的电力的变化的图。图7中表示有虚线L1和实线L2。虚线L1表示冲压成形时的冲压装置1的耗电量的时间变化。实线L2表示从工厂电源100供给的电力的时间变化。

从图7的时刻t1起开始滑块2向下方的移动,在时刻t1~t2,伺服马达21加速至达到规定速度,电力被伺服马达21消耗。当电力被伺服马达21消耗,而DC总线线路14的电压降低时,从伺服电源部5供给预先设定的恒定电力。如实线L2所示,从伺服电源部5仅供给恒定电力,由此,从双电层电容器601供给不足量。即,虚线L1中超过实线L2的量从双电层电容器601供给。

然后,当在时刻t2伺服马达21的速度达到规定速度时,从时刻t2起,伺服马达21以恒定速度进行驱动。从时刻t2到上模具7与材料(工件)接触的时刻t3,加载于伺服马达21的负荷较少,因此,虚线L1所示的耗电量变少。此时,对双电层电容器601充电实线L2中的超过虚线L1的量的电力。

接着,从时刻t3起,滑块2进一步下降且相对于工件进行冲压加工直到时刻t4。此时,耗电量成为峰值,但如上所述,从伺服电源部5供给预先设定的恒定电力且不足量的电力从双电层电容器601供给。

然后,当滑块2到达规定位置时,控制器10为了使滑块2停止在上止点而使伺服马达21减速。图7中的时刻t5表示伺服马达21的减速开始时刻,时刻t6表示减速结束。如图7所示,从时刻t5到t6,输出成为负值侧,在伺服马达21中产生再生电力。该再生电力充电给双电层电容器601。

另一方面,在上述步骤S14~步骤S17的冲压加工的期间,同时进行步骤S18~步骤S22的控制。如上所述,通过步骤S13中的短路接触器43的连接,在步骤S18中开始双电层电容器601的充放电。

然后,在接下来的步骤S19中,PWM转换器33判定DC总线线路14的电压是否成为规定电压以上。并且,在DC总线线路14的电压成为规定电压以上的情况下,控制进入步骤S20,电力通过PWM转换器33的电源再生功能而再生到工厂电源100。由于DC总线线路14的电压与双电层电容器601的电压相等,因此,PWM转换器33检测双电层电容器601的电压。即,当双电层电容器601的充电量成为规定量以上时,在伺服马达21中产生的再生电力向工厂电源100再生。另外,在步骤S19中,在DC总线线路14的电压比规定电压小的情况下,在步骤S21中对双电层电容器601进行充电。

需要说明的是,在接下来的步骤S22中,检测是否从控制器10输出冲压运转准备信号。在检测有冲压运转准备信号的期间,重复进行步骤S18~步骤S21。另外,在步骤S22中,当检测到从控制器10未输出冲压运转准备信号时,控制结束。

需要说明的是,在最初对双电层电容器601进行充电后,通过伺服马达21的减速时的再生电力等对双电层电容器601进行充电。因此,也可以不从工厂电源100进行输入。

如上所述,由于通过具备能够充电的双电层电容器601,从而不足量从双电层电容器601供给,因此,如图7所示,能够使从工厂电源100供给的电力为恒定。

与上述步骤S10~S22的控制同时进行步骤S51~S53的控制。在步骤S51中,状态检测部71基于电流传感器61及温度传感器62的检测值,进行电容器单元60的异常检测。

在步骤S51中检测出异常的情况下,在步骤S52中,状态检测部71使显示画面81显示检测出电容器单元60的异常的内容。此时,还显示在哪个电容器单元60检测出异常的信息(图4所示那样的第(1)~(4)的编号)。接着,状态检测部71暂时停止冲压装置1。

这样,当在与DC总线线路14并联连接的(1)~(4)的电容器单元60的任一电容器单元60中检测出故障或劣化等异常时,能够通过后述的紧急运转模式实施冲压成形。

(2-2.紧急运转模式下的SPM率及扭矩极限的计算)

在如上所述在电容器单元60中检测出异常的情况下,作业者将该电容器单元60设定为不可使用时,控制器10为了执行紧急运转模式,计算紧急运转模式下的SPM率及扭矩极限。图8是表示计算SPM率及扭矩极限时的工作的流程图。

如果在步骤S101中,状态检测部71基于电流传感器61的检测值及温度传感器62的检测值,在4个中的任一电容器单元60检测出异常,则在步骤S102中,状态检测部71使显示画面81进行关于异常检测的显示。在显示画面81中显示例如表示在第(2)电容器单元60中产生异常的内容。

接着,在步骤S103中,当按压第(2)电容器单元60的按钮部分83时,按钮部分83的显示变化,第(2)电容器单元60被设定为不可使用(无效)。设定部82将可使用的电容器单元60的数量发送至SPM率计算部73及扭矩极限计算部74。在此,由作业者拆下(2)的电容器单元60的与DC总线线路14的物理性的连接(电力线等)。

接着,在步骤S104中,SPM率计算部73计算通过可使用的电容器单元60和工厂电源100(更详细而言,来自PWM转换器33的输出)能够供给的有效电流,并将计算出的有效电流相对于电容器满载状态(搭载的电容器单元60全部为可使用的状态)的有效电流的比例设定为SPM率(%)。具体而言,SPM率计算部73将由设定部82接收的可使用的电容器单元60的数量(Nb)、存储于存储部75的电容器单元的数量(Na)、一个电容器单元60的额定电流(Cr(A))、来自PWM转换器33的额定输出(Pr(A))、在PWM转换器设定的极限(L(%))代入于上述式(1)~(3)来计算SPM率。

接着,在步骤S105中,扭矩极限计算部74计算通过可使用的电容器单元60和工厂电源100(更详细而言,来自PWM转换器33的输出)能够供给的峰值电流,并将计算出的峰值电流相对于电容器满载状态(搭载的电容器单元60全部为可使用的状态)的峰值电流的比例设定为扭矩极限率(%)。

具体而言,扭矩极限计算部74将由设定部82接收的可使用的电容器单元60的数量(Nb)、存储于存储部75的电容器单元的数量(Na)、来自PWM转换器33的额定输出(Pr(A))、伺服马达21的最大输出(Mw(W))、PWM转换器33的下限电压(Pmi(V))、一个电容器单元60的最大电流(Cma(A))、余裕(%)代入于上述式(4)~(6)来计算扭矩极限。

接着,在步骤S106中,在显示部分84a~84g中显示从存储部75提取出的值及计算出的值。

如上所述,计算SPM率及扭矩极限。需要说明的是,在全部的电容器单元60成为不可使用的情况下,设为Nb=0,并计算SPM率和扭矩极限。即,设定为,成为仅通过从工厂电源100经由PWM转换器33供给的电力能够工作的电流的有效值及峰值电流那样的SPM率及扭矩极限。

(2-3.紧急运转模式下的冲压工作)

在上述步骤S103中,在至少一个电容器单元60被设定为不可使用的情况下,在进行冲压工作时,控制器10执行紧急运转模式。

图9A及图9B是表示冲压装置1的紧急运转模式下的工作的流程图。通过例如设定部82的不可使用的设定来切换图6所示的通常模式、和图9A及图9B所示的紧急运转模式。在搭载于冲压装置1的电容器单元60中的至少一个电容器单元60被设定为不可使用的情况下,以紧急运转模式执行冲压工作。另外,在搭载于冲压装置1的电容器单元60中全部的电容器单元60可使用的情况下,以通常运转模式执行冲压工作。

图9A及图9B所示的紧急运转模式具有步骤S15′来代替图6所示的通常运转模式的步骤S15,且具有步骤S51′来代替步骤S51。另外,与通常运转模式相比,紧急运转模式具有步骤S201、S202及S203。紧急运转模式下的其它步骤与通常运转模式的步骤相同,因此,省略说明。

在紧急运转模式下的步骤S15′中进行冲压成形的情况下,控制器10以使用了计算出的SPM率及扭矩极限的紧急运转模式执行冲压成形。

详细而言,SPM率计算部73将计算出的SPM率发送至冲压运动控制部72。冲压运动控制部72向伺服放大器22发送位置指令,以使以相对于使用了全部的电容器单元60的情况下的SPM乘以发送的SPM率的SPM进行冲压运动。

另外,扭矩极限计算部74设定伺服放大器22,以使用计算出的扭矩极限限制扭矩。

这样,基于计算出的SPM率及扭矩极限进行冲压成形。

在此,在紧急运转模式下,使SPM降低,因此,通过从除设定为不可使用的电容器单元60之外的可使用的电容器单元60及工厂电源100供给的恒定电力能够确保有效电流。另外,在紧急运转模式下,设定扭矩极限,因此,通过从除设定为不可使用的电容器单元60之外的可使用的电容器单元60及工厂电源100供给的恒定电力能够确保峰值时的电流。

另外,在紧急运转模式下的步骤S51′中,对于设定为可使用的电容器单元60,状态检测部71进行异常的检测。在此,在设定为不可使用的电容器单元60中,将状态检测部71的异常检测设定为无效。

另外,在紧急运转模式下,与上述步骤S10~S14、S15′及S16~S22以及步骤S51′、S52及S53同时进行步骤S201~步骤S203。在步骤S201中,当警报检测部76基于电流传感器61的检测值,检测出从设定为不可使用的电容器单元60向DC总线线路14供给电流时,判断为设定为不可使用的电容器单元60的电力线未脱离DC总线线路14,控制进入步骤S202。在步骤S202中,警报检测部76使显示画面81显示警报,并向作业者通知警报检测。

接着,警报检测部76停止控制。由此,能够检测出产生异常的电容器单元60未被从DC总线线路物理性地拆下,并能够将该内容通知给作业者。

<3.特征等>

(3-1)

本实施方式的冲压装置1是使用上模具7和下模具8对材料进行冲压成形的冲压装置,具备:滑块2、垫板3、伺服马达21、多个电容器单元60、控制器10(控制部的一个例子)。在滑块2的下表面安装上模具7。垫板3配置于滑块2的下方并载置下模具8。伺服马达21驱动滑块2。多个电容器单元60具有多个双电层电容器601,能够将贮存的电力供给至伺服马达21。控制器10在对多个电容器单元60进行不使用至少一部分电容器单元60的设定的情况下,执行使用不使用的电容器单元60以外的电容器单元60进行冲压成形的紧急运转模式(运转模式的一个例子)。

由此,即使在一部分电容器单元60成为不可使用的情况下,能够使用成为不可使用以外的电容器单元60以紧急运转模式执行冲压成形。在冲压装置1用于汽车的工厂生产线的情况下,对于使用者来说不期望工厂生产线的完全停止,大多情况下期望即使抑制生产能力等也进行运转。根据本实施方式的冲压装置1,能够回应这种期望。

(3-2)

本实施方式的冲压装置1中,通过将一部分电容器单元60(不使用的一部分电容器单元的一个例子)设定为不可使用(选择的一个例子),而进行不使用至少一部分电容器单元60的设定。在紧急运转模式下,使用设定为不可使用的电容器单元60(选择的电容器单元的一个例子)以外的电容器单元60进行冲压成形。

由此,在一部分电容器单元60成为不可使用的情况下,通过将该电容器单元60设定为不可使用,能够使用成为不可使用以外的电容器单元60以紧急运转模式执行冲压成形。

(3-3)

本实施方式的冲压装置1中,通过将一部分电容器单元60以外的电容器单元60设定为可使用(选择的一个例子),进行不使用至少一部分电容器单元60的设定。在紧急运转模式下,使用设定为可使用的电容器单元60(选择的电容器单元的一个例子)进行冲压成形。

由此,在一部分电容器单元60成为不可使用的情况下,通过将该电容器单元60设定为可使用,能够使用成为不可使用以外的电容器单元60以紧急运转模式执行冲压成形。

(3-4)

在本实施方式的冲压装置1中,在紧急运转模式(运转模式的一个例子)下,从设定为不可使用的电容器单元60(不使用的电容器单元的一个例子)以外的电容器单元60及工厂电源100(外部电源的一个例子)接收电力的供给而进行冲压成形。

由此,即使在一部分电容器单元60成为不可使用的情况下,也能够接收来自成为不可使用的以外的电容器单元60及工厂电源100的电力的供给而以紧急运转模式执行冲压成形。

(3-5)

在本实施方式的冲压装置1中,在紧急运转模式下,基于设定为不可使用的电容器单元60(不使用的电容器单元的一个例子)以外的电容器单元60的数量,对冲压成形的能力实施限制。

由于可使用的电容器单元60的数量越少,能够供给的电流越小,因此,通过增大对冲压成形的能力实施的限制,而能够执行运转模式。

(3-6)

在本实施方式的冲压装置1中,控制器10(控制部的一个例子)在设定为不可使用的电容器单元60(不使用的电容器单元的一个例子)以外的电容器单元60不存在时,不使用电容器单元60,而使用工厂电源100(外部电源的一个例子)执行紧急运转模式。

例如,即使在全部电容器单元60成为不可使用的情况下,也能够以紧急运转模式执行冲压成形。

(3-7)

本实施方式的冲压装置1的冲压成形的能力包含SPM及伺服马达21的扭矩的至少一方。

SPM(Shots Per Minute)对电容器单元60的有效电流产生影响,伺服马达21的扭矩对冲压成形的峰值电流产生影响。

因此,由于通过对SPM实施限制,而能够减少电流的有效值,因此,能够利用从数量减少的电容器单元60供给的电流及从PWM转换器33输出的电流提供工作所需的电流。另外,由于通过对马达扭矩实施限制,而能够减少峰值电流,因此,能够利用从数量减少的电容器单元60供给的电流及从PWM转换器33输出的电流提供工作所需的电流。

(3-8)

本实施方式的冲压装置1还具备对多个电容器单元分别进行不可使用的设定(选择的一个例子)的设定部82(选择部的一个例子)。

由此,通过使用者操作设定部82,能够对规定的电容器单元60进行不可使用的设定。

(3-9)

在本实施方式的冲压装置1中,冲压成形的能力包含SPM。控制器10具有SPM率计算部73(计算部的一个例子)和冲压运动控制部72。SPM率计算部73计算使用了可使用的电容器单元60(不使用的电容器单元以外的电容器单元的一个例子)及工厂电源100的情况下的能够供给至伺服马达21的允许电流值相对于使用了全部电容器单元60及工厂电源100(外部电源的一个例子)的情况下的能够供给至伺服马达21的额定电流值的比例。冲压运动控制部72控制伺服马达21的运动,以使以基于比例而实施了限制的SPM进行冲压成形。

由此,能够求得基于能够由数量减少的电容器单元60提供的有效电流值的SPM。

因此,虽然为能力被限制的状态,但能够使用数量减少的电容器单元60进行冲压成形。

(3-10)

在本实施方式的冲压装置1中,冲压成形的能力包含伺服马达21的扭矩。控制器10(控制部的一个例子)计算使用了可使用的电容器单元60(不使用的电容器单元以外的电容器单元的一个例子)及工厂电源100(外部电源的一个例子)情况下的能够供给至伺服马达21的允许最大电流相对于使用了全部电容器单元60及工厂电源100(外部电源的一个例子)的情况下的供给至伺服马达21的最大电流的比例,并基于比例对伺服马达21的扭矩实施限制。

由此,能够求得基于能够由数量减少的电容器单元60提供的峰值电流的扭矩极限。

因此,虽然为能力被限制的状态,但能够使用数量减少的电容器单元60进行冲压成形。

(3-11)

本实施方式的冲压装置1还具备电流传感器61(电流测量部的一个例子)和警报检测部76(检测部的一个例子)。电流传感器61测量从多个电容器单元60分别供给的电流。警报检测部76在基于电流传感器61的测量结果,探测从在设定部82(选择部的一个例子)中设定为不可使用的电容器单元60(不使用的电容器单元的一个例子)供给电流的情况下,使显示画面81(显示部的一个例子)显示警报。

利用设定部82将规定的电容器单元60设定为不可使用时,虽然需要物理性地拆下设定为不可使用的电容器单元60的与伺服马达21的电连接,但可能使用者忘记拆下连接。在此,在从设定为不可使用的电容器单元60探测到电流的情况下,判断为忘记拆下连接,能够通知警报并通知给使用者。

(3-12)

本实施方式的冲压装置1的控制方法是控制具备安装上模具7的滑块2和载置下模具8的垫板3的冲压装置1的冲压装置的控制方法,具备步骤S15′(执行步骤的一个例子)。在步骤S15′(执行步骤的一个例子)中,在对于具有多个双电层电容器601且能够向驱动滑块2的伺服马达21供给贮存的电力的多个电容器单元60,进行了不使用至少一部分电容器单元60的设定的情况下,执行使用不使用的电容器单元60以外的电容器单元60进行冲压成形的紧急运转模式(运转模式的一个例子)。

由此,即使在一部分电容器单元60成为不可使用的情况下,也能够使用成为不可使用的以外的电容器单元60以紧急运转模式执行冲压成形。在冲压装置1用于汽车的工厂生产线的情况下,对于使用者来说不期望工厂生产线完全停止,大多情况下期望即使抑制生产能力等也进行运转。根据本实施方式的冲压装置的控制方法,能够回应这种期望。

<4.其它实施方式>

以上,对本发明的一个实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述实施方式,能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更。

(A)

在上述实施方式中,作为冲压的能力的限制,对SPM和扭矩实施限制,但也可以是任一方,不限于此,也可以设置其它限制。

(B)

上述实施方式中,在步骤S51~S53中,利用电流传感器61及温度传感器62检测电容器单元60的异常,但也可以不设置电流传感器61及温度传感器62等,也可以不限于由传感器进行的自动检测。例如,也可以是,在定期的维修检查时,作业者将检测出异常的电容器单元60设定为不可使用。

(C)

上述实施方式中,在计算SPM率时,虽然在允许电流值中对来自PWM转换器33的输出未设置极限(L),但也可以设置极限。另外,在计算扭矩极限时,设定有余裕,但也可以不设定余裕。

(D)

在上述实施方式中,24个双电层电容器601的串联连接的电容器单元60设有4个,4个电容器单元60并联连接,但不限定于这些数量及连接结构。

(E)

在上述实施方式中,操作显示部11为触摸面板,且在显示画面81设有设定部82,但也可以不限于触摸面板,设定部82也可以设为例如键盘或鼠标而与显示画面81分开地设置。

(F)

在上述实施方式中,4个电容器单元60的额定电流及最大电流相同,但也可以不同。由于如果将电容器单元60的编号与其额定电流及最大电流建立对应,则能够求得可使用的电容器单元60的合计的额定电流(与式(2)的Cr×Nb对应)及可使用的电容器单元60的合计的最大电流(与式(5)的Cma×Nb对应),因此,能够计算SPM率及扭矩极限。

(G)

在上述实施方式中,将检测出异常的电容器单元60设定为不可使用,但不限于检测出异常的电容器单元。即使是未检测出异常的电容器单元60(也可以说可使用的电容器单元60),也可以设定为不可使用,总之,只要在冲压成形时选择不使用的(设为不使用的)电容器单元60或使用的电容器单元60即可。

即,在上述实施方式中,对于各个电容器单元60设定“不可使用”或“可使用”,但不限于此,也可以设定“使用”或“不使用”。

产业上的可利用性

本发明的冲压装置及冲压装置的控制方法具有即使在多个蓄电器件中的一部分成为不可使用的情况下也能够进行冲压成形的效果,例如在工厂的生产线等上是有用的。

附图标记说明

1:冲压装置

2:滑块

3:垫板

4:滑块驱动部

5:伺服电源部

6:蓄电系统部

7:上模具

8:下模具

10:控制器

60:电容器单元

100:工厂电源

601:双电层电容器

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