专利名称：电机驱动的连杆式压力机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电机驱动的连杆式压力机，其适用于冲床或其他压力机中。
背景技术：
在机械式冲床中，曲柄机构通常被用作将电机旋转动作转换为滑块升降动作的滑动驱动机构。而且，要使用飞轮，并且通过将离合器接合或释放而使飞轮转动或停止，以驱动或停止滑块。通过曲柄机构，滑块的升降速度曲线相对于下止点呈对称形式。因此，下降速度和上升速度相同。然而，对于包括冲压加工在内的一般压制操作，滑块优选在下降过程中以较低速度移动，目的是使下降动作安静，或适合于压力载荷的需要。然而，上升动作并不是受到特别限制，因此可以优选较快速度。如果使用下降速度与上升速度相同的曲柄机构，则完成上升动作需要耗费更多时间。从而增加了冲压加工的周期时间。
最近，有一种装置被提出，其中使用伺服电机作为通过曲柄机构升降滑块的驱动源，而又不用使用任何飞轮。伺服电机能够在滑块的冲程内自由地改变滑块的速度，并且能够增加滑块的下降速度，同时减小其上升速度。然而，电机的性能依赖于其转动速度。必须根据电机的特性而使其操作在最适宜的转动速度范围之内。如果电机的转动速度被控制成这样，即滑块的下降速度与上升速度不同，则不可能充分利用电机的性能。因此就需要大尺寸的电机在获得所需压力载荷的前提下增加上升速度。
因此，本申请人考察了各种不同的滑块机构，目的是选择一种合适的滑块机构，以使滑块能够以较低速度下降，并同时能以较高速度上升。
连杆式压力机长期以来被用作一种滑动机构，其用于实施塑性成型例如金属的冷挤或锻造的压力加工设备中(例如，日本专利申请公开文献特公平3-42159)。连杆式压力机包括连接在曲柄机构的曲柄销上的摇动连杆，并且连接杆和约束连杆也都被连接在该摇动连杆上。曲柄轴借助于飞轮而被电机驱动。如果使用这种连杆式压力机，则约束连杆用于使滑动的动作具有这种特征，即滑块以较低速度下降而上升较快。
然而，传统的连杆式压力机通过利用其在下止点附近执行的非常慢的下降动作而用于改善塑性成型例如冷挤的质量。因此，没有传统的连杆式压力机应用于冲床，这是因为冲床需要的操作特性不同于塑性成型的那些操作特性。而且，传统的连杆式压力机设有飞轮，飞轮用于将来自电机的输出功率作为惯性能而储存起来。因此，很难对传统的连杆式压力机进行正确而且容易的控制。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种电机驱动的连杆式压力机，其即使在所用电机输出功率相对较低时，也能够进行重压载荷加工，并且能使加工周期时间得以改善，同时能够正确而且容易地对其进行控制。
本发明的另一个目的是自由地控制操作速度，以便完成不同类型的操作，同时又能利用连杆式压力机的优点。
本发明的还一个目的是当连杆式压力机应用于冲床时能够确保冲压废料下落。
一种根据本发明的电机驱动的连杆式压力机包括电机；连杆机构，其用于通过驱动传递系统而将电机输出的旋转动作转换为直线动作；以及滑块，其安装在所述连杆机构下面，用于基于上述直线动作而升降以便进行压制操作。所述连杆机构包括曲柄件，其具有曲柄轴和偏心轴部分；摇动连杆，其具有位于一个三角形的顶点上并被用作可转动连接件的第一至第三连接部分，其中第一连接部分连接在所述曲柄件的偏心轴部分上；连接杆，其具有分别连接在所述第二连接部分上和所述滑块上端上的相反端；以及约束连杆，其具有可转动地连接在机架上的近端及连接在所述摇动连杆的所述第三连接部分上的前端，所述约束连杆用于约束所述摇动连杆的摇摆运动，从而当所述曲柄轴沿着一个方向以固定速度转动时，滑块的下降动作比滑块的上升动作慢。所述驱动传递系统用于控制电机的转动，以将所述电机产生的旋转驱动传递给所述曲柄轴，从而滑块的升降动作能够得到控制。所述驱动传递系统不包括用于施加惯量的部件例如飞轮。所述驱动传递系统可以具有减速器或电机的输出轴，并且曲柄轴可以被直接地与其连接在一起。
下面对上述结构的操作进行描述。曲柄轴被转动，从而使摇动连杆执行包含下面两种动作的合成动作，其一是沿着偏心轴部分的轴线旋转轨迹的旋转动作，其二是因为约束连杆被连接在摇动连杆式上而使摇动连杆作前后回转的摇摆动作。摇动连杆的旋转动作用于升降连接在摇动连杆上的连接杆。然而，转动动作用于防止连接杆的下端位置也即滑块位置的升降速度曲线成为标准正弦曲线。因此，下降动作的曲线和上升动作的曲线呈非对称形式。下降和上升动作哪一个动作较快取决于不同因素例如约束连杆的支承点位置和长度的组合。从而，能够对这些因素进行正确地设计，以使约束连杆能够对摇动连杆的摇动进行这样的调节，即当曲柄轴沿着一个方向以固定速度转动时，滑块的下降动作比其上升动作慢。通过如此减小下降速度，即使所用电机的输出功率相对较低，也能够完成重压载荷加工，并能增加上升速度。从而改善了加工周期时间。上述速度的改变能够在电机速度固定的情况下完成。因此，例如具有合适减速比的减速器能够用于操作具有这样的电机转动速度的电机，即根据电机特性在该转速下的电机能够提供最大的电机输出功率。这也使得能够使用较低输出功率的电机。而且，电机和曲柄轴通过不包括惯量施加系统例如飞轮的驱动传递系统而被连接在一起。从而，例如，基于诸如对电机转动速度的控制而对滑块速度的改变进行控制是非常容易的。
如果上述电机是伺服电机，则电机速度能够自由地改变。因此，滑块的速度在其升降冲程内能够得到改变。从而使得根据不同需要的操作能够进行。也即，如果电机以匀速转动，则基于连杆机构动作的速度曲线被用作作为观测的基本速度曲线，并且电机速度可以发生变化，其中连杆机构由曲柄机构、摇动连杆、约束连杆和类似物构成。这时，例如冲模与工件接触时的速度能被降低，以使动作更安静地进行。作为一种替代性方法，上升速度能够进一步增加。
本发明的电机驱动的连杆式压力机可以是冲床。在这种情况下，用于冲压板材工件的滑块升降冲程的那部分是升降冲程中的下降过程的中间部分。所述用于冲压加工的部分由放置着板材工件的工作台的高度和滑块位置之间的关系及冲模和模具或类似器具的安装高度决定。
因此，如果滑块的升降冲程的中间部分用作冲压部分，则能够在板材工件的底面之下设置足够大的冲程。从而确保了冲压废料能够下落。
图1是根据本发明实施例的电机驱动的连杆式压力机中的连杆机构的分解主视图；图2是该连杆机构的分解侧视图；图3A和3B分别是该连杆机构的主视图和侧视图；图4是侧视图，用于表示该连杆机构及其如何连接；图5是透视图，表示的是电机驱动的连杆式压力机的一部分，其中该连杆机构和电机安装在主体机身上；图6是该连杆机构的局部透视图；图7是说明该连杆机构的操作模式的示意图；图8是曲线图，表示的是该连杆机构中的曲柄角度和滑块位移之间的关系；图9A和9B是曲线图，表示的是该连杆机构和曲柄式压力机在滑块位移过程方面的比较；图10是俯视图，表示的是该实施例的整个电机驱动的连杆式压力机；图11是侧视图，表示的是整个电机驱动的连杆式压力机；图12A和12B是分解侧视图，表示的是该电机驱动的连杆式压力机中的滑块变位机构的下变位状态和下变位位置；图13是该电机驱动的连杆式压力机中的转台的俯视图；图14A和14B是分解侧视图，分别表示的是在该电机驱动的连杆式压力机的上变位位置和下变位位置的滑块、转台和冲模之间的位置关系；图15是根据本发明另一个实施例的连杆式压力机中的连杆机构的分解主视图；图16是示意图，表示的是该连杆机构的预定操作状况中的连接部分之间的位置关系；
图17是曲线图，表示的是曲柄角度和滑块位移及转矩之间的关系，其中转矩是在满足上述位置关系的情况下施加在曲柄轴上的转矩；图18是曲线图，表示的是在满足上述位置关系的情况下第三连接部分的轨迹；图19是曲线图，表示的是在满足上述位置关系的情况下第二连接部分的轨迹；图20是根据本发明另一个实施例的电机驱动的连杆式压力机中的连杆机构的分解主视图与用于表示控制系统设计结构的框图的组合；图21A和21B是分解主视图，分别表示的是连杆转动中心变化装置的操作状况；图22是曲线图，表示的是在约束连杆每个转动中心位置的该连杆机构中的曲柄角度和滑块位移之间的关系；图23A是示意图，表示的是根据本发明另一个实施例的电机驱动的连杆式压力机的设计结构，图23B是表示该连杆式压力机的曲柄动作的示意图，图23C是表示该连杆式压力机中的板材移动速度和滑块轴电机速度的时序图；图24是曲线图，表示的是当电机分别沿着正向和反向转动时该连杆机构中的曲柄角度和滑块位移之间的关系；图25是框图，表示的是该连杆式压力机中的控制装置和其控制程序之间的关系；图26是示意图，表示的是由该控制装置执行的加工程序的一个结构实例；图27是示意图，用于说明该控制装置中的板材移动装置、滑块轴控制装置及并行同步控制装置的具体实例；图28A和28B是该连杆式压力机中的板材移动速度和滑块轴电机速度的时序图；
图29A至29C是时序图，表示的是该连杆式压力机和对比实例中的板材移动速度和滑块轴电机速度；图30是根据本发明另一个实施例的伺服电机驱动的连杆式压力机的分解主视图；图31是曲线图，表示的是在该连杆机构在下降过程中被停止的情况下的曲柄角度和滑块位移之间的关系；图32A至32D是分解主视图，分别表示使用该伺服电机驱动的连杆式压力机执行不同加工类型的模具；图33是根据本发明另一个实施例的电机驱动的连杆式压力机中的连杆机构的分解主视图与用于表示控制系统设计结构的框图的组合；图34A和34B是曲线图，它们表示的是当电机分别沿着正向和反向转动时该连杆机构中的曲柄角度和滑块位移之间的关系。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的实施例进行描述。图1是位于电机驱动的连杆式压力机中的连杆机构的分解主视图。该电机驱动的连杆式压力机包括电机13、连杆机构1和滑块6，其中连杆机构通过驱动传递系统14将电机13输出的旋转动作转换为直线动作，滑块被安装在连杆机构1的下面，用于基于上述直线动作而升降以便进行压制操作。连杆机构1包括曲柄件2、摇动连杆5、连接杆7和约束连杆8，其中曲柄件具有相对于曲柄轴3的轴线偏心的偏心轴部分4，摇动连杆连接在偏心轴部分4上。曲柄轴3可旋转地安装在机架9上并用于接收旋转驱动力。偏心轴部分4的直径比曲柄轴3的直径大。除了具有较大直径的偏心轴部分例如图示的偏心轴部分以外，偏心轴部分4的直径也可以比曲柄轴3的直径小，并可以通过曲柄臂(图中未示出)与曲柄轴3形成为一体。滑块6用于带动压制操作施加部分例如冲模升降。滑块6安装在机架9上，从而其通过导向件10可自由地升降。滑块6位于曲柄轴2的正下方。
摇动连杆5具有第一至第三连接部分P1-P3，并通过第一连接部分P1连接在曲柄件2的偏心轴部分4上。连接部分P1-P3使得摇动连杆5被可旋转地连接，这些连接部分分别位于图7中示意性表示的三角形T的各个顶点上。三角形T任意形成在与曲柄轴3的轴线垂直的平面上。在图1中，连接杆7具有上端和下端，上端连接在摇动连杆5的第二连接部分P2上，下端通过销11可转动地连接在滑块6的上端上。约束连杆8具有近端和前端，近端通过支点轴12可旋转地支承在机架9上，前端连接在摇动连杆5的第三连接部分P3上。在约束连杆8中，转动中心，也即支点轴12的轴线，及第三连接部分P3分别布置在曲柄轴3的相应两侧。这些侧位于与曲柄轴3的轴线垂直的平面上，并可被相对于整个电机驱动的连杆式压力机侧向或纵向布置。
如图4和5所示，曲柄轴3通过驱动传递系统14连接在电机13的输出轴(图中未示出)上。驱动传递系统14能够控制电机13的旋转，以将电机13产生的旋转驱动传递给曲柄轴13，从而滑块6的升降动作能够得到控制。因此，驱动传递系统14是用于传递电机13转矩的装置，而又没有使用任何部件例如用于施加惯量的飞轮。在该实施例中，驱动传递系统14由减速器15和联轴器16构成，其中联轴器将减速器15的输出轴连接在曲柄轴3上。电机13为伺服电机。减速器15和电机13例如可被形成在一起，以构造成带有减速器的电机。
图2是连杆机构1的分解侧视图。曲柄轴3从偏心轴部分4的相反侧延伸，并在相反侧上通过轴承例如径向轴承而被可旋转地支承在机架9上。在摇动连杆5中，构成第一连接部分P1的连接孔的内径表面通过衬套18被装配在偏心轴部分4的外周上。摇动连杆5的第二连接部分P2和连接杆7通过连接销19而被连接在一起。
连接杆7在其长度方向的中间位置具有滑块变位机构20，用于改变其在两个水平面之间的长度，从而在上变位位置和下变位位置之间切换滑块6的下端位置。滑块变位机构20具有变位驱动源21，变位驱动源由缸装置或类似物构成并被驱动以切换变位位置。如后详细描述，变位位置的切换用于使得冲模被不同的冲模替换，同时又能保持冲模的上止点比转台上的备用冲模低，该上止点与带着滑块6的驱动相关联。冲模的上止点被保持得较低，目的是改善周期时间和允许使用小偏心量的曲柄件2以降低电机的转矩。下变位位置和下止点之间的距离，也即冲模和滑块6的升降的行程，大约是曲柄件2的偏心轴部分4的偏心量的三倍。
如图5所示，机架9是支承连杆机构1的独立连杆部分机架。该机架被连接在主体机身22的上机架部分22a的前端上。连杆部分机架9呈盒子状。机架9通过使用支承板9b和与支承板9b相对的相对支承板9c而支承着曲柄轴3的相反端，支承板9b设在固定底层9a的内部表面上。在机架9上设有电机支承件23。电机13安装在电机支承件23上。从而，电机13连同连杆部分机架9被一起可拆卸地组装在主体机身22上，在连杆部分机架9上安装有连杆机构1。
主体机身22具有C型侧面，该侧面具有开口部分24，板材工件或模具支承件从该开口部分进入。主体机身22具有一对相对的侧板。图5只表示了相对侧板中的一个。在上机架部分22a中，相对侧板通过使用上机架底面板25和中间加强板26而被连接在一起。
图10和11表示的是一个实例的总体俯视图和侧视图，其中设有图1中连杆机构的电机驱动的连杆式压力机被应用于冲床。主体机身22覆盖有机架护罩30。除连杆机构1之外，模具支承装置28和工件进给装置29被安装在主体机身22中。多个冲模31和模具32被安装在模具支承装置28上，从而任一模具31和32都能被分度供应到位置Q，在位置Q处滑块6执行压制操作(图11)。模具支承装置28由上转台28a和下转台28b构成，冲模31和模具32分别安装在上下转台上。工件进给装置29将工作台33上的板材工件W沿着两个正交坐标轴(X轴和Y轴)方向移动，从而工件W的任意部位都可以位于压制操作位置Q上。工件进给装置29具有托架34，其沿着纵向(Y轴方向)移动，以及横向滑板35，其安装在托架34上，从而可沿着横向(X轴方向)移动。在横向滑板35上设置的多个工件固定器36抓持着板材工件W。板材工件W通过托架34的纵向移动和横向滑板35的横向移动而被沿着两个轴线方向进给。
下面对上述构造的操作进行描述。随后对滑块变位机构20的特殊构造和操作给以描述。图1中的连杆机构1执行下面所描述的操作，该操作如图7中的示意图所示。当曲柄轴3被电机驱动和转动时，曲柄件2的偏心轴部分4的中心绕着曲柄件3的轴线而绘制出如图7所示的圆周轨迹C1。摇动连杆5通过第一连接部分P1可转动地连接在偏心轴部分4上，从而沿着圆周轨迹C1作旋转运动。摇动连杆5通过第三连接部分P3连接在约束连杆8上，从而使其动作能够得到调节。与旋转运动同时进行的是，摇动连杆5通过绕着第一连接部分P1作前后摇动的方式而作回转运动。包括该旋转运动和回转运动的合成动作使得第二连接部分P2沿着该图所示的倾斜椭圆轨迹C2移动，连接部分P2设在摇动连杆5中，以便将其连接在连接杆7上。滑块6被这样支承，即只能作自由的升降，并通过连接杆7连接在摇动连杆5的第二连接部分上。因此，当第二连接部分P2绘制出椭圆轨迹时，滑块6就会升降。升降动作的速度如图8中曲线H所示为非对称的，曲线H表示出了在一个周期中曲柄角和位移之间的关系。而且，当滑块6到达下止点BDC时的曲柄角θBDC不等于180°。同样在图8中所示的曲线J表示的是在一般曲柄机构中滑块的垂直方向位移。曲线J也表明了下降和上升速度是对称的。
连杆机构1的动作受如下8种因素影响曲柄长度(偏心量)r、约束连杆8的长度w、连接杆7的长度L、摇动连杆5的连接部分P2和P3之间的张角α、连接部分P1与摇动连杆5的连接部分P2和P3之间的长度a和b、约束连杆8的支承点位置的X轴坐标Ex和Y轴坐标Ey。坐标原点为曲柄轴3的轴线。
为了构造出连杆机构1，必须构造四节的转动链，其中曲柄轴3的旋转中心、连接部分P1、连接部分P3及约束连杆8的支点轴12被建造作为这些节之间的连接点。而且，如果最短节距为曲柄长度r时，必须满足如下表达式。
当A=Ex2+Ey2]]>r+a≤w+Ar+w≤a+Ar+A≤a+w这就是有名的Grashof定理。通过正确地设定上面参数的值以满足这些条件而能够对滑块8的位移曲线自由地进行设计。
下降和上升动作哪一个较快由电机的转动方向和上面这些参数的组合决定。因此，当电机沿着固定方向转动时，对上述参数进行正确设计就能够产生这样的动作，即当电机13以固定速度转动时滑块6的下降速度比其上升速度低。这样，下降速度的减小使得甚至使用相对较小的输出功率就能够以重压载荷加工，并增加上升速度。这改善了加工周期时间。
图9对曲柄式压力机和连杆式压力机进行了对比。如果把周期时间表示为“10”，则曲柄式压力机的下降和上升时间如图9A所示均为“5”。然而，连杆式压力机能被设计成这种形式，即如图9B所示下降时间为“7”，上升时间为“3”。如果连杆机构1被以这种方式设计，那么在下降动作过程中的滑块速度就比曲柄式压力机的速度低；曲柄式压力机的下降时间是连杆式压力机的七分之五。压力载荷就相应比曲柄式压力机所能实现的载荷大；曲柄式压力机是连杆式压力机的五分之七。当滑块7上升时，不需特别地执行操作。因此，施加较小力并没有影响到操作。
而且，上述速度的改变是在电机速度固定的情况下发生的。因此，使用具有合适减速比的减速器15(图4)能够使得电机在这样的电机转动速度下运转，即在该速度下根据电机特性其能够提供最大输出功率。这也能使得使用低输出功率的电机13。此外，电机13和曲柄轴3通过驱动传递系统14连接在一起，而且该电机驱动系统不包含任何惯量施加系统例如飞轮。从而，能够很容易地且正确地提供控制，例如滑块速度能够通过控制电机的转动速度得到改变。
如果电机13是伺服电机，则电机的速度能够自由地改变。从而，滑块6的速度也能够在其升降冲程过程中得到改变。这就使得能够根据各种需求操作。也就是说，如果电机13以恒定速度转动，那么基于连杆机构1动作的速度曲线被用作作为观测的基本速度曲线，连杆机构由曲柄件2、摇动连杆5、约束连杆8和类似物构成，并且电机速度可以发生变化。因而，例如冲模31与板材工件W接触的速度能够得到降低，以更安静的方式动作。作为一种替代性方法，上升速度能够进一步增加。而且，滑块6能够在任意高度上停止。
如果该电机驱动的连杆式压力机被用于执行压制操作，那么用于冲压板材工件W的冲压部分M必须是滑块升降冲程中的下降过程的中间部分。在用作冲压部分M的中间部分中，相对于滑块6的曲柄角度的位移曲线H基本上为直线。冲压部分M的低端限制位置H1稍高于模具闭合高度DH。
如果使用连杆式压力机，当电机速度固定时，曲线在上止点TDC附近较为平缓，在中间部分中为直线，在下止点BDC附近又变得较为平缓。在下止点BDC附近的速度最低，因此在下止点BDC附近能够获得最大的压力载荷。如果使用传统的用于成型加工的连杆式压力机，在下止点BDC附近的重压载荷用于成型加工。然而，当进行冲压加工时，冲程必须设置在板材工件W的底面之下，以确保冲压废料能够下落。相反，如果行程的中间部分是冲压部分M，就能够在板材工件W的底面之下设置足够大的冲程，以确保冲压废料能够下落。从而，在中间部分中的固有较小压力载荷能够通过连杆机构1得以补偿。换句话说，能够获得重压载荷的下止点BDC的附近不能够利用，但是连杆机构1的使用能够比具有对称操作的传统曲柄机构更加有效。压制操作不仅需要大的压力载荷，而且还需要逐渐增大的操作速度。而且，对于冲压加工，更高的冲压速度能够改善加工质量。此外，使用中间部分作为冲压部分M能够有效地提供为获得所希望的加工质量而需要的冲压速度。照这样，如果该实施例被应用于冲床，连杆机构1的动作就能够以不同于用于成型加工的传统的连杆式压力机中所使用的方式被有效地使用。
现参照图13和14描述滑块变位机构20的每个变位位置和位于模具支承装置28上的冲模31之间的高度关系。除了在压制操作位置Q上的冲模311之外的冲模31(311至318)都被保持在给定高度，这些冲模在模具支承装置28的上转台28a上被支承在各自位置上。冲模通过例如如下方法而被保持在给定高度，即将冲模31的颈部与沿着转台28a的圆周方向设置在转台28a上的相应定位导向环(图中未示出)咬合，或为转台28a设置用于各个冲模31的支承弹簧件(图中未示出)。每个导向环在压制操作部分Q处都具有缺口部分。如上述被支承在转台28a上的每个冲模31的高度例如与这样的位置对应，即在该位置处冲模31的底面基本上是在转台28a的底面上。
在该实施例中，滑块6适合与运送到压制操作位置Q处的冲模31的颈部咬合，以强行拉起该冲模31。在其他位置上的冲模31由导向环支承。颈部通过将冲模31的T型头装配在形成于滑块6下端中的槽内而与滑块6咬合，槽具有T型横截面，并悬挂着冲模31的颈部，而且与T型头的收缩部分对应。
为了使用滑块6驱动在压制操作位置Q处的冲模31的上升或下降，在滑块6的升降冲程的上止点位置的冲模31被定位在其他冲模31下，这些冲模如图14B所示位于转台28a上。在这种情况下，如果压制操作位置Q处的冲模31的上止点位置被降低，并且滑块6的高度保持不变，那么当转台28a转动时，其他冲模31就可以与滑块6的侧面干涉，以防止滑块6的冲模被更换。这是因为滑块6的下端延伸到位于转台28a上的其他每个冲模31的上端的下面。
这样，滑块变位机构20用于在上变位位置和下变位位置之间切换滑块6的下端位置。在这种情况下，当滑块6使用连杆机构1设置在上止点位置及使用滑块变位机构20设置在上变位部分上之后，如图14A所示，滑块6支承的冲模31被放置的高度与转台28a上的其他冲模31的高度相同。此时，通过简单地转动转台28a，就能够顺畅地为滑块6更换模具。
通过使用滑块变位机构20执行冲压加工，以便将滑块6设置在上述的下变位位置上。这使得冲模31的升降冲程的上止点能够被降低，以最小化冲模31和板材工件W的表面之间的距离。这使得滑块行程能被设计得更短。
因此，在冲模31离开上止点之后和与板材工件W的表面接触之前所耗费的时间，或冲模31上升和返回所需要的时间能够得以减少。因此，用于加工的周期时间能够得到改善。同时为改善周期时间冲模31的上止点被降低，因此能够很容易地为滑块6更换模具。
下面参照图1和12对滑块变位机构20进行详细描述。在滑块变位机构20中，连接杆7分成上杆7a和下杆7b，它们被连接在一起，以便能够自由地伸长和缩短。滑板52(图12)可松开配置在上下杆7a和7b之间。滑板52的松开位置决定了滑板52在上下杆7a和7b之间的那部分的厚度。而且，滑块变位机构20设有联锁机构53。联锁机构53随着滑板52的插入或移出而机械式联动操作，以提升或降低下杆7b，从而当滑板52插入或移出时能够使得上下杆7a和7b通过滑板52彼此接触，而没有任何间隙。
在连接杆7的分离部分中，下杆7b的上部分可拆卸地连接在上杆7a的下部分上。具体地讲，上杆7a的底部被加工为中空形式，以便下杆7b的上部分能被装配在该中空孔中，从而在杆7的纵向上能够滑动。
联锁机构53是由导向板54构成的凸轮机构，每个导向板具有导向槽55和活动杆56，该活动杆与导向板54中的各个导向槽55可滑动地咬合。在滑板52的各个侧面上设有两个导向板54，并且这两个导向板在它们的前后端固定于滑板52上。导向板54具有导向槽55，该导向槽形成在从滑板52下面凸出的导向板的这部分中。在下杆7b的上端上设有成对的活动杆56，从而在与杆7a的纵向正交的方向上凸出。活动杆56与位于导向板54相应侧上的各自导向槽55相咬合。槽57形成在上杆7a的下部分中，下杆7b的活动杆56凸出在该槽之外，上杆沿着其纵向被成形为空心轴。
各个导向板54中的导向槽55被成形为这种形状，即它们的前半部分基本上沿着水平方向延伸，而它们的后半部分则向上倾斜。如图12B所示，当导向板54与滑板52抵在一起时，下杆47b在由导向槽55的引导下而被提升。从而减少了连接杆7的外部长度。
滑板52可释放地插入在形成于上杆7a中的水平孔64中，由变位驱动源21使之前行和返回，变位驱动源连接在上杆7a上并由气缸或类似物构成。具体地讲，水平孔64沿着上杆47a的空心轴部分的上底面形成。而且，装配凹座52a形成在滑板52的底面中，下杆7b的上端7bb装配在该装配凹座内，滑板52的底面与下杆7b的上端7bb相对。当滑板52相对于上杆7a移动到预定的松开位置后，下杆7b的上端7bb能够装配在装配凹座52a中。因为形成有装配凹座52a，滑板52的厚度变化取决于其松开位置。也就是说，形成有装配凹座52a的这部分滑板52较薄。另一方面，没有装配凹座52a形成的这部分滑板52较厚。下杆7b的上端7bb被成形为从下杆7b的上端表面凸出的凸台。
滑块变位机构20被设定在下变位位置处，目的是执行压制操作。在图1中，当滑块变位机构20将滑块6设定在下变位位置后，滑块轴控制装置61使得电机13能够驱动曲柄轴3，滑块轴控制装置用于控制用于驱动曲柄轴3的电机13。滑块变位机构20具有变位位置探测装置62，用于探测下变位位置。变位位置探测装置62可以设在变位驱动源21中。滑块轴控制装置61根据加工程序(图中未示出)或类似物提供的滑块驱动指令控制电机13。滑块轴控制装置61可设置为例如数字控制装置(图中未示出)的一部分，该数字控制装置用于控制整个电机驱动的连杆式压力机。
下面对滑块变位机构20的操作进行描述。为了将滑块6设定在上变位位置，如下面所述，连接杆7的外部长度要被减小。也就是说，变位驱动源21以这样方式驱动，即滑板52从图12A中所示的通常位置前行到图12B中所示的预定位置。从而，在滑板52中的装配凹座52a抵达其延伸通过上杆7a内部的位置处。而且，下杆47b的活动杆56通过位于导向板54中的导向槽55导向，活动杆与滑板52整体前行。下杆7b进入滑板52中的装配凹座52a中，从而其上端7bb与装配凹座52a的上底面接触。这样，滑动杆7的外部长度就会减小。当变位驱动源21以这样方式驱动时，即将滑板52返回到图12A中所示的位置时，连接杆7返回到其原始长度。
从而，如上述方式构造的滑块变位机构29能够伸长和缩短连接杆7。因此，与包含曲柄轴3和连杆5、8的整个连杆机构1的垂直变位相比，大型机构或为变位而使用的大尺寸驱动源就不再必要。而且，滑块变位机构20结构简单。此外，当滑板42前行和返回时，连接杆7能够通过联锁机构53的操作伸长和缩短，联锁机构由导向槽55和活动杆56构成。因此，不需要设置单独的用于伸长和缩短的驱动源，这样就可以进一步简化结构。从而成本也得以降低。而且，连接杆7能够在滑板52完全移动之前延长和缩短。这就会减少伸长和缩短操作所需要的操作时间。
如果试图使用电机13驱动滑块6，滑块具有安置在上变位位置的滑块变位机构20，那么滑块轴控制装置61的作用就是防止驱动以避免误差。
在上述实施例中，滑块变位机构20用于伸长和缩短连接杆7。然而，滑块变位机构20还能够在上变位位置和下变位位置之间切换滑块6的下端位置。例如，滑块变位机构20可以在垂直方向变位整个连杆机构1。
而且，在上述实施例中，电机13使用伺服电机。并不必要使用伺服电机。此外，在上面的描述中，该实施例应用于冲床。然而，本发明的电机驱动的连杆式压力机并不仅仅适用于冲压加工，而且还适用于其他类型的压制操作例如成型和弯曲。
下面参照附图对另一个实施例进行描述。
如图15和16所示，约束连杆8的转动中心E，也即其支点轴12的轴线，及其第三连接部分P3布置在曲柄轴3的相应两侧。而且，约束连杆8被这样安置，即当曲柄件2的偏心轴部分4处在上止点时，偏心轴部分4的部分4a(阴影部分)位于直线A的上方，直线A为约束连杆8的转动中心E和连接部分P3的连线。换句话说，约束连杆8被这样安置，即当偏心轴部分4处在上止点时，直线A通过偏心轴部分4的横截面。图16是当偏心轴部分4处在上止点时每部分所处位置的示意图。
如图15所示，约束连杆8的形状具有向上弯曲的弯曲部分8a，以避免与摇动连杆5发生干涉。在该实施例中，弯曲部分8a基本上占去约束连杆8的整个长度，从而约束连杆8基本上全部弯曲，就像普通半圆弧。弯曲部分8a也可以成形为在约束连杆的长度方向上只是约束连杆8的一部分。
在该连杆式压力机中，约束连杆8的转动中心E和第三连接部分P3安置在曲柄轴3的相应两侧。而且，约束连杆8被这样安置，即当曲柄件2的偏心轴部分4处在上止点时，偏心轴部分4的部分4a位于虚直线A(图16)的上方，直线A为约束连杆8的转动中心E和连接部分P3的连线。
已经证实，这种布置关系所产生的操作特性如图17所示。在该图中，横坐标轴表示的是一个周期中的曲柄角度，而纵坐标轴表示的是滑块的位移和当预定载荷施加在滑块上时而作用于曲柄轴上的转矩。如果驱动传递系统14不包含任何元件例如飞轮，曲柄轴转矩与电机转矩成正比，在该实施例中使用飞轮目的是施加惯量。曲线H表示滑块位移，曲线TH表示转矩的变化。在这种情况下，已经证实，构成约束连杆8的前端的第三连接部分P3在如图18所示的弧形曲线轨迹C3上往复运动，而第二连接部分P2则绘制出如图19所示的椭圆形曲线轨迹C2。
如图17所示，分别与升降动作相对应的滑块位移曲线H部分呈非对称形式，当滑块6到达下止点BDC时，如图8所示及上面所述，曲柄角度θ并不是180度。
对于下降动作，滑块位移曲线H在很长的一部分AH中表现为线性形式，该部分AH从上止点TDC附近延伸到下止点BDC附近。滑块6的下降速度在部分AH内基本上保持不变。而且，转矩在与部分AH的较长部分AT中几乎保持不变，部分AT比部分AH的一半长。如后所述，转矩基本上不变的部分AT能够有效地用于冲压加工。此外，滑块位移曲线H没有尖角，但是在位于上止点TDC附近的ATT部分上，具体地说是在上止点TDC的相应侧上，曲线H相对较为平坦。这表明当滑块6在上止点TDC转向时，其没有明显地被加速，也即滑块6并没有显著地改变其速度。因此，当滑块6在上止点TDC改变其运行方向时，仅会有很小的冲击施加给机器。这对于机器的强度设计和耐用性非常有利。
通过这种方式，如果该实施例被用于冲床，连杆机构1的操作就能以这样的方式而被有效地使用，即该方式与用于成型加工的传统连杆式压力机中使用的方式不同。特别地，图17所示的操作特性对于冲压加工十分有效，由约束连杆8产生的操作特性得益于这样的安置，即如上面所述偏心轴部分4的部分4a位于直线A的上方，直线A为约束连杆8的转动中心E与连接部分P3的连线。如该图所示，在用作滑块6执行操作范围的中间部分中，滑块6的下降速度保持不变。而且，对应的曲柄轴转矩保持恒定。这样就有利于进行稳定的冲压加工。
而且，在连杆机构1中，如图15所示，约束连杆8的转动中心E和第三连接部分P3被安置在曲柄轴3的相应两侧。从而，这种机构在垂直方向和横向上非常紧凑。约束连杆8具有向上弯曲的弯曲部分8a，以避免与摇动连杆5发生干涉。因此，具有上述布置的紧凑的连杆机构1能够运行，而不会与摇动连杆5发生任何干涉。
下面参照附图对本发明的另一实施例进行描述。图20是该电机驱动的连杆式压力机中的连杆机构的视图和用于表示控制系统设计结构的框图的组合。
如图20所示，机架9设有连杆转动中心变化装置510，用于改变在约束连杆8的近端的转动中心E的位置。如图20和21所示，连杆转动中心变化装置510由旋转运动件520和致动器530构成，其中在旋转运动件520上设有作为偏心部分的支点轴12，致动器530以转动方式移动旋转运动件520。每个旋转运动件520具有轴部分520a(图21)，轴部分520a与其中心部分一致。通过使用轴部分520a，旋转运动件520借助于轴承(图中未示出)可转动地支承在机架9上。约束连杆8具有近端，该近端转动而且可移动地支承在支点轴12上。旋转运动件520可被转动地移动，以改变支点轴12的位置，进而改变了约束连杆8的转动中心E。一对旋转运动件520以同轴线方式设有支点轴12，该支点轴延伸横过这两个旋转移动件520。致动器530是流体压力缸例如气缸，或电机，或电磁螺线管。
锁定装置540的设置目的是将约束连杆8的转动中心E固定在由连杆转动中心变化装置510设定的每个位置上。锁定装置540由咬合部分550、锁定件560及脱开驱动源570构成，其中咬合部分形成在旋转运动件520中，锁定件与咬合部分550咬合，分离驱动源用于与锁定件560咬合和脱开。每个咬合部分550由形成在旋转运动件520的外围表面上的凹坑构成。锁定件560由销状件构成，该销状件能够自由地前伸和缩回。脱开驱动源570由流体压力缸或电磁螺线管构成，并被安装在机架9上。旋转运动件520的两个咬合部分550形成在相应的沿圆周分离的位置上。锁定件560通过转动地移动旋转运动件520能够与相对的咬合部分550咬合。因此，约束连杆8的转动中心E能够固定在两个位置上。可以形成三个或更多咬合部分550，从而转动中心E能够固定在三个或更多的位置上。
该实施例的特征在于，图20中的连杆转动中心变化装置510改变转动中心E的位置，以改变下面所述的滑块6的位移曲线。
下面对约束连杆8的转动中心E发生改变时观测到的连杆特性变化进行描述。如果采用图20所示的连杆机构1的构件之间所确立的位置和尺寸关系，并且如果转动中心E位于图21A所示的旋转运动件520的上部，则获得如图22中所示的表示为滑块位移曲线HA的分析结果。这与图8中所示的滑块位移曲线H相同。为了对比的方便，图22显示在滑块位移曲线HA上，与下止点对应的曲柄角度是180度。与滑块位移曲线HA相关的转矩具有较长的下降部分，如图22中所示的曲线TA，在该部分中转矩保持不变。
相反，如图21B所示，当转动中心E相对于原始位置向下和向左移动时，则获得如图22中所示的滑块位移曲线HB。该曲线显示滑块的下降速度比变化之前获得的曲线HA所表示的下降速度大。如图22中曲线TB所示，与滑块位移曲线HB相关的转矩随着滑块下降而发生非常明显的变化。
连杆转动变化装置510能够改变转动中心E，从而使得能够自由选择两条滑块位移曲线HA、HB中的一条。
如果使用重载进行加工，例如如果板材工件W具有较大的板厚，或如果使用外径较大的冲模加工，与较低的下降速度对应的滑块位移曲线HA使得利用低输出功率的电机13就能够完成加工。
如果使用轻载就可以加工，例如如果板材工件W具有较小的板厚，与较大的下降速度对应的滑块位移曲线HB使得能够进行高速冲压，进而能够获得高质量的不带毛刺的冲压加工。
从而，连杆转动中心变化装置510能够用于改变连杆机构1的特性，目的是根据加工类型选择最适宜的特性。
连杆特性控制装置670(图20)优选根据加工类型设置，以便控制连杆转动中心变化装置510。连杆特性控制装置670设在例如加工控制装置610中。连杆特性控制装置670根据预定加工类型识别信息决定加工类型。加工类型识别信息可以是例如加工程序650中的预定指令或信息、由更高层控制装置(图中未示出)向加工控制装置610提供的预定指令或信息或者由操作人员通过操作面板(图中未示出)输入的预定指令或信息。连杆特性控制装置670具有例如对应表(图中未示出)，用于表示预定加工类型识别信息和转动中心E的位置之间的对应关系，该对应表由连杆转动中心变化装置510控制。连杆特性控制装置670通过将加工类型识别信息与对应表核对而控制转动中心E的位置。加工类型识别信息可以是多种信息的组合，例如板厚、加工周长或类似物的组合。
下面对控制系统进行描述。加工控制装置610用于控制整个电机驱动的连杆式压力机。其由计算机化的数字控制装置和可编程控制器构成，它们均受加工程序650控制。加工控制装置610设有确认控制功能，如果约束连杆8的转动中心E已经发生改变，并且改变后位置已经得到固定，那么就开始驱动电机13。下面对该功能和其他功能进行描述。
加工控制装置610具有连杆特性控制装置670、变化命令装置620、与变化相对应的电机角度控制装置630及锁定确认和加工许可装置640。变化命令装置620可以是连杆特性控制装置670的一部分或全部。
作为对来自加工程序650的预定指令的响应，变化命令装置620识别加工类型，以根据加工类型控制连杆转动中心变化装置510改变约束连杆8的转动中心E的位置。变化命令装置620将加工分为两种类型，即重载加工和轻载加工。对于重载加工，转动中心E设在与重载对应的位置(图21A所示的位置)上。对于轻载加工，转动中心E设在与轻载对应的位置(图21B所示的位置)上。而且，在连杆转动中心变化装置510操作之前，锁定装置540执行解锁操作。在改变完成之后，其则进行锁定操作。变化命令装置620可以根据开关660的操作使连杆转动中心变化装置510改变转动中心E，或根据来自加工程序650的指令或开关660的操作而执行该变化操作。
为了使连杆转动中心变化装置510执行变化操作，与变化相对应的电机角度控制装置630提供这样的控制，即驱动电机13转动曲柄轴3经过预定角度。该预定角度是使得曲柄轴3转动这样的角度，即在改变转动中心E的位置的操作引起摇动连杆5发生摇摆而升降滑块6之后，滑块6的位置没有发生显著的改变。
在连杆转动中心变化装置510改变约束连杆8的转动中心E之前，锁定确认和加工许可装置640防止电机13被驱动。在确认改变后位置已经得到固定之后，锁定确认和加工许可装置640此时允许电机13被驱动。具体地讲，在确认锁定装置540的锁定件560与旋转运动件520的咬合部分550咬合之后，锁定确认和加工许可装置640使电机13可被驱动。锁定确认和加工许可装置640根据来自探测装置580的信号识别出锁定件560已与咬合部分咬合，该探测装置用于探测锁定驱动装置570向预定位置的移动。探测装置580可以省略，从而当变化命令装置620向锁定驱动装置570输出锁定操作的命令后，电机13的运转可以被允许持续某一预定时间。例如当变化命令装置620向锁定装置540输出解锁命令时，锁定确认和加工许可装置640用于禁止电机13被驱动。
下面对为了改变转动中心位置而由加工控制装置610执行的控制操作进行描述。对于重载加工，作为对来自加工程序650的预定指令或来自开关660的信号的响应，变化命令装置620命令连杆转动中心变化装置510将约束连杆8的转动中心E设定在重载相应的位置(图21A所示)上。在该位置上，如上所述可获得如图22所示的滑块位移曲线HA。因此，滑块6低速下降，从而能够进行高质量的冲压加工。
对于轻载加工，作为对来自加工程序650的预定指令或来自开关660的信号的响应，变化命令装置620命令连杆转动中心变化装置510将约束连杆8的转动中心E设定在轻载相应的位置(图21B所示)上。在该位置上，可获得如图22所示的滑块位移曲线HB。因此，滑块6高速上升，从而能够进行高质量的冲压加工。
为了利用变化命令装置620使连杆转动中心变化装置510执行变化操作，锁定装置540解锁旋转运动件520，然后致动器530转动地移动旋转运动件520经过某一预定角度。该转动动作使得旋转运动件520的不同咬合部分550面向锁定件560。随后，锁定装置540将锁定件560咬合在咬合部分550中，以锁定旋转运动件520，从而旋转运动件520不能够转动。因此通过使用锁定装置540锁定旋转运动件520，防止了约束连杆8的转动中心E在加工过程中被载荷或类似物移动。当旋转运动件520解锁时，锁定确认和加工许可装置640禁止加工控制装置610驱动电机。当探测装置580探测到锁定装置540已经处在锁定状态时，则锁定确认和加工许可装置640允许电机13被驱动。这样，当转动中心E的位置得到固定后，就允许电机13被驱动，以用于冲压加工。当锁定作用不够充分或转动中心E没有得到完全定位，这就会阻止冲压加工的进行。因此，安全得到了保证。关于上述变化操作，仅对从重载位置到轻载位置所发生的变化进行了描述。除了旋转运动件520的转动移动方向被反向外，为将轻载位置改变到重载位置所需进行的操作与上述那些操作相同。
而且，当连杆转动中心变化装置510转动地移动转动移动装置520时，与变化相对应的电机角度控制装置630使得电机13转动曲柄轴3经过某一预定角度。也就是说，当在约束连杆8的近端的转动中心E的位置发生改变时，其必须是在绕着第三连接部分P3的弧线上改变，目的是改变约束连杆8的近端位置，而不会提升或降低滑块6。这是因为约束连杆8的前端被连接在摇动连杆5的第三连接部分P3上。当位置在这样的弧线上改变时，连杆转动中心变化装置510的结构受到限制。因此，根据支点轴12偏心设在旋转运动件520上的该实施例，这种操作不能由该种结构执行。尽管为了改变转动中心E的位置可以使用任意的路径，但与变化相对应的电机角度控制装置630的设置使得在约束连杆8的近端处的转动中心的位置能够通过下面方法改变，即通过将曲柄轴3转动经过与摇动连杆5的摇摆量或与该改变相关的滑块6的上升或下降量对应的角度，也即使得电机13转动曲柄轴3经过某一预定角度。因此，连杆转动中心变化装置510的操作不会受到限制，从而增加了连杆转动中心变化装置510设计的自由度。这就使得结构非常简单，其中支点轴12偏心设在旋转运动件520上。
下面参照附图对本发明的另一实施例进行描述。如图23所示，该电机驱动的连杆式压力机由作为机械部件的连杆式压力机本体151和控制连杆式压力机本体151的控制装置152。连杆式压力机本体151包括滑块驱动装置153和板材移动装置29，其中滑块驱动装置153用于驱动位于某一预定位置的模具驱动滑块6作升降运动，板材移动装置用于移动在滑块6下用作工件的板材。滑块驱动装置153是具有连杆机构1的连杆式驱动装置。
在图23中，控制装置152由计算机化的数字控制装置(NC装置)和可编程控制器构成。其是用于解码和执行加工程序155的程序控制式控制装置。
控制装置152包括板材移动控制装置157、滑块轴控制装置158、并行同步控制装置159、顺序控制装置(图中未示出)及解码执行装置156，其中板材移动控制装置157用于控制板材移动装置29，滑块轴控制装置158控制用于滑块驱动装置153的电机13，并行同步控制装置159用于同步控制两个控制装置157和158，顺序控制装置用于控制连杆式压力机本体151的各种类型的顺序控制，以及解码执行装置156用于对加工程序155进行解码并从加工程序155向控制装置157、158、159…提供命令。
加工程序155储存在控制装置152的程序存储器(图中未示出)中，或从外部装载到解码执行装置156中。加工程序155使用NC代码或类似代码描述。其包含对X轴和Y轴移动指令的描述，这些移动指令可以是用于使板材移动装置29分别沿着X轴和Y轴移动方向移动板材的板材移动指令、用于升降滑块驱动装置153的冲压指令、用于控制连杆式压力机本体151各个部分顺序动作的顺序指令(图中未示出)及其他指令。用于每个轴线的移动指令和冲压指令例如被作为一个指令块提供。而且，加工程序155在其属性信息存储段具有有关板厚的信息。
板材移动控制装置157通过相应轴线的伺服控制器161、162控制在板材移动装置29中的X轴和Y轴伺服电机141和142。板材移动控制装置157提供这样的梯形控制，即板材移动速度表现为如图23C所示的梯形速度曲线VW，该曲线包括具有恒定加速度的加速部分、恒速部分和具有恒定减速度的减速部分。如果板材的移动距离较短，速度就会被降低到而还没有达到恒定速度运动，从而产生三角形的速度曲线VW。在该图中，板材移动距离用板材移动速度曲线VW的梯形或三角形部分的面积表示。
板材控制装置157通过例如输出脉冲而发出移动指令。其通过改变脉冲分配频率改变速度。在这种情况下，伺服控制器161和162是根据输入脉冲序列控制电机电流的数字化伺服机构。
具体地讲，如图27所示，板材移动控制装置157由速度分布模型生成部分157a和脉冲分配部分157b构成。速度分布模型生成部分157a用于根据预定的最大速度、预定的加速和减速时间常数及板材移动距离(也即工作台定位间距)产生与上述梯形或三角形速度曲线VW对应的速度分布模型。脉冲分配部分157b用于根据设定的速度曲线VW分配脉冲，以驱动电机。在图27中，脉冲分配频率的变化用脉冲的高度表示。
在该实施例中，板材移动控制装置157为每个X轴和Y轴产生一个速度分布模型。然而，其也可以产生一个能够使沿着X轴和Y轴的移动同步的速度分布模型。
在图23中，滑块轴控制装置158通过伺服控制器163控制用于滑块驱动装置153的电机13。滑块轴控制装置158通过沿着一个方向转动电机13及控制电机13的转动速度而对滑块速度进行控制。具体地讲，如图27所示，滑块轴控制装置158根据给定的滑块速度分布模型VP分配脉冲，以驱动电机。
在图23中，并行同步控制装置159向滑块轴控制装置158发送指令，从而由滑块6驱动而使其作升降运动的冲模31从高度DP(图24)移动的这种动作与板材从开始到抵达下一加工点的移动同时进行，上述板材的移动是受到板材移动装置29作用的结果，而且所述高度DP与冲模31离开板材上表面、通过上止点TDC而刚到达与板材上表面接近的高度TP后的这一时刻对应。如后面的具体实例所示，并行同步控制装置159通过在加速和减速过程中均保持恒定加速度而到达控制速度的目的。如果板材从开始直到移动到下一加工点所需时间比设定时间短，并行同步控制装置159可以提供这样的控制，以避免将电机13的速度降至零。如果为电机13指定了任何的速度和加速或减速时间常数，该设定时间的大小就由这些速度及加速和减速时间常数决定。
具体地讲，如图27所示，并行同步控制装置159具有工作台和滑块同步化插值部分159a及用于产生滑块轴电机速度分布模型VP的生成部分159b。工作台和滑块同步化插值部分159a用于对板材移动控制装置157产生的板材移动速度曲线VW、板材从开始直到到达下一加工点所需时间及板材移动装置29产生的移动进行计算。板材移动时间需要用于X轴和Y轴方向的移动。如果在X轴方向上的移动时间与在Y轴方向上的移动时间不同，那么就取较长的移动作为板材移动时间。
滑块轴电机速度分布模型生成部分159b是用于为曲柄轴2的一种转动产生电机13的速度分布模型VP的装置。电机速度分布模型VP由用于板材非接触时的电机速度分布模型VP1和用于板材接触时的电机速度分布模型VP2构成，其中板材非接触时的电机速度分布模型VP1与这种动作对应，即由滑块6驱动而使其作升降运动的冲模31从高度DP(图24)移动的动作，而且所述高度DP与冲模31离开板材上表面、通过上止点TDC而刚到达与板材W的上表面接近的高度TP后的这一时刻对应，用于板材接触时的电机速度分布模型VP2紧接着电机速度分布模型VP1，并与这种动作对应，即冲模31从与上表面接近的高度TP移动、通过下止点BDC而到达高度DP的动作，而且所述高度DP与冲模刚刚离开后的这一时刻对应。
滑块轴电机速度分布模型生成部分159b产生用于板材非接触时的电机速度分布模型VP1，从而冲模31从高度DP移动的这种动作在由工作台和滑块同步化插值部分159a获得的板材移动时间内执行，所述高度DP与冲模离开、经过上止点TDC而刚到达与上表面接近的高度TP后的这一时刻对应。也就是说，产生的电机速度分布模型VP1能够使得板材移动时间与从高度DP的滑块动作所需时间相等，所述高度DP与冲模离开而刚到达与上表面接近的高度TP后的这一时刻对应。产生的电机速度分布模型VP1是这样的，即速度在与冲模刚刚离开后的这一时刻相对应的高度DP处为最大值Vm(图28)，随后逐渐降低，然后维持在恒定速度，并在与上表面接近的高度TP处又上升到最大值(Vm)。该种电机速度分布模型的生成是根据预置的最大速度Vm及加速和减速时间常数而进行的。加速和减速时间常数例如具有某一固定值。如果加速和减速时间常数固定，则用于板材非接触时的滑块轴电机速度分布模型VP1构成这样的速度曲线，即为基本倒置的梯形，由减速部分VPa、恒速部分VPb及加速部分VPc构成。如果板材移动时间较短，则滑块动作时间也较短。因此，速度分布模型VP1就会没有恒速部分VPb而成为V型形状。用于板材接触时的滑块轴电机速度分布模型VP2表现为固定的最大速度Vm。最大速度Vm被正确设定在适合于冲压加工的速度值上。
如果滑块轴电机速度分布模型生成部分159b产生如上面所述的电机速度分布模型VP1，则当板材移动时间较长时，电机速度就会降至零。这是因为加速和减速时间常数被固定不变。速度被保持在零值然后再逐渐增加。从最大速度Vm降至零值所需时间等于上述设定时间。如果板材从开始直到到达下一加工点的移动所需时间小于上述设定时间，则并行同步控制装置159就会提供这样的控制，以避免将电机速度降至零。
为了在滑块被停止在上止点或类似位置时开始冲压加工，滑块轴电机速度分布模型生成部分159b产生这样速度分布模型，即在第一单纯滑块动作过程中，滑块6从停机时设定的电机转动角度移动通过与上表面和上止点TDC接近的高度TP，并到达与冲模刚刚离开后的这一时刻相对应的高度DP处。
而且，并行同步控制装置159提供这样的控制，即将板材移动装置29使得板材发生移动的开始和滑块动作同步。这种同步化操作是在冲模31到达高度DP时，通过向板材移动控制装置157提供信号以使板材开始移动的方式而实现的，所述高度DP与冲模刚刚离开已被加工的板材W后的这一时刻对应。该同步化操作例如通过工作台和滑块同步化插值部分159a而被执行的。设在连杆机构1、滑块6或类似物中的合适的探测装置能够探测到冲模31已经到达与刚刚离开后的这一时刻相对应的高度DP。
与刚刚离开后的这一时刻相对应的高度DP(图24)和与上表面接近的高度TD都是位于板材W表面上方的设定额外距离处的高度。设定额外距离能够任意设定。对于与刚刚离开后的这一时刻相对应的高度DP的设定额外距离可以与对于与上表面接近的高度TD的设定额外距离取不同的值。板材W表面的位置可以通过在加工程序155中设定的关于板材厚度的信息获得。板材W的表面位置例如可以为由该电机驱动的连杆式压力机制造的最厚板材的表面位置，并可以具有固定值。
设在板材移动控制装置157、并行同步控制装置159或解码执行装置156中的加工程序155具有预读取功能，该预读取功能用于通过板材移动控制装置157产生板材移动速度分布模型，以及用于通过并行同步控制装置159产生滑块轴电机速度分布模型。例如，当板材移动控制装置157或滑块轴控制装置158根据正被执行的一块加工程序155而分配脉冲时，作为对加工程序155的预读程序块中指令的响应而产生板材移动速度分布模型或滑块轴电机速度分布模型。
图26表示的是加工程序155结构的实例。如图26所示，加工程序155由一系列顺序执行的程序块B构成。一个或更多指令例如板材移动指令Ba或模具指令Bb在每个程序块B中被给以了描述。板材移动指令Ba通过用于表示移动方向的代码(X，Y或类似字符)描述移动。对于冲床，在大部分情况下，板材移动指令Ba使得即将被冲压的板材的一部分被移动到滑块位置。因此，在该实例中，包括板材移动指令Ba的程序块B意味着冲压加工是在板材移动后执行。在这种情况下，对于在板材移动之后而不会引起任何冲压加工的程序块B，板材移动指令Ba紧跟着由M代码或类似代码表示的指令，用于禁止冲压加工。因此，除非将非冲压指令加入程序块B中，否则图23中的解码执行装置56认为来自加工程序155并包括板材移动指令Ba(图26)的程序块B包括冲压指令。
如图25所示，参照图23描述的控制装置152的板材移动控制装置157、滑块轴控制装置158和并行同步控制装置159由组成控制装置152的计算机152A、板材移动和冲压加工控制程序170构成。板材移动和冲压加工控制程序170可以存储在存储介质171中，程序170可以通过计算机152A的存储介质读取装置(图中未示出)从该存储介质中读取。存储介质171是例如光盘或磁盘。作为一种替代性方法，板材移动和冲压加工控制程序170可以存储在另一个计算机中，该计算机可以通过通讯线路向计算机152A提供程序170。
下面对板材移动和滑块动作之间的关系进行描述，它们均由控制装置152控制。假定板材以图28A左端所示的速度曲线VM1移动时，解码执行装置156(图23)从图27所示的加工程序中预读取程序块B。此时，工作台定位间距，也即板材到下一加工点的移动距离，从程序块B中被解码出来。以设定的最大速度及加速和减速时间常数为基础，板材移动控制装置157的定位速度分布模型生成部分157a根据是哪一个板材被移动经过解码出的板材移动距离而产生速度曲线VW。速度曲线VW通常为梯形，但是如果移动距离较短，其为三角形。随后板材移动控制装置157使用预定的时间点而使脉冲分配部分157b根据产生的速度曲线VM分配脉冲，以允许板材移动装置29移动板材。该移动基于图28A左端的第二速度曲线VW2。预定的时间点即是当探测装置(图中未示出)探测到如下内容的时刻，即在通过升降滑块6而执行的最终操作之后，冲模31到达高度DP，所述高度DP与冲模31刚刚离开板材W后的这一时刻对应。
一旦定位速度分布模型生成部分157a产生速度曲线VW2，并行同步控制装置159就使用工作台和滑块同步化插值部分159a计算板材移动所需要的时间。并行同步控制装置159也使用滑块轴电机速度分布模型生成部分159b产生滑块轴电机速度分布模型VP。电机速度分布模型VP是用于板材非接触时的电机速度分布模型VP1和用于板材接触时的电机速度分布模型VP2的组合，其中电机速度分布模型VP1与这种动作对应，即冲模31离开板材上表面、经过上止点TDC而到达与板材W的上表面接近的高度TP后，其从高度DP(图24)移动，所述高度DP与冲模从板材上表面刚刚离开后的这一时刻对应，电机速度分布模型VP2紧接着电机速度分布模型VP1，并与这种动作对应，即冲模31从与上表面接近的高度TP移动、经过上止点BDC而到达高度DP对应，所述高度DP与冲模刚刚离开后的这一时刻对应。在图28中电机速度分布模型VP与时间T1对应。
用于板材非接触时的电机速度分布模型VP1被产生，以使这种动作在板材移动时间内正确地被完成，即从与冲模刚刚离开后的这一时刻相对应的高度DP移动到与上表面接近的高度TP。上述电机速度分布模型的产生是根据预置的最大速度Vm及加速和减速时间常数而进行的。产生的电机速度分布模型VP1是这样的，即在与冲模刚刚离开后的这一时刻相对应的高度DP(图28)处速度为最大值Vm，随后逐渐降低，然后保持在恒定速度，并在与上表面接近的高度TP处又增大到最大值Vm。用于板材非接触时的滑块轴电机速度分布模型VP1为基本倒置的梯形。如果板材移动时间较短，则滑块动作时间也较短。从而，速度分布模型VP1就会没有恒速分布模型VPb而呈现V型形式。用于板材接触时的滑块轴电机速度分布模型VP2表现为固定不变的最大速度Vm。
在这种情况下，产生的滑块轴电机速度分布模型VP被输出到滑块控制装置158。在用于最后一个冲压加工的滑块轴电机速度分布模型VP结束之后，滑块轴控制装置158根据产生的滑块轴电机速度分布模型VP通过分配脉冲而驱动电机。当冲模31在冲压加工之后到达高度DP时，最后的滑块轴电机速度分布模型VP结束，所述高度DP与冲模31刚刚离开板材W之后的这一时刻对应。因此，基于当前滑块轴电机速度分布模型VP的控制是在与冲模刚刚离开后的这一时刻相对应的高度DP之后被执行的。在顺序预读取加工程序155的程序块B过程中，这种控制被反复执行。
这种控制使得下述操作得以执行。也即，滑块驱动电机13一直沿着一个方向转动。在这种情况下，如图23B所示，连杆机构1的曲柄轴2也就一直沿着一个方向转动。在滑块从与上表面接近的高度TD下降到下止点BCD的过程中，滑块6在板材W上执行冲压加工。在与上表面接近的高度TD上，滑块速度优选适合于进行冲压加工。在滑块下降到下止点BDC的过程中及从下止点BDC上升到与冲模刚刚离开后的这一时刻相对应的高度DP的过程中，始终保持该优选速度。而且，在这些操作中，板材W保持在停止状态。
一旦冲模31上升到与冲模刚刚离开后的时刻对应的高度DP，板材移动装置29就开始移动板材W。一旦板材移动被完成，冲模31就会到达与上表面接近的高度TD。因此，在板材移动过程中，提供了这样的同步控制，即滑块动作能够完成而不会使模具与板材W接触。这消除了无用的等待时间，从而使周期时间最小化。而且，周期时间能够减小而不需要更换曲柄轴3。
而且，在曲柄轴3被沿着一个方向转动而将冲模从高度DP提升到高度TD之后，滑块轴控制装置158根据由并行同步控制装置159提供的速度分布模型VP试图避免停止滑块6，其中所述高度DP与冲模刚刚离开后的这一时刻对应，而所述高度TD与上表面接近。也就是说，如果板材移动所需时间比设定时间短，并行同步控制装置159提供的速度分布模型VP则能够避免电机13的速度降至零。这就减少了作用在冲压驱动伺服电机13上的加速度载荷，从而使得加速和减速能量最小化。进而又会减小周期时间，也即增大撞击频率和节省冲压驱动能量。例如，如图29B中的对比实例所示，与在板材移动停止之前的某一预定时间而开始进行冲压加工的这种控制相比，为了驱动滑块不需要大的加速度或减速度。从而防止了驱动电机需要更大的用于加速和减速的能量。
在产生电机速度分布模型VP的过程中，并行同步控制装置159均为加速和减速过程设定了恒定加速度。因此，构成控制装置152的计算机152A对电机速度分布模型VP进行计算的计算量就会较小。在这种情况下，计算能够由相对简单的计算机快速执行。
而且，电机速度分布模型VP为梯形形式，具有恒速分布模型部分VPb。因此，当没有冲压加工执行时，速度不需要迅速改变，进而滑块6就能够被平稳地升降。从而，能够减弱振动和冲击。
在上述实施例中，电机速度分布模型VP为梯形形式，从而进行的是线性加速和减速。然而，电机速度分布模型VP可以更改为曲线加速和减速(所谓的S型加速和减速)。
下面参照附图还对本发明的另一个实施例进行描述。
图30是该伺服电机驱动的连杆式压力机中的连杆机构的分解主视图。
图32A至32D表示的是用在该伺服电机驱动的连杆式压力机中并由滑块6驱动的各种冲模的实例。
图32A表示的是冲压加工模具的一个实例，其中具有冲模31和模具32。
图32B表示的是成型模具。上模31B具有内凹成型模具表面31Ba。下模32B具有凸起成型模具表面32Ba。上模31B被滑块6(图1)降低，从而在上下模31B和32B的成型表面31Ba和32Ba之间的板材工件W上形成成型部分Wa。
图32C表示的是一种转动模具的实例。上模31C和下模32C分别具有加工辊31Ca和32Ca，每个加工辊绕着与模具的中心轴线正交的轴线转动。上模31C被滑块6降低到预定高度的位置，以便将板材工件W夹在两个加工辊31Ca和32Ca之间。从而在板材工件W中形成了槽状成型部分。加工辊31Ca和32Ca可以将板材工件W夹在它们之间而对板材工件进行切割。
图32D表示的是一种剪切加工模具的实例。上模31D具有切割模具31Da，下模32D是板材工件W放在上面的工作台。上模31D被滑块6降低到预定高度的位置，以将剪切模具31Da向下切入到板材工件W的板厚中间位置处。然后，进给板材工件W，以在板材工件W中切割出槽Wb。
模具31B至32D和32B至32D安装在上述模具支承装置28上。例如，模具31B至31D安装在转台28a上，模具32B至32D安装在转台28b上，所述转台28a和28b构成模具支承装置28。
现参照图30对控制系统进行描述。该伺服电机驱动的连杆式压力机具有伺服控制装置261，用于控制伺服电机13，以便能将滑块6停止在其升降冲程内的任意位置处。伺服电机控制装置261例如由构成数字控制装置的计算机和类似装置构成，计算机或类似装置用于控制整个伺服电机驱动的连杆式压力机。伺服电机控制装置261能够在非停止操作模式M1和下降停止操作模式M2之间切换伺服电机13的操作，在所述操作模式M1中伺服电机13在下降过程中不能被停止，而在所述操作模式M2中伺服电机13在滑块6下降过程中可被停止。提供的加工切换装置262用于向伺服电机控制装置261提供指令，以在非停止操作模式M1和下降停止操作模式M2之间切换伺服电机13的操作。加工切换装置262可以由例如构成上述数字控制装置的计算机或设在操作面板上的切换开关构成。
在下降停止操作模式M2中，当伺服电机13在被沿着转动方向转动时，伺服电机控制装置261在滑块6的下降过程中能够使伺服电机13停止，从而能够使滑块停止在其升降冲程内的任意位置处，其中当伺服电机转动时，由于连杆机构1所具有的特性，滑块6在下降过程中移动速度比上升过程中的移动速度低。而且，在下降停止操作模式M2中，在伺服电机停止之后，伺服电机就沿着相反方向转动。也即，电机被停止并且在滑块到达下止点之前反向转动。在该反向转动后，当滑块6到达上止点TDC或预定上升位置时，电机又被反向转动，也即其被切换到原始的转动方向。
这种伺服电机驱动的连杆式压力机使用伺服电机13作为驱动源，因此能够将滑块6停止在任意位置处。因为电机的这些特性和使用了用作伺服电机控制装置261的电机控制装置，而其中电机控制装置又能够控制伺服电机13以将滑块6停止在其升降冲程内的任意位置，因此尽管该实施例是连杆型的，其也能够将滑块6停止在任意位置，从而能够执行不同类型的加工。例如，能够执行图32B中的成型加工，能够使用图32C中的转动模具31C和32C而进行加工，或使用图32D中的切割模具31Da切出槽Wb。如果执行图32B中的成型加工，则可以通过控制滑块6的停止位置以改变上模31B的下降停止位置而改变形成在板材工件W上的成型部分Wa的凸出高度。在这种情况下，在滑块6停止之后，伺服电机13的转动方向被颠倒，用于提升滑块6。
如果执行这些加工类型中的任意一种，其中滑块6在下降过程中被停止，由于滑块6在下降动作过程中会被停止而又以较低速度移动，那么在伺服电机13的每单位的转动内滑块仅下降较短距离。因此，能够对滑块6的停止位置给以更精确地控制，从而使得较小范围内的控制成为可能，并能够进行更为精密的加工。
如果执行滑块6在下降过程中被停止的操作，则在停止之后，伺服电机控制装置261就会提供这样的控制，即使伺服电机13的转动方向反向。在这种情况下，如图31所示，伺服电机13在部分U内往复转动，U部分与伺服电机13的一个转动过程的一部分对应。从而使得这种操作成为可能，即滑块不会被降低到下止点。也可以执行这种操作，即滑块6被允许等待在等待高度，而不是上升到上止点。
通过切换伺服电机控制装置261的操作模式，加工切换装置262能够在两种操作模式之间切换模具类型，在其一操作模式中滑块6在下降过程中会被停止，在另一操作模式中滑块6在下降过程中不会被停止。从而，能够提供这种控制，即能够自由地在这些加工类型中进行切换。
伺服电机13的使用能够使电机速度自由地改变。在滑块6的升降冲程过程中，电机速度也能够改变，从而能够根据各种不同需要使得加工得以完成。也即，如果伺服电机13以匀速转动，则基于由曲柄件2、摇动连杆5、约束连杆8和类似物构成的连杆机构操作的速度曲线用作作为观测的基本速度曲线，并且电机速度可以变化。例如，冲模31与板材工件W接触时的电机速度被降低，以便使加工能够更安静地进行。作为一种替代性方法，上升速度能够进一步增加。
现参照附图对本发明的另一实施例进行描述。图33是该连杆式冲床中的连接机构的视图和用于表示控制系统设计机构的框图的组合。
在图33中，控制装置341用于控制整个连杆式冲床，并且由计算机化的数字控制装置和可编程控制器构成，其中数字控制装置和可编程控制器都由加工程序(图中未示出)控制。控制装置341具有用于每个轴线的控制装置，用于驱动滑块6的升降或控制工件进给装置29。这些控制装置其中一个是滑块轴控制装置343。滑块轴控制装置343用于控制电机13，而电机13用于驱动连杆机构1的曲柄轴。滑块轴控制装置343具有电机转动方向控制装置344，用于在正向和反向之间切换电机13的转动，电机转动速度控制装置345用于控制电机13的转动速度。
控制装置341具有加工类型选择装置342。电机转动方向控制装置344根据加工类型选择装置342选择的加工类型而在正向和反向之间切换电机13的转动。加工类型选择装置342选择一种冲压加工质量的类型，目的是提供表示选择的是例如普通加工或高质量加工的信息。在该实例中，选择包括普通加工、高质量加工及超高质量加工的三级别中的一个是可能的。
电机转动方向控制装置344根据加工类型选择装置342选择的加工类型而在正向和反向之间切换电机13的转动。如果加工类型选择装置342选择普通加工作为加工类型，则电机转动方向控制装置344选择电机13作正向转动，也即在该转动方向下转动通过连杆机构1传递，从而使滑块6的下降速度比其上升速度低。对于高质量加工，设置相反的转动方向。如果加工类型选择装置342选择超高质量加工，则电机转动方向控制装置344也要设置相反的转动方向。
如果电机转动方向控制装置344设定这样的转动方向，即在该转动方向下滑块6的下降速度比其上升速度高，则电机转动速度控制装置345设有用于探测预定信息的功能，以增加电机的转动速度，进而进一步增加滑块6的下降速度。在控制电机增加其转动速度进而进一步增加滑块6的下降速度的过程中，电机转动速度控制装置345可以在与曲柄件2的一次转动对应的所有部分中或仅在曲柄件2的一次转动过程中的滑块下降部分中增加速度。预定信息显示例如加工类型选择装置342已经选择超高质量加工作为加工类型。
具体地讲，加工类型选择装置342可以是加工程序中描述的加工类型选择信息、设在参数设定装置(图中未示出)或类似装置中的信息，或操作人员从操作面板输入的信息。在加工程序中描述的加工类型选择信息可以采用使用NC代码或类似代码的指令方式提供，或可以为属性信息。冲压加工质量类型只允许冲压加工质量类型能被识别。作为一种替代性方法，控制装置341可以识别关于板材的材料的信息、表面处理类型及与加工类型选择信息类似的类似信息，并且可以将该信息传递给电机转动方向控制装置344。
下面对所述构造形式的控制装置341的操作进行描述。当加工类型选择装置342选择普通加工，则电机转动方向控制装置344正向转动电机13。因此，如参照图34A所作的上面描述，滑块6在下降过程中的操作速度比上升过程中的操作速度低。
如果加工类型选择装置342选择高质量加工，则电机转动方向控制装置344以相反方向转动电机13。因此，如图34B中的曲线Ha所示，滑块6的下降速度增大。从而，高质量的加工能够得以完成。也即，冲压加工能够在几乎没有毛刺的情况下完成。然而，在这种情况下，不能获得大的压力载荷，因此不能对具有较大板厚的板材工件进行冲压。此外，需要形成较大直径孔的冲压加工也不能进行。
因此，可以自由地选择普通加工或高质量加工，在所述普通加工中，具有较大板厚的板材工件能够进行冲压加工或具有较大直径的孔也能够形成，所述高质量加工尽管受到效率、板厚、孔径或类似因素的限制，但其仍能够完成高质量加工。
当加工类型选择装置342选择超高质量加工，电机转动方向控制装置344以相反转动方向转动电机13。电机转动速度控制装置345增大转动速度，以进一步增加滑块6的下降速度。图34B中的曲线Hb表示的是在这种情况下的滑块6的速度曲线。滑块6下降速度更快，就能进行更高质量的加工。在这种情况下，需要给板厚和孔径施加更为严格的限制。然而，如果它们在对应的许可范围之内，高质量的加工就能够完成。
本发明的电机驱动的连杆式压力机采用具有曲柄件、摇动连杆、连接杆及约束连杆的连杆机构。因此，即使使用输出功率相对较小的电机，也可以执行重压载荷的加工，并能改善加工周期时间。而且，即使采用的是连杆机构，由于采用了用于控制电机的转动以便能以可控方式传递滑块升降动作的驱动传递系统，从而能将电机产生的旋转驱动传递给连杆机构的曲柄轴。也即，该驱动传递系统不包括任何部件例如用于施加惯量的飞轮。因此，能够正确而且容易地对该电机驱动的连杆式压力机进行控制。
如果该电机使用的是伺服电机，则能够自由地控制操作速度，从而能够在充分利用该连杆式压力机优点的情况下完成各种类型的加工。
如果该电机驱动的连杆式压力机被用于冲床，当滑块升降冲程中的下降过程的中间部分被用作滑块的升降冲程部分，而滑块的升降冲程部分用于冲压板材工件，则能够在板材工件的底面之下设置足够大的冲程。从而保证了冲压废料能够下落。
权利要求
1.一种电机驱动的连杆式压力机，包括电机；连杆机构，其用于通过驱动传递系统而将电机输出的旋转动作转换为直线动作；以及滑块，其安装在所述连杆机构下面，用于基于上述直线动作而升降以便进行压制操作，所述连杆机构包含曲柄件，其具有曲柄轴和偏心轴部分；摇动连杆，其具有位于一个三角形的顶点上并被用作可转动连接件的第一至第三连接部分，其中第一连接部分连接在所述曲柄件的偏心轴部分上；连接杆，其具有分别连接在所述第二连接部分上和所述滑块上端上的相反端；以及约束连杆，其具有可转动地连接在机架上的近端及连接在所述摇动连杆的所述第三连接部分上的前端，所述约束连杆用于约束所述摇动连杆的摇摆运动，从而当所述曲柄轴沿着一个方向以固定速度转动时，滑块的下降动作比滑块的上升动作慢，所述驱动传递系统用于控制电机的转动，以将所述电机产生的旋转驱动传递给所述曲柄轴，从而能够对滑块的升降动作进行控制；压力机中设有连杆转动中心变化装置，其用于改变所述约束连杆的近端的转动中心位置；所述滑块位于所述曲柄轴的正下方。
2.如权利要求1所述的电机驱动的连杆式压力机，其特征在于所述连杆转动中心变化装置由旋转运动件和致动器构成，所述旋转运动件将所述约束连杆的近端可转动地支承在所述旋转运动件的偏心部分上，所述致动器用于旋转移动所述旋转运动件。
3.如权利要求2所述的电机驱动的连杆式压力机，其特征在于设有与变化相对应的电机角度控制装置，其用于在所述连杆转动中心变化装置执行变化操作时驱动所述电机，以将所述曲柄轴转动预定角度。
4.如权利要求1所述的电机驱动的连杆式压力机，其特征在于设有与变化相对应的电机角度控制装置，其用于在所述连杆转动中心变化装置执行变化操作时驱动所述电机，以将所述曲柄轴转动预定角度。
5.一种连杆式冲床，包括电机；连杆机构，其用于通过驱动传递系统而将电机输出的旋转动作转换为直线动作；以及滑块，其安装在所述连杆机构下面，用于基于上述直线动作而升降以便进行压制操作，所述连杆机构包含曲柄件，其具有曲柄轴和偏心轴部分；摇动连杆，其具有位于一个三角形的顶点上并被用作可转动连接件的第一至第三连接部分，其中第一连接部分连接在所述曲柄件的偏心轴部分上；连接杆，其具有分别连接在所述第二连接部分上和所述滑块上端上的相反端；以及约束连杆，其具有可转动地连接在机架上的近端及连接在所述摇动连杆的所述第三连接部分上的前端，所述约束连杆用于调节所述摇动连杆的摇摆；所述冲床包括加工类型选择装置和电机转动方向控制装置，所述加工类型选择装置用于选择冲压质量的类型，所述电机转动方向控制装置用于根据所述加工类型选择装置选择的加工类型而在正向和反向之间切换所述电机；所述滑块位于所述曲柄轴的正下方。
6.如权利要求5所述的连杆式冲床，其特征在于所述驱动传递系统用于控制电机的转动，以将所述电机产生的旋转驱动传递给所述曲柄轴，从而能够对滑块的升降动作进行控制，并且所述电机是伺服电机。
7.如权利要求6所述的连杆式冲床，其特征在于设有电机转动速度控制装置，在所述电机转动方向控制装置已设置了这样的电机转动方向，即所述滑块在下降过程中的移动速度比上升过程中的移动速度大时，所述电机转动速度控制装置增加电机的转动速度，以进一步增加滑块的下降速度。
全文摘要
公开了一种连杆式压力机，包括电机；连杆机构，其通过驱动传递系统而将电机的旋转动作转换为直线动作；滑块，其安装在连杆机构下面，用于基于上述直线动作而升降。连杆机构包含曲柄件，其具有曲柄轴和偏心轴部分；摇动连杆，其具有位于一个三角形的顶点上并被用作可转动连接件的第一至第三连接部分，其中第一连接部分连接在曲柄件的偏心轴部分上；连接杆，其具有分别连接在第二连接部分上和滑块上端上的相反端；约束连杆，其具有可转动地连接在机架上的近端及连接在摇动连杆的第三连接部分上的前端。压力机中设有连杆转动中心变化装置，其用于改变约束连杆的近端的转动中心位置；所述滑块位于曲柄轴的正下方。
文档编号H02K7/06GK1970281SQ20061014641
公开日2007年5月30日 申请日期2003年4月30日 优先权日2002年5月1日
发明者长江正行 申请人:村田机械株式会社