[发明专利]用于机械压力机的电动机升级成套设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于机械压力机的转换设备和方法。特别地，本发明描述 了改装飞轮驱动型机械压力机并将其转换成伺服压力机的电动机升级成 套设备。该成套设备可有利地用于将已有机械压力机、或者根据已有传统 飞轮设计制造的机械压力机转换成优选的混合伺服型伺服压力机，并从而 对已有压力机或按照传统设计作出的压力机的生产周期提供更大的控制。

背景技术

机械压力机通常用于形成从钢铁毛坯或工件压印或挤压成的例如汽车 零件的工业产品。现今大的机械压力机最经常地由飞轮驱动。飞轮的功能 是储存进行挤压、压印、冲压等操作所需的能量。电动机驱动飞轮以便在 压力机操作开始之前飞轮以将发生挤压的速度旋转。

在这样的压力机中，在上下模具之间挤压零件。上模具连接到沿滑动 导轨上下移动的压力机滑块，而下模具固定或安装在机床上。滑动运动由 位于压力机上部、即冠部中的压力机机构驱动。压力机机构包括减速齿轮 和将齿轮的旋转运动转化成滑块的直线运动的机构。该转化可以是相对简 单的偏心机构、或者较复杂的连杆驱动机构。现今齿轮由通过离合器连接 到所谓的主轴(或高速轴)的飞轮驱动。制动器也连接到该相同的轴。

在常规机械压力机中压力机在每个挤压阶段完成之后继续旋转，直到 其偏心轮完成一个完整的旋转。在挤压之后的该第二阶段期间，驱动飞轮 的电动机将缓慢地增加旋转速度并重新达到正常挤压速度。在操作的结 尾，离合器脱离并且制动器用于停止压力机的运动。在传动机械压力机的 解决方案中，压力机速度在整个操作期间是固定的并且与飞轮速度成比 例。因此，如果挤压必需以低速完成(因为质量或其它技术原因)，完整 的操作将以低速进行。这导致长的循环时间，并因此导致低的生产率。为 了通过变速驱动电动机解决压力机生产周期压力机的非挤压阶段中的低 速问题，已研制了所谓的伺服压力机、或混合伺服压力机。例如，转让给 Komatsu的名称为“用于压力机的驱动单元和驱动方法(Drive unit and drive method for Press)”的US2004/003729描述了一种压力机驱动单元， 该压力机驱动单元具有用于通过主电动机驱动飞轮的第一驱动系统和用 于通过副电动机以变速驱动驱动轴的第二驱动系统。

为了提供伺服压力机，一个选择是设计全新的压力机机械，并将伺服 电动机和关联的传动装置结合到该新设计中。该新压力机设计的选择是可 给出最适于伺服操作的设计的选择，因为该设计可最优化。例如该设计可 被设计为用于在挤压阶段期间压力机的最优可控性，或用于最高可能生产 率。但是，该选择对于压力机厂家和它们的用户都具有高度的风险：设计 是新的并从而是未证明的，并且大多数厂家和用户至今几乎没有或没有如 何执行这样的设计的说明书。结果，不同的厂家将可能提供非常不同的伺 服压力机设计，其中一些设计比已有机械压力机慢，一些设计具有非常高 的动力需求，并且通常在长使用寿命期间可能具有不可预知的非常不同的 性能。例如在专利申请US 60/765183中公开的、有时被描述成具有直接驱 动系构造的压力机的伺服压力机不具有大的飞轮和离合器。伺服电动机直 接驱动压力机。在操作开始时，电动机将压力机加速至高于挤压速度的高 速度。然后，在冲击之前，电动机将压力机速度减速到挤压速度。从而挤 压以与机械解决方案大约相同的速度发生。挤压一完成，电动机就再次将 压力机加速至高速度。当压力机充分打开以便卸载机器人进入压力机时， 电动机开始使压力机减速。从而因为该伺服压力机在循环的其余部分中以 高速度运转的能力，所以伺服压力机可以低的挤压速度得到大为改进的循 环时间。但是，该伺服压力机需要大的电动机和动力转换机(大约是全部 机械压力机的五倍大)。

发明内容

根据本发明的一个方面，描述了一种用于改装飞轮驱动型机械压力机 的驱动电动机升级成套设备，所述成套设备包括：伺服电动机，该伺服电 动机适用于驱动所述机械压力机；和驱动传动设备，该驱动传动设备连接 到伺服电动机并适用于与所述机械压力机的所述驱动系的至少一个齿轮 或轴接合；和结构固定装置或基板，伺服电动机和驱动传动设备设置在该 结构固定装置或基板上。

根据本发明的具体实施方式，描述了一种用于改装飞轮驱动型机械压 力机的驱动电动机升级成套设备，其中所述升级成套设备的驱动传动设备 适用于与已有原始压力机驱动系的齿轮或轴配合。