生产系统中用于限制峰值功率的方法技术方案

描述了一种生产系统，所述生产系统包括至少一个机械压力机，所述机械压力机至少部分地由飞轮驱动，所述飞轮由第一电动机（２０）提供功率。所述生产系统还包括第二电动机（２２），所述第二电动机是伺服电动机。向所述飞轮提供功率的所述第一电动机的功率被设置成由控制单元依据至少一个所述第二电动机即伺服电动机的功率的函数来控制。这样，至少所述第一电动机和所述第二电动机的峰值功率可以被限制。还描述了一种用于操作所述生产系统的方法以及计算机程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于操作生产系统的方法，该生产系统用于形成部件或半成品并且包括至少一个机械压力机，该机械压力机设置有驱动高惯性装置如飞轮的电动机。具体来说，本专利技术涉及在这种生产系统中限制峰值功率损耗的方法。还描述了包括机械压力机、 混合压力机和/或伺服压力机中的任何压力机的生产系统的有利配置。
技术介绍
机械压力机常用于形成工业产品，比如由钢坯或工件冲压或施压而成的汽车部件。当今的大型机械压力机在传统上且通常是由飞轮驱动的。飞轮的功能是存储执行施压、 冲压、冲孔等操作所需的能量。电动机驱动飞轮，使得在施压操作开始之前，飞轮以将发生施压的速度旋转。因此，飞轮电动机具有以基本恒定的速度驱动高惯性载荷的功能。在这样的压力机中，在上下冲模之间对部件施压。上冲模连接到压力机滑块，压力机滑块在滑动导轨中上下移动，而下冲模被固定或安装在床身上。滑块运动由位于压力机上部、称作冠(crown)的压力机构来驱动。该压力机构由减速齿轮和将齿轮的旋转运动转换成滑块的线性运动的机构构成。该转换可以是相对简单的偏心机构，也可以是较复杂的连杆驱动机构。如今齿轮由通过离合器连接到所谓主轴(或高速轴)的飞轮来驱动。制动器也连接到该同一轴。在常规的机械压力机中，在每个施压阶段完成之后，压力机继续旋转，直到其偏心轮已旋转完整一圈为止。在施压后的该第二阶段期间，驱动飞轮的电动机将缓慢增大旋转速度并再次获得正常的施压速度。在操作的末尾，离合器分离，并且制动器被用来停止压力机的运动。在传统的机械方案中，在完整操作期间，压力机速度是固定的并且与飞轮速度成比例。因此，如果必须以低速度完成施压(由于质量或其它技术原因)，该完整操作将以低的速度发生。这导致长的周期时间，并因此导致低的生产率。为了解决压力机生产周期的非施压阶段中的低速度问题，已开发出具有变速驱动电动机的压力机(称作伺服压力机)或者混合伺服压力机。例如,转让给Komatsu的标题为“Drive unit and drive method for press"的US2004/0037^描述了一种具有用主电动机驱动飞轮的第一驱动系统和用副电动机以可变速度驱动驱动轴的第二驱动系统的压力机驱动单元。为了提供伺服压力机，一个选项是设计全新的压力机械，并将伺服电动机和相关联的传动装置集成到该新的设计中。该选项(新的压力机设计)是可给出最适合于伺服操作的设计的选项，因为该设计可被优化。例如，其可针对压力机在施压阶段期间的最优可控性或者针对最高的可能生产能力加以设计。然而，该选项对于压力机制造商和他们的客户来说都有高的风险该设计将是新的并因此是未经证明的，且通常制造商和客户迄今仍没有或几乎没有这种设计应如何执行的清晰规范。结果，不同的制造商将很可能提供非常不同的伺服压力机设计，其中一些设计比现有的机械压力机慢，一些设计具有极高的功率需求，并且一般具有在长的服务寿命内可能无法预知的非常不同的性能。诸如在专利申请US 60/765183中公开的压力机的伺服压力机(有时被描述为具有直接驱动链条配置)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到比施压速度高的高速度。因此，包括伺服压力机的生产系统中的伺服电动机具有如下功能 驱动以持续时间为若干秒的典型周期时间相对迅速地变化的周期载荷。然后，在冲击之前， 电动机将压力机减慢到施压速度。由此，施压以与机械方案大致相同的速度发生。一旦施压完成，电动机就将压力机再次加速到高速度。当压力机已充分打开以使卸载机器人进入压力机时，电动机开始将压力机减慢。伺服压力机可由此以低的施压速度达到大大改进的周期时间，因为伺服压力机能够在周期的剩余部分期间以高速度运转。然而，伺服压力机需要大的电动机和功率转换器(大约是全机械压力机的五倍大)。因此，对于现有装备，将伺服电动机比如在伺服压力机中安装到生产系统可能需要安装较大的功率源，以在一个或多个其它电动机运转的同时满足组合电功率。在新的装备中， 可从一开始就如此设定较大的功率源，然而，在这两种情形中，都预期将增加费用。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，描述了一种生产系统，所述生产系统包括至少一个机械压力机，所述机械压力机至少部分地由飞轮驱动，所述飞轮由第一电动机提供功率，所述系统还包括第二电动机，所述第二电动机是伺服电动机，其中向所述飞轮提供功率的所述第一电动机的功率被设置成由控制单元依据至少一个所述第二电动机即伺服电动机的功率的函数来控制。根据本专利技术的另一个实施例，描述了一种生产系统，所述生产系统包括机械压力机，所述机械压力机至少部分地由飞轮驱动，所述飞轮由第一电动机提供功率，所述系统还包括第二电动机，所述第二电动机是伺服电动机，其中向所述飞轮提供功率的所述第一电动机的功率是依据至少一个所述第二电动机即伺服电动机的功率的函数来控制的，并且所述生产系统是压力机生产线，并且所述第二电动机即伺服电动机被设置成驱动压力机。根据本专利技术的另一个实施例，描述了一种生产系统，所述生产系统包括机械压力机，所述机械压力机至少部分地由飞轮驱动，所述飞轮由第一电动机提供功率，所述系统还包括第二电动机，所述第二电动机是伺服电动机，其中向所述飞轮提供功率的所述第一电动机的功率是依据至少一个所述第二电动机即伺服电动机的功率的函数来控制的，并且所述第二电动机即伺服电动机被设置成结合压力机的操作驱动一装置而不驱动所述压力机。根据本专利技术的另一个实施例，描述了一种生产系统，所述生产系统包括机械压力机，所述机械压力机至少部分地由飞轮驱动，所述飞轮由第一电动机提供功率，所述系统还包括第二电动机，所述第二电动机是伺服电动机，其中向所述飞轮提供功率的所述第一电动机的功率是依据至少一个所述第二电动机即伺服电动机的功率的函数来控制的，并且所述第二电动机即伺服电动机的功率的所述函数是针对功率源或逆变器以及相关联的连至所述第一电动机和/或所述第二电动机的功率线中的功率损耗而调整的函数；该功率损耗可以是由逆变器、整流器、电动机、线缆构成的组中的任一个导致的。根据本专利技术的另一个实施例，描述了一种生产系统，所述生产系统包括机械压力机，所述机械压力机至少部分地由飞轮驱动，所述飞轮由第一电动机提供功率，所述系统还包括第二电动机，所述第二电动机是伺服电动机，其中向所述飞轮提供功率的所述第一电动机的功率是依据至少一个所述第二电动机即伺服电动机的功率的函数来控制的，并且所述生产系统是混合/机械压力机生产线，并且所述第二电动机即伺服电动机被设置成驱动混合机械压力机，在所述混合机械压力机中，所述第一电动机被设置成向所述飞轮提供功率，所述第二电动机被设置成驱动所述混合压力机，并且其中在所述生产系统的压力机中存在其它第一电动机。根据本专利技术的另一个实施例，描述了一种生产系统，所述生产系统包括机械压力机，所述机械压力机至少部分地由飞轮驱动，所述飞轮由第一电动机提供功率，所述系统还包括第二电动机，所述第二电动机是伺服电动机，其中向所述飞轮提供功率的所述第一电动机的功率是依据至少一个所述第二电动机即伺服电动机的功率的函数来控制的，并且所述生产系统是混合/机械压力机生产线，并且至少一个所述第二电动机即伺服电动机的功率是使用由电流、电压、扭矩、速度构成的组中的任一个量或几个量本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种生产系统，所述生产系统包括至少一个机械压力机，所述机械压力机至少部分地由飞轮驱动，所述飞轮由第一电动机（２０）提供功率，所述生产系统还包括第二电动机（２２），所述第二电动机是伺服电动机，其特征在于，向所述飞轮提供功率的所述第一电动机的功率被设置成由控制单元依据至少一个所述第二电动机即伺服电动机的功率的函数来控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：斯约德·博斯加，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH