CN1081125C - 优化压力机的操作条件的方法和设备 - Google Patents

Abstract

能对在冲压坯料时影响所得产品质量的压力机的操作条件进行优化的方法和设备，其中压力机操作环境(例如周围温度、湿度和大气压力)及/或坯料的物理状态(例如形状和尺寸、机械和化学性质以及表面状态)中的至少一个方面的至少一个物理值被测出或用手工输入到存储器内，根据一个或多个测出的或手工输入的物理值计算出压力机操作条件的最佳值，并将压力机操作条件调节到所确定的最佳值上，这样就可不管压力机操作环境的变化及/或坯料物理状态的变化所产生的影响。

Description

优化压力机的操作条件 的方法和设备

本发明一般涉及压力机，更具体地说涉及一种根据压力机的操作环境及/或坯料或工件的特性来调节或设定压力机的操作条件(一个或多个)的方法和设备。

压力机被广泛应用来使一对模具作相向和相离的相对运动借以完成冲压操作。这种压力机上设有用来调节操作条件例如坯料的夹持力和冲压力的条件调节装置，这些条件影响着冲压操作所得到的产品的质量。作为示例的一台设有缓冲器的单作用压力机在图1和2中示出。该压力机的设计是用一凹模18和一冲头12来完成坯料49的拉伸操作，其时坯料49被夹持在凹模18和一压力环30之间，由于缓冲器的作用使夹持力能够均匀分布在压力环30的整个面积上。该压力机有一形式为螺线管操作的关闭阀46的条件调节装置，通过调节缓冲气缸42内的空气压力Pa来调节作为压力机一个操作条件的坯料夹持力。该压力机另外还有一个形式为模具高度调节机构52的条件调节装置，通过调节柱塞22和滑板20之间的相对距离h来调节作为压力机另一个操作条件的冲压力或成形力。正在共同未决的序号为08/043,822号的美国专利申请(转让给本申请的受让人并公开JP-A-285700号的内容)公开了对压力机的这些操作条件自动进行调节的方法，其根据为表明模具组(12、18、30)规格的模具组信息，以及表明压力机规格的机械信息。

按照在上述待鉴定的正在共同未决的专利申请中所公开的调节坯料夹持力的方法，用于调节的模具组的信息应包括：能用该模具组进行最佳拉伸操作的坯料夹持力的最佳值Fso；该模具组的压力环30的重量Wr，以及缓冲器的缓冲销24的数目“n”。这些模具组的信息Fso、Wr和“n”是在试验压力机(在制造该模具组时试验该模具组所用)上完成试验拉伸操作时确定的。在缓冲空气缸42中空气压力Pa的最佳水平Pax可按照下式(1)计算而得，在该式中包括下列机械信息：缓冲垫28的重量Wa；缓冲销24的平均重量Wp，以及空气缸42的接受压力的面积Aa。

Pax＝(Fso＋Wa＋Wr＋n·Wp)/Aa……(1)

但是，人们发现上述模具组信息和机械信息还不足以保证在已调节的压力机操作条件下所得到的产品具有一致的高质量。那就是说，即使操作条件已根据模具组信息和机械信息作出调节，在压力机的某些操作环境下产品的质量仍会变坏。在这方面，人们注意到，例如，在坯料上通常会有一些润滑剂或冷却剂残留在其表面上。虽然在确定最佳坯料夹持力和其他参数时已将这种油的存在考虑进去，但由于油的汽化量是随周围大气的温湿度改变而变化的，在坯料上油的汽化量的变化会导致坯料滑动阻力的变化，那就是说，在冲压或拉伸周期中的初始阶段，坯料对凹模18和压力环30的滑动阻力会发生变化。因此，在同一最佳的坯料夹持力Fso的条件下，由于周围温湿度的变化而造成的坯料滑动阻力的变化可能使冲压操作所得到的产品具有不一致的质量。人们还注意到空气压力Pa是用一空气压力传感器50(图1)相对于大气压力来进行检测的，假定周围的大气具有一个恒定的压力(一个大气压)，当空气压力等于大气压力时令空气压力为零。因此，如果在压力机所在地的大气压力发生变化时，由空气压力传感器50检测出来的空气压力Pa将与实际压力不同。这也是产品质量变坏的一个可能原因。上述缺点对压力机上所用其他空气缸的空气压力同样适用，如在平衡空气缸80(图2)中的空气压力Pb，及在超载保护液压气动缸66中的空气压力Pc。就缸66而言，空气压力Pc的检测误差甚至会造成压力机和模具组的损坏。

为确定最佳坯料夹持力Fso和其他压力机操作条件而进行的试验冲压或拉伸操作是用与压力机生产运行时所用相同的坯料或工件来完成的。但在实际生产运行中用来进行冲压操作的坯料是具有不同物理特性的，因而会导致所得产品质量的不一致。例如，坯料在材料成分和厚度方面是有变化的。在用形式为金属片的坯料拉伸制造汽车的外壳板，如金属片是从成卷的金属带上取得时，不仅各个带卷在带材的材料成分和厚度方面可有在一定许可范围内的差异；而且即使是同一带卷，由于在其径向内部和外部上残余应力的不同，也会具有不同的材料特性。带卷的这种变化的或不同的物理特性意味着作为坯料用的各个金属片也都具有变化的物理特性，因而会使在相同的压力机操作条件下通过冲压制出的产品具有不同的质量。这种会造成废品的缺点是可以避免的，办法是对坯料的材料、尺寸和其他性质采用更严的标准(缩小上述许可范围)或采用不容易由于材料和厚度的某些变化而使产品开裂、起褶或变形的高级坯料。但这样做会增加产品的制造费用。

因此，本发明的第一目的是要提供一种优化压力机操作条件的方法，该方法能至少不受下列两个因素中的一个的影响：(i)压力机操作环境的变化，如周围的温、湿度和大气压力，及(ii)坯料物理状态的变化，如材料和厚度。

本发明的第二目的是要提供一种适于实施上述方法的设备。

按照本发明的一个方面所提供的方法可以达到第一目的，该方法是一种优化压力机的操作条件的方法，所说操作条件影响经由压力机对坯料的冲压操作而获得的产品的质量，其特征在于，所说方法包括下列步骤：确定压力机操作的周围大气和/或所说坯料的至少一个物理值，所说坯料的至少一个物理值选自表明坯料的形状、尺寸、机械和化学性质、镀层和表面状态的物理值；确定所说操作条件的一个最佳值，该最佳值是根据该最佳值与所说周围大气和/或所说坯料的所说至少一个物理值之间的一个预先确定的关系式来确定的；和将所说操作条件调节到所说最佳值。

按照该方法，先从压力机的操作环境及/或坯料的物理状态中选定一个或多个物理值，再确定压力机操作条件的最佳值，然后用适当手段将影响产品质量的压力机操作条件调节到所确定的最佳值。因此，压力机的操作条件是在不管或不受压力机操作环境的变化及/或坯料物理状态的变化所产生的影响的条件下进行优化的。

按照本发明的方法的一种形式，先确定压力机操作环境中的至少一个物理值，例如确定在压力机附近的大气压力，更具体点说，是用适当的检测装置检测该大气压力作为压力机操作条件的一个物理值。本例可应用到具有空气压力传感器的压力机上，该传感器用来检测空气缸内的空气压力，将它作为压力机的操作条件并在所检测的空气压力等于大气压力时使空气压力的表示为零。在这种情况下，空气压力的最佳值是根据由空气压力传感器检测出来的空气压力值和所检测的大气压力来确定的。更具体点说，是使最佳空气压力值等于所检测的空气压力(表压)与所检测的大气压力之和来确定的。采用适当的压力控制装置例如由螺线管操作的压力控制阀作为条件调节装置来控制，以便将空气缸的空气压力调节到所确定的最佳值。这种配置可使空气缸的空气压力具有最佳值来达到所需的操作条件，而不会受到变化的大气压力的影响。

压力机操作条件的最佳值可根据检测出来的压力机操作环境的一个或多个物理值，并按照在压力机操作环境的一个或多个物理值与压力机操作条件的最佳值之间预先确定的关系式来确定。最好将预先确定的关系式存储在压力机控制器的适当的存储装置内。例如，压力机的操作条件可以是坯料夹持力或成形力，这两个力都能影响冲压坯料时所得产品的质量。坯料夹持力是通过一个压力件施加在坯料上的，使坯料在冲压操作的初期被夹持在压力件与一对模具中的一个之间。成形力是在冲压操作期间通过成对模具作用在坯料上使坯料形成产品的。坯料夹持力或成形力作为压力机的操作条件都受压力机的周围温度及/或周围湿度的影响。在这种情况下，可检测周围温度及/或周围湿度，根据检测出的周围温度及/或周围湿度并按照在周围温度及/或周围湿度与坯料夹持力或成形力的最佳值之间预先确定的关系式确定坯料夹持力或成形力的最佳值。然后用适当的调节装置将坯料夹持力或成形力调节到所确定的最佳值。

这样，压力机的操作条件如坯料夹持力或成形力的最佳值是根据实际检测出来的压力机操作环境如周围温、湿度的一个或多个物理值并按照预先确定的关系式来确定的，然后用压力机的合适的调节装置将压力机操作条件调节到所确定的最佳值。按照这种方法，即使处在变化的压力机操作环境如变化的周围温度及/或周围湿度内，坯料都能形成具有所需质量的产品。换句话说，本发明在避免出现由于压力机操作环境的变化而造成的次品方面是有成效的。

在上述情况下，坯料夹持力或成形力是根据检测出来的周围温度及/或湿度来确定的，预先确定的关系式可以是一个等式，该等式是根据由于周围温度和周围湿度中至少一个的变化而造成的滑动阻力的至少一个量的变化来制定的，可用来求出坯料夹持力或成形力的最佳值。滑动阻力是指坯料在相对于压力件及与压力件合作夹持坯料的一对模具中的一个进行滑动时所遭受到的阻力。

如上所述，即使冲压操作是以同一坯料夹持力或成形力进行的，周围温度及/或湿度仍会影响产品的质量。换句话说，坯料夹持力或成形力的最佳值应根据周围温度及/或湿度来变化，因为这两者会影响粘附或遗留在坯料上的油质物的汽化量。为此，用一温度传感器及/或一湿度传感器来检测周围温度及/或湿度。在压力机操作环境中的一个或多个物理值与压力机操作条件的最佳值之间的预先确定的关系式是由实验或模拟或按照理论公式来确定的，以便能保证得到产品的所需质量。在这方面，产品的质量是以产品的开裂、起褶、变形、回弹、弯折或翘曲等词语来表达的。确定的关系式可以是一个或多个等式。虽然压力机的最佳操作条件可从压力机的操作环境中实际检测出来的一个或多个物理值中直接求出，但操作条件的最佳值也可在原先确定的标准操作条件上用一补偿值调节来确定，而该补偿值是根据操作条件的标准值与检测出来的实际值之间的差异来确定的。由于最佳操作条件随模具组(一对模具加上压力件)的种类或型式而变，因此最好能为每一种模具组提供上述关系式，以便每一种模具组都能按照合适的关系式确定最佳操作条件。作为替代方法，最佳压力机操作条件也可按照一个预先确定的关系式来确定，而在该关系式中包括有代表所用模具组规格的物理值、坯料滑动的角度和数量等参数。

当压力机操作条件如坯料夹持力或成形力采用条件调节装置调节时，调节可以做成手动或自动。在手动调节的情况下，条件调节装置是由压力机的操作工根据测量器如计力传感器或应变片的输出而监控压力机操作条件的实际力或其他值时按需要进行操作的。在自动调节的情况下，首先需要根据当控制参数改变时用合适的传感器如应变片检测出来的实际的压力机操作条件，求出在压力机操作条件(例如坯料夹持力)与控制参数(例如空气缸压力)之间的关系式，在这里，控制参数是由条件调节装置控制用来调节压力机操作条件的。控制参数的最佳值由计算机按照上述关系式算出，条件调节装置可自动地受计算机控制将控制参数调节到算出的最佳值。对于某些压力机操作条件，适当的控制参数的最佳值可用一个合适的公式算出，其时由于条件调节装置被自动控制，可将控制参数调节到算出的最佳值。如果计算机需要表明压力机和模具组规格的机械信息和模具组信息以便计算控制参数的最佳值，可将这种机械信息和模具组信息存储在计算机的存储器内。也可能设置一个合适的显示器用来示出计算机算出的控制参数的最佳值，以便压力机的操作工操作条件调节装置，将控制参数调节到显示出来的最佳值。

按照本发明的方法的另一种形式，至少须求得坯料物理状态的一个物理值。例如，当将坯料物理状态的一个或多个物理值输入到压力机的控制器内时，压力机操作条件的最佳值就可根据输入的坯料物理状态的一个或多个物理值，并按照在坯料的一个或多个物理值与压力机操作条件的最佳值之间的预先确定的关系式确定压力机操作条件的最佳值。预先确定的关系式被存储在控制器的一个合适的存储器内。

在上述情况下，压力机操作条件的最佳值是按照预先确定的关系式并根据表明坯料物理状态的一个或多个实际的物理值来确定的。然后用条件调节装置将压力机的实际操作条件调节到所确定的最佳值。即使坯料的一个或多个物理值存在着变化，上述这种配置可以保证使产品得到所需的质量。换句话说，本方法可以防止由于坯料物理状态的变化而出现的次品，并可减少坯料按照材料成分和厚度所需的公差或精度。另外，本方法能使产品的制造费用降低。这是由于本方法可以不管坯料在材料、厚度和其他物理状态上的变化，都可保证最佳的压力机操作条件，将坯料冲压成具有所需质量的产品，因此可以采用价格较低的低级或低质量的坯料，而这些坯料在通常的情况下由于其物理状态与公定的规格有出入，容易发生开裂、起褶或变形等现象。

坯料的物理状态可用坯料的物理值来表示：厚度或其他尺寸；抗拉强度、“r”值、“n”值和其他机械性能；碳含量和其他化学性质；是否存在镀层和镀层的种类；以及表面粗糙度和其他表面状态。即使坯料用同一的坯料夹持力或成形力来冲压，上述这些坯料物理状态的物理值也会影响产品的质量。那就是说，压力机操作条件如坯料夹持力或成形力的最佳值应根据坯料的物理状态来调节。所要使用的坯料的物理状态的物理值应根据所要调节的压力机操作条件适当地加以选择。这些物理值可用合适的试验或测量仪器实地测量或由坯料的制造商提供。在坯料的一个或多个物理值与压力机操作条件的最佳值之间的预先确定的关系式是由实验或模拟或按照理论公式来确定的，以便能保证得到产品的所需质量。在这方面，产品的质量是以产品的开裂、起褶、变形、回弹、弯折或翘曲等词语来表达的。关系式可以是一个或多个等式。虽然压力机的最佳操作条件可从实际检测出来的坯料的一个或多个物理值中直接求出，但操作条件的最佳值也可在原先确定的标准操作条件上用一补偿值调节来确定，而该补偿值是根据操作条件的标准值与检测出来的实际值之间的差异来确定的。当坯料的一个物理值不会变化到如此的程度以致影响产品的质量时，这个物理值就毋需考虑。只有一个物理值或极少的物理值如坯料的厚度，其变化会对产品的质量产生重大的影响，这种物理值就可用来确定压力机操作条件的最佳值。最好能为每一种模具组提供上述关系式，以便每一种模具组都能按照合适的关系式确定最佳操作条件。作为替代方法，最佳压力机操作条件也可按照一个预先确定的关系式来确定，而在该关系式中包括有所用模具组的规格、坯料滑动的角度和数量、以及上面说过的有关压力机操作环境的物理值等参数。

条件调节装置可由操作工手动控制或由计算机自动控制，已如上述，以便将压力机操作条件调节到根据坯料物理状态的一个或多个物理值而确定的最佳值。

按照本发明在另一方面提供的设备可以达到上述第二目的，该设备是一种优化压力机的操作条件的设备，所说操作条件影响经由压力机对坯料的冲压操作而获得的产品的质量，所说设备包括可用来调节所说操作条件的条件调节装置，其特征在于，所说设备包括第一确定装置，用来确定压力机操作的周围大气和/或所说坯料的至少一个物理值，所说坯料的至少一个物理值选自表明坯料的形状、尺寸、机械和化学性质、镀层和表面状态的物理值；以及第二确定装置，用来确定所说操作条件的一个最佳值，该最佳值是根据所说最佳值与所说周围大气和/或所说坯料的所说至少一个物理值之间的一个预先确定的关系式来确定的，所说条件调节装置将压力机的所说操作条件调节到所确定的最佳值。

按照本发明的设备的一个形式，第一确定装置包括用来检测压力机操作环境的至少一个物理值的检测装置，以及用来将在操作环境中的至少一个物理值与压力机操作条件的最佳值之间的预先确定的关系式存储起来的关系式存储装置；另外第二确定装置包括条件计算装置，可用来根据所检测到的一个或多个操作环境的物理值并按照存储在关系式存储装置内的预先确定的关系式计算操作条件的最佳值。

按照本发明的上述形式的设备适宜用来实施上述优化压力机操作条件的方法，压力机操作条件例如坯料夹持力或成形力能影响产品的质量但本身又能被压力机的操作环境如周围温度及/或周围湿度改变。在本设备中，压力机操作环境的一个或多个物理值是用检测装置实地测出，而压力机操作条件的最佳值则根据所测出的一个或多个物理值并按照存储在关系式存储装置内的预先确定的关系式用条件计算装置算出。然后用条件调节装置将压力机操作条件调节到算出的最佳值。条件调节装置可用一合适的控制器自动控制，也可由压力机的操作工按照显示在合适的显示装置上的压力机操作条件的最佳值进行手动控制。本设备可保证产品得到所需的质量，不管压力机的操作环境如周围温度或湿度或两者如何变化，并可防止由于这种变化而出现的次品。

按照本发明的设备的另一个形式，第一确定装置包括用来送入坯料物理状态的至少一个物理值的数据输入装置，以及用来存储在物理状态的至少一个物理值与压力机操作条件之间预先确定的关系式的关系式存储装置；而第二确定装置则包括条件计算装置，可用来根据送入的坯料物理状态的一个或多个物理值并按照存储在条件存储装置内的预先确定的关系式计算出压力机操作条件的最佳值。

按照本发明的上述形式的设备适宜用来实施上述根据坯料物理状态的一个或多个物理值来优化压力机操作条件的方法。在本设备中，压力机操作条件的最佳值是根据送入数据输入装置内的坯料物理状态的一个或多个物理值并按照存储在关系式存储装置内的预先确定的关系式计算出来的。而压力机操作条件则用条件调节装置调节到所算出的最佳值。条件调节装置可由一合适的控制器自动控制，也可由压力机的操作工按照在合适的显示装置上显示出的压力机操作条件的最佳值进行手动控制。本设备也可保证产品得到所需的质量，不管压力机的操作环境如周围温度及/或湿度如何变化。

下面将结合附图对本发明目前较优的实施例进行详细说明，阅读以后当可对本发明的上述的和其他的目的、特征、优点和重大方面有更清楚的了解。在附图中：

图1为一概略图，示出一台可应用本发明的原理的单作用压力机的一个例子；

图2为一方块图，示出图1中压力机的模具高度调节机构和有关零件；

图3为一方块图，示出图1中压力机具有的控制系统，该系统是按照本发明的第一实施例建立的：

图4为图1中压力机的概略图，在该机上装有用来测量要求作用在压力机压力环上的负荷的负荷测量器；

图5为一方块图，用来说明图3中控制系统的控制器的功能；

图6为一线图，示出图4中负荷测量器所用应变片检测出的负荷的波状的一个例子；

图7为一线图，示出图4中负荷测量器检测出的坯料夹持力Fs与图1中压力机内缓冲空气缸的空气压力Pa两者之间的关系；

图8为一线图，示出成形力Ffi与图1中压力机的相对距离h两者之间的关系；

图9为一与图3对应的方块图，示出图1中压力机具有的控制系统，该系统是按照本发明的第二实施例建立的；

图10为一与图5对应的方块图，用来说明图9中控制系统的控制器的功能；

图11为一立视图，示出本发明的原理也可应用的一台双作用压力机的例子；

图12为一概略图，示出与图11中压力机的外滑板连结的模具高度调节机构和有关零件；

图13为一概略图，示出与图11中压力机的内滑板连结的模具高度调节机构和有关零件；

图14为一方块图，示出图11中压力机具有的控制系统，该系统是按照本发明的第三实施例建立的；

图15为一立视图，示出装在图11中压力机上的图4中的负荷测量器；

图16为一方块图，用来说明图14中控制系统的控制器的功能；

图17为一线图，示出图11中压力机在坯料夹持力Fsi与相对距离h之间的关系；

图18为一线图，用来说明一种获得最佳相对距离h然后从图17所示的关系中获得最佳坯料夹持力Fso/4的方法；

图19为一与图14对应的方块图，示出图11中压力机的控制系统，该系统是按照本发明的第四实施例建立的；

图20为一方块图，用来说明图19中控制系统的控制器的功能；

图21为一方块图，示出图1中压力机具有的控制系统，系统是按照本发明的第五实施例建立的；

图22为一方块图，用来说明图21中控制系统的控制器的功能；

图23为一视图，用来说明一个坯料的尺寸，该坯料准备在图21中控制系统的控制下在图1中的压力机上被拉伸；

图24为一线图，用来说明示出坯料机械性能的物理值，该坯料准备在图21中控制系统的控制下被拉伸；

图25为一方块图，示出图11中压力机具有的控制系统，该系统是按照本发明的第六实施例建立的；还有

图26为一方块图，用来说明图25中控制系统的控制器的功能。

首先参阅图1，其中概略地示出一台适宜用来完成拉伸操作以便制造汽车上成形外壳板的单作用压力机10的例子。该压力机10有一固定在床身16上的支撑台面14。形状为一冲头12的下模固定设置在支撑台面14上，而形状为一凹模18的上模则连结在滑板20上。该滑板20在垂直方向上被四个柱塞22驱动，这些柱塞在运行上连接到一套合适的包括驱动电动机、齿轮、曲轴、连结销和连杆在内的驱动机构上。在支撑台面14上设有许多贯通孔26可供各个缓冲销24穿过其中而延伸。位在支撑台面14的下面有一支承缓冲销24的缓冲垫28。缓冲销24还向上延伸通过冲头12，并在其上端支承着一个设在冲头12工作部分周围的形状为一压力环30的压力件。缓冲销24的数目“n”和位置可根据例如压力环30的尺寸和形状适当地予以确定。

冲头12、上模18和压力环30构成一个可拆除地装在压力机上的模具组。

缓冲垫28上设有多个与穿过支撑台面14上形成的贯通孔26而延伸的缓冲销24对应的平衡液压缸32。缓冲销24的下端与各该液压缸32内的活塞面对面地接触。缓冲垫28是由缓冲空气缸42支承着的使缓冲垫28可在导轨40的导引下在垂直方向上移动并可被空气缸42移向上方。空气缸42的压力室连接到一个空气箱44上并通过一个螺线管操作的压力控制阀46继续连接到一个空气压力源48上。空气压力源48可以是一个设在压力机10所在厂内的合适的压缩空气源。在空气箱44内的空气压力Pa由电磁操作并控制的压力控制阀适当地加以调节。设有空气压力传感器50以便检测相对于大气压力Pt的空气压力(表压)Pag，而大气压力Pt则由大气压力传感器99检测。空气箱44和空气缸42内的空气压力Pa是由大气压力Pt加上表压Pag计算出来的。

空气箱44和缓冲空气缸42共同构成一个产生力的装置，以便当压力机在一形状为金属带或片49的坯料上进行拉伸操作时产生一个施加在压力环30上的坯料夹持力Fs。详细地说，其时还有一个作用在接受拉伸的坯料上的力通过压力环30和缓冲销24施加在缓冲垫28上，从而使缓冲垫28下降并压下缓冲空气缸42内的活塞。结果，相当于空气缸42内的空气压力Pa的坯料夹持力Fs通过缓冲垫28和缓冲销24被施加到压力环30上。虽然图1中只示出一个缓冲空气缸42，但如需要，两个或多个空气缸42都可使用。在这种情况下，所有缓冲空气缸42都连接到一个公用的空气箱44内。

平衡液压缸32具有各个互相连通的油室。这些油室都被供有从一用电操作的液压泵34发出的加压工作液。液压缸32的各油室内的液压Ps是由启闭一个螺线管操作的关闭阀36来调节的。液压Ps由一个液压传感器38检测并加以调节以便在将坯料夹持力Fs施加在压力环30上时，使力Fs能基本上均匀地分布在各个缓冲销24上，从而坯料夹持力Fs能基本上均匀地分布在压力环30的整个面积上。缓冲销24、缓冲垫28、平衡液压缸32和空气缸42构成一套缓冲器51用来使坯料夹持力Fs能均匀地分布在压力环30上。

在压力机10进行拉伸操作而将上模18压下时，形状为金属片的坯料49首先在其周边部分被挤压，其时该周边部分被坯料夹持力Fs夹持在上模18和压力环30之间。当上模18继续压下时，金属片49的中心部分被迫与形状为冲头12的下模接触，从而使金属片的周边部分抗拒坯料夹持力Fs的夹持向冲头12的中心部分移动。这样，金属片49就在冲头12和上模18之间被拉伸。上模18在其与金属片49接触的下表面上制有珠粒或突起19。该珠粒19的设置是要对金属片49相对于上模18的运动给予一个适当的阻力，从而使金属片49具有一个适当的、不会在拉伸所得产品上造成起褶或开裂的张力。

参阅图2，四个柱塞22中每一个都通过一个概括地用52表示的模具高度调节机构与滑板20连接。高度调节机构52与各该相应柱塞22上整体形成的带螺纹的轴54啮合。在调节机构52上具有一个可与带螺纹轴54啮合的螺帽56，有一蜗轮58固定在螺帽56上，还有一伺服电动机60用来转动与蜗轮58啮合的蜗杆。伺服电动机60可在两个方向上操作使蜗轮58和螺帽顺时针或反时针旋转，从而可调节模具调节机构52相对于带螺纹轴54的高度或垂直位置，即在柱塞22和滑板22之间，更精确点说，是在柱塞22的下端和调节机构52的上端之间的相对距离“h”。相对距离“h”由一连结在伺服电动机60上的旋转编码器59(图3)来检测。

当相对距离“h”增大时滑板20下滑离开柱塞22，这时滑板20的初始位置，即滑板20的上冲程端移向冲头12。因此，当柱塞22在其下冲程端时作用在坯料49上的冲压力Fp能够通过相对距离“h”的改变来调节。相对距离“h”可根据所需的冲压力Fp用适当控制伺服电动机60的方法就四个柱塞22中的每一个进行调节。

如图2和3所示，每一柱塞22都设有一个适宜用来检测作用在各该柱塞22上的负荷的应变片61。实际上，由应变片61的输出所表示的负荷被用来计算一个负荷Foi(i＝1，2，3，4)的最佳值，而该负荷是期望作用在滑板20的一个连接有适当柱塞22的部分上的。这个最佳负荷值，举例说，可以根据应变片61的输出，并按照在应变片61的输出与用图4所示的负荷测量器100实际测量出来的负荷值之间预先确定的关系式计算出来。该预先确定的关系式用一存储在控制器(图3)90内的数据映象来代表，控制器将在下面说明。

滑板20含有一个超载保护液压缸62，其中有一与每一个模具高度调节机构52连接的活塞64，液压缸62的壳体与滑板20形成一个整体。液压缸62的压力室内充满工作液并与液压气动缸66的油室68连接。液压气动缸66还有一个空气室70与一空气箱72连通，该空气箱72又通过另一个螺线管操作的压力控制阀74与上述空气压力源48连接。在空气室70和空气箱72内的空气压力Pc可用压力控制阀74来调节。空气压力Pc由一空气压力传感器76来检测。并可根据压力机10的冲压能力来调节。即空气压力Pc是这样确定的，使当超量负荷作用在超载保护液压缸62上时，液压气动缸66内的活塞会向空气室70移动，以致允许模具高度调节机构52和滑板20相向移动，从而保护压力机10和模具12、18使它们免受由于超载而造成的损坏。四个与各该模具高度调节机构52连结的柱塞22中的每一个都设有液压缸62、空气箱72和有关零件，并且在四个空气箱72中每一个内的空气压力Pc都被适当地加以控制。

滑板20并与四个装在压力机机架78(在图1的顶部示出)上的平衡空气缸连接。每一空气缸80都有一个与空气箱82连通的压力室，该空气箱82也是通过一个螺线管操作的压力控制阀84与空气压力源48连接。通过阀门84的控制，能够适当计节空气缸80和空气箱82内的空气压力Pb。空气压力Pb由一空气压力传感器86检测并被调节到这样程度，使相当于四个空气缸80内空气压力的力能够抵销滑板20和上模18的总重量。设有空气压力传感器86用来检测空气压力(表压)Pbg。空气压力Pb是由大气压力Pt加上表压Pbg计算出来的。四个平衡空气缸80的压力室都连接到一个公用的空气箱82上。

压力机10是由图3所示的控制器90控制的。控制器90适宜用来接受空气压力传感器50、86、76、液压传感器38、旋转编码器59和应变片61的输出信号，这些信号分别表示空气压力Pag、Pbg、Pcg、液压Ps、相对距离“h”和负荷值Foi。控制器90是由一台包括有一个中央处理单元(CPU)、一个随机存取存储器(RAM)、一个只读存储器(ROM)、一个输入/输出接口电路、和模拟数字转换器(A/D)在内的微型计算机构成。CPU用来按照存储在ROM内的控制程序处理各种信号，同时利用RAM的暂时数据存储功能，借以控制压力控制阀46、84、74和关闭阀36，并将驱动信号送给泵34和伺服电动机60。虽然图3只示出伺服电动机60、应变仪61、压力控制阀74和空气压力传感器76用的一片或一个单元，但控制器90是适宜用来控制设在压力机10上的所有四片的。

在控制器90上还连接着一块操作工用的控制板92、一个发送器/接收器(收发器)94、一个周围温度传感器98和一个大气压力传感器99。操作工用的控制板92具有上述各种用来指示空气压力和液压的指示器和显示器，及用来送入、设定或改变各种数据或参数的各种链、开关或其他控制装置。设有发送器/接收器94以便从附着在冲头12上的识别卡(ID卡)96(图1)读出模具组的信息，并将模具组的信息发送给控制器90。模具组的信息表明压力机10上所用模具组12、18、30的规格。存储模具组信息的ID卡96有一内藏电池并具备数据发送功能。发送器/接收器94将一个呼叫信号发送给ID卡96，请求它发送模具组的信息。周围温度传感器98检测压力机10附近的周围温度或室内温度“t”，而大气压力传感器99则检测大气压力Pt。这两个传感器90、99用作检测压力机10操作环境的物理值的装置。

控制器90还可用来接收上述负荷测量器100的输出信号。如图4所示，将负荷测量器100装在压力机10上，而不将冲头12、上模18和压力环30装在压力机10上。如下所述在模拟冲压操作的期间内负荷测量器100被用来测量在压力机10本身部分上的负荷值。测量器100有一固定在支撑台面14上而具有矩形盒状构造的定位件102，及一收容在定位件102内的测量件106。该测量件106可在垂直方向上移动，并具有多个从其底边伸出的感测销104。感测销104被配置得与各缓冲销24对齐。在定位件102上开有多个孔眼108可供各该缓冲销24穿过而延伸。测量件106停留在穿过贯通孔26和孔眼108而伸出的缓冲销24上，以致感测销104与各相应的缓冲销24的顶端面对面地接触。定位件102还具有四个从矩开盒四角向上突起的感测杆110。在另一方面，测量件106具有四个从上表面向上突起的感测元件112，设在压力机10上进行拉伸操作的区域靠近四角的地方。四个感测杆110和四个感测元件都各设有成套的应变片114、116。在适当选出的一些上述的感测销104上也各设有成套的应变片118。应变片114、116、118都连接到一个动态应变检测器120上，再连接到控制器90上。动态应变检测器120具有放大器的功能，并能调节到其零点。

每一套应变片114、116、118都各包括四个粘附在每一个感测杆110、感测元件112或感测销104的四个侧面上的应变片。每一套的四个应变片都连接在一起形成一个桥式电路。

控制器90按照存储在ROM中的控制程序完成图5的方块图中所示的那些功能。如图5所示，控制器90包括有一个用来存储表明压力机10规格的机械信息的机械数据存储器130，和一个用来存储从ID卡96发送如上所述通过发送器/接收器94而来的模具组信息的模具组数据存储器132。机械信息和模具组信息被用来确定空气压力值Pa、Pb、液压Ps，和相对距离“h”，从而可以保证能够应用这个模具组12、18、30在这个压力机10上进行最佳的冲压式拉伸操作。作为例子，机械信息和模具组信息可包括下列信息：〔机械信息〕

(a)缓冲垫28的重量Wa

(b)缓冲销24的平均重量Wp

(c)滑板20的重量Ws

(d)空气缸42的接受压力的面积Aa

(e)四个空气缸80的总的接受压力的面积Ab

(f)液压缸32的平均的接受压力的面积As

(g)液压缸32所用工作液的体积的弹性模数K

(h)液压缸32的活塞的平均行程Xav

(i)包括液压缸32在内的液压回路内的液体的总体积V

(j)暂定的h-Ffi特性关系式(Ffi＝a·h)〔模具组信息〕

(1)压力环30的重量Wr

(2)上模18的重量Wu

(3)最佳局部成形力Ffoi

(4)缓冲销24的数目“n”

(5)金属带49的最佳张力T₀

(6)在上模18和压力环30之间的金属带49的标准滑动阻力

(7)标准的周围温度t₀

(8)计算补偿值Δμ用的等式(8)

等式(8)将在下面说明。需要注意的是模具组信息还可包括：表明所用特定模具组的数据，该数据根据所生产的产品而异；表明采用该冲压产品的车辆的型式的数据；表明装用该模具组的压力机10的型式的数据；以及表明该产品从坯料49生产出来的过程的数据。

缓冲垫28的重量Wa为缓冲垫28的实际重量减去施加在其上的滑动阻力。这个重量值Wa可用如图4那样装在压力机10上的负荷测量器100求得。详细地说，该重量值Wa可从Fs-Pa的关系式中求得，而该关系式是在改变空气压力Pa时测量坯料夹持力Fs求得的。为了测量期望被产生在单作用压力机10上的坯料夹持力Fs，可将定位件102和测量件106装在压力机10上，而不将冲头12、压力环30和上模18装在压力机10上。在测量时，使滑板20下降到其下冲程端。在滑板20向下运动时，滑板20的底面被迫与测量件106上的感测元件112接触，从而使测量件106克服缓冲空气缸42的上浮力而向下移动。在测量件106向下运动时，作用在四个感测元件112上的负荷由应变片116检测。在滑板20到达其下冲程端之前，测量件106就与定位件102面对面地接触，这时由应变片116检测出来的负荷值由于压力机10的刚性结构会突然上升。

图6的线图示出由设在四个感测元件中一个上的应变片116检测出来的局部负荷值的变化情况。在该线圈中，“Fsi”代表坯料夹持力Fs的一个相应于所说感测元件112的局部值。与此相似，“Ffi”代表拉伸金属带49用的成形力Ff的一个局部值，而“Fpi”代表冲压力Fp的一个局部值。局部冲压力值Fpi等于局部坯料夹持力值Fsi与局部成形力值Ffi之和。即，总的冲压力Fp等于总的坯料夹持力Fs与总的成形力Ff之和。测量件106和定位件102比通常在压力机10上使用的模具组12、18、30具有更大的刚性。

图7的线图示出空气缸42的空气压力Pa与总的坯料夹持力Fs之间的关系，其时总的坯料夹持力Fs等于相应于四个感测元件112的四个局部值Fsi之和。缓冲垫28的重量是根据可从Pa-Fs关系图上得出的负荷值Fx计算出来的。更具体点说，重量Wa是将测量件10b(包括感测销104和感测元件112)和缓冲销24的总重从负荷值Fx中减除计算出来的。这样得到的重量Wa不同于并且小于缓冲垫28的实际重量，其差额的大小取决于各种因素如导轨40和活塞43的滑动阻力值、空气缸42的空气泄漏程度和空气压力传感器50的检测误差。因此，所得重量Wa特别适用于在其上使用并操作负荷测量器100的压力机10的特殊情况。

重量Wp为在压力机10上使用的多个缓冲销24的重量的平均值。重量Ws等于滑板20的实际重量减掉滑板20对导轨的滑动阻力值。为了求得重量Ws，在滑板20向下运动时用各该应变片61分别检测出各个局部的负荷值，并在空气缸内的空气压力Pb连续改变时，同时测出四个柱塞22的四个局部负荷值并求得其总负荷值。正象缓冲垫28的重量Wa那样，滑板20的重量Ws可从在总负荷Fo和空气压力Pb之间得到的特性关系图上求出。缓冲空气缸42的接受压力的面积Aa为一可以反映气缸42的空气泄漏影响的值。例如，面积Aa应与一条能代表坯料夹持力Fs(四个局部负荷值Fsi之和)和空气压力Pa之间关系的直线的斜度相当。当设有多个空气缸42时，面积Aa应为所有空气缸42的总的接受压力的面积。如同接受压力的面积Aa那样，四个空气缸80的总的接受压力的面积Ab可从F0-Pb的特性关系图上求得。而平衡液压缸32的平均接受压力的面积As可从坯料夹持力Fa和液压Ps之间的Fs-Ps特性关系图上求得，其时液压Ps，举例说，可在图7的Fs-Pa特性关系图求得时用液压传感器38检测出来。

工作液的体积的弹性模数K是根据所用油的特性来确定的。液压缸32的活塞的平均行程Xav为在滑板20抵达其下冲程端时液压缸32内的活塞从上冲程端向下运行距离的平均值。平均行程Xav是这样确定的使坯料夹持力Fs能均匀地通过所有与压力环30对接的缓冲销24施加到压力环30上。更具体点说，平均行程Xav划这样确定的，即使存在着缓冲销24长度尺寸的变化和缓中垫28的倾斜，当滑板20到达其下冲程端时所有液压缸32的活塞均能从其上冲程端被各自的缓冲销24压下，而没有一个活塞被缓冲销24压下到其下冲程端。平均行程Xav可通过一个实验获得，或根据缓冲销24的测出的长度变化及液压缸活塞的最大冲程来确定。体积V为在与液压缸32连结的液压回路的一部分内所存在的液体的总体积，该部分包括液压缸32的压力室并以一个止回阀39(图1)为界。体积V为当所有液压缸32的活塞均在其上冲程端时的值。

暂定的h-Ffi特性关系式(i＝1，2，3，4)为当柱塞22抵达其下冲程端时在距离“h”与局部成形力Ffi之间的关系式(Ffi＝a·h)。这个h-Ffi关系式是在相对距离“h”采取不同值时，测量局部成形力Ffi(当适当的柱塞22抵达下冲程端时)而得到的。所得到的暂定的h-Ffi关系式可反映出压力机10的刚度。Ffi值的测量应在空气缸80的空气压力Pb调节以后进行，其对由空气缸80产生的上升力能够抵销滑板20和上模18的总重。暂定的h-Ffi特性关系式的一个例子在图8的线图中用一点链线示出，其中当成形力Ffi为零时相对距离“h”的最大值被用作基准点。对四个柱塞22(四个模具高度调节机构52)中的每一个都要得出这样一个h-Ffi关系式。总的成形力Ff为相应于四个柱塞22的四个局部成形力Ffi之和。要注意的是四个具有应变片116的感测元件112基本上都与各自的柱塞22对齐。

下面将说明存储在模具组存储器132内的模具组信息的各个项目。

压力环30的重量Wr和上模18的重量Wu都是从制造出来的压力环30和上模18实际测量而得的值。最佳局部成形力Ffoi(i＝1，2，3，4)都是用反复试验改错的程序求得的，其中适宜完成所需拉伸操作的最佳局部成形力Ffoi是用尝试的试验操作或装有压力环30、上模18和冲头12的试验压力机来确定的。在力Ffoi中并不包括由于压力机连结零件的滑动阻力值的影响而需增加的部分。当试验压力机与图1和2所示的相似时，举例说，可调节空气压力Pb使滑板20由于柱塞22而被降下时，滑板20和上模18的总重能被平衡空气缸80所产生的上升力抵销。最佳局部成形力Ffoi是在调节好的空气压力Pb下进行试验拉伸操作时用应变片61检测出来的。如同应变片116那样，应变片61也有一个如图6所示的波状输出。局部成形力Ffoi就可根据这个波状来确定。最佳总成形力Ffo为相应于四个柱塞22的四个最佳局部成形力值Ffoi之和。缓冲销24的数目“n”是根据压力环30的尺寸和形状，通过实验确定的，以便在拉伸坯料49时能够获得满意的产品。

当最佳局部成形力Ffoi是用不同的相对距离“h”通过试验冲压操作确定时，可通过操作工的控制板92输入适当的数据。调节空气缸42的空气压力Pa和液压缸32的液压Ps。即，按照图5所示的Pax计算块134和Pa调节块136调节空气压力Pa，以便建立能适合压力机10的特定操作环境如特定的室温或周围温度t的最佳坯料夹持力Fso。那就是说，空气压力Pa应调节到使拉伸操作能以按照图5的Fso计算块128算出的坯料夹持力Fso来进行拉伸操作。另外，按照图5所示的P0、P1计算块138和Ps调节块140调节液压缸32的液压Ps，使坯料夹持力Fs能均匀地分布在缓冲销24上。平衡空气缸80的空气压力Pb也可按照图5的Pbx计算块142和Pb调节块144进行调节。

金属带49的最佳张力T0和标准滑动阻力、压力机10的标准周围温度t0以及计算补偿值Δμ的等式被用来按照下列等式(2)计算最佳坯料夹持力Fso，使最佳坯料夹持力Fso能随周围温度“t”而改变。

Fso＝T₀/(μ₀＋Δμ)……(2)

最佳张力T₀是在坯料或金属带49进行拉伸操作时所产生但不会在拉伸金属带49所得产品上造成起褶、裂纹或变形的张力。对每一个所用的模具组(12、18、30)都需根据金属带49的厚度和材料及模具组的形状确定最佳张力T₀。最佳张力T₀虽然可用理论公式求出，但它也可用最佳坯料夹持力Fso乘上金属带49的滑动阻力μ计算出来。为了取得满意产品而使用的最佳坯料夹持力可通过试验拉伸操作求得，试验时采用各种不同的坯料夹持力。金属带49的滑动阻力μ可根据金属片49的表面粗糙度、在金属片49上是否存在镀层、镀层的种类、粘附在金属片49上的油的成分和数量、以及在上模18上是否存在珠粒19、珠粒19的尺寸等按照理论公式或通过实验求得。滑动阻力μ会随由于周围温度或室温“t”的改变而引起的金属片49表面上油的汽化量的改变而变化。有鉴于这个事实，在周围温度为“t”时的滑动阻力μ常被计算为在标准周围温度t₀时的标准滑动阻力值μ₀再加上补偿值Δμ。补偿值可根据实际周围温度“t”和“标准周围温度t₀之间的Δt按照下列等式(3)计算。

Δμ＝a₁·Δt^b1……(3)

其中，a₁和b₁为通过实验预先确定的常数。

再回过来参阅图5的方块图，其中用各个功能块示出控制器90的各种功能，并示出完成各该功能所相应采用的各种装置。

Fso计算块128是用来计算最佳坯料夹持力Fso以便用金属片49的最佳张力T₀完成拉伸操作，所采用的根据是：最佳张力T₀、标准滑动阻力μ₀、标准周围温度t₀以及用来计算补偿值Δμ的上述等式(3)，这些都存储在模具组数据存储器132内；还有周围温度“t”，这是可用周围温度传感器98测出的。于是，在实际周围温度“t”与标准温度t₀之间的温差Δt首先可以求出，接着可以按照上述等式(3)算出补偿值Δμ。最后便可根据最佳张力T₀、标准滑动阻力μ₀和补偿值Δμ，按照上述等式(2)算出最佳坯料夹持力Fso。

不言而喻，最佳坯料夹持力Fso只是压力机最佳操作条件中的一个，并且Fso计算块相当于根据实际周围温度“t”用来计算最佳坯料夹持力Fso的条件计算装置，而存储上述等式(3)、最佳张力T₀、标准滑动阻力μ₀和周围温度t₀的模具组数据存储器132则相当于用来存储表明最佳操作条件(最佳坯料夹持力)与物理值(限定压力机操作环境的周围温度t和滑动阻力μ)之间关系数据的关系式存储装置。

坯料夹持力Fso也可根据测出的周围温度“t”用其他方法求得。例如，坯料49的滑动阻力μ可根据测出的周围温度“t”按照一个函数μ＝f₁(t)直接算出而不应用标准滑动阻力μ₀。最佳坯料夹持力Fso还可用在标准夹持力值Fsn上添加一个补偿值ΔFs来算出，而ΔFs则根据温度Δt按照一个函数ΔFs＝f₂(Δt)来算出。作为替代办法，最佳坯料夹持力Fso并可根据测出的周围温度“t”按照一个函数Fso＝f₃(t)来算出。

Pax计算块134是用来计算最佳空气压力Pax以便产生最佳坯料夹持力(用Fso计算块128算出)的，计算是根据存储在机械数据存储器130和模具组数据存储器132内的机械信息和模具组信息按照下列等式(4)进行的。

Pax＝(Fso＋Wa＋Wr＋n·Wp)/Aa……(4)

Pa调节块136用来控制由螺线管操作的压力控制阀46，所依赖的根据是当压力机10静止时由空气压力传感器50测出的空气箱44内的空气压力Pag，以及由大气压力传感器99测出的大气压力Pt。即，压力控制阀46是这样控制的，使测出的空气压力Pag和大气压力Pt之和(Pag＋Pt)等于按照Pax计算块134算出的最佳空气压力Pax。

当空气压力Pa这样调节好时，根据周围温度“t”按照Fso计算块128算出的最佳坯料夹持力Fso便可用来施加压力环30和坯料49上，从而坯料49可被拉伸成为具有高质量的满意产品，不管周围温度“t”如何变化。

不言而喻，压力控制阀46构成用来调节作为压力机10操作条件之一的坯料夹持力的条件调节装置。另外，根据周围温度“t”用调节空气压力Pa来得到最佳坯料夹持力从而调节坯料夹持力的方法相当于调节压力机操作条件的一个步骤，并且周围温度“t”为表明压力机10操作环境一部分的一个物理值，而坯料夹持力Fs则为压力机操作条件中的一个。

如上所述，根据大气压力Pt将空气压力Pa调节到最佳水平Pax。那就是说，将空气压力保持在最佳水平Pax，不管大气压力如何变化，从而拉伸操作能用最佳坯料夹持力进行，这样便可保证所得产品具有所需质量。还需理解的是，根据大气压力Pt调节空气压力Pa的方法相当于调节压力机10操作条件的一个步骤，并且大气压力Pt为表明压力机操作环境一部分的一个物理量，而空气压力Pa为压力机操作条件中的一个。

按照Pa调节块136调节空气压力Pa的工作通常对每一件坯料49上每一个冲压或拉伸循环都要进行。但是，大气压力Pt并不需要为每一个拉伸循环进行检测。例如，在一系列拉伸循环开始时测得的大气压力Pt可以用在所有拉伸循环上，或者可按照一个合适的时间间隔进行检测，或者一个预定数目的拉伸循环完成时才检测一次。计算最佳坯料夹持力Fso所需依靠的周围温度“t”可以每隔一个预定的时间间隔才检测一次或在一个预定数目的拉伸循环完成后才检测一次。作为替代办法，计算可在预定的条件满足时才进行修正，例如，检测出的周围温度“t”的变化超过一个预定的数量或跑到一个预定的许可范围之外时。

在本实施例中，最佳空气压力Pax是按照Pax计算块134计算出来的，并且空气压力Pa是按照Pa调节块调节到算出的最佳水平Pax上的，因此最佳坯料夹持力Fso可以建立起来。但是，最佳空气压力Pax也可按照下列步骤求得：定好滑板20的位置使坯料夹持力被缓冲空气缸42施加在压力环30上而在上模18的向下运动下，压力环30只是从其初始或原来的位置略微下降；根据相应于四个柱塞22的四套应变片61所代表的总负荷Fo检测实际的坯料夹持力Fs；以及控制压力控制阀借以调节空气压力Pa使检测出的实际坯料夹持力Fs等于最佳值Fso。由于在坯料夹持力Fs和空气压力Pa之间存在着一定的关系如图7的线图所示，为了得到最佳的空气压力Pax需用压力控制阀46(条件调节手段)改变或调节空气压力Pa的数量可根据由应变片61测出的实际坯料夹持力Fs并按照上述关系来确定，使空气压力Pa被调节到最佳值Pax便可得到最佳的坯料夹持力Fso。空气压力Pa能用连续改变空气压力Pa一直到测出的实际坯料夹持力Fs等于最佳值Fso的方法来调节到最佳水平。在这种情况下空气压力是根据应变片61的输出(根据测出的实际坯料夹持力Fs)来调节的，在调节空气压力Pa时并不需要机械信息和模具组信息。在平衡空气缸80内的空气压力Pb是这样调节的使由空气缸80产生的上升力能够抵销滑块20和上模18的总重，因此当滑板20在其上冲程端时由应变片61测出的坯料夹持力Fs可以为零。

在本实施例中，空气压力Pa可用被形式为Pax计算块134和Pa调节块136自动控制的压力控制阀46自动调节。空气压力Pa也可由压力机10的操作工手动调节到最佳水平Pax，只要拨动操作工控制板92上适当的开关就可以了，在该控制板92上设有开关可在板上显示实际空气压力Pa和按照Pax计算块134算出的最佳空气压力Pax。还有控制压力控制阀46用的开关。在这种情况下，操作工操作压力控制阀46使显示的实际空气压力Pa等于显示的最佳水平Pax。作为替代方法，可将根据空气压力Pa按照上述等式(4)算出的坯料夹持力Fs及按照Pso计算块128算出的最佳坯料夹持力Fso同时显示在操作工的控制板92上，以便操作工操作压力控制阀46使显示的坯料夹持力Fs等于显示的最佳值Fso。按照等式(4)算出的坯料夹持力Fs也可用被四套应变片61的输出代表着的总负荷Fo来代替，其时压力环30由于上模18的向下运动被略微压下。在这种情况下，可将总负荷Fo作为坯料夹持力Fs显示在操作工的控制板92上。

P₀、P₁计算块138是用来计算液压缸32的最佳初始液压P₀和最佳最后液压P的，计算是根据存储在机械数据存储器130中的机械信息、存储在模具组数据存储器132中的模具组信息、和按照Pso计算块128算出的最佳坯料夹持力Fso并分别按照下列等式(5)和(6)进行的：

Xav＝(Fso－n·As·P₀)V/n²·As²·K……(5)

Fso＋Wr＋n·Wp＝n·As·P₁……(6)

最佳初始液压P₀是当上模18还没有和压力环30加压接触时使最佳坯料夹持力Fso能基本上均匀地通过所有缓冲销24施加到压力环30上而使用的压力。而最佳最后液压P₁是当上模18和压力环30加压接触时使用的类似压力。Ps调节块140是用来控制泵34和关闭阀36的，以便使由液压传感器38测出的液压Ps的初始值等于上述算出的最佳初始液压P₀。将液压Ps这样调节到最佳初始值P₀后，在理论上就可能在压力环30与上模18加压接触的拉伸操作中使所有液压缸32的活塞下降一个平均运行距离Xav，并使最佳坯料夹持力Fso基本上均匀地通过所有缓冲销24施加到压力环30上。但是，由于在包括液压缸32在内的液压回路中可能存在着空气，它会使工作液的体积的弹性模数K发生变化，因此最佳初始液压不一定足够准确。在鉴于这个缺点，Ps调节块140便被做成在试验冲压操作中可以读出液压Ps，然后调节这个曾一度调节到初始值P₀的液压Ps，使它基本上等于也是按照P₀、P₁计算块138算出的最佳最后液压P₁。如果在试验冲压操作中实际测出的液压Ps高于最佳最后值P₁，那么有些缓冲销24就不会与压力环30对接，以致最佳坯料夹持力Fso只是通过其他缓冲销24施加到压力环30上。在这种情况下，须降低初始液压P₀使缓冲销24上升以便所有缓冲销24都可与压力环30接触。如果实际液压Ps低于最佳最后值P₁，那么某些液压缸32的活塞会一降到底，一部分坯料夹持力Fso将直接通过与落底活塞相应的缓冲垫28和缓冲销24作用到压力环30上。在这种情况下，须将初始液压P₀提高以免某些液压缸32的活塞落底。这样调节的初始和最后的压力值P₀和P₁被存储在机械数据存储器130中。

Pbx调节块142是用来计算空气缸80的最佳空气压力Pbx以便产生足以抵销滑板20和上模18的总重的上升力，计算是根据机械信息和模具组信息并按照下列等式(7)进行的。

Pbx＝(Wu＋Ws)/Ab……(7)

Pb调节块144是用来控制由螺线管操作的压力控制阀84的，其根据为由空气压力传感器84测出的空气箱82内的空气压力Pbg，及由大气压力传感器99测出的大气压力Pt。即，压力控制阀84是这样控制的，使测出的空气压力Pbg和大气压力Pt之和(Pbg＋Pt)等于按照Pbx计算块142算出的最佳空气压力Pbx。将空气压力Pb这样调节后，便可在拉伸操作中，将模具组信息所规定的最佳局部成形力Ffoi施加到模具组12、18、30上，而不受滑板20和上模18的重量的影响。这样，空气压力Pb就可根据大气压力Pt调节到最佳水平Pbx上。那就是说，空气压力Pb可以保持在最佳水平Pbx上，不管大气压力Pt如何变化，从而拉伸操作可用最佳局部成形力Ffoi进行，以便生产出具有高质量的满意产品。

不用说得，根据大气压力Pt调节空气压力Pb也与调节压力机10操作条件的一个步骤相当，并且大气压力Pt为一表明压力机操作环境一部分的一个物理值，而空气压力Pb则是压力机10操作条件中的一个。

h调节块146是用来根据机械信息和模具组信息分别独立调节与四个模具高度调节机构有关的相对距离“h”的，以便用模具组信息所规定的最佳局部成形力Ffoi进行拉伸坯料49的操作。首先，当局部成形力Ffi为零时，根据在试验冲压操作中由应变片61测出的最佳局部成形力Ffi确定相对距离“h”的最大值或参考值h₀，在该试验操作中压力机10在操作时缓冲垫28被放在其最低位置上因此没有坯料夹持力Fs施加到压力环30上。然后，从图8的线图上用一点链线示出的暂定的h-Ffi特性关系线(Ffi＝a·h)得出为了承得上述最佳局部成形力Ffoi而须达到的相对距离h₁。于是以参考值h₀为基准，操作伺服电动机60将距离“h”调节到所得的值h₁。在这条件下进行试验冲压操作并根据应变片61的输出，测出实际的局部成形力Ff₁。由于暂定的h-Ffi特性关系线所根据的模具组具有比实际应用的模具组12、18、30更高的刚度，因此局部成形力Ff₁通常小于最佳局部成形力Ffoi。于是，相对距离“h”就变为按预定量Δh小于h₁的h₂，而其相应的成形力Ff₂可用上述与Ff₁相同的方式测出。最后，一条在图8中用实线示出的最后的h-Ffi特性关系线(Ffi＝b·h)就可根据h₁、h₂值和这样得出的力值Ff₁、Ff₂求出。为了取得最佳局部成形力Ffoi而需的相对距离h_x便可按照所得的最后的h-Ffi关系线确定，于是便可操作伺服电动机将距离“h”调节到确定的最佳值h_x。对四个模具高度调节机构52(各自与四个柱塞22对应)中的每一个都要进行上述那样确定最佳相对距离h_x并用伺服电动机60将相对距离“h”调节到确定值h_x的工作。如上所述局部相对距离“h”的调节可使坯料49的拉伸操作用模具组信息规定的最佳局部成形力Ffoi进行，不管各该压力机10是否具有不同的刚度。也可调节空气压力Pa，借以产生最佳坯料夹持力，使每一冲压力Ffi都等于(Ffi＋Fso/4)，这样来将局部相对距离“h”调节到最佳值h_x。

控制器90也可适宜用来调节液压气动缸66的空气室70内的空气压力Pc，使由相应于四个柱塞22的四组应变片61所测出的局部负荷值Foi不超过预定的上限值Foil(i＝1，2，3，4)。那就是说，由螺线管操作的压力控制阀74被控制来将空气压力Pc调节到一个最佳值Pcx。这个最佳值Pcx是根据超载保护液压缸62的接受压力的面积及液压气动缸66的油室和空气室68、70的接受压力的面积确定的，以便举例说，如果由于滑板20滑动阻力的增加而致有一超过上限Foli的负荷作用在液压缸62上时，缸66的活塞可向空气室70移动，从而可使工作液从液压缸62流到缸66的油室68内，并允许相应的柱塞22向滑板20作相对移动。这个空气压力Pc是由空气压力传感器76测得的空气压力Pcg和大气压力传感器99测得的大气压力相加而得到的。对于分别为四个柱塞22设置的四个液压气动缸66的空气压力Pc都进行这样的调节，而四个液压缸62压力值Pci的调节是分别独立进行的。将空气压力Pc这样调节后，就能保护压力机10和模具组12、18、30使它们免受由于超载而造成的损坏，不管当时的大气压力Pt是如何变化。

不用说得，根据大气压力Pt调节空气压力Pc相当于压力机10的操作条件调节的一个步骤，并且大气压力Pt为表明压力机操作环境一部分的一个物理值，而空气压力Pc则为压力机操作条件中的一个。

如上所述，装有按照本实施例构造的控制系统的压力机10能够自动计算操作条件的最佳值，如最佳初始空气压力Pa、Pb和液压Ps以及最佳相对距离“h”，这样就可用最佳坯料夹持力Fso和最佳局部成形力值Ffoi来进行冲压或拉伸操作，而可不管压力机从一台机械到另一台在刚度和滑动阻力上的变化和差异。最佳操作参数的自动计算是由控制器90按照存储在机械数据存储器130内的机械信息和存储在模具组数据存储器132内的模具组信息(通过发送器/接收器从ID卡96接收过来)作出的，这样，压力机10的控制系统就可消除或减少用反复试验改错的方法对压力机的操作条件进行惯用的麻烦的手动调节，并可在压力机的调试过程中减少操作工的负担，同时可以保证拉伸坯料49所得产品质量的高度稳定性。须注意的是，空气压力Pa、Pb、液压Ps和相对距离“h”并不需要严格地分别调节到最佳值Pax、Pbx、Po和h_x，而可调节到一个各自许可的最佳范围内以保证所要求的产品质量。

另外压力机10的控制系统还适宜用来根据周围温度或室温“t”来确定最佳坯料夹持力Fso，并调节空气压力Pa以便用不会使产品起褶、断裂或变形的最佳坯料夹持力Fso来进行拉伸操作。这种配置还可使坯料49具有最佳张力T₀，可以保证使产品具有一致的高质量，即使在周围温度“t”变化的情况下由于停留在坯料49上油量的改变会导致坯料49对上模18的滑动阻力的改变，也可做到不受影响。另外，由于压力控制阀4b能被自动控制来调节空气压力Pa从而建立起最佳坯料夹持力Fso，操作工的工作负担可以大量减少，在压力机10上的操作能够完全自动。

在本实施例中，大气压力Pt是由大气压力传感器99检测出来的，因此空气压力Pa、Pc、Pb可在由空气压力传感器50，76，86分别测得的空气压力(表压)Pag、Pcg、Pbg的基础上加上测得的大气压力Pt求得。这样得出的空气压力Pa、Pc、Pb被调节到最佳水平Pax、Pcx、Pbx，因此冲压操作就可用最佳空气压力Pax、Pcx、Pbx来进行，而可不受大气压力Pt变动的影响。即冲压操作能用最佳坯料夹持力Fso和最佳局部成形力Ffoi来进行，不会有由于超载而损坏压力机10和模具组12、18、30的危险，并可不管大气压力Pt的变化，从而坯料49能被拉伸生产出具有一致的高质量的满意产品。这些空气压力Fa、Pc、Pb都可自动调节，使操作工的工作负担显著减少并可能使拉伸操作完全自动化。

在上述实施例中，使坯料49具有最佳张力T₀的最佳坯料夹持力Fso是根据测得的周围温度“t”得出的，因此冲压操作总是可用最佳坯料夹持力Fso进行，不管由于周围温度“t”的变化而引起的坯料49的滑动阻力μ的变化。在这方面须注意的是，滑动阻力μ并随周围大气湿度的改变而变化。鉴于这一事实，因此考虑可以根据周围湿度来确定最佳坯料夹持力，周围湿度曾被检测作为表明压力机操作环境一部分的一个物理值。详细地说，是用湿度计或湿度传感器126替代周围温度传感器98如图9和10的方法图所示。湿度传感器126检测压力机10附近的周围湿度a。这样，这个传感器126便被用作检测一个能表明压力机操作环境一部分的物理值即周围湿度的装置。在图9和10的这个第二实施例中，模具组数据存储器132存储着作为模具组信息的标准周围湿度a₀代替原来的标准周围温度t₀，还存储着计算补偿值Δμ用的等式(8)代替原来的等式(3)。

Δμ＝a₀·Δa^b2……(8)

其中，a₂和b₂为通过实验、预先确定的常数。

如上所述，等式(8)被存储在模具组数据存储器132内。补偿值Δμ是根据实际周围湿度a和标准周围湿度a₀之间的湿度差Δa按照上述等式(8)计算出来的。而最佳坯料夹持力Fso是按照上述等式(2)计算出来的。

坯料夹持力Fso也可根据测得的周围湿度a求出。例如，坯料49的滑动阻力μ可根据测得的周围湿度a按照一个函数μ＝g₁(a)计算出来。最佳坯料夹持力Fso还可用在标准坯料夹持力值Fsn上添加一个补偿值ΔFs来算出，两ΔFs则根据湿度差Δa按照一个函数ΔFs＝g₂(Δa)来算出。作为替代办法，最佳坯料夹持力Fso并可根据测得的周围湿度a按照一个函数Fso＝g₃(a)来算出。另外，最佳坯料夹持力Fso还可同时根据分别由湿度和温度传感器126、98测得的周围湿度a和周围湿度“t”按照一些适用的函数如Δμ＝q₁(Δt，Δa)、μ＝q₂(t，a)、ΔFs＝q₃(Δt，Δα)及Fs＝q₄(t，a)。

接着参阅图11，其中示出按照本发明的第三实施例的双作用压力机150的一个例子。该压力机150也可适宜地用来完成形状为金属带或片171的坯料的拉伸操作，例如制成汽车的外壳板。该压力机150具有：一个在其上固定着下模152的支撑台面；一个载有压力板156并通过坏料夹持板159固定的外滑座160；和一个在其上固定着形状为冲头162的上模的内滑座164。外滑座160和内滑座164分别被四个外柱塞166和四个内柱塞168在垂直方向上来回带动。如图12所示，下模152包括有一个压力部分170，当金属片171被冲头162和下模152拉伸时，压力部分170与压力环156合作将坯料或金属片171的周边部分夹持在其间。下模152、压力环156和冲头162构成一个模具组，该模具组可拆除地装在压力机150上。

外柱塞166和内柱塞168均被在垂直方向上来回驱动并且相互间保持着一个受控制的时间关系，其驱动机构包括有驱动电动机、齿轮、曲轴、连结销和连杆，从图12可清楚看到，四个外柱塞166中的每一个都通过一个与机构52类似且曾在上面就单作用压力机10说明过的模具高度调节机构172连接到外滑座160上。机构172是由伺服电动机174操作用来调节相对距离h_a(在图12中示出)。调节的相对距离h_a由设在伺服电动机174上的旋转编码器174检测。当相对距离h_a增大时外滑座160对外柱塞下降。因此，当外柱塞166位在其下冲程端时，施加在压力环156上的坯料夹持力Fs可随相对距离h_a改变。对四个外柱塞中的每一个都设有模具高度调节机构172，因此与所有四个外柱塞166有关的相对距离都能被调节。四个外柱塞都设有各自的应变片组178用来检测作用在其上的局部负荷值Fai(i＝1，2，3，4)。更具体点说，局部负荷值Fai可根据应变片178的输出信号并按照预先确定的在输出信号和用上述负荷测量器实际测量的负荷值之间的关系来确定。这个关系可用一存储在控制器280的ROM内的数据映象来代表，这一点将在下面结合图14予以说明。

每一模具高度调节机构172都整体地连接到一个液压缸180的一个活塞182上。液压缸180的壳体就构筑在外滑座160内。液压缸180的压力室内充满着工作液并与液压气动缸184的油室186连通。缸184还有一个空气室188，与一空气箱190连通，并通过一个螺线管操作的压力控制阀200进接到一个空气压力源262上。在空气室188内的空气压力Pe根据要施加到压力环156上的坯料夹持力Fs由压力控制阀200控制。设有空气压力传感器202以便检测空气箱190内的空气压力(表压)Peg。空气室188内的空气压力Pe可由表压Peg加上大气压力传感器290(图14)测得的大气压力Pt求出。对四个外柱塞166(对四个模具高度调节机构172)中的每一个都设有液压缸180、液压气动缸184和空气箱190。四个液压气动缸184的空气室188内的空气压力都被调节。

外滑座160与装在压力机150机架196上的四个平衡空气缸216连接。每一空气缸216的压力室都与一个空气箱218连通，再通过一个螺线管操作的压力控制阀204连接到空气压力源262上。空气缸216的空气室内的空气压力Pd由压力控制阀204控制，使坯料夹持力Fs不受外滑座160和压力环156的重量的影响。设有空气压力传感器206以便检测空气箱218内的空气压力(表压)Pdg。空气缸216内的空气压力Pd可由表压Pdg加上大气压力Pt求得。四个空气缸216的压力室都连接到一个公用的空气箱218上。

如图13所示，四个内柱塞168中的每一个都通过一个类似机构172的模具高度调节机构240连接到内滑座164上，使得图中示出的相对距离h_b可用一伺服电动机242调节。相对距离h_b由一设在伺服电动机242上的旋转编号器244(图14)检测。当相对距离h_b增大时，内滑座164将对内柱塞168下降。因此，当内柱塞168位在其下冲程端时，施加在坯料171上的成形力Fs可随相对距离h_b改变。对四个内柱塞168中的每一个都设有模具调节机构240，因此与所有四个柱塞168有关的相对距离h_b都能被调节。四个内柱塞168都设有各自的应变片组246以便检测作用在其上的局部负荷值Fbi(i＝1，2，3，4)。即，局部负荷值Fbi可根据应变片246的输出信号并按照一个在输出信号和由负荷测量器100实际测量的负荷值之间预先确定的关系来确定。这个关系也可用存储在控制器280内的数据映象来代表。

每一模具高度调节机构240都整体地连接到一个超载保护液压缸248的一个活塞上。液压缸248的壳体就构筑在内滑座164内。液压缸248的压力室充满着工作液并与一个液压气动缸252的一个油室254连通。该缸252还有一个空气室256与一空气箱258连通，再通过一个螺线管操作的压力控制阀260连接到一个空气压力源262上。在空气室256和空气箱258内的空气压力Pg是由压力控制阀260控制的。设有空气压力传感器264以便检测空气压力(表压)Pgg。在空气室256内的空气压力Pg可由表压Pgg加上大气压Pt求得。空气压力Pg根据压力机150的冲压能力来调节，使当超载作用在液压缸248上时，液压气动缸252的活塞能向空气室256移动，这样模具高度调节机构240和内滑座164就可相向移动，从而可以保护压力机150和模具组(152、156、162)使它们免受超载造成的损坏。对四个内柱塞168(四个模具高度调节机构)中的每一个都设有液压缸248、液压气动缸252和空气箱258，并且在每一个空气缸252内的空气压力Pg都被调节如同上述。

内滑座164与四个装在机架196上的平衡空气缸266连接。每一空气缸266都与一个空气箱268连通，该箱又通过一个螺线管操作的压力控制阀270连接到空气压力源262上。在空气缸266的压力室内和在空气箱内的空气压力Pf由压力控制阀270调节，目的是使成形力Ff不被内滑座164和冲头162的重量所影响。设有空气压力传感器272以便检测空气压力(表压)Pfg。在空气缸266内的空气压力Pf可由表压Pfg加上大气压力求得。四个空气缸266的压力室都连接到一个公用的空气箱268内。

压力机150是由图14所示的控制器280控制的。控制器280适宜用来接收空气压力传感器202、206、264、272、旋转编码器176、244和应变片178、246的输出信号这些信号分别代表空气压力Peg、Pdg、Pgg、Pfg、相对距离h_a、h_b和局部负荷值Fai、Fbi。控制器280控制压力控制阀200、204、260、270和伺服电动机174、242。控制器280为一微型计算机，该机包括有一个中央处理单元(CPU)、一个随机存取存储器(RAM)、一个只读存储器(ROM)和一个输入输出接口电路。CPU用来按照存储在ROM内的控制程序完成数据处理的操作，同时利用RAM的暂时数据存储功能。虽然图14只示出伺服电动机174、242、应变片178、246、压力控制阀200、260和空气压力传感器202、264用的一片或一个单元，但实际上对这些元件中的每一个都设有四片或四个单元，而控制器280控制着所有的四片或四个单元。

在控制器280上还连接着：一块操作工用的控制板280，其上设有各种显示器开关和其他控制装置，用来显示各种参数如空气压力值，及用来设定或改变参数或送入适用的数据；一个用来从ID卡306(图11)上接收模具组信息的发送器/接收器104，ID卡可附着在下模152上；一个用来检测压力机150附近的周围温度“t”的温度传感器284；和一个用来检测大气压力Pt的大气压力传感器290。如需要还可在控制器280上连接负荷测量器100。周围温度传感器284和大气压力传感器290被认为用作检测表明压力机150操作环境一部分的物理值的装置。当应用负荷测量器100时，可将该器装在压力机150上替代下模152、压力环156和冲头162，这时间隔块用螺栓固定在柱110上，如图15所示。作用在外滑座160上的负荷，即坯料夹持力Fs由应变片114检测，而作用在内滑座164上的负荷，即成形力Ff则由应变片116检测。

控制器280适宜用来按照存储在ROM中的控制程序完成图16的方块图中所示的那些功能。为此，控制器280包括有一个用来存储表明压力机150规格的机械信息的机构数据存储器310，和一个用来存储通过发送器/接收器304从ID卡306接受的模具组信息的模具组数据存储器312。机械信息和模具组信息为确定空气压力Pd、Pe、Pf和相对距离h_a、h_b以便使压力机150能在最佳操作条件下完成拉伸操作所必需。机载信息和模具组信息包括下列数据〔机械信息〕

(a)空气缸188的活塞的行程Y

(b)液压缸180的接受压力的面积A_x

(c)液压气动缸184的油室186的接受压力的面积A_y

(d)液压气动缸184的空气室188的接受压力的面积A_z

(e)空气箱190的体积Ve

(f)外滑座160和坯料夹持板158的总重Wos

(g)内滑座164的重量Wis

(h)四个空气缸216的总的接受压力的面积Ad

(i)四个空气缸266的总的接受压力的面积Af

(j)暂定的h_a-Fsi关系式(Fsi＝c·ha＋d)

(k)暂定的h_b-Fsi关系式(Ffi＝e·hb)〔模具组信息〕

(1)压力环156的重量Wr

(2)冲头162的重量Wr

(3)最佳局部成形力Ffoi

(4)最佳张力T₀

(5)标准滑动阻力μ₀

(6)标准周围温度t₀

(7)计算补偿值Δμ用的等式

需要注意的是模具组信息还可包括：表明所用特定模具组的数据，该数据随着采用该压力机150产品的车辆的型式而异；装用该模具组的压力机的型式；以及生产该产品的过程。

对连接到外滑座160上的四个外柱塞166中的每一个都要得到行程Y、接受压力的面积Ax、Ay、Az和体积Ve的数据。行程Y为液压缸184的活塞从其下冲程端向空气室188运行的距离。行程Y是由实验确定的，以便能够根据空气压力Pe将最佳坯料夹持力施加到压力环156上。接受压力的面积Ax、Ay、Az为按照液压缸180、184的操作特性而确定的有效面积，它们可反映滑动阻力和液体泄漏的影响。体积Ve包括液压气动缸184的空气室188的体积，该数据并能根据空气压力Pe随着缸184内活塞的运行距离而变化的关系来求得。

外滑座160和坯料夹持板158的总重Wos为实际的总重减去外滑座160的滑动阻力。如同第一实施例中滑板20的重量Ws那样，总重值Wos可从Fa-Pd的关系式中求得，而该关系式是当外滑座160下降而改变空气缸216内的空气压力Pd时测量总负荷Fa而得到的。总负荷Fa为由应变片178测得的四个局部负荷值之和。重量Wos可用外滑座160和坯料夹持板158的实际总重及外滑座160的滑动阻力值之和来代替。内滑座164的重量Wis可用上述用于重量Wos的同一方式从Fb-Pf的关系式中求得。

四个空气缸216的总的接受压力的面积Ad可反映出各个缸216的空气泄漏的影响。Fa-Pd关系线的斜度与总的接受压力的面积Ad相当。四个空气缸266的总的接受压力的面积Af可反映出各个缸226的空气泄漏的影响。Fa-Pf关系线的斜度与总的接受压力的面积Af相当。

h_a-Fsi关系式(i＝1，2，3，4)为当适当的外柱塞166抵达下冲程端时在相对距离h_a与局部坯料夹持力Fsi之间的关系式(Fsi＝c·h_a＋d)。这个关系式是在相对距离h_a采取不同值时用应变片178检测局部坯料夹持力值Fsi(当柱塞160抵达下冲程端时)而得到的。局部坯料夹持力值Fsi可反映出压力机150的刚度。对应于四个外柱塞166的局部坯料夹持力值Fsi的检测应在空气缸216的空气压力Pd调节以后进行，以便由空气缸216产生的上升力能够抵销外滑座160和坯料夹持板158的总重。由于每个局部坯料夹持力值Fsi随着空气压力Pe而变，在设定Fsi-h_a关系式时就与空气压力连系起来如图17的线圈所示。为了得到暂定的h_a-Fsi关系式，当局部坯料夹持力值为零时相对距离的最大值h_a0被用作基准点。对四个外柱塞166(四个模具高度调节机构172)中的每一个都要得出这样一个暂定的h_a-Fsi关系式。总的坯料夹持力Fs为四个单个柱塞166的局部负荷值Fsi之和。四个立杆110基本上与各外柱塞166对齐。h_a-Fsi关系式也可用附着在外柱塞166上的应变片178求出。

暂定的h_b-Ffi关系式(i＝1，2，3，4)为当内柱塞168抵达下冲程端时在相对距离h_b与局部成形力Ffi之间的关系式(Ffi＝e·h)。这个关系式是用与第一实施例中h-Ffi关系式(Ffi＝a·h)相同的方式得出的。即当柱塞168抵达下冲程端时在相对距离hb采取不同值的条件下用应变片246检测与四个内柱塞168对应的局部成形力值。这些局部成形力值Ffi可反映在出压力机150的刚度。这些力值Ffi的检测应在空气缸266的空气压力Pf调节以后进行，以便由空气缸266产生的上升力能够抵销内滑座164的重量。对四个内柱塞168(四个模具高度调节机构240)中的每一个都要得出这样一个暂定的h_b-Ffi关系式。总决的成形力Ff为四个单个柱塞168的局部成形力值之和。四个感测元件112基本上分别与四个内柱塞168对齐。暂定的h_b-Ffi关系式也可用附着在内柱塞168上的应变片246求出。

下面将说明从ID卡306接收并存储在模具组数据存储器312内的模具组信息的各个项目。

压力环156的重量Wr和冲头162的重量Wq都是从制造出来的压力环156和冲头162实际测量而得的值。局部成形力值Ffoi(i＝1，2，3，4)是用反复试验改错的程序求得的，其中适宜完成所需拉伸操作的最佳局部成形力是用尝试的试验操作或装有压力环156、下模152和冲头162的试验压力机来确定的。最佳局部成形力值Ffoi并不包括由于模具组156、152、162的重量和压力机连结零件的滑动阻力的影响而需增加的部分。当试验压力机与图11所示的相似时，可调节空气压力Pf使外滑座164由于内柱塞168而被降下时，内滑座164和冲头162的总重能被空气缸266所产生的上升力抵销。局部负荷值Fbi是在调节好的空气压力Pf下进行试验拉伸操作时用应变片246检测出来的。最佳局部成形力值Ffoi是在测出的局部负荷值Fbi的基础上得出的。这样，相应于四个内柱塞168的最佳局部成形力值Ffoi便可得出。最佳总成形力Ffo为四个局部成形力值Ffoi之和。

当最佳局部成形力Ffoi是用不同的相对距离“h_b”通过试验冲压操作确定时，可通过操作工的控制板282送入适当的数据，调节空气缸184的空气压力Pe和相对距离“h_a”。即，按照图16所示的Pax计算块318和Pe计节块320调节空气压力Pe，以便建立能适合压力机150的特定操作环境如特定的室温或周围温度“t”的最佳坯料夹持力Fso。那就是说，空气压力Pe应调节到使拉伸操作能以按照图16的Fso计算块286算出的坯料夹持力Fso来进行拉伸操作。另外，按照图16所示的P₀、P₁计算块138和Pdx计算块314和Pd调节块316调节平衡空气缸216的空气压力Pd，使外滑座160、坯料夹持板158和压力环156的总重能够被空气缸216所产生的上升力抵销。空气缸266的空气压力也可按照图16的Pfx计算块326和Pf调节块328进行调节。

金属带171的最佳张力T₀和标准滑动阻力μ₀、压力机150的标准周围温度t₀以及计算补偿值Δμ的等式被用来按照上述等式(2)计算最佳坯料夹持力Fso，使最佳坯料夹持力Fso能随周围温度“t”而变。最佳值和标准值T₀、μ₀、t₀以及计算Δμ用的等式是用实验或模拟或用合适的公式来确定的，如同上面对第一实施例说过的那样。

回过来参阅图16的方块图，其中用各个功能块示出控制器280的各种功能，并示出完成各该功能所相应采用的各种装置。

Pso计算块286是用来计算最佳坯料夹持力Fso以便用金属片171的最佳张力T₀完成拉伸操作。采用的根据是：最佳张力T₀、标准滑动阻力、标准周围温度t₀以及用来计算补偿值Δμ的公式，这些都存储在模具组数据存储器312内。另外，还有实际周围温度“t”，这是可用周围温度传感器检测出来的，方式同前。

在本实施例中，同样，最佳坯料夹持力Fso只是压力机150最佳操作条件中的一个，并且Fso计算块286相当于根据实际周围温度“t”用来计算坯料夹持力Fso的条件计算装置，而存储最佳张力T₀、标准滑动阻力μ₀、周围温度t₀以及计算Δμ的等式的模具组数据存储器312则相当于用来存储表明最佳操作条件(最佳坯料夹持力Fso)与物理值(限定压力机150操作环境的周围温度“t”和滑动阻力μ)之间关系数据的关系式存储装置。

坯料夹持力Fso也可根据测出的周围温度“t”用其他方法求得，如同第一实施例中说明过的那样。而本实施例则适用于计算总的坯料夹持力Fso，同时对应于四个模具高度调节机构172的四个最佳局部坯料夹持力能够分别独立计算的情况。在这种情况下，对应于机构172的最佳局部张力值Toi被存储在ID卡内然后发送到模具组数据存储器312内。

Pdx计算块314是用来根据存储在机械数据存储器310内的机械信息和存储在模具组数据存储器312内的模具组信息并按照下列等式(9)计算最佳空气压力Pdx，使外滑座160、坯料夹持板158和压力环156的总重能够被平衡空气缸216产生的上升力抵销。

Pdx＝(Wr＋Wos)/Ad……(9)

Pd调节块316用来控制由螺线管操作的压力控制阀204，所依赖的根据是当压力机150静止时由空气压力传感器206测出的空气箱218内的空气压力Pdg，以及由大气压力传感器290测出的大气压力Pt。即，压力控制阀204是这样控制的，使测出的空气压力Pdg和大气压力Pt之和(Pag＋Pt)等于按照Pdx计算块314算出的最佳空气压力Pdx。

当空气压力Pd这样调节好时，根据周围温度“t”按照Fso计算块286算出的最佳坯料夹持力Fso便可用来施加在压力环156和坯料171上，从而坯料171便可被拉伸成为具有高质量的满意产品，不管周围温度“t”如何变化。

不言而喻，压力控制阀204构成用来调节作为压力机150操作条件之一的坯料夹持力的条件调节装置。另外，根据周围温度“t”用调节空气压力Pa来得到最佳坯料夹持力从而调节坯料夹持力的方法相当于调节压力机操作条件的一个步骤，并且周围温度“t”为表明压力机150操作环境一部分的一个物理值，而空气压力Pd则为压力机操作条件中的一个。

在计算空气压力Pdx时可对由于外滑座160的向下运动而引起的四个空气缸216内压力室体积的变化而影响到的压力进行适当的补偿，但是，因为空气箱218具有足够大的容量，由于液压缸216内压力室体积的变化而造成的空气压力Pd的改变量是相当小的，可以忽略不计。

Pex计算块318是用来根据机械信息并按照下列等式(10)计算最佳空气压力Pex以便产生最佳坯料夹持力Fso(该力按照Pso计算块286进行计算)的。

Fso/4＝(Ax·Az/Ay){(Pex＋Pt)〔Ve/(Ve-Az·y)-Pt〕}

                                     ……(10)

Pe调节块320是用来根据空气压力传感器202测出的空气箱190内的空气压力Peg，和大气压力传感器290测出的大气压力Pt来控制螺线管操作的压力控制阀200的。即，压力控制阀200是这样控制的，使测出的空气压力Peg与大气压力Pt之和等于按照Pex计算块318算出的最佳空气压力Pex。对四个空气箱190中的每一个都要进行这样的调节。

当空气压力Pe这样调节好时，根据周围温度“t”按照Fso计算块286算出的最佳坯料夹持力Fso便可施加到压力环156和坯料171上，不管压力机150各种缸的接受压力的面积如何变化。由于空气压力Pe是根据大气压力Pt而调节到最佳水平Pex上的，空气压力Pe可以保持在该最佳水平Pex上，这样便可保证最佳坯料夹持力而不管大气压力Pt如何变化。

不言而喻，根据大气压力Pt来调节空气压力Pe相当于调节压力机150操作条件的一个步骤，并且大气压力Pt为一表明压力机操作环境一部分的物理值，而空气压力Pc是压力机操作条件中的一个。

Pfx计算块326是用来根据机械信息和模具组信息并按照下列等式(11)计算最佳空气压力Pfx以便使内滑座164和冲头162的总重能被平衡空气缸产生的上升力抵销。

Pfx＝(Wq＋Wis)/Af……(11)

Pf调节块328是用来根据空气压力传感器272测出的空气箱268内的空气压力Pfg，和大气压力传感器290测出的大气压力Pt来控制螺线管操作的压力控制阀270的。即，压力控制阀204是这样控制的，使测出的空气压力Pfg与大气压力Pt之和(Pdg＋Pt)等于按照Pdx计算块326算出的最佳空气压力Pfx。

当空气压力Pf这样调节好时，便可用模具组信息规定的最佳局部成形力Ffoi进行拉伸操作而可不受内滑座164和冲头162的重量的影响。另外，由于空气压力Pf是根据大气压力Pt而调节到最佳水平Pfx上的，空气压力Pf可保持在最佳水平Pfx上，从而可保证获得最佳坯料夹持力和产品所需的高质量而可不管大气压力Pt如何变化。

不言而喻，根据大气压力Pt来调节空气压力Pf相当于调节压力机150操作条件的一个步骤，并且大气压力Pt为一表明压力机操作环境一部分的物理量，而空气压力Pf则为压力机操作条件中的一个。

在计算最佳空气压力Pfx时，可对由于内滑座164的向下运动而引起的四个空气缸266压力室体积的变化而影响到的压力进行适当的补偿，但是，因为空气箱268具有足够大的容量，由于液压缸268内压力室体积的变化而造成的空气压力Pf的改变量是相当小的，可以忽略不计。

h调节块330是用来根据机械信息分别独立调节与四个模具高度调节机构172有关的相对距离h_a的，以便提供最佳坯料夹持力(按照Fso计算块286算出)。首先，当局部成形力Fsi为零时根据应变片178测出的局部负荷值Fai，确定相对距离h_a的最大值h_a0，以该值为基准。然后，对应于按照Pex计算块318算出的最佳空气压力Pcx，选出暂定的h_a-Fsi关系式(Fsi＝c·h_a＋d)(如图17的线图所示)并将它从机械数据存储器310中读出。根据选出的暂定的h_a-Fsi关系式，可求出为了获得坯料夹持力Fso/4所需的相对距离h_a1，如图18的线图所示，以h_a0为基准值，操作伺服电动机174，将相对距离h_a调节到这个求出的值h_al。在这个条件下，在压力机150上进行一次试验操作，根据应变片178的输出信号，测出坯料夹持力Fs₁。由于预先确定的暂定的h_a-Fsi关系线是根据比实际应用的模具组152、156、162具有量高刚度的模具组作出的，因而坯料夹持力Fsi通常小于坯料夹持力Fs₀/4。根据这两个值的差，可得出最后的h_a-Fsi关系式(Fsi＝c·h_a＋f)，如图18所示。于是，为了获得坯料夹持力Fs₀/4所需的最佳相对距离h_ax便可用所得到的最后的h_a-Fsi关系式加以确定。操作伺服电动机174将距离h_a调节到h_ax值。对四个模具调节机构中的每一个都要进行象上面那样的确定相对距离h_ax并将距离h_a调节到h_ax。当相对距离h_a这样调节好时，便能用按照Fso计算块286算出的最佳坯料夹持力Fso在压力机150上进行拉伸操作，而可不管压力机从一台机械到另一台在刚度上的变化。

如上所述，装有按照这个第三实施例构造的控制系统的压力机150能够根据周围温度“t”，按照Pex计算块和Pe调节块318、320自动计算最佳空气压力Pe，并按照h_a调节块330自动计算最佳相对距离h_a，因此可用最佳坯料夹持力Fso进行冲压或拉伸操作。

不言而喻，调节空气压力Pe的压力控制阀200和调节相对距离h_a用的伺服电动机174都是调节压力机150操作条件的装置，并且根据周围温度“t”调节空气压力Pe和相对距离h_a以便得到最佳坯料夹持力相当于调节压力机操作条件的一个步骤。并须注意到，周围温度“t”为一能表明压力机操作环境一部分的物理值，而坯料夹持力则为压力机的一个操作条件。

在本实施例中，空气压力Pe和相对距离h_a也可手动调节，办法是：控制压力控制阀200和伺服电动机174，在操作工的控制板上设置合适的开关、显示器或指示器，显示按照Fso计算块286算出的最佳坯料夹持力Fso、由应变片178测出的局部负荷值Fai或局部坯料夹持力值Fsi和总的坯料夹持力Fs。

h_b调节块332是用来根据机械信息和模具组信息分别独立调节对应于四个模具高度调节机构的相对距离h_b的，以便可用模具组信息规定的最佳局部成形力值Fsoi进行冲压操作。h_b调节块332具有与第一实施例中的h调节块146相同的功能。

控制器280也可适宜用来调节液压气动缸252的空气室256内的空气压力Pg，使由相应于四个柱塞168的四组应变片246所测出的局部负荷值Fbi不超过预定的上限值Foli(i＝1，2，3，4)。那就是说，实际的空气压力Pg为空气压力传感器264测得的空气压力Pgg和大气压力传感器290测得的大气压力Pt两者之和。由螺线管操作的压力控制阀260被控制来将空气压力Pg调节到一个预定的最佳值Pgx。当空气压力Pg这样调节好时，不管大气压力Pt如何变化，压力机150和模具组152、156、162就可被保护使它们免受超载的损害。根据大气压力Pt调节空气压力Pg相当于调节压力机操作条件的一个步骤，并且大气压力Pt为一表明压力机操作环境一部分的物理值，而空气压力Pg则为一个压力机操作条件。

在如上所述构造的压力机150内，空气压力Pd、Pe、Pf和相对距离ha、hb均能自动调节，因此可用最佳坯料夹持力Fso和最佳局部成形力值Ffoi来进行冲压或拉伸操作，而可不管压力机从一台机械到另一台在刚度和滑动阻力上的变化和差异。最佳操作参数的自动调节是由控制器280按照存储在机械数据存储器310内的机械信息和由ID卡306发送、通过发送器/接收器304而存储在模具组数据存储器312内的模具组信息作出的。这样，压力机150的控制系统就可消除或减少用反复试验改错的方法对压力机的操作条件进行惯用的麻烦的手动调节，并可在压力机的调试过程中减少操作工的负担，同时可以保证拉伸坯料171所得产品质量的高度稳定性。须注意的是，空气压力Pd、Pe、Pf和相对距离h_a、h_b并不需要严格地分别调节到最佳值Pdx、Pex、Pfx和h_ax、h_bx而可调节到一个各自许可的最佳范围内以保证所要求的产品质量。

另外压力机150的控制系统还适宜用来根据周围温度或室温“t”来确定最佳坯料夹持力Fso，并调节空气压力Pe和相对距离h_a以便用不会使产品起褶、断裂或变形的最佳坯料夹持力Fso来进行拉伸操作。这种配置还可使坯料171具有最佳张力T₀，可以保证产品具有一致的高质量，即使在周围温度“t”变化的情况下由于停留在坯料171上油量的改变致使坯料171对下模152和压力环156的滑动阻力的改变，也可做到不受影响。另外，由于压力控制阀能被自动控制来调节空气压力Pe从而建立起最佳坯料夹持力Fso，操作工的工作负担可以大量减少，在压力机上的操作能够完全自动。

在这个第三实施例中，大气压力Pt是由大气压力传感器290测出的，因此空气压力Pe、Pd、Pg、Pf可在由空气压力传感器202、206、264、272分别测得的空气压力(表压)Pe、Pd、Pg、Pf的基础上加上测得的大气压力Pt求得。这样得出的空气压力Pe、Pd、Pg、Pt被调节到最佳水平Pex、Pdx、Pgx、Pfx，因此冲压操作就可用最佳空气压力Pex、Pdx、Pgx、Pfx来进行，而可不受大气压力Pt变动的影响。即冲压操作能用最佳坯料夹持力Fso和最佳局部成形力Ffoi来进行，不会有由于超载而损坏压力机150和模具组152、156、162的危险，并可不管大气压力Pt的变化，从而坯料171能被拉伸生产出具有一致的高质量的满意产品。这些空气压力Pe、Pd、Pg、Pf都可自动调节，使操作工的工作负担显著减少并可能使拉伸操作完全自动化。

在上述图11-16的第三实施例中，使坯料171具有最佳张力T₀的最佳坯料夹持力Fso是根据测得的周围温度“t”得出的，因此冲压操作总是可用最佳坯料夹持力Fso进行，不管由于周围温度“t”的变化而引起的坯料171的滑动阻力μ的变化。如上所述，滑动阻力μ并随周围大气湿度的改变而变化，因此，压力机150上的最佳坯料夹持力Fso可根据周围湿度来确定，该湿度可检测出来作为一个表明压力机操作环境一部分的物理值，如同图9和10的第二实施例那样。详细地说，是用湿度计或湿度传感器294替代周围温度传感器284，如图19和20的方块图所示。湿度传感器294检测压力机150附近的周围湿度a。这样，这个传感器294便被用作检测一个能表明压力机操作环境一部分的物理值即周围湿度的手段。在图19和20的这个第四实施例中，模具组数据存储器312存储着作为模具组信息的标准周围湿度a₀代替原来的标准周围温度t₀，还存储着计算补偿值Δμ用的上述等式(8)。补偿值Δμ是根据实际周围湿度a和标准周围湿度a₀之间的湿度差Δa按照上述等式(8)计算出来的。而最佳坯料夹持力Fso是按照上述等式(2)计算出来的。另外，坯料夹持力Fso也可根据测得的周围湿度a求出。例如，最佳坯料夹持力Fso可同时根据分别由湿度和温度传感器294、284测得的周围湿度a和周围温度“t”求出。

接下来参阅图21和22的方块图，其中示出一个按照本发明的第五实施例构造的用于图1和图2的压力机10上的控制系统。这个控制系统采用一个控制器340和操作工用来输入有关坯料49的物理值的数据输入装置，即使坯料49是用所说坯料夹持力Fs进行拉伸，这些物理值仍会影响从坯料49制得的产品的质量。这些物理值有如下列：

(a)坯料49的形状

    o厚度t

    o尺寸Da、Db、Wa、Wb如图23所示

(b)坯料的机械性能

    o拉应力σ_max

    o表明在宽度方向上变形能力的“r”值

    o“n”值

    o塑性变形系数E

    o屈伏点应力σ_y

(c)坯料的化学性质

    o碳(C)和锰(Mn)的含量Ce

(d)坯料49上镀层的性质

    o镀层的种类和厚度M(Δt_a、Δt_b)

(e)坯料49的表面状态

    o表面粗糙度d_a

    o油的状态和性质o_i

数据输入装置350可以包括下列中的至少一个：一个压力机操作工可用来输入物理值的键盘；一个用来从适当的存储介质如软盘上阅读物理值的输入机，该软盘可来自坯料49(形状为成卷的带材352如图23所示)的制造商；和一个适宜用来接收一个或多个直接从坯料49和带材352上测量物理值的试验或测量仪器的器件。

“n”值和塑性变形系数E是把应力应变特性曲线(σ-ε特性曲线)近似为σ＝Eεⁿ如图24中的链线那样而后得出的。“M”代表涂敷在坯料49表面的镀层的种类而Δt_a和Δt_b分别代表外镀层和内层的厚度。油的状态和性质o_i包括油的数量、油质颗粒的大小以油的弹性系数和光泽度。要装到压力机10上的形状为金属片的坯49是从成卷带材252上切下来的如图23所示，并不需要把每一个接续而来的坯料或金属片49的物理值都通过数据输入装置350输入到控制器340内，而是可以通过适当的机会或按照预定的条件进行输入，例如当一卷新带252使用时；在上次使用卷带352后又已经过一段预定的时间，由于老化，材料的性能可能改变时；或者卷材的内部和外部具有不同的性质如不同的残余应力而卷带352已使用到一个预定的长度时，通常，坯料的形状、化学性质和镀层性质基本保持不变，在使用同一卷带材时基本上不会影响产品。因此，只有当每卷带材开始使用时才需要把适当的物理值输入或更新。

在这个第五实施例中，在控制器340的模具组数据存储器132中存储着计算最佳张力T₀和滑动阻力μ用的等式(13)和(14)。这两等式将在下面说明。但模具组数据存储器132并不象图1-10的第一和第二实施例中的存储器132那样存储最佳张力T₀、标准滑动阻力μ₀、标准周围温度t₀和等式(8)。

控制器340用一个Fso计算块354来代替图5和10中的Fso计算块128。Fso计算块354适宜用来根据坯料49的物理值并按照下列等式(12)计算最佳坯料夹持力Fso。

Fs0＝T₀/μ……(12)

在上述等式中使用的坯料49的最佳张力T₀和滑动阻力μ可从下列等式(13)和(14)中得出：

T₀＝f(t，σ_max，r，n，E，σ_y，c_e)……(13)

μ＝g(d_a，o_i，M(Δt_a，Δt_b)，W_a，W_b，D_a，D_b)……(14)

上列等式(13)和(14)中含有坯料49的各种物理值，这些物理值通过数据输入手段150而被输入已如上述。须注意的是从坯料49得出的产品的质量取决于拉伸操作时坯料的张力T。换句话说，坯料是否起褶、断裂或变形取决于张力T是否合适。最佳张力T₀是由坯料49的物理值和模具组的形状来确定的。上列计算最佳张力T₀用的等式是通过实验或模拟或按照理论公式为压力机10上使用的每一种模具组制定的。滑动阻力μ特别会随着坯料49上的特有镀层和表面状态而变。在这台采用图21和22的控制系统的压力机中，在上模18上是设有珠粒19的。因此，滑动阻力μ随着珠粒的大小以及在冲压过程中坯料49是否与珠粒19嵌合而变。在本实施例中，上列等式(14)也是通过实验或模拟或按照理论公式为每一种模具组制定的。如果不设珠粒19，等式(14)就不必为每一种模具组制定，同时尺寸Wa、Wb、Da、Db也就不必列在等式(14)内，那就是说在确定滑动阻力μ时不再需要考虑这些因素。

不言而喻，最佳坯料夹持力Fso是最佳压力机操作条件中的一个，并且模具组数据存储器132和ID卡96构成关系存储手段用来存储在坯料49的物理值和最佳冲压条件Fso之间的关系。

上列存储在模具组数据存储器内的等式(13)和(14)也可用一普遍公式来代替，将该公式存储在控制器340的一个与机械数据存储器相似的合适的存储器内，而将T和Fso的补偿值存储在模具组数据存储器132内。更具体点说，根据坯料49的物理值并按照上述普遍公式算出坯料49每单位面积的标准最佳张力而不管模具组的种类如何。另外存储在模具组数据存储器132内的补偿值则根据坯料49受拉部分的横截面面积和坯料49滑移运动的角度为每一种模具组确定。与特定的模具组对应的最佳张力T₀和最佳坯料夹持力Fso可根据存储在模具组数据存储器132内的补偿值和标准最佳张力T按照普遍公式进行计算。

在这个第五实施例中，Fso计算块354适宜用来根据通过数据输入装置350输入的坯料49的物理值并按照上列存储在模具且数据存储器132内的等式(13)和(14)计算最佳张力T₀和滑动阻力μ。然后，Fso计算块354再根据算出的T₀和μ值并根据上列等式(12)计算最佳坯料夹持力Fso。Fso计算块354相当于根据坯料49的实际物理值计算一个最佳压力机操作条件的一个步骤和用来进行的装置。

计算最佳坯料夹持力Fso可以只在坯料49使用新的成卷带材352时进行。但也可在使用同一卷带材的期内每次送入坯料49的物理值时通过上面列出的机会，即：在上次使用卷带352后已经过一段预定的时间；及当卷材的内部和外部具有不同性质如不同的残余应力而卷带352已使用到一个预定的长度时对最佳坯料夹持力Fso进行计算或更新。

如上所述，这个第五实施例适宜用来根据可以表明坯料49的性质或特性的物理值计算最佳坯料夹持力，并调节空气压力Pa，使坯料的拉伸操作可用算出的最佳坯料夹持力Fso进行，而由拉伸操作制出的产品不会有起褶、断裂或变形的危险。因此，即使在不同的带卷352具有不同的物理值即不同的物理特性的情况下，仍可使产品质量的一致性提高。这样，本控制系统就可有效地防止由于坯料49的性质或特性可能的变化而出现的次品。另外，本控制系统有可能使坯料49的公差范围按照材料和厚度的不同而缩小。而且，这种配置即使当产品用价廉质低的坯料49(成卷带材352)生产而这种坯料由于材料和厚度的变化容易起褶、开裂或变形时仍能保证使产品获得所需的质量，从而产品的制造费用可相应降低。另外，这种配置适宜用来自动调节压力控制阀46，因此在建立最佳坯料夹持力方面可大量减少操作工的工作负担，并且如果坯料49的各种物理值都能通过数据输入装置350自动输入到控制器340内时，还有可能使冲压操作完全自动。

接下来参阅图25和26的方块图，其中示出按照本发明第六实施例构造的用于图11-13的压力机150的控制系统。该控制系统采用一个控制器和可供操作工送入与坯料171有关的物理值用的数据输入装置362。该数据输入装置362与图21和22中第五实施例所用的数据输入装置350相似。

在这个第六实施例中，在控制器360的模具组数据存储器312中存储着计算最佳张力T₀和滑动阻力μ用的上列等式(13)和(14)，但是并不象图11-20中第三和第四实施例那样存储着最佳张力T₀、标准滑动阻力μ₀、标准周围温度t₀和等式(8)。在这个第六实施例中，模具组数据存储器312和ID卡306构成关系存储装置。

控制器360采用Fso计算块364代替图16和20中的Fso计算块286。Fso计算块364适宜用来根据坯料171的物理值计算最佳坯料夹持力Fso。更具体点说，Fso计算块364首先根据通过数据输入装置362输入的物理值并按照等式(13)和(14)计算最佳张力T₀和滑动阻力μ。然后，Fso计算块364再根据算出的T₀和μ值并按照等式(12)计算最佳坯料夹持力Fso。Fso计算块364相当于根据坯料171的实际物理值而计算一个压力机操作条件的一个步骤和用来进行的手段。

如上所述，这个第六实施例适宜用来根据可以表明坯料171性质或特性的物理值计算最佳坯料夹持力Fso并调节空气压力Pe和相对距离h_a，使坯料171的拉伸操作可用算出的最佳坯料夹持力Fso进行，从而由拉伸操作制出的产品可不会有起褶、开裂或变形的危险。因此即使在不同的卷带具有不同特性的情况下，产品质量的一致性仍能提高。这样，本控制系统就能有效地防止由于坯料171的性质和特性可能的变化而出现的次品。另外，本控制系统有可能使产品171的公差范围按照材料和厚度的不同而缩小。而且，这种配置即使当产品采用价格较低、质量较差的坯料171(卷带)生产而这种坯料由于材料和厚度的变化容易起褶、开裂或变形时仍能保证使产品获得所需的质量，从而产品的制造费用可相应降低。另外，这种配置适宜用来自动调节压力控制阀200和伺服电动机174，由此可建立最佳坯料夹持力Fso。这样，这种配置就可大量减少操作工的工作负担，并且如果坯料171的各种物理值都能通过数据输入装置362自动输入到控制器340内时，还有可能使冲压操作完全自动。

本发明在上面虽然结合附图已对目前认为较优的实施例进行详细说明，但是不用说得，本发明还可用其他方案来实现。

虽然按照示出的实施例，压力机10、150被设计用来进行拉伸操作，但本发明的原理同样可用于设计用来进行其他冲压操作如弯曲操作的压力机上。

在图1-20的第一、第二、第三和第四实施例中，最佳坯料夹持力Fso是根据压力机操作环境确定的，最佳成形力Ffo也可根据能表明压力机操作环境一部分的合适的物理值来确定。与此相似，在图21-26的第五和第六实施例中，最佳成形力Fso可根据能表明坯料49、171的性质的物理值来确定。

虽然示出的实施例适宜用来自动确定各种压力操作条件如空气压力，但操作条件也可由压力机的操作工手动设定。

在示出的实施例中，对应于四个模具高度调节机构52、172、240的相对距离h、h_a、h_b是分别独立调节的。但相对距离h、h_a、h_b也可共同对所有四个高度调节机构进行调节。举例说，在第一实施例中，四个液压气动缸66的空气压力Pc是分别独立调节的。但这四个缸66可以互相连接起来形成一个共同的回路，而在这共同回路中的空气压力Pc是可调节的。这种变动也有可能用于液压气动缸194和152(空气压力Pe和Pg)。

在示出的实施例中，四个空气缸80、216、266被连接到一个公用的空气箱82、218、268上。但四个空气缸也可连接到各自的空气箱上。在这种情况下，在这四个空气缸(空气箱)中的空气压力是被分开独立进行调节的。

虽然示出的实施例使用泵螺线管操作的关闭阀和螺线管操作的压力控制阀，但其他手段也可用来调节空气压力和液压。

虽然压力机10设有包括平衡液压缸32在内的缓冲器51以便吸收缓冲销24的长度变化，但本发明的原理也可适用于设有缓冲器但不是用液压缸32作为平衡手段的压力机，以及不设缓冲器的压力机。本发明还可适用于设有一个或多个液压缸借以代替缓冲空气缸42的压力机。在这种情况下，坯料夹持力是由缓冲垫下降时对通过减压阀从液压缸出来的工作液流的阻力产生的。

虽然压力机150适宜用来在液压气动缸184的活塞缩进时产生坯料夹持力，但该压力机也可修改为在该缸184的活塞缩进之前产生坯料夹持力。在这种情况下，坯料夹持力Fs能用仅仅控制相对距离的方法来调节。

虽然图22-26的第五和第六实施例适宜用来计算最佳张力T0和滑动阻力μ借以确定最佳坯料夹持力Fso，但最佳Fso值也可直接从坯料49、171的物理值中求出。

在第五和第六实施例中，最佳张力T₀和滑动阻力μ是根据坯料49、171的物理值求出的。但最佳张力也可由标准张力Tn和补偿值ΔT相加求得，而滑动阻力μ也可由标准阻力μ_n和补偿值相加求得。标准张力Tn和标准滑动阻力μ_n是当坯料处在标准物理值的情况下为了保证产品能具有所需质量而确定的。补偿值ΔT和Δμ是根据坯料的实际物理值与用来确定标准张力和滑动阻力Tn、μ_n时使用的标准物理值两者之间的差异来确定的。

不用说得，本发明可用各种其他的改变、更动和改进来实施，这对那些本行业的行家来说，根据上述说明，也是可能这样做的。

Claims (18)

1.一种优化压力机的操作条件的方法，所说操作条件影响经由压力机对坯料的冲压操作而获得的产品的质量，其特征在于，所说方法包括下列步骤：

确定压力机(10、150)操作的周围大气和/或所说坯料(49、171)的至少一个物理值，所说坯料的至少一个物理值选自表明坯料的形状、尺寸、机械和化学性质、镀层和表面状态的物理值；

确定所说操作条件的一个最佳值，该最佳值是根据该最佳值与所说周围大气和/或所说坯料的所说至少一个物理值之间的一个预先确定的关系式来确定的；和

将所说操作条件调节到所说最佳值。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，确定至少一个物理值的所说步骤包括一个检测所说压力机的所说周围大气的至少一个物理值的步骤。

3.按照权利要求2的方法，其特征在于，还包括一个检测作为所说压力机操作条件的压力机所用空气缸的空气压力的步骤，并且在检测所说压力机周围大气的至少一个物理值的所说步骤中包括检测所说压力机附近的大气压力，在确定所说压力机操作条件的最佳值的所说步骤中包括根据测得的所说空气缸(42，80，216，266)的空气压力和测得的大气压力确定所说空气压力的最佳值。

4.按照权利要求2的方法，其特征在于，在确定所说操作条件的最佳值的所说步骤中包括一个根据测得的所说压力机周围大气的至少一个物理值并按照一个所说周围大气的所说至少一个物理值与所说操作条件的所说最佳值之间的一个预先确定的关系式来确定所说最佳值的步骤。

5.按照权利要求4的方法，其特征在于，根据测得的所说压力机周围大气的至少一个物理值并按照一个预先确定的关系式确定所说最佳值的所说步骤包括将所说预先确定的关系式存储到压力机的存储装置内。

6.按照权利要求4或5的方法，其特征在于，检测所说压力机周围大气的至少一个物理值的所说步骤包括检测所说压力机的周围温度和周围湿度中的至少一个。

7.按照权利要求6的方法，其特征在于，所说压力机操作条件包括通过一个压力件(30、156)施加在所说坯料(49、171)上的坯料夹持力；所说预先确定的关系式包括一个可用来求出所说坯料夹持力的最佳值的等式，该等式是根据由于所说周围温度和所说周围湿度中至少一个的变化而引起的所说坯料的滑动阻力的至少一个变化量制定的，所说滑动阻力为所说坯料在相对于所说压力件(30、156)和一对模具(12、18、152、162)中的一个模具进行滑动时所受到的阻力，在所说冲压操作的初始阶段，所说压力件与所述一对模具中的所述一个模具合作夹持着所说坯料。

8.按照权利要求1的方法，其特征在于，确定至少一个物理值的所说步骤包括一个取得所说坯料的所说物理状态的至少一个物理值的步骤。

9.按照权利要求8的方法，其特征在于，取得所说坯料的所说物理状态的至少一个物理值的所说步骤包括将坯料所说物理状态的所说至少一个物理值输入到压力机的控制器内。

10.按照权利要求8或9的方法，其特征在于，确定所说操作条件的最佳值的所说步骤包括一个根据所取得的所说坯料物理状态的至少一个物理值并按照在所说物理状态的所说至少一个物理值与所说压力机操作条件的所说最佳值之间的预先确定的关系式来确定所说最佳值的步骤。

11.按照权利要求10的方法，其特征在于，根据所取得的所说坯料物理状态的至少一个物理值并按照一个预先确定的关系式来确定所说最佳值的所说步骤包括将所说预先确定的关系式存储到压力机的存储装置内。

12.按照权利要求11的方法，其特征在于，所说压力机的操作条件包括通过一个压力件(30、156)施加在所说坯料(49、171)上的坯料夹持力；所说预先确定的关系式包括一个可用来求出所说坯料夹持力的最佳值的等式，该等式是根据所说坯料在所说冲压操作中的最佳张力和所说坯料的滑动阻力两者中的至少一个制定的，所说滑动阻力为所说坯料在相对于所说压力件(30、156)和一对模具(12、18、152、162)中的一个模具进行滑动时所受到的阻力，在所说冲压操作的初始阶段，所说压力件与所述一对模具中的所述一个模具合作夹持着所说坯料；所说坯料的所说最佳张力和所说滑动阻力是由所说坯料物理状态的所说至少一个物理值限定的。

13.一种优化压力机的操作条件的设备，所说操作条件影响经由压力机对坯料的冲压操作而获得的产品的质量，所说设备包括可用来调节所说操作条件的条件调节装置，其特征在于，所说设备包括：

第一确定装置(98、99、126、284、290、294)，用来确定压力机(10、150)操作的周围大气和/或所说坯料(49、171)的至少一个物理值，所说坯料的至少一个物理值选自表明坯料的形状、尺寸、机械和化学性质、镀层和表面状态的物理值；以及

第二确定装置(96、132、128、286、306、312)，用来确定所说操作条件的一个最佳值，该最佳值是根据所说最佳值与所说周围大气和/或所说坯料的所说至少一个物理值之间的一个预先确定的关系式来确定的，所说条件调节装置(46、174、200)将压力机的所说操作条件调节到所确定的最佳值。

14.按照权利要求13的设备，其特征在于，所说第一确定装置包括：

检测装置(98、126、284、294)，用来检测所说压力机的周围大气的至少一个物理值；以及

关系式存储装置(96、132、306、312)，用来存储所说压力机的周围大气的所说至少一个物理值与所说压力机操作条件的所说最佳值之间的一个预先确定的关系式，

而所说第二确定装置则具有条件计算装置(128、286)，用来根据测得的所说周围大气的至少一个物理值并按照存储在所说关系式存储装置内的所说预先确定的关系式计算所说操作条件的最佳值。

15.按照权利要求14的设备，其特征在于，所说检测装置包括至少一个传感器(98、126、284、294)，用来检测所说压力机的周围温度和周围湿度两者中的至少一个。

16.按照权利要求15的设备，其特征在于，还包括一对模具(12、18、152、162)，用来使所说坯料(49、171)成形为所说产品；和一个压力件(30、156)，该压力件在冲压操作初始阶段与所说模具中的一个合作以夹持所说坯料；所说条件调节装置用来调节通过所说压力件(30、156)施加到所说坯料(49、171)上的坯料夹持力；所说预先确定的关系式包括一个可用来求出所说坯料夹持力的最佳值的等式，该等式是根据由于周围温度和周围湿度中至少一个的变化而引起的所说坯料的滑动阻力的至少一个变化量而制定的，所说滑动阻力为所说坯料在相对于所说压力件和所说模具中的一个滑动时所受到的阻力。

17.按照权利要求13的设备，其特征在于，所说第一确定装置包括：

数据输入装置(350、362)，用来输入所说坯料物理状态的至少一个物理值；以及

关系式存储装置(96、132、306、312)，用来存储所说物理状态的至少一个物理值与压力机的所说操作条件的所说最佳值之间的一个预先确定的关系式，

而第二确定装置则包括条件计算装置(354、364)，用来根据所说输入的坯料物理状态的至少一个物理值并按照存储在所说关系式存储装置内的所说预先确定的关系式计算所说操作条件的所说最佳值。

18.按照权利要求17的设备，其特征在于，还包括一对模具(12、18、152、162)，用来使所说坯料(49、171)成形为所说产品；和一个压力件(30、156)，该压力件在冲压操作初始阶段与所说模具中的一个合作以夹持所说坯料；所说条件调节装置用来调节通过所说压力件(30、156)施加到所说坯料(49、171)上的坯料夹持力；所说预先确定的关系式包括一个可用来求出所说坯料夹持力的最佳值的等式，该等式是根据所说坯料在所说冲压操作中的最佳张力和所说坯料的滑动阻力两者中的至少一个制定的，所说滑动阻力是所说坯料在相对于所说压力件和所说模具中的一个滑动时所受到的阻力，所说最佳张力和所说滑动阻力是由所输入的所说坯料物理状态的至少一个物理值限定的。

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