CN106925653B - 模具缓冲装置和控制所述模具缓冲装置的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种模具缓冲装置和一种控制该模具缓冲装置的方法，所述模具缓冲装置和所述控制该模具缓冲装置的方法能够在未较大地限制模具结构的情况下，增加模具缓冲力的作用的响应度，并且特别在缓冲垫位于模具缓冲待命位置处时生成需要的模具缓冲力。模具缓冲装置100包括液压缸120，该液压缸支撑缓冲垫110并且当冲压机床10的滑块14下降时生成模具缓冲力；第一液压回路130，该第一液压回路连接到液压缸120的帽侧液压腔120a；和第二液压回路140，该第二液压回路连接到杆侧液压腔120b。在模具缓冲力控制开始之前，第二液压回路140促使杆侧液压腔120b中的液压油被防止流出，并且第一液压回路130促使帽侧液压腔120a被加压。

Description

模具缓冲装置和控制所述模具缓冲装置的方法

技术领域

本发明涉及模具缓冲装置和控制模具缓冲装置的方法，并且更具体地涉及改进缓冲力作用的响应度的技术。

背景技术

在包括模具缓冲装置的冲压机床中，已知一种模具缓冲装置，该模具缓冲装置通过使用伺服马达以用于驱动连接到帽侧液压腔的液压泵或伺服阀，控制支撑缓冲垫的液压缸的帽侧液压腔中的液压(模具缓冲力)(参考公开号为2006-315074的日本专利申请(专利文献1)和公开号为2006-142312的日本专利申请(专利文献2))。

公开号为2006-130524的日本专利申请(专利文献3)描述了设有控制装置的模具缓冲机构，该控制装置在控制用于驱动模具缓冲机构的伺服马达的力时通过使用滑块速度，在较高响应度的情况下，促使需要的模具缓冲力被合适地生成。

公开号为2006-130533的日本专利申请(专利文献4)描述了伺服马达的控制装置，当力被施加到由伺服马达驱动的从动主体时，通过使用用于控制压力的指令校正装置，该控制装置在控制方面实现较高的响应度。

公开号为2006-255743的日本专利申请(专利文献5)描述了一种模具缓冲控制装置，通过控制增加压力的指令，从而允许保持工作所需的较高缓冲压力被迅速地生成，该模具缓冲控制装置在控制方面实现较高响应度，并且该模具缓冲控制装置减少缓冲压力的波动以能使产品顺利地形成。

公开号为10-192997的日本专利申请(专利文献6)描述了一种控制模具缓冲的方法，通过在经缓冲缸的位置检测进行的位置控制和压力控制之间切换，并且通过比例(P)/积分(I)控制指令和偏置信号进行的压力控制，该方法在控制方面实现较高响应度。

同时，通常地构想一种控制模具缓冲力的方法，其中缓冲垫在高于模具缓冲待命位置预定量的位置处待命，并且模具缓冲力在如下的周期中增加至设置值，在所述周期中，缓冲垫在滑块与缓冲垫相撞之后(或在模具缓冲力的响应延迟时间内)下降到模具缓冲待命处。

发明内容

在专利文献1和2中的每个中描述的模具缓冲装置导致如下的问题，即在冲压机床的滑块下降的同时，在滑块与缓冲垫相撞之后(安装至滑块的上模具通过材料、坯料保持件和缓冲销与由液压缸支撑的缓冲垫相撞)，在模具缓冲力增加至预设值时，响应延迟时间出现，并且在响应延迟时间逝去的同时，滑块下降到与滑块相撞的缓冲垫的初始位置下方(针对每个模具设定的模具缓冲待命位置)。

另外，尽管在专利文献1和2中的每个中描述的模具缓冲装置通过控制液压缸的帽侧液压腔中的液压生成模具缓冲力，但是在滑块和缓冲垫彼此碰撞之前，该机构不能使液压缸的帽侧液压腔中的压力被控制。

尽管在专利文献3至6中的每个中描述的装置以较高响应度生成模具缓冲力，但是在滑块和缓冲垫彼此碰撞之前，液压缸的帽侧液压腔中的压力不能被控制，如在专利文献1和2中的每个中所述的模具缓冲装置。

同时，在其中缓冲垫在模具缓冲待命位置上方预定量的位置处待命并且当缓冲垫下降至模具缓冲待命位置时模具缓冲力增加到设置值的技术的情况下，缓冲垫需要被升高到模具缓冲待命位置上方预定量的位置处，借此模具结构(例如模具冲程的上限位置)较大程度上受限成具有较小的实用性。

鉴于上述情况制定本发明，并且本发明的目标是提供一种模具缓冲装置和一种控制模具缓冲装置的方法，所述模具缓冲装置和控制模具缓冲装置的方法能够增加模具缓冲力的作用的响应度，并且在未较大地限制模具结构的情况下，特别在缓冲垫位于模具缓冲待命位置处时，能够生成需要的模具缓冲力。

为实现上述目标，根据本发明的一个方面的一种模具缓冲装置包括流体压力缸，所述流体压力缸在冲压机床的滑块下降的同时支撑缓冲垫并且生成模具缓冲力；流体压力回路，所述流体压力回路能使防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出，或能使操作流体流进杆侧流体压力腔中；和加压控制器，所述加压控制器在模具缓冲力控制开始之前促使流体压力回路防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出，并且在防止操作流体流出以加压帽侧流体压力腔的同时促使压力流体被供应至流体压力缸的帽侧流体压力腔。

根据本发明的所述方面，因为流体压力回路被控制以能防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出，因此甚至在模具缓冲力被控制之前，通过防止操作流体流出并且向流体压力缸的帽侧流体压力腔供应压力流体，帽侧流体压力腔可以被加压。然后，在模具缓冲力控制开始之前增加流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力能够增加模具缓冲力的作用的响应度。尽管加压流体压力缸的帽侧流体压力腔也加压流体压力缸的杆侧流体压力腔，操作流体被防止从所述杆侧流体压力腔流出，但是与由于杆侧流体压力腔中的加压导致的体积压缩量对应的缓冲垫的上升量是较小的，借此没有模具结构被较大地限制的问题。

在根据本发明的另一方面的模具缓冲装置中，流体压力回路包括止回阀，所述止回阀防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出；和减压阀，所述减压阀与止回阀并联设置，并且，在模具缓冲力控制开始之前，加压控制器促使减压阀闭合，以防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出。

尽管止回阀防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出，但是止回阀能使操作流体流进杆侧流体压力腔中。结果，当滑块与缓冲垫相撞以导致缓冲垫开始下降时(流体压力缸的活塞杆下降)，操作流体被允许立刻流进杆侧流体压力腔中。

在根据本发明的还一方面的模具缓冲装置中，流体压力回路包括先导驱动式(pilot drive type)止回阀，所述先导驱动式止回阀防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出；并且，在模具缓冲力控制开始之前，加压控制器控制先导压力以导致先导驱动式止回阀闭合，以防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出。

在根据本发明的还一方面的模具缓冲装置中，优选的是，进一步地设置模具缓冲位置控制器，所述模具缓冲位置控制器被构造成用于允许操作流体被供应到流体压力缸的帽侧流体压力腔，以在模具缓冲力控制完成之后，将缓冲垫升高至预定的模具缓冲待命位置，并且当缓冲垫通过模具缓冲位置控制器被移动至模具缓冲待命位置时，加压控制器允许压力流体被供应至流体压力缸的帽侧流体压力腔，同时通过控制流体压力回路，防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出。

在模具缓冲位置控制器允许缓冲垫移动到模具缓冲待命位置的周期(位置控制周期)中，因为缓冲垫需要被升高(操作流体需要被供应到流体压力缸的帽侧流体压力腔)，因此操作流体被允许从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出，并且当缓冲垫移动至模具缓冲待命位置时，操作流体被防止从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出，以能使流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力被控制(切换到压力控制)。

在根据本发明的还一方面的模具缓冲装置中，优选的是，通过控制加压控制器而被加压的流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力等于流体压力缸生成预设模具缓冲力时所处的压力。

即，当加压控制器促使流体压力缸的帽侧流体压力腔被加压至上述压力时，操作流体被防止从其中流出的流体压力缸的杆侧流体压力腔也被加压，并且然后，根据通过加压杆侧流体压力腔而导致的体积压缩量，缓冲垫从模具缓冲待命位置稍微地上升。之后，滑块下降并且与缓冲垫相撞，以导致缓冲垫连同滑块下降，并且然后流体压力缸的杆侧流体压力腔中的压力减少以增加模具缓冲力。当缓冲垫到达模具缓冲待命位置时，或当缓冲垫下降由被加压控制器控制的加压所导致的上升量时，流体压力缸生成预设模具缓冲力，其中所述加压导致流体压力缸的杆侧流体压力腔中的压力减少到在缓冲垫位于模具缓冲待命位置处的状态下的压力。

在根据本发明的还一方面的模具缓冲装置中，优选的是，通过控制加压控制器而被加压的流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力超过缓冲垫移动至模具缓冲待命位置时所在的压力，以及小于流体压力缸生成预设缓冲力时所处的压力。

这能使缓冲垫的上升量小于，缓冲垫的在将流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力设置成生成预设模具缓冲力时所处压力的情况下的上升量。另外，在滑块碰撞缓冲垫之后下降到缓冲垫待命位置之时，将流体压力缸中的压力增加至流体压力缸生成预设模具缓冲力时所处的压力，能使在缓冲垫待命位置处生成预设模具缓冲力。

在根据本发明的还一方面的模具缓冲装置中，优选的是提供压力检测器，所述压力检测器检测流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力；流体压力泵/马达，所述流体压力泵/马达具有通过管道连接至流体压力缸的帽侧流体压力腔的排放端口；电动马达，所述电动马达连接至流体压力泵/马达的转动轴；模具缓冲压力指令装置，所述模具缓冲压力指令装置输出预设模具缓冲压力指令；和模具缓冲力控制器，基于模具缓冲压力指令和压力检测器检测到的压力，所述模具缓冲力控制器控制电动马达的转矩，以导致模具缓冲压力成为与模具缓冲压力指令对应的压力。

在根据本发明的还一方面的模具缓冲装置中，优选的是，在模具缓冲力控制开始之前，加压控制器控制电动马达的转矩以控制被供应至流体压力缸的帽侧流体压力腔的流体压力。

在根据本发明的还一方面的模具缓冲装置中，优选的是提供比例流量控制阀，所述比例流量控制阀设置在连接到流体压力缸的帽侧流体压力腔的管道中；和模具缓冲力控制器，所述模具缓冲力控制器控制比例流量控制阀的开口以导致从流体压力缸的帽侧流体压力腔排放的操作流体的流量被控制，从而控制流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力。

根据还一方面的本发明是一种控制模具缓冲装置的方法，所述模具缓冲装置包括流体压力缸，所述流体压力缸支撑缓冲垫并且在冲压机床的滑块下降的同时生成模具缓冲力；和流体压力回路，所述流体压力回路能防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出，或能使操作流体流进杆侧流体压力腔中，并且所述方法包括如下步骤：在模具缓冲力控制开始之前，通过控制流体压力回路，防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出；和在防止操作流体流出的同时，通过向流体压力缸的帽侧流体压力腔供应压力流体，以加压流体压力缸的帽侧流体压力腔。

在根据本发明的还一方面的一种控制模具缓冲装置的方法中，优选的是，设置如下步骤，即在模具缓冲力控制完成之后，向流体压力缸的帽侧流体压力腔供应操作流体以导致缓冲垫上升至预定的模具缓冲待命位置，并且，在防止操作流体流出的步骤中，流体压力回路被控制以在缓冲垫移动至模具缓冲待命位置时，防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出。这能使在缓冲垫移动至模具缓冲待命位置之后控制流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力。

在根据本发明的还一方面的一种控制模具缓冲装置的方法中，优选的是，在加压步骤中加压的流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力等于流体压力缸生成预设模具缓冲力时所处的压力。

在根据本发明的还一方面的一种控制模具缓冲装置的方法中，优选的是，在加压步骤中加压的流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力超过缓冲垫移动至模具缓冲待命位置时所处的压力，以及小于流体压力缸生成预设缓冲力时所处的压力。

在根据本发明的还一方面的一种控制模具缓冲装置的方法中，优选的是，模具缓冲装置进一步地包括模具缓冲位置控制器，所述模具缓冲位置控制器被构造成用于允许操作流体被供应到流体压力缸的帽侧流体压力腔，以在模具缓冲力控制完成之后，将缓冲垫升高至预定的模具缓冲待命位置，并且优选的是，该方法包括如下步骤，即在通过降低滑块而执行的冲压成形过程中，并且在缓冲垫的位置控制过程中，控制流体压力回路，以在冲压成形过程中能使操作流体流进流体压力缸的杆侧流体压力腔中，以及在位置控制过程中能使操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出。

根据本发明，在模具缓冲力控制开始之前，可以控制流体压力缸的生成模具缓冲力的帽侧(模具缓冲压力生成侧)流体压力腔中的压力。这能增加模具缓冲力的作用的响应度，并且能使缓冲垫不从正常的模具缓冲待命位置较大地升高。

附图说明

图1是图示根据本发明的模具缓冲装置的第一实施例的结构视图；

图2是图示根据本发明的控制模具缓冲装置的方法，并且特别地控制第一实施例的模具缓冲装置的方法，的流程图；

图3图示了液压缸的相应状态从其中缓冲垫位于模具缓冲待命位置处的状态至其中生成预设模具缓冲力的状态的过渡；

图4是图示根据本发明的模具缓冲装置的第二实施例的结构示意图；

图5是图示根据本发明的控制模具缓冲装置的方法，并且特别地控制第二实施例的模具缓冲装置的方法，的流程图；

图6是对应于图4图示的第二实施例的模具缓冲装置的结构示意图，并且是特别包括第一实施例的第一液压回路的结构示意图；

图7是对应于图4图示的第二实施例的模具缓冲装置的结构示意图，并且是特别包括第二实施例的第一液压回路的结构示意图；和

图8图示了常规的模具缓冲装置的相应状态从其中缓冲垫位于模具缓冲待命位置处的状态至其中生成预设模具缓冲力的状态的过渡。

具体实施方式

参照附图，将具体地描述根据本发明的模具缓冲装置和控制模具缓冲装置的方法的优选实施例。

[模具缓冲装置的第一实施例]

图1是图示根据本发明的模具缓冲装置的第一实施例的结构视图。

在图1中，使用模具缓冲装置100的冲压机床10包括由基座11、柱12和顶部(未示出)组成的框架，以及滑块14，滑块14由设置在柱12中的引导段15以竖直可移动方式引导。滑块14接收从滑块驱动单元(未示出)发送的驱动力，并且在图1中的竖直方向上移动。

上模具20安装至滑块14，并且下模具22安装至基座11的支撑物(bolster)18上。

坯料保持件(坯料压紧板)102设置在上模具20和下模具22之间的空间中，并且具有通过多个缓冲销104由缓冲垫110支撑的下侧和材料30设置在其上(与其接触)的上侧。

冲压机床10降低滑块14以按压成形上模具20和下模具22之间的材料30。模具缓冲装置100按压待从下方被按压成形的材料30的周边。

(模具缓冲装置的结构)

模具缓冲装置100包括坯料保持件102、通过多个缓冲销104支撑坯料保持件102的缓冲垫110、支撑缓冲垫110以向缓冲垫110施加模具缓冲力的液压缸(流体压力缸)120、连接到液压缸120的帽侧液压腔(帽侧流体压力腔)120a的第一液压回路130、连接到液压缸120的杆侧液压腔(杆侧流体压力腔)120b的第二液压回路140、指令装置150和控制器160。

模具缓冲装置100具有控制在缓冲垫110中生成的模具缓冲力的模具缓冲力控制功能，和控制缓冲垫110的位置的模具缓冲位置控制功能。当冲压机床10的滑块14下降时，在滑块14与缓冲垫110相撞之后(安装至滑块14的上模具20通过材料30、坯料保持件102和缓冲销104与由液压缸120支撑的缓冲垫110相撞)，并且在滑块14到达下止点时的模具缓冲力生成周期中(在冲压成形过程中)主要地执行模具缓冲力控制，并且在缓冲垫110从与下止点对应的位置升高至与模具对应设定的待命位置(模具缓冲待命位置)时的周期中，执行模具缓冲位置控制。

液压缸120和第一液压回路130不仅用作向缓冲垫110施加模具缓冲力的模具缓冲力发生器，还用作上下移动缓冲垫110的缓冲垫升降器。

在图1中，附图标记112指示模具缓冲位置检测器，所述模具缓冲位置检测器将在液压缸120的活塞杆120c的拉伸方向上的位置检测为在缓冲垫110的提升方向上的位置，附图标记122指示模具缓冲压力检测器，所述模具缓冲压力检测器检测液压缸120的帽侧液压腔(模具缓冲压力生成侧液压腔)120a中的压力。

指令装置150包括模具缓冲力(压力)指令装置和模具缓冲位置指令装置。指令装置150输出指示模具缓冲力或模具缓冲压力的指令值并且输出端指示模具缓冲位置的指令值，其中所述模具缓冲力为待控制的值，并且在模具缓冲力控制过程中，模具缓冲压力对应于模具缓冲力，模具缓冲位置是在模具缓冲位置控制过程中待控制的值。

控制器160包括模具缓冲力(压力)控制器和模具缓冲位置控制器。在模具缓冲力控制过程中，基于从指令装置150接收的指令值(指示模具缓冲压力的指令值)和由模具缓冲压力检测器122检测到的压力，控制器160向第一液压回路130输出控制信号，以促使液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力成为指令值。同时，在模具缓冲位置控制过程中，基于从指令装置150接收的指令值(指示模具缓冲位置的指令值)和由模具缓冲模具检测器112检测到的模具缓冲位置，控制器160向第一液压回路130输出控制信号，以促使缓冲垫110的位置成为指令值。

基于从控制器160接收的指令信号，在模具缓冲力控制过程中，第一液压回路130控制从液压缸120的帽侧液压腔120a释放的液压以向缓冲垫110施加需要的模具缓冲力，并且在模具缓冲位置控制过程中，第一液压回路130控制流进液压缸120的帽侧液压腔120a中的油量以将缓冲垫110升高到模具缓冲待命位置。

在模具缓冲力控制开始之前，第一液压回路130和控制器160向液压缸120的帽侧液压腔120a供应压力油(压力流体)，并且因而用作加压帽侧液压腔120a的加压控制器，之后将描述其详情。

第二液压回路140(流体压力回路)防止液压油(操作流体)从液压缸120的杆侧液压腔120b流出，或能使液压油流进杆侧液压腔120b中。第二液压回路140包括防止液压油从液压缸120的杆侧液压腔120b流出的止回阀142、减压阀144和与止回阀142并联设置的溢流阀146、和槽148。

减压阀144经由控制器160控制其打开和闭合，并且防止液压油从液压缸120的杆侧液压腔120b流出，或能使液压油流进液压缸120的杆侧液压腔120b中。

溢流阀146用于在液压缸120的杆侧液压腔120b中出现异常高压时(当因为压力控制是不可能的而突然地出现异常高压时)，通过促使压力油流出来防止液压装置的损坏。

[控制模具缓冲装置的方法]

然后，将描述控制如上构造的模具缓冲装置100的方法。

图2是图示根据本发明的控制模具缓冲装置的方法，并且特别地控制第一实施例的模具缓冲装置100的方法的流程图。

当冲压机床10的滑块14到达下止点(冲压成形完成)并且上升时，模具缓冲装置100然后从模具缓冲力控制状态过渡至模具缓冲位置控制状态，并且将缓冲垫110移动(升高)到预设模具缓冲待命位置。

图2中图示的步骤S10示出模具缓冲位置控制状态，其中缓冲垫110(定位)在模具缓冲待命位置处待命。

当缓冲垫110定位在模具缓冲待命位置处时，模具缓冲装置100从模具缓冲位置控制状态过渡到模具缓冲力控制状态。然后用作加压控制器的控制器160首先促使减压阀144闭合(步骤S12)。这防止液压油从液压缸120的杆侧液压腔120b流出。

随后，控制器160控制第一液压回路130以促使压力油被供应至液压缸120的帽侧液压腔120a，以加压帽侧液压腔120a直到其中的压力达到预设压力(步骤S14)。因为液压油被防止从液压缸120的杆侧液压腔120b流出，因此液压缸120的帽侧液压腔120a可以被加压，直到其中的压力达到预设压力。在本示例中，当液压缸120生成预设模具缓冲力时，预设压力相当于被施加到帽侧液压腔120a的压力。

另外，如果液压缸120的帽侧液压腔120a被加压，直到其中的压力达到预设压力，则液压缸120的液压油被防止从其中流出的杆侧液压腔120b也被加压。尽管缓冲垫110(活塞杆120c)然后根据由于杆侧液压腔120b中的该加压所导致的体积压缩量而上升，但是缓冲垫110的根据体积压缩量的上升量是较小的，借此缓冲垫110不从正常的模具缓冲待命位置较大地上升。

之后，冲压机床10的滑块14下降至稍微地高于缓冲垫待命位置的位置以与缓冲垫110碰撞(步骤S16)。

在滑块14与缓冲垫110相撞以导致缓冲垫110连同滑块14下降的同时，控制器160通过第一液压回路130来控制液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力，以导致压力保持在预设压力处。同时，在滑块14和缓冲垫110彼此相撞之后，当缓冲垫110(活塞杆120c)下降时，液压缸120的杆侧液压腔120b中的压力(之前增加的压力)减少。结果，液压缸120生成与帽侧液压腔120a和杆侧液压腔120b之间的压差对应的模具缓冲力。当缓冲垫110被降低到在上升之前的位置(模具缓冲待命位置)的高度时，或当杆侧液压腔120b中的压力减少到缓冲垫110位于模具缓冲待命位置处的状态下的压力(在预设示例中的槽148中的压力)时，液压缸120生成预设模具缓冲力(步骤S18)。

这能使预设模具缓冲力从当缓冲垫110位于模具缓冲待命位置处时的时刻(当冲压成形开始时的时刻)被施加至缓冲垫110，从而能够增加模具缓冲力的作用的响应度。

当滑块14进一步地下降时，在模具缓冲力被施加至材料的同时，材料由上模具20和下模具22成形。在材料成形的过程中，控制器160促使减压阀144打开(步骤S20)。当缓冲垫110下降时，也通过止回阀142，液压油可以流进液压缸120的杆侧液压腔120b中。因而，在缓冲垫110的位置控制(上升)开始的时刻，减压阀144可以被控制以打开。

当滑块14到达下止点时，成形完成，并且然后滑块14开始上升(步骤S22)。当滑块14开始上升时，模具缓冲装置100从模具缓冲力控制状态过渡到模具缓冲位置控制状态，并且将缓冲垫110升高到缓冲垫待命位置(步骤S24)。即，在模具缓冲位置控制过程中，基于从指令装置150接收的指示模具缓冲位置的指令值和由模具缓冲位置检测器112检测到的模具缓冲位置，控制器160向第一液压回路130输出用于控制缓冲垫110的位置的控制信号。然后，响应于从控制器160接收的控制信号，第一液压回路130促使液压油被供应到液压缸120的帽侧液压腔120a，从而将缓冲垫110升高至缓冲垫待命位置。此时，减压阀144在步骤S20处打开，并且因而，当缓冲垫110(活塞杆120c)上升时，杆侧液压腔120b中的液压油被允许流进槽148中。

然后，在冲压机床10的一个循环周期中执行上述从步骤S10到步骤S24的过程。

(模具缓冲装置的作用)

随后，将描述模具缓冲装置100的作用。

图3图示了液压缸120的相应状态从其中缓冲垫位于模具缓冲待命位置处的状态至其中预设模具缓冲力被生成的状态的过渡。

图3中的部分(A)图示了在缓冲垫110通过模具缓冲位置控制被定位在模具缓冲待命位置处(待命)的状态中的液压缸120。

因为减压阀144在模具缓冲待命位置处闭合，因此液压缸120的杆侧液压腔120b中的液压油被防止从杆侧液压腔120b流出，以形成密封状态。

此时，杆侧液压腔120b中的压力被标识为PR0，并且杆侧液压腔120b在拉伸方向上的尺寸(长度)被标识为L。

如图3中的部分(B)所示，从图3中的部分(A)的状态，压力油被供应到液压缸120的帽侧液压腔120a，以加压帽侧液压腔120a直到其中的压力达到预设压力PHdc。

将帽侧液压腔120a加压至压力PHdc导致液压缸120的杆侧液压腔120b中的密封压力PR0成为与帽侧液压腔120a中的压力PHdc对应的压力PR1，由下面的公式表示。

[公式1]

PR1＝PHdc·AH/AR，其中

AH是液压缸120的帽侧液压腔120a的横截面积，并且

AR是液压缸120的杆侧液压腔120b的横截面积。

在本示例中，密封液压油的体积仅包括在液压缸120的杆侧液压腔120b中的密封液压油的体积，并且为了方便描述，在连接到杆侧液压腔120b的管道中的密封液压油的体积被忽略。另外，缓冲垫110等的重量也被忽略。

如图3A和3B所示，在模具缓冲待命位置处，将液压缸120的帽侧液压腔120a加压至压力PHdc导致在杆侧液压腔120b中的液压油的体积的压缩。结果，通过从模具缓冲待命位置升高上升量x，液压缸120的活塞杆120c(缓冲垫110)被平衡。

在液压缸120的杆侧液压腔120b中，在杆侧液压腔120b中的体积通过加压帽侧液压腔120a而被改变之后，杆侧液压腔120b中的压力和体积之间的关系可以由下面的公式表示。

[公式2]

P＝P'+kΔV/V，其中

P是在体积改变之后液压腔中的压力，

P'是在体积改变之前液压腔中的压力，

V是在体积改变之前液压腔中的体积，

ΔV是体积压缩量，并且

k是液压油的体积弹性系数。

另外，通过使用PR1、PR0、L、AR、AH和上升量x，公式2可以用下面的公式替代。

[公式3]

PR1＝PR0+k·AR·x/(AR·L)

另外，公式1和公式3如下表示：

PHdc·AH/AR＝PR0+k·x/L,

然后，上升量x可以由下面的公式表示。

[公式4]

x＝(PHdc·AH/AR-PR0)·L/k,

因而，通过使用公式4，在其中帽侧液压腔120a中的压力被设置为PHdc以在设计中需要的位置处获得需要的模具缓冲力F的情况下，可以计算上升量x。

当滑块14从图3中的部分(B)图示的状态下降并且与缓冲垫110相撞以导致缓冲垫110连同滑块14一起下降时，液压缸120的杆侧液压腔120b中的压力从压力PR1逐渐减少(图3中的部分(C))。此时，帽侧液压腔120a中的压力被控制以保持在压力PHdc。这允许液压缸120生成模具缓冲力，随着杆侧液压腔120b中的压力逐渐减少，所述模具缓冲力逐渐增加。

当缓冲垫110被按压上升量x时(缓冲垫110到达模具缓冲待命位置)，如图3中的部分(D)所示，液压缸120的杆侧液压腔120b中的压力PRdc返回至图3中的部分(A)的状态中的压力PR0(PRdc＝PR0)，并且然后液压缸120生成需要的模具缓冲力F。

液压缸120的帽侧液压腔120a中的获得需要的模具缓冲力F所需的压力PHdc可以使用下面的公式计算。

[公式5]

PHdc＝(F+PRdc·AR)/AH，其中

当液压缸120生成需要的模具缓冲力F时，液压缸120的杆侧液压腔120b中的压力PRdc等于压力PR0(PRdc＝PR0)。

AR＝π·[(230/2)²-(180/2)²)]≈16100mm²,

AH＝π·(230/2)²≈41548mm²，其中

液压缸120的缸内直径是230mm，活塞杆120c的杆直径是180mm，缸冲程是400mm，需要的模具缓冲力F是500kN，需要模具缓冲力F所在的缸位置(对应于缓冲垫待命位置的缸位置)是冲程下限上方350mm，杆侧液压腔120b中的初始压力PR0是0.7MPa，并且液压油的体积弹性系数k是1000N/m²。当这些已知值被代入公式4中时，压力PHdc如下表示：

PHdc＝(500000+0.7·16100)/41548≈12.3MPa。

另外，当上述已知值和计算出的PHdc被代入公式1中时，压力PR1如下表示：

PR1＝12.3·41548/16100≈31.7MPa.

进一步地，图3中的部分(A)中标识的L如下所示：L＝300-250＝50mm，并且当已知值和计算出的PHdc被代入公式4中时，上升量x如下计算：

x＝(12.3·41548/16100-0.7)·50/1000≈1.55mm.

在模具缓冲力控制开始之前，当液压缸120的帽侧液压腔120a被加压以促使其中的压力成为压力PHdc(在上述示例中为12.3MPa)时，如上所述，缓冲垫110上升上升量x(约1.55mm)。同时，当滑块14与缓冲垫110相撞以导致缓冲垫110下降上升量x(到达模具缓冲待命位置)时，液压缸120可以生成需要的模具缓冲力F(＝500kN)。

即，即使在模具缓冲力控制开始之前，液压缸120的帽侧液压腔120a被加压，缓冲垫110(液压缸120)的上升量是较小的，并且可以生成在模具缓冲待命位置处需要的模具缓冲力，从而能够增加模具缓冲力的作用的响应度。

另外，在模具缓冲力控制开始之前加压的帽侧液压腔120a中的压力可以超过当缓冲垫110移动到模具缓冲待命位置时的压力，并且小于压力PHdc。由于诸如液压缸120的杆侧液压腔120b的强度的限制和视条件而定的对模具结构的限制，即使液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力不能增加到压力PHdc(或上升量x不能被确定)，尽管在滑块14和缓冲垫110彼此碰撞的时刻，或在缓冲垫110下降上升量x的时刻最近的时间，通过控制帽侧液压腔120a中的压力以导致压力为压力PHdc从而减少上升量x，尽管压力PHdc被减少(上升量x被减少)，也可以实现较高响应度。

[模具缓冲装置的第二实施例]

图4是图示根据本发明的模具缓冲装置的第二实施例的结构示意图。

图4图示的第二实施例的模具缓冲装置100'与图1图示的第一实施例的模具缓冲装置100存在如下不同，即第二液压回路140'取代第二液压回路140。在图4中，与图1图示的第一实施例的模具缓冲装置100共用的部件由相同附图标记标识以避免细节重复描述。

图4图示的第二液压回路140'包括先导驱动式止回阀141和先导(pilot)压力生成装置143，以取代图1图示的第二液压回路140的止回阀142和减压阀144。

先导压力生成装置143生成先导压力(pilot pressure)以用于控制先导驱动式止回阀141的打开/闭合，并且包括用于在先导压力下蓄积液压油的蓄积器143A、用于生成先导压力的液压泵143B、用于先导操作的螺线管活页阀(3端口2位置式电磁阀)等。

液压泵143B被电动马达143D驱动以通过止回阀143E向蓄积器143A供应压力油。仅当蓄积器143A中蓄积的液压油的压力减少至预定先导压力以下时，仅液压泵143B被驱动。附图标记143F指示溢流阀，该溢流阀用于在先导压力变成异常高压时，通过允许压力油流出来防止液压装置被破坏。附图标记143G指示当先导压力减少时使用的并且通常闭合的溢流阀。

通过从控制器160接收的切换信号，螺线管活页阀143C被控制(方向切换控制)，并且当螺线管活页阀143C的螺线管被切换信号激励时，螺线管活页阀143C从图4图示的位置切换成向先导驱动式止回阀141施加先导压力。这导致先导驱动式止回阀141打开以能使液压缸120的杆侧液压腔120b中的液压油通过先导驱动式止回阀141从杆侧液压腔120b流出并流到槽148。

同时，当螺线管活页阀143C的螺线管通过从控制器160接收的切换信号被消磁时，螺线管活页阀143C被切换到图4图示的位置以减少施加至先导驱动式止回阀141的先导压力，然后先导驱动式止回阀141被闭合。这防止液压油从液压缸120的杆侧液压腔120b流出。

尽管如上构造的第二液压回路140'在构造上不同于图1图示的第二液压回路140，但是如第二液压回路140，通过使用来自控制器160的切换信号，第二液压回路140'可以防止液压油从液压缸120的杆侧液压腔120b流出，或能使液压油从液压缸120的杆侧液压腔120b流出。

图5是图示一种控制上述第二实施例的模具缓冲装置100'的方法的流程图。与图2图示的流程图共用的部分由共用的步骤数字指示以避免细节重复描述。

图5图示的流程图与图2图示的流程图的不同之处在于，取代步骤S12和步骤S20处的过程，执行步骤S120和步骤S200处的过程。

即，减压阀144在图2中的步骤S12处闭合，而在步骤S120处，先导驱动式止回阀141被闭合以防止液压油从液压缸120的杆侧液压腔120b流出，从而使得帽侧液压腔120a能够被加压。

减压阀144在图2中的步骤S20处是打开的，而在步骤S200处，先导驱动式止回阀141是打开的。当缓冲垫110下降时，即使先导压力被施加至先导驱动式止回阀141，液压油也可以通过先导驱动式止回阀141流进液压缸120的杆侧液压腔120b中，并且因而先导驱动式止回阀141可以被控制以在缓冲垫110的位置控制(上升)开始的时刻被打开。

[第一液压回路的第一实施例]

图6是对应于图4图示的第二实施例的模具缓冲装置100'的结构示意图，并且是特别包括第一实施例的与图1图示的第一液压回路130对应的第一液压回路130-1的结构示意图。图6图示的模具缓冲装置100'包括在较低压力的气压(例如0.7MPa)下的用作槽的蓄积器149，蓄积器149取代图4图示的槽148，蓄积器149连接至低压管线。

图6图示的第一实施例的第一液压回路130-1包括：液压泵/马达(流体压力泵/马达)130A；连接至液压泵/马达130A的转动轴的伺服马达(电动马达)130B；检测伺服马达130B的驱动轴的角速度(伺服马达角速度ω)的角速度检测器130C；先导驱动式止回阀130D；螺线管活页阀130E；和用作安全阀的溢流阀130F。

液压泵/马达130A的一个端口(排放端口)通过先导驱动式止回阀130D连接至液压缸120的帽侧液压腔120a，并且另一个端口连接至与蓄积器149连接的低压管线。

模具缓冲压力检测器122检测施加至液压缸120的帽侧液压腔120a的压力，并且角速度检测器130C检测伺服马达130B的驱动轴的角速度。

因为模具缓冲力可以主要地由液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力和缸的表面积的乘积表示，因此控制模具缓冲力意味着控制液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力。

在滑块14与缓冲垫110相撞之后，通过缓冲垫110被传输至液压缸120的力，压缩液压缸120的帽侧液压腔120a以生成模具缓冲压力。同时地，当在液压泵/马达130A中生成的旋转轴转矩等于伺服马达130B的驱动转矩时，模具缓冲压力促使液压泵/马达130A用作液压马达以转动伺服马达130B，从而防止模具缓冲压力上升。最后，根据伺服马达130B的驱动转矩确定模具缓冲力。

(模具缓冲力控制)

在模具缓冲力控制的时候，指令装置150输出与需要的模具缓冲力对应的指令值。在本示例中，缓冲垫110被控制到位，并且当缓冲垫110到达模具缓冲待命位置时，输出指示预设压力PHdc的指令值。

控制器160输入指示液压缸120的帽侧液压腔120a中的由模具缓冲压力检测器122检测到的压力的模具缓冲压力检测信号，以如从指令装置150接收的指令值所指示来控制液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力。另外，控制器160输入指示伺服马达130B的驱动轴的角速度(伺服马达角速度(ω))的伺服马达角速度信号，以作为角速度反馈信号，从而确保模具缓冲力的动态稳定性。

当缓冲垫110到达模具缓冲待命位置并且控制从模具缓冲位置控制状态切换到模具缓冲力控制状态时，控制器160通过放大器(未示出)向伺服马达130B输出通过使用与模具缓冲力对应的指令值而计算出的转矩指令、模具缓冲压力检测信号和伺服马达角速度信号，从而执行模具缓冲力控制。

在滑块14与缓冲垫110相撞之前(在模具缓冲力控制开始之前)，如图3中的部分(B)所示，即使液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力被控制成为与指令值对应的压力PHdc，液压缸120的杆侧液压腔120b中的压力也增加到压力PR1以导致缓冲垫110静止，同时两个腔中的压力是平衡的，借此没有模具缓冲力生成。

当液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力达到压力PHdc，同时先导驱动式止回阀130D被控制而通过螺线管活页阀130E被闭合时，优选的是伺服马达130B被控制以停止，直到滑块14与缓冲垫110相撞。这能使避免浪费伺服马达130B的功率消耗。即使伺服马达130B被停止，帽侧液压腔120a中的压力PHdc也可以通过先导驱动式止回阀130D被保持。

当滑块14下降并且与缓冲垫110相撞时，控制器160开始伺服马达130B的转矩控制，并且控制(切换)螺线管活页阀130E以打开先导驱动式止回阀130D。

尽管在滑块14与缓冲垫110碰撞之后下降到下止点(在成形过程中)，但是伺服马达130B的转矩输出的方向和生成速度的方向是彼此相反的。即，依靠使用缓冲垫110从滑块14接收的动力，压力油从液压缸120的帽侧液压腔120a通过先导驱动式止回阀130D流进液压泵/马达130A中，以促使液压泵/马达130A用作液压马达。因为伺服马达130B被液压泵/马达130A驱动以用作发电机，因此优选的是使用由伺服马达130B生成的电力作为再生电力。

(模具缓冲位置的控制)

在滑块14到达下止点并且模具缓冲力控制完成之后，指令装置150促使用于产品的敲出操作(knock-out)被执行，并且输出控制缓冲垫110的位置的指令值(位置指令值)以促使缓冲垫110移动(上升)到模具缓冲待命位置。

在模具缓冲位置控制状态的情况下，基于从指令装置150接收的位置指令值和由模具缓冲位置检测器112检测到的模具缓冲位置的检测信号，控制器160控制伺服马达130B，以促使液压泵/马达130A向液压缸120的帽侧液压腔120a供应压力油。

相应地，控制在液压缸120的活塞杆120c的拉伸方向上的位置能够控制在缓冲垫110的提升方向上的位置(模具缓冲位置)。

[第一液压回路的第二实施例]

图7是对应于图4图示的第二实施例的模具缓冲装置100'的结构示意图，和特别包括第二实施例的第一液压回路130-2的结构示意图。

图6图示的第二实施例的第一液压回路130-2包括4端口2位置式比例流量控制阀(在下文简单地称为″比例流量控制阀″)131、螺线管活页阀132、止回阀133、具有蓄积器143A的压力油供应源(包括液压泵143B、电动马达143D和溢流阀143F)等。

用于检测帽侧液压腔120a以及比例流量控制阀131的A端口中的压力的模具缓冲压力检测器122连接到与液压缸120的帽侧液压腔120a连接的流动通路，并且与液压缸120的杆侧液压腔120b连接的流动通路通过先导驱动式止回阀141连接到比例流量控制阀131的B端口，以及通过止回阀133连接到槽148。

比例流量控制阀131的压力供应端口(P端口)通过可以打开和闭合的螺线管活页阀132连接到具有蓄积器143A的压力油供应源，并且比例流量控制阀131的T端口连接到槽148。

蓄积器143A在高压气压下被设置以将压力油保持在高压下。在模具缓冲位置控制的时候，在高压下的压力油通过螺线管活页阀132和比例流量控制阀131被供应到液压缸120的帽侧液压腔120a以升高缓冲垫110，并且作为先导驱动式止回阀141的先导压力通过螺线管活页阀143C被供应。

同时，冲压机床的滑块14设置有滑块位置检测器32和滑块速度检测器33。

滑块位置检测器32、滑块速度检测器33、模具缓冲位置检测器112和模具缓冲压力检测器122的相应的检测信号被控制器160'接收。控制器160'被构造成用于从指令装置150接收指示与模具缓冲力对应的模具缓冲力或模具缓冲压力的指令值，和指示诸如敲出位置和模具缓冲待命位置的位置(模具缓冲位置)的指令值。

控制器160'被构造成用于基于上述指令值和上述检测信号执行模具缓冲力控制和模具缓冲位置控制，并且不仅输出用于控制比例流量控制阀131的控制信号，还输出用于切换螺线管转换阀132和143C的切换信号。

(模具缓冲力控制的原理)

因为模具缓冲力可以由液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力和缸的表面积的乘积表示，因此控制模具缓冲力意味着控制液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力。

液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力P可以用下面的公式表示。

[公式6]

P＝(K/V)·q·(1/s),

其中每个符号表示如下含义：

K是体积弹性系数；

V是缸的下腔中的体积[cm³]；

q是流入和流出缸的下腔的流量[cm³/s]；并且

1/s是积分。

从公式6，可以看到，如果流入和流出帽侧液压腔120a的流量q可以被控制，则压力(模具缓冲力)可以被控制。

使用Bernoulli方程，通过比例流量控制阀131从帽侧液压腔120a流出的量Q可以通过下面的公式表示，下面的公式使用与比例流量控制阀131的开口成比例的阀系数Kv和帽侧液压腔120a中的压力P。

[公式7]

[公式8]

Kv＝Cd·π·d√(2/ρ)·x＝C·x(C是常数)

其中，公式7和8中的每个符号表示如下含义：

P是压力[kgf/cm²]；

Q是通过比例流量控制阀的流量[cm³/s]；

ρ是液压油密度[kgf s²/cm⁴]；

Cd是流量系数；

d是比例流量控制阀的阀芯直径[cm]；并且

x是比例流量控制阀131的阀芯位移[cm]。

流入和流出帽侧液压腔120a的流量q通过从流入量Qs减去流出量Q而获得(q＝Qs-Q)。因为流入量Qs通过滑块速度(缸的活塞的下降速度)和缸的表面积的乘积而确定，因此控制从帽侧液压腔120a的流出量Q能够控制帽侧液压腔120a中的压力。

阀系数Kv与比例流量控制阀131的阀芯位移x成比例，如公式8所表示，并且比例流量控制阀131具有与比例流量控制阀指令成比例变化的阀芯位置。因而，如果压差是恒定的，则液压油的流量被确定与比例流量控制阀指令成比例。

公式7可以改变成下面的公式。

[公式9]

Kv＝Q/√P

阀系数Kv可以通过以用Pr标识的模具缓冲的指令压力和通过滑块速度获得的用Qs标识的流量分别地代替公式9中的P和Q而获得。如果比例流量控制阀131被控制以具有与阀系数Kv对应的阀芯位移(打开)，则帽侧液压腔120a中的压力P可以被控制成为指令压力Pr。

即，如果帽侧液压腔120a中的压力P小于指令压力Pr(P<Pr)，则通过比例流量控制阀131的流出量Q小于进入帽侧液压腔120a中的流入量Qs(Q<Qs)。此时，流入和流出帽侧液压腔120a的流量q(＝Qs-Q)增加，以及帽侧液压腔120a中的压力P增加。当帽侧液压腔120a中的压力P等于指令压力Pr(P＝Pr)时，来自帽侧液压腔120a的流出量Q也等于流入量Qs(Q＝Qs)，并且然后缸的下腔中的压力P保持在指令压力Pr处。

(模具缓冲压力的控制)

在模具缓冲力控制的时候，指令装置150输出与需要的模具缓冲力对应的指令值。在本示例中，缓冲垫110被控制到位，并且当缓冲垫110到达模具缓冲待命位置时，指示预设压力PHdc的指令值被输出。尽管优选的是具有蓄积器143A的压力油供应源在压力PHdc下提供压力油，但是在小于压力PHdc的压力下的压力油可以被供应。

当缓冲垫110到达模具缓冲待命位置并且控制从模具缓冲位置控制状态切换到模具缓冲力控制状态时，控制器160'输出切换信号以用于使螺线管活页阀143C的螺线管消磁以导致没有施加至先导驱动式止回阀141的先导压力，从而闭合先导驱动式止回阀141。另外，控制器160'向螺线管活页阀132和比例流量控制阀131中的每个输出控制信号，以促使具有蓄积器143A的压力油供应源通过螺线管活页阀132和比例流量控制阀131向液压缸120的帽侧液压腔120a供应高压下的压力油，从而加压帽侧液压腔120a以促使其中的压力与蓄积器143A中的压力相同。

在滑块14与缓冲垫110相撞之前(在模具缓冲力控制开始之前)，即使液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力增加，杆侧液压腔120b中的压力也增加以导致缓冲垫110静止，同时两个腔中的压力是平衡的，因为液压油被防止从杆侧液压腔120b流出，借此没有模具缓冲力生成。

在滑块14下降并且滑块14碰撞缓冲垫110之后到达下止点的同时(在成形过程中)，控制器160'不仅输出用于闭合螺线管活页阀132的切换信号以闭合比例流量控制阀131的P端口，还向比例流量控制阀131输出基于滑块速度计算的与预设模具缓冲力对应的压力指令和用于比例流量控制阀的控制信号，以促使比例流量控制阀131具有适当的开口。相应地，通过比例流量控制阀131的流量(来自液压缸120的帽侧液压腔120a的流出量)被控制，借此帽侧液压腔120a中的压力被控制成为允许生成需要的模具缓冲力的压力。

(模具缓冲位置的控制)

在滑块14到达下止点并且模具缓冲力控制完成之后，指令装置150促使用于产品的敲出操作被执行，并且输出控制缓冲垫110的位置的指令值(位置指令值)以导致缓冲垫110移动(上升)到模具缓冲待命位置。

在模具缓冲位置控制状态的情况下，控制器160'输出用于打开螺线管活页阀132的切换信号以打开比例流量控制阀131的P端口，并且促使螺线管活页阀143C的螺线管被激励以通过螺线管活页阀143C向先导驱动式止回阀141施加先导压力，以打开先导驱动式止回阀141，从而使得液压油能够从杆侧液压腔120b流出。随后，基于来自指令装置150的位置指令值和来自模具缓冲位置检测器112的模具缓冲位置信号，控制器160'控制比例流量控制阀131的打开，以促使缓冲垫110移动到模具缓冲待命位置。

[比较示例]

接下来，根据本发明的模具缓冲装置和常规的模具缓冲装置将在构造和操作效果上被比较。

常规的模具缓冲装置被控制以在模具缓冲力控制开始之前，促使缓冲垫停止在高于缓冲垫待命位置预定量的位置处，并且然后滑块与缓冲垫相撞，并且缓冲垫被向下按压到上升之前的高度以生成与设定压力对应的模具缓冲力。在缓冲垫停止在高于缓冲垫待命位置预定量的位置处的状态下，液压缸的杆侧液压腔中的液压油可以自由地流入和流出。因而，液压缸的帽侧液压腔和杆侧液压腔不被(不能被)加压到高压。

图8图示了常规的模具缓冲装置的液压缸120的相应状态从其中缓冲垫110位于模具缓冲待命位置处的状态至其中预设模具缓冲力被生成的状态的过渡。

图8中的部分(A)图示了在其中缓冲垫110通过模具缓冲位置控制定位在模具缓冲待命位置处(待命)的状态中的液压缸120。

此时，杆侧液压腔120b中的压力被标识为PR0，并且杆侧液压腔120b在拉伸方向上的尺寸(长度)被标识为L,并且帽侧液压腔120a在拉伸方向上的尺寸(长度)被标识为L2。

如图8中的部分(B)所示，缓冲垫的位置控制在图8中的部分(A)的状态中被进一步地执行，以将缓冲垫110(活塞杆120c)从缓冲垫待命位置升高预定上升量x'。此时，液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力是压力PH0，并且杆侧液压腔120b中的压力是压力PR0。

为方便描述起见，密封液压油的体积仅包括在液压缸120的帽侧液压腔120a中的密封液压油的体积，而在管道中的密封液压油的体积被忽略。另外，因为考虑到杆侧液压腔120b中的体积是足够大的，因此缓冲垫110等的重量被忽略。

液压缸120的帽侧液压腔120a中的密封压力PH0可以通过下面的公式表示，其中杆侧液压腔120b中的压力被标识为压力PR0。

[公式10]

PH0＝PR0·AR/AH，其中

AH是液压缸120的帽侧液压腔120a的横截面积，并且

AR是液压缸120的杆侧液压腔120b的横截面积。

在本示例中，密封液压油的体积仅包括在液压缸120的杆侧液压腔120b中的密封液压油的体积，并且在连接到杆侧液压腔120b的管道中的密封液压油的体积被忽略以方便描述。另外，缓冲垫110等的重量也被忽略。

当滑块14从图8中的部分(B)图示的状态下降并且与缓冲垫110相撞以导致缓冲垫110连同滑块14一起下降时，液压缸120的杆侧液压腔120b中的压力从压力PR0逐渐增加(图8中的部分(C))。

当缓冲垫110被按压上升量x'时(缓冲垫110到达模具缓冲待命位置)，如图8中的部分(D)所示，导致液压缸120的帽侧液压腔120a中的压力为预定压力PHdc，并且然后液压缸120生成需要的模具缓冲力F。换句话说，当缓冲垫110被按压上升量x'时，缓冲垫110的上升量x'被确定以在体积改变之前导致压力PH0为由于帽侧液压腔的体积改变而具备的压力PHdc。

在液压缸120的头部侧液压腔120a中，在帽侧液压腔120a中的体积改变之后，帽侧液压腔120a中的压力和体积之间的关系可以由下面的公式表示。

[公式11]

P＝P'+kΔV/V,其中

P是在体积改变之后液压腔中的压力，

P'是在体积改变之前液压腔中的压力，

V是在体积改变之前液压腔中的体积，

ΔV是体积压缩量，并且

k是液压油的体积弹性系数。

另外，通过使用PHdc、PH0、L2、AR、AH和上升量x'，公式11可以用下面的公式替代。

[公式12]

PHdc＝PH0+k·AH·x'/(AH·L2)

x'＝(PHdc-PH0)·L2/k

另外，液压缸120的帽侧液压腔120a中的用于获得需要的模具缓冲力F的压力PHdc可以使用下面的公式计算。

[公式13]

PHdc＝(F+PR0·AR)/AH

因而，通过使用公式12和公式13的流量公式可以表示上升量x'。

[公式14]

x'＝[(F+PR0·AR)/AH-PH0]·L2/k

因而，通过使用公式14，在其中帽侧液压腔120a中的压力被设为PHdc以在设计中需要的位置处获得需要的模具缓冲力F的情况下，可以计算上升量x'。

通过使用与用于参照图3描述的根据本发明的模具缓冲装置的已知值相同的值如下获得PHdc和PH0。

PHdc＝(500000+0.7·16100)/41548≈12.3MPa

PH0＝0.7·16100/41548≈0.27MPa

然后，通过将PHdc和PH0代入公式12中如下计算上升量x'。

x'＝(12.3-0.27)·350/1000≈4.21mm

参照当帽侧液压腔120a被加压以导致在其中的压力为PHdc的同时液压缸120的杆侧液压腔120b中的液压油被防止在模具缓冲力控制开始之前流出时的缓冲垫110的上升量x(约1.55mm)，正如根据本发明的模具缓冲装置，常规的模具缓冲装置(没有防止液压缸120的杆侧液压腔120b中的液压油流出)需要上升量x'(约4.21mm)，缓冲垫上升所述上升量x'以获得在模具缓冲待命位置处需要的模具缓冲力，上升量x'几乎是上升量x的3倍。

[其他]

如本实施例，例如，液压缸不仅可以设置在缓冲垫中的一个位置处，还可以设置在缓冲垫的前部和后部的两个位置处，或位于缓冲垫的前部、后部、右侧和左侧的四个位置处。另外，导致液压缸生成需要的模具缓冲力的液压回路和控制所述液压回路的方法不受限于本实施例的那些实施例，并且各种类型的实施例是可获得的。

在本实施例中，尽管描述了其中油用于操作流体的模具缓冲装置，但是此外，水或另一液体可以被使用。即，尽管通过使用液压缸和液压回路所使用的形式描述了本实施例，但是此外，其中水或另一液体被使用的流体压力缸和流体压力回路可以显然地用于本发明。

另外，本发明不被限制于上述示例，并且因此毋庸赘述在未脱离本发明的本质的范围中各种修改例和变化例是可行的。

Claims (14)

1.一种模具缓冲装置，包括：

流体压力缸，所述流体压力缸在冲压机床的滑块下降的同时支撑缓冲垫并且生成模具缓冲力；

第一流体压力回路，所述第一流体压力回路构造成将操作流体供应到流体压力缸的帽侧流体压力腔，或者从所述帽侧流体压力腔排放操作流体；

第二流体压力回路，所述第二流体压力回路构造成防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出，或者构造成使操作流体流入所述杆侧流体压力腔；和

加压控制器，所述加压控制器在模具缓冲力控制开始之前控制第二流体压力回路以促使防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出，并且在模具缓冲力控制开始之前，控制第一流体压力回路以促使操作流体被供应到流体压力缸的帽侧流体压力腔以加压帽侧流体压力腔，同时防止操作流体流出。

2.根据权利要求1所述的模具缓冲装置，其中：

第二流体压力回路包括防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出的止回阀和与止回阀并联设置的减压阀，并且

在模具缓冲力控制开始之前，加压控制器控制减压阀以促使减压阀闭合并且防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出。

3.根据权利要求1所述的模具缓冲装置，其中：

第二流体压力回路包括防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出的先导驱动式止回阀，并且

在模具缓冲力控制开始之前，加压控制器控制先导压力以促使先导驱动式止回阀闭合并且防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出。

4.根据权利要求1到3中的任一项所述的模具缓冲装置，进一步包括：

模具缓冲位置控制器，所述模具缓冲位置控制器被构造成用于，在模具缓冲力控制完成之后，允许操作流体被供应到流体压力缸的帽侧流体压力腔以将缓冲垫升高到预定的模具缓冲待命位置，

其中，当缓冲垫通过模具缓冲位置控制器被移动到模具缓冲待命位置时，加压控制器控制第二流体压力回路以促使防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出，并且控制第一流体压力回路以促使操作流体被供应到流体压力缸的帽侧流体压力腔，同时控制第二流体压力回路以促使防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出。

5.根据权利要求1到3中的任一项所述的模具缓冲装置，其中：

通过加压控制器而被加压的流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力等于流体压力缸生成预设模具缓冲力时所处的压力。

6.根据权利要求4所述的模具缓冲装置，其中：

通过加压控制器而被加压的流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力超过缓冲垫移动至模具缓冲待命位置时所处的压力，以及小于流体压力缸生成预设缓冲力时所处的压力。

7.根据权利要求1到3中的任一项所述的模具缓冲装置，进一步包括：

压力检测器，所述压力检测器检测流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力；

流体压力泵/马达，所述流体压力泵/马达具有通过管道连接到流体压力缸的帽侧流体压力腔的排放端口；

电动马达，所述电动马达连接至流体压力泵/马达的转动轴；

模具缓冲压力指令装置，所述模具缓冲压力指令装置输出预设模具缓冲压力指令；和

模具缓冲力控制器，基于模具缓冲压力指令和由压力检测器检测到的压力，所述模具缓冲力控制器控制电动马达的转矩以促使模具缓冲压力等于与模具缓冲压力指令对应的压力。

8.根据权利要求7所述的模具缓冲装置，其中：

在模具缓冲力控制开始之前，加压控制器控制电动马达的转矩以控制被供应至流体压力缸的帽侧流体压力腔的流体压力。

9.根据权利要求1到3中的任一项所述的模具缓冲装置，进一步包括：

比例流量控制阀，所述比例流量控制阀被设置在连接到流体压力缸的帽侧流体压力腔的管道中；和

模具缓冲力控制器，所述模具缓冲力控制器控制比例流量控制阀的开口以导致从流体压力缸的帽侧流体压力腔排放的操作流体的流量被控制，从而控制流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力。

10.一种控制模具缓冲装置的方法，所述模具缓冲装置包括流体压力缸，所述流体压力缸在冲压机床的滑块下降的同时支撑缓冲垫并且生成模具缓冲力；第一流体压力回路，所述第一流体压力回路构造成将操作流体供应到流体压力缸的帽侧流体压力腔，或者从所述帽侧流体压力腔排放操作流体；和第二流体压力回路，所述第二流体压力回路构造成防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出，或者构造成使操作流体流入所述杆侧流体压力腔，并且所述方法包括以下步骤：

在模具缓冲力控制开始之前，通过控制第二流体压力回路，防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出；和

在模具缓冲力控制开始之前，通过控制第一流体压力回路以向流体压力缸的帽侧流体压力腔供应操作流体，以加压流体压力缸的帽侧流体压力腔，同时防止操作流体流出。

11.根据权利要求10所述的控制模具缓冲装置的方法，进一步包括以下步骤：

在模具缓冲力控制完成之后，向流体压力缸的帽侧流体压力腔供应操作流体，以促使缓冲垫上升到预定的模具缓冲待命位置，

其中在防止操作流体流出的步骤中，当缓冲垫移动到模具缓冲待命位置时，第二流体压力回路被控制以防止操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出。

12.根据权利要求10或11所述的控制模具缓冲装置的方法，其中：

在加压步骤中被加压的流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力等于流体压力缸生成预设模具缓冲力时所处的压力。

13.根据权利要求11所述的控制模具缓冲装置的方法，其中：

在加压步骤中被加压的流体压力缸的帽侧流体压力腔中的压力超过缓冲垫移动至模具缓冲待命位置时所处的压力，以及小于流体压力缸生成预设缓冲力时所处的压力。

14.根据权利要求10或11所述的控制模具缓冲装置的方法，其中：

模具缓冲装置进一步地包括模具缓冲位置控制器，所述模具缓冲位置控制器被构造成用于，在模具缓冲力控制完成之后，允许操作流体被供应到流体压力缸的帽侧流体压力腔以将缓冲垫升高到预定的模具缓冲待命位置，并且

所述方法包括如下步骤，即在通过降低滑块执行的冲压成形过程中和在缓冲垫的位置控制过程中控制第一流体压力回路，以在冲压成形过程中能使操作流体流进流体压力缸的帽侧流体压力腔中，以及在位置控制过程中控制第二流体压力回路以能使操作流体从流体压力缸的杆侧流体压力腔流出。

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