CN108994134A - 用于冲压机的双坯件检测装置和用于冲压机的模具保护装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于冲压机的双坯件检测装置(302)，该冲压机采用带有附接在其上的模具缓冲装置的冲压机，并逐个自动反复使得坯件材料成型。所述双坯件检测装置(302)包括：位置信号获取单元(320)，其获取指示所述模具缓冲装置的缓冲垫的位置的模具缓冲位置信号(303)；负载信号获取单元(310)，其获取指示在所述模具缓冲装置的所述缓冲垫中产生的模具缓冲负载的模具缓冲负载信号(301)；和双坯件检测单元(330)，其基于所获取的所述模具缓冲位置信号(303)和所述模具缓冲负载信号(301)，将多个坯件材料重叠的状态检测作为双坯件。

Description

用于冲压机的双坯件检测装置和用于冲压机的模具保护装置
技术领域
本发明涉及一种用于冲压机的双坯件检测装置和一种用于冲压机的模具保护装置，更具体地涉及在双坯件被供给冲压机的情况下可靠地检测双坯件(双坯件材料)的技术。
背景技术
以往，作为检测这样的双坯件的方法，存在在日本特开平10-193199号公报(专利文献1)中描述的方法。
在通过使用用于驱动油压缸(该油压缸用于通过伺服阀使滑动件进行垂直移动)的系统的直线运动型冲压机来成型坯件材料(工件)的情况下，当在成型开始时刻冲压负载信号急剧上升时(由油压缸的降压用压力信号和升压用压力信号计算出该冲压负载信号)，检测到滑动件位置，并且检测出的滑动件位置在板厚度允许范围之外(根据单个工件的参考板厚度位置设定的板厚度允许范围)，专利文献1中描述的直线运动型冲压机的模具保护装置判定产生双坯件，并且将滑动件移动到与加压工作时的方向相反的方向。专利文献1中记载的直线运动型冲压机没有安装模具缓冲装置。
作为广泛且通常使用的双坯件检测系统，存在这样一种系统，其中双坯件检测机构设置在模具(上模具)中，使得限位开关仅在产生双坯件的时刻接通。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开平No.10-193199号公报
发明内容
在专利文献1中描述的用于检测双坯件的方法中，检测冲压负载和滑动件位置。并且，当在成型开始时刻冲压负载急剧上升时检测到滑动件位置，并且检测出的滑动件位置在板厚度允许范围之外时，判定为产生双坯件。然而，检测到的滑动件位置的变化范围(波动)大，滑动件位置超过单个坯件材料的板厚度而被改变，因此存在无法精确检测到双坯件的问题。
据认为，这是因为冲压机相对于附接在其上的模具缓冲装置重，厚，长和大，检测冲压负载的分辨率或滑动件位置检测的分辨率低，或其二是因为根据冲压机的成型负载或状态变化(例如立柱的线性膨胀)而产生冲压负载(无需控制)。
在双坯件检测机构设置在模具中使得仅在产生双坯件时接通限位开关的情况下，存在以下描述的多个问题。
首先，对每个模具执行精细调整是耗时的。对每个模具的精细调整需要很长时间，因为当坯件数量正常(即1个)时限位开关未接通，但当坯件数量为2时限位开关接通。
其次，检测精度低。在检测到(将要检测到)双坯件的成型开始时刻，机器经常处于伴随有振动的过度状态。因此，具有机械检测机构的限位开关难以精确(稳定)地执行大约1mm的检测。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种用于冲压机的双坯件检测装置和用于冲压机的模具保护装置，其能够在双坯件被供给冲压机的情况下可靠地检测到双坯件。
为了达到上述目的，根据一个方面的本发明是一种用于冲压机的双坯件检测装置，该冲压机采用带有附接在其上的模具缓冲装置的冲压机，并逐个自动反复使得坯件材料成型，所述双坯件检测装置包括：
位置信号获取单元，其获取指示所述模具缓冲装置的缓冲垫的位置的模具缓冲位置信号；负载信号获取单元，其获取指示在所述模具缓冲装置的所述缓冲垫中产生的模具缓冲负载的模具缓冲负载信号；和双坯件检测单元，其基于由所述位置信号获取单元获取的所述模具缓冲位置信号和由所述负载信号获取单元获取的所述模具缓冲负载信号，将多个坯件材料重叠的状态检测作为双坯件。
根据本发明的该方面，代替专利文献1中描述的检测滑动件位置和冲压负载，检测缓冲垫的位置和模具缓冲负载，并且基于指示缓冲垫的位置的模具缓冲位置信号和指示模具缓冲负载的模具缓冲负载信号，来检测双坯件材料。
在自动且重复地逐个使得坯件材料成型的冲压机的冲压循环中，在坯件材料的厚度恒定(正常)的情况下，缓冲垫位置信号和模具缓冲负载信号具有更高的响应性和更高的精度，并且比滑动件位置信号和冲压负载信号更稳定。
例如，在对板厚度约1mm的薄板(坯件材料)成型的情况下，重要的是缓冲垫位置信号和模具缓冲负载信号在正常时间的稳定性，即变化范围小，以便可靠地检测到将厚度改变为大约2mm的异常(双坯件)。
在冲压机的冲压循环中，通过使用比滑动件位置信号和冲压负载信号更稳定的缓冲垫位置信号和模具缓冲负载信号来检测双坯件，并且因此可以可靠地检测到双坯件。
在根据本发明的另一方面的用于冲压机的双坯件检测装置中，优选地，所述双坯件检测单元在所述模具缓冲负载信号上升到预定值的时间点保持模具缓冲位置信号，比较所保持的模具缓冲位置信号的保持值和异常识别值，并且检测双坯件。在正常时间，在上升到恒定的模具缓冲负载信号(预定值)的时间点的模具缓冲位置信号保持值是稳定的，因此可以可靠地从模具缓冲位置信号保持值的改变中检测到异常(双坯件)。
在根据本发明的又一方面的用于冲压机的双坯件检测装置中，优选地，在以所述冲压机的滑动件在所述滑动件与单个坯件材料间接碰撞时的位置为基准，开始所述模具缓冲装置的模具缓冲负载控制的情况下，其中所述异常识别值由Y表示，通过多次重复成型单个坯件材料获得的模具缓冲位置信号保持值的平均值由XAVE表示，并且坯件材料的板厚度由T表示，所述异常识别值Y被设定为满足如下条件的值：
Y≤(XAVE-0.3T)和Y＞(XAVE-T)，和
所述双坯件检测单元将所保持的模具缓冲位置信号的保持值小于所述异常识别值Y的状态检测作为双坯件。
在模具缓冲负载控制开始时间点是滑动件位置作为基准(滑动件位置到达预定的模具缓冲开始用滑动件位置的时间点)的情况下，在检测到双坯件时，滑动件位置作为基准的模具缓冲负载控制开始时间点位于如下的模具缓冲位置，该模具缓冲位置比正常时间的模具缓冲位置小单个坯件材料(被滑动件按压)，因此模具缓冲位置信号保持值X小于平均值XAVE。将模具缓冲位置信号保持值小于上述异常识别值Y的情况检测作为双坯件，因此可以可靠地检测双坯件(两个或多个坯件材料)。
在根据本发明的又一方面的用于冲压机的双坯件检测装置中，优选地，在以所述冲压机的滑动件在所述滑动件与单个坯件材料间接碰撞时的位置为基准，开始所述模具缓冲装置的模具缓冲负载控制的情况下，其中所述异常识别值由Y表示，试验双坯件材料时获得的模具缓冲位置信号保持值由X′表示，并且坯件材料的板厚度由T表示，所述异常识别值Y被设定为满足如下条件的值：
Y≥(X′+0.1T)，和Y≤(X′+0.7T)，和
所述双坯件检测单元将所保持的模具缓冲位置信号的保持值小于所述异常识别值Y的状态检测作为双坯件。
所述异常识别值Y被设定在通过将改变量(坯件材料的板厚度T的10％至70％)添加到模具缓冲位置信号保持值X′而得到的值的范围内，将模具缓冲位置信号保持值小于上述异常识别值Y的情况检测作为双坯件，从而可以可靠地检测到双坯件。改变量在滑动件与缓冲垫间接接触的时刻主要受机器的自然振动的影响而变化，根据经验其程度为板厚度T的10～70％。
在根据本发明的又一方面的用于冲压机的双坯件检测装置中，优选地，在由所述冲压机的滑动件与所述缓冲垫的间接碰撞引起的产生于所述缓冲垫中的模具缓冲负载变化作为基准，开始所述模具缓冲装置的模具缓冲负载控制的情况下，其中所述异常识别值由Y表示，通过多次重复成型单个坯件材料获得的模具缓冲位置信号保持值的平均值由XAVE表示，并且坯件材料的板厚度由T表示，所述异常识别值Y被设定为满足如下条件的值：
Y≥(XAVE+0.3T)和Y＜(XAVE+T)，以及
所述双坯件检测单元将所保持的模具缓冲位置信号的保持值大于所述异常识别值Y的状态检测作为双坯件。
在模具缓冲负载控制开始时间点(在滑动件与缓冲垫间接接触时)是模具缓冲负载产生作为基准的情况下，当检测到双坯件时，在比正常时间的模具缓冲位置大单件坯件材料的模具缓冲位置处，产生接触，并且压力开始上升，并且因此模具缓冲位置信号保持值X变为大于平均值XAVE。将所保持的模具缓冲位置信号的保持值大于上述异常识别值Y的情况检测作为双坯件，从而可以可靠地检测到双坯件。
在根据本发明的又一方面的用于冲压机的双坯件检测装置中，优选地，在由所述冲压机的滑动件与所述缓冲垫的间接碰撞引起的产生于所述缓冲垫中的模具缓冲负载变化作为基准，开始所述模具缓冲装置的模具缓冲负载控制的情况下，其中所述异常识别值由Y表示，试验双坯件材料时获得的模具缓冲位置信号保持值由X′表示，并且坯件材料的板厚度由T表示，所述异常识别值Y被设定为满足如下条件的值：
Y≤(X′-0.1T)，和Y≥(X′-0.7T)，和
所述双坯件检测单元将所保持的模具缓冲位置信号的保持值大于所述异常识别值Y的状态检测作为双坯件。
所述异常识别值Y被设定在通过从模具缓冲位置信号保持值X′中减去改变量(坯件材料的板厚度T的10％至70％)得到的值的范围内，将模具缓冲位置信号保持值大于上述异常识别值Y的情况检测作为双坯件，从而可以可靠地检测到双坯件。
根据本发明的又一方面的用于冲压机的双坯件检测装置优选地还包括：手动设定所述异常识别值的第一手动设定器，或者自动计算和设定所述异常识别值的第一自动设定器。
在根据本发明的又一方面的用于冲压机的双坯件检测装置中，优选地，所述模具缓冲负载信号的预定值是位于不小于所述模具缓冲装置的最大模具缓冲负载的5％且不大于所述最大模具缓冲负载的20％的范围内的值。
根据本发明的又一方面的用于冲压机的双坯件检测装置优选地还包括：手动设定所述模具缓冲负载信号的预定值的第二手动设定器，或基于所述模具缓冲装置的最大模具缓冲负载自动计算和设定所述模具缓冲负载信号的预定值的第二自动设定器。
在根据本发明的又一方面的用于冲压机的双坯件检测装置中，优选地，所述模具缓冲装置包括检测所述缓冲垫的位置并输出所述模具缓冲位置信号的模具缓冲位置检测器，和检测在所述缓冲垫中产生的模具缓冲负载并输出所述模具缓冲负载信号的模具缓冲负载检测器，所述位置信号获取单元从所述模具缓冲位置检测器获取所述模具缓冲位置信号；以及所述负载信号获取单元从所述模具缓冲负载检测器获取所述模具缓冲负载信号。
能够从模具缓冲装置中获取缓冲垫位置信号和模具缓冲负载信号，因此不需要专用于检测这些信号的检测器，并且因此能够获得便宜的装置。
根据本发明的又一方面的一种用于冲压机的模具保护装置，所述冲压机具有：制动装置，所述制动装置制动由所述冲压机的冲压驱动装置驱动的滑动件；以及液压缸，所述液压缸包含在所述滑动件中，并且相对于由所述冲压驱动装置驱动的滑动件的移动移动所述滑动件的模具安装表面；所述模具保护装置包括：上述的用于冲压机的双坯件检测装置；和安全处理装置，其使所述制动装置启动所述滑动件的快速制动，并且在所述双坯件检测单元检测到双坯件时，使所述液压缸减压以使包括所述滑动件的所述模具安装表面的一部分在上升方向上相对移动。
当双坯件检测单元检测到双坯件时，制动装置开始快速制动所述滑动件。在伺服电机驱动的冲压机的情况下，在制动方向上使得最大转矩作用在伺服电机，并且进行快速制动。即使开始快速制动，由于滑动件等的惯性，滑动件的停止需要有限的时间，在有限的时间内，成型提前，并且模具破损的风险增加。因此，开始快速制动，并且包含在滑动件中的液压缸被立即减压，使得包括滑动件的模具安装表面的一部分能够在升高方向上相对移动。因此，在成型开始之前滑动件(模具)被安全地停止，并且防止了模具的破损(模具被保护)。
在根据本发明的又一方面的用于冲压机的模具保护装置中，优选地，所述模具缓冲装置包括：模具缓冲驱动单元，其支撑所述缓冲垫，升高和降低所述缓冲垫，并在所述缓冲垫中生成模具缓冲负载；模具缓冲负载指令装置，其输出模具缓冲负载指令；和模具缓冲负载控制器，其根据所述模具缓冲负载指令装置输出的所述模具缓冲负载指令控制所述模具缓冲驱动单元，并在所述缓冲垫中产生对应于所述模具缓冲负载指令的模具缓冲负载，其中，所述模具缓冲负载指令装置输出预定的模具缓冲负载指令，响应于所述模具缓冲负载指令，通过在所述缓冲垫中产生的模具缓冲负载使所述液压缸收缩，并且在所述双坯件检测单元检测出双坯件时，仅在所述缓冲垫移动的区域中的成型未开始的区域中，在所述滑动件到达停止的期间，使得包括所述滑动件的模具安装表面的一部分在上升方向上相对移动。
通过从缓冲垫施加的模具缓冲负载来促进液压缸的收缩作用，并且包含在滑动件中的液压缸收缩，并且包括滑动件的模具安装表面的一部分随着液压缸收缩在升高方向上相对移动。仪在没有开始成型的区域，在滑动件到达停止的期间，输出规定的模具缓冲负载指令。相反地，在检测到双坯件(对模具极其危险的双坯件材料状态)时的成型区域中，模具缓冲负载基本不起作用。在成型区域中，在其他情况下，例如在光束式安全装置被遮挡的情况下，在操作冲压机紧急停止时，应对措施与在如下的情况下的应对措施不同：预定模具缓冲负载起作用以抑制由于产生的冲压成型褶皱而导致的模具破损直到滑动件停止为止。
在根据本发明的又一方面的用于冲压机的模具保护装置中，优选地，所述模具缓冲装置包括：模具缓冲位置指令装置，其输出模具缓冲位置指令；和模具缓冲位置控制器，其在所述模具缓冲负载控制器终止模具缓冲负载控制之后，基于从所述模具缓冲位置指令装置输出的模具缓冲位置指令来控制所述模具缓冲驱动单元，并且升高所述缓冲垫以将所述缓冲垫移动到预定的模具缓冲待机位置，其中所述预定的模具缓冲待机位置是通过从成型开始位置在上升方向移动预定量而获得的位置。这是因为在检测到双坯件的情况下，需要保证滑动件的停止时间段直到开始成型(滑动件的模具安装表面的下降量)。
在根据本发明的又一方面的用于冲压机的模具保护装置中，优选地，成型未开始的区域是所述预定的模具缓冲待机位置与开始成型的位置之间的区域。
在根据本发明的又一方面的用于冲压机的模具保护装置中，优选地，当所述双坯件检测单元检测到双坯件时，所述模具缓冲负载指令装置自动输出最大模具缓冲负载指令作为预定的模具缓冲负载指令。
当检测到双坯件时，使得最大模具缓冲负载作用在具有包含在其中的液压缸的滑动件上，并且液压缸尽可能快地收缩，从而不会开始成型。
根据本发明的用于冲压机的双坯件检测装置，使用具有高检测精度的缓冲垫的位置和模具缓冲负载来检测双坯件，并且因此在将双坯件提供给冲压机的情况下，可以可靠地检测到这种情况。
根据本发明的用于冲压机的模具保护装置，当上述双坯件检测装置检测到双坯件时，通过制动装置开始滑动件的快速制动，包含在滑动件中的液压缸被减压，并且包括滑动件的模具安装表面的一部分在升高方向上相对移动，能够在开始成型之前使滑动件(模具)安全地停止，可以防止模具的破损(保护模具)。
附图说明
图1是示出包括冲压机，模具缓冲装置和模具保护装置的整个装置的实施例的示意性构造图；
图2是示出图1所示的冲压机100和模具缓冲装置200的机构部分的图；
图3是示出图1所示的冲压驱动装置240的一个示例的构造图；
图4是示出图1所示的过载去除装置220的一个示例的构造图；
图5是示出图1所示的模具缓冲驱动装置160R的一个示例的构造图；
图6是主要示出图1所示的模具缓冲控制器170的一个实施方式的构造图；
图7是示出双坯件检测装置302的一个实施例的框图；
图8是示出模具保护装置设定屏幕的一个示例的图；
图9是示出冲压机滑动件位置和模具缓冲位置的波形图；
图10是示出冲压负载和模具缓冲负载的波形图；
图11是示出模具缓冲负载信号500kN的在上升时刻的模具缓冲位置信号保持值的周期之间的变化的图；
图12是示出冲压负载信号1000kN的在上升时刻的模具缓冲位置信号保持值的周期之间的变化的图；
图13是示出模具缓冲负载信号500kN的在上升时刻的冲压件/滑动件位置信号保持值的周期之间的变化的图；
图14是示出冲压负载信号1000kN的在上升时刻的冲压件/滑动件位置信号保持值的周期之间的变化的图；
图15是示出滑动件位置和模具缓冲位置的波形图；
图16是示出模具缓冲负载信号的预定值，模具缓冲负载指令以及模具缓冲负载的波形图；
图17是示出内置在滑动件中的油压缸107R、107L的头侧液压室的压力的波形图；
图18是示出模具缓冲位置信号保持值X，异常识别值Y和双坯件检测的波形图；
图19是图15所示的波形图的局部放大波形图，特别是在双坯件检测时的波形图；
图20是图16所示波形图的局部放大波形图，特别是在双坯件检测时的波形图；
图21是图17所示波形图的局部放大波形图，特别是在双坯件检测时的波形图；和
图22是图18所示波形图的局部放大波形图，特别是在双坯件检测时的波形图。
具体实施方式
在下文中，参考附图描述根据本发明的用于冲压机的双坯件检测装置和用于冲压机的模具保护装置的实施例。
图1是示出包括冲压机，模具缓冲装置和模具保护装置的整个装置的实施例的示意性构造图。
如图1所示，该整个装置包括冲压机100和模具缓冲装置200，冲压机100包括冲压控制器190，过载去除装置220和冲压驱动装置240。
模具缓冲装置200包括缓冲垫128，油压缸130R、130L，模具缓冲驱动装置160R、160L，模具缓冲控制器170等。
在该示例中，根据本发明的用于冲压机的模具保护装置300(图6)被构造在模具缓冲控制器170中，双坯件检测装置302被构造在模具保护装置300中。
冲压机的机构部分
图2是示出图1所示的冲压机100和模具缓冲装置200的机构部分的图。
在图1所示的冲压机100中，框架由顶部10，床20以及设置在顶部10和床20之间的多个立柱104组成，并且滑动件110通过设置在立柱104中的滑动构件108在竖直方向上被可移动地引导。
该冲压机100是所谓的机械式伺服压力机，其中滑动件110通过曲柄轴112以及连杆103由下面描述的伺服马达驱动，并且在该示例中执行大型薄板(诸如车辆的车身成型)的冲压成型(drawing)。
来自冲压驱动装置240的旋转驱动力被传递到曲柄112，并且提供用于检测曲柄112的角度和角速度的编码器115。
一对左、右油压缸(液压缸)107L、107R被结合(固定到)在滑动件110中，并且连杆103的前端可旋转地固定到油压缸107L、107R的活塞105。
图2示出了右侧所示的油压缸107R，油压缸107R处于活塞105移动到上端的状态，并且示出了左侧所示的油压缸107L，油压缸107L处于活塞移动到下端的状态。
这些油压缸107L、107R伸缩，使得连杆103的前端位置和滑动件110的模具安装表面(下表面)之间的相对位置发生变化。也就是说，通过油压缸107L、107R的伸缩，油压缸107L、107R能够相对于由曲柄112和连杆103驱动的滑动件110的移动使滑动件110的模具安装表面相对移动。
向滑动件110施加向上力的一对平衡器缸体111设置在滑动件110与顶部10之间。
上模具120安装在滑动件110的模具安装表面上，下模具122安装在床20上的垫板102的上表面上。
[模具缓冲装置的机构部分]
模具缓冲装置200从下方按压由冲压机100成型的材料(坯件材料)的周缘，主要包括坯件保持器(褶皱压板)124，缓冲垫128和一对左侧和右油压缸130L、130R。
缓冲垫128通过多个缓冲销126支撑坯件保持器124。
油压缸130L、130R用作模具缓冲驱动单元，以用于支撑缓冲垫128，升高和降低缓冲垫128，并且产生作用于缓冲垫128的模具缓冲负载。
模具缓冲位置检测器133L、133R分别设置在油压缸130L、130R附近，该位置检测器133L、133R将活塞杆在伸缩方向上的位置检测作为缓冲垫128在升降方向上的位置(模具缓冲位置)。
材料(坯件材料)80通过载体装置(未示出)被设置在坯件保持器124的上侧(接触坯件保持器124的上侧)。
当安装在滑动件110的模具安装表面上的上模具120随着滑动件110的下降操作，隔着坯件材料80，坯件保持器124和缓冲销126与缓冲垫128碰撞时，此后将坯件材料80成型在上模具120和下模具122之间，同时坯件材料80的周缘被加压并被保持在坯件保持器124和上模具120之间，其中模具缓冲负载被从油压缸130L、130R施加到坯件保持器124。
本示例的模具缓冲装置200的最大模具缓冲负载为3000kN，模具缓冲负载设定值为2000kN，模具缓冲冲程为200mm。然而，在200mm的模具缓冲冲程中，15mm是从上模具120与坯件材料80接触时开始直到当坯件材料80与下模具122接触时的非成型冲程ΔZ(ΔZ＝15mm)。也就是说，多个坯件保持器124的待机位置分别被设定在比成型开始位置(坯件材料80与下模具122接触的位置Z1)大的位置(Z2)，并且在冲程ΔZ(＝Z2-Z1)期间，在成型开始(在成型开始时，滑动件下表面的位置大于Z1)之前，不开始成型。在这个示例中，坯件材料80的板厚度是1mm。
[冲压驱动装置]
图3是示出图1所示的冲压驱动装置240的一个示例的构造图。
冲压驱动装置240用作冲压机100(滑动件110)的驱动装置和制动装置，并且包括伺服马达106，将伺服马达106的旋转驱动力传递到曲柄112的减速齿轮101，以及制动装置230。
对应于转矩指令信号197的驱动电力从伺服放大器192提供给伺服马达106，并且驱动和控制伺服马达106，使得速度变为预定(设定)滑动速度或曲柄轴角速度。从具有再生器的DC(直流)电源196向伺服放大器192供给电力，并且在冲压机100制动时，由伺服马达106(滑动件110)的作用在制动方向上的驱动转矩而产生的电力通过伺服放大器192和DC电源196再生至AC电源174。
编码器114安装在伺服马达106的旋转轴上，编码器114输出的编码器信号通过信号转换器113转换为伺服马达角速度信号195。
制动装置230具有用于制动释放的电磁阀235，压缩空气通过减压阀233、制动机构239和消音器237从空气压力源231供应到该电磁阀235。
从冲压控制器190向用于释放制动的电磁阀235添加驱动信号，并执行用于释放制动的电磁阀235的开/关控制。
在正常时(没有异常的操作)，用于制动装置230的制动释放的电磁阀235接通，制动器被释放，并且当(各种)异常发生时，其方向与滑动件操作方向相反的转矩指令信号197被传送到伺服放大器192，从而滑动件110被制动，并且在停止之后(与停止几乎同时)，用于制动释放的电磁阀235关闭，并且使制动器起作用。
[过载去除装置]
图4是示出图1所示的过载去除装置220的一个示例的构造图。
如图4所示，过载去除装置220包括轴向连接到感应马达221的油压泵222，蓄能器223，设置在油压泵222的排出口侧的止回阀224，安全阀225、226，压力检测器227和螺线管(减压)阀228。
设置有压力检测器227的高压管线连接到油压缸107R、107L的包含于滑动件110中的油头侧液压室109，并且连接到蓄能器223的低压管线连接到油压缸107R、107L的杆侧液压室(图2)。
在正常时间，初始压力P0(大约200kg/cm2)的压力作用于头侧液压室109，并且油压缸107R、107L在空载状态(负载不从外部作用于滑动件110的状态)(图2中右侧的状态)下最大地伸展。
在头侧液压室109被加压的情况下，在滑动件110处于上止点(至少是空载状态)的状态下，接触器229导通(在P0被确认之后断开)直到由压力检测器227确认初始压力P0为止。
作用于油压泵222的排出口的安全阀225的设定压力被设定为比初始压力P0稍大，因此能够控制几乎恒定的初始压力P0，而不管接触器229的关闭OFF延迟时间如何。
头侧液压室109通过安全阀226和电磁阀228连接到蓄能器223，该蓄能器构成相当于储罐功能的低压管线，并且在异常缸压力PU(约320kg/cm2)起作用的情况下，该异常缸压力相对于异常负载作用在滑动件110上时的压力(例如，相当于本示例中冲压机100的最大允许负载20000kN的110％的22,000kN)，安全阀226工作，压力检测器227检测安全阀的操作，电磁阀228打开，并且头侧液压室109被减压。
在这个示例中，每个油压缸107R、107L的缸冲程是30mm。
[模具缓冲驱动装置]
图5是示出图1所示的模具缓冲驱动装置160R的一个示例的构造图。
模具缓冲驱动装置160R包括向图2所示的油压缸130R的杆侧液压室130a和头侧液压室130b供给液压油的油压回路，并且包括蓄能器162，油压泵/马达140，连接到油压泵/马达140的驱动轴的伺服马达150，用于检测伺服马达150的驱动轴的角速度(伺服马达角速度ω)的编码器152，安全阀164，止回阀166和相当于模具缓冲负载检测器的压力检测器132。
向油压缸130L供应液压油的模具缓冲驱动装置160L具有与模具缓冲驱动装置160R相同的配置，因此下文将描述模具缓冲驱动装置160R。
蓄能器162被设定为低气压，作为油箱发挥作用，还起到通过止回阀166将大致恒定的低压油供给至油压缸130R的头侧液压室130b(缓冲压力产生侧加压室)的作用，并且在模具缓冲负载控制时可能增加压力。
油压泵/马达140的一个(排出口)端口连接到油压缸130R的头侧液压室130b，并且另一个端口连接到蓄能器162。
安全阀164被设定为在产生异常压力时(当模具缓冲负载不能被控制，并且产生突发异常压力时)运行的装置，并且防止液压装置的破损。油压缸130R的杆侧液压室130a连接到蓄能器162。
压力检测器132检测作用于油压缸130R的头侧液压室130b的压力，输出指示检测到的压力的模具缓冲压力信号171R，并且从安装在伺服马达150的驱动轴上的编码器152输出的编码器信号通过信号转换器153转换成伺服马达角速度信号175R。
模具缓冲驱动装置160R通过伺服放大器172将从后述的模具缓冲控制器170输入的转矩指令信号177R输出到伺服马达150，以驱动油压泵/马达140。因此，油压缸130R被驱动，并且模具缓冲压力(负载)控制和模具缓冲位置控制被执行。
[模具缓冲负载控制的原理]
模具缓冲负载(力)可以由支撑缓冲垫的油压缸的头侧液压室的压力与缸体面积的乘积表示。因此，模具缓冲负载的控制意味着控制油压缸的头侧液压室的压力。
其中油压缸/模具缓冲压力产生侧截面积：a；
油压缸/模具缓冲压力产生侧容积：V；
模具缓冲压力：P；
电动(伺服)马达转矩：T；
伺服马达的转动惯量：I；
伺服马达的粘性阻力系数：DM；
伺服马达的摩擦转矩：fM；
油压马达排量：Q；
从滑动件施加于油压缸活塞杆的力：Fslide；
通过冲压件进行冲压而产生的垫速度：v；
油压缸活塞杆+垫的惯性质量：M；
油压缸的粘性阻力系数：DS；
油压缸的摩擦力：fS；
通过压力油进行冲压而转动的伺服马达角速度：ω；
液压油的体积弹性模量：K；和
比例因子(常数)：k1，k2，
静态行为可以用表达式(1)和(2)表示。
P＝∫K((v·A-k1Q·ω)/V)dt...(1)
T＝k2·PQ/(2π)...(2)
另外，除了表达式(1)和(2)之外，动态行为可以由表达式(3)和(4)表示。
PA-F＝M·dv/dr+DS·v+fS...(3)
T-k2·PQ/(2π)＝I·dω/dt+DM·ω+fM...(4)
上述式(1)～(4)所表示的意思即通过缓冲垫128从滑动件110传递到油压缸130L、130R的力压缩油压缸130L、130R的头侧液压室130b，以产生模具缓冲压力。同时，通过模具缓冲压力使油压泵/马达140执行油压马达动作，并且当在该油压泵/马达140中产生的旋转轴转矩变得与伺服马达150的驱动转矩相反时，伺服马达150旋转，压力的上升被抑制。最后，根据伺服马达150的驱动转矩来确定模具缓冲压力(模具缓冲负载)。
使用从压力检测器132输出的模具缓冲压力信号171R和从信号转换器153输出的伺服马达角速度信号175R来产生模具缓冲控制器170中的转矩指令信号177R。
转矩指令信号177R通过伺服放大器172输出到伺服马达150，伺服马达150的驱动转矩被控制，并且从油压泵/马达140(该油压泵/马达140具有连接到伺服马达150的驱动轴)施加到油压缸130R的头侧液压室130b压力被控制，以便控制从油压缸130R产生的模具缓冲负载。
来自具有再生器的DC电源176的电力被供应到伺服放大器172，并且由伺服马达150(来自用作油压马达的油压泵/马达140的驱动力驱动该伺服马达150)所产生的电力在模具缓冲负载(压力)控制期间，通过伺服放大器172和DC电源176在AC(交流电)电源174中再生。
[冲压控制器和模具缓冲控制器]
图6是主要示出图1中所示的模具缓冲控制器170的实施例的构造图。
除了压力控制器(模具缓冲负载控制器)134和位置控制器136之外，图6中所示的模具缓冲控制器170还包括根据本发明的模具保护装置300。
模具缓冲压力信号171R、171L，伺服马达角速度信号175R、175L，曲柄角度信号191，曲柄角速度信号193，来自后述的安全处理装置305的模具缓冲负载的切换指令(切换指令使得模具缓冲负载在双坯件检测时以最大能力起作用)被添加到压力控制器134。曲柄角度信号191和曲柄角速度信号193是指示曲柄轴112的角度和角速度的信号，并且被信号转换器194转换，信号转换器194输入从安装在曲柄轴112上的编码器115输出的编码器信号。
压力控制器134包括模具缓冲压力指令装置(模具缓冲负载指令装置)，其输出预设的模具缓冲压力(负载)指令并且输入模具缓冲压力信号171R、171L，以基于模具缓冲压力指令控制模具缓冲压力。
压力控制器134主要输入作为角速度反馈信号的伺服马达角速度信号175R、175L，该角速度反馈信号用于确保模具缓冲压力(负载)控制和位置控制中的动态稳定性，并且该压力控制器134还输入指示曲柄角速度的曲柄角速度信号193，以用于补偿以确保模具缓冲压力(负载)控制中的压力控制精度。
此外，压力控制器134输入对应于滑动件110的位置的(可改变的)曲柄角度信号191，以获得模具缓冲功能的开始时刻，基于输入的曲柄角度信号191(滑动件位置)开始或结束模具缓冲压力(负载)控制，压力控制器134中的模具缓冲压力(负载)指令装置基于曲柄角度信号191输出对应的模具缓冲压力(负载)指令。
在模具缓冲压力(负载)控制期间，压力控制器134通过选择器138将转矩指令信号177R、177L输出到模具缓冲驱动装置160R、160L，其中通过使用输入的模具缓冲压力指令、模具缓冲压力信号171R、171L，伺服马达角速度信号175R、175L和曲柄角速度信号193来计算转矩指令信号177R、177L。
当输入模具缓冲负载切换指令(该模具缓冲负载切换指令用于在检测到双坯件时自动切换来自安全处理装置305的模具缓冲负载)，压力控制器134输出对应于最大加压能力的转矩指令信号177R、177L(在本示例中该指令导致2000kN的一般模具缓冲负载在车身成型应用中起作用)。
另一方面，向位置控制器136添加模具缓冲位置信号173R、173L，伺服马达角速度信号175R、175L和曲柄角度信号191。
位置控制器136包括模具缓冲位置指令装置。模具缓冲位置信号173R、173L被添加到模具缓冲位置指令装置以在产生模具缓冲位置指令时产生初始值。在滑动件110(缓冲垫128)到达下死点并结束模具缓冲压力(负载)控制之后，模具缓冲位置指令装置进行产品敲除操作，并输出公共位置指令(模具缓冲位置指令)，以用于控制模具缓冲位置(缓冲垫128的位置)，以使缓冲垫128在作为初始位置的模具缓冲待机位置处等待。
在模具缓冲位置控制状态的情况下，位置控制器136基于从模具缓冲位置指令装置输出的共同模具缓冲位置指令和分别由模具缓冲位置检测器133L、133R检测到的模具缓冲位置信号173R、173L，产生转矩指令信号177R、177L，并将产生的转矩指令信号177R、177L输出到选择器138。优选的是，位置控制器136输入伺服马达角速度信号175R、175L并且基于输入的伺服马达角速度信号175R、175L在缓冲垫128的升降方向上执行位置控制，以确保位置控制中的动态稳定性。此外，优选地，曲柄角度信号191被输入，并且基于敲出时输入的曲柄角度信号191来执行位置控制，使得缓冲垫128不与滑动件110间接碰撞。
在模具缓冲压力(负载)控制状态的情况下，选择器138通过从压力控制器134输入的选择指令选择从压力控制器134输入的转矩指令信号177R、177L，并向模具缓冲驱动装置160R、160L输出所输入的转矩指令信号177R、177L；并且在模具缓冲位置控制状态下，选择器138选择从位置控制器136输入的转矩指令信号177R、177L，并向模具缓冲驱动装置160R、160L输出所输入的转矩指令信号177R、177L。
模具缓冲控制器170将如上所述产生的转矩指令信号177R、177L输出到模具缓冲驱动装置160R、160L，通过模具缓冲驱动装置160R、160L内的伺服放大器172驱动伺服马达150，并执行模具缓冲压力(负载)控制和模具缓冲位置控制。
曲柄角度信号191和伺服马达角速度信号195被添加到冲压控制器190，冲压控制器190产生转矩指令信号197，使得转速成为基于输入的曲柄转角度信号191和伺服马达角速度信号195的预定的滑动速度或曲柄轴角速度，并将产生的转矩指令信号197输出到冲压驱动装置240(伺服放大器192)。伺服马达角速度信号195被用作用于确保滑动件110的动态稳定性的角速度反馈信号。
冲压控制器190产生转矩指令信号197，该转矩指令信号197基于从模具保护装置300输入的制动指令使得最大转矩在制动方向上作用在冲压驱动装置240上，并且输出用于打开/关闭制动装置230(用于制动释放的电磁阀235)的信号。
[模具保护装置]
如图6所示，通过包括模具保护装置300而构造本示例的模具缓冲控制器170。
由于模具缓冲负载信号301和模具缓冲位置信号303被施加到模具保护装置300，所以模具保护装置300可以构造在模具缓冲控制器170内部。模具保护装置300具有能够迅速地识别和处理异常的任务，并且因此需要更高速的计算处理时间，例如，模具保护装置300被构造在执行模具缓冲负载(模具缓冲压力)控制(功率控制)的模具缓冲控制器170内部的构造中，控制器的计算周期通常比如下的构造中的控制器的计算周期(需要更快的计算周期)更快，因此更有效：在该构造中，模具保护装置300被构造在执行滑动件(曲柄)的角度控制(位置控制)的冲压控制器190内部。此外，可以省略伴随两个信号的输入/输出处理的浪费时间，因此与模具保护装置分开设置的情况相比，模具缓冲控制器170更有效。
模具保护装置300包括双坯件检测装置302和安全处理装置305。
[双坯件检测装置302]
图7是示出双坯件检测装置302的一个实施例的框图。
如图7所示，双坯件检测装置302包括负载信号获取单元310，位置信号获取单元320和双坯件检测器330，双坯件检测器330还包括预定值设定器331，第一比较器332，保持电路333，第二比较器334以及异常识别值设定器335。
负载信号获取单元310是如下的部件：该部件获取指示在模具缓冲装置200的缓冲垫128中产生的模具缓冲负载的模具缓冲负载信号301，并输入来自压力控制器134的指示模具缓冲负载的模具缓冲负载信号301，其中由模具缓冲控制器170的压力控制器134根据模具缓冲压力信号171R、171L计算该模具缓冲负载。负载信号获取单元310可以直接输入模具缓冲压力信号171R、171L以获取指示基于这些模具缓冲压力信号171R、171L计算的模具缓冲负载的模具缓冲负载信号301。
位置信号获取单元320是如下的部件：该部件获取指示模具缓冲装置200的缓冲垫128的位置的模具缓冲位置信号303，并且输入来自位置控制器136的模具缓冲位置信号303，其中模具缓冲控制器170的位置控制器136将模具缓冲位置信号303计算作为模具缓冲位置信号173R、173L的平均值。位置信号获取单元320可以直接输入模具缓冲位置信号173R、173L以获取计算作为这些模具缓冲位置信号173R、173L的平均值的模具缓冲位置信号303。
由负载信号获取单元310获取的模具缓冲负载信号301被输出到第一比较器332。来自预定值设定器331的预定值F被添加作为第一比较器332的其他输入，并且第一比较器332对这2个输入进行比较，当模具缓冲负载信号301达到预定值F时，输出用于使保持电路333进行保持操作的信号。
这里，优选的是，由预定值设定器331设定的预定值F在不小于模具缓冲装置200的最大模具缓冲负载的5％并且不大于最大模具缓冲负载的20％的范围内。这个示例中，最大模具缓冲负载被设定为3000kN，并且预定值F被设定为F＝200kN。预定值F可以由手动设定器(第二手动设定器)手动设定，或者可以由自动设定器(第二自动设定器)基于模具缓冲装置的最大模具缓冲负载而自动计算和设定。
由位置信号获取单元320获取的模具缓冲位置信号303被输出到保持电路333。
当模具缓冲负载信号301在模具缓冲负载动作开始的每个周期(当信号从第一比较器332输入时)上升到预定值(F)时，保持电路333保持模具缓冲位置信号303。
由保持电路333保持的模具缓冲位置信号保持值X被输出到第二比较器334。来自异常识别值设定器335的异常识别值Y被添加作为第二比较器334的另一输入，并且第二比较器334基于这两个输入的比较结果将两个(多个)坯件材料80重叠检测为双坯件的状态。
图8是示出模具保护装置设定屏幕的一个示例的图。
在该示例中，在模具保护装置设定屏幕上，在每次成型(成型所固有的条件，诸如模具、材料、模具缓冲负载设定值、冲压机的速度设定及模具高度设定)时，将用于检测双坯件的双坯件异常识别值Y显示为Y＝194.7mm，该双坯件异常识别值Y与通常重复多次的模具缓冲位置信号保持值X(在单个片材成型时)相反。这是在双坯件检测装置中自动计算的。
在该示例中，如下所述，通过滑动件位置作为基准(滑动件位置到达预定的模具缓冲开始用滑动件位置的时间点)来识别模具缓冲负载控制开始时间点，在检测到双坯件时，滑动件位置作为基准的模具缓冲负载控制开始时间点位于如下的模具缓冲位置，该模具缓冲位置比正常时间的模具缓冲位置小单个坯件材料(被滑动件110按压)，因此模具缓冲位置信号保持值X小于平均值XAVE。
在本示例中，模具缓冲位置信号保持值的最新值为X＝195.21mm，并且模具缓冲位置信号保持值的平均值为XAVE＝195.2mm。最新值是过去进行的生产中的最近(最后)周期中的值，并且恰好在下一个模具缓冲负载动作开始时间点之前被保持。平均值是过去多次(在该示例中为100次)进行的正常生产(没有异常)的的平均值。模具缓冲控制器170的计算周期为0.25ms，左/右模具缓冲负载每0.25ms控制一次，以跟随目标模具缓冲负载，并执行模具缓冲位置信号保持处理计算，因此正常时间模具缓冲位置信号保持值的改变较小。模具缓冲位置信号保持值的最新值和平均值总是显示在模具缓冲操作单元的模具保护装置设定屏幕(图8)上。
“双坯件检测的第一实施例”
双坯件检测的第一实施例被应用于如下的情况：如上所述，在以滑动件110在冲压机100的所述滑动件110与单个坯件材料80间接碰撞时的位置为基准，开始根据所述模具缓冲装置200的模具缓冲负载控制。
第一实施例的异常识别值Y是通过从模具缓冲位置信号保持值X的平均值中减去板厚度(1mm)的一半而获得的值，即，XAVE＝195.2mm(其中板厚度用T表示，Y＝XAVE-0.5T＝195.2-0.5×1＝194.7)。
异常识别值Y可以由手动设定器(第一手动设定器)手动设定，或者基于模具缓冲位置信号保持值X的平均值XAVE和板厚度T由自动设定器(第一台自动设定器)来自动计算和设定。
由异常识别值设定器335设定的异常识别值Y不限于如上所述设定的194.7mm，并且可被设定为满足以下条件的值，其中通过单坯件材料的重复多次成型而获得的模具缓冲位置信号保持值X的平均值由XAVE表示，且坯件材料的板厚度由T表示，
Y≤(XAVE-0.3T)，和Y＞(XAVE-T)...(5)。
用作双坯件检测单元的第二比较器334将模具缓冲位置信号保持值X小于设定为满足上述表达式(5)的异常识别值Y的情况检测作为双坯件。
通过上述表达式(5)设定异常识别值Y的原因是：因为在模具缓冲负载控制开始时间点之前，滑动件110间接地与缓冲垫128接触，并且压力(为了修复与待机位置相当的模具缓冲位置指令与模具缓冲位置之间的偏差)在位置控制状态中作用于在模具缓冲待机位置停止的油压缸130R、130L的头侧液压室109上，从而使得升压时间点提前。因此，在位置控制的鲁棒性的经验性考虑时(在位置控制最稳健情况下，压力上升速率的经验考虑中)，异常识别值Y实际上是小的，但是至少大于(XAVE-T)，并且小于最大值(XAVE-0.3T)。
“双坯件检测的第二实施例”
在异常识别值Y的设定方法方面，第二实施例与第一实施例不同。
双坯件异常识别值Y可以通过实际(实验上)执行双坯件并考虑结果来确定。
在本示例中，产生双坯件时模具缓冲位置信号保持值X′为X′≈194.4mm，异常识别值Y可以为Y＝194.7mm(Y＝194.4+1×0.3＝194.7mm)，其作为通过将板厚度的30％的改变量(ΔX)加到X′上而获得的值。
通过将改变量(ΔX)加到在实际试验双坯件的情况下获得的模具缓冲位置信号保持值X′来确定异常识别值Y。在滑动件110与缓冲垫128间接接触的瞬间，ΔX主要受机器的自然振动的影响而变化，根据经验其程度为板厚度T的10～70％。因此，由异常识别值设定器335设定的异常识别值Y可以根据在试验双坯件材料的情况下获得的模具缓冲位置信号保持值X′和坯件材料的板厚度T而被设定为满足以下条件的值，
Y＞(X′+0.1T)，和Y≤(X′+0.7T)...(6)。
第二比较器334将模具缓冲位置信号保持值X小于由上述表达式(6)设定的异常识别值Y的情况检测作为双坯件。
“双坯件检测的第三实施例”
双坯件检测的第三实施例被应用于如下的情况：在由所述冲压机100的滑动件110与所述缓冲垫128的间接碰撞引起的产生于所述缓冲垫128中的模具缓冲负载变化作为基准，开始根据模具缓冲装置200的模具缓冲负载控制。
通过模具缓冲负载产生作为基准来识别模具缓冲控制开始时间点(在滑动件110隔着上模具、材料、坯件保持器和缓冲销与缓冲垫128接触时，随着在油压缸130R、130L的产生模具缓冲负载的头侧液压室109中产生压力上升时，识别到改变的时间点)，并且该模具缓冲控制开始时间点在位置控制状态下停止在待机位置。在这种情况下，当检测到双坯件时，在比正常时间的模具缓冲位置大单件坯件材料的模具缓冲位置处，产生接触，并且压力开始上升，并且因此模具缓冲位置信号保持值X变为大于平均值XAVE。
在这种情况下，由异常识别值设定器335设定的异常识别值Y可以被设定为满足以下条件的值，其中模具缓冲位置信号保持值X的平均值由XAVE指定，并且该坯件材料的板厚度用T表示，
Y≥(XAVE+0.3T)，和Y＜(XAVE+T)...(7)。
第二比较器334将模具缓冲位置信号保持值X大于由上述表达式(7)设定的异常识别值Y的情况检测作为双坯件。
通过上述表达式(7)设定异常识别值Y的原因是因为：根据位置控制的鲁棒性，压力升高程度受到机器固有振动的影响，并且每个周期产生变化。因此，在经验考虑压力变化的波动时，异常识别值Y小于最大值(XAVE+T)，并且至少为(XAVE+0.3T)或更大。
[双坯件检测的第四实施例]
在异常识别值Y的设定方法方面，第四实施例与第三实施例不同。
双坯件异常识别值Y可以通过实际(实验上)执行双坯件并考虑结果来确定。
在本示例中，产生双坯件时模具缓冲位置信号保持值X′为X′≈194.4mm，异常识别值Y可以为Y＝194.1mm(Y＝194.4-1×0.3＝194.1mm)，其作为通过从X′中减去板厚度的30％的改变量(ΔX)而获得的值。
通过从实际试验双坯件的情况下获得的模具缓冲位置信号保持值X′中减去改变量(ΔX)来确定异常识别值Y。在滑动件110与缓冲垫128间接接触的瞬间，ΔX主要受机器的自然振动的影响而变化，根据经验其程度为板厚度T的10～70％。因此，由异常识别值设定器335设定的异常识别值Y可以根据在试验双坯件材料的情况下获得的模具缓冲位置信号保持值X′和坯件材料的板厚度T而被设定为满足以下条件的值，
Y≤(X′-0.1T)，和Y≥(X′-0.7T)...(8)。
第二比较器334将模具缓冲位置信号保持值X大于由上述表达式(8)设定的异常识别值Y的情况检测作为双坯件。
[安全处理装置]
当双坯件检测装置302检测到双坯件时，图6所示的安全处理装置305向冲压控制器190输出用于快速制动滑动件110的指令。
当接收到该指令时，冲压控制器190将与滑动件操作方向相反的方向上的转矩指令信号197输出到冲压驱动装置240，并开始滑动件110的快速制动。另外，在滑动件110停止之后(与停止几乎同时)，冲压控制器190关闭用于制动装置230的制动释放的电磁阀235，并致动所述制动。
当双坯件检测装置302检测到双坯件时，安全处理装置305通过选择器198同时将用于快速制动滑动件110的指令和用于使包含在滑动件110中的油压缸107R、107L的头侧液压室109减压的指令输出到过载去除装置220。
当收到该指令时，过载去除装置220接通螺线管(减压)阀228，油压缸107R、107L的头侧液压室109通过螺线管(减压)阀228连接到低压蓄能器223，并且头侧液压室109被减压。
此外，当双坯件检测装置302检测到双坯件时，安全处理装置305向压力控制器134输出指令以使3,000kN的最大能力作用于缓冲垫128，以使油压缸107R、107L的已减压的头侧液压室109快速收缩。
在接收到该指令时，压力控制器134输出转矩指令信号177L、177R以使得3,000kN的最大能力作用于缓冲垫128。
[双坯件检测的比较例]
图9是示出冲压机滑动件位置和模具缓冲位置随着时间流逝的波形图，图10是示出冲压负载和模具缓冲负载的波形图，其中厚度为1mm和截面形状约2,000mm×1,000mm的薄板通常通过使用具有20,000kN的最大加压能力的冲压机来连续(冲压成型)成型。
在图9和图10中的每一个中，示出了8个周期的波形，并且以相同形式的波形(位置和负载两者)在这些周期之间重复作用，一目了然。
图11至图14示出模具缓冲负载信号500kN的上升时间点处的模具缓冲位置信号保持值，冲压负载信号1000kN的上升时间点处的模具缓冲位置信号保持值，模具缓冲负载信号500kN的上升时间点处的冲压件/滑动件位置信号保持值以及冲压负载信号1000kN的上升时间点处的冲压件/滑动件位置信号保持值。这些位置信号保持值是通过执行图9和图10所示的数据的计算处理而获得的。
图11所示的位置信号保持值的各个周期之间的变化最小，并且各个周期之间的变化以图12，图13和图14所示的位置保持值的顺序变大。
冲压负载信号上升是1000kN(模具缓冲负载的两倍)的原因是：因为与模具缓冲负载信号相同的500kN处的变化较大(由于分辨率)，并且位置保持值变化很大。
如图14所示，在使用冲压负载信号和滑动件位置保持值的情况下(专利文献1中记载的双坯件检测方法的情况)，位置信号保持值的变化是最大的。
据认为，这是因为其一冲压机相对于附接在其上的模具缓冲装置重、厚，长而大(负载检测的分辨率降低，或者位置检测值的分辨率降低)，或者其二由于两者负载产生机构之间的差异(通过根据冲压机的成型负载或状态变化(例如立柱的线性膨胀)(无需控制)产生冲压负载并且将模具缓冲负载(在伺服模具缓冲装置中)控制为恒定值，而引起该差异)，来自专用于监测的冲压负载检测器的冲压负载信号的输出以及来自专用于模具缓冲负载控制的模具缓冲负载检测器的模具缓冲负载信号的输出两者之间的的响应性和准确度的差异。
在材料(和诸如模具的间接构件)被夹持的时间点，冲压负载信号和模具缓冲负载信号上升，冲压件/滑动件位置和模具缓冲位置彼此一致。在材料厚度恒定的状态下，当负载信号和位置信号的重复动作在每个周期中保持稳定时，位置信号对于每个负载值而言取大致恒定的值，并且在上升为恒定负载信号的时间点位置信号保持值在正常时间是稳定的。在材料的厚度被双坯件改变的情况下，例如，在板厚度约1mm的薄板被成型的情况下，在改变材料厚度为约2mm的异常时刻，为了从位置信号保持值的变化中可靠地检测双坯件，重要的是在正常时间的位置信号保持值的稳定性，即变化范围小。
在使用图14所示的冲压负载信号和冲压件/滑动件位置信号的专利文献1的双坯件检测方法中，由于位置信号保持值的变化范围变为比薄板厚度(1mm)大的1.2mm，所以双坯件检测是不可能的。
另一方面，在使用模具缓冲负载信号和模具缓冲位置信号的本发明的双坯件检测方法中，位置信号保持值的变化范围变为0.2mm，其充分小于薄板厚度(图11)，因此可以精确检测双坯件。
[双坯件检测和安全处理装置的动作]
图15是示出滑动件位置和模具缓冲位置的波形图；以及图16是示出模具缓冲负载信号的预定值，模具缓冲负载指令以及模具缓冲负载的波形图。
图17示出内置在滑动件中的油压缸107R、107L的头侧液压室的压力；以及图18是示出模具缓冲位置信号保持值X，异常识别值Y和双坯件检测的波形图。
在图15至图18中的每一个中，示出了3个周期的波形，并且第一周期和第二周期正常工作。在模具缓冲负载控制步骤中，模具缓冲负载维持在约2,050kN，与2,000kN(图16)的指令相反，该2,050kN在模具缓冲负载控制开始时趋于稍微过度。
每个油压缸107R、107L的头侧液压室的压力根据成型时的冲压负载值(模具缓冲负载作用)相对于初始压力200kg/cm2(图17)增加。
模具缓冲位置信号保持值X从195.23mm变为195.13mm(图18)。在模具缓冲负载控制开始时间点，这些值被保持，并且冲压件/滑动件位置不保持在210毫米位置处，该210毫米位于200毫米的下一个模具缓冲负载控制开始的滑动件位置上方10毫米处。
在第三周期中，检测到双坯件。模具缓冲位置信号保持值X是194.4mm，并且小于双坯件异常识别值Y(＝194.7mm)，因此双坯件检测装置302(图18)检测到双坯件。
在双坯件检测之前，坯件保持器124和上模具120隔着坯件材料(两张)彼此接触的时间点(刚好是模具缓冲负载控制开始之前的时间点)是如图2所示的冲压机的右半侧的状态。在这种状态下，坯件材料下表面与下模具122(冲头)之间的距离为15mm，并且当滑动件110(下表面)不进一步下降15mm，不开始成型。
图19至图22各自主要在双坯件检测时示出图15至图18的局部放大部分的周期波形。
当双坯件检测装置302检测到双坯件时，安全处理装置305向冲压控制器190发出指令以快速制动滑动件110。接收到该指令后，根据曲柄角度的滑动件(连杆点)位置到达紧急停止位置(图19)。
然而，由于与滑动件110联动的整个可动单元的惯性，滑动件(连杆点)位置由于惯性而下降约40mm，并且停止在155mm。
同时，安全处理装置305通过选择器198向螺线管(减压)阀228发出指令，以便使得内置在滑动件中的油压缸107R、107L的头侧液压室减压。收到该指令后，头侧液压室迅速减压(图21)。为了增强快速减压作用，选择具有大阀开度(流量系数)并且能够快速响应的电磁阀228。此外，为了提高响应性，ON(激励)开始时刻的施加电压瞬时增大(为了通过电磁阀的螺线管作用力而使大致主要延迟特性的相位提前，而被改善)。
同时，安全处理装置305向压力控制器134发出模具缓冲负载指令，以使3000kN的最大能力作用，以便使已减压的头侧液压室快速收缩。接收到该指令后，模具缓冲负载指令立即变为3,000kN(图20的虚线)。在滑动件(连杆点)位置在约30ms后达到约185mm的时间点(图21的14.225秒附近)，内置在滑动件中的油压缸的每个头侧液压室的压力降低至约20kg/cm2。
此后，油压缸107R、107L开始收缩，并且与上述联动的滑动件(下表面)模具安装位置也反转(转向上升)(图19的虚线)。此时，模具缓冲负载受滑动件下表面的按压模具缓冲的速度的降低影响，并且被固定为比3000kN的指令小的约2,000kN(图20)。此时，油压缸107R、107L被模具缓冲负载从下方间接地按压，在排出工作油的同时继续收缩。
约为25kg/cm2的压力损失(当排出油量流入电磁阀228中时，产生该压力损失)作用于油压缸107R、107L的头侧液压室。在图21所示的14.3秒～14.4秒附近，油压缸107R、107L分别达到收缩(机械)极限，排出油量被停止，各头侧液压室的压力下降到几乎为0。另外，滑动件下表面的速度等于预定的滑动速度，因此模具缓冲负载根据指令变为3,000kN(图20)。在这个阶段，滑动件(连杆点位置)仍然稍微继续下降操作(图19)，模具缓冲终止负载控制(图20)。
在该一系列操作中，滑动件(下表面)模具安装位置的最小位置为大约185mm(图19的14.26秒附近和15秒附近)，并且等于图2所示的冲压机的左半侧状态。图2所示的冲压机的左半侧状态指示了在坯件材料即将与下模具122(冲头)接触之前的状态，并且开始成型。当通过该模具保护功能检测到双坯件时，机器(成型前)被预先安全停止。
因此，考虑到油压缸107R、107L的收缩的影响，只要滑动件下表面的位置存在于还未开始成型的区域中，油压缸107R、107L就快速地收缩，并且最大模具缓冲负载起作用，直到收缩完成。在检测到双坯件(对模具极其危险的双坯件材料状态)时的成型区域中，模具缓冲负载基本不起作用。
在成型区域中，在其他情况下，例如在光束式安全装置被遮挡的情况下，在操作冲压机紧急停止时，应对措施与在如下的情况下的应对措施不同：预定模具缓冲负载起作用以抑制由于产生的冲压成型褶皱而导致的模具破损直到冲压件/滑动件停止为止。
[其他]
包括双坯件检测装置302和安全处理装置305的模具保护装置300被构造为包含在本实施例中的模具缓冲控制器170中，但是本发明不限于此，并且模具保护装置300可以被提供在模具缓冲控制器170的外部。
本发明可以仅包括双坯件检测装置。在这种情况下，作为双坯件检测时的安全处理装置，也可以应用本实施方式的安全处理装置以外的装置。不言而喻，根据本发明的双坯件检测装置还可以检测三件或更多件坯件材料重叠的状态。
另外，优选的是，当双坯件检测装置302检测到双坯件时，将坯件材料设置在冲压机100中的运送装置立即停止。
此外，在本实施例中缓冲垫由两个油压缸支撑，但是油压缸的数量不限于两个，并且可以是一个或多于两个。此外，模具缓冲驱动单元不限于使用油压缸的单元，并且可以采用任何支撑缓冲垫、升高和降低缓冲垫、并且在缓冲垫中产生期望的模具缓冲负载的单元。
内置在滑动件中的油压缸使用油作为液压流体，但不限于此。不言而喻，在本发明中可以使用利用水或其他液体的液压缸。
此外，不言而喻，本发明不限于上述实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种改进和修改。

Claims (15)

1.一种用于冲压机的双坯件检测装置，所述冲压机采用带有附接在其上的模具缓冲装置的冲压机，并逐个自动反复使得坯件材料成型，所述双坯件检测装置包括：
位置信号获取单元，其获取指示所述模具缓冲装置的缓冲垫的位置的模具缓冲位置信号；
负载信号获取单元，其获取指示在所述模具缓冲装置的所述缓冲垫中产生的模具缓冲负载的模具缓冲负载信号；和
双坯件检测单元，其基于由所述位置信号获取单元获取的所述模具缓冲位置信号和由所述负载信号获取单元获取的所述模具缓冲负载信号，将多个坯件材料重叠的状态检测作为双坯件。
2.根据权利要求1所述的用于冲压机的双坯件检测装置，其中：
所述双坯件检测单元在所述模具缓冲负载信号上升到预定值的时间点保持模具缓冲位置信号，比较所保持的模具缓冲位置信号的保持值和异常识别值，并且检测双坯件。
3.根据权利要求2所述的用于冲压机的双坯件检测装置，其中：
在以所述冲压机的滑动件在所述滑动件与单个坯件材料间接碰撞时的位置为基准，开始所述模具缓冲装置的模具缓冲负载控制的情况下，
其中所述异常识别值由Y表示，通过多次重复成型单个坯件材料获得的模具缓冲位置信号保持值的平均值由XAVE表示，并且坯件材料的板厚度由T表示，所述异常识别值Y被设定为满足如下条件的值：
Y≤(XAVE-0.3T)，和Y＞(XAVE-T)，和
所述双坯件检测单元将所保持的模具缓冲位置信号的保持值小于所述异常识别值Y的状态检测作为双坯件。
4.根据权利要求2所述的用于冲压机的双坯件检测装置，其中：
在以所述冲压机的滑动件在所述滑动件与单个坯件材料间接碰撞时的位置为基准，开始所述模具缓冲装置的模具缓冲负载控制的情况下，
其中所述异常识别值由Y表示，试验双坯件材料时获得的模具缓冲位置信号保持值由X′表示，并且坯件材料的板厚度由T表示，所述异常识别值Y被设定为满足如下条件的值：
Y≥(X′+0.1T)，和Y≤(X′+0.7T)，和
所述双坯件检测单元将所保持的模具缓冲位置信号的保持值小于所述异常识别值Y的状态检测作为双坯件。
5.根据权利要求2所述的用于冲压机的双坯件检测装置，其中：
在由所述冲压机的滑动件与所述缓冲垫的间接碰撞引起的产生于所述缓冲垫中的模具缓冲负载变化作为基准，开始所述模具缓冲装置的模具缓冲负载控制的情况下，
其中所述异常识别值由Y表示，通过多次重复成型单个坯件材料获得的模具缓冲位置信号保持值的平均值由XAVE表示，并且坯件材料的板厚度由T表示，所述异常识别值Y被设定为满足如下条件的值：
Y≥(XAVE+0.3T)，和Y＜(XAVE+T)，以及
所述双坯件检测单元将所保持的模具缓冲位置信号的保持值大于所述异常识别值Y的状态检测作为双坯件。
6.根据权利要求2所述的用于冲压机的双坯件检测装置，其中：
在由所述冲压机的滑动件与所述缓冲垫的间接碰撞引起的产生于所述缓冲垫中的模具缓冲负载变化作为基准，开始所述模具缓冲装置的模具缓冲负载控制的情况下，
其中所述异常识别值由Y表示，试验双坯件材料时获得的模具缓冲位置信号保持值由X′表示，并且坯件材料的板厚度由T表示，所述异常识别值Y被设定为满足如下条件的值：
Y≤(X′-0.1T)，和Y≥(X′-0.7T)，和
所述双坯件检测单元将所保持的模具缓冲位置信号的保持值大于所述异常识别值Y的状态检测作为双坯件。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的用于冲压机的双坯件检测装置，还包括：
手动设定所述异常识别值的第一手动设定器，或者自动计算和设定所述异常识别值的第一自动设定器。
8.根据权利要求3至6中任一项所述的用于冲压机的双坯件检测装置，其中：
所述模具缓冲负载信号的预定值是位于不小于所述模具缓冲装置的最大模具缓冲负载的5％且不大于所述最大模具缓冲负载的20％的范围内的值。
9.根据权利要求8所述的用于冲压机的双坯件检测装置，还包括：
手动设定所述模具缓冲负载信号的预定值的第二手动设定器，或基于所述模具缓冲装置的最大模具缓冲负载自动计算和设定所述模具缓冲负载信号的预定值的第二自动设定器。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的用于冲压机的双坯件检测装置，其中：
所述模具缓冲装置包括检测所述缓冲垫的位置并输出所述模具缓冲位置信号的模具缓冲位置检测器，和检测在所述缓冲垫中产生的模具缓冲负载并输出所述模具缓冲负载信号的模具缓冲负载检测器，
所述位置信号获取单元从所述模具缓冲位置检测器获取所述模具缓冲位置信号，以及
所述负载信号获取单元从所述模具缓冲负载检测器获取所述模具缓冲负载信号。
11.一种用于冲压机的模具保护装置，
所述冲压机具有：制动装置，所述制动装置制动由所述冲压机的冲压驱动装置驱动的滑动件；以及液压缸，所述液压缸包含在所述滑动件中，并且相对于由所述冲压驱动装置驱动的滑动件的移动移动所述滑动件的模具安装表面；
所述模具保护装置包括：
根据权利要求1至10中任一项所述的用于冲压机的双坯件检测装置；和
安全处理装置，其使所述制动装置启动所述滑动件的快速制动，并且在所述双坯件检测单元检测到双坯件时，使所述液压缸减压以使包括所述滑动件的所述模具安装表面的一部分在上升方向上相对移动。
12.根据权利要求11所述的用于冲压机的模具保护装置，其中：
所述模具缓冲装置包括：
模具缓冲驱动单元，其支撑所述缓冲垫，升高和降低所述缓冲垫，并在所述缓冲垫中生成模具缓冲负载；
模具缓冲负载指令装置，其输出模具缓冲负载指令；和
模具缓冲负载控制器，其根据所述模具缓冲负载指令装置输出的所述模具缓冲负载指令控制所述模具缓冲驱动单元，并在所述缓冲垫中产生对应于所述模具缓冲负载指令的模具缓冲负载，其中，
所述模具缓冲负载指令装置输出预定的模具缓冲负载指令，响应于所述模具缓冲负载指令，通过在所述缓冲垫中产生的模具缓冲负载使所述液压缸收缩，并且在所述双坯件检测单元检测出双坯件时，仅在所述缓冲垫移动的区域中的成型未开始的区域中，在所述滑动件到达停止的期间，使得包括所述滑动件的模具安装表面的一部分在上升方向上相对移动。
13.根据权利要求12所述的用于冲压机的模具保护装置，其中：
所述模具缓冲装置包括：
模具缓冲位置指令装置，其输出模具缓冲位置指令；和
模具缓冲位置控制器，其在所述模具缓冲负载控制器终止模具缓冲负载控制之后，基于从所述模具缓冲位置指令装置输出的模具缓冲位置指令来控制所述模具缓冲驱动单元，并且升高所述缓冲垫以将所述缓冲垫移动到预定的模具缓冲待机位置，其中，
所述预定的模具缓冲待机位置是通过从成型开始位置在上升方向移动预定量而获得的位置。
14.根据权利要求13所述的用于冲压机的模具保护装置，其中：
成型未开始的区域是所述预定的模具缓冲待机位置与开始成型的位置之间的区域。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的用于冲压机的模具保护装置，其中：
当所述双坯件检测单元检测到双坯件时，所述模具缓冲负载指令装置自动输出最大模具缓冲负载指令作为预定的模具缓冲负载指令。
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