JP2007144464A - 油圧式ダイスポッティングプレス - Google Patents

Abstract

【課題】サーボ弁を使用することなくダイスポッティングの微小な昇降を行なうことのできるダイスポッティングプレスを実現する。
【解決手段】ラム２位置を検出して位置信号を出力するラム位置検出手段５と、この位置信号により油量を制御してプレスシリンダ４を昇降させる比例電磁式方向・流量制御弁６６を備えて構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、金型の型合せを行なう油圧式ダイスポッティングプレスに関する。

プレス加工に使用する金型を新たに製作する場合、ダイスポッティングプレスと呼ばれるプレス機に金型を取り付け、一方の型に塗料等を塗布しておいてごく微量ずつ下降させて上型を下型とをわずかに接触させ、接触痕を見ながら型の最終の仕上げを行なうダイスポッティングと呼ばれる作業が行なわれる。
ダイスポッティングプレスは、この目的に適合させるため、
ａ）0.05〜0.10ｍｍという微小な単位でラム高さの調整ができ、かつその停止位置を保持できること
ｂ）ラムおよび上型の重量をバランスさせながら、上型と下型とを軽く接触させることができること
という２つの機能が必要とされる。

特許文献１には、まず「従来の技術」としてウォームギアによる機械的な昇降の微調整機構が、そして「本考案」として電気−油圧式サーボ弁による高さ制御機構が記載されている。これらを図面により簡単に説明する。
図５は特許文献１に記載された「従来」の微調整機構を示す平面図で、１はプレスフレーム、４はプレスシリンダ、以下はプレスフレーム１の上面に配置された微調整機構で81はモータ、82はかさ歯車による動力分岐装置、83は駆動軸、84はウォーム減速機、85は中間軸、86はインチング機構である。インチング機構86は、シリンダと爪の組合せにより、中間軸85に取り付けたラチェットホイールを歯１枚ずつ回転させるものである。すなわち、１台のモータ81から、動力分岐装置82、駆動軸83、中間軸85を介して4基のウォーム減速機を駆動する他、インチング機構86を使用して全体を微小角度だけ回転させることもできる。

図６は図５のＡＡ断面による断面図で、２は昇降するラム（スライドテーブル）、841はウォーム、842はウォームホイル、843はプレスフレーム１上でこのウォームホイル842を支持する支持部材、844はウォームホイル842とねじで嵌合するスクリュー、845はスクリュー844内を貫通してラム２に直結されたストッパである。図５の駆動機構により図６におけるウォーム841が回転するとウォームホイル842を介してスクリュー844が昇降する。

プレスシリンダ４を下降モードにするとラム２が下降するが、ストッパ845の上端部分がスクリュー844の上端に接触した時点でそれ以上下降できなくなる。そこで図７でｈで示すストッパ845の上端部分とスクリュー844の上端との距離をプリセット量として、このストロークは一気に下降させ、以後はインチング機構を使用してわずかずつ下降させることにより、ダイスポッティング作業を行なうことができる。

しかしこの機械式の微調整機構は、特許文献１にも記載されているように、複数のウォーム機構を完全に同期させる必要があるので構造が複雑になるとともに、インチング機構がラチェットホイールの歯の向きによる一方向のみのものであるため、微小下降はできても微小上昇はできない、などの問題点がある。
つぎに図７は特許文献１における「本考案」を示すダイスポッティングプレスの全体正面図で、符号はこれまでに説明したものの他、３はボルスタ、Maはラム２に取り付けられた上型、Mbはボルスタ３に取り付けられた下型、21はラム２を延長したアーム、22はその先端付近に取り付けられたプッシュロッド、５はラム位置検出手段で、51はモータ、52はラック、53はこれにかみ合うピニオン、57はラック52の頂部に取り付けられた位置検出器である。位置検出器57は、先端の可動部分を所定位置まで押し込み変位させると、例えば０〜１ＫΩの範囲内で直線的に変化する抵抗値を出力するから、所定位置まで押し込んだことを検知してプレスシリンダ４の下降を停止させることができる。

モータ51を駆動してラック52を昇降させ、所定のプリセット位置とする。このとき例えばプッシュロッド21先端との距離H₁ を小さくすると、位置検出器57先端の可動部分の押し込み開始が早まるので、停止したときの上下型の離間距離H₂が大きくなる。逆に距離H₁ を大きくすれば離間距離H₂は小さくなる。
図８はこのような機構を制御するための油圧および電気ブロック線図、図９は油圧回路図で、61は可変吐出量形の油圧ポンプ、62〜64は電磁弁、65はサーボ弁、71は指令設定器、72は比較演算器、73はサーボ増幅器である。なお電磁弁62、64は２ポジションの方向制御弁、電磁弁63は３ポジションの方向制御弁で、電磁弁62はポンプのオンロード用、電磁弁64はサーボ弁65のバックアップ用、電磁弁64は高速昇降用であるが、詳しい説明は省略する。

位置検出器57の変位信号が前記のように０〜１ＫΩの範囲で、抵抗値がその中間の0.5ＫΩとなったときにプレスシリンダ４の作動を停止させるようにする場合には、指令設定器71に0.5ＫΩを設定し、この値と位置検出器57からの信号とを比較演算器72で連続的に比較し、信号値が0.5ＫΩとなるようにプレスシリンダ４を作動させるべくサーボ弁65を制御するのである。

すなわち、プリセットが終わって微調整運転となったら電磁弁63はオフとし、位置検出器57の信号が0.5ＫΩ未満であればサーボ弁65のコイルＡに通電され、油はサーボ弁65および電磁弁64の経路でプレスシリンダ４の頂部側に緩やかに供給され、上型Maはゆっくりと下降する。また、位置検出器57の信号が0.5ＫΩを超えた場合は、サーボ弁65のコイルＢに通電され、油はサーボ弁65および電磁弁64の経路でプレスシリンダ４の底部側に緩やかに供給され、上型Maはゆっくりと上昇する。このようにして、ダイスポッティング作業を行なうことができる。
実開昭５９−１８０８１９号公報

特許文献１に記載の考案によって、比較的簡単な構成でダイスポッティング作業を行なうことができるダイスポッティングプレスが実現したわけであるが、なお、次のような問題点がある。
ａ）サーボ弁を使用するため、油汚れに対してきわめて敏感であり、作動油の清浄度維持に手間がかかる。
ｂ）ラム位置検出手段が複雑で、保守に手間がかかる。
本発明は、このような問題点を解消し、より一層簡易な構成によるダイスポッティングプレスを実現することを目的とする。

本発明は、金型の型合せを行なう油圧式ダイスポッティングプレスであって、ラム位置を検出して位置信号を出力するラム位置検出手段と、前記位置信号により油量を制御してプレスシリンダを昇降させる比例電磁式制御弁を備えたことを特徴とし、望ましくはこの比例電磁式制御弁が比例電磁式方向・流量制御弁である前記の油圧式ダイスポッティングプレスである。

また本発明は、ラム位置検出手段が、ラムに直結して取り付けられたラックと、このラックにかみ合うピニオンと、このピニオンの回転から位置信号を出力するロータリーエンコーダからなる前記の油圧式ダイスポッティングプレスである。

本発明によれば、サーボ弁を使用しないので油に対しては通常の清浄度管理でよく、簡単な回路でサーボ弁とほぼ同等の作動を行なうダイスポッティングプレスが実現するという、すぐれた効果を奏する。

本発明によれば、ラムの昇降制御に汎用品である比例電磁式制御弁を使用することで予備品の手配も容易であり、サーボ弁を使用する場合のような極度の油の清浄度を維持する必要がなく、またラム位置検出手段も構成が簡単であり、ダイスポッティングプレスのメンテナンス性が著しく向上する。

本発明の実施例を図面により説明する。
図１は実施例のダイスポッティングプレスを示す正面図で、各符号はこれまで説明したものと同じであるが、プレスシリンダが圧下シリンダ4a、引き戻しシリンダ4b各２本に分かれている。ただしこのことは本発明にとって特に意味があるわけではなく、図８に示されたような両方向に作用するプレスシリンダ４であっても何ら差し支えない。またラム位置検出手段５におけるラック52は、図６のものとは異なり、ラム２に直接取り付けられており、ラムと同期して昇降する。

図２は本発明におけるラム位置検出手段５を示す部分平面図で、52はラック、53はこれにかみ合うピニオン、54は増速機構、55はカップリング、56はロータリーエンコーダである。ラック52はラムに直接取り付けられ、ピニオン53以下のものはプレスフレーム１に取り付けられている。したがってラム２が昇降するとピニオン53が回転し、増速機構54によって回転が増大されてロータリーエンコーダ56にカウントされる。ピニオン53、増速機構54の各歯車はバックラッシュを吸収するため２枚重ねとし、２枚の間にスプリング（図示しない）を挿入している。

図７に示した従来の技術におけるラック・ピニオンは位置検出器57をプリセット位置まで移動させるための機構であったが、実施例ではラム２と直結されたラック52がピニオン53を回転させて直接位置を検出するので、機能はやや異なっている。
図３は実施例のダイスポッティングプレスにおける油圧回路図で、66は追って詳しく説明する比例電磁式方向・流量制御弁、74はロータリーエンコーダ56からのラム位置信号を受けて制御信号を出力するＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）、75は増幅器である。油圧ポンプ61としては、圧力補償付き可変吐出量形のものを使用しているのでリリーフ弁が不要であり、かつアイドリング時の吐出量がほぼ０なので動力損失が低減できる。

図３における比例電磁式方向・流量制御弁66をあらためて図４に示す。これはＪＩＳに準拠する油圧記号で表したものであるが、３ポジション、両側電磁弁の通常の方向制御弁としての機能に加えて、（ｉ）の上下２本の直線でポジションが択一的に変換されるものではなく電気信号により比例的に中間位置を取りうることを示し、（ii）の矢印は電磁弁が比例式であること、（iii）は比例式であることと同義であるが流量に対して絞り機能があることを示している。

これらを総合すると、ラムの位置信号に比例した微小な昇降動作を行なわせることができるとともに、シリンダに流入する油量、流出する油量のいずれに対しても流量制御を行なうことでいわゆるメータイン、メータアウト制御が行なわれるから、前記のダイスポッティングプレスにおける
ａ）微小単位での高さの調整と、停止位置の保持
ｂ）ラムおよび上型の重量とのバランス
という２つの要求を満足できる。

また、負荷変動が著しく大きいダイスポッティングプレスの場合は、下降側の回路にさらに比例式流量制御弁を付加することも有効である。
なお、比例電磁式方向・流量制御弁66、比例電磁式流量制御弁67はいずれも工作機械や各種産業機械における通常の油圧回路にしばしば使用される汎用性の油圧機器であり、サーボ弁に比べて購入コストも低く、メンテナンスも容易であり、既製の油圧プレスから本発明のダイスポッティングプレスへの改造もごく簡単な工事内容により可能である。

本発明実施例のダイスポッティングプレスを示す正面図である。 本発明実施例におけるラム位置検出手段を示す部分平面図である。 本発明実施例におけるダイスポッティングプレスの油圧回路図である。 図３における比例電磁式方向・流量制御弁を示す油圧記号である。 従来の技術における昇降の微調整機構を示す平面図である。 図５のＡＡ断面による断面図である。 従来の技術におけるダイスポッティングプレスの全体正面図である。 従来の技術におけるダイスポッティングプレスの油圧および電気ブロック線図である。 従来の技術におけるダイスポッティングプレスの油圧回路図である。

符号の説明

１ プレスフレーム
２ ラム（スライドテーブル）
３ ボルスタ
４ プレスシリンダ
4a 圧下シリンダ
4b 引き戻しシリンダ
５ ラム位置検出手段
21 アーム
22 プッシュロッド
51、81 モータ
52 ラック
53 ピニオン
54 増速機構
55 カップリング
56 ロータリーエンコーダ
61 油圧ポンプ
62〜64 電磁弁
65 サーボ弁
66 比例電磁式方向・流量制御弁
71 指令設定器
72 比較演算器
73 サーボ増幅器
74 ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）
75 増幅器
82 動力分岐装置
83 駆動軸
84 ウォーム減速機
85 中間軸
86 インチング機構
841 ウォーム
842 ウォームホイル
843 支持部材
844 スクリュー
845 ストッパ
Ma 上型
Mb 下型

Claims (3)

1. 金型の型合せを行なう油圧式ダイスポッティングプレスであって、ラム位置を検出して位置信号を出力するラム位置検出手段（５）と、前記位置信号により油量を制御してプレスシリンダ（４）を昇降させる比例電磁式制御弁を備えたことを特徴とする油圧式ダイスポッティングプレス。
2. 比例電磁式制御弁が比例電磁式方向・流量制御弁（６６）である請求項１に記載の油圧式ダイスポッティングプレス。
3. ラム位置検出手段（５）が、ラム（２）に直結して取り付けられたラック（５２）と、このラック（５２）にかみ合うピニオン（５３）と、このピニオン（５３）の回転から位置信号を出力するロータリーエンコーダ（５６）からなる請求項１または２に記載の油圧式ダイスポッティングプレス。

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