JP2015226927A - プレス機械のダイクッション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速応答可能な高価な開度制御弁を用いることなく、低価格な開度制御弁を用いても高精度に荷重制御できるプレス機械のダイクッション装置を提供すること。【解決手段】ダイクッションパッド６、及び、ダイクッションパッド６を支持する油圧シリンダ７を備えたプレス機械のダイクッション装置２は、油圧シリンダ７に接続され、開度を操作することにより、油圧シリンダ７に生じる油圧を調整する開度制御弁１１と、開度制御弁１１を介して油圧シリンダ７に接続される油圧源１３と、開度制御弁１１の開度を指令する開度指令信号を生成し、開度制御弁１１に出力する開度指令部１２とを備え、開度指令部１２は、予め設定された開度指令信号に基づいて、開度制御弁１１の開度を操作する。【選択図】図３

Description

本発明は、プレス機械のダイクッション装置に関する。

従来、プレス機械により、絞り成形加工をする場合、ダイクッション装置が用いられる。このダイクッション装置は、絞り成形加工時に発生するしわを抑制するために、しわ押え用の反力を発生させて圧力保持する機能を備える。
ダイクッション装置としては、空圧式や油圧式のものが知られている。空圧式のダイクッション装置は、ダイクッションパッドの下部に空気が密閉封入された伸縮性の容器であり、ダイの下降に伴ってダイクッション装置内部の空気圧が上昇し、上方向の反力を発生させる構成である。しかし、空気の圧縮による反力を利用しただけであるので、ダイクッションパッドに生じさせる反力を、高精度に制御することができないという問題がある。

一方、油圧式のダイクッション装置は、ダイクッションパッドの下部に油圧シリンダを設け、油圧シリンダの圧力を発生させる作動油量を、開度制御弁等を用いて開度制御を行うことにより、ダイクッションパッドに発生させる反力を高精度に制御することのできるものである。そして、油圧式のダイクッション装置では、フィードバック制御やフィードフォワード制御を行うことにより、ダイクッションパッドに発生させる反力を高精度に制御する構造が知られている。
例えば、特許文献１に記載の技術では、ダイクッション装置のクッション力を検出する圧力検出器と、ダイクッションパッドの位置を検出する位置検出器とを設け、検出されたダイクッション装置の圧力に基づくフィードバック制御と、ダイクッションパッドの位置に基づくフィードフォワード制御を行っている。

また、特許文献２に記載の技術では、ダイクッションパッド又はダイ側のスライドの速度を検出する手段を設けておき、ダイクッションパッド又はスライドの速度により、開度制御弁の開度をフィードフォワード制御するものである。
さらに、特許文献３に記載の技術では、油圧シリンダの油圧を検出することにより、制御弁の開度制御信号を出力するフィードバック制御とともに、ダイの下降速度を検出して開度制御弁の開度制御信号を補正してフィードフォワード制御を行うものである。

特開平１０−１９２９９７号公報 特開２００６−１４２３１２号公報 特開２００７−２２２９２６号公報

しかしながら、これらの特許文献に記載されたフィードバック制御やフィードフォワード制御を行う場合、高速で応答可能な開度制御弁を用いる必要があり、このような開度制御弁は高価であるという問題がある。

本発明の目的は、高速応答可能で高価な開度制御弁を用いることなく、低価格な開度制御弁を用いても高精度に荷重制御できるプレス機械のダイクッション装置を提供することにある。

本発明の第１の態様は、
ダイクッションパッド、及び前記ダイクッションパッドを支持する油圧シリンダを備えたプレス機械のダイクッション装置であって、
前記油圧シリンダに接続され、開度を操作することにより、前記油圧シリンダに生じる油圧を調整する開度制御弁と、
前記開度制御弁を介して前記油圧シリンダに接続される油圧源と、
前記開度制御弁の開度を指令する開度指令信号を生成し、前記開度制御弁に出力する開度指令部とを備え、
前記開度指令部は、予め設定された開度指令信号に基づいて、前記開度制御弁の開度を操作することを特徴とする。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、
前記開度指令部は、前記開度制御弁の出入り口間の差圧モデル、前記油圧源の圧力モデル、配管の圧力損失モデルに基づいて、予め計算された開度指令信号を生成することを特徴とする。

本発明の第３の態様は、第１の態様又は第２の態様において、
前記開度指令部は、過去に成形加工したときに測定した油圧シリンダ圧力値に基づいて、予め設定される開度指令信号を補正することを特徴とする。

本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれか１の態様において、
前記油圧シリンダ、前記開度制御弁、及び前記油圧源を備えた油圧回路は、前記油圧回路内の作動油を冷却する冷却部を備えていることを特徴とする。

本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様のいずれか１の態様において、
前記ダイクッション装置は、昇降動作を行うプレス機械のスライドの下方に配置されることを特徴とする。

本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様のいずれか１の態様において、
前記油圧シリンダ、前記開度制御弁、及び前記油圧源を備えた油圧回路は、前記油圧源がアキュムレータであり、閉回路として構成されることを特徴とする。

本発明の第７の態様は、第１の態様乃至第６の態様のいずれか１の態様において、
前記プレス機械によるワークの成形加工後は、前記アキュムレータに蓄圧された作動油を前記油圧シリンダに供給することにより、前記ダイクッションパッドを上昇させることを特徴とする。

第１の態様によれば、開度指令部が、予め設定された開度指令信号に基づいて、開度制御弁の開度操作を行っているため、フィードバック制御やフィードフォワード制御の場合のように、油圧シリンダの油圧やプレス機械のスライドの位置や速度の検出値に応じて、高速で開度制御弁を制御する必要がなく、開度制御弁として比較的低速の安価な開度制御弁を採用することができる。

第２の態様によれば、開度指令部は、開度制御弁の出入り口間の差圧モデル、油圧源の圧力モデル、配管の圧力損失モデルに基づいて、予め計算された開度指令信号を生成するため、油圧シリンダの油圧やプレス機械のスライドの位置や速度の検出値を必要としない。

第３の態様によれば、開度指令部は、過去に成形加工したときに測定した油圧シリンダ圧力値に基づいて、予め設定される開度指令信号を補正するため、補正によって、その後の成形加工時における、目標荷重と実荷重との偏差を小さくすることができる。

第４の態様によれば、油圧回路内の作動油を冷却する冷却部を備えているため、装置温度を規定値範囲内に保つことができる。

第５の態様によれば、昇降動作を行うプレス機械のスライドの下方に配置されるため、プレス機械の設置スペースを拡げることなく、ダイクッション装置を設置することができる。

第６の態様によれば、油圧シリンダ、開度制御弁、及び油圧源を備えた油圧回路は、アキュムレータを油圧源とした閉回路として構成され、油圧ポンプや油圧タンクを必要としないため、コンパクトで、低コストで、油漏れに強い。

第７の態様によれば、ワークの成形加工後は、アキュムレータに蓄圧された作動油を油圧シリンダに供給することにより、ダイクッションパッドを上昇させるため、油圧ポンプを必要としない。また、ダイクッションパッドの上昇時に、開度制御弁の開度を大にすれば、上昇速度が大になり、上死点でのワークの跳ね上がりにより、加工後のワークの取り外しを行うことができる。逆に開度制御弁の開度を小にすれば、上昇速度が小になり、ワークの跳ね上がりを防止することができる。

本発明の実施形態に係るプレス機械及びダイクッション装置の正面図。 前記実施形態におけるプレス機械及びダイクッション装置の動作を表す模式図。 前記実施形態におけるダイクッション装置の詳細を表す模式図。 前期実施形態における予め設定された開度指令信号に基づいて比例弁の開度を操作して荷重を発生させる方法を表すフローチャート。 前記実施形態における開度入力指令値と応答開度の関係を表すグラフ。 前記実施形態における比例弁の開度と流量の関係を表すグラフ。 前記実施形態における比例弁差圧と流量の関係を表すグラフ。 前記実施形態における弁開度補正の手順を表すフローチャート。 前記実施形態におけるプレス機のプレススライドの変位とダイクッション装置のダイクッションパッドの変位との関係を表すグラフ。 前記実施形態における比例弁の開度と流量係数の関係を表すグラフ。 前期実施形態における過去に成形加工したときに測定した油圧シリンダの圧力値に基づいて、予め設定される開度指令信号を補正する方法を表すフローチャート。 前記実施形態における弁開度補正の効果を説明するための模式図。 前記実施形態の変形となる荷重パターンを表す模式図。

図１には、正面から見た本発明の実施形態に係るプレス機械１及びダイクッション装置２が示されている。
［１］全体構成
プレス機械１は、ワークの成形加工、例えば、絞り成形加工を行うものであり、上部ケース３、プレススライド４、及びボルスタ５を備える。
上部ケース３は、内部に駆動モータ及びクランク機構を収納する。駆動モータを駆動することにより、クランク機構を介して下方のプレススライド４の昇降動作を行う。
プレススライド４には、下面に成形用の上金型が取り付けられ、プレススライド４の昇降動作により、ワークの成形加工を行う。プレススライド４の昇降動作の毎分ストローク数（ｓｐｍ）、ストローク量等は運転前に設定される。
ボルスタ５は基台であり、ボルスタ５の上面には、プレススライド４に取り付けられた上金型に応じた位置に、下金型が取り付けられる。

ダイクッション装置２は、プレススライド４の昇降動作に応じて、昇降動作を行い、絞り成形加工時に上方向の反力を発生させて、しわ押えを行うものであり、ダイクッションパッド６、油圧シリンダ７、及びクッションピン８を備える。
ダイクッションパッド６は、プレス機械１のプレススライド４の下降によるワークの成形加工に応じて下方に下降するようになっている。
油圧シリンダ７は、ダイクッションパッド６の下方に配置され、ダイクッションパッド６を支持する。プレススライド４の下降によって生じる荷重は、ダイクッションパッド６を介して油圧シリンダ７の作動油に伝達される。
クッションピン８は、ダイクッションパッド６上面に設けられ、ボルスタ５内を貫通し、先端にブランクホルダ８Ａが設けられている（図１では図示略）。

［２］ダイクッション装置２の成形加工動作の詳細説明
このようなプレス機械１及びダイクッション装置２の成形加工の代表的な動作を、図２に基づいて説明する。
まず、図２（Ａ）に示されるように、プレススライド４の下面に上金型９を取り付け、ボルスタ５の上面に下金型１０を取り付けておく。プレススライド４を上死点位置、ダイクッションパッド６を無負荷の状態で、クッションピン８の先端に設けられたブランクホルダ８Ａ上にワークＷをセットする。

次に、図２（Ｂ）に示されるように、プレススライド４を下降させ、ワークＷを下金型１０に接触させる。この際、プレススライド４の力は、ダイクッションパッド６に作用し、ダイクッション装置２は、プレススライド４に抗する反力を発生させる。
さらに、プレススライド４を下降させると、図２（Ｃ）に示されるように、クッションピン８を介してダイクッションパッド６が押され、ダイクッションパッド６が下降するとともに、上金型９及び下金型１０によってワークＷの成形加工が行われる。
成形加工が終了したら、図２（Ｄ）に示されるように、プレススライド４を上昇させる。プレススライド４が上死点位置まで復帰したら、図２（Ｅ）に示されるように、ダイクッションパッド６を上昇させ、これに伴いクッションピン８が上昇し、ワークＷが下金型１０から脱型される。

［３］ダイクッション装置２の詳細構成
ダイクッション装置２のより詳細な構成を説明すると、図３に示されるように、ダイクッション装置２は、油圧シリンダ７と、比例弁１１と、開度指令部１２と、アキュムレータ１３と、オイルクーラ１４とを備え、油圧シリンダ７、比例弁１１、及びアキュムレータ１３を接続する油圧回路は、閉回路として構成される。
油圧シリンダ７は、ダイクッションパッド６の下面を支持し、プレス機械１のプレススライド４からの圧力がダイクッションパッド６に作用すると、油圧シリンダ７内の作動油が比例弁１１に供給される。
開度制御弁としての比例弁１１は、開度を操作することにより、油圧シリンダ７に生じる油圧を調整し、油圧シリンダ７に反力を生じさせる。

開度指令部１２は、比例弁１１の開度操作を行うコントローラとして構成され、予め設定された開度指令信号を生成して比例弁１１に出力し、比例弁１１の開度を操作し、従来技術のようにフィードバック制御やフィードフォワード制御は行わない。
アキュムレータ１３は、油圧シリンダ７から比例弁１１を介して供給された作動油を蓄圧する部分であり、アキュムレータガスが容器内部にパージされている。
プレス機械１によるプレス成形終了後、蓄圧された作動油は、オイルクーラ１４及び比例弁１１を介して油圧シリンダ７に供給され、油圧シリンダ７に、ダイクッションパッド６を上方へ押し上げる反力を生じさせる。

オイルクーラ１４は、空冷式オイルクーラであり、連続成形加工に伴い、油圧回路内を流れる作動油の温度が上昇した際の冷却部として機能し、弁開度を操作する上で、作動油の温度を安定させることで応答特性にずれが生じることを防止する。
その他、この油圧回路には、圧力センサ１５、温度センサ１６、リリーフ弁１７、チェック弁１８が設けられているが、圧力センサ１５及び温度センサ１６は、後述する開度指令信号を補正するために用いられるものである。

［４］予め設定された開度指令信号に基づいて比例弁１１の開度を操作して荷重を発生させる方法
図４のフローチャートに基づいて詳述する。まず、プレス機械１の毎分ストローク回数（ｓｐｍ）、ストローク量、目標荷重の条件を開度指令部１２に入力する（手順Ｓ１）。
開度指令部１２では、比例弁１１の出入り口間の差圧モデル、アキュムレータの圧力モデル、配管の圧力損失モデルから比例弁１１の開度が計算される（手順Ｓ２）。計算に必要な油流量は、プレス機械１の毎分ストローク数（ｓｐｍ）、ストローク量等から計算される理論スライド速度から求める。プレス機械１が動作を開始し（手順Ｓ３）、プレススライド４がワークＷに接触したら、開度指令部１２は、圧力センサ１５または近接センサを使ってトリガを検知して（手順Ｓ４）、比例弁１１に開度指令信号が出力され（手順Ｓ５）、荷重が発生する（手順Ｓ６）。近接センサは図１では図示を省略しているが、プレススライド４の側面に取り付けられたセンサと、プレススライド４がワークＷに接触する位置の側方のプレス機本体フレームに取り付けられたセンサと、が近接した時に、トリガ信号を出力するものである。比例弁１１の開度の計算に際しては、油温の測定値をモデル式に使用することで、温度変化に対応することができる。また、目標荷重に対する精度をより向上するために、スライド速度は、過去に成形加工したときに測定した値を使用することもできる。

［５］予め設定された開度指令信号を補正して荷重精度を上げる方法
予め設定された開度指令信号に基づいて比例弁の開度を操作して荷重を発生させるために、まず、開度指令信号の設定に際しては、比例弁１１の開度特性を把握する必要がある。比例弁１１の開度特性としては、例えば、図５に示されるように比例弁１１への入力指令電圧に対する時間応答開度の特性や、図６に示されるように比例弁１１の開度に応じた流量特性が上げられる。
このような比例弁１１の開度特性は、比例弁１１のカタログ値等から求めることができる。
しかしながら、カタログ値は特定の条件下での特性しか示されておらず、これをそのまま利用しただけでは、ダイクッション装置２の荷重制御を高精度に行うことのできる開度指令信号は設定できない。

また、図７に示されるように、比例弁１１の開度を一定にした状態で、実際に圧力、流量特性を実際に測定する方法も考えられる。しかし、このような測定を行っても、流量、圧力、比例弁１１の開度等種々の条件を変更して測定する必要があり、煩雑となってダイクッション装置２の荷重制御を高精度に行うことのできる開度指令信号を設定することは困難である。
そこで、本実施形態では、以下に詳述する方法で比例弁１１の流量特性を把握し、予め開度指令信号を設定する。以下、図８のフローチャートに基づいて詳述する。尚、ここで設定される開度指令信号は、ダイクッション装置２の出荷前の初期値である。図８のフローチャートの実施は、テスト用の金型でワークＷを成形加工してもよいし、あるいはワークＷ、上金型９、下金型１０およびブランクホルダ８Ａを使用せず、プレススライド４でクッションピン８を直接加圧して荷重を発生させてもよい。出荷後の現場では、後で詳述するように、金型、加工条件等に応じて、補正を実施して最適なモデルに変更する。尚、以下に説明する、過去に成形加工したときに測定した油圧シリンダの圧力値に基づいて、予め設定される開度指令信号を補正する方法による、最適なモデルの構築方法は、コンピュータ上のシミュレーションプログラムとして構成し、自動的に繰り返し行うようにする。

まず、図８に示されるように、ダイクッション装置２の毎分ストローク数（ｓｐｍ）、ストローク量、及び目標荷重を設定する（手順Ｓ７）。
次に、比例弁１１のカタログ値等に基づいて、第１回目の荷重制御に用いる仮の開度指令信号を設定する（手順Ｓ８）。ここで、仮の開度指令信号の設定は、図３に示されるダイクッション装置２の構成に基づいて、以下の手順により行われる。

[仮の開度指令信号の設定]
(1)手順Ｓ１で設定したプレス機械１の毎分ストローク数（ｓｐｍ）、ストローク量、及び荷重値に対して、ダイクッション装置２の荷重の目標値を設定する。
(2)荷重目標値に基づいて、以下の式により目標油圧を算出する。
目標油圧＝荷重目標値／油圧シリンダ７の断面積

(3)アキュムレータ１３の圧力を以下の式により算出する。
アキュムレータ圧＝運転前油圧×運転前アキュムレータガス体積／運転前油温／（（運転前アキュムレータガス体積−運転時流入作動油体積）／運転時油温）
運転前圧力は、圧力センサ１５の測定値を用い、運転前油温及び運転時油温は、温度センサ１６の測定値を用いる。
運転前アキュムレータガス体積は、アキュムレータガス初期圧×アキュムレータガス初期体積／運転前油圧によって算出する。尚、アキュムレータガス初期圧は、作動油の導入前のアキュムレータガスの設定圧であり、アキュムレータガス初期体積は、作動油の導入前のアキュムレータガスの体積である。
運転時流入作動油体積は、（ダイクッション初期ストローク位置−プレススライド４の位置）／油圧シリンダ断面積によって算出する。

(4)油圧回路の配管圧損を以下の式により算出する。
配管圧損＝抵抗係数×作動油密度×管内平均流速^２／２／重力加速度
(5)以上の算出結果に基づいて、比例弁１１の差圧を以下の式により算出する。
比例弁差圧＝目標油圧−（アキュムレータ圧＋配管圧損）
(6)算出された比例弁差圧と、以下の作動油流量の算出方法に基づいて算出された作動油流量とに基づいて、比例弁１１の開度を推定する。

[作動油流量の算出方法]
作動油流量の算出は、以下の手順により行われる。
(1)プレス機械１の毎分ストローク数（ｓｐｍ）、ストローク量等に基づいて、プレススライド４の変位の経時変化を算出し、時間とプレススライド４の変位の理論的な関係を求める。このプレススライド４の時間及び変位の理論的な関係は、クランク機構の半径、角度、クランク機構のコンロッドの長さ、及び１分間当たりのプレス機械１の動作回数に基づいて求めることができる。
(2)ダイクッション装置２の初期ストローク位置に基づいて、ダイクッションパッド６（実際にはワークＷ）とプレススライド４が接触（タッチ）するまでの時間を求める。

(3)接触後から下死点までは、図９のプレス機械１のプレススライド４の変位とダイクッションパッド６の変位との関係を表すグラフに示されるように、プレススライド４の変位＝ダイクッションパッド６の変位であるから、以下の式に基づいて、ダイクッションパッド６の速度変化を算出する。
ダイクッション動作時間=プレススライド動作時間−ダイクッションパッド６とプレススライド４が接触するまでの時間
ダイクッション速度＝ダイクッション変位／ダイクッション動作時間
(4)算出されたダイクッション速度に基づいて、以下の式により作動油流量を算出する。
作動油流量＝ダイクッション速度×油圧シリンダ７の断面積

図８に戻って、プレス機械１の動作を開始する（手順Ｓ９）。
図２（Ｂ）のようにプレススライド４がワークＷに接触したら、開度指令部１２は、圧力センサ１５または近接センサを使ってトリガを検知して（手順Ｓ１０）、手順Ｓ８で設定した仮の開度指令信号を比例弁１１に出力する（手順Ｓ１１）。
手順Ｓ４による開度指令信号に基づいて、比例弁１１は開度を調整し、油圧シリンダ７に、プレススライド４に対する反力となる荷重を発生させる（手順Ｓ１２）。

開度指令部１２は、圧力センサ１５によりシリンダ油圧値を測定し（手順Ｓ１３）、荷重発生終了後（手順Ｓ１４）、目標値に対する偏差を算出し（手順Ｓ１５）、偏差が精度範囲内かどうかを判定する（手順Ｓ１６）。
偏差が精度範囲外であった場合、開度指令信号の補正を行う（手順Ｓ１７）。具体的には、算出された圧力偏差と、修正前の比例弁１１の開度に基づいて、以下の式で算出する。
補正開度＝補正前開度＋圧力偏差／開度感度
開度指令信号が補正されたら、手順Ｓ９乃至手順Ｓ１５を、偏差が精度範囲内となるまで繰り返す。
偏差が精度範囲内であると判定されたら、開度指令部１２は、比例弁１１の流量係数算出のための最適モデルとして決定する（手順Ｓ１８）。

[最適モデルの流量係数の算出]
流量係数算出のための最適モデルが決定したら、この最適モデルの流量係数を算出する。まず、図８に示されるフローチャートで決定された最適モデルにおいては、比例弁１１の開度指令信号、時間、作動油流量、測定圧力が既知となっている。
次に、下記式を用いて比例弁１１の出入り口間の差圧を求める。
比例弁差圧＝測定圧力−アキュムレータ圧−配管圧損
そして、この比例弁差圧を用いて、下記式に基づいて、流量係数を算出する。
流量係数＝作動油流量×√（作動油比重／比例弁差圧）
尚、作動油比重は、算出時の温度センサ１６の測定値に基づいて、作動油のカタログ値から求めることができる。

比例弁１１の開度（弁開度）と流量係数との関係を与えるグラフ（図１０）から、比例弁１１の開度と流量係数の近似式を作成し、得られた流量係数を、予め設定された開度指令信号に基づいて、比例弁１１の開度を操作して荷重を発生させる方法のモデル式に採用する。モデル式は、例えば、以下のように表現することができる。
流量係数＝ａ×弁開度^６＋ｂ×弁開度^５＋ｃ×弁開度^４＋ｄ×弁開度^３＋ｅ×弁開度^２＋＋ｆ×弁開度＋ｇ（ａ〜ｇは定数）
得られた流量係数を、予め設定された開度指令信号に基づいて比例弁の開度を操作して荷重を発生させる方法のモデル式として採用し、弁開度と目標油圧の関係を下記式に基づいて求める。
目標油圧＝比例弁差圧＋アキュムレータ圧＋配管圧損
比例弁差圧＝（作動油流量÷流量係数）^２×作動油比重

[温度補正値の算出]
配管圧損の計算に使われる抵抗係数は動粘度の関数である。また、動粘度は以下の式のように温度の関数であり、作動油温度によって計算することができる。この式により、配管圧損を作動油温度で補正することができる。
ｌｏｇ（ｌｏｇ（動粘度＋Ａ））＝Ｂ−Ｃ×ｌｏｇ（油温）
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃは作動油固有の値である。

[６] 予め設定された開度指令信号に基づいて比例弁の開度を操作して荷重を発生させる方法の使用方法
ダイクッション装置２が現場に納品された後、実際にワークＷを成形加工するための成形加工条件（目標荷重、毎分ストローク数、ストローク量）を、開度指令部１２に入力する。
開度指令部１２では入力された成形加工条件を、比例弁差圧、アキュムレータ圧、配管圧損のモデル式に使用して、比例弁１１の開度指令信号を算出する。モデル式は、前述した通りであり、以下のモデル式で算出することができる。
目標油圧＝比例弁差圧＋アキュムレータ圧＋配管圧損
比例弁差圧＝（作動油流量÷流量係数）^２×作動油比重
目標油圧＝目標荷重／油圧シリンダ７の断面積
プレス機械１が動作を開始し、開度指令部１２は、プレススライド４とダイクッションパッド６の接触位置で、圧力センサ１５または近接センサを使ってトリガを検知して、算出された開度指令信号を比例弁１１に出力し、開度操作を実施すれば、目標荷重に対して高精度な荷重を発生させることができる。

［７］過去に成形加工したときに測定した油圧シリンダの圧力値に基づいて、予め設定される開度指令信号を補正する方法
図１１のフローチャートに基づいて詳述する。
前述と同様に、プレス機械１の毎分ストローク回数（ｓｐｍ）、ストローク量、目標荷重の条件を開度指令部１２に入力し（手順Ｓ１９）、開度指令部１２において、比例弁１１の開度を計算する（手順Ｓ２０）。その後、プレス機械１を動作させ（手順Ｓ２１）、圧力センサ１５または近接センサを使ってトリガを検知して（手順Ｓ２２）、開度指令信号を出力する（手順Ｓ２３）。
荷重が発生した際（手順Ｓ２４）、シリンダ油圧値を測定し（手順Ｓ２５）、荷重発生終了後（手順Ｓ２６）、目標荷重に対する偏差を算出する（手順Ｓ２７）。このとき、目標荷重は圧力に変換し、シリンダ油圧値との偏差を計算する。偏差に従って比例弁の開度指令信号を補正し（手順Ｓ２８）、次回の成形加工時には補正した開度指令信号を出力する。これにより、前回成形加工時よりも目標荷重に対する精度が向上する。
１度荷重測定を実施し、その時の測定圧力と目標圧力の偏差から、比例弁１１の開度を自動的に補正し、２度目に荷重測定する時には、補正された比例弁１１の開度指令信号が出力される（図１１参照）。従って、従来のフィードバック制御のように、リアルタイムで比例弁１１の開度を制御する必要はなく、２回目のプレス機械１の動作で精度を上げることは、毎回同じ動作をするプレス機械１であれば可能である。すなわち、図１２に示されるように、２回目の成形加工時には、荷重偏差を小さくすることができる。

前述のような最適な流量係数を算出する際に、開度指令信号を補正する方法を使用することにより、手動で試行錯誤により種々の条件を合わせ込む場合に比較して、計算プログラムを用いて自動的に最適な流量係数を簡単に速く求めることができる。
また、新しい金型を導入した際、新しい金型専用にさらに流量係数の最適化を行う場合にも開度指令信号を補正する方法は利用することができる。すなわち、図８に示されるフローチャートに対して、新規金型の運転条件（目標荷重、ＳＰＭ、ストローク量）を入力し、同様の手順で新規金型における比例弁１１の流量係数の最適モデルを決定することができる。

さらに、予め設定された開度指令信号に基づいて比例弁の開度を操作する方法において最適な流量係数を用意しているため、多少の外乱が生じても、開度指令信号を補正する方法を実施することで、迅速に補正対応することができ、補正量が少ないので、補正を繰り返す回数も少なくて済むという利点もある。
例えば、成形加工するワークＷからの反力による速度変化、作動油温の影響、作動油への微量な空気混入の影響等により、成形加工条件が変化しても、開度指令信号を補正する方法を行うことにより、高精度に補正することができる。具体的には、測定圧力が目標圧から大きくずれた場合、開度指令部１２が自動的に判断して、補正を実行したり、開度指令部１２に操作ボタンを設けておき、オペレータが操作ボタンを押した際に、補正を実行することが考えられる。

［８］実施形態の効果
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
開度指令部１２が、予め設定された開度指令信号に基づいて、比例弁１１の開度操作を行っているため、フィードバック制御の場合のように圧力検出値に応じて制御したり、フィードフォワード制御のようにプレス機械１のプレススライド４の位置や速度の検出値に応じて制御するために、高速なサーボ弁を採用する必要がなく、開度制御弁として比較的低速で安価な比例弁１１を採用することができる。油圧シリンダ７、比例弁１１、及びアキュムレータ１３を閉回路として構成し、開度指令部１２が、比例弁１１の出入り口間の差圧（比例弁差圧）、アキュムレータ１３内の圧力に基づいて、開度指令信号を生成しているので、少ない制御因子で比例弁１１を操作して、弁操作の簡単化を図ることができる。

ダイクッション装置２がプレス機械１のプレススライド４の下方に配置されるので、プレス機械１の外にダイクッション装置２を配置することなくコンパクトに収まる。
ワークＷの成形加工後、アキュムレータ１３に蓄圧された作動油を油圧シリンダに供給し、ダイクッションパッド６を上昇させているので、比例弁１１の開度操作のみで成形加工後のワークＷの取り外しを行うことができる。
油圧回路がオイルクーラ１４を備えているので、プレス機械１の連続運転によるダイクッション装置２の作動油の温度上昇を防止して、温度上昇による作動油の粘度の影響を抑えることができる。

［９］実施形態の変形
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形も含むものである。
荷重制御は図１３（Ａ）に示す矩形上の単純な荷重だけでなく、目標荷重が階段状に変化する場合や、目標荷重がランプ状（斜め）に変化する場合や、曲線的に変化する場合であっても可能である。代表として（Ｂ）に目標荷重が階段状に変化する場合を示す。また、前記実施形態では説明しなかったが、ダイクッション装置２の下死点位置で比例弁１１の開度を全閉にすることにより、ダイクッションパッド６を下死点位置で保持させることができる。
さらに、前記実施形態では、ダイクッションパッド６が下死点位置から上死点位置に戻る際、アキュムレータ１３の圧力でダイクッションパッド６を上昇させていたが、その際、比例弁１１の開度を絞ることにより、上昇速度を遅らせることができ、成形加工後のワークＷの跳ね上がりを防止することもできる。

１…プレス機械、２…ダイクッション装置、３…上部ケース、４…プレススライド、５…ボルスタ、６…ダイクッションパッド、７…油圧シリンダ、８…クッションピン、８Ａ…ブランクホルダ、９…上金型、１０…下金型、１１…比例弁、１２…開度指令部、１３…アキュムレータ、１４…オイルクーラ、１５…圧力センサ、１６…温度センサ、１７…リリーフ弁、１８…チェック弁、Ｗ…ワーク

Claims (7)

1. ダイクッションパッド、及び、前記ダイクッションパッドを支持する油圧シリンダを備えたプレス機械のダイクッション装置であって、
   前記油圧シリンダに接続され、開度を操作することにより、前記油圧シリンダに生じる油圧を調整する開度制御弁と、
   前記開度制御弁を介して前記油圧シリンダに接続される油圧源と、
   前記開度制御弁の開度を指令する開度指令信号を生成し、前記開度制御弁に出力する開度指令部とを備え、
   前記開度指令部は、予め設定された開度指令信号に基づいて、前記開度制御弁の開度を操作することを特徴とするプレス機械のダイクッション装置。
2. 請求項１に記載のプレス機械のダイクッション装置において、
   前記開度指令部は、前記開度制御弁の出入り口間の差圧モデル、前記油圧源の圧力モデル、及び配管の圧力損失モデルに基づいて、予め計算された開度指令信号を生成することを特徴とするプレス機械のダイクッション装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプレス機械のダイクッション装置において、
   前記開度指令部は、過去に成形加工したときに測定した油圧シリンダ圧力値に基づいて、予め設定される開度指令信号を補正することを特徴とするプレス機械のダイクッション装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のプレス機械のダイクッション装置において、
   前記油圧シリンダ、前記開度制御弁、及び前記油圧源を備えた油圧回路は、前記油圧回路内の作動油を冷却する冷却部を備えていることを特徴とするプレス機械のダイクッション装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のプレス機械のダイクッション装置において、
   前記ダイクッション装置は、昇降動作を行うプレス機械のスライドの下方に配置されることを特徴とするプレス機械のダイクッション装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のプレス機械のダイクッション装置において、
   前記油圧シリンダ、前記開度制御弁、及び前記油圧源を備えた油圧回路は、前記油圧源がアキュムレータであり、閉回路として構成されることを特徴とするプレス機械のダイクッション装置。
7. 請求項１乃至請求項6のいずれか一項に記載のプレス機械のダイクッション装置において、
   前記プレス機械によるワークの成形加工後は、前記アキュムレータに蓄圧された作動油を前記油圧シリンダに供給することにより、前記ダイクッションパッドを上昇させることを特徴とするプレス機械のダイクッション装置。

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