JP2020189314A - Press load measuring device and method for press machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はプレス機械のプレス荷重測定装置及び方法に係り、特にプレス機械のスライドに内蔵された液圧シリンダの圧力に基づいてプレス荷重を測定する技術に関する。 The present invention relates to a press load measuring device and method of a press machine, and more particularly to a technique of measuring a press load based on the pressure of a hydraulic cylinder built in a slide of a press machine.
従来、プレス機械のスライドに内蔵された油圧シリンダの圧力に基づいてプレス荷重を測定する技術が知られている(特許文献1)。 Conventionally, a technique for measuring a press load based on the pressure of a hydraulic cylinder built in a slide of a press machine is known (Patent Document 1).
特許文献1に記載のプレス荷重測定装置は、スライド部に油圧室を形成し、プレス荷重が所定値より大きくなった時に前記油圧室の油圧を逃がして過負荷を回避するようにした油圧式オーバーロードプロテクタ(HOLP:Hydraulic Overload Protection)機能を備えたプレス機械において、スライド部に形成された油圧室の圧力を圧力センサにより検出し、この圧力センサにより検出された圧力をプレス荷重に変換する手段を備えている。
The press load measuring device described in
これにより、スライド荷重の過負荷を防止するとともに、プレス荷重の測定を可能にしている。 This prevents the slide load from being overloaded and makes it possible to measure the press load.
尚、特許文献1に記載のプレス荷重測定装置は、プレス荷重が加わる時に検出された油圧室の圧力をPh,プレス荷重が加わらない時に検出された圧力(予圧)をPc、定数をKとすると、プレス荷重Pを、次式、
P=√{(Ph−Pc)/K}
により算出している。
In the press load measuring device described in
P = √ {(Ph-Pc) / K}
It is calculated by.
特許文献1には、プレス荷重Pとして、(Ph−Pc)/Kの平方根を求めることにより、プレス荷重の計算値と実際の値とが実用上、支障のない精度で両者が一致すると記載されているが、定数Kを調整してプレス機械の出荷した後、プレス機械を稼働させると、プレス実荷重に対するプレス荷重測定値の誤差は、最大で10%程度生じていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、プレス機械のプレス荷重を精度よく測定することができるプレス機械のプレス荷重測定装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a press load measuring device and method for a press machine capable of accurately measuring the press load of the press machine.
上記目的を達成するために本発明の一の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置は、プレス機械のスライドに内蔵された液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の圧力をプレス荷重作用時に検出する圧力検出器と、前記圧力検出器により検出された前記圧力と前記ヘッド側液圧室に加圧充填された前記作動液のプレス荷重非作用時の初期圧との差圧を演算する差圧演算器と、前記プレス機械の運転状況に応じて変化する前記作動液の体積弾性係数又は前記体積弾性係数に対応する変数であって、前記プレス機械の現在の運転状況下における前記変数を取得する変数取得部と、前記差圧演算器により演算された差圧及び前記変数取得部により取得された変数に基づいて前記スライドに作用するプレス荷重を演算するプレス荷重演算器と、を備える。 In order to achieve the above object, the press load measuring device of the press machine according to one aspect of the present invention measures the pressure of the hydraulic fluid filled in the head side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder built in the slide of the press machine. The differential pressure between the pressure detector detected when the press load is applied, the pressure detected by the pressure detector, and the initial pressure of the working fluid pressure-filled in the head side hydraulic chamber when the press load is not applied. A differential pressure calculator that calculates the above, and a variable corresponding to the volume elastic coefficient or the volume elastic coefficient of the working fluid that changes according to the operating condition of the press machine, and is under the current operating condition of the press machine. A variable acquisition unit that acquires the variable, a press load calculator that calculates a press load acting on the slide based on the differential pressure calculated by the differential pressure calculator and the variable acquired by the variable pressure calculator, and a press load calculator. To be equipped.
本発明者は、液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の体積弾性係数がプレス機械の運転状況に応じて変化し、その体積弾性係数の変化がプレス荷重の測定に影響することを発見した。 According to the present inventor, the volume elastic modulus of the hydraulic fluid filled in the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder changes according to the operating condition of the press machine, and the change in the volume elastic modulus affects the measurement of the press load. I found that.
本発明の一の態様によれば、プレス機械の運転状況に応じて変化する作動液の体積弾性係数又は前記体積弾性係数に対応する変数であって、プレス機械の現在の運転状況下における変数を取得する。そして、プレス荷重作用時に検出する作動液の圧力とプレス荷重非作用時の作動液の初期圧との差圧、及び前記取得された変数に基づいてスライドに作用するプレス荷重を演算することで、プレス運転状況にかかわらず、プレス荷重を精度よく測定することができる。 According to one aspect of the present invention, a variable corresponding to the volume elastic modulus of the working fluid or the volume elastic modulus that changes according to the operating condition of the press machine, and the variable under the current operating condition of the press machine get. Then, by calculating the differential pressure between the pressure of the working fluid detected when the press load is applied and the initial pressure of the working fluid when the press load is not applied, and the press load acting on the slide based on the acquired variables. The press load can be measured accurately regardless of the press operation status.
本発明の他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第1関数又はルックアップテーブルを記憶する第1記憶部を備え、前記変数取得部は、前記第1記憶部に記憶された前記第1関数又は前記ルックアップテーブルを使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第1関数又はルックアップテーブルから前記変数を取得することが好ましい。 In the press load measuring device of the press machine according to another aspect of the present invention, it corresponds to the operation time of the press machine or the operation time from the time when the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled with the hydraulic fluid. From the initial value of the variable corresponding to the number of presses to be performed and the content of bubbles contained in the working fluid at the time when the working fluid is first filled, to the convergence value of the variable in which the content of the bubbles is minimized. The variable acquisition unit includes a first storage unit that stores a first function or a lookup table that shows the relationship with the variable, and the variable acquisition unit stores the first function or the lookup table stored in the first storage unit. It is preferred to use and obtain the variable from the first function or lookup table based on the current operating time or number of presses of the press.
作動液の体積弾性係数は、作動液に含まれる気泡の含有率に応じて変化し、作動液に含まれる気泡の含有率は、プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数に応じて変化する。 The volume elastic modulus of the working fluid changes according to the content of air bubbles contained in the working liquid, and the content of air bubbles contained in the working liquid depends on the operating time of the press machine or the number of presses corresponding to the operating time. Change.
本発明の他の態様によれば、液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からのプレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、作動液を最初に充填した時点における作動液に含まれる気泡の含有率に対応する変数の初期値から、気泡の含有率が最小になる変数の収束値までの変数との関係を示す第1関数又はルックアップテーブルを記憶する第1記憶部を準備しておき、第1記憶部に記憶された前記第1関数又は前記ルックアップテーブルを使用し、プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて第1関数又はルックアップテーブルから、プレス荷重の算出に使用する適切な変数を取得する。 According to another aspect of the present invention, the operating time of the press machine from the time when the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled, or the number of presses corresponding to the operating time, and the hydraulic fluid are first applied. The first function or lookup table showing the relationship between the initial value of the variable corresponding to the content of air bubbles contained in the working fluid at the time of filling in, and the convergence value of the variable that minimizes the content of air bubbles. A first storage unit is prepared, and the first function or the lookup table stored in the first storage unit is used, and the first is based on the operating time or the number of times of pressing of the press machine to date. Obtain the appropriate variable used to calculate the press load from the function or lookup table.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記第1記憶部は、プレス荷重が異なる複数のプレス荷重に対応する複数の前記第1関数又は前記ルックアップテーブルを記憶し、前記変数取得部は、前記第1記憶部から前記プレス機械のプレス荷重に対応する前記第1関数又は前記ルックアップテーブルを選択して使用することが好ましい。 In the press load measuring device of the press machine according to still another aspect of the present invention, the first storage unit stores a plurality of the first functions or the lookup table corresponding to a plurality of press loads having different press loads. It is preferable that the variable acquisition unit selects and uses the first function or the lookup table corresponding to the press load of the press machine from the first storage unit.
作動液の体積弾性係数を決定する気泡の含有率は、プレス荷重(プレス荷重に対応する圧力)の繰り返し作用により変化するため、第1関数又はルックアップテーブルは、プレス荷重が異なるプレス荷重毎に準備し、プレス荷重に対応する第1関数又はルックアップテーブルを使用することが好ましい。 Since the content of bubbles that determines the volume elastic modulus of the working fluid changes due to the repeated action of the press load (pressure corresponding to the press load), the first function or the look-up table is used for each press load with a different press load. It is preferable to prepare and use a first function or look-up table corresponding to the press load.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記第1記憶部は、種類が異なる複数の金型の各金型に対応する複数の前記第1関数又は前記ルックアップテーブルを記憶し、前記変数取得部は、前記プレス機械に使用する金型を交換する毎に、前記第1記憶部から前記交換した金型に対応する前記第1関数又は前記ルックアップテーブルを選択して使用する。 In the press load measuring device of the press machine according to still another aspect of the present invention, the first storage unit is a plurality of the first functions or the lookup table corresponding to each mold of a plurality of dies of different types. The variable acquisition unit selects the first function or the lookup table corresponding to the exchanged die from the first storage unit every time the die used for the press machine is exchanged. To use.
作動液の体積弾性係数の変化度合いは、プレス荷重により変化するが、プレス荷重は金型毎に異なる。そこで、第1関数又はルックアップテーブルは、プレス荷重が異なる金型毎に準備し、使用する金型に対応する第1関数又はルックアップテーブルを使用する。 The degree of change in the volume elastic modulus of the working fluid changes depending on the press load, but the press load differs for each die. Therefore, the first function or the look-up table is prepared for each die having a different press load, and the first function or the look-up table corresponding to the die to be used is used.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室の作動液の液圧が異常圧に達すると、前記ヘッド側液圧室の作動液を開放する過負荷保護機能を有し、前記変数取得部は、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作に関連して低下する前記変数の減少分を加味した前記変数を取得することが好ましい。 In the press load measuring device of the press machine according to still another aspect of the present invention, when the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the head side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder reaches an abnormal pressure, the hydraulic fluid in the head side hydraulic chamber The variable acquisition unit has an overload protection function that releases the overload protection function, and when the operation of the press machine is started after the operation of the overload protection function, the variable acquisition unit is lowered in relation to the operation of the overload protection function. It is preferable to obtain the variable in consideration of the decrease of the variable.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第1関数を記憶する第1記憶部を備え、前記変数取得部は、前記第1記憶部に記憶された前記第1関数を使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第1関数から前記変数を取得し、前記第1関数は、前記初期値から前記収束値まで一次遅れ系に近似した一次近似曲線を示す関数である。 In the press load measuring device of the press machine according to still another aspect of the present invention, the operation time of the press machine or the operation time from the time when the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled with the hydraulic fluid is set. From the initial value of the variable corresponding to the corresponding number of presses and the content of bubbles contained in the working fluid at the time when the working fluid is first filled, the convergence value of the variable that minimizes the content of the bubbles. The variable acquisition unit includes a first storage unit that stores a first function indicating the relationship with the variable up to, and the variable acquisition unit uses the first function stored in the first storage unit and is currently used in the press machine. The variable is acquired from the first function based on the operation time up to or the number of presses, and the first function is a function showing a first-order approximation curve approximated to a first-order lag system from the initial value to the convergence value.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記プレス荷重と、前記プレス荷重に応じて変化する一次近似曲線の時定数との関係を示す第2関数を記憶する第2記憶部を備え、前記変数取得部は、前記プレス機械のプレス荷重に基づいて前記第2記憶部から前記一次近似曲線の時定数を取得し、前記取得した時定数により前記第1記憶部に記憶された前記第1関数である前記一次近似曲線を特定することが好ましい。 In the press load measuring device of the press machine according to still another aspect of the present invention, a second function that stores a second function showing the relationship between the press load and the time constant of the first-order approximation curve that changes according to the press load is stored. A storage unit is provided, and the variable acquisition unit acquires the time constant of the first-order approximation curve from the second storage unit based on the press load of the press machine, and stores the time constant of the linear approximation curve in the first storage unit according to the acquired time constant. It is preferable to specify the first-order approximation curve which is the first function.
即ち、使用するプレス荷重に基づいて第2関数から一次近似曲線の時定数を取得し、取得した時定数を一次近似曲線の時定数とすることで、使用するプレス荷重に対応する一次近似曲線を示す関数(第1関数)を特定することができる。 That is, by acquiring the time constant of the linear approximation curve from the second function based on the press load to be used and using the acquired time constant as the time constant of the linear approximation curve, the linear approximation curve corresponding to the press load to be used can be obtained. The indicated function (first function) can be specified.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記変数の初期値をkh0、収束値をkhC、前記一次近似曲線の時定数をT、前記プレス機械の運転時間をtとすると、前記変数khは、次式、
kh=kh0+(khC−kh0)・e(−t/T)
により表される。
In the press load measuring device of the press machine according to still another aspect of the present invention, the initial value of the variable is kh 0 , the convergence value is kh C , the time constant of the linear approximation curve is T, and the operation time of the press machine is set. When t, the variable kh is expressed by the following equation.
kh = kh 0 + (kh C −kh 0 ) · e (−t / T)
Represented by.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記変数取得部は、今回の演算回数をM、演算周期をΔTとすると、前記演算回数M回目における前記プレス機械の運転時間tMを、次式、
tM=tM−1+ΔT (ただし、t0=0)
により求め、前記第1関数の一次遅れ応答を意味する中間演算パラメータPdMを、次式、
PdM=PdM-1+ΔT/T・(1−PdM-1) (ただし、Pd0=0)
により算出し、前記プレス機械の運転時間tMにおける前記変数khMを、次式、
khM=kh0+(khC−kh0)・PdM
により算出する。
In the press load measuring device of the press machine according to still another aspect of the present invention, assuming that the number of calculations this time is M and the calculation cycle is ΔT, the variable acquisition unit operates the press machine at the Mth number of calculations. t M is the following equation,
t M = t M-1 + ΔT (where t 0 = 0)
The intermediate operation parameter Pd M , which means the first-order lag response of the first function, is obtained by
Pd M = Pd M-1 + ΔT / T · (1-Pd M-1 ) (However, Pd 0 = 0)
The variable kh M at the operating time t M of the press machine is calculated by the following equation.
kh M = kh 0 + (kh C −kh 0 ) · Pd M
Calculated by
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記液圧シリンダは、前記ヘッド側液圧室の作動液の液圧が異常圧に達すると、前記ヘッド側液圧室の作動液を開放する過負荷保護機能を有し、前記変数取得部は、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作直前に取得した前記変数khMから一定値Δkhを減算した値khhを求め、前記求めた値khhを前記初期値kh0の代わりに使用し、かつ前記中間演算パラメータPdMを0にリセットし、前記過負荷保護機能の動作後の前記変数khMを、次式、
khM=khh+(khC−khh)・PdM
により算出する。
In the press load measuring device of the press machine according to still another aspect of the present invention, when the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the head side hydraulic chamber reaches an abnormal pressure, the hydraulic cylinder is in the head side hydraulic chamber. It has an overload protection function that releases the working fluid, and when the operation of the press machine is started after the operation of the overload protection function, the variable acquisition unit acquires it immediately before the operation of the overload protection function. The value kh h obtained by subtracting a constant value Δkh from the variable kh M is obtained, the obtained value kh h is used in place of the initial value kh 0 , and the intermediate calculation parameter Pd M is reset to 0, and the excess The variable kh M after the operation of the load protection function is expressed by the following equation.
kh M = kh h + (kh C -kh h ) · Pd M
Calculated by
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記差圧演算器は、前記プレス荷重作用時に検出された圧力をPS、前記プレス荷重非作用時の初期圧をP0とすると、前記圧力PSと前記初期圧P0との差圧(PS−P0)を演算し、前記プレス荷重演算器は、前記差圧(PS−P0)と前記第1関数khとに基づいて前記プレス荷重FRを、次式、
FR=1/10×a×(kh+1)/kh×(PS−P0)
(ただし、aは、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室の断面積)
により算出する。
In addition the press load measuring apparatus of a press machine according to another aspect of the present invention, the differential pressure calculator, the press load the detected pressure during the action P S, the initial pressure at the time of press load inoperative P 0 When the calculated differential pressure (P S -P 0) between the pressure P S and the initial pressure P 0, the pressing load calculator, the differential pressure (P S -P 0) and the first function the press load F R on the basis of the kh, the following equation,
F R = 1/10 × a × (kh + 1) / kh × (P S -P 0)
(However, a is the cross-sectional area of the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder)
Calculated by
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法は、プレス機械のスライドに内蔵された液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の圧力をプレス荷重作用時に検出するステップと、前記検出された前記圧力と前記ヘッド側液圧室に加圧充填された前記作動液のプレス荷重非作用時の初期圧との差圧を演算するステップと、前記プレス機械の運転状況に応じて変化する前記作動液の体積弾性係数又は前記体積弾性係数に対応する変数であって、前記プレス機械の現在の運転状況下における前記変数を取得するステップと、前記演算された差圧及び前記取得された変数に基づいて前記スライドに作用するプレス荷重を演算するステップと、を含む。 The press load measuring method of the press machine according to still another aspect of the present invention detects the pressure of the working fluid filled in the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder built in the slide of the press machine when the press load is applied. A step, a step of calculating the difference pressure between the detected pressure and the initial pressure when the press load of the hydraulic fluid filled under pressure in the head side hydraulic chamber is not applied, and the operating state of the press machine. A variable corresponding to the volume elastic coefficient of the working fluid or the volume elastic coefficient, which changes according to the above, and the step of acquiring the variable under the current operating conditions of the press machine, the calculated differential pressure, and the calculated differential pressure. Includes a step of calculating the press load acting on the slide based on the acquired variables.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第1関数又はルックアップテーブルを記憶する第1記憶部を準備するステップを含み、前記変数を取得するステップは、前記第1記憶部に記憶された前記第1関数又は前記ルックアップテーブルを使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第1関数又はルックアップテーブルから前記変数を取得することが好ましい。 In the press load measuring method of the press machine according to still another aspect of the present invention, the operating time of the pressing machine or the operating time from the time when the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled with the hydraulic fluid is set. From the initial value of the variable corresponding to the corresponding number of presses and the content of bubbles contained in the working fluid at the time when the working fluid is first filled, the convergence value of the variable that minimizes the content of the bubbles. The step of acquiring the variable includes the step of preparing the first storage unit for storing the first function or the lookup table showing the relationship with the variable up to, and the step of acquiring the variable is the first storage unit stored in the first storage unit. It is preferable to use the function or the lookup table and obtain the variable from the first function or the lookup table based on the operating time or the number of presses of the press machine to date.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第1関数を記憶する第1記憶部を準備するステップを含み、前記変数を取得するステップは、前記第1記憶部に記憶された前記第1関数を使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第1関数から前記変数を取得し、前記第1関数は、前記初期値から前記収束値まで一次遅れ系に近似した一次近似曲線を示す関数である。 In the press load measuring method of the press machine according to still another aspect of the present invention, the operating time of the pressing machine or the operating time from the time when the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled with the hydraulic fluid is set. From the initial value of the variable corresponding to the corresponding number of presses and the content of bubbles contained in the working fluid at the time when the working fluid is first filled, the convergence value of the variable that minimizes the content of the bubbles. The step of acquiring the variable includes the step of preparing the first storage unit for storing the first function indicating the relationship with the variable up to, and the step of acquiring the variable uses the first function stored in the first storage unit. , The variable is acquired from the first function based on the operating time of the press machine up to the present or the number of presses, and the first function is a first-order approximation curve that approximates a first-order lag system from the initial value to the convergence value. It is a function indicating.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記第1記憶部を準備するステップは、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した場合に、前記プレス機械に負荷試験用の負荷ダイを装着し、前記作動液に含まれる気泡の含有率が最小になるまで前記プレス機械をサイクル運転させて前記スライドにプレス荷重を繰り返し作用させるステップと、前記プレス機械のサイクル運転の運転開始から運転終了までの所定の運転時間毎、又は所定のプレス回数毎に前記プレス機械のスライドを停止させるステップと、前記プレス機械のスライドを停止させた状態で、前記スライドに対して外部の加圧機器により予め設定されたプレス荷重を印加し、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の圧力を検出するステップと、前記印加したプレス荷重と前記検出された前記作動液の圧力に基づいて、前記所定の運転時間毎、又は所定のプレス回数毎の前記変数を演算するステップと、前記変数の演算結果に基づいて前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と前記変数との関係を示す前記第1関数又はルックアップテーブルを作成するステップと、を含み、前記作成した前記第1関数又はルックアップテーブルを前記第1記憶部に記憶させる。 In the press load measuring method of the press machine according to still another aspect of the present invention, the step of preparing the first storage unit is when the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled with the hydraulic fluid. A step of mounting a load die for a load test on the press machine, cycling the press machine until the content of air bubbles contained in the working fluid is minimized, and repeatedly applying a press load to the slide, and the above. The step of stopping the slide of the press machine at each predetermined operation time from the start of the cycle operation of the press machine to the end of the operation or at each predetermined number of presses, and the step of stopping the slide of the press machine. A step of applying a preset press load to the slide by an external pressurizing device and detecting the pressure of the working fluid filled in the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder, and the applied press load. Based on the detected pressure of the working fluid, the step of calculating the variable for each predetermined operation time or for each predetermined number of presses, and the operation time of the press machine or the operation time of the press machine based on the calculation result of the variable. The first storage unit includes the step of creating the first function or lookup table showing the relationship between the number of presses corresponding to the operation time and the variable, and the created first function or lookup table. To memorize.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記プレス荷重と、前記プレス荷重に応じて変化する一次近似曲線の時定数との関係を示す第2関数を記憶する第2記憶部を準備するステップを含み、前記変数を取得するステップは、前記プレス機械のプレス荷重に基づいて前記第2記憶部から前記一次近似曲線の時定数を取得し、前記取得した時定数により前記第1記憶部に記憶された前記第1関数である前記一次近似曲線を特定する。 In the press load measuring method of the press machine according to still another aspect of the present invention, a second function for storing the second function showing the relationship between the press load and the time constant of the first-order approximate curve that changes according to the press load is stored. The step of acquiring the variable, including the step of preparing the storage unit, acquires the time constant of the first-order approximation curve from the second storage unit based on the press load of the press machine, and uses the acquired time constant to obtain the time constant. The first-order approximation curve, which is the first function stored in the first storage unit, is specified.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記変数の初期値をkh0、収束値をkhC、前記一次近似曲線の時定数をT、前記プレス機械の運転時間をtとすると、前記第1関数khは、次式、
kh=kh0+(khC−kh0)・e(−t/T)
により表される。
In the press load measuring method of the press machine according to still another aspect of the present invention, the initial value of the variable is kh 0 , the convergence value is kh C , the time constant of the linear approximation curve is T, and the operating time of the press machine is set. Assuming that t, the first function kh is expressed by the following equation.
kh = kh 0 + (kh C −kh 0 ) · e (−t / T)
Represented by.
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記変数を取得するステップは、今回の演算回数をM、演算周期をΔTとすると、前記演算回数M回目における前記プレス機械の運転時間tMを、次式、
tM=tM−1+ΔT (ただし、t0=0)
により求め、前記第1関数の一次遅れ応答を意味する中間演算パラメータPdMを、次式、
PdM=PdM-1+ΔT/T・(1−PdM-1) (ただし、Pd0=0)
により算出し、前記プレス機械の運転時間tMにおける前記第1関数khの値である前記変数khMを、次式、
khM=kh0+(khC−kh0)・PdM
により算出する。
In the press load measuring method of the press machine according to still another aspect of the present invention, in the step of acquiring the variable, assuming that the number of calculations this time is M and the calculation cycle is ΔT, the press machine at the Mth number of calculations The operating time t M is calculated by the following equation.
t M = t M-1 + ΔT (where t 0 = 0)
The intermediate operation parameter Pd M , which means the first-order lag response of the first function, is obtained by
Pd M = Pd M-1 + ΔT / T · (1-Pd M-1 ) (However, Pd 0 = 0)
The variable kh M , which is the value of the first function kh at the operating time t M of the press machine, is calculated by the following equation.
kh M = kh 0 + (kh C −kh 0 ) · Pd M
Calculated by
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記液圧シリンダは、前記ヘッド側液圧室の作動液の液圧が異常圧に達すると、前記ヘッド側液圧室の作動液を開放する過負荷保護機能を有し、前記変数を取得するステップは、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作直前に取得された前記変数khMから一定値Δkhを減算した値khhを求め、前記求めた値khhを前記初期値kh0の代わりに使用し、かつ前記PdMを0にリセットし、前記過負荷保護機能の動作後の前記変数khMを、次式、
khM=khh+(khC−khh)・PdM
により算出する。
In the press load measuring method of the press machine according to still another aspect of the present invention, when the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the head side hydraulic chamber reaches an abnormal pressure, the hydraulic cylinder is in the head side hydraulic chamber. The step of acquiring the variable, which has an overload protection function for releasing the working fluid, is immediately before the operation of the overload protection function when the operation of the press machine is started after the operation of the overload protection function. The value kh h obtained by subtracting a constant value Δkh from the acquired variable kh M is obtained, the obtained value kh h is used in place of the initial value kh 0 , and the Pd M is reset to 0 to obtain the excess. The variable kh M after the operation of the load protection function is expressed by the following equation.
kh M = kh h + (kh C -kh h ) · Pd M
Calculated by
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記差圧を演算するステップは、前記プレス荷重作用時に検出された圧力をPS、前記プレス荷重非作用時の初期圧をP0とすると、前記圧力PSと前記初期圧P0との差圧(PS−P0)を演算し、前記プレス荷重を演算するステップは、前記差圧(PS−P0)と前記変数khとに基づいて前記プレス荷重FRを、次式、
FR=1/10×a×(kh+1)/kh×(PS−P0)
(ただし、aは、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室の断面積)
により算出する。
In addition the press load measurement method of a press machine according to another aspect of the present invention, the step of calculating the differential pressure, the press the detected pressure at the load acting P S, the initial pressure during the press load inoperative When P 0, the calculated differential pressure (P S -P 0) between the pressure P S and the initial pressure P 0, the step of calculating the pressing load, and the differential pressure (P S -P 0) the press load F R on the basis of said variables kh, the following equation,
F R = 1/10 × a × (kh + 1) / kh × (P S -P 0)
(However, a is the cross-sectional area of the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder)
Calculated by
本発明によれば、プレス機械のスライドに内蔵された液圧シリンダの圧力に基づいてプレス荷重を測定する際に、プレス運転状況にかかわらず、プレス荷重を精度よく測定することができる。 According to the present invention, when measuring the press load based on the pressure of the hydraulic cylinder built in the slide of the press machine, the press load can be measured accurately regardless of the press operation condition.
以下添付図面に従って本発明に係るプレス機械のプレス荷重測定装置及び方法の好ましい実施形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the press load measuring device and method of the press machine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[プレス機械]
図1は、本発明に係るプレス機械のプレス荷重測定装置が適用されるプレス機械の実施形態を示す図である。
[Press machine]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a press machine to which the press load measuring device of the press machine according to the present invention is applied.
図1に示すプレス機械10は、コラム(フレーム)20、スライド26、ベッド28上のボルスタ27等を有し、スライド26は、コラム20に設けられたガイド部により鉛直方向に移動自在に案内されている。
The
スライド26には、シリンダ部25a及びピストン部25bからなる液圧シリンダ(油圧シリンダ)25が内蔵されており、クランク軸21に設けられたコンロッド22の先端部は、ピストン部25bと連結されている。クランク軸21には、サーボモータ33、ギア34及びメインギア35を介して回転駆動力が伝達されるようになっており、サーボモータ33によりクランク軸21が回転すると、スライド26は、クランク軸21及びコンロッド22を介して加えられる駆動力により油圧シリンダ25とともに、図1上で上下方向に移動させられる。
A hydraulic cylinder (hydraulic cylinder) 25 including a
クランク軸21には、スライド26の位置や速度を検出するために、クランク軸21の角度を検出するエンコーダ14が設けられている。尚、エンコーダ14から出力される角度信号からスライド位置を、また角度信号を微分することで、クランク軸21のクランク角速度を、また、クランク軸の角度信号と角速度からスライド26のスライド速度を演算することができる。
The
油圧シリンダ25のヘッド側液圧室(ヘッド側油圧室)24には、プレス荷重非作用時の初期圧の作動液(作動油)が油圧装置9により加圧充填される。この油圧シリンダ25は、スライド26にプレス荷重が作用する際に、プレス荷重が所定値より大きくなった時に、初期圧等により加圧されているシリンダ部25aとピストン部25bとの接合面によるメタルシールが破断し、ヘッド側油圧室24の圧油を逃がして過負荷を回避する油圧式オーバーロードプロテクタ(HOLP:Hydraulic Overload Protection)機能を備えている。尚、油圧シリンダ25のHOLP機能の詳細については後述する。
The head-side hydraulic chamber (head-side hydraulic chamber) 24 of the
スライド26には上型31aが装着され、ボルスタ27上には下型31bが装着されている。本例における金型31(上型31a、下型31b)は、上に閉じた中空カップ状(絞り形状)の製品の成形用途のものである。
The
油圧装置9は、油圧シリンダ25のヘッド側油圧室24に所定の初期圧の圧油を供給する初期圧チャージ用の油圧装置であり、アキュムレータ1と、油圧ポンプ2と、油圧ポンプの回転軸に接続された駆動軸が接続された電動モータ3と、チェック弁4と、電磁弁5と、リリーフ弁6とから構成されている。
The
アキュムレータ1は、低圧のガス圧がセットされ、低圧の略一定圧の作動油を蓄積し、タンクの役割を果たす。
The
油圧ポンプの一方のポートは、チェック弁4及び配管15を介して油圧シリンダ25のヘッド側油圧室24に接続され、他方のポートはアキュムレータ1に接続されている。油圧ポンプ2は、電動モータ3から加えられるトルクにより初期圧の作動油を供給するように駆動される。
One port of the hydraulic pump is connected to the head-side
チェック弁4は、プレス(スライド)1サイクル動作の中で、プレス荷重非作用時の領域では、電動モータ3が無負荷状態(トルク0状態)でも油圧シリンダ25のヘッド側油圧室24の圧力を所定の初期圧に保持可能にし、スライド26をピストン部25bに対して下降端(限)に保持している。
The
電磁弁5は、油圧シリンダ25のヘッド側油圧室24に作用する圧力を強制的に脱圧する役割を果たす。通常時には使用せず、保守時(機械解体時前)等に使用する。
The
リリーフ弁6は、電動モータ3を駆動して、油圧シリンダ25のヘッド側油圧室24の初期圧を制御すると共に、初期圧を発生させること以外の余剰油量をアキュムレータ1側に逃がす役割を果たす。
The
また、油圧シリンダ25のヘッド側油圧室24の圧力は、圧力検出器11により検出される。圧力検出器11により検出される圧力は、プレス荷重作用時には、プレス荷重の測定に使用される。
Further, the pressure in the head-side
[プレス荷重測定方法及び従来技術の課題]
図2及び図3は、それぞれ図1に示した油圧シリンダ25に加わる圧力等を示す図であり、図2はプレス荷重非作用時(無負荷時)の圧力等を示し、図3はプレス荷重作用時(プレス荷重負荷時)の圧力等を示している。
[Problems of press load measurement method and prior art]
2 and 3 are diagrams showing the pressure and the like applied to the
図2において、油圧シリンダ25のヘッド側油圧室24の圧力は、無負荷時に初期圧P0を有し、初期圧P0によって、シリンダ部25aの鋼円筒部(M部位(以下M))には引張力F0を発生している。
2, the pressure of the head-side
この作用によって、プレス荷重負荷時、プレス荷重FRは、Mとヘッド側油圧室24の液柱部(H部位(以下H))の剛性比に応じてMとHが分担する(図3)。その結果、Mに作用する引張力はF0からFTに減少し、Hに作用する圧力はP0からPSに増加する。如何なる(許容範囲の)プレス荷重に対してもFTが0より大きくなるP0を作用させる限り、この特性は維持される。Mの剛性を有効活用してプレス機械をより高剛性に保つ観点上から一般的にそうしている。 This action, in press load application, pressing load F R is, M and H share in accordance with the rigidity ratio of the liquid column part of the M and the head-side hydraulic chamber 24 (H sites (hereinafter H)) (Fig. 3) .. As a result, the tensile force acting on M decreases from F 0 to F T, the pressure acting on the H is increased from P 0 to P S. Any (tolerance) unless the action of P 0 which F T is greater than zero even for press load, this property is maintained. This is generally done from the viewpoint of effectively utilizing the rigidity of M to keep the press machine more rigid.
また、油圧シリンダ25のシリンダ部25aとピストン部25bとの接合面23は、ヘッド側油圧室24内の圧油を封入するメタルシール部分であり、ヘッド側油圧室24に封入する圧油の初期圧P0を、プレス荷重の許容値に対応する圧力に設定することで、許容範囲以内のプレス荷重に対してメタルシール機能を果たす。また、油圧シリンダ25は、許容範囲を超えるプレス荷重が作用すると、接合面23が離間(HOLPが破断)し、ヘッド側油圧室24の圧油を開放することで、過負荷を回避する過負荷保護機能を有する。
Further, the joint surface 23 between the
Mの断面積をS(cm2)、Mの縦弾性係数をE(GPa)、影響長さをL(cm)とし、H(油圧シリンダ25)の断面積をa(cm2)、Hと連通した配管15を含むHの体積をV0(cm3)、Hに滞留する作動油の体積弾性係数をKhydro(GPa)、重力の加速度をg(m/s2)とすると、MとHの剛性KM(kg/cm)、KH(kg/cm)は、次式により示すことができる。
The cross-sectional volume of M is S (cm 2 ), the longitudinal elastic modulus of M is E (GPa), the length of influence is L (cm), and the cross-sectional volume of H (hydraulic cylinder 25) is a (cm 2 ), H. If the volume of H including the communicating
[数1]
KM=105S×E/g/L
[数2]
KH=105Khydro×a2/g/V0
MとHの剛性比を維持しながらKMを1とし、Mに対するHの剛性比をkhとすると、khは、次式に示すことができる。
[Number 1]
K M = 10 5 S × E / g / L
[Number 2]
K H = 10 5 K hydro × a 2 / g / V 0
The K M and 1 while maintaining the rigidity ratio of the M and H, when the kh stiffness ratio of H to M, kh can be shown in the following equation.
[数3]
kh=KH/KM
FR、khより、FT、PSは、次式に示すことができる。
[Number 3]
kh = K H / K M
F R, from kh, F T, PS can be shown in the following equation.
[数4]
FT=F0−1/(kh+1)×FR
[数5]
PS=kh/(kh+1)×10FR/a+P0
結局、プレス荷重FRが作用した場合の油圧シリンダ25の圧力PSは、作動油の体積弾性係数Khydroの関数(第1関数)であるkhを用いた、[数5]式で決定する。つまり、PSは、初期圧P0とFR以外に作動油の体積弾性係数Khydroの影響を受けることになる。
[Number 4]
F T = F 0 -1 / ( kh + 1) × F R
[Number 5]
P S = kh / (kh + 1) × 10F R / a
After all, the pressure P S of the
作動油の体積弾性係数は、作動油中の空気混入率に影響される。 The volume elastic modulus of the hydraulic fluid is affected by the air mixing rate in the hydraulic fluid.
図4は、作動油に気泡が混入した場合の体積弾性係数を示すグラフである。尚、図4に示すグラフは、東京計器株式会社の技術資料“気泡が混入した場合の体積弾性係数”から抜粋したものである。 FIG. 4 is a graph showing the volume elastic modulus when air bubbles are mixed in the hydraulic oil. The graph shown in FIG. 4 is an excerpt from the technical data "Volume elastic modulus when air bubbles are mixed" of Tokyo Keiki Co., Ltd.
図4にも示されるように、作動油中の空気混入率に対する作動油の体積弾性係数K’の低下(変化)度合いは、圧力が高くなる程減少する。しかし、油圧シリンダ25の初期圧P0を、およそ20MPaとしても(その分、体積弾性係数K’の低下度合いを減少させても)、図4上の矩形枠で示したように、空気混入率が0.2〜1%まで変化すると、体積弾性係数K’は、およそ1.6GPa〜1.3GPaまで変化する。
As also shown in FIG. 4, the degree of decrease (change) in the volume elastic modulus K'of the hydraulic oil with respect to the air mixing ratio in the hydraulic oil decreases as the pressure increases. However, the initial pressure P 0 of the
プレス荷重FRを演算するために、[数5]式を変形すると、[数6]式が得られる。 In order to calculate the pressing load F R, Transforming Equation 5 Equation [6] is obtained.
[数6]
FR=1/10×a×(kh+1)/kh×(PS−P0)
また、圧力検出器11により検出される油圧シリンダ25の圧力を示す圧力信号(初期圧の圧力信号P0sig、プレス荷重作用時の圧力信号PSsig)からプレス荷重FRを示すプレス荷重信号FRsigは、次式で表すことができる。
[Number 6]
F R = 1/10 × a × (kh + 1) / kh × (P S -P 0)
The pressing load signal indicating the pressing load F R from the pressure signal indicating the pressure of the
[数7]
FRsig=1/10×a×(kh+1)/kh×(PSsig−P0sig)
今、あるプレス機械(仮に1号機)において、aを714.3(cm2)、油圧シリンダ25内の作動油のエア抜きが(本例のように、十分な機械の試運転を行うことによって)理想的に完了し、油圧シリンダ25内の作動油の空気混入率が、ほぼ最終的な均衡値0.2%(最小値)に収束した(Khydroが1.6GPaに相当数する)時点でプレス荷重測定装置を校正し、P0sigを22(MPa)とすると、PSsigが34(MPa)の時にプレス荷重信号FRsigが2000kNであった。
[Number 7]
F R sig = 1/10 × a × (kh + 1) / kh × (P S sig-
Now, in a certain press machine (temporarily No. 1 machine), a is 714.3 (cm 2 ), and the air bleeding of the hydraulic oil in the
この時、[数7]式の「1/10×a×(kh+1)/kh」の数値は、166.67になり、khは0.75になる。1号機ではこのような結果が得られた。
At this time, the numerical value of "1/10 x a x (kh + 1) / kh" in the equation [Equation 7] is 166.67, and kh is 0.75. Such a result was obtained at
これに対して、機械構造が1号機と同一な別のプレス機械(仮に2号機)は、組立完了後、エア抜きが(プレス機械の試運転が不十分であったことによって)理想的に完了せず、油圧シリンダ25内の作動油の空気混入率が最終的な値に未収束な1%時の(Khydroが1.3GPaに相当数する)時点でプレス荷重測定装置を校正し、1号機と同一に調整したP0sigを22(MPa)とすると、PSsigが32.6(MPa)の時にプレス荷重信号FRsigが2000kNであった。
On the other hand, in another press machine (temporarily Unit 2) having the same mechanical structure as
この時、[数7]式の「1/10×a×(kh+1)/kh」の数値は、188.72になり、khは0.609になる。1号機と2号機における「1/10×a×(kh+1)/kh」の数値の変化(即ち、khの変化)は、2号機のHの剛性が、1号機の剛性に対して81.25%(=1.3/1.6×100)に低下した為に生じた変化である。2号機ではこのような結果が得られた。
At this time, the numerical value of "1/10 x a x (kh + 1) / kh" in the equation [Equation 7] is 188.72, and kh is 0.609. The change in the numerical value of "1/10 x a x (kh + 1) / kh" between
こうして従来は、油圧シリンダ25内の作動油に混入する空気の含有率に応じてHの剛性が変化する物理現象を認識せず、プレス機械毎に必然的に[数7]式の「1/10×a×(kh+1)/kh」の数値が変化するものと勘違いして、プレス荷重信号FRsigを校正していた。
In this way, conventionally, the physical phenomenon in which the rigidity of H changes according to the content of air mixed in the hydraulic oil in the
このことは、同一構造のプレス機械においては、本来1度で良いプレス荷重信号FRsigの校正作業を、プレス機械毎に行う必要があるとする非効率性を生じさせているだけに留まらず、プレス荷重信号FRsigの精度を低下させる(実際との誤差を増加させる)要因になっている。 This means that in the press machine having the same structure, just beyond which cause inefficiencies and the calibration work of good press load signal F R sig in nature once, it is necessary to perform for each press machine (increasing the error of actual and) reduce the accuracy of the press load signal F R sig is a factor.
つまり、2号機は運転時間が増加するにつれて、徐々に作動油のエア混入度合いが最終的な値に収束し、Hの剛性が1号機と同等に増加し、プレス荷重信号FRsigの校正時に得られた[数7]式の「1/10×a×(kh+1)/kh」の数値(188.72)は、1号機が示した166.7に変化する。そして、この段階ではプレス荷重信号FRsigに誤差が生じる。
That is, as the second car operating time increases, gradually air intrusion degree of hydraulic fluid converges to the final value, the stiffness of H increases equivalent to
具体的には、例えばプレス荷重が実際に1766kN作用している時にプレス荷重信号FRsigは2000kNを出力し、244kNの誤差を生じる。
Specifically, for example, press load signal F R sig when the press load is actually
本発明では、[数7]式の「1/10×a×(kh+1)/kh」を定数として求めるのではなく、プレス機械のプレス運転状況(プレス運転時間、プレス回数等)により変化する作動油の体積弾性係数Khydroの値(変数)、あるいは体積弾性係数Khydroに対応して変化する変数(本例では、[数3]式に示した剛性比kh)を、プレス機械のプレス運転状況に応じて取得する。そして、初期圧Poと圧力PSを検出してその差圧(PS−Po)を求め、差圧(PS−Po)及び取得された変数khに基づいてスライドに作用するプレス荷重を演算する。 In the present invention, the operation that changes depending on the press operation status (press operation time, press count, etc.) of the press machine is not obtained as a constant of "1/10 × a × (kh + 1) / kh" of the equation [Equation 7]. The value (variable) of the volume elastic modulus K- hydro of the oil or the variable (in this example, the rigidity ratio kh shown in the equation [Equation 3]) that changes according to the volume elastic modulus K- hydro is used in the press operation of the press machine. Get according to the situation. The initial pressure P o and the pressure detecting the P S Searching for the differential pressure (P S -Po), the pressing load acting on the slide on the basis of the differential pressure (P S -P o) and the obtained variable kh Is calculated.
同一構造のプレス機械においては、その内の1台に関して、プレス機械のプレス運転状況と作動油の体積弾性係数Khydro、あるいは体積弾性係数Khydroに対応する変数khとの対応関係を示す関数(第1関数)を求めれば、その第1関数は同一構造の他のプレス機械にも適用可能であり、従来のようにプレス機械毎に、[数7]式の「1/10×a×(kh+1)/kh」を定数として求める場合に比べて作業効率が向上する。 In a press machine having the same structure, for one of them, a function indicating the correspondence between the press operation status of the press machine and the volume elastic modulus K- hydro of the hydraulic oil or the variable kh corresponding to the volume elastic modulus K- hydro ( If the first function) is obtained, the first function can be applied to other press machines having the same structure, and as in the conventional case, for each press machine, "1/10 × a × (1/10 × a ×) of the formula [Equation 7] The work efficiency is improved as compared with the case where "kh + 1) / kh" is obtained as a constant.
また、第1関数に基づいてkhが取得できれば、[数7]式の「1/10×a×(kh+1)/kh」の校正部分は、計算により求めることができる。また、この校正部分には、油圧シリンダの作動油に含まれる空気含有率によって変化する作動油の体積弾性係数Khydroが考慮されている為、従来方式に対してプレス荷重の測定精度が向上する。 Further, if kh can be obtained based on the first function, the calibration portion of "1/10 x a x (kh + 1) / kh" in the equation [Equation 7] can be obtained by calculation. In addition, since the volume elastic modulus Khydro of the hydraulic oil, which changes depending on the air content in the hydraulic oil of the hydraulic cylinder, is taken into consideration in this calibration part, the measurement accuracy of the press load is improved as compared with the conventional method. ..
[プレス機械のプレス荷重測定装置の第1実施形態]
図5は、プレス機械のプレス荷重測定装置の第1実施形態を示すブロック図である。
[First Embodiment of Press Load Measuring Device of Press Machine]
FIG. 5 is a block diagram showing a first embodiment of a press load measuring device of a press machine.
図5に示す第1実施形態のプレス機械のプレス荷重測定装置は、主として圧力検出器11、差圧演算器50、プレス荷重演算器54、及び変数取得部56から構成されている。
The press load measuring device of the press machine of the first embodiment shown in FIG. 5 is mainly composed of a
圧力検出器11は、油圧シリンダ25のヘッド側油圧室24の圧力を検出し、ヘッド側油圧室24のプレス荷重非作用時(無負荷時)の初期圧P0を示す圧力信号P0sig、又はプレス荷重作用時の圧力PSを示す圧力信号PSsigを出力する。
The
初期圧保持部52は、プレス荷重非作用時(無負荷時)に圧力検出器11から出力される圧力信号を、初期圧P0を示す圧力信号P0sigとして一時的に保持し、保持した圧力信号P0sigを差圧演算器50に出力する。
The initial
差圧演算器50は、プレス荷重作用時に圧力検出器11から出力される圧力信号を、圧力信号PSsigとして取得し、プレス荷重作用時の圧力PSと初期圧P0との差圧(PS−P0)を示す差圧信号(PSsig−P0sig)を演算し、演算結果をプレス荷重演算器54に出力する。
変数取得部56は、プレス機械10の運転状況に応じて変化する油圧シリンダ25内の作動油の体積弾性係数Khydroに対応する変数khであって、プレス機械10の現在の運転状況下における変数khを取得し、取得した変数khをプレス荷重演算器54に出力する。
The
<プレス機械の特定の機種Aにおいて、一定のプレス荷重(1000kN)を作用させて運転した場合における変数khの取得方法>
次に、変数取得部56による変数khの取得方法について説明する。
<Method of acquiring variable kh when operating with a constant press load (1000 kN) applied to a specific model A of a press machine>
Next, a method of acquiring the variable kh by the
図5に示したプレス荷重測定装置の第1実施形態は、第1記憶部58、運転時間算出器60、及びプレス回数計数器62を更に備えている。
The first embodiment of the press load measuring device shown in FIG. 5 further includes a
本例の第1記憶部58には、油圧シリンダ25のヘッド側油圧室24に作動油を最初に充填した時点からのプレス機械10の運転時間tと、運転時間tに応じて変化する変数kh(体積弾性係数Khydroに対応する変数)との関係を示す関数(第1関数)が記憶されている。
In the
この第1関数は、以下のようにして求める。 This first function is obtained as follows.
前述した[数4]式を変形し、変数khをプレス荷重FR’(kN)と油圧シリンダの圧力PSの関数として、次式により表す。 By modifying the above-described [Equation 4] where the variables kh as a function of the press load F R '(kN) and the hydraulic cylinder pressure P S, represented by the following equation.
[数8]
kh=a(PS−P0)/(10・FR’+a(P0−PS))
プレス荷重FR’は、スライドが下死点に静止している状態で、油圧ジャッキ等を使用して、スライド26を上方向に加圧することにより発生させる荷重であって、その値が明確なプレス荷重である。
[Number 8]
kh = a (P S -P 0 ) / (10 · F R '+ a (P 0 -P S))
Press load F R 'is a state where the slide is stationary at the bottom dead center, using a hydraulic jack or the like, the slide 26 a force which is generated by pressurizing upward, its value is clear It is a press load.
今、最大加圧能力2000kNのプレス機械(仮に特定の機種A−1号機)を製造し(組立を完了させ)、負荷試験用の負荷ダイを使用してプレス荷重FRとして1000kN)を作用させて、スライドストローク数N(平均20rpm)で50000サイクル(150000s)運転する。この運転中に、およそ1000サイクル(運転時間3000s)毎に一旦、負荷ダイを外し、油圧ジャッキを用いてプレス荷重FR’(=1500kN)を作用させた状態で圧力PSを計測し、[数8]式により変数khを求める。
Now, to produce a press machine maximum
図6は、プレス機械の運転時間tと変数khとの関係を示す第1関数の一例を示すグラフであり、変数khを運転時間tに対して、3000s間隔(3000s、6000s、・・・、150000s)でプロットし、最終的に変数khを運転時間tに対して一次遅れ系に近似した一次近似曲線として示したグラフである。 FIG. 6 is a graph showing an example of the first function showing the relationship between the operating time t of the press machine and the variable kh, and the variable kh is set at intervals of 3000s (3000s, 6000s, ...) With respect to the operating time t. It is a graph which is plotted at 150,000s) and finally shows the variable kh as a first-order approximation curve which approximates the first-order lag system with respect to the operation time t.
尚、[数8]式において、その他のパラメータは、a=714.3(cm2)、初期圧P0=22(MPa)である。 In the equation [Equation 8], the other parameters are a = 714.3 (cm 2 ) and the initial pressure P 0 = 22 (MPa).
プレス荷重FR’を1500kNにした理由は、なるべく大きいプレス荷重を作用させつつ、油圧シリンダから接合面を経て漏れる油量を少なくし、khの測定値の測定誤差を低減させる為である。 The reason for the press load F R 'to 1500kN, while by applying a pressing load as large as possible, to reduce the amount of oil leaking through the joint surface from the hydraulic cylinder, is order to reduce the measurement error of the measured value of kh.
つまり、プレス荷重が大きい程、初期圧P0と圧力PSの差異が大きくなり、初期圧P0あるいは圧力PSの変動による影響を受け難くなるが、反対に油圧シリンダの接合面に作用するプレス荷重FT(により発生する面圧)が減少し、この部位を介してタンクへ漏れる油量が増加し、圧力PSが漏れの影響で低下し、変数khを算出する為に不確かな値になる。これらのバランスを考え、プレス荷重FR’を1500kNにしている。 In other words, the larger the pressing load, the difference in the initial pressure P 0 and the pressure P S is increased, although not easily affected by variations of the initial pressure P 0 or the pressure P S, acting on the joint surface of the hydraulic cylinder on the opposite decrease pressing load F T (surface pressure generated by) the amount of oil leaking into the tank is increased over the site, the pressure P S is reduced by the influence of leakage, uncertain values to calculate the variable kh become. Given these balance, and the pressing load F R 'to 1500KN.
ここで、プレス機械のスライドストローク数N(rpm)、油圧シリンダのヘッド側液圧室に作動油を最初に充填した時点から現時点までのプレス機械のプレス回数をn(回)とすると、油圧シリンダのヘッド側液圧室に作動油を最初に充填した時点から現時点までの運転時間t(s)は、次式により表すことができる。 Here, assuming that the number of slide strokes of the press machine is N (rpm) and the number of presses of the press machine from the time when the hydraulic oil is first filled in the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder to the present time is n (times), the hydraulic cylinder The operating time t (s) from the time when the hydraulic oil is first filled in the hydraulic pressure chamber on the head side to the present time can be expressed by the following equation.
[数9]
t=n/N×60
仮に、スライドストローク数Nが、N1、N2、・・・NNと変化し、それに応じてプレス回数nが、n1、n2、・・・、nNと変化する場合、運転時間t(s)は、次式に示すことができる。
[Number 9]
t = n / N × 60
If the number of slide strokes N If the N 1, N 2, and changes.. N N, the press count n accordingly, n 1, n 2, changes.., And n N, operation time t (s) can be expressed by the following equation.
[数10]
t=t1+t2+・・・+tN
=n1/N1×60+n2/N2×60+・・・+nN/NN×60
今、変数khの初期値をkh0、収束値をkhC、一次近似曲線の時定数をT、運転時間をtとすると、一次遅れ系に近似した変数kh(運転時間tと変数khとの関係を示す第1関数)は、次式により表すことができる。
[Number 10]
t = t 1 + t 2 + ... + t N
= N 1 / N 1 x 60 + n 2 / N 2 x 60 + ... + n N / N N x 60
Now, assuming that the initial value of the variable kh is kh 0 , the convergence value is kh C , the time constant of the linear approximation curve is T, and the operation time is t, the variable kh (operation time t and the variable kh) approximated to the first-order lag system. The first function indicating the relationship) can be expressed by the following equation.
[数11]
kh=kh0+(khC−kh0)・e(−t/T)
ただし、eは自然対数の底(=2.71828・・)
[数11]式に示した一次近似曲線の時定数Tは、T=25000(s)である。また、変数khの初期値kh0は0.609であり、変数khの最終的な収束値khCは0.75である。
[Number 11]
kh = kh 0 + (kh C −kh 0 ) · e (−t / T)
However, e is the base of the natural logarithm (= 2.71828 ...)
The time constant T of the linear approximation curve shown in the equation [Equation 11] is T = 25000 (s). The initial value kh 0 of the variable kh is 0.609, and the final convergence value kh C of the variable kh is 0.75.
今後さらに、これと同一機種Aで別のプレス機械(ex.機種A−2号機)を製造後、プレス荷重1000kNを作用させて運転した場合は、プレス荷重測定装置内で、運転時間tを積算するか、[数9]式又は[数10]式によりスライドストローク数Nとカウントしたプレス回数nから運転時間tを演算するかし、[数11]式により、運転時間t、初期値kh0、収束値khC、時定数Tとから、変数khを演算することができる。 In the future, if another press machine (ex. Model A-2) is manufactured with the same model A and then operated with a press load of 1000 kN, the operation time t will be integrated in the press load measuring device. Or, the operation time t is calculated from the number of presses n counted as the number of slide strokes N by the formula [Equation 9] or the formula [Equation 10], or the operation time t and the initial value kh 0 are calculated by the formula [Equation 11]. , The convergence value kh C , and the time constant T, the variable kh can be calculated.
プレス機械の機種A−1号機を負荷試験して求めた[数11]式は、同一機種の機種A−2号機にも適用できる。尚、機種A−2号機に対しては、初期値kh0を求める負荷試験を行い、[数8]式により算出することが好ましい。プレス機械の組立完了後、油圧シリンダのヘッド側油圧室に作動油を最初に充填した時の作動油の体積弾性係数(作動油に含まれる気泡の含有率)が、機種A−1号機と異なる場合があるからである。 The formula [Equation 11] obtained by load testing the model A-1 of the press machine can also be applied to the model A-2 of the same model. It is preferable that the model A-2 is subjected to a load test for obtaining the initial value kh 0 and calculated by the formula [Equation 8]. After the assembly of the press machine is completed, the volume elastic modulus (content of air bubbles contained in the hydraulic oil) of the hydraulic oil when the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled with the hydraulic oil is different from that of the model A-1. This is because there are cases.
図5に戻って、第1記憶部58には、上記のようにして求めた第1関数([数11]式)が記憶されている。
Returning to FIG. 5, the
プレス回数計数器62は、油圧シリンダ25のヘッド側油圧室24に作動油を最初に充填した時点から現時点までのプレス機械10のプレス回数を計数するもので、エンコーダ14から出力される角速度信号に基づいて演算したクランク角度からプレス機械10の1サイクル運転を検知し、プレス回数n(回)を計数する。
The press count counter 62 counts the number of presses of the
運転時間算出器60には、スライドストローク数N(rpm)が設定されており、運転時間算出器60は、プレス回数計数器62から入力するプレス回数nとプレス機械10のスライドストローク数N(rpm)とに基づいて、油圧シリンダ25のヘッド側油圧室24に作動油を最初に充填した時点から現時点までのプレス機械10の運転時間t(s)を、[数9]式により算出する。また、運転時間算出器60は、スライドストローク数Nが変化する場合には、運転時間t(s)を[数10]式により算出する。
The number of slide strokes N (rpm) is set in the
変数取得部56は、第1記憶部58に記憶された第1関数([数11]式)を使用し、運転時間算出器60により算出されたプレス機械10の運転時間t(s)に基づいて、[数11]式から変数khを算出(取得)する。尚、[数11]式中の変数khの初期値kh0は0.609、収束値khCは0.75、時定数Tは25000(s)である。
The
プレス荷重演算器54は、差圧演算器50により演算された差圧信号(PSsig−P0sig)と変数取得部56により取得された変数khとに基づいて、プレス機械10のスライド26に加わる現在のプレス荷重FRを示すプレス荷重信号FRsigを[数7]式により演算する。尚、本例では、[数7]式中の油圧シリンダの断面積aは714.3(cm2)である。
プレス荷重演算器54は、演算したプレス荷重信号FRsigを、図示しないモニタ装置、プリンタ、記憶装置等に出力し、ユーザに提供可能にする。
<プレス機械の特定の機種Aにおいて、一定の他のプレス荷重(1500kN)を作用させて運転した場合における変数khの取得方法>
プレス荷重(1000kN)を作用させて運転した場合と同様に、最大加圧能力2000kNのプレス機械の特定の機種A−1号機の油圧シリンダの配管を一旦外し(油圧シリンダおよび油圧配管内に空気を充満させ)た後に、改めて配管を接続して組立直後の状態にリセットし、負荷試験用の負荷ダイを使用して、今度はプレス荷重FRとして1500kNを作用させて、スライドストローク数N(平均20rpm)で50000サイクル(150000s)運転する。この運転中に、およそ1000サイクル(運転時間3000s)毎に一旦、負荷ダイを外し、油圧ジャッキを用いてプレス荷重FR’(=1500kN)を作用させた状態で圧力PSを計測し、[数8]式により変数khを求める。
<Method of acquiring variable kh when operating by applying a constant other press load (1500 kN) on a specific model A of a press machine>
As in the case of operating with a press load (1000 kN) applied, temporarily remove the piping of the hydraulic cylinder of a specific model A-1 of the press machine with a maximum pressurizing capacity of 2000 kN (air in the hydraulic cylinder and hydraulic piping). after been filled is), and reset by connecting again piping state just after the assembly, by the use of the load die for load test, this time by acting 1500kN as press load F R, the number of slide strokes N (average Operate at 50,000 cycles (150,000 s) at 20 rpm). During this operation, once approximately every 1000 cycles (run time 3000 s), remove the load die, to measure the pressure P S in a state in which the action of pressing load F R '(= 1500kN) using a hydraulic jack, [ The variable kh is obtained by the equation [Equation 8].
図7は、プレス機械の運転時間tと変数khとの関係を示す第1関数の他の例を示すグラフであり、変数khを運転時間tに対して、3000s間隔(3000s、6000s、・・・、150000s)でプロットし、最終的に変数khを運転時間tに対して一次遅れ系に近似した一次近似曲線として示したグラフである。 FIG. 7 is a graph showing another example of the first function showing the relationship between the operating time t of the press machine and the variable kh, and the variable kh is set at intervals of 3000s (3000s, 6000s, ...) With respect to the operating time t. ·, 150000s), and finally the variable kh is shown as a first-order approximation curve that approximates the first-order lag system with respect to the operation time t.
尚、[数8]式において、その他のパラメータは、a=714.3(cm2)、初期圧P0=22(MPa)である。 In the equation [Equation 8], the other parameters are a = 714.3 (cm 2 ) and the initial pressure P 0 = 22 (MPa).
このように求めた[数11]式に示す第1関数(図7に示した一次近似曲線)の時定数Tは、T=13000(s)である。プレス荷重FR’1000kNを作用させた図6に示す一次近似曲線の時定数T(=25000(s))に対して、時定数Tが減少(変数khが初期値kh0から収束値khCに収束する時間が短縮)する理由は、プレス荷重がより大きい図7の方が、サイクル毎に油圧シリンダの接合面からタンクに漏れる油量が増加し、その分を、運転中に初期圧チャージ用の油圧装置9を使用して補うことにより、油圧シリンダ内の作動油の循環が早まる為である。
The time constant T of the first function (first-order approximation curve shown in FIG. 7) shown in the equation [Equation 11] thus obtained is T = 13000 (s). Press load F with respect to R 'time constant of the first-order approximation curve shown in FIG. 6 by the action of 1000kN T (= 25000 (s) ), when the convergence value constant T decreases (variable kh from the initial value kh 0 kh C The reason for shortening the time to converge) is that in Fig. 7, where the press load is larger, the amount of oil leaking from the joint surface of the hydraulic cylinder to the tank increases every cycle, and the initial pressure charge is charged by that amount during operation. This is because the circulation of the hydraulic oil in the hydraulic cylinder is accelerated by supplementing with the
プレス加工に使用されるプレス荷重により、運転時間tと変数khとの関係を示す第1関数(一次近似曲線の時定数)が異なるため、第1記憶部58には、プレス加工に使用されるプレス荷重毎に対応する複数の第1関数を記憶させておき、変数取得部56は、プレス加工に使用されるプレス荷重に対応する第1関数を選択して使用し、変数khを取得することが好ましい。
Since the first function (time constant of the linear approximation curve) indicating the relationship between the operation time t and the variable kh differs depending on the press load used for the press processing, the
また、プレス荷重は金型の種類により異なり、その結果、第1関数が異なるため、第1記憶部58には、プレス加工に使用される金型毎に対応する複数の第1関数を記憶させておき、変数取得部56は、プレス加工に使用される金型に対応する第1関数を選択して使用し、変数khを取得するようにしてもよい。
Further, since the press load differs depending on the type of die, and as a result, the first function differs. Therefore, the
今後さらに、これと同一機種Aで別のプレス機械(ex.機種A−2号機)を製造後、プレス荷重1500kNを作用させて運転した場合は、プレス荷重測定装置内で、運転時間tを積算するか、[数9]式又は[数10]式によりスライドストローク数Nとカウントしたプレス回数nから運転時間tを演算するかし、[数11]式により、運転時間t、初期値kh0、収束値khC、プレス荷重1500kNに対応する時定数Tとから、変数khを演算することができる。 In the future, if another press machine (ex. Model A-2) is manufactured with the same model A and then operated with a press load of 1500 kN, the operation time t will be integrated in the press load measuring device. Or, the operation time t is calculated from the number of presses n counted as the number of slide strokes N by the formula [Equation 9] or the formula [Equation 10], or the operation time t and the initial value kh 0 are calculated by the formula [Equation 11]. The variable kh can be calculated from the convergence value kh C and the time constant T corresponding to the press load of 1500 kN.
<プレス機械の特定の機種Aにおいて、様々なプレス荷重を作用させて運転した場合における変数khの取得方法>
プレス荷重(1000kN)を作用させて運転した場合、及びプレス荷重(1500kN)を作用させて運転した場合と同様にして、最大加圧能力2000kNのプレス機械の特定の機種A−1号機の油圧シリンダの配管を一旦外し(油圧シリンダおよび油圧配管内に空気を充満させ)た後に、改めて配管を接続して組立直後の状態にリセットし、負荷試験用の負荷ダイを使用して、様々なプレス荷重FRを作用させて、運転時間tに対する変数khの時定数Tを求める。
<Method of acquiring variable kh when operating by applying various press loads on a specific model A of a press machine>
The hydraulic cylinder of a specific model A-1 of a press machine with a maximum pressurizing capacity of 2000 kN, as in the case of operating with a press load (1000 kN) applied and operating with a press load (1500 kN) applied. After removing the piping (filling the hydraulic cylinder and hydraulic piping with air), reconnect the piping and reset it to the state immediately after assembly, and use the load die for load test to perform various press loads. by the action of F R, obtaining the time constant T of the variable kh for the driver time t.
図8は、上記のようにして求めた時定数Tとプレス荷重FR’との関係を示すグラフであり、図8に示すような曲線になった。この曲線を2次曲線で近似すると、2次曲線(第2関数)は、次式で表すことができる。 Figure 8 is a graph showing the relationship between the constant T and the pressing load F R 'when determined as described above, it became curve as shown in FIG. When this curve is approximated by a quadratic curve, the quadratic curve (quadratic function) can be expressed by the following equation.
[数12]
T=0.0132FR’2−58.364FR’+70627
尚、実験により求めたプレス荷重FR’に対する時定数Tは、(機種により)一次(直線)近似した方が相応しい場合もある。
[Number 12]
T = 0.0132F R '2 -58.364F R ' +70627
Incidentally, the time constant T for the pressing load F R 'obtained by experiments, in some cases appropriate better approximated (the model) primary (linear).
[プレス機械のプレス荷重測定装置の第2実施形態]
図9は、プレス機械のプレス荷重測定装置の第2実施形態を示すブロック図である。尚、図9において、図5に示した第1実施形態のプレス荷重測定装置と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment of Press Load Measuring Device of Press Machine]
FIG. 9 is a block diagram showing a second embodiment of the press load measuring device of the press machine. In FIG. 9, the same reference numerals are given to the parts common to the press load measuring apparatus of the first embodiment shown in FIG. 5, and detailed description thereof will be omitted.
図9に示す第2実施形態のプレス荷重測定装置は、図5に示した第1実施形態のプレス荷重測定装置と比較して第2記憶部59が追加され、また、変数取得部56’及び第1記憶部58’が、第1実施形態の変数取得部56及び第1記憶部58と相違する。
The press load measuring device of the second embodiment shown in FIG. 9 has a
第1記憶部58’には、運転時間tと変数khとの関係を示す第1関数([数11]式)が記憶されているが、[数11]式中の時定数Tは、プレス荷重に対応する変数として記憶されている。 The first function ([Equation 11]) indicating the relationship between the operation time t and the variable kh is stored in the first storage unit 58', but the time constant T in the equation [Equation 11] is pressed. It is stored as a variable corresponding to the load.
一方、第2記憶部59には、図8に示した曲線を示す第2関数([数12]式)が記憶されている。
On the other hand, the
変数取得部56’は、第1記憶部58に記憶された第1関数([数11]式)を使用するが、プレス加工に使用されるプレス荷重に基づいて、第2記憶部59に記憶された[数12]式を使用して時定数T([数11]式中の時定数T)を取得し、取得した時定数Tを[数11]式の時定数Tに適用し、この時定数Tと運転時間算出器60により算出された運転時間t(s)とに基づいて、[数11]式から変数khを算出(取得)する。尚、[数11]式中の変数khの初期値kh0は0.609、収束値khCは0.75である。
The variable acquisition unit 56'uses the first function ([Equation 11]) stored in the
その結果、変数取得部56’は、任意のプレス荷重及び運転時間に対応する変数khを取得することができる。 As a result, the variable acquisition unit 56'can acquire the variable kh corresponding to an arbitrary press load and operation time.
<プレス機械の特定の機種Aの任意の号機(ex.1号機〜10号機)において、様々なプレス荷重を作用させて運転した場合における変数khの取得方法>
特定の機種Aの最大加圧能力2000kNのプレス機械おいて、変数取得部56’が変数khを取得(演算)する演算周期をΔT(s)とすると、運転時間算出器60は、プレス回数n及びスライドストローク数Nに基づいて運転時間t(s)を算出するのではなく、運転中のみ演算周期ΔT(s)を積算することにより運転時間t(s)を算出することができる。
<Method of acquiring variable kh when operating by applying various press loads in any unit (ex.
In a press machine having a maximum pressurizing capacity of 2000 kN of a specific model A, assuming that the calculation cycle in which the variable acquisition unit 56'acquires (calculates) the variable kh is ΔT (s), the
今、任意の演算回数M回目における運転時間をtMとすると、運転時間tMは、次式により算出することができる。 Now, assuming that the operation time at the Mth arbitrary calculation number is t M , the operation time t M can be calculated by the following equation.
[数13]
tM=tM−1+ΔT
(ただし、運転時間の初期値t0=0)
また、運転時間tMにおける変数khを、変数khMとすると、変数khMは、次式で表すことができる。
[Number 13]
t M = t M-1 + ΔT
(However, the initial value of the operation time t 0 = 0)
Further, the variable kh at operating time t M, when a variable kh M, variable kh M can be expressed by the following equation.
[数14]
khM=kh0+(khC−kh0)・PdM
[数14]式は、[数11]式に対応する式であり、[数14]式中のPdMは、[数12]式で演算した時定数Tに基づく一次遅れ応答を意味する中間演算パラメータであり、次式により演算される。
[Number 14]
kh M = kh 0 + (kh C −kh 0 ) · Pd M
The equation [Equation 14] is an equation corresponding to the equation [Equation 11], and Pd M in the equation [Equation 14] is an intermediate that means a first-order lag response based on the time constant T calculated by the equation [Equation 12]. It is an operation parameter and is calculated by the following equation.
[数15]
PdM=PdM−1+ΔT/T・(1−PdM−1)
(ただし、Pd0=0)
変数取得部56’は、運転時間tMにおける変数khMを、[数12]式で演算した時定数Tと前回演算したPdM−1とに基づいて、[数15]式により今回の中間演算パラメータPdMを演算し、演算した今回の中間演算パラメータPdMを使用して、[数14]式により今回の運転時間tMにおける変数khを演算することができる。
[Number 15]
Pd M = Pd M-1 + ΔT / T · (1-Pd M-1 )
(However, Pd 0 = 0)
Variable obtaining section 56 ', a variable kh M in operating time t M, on the basis of the Pd M-1 was constant T and the previous operation when calculated in Equation 12] where the current by [Expression 15] where the intermediate The calculation parameter Pd M is calculated, and the variable kh at the current operation time t M can be calculated by the equation [Equation 14] using the calculated intermediate calculation parameter Pd M.
今後さらに、これと同一機種Aで別のプレス機械(ex.機種A−2号機)を製造後、様々なプレス荷重を作用させて運転した場合に、プレス荷重測定装置内で様々なプレス荷重に相当する時定数Tを、[数12]式から適時演算し、[数13]式〜[数15]式を使用して、任意のプレス荷重及び任意の運転時間における変数khを適時演算することができる。 In the future, when another press machine (ex. Model A-2) is manufactured with the same model A and then operated by applying various press loads, various press loads will be applied in the press load measuring device. The corresponding time constant T is timely calculated from the formula [Equation 12], and the variable kh at an arbitrary press load and an arbitrary operation time is calculated in a timely manner using the equations [Equation 13] to [Equation 15]. Can be done.
例えば、運転時間tが0〜12000sまでは、ある金型(金型No.11)を使用してプレス荷重FRは1000kNで生産し、運転時間tが12000s〜18000sまでは、別の金型(金型No.12)に交換しプレス荷重FRは1500kNで生産し、運転時間tが18000s〜36000sまでは、さらに別の金型(金型No.13)に交換しプレス荷重FRは1200kNで生産し、運転時間tが36000s〜60000sまではさらに別の金型(金型No.14)に交換しプレス荷重FRは600kNで生産し、運転時間tが60000s以上は、再び金型No.11に交換しプレス荷重FRは1000kNで生産した場合の変数khを、[数12]式〜[数15]式を使用して演算する。 For example, the operating time t to 0~12000S, produced by pressing load F R is 1000kN using certain mold (mold No.11), the operating time t to 12000S~18000s, another mold is replaced pressing load F R in (mold No.12) produced in 1500KN, the operating time t to 18000S~36000s, a further die replacement and pressing load F R in (mold No.13) produced in 1200KN, operation time t is produced by replacement pressing load F R is 600kN to yet another mold until 36000S~60000s (mold No.14), the operating time t is more than 60000s again mold No. The variable kh when replacement pressing load F R is that produced by the 1000kN to 11, calculates by using the number 12] formula ~ [Expression 15] expression.
図10は、プレス機械の運転時間と上記のようにプレス荷重を順次変えて演算された変数khtとの関係を示すグラフである。 FIG. 10 is a graph showing the relationship between the operating time of the press machine and the variable kht calculated by sequentially changing the press load as described above.
本例では、プレス荷重測定装置(図9の変数取得部56’)の変数khを演算する演算周期ΔTは10sであり、図10において演算回数Mが1800回目(図10中のx近傍)の変数khの演算例を、図11の図表に示す。 In this example, the calculation cycle ΔT for calculating the variable kh of the press load measuring device (variable acquisition unit 56'in FIG. 9) is 10 s, and the number of calculations M is the 1800th time (near x in FIG. 10) in FIG. An example of calculation of the variable kh is shown in the chart of FIG.
図11の中で、演算回数Mが1799回目と1800回目における運転時間t1799、中間演算パラメータPd1799、変数kh1799と、運転時間t1800、中間演算パラメータPd1800、変数kh1800の演算内容を、[数16]式〜[数18]式と、[数19]式〜[数21]式に示す。 In FIG. 11, the operation time t 1799 , the intermediate operation parameter Pd 1799 , the variable kh 1799 , the operation time t 1800 , the intermediate operation parameter Pd 1800 , and the variable kh 1800 are calculated when the number of operations M is 1799 and 1800. , [Equation 16] to [Equation 18] and [Equation 19] to [Equation 21].
<M=1799>
[数16]
t1799=t1798+10
[数17]
Pd1799=Pd1798+10/T1799・(1−Pd1798)
[数18]
kh1799=0.609+(0.75−0.609)・Pd1799
<M=1800>
[数19]
t1800=t1799+10
[数20]
Pd1800=Pd1799+10/T1800・(1−Pd1799)
[数21]
kh1800=0.609+(0.75−0.609)・Pd1800
このように、[数12]式〜[数15]式を使用して一定の演算周期ΔT毎に変数khを演算することによって、プレス荷重が様々に変化した場合でも、変数khを演算することができる。また、変数khの時定数Tは比較的大きい為、演算周期ΔTは遅くとも問題はない。
<M = 1799>
[Number 16]
t 1799 = t 1798 +10
[Number 17]
Pd 1799 = Pd 1798 + 10 / T 1799 · (1-Pd 1798 )
[Number 18]
kh 1799 = 0.609 + (0.75-0.609) · Pd 1799
<M = 1800>
[Number 19]
t 1800 = t 1799 +10
[Number 20]
Pd 1800 = Pd 1799 + 10 / T 1800 · (1-Pd 1799 )
[Number 21]
kh 1800 = 0.609 + (0.75-0.609) · Pd 1800
In this way, by calculating the variable kh every fixed calculation cycle ΔT using the formulas [Equation 12] to [Equation 15], the variable kh can be calculated even when the press load changes variously. Can be done. Further, since the time constant T of the variable kh is relatively large, there is no problem even if the calculation cycle ΔT is slow.
<プレス機械の特定の機種Aの任意の号機(ex.1号機〜10号機)において、様々なプレス荷重を作用させて運転した場合において、さらにプレス荷重異常(過負荷)が生じ、油圧シリンダ(で構成したHOLP)の接合面が破断した場合の変数khの取得方法>
HOLPが破断した場合に、変数khはΔkh分だけ減少する。理由は、油圧シリンダの接合面が破断し、油圧シリンダが収縮した後、油圧シリンダの圧力を初期圧P0にチャージする際に、接合面の隙間から空気が侵入する為である。
<When operating an arbitrary unit (ex.
When the HOLP breaks, the variable kh decreases by Δkh. Reason, the bonding surface of the hydraulic cylinder is broken, after which the hydraulic cylinder is contracted, when the charging pressure of the hydraulic cylinder the initial pressure P 0, is because the air enters from the gap of the joint surface.
Δkhはプレス機械の機種毎にほぼ一定値であり、本機種Aは、Δkh=0.03である。これは、実験的にHOLPを破断させ、初期圧チャージ直後に油圧ジャッキを用いてプレス荷重FR’(=1500kN)を作用させた状態で圧力PSを計測し、[数8]式より変数khを求め、これとHOLPの破断直前に算出された変数khにより求めることができる値である。 Δkh is a substantially constant value for each model of the press machine, and Δkh = 0.03 for this model A. This is experimentally break the HOLP, initial pressure charge press load F using a hydraulic jack immediately R 'measures the pressure P S in (= 1500kN) was reacted with state variables from [Equation 8] where It is a value that can be obtained by obtaining kh and using this and the variable kh calculated immediately before the HOLP breaks.
ΔkhはHOLP破断前の変数khの値には殆ど影響されず、変数khは初期値kh0(本機では0.609)以下にはならない。 Δkh is hardly affected by the value of the variable kh before the HOLP breaks, and the variable kh does not fall below the initial value kh 0 (0.609 in this machine).
また、HOLP破断時には、[数15]式に示す中間演算パラメータPdMは、一旦、0にリセットする。そして、HOLP破断直後の変数khMを、破断直前の変数khMからHOLP破断による減少分(Δkh分)だけ減算した変数khhとしてホールドすれば、HOLP破断後の変数khMは、次式に示すことができる。 Further, when the HOLP is broken, the intermediate calculation parameter Pd M shown in the equation [Equation 15] is temporarily reset to 0. Then, the variable kh M immediately HOLP break, if held as a variable kh h obtained by subtracting only decrease (Derutakh min) by HOLP break from broken just before the variable kh M, variable kh M after HOLP break, the following equation Can be shown.
[数22]
khM=khh+(khC−khh)・PdM
例えば、図10に示したグラフの場合と同様に、運転時間tが0〜12000sまでは、ある金型(金型No.11)を使用してプレス荷重FRは1000kNで生産し、運転時間tが12000s〜18000sまでは、別の金型(金型No.12)に交換しプレス荷重FRは1500kNで生産し、運転時間tが18000s〜36000sまでは、さらに別の金型(金型No.13)に交換しプレス荷重FRは1200kNで生産し、運転時間tが36000s〜60000sまでは,さらに別の金型(金型No.14)に交換しプレス荷重FRは600kNで生産している途中でHOLPが破断し、その後は復旧して生産を続行し、運転時間tが60000s以上は、再び金型No.11に交換しプレス荷重FRは1000kNで生産した場合の変数khを、[数12]式〜[数15]式を使用して演算する。
[Number 22]
kh M = kh h + (kh C −kh h ) · Pd M
For example, as in the case of the graph shown in FIG. 10, the operating time t to 0~12000S, the press load F R by using a certain mold (mold No.11) produced in 1000 kN, driving time t until 12000s~18000s is another mold replacement pressing load F R in (mold No.12) produced in 1500KN, the operating time t until 18000S~36000s, yet another mold (mold pressing load FR is replaced with No.13) is produced in 1200KN, the operating time t until 36000S~60000s, further exchanged pressing load F R to another mold (mold No.14) is produced in 600kN The HOLP broke during the process, and after that, it was restored and production was continued. When the operation time t was 60,000 s or more, the mold No. The variable kh when replacement pressing load F R is that produced by the 1000kN to 11, calculates by using the number 12] formula ~ [Expression 15] expression.
本例では、プレス荷重測定装置(図9の変数取得部56’)の変数khを演算する演算周期ΔTは10sであり、図12においてHOLPが破断した演算回数Mが5100回目(図12中のx近傍)の変数khの演算例を、図13の図表に示す。 In this example, the calculation cycle ΔT for calculating the variable kh of the press load measuring device (variable acquisition unit 56'in FIG. 9) is 10 s, and the number of calculations M in which the HOLP is broken in FIG. 12 is the 5100th (in FIG. 12). An example of calculation of the variable kh (near x) is shown in the chart of FIG.
図13の中で、演算回数Mが5099回目、5100回目、及び5101回目における運転時間t5099、中間演算パラメータPd5099、変数kh5099と、運転時間t5100、中間演算パラメータPd5100、変数kh5100と、運転時間t5101、中間演算パラメータPd5101、変数kh5101の演算内容を、[数23]式〜[数25]式と、[数26]式〜[数28]式と、[数29]式〜[数31]式に示す。 In FIG. 13, the operation time t 5099 , the intermediate operation parameter Pd 5099 , the variable kh 5099 , the operation time t 5100 , the intermediate operation parameter Pd 5100 , and the variable kh 5100 when the number of operations M is the 5099th, 5100th, and 5101th operations. The operation time t 5101 , the intermediate calculation parameter Pd 5101 , and the variable kh 5101 are calculated by [Equation 23] to [Equation 25], [Equation 26] to [Equation 28], and [Equation 29]. ] Expression to [Equation 31].
<M=5099>
[数23]
t5099=t5098+10
[数24]
Pd5099=Pd5098+10/T5099・(1−Pd5098)
[数25]
kh5099=0.609+(0.75−0.609)・Pd5099
<M=5100>
[数26]
t5100=t5099+10
[数27]
Pd5100=0
[数28]
kh5100=0.707+(0.75−0.707)・Pd5100
(khh=kh5099−Δkh=0.737−0.03=0.707)
<M=5101>
[数29]
t5101=t5100+10
[数30]
Pd5101=Pd5100+10/T5101・(1−Pd5100)
[数31]
kh5101=0.707+(0.75−0.707)・Pd5101
このように、[数12]式〜[数15]式を使用して一定の演算周期ΔT毎に変数khを演算することによって、プレス荷重が様々に変化し、さらにHOLPが破断した場合でも、HOLP破断を加味した変数khを演算することができる。
<M = 5099>
[Number 23]
t 5099 = t 5098 +10
[Number 24]
Pd 5099 = Pd 5098 + 10 / T 5099 · (1-Pd 5098 )
[Number 25]
kh 5099 = 0.609 + (0.75-0.609) · Pd 5099
<M = 5100>
[Number 26]
t 5100 = t 5099 +10
[Number 27]
Pd 5100 = 0
[Number 28]
kh 5100 = 0.707 + (0.75-0.707) · Pd 5100
(Kh h = kh 5099- Δkh = 0.737-0.03 = 0.707)
<M = 5101>
[Number 29]
t 5101 = t 5100 +10
[Number 30]
Pd 5101 = Pd 5100 + 10 / T 5101 · (1-Pd 5100 )
[Number 31]
kh 5101 = 0.707 + (0.75-0.707) · Pd 5101
In this way, by calculating the variable kh every fixed calculation cycle ΔT using the equations [Equation 12] to [Equation 15], even if the press load changes variously and the HOLP breaks, The variable kh that takes into account the HOLP break can be calculated.
また、HOLPが破断した場合の他の態様としては、HOLP破断に後の初期圧チャージ直後に油圧ジャッキを用いて既知のプレス荷重を作用させた状態で圧力PSを計測し、[数8]式より変数khを求め、運転時間tと変数khとの関係を示す第1関数から運転時間を算出し、この算出した運転時間を現在の運転時間に修正して第1関数を適用するようにしてもよい。 As another embodiment when the HOLP was broken, to measure the pressure P S in a state in which the action of a known press load using a hydraulic jack immediately after the initial pressure charge after HOLP fracture, [Expression 8] The variable kh is obtained from the equation, the operation time is calculated from the first function showing the relationship between the operation time t and the variable kh, and the calculated operation time is corrected to the current operation time so that the first function is applied. You may.
[プレス機械のプレス荷重測定方法の実施形態]
図14は、プレス機械のプレス荷重測定方法の実施形態を示すフローチャート図である。尚、図14に示すプレス機械のプレス荷重測定方法は、図5に示した第1実施形態のプレス機械のプレス荷重測定装置に対応する方法である。
[Embodiment of Press Load Measuring Method of Press Machine]
FIG. 14 is a flowchart showing an embodiment of a press load measuring method of a press machine. The press load measuring method of the press machine shown in FIG. 14 is a method corresponding to the press load measuring device of the press machine of the first embodiment shown in FIG.
図14において、運転時間算出器60は、油圧シリンダ25のヘッド側油圧室に作動油を最初に充填した時点からのプレス機械の運転時間tを取得する(ステップS10)。
In FIG. 14, the
変数取得部56は、第1記憶部58に記憶された第1関数([数11]式)を使用し、運転時間tに基づいて、[数11]式から変数khを算出(取得)する(ステップS12)。変数khは、プレス機械の運転時間tに応じて変化する作動油の体積弾性係数に対応する変数である。
The
ここで、第1記憶部58に記憶させる第1関数の取得方法について説明する。
Here, a method of acquiring the first function to be stored in the
図15は、第1関数の取得方法の実施形態を示すフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart showing an embodiment of a method for acquiring the first function.
図15において、まず、プレス機械に負荷試験用の負荷ダイを装着する(ステップS50)。続いて、スライド内蔵の油圧シリンダおよび油圧配管内に空気を充満させた後、初期圧チャージ用の油圧装置9を使用して初期圧P0の圧油を油圧シリンダのヘッド側油圧室に充填する(ステップS52)。
In FIG. 15, first, a load die for a load test is attached to the press machine (step S50). Then, after filling the air slide internal hydraulic cylinder and the hydraulic within piping, to use the
次に、スライドを下死点で停止させ、油圧ジャッキにより予め設定したプレス荷重FR’をスライドに作用させ(ステップS54)、油圧検出器により油圧シリンダのヘッド側油圧室の圧力PSを検出する(ステップS56)。 Next, the slide is stopped at the bottom dead center, and the press load F R 'set in advance to act on the slide by a hydraulic jack (step S54), detects the pressure P S of the head side hydraulic chambers of the hydraulic cylinder by hydraulic pressure detector (Step S56).
そして、プレス荷重FR’、初期圧P0、圧力PSに基づいて、[数8]式により変数khを算出する(ステップS58)。作動油の体積弾性係数は、作動油への気泡の混入率により変化する為、体積弾性係数はプレス荷重を演算する為に無視できないが、変数khは、作動油の体積弾性係数に対応する変数であり、変数khを求めることは、間接的に作動油の体積弾性係数を求めることになる。 Then, press load F R ', the initial pressure P 0, on the basis of the pressure P S, calculates the variable kh by [Expression 8] type (step S58). Since the volume elastic modulus of the hydraulic oil changes depending on the mixing rate of air bubbles in the hydraulic oil, the volume elastic modulus cannot be ignored for calculating the press load, but the variable kh is a variable corresponding to the volume elastic modulus of the hydraulic oil. Therefore, finding the variable kh indirectly means finding the volume elastic modulus of the hydraulic fluid.
続いて、ステップS56で検出される圧力PSが収束したか否か(体積弾性係数、又は変数khが収束値に達したか否か)を判別する(ステップS60)。 Subsequently, it is determined whether or not the pressure P S which is detected at step S56 has converged (whether bulk modulus, or variable kh has reached the convergence value) (step S60).
収束していない場合には、プレス機械を所定の運転時間t(又は所定のプレス回数)だけ駆動する(ステップS62)。例えば、所定の運転時間tとしては3000s、所定のプレス回数としては1000回とすることができる。 If it has not converged, the press machine is driven for a predetermined operation time t (or a predetermined number of presses) (step S62). For example, the predetermined operation time t can be 3000 s, and the predetermined number of presses can be 1000 times.
その後、ステップS54に戻り、ステップS54からステップS60の処理を繰り返す。これにより、所定のプレス運転時間毎の変数khを取得する。 After that, the process returns to step S54, and the processes of steps S54 to S60 are repeated. As a result, the variable kh for each predetermined press operation time is acquired.
圧力PSが収束すると(変数khが収束値に達すると)運転時間tと、運転時間に対応して取得した変数khとの関係を示す関数(第1関数)を算出する(ステップS64)。このようにして算出した第1関数を第1記憶部58に記憶させる(ステップS66)。 When the pressure P S is converged (variable kh is reaches the convergence value) is calculated and the operating time t, the function indicating the relationship between the variables kh obtained in correspondence with the operation time of the (first function) (step S64). The first function calculated in this way is stored in the first storage unit 58 (step S66).
図14に戻って、プレス荷重測定装置は、クランク角度(あるいはプレス・スライド位置)がプレス荷重演算範囲か否かを判別する(ステップS14)。プレス荷重演算範囲か否かは、クランク軸21の角度が、プレス成形が行われる可能性のある角度範囲内(例えば、90度より大きく270度より小さい)か否かにより判別することができる。
Returning to FIG. 14, the press load measuring device determines whether or not the crank angle (or press / slide position) is within the press load calculation range (step S14). Whether or not it is within the press load calculation range can be determined by whether or not the angle of the
プレス荷重がプレス荷重演算範囲外の場合(プレス荷重非作用中の場合)には、圧力検出器11により検出される圧力を初期圧P0として検出し、その初期圧P0を一時的に保持する(ステップS16)。
In the case the press load is outside the press load operation range (when the press load inoperative), detecting the pressure detected by the
クランク角度がプレス荷重演算範囲の場合(プレス荷重が作用する可能性がある場合)には、圧力検出器11により検出される圧力をプレス荷重演算範囲の圧力PSとする(ステップS18)。差圧演算器50は、圧力検出器11により検出されたプレス荷重演算範囲の圧力PSと初期圧P0との差圧(PS−P0)を演算する(ステップS20)。
If the crank angle is press load operation range (when the press load is likely to act), the pressure detected by the
プレス荷重演算器54は、ステップS12で取得した変数khと、ステップS20で算出された差圧(PS−P0)に基づいて、[数6]式によりプレス荷重FRを算出する(ステップS22)。このようにして算出されたプレス荷重FRは、モニタ装置、プリンタ、記憶装置等に出力され、ユーザに提供される。プレス荷重FRは、例えばプレス荷重FRとプレス加工結果の因果関係を見極める場合に使用することができる。
The
プレス荷重測定装置は、クランク角度がプレス荷重演算範囲を脱したか否かを判別する(ステップS26)。 The press load measuring device determines whether or not the crank angle is out of the press load calculation range (step S26).
プレス荷重演算範囲を脱していない場合には、ステップS18に戻り、ステップS18からステップS26の処理を繰り返すことで、プレス荷重演算範囲のプレス荷重FRを連続的に取得することができる。 If not degreased pressing load operation range, the process returns to step S18, by repeating the processing of step S26 from step S18, it is possible to continuously obtain a pressing load F R of the press load operation range.
1回のプレス荷重演算範囲を脱した場合には、プレス回数をカウントアップする(ステップS28)。これにより、プレス回数を計数する。このプレス回数は、プレス回数とスライドストローク数とに基づいて運転時間tを算出するために使用することができる。 When the press load calculation range is exceeded once, the number of presses is counted up (step S28). As a result, the number of presses is counted. This number of presses can be used to calculate the operation time t based on the number of presses and the number of slide strokes.
続いて、プレス荷重測定装置は、プレス運転が終了したか否かを判別する(ステップS30)。プレス運転が終了していない場合には、ステップS10に遷移し、次のプレスサイクルにおけるプレス荷重の測定を行う。プレス運転が終了した場合には、プレス荷重測定装置によるプレス荷重の測定を終了する。 Subsequently, the press load measuring device determines whether or not the press operation is completed (step S30). If the press operation is not completed, the process proceeds to step S10, and the press load in the next press cycle is measured. When the press operation is completed, the measurement of the press load by the press load measuring device is completed.
[その他]
本実施形態では、プレス機械の運転時間に応じて第1関数から変数khを取得するようにしているが、第1関数をプレス機械のプレス回数の関数とすることで、プレス回数に基づいて変数khを取得するようにしてもよい。また、変数khは、作動油の体積弾性係数に対応する変数であるため、第1関数は、プレス機械の運転時間又はプレス回数に応じて変化する作動油の体積弾性係数の関数としてもよい。この場合、第1関数から取得した体積弾性係数に基づいて変数khを演算することになる。
[Other]
In the present embodiment, the variable kh is acquired from the first function according to the operating time of the press machine. However, by making the first function a function of the number of presses of the press machine, the variable is based on the number of presses. You may try to get kh. Further, since the variable kh is a variable corresponding to the volume elastic modulus of the hydraulic oil, the first function may be a function of the volume elastic modulus of the hydraulic oil that changes according to the operating time of the press machine or the number of presses. In this case, the variable kh is calculated based on the volume elastic modulus obtained from the first function.
また、第1関数を記憶する第1記憶部は、第1関数に代えて、第1関数に対応するルックアップテーブルを記憶するようにしてもよい。この場合のルックアップテーブルは、プレス機械の運転時間又はプレス回数と、変数kh又は作動油の体積弾性係数とが対応づけられたテーブルである。このルックアップテーブルを使用することにより、プレス機械の運転時間又はプレス回数を取得することで、取得した運転時間又はプレス回数に対応する変数kh又は作動油の体積弾性係数をルックアップテーブルから読み出すことができる。 Further, the first storage unit that stores the first function may store the lookup table corresponding to the first function instead of the first function. The look-up table in this case is a table in which the operating time or the number of presses of the press machine is associated with the variable kh or the volume elastic modulus of the hydraulic oil. By acquiring the operating time or the number of presses of the press machine by using this lookup table, the variable kh corresponding to the acquired operating time or the number of presses or the volume elastic modulus of the hydraulic oil can be read from the lookup table. Can be done.
更に、スライドに内蔵されたシリンダの作動液として油を使用した場合について説明したが、これに限らず、水やその他の液体を使用してもよい。 Further, the case where oil is used as the hydraulic fluid for the cylinder built in the slide has been described, but the present invention is not limited to this, and water or other liquid may be used.
また、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 アキュムレータ
2 油圧ポンプ
3 電動モータ
4 チェック弁
5 電磁弁
6 リリーフ弁
9 油圧装置
10 プレス機械
11 圧力検出器
14 エンコーダ
15 配管
20 コラム
21 クランク軸
22 コンロッド
23 接合面
24 ヘッド側油圧室
25 油圧シリンダ
25a シリンダ部
25b ピストン部
26 スライド
27 ボルスタ
28 ベッド
31 金型
31a 上型
31b 下型
33 サーボモータ
34 ギア
35 メインギア
50 差圧演算器
52 初期圧保持部
54 プレス荷重演算器
56、56’ 変数取得部
58、58’ 第1記憶部
59 第2記憶部
60 運転時間算出器
62 プレス回数計数器
1
Claims (20)
前記圧力検出器により検出された前記圧力と前記ヘッド側液圧室に加圧充填された前記作動液のプレス荷重非作用時の初期圧との差圧を演算する差圧演算器と、
前記プレス機械の運転状況に応じて変化する前記作動液の体積弾性係数又は前記体積弾性係数に対応する変数であって、前記プレス機械の現在の運転状況下における前記変数を取得する変数取得部と、
前記差圧演算器により演算された差圧及び前記変数取得部により取得された変数に基づいて前記スライドに作用するプレス荷重を演算するプレス荷重演算器と、
を備えたプレス機械のプレス荷重測定装置。 A pressure detector that detects the pressure of the hydraulic fluid filled in the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder built into the slide of the press machine when a press load is applied.
A differential pressure calculator that calculates the differential pressure between the pressure detected by the pressure detector and the initial pressure when the press load of the hydraulic fluid filled in the hydraulic chamber on the head side is not applied.
A variable acquisition unit that is a variable corresponding to the volume elastic modulus of the working fluid or the volume elastic modulus that changes according to the operating condition of the press machine and acquires the variable under the current operating condition of the press machine. ,
A press load calculator that calculates the press load acting on the slide based on the differential pressure calculated by the differential pressure calculator and the variables acquired by the variable acquisition unit.
Press load measuring device for press machines equipped with.
前記変数取得部は、前記第1記憶部に記憶された前記第1関数又は前記ルックアップテーブルを使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第1関数又はルックアップテーブルから前記変数を取得する請求項1に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。 The operating time of the press machine from the time when the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled, or the number of presses corresponding to the operating time, and the operation when the hydraulic liquid is first filled. Stores a first function or look-up table showing the relationship with the variable from the initial value of the variable corresponding to the content of bubbles contained in the liquid to the convergence value of the variable that minimizes the content of bubbles. Equipped with a first storage unit
The variable acquisition unit uses the first function or the look-up table stored in the first storage unit, and uses the first function or the lookup table based on the operating time or the number of presses of the press machine to date. The press load measuring device for a press machine according to claim 1, wherein the variable is acquired from a table.
前記変数取得部は、前記第1記憶部から前記プレス機械のプレス荷重に対応する前記第1関数又は前記ルックアップテーブルを選択して使用する請求項2に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。 The first storage unit stores a plurality of the first functions or the look-up tables corresponding to a plurality of press loads having different press loads.
The press load measuring device for a press machine according to claim 2, wherein the variable acquisition unit selects and uses the first function or the lookup table corresponding to the press load of the press machine from the first storage unit.
前記変数取得部は、前記プレス機械に使用する金型を交換する毎に、前記第1記憶部から前記交換した金型に対応する前記第1関数又は前記ルックアップテーブルを選択して使用する請求項2に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。 The first storage unit stores a plurality of the first functions or the lookup table corresponding to each mold of a plurality of molds of different types.
The variable acquisition unit selects and uses the first function or the look-up table corresponding to the exchanged mold from the first storage unit each time the mold used for the press machine is exchanged. Item 2. The press load measuring device of the press machine according to Item 2.
前記変数取得部は、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作に関連して低下する前記変数の減少分を加味した前記変数を取得する請求項1から4のいずれか1項に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。 It has an overload protection function that releases the hydraulic fluid in the hydraulic chamber on the head side when the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder reaches an abnormal pressure.
When the operation of the press machine is started after the operation of the overload protection function, the variable acquisition unit obtains the variable in consideration of the decrease of the variable that decreases in relation to the operation of the overload protection function. The press load measuring device for a press machine according to any one of claims 1 to 4 to be acquired.
前記変数取得部は、前記第1記憶部に記憶された前記第1関数を使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第1関数から前記変数を取得し、
前記第1関数は、前記初期値から前記収束値まで一次遅れ系に近似した一次近似曲線を示す関数である請求項1に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。 The operating time of the press machine from the time when the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled, or the number of presses corresponding to the operating time, and the operation when the hydraulic liquid is first filled. A first memory that stores a first function indicating the relationship with the variable from the initial value of the variable corresponding to the content of bubbles contained in the liquid to the convergence value of the variable that minimizes the content of the bubbles. With a part
The variable acquisition unit uses the first function stored in the first storage unit, and acquires the variable from the first function based on the operating time or the number of presses of the press machine up to the present.
The press load measuring device of a press machine according to claim 1, wherein the first function is a function showing a linear approximation curve approximated to a linear delay system from the initial value to the convergence value.
前記変数取得部は、前記プレス機械のプレス荷重に基づいて前記第2記憶部から前記一次近似曲線の時定数を取得し、前記取得した時定数により前記第1記憶部に記憶された前記第1関数である前記一次近似曲線を特定する請求項6に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。 A second storage unit for storing a second function showing the relationship between the press load and the time constant of the linear approximation curve that changes according to the press load is provided.
The variable acquisition unit acquires the time constant of the first-order approximation curve from the second storage unit based on the press load of the press machine, and the first storage unit stores the time constant of the first-order approximation curve by the acquired time constant. The press load measuring device of a press machine according to claim 6, which specifies the first-order approximation curve which is a function.
kh=kh0+(khC−kh0)・e(−t/T)
により表される請求項6又は7に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。 Assuming that the initial value of the variable is kh 0 , the convergence value is kh C , the time constant of the linear approximation curve is T, and the operating time of the press machine is t, the variable kh is expressed by the following equation.
kh = kh 0 + (kh C −kh 0 ) · e (−t / T)
The press load measuring device of the press machine according to claim 6 or 7.
今回の演算回数をM、演算周期をΔTとすると、前記演算回数M回目における前記プレス機械の運転時間tMを、次式、
tM=tM−1+ΔT (ただし、t0=0)
により求め、
前記第1関数の一次遅れ応答を意味する中間パラメータPdMを、次式、
PdM=PdM-1+ΔT/T・(1−PdM-1) (ただし、Pd0=0)
により算出し、
前記プレス機械の運転時間tMにおける前記変数khMを、次式、
khM=kh0+(khC−kh0)・PdM
により算出する請求項8に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。 The variable acquisition unit
The current calculation number M, when the calculation cycle and [Delta] T, the press machine operating time in the calculation number M th t M, the following equation,
t M = t M-1 + ΔT (where t 0 = 0)
Asked by
The intermediate parameter Pd M , which means the first-order delayed response of the first function, is expressed by the following equation.
Pd M = Pd M-1 + ΔT / T · (1-Pd M-1 ) (However, Pd 0 = 0)
Calculated by
The variable kh M at the operating time t M of the press machine is expressed by the following equation.
kh M = kh 0 + (kh C −kh 0 ) · Pd M
The press load measuring device of the press machine according to claim 8, which is calculated according to the above.
前記変数取得部は、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作直前に取得した前記変数khMから一定値Δkhを減算した値khhを求め、前記求めた値khhを前記初期値kh0の代わりに使用し、かつ前記中間パラメータPdMを0にリセットし、前記過負荷保護機能の動作後の前記変数khMを、次式、
khM=khh+(khC−khh)・PdM
により算出する請求項9に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。 The hydraulic cylinder has an overload protection function that releases the hydraulic fluid in the head side hydraulic chamber when the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the head side hydraulic chamber reaches an abnormal pressure.
When the operation of the press machine is started after the operation of the overload protection function, the variable acquisition unit has a value kh obtained by subtracting a constant value Δkh from the variable kh M acquired immediately before the operation of the overload protection function. h is obtained, the obtained value kh h is used in place of the initial value kh 0 , the intermediate parameter Pd M is reset to 0, and the variable kh M after the operation of the overload protection function is set to the next. formula,
kh M = kh h + (kh C -kh h ) · Pd M
9. The press load measuring device for a press machine according to claim 9.
前記プレス荷重演算器は、前記差圧(PS−P0)と前記変数khとに基づいて前記プレス荷重FRを、次式、
FR=1/10×a×(kh+1)/kh×(PS−P0)
(ただし、aは、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室の断面積)
により算出する請求項6から10のいずれか1項に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。 The differential pressure calculator, the press the detected pressure at the load acting P S, the initial pressure during the press load inoperative and P 0, the pressure P S and the differential pressure between the initial pressure P 0 ( calculates the P S -P 0),
The pressing load arithmetic unit, the press load F R based the differential pressure and (P S -P 0) to said variable kh, the following equation,
F R = 1/10 × a × (kh + 1) / kh × (P S -P 0)
(However, a is the cross-sectional area of the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder)
The press load measuring device of the press machine according to any one of claims 6 to 10, which is calculated according to the above.
前記検出された前記圧力と前記ヘッド側液圧室に加圧充填された前記作動液のプレス荷重非作用時の初期圧との差圧を演算するステップと、
前記プレス機械の運転状況に応じて変化する前記作動液の体積弾性係数又は前記体積弾性係数に対応する変数であって、前記プレス機械の現在の運転状況下における前記変数を取得するステップと、
前記演算された差圧及び前記取得された変数に基づいて前記スライドに作用するプレス荷重を演算するステップと、
を含むプレス機械のプレス荷重測定方法。 A step of detecting the pressure of the working fluid filled in the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder built in the slide of the press machine when the press load is applied.
A step of calculating the difference pressure between the detected pressure and the initial pressure when the press load of the working fluid filled under pressure in the head side hydraulic chamber is not applied, and
A variable corresponding to the volume elastic modulus of the working fluid or the volume elastic modulus, which changes according to the operating condition of the press machine, and the step of acquiring the variable under the current operating condition of the press machine.
A step of calculating the press load acting on the slide based on the calculated differential pressure and the acquired variable, and
How to measure the press load of a press machine, including.
前記変数を取得するステップは、前記第1記憶部に記憶された前記第1関数又は前記ルックアップテーブルを使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第1関数又はルックアップテーブルから前記変数を取得する請求項12に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。 The operating time of the press machine from the time when the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled, or the number of presses corresponding to the operating time, and the operation when the hydraulic liquid is first filled. Stores a first function or look-up table showing the relationship with the variable from the initial value of the variable corresponding to the content of bubbles contained in the liquid to the convergence value of the variable that minimizes the content of bubbles. Including the step of preparing the first storage part to be
The step of acquiring the variable uses the first function or the look-up table stored in the first storage unit, and the first function or the first function or the number of presses based on the operating time or the number of presses of the press machine to date. The press load measuring method of a press machine according to claim 12, wherein the variable is acquired from a look-up table.
前記変数を取得するステップは、前記第1記憶部に記憶された前記第1関数を使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第1関数から前記変数を取得し、
前記第1関数は、前記初期値から前記収束値まで一次遅れ系に近似した一次近似曲線を示す関数である請求項12に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。 The operating time of the press machine from the time when the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled, or the number of presses corresponding to the operating time, and the operation when the hydraulic liquid is first filled. A first memory that stores a first function indicating the relationship with the variable from the initial value of the variable corresponding to the content of bubbles contained in the liquid to the convergence value of the variable that minimizes the content of the bubbles. Including the steps to prepare the department
The step of acquiring the variable uses the first function stored in the first storage unit, and acquires the variable from the first function based on the operating time or the number of presses of the press machine up to the present. ,
The press load measuring method of a press machine according to claim 12, wherein the first function is a function showing a first-order approximation curve approximated to a first-order lag system from the initial value to the convergence value.
前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した場合に、前記プレス機械に負荷試験用の負荷ダイを装着し、前記作動液に含まれる気泡の含有率が最小になるまで前記プレス機械をサイクル運転させて前記スライドにプレス荷重を繰り返し作用させるステップと、
前記プレス機械のサイクル運転の運転開始から運転終了までの所定の運転時間毎、又は所定のプレス回数毎に前記プレス機械のスライドを停止させるステップと、
前記プレス機械のスライドを停止させた状態で、前記スライドに対して外部の加圧機器により予め設定されたプレス荷重を印加し、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の圧力を検出するステップと、
前記印加したプレス荷重と前記検出された前記作動液の圧力に基づいて、前記所定の運転時間毎、又は所定のプレス回数毎の前記変数を演算するステップと、
前記変数の演算結果に基づいて前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と前記変数との関係を示す前記第1関数又はルックアップテーブルを作成するステップと、を含み、
前記作成した前記第1関数又はルックアップテーブルを前記第1記憶部に記憶させる請求項13又は14に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。 The step of preparing the first storage unit is
When the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is first filled with the hydraulic fluid, a load die for a load test is attached to the press machine until the content of air bubbles contained in the hydraulic fluid is minimized. A step of cycling the press machine to repeatedly apply a press load to the slide,
A step of stopping the slide of the press machine every predetermined operation time from the start of the cycle operation of the press machine to the end of the operation or every predetermined number of presses.
With the slide of the press machine stopped, a press load preset by an external pressurizing device is applied to the slide, and the working fluid filled in the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder is charged. Steps to detect pressure and
A step of calculating the variable for each predetermined operation time or for each predetermined number of presses based on the applied press load and the detected pressure of the working fluid.
A step of creating the first function or a look-up table showing the relationship between the operating time of the press machine or the number of presses corresponding to the operating time and the variable based on the calculation result of the variable is included.
The press load measuring method of a press machine according to claim 13 or 14, wherein the created first function or lookup table is stored in the first storage unit.
前記変数を取得するステップは、前記プレス機械のプレス荷重に基づいて前記第2記憶部から前記一次近似曲線の時定数を取得し、前記取得した時定数により前記第1記憶部に記憶された前記第1関数である前記一次近似曲線を特定する請求項14に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。 A step of preparing a second storage unit for storing a second function showing the relationship between the press load and the time constant of the linear approximation curve that changes according to the press load is included.
In the step of acquiring the variable, the time constant of the linear approximation curve is acquired from the second storage unit based on the press load of the press machine, and the time constant stored in the first storage unit is stored by the acquired time constant. The method for measuring a press load of a press machine according to claim 14, wherein the first-order approximation curve is specified as a first function.
kh=kh0+(khC−kh0)・e(−t/T)
により表される請求項14又は16に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。 Assuming that the initial value of the variable is kh 0 , the convergence value is kh C , the time constant of the linear approximation curve is T, and the operating time of the press machine is t, the variable kh is expressed by the following equation.
kh = kh 0 + (kh C −kh 0 ) · e (−t / T)
The method for measuring a press load of a press machine according to claim 14 or 16.
今回の演算回数をM、演算周期をΔTとすると、前記演算回数M回目における前記プレス機械の運転時間tMを、次式、
tM=tM−1+ΔT (ただし、t0=0)
により求め、
前記第1関数の一次遅れ応答を意味する中間パラメータPdMを次式、
PdM=PdM-1+ΔT/T・(1−PdM-1) (ただし、Pd0=0)
により算出し、
前記プレス機械の運転時間tMにおける前記変数khMを、次式、
khM=kh0+(khC−kh0)・PdM
により算出する請求項17に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。 The step of getting the variable is
The current calculation number M, when the calculation cycle and [Delta] T, the press machine operating time in the calculation number M th t M, the following equation,
t M = t M-1 + ΔT (where t 0 = 0)
Asked by
The intermediate parameter Pd M , which means the first-order delayed response of the first function, is expressed by the following equation.
Pd M = Pd M-1 + ΔT / T · (1-Pd M-1 ) (However, Pd 0 = 0)
Calculated by
The variable kh M at the operating time t M of the press machine is expressed by the following equation.
kh M = kh 0 + (kh C −kh 0 ) · Pd M
The press load measuring method of the press machine according to claim 17, which is calculated according to
前記変数を取得するステップは、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作直前に取得した前記変数khMから一定値Δkhを減算した値khhを求め、前記求めた値khhを前記初期値kh0の代わりに使用し、かつ前記PdMを0にリセットし、前記過負荷保護機能の動作後の前記変数khMを、次式、
khM=khh+(khC−khh)・PdM
により算出する請求項18に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。 The hydraulic cylinder has an overload protection function that releases the hydraulic fluid in the head side hydraulic chamber when the hydraulic pressure of the hydraulic fluid in the head side hydraulic chamber reaches an abnormal pressure.
In the step of acquiring the variable, when the operation of the press machine is started after the operation of the overload protection function, a constant value Δkh is subtracted from the variable kh M acquired immediately before the operation of the overload protection function. The value kh h is obtained, the obtained value kh h is used in place of the initial value kh 0 , the Pd M is reset to 0, and the variable kh M after the operation of the overload protection function is set to the next. formula,
kh M = kh h + (kh C -kh h ) · Pd M
The press load measuring method of the press machine according to claim 18, which is calculated according to the above.
前記プレス荷重を演算するステップは、前記差圧(PS−P0)と前記変数khとに基づいて前記プレス荷重FRを、次式、
FR=1/10×a×(kh+1)/kh×(PS−P0)
(ただし、aは、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室の断面積)
により算出する請求項16から19のいずれか1項に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。 The step of calculating the differential pressure, the difference between the press the detected pressure at the load acting P S, the initial pressure during the press load inoperative When P 0, the pressure P S and the initial pressure P 0 calculates the pressure (P S -P 0),
The step of calculating the pressing load, the pressing load F R based the differential pressure and (P S -P 0) to said variable kh, the following equation,
F R = 1/10 × a × (kh + 1) / kh × (P S -P 0)
(However, a is the cross-sectional area of the hydraulic chamber on the head side of the hydraulic cylinder)
The method for measuring a press load of a press machine according to any one of claims 16 to 19, which is calculated according to the above.
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