JP2763598B2 - パンチプレス機によるストライカの作動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ストライカを上下動させるツーステージ
ピストン構造の油圧シリンダを備えたパンチプレス機に
よるストライカの作動方法に関する。

（従来の技術） 従来、パンチプレス機によるストライカの作動方法と
しては、プレス機の高速化、または省エネ化を狙うため
に、ツーステージピストン構造（ブースタラム構造）等
複数のピストン構造の油圧シリンダが採用されていた。
そして、ピストンを作動させる油圧系統中に設けた流量
制御弁または圧力制御弁のゲインは１つの値が取られて
いた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来のパンチプレス機によるスト
ライカの作動方法において、油圧シリンダのどの部分の
圧力室を使用するかによって、負荷系の共振周波数が変
化する。したがって、制御系のゲインを最小の共振周波
数をもつ圧力室の組合わせに合わせなければならず、制
御系のゲインを高めることができないという問題があっ
た。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、共振
周波数の高いシリンダの圧力室の組合わせでは、高応
答、高速、高精度となり、かつ共振周波数の低いシリン
ダの圧力室の組合わせ時にも安定した動作を得るパンチ
プレス機によるストライカの作動方法を提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、ストライカ
を上下動させるツーステージピストン構造の油圧シリン
ダを備えたパンチプレス機でパンチング加工を行なう
際、前記油圧シリンダの各圧力室の組合せによって変化
する共振周波数に合わせて制御系のゲインを切換えるパ
ンチプレス機によるストライカの作動方法である。

（作用） この発明のパンチプレス機によるストライカの作動方
法を採用することにより、作動時ストライカを上下動さ
せるツーステージピストン構造の油圧シリンダの各圧力
室の組合わせによって、変化する共振周波数に合わせて
制御系のゲインを切換える。而して、共振周波数の高い
シリンダの圧力室の組み合わせでは、高応答、高速、高
精度となり、共振周波数の低いシリンダの圧力室の組合
わせ時にも安定して動作が可能となる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第４図を参照するに、パンチプレス機１は下部フレー
ム３、左右のコラム5,7および上部フレーム９とで一体
的に門型形状に構成されている。前記下部フレーム３と
上部フレーム９の中間にあって、下部フレーム３に設け
られた軸11には回転自在に下部タレット13が、上部フレ
ーム９に下方へ向けて設けられた軸15には回転自在な上
部タレット17がそれぞれ支承されている。しかも、この
下部タレット13と上部タレット17とは同期をとって回動
させるようになっている。

前記上部タレット17の円周上には複数のパンチ19が、
下部タレット13の円周上にはパンチ19と対応した位置に
ダイ21がそれぞれ装着されている。前記上部フレーム９
にはツーステージピストン構造の油圧シリンダ23が設け
られており、この油圧シリンダ23におけるピストンロッ
ドの下端にはストライカ25が設けられている。

前記上部フレーム９の下面における右方には、パルス
モータなどのＹ軸駆動モータ27が設けられており、この
Ｙ軸駆動モータ27には連動連結されたボールねじ29がＹ
軸方向（第４図において左右方向）へ延伸して設けられ
ている。このボールねじ29にはナット部材31が螺合され
ており、このナット部材31にはＹ軸方向へ移動自在なキ
ャレッジベース33が一体的に設けられている。

このキャレッジベース33には、図示省略のＸ軸駆動モ
ータによって駆動されるボールねじ35が設けられてお
り、このボールねじ35に螺合したナット部材（図示省
略）を介してキャレッジ37が複数のガイドレール39に案
内されてＸ軸方向（第４図において紙面に対し直交する
方向）に移動位置決めされる。

前記キャレッジ37のタレット側には複数のワーククラ
ンプ41が設けられており、また、前記キャレッジベース
33は下部フレーム３の上で中央の固定テーブル43の側方
に設けられたＹ軸方向のガイドレール45に案内される移
動テーブル47がまたがってＹ軸方向に移動される。

上記構成により、ワーククランプ41にクランプされて
位置決めされたワークＷに、油圧シリンダ23を作動せし
めてストライカ25を介してパンチ19とダイ21との協働に
よって所望のパンチング加工が行われると共に、ワーク
ＷをＸ軸,Y軸方向へ移動させることによってワークＷに
複数のパンチング加工が行われることになる。

前記ツーステージピストン構造の油圧シリンダ23の具
体的な構成が第３図に示されている。すなわち、第３図
において、油圧シリンダ23は、大径シリンダ49と、その
大径シリンダ49内のピストン51の内部に形成された小径
シリンダ53とで構成されている。

大径シリンダ49には、ピストン51により上部圧力室55
と下部圧力室57が形成され、大径シリンダ49の中心部に
は中心軸59が設けられ、その中心軸59が前記ピストン51
内に設けた小径シリンダ53の圧力室61内へ挿入自在とな
っている。更に、前記中心軸59には軸心に連通穴63が貫
通されている。

上記構成において、その作動を第３図に示した油圧系
統図を参照しつつ説明する。

タンク65に充填された作動油は、フィルタ67を介し油
圧ポンプ69にて送油され、油圧ポンプ69の出側にはパイ
ロット付リリーフ弁71が設けられ、所定圧になった際タ
ンク65へ圧油が管路73を通りリリーフされる。更に、前
記油圧ポンプ69と油圧シリンダ23間には、サーボ弁75お
よび電磁切換弁77が設けられ、サーボ弁75はソレノイド
79Aとソレノイド79B、電磁切換弁77はソレノイド81Aと
ソレノイド81BのON,OFFにより流路が切換えられる。

更に、油圧ポンプ69の吐出側の管路83の途中にアキュ
ムレータ85と、前記大径シリンダ49の上部圧力室55内に
作動油をタンク65内へ排出するためのパイロット式逆止
弁87を作動させる電磁切換弁89が設けてある。なお、電
磁切換弁89はソレノイド89Aによりポート切換が行なわ
れる。

小負荷高速加工を行なう際は、油圧シリンダ23の小径
シリンダ53へ圧油を供給する。すなわち、サーボ弁75の
サレノイド79AをONとし、電磁切換弁77のソレノイド81B
をONにすると、油圧ポンプ69により圧油は管路83,91,93
を通り大径シリンダ49の連通穴63を通って、小径シリン
ダ53の圧力室61へ供給され、大径シリンダ49のピストン
51を押し下げる。大径シリンダ49のピストン51が下降す
ると共に、大径シリンダ49の下部圧力室57内の作動油は
管路95よりサーボ弁75を通り管路97を経てタンク65内へ
排出される。

一方、大径シリンダ49の上部圧力室55は真空状態とな
るので、電磁切換弁89よりパイロット管99を通ってパイ
ロット式逆止弁87は常時開放となっているため、必要と
する作動油は管路101,103を通りタンク65より作動油を
吸入する。

パンチング加工終了後は、サーボ弁75と電磁切換弁77
のポートを中立位置に切換えるとピストン51は停止す
る。停止後、サーボ弁75のソレノイド79BをONとし、油
圧ポンプ69より管路83,95を通り圧油を大径シリンダ49
の下部圧力室57へ供給する。上部圧力室55内の作動油
は、電磁切換弁77のポートが中立の状態にあるので、管
路101,91,97を通ってタンク65へ排出される。この際、
パイロット逆止弁87は開放されているので、パイロット
逆止弁87を通ってタンク65へ同時に排出される。

更に、ピストン51内の小径シリンダ53内の圧力室61の
作動油は、連通穴63を通り管路93,91,97を経てタンク65
内へ排出される。

而して、高速にてピストン51は上昇し、上昇限にてサ
ーボ弁75のソレノイド79BをOFFとし、中立位置に戻しピ
ストン51を停止させる。

大負荷で加工する際は、サーボ弁75のソレノイド79A
をONとし、電磁施設管弁77を中立のポート位置にセット
して、油圧ポンプ69を駆動した圧油を大径シリンダ49の
上部圧力室55内へ供給すると共に、大径シリンダ49の中
心軸59に設けた連通穴63より小径シリンダ53の圧力室61
へ圧油を供給する。なお、この時は電磁切換弁89のソレ
ノイド89AをONとしパイロット式逆止弁87を閉状態にし
てタンク65側に圧油が流出しないようにしておく。一
方、大径シリンダ49の下部油室57内の作動油は管路95.9
7を通ってタンク65へ排出される。而して、大径シリン
ダ49と小径シリンダ51の加圧力が相俟って大荷重にてパ
ンチングを行なうことができる。

なお、上述した小負荷高速加工と大負荷で加工する操
作を組合わせて、小負荷高速加工の操作でピストン51を
ストロークの途中まで移行させ、パンチング加工直前で
大負荷加工の操作に切換えることも可能で、その組合わ
せは自由である。なお、符号105は、リニアスケールで
ある。

上述したごとき油圧系統を備えたパンチプレス機によ
るストライカの作動方法としては、第１図および第２図
を参照するに、第１図には機能ブロック図を示し、第２
図には制御フローチャートを示してある。

コントローラ107よりサーボ弁75を動かすモータのア
ンプ109より、サーボ弁75を経てアクチュエータ111を介
して出力される。アクチュエータ111の位置、すなわ
ち、ピストン51の位置をコントロールするシステムで、
この時のコントロールゲインをK1〜K4と変化させること
ができるようになっている。

油圧シリンダ23のピストン51の上昇行程のとき、すな
わち、圧力室57の圧油が供給されるので、圧力室57に油
が最大に入ったときに安定するようなゲインK1に切換わ
るように制御する。（ステップS1） ピストン51の下降行程において、電磁切換弁77のソレ
ノイド81AがONされているときは、大径シリンダ49の上
部圧力室55に圧油が供給されるので、上部圧力室55の油
が最大に入ったときに安定するようなゲインK2に切換え
るようにする。（ステップS2） また、ピストン51の下降行程において、電磁切換弁77
のソレノイド81BがONとされているときは、小径シリン
ダ53の圧力室61に圧油が供給されるので、圧力室61に油
が最大に入ったときに安定するようゲインK3に切換える
ようにする。（ステップS3） 電磁切換弁77のソレノイド81A,81BともにONでないと
き、すなわち、中立位置にある時は、大径シリンダ49の
上部圧力室55と小径シリンダ53の圧力室61へ油が供給さ
れるので、この時はゲインK4に切換えるようにする。
（ステップS4） 例えば、油圧シリンダ23の各圧力室の容量を、（上部
圧力室55＋圧力室61）MAX＞上部圧力室55MAX＞圧力室61
MAX＞下部圧力室57MAXとすると、K4＜K3＜K2＜K1とな
り、高速下降時により高応答となる。

上述したごとく共振周波数の高いシリンダの組合わせ
では、より高応答、高速、高精度となり、且つ、共振周
波数の低いシリンダの組合わせ時にも安定した動作が可
能となる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、こ
の発明によれば、ストライカを上下動させるツーステー
ジピストン構造の油圧シリンダにより、作動時各圧力室
の組合わせによって変化する共振周波数に合わせて制御
系のゲインを切換えることができる。而して、共振周波
数の高いシリンダの組み合わせでは、より高応答、高
速、高精度となり、且つ、共振周波数の低いシリンダの
組合わせ時にも安定した動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の主要部を示し、第１図
は機能ブロック図、第２図は制御系フローチャート、第
３図はシリンダの概略断面図と油圧系統説明図、第４図
はこの発明を実施する一実施例のパンチプレス機におけ
る平面図である。 １…パンチプレス機 19…パンチ 23…油圧シリンダ 49…大径シリンダ 53…小径シリンダ 55…上部圧力室 57…下部圧力室 61…圧力室 109…アンプ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ストライカを上下動させるツーステージピ
   ストン構造の油圧シリンダを備えたパンチプレス機でパ
   ンチング加工を行なう際、前記油圧シリンダの各圧力室
   の組合せによって変化する共振周波数に合わせて制御系
   のゲインを切換えることを特徴とするパンチプレス機に
   よるストライカの作動方法。