JP2871521B2 - パンチ動作制御装置 - Google Patents

パンチ動作制御装置

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JP2871521B2
JP2871521B2 JP7081800A JP8180095A JP2871521B2 JP 2871521 B2 JP2871521 B2 JP 2871521B2 JP 7081800 A JP7081800 A JP 7081800A JP 8180095 A JP8180095 A JP 8180095A JP 2871521 B2 JP2871521 B2 JP 2871521B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、油圧式パンチプレス
等におけるパンチ動作制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】油圧式パ
ンチプレスは、ストローク途中の速度制御が容易なこと
や、パンチ騒音が小さいことで優れている。しかし、大
トン数の打ち抜きを行う場合、ラム昇降位置の指令に対
してシリンダの遅れが生じ、打ち抜き完了までに上昇指
令(シリンダの戻り指令)に変わってしまうことがあ
る。そのため、打ち抜き完了までにパンチ工具が上昇し
て打ち抜きミスとなる可能性がある。
【0003】すなわち、パンチ駆動用の油圧シリンダ
は、パンチ工具がワークに接触するまでの区間、および
破断位置以後の区間では、パンチ動作指令通りに動作す
るが、パンチ工具がワーク表面に接するワーク接触区間
と、ワークの破断が開始するワーク破断区間ではパンチ
工具の食い込み力が必要となって、パンチ動作指令より
もシリンダ動作が遅れぎみとなる。一方、制御側で打ち
抜き完了とされると、パンチ動作指令は上昇指令となる
ため、パンチ動作の遅れがあまりに大きいと打ち抜きミ
スになる。このような問題を防止するため、下死点で必
ず一定時間待ってから上昇動作に移るように制御するこ
とも考えられるが、前記一定時間は、最も打ち抜きトン
数を必要とする加工に応じた長さに設定しなくてはなら
ないため、通常のパンチ動作では待ち時間が無駄とな
り、高速パンチの妨げとなる。
【0004】この発明の目的は、打ち抜きミスを防止で
き、かつ待ち時間を抑えて高速パンチが行えるパンチ動
作制御装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施例
に対応する図1と共に説明する。このパンチ動作制御装
置は、パンチ工具(4)の昇降位置を検知するパンチ位
置検知手段(11)と、このパンチ位置検知手段(1
1)の検知情報に基づいてパンチ工具(4)がワーク厚
み内のワーク破断区間を通過したか否かを判定する破断
位置通過判定手段(18)と、この判定手段(18)の
通過済みの判定出力を認識してパンチ駆動装置(2)へ
の上昇指令の出力を可能とする昇降位置指令手段(1
5)とを備えたものである。上記構成において、破断位
置通過判定手段(18)は、前記昇降位置指令手段(1
5)が下死点指令を出力しているときに判定を行うもの
とし、前記判定手段(18)の通過済みの判定出力があ
るまで前記昇降位置指令手段(15)による上昇指令の
出力を待機させる上昇指令待機手段(19)を設けるこ
とが好ましい。また、破断位置通過判定手段(18)の
通過済みの判定出力の後、所定時間だけ前記上昇指令の
出力を遅延させる上昇出力遅延手段(20)を設けるこ
とが好ましい。
【0006】
【作用】パンチ駆動手段(2)は、昇降位置指令手段
(15)の位置指令に応じて駆動し、パンチ工具(4)
を昇降させてパンチ加工を行う。このパンチ過程で、破
断位置通過判定手段(18)は、パンチ位置検知手段
(11)の検知情報に基づいてパンチ工具(4)がワー
ク厚み内のワーク破断区間を通過したか否かを監視して
判定する。パンチ加工時の破断位置は、一般にワーク表
面から板厚の1/3程度の箇所にあることが分かってお
り、この破断位置に対して前記のワーク破断区間を設定
しておく。昇降位置指令手段(15)は、前記判定手段
(18)の通過済みの判定出力によってパンチ駆動装置
(2)への上昇指令の出力が可能となる。そのため、破
断区間を通過するまでにパンチ駆動装置(2)が上昇動
作に転じることがない。破断区間をパンチ工具(4)が
通過すると、打ち抜き不良となることは殆どない。この
ように破断区間の通過の判定で打ち抜き不良の防止を行
うので、無駄な待ち時間が生じず、高速パンチが維持で
きる。
【0007】破断位置通過判定手段(18)は、例えば
昇降位置指令手段(15)が下死点指令を出力している
ときに判定を行う。上昇指令待機手段(19)は、破断
位置通過判定手段(18)の通過済みの判定出力がある
まで前記昇降位置指令手段(15)による上昇指令の出
力を待機させる。このように、下死点指令に応答して破
断位置通過の判定を行い、未通過の場合に上昇指令の出
力を待機させることで、容易な制御で前記の打ち抜き不
良の防止が実現できる。上昇出力遅延手段(20)は、
破断位置通過判定手段(18)の通過済みの判定出力の
後、所定時間だけ前記上昇指令の出力を遅延させる。こ
れにより、打ち抜き不良の防止が一層確実となる。
【0008】
【実施例】この発明の一実施例を図1および図2に基づ
いて説明する。この実施例は、油圧パンチプレスに応用
したものである。この油圧パンチプレスは、ラム1を昇
降駆動するパンチ駆動装置である油圧シリンダ2をパン
チフレーム3に設置したタレットパンチプレスからな
る。ラム1で昇降駆動されるパンチ工具4が上タレット
5に設置され、これと対応するダイ6が下タレット7に
設置されている。ダイ6は、前記パンチフレーム3の下
側部分(図示せず)に緩衝部材等を介して支持される。
油圧シリンダ2にはラムのストローク位置検出器である
パンチ位置検出手段11が設けてある。このパンチ位置
検出手段11は、油圧シリンダ2の動作遅れに影響され
ずに絶対的なストローク位置を検出できるものを使用し
ている。油圧シリンダ2の油圧配管は、速度制御および
方向切換用の制御弁8を介して油圧ポンプ9に接続さ
れ、制御弁8とポンプ9との間にアキュームレータ10
が接続されている。制御弁8には2本の流路を正方向,
逆方向,および閉じ状態に切り換える4ポート3位置の
油圧サーボ弁または電磁比例制御弁等が用いられてい
る。
【0009】数値制御装置12は、加工プログラムの指
令に従って油圧パンチプレスの全体を制御するコンピュ
ータ式の制御手段であり、設定したパンチ速度パターン
に従って油圧シリンダ2の昇降位置の指令を逐次出力す
る昇降位置指令手段15を有している。昇降位置指令手
段15の昇降位置の出力は、サーボコントローラ13を
介して油圧サーボバルブ8に入力される。サーボコント
ローラ13は、ディジタル式の油圧サーボコントローラ
等からなる。数値制御装置12にはコンピュータ式のプ
ログラマブルコントローラ(図示せず)が設けてあり、
このプログラマブルコントローラまたは数値制御装置1
2に、打抜確認制御手段14と、板厚情報記憶手段21
と、破断位置演算手段22が設けてある。打抜確認制御
手段14は、図1(B)に流れ図で示す制御動作を行う
手段であり、そのステップS2,S3,S4で各々、破
断位置通過判定手段18、上昇指令出力待機手段19、
および上昇出力遅延手段20が構成される。上昇出力遅
延手段20はタイマからなる。
【0010】破断位置通過判定手段18は、パンチ位置
検知手段11の検知情報に基づいてパンチ工具4がワー
ク破断区間を通過したか否かを判定する手段であり、昇
降位置指令手段15の下死点指令(B.D.C指令)の
出力を認識して判定処理を開始する。前記の昇降位置指
令手段15は、この破断位置通過判定手段18の通過済
みの判定出力を認識して上昇指令の出力を可能とする指
令停止部(図示せず)を有するものとしてある。具体的
には、上昇指令出力待機手段19と上昇出力遅延手段2
0によって昇降位置指令手段15の上昇指令を停止させ
るようにしてある。
【0011】上昇指令出力待機手段19は、破断位置通
過判定手段18の通過済みの判定出力があるまで昇降位
置指令手段15による上昇指令の出力を待機させるもの
である。上昇出力遅延手段20は、破断位置通過判定手
段18の通過済みの判定出力の後、所定時間だけ前記上
昇指令の出力を遅延させるものである。板厚情報記憶手
段21は、ワークWの板厚を記憶する記憶領域であり、
加工プログラムに書き込まれた板厚値を記憶するものと
しても良く、また各種の板厚値をワーク加工のロット番
号等と対応させたテーブルとして設けたものであっても
良い。破断位置演算手段22は、板厚情報記憶手段21
の記憶情報に基づいてワーク破断区間の区間位置を演算
し、破断位置通過判定手段19の判定基準位置を変更す
る手段である。
【0012】上記構成の動作を説明する。数値制御装置
12は、パンチ動作の昇降位置の指令を昇降位置指令手
15から出力し、サーボコントローラ13を介して制
御弁8を駆動することで油圧シリンダ2を制御する。
降位置指令手段15の位置指令は、設定した速度パター
ンに従って行われ、例えば図2に速度曲線を示すように
制御される。この場合、パンチ工具4が板材表面に近づ
く区間Aでは高速でパンチ動作してパンチ加工の高速化
が図られ、ワーク接触区間Bでは低速となってパンチ工
具4がワーク表面に接する耳障りな騒音が低減される。
この後、ワーク破断区間Dに達するまでの中間打抜き区
間Cでは、騒音にあまり影響がないので高速動作し、ワ
ーク破断区間Dでは低速となって、騒音の一番問題とな
るワーク破断時の騒音が低減される。ワーク破断区間D
の通過後区間Eでは、高速動作するが騒音にあまり影響
がない。上昇区間Fも高速で動作するが、この速度は騒
音に影響が殆どない。このようにして、高速パンチを維
持しつつ、静音化が図られる。このとき、指令値の曲線
を実線Vsで示し、実際のパンチ動作の曲線を破線Va
または破線Vbに示すように、指令値と実際の動作の間
にはずれがある。Vaは通常時の動作、Vbは特にずれ
が大きな場合の動作を各々示す。
【0013】パンチ駆動用の油圧シリンダ2は、パンチ
工具4がワークに接触するまでの区間A、および破断位
置以後の区間Eでは、大きな力が不要でパンチ動作指令
通りに動作するが、パンチ工具4がワーク表面に接する
区間Bと、ワーク破断区間Dではパンチ工具4の食い込
み力が必要となって、パンチ動作指令よりもシリンダ動
作が遅れぎみとなる。taは破断位置よりも上側の板厚
部分を示し、パンチ力が必要でパンチ動作が遅れる範囲
となる。tbは破断位置よりも下側の板厚部分を示し、
パンチ力が不要で指令に対して動作が遅れない範囲とな
る。ここで言う破断位置は、ワークWが剪断し始める位
置であり、一般にワーク表面から板厚の1/3程度の箇
所にあることが分かっている。この破断位置に対して若
干の幅を持たせて前記のワーク破断区間Dを設定してお
く。
【0014】このような動作遅れに対して、次のように
打ち抜きミスが防止される。すなわち、図1(B)に示
すように、同図(A)の打抜確認制御手段14は、昇降
位置指令手段15から下死点B.D.Cの位置指令が出
力されるのを監視し(ステップS1)、下死点位置の指
令に応答してパンチ位置検出手段11の検出値から破断
区間を通過したか否かを判定する(S2)。まだ通過し
ていない場合は、昇降位置指令手段15に上昇指令の出
力を待機させる。これにより、曲線Vbで示すようにパ
ンチ工具4の実際の位置が破断区間Dを通過していない
場合に上昇に転じることが防止され、打ち抜き不良が回
避される。
【0015】昇降位置指令手段15が下死点B.D.C
を出力したときに、パンチ位置が破断区間Dを通過して
いた場合、および前記の待機後に破断区間Dを通過した
場合は、上昇出力遅延手段20による一定時間後に昇降
位置指令手段15からの上昇指令の出力を許し、パンチ
工具4を上昇させる。このように上昇指令の出力を遅延
させることで、カスの詰まりが防止される。すなわち、
下死点B.D.Cに達しないうちに戻り動作となるとカ
ス詰まりの問題が生じるが、前記のようにタイマーで戻
りを遅延させることで、そのようなカス詰まりが防止さ
れる。破断区間Dの通過から下死点B.D.Cに対する
までの時間は打抜きによって大きく異ならない為、その
時間をタイマー値として設定しておき、前記のように下
死点B.D.Cへの到達後、戻りとなる様にすること
で、サイクルタイムへの影響をほとんど生じさせること
なく、カスの詰まりを防止できる。このように、打ち抜
きミスを防止し、かつ待ち時間をできる限り短くして高
速パンチを行うことができる。パンチ加工するワークW
の板厚が種々変わる場合も、板厚に対応した破断位置が
破断位置演算手段22によって演算されて破断位置通過
判定手段18に設定されるため、板厚に応じた正確な破
断位置検出が行え、前記の打ち抜きミスの防止および高
速パンチが行える。
【0016】なお、前記実施例では破断位置演算手段2
2は、加工する板厚が変わる毎に演算するものとした
が、破断位置演算手段22は予め種々の板厚に応じた破
断位置を演算しておき、その板厚対応の破断位置をテー
ブルとして記憶しておくものであっても良い。板厚情報
記憶手段21および破断位置演算手段22は必ずしも設
けなくても良い。また、前記実施例は油圧パンチプレス
に適用した場合につき説明したが、この発明はサーボモ
ータをパンチ駆動源とするパンチプレス等、ストローク
途中の速度制御が可能なパンチプレス一般に適用でき
る。
【0017】
【発明の効果】この発明のパンチ動作制御装置は、パン
チ工具の昇降位置を検知するパンチ位置検知手段と、こ
のパンチ位置検知手段の検知情報に基づいて前記工具が
ワーク破断区間を通過したか否かを判定する破断位置通
過判定手段と、この判定手段の通過済みの判定出力を認
識してパンチ駆動装置への上昇指令の出力を可能とする
昇降位置指令手段とを設けたため、打ち抜きミスを防止
でき、かつ待ち時間の発生を抑えて高速パンチを行うこ
とができる。断位置通過判定手段を、昇降位置指令手
段が下死点指令を出力しているときに判定するものと
し、通過済みの判定出力があるまで前記昇降位置指令手
段による上昇指令の出力を待機させる上昇指令待機手段
を設けた場合は、容易な制御で前記の打ち抜きミスの防
止が実現できる。断位置通過判定手段の通過済みの判
定出力の後、所定時間だけ前記上昇指令の出力を遅延さ
せる上昇出力遅延手段を設け場合は、打ち抜きミスの防
止が一層確実となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)はこの発明の一実施例にかかるパンチ動
作制御装置の概念構成を示す説明図、(B)はその打抜
確認制御手段の制御動作を示す流れ図である。
【図2】位置指令と実際のパンチ動作とのずれを示す速
度曲線のグラフである。
【符号の説明】
1…ラム、2…油圧シリンダ(パンチ駆動装置)、4…
パンチ工具、8…制御弁、11…パンチ位置検出手段、
12…数値制御装置、13…サーボコントローラ、14
…打抜確認制御手段、15…昇降位置指令手段、18…
破断位置通過判定手段、19…上昇指令出力待機手段、
20…上昇出力遅延手段、W…ワーク

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パンチ工具の昇降位置を検知するパンチ
    位置検知手段と、このパンチ位置検知手段の検知情報に
    基づいて前記パンチ工具がワーク厚み内のワーク破断区
    間を通過したか否かを判定する破断位置通過判定手段
    と、この判定手段の通過済みの判定出力を認識してパン
    チ駆動装置への上昇指令の出力を可能とする昇降位置指
    令手段とを備え、前記破断位置通過判定手段は、前記昇
    降位置指令手段が下死点指令を出力しているときに判定
    を行うものとし、前記判定手段の通過済みの判定出力が
    あるまで前記昇降位置指令手段による前記上昇指令の出
    力を待機させる上昇指令待機手段を設けたパンチ動作制
    御装置。
  2. 【請求項2】 前記破断位置通過判定手段の通過済みの
    判定出力の後、所定時間だけ前記上昇指令の出力を遅延
    させる上昇出力遅延手段を設けた請求項1記載のパンチ
    動作制御装置。
  3. 【請求項3】 パンチ工具の昇降位置を検知するパンチ
    位置検知手段と、このパンチ位置検知手段の検知情報に
    基づいて前記パンチ工具がワーク厚み内のワーク破断区
    間を通過したか否かを判定する破断位置通過判定手段
    と、この判定手段の通過済みの判定出力を認識してパン
    チ駆動装置への上昇指令の出力を可能とする昇降位置指
    令手段とを備え、前記破断位置通過判定手段の通過済み
    の判定出力の後、所定時間だけ前記上昇指令の出力を遅
    延させる上昇出力遅延手段を設けたパンチ動作制御装
    置。
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