JP3565679B2

JP3565679B2 - 板金成形用油圧プレス機械

Info

Publication number: JP3565679B2
Application number: JP09168697A
Authority: JP
Inventors: 中川達二; 藤村至; 細谷寛; 五味川純吉; 藤本一彦
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2017-03-26
Also published as: CA2228775C; DE69833396T2; DE69833396D1; EP0867271A2; EP0867271A3; US6128987A; EP0867271B1; CA2228775A1; JPH10263888A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金成形用油圧プレス機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、同類の機械としては、特開昭６３−４９４１０に開示されたプラスチック圧縮成形機を挙げることが出来る。当該機械は、複数の加圧シリンダ（油圧シリンダ）を用いて、可動盤を昇降させる構造であって、当該可動盤の昇降動作は同一のピストンで行われる構造であるため、多量の圧油を必要とする。
【０００３】
他方、可動盤の平行度を制御するための従来技術としては、特開平０１−２６６９９９、特開平０２−８４３０８を挙げることが出来る。これら特許公報には、ベッド、あるいはボルスタにカウンタ用の油圧シリンダを設け、下死点近傍において可動盤の下面に突き当てることによって可動盤の平行度を制御している。これらカウンタ用の油圧シリンダは、金型の交換時に邪魔になり、可動盤の下面がカウンタ用の油圧シリンダに当接する際に衝撃が生じる。
【０００４】
図９は、自動車の車体の一部を構成するアウタパネルをプレス加工で得るときの従来の工程を示す図である。
工程に従って説明すると、以下のようになる。
ａ．ブランキング加工は、コイル材から切断、あるいは剪断加工によりブランクＢを得る。
ｂ．絞り加工は、ブランクＢを上下の金型によって絞り成形する。
ｃ．トリムとピアス加工は、上下の金型により外周をトリムすると同時に、ピアス用のパンチでワークの一部に穴を明ける。
ｄ．フランジ加工は、上下の金型を用いて外周にフランジを形成させる。
ｅ．カム型によるフランジ加工は、文字通りカム型を用いて矢印の向きに加圧してフランジを形成させる。
ブランクＢは、４つの工程を経てアウタパネルになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、
【０００６】
前記のカウンタ用の油圧シリンダ等を用いることなく、プレス機械のスライド内シリンダによって付勢されるスライド内パッドの平行度を制御できる装置を提供することである
【０００７】
加えて、本発明の目的は、従来多くの加工工程を経て得られた製品を少数の加工工程で得られる装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
スライドを昇降させるシリンダとして、急速シリンダと加圧シリンダの２種類を設け、プレス加工するときに加圧シリンダを用い、その他の場合は急速シリンダを用いる構成であり、
【０００９】
複数設けられた急速シリンダと加圧シリンダへの圧油の流量をポンプとサーボバルブを最適な方法で使用することによりスライド下面の平行度を制御する構造にしたプレス機械において、
【００１０】
スライド及びボルスタに加圧装置を組み込むことによって、従来のプレス加工における複数の工程を１工程で済ますことが出来る構造にした。すなわち、図９のb．絞り加工、c.トリムとピアス加工、d．フランジ加工の３工程を１工程で済ますことが出来る構成にした。なお、d.フランジ加工後の半成形品は、図８に示すように外周をレーザで切断するか、あるいは、カム型によってフランジ加工され、成形品であるアウタパネルＧになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１、図２において、プレス機械のフレームは、クラウン３１、コラム３２及びベッド３３から構成され、これらは、タイロッドで締め付けられ、一体化されている。
【００１２】
クラウン３１に、油圧ユニット３５、及び急速シリンダ３６と加圧シリンダ３７で構成されたメインシリンダ装置が設けられている。メインシリンダ装置とは、図１、図４に示されているように、上側の急速シリンダ３６と下側の加圧シリンダ３７とを同軸状態に連結して設けたもの、あるいは急速シリンダ３６と加圧シリンダ３７とを並列に設けたものを意味する。さらに、メインシリンダ装置には上側に加圧シリンダ３７を下側に急速シリンダ３６を同軸状態に設けたものも意味する。
【００１３】
プレス機械のフレームのコラム３２部にスライド１が昇降自在に設けられている。スライド１は、前記メインシリンダ装置に連結されている。図１においては、上側の急速シリンダ３６と下側の加圧シリンダ３７とが同軸状態に連結されているので、メインシリンダ装置は加圧シリンダ３７のピストンロッドで、スライド１に連結されている。急速シリンダ３６と加圧シリンダ３７とが並列に設けられている場合は、それぞれのピストンロッドがスライド１に連結される。スライド１は、メインシリンダ装置によって駆動されて昇降する構成になっている。
【００１４】
スライド１には、スライド内シリンダ４０、スライド内パッド１８、パッド位置スケール３９等の部材が内装されている。これらの部材については、詳しく後述する。
【００１５】
プレス機械のコラム３２には、スライド１の位置を複数の位置で検出するためのスライド位置検出器であるスライド位置スケール３８が複数個設けられている。このスライド１の位置を検出するための装置は、上記のメインシリンダ部に設けてもよい。すなわち、スライド１の位置は、直接的でなく間接的に検出しても良い。
【００１６】
プレス機械のボルスタ３４には、ボルスタ内シリンダ４２が内装されている。これらの部材については、詳しく後述する。
【００１７】
まず、図３において、プレス機械と金型について説明するが、スライド１、スライド内パッド１８は共に下死点にある状態を示している。スライド１に上ダイセット２が固設され、上ダイセット２にダイホルダ３とダイ７が固定されている。
【００１８】
金型内パッド４は、ダイホルダ３内に昇降自在に組み込まれている。金型内パッド４は、スライド内シリンダ４０によってスライド内パッド及び複動用伝達ピン１７を介して付勢され、戻し用スプリング５で支えられている。
【００１９】
抜き曲げパンチ６及びトリム用パンチ１３は、金型内パッド４に固定され、ダイホルダ３の内側で金型内パッド４に伴って昇降する構造になっている。
【００２０】
カウンタパンチ１４は、金型内パッド４を貫いて上ダイセット２に固定されている。上ダイセット２には複数の貫通穴があり、そこにプッシュピン１９が挿入されている。
【００２１】
ピアス用パンチ１２は、金型内パッド４に固定されている。カウンタパンチ１４には、ピアス用パンチ１２の相対的な昇降運動に必要な空間が設けられている。
【００２２】
ボルスタ３４に、下ダイセット１０が固定されている。下ダイセット１０にブランクホルダ９が固定されている。ブランクホルダ９は、ダイ７と対向しいる。ブランクホルダ９は、ボルスタ３４内のボルスタ内シリンダ４２によりクッションピン１１を介して付勢される。
【００２３】
パンチ８は、下ダイセット１０に固定されている。パンチ８には、切断部１６と切断部１５が設けられている。切断部１６は、トリム用パンチ１３のカッター部と作用して、成形品の最終的なトリム、すなわち正トリムを行う。
【００２４】
他方、切断部１５は抜き曲げパンチ６のカッター部と作用して、成形品の仮のトリム、すなわち仮トリムを行う。その後にパンチ８は抜き曲げパンチ６のダイ部と作用してフランジ加工を行う。パンチ８は、ピアス用パンチ１２と作用してピアス加工を行うダイ部分を有するとともに、ピアスによって生じるスクラップを排出する穴を有している。なお、抜き曲げパンチ６とトリム用パンチ１３の先端部は、トリム加工に先行して曲げ加工が行われるようにするため、逃げ部が設けられている。
【００２５】
パンチ８とカウンタパンチ１４によって絞り成形、すなわち第一成形が行われ、ブランクをダイ７とブランクホルダ９でホールドした状態で、トリム用パンチ１３、抜き曲げパンチ６及びピアス用パンチ１２によって、第二成形が行われる。
【００２６】
図４において、急速シリンダ３６及び加圧シリンダ３７には、前記クラウン３１に設けられた油圧ユニット３５からの各種配管が接続されている。
【００２７】
急速シリンダ３６には、ポンプ５１からの圧油がサーボバルブ５２、回路切り換え用弁である回路切換用比例弁５３を介して供給される。さらに、油タンク５６の油が切換弁５７を介して供給される。
【００２８】
加圧シリンダ３７には、ポンプ５１の圧油が、サーボバルブ５２、回路切り換え用弁である回路切換用比例弁５５を介して供給され、油タンク５６の油がプレフィル弁５８、５９を介して急速シリンダが作動しているときに供給される。
【００２９】
図７には、図４に対して別の実施例の回路が示されている。図７において、急速シリンダ３６には、サーボポンプ８１の圧油が、回路切り換え用弁である回路切換用比例弁５３を介して供給される。加圧シリンダ３７には、当初チャージポンプ９１からの圧油がサーボバルブ８２を介して供給され、その後サーボポンプの圧油の圧力が上昇するとサーボバルブ８２を介して供給される。その他の回路は図４と差異はない。なお、図４においては、メインシリンダ装置にポンプ５１とサーボバルブ５２を用いて圧油を供給しているが、ポンプ５１とサーボバルブ５２に代えてサーボポンプ８１を用いても良い。さらに、図７においては、サーボポンプ８１を用いて急速シリンダ３６に圧油を供給し、チャージポンプ９１とサーボバルブ８２を用いて加圧シリンダ３７に圧油を供給しているが、逆にチャージポンプ９１とサーボバルブ８２を用いて急速シリンダ３６に圧油を供給し、サーボポンプ８１を用いて加圧シリンダ３７に圧油を供給しても良い。
【００３０】
プレス加工に基づいて理想的なスライド１の運動は、想定可能である。そこで、本発明においては、対象とするプレス加工に合わせたスライド１の位置を位置指令値発生器にあらかじめ設定しておく。さらに、この位置指令値発生器からの位置指令値と、スライド位置検出器であるスライド位置スケール３８で測定した位置検出値とを比較する演算部を設ける。
【００３１】
当該演算部からの信号を増幅するサーボ増幅部を設け、サーボ増幅部からの増幅信号によりサーボバルブ５２を作動させ、急速シリンダ３６及び加圧シリンダ３７を駆動させる。
【００３２】
スライド位置スケール３８はスライド１の周囲に複数設けられ、複数箇所の測定が可能である。これら複数箇所の位置検出値と前記位置指令値とを比較して急速シリンダ３６及び加圧シリンダ３７を制御する構成のため、スライド１の位置、速度の制御が出来ることに加えてスライド１の平行度を制御することも出来る。
【００３３】
図５において、スライド内シリンダ４０には、チャージポンプ６１からの圧油がサーボバルブ６２、６３を介して供給される。
【００３４】
パンチ８、カウンタパン１４による第一成形である絞り加工に引き続き行われる第二成形である抜き、曲げ加工に用いられる抜き曲げパンチ６、トリムパンチ１３等の昇降動作は、プレス加工の対象に合せる必要がある。
【００３５】
本発明においては、対象とするプレス加工に合わせたスライド内パッド１８の位置を位置指令値発生器にあらかじめ設定しておく。さらに、この位置指令値発生器からの位置指令値とパッド位置スケール３９で測定した位置検出値とを比較する演算部を設ける。
【００３６】
当該演算部からの信号を増幅するサーボ増幅部を設け、サーボ増幅部からの増幅信号によりサーボバルブ６２を作動させ、スライド内シリンダ４０を駆動させる
。
【００３７】
パッド位置スケール３９は複数のスライド内シリンダ４０に設けられ、複数箇所の測定が可能である。これら複数箇所の位置検出値と前記位置指令値とを比較してスライド内シリンダ４０を制御する構成のため、スライド内パッド１８の位置、速度の制御が出来ることに加えてスライド内パッド１８の平行度を制御することも出来る。
【００３８】
図６において、ボルスタ内シリンダ４２には、チャージポンプ７１からの圧油が切換弁７３、サーボバルブ７２を介して供給される。
【００３９】
プレス加工の対象となる成形品に応じて、ブランクホルダ９の付勢力を変える必要がある。本発明においては、対象とする成形品に合わせたボルスタ内シリンダ４２に供給される圧油の圧力、すなわちクッション圧力を、スライド位置検出器によって検出された位置検出値に対応させてあらかじめ設定しておく圧力指令値発生器を設ける。
【００４０】
さらに、クッション圧力指令値発生器からのクッション圧力指令値と前記クッション圧力検出器７４からのクッション圧力検出値とを比較するクッション圧力演算部を設ける。
【００４１】
当該クッション圧力演算部からの信号を増幅するサーボ増幅部を設け、当該サーボ増幅部からの増幅信号によりサーボバルブ７２を作動させ、ボルスタ内シリンダ４２を駆動する。サーボバルブの代わりに比例圧力制御弁、デジタル圧力制御弁等の他の圧力制御弁を使用してもよい。
【００４２】
なお、局部的にクッション圧力を変えられるように、ボルスタ内シリンダ４２及びこれらに接続する油圧回路を複数設けておいて、選択して使用出来るような構成になっている。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、比較的少量の圧油で最短時間でプレス機械のスライドを昇降させることが出来、特別の装置を設けることなくプレス機械のスライドの平行度を制御出来、加工工程数を減らすことが出来、さらにボルスタ内クッション装置を内装したので機械の底面からボルスタまでの高さが従来のプレス機械より低くなり、機械据え付けに際し、所謂ピットを必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧プレス機械の位置部断面の正面図。
【図２】油圧プレス機械の位置部断面の右側面図。
【図３】金型部の正面詳細図。
【図４】メインシリンダに関する回路図。
【図５】スライド内シリンダに関する回路図。
【図６】ボルスタ内シリンダに関する回路図。
【図７】メインシリンダに関する他の回路図。
【図８】工程図。
【図９】従来の工程図。
【符号の説明】
１はスライド、２は上ダイセット、３はダイホルダ、４は金型内パッド、５は戻し用スプリング、６は抜き曲げパンチ、７はダイ、８はパンチ、９はブランクホルダ、１０は下ダイセット、１１はクッションピン、１２はピアス用パンチ、１３はトリム用パンチ、１４はカウンタパンチ、１５は切断部（仮トリム部）、１６は切断部（正トリム部）、１７は複動力伝達用ピン、１８はスライド内パッド、１９はプッシュピン、３１はクラウン、３２はコラム、３３はベッド、３４はボルスタ、３５は油圧ユニット、３６は急速シリンダ、３７は加圧シリンダ、３８はスライド位置スケール、３９はパッド位置スケール、４０はスライド内シリンダ、４２はボルスタ内シリンダ、５１はポンプ、５２はサーボバルブ、５３は回路切換用比例弁、５４はカウンタバランス弁、５５は回路切換用比例弁、５６は油タンク、５７は切換弁、５８はプレフィル弁、５９はプレフィル弁、６１はチャージポンプ、６２はサーボバルブ、６３はサーボバルブ、７１はチャージポンプ、７２はサーボバルブ、７３は切換弁、７４は圧力検出器、８１はサーボポンプ、８２はサーボバルブ、９１はチャージポンプ、である。

Claims

比較的受圧面積の小さな急速シリンダ（３６）と比較的受圧面積の大きな加圧シリンダ（３７）とで構成されたメインシリンダ装置を油圧プレス機械のクラウン部に複数個設け、このメインシリンダ装置に連結され昇降自在のスライド（１）を設け、スライド（１）の位置を直接的、あるいは間接的に複数箇所で検出するためのスライド位置検出器を複数個設け、スライド（１）のあらかじめ設定された位置指令値を出力する位置指令値発生器を設け、この位置指令値発生器からの位置指令値とスライド位置検出器によって検出された位置検出値とを比較する演算部を設け、当該演算部からの信号を増幅するサーボ増幅部を設け、サーボ増幅部からの増幅信号により作動するサーボバルブとこれに圧油を供給するポンプ、あるいは前記サーボバルブとこれに圧油を供給するポンプに代えてサーボ増幅部からの増幅信号により作動するサーボポンプを設け、当該サーボバルブ、あるいはサーボポンプから急速シリンダ（３６）に至る油圧回路に回路切り換え用弁を設けるとともに加圧シリンダ（３７）に至る油圧回路に回路切り換え用弁を設け、前期サーボバルブ、あるいはサーボポンプを制御することによってスライド（１）の位置、速度を制御するとともにスライド（１）の平行度を制御する板金成形用油圧プレス機械において、スライド（１）にスライド内シリンダ（４０）を設け、スライド内シリンダ（４０）によって付勢されるスライド内パッド（１８）及びスライド内パッド（１８）の位置を複数の位置で検出する複数個のパッド位置スケール（３９）を設け、他方、スライド（１）に装着した上ダイセット（２）を設け、上ダイセット（２）内で昇降自在の金型内パッド（４）を設け、前記スライド内パッド（１８）の動作を複動用伝達ピン（１７）を介して金型内パッド（４）に伝達する構成とし、金型内パッド（４）にトリム用パンチ（１３）、抜き曲げパンチ（６）等の第２成形用の装置を装着し、あらかじめ設定されたスライド内パッド（１８）の位置の指令を出力するスライド内パッド位置指令値発生器を設け、スライド内パッド位置指令値発生器からの位置指令値とパッド位置スケール（３９）によって検出された位置検出値とを比較する演算部を設け、当該演算部からの信号を増幅するサーボ増幅部を設け、サーボ増幅部からの増幅信号により駆動されるサーボバルブ（６２）を設け、当該サーボバルブ（６２）を制御することによって、スライド内パッド（１８）の位置、速度を制御するとともにスライド内パッド（１８）の平行度を制御することを特徴とする板金成形用油圧プレス機械。
比較的受圧面積の小さな急速シリンダ（３６）と比較的受圧面積の大きな加圧シリンダ（３７）とで構成されたメインシリンダ装置を油圧プレス機械のクラウン部に複数個設け、このメインシリンダ装置に連結され昇降自在のスライド（１）を設け、スライド（１）の位置を直接的、あるいは間接的に複数箇所で検出するためのスライド位置検出器を複数個設け、スライド（１）のあらかじめ設定された位置指令値を出力する位置指令値発生器を設け、この位置指令値発生器からの位置指令値とスライド位置検出器によって検出された位置検出値とを比較する演算部を設け、当該演算部からの信号を増幅するサーボ増幅部を設け、サーボ増幅部からの増幅信号により作動するサーボバルブとこれに圧油を供給するチャージポンプで構成される圧油供給手段と、サーボ増幅部からの増幅信号により作動するサーボポンプで構成される圧油供給手段とを一対設け、これら２系統の圧油供給手段に前記メインシリンダ装置を回路切り換え用弁を介して連結し、前記増幅信号に基づいて前記圧油供給手段を制御する構成とし、スライド（１）の位置、速度を制御するとともにスライド（１）の平行度を制御する板金成形用油圧プレス機械において、スライド（１）にスライド内シリンダ（４０）を設け、スライド内シリンダ（４０）によって付勢されるスライド内パッド（１８）及びスライド内パッド（１８）の位置を複数の位置で検出する複数個のパッド位置スケール（３９）を設け、他方、スライド（１）に装着した上ダイセット（２）を設け、上ダイセット（２）内で昇降自在の金型内パッド（４）を設け、前記スライド内パッド（１８）の動作を複動用伝達ピン（１７）を介して金型内パッド（４）に伝達する構成とし、金型内パッド（４）にトリム用パンチ（１３）、抜き曲げパンチ（６）等の第２成形用の装置を装着し、あらかじめ設定されたスライド内パッド（１８）の位置指令値を出力するスライド内パッド位置指令値発生器を設け、スライド内パッド位置指令値発生器からの位置検出値とパッド位置スケール（３９）によって検出された位置検出値とを比較する演算部を設け、当該演算部からの信号を増幅するサーボ増幅部を設け、サーボ増幅部からの増幅信号により駆動されるサーボバルブ（６２）を設け、当該サーボバルブ（６２）を制御することによって、スライド内パッド（１８）の位置、速度を制御するとともにスライド内パッド（１８）の平行度を制御することを特徴とする板金成形用油圧プレス機械。
請求項１において、ボルスタ（３４）内にボルスタ内シリンダ（４２）を設け、ボルスタ内シリンダ（４２）に連結された油圧回路にサーボバルブ（７２）、もしくは圧力制御弁と、供給される圧油の圧力を検出するクッション圧力検出器を設け、スライド位置検出器によって検出された位置検出値に対応させてあらかじめ設定されたクッション圧力指令値を出力するクッション圧力指令値発生器を設け、当該クッション圧力指令値発生器からのクッション圧力指令値と前記クッション圧力検出器からのクッション圧力検出値とを比較するクッション圧力演算部を設け、当該クッション圧力演算部からの信号を増幅するサーボ増幅部、もしくは増幅部を設け、当該サーボ増幅部、もしくは増幅部からの増幅信号によりサーボバルブ（７２）、もしくは圧力制御弁を制御する構成としたことを特徴とする板金成形用油圧プレス機械。
請求項２において、ボルスタ（３４）内にボルスタ内シリンダ（４２）を設け、ボルスタ内シリンダ（４２）に連結された油圧回路にサーボバルブ（７２）、もしくは圧力制御弁と、供給される圧油の圧力を検出するクッション圧力検出器を設け、スライド位置検出器によって検出された位置検出値に対応させてあらかじめ設定されたクッション圧力指令値を出力するクッション圧力指令値発生器を設け、当該クッション圧力指令値発生器からのクッション圧力指令値と前記クッション圧力検出器からのクッション圧力検出値とを比較するクッション圧力演算部を設け、当該クッション圧力演算部からの信号を増幅するサーボ増幅部、もしくは増幅部を設け、当該サーボ増幅部、もしくは増幅部からの増幅信号によりサーボバルブ（７２）、もしくは圧力制御弁を制御する構成としたことを特徴とする板金成形用油圧プレス機械。
請求項１において、ボルスタ（３４）内にボルスタ内シリンダ（４２）を複数個設け、ボルスタ内シリンダ（４２）に連結された油圧回路に回路を選択するための切換弁（７３）、サーボバルブ（７２）、もしくは制御弁、及び供給される圧油の圧力を検出するクッション圧力検出器を設け、スライド位置検出器によって検出された位置検出値に対応させてあらかじめ設定されたクッション圧力指令値を出力するクッション圧力指令値発生器を設け、当該クッション圧力指令値発生器からのクッション圧力指令値と前記クッション圧力検出器からのクッション圧力検出値とを比較するクッション圧力演算部を設け、当該クッション圧力演算部からの信号を増幅するサーボ増幅部、もしくは増幅部を設け、当該サーボ増幅部、もしくは増幅部からの増幅信号によりサーボバルブ（７２）、もしくは圧力制御弁を制御することによって、各油圧回路のクッション圧力を制御する構成にしたことを特徴とする板金成形用油圧プレス機械。
請求項２において、ボルスタ（３４）内にボルスタ内シリンダ（４２）を複数個設け、ボルスタ内シリンダ（４２）に連結された油圧回路に回路を選択するための切換弁（７３）、サーボバルブ（７２）、もしくは圧力制御弁、及び供給される圧油の圧力を検出するクッション圧力検出器を設け、スライド位置検出器によって検出された位置検出値に対応させてあらかじめ設定されたクッション圧力指令値を出力するクッション圧力指令値発生器を設け、当該クッション圧力指令値発生器からのクッション圧力指令値と前記クッション圧力検出器からのクッション圧力検出値とを比較するクッション圧力演算部を設け、当該クッション圧力演算部からの信号を増幅するサーボ増幅部、もしくは増幅部を設け、当該サーボ増幅部、もしくは増幅部からの増幅信号によりサーボバルブ（７２）、もしくは圧力制御弁を制御することによって、各油圧回路のクッション圧力を制御する構成にしたことを特徴とする板金成形用油圧プレス機械。