JP3571113B2 - 曲げ加工機 - Google Patents
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Description
この発明は、曲げ加工機に関し、さらに詳しくは、油圧シリンダのピストンを高速または低速作動させる高速下室と低速下室とを備えた油圧シリンダによりラムを昇降させる曲げ加工機に関し、ラムの昇降制御に諸機能を集約したAポートをブロックした4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブを使用した曲げ加工機に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6に基づいて従来の油圧式プレスブレーキPBの油圧回路を説明する。このプレスブレーキPBは、固定のパンチ1に対し、これに対向するダイ3を接近・離反させることにより板材Wの折曲げ加工を行うものである。
【0003】
ダイ3はラム5上に固定され、このラム5はメインシリンダ7で昇降動作されるようになっている。メインシリンダ7を駆動させる油圧回路9では、モータMにより駆動される油圧ポンプPがサクションフィルタ11を介してタンクTの油を配管OL1に供給する。
【0004】
配管OL1にはリリーフバルブRVと、アンロードソレノイドバルブSOL1と、メインソレノイドバルブSOL2が接続されている。リリーフバルブRVは、吐出圧を一定に保持するためのものである。アンロードソレノイドバルブSOL1は、開状態とすることにより配管OL1の油圧を低下させるためのものである。また、メインソレノイドバルブSOL2は配管側のP,Tポートと反対側のA,Bポートの連絡を選択するものであり、配管OL1,OL2,OL3,OL4を断続するものである。これにより、メインシリンダ7の駆動方向を変えるものである。配管OL1側のTポートはドレン配管OL4を経てタンクTに接続されている。
【0005】
メインソレノイドバルブSOL2のBポートに接続される配管OL2は、メインシリンダ7のシリンダ上室13に接続されている。一方、メインソレノイドバルブSOL2のAポートに接続される配管OL3は、配管OL5およびOL6に分岐され、配管OL5はカウンタバランスバルブCOVに接続されている。このカウンタバランスバルブCOVは、配管OL7を介してメインシリンダ7の高速下室15に接続されている。また、配管OL6は速度切換ソレノイドバルブSOL3と接続され、速度切換ソレノイドバルブSOL3は配管OL8を介してメインシリンダ7の低速下室17に接続されている。
【0006】
前記配管OL5には、上限バルブULVが接続されている。この上限バルブULVは、ラム5の上限位置を規定するものである。すなわち、ラム5の上昇時にラム5に備えられているドグ(図示せず)が上限バルブULVに当接することにより配管OL5の油をドレン管OL9に排出して、ラム5を定位置に保持するものである。
【0007】
配管OL6には、レギュレータRGが接続されている。このレギュレータRGは、ラム5の上昇時における油圧をリリーフバルブRVで定めた値より下の値で設定するものである。また、配管OL6には、カットオフバルブ19を介して圧力計21が接続されている。
【0008】
配管OL8には、配管OL2の圧力が設定圧より高くなったとき、配管OL8の油をドレン管OL10に排出するチェックバルブCVが設けられている。また、このチェックバルブCVは、高速上昇時に配管OL10を介して配管OL8にタンクTの油を逆流可能としている。
【0009】
次に、動作について説明する。板材Wを加工すべく上昇する場合には、メインソレノイドバルブSOL2は左へ移動してPポートとAポートを接続し、TポートとBポートを接続する。従って、油圧ポンプPによりタンクTから汲み上げられた油は、配管OL1から配管OL3に流れ、レギュレータRGで一定圧とされて配管OL5およびOL6へ分岐して流入しようとする。
【0010】
しかし、速度切換バルブSOL3は、初期においては閉鎖(図6に示される状態)されているので、圧油は配管OL5側へ流れることになる。配管OL5に流入した圧油は、カウンタバランスバルブCOVのチェックバルブを介してメインシリンダ7の高速下室15に圧入される。
【0011】
これによりラム5が高速で上昇してメインシリンダ7の低速下室17が負圧になるので、配管OL8からチェックバルブCVおよび配管OL10を介してタンクTから油が供給される。
【0012】
一方、ダイ3がパンチ1に接近すると、適宜リミットスイッチ等の位置センサが作動して速度切換バルブSOL3を作動させ、配管OL6と配管OL8とを接続するので、配管OL3からの圧油は配管OL6を通って配管OL8へ流れ、メインシリンダ7の低速下室17に圧入される。これによりラム5は低速で上昇する。
【0013】
パンチ1およびダイ3の協働により板材Wを曲げ加工し、微小時間ラム5が停止した後、ラム5を下降させる。すなわち、メインソレノイドバルブSOL2を右へ移動させると、AポートとTポート、BポートとPポートが接続されるので、油圧ポンプPにより汲み上げられた圧油は、配管OL1から配管OL2へ流れてメインシリンダ7の上室13に圧入され、ラム5を下降させる。
【0014】
一方、メインシリンダ7の高速下室15は、カウンタバランスバルブCOVを介して配管OL5に接続されているので、ラム5が自重によって下降することはない。前述のようにメインシリンダ7の上室13に圧油を圧入させることによりカウンタバランスバルグCOVが配管OL7とOL5を接続させて、ラム5が下降する。また、メインシリンダ7の低速下室17の廃油は、チェックバルブCVを介して配管OL10からタンクTへ排出される。
【0015】
以上説明したような油圧回路では、速度切換バルブSOL3による速度切換時のショックが大きいため、ラム5が振動するという問題がある。また、下降後にラム5を下降させる際のショックを和らげる為にタイマーが必要になるので生産性が悪くなる。さらに、加圧中にデプス位置の上昇・下降ができないことや、油圧変化により曲げ角度の精度が悪くなる等の問題がある。
【0016】
また、前述のような問題を解決すべく、図7に示すような油圧回路23をメインシリンダ7の下室15,17に設けてラム5の位置決めを行うことが考えられている。すなわち、駆動モータ25により上限バルブULVとシーケンスバルブSVを切り換えることでラム5の位置決めを行うものである。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、ラム5の上下動、移動速度の切換え等を各々メインソレノイドバルブSOL2および速度切換バルブSOL3で行っており、独立した機能を有している。このため、スペースおよびコスト的に不利であるという問題がある。
【0018】
また、ソレノイドの応答性が悪いため、高精度なラム5の位置決めができず、曲げ加工の精度を上げることができないという問題がある。さらに、ラム5の位置決めを駆動モータの回転により制御するオープンループ制御では、圧油の温度変化によってラム5位置がドリフトするおそれがあり、高精度な曲げ加工が困難であった。
【0019】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、油圧回路を簡素化してコストダウンを可能にすると共に高精度な曲げ加工を可能にすることのできる曲げ加工機を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1による発明の曲げ加工機は、油圧シリンダのピストンを高速または低速作動させる高速下室と低速下室とを備えた油圧シリンダによりラムを昇降させる曲げ加工機にして、前記油圧シリンダの高速下室と油圧ポンプとを管路により接続すると共に、前記低速下室をNC装置に制御されるPT接続のアンロード位置と、PTB接続の下降位置と、全ポートブロックの停止位置と、PB接続の低速上昇位置と、PポートおよびBポートブロックの高速上昇位置とを備えたAポートブロックの4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブを介して前記油圧ポンプに接続して設け、前記低速下室と前記タンクとの間に該タンクの油をチェックバルブを介して前記低速下室へ一方的に供給可能な油供給管路を設け、前記高速下室と前記油圧ポンプとを管路を介して接続して設け、前記NC装置に前記ラムの高さをコントロールする高さ位置コントローラを設け、該高さ位置コントローラに前記ラムの高さ位置を検出する高さ位置検出装置からの高さ位置信号を入力自在に設けると共に、前記Aポートブロックの4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブのスプール位置を前記高さ位置検出装置からの高さ位置信号に基づいて制御するリニアサーボアンプを設け、前記Aポートブロックの4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブの前記5個のスプール位置を選択自在に設けると共に、前記全ポートブロックの停止位置と前記PTB接続の下降位置との中間の適宜な位置に前記スプールを位置決め制御することにより、前記ラムの位置を所定の一定高さに停止可能にしたことを特徴とするものである。
【0021】
請求項2による発明の曲げ加工機は、請求項1に記載の曲げ加工機において、高速下室と前記タンクとの間に該高速下室と低速下室とを前記タンクへ連通遮断自在の強制下降ソレノイドバルブを設け、該強制下降ソレノイドバルブを作動させることにより前記高速下室と低速下室内の圧油を前記タンクへ排出させて前記ラムを強制的に下降可能に設けたことを特徴とするものである。
【0024】
【作用】
請求項1による曲げ加工機は、ラムを昇降駆動させる油圧シリンダには、ピストンを高速または低速作動させる高速下室と低速下室とを備えており、曲げ加工時には、アンロード位置と、下降位置と、停止位置と、接続の低速上昇位置と、高速上昇位置とを備えたスプール式油圧サーボバルブをNC装置により制御することにより、油圧シリンダでラムを下降位置での停止状態から加工位置まで高速上昇させ、次いで高速上昇から低速上昇に変更して曲げ加工を行うと共に、前記停止位置と前記下降位置との中間の適宜な位置に前記スプールを位置決め制御することにより、曲げ加工位置でラムを一時停止状態にすることが可能となる。
【0025】
請求項2による曲げ加工機は、高速下室と前記タンクとの間に該高速下室と低速下室とを前記タンクへ連通遮断自在の強制下降ソレノイドバルブを設けてあるので、この強制下降ソレノイドバルブを作動させることにより前記高速下室と低速下室内の圧油を前記タンクへ排出させて前記ラムを強制的に下降可能となる。
【0028】
【実施例】
以下、この発明の好適な一実施例を図面に基づいて説明する。なお、前述の従来技術と同様の部位には同一の符号を付すこととして重複する説明は省略する。
【0029】
図1には、4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27が示されている。なお、サーボバルブについては既に実開平5−62704号公報に示される技術があるので、サーボバルブの一般の詳細な説明は省略する。
【0030】
この4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27では、バルブ本体29の内部空間に図1中左右方向へ移動自在のスプール31が設けられている。スプール31の図1中左側には、スプール31駆動用のリニア直流モータ33が設けられており、コイル35を巻回したコイルボビン37に前記スプール31が接続されている。また、前記スプール31の図1中右側端部はバルブ本体29から突出しており、この部分にスプール位置検出器としてのスプール位置センサ41が設けられている。
【0031】
従って、リニア直流モータ33に励磁電流を流してこれを駆動するとコイルボビン37が左右に移動してスプール31を所望の位置に移動させると共に、スプール位置センサ41がスプール31の位置を検出してフィードバックする。
【0032】
図2には、前述の4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27のシンボルが示されている。各切換位置は、左から電源オフ・アンロード位置43、下降位置45、停止位置47、低速上昇位置(曲げ)49、高速上昇位置51である。各位置の動作は後述する曲げ加工機の動作説明で併せて説明する。
【0033】
図3には、前述の4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27の用いた曲げ加工機としてのプレスブレーキPBの油圧回路および制御系統が示されている。なお、ラム5の左右について全く同様なメインシリンダ7が設けられているので、便宜上符号にLを付して左側のメインシリンダ7に対する油圧回路を示す。従って、Rが付された同じ符号は右側の油圧回路を示す。
【0034】
タンクTからリリーフバルブRVを介して油圧ポンプPにより吸い上げられた圧油は配管OL11へ流れる。配管OL11は配管OL12,OL13に分岐し、配管OL13は4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27LのPポートに接続される。
【0035】
一方、配管OL12は、途中配管OL14,OL15に分岐し、配管OL14は強制下降ソレノイドバルブDVへ接続される。この強制下降ソレノイドバルブDVは、4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27Lが故障した場合にラム5を下降させるために使用されるものである。また、配管OL15は、ラム5を高速で上昇させるべく設けられている左右のメインシリンダ7Lの高速下室15に接続されている。
【0036】
また、タンクTからチェックバルブCVを介して油を吸い上げる配管OL16は、分岐して配管OL17,OL18となる。配管OL17は前記強制下降ソレノイドバルブDVへ接続される。一方、配管OL19は4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27LのBポートに接続されている。また、配管OL20はメインシリンダ7の低速下室17に接続されている。
【0037】
ラム5の左右には高さ位置を測定する高さ位置検出装置としての高さセンサ53L,53Rが設けられている。一方、NC装置55には、中央処理装置であるCPU57と、前記高さセンサ53L,53Rからの高さ信号を受ける高さ位置コントローラ59が設けられている。
【0038】
この高さ位置コントローラ59には各4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27L,27Rのリニア直流モータ33に励磁電流を流すリニアサーボアンプ61L,61Rが接続されている。また、このリニアサーボアンプ61L,61Rには、各4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27L,27Rに設けられているスプール位置センサ41L,41Rからスプール31の位置信号がフィードバックされるようになっている。また、前記高さ位置コントローラ59には、入出力ポート63を介して強制下降ソレノイドバルブDVが接続されている。
【0039】
次に、図4を併せて参照して加工時における動作を説明する。
【0040】
まず、電源を入れて曲げ加工機であるプレスブレーキを作動させる前においては、4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27のスプール31は最も右側へ移動しており、電源オフ・アンロード位置43(図4中T0区間)にある。なお、サーボバルブ27のAポートはプラグ等によりブロックしてある。
【0041】
次いで、ラム5を高速上昇させる場合には、リニア直流モータ33によりスプール31を最も左へ移動させて高速上昇位置51に合わせる(図4中T1区間)。配管OL13が接続されているPポートは閉じられているのでポンプPからの圧油はすべて配管OL12側へ流れて配管OL15からメインシリンダ7の高速下室15に圧入される。これによりメインシリンダ7は高速で上昇し、ラム5を高速で上昇させる。この時、メインシリンダ7の低速下室17は負圧となるので、配管OL16、チェックバルブCV、配管OL18、OL20によりタンクTの油が吸い上げられる。
【0042】
ラム5が上昇し、高さセンサ53がラム5が所定高さに達したことを検出すると、NC装置55の高さ位置コントローラ59がリニアサーボアンプ61を介して励磁電流を流して4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27のスプール31を移動させ、右から2番目の低速上昇(曲げ)位置49に合わせる(図4中T2区間)。
【0043】
従って、4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27のPポートとBポートが接続されるので、ポンプPで汲み上げられた圧油は配管OL13を通って4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27へ流れ、さらに配管OL19、OL20を通ってメインシリンダ7の低速下室17へ圧入される。これにより、ラム5は低速で上昇し、板材Wを曲げる。
【0044】
所定の角度に曲げ加工が行われたことを高さセンサ53が検出すると、NC装置55がリニア直流モータ33を制御してスプール31を移動させて低速上昇を停止する(図4中T3区間)。
【0045】
図5を併せて参照するに、このときラム5を所定の高さ位置に停止させるために、NC装置55はスプール31を停止位置47と下降位置45の間の適宜な位置に移動させて、ラム5が下降しないように励磁電流を調整してスプール31の位置を調整する。
【0046】
すなわち、油圧ポンプPにより供給される圧油の量(図5中矢印▲1▼)が、ラム5の重量を支えるためにメインシリンダ7の低速下室17に圧入される圧油の量(図5中矢印▲2▼)と、PポートからタンクTへ排出される量(図5中矢印▲3▼)との和になるようにスプール31位置を調整する。また、ラム5の高さは直接ラム5の高さを高さセンサ53で検出しながらリニア直流モータ33を制御することによりラム5の移動を調整するフルクローズドサーボ機構により制御される。
【0047】
その後、ラム5を下降させるために、スプール31を下降位置45に位置決めして全開する(図4中T4区間)。
【0048】
このような、4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27を用いた曲げ加工機によれば、従来の油圧回路(図6参照)と比して簡素化したものとなり、部品点数の減少によりスペース的にもコスト的にも改善することができる。また信頼性も向上する。
【0049】
また、ラム5の高さをフルクローズドサーボ機構により制御するため、油の温度変化の影響や、その他機械のガタ等による加工精度への影響を全て含めて調整することができ、高精度の曲げ加工を行うことができる。
【0050】
また、高速上昇から低速上昇(曲げ加工)への切換を4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27のスプールの移動により前述のごとく行うので、切換時のオイルハンマ等の衝撃を防止することができ、ラム5の振動を防止することができるので曲げ角度のドリフトを低減させることができる。
【0051】
なお、この発明は、前述した実施例に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。例えば、前述した4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27を使用した加工機の例としてプレスブレーキPBを挙げたが、これに限るものではない。
【0052】
【発明の効果】
請求項1または請求項2の発明によれば、従来の油圧回路と比して簡素化したものとなり、部品点数の減少によりスペース的にもコスト的にも改善することができ、かつ曲げ加工機の信頼性も向上する。また、高速上昇から低速上昇(曲げ加工)への切換を4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ27のスプールの移動により行うので、バルブ切換時のオイルハンマを防止することができ、その結果、ラム5の振動を防止することができるので曲げ角度のドリフトを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2の回路構成の4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブの概略的説明図である。
【図2】本発明に係る4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブの切換位置の説明図(シンボル)である。
【図3】本発明に係る曲げ加工機の説明図である。
【図4】ラムの上下移動の状態を示すタイムチャートである。
【図5】ラムの上下動を停止させる制御状態を示す説明図である。
【図6】従来のプレスブレーキの油圧回路である。
【図7】従来のプレスブレーキの油圧回路である。
【符号の説明】
1 パンチ
3 ダイ
5 ラム
7 メインシリンダ(流体圧シリンダ)
27 4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブ
29 バルブ本体
31 スプール
33 リニア直流モータ
41 スプール位置センサ(スプール位置検出器)
43 電源オフ・アンロード位置
45 下降位置
47 停止位置
49 低速上昇位置
51 高速上昇位置
P,T,A,B 入出路
Claims (2)
- 油圧シリンダのピストンを高速または低速作動させる高速下室と低速下室とを備えた油圧シリンダによりラムを昇降させる曲げ加工機にして、前記油圧シリンダの高速下室と油圧ポンプとを管路により接続すると共に、前記低速下室をNC装置に制御されるPT接続のアンロード位置と、PTB接続の下降位置と、全ポートブロックの停止位置と、PB接続の低速上昇位置と、PポートおよびBポートブロックの高速上昇位置とを備えたAポートブロックの4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブを介して前記油圧ポンプに接続して設け、前記低速下室と前記タンクとの間に該タンクの油をチェックバルブを介して前記低速下室へ一方的に供給可能な油供給管路を設け、前記高速下室と前記油圧ポンプとを管路を介して接続して設け、前記NC装置に前記ラムの高さをコントロールする高さ位置コントローラを設け、該高さ位置コントローラに前記ラムの高さ位置を検出する高さ位置検出装置からの高さ位置信号を入力自在に設けると共に、前記Aポートブロックの4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブのスプール位置を前記高さ位置検出装置からの高さ位置信号に基づいて制御するリニアサーボアンプを設け、前記Aポートブロックの4ポート5位置のスプール式油圧サーボバルブの前記5個のスプール位置を選択自在に設けると共に、前記全ポートブロックの停止位置と前記PTB接続の下降位置との中間の適宜な位置に前記スプールを位置決め制御することにより、前記ラムの位置を所定の一定高さに停止可能にしたことを特徴とする曲げ加工機。
- 請求項1に記載の曲げ加工機において、高速下室と前記タンクとの間に該高速下室と低速下室とを前記タンクへ連通遮断自在の強制下降ソレノイドバルブを設け、該強制下降ソレノイドバルブを作動させることにより前記高速下室と低速下室内の圧油を前記タンクへ排出させて前記ラムを強制的に下降可能に設けたことを特徴とする曲げ加工機。
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