JP5257773B2 - Die cushion device for press machine - Google Patents

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Description

本発明は、エネルギー効率が高く、かつエネルギーの回生ができるプレス機械のダイクッション装置に関する。   The present invention relates to a die cushion device for a press machine that has high energy efficiency and can regenerate energy.
ダイクッション装置は、プレス機械において上金型とブランクホルダの間にワークを挟みワークのしわ押さえ力(クッション力)を発生する装置である。   The die cushion device is a device that generates a wrinkle pressing force (cushion force) of a workpiece by sandwiching the workpiece between an upper die and a blank holder in a press machine.
従来から、プレス機械のダイクッション装置として、種々の方式のものが提案されている(例えば、特許文献1〜5)。   Conventionally, various types of die cushion devices for press machines have been proposed (for example, Patent Documents 1 to 5).
特許文献1、2は、電動式であり、駆動機構に電動機で駆動するボールねじ等の送りねじと歯車を用いるものである。
特許文献3、4は、リニアモータ式であり、リニアモータによりブランクホルダを直接駆動するものである。
特許文献5は、油圧式であり、油圧シリンダを用いてブランクホルダを直接駆動するものである。
Patent Documents 1 and 2 are electrically operated, and use a feed screw such as a ball screw and a gear driven by an electric motor as a drive mechanism.
Patent Documents 3 and 4 are linear motor types, and a blank holder is directly driven by a linear motor.
Patent document 5 is a hydraulic type and drives a blank holder directly using a hydraulic cylinder.
特開平05−7945号公報、「プレスのダイクッション装置」Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-7945, “Die Cushion Device for Press” 特許第3241803号公報、「プレスのNCサーボダイクッション装置」Japanese Patent No. 3241803, “NC servo die cushion device for press” 特開2006−272456号公報、「ダイクッション装置」JP 2006-272456 A, “Die Cushion Device” 特開2007−301612号公報、「ダイクッション装置」JP 2007-301612 A, “Die Cushion Device” 特開平07−24600号公報、「プレスの油圧ダイクッション装置」Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-24600, “Hydraulic Die Cushion Device for Press”
上述した電動式のダイクッション装置(特許文献1、2)は、駆動機構にボールねじ等の送りねじや歯車を利用しているため、耐衝撃性に欠け、駆動機構の強度および耐久性の確保が困難である問題点があった。   The above-described electric die cushion device (Patent Documents 1 and 2) uses a feed screw such as a ball screw or a gear for the drive mechanism, and thus lacks impact resistance and ensures the strength and durability of the drive mechanism. There was a problem that was difficult.
また、リニアモータ式のダイクッション装置(特許文献3、4)は、ブランクホルダを直接駆動するリニアモータに要求される推力が大きく、この大推力を有するリニアモータの製作が実質的に不可能、或いは非常に困難であった。   Further, the linear motor type die cushion device (Patent Documents 3 and 4) requires a large thrust required for the linear motor that directly drives the blank holder, and it is substantially impossible to manufacture a linear motor having this large thrust. Or it was very difficult.
さらに、油圧式のダイクッション装置(特許文献5)は、ブランクホルダを駆動する油圧シリンダのクッション速度およびクッション能力を油圧サーボ弁で制御するため、油圧サーボ弁によるエネルギー損失が大きく、かつエネルギーの回生ができないためエネルギー効率が低い問題点があった。   Furthermore, since the hydraulic die cushion device (Patent Document 5) controls the cushion speed and the cushioning capacity of the hydraulic cylinder that drives the blank holder with the hydraulic servovalve, the energy loss due to the hydraulic servovalve is large and the energy is regenerated. There was a problem that energy efficiency was low.
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、構成機器が少なくシンプルな構造により容易に実現でき、耐久性及び耐衝撃性が高く、エネルギー効率が高く、かつエネルギーの回生ができるプレス機械のダイクッション装置を提供することにある。   The present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, an object of the present invention is to provide a die cushion device for a press machine that can be easily realized with a simple structure with few components, has high durability and impact resistance, has high energy efficiency, and can regenerate energy. There is.
本発明によれば、プレス機械の上金型とブランクホルダの間にワークを挟み、該ブランクホルダに上向きのクッション力を付加しながらこれを上下動させるプレス機械のダイクッション装置であって、
ブランクホルダの下方に位置しブランクホルダと同期して上下動可能な大径ピストンと、
該大径ピストンより直径が小さい小径ピストンと、
前記大径ピストン及び小径ピストンをそれぞれ独立して軸方向に移動可能かつ液密に収容する大径シリンダ及び小径シリンダを有し、その間に非圧縮性の第1作動液が封入されたパスカルシリンダと、
前記小径ピストンに連結されこれを軸方向に駆動可能かつエネルギーを回生可能なリニア駆動装置と、を備えたことを特徴とするプレス機械のダイクッション装置が提供される。
According to the present invention, a die cushion device for a press machine that sandwiches a workpiece between an upper die of a press machine and a blank holder and moves the workpiece up and down while applying an upward cushioning force to the blank holder,
A large-diameter piston located below the blank holder and capable of moving up and down in synchronization with the blank holder;
A small diameter piston having a smaller diameter than the large diameter piston;
A Pascal cylinder having a large-diameter cylinder and a small-diameter cylinder in which the large-diameter piston and the small-diameter piston are independently movable in the axial direction and in a liquid-tight manner, and an incompressible first hydraulic fluid is sealed therebetween ,
There is provided a die cushion device for a press machine, comprising: a linear drive device coupled to the small-diameter piston and capable of driving the piston in an axial direction and regenerating energy.
本発明の好ましい実施形態によれば、前記パスカルシリンダの大径シリンダと小径シリンダは、小径シリンダと同一またはこれより断面積の大きい連通流路で連結されている。   According to a preferred embodiment of the present invention, the large-diameter cylinder and the small-diameter cylinder of the Pascal cylinder are connected by a communication channel that is the same as or smaller in cross-sectional area than the small-diameter cylinder.
また、前記リニア駆動装置は、前記小径ピストンに連結された小ピストンロッドを軸方向に駆動するリニアモータと、
前記小径ピストンの位置を検出するリニアエンコーダと、
プレス機械の作動状態に応じて前記リニアモータの推力、位置、又は速度を制御するリニアモータ制御装置とからなる。
Further, the linear drive device comprises: a linear motor that drives a small piston rod connected to the small diameter piston in the axial direction;
A linear encoder that detects the position of the small-diameter piston;
The linear motor control device controls the thrust, position, or speed of the linear motor in accordance with the operating state of the press machine.
また本発明の好ましい実施形態によれば、前記小径ピストン及び小径シリンダの軸線は鉛直であり、かつ前記大径ピストン及び大径シリンダと同軸にその下方に位置する。   According to a preferred embodiment of the present invention, the axis of the small-diameter piston and the small-diameter cylinder is vertical and is positioned below and coaxially with the large-diameter piston and large-diameter cylinder.
また本発明の好ましい別の実施形態によれば、前記小径ピストン及び小径シリンダの軸線は水平又は傾斜している。   According to another preferred embodiment of the present invention, the axes of the small diameter piston and the small diameter cylinder are horizontal or inclined.
また、前記第1作動液を加圧して供給する作動液供給装置と、
該作動液供給装置と前記大径シリンダ内の大径ピストンの下室とを連通し、第1逆止弁、第1アキュムレータ、及びサーボ弁を順に通して第1作動液を前記下室に供給する作動液供給ラインと、
該作動液供給ラインの第1アキュムレータとサーボ弁の間と大径シリンダ内の大径ピストンの上室とを連通する補助ラインと、
前記ブランクホルダの位置を検出する位置検出器と、
プレス機械の作動状態に応じてサーボ弁により大径シリンダの位置を制御するサーボ弁制御装置と、を有する。
A hydraulic fluid supply device that pressurizes and supplies the first hydraulic fluid;
The hydraulic fluid supply device communicates with the lower chamber of the large-diameter piston in the large-diameter cylinder, and the first hydraulic fluid is supplied to the lower chamber through the first check valve, the first accumulator, and the servo valve. A hydraulic fluid supply line,
An auxiliary line communicating between the first accumulator of the hydraulic fluid supply line and the servo valve and the upper chamber of the large-diameter piston in the large-diameter cylinder;
A position detector for detecting the position of the blank holder;
And a servo valve control device that controls the position of the large-diameter cylinder by a servo valve in accordance with the operating state of the press machine.
また本発明の好ましい別の実施形態によれば、前記補助ラインに併設され第2逆止弁を介して第1作動液を大径シリンダ内の大径ピストンの上室に供給する逆止弁ラインと、
前記補助ラインと逆止弁ラインを排他的に連通させる予圧用切換え弁とを有する。
According to another preferred embodiment of the present invention, a check valve line that supplies the first hydraulic fluid to the upper chamber of the large-diameter piston in the large-diameter cylinder via the second check valve that is provided along with the auxiliary line. When,
A preload switching valve for exclusively communicating the auxiliary line and the check valve line.
さらに本発明の好ましい別の実施形態によれば、前記小径ピストンの下室内の第2作動液と連通し該第2作動液に圧力を付加する第2アキュムレータを有する。   Further, according to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a second accumulator that communicates with the second hydraulic fluid in the lower chamber of the small diameter piston and applies pressure to the second hydraulic fluid.
上記本発明のダイクッション装置は、大径ピストン、小径ピストン、パスカルシリンダ及びリニア駆動装置で構成されるため、構成機器が少なくシンプルな構造となる。   Since the die cushion device according to the present invention includes a large-diameter piston, a small-diameter piston, a Pascal cylinder, and a linear drive device, it has a simple structure with few components.
また、パスカルシリンダ内の大径ピストンと小径ピストンの間に非圧縮性の第1作動液(例えば作動油)が封入され、大径ピストンはブランクホルダの下方に位置しブランクホルダと同期して上下動し、ブランクホルダからの衝撃力を非圧縮性の第1作動液を介して小径ピストンに伝達するため、構成機器の耐久性及び耐衝撃性が高い。   An incompressible first hydraulic fluid (for example, hydraulic fluid) is sealed between a large-diameter piston and a small-diameter piston in the Pascal cylinder, and the large-diameter piston is positioned below the blank holder and is synchronized with the blank holder. It moves, and the impact force from the blank holder is transmitted to the small-diameter piston through the incompressible first hydraulic fluid, so that the durability and impact resistance of the constituent devices are high.
さらに、大径ピストンと小径ピストンの間に非圧縮性の第1作動液が封入されているので、大径ピストンと小径ピストンに作用する液圧は常に等しくなる。従って、大径ピストンに作用する推力と移動量に対し、小径ピストンに作用する推力と移動量は、それらの面積比率(例えば4:1)でパスカルの原理によって、小径ピストンの移動速度を増速し(例えば4倍)、小径ピストンの必要推力を大幅に低減(例えば1/4倍)できる。
また、大径ピストンから小径ピストンおよびリニア駆動装置へ伝達される衝撃力も低減される。
Further, since the incompressible first hydraulic fluid is sealed between the large diameter piston and the small diameter piston, the hydraulic pressures acting on the large diameter piston and the small diameter piston are always equal. Therefore, the thrust and movement amount acting on the small-diameter piston increase the movement speed of the small-diameter piston according to the Pascal's principle at the area ratio (for example, 4: 1). However, the required thrust of the small diameter piston can be greatly reduced (for example, 1/4 times).
Also, the impact force transmitted from the large diameter piston to the small diameter piston and the linear drive device is reduced.
これにより、小径ピストンを駆動するリニア駆動装置を容易に実現でき、かつパスカルシリンダとリニア駆動装置における損失が小さいので、エネルギー効率を高めることができる。
また、リニア駆動装置としてエネルギーを電力として回生可能な駆動装置(例えばリニアモータ)を用いることにより、エネルギーを効率よく回生でき、エネルギー効率をさらに高めることができる。
Thereby, the linear drive device which drives a small diameter piston can be easily realized, and the loss in the Pascal cylinder and the linear drive device is small, so that energy efficiency can be improved.
In addition, by using a drive device (for example, a linear motor) that can regenerate energy as electric power as the linear drive device, energy can be efficiently regenerated and energy efficiency can be further increased.
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明のダイクッション装置を備えたプレス装置の全体構成図である。
この図において、プレス装置は、ボルスタ1の上面に固定された下金型2に対し、上下動するスライド3の下面に固定された上金型4を下降させ、下金型2と上金型4との間で図示しないワーク(被加工材:ブランクとも呼ぶ)を加圧して所定の形状にプレス成形するようになっている。
この場合、下金型2は、ボルスタ1に支持され、ボルスタ1はムービングボルスタ8を介してベッド9によって支持され、ベッド9がプレス成形荷重を受ける。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a press device provided with a die cushion device of the present invention.
In this figure, the pressing device lowers the upper mold 4 fixed to the lower surface of the slide 3 that moves up and down with respect to the lower mold 2 fixed to the upper surface of the bolster 1, so that the lower mold 2 and the upper mold A workpiece (workpiece: also referred to as a blank) (not shown) is pressed between the two and pressed into a predetermined shape.
In this case, the lower mold 2 is supported by the bolster 1, and the bolster 1 is supported by the bed 9 via the moving bolster 8, and the bed 9 receives a press molding load.
また、上金型4および下金型2によりワークをプレス成形する際に、ワークを保持するブランクホルダ5がクッションピン6を介してクッションパッド7により支持される。
ブランクホルダ5は、ワークのプレス成形時に上金型2との間でワークを保持するものであり、ワーク下面の周縁部を支持してワークのしわ押さえを行う。
クッションピン6は、ボルスタ1を貫通して上下に延びる昇降移動可能な棒状の部品である。
クッションパッド7は、上面でクッションピン6を支持している。
上述した構成によりブランクホルダ5、クッションピン6、及びクッションパッド7は、全体として一体となって上下動する。
Further, when the workpiece is press-molded by the upper die 4 and the lower die 2, the blank holder 5 that holds the workpiece is supported by the cushion pad 7 via the cushion pin 6.
The blank holder 5 holds the workpiece with the upper die 2 when the workpiece is press-molded, and supports the peripheral portion of the lower surface of the workpiece to hold the workpiece.
The cushion pin 6 is a bar-shaped component that penetrates the bolster 1 and extends up and down and is movable up and down.
The cushion pad 7 supports the cushion pin 6 on the upper surface.
With the above-described configuration, the blank holder 5, the cushion pin 6, and the cushion pad 7 move up and down integrally as a whole.
本発明のダイクッション装置10は、プレス装置の上金型4とブランクホルダ5の間にワーク(被加工材)を挟み、ブランクホルダ5にクッションピン6とクッションパッド7を介して上向きのクッション力Fを付加しながらこれらを上下動させる装置である。   A die cushion device 10 according to the present invention sandwiches a workpiece (workpiece) between an upper die 4 of a press device and a blank holder 5, and an upward cushion force is applied to the blank holder 5 via cushion pins 6 and cushion pads 7. It is a device that moves these up and down while adding F.
図1において、位置検出器11がベッド9に取り付けられ、クッションパッド7(すなわちブランクホルダ5)の位置を検出するようになっている。また、クッションパッド7の下方に2台のダイクッション装置10が設けられ、各ダイクッション装置10により、クッションピン6とクッションパッド7を介してブランクホルダ5にそれぞれ上向きのクッション力Fを付加しながらこれらを上下動させるようになっている。
この例において、位置検出器11は、好ましくはリニアエンコーダでありその出力は、2台のダイクッション装置10の制御装置にそれぞれ入力される。なお、本発明はこの構成に限定されず、ダイクッション装置10は、1台のみでも3台以上でもよい。また、位置検出器11を各ダイクッション装置10にそれぞれ設けてもよい。
In FIG. 1, a position detector 11 is attached to a bed 9 and detects the position of the cushion pad 7 (that is, the blank holder 5). Further, two die cushion devices 10 are provided below the cushion pad 7, and each die cushion device 10 applies an upward cushion force F to the blank holder 5 via the cushion pin 6 and the cushion pad 7. These are moved up and down.
In this example, the position detector 11 is preferably a linear encoder, and the output thereof is input to the control devices of the two die cushion devices 10. In addition, this invention is not limited to this structure, The die cushion apparatus 10 may be only 1 unit | set, or 3 units | sets or more. Further, the position detector 11 may be provided in each die cushion device 10.
図2は、本発明による第1実施形態のダイクッション装置の構成図である。
この図において、本発明のダイクッション装置10は、大径ピストン12、小径ピストン14、パスカルシリンダ16、及びリニア駆動装置18を備えている。
FIG. 2 is a configuration diagram of the die cushion device according to the first embodiment of the present invention.
In this figure, a die cushion device 10 of the present invention includes a large-diameter piston 12, a small-diameter piston 14, a Pascal cylinder 16, and a linear drive device 18.
大径ピストン12は、ブランクホルダ5の下方に位置しブランクホルダ5と同期して上下動可能に構成されている。すなわち、この例では、大ピストンロッド13が大径ピストン12の上面に連結され、かつ軸方向上方に延び、その上端がクッションパッド7とクッションピン6を介してブランクホルダ5に常に上向きのクッション力Fを付加し、これらが常に一体となって上下動するようになっている。
大径ピストン12は、円筒形の外周面を有し、その外周面に図示しない液密シール(例えばオイルシール)を有し、パスカルシリンダ16の大径シリンダ16a内において、液密を保持しながら軸方向(すなわち上下方向)に自由に移動できるようになっている。
The large-diameter piston 12 is positioned below the blank holder 5 and is configured to be movable up and down in synchronization with the blank holder 5. That is, in this example, the large piston rod 13 is connected to the upper surface of the large diameter piston 12 and extends upward in the axial direction, and the upper end of the large piston rod 13 is always upwardly applied to the blank holder 5 via the cushion pad 7 and the cushion pin 6. F is added so that they always move up and down together.
The large-diameter piston 12 has a cylindrical outer peripheral surface, and has a liquid-tight seal (for example, an oil seal) (not shown) on the outer peripheral surface, while maintaining liquid-tightness in the large-diameter cylinder 16a of the Pascal cylinder 16. It can move freely in the axial direction (that is, in the vertical direction).
小径ピストン14は、大径ピストン12より直径が小さく(例えば1/2)、同様に円筒形の外周面を有し、その外周面に図示しない液密シール(例えばオイルシール)を有し、パスカルシリンダ16の小径シリンダ16b内において、液密を保持しながら軸方向(この例では上下方向)に自由に移動できるようになっている。
この例において、小径ピストン14及び小径シリンダ16bの軸線は鉛直であり、かつ大径ピストン12及び大径シリンダ16aと同軸にその下方に位置する。
The small-diameter piston 14 is smaller in diameter (for example, 1/2) than the large-diameter piston 12, has a cylindrical outer peripheral surface, and has a liquid-tight seal (for example, oil seal) (not shown) on its outer peripheral surface. In the small-diameter cylinder 16b of the cylinder 16, it can move freely in the axial direction (vertical direction in this example) while maintaining liquid tightness.
In this example, the axes of the small-diameter piston 14 and the small-diameter cylinder 16b are vertical, and are positioned below and coaxially with the large-diameter piston 12 and the large-diameter cylinder 16a.
パスカルシリンダ16は、上述した大径シリンダ16a及び小径シリンダ16bを有し、その間に非圧縮性の第1作動液L1が封入されている。第1作動液L1は例えば油圧装置用の作動油であるのがよい。
また、パスカルシリンダ16の大径シリンダ16aと小径シリンダ16bは、小径シリンダ16bと同一またはこれより断面積の大きい連通流路16cで連結され、連通流路16cを流れる第1作動液L1に生じるエネルギー損失を小さくしている。なお、エネルギー損失が許容できる限りで、連通流路16cの断面積を小径シリンダ16bより小さくしてもよい。
さらに、大径シリンダ16aと小径シリンダ16bとの連結部に円弧面またはテーパ面を設け、断面の拡大縮小によるエネルギー損失を小さくするようにしてもよい。
この構成により、第1作動液L1に発生する液圧は大径ピストン12と小径ピストン14の両方に作用するので、パスカルの原理によって、大径ピストンに対して小径ピストンの移動速度を増速(例えば4倍)し、小径ピストンの必要推力を大幅に低減(例えば1/4倍)できる。すなわち、パスカルシリンダ16は、大径ピストン12の運動を小径ピストン14に増速して伝達する増速装置として機能する。
The Pascal cylinder 16 has the large-diameter cylinder 16a and the small-diameter cylinder 16b described above, and an incompressible first hydraulic fluid L1 is sealed between them. The first hydraulic fluid L1 may be, for example, hydraulic fluid for a hydraulic device.
The large-diameter cylinder 16a and the small-diameter cylinder 16b of the Pascal cylinder 16 are connected by a communication channel 16c having the same or larger cross-sectional area as the small-diameter cylinder 16b, and energy generated in the first hydraulic fluid L1 flowing through the communication channel 16c. The loss is reduced. Note that the cross-sectional area of the communication flow path 16c may be smaller than that of the small diameter cylinder 16b as long as energy loss is allowable.
Further, an arc surface or a tapered surface may be provided at the connecting portion between the large-diameter cylinder 16a and the small-diameter cylinder 16b to reduce energy loss due to enlargement / reduction of the cross section.
With this configuration, the hydraulic pressure generated in the first hydraulic fluid L1 acts on both the large-diameter piston 12 and the small-diameter piston 14, so that the moving speed of the small-diameter piston is increased with respect to the large-diameter piston by Pascal's principle ( For example, the required thrust of the small-diameter piston can be greatly reduced (for example, 1/4 times). That is, the Pascal cylinder 16 functions as a speed increasing device that speeds up and transmits the motion of the large diameter piston 12 to the small diameter piston 14.
リニア駆動装置18は、小径ピストン14に連結されこれを軸方向に駆動可能かつエネルギーを回生可能に構成されている。
この例において、リニア駆動装置18は、リニアモータ19、リニアエンコーダ20及びリニアモータ制御装置21からなる。
The linear drive device 18 is connected to the small-diameter piston 14 and is configured to be able to drive it in the axial direction and to regenerate energy.
In this example, the linear drive device 18 includes a linear motor 19, a linear encoder 20, and a linear motor control device 21.
リニアモータ19は、小径ピストン14に連結された小ピストンロッド15に固定された移動子19aと、これに近接して固定部分17に設けられた固定子19bとからなり、小ピストンロッド15を軸方向に駆動する。また、逆に小ピストンロッド15の運動からエネルギーを回生できるようになっている。   The linear motor 19 includes a mover 19a fixed to a small piston rod 15 connected to a small diameter piston 14, and a stator 19b provided in a fixed portion 17 adjacent to the mover 19a. Drive in the direction. Conversely, energy can be regenerated from the movement of the small piston rod 15.
リニアエンコーダ20は、小径ピストン14に連結された小ピストンロッド15に近接して固定部分17に設けられ、移動子19aの位置、すなわち小径ピストン14の位置を検出し、位置データをリニアモータ制御装置21にフィードバックする。
リニアエンコーダ20としては、磁歪式(マグネットによって生じる磁歪までの距離を超音波の伝播時間で測定する方式)や光学式(一定間隔で光を透過/反射するパターンを設け、光の透過/反射量の変化から位置を計測する方式)がある。
The linear encoder 20 is provided in the fixed portion 17 in the vicinity of the small piston rod 15 connected to the small diameter piston 14, detects the position of the moving element 19a, that is, the position of the small diameter piston 14, and the position data is linear motor control device. Feedback to 21.
As the linear encoder 20, a magnetostrictive method (a method for measuring the distance to the magnetostriction generated by the magnet by the propagation time of the ultrasonic wave) or an optical method (a pattern that transmits / reflects light at a fixed interval is provided, and the amount of transmitted / reflected light). There is a method of measuring the position from the change of the
リニアモータ制御装置21は、プレス機械の指令信号Yに基づき、プレス機械の作動状態に応じてリニアモータ19の推力、位置、又は速度を制御する。   The linear motor control device 21 controls the thrust, position, or speed of the linear motor 19 according to the operating state of the press machine based on the command signal Y of the press machine.
なお、本発明は上述したリニア駆動装置18に限定されず、例えばラックとピニオン、ボールネジ、サーボモータ等を用いて、小径ピストン14を軸方向にエネルギーを回生可能に駆動してもよい。   Note that the present invention is not limited to the linear drive device 18 described above, and the small-diameter piston 14 may be driven to regenerate energy in the axial direction using, for example, a rack and pinion, a ball screw, a servo motor, or the like.
図2において、本発明のダイクッション装置10は、さらに作動液供給装置22、作動液供給ライン23、補助ライン24、及びサーボ弁制御装置25を備える。   In FIG. 2, the die cushion device 10 of the present invention further includes a hydraulic fluid supply device 22, a hydraulic fluid supply line 23, an auxiliary line 24, and a servo valve control device 25.
作動液供給装置22は、第1作動液L1を加圧して供給する液圧ユニットである。   The hydraulic fluid supply device 22 is a hydraulic unit that pressurizes and supplies the first hydraulic fluid L1.
作動液供給ライン23は、作動液供給装置22と大径シリンダ16a内の大径ピストン12の下室とを連通し、第1逆止弁26、第1アキュムレータ27、及びサーボ弁29を順に通して第1作動液L1を大径シリンダ16a内の大径ピストン12の下室に供給する液圧配管である。
なお、28は圧力検出器であり、検出信号により作動液供給装置22を制御し、作動液供給ライン23のリークを補償するようになっている。
The hydraulic fluid supply line 23 communicates the hydraulic fluid supply device 22 with the lower chamber of the large-diameter piston 12 in the large-diameter cylinder 16a, and sequentially passes the first check valve 26, the first accumulator 27, and the servo valve 29. The hydraulic pipe for supplying the first hydraulic fluid L1 to the lower chamber of the large-diameter piston 12 in the large-diameter cylinder 16a.
Reference numeral 28 denotes a pressure detector, which controls the hydraulic fluid supply device 22 based on the detection signal to compensate for leakage in the hydraulic fluid supply line 23.
補助ライン24は、作動液供給ライン23の第1アキュムレータ27とサーボ弁29の間の分岐点24aと大径シリンダ16a内の大径ピストン12の上室とを連通する液圧配管である。
位置検出器11(例えばリニアエンコーダ)の出力信号11aは、サーボ弁制御装置25に入力される。
サーボ弁制御装置25は、プレス機械の指令信号Yに基づき、プレス機械の作動状態に応じてサーボ弁29により大径シリンダ12の位置をフィードバック制御する。
The auxiliary line 24 is a hydraulic pipe that communicates the branch point 24a between the first accumulator 27 and the servo valve 29 in the hydraulic fluid supply line 23 and the upper chamber of the large-diameter piston 12 in the large-diameter cylinder 16a.
An output signal 11 a of the position detector 11 (for example, a linear encoder) is input to the servo valve control device 25.
The servo valve control device 25 feedback-controls the position of the large-diameter cylinder 12 by the servo valve 29 according to the operating state of the press machine based on the command signal Y of the press machine.
図2において、本発明のダイクッション装置10は、さらに大ピストンロッド13の落下を防止するブレーキ装置30を備える。このブレーキ装置30は、例えばベッド下部に設けられ、図示しないプレス制御装置により制御され、非常停止時、停電時、等に作動して大ピストンロッド13の落下を防止するようになっている。
なお、ブレーキ装置30は、その他の部品、例えば小ピストンロッド15の落下を防止するように構成してもよい。
In FIG. 2, the die cushion device 10 of the present invention further includes a brake device 30 that prevents the large piston rod 13 from falling. The brake device 30 is provided, for example, in the lower part of the bed and is controlled by a press control device (not shown). The brake device 30 is operated during an emergency stop, a power failure, or the like to prevent the large piston rod 13 from falling.
In addition, you may comprise the brake device 30 so that the fall of other components, for example, the small piston rod 15, may be prevented.
上述した構成により、クッションパッド7は、大径ピストン12、小径ピストン14およびパスカルシリンダ16からなる増速装置を介して、駆動源であるリニアモータ19により支持される。
従って、プレス装置のプレス成形時において、スライド3が下方向に動作し、ブランクホルダ5を加圧する力がクッションピン6を介してクッションパッド7を押し下げると、ベッド9に設置されたリニアモータ19の上向きの推力がパスカルシリンダ16により増力され、クッションパッド7を押し上げるクッション能力を発生させることができる。
With the above-described configuration, the cushion pad 7 is supported by the linear motor 19 that is a drive source via the speed increasing device including the large diameter piston 12, the small diameter piston 14, and the Pascal cylinder 16.
Therefore, when the press 3 is pressed by the press device, the slide 3 moves downward, and when the force that presses the blank holder 5 pushes down the cushion pad 7 via the cushion pin 6, the linear motor 19 installed in the bed 9 is moved. The upward thrust is increased by the Pascal cylinder 16, and the cushioning ability to push up the cushion pad 7 can be generated.
図3は、本発明のダイクッション装置を備えたプレス装置の作動説明図である。この図において、横軸はプレス装置の1サイクルの経過時間t、縦軸はブランクホルダ5の高さhを示している。
この例では、プレス装置のブランクホルダ5は、待機a、予備加速b、成形下降c、ロッキングd、補助リフトe、上昇fの各行程を順に行う。なお本発明はこの行程に限定されず、その他の行程を自由に設定することができる。
FIG. 3 is an operation explanatory view of a press device provided with the die cushion device of the present invention. In this figure, the horizontal axis indicates the elapsed time t of one cycle of the press apparatus, and the vertical axis indicates the height h of the blank holder 5.
In this example, the blank holder 5 of the press device sequentially performs each process of standby a, preliminary acceleration b, molding lowering c, locking d, auxiliary lift e, and rising f. In addition, this invention is not limited to this process, Other processes can be set freely.
表1は、第1作動液L1の漏れ、熱膨張、圧縮性等が無視できる場合の前記各行程に対応するリニアモータとサーボ弁の制御方法を示している。
以下、表1と図3を参照して、本発明のダイクッション装置の制御方法を説明する。
Table 1 shows a control method of the linear motor and the servo valve corresponding to each of the above strokes when the leakage, thermal expansion, compressibility, etc. of the first hydraulic fluid L1 can be ignored.
Hereinafter, with reference to Table 1 and FIG. 3, the control method of the die cushion apparatus of this invention is demonstrated.
第1作動液L1の漏れ、熱膨張、圧縮性等が無視できる場合、サーボ弁は常に閉止したままであり、リニアモータの位置制御、速度制御、又は推力制御を行う。   When the leakage, thermal expansion, compressibility, etc. of the first hydraulic fluid L1 can be ignored, the servo valve is always closed and performs linear motor position control, speed control, or thrust control.
待機行程aでは、リニアモータを位置制御して現在の位置を保持する。このとき、大径ピストン12の高さは、所定の上昇位置に自動的に保持される。
予備加速行程bでは、プレス機械の指令信号Yに基づき、リニアモータを速度制御する。このとき、大径ピストン12の速度は、パスカルシリンダ16の面積比率に応じて、減速された速度でリニアモータに追従して下降する。
成形下降行程cでは、プレス機械の指令信号Yに基づき、リニアモータを推力制御する。このとき、大径ピストン12の推力は、パスカルシリンダ16の面積比率に応じて、増力される。
ロッキング行程dでは、リニアモータを位置制御して現在の位置を保持する。このとき、大径ピストン12の高さは、所定の下降位置に自動的に保持される。
補助リフト行程eでは、プレス機械の指令信号Yに基づき、リニアモータを位置制御して所定のリフト位置を保持する。このとき、大径ピストン12の高さは、パスカルシリンダ16の面積比率に応じて、所定のリフト位置に自動的に保持される。
上昇行程fでは、プレス機械の指令信号Yに基づき、リニアモータを位置制御する。このとき、大径ピストン12の高さは、パスカルシリンダ16の面積比率に応じて、所定の上昇位置に上昇する。
In the standby stroke a, the current position is held by controlling the position of the linear motor. At this time, the height of the large-diameter piston 12 is automatically held at a predetermined raised position.
In the preliminary acceleration stroke b, the speed of the linear motor is controlled based on the command signal Y of the press machine. At this time, the speed of the large-diameter piston 12 descends following the linear motor at a reduced speed according to the area ratio of the Pascal cylinder 16.
In the molding down stroke c, the thrust of the linear motor is controlled based on the command signal Y of the press machine. At this time, the thrust of the large-diameter piston 12 is increased according to the area ratio of the Pascal cylinder 16.
In the locking stroke d, the current position is maintained by controlling the position of the linear motor. At this time, the height of the large-diameter piston 12 is automatically held at a predetermined lowered position.
In the auxiliary lift stroke e, the position of the linear motor is controlled based on the command signal Y of the press machine to hold a predetermined lift position. At this time, the height of the large-diameter piston 12 is automatically held at a predetermined lift position according to the area ratio of the Pascal cylinder 16.
In the upward stroke f, the position of the linear motor is controlled based on the command signal Y of the press machine. At this time, the height of the large-diameter piston 12 rises to a predetermined ascending position according to the area ratio of the Pascal cylinder 16.
上述したように、第1作動液L1の漏れ、熱膨張、圧縮性等が無視できる場合、サーボ弁は常に閉止したままで、リニアモータの位置制御、速度制御、又は推力制御より、大径ピストン12に連結されたブランクホルダ5を、待機a、予備加速b、成形下降c、ロッキングd、補助リフトe、上昇fの各行程を順に行うことができる。   As described above, when leakage, thermal expansion, compressibility, etc. of the first hydraulic fluid L1 can be ignored, the servo valve is always closed, and the large-diameter piston is controlled by linear motor position control, speed control, or thrust control. The blank holder 5 connected to 12 can perform each step of standby a, preliminary acceleration b, molding lowering c, locking d, auxiliary lift e, and rising f in order.
表2は、第1作動液L1の漏れ、熱膨張、圧縮性等が無視できない場合の各行程に対応するリニアモータとサーボ弁の制御方法を示している。
以下、表2と図3を参照して、本発明のダイクッション装置の制御方法を説明する。
Table 2 shows the control method of the linear motor and the servo valve corresponding to each stroke when the leakage of the first hydraulic fluid L1, thermal expansion, compressibility, etc. cannot be ignored.
Hereinafter, with reference to Table 2 and FIG. 3, the control method of the die cushion apparatus of this invention is demonstrated.
第1作動液L1の漏れ、熱膨張、圧縮性が無視できない場合でも、リニアモータの位置制御、速度制御、推力制御は、表1と同じである。   Even when the leakage, thermal expansion, and compressibility of the first hydraulic fluid L1 cannot be ignored, the position control, speed control, and thrust control of the linear motor are the same as in Table 1.
予備加速行程bと上昇行程fでは、大径ピストン12に連結されたブランクホルダ5の厳密な位置制御は不要である。また、成形下降行程cでは、ブランクホルダ5の位置はワークと同期して自動的に決まるため、同様に厳密な位置制御は不要である。従ってこれらの行程では、表1と同様にサーボ弁は常に閉止したままである。   In the preliminary acceleration stroke b and the upward stroke f, strict position control of the blank holder 5 connected to the large-diameter piston 12 is not necessary. Further, in the molding descending process c, the position of the blank holder 5 is automatically determined in synchronization with the workpiece, and therefore, strict position control is not required in the same manner. Therefore, in these strokes, the servo valve is always closed as in Table 1.
待機行程a、ロッキング行程d、補助リフト行程eでは、第1作動液L1の漏れ、熱膨張、圧縮性等が無視できない場合に、大径ピストン12に連結されたブランクホルダ5の位置が、パスカルシリンダ16の面積比率に応じて決まる位置から若干ずれる場合がある。
従って、これらの行程では、表1と相違しサーボ弁を位置制御し、プレス機械の指令位置h(ブランクホルダ5の高さh)に基づき、位置検出器11による検出位置が指令位置hに一致するようにフィードバック制御する。
なお、この位置制御は、各サイクル毎に行っても、必要が生じたときのみに行ってもよい。
In the standby stroke a, the locking stroke d, and the auxiliary lift stroke e, when the leakage of the first hydraulic fluid L1, thermal expansion, compressibility, etc. cannot be ignored, the position of the blank holder 5 connected to the large-diameter piston 12 is There may be a slight deviation from the position determined according to the area ratio of the cylinder 16.
Therefore, in these strokes, the position of the servo valve is controlled differently from Table 1, and the position detected by the position detector 11 matches the command position h based on the command position h of the press machine (height h of the blank holder 5). Feedback control.
This position control may be performed for each cycle or only when necessary.
上述した本発明のダイクッション装置10は、大径ピストン12、小径ピストン14、パスカルシリンダ16及びリニア駆動装置18で構成されるため、構成機器が少なくシンプルな構造となる。   Since the above-described die cushion device 10 of the present invention is composed of the large-diameter piston 12, the small-diameter piston 14, the Pascal cylinder 16, and the linear drive device 18, it has a simple structure with few components.
また、パスカルシリンダ16内の大径ピストン12と小径ピストン14の間に非圧縮性の第1作動液L1(例えば作動油)が封入され、大径ピストン12はブランクホルダ5の下方に位置しブランクホルダ5と同期して上下動するので、ブランクホルダ5からの衝撃力を非圧縮性の第1作動液L1を介して小径ピストン14に伝達するため、構成機器の耐久性及び耐衝撃性が高い。   An incompressible first hydraulic fluid L1 (for example, hydraulic fluid) is sealed between the large-diameter piston 12 and the small-diameter piston 14 in the Pascal cylinder 16, and the large-diameter piston 12 is positioned below the blank holder 5 and blanks. Since it moves up and down in synchronization with the holder 5, the impact force from the blank holder 5 is transmitted to the small-diameter piston 14 via the incompressible first hydraulic fluid L1, so that the durability and impact resistance of the component equipment are high. .
さらに、大径ピストン12と小径ピストン14の間に非圧縮性の第1作動液L1(例えば作動油)が封入されているので、大径ピストン12と小径ピストン14に作用する液圧は常に等しくなる。従って、大径ピストン12に作用する推力と移動量に対し、小径ピストン14に作用する推力と移動量は、それらの面積比率(例えば4:1)でパスカルの原理によって、小径ピストン14の移動速度を増速し(例えば4倍)、小径ピストン14の必要推力を大幅に低減(例えば1/4倍)できる。また、衝撃力も低減できる。   Furthermore, since the incompressible first hydraulic fluid L1 (for example, hydraulic fluid) is sealed between the large-diameter piston 12 and the small-diameter piston 14, the hydraulic pressures acting on the large-diameter piston 12 and the small-diameter piston 14 are always equal. Become. Therefore, the thrust and movement amount acting on the small-diameter piston 14 with respect to the thrust force and movement amount acting on the large-diameter piston 12 are the ratio of the area (for example, 4: 1) and the moving speed of the small-diameter piston 14 according to Pascal's principle. Can be increased (for example, 4 times), and the required thrust of the small-diameter piston 14 can be greatly reduced (for example, 1/4 times). Also, the impact force can be reduced.
これにより、小径ピストン14を駆動するリニア駆動装置18(例えばリニアモータ)を容易に実現でき、かつパスカルシリンダ15とリニア駆動装置18における損失が小さいので、エネルギー効率を高めることができる。
また、リニア駆動装置18としてエネルギーを電力として回生可能な駆動装置(例えばリニアモータ)を用いることにより、エネルギーを効率よく回生でき、エネルギー効率をさらに高めることができる。
Thereby, a linear drive device 18 (for example, a linear motor) that drives the small-diameter piston 14 can be easily realized, and loss in the Pascal cylinder 15 and the linear drive device 18 is small, so that energy efficiency can be increased.
In addition, by using a drive device (for example, a linear motor) that can regenerate energy as electric power as the linear drive device 18, energy can be efficiently regenerated and energy efficiency can be further increased.
図4は、本発明による第2実施形態のダイクッション装置の構成図である。
この図において、本発明のダイクッション装置10は、さらに第2逆止弁31を有する逆止弁ライン32と予圧用切換え弁33を備える。
逆止弁ライン32は、補助ライン24に並行して併設され、第2逆止弁31を介して第1作動液L1を大径シリンダ16a内の大径ピストン12の上室に供給する。
また、予圧用切換え弁33は、補助ライン24と逆止弁ライン32を排他的に連通させるようになっている。
その他の構成は、図2の第1実施形態と同様である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a die cushion device according to a second embodiment of the present invention.
In this figure, the die cushion device 10 of the present invention further includes a check valve line 32 having a second check valve 31 and a preload switching valve 33.
The check valve line 32 is provided in parallel with the auxiliary line 24 and supplies the first hydraulic fluid L1 to the upper chamber of the large diameter piston 12 in the large diameter cylinder 16a via the second check valve 31.
The preload switching valve 33 exclusively communicates the auxiliary line 24 and the check valve line 32.
Other configurations are the same as those of the first embodiment of FIG.
この構成により、予圧用切換え弁33を逆止弁ライン32に切換えることにより、大径ピストン12の上室に第1作動液L1を封じ込めることができ、これと対向する大径ピストン12の下室にリニアモータ19で所望の圧力を予圧することができる。
このように大径ピストン12の下室を予圧することにより、成形下降行程cにおいて、大径ピストン12に上向きの力を与えてその作動遅れをなくすことができる。
その他の効果は、図2の第1実施形態と同様である。
With this configuration, the first hydraulic fluid L1 can be contained in the upper chamber of the large-diameter piston 12 by switching the preload switching valve 33 to the check valve line 32, and the lower chamber of the large-diameter piston 12 facing this In addition, a desired pressure can be preloaded by the linear motor 19.
By preloading the lower chamber of the large-diameter piston 12 in this way, it is possible to apply an upward force to the large-diameter piston 12 and eliminate the operation delay in the molding down stroke c.
Other effects are the same as those of the first embodiment of FIG.
図5は、本発明による第3実施形態のダイクッション装置の構成図である。
この図において、本発明のダイクッション装置10は、さらに第2アキュムレータ36を有する。
第2アキュムレータ36は、小径ピストン14の下室内の第2作動液L2と連通し第2作動液L2に圧力を付加する。
この構成により、小径ピストン14に第2作動液L2の圧力で決まる推力を常に上向きに作用させる。この推力は、リニア駆動装置19の推力より小さく(例えば1/2程度に)設定するのがよい。
FIG. 5 is a configuration diagram of a die cushion device according to a third embodiment of the present invention.
In this figure, the die cushion device 10 of the present invention further has a second accumulator 36.
The second accumulator 36 communicates with the second hydraulic fluid L2 in the lower chamber of the small diameter piston 14 and applies pressure to the second hydraulic fluid L2.
With this configuration, the thrust determined by the pressure of the second hydraulic fluid L2 is always applied to the small diameter piston 14 upward. This thrust is preferably set smaller than the thrust of the linear drive device 19 (for example, about 1/2).
この図において、第1落下防止弁37、第2落下防止弁38、および第2アキュムレータ36が追加され、ブレーキ装置30が省略されている。第1落下防止弁37と第2落下防止弁38には電源遮断時に閉路する形式の弁(ノーマルクローズ弁)を使用するのがよい。また、39はリリーフ弁、40は作動液供給装置、41は第3逆止弁、42は圧力検出器である。
本発明の構成の場合、上述したブレーキ機構は、油圧回路の第1落下防止弁37と第2落下防止弁38により、以下のように実現することができる。
In this figure, a first fall prevention valve 37, a second fall prevention valve 38, and a second accumulator 36 are added, and the brake device 30 is omitted. As the first fall prevention valve 37 and the second fall prevention valve 38, it is preferable to use a valve (normally closed valve) of a type that closes when the power is shut off. Further, 39 is a relief valve, 40 is a hydraulic fluid supply device, 41 is a third check valve, and 42 is a pressure detector.
In the case of the configuration of the present invention, the brake mechanism described above can be realized as follows by the first fall prevention valve 37 and the second fall prevention valve 38 of the hydraulic circuit.
(1)ブレーキ機能動作時は、2つの弁(第1落下防止弁37と第2落下防止弁38)を同時に閉じる。これにより、第1作動液L1及び第2作動液L2の流出を止め、ブレーキ機構を実現することができる。
(2)第1落下防止弁37のみ閉じた場合は、第2作動液L2が流出してしまう。この場合、小径ピストン14が落下し、これに伴い大径ピストン12も落下する。そのため、ブレーキ機構としての効果を奏しない。
(3)第2落下防止弁38のみ閉じた場合は、第1作動液L1が流出するか、逆に、アキュムレータ27に蓄えられた油が流入するため、大径ピストン12が落下あるいは上昇してしまう。そのため、ブレーキ機構としての効果を奏しない。
(1) When the brake function is operated, the two valves (the first fall prevention valve 37 and the second fall prevention valve 38) are closed simultaneously. Thereby, the outflow of the first hydraulic fluid L1 and the second hydraulic fluid L2 can be stopped, and a brake mechanism can be realized.
(2) When only the first drop prevention valve 37 is closed, the second hydraulic fluid L2 flows out. In this case, the small-diameter piston 14 falls, and the large-diameter piston 12 falls accordingly. Therefore, there is no effect as a brake mechanism.
(3) When only the second fall prevention valve 38 is closed, the first hydraulic fluid L1 flows out or, conversely, the oil stored in the accumulator 27 flows in, so that the large-diameter piston 12 falls or rises. End up. Therefore, there is no effect as a brake mechanism.
なお、第1落下防止弁37の機能をサーボ弁29で代用し、第1落下防止弁37を省略しても良い。
その他の構成は、図2の第1実施形態と同様である。
The function of the first fall prevention valve 37 may be replaced by the servo valve 29, and the first fall prevention valve 37 may be omitted.
Other configurations are the same as those of the first embodiment of FIG.
この構成により、リニア駆動装置19に要求される上向きの推力を、第2作動液L2による推力分、小さくすることができる。またこの場合、成形下降行程cで小径ピストン14の下降時に回生されるべきエネルギーの一部が第2アキュムレータ36に蓄えられ、その分のエネルギーは小径ピストン14の上昇時にリニア駆動装置19で回生される。
その他の効果は、図2の第1実施形態と同様である。
With this configuration, the upward thrust required for the linear drive device 19 can be reduced by the amount of thrust generated by the second hydraulic fluid L2. In this case, part of the energy that should be regenerated when the small-diameter piston 14 descends in the molding descending step c is stored in the second accumulator 36, and the corresponding energy is regenerated by the linear drive device 19 when the small-diameter piston 14 rises. The
Other effects are the same as those of the first embodiment of FIG.
図6は、本発明による第4実施形態のダイクッション装置を備えたプレス装置の全体構成図である。
この例では、小径ピストン14及び小径シリンダ16bの軸線は、水平である。なおこの場合でも、パスカルシリンダ16の大径シリンダ16aと小径シリンダ16bは、小径シリンダ16bと同一またはこれより断面積の大きい連通流路16cで連結され、連通流路16cを流れる第1作動液L1に生じるエネルギー損失を小さくしている。ただし、エネルギー損失が許容できる限りで、連通流路16cの断面積を小径シリンダ16bより小さくしてもよい。
また、小径ピストン14及び小径シリンダ16bの軸線は、水平以外の傾斜勾配、或いは、上向きであってもよい。
その他の構成は、図2の第1実施形態と同様である。
FIG. 6 is an overall configuration diagram of a press device including a die cushion device according to a fourth embodiment of the present invention.
In this example, the axes of the small diameter piston 14 and the small diameter cylinder 16b are horizontal. Even in this case, the large-diameter cylinder 16a and the small-diameter cylinder 16b of the Pascal cylinder 16 are connected by the communication channel 16c that has the same or larger cross-sectional area as the small-diameter cylinder 16b, and the first hydraulic fluid L1 that flows through the communication channel 16c. The energy loss that occurs is reduced. However, the cross-sectional area of the communication channel 16c may be made smaller than that of the small diameter cylinder 16b as long as energy loss is allowable.
Further, the axes of the small diameter piston 14 and the small diameter cylinder 16b may be inclined gradients other than horizontal or upward.
Other configurations are the same as those of the first embodiment of FIG.
この構成により、例えば、設置スペースの都合により、本発明のダイクッションの全高さを低くでき、その設置を容易にできる。   With this configuration, for example, due to the installation space, the total height of the die cushion of the present invention can be reduced, and the installation thereof can be facilitated.
上述したように、本発明によれば、パスカルシリンダ16のシールからの油漏れや作動油の温度変化によって、クッションパッド7の位置決め精度が低下する場合でも、大径ピストン12の上室にも油圧を供給し、サーボ弁またはそれに類する物およびクッションパッドに備えられたリニアエンコーダにより、クッションパッドの位置決め精度を向上させることができる。
この場合、サーボ弁の処理流量は漏れ補償,温度補償のための極微量でよく、サーボ弁は極小のものでよい。
また、大流量サーボ弁を利用すれば、上室・下室に作動油を供給し、クッションパッドの昇降速度をさらに向上させることができる。
As described above, according to the present invention, even when the positioning accuracy of the cushion pad 7 is reduced due to oil leakage from the seal of the Pascal cylinder 16 or temperature change of the hydraulic oil, the upper chamber of the large-diameter piston 12 is hydraulically The positioning accuracy of the cushion pad can be improved by the linear encoder provided in the servo valve or the like and the cushion pad.
In this case, the processing flow rate of the servo valve may be extremely small for leakage compensation and temperature compensation, and the servo valve may be minimal.
Further, if a large flow rate servo valve is used, hydraulic oil can be supplied to the upper chamber and the lower chamber, and the raising / lowering speed of the cushion pad can be further improved.
なお、上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention disclosed above are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. . The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
本発明のダイクッション装置を備えたプレス装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the press apparatus provided with the die-cushion apparatus of this invention. 本発明による第1実施形態のダイクッション装置の構成図である。It is a lineblock diagram of the die cushion device of a 1st embodiment by the present invention. 本発明のダイクッション装置を備えたプレス装置の作動説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the press apparatus provided with the die-cushion apparatus of this invention. 本発明による第2実施形態のダイクッション装置の構成図である。It is a block diagram of the die cushion apparatus of 2nd Embodiment by this invention. 本発明による第3実施形態のダイクッション装置の構成図である。It is a block diagram of the die cushion apparatus of 3rd Embodiment by this invention. 本発明による第4実施形態のダイクッション装置を備えたプレス装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the press apparatus provided with the die cushion apparatus of 4th Embodiment by this invention.
符号の説明Explanation of symbols
1 ボルスタ、2 下金型、3 スライド、4 上金型、
5 ブランクホルダ、6 クッションピン、7 クッションパッド、
8 ムービングボルスタ、9 ベッド、
10 ダイクッション装置、
11 位置検出器(リニアエンコーダ)、11a 出力信号、
12 大径ピストン、14 小径ピストン、16 パスカルシリンダ、
16a 大径シリンダ、16b 小径シリンダ、16c 連通流路、
17 固定部分、18 リニア駆動装置、
19 リニアモータ、19a 移動子、19b 固定子、
20 リニアエンコーダ、21 リニアモータ制御装置、
22 作動液供給装置、23 作動液供給ライン、
24 補助ライン、24a 分岐点、25 サーボ弁制御装置、
26 第1逆止弁、27 第1アキュムレータ、28 圧力検出器、
29 サーボ弁、30 ブレーキ装置、
31 第2逆止弁、32 逆止弁ライン、
33 予圧用切換え弁、36 第2アキュムレータ、
37 第1落下防止弁、38 第2落下防止弁、
39 リリーフ弁、40 作動液供給装置、
41 第3逆止弁、42 圧力検出器
1 Bolster, 2 Lower mold, 3 Slide, 4 Upper mold,
5 Blank holder, 6 Cushion pin, 7 Cushion pad,
8 moving bolsters, 9 beds,
10 Die cushion device,
11 position detector (linear encoder), 11a output signal,
12 large-diameter pistons, 14 small-diameter pistons, 16 Pascal cylinders,
16a large-diameter cylinder, 16b small-diameter cylinder, 16c communication channel,
17 fixed part, 18 linear drive,
19 linear motor, 19a mover, 19b stator,
20 linear encoder, 21 linear motor control device,
22 hydraulic fluid supply device, 23 hydraulic fluid supply line,
24 auxiliary line, 24a branch point, 25 servo valve control device,
26 first check valve, 27 first accumulator, 28 pressure detector,
29 Servo valve, 30 Brake device,
31 Second check valve, 32 Check valve line,
33 preload switching valve, 36 second accumulator,
37 first fall prevention valve, 38 second fall prevention valve,
39 relief valve, 40 hydraulic fluid supply device,
41 Third check valve, 42 Pressure detector

Claims (7)

  1. プレス機械の上金型とブランクホルダの間にワークを挟み、該ブランクホルダに上向きのクッション力を付加しながらこれを上下動させるプレス機械のダイクッション装置であって、
    ブランクホルダの下方に位置しブランクホルダと同期して上下動可能な大径ピストンと、
    該大径ピストンより直径が小さい小径ピストンと、
    前記大径ピストン及び小径ピストンをそれぞれ独立して軸方向に移動可能かつ液密に収容する大径シリンダ及び小径シリンダを有し、その間に非圧縮性の第1作動液が封入されたパスカルシリンダと、
    前記小径ピストンに連結されこれを軸方向に駆動可能かつエネルギーを回生可能なリニア駆動装置と、を備え、
    前記リニア駆動装置は、
    前記小径ピストンに連結された小ピストンロッドを軸方向に駆動するとともに、前記小ピストンロッドの運動からエネルギーを回生できるリニアモータと、
    前記小径ピストンの位置を検出するリニアエンコーダと、
    プレス機械の作動状態に応じて前記リニアモータの推力、位置、又は速度を制御するリニアモータ制御装置とからなる、ことを特徴とするプレス機械のダイクッション装置。
    A die cushion device for a press machine that sandwiches a workpiece between an upper die of a press machine and a blank holder and moves the workpiece up and down while applying an upward cushioning force to the blank holder,
    A large-diameter piston located below the blank holder and capable of moving up and down in synchronization with the blank holder;
    A small diameter piston having a smaller diameter than the large diameter piston;
    A Pascal cylinder having a large-diameter cylinder and a small-diameter cylinder in which the large-diameter piston and the small-diameter piston are independently movable in the axial direction and in a liquid-tight manner, and an incompressible first hydraulic fluid is sealed therebetween ,
    E Bei and a linear drive which can regenerate drivable and energy which is coupled to the small-diameter piston in the axial direction,
    The linear drive device
    A linear motor that drives the small piston rod connected to the small-diameter piston in the axial direction and can regenerate energy from the movement of the small piston rod;
    A linear encoder that detects the position of the small-diameter piston;
    A die cushion device for a press machine, comprising: a linear motor control device that controls thrust, position, or speed of the linear motor in accordance with an operating state of the press machine.
  2. 前記パスカルシリンダの大径シリンダと小径シリンダは、小径シリンダと同一またはこれより断面積の大きい連通流路で連結されている、ことを特徴とする請求項1に記載のダイクッション装置。   2. The die cushion device according to claim 1, wherein the large-diameter cylinder and the small-diameter cylinder of the Pascal cylinder are connected by a communication channel that is the same as or smaller in cross-sectional area than the small-diameter cylinder.
  3. 前記小径ピストン及び小径シリンダの軸線は鉛直であり、かつ前記大径ピストン及び大径シリンダと同軸にその下方に位置する、ことを特徴とする請求項1に記載のダイクッション装置。   2. The die cushion device according to claim 1, wherein axes of the small-diameter piston and the small-diameter cylinder are vertical, and are positioned below and coaxially with the large-diameter piston and the large-diameter cylinder.
  4. 前記小径ピストン及び小径シリンダの軸線は水平又は傾斜している、ことを特徴とする請求項1に記載のダイクッション装置。   The die cushion device according to claim 1, wherein axes of the small diameter piston and the small diameter cylinder are horizontal or inclined.
  5. プレス機械の上金型とブランクホルダの間にワークを挟み、該ブランクホルダに上向きのクッション力を付加しながらこれを上下動させるプレス機械のダイクッション装置であって、
    ブランクホルダの下方に位置しブランクホルダと同期して上下動可能な大径ピストンと、
    該大径ピストンより直径が小さい小径ピストンと、
    前記大径ピストン及び小径ピストンをそれぞれ独立して軸方向に移動可能かつ液密に収容する大径シリンダ及び小径シリンダを有し、その間に非圧縮性の第1作動液が封入されたパスカルシリンダと、
    前記小径ピストンに連結されこれを軸方向に駆動可能かつエネルギーを回生可能なリニア駆動装置と、を備え、
    前記第1作動液を加圧して供給する作動液供給装置と、
    該作動液供給装置と前記大径シリンダ内の大径ピストンの下室とを連通し、第1逆止弁、第1アキュムレータ、及びサーボ弁を順に通して第1作動液を前記下室に供給する作動液供給ラインと、
    該作動液供給ラインの第1アキュムレータとサーボ弁の間と大径シリンダ内の大径ピストンの上室とを連通する補助ラインと、
    前記ブランクホルダの位置を検出する位置検出器と、
    プレス機械の作動状態に応じてサーボ弁により大径シリンダの位置を制御するサーボ弁制御装置と、を有する、ことを特徴とするダイクッション装置。
    A die cushion device for a press machine that sandwiches a workpiece between an upper die of a press machine and a blank holder and moves the workpiece up and down while applying an upward cushioning force to the blank holder,
    A large-diameter piston located below the blank holder and capable of moving up and down in synchronization with the blank holder;
    A small diameter piston having a smaller diameter than the large diameter piston;
    A Pascal cylinder having a large-diameter cylinder and a small-diameter cylinder in which the large-diameter piston and the small-diameter piston are independently movable in the axial direction and in a liquid-tight manner, and an incompressible first hydraulic fluid is sealed therebetween ,
    A linear drive device coupled to the small-diameter piston and capable of driving the shaft in the axial direction and capable of regenerating energy,
    A hydraulic fluid supply device that pressurizes and supplies the first hydraulic fluid;
    The hydraulic fluid supply device communicates with the lower chamber of the large-diameter piston in the large-diameter cylinder, and the first hydraulic fluid is supplied to the lower chamber through the first check valve, the first accumulator, and the servo valve. A hydraulic fluid supply line,
    An auxiliary line communicating between the first accumulator of the hydraulic fluid supply line and the servo valve and the upper chamber of the large-diameter piston in the large-diameter cylinder;
    A position detector for detecting the position of the blank holder;
    Having a servo valve control apparatus for controlling the position of the large-diameter cylinder by the servo valve in accordance with the operating state of the press machine, the die cushion apparatus characterized by.
  6. 前記補助ラインに併設され第2逆止弁を介して第1作動液を大径シリンダ内の大径ピストンの上室に供給する逆止弁ラインと、
    前記補助ラインと逆止弁ラインを排他的に連通させる予圧用切換え弁とを有する、ことを特徴とする請求項に記載のダイクッション装置。
    A check valve line for supplying the first hydraulic fluid to the upper chamber of the large-diameter piston in the large-diameter cylinder via the second check valve provided alongside the auxiliary line;
    The die cushion device according to claim 5 , further comprising a preload switching valve that allows the auxiliary line and the check valve line to communicate exclusively with each other.
  7. プレス機械の上金型とブランクホルダの間にワークを挟み、該ブランクホルダに上向きのクッション力を付加しながらこれを上下動させるプレス機械のダイクッション装置であって、
    ブランクホルダの下方に位置しブランクホルダと同期して上下動可能な大径ピストンと、
    該大径ピストンより直径が小さい小径ピストンと、
    前記大径ピストン及び小径ピストンをそれぞれ独立して軸方向に移動可能かつ液密に収容する大径シリンダ及び小径シリンダを有し、その間に非圧縮性の第1作動液が封入されたパスカルシリンダと、
    前記小径ピストンに連結されこれを軸方向に駆動可能かつエネルギーを回生可能なリニア駆動装置と、を備え、
    前記小径ピストンの下室内の第2作動液と連通し該第2作動液に圧力を付加する第2アキュムレータを有する、ことを特徴とするダイクッション装置。
    A die cushion device for a press machine that sandwiches a workpiece between an upper die of a press machine and a blank holder and moves the workpiece up and down while applying an upward cushioning force to the blank holder,
    A large-diameter piston located below the blank holder and capable of moving up and down in synchronization with the blank holder;
    A small diameter piston having a smaller diameter than the large diameter piston;
    A Pascal cylinder having a large-diameter cylinder and a small-diameter cylinder in which the large-diameter piston and the small-diameter piston are independently movable in the axial direction and in a liquid-tight manner, and an incompressible first hydraulic fluid is sealed therebetween ,
    A linear drive device coupled to the small-diameter piston and capable of driving the shaft in the axial direction and capable of regenerating energy,
    A die cushion device comprising: a second accumulator that communicates with a second hydraulic fluid in a lower chamber of the small-diameter piston and applies pressure to the second hydraulic fluid.
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