JP5695371B2 - Die cushion device - Google Patents

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Description

本発明は、ダイクッション装置に関し、クッション圧の精度を向上させると同時に、ダイクッション装置への衝撃を十分に緩和させることができるダイクッション装置に関する。   The present invention relates to a die cushion device, and more particularly to a die cushion device that can improve the accuracy of cushion pressure and at the same time sufficiently reduce the impact on the die cushion device.

一般にシートをプレスするプレス機械においては、プレス時に、シートにシワが発生しないように、ダイクッション装置が設けられる。
ダイクッション装置は、プレス時の下方への加工圧に対抗して上方に付勢する圧力(以下「クッション圧」という。)をシートの周縁に付加するものである。
In general, in a press machine that presses a sheet, a die cushion device is provided so that the sheet does not wrinkle during pressing.
The die cushion device applies pressure (hereinafter referred to as “cushion pressure”) that biases upward against the processing pressure downward during pressing to the peripheral edge of the seat.

このようなダイクッション装置においては、ダイクッション装置への衝撃を緩和するため及び衝撃時の圧力を測定するために油圧室が設けられる。
例えば、クッションパッドの下部にシリンダが形成され、シリンダの内部にロッドの上端に連結されたピストンが摺動自在に収容され、シリンダの内壁面及びピストンの壁面で形成された油圧室を備えるダイクッション装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、クッションパッドと、該クッションパッドの下面に取り付けられた支柱と、該支柱に設けられ、クッションパッドを上方に付勢する流体圧シリンダと、支柱に取り付けられ、クッションパッドを上方に付勢する上方付勢装置と、該上方付勢装置を駆動させるための駆動源と、クッションパッド及び支柱の間に設けられた油圧室と、を備えるダイクッション装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
In such a die cushion device, a hydraulic chamber is provided to mitigate the impact on the die cushion device and to measure the pressure at the time of the impact.
For example, a cylinder is formed at the lower part of the cushion pad, a piston connected to the upper end of the rod inside the cylinder is slidably accommodated, and a die cushion having a hydraulic chamber formed by the inner wall surface of the cylinder and the wall surface of the piston An apparatus is known (see, for example, Patent Document 1).
Also, a cushion pad, a support attached to the lower surface of the cushion pad, a fluid pressure cylinder provided on the support and biasing the cushion pad upward, and attached to the support and biasing the cushion pad upward There is known a die cushion device including an upper urging device, a drive source for driving the upper urging device, and a hydraulic chamber provided between the cushion pad and the column (for example, Patent Document 2). reference).

特開2006−15407号公報JP 2006-15407 A 特開2009−142894号公報JP 2009-142894 A

しかしながら、上記特許文献1及び2に記載のダイクッション装置においては、プレス機械の応答性を調整することができないので、十分なクッション圧の精度が得られない。このため、これらのダイクッション装置においては、例えば、プレス機械及びダイクッション装置の固有振動数が変化した場合、シートの成形性が悪くなる欠点がある。
また、油圧室内の圧力調整でプレス機械の応答性を向上させる方法も考えられるが、プレス機械及びダイクッション装置の構造や能力、加工速度等の仕様によって、固有振動数は多様に変化するので、油圧室の圧力調整のみでは限界がある。
なお、一般に油圧室を設けることにより、ダイクッション装置への衝撃は緩和されるが、ダイクッション装置のクッション圧の応答性は低下する傾向にある。
However, in the die cushion device described in Patent Documents 1 and 2, the responsiveness of the press machine cannot be adjusted, so that sufficient cushion pressure accuracy cannot be obtained. For this reason, in these die cushion apparatuses, when the natural frequency of a press machine and a die cushion apparatus changes, for example, there exists a fault that the moldability of a sheet worsens.
In addition, a method of improving the responsiveness of the press machine by adjusting the pressure in the hydraulic chamber can be considered, but the natural frequency changes variously depending on the specifications such as the structure and capacity of the press machine and the die cushion device, the processing speed, etc. There is a limit to just adjusting the pressure in the hydraulic chamber.
In general, by providing a hydraulic chamber, the impact on the die cushion device is reduced, but the cushion pressure responsiveness of the die cushion device tends to decrease.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、プレス機械の応答性を調整することにより、ダイクッション装置のクッション圧の精度を向上させると同時に、ダイクッション装置への衝撃を十分に緩和させることができるダイクッション装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by adjusting the responsiveness of the press machine, the accuracy of the cushion pressure of the die cushion device is improved, and at the same time, the impact on the die cushion device is sufficiently mitigated. An object of the present invention is to provide a die cushion device that can be used.

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、油圧室の容積を変動可能とすることで、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventor has intensively studied to solve the above-mentioned problems, and has found that the above-mentioned problems can be solved by making the volume of the hydraulic chamber variable, and has completed the present invention.

本発明は、(1)プレス時の下方への加工圧に対抗してクッション圧を発揮するダイクッション装置であって、クッションパッドと、該クッションパッドに設けられた油圧室と、該油圧室の壁面を摺動可能なピストンと、該ピストンに当接された支柱ロッドと、該支柱ロッドに設けられクッションパッドを上方に付勢する上方付勢装置と、該上方付勢装置を駆動させるための駆動源と、を備え、油圧室の容積が変動可能となっており、油圧室には該油圧室内に連通する外部チャンバーが取付けられており、該外部チャンバーのチャンバー用ピストンを摺動させることにより、油圧室の容積が変動可能となっているダイクッション装置に存する。
The present invention is (1) a die cushion device that exerts a cushion pressure against a downward processing pressure during pressing, wherein the cushion pad, a hydraulic chamber provided in the cushion pad, A piston slidable on the wall; a support rod abutted against the piston; an upper urging device provided on the support rod for urging the cushion pad upward; and for driving the upper urging device comprising a driving source, the volume of the hydraulic chamber has become possible variation, the hydraulic chamber and outer chamber is attached communicating with the hydraulic chamber, by sliding the chamber piston of the external chamber In the die cushion device, the volume of the hydraulic chamber is variable.

本発明は、()油圧室には調圧用の油圧ポンプユニットが設けられている上記()記載のダイクッション装置に存する。 The present invention (2) above the hydraulic pump unit of the hydraulic chamber pressure regulating is provided (1) consists in a die cushion apparatus according.

本発明は、(3)油圧室には該油圧室内に連通する過負荷防止弁が設けられている上記()記載のダイクッション装置に存する。 The present invention resides in ( 3 ) the die cushion device according to the above ( 1 ), wherein the hydraulic chamber is provided with an overload prevention valve communicating with the hydraulic chamber.

本発明は、(6)上方付勢装置がエアーシリンダ及びラックピニオン機構であり、駆動源がサーボモータである上記(1)〜(5)のいずれか一つに記載のダイクッション装置に存する。   The present invention resides in the die cushion device according to any one of (1) to (5), wherein (6) the upper biasing device is an air cylinder and a rack and pinion mechanism, and the drive source is a servo motor.

本発明のダイクッション装置においては、油圧室の容積を変動させることにより、プレス時のプレス機械及びダイクッション装置の固有振動数を調整することで、ダイクッション装置のクッション圧の応答性が優れると同時に、ダイクッション装置への衝撃を十分に緩和させることができる。
また、かかる固有振動数は、一般にプレス機械及びダイクッション装置の構造、大きさ、油圧室の油の性状等によって変動するが、上記ダイクッション装置は、油圧室の容積を変動可能としているので、適宜、固有振動数が特定の値となるように調整できる。すなわち、プレス機械及びダイクッション装置の構造が変わった場合のみならず、経時的に油圧室の油の清浄度や空気の溶け込み具合に変化が生じた場合にも、固有振動数が変化することがあるが、上記ダイクッション装置においては、設計段階後(機械組み立て後)であっても油圧室の容積が変動させることにより固有振動数を調整できるので、適宜、固有振動数が特定の値となるように調整できる。
In the die cushion device of the present invention, by adjusting the natural frequency of the press machine and the die cushion device during pressing by changing the volume of the hydraulic chamber, the cushion pressure response of the die cushion device is excellent. At the same time, the impact on the die cushion device can be sufficiently mitigated.
In addition, the natural frequency generally varies depending on the structure and size of the press machine and the die cushion device, the property of the oil in the hydraulic chamber, etc., but the die cushion device allows the volume of the hydraulic chamber to vary, As appropriate, the natural frequency can be adjusted to a specific value. That is, the natural frequency may change not only when the structure of the press machine and the die cushion device changes, but also when the oil cleanliness of the hydraulic chamber and the degree of air penetration change over time. However, in the above-described die cushion device, the natural frequency can be adjusted by changing the volume of the hydraulic chamber even after the design stage (after mechanical assembly), so that the natural frequency becomes a specific value as appropriate. Can be adjusted as follows.

本発明のダイクッション装置においては、ピストンに液量調整用ブロックを取付けるための取付け部が設けられており、液量調整用ブロックを取付け部に取付けることにより、油圧室の容積の調整を容易に行うことができる。
また、油圧室には該油圧室内に連通する外部チャンバーが取付けられており、該外部チャンバーのチャンバー用ピストンを摺動させることにより、油圧室の容積の調整を容易に行うことができる。
In the die cushion device of the present invention, the piston is provided with an attachment portion for attaching the fluid amount adjusting block to the piston. By attaching the fluid amount adjusting block to the attachment portion, the volume of the hydraulic chamber can be easily adjusted. It can be carried out.
In addition, an external chamber communicating with the hydraulic chamber is attached to the hydraulic chamber, and the volume of the hydraulic chamber can be easily adjusted by sliding a piston for the chamber of the external chamber.

本発明のダイクッション装置において、油圧室に調圧用の油圧ポンプユニットが設けられている場合、油圧室の油圧を調整できる。これにより、固有振動数の微調整が可能である。   In the die cushion device of the present invention, when a hydraulic pump unit for regulating pressure is provided in the hydraulic chamber, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber can be adjusted. As a result, the natural frequency can be finely adjusted.

本発明のダイクッション装置において、油圧室に該油圧室内に連通する過負荷防止弁が設けられていると、加工圧に基づく過負荷が生じた場合、油圧室に充填された液を過負荷防止弁から流出させることにより、例えば、プレス機械の駆動を停止させることでプレス機械の故障を抑制することができる。また、加工圧に基づく過負荷が収束した場合、過負荷防止弁から液を油圧室に流入させることにより、液が油圧室に容易に復帰するので、再びプレス機械を駆動させることが容易となる。   In the die cushion device of the present invention, when an overload prevention valve communicating with the hydraulic chamber is provided in the hydraulic chamber, the overfilling of the fluid filled in the hydraulic chamber is prevented when an overload based on the processing pressure occurs. By letting it flow out of the valve, for example, the failure of the press machine can be suppressed by stopping the drive of the press machine. Further, when the overload based on the processing pressure converges, the liquid is easily returned to the hydraulic chamber by flowing the liquid from the overload prevention valve into the hydraulic chamber, so that it becomes easy to drive the press machine again. .

本発明のダイクッション装置においては、上方付勢装置がエアーシリンダ及びラックピニオン機構であり、駆動源がサーボモータである場合、如何なる仕様、条件においても最適な機械特性を実現することが可能となる。すなわち、サーボモータを用いたサーボダイクッション装置において、プレス時のプレス機械及びサーボダイクッション装置の固有振動数を調整することにより、制御精度及び成形性が向上し、対応可能な成形条件の拡大を図ることが可能となる。   In the die cushion device of the present invention, when the upper urging device is an air cylinder and a rack and pinion mechanism, and the drive source is a servo motor, it is possible to achieve optimum mechanical characteristics under any specifications and conditions. . That is, in the servo die cushion device using a servo motor, the control frequency and formability are improved by adjusting the natural frequency of the press machine and servo die cushion device during pressing, and the corresponding molding conditions can be expanded. It becomes possible to plan.

図1は、第1実施形態に係るダイクッション装置を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a die cushion device according to a first embodiment. 図2は、第1実施形態に係るダイクッション装置の油圧室を示す部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view showing a hydraulic chamber of the die cushion device according to the first embodiment. 図3は、第2実施形態に係るダイクッション装置の油圧室を示す部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view showing a hydraulic chamber of the die cushion device according to the second embodiment.

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

本発明に係るダイクッション装置は、シートをプレスする時の下方への加工圧に対抗して、クッション圧をシートの周縁に付勢するための装置である。なお、本発明において、「加工圧」とは、プレス機械でシートをプレスする際のシートに伝わる下方への圧力を意味する。かかる加工圧はシートの形状、プレスの速さによって適宜決定される。また、「クッション圧」とは、加工圧に対応してシートを上方に付勢する圧力を意味する。   The die cushion device according to the present invention is a device for biasing the cushion pressure toward the periphery of the seat against the processing pressure downward when the seat is pressed. In the present invention, “working pressure” means a downward pressure transmitted to a sheet when the sheet is pressed by a press machine. Such processing pressure is appropriately determined depending on the shape of the sheet and the speed of pressing. The “cushion pressure” means a pressure that biases the seat upward in accordance with the processing pressure.

また、本発明において、「固有振動数」とは、プレス時の振動により検出される特定の振動を意味し、具体的には、プレス機械及びダイクッション装置による固有の振動数を意味する。   Further, in the present invention, the “natural frequency” means a specific vibration detected by the vibration during pressing, and specifically means a specific frequency by the press machine and the die cushion device.

[第1実施形態]
まず、本発明のダイクッション装置の第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態に係るダイクッション装置を示す概略断面図である。
図1に示すように、第1実施形態に係るダイクッション装置100は、クッションパッド11と、該クッションパッド11に設けられた油圧室16と、該油圧室16の壁面を摺動可能なピストン15bと、該ピストン15bに当接された支柱ロッド12と、該支柱ロッド12の中腹部に設けられクッションパッド11を上方に付勢する上方付勢装置であるエアーシリンダ13と、支柱ロッド12の下部に設けられクッションパット11を上方に付勢する上方付勢装置であるラックピニオン機構14と、ラックピニオン機構14を駆動させるための駆動源であるサーボモータ17と、を備える。
また、油圧室16には、油圧室16内に連通する過負荷防止弁20と、調圧用の油圧ポンプユニット21とが設けられている。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the die cushion device of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a die cushion device according to a first embodiment.
As shown in FIG. 1, the die cushion device 100 according to the first embodiment includes a cushion pad 11, a hydraulic chamber 16 provided in the cushion pad 11, and a piston 15 b that can slide on the wall surface of the hydraulic chamber 16. A support rod 12 in contact with the piston 15b, an air cylinder 13 that is an upper biasing device provided on the middle of the support rod 12 and biases the cushion pad 11 upward, and a lower portion of the support rod 12 And a rack and pinion mechanism 14 that is an upper biasing device that biases the cushion pad 11 upward, and a servo motor 17 that is a drive source for driving the rack and pinion mechanism 14.
The hydraulic chamber 16 is provided with an overload prevention valve 20 communicating with the hydraulic chamber 16 and a pressure adjusting hydraulic pump unit 21.

ダイクッション装置100においては、後述する油圧室16の容積を変動可能なものとし、これにより、プレス時の固有振動数を調整可能としたものである。
プレス時の固有振動数は、例えば3〜9Hzとすることが好ましい。この場合、ダイクッション装置のクッション圧の応答性が優れると同時に、ダイクッション装置への衝撃を十分に緩和させることができる。
また、かかる固有振動数は、プレス機械及びダイクッション装置の構造、大きさ、油圧室の油の性状等によって変動するが、ダイクッション装置100は、油圧室16の容積を変動可能としているので、適宜、固有振動数が上記範囲内となるように調整することが可能である。
In the die cushion device 100, the volume of a hydraulic chamber 16, which will be described later, can be changed, and thereby the natural frequency during pressing can be adjusted.
The natural frequency during pressing is preferably 3 to 9 Hz, for example. In this case, the cushioning pressure response of the die cushion device is excellent, and at the same time, the impact on the die cushion device can be sufficiently reduced.
Further, the natural frequency varies depending on the structure and size of the press machine and the die cushion device, the property of the oil in the hydraulic chamber, etc., but the die cushion device 100 allows the volume of the hydraulic chamber 16 to be varied. The natural frequency can be adjusted as appropriate within the above range.

図2は、第1実施形態に係るダイクッション装置の油圧室を示す部分拡大図である。
図2に示すように、第1実施形態に係るダイクッション装置100においては、クッションパッド11に設けられた油圧室16と、油圧室16の上面を封止するキャップ15aと、油圧室16の壁面を摺動するピストン15bと、を備える。なお、油圧室16には油が充填されている。
FIG. 2 is a partially enlarged view showing a hydraulic chamber of the die cushion device according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, in the die cushion device 100 according to the first embodiment, the hydraulic chamber 16 provided in the cushion pad 11, a cap 15 a that seals the upper surface of the hydraulic chamber 16, and the wall surface of the hydraulic chamber 16 And a piston 15b that slides. The hydraulic chamber 16 is filled with oil.

ここで、ピストン15bには液量調整用ブロック22を取付けるための取付け部22aがピストン15bの上端に設けられており、液量調整用ブロック22を取付け部22aに取付けることにより、油圧室16の容積が変動するようになっている。なお、液量調整用ブロック22を取り付ける際には、キャップ15aが外され、上方から液量調整用ブロック22が取付け部22aに挿入される。
また、液量調整用ブロック22を取付け部22aに取付ける枚数を増やすことにより、油圧室16の容積を徐々に小さくすることができる。
Here, the piston 15b is provided with an attaching portion 22a for attaching the liquid amount adjusting block 22 at the upper end of the piston 15b. By attaching the liquid amount adjusting block 22 to the attaching portion 22a, the hydraulic chamber 16 The volume changes. When attaching the liquid amount adjusting block 22, the cap 15a is removed, and the liquid amount adjusting block 22 is inserted into the attaching portion 22a from above.
Further, the volume of the hydraulic chamber 16 can be gradually reduced by increasing the number of the liquid amount adjusting blocks 22 attached to the attachment portion 22a.

液量調整用ブロック22は、ピンPでピストン15bの取付け部22aに固定される。なお、液量調整用ブロック22が複数積層されている場合は、それぞれの液量調整用ブロック22をピンPで貫通させ、ピストン15bに同時に固定される。   The liquid amount adjusting block 22 is fixed to the mounting portion 22a of the piston 15b with a pin P. When a plurality of liquid amount adjusting blocks 22 are stacked, each liquid amount adjusting block 22 is penetrated by a pin P and fixed to the piston 15b at the same time.

これにより、油圧室16に充填された油の特性(硬さ)による固有振動数の調整だけでなく、油圧室16自体の容積の変動による固有振動数の調整をすることが可能となる。例えば、液量調整用ブロック22を取付けた場合は、液量調整用ブロック22を取付けない場合と比較して、油圧室16内の液量が少なくなる(油圧室16内の容積が小さくなる)ので、固有振動数が上昇する。したがって、固有振動数を大きくしたい場合は、液量調整用ブロック22の取り付け枚数を増やせばよい。   As a result, not only the natural frequency can be adjusted based on the characteristics (hardness) of the oil filled in the hydraulic chamber 16, but also the natural frequency can be adjusted based on the change in the volume of the hydraulic chamber 16 itself. For example, when the liquid amount adjusting block 22 is attached, the liquid amount in the hydraulic chamber 16 is smaller (the volume in the hydraulic chamber 16 is smaller) than when the liquid amount adjusting block 22 is not attached. As a result, the natural frequency increases. Therefore, when it is desired to increase the natural frequency, it is sufficient to increase the number of attached liquid quantity adjusting blocks 22.

図1に戻り、ダイクッション装置100は、上方付勢装置としてエアーシリンダ13及びラックピニオン機構14を備えている。このため、プレス時に下方への加工圧が生じると、これらの上方付勢装置によるクッション圧が加工圧に対抗することになる。
このとき、ダイクッション装置100においては、エアーシリンダ13を備えている分だけラックピニオン機構14に必要なクッション圧が小さくなるので、ラックピニオン機構14やサーボモータ17の小型化又はラックピニオン機構14や減速機18の長寿命化が可能となり、メンテナンスも容易となる。
また、エアーシリンダ13とラックピニオン機構14とが同一軸上にクッション圧を発生させるようになっているので、正確なフルクローズトループ制御が可能であり、ダイクッション装置100のクッション圧の精度が向上することになる。
Returning to FIG. 1, the die cushion device 100 includes an air cylinder 13 and a rack and pinion mechanism 14 as an upward biasing device. For this reason, when a downward processing pressure is generated during pressing, the cushion pressure by these upper biasing devices opposes the processing pressure.
At this time, in the die cushion device 100, the cushion pressure required for the rack and pinion mechanism 14 is reduced by the amount of the air cylinder 13, so that the rack and pinion mechanism 14 and the servo motor 17 can be downsized or the rack and pinion mechanism 14 and the like. The service life of the reduction gear 18 can be extended, and maintenance is facilitated.
Moreover, since the air cylinder 13 and the rack and pinion mechanism 14 generate cushion pressure on the same axis, accurate full-closed loop control is possible, and the cushion pressure accuracy of the die cushion device 100 is improved. Will do.

エアーシリンダ13は、支柱ロッド12の中腹に位置し、内部には空気が充填され密閉された状態となっている。これにより、クッションパッド11をエアー圧で支持している。
また、エアーシリンダ13内部の空気が、流出入可能となるようにエアータンク19が設けられている。すなわち、エアータンク19からの空気の流出入によって、エアーシリンダ13のクッション圧が略一定に調整される。
The air cylinder 13 is located in the middle of the support rod 12 and is filled with air and sealed. Thereby, the cushion pad 11 is supported by the air pressure.
An air tank 19 is provided so that air inside the air cylinder 13 can flow in and out. That is, the cushion pressure of the air cylinder 13 is adjusted to be substantially constant by the inflow and outflow of air from the air tank 19.

ここで、エアーシリンダ13によるクッション圧は、加工の進行とともに押下されるに従い、内部の空気圧の上昇に伴って高くなる。
そうすると、支柱ロッド12から上部の可動部の重量に伴う慣性力と、空気圧の上昇によるクッション力の増加分が相殺されるので、加工の終末段階において、可動部の慣性力によるクッション力の低下を防止することができる。更に、エアーシリンダ13にエアータンク19からの空気が流出入することによって、支柱ロッド12から上部の可動部の重量に対抗して作用するクッション力の増加が過度にならないようにしている。なお、支柱12から上部の可動部の重量をシリンダクッション圧に負担させると、上方付勢装置には、プレス時の下方への変動加工圧が加わるだけとなる。
Here, the cushion pressure by the air cylinder 13 increases as the internal air pressure rises as it is pushed down as the processing proceeds.
As a result, the inertial force accompanying the weight of the upper movable part from the support rod 12 cancels out the increase in the cushioning force due to the increase in air pressure. Therefore, at the final stage of processing, the cushioning force is reduced by the inertial force of the movable part. Can be prevented. Furthermore, the air from the air tank 19 flows into and out of the air cylinder 13 so that the cushion force acting against the weight of the upper movable part from the support rod 12 does not increase excessively. Note that if the weight of the upper movable portion from the support column 12 is borne by the cylinder cushion pressure, the upper biasing device is only subjected to the downward varying processing pressure during pressing.

ラックピニオン機構14は、ラック14aと、該ラック14aに噛合されるピニオン軸14bとからなる。
ラック14aは、支柱12の下端に接続されており、支柱12と共に上下移動するようになっている。
一方、ピニオン軸14bは、ラック14aに噛合されると共に、サーボモータ17に接続されている。
すなわち、ラックピニオン機構14は、サーボモータ17により駆動される。
The rack and pinion mechanism 14 includes a rack cage 14a and a pinion shaft 14b meshed with the rack cage 14a.
The rack cage 14 a is connected to the lower end of the column 12 and moves up and down together with the column 12.
On the other hand, the pinion shaft 14 b is meshed with the rack cage 14 a and is connected to the servo motor 17.
That is, the rack and pinion mechanism 14 is driven by the servo motor 17.

ラックピニオン機構14は、ボールネジのように軸が回転しないので、回転慣性力が小さくて済み、さらに、加減速性能に優れるので、正確なクッション力を瞬時に発揮できる。
また、ダイクッション装置100においては、エアーシリンダ13を備えているので、ラックピニオン機構14のラック14aとピニオン軸14bとの噛み合わせ位置に加わる加工圧が小さくなる。このため、歯間の摩耗が少なくなり、ラックピニオン機構14のガタ付きも生じ難く、ラックピニオン機構14の寿命が長くなる。
Since the rack and pinion mechanism 14 does not rotate like a ball screw, the rotation inertia force is small and the acceleration / deceleration performance is excellent, so that an accurate cushioning force can be instantly exhibited.
In addition, since the die cushion device 100 includes the air cylinder 13, the processing pressure applied to the meshing position between the rack rod 14a and the pinion shaft 14b of the rack and pinion mechanism 14 is reduced. For this reason, wear between the teeth is reduced, the backlash of the rack and pinion mechanism 14 hardly occurs, and the life of the rack and pinion mechanism 14 is extended.

本実施形態に係るダイクッション装置100においては、上方付勢装置がエアーシリンダ13及びラックピニオン機構14であり、駆動源がサーボモータ17であるので、如何なる仕様、条件においても最適な機械特性を実現することが可能となる。すなわち、サーボモータ17を用いたサーボダイクッション装置において、プレス時の固有振動数を制御することにより、制御精度及び成形性が向上し、対応可能な成形条件の拡大を図ることが可能となる。   In the die cushion device 100 according to the present embodiment, the upper urging device is the air cylinder 13 and the rack and pinion mechanism 14, and the drive source is the servo motor 17, so that optimum mechanical characteristics are realized under any specifications and conditions. It becomes possible to do. That is, in the servo die cushion device using the servo motor 17, by controlling the natural frequency at the time of pressing, the control accuracy and formability are improved, and the corresponding molding conditions can be expanded.

ダイクッション装置100は、油圧室16に調圧用の油圧ポンプユニット21が設けられている。このため、油圧室16の油圧を調整できる。これにより、上述した油圧室16の容積によるダイクッション装置の固有振動数の調整に加え、油圧ポンプユニット21によるダイクッション装置の固有振動数の微調整が可能となる。   In the die cushion device 100, a hydraulic pump unit 21 for pressure adjustment is provided in the hydraulic chamber 16. For this reason, the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 16 can be adjusted. Thereby, in addition to the adjustment of the natural frequency of the die cushion device by the volume of the hydraulic chamber 16 described above, the natural frequency of the die cushion device by the hydraulic pump unit 21 can be finely adjusted.

ダイクッション装置100は、油圧室16に該油圧室16内に連通する過負荷防止弁20が設けられている。このため、加工圧に基づく過負荷が生じた場合、油圧室に充填された液を過負荷防止弁から流出させることにより、例えば、プレス機械の駆動を停止させることでプレス機械の故障を抑制することができる。また、加工圧に基づく過負荷が収束した場合、過負荷防止弁から液を油圧室に流入させることにより、液が油圧室に容易に復帰するので、再びプレス機械を駆動させることが容易となる。   In the die cushion device 100, an overload prevention valve 20 communicating with the hydraulic chamber 16 is provided in the hydraulic chamber 16. For this reason, when an overload based on the processing pressure occurs, the liquid filled in the hydraulic chamber is caused to flow out of the overload prevention valve, for example, to suppress the press machine failure by stopping the press machine drive. be able to. Further, when the overload based on the processing pressure converges, the liquid is easily returned to the hydraulic chamber by flowing the liquid from the overload prevention valve into the hydraulic chamber, so that it becomes easy to drive the press machine again. .

本実施形態に係るダイクッション装置100においては、まず、図示しないワークがプレスされる。
その時の加工圧がダイクッション装置100に伝わると、ダイクッション装置100の可動部であるクッションパッド11及び支柱ロッド12が下方に移動する。
In the die cushion device 100 according to the present embodiment, first, a workpiece (not shown) is pressed.
When the processing pressure at that time is transmitted to the die cushion device 100, the cushion pad 11 and the support rod 12 which are movable parts of the die cushion device 100 move downward.

ここで、クッションパッド11と支柱ロッド12との間には、油圧室16が設けられているので、上記加工圧は、クッションパッド11から油圧室16に伝わる。このとき、ダイクッション装置100においては、油圧室16の容積を変動させることによってダイクッション装置の固有振動数が調整されているので、油圧室16の下方の支柱ロッド12、エアーシリンダ13、ラックピニオン機構14及びサーボモータ17への加工圧による衝撃を十分に緩和させることができる。   Here, since the hydraulic chamber 16 is provided between the cushion pad 11 and the support rod 12, the processing pressure is transmitted from the cushion pad 11 to the hydraulic chamber 16. At this time, in the die cushion device 100, since the natural frequency of the die cushion device is adjusted by changing the volume of the hydraulic chamber 16, the support rod 12, the air cylinder 13, the rack pinion below the hydraulic chamber 16 are adjusted. The impact due to the processing pressure on the mechanism 14 and the servo motor 17 can be sufficiently mitigated.

一方、ダイクッション装置100においては、エアーシリンダ13とラックピニオン機構14とによるクッション圧が油圧室16に伝わる。このとき、ダイクッション装置100においては、油圧室16の容積を変動させることにより固有振動数が調整されているので、上述した正確なフルクローズトループ制御によりクッション圧の精度をより確実に向上させることができる。   On the other hand, in the die cushion device 100, the cushion pressure generated by the air cylinder 13 and the rack and pinion mechanism 14 is transmitted to the hydraulic chamber 16. At this time, in the die cushion device 100, since the natural frequency is adjusted by changing the volume of the hydraulic chamber 16, the accuracy of the cushion pressure is more reliably improved by the accurate full-closed loop control described above. Can do.

したがって、ダイクッション装置100においては、ワークへのプレスが連続して繰り返されたとしても、ダイクッション装置のクッション圧の精度が優れると同時に、ダイクッション装置への衝撃を十分に緩和させることができる。   Therefore, in the die cushion device 100, even if the press on the workpiece is continuously repeated, the accuracy of the cushion pressure of the die cushion device is excellent and the impact on the die cushion device can be sufficiently reduced. .

[第2実施形態]
次に、本発明のダイクッション装置の第2実施形態について説明する。
第2実施形態に係るダイクッション装置は、油圧室の構造が異なること以外は、第1実施形態に係るダイクッション装置100と同じである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the die cushion device of the present invention will be described.
The die cushion device according to the second embodiment is the same as the die cushion device 100 according to the first embodiment except that the structure of the hydraulic chamber is different.

図3は、第2実施形態に係るダイクッション装置の油圧室を示す部分拡大図である。
図3に示すように、第2実施形態に係るダイクッション装置においては、クッションパッド11に設けられた油圧室16と、油圧室16の壁面を摺動するピストン15bと、油圧室16内の油が流出入可能となるように連通された外部チャンバー30と、を備える。なお、油圧室16には油が充填されている。
FIG. 3 is a partially enlarged view showing a hydraulic chamber of the die cushion device according to the second embodiment.
As shown in FIG. 3, in the die cushion device according to the second embodiment, the hydraulic chamber 16 provided in the cushion pad 11, the piston 15 b sliding on the wall surface of the hydraulic chamber 16, and the oil in the hydraulic chamber 16 And an external chamber 30 communicated so as to be able to flow in and out. The hydraulic chamber 16 is filled with oil.

外部チャンバー30は、チャンバー用シリンダ30aと、チャンバー用ピストン30bと、該チャンバー用ピストン30bに当接され、チャンバー用シリンダ30aに螺合されたボールネジ30cと、からなる。
外部チャンバー30においては、ボールネジ30cを回転させることにより、チャンバー用ピストン30bが、チャンバー用シリンダ30aの壁面を摺動可能となっている。なお、ボールネジ30cの回転は、手動であっても電動であってもよい。
The external chamber 30 includes a chamber cylinder 30a, a chamber piston 30b, and a ball screw 30c that is in contact with the chamber piston 30b and screwed into the chamber cylinder 30a.
In the external chamber 30, by rotating the ball screw 30c, the chamber piston 30b can slide on the wall surface of the chamber cylinder 30a. The rotation of the ball screw 30c may be manual or electric.

外部チャンバー30のチャンバー用シリンダ30aとチャンバー用ピストン30bとにより形成される外部油圧室36には、油が充填されており、配管31を通じて油圧室16に連通されている。すなわち、油圧室16には該油圧室16内に連通する外部チャンバー30が取付けられており、該外部チャンバー30のチャンバー用ピストン30bを摺動させることにより、油圧室16と配管31と外部油圧室36との合計の容積が変動可能となっている。   The external hydraulic chamber 36 formed by the chamber cylinder 30 a and the chamber piston 30 b of the external chamber 30 is filled with oil and communicated with the hydraulic chamber 16 through the pipe 31. That is, an external chamber 30 communicating with the inside of the hydraulic chamber 16 is attached to the hydraulic chamber 16, and by sliding the chamber piston 30 b of the external chamber 30, the hydraulic chamber 16, the pipe 31, and the external hydraulic chamber are provided. The total volume with 36 can be changed.

これにより、油圧室16に充填された油の特性(硬さ)による固有振動数の調整だけでなく、油圧室16自体の容積の変動による固有振動数の調整をすることが可能となる。例えば、外部チャンバー30の外部油圧室36を小さくした場合、油圧室16と配管31と外部油圧室36との合計の液量が少なくなる(油圧室16内と配管31と外部油圧室36内との合計の容積が小さくなる)ので、ダイクッション装置100の固有振動数が上昇する。したがって、ダイクッション装置100の固有振動数を大きくしたい場合は、外部チャンバー30の外部油圧室36の容積を小さくすればよい。   As a result, not only the natural frequency can be adjusted based on the characteristics (hardness) of the oil filled in the hydraulic chamber 16, but also the natural frequency can be adjusted based on the change in the volume of the hydraulic chamber 16 itself. For example, when the external hydraulic chamber 36 of the external chamber 30 is made small, the total amount of liquid in the hydraulic chamber 16, the pipe 31, and the external hydraulic chamber 36 is reduced (in the hydraulic chamber 16, the pipe 31, and the external hydraulic chamber 36). Therefore, the natural frequency of the die cushion device 100 increases. Therefore, in order to increase the natural frequency of the die cushion device 100, the volume of the external hydraulic chamber 36 of the external chamber 30 may be reduced.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、本実施形態に係るダイクッション装置100においては、上方付勢装置として、エアーシリンダ13及びラックピニオン機構14の2種類を用いているが、これらの代わりにボールネジ等を用いてもよく、上方付勢装置の種類や数は限定されない。   For example, in the die cushion device 100 according to the present embodiment, two types of air cylinder 13 and rack and pinion mechanism 14 are used as the upper urging device, but a ball screw or the like may be used instead of these. The type and number of urging devices are not limited.

第1実施形態に係るダイクッション装置100において、液量調整用ブロック22の形状(大きさ)、材質は、圧力に耐えうるものであれば特に限定されない。   In the die cushion device 100 according to the first embodiment, the shape (size) and material of the liquid amount adjusting block 22 are not particularly limited as long as they can withstand pressure.

第2実施形態に係るダイクッション装置において、チャンバー用ピストン30bは、ボールネジ30cによって、移動するようになっているが、ボールネジ30cに限定されず、ラックピニオン機構やエアーシリンダ等であってもよい。   In the die cushion device according to the second embodiment, the chamber piston 30b is moved by the ball screw 30c, but is not limited to the ball screw 30c, and may be a rack and pinion mechanism, an air cylinder, or the like.

本発明のダイクッション装置は、シートをプレスするプレス機械に用いられる。本発明のダイクッション装置を用いることにより、クッション圧の応答性が優れると同時に、ダイクッション装置への衝撃を十分に緩和させることができる。   The die cushion device of the present invention is used in a press machine that presses a sheet. By using the die cushion device of the present invention, the cushion pressure response is excellent, and at the same time, the impact on the die cushion device can be sufficiently reduced.

11・・・クッションパッド
12・・・支柱ロッド
13・・・エアーシリンダ
14・・・ラックピニオン機構
14a・・・ラック
14b・・・ピニオン軸
15a・・・キャップ
15b・・・ピストン
16・・・油圧室
17・・・サーボモータ
18・・・減速機
19・・・エアータンク
20・・・過負荷防止弁
21・・・油圧ポンプユニット
22・・・液量調整用ブロック
22a・・・取付け部
30・・・外部チャンバー
30a・・・チャンバー用シリンダ
30b・・・チャンバー用ピストン
30c・・・ボールネジ
31・・・配管
36・・・外部油圧室
100・・・ダイクッション装置

DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Cushion pad 12 ... Support rod 13 ... Air cylinder 14 ... Rack and pinion mechanism 14a ... Rack hook 14b ... Pinion shaft 15a ... Cap 15b ... Piston 16 ...・ Hydraulic chamber 17 ... Servo motor 18 ... Reduction gear 19 ... Air tank 20 ... Overload prevention valve 21 ... Hydraulic pump unit 22 ... Liquid amount adjustment block 22a ... Installation Part 30 ... External chamber 30a ... Cylinder for cylinder 30b ... Piston for chamber 30c ... Ball screw 31 ... Pipe 36 ... External hydraulic chamber 100 ... Die cushion device

Claims (3)

プレス時の下方への加工圧に対抗してクッション圧を発揮するダイクッション装置であって、
クッションパッドと、
該クッションパッドに設けられた油圧室と、
該油圧室の壁面を摺動可能なピストンと、
該ピストンに当接された支柱ロッドと、
該支柱ロッドに設けられ前記クッションパッドを上方に付勢する上方付勢装置と、
該上方付勢装置を駆動させるための駆動源と、
を備え、
前記油圧室の容積が変動可能となっており、
前記油圧室には該油圧室内に連通する外部チャンバーが取付けられており、
該外部チャンバーのチャンバー用ピストンを摺動させることにより、前記油圧室の容積が変動可能となっているダイクッション装置。
A die cushion device that exerts cushion pressure against the downward processing pressure during pressing,
Cushion pad,
A hydraulic chamber provided in the cushion pad;
A piston slidable on the wall of the hydraulic chamber;
A support rod abutted against the piston;
An upper biasing device that is provided on the support rod and biases the cushion pad upward;
A drive source for driving the upper biasing device;
With
The volume of the hydraulic chamber is variable ,
An external chamber that communicates with the hydraulic chamber is attached to the hydraulic chamber,
A die cushion device in which the volume of the hydraulic chamber is variable by sliding a chamber piston of the external chamber.
前記油圧室には調圧用の油圧ポンプユニットが設けられている請求項1記載のダイクッション装置。   2. The die cushion device according to claim 1, wherein a hydraulic pump unit for regulating pressure is provided in the hydraulic chamber. 前記油圧室には該油圧室内に連通する過負荷防止弁が設けられている請求項1記載のダイクッション装置。   The die cushion device according to claim 1, wherein the hydraulic chamber is provided with an overload prevention valve communicating with the hydraulic chamber.
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