JP7175870B2 - ダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法 - Google Patents
ダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7175870B2 JP7175870B2 JP2019192547A JP2019192547A JP7175870B2 JP 7175870 B2 JP7175870 B2 JP 7175870B2 JP 2019192547 A JP2019192547 A JP 2019192547A JP 2019192547 A JP2019192547 A JP 2019192547A JP 7175870 B2 JP7175870 B2 JP 7175870B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cushion
- die cushion
- die
- drive shaft
- controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
- B21D37/10—Die sets; Pillar guides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
- B21D24/02—Die-cushions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
- B21D24/10—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
Description
図1は、本発明が適用されるプレス機械の構成例を示す図である。
図1はダイクッション装置の機械的な要部を示し、図2は本発明に係るダイクッション装置の全体構成を示す図である。
各駆動軸に作用するダイクッション荷重は、油圧シリンダの上昇側油圧室の圧力とシリンダ面積の積で表すことができるため、ダイクッション荷重を制御することは、油圧シリンダの上昇側油圧室の圧力を制御することを意味する。
油圧シリンダ・上昇側油圧室の体積:V
ダイクッション圧:P
サーボモータトルク:T
サーボモータの慣性モーメント:I
サーボモータの粘性抵抗係数:DM
サーボモータの摩擦トルク:fM
油圧モータの押し退け容積:Q
スライドから油圧シリンダのピストンロッドに加わる力:Fslide
プレスに押されて発生するクッションパッド速度:v
油圧シリンダのピストンロッド+クッションパッドの慣性質量:M
油圧シリンダの粘性抵抗係数:DS
油圧シリンダの摩擦力:fS
圧油に押されて回転するサーボモータ角速度:ω
作動油の体積弾性係数:K
比例定数:k1、k2
とすると、静的な挙動は、[数1]式及び[数2]式で表すことができる。
P=∫K((v・A-3k1Q・ω)/V)dt
[数2]
T=k2・PQ/(2π)
また、動的な挙動は、[数1]式、[数2]式に加えて、[数3]式、[数4]式で表すことができる。
PA-F=M・dv/dt+DS・v+fS
[数4]
T-k2・PQ/(2π)=I・dω/dt+DM・ω+fM
上記[数1]式~[数4]式が意味するもの、即ち、スライド110からクッションパッド210を介して油圧シリンダの駆動軸に伝わった力は、油圧シリンダの上昇側油圧室を圧縮し、ダイクッション圧力を発生させる。同時に、ダイクッション圧力によって油圧ポンプ/モータ(P/M1~P/M3)を油圧モータ作用させ、この油圧ポンプ/モータ(P/M1~P/M3)に発生する回転軸トルクがサーボモータ(SM1~SM3)の駆動トルクに抗じたところで、サーボモータ(SM1~SM3)を回転させ、圧力の上昇が抑制される。結局、ダイクッション圧(ダイクッション荷重)は、サーボモータ(SM1~SM3)の駆動トルクに応じて決定される。
今、自動車のボディーを生産するプレス機械のタンデムラインにおいて、ある車種のあるボディー部位の部品(No.5)が、プレス機械100及びダイクッション装置200(図1、図2)等を使用して生産されているものとする。
本発明は、特定のダイクッション荷重制御を実行し、例えば、状況Xにおいて、左右部品の同時(2個取り)生産の場合、左側の金型120Lのみを引き続き使用し、左部品だけを良好に生産可能にし、余分な右部品は同時に生産しなくて済むようにすることにある(状況Z)。
図7は、図2に示したダイクッション装置200におけるダイクッション制御装置の実施形態を示すブロック図である。尚、ダイクッション制御装置におけるダイクッション荷重制御に関しては、状況Xのために金型120Lにより左部品のみを生産する場合の特定のダイクッション荷重制御を行う場合について説明する。
次に、図8から図12を参照しながら、ダイクッション装置200の作用について説明する。尚、図8から図12は、左部品だけを生産する場合(状況Zの場合)の、成形(ダイクッション荷重制御)工程と製品ノックアウト工程における、主要物理量を経過時間に対して示した図である。
図8等に示す2.3秒付近では、クッションパッドは、クッションピンを介して左右それぞれの下型内-ブランクホルダを、ダイクッション開始スライド位置200mmに保持している。左のブランクホルダ上には材料を搭載し、右のブランクホルダ上には材料を搭載しない状態で待機している。
図13に示すように、2.55秒付近では、クッションパッドは、成形開始時に左側の上型120LUと下型120LD-ブランクホルダ202Lが材料10Lを介して衝突する際の衝撃を緩和する為に、下方に僅かに加速している。
図11に示すように2.6秒~3.41秒付近では、クッションパッドの左側にはダイクッション荷重が作用し、左部品の成形が進展する。クッションパッドの右側には、クッションパッドが左右方向に傾かないよう均衡を維持する操作力がダイクッション位置制御により作用する。
図8等に示す3.41秒付近以降では、クッションパッドは、ダイクッション位置制御により成形後の製品を搭載し、所定の(予め設定された)ノックアウト速度で、ダイクッション開始スライド位置(待機位置)まで、上昇(ノックアウト動作)する。
図15は、本発明に係るダイクッション装置の制御方法の実施形態を示すフローチャートである。
本実施形態では、ダイクッション操作画面で“左側のみ生産”ボタンを押すことで、特定のダイクッション荷重制御工程中に左前、左後、右前、右後の4つの駆動軸のうちのいずれの駆動軸をダイクッション荷重制御を行う第1の駆動軸とするか、又はダイクッション荷重制御を行わない第2の駆動軸(ダイクッション位置制御を行う第2の駆動軸)とするかを手動で選択し、その選択結果によりトルク指令選択器360、位置指令選択器310での選択が行われるようにしたが、これに限らず、第1の駆動軸又は第2の駆動軸の選択(認識)は、クッションパッド待機(位置制御)中に各駆動軸に対応する油圧シリンダの圧力を比較演算し、金型-ブランクホルダの質量をいずれの駆動軸が負担しているか判断することよって、あるいはボルスタ上の各部位に(金型が装着されていることを検出する複数の)エリアセンサを装着し、それらの信号を比較演算し、金型が装着されているエリアを認識することによって、自動で行うことも可能である。
100 プレス機械
102 ベッド
103 ボルスタ
104 コラム
105 コンロッド
108 ガイド部
110 スライド
112 クランク軸
118 エンコーダ
120 金型
120' 金型
120L 金型
120LD 下型
120LU 上型
120R 金型
120RD 下型
120RU 上型
162 微分要素
200 ダイクッション装置
200mm ダイクッション開始スライド位置
202L、202R ブランクホルダ
204 クッションピン
210、210L、210R クッションパッド
220LF、220LB、220RF、220RB 油圧シリンダ
220LFa、220LBa、220RFa、220RBa ピストンロッド
224 ダイクッション位置検出器
232 配管
234 配管
252 アキュムレータ
253 リリーフ弁
258 角速度検出器
262 逆止弁
264 圧力検出器
300LB 左後ダイクッション制御器
300LF 左前ダイクッション制御器
300RB 右後ダイクッション制御器
300RF 右前ダイクッション制御器
302 ダイクッション位置指令器
304 ダイクッション位置制御器
306 ダイクッション荷重指令器
308 ダイクッション荷重制御器
310 位置指令選択器
320 位置制御器
322、331A~333A 減算器
324 位置制御補償器
330 安定化制御器
331B~333B 安定化制御補償器
341、342、343 加算器
350 フィードフォワード補償器
352 微分要素
354 位相進ませ補償要素
356 調整器
360 トルク指令選択器
P/M1~P/M3 油圧ポンプ/モータ
SM1~SM3 サーボモータ
SWf1、SWf2、SWpr、SWtr スイッチ
Claims (13)
- クッションパッドを支持する複数の駆動軸を有し、各駆動軸をそれぞれ駆動して前記クッションパッドを昇降動作させる複数のクッションパッド昇降手段と、
前記複数のクッションパッド昇降手段の各駆動軸をそれぞれ制御し、前記クッションパッドにダイクッション荷重を発生させるダイクッション荷重制御器と、
前記複数のクッションパッド昇降手段の各駆動軸をそれぞれ制御し、前記クッションパッドの位置を制御するダイクッション位置制御器と、
特定のダイクッション荷重制御工程中に、前記複数のクッションパッド昇降手段の駆動軸毎に独立して、前記ダイクッション荷重制御器によるダイクッション荷重制御を行う第1の駆動軸とするか、又は前記ダイクッション荷重制御器によるダイクッション荷重制御を行わない第2の駆動軸とするかを選択する選択器と、を備え、
前記特定のダイクッション荷重制御工程中に、前記ダイクッション荷重制御器は、前記選択器により選択された前記第1の駆動軸を制御し、前記ダイクッション位置制御器は、前記選択器により選択された前記第2の駆動軸を制御することを特徴とするダイクッション装置。 - 前記複数のクッションパッド昇降手段の各駆動軸の位置に対応する前記クッションパッドの昇降方向の位置を検出し、検出した位置を示す位置検出値をそれぞれ出力する複数のダイクッション位置検出器を備え、
前記特定のダイクッション荷重制御工程中に、前記ダイクッション位置制御器は、前記第1の駆動軸に対応する前記ダイクッション位置検出器により検出された位置検出値に基づいて、前記第2の駆動軸を制御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。 - 前記ダイクッション位置制御器は、前記第2の駆動軸に隣接する前記第1の駆動軸に対応するダイクッション位置検出器により検出された位置検出値を目標値として使用し、又は複数の前記第1の駆動軸に対応する複数のダイクッション位置検出器により検出された2以上の位置検出値の平均値を目標値として使用する請求項2に記載のダイクッション装置。
- 前記特定のダイクッション荷重制御工程中に、前記ダイクッション位置制御器は、前記目標値に対して±2mm以内になるように前記第2の駆動軸を制御することを特徴とする請求項3に記載のダイクッション装置。
- 前記複数のクッションパッド昇降手段は、それぞれ各駆動軸を駆動する複数のサーボモータを含み、
前記ダイクッション位置制御器は、前記目標値と前記第2の駆動軸に対応する前記ダイクッション位置検出器の位置検出値とに基づいて前記第2の駆動軸に対応するサーボモータのトルク指令信号を演算し、前記目標値に対して±2mm以内になるように前記目標値を時間で微分した信号に比例する信号、又はプレス機械のスライドの速度に比例する信号を、前記演算したトルク指令信号に加算することを特徴とする請求項4に記載のダイクッション装置。 - 前記複数のクッションパッド昇降手段は、それぞれ各駆動軸を駆動する複数のサーボモータを含み、
前記ダイクッション位置制御器は、前記目標値と前記第2の駆動軸に対応する前記ダイクッション位置検出器の位置検出値とに基づいて前記第2の駆動軸に対応するサーボモータのトルク指令信号を演算し、前記目標値に対して±2mm以内になるように前記目標値を時間で微分した信号に比例する信号、又はプレス機械のスライドの速度に比例する信号に位相進ませ補償要素を乗じた信号を、前記演算したトルク指令信号に加算することを特徴とする請求項4に記載のダイクッション装置。 - 前記複数のサーボモータの回転角速度をそれぞれ検出する複数の角速度検出器を備え、
前記ダイクッション位置制御器は、前記複数の角速度検出器によってそれぞれ検出される角速度信号を、角速度フィードバック信号として使用する安定化制御器を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載のダイクッション装置。 - 前記複数のクッションパッド昇降手段は、各駆動軸として機能するピストンロッドを含む複数の液圧シリンダと、前記複数の液圧シリンダのダイクッション荷重発生側加圧室に作動液を作用させる複数の液圧ポンプ/モータと、を備え、
前記複数のサーボモータは、前記複数の液圧ポンプ/モータに軸接続されることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載のダイクッション装置。 - クッションパッドを支持する複数の駆動軸を有し、各駆動軸をそれぞれ駆動して前記クッションパッドを昇降動作させる複数のクッションパッド昇降手段と、前記複数のクッションパッド昇降手段の各駆動軸を制御し、前記クッションパッドにダイクッション荷重を発生させるダイクッション荷重制御器と、前記複数のクッションパッド昇降手段の各駆動軸を制御し、前記クッションパッドの位置を制御するダイクッション位置制御器と、を備えたダイクッション装置の制御方法において、
特定のダイクッション荷重制御工程中に、前記複数のクッションパッド昇降手段の駆動軸毎に独立して、前記ダイクッション荷重制御器によるダイクッション荷重制御を行う第1の駆動軸とするか、又は前記ダイクッション荷重制御器によるダイクッション荷重制御を行わない第2の駆動軸とするかを選択器により選択するステップと、
前記特定のダイクッション荷重制御工程中に、前記ダイクッション荷重制御器により前記第1の駆動軸を制御するとともに、前記ダイクッション位置制御器により前記第2の駆動軸を制御するステップと、
を含むことを特徴とするダイクッション装置の制御方法。 - 前記ダイクッション装置は、複数のクッションパッド昇降手段の各駆動軸の位置に対応する前記クッションパッドの昇降方向の位置を検出し、検出した位置を示す位置検出値をそれぞれ出力する複数のダイクッション位置検出器を備え、
前記特定のダイクッション荷重制御工程中に、前記ダイクッション位置制御器は、前記第1の駆動軸に対応する前記ダイクッション位置検出器により検出された位置検出値に基づいて、前記第2の駆動軸を制御することを特徴とする請求項9に記載のダイクッション装置の制御方法。 - 前記ダイクッション位置制御器は、前記第2の駆動軸に隣接する前記第1の駆動軸に対応するダイクッション位置検出器により検出された位置検出値を目標値として使用し、又は複数の前記第1の駆動軸に対応する複数のダイクッション位置検出器により検出された2以上の位置検出値の平均値を目標値として使用する請求項10に記載のダイクッション装置の制御方法。
- 前記特定のダイクッション荷重制御工程中に、前記ダイクッション位置制御器は、前記目標値に対して±2mm以内になるように前記第2の駆動軸を制御することを特徴とする請求項11に記載のダイクッション装置の制御方法。
- 前記特定のダイクッション荷重制御工程は、前記クッションパッドの中心に対して金型が偏った位置に配置される場合のダイクッション荷重制御工程、又は前記複数の駆動軸のうちの一部の駆動軸上に材料が存在しない場合のダイクッション荷重制御工程を含むことを特徴とする請求項9から12のいずれか1項に記載のダイクッション装置の制御方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019192547A JP7175870B2 (ja) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | ダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法 |
US17/076,497 US11826810B2 (en) | 2019-10-23 | 2020-10-21 | Die cushion device and method for controlling die cushion device |
DE102020127815.2A DE102020127815A1 (de) | 2019-10-23 | 2020-10-22 | Ziehkissenvorrichtung und verfahren zur steuerung der ziehkissenvorrichtung |
CN202011152024.0A CN112692167A (zh) | 2019-10-23 | 2020-10-23 | 模具缓冲装置及模具缓冲装置的控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019192547A JP7175870B2 (ja) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | ダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021065903A JP2021065903A (ja) | 2021-04-30 |
JP2021065903A5 JP2021065903A5 (ja) | 2021-12-09 |
JP7175870B2 true JP7175870B2 (ja) | 2022-11-21 |
Family
ID=75379373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019192547A Active JP7175870B2 (ja) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | ダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11826810B2 (ja) |
JP (1) | JP7175870B2 (ja) |
CN (1) | CN112692167A (ja) |
DE (1) | DE102020127815A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI763528B (zh) * | 2021-06-09 | 2022-05-01 | 國立中興大學 | 應用伺服馬達於沖壓模墊之預加速參數設計方法及預加速控制方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014140871A (ja) | 2013-01-24 | 2014-08-07 | Aida Engineering Ltd | プレス機械のダイクッション装置及びダイクッション制御方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2512645B2 (ja) * | 1991-06-18 | 1996-07-03 | 浅井興産株式会社 | マルチダイクッションを有する絞り成形用プレス機 |
JP6059291B2 (ja) | 2015-06-03 | 2017-01-11 | アイダエンジニアリング株式会社 | プレス機械のダイクッション装置 |
-
2019
- 2019-10-23 JP JP2019192547A patent/JP7175870B2/ja active Active
-
2020
- 2020-10-21 US US17/076,497 patent/US11826810B2/en active Active
- 2020-10-22 DE DE102020127815.2A patent/DE102020127815A1/de active Pending
- 2020-10-23 CN CN202011152024.0A patent/CN112692167A/zh active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014140871A (ja) | 2013-01-24 | 2014-08-07 | Aida Engineering Ltd | プレス機械のダイクッション装置及びダイクッション制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102020127815A1 (de) | 2021-04-29 |
US11826810B2 (en) | 2023-11-28 |
US20210121932A1 (en) | 2021-04-29 |
CN112692167A (zh) | 2021-04-23 |
JP2021065903A (ja) | 2021-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5680121B2 (ja) | プレス機械のダイクッション装置及びダイクッション制御方法 | |
JP6059291B2 (ja) | プレス機械のダイクッション装置 | |
KR100478111B1 (ko) | 프레스 브레이크 및 프레스 브레이크에 있어서의 유압실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법 | |
JP7175870B2 (ja) | ダイクッション装置及びダイクッション装置の制御方法 | |
US10065386B2 (en) | Slide motion control apparatus for mechanical press | |
JP6356198B2 (ja) | プレス機械のダイクッション装置 | |
JP5995918B2 (ja) | プレス機械の横方向高剛性化装置 | |
US9586375B2 (en) | Press machine controller | |
EP2818310B1 (en) | Press machine | |
JP7140728B2 (ja) | プレス機械 | |
JP5606487B2 (ja) | 機械プレスのスライドモーション制御装置 | |
JP5801830B2 (ja) | 機械プレスのスライドモーション制御装置 | |
JP2009226451A (ja) | スライド傾き軽減装置 | |
JP5428948B2 (ja) | 油圧ダイクッション装置及びその制御方法 | |
JP2009101396A (ja) | プレス機械 | |
JP2022038228A (ja) | プレス装置及び制御方法 | |
JP5418154B2 (ja) | ダイクッション装置の制御装置及び方法 | |
JP2001321999A (ja) | プレス機械の金型の傾き補正方法およびプレス機械の金型傾き補正機構 | |
JP2633476B2 (ja) | 打抜液圧プレス | |
JP2011152568A (ja) | アクティブダンパーの制御装置及び制御方法 | |
JP5931770B2 (ja) | プレス装置 | |
JP5440209B2 (ja) | 油圧ダイクッション装置の制御装置及び制御方法 | |
JP2023060635A (ja) | 平衡装置、および、成形機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211008 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211026 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220720 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220722 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220909 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221102 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221109 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7175870 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |