JPH01266997A - パンチプレス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、パンチプレスに関し、特に、低騒音、低振動
で打抜加工及び絞り加工を行うことができる油圧シリン
ダ式のパンデプレスに関する。

（従来の技術） 従来よりパンデプレスどして、いわゆるクランクモーシ
ョンタイプの機械式パンチプレスが多用されている。

しかしながら、従来の機械式パンデプレスは加工作業中
に極めて大きな振動ないし騒音が発生ずる。

これら振動ないし騒音は、ストローク作動部のの作動中
、ストローク作動部と板材との間や、フレームのたわみ
等によって生ずるものであり、ストローク速度を速くす
ればするほどその量が大きくなる。

また、環境規制基準に適合さけるため、パンデプレスは
、その使用を時間的、地域的に大ぎく制限され、規制の
厳しい地域では犬がかりな防振装置や防音装置をイ」属
せざるを得ない状況にある。

一方、従来の機械式パンチプレスは、打抜部■を目的と
して構成されてｄ３つ、絞り加工を行うことは囲動であ
る。

特に、−枚の板材上に多数の絞り部を有する場合や、−
枚の板材上に打抜部の他に絞り部を混在させる場合等の
加工を精度良く迅速に行うことができる装置の開発が望
まれている。

（発明が解決し」；うとする課題） 上述のように従来の機械式パンデプレスにあっては、打
抜時の振動・騒音が大ぎく、環境規制基準に適応づ−る
ことが℃ぎなかった。

まＩｃ　、従来のパンデプレスでは絞り加工を行うこと
がでなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、イの目的
は、低振動ないし低騒音で、かつ打抜加工の他に絞り加
工をも行うことができるパンチプレスを提供することに
ある。

［発明の構成１ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため（こ、本発明は、ス１−口−り
速度を可変に制御するシリンダ制御弁を備えた油圧シリ
ンダ式のパンデプレスであって、シリンダに案内されて
往復動するラムのス１ヘローク位置を検出する位置検出
手段と、前記ラムのストローク速度を検出する速度検出
手段と、検出されたスト［］−り位置に応じて基準信号
を生成する基準信号生成手段と、この基準信号と検出さ
れた位置帰還信号との偏差を求め、該偏差に対して検出
された速度帰還信号との差分を演算する演算手段と、演
算された差分信号に対して位相補償をする位相補償手段
と、位相補償後の信号を増幅して前記シリンダ制御弁に
対して制御信号を出力づ゛る制御信号出力手段と、 を備えで成る構成どした、３ また、前記位置検出手段で検出されるス１〜日−り位置
に応じた速度データを絞り加工パターンとして予め記憶
する絞り加エバターン記憶手段を設（プる構成とした。

さらに、前記シリンダ制御弁の戻りボーｊ〜と油圧駆動
源との戻り回路における前記戻りポート側の回路に、伸
縮性ホースを介設する構成とした。

（作用） 本発明では、位置帰還信号のみならず、速度帰還信号を
フィードバック補助ループとして入力し、さらに該補助
ループ中に設けられた位相補償手段により位相補償がさ
れるので、基準信号に苅する応答性が向−にし、その結
果低撮動・低騒音の打抜加工が可能どなる。

＝４　− まｌζ、スｌ＝　［，１−り位置に応じた速度データが
絞り加エバターンとして記憶されているので、この加エ
バターンにより絞り加工が可能となる。

一方、油圧シリンダを高速に往復動せしめた場合、油圧
シリンダを制御する制御弁の戻りポートと油圧駆動源と
の戻り回路中に大きな油撃音が発生Ｊ−る。この油撃音
は前記戻り回路における戻りポート側の回路に伸縮性ホ
ースを介設せしめたことによって低下し、騒音から解消
される。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づ′い“Ｃ詳細に
説明する。

最初に、この発明をタレツ１へパンチプレスを例にとっ
てその機械的構成及び作用を説明する。タレッ１−パン
デプレスは［Ｚ部フレームの上部に回転自在に設けられ
た］二部タレツ１〜と、上部フレームの下部に上部タレ
ットと同期して回転自在に設りられた下部タレッＩ−す
どから構成されている。上部タレッ１〜の円周上には複
数のパンチが回転自在に割出されるように装着されてい
る。下部タレツｌ〜の円周上には前記パンチと対応した
位置に複数のダイか回転自在に割出されるように駅名さ
れている。

前記１１部フレームの上方には、往復動自在なラムを備
えた油圧シリンダが設けられでいる。その油圧シリンダ
を高速に作動せしめることにより、ラムが往復動される
。そのラムの往復動によりパンチが往復動されてタイ上
に載置されたワークにパンチ加工が施されることになる
。

第１図において、パンチプレスにＪ５　ｋプる下型とし
てのタイ１上に板材Ｗが載置されている。その夕′イ１
の」ニアにはパンチガイド３が設けられており、そのパ
ンチガイド３内には往復動自在な上型としてのパンチ５
がスプリング７を介しで装着されている。そのパンチ５
の上方にはストライカ９を介してラム１１が設けられ−
Ｃいる。

そのラム１１の上方には油圧シリンダ１３が設（プられ
ており、その油圧シリンダ１３内にはピストン１５が設
置プられている。そのピストン１５の下部には下方へ突
出したビス１〜ン［１ツド１７が一体化されてａ３す、
そのビス１ヘンロツド１７の下部には前記ラム１１が取
付けられている。

前記油圧シリンダ１３内にはピストン１５を境にして上
部シリンダ室１９Ａと下部シリンダ室１９Ｂとが形成さ
れて、１３す、その上部シリンダ室１つＡと下部シリン
ダ室１９Ｂとの受圧面積が３：１どなるように予め設定
され−Ｃいる。

その上部シリンダ苗１９Ａには管路２１の一端が連通さ
れており、管路２１の他端は制御弁としての高速用の４
ポ一ト３位置比例弁２３にＪ３ける△ポートに接続され
でいる。下部シリンダ室１９Ｂには管路２５Ｑ〕一端が
連通されており、管路２５の他端は前記４ポー１〜３位
置比例弁２３におけるＢポートに接続されている。

４ポ一ト３位置比例弁２３にはソレノイド５０１−が備
えられている。その４ボ一１〜３位置比例弁２３にお（
プるＰボー１〜には管路２７の一端が接続されて８３す
、その管路２７の他端はり一−ジダンパ２９に接続され
ている。前記管路２７の途中におりる接続部３１には管
路３３の一端が接続されてａ′３つ、管路３３の他端は
アキュームレータ３５に接続されている。

前記→ノージダンパ２９には管路３７の一端が接続され
ており、管路３７の他端はヂエツク弁ＣＶに接続されて
いる。そのヂエツク弁ＣＶには管路３９の一端が接続さ
れており、管路３９の他端は油圧ポンプＰに接続されて
いる。その油圧ポンプＰには油圧ポンプＰを作動ぜしめ
るための電動機のごとき駆動モータＭが連結されている
。その油圧ポンプＰには管路４１の一端が接続されてお
り、管路４１の他端はフィルタＦに接続されてタンク下
に連通されている。前記管路３７の途中に８５ける接続
部４３には管路４５の一端が接続されてａ３す、管路４
５の他端は圧力計４７に接続されている。

前記４ボーｌ〜３位置比例弁２３における１−ボー１−
には管路４９の一端が接続されてｄ５す、その管路４９
の他端は伸縮性ホース５１に接続されでいる。この伸縮
性ホース５１は、第２図に示すように、ホース５１Ａと
ホース５１Ｂに分割され−Ｃいる。そして、この伸縮性
ホース５１には、管路５３の一端が接続されてｄ３す、
管路５３の他端は前記タンク１−に連通されＣいる。タ
ンク１にはオイルクーラ装置○Ｃが連結されており、タ
ンクＴ内の油を冷却せしめている。

前記４ポ一ト３位置比例弁２３に備えられたソレノイド
ＳＱＬには管路５５の一端が接続されてａ５つ、その管
路５５の他端はシーケンス弁５７に接続されている。そ
のシーケンス弁５７には管路５９の一端が接続されてｄ
５す、管路５９の他端は前記管路３７の接続部４３に接
続されている。萌配管路５５の途中における接続部６１
には管路６３の一端が接続されてａ３す、管路６３の他
端は圧力計６５に接続されている。前記管路５５の途中
における接続部６７には管路６９の一端が接続されてａ
５す、管路６９の他りＭｌはアギコムレータ７１に接続
されている。

なお、２点鎖線で囲った部分は通称油圧駆動源と呼んで
いる。

上記構成により、駆動モータＭを駆動し油圧ポンプＰを
作動させると、タンク−Ｆ内の油はフィルタＦ、管路４
１を介して管路３９に吐出される。

管路３９に吐出された圧油はヂエツク弁ＣＶ、管路３７
．サージダンパ２つ、管路２７を経て、４ポ一ト３位置
比例弁２３のＰポートに送られる。

４ポ一１〜３位置比例弁２３のソレノイドＳ　Ｏｌ−を
作動させて、ＰポートとＡポート、およびＢポー１へと
Ｔボー１へを連通ケ゛シめることによって、Ｐポートに
送られた圧油は管路２１を経て油圧シリンダ１３の上部
シリンダ室１９Ａに供給される。

下部シリンダ室１９Ｂ内の油は管路２５．４９゜伸縮性
ホース５１Ａ、５１Ｂｄ＞よび管路５３を経てタンク下
に戻される。

上部シリンダ室１９Ａに送られた油圧によりピストン１
５が下降しビス１−ンロツド１７に取付けられたラム１
１も一緒に下降する。ラム１１が下降することによって
ス１−ライカ９を介してバンチ５が下降しＣダイ１上に
載置された板材Ｗにバンブー加工が施される。また、４
ボ一ト３位置比例弁２３のソレノイドＳ○しを作動ざぜ
で、Ｐポート・どＢポート、ｄづよびＡポートとＴポー
トが連通ずるように切換えると、Ｐポートに送られた圧
油は管路２５を経Ｃ下部シリンダ室１９Ｂに供給される
。上部シリンダ室１９△内の圧油は管路２１゜４９、伸
縮性ホース５１Ａ、５１Ｂおよび管路５３を経てタンク
Ｔに戻される。而して、下部シリンダ室１９Ｂに送られ
Ｉζ圧油により、パンチ１１が１−臂して元の状態に戻
される。

前記管路２７と管路３７との間にはザージダンパ２９が
配設されている。この１ノージダンバ２９を設けたこと
により、油圧ポンプＰの作動で発生ずる油圧ポンプＰの
ポンプ叶出音を低減することかできる。また、油圧ポン
プＰに連結され駆動モータＭを制振鋼板で覆い、内側を
吸音材で貼り、ポンプ吸入側配管をフレキシブルホース
としてタンク下への防振を行ないタンク共鳴をおさえる
ことにより油圧駆動源単体の騒音を減少させている。

また前記油圧シリンダ１３にお（プる上部シリンダ室１
９Ａと下部シリンダ室１９Ｂの受圧面積を３：１どでる
と共に、第２図に示し１＝ように４ポ一ト３位置比例弁
２３のスプール２３Ｓのエツジ部Ｅを切削し各エツジ部
Ｅの傾きを３；１どするように負重合として油圧シリン
ダ２３の高速応答と加減速制御を一層効果ある構造とし
ている。而して、スプール変位と比例弁無負荷流ｆｉＱ
との関係を見ると、第３図に示す如き曲線となっている
。

寸なわら、第３図において、ＰポートからＡポートへの
供給流量は曲線Ｃ＋　に、ＰポートからＢボー１〜への
供給流量は曲線Ｃ２に示す如く制御されて油圧シリンダ
２３の高速応答と加減速制御を行なっているのである。

このように、油圧シリンダ２３を高速サイクルで作動さ
せるため、戻りポートとなるＢポート又はＡポートの開
閉が高速かつ急速に切換えられる。

而して、Ｔポートに流れた油量は慣性で流れるため、Ｔ
ポー１〜の近傍では負圧となり、戻り油と供給油とが衝
突する。すなわち、油柱分離が生じて大きな油撃音が発
生し騒音となっていた。この騒音となる油撃音を緩和す
るために、種々検討を重ねた結果、戻り回路におけるＴ
ボー１へ側の近傍に伸縮性ホース５１△及び５１Ｂを介
設ぜしめた。

イの結果、戻り油と供給油とが脈動的に衝突する際、伸
縮性ホース５１Ａ及び５１Ｂが伸縮して衝撃時のエネル
ギーが吸収されて油撃音が非常に小さく緩和される。而
して、パンチプレスの周囲には騒音になるまでの音は発
生しなくなる。

この伸縮性ホース５１Δ及び５１Ｂは戻り回路の管路よ
り太く、かつ伸縮性の大きなものを使用することが好ま
しい。また、第２図に示したように、伸縮性ホース５１
は伸縮性ホース５１Δ及び５１Ｂに分割して使用した方
が音の発生がさらに緩和されて効果が大となる。伸縮性
ホース５１Ａ及び５１Ｂはゴムなとの弾性ホースが適し
ているが、それ以外の音を吸収する々４質であっても構
わない。ざらに、この伸縮性ホース５１△及び５１Ｂは
Ｔボー１へより遠く蘭れた位置に介設せしめたのでは効
果がなく、従来油撃音が生じていた位置に介設せしめる
ものである。

これにより、本発明者の実験結果によれば、騒音値を従
来装置に比べて約１５ｄＢ低下さけることが可能となっ
た。

次に、本発明の制御系の構成及び作用を説明ザる。

前記油圧シリンダ装置１３には、ラム１１のストローク
位置を逐一検出する差動トランス７３が設（プられてお
り、その検出信号（アナログ信号）は差動トランス増幅
器７５で増幅された後、制御装置７７及びザーボ増幅器
７９へ供給される一方、この検出信号は微分器８１を介
して速度信号に変換された後、１ノ一ボ増幅器７９へ供
給されている。

また、制御装置７７には、圧力センサ８３で検出された
油圧シリンダ１３の上部シリンダ蜜１９Ａの圧力信号が
供給されている。

前記り一−ボ増幅器７９は、制御ｌ装置７７がら供給さ
れる基準位置信号とフィードバックされた検出位置信号
との偏差を増幅し、その偏差信号と）＊度帰還信号との
誤差を演算して増幅する位置・速度制御部８５と、この
誤差信号の位相補償をする位相補償器８７と、位相補償
後の信号を電力増幅し−Ｃ比例弁２３へ制御信号とし−
Ｃ出力する電力増幅器８９とから成っている。

従って、制御装置７７の位置基準信号に対して位置の帰
還信号のみならず、速度の帰還信号が補助ルー１として
入力され、また、位相補償器８７で、位相遅れ、位相進
みが是正されているので、制御系の応答性が向上し、か
つオーバシュートが改善され、その結果、装置の低騒音
化が可能となる。

前記制御配置７７は、第４図に示すように、主制御部７
７ａを制御中枢どして、位置検出部７７ｂと、圧力検出
部７７Ｃと、加エバターン設定部７７ｄと、打抜加エバ
ターン記憶部７７ｅと、絞り加エバターン記憶部７７ｆ
と、指令入力部７７りどを備えている。

位置検出部７７ｂ及び圧力検出部７７Ｇは、前記位置検
出信号及び圧力信号を入力してラム１１の現在位置及び
加圧力を検出している。

打抜加エバターン記憶部７７ｅには、各種打抜加工に対
する加エバターンが記憶されている。絞り加エバターン
記憶部７７ｆには、各種絞り加工に対する加エバターン
が記憶されている。これら加エバターンは各種打抜又は
絞り加工に対し固定的であるもののほか、各種加工条件
に応じて変更可能のものを含んでいる。

次に、上記構成のパンデプレスの作用を説明する。

第５図は、打抜加エバターン記憶部に記憶されるテーブ
ルデータの説明図、第６図及び第７図は、打抜加工用及
び絞り加工用の金型の説明図、第８図及び第９図は、打
抜加工及び絞り加工の加工のパターンの説明図である。

板材Ｗは、共に厚みｄであるとし、イの上表面位置はＺ
ｌであるとする。

まず、指令入力部７７ａから所定の打抜又は、絞りの加
工が指令されると、ラム１１の直下に指令に応じた打抜
用又は絞り用の金型が選択配置される。これは、タレッ
トパンデプレスではタレッＩ−の回転により行われる。

次に、加工程に応じ、打抜加エバターン記憶部７７ｅ又
は絞り加エバターン記憶部７７ｆの検索が行われ、加エ
バターン設定部７７ｄに、第８図又は第９図に示Ｊよう
に所定の加エバターンが以下のように設定される。

第５図に示づように、前記打抜加エバターン記憶部７７
ｅには、材質毎、板厚毎及び時間毎に打抜トン数、（辰
動数及び騒音値を法規制以下のものにすることかできる
速度値のデータがテーブルとして記憶されている。

そして、打抜加エバターン記憶部７７ｅは、指令入力部
７７Ｊから打抜トン数が入力されると、前記テーブルか
ら所定のデータ（適正速度値）を抽出し、第８図に示す
加エバターンを生成して保持する。

図示のように、加エバターンＰＡは、接近区間の速度Ｖ
Ａ、打抜区間の速度ＶＢ、スクラップ（ブランキングの
場合は製品）打抜区間の速度＼／Ｃ９復帰区間の速度Ｖ
［）で規定されている。

接近区間は、板）ＡＷの上面より小さな距離く例えば２
ｍｍ）だけ上方側の始端位置Ｚ２から開始され、その速
度ＶＡは高速に定められる。

打抜区間は、厚み２ｍｍ以干以下材では、その厚みｄ、
厚み２ｍｍ以上の板材では、板材ｗの上面から２ｍｍ下
方側の位置Ｚ３まで定められ、速度ＶＢは第５図のテー
ブルデータで定められる。

打出し区間は打抜終端点Ｚ３がら板材Ｗの下部より所定
路１ｔｌ（例えば２ｍｍ）下方の位＠Ｚ４までに定めら
れ、その速度ＶＣは最高速に定められる。

復帰区間は、打出し終端Ｚ４がら前記始端Ｚ２に向けて
定められ、その速度Ｖｌ）は最高速に設定される。

以上の如く生成され−ＬＣ加エバターンＰＡは主制御部
７７ａに転送され、このパターンＰＡにより前記比例弁
２３がサーボ増幅器７９で制御される。

このとき、サーボ増幅器７９には、位置°の帰還信号の
みならず、速度の帰還信号が入力され、制御量のオーバ
ーシュートが防止されている。また、位相補償がされて
いるので、速やかな位置制御が実行できる。

そして、パンチ５は第５図に示す通りの適正加エバター
ンで駆動され、低振動ないし低騒音で高効率の加工が続
行されることになる。

一方、第９図に示すように、絞り加工にパターンＰ　Ｂ
は、板材Ｗの上表面位置Ｚ１より少し高い位置から板＋
、Ｊ　Ｗの上表面位置Ｚ１にかけての接近区間と、板材
の上表面位置Ｚ１から絞り終了位置Ｚ２にかりての絞り
区間と、絞り終了位置Ｚ２での加圧保持区間と、加圧保
持後の復帰区間とで規定されている。Ｎ雑な絞り形状で
は、絞り区間を複数段に分割しても良い。

絞り区間での速度は、板材に割れなど生ずることがない
よう、十分量ざな値が適用される。加圧保持時間△１は
、板材Ｗに反りが生ずることがないよう、スプリングバ
ックを吸収するだめのもので、具体的には絞り形状に応
じ３０〜９Ｑｍｓの値が適用される。

各区間域及び各区間）＊度並びに加圧保持時間で定まる
絞り加エバターンは、板厚、絞り形状に応じ”ＵＦめパ
ターン化され、絞り加エバターン記憶部７７ｒに記憶さ
れているが、定形的な絞り加工にあっては、板厚及び絞
り深さに応じて自動演幹することもできる。

以上により、本例のパンチプレスは、指令入力部７７（
ｌから順次所定の打抜又は絞りの加工を指令し、第８図
又は第９図に示づ打抜用又は絞り用の加エバターンを主
制御部７？ａからサーボ増幅器７９に与えつつ、板材Ｗ
の所定の平面位置に所定の打抜又は絞り加工を与えるこ
とができる。

なお、打抜加エバターンＰＡ又は絞り加エバターンＰ）
３は、打抜加エバターン記憶部７７ｅ又は絞り加エバタ
ーン記憶部７７［から迅速に検索されあるいは演算され
るので、打抜及び絞り加工の切換えに多くの時間を要す
ることはない。

以上、上記実施例では、打抜速度Ｖｓのみを第５図のテ
ーブルデータから抽出して加エバターンＰＡを生成した
が、材質毎、厚みｄ毎の時間帯毎の加エバターンのテー
ブルデータを準備しておいて、加エバターンそのものを
デープルデータから選択するようにしてもよい。

なａ３、本発明は、上記実施例に限定されるーしのでは
なく、適宜の設計的変更を行うことにより、他の態様で
も実施し得るものである。

「発明の効果］ 以」二説明したように、本発明のパンデプレスによれば
、打抜加工を低振動、低騒音で行うことができるととも
に絞り加工をも行うことができる。

また、油圧シリンダを高速に往復動せしめた際、油圧シ
リンダを制御する制御弁の戻りポー１〜と油圧駆動源と
の戻り回路中にＪ５ける戻りポート側の回路に伸縮性ホ
ースを介設せしめたことによって、油撃音は非常に小ざ
くでき、ざらに低騒音のパンデプレスを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図に係るパンデプレスの一実施例を示す構成図、第
２図は同実施例の制御弁部分の拡大図、第３図は制御弁
の特性図、第４図は第１図実施例における制御装置の描
成を示すブロック図、第５図乃至第９図は同実施例の作
用説明図である。 １・・・ダイ（下型）　　５・・・パンチく上型）１１
・・・ラム　　　　　１３・・・油圧シリンダ２３・・
・４ボ一ト３位置比例弁（制御弁）４９．５３・・・管
路 ５１△、５１Ｂ・・・伸縮性ホース ７７・・・制御装置　　７７ａ・・・主制御部７７ｅ・
・・打抜加エバターン記憶部 ７９・・・リーーボ増幅器 ８７・・・位相補償部 代理人　弁理士　　三　好　保　男 二６　　　≧ Ｃつ ト 剛　第 円　、八　へ 「へ寸ＬＯトトトの 藝馳−− 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ストローク速度を可変に制御するシリンダ制御弁
   を備えた油圧シリンダ式のパンチプレスであって、 シリンダに案内されて往復動するラムのストローク位置
   を検出する位置検出手段と、 前記ラムのストローク速度を検出する速度検出手段と、 検出されたストローク位置に応じて基準信号を生成する
   基準信号生成手段と、 この基準信号と検出された位置帰還信号との偏差を求め
   、該偏差に対して検出された速度帰還信号との差分を演
   算する演算手段と、 演算された差分信号に対して位相補償をする位相補償手
   段と、 位相補償後の信号を増幅して前記シリンダ制御弁に対し
   て制御信号を出力する制御信号出力手段を備えて成るパ
   ンチプレス。
2. （２）前記位置検出手段で検出されるストローク位置に
   応じた速度データを絞り加工パターンとして予め記憶す
   る絞り加工パターン記憶手段を設けたことを特徴とする
   請求項（１）記載のパンチプレス。
3. （３）前記シリンダ制御弁の戻りポートと油圧駆動源と
   の戻り回路における前記戻りポート側の回路に、伸縮性
   ホースを介設したことを特徴とする請求項（１）または
   （２）記載のパンチプレス。