JPH02133200A - 油圧プレスのスライド制御方法 - Google Patents

油圧プレスのスライド制御方法

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JPH02133200A
JPH02133200A JP28534688A JP28534688A JPH02133200A JP H02133200 A JPH02133200 A JP H02133200A JP 28534688 A JP28534688 A JP 28534688A JP 28534688 A JP28534688 A JP 28534688A JP H02133200 A JPH02133200 A JP H02133200A
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control cylinder
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Takeshi Sano
佐野 猛
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正信 車地
Tokuji Nakagawa
中川 徳治
Naoki Takeuchi
直樹 竹内
Kazuyuki Kajiyama
梶山 一幸
Hiroaki Kondo
近藤 博明
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    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
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    • B29C43/203Making multilayered articles

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、樹脂板の圧縮成形等に用いられる油圧プレス
のスライド制御方法に関する。
(従来の技術) 樹脂板の圧縮成形等に用いられる油圧プレスとして、例
えば、特開昭63−28614号公報に記載のものが公
知である。
この従来の油圧プレスは、第9図に示す如く、ベツド4
1と、該ベット41上に立設されたアプライド42と、
該アプライド42の頂部を連結するクラウン43と、前
記アプライド42に案内されて上下動するスライド44
と、前記クラウン43に設けられ且っ/前記スライド4
4を押圧する加圧シリンダ45と、前記ベツド41に設
けられ且つ前記スライド44の下面を支持する四つの制
御シリンダ46とを有している。
そして前記スライド44の下面に上金型47が取付けら
れ、前記ベツド41の上面に下金型48が取付けられ、
これら上下金型47.48間で樹脂材料49を圧縮成形
する。
第1O図に前記油圧プレスで樹脂材料を圧縮成形すると
きのスライドのストロークと、加圧力がグラフで示され
ている。即ち、スライド44はその上死点から加圧シリ
ンダ45に押圧されて低速下降−高速下降して、上下金
型47.48間に介在された樹脂材料49にタッチする
。それと同時に制御シリンダ46がスライド44下面の
四隅を支持する。この制御シリンダ46は、スライド4
4が平行に下降するよう制御される。前記スライド44
は更に加圧シリンダ45により押圧され、予圧下降−加
圧下降−加圧保持工程を経て上下金型47.48間の樹
脂材料49を圧縮成形する。
前記圧縮成形において制御シリンダ46によりスライド
44が平衡制御(レベリング制御)されているので、樹
脂材料49は均一に圧縮成形され、高精度の製品を得る
ことができる。
前記圧縮成形が完了すると、制御シリンダ46によって
スライド44が所定量上昇し、上金型47と圧縮成形品
との間に所定に間隙が形成され、この間隙にインモール
ドコーティング(以下、rIMC」と言う)が施され、
再度スライド44は加圧シリンダ45に押圧され1MC
加圧が行なわれる。その後、スライド44は制御シリン
ダ46によって上昇し、上下金型47.48が離型し、
その後、加圧シリンダ45の後退によりスライド44は
高速上昇→低速上昇を経て元の上死点で停止する。
前記IMCの上昇時、スライド44が傾いた状態で不均
一に上昇すれば、上下金型47.48間の間隙が不均一
になり、IMCの厚さが不均一になって高精度の成品を
成形することができない。また、離型上昇時にも、スラ
イド44が不均一に上昇すると、成品に無理な力が作用
して、成品にヒビ割れ等が生ずる。
従って、加圧成形時の場合と同様に、IMC上昇時、及
び離型上昇時においてもスライドのレベリング精度を高
精度に維持することが重要である。
そこで、前記従来の油圧プレスでは、第11図に示すよ
うな下降時及び上昇時のレベリング制御をしていた。
即ち、第11図において、50は制御シリンダ46のス
トロークを検出する位置検出器、51は油圧ポンプ、5
2は電磁サーボ弁、53は第1高速0N10FF弁、5
4は第2高速0N10FF弁、55は圧力センサ、56
は制御装置である。
前記スライド44の下降時、即ち、圧縮成形時において
は、加圧シリンダ45によるスライド44の押し下げ力
と制御シリンダ46の支持反力との差で求められる樹脂
実加圧力を、設定された樹脂加圧力と比較し、実加圧力
が設定値と一致するように信号57を前記電磁サーボ弁
52に送り、制御シリンダ46の圧力を制御することで
加圧力制御を行なう。
そして位置検出器50によるステ4144位置の測定値
信号58を比較し、一定の基準価に対しスライド44が
平行となるように前記高速0N10FF弁53.54に
信号59.60を送って作動させ、スライド44の平行
制御を行なう。
一方、スライド44の上昇に際しては、第2高速0N1
0FF弁54を介して油圧ポンプ51から作動油を各制
御シリンダ46に供給し、制御シリンダ46を微少量づ
つ伸長させる。そして、位置検出器50により制御シリ
ンダ46のストロークを検出し、各制御シリンダ46が
均一に伸長するよう制御装置56によって各第2高速0
N10FF弁54を制御する。そして、ある制御シリン
ダ46が伸長しすぎた場合は、第1高速0N10FF弁
53を操作して、その制御シリンダ46を微小減少させ
、各制御シリンダ46のストロークを均一にする。
(発明が解決しようとする課題) 前記従来の油圧プレスにおける下降時のスライド制御方
法では、サーボ弁で圧力制御を行ない、高速0N10F
F弁で位置制御を行なっていたので、スライドに偏荷重
が作用すると高精度のレベリング制御ができないと言う
問題があった。
即ち、サーボ弁による各制御シリンダの圧力制御は、各
制御シリンダの圧力を同一として制御しているため、高
速0N10FF弁による位置制御において、偏荷重に対
抗するモーメントを発生させることができず、モーメン
トのバランスが保てなくなり、精度が確保できない。
即ち、高速0N10FF弁はその流量が微小のため、偏
荷重がインパルス的に作用する場合や、力のバランスが
とれた状態からの微小変動量に対しては、その効果を発
揮するが、従来のように圧力制御しながら位置制御を行
うような場合には、うまくいかない。
また、前記従来の油圧プレスのスライド上昇時の平衡制
御は、第1及び第2高速0N10FF弁を操作して、制
御シリンダに作動油を供給したり、又は排出したりして
、制御シリンダのストロークを制御して、スライドのレ
ベリングを制御するものであるから、上昇時においても
スライドは加圧シリンダにより、所定の押圧力で押圧さ
れていなければならない、即ち、加圧シリンダによる押
圧力が零であると、第1高速0N10FF弁からの排油
が迅速に行われず、レベリング精度を高精度に維持する
ことができないからである。
しかしながら、加圧シリンダによりスライドを所定の押
圧力で押圧した状態で、スライドを上昇させる場合、こ
の押圧力が各制御シリンダに均等に作用しておれば問題
ないが、均一に作用させると言うことは極め°て困難な
ことであり、不均一に作用すれば、第2高速0N10F
F弁を操作した場合、その負荷の小さい制御シリンダは
大きく伸長し、負荷の大きい制御シリンダは少ししか伸
長せず、その結果、第1高速0N10FF弁を操作しな
ければならず、ハンチング−現象が生じ、高精度なレベ
リング制御が行なわれないという問題があった。
また、高速0N10FF弁は、その流量が微小なため、
スライドを高速で移動させることができないと言う問題
があった。
そこで、本発明は、高速0N10FF弁を用いずに、迅
速に且つ高精度に上昇及び下降のスライドの平衡を制御
することができる油圧プレスのスライド制御方法を提供
することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するため、本発明は、次の手段を講じた
。即ち、第1の発明の特徴とする処は、スライドを前進
方向に押圧する加圧シリンダと、該スライドを後退方向
に押圧するn個の制御シリンダとを備えた油圧プレスの
スライド制御方法であって、 前記各制御シリンダのストロークCI! +、1 t・
・・l!・・・ln)を検出し、各ストロークの平均値
各ストロークl五の偏差(a!=Ja−7!z)を求め
、 一方、前記加圧シリンダの圧力P、と目標実加圧力P、
から、制御シリンダの目標圧力和(P’・P、−P、)
を求め、 前記目標圧力和P゛を、前記偏差aiに対応して各制御
シリンダに分配することにより、各制御シリンダの圧力
P!を調整して、前記スライドの平衡を制御する点にあ
る。
第2の発明の特徴とする処は、スライドを前進方向に押
圧する加圧シリンダと、該スライドを後進方向に押圧す
るn個の制御シリンダとを備えた油圧プレスのスライド
制御方法であって、前記各制御シリンダのストローク(
11,lt、・・・1!・・・1fi)を検出し、各ス
トロークの平均値前記スライドの目標移動位置りまでの
距離(ΔX=L  i a )を求め、 一方、前記加圧シリンダの圧力P、と目標実加圧力P3
から、−制御シリンダの目標圧力和(P’・P、−P、
)を求め、この目標圧力和P゛を前記距離ΔXに対応し
て比例制御すると共に、前記平均値j1.と各ストロー
クliとの偏差(ai”’1m  l+)を求め、前記
比例制jTJされた目標圧力和P°を前記偏差aiに対
応して各制御シリンダに分配することにより、各制御シ
リンダの圧力P、を調整して、前記スライドを目標移動
位置りまで移動させると共にスライドの平衡を制御する
点にある。
(作 用) 第1の発明は、スライドの前進(下降)時に主として適
用されるものである。本発明においては、加圧シリンダ
の圧力P、と各制御シリンダの圧力の和(P=Σpi)
との差が、加工物を圧縮するための実加圧力P、になる
。この実加圧力は加工物の種類等によって予じめ定めら
れるものであり、これを目標実加圧力P、とすると、制
御シリンダの目標圧力和P′は、P” =P、−P、で
求められる。
従って、圧縮成形時、各制御シリンダの圧力(P +、
P z、・・・P!・・・P、1)の和が P″=ΣP
になるよう制御される。
今、各制御シリンダのストローク C1+−1z・・・
ら・・・ln)が全て等しく、平衡度が保たれている場
合、ストロークの平均値ハからの偏差aiは零になる。
この場合、制御シリンダの目標圧力和P”は、n等分さ
れて各制御シリンダに分配され、スライドの平衡が維持
される。
一方、各制御シリンダのストロークが不均一の場合、ス
トロークの平均値!、からの偏差aiが求められ、この
偏差a、に対応して、目標圧力和P°が各制御シリンダ
に分配される。
即ち、平均値1.よりも長いストロークの制御シリンダ
に対しては、その分配圧力が低くされ、平均値E、より
も短いストロークの制御シリンダに対しては、その分配
圧力が高くされる。これらの分配率は偏差a!に対応し
て定められる。
従って、平均値11よりも長いストロークの制御シリン
ダは縮小し、同短いストロークの制御シリンダは伸長し
−で、各制御シリンダのストロークは等しくなり、スラ
イドの平衡が保たれる。
このスライドの平衡制御において、制御シリンダの位置
を基準にして、各制御シリンダの圧力が制御されるので
、偏荷重に対抗するモーメントを発生させることができ
、モーメントのバランスを保って平衡度が制御される。
第2の発明は、スライドの後退(上昇)時に主として適
用されるものであり、前記第1の発明のスライド平衡制
御に加えて、スライドを所定位置まで制御シリンダで移
動させるものである。
即ち、スライド上昇時、目標実加圧力Psは零に設定さ
れ、加圧シリンダの圧力P、よりも制御シリンダの圧力
和P゛を大きくすることにより、スライドを上昇させる
即ち、制御シリンダのストロークの平均値l。
から目標移動位置りまでの偏差ΔXを求め、この偏差に
比例した圧力和P°に制御する。即ち、偏差ΔXが大き
いときはp、<p’ とし、偏差ΔXが零になるとP、
=P’ となるよう、偏差ΔXに比例した圧力制御をし
て、スライドを目標移動位置まで移動させる。
この移動に際し、前記第1の発明のスライド平衡制御が
同時に行なわれ、スライドは平衡を保って目標移動位置
まで移動する。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第1図に示すものは、樹脂圧縮成形用の油圧プレスであ
り、該プレスは、ベツド1と、該ベツド1上に立設され
たアプライド2と、該アプライド2の頂部を連結するク
ラウン3と、前記アブライト2に案内されて上下動する
スライド4と、該スライド4を下方に押圧すべ(前記ク
ラウン3に設けられた主シリンダ5と副シリンダ6から
成る加圧シリンダ7と、前記ベツド1の四隅に立設され
た4本の制御シリンダ8とを具備している。前記主シリ
ンダ5は単動シリンダであり、副シリンダ6は複動シリ
ンダであり、そして、制御シリンダ8は単動シリンダで
構成されている。前記スライド4の下面に上金型9が取
付けられ、前記ベツドl上に下金型1θが取付けられて
いる。
前記加圧シリンダ7には、油圧ポンプ11から油圧配管
12を介して作動油が供給される。この油圧配管12の
途中に流量制御弁13が設けられ、また加圧シリンダ7
内の圧力を検出する圧力計14が設けられている。
前記制御シリンダ8には油圧ポンプ15から電磁サーボ
弁16を介して作動油が供給される。この電磁サーボ弁
16は各制御シリンダ8ごとに設けられている。またこ
の油圧配管中に各制御シリンダ8の内圧を検出する圧力
計17が介在されている。更に、各制御シリンダ8には
、そのストロークを検出するための位置検出手段18が
設けられている。
この位置検出手段1日は、例えば、マグネスケール等で
構成されている。
前記加圧シリンダ7の流量制御弁13、圧力計14、及
び制御シリンダ8の電磁サーボ弁16、圧力計17、位
置検出手段18は、制御装置19に夫々電気的に接続さ
れている。
前記油圧プレスによる樹脂材料を圧縮成形するには、上
下金型9,10間に樹脂材料20を充填し、加圧シリン
ダ7によりスライド4を下降させ、上下金型9.10で
樹脂材料を圧縮する。この圧縮成形に際し、制御シリン
ダ8はスライド4の四隅を支持してスライド4の平衡度
を制御する。
前記加圧時のスライド平衡制御は、第2図乃至第5図の
如く行なわれる。
さて、上下金型9,10間の樹脂材20に負荷される実
加圧力は、加圧シリンダ7の圧力P、と、制御シリンダ
8の圧力和との差として求められるものであるが、この
実加圧力は、樹脂材20の種類、加工条件等により予じ
め定められるものであり、この予じめ定められた実加圧
力を以下、目標実加圧力P、と称する。この目標実加圧
力P、は、第10図に示すように、時間と共に変化する
ものであるが、予じめ制御装置19にインプットされて
いる。
そして、加圧シリンダ7の圧力計14から得られた加圧
シリンダ7の圧力P7、制御シリンダ8の各圧力計17
から得られた各制御シリンダ8の圧力P+ + Pz 
+ P3 +  P4%及び、位置検出手段18から得
られた各制御シリンダ8のストロークJl+1、.1.
.14が、パラメータとして制御装置19に入力される
まず、目標実加圧力P、を得るために必要な制御シリン
ダ8の目標圧力和P°が、制御装置19内の目標圧力和
決定部21において、次式により算出される。
P” =P、−P、            (1)こ
の目標圧力和P°と実際の制御シリンダ8の圧力和P=
ΣP五との差δP=P−P’が零になるように、各制御
シリンダ8の圧力1)1を目標圧Pi゛ に制御して、
目標実加圧力P、を得ると共に、各制御シリンダ8のス
トロークを等しくするのである。
即ち、目標実加圧力P、を得、かつ、スライドを平衡に
維持するために、各制御シリンダ8の圧力を如何に分配
するかが本発明の制御である。
そこで、前記圧力分配のために、まず制御シリンダ8の
ストロークの平均値I!、が、制御装置19内の高さ比
較部22において、次式により算出される。
そして、第4・5図に示すように、この平均値11から
各ストロークl、の偏差a□が次式で算出される。
ai=j!、  lil i=1〜4   (3)そし
て、これら偏差aiの和a0が a、=  ΣIaゑ i$簸 で求められる。
次に、この偏差和a0が所定の許容値εよりも大きいか
否かが判断され、a0≦ε の場合、各制御シリンダ8
のストロークは等しいとみなされる。この場合、スライ
ド4は平衡状態であるから、各制御シリンダ8は、目標
実加圧力P、を得るためのみの圧力制御が行なわれる。
即ち、前記δPが零になるよう、各制御シリンダ8の圧
力Piは、各圧力間の比率を保って、P、′ に制御さ
れる。
ao>εの)合は、スライド4の平衡が失なわれている
場合であり、この場合、圧力分配率θムが制御装置19
内の圧力分配率決定部23において次のように算出され
る。
まず、前記偏差aiに基づき、分配係数α1が、α五=
 k −a 、          !51に;ゲイン
(設定値) により算出され、 θ1 =−+α1(6) が算出される。
そして、この圧力分配率θ1と目標圧力和P。
とが積算されて、各制御シリンダ8の目標圧力P1”が
次式で算出される。
P、’=P’−θ、(7) そして、この目標圧力Pi゛ になるようサーボアンプ
24を介してサーボ弁16が制御される。
前記制御において、Σα8=0.Σθ、=1になるので
、ΣP五’  =P’ となり、目標実加圧力P、を得
ること力【でき、かつ、偏差aiに対応して各制御シリ
ンダ8に圧力が分配されるので、各制御シリンダ8のス
トロークが均一になる。
即ち、ストローク平均値1.よりも大きなストロークを
有する制御シリンダ8に対しては、分配圧力がその偏差
に応じて小さ(なり、逆に、平均値1.よりも小さなス
トロークの制御シリンダ8に対しては分配圧力がその偏
差に応じて大きくなり、各ストロークの差は迅速に無(
なり、スライド4の平衡が達成される。
また前記偏差alを、平均値13から求めているので、
例えば、最大ストローク、又は最小ストロークを基準に
して偏差を求めるものに比べ、精度を向上させることが
できる。
前記制御はスライド4の下降(加圧)時におけるもので
あるが、IMCや離型の場合のスライド上昇時において
は、第6〜8図に示す制御が行なねれる。
まずスライド上昇工程においては目標実加圧力は零であ
るのでp、=oを入力する。
次に、第7図のフローチャートに示す如く、上昇の1回
目だけ上昇カウントをスタートさせる。
その時間Tiと上昇速度v1から目標上昇位置しを L=V 五 ・ T !              
         (8]で算出する。
次に、制御シリンダ8の各ストローク1.から前記(2
)式に従って平均値11を求め、それと前記目標上昇位
置りとの偏差ΔXを次式で求める。
Δx =L  l a           (9)前
記偏差ΔXを用いてPI(比例積分)制御を行い制御シ
リンダ8の操作圧力ΔPを次式で算出する。
ΔP = k + ’Δx + k Z fΔxdt 
 −(1この操作圧力ΔPを、前記!11式の目標圧力
和P゛にたし込む。このとき、前記(1)式のP、は零
である。
前記制御によって制御シリンダ80ストロークは伸長し
、スライド4は上昇速度に応じて上昇する。
そして、前記制御において、操作圧力ΔPを目標圧力和
P゛にだし込んだ後、前記第2〜5図による圧力分配制
御を行うことにより、各制御シリンダ8は均一に伸長し
、スライド4の平衡が得られる。
以上の操作を各サンプリングタイム毎に上昇限まで行う
尚、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。
(発明の効果) 第1の発明によれば、各制御シリンダのストロークの偏
差に対応して、各制御シリンダの圧力を制御するので、
従来の高速0N10FF弁を用いて位置制御し、サーボ
弁を用いて圧力制御してスライドの平衡度を制御するも
のに比べ、偏荷重に対して対抗できるモーメントを発生
させることができ、高精度の平衡制御ができるものであ
る。
しかも、前記偏差をストロークの平均値から求めている
ので、高精度の制御ができる。
第2の発明によれば、前記平衡制御に加えてスライドの
位置制御も圧力制御で行なえるので、従来の高速0N1
0FP弁による位置・平衡制御に比べ、偏荷重に対して
も高精度にかつ高速制御できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法に使用する油圧プレスの全体図、第
2図は第1の発明の実施例を示すブロック図、第3図は
同フローチャート、第4図は制御シリンダのストローク
の平均値を求めるための説明図、第5図は圧力分配係数
を求めるフローチャート、第6図は第2の発明の実施例
を示すブロック図、第7図は同フローチャート、第8図
は上昇位置算出のための説明用グラフ、第9図は従来の
油圧プレスの構成図、第10図は圧縮成形の工程を示す
グラフ、第11図は従来の制御のブロック図である。 4・・・スライド、7・・・加圧シリンダ、8・・・制
御シリンダ。 特 許 出 願 人  株式会社神戸製鋼所第2 図 第8 図 鴻 閏(幻 第6 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スライドを前進方向に押圧する加圧シリンダと、
    該スライドを後退方向に押圧するn個の制御シリンダと
    を備えた油圧プレスのスライド制御方法であって、 前記各制御シリンダのストローク(l_1、l_2・・
    ・l_i・・・l_n)を検出し、各ストロークの平均
    値(▲数式、化学式、表等があります▼)を求め、 この平均値l_aと各ストロークl_iの偏差(a_i
    =l_a−l_i)を求め、 一方、前記加圧シリンダの圧力P_mと目標実加圧力P
    _sから、制御シリンダの目標圧力和(P′=P_m−
    P_s)を求め、 前記目標圧力和P′を、前記偏差a_iに対応して各制
    御シリンダに分配することにより、各制御シリンダの厚
    くP_iを調整して、前記スライドの平衡を制御するこ
    とを特徴とする油圧プレスのスライド制御方法。
  2. (2)スライドを前進方向に押圧する加圧シリンダと、
    該スライドを後退方向に押圧するn個の制御シリンダと
    を備えた油圧プレスのスライド制御方法であって、 前記各制御シリンダのストローク(l_1、l_2、・
    ・・l_i・・・l_n)を検出し、各ストロークの平
    均値(▲数式、化学式、表等があります▼)を求め、 この平均値l_aと前記スライドの目標移動位置Lまで
    の距離(Δx=L−l_a)を求め、 一方、前記加圧シリンダの圧力P_mと目標実加圧力P
    _sから、制御シリンダの目標圧力和(P′=P_m−
    P_s)を求め、この目標圧力和P′を前記距離Δxに
    対応して比例制御すると共に、前記平均値l_aと各ス
    トロークl_iとの偏差(a_i=l_a−l_i)を
    求め、前記比例制御された目標圧力和P′を前記偏差a
    _iに対応して各制御シリンダに分配することにより、
    各制御シリンダの圧力P_iを調整して、前記スライド
    を目標移動位置Lまで移動させると共にスライドの平衡
    を制御することを特徴とする油圧プレスのスライド制御
    方法。
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