JPH0372400B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液圧プレスによる絞り加工や打抜き加
工におけるパンチのストローク動作の制御方法に
関するものである。

従来より、深い容器状の製品を絞り加工で形成
するには、再絞り加工が行なわれているが、従来
の再絞り加工では絞り加工を行う回数分のパンチ
とダイの組が必要であり、また、それだけ加工数
も多くなり加工手間もかかる。

これは、絞りをくり返すと、製品の周壁が底に
比べて薄くなると同時に加工硬化するため、絞り
回数が増すごとに絞り比を次第に小さくしていか
なければならないことによるのであるが、１回の
絞り加工でより深い絞りができれば、再絞り回数
を減じて底の深い絞り加工が実現でき、用意すべ
きパンチやダイの組を減じてより効率のよい絞り
加工を行うことができることとなる。

一方、液圧プレスにおける打抜き加工において
は、材料の厚みや材質によつてパンチのストロー
ク量やストローク速度などを経験的に最適と考え
られる条件に設定して行なつているが、パンチの
作動条件などが不適正であると打抜き加工のせん
断面が粗くなり、精度のよい打抜き加工ができな
い。

特に材料の厚みが大きかつたり靭性の高い材料
ではその傾向が高い。

これは、パンチの切刃の進行に伴い材料が変形
抵抗を増し、切刃のくい込みによるだれが生じて
最大せん断荷重に達したとき、切刃先端に接する
個所から材料に割れが入り、パンチの進行によつ
てこの割れが材料を貫通するという打抜き加工の
せん断メカニズムに起因するものである。

また、従来の打抜き加工では、いわゆるカス上
り現象が生じると連続加工では次の打抜きが不良
品となつたり、作業を中断しなければならないと
いう難点もある。

本発明は上記のような観点から、液圧プレスに
よる絞り加工においては、再絞り回数を減ずるこ
とのできる、換言すれば、１回の絞り加工でより
深い絞りを行うことのできる絞り加工が、また、
打抜き加工にあつては、割れの発生を少なくし良
好な面粗度のせん断面を実現することができ、ま
た、カス上りの生じることのない液圧プレスにお
ける打抜き加工を実現できる液圧プレスにおける
ストローク作動の制御方法を、提供することを目
的としてなされたもので、このための制御法の構
成は、液圧プレスによるプレス加工において、パ
ンチがストローク作動しつつ素材に接触している
間、駆動シリンダにおける液圧回路の液圧排出側
に挿入したサーボ弁を前記ストローク作動時に適
宜の単位ストローク量又は単位ストローク時間ご
とに開閉制御することにより、前記パンチのスト
ローク作動に微細な速度の緩急を与えることを特
徴とするものである。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図により説明する。

第１図は本発明制御法を採り入れた液圧プレス
の絞り加工の制御系の一例を示すもので、この図
に於て、１は液圧プレスにおけるストローク駆動
源となる油圧シリンダ、１ａはそのピストン、１
ｂはピストンロツドで、該ロツド１ｂの先端には
絞り用のパンチ２が連結してある。３はダイ、４
はしわ押え、Ｗは素材でこれらにより従来より公
知の液圧プレスにおける絞り加工部の一例を構成
する。

上記の油圧シリンダ１には切換弁５、油ポンプ
６、その駆動モータ６ａ、調整弁７、油溜め８な
どを含む配管９が接続された圧油給排系が設けら
れている。

而して、従来の油圧プレスによる絞り加工は、
従来より慣用されている方法により油圧シリンダ
１を作動させてパンチ２にストローク作動を与
え、素材Ｗを絞り加工しているが、本発明では、
以下に説明するようなサーボ弁を油圧回路に設
け、その制御系によつて、該サーボ弁の作動を制
御し、パンチ２が絞り加工のストローク動作をし
ているとき、そのストローク速度に微細で且つ繰
返す緩急速度を与えるように制御するので、次に
この点について説明する。

第１図に於て、１０は、前記シリンダ１におけ
る圧油給排口のうち、下室側の給排口１ｃの近く
の配管中に挿入したサーボ弁である。この弁１０
は、１個の弁室１０ａを、口径を違えて並列的に
設けた複数の弁１０ｂ〜１０ｆによつて圧油の給
排方向の前後に関して仕切ると共に、各弁１０ｂ
〜１０ｆにそれらの開閉動作を個々に行うことが
できるアクチエータ１０ｇ〜１０ｋを接続して構
成されている。尚、上記サーボ弁１０は下室側の
それとは別に上室側の圧油給排口１ｄにも設ける
こともある。

上記のような構成のサーボ弁１０が油圧シリン
ダ１における圧油給排口１ｃの近くの圧油回路に
挿入されることによつて、上記シリンダ１は、そ
のストローク作動が微細な状態で制御可能とな
る。

即ち、圧油回路の一部を形成する１個の弁室１
０ａは、並列的に設けられ、且つ、個々に開閉可
能な各弁１０ｂ〜１０ｆの開閉作用によりその弁
室１０ａを通る圧油の流量、流速を広範に亘り制
御できるからである。

尚、上記サーボ弁１０における各弁１０ｂ〜１
０ｆの数、口径等は、油圧シリンダの容量や油ポ
ンプの容量などによつて予め任意に設定すること
ができること勿論である。

次に上記サーボ弁１０の作動を制御する制御系
について説明する。

１１は上記サーボ弁１０における個々の弁１０
ｂ〜１０ｆの開閉度合を、パンチ２の下降ストロ
ーク位置と、その位置におけるストローク速度に
よつて任意に設定できるようにした設定部で、オ
ープンループ制御にあつては、予定位置信号SP
と設定速度信号SSが処理部１２によつて駆動ア
クチエータ１０ｇ〜１０ｋの駆動制御部１３の制
御信号に変換されるようにされるが、この実施例
では以下に述べるクローズドループ制御を採用し
た。

而して、１４はパンチ２の現在ストローク位置
を、例えば、１mm当り100個のパルス信号で検出
する位置検出器で、ここではピストンロツド１ｂ
に関連付けて設けてある。１５は適宜の単位時
間、例えば、１秒当り100個のパルス信号を発生
するパルス発振器、１６は位置検出器１４から供
給される距離パルス信号LPを発振器１５の時間
パルス信号CPに対応させ、ピストンロツド１ｂ
の現在移動速度を距離パルス／単位時間パルス、
或は、時間パルス／単位距離パルスの形の現在移
動速度信号LSを形成する現在移動速度検出部、
１７は上記現在速度信号LSを設定部１１から供
給される予定移動速度信号SSと比較演算する速
度演算部、１８は位置検出器１４で検出される現
在位置信号LPを設定部９から供給される予定位
置信号SPと比較演算する位置演算部で、パンチ
２に予定されるストローク速度の変更点など種々
の動作状態の始、終点位置や前記パンチ２のスト
ローク量に関する情報が演算される。尚、位置検
出器１４からのパルス信号はその検出記憶部１４
ａを経由して供給されるようにしてある。

而して、上記の速度演算部１７と位置演算部１
８から出力される演算結果は処理部１２に供給さ
れ、そこで駆動制御部１３の制御信号に変換され
て該制御部１３を制御する。従つて、駆動制御部
１３は処理部１２の出力により制御されてサーボ
弁１０の各弁１０ｂ〜１０ｆにそれぞれ設けられ
たアクチエータ１０ｇ〜１０ｋを制御し、そのサ
ーボ弁１０の作動を制御するのである。

上述のように制御系を構成すると、パンチ２に
次のようなストローク作動をさせることができ
る。

いま、パンチ２のストローク長が、例えば、
150mmあり、上死点にあるパンチ２がそこから素
材Ｗに達するまでは早送りで降下させられ、素材
Ｗに当接してから減速された絞り速度で降下して
下死点に到達するようにされているとき、これら
の早送りストローク速度及びその区間（距離）、
並びに減速ストローク速度及びその区間（距離）
は、それぞれ設定部１１に設定する。

この実施例で、パンチ２の降下ストローク速度
は、サーボ弁１０における各弁１０ｂ〜１０ｆの
開閉度により微細且つ任意に実現できるから、設
定部１１に設定される予定ストローク速度は、時
間／距離、或は、距離／時間の形で処理されるパ
ルス信号が各弁１０ｂ〜１０ｆの開き度合又き閉
ぢ度合を決定するようにされている。

次に、上記パンチ２の素材Ｗに突当つた以降の
ストローク速度が繰り返し緩急となるようにする
ため、適宜設定した下降ストローク速度におい
て、適宜等ピツチ、或は、他の任意のピツチで前
記設定降下ストローク速度とそれより遅いか又
は、速い下降ストローク速度とを交互に繰返し乍
ら絞りのためのストローク動作をするようにでき
る。尚、ここにおける速度緩急を繰返すピツチの
単位は距離、時間のいずれでもよい。

従つて、オープンループ制御では、設定部１１
に設定した緩急ピツチ量とそれぞれにおけるスト
ローク速度の指令信号が処理部１２で駆動制御部
１３の制御信号となるが、図示のクローズドルー
プ制御では、パンチ２の降下時、各ピツチ量とそ
の間のストローク速度が現在位置信号と現在速度
信号に形成される一方、これらが予め設定されて
いる上記の各予定値を表わす信号と比較演算さ
れ、各予定値とこれを補正する偏差値により、処
理部１２に駆動制御部１３の制御信号が形成され
ることとなる。

ここで、ストローク速度の緩急のピツチを時間
を基準にして形成するときは、ストロークエンド
を位置検出器１４の信号によつて検出する。

本発明方法によるパンチ２のストローク動作態
様の例としては、例えば１〜２mm程度のストロー
ク量をストローク速度変更のピツチとし、この１
〜２mmのストローク毎にサーボ弁１０を微細な範
囲で開閉することにより、素材Ｗにパンチ２の振
動的ストローク作動による押圧力をかけるように
することである。

このように、液圧プレスによる絞り加工時、ス
トローク作動するパンチ２に振動的押圧力を付与
すると、例えば板厚が薄いため再絞り率（絞り
比）を比較的大きくとらなければ破れ等が生じて
絞りにくかつた素材であつても、絞り加工を円滑
に行うことが可能となり、この結果、再絞り率を
大きくとつて再絞り回数を減ずる加工効率のよい
絞り加工が可能となるのである。

この結果、油圧プレスによる絞り加工に於て、
再絞り回数を少なくして従来の再絞り回数の多い
絞り加工による製品と同様の絞り製品が得られれ
ば必要なパンチとダイの組数が減つて、設備面で
も有利である。

次に、本発明制御方法を液圧プレスによる打抜
き加工に適用した場合の実施例を第２図に拠り説
明する。

第２図に於て、１は液圧プレスにおけるストロ
ーク駆動源となる油圧シリンダ、１ａはそのピス
トン、１ｂはピストンロツドで、該ロツド１ｂの
先端側にラム２′を介して打抜き加工用のパンチ
４′が連結してある。３′はラム２′のスライドガ
イド、５′はダイ、Ｗは素材、Ｂは該素材Ｗから
打抜かれたブランクでこれらにより従来公知の液
圧プレスにおける打抜き加工部の一例を構成す
る。

上記の油圧シリンダ１に切換弁６′、油ポンプ
７′、その駆動モータ７a′、調整弁８a′、油溜め
９′などを含む配管８′が接続された圧油給排系が
設けられている。

而して、従来の油圧プレスによる打抜き加工
は、従来より慣用されている方法により油圧シリ
ンダ１を作動させてパンチ４′に往復ストローク
作動を与え、素材ＷからブランクＢを抜く加工を
しているが、この打抜き加工に本発明では制御法
を適用するため、第１図に示した実施例のものと
同様の構成のサーボ弁１０を油圧シリンダ１の圧
油排出側１ｃの油圧回路に設け、そのサーボ弁１
０の制御系によつて当該サーボ弁１０の作動を制
御し、パンチ４′が素材Ｗに当接してからブラン
クＢを打抜き、上昇行程に転じ素材Ｗから離反す
るまでの間で、そのパンチ４′のストローク速度
に微細で且つ繰返す緩急速度を与えるようにし
た。

上記のようにサーボ弁１０を油圧シリンダ１の
圧油給排口近くの油圧回路に挿入することによつ
て、上記シリンダ１は、打抜き加工のためのスト
ローク作動をするとき微細な状態でストローク作
動が制御される。即ち、上記サーボ弁１０は第１
図に示した実施例の制御系と同じ制御系によつて
制御されるので、パンチ４′に次のようなストロ
ーク作動をさせることができる。

いま、第２図に示したパンチ４′のストローク
長さが、例えば、100mmあり、上死点にあるパン
チ４′が降下させられ、素材Ｗに当接してからそ
れを打抜き、このあと上昇行程に転じ再び上死点
から降下する行程を繰返して打抜き加工をしてい
るとき、前記パンチ４′が素材Ｗに当接する直前
からそれを打抜いて上昇行程に転じこの行程で前
記素材Ｗから離反するまでの間で、該パンチ４′
に適宜のストロークピツチで緩急するストローク
動作、即ち、振動的ストローク動作をするよう
に、そのピツチと緩急の速度をそれぞれ設定部１
１に任意に設定することができる。

ここで、パンチ４′の微細に緩急するストロー
ク速度は、サーボ弁１０における各弁１０ｂ〜１
０ｆの開閉度合を制御駆動することにより微細且
つ任意に実現でき、設定部１１に設定する予定ス
トローク速度は、時間／距離、或は、距離／時間
の形で処理されるパルス信号によつて各弁１０ｂ
〜１０ｆの開き度合又は閉ぢ度合が決定される。

従つて、上記パンチ４′を、それが素材Ｗに突
当たる直前から素材Ｗを打抜き、このあと上昇し
て素材Ｗからパンチ４′が離れるまでの間に於て、
任意のストロークピツチでストローク速度が繰り
返し緩急となるようにするためには、予め適宜に
設定した下降ストローク速度において、適宜等ピ
ツチ、或は、他の任意ピツチで前記設定下降スト
ローク速度とそれより遅いか又は、速い下降スト
ローク速度とを交互に繰返し乍ら打抜きのための
ストローク動作をするように設定部１１に上記緩
急速度と、その速度によるストロークピツチを設
定すればよい。尚、ストローク速度の緩急を繰返
すピツチの単位はストローク距離又はストローク
時間のいずれでもよい点は先の実施例と同じであ
る。

本発明方法による打抜き加工のパンチ４′のス
トローク動作の態様例としては、例えばストロー
ク100mm、ストローク数60spmのプレスにおいて、
１〜２mm程度のストローク量をストローク速度変
更のピツチとし、パンチ４′が素材Ｗを打抜く直
前から打抜いた後その素材から離れるまでの間に
おいてこの１〜２mmのストローク量毎にサーボ弁
１０を微細な範囲で開閉することにより、素材Ｗ
にパンチ４′による振動的な押圧力をかけると共
に、打抜いた後も振動的なストローク動作をする
ようにする。

このように、本発明の制御法は液圧プレスによ
る打抜き加工時、ストローク作動するパンチ４′
に振動的押圧力を付与しつつ素材を打抜くので、
例えば板厚が厚くてせん断面粗度が粗くなりがち
であつた素材であつても、打抜き加工を円滑に行
うことが可能となると共に、打抜き後も振動的ス
トローク動作をしていることによつていわゆるカ
ス上りを防止することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明は以上の通りであつて、液圧プレスによ
る絞り加工や打抜き加工におけるパンチのストロ
ーク動作を制御する方法として極めて有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を絞り加工に適用した例の
制御系のブロツク図、第２図は同じく打抜き加工
に適用した例の制御ブロツク図である。 １……油圧シリンダ、２……パンチ、３……ダ
イ、４……しわ押え、５……切換弁、６……油ポ
ンプ、９……配管、１０……サーボ弁、１１……
設定部、１２……処理部、１３……駆動制御部、
１４……位置検出器、１５……発振器、１６……
速度検出部、１７……速度演算部、１８……位置
演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液圧プレスによるプレス加工において、パン
   チがストローク作動しつつ素材に接触している
   間、駆動シリンダにおける液圧回路の液圧排出側
   に挿入したサーボ弁を前記ストローク作動時に適
   宜の単位ストローク量又は単位ストローク時間ご
   とに開閉制御することにより、前記パンチのスト
   ローク作動に微細な速度の緩急を与えることを特
   徴とする液圧プレスにおけるストローク動作の制
   御方法。