JPH06240Y2 - 油圧式ダイクッション装置の圧力調整装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案はプレス機械に設けられた油圧式ダイクッショ
ン装置の圧力調整装置に関する。

従来技術およびその問題点 油圧プレスの油圧式ダイクッション装置の設定圧力の調
整は、ダイクッション・シリンダに接続された手動操作
式の圧力調整弁によって行なわれている。しかしなが
ら、プレス加工時にダイクッションの下降速度（押し下
げ速度）が変化すると、圧力調整弁の通過流量が変化
し、圧力調整弁の圧力オーバライド特性によって圧力調
整弁のリリーフ圧も変化してしまうので、圧力調整弁の
リリーフ圧が常に設定圧力に等しくなるようにするため
には、多数の試打ちが必要であるとともに熟練を要する
微調整作業を行なう必要があった。

この考案は、ダイクッション・シリンダの圧力を、ダイ
クッションの下降速度にかかわらず常に設定圧力に等し
くなるように、自動的にかつ正確に調整できる油圧式ダ
イクッション装置の圧力調整装置を提供することを目的
とする。

問題点を解決するための手段 この考案による油圧式ダイクッション装置の圧力調整装
置は、入力ポートがダイクッション・シリンダに、出力
ポートがタンクにそれぞれ接続され、制御電流によって
リリーフ圧が制御されるリリーフ機構付圧力制御装置、
圧力制御装置の通過流量があらかじめ定められた基準流
量である場合におけるリリーフ圧に対する基準制御電流
のデータが記憶される記憶手段、所望のダイクッション
・シリンダ圧が設定される圧力設定装置、ダイクッショ
ンの下降速度を検出する速度検出手段、次式(1)に基づ
いて、リリーフ圧を設定圧力にするための制御電流を算
出手段、ならびに、算出された制御電流を圧力制御装置
に出力する手段を備えていることを特徴とする。

ＩＸ＝ＩＳ−γ・ΔＷ …(1) ただし、 ＩＸ：制御電流、 ＩＳ：記憶手段に記憶されている基準制御電流のう
ち、リリーフ圧を圧力設定装置によって設定された設定
圧力とした場合のリリーフ圧に対する基準制御電流、 γ：定数、 ΔＷ：速度検出手段によって検出されたダイクッショ
ンの下降速度と、圧力制御装置の通過流量が基準流量で
ある場合におけるダイクッションの基準下降速度との差
に応じた値、 である。

実施例 第１図は油圧式ダイクッション装置の圧力制御用油圧回
路を示している。ダツクッション・パッド(1)は、間隔
をおいて配置された２つのダイクッション・シリンダ
(2)(3)によって支持されている。両シリンダ(2)(3)間に
は突上用シリンダ(4)が設けられている。

図示しないスライドにより図示しないプレッシャピンを
介して、ダイクッション・パッド(1)が押されると、ダ
イクッション・シリンダ(2)(3)内に圧力が発生して、ダ
イクッション・パッド(1)に所要の抵抗力が与えられ
る。ダイクッション・シリンダ(2)(3)内の圧力は、圧力
制御装置(12)によって制御される。

突上用シリンダ(4)は導管(5a)を介して突上用油圧回路
(6)に接続されている。両ダイクッション・シリンダ(2)
(3)は導管(5b)(5c)(5d)を介して油タンク(7)に接続され
ている。導管(5d)にはシリンダ(2)(3)から油タンク(7)
へ圧油が流れるのを禁止する逆止弁(8)が設けられてい
る。

導管(5b)(5c)(5d)の接続部は、導管(5e)を介してパイロ
ット付圧力調整弁(9)の一次側に接続されている。圧力
調整弁(9)の二次側は導管(5f)を介して油タンク(7)に接
続されている。圧力調整弁(9)のパイロット・ポートは
導管(5g)を介してソレノイド操作圧力比例弁(10)の一次
側に接続されている。圧力比例弁(10)の二次側は導管(5
h)を介して油タンク(7)に接続されている。

圧力比例弁(10)の一次圧すなわち圧力調整装置(9)のパ
イロット圧はソレノイド(11)に加えられる電流によって
制御される。つまり、圧力調整弁(9)と圧力比例弁(10)
とによって圧力制御装置(12)が構成されている。

圧力比例弁(10)は、ソレノイド(11)に加えられる電流に
対して一次圧（圧力調整弁(9)のパイロット圧）がほぼ
比例する特性を有している。圧力調整弁(9)は、リリー
フ圧がパイロット圧にほぼ等しくなる特性を有してい
る。

ダイクッション・パッド(1)にはダイクッション・パッ
ド(1)の昇降に伴って昇降するラック(13)が固定されて
いる。このラック(13)には、ダイクッション・パッド
(1)の位置検出用のアブソリュート・エンコーダ(14)の
回転軸に固定されたピニオン(15)ががみ合っている。

アブソリュート・エンコーダ(14)は、プレスのフレーム
（図示略）などに取付け固定されている。アブソリュー
ト・エンコーダ(14)は、この実施例では、ボルスタ（図
示略）上面を基準としたダイクッション・パッドの現在
位置を示す信号を出力するもので、この位置検出信号は
ボルスタ上面とダイクッション・パッド(1)上面との間
の距離を表わしている。

第２図は、ダイクッション圧力調整装置の電気的な構成
を示している。ダイクッション圧力調整装置は中央処理
装置（ＣＰＵ）(20)によって制御される。ＣＰＵ(20)
は、そのプログラムを記憶するＲＯＭ(21)、各種データ
を記憶するＲＡＭ(22)およびクロック・パルス発生器(2
3)を備えている。

ＣＰＵ(20)には、ダイクッション・シリンダ(2)(3)の圧
力を設定するためのデジタル・スイッチ(26)からの設定
圧力指示信号、およびアブソリュート・エンコーダ(14)
からの位置検出信号が入力インタフェイス(24)を介して
入力されるとともにクロック・パルス発生器(23)からの
クロック・パルスが入力される。

ＣＰＵ(20)からは、圧力調整弁(9)のリリーフ圧を設定
圧力にするための制御信号が出力インタフェイス(25)を
介して出力され、この制御信号はＤ／Ａ変換器(27)およ
びＶ／Ｉ変換器(28)によって電流に変換される。そして
この電流は圧力比例弁(10)のソレノイド(11)に供給され
る。

第３図は圧力調整弁(9)における圧力オーバライド特性
（パイロット圧Ｐｐをパラメータとするリリーフ圧Ｐに
対する通過流量Ｑの特性）を示している。圧力調整弁
(9)は、パイロット圧Ｐｐが一定である場合、リリーフ
圧Ｐが通過流量Ｑに比例するという特性（圧力オーバラ
イド特性）を有している。

通過流量Ｑはダイクッション・パッド(1)の下降速度Ｖ
に比例する。このため、通過流量Ｑがあらかじめ定めら
れた基準流量ＱＳ（この場合のダイクッション・パッド
(1)の下降速度Ｖを基準速度ＶＳという）であるとし
て、パイロット圧Ｐｐをリリーフ圧Ｐが設定圧力になる
ような値にあらかじめ調整しておいても、ダイクッショ
ン・パッド(1)の下降速度Ｖがその下降中に変化して、
基準速度ＶＳと異なる速度になると、ダイクッション・
シリンダ(2)(3)内の圧力は設定圧力と等しくならなくな
る。

パイロット圧ＰｐがＰｐ３、通過流量ＱがＱｉ（＝ＱＳ
＋ΔＱ）であり、通過流量Ｑｉに対する下降速度ＶがＶ
ｉ＝（ＶＳ＋ΔＶ）であるとすると、リリーフ圧Ｐは、
パイロット圧ＰｐがＰｐ３でかつ通過流量ＱがＱＳであ
る場合のリリーフ圧Ｐ３（Ｑ３）にΔＰを加えたリリー
フ圧Ｐ３（Ｑｉ）（＝Ｐ３（ＱＳ）＋ΔＰ）となる。こ
の場合にリリーフ圧ＰをＰ３（ＱＳ）にするためには、
パイロット圧ＰｐをＰｐＸまで低下させる必要がある。

今、パイロット圧ＰｐをＰｐ３にするための圧力比例弁
(10)のソレノイド(11)に加えられる電流（以下制御電流
という）ＩをＩ３、パイロット圧ＰｐをＰｐＸにするた
めの制御電流をＩＸ、Ｉ３−ＩＸ＝ΔＩ、Ｐｐ３−Ｐｐ
Ｘ＝ΔＰｐとすると、以下の式が近似的に成り立つ。

ΔＱ ΔＶ ΔＰ ΔＰｐ ΔＩ …(2) 第(2)式から、次式が得られる。

ΔＩ＝α・ΔＶ …(3) ただしαは比例定数 第(3)式から、ＩＸは、 ＩＸ＝Ｉ３−α・ΔＶ …(4) となる。

したがって、あらかじめαの値を求めておき、ダイクッ
ション・パッド(1)の下降中における速度Ｖを検出する
ことによってリリーフ圧Ｐを所定の圧力値に一定に保つ
ための制御電流ＩＸを求めることができる。

この実施例では、ダイクッション・パッド(1)の下降速
度Ｖを求める代わりに、クロック・パルス発生器(23)の
出力パルスの周期に相当する時間Ｔの間にダイクッショ
ン・パッド(1)が下降した距離Ｌが求められる。

ダイクッション・パッド(1)の下降速度ＶがＶＳである
場合において、時間Ｔの間にダイクッション・パッド
(1)が下降する距離ＬをＬＳとし、下降速度ＶがＶｉで
ある場合において、時間Ｔの間にダイクッション・パッ
ド(1)が下降する距離ＬをＬｉとすると、（Ｌｉ−Ｌ
Ｓ）はΔＶに比例するので上記第(4)式から次式が得ら
れる。

ＩＸ＝Ｉ３−β・（Ｌｉ−ＬＳ） …(5) ただしβは比例定数（以下、補正係数という）。

この実施例では、後述するように、補正係数βの値およ
びＬＳがあらかじめ求められ、ダイクッション・パッド
(1)の下降中にＬｉが求められ、上記第(5)式にもとづい
て制御電流ＩＸの値が求められる。

第４図はＲＡＭ(22)の内容を示している。ＲＡＭ(22)内
には、設定圧力−制御電流変換テーブルとして用いられ
るエリヤ（Ｅ１）、あらかじめ求められた補正係数βを
記憶するエリヤ（Ｅ２）、あらかじめ求められたＬＳを
記憶するエリヤ（Ｅ３）、設定器(26)に設定された設定
圧力Ｐｉを記憶するエリヤ（Ｅ４）および通過流量Ｑが
基準流量ＱＳであるとした場合に圧力調整弁(9)のリリ
ーフ圧Ｐを設定圧力Ｐｉにするための制御電流Ｉの値Ｉ
ｉを記憶するエリヤ（Ｅ５）が設けられている。

設定圧力−制御電流変換テーブルには、予想される各設
定圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３……Ｐｎごとに、通過流量Ｑが
ＱＳであるとした場合にリリーフ圧ＰをＰ１、Ｐ２、Ｐ
３……Ｐｎにするための制御電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、…
…Ｉｎがそれぞれ記憶されている。

第５図は、ＣＰＵ(20)によるダイクッション圧力調整処
理手順を示している。まず、初期設定が行なわれる（ス
テップ(31)）。この初期設定においては、ＲＡＭ(22)の
エリヤ（Ｅ１）に設定圧力−制御電流変換テーブルが作
成されるとともに、エリヤ（Ｅ２）にβが、エリヤ（Ｅ
３）にＬＳがそれぞれ記憶される。

こののち、デジタル・スイッチ(26)に設定圧力Ｐｉが設
定されると（ステップ(32)、この設定圧力Ｐｉが読み込
まれかつＲＡＭ(22)のエリヤ（Ｅ４）に記憶される。そ
して、エリヤ（Ｅ１）のテーブルから設定圧力Ｐｉに対
応する制御電流Ｉｉが読み出されてＲＡＭ(22)のエリヤ
（Ｅ５）に記憶されるとともに、制御電流ＩがＩｉにさ
れる（ステップ(33)）。こののち、設定圧力補正処理が
行なわれる（ステップ(34)）。

設定圧力補正処理においては、クロック・パルス設定器
(23)からのクロック・パルスの読込みが開始され、第１
回目のクロック・パルスが入力すると（ステップ(4
1)）、アブソリュート・エンコーダからの位置検出信号
が読取られ、ダイクッション・パッド現在位置Ａ(1)が
Ａバッファに記憶される（ステップ(42)）。

第１回目のクロック・パルスであるので、ステップ(43)
でＹＥＳとなり、ステップ(46)に進み、上記ステップ(4
2)でＡバッファに記憶された現在位置Ａ(1)がＢバッフ
ァに記憶される。そしてステップ(41)に戻って第２回目
のクロック・パルスの入力を待つ。

第２回目のクロック・パルスが入力されると、再び位置
検出信号が読込まれ、現在位置Ａ(2)がＡバッファに記
憶される（ステップ(42)。これによりＡバッファの内容
がＡ(1)からＡ(2)に更新される。

第２回目のクロック・パルスなので、ステップ(43)でＮ
Ｏとなり、ステップ(44)に進み、上記ステップ(42)でＡ
バッファに記憶された今回の現在位置Ａ(2)から上記ス
テップ(46)でＢバッファに記憶された前回の現在位置Ａ
(1)を減算する演算（Ａ(2)−Ａ(1)）が行なわれ、この
演算結果Ｌ(1)がＣバッファに記憶される。このＬ(1)
は、第１回目のクロック・パルスが入力した位置と、第
２回目のクロック・パルスが入力した位置との間にダイ
クッション・パッド(1)が下降した距離を表わしてい
る。

次に、上記演算結果Ｌ(1)、ＲＡＭ(22)のエリヤ（Ｅ
２）に記憶されている補正係数β、エリヤ（Ｅ３）に記
憶されているＬｓ、エリヤ（Ｅ５）に記憶されているＩ
ｉにもとづいて、Ｉｉ−β・（Ｌ(1)−Ｌｓ）＝ＩＸの
演算が行なわれ、制御電圧Ｉがこの演算結果の値ＩＸに
する（ステップ(45)）。

上記演算結果ＩＸは、上記第 式から明らかなように、
ダイクッション・パッド(1)の下降位置がクロック・パ
ルス入力時点における下降速度である場合に、圧力調整
弁(9)のリリーフ圧Ｐを設定圧力Ｐｉにするための制御
電流値となるので、制御電流ＩがＩＸにされることによ
りダイクッション圧（ダイクッション・シリンダ(2)(3)
の圧力）は設定圧力Ｐｉに保たれる。

こののち、ステップ(46)に進み、Ａバッファに記憶され
た現在位置Ａ(2)がＢバッファに記憶される。これによ
りＢバッファの内容がＡ(1)からＡ(2)に更新される。そ
して、ステップ(41)に戻って第３回目のクロック・パル
スが入力するのを待つ。第３回目のクロック・パルスが
入力すると、第２回目のクロック・パルスが入力した場
合と同様にステップ(42)〜(46)の処理が行なわれる。

以上のようにしてクロック・パルスが入力されるごとに
ステップ(42)〜(46)の処理が行なわれ、ダイクッション
・パッド(1)の下降速度が各クロック・パルスの入力時
点における下降速度である場合に、リリーフ圧Ｐが設定
圧力Ｐｉと等しくなる電流値ＩＸに制御電流Ｉがされ
る。したがって、ダイクッション圧は常に設定圧力Ｐｉ
に保たれる。

上記実施例では、デジタル・スイッチによって設定圧力
が設定されているが、アナログ設定器によって設定圧力
を設定してもよい。また、アブソリュート・エンコーダ
のかわりにインクリメンタル・エンコーダを用いてもよ
い。

また、上記実施例では１つの圧力調整弁と１つのソレノ
イド操作圧力比例弁とから圧力制御装置が構成されてい
るが、多段に接続された複数の圧力調整弁と最終段の圧
力調整弁に接続されたソレノイド操作圧力比例弁とから
圧力制御装置を構成してもよいし、１つのソレノイド操
作圧力比例弁のみによって圧力制御装置を構成してもよ
い。

さらにソレノイド操作圧力比例弁のかわりにパルスモー
タを備えたパルス制御式圧力比例弁を用いてもよい。

考案の効果 この考案による油圧式ダイクッション装置の圧力調整装
置では、ダイクッション・シリンダの圧力（ダイクッシ
ョン圧）が、ダイクッションの下降速度にかかわらず常
に設定圧力に等しくなるように、自動的にかつ正確に調
整される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はこの考案の実施例を示すもので、第１
図は油圧式ダイクッション装置の圧力制御用油圧回路、
第２図はダイクッション圧力調整装置の電気的な構成を
示すブロック図、第３図は圧力調整弁の圧力オーバライ
ト特性を示すグラフ、第４図はＲＡＭの内容を示す図、
第５図はＣＰＵによるダイクッション圧力調整処理手順
を示すフロー・チャートである。 (1)…ダイクッション・パッド、(2)(3)…ダイクッショ
ン・シリンダ、(9)…圧力調整弁、(10)…ソレノイド操
作圧力比例弁、(11)…ソレノイド、(14)…アブソリュー
ト・エンコーダ、(20)…ＣＰＵ、(21)…ＲＯＭ、(22)…
ＲＡＭ、(23)…クロック・パルス設定器、(26)…デジタ
ル・スイッチ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力ポートがダイクッション・シリンダ
   に、出力ポートがタンクにそれぞれ接続され、制御電流
   によってリリーフ圧が制御されるリリーフ機構付圧力制
   御装置、 圧力制御装置の通過流量があらかじめ定められた基準流
   量である場合におけるリリーフ圧に対する基準制御電流
   のデータが記憶される記憶手段、 所望のダイクッション・シリンダ圧が設定される圧力設
   定装置、 ダイクッションの下降速度を検出する速度検出手段、 次式に基づいて、リリーフ圧を設定圧力にするための制
   御電流を算出する手段、 ＩＸ＝ＩＳ−γ・ΔＷ ただし、 ＩＸ：制御電流、 ＩＳ：記憶手段に記憶されている基準制御電流のう
   ち、リリーフ圧を圧力設定装置によって設定された設定
   圧力とした場合のリリーフ圧に対する基準制御電流、 γ：定数、 ΔＷ：速度検出手段によって検出されたダイクッショ
   ンの下降速度と、圧力制御装置の通過流量が基準流量で
   ある場合におけるダイクッションの基準下降速度との差
   に応じた値、 ならびに、算出された制御電流を圧力制御装置に出力す
   る手段、 を備えている油圧式ダイクッション装置の圧力調整装
   置。
2. 【請求項２】速度検出手段がダイクッションの位置を検
   出する位置検出装置および位置検出装置によるダイクッ
   ションの位置の検出にもとづいて一定時間ごとのダイク
   ッションの下降量を算出する算出手段からなる実用新案
   登録請求の範囲第(1)項記載の油圧式ダイクッション装
   置の圧力調整装置。
3. 【請求項３】ダイクッションの位置検出装置がエンコー
   ダである実用新案登録請求の範囲第(2)項記載の油圧式
   ダイクッション装置の圧力調整装置。