JPH08108223A

JPH08108223A - 油圧式パンチプレス

Info

Publication number: JPH08108223A
Application number: JP27044294A
Authority: JP
Inventors: Takami Miyamoto; 隆美宮本; Atsushi Nakagawa; 篤中川
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1994-10-06
Filing date: 1994-10-06
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】騒音や振動の低下が図れ、かつポンプやその
駆動モータを小型化できてコスト低下が図れるようにす
る。【構成】２連ポンプ２０を構成する各個別ポンプ２
１，２２に各々接続された高圧小流量回路１１および低
圧大流量回路１２を設ける。ラム１を昇降させる油圧シ
リンダ２に、前記両回路１１，１２を選択的に連通させ
る切換弁２８を設ける。この構成において、ラム１の高
さに応じて、パンチ４がワークＷに当たる直前位置ｐで
低圧大流量回路１２から高圧小流量回路１２へ切換弁２
８により流路を切り換えさせる高さ対応油圧切換手段３
２を設ける。この手段３２は電気的制御手段で構成さ
れ、加工プログラム３５やＮＣメモリに登録されている
板厚情報とラム１の現在位置情報とから前記直前位置ｐ
の判定を行うものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、タレットパンチプレ
ス等の油圧式パンチプレスに関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】油圧式パ
ンチプレスはストローク速度が可変であり、サイクルタ
イムの短縮等のため、一般にパンチがワークに近づくと
きや、抜け出すときは高速とされ、実際にワークを打ち
抜く間は低速とされる。このような制御を行うにつき、
油圧ポンプとして、ワーク打ち抜き時には小流量で良い
が、高圧の油圧供給が行えるものが要求され、その他の
ときは低圧で十分であるが、大流量のものが要求され
る。その結果、高圧で大流量のポンプが要求されること
になる。ポンプ能力は、圧力と流量の積で一般に決定さ
れるが、ポンプ特性として、高圧小流量に適したもの
と、低圧大流量に適したものとがあり、適正な特性のも
のを使用しなければ効率が著しく低下する。したがっ
て、前記のようなストローク速度可変の制御を行う場
合、結局は高圧で大流量のポンプが必要となる。このよ
うな高圧で大流量のポンプは大型で高価であり、またポ
ンプ駆動用のモータも大型で大出力のものが必要とな
り、これらのためパンチプレスがコスト高になる。

【０００３】このような問題点を解消するものとして、
高圧小流量のポンプと低圧大流量のポンプとを有する２
連ポンプを用いたものが提案されている。これによれば
小型化が図れてコスト低下が図れる。しかし、従来の２
連ポンプを用いたものは、ラムで駆動されるパンチがワ
ークに当たった後に、シリンダ室の圧力増加を検出して
使用ポンプを高圧小流量側へ切り換えるように制御して
おり、そのためパンチがワークに当たるときは、高速状
態となる。したがって衝突音が大きく、また振動も大き
いという問題点が残る。油圧式パンチプレスは、機械式
プレスに比べると騒音が小さいが、それでもかなりの騒
音が発生する。そのため、近隣に住居のある地域では夜
間の運転が条例等によって規制されることがある。

【０００４】この発明の目的は、騒音や振動の低下が図
れ、かつポンプやその駆動モータを小型化できてコスト
低下が図れる油圧式パンチプレスを提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施例
に対応する図１と共に説明する。この油圧式パンチプレ
スは、２連ポンプ（２０）を構成する各個別ポンプ（２
１），（２２）に各々接続された高圧小流量回路（１
１）および低圧大流量回路（１２）を設け、パンチ
（４）を昇降させる油圧シリンダ（２）に、前記両回路
（１１），（１２）を選択的に連通させる流路切換手段
（２８）を設けた構成を前提とする。この構成におい
て、パンチ（４）がワーク（Ｗ）に当たる直前位置
（ｐ）で前記低圧大流量回路（１２）から高圧小流量回
路（１１）へ前記流路切換手段（２８）の連通方向を切
り換える高さ対応油圧切換手段（３２）を設けたもので
ある。上記構成において、高さ対応油圧切換手段（３
２）は、例えばワーク（Ｗ）の表面位置情報（ｓ）とパ
ンチ（４）の昇降位置情報（ａ）とに応じて、ワーク
（Ｗ）に当たる直前位置（ｐ）に達したことを判定する
ものとする。前記の表面位置情報（ｓ）は、加工プログ
ラム（３５）やＮＣ装置のメモリに設定された板厚デー
タであっても良く、またワーク表面を検出するセンサの
データであっても良い。また、複数種類のワーク（Ｗ）
の板厚を記憶する板厚記憶手段（３３）を設け、高さ対
応油圧切換手段（３２）を、板厚記憶手段（３３）から
選択された板厚情報である表面位置情報（ｓ）に応じ
て、パンチ（４）がワーク（Ｗ）に当たる直前位置
（ｐ）に達したことを判定するものとしても良い。

【０００６】

【作用】パンチ（４）をワーク（Ｗ）に向けて下降させ
るときは、低圧大流量回路（１２）からの油圧供給によ
り、パンチ（４）は高速で下降する。パンチ（４）がワ
ーク（Ｗ）に当たる直前位置（ｐ）まで下降すると、高
さ対応油圧切換手段（３２）の指令による流路切換手段
（２８）の切り換えによって、高圧小流量回路（１１）
からの油圧供給に切り換えられる。そのため、パンチ
（４）は低速でワーク（Ｗ）に当たることになり、パン
チ衝突時の騒音や振動が低下する。また、高圧小流量で
あるため、ワーク（Ｗ）の打ち抜きに必要な圧力が小出
力のポンプ駆動用モータ（２７）で得られる。さらに、
２連ポンプ（２０）を使用するため、２台の個別ポンプ
（２１），（２２）に高圧小流量のものと低圧大流量の
ものとを各々使用することにより、１台の高圧大流量の
ポンプを使用する場合に比べて全体として小型で低コス
トのポンプで済む。高さ対応油圧切換手段（３２）によ
るワーク接触直前位置（ｐ）の判定を、ワーク（Ｗ）の
表面位置情報（ｓ）とパンチ（４）の昇降位置情報
（ａ）とに応じて行う場合は、ワーク（Ｗ）に対するパ
ンチ（４）の高さが簡単に分かり、油圧の高低の切り換
えが適正に行える。複数のワーク（Ｗ）の複数種類の板
厚を記憶する板厚記憶手段（３３）を設け、その板厚情
報に応じて、パンチ（４）がワーク（Ｗ）に当たる直前
位置（ｐ）であることを判定するようにした場合は、厚
みの種々異なるワーク（Ｗ）に対して、直前位置（ｐ）
で油圧を切り換える制御を適正に行うことができる。

【０００７】

【実施例】この発明の一実施例を図１および図２に基づ
いて説明する。図２はこの油圧式パンチプレスの破断側
面図である。この油圧式パンチプレスは、ラム１を昇降
駆動する油圧シリンダ２を、Ｃ字状のパンチフレーム３
の上フレーム部に設置したタレットパンチプレスからな
る。上下のタレット５，７は、パンチフレーム３の上フ
レーム部および下フレーム部に各々設置され、互いに同
期して割出回転させられる。上タレット５には、ラム１
で昇降駆動される上金型である複数のパンチ４が円周方
向に並べて設置され、下タレット７には下金型である複
数のダイ６が各パンチと対応して設置されている。パン
チフレーム３の前方には、テーブル８上の板状のワーク
Ｗをワークホルダ９で把持して前後左右に送るワーク送
り装置１０が設けられている。

【０００８】図１は、油圧シリンダ２の油圧回路および
その制御系を示すブロック図である。この油圧回路は、
高圧小流量回路１１と低圧大流量回路１２とを、その供
給端で１本の供給側配管１３に接続したものである。こ
の供給側配管１３と戻り側配管１４とを、シリンダスト
ローク位置および速度制御用の制御弁１５を介して油圧
シリンダ２の上側および下側のシリンダ室２Ａ，２Ｂに
２本の配管１６，１７で各々接続してある。制御弁１５
には４ポート３位置の油圧サーボバルブを持ちいている
が、電磁比例制御弁等を用いても良い。また、制御弁１
５は油圧シリンダ２に内蔵されたものであっても良い。
前記の高圧小流量回路１１および低圧大流量回路１２
は、２連ポンプ２０の各個別ポンプ２１，２２に接続し
た配管２３，２４およびこれらの配管２３，２４の途中
に接続したアキュームレータ２５，２６等で構成され
る。２連ポンプ２０は、一つのポンプ駆動モータ２７に
二つの個別ポンプ２１，２２を連結したものであり、高
圧小流量回路１１側の個別ポンプ２１は高圧小流量のポ
ンプで、低圧大流量回路１２側の個別ポンプ２２は低圧
大流量のポンプで各々構成されている。

【０００９】高圧小流量回路１１のアキュームレータ２
５よりも下手側位置には、高圧小流量回路１１と低圧大
流量回路１２とを選択的に油圧シリンダ２側へ連通させ
る流路切換手段である切換弁２８が設けられている。切
換弁２８には４ポート３位置の電磁切換弁を用い、その
２ポートのみを使用しているが、２ポート２位置の電磁
切換弁を用いても良い。また、低圧大流量回路１２のア
キュームレータ２６より下手側位置には、高圧小流量回
路１１からの作動油の流入を阻止する逆止弁２９が介在
させてある。

【００１０】前記制御弁１５および切換弁２８は、制御
装置３０に設けられたラム軸制御手段３１および高さ対
応油圧切換手段３２から送られる制御信号で各々制御さ
れる。制御装置３０は、ＣＰＵやメモリ等を含むマイク
ロコンピュータとその制御プログラムで主に構成される
が、集積回路等で構成しても良い。ラム軸制御手段３１
は、速度パターン設定手段３１ａに設定された速度パタ
ーンで油圧シリンダ２のラム位置およびストローク速度
を制御するように、制御弁１５に駆動信号を出力するも
のである。このラム軸制御手段３１は、油圧シリンダ２
に付設されたストローク位置検出器３７から得られるラ
ム位置情報ａに応じてフィードバック制御を行う手段を
備えており、制御弁１５とラム軸制御手段３１とでサー
ボ機構を構成する。速度パターン設定手段３１ａに設定
する速度パターンは、例えば図１（Ｂ）の(a) に速度曲
線ｖを示すように、ラム１の上死点等の上端設定位置Ｔ
から、ワークＷの板厚に対応する打抜範囲ｔの直前位置
（すなわちパンチ４がワークＷに接触する少し手前位
置）ｐまでは高速に、この直前位置ｐから下死点Ｂまで
は低速に下降し、下死点Ｂから上端設定位置Ｔまでは高
速に上昇するように設定してある。速度パターン設定手
段３１ａは、速度パターンを固定的に設定したものであ
っても良く、また打抜範囲ｔに応じて速度パターンを変
更するものとしても良い。

【００１１】高さ対応油圧切換手段３２は、ワーク表面
位置情報ｓとストローク位置検出器３７から得られるラ
ム位置情報ａとに応じて、パンチ４がワークＷに当たる
直前位置ｐまで下降したことを判定し、ラム１を直前位
置ｐまでは低圧で、その後は高速で動作させるように切
換弁２８に制御信号を出力する手段である。詳しくは、
高さ対応油圧切換手段３２は、ラム１の上端設定位置Ｔ
から打抜範囲ｔの直前位置ｐまでは高圧小流量回路１１
を閉じ、直前位置ｐから打抜範囲ｔの脱出位置ｑまでは
高圧小流量回路１１を開き、前記の脱出位置ｑから上端
設定位置Ｔまでは再度高圧小流量回路１１を閉じるよう
に切換弁２８に制御信号を出力する。脱出位置ｑは、打
抜範囲ｔから下方に脱する位置であれば良く、必ずしも
下死点Ｂでなくても良い。打抜範囲ｔは、高さ対応油圧
切換手段３２に設けられた打抜時ラム高さ演算手段３２
ａで演算される。この演算手段３２ａは、板厚情報記憶
手段３３に登録されている板厚情報であるワーク表面位
置情報ｓと、使用金型情報記憶手段３４に登録されてい
る使用金型情報とから、パンチ４がワークＷを打ち抜く
ラム高さ範囲である打抜範囲ｔを演算する。なお、パン
チ４の昇降位置は、ラム位置情報ａから得られるため、
高さ対応油圧切換手段３２は、パンチ４がワークＷに当
たる直前位置ｐに達したことなどを、ラム位置情報ａか
ら間接的に判定することになる。

【００１２】板厚記憶手段３３および使用金型記憶手段
３４は、各々加工プログラム３５における板厚記述部お
よび使用金型記述部であっても良く、また数値制御装置
のメモリにおける板厚登録部および使用金型登録部であ
っても良い。使用金型情報を打抜範囲ｔの演算に使用す
るのは、パンチ４の種類によってパンチ４の上下長さが
異なり、これに伴いラム１のストローク位置を補正して
パンチするためである。使用金型情報は、加工プログラ
ム３５には一般に工具番号で記述されているが、工具番
号と対応するパンチ４の長さまたはラム位置の補正量が
ＮＣ装置のメモリに登録されており、そのパンチ長さま
たはラム位置補正量を、使用金型情報として打抜範囲演
算手段３２ａによる打抜範囲ｔの演算が行われる。ま
た、板厚記憶手段３３がＮＣ装置のメモリである場合
は、通常は複数種類の板厚ｔ１，ｔ２…の情報が登録さ
れており、その中から加工時に選択された板厚情報が打
抜範囲演算手段３２ａによる板厚情報として使用され
る。板厚記憶手段３３が加工プログラム３５の板厚記述
部である場合は、板厚値の異なる複数の加工プログラム
が３５が準備されることで、複数のワークＷの板厚を記
憶する板厚記憶手段３３が構成さることになる。

【００１３】上記構成の動作を説明する。ラム１が上昇
端設定位置Ｔ（図１（Ｂ）(a))から下降するときは、切
換弁２８が閉じ状態にあり、低圧大流量回路１２から制
御弁１５を介して油圧シリンダ２に作動油が供給され
る。したがって、油圧シリンダ２は低圧で大流量の油圧
が供給され、高速で下降する。ラム１の予め設定した速
度曲線ｖに沿う正確な速度制御は、サーボバルブからな
る制御弁１５で行われる。低圧大流量回路１２からの油
圧供給の間、高圧小流量回路１１のポンプ２１も作動し
ているが、このポンプ２１の吐出油はアキュームレータ
２５に蓄えられる。

【００１４】ラム１が、打抜範囲ｔの直前位置ｐに達す
ると、高さ対応油圧切換手段３２の指令で切換弁２８が
開き、高圧小流量回路１１から制御弁１５を介して油圧
シリダ２に作動油が供給される。したがって、油圧シリ
ンダ２は高圧小流量の油圧が供給され、低速であるが、
ワークＷの打ち抜きに十分な油圧が与えられることにな
る。なお、このときに高圧小流量回路１１の圧油が低圧
大流量回路１２へ配管２３，２４の合流部から戻ろうと
するが、この圧油は逆止弁２９で阻止される。そのため
低圧大流量回路１２は出口が閉じ状態となり、ポンプ２
２の吐出油はアキュームレータ２６に蓄えられることに
なる。ラム１が打抜範囲ｔを脱して所定の脱出位置ｑに
達すると、高さ対応油圧切換手段３２の指令で切換弁２
８が閉じられ、再度低圧大流量回路１２から油圧供給さ
れることになる。そのため、ラム１は再度高速で動作し
て上昇端設定位置Ｔまで戻る。

【００１５】この油圧式パンチプレスによると、このよ
うにワークＷの打ち抜き時とそれ以外のときとで、それ
ぞれ高圧小流量回路１１と低圧大流量回路１２とに切り
換えて油圧供給するので、１台の高圧大流量のポンプを
使用する場合に比べてポンプ全体が小型化され、またポ
ンプ駆動モータ２７も小型で小出力のもので済み、コス
ト低下が図れる。また、ワークＷにパンチ４が当たる直
前に高圧小流量に切り換えて低速とするので、パンチ４
とワークＷとの衝撃が緩和されて騒音および振動が低下
する。前記の低圧大流量から高圧小流量への切り換え
は、ワーク表面位置情報ｓとラム位置情報ａとで直前位
置ｐであることを判定して行うので、切り換えが簡単な
制御で正確に行える。また、使用金型情報を加味して直
前位置ｐの判定を行うので、高さの異なるパンチ４を使
用する場合にも正確なタイミングで切り換えが行える。
さらに、板厚記憶手段３３は複数種類の板厚を記憶し、
加工時の板厚を選択して打抜範囲ｔを算出するようにし
たので、厚みの種々異なるワークＷに対して、直前高さ
で油圧を切り換える制御を適正に行うことができる。板
厚が厚くなると、打ち抜きに必要な圧力が高くなるが、
その場合は打ち抜き時のラム速度を薄板の場合に比べて
低下させるようにラム速度曲線ｖを設定しておくことで
対処できる。

【００１６】図３はこの発明の他の実施例を示す。この
例は、ワーク表面位置情報付与手段として、テーブル８
上のワークＷの表面高さを検出する表面高さ検出センサ
３６を設けたものである。表面高さ検出センサ３６は、
例えば光干渉測長器等の無接触の距離センサ等で構成さ
れ、パンチフレーム３の上フレーム部等にそのセンサヘ
ッド部３６ａが取付けられる。この構成の場合、高さ対
応油圧切換手段３２は、図１の打抜範囲演算手段３２ａ
は設けずに、直接に表面高さ検出センサ３６から得られ
る表面位置情報ｓとストローク位置検出器３７から得ら
れるラム位置情報ａとを比較して打抜範囲ｔの直前位置
ｐであることを判定し、切換弁２８に制御信号を出力す
るものとする。また、ラム軸制御手段３１も、表面高さ
検出センサ３６から得られる表面位置情報ｓに応じて速
度パターンを変えるものとする。その他の構成は、図１
の実施例と同じである。この構成の場合、加工プログラ
ムを変えずに種々の板厚のワークＷを供給しても、その
板厚に応じた適正な打抜直前位置ｐで油圧の切り換えが
行える。

【００１７】

【発明の効果】この発明の油圧式パンチプレスは、２連
ポンプを構成する各個別ポンプに各々接続された高圧小
流量回路および低圧大流量回路を設け、パンチを昇降さ
せる油圧シリンダに、前記両回路を選択的に連通させる
流路切換手段を設け、パンチがワークに当たる直前位置
で前記低圧大流量回路から高圧小流量回路へ前記流路切
換手段の連通方向を切り換える高さ対応油圧切換手段を
設けたため、騒音や振動の低下が図れ、しかも１台の高
圧大流量のポンプを使用する場合に比べて小型で低コス
トのポンプおよびそのポンプ駆動モータで済む。請求項
２の発明の場合は、高さ対応油圧切換手段が、ワークの
表面位置情報とパンチの昇降位置情報とに応じて、パン
チがワークに当たる直前位置に達したことを判定するも
のであるため、油圧の高低の切り換えが良好に行える。
請求項３の発明の場合は、複数のワークの板厚を記憶す
る板厚記憶手段を設け、選択された板厚情報に応じて、
パンチがワークに当たる直前位置に達したことを判定す
るようにしたため、各種の板厚のワークを加工する場合
に、直前高さで油圧を切り換える制御を適正に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる油圧式パンチプレ
スの油圧回路および制御系の概念構成を示す説明図であ
る。

【図２】同パンチプレスの側面図である。

【図３】この発明の他の実施例にかかる油圧式パンチプ
レスの油圧回路および制御系の概念構成を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１…ラム、２…油圧シリンダ、３…パンチフレーム、４
…パンチ、５…上タレット、６…ダイ、８…テーブル、
１１…高圧小流量回路、１２…低圧大流量回路、１５…
制御弁、２０…２連ポンプ、２１，２２…個別ポンプ、
２５，２６…アキュームレータ、２８…切換弁（流路切
換手段）、３０…制御装置、３１…ラム軸制御手段、３
２…高さ対応油圧切換手段、３２ａ…打抜範囲演算手
段、３３…板厚記憶手段、３４…使用金型情報記憶手
段、３６…表面高さ検出センサ、ａ…ラム位置情報、ｐ
…直前位置、ｓ…ワーク表面位置情報、ｔ…打抜範囲

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２連ポンプを構成する各個別ポンプに各
々接続された高圧小流量回路および低圧大流量回路を設
け、パンチを昇降させる油圧シリンダに、前記両回路を
選択的に連通させる流路切換手段を設け、パンチがワー
クに当たる直前位置で前記低圧大流量回路から高圧小流
量回路へ前記流路切換手段の連通方向を切り換える高さ
対応油圧切換手段を設けた油圧式パンチプレス。
【請求項２】前記高さ対応油圧切換手段を、ワークの
表面位置情報とパンチの昇降位置情報とに応じて、パン
チがワークに当たる直前位置に達したことを判定するも
のとした請求項１記載の油圧式パンチプレス。
【請求項３】複数種類のワークの板厚を記憶する板厚
記憶手段を設け、前記高さ対応油圧切換手段を、前記板
厚記憶手段から選択された板厚情報に応じて、パンチが
ワークに当たる直前位置に達したことを判定するものと
した請求項１または請求項２記載の油圧式パンチプレ
ス。