JPH08118098A - 油圧プレスのラム駆動用油圧回路 - Google Patents

油圧プレスのラム駆動用油圧回路

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JPH08118098A
JPH08118098A JP6285896A JP28589694A JPH08118098A JP H08118098 A JPH08118098 A JP H08118098A JP 6285896 A JP6285896 A JP 6285896A JP 28589694 A JP28589694 A JP 28589694A JP H08118098 A JPH08118098 A JP H08118098A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーボ弁を用いる油圧プレスのラム駆動用油
圧回路で、油圧シリンダを高速、高精度に制御でき、重
負荷にも対応可能とする。 【構成】 油圧シリンダ１の下室１３とサーボ弁３のＢ
ポートの接続配管に回路切換弁２０を配し、回路切換弁
２０と並列で下室１３とサーボ弁３のＰポートを接続す
る配管に、下室１３からサーボ弁３のＰポート側への油
の流入を許すチェック弁２２を設ける。ラム１５を高速
下降させる場合、下室１３から排出される油がサーボ弁
３のＰポート入側へ戻るように回路切換弁２０を切り換
えて差動回路を構成し、サーボ弁３を所定の接続パター
ンとし、油圧ポンプ１からの圧油をサーボ弁３を介して
上室１２へ流し、下室１３から排出する油はチェック弁
２２を介してサーボ弁３のＰポート入側へ還流させ、油
圧ポンプ２の流量を補助する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は油圧プレスのラム駆動用
油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】油圧プ
レスのラムを駆動する手段としては、サーボ弁や切換弁
に代表される４ポートスプール弁による油圧回路が主に
使われており、特に高速動作させるときにはサーボ弁が
用いられるのが一般的である。
【０００３】図３には、サーボ弁を用いた従来のラム駆
動方式の油圧回路を概念的に示す。図中１は油圧シリン
ダ、２は可変吐出量の油圧ポンプであり、これらを接続
する配管の途中にはサーボ弁３が設けてある。油圧ポン
プ２はモータ４により駆動され、ストレーナ５を介して
タンク６から油を吸引し、アキュームレータ７への蓄圧
を行なうとともに、チェック弁８を介してサーボ弁３の
Ｐポートへ圧油を供給している。またチェック弁８の出
側にはチェック弁９を介して減圧弁１０を接続し、減圧
弁１０の出力をサーボ弁１０のパイロット圧とするよう
にしてある。そしてサーボ弁３のＴポートは、ストレー
ナ１１を介してタンク６と接続し、またＡ、Ｂポートは
それぞれ油圧シリンダ１の上室１２、下室１３と接続
し、上室１２あるいは下室１３への圧油の供給により油
圧シリンダ１のロッド１４を駆動してラム１５を昇降作
動させるようになっている。
【０００４】この回路では、サーボ弁３の接続パターン
を図中右側のパターンになるようにすると、油圧ポンプ
２から供給された圧油はサーボ弁３を通って油圧シリン
ダ１の上室１２に流れ、油圧シリンダ１の下室１３から
排出された油がサーボ弁３を通ってタンク６に戻り、こ
れによってロッド１４が下方へ押し下げられ、ラム１５
が下降動作する。一方、ラム１５を上昇動作させるとき
には、サーボ弁３の接続パターンを図中左側のパターン
になるようにすると、油圧ポンプ２から供給された圧油
はサーボ弁３を通って下室１３に流れ、油圧シリンダ１
の上室１２から排出された油がサーボ弁３を通ってタン
ク６に戻り、これによってロッド１４が上方へ押し上げ
られ、ラム１５が上昇動作する。ここで、ラム１５によ
る加圧力Ｆは、Ｆ＝Ａ１×Ｐ（但しＡ１：油圧シリンダ
１の上室１２の断面積、Ｐ：供給される圧油の圧力）で
あらわされる。また、ラム１５の下降速度Ｖ１は、Ｖ１
＝Ｑ／Ａ１（但しＱ：油圧ポンプ２から供給される圧油
の流量）、ラム１５の上昇速度Ｖ２は、Ｖ２＝Ｑ／Ａ２
（但しＡ２：油圧シリンダ１の下室１３のロッド１４部
分を除く断面積）であらわされる。
【０００５】ところでこの回路で、打ち抜き加工でワー
クを打ち抜くとき、ラム１５の位置をセンサにより検出
してフィードバック制御しながら負荷が掛かるとサーボ
弁３の開度が大きくなり、打ち抜いた瞬間に負荷が急に
無くなるため、ラム１５が自走する、即ちオーバーシュ
ートを生じやすく、このオーバーシュートは、ラム１５
を高速駆動する場合には、移動距離の増加、即ち無駄時
間になるという問題があった。また絞り加工などの成形
加工の場合には、油圧シリンダ１の下室１３側の圧力を
一定に保持できないために、ラム１５の下死点の高精度
の位置決め制御を保証することが難しいという問題もあ
った。さらに、サーボ弁を用いて油圧プレスのラムを高
速で駆動させるためには、高応答、大流量のサーボ弁と
大流量の油圧ポンプが必要であり、エネルギー効率が悪
いという本来的な問題点があった。
【０００６】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なしたもので、油圧プレスのラムを駆動するための油圧
シリンダを高速に効率よく制御でき、かつ重負荷にも対
応できる油圧プレスのラム駆動用油圧回路を提供するこ
とを目的とする。また、打ち抜き加工時にラムの自走を
防ぐとともに、ラムの下死点位置精度を高く保ち、ＮＣ
コントローラ等の制御装置で容易に制御できる油圧プレ
スのラム駆動用油圧回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る油圧プレス
のラム駆動用油圧回路は上記目的を達成するために、油
圧プレスのラムを駆動する油圧シリンダと該油圧シリン
ダに圧油を供給する油圧ポンプとを接続する主回路に、
上記圧油の供給を制御するサーボ弁を配設し、上記ラム
と接続する上記油圧シリンダのロッド側と上記サーボ弁
との間を接続する管路に該管路を開閉する回路切換弁を
配設するとともに、該回路切換弁を配した管路と並列に
差動用管路を設け、該差動用管路に上記ロッド側から上
記主回路への圧油の流れを許すチェック弁を配し、上記
ラムを高速で動作させるときには上記回路切換弁を閉じ
て差動回路を構成し、上記ラムを重負荷で動作させると
きには上記回路切換弁を開く構成としたものである。
【０００８】本発明に係る油圧プレスのラム駆動用油圧
回路は、上記回路切換弁に２ポート電磁切換弁を用い、
上記サーボ弁とともに、ＮＣコントローラ等の外部制御
装置にＮＣコントローラに登録した金型や加工対象の材
質や板厚により加圧力を自動計算して選択的に切換制御
可能とした構成とすることもできる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。なお以下では従来と共通する部分には共通
する符号を付すに止め、重複する説明は省略する。
【００１０】図１は、本発明に係る油圧プレスのラム駆
動用油圧回路の一実施例を概念的に示す油圧回路図であ
る。本実施例では、油圧シリンダ１の下室１３とサーボ
弁３のＢポートの接続には２系統の配管を用いており、
一方の配管には２ポート電磁切換弁を用いた回路切換弁
２０を配設し、他方の配管にはサーボ弁３から下室１３
への油の流入を許すチェック弁２１を配設してある。ま
たこれら回路切換弁２０、チェック弁２１の配管系と並
列に、油圧シリンダ１の下室１３とサーボ弁３のＰポー
トを接続する配管を設け、この配管に下室１３からサー
ボ弁３のＰポートへの油の流入を許すチェック弁２２を
配設してある。
【００１１】さらに本実施例ではダブルポンプ方式を採
用しており、小容量の油圧ポンプ２３からチェック弁
９、減圧弁１０を介してサーボ弁３のパイロット圧を供
給するようにしてある。この油圧ポンプ２３の吸入側は
ストレーナ２４を介してタンク６に接続している。
【００１２】次に本実施例の動作を説明する。まず高速
動作する場合を説明する。この場合、回路切換弁２０を
図中右側のパターンとし、油圧シリンダ１の下室１３か
ら排出される油がサーボ弁３のＰポート入側へ戻るよう
にして差動回路を構成する。そしてラム１５を下降させ
るときには、サーボ弁３の接続パターンを図中右側のパ
ターンになるようにする。すると、油圧ポンプ１から供
給された圧油はサーボ弁３を通って上室１２へ流れ、下
室１３から排出された油はチェック弁２２を通ってサー
ボ弁３のＰポート入側へ還流し、油圧ポンプ２の流量を
補助し、油圧シリンダ１の上室１２側へ供給される。一
方、ラム１５を上昇させるときには、サーボ弁３の接続
パターンを図中左側のパターンになるようにする。する
とチェック弁２１を通って油圧シリンダ１の下室１３に
油が供給され、上室１２から排出された油はサーボ弁３
を通ってタンク６に戻る。
【００１３】この回路では、加圧力Ｆは、Ｆ＝（Ａ１−
Ａ２）×Ｐ＝Ａ３×Ｐ（Ａ３：ロッド１４の断面積）で
あらわされる。また、ラム１５の下降速度Ｖ１は、Ｖ１
＝Ｑ／Ａ３、ラム１５の上昇速度Ｖ２は、Ｖ２＝Ｑ／Ａ
２であらわされる。従って、図３に示した従来の油圧回
路と同容量の油圧ポンプを使用した場合、従来の下降速
度Ｖ１（＝Ｑ／Ａ１）に比べて本実施例の下降速度Ｖ１
（＝Ｑ／Ａ３：Ａ３＜Ａ１）は、油圧シリンダ１の下室
１３から排出された分の油だけ下降速度が速くなる。そ
してこの回路では、打ち抜き加工時でも油圧シリンダ１
の下室１３側に背圧が立っている状態となるので、負荷
が急になくなってもラム１５の自走がほとんど生じなく
なる。従って、ラム１５の自走による無駄時間が無く、
高速動作時にはラム１５の下降速度が早くなることと相
俟って従来の回路より高速動作が可能となる。また、絞
り加工などの成形加工の場合でも、油圧シリンダ１の下
室１３側を一定の圧力に保持できるため、高精度の位置
決め制御を実現できる。
【００１４】次に重負荷加工をする場合を説明するが、
この場合は回路切換弁２０を図中左側のパターンとし、
従来と同様にサーボ弁３の接続パターンを図中右側のパ
ターンとして、油圧ポンプ２から圧油を供給し、ラム１
５を下降させればよい。またラム１５を上昇させる場合
も従来と同様である。
【００１５】なお、本実施例を用いた実際の加工では、
ＮＣコントローラに登録した金型や加工対象の材質や板
厚により加圧力を自動計算して、必要な油圧回路の選択
を自動的に行なう。また、高精度な位置決め制御が必要
な絞り加工などの成形工程でも、ＮＣコントローラで自
動的に判断させ、油圧回路を差動回路にするか否かを選
択させる。回路切換弁２０が故障しても、他の回路構成
は従来と同様の油圧回路として作動できるようになって
いるので、油圧プレスの最大加工能力は保証される。
【００１６】次に、本発明に係る油圧プレスのラム駆動
用油圧回路をタレットパンチプレスに応用した例を説明
する。タレットパンチプレスは、高頻度の打ち抜き加工
と重負荷の打ち抜き加工という性質の異なる加工、さら
に絞り加工のような成形加工を同一の機械で行なうとい
う特徴を持ち、本発明の有効性を最も顕著に確認でき
る。
【００１７】まずタレットパンチプレスの構成を概略的
に説明すると、図２に示すように、タレットパンチプレ
ス本体３１は、複数の脚部３２・・・を備えたフレーム
３３により枠体が構成されており、作業部域３４の図中
右側には、板材３５にパンチング（打ち抜き）加工を施
すパンチング部３６が設けてある。
【００１８】パンチング部３６は、フレーム３３の上側
に回転自在に装着した円板状の上部タレット３７と、こ
の上部タレット３７に対して適宜隔離されかつフレーム
３３の下側に回転自在に装着した円板状の下部タレット
３８等により構成してある。上部タレット３７には、図
示せぬ複数のパンチング加工具（パンチ）を着脱自在に
装着してある。なお、上部タレット３７、下部タレット
３８は、図示せぬタレット駆動機構によって同期して同
方向に回転させ得るとともに、所定位置において停止さ
せることができる。また、上部タレット３７に装着した
パンチは、フレーム３３の上部に備えた図示せぬラム駆
動部により昇降し、同じく図示せぬラムによってパンチ
ングされるようになっている。
【００１９】またフレーム３３の下側上部には、板材３
５を載置するテーブル３３が装着してある。そして、キ
ャリッジ４０がキャリッジベース４１の長手方向と同一
方向で摺動自在に装着してあり、複数のワーククランプ
４２がキャリッジ４０の移動方向で移動及び固定可能に
装着してある。従って、テーブル３９上に載置されてワ
ーククランプ４２によって端部を把持された板材３５を
パンチング部３６によりパンチング加工できる。
【００２０】本発明者らの行なった実験によれば、この
ようなタレットパンチプレスにおいて従来の油圧回路を
用いた場合は、打ち抜き回数は毎分２２０回であったも
のが、本発明の油圧回路を用いたところ、打ち抜き回数
は毎分３４０回となり、約５０％の能力アップを果たし
た。また高精度な位置決めを要する絞り加工では、従来
の油圧回路ではラムの下死点精度が±０．１ｍｍであっ
たものが、本発明の油圧回路を用いると下死点精度が±
０．０５ｍｍ以内となった。
【００２１】
【発明の効果】請求項１に係る油圧プレスのラム駆動用
油圧回路は以上説明してきたようなものなので、同容量
の油圧ポンプやサーボ弁を使用した場合に、ラムの自走
を防ぐとともにラムの下死点位置を高精度に保ち、従来
方式に比べて油圧シリンダを高速かつ高精度に制御して
加工を行なえるようになり、また重負荷にも対応でき、
さらに、目標とする加工頻度を得ようとする場合にはエ
ネルギー効率の優れる加工を行なえるようになるという
効果がある。
【００２２】請求項２に係る油圧プレスのラム駆動用油
圧回路は、上記共通の効果に加え、打ち抜き加工や絞り
加工の諸条件を自動計算できるＮＣコントローラ等の外
部制御装置を併用して制御することにより、最適な油圧
回路を選択できるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧プレスのラム駆動用油圧回路
の一実施例を概念的に示す油圧回路図である。
【図２】本発明に係る油圧プレスのラム駆動用油圧回路
の応用対象とするタレットパンチプレスの側面図であ
る。
【図３】サーボ弁を用いた従来のラム駆動方式の油圧回
路を概念的に示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１ 油圧シリンダ ２ 油圧ポンプ ３ サーボ弁 ４ モータ ５ ストレーナ ６ タンク ７ アキュームレータ ８ チェック弁 ９ チェック弁 １０ 減圧弁 １１ ストレーナ １２ 油圧シリンダの上室 １３ 油圧シリンダの下室 １４ 油圧シリンダのロッド １５ ラム ２０ 回路切換弁 ２１ チェック弁 ２２ チェック弁 ２３ 油圧ポンプ ２４ ストレーナ ３１ タレットパンチプレス本体 ３２ 脚部 ３３ フレーム ３４ 作業部域 ３５ 板材 ３６ パンチング部 ３７ 上部タレット ３８ 下部タレット ３９ テーブル ４０ キャリッジ ４１ キャリッジベース ４２ ワーククランプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 油圧プレスのラムを駆動する油圧シリン
    ダと該油圧シリンダに圧油を供給する油圧ポンプとを接
    続する主回路に、上記圧油の供給を制御するサーボ弁を
    配設し、上記ラムと接続する上記油圧シリンダのロッド
    側と上記サーボ弁との間を接続する管路に該管路を開閉
    する回路切換弁を配設するとともに、該回路切換弁を配
    した管路と並列に差動用管路を設け、該差動用管路に上
    記ロッド側から上記主回路への圧油の流れを許すチェッ
    ク弁を配し、上記ラムを高速で動作させるときには上記
    回路切換弁を閉じて差動回路を構成し、上記ラムを重負
    荷で動作させるときには上記回路切換弁を開くようにし
    たことを特徴とする油圧プレスのラム駆動用油圧回路。
  2. 【請求項２】 上記回路切換弁に２ポート電磁切換弁を
    用い、上記サーボ弁とともに、ＮＣコントローラ等の外
    部制御装置にＮＣコントローラに登録した金型や加工対
    象の材質や板厚により加圧力を自動計算して選択的に切
    換制御可能としたことを特徴とする請求項１の油圧プレ
    スのラム駆動用油圧回路。
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