JPH08243799A - パンチ動作制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速パンチをできるだけ維持しつつ、静音化
を高める。油圧パンチプレス等に適用する。 【構成】 パンチ動作のストローク速度を途中で制御す
る装置であって、速度パターン設定手段２１と、その速
度パターンＶｓに応じて速度指令ｓの値を変更する速度
変更手段２０とを設ける。速度パターン設定手段２１
は、パンチ工具４がワーク表面に接触するワーク接触区
間Ｂと、ワークＷが破断を開始するワーク破断区間Ｄと
を低速とする。他の各区間Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｆは高速とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、油圧パンチプレスや
サーボモータ駆動のパンチプレス等のようにストローク
途中の速度変更が自在なパンチプレス機のパンチ動作制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、油
圧パンチプレスにおいて、打ち抜き騒音を低下させる手
法として、打抜ブレークスルー時（破断開始時）までの
ラム動作速度を低速にする方法が一般に採用されてい
る。これにより、ヒットレートの低下を抑えながら、騒
音が最も大きくなるブレークスルー時の騒音を低下さ
せ、パンチ騒音を防止することができる。しかし、パン
チ工具がワーク表面に当たる音も、耳障りな騒音の大き
な要因となっている。

【０００３】この発明の目的は、高速パンチをできるだ
け維持しつつ、静音化を高めることのできるパンチ動作
制御装置を提供することである。この発明の他の目的
は、板厚が種々異なる場合にも、高速パンチの維持およ
び静音化の適切な制御を可能とすることである。

【０００４】

【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。このパンチ動作制御装
置は、パンチプレス機のパンチ駆動装置（２）によるス
トローク速度を制御するパンチ動作制御装置であって、
ストローク中におけるパンチ工具（４）がワーク（Ｗ）
表面に接触するワーク接触区間（Ｂ）と、ワーク（Ｗ）
が破断を開始するワーク破断区間（Ｄ）とを低速とし、
前記両区間（Ｂ），（Ｄ）の間（Ｃ）を高速とした速度
パターン（Ｖｓ）の設定手段（２１）を設け、この速度
パターン（Ｖｓ）に応じてパンチ駆動装置（２）への速
度指令（ｓ）の値を変更する速度変更手段（２０）を設
けたものである。ここで言う「低速」とは、騒音を最小
限に抑えるために実験値等により設定された速度のこと
である。また、「高速」とは、前記の「低速」よりは速
い速度であり、例えば、前後にある低速部への加減速へ
の影響を考慮した最高の速度である。上記構成におい
て、ワーク（Ｗ）の板厚（ｔ）を記憶する板厚情報記憶
手段（１８）を設け、この手段の記憶情報に基づいて前
記ワーク接触区間（Ｂ）とワーク破断区間（Ｄ）の位置
を演算し、前記速度パターン設定手段（２１）の区間位
置を設定変更する低速区間演算手段（１７）を設けても
良い。また、前記速度パターン設定手段（２１）の速度
パターン（Ｖｓ）は、前記ワーク破断区間（Ｄ）の通過
後の下降区間（Ｅ）を高速にすることが望ましい。

【０００５】

【作用】パンチ駆動装置（２）の駆動により上昇待機位
置からパンチ工具（４）が下降し、ワーク表面に近づく
ときは、ストローク速度が高速とされる。速度変更手段
（２０）は、速度パターン設定手段（２１）の設定値に
従い、パンチ工具（４）がワーク表面に接触する区間
（Ｂ）では低速となり、かつワーク（Ｗ）が破断を開始
するワーク破断区間（Ｄ）においても低速となる。この
ように、最も大きい音が発生する破断時と、次に大きな
音が発生するワーク接触時との両方を低速とするので、
静音化が高められる。これ以外の区間ではストローク速
度を高速とするので、高速パンチをできるだけ維持する
ことができる。前記構成の板厚情報記憶手段（１８）と
低速区間演算手段（１７）を設けた場合は、板厚の種々
異なるワーク（Ｗ）に対しても、板厚に対して各区間を
適切に設定して前記の速度制御が行える。速度パターン
設定手段（２１）の速度パターン（Ｖｓ）につき、ワー
ク破断区間（Ｄ）の通過後の下降区間（Ｅ）を高速とし
た場合は、無駄な速度低下期間を少なくし、高速パンチ
が一層良好に維持される。

【０００６】

【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。この実施例は、油圧パンチプレスに応用
したものである。この油圧パンチプレスは、ラム１を昇
降駆動するパンチ駆動装置である油圧シリンダ２をパン
チフレーム３に設置したタレットパンチプレスからな
る。ラム１で昇降駆動されるパンチ工具４が上タレット
５に設置され、これと対応するダイ６が下タレット７に
設置されている。ダイ６は、前記パンチフレーム３の下
側部分（図示せず）に緩衝部材等を介して支持される。
油圧シリンダ２は速度検出手段を兼用可能なストローク
位置検出器１３を有している。油圧シリンダ２の油圧配
管は、速度制御および方向切換用の制御弁８を介して油
圧ポンプ９に接続され、制御弁８とポンプ９との間にア
キュームレータ１０が接続されている。制御弁８には２
本の流路を正方向，逆方向，および閉じ状態に切り換え
る４ポート３位置の油圧サーボ弁または電磁比例制御弁
等が用いられている。

【０００７】数値制御装置１１は、加工プログラム１５
の指令に従って油圧パンチプレスの全体を制御するコン
ピュータ式の制御手段であり、数値制御部（ＣＮＣ部）
とプログラマブルコントローラ部（ＰＣ部）とを有して
いる。演算制御部１６は、数値制御部のＣＰＵやメモリ
装置、およびその制御プログラム等で構成され、ワーク
送り手段の各軸の送り指令やパンチ指令ｐを出力する。
パンチ指令ｐは、プログラマブルコントローラ部から出
力させるものとしても良い。数値制御装置１１から出力
されたパンチ指令ｐに応答して、サーボコントローラ１
２により、制御弁８を駆動するバルブ駆動信号となる速
度指令ｓが生成される。数値制御装置１１には、この他
に後述の板厚情報記憶手段１８が設けられ、かつ演算制
御部１６に低速区間演算手段１７が設けられている。

【０００８】サーボコントローラ１２は、Ｄ．Ｓ．Ｃ
（ディジタルサーボコントローラ）からなる油圧サーボ
コントローラであり、主制御部１９と速度パターン設定
手段２１と位置・速度検出手段１４とを有している。主
制御部１９は、ＣＰＵ，メモリ装置，および制御プログ
ラム等で構成され、その一部の機能を果たす手段が速度
変更手段２０となる。速度パターン設定手段２１は、図
１（Ｂ）に速度曲線で示す速度パターンＶｓを設定した
ものである。すなわち、油圧シリンダ２によるストロー
クのうち、次のように区分した各区間の速度指令値を設
定してある。これらの速度指令値は、上昇待機位置Ｈか
らパンチ工具４がワークＷの表面に接するまでの近づき
区間Ａは高速に、パンチ工具４がワーク表面に接触する
ワーク接触区間Ｂは低速に、ワークＷが破断を開始する
ワーク破断区間Ｄは低速に、前記ワーク接触区間Ｂとワ
ーク破断区間Ｄとの間の区間である中間打抜き区間Ｃは
高速に、ワーク破断区間Ｄを過ぎて下死点まで下降する
通過後区間Ｅは高速に、下死点から上昇待機位置Ｈまで
の上昇区間Ｆは高速に各々設定してある。

【０００９】ワークＷが破断を開始する位置（この位置
は「ブレークスルー」と称されている）は、必ずしも一
定でなく、板材の材質や工具摩耗等により変化するが、
板材の材質や使用工具等のパンチ条件によってある程度
一定した値となり、例えばワーク表面からその板厚ｔの
１／３の高さ位置付近となる。この破断開始位置に若干
の上下幅を持たせた区間をワーク破断区間Ｄとする。ワ
ーク接触区間Ｂはワーク表面の上下に若干の幅を持たせ
た区間とする。なお、板厚のうち、打ち抜きに一番大き
な力が必要なのはブレークスルー前（中間打抜区間Ｃ）
からブレークスルーまでである。ワーク表面からブレー
クスルー前（中間打抜区間Ｃ）まではそれほど大きな力
は必要でないが、ブレークスルー後の力不要区間よりは
大きな力が必要となる。上昇待機位置Ｈは、必ずしも上
死点でなくても良い。速度パターン設定手段２１は、こ
れらの区間Ａ〜Ｆの始まり位置のデータと、速度指令値
とを、図２のように近づき区間設定部２１Ａ、ワーク接
触区間設定部２１Ｂ、中間区間設定部２１Ｃ、ワーク破
断区間設定部２１Ｄ、通過後区間設定部２１Ｅ、および
上昇区間設定部２１Ｆに設定しておく。なお、この実施
例では区間Ａ〜Ｆに段階的に分けて示しているが、さら
に細かく区分し、あるいは連続的に速度が変わるように
速度パターンＶｓを設定しても良く、その場合でも、そ
の細区分等の集まりが前記区間Ａ〜Ｆとして概念的に区
分されて、各区間Ａ〜Ｆで、高低の区分の所定速度に対
する高速と低速とに速度が設定されれば良い。

【００１０】位置・速度検出手段１４は、油圧シリンダ
２に付設したストローク位置検出器１３から得られる検
出信号により、ラム１の現在ストローク位置と現在速度
の値をディジタル値で出力する手段である。この手段
は、現在ストローク位置のみを検出するものであっても
良い。速度検出値は、速度変更手段２０で速度フィード
バックを行わせる場合に使用する。速度変更手段２０
は、位置・速度検出手段１４から得られるストローク位
置の検出値を監視し、ストローク位置が速度パターン設
定手段２１の各区間設定部２１Ａ〜２１Ｆに設定された
値に達する都度、速度指令ｓの指令値を、対応する区間
Ａ〜Ｆの速度指令値に変更する手段である。数値制御装
置１１における板厚情報記憶手段１８は、ワークＷの板
厚を記憶する記憶領域であり、加工プログラム１５に属
性データ等として書き込まれた板厚値を記憶するものと
しても良く、また各種の板厚値をワーク加工のロット番
号等と対応させたテーブルとして設けたものであっても
良い。低速区間演算手段１７は、板厚情報記憶手段１８
の記憶情報に基づいてワーク接触区間Ｂとワーク破断区
間Ｄのストローク範囲である区間位置を演算し、速度パ
ターン設定手段２１の前記区間Ｂ，Ｄの始まり位置を設
定変更する手段である。低速区間演算手段１７は、この
変更に伴い、中間打ち抜き区間Ｃ、および通過後区間Ｅ
の始まり位置も設定変更する。

【００１１】上記構成の動作を説明する。数値制装置１
１からパンチ指令ｐが出力されると、サーボコントロー
ラ１２は速度指令ｓを出力し、サーボバルブ８で速度制
御されて油圧シリンダ２が昇降駆動される。この場合
に、速度変更部２０は、油圧シリンダ２のストローク位
置を位置・速度検出手段１４の出力で監視しながら、速
度パターン設定手段２１に設定された各区間対応の速度
指令ｓを出力する。この制御により、パンチ工具４が板
材表面に近づく区間Ａでは高速でパンチ動作してパンチ
加工の高速化が図られ、ワーク接触区間Ｂでは低速とな
ってパンチ工具４がワーク表面に接する耳障りな騒音が
低減される。この後、ワーク破断区間Ｄに達するまでの
中間打抜き区間Ｃでは、騒音にあまり影響がないので高
速動作し、ワーク破断区間Ｄでは低速となって、騒音の
一番問題となるワーク破断時の騒音が低減される。ワー
ク破断区間Ｄの通過後区間Ｅでは、高速動作するが騒音
にあまり影響がない。上昇区間Ｆも高速で動作するが、
この速度は騒音に影響が殆どない。

【００１２】このようにして、高速パンチを維持しつ
つ、静音化を向上させることができる。板厚が種々変わ
っても、低速区間演算手段１７で速度パターン設定手段
２０の各区間Ａ〜Ｆの位置が設定変更されるので、実際
のワーク表面およびワーク破断位置に応じた前記の制御
が適切に行われる。なお、この発明では、１パンチ中に
速度変化を頻繁に行うため、板厚の厚いワークの場合に
効果的となる。

【００１３】なお、前記実施例では低速区間演算手段１
７は、加工する板厚が変わる毎に演算するものとした
が、低速区間演算手段１７は予め種々の板厚に応じた区
間位置を演算しておき、その板厚対応の各区間位置を速
度パターン設定手段２１に設定しておいて、加工時に選
択させるものとしても良い。また、板厚情報記憶手段１
８および低速区間演算手段１７は必ずしも設けなくても
良い。また、前記実施例は油圧パンチプレスに適用した
場合につき説明したが、この発明はサーボモータをパン
チ駆動源とするパンチプレス等、ストローク途中の速度
制御が可能なパンチプレス一般に適用できる。

【００１４】

【発明の効果】この発明のパンチ動作制御装置は、パン
チ工具がワーク表面に接触するワーク接触区間と、ワー
クが破断を開始するワーク破断区間とを低速とし、前記
両区間の間を高速とした速度パターンの設定手段を設
け、この速度パターンに応じてパンチ駆動装置への速度
指令値を変更する速度変更手段を設けたため、高速パン
チをできるだけ維持しつつ、静音化を高めることができ
る。請求項２の発明は、ワークの板厚を記憶する板厚情
報記憶手段を設け、その記憶情報に基づいて前記ワーク
接触区間とワーク破断区間の区間位置を演算し、前記速
度パターン設定手段の区間位置を設定変更する低速区間
演算手段を設けたため、板厚が種々異なる場合にも、前
記の高速パンチの維持および静音化の適切な制御が行え
る。請求項３の発明は、速度パターン設定手段の速度パ
ターンにつき、ワーク破断区間の通過後の下降区間を高
速としたため、無駄な速度低下が無く、高速パンチが一
層良好に維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例にかかるパンチ動
作制御装置の概念構成を示す説明図、（Ｂ）は速度パタ
ーンのストローク位置と時間との関係を示すグラフであ
る。

【図２】同パンチ動作制御装置における速度パターン設
定手段の概念構成のブロック図である。

【符号の説明】

１…ラム、２…油圧シリンダ（パンチ駆動装置）、４…
パンチ工具、８…制御弁、１１…数値制御装置、１２…
サーボコントローラ、１３…ストローク位置検出器、１
４…位置・速度検出手段、１７…低速区間演算手段、１
８…板厚情報記憶手段、２０…速度変更手段、２１…速
度パターン設定手段、Ａ…近づき区間、Ｂ…ワーク接触
区間、Ｃ…中間区間、Ｄ…ワーク破断区間、Ｅ…通過後
区間、Ｆ…上昇区間、Ｗ…ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パンチプレス機のパンチ駆動装置による
   ストローク速度を制御するパンチ動作制御装置であっ
   て、ストローク中におけるパンチ工具がワーク表面に接
   触するワーク接触区間と、ワークが破断を開始するワー
   ク破断区間とを低速とし、前記両区間の間を高速とした
   速度パターンの設定手段を設け、この速度パターンに応
   じてパンチ駆動装置への速度指令値を変更する速度変更
   手段を設けたパンチ動作制御装置。
2. 【請求項２】 ワークの板厚を記憶する板厚情報記憶手
   段を設け、この手段の記憶情報に基づいて前記ワーク接
   触区間とワーク破断区間の位置を演算し、前記速度パタ
   ーン設定手段の区間位置を設定変更する低速区間演算手
   段を設けた請求項１記載のパンチ動作制御装置。
3. 【請求項３】 前記速度パターン設定手段の速度パター
   ンは、前記ワーク破断区間の通過後の下降区間を高速と
   した請求項１または請求項２記載のパンチ動作制御装
   置。