JPH10202327A - プレス機械のダイクッション制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】上型と衝突の際のサージ圧の発生を防止し、制
御遅れなく応答性に優れたプレス機械のダイクッション
制御装置を提供する。 【解決手段】サーボモータを回転制御して昇降するダイ
クッションを設け、設定器に設定した任意の待機点でエ
ンコーダのダイクッション位置の信号と平衡させて位置
制御しておき、上型と衝突した時のモータ電流の変化を
検出器で検出し、切り換え器で位置制御から圧力制御に
切り換える。または、上昇限からタッチ点までスライド
と同期して位置制御し、タッチ点でサーボモータの可逆
制御により上型とソフトタッチ制御し、この時のモータ
電流の変化を検出器で検出して位置制御から圧力制御に
切り換える。圧力制御はあらかじめ設定器に記憶したス
ライド位置とクッション圧の自由曲線に基づいて行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絞り加工で板材の
周辺部にしわが発生しないように、しわ押さえ力を制御
するために使用するプレス機械のダイクッション制御装
置に関し、特に金型とダイクッションをソフトタッチ制
御してサージ圧の発生を防止し、かつ制御の応答性を改
善し、製品の精度を向上する場合に有効である。

【０００２】

【従来の技術】従来、油圧、または空油圧を用いたプレ
ス機械のダイクッション制御装置においては、クッショ
ンストロークの上昇限にあるダイクッションに、スライ
ドとともに下降してきた上型が板材を挟んで衝突して押
し下げ、ダイクッションのクッション圧で押し上げられ
る板押さえと上型との間に絞り加工される板材の外周部
を挟持し、板材にしわ押さえ力、すなわちクッション圧
を加えながら上型と下型とで板材の絞り加工を行い、ク
ッションストロークに応じてあらかじめ設定したクッシ
ョン圧が発生するように油圧、または空油圧を制御して
いた。クッションストロークの上昇限から下死点までを
下降するスライド位置に対応させ、スライド位置に応じ
てクッション圧をあらかじめ設定した荷重パターンに沿
って制御している例として、特公平７−１０６４７７が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の技術のダ
イクッション制御装置は、上昇限にあるダイクッション
に、スライドとともに下降してきた上型が板押さえ等を
介して衝突する。この衝突により油圧、または空油圧の
制御系には、図４に示すスライド位置とクッション圧の
関係図にＡ部のようなサージ圧を生じ、この圧力変動に
よるクッション圧の変動によりしわ押さえ力が変動し、
板材にしわを発生させる要因を作ると言う欠点がある。

【０００４】また、油圧、または空油圧を用いたダイク
ッション制御装置は、制御信号を与えてから応答するま
でに時間的遅れがあることは公知の欠点であり、あらか
じめ遅れを見越した制御を行うことは可能ではあるが、
サージ圧のような比較的時間間隔の小さい変動を消去す
る効果はなく、制御の困難性は残ると言う欠点があっ
た。

【０００５】本発明の目的は、上述の課題を解決し、ス
ライドとともに下降する上型との衝突をソフトタッチさ
せることにより制御系に発生する振動を防止出来、かつ
ダイクッションをサーボモータで制御することにより応
答性を向上したプレス機械のダイクッション制御装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、本発明は、ダイクッション能力を任意に
調節するプレス機械のダイクッション制御装置におい
て、ダイクッションを昇降させるトルクモータを設け、
このトルクモータによりダイクッションを、クッション
ストロークの位置制御と電流トルク制御による圧力制御
とに切り換えて使用する。また、ダイクッションをクッ
ションストロークの任意の待機点に位置制御しておき、
スライドに取り付けた上型が板材を挟んでダイクッショ
ンに接するタッチ点（以下、タッチ点と言う。）からス
ライドに同期して下降させ、タッチ点におけるトルクモ
ータの電流変化を検知してトルクモータを電流トルク制
御による圧力制御に切り換える。

【０００７】さらには、ダイクッションをクッションス
トロークの上昇限に位置制御し、スライドと同期して下
降させ、スライドに取り付けた上型が板材を挟んでダイ
クッションに接するタッチ点において、サーボモータの
可逆制御によりスライドの下降速度に同期させるソフト
タッチ制御を行うとともに、この時のトルクモータの電
流変化を検知してトルクモータをクッションストローク
の位置制御から電流制御による圧力制御に切り換える。
これによってモータ電流により反力を加えて制御可能と
なる。また、ダイクッションのダイクッション位置に対
するクッション圧の制御は、スライドの位置に従い自由
曲線で設定可能とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１から図３に本発明のプレス機
械のダイクッション制御装置の一実施例を示す。図１
は、概念的に全体の構成を示し、プレス機械１は、クラ
ンク軸２の偏心部とコネクチングロッド３で連結され昇
降するスライド４に上型５Ａを取り付けるとともに、ベ
ッド６に下型５Ｂを取り付け、上型５Ａと下型５Ｂとで
板材７を絞り加工する。この際、下型５Ｂの外周部に設
けた板押さえ８は、クッションピン９を介してベッド６
下方に設けたクッションパッド１１によりクッション圧
を受け、上型５Ａとの間に板材７の外周部を挟持し押圧
して、しわの発生を防止する。

【０００９】クッションパッド１１は、サーボモータ１
２で回転駆動されるボールねじ１３と螺合し、サーボモ
ータ１２に直結したエンコーダ１４によりクッションパ
ッド１１の昇降位置が検出出来るとともに、サーボモー
タ１２を電流トルク制御することにより必要な上向きの
クッション圧を発生することが出来る。クッションパッ
ド１１の昇降駆動は、ボールねじ１３による他、これと
同等な駆動機構に置き換えても差し支えない。

【００１０】サーボモータ１２に供給するモータ電流を
制御する制御器１５には、クランク軸２に直結したエン
コーダ１６の発信するクランク角度信号から得られるス
ライド４の昇降方向のスライド位置と、エンコーダ１４
から発信するサーボモータ１２の回転角度信号から得ら
れる昇降方向のダイクッション位置、すなわちクッショ
ンパッド１１の位置とを入力し、図２で説明する機能を
有する回路が内装されている。

【００１１】なお、スライド位置は、クランク角度を発
信するエンコーダ１６から得る他、直接スライド４の昇
降方向の位置を測定する測定器を使用してもよい。

【００１２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、制御器１５
の回路のブロック図を機能別に示している。図２（ａ）
において、設定器１７は、ダイクッション位置を上昇限
から下降限までのストロークの間で所要の待機点に設定
することが出来るとともに、スライド位置と同期したダ
イクッション位置に対応するクッション圧を発信するこ
とが出来る。

【００１３】まず、設定器１７にクッションパッド１１
の待機点を設定する。クッションパッド１１の待機点
は、使用する金型５、すなわち上型５Ａと下型５Ｂとが
板材７を加工する時、上型５Ａが板材７を挟んでクッシ
ョンパッド１１に接するタッチ点より若干上方を予想し
て決定する。設定器１７から位置制御の信号が発信さ
れ、アンプ１８から位置制御に必要な微弱なモータ電流
がサーボモータ１２に供給される。サーボモータ１２が
回転し、これとともに回転するエンコーダ１４からダイ
クッション位置が切り換え器１９を介してフィードバッ
クされる。フィードバック信号が設定器１７の発信信号
と一致したところで、モータ電流が位置を保持する最小
電流となり、サーボモータ１２は停止し、クッションパ
ッド１１は待機点に位置制御される。

【００１４】クッションパッド１１が待機点に位置制御
された後、スライド４が下降し上型５Ａがこれに接する
と、このタッチ点でクッションパッド１１がスライド４
と同期して下降を始める。タッチ点でサーボモータ１２
は、ボールねじ１３を介して逆に回転駆動され電流が立
ち上がる。この電流の立ち上がりを検知した検出器２０
の信号で切り換え器１９がクッションストロークの位置
制御から圧力制御に切り換わり、設定器１７はスライド
位置と同期したダイクッション位置に対応するクッショ
ン圧に見合う信号を発信し、アンプ１８から供給される
強い電流でサーボモータ１２は、クッションパッド１１
に所要のクッション圧を与える。

【００１５】設定器１７には、スライド位置に対応する
クッションストロークとクッション圧の関係曲線をあら
かじめ金型５に応じて決定した最適の自由曲線を自由に
交換することが出来るので、最適の圧力制御を行うこと
が出来る。しかも、制御を電気的に行い、サーボモータ
１４からクッションパッド１１までは機械的な伝達によ
るので、制御の応答性が極めて良く、理想的な絞り加工
が可能となる。

【００１６】図２（ｂ）において、設定器１７は上述の
機能の他、スライド位置に同期したダイクッションの位
置制御信号を発信出来、スライド４の下降と同期して発
信するダイクッション位置の信号でアンプ２１、２２を
介してモータ電流をサーボモータ１２に供給し、エンコ
ーダ１４の発信するダイクッション位置を切り換え器１
９を介してフィードバックし、クッションパッド１１の
位置をスライド位置に追従させる。タッチ点でスライド
４とクッションパッド１１が接する際、サーボモータ１
２の可逆制御によりクッションパッド１１をスライド４
の下降速度に同期させ、上型５Ａ等にソフトタッチさ
せ、さらにタッチ点でモータ電流が急に減少したことを
検出器２３で検出した信号で切り換え器１９を位置制御
から圧力制御に切り換えるとともに、アンプ２４の出力
で設定器１７をスライド位置に同期するダイクッション
位置に対応するクッション圧の信号を発信するように切
り換え、あらかじめ設定器１７に内蔵させたストローク
とクッション圧との関係の自由曲線のメモリに基づくク
ッション圧の信号を発信させ、強いモータ電流でサーボ
モータ１２を圧力制御させる。

【００１７】以上の制御により、図３に示すように、ス
ライド位置に同期するダイクッションは、クッションス
トロークの上昇限からタッチ点まで位置制御され、タッ
チ点で圧力制御に切り換えられる。上型と接する際ソフ
トタッチするので、圧力制御はサージ圧を発生すること
がほとんどなく、設定された自由曲線に沿って極めて円
滑な制御が出来る。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
よれば、ダイクッションを待機点に待機させて上型を接
することも、上限からスライドと同期して下降させた
後、上型を接することも自由に出来、いずれもタッチ点
までは位置制御し、タッチ点で圧力制御に切り換えて使
用出来る。また、圧力制御は、あらかじめメモリに記憶
させたストロークとクッション圧の関係の自由曲線に沿
って行うことが出来るので、最適の制御が可能であり、
またタッチ点でソフトタッチさせるので、サージ圧のよ
うな制御の乱れがほとんどない。さらに、機械的に構成
したダイクッションを電気的に制御するので応答性が極
めて良い等により、製品の精度も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のプレス機械のダイクッション
制御装置の概念的構成図

【図２】（ａ）同じく、待機点に位置制御して使用する
場合の制御器の回路図 （ｂ）同じく、上昇限からタッチ点まで位置制御して使
用する場合の制御器の回路図

【図３】同じく、スライド位置とクッション圧の関係図

【図４】従来例におけるスライド位置とクッション圧の
関係図

【符号の説明】

１はプレス機械、２はクランク軸、３はコネクチングロ
ッド、４はスライド、５は金型、５Ａは上型、５Ｂは下
型、６はベッド、７は板材、８は板押さえ、９はクッシ
ョンピン、１１はクッションパッド、１２はサーボモー
タ、１３はボールねじ、１４、１６はエンコーダ、１５
は制御器、１７は設定器、１８、２１、２２、２４はア
ンプ、１９は切り換え器、２０、２３は検出器、であ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイクッション能力を任意に調節するプレ
   ス機械のダイクッション制御装置において、ダイクッシ
   ョンを昇降させるトルクモータを設け、このトルクモー
   タにより前記ダイクッションを、クッションストローク
   の位置制御と電流トルク制御による圧力制御とに切り換
   えて使用することを特徴とするプレス機械のダイクッシ
   ョン制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記ダイクッションを
   クッションストロークの任意の待機点に位置制御してお
   き、スライドに取り付けた上型がダイクッションに接す
   るタッチ点から前記スライドに同期して下降させ、前記
   タッチ点における前記トルクモータの電流変化を検知し
   て前記トルクモータを電流トルク制御による圧力制御に
   切り換えることを特徴とするプレス機械のダイクッショ
   ン制御装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記ダイクッションを
   クッションストロークの上昇限に位置制御し、前記スラ
   イドと同期して下降させ、前記スライドに取り付けた上
   型が前記ダイクッションに接する前記タッチ点におい
   て、前記サーボモータの可逆制御により前記スライドの
   下降速度に同期させるソフトタッチ制御を行うととも
   に、この時の前記トルクモータの電流変化を検知して前
   記トルクモータをクッションストロークの位置制御から
   電流制御による圧力制御に切り換えることを特徴とする
   プレス機械のダイクッション制御装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記ダイクッションの
   ダイクッション位置に対するクッション圧の制御は、前
   記スライドの位置に従い自由曲線で設定可能とすること
   を特徴とするプレス機械のダイクッション制御装置。