KR20020053077A

KR20020053077A - 프레스 브레이크 및 프레스 브레이크에 있어서의 유압실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법

Info

Publication number: KR20020053077A
Application number: KR1020027005851A
Authority: KR
Inventors: 아리지노부아키
Original assignee: 아마다 미쯔야끼; 가부시키가이샤 아마다
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2002-07-04
Also published as: EP1232810A1; TW491738B; KR100478111B1; EP1232810A4; DE60022383T2; US6874343B1; EP1232810B1; CN1184027C; DE60022383D1; CN1402656A; WO2001034317A1

Abstract

램(5U)의 상하 이동을 반전시키도록, 제어 장치(18)가 AC 서보 모터(39)를 제어하여 쌍방향 피스톤 펌프(31)의 회전을 반전한다. 이 때, 제어 장치(18)의 램 이동 속도 패턴 지령부(65)가, 반전 후, 소정 길이의 워밍업 시간만큼 램(5U)의 이동 속도를 일정하게 유지하고, 그 후 이동 속도를 소정의 속도까지 변화시키는 패턴 지령을 행한다. 지령 위치 카운터(67)가 램 이동 속도 패턴으로부터 램 위치를 판독하고, 판독한 값과 램 위치 검출기(11)에 의해 검출되는 실제의 램(5U) 위치를 가산기(73)에서 가산하여 AC 서보 모터(39)의 회전을 제어한다.

Description

프레스 브레이크 및 프레스 브레이크에 있어서의 유압 실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법 {PRESS BRAKE AND METHOD OF CONTROLLING BIDIRECTIONAL FLUID PUMP OF HYDRAULIC CYLINDER OF PRESS BRAKE}

유압 실린더에 의해 램을 상하 이동시켜 펀치와 다이(die)와의 협동에 의해 벤딩 가공을 행하는 프레스 브레이크에 있어서는 유압 실린더를 작동시키기 위해 쌍방향 유체 펌프를 사용하는 경우가 있다. 이러한 유압 실린더에 대하여 설치되어 있는 유압 회로를 간단히 나타내면, 도 1에 나타낸 바와 같은 것이 있다.

이러한 유압 회로에서는, 도시 생략한 유압 실린더의 상 실린더실 또는 하 실린더실에 접속되어 있는 배관(101, 103)은, 서보 모터(105)에 의해 회전되는 쌍방향 유체 펌프(107)에 접속되어 있다. 또한, 배관(101, 103)은 각각 체크 밸브(109, 111)를 통해 오일 탱크(113)에 접속되어 있다.

따라서, 서보 모터(105)에 의해 쌍방향 유체 펌프(107)가 회전되고, 배관(10l) 또는 배관(l03)을 통하여 도시 생략한 상 또는 하 실린더실에 작동유가공급되어, 램이 상하 이동한다. 이 때, 체크 밸브(109) 또는 체크 밸브(111)를 사이에 두고 오일 탱크(113)로부터 작동유가 공급된다.

이러한 유압 회로에서는, 도 2에 나타낸 바와 같은 패턴으로 램이 상하 이동하도록 서보 모터(105)에 지령하여, 쌍방향 유체 펌프(107)를 회전시키고 있다. 즉, 램은 일정한 가속도로 속도를 증대하여, 소정의 속도까지 달하면 일정한 속도로 이동하고, 그리고 일정한 감속도로 속도를 감소시킨다.

그러나, 이러한 종래의 기술에 있어서는, 램의 이동 방향이 변하는 반전시에는, 한 쪽 체크 밸브(109)(또는 체크 밸브(111))에는 부압(負壓)이 걸려 아직 열려 있는 상태로 있는 경우가 있다. 이 때 쌍방향 유체 펌프(107)가 반전하여 갑자기 정압(正壓)이 걸리면, 열려 있는 체크 밸브(109)(또는 체크 밸브(111))가 닫히기 까지의 사이에 작동유가 역류하는 경우가 있어 응답성이 악화되어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 실제의 램은 불안정한 움직임으로된다. 이로 인하여, 반전시의 쇼크가 크고, 램의 동작 게인을 높일 수 없고, 생산성이 저하된다고 하는 문제가 있다.

본 발명은, 이상과 같은 종래의 기술의 문제점에 착안하여 이루어진 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 반전시의 쇼크를 저감시킴으로써 램의 동작 게인을 높여 생산성을 향상시킬 수 있는 프레스 브레이크 및 프레스 브레이크에 있어서의 유압 실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 유압 실린더를 작동시키는 쌍방향 유체 펌프가 발생하는 소음을 저감시킬 수 있는 프레스 브레이크 및 프레스 브레이크에 있어서의 유압 실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법을 제공함에 있다.

본 발명은, 유압 실린더에 의해 램(ram)을 상하 이동시켜 벤딩 가공을 행하는 프레스 브레이크 및 프레스 브레이크에 있어서의 유압 실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법에 관한 것이다.

도 1은, 종래에 있어서의 프레스 브레이크의 유압 회로의 주요부를 나타낸 개략도이다.

도 2는, 종래에 있어서의 램이동 속도 패턴을 나타낸 그래프이다.

도 3은, 도 2의 램이동 속도 패턴으로 이동을 지령했을 때의램의 실제의 이동 속도를 나타낸 그래프이다.

도 4는, 본 발명에 따른 프레스 브레이크의 전체를 나타낸 정면도이다.

도 5는, 도 4중 V 방향에서 본 측면도이다.

도 6은, 본 발명에 따른 프레스 브레이크의 유압 회로 및 제어 장치의 구성을 나타낸 회로 및 블럭도이다.

도 7은, 램이동 속도 패턴을 나타낸 그래프이다.

도 8은, 도 7의 램이동 속도 패턴으로 이동을 지령했을 때의 램의 실제의 이동 속도를 나타낸 그래프이다.

도 9는, 벤딩 가공에 있어서의 램속도 지령치에 대한 램의 실속도 및 압력을 나타낸 그래프이다.

도 10은, 도 9의 벤딩 가공에서의 서보 모터의 회전수를 나타낸 그래프이다.

도 11은, 도 10에 나타낸 서보 모터의 회전수에 대한 소음의 크기를 나타낸 그래프이다.

도 12는, 본 발명에 따른 유압 실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법을 실시하는 제어 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.

도 13은, 벤딩 가공시에 있어서의 압력의 절대량 및 압력의 변화량을 나타낸 그래프이다.

도 14는, 쌍방향 유체 펌프의 소음을 고려했을 때에 채용해야 할 램속도와 압력의 변화량과의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 15는, 쌍방향 유체 펌프의 소음을 고려했을 때에 채용해야 할 램속도와 압력의 절대량과의 관계를 나타낸 그래프이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 제1 애스펙트에 의한 발명의 프레스 브레이크는, 상하 이동가능한 램; 상기 램을 상하 이동시키는 유압 실린더; 상기 유압 실린더를 상하 방향으로 작동시키는 쌍방향 유체 펌프로서, 상기 유압 실린더에 연결되어 있고, 정전 및 역전함으로써 상기 램을 상하 이동시키는 쌍방향 유체 펌프; 상기 쌍방향 유체 펌프를 회전 구동시키는 서보 모터; 상기 램의 상하 방향의 위치를 검출하는 램위치 검출 수단; 및 상기 서보 모터를 제어하는 제어 장치를 포함하고, 상기 구성에 있어서, 상기 제어 장치가 또한, 램의 상하 이동을 반전하도록 상기 쌍방향 유체 펌프의 회전을 반전시킨 후에, 일단 램속도를 일정하게 유지하는 워밍업 시간 또는 거리를 소정의 시간 또는 소정의 거리 설정하고, 그 후 램속도를 소정의 속도까지 변화시키는 미리 설정한 램이동 속도 패턴을 지령하는 램이동 속도 패턴 지령부; 상기 램이동 속도 패턴 지령부에 의해 지령된 램속도로부터 램위치를 판독하는 지령 위치 카운터; 상기 램의 위치를 검출하는 램위치 검출 수단; 상기 지령 위치 카운터에 의해 판독된 램위치와 상기 램위치 검출 수단으로부터의 램위치 신호를 가산하여 상기 램이 원하는 위치에 위치하도록 상기 서보 모터에 지령하는 가산기를 구비한다.

상기 구성에 있어서, 램의 상하 이동을 반전시키기 위해 유압 실린더의 상하 이동을 전환하도록, 제어 장치가 서보 모터를 제어하여 쌍방향 유체 펌프의 회전을 반전한다. 이 때, 제어 장치의 램이동 속도 패턴 지령부가, 반전후, 소정 길이의 워밍업 시간 또는 소정의 거리만큼 램의 이동 속도를 일정하게 유지하고, 그 후 램의 이동 속도를 소정의 속도까지 변화시키는 미리 설정한 램이동 속도 패턴의 패턴지령을 행한다. 이 램이동 속도 패턴으로부터 지령 위치 카운터가 램위치를 판독하고, 판독한 값과 램위치 검출기에 의해 검출되는 실제의 램위치를 가산기로 가산하여 램이 원하는 위치에 위치하도록 서보 모터의 회전을 제어한다.

따라서, 종래 문제로 되어 있었던 상승시에 있어서의 쇼크를 저감하여, 이동시의 램의 진동을 방지할 수 있다. 이에 따라, 램의 동작 게인을 높여 생산성을 개선할 수 있다.

제2 애스펙트에 의한 발명의 프레스 브레이크에 있어서의 유압 실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법은, 램의 상하 이동을 반전하도록 쌍방향 유체 펌프를 반전하는 스텝; 상기 스텝의 후에, 일단 상기 램의 이동 속도를 일정하게 유지하기 위해, 워밍업 시간 또는 워밍업 거리를, 소정의 시간 또는 소정의 거리 설정하는 스텝; 및 상기 스텝의 후에, 램속도를 소정의 속도까지 변화시키도록 상기 쌍방향 유체 펌프를 제어하는 스텝을 포함하고, 상기 구성에 의해, 상기 쌍방향 유체 펌프의 회전방향에 따라 유압 실린더가 상하 이동되고, 램이 상하 이동되어 벤딩 가공을 행한다.

상기 구성에 있어서, 램의 상하 이동을 반전시키기 위해 유압 실린더의 상하 이동을 전환하도록 쌍방향 유체 펌프의 회전을 반전한 경우에는, 반전 후, 소정 길이의 워밍업 시간 또는 소정의 거리만큼 램의 이동 속도를 일정하게 유지하고, 그 후 램의 이동 속도를 소정의 속도까지 변화시켜 램의 상하 이동을 행한다.

따라서, 종래 문제로 되어 있었던 상승시에 있어서의 쇼크를 저감하여, 이동시에 있어서의 램의 진동을 방지할 수 있다. 이에 따라, 램의 동작 게인을 높여 생산성을 개선할 수 있다.

제3 애스펙트에 의한 발명의 프레스 브레이크에 있어서의 유압 실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법은, 쌍방향 유체 펌프에 있어서의 유압력을 측정하는 동시에 이 유압력의 변화량을 산출하는 스텝; 상기 쌍방향 유체 펌프 회전시의 소음을 저하시키도록 미리 결정되어 있는 압력-램이동 속도 관계 또는 압력 변화량-램이동 속도 관계에 따라, 어떤 시각에 있어서 검출된 압력에 대한 램이동 속도 또는 이 때의 압력의 변화량에 대한 램이동 속도를 구하는 스텝; 상기 압력에 대한 램이동 속도와 상기 압력의 변화량에 대한 램이동 속도를 비교하여 속도가 낮은 쪽의 램이동 속도를 얻도록, 이 램이동 속도에 대응하는 회전수에 상기 서보 모터의 회전수를 결정하여 지령하는 스텝; 및 상기 쌍방향 유체 펌프를 작동시켜 서보 모터를 회전시키고, 유압 실린더에 의해 램을 상하 이동시켜 벤딩 가공을 행하는 스텝을 포함한다.

제4 애스펙트에 의한 발명의 프레스 브레이크에 있어서의 유압 실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법은, 쌍방향 유체 펌프에 있어서의 유압력을 측정하는 동시에 이 유압력의 변화량을 산출하는 스텝; 상기 쌍방향 유체 펌프 회전시의 소음을 저하시키도록 미리 결정되어 있는 압력-램이동 속도 관계 및 압력 변화량-램이동 속도 관계에 따라, 어떤 시각에 있어서 검출된 압력에 대한 램이동 속도 및 이 때의 압력의 변화량에 대한 램이동 속도를 구하는 스텝; 상기 압력에 대한 램이동 속도와 상기 압력의 변화량에 대한 램이동 속도를 비교하여 속도가 낮은 쪽의 램이동 속도를 얻도록, 이 램이동 속도에 대응하는 회전수에 상기 서보 모터의 회전수를 결정하여 지령하는 스텝; 및 상기 쌍방향 유체 펌프를 작동시켜 서보 모터를 회전시키고, 유압 실린더에 의해 램을 상하 이동시켜 벤딩 가공을 행하는 스텝을 포함한다.

상기 구성에 있어서, 서보 모터에 의해 회전 구동되어 유압 실린더를 작동시키는 쌍방향 유체 펌프의 유압력을 검출하는 동시에 유압력의 변화량을 구하고, 쌍방향 유체 펌프의 회전시의 소음을 저하시키도록 미리 결정되어 있는 압력-램이동 속도 관계 및 압력 변화량-램이동 속도 관계에 따라, 임의의 시각에 있어서 소음을 작게 하도록 램이동 속도가 느린 쪽을 선택하여, 선택된 램이동 속도에 대응하는 회전수를 서보 모터에 지령한다.

따라서, 쌍방향 유체 펌프의 소음을 억제할 수 있다.

제5 애스펙트에 의한 발명의 프레스 브레이크는, 상하 이동가능한 램; 상기 램을 상하 이동시키는 유압 실린더; 상기 유압 실린더를 상하 방향으로 작동시키는 쌍방향 유체 펌프로서, 상기 유압 실린더에 연결되어 있고, 정전 및 역전함으로써 상기 램을 상하 이동시키는 쌍방향 유체 펌프; 상기 쌍방향 유체 펌프를 회전 구동시키는 서보 모터: 상기 램의 상하 방향의 위치를 검출하는 램위치 검출 수단; 램의 이동 패턴을 지령하는 램이동 속도 패턴 지령부; 압력 센서 또는 압력 변화량을 산출하는 연산부; 압력 센서로부터의 검출 압력 또는 압력 변화량을 산출하는 연산부로부터의 압력 변화량에 따라, 소음을 방지하는 램이동 속도를 산출하는 램이동 속도 산출부: 및 상기 램이동 속도에 대응하는 회전수를 서보 모터에 지령하는 서보 모터 회전 지령부를 포함한다.

제6 애스펙트에 의한 발명의 프레스 브레이크는, 상하 이동가능한 램; 상기 램을 상하 이동시키는 유압 실린더; 상기 유압 실린더를 상하 방향으로 작동시키는 쌍방향 유체 펌프로서, 상기 유압 실린더에 연결되어 있고, 정전 및 역전함으로써 상기 램을 상하 이동시키는 쌍방향 유체 펌프; 상기 쌍방향 유체 펌프를 회전 구동시키는 서보 모터; 상기 램의 상하 방향의 위치를 검출하는 램위치 검출 수단; 상기 램의 이동 패턴을 지령하는 램이동 속도 패턴 지령부; 상기 램위치를 검출하는 램위치 검출 수단; 상기 램이동 속도 패턴 지령부로부터의 지령 램위치와 상기 램위치 검출 수단으로부터의 실제의 램위치를 비교하여 램위치를 수정하기 위해 상기 쌍방향 유체 펌프를 회전 구동하는 서보 모터에 회전 지령을 발하는 가산기; 상기 쌍방향 유체 펌프의 압력을 검출하는 압력 센서; 상기 압력 센서에 의해 검출된 압력 신호로부터 압력 변화량을 산출하는 연산부; 상기 쌍방향 유체 펌프의 소음을 적량으로 억제하기 위한, 램이동 속도와 쌍방향 유체 펌프의 압력과의 관계 및 램이동 속도와 상기 압력 변화량과의 관계를 기억해 두는 메모리; 및 상기 메모리에 미리 기억되어 있는 램이동 속도와 쌍방향 유체 펌프의 압력과의 관계와 램이동 속도와 상기 압력 변화량과의 관계를 비교하여 램이동 속도가 작은 쪽을 선택하고, 이 때의 램이동 속도에 대응하는 회전수를 서보 모터에 지령하는 서보 모터 회전수 지령부를 포함한다.

상기 구성에 있어서, 램이동 속도 패턴 지령부로부터의 지령 패턴에 따라서 서보 모터를 제어하여 쌍방향 유체 펌프에 의해 유압 실린더를 상하 이동시키는 동시에 램위치 검출 수단에 의해 실제의 램위치를 검출하고, 가산기에 의해 지령 위치와 실제의 램위치를 비교하여 서보 모터를 제어하여 고정밀도의 벤딩 가공을 행하지만, 이 때에, 쌍방향 유체 펌프의 유압력을 쌍방향 유체 펌프에 설치되어 있는 압력 센서에 의해 검출하는 동시에 이 압력으로부터 연산부가 유압력의 변화량을 구하고, 쌍방향 유체 펌프의 회전시의 소음을 저하시키도록 미리 결정되어 메모리에 기억되어 있는 압력-램이동 속도 관계 및 압력 변화량-램이동 속도 관계에 따라, 램속도 결정부가 임의의 시각에 있어서 소음을 작게 하도록 램이동 속도가 느린 쪽을 선택하여 램이동 속도를 결정하고, 서보 모터 회전수 지령부가 선택된 램이동 속도에 대응하는 회전수를 서보 모터에 지령한다.

따라서, 쌍방향 유체 펌프의 소음을 억제할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 4 및 도 5에는, 본 발명에 따른 프레스 브레이크(1)의 전체를 나타내고 있다. 이 프레스 브레이크(1)에서는, 좌우에 세워설치된 측판(3L,3R)을 가지고,이 측판(3L,3R)의 상부 전단면에 램으로서의 상부 테이블(5U)을 상하 이동 가능하게 가지는 동시에, 측판(3L, 3R)의 하부 전면에 하부 테이블(5L)을 구비하고 있다.

상부 테이블(5U)의 하단부에는, 복수의 중간판(7)을 사이에 두고 펀치 P가 교환 가능하게 설치되어 있다. 또, 하부 테이블(5L)의 상단부에 설치되어 있는 다이 홀더(9)에는, 다이 D가 교환 가능하게 설치되어 있다.

또, 상부 테이블(5U)의 높이 위치를 측정하기 위한 램위치 검출 수단으로서 작용하는 일례의 리니어 스케일(11)이 설치되어 있으며, 펀치 P의 높이로부터 다이 D와의 간격을 구하여, 벤딩 가공이 종료하였는지 여부나, 벤딩 각도의 검출이나, 안전 확보 등을 행하고 있다.

좌우의 측판(3L, 3R)의 상부 전면에는 유압 실린더(13L, 13R)가 각각 설치되어 있으며, 이 유압 실린더(13L, 13R)의 피스톤(15L, 15R)에 장착되어 있는 피스톤 로드(17L, 17R)에 전술한 상부 테이블(5U)이 장착되어 있다.

다음에, 도 6를 참조하여, 유압 실린더(13L,l3R)에 대한 유압 회로 및 제어 장치(18)에 대하여 설명한다. 또, 좌우의 유압 실린더(13L, 13R)는, 동일한 유압 회로가 설치되어 있기 때문에, 이하에서는 우측의 유압 실린더(13R) 및 유압 회로에 대하여 설명하는 것으로 한다.

램인 상부 테이블(5U)을 상하 이동시키는 유압 실린더(13R)의 상 실린더실(19U)은, 배관(2l)에 의해 프레필(prefill) 밸브(23)에 접속되고, 또 배관(25)에 의해 오일 탱크(27)에 접속되어 있다.

또, 상기 상 실린더실(19U)은, 배관(29)에 의해 쌍방향으로 회전 가능한 쌍방향 유체 펌프로서의 쌍방향 피스톤 펌프(31)의 한쪽 측에 접속되어 있다. 배관(29)에는 도중에 배관(33)이 접속되어 있고, 체크 밸브(35) 및 흡입 필터(37)를 사이에 두고 오일 탱크(2) 및 흡입 필터(37)를 사이에 두고 오일 탱크(27)에 접속되어 있다. 또, 쌍방향 피스톤 펌프(31)는, 제어 장치(18)에 의해 제어되는 서보 모터로서의 AC 서보 모터(39)에 의해 회전 구동된다.

한편, 유압 실린더(13R)의 하 실린더실(19L)에는, 배관(41)이 접속되어 있고, 카운터 밸런스 밸브(43)와 전자 포핏 밸브인 시퀀스 전환 밸브(45)가 병렬로 설치되어 있다. 이들 카운터 밸런스 밸브(43)와 시퀀스 전환 밸브(45)는, 배관(47)에 의해 전술한 쌍방향 피스톤 펌프(31)의 다른 쪽의 측에 접속되어 있다. 또, 배관(47)에는 도중에 배관(49)이 접속되어 있고, 이 배관(49)은 체크 밸브(51) 및 흡입 필터(53)를 사이에 두고 오일 탱크(27)에 접속되어 있다.

또, 상기 배관(41)과 상기 배관(29) 사이에는, 스로틀 밸브(55) 및 고압 우선형 셔틀 밸브(57)이 설치되어 있다. 이 고압 우선형 셔틀 밸브(57)의 배출측에는 배관(59)이 접속되어 있고, 이 배관(59)에는 릴리프 밸브(61)가 설치되고, 또 오일 탱크(27)에 접속되어 있는 배관(63)이 설치되어 있다.

전술한 AC 서보 모터(39)를 제어하는 제어 장치(18)는, 램인 상부 테이블(5U)의 이동 속도 패턴을 지령하는 램이동 속도 패턴 지령부(65)를 가지고 있다. 이 램이동 속도 패턴 지령부(65)에서는, 종축을 램의 지령 이동 속도 VO로서 나타내고 횡축을 시간 T로 도시한 도 7에 나타낸 이동 속도 패턴과 같이, 상부 테이블(5U)의 상하 이동을 반전시킨 후, 이동 속도의 증가를 정지하여, 소정의 워밍업 시간 TW만큼 일정 속도로 이동하고, 그 후 다시 이동 속도를 증가시키도록 지령한다. 그리고, 이 램이동 속도 패턴 지령부(65)로부터의 이동 속도 패턴으로부터 지령 위치 카운터(67)가 상부 테이블(5U) 위치를 판독한다.

한편, 상부 테이블(5U)의 위치를 검출하는 리니어 스케일(11)로부터의 위치 신호(69)를 위치 카운터(71)가 피드백하고, 이 피드백 신호와 전술한 지령 위치 카운터(67)에 의해 판독된 지령 위치를 가산기(73)가 가산한다. 이 가산기(73)에 의해 가산된 신호로부터 램동작 게인 결정부(75)가 게인을 결정하고, 증폭기(77)로 증폭하여 AC 서보 모터(39)에 지령이 발해진다.

상기 구성에 의해, 상 실린더실(19U) 및 하 실린더실(19L)에 작동유가 충전되어 쌍방향 피스톤 펌프(31)가 정지하여 피스톤(19R)이 상사점에 있는 상태로부터, 상부 테이블(5U)의 자중 및 유압 실린더(13R)에 의해 상부 테이블(5U)을 급속 하강시키는 경우에는, 시퀀스 전환 밸브(45)를 전환하여 배관(41)과 배관(47)을 연통되게 하는 동시에, AC 서보 모터(39)에 의해 쌍방향 피스톤 펌프(31)를 회전시킨다.

또 하강하여 벤딩 가공을 행하는 경우에는, 시퀀스 전환 밸브를 도 6에 나타낸 상태로 하고, 하 실린더실(19L)로부터의 작동유는 배관(41), 카운터 밸런스 밸브(43), 배관(47)을 통해 쌍방향 피스톤 펌프(31)로 되돌아 가고, 또 배관(29)으로부터 유압 실린더(13R)의 상 실린더실(19U)에 공급된다. 이에 따라, 피스톤(19R)이 하강하고 상부 테이블(5U)이 하강하여, 벤딩 가공을 행한다.

또, 피스톤(19R)의 하면 측 단면적이 상면측에 비해 작으므로, 상실린더실(19U)에 주입되는 작동유의 양에 비해, 하 실린더실(19L)로부터 쌍방향 피스톤 펌프(31)에 되돌아가는 작동유의 양이 적기 때문에, 체크 밸브(5l)를 통해 오일 탱크(27)로부터 작동유가 보충된다.

상·하 실린더실(19U, 19L)의 작동유가 고압이 된 경우, 회로 보호를 위해, 일부의 작동유는 고압 우선형 셔틀 밸브(57)를 통해 릴리프 밸브(61)로부터 배관(63)을 통해 오일 탱크(27)로 되돌아가도록 하고 있다.

한편, 램이동 속도 패턴 지령부(65)로부터의 패턴 신호에 따라 유압 실린더(13R)를 반전시켜 상부 테이블(5U)을 상승시키는 경우에는, 반전 지령에 의해 AC 서보 모터(39)를 전술한 경우와 반대 방향으로 역회전시켜 쌍방향 피스톤 펌프(31)를 반전시키고, 피스톤(19R)이 내려 간 상태의 상 실린더실(19U)로부터 작동유를, 배관(29), 쌍방향 피스톤 펌프(31), 배관(47), 전환 밸브(45), 배관(41) 등을 통해, 하 실린더실(19L)에 공급한다. 이에 따라, 피스톤(19R)이 상승하여 상부 테이블(5U)이 상승하기 시작한다.

그리고, 램이동 속도 패턴 지령부(65)로부터의 램이동 속도 패턴을 지령 위치 카운터(67)가 판독하고, 피스톤(19R)가 소정의 상승 속도에 달하면, 속도의 상승을 정지하여 일정 속도로 소정의 워밍업 시간 TW만큼 상승시키고, 이 사이에 체크 밸브(51)가 확실하게 닫히도록 지령한다. 그 후, 워밍업 시간 TW가 경과하여 체크 밸브(51)가 닫혀 작동유의 역류가 일어나지 않는 상태가 되면, AC 서보 모터(39)를 제어하여, 상부 테이블(5U)의 상승 속도가 소정의 속도에 달할 때까지 가속한다.

또, 하 실린더실(19L)에 주입되는 작동유의 압력이 소정치 보다도 높아지면, 파일럿신호(79)에 의해 프레필 밸브(23)가 열리고, 상 실린더실(19U)로부터 프레필 밸브(23)를 통해 오일 탱크(27)에 보내진다.

이상의 결과로부터, 쌍방향 피스톤 펌프(31)를 반전시킨 후, 상부 테이블(5U)의 이동 속도가 낮은 동안 일단 이동 속도를 일정하게 유지하는 워밍업 시간 TW를 설정하여, 큰 정압이 걸리기 전에 체크 밸브(35, 51)가 닫혀지도록 했다. 따라서, 종축을 램의 실속도 VR로 나타내고 횡축을 시간 T로 나타낸 도 8에 나타낸 바와 같이, 종래 문제로 되어 있었던(도 3 참조) 서지압에 의한 상승시의 쇼크를 저감하여, 이동시에 있어서의 상부 테이블(5U)의 진동을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상부 테이블(5U)의 동작 게인을 높여 생산성을 개선할 수 있다.

또, 본 발명은 전술한 발명의 실시예에 한정되지 않고, 적당한 변경을 행함으로써, 기타 형태로 실시할 수 있는 것이다. 즉, 전술한 발명의 실시예에서는, 상부 테이블(5U)을 상하 이동시키는 프레스 브레이크(1)에 대하여 설명했지만, 하부 테이블(5L)을 상하 이동시키는 프레스 브레이크라도 마찬가지이다.

또, 램속도를 일정하게 유지하는 워밍업을 램이동 거리가 일정 거리가 될 때까지 행하는 방식이라도 된다.

이하, 도면을 참조하여, 제2 실시예를 설명한다. 상기 제1 실시예에서 설명한 쌍방향 유체 펌프는, 고회전, 고압으로 사용되기 때문에, 쌍방향 유체 펌프를 회전 구동시키는 서보 모터의 용량을 작게 할 수 있다고 하는 이점이 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 쌍방향 유체 펌프는, 고회전으로 사용하면 소음을 발생한다. 또, 고회전 또한 고압으로 사용하면, 또 큰 소음을 발생한다고 하는 문제가 있다.

따라서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 속도 지령치를 나타낸 램이동 패턴(도 9중 실선)에 따라서 램을 상하 이동시켜 벤딩 가공을 행하는 경우, 펀치가 가공물에 맞닿았을 때 T1나 그 후의 벤딩 가공중에는, 실제의 램의 이동 속도 VR(도 9 중 파선으로 나타냄)가 저하되어 램속도 지령치 V0로부터 어긋나기 때문에, 이 어긋남 없이 실속도를 지령 속도에 근접시키도록, 도 10에 나타낸 바와 같이 서보 모터의 회전수 R를 증대하여 쌍방향 유체 펌프를 고회전으로 한다. 이것에 따라, 도 11에 나타낸 바와 같이 소음이 커진다고 하는 문제가 있다.

또, 도 9 중 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 펀치가 가공물에 맞닿았을 때 T1, 및 그 후의 벤딩 가공중의 쌍방향 유체 펌프의 압력 P은 고압으로 사용되어 있기 때문에, 또 큰 소음을 발생한다고 하는 문제가 있다.

따라서, 제2 실시예에 따른 프레스 브레이크는, 제1 실시예에 따른 프레스 브레이크를 개량한 것이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 프레스 브레이크의 본체부는, 제1 실시예에 따른 프레스 브레이크(1)의 본체부와 동일하므로, 설명을 생략한다.

도 12를 참조하여, 전술한 유압 실린더 (13L, 13R)에 대한 제어 장치(219)에 대하여 설명한다. 또, 좌우의 유압 실린더(13L, 13R)에 대하여, 동일한 제어가 행해지므로, 이하에서는, 우측의 유압 실린더(13R)용 쌍방향 유체 펌프로서의 쌍방향 피스톤 펌프(221)를 회전 구동하는 서보 모터로서의 AC 서보 모터(223)의 제어에대하여 설명하기로 한다.

즉, 이 제어 장치(219)에서는, 램인 예를 들면 상부 테이블(5U)의 이동 속도 패턴을 지령하는 램이동 속도 패턴 지령부(225)를 가지고 있고, 이 램이동 속도 패턴 지령부(225)에서는, 도 12에 나타낸 이동 속도 패턴에 따라서 상부 테이블(5U)의 상하 이동을 지령한다. 그리고, 이 램이동 속도 패턴 지령부(225)로부터의 지령 패턴으로부터 지령 위치 카운터(227)가 상부 테이블(5U)의 지령 위치를 판독한다.

한편, 상부 테이블(5U)의 위치를 검출하는 리니어 스케일(11)(램위치 검출 수단)로부터의 현실의 위치 신호를 위치 카운터(229)가 판독하여 피드백하고, 이 피드백 신호와 전술한 지령 위치 카운터(227)에 의해 판독된 지령 위치를 가산기(231)가 가산하여 비교한다. 이 가산기(231)에 의해 가산된 신호로부터 램동작 게인 결정부(233)가 램동작 게인을 결정한다. 이 램동작 게인 결정부(233)에는 서보 모터 회전수 지령부(235)가 접속되어 있고, 이 서보 모터 회전수 지령부(235)로부터의 신호를 증폭기(237)로 증폭하여 AC 서보 모터(223)에 지령이 발해진다.

또, 쌍방향 피스톤 펌프(221)에 설치되어 있는 압력 센서(239) 및 이 압력 센서(239)로부터의 압력에 따라 압력의 변화량을 산출하는 연산부(241), 또 후술하는 압력-램이동 속도의 관계 및 압력의 변화량-램이동 속도의 관계를 기억하고 있는 메모리(243)가, 후술하는 바와 같이 하여 램인 상부 테이블(5U)의 이동 속도를 결정하는 램속도 클램프값 결정부(245)에 접속되어 있다. 이 램속도 클램프값 결정부(245)는, 램동작 게인 결정부(233)에 의해 결정된 램이동 속도에 대응하는 AC 서보 모터(223)의 회전수를 지령하는 서보 모터 회전수 지령부(235)에 접속되어 있다.

도 13에는, 벤딩 가공을 행하는 경우의 쌍방향 피스톤 펌프(221)의 압력의 절대량 PQ(도 13 중 실선으로 나타냄)와 이 압력의 변화량 PV(도 13 중 일점 쇄선으로 나타냄)가 도시되어 있다. 펀치 P가 가공물에 맞닿았을 때 T1에 압력의 절대량 PQ이 상승하기 시작하여, 벤딩 가공중에 서서히 압력의 절대량 PQ이 증대하고 있다.

따라서, 압력의 변화량 PV인 1차도함수는, 펀치 P가 가공물에 맞닿았을 때 T1으로부터 급속히 상승하여, 일정한 압력으로 벤딩 가공을 행하고 있는 사이는 대략 일정하게 된다.

그리고, 압력의 절대량 PQ이 일정하게 되면, 압력의 변화량 PV는, 제로가 된다.

또, 도 14에는, 쌍방향 피스톤 펌프(221)의 소음을 고려하여 미리 메모리(243)에 기억되어 있는 압력의 변화량 PV에 대하여 설정할 램이동 속도 VR가 도시되어 있다. 또, 도 15에는, 쌍방향 피스톤 펌프(221)의 소음을 고려하여 미리 메모리(243)에 기억되어 있는 압력의 절대량 PQ에 대한 설정할 램이동 속도 VR가 도시되어 있다.

전술한 바와 같이, 쌍방향 피스톤 펌프(221)의 고회전시 및 고압력시에 소음이 커지므로, 도 13의 그래프에 있어서 시간 Ti에 있어서의 압력의 변화량 PV의 값A1과 압력의 절대량 PQ의 값 A2를 구하고, 도 14 및 도 15로부터 설정할 램이동 속도 B1, B2를 각각 구한다. 이 램이동 속도 B1와 B2를 비교하여, 낮은 쪽의 속도를 램속도 클램프값으로 하고, 램동작 게인 결정부(233)에서 계산된 지령 속도가 램속도 클램프값 보다도 클 경우, 램속도 클램프값을 AC 서보 모터(223)에 지령한다.

따라서, 도 13, 도 14 및 도 15에 나타낸 예에서는, 램이동 속도 B1를 채용하여, 이 램이동 속도 B1와 램동작 게인 결정부(233)에서 계산된 지령 속도가 작은 쪽의 값에 대응하는 회전수를 AC 서보 모터(223)에 지령하게 된다.

상기 구성에 의해, 램이동 속도 패턴 지령부(225)로부터의 패턴에 따라서 지령 위치 카운터(227)가 상부 테이블(5U)의 지령 위치를 판독하고, 이 위치와 리니어 스케일(11)의 위치 신호로부터 위치 카운터(229)가 판독한 현실의 위치를 가산기(231)로 비교하여, 램동작 게인 결정부(233)가 게인을 결정한다. 여기에서, 서보 모터 회전수 지령부(235)가, 압력 센서(239)에 의해 검출된 압력의 절대량 및 압력의 변화량을 고려하여 램속도 클램프값 결정부(245)에 있어서 결정된 램속도에 대응하는 회전수를 램동작 게인 결정부(233)에서 계산된 회전수와 비교하고, 작은 쪽의 회전수를 AC 서보 모터(223)에 지령하여, 쌍방향 피스톤 펌프(221)를 회전 구동한다.

이상의 결과로부터, 소음이 커지는 쌍방향 피스톤 펌프(221)의 고속도 회전시 및 고압 회전시의 회전수를 필요 최소한의 회전수로 억제하므로, 소음의 발생을 일정 이하로 제한할 수 있다.

또, 제1 실시예와 마찬가지로, 본 발명도 전술한 발명의 실시예에 한정되지않고, 적당한 변경을 행함으로써, 기타 형태로 실시할 수 있는 것이다. 즉, 전술한 발명의 실시예에서는, 상부 테이블(5U)을 램으로서 상하 이동시켜 벤딩 가공을 행하는 프레스 브레이크(1)에 대하여 설명했지만, 하부 테이블(5L)을 상하 이동시켜 벤딩 가공을 행하는 타입이라도 마찬가지이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 종래 문제로 되어 있었던 상승시에 있어서의 쇼크를 저감하여, 이동시의 램의 진동을 방지할 수 있다. 이에 따라, 램의 동작 게인을 높여 생산성을 개선할 수 있다.

또한, 쌍방향 유체 펌프의 소음을 억제할 수 있다.

Claims

상하 이동가능한 램(ram);

상기 램을 상하 이동시키는 유압 실린더;

상기 유압 실린더를 상하 방향으로 작동시키는 쌍방향 유체 펌프로서, 상기 유압 실린더에 연결되어 있고, 정전 및 역전함으로써 상기 램을 상하 이동시키는 쌍방향 유체 펌프;

상기 쌍방향 유체 펌프를 회전 구동시키는 서보 모터;

상기 램의 상하 방향의 위치를 검출하는 램위치 검출 수단; 및

상기 서보 모터를 제어하는 제어 장치

를 포함하고,

상기 제어 장치는,

램의 상하 이동을 반전하도록 상기 쌍방향 유체 펌프의 회전을 반전시킨 후에, 일단 램속도를 일정하게 유지하는 워밍업 시간 또는 거리를 소정의 시간 또는 소정의 거리 설정하고, 그 후 램속도를 소정의 속도까지 변화시키는 미리 설정한 램이동 속도 패턴을 지령하는 램이동 속도 패턴 지령부;

상기 램이동 속도 패턴 지령부에 의해 지령된 램속도로부터 램위치를 판독하는 지령 위치 카운터:

상기 램의 위치를 검출하는 램위치 검출 수단;

상기 지령 위치 카운터에 의해 판독된 램위치와 상기 램위치 검출 수단으로부터의 램위치 신호를 가산하여 상기 램이 원하는 위치에 위치하도록 상기 서보 모터에 지령하는 가산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 브레이크.
램의 상하 이동을 반전하도록 쌍방향 유체 펌프를 반전하는 스텝;

상기 스텝의 후에, 일단 상기 램의 이동 속도를 일정하게 유지하기 위해, 워밍업 시간 또는 워밍업 거리를, 소정의 시간 또는 소정의 거리 설정하는 스텝;

상기 스텝의 후에, 램속도를 소정의 속도까지 변화되도록 상기 쌍방향 유체 펌프를 제어하는 스텝; 및

상기 쌍방향 유체 펌프의 회전방향으로 따라 유압 실린더가 상하 이동되고, 램이 상하 이동되어 벤딩 가공을 행하는 스텝

을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 브레이크에 있어서의 유압 실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법.
쌍방향 유체 펌프에 있어서의 유압력을 측정하는 동시에 이 유압력의 변화량을 산출하는 스텝;

상기 쌍방향 유체 펌프 회전시의 소음을 저하시키도록 미리 결정되어 있는 압력-램이동 속도 관계 또는 압력 변화량-램이동 속도 관계에 따라, 어떤 시각에 있어서 검출된 압력에 대한 램이동 속도 또는 이 때의 압력의 변화량에 대한 램이동 속도를 구하는 스텝;

상기 압력에 대한 램이동 속도와 상기 압력의 변화량에 대한 램이동 속도를비교하여 속도가 낮은 쪽의 램이동 속도를 얻도록, 이 램이동 속도에 대응하는 회전수에 상기 서보 모터의 회전수를 결정하여 지령하는 스텝; 및

상기 쌍방향 유체 펌프를 작동시켜 서보 모터를 회전시키고, 유압 실린더에 의해 램을 상하 이동시켜 벤딩 가공을 행하는 스텝

을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 브레이크에 있어서의 유압 실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법.
쌍방향 유체 펌프에 있어서의 유압력을 측정하는 동시에 이 유압력의 변화량을 산출하는 스텝;

상기 쌍방향 유체 펌프 회전시의 소음을 저하시키도록 미리 결정되어 있는 압력-램이동 속도 관계 및 압력 변화량-램이동 속도 관계에 따라, 어떤 시각에 있어서 검출된 압력에 대한 램이동 속도 및 이 때의 압력의 변화량에 대한 램이동 속도를 구하는 스텝;

상기 압력에 대한 램이동 속도와 상기 압력의 변화량에 대한 램이동 속도를 비교하여 속도가 낮은 쪽의 램이동 속도를 얻도록, 이 램이동 속도에 대응하는 회전수에 상기 서보 모터의 회전수를 결정하여 지령하는 스텝; 및

상기 쌍방향 유체 펌프를 작동시켜 서보 모터를 회전시키고, 유압 실린더에 의해 램을 상하 이동시켜 벤딩 가공을 행하는 스텝

을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 브레이크에 있어서의 유압 실린더의 쌍방향 유체 펌프 제어 방법.
상하 이동가능한 램;

상기 램을 상하 이동시키는 유압 실린더;

상기 유압 실린더를 상하 방향으로 작동시키는 쌍방향 유체 펌프로서, 상기 유압 실린더에 연결되어 있고, 정전 및 역전함으로써 상기 램을 상하 이동시키는 쌍방향 유체 펌프;

상기 쌍방향 유체 펌프를 회전 구동시키는 서보 모터;

상기 램의 상하 방향의 위치를 검출하는 램위치 검출 수단;

램의 이동 패턴을 지령하는 램이동 속도 패턴 지령부;

압력 센서 또는 압력 변화량을 산출하는 연산부;

압력 센서로부터의 검출 압력 또는 압력 변화량을 산출하는 연산부로부터의 압력 변화량에 따라, 소음을 방지하는 램이동 속도를 산출하는 램이동 속도 산출부; 및

상기 램이동 속도에 대응하는 회전수를 서보 모터에 지령하는 서보 모터 회전 지령부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 브레이크.
상하 이동가능한 램;

상기 램을 상하 이동시키는 유압 실린더;

상기 유압 실린더를 상하 방향으로 작동시키는 쌍방향 유체 펌프로서, 상기유압 실린더에 연결되어 있고, 정전 및 역전함으로써 상기 램을 상하 이동시키는 쌍방향 유체 펌프;

상기 쌍방향 유체 펌프를 회전 구동시키는 서보 모터;

상기 램의 상하 방향의 위치를 검출하는 램위치 검출 수단;

상기 램의 이동 패턴을 지령하는 램이동 속도 패턴 지령부;

상기 램위치를 검출하는 램위치 검출 수단;

상기 램이동 속도 패턴 지령부로부터의 지령 램위치와 상기 램위치 검출 수단으로부터의 실제의 램위치를 비교하여 램위치를 수정하기 위해 상기 쌍방향 유체 펌프를 회전 구동하는 서보 모터에 회전 지령을 발하는 가산기;

상기 쌍방향 유체 펌프의 압력을 검출하는 압력 센서;

상기 압력 센서에 의해 검출된 압력 신호로부터 압력 변화량을 산출하는 연산부;

상기 쌍방향 유체 펌프의 소음을 적량으로 억제하기 위한, 램이동 속도와 쌍방향 유체 펌프의 압력과의 관계 및 램이동 속도와 상기 압력 변화량과의 관계를 기억해 두는 메모리; 및

상기 메모리에 미리 기억되어 있는 램이동 속도와 쌍방향 유체 펌프의 압력과의 관계와 램이동 속도와 상기 압력 변화량과의 관계를 비교하여 램이동 속도가 작은 쪽을 선택하고, 이 때의 램이동 속도에 대응하는 회전수를 서보 모터에 지령하는 서보 모터 회전수 지령부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 브레이크.