WO1994005488A1 - Breakthrough buffer for presses and control method therefor - Google Patents

Breakthrough buffer for presses and control method therefor Download PDF

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WO1994005488A1
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shock absorber
press
breakthrough
buffer
timing
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Kikuo Ejima
Kenji Nishikawa
Kazuya Imamura
Kazuhisa Suzuki
Shigeki Iwasaki
Tatsunori Suwa
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Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho
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    • Y10T83/8858—Fluid pressure actuated
    • Y10T83/8864—Plural cylinders

Definitions

  • the present invention relates to a press breakthrough shock absorber and a control method thereof, and more particularly to an improvement of a press breakthrough shock absorber and a control method thereof for reducing noise generated during punching of a material by a mechanical press.
  • Conventional techniques include, for example, Japanese Patent Publication No. 60-21832 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-193376. These shock absorbers are rods, pistons, and cylinders. , And a throttle valve are installed to reduce breakthrough by utilizing the flow resistance generated when oil flowing out of the cylinder chamber passes through the throttle valve as a buffering force.
  • Fig. 15A shows the load of the press in the conventional punched state, that is, the load applied to the press at the time of punching.
  • Fig. 15B also shows the oil pressure in the buffer cylinder, and the pressure does not fluctuate.
  • Figure 15C also shows the displacement of the slide .
  • Figure 15D shows the sound pressure of noise, and the noise level is high.
  • Figure 16A shows the press load when buffering was performed using a conventional throttle, with the press doing extra work as indicated by W after breakthrough.
  • FIG. 16B also shows the hydraulic pressure generated in the buffer cylinder.
  • the present invention is directed to such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a press breakthrough buffer device capable of reducing noise generated during punching of a material by a mechanical press and a control method thereof.
  • the present invention relates to a press-through break-through buffering device for buffering break-through occurring during blanking of a material in a mechanical press, wherein the shock-absorber main body is disposed below the upper die of the press and buffers the upper die during break-through.
  • a timing adjustment device that is connected to the shock absorber main body and adjusts the timing of the shock absorber main body at the time of breakthrough, and a control device that issues a command of an adjustment position to the timing adjustment device at the time of breakthrough. Become.
  • the pipes that connect the shock absorber main body and the timing adjustment device are connected independently, or the pipes from the shock absorber main body are united into one and connected to the timing adjustment device. ing.
  • the ratio of the cylinder sleeve of the shock absorber main body to the pipe diameter is configured to minimize the noise level.
  • the noise or vibration such as the slide generated at the time of press breakthrough is detected, and a command is sent from the control device to the timing adjustment device to control the shock absorber body.
  • the timing is adjusted so that vibration such as S noise or slide at the time of press breakthrough is minimized.
  • FIG. 1 is a front view of a press equipped with a breakthrough shock absorber of a first embodiment according to the present invention
  • FIG. 2 is a side view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a view of a breakthrough shock absorber and a control device of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a front view of the timing adjustment device of the first embodiment
  • FIG. 5 is a plan view of the timing adjustment device of the first embodiment
  • FIG. 6 is a view taken along the line Z--Z of FIG. Fig. 7
  • Fig. 7 is a flow chart of the control method according to the present invention
  • Fig. 8 is a chart showing the relationship between the damping timing and the noise level
  • Fig. 9 is the timing of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a front view of an adjusting device
  • Fig. 10 is a conceptual diagram of a timing adjusting device of a third embodiment
  • Fig. 11 is a front view of a press showing an application example in which a breakthrough shock absorber is mounted
  • Figs. Fig. 13 is a front view of a press showing another application example in which a breakthrough shock absorber is installed.
  • Fig. 13 shows the ratio between the shock absorber diameter and the pipe diameter.
  • Fig. 14 _Fig. 14 D is a graph explaining the effect of the present embodiment
  • Fig. 15A-Fig. 15 AD is a graph explaining the effect of the conventional technology
  • A—FIG. 16B is a chart illustrating the effect of another prior art.
  • an upper die 3 is fixed to a mechanical press 1 on a slide 2 that moves up and down by driving a driving mechanism such as a crank and a connector (not shown).
  • a driving mechanism such as a crank and a connector (not shown).
  • a punch 4 is attached to the upper die 3, and a guide post 5 is also fixedly provided.
  • a lower die 6 is attached to a press frame 7 via a bolster 8 so as to face the upper die 3, and a die 9 is also attached to the lower die 6.
  • a shock absorber main body 20 for buffering the upper die 3 at the time of breakthrough is disposed to face the guide post 5 of the upper die 3.
  • a timing adjusting device 40 for adjusting the timing of the shock absorber main body 20 at the time of breakthrough is connected to the shock absorber main body 20 via a pipe 30. Also, as shown in FIG. 3, a control command is issued from the control device 60 to the timing adjustment device 40 for adjusting the timing position during breakthrough. ing.
  • the shock absorber main body 20 includes a shock absorber cylinder 21 and a shock absorber piston 22, and a plurality of shock absorbers are provided below the upper mold 3 and in the lower mold 6.
  • the timing adjustment device 40 includes a stepping motor 41 driven by a command from the control device 60, and bearings 4 at both ends. 1a, which is supported by the stepping motor 41 and is turned by a stepping motor 41.
  • the worm gear 42 whose one end is rotatably held by a bearing 43, is turned and the worm gear 42 is turned.
  • a worm wheel 4 4 that engages with an outer screw 4 6 a that is screwed with the screw 45 a of the rotating nut 45 and moves upward and downward due to the face rotation of the nut 45.
  • a buffer timing adjusting screw 48 having a claw 48 a at one end contacting the guide 46 and a screw 47 at the other end.
  • the buffer timing adjustment piston 48 is built-in, and one of the buffer timing adjustment pistons 48 is provided.
  • the air pressure in the tank the air chamber 4 9 a, the other hydraulic chamber 4 9 b consists tank 4 9 for housing the oil.
  • a pipe 51 to an air source (not shown) is attached to one end of the tank 49, and a pipe 30 to the shock absorber body 20 is attached to the other end.
  • the guide 46 is provided with an unshown surface restraint mechanism to restrain the surface.
  • the shock absorber main body 20 is disposed on the lower die 6 so as to face the guide post 5, and the piping 30 from the shock absorber main body 20 is connected to the buffer cylinder 21 from the buffer cylinder 21. Came out Thereafter, each is independently connected to the tank 49 by a pipe 30.
  • the pipes from the shock absorber main body 20 may be combined into one before the timing adjustment device 40, and then connected to the tank 49. Further, by disposing the shock absorber main body 20 on the bolster 8 and directly connecting it to the tank 49, it is possible to more effectively use the hydraulic shock absorber.
  • the diameter of the buffer cylinder is approximately 10: 1.
  • the buffer cylinder diameter pipe diameter is approximately 3: 1.
  • the control device 60 includes a sound level meter 61 for measuring the noise generated at the time of breakthrough, an angle detector 62 for detecting the crank surface turning angle, and these meters 61, 6
  • the following command is issued to the stepping motor 41 of the timing adjustment device 40.
  • Troller 63 The controller 63 is provided in the press frame 7.
  • the noise generated at the time of breakthrough was measured, the vibration of a slide or the like may be measured with an accelerometer 65 to control the vibration so as to reduce the vibration. The operation of the adjustment will be described.
  • the timing adjusting device 40 is configured such that when the stepping motor 41 receives a command signal from the controller 63 and rotates by a certain angle, the beam gear 4 2 Turns.
  • the ohm wheel 44 and the nut 45 also have a constant angular surface around the axis of the adjusting screw 48 in accordance with the gear ratio of the worm gear 42 and the worm wheel 44. Turn over.
  • the guide 46 provided with the outer screw 46a screwed to the screw 45a has a certain distance. Just move up and down. As the guide 46 moves upward and downward, the contacting nail 48 a is moved up and down.
  • the air chamber 49a of the tank 49 always has a pressure of about 5 KgZcm2 in the air chamber 49a, and the adjustment piston 48 is constantly pushed downward. Therefore, the upper surface of the guide 46 serves as a stopper for the claw 48 a of the adjustment piston 48, and the lower limit position of the adjustment piston 48 is determined.
  • the oil in the hydraulic chamber 49 b of the tank 49 moves to the buffer cylinder 21 via the pipe 30, and the upper limit position of the buffer piston 22 is determined. In this way, the upper limit position of the shock-absorbing screw 2, which always keeps the optimum state with the minimum noise, can be automatically set without human intervention.
  • Step 1 when the operation is started in Step 1, the controller 63 enters an operation state, and in Step 2, a signal for detecting a crank angle by the press angle detector 62 is fetched.
  • step 3 the noise or vibration a i is measured every punching using this angle signal as a trigger.
  • step 7 the difference ⁇ between the averaged value An +1 and the front average value An is determined.
  • step 8 if the difference is equal to or less than the allowable value, the process proceeds to step 12 without issuing a command signal to the timing adjustment device 0.
  • the process proceeds to step 9, and the command signal to the timing adjustment device 40 is determined based on the magnitude of the difference ⁇ or the sign of plus or minus.
  • the difference is smaller than zero, a command in the same direction as the front command is output to the timing adjustment device 40 in step 10.
  • a command signal in the opposite direction to the command signal on the front surface is output to the timing adjustment device 40 in step 11. Then, repeat the operation of step 10 or step 11, and when the difference becomes zero, that is, when the noise becomes the minimum value, the timing adjustment command signal is sent to the buffer adjustment command signal. Output to the address 40 (step 12).
  • the measurement data at the No. 1 point is obtained, and the next command is output to the timing adjustment device 40 in the direction to slow down the buffer timing.
  • the next command issues a command in the same direction as the previous command, that is, a direction in which the buffer timing is delayed. .
  • the noise level at this time is measured and a noise level of No. 3 lower than No. 2 is obtained, until the noise level further reverses, that is, the noise level measured last time is obtained. Continue this process until the difference is greater than zero. Since the noise level of No. 4 is reversed, the noise level of No. 3 shows the minimum value.
  • the position of the buffer piston 22 is adjusted by outputting to the timing adjusting device 40 such that the buffer timing becomes the buffer timing Tr corresponding to the No. 3 noise level. This results in a minimum noise level.
  • the timing adjusting device 70 is arranged on the upper surface of the lower die 6 in contact with the buffer piston 22 of the buffer device main rest 20.
  • the guide 71 with a screw 71 a cut on the outer circumference is screwed into the circumferential screw 45 a of the nut 45 fixed to the worm wheel 44, and the nut 45
  • the lower end surface 71c moves up and down while abutting against the buffering screw 22.
  • a hole 71 b through which the guide post 5 penetrates is formed in the center of the guide 71, and the tip end of the guide post 5 abuts the buffer piston 22 during operation.
  • the guide 71 is provided with a surface rolling restraint mechanism ⁇ 3 such as a key groove for restraining the surface rolling of the guide 71 with respect to the case 72, and the guide 71 is held only in the vertical direction. It is sliding.
  • a guide member 74 for fixing the bearing 43 and guiding the guide post 5 is attached to the upper end of the case 72 in the timing adjustment device 70.
  • the lower end of the case 72 is attached to the upper surface of the lower die 6.
  • the timing adjustment device ⁇ 0 guide 7 1 ⁇ The vertical position of the buffer piston 22 of the body 20 is determined. That is, the cushion piston 22 is pushed upward by air pressure of about 5 kg / cm 2 introduced from a tank (not shown) through the pipe 52.
  • the lower end surface 71c of the guide 71 which comes into contact with the buffering piston 22 serves as a stopper, and positions the upper limit of the buffering piston 22.
  • the stroke required by the buffer piston 22 is about 10 strokes.
  • the shock absorber main body 80 that buffers the upper die 3 at the time of breakthrough is disposed on the lower die 6 so as to face the guide post 5.
  • a timing adjusting device 90 for adjusting the timing of the shock absorber body 80 during breakthrough is connected to the shock absorber body 80 via a pipe 30.
  • a control command signal is output from the control device 60 to the timing adjustment device 90 and controlled by the control command signal.
  • the shock absorber main body 80 includes a shock absorber cylinder 81, a shock absorber piston 82, a spring 83 for pressing the shock absorber piston 82, and a case 84 for receiving the spring 83. Multiple units are installed in the area. A hole 84 b through which the guide boss 5 penetrates is formed in the center of the case 84, and a timing adjustment device 90, in which the end of the guide post 5 abuts on the shock-absorbing thread 82 during operation. Is a solenoid proportional switching valve 91 that operates according to a command from the control device 60, and a pressure that receives air pressure from the pump 92 through the solenoid proportional switching valve 91 and sends pressure oil to the shock absorber main body 80. Transmitter 9 3.
  • a piston 94 is provided inside the pressure transmitter 93, air is stored in one air chamber 93a of the piston 94, and oil is stored in the other hydraulic chamber 93b. Is stored.
  • the air chamber 93 a is connected to the electromagnetic proportional switching valve 91 via a pipe 95, and the hydraulic chamber 93 b is connected to the buffer cylinder 81 via a pipe 30.
  • the vertical position of the buffering stone 82 is determined by hydraulic pressure and spring force applied to the buffering stone 82. That is, in response to a command from the controller 60
  • the electromagnetic proportional switching valve 91 is further controlled to set the air pressure of the air chamber 93 a to Pa. At this time, if the pressure receiving area of the air chamber 93 a is S a and the pressure receiving area of the hydraulic chamber 93 b is S h, the hydraulic pressure P h of the hydraulic chamber 93 b is
  • air pressure is used at one end, but this can be replaced with hydraulic pressure.
  • the air pressure at one end is controlled by the electromagnetic proportional switching valve 91, the air pressure at one end can be sealed and the hydraulic pressure at the other end can be controlled by the electromagnetic proportional switching valve 91.
  • the electromagnetic proportional switching valve 91 is used, this may be replaced with an electromagnetic proportional pressure control valve.
  • the buffer bodies 20 and 80 are housed in the lower mold 6, but it is not always necessary to be in the lower mold 6. As shown in FIG. 11, the buffer body 20 may be installed between the upper die 3 and the lower die 6, or may be installed between the slider 2 and the bolster 8, although not shown. Further, as shown in FIG. 12, the buffer body 20 may be installed in the bolster 8.
  • the hydraulic impulse action is used in place of the throttle, and the diameter d of the pipe 30 connecting the tank 49 with the inner diameter D of the buffer cylinder 21 is appropriately selected.
  • the hydraulic impulse can be used effectively.
  • the hydraulic shock is generated in response to a fast movement, it is generated only at the time of a breakthrough, and is hardly generated when the slide descends slowly thereafter. For this reason, the press load after breakthrough can be reduced, and power can also be saved.
  • the low noise level can be further reduced by automatically obtaining a low noise level, and by appropriately selecting the diameter of the buffer piston and the connecting pipe of the tank. This is useful as a press breakthrough shock absorber that can reduce the press load afterwards and save power, and a control method therefor.

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Description

明 細 害 プレスのブレークスルー緩衝装置およびその制御方法 技 術 分 野
本発明はプレスのブレークスルー緩衝装置およびその制御方法に係り、 特に機 械プレスで素材打抜き加工時に発生する騒音を低減するプレスのブレークスルー 緩衝装置およびその制御方法の改良に関する。 背 景 技 術
従来技術と しては、 例えば特公昭 6 0 — 2 1 8 3 2号、 特開昭 5 2 - 1 9 3 7 6号があり、 これらの緩衝装置はロ ッ ド、 ピス ト ン、 シリ ンダ、 および絞り弁等 を設けて、 シリ ンダ室から流出する油が絞り弁を通過する際に発生する流れ抵抗 を緩衝力と して利用し、 ブレークスルーを低減している。
しかしながら、 ブレークスルーを緩衝して騒音を効果的に低减するためには、 素材の打ち抜きタイ ミ ングに対し緩衝のタイ ミ ングの微妙な調整が必要になり、 口 ッ ド等にスぺーサを付加して調整しているが、 最適なタイ ミ ングを得るために は、 素材板厚さ、 パンチ形状、 大きさ、 素材材¾、 あるいは温度等の打ち抜き条 件により変化し、 この方法では条件が変化する毎に、 その都度作業者が最適タイ ミ ングを試行錯誤で見出して設定している。 また、 設定しても加工中の条件 （温 度等） の変化により最適なタイ ミ ングがズレて しまい、 実用上の問題点になって いる。 もう一つは、 絞りによる流れ抵抗を利用しているため、 ブレークスルーの 後にスライ ドは流れ抵抗に打ち勝って下降しなければならず、 プレスに余分な仕 事をさせてしまう問題点がある。
図 1 5 Aは、 従来の打ち抜き状態におけるプレスの負荷、 即ち、 打ち抜き時に プレスに掛かる荷重を示している。 図 1 5 Bは、 同じく緩衝シリ ンダ内の油圧を 示し、 圧力が変動していない。 図 1 5 Cは、 同じく スライ ドの変位を示している 。 そして図 1 5 Dは、 騒音の音圧を示し、 騒音レベルが高い。 図 1 6 Aは、 従来 の絞りを用いて緩衝を行つた場合のプレス負荷を示し、 プレスはブレークスルー の後に Wで示すような余分な仕事をしている。 図 1 6 Bは、 同じく緩衝シリ ンダ 内に発生する油圧を示している。
発 明 の 開 示
本発明は、 かかる従来の問題点に着目し、 機械プレスで素材打抜き加工時に発 生する騒音を低減するこ とができるプレスのブレークスルー緩衝装置およびその 制御方法の提供を目的としている。
本発明は、 機械プレスにおける素材打ち抜き加工の際に生じるブレークスルー を緩衝するプレスのブレークスルー緩衝装置において、 プレスの上型の下方に配 設されブレークスルー時の上型の緩衝を行う緩衝機本体と、 緩衝機本体に連結さ れブレークスルー時の緩衝機本体のタィ ミ ングを調整するタィ ミ ング調整装置と 、 ブレークスルー時のタイ ミ ング調整装置に調整位置の指令を出す制御装置とか らなる。
また、 緩衝機本体とタイ ミ ング調整装置を連結する配管は、 各々独立して連結 するか、 も しく は緩衝機本体からの各配管が 1本に合体してタィ ミ ング調整装置 に接続している。
さ らに、 緩衝機本体のシリ ンダ痊と配管径との比が、 騒音レベルの最小となる よう構成している。
加えて、 プレスのブレークスルー緩衝装置の制御方法において、 プレスのブレ ークスルー時に発生する騒音あるいはスライ ド等の振動を検出するとともに、 制 御装置よりタィ ミ ング調整装置に指令を出して緩衝機本体のタイ ミ ングを調整し 、 プレスのブレークスルー時の S音あるいはスライ ド等の振動が最小になるよう に制御している。
かかる構成によれば、 緩衝タイ ミ ングの調整に関しては、 騒音あるいは騒音と 相関の高いスライ ド振動等を素材加工の度に検出し、 何面かの平均値が最小とな るようにコ ン ト ローラで演算し、 これからタイ ミ ング調整装置へ指令信号を出力 する。 その指令信号を受けたタイ ミ ング調整装置は、 緩衝ビス ト ンの上下位置を 設定する。 また、 緩衝ピス ト ン径とタ ンク との連結配管径を適度に選定すること により、 油圧衝撃作用を有効に利用して、 従来の流れ抵抗を利用したものに比べ ブレークスルーの後のプレスへの負荷を低減し、 動力を節約している。 その理由 は、 油圧衝擊はブレークスルーのような速い動きに対して発生し、 ブレーク スル 一後のスライ ドの低速下降時にはほとんど発生しないからである。 図面の簡単な説明
図 1 は本発明に係る第 1実施例のブレーク スルー緩衝装置を装着したプレスの 正面図、 図 2 は図 1 の側面図、 図 3は第 1実施例のブレークスルー緩衝装置と制 御装置の概念図、 図 4は第 1実施例のタイ ミ ング調整装置の正面説明図、 図 5は 第 1実施例のタイ ミ ング調整装置の平面説明図、 図 6 は図 1 の Z— Z矢視図、 図 7 は本発明に係る制御方法のフ 口一チャー ト、 図 8 は緩衝タ イ ミ ングと騒音レべ ルとの関係を示す図表、 図 9は第 2実施例のタ ィ ミ ング調整装置の正面説明図、 図 1 0 は第 3実施例のタ ィ ミ ング調整装置の概念図、 図 1 1 はブレークスルー緩 衝装置を装着した応用例を示すプレスの正面図、 図 1 2 はブレークスルー緩衝装 置を装着した他の応用例を示すプレスの正面図、 図 1 3は緩衝シリ ンダ径と配管 径の比に対する騒音レベルの関係を示す図表、 図 1 4 _図 1 4 Dは本実施例の 効果を説明する図表、 図 1 5 A—図 1 5 A Dは従来技術の効果を説明する図表、 図 1 6 A—図 1 6 Bは他の従来技術の効果を説明する図表である。 発明を実施するための最良の形態
本発明に係るブレスのブレークスルー緩衝装置およびその制御方法の第 1 実施 例につき、 図面を参照して詳細に説明する。
図 1 と図 2 において、 機械プレス 1 には、 図示しないク ラ ンク、 コ ンロ ッ ド等 の駆動機構の駆動により上下動するス ラ イ ド 2に上型 3が固設されている。 この 上型 3にはパンチ 4が取着され、 またガイ ドポス ト 5 も固設されている。 上型 3 に対向して下型 6がプレスフ レーム 7 にボルスタ 8を介して取着され、 また下型 6にはダイ ス 9 も取着されている。
機械プレス 1の下型 6には、 ブレークスルー時の上型 3の緩衝を行う緩衝機本 体 2 0が、 上型 3のガイ ドポス ト 5に対向して配設されている。 この緩衝機本体 2 0には、 配管 3 0を介してブレークスルー時の緩衝機本体 2 0のタイ ミ ングを 調整するタイ ミ ング調整装置 4 0が連結されている。 また、 タ イ ミ ング調整装置 4 0には、 図 3に示すようにブレークスルー時のタィ ミ ングの位置を調整するタ ィ ミ ング調整装置 4 0に制御装置 6 0から制御指令が出されている。
緩衝機本体 2 0 は、 緩衝シリ ンダ 2 1 と、 緩衝ピス ト ン 2 2 とから構成され、 上型 3の下方で、 下型 6に複数個が配設されている。
図 4、 図 5 はタイ ミ ング調整装置 4 0 の詳細を示し、 このタイ ミ ング調整装置 4 0 は、 制御装置 6 0からの指令により駆動するステッ ピングモータ 4 1 と、 両 端を軸受 4 1 aにより支持され且つステツ ビングモータ 4 1 により面転されるゥ オームギヤ一 4 2 と、 一端を軸受 4 3により面転自在に保持されたナッ ト 4 5を 面転させ且つ前記ウォームギヤ一 4 2 と嚙み合うウォームホイール 4 4 と、 回転 するナ ッ ト 4 5の內方のネジ 4 5 a と螺合し且つナ ッ ト 4 5の面転により上下方 向に移動する外周ネジ 4 6 aを備えたガイ ド 4 6 と、 一端はガイ ド 4 6に当接す る爪 4 8 aを有し且つ他端にはビス ト ン 4 7を有する緩衝タィ ミ ング調整ビス ト ン 4 8 と、 緩衝タィ ミ ング調整ビス ト ン 4 8が内蔵され且つ緩衝タィ ミ ング調整 ピス ト ン 4 8の一方のタ ンク空気室 4 9 aには空気圧を、 他方の油圧室 4 9 bに は油を収納するタ ンク 4 9 とからなっている。 また、 タ ンク 4 9 の一方端には 図示しない空気源への配管 5 1 が取着され、 他端には緩衝機本体 2 0への配管 3 0が取着されている。 なお、 ガイ ド 4 6には図示しない面転拘束機構を設けて、 そのとも面りを拘束している。
緩衝機本体 2 0 は、 例えば図 3 に示すように、 ガイ ドポス ト 5に対向して下型 6に 2愐配設され、 緩衝機本体 2 0からの配管 3 0 は緩衝シリ ンダ 2 1から出た 後、 各々独立にタ ンク 4 9へ配管 3 0 により連結されている。 なお、 緩衝機本体 2 0からの各配管がタィ ミ ング調整装置 4 0の手前で 1本に合体した後、 タ ンク 4 9に接続されるようにしてもよい。 また、 緩衝機本体 2 0をボルスタ 8に配設 してタ ンク 4 9に直結することにより、 より効果的に油圧緩衝を利用するこ とも できる。
このとき、 図 6に示すように緩衝シリ ンダ 2 1からタ ンク 4 9に配管 3 0で連 結する場合、 緩衝シリ ンダ 2 1が 2個 2 1 a 、 2 1 bのときには、 後述する理由 から緩衝シリ ンダ径 ：配管径はほぼ 1 0 ： 1 に している。 また、 緩衝シリ ンダ 2 1 が 4個 2 1 a、 2 1 b、 2 1 c 、 2 1 dのときには、 緩衝シリ ンダ径： 配管径 はほぼ 3 ： 1 にしている。
制御装置 6 0は、 図 3に示すようにブレークスルー時に発生する騒音を測定す る騒音計 6 1 と、 ク ラ ンク面転角度を検出する角度検出計 6 2 と、 これらの計器 6 1 , 6 2からの信号に基づき緩衝機本体 2 0のタイ ミ ングを調整し騒音を最小 にするため、 次の指令をタィ ミ ング調整装置 4 0のステッ ピングモータ 4 1 に指 令を出すコ ン トローラ 6 3 とからなる。 このコ ン ト ローラ 6 3 はプレスフ レーム 7 に配設されている。 なお、 ブレークスルー時に発生する騒音を測定したが、 ス ライ ド等の振動を加速度計 6 5で測定し振動を少な く なるように制御してもよい 次に、 タイ ミ ング調整装霉 4 0の調整の作動について説明する。
図 4 と図 5 に示すように、 タイ ミ ング調整装置 4 0 は、 ステッビングモータ 4 1 がコ ン ト ローラ 6 3からの指令信号を受け、 ある一定角度だけ回転するとゥォ ームギヤ一 4 2が面転する。 それによ り、 調整ビス ト ン 4 8 の軸を中心としてゥ オームホ イ ール 4 4 とナツ ト 4 5 も、 ウォームギヤ一 4 2 とウォームホ イ ール 4 4 のギヤ一比に応じて一定角度面転する。 その結果、 内周にネジ 4 5 aを備えた ナッ ト 4 5の面転に伴い、 このネジ 4 5 aに螺合している外周ネジ 4 6 aを備え たガイ ド 4 6がある一定距離だけ上下方向に移動する。 このガイ ド 4 6の上下方 向の移動にともない当接している爪 4 8 aを上下に移動させる。 このとき、 タンク 49の空気室 49 aには常に空気圧 5 K gZc m2程度の圧 力があり調整ピス ト ン 4 8は常時に下向きに押し下げられている。 したがって、 ガイ ド 46の上面が調整ビス ト ン 48の爪 4 8 aに対してス ト ッパーとなり調整 ピス ト ン 4 8の下限位置が決まる。 これによ り、 タ ンク 4 9の油圧室 49 bの油 が配管 30を介して緩衝シリ ンダ 2 1へ移動し、 緩衝ピス ト ン 22の上限位置が 決定される。 このように、 常に騒音最小の最適な状態を保持する緩衝ビス ト ン 2の上限位置が、 人手を介するこ となく 自動的に設定できる。
次に、 第 1実施例について設定位置を指令する方法を、 図 7に示すフローチヤ ― トにより説明する。
まず、 ステップ 1で作動を開始するとコ ン ト ローラ 63が動作状態に入り、 ス テツプ 2でプレスの角度検出計 6 2によりク ラ ンク角度を検出するための信号を 取り込む。 ステップ 3では、 この角度信号を ト リガーとして打抜き毎に騒音又は 振動 a iを測定する。 ステップ 4では、 打抜き数 N回の値をコ ン ト ローラ 6 3で 平均化 （Αη = 1 ΖΝΧ Σ a i ) の演算をする。 ステップ 5, 6では、 同様にし て次の打抜き毎の騒音 a iを測定し、 さ らに打抜き数が N面になるまで続行して これらの値をコ ン ト ローラ 6 3で平均化 （An +1 = 1 /N ∑ a i ) の演算を する。 ステ ップ 7では、 この平均化した値 An +1 と前面の平均値 A nとの差 Δ を求める。
ステップ 8では、 差厶が許容値以內であればタイ ミ ング調整装置 0への指令 信号を出さずに、 そのままステップ 1 2に進む。 他方、 ステップ 8で差厶が許容 値以内でなければステップ 9に進み、 差 Δの大小または正負の符号によりタイ ミ ング調整装置 40への指令信号を判定する。 このとき、 差厶がゼロよりも小さい 場合は、 ステップ 1 0で前面の指令と同一方向への指令をタイ ミ ング調整装置 4 0に出力する。 他方、 差厶がゼロより も大きい場合は、 ステ ッ プ 1 1で前面の指 令信号とは逆方向への指令信号をタイ ミ ング調整装置 40に出力する。 そ して、 ステップ 1 0またはステップ 1 1の操作を繰り返し、 差厶がゼロになったとき、 即ち騒音が最小値になったときの緩衝タ イ ミ ングの指令信号をタイ ミ ング調整装 置 4 0に出力する （ステップ 1 2 ) 。
例えば、 図 8に示すように No . 1 の点の測定データを得て、 次の指令に緩衝タ ィ ミ ングを遅くする方向の指令をタイ ミ ング調整装置 4 0に出力し、 緩衝ビス ト ン 2 2の作動を遅く して、 次の No . 2のデータが得られたとする。 この場合に、 騒音レベル No . 1 と No . 2の差がゼロよりも小さいために、 次の指令は前回の指 令と同一方向、 即ち、 緩衝タイ ミ ングを遅くする方向への指令を出す。
同様に、 この時の騷音レベルを測定し、 No . 2より低いレベルの No . 3 の騒音 レベルが得られたとすると、 さ らに騒音レベルが反転するまで、 即ち前回測定し た騒音レベルとの差がゼロより も大き く なるまでこの作業を続行する。 そして、 No . 4の騒音レベルでは反転しているので、 No . 3の騒音レベルが最小値をしめ している。 そこで、 緩衝タィ ミ ングが No . 3の騒音レベルに対応する緩衝タィ ミ ング T r となるようにタイ ミ ング調整装置 4 0に出力して緩衝ビス ト ン 2 2の位 罱を調整する。 この結果最小の騒音レベルが得られる。
次に、 本発明の第 2実施例を図 9により説明する。 なお、 第 1実施例と同一部 品には同一記号を付与して説明は省略する。
タィ ミ ング調整装置 7 0 は緩衝機本休 2 0の緩衝ピス ト ン 2 2に当接して、 且 つ下型 6の上面に配設している。 詳し く は、 外周にネジ 7 1 aが削成されている ガイ ド 7 1 が、 ウォームホイール 4 4に固定されたナツ ト 4 5の內周ネジ 4 5 a に螺合し、 ナッ ト 4 5の面転により、 その下端面 7 1 cを緩衝ビス ト ン 2 2 に当 接しながら上下方向に移動する。 このガイ ド 7 1 の中央部には、 ガイ ドポス ト 5 が貫通する穴 7 1 bが削成されていて、 稼働時にはガイ ドポス ト 5の先端部が緩 衝ピス ト ン 2 2に当接する。 また、 ガイ ド 7 1 には、 ケース 7 2に対してガイ ド 7 1 の面転を拘束するキー溝のような面転拘束機構 Ί 3が配設され、 ガイ ド 7 1 を上下方向にのみスライ ドさせている。 タイ ミ ング調整装置 7 0には、 軸受 4 3 を固定するとともにガイ ドポス ト 5を案内するガイ ド部材 7 4がケース 7 2の上 端に取着されている。 ケース 7 2の下端は、 下型 6の上面に取着されている。 かかる構成において、 タィ ミ ング調整装置 Ί 0のガイ ド 7 1カ^ 直接緩衝機本 体 2 0の緩衝ピス ト ン 2 2の上下方向の位置を決定している。 すなわち、 図示し ないタ ンクから配管 5 2を介して導入された 5 Kg/cm 2 程度の空気圧により、 緩 衝ピス ト ン 2 2が上に押し上げられている。 この緩衝ビス ト ン 2 2 と当接するガ イ ド 7 1 の下端面 7 1 cがス ト ツパになり、 緩衝ビス ト ン 2 2 の上限位置決めを 行っている。 なお、 緩衝ピス ト ン 2 2の必要とするス トローク は 1 0隨程度であ る。
次に、 本発明の第 3実施例を図 1 0により説明する。 なお、 第 1実施例と同 一部品には同一記号を付与して説明は省略す.る。
ブレークスルー時の上型 3の緩衝を行う緩衝機本体 8 0 は、 ガイ ドポス ト 5に 対向して下型 6に配設されている。 緩衝機本体 8 0には、 配管 3 0を介してブレ ークスルー時の緩衝機本体 8 0 のタイ ミ ングを調整するタィ ミ ング調整装置 9 0 が連結されている。 このタイ ミ ング調整装置 9 0には制御装置 6 0から制御指令 信号が出され、 これにより制御されている。
緩衝機本体 8 0 は、 緩衝シリ ンダ 8 1 と、 緩衝ピス ト ン 8 2 と、 緩衝ピス ト ン 8 2を押すバネ 8 3 と、 バネ 8 3を受けるケース 8 4から構成され、 下型 6 に複 数個配設されている。 ケース 8 4の中央部にはガイ ドボス ト 5が貫通する穴 8 4 bが削成され、 作用時にガイ ドポス ト 5の先端部が緩衝ビス ト ン 8 2に当接する タイ ミ ング調整装置 9 0 は、 制御装置 6 0からの指令により作動する電磁比例 切換弁 9 1 と、 この電磁比例切換弁 9 1を介してポンプ 9 2からの空気圧を受け て緩衝機本体 8 0に圧油を送る圧力伝達器 9 3 とからなる。 圧力伝達器 9 3の内 方にはビス ト ン 9 4が配設され、 ピス ト ン 9 4の一方の空気室 9 3 a には空気が 収納され、 他方の油圧室 9 3 bには油が収納されている。 また、 空気室 9 3 a は 配管 9 5を介して電磁比例切換弁 9 1 に、 油圧室 9 3 bは配管 3 0を介して緩衝 シ リ ンダ 8 1 に接続している。
かかる構成において、 緩衝ビス ト ン 8 2の上下方向の位置の決定は緩衝ビス ト ン 8 2に加わる油圧とバネ力により行う。 すなわち、 制御装置 6 0からの指令に より電磁比例切換弁 9 1を制御して、 空気室 9 3 aの空気圧を P a とする。 この とき、 空気室 9 3 aの受圧面積を S a、 油圧室 9 3 bの受圧面積を S hとすると 、 油圧室 9 3 bの油圧 P hは、
P h = P a X S a /S h
となる。 この油圧 P hが緩衝ビス ト ン 8 2の下面に作用する。
今、 緩衝ピス ト ン 8 2に加わるバネ 8 3のバネ定数を K、 自由县からの撓みを y、 緩衝ビス ト ン 8 2の受圧面積を S p とすると、 パネ 8 3の撓み yは、
y = - P h x S p /K
となり、 所定の位置で平衡状態となる。 したがって、 空気圧 P aを電磁比例切 換弁 9 1により制御することにより、 バネ 8 3の撓み yが制御され、 緩衝ピス ト ン 8 2の位置を制御することができる。
なお、 前記説明では一方端に空気圧を用いたが、 これを油圧に置き換えること もできる。 また、 一方端の空気圧を電磁比例切換弁 9 1で制御しているが、 一方 端の空気圧を密封にして他方端の油圧を電磁比例切換弁 9 1で制御することもで きる。 さらに、 電磁比例切換弁 9 1を用いているが、 これを電磁比例圧力制御弁 に置き換えても良い。
また、 前記説明では緩衝本体 2 0 , 8 0は下型 6内に収められているが、 必ず しも下型 6内である必要はない。 図 1 1に示すごと く緩衝本体 2 0を上型 3と下 型 6間に設置しても良く、 あるいは図示しないがスライダ 2 とボルスタ 8間に設 置しても良い。 また、 図 1 2に示すように緩衝本体 2 0をボルスタ 8内に設置し ても良い。
次に、 緩衝シリ ンダ 2 1 の内径 Dと、 緩衝シリ ンダ 2 1からタ ンク 4 9への配 管 3 0の径 dとの比について説明する。
緩衝シリ ンダ 2 1の内径 Dと配管 3 0の径 dとの比を種々変えて調査した所、 図 1 3に示すような結果が得られた。 ここで、 緩衝シリ ンダ 2 1が 2個の場合に は曲線 Yに示すようにほぼ 1 0 ： 1で騒音レベルが最低となり、 4個の場合には 曲線 Zに示すようにほぼ 3 ： 1 で騒音レベルが最低となるこ とが判明した。 - 1 o - また、 プレス 1 の負荷、 緩衝シリ ンダ 2 1 内の油圧、 スライ ド 2の変位、 騒音 を測定した。 時間の経過あるいはプレス角度の変化に対するプレス 1 の負荷を図 1 4 Aに、 緩衝シリ ンダ 2 1内の油圧を図 1 4 Bに、 スライ ド 2の変位を図 1 4 じに、 騒音レベルの音圧を図 1 4 Dに示している。
この結果より、 前述した図 1 5 Dに示す従来の音圧と比べても、 低い振幅の音 圧レベルの値が得られることが判る。 また、 前述した図 1 6 Aに示す従来の絞り により騒音を低減するプレスにかかる負荷とを比べても、 斜線部 Wの余分な負荷 がな く なり、 ブレークスルーの後のブレス負荷を低減できるこ とが判る。
本実施例では、 絞りの代わりに油圧衝擊作用を利用し、 且つ緩衝シリ ンダ 2 1 の内径 Dとタ ンク 4 9 とを連結する配管 3 0 の径 d とを適度に選定するこ とによ り、 油圧衝擊を有効に利用でる。 しかも、 油圧衝撃は速い動きに対応して発生す るものであるためブレークスルー時のみに発生し、 その後のスライ ドの低速な下 降時にはほとんど発生しない。 このため、 ブレークスルーの後のプレス負荷を低 減でき、 動力も節約できる。 産業上の利用可能性
本発明は、 自動的に低騒音レベルが得られ、 且つ緩衝ビス ト ン径とタ ンク との 連結配管径を適度に選定するこ とにより、 この低騒音レベルを更に小さ くできる とともに、 ブレークスルーの後のプレス負荷を低減して動力も節約できるプレス のブレークスルー緩衝装置とその制御方法と して有用である。

Claims

請求の範囲
1 . 機械プレスにおける素材打ち抜き加工の際に生じるブレークスルーを緩衝す るプレスのブレークスルー緩衝装置において、
プレスの上型の下方に配設されてブレークスルー時の上型の緩衝を行う 1以上 の緩衝機本体と、 この緩衝機本体に連結されてブレークスルー時の緩衝機本体の タ イ ミ ングを調整するタ ィ ミ ング調整装置と、 このブレーク スルー時のタ イ ミ ン グ調整装置に調整位置の指令信号を出す制御装置とからなることを特徴とするプ レスのブレークスルー緩衝装置。
2 . 前記緩衝機本体と前記タイ ミ ング調整装置とを連結する配管は、 各々独立し て連結されるか、 も し く は前記緩衝機本体からの各配管が 1本に合体して前記タ ィ ミ ング調整装置に連結されるか、 のいずれかであることを特徵とする請求の範 囲 1記載のプレスのブレークスルー緩衝装置。
3 . 前記緩衝機本体の緩衝シリ ンダの径と、 この緩衝シリ ンダと前記タイ ミ ング 調整装置とを連結する配管の径との比は、 騒音レベルが最小となるように構成さ れていることを特徴とする請求の範囲 2記載のプレスのブ レークスルー緩衝装置
4 . 前記タイ ミ ング調整装置は.、 中央部に前記プレスのガイ ドポス トが貫通する 穴を備えると共にその下端面は前記緩衝機本体の緩衝ビス ト ンに当接しながら上 下方向に移動するガイ ドと、 このガィ ドを駆動するウォームホイ一ルおよびナッ ト と、 このガイ ドのとも面りを拘束する回転拘束機構と、 これらを収納するケー スとから成り、 前記緩衝機本体の緩衝ビス ト ンの上限位置は、 このガイ ドの下端 面により決定されることを特徵とする請求の範囲 1記載のプレスのブレークスル 一緩衝装置。
5 . 前記緩衝機本体は緩衝シリ ンダと、 緩衝ピス ト ンと、 この緩衝ピス ト ンを押 さえるパネと、 このバネを受けると共に中央部には前記プレスのガイ ドポス トの 先端部がこの緩衝ビス ト ンに当接しながら上下方向に移動できる穴を備えたケー スとから成り、 前記緩衝機本体の緩衝ビス ト ンの上下方向の位置は、 この緩衝ピ ス ト ンに加わる圧力とこれを押さえるバネ力により決定されることを特徴とする 請求の範囲 1記載のプレスのブレークスルー緩衝装置。
6 . 機械プレスにおける素材打ち抜き加工の際に生じるブレークスルーを緩衝す るプレスのブレークスルー緩衝装置の制御方法において、
プレスのブレークスルー時に発生する騒音あるいはスラィ ド等の振動を検出す るとともに、 制御装置よりタイ ミ ング調整装置に指令信号を出して緩衝機本体の タイ ミ ングを調整し、 プレスのブレークスルー時の騒音あるいはスラ イ ド等の振 動が最小となるように制御するこ とを特徴とするプレスのブレークスルー緩衝装 置の制御方法。
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