WO1996016795A1 - Procede de commande de coulisseau pour presse hydraulique - Google Patents

Description

明細書 油圧プレスのスライ ド制御方法 ^ ^rn

この発明は、 油圧によ りスライ ドを昇降する油圧プレスのスラ ィ ド制御方法に関する。 背暈^術

従来のプレス機械には、 クラ ンク機構やリ ンク機構などによ り スライ ドを昇降する機械プレスと、 油圧によりスライ ドを昇降す る油圧プレスとがあり、 油圧プレスは加圧条件に応じてスライ ド モーショ ンを自由に変えることができる利点を有している。

そ して、 油圧プレスのスライ ド制御方法と して、 従来から種々 の方法や装置が提案されている。

例えば、 実公平 3 — 5 3 8 2 9号公報では、 加圧工程において スライ ドの下降速度が予め定められたスライ ド停止判別用基準速 度以下になったかどうかを判定し、 スライ ドの下降速度が基準速 度以下になったと判定された時点からある予かじめ定められた加 圧上昇時間を計時手段によって計時する と共に、 スライ ド停止判 別用基準速度をほぼ零に近い値に設定し、 加圧上昇時間はスライ ドの下降速度がほぼ零になつた時点から加圧力が設定圧になるま でに要する時間に設定するこ とによ り、 加工工程が完了 したこ と を正確に検出できる油圧プレスの加圧工程完了検出装置が提案さ れている。 また、 特開平 1 一 1 9 2 5 0 0号公報では、 加工物の加圧開始 までは油圧シ リ ンダの移動速度を制御し、 加圧開始後は油圧プレ スの加圧力を制御するよう にした油圧プレスの制御方法が提案さ れている。

さ らに、 特公平 4一 2 3 6 0号公報では、 圧力シ リ ンダにて可 動盤を固定继に押圧し、 それら固定继と可動继との間に配設され たプレス板間において、 所定の被加工物を予め定められたプログ ラムに従って圧締制御するよ う に した液圧プレス装置において 前記圧締シ リ ンダの作動油の油圧を検出する油圧セ ンサを有 し 該センサによる検出油圧に基づいて、 前記可動盤が所定の圧締開 始位置に達したことを検知する検知手段と、 前記圧締シリ ンダへ の作動油供給通路に接続された電磁リ リ ーフ弁によ り構成され. 設定された面圧制御パター ンに従って該圧締シ リ ンダに供給され る作動油の油圧を制御して、 前記被加工物に対して作用せしめら れる面圧を制御する面圧制御手段と、 前記圧締シ リ ンダへの作動 油供給通路に接続された電磁流量制御弁によ り構成され、 設定さ れた板厚制御パター ンに従って該圧締シ リ ンダに対する作動液の 液入量を制御して、 前記プレス板間の距離を制御する距離制御手 段とを含み、 前記検知手段にて前記可動盤が前記圧締開始位置に 達したこ とを検知して前記圧締制御を開始するよ う にする一方、 前記面圧制御手段および距離制御手段のう ちの何れか一方を他方 のリ ミ ッタと して機能せしめるこ とによって、 前記被加工物に対 して作用せしめられる面圧または前記プレス板間の距雜に所定の 制限を設けつつ、 該面圧制御手段および距離制御手段のう ち何れ か他方によって、 該プレス板間の距離または該面圧は制御する こ とにより、 圧蹄制御を行なうよう に した液圧プレス装置が提案さ れている。

しかし、 実公平 3 — 5 3 8 2 9号公報に記載のように、 下死点 付近でスライ ドの速度がほぼ 0になったのを検出 し、 一定時間経 過後加工工程が完了したのを検出するように したものでは、 スラ ィ ドの下死点位 Sや加圧力を積極的に制御していないこ とから， ワークの板厚などのバラツキがあると、 スライ ドの下死点精度が 確保できない上、 下死点で所定の加圧力が得られないこ とがある ため、 精度の高い成形ができないなどの不具合がある。

また、 特開平 1 一 1 9 2 5 0 0号公報に記載のものも、 下死点 付近でスライ ド速度がほぼ 0 となったのを検出 して、 スライ ドを 速度制御から圧力制御に切替えているため、 ワークの板厚などに バラツキがあった場合、 スライ ドの下死点制御が確保できない上、 下死点で所定の加圧力が得られないこ とがあるため精度の高い成 形ができないなどの不具合がある。

さ らに、 特公平 4 一 2 3 6 0号公報に記載のものでは、 スライ ドの位置制御を位置センサと電磁流量制御弁で、 また圧力制御を 圧力センサと電磁リ リーフ弁で制御するなど、 スライ ドの位置制 御と圧力制御を全く独立した機構によ り行っているため、 構成が 複雑で、 かつ高価になるなどの不具合がある。

この発明はかかる従来の不具合を改善するためになされたもの で、 スライ ドモーシ ョ ンを位置制御モー ドと圧力制御モー ドの 2 モー ドにより制御するこ とによ り、 精度の高い成形を可能に した 油圧プレスのスライ ド制御方法を提供する こ とを目的とする もの である。 発明の開示

上記の目的を達成するために、 本発明の一つの態様によれば、 油圧シリ ンダによりスライ ドを昇降する油圧プレスにおいて、 スライ ド位置検出手段が検出した位置信号を基にスライ ドを位 置制御しながら下降領域よ り成形領域へ下降させ、 該成形領域で スライ ドの加圧力を検出する加圧力検出手段からの加圧信号と 予め加工条件に応じて設定された設定能力とを比較して、 加圧力 が該設定能力に達しない場合は、 引き続き位置制御しながら下死 点までスライ ドを下降させて設定時間その位置を保持し、 また前 記成形領域で加圧力が設定能力に達したら位置制御から圧力制御 に切換えて前記設定時間その圧力を保持するこ とを特徴とする油 圧プレスのスライ ド制御方法が提供される。

また、 本発明の他の態様によれば、

油圧シリ ンダによりスライ ドを昇降する油圧プレスにおいて、 スライ ド位置検出手段が検出 した位置信号を基にスライ ドを位 置制御しながら下降領域よ り成形領域へ下降させ、 該成形領域で スライ ドの加圧力を検出する加圧力検出手段からの加圧信号と、 予め加工条件に応じて設定された設定能力とを比較して、 加圧力 が該設定能力に達しない場合は、 引き続き位置制御しながら下死 点までスライ ドを下降させて設定時間その位置を保持し、 また前 記成形領域で加圧力が設定能力に達したら位置制御から圧力制御 に切換えて前記設定時間その圧力を保持すると共に、 圧力制御中 加圧力が設定能力よ り低下したら再び位置制御へ切換える動作を 成形領域で繰り返すことを特徴とする油圧プレスのスライ ド制御 方法が提供される。

上記構成により、 成形領域でスライ ドの加圧力が設定能力に達 しない場合に位置制御によ りスライ ドが下死点まで下降されるた め、 スライ ドの下死点精度が向上する。

また、 成形領域で加圧力が設定能力に達すると、 位置制御よ り 圧力制御に切換えられてその圧力を設定時間保持するため、 絞り 成形時などにおいてワークの板厚が必要以上に薄く なるのを防止 することができる。 図面の簡単な説明

本発明は、 以下の詳細な説明及び本発明の実施例を示す添付図 面によ り、 より良く理解される ものとなろう。 なお、 添付図面に 示す実施例は、 発明を特定するこ とを意図する ものではなく 、 単 に説明及び理解を容易とするものである。

図中、

図 1 は、 本発明によるスライ ド制御方法の一実施例を実施する のに用いられる油圧プレスの油圧回路図である。

図 2 は、 図 1 に示した油圧プレスのコ ン ト ローラの内部を示す ブロ ッ ク図である。

図 3は、 上記実施例の手順を示すフ ローチャー トである。

図 4 は、 上記実施例による油圧ブレスのスライ ドモーシ ョ ンを 示す線図である。 発明を実施するための好適な態様

以下に、 本発明の好適実施例による油圧プレスのスライ ド制御 方法を添付図面を参照しながら説明する。

この発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

図 1 は油圧プレスの油圧回路を示す回路図、 図 2 はコ ン ト ロー ラ内部のプロ ッ ク図である。

図 1 において、 1 はスライ ド 2 を昇降させる油圧シ リ ンダで あって、 これは径の大きい第 1 シ リ ンダ 3 と、 第 1 シ リ ンダ 3上 に同心的に設けられた径の小さい第 2 シ リ ンダ 4 とよ り成ってい る。 そ して、 第 1 シリ ンダ 3 内に収容されたピス ト ン 3 a の上下 面に、 ピス ト ン杆 3 b , 3 cが突設されている。

ピス ト ン 3 aの上面に突設されたピス ト ン杆 3 bは、 下面に突 設されたピス ト ン杆 3 c よ り小径となっていて、 上端側は第 2 シ リ ンダ 4 内へ突出され、 先端部に第 2 シ リ ンダ 4 内に設けられた ビス ト ン 4 aが固着されていると共に、 ビス ト ン 3 aの下面に突 設された径の大きいビス ト ン杆 3 bの下端に上記スライ ド 2 が取 付けられている。

また、 図 1 中、 5 は電磁流量制御弁であって、 これは油圧ボン プ 6の吐出圧を上記第 1 シ リ ンダ 3及び第 2 シ リ ンダ 4へ供給す る管路 7の途中に設けられたサーボ弁 8 と、 このサーボ弁 8をパ ィ ロ ッ ト制御する電磁制御弁 9 と、 電磁制御弁 9 とサ一ボ弁 8間 を接続するパイ ロ ッ ト回路 1 0 の途中に設けられたオン · オフ弁 1 1 より構成されている。

そして、 上記サーボ弁 8 と第 1 シリ ンダ 3の間を接続する管路 7のう ち、 第 1 シリ ンダ 3の上室 3 1 側に接続された管路 7 1 と第 1 シリ ンダ 3の下室 3 2 との間は電磁弁 1 3により開閉自在な 2個 のロジッ ク弁 1 4 , 1 5を介して接続され、 また一方のロジッ ク 弁 1 5 と第 2 シリ ンダ 4の下室 42 に接続された管路マ 2 との間は 電磁弁 1 6 によ り開閉自在なロ ジ ッ ク弁 1 7 を介 して接続され、 また第 2 シリ ンダ 4の上室 41は大気に開放されている。

一方、 上記第 1 シリ ンダ 3の上室 31 と下室 32 には、 各室 31 , 32内の各圧力より加圧力 Pをそれぞれ検出する圧力セ ンサよ り なる加圧力検出手段 1 9 , 2 0が設けられている。 また、 スライ ド 2の近傍にはスライ ド 2 の位置を検出するスライ ド位置検出手 段 2 1 が設けられている。 そ して、 これら検出手段 1 9， 2 0及 び 2 1 によ りそれぞれ検出された圧力信号及び位置信号はコ ン ト ローラ 2 2へ入力される。

上記コ ン ト ローラ 2 2 は、 図 2 に示すよ う に、 C P U 3 0 と、 制御プログラムが予め記憶された R O M 3 1 と.制御データを記憶 する R AM 3 2 とモーシ ョ ンデータを記憶する E² P R OM 3 3 よ りなる記憶手段 2 3 と、 加圧力検出手段 1 9 , 2 0が検出 した信 号を A /D変換して C P U 3 0へ入力する A / D変換器からなる イ ンタフヱイス 2 4 と、 データ入力用のシ一 トスイ ッチ 3 7の信 号を C P U 3 0に入力するための入力イ ンタ フ ェ イ ス 3 8 と、 位 置セ ン サ等のス ラ イ ド位置検出手段 2 1 が検出 し た信号を C P U 3 0へ入力するための入力ロ ジッ クからなるイ ンタフ ヱイ ス 2 5 と、 C P U 3 0 よ り出力される制御信号を D / A変換して 上記電磁流量制御弁 5へ出力するための D / A変換器 2 6 と、 制 御の状態を液晶コ ン ト ローラ 3 4 を介して表示する液晶表示手段 2 7 と、 C P U 3 0の処理時間を監視し、 それが通常の処理時間 を越えた時 C P U 3 0が故障であると判断するウォッチ ドッ グ夕 イマ 3 9などより構成されている。 次に、 上記コン ト ローラ 2 2 によるスライ ドモーシ ョ ンの制御 について、 図 3及び図 4 に基づき説明する。

まず、 ワークをプレス成形するに当って、 スライ ドモー シ ョ ン に関する設定パラメータである位置データ Z 0 0〜 Z 3 0、 速度 データ V 0 0 〜 V 3 0 、 加圧能力データ P 2 0 、 加圧保持時間 データ T 2 0などを加工条件に応じて設定し （図 4参照） 、 シー トスイ ッチ 3 7を用いて入力する。

次に、 油圧プレスの運転を開始すると、 運転釦 （図示せず） 力、 ら起動信号が入力 して電磁流量制御弁 5が切換り、 同時に電磁弁 1 3により ロジッ ク弁 1 4 , 1 5が開放されるため、 油圧ポンプ 6の吐出圧油はサーボ弁 8より管路 71及びロジッ ク弁 1 4 , 1 5 を経て第 1 シリ ンダ 3の上室 31 に達すると共に、 第 1 シリ ンダ 3 の下室 32の油はロジッ ク弁 1 5で油圧ポンプ 6の吐出圧油と合流 されて第 1 シリ ンダ 3の上室 31 へ送られるため、 上室 31 と下室 32の受圧面積の差により ピス ト ン 3 aが下方へ押圧され、 スライ ド 2 は予め設定された高速 V 1 0 で図 4 に示すよ う に上死点 Z 0 0 より下降を開始する （図 3 に示すフ ローチ ャー トのステツ プ S 1 ) 。

また、 スライ ド 2の下降領域での、 第 1 シリ ンダ 3の上室 31及 び下室 32の圧力は加圧力検出手段 1 9 , 2 0で、 そしてスライ ド 2 の位置はスライ ド位置検出手段 2 1 で常に検出されてコ ン ト ローラ 2 2へ入力される。

その後、 スライ ド 2が成形領域開始点 Z 1 0 まで下降してヮー クの成形領域に達する （ステップ S 2 ) と、 以後は電磁流量制御 弁 5 により位置優先モー ドと圧力優先モー ドによ り次のよう にス ライ ドモーショ ンが制御される。

すなわちスライ ド 2が下降し、 成形領域開始点 Z 1 0 に達して 成形領域に入ると、 コン ト ローラ 2 2 は、 スライ ド位置検出手段 2 1 よ り入力される位置信号に応じて電磁流量制御弁 5の開度を 制御するこ とにより、 スライ ド 2 を位置制御しながら予め設定さ れた速度 V 2 0 で下死点位置 Z 2 0 まで下降させる （ステ ッ プ S 3 ) ₀

この間、 コン トローラ 2 2 は、 ステップ S 4 で加圧力検出手段 1 9 , 2 0 より送られて く る検出圧力の差圧 P H— P Lが予め設 定された加圧力データ P 2 0 に達したかを判定し、 スライ ド 2が 下死点位置 Z 2 0へ達するまで検出圧力が設定値 P 2 0 に達しな い場合は、 ステップ S 5でスライ ド 2 を下死点位置 Z 2 0 に設定 時間 T 2 0保持する。

すなわち、 成形領域開始点 Z 1 0 から下死点 Z 2 0 までの間、 スライ ド 2は位置制御されながら予め設定された下降速度 V 2 0 で下死点 Z 2 0 に達し、 その後ステッ プ S 8へ進んで上昇領域に 移行する。

一方、 成形領域開始点 Z 1 0から下死点 Z 2 0の間の成形領域 中に加圧力検出手段 1 9 , 2 0 が検出 した加圧力 Pが設定能力 P 2 0に達した場合は、 ステップ S 4 よ りステッ プ S 6へ進んで、 制御モー ドが位置制御より圧力制御へ切換えられる。

具体的には、 コン ト ローラ 2 0が加圧力 P =設定能力 P 2 0 を 検出すると、 制御モー ドを位置制御モー ドよ り圧力制御モー ドに 切換えて、 P - P 2 0を予め設定された加圧保持時間 T 2 0継続 するよう電磁流量制御弁 5の開度を制御する （ステップ S 7 ) 。 これによつて、 スライ ド 2 は、 図 4 の仮想線 Xに示すよ う に下 降位置 Z xに T 2 0時間保持された後ステッ プ S 8へ進んで上昇 領域へ移行する。

ステップ S 8の上昇領域では、 それまでの制御モー ドが位置制 御モー ド及び圧力制御モー ドのいずれの場合であっても、 位置制 御によ り上昇位置 Z 3 0 まで予め設定された V 3 0 の遅い速度で スライ ド 2が上昇され、 その後 V 0 0 の早い速度で上死点 Z 0 0 まで上昇して 1工程が終了する。

以上のように成形領域において、 スライ ド 2 の加圧力 Pが設定 能力 P 2 0に達しない場合は、 スライ ド 2 を下死点まで位置制御 してワークの成形を行うため、 刻印加工のように高い下死点精度 が要求される成形に対して効果がある と共に、 下死点設定値がリ ミ ッタと して働く ため、 必要以上に金型に押圧力を加えるこ とが なく 、 これによつて金型を破損するなどの心配もない。

また、 成形領域において、 スライ ド 2 の加圧力 Pが設定能力 P 2 0 に達すると、 圧力制御モー ドに切換えてスラ イ ド 2 の加圧 力を制御するため、 絞り加工などの場合、 ワーク の板厚が必要以 上に薄くなるのを防止できると同時に、 寸法精度の改善も図れる。 なお、 上記実施例では成形領域中に加圧力 Pが設定能力 P 2 0 に達した場合、 位置制御モー ドよ り圧力制御モー ドに切換えて成 形を行うように したが、 圧力制御モー ド中に加圧力 Pが設定能力 P 2 0 よ り低下した場合、 再び位置制御モー ドに切換えて位置制 御を行う よ う に して も良い。 また、 位置制御モー ドと圧力制御 モー ドを数回繰返すようにしても勿論よい。

この発明は以上詳述したよ う に、 位置制御によ り下降領域よ り 成形領域へ下降されたスライ ドの加圧力を加圧力検出手段で検出 して、 得られた加圧力と予め加工条件に応じて設定された設定能 力と比較し、 加圧力が設定能力に達しない場合は引き続き位置制 御しながらスライ ドを下死点まで下降させて成形を行う と共に、 上記成形領域中加圧力が設定能力に達したら、 位置制御モー ドょ り圧力制御モー ドへ切換えてスライ ドモー シ ョ ンを制御するよう にしたものであるから、 位置制御による成形では精度の高い下死 点精度が得られるため、 刻印加工などの場合、 深さの一定した加 ェが可能になると共に、 下死点設定値がリ ミ ッ タと して機能する ため、 必要以上に金型に押圧力を加えて金型を破損するなどの不 具合を解消することができる。

また、 圧力制御による成形では、 成形中加圧力が積極的に制御 されるので、 絞り成形などの場合、 ワークの板厚が必要以上に薄 く なることがないと共に、 成形品の寸法精度が向上するため、 品 質の良好な成形品が得られるようになる。

なお、 本発明は例示的な実施例について説明 したが、 開示した 実施例に関 して、 本発明の要旨及び範囲を逸脱する こ とな く 、 種々の変更、 省略、 追加が可能であるこ とは、 当業者において自 明である。 従って、 本発明は、 上記の実施例に限定される もので はなく 、 請求の範囲に記載された要素によって規定される範囲及 びその均等範囲を包含するものと して理解されなければならない。

Claims

請求の範囲

1 . 油圧シリ ンダによりスライ ドを昇降する油圧プレスにおいて、 スライ ド位置検出手段が検出 した位置信号を基にスライ ドを位 置制御しながら下降領域よ り成形領域へ下降させ、 該成形領域で スライ ドの加圧力を検出する加圧力検出手段からの加圧信号と、 予め加工条件に応じて設定された設定能力とを比較して、 加圧力 が該設定能力に達しない場合は、 引き綾き位置制御しながら下死 点までスライ ドを下降させて設定時間その位置を保持し、 また前 記成形領域で加圧力が設定能力に達したら位置制御から圧力制御 に切換えて前記設定時間その圧力を保持するこ とを特徴とする油 圧プレスのスライ ド制御方法。

2 . 油圧シリ ンダによりスライ ドを昇降する油圧プレスにおいて、 スライ ド位置検出手段が検出 した位置信号を基にスライ ドを位 置制御しながら下降領域よ り成形領域へ下降させ、 該成形領域で ス ラ イ ドの加圧力を検出する加圧力検出手段からの加圧信号と、 予め加工条件に応じて設定された設定能力とを比較して、 加圧力 が該設定能力に達しない場合は、 引き続き位置制御しながら下死 点までスライ ドを下降させて設定時間その位置を保持し、 また前 記成形領域で加圧力が設定能力に達したら位置制御から圧力制御 に切換えて前記設定時間その圧力を保持すると共に、 圧力制御中 加圧力が設定能力より低下したら再び位置制御へ切換える動作を 成形領域で繰り返すことを特徵とする油圧プレスのスライ ド制御 方法。