WO1996019341A1 - Dispositif de protection de la matrice pour presses hydrauliques - Google Patents

Description

明細書 油圧プレスの金型保護装置 技術分野

この発明は、 過負荷によ り金型が破損するのを防止する油圧プ レスの金型保護装置に関する。 背景技術

従来、 上型と下型よりなる金型を使用 してワークの成形を行う 油圧プレスにおいては、 ワーク成形中上下型間にワーク以外の異 物が進入した場合、 金型に局部的な過負荷が発生して金型が破損 することがある。

これを防止するため、 従来から種々の金型保護装置が提案され ている。

例えば特公昭 6 2 — 1 8 2 8 0号公報には、 ラムが少な く と も 1 つのブースタシリ ンダビス ト ン装置と、 少な く と も 1 つのラム 油圧駆動装置とによって作業工程方向に運動可能な油圧プレスに おけるプレスの上型. 下型間にある異物による上型. 下型への過 負荷からの上型， 下型を保護する装置が記載されている。 これは、 ラムの工程部分を監視する リ ミ ッ トスイ ッチがプレスの機枠に付 設されており、 また他の圧力センサが設けられており、 この圧力 センサはラムの作業工程方向への運動の間その運動抵抗の異常状 態に応答するように少なく と も 1 つのブースタシリ ンダビス ト ン 装置の作用線上に配設されており、 そ してラムの駆動を止めるた め制御回路が設けられており、 この制御回路は リ ミ ッ ト スイ ッチ と圧力センサの応答の順序が圧力スィ ッチが先でリ ミ ッ トスイ ツ チが後の場合に誤検出信号を形成するよう に構成されている、 油 圧プレスにおける上型， 下型の保護装置である。

また、 特公平 4一 4 5 3 3 0号公報では、 下金型を取り付ける べッ ドと、 上金型を取り付ける上下動自在なスライ ドと、 該スラ ィ ドを下方移動させる加圧シ リ ンダと、 前記ベースの 4 隅に設け られて前記スライ ド下面に着脱自在に当接する レペ リ ングシ リ ン ダと、 前記加圧シ リ ンダに作動油を供給するサーボポンプと、 前 記レベリ ングシ リ ンダに作動油を供給する油圧ポ ンプと、 前記 サ一ボポンプと加圧シリ ンダ間の油圧回路に介在された圧力制御 弁と、 前記油圧ポンプと レペ リ ングシ リ ンダ間の油圧回路に介在 されたサーボ弁と、 前記加圧シ リ ンダ内の圧力を検出する圧力検 出手段と、 前記スライ ドの平衡度を維持すべく 前記サーボ弁を制 御し、 且つ、 前記圧力検出手段の検出値が所定値になったと き、 前記加圧シリ ンダの制御をサーボポンプによる速度制御から、 圧 力制御弁による圧力制御に切り換える制御手段とを具備した熱硬 化性樹脂成形用プレスが提案されている。

しかし、 前者のものでは、 ラム位置が特定の位置になったのを リ ミ ッ ト スイ ッチにより検出 し、 その前に上型と下型間に発生し ている荷重を圧力スィ ッチによ り検出 して、 その値が特定値を越 えた場合に異常と しているため、 特定の条件でしか異常が検出で きず、 金型が種々変った場合、 金型に最適な異常検出条件を設定 できない不具合がある

また、 後者のものでは、 スライ ドの下死点付近では圧力制御の みであるため、 下死点付近でワークからの反力が減少 した場合. 金型で荷重を負担しなければならず、 その結果金型が破損する虞 れがあるなどの不具合があった。

本発明は、 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 ンの任意な位置で発生した異常を検出 して 金型を保護する油圧プレスの金型保護装置を提供して、 過負荷に より金型が破損されるのを未然に防止する こ とを目的とする もの である。 発明の開示

上記目的を達成するために、 本発明の第 1の態様と して、 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、 前記スライ ドの位置を検出するスライ ド位置検出手段と、 前記 スライ ドへの加圧力を検出する加圧力検出手段と、 使用する金型 に応じて成形に必要な加圧力の しきい値と前記スライ ドの位置を 設定する設定手段と、 ワーク成形領域の任意な位置で前記しきい 値を越える加圧力が発生した場合にこれを異常と して前記スライ ドを非常停止させる非常停止手段とを具備した、 油圧プレスの金 型保護装置が提供される。

上記構成によれば、 成形領域中の任意な下降位置で予め設定さ れたしきい値を越える加圧力がスライ ドに発生した場合、 非常停 止手段がスライ ドを非常停止させるため、 過負荷によ り金型が破 損されるのを未然に防止するこ とができると共に、 金型やワーク に応じた異常検出が可能なため、 金型やワークの種類が変っても 金型の破損を確実に防止することができる。 また、 本発明の第 2の態様と して、

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、 前記スライ ドの位置を検出するスライ ド位置検出手段と、 前記 スライ ドへの加圧力を検出する加圧力検出手段と、 使用する金型 に応じて成形に必要な加圧力のしきい値と前記スライ ドの位置を 設定する設定手段と、 ワーク成形領域において前記設定手段によ り金型毎に設定されたスライ ド位置よ り高い位置で前記しきい値 を越える加圧力が発生した場合にこれを異常と して前記スライ ド を非常停止させる非常停止手段とを具備した、 油圧プレスの金型 保護装置が提供される。

上記構成によれば、 予め金型に応じた最適なスライ ド位置 （第 1 の位置） を設定しておく こ とによ り、 設定値よ り高い位置でし きい値を越える加圧力が発生した場合も、 非常停止手段によ りス ライ ドを非常停止させることができる。

さ らに、 本発明の第 3の態様と して、

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、 前記スライ ドの位置を検出するスライ ド位置検出手段と、 前記 スライ ドへの加圧力を検出する加圧力検出手段と、 使用する金型 に応じて該金型に異常負荷がかからない最適位置を設定する設定 手段と、 ワーク成形領域中前記設定手段によ り設定された最適位 置よ り前記スライ ドが下降した場合にこれを異常と して前記スラ ィ ドを非常停止させる非常停止手段とを具備した、 油圧プレスの 金型保護装置が提供される。

上記構成によれば、 予め金型に応じた最適なスライ ド位置 （第 2 の位置） を設定しておく こ とによ り、 最適なスライ ド位置よ り さ らにスライ ドを下降した場合に、 非常停止手段がスライ ドを非 常停止させるので、 成形中ワークの変形が進行してワークからの 反力が減少しても、 金型が加圧力を負担するこ とがな く なるため， 過負荷により金型が破損されるのを未然に防止することができる。 なお、 上記構成において、

油圧シリ ンダへ圧油を供給する電磁流量比例制御弁を有し、 前 記非常停止手段により該電磁流量比例制御弁を閉弁する こ とによ り前記スライ ドを非常停止させるようするのが好ま しい。

また、 上記構成において、

油圧ポンプの吐出回路に圧力比例弁を設け、 前記非常停止手段 によ り前記圧力比例弁を開弁して前記油圧ポンプの吐出圧をア ン ロー ドすることによ り前記スライ ドを非常停止させるよう に して も良い。 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、 本発明による金型保護装置^一実施例を含む油圧プレ スの油圧回路図である。

図 2 は、 上記実施例のコン ト ローラの内部を示すブロ ッ ク図で める。

図 3 は、 上記実施例を用いたスライ ド制御方法を示すフ ロー チャー トである。

図 4 は、 上記実施例を用いた他のスライ ド制御方法を示すフ ローチヤ一 トである。

図 5は、 上記実施例を有する油圧プレスのスライ 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金型保護装置 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 は本発明による金型保護装置の一実施例を含む油圧プレス の油圧回路を示す図、 図 2 は上記実施例のコ ン ト ローラ内部のブ ロ ック図を示している。

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 よ りなり、 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。

ビス ト ン 3 aの上面に突設されたビス 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、 その上端側は第 2 シリ ンダ 4内へ突出され、 その先端部に第 2 シ リ ンダ 4 内に設け られたピス 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 c 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は電磁流量比例制御弁であって、 これは油圧 ポンプ 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 をパイ ロ ッ ト制御する電磁比例制御弁 9 と、 該電磁比例制御弁 9 とサーボ弁 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 と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 31 側に接続された管路 71 と第 1 シリ ンダ 3の下室 32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 72 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。

さ らに、 上記油圧ポンプ 6 と電磁流量比例制御弁 5の間を接続 する管路 1 81 , 1 82の間には、 後述するコ ン ト ローラ 2 2から の制御信号によ り開度が調整されて油圧ポンプ 6の吐出圧を調整 する圧力比例弁 3 0が接続されている。

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 内の圧力より加圧力 Pを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 , 2 1 によ り検出 された圧力及び位置信号はコン トローラ 2 2へ入力されている。 上記コ ン ト ローラ 2 2 は、 図 2 に示すよ う に、 C P U 4 0 と、 制御プログラムが予め記憶された R 0 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 4 0へ入力する A / D変換器からなる イ ンタフェイス 2 4 と、 データ入力用のシー トスィ ッチ 3 7の信 号を C P U 4 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 4 0へ入力するための入力ロジッ クからなるィ ンタフ ェイ ス 2 5 と、 C P U 4 0 よ り 出力される制御信号を D / A変換して 上記電磁流量比例制御弁 5へ出力するための D / A変換器 2 6 と、 C P U 4 0 より出力される制御信号を D / A変換して上記圧力比 例弁 3 0へ出力する D/ A変換器 2 7 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 8 と、 C P U 4 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 4 0が故障であると判断するウォッチ ドッ グタイマ 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乃至図 5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、 図 5 に示すスライ 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、 シー トスィ 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） か ら起動信号が入力して電磁流量比例制御弁 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 の吐出圧はサーボ弁 8 よ り管路 7 1 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 ィ ド 2 は予め設定された高速 V 1 0 で図 5 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 2 ) 。

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 S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 Z 1 0 まで下降してワークの成形領域に 達する （ステップ S 3 ) と、 スライ ド 2の位置 Zがコ ン ト ローラ 2 2 に予め入力されて記億手段 2 3 に記憶されているその金型に 最適な高さ （異常を判断する上で最適な高さで、 各金型毎に入力 されている。 ) Z 2 0 + E 2 0 1 よ り上にあるか否かをステ ッ プ S 4で判定し、 上にある場合はステップ S 5へ進んで油圧シ リ ン ダ 1 の発生圧力がその金型によ り ワークを成形するのに必要な設 定圧力 P 2 0 に達したか否かを判定する。 なお、 スラ イ ド 2 の位 置 Zが上記最適な高さよ り下にある場合は、 上昇領域を経て工程 を終了する。

そ して、 発生圧力 Pが各金型毎に設定された設定値 P 2 0 に達 したか、 これを越えた場合は、 ステップ S 6へ進んでスライ ド 2 の下降を非常停止手段によ り非常停止させる。 実際にはコ ン ト ローラ 2 2 よ り急停止信号が電磁流量比例制御弁 5へ出力されて、 電磁流量比例制御弁 5が瞬時に閉弁され、 も しく は油圧ポンプ 6 の吐出回路に設けられた圧力比例弁 3 0が開弁されて油圧ポンプ 6の吐出圧がアンロー ドされるため、 スライ ド 2 はその位置に非 常停止される （ステップ S 6 ) 。 なお、 発生圧力 Pが各金型毎に 設定された設定値 P 2 0 に達しない場合は、 再びステップ S 4 に 民る。

これによつて、 上下型間に異物などが進入して金型に過負荷が 作用 した場合スライ ド 2が非常停止されるため、 過負荷によ り金 型が破損されるのを未然に防止することができるようになる。

—方、 成形領域においてスライ ド 2 の位置 Zがその金型に最適 な高さ Z 2 0 + E 2 0 1 よ り低い位置まで下降した際発生圧力 P が設定圧力 P 2 0 に達した場合、 コ ン ト ローラ 2 2 は位置優先 モー ドを圧力優先モー ドへ切換えて電磁流量比例制御弁 5を圧力 制御するが、 次にこの圧力制御中の異常検出を図 4 に示すフ ロ ー チャー トにより説明する。

ステップ S 3の成形領域に達すると、 ステッ プ S 4 で予め設定 された速度 V 2 0で下死点 Z 2 0へ向けてスライ ド 2が下降され るが、 コン トローラ 2 2 はステップ S 5で圧力制御モー ドになつ たか否かを判断し、 圧力制御モー ドに切換えられた場合はステツ プ S 6へ進んで設定時間 T 2 0 その圧力を保持する。 なお、 圧力 制御モー ドに切り換えられない場合は、 上昇領域を経て工程を終 了する。

そ して、 この間にステップ S 7へ進んでその金型がその位置ま で下降しても、 金型に過負荷が加わらない位置 Z 2 0 — E 2 0 (予め設定されている） よ り スライ ド 2が下降したかを判定し、 も し下降している場合はこれを異常と してステップ S 8で非常停 止手段によりスライ ド 2を非常停止させる。 なお、 スライ ド 2 が 上記金型に過負荷が加わらない位置よ り下降 していない場合は . 上昇領域を経て工程を終了する。

かく して、 ワーク成形中ワークの変形が進行してワークからの 反力が減小したために、 スライ ド 2が設定位置よ り さ らに下降す るこ とにより生じる金型に対する異常負荷を原因とする金型の破 損を未然に防止することができるようになる。

以上詳述したように、 本発明によれば、 成形領域中の任意な下 降位置で予め設定された しきい値を越える加圧力がスライ ドに発 生した場合、 非常停止手段がスライ ドを非常停止させるため、 過 負荷によ り金型が破損されるのを未然に防止する こ とができる と 共に、 金型やワークに応じた異常検出が可能なため、 金型ゃヮー クの種類が変っても金型の破損を確実に防止することができる。

また、 予め金型に応じた最適なスライ ド位置 （第 1 の位置） を 設定しておく ことによ り、 設定値よ り高い位置でしきい値を越え る加圧力が発生した場合も、 非常停止手段によ りスライ ドを非常 停止させるこ とができると共に、 予め金型に応じた最適なスライ ド位置 （第 2の位置） を設定しておく こ とによ り、 最適なスライ ド位置よ り さ らにスライ ドを下降した場合に、 非常停止手段がス ライ ドを非常停止するため、 成形中ワークの変形が進行してヮー クからの反力が減少しても、 金型が加圧力を負担する こ とがな く なるため、 過負荷により金型が破損されるのを未然に防止する こ とができる。

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、 前記スライ ドの位置を検出するスライ ド位置検出手段と、 前記 スライ ドへの加圧力を検出する加圧力検出手段と、 使用する金型 に応じて成形に必要な加圧力の しきい値と前記スライ ドの位置を 設定する設定手段と、 ワーク成形領域の任意な位置で前記しきい 値を越える加圧力が発生した場合にこれを異常と して前記スライ ドを非常停止させる非常停止手段とを具備した、 油圧プレスの金 型保護装置。

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、 前記スライ ドの位置を検出するスライ ド位置検出手段と、 前記 スライ ドへの加圧力を検出する加圧力検出手段と、 使用する金型 に応じて成形に必要な加圧力の しきい値と前記スライ ドの位置を 設定する設定手段と、 ワーク成形領域において前記設定手段によ り金型毎に設定されたスライ ド位置よ り高い位置で前記しきい値 を越える加圧力が発生した場合にこれを異常と して前記スライ ド を非常停止させる非常停止手段とを具備した、 油圧プレスの金型 保護装置。

3 . 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、 前記スライ ドの位置を検出するスライ ド位置検出手段と、 前記 スライ ドへの加圧力を検出する加圧力検出手段と、 使用する金型 に応じて該金型に異常負荷がかからない最適位置を設定する設定 手段と、 ワーク成形領域中前記設定手段によ り設定された最適位 置より前記スライ ドが下降した場合にこれを異常と して前記スラ ィ ドを非常停止させる非常停止手段とを具備した、 油圧プレスの 金型保護装置。

4 . 油圧シ リ ンダへ圧油を供給する電磁流量比例制御弁を有し 前記非常停止手段により該電磁流量比例制御弁を閉弁するこ とに よ り前記スライ ドを非常停止させるよう にした、 請求項 1 乃至 3 のいずれかに記載の金型保護装置。

5 . 油圧ポンプの吐出回路に圧力比例弁を設け、 前記非常停止手 段により前記圧力比例弁を開弁して前記油圧ポンプの吐出圧をァ ンロー ドすることによ り前記スライ ドを非常停止させるように し た、 請求項 1乃至 3のいずれかに記載の金型保護装置。