ダイクッション装置
【課題】
プレス機械に生ずる衝撃を緩和できるような構造を備えたダイクッションを提供すること。
【解決手段】
クッションパッドの下部にはシリンダが形成され、シリンダの内部にはロッドの上端に連結されたピストンが摺動自在に収容される。ロッドはサーボモータの回転軸に連結される。シリンダの内壁面及びピストンの壁面で油圧室が形成される。この油圧室の軸心はロッドの軸心と同一である。油圧室には衝撃緩和用の圧油が充填される。油圧室に充填された圧油はクッションパッドに瞬間的に作用する力を吸収する。
プレス機械に生ずる衝撃を緩和できるような構造を備えたダイクッションを提供すること。
【解決手段】
クッションパッドの下部にはシリンダが形成され、シリンダの内部にはロッドの上端に連結されたピストンが摺動自在に収容される。ロッドはサーボモータの回転軸に連結される。シリンダの内壁面及びピストンの壁面で油圧室が形成される。この油圧室の軸心はロッドの軸心と同一である。油圧室には衝撃緩和用の圧油が充填される。油圧室に充填された圧油はクッションパッドに瞬間的に作用する力を吸収する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上向きの付勢力を与えつつクッションパッドを昇降駆動するダイクッション装置に関し、特にプレス機械に生ずる衝撃を緩和するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレス機械には絞り加工におけるしわ押さえのためにダイクッション装置（以下、単にダイクッションという）が設けられる。従来のダイクッションは油圧や空気圧を用いてクッションパッドを昇降駆動しつつクッション圧を発生させる。プレス機械の絞り加工性を高くしワークの破断やひずみを防止するためにはダイクッションのクッション圧を高精度に制御する必要があり、特にクッションパッドの下降動作時のクッション圧を高精度に制御する必要がある。
【０００３】
空気圧のみを利用するダイクッションはクッションパッド動作時にクッション圧を高精度に制御できない。油圧を利用するダイクッションは圧油の制御によってクッションパッド動作時にクッション圧を高精度に制御できる。しかし油圧機器の構造が複雑であり、また厳密な保守・管理を必要とするという点が難点である。そこで近年は構造が簡素であり、また厳密な保守・管理を必要としない電動サーボモータを備えたダイクッションが注目されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プレス加工の際にスライドが下降して上型とワークとが接すると、大重量のスライドとクッションパッドが衝突するような状態となり、クッションパッドに瞬間的に大きな荷重が作用するため、プレス機械には大きな衝撃が生ずる。
【０００５】
図１１は従来装置においてクッションパッドに作用する荷重と時間との関係を示す図である。ここでは上型とワークとが接してからそれ以降の荷重変化が示されている。図１１によれば、上型とワークとが接すると通常値を遙かに超えるオーバーシュートが発生することが分かる。
【０００６】
このような衝撃を緩和するために、制御面ではスライドの下降動作と同期してクッションパッドを下降動作させて、ワーク側（クッションパッド）に対する上型側（スライド）の相対速度が遅くなるようにクッションパッドを下降動作させる所謂予備加速が行われる。
【０００７】
大きな衝撃が継続して生ずると、金型の摩耗速度が早くなりコストが上昇するという問題が発生する。また衝撃が大きいと、その際に発生する衝撃音が大きくなり騒音の問題も発生する。これらの問題を回避するために、衝撃を極力小さくしたいという要望がある。そこで制御面だけでなく、ダイクッションの構造面での工夫が望まれている。
【０００８】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、プレス機械に生ずる衝撃を緩和できるような構造を備えたダイクッションを提供することを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明は、
クッションパッドと、上向きの付勢力を与えつつクッションパッドを昇降駆動するサーボモータと、サーボモータの動力をクッションパッドに伝達すると共にクッションパッドを下方から支持する支持手段と、を備えたダイクッション装置において、
クッションパッドと支持手段との間で且つ支持手段の軸心上に位置し、液体が充填された液圧室を備えたこと
を特徴とする。
【００１０】
クッションパッドはロッド（支持手段）によって下方から支持される。このロッドはサーボモータに連結される。サーボモータの回転軸の回転動作はボールねじなどで昇降方向の動作に変換されロッドに伝達される。こうしてサーボモータはクッションパッドに上向きの付勢力を与えると共に、クッションパッドを昇降駆動する。
【００１１】
クッションパッドの下部にはシリンダが形成され、シリンダの内部にはロッドの上端に連結されたピストンが摺動自在に収容される。シリンダの内壁面及びピストンの壁面で油圧室（液圧室）が形成される。この油圧室の軸心はロッドの軸心と同一である。油圧室には衝撃緩和用の液体として圧油が充填される。
【００１２】
油圧室に充填された圧油はクッションパッドに瞬間的に作用する力を吸収する。よって上型とワークとが接した時にクッションパッドがスライドから受ける瞬間的な荷重は緩和される。こうしてプレス機械に発生する衝撃は緩和される。
【００１３】
第２発明は第１発明において、
前記液体が所定圧以上となった場合に前記液圧室から前記液体を排出する排出手段をさらに備えたこと
を特徴とする。
【００１４】
油圧室の圧油ポートと制御弁（排出手段）の一方のポートは連通する。制御弁の他方のポートとタンクは連通する。油圧が所定圧以上となった場合は制御弁が開放され圧油がタンクに排出される。するとプレス機械が停止する。
【００１５】
第３発明は第１発明において、
前記液体の圧力を測定する圧力計と、
圧力計の測定値を用いて前記サーボモータの動作を制御する制御手段と、をさらに備えたこと
を特徴とする。
【００１６】
油圧室の油圧は圧力計で測定される。圧力計の測定値はパッド制御部（制御手段）に出力される。パッド制御部には予めクッションパッドのクッション圧が設定されている。パッド制御部はこの設定されたクッション圧と入力した圧力計の測定値とを用いてサーボモータの動作をフィードバック制御する。
【発明の効果】
【００１７】
第１発明によれば、クッションパッドに作用する瞬間的な荷重は圧油に吸収されて緩和されるため、プレス機械に発生する衝撃が緩和される。したがって金型の摩耗を低減でき、コスト上昇を抑制できる。また衝撃音を低減でき、騒音問題を解消できる。
第２発明によれば、油圧が所定圧以上となった場合は油圧室から圧油が排出されプレス機械が停止するため、オーバーロードによるダイクッションの損傷を防止できる。
第３発明によれば、クッションパッドの荷重を受ける油圧を用いて圧力フィードバック制御が行われるため、クッションパッドのクッション圧を高精度に制御することが可能となる。したがってプレスの加工性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１はプレス機械の構成を示す模式図である。
プレス機械においては、上部に位置するスライド２と下部に位置するボルスタ８とが互いに対向するように設けられる。スライド２は上方のスライド駆動機構１から動力を受けて昇降動作する。スライド２の下部には上型３ａが取り付けられる。一方、ボルスタ８はベッド９の上部に固定されており、ボルスタ８の上部には下型３ｂが取り付けられる。ボルスタ８及び下型３ｂには上下方向に貫通する複数の孔が設けられ、この孔にはクッションピン７が挿通される。クッションピン７の上端は下型３ｂの凹部分に設けられたブランクホルダ５の下部に当接し、クッションピン７の下端はベッド９内に設けられたダイクッション１０のクッションパッド１１に当接する。ベッド９の内壁面間にはビーム６が設けられ、ビーム６でダイクッション１０が支持される。
【実施例１】
【００１９】
図２は第１の実施形態に係るダイクッションの模式図である。図３は第１の本実施形態に係るダイクッションの上面図である。
ダイクッション１０においては、クッションパッド１１はシリンダ１７とピストン１８とロッド２０とボールねじ１２と大プーリー１３とベルト１４と小プーリー１５を介してサーボモータ１６の回転軸に連結される。クッションパッド１１とサーボモータ１６との間では互いの動力が伝達自在である。
【００２０】
クッションパッド１１の下部には下方向に開口を有するシリンダ１７が形成され、シリンダ１７の内部にはピストン１８が摺動自在に収容される。シリンダ１７の内部には底面すなわち上方に向かう凹部が設けられ、ピストン１８の上部には凸部が設けられる。シリンダ１７の内部にピストン１８が収容され、シリンダ１７の凹部にピストン１８の凸部が嵌合されると、シリンダ１７の内壁面及びピストン１８の壁面で円環状の油圧室１９が形成される。この油圧室１９の軸心はロッド２０及びボールねじ１２の軸心と同一である。油圧室１９には衝撃緩和用の圧油が充填されている。本実施形態の油圧室１９は密閉されているが、油圧室１９に図示しない圧油ポートが設けられ、圧油の供給と排出が自在に行えるような形態であってもよい。
【００２１】
ピストン１８の下端はロッド２０の上端に当接する。ロッド２０の上端には球面状の当接面２０ａが形成される。ロッド２０のような棒状の部材は端部に働く軸方向の力には強いものの、曲げモーメントには弱い。ロッド２０の上端が球面形状であると、仮にクッションパッド１１が傾いたとしても、ロッド２０全体には軸方向の力のみが働く。このような構造によって偏心荷重によるロッド２０の損傷を防止できる。
【００２２】
ロッド２０の下端はボールねじ１２のねじ部１２ｂの上端に接続される。ボールねじ１２のねじ部１２ｂはナット部１２ａに螺合される。ナット部１２ａの下端は大プーリー１３の上端に接続され、またビーム６に対してベアリングなどで軸支される。サーボモータ１６の回転軸には小プーリー１５が接続される。大プーリー１３と小プーリー１５にはベルト１４が巻架され、互いの動力が伝達自在である。
【００２３】
回転式のサーボモータ１６は回転軸を有し、電流の供給によって回転軸が正逆回転する。サーボモータ１６に電流が供給され回転軸が回転すると、小プーリー１５、大プーリー１３が回転動作する。大プーリー１３とナット部１２ａは一体であるため、大プーリー１３の回転と共にナット部１２ａが回転動作する。ナット部１２ａの回転動作に伴い、ねじ部１２ｂがナット部１２ａに沿って上下方向すなわち昇降方向に直線動作する。ねじ部１２ｂ、ロッド２０、ピストン１８、油圧室１９、シリンダ１７と共にクッションパッド１１は昇降動作する。サーボモータ１６への電流制御によってクッションパッド１１に与えられる付勢力すなわちクッションパッド１１に生ずるクッション圧が制御される。
【００２４】
図３で示されるように、クッションパッド１１の各側面とその各側面に対向するベッド９の内壁面との間には１以上のガイド２１が設けられる。ガイド２１は互いに係合する一対のインナーガイド２１ａとアウターガイド２１ｂとからなり、クッションパッド１１の各側面にインナーガイド２１ａが設けられ、ベッド９の内壁面にアウターガイド２１ｂが設けられる。ガイド２１はクッションパッド１１を昇降方向に案内する。
【００２５】
図４は本実施形態においてクッションパッドに作用する荷重と時間との関係を示す図である。
図４と図１１とを比較すると、クッションパッド１１に作用する荷重のオーバーシュート量は従来装置よりも本実施形態の方が少ないことが分かる。油圧室１９に充填された圧油はクッションパッド１１に瞬間的に作用する力を吸収する。よって図４で示されるように、上型とワークとが接した時にクッションパッド１１がスライド２から受ける瞬間的な荷重は緩和される。したがってプレス機械に発生する衝撃は緩和される。
【００２６】
第１の実施形態によれば、クッションパッドに作用する瞬間的な荷重は圧油に吸収されて緩和されるため、プレス機械に発生する衝撃が緩和される。したがって金型の摩耗を低減でき、コスト上昇を抑制できる。また衝撃音を低減でき、騒音問題を解消できる。
【実施例２】
【００２７】
第１の実施形態において、油圧室１９に図６で示されるような油圧回路が接続されていてもよい。その実施形態を第２の実施形態として説明する。
【００２８】
図５は第２の実施形態に係るダイクッションの模式図である。図６は第２の実施形態に係る油圧回路図である。
油圧ポンプ２５の圧油吐出ポートは、逆止弁５１および管路２７を介して油圧室１９の圧油ポートに連通している。油圧ポンプ２５と逆止弁５１の間の管路には分岐管路が接続されており、この分岐管路はリリーフ弁５２に連通している。さらにリリーフ弁５２はタンク２６に連通する。リリーフ弁５２によって、油圧ポンプ２５から吐出される圧油は、所定の圧力に設定され、残余の圧油はタンク２６に戻される。なお逆止弁５１によって、油圧室１９内の圧力変動が油圧ポンプ２５に直接影響を及ぼすことがないようになっている。
【００２９】
管路２７には分岐管路が接続されており、この分岐管路はリリーフ弁５３に連通している。さらにリリーフ弁５３はタンク２６に連通する。リリーフ弁５３は、オーバーロードを防止するための最大油圧がリリーフ圧として設定されている。油圧室１９内の油圧が最大油圧に達するとリリーフ弁５３が開き、管路２７内の圧油がリリーフ弁５３を介してタンク２６に戻される。すると油圧室１９内の油圧が低下する。圧力計２８の測定値が所定圧以下になると図示しないコントローラはプレス機械を緊急停止する。したがって管路２７内の圧油がタンク２６に排出されることによってオーバーロードが防止される。
【００３０】
管路２７には圧力計２８が設けられる。圧力計２８によって油圧室１９の圧力すなわちクッションパッド１１に生ずる負荷が測定される。圧力計２８の測定値はパッド制御部３０に出力される。そして図９の制御ブロック図で示されるフィードバック制御が行われる。フィードバック制御の詳細については後述する。
【００３１】
図７は第２の実施形態の別形態に係る油圧回路図である。
図７で示されるように、図６のリリーフ弁５３の代わりに方向制御弁５４が設けられていてもよい。通常、方向制御弁５４は、自身の内部に設けられたスプールやポペット等をばね力によって押圧し、管路２７とタンク２６を遮断する。圧力計２８の測定値が所定圧を超えた場合、オーバーロードのおそれがある。圧力計２８の測定値は圧力制御部２９に出力されており、測定値が所定圧を超えた場合に、圧力制御部２９は方向制御弁５４にリリーフ信号を出力する。リリーフ信号を入力した方向制御弁５４は自身の内部に設けられたコイルを励磁する。磁力による推進力がばね力による押圧力より勝ると、スプールやポペット等は移動する。こうして方向制御弁５４は切り替わり、管路２７とタンク２６が連通する。すると管路２７内の圧油が方向制御弁５４を介してタンク２６に戻される。圧力制御部２８はリリーフ信号と共に図示しないプレス機械のコントローラに緊急停止信号を出力する。コントローラは、緊急停止信号の入力に応じてプレス機械を緊急停止する。こうしてオーバーロードが防止される。
【００３２】
図８も第２の実施形態の別形態に係る油圧回路図である。
図８で示されるように、図６のリリーフ弁５３の代わりにプロテクタバルブ５５が設けられていてもよい。プロテクタバルブ５５は、小径の油室５５ａと大径の空気室５５ｂを備え、さらに油室５５ａ内を摺動自在な小径ピストン及び空気室５５ｂ内を摺動自在な大径ピストンとからなるピストン５５ｃを備える。管路２７と油室５５ａは連通する。空気室５５ｂは方向制御弁５６、逆止弁５７及び調圧装置５８を介して空気圧源５９に連通する。油室の５５ａ側面には油圧ポートが設けられている。油圧ポートはタンク２６に連通する。
【００３３】
管路２７内の油圧がオーバーロードを防止するための最大油圧である場合にピストン５５ｃがバランスするように、調圧装置５８によって空気室５５ｂ内の空気圧が設定されている。つまり管路２７内の油圧が最大油圧以上になると、ピストン５５ｃは空気室５５ｂ側に移動することになる。ピストン５５ｃの移動によって、管路２７とタンク２６が連通する。すると管路２７内の圧油がプロテクタバルブ５５を介してタンク２６に戻される。ピストン５５ｃが空気室５５ｂ側に移動すると、近接スイッチがピストン５５ｃの移動を検出し、図示しないプレス機械のコントローラに緊急停止信号を出力する。コントローラは、緊急停止信号の入力に応じてプレス機械を緊急停止する。こうしてオーバーロードが防止される。
【００３４】
通常、方向制御弁５６は、自身の内部に設けられたスプールやポペット等をばね力によって押圧し、管路２７とタンク２６を連通する。方向制御弁５６内部のソレノイドが励磁されると、スプールやポペット等には磁力による推進力が発生する。磁力による推進力がばね力による押圧力より勝ると、スプールやポペット等は移動する。こうして方向制御弁５６は切り替わり、空気室５５ｂ内の空気がサイレンサ６０を介して大気に放出される。すると油室１９内の油はタンク２６に戻される。こうした方向制御弁５６の操作は主にメンテナンス時に行われる。
【００３５】
次にダイクッションのフィードバック制御について説明する。
図９は第２の実施形態で行われるフィードバック制御の制御ブロック図である。
ダイクッション１０には各種測定装置が設けられる。クッションパッド１１とベッド９との間には昇降方向を測定方向としたリニアスケール２２が設けられる。リニアスケール２２のうちスケール部はベッド９の内壁面に設けられ、ヘッド部はスケール部に近接するようにしてクッションパッド１１側に固定される。クッションパッド１１の昇降動作に伴いヘッド部がスケールに沿って移動する。このリニアスケール２２によってクッションパッド１１の昇降位置が測定される。またサーボモータ１６の回転軸の周囲にはエンコーダ１９が設けられる。このエンコーダ１９によってサーボモータ１６の回転速度が測定される。パッド制御部３０には各測定値が入力され、サーボモータ１６への供給電流が出力される。
【００３６】
パッド制御部３０はコントローラ３１とアンプ３２を有する。コントローラ３１には、時間（あるいはプレス角度又はスライド位置）とクッションパッド１１に生ずる圧力すなわちクッション圧との所望の対応関係を示す圧力パターンと、時間（あるいはプレス角度又はスライド位置）とクッションパッド１１の位置との所望の対応関係を示す位置パターンと、が設定される。コントローラ３１では、圧力パターンを用いて時間（あるいはプレス角度又はスライド位置）に対応するクッション圧が求められ、圧力制御信号Ｓpとして出力される。また位置パターンを用いて時間（あるいはプレス角度又はスライド位置）に対応するクッション位置が求められ、位置制御信号Ｓhとして出力される。アンプ３２には、圧力制御信号Ｓp、位置制御信号Ｓh及びその他測定値が入力される。そしてアンプ３２からはサーボモータ１６への供給電流Ｉが出力される。アンプ３２では、圧力フィードバック制御又は位置フィードバック制御の何れかが行われており、両者は所定のタイミングで切り換えられる。
【００３７】
なお圧力パターンの「圧力」には、クッションパッド１１に生じる荷重及びクッションパッド１１の部材に生じる歪みを含むものとする。荷重と歪みは相互に相関関係があるためである。また本発明のように油圧室１９が設けられる場合は、油圧室１９内の油圧を用いてもよい。
【００３８】
ここでパッド制御部３０で行われるフィードバック制御について、まず圧力フィードバック制御を説明する。
クッションパッド１１に生ずる圧力すなわちクッション圧は圧力計２８で測定され、その値は圧力フィードバック信号Ｓpfとして圧力比較部３３に出力される。圧力比較部３３では圧力フィードバック信号Ｓpfの値と圧力制御信号Ｓpの値とが比較され、圧力補正信号Ｓpcが生成される。圧力補正信号Ｓpcは圧力制御部３４に出力される。圧力制御部３４では圧力補正信号Ｓpcに基づいてサーボモータ１６の適切な速度が求められ、モータ速度制御信号Ｓr1が生成される。モータ速度制御信号Ｓr1は速度比較部３５に出力される。
【００３９】
サーボモータ１６の回転速度はエンコーダ１９で測定され、その値は速度フィードバック信号Ｓrfとして速度比較部３５に出力される。速度比較部３５ではモータ速度制御信号Ｓr1（位置フィードバック制御の場合はＳr2）の値と速度フィードバック信号Ｓrfの値とが比較され、モータ速度補正信号Ｓrcが生成される。モータ速度補正信号Ｓrcは速度制御部３６に出力される。速度制御部３６ではモータ速度補正信号Ｓrcに基づいてサーボモータ１６への適切な電流値が求められ、電流制御信号Ｓcが生成される。電流制御信号Ｓcは電流比較部３７に出力される。
【００４０】
サーボモータ１６への供給電流は電流検出部３９で測定され、その値は電流フィードバック信号Ｓcfとして電流比較部３７に出力される。電流比較部３７では電流制御信号Ｓcの値と電流フィードバック信号Ｓcfの値とが比較され、電流補正信号Ｓccが生成される。電流補正信号Ｓccは電流制御部３８に出力される。電流制御部３８では電流補正信号Ｓccに基づいてサーボモータ１６への適切な供給電流Ｉが生成される。供給電流Ｉは電流出部３９に出力されると共に、サーボモータ１６に供給される。するとサーボモータ１６はクッションパッド１１を駆動する。この際クッションパッド１１は上向きの付勢力を発生させながら下降動作する。こうして設定されたクッション圧が得られる。
【００４１】
次に位置フィードバック制御について説明する。
クッションパッド１１の高さ位置はリニアスケール２２のヘッド部で測定され、その値は位置フィードバック信号Ｓhfとして位置比較部４３に出力される。位置比較部４３では位置フィードバック信号Ｓhfの値と位置制御信号Ｓhの値とが比較され、位置補正信号Ｓhcが生成される。位置補正信号Ｓhcは位置制御部４４に出力される。位置制御部４４では位置補正信号Ｓhcに基づいてサーボモータ１６の適切な速度が求められ、モータ速度制御信号Ｓr2が生成される。モータ速度制御信号Ｓr2は速度比較部３５に出力される。速度比較部３５以降の信号の流れは圧力フィードバック制御と同じである。
【００４２】
なおパッド制御部３０において、コントローラ３１側に速度制御部３６までの機能を持たせ、アンプ３２側に電流比較部３７以降の機能をもたせてもよい。
【００４３】
圧力フィードバック制御と位置フィードバック制御とは切換部４５のスイッチ動作で切り換えられる。本実施形態では上型とワークとが接する第１の切換時機が検知された場合に位置フィードバック制御から圧力フィードバック制御に切り換えられ、クッションパッド１１が下死点に到達する第２の切換時機が検知された場合に圧力フィードバック制御から位置フィードバック制御に切り換えられる。
【００４４】
第１の切換時機は、クッションパッド１１の下降時にひずみゲージ１７の測定値が第１の閾値に達したとき（上型とワークが接してクッションパッド１１の圧力が発生し始めた場合）或いはリニアスケール２２のヘッド部の測定値が第１の所定位置に達したとき（上型とワークが接する位置にクッションパッド１１が達した場合）である。第２の切換時機は、クッションパッド１１の下降時にひずみゲージ１７の測定値が第２の閾値に達したとき（上型とワークが離間してクッションパッド１１の圧力が消失した場合）或いはリニアスケール２２のヘッド部の測定値が第２の所定位置に達したとき（クッションパッド１１が下死点に達した場合）である。
【００４５】
次にクッションパッド１１の動作と圧力・位置フィードバック制御との関係について図９、図１０を用いて説明する。
図１０はスライドとダイクッションパッドの動作を示す図であり、時間の経過に伴うスライドとダイクッションパッドの位置の変化を示している。
【００４６】
プレス機械においては、上型とワークとが接する際の衝撃を緩和するためにクッションパッド１１の予備加速が行われる。時刻ｔ1からｔ2までの間は予備加速が行われる。この間はパッド制御部３０で位置フィードバック制御が行われており、位置測定値が予め設定された位置パターンに追従するようにクッションパッド１１の位置が制御される。クッションパッド１１はその結果に応じて下降する。
【００４７】
時刻ｔ2（第１の切換時機）で上型とワークとが接する。この時、パッド制御部３０の切換部４５ではスイッチが切り換えられ、位置フィードバック制御から圧力フィードバック制御へ切り換えられる。時刻ｔ2からｔ3までの間はスライド２とクッションパッド１１が一体となって下降し、ワークが絞り加工される。この間はパッド制御部３０で圧力フィードバック制御が行われており、圧力測定値が予め設定された圧力パターンに追従するようにクッションパッド１１に加える付勢力が制御される。クッションパッド１１はその結果に応じて下降する。
【００４８】
時刻ｔ3（第２の切換時機）でスライド２とクッションパッド１１は下死点に達する。この時、パッド制御部３０の切換部４５ではスイッチが切り換えられ、圧力フィードバック制御から位置フィードバック制御へ切り換えられる。時刻ｔ3からｔ4までの間はスライド２とクッションパッド１１が一体となって補助リフト分だけ上昇する。時刻ｔ4からｔ5までの間はクッションパッドはロッキングし上昇動作を一旦停止する。時刻ｔ5でクッションパッド１１は再び上昇動作を開始する。以上、時刻ｔ3以降はパッド制御部３０で位置フィードバック制御が行われており、位置測定値が予め設定された位置パターンに追従するようにクッションパッド１１の位置が制御される。クッションパッド１１はその結果に応じて上昇する。
【００４９】
第２の実施形態によれば、油圧が所定圧以上となった場合は油圧室から圧油が排出されプレス機械が停止するため、オーバーロードによるダイクッションの損傷を防止できる。
【００５０】
また第２の実施形態によれば、クッションパッドの荷重を受ける油圧を用いて圧力フィードバック制御が行われるため、クッションパッドのクッション圧を高精度に制御することが可能となる。したがってプレスの加工性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１はプレス機械の構成を示す模式図である。
【図２】図２は第１の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【図３】図３は第１の実施形態に係るダイクッションの上面図である。
【図４】図４は本実施形態においてクッションパッドに作用する荷重と時間との関係を示す図である。
【図５】図５は第２の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【図６】図６は第２の実施形態に係る油圧回路図である。
【図７】図７は第２の実施形態の別形態に係る油圧回路図である。
【図８】図８は第２の実施形態の別形態に係る油圧回路図である。
【図９】図９は第２の実施形態で行われるフィードバック制御の制御ブロック図である。
【図１０】図１０はスライドとダイクッションパッドの動作を示す図である。
【図１１】図１１は従来装置においてクッションパッドに作用する荷重と時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
２ スライド
１０ ダイクッション
１１ クッションパッド
１２ ボールねじ
１２ａ ナット部
１２ｂ ねじ部
１６ サーボモータ
１７ シリンダ
１８ ピストン
１９ 油圧室
２０ ロッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上向きの付勢力を与えつつクッションパッドを昇降駆動するダイクッション装置に関し、特にプレス機械に生ずる衝撃を緩和するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレス機械には絞り加工におけるしわ押さえのためにダイクッション装置（以下、単にダイクッションという）が設けられる。従来のダイクッションは油圧や空気圧を用いてクッションパッドを昇降駆動しつつクッション圧を発生させる。プレス機械の絞り加工性を高くしワークの破断やひずみを防止するためにはダイクッションのクッション圧を高精度に制御する必要があり、特にクッションパッドの下降動作時のクッション圧を高精度に制御する必要がある。
【０００３】
空気圧のみを利用するダイクッションはクッションパッド動作時にクッション圧を高精度に制御できない。油圧を利用するダイクッションは圧油の制御によってクッションパッド動作時にクッション圧を高精度に制御できる。しかし油圧機器の構造が複雑であり、また厳密な保守・管理を必要とするという点が難点である。そこで近年は構造が簡素であり、また厳密な保守・管理を必要としない電動サーボモータを備えたダイクッションが注目されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プレス加工の際にスライドが下降して上型とワークとが接すると、大重量のスライドとクッションパッドが衝突するような状態となり、クッションパッドに瞬間的に大きな荷重が作用するため、プレス機械には大きな衝撃が生ずる。
【０００５】
図１１は従来装置においてクッションパッドに作用する荷重と時間との関係を示す図である。ここでは上型とワークとが接してからそれ以降の荷重変化が示されている。図１１によれば、上型とワークとが接すると通常値を遙かに超えるオーバーシュートが発生することが分かる。
【０００６】
このような衝撃を緩和するために、制御面ではスライドの下降動作と同期してクッションパッドを下降動作させて、ワーク側（クッションパッド）に対する上型側（スライド）の相対速度が遅くなるようにクッションパッドを下降動作させる所謂予備加速が行われる。
【０００７】
大きな衝撃が継続して生ずると、金型の摩耗速度が早くなりコストが上昇するという問題が発生する。また衝撃が大きいと、その際に発生する衝撃音が大きくなり騒音の問題も発生する。これらの問題を回避するために、衝撃を極力小さくしたいという要望がある。そこで制御面だけでなく、ダイクッションの構造面での工夫が望まれている。
【０００８】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、プレス機械に生ずる衝撃を緩和できるような構造を備えたダイクッションを提供することを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明は、
クッションパッドと、上向きの付勢力を与えつつクッションパッドを昇降駆動するサーボモータと、サーボモータの動力をクッションパッドに伝達すると共にクッションパッドを下方から支持する支持手段と、を備えたダイクッション装置において、
クッションパッドと支持手段との間で且つ支持手段の軸心上に位置し、液体が充填された液圧室を備えたこと
を特徴とする。
【００１０】
クッションパッドはロッド（支持手段）によって下方から支持される。このロッドはサーボモータに連結される。サーボモータの回転軸の回転動作はボールねじなどで昇降方向の動作に変換されロッドに伝達される。こうしてサーボモータはクッションパッドに上向きの付勢力を与えると共に、クッションパッドを昇降駆動する。
【００１１】
クッションパッドの下部にはシリンダが形成され、シリンダの内部にはロッドの上端に連結されたピストンが摺動自在に収容される。シリンダの内壁面及びピストンの壁面で油圧室（液圧室）が形成される。この油圧室の軸心はロッドの軸心と同一である。油圧室には衝撃緩和用の液体として圧油が充填される。
【００１２】
油圧室に充填された圧油はクッションパッドに瞬間的に作用する力を吸収する。よって上型とワークとが接した時にクッションパッドがスライドから受ける瞬間的な荷重は緩和される。こうしてプレス機械に発生する衝撃は緩和される。
【００１３】
第２発明は第１発明において、
前記液体が所定圧以上となった場合に前記液圧室から前記液体を排出する排出手段をさらに備えたこと
を特徴とする。
【００１４】
油圧室の圧油ポートと制御弁（排出手段）の一方のポートは連通する。制御弁の他方のポートとタンクは連通する。油圧が所定圧以上となった場合は制御弁が開放され圧油がタンクに排出される。するとプレス機械が停止する。
【００１５】
第３発明は第１発明において、
前記液体の圧力を測定する圧力計と、
圧力計の測定値を用いて前記サーボモータの動作を制御する制御手段と、をさらに備えたこと
を特徴とする。
【００１６】
油圧室の油圧は圧力計で測定される。圧力計の測定値はパッド制御部（制御手段）に出力される。パッド制御部には予めクッションパッドのクッション圧が設定されている。パッド制御部はこの設定されたクッション圧と入力した圧力計の測定値とを用いてサーボモータの動作をフィードバック制御する。
【発明の効果】
【００１７】
第１発明によれば、クッションパッドに作用する瞬間的な荷重は圧油に吸収されて緩和されるため、プレス機械に発生する衝撃が緩和される。したがって金型の摩耗を低減でき、コスト上昇を抑制できる。また衝撃音を低減でき、騒音問題を解消できる。
第２発明によれば、油圧が所定圧以上となった場合は油圧室から圧油が排出されプレス機械が停止するため、オーバーロードによるダイクッションの損傷を防止できる。
第３発明によれば、クッションパッドの荷重を受ける油圧を用いて圧力フィードバック制御が行われるため、クッションパッドのクッション圧を高精度に制御することが可能となる。したがってプレスの加工性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１はプレス機械の構成を示す模式図である。
プレス機械においては、上部に位置するスライド２と下部に位置するボルスタ８とが互いに対向するように設けられる。スライド２は上方のスライド駆動機構１から動力を受けて昇降動作する。スライド２の下部には上型３ａが取り付けられる。一方、ボルスタ８はベッド９の上部に固定されており、ボルスタ８の上部には下型３ｂが取り付けられる。ボルスタ８及び下型３ｂには上下方向に貫通する複数の孔が設けられ、この孔にはクッションピン７が挿通される。クッションピン７の上端は下型３ｂの凹部分に設けられたブランクホルダ５の下部に当接し、クッションピン７の下端はベッド９内に設けられたダイクッション１０のクッションパッド１１に当接する。ベッド９の内壁面間にはビーム６が設けられ、ビーム６でダイクッション１０が支持される。
【実施例１】
【００１９】
図２は第１の実施形態に係るダイクッションの模式図である。図３は第１の本実施形態に係るダイクッションの上面図である。
ダイクッション１０においては、クッションパッド１１はシリンダ１７とピストン１８とロッド２０とボールねじ１２と大プーリー１３とベルト１４と小プーリー１５を介してサーボモータ１６の回転軸に連結される。クッションパッド１１とサーボモータ１６との間では互いの動力が伝達自在である。
【００２０】
クッションパッド１１の下部には下方向に開口を有するシリンダ１７が形成され、シリンダ１７の内部にはピストン１８が摺動自在に収容される。シリンダ１７の内部には底面すなわち上方に向かう凹部が設けられ、ピストン１８の上部には凸部が設けられる。シリンダ１７の内部にピストン１８が収容され、シリンダ１７の凹部にピストン１８の凸部が嵌合されると、シリンダ１７の内壁面及びピストン１８の壁面で円環状の油圧室１９が形成される。この油圧室１９の軸心はロッド２０及びボールねじ１２の軸心と同一である。油圧室１９には衝撃緩和用の圧油が充填されている。本実施形態の油圧室１９は密閉されているが、油圧室１９に図示しない圧油ポートが設けられ、圧油の供給と排出が自在に行えるような形態であってもよい。
【００２１】
ピストン１８の下端はロッド２０の上端に当接する。ロッド２０の上端には球面状の当接面２０ａが形成される。ロッド２０のような棒状の部材は端部に働く軸方向の力には強いものの、曲げモーメントには弱い。ロッド２０の上端が球面形状であると、仮にクッションパッド１１が傾いたとしても、ロッド２０全体には軸方向の力のみが働く。このような構造によって偏心荷重によるロッド２０の損傷を防止できる。
【００２２】
ロッド２０の下端はボールねじ１２のねじ部１２ｂの上端に接続される。ボールねじ１２のねじ部１２ｂはナット部１２ａに螺合される。ナット部１２ａの下端は大プーリー１３の上端に接続され、またビーム６に対してベアリングなどで軸支される。サーボモータ１６の回転軸には小プーリー１５が接続される。大プーリー１３と小プーリー１５にはベルト１４が巻架され、互いの動力が伝達自在である。
【００２３】
回転式のサーボモータ１６は回転軸を有し、電流の供給によって回転軸が正逆回転する。サーボモータ１６に電流が供給され回転軸が回転すると、小プーリー１５、大プーリー１３が回転動作する。大プーリー１３とナット部１２ａは一体であるため、大プーリー１３の回転と共にナット部１２ａが回転動作する。ナット部１２ａの回転動作に伴い、ねじ部１２ｂがナット部１２ａに沿って上下方向すなわち昇降方向に直線動作する。ねじ部１２ｂ、ロッド２０、ピストン１８、油圧室１９、シリンダ１７と共にクッションパッド１１は昇降動作する。サーボモータ１６への電流制御によってクッションパッド１１に与えられる付勢力すなわちクッションパッド１１に生ずるクッション圧が制御される。
【００２４】
図３で示されるように、クッションパッド１１の各側面とその各側面に対向するベッド９の内壁面との間には１以上のガイド２１が設けられる。ガイド２１は互いに係合する一対のインナーガイド２１ａとアウターガイド２１ｂとからなり、クッションパッド１１の各側面にインナーガイド２１ａが設けられ、ベッド９の内壁面にアウターガイド２１ｂが設けられる。ガイド２１はクッションパッド１１を昇降方向に案内する。
【００２５】
図４は本実施形態においてクッションパッドに作用する荷重と時間との関係を示す図である。
図４と図１１とを比較すると、クッションパッド１１に作用する荷重のオーバーシュート量は従来装置よりも本実施形態の方が少ないことが分かる。油圧室１９に充填された圧油はクッションパッド１１に瞬間的に作用する力を吸収する。よって図４で示されるように、上型とワークとが接した時にクッションパッド１１がスライド２から受ける瞬間的な荷重は緩和される。したがってプレス機械に発生する衝撃は緩和される。
【００２６】
第１の実施形態によれば、クッションパッドに作用する瞬間的な荷重は圧油に吸収されて緩和されるため、プレス機械に発生する衝撃が緩和される。したがって金型の摩耗を低減でき、コスト上昇を抑制できる。また衝撃音を低減でき、騒音問題を解消できる。
【実施例２】
【００２７】
第１の実施形態において、油圧室１９に図６で示されるような油圧回路が接続されていてもよい。その実施形態を第２の実施形態として説明する。
【００２８】
図５は第２の実施形態に係るダイクッションの模式図である。図６は第２の実施形態に係る油圧回路図である。
油圧ポンプ２５の圧油吐出ポートは、逆止弁５１および管路２７を介して油圧室１９の圧油ポートに連通している。油圧ポンプ２５と逆止弁５１の間の管路には分岐管路が接続されており、この分岐管路はリリーフ弁５２に連通している。さらにリリーフ弁５２はタンク２６に連通する。リリーフ弁５２によって、油圧ポンプ２５から吐出される圧油は、所定の圧力に設定され、残余の圧油はタンク２６に戻される。なお逆止弁５１によって、油圧室１９内の圧力変動が油圧ポンプ２５に直接影響を及ぼすことがないようになっている。
【００２９】
管路２７には分岐管路が接続されており、この分岐管路はリリーフ弁５３に連通している。さらにリリーフ弁５３はタンク２６に連通する。リリーフ弁５３は、オーバーロードを防止するための最大油圧がリリーフ圧として設定されている。油圧室１９内の油圧が最大油圧に達するとリリーフ弁５３が開き、管路２７内の圧油がリリーフ弁５３を介してタンク２６に戻される。すると油圧室１９内の油圧が低下する。圧力計２８の測定値が所定圧以下になると図示しないコントローラはプレス機械を緊急停止する。したがって管路２７内の圧油がタンク２６に排出されることによってオーバーロードが防止される。
【００３０】
管路２７には圧力計２８が設けられる。圧力計２８によって油圧室１９の圧力すなわちクッションパッド１１に生ずる負荷が測定される。圧力計２８の測定値はパッド制御部３０に出力される。そして図９の制御ブロック図で示されるフィードバック制御が行われる。フィードバック制御の詳細については後述する。
【００３１】
図７は第２の実施形態の別形態に係る油圧回路図である。
図７で示されるように、図６のリリーフ弁５３の代わりに方向制御弁５４が設けられていてもよい。通常、方向制御弁５４は、自身の内部に設けられたスプールやポペット等をばね力によって押圧し、管路２７とタンク２６を遮断する。圧力計２８の測定値が所定圧を超えた場合、オーバーロードのおそれがある。圧力計２８の測定値は圧力制御部２９に出力されており、測定値が所定圧を超えた場合に、圧力制御部２９は方向制御弁５４にリリーフ信号を出力する。リリーフ信号を入力した方向制御弁５４は自身の内部に設けられたコイルを励磁する。磁力による推進力がばね力による押圧力より勝ると、スプールやポペット等は移動する。こうして方向制御弁５４は切り替わり、管路２７とタンク２６が連通する。すると管路２７内の圧油が方向制御弁５４を介してタンク２６に戻される。圧力制御部２８はリリーフ信号と共に図示しないプレス機械のコントローラに緊急停止信号を出力する。コントローラは、緊急停止信号の入力に応じてプレス機械を緊急停止する。こうしてオーバーロードが防止される。
【００３２】
図８も第２の実施形態の別形態に係る油圧回路図である。
図８で示されるように、図６のリリーフ弁５３の代わりにプロテクタバルブ５５が設けられていてもよい。プロテクタバルブ５５は、小径の油室５５ａと大径の空気室５５ｂを備え、さらに油室５５ａ内を摺動自在な小径ピストン及び空気室５５ｂ内を摺動自在な大径ピストンとからなるピストン５５ｃを備える。管路２７と油室５５ａは連通する。空気室５５ｂは方向制御弁５６、逆止弁５７及び調圧装置５８を介して空気圧源５９に連通する。油室の５５ａ側面には油圧ポートが設けられている。油圧ポートはタンク２６に連通する。
【００３３】
管路２７内の油圧がオーバーロードを防止するための最大油圧である場合にピストン５５ｃがバランスするように、調圧装置５８によって空気室５５ｂ内の空気圧が設定されている。つまり管路２７内の油圧が最大油圧以上になると、ピストン５５ｃは空気室５５ｂ側に移動することになる。ピストン５５ｃの移動によって、管路２７とタンク２６が連通する。すると管路２７内の圧油がプロテクタバルブ５５を介してタンク２６に戻される。ピストン５５ｃが空気室５５ｂ側に移動すると、近接スイッチがピストン５５ｃの移動を検出し、図示しないプレス機械のコントローラに緊急停止信号を出力する。コントローラは、緊急停止信号の入力に応じてプレス機械を緊急停止する。こうしてオーバーロードが防止される。
【００３４】
通常、方向制御弁５６は、自身の内部に設けられたスプールやポペット等をばね力によって押圧し、管路２７とタンク２６を連通する。方向制御弁５６内部のソレノイドが励磁されると、スプールやポペット等には磁力による推進力が発生する。磁力による推進力がばね力による押圧力より勝ると、スプールやポペット等は移動する。こうして方向制御弁５６は切り替わり、空気室５５ｂ内の空気がサイレンサ６０を介して大気に放出される。すると油室１９内の油はタンク２６に戻される。こうした方向制御弁５６の操作は主にメンテナンス時に行われる。
【００３５】
次にダイクッションのフィードバック制御について説明する。
図９は第２の実施形態で行われるフィードバック制御の制御ブロック図である。
ダイクッション１０には各種測定装置が設けられる。クッションパッド１１とベッド９との間には昇降方向を測定方向としたリニアスケール２２が設けられる。リニアスケール２２のうちスケール部はベッド９の内壁面に設けられ、ヘッド部はスケール部に近接するようにしてクッションパッド１１側に固定される。クッションパッド１１の昇降動作に伴いヘッド部がスケールに沿って移動する。このリニアスケール２２によってクッションパッド１１の昇降位置が測定される。またサーボモータ１６の回転軸の周囲にはエンコーダ１９が設けられる。このエンコーダ１９によってサーボモータ１６の回転速度が測定される。パッド制御部３０には各測定値が入力され、サーボモータ１６への供給電流が出力される。
【００３６】
パッド制御部３０はコントローラ３１とアンプ３２を有する。コントローラ３１には、時間（あるいはプレス角度又はスライド位置）とクッションパッド１１に生ずる圧力すなわちクッション圧との所望の対応関係を示す圧力パターンと、時間（あるいはプレス角度又はスライド位置）とクッションパッド１１の位置との所望の対応関係を示す位置パターンと、が設定される。コントローラ３１では、圧力パターンを用いて時間（あるいはプレス角度又はスライド位置）に対応するクッション圧が求められ、圧力制御信号Ｓpとして出力される。また位置パターンを用いて時間（あるいはプレス角度又はスライド位置）に対応するクッション位置が求められ、位置制御信号Ｓhとして出力される。アンプ３２には、圧力制御信号Ｓp、位置制御信号Ｓh及びその他測定値が入力される。そしてアンプ３２からはサーボモータ１６への供給電流Ｉが出力される。アンプ３２では、圧力フィードバック制御又は位置フィードバック制御の何れかが行われており、両者は所定のタイミングで切り換えられる。
【００３７】
なお圧力パターンの「圧力」には、クッションパッド１１に生じる荷重及びクッションパッド１１の部材に生じる歪みを含むものとする。荷重と歪みは相互に相関関係があるためである。また本発明のように油圧室１９が設けられる場合は、油圧室１９内の油圧を用いてもよい。
【００３８】
ここでパッド制御部３０で行われるフィードバック制御について、まず圧力フィードバック制御を説明する。
クッションパッド１１に生ずる圧力すなわちクッション圧は圧力計２８で測定され、その値は圧力フィードバック信号Ｓpfとして圧力比較部３３に出力される。圧力比較部３３では圧力フィードバック信号Ｓpfの値と圧力制御信号Ｓpの値とが比較され、圧力補正信号Ｓpcが生成される。圧力補正信号Ｓpcは圧力制御部３４に出力される。圧力制御部３４では圧力補正信号Ｓpcに基づいてサーボモータ１６の適切な速度が求められ、モータ速度制御信号Ｓr1が生成される。モータ速度制御信号Ｓr1は速度比較部３５に出力される。
【００３９】
サーボモータ１６の回転速度はエンコーダ１９で測定され、その値は速度フィードバック信号Ｓrfとして速度比較部３５に出力される。速度比較部３５ではモータ速度制御信号Ｓr1（位置フィードバック制御の場合はＳr2）の値と速度フィードバック信号Ｓrfの値とが比較され、モータ速度補正信号Ｓrcが生成される。モータ速度補正信号Ｓrcは速度制御部３６に出力される。速度制御部３６ではモータ速度補正信号Ｓrcに基づいてサーボモータ１６への適切な電流値が求められ、電流制御信号Ｓcが生成される。電流制御信号Ｓcは電流比較部３７に出力される。
【００４０】
サーボモータ１６への供給電流は電流検出部３９で測定され、その値は電流フィードバック信号Ｓcfとして電流比較部３７に出力される。電流比較部３７では電流制御信号Ｓcの値と電流フィードバック信号Ｓcfの値とが比較され、電流補正信号Ｓccが生成される。電流補正信号Ｓccは電流制御部３８に出力される。電流制御部３８では電流補正信号Ｓccに基づいてサーボモータ１６への適切な供給電流Ｉが生成される。供給電流Ｉは電流出部３９に出力されると共に、サーボモータ１６に供給される。するとサーボモータ１６はクッションパッド１１を駆動する。この際クッションパッド１１は上向きの付勢力を発生させながら下降動作する。こうして設定されたクッション圧が得られる。
【００４１】
次に位置フィードバック制御について説明する。
クッションパッド１１の高さ位置はリニアスケール２２のヘッド部で測定され、その値は位置フィードバック信号Ｓhfとして位置比較部４３に出力される。位置比較部４３では位置フィードバック信号Ｓhfの値と位置制御信号Ｓhの値とが比較され、位置補正信号Ｓhcが生成される。位置補正信号Ｓhcは位置制御部４４に出力される。位置制御部４４では位置補正信号Ｓhcに基づいてサーボモータ１６の適切な速度が求められ、モータ速度制御信号Ｓr2が生成される。モータ速度制御信号Ｓr2は速度比較部３５に出力される。速度比較部３５以降の信号の流れは圧力フィードバック制御と同じである。
【００４２】
なおパッド制御部３０において、コントローラ３１側に速度制御部３６までの機能を持たせ、アンプ３２側に電流比較部３７以降の機能をもたせてもよい。
【００４３】
圧力フィードバック制御と位置フィードバック制御とは切換部４５のスイッチ動作で切り換えられる。本実施形態では上型とワークとが接する第１の切換時機が検知された場合に位置フィードバック制御から圧力フィードバック制御に切り換えられ、クッションパッド１１が下死点に到達する第２の切換時機が検知された場合に圧力フィードバック制御から位置フィードバック制御に切り換えられる。
【００４４】
第１の切換時機は、クッションパッド１１の下降時にひずみゲージ１７の測定値が第１の閾値に達したとき（上型とワークが接してクッションパッド１１の圧力が発生し始めた場合）或いはリニアスケール２２のヘッド部の測定値が第１の所定位置に達したとき（上型とワークが接する位置にクッションパッド１１が達した場合）である。第２の切換時機は、クッションパッド１１の下降時にひずみゲージ１７の測定値が第２の閾値に達したとき（上型とワークが離間してクッションパッド１１の圧力が消失した場合）或いはリニアスケール２２のヘッド部の測定値が第２の所定位置に達したとき（クッションパッド１１が下死点に達した場合）である。
【００４５】
次にクッションパッド１１の動作と圧力・位置フィードバック制御との関係について図９、図１０を用いて説明する。
図１０はスライドとダイクッションパッドの動作を示す図であり、時間の経過に伴うスライドとダイクッションパッドの位置の変化を示している。
【００４６】
プレス機械においては、上型とワークとが接する際の衝撃を緩和するためにクッションパッド１１の予備加速が行われる。時刻ｔ1からｔ2までの間は予備加速が行われる。この間はパッド制御部３０で位置フィードバック制御が行われており、位置測定値が予め設定された位置パターンに追従するようにクッションパッド１１の位置が制御される。クッションパッド１１はその結果に応じて下降する。
【００４７】
時刻ｔ2（第１の切換時機）で上型とワークとが接する。この時、パッド制御部３０の切換部４５ではスイッチが切り換えられ、位置フィードバック制御から圧力フィードバック制御へ切り換えられる。時刻ｔ2からｔ3までの間はスライド２とクッションパッド１１が一体となって下降し、ワークが絞り加工される。この間はパッド制御部３０で圧力フィードバック制御が行われており、圧力測定値が予め設定された圧力パターンに追従するようにクッションパッド１１に加える付勢力が制御される。クッションパッド１１はその結果に応じて下降する。
【００４８】
時刻ｔ3（第２の切換時機）でスライド２とクッションパッド１１は下死点に達する。この時、パッド制御部３０の切換部４５ではスイッチが切り換えられ、圧力フィードバック制御から位置フィードバック制御へ切り換えられる。時刻ｔ3からｔ4までの間はスライド２とクッションパッド１１が一体となって補助リフト分だけ上昇する。時刻ｔ4からｔ5までの間はクッションパッドはロッキングし上昇動作を一旦停止する。時刻ｔ5でクッションパッド１１は再び上昇動作を開始する。以上、時刻ｔ3以降はパッド制御部３０で位置フィードバック制御が行われており、位置測定値が予め設定された位置パターンに追従するようにクッションパッド１１の位置が制御される。クッションパッド１１はその結果に応じて上昇する。
【００４９】
第２の実施形態によれば、油圧が所定圧以上となった場合は油圧室から圧油が排出されプレス機械が停止するため、オーバーロードによるダイクッションの損傷を防止できる。
【００５０】
また第２の実施形態によれば、クッションパッドの荷重を受ける油圧を用いて圧力フィードバック制御が行われるため、クッションパッドのクッション圧を高精度に制御することが可能となる。したがってプレスの加工性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１はプレス機械の構成を示す模式図である。
【図２】図２は第１の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【図３】図３は第１の実施形態に係るダイクッションの上面図である。
【図４】図４は本実施形態においてクッションパッドに作用する荷重と時間との関係を示す図である。
【図５】図５は第２の実施形態に係るダイクッションの模式図である。
【図６】図６は第２の実施形態に係る油圧回路図である。
【図７】図７は第２の実施形態の別形態に係る油圧回路図である。
【図８】図８は第２の実施形態の別形態に係る油圧回路図である。
【図９】図９は第２の実施形態で行われるフィードバック制御の制御ブロック図である。
【図１０】図１０はスライドとダイクッションパッドの動作を示す図である。
【図１１】図１１は従来装置においてクッションパッドに作用する荷重と時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
２ スライド
１０ ダイクッション
１１ クッションパッド
１２ ボールねじ
１２ａ ナット部
１２ｂ ねじ部
１６ サーボモータ
１７ シリンダ
１８ ピストン
１９ 油圧室
２０ ロッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クッションパッドと、上向きの付勢力を与えつつクッションパッドを昇降駆動するサーボモータと、サーボモータの動力をクッションパッドに伝達すると共にクッションパッドを下方から支持する支持手段と、を備えたダイクッション装置において、
クッションパッドと支持手段との間で且つ支持手段の軸心上に位置し、液体が充填された液圧室を備えたこと
を特徴とするダイクッション装置。
【請求項２】
前記液体が所定圧以上となった場合に前記液圧室から前記液体を排出する排出手段をさらに備えたこと
を特徴とする請求項１記載のダイクッション装置。
【請求項３】
前記液体の圧力を測定する圧力計と、
圧力計の測定値を用いて前記サーボモータの動作を制御する制御手段と、をさらに備えたこと
を特徴とする請求項１記載のダイクッション装置。
【請求項１】
クッションパッドと、上向きの付勢力を与えつつクッションパッドを昇降駆動するサーボモータと、サーボモータの動力をクッションパッドに伝達すると共にクッションパッドを下方から支持する支持手段と、を備えたダイクッション装置において、
クッションパッドと支持手段との間で且つ支持手段の軸心上に位置し、液体が充填された液圧室を備えたこと
を特徴とするダイクッション装置。
【請求項２】
前記液体が所定圧以上となった場合に前記液圧室から前記液体を排出する排出手段をさらに備えたこと
を特徴とする請求項１記載のダイクッション装置。
【請求項３】
前記液体の圧力を測定する圧力計と、
圧力計の測定値を用いて前記サーボモータの動作を制御する制御手段と、をさらに備えたこと
を特徴とする請求項１記載のダイクッション装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１５４０７（Ｐ２００６−１５４０７Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５４０２８（Ｐ２００５−１５４０２８）
【出願日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（３９４０１９０８２）コマツ産機株式会社 (103)
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【出願人】（３９４０１９０８２）コマツ産機株式会社 (103)
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