(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の鍛造プレスでは、変位センサによるフィードバック制御により、油圧シリンダのストローク制御は可能となるが、速度制御は行われていない。また、油圧シリンダによる押圧力のフィードバック制御が行えていない。このため、更に精度のよい制御を行いたいというニーズがある。
【0005】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、油圧シリンダの伸縮量、伸縮速度だけでなく、押圧力制御も行うことにより、より広範囲の他品種生産を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するために、この発明では、二段伸縮式油圧シリンダを対応する変位センサ及び圧力センサでフィードバック制御するようにした。
【0007】
具体的には、第1の発明では、ノックアウト機構を備えた鍛造プレスを前提とし、
上記鍛造プレスは、
互いに独立して伸縮可能な第1シリンダロッド及び第2シリンダロッドを有する二段伸縮式油圧シリンダと、
上記第1シリンダロッドの伸縮量を検知する第1変位センサと、
上記第1シリンダロッドに加わる圧力を検知する第1圧力センサと、
上記第1シリンダロッドの伸縮制御を行う第1制御バルブと、
上記第2シリンダロッドの伸縮量を検知する第2変位センサと、
上記第2シリンダロッドに加わる圧力を検知する第2圧力センサと、
上記第2シリンダロッドの伸縮制御を行う第2制御バルブと、
上記第1変位センサ、第1圧力センサ、第2変位センサ及び第2圧力センサで得られた値を元に上記第1制御バルブ及び上記第2制御バルブに信号を送り、上記第1シリンダロッド及び第2シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、上記第1シリンダロッドで金型を加圧し、上記第2シリンダロッドで該金型内のワークを押し出すように制御可能な構成とする。
【0008】
上記の構成によると、制御装置は、各変位センサ及び圧力センサの値を検知して第1シリンダロッド及び第2シリンダロッドのフィードバック制御を行えるので、極めて制御よく、各シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押圧力を制御可能となる。つまり、成型対象に合わせて最適なシリンダ量の伸縮量、伸縮速度及び加圧力が、実際の油圧シリンダの伸縮量及び圧力からアプローチすることが可能となるので、成型対象に最も適した成型が可能となる。
【0009】
第2の発明では、第1の発明において、
サーボモータを駆動源として駆動されるスライドを備え、
上記制御装置は、上記スライドの動きと合わせて変化する第1変位センサ、第1圧力センサ、第2変位センサ及び第2圧力センサで得られた値を元に上記第1制御バルブ及び上記第2制御バルブに信号を送り、上記第1シリンダロッド及び第2シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御するように構成されている。
【0010】
上記の構成によると、制御装置は、スライドの動きと合わせ、変位センサ及び圧力センサの検知データを利用しながら、第1シリンダロッド及び第2シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御することができる。これにより、スライドモーションの多様性とノックアウト、加圧の精度よい制御が行え、様々なニーズの鍛造成型に対応することができる。
【0011】
第3の発明では、ノックアウト機構を備えた鍛造プレスの制御方法を前提とし、
上記制御方法は、
互いに独立して伸縮可能な第1シリンダロッド及び第2シリンダロッドを有する二段伸縮式油圧シリンダと、
上記第1シリンダロッドの伸縮量を検知する第1変位センサと、
上記第1シリンダロッドに加わる圧力を検知する第1圧力センサと、
上記第1シリンダロッドの伸縮制御を行う第1制御バルブと、
上記第2シリンダロッドの伸縮量を検知する第2変位センサと、
上記第2シリンダロッドに加わる圧力を検知する第2圧力センサと、
上記第2シリンダロッドの伸縮制御を行う第2制御バルブとを備えた鍛造プレスを準備し、
上記第1変位センサ、第1圧力センサ、第2変位センサ及び第2圧力センサで得られた値を元に上記第1制御バルブ及び上記第2制御バルブに信号を送り、上記第1シリンダロッド及び第2シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御し、
上記第1シリンダロッドで金型を加圧し、
上記第2シリンダロッドで該金型内のワークを押し出す構成とする。
【0012】
上記の構成によると、制御装置は、各変位センサ及び圧力センサの値を検知して第1シリンダロッド及び第2シリンダロッドのフィードバック制御を行えるので、極めて制御よく、各シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押圧力を制御可能となり、成型対象に最も適した成型が可能となる。
【発明の効果】
【0013】
以上説明したように、本発明によれば、各変位センサ及び各圧力センサの値を利用してフィードバック制御し、油圧シリンダの伸縮量、伸縮速度だけでなく、押圧力制御も行うことにより、油圧シリンダをノックアウトシリンダとしてだけでなく、成型用シリンダとしても使用して、より広範囲の他品種生産を可能にすることができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図2は本発明の実施形態の鍛造プレス1の概略を示し、この鍛造プレス1は、詳しくは図示しないが、コラム2に昇降可能に支持されたスライド3を有する。スライド3の駆動機構は、色々なパターンが考えられるが、ここでは、例えばサーボモータよりなるメインモータにて遊星減速機を介してメインモータの回転力をスライドの昇降運動に変換する構成とする。
【0017】
鍛造プレス1は、ベッド4を有し、このベッド4の上にボルスタ5が載置されている。このボルスタ5に下側油圧シリンダ10が内蔵されている。この下側油圧シリンダ10には、ダイ受圧板11がダイリフタ12によって昇降可能に載置されている。このダイ受圧板11は、ダイハウジング13で囲まれた補強板14が載置され、この補強板14にダイ15が保持されている。このダイ15にワーク16が載置されるようになっている。
【0018】
一方、スライド3の下端側には、上側油圧シリンダ20が内蔵されている。この上側油圧シリンダ20を介してスライド受圧板21が設けられ、このスライド受圧板21にパンチプレート22が設けられ、このパンチプレート22に保持された上側受圧板23にパンチホルダ24が設けられている。このパンチホルダ24にパンチ25が保持されている。
【0019】
図1に説明に必要な部分を取り出して示すように、下側油圧シリンダ10及び上側油圧シリンダ20は、電動モータ6で駆動された油圧ポンプ7の作動油が供給され、油圧タンク8に戻る油圧回路9に含まれている。なお、油圧回路9には、チェックバルブ、リリーフ弁等が設けられているが、これらの詳細な説明は省略する。
【0020】
そして、下側油圧シリンダ10には、互いに独立して伸縮可能な下側第1シリンダロッド31及び下側第2シリンダロッド32を有する下側二段伸縮式油圧シリンダ30が設けられている。
【0021】
下側第1シリンダロッド31は、下側第1制御バルブ33を介して下側第1油圧室31aに流入される高圧油により伸縮制御可能となっている。下側第2シリンダロッド32は、下側第2制御バルブ34を介して下側第2油圧室32aに流入される高圧油により伸縮制御可能となっている。
【0022】
下側第1シリンダロッド31の伸縮量は、下側第1油圧室31aの近傍に設けた下側第1変位センサ35で検知可能となっている。下側第2シリンダロッド32の伸縮量は、下側第2油圧室32aの近傍に設けた下側第2変位センサ36で検知可能となっている。これらの変位センサは、例えば、
図2に示すように接触式変位センサを用いているがこれに限定されない。
【0023】
また、下側第1シリンダロッド31に加わる圧力は、引き圧側下側第1圧力センサ37と押し圧側下側第1圧力センサ38とで検出可能となっている。下側第2シリンダロッド32に加わる圧力は、引き圧側下側第2圧力センサ39と押し圧側下側第2圧力センサ40とで検出可能となっている。これらの圧力センサは、例えば、配管内に設ける圧力センサであり、その種類は特に限定されない。
【0024】
一方、
図2に示すように、例えば、この下側二段伸縮式油圧シリンダ30の両側には、下側ノックアウトピン42のみを有する下側ノックアウト油圧シリンダ43が設けられている。この下側ノックアウト油圧シリンダ43も下側第3変位センサ44を有し、図示しない、引き圧側下側第3圧力センサ及び押し圧側下側第3圧力センサを備えている。
【0025】
そして、鍛造プレス1の全般を制御する制御装置41が、下側第1変位センサ35、下側第1圧力センサ37,38、下側第2変位センサ36及び下側第2圧力センサ39,40で得られた値を元に下側第1制御バルブ33及び下側第2制御バルブ34に信号を送り、下側第1シリンダロッド31及び下側第2シリンダロッド32の伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御するようになっている。なお、制御装置41は、下側第3変位センサ44、引き圧側下側第3圧力センサ及び押し圧側下側第3圧力センサで得られた値を元に下側第3制御バルブ(図示せず)に信号を送り、下側ノックアウトピン42の伸縮量、伸縮速度及び押付力も制御可能になっている。
【0026】
この下側油圧シリンダ10と同様の構成が上側油圧シリンダ20にも設けられている。具体的には、
図2に示すように、上側油圧シリンダ20には、互いに独立して伸縮可能な上側第1シリンダロッド51及び上側第2シリンダロッド52を有する上側二段伸縮式油圧シリンダ50が設けられている。
【0027】
上側第1シリンダロッド51は、上側第1制御バルブ(図示せず)を介して上側第1油圧室51aに流入される高圧油により伸縮制御可能となっている。上側第2シリンダロッド52は、上側第2制御バルブ(図示せず)を介して上側第2油圧室52aに流入される高圧油により伸縮制御可能となっている。
【0028】
上側第1シリンダロッド51の伸縮量は、上側第1油圧室51aの近傍に設けた上側第1変位センサ55で検知可能となっている。上側第2シリンダロッド52の伸縮量は、上側第2油圧室52aの近傍に設けた上側第2変位センサ56で検知可能となっている。
【0029】
また、上側第1シリンダロッド51に加わる圧力は、引き圧側上側第1圧力センサ(図示せず)と押し圧側上側第1圧力センサ(図示せず)とで検出可能となっている。上側第2シリンダロッド52に加わる圧力は、引き圧側上側第2圧力センサ(図示せず)と押し圧側上側第2圧力センサ(図示せず)とで検出可能となっている。
【0030】
一方、
図2に示すように、例えば、この上側二段伸縮式油圧シリンダ50の両側には、上側ノックアウトピン62のみを有する上側ノックアウト油圧シリンダ63が設けられている。この上側ノックアウト油圧シリンダ63も上側第3変位センサ64を有し、図示しない、引き圧側上側第3圧力センサ及び押し圧側上側第3圧力センサを備えている。
【0031】
そして、鍛造プレス1の全般を制御する制御装置41が、上側第1変位センサ55、上側第1圧力センサ、上側第2変位センサ56及び上側第2圧力センサで得られた値を元に上側第1制御バルブ及び上側第2制御バルブ(図示せず)に信号を送り、上側第1シリンダロッド51及び上側第2シリンダロッド52の伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御するようになっている。なお、制御装置41は、上側第3変位センサ64、引き圧側上側第3圧力センサ及び押し圧側上側第3圧力センサで得られた値を元に上側第3制御バルブ(図示せず)に信号を送り、上側ノックアウトピン62の伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御するようになっている。
【0032】
このように構成することで、制御装置41は、下側第1シリンダロッド31で金型を加圧し、下側第2シリンダロッド32で金型内のワーク16を押し出すように制御したり、上側第1シリンダロッド51で金型を加圧し、上側第2シリンダロッド52で金型内のワーク16を押し出すように制御可能となっている。
【0033】
次に、本実施形態に係る鍛造プレス1の制御方法について説明する。
【0034】
まず、上述した鍛造プレス1を準備する。
【0035】
鍛造プレス1の動作パターンは、種々のパターンがあるため、以下では一例のみ例示するが、これらに限定されない。ワーク16は、例えば1工程(一段伸縮式)、2工程(二段伸縮式)、3工程(一段伸縮式)にて製作され、各工程製品を手で移動させるため、全工程同時に作動させることはないが、制御的に全行程を同時に作動させることもできる。
【0036】
まず、一段伸縮式では、
(1)上側の金型(図示せず)のみが下方向に移動し、下側の金型(図示せず)は固定の状態で金型成型する。
【0037】
(2)上側の金型が上方向に移動する。
【0038】
(3)下側ノックアウトピン42が押出側に移動し、成型されたワーク16を押し出す。なお、上側金型にワーク16が張り付いてしまうような形状にて成型を行った場合は上側ノックアウトピン62を動作させて上側金型よりワーク16を引き剥がす。
【0039】
次いで、二段伸縮式では、
(4)上側の金型のみが下方向に移動し、下側金型は固定で、パンチ25とダイ15で金型成型する。
【0040】
(5)上側の金型が下側にある状態で下側二段伸縮式油圧シリンダ30の下側第1シリンダロッド31を押し出して押圧力を加えながら更に成型する。
【0041】
(6)下側第1シリンダロッド31を戻した後、上側の金型が上方向に移動する。
【0042】
(7)下側二段伸縮式油圧シリンダ30のノックアウトピンである下側第2シリンダロッド32が押し出し側へ動作し、ワーク16を第15からはがす。上側金型にワーク16が張り付いてしまうような形状にて成型を行った場合は上側第2シリンダロッド52を動作させて上側金型よりワーク16を引き剥がす。
【0043】
このような金型成型において、下側二段伸縮式油圧シリンダ30の制御について説明する。
【0044】
まず、下側第1変位センサ35及び下側第2変位センサ36の作動について説明する。
図3に示すように、ステップS01において、鍛造プレス1が起動され、ステップS02において、下側第1シリンダロッド31又は下側第2シリンダロッド32の伸縮速度、伸縮量の指令値が入力される。
【0045】
次いで、例示したフローの(3)、(5)、(7)のように、ステップS03において、制御装置41から下側二段伸縮式油圧シリンダ30に関して作動指令が出される。
【0046】
次いで、ステップS04において、下側第1制御バルブ33又は下側第2制御バルブ34が作動する。
【0047】
次いで、ステップS05において、下側第1シリンダロッド31又は下側第2シリンダロッド32が伸縮される。
【0048】
次いで、ステップS06において、下側第1変位センサ35又は下側第2変位センサ36の実際の値と、ステップS02で指定された伸縮速度、伸縮量の指令値との差異を判定し、その差が無くなるまで下側第1シリンダロッド31又は下側第2シリンダロッド32が伸縮され、差が無くなると、指令値にて停止する。このとき、伸縮量だけでなく、伸縮速度も判定している。
【0049】
同様に、下側第1圧力センサ37,38及び下側第2圧力センサ39,40の作動について説明する。
図4に示すように、ステップS11において、鍛造プレス1が起動され、ステップS12において、例示したフローの(3)、(5)、(7)のように、下側第1シリンダロッド31又は下側第2シリンダロッド32のシリンダ押圧力の指令値が入力される。
【0050】
次いで、例示したフローのように、ステップS13において、制御装置41から下側二段伸縮式油圧シリンダ30に関して作動指令が出される。
【0051】
次いで、ステップS14において、下側第1制御バルブ33又は下側第2制御バルブ34が作動する。
【0052】
次いで、ステップS15において、下側第1シリンダロッド31又は下側第2シリンダロッド32が伸縮される。
【0053】
次いで、ステップS16において、下側第1圧力センサ37,38及び下側第2圧力センサ39,40の実際の値において、ヘッド側とロッド側の圧力差を計測し、その差異が許容値以内であるかを判定し、その差が許容値以下になるまで下側第1シリンダロッド31又は下側第2シリンダロッド32が伸縮され、許容値以下になると、停止する。
【0054】
このように、制御装置41は、各変位センサ及び圧力センサの値を検知して各油圧シリンダの実際の変位量及び圧力変化を検知してフィードバック制御を行えるので、極めて制御よく、各シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押圧力を制御可能となる。つまり、成型対象に合わせて最適なシリンダ量の伸縮量、伸縮速度及び加圧力が、実際の油圧シリンダの伸縮量及び圧力からアプローチすることが可能となるので、成型対象に最も適した成型が可能となる。
【0055】
また、制御装置41は、スライド3の動きと合わせ、変位センサ及び圧力センサの検知データを利用しながら、各シリンダロッドの伸縮量、伸縮速度及び押付力を制御することができる。これにより、スライドモーションの多様性とノックアウト、加圧の精度よい制御が行え、様々なニーズの鍛造成型に対応することができる。
【0056】
したがって、本実施形態に係る鍛造プレス1によると、下側二段伸縮式油圧シリンダ30や上側二段伸縮式油圧シリンダ50をノックアウトシリンダとしてだけでなく、成型用シリンダとしても使用すれば、ワーク16を下側二段伸縮式油圧シリンダ30や上側二段伸縮式油圧シリンダ50でも加圧成型できることになり、より広範囲の他品種生産を可能にすることができる。
【0057】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。