JPH0215900A - プレス加工機における過負荷防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、プレス加工機における過負荷防止装置に係り
、例えば、数値制御等を用いて連続加工を行うプレス加
工機に用いて好適な過負荷防止装置に関する。

「従来の技術」 プレス加工機において、過負荷を発生させないというこ
とは、作業の安全性、金型やプレス加工機の保護、不良
品の発生防止等の点から重要視される事項であり、従来
から種々の方法が実施されてきた。

例えば、シャープレート方式と呼ばれるものがある。こ
れは、加圧機構部と金型取付部の中間に１組のパンチと
ダイを構成し、この間にプレス加工機の許容最大加圧力
と同一圧力で打ち抜かれるように選定されたシャープレ
ートと呼ばれる鋼材を挿入したものから成っており、過
負荷が前記許容最大加圧力以上となったとき、この鋼材
が前記パンチとダイによって打ち抜かれることにより、
パンチがグイ穴の中に貫入して、加圧機構部と金型取付
部との距離を縮めて加工機構部から金型取付部への加圧
力を減じ、過負荷を防止するものであった。

また、前記パンチ、グイ、シャープレートに代えて、加
圧機構部と金型取付部との間に１組の油圧シリンダとピ
ストンを設けるとともに、許容最大加圧力が作用したと
きに油圧シリンダ内の圧油を逃がす逃がし弁を設け、同
様の効果を企てたものがあった。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記２つの例における過負荷保護装置の
設定加圧力は、一般に当該プレス加工機本体の許容最大
加圧力近傍のものであるため、それより耐力の小さい金
型を使用する場合、その金型の保護には有効ではないと
いう問題があった。

また、前記油圧シリンダとピストンによる方式において
、逃がし弁機構を可変としても、金型交換時にその都度
調整を要し、また、設定加圧力の再現性が油温の変化や
逃し弁のスプリング機構の不安定性のために問題となり
、金型段取り替えの少ない大量生産には使用可能であっ
ても、数値制御を用いたプレス加工機の様に、各工程毎
に加圧力が変化する様な作業には全（使用できなかった
。

すなわち、第４図に示すように長片ａ、短片すを有する
加工材１の曲げ加工を連続的に行う場合、数値制御によ
って金型の距離を変えて、長片ａ１短片すに合った加圧
力を作用させるので、その際の作動加圧力がそれぞれ異
なるため、上記のように許容最大圧力しか設定できない
ものでは、金型を破壊しやすく、安全性、不良品の発生
し易さ等の点から採用できないという問題があった。

本発明は前記事情に鑑みて提案されたもので、その目的
は、作動加圧力に合った圧力値を設定して、連続加工に
も適用することができるプレス加工機における過負荷防
止装置を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 本発明に係る過負荷防止装置は、プレス加工機の作動加
圧力を検出する圧力検出手段と、初回の各工程毎のプレ
ス加工時に前記圧力検出手段によって検出された作動加
圧力の各工程毎の最大値を記憶する記憶手段と、該記憶
手段によって記憶された各工程毎の作動加圧力の最大値
に所定の余裕率を乗じて各工程毎の許容圧力値を設定す
る許容圧力値設定手段と、該許容圧力値設定手段によっ
て許容圧力値を設定した後に、その許容圧力値と前記圧
力検出手段によって検出された作動加圧力とを各工程毎
に比較し、後者の圧力値が前者の圧力値以上になったと
きに停止信号を出、力する比較手段と、該比較手段の停
止信号に基づいてプレス動作を停止させる停止手段とを
具備してなる。

「作用」 本発明の過負荷防止装置によれば、初回の各工程毎の加
工時にプレス加工機の作動加圧力を圧力検出手段によっ
て検出して、各工程毎の作動加圧力の最大値を記憶手段
によって記憶し、次回加工時以降においては、記憶手段
に記憶された初回の作動加圧力の各工程毎の最大値に一
定の余裕率を乗じた各工程毎の許容圧力値を許容圧力値
設定手段によって設定して、その許容圧力値と圧力検出
手段によって検出された作動加圧力とを各工程毎に比較
手段によって比較し、許容圧力値以上の作動加圧力が作
用したときは、比較手段から停止手段に停止信号を供給
して、直ちにプレスを停止させることができる。

「実施例」 本発明に係る過負荷防止装置の一実施例を第１図〜第５
図に基づいて説明する。

まず、第１図のブロック図においてこの実施例の過負荷
防止装置の該略構成を簡単に説明すると、この過負荷防
止装置は、プレス加工機ｌの作動加圧力を電気信号とし
て検出する圧力変換器等の圧力検出手段２と、初回のプ
レス加工時に前記圧力検出手段２によって検出されたプ
レス加工機ｌの各工程毎の作動加圧力の最大値を記憶す
る記憶手段３と、該記憶手段３によって記憶された作動
加圧力の最大値に所定の余裕率を乗じて過負荷に対する
各工程毎の許容圧力値を設定する許容圧力値設定手段４
と、該許容圧力値設定手段４の許容圧力値と前記圧力検
出手段によって検出されている作動加圧力とを各工程毎
に比較し、後者の圧力値が前者の圧力値以上になったと
きに停止信号を出力する比較手段５と、該比較手段５の
停止信号Ｓに基づいて電源を断としてプレス動作を停止
させる停止手段６とから構成されている。

すなわち、このような構成の過負荷防止装置は、初回の
加工時に各工程毎のプレス加工機１の作動加圧力を圧力
検出手段２によって検出するとともに、該作動加圧力の
各工程毎の最大値を記憶手段３によって記憶し、２回目
以降の加工の際には、記憶手段３に記憶された初回の各
工程毎の作動加圧力の最大値に一定の余裕率を乗じた各
工程毎の許容圧力値を許容圧力値設定手段４によって設
定して、該許容圧力値と圧力検出手段２によって検出さ
れている作動加圧力とを比較手段５によって各工程毎に
比較し、許容圧力値以上の作動加圧力がプレス加工機ｌ
において発生したときは、比較手段５から停止手段６に
停止信号Ｓを供給して、該停止手段６によってプレス加
工機ｌの電源を断として直ちにプレス動作を停止させる
ことができる。

次に、上記過負荷防止装置をプレスブレーキに用いた場
合の具体的な例を第２図〜第５図を参照して詳細に説明
する。まず、第２図において、プレスブレーキ本体１１
は、上部フレーム１２、下部フレーム１３、基盤ｉ４を
貫通する２ないし４本のタイロッド１５、該タイロッド
！５の外周にかぶせられた同数のスペーサチューブ１６
とから構成されている。

タイロッド１５の両端はプレス加工応力に十分耐える様
強固にナツト１７で締め付けられているとともに、スペ
ーサチューブ１６の外周は下部フレーム１３の摺動案内
面を兼ねている。

また、上部フレームＩ２の下面には取付治具（図示路）
を介して通常は凸Ｖ型の上型！８が、下部フレーム１３
上面にはやはり取付治具を介して凹Ｖ型の下型１９が取
り付けられており、上型！８と下型１９の間に加工材２
０を置き、下部フレーム！３を上昇させて加工を行なう
ようになっている。　そして、前記加工材２０の加工位
置の決定は、第２図の■−■線の断面を示す第３図のよ
うに、バックゲージ位置決めモータ２１に直結したボー
ルネジ２２、ボールナツト２３を介して、バックゲージ
２４を移動して行うようになっている。

このバックゲージ２４はリニアガイド（図示路）に案内
されて、直線的に移動するようになっている。

このバックゲージ位置決めモータ２、ｌからポールネジ
２２、ポールナツト２３、リニアガイドに至る一連の機
構は、第３図においては１組のみ図示しているが、通常
左右に各１組づつ設けられており、バックゲージ位置決
めモータ２１は、バックゲージ位置決めモータ駆動回路
２６により左右同期して回転するものである。

また、前記下部フレーム１３を上下に駆動する駆動系は
、第２図の下部に示すように、油圧駆動モータ３１に直
結された油圧ボン“プ３２によって、作動油タンク３３
に貯えられた作動油３４を吸い上げて、電磁弁４１を介
して基盤１４上の油圧シリンダ５１に導き、油圧シリン
ダ５１に作動油３４が供給されると、油圧ピストン５２
、下部フレーム１３を押し上げて加工を行うようになっ
ている。また、この駆動系は、引っ張りスプリング３５
によって吊り上げられている足踏みペダル３６を踏まな
いうちは操作バルブ３７内部のボール３８が下がってい
るため、油圧ポンプ３２で加圧された作動油３４は油圧
シリンダ５１に行かずに、経路Ａ−Ｂ→Ｃを経て作動油
タンク３３に戻るように構成されて、下部フレーム１３
は上昇しないようになっている。そして、足踏みペダル
３６を徐々に踏み込む事によって、ロッド３９を介して
ボール３８が押し上げられ、Ｂ−Ｃ間の経路が次第に狭
められて行くが、油圧ポンプ３２の回転数は一定のため
、吐出される油虫も一定であるから、油圧シリンダ５１
に至る油虫が徐々に増して、油圧ピストン５２は徐々に
上昇をはじめるようになっており、ペダル３６を踏み切
ったときに、ボール３８はＢ−Ｃの油圧経路を完全に閉
じて、最大圧力と流量が電磁弁４１を介して油圧シリン
ダ５１に達し、加工が行なわれるようになっている。

また、電磁弁４１のソレノイドコイル４２は゛通常の運
転時には常に励磁されているため第２図の状態にあり、
加圧油は油圧シリンダ５１に達している。

また、加圧油によって油圧ピストン５２は油圧シリンダ
５１内を上昇するが、ある位置まで上昇すると、油圧ピ
ストン５２に取り付けられ油圧ピストン５２と一体とな
って上昇するスリーブ５３に内蔵されスプリング５４に
よって押し上げられてスリーブ５３の弁座面５５に密着
しているボール５６が、同じくスリーブ５３の中心を貫
通しているニードル５７によって押し下げられて、弁座
面５５との間隔を拡げ、加圧油はボール５６と弁座面５
５との間を通りスリーブ５３の側面に設けられた通路５
８を経てＤ→Ｅ→Ｆの経路で、作動油タンク３３に戻さ
れるようになっている。そして、油圧ピストン５２が上
昇するに従いＤ４Ｅ流れる加圧油の量が増し、油圧ポン
プ３２の吐出量と均り合った位置で油圧ピストン５２は
停止し、上昇も下降もしなくなるようになっている。

この場合、油圧ピストン位置決めモータ６１゜送りねじ
６２、ナツト６３、ベルクランク６４を介してニードル
５７の位置を制御すれば油圧ピストン５２の停止位置を
制御することができるようになっている。つまり、下部
フレーム１３の停止位置を制御することができる。これ
により、下部フレーム１３の停止位置を制御して希望す
る形状の加工か行えるようになっている。

また、油圧ピストン５２が上記の様に停止した後、ニー
ドル５７を前述の油圧ピストン位置決めモータ６１から
ベルクランク６４に至る機構によって徐々に引き上げて
いくことにより、油圧ピストン５２の動きをニードル５
７の動きに追従させることができるようになっている。

つまり、油圧ピストン位置決めモータ６１の制御によっ
て油圧ピストン５２の停止位置のみでなくその上昇速さ
、つまり加工の速さも調節することができる。なお、下
部フレーム１３を下降させるときは足踏みペダル３６を
離すことによりＢ−Ｃの油圧経路が開かれ、加圧油はＢ
→Ｃの経路を経て作動油タンク３３に戻る一方、油圧ピ
ストン５２は下部フレーム１３および油圧ピストン５２
自身の重量により下降し、油圧シリンダ５１内の加圧面
はＤ→Ｂ−＋Ｃの経路を経て、作動油タンク３３に戻る
ようになっている。

一方、Ａ−Ｂ−Ｇの経路を経て第４図に示す圧力変換器
７１に至る加圧油は通常油圧シリンダ５１内部の圧力と
等価であるから、圧力変換器７１にて油圧シリンダ５１
の加圧面接と加圧油の圧力を乗じれば油圧ピストン５２
の加圧力を知ることができるようになっている。すなわ
ち、この圧力変換器７１は、油圧ピストン５２の加圧力
をデジタルの電気信号として取り出すことができるもの
であり、第１図の該略構成における圧力検出手段２を構
成している。厳密には、上記によって得た加圧力から、
下部フレーム１３、下型！９、加工材２０の重量を差し
引いたものが正味の加工圧力であるが、通常これらの重
量の合計は加工圧力に比べて十分小さいので無視しても
支障は無いが、必要であれば圧力変換器７１に、補正回
路を付加することによって換算することが可能である。

そして、各駆動部を制御する数値制御系は、第４図に示
すように、圧力記憶部８１．圧力比較部９１、バックゲ
ージ位置記憶部１０１．油圧ピストン位置記憶部！１１
、キーボード１２１、工程進行切換回路１３１、設定加
圧力消去回路１４１、加圧力係数設定回路１５１．過負
荷信号増幅器１６１、リセット回路１９１等で構成され
ている。

この数値制御部において、圧力記憶部８１、圧力比較部
９１．バックゲージ位置記憶部１０１、油圧ピストン位
置記憶部１１１はζそれぞれ１〜ｎ個の記憶領域（ｎは
必要とする最大工程数を示す、以下間）を持ち、圧力記
憶部８１は、各記憶領域が作動加圧力の最大値を記憶す
る領域１ａ＝ｎａと、各工程毎の作動加圧力を一時記憶
する領域１ｂ＝ｎｂの２つの領域に分けられている。こ
の領域１ａ〜ｎａが前記該略構成における記憶手段３に
相当している。また圧力比較部９１は、領域１ｃ＝ｎｃ
を持ち、圧力記憶部８１の各入力端子に対応する各領域
１　ａ　−ｎａ、　１　ｂ　−ｎｂの数値を比較し、加
圧力係数設定回路１５１（許容圧力設定手段）で指定さ
れた係数β（例えば１．２０）に領域１ａ＝ｎａの各数
値を乗じた値より領域１ｂ＝ｎｂの各数値が大きくなっ
たときは直ちに過負荷信号（前記停止信号Ｓに相当する
）を過負荷信号増幅器１６１に送る様になっている。す
なわち、加圧力係数設定回路１５１と圧力比較部９１の
乗算機能が前記許容圧力設定手段４に相当し、圧力比較
部９１の比較機能および信号出力機能が前記比較手段５
に相当しているものである。なお、係数βは通常は任意
の値で常に一定にしておき、必要のあったときのみキー
ボード１２１にて変更できる様になっている。

また、バックゲージ位置記憶部１０１は領域！Ｑ＝ｎ（
１、油圧ピストン位置記憶部１１’ｌは領域！ｄ〜ｎｄ
の各領域を持っており、バックゲージ位置記憶部ｌｏｔ
の各工程１Ｑ−ｎＱのそれぞれの記憶値に基づいてバッ
クゲージ位置決めモータ２１がバックゲージ位置決めモ
ータ駆動回路２６により制御され、バックゲージ位置決
めモータ２１に直結されたバックゲージ位置検出器２５
によりその位置がフィードバックされ、バックゲージ２
４が所定の位置に停止されろようになっている。また、
油圧ピストン位置決めモータ６１も、油圧ピストン位置
記憶部ｔ　ｔ　Ｌ油圧ピストン位置決めモータ駆動回路
６６、油圧ピストン位置検出器６５により同様に所定の
位置に停止するようになっている。

また、工程進行切換回路１３１は、足踏みペダル３６の
操作に連動した足踏みペダルスイッチ１３２の信号と油
圧ピストン位置決め駆動回路６６より出力される位置決
め完了信号の論理積（ＡＮＤ）回路１３３の出力信号が
入力されると、１工程が完了したと見なして、各記憶部
８１，１０１、Ｉｌｌ及び圧力比較部９１の各記憶領域
の入出力回路の接続をそれぞれ同時に１工程だけ進める
ものである。またキーボード１２１の指令によって任意
の工程位置にそれぞれの記憶部８１、ｌｏｔ。

ｔ　ｔ　ｌ、圧力比較部９１の入出力回路を接続するこ
ともできる様構成されている。

また、キーボード１２１より、バックゲージ位置記憶部
ｌＯ！、油圧ピストン位置記憶部１１１の同一工程番号
（例えば３Ｃ，３ｄ）に所定の数値を入力し、初めの一
工程を加工する。このとき加工圧力は圧力変換器７Ｉに
よりデジタル電気信号に変換され、目視確認用のデジタ
ル表示器７２に表示されると同時に圧力記憶部８１の設
定加圧力記憶用のａ領域（３ａ）および−時記憶用のｂ
領域（３ｂ）にその工程における作動加圧力の最大、値
が記憶されろ。この様にして順次加工品の工程を進めて
行き、最終工程の完了を持って、工程進行切換回路１３
１によって、初めの工程位置（３Ｑ、　３　ｄ、　３　
ａ。

３　ｂ、　３　ｃ）に各記憶部８１．１０１１　ｌｉｔ
、圧力比較部９１の入出力回路が接続される。このとき
、圧力比較部９１は各工程領域において、圧力記憶部８
１の各ａ領域とｂ領域の数値を比較しているが、この場
合は常にａ＝ｂであるので、前述の様に過負荷信号が出
力されることはないが、万一過負荷状態となっても後述
する様にプレスブレーキ本体１１や金型１８．１９が保
護されることがないので、作業には十分な注意を必要と
する。なお、加工開始は必ずしも各領域の１から始める
必要はなく、キーボード１２１に指定されたｎ未満の任
意の位置から開始できるように構成されている。

以上によって、初回の加工材２０の加工が終了して圧力
記憶部８１のａ領域に正常な作動加圧力が記憶されたこ
とになる。したがって２回目以降の加工の各工程におい
ては、圧力変換器７１より出力された信号は、圧力記憶
部８１の各工程のａ領域はすでに記憶されている数値が
あるので自動的にｂ領域に入力され、すでに記憶されて
いる数値を消去して、新しく入力された作動加圧力に書
き換える様構成されている。したがって圧力比較部９１
は、圧力記憶部８１の各工程のａ、ｂ領域の数値を順次
比較して、前述の様に一定の係数βにａの領域の数値を
乗じた値よりもｂの領域の値が大きくなった時は直ちに
過負荷信号を過負荷信号増幅器１６１に送る。増幅され
た過負荷信号は三つに分けられる。その１つは、電磁弁
制御器４３に至り電磁弁４１のソレノイドコイル４２の
電源を断ってその励磁を失わしめる。そのためスプリン
グ４４により電磁弁４１は第５図の状態となって油圧ポ
ンプ３２により加圧された加圧油はＡ　−Ｈの経路を経
て作動油タンク３３に戻り、また油圧シリンダ５１に入
っていた加圧油もＤ４１→Ｊの経路によって作動油タン
ク３３に戻るため、足踏みペダル３６を踏み込んだまま
でも過負荷を金型Ｉ８、！９に発生させるのを未然に防
止することができる。一方の過負荷信号は油圧駆動モー
タ制御器１７１および過負荷警報制御器１８１に至り、
直ちに油圧駆動モータ３２の電源を断ち、停止させると
同時に過負荷警報制御器１８１によって、警報表示器１
Ｂ２やブザー（図示せず）を作動させて、作業者に異常
を知らせることができるようになっている。すなわち、
これら電磁弁制御器４３および油圧駆動モータ制御器１
７１が前記該略構成における停止手段６に相当している
ものである。

なお、上記作用を確実に行わせるためには、切換時間の
速やかな、十分太い口径を持った電磁弁４１と、十分な
太さのかつ最短距離の油圧配管の採用が重要である。ま
た、上記過負荷によって停止した後は、各部の異常がな
いことを確認した後キーボード１２１によってリセット
回路１９１を作動させて過負荷信号出力を停止して通常
の作業に復帰することが可能である。さらに、圧力記憶
部８１のａ領域の数値を消去または更新したい時もキー
ボード１２１の指令により設定加圧力消去回路１４１を
作動させて圧力記憶部８１のａ、ｂ領域の記憶を消去し
て、前述した初回加工品を加工するときと同様の方法で
更新することができる。

なお、上記数値制御装置の全ての数値は、カセット磁気
テープやフレキシブルディスク装置（図示せず）等に記
憶して、再利用の１便に供することが可能である。また
、本装置は、加圧機構部と金型取付部の間に適宜取り付
けられたひずみ計等によって加圧力を直接電気信号に変
換して、圧力変換器７１に人力することも可能であり、
前述した様なシャープレートの代わりに一組の油圧シリ
ンダとピストンを設けた構造の過負荷防止装置の油圧力
を圧力変換器７１の入力として用いることにより、クラ
ンクプレスの様な機械式加圧機構の過負荷防止装置とし
ても使用することができる。

「発明の効果」 本発明の過負荷防止装置によれば、初回の各工程毎の加
工時にプレス加工機の作動加圧力を圧力検出手段によっ
て検出するとともに、該作動加圧力の各工程毎の最大値
を記憶手段によって記憶し、次回加工時以降においては
、記憶手段に記憶された初回の各工程毎の作動加圧力の
最大値に一定の余裕率を乗じた各工程毎の許容圧力値を
設定して、その設定後の圧力検出手段によって検出され
た作動加圧力とを各工程毎に比較手段によって比較し、
許容圧力値以上の作動加圧力が作用したときは、比較手
段から停止手段に停止信号を供給して、直ちにプレスを
停止させることができ、したがって、連続した作動加圧
力の異なる加工を行う数値制御においても、その都度設
定する許容圧力値を変えて、その工程毎の過負荷を防、
比することができ、作業の安全性の向上、金型やプレス
加工機本体の保護、不良品の発生防止等を図ることがで
きる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る過負荷防止装置の一実施例にお
ける該略構成を示すブロック図、第２図〜第５図はこの
発明に係る一実施例をプレスブレーキに適用した場合の
各部を示す図であり、第２図はプレスブレーキの該略正
面図、第３図は第２図のＩ［Ｉ＝ＩＩＩ線の縦断面図、
第４図は制御部を示すブロック図、第５図は電磁弁の他
の状態を示す図、第６図は従来例における課題を説明す
るための図である。 ｌ・・・・・・プレス加工機、 ２（７１）・・・・・・圧力検出器（圧力変換器）、３
（８１）・・・・・・記憶手段（圧力記憶部）、４（９
１，１５１）・・・・・・許容圧力値設定手段（圧力比
較部、圧力係数設定回路）、 ５（９１）・・・・・・比較手段（圧力比較部）、６（
４３，１７１）・・・・・・停止手段（’１！磁弁制御
器、油圧駆動モータ制御器）。 第１ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プレス加工機の作動加圧力を検出する圧力検出手段と、 初回の各工程毎のプレス加工時に前記圧力検出手段によ
   って検出された作動加圧力の各工程毎の最大値を記憶す
   る記憶手段と、 該記憶手段によって記憶された各工程毎の作動加圧力の
   最大値に所定の余裕率を乗じて各工程毎の許容圧力値を
   設定する許容圧力値設定手段と、該許容圧力値設定手段
   によって許容圧力値を設定した後に、その許容圧力値と
   前記圧力検出手段によって検出された作動加圧力とを各
   工程毎に比較し、後者の圧力値が前者の圧力値以上にな
   ったときに停止信号を出力する比較手段と、 該比較手段の停止信号に基づいてプレス動作を停止させ
   る停止手段とを具備してなるプレス加工機における過負
   荷防止装置。