JPH0340678B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は、油圧プレスにおける金型接触検出
装置に関する。

油圧プレスのスライドはスライド昇降用シリン
ダによつて昇降される。上、下金型が相互に接触
するまでのスライドの下降速度は主として、油圧
シリンダのロツド側の圧油室の圧油の排出量によ
つて制御される。油圧プレスでは、スライドに取
り付けられた上型とボルスタ上の下型とを衝撃な
しに緩やかに接触させるために、上、下金型が相
互に接触する前に、スライド昇降用油圧シリンダ
のロツド側の圧油室の圧油の排出量を減少させて
スライドの下降速度を低下させている。油圧シリ
ンダの圧油の排出量が低く押えられた状態を遅降
状態という。スライドの下降速度の減速を開始さ
せるべきスライドのストローク位置（遅延開始位
置）はあらかじめ定められており、たとえばリミ
ツト・スイツチなどの検出器によつて検出され
る。また遅降状態を維持させる時間はタイマにあ
らかじめ設定されている。そしてタイマの設定時
間が経過すると、所定のプレス加工を行なうため
にスライド昇降用油圧シリンダのテイル側の圧油
室に圧油が充分に供給され、スライドが大きな加
圧力によつて押下げられる。

しかしながら、このようなやり方では、遅降開
始位置の設定位置が高すぎたり、タイマの設定時
間が短かすぎたりすると、上、下金型が相互に接
触する前に遅降状態が解除されてしまうことがあ
る。そうすると上、下金型が相互に接触する前に
スライドに大きな加圧がかけられ、スライドが高
速で下降する。そして、この高速下降の状態で金
型が相互に接触するので、金型や成形品が損傷す
るという問題がある。また、一般にスライドによ
る危険を防止するための安全装置、たとえばスラ
イド作動用押ボタンなどから作業者の手が離れる
とスライドを停止させる装置は、遅降状態の終了
とともに解除されるので、上述のように、上、下
金型が接触する前に遅降状態が解除されてしまう
と非常に危険である。

逆に、遅降開始位置の設定位置が低すぎたり、
タイマの設定時間が長すぎたりすると、上、下金
型が接触したのちにおいてもしばらくは、遅降状
態が続くので、作業速度が遅くなり、作業能率が
低下するという問題がある。

以上のような問題を解消するためには、上、下
金型が相互に接触したときに遅降状態を解除し
て、スライドに大きな加圧力を加えればよい。こ
のためには上、下金型が相互に接触したことを検
出することが必要となる。

発明の概要 この発明は、上、下金型が相互に接触したこと
を検出することができる油圧プレスにおける金型
接触検出装置を提供することを目的とする。

この発明による油圧プレスにおける金型接触検
出装置は、油圧プレスのスライドの下降速度を検
出する速度検出手段、速度検出手段よつて検出さ
れたスライドの下降速度があらかじめ定められた
金型接触判別用基準速度以下になつたか否かを判
定する速度低下判定手段、および速度低下判定手
段によつてスライド下降速度が金型接触判別用基
準速度以下になつたと判定されたときまたは速度
低下判定手段によつてスライド下降速度が金型接
触判別用基準速度以下になつたと複数回連続して
判定されたときに上下金型が接触したと判定する
金型接触判定手段を備えていることを特徴とす
る。金型接触判別用基準速度は、遅降状態におけ
るスライドの下降速度よりも小さい値に設定され
る。

この発明による油圧プレスにおける金型接触検
出装置では、スライドの下降速度があらかじめ定
められた金型接触判別用基準速度以下になつたか
否かが速度低下判定手段によつて判定される。そ
して、速度低下判定手段によつてスライド下降速
度が金型接触判別用基準速度以下になつたと判定
されたときまたは速度低下判定手段によつてスラ
イド下降速度が金型接触判別用基準速度以下にな
つたと複数回連続して判定されたときに、金型接
触判定手段によつて上下金型が接触したと判定さ
れる。

上下金型が接触すると、スライドの下降速度が
低下するので、スライド下降速度が金型接触判別
用基準速度以下となる。したがつて、金型接触判
定手段によつて上下金型が接触したことが正確に
検出される。この金型接触検出にもとづいて遅降
状態を解除することが可能となるので、スライド
の下降速度が低速の状態で金型を相互に接触させ
ることが可能となり、金型や成形品の損傷を防止
できるとともに、上、下金型が相互に接触した時
点でスライドに大きな加圧力をかけることが可能
となるので、作業能率の向上を図ることが可能と
なる。また安全性も維持できる。

実施例の説明 第１図は油圧プレスのスライド昇降用油圧回路
を示している。スライド１は油圧シリンダ２によ
つて昇降される。油圧シリンダ２の上部室２Ｕお
よび下部室２Ｄへの圧油供給の切換はパイロツト
電磁弁付切換弁３によつて行なわれる。この切換
弁３は、第２図に示すようにパイロツト電磁弁の
上昇用および下降用ソレノイド３Ｕ，３Ｄに供給
される電流Ｉの大きさに応じて流量Ｑが変化する
という特性を有している。スライドの高速下降の
ときは電流IHが、低速下降のときには電流ILが
ソレノイド３Ｄに供給され、このとき圧油の流量
はそれぞれQH，QLとなる。切換弁３の第１ポ
ートはシリンダ下部室２Ｄに、第２ポートはシリ
ンダ上部室２Ｕに、第３ポートは主ポンプ４に、
第４ポートはタンク５に導管を介してそれぞれ接
続されている。切換弁３のパイロツト電磁弁の入
力ポートは補助ポンプ６に、出力ポートはタンク
５に、導管を介してそれぞれ接続されている。

シリンダ２の上部室２Ｕは、さらにパイロツト
付チエツク弁７が設けられた導管を介してタンク
５に接続されている。パイロツト付チエツク弁７
のパイロツトポートは、常時閉形のソレノイド操
作切換弁８が設けられた導管を介して補助ポンプ
６に接続されている。チエツク弁７は、切換弁８
が閉じられており、パイロツトポートに圧油が補
助ポンプ６から供給されていないときには、シリ
ンダ上部室２Ｕからタンク５への圧油の流出を阻
止する。切換弁８が開かれ、パイロツトポートに
圧油が供給されると、シリンダ上部室２Ｕをタン
ク５に開放させる。切換弁３とシリンダ上部室２
Ｕとを接続する導管、切換弁３と主ポンプ４とを
接続する導管ならびに補助ポンプ６と切換弁３，
８とを接続する導管には安全弁９がそれぞれ設け
られている。

切換弁３とシリンダ上部室２Ｕとを接続する導
管にはスライドが下限位置（プレス加工のための
加圧を終了すべきスライド・ストローク位置）ま
で下降されたことを検出するためのプレツシヤス
イツチ１０が設けられている。スライド１にはス
ライド１の昇降に伴なつて昇降するラツク１１が
固定されている。このラツク１１には、スライド
１のストローク位置検出用のアブソリユート・エ
ンコーダ１２の回転軸に固定されたピニオン１３
がかみ合つている。アブソリユート・エンコーダ
１２は、プレスのフレーム（図示略）などに取付
け固定されている。アブソリユート・エンコーダ
１２は、この実施例では、ボルスタ（図示略）上
面を基準としたスライドの現在位置を示す信号を
出力するもので、この位置検出信号はボルスタ上
面からスライド１下面までの距離を表わしてい
る。

第３図は、スライド昇降制御装置の電気的な構
成を示している。スライド昇降制御装置は中央処
理装置CPU２０によつて制御される。CPU２０
にはスライドのストロークの上限位置（これは金
型の高さ等に応じて決定される）を設定するため
のスライド上限位置設定器２４からの上限位置設
定信号、遅降開始位置設定器２５からの遅降開始
位置設定信号、アブソリユート・エンコーダ１２
からの位置検出信号が入力インタフエース２６を
介して入力されるとともにクロツク・パルス発生
器２３からのクロツク・パルスが入力される。こ
の実施例では、上記各設定器２４，２５には、ボ
ルスタ上面から決定されたスライド・ストローク
の上限位置までの距離およびボルスタ上面から決
定された遅降開始位置までの距離がそれぞれ設定
される。CPU２０は、アブソリユート・エンコ
ーダ１２によつて検出されたスライドの現在位置
が、設定器２４に設定された上限位置に到達した
かどうかの判断、スライド１が下降されている場
合においてスライド現在位置が設定器２５に設定
された遅降開始位置に等しくなつたかどうかの判
断、後述する金型接触検出処理などを行なう。
CPU２０はその実行プログラムを記憶するROM
２１ならびに設定器２４，２５にそれぞれ設定さ
れた上限位置および遅降開始位置、金型接触検出
処理で用いられる速度低下判別用基準値などを記
憶するRAM２２を備えている。

CPU２０からは、アブソリユート・エンコー
ダ１２によつて検出されたスライド現在位置が設
定器２４に設定された上限位置よりも低いときに
Ｈレベル、スライド現在位置が上限位置と等しく
なつたときにＬレベルとなる第１の検知信号ａお
よびスライド１が下降されている場合において、
アブソリユート・エンコーダ１２によつて検出さ
れたスライド現在位置が設定器２５に設定された
遅降開始位置と等しくなつたときから、金型接触
検出処理において上、下金型が相互に接触したこ
とが検出されるまでＨレベルとなる第２の検知信
号ｂが出力インターフエース２７を介して弁駆動
制御回路２８に出力される。

弁駆動制御回路２８には、上記検知信号ａ，ｂ
の他、操作盤（図示略）に設けられ、プレスの運
転を開始させるときに作業者によつてオンされる
運転開始スイツチ２９からの運転開始信号ｃ、プ
レツシヤー・スイツチ１０からの下限位置検出信
号ｄが入力されている。弁駆動制御回路２８は、
これらの入力信号ａ〜ｄにもとづいて切換弁３，
８のソレノイド３Ｄ，３Ｕ，８Ｓへの供給電流を
制御するものである。

以下、第１図〜第４図を参照して、スライド昇
降装置の動作について説明する。スライド１が設
定器２４に設定された上限位置にある状態におい
て、運転開始スイツチ２９が作業者によつてオン
され、運転開始信号ｃが弁駆動制御回路２８に入
力すると、弁駆動制御回路２８から切換弁３の下
降用ソレノイド３Ｄに電流IH（第２図参照）が送
られる。すると、切換弁３は位置PDに切り換え
られ、ポンプ４から圧油がシリンダ２の上部室２
Ｕに送られるとともにシリンダ２の下部室２Ｄが
タンク５に開放される。この場合、シリンダ２の
上部室２Ｕに送られる圧油によるシリンダ２のピ
ストンの押下力よりもスライド１の自重による重
力の方が大きいので、スライド１は自重により高
速で下降される。したがつて、スライド１の下降
速度は主として、シリンダ２の下部室２Ｄからの
圧油の排出流量によつて制御される。上部室２Ｕ
への供給油量と下部室２Ｄからの排出油量はほぼ
等しいにもかかわらず、下部室２Ｄ側の体積はロ
ツドの体積だけ小さいから上部室２Ｕは油が不足
ぎみになり、上部室２Ｕには負圧がかかる。これ
によつて、不足分の油がチエツク弁７を通つて上
部室２Ｕに送られる。

スライド１が下降を開始すると、スライド現在
位置は、設定された上限位置よりも低くなるので
第１の検知信号ａがＨレベルとなる。

スライド１が高速下降し、アブソリユート・エ
ンコーダ１２によつて検出されたスライド現在位
置が設定された遅降開始位置に等しくなると、
CPU２０による金型接触検出処理が開始される
とともに、第２の検知信号ｂがＨレベルとなる。
第２の検知信号ｂがＨレベルになると、弁駆動制
御回路２８によつて、ソレノイド３Ｄに供給され
ている電流IHがILに低下される。これによつて、
切換弁３の流量がQHからQLに減少し、シリン
ダ２の下部室２Ｄからの圧油排出流量が減少する
のでスライド１の下降速度が微速となる（遅降状
態）。

金型接触検出処理は、遅降状態においてスライ
ド１の下降速度が微速からさらに低下したことを
検出することによつて上型と下型とが接触したこ
とを検知する処理であり、その処理手順が第５図
に示されている。アブソリユート・エンコーダ１
２によつて検知されたスライド現在位置が設定さ
れた遅降開始位置Ａと等しくなると（ステツプ３
１）、クロツク・パルス発生器２３からのクロツ
ク・パルスの読み込みが開始される（ステツプ３
２）。第１回目のクロツク・パルスが入力される
と、アブソリユート・エンコーダ１２からの位置
検出信号が読込まれ、スライド現在位置Ｂ１がＢ
バツフアに記憶される（ステツプ３３）。次に
RAM２２にすでに記憶されている遅降開始位置
Ａから上記ステツプ３３で記憶されたスライド現
在位置Ｂ１を減算する演算Ａ−Ｂ１が行なわれ、
この演算結果Ｃ１がＣバツフアに記憶される（ス
テツプ３４，３７）。そして、ステツプ３２に戻
つて第２回目のクロツク・パルスの入力を持つ。

第２回目のクロツク・パルスが入力されると、
再びスライド位置検出信号が読込まれ、スライド
現在位置Ｂ２がＢバツフアに記憶される（ステツ
プ３３）。これによりＢバツフアの内容がＢ１か
らＢ２に更新される。第２回目のクロツク・パル
スなので、ステツプ３４からステツプ３５に進
み、（Ａ−B2）−C1の演算が行なわれる。C1＝Ａ
−B1であるので、この演算結果D1は、第１回目
のクロツク・パルスが入力した時点におけるスラ
イド現在位置B1と第２回目のクロツク・パルス
が入力した時点におけるスライド現在位置Ｂ２と
差（Ｂ(1)−Ｂ(2)）、つまり両時点間のスライド下
降距離を表わしている。次にこの演算結果Ｄ１が
あらかじめRAM２２に記憶されている速度低下
判別用の基準値以下かどうかが判定される（ステ
ツプ３６）。基準値は、スライド１が微速で下降
している場合において、クロツク・パルスの周期
に相当する時間にスライド１が下降する距離より
も小さな値に設定されている。

上記ステツプ３６において、演算結果Ｄ１が基
準値以下であれば、上、下金型が相互に接触した
と判断され、ステツプ３８に進んで第２の検出信
号ｂがＬレベルに反転される。そして金型接触検
出処理は終了する。

ステツプ３６においてＤ１が基準値を越えてい
れば、ステツプ３７に進んで、Ａ−B2が演算さ
れ、この演算結果C2がＣバツフアに記憶される
（ステツプ３７）。これによりＣバツフアの内容が
C1からC2に更新される。そしてステツプ３２に
戻つて次のクロツク・パルスの入力を待つ。

そして次のクロツク・パルスが入力すると、第
２回目のクロツク・パルスが入力した場合と同様
にスライド現在位置Bnの記憶、（Ａ−Ｂ（ｎ））−
Ｃ（ｎ−１）＝（Ｂ（ｎ−１）−Ｂ（ｎ）＝Ｄ（ｎ−１
）、
すなわち前回のクロツク・パルスの入力時点から
今回のクロツク・パルス入力時点までにスライド
１が下降した距離の算出、Ｄ（ｎ−１）が基準値
以下の判別が行なわれ（ステツプ３２〜３６）、
Ｄ（ｎ−１）が基準値以下であればステツプ３８
に、（ｎ−１）が基準値よりも大きければステツ
プ３７にそれぞれ進む。

金型が接触する前に入力されたクロツク・パル
スにもとづく処理において求められたＤ（ｎ−１）
は、基準値よりも大きくなるので、ステツプ３６
からステツプ３７に進む。金型が接触した時点の
のち、始めて入力されたクロツク・パルスにもと
づく処理において求められたＤ（ｎ−１）または、
その次のクロツク・パルスの入力にもとづく処理
において求められたＤ（ｎ−１）は基準値以下と
なる。したがつて金型が接触した時点ののち、ク
ロツク・パルスが始めて入力された時点または、
そのクロツク・パルスの次のクロツク・パルスが
入力された時点にほぼ等しい時点で、第２の検出
信号ｂがＬレベルに反転される。クロツク・パル
スの周期を微小時間に設定しておくことによつて
第２の検知信号ｂを、金型が接触した時点とほぼ
等しい時点でＬレベルに反転させることができ
る。

上記金型接触検出処理によつて第２の検知信号
ｂがＬレベルに反転されると、弁駆動制御回路２
８によつて下降用ソレノイド３Ｄへの供給電流が
ILからIHに増加される。これによつて、主ポン
プ４からシリンダ２の上部室２Ｕに送られている
圧油の流量がQLからQHに増加するので、シリ
ンダ２のピストンに大きな押圧力が作用し、スラ
イド１が下降され、所定のプレス加工が行なわれ
る。

こののち、プレツシヤー・スイツチ１０によつ
て、スライド１が下限位置に到達したことが検出
され、下限位置検出信号ｄが弁駆動制御回路２８
に入力されると、弁駆動制御回路２８によつて下
降用ソレノイド３Ｄへの電流の供給が停止され上
昇用ソレノイド３Ｕおよびソレノイド８Ｓに電流
が供給される。これによつて、切換弁８が開か
れ、ポンプ６からチエツク弁７のパイロツト・ポ
ートに圧油が送られるので、シリンダ２の上部室
２Ｕがチエツク弁７を介してタンク５に開放され
る。また切換弁３が位置PUに切り換えられ、シ
リンダ２の下部室２Ｄにポンプ４から圧油が送ら
れるとともに、上部室２Ｕが切換弁３を介してタ
ンク５に開放される。この結果、シリンダ２のピ
ストンがポンプ４からの圧油によつて押し上げら
れ、スライド１が上昇する。

そして、アブソリユート・エンコーダ１２によ
つて検出されたスライド現在位置が設定された上
限位置に達すると、第１の検知信号ａがＬレベル
に反転される。すると弁駆動制御回路２８によつ
て上昇用ソレノイド３Ｕおよびソレノイド８Ｓへ
の電流の供給が停止される。これによつて、切換
弁３が中立位置に切り換えられるとともに切換弁
８が閉じられ、チエツク弁７によつてシリンダ２
の上部室３Ｕからタンク５への流出が阻止され
る。この結果、スライド１は設定された上限位置
で停止し、その状態を維持する。

上記実施例では、プレツシヤ・スイツチによつ
てスライドが下限位置に到達したことが検出され
ているが、下限位置を設定するための下限位置設
定器を設け、アブソリユート・エンコーダの位置
検出信号にもとづいて求められたスライド現在位
置が下限位置設定器に設定された下限位置と等し
くなつたときにスライドが下限位置に到達したこ
とを検出するようにしてもよい。

また、上記金型接触検出処理では、ステツプ３
５の算出結果が基準値以下になるとただちに第２
の検知信号ｂがＬレベルに反転されているが、ス
テツプ３５の算出結果が初めて基準値以下になつ
た場合には、その旨を記憶してステツプ３７に進
み、次のクロツク・パルスの入力にもとづくステ
ツプ３５の算出結果が基準値以下である場合に第
２の検知信号ｂをＬレベルに反転させるようにし
てもよい。つまり、ステツプ３５の算出結果が２
回連続して基準値以下となつた場合に信号ｂをＬ
レベルに反転させるようにしてもよい。ステツプ
３５の算出結果が、３回以上の任意の回数だけ連
続して基準値以下となつた場合に信号ｂをＬレベ
ルに反転させるようにしてもよい。このようにす
るとたとえばスライドの下降速度が遅降開始位置
で微速に減速される際にたとえ大きな振動などが
発生したとしても、その振動によつて金型接触を
誤検知するといつたことが防止される。

さらに、上記金型接触検出処理では、ステツプ
３７でＡ−Ｂ（ｎ）が演算されかつこの演算結果
がＣバツフアに記憶され、ステツプ３５で（Ａ−
Ｂ（ｎ））−Ｃ（ｎ−１）が演算されかつこの演算結
果Ｄ（ｎ−１）がステツプ３６で基準値と比較さ
れているが、ステツプ３７においてステツプ３３
でＢバツフアに記憶されたスライド現在位置Ｂ
（ｎ）をＣバツフアに記憶するようにし、ステツ
プ３５においてＣバツフアに記憶されている前回
のスライド現在位置Ｂ（ｎ−１）からＢバツフア
に記憶されている今回のスライド現在位置Ｂ（ｎ）
を減算する演算を行ない、ステツプ３６で、ステ
ツプ３５の演算結果（Ｂ（ｎ−１）−Ｂ（ｎ））が基
準値以下かどうかを判別するようにしてもよい。

スライド位置の検出は、アブソリユート・エン
コーダを用いて行なわれているが他の方法で行な
つてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はスライド昇降用油圧回路、第２図はパ
イロツト電磁弁付切換弁のソレノイドへの供給電
流と流量との関係を示すグラフ、第３図はスライ
ド昇降制御装置の電気的な構成を示すブロツク
図、第４図はスライド昇降制御装置の各部の動作
とスライドのストローク位置との関係を示すタイ
ム・チヤート、第５図はCPUによる金型接触検
出処理手順を示すフローチヤートである。 １…スライド、１４…アブソリユート・エンコ
ーダ、２０…CPU、２１…ROM、２２…RAM、
２３…クロツクパルス発生器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油圧プレスのスライドの下降速度を検出する
   速度検出手段、 速度検出手段によつて検出されたスライドの下
   降速度があらかじめ定められた金型接触判別用基
   準速度以下になつたか否かを判定する速度低下判
   定手段、および 速度低下判定手段によつてスライド下降速度が
   金型接触判別用基準速度以下になつたと判定され
   たときまたは速度低下判定手段によつてスライド
   下降速度が金型接触判別用基準速度以下になつた
   と複数回連続して判定されたときに上下金型が接
   触したと判定する金型接触判定手段、 を備えている油圧プレスにおける金型接触検出装
   置。 ２ 速度検出手段がスライドの位置を検出する位
   置検出手段および位置検出手段によるスライドの
   位置の検出にもとづいて一定時間ごとのスライド
   下降量を算出する演算手段からなる特許請求の範
   囲第１項記載の油圧プレスにおける金型接触検出
   装置。 ３ スライドの位置検出手段がエンコーダである
   特許請求の範囲第２項記載の油圧プレスにおける
   金型接触検出装置。