JPH0614957Y2 - パンチプレス機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、ストライカを上下動させる例えばツーステー
ジピストン構造の油圧シリンダを備えたパンチプレス機
に関する。

（従来の技術） 従来、パンチプレスによるストライカの作動方法として
は、プレス機の高速化または省エネ化を目的とするツー
ステージピストン構造（ブースタラム構造）等複数のピ
ストン構造の油圧シリンダが多く採用されていた。そし
て、ピストンを作動させる油圧系統中に設けられた流量
調節弁または圧力調節弁における制御系のゲインは１つ
の値に固定されていた。

（考案が解決しようとする課題） ところで、上述した従来のパンチプレス機によるストラ
イカの作動方法として、油圧シリンダの使用される種々
のストローク位置によって、刻々と負荷系の共振周波数
が変化する。すなわち、制御系のゲインが最小の共振周
波数を有する下死点近くのストローク位置に合せて選定
されていた。従って、高い共振周波数を持つ上死点近く
のストローク位置に合せて制御系のゲインを高めること
はできず、高速化のネックであるという問題があった。

なお、この問題を解決するために本願出願人によるパン
チプレス機によるストライカの作動方法が提案されてい
る（特願平１−１８７４４３号）。この考案は、パンチ
プレス機の作動時ストライカを上下動させるツーステー
ジピストン構造の油圧シリンダの各圧力室の組合せ（ス
トローク位置）によって、変化する複数の共振周波数に
合せて制御系のゲインを切換え、その結果共振周波数の
高いシリンダの圧力室の組合せでは、高応答、高速、高
精度で、共振周波数の低いシリンダの圧力室の組合せの
ときにもその動作を安定させるものであった。

ところが、この方法では、変化する共振周波数に応じて
選定された複数のゲインが必要で、シリンダの圧力室の
組合せに応じて切換えるものであるから、そのゲイン構
成が複雑であるという問題があった。

本考案の目的は、上記の問題点を解決するために、シリ
ンダのストローク位置の共振周波数の変化に応じて、制
御系のゲインが調整され、しかもその構成が簡単なパン
チプレス機を提供するものである。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本考案は、ストライカを
上下動させる油圧シリンダを有するパンチプレス機であ
って、前記油圧シリンダのストローク位置の上死点の付
近で最大に下死点の付近で最小に変化する共振周波数に
比例して制御系のゲインを調整するゲイン調整装置を備
えたことを特徴とするパンチプレス機である。

（作用） 本考案のパンチプレス機を採用することにより、ストラ
イカを上下動させる油圧シリンダによって行うパンチプ
レス加工は、前記油圧シリンダのストローク位置の上死
点の付近で最大に、下死点の付近で最小に変化する共振
周波数に比例して制御系のゲインを調整するゲイン調整
手段であるから、共振周波数の高いシリンダの上死点の
付近のストローク位置で、高応答、高速、高精度に、共
振周波数の低いシリンダの下死点の付近のストローク位
置で安定した動作が可能である。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づき、詳細に説明す
る。

第３図を参照するに、パンチプレス機１は、下部フレー
ム３、左右コラム５，７および上部フレーム９とで一体
的に門型に構成されている。前記下部フレーム３と上部
フレーム９との中間にあって、下部フレーム３に設けら
れた軸１１には、回転自在に下部タレット１３が、また
下部フレーム９に下方へ向けて設けられた軸１５には回
転自在な上部タレット１７がそれぞれ支承されている。
しかも、この下部タレット１３と上部タレット１７と
は、同期をとって回動させている。

前記上部タレット１７の円周上に複数のパンチ１９が、
下部タレット１３の円周上にはパンチ１９と対応した位
置にダイ２１がそれぞれ装着されている。前記上部フレ
ーム９にはツーステージピストン構造の油圧シリンダ２
３が設けられており、この油圧シリンダ２３におけるピ
ストンロッドの下端にはストライカ２５が設けられてい
る。

前記上部フレーム９の下面における右方には、パルスモ
ータ等のＹ軸駆動モータ２７が設けられており、このＹ
軸駆動モータ２７には連動連結されたボールねじ２９が
Ｙ軸方向（第３図において左右方向）へ延伸して設けら
れている。このボールねじ２９にはナット部材３１が螺
合されており、このナット部材３１にはＹ軸方向へ移動
自在なキャレッジベース３３が一体的に設けられてい
る。

このキャレッジベース３３には、Ｘ軸駆動モータ（図示
省略）によって駆動されるボールねじ３５が設けられて
おり、このボールねじ３５に螺合したナット部材（図示
省略）を介して、キャレッジ３７が複数のガイドレール
３９に案内されてＸ軸方向（第３図において紙面に対し
て直交する方向）に移動位置決めされる。

前記キャレッジ３７のタレット側には、複数のワークク
ランプ４１が設けられている。また、キャレッジベース
３３は下部フレーム３の上で中央の固定テーブル４３の
側方に設けられたＹ軸方向のガイドレール４５に案内さ
れる移動テーブル４７が跨がってＹ軸方向に移動され
る。

上記の構成により、ワーククランプ４１にクランプされ
て位置決めされたワークＷに、油圧シリンダ２３を作動
せしめてストライカ２５を介して、パンチ１９とダイ２
１との協働によって所望のパンチング加工が行われるこ
とになる。

前記ツーステージピストン構造の油圧シリンダ２３の具
体的な構成が第２図に示されている。油圧シリンダ２３
は、大径シリンダ４９と、その大径シリンダ４９内のピ
ストン５１の内部に形成された小径シリンダ５３とから
構成されている。

大径シリンダ４９には、ピストン５１により上部圧力室
５５と下部圧力室５７とが形成され、大径シリンダ４９
の中心部には中心軸５９が設けられ、その中心軸５９が
前記ピストン５１内に設けた小径のシリンダ５３の圧力
室６１内へ挿入自在となっている。さらに、前記中心軸
５９には軸心に連通穴６３が貫通されている。

上述構成において、その作動を第２図に示した油圧系統
図を参照しつつ説明する。

タンク６５に充填された作動油は、フイルタ６７を介し
て油圧ポンプ６９にて送油され、油圧ポンプ６９の出口
側にはパイロット付きリリーフ弁７１が設けられ、所定
圧になった際タンク６５へ圧油が管路７３を通りリリー
フされる。さらに、前記油圧ポンプ６９と油圧シリンダ
２３間には、サーボ弁７５および電磁切換弁７７が設け
られ、サーボ弁７５はソレノイド７９Ａおよびソレノイ
ド８１ＢのＯＮ，ＯＦＦにより流路が切替えられる。さ
らに、油圧ポンプ６９の吐出側の管路８３の途中にアキ
ュムレータ８５が設けられている。

小負荷高速加工を行う際には、油圧シリンダ２３の小径
シリンダ５３へ圧油が供給する。すなわち、サーボ弁７
５のソレノイド７９ＡをＯＮにし、電磁切換弁７７のソ
レノイド８１ＢをＯＮにすると、油圧ポンプ６９により
圧油は管路８３，９１，９３を通り大径シリンダ４９の
連通穴６３を通って、小径シリンダ５３の圧力室６１へ
供給され、大径シリンダ４９のピストン５１を押し下げ
る。大径シリンダ４９のピストン５１が下降すると共
に、大径シリンダ４９の下部圧力室５７内の作動油は、
管路９５よりサーボ弁７５を通り管路９７を経てタンク
６５内へ排出される。

パンチング加工終了後は、サーボ弁７５と電磁切換弁７
７のポートを中立位置に切換えるとピストン５１は停止
する。停止後、サーボ弁７５のソレノイド７９ＢをＯＮ
にし、油圧ポンプ６９より管路８３，９５を通り圧油を
大径シリンダ４９の下部圧力室５７へ供給する。上部圧
力室５５内の作動油は、電磁切換弁７７のポートが中立
の状態にあるので、管路１０１，９１，９７を通りタン
ク６５へ排出される。

さらに、ピストン５１内の小径シリンダ５３内の圧力室
６１の作動油は、連通穴６３を通り管路９３，９１，９
７を経てタンク６５内へ排出される。それ故に、高速に
てピストン５１は上昇し、上昇限にてサーボ弁７５のソ
レノイド７９ＢをＯＦＦにし、中立位置に戻しピストン
５１を停止させる。

大負荷で加工する際には、サーボ弁７５のソレノイド７
９ＡをＯＮにし、電磁切換弁７７を中立のポート位置に
セットして、油圧ポンプ６９を駆動した圧油を大径シリ
ンダ４９の上部圧力室５５内へ供給すると共に、大径シ
リンダ４９の中心軸５９に設けた連通穴６３より小径シ
リンダ５３の圧力室６１へ圧油を供給する。一方、大径
シリンダ４９の下部圧油室５７内の作動油は、管路９
５，９７を通ってタンク６５へ排出される。かつ、大径
シリンダ４９と小径シリンダ５１の加圧力とが相俟っ
て、大加重にてパンチングを行うことができる。

なお、上述した小負荷高速加工と大負荷とで加工する操
作を組合わせて、小負荷高速加工の操作でピストン５１
をストロークの途中まで移行させ、パンチング加工直前
で大負荷加工の操作に切換えることも可能で、その組合
わせは自由である。さらに、符号１０５はピストン５１
の位置を検出するリニアスケールの差動トランスであ
る。

このような油圧系統を備えたパンチプレス機１によるス
トライカ２５の制御方法として、第１図はその機能ブロ
ック図を示す。コントローラ１０７は、サーボ弁７５を
操作するモータのアンプ１０９、サーボ弁７５を経てア
クチュエータ１１１の位置、すなわちピストン５１の位
置（ストローク位置）を制御する制御システムである。

この際、差動トランス１０５で検出されるアクチュエー
タ１１１のストローク位置は、増幅器Ｋ_１を経てアンプ
１０９にフィードバックされ、この制御系を安定させる
と共に、増幅器Ｋ_２を経てゲイン調整装置である本実施
例では可変抵抗器１１３の抵抗値を変化させることによ
り、アンプ１０９のゲインＫａが調整される。

すなわち、油圧シリンダ２３のピストン５１が上昇し、
圧力室５７に圧油が最大に供給される上死点付近では、
油圧シリンダ２３の共振周波数が大きくなるから、可変
抵抗値１１３の抵抗値を大きくし、ゲインＫａを大きく
調整する。また、大径シリンダ４９の上部圧力室５５と
小径シリンダ５３の圧力室６１へ圧油が供給されピスト
ン５１が下降する下死点付近では、油圧シリンダ２３の
共振周波数が小さくなるから、可変抵抗器１１３の抵抗
値を小さくし、ゲインＫａを小さく調整することができ
る。このように、可変抵抗器１１３は、ピストン５１の
上下動位置（アクチュエータ１１１のストローク位置）
に応じて差動トランス１０５が検出され、可変抵抗器１
１３の抵抗値が選定され、油圧シリンダ２３の共振周波
数の大小に応じてアンプ１０９のゲインＫａが調整され
るから、上述のように共振周波数の高いストローク位置
で、より高応答、高速、高精度となり、かつ共振周波数
の低いストローク位置で安定した動作が可能である。

なお、本考案は、上述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行うことにより、その他の態様で実施
し得るもので、例えば本実施例のツーステージピストン
構造の油圧シリンダに限ることなく、ワンステージピス
トン構造の油圧シリンダにも適用可能である。

（考案の効果） 以上のような実施例の説明より理解されるように、本考
案によれば、ストライカを上下動させる油圧シリンダに
よって行うパンチング加工は、前記油圧シリンダのスト
ローク位置の上死点の付近で最大に、下死点の付近で最
小に変化する共振周波数に比例して制御系のゲインを調
整するゲイン調整手段により、共振周波数の高いストロ
ーク位置では、高応答、高速、高精度となり、共振周波
数の低いストローク位置で安定した動作が可能で、しか
もその構成が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の機能ブロック図、第２図は
油圧シリンダ油圧系統説明図、第３図は本考案を実施す
る一実施例のパンチプレス機の平面図である。 １……パンチプレス機 １９……パンチ ２３……油圧シリンダ ４９……大径シリンダ ５３……小径シリンダ ５５……上部圧力室 ５７……下部圧力室 ６１……圧力室 １０５……差動トランス １０９……アンプ １１３……可変抵抗器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ストライカを上下動させる油圧シリンダを
   有するパンチプレス機であって、前記油圧シリンダのス
   トローク位置の上死点の付近で最大に下死点の付近で最
   小に変化する共振周波数に比例して制御系のゲインを調
   整するゲイン調整装置を備えたことを特徴とするパンチ
   プレス機。