JPS606300A

JPS606300A - プレス荷重の制御方法およびその装置

Info

Publication number: JPS606300A
Application number: JP11570983A
Authority: JP
Inventors: Masao Iwasaki; 岩崎　誠夫; Yasuo Hirabayashi; 平林　保雄
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1983-06-27
Filing date: 1983-06-27
Publication date: 1985-01-12

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）本発明はメカニカル複動プレス機械におけるブランクホ
ルダ加圧力（アウタ荷重）の卸御方法およびその装置に
関する。

（従来技術）例えば、深絞り用メカニカル複動プレス機械は、第１図
に示すように、下型１に対してそれぞれ別駆動される上
型（インナ）２とブランクホルダ（アウタラム）３とを
具備しておす、ブランクホルダ乙には、その下死点時に
おけるアウタコンロッド４のたわみ変形によりしわ押え
力が発生するようになっている。しかして、アウタコン
ロッド４のブランクホルダ３への取付部であるアウタコ
ンロッドコネクタ部５には前記しわ押え力を制御しかつ
プレス成形中のオーバーロードを吸収する油圧が供給さ
れており、この油圧を制御するために、従来、第２図に
示すような制御系が用いられていた。

すなわち、前記アウタコンロッドコネクタ部４は、ブラ
ンクホルダ３に穿設されたシリンダ６と、該シリンダ乙
に内装され、前記アウタコンロッド４が取付けられたピ
ストン７とから成っており、そこには油室８が画成され
ている。

一方、油室９ａと空気室？ｂとを有するオーバーロード
プロテクタ９が備えられており、その油室’９ａと前記
アウタコンロッドコネクタ部４の油室８とは和瓦に結ば
れている。そして、前記アウタコンロッドコネクタ部４
の油室８とオーバーロードプロテクタ９の油室９ａとに
は、油圧モータ１０ａ１圧力設定弁ｉｏｂ等を具備する
油圧源１０から所定の油圧が供給され、一方、オーバー
ロードプロテクタ９の空気室９ｂにはレギュレータ弁１
１ａ１アキユムレータ１１ｈ等を具備する空気圧源１１
から所定の空気圧が供給されるようになっている。

これにより、アウタコンロッドコネクタ部５の油室８に
はレギュレータ弁１１ａによって調整された空気圧、す
なわちエアレギュレータ圧にバランスする油圧が供給さ
れることとなり、しかも油室８内油而高さも調整される
こととなって、前記したオーバーロードを吸収し、かつ
しわ押え力を制御する作用が得られるものとなる。

しかしながら、板厚、形状等の異々るワークを加工する
場合、あるいは機種の異なるプレス機械に適用する場合
等には、上記エアレギュレータ圧をその都度調整しなけ
ればならず、しかもその調整は、従来手動で行っていた
ため、高度の技術と多くの作業時間を要するものとなっ
ていた。また圧力バランスを精度良く管理することも困
難となり、さらにエアレギュレータ圧の調整は１気圧以
上でそれ以下を必要する場合には実質対応できないとい
う問題があった。

一方、アウタ荷重（ブランクホルダ３の加圧力）は、第
６図に示すように、アウタラム（ブランクホルダ）６の
追込量に対して、アウタ上死点Ａからアウタ下死点Ｂに
至るまでは急激に増大し、それ以降はしわ押え力を発生
させてはｙ一定値で推移するという特性を有している。

しかして、本来、成形の初期と終期には、アウタ荷重は
可及的に小さいことが望甘しく、これが過大であると、
材料流れが阻害されてワークに割れや面歪が発生し易い
ものとなる。しかしながら、前記した従来のアウタ荷重
の制御手段による場合、成形過程におけるアウタ荷重の
調整は不可能で、したがって前記ワークの割れや面歪発
生を抑えるために、金型の修正を行わなければならない
という面倒か手続を必要としていた。

（発明の目的）本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、成形過程におけ
るアウタ荷重を任意かつ自動的に調整することができ、
もってワークの円滑な加工を促進すると共に、不良品発
生を抑制することができるプレス荷重の制御方法および
その装置を提供することを目的とする。

（発明の構成）そして、この目的は、アウタラムが下死点に達した以降
の成形過程に、インナストロークを連続的に検出し、得
られた信号にもとづいて、アウタコンロッドコネクタ部
の油室内油面高さを、予め設定したアウタ荷重が得られ
る高さになるように、自動的に変化させることを特徴と
するプレス荷重の制御方法およびその装置によって達成
される。

（実施例）以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第４図は本発明にか！るプレヌ荷重の制御装置の系統を
示したものである。なお、第２図に示したものと同一構
成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。第４
図において、２１は本制御装置の中心部を構成するコン
トローラ本体で、例えばマイクロコンピュータが使用さ
れる。コントローラ本体２１には入力ボード２２、出力
ボード２３が付設される他、プリンタ２４、ＣＲＴ２５
、フロッピディヌク２６、指令キーボード２７等の周辺
機器群が付設されている。

２８Ｆｉ制御弁で、アウタコンロッドコネクタ部５の油
室８と前記油圧源１０に対する第２の油圧源２９とを結
ぶ油回路中に介装されている。そして、制御弁２８は増
幅器３０を介して前記コントローラ本体２１と信号系で
結んでおり、該コントローラ本体２１からの指示信号に
もとづいて適宜作動するようになっている。また、前記
油回路中には開閉弁３１とコントローラ本体２１の指示
で作動する寛磁方向切換弁３２とが介装されている。

第２の油圧源２９には、油圧ポンプ６３が設けられる他
、安全対竿としてのリリーフ弁３４、油漏れ防止のため
の逆止弁３５、フィルタ３６等が設けられている。

６７はアウタ３の下死点到達を検出するリミットスイッ
チで、オーバーロードプロテクタ９のピストンロッド９
Ｃに係合して作動するものとなる。なお、リミットスイ
ッチ３７に代え、近接スイッチ、光学スイッチ等信のス
イッチを用いても良い。

一方、アウタコンロッドコネクタ部５の油室８内の油圧
を検出する圧力センサ３８が設けられ、増巾器３９を介
して前記入力ボード２２と信号系で結んでいる。この圧
力センサ３８ハアウタの下死点検出の役割も果たす。ま
た、プレス機械側には、インナストロークセンサ４０、
インナ加圧力センサ４１、型表面温度を検出する温度セ
ンサ４２等が設けられ、それぞれ入力ボード２２と信号
系で結んでいる。

こ＼で、インナヌトロークの検出は、第５図に示すよう
に、プレス機械のロータリーカムユニット４６の駆動軸
４４にロータリエンコーダ４５を取付けて行い、該ロー
タリエンコーダ４５により得た回転角度信号を前記入力
ボード２２に送るようにしている。

またインナ加圧力の検出は、第６図に示すよよシ直接検
出するようにしておシ、得られた信号は増巾器４９を介
して前記入力ボード２２へ送られる。

しかして、上記ロータリーカムユニット４３の駆動軸４
４の回転角度すなわちクランク角度と、インナおよびア
ウタコンロッドとの間には第７図に示すような相関があ
る。すなわち、アウタラムろ（第４図）は、クランク角
度の約８０度〜約２１０度（図中、Ｐ−Ｑ点間）で下死
点状態となり、一方、インチは約１８０度（図中、Ｒ点
）で下死点状態となる。そして、このＰ−Ｑ点間が、前
記したアウタコンロッド４のたわミ変形によるしわ押え
力発生範囲となシ、この間にインナによる成形が行われ
るものとなる。したがって、しわ押え範囲、Ｐ−Ｑ点間
におけるしゎ押え力（アウタ荷重）を制御するにはイン
ナヌ）０−／）（クランク角度）に対応させて適宜設定
圧力を変えるようにすれば良いことと々る。

−例として、本性においては、第８図に示すような制御
パターンを得ている。すなわち、アウタ上死点囚からア
ウタ下死点（Ｂ）に至る間は通常のオーバーロードプロ
テクタ制御範囲り、とし、またアウタ下死点（Ｂ）から
アウタ上死点（Ａ′）に至る間はコントローラ制御範囲
Ｌ２として、曲線Ｓ（点線）で示すごとく、インチ成形
開始（Ｑとインチ成形終了ｐ）付近のアウタ荷重を小さ
くするように設定し、該曲線Ｓに沿ってアウタ荷重を制
御するようＫしている。

作するオーバーロードプロテクタ９を作動させる。そし
て、アウタラム３が下死点（Ｂｌに達すると、圧力セン
サ３８で加圧力上昇を検出してコントローラ２１から電
磁方向切換弁３２にオン信号を指令して作動させ、制御
側５２の回路を開く。

これによりアウタラム３はコントローラ制御範囲Ｌ２に
移される。

この後、インナストロークセンサ４０によす検出された
インナストローク情報がコントローラ本体２１に入力さ
れる。コントローラ本体２１　Ｈ１予めその内部に前記
曲線Ｓ（第８図）で示すごとき設定アウタ荷重を記憶し
ており、インナストロークに応じて所定のアウタ荷重が
得られるように制御弁２８を作動する。すなわち、コン
トローラ本体２１からの指示信号により制御弁２８が動
作すると、アウタコンロッドコネクタ部５の油室８内油
面高さが変化し、これによってアウタコンロッド４のた
わみ量が変動することとなり、アウタ荷重が制御される
。この時、前記油室８内の油圧情報が圧力センサ３８か
らコントローラ本体２１に入力され、最適アウタ荷重を
得るべくフィードバック制御が行われる。

しかして、上記動作によって得られた実際の制御パター
ンは、第８図に曲線Ｔ（実線）で示すごとく、設定アウ
タ荷重である曲線Ｓ（点線）に対して若干変位したもの
となり、これは制御側５２の構成要素の性能で決定され
る。

なお、インナ加圧力センサ４１によるインナ加圧力情報
、温度センサ４２による型表面温度情報、板厚や材質等
の材料諸元情報が随時コントローラ本体２１に入力され
て設定アウタ荷重の適宜補正がなされるようになってい
る。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように本発明はメカニカル複動ブ
レス機械における成形過程のアウタ荷重を任意かつ自動
的に調整し得る方法および装置を具体化したもので、こ
れにより、下記のような効果が得られるようになった。

■　ワークの種類やプレスの機種間によるエアレギュレ
ータ圧の調整が不要となり、その分工数が低減し、かつ
生産性が増大した。

■　しわ押え力の最適制御により、ワークの円滑かつ高
能率な加工が可能になって、製造歩留りが向上した。ま
たこれに付随してワーク材質の低グレード化が可能にな
って、原価が低減した。

【図面の簡単な説明】

第１図はメカニカル複動プレス機械の構造の一例を示す
模式図、第２図は従来のアウタ荷重制御装置の系統図、
第３図は従来のプレス機械のアウタ荷重特性図、第４図
は本発明にか！るプレス荷重の制御装置の系統図、第５
図はインナストローク検出手段を示す模式図、第６図は
インナ加圧力検出手段を示す模式図、第７図はクランク
角度とインナおよびアウタストロークとの関係を示す相
関図、第８図は本発明にか！る制御パターン特性図であ
る。ろ・・・アウタラム、　５・・・アウタコンロッドコネ
クタ部８・・・油室、２１・・・コントローラ本体２８
・・・制御弁、　２９・・・油圧源３２・・・電磁方向
切換弁、　３７・・・スイッチ６８・・・圧力センサ、
４０・・・インナストロークセンサ４１・・・インナ加
圧力センサ、４２・・・温度センサ４３・・・ロータリ
ーカムユニット、４４・・・駆動軸４５・・・ロータリ
エンコーダ特許出願人　トヨタ自動車株式会社代理人　弁理士萼　優美（ほか１名）２７　Ｄクランク絨２８　図手続有ｉ〕二正書１、弱性の表示昭和５８年特許願第１１５７０９号２、発明の名称プレス荷重の制御方法およびその装置３、補正する者事件との関係　特許出願人名称　（３２０）　ｌ−ヨタ自動車株式会社４、代　理
　人住所　東京都千代田区神田駿河台１の６−「婦の友ビル氏名　（６２７１）　萼　侵　美（ほか１名）６、補正
の対象（１）明細書の特許請求の範囲の欄（２）明細書の発明の詳細な説明の欄（３）明細書の図面の簡単な説明の欄７、補正の内容（１）特許請求の範囲を別紙のとおりに補正する。（２）明細書第４頁第１７行「油室８内油面高さ」を「
油室８内圧力」に補正する。（３）明細書第６頁第１７行「油室内油面高さ」を「油
室内圧力」に補正する。（４）明細書第６頁第１８〜１９行「高さになる」を削
除する。（５）明細書第７頁第１５行「２８は制御弁で、」を「
２８は、例えば比例電磁式圧力制御弁、サーボ弁等から
なる制御弁で、」に補正する。（６）明細書第８頁第１行「作動するように」を「作動
してアウタコンロッドコネクタ部５の油室内圧力を制御
するように」に補正する。（７）明細書第８頁第９行〜１４行「３７は・φ・・・
・用いても良い。」を「なお３７はオーバーロードを検
出するリミットスイッチである。」に補正する。（８）明細書第１１頁第１行「示した制御装置により、
」を「示したように、」に補正する。（９）明細書第１１頁第１０行「・・・移される。」の次に「ここで、制御弁２８がアウタラム３の下死点
到達時のピーク荷重に耐えられるなら電磁方向切替弁３
２は加工申開じないものとする。」を挿入する。（１０）明細書第１１頁第２０行「油室８内油面高さ」
を「油室８内圧力」に補正する。（１１）明細書第１３頁第２０行「制御パターン特性図
である。」を「制御パターン特性図の一例である。」に
補正する。（１２）図面中、第８図を添付図面のとおりに補正する
。８、添付書類の目録図面（第８図）　１通（別紙）特許請求の範囲（１）アウタラムが下死点に達した以降の成形過程に、
インナストロークを連続的に検出し、得られた信壮にも
とづいて、アウタコンロッドコネクタ部の油ｒを、予め
社したアウタ荷重が北ｅ　ｈ　６　、Ｌ：　−ｙ　＋＝、自動的に変化
させることを特徴とするプレス荷重の制御方法。（２）インチ加圧力、型表面温度、材料諸元等にもとづ
いて設定アウタ荷重を適宜補正することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のプレス荷重の制御方法。（３）アウタラムの下死点到達を検出するスイッチと、
インナのスＩ・ローフを検出するインナストロークセン
サと、油圧源およびアウタコンロッドコネクタ部の油室
間を結ぶ油回路に設けられた′の加°圧調−０能な制御
弁、電磁方向切喚弁および圧力センサと、前記インナス
トロークセンサおよび圧力センサからの信号にもとづい
てアウタコンロッドコネクタ部のｍを、予め設定したアウタ荷重が色旦起（」う≦、前記制
御弁を作動して変化させるコントローラとを備えたこと
を特徴とするプレス荷重の制御装置。（４）インナストロークセンサがプレス機械のロータリ
ーカムユニットの駆動軸に取付けたロータリエンコーダ
であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のプ
レス荷重の制御装置。（５）インチの加圧力を検出するインナ加圧力センサお
よび型表面温度を検出する温度センサを設けたことを特
徴とする特許請求の範囲第３項記載のプレス荷重の制御
装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　アウタラムが下死点に達した以降の成形過程に
、インナストローク全連続的に検出し、得られた信号に
もとづいて、アウタコンロッドコネクタ部の油室内油面
高さを、予め設置したアウタ荷重が得られる高さになる
ように、自動的に変化させることを特徴とするプレス荷
重の制御方法。
（２）　インナ加圧力、型表面温度、材料諸元等にもと
づいて設定アウタ荷重を適宜補正することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のプレス荷重の制御方法。
（３）　アウタラムの下死点到達を検出するスイッチと
、インナのストロークを検出するインナストロークセン
サと、油圧源およびアウタコンロッドコネクタ部の油室
間を結ぶ油回路に設けられた制御弁、電磁方向切換弁お
よび圧力センサト、前記インナストロークセンサおよび
圧力センサからの信号にもとづいてアウタコンロッドコ
ネクタ部の油室内油面高さを、予め設定したアウタ荷重
が得られる高さになるように、前記制御弁を作動して変
化させるコントローラとを備えたことを特徴とするプレ
ス荷重の制御装置。
（４）　インナストロークセンサがプレス機械のロータ
リーカムユニットの駆動軸に取付けたロータリエンコー
ダであることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
プレス荷重の制御装置。
（５）　インナの加圧力を検出するインナ加圧センサお
よび型表面温度を検出する温度センサを設けたことを特
徴とする特許請求の範囲第３項記載のプレス荷重の制御
装置。