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公開番号2025097733
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023214089
出願日2023-12-19
発明の名称ダイクッション制御装置及び方法並びにダイクッション装置
出願人アイダエンジニアリング株式会社
代理人個人,個人
主分類B21D 24/02 20060101AFI20250624BHJP(本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き)
要約【課題】クッションピンの異常動作を抑制することができるダイクッション制御装置及び方法並びにダイクッション装置を提供する。
【解決手段】ダイクッション制御装置のプロセッサに含まれる圧縮ばねモデル100は、油圧シリンダ12を圧縮ばねと仮定した場合の圧縮ばねの荷重特性曲線を参照し、圧縮ばねのばね定数とたわみ量に応じたクッション荷重指令を生成し、生成したクッション荷重指令と実際のクッション荷重との偏差に基づいて制御指令を生成する。この制御指令に応じて駆動モータ50及び油圧モータ60を駆動し、油圧シリンダ12によりクッションピン14に上向き荷重を発生させる。これにより、プレスダイハイトの設定ミス等によりクッションピン14が上昇しても、クッション荷重指令が圧縮ばねのたわみ量にしたがって減少し、クッションピン14の異常な突き上げ動作が抑制される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
クッション荷重を発生するクッション荷重発生部材を支持する液圧シリンダと、駆動モータ及び該駆動モータにより駆動される液圧ポンプを含み、前記液圧シリンダを駆動する液圧シリンダ駆動装置と、プレス機械のクランク角度又はプレススライドの位置に応じてそれぞれクッション目標位置指令及びクッション目標荷重指令を出力するクッション目標位置指令器及びクッション目標荷重指令器と、前記クッション荷重発生部材の位置をクッション位置として検出する位置センサと、前記液圧シリンダの下室の圧力を検出する圧力センサと、を備えたダイクッション装置のダイクッション制御装置において、
前記ダイクッション制御装置は、プロセッサと、入力する制御指令に応じて前記駆動モータを制御する制御器と、を備え、
前記プロセッサは、
前記液圧シリンダを圧縮ばねモデルと仮定した場合に、前記クッション荷重発生部材の上向き荷重が予め設定した設定荷重になるときの前記圧縮ばねのたわみ長を目標たわみ長として取得し、
前記クッション目標荷重指令、前記目標たわみ長、前記クッション目標位置指令、及び前記クッション位置に基づいてクッション荷重指令、又は前記クッション荷重指令をシリンダ面積により換算した圧力指令を生成し、
前記クッション荷重指令と前記圧力センサが検出した圧力から換算したクッション荷重との第２偏差、又は前記圧力指令と前記圧力センサが検出した圧力との第２偏差に基づいて前記制御指令を生成する、
ダイクッション制御装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記プロセッサは、前記クッション目標位置指令、前記目標たわみ長、及び前記クッション位置に基づいて前記圧縮ばねのたわみ長を算出し、算出した前記たわみ長と前記目標たわみ長、及び前記クッション目標位置指令に基づいて前記クッション荷重指令を、次式、
クッション荷重指令＝（クッション目標荷重指令／目標たわみ長）×たわみ長
により算出する、
請求項１に記載のダイクッション制御装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、
前記クッション目標位置指令と前記クッション位置とに基づいてクッション位置指令を生成し、
前記クッション位置指令と前記クッション位置との第１偏差に基づいて前記制御指令を生成する、
請求項１に記載のダイクッション制御装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記クッション荷重指令又は前記圧力指令がゼロ又は設定された所定値以下の場合に前記クッション目標位置指令を前記クッション位置指令として生成し、前記クッション荷重指令又は前記圧力指令が、ゼロ又は前記所定値を超える場合に前記クッション位置を前記クッション位置指令として生成する、
請求項３に記載のダイクッション制御装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記第１偏差に基づいて前記クッション荷重発生部材の位置を前記クッション位置指令に対応するクッション位置に到達させるために必要な前記液圧シリンダの上室又は下室に供給する作動液の第１供給量と、前記第２偏差に基づいて前記クッション荷重発生部材の上向き荷重を前記クッション荷重指令に対応するクッション荷重にするために必要な前記液圧シリンダの下室に供給する作動液の第２供給量と、を算出し、
前記第１供給量と前記第２供給量と前記液圧ポンプの１回転あたりの作動液の吐出量とに基づいて前記駆動モータの回転角度を算出し、前記回転角度に基づいて前記制御指令を生成する、
請求項４に記載のダイクッション制御装置。
【請求項６】
前記プロセッサは、
前記第１偏差に基づいて第１速度指令を生成するクッション位置制御部と、
前記第２偏差に基づいて第２速度指令を生成するクッション位置制御部又は圧力制御部を含み、
前記第１速度指令と前記第２速度指令とを加算して前記制御指令を生成する、
請求項３から５のいずれか１項に記載のダイクッション制御装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、
前記クッション目標位置指令と前記目標たわみ長とを加算したクッション自由位置指令を生成し、
前記クッション自由位置指令に基づいて第３速度指令を生成し、
前記第１速度指令と前記第２速度指令と前記第３速度指令とを加算して前記制御指令を生成する、
請求項６に記載のダイクッション制御装置。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記クッション自由位置指令を時間微分して単位時間あたりの前記液圧シリンダの変位量を求め、単位時間あたりの前記変位量を前記駆動モータの速度に変換して前記第３速度指令を生成する、
請求項７に記載のダイクッション制御装置。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記第１偏差の算出に使用する前記クッション位置指令、及び前記第２偏差の算出に使用する前記クッション荷重指令又は前記圧力指令を遅延させる遅延部を含む、
請求項７に記載のダイクッション制御装置。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記液圧シリンダを含む液圧回路の流路体積情報、作動液の体積弾性係数、及び前記液圧シリンダのシリンダ径を含む液圧回路パラメータと前記設定荷重とに基づいて前記目標たわみ長を算出する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のダイクッション制御装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はダイクッション制御装置及び方法並びにダイクッション装置に係り、特にクッションピンの突き上げを防止する技術に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ダイクッション装置は、クッションピンに上方向の圧力を発生させ、被加工材の絞り加工中にしわ押さえ用の反力を発生させる装置である。
【０００３】
ダイクッション装置は、プレス機械のプレススライドに固定された上金型の下面の高さが、下金型に配置された被加工材より高い状態では被加工材を支えるために、クッションピンの位置を所定の位置に保持し、上金型の下面の高さが下金型の上面に配置された被加工材以下となったらクッションピンに絞り加工の反力を発生させ、被加工材の周囲を抑える役割を担う。
【０００４】
一般に、クッションピンの位置を保持する位置制御からクッションピンに絞り加工の反力を発生させる圧力制御への切替えは、プレススライド（上金型の下面）の高さに合わせて切り替える方式が使用されている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９－２７９６２０号公報
特許第６２４０３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２に記載のように位置制御と圧力制御とを切り替える方式では、上金型と被加工材とが接触するタイミングと、ダイクッション装置の制御状態が位置制御から圧力制御に切り替わるタイミングとが一致しない場合に、以下に示す不具合を招く。
【０００７】
例えば、上金型が被加工材に接触する前に圧力制御に切り替わってしまうと、クッションピンは、機械的に拘束されるまで上昇し続けてしまい、被加工材を損傷させ、あるいは金型を破損するおそれがある。
【０００８】
切り替えるタイミングが一致しない要因としては、プレスダイハイトの設定ミス、上下金型の厚み誤差、被加工材の厚み変動等が挙げられる。これらの誤操作や誤設定により発生した異常動作をコントローラ側が何らかの方法で検出し、クッションピンに加える位置保持力や圧力を遮断したとしても慣性力や残圧によりクッションピンの異常動作を完全に抑制する事は出来ない。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、クッションピンの異常動作を抑制することができるダイクッション制御装置及び方法並びにダイクッション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために第１態様に係る発明は、クッション荷重を発生するクッション荷重発生部材を支持する液圧シリンダと、駆動モータ及び該駆動モータにより駆動される液圧ポンプを含み、前記液圧シリンダを駆動する液圧シリンダ駆動装置と、プレス機械のクランク角度又はプレススライドの位置に応じてそれぞれクッション目標位置指令及びクッション目標荷重指令を出力するクッション目標位置指令器及びクッション目標荷重指令器と、前記クッション荷重発生部材の位置を検出する位置センサと、前記液圧シリンダの下室の圧力を検出する圧力センサと、を備えたダイクッション装置のダイクッション制御装置において、前記ダイクッション制御装置は、プロセッサと、入力する制御指令に応じて前記駆動モータを制御する制御器と、を備え、前記プロセッサは、前記液圧シリンダを圧縮ばねモデルと仮定した場合に、前記クッション荷重発生部材の上向き荷重が予め設定した設定荷重になるときの前記圧縮ばねのたわみ長を目標たわみ長として取得し、前記クッション目標荷重指令、前記目標たわみ長、前記クッション目標位置指令、及び前記位置センサにより検出された前記クッション荷重発生部材の位置であるクッション位置に基づいてクッション荷重指令、又は前記クッション荷重指令をシリンダ面積により換算した圧力指令を生成し、前記クッション荷重指令と前記圧力センサが検出した圧力から換算したクッション荷重との第２偏差、又は前記圧力指令と前記圧力センサが検出した圧力との第２偏差に基づいて前記制御指令を生成する、ダイクッション制御装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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