DE102005026100B4

DE102005026100B4 - Ziehkissenvorrichtung

Info

Publication number: DE102005026100B4
Application number: DE102005026100.0A
Authority: DE
Inventors: Baba Kiyokazu
Original assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2020-04-16
Anticipated expiration: 2025-06-02
Also published as: JP4722558B2; DE102005026100A1; US20050262915A1; JP2006015407A; US7401488B2

Abstract

Ziehkissenvorrichtung mit einem Kissenblock (11), einem Servomotor (16) als Antrieb, um den Kissenblock (11) anzuheben oder abzusenken, während eine nach oben gerichtete, antreibende Kraft angewendet wird, und mit einem Tragmittel (20), um eine Kraft des Servomotors (16) auf den Kissenblock (11) zu übertragen und um den Kissenblock (11) von unten zu tragen, umfassend:eine Hydraulikkammer (19), die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist und zwischen dem Kissenblock (11) und dem Tragmittel (20) und auf einer koaxialen Mitte des Tragmittels (20) angeordnet ist,einen Druckmesser (28), um einen Druck der Flüssigkeit in der Hydraulikkammer zu messen, undein Steuerungsmittel (30) zur Druck-Rückführungssteuerung des Servomotors (16) unter Verwendung der von dem Druckmesser (28) ermittelten Druckwerte, um die auf den Kissenblock (11) aufgebrachte Kraft so zu steuern, dass die gemessenen Druckwerte einem in dem Steuerungsmittel (30) voreingestellten Druckverlauf folgen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ziehkissenvorrichtung, die angetrieben wird, um einen Kissenblock anzuheben oder abzusenken, während eine nach oben gerichtete, antreibende Kraft ausgeübt wird, und bezieht sich insbesondere auf eine Ziehkissenvorrichtung, die einen Stoß abmildert, der in einer Presse erzeugt wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Ziehkissenvorrichtung (in dieser Schrift folgend lediglich als „Ziehkissen“ bezeichnet) ist zum Bördelpressen bei einem Ziehwerkstück in einer Presse vorgesehen. Ein herkömmliches Ziehkissen erzeugt einen Kissendruck, während es angetrieben wird, um einen Kissenblock mittels eines Hydraulikdruckes oder Druckluft anzuheben oder abzusenken. Um zu verhindern, daß ein Werkstück durch Erhöhen der Bearbeitungsleistung des Ziehkissens beschädigt oder übermäßig beansprucht wird, ist es notwendig, den Kissendruck des Ziehkissens mit hoher Genauigkeit zu steuern, und es ist insbesondere notwendig, den Kissendruck beim Absenkvorgang des Kissenblocks mit hoher Genauigkeit zu steuern.
Ein Ziehkissen, das nur Druckluft verwendet, kann den Kissendruck beim Betrieb des Kissenblocks nicht mit hoher Genauigkeit steuern. Ein Ziehkissen, das Hydraulikdruck verwendet, kann den Kissendruck mit einer hohen Genauigkeit beim Betrieb des Kissenblocks durch eine Steuerung eines Hydraulikdruckes steuern. Jedoch ist der Aufbau einer Hydraulikvorrichtung kompliziert und es besteht eine Schwierigkeit dahingehend, daß sie eine intensive Wartung und Behandlung bedarf. Dementsprechend wurde in neuerer Zeit ein Ziehkissen mit einem elektrischen Servomotor bekannt, der einen einfachen Aufbau aufweist und der keiner ständigen Wartung und Behandlung bedarf.
Wenn ein Schlitten abgesenkt wird, so daß im Fall einer Pressbearbeitung ein oberes Gesenk in Kontakt mit einem Werkstück kommt, wird ein Zustand erreicht, bei dem der Schlitten mit hohem Gewicht auf den Kissenblock stößt. Da momentan eine hohe Last an dem Kissenblock anliegt, kommt es zu einem starken Stoß in der Presse.
11 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einer Last, die an dem Kissenblock wirkt, und der Zeit bei einer herkömmlichen Vorrichtung zeigt. Hier ist eine Laständerung gezeigt, nachdem das obere Gesenk in Kontakt mit dem Werkstück gekommen ist. Aus 11 wird verständlich, daß, wenn das obere Gesenk das Werkstück berührt, ein überschießender Wert erzeugt wird, der einen normalen Wert weit überschreitet.
Um einen solchen Stoß abzumildern, wird der Kissenblock synchron zu dem Absenkvorgang des Schlittens abgesenkt, um den Kissenblock abzusenken, so daß eine Relativgeschwindigkeit der oberen Gesenkfläche (Schlitten) zu der Werkstückfläche (Kissenblock) auf gesteuerte Weise verringert wird, so daß eine sogenannte vorausgehende Beschleunigung ausgeführt wird.
Ein solches Ziehkissen ist zum Beispiel aus DE 41 00 716 A1 bekannt. Dabei wird eine Spindel zum Anheben und Absenken des Kissenblocks über einen Motor rotorisch angetrieben und unabhängig davon der Druck in dem Druckzylinder über eine Druckregelung geregelt. Ein ähnliches Ziehkissen ist auch aus DE 43 24 963 A1 bekannt.
Die DE 39 15 263 C2 beschreibt eine Spindelpresse, bei der im Kraftfluss ein mit Hydraulikflüssigkeit gefüllter Druckraum vorgesehen ist.
Wenn ständig ein starker Stoß auftritt, tritt ein Problem dahingehend auf, daß der Verschleiß des Gesenks beschleunigt wird, wodurch ein Anstieg der Kosten hervorgerufen wird. Wenn der Stoß stark ist, wird ein starkes Stoßgeräusch erzeugt und es tritt zusätzlich ein Geräuschproblem auf. Um diese Probleme zu vermeiden, ist es wünschenswert, den Stoß so stark wie möglich zu verringern. Daher ist eine Erfindung nicht nur auf einem Gebiet der Steuerung zweckmäßig, sondern auch bei einem Aufbau des Ziehkissens.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieser Fakten gemacht und stellt ein Ziehkissen mit einem Aufbau bereit, der einen Stoß abmildern kann, der in einer Presse erzeugt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Probleme aus dem Stand der Technik werden durch eine Ziehkissenvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Der Kissenblock wird von unten von einer Stange (Trageinheit) getragen. Diese Stange ist mit dem Servomotor gekoppelt. Ein Drehbetrieb einer Drehwelle des Servomotors wird in ein Anheben oder Absenken mittels einer Kugelumlaufspindel, usw., umgewandelt und an die Stange übertragen. Auf diese Weise bringt der Servomotor die nach oben gerichtete, antreibende Kraft auf den Kissenblock auf und treibt den Kissenblock an, um ihn anzuheben oder abzusenken.
Ein Zylinder ist in einem unteren Abschnitt des Kissenblockes gebildet, und ein Kolben, der mit einem oberen Ende der Stange gekoppelt ist, ist verschieblich in dem Zylinder aufgenommen. Eine Öldruckkammer (Hydraulikkammer) ist durch eine innere Wandoberfläche des Zylinders und eine Wandoberfläche des Kolbens gebildet. Die axiale Mitte dieser Öldruckkammer ist dieselbe wie die koaxiale Mitte der Stange. Das Drucköl wird als Flüssigkeit in die Öldruckkammer gefüllt, um den Stoß abzumildern.
Das Drucköl, das in die Öldruckkammer gefüllt ist, absorbiert eine Kraft, die momentan an dem Kissenblock wirkt. Damit wird eine momentane Last, die durch den Kissenblock von dem Schlitten aufgenommen wird, abgemildert, wenn das obere Gesenk das Werkstück berührt. Auf diese Weise wird der Stoß, der in der Presse erzeugt wird, abgemildert.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ferner eine Ablasseinheit, um die Flüssigkeit von dem Hydraulikdruck abzulassen, wenn die Flüssigkeit einen vorbestimmten oder höheren Druck erreicht.
Ein Druckölanschluß der Öldruckkammer steht in Verbindung mit einem Anschluß eines Regelventils (Ablasseinheit). Der andere Anschluß des Regelventils steht in Verbindung mit einem Tank. Wenn der Öldruck einen vorbestimmten oder höheren Druck erreicht, wird das Regelventil geöffnet und das Drucköl in den Tank abgelassen. Dann wird die Presse angehalten.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ferner einen Druckmesser, um einen Druck der Flüssigkeit zu messen, und eine Steuerungseinheit, um einen Betrieb des Servomotors zu steuern, wobei ein von dem Druckmesser gemessener Wert verwendet wird.
Der Öldruck der Öldruckkammer wird von dem Druckmesser gemessen. Der von dem Druckmesser gemessene Wert wird an eine Blocksteuerung (Steuereinheit) ausgegeben. Ein Kissendruck des Kissenblocks wird zuvor in der Blocksteuerung festgelegt. Die Rückmeldung der Blocksteuerung steuert einen Betrieb des Servomotors durch Verwendung dieses festgelegten Kissendruckes und des eingegebenen gemessenen Wertes des Druckmessers.
Entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung wird der Stoß, der in der Presse erzeugt wird, abgemildert, weil die momentane Last, die an dem Kissenblock wirkt, durch das Drucköl absorbiert und abgemildert wird. Dadurch kann die Abnutzung des Gesenks verringert und ein Kostenanstieg vermieden werden. Ferner kann ein Stoßgeräusch verringert und ein Geräuschproblem vermieden werden.
Entsprechend der zweiten Ausführungsform der Erfindung kann ein Schaden des Ziehkissens aufgrund einer Überlast verhindert werden, wenn der Öldruck einen vorbestimmten oder höheren Druck erreicht, weil das Drucköl aus der Öldruckkammer abgelassen und die Presse angehalten wird.
Entsprechend der dritten Ausführungsform der Erfindung kann der Kissendruck des Kissenblocks mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, da eine Druckrückführungssteuerung erfolgt, wobei der Öldruck verwendet wird, der durch die Belastung des Kissenblocks erzeugt wird. Dadurch kann die Bearbeitungsleistung der Presse verbessert werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Presse zeigt;
2 ist eine schematische Ansicht eines Ziehkissens entsprechend einer ersten Ausführungsform;
3 ist eine Draufsicht des Ziehkissens entsprechend der ersten Ausführungsform;
4 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einer Last, die an dem Kissenblock wirkt, und der Zeit bei dieser Ausführungsform zeigt;
5 ist eine schematische Ansicht eines Ziehkissens entsprechend einer zweiten Ausführungsform;
6 ist ein Öldruckschaltungsdiagramm entsprechend der zweiten Ausführungsform;
7 ist ein Öldruckschaltungsdiagramm entsprechend einer Variante der zweiten Ausführungsform;
8 ist ein Öldruckschaltungsdiagramm entsprechend einer weiteren Variante der zweiten Ausführungsform;
9 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Rückführungssteuerung, die in der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird;
10 ist eine Ansicht, die einen Betrieb des Schlittens und des Ziehkissenblocks zeigt; und
11 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einer Last, die auf den Kissenblock wirkt, und der Zeit bei einer herkömmlichen Vorrichtung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden detailliert unter Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Presse entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
In der Presse ist ein Schlitten 2 in einem oberen Abschnitt und eine Grundplatte 8 in einem unteren Abschnitt angeordnet, wobei sich die beiden gegenüberliegen. Auf den Schlitten 2 wirkt eine Kraft von einem oberen Schlittenantriebsmechanismus 1, der den Schlitten anhebt oder absenkt. Ein oberes Gesenk 3a ist in dem unteren Teil des Schlittens 2 angeordnet. Demgegenüber ist die Grundplatte 8 an einem oberen Abschnitt eines Tisches 9 befestigt, und eine untere Form 3b ist an einem oberen Abschnitt der Grundplatte 8 angeordnet. Eine Vielzahl von Löchern, die entlang einer vertikalen Richtung verlaufen, ist in der Grundplatte 8 vorgesehen, und die untere Form 3b und Kissenzapfen 7 sind jeweils in diese Löcher eingesetzt. Ein oberes Ende des Kissenzapfens 7 berührt einen unteren Abschnitt eines Niederhalters 5, der in einem Vertiefungsabschnitt der unteren Form 3b vorgesehen ist, und ein unteres Ende des Kissenzapfens 7 berührt den Kissenblock 11 des Ziehkissens 10, das in dem Tisch 9 vorgesehen ist. Ein Träger 6 ist zwischen den inneren Wandoberflächen des Tisches 9 vorgesehen, und das Ziehkissen 10 wird von dem Träger 6 getragen.
Ausführungsform 1
2 ist eine schematische Ansicht des Ziehkissens entsprechend der ersten Ausführungsform. 3 ist eine Draufsicht des Ziehkissens entsprechend der ersten Ausführungsform.
In dem Ziehkissen 10 ist der Kissenblock 11 mit einer Drehwelle des Servomotors 16 durch einen Zylinder 17, einen Kolben 18, eine Stange 20, eine Kugelumlaufspindel 12, eine große Riemenscheibe 13, einen Riemen 14 und eine kleine Riemenscheibe 15 gekoppelt. Eine Kraft kann zwischen dem Kissenblock 11 und dem Servomotor 16 übertragen werden.
Der Zylinder 17, der eine nach unten gerichtete Öffnung aufweist, ist in dem unteren Abschnitt des Kissenblocks 11 gebildet, und der Kolben 18 ist verschieblich in dem Zylinder 17 aufgenommen. Eine auf einen Boden, d. h. nach oben, gerichtete Vertiefung ist in dem Zylinder 17 vorgesehen, und ein Vorsprung ist an einem oberen Abschnitt des Kolbens 18 vorgesehen. Der Kolben 18 ist in den Zylinder 17 aufgenommen. Wenn der Vorsprung des Kolbens 18 mit der Vertiefung des Zylinders 17 zusammenwirkt, wird eine ringförmige Öldruckkammer 19 durch die innere Wandoberfläche des Zylinders 17 und die Wandoberfläche des Kolbens 18 gebildet. Die koaxiale Mitte dieser Öldruckkammer 19 ist identisch mit den koaxialen Mitten der Stange 20 und der Kugelumlaufspindel 12. Das Drucköl zum Abmildern des Stoßes wird in die Öldruckkammer 19 gefüllt. Die Öldruckkammer 19 entsprechend dieser Ausführungsform ist abgedichtet, jedoch kann sie so ausgelegt sein, daß sie einen Druckölanschluß (nicht dargestellt) aufweist, so daß das Zuführen und Ablassen des Drucköls frei durchgeführt werden kann.
Ein unteres Ende des Kolbens 18 berührt ein oberes Ende der Stange 20. Eine sphärische Kontaktoberfläche 20a ist auf einem oberen Ende der Stange 20 gebildet. Ein stabähnliches Element wie die Stange 20 kann einer axialen Kraft gut widerstehen, die an einem Endabschnitt wirkt, kann jedoch einem Biegemoment nur wenig entgegenwirken. Wenn das obere Ende der Stange 20 eine sphärische Form aufweist, wirkt nur die axiale Kraft auf die Stange 20 als Ganzes, selbst wenn der Kissenblock 11 geneigt ist. Ein Schaden an der Stange 20 aufgrund einer schrägen Belastung kann durch einen solchen Aufbau verhindert werden.
Das untere Ende der Stange 20 ist mit dem oberen Ende eines Gewindeabschnittes 12b der Kugelumlaufspindel 12 verbunden. Der Gewindeabschnitt 12b der Kugelumlaufspindel 12 wirkt mit einem Mutterabschnitt 12a zusammen. Das untere Ende des Mutterabschnitts 12a ist mit dem oberen Ende der großen Riemenscheibe 13 verbunden und an dem Träger 6 durch ein Lager oder ähnliches gehalten. Der Riemen 14 ist um die große Riemenscheibe 13 und die kleine Riemenscheibe 14 gelegt, und eine Kraft kann zwischen ihnen übertragen werden.
Ein Servomotor 16 (Drehausführung) weist eine Drehwelle auf, die durch Anlegen eines Stromes vorwärts oder rückwärts gedreht wird. Wenn der Strom an dem Servomotor 16 anliegt und die Drehwelle gedreht wird, werden die kleine Riemenscheibe 15 und die große Riemenscheibe 13 so betätigt, daß sie sich drehen. Da die große Riemenscheibe 13 und der Mutterabschnitt 12a fest verbunden sind, dreht sich der Mutterabschnitt 12a, wenn sich die große Riemenscheibe 13 dreht. Wenn sich der Mutterabschnitt 12a dreht, bewegt sich der Gewindeabschnitt 12b linear entlang einer vertikalen Richtung, d. h. entlang einer Hebe- oder Absenkrichtung, entlang des Mutterabschnittes 12a. Der Kissenblock 11 wird so betätigt, daß er zusammen mit dem Gewindeabschnitt 12b, der Stange 20, dem Kolben 18, der Öldruckkammer 19 und dem Zylinder 17 angehoben oder abgesenkt wird. Die antreibende Kraft, die an dem Kissenblock 11 wirkt, d. h. der Kissendruck, der an dem Kissenblock 11 erzeugt wird, wird durch die Stromsteuerung für den Servomotor 16 gesteuert.
Wie in 3 gezeigt, sind eine oder mehrere Führungen 21 zwischen den Seitenflächen des Kissenblocks 11 und den inneren Wandoberflächen des Tisches 9, gegenüber den jeweiligen Seitenflächen des Kissenblocks 11, vorgesehen. Die Führungen 21 weisen ein Paar von inneren Führungen 21a und äußeren Führungen 21b auf, die miteinander in Wechselwirkung stehen, wobei die inneren Führungen 21a auf den Seitenflächen des Kissenblocks 11 vorgesehen sind und die äußeren Führungen 21b auf den inneren Wandoberflächen des Tisches 9 vorgesehen sind. Die Führungen 21 führen den Kissenblock 11 entlang der Hebe- oder Absenkrichtung.
4 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen einer Last, die an dem Kissenblock wirkt, und der Zeit bei dieser Ausführungsform zeigt.
Wenn 4 mit 11 verglichen wird, wird verständlich, daß eine Höhe des überschießenden Wertes der Last, die an dem Kissenblock 11 dieser Ausführungsform wirkt, kleiner als die bei der herkömmlichen Vorrichtung ist. Das Drucköl, das in die Öldruckkammer 19 gefüllt ist, absorbiert eine Kraft, die momentan an dem Kissenblock 11 wirkt. Daher wird, wie in 4 gezeigt, die momentane Last, die von dem Schlitten 2 durch den Kissenblock 11 aufgenommen wird, wenn das obere Gesenk das Werkstück berührt, abgemildert. Auf diese Weise wird der Stoß, der in der Presse erzeugt wird, abgemildert.
Entsprechend der ersten Ausführungsform wird der Stoß, der in Presse erzeugt wird, abgemildert, weil die momentane Last, die auf den Kissenblock wirkt, von dem Drucköl absorbiert und abgemildert wird. Dadurch kann der Verschleiß der Form verringert werden und ein Kostenanstieg vermieden werden. Ferner kann das Stoßgeräusch verringert und ein Geräuschproblem vermieden werden.
Ausführungsform 2
In der ersten Ausführungsform kann die Öldruckschaltung, die in 6 gezeigt ist, mit der Öldruckkammer 19 verbunden sein. Deren Ausführungsform wird als eine zweite Ausführungsform beschrieben.
5 ist eine schematische Ansicht eines Ziehkissens entsprechend der zweiten Ausführungsform. 6 ist ein Öldruckschaltungsdiagramm entsprechend der zweiten Ausführungsform.
Ein Druckölablaßanschluß einer Öldruckpumpe 25 steht über ein Rückschlagventil 51 und eine Leitung 27 in Verbindung mit einem Druckölanschluß einer Öldruckkammer 19. Eine Abzweigleitung ist mit einer Leitung zwischen der Öldruckpumpe 25 und dem Rückschlagventil 51 verbunden, und diese Abzweigleitung steht in Verbindung mit einem Sicherheitsventil 52. Ferner steht das Sicherheitsventil 52 mit dem Tank 26 in Verbindung. Das Drucköl, das von der Öldruckpumpe 25 abgelassen wird, wird auf einen vorbestimmten Druck gebracht und das verbleibende Drucköl wird zurück in den Tank 26 gegeben. Gleichzeitig ist vorgesehen, daß eine Druckänderung in der Öldruckkammer 19 durch das Rückschlagventil 51 keinen direkten Einfluß auf die Öldruckpumpe 25 hat.
Eine Abzweigleitung ist mit der Leitung 27 verbunden, und diese Abzweigleitung steht in Verbindung mit einem Sicherheitsventil 53. Das Sicherheitsventil 53 steht ebenso in Verbindung mit dem Tank 26. In dem Sicherheitsventil 53 wird der maximale Öldruck zum Verhindem der Überlast als ein Entlastungsdruck festgelegt. Wenn der Öldruck in der Öldruckkammer 19 den maximalen Öldruck erreicht, öffnet das Sicherheitsventil 53 und das Drucköl in der Leitung 27 wird durch das Sicherheitsventil 53 zurück in den Tank 26 geleitet. Daraufhin fällt der Öldruck in der Öldruckkammer 19. Wenn der von einem Druckmesser 28 gemessene Wert einen vorbestimmten oder kleineren Druck erreicht, führt eine Steuereinrichtung, nicht dargestellt, einen Nothalt der Presse aus. Daher wird das Drucköl aus der Leitung 27 abgelassen, wodurch eine Überlastung vermieden wird.
Der Druckmesser 28 ist in der Leitung 27 vorgesehen. Der Druck der Öldruckkammer 19, der einer Last entspricht, die an dem Kissenblock 11 erzeugt wird, wird von dem Druckmesser 28 gemessen. Der von dem Druckmesser 28 gemessene Wert wird an eine Blocksteuerung 30 ausgegeben. Eine Rückführungssteuerung, die in einem Steuerungsblockdiagramm der 9 gezeigt ist, wird ausgeführt. Die Details der Rückfuhrungssteuerung werden später beschrieben.
7 ist ein Öldruckschaltungsdiagramm entsprechend einer Variante der zweiten Ausführungsform.
Wie in 7 dargestellt, kann ein Wegeventil 54 anstelle des Sicherheitsventils 53 der 6 vorgesehen sein. Normalerweise drückt das Wegeventil 54 einen Kolben, einen Teller usw., der in diesem selbst vorgesehen ist, durch eine Federkraft, um die Leitung 27 und den Tank 26 abzusperren. Wenn der von dem Druckmesser 28 gemessene Wert einen vorbestimmten Druck überschreitet, besteht die Möglichkeit der Überlastung. Der von dem Druckmesser 28 gemessene Wert wird an eine Drucksteuerung 29 ausgegeben. Wenn der gemessene Wert den vorbestimmten Druck überschreitet, gibt die Drucksteuerung 29 ein Entlastungssignal an das Wegeventil 54 aus. Das Wegeventil 54, dem das Entlastungssignal zugeführt wird, regt eine Spule an, die in diesem selbst vorgesehen ist. Wenn eine Vortriebskraft, die von einer Magnetkraft hervorgerufen wird, eine Druckkraft, die durch die Federkraft hervorgerufen wird, überschreitet, wird der Kolben, der Teller usw. bewegt. Auf diese Weise wird das Wegeventil 54 umgeschaltet und die Leitung 27 steht in Verbindung mit dem Tank 26. Folgend wird das Drucköl in der Leitung 27 durch das Wegeventil 54 zurück in den Tank 26 geleitet. Die Drucksteuerung 28 gibt ein Nothaltsignal zusammen mit dem Entlastungssignal an die Steuerung der Presse, nicht dargestellt, aus. Der Nothalt der Steuerung hält die Presse als Reaktion auf die Eingabe des Nothaltsignals an. Auf diese Weise wird die Überlast vermieden.
8 ist ein Öldruckschaltungsdiagramm entsprechend einer weiteren Variante der zweiten Ausführungsform.
Wie in 8 gezeigt ist, kann ein Schutzventil 55 anstelle des Entlastungsventils 53 der 6 vorgesehen sein. Das Schutzventil 55 umfaßt eine Ölkammer 55a mit kleinem Durchmesser und eine Luftkammer 55b mit großem Durchmesser und umfaßt ferner einen Kolben 55c, der aus einem Kolben mit kleinem Durchmesser, der in der Ölkammer 55a verschieblich ist, und einem Kolben mit großem Durchmesser, der in der Luftkammer 55b verschieblich ist, besteht.
Die Leitung 27 steht in Verbindung mit der Ölkammer 55a. Die Luftkammer 55b steht über ein Wegeventil 56, ein Rückschlagventil 57 und einen Druckregler 58 in Verbindung mit einer Druckluftquelle 59. Ein Öldruckanschluß ist an der Seitenfläche der Ölkammer 55a vorgesehen. Der Öldruckanschluß steht in Verbindung mit dem Tank 26.
Wenn der Öldruck in der Leitung 27 der maximale Öldruck zum Verhindern der Überlast ist, wird der Luftdruck in der Luftkammer 55b durch den Druckregler 58 so eingestellt, daß der Kolben 55c ausbalanciert wird. Das heißt, wenn der Öldruck in der Leitung 27 den maximalen oder einen höheren Öldruck erreicht, bewegt sich der Kolben 55c auf die Seite der Luftkammer 55b. Die Leitung 27 steht mit dem Tank 26 durch die Bewegung des Kolbens 55c in Verbindung. Folgend wird das Drucköl in der Leitung 27 durch das Schutzventil 55 zurück in den Tank 26 geleitet. Wenn der Kolben 55c auf die Seite der Luftkammer 55b bewegt wird, erfaßt ein Näherungsschalter die Bewegung des Kolbens 55c und gibt ein Nothaltsignal an die Steuerung der Presse, nicht dargestellt, aus. Der Nothalt der Steuerung hält die Presse als Reaktion auf die Eingabe des Nothaltsignals an. Auf diese Weise wird die Überlast vermieden.
Normalerweise drückt das Wegeventil 56 den Kolben, den Teller usw., der in diesem selbst vorgesehen ist, durch eine Federkraft, um den Tank 26 in eine Verbindung mit der Leitung 27 zu bringen. Wenn ein Solenoid in dem Wegeventil 56 angeregt wird, wird durch die Magnetkraft eine Vortriebskraft an dem Kolben, dem Teller usw. erzeugt. Wenn die Vortriebskraft durch die Magnetkraft die Druckkraft durch die Federkraft überschreitet, bewegt sich der Kolben, der Teller usw.. Auf diese Weise wird das Wegeventil 56 umgeschaltet und die Luft in der Luftkammer 55b durch einen Schalldämpfer 60 an die Atmosphäre abgelassen. Folgend wird das Öl in der Ölkammer 19 zurück in den Tank 26 geleitet. Somit wird die Betätigung des Wegeventils 56 hauptsächlich während einer Wartungszeit ausgeführt.
Als nächstes wird die Rückführungssteuerung des Ziehkissens beschrieben.
9 ist ein Steuerungsblockdiagramm der Rückführungssteuerung, die in der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
Verschiedene Arten von Messeinrichtungen sind in dem Ziehkissen 10 vorgesehen. Ein Linearmaßstab 22 mit einer Hebe- oder Absenkrichtung als eine Messrichtung ist zwischen dem Kissenblock 11 und dem Tisch 9 vorgesehen. Ein Skalenabschnitt des Linearmaßstabes 22 ist auf einer inneren Wandoberfläche des Tisches 9 vorgesehen, und ein oberer Abschnitt ist an den Skalenabschnitt angenähert und an der Seite des Kissenblockes 11 befestigt. Wenn der Kissenblock 11 angehoben oder abgesenkt wird, bewegt sich der obere Abschnitt entlang des Maßstabes. Die angehobene oder abgesenkte Position des Kissenblocks 11 wird durch diesen Linearmaßstab 22 gemessen. Ein Kodierer 19 ist um eine Drehwelle des Servomotors 16 vorgesehen. Eine Drehgeschwindigkeit des Servomotors 16 wird durch diesen Kodierer 19 gemessen. Die gemessenen Werte werden in die Blocksteuerung 30 eingegeben, und der Versorgungsstrom für den Servomotor 16 wird ausgegeben.
Die Blocksteuerung 30 weist eine Steuerung 31 und einen Verstärker 32 auf. In der Steuerung 31 werden ein Druckverlauf, der die gewünschte entsprechende Beziehung zwischen der Zeit (oder einem Pressenwinkel oder einer Schlittenposition) und einem Druck, der an dem Kissenblock 11 erzeugt wird, d. h. einem Kissendruck, zeigt, und ein Positionsverlauf, der eine gewünschte entsprechende Beziehung zwischen der Zeit (oder einem Pressenwinkel oder einer Schlittenposition) und einer Position des Kissenblocks 11 zeigt, festgelegt. In dieser Steuerung 31 wird der Kissendruck, der einem Zeitpunkt (oder einem Pressenwinkel oder einer Schlittenposition) entspricht, anhand des Druckverlaufs ermittelt und als Drucksteuerungssignal Sp ausgegeben. Ebenso wird eine Kissenposition, die einem Zeitpunkt (oder einen Pressenwinkel oder einer Schlittenposition) entspricht, anhand des Positionsverlaufs ermittelt und als ein Positionssteuerungssignal Sh ausgegeben. Das Drucksteuerungssignal Sp, das Positionssteuerungssignal Sh und sein weiterer gemessener Wert werden in den Verstärker 32 geleitet. Der Verstärker 32 führt entweder eine Druckrückführungssteuerung oder eine Positionsrückführungssteuerung aus, und beide werden zu vorab festgelegten Zeitpunkten geschaltet.
Hier wird die Rückführungssteuerung, die in der Blocksteuerung 30 ausgeführt wird, erklärt, zuerst unter Bezugnahme auf die Druckrückftihrungssteuerung.
Der Druck, der an dem Kissenblock 11 erzeugt wird, d. h. der Kissendruck, wird von dem Druckmesser 28 gemessen, und sein Wert wird als ein Druckrückführungssignal Spf an einen Druckkomparator 33 ausgegeben. Der Druckkomparator 33 vergleicht den Wert des Druckrückführungssignals Spf mit dem Wert des Drucksteuerungssignals Sp, und ein Druckkorrektursignal Spc wird erzeugt. Das Druckkorrektursignal Spc wird an die Drucksteuerung 30 ausgegeben. Die Drucksteuerung 30 ermittelt eine geeignete Geschwindigkeit des Servomotors 16, basierend auf dem Druckkorrektursignal Spc, und erzeugt ein Motorgeschwindigkeitssteuerungssignal Sr1. Das Motorgeschwindigkeitssteuerungssignal Sr1 wird an einen Geschwindigkeitskomparator 35 ausgegeben.
Eine Drehgeschwindigkeit des Servomotors 16 wird durch den Kodierer 19 gemessen, und ihr Wert wird als ein Geschwindigkeitsrückführungssignal Srf an den Geschwindigkeitskomparator 35 ausgegeben. Der Geschwindigkeitskomparator 35 vergleicht den Wert des Motorgeschwindigkeitssteuerungssignals Sr1 (Sr2 in dem Falle der Positionsrückführungssteuerung) mit dem Wert des Geschwindigkeitsrückführungssignals Srf und erzeugt ein Motorgeschwindigkeitskorrektursignal Src. Das Motorgeschwindigkeitskorrektursignal Src wird an eine Geschwindigkeitssteuerung 36 ausgegeben. Die Geschwindigkeitssteuerung 36 ermittelt einen geeigneten Stromwert für den Servomotor 16, basierend auf dem Motorgeschwindigkeitskorrektursignal Src, und erzeugt ein Stromsteuerungssignal Sc. Das Stromsteuerungssignal Sc wird an einen Stromkomparator 37 ausgegeben.
Der Versorgungsstrom für den Servomotor 16 wird von einem Strommesser 39 gemessen, und sein Wert wird an den Stromkomparator 37 als ein Stromrückführungssignal Scf ausgegeben. Der Stromkomparator 37 vergleicht den Wert des Stromsteuerungssignals Sc mit dem Wert des Stromrückführungssignals Scf und erzeugt ein Stromkorrektursignal Scc. Das Stromkorrektursignal Scc wird an eine Stromsteuerung 38 ausgegeben. Die Stromsteuerung 38 erzeugt einen geeigneten Versorgungsstrom I für den Servomotor 16, basierend auf dem Stromkorrektursignal Scc. Der Versorgungsstrom I wird an einen Strommesser 39 ausgegeben und dem Servomotor 16 zugeführt. Folgend treibt der Servomotor 16 den Kissenblock 11 an. In diesem Fall wird der Kissenblock 11 abgesenkt, während eine nach oben gerichtete, antreibende Kraft erzeugt wird. Der auf diese Weise festgelegte Kissendruck wird erreicht.
Folgend wird die Positionsrückführungssteuerung beschrieben.
Eine Höhenposition des Kissenblocks 11 wird von dem oberen Abschnitt des Linearmaßstabs 22 gemessen, und ihr Wert wird als ein Positionsrückführungssignal Shf an einen Positionskomparator 43 ausgegeben. Der Positionskomparator 43 vergleicht den Wert des Positionsrückführungssignals Shf mit dem Wert des Positionssteuerungssignals Sh und erzeugt ein Positionskorrektursignal Shc. Das Positionskorrektursignal Shc wird an eine Positionssteuerung 44 ausgegeben. Die Positionssteuerung 44 ermittelt eine geeignete Geschwindigkeit des Servomotors 16, basierend auf dem Positionskorrektursignal Shc, und erzeugt ein Motorgeschwindigkeitssteuerungssignal Sr2. Das Motorgeschwindigkeitssteuerungssignal Sr2 wird an den Geschwindigkeitskomparator 35 ausgegeben. Ein Signalfluß nach dem Geschwindigkeitskomparator 35 entspricht dem bei der Druckrückführungssteuerung.
Tatsächlich sind in der Blocksteuerung 30 die Funktionen bis zu der Geschwindigkeitssteuerung 36 in der Steuerung 31 gebildet, und die Funktionen nach dem Stromkomparator 37 können in dem Verstärker 32 gebildet sein.
Die Druckrückführungssteuerung und die Positionsrückführungssteuerung werden von einem Schaltvorgang einer Schalteinheit 45 geschaltet. In dieser Ausführungsform wird bei einer ersten Schaltzeit, wenn erfaßt wird, daß das obere Gesenk das Werkstück berührt, von der Positionsrückführungssteuerung zu der Druckrückführungssteuerung geschaltet, und bei einer zweiten Schaltzeit, wenn erfaßt wird, daß der Kissenblock 11 einen unteren Totpunkt erreicht, von der Druckrückführungssteuerung zu der Positionsrückführungssteuerung geschaltet.
Die erste Schaltzeit ist zu der Zeit, wenn ein gemessener Wert eines Dehnungsmeßgeräts oder Kraftaufnehmers 17 einen ersten Schwellwert während einer Absenkzeit des Kissenblocks 11 erreicht (das obere Gesenk berührt das Werkstück, so daß der Druck des Kissenblocks 11 beginnt, sich aufzubauen), oder zu der Zeit, wenn der gemessene Wert des oberen Abschnitts des Linearmaßstabes 22 den ersten festgelegten Wert erreicht (der Kissenblock 11 erreicht die Position, in der das obere Gesenk das Werkstück berührt). Die zweite Schaltzeit ist zu der Zeit, wenn der gemessene Wert des Dehnungsmeßgeräts oder Kraftaufnehmers 17 einen zweiten Schwellwert erreicht (wenn das obere Gesenk von dem Werkstück getrennt ist, so daß der Druck des Kissenblockes 11 verschwunden ist) oder zu der Zeit, wenn der gemessene Wert des oberen Abschnittes des Linearmaßstabes 22 einen zweiten vorbestimmten Wert erreicht (wenn der Kissenblock 11 einen unteren Totpunkt erreicht).
Folgend wird die Beziehung zwischen dem Betrieb des Kissenblockes 11 und der Druck- und Positionsrückführungssteuerung unter Bezug auf die 9 und 10 beschrieben.
10 ist eine Ansicht, die den Betrieb des Schlittens und des Ziehkissenblockes zeigt, und die eine Änderung der Positionen des Schlittens und des Ziehkissenblockes während eines Zeitablaufs zeigt.
In der Presse wird der Kissenblock vorausgehend beschleunigt, um den Stoß abzumildern, wenn das obere Gesenk das Werkstück berührt. Die vorausgehende Beschleunigung wird von einer Zeit t1 bis zu einer Zeit t2 ausgeführt. Während dieses Zeitraums führt die Blocksteuerung 30 die Positionsrückführungssteuerung aus, und die Position des Kissenblockes 11 wird gesteuert, so daß der gemessene Wert der Position dem voreingestellten Positionsverlauf folgt. Der Kissenblock 11 wird als Reaktion auf sein (Meß-)Ergebnis abgesenkt.
Zu der Zeit t2 (erste Schaltzeit) berührt das obere Gesenk das Werkstück. Zu dieser Zeit wird der Schalter in der Schalteinheit 4 der Blocksteuerung 30 geschaltet, und die Positionsrückführungssteuerung wird auf die Druckrückführungssteuerung umgeschaltet. Von der Zeit t2 bis zu der Zeit t3 ist der Schlitten 2 mit dem Kissenblock 11 verbunden, beide werden zusammen abgesenkt und das Werkstück wird gezogen. Während dieses Zeitraums führt die Blocksteuerung 30 die Druckrückführungssteuerung aus, und die antreibende Kraft, die an dem Kissenblock 11 wirkt, wird gesteuert, so daß der gemessene Wert des Druckes dem voreingestellten Druckverlauf folgt. Der Kissenblock 11 wird als Reaktion auf sein (Meß-)Ergebnis abgesenkt.
Zu der Zeit t3 (zweite Schaltzeit) erreichen der Schlitten 2 und der Kissenblock 11 den unteren Totpunkt. Zu dieser Zeit wird der Schalter in der Schalteinheit 45 der Blocksteuerung 30 geschaltet, und die Druckrückführungssteuerung wird auf die Positionsrückführungssteuerung umgeschaltet. Während des Zeitraums von der Zeit t3 bis zu der Zeit t4 ist der Schlitten 2 mit dem Kissenblock 11 verbunden, und nur der unterstützende Hebeabschnitt wird angehoben. Während des Zeitraums von der Zeit t4 bis zu der Zeit t5 ist der Kissenblock verrastet und wird während des Anhebens einmal angehalten. Zu der Zeit t5 beginnt das Anheben des Kissenblocks 11 erneut. In der vorangehenden Beschreibung führt die Blocksteuerung 30 nach der Zeit t3 die Positionsrückführungssteuerung aus, und die Position des Kissenblocks 11 wird gesteuert, so daß der gemessene Wert der Position dem voreingestellten Positionsverlauf folgt. Der Kissenblock 11 wird als Reaktion auf sein (Meß-)Ergebnis angehoben.
Entsprechend der zweiten Ausführungsform können Schäden des Ziehkissens aufgrund einer Überlast verhindert werden, weil das Drucköl aus der Öldruckkammer abgelassen und die Presse angehalten wird, wenn der Öldruck einen vorbestimmten oder höheren Wert erreicht.
Ferner kann entsprechend der zweiten Ausführungsform der Kissendruck des Kissenblocks mit einer hohen Genauigkeit gesteuert werden, weil die Druckrückführungssteuerung ausgeführt wird, wobei der Öldruck verwendet wird, der die Last des Kissenblocks aufnimmt. Daher kann die Bearbeitungsleistung der Presse verbessert werden.

Claims

Ziehkissenvorrichtung mit einem Kissenblock (11), einem Servomotor (16) als Antrieb, um den Kissenblock (11) anzuheben oder abzusenken, während eine nach oben gerichtete, antreibende Kraft angewendet wird, und mit einem Tragmittel (20), um eine Kraft des Servomotors (16) auf den Kissenblock (11) zu übertragen und um den Kissenblock (11) von unten zu tragen, umfassend: eine Hydraulikkammer (19), die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist und zwischen dem Kissenblock (11) und dem Tragmittel (20) und auf einer koaxialen Mitte des Tragmittels (20) angeordnet ist, einen Druckmesser (28), um einen Druck der Flüssigkeit in der Hydraulikkammer zu messen, und ein Steuerungsmittel (30) zur Druck-Rückführungssteuerung des Servomotors (16) unter Verwendung der von dem Druckmesser (28) ermittelten Druckwerte, um die auf den Kissenblock (11) aufgebrachte Kraft so zu steuern, dass die gemessenen Druckwerte einem in dem Steuerungsmittel (30) voreingestellten Druckverlauf folgen.
Ziehkissenvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Ablassmittel, um die Flüssigkeit aus der Hydraulikkammer (19) abzulassen, wenn ein von dem Druckmesser (28) gemessener Druck der Flüssigkeit einen vorbestimmten oder höheren Druck erreicht.