本發(fā)明涉及模具緩沖裝置和控制模具緩沖裝置的方法，并且更具體地涉及改進(jìn)緩沖力作用的響應(yīng)度的技術(shù)。

背景技術(shù)：

在包括模具緩沖裝置的沖壓機(jī)床中，已知一種模具緩沖裝置，該模具緩沖裝置通過使用伺服馬達(dá)以用于驅(qū)動(dòng)連接到帽側(cè)液壓腔的液壓泵或伺服閥，控制支撐緩沖墊的液壓缸的帽側(cè)液壓腔中的液壓(模具緩沖力)(參考公開號(hào)為2006-315074的日本專利申請(qǐng)(專利文獻(xiàn)1)和公開號(hào)為2006-142312的日本專利申請(qǐng)(專利文獻(xiàn)2))。

公開號(hào)為2006-130524的日本專利申請(qǐng)(專利文獻(xiàn)3)描述了設(shè)有控制裝置的模具緩沖機(jī)構(gòu)，該控制裝置在控制用于驅(qū)動(dòng)模具緩沖機(jī)構(gòu)的伺服馬達(dá)的力時(shí)通過使用滑塊速度，在較高響應(yīng)度的情況下，促使需要的模具緩沖力被合適地生成。

公開號(hào)為2006-130533的日本專利申請(qǐng)(專利文獻(xiàn)4)描述了伺服馬達(dá)的控制裝置，當(dāng)力被施加到由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的從動(dòng)主體時(shí)，通過使用用于控制壓力的指令校正裝置，該控制裝置在控制方面實(shí)現(xiàn)較高的響應(yīng)度。

公開號(hào)為2006-255743的日本專利申請(qǐng)(專利文獻(xiàn)5)描述了一種模具緩沖控制裝置，通過控制增加壓力的指令，從而允許保持工作所需的較高緩沖壓力被迅速地生成，該模具緩沖控制裝置在控制方面實(shí)現(xiàn)較高響應(yīng)度，并且該模具緩沖控制裝置減少緩沖壓力的波動(dòng)以能使產(chǎn)品順利地形成。

公開號(hào)為10-192997的日本專利申請(qǐng)(專利文獻(xiàn)6)描述了一種控制模具緩沖的方法，通過在經(jīng)緩沖缸的位置檢測(cè)進(jìn)行的位置控制和壓力控制之間切換，并且通過比例(p)/積分(i)控制指令和偏置信號(hào)進(jìn)行的壓力控制，該方法在控制方面實(shí)現(xiàn)較高響應(yīng)度。

同時(shí)，通常地構(gòu)想一種控制模具緩沖力的方法，其中緩沖墊在高于模具緩沖待命位置預(yù)定量的位置處待命，并且模具緩沖力在如下的周期中增加至設(shè)置值，在所述周期中，緩沖墊在滑塊與緩沖墊相撞之后(或在模具緩沖力的響應(yīng)延遲時(shí)間內(nèi))下降到模具緩沖待命處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在專利文獻(xiàn)1和2中的每個(gè)中描述的模具緩沖裝置導(dǎo)致如下的問題，即在沖壓機(jī)床的滑塊下降的同時(shí)，在滑塊與緩沖墊相撞之后(安裝至滑塊的上模具通過材料、坯料保持件和緩沖銷與由液壓缸支撐的緩沖墊相撞)，在模具緩沖力增加至預(yù)設(shè)值時(shí)，響應(yīng)延遲時(shí)間出現(xiàn)，并且在響應(yīng)延遲時(shí)間逝去的同時(shí)，滑塊下降到與滑塊相撞的緩沖墊的初始位置下方(針對(duì)每個(gè)模具設(shè)定的模具緩沖待命位置)。

另外，盡管在專利文獻(xiàn)1和2中的每個(gè)中描述的模具緩沖裝置通過控制液壓缸的帽側(cè)液壓腔中的液壓生成模具緩沖力，但是在滑塊和緩沖墊彼此碰撞之前，該機(jī)構(gòu)不能使液壓缸的帽側(cè)液壓腔中的壓力被控制。

盡管在專利文獻(xiàn)3至6中的每個(gè)中描述的裝置以較高響應(yīng)度生成模具緩沖力，但是在滑塊和緩沖墊彼此碰撞之前，液壓缸的帽側(cè)液壓腔中的壓力不能被控制，如在專利文獻(xiàn)1和2中的每個(gè)中所述的模具緩沖裝置。

同時(shí)，在其中緩沖墊在模具緩沖待命位置上方預(yù)定量的位置處待命并且當(dāng)緩沖墊下降至模具緩沖待命位置時(shí)模具緩沖力增加到設(shè)置值的技術(shù)的情況下，緩沖墊需要被升高到模具緩沖待命位置上方預(yù)定量的位置處，借此模具結(jié)構(gòu)(例如模具沖程的上限位置)較大程度上受限成具有較小的實(shí)用性。

鑒于上述情況制定本發(fā)明，并且本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種模具緩沖裝置和一種控制模具緩沖裝置的方法，所述模具緩沖裝置和控制模具緩沖裝置的方法能夠增加模具緩沖力的作用的響應(yīng)度，并且在未較大地限制模具結(jié)構(gòu)的情況下，特別在緩沖墊位于模具緩沖待命位置處時(shí)，能夠生成需要的模具緩沖力。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種模具緩沖裝置包括流體壓力缸，所述流體壓力缸在沖壓機(jī)床的滑塊下降的同時(shí)支撐緩沖墊并且生成模具緩沖力；流體壓力回路，所述流體壓力回路能使防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出，或能使操作流體流進(jìn)桿側(cè)流體壓力腔中；和加壓控制器，所述加壓控制器在模具緩沖力控制開始之前促使流體壓力回路防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出，并且在防止操作流體流出以加壓帽側(cè)流體壓力腔的同時(shí)促使壓力流體被供應(yīng)至流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔。

根據(jù)本發(fā)明的所述方面，因?yàn)榱黧w壓力回路被控制以能防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出，因此甚至在模具緩沖力被控制之前，通過防止操作流體流出并且向流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔供應(yīng)壓力流體，帽側(cè)流體壓力腔可以被加壓。然后，在模具緩沖力控制開始之前增加流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔中的壓力能夠增加模具緩沖力的作用的響應(yīng)度。盡管加壓流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔也加壓流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔，操作流體被防止從所述桿側(cè)流體壓力腔流出，但是與由于桿側(cè)流體壓力腔中的加壓導(dǎo)致的體積壓縮量對(duì)應(yīng)的緩沖墊的上升量是較小的，借此沒有模具結(jié)構(gòu)被較大地限制的問題。

在根據(jù)本發(fā)明的另一方面的模具緩沖裝置中，流體壓力回路包括止回閥，所述止回閥防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出；和減壓閥，所述減壓閥與止回閥并聯(lián)設(shè)置，并且，在模具緩沖力控制開始之前，加壓控制器促使減壓閥閉合，以防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出。

盡管止回閥防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出，但是止回閥能使操作流體流進(jìn)桿側(cè)流體壓力腔中。結(jié)果，當(dāng)滑塊與緩沖墊相撞以導(dǎo)致緩沖墊開始下降時(shí)(流體壓力缸的活塞桿下降)，操作流體被允許立刻流進(jìn)桿側(cè)流體壓力腔中。

在根據(jù)本發(fā)明的還一方面的模具緩沖裝置中，流體壓力回路包括先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式(pilotdrivetype)止回閥，所述先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出；并且，在模具緩沖力控制開始之前，加壓控制器控制先導(dǎo)壓力以導(dǎo)致先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥閉合，以防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出。

在根據(jù)本發(fā)明的還一方面的模具緩沖裝置中，優(yōu)選的是，進(jìn)一步地設(shè)置模具緩沖位置控制器，所述模具緩沖位置控制器被構(gòu)造成用于允許操作流體被供應(yīng)到流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔，以在模具緩沖力控制完成之后，將緩沖墊升高至預(yù)定的模具緩沖待命位置，并且當(dāng)緩沖墊通過模具緩沖位置控制器被移動(dòng)至模具緩沖待命位置時(shí)，加壓控制器允許壓力流體被供應(yīng)至流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔，同時(shí)通過控制流體壓力回路，防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出。

在模具緩沖位置控制器允許緩沖墊移動(dòng)到模具緩沖待命位置的周期(位置控制周期)中，因?yàn)榫彌_墊需要被升高(操作流體需要被供應(yīng)到流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔)，因此操作流體被允許從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出，并且當(dāng)緩沖墊移動(dòng)至模具緩沖待命位置時(shí)，操作流體被防止從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出，以能使流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔中的壓力被控制(切換到壓力控制)。

在根據(jù)本發(fā)明的還一方面的模具緩沖裝置中，優(yōu)選的是，通過控制加壓控制器而被加壓的流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔中的壓力等于流體壓力缸生成預(yù)設(shè)模具緩沖力時(shí)所處的壓力。

即，當(dāng)加壓控制器促使流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔被加壓至上述壓力時(shí)，操作流體被防止從其中流出的流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔也被加壓，并且然后，根據(jù)通過加壓桿側(cè)流體壓力腔而導(dǎo)致的體積壓縮量，緩沖墊從模具緩沖待命位置稍微地上升。之后，滑塊下降并且與緩沖墊相撞，以導(dǎo)致緩沖墊連同滑塊下降，并且然后流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔中的壓力減少以增加模具緩沖力。當(dāng)緩沖墊到達(dá)模具緩沖待命位置時(shí)，或當(dāng)緩沖墊下降由被加壓控制器控制的加壓所導(dǎo)致的上升量時(shí)，流體壓力缸生成預(yù)設(shè)模具緩沖力，其中所述加壓導(dǎo)致流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔中的壓力減少到在緩沖墊位于模具緩沖待命位置處的狀態(tài)下的壓力。

在根據(jù)本發(fā)明的還一方面的模具緩沖裝置中，優(yōu)選的是，通過控制加壓控制器而被加壓的流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔中的壓力超過緩沖墊移動(dòng)至模具緩沖待命位置時(shí)所在的壓力，以及小于流體壓力缸生成預(yù)設(shè)緩沖力時(shí)所處的壓力。

這能使緩沖墊的上升量小于，緩沖墊的在將流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔中的壓力設(shè)置成生成預(yù)設(shè)模具緩沖力時(shí)所處壓力的情況下的上升量。另外，在滑塊碰撞緩沖墊之后下降到緩沖墊待命位置之時(shí)，將流體壓力缸中的壓力增加至流體壓力缸生成預(yù)設(shè)模具緩沖力時(shí)所處的壓力，能使在緩沖墊待命位置處生成預(yù)設(shè)模具緩沖力。

在根據(jù)本發(fā)明的還一方面的模具緩沖裝置中，優(yōu)選的是提供壓力檢測(cè)器，所述壓力檢測(cè)器檢測(cè)流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔中的壓力；流體壓力泵/馬達(dá)，所述流體壓力泵/馬達(dá)具有通過管道連接至流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔的排放端口；電動(dòng)馬達(dá)，所述電動(dòng)馬達(dá)連接至流體壓力泵/馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸；模具緩沖壓力指令裝置，所述模具緩沖壓力指令裝置輸出預(yù)設(shè)模具緩沖壓力指令；和模具緩沖力控制器，基于模具緩沖壓力指令和壓力檢測(cè)器檢測(cè)到的壓力，所述模具緩沖力控制器控制電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩，以導(dǎo)致模具緩沖壓力成為與模具緩沖壓力指令對(duì)應(yīng)的壓力。

在根據(jù)本發(fā)明的還一方面的模具緩沖裝置中，優(yōu)選的是，在模具緩沖力控制開始之前，加壓控制器控制電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩以控制被供應(yīng)至流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔的流體壓力。

在根據(jù)本發(fā)明的還一方面的模具緩沖裝置中，優(yōu)選的是提供比例流量控制閥，所述比例流量控制閥設(shè)置在連接到流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔的管道中；和模具緩沖力控制器，所述模具緩沖力控制器控制比例流量控制閥的開口以導(dǎo)致從流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔排放的操作流體的流量被控制，從而控制流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔中的壓力。

根據(jù)還一方面的本發(fā)明是一種控制模具緩沖裝置的方法，所述模具緩沖裝置包括流體壓力缸，所述流體壓力缸支撐緩沖墊并且在沖壓機(jī)床的滑塊下降的同時(shí)生成模具緩沖力；和流體壓力回路，所述流體壓力回路能防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出，或能使操作流體流進(jìn)桿側(cè)流體壓力腔中，并且所述方法包括如下步驟：在模具緩沖力控制開始之前，通過控制流體壓力回路，防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出；和在防止操作流體流出的同時(shí)，通過向流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔供應(yīng)壓力流體，以加壓流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔。

在根據(jù)本發(fā)明的還一方面的一種控制模具緩沖裝置的方法中，優(yōu)選的是，設(shè)置如下步驟，即在模具緩沖力控制完成之后，向流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔供應(yīng)操作流體以導(dǎo)致緩沖墊上升至預(yù)定的模具緩沖待命位置，并且，在防止操作流體流出的步驟中，流體壓力回路被控制以在緩沖墊移動(dòng)至模具緩沖待命位置時(shí)，防止操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出。這能使在緩沖墊移動(dòng)至模具緩沖待命位置之后控制流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔中的壓力。

在根據(jù)本發(fā)明的還一方面的一種控制模具緩沖裝置的方法中，優(yōu)選的是，在加壓步驟中加壓的流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔中的壓力等于流體壓力缸生成預(yù)設(shè)模具緩沖力時(shí)所處的壓力。

在根據(jù)本發(fā)明的還一方面的一種控制模具緩沖裝置的方法中，優(yōu)選的是，在加壓步驟中加壓的流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔中的壓力超過緩沖墊移動(dòng)至模具緩沖待命位置時(shí)所處的壓力，以及小于流體壓力缸生成預(yù)設(shè)緩沖力時(shí)所處的壓力。

在根據(jù)本發(fā)明的還一方面的一種控制模具緩沖裝置的方法中，優(yōu)選的是，模具緩沖裝置進(jìn)一步地包括模具緩沖位置控制器，所述模具緩沖位置控制器被構(gòu)造成用于允許操作流體被供應(yīng)到流體壓力缸的帽側(cè)流體壓力腔，以在模具緩沖力控制完成之后，將緩沖墊升高至預(yù)定的模具緩沖待命位置，并且優(yōu)選的是，該方法包括如下步驟，即在通過降低滑塊而執(zhí)行的沖壓成形過程中，并且在緩沖墊的位置控制過程中，控制流體壓力回路，以在沖壓成形過程中能使操作流體流進(jìn)流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔中，以及在位置控制過程中能使操作流體從流體壓力缸的桿側(cè)流體壓力腔流出。

根據(jù)本發(fā)明，在模具緩沖力控制開始之前，可以控制流體壓力缸的生成模具緩沖力的帽側(cè)(模具緩沖壓力生成側(cè))流體壓力腔中的壓力。這能增加模具緩沖力的作用的響應(yīng)度，并且能使緩沖墊不從正常的模具緩沖待命位置較大地升高。

附圖說明

圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的模具緩沖裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)視圖；

圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的控制模具緩沖裝置的方法，并且特別地控制第一實(shí)施例的模具緩沖裝置的方法，的流程圖；

圖3圖示了液壓缸的相應(yīng)狀態(tài)從其中緩沖墊位于模具緩沖待命位置處的狀態(tài)至其中生成預(yù)設(shè)模具緩沖力的狀態(tài)的過渡；

圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的模具緩沖裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的控制模具緩沖裝置的方法，并且特別地控制第二實(shí)施例的模具緩沖裝置的方法，的流程圖；

圖6是對(duì)應(yīng)于圖4圖示的第二實(shí)施例的模具緩沖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，并且是特別包括第一實(shí)施例的第一液壓回路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是對(duì)應(yīng)于圖4圖示的第二實(shí)施例的模具緩沖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，并且是特別包括第二實(shí)施例的第一液壓回路的結(jié)構(gòu)示意圖；和

圖8圖示了常規(guī)的模具緩沖裝置的相應(yīng)狀態(tài)從其中緩沖墊位于模具緩沖待命位置處的狀態(tài)至其中生成預(yù)設(shè)模具緩沖力的狀態(tài)的過渡。

具體實(shí)施方式

參照附圖，將具體地描述根據(jù)本發(fā)明的模具緩沖裝置和控制模具緩沖裝置的方法的優(yōu)選實(shí)施例。

[模具緩沖裝置的第一實(shí)施例]

圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的模具緩沖裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)視圖。

在圖1中，使用模具緩沖裝置100的沖壓機(jī)床10包括由基座11、柱12和頂部(未示出)組成的框架，以及滑塊14，滑塊14由設(shè)置在柱12中的引導(dǎo)段15以豎直可移動(dòng)方式引導(dǎo)?；瑝K14接收從滑塊驅(qū)動(dòng)單元(未示出)發(fā)送的驅(qū)動(dòng)力，并且在圖1中的豎直方向上移動(dòng)。

上模具20安裝至滑塊14，并且下模具22安裝至基座11的支撐物(bolster)18上。

坯料保持件(坯料壓緊板)102設(shè)置在上模具20和下模具22之間的空間中，并且具有通過多個(gè)緩沖銷104由緩沖墊110支撐的下側(cè)和材料30設(shè)置在其上(與其接觸)的上側(cè)。

沖壓機(jī)床10降低滑塊14以按壓成形上模具20和下模具22之間的材料30。模具緩沖裝置100按壓待從下方被按壓成形的材料30的周邊。

(模具緩沖裝置的結(jié)構(gòu))

模具緩沖裝置100包括坯料保持件102、通過多個(gè)緩沖銷104支撐坯料保持件102的緩沖墊110、支撐緩沖墊110以向緩沖墊110施加模具緩沖力的液壓缸(流體壓力缸)120、連接到液壓缸120的帽側(cè)液壓腔(帽側(cè)流體壓力腔)120a的第一液壓回路130、連接到液壓缸120的桿側(cè)液壓腔(桿側(cè)流體壓力腔)120b的第二液壓回路140、指令裝置150和控制器160。

模具緩沖裝置100具有控制在緩沖墊110中生成的模具緩沖力的模具緩沖力控制功能，和控制緩沖墊110的位置的模具緩沖位置控制功能。當(dāng)沖壓機(jī)床10的滑塊14下降時(shí)，在滑塊14與緩沖墊110相撞之后(安裝至滑塊14的上模具20通過材料30、坯料保持件102和緩沖銷104與由液壓缸120支撐的緩沖墊110相撞)，并且在滑塊14到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)的模具緩沖力生成周期中(在沖壓成形過程中)主要地執(zhí)行模具緩沖力控制，并且在緩沖墊110從與下止點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置升高至與模具對(duì)應(yīng)設(shè)定的待命位置(模具緩沖待命位置)時(shí)的周期中，執(zhí)行模具緩沖位置控制。

液壓缸120和第一液壓回路130不僅用作向緩沖墊110施加模具緩沖力的模具緩沖力發(fā)生器，還用作上下移動(dòng)緩沖墊110的緩沖墊升降器。

在圖1中，附圖標(biāo)記112指示模具緩沖位置檢測(cè)器，所述模具緩沖位置檢測(cè)器將在液壓缸120的活塞桿120c的拉伸方向上的位置檢測(cè)為在緩沖墊110的提升方向上的位置，附圖標(biāo)記122指示模具緩沖壓力檢測(cè)器，所述模具緩沖壓力檢測(cè)器檢測(cè)液壓缸120的帽側(cè)液壓腔(模具緩沖壓力生成側(cè)液壓腔)120a中的壓力。

指令裝置150包括模具緩沖力(壓力)指令裝置和模具緩沖位置指令裝置。指令裝置150輸出指示模具緩沖力或模具緩沖壓力的指令值并且輸出端指示模具緩沖位置的指令值，其中所述模具緩沖力為待控制的值，并且在模具緩沖力控制過程中，模具緩沖壓力對(duì)應(yīng)于模具緩沖力，模具緩沖位置是在模具緩沖位置控制過程中待控制的值。

控制器160包括模具緩沖力(壓力)控制器和模具緩沖位置控制器。在模具緩沖力控制過程中，基于從指令裝置150接收的指令值(指示模具緩沖壓力的指令值)和由模具緩沖壓力檢測(cè)器122檢測(cè)到的壓力，控制器160向第一液壓回路130輸出控制信號(hào)，以促使液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力成為指令值。同時(shí)，在模具緩沖位置控制過程中，基于從指令裝置150接收的指令值(指示模具緩沖位置的指令值)和由模具緩沖模具檢測(cè)器112檢測(cè)到的模具緩沖位置，控制器160向第一液壓回路130輸出控制信號(hào)，以促使緩沖墊110的位置成為指令值。

基于從控制器160接收的指令信號(hào)，在模具緩沖力控制過程中，第一液壓回路130控制從液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a釋放的液壓以向緩沖墊110施加需要的模具緩沖力，并且在模具緩沖位置控制過程中，第一液壓回路130控制流進(jìn)液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的油量以將緩沖墊110升高到模具緩沖待命位置。

在模具緩沖力控制開始之前，第一液壓回路130和控制器160向液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a供應(yīng)壓力油(壓力流體)，并且因而用作加壓帽側(cè)液壓腔120a的加壓控制器，之后將描述其詳情。

第二液壓回路140(流體壓力回路)防止液壓油(操作流體)從液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b流出，或能使液壓油流進(jìn)桿側(cè)液壓腔120b中。第二液壓回路140包括防止液壓油從液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b流出的止回閥142、減壓閥144和與止回閥142并聯(lián)設(shè)置的溢流閥146、和槽148。

減壓閥144經(jīng)由控制器160控制其打開和閉合，并且防止液壓油從液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b流出，或能使液壓油流進(jìn)液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中。

溢流閥146用于在液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中出現(xiàn)異常高壓時(shí)(當(dāng)因?yàn)閴毫刂剖遣豢赡艿亩蝗坏爻霈F(xiàn)異常高壓時(shí))，通過促使壓力油流出來防止液壓裝置的損壞。

[控制模具緩沖裝置的方法]

然后，將描述控制如上構(gòu)造的模具緩沖裝置100的方法。

圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的控制模具緩沖裝置的方法，并且特別地控制第一實(shí)施例的模具緩沖裝置100的方法的流程圖。

當(dāng)沖壓機(jī)床10的滑塊14到達(dá)下止點(diǎn)(沖壓成形完成)并且上升時(shí)，模具緩沖裝置100然后從模具緩沖力控制狀態(tài)過渡至模具緩沖位置控制狀態(tài)，并且將緩沖墊110移動(dòng)(升高)到預(yù)設(shè)模具緩沖待命位置。

圖2中圖示的步驟s10示出模具緩沖位置控制狀態(tài)，其中緩沖墊110(定位)在模具緩沖待命位置處待命。

當(dāng)緩沖墊110定位在模具緩沖待命位置處時(shí)，模具緩沖裝置100從模具緩沖位置控制狀態(tài)過渡到模具緩沖力控制狀態(tài)。然后用作加壓控制器的控制器160首先促使減壓閥144閉合(步驟s12)。這防止液壓油從液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b流出。

隨后，控制器160控制第一液壓回路130以促使壓力油被供應(yīng)至液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a，以加壓帽側(cè)液壓腔120a直到其中的壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力(步驟s14)。因?yàn)橐簤河捅环乐箯囊簤焊?20的桿側(cè)液壓腔120b流出，因此液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a可以被加壓，直到其中的壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力。在本示例中，當(dāng)液壓缸120生成預(yù)設(shè)模具緩沖力時(shí)，預(yù)設(shè)壓力相當(dāng)于被施加到帽側(cè)液壓腔120a的壓力。

另外，如果液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a被加壓，直到其中的壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力，則液壓缸120的液壓油被防止從其中流出的桿側(cè)液壓腔120b也被加壓。盡管緩沖墊110(活塞桿120c)然后根據(jù)由于桿側(cè)液壓腔120b中的該加壓所導(dǎo)致的體積壓縮量而上升，但是緩沖墊110的根據(jù)體積壓縮量的上升量是較小的，借此緩沖墊110不從正常的模具緩沖待命位置較大地上升。

之后，沖壓機(jī)床10的滑塊14下降至稍微地高于緩沖墊待命位置的位置以與緩沖墊110碰撞(步驟s16)。

在滑塊14與緩沖墊110相撞以導(dǎo)致緩沖墊110連同滑塊14下降的同時(shí)，控制器160通過第一液壓回路130來控制液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力，以導(dǎo)致壓力保持在預(yù)設(shè)壓力處。同時(shí)，在滑塊14和緩沖墊110彼此相撞之后，當(dāng)緩沖墊110(活塞桿120c)下降時(shí)，液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的壓力(之前增加的壓力)減少。結(jié)果，液壓缸120生成與帽側(cè)液壓腔120a和桿側(cè)液壓腔120b之間的壓差對(duì)應(yīng)的模具緩沖力。當(dāng)緩沖墊110被降低到在上升之前的位置(模具緩沖待命位置)的高度時(shí)，或當(dāng)桿側(cè)液壓腔120b中的壓力減少到緩沖墊110位于模具緩沖待命位置處的狀態(tài)下的壓力(在預(yù)設(shè)示例中的槽148中的壓力)時(shí)，液壓缸120生成預(yù)設(shè)模具緩沖力(步驟s18)。

這能使預(yù)設(shè)模具緩沖力從當(dāng)緩沖墊110位于模具緩沖待命位置處時(shí)的時(shí)刻(當(dāng)沖壓成形開始時(shí)的時(shí)刻)被施加至緩沖墊110，從而能夠增加模具緩沖力的作用的響應(yīng)度。

當(dāng)滑塊14進(jìn)一步地下降時(shí)，在模具緩沖力被施加至材料的同時(shí)，材料由上模具20和下模具22成形。在材料成形的過程中，控制器160促使減壓閥144打開(步驟s20)。當(dāng)緩沖墊110下降時(shí)，也通過止回閥142，液壓油可以流進(jìn)液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中。因而，在緩沖墊110的位置控制(上升)開始的時(shí)刻，減壓閥144可以被控制以打開。

當(dāng)滑塊14到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，成形完成，并且然后滑塊14開始上升(步驟s22)。當(dāng)滑塊14開始上升時(shí)，模具緩沖裝置100從模具緩沖力控制狀態(tài)過渡到模具緩沖位置控制狀態(tài)，并且將緩沖墊110升高到緩沖墊待命位置(步驟s24)。即，在模具緩沖位置控制過程中，基于從指令裝置150接收的指示模具緩沖位置的指令值和由模具緩沖位置檢測(cè)器112檢測(cè)到的模具緩沖位置，控制器160向第一液壓回路130輸出用于控制緩沖墊110的位置的控制信號(hào)。然后，響應(yīng)于從控制器160接收的控制信號(hào)，第一液壓回路130促使液壓油被供應(yīng)到液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a，從而將緩沖墊110升高至緩沖墊待命位置。此時(shí)，減壓閥144在步驟s20處打開，并且因而，當(dāng)緩沖墊110(活塞桿120c)上升時(shí)，桿側(cè)液壓腔120b中的液壓油被允許流進(jìn)槽148中。

然后，在沖壓機(jī)床10的一個(gè)循環(huán)周期中執(zhí)行上述從步驟s10到步驟s24的過程。

(模具緩沖裝置的作用)

隨后，將描述模具緩沖裝置100的作用。

圖3圖示了液壓缸120的相應(yīng)狀態(tài)從其中緩沖墊位于模具緩沖待命位置處的狀態(tài)至其中預(yù)設(shè)模具緩沖力被生成的狀態(tài)的過渡。

圖3中的部分(a)圖示了在緩沖墊110通過模具緩沖位置控制被定位在模具緩沖待命位置處(待命)的狀態(tài)中的液壓缸120。

因?yàn)闇p壓閥144在模具緩沖待命位置處閉合，因此液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的液壓油被防止從桿側(cè)液壓腔120b流出，以形成密封狀態(tài)。

此時(shí)，桿側(cè)液壓腔120b中的壓力被標(biāo)識(shí)為pr0，并且桿側(cè)液壓腔120b在拉伸方向上的尺寸(長度)被標(biāo)識(shí)為l。

如圖3中的部分(b)所示，從圖3中的部分(a)的狀態(tài)，壓力油被供應(yīng)到液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a，以加壓帽側(cè)液壓腔120a直到其中的壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力phdc。

將帽側(cè)液壓腔120a加壓至壓力phdc導(dǎo)致液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的密封壓力pr0成為與帽側(cè)液壓腔120a中的壓力phdc對(duì)應(yīng)的壓力pr1，由下面的公式表示。

[公式1]

pr1＝phdc·ah/ar，其中

ah是液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a的橫截面積，并且

ar是液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b的橫截面積。

在本示例中，密封液壓油的體積僅包括在液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的密封液壓油的體積，并且為了方便描述，在連接到桿側(cè)液壓腔120b的管道中的密封液壓油的體積被忽略。另外，緩沖墊110等的重量也被忽略。

如圖3a和3b所示，在模具緩沖待命位置處，將液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a加壓至壓力phdc導(dǎo)致在桿側(cè)液壓腔120b中的液壓油的體積的壓縮。結(jié)果，通過從模具緩沖待命位置升高上升量x，液壓缸120的活塞桿120c(緩沖墊110)被平衡。

在液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中，在桿側(cè)液壓腔120b中的體積通過加壓帽側(cè)液壓腔120a而被改變之后，桿側(cè)液壓腔120b中的壓力和體積之間的關(guān)系可以由下面的公式表示。

[公式2]

p＝p'+kδv/v，其中

p是在體積改變之后液壓腔中的壓力，

p'是在體積改變之前液壓腔中的壓力，

v是在體積改變之前液壓腔中的體積，

δv是體積壓縮量，并且

k是液壓油的體積彈性系數(shù)。

另外，通過使用pr1、pr0、l、ar、ah和上升量x，公式2可以用下面的公式替代。

[公式3]

pr1＝pr0+k·ar·x/(ar·l)

另外，公式1和公式3如下表示：

phdc·ah/ar＝pr0+k·x/l,

然后，上升量x可以由下面的公式表示。

[公式4]

x＝(phdc·ah/ar-pr0)·l/k,

因而，通過使用公式4，在其中帽側(cè)液壓腔120a中的壓力被設(shè)置為phdc以在設(shè)計(jì)中需要的位置處獲得需要的模具緩沖力f的情況下，可以計(jì)算上升量x。

當(dāng)滑塊14從圖3中的部分(b)圖示的狀態(tài)下降并且與緩沖墊110相撞以導(dǎo)致緩沖墊110連同滑塊14一起下降時(shí)，液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的壓力從壓力pr1逐漸減少(圖3中的部分(c))。此時(shí)，帽側(cè)液壓腔120a中的壓力被控制以保持在壓力phdc。這允許液壓缸120生成模具緩沖力，隨著桿側(cè)液壓腔120b中的壓力逐漸減少，所述模具緩沖力逐漸增加。

當(dāng)緩沖墊110被按壓上升量x時(shí)(緩沖墊110到達(dá)模具緩沖待命位置)，如圖3中的部分(d)所示，液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的壓力prdc返回至圖3中的部分(a)的狀態(tài)中的壓力pr0(prdc＝pr0)，并且然后液壓缸120生成需要的模具緩沖力f。

液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的獲得需要的模具緩沖力f所需的壓力phdc可以使用下面的公式計(jì)算。

[公式5]

phdc＝(f+prdc·ar)/ah，其中

當(dāng)液壓缸120生成需要的模具緩沖力f時(shí)，液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的壓力prdc等于壓力pr0(prdc＝pr0)。

ar＝π·[(230/2)²-(180/2)²)]≈16100mm²,

ah＝π·(230/2)²≈41548mm²，其中

液壓缸120的缸內(nèi)直徑是230mm，活塞桿120c的桿直徑是180mm，缸沖程是400mm，需要的模具緩沖力f是500kn，需要模具緩沖力f所在的缸位置(對(duì)應(yīng)于緩沖墊待命位置的缸位置)是沖程下限上方350mm，桿側(cè)液壓腔120b中的初始?jí)毫r0是0.7mpa，并且液壓油的體積彈性系數(shù)k是1000n/m²。當(dāng)這些已知值被代入公式4中時(shí)，壓力phdc如下表示：

phdc＝(500000+0.7·16100)/41548≈12.3mpa。

另外，當(dāng)上述已知值和計(jì)算出的phdc被代入公式1中時(shí)，壓力pr1如下表示：

pr1＝12.3·41548/16100≈31.7mpa.

進(jìn)一步地，圖3中的部分(a)中標(biāo)識(shí)的l如下所示：l＝300-250＝50mm，并且當(dāng)已知值和計(jì)算出的phdc被代入公式4中時(shí)，上升量x如下計(jì)算：

x＝(12.3·41548/16100-0.7)·50/1000≈1.55mm.

在模具緩沖力控制開始之前，當(dāng)液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a被加壓以促使其中的壓力成為壓力phdc(在上述示例中為12.3mpa)時(shí)，如上所述，緩沖墊110上升上升量x(約1.55mm)。同時(shí)，當(dāng)滑塊14與緩沖墊110相撞以導(dǎo)致緩沖墊110下降上升量x(到達(dá)模具緩沖待命位置)時(shí)，液壓缸120可以生成需要的模具緩沖力f(＝500kn)。

即，即使在模具緩沖力控制開始之前，液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a被加壓，緩沖墊110(液壓缸120)的上升量是較小的，并且可以生成在模具緩沖待命位置處需要的模具緩沖力，從而能夠增加模具緩沖力的作用的響應(yīng)度。

另外，在模具緩沖力控制開始之前加壓的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力可以超過當(dāng)緩沖墊110移動(dòng)到模具緩沖待命位置時(shí)的壓力，并且小于壓力phdc。由于諸如液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b的強(qiáng)度的限制和視條件而定的對(duì)模具結(jié)構(gòu)的限制，即使液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力不能增加到壓力phdc(或上升量x不能被確定)，盡管在滑塊14和緩沖墊110彼此碰撞的時(shí)刻，或在緩沖墊110下降上升量x的時(shí)刻最近的時(shí)間，通過控制帽側(cè)液壓腔120a中的壓力以導(dǎo)致壓力為壓力phdc從而減少上升量x，盡管壓力phdc被減少(上升量x被減少)，也可以實(shí)現(xiàn)較高響應(yīng)度。

[模具緩沖裝置的第二實(shí)施例]

圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的模具緩沖裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4圖示的第二實(shí)施例的模具緩沖裝置100'與圖1圖示的第一實(shí)施例的模具緩沖裝置100存在如下不同，即第二液壓回路140'取代第二液壓回路140。在圖4中，與圖1圖示的第一實(shí)施例的模具緩沖裝置100共用的部件由相同附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)以避免細(xì)節(jié)重復(fù)描述。

圖4圖示的第二液壓回路140'包括先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141和先導(dǎo)(pilot)壓力生成裝置143，以取代圖1圖示的第二液壓回路140的止回閥142和減壓閥144。

先導(dǎo)壓力生成裝置143生成先導(dǎo)壓力(pilotpressure)以用于控制先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141的打開/閉合，并且包括用于在先導(dǎo)壓力下蓄積液壓油的蓄積器143a、用于生成先導(dǎo)壓力的液壓泵143b、用于先導(dǎo)操作的螺線管活頁閥(3端口2位置式電磁閥)等。

液壓泵143b被電動(dòng)馬達(dá)143d驅(qū)動(dòng)以通過止回閥143e向蓄積器143a供應(yīng)壓力油。僅當(dāng)蓄積器143a中蓄積的液壓油的壓力減少至預(yù)定先導(dǎo)壓力以下時(shí)，僅液壓泵143b被驅(qū)動(dòng)。附圖標(biāo)記143f指示溢流閥，該溢流閥用于在先導(dǎo)壓力變成異常高壓時(shí)，通過允許壓力油流出來防止液壓裝置被破壞。附圖標(biāo)記143g指示當(dāng)先導(dǎo)壓力減少時(shí)使用的并且通常閉合的溢流閥。

通過從控制器160接收的切換信號(hào)，螺線管活頁閥143c被控制(方向切換控制)，并且當(dāng)螺線管活頁閥143c的螺線管被切換信號(hào)激勵(lì)時(shí)，螺線管活頁閥143c從圖4圖示的位置切換成向先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141施加先導(dǎo)壓力。這導(dǎo)致先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141打開以能使液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的液壓油通過先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141從桿側(cè)液壓腔120b流出并流到槽148。

同時(shí)，當(dāng)螺線管活頁閥143c的螺線管通過從控制器160接收的切換信號(hào)被消磁時(shí)，螺線管活頁閥143c被切換到圖4圖示的位置以減少施加至先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141的先導(dǎo)壓力，然后先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141被閉合。這防止液壓油從液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b流出。

盡管如上構(gòu)造的第二液壓回路140'在構(gòu)造上不同于圖1圖示的第二液壓回路140，但是如第二液壓回路140，通過使用來自控制器160的切換信號(hào)，第二液壓回路140'可以防止液壓油從液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b流出，或能使液壓油從液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b流出。

圖5是圖示一種控制上述第二實(shí)施例的模具緩沖裝置100'的方法的流程圖。與圖2圖示的流程圖共用的部分由共用的步驟數(shù)字指示以避免細(xì)節(jié)重復(fù)描述。

圖5圖示的流程圖與圖2圖示的流程圖的不同之處在于，取代步驟s12和步驟s20處的過程，執(zhí)行步驟s120和步驟s200處的過程。

即，減壓閥144在圖2中的步驟s12處閉合，而在步驟s120處，先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141被閉合以防止液壓油從液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b流出，從而使得帽側(cè)液壓腔120a能夠被加壓。

減壓閥144在圖2中的步驟s20處是打開的，而在步驟s200處，先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141是打開的。當(dāng)緩沖墊110下降時(shí)，即使先導(dǎo)壓力被施加至先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141，液壓油也可以通過先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141流進(jìn)液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中，并且因而先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141可以被控制以在緩沖墊110的位置控制(上升)開始的時(shí)刻被打開。

[第一液壓回路的第一實(shí)施例]

圖6是對(duì)應(yīng)于圖4圖示的第二實(shí)施例的模具緩沖裝置100'的結(jié)構(gòu)示意圖，并且是特別包括第一實(shí)施例的與圖1圖示的第一液壓回路130對(duì)應(yīng)的第一液壓回路130-1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6圖示的模具緩沖裝置100'包括在較低壓力的氣壓(例如0.7mpa)下的用作槽的蓄積器149，蓄積器149取代圖4圖示的槽148，蓄積器149連接至低壓管線。

圖6圖示的第一實(shí)施例的第一液壓回路130-1包括：液壓泵/馬達(dá)(流體壓力泵/馬達(dá))130a；連接至液壓泵/馬達(dá)130a的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的伺服馬達(dá)(電動(dòng)馬達(dá))130b；檢測(cè)伺服馬達(dá)130b的驅(qū)動(dòng)軸的角速度(伺服馬達(dá)角速度ω)的角速度檢測(cè)器130c；先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥130d；螺線管活頁閥130e；和用作安全閥的溢流閥130f。

液壓泵/馬達(dá)130a的一個(gè)端口(排放端口)通過先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥130d連接至液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a，并且另一個(gè)端口連接至與蓄積器149連接的低壓管線。

模具緩沖壓力檢測(cè)器122檢測(cè)施加至液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a的壓力，并且角速度檢測(cè)器130c檢測(cè)伺服馬達(dá)130b的驅(qū)動(dòng)軸的角速度。

因?yàn)槟＞呔彌_力可以主要地由液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力和缸的表面積的乘積表示，因此控制模具緩沖力意味著控制液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力。

在滑塊14與緩沖墊110相撞之后，通過緩沖墊110被傳輸至液壓缸120的力，壓縮液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a以生成模具緩沖壓力。同時(shí)地，當(dāng)在液壓泵/馬達(dá)130a中生成的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)矩等于伺服馬達(dá)130b的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，模具緩沖壓力促使液壓泵/馬達(dá)130a用作液壓馬達(dá)以轉(zhuǎn)動(dòng)伺服馬達(dá)130b，從而防止模具緩沖壓力上升。最后，根據(jù)伺服馬達(dá)130b的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩確定模具緩沖力。

(模具緩沖力控制)

在模具緩沖力控制的時(shí)候，指令裝置150輸出與需要的模具緩沖力對(duì)應(yīng)的指令值。在本示例中，緩沖墊110被控制到位，并且當(dāng)緩沖墊110到達(dá)模具緩沖待命位置時(shí)，輸出指示預(yù)設(shè)壓力phdc的指令值。

控制器160輸入指示液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的由模具緩沖壓力檢測(cè)器122檢測(cè)到的壓力的模具緩沖壓力檢測(cè)信號(hào)，以如從指令裝置150接收的指令值所指示來控制液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力。另外，控制器160輸入指示伺服馬達(dá)130b的驅(qū)動(dòng)軸的角速度(伺服馬達(dá)角速度(ω))的伺服馬達(dá)角速度信號(hào)，以作為角速度反饋信號(hào)，從而確保模具緩沖力的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。

當(dāng)緩沖墊110到達(dá)模具緩沖待命位置并且控制從模具緩沖位置控制狀態(tài)切換到模具緩沖力控制狀態(tài)時(shí)，控制器160通過放大器(未示出)向伺服馬達(dá)130b輸出通過使用與模具緩沖力對(duì)應(yīng)的指令值而計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩指令、模具緩沖壓力檢測(cè)信號(hào)和伺服馬達(dá)角速度信號(hào)，從而執(zhí)行模具緩沖力控制。

在滑塊14與緩沖墊110相撞之前(在模具緩沖力控制開始之前)，如圖3中的部分(b)所示，即使液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力被控制成為與指令值對(duì)應(yīng)的壓力phdc，液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的壓力也增加到壓力pr1以導(dǎo)致緩沖墊110靜止，同時(shí)兩個(gè)腔中的壓力是平衡的，借此沒有模具緩沖力生成。

當(dāng)液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力達(dá)到壓力phdc，同時(shí)先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥130d被控制而通過螺線管活頁閥130e被閉合時(shí)，優(yōu)選的是伺服馬達(dá)130b被控制以停止，直到滑塊14與緩沖墊110相撞。這能使避免浪費(fèi)伺服馬達(dá)130b的功率消耗。即使伺服馬達(dá)130b被停止，帽側(cè)液壓腔120a中的壓力phdc也可以通過先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥130d被保持。

當(dāng)滑塊14下降并且與緩沖墊110相撞時(shí)，控制器160開始伺服馬達(dá)130b的轉(zhuǎn)矩控制，并且控制(切換)螺線管活頁閥130e以打開先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥130d。

盡管在滑塊14與緩沖墊110碰撞之后下降到下止點(diǎn)(在成形過程中)，但是伺服馬達(dá)130b的轉(zhuǎn)矩輸出的方向和生成速度的方向是彼此相反的。即，依靠使用緩沖墊110從滑塊14接收的動(dòng)力，壓力油從液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a通過先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥130d流進(jìn)液壓泵/馬達(dá)130a中，以促使液壓泵/馬達(dá)130a用作液壓馬達(dá)。因?yàn)樗欧R達(dá)130b被液壓泵/馬達(dá)130a驅(qū)動(dòng)以用作發(fā)電機(jī)，因此優(yōu)選的是使用由伺服馬達(dá)130b生成的電力作為再生電力。

(模具緩沖位置的控制)

在滑塊14到達(dá)下止點(diǎn)并且模具緩沖力控制完成之后，指令裝置150促使用于產(chǎn)品的敲出操作(knock-out)被執(zhí)行，并且輸出控制緩沖墊110的位置的指令值(位置指令值)以促使緩沖墊110移動(dòng)(上升)到模具緩沖待命位置。

在模具緩沖位置控制狀態(tài)的情況下，基于從指令裝置150接收的位置指令值和由模具緩沖位置檢測(cè)器112檢測(cè)到的模具緩沖位置的檢測(cè)信號(hào)，控制器160控制伺服馬達(dá)130b，以促使液壓泵/馬達(dá)130a向液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a供應(yīng)壓力油。

相應(yīng)地，控制在液壓缸120的活塞桿120c的拉伸方向上的位置能夠控制在緩沖墊110的提升方向上的位置(模具緩沖位置)。

[第一液壓回路的第二實(shí)施例]

圖7是對(duì)應(yīng)于圖4圖示的第二實(shí)施例的模具緩沖裝置100'的結(jié)構(gòu)示意圖，和特別包括第二實(shí)施例的第一液壓回路130-2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6圖示的第二實(shí)施例的第一液壓回路130-2包括4端口2位置式比例流量控制閥(在下文簡(jiǎn)單地稱為″比例流量控制閥″)131、螺線管活頁閥132、止回閥133、具有蓄積器143a的壓力油供應(yīng)源(包括液壓泵143b、電動(dòng)馬達(dá)143d和溢流閥143f)等。

用于檢測(cè)帽側(cè)液壓腔120a以及比例流量控制閥131的a端口中的壓力的模具緩沖壓力檢測(cè)器122連接到與液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a連接的流動(dòng)通路，并且與液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b連接的流動(dòng)通路通過先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141連接到比例流量控制閥131的b端口，以及通過止回閥133連接到槽148。

比例流量控制閥131的壓力供應(yīng)端口(p端口)通過可以打開和閉合的螺線管活頁閥132連接到具有蓄積器143a的壓力油供應(yīng)源，并且比例流量控制閥131的t端口連接到槽148。

蓄積器143a在高壓氣壓下被設(shè)置以將壓力油保持在高壓下。在模具緩沖位置控制的時(shí)候，在高壓下的壓力油通過螺線管活頁閥132和比例流量控制閥131被供應(yīng)到液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a以升高緩沖墊110，并且作為先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141的先導(dǎo)壓力通過螺線管活頁閥143c被供應(yīng)。

同時(shí)，沖壓機(jī)床的滑塊14設(shè)置有滑塊位置檢測(cè)器32和滑塊速度檢測(cè)器33。

滑塊位置檢測(cè)器32、滑塊速度檢測(cè)器33、模具緩沖位置檢測(cè)器112和模具緩沖壓力檢測(cè)器122的相應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)被控制器160'接收?？刂破?60'被構(gòu)造成用于從指令裝置150接收指示與模具緩沖力對(duì)應(yīng)的模具緩沖力或模具緩沖壓力的指令值，和指示諸如敲出位置和模具緩沖待命位置的位置(模具緩沖位置)的指令值。

控制器160'被構(gòu)造成用于基于上述指令值和上述檢測(cè)信號(hào)執(zhí)行模具緩沖力控制和模具緩沖位置控制，并且不僅輸出用于控制比例流量控制閥131的控制信號(hào)，還輸出用于切換螺線管轉(zhuǎn)換閥132和143c的切換信號(hào)。

(模具緩沖力控制的原理)

因?yàn)槟＞呔彌_力可以由液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力和缸的表面積的乘積表示，因此控制模具緩沖力意味著控制液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力。

液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力p可以用下面的公式表示。

[公式6]

p＝(k/v)·q·(1/s),

其中每個(gè)符號(hào)表示如下含義：

k是體積彈性系數(shù)；

v是缸的下腔中的體積[cm³]；

q是流入和流出缸的下腔的流量[cm³/s]；并且

1/s是積分。

從公式6，可以看到，如果流入和流出帽側(cè)液壓腔120a的流量q可以被控制，則壓力(模具緩沖力)可以被控制。

使用bernoulli方程，通過比例流量控制閥131從帽側(cè)液壓腔120a流出的量q可以通過下面的公式表示，下面的公式使用與比例流量控制閥131的開口成比例的閥系數(shù)kv和帽側(cè)液壓腔120a中的壓力p。

[公式7]

[公式8]

kv＝cd·π·d√(2/ρ)·x＝c·x(c是常數(shù))

其中，公式7和8中的每個(gè)符號(hào)表示如下含義：

p是壓力[kgf/cm²]；

q是通過比例流量控制閥的流量[cm³/s]；

ρ是液壓油密度[kgfs²/cm⁴]；

cd是流量系數(shù)；

d是比例流量控制閥的閥芯直徑[cm]；并且

x是比例流量控制閥131的閥芯位移[cm]。

流入和流出帽側(cè)液壓腔120a的流量q通過從流入量qs減去流出量q而獲得(q＝qs-q)。因?yàn)榱魅肓縬s通過滑塊速度(缸的活塞的下降速度)和缸的表面積的乘積而確定，因此控制從帽側(cè)液壓腔120a的流出量q能夠控制帽側(cè)液壓腔120a中的壓力。

閥系數(shù)kv與比例流量控制閥131的閥芯位移x成比例，如公式8所表示，并且比例流量控制閥131具有與比例流量控制閥指令成比例變化的閥芯位置。因而，如果壓差是恒定的，則液壓油的流量被確定與比例流量控制閥指令成比例。

公式7可以改變成下面的公式。

[公式9]

kv＝q/√p

閥系數(shù)kv可以通過以用pr標(biāo)識(shí)的模具緩沖的指令壓力和通過滑塊速度獲得的用qs標(biāo)識(shí)的流量分別地代替公式9中的p和q而獲得。如果比例流量控制閥131被控制以具有與閥系數(shù)kv對(duì)應(yīng)的閥芯位移(打開)，則帽側(cè)液壓腔120a中的壓力p可以被控制成為指令壓力pr。

即，如果帽側(cè)液壓腔120a中的壓力p小于指令壓力pr(p<pr)，則通過比例流量控制閥131的流出量q小于進(jìn)入帽側(cè)液壓腔120a中的流入量qs(q<qs)。此時(shí)，流入和流出帽側(cè)液壓腔120a的流量q(＝qs-q)增加，以及帽側(cè)液壓腔120a中的壓力p增加。當(dāng)帽側(cè)液壓腔120a中的壓力p等于指令壓力pr(p＝pr)時(shí)，來自帽側(cè)液壓腔120a的流出量q也等于流入量qs(q＝qs)，并且然后缸的下腔中的壓力p保持在指令壓力pr處。

(模具緩沖壓力的控制)

在模具緩沖力控制的時(shí)候，指令裝置150輸出與需要的模具緩沖力對(duì)應(yīng)的指令值。在本示例中，緩沖墊110被控制到位，并且當(dāng)緩沖墊110到達(dá)模具緩沖待命位置時(shí)，指示預(yù)設(shè)壓力phdc的指令值被輸出。盡管優(yōu)選的是具有蓄積器143a的壓力油供應(yīng)源在壓力phdc下提供壓力油，但是在小于壓力phdc的壓力下的壓力油可以被供應(yīng)。

當(dāng)緩沖墊110到達(dá)模具緩沖待命位置并且控制從模具緩沖位置控制狀態(tài)切換到模具緩沖力控制狀態(tài)時(shí)，控制器160'輸出切換信號(hào)以用于使螺線管活頁閥143c的螺線管消磁以導(dǎo)致沒有施加至先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141的先導(dǎo)壓力，從而閉合先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141。另外，控制器160'向螺線管活頁閥132和比例流量控制閥131中的每個(gè)輸出控制信號(hào)，以促使具有蓄積器143a的壓力油供應(yīng)源通過螺線管活頁閥132和比例流量控制閥131向液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a供應(yīng)高壓下的壓力油，從而加壓帽側(cè)液壓腔120a以促使其中的壓力與蓄積器143a中的壓力相同。

在滑塊14與緩沖墊110相撞之前(在模具緩沖力控制開始之前)，即使液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力增加，桿側(cè)液壓腔120b中的壓力也增加以導(dǎo)致緩沖墊110靜止，同時(shí)兩個(gè)腔中的壓力是平衡的，因?yàn)橐簤河捅环乐箯臈U側(cè)液壓腔120b流出，借此沒有模具緩沖力生成。

在滑塊14下降并且滑塊14碰撞緩沖墊110之后到達(dá)下止點(diǎn)的同時(shí)(在成形過程中)，控制器160'不僅輸出用于閉合螺線管活頁閥132的切換信號(hào)以閉合比例流量控制閥131的p端口，還向比例流量控制閥131輸出基于滑塊速度計(jì)算的與預(yù)設(shè)模具緩沖力對(duì)應(yīng)的壓力指令和用于比例流量控制閥的控制信號(hào)，以促使比例流量控制閥131具有適當(dāng)?shù)拈_口。相應(yīng)地，通過比例流量控制閥131的流量(來自液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a的流出量)被控制，借此帽側(cè)液壓腔120a中的壓力被控制成為允許生成需要的模具緩沖力的壓力。

(模具緩沖位置的控制)

在滑塊14到達(dá)下止點(diǎn)并且模具緩沖力控制完成之后，指令裝置150促使用于產(chǎn)品的敲出操作被執(zhí)行，并且輸出控制緩沖墊110的位置的指令值(位置指令值)以導(dǎo)致緩沖墊110移動(dòng)(上升)到模具緩沖待命位置。

在模具緩沖位置控制狀態(tài)的情況下，控制器160'輸出用于打開螺線管活頁閥132的切換信號(hào)以打開比例流量控制閥131的p端口，并且促使螺線管活頁閥143c的螺線管被激勵(lì)以通過螺線管活頁閥143c向先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141施加先導(dǎo)壓力，以打開先導(dǎo)驅(qū)動(dòng)式止回閥141，從而使得液壓油能夠從桿側(cè)液壓腔120b流出。隨后，基于來自指令裝置150的位置指令值和來自模具緩沖位置檢測(cè)器112的模具緩沖位置信號(hào)，控制器160'控制比例流量控制閥131的打開，以促使緩沖墊110移動(dòng)到模具緩沖待命位置。

[比較示例]

接下來，根據(jù)本發(fā)明的模具緩沖裝置和常規(guī)的模具緩沖裝置將在構(gòu)造和操作效果上被比較。

常規(guī)的模具緩沖裝置被控制以在模具緩沖力控制開始之前，促使緩沖墊停止在高于緩沖墊待命位置預(yù)定量的位置處，并且然后滑塊與緩沖墊相撞，并且緩沖墊被向下按壓到上升之前的高度以生成與設(shè)定壓力對(duì)應(yīng)的模具緩沖力。在緩沖墊停止在高于緩沖墊待命位置預(yù)定量的位置處的狀態(tài)下，液壓缸的桿側(cè)液壓腔中的液壓油可以自由地流入和流出。因而，液壓缸的帽側(cè)液壓腔和桿側(cè)液壓腔不被(不能被)加壓到高壓。

圖8圖示了常規(guī)的模具緩沖裝置的液壓缸120的相應(yīng)狀態(tài)從其中緩沖墊110位于模具緩沖待命位置處的狀態(tài)至其中預(yù)設(shè)模具緩沖力被生成的狀態(tài)的過渡。

圖8中的部分(a)圖示了在其中緩沖墊110通過模具緩沖位置控制定位在模具緩沖待命位置處(待命)的狀態(tài)中的液壓缸120。

此時(shí)，桿側(cè)液壓腔120b中的壓力被標(biāo)識(shí)為pr0，并且桿側(cè)液壓腔120b在拉伸方向上的尺寸(長度)被標(biāo)識(shí)為l,并且帽側(cè)液壓腔120a在拉伸方向上的尺寸(長度)被標(biāo)識(shí)為l2。

如圖8中的部分(b)所示，緩沖墊的位置控制在圖8中的部分(a)的狀態(tài)中被進(jìn)一步地執(zhí)行，以將緩沖墊110(活塞桿120c)從緩沖墊待命位置升高預(yù)定上升量x'。此時(shí)，液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力是壓力ph0，并且桿側(cè)液壓腔120b中的壓力是壓力pr0。

為方便描述起見，密封液壓油的體積僅包括在液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的密封液壓油的體積，而在管道中的密封液壓油的體積被忽略。另外，因?yàn)榭紤]到桿側(cè)液壓腔120b中的體積是足夠大的，因此緩沖墊110等的重量被忽略。

液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的密封壓力ph0可以通過下面的公式表示，其中桿側(cè)液壓腔120b中的壓力被標(biāo)識(shí)為壓力pr0。

[公式10]

ph0＝pr0·ar/ah，其中

ah是液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a的橫截面積，并且

ar是液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b的橫截面積。

在本示例中，密封液壓油的體積僅包括在液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的密封液壓油的體積，并且在連接到桿側(cè)液壓腔120b的管道中的密封液壓油的體積被忽略以方便描述。另外，緩沖墊110等的重量也被忽略。

當(dāng)滑塊14從圖8中的部分(b)圖示的狀態(tài)下降并且與緩沖墊110相撞以導(dǎo)致緩沖墊110連同滑塊14一起下降時(shí)，液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的壓力從壓力pr0逐漸增加(圖8中的部分(c))。

當(dāng)緩沖墊110被按壓上升量x'時(shí)(緩沖墊110到達(dá)模具緩沖待命位置)，如圖8中的部分(d)所示，導(dǎo)致液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的壓力為預(yù)定壓力phdc，并且然后液壓缸120生成需要的模具緩沖力f。換句話說，當(dāng)緩沖墊110被按壓上升量x'時(shí)，緩沖墊110的上升量x'被確定以在體積改變之前導(dǎo)致壓力ph0為由于帽側(cè)液壓腔的體積改變而具備的壓力phdc。

在液壓缸120的頭部側(cè)液壓腔120a中，在帽側(cè)液壓腔120a中的體積改變之后，帽側(cè)液壓腔120a中的壓力和體積之間的關(guān)系可以由下面的公式表示。

[公式11]

p＝p'+kδv/v,其中

p是在體積改變之后液壓腔中的壓力，

p'是在體積改變之前液壓腔中的壓力，

v是在體積改變之前液壓腔中的體積，

δv是體積壓縮量，并且

k是液壓油的體積彈性系數(shù)。

另外，通過使用phdc、ph0、l2、ar、ah和上升量x'，公式11可以用下面的公式替代。

[公式12]

phdc＝ph0+k·ah·x'/(ah·l2)

x'＝(phdc-ph0)·l2/k

另外，液壓缸120的帽側(cè)液壓腔120a中的用于獲得需要的模具緩沖力f的壓力phdc可以使用下面的公式計(jì)算。

[公式13]

phdc＝(f+pr0·ar)/ah

因而，通過使用公式12和公式13的流量公式可以表示上升量x'。

[公式14]

x'＝[(f+pr0·ar)/ah-ph0]·l2/k

因而，通過使用公式14，在其中帽側(cè)液壓腔120a中的壓力被設(shè)為phdc以在設(shè)計(jì)中需要的位置處獲得需要的模具緩沖力f的情況下，可以計(jì)算上升量x'。

通過使用與用于參照?qǐng)D3描述的根據(jù)本發(fā)明的模具緩沖裝置的已知值相同的值如下獲得phdc和ph0。

phdc＝(500000+0.7·16100)/41548≈12.3mpa

ph0＝0.7·16100/41548≈0.27mpa

然后，通過將phdc和ph0代入公式12中如下計(jì)算上升量x'。

x'＝(12.3-0.27)·350/1000≈4.21mm

參照當(dāng)帽側(cè)液壓腔120a被加壓以導(dǎo)致在其中的壓力為phdc的同時(shí)液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的液壓油被防止在模具緩沖力控制開始之前流出時(shí)的緩沖墊110的上升量x(約1.55mm)，正如根據(jù)本發(fā)明的模具緩沖裝置，常規(guī)的模具緩沖裝置(沒有防止液壓缸120的桿側(cè)液壓腔120b中的液壓油流出)需要上升量x'(約4.21mm)，緩沖墊上升所述上升量x'以獲得在模具緩沖待命位置處需要的模具緩沖力，上升量x'幾乎是上升量x的3倍。

[其他]

如本實(shí)施例，例如，液壓缸不僅可以設(shè)置在緩沖墊中的一個(gè)位置處，還可以設(shè)置在緩沖墊的前部和后部的兩個(gè)位置處，或位于緩沖墊的前部、后部、右側(cè)和左側(cè)的四個(gè)位置處。另外，導(dǎo)致液壓缸生成需要的模具緩沖力的液壓回路和控制所述液壓回路的方法不受限于本實(shí)施例的那些實(shí)施例，并且各種類型的實(shí)施例是可獲得的。

在本實(shí)施例中，盡管描述了其中油用于操作流體的模具緩沖裝置，但是此外，水或另一液體可以被使用。即，盡管通過使用液壓缸和液壓回路所使用的形式描述了本實(shí)施例，但是此外，其中水或另一液體被使用的流體壓力缸和流體壓力回路可以顯然地用于本發(fā)明。

另外，本發(fā)明不被限制于上述示例，并且因此毋庸贅述在未脫離本發(fā)明的本質(zhì)的范圍中各種修改例和變化例是可行的。