阅读说明：本技术 用于压力机的双重坯件检测装置和用于压力机的模具保护装置 (double blank detection device for press and die protection device for press ) 是由 河野泰幸 真壁纯司 岩村龙升 于 2019-05-22 设计创作，主要内容包括：一种用于压力机(100)的双重坯件检测装置(302),该压力机设置有模具缓冲装置(200)并且被配置为自动且重复地一个接一个地成形坯件(80)。双重坯件检测装置(302)包括：位置信号获取单元(320),其被配置为获取压力机(100)的滑块(110)的位置的滑块位置信号；荷载信号获取单元(310),其被配置为获取指示在模具缓冲装置(200)的缓冲垫(128)上产生的模具缓冲荷载的模具缓冲荷载信号；以及双重坯件检测器(330),其被配置为基于由位置信号获取单元(320)获取的滑块位置信号和由荷载信号获取单元(310)获取的模具缓冲荷载信号来检测多个坯件(80)堆叠为双重坯件的状态。(A double blank detection apparatus (302) for a press (100) provided with a die cushion apparatus (200) and configured to automatically and repeatedly form blanks (80) one after the other. The double blank detection device (302) comprises: a position signal acquisition unit (320) configured to acquire a slide position signal of a position of a slide (110) of the press (100); a load signal acquisition unit (310) configured to acquire a die cushion load signal indicative of a die cushion load generated on a cushion pad (128) of a die cushion device (200); and a double blank detector (330) configured to detect a state in which a plurality of blanks (80) are stacked as a double blank based on the slide position signal acquired by the position signal acquisition unit (320) and the die cushion load signal acquired by the load signal acquisition unit (310).)

用于压力机的双重坯件检测装置和用于压力机的模具保护 装置

技术领域

本发明涉及一种用于压力机的双重坯件检测装置和用于压力机的模具保护装置，尤其涉及一种在向压力机供应多个坯件时可靠地检测“双重坯件”的技术。

背景技术

在相关技术中，在日本专利公开No.H10-193199中公开了一种检测这类双重坯件的系统。

在通过使用其中用于向上和向下移动滑块的液压缸由伺服阀驱动的直动式压力机成形坯件(工件)的情况下，在日本专利公开No. H10-193199中描述的用于直动式压力机的模具保护装置在(根据用于使液压缸下降的压力信号和用于使液压缸上升的压力信号计算出的)压力荷载信号在开始成形的时刻迅速上升时检测滑块位置，在检测到的滑块位置超出板厚度公差(基于关于单个工件的基准板厚度位置设置的板厚度公差)时确定出现了双重坯件，并在与用于压制过程的方向相反的方向上移动滑块。注意，在日本专利公开No.H10-193199中描述的直动式压力机没有设置模具缓冲装置。

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开No.H10-193199

发明内容

在日本专利公开No.H10-193199中检测双重坯件的方法包括：检测压力荷载和滑块位置；检测压力荷载在开始成形的时刻迅速上升的滑块位置；以及在检测到的滑块位置超出板厚度公差时确定出现了双重坯件。然而，该方法具有以下缺点，因为基于压力荷载迅速上升的滑块位置(即，参考压力荷载检测滑块位置)检测双重坯件。

使用压力荷载的第一个缺点是：指示压力荷载的压力荷载信号变得复杂，因为压力荷载是模具缓冲荷载和成形荷载的总和(缺点 A)。

因此，由于坯件(在多个特征，诸如厚度和硬度方面)的个体差异，所以成形因素容易波动，并且即使在正常状态下，压力荷载的迅速上升的时刻也显著变化，这导致难以检测异常(双重坯件)。

使用压力荷载的第二个缺点是：压力机比模具缓冲装置更重且更大(即，压力机的框架容易膨胀和收缩)并且通常具有小的本征频率(固有频率)，因此，压力荷载更容易受到本征频率(在压力荷载开始作用的时刻由冲击地作用的压力荷载激励)的影响(缺点 B)。

当压力荷载信号中包括本征频率分量时，异常(双重坯件)检测变得困难。

使用压力荷载的第三个缺点是：压力荷载信号的分辨率是粗略的(缺点C)。在设置有模具缓冲装置的压力机中，(最大允许) 压力荷载关于(最大)模具缓冲荷载的比率通常在3∶1至6∶1的范围内。如果使用相同的荷载检测器来检测压力荷载和检测模具缓冲荷载，则压力荷载信号的分辨率关于模具缓冲荷载信号的分辨率至少为三分之一或更低，因此，异常(双重坯件)检测的准确度相应地劣化。

已经在这种情形下做出了本发明，并且本发明旨在提供一种用于压力机的双重坯件检测装置和用于压力机的模具保护装置，上述装置能够在向压力机供应多个坯件时可靠地检测双重坯件。

为了实现上述目的，根据一方面的本发明是一种用于压力机的双重坯件检测装置，所述压力机设置有模具缓冲装置并且自动且重复地一个接一个地成形坯件，所述双重坯件检测装置包括：位置信号获取单元，其被配置为获取指示所述压力机的滑块的位置的滑块位置信号；荷载信号获取单元，其被配置为获取指示在所述模具缓冲装置的缓冲垫上产生的模具缓冲荷载的模具缓冲荷载信号；以及双重坯件检测器，其被配置为基于由所述位置信号获取单元获取的滑块位置信号和由所述荷载信号获取单元获取的模具缓冲荷载信号来检测多个坯件堆叠为双重坯件的状态。

根据本发明的一个方面，检测模具缓冲荷载而不是检测日本专利公开No.H10-193199中描述的压力荷载，并且基于指示滑块的位置的滑块位置信号和指示模具缓冲荷载的模具缓冲荷载信号来检测双重坯件。

模具缓冲荷载信号比压力荷载信号更简单，该压力荷载信号是模具缓冲荷载和成形荷载的总和。模具缓冲荷载信号针对模具缓冲荷载的迅速上升非常稳定。另外，压力机比模具缓冲装置更重、更厚且更长，并且在开始压力荷载的作用的时刻由冲击地作用的压力荷载激励的本征频率在压力机比在模具缓冲装置中小。关于压力荷载，由于压力机的本征频率小于模具缓冲装置的本征频率，所以压力荷载信号相应地受到本征频率的影响。相反，模具缓冲荷载信号比压力荷载信号更不易受本征频率的影响。另外，当使用相同的荷载检测器时，由于模具缓冲荷载小于压力荷载，所以模具缓冲荷载信号的分辨率相应地高于压力荷载信号的分辨率。

在模具缓冲荷载信号上升的时刻的滑块位置信号在正常状态下 (在没有任何异常的生产期间)通常倾向于具有恒定值。原因在于模具缓冲装置表现出单一的弹簧特性(至少在模具缓冲荷载起始时间处的固有弹性)，并且模具缓冲位置(位移)基本上与模具缓冲荷载成比例。另外，模具缓冲荷载信号具有高响应性和检测精度。利用这些特征，当改变坯件的板厚度(堆叠两个或更多个坯件)时，可以基于在开始产生某些(相对较小的)模具缓冲荷载的时刻的滑块位置的变化快速(紧接在开始成形之后)并且可靠地(没有检测失败)检测到双重坯件。

在根据本发明的另一方面的双重坯件检测装置中，优选的是，所述双重坯件检测器在所述模具缓冲荷载信号上升到预定值的时刻保持所述滑块位置信号作为滑块位置信号保持值，比较所保持的滑块位置信号保持值和异常识别值，并且在所保持的滑块位置信号保持值等于或大于所述异常识别值的情况下检测到双重坯件。在正常状态下，由于滑块位置信号保持值在模具缓冲荷载信号上升到某个 (预定)值的时刻的是稳定的，所以可以基于滑块位置信号保持值等于或大于异常识别值中的改变(变化)来可靠地检测异常(双重坯件)。

在根据本发明的又一方面的双重坯件检测装置中，所述异常识别值被设定为满足下述条件：

Y≥(X_AVE+0.3T)，且Y＜(X_AVE+T)

其中，Y是所述异常识别值，X_AVE是通过多次重复成形一个坯件而获得的滑块位置信号保持值的平均值，并且T是所述坯件的板厚度。

当检测到双重坯件时，在模具缓冲荷载信号上升到预定值的时刻的滑块位置信号保持值对应于一位置，该位置与比正常状态下的位置高出与单个坯件的厚度对应的量。换句话说，滑块位置信号保持值大于平均值X_AVE。

因此，异常识别值Y被设定在通过将变化量(等于或高于坯件的板厚度T的30％且低于100％)与滑块位置信号保持值的平均值 X_AVE相加而获得的值的范围内。然后，在滑块位置信号保持值等于或大于异常识别值Y的情况下，确定检测到双重坯件。因此，可以可靠地检测双重坯件(两个或更多个坯件)。

在根据本发明的又一方面的双重坯件检测装置中，所述异常识别值被设定为满足下述条件：

Y＜X’，且Y≥(X’-0.7T)

其中，Y是所述异常识别值，X’是通过测试两个堆叠的坯件的成形而获得的滑块位置信号保持值，并且T是所述坯件的板厚度。

异常识别值Y被设定在通过从使用堆叠的两个坯件时获得的滑块位置信号保持值X’中减去变化量(高于坯件的板厚度T的0％且等于或小于70％)而获得的值的范围内。然后，在滑块位置信号保持值等于或大于异常识别值Y的情况下，确定检测到双重坯件。因此，可以可靠地检测双重坯件。

优选的是，根据本发明的又一方面的双重坯件检测装置包括：第一手动设定单元，其被配置为手动设定所述异常识别值；或者第一自动设定单元，其被配置为自动计算和设定所述异常识别值。

在根据本发明的又一个方面的双重坯件检测装置中，优选的是，所述模具缓冲荷载信号的预定值是所述模具缓冲装置的最大模具缓冲荷载的5％以上且20％以下的范围内的值。

优选的是，模具缓冲荷载信号的预定值在最大模具缓冲荷载的 5％到20％的范围内(包含边界值)，以便尽可能早地可靠地检测到模具缓冲荷载信号的变化。

优选的是，根据本发明的又一方面的双重坯件检测装置包括：第二手动设定单元，其被配置为手动设定所述模具缓冲荷载信号的预定值；或者第二自动设定单元，其被配置为基于所述模具缓冲装置的最大模具缓冲荷载自动计算和设定所述模具缓冲荷载信号的预定值。

优选的是，根据本发明的又一方面的双重坯件检测装置包括：滑块位置检测器，其被配置为检测所述压力机的滑块的位置并输出所述滑块位置信号；以及模具缓冲荷载检测器，其被配置为检测在所述缓冲垫上产生的模具缓冲荷载并输出所述模具缓冲荷载信号，其中，所述位置信号获取单元从所述滑块位置检测器获取所述滑块位置信号，并且所述荷载信号获取单元从所述模具缓冲荷载检测器获取所述模具缓冲荷载信号。

可以分别从压力机和模具缓冲装置获取滑块位置信号和模具缓冲荷载信号，并且不需要添加用于检测这些信号的检测器。因此，以低成本实现了双重坯件检测装置。

根据另一方面的发明是一种用于压力机的模具保护装置，所述压力机设置有模具缓冲装置并且自动且重复地一个接一个地成形坯件，所述压力机包括：制动装置，其被配置为在由所述压力机的压力驱动装置驱动的滑块上施加制动；以及液压缸，其集成在所述滑块中，并且被配置为使所述滑块的模具安装表面相对于由所述压力驱动装置驱动的所述滑块的移动而移动，所述模具保护装置包括：根据上述方面的双重坯件检测装置；以及安全化处置装置，其被配置为在所述双重坯件检测器检测到双重坯件时，使所述制动装置开始对所述滑块的突然制动并使所述液压缸减压以使所述滑块的包括所述模具安装表面的一部分在上升方向上相对移动。

当双重坯件检测器检测到双重坯件时，制动装置开始对滑块的突然制动。例如，在压力机是伺服电机驱动类型的情况下，在制动方向上向伺服电机施加最大扭矩以施加突然制动。即使开始突然制动，由于滑块的惯性等而需要有限的时间来停止滑动，所以在此时间期间成形继续进行。因此，损坏模具的风险增加。考虑到该问题，在模具保护装置中，除了开始突然制动之外，集成在滑块中的液压缸立即减压以允许滑块的包括模具安装表面的部分在上升方向上相对移动。因此，在成形开始之前，滑块(模具)被安全地停止。因此，防止了模具损坏(模具受到保护)。

根据另一方面的发明是一种自动且重复地一个接一个地成形坯件的压力机，所述压力机包括：根据上述方面的模具保护装置；以及模具缓冲装置，其中，所述模具缓冲装置包括：模具缓冲驱动单元，其被配置为支撑缓冲垫，向上和向下移动所述缓冲垫，并在所述缓冲垫上产生模具缓冲荷载；模具缓冲荷载指令单元，其被配置为输出模具缓冲荷载指令；以及模具缓冲荷载控制器，其被配置为基于从所述模具缓冲荷载指令单元输出的所述模具缓冲荷载指令来控制所述模具缓冲驱动单元，以在所述缓冲垫上产生与所述模具缓冲荷载指令对应的模具缓冲荷载，其中，在所述双重坯件检测器检测到双重坯件的情况下，并且仅当所述缓冲垫在所述缓冲垫移动的区域的未开始成形的区域中时，所述模具缓冲荷载指令单元输出预定的模具缓冲荷载指令直到所述滑块停止，使所述液压缸由于根据所述模具缓冲荷载指令在所述缓冲垫上产生的模具缓冲荷载而收缩，以使所述滑块的包括模具安装表面的一部分在上升方向上相对地移动。

集成在滑块中的液压缸通过由从缓冲垫施加的模具缓冲荷载促进的液压缸的收缩动作而缩回，并且滑块的包括模具安装表面的部分与液压缸的缩回相关联地在上升方向上相对移动。模具缓冲荷载指令单元仅在滑块在未开始成形的区域中时在一时期期间输出预定的模具缓冲荷载指令直到滑块停止。相反，当检测到双重坯件时，因为双重坯件对于模具是极其危险的状态，所以在加压成形的区域中基本上不施加模具缓冲荷载。

在根据另一方面的压力机中，优选的是，所述模具缓冲装置包括：模具缓冲位置指令单元，其被配置为输出模具缓冲位置指令；以及模具缓冲位置控制器，其被配置为基于在由所述模具缓冲荷载控制器完成模具缓冲荷载控制之后从所述模具缓冲位置指令单元输出的模具缓冲位置指令来控制所述模具缓冲驱动单元，以将所述缓冲垫向上移动到预定模具缓冲待机位置，其中，所述预定模具缓冲待机位置是从成形开始的位置在所述上升方向上偏移预定量的位置。这是为了在检测到双重坯件时开始成形之前确保用于滑动(滑块的模具安装表面的向下移动量)的停止时间。

在根据另一方面的压力机中，所述未开始成形的区域是所述预定模具缓冲待机位置与所述成形开始的位置之间的区域。

在根据另一方面的压力机中，优选的是，当所述双重坯件检测器检测到双重坯件时，所述模具缓冲荷载指令单元自动输出最大模具缓冲荷载指令作为所述预定模具缓冲荷载指令。

这是为了在检测到双重坯件时将最大模具缓冲荷载施加到包括集成在其中的液压缸的滑块，从而使液压缸尽可能快地缩回，使得不开始成形。

根据本发明，在向压力机供应多个坯件的情况下，由于使用可以高精度地检测到的模具缓冲荷载来检测双重坯件，所以可以可靠地检测双重坯件异常。

附图说明

图1是示出在根据本发明的双重坯件检测装置中检测双重坯件的原理的解释性图；

图2是示出在正常状态下针对包括从模具缓冲荷载作用的过程的起始点到中间阶段的范围的一秒钟内的模具缓冲位置、滑块位置、模具缓冲荷载和压力荷载的波形图；

图3是示出在异常(双重坯件)状态下针对包括从模具缓冲荷载作用的过程的起始点到中间阶段的范围的一秒钟内的模具缓冲位置、滑块位置、模具缓冲荷载和压力荷载的波形图；

图4是示出图2所示的时期A(为期0.04秒，包括模具缓冲荷载开始作用的时刻)的放大图；

图5是示出图3所示的时期A(为期0.04秒，包括模具缓冲荷载开始作用的时刻)的放大图；

图6是示出气缸驱动系统的模具缓冲装置中的初始模具缓冲荷载的作用原理的图；

图7是示出包括压力机、模具缓冲装置和模具保护装置的整个装置的实施例的示意图；

图8是示出图7所示的压力机100和模具缓冲装置200的机械部分的图；

图9是示出图7所示的压力驱动装置240的示例的图；

图10是示出图7所示的过载去除装置220的示例的图；

图11是示出图7所示的模具缓冲驱动装置160R的示例的图；

图12是主要示出图7所示的模具缓冲控制器170的实施例的图；

图13是示出双重坯件检测装置302的实施例的框图；

图14是示出用于模具保护装置的设定画面的示例的图；

图15是示出滑块位置和模具缓冲位置的波形图；

图16是示出模具缓冲荷载信号、模具缓冲荷载指令和模具缓冲荷载的预定值的波形图；

图17是示出集成在滑块中的液压缸107R和107L的头侧液压腔室中的压力的波形图；

图18是示出滑块位置信号保持值X、异常识别值Y和双重坯件检测的波形图；

图19是图15所示的波形图的主要示出检测到双重坯件的时刻的局部放大图；

图20是图16所示的波形图的主要示出检测到双重坯件的时刻的局部放大图；

图21是图17所示的波形图的主要示出检测到双重坯件的时刻的局部放大图；以及

图22是图18所示的波形图的主要示出检测到双重坯件的时刻的局部放大图。

具体实施方式

现在参照附图，下面将详细描述根据本发明的用于压力机的双重坯件检测装置和用于压力机的模具保护装置的优选实施例。

图1是示出在根据本发明的双重坯件检测装置中检测双重坯件的原理的解释性图。

图1中的左侧示出了处于正常状态的压力机100，其中，向该压力机供应了一个坯件材料(下文中称为“坯件”)。图1中的右侧示出了处于双重坯件状态(异常状态)的压力机100，其中，向该压力机供应了两个坯件。图中右侧和左侧均示出了在模具缓冲荷载作用起始时间处(即，模具缓冲荷载开始从图1所示的状态起作用时的时间处)的压力机100。

在图1中，压力机100是所谓的机械伺服压力机，其中，滑块 110由伺服电机通过曲柄轴和连杆驱动，该伺服电机将在随后描述。压力机100被配置为在安装在滑块110的模具安装表面上的上模具 120和安装在垫板102的上表面上的下模具122之间轧制薄板状坯件80。在该示例中，压力机100形成具有大尺寸的坯件80，诸如汽车车身成形件等。

模具缓冲装置200被配置为加压并保持在上模具120和坯件保持架(坯件保持板)124之间待由压力机100形成的坯件80的周缘。坯件保持架124由缓冲垫128通过多个缓冲销126保持。模具缓冲装置200具有用于在缓冲垫128上产生模具缓冲荷载(力)的驱动系统。这种驱动系统可以包括：气缸驱动系统、使用液压伺服阀的液压缸驱动系统、使用轴向连接到伺服电机的轴的液压泵/电机的液压缸驱动系统(日本专利公开No.2006-315074)、以及使用伺服电机的螺母驱动系统。无论驱动系统的类型如何，各种类型的模具缓冲装置都表现出一种弹簧特性(至少在模具缓冲荷载起始时间处的固有弹性)，并且模具缓冲的位置(位移)基本上与模具缓冲荷载成比例。这里，图1示出了模具缓冲装置200具有与其驱动系统无关的弹簧特性。

当滑块110从图1所示的状态进一步向下移动时(从模具缓冲荷载起始时间，即，当滑块110通过上模具120、坯件80、坯件保持架124和缓冲销126与缓冲垫128接触并且模具缓冲荷载开始起作用时)，如图1中间的曲线图所示，在图1的左侧和右侧所示的两种状态下，在模具缓冲荷载作用的初始阶段中，模具缓冲荷载与由滑块110间接向下加压的缓冲垫128的滑块位置(位移)成比例地产生。换句话说，滑块位移和初始模具缓冲荷载在图1的左侧和右侧所示的状态中是相同的。原因在于模具缓冲装置200的弹簧特性是相同的。

相反，模具缓冲载荷开始从比原始滑块位置高出坯件80的板厚度(T)的滑块位置(滑块110的位置)起作用。因此，当模具缓冲荷载达到预定值(初始模具缓冲荷载)时的滑块位置在图1的右侧所示的状态下比在图1的左侧所示的状态下高出一个坯件的板厚度。

因此，本发明基于指示滑块110的位置的滑块位置信号和指示模具缓冲荷载的模具缓冲荷载信号来在模具缓冲荷载上升到预定值的时刻从滑块位置的差异检测双重坯件。

【比较例】

图2示出了在使用具有10000kN的加压能力的压力机、设定模具缓冲荷载为2000kN并且形成一个板厚度为0.8mm的坯件以模拟正常状态的情况下包括从模具缓冲荷载作用的过程的开始阶段到中间阶段的时期的一秒钟内的波形图。在图2中，上侧的波形图示出了模具缓冲位置(缓冲垫位置)和滑块位置，并且下侧的波形图示出了模具缓冲荷载和压力荷载。

图3示出了在使用与图2的情况相同的设置、形成两个坯件以模拟异常(双重坯件)状态的情况下包括从模具缓冲荷载作用的过程的开始阶段到中间阶段的时期的一秒钟内的波形图。与图2类似，在图3中，上侧的波形图示出了模具缓冲位置和滑块位置，并且下侧的波形图示出了模具缓冲荷载和压力荷载。

压力机采用了一种系统，其中，滑块由伺服电机通过连杆机构驱动。模具缓冲装置采用了一种系统，其中，缓冲垫由伺服电机通过液压泵/电机和液压缸驱动，该液压泵/电机和液压缸轴向连接到伺服电机。对于双重坯件检测实验，从压力机中使用的模具中移除下模具(凸模)，并且仅在上模具和坯件保持架之间加压坯件80。

在图3中，与图2相比，施加了对应于一个坯件(厚度0.8mm) 的额外压力。然而，没有发现与模具缓冲荷载作用等相关的差异，并且在图2和图3中均观察到几乎相同的行为(数据是以2ms的间隔测量的)。

在图2和图3中，在模具缓冲荷载作用的过程的中间阶段中，压力荷载小于模具缓冲荷载的原因是检测误差。这是因为压力荷载的检测精度不如模具缓冲的检测精度。

图4和图5是示出图2和图3所示的时期A(为期0.04秒，包括模具缓冲荷载开始作用的时刻)的放大视图。

图5清楚地示出了与图4相比由一个坯件(厚度为0.8mm)引起的额外压力的影响。图5示出了模具缓冲位移(由滑块从模具缓冲初始位置80.3mm间接地向下推动的距离)关于模具缓冲荷载(作用程度)在正常状态(一个坯件)和异常状态(双重坯件)中均基本恒定(相同)的特性。此外，图5示出了滑块位置关于模具缓冲荷载(作用程度)比图4所示的正常状态高出与仅一个坯件的厚度对应的0.8mm的特性。

通过使用(应用)这些特性，可以在模具缓冲开始作用的时刻 (加压开始之后的初始阶段)检测双重坯件。

换句话说，滑块位置在模具缓冲荷载上升到预定值(在该示例中为400kN)时的正常状态下是79.9mm(图4)，滑块位置在异常状态(双重坯件)下是80.7mm(图5)。也就是说，滑块位置在异常状态下比在正常状态下高出与一个坯件的厚度对应的0.8mm。

因此，将模具缓冲荷载上升到预定值的时刻的滑块位置与异常识别值进行比较。在滑块位置等于或大于异常识别值的情况下，确定出现了双重坯件。

根据本发明的双重坯件检测装置为什么是适当的？最大的原因是使用在模具缓冲荷载起始时间处的模具缓冲荷载。原因在于，在模具缓冲荷载作用起始时间，模具缓冲装置显示出一个弹簧特性(固有弹性)，并且模具缓冲位置(位移)基本上与模具缓冲荷载成比例。在任何类型的模具缓冲装置中均可以观察到这种特性。

例如，所谓的伺服模具缓冲装置(或数控模具缓冲装置)驱动伺服阀和伺服电机，并基于模具缓冲荷载(压力)指令和模具缓冲荷载(压力)控制模具缓冲力。这种模具缓冲装置可以包括通过液压伺服阀的液压缸驱动系统、由轴向连接到伺服电机的液压泵/电机驱动的液压缸驱动系统或者由伺服电机驱动的螺母驱动系统。在模具缓冲装置中，基于模具缓冲开始位置指令(或模具缓冲待机位置指令)和模具缓冲位置驱动伺服阀和伺服电机，缓冲垫位置在模具缓冲荷载起始时间处(或在模具缓冲荷载作用起始时间之前)被保持在模具缓冲开始位置(或模具缓冲待机位置)中。

在这种状态下，在缓冲垫被滑块(通过缓冲销、坯件保持架、坯件、上模具等)间接地向下推动的同时，模具缓冲荷载开始起作用。在模具缓冲荷载起始时间处，模具缓冲荷载与指示模具缓冲位置位移的X(即，通过从“模具缓冲开始位置指令”中减去“模具缓冲位置”而得到的结果)成比例，如下列等式所示。

【表达式1】

F＝K×X

F：初始模具缓冲荷载(kN)

K：模具缓冲装置(固有的)弹簧系数(kN/mm)

X：“模具缓冲开始位置(指令)”-“模具缓冲位置”(mm)

表达式1仅示出了作为静态特性的、不包括位置(反馈)控制中的动态特性的弹簧系数。当模具缓冲位置被(反馈)控制时，弹簧系数K对应于与模具缓冲位置成比例的常数(增益)。

例如，在采用气缸驱动系统的模具缓冲装置中，基本上根据模具缓冲行程施加与压缩空气压力成比例的模具缓冲荷载。然而，在模具缓冲荷载起始时间处，终究应用与模具缓冲初始位移X成比例的初始模具缓冲荷载。

图6是示出采用气缸驱动系统的模具缓冲装置中的初始模具缓冲荷载的作用原理的视图。在图6中，用相同的附图标记表示与图1 中的部件或单元共同的部件或单元，并省略了对这些共同部件或单元的详细描述。

在图6中，气缸202支撑缓冲垫128，并且用作将模具缓冲荷载施加到缓冲垫128的模具缓冲驱动单元。能够调节压力的空气罐204 连接到气缸202。

图6中的左侧示出了模具缓冲的初始位置(0)，并且初始模具缓冲荷载(施加到缓冲销126)在该状态下不起作用(F＝0)。图6 中的右侧示出了模具缓冲从初始位置(0)轻微移位(L mm)的状态。在该状态下，与来自初始(在模具缓冲行程之前)空气压力的轻微位移L压缩的空气压力成比例的模具缓冲荷载(F＝fo)起作用。这里，夸大了由轻微位移L引起的图6中的左侧和右侧之间的差异，以使其易于理解。

在图6中的左侧所示的状态中，框架(垫板102)承受气缸202 的推力，该推力与附接到框架的弹性构件(具有弹簧系数K)的轻微弹性变形(L mm)的作用相关联地不断作用。在图6中的右侧所示的状态下，缓冲销126由滑块110间接地加压，并且又将缓冲垫 128向下加压轻微量(L mm)。结果，缓冲销126与弹性构件的弹性变形的恢复作用相关联地承受气缸202的推力。这(即，由缓冲销126不断承受的气缸202的推力的一部分)对应于模具缓冲荷载。

毕竟，弹簧系数K是各个模具缓冲装置(的类型和载量)所固有的。换句话说，如果相同类型的模具缓冲装置由相同的机械元件和相同的控制元件组成，则弹簧系数K是相同的。

相反，为什么在日本专利公开No.H10-193199中公开的双重坯件检测方法是不适当的？原因是使用了在压力荷载开始起作用的时刻的压力荷载信号。换句话说，通过使用压力荷载信号，如在“发明内容”中详细描述的那样导致了缺点A(压力荷载信号变得复杂)、缺点B(压力荷载易受本征频率影响)以及缺点C(压力负荷信号的分辨率粗糙)。

另外，使用压力荷载信号存在第四个缺点。第四个缺点是：对模具缓冲荷载信号的响应性慢(缺点D)。

通常，压力荷载信号仅用于监测。相反，模具缓冲荷载信号用于控制模具缓冲荷载。因此，压力荷载检测器的响应性低于模具缓冲荷载检测器的响应性。由于响应性较低，压力荷载信号容易根据模具缓冲荷载信号而波动，所以异常(双重坯件)检测的精度劣化。

如图4和图5所示，与模具缓冲荷载信号相比，压力荷载信号受到上述缺点B、C和D的影响。注意，图2至图5示出了在移除下模具(凸模)以避免产生成形力的状态下的实验结果，因此不会出现缺点A的影响。

【本发明的实施例】

图7是示出包括压力机、模具缓冲装置和模具保护装置的整个装置的实施例的示意图。

如图7所示，整个装置包括压力机100和模具缓冲装置200。压力机100包括压力控制器190、过载去除装置220和压力驱动装置 240。

模具缓冲装置200包括缓冲垫128、液压缸130R和130L、模具缓冲驱动装置160R和160L、以及模具缓冲控制器170。

在模具缓冲控制器170中提供用于该示例中根据本发明的压力机的模具保护装置300(图12)。在模具保护装置300中提供双重坯件检测装置302。

【压力机的机械部分】

图8是示出图7所示的压力机100和模具缓冲装置200的机械部分的图。

图8所示的压力机100包括框架。框架包括冠部10、床20和设置在冠部10和床20之间的多个柱104。滑块110由设置在柱104上的滑动构件108引导，以便能够在竖向方向上移动。

压力机100是所谓的机械伺服压力机，其中，滑块110由伺服电机通过曲柄轴112和连杆103驱动，该伺服电机将在随后描述。在该示例中，压力机100被配置为轧制大尺寸薄板，诸如用于形成汽车车身的板。

曲柄轴112接收来自压力驱动装置240的旋转驱动力。曲柄轴 112设置有编码器115，该编码器检测曲柄轴112的角度和角速度。

滑块110包括集成(固定)在其中的一对左右液压缸(流体压力操作的缸)107L和107R。每个连杆103的远端可旋转地固定到液压缸107L和107R中的每个液压缸的活塞105。

在图8中，右侧示出的液压缸107R处于活塞105被移动到上端的状态，左侧示出的液压缸107L处于活塞被移动到下端的状态。

与液压缸107L和107R中的每个液压缸的膨胀和收缩相关联，连杆103的远端的位置与滑块110的模具安装表面(下表面)之间的相对位置变化。换句话说，液压缸107L和107R各自被配置为能够根据由曲柄轴112和连杆103驱动的滑块110的移动通过液压缸 107L和107R的膨胀和收缩来使滑块110的模具安装表面相对于连杆103的远端移动。

另外，一对平衡器缸111设置在滑块110和冠部10之间。平衡器缸111被配置为向滑块110施加向上的力。

上模具120安装在滑块110的模具安装表面上，并且下模具122 安装在床20上的垫板102的上表面上。

【模具缓冲装置的机械部分】

模具缓冲装置200被配置为从下面加压待由压力机100形成的坯件80的周缘，并且包括坯件保持架(坯件保持板)124、缓冲垫 128以及一对左右液压缸130L和130R。

缓冲垫128通过多个缓冲销126支撑坯件保持架124。

液压缸130L和130R用作模具缓冲驱动单元，其支撑缓冲垫 128、向上和向下移动缓冲垫128并使缓冲垫128产生模具缓冲荷载。

在液压缸130L和130R附近，设置有模具缓冲位置检测器133L 和133R。模具缓冲位置检测器133L和133R被配置为在缓冲垫128 的位置(模具缓冲位置)在上下方向上时检测各个活塞杆在膨胀和收缩方向上的位置。

通过未示出的传送装置将坯件80设置(接触)在坯件保持架124 的上侧。

当安装在滑块110的模具安装表面上的上模具120通过坯件80、坯件保持架124和缓冲销126与滑块110的向下移动相关联地与缓冲垫128碰撞时，然后坯件80在上模具120和下模具122之间加压成形，同时坯件80的周缘被加压并保持在上模具120和坯件保持架 124之间，模具缓冲荷载由液压缸130L和130R施加到该坯件保持架。

在该示例的模具缓冲装置200中，最大模具缓冲荷载为3000kN，模具缓冲荷载的设定值(下文中称为“模具缓冲荷载设定值”)为 2000kN，并且模具缓冲行程为200mm。然而，模具缓冲行程200mm 中的15mm对应于非成形行程ΔZ(ΔZ＝15mm)，该非成形行程是从上模具120与坯件80接触的时刻直到坯件80与下模具122接触的时刻的范围。换句话说，坯件保持架124的待机位置被设定到比成形开始位置(坯件80与下模具122接触的位置Z1)大(高)的位置(Z2)，使得在滑块下表面的位置比Z1大(高)的情况下，在启动(开始)成形ΔZ(＝Z2-Z1)之前的行程范围内不开始加压成形。注意，在该示例中，坯件80的板厚度为0.8mm。

【压力驱动装置】

图9是示出图7所示的压力驱动装置240的示例的图。

压力驱动装置240用作压力机100(滑块110)的驱动装置和制动装置。压力驱动装置240包括伺服电机106、被配置为将伺服电机 106的旋转驱动力传输到曲柄轴112的减速齿轮101以及制动装置 230。

与扭矩指令信号197对应的驱动电力从伺服放大器192供应到伺服电机106。控制和驱动伺服电机106以产生预定的(设定的)滑动速度或曲柄角速度。注意，电源从配备有再生器的直流电源196 供应到伺服放大器192。当对压力机100(滑块110)施加制动时，由伺服电机106的在制动方向上起作用的驱动扭矩产生的电力通过伺服放大器192和直流电源196再生到交流电源174。

编码器114附接到伺服电机106的旋转轴，并且从编码器114 输出的编码器信号由信号转换器113转换成伺服电机角速度信号195。

制动装置230包括制动释放电磁阀235、制动机构239和消音器 237。为了制动释放电磁阀235，通过减压阀233从空气压力源231 供应压缩空气。

从压力控制器190向制动释放电磁阀235施加驱动信号，并且在ON和OFF之间控制制动释放电磁阀235。

在正常状态(无异常操作)下，制动装置230的制动释放电磁阀235接通并且制动被释放。当发生(各种)异常时，伺服放大器 192接收具有与滑块的移动方向相反的方向的扭矩指令信号197，以便制动滑块110。在滑块110停止之后(基本上与停止同时)，制动释放电磁阀235断开以启动制动。

【过载去除装置】

图10是示出图7所示的过载去除装置220的示例的图。

如图10所示，过载去除装置220包括：轴向连接到感应电机221 的液压泵222；储能器223；设置在液压泵222的排出口侧上的止回阀224；减压阀225和226；压力检测器227；以及电磁(减压)阀 228。

高压管线设置有压力检测器227。高压管线连接到集成在滑块110中的液压缸107R和107L的头侧液压腔室109。连接到储能器 223的低压管线连接到液压缸107R和107L的杆侧液压腔室(图8)。

在正常状态下，初始压力P0(约200kg/cm²)的压力施加到头侧液压腔室109。液压缸107R和107L在无荷载状态(即，荷载不从外部作用在滑块110上)下最大地延伸(图8右侧所示的状态)。

当头侧液压腔室109被加压时，接触器229接通，直到压力检测器227在滑块110处于上死点的状态下(至少在无荷载状态下) 确认初始压力P0。(在确认P0之后，接触器229断开(OFF))。

作用在液压泵222的排出口上的减压阀225的设定压力设定为略大于初始压力P0的值。因此，无论接触器229的OFF延迟时间如何，均可以控制初始压力P0以使其基本恒定。

头侧液压腔室109连接到储能器223，该储能器通过减压阀226 和电磁阀228构成与储槽功能对应的低压管线。当与向滑块110施加异常荷载(例如，在该示例中，22000kN，其对应于压力机100 的最大可允许荷载20000kN的110％)的情况对应的异常气缸压力 PU(约320kg/cm²)被施加到头侧液压腔室109时，减压阀226启动。同时，压力检测器227感测到施加了异常荷载的事实，接通电磁阀228，并使头侧液压腔室109减压。

在该示例中，液压缸107R和107L的缸行程为30mm。

【模具缓冲驱动装置】

图11是示出图7所示的模具缓冲驱动装置160R的示例的图。

模具缓冲驱动装置160R包括液压回路，该液压回路被配置为将液压油供应到图8所示的液压缸130R的杆侧液压腔室130a和头侧液压腔室130b。模具缓冲驱动装置160R包括：储能器162；液压泵 /电机140；伺服电机150，该伺服电机连接到液压泵/电机140的驱动轴；编码器152，该编码器被配置为检测伺服电机150的驱动轴的角速度(伺服电机角速度ω)；减压阀164；止回阀166；以及压力检测器132，该压力检测器对应于模具缓冲荷载检测器。

被配置为将液压油供应到液压缸130L的模具缓冲驱动装置 160L具有与模具缓冲驱动装置160R相同的构造。将描述模具缓冲驱动装置160R。

储能器162被设定为低压的气体压力，并且用作储槽。另外，储能器162通过止回阀166(缓冲压力产生侧加压腔室)向液压缸 130R的头侧液压腔室130b供应基本恒定的低压油，并且在控制模具缓冲荷载时促进压力增加。

液压泵/电机140的端口中的一个端口(排出口)连接到液压缸130R的头侧液压腔室130b，并且另一个端口连接到储能器162。

当产生异常压力时(当模具缓冲荷载不可控并且产生意外的异常压力时)，减压阀164被启动。减压阀164设置为防止液压装备损坏的装置。液压缸130R的杆侧液压腔室130a连接到储能器162。

压力检测器132检测作用在液压缸130R的头侧液压腔室130b 上的压力，并且输出指示检测到的压力的模具缓冲压力信号171R。从安装在伺服电机150的驱动轴上的编码器152输出的编码器信号由信号转换器153转换成伺服电机角速度信号175R。

模具缓冲驱动装置160R将从稍后将描述的模具缓冲控制器170 接收的扭矩指令信号177R输出到伺服放大器172。伺服放大器172 将基于扭矩指令信号177R放大的电流输出到伺服电机150，并驱动液压泵/马达140。因此，液压缸130R被驱动，并且执行模具缓冲压力(荷载)控制和模具缓冲位置控制。

模具缓冲荷载(力)可以通过支撑缓冲垫的液压缸的头侧液压腔室中的压力与气缸面积的乘积来表示。因此，控制模具缓冲荷载相当于控制液压缸的头侧液压腔室中的压力。

通过缓冲垫128从滑块110传输到液压缸130L和130R的力压缩液压缸130L和130R的头侧液压腔室130b以产生模具缓冲压力。同时，液压泵/电机140通过模具缓冲压力用作液压电机。然后，当作用于(施加到)液压泵/电机140的旋转轴扭矩使伺服电机150的驱动扭矩平衡时，伺服电机150被旋转，使得抑制头侧液压腔室130b 中的压力上升。最后，根据伺服电机150的驱动扭矩确定模具缓冲压力(模具缓冲荷载)。

从压力检测器132输出的模具缓冲压力信号171R和从信号转换器153输出的伺服电机角速度信号175R用于在模具缓冲控制器170 中产生扭矩指令信号177R。

扭矩指令信号177R输出到伺服放大器172。基于扭矩指令信号 177R放大的电流从伺服放大器172输出到伺服电机150。在伺服电机150中产生的驱动扭矩驱动液压泵/电机140并使其旋转，该液压泵/电机的驱动轴与伺服电机150连接，使得产生待施加到液压缸130R的头侧液压腔室130b的压力。因此，从液压缸130R产生的模具缓冲荷载被控制。

注意，电源从配备有再生器的直流电源176被供应到伺服放大器172。当模具缓冲荷载(压力)被控制时，电力由来自充当液压电机的液压泵/电机140的驱动力驱动的伺服电机150产生，并且所产生的电力通过伺服放大器172和直流电源176再生为交流电源174。

【压力控制器和模具缓冲控制器】

图12是主要示出图7所示的模具缓冲控制器170的实施例的图。

图12所示的模具缓冲控制器170包括压力控制器(模具缓冲荷载控制器)134和位置控制器(模具缓冲位置控制器)136以及此外根据本发明的模具保护装置300。

压力控制器134接收模具缓冲压力信号171R和171L、伺服电机角速度信号175R和175L、曲柄角度信号191、曲柄角速度信号 193以及来自将随后描述的安全化处置装置305的模具缓冲荷载切换指令(当检测到双重坯件时使模具缓冲荷载具有最大能力的切换指令)。注意，曲柄角度信号191和曲柄角速度信号193是指示曲柄轴112的角度和角速度的信号。曲柄角度信号191和曲柄角速度信号193是由信号转换器194转换的信号，该信号转换器接收从安装在曲柄轴112上的编码器115输出的编码器信号。

压力控制器134包括被配置为输出预设模具缓冲压力(荷载) 指令的模具缓冲压力指令单元(模具缓冲荷载指令单元)，并且接收模具缓冲压力信号171R和171L以便控制模具缓冲压力符合模具缓冲压力指令。

另外，压力控制器134接收伺服电机角速度信号175R和175L 作为主要用于控制模具缓冲压力(荷载)并确保位置控制的动态稳定性的角速度反馈信号。另外，压力控制器134还接收指示曲柄角速度的曲柄角速度信号193。曲柄角速度信号193用于补偿，以便确保在模具缓冲压力(荷载)控制期间的压力控制的精度。

另外，为了获得开始模具缓冲功能的时刻，压力控制器134包括信号转换器，该信号转换器被配置为将输入的曲柄角度信号191 转换成指示滑块110的位置的滑块位置信号303。压力控制器134基于由信号转换器转换的滑块位置信号303开始或结束模具缓冲压力(荷载)控制。压力控制器134中的模具缓冲(荷载)指令单元基于滑块位置信号303输出对应的模具缓冲压力(荷载)指令。

当控制模具缓冲压力(荷载)时，压力控制器134使用所接收的模具缓冲压力指令、模具缓冲压力信号171R和171L、伺服电机角速度信号175R和175L以及曲柄角速度信号193来计算扭矩指令信号177R和177L，然后，通过选择器138将扭矩指令信号177R和177L输出到模具缓冲驱动装置160R和160L。

另外，压力控制器134从安全化处置装置305接收用于在检测到双重坯件时自动切换模具缓冲荷载的模具缓冲荷载切换指令。在这种情况下，压力控制器134输出对应于最大加压能力的扭矩指令信号177R和177L(在该示例中，用于施加3000kN的模具缓冲荷载的指令，这在用于形成汽车车身的应用中是典型的)。

另一方面，位置控制器136接收模具缓冲位置信号173R和 173L、伺服电机角速度信号175R和175L以及曲柄角度信号191。

位置控制器136包括模具缓冲位置指令单元，并且在压力控制器134控制模具缓冲压力(荷载)结束之后，基于从模具缓冲位置指令单元输出的模具缓冲位置指令控制液压缸130L和130R。模具缓冲位置指令单元接收模具缓冲位置信号173R和173L，以便在产生模具缓冲位置指令时用于初始值产生。在滑块110(缓冲垫128) 到达下死点并且模具缓冲压力(荷载)的控制结束之后，模具缓冲位置指令单元执行产品敲落动作。模具缓冲位置指令单元还输出用于控制模具缓冲位置(缓冲垫128的位置)的位置指令(模具缓冲位置指令)，以便使缓冲垫128在预定的模具缓冲待机位置处待用，该预定的模具缓冲待机位置是初始位置。位置指令通常用于产品敲落动作并且用于模具缓冲待机位置处的待用。

在模具缓冲位置控制下，位置控制器136基于从模具缓冲位置指令单元输出的公共模具缓冲位置指令和分别由模具缓冲位置检测器133L和133R检测到的模具缓冲位置信号173R和173L生成扭矩指令信号177R和177L。然后，位置控制器136将产生的扭矩指令信号177R和177L输出到选择器138。注意，优选的是，位置控制器136接收伺服电机角速度信号175R和175L，并基于伺服电机角速度信号175R和175L在上下方向上执行缓冲垫128的位置控制，以便确保位置控制的动态稳定性。此外，优选的是，位置控制器136 基于输入到位置控制器136的曲柄角度信号191执行位置控制以防止缓冲垫128在敲落时与滑块110的间接碰撞。

在响应于从压力控制器134输入的选择指令的模具缓冲压力(荷载)的控制下，选择器138选择从压力控制器134输入的扭矩指令信号177R和177L，将所选择的信号输出到模具缓冲驱动装置160R 和160L。在模具缓冲位置的控制下，选择器138选择从位置控制器136输入的扭矩指令信号177R和177L，并且将所选择的信号输出到模具缓冲驱动装置160R和160L。

模具缓冲控制器170将如上所述地生成的扭矩指令信号177R和 177L输出到模具缓冲驱动装置160R和160L，通过模具缓冲驱动装置160R和160L中的伺服放大器172驱动伺服电机150，并且执行模具缓冲压力(荷载)控制和模具缓冲位置控制。

压力控制器190接收曲柄角度信号191和伺服电机角速度信号 195。压力控制器190基于接收的曲柄角度信号191和伺服电机角速度信号195产生扭矩指令信号197，以便实现预定的滑动速度或曲柄角速度。然后，压力控制器190将产生的扭矩指令信号197输出到压力驱动装置240(伺服放大器192)。伺服电机角速度信号195用作用于确保滑块110的动态稳定性的角速度反馈信号。

压力控制器190还基于从模具保护装置300接收的制动指令产生扭矩指令信号197，以便将制动方向上的最大扭矩施加到压力驱动装置240。此外，压力控制器190输出信号以使制动装置230(制动释放电磁阀235)接通和断开。

【模具保护装置】

如图12所示，该示例的模具缓冲控制器170包括模具保护装置 300。

为了便于应用模具缓冲荷载信号301和滑块位置信号303，模具保护装置300设置在模具缓冲控制器170中。模具保护装置300具有快速识别异常并应对异常的任务。因此，需要模具保护装置300 实现更快的处理时间。与在执行滑块(曲柄轴)的角度控制(位置控制)的压力控制器190中设置模具保护装置300相比，在执行模具缓冲荷载(模具缓冲压力)(动力控制)的控制的模具缓冲控制器170中设置模具保护装置300更有效，因为控制器的操作周期通常更快(需要更快的操作周期)。另外，与分别提供模具保护装置的情况相比，其更有效，因为可以省略与两个信号的输入和输出处理相关的时间浪费。

模具保护装置300包括双重坯件检测装置302和安全化处置装置305。

【双重坯件检测装置302】

图13是示出双重坯件检测装置302的实施例的框图。

如图13所示，双重坯件检测装置302包括：荷载信号获取单元 310；位置信号获取单元320；以及双重坯件检测器330。双重坯件检测器330还包括：预定值设定单元331；第一比较器332；保持回路333；第二比较器334；以及异常识别值设定单元335。

荷载信号获取单元310被配置为获取模具缓冲荷载信号301，该模具缓冲荷载信号指示在模具缓冲装置200的缓冲垫128上产生的模具缓冲荷载。模具缓冲控制器170的压力控制器134基于模具缓冲压力信号171R和171L计算指示模具缓冲荷载的模具缓冲荷载信号301。然后，压力控制器134将模具缓冲荷载信号301输出到荷载信号获取单元310。荷载信号获取单元310可以被配置为直接接收模具缓冲压力信号171R和171L，并且获取基于这些模具缓冲压力信号171R和171L计算的指示模具缓冲荷载的模具缓冲荷载信号301。

位置信号获取单元320被配置为获取滑块位置信号303，该滑块位置信号指示压力机100的滑块110的位置。位置信号获取单元320 从模具缓冲控制器170的压力控制器134接收滑块位置信号303(其是由压力控制器134中的信号转换器从曲柄角度信号191转换而来的)。

注意，在该示例中，设置在曲柄轴112上的编码器115、信号转换器194(图7)和压力控制器134中的信号转换器用作滑块位置检测器。然而，配置不限于此。被配置为检测滑块110的位置的滑块位置检测器可以设置在床20(或垫板102)和压力机100的滑块110 之间。

由荷载信号获取单元310获取的模具缓冲荷载信号301被输出到第一比较器332。作为另一个输入，第一比较器332从预定值设定单元331接收预定值F。第一比较器332比较这两个输入。当模具缓冲荷载信号301达到预定值F时，第一比较器332输出使保持回路 333能够执行保持动作的信号。

这里，优选的是，由预定值设定单元331设定的预定值F在模具缓冲装置200的最大模具缓冲荷载的5％至20％(5％以上且20％以下)的范围内。在该示例中，最大模具缓冲荷载为3000kN，并且预定值F被设定为F＝200kN(该值对应于最大模具缓冲荷载3000 kN的约7％)。预定值F由手动设定单元(第二手动设定单元)手动设定。或者，可以通过利用自动设定单元(第二自动设定单元) 基于模具缓冲装置的最大模具缓冲荷载自动计算预定值F来设定预定值F。

由位置信号获取单元320获取的滑块位置信号303被输出到保持回路333。

保持回路333对于每个周期(在信号从第一比较器332输入的时刻)在模具缓冲荷载信号301与模具缓冲荷载作用的开始相关联地上升到预定值(F)的时刻保持滑块位置信号303。

由保持回路333保持的滑块位置信号保持值X(即，滑块位置信号的保持值X)被输出到第二比较器334。作为另一个输入，第二比较器334接收来自异常识别值设定单元335的异常识别值Y。第二比较器334比较滑块位置信号保持值X和异常识别值Y，并检测滑块位置信号保持值X等于或大于异常识别值Y的情况作为堆叠两个(多个)坯件80的状态(双重坯件)。

图14是示出用于设定模具保护装置的设定画面的示例的图。

用于模具保护装置的设定画面显示用于每次成形的滑块位置信号保持值X(特定于成形的条件，诸如模具、坯件、模具缓冲荷载设定值、压力机的速度设定、模具高度设定等)、正常重复(当形成一个坯件时)多次的滑块位置信号保持值X的平均值X_AVE、当保持滑块位置信号保持值X时模具缓冲荷载信号的预定值F以及异常识别值(双重坯件异常识别值)Y。

在该示例中，最新滑块位置信号保持值是X＝195.21mm，并且平均值是X_AVE＝195.20mm。最新值是过去执行的生产中的最新(最后)周期中的值，并且被保持直到刚好在模具缓冲荷载的下一个动作开始的时刻之前。平均值X_AVE是过去正常(没有任何异常)执行的多次(在该示例中为100次)的平均值。

在该示例中，模具缓冲荷载信号的预定值F是F＝200kN，并且与该实施例中的双重坯件检测的阈值对应的异常识别值Y是Y＝ 195.60mm。这些值不断显示在模具缓冲操作装备的模具保护装置设定画面上(图14)。

由异常识别值设定单元335设定的异常识别值Y被设定为通过将板厚度(0.8mm)的一半与滑块位置信号保持值X的平均值X_AVE＝195.20mm相加而获得的值(Y＝X_AVE+0.5T＝195.20+0.5×0.8＝ 195.60，其中，T是板厚度)。

可以利用手动设定单元(第一手动设定单元)来手动设置异常识别值Y。或者，可以利用自动设定单元(第一自动设定单元)通过基于滑块位置信号保持值X的平均值X_AVE和板厚度T自动计算异常识别值Y来设定异常识别值Y。

由异常识别值设定单元335设定的异常识别值Y不限于上述 195.60mm，并且可以被设定为满足以下条件的值：

【表达式2】

Y≥(X_AVE+0.3T)并且Y＜(X_AVE+T)

其中，X_AVE是通过重复多次形成一个坯件而获得的滑块位置信号保持值X的平均值，并且T是坯件80的板厚度。

用作双重坯件检测器的第二比较器334检测滑块位置信号保持值X等于或大于在上述表达式2的范围内设定的异常识别值Y的情况作为双重坯件。

在该示例中，如表达式2所示，基于滑块位置信号保持值X的平均值X_AVE来设定异常识别值Y。然而，本发明不限于此。可以基于在测试形成两个堆叠的坯件时获得的滑块位置信号保持值来设定异常识别值Y。

换句话说，异常识别值Y可以被设定为满足以下条件的值，

【表达式3】

Y＜X’并且Y≥(X’-0.7T)

其中，X’是在测试形成两个堆叠的坯件时获得的滑块位置信号保持值，并且T是坯件80的板厚度。

可以在测试形成两个堆叠的坯件时获得的滑块位置信号保持值 X’比滑块位置信号保持值X的平均值X_AVE大与一个坯件的板厚度对应的量。因此，表达式2和表达式3指示基本相等的范围。

当滑块位置信号保持值X等于或大于根据上述表达式2或表达式3设定的异常识别值Y时，第二比较器334检测到双重坯件，并向安全化处置装置305输出用于对滑块110施加突然制动的指令。另外，第二比较器334可以在模具缓冲操作装备的模具保护装置设定画面上通知“检测到双重坯件”。

【安全化处置装置】

当双重坯件检测装置302检测到双重坯件时，图12所示的安全化处置装置305向压力控制器190输出用于对滑块110施加突然制动的指令。

响应于该指令，压力控制器190在与滑块移动到压力驱动装置 240的方向相反的方向上输出扭矩指令信号197，并使滑块110开始突然制动。在滑块110停止之后(基本上与停止同时)，压力控制器190断开制动装置230的制动释放电磁阀235以启动制动。

当双重坯件检测装置302检测到双重坯件时，安全化处置装置 305通过选择器198将用于使集成在滑块110中的液压缸107R和107L的头侧液压腔室109减压的指令输出到过载去除装置220，与用于对滑块110施加突然制动的指令同时进行。

响应于该指令，过载去除装置220(图10)接通电磁(减压) 阀228，通过电磁(减压)阀228将液压缸107R和107L的头侧液压腔室109连接到具有低压力的储能器223，并使头侧液压腔室109 减压。

此外，当双重坯件检测装置302检测到双重坯件时，安全化处置装置305向压力控制器134输出用于使缓冲垫128施加预定模具缓冲荷载(在该示例中为3000kN的最大能力)的指令，以便使减压的液压缸107R和107L的头侧液压腔室109快速收缩。

响应于该指令，压力控制器134输出用于使最大能力3000kN 作用在缓冲垫128上的扭矩指令信号177R和177L。

【双重坯件检测和安全化处置装置的作用】

图15是示出滑块位置和模具缓冲位置的波形图，图16是示出模具缓冲荷载信号的预定值F、模具缓冲荷载指令和模具缓冲荷载的波形图。

图17示出了集成在滑块中的液压缸107R和107L的头侧液压腔室中的压力，图18是示出滑块位置信号保持值X、异常识别值Y和检测到双重坯件的波形图。

图15至图18各自示出了三个周期的波形，并且在第一周期和第二周期中观察到正常功能。在模具缓冲荷载控制的过程期间，模具缓冲荷载差不多2050kN，这相对于在开始模具缓冲荷载控制时由指令指示的2000kN的值而言略微过大(图16)。

液压缸107R和107L的头侧液压腔室中的压力根据成形期间(当模具缓冲荷载作用时)的压力荷载值相对于200kg/cm²的初始压力增加(图17)。

滑块位置信号保持值X从第一周期中的195.23mm转变到第二周期中的195.13mm(图18)。这些值在模具缓冲荷载信号上升到预定值F(在该示例中为F＝200kN)的时刻被保持，并且在滑块位置处于与下一个模具缓冲待机位置对应的滑块位置200mm上方10 mm的210mm的位置时被释放。

在第三周期中，检测到双重坯件。这里的滑块位置信号保持值X 是196.2mm，其超过双重坯件异常识别值Y(＝195.60mm)。因此，双重坯件检测装置302检测到双重坯件(图18)。

坯件保持架124和上模具120在紧接在双重坯件检测之前(紧接在开始控制模具缓冲荷载之前的时间点)通过(两个)坯件彼此接触的时刻在图8中的压力机的右半部分中示出。在这种状态下，坯件80的下表面和下模具122(凸模)之间的非成形行程ΔZ为15mm (ΔZ＝15mm)，因此，直到滑块110(下表面)进一步向下移动 15mm才开始成形。

图19至图22各自以放大比例示出了图15至图18中的周期波形的主要示出了检测到双重坯件的时刻的部分。

当双重坯件检测装置302检测到双重坯件时，安全化处置装置 305向压力控制器190输出指令，以便向滑块110施加突然制动。响应于该指令，取决于曲柄角度的滑块(连杆点)的位置突然停止(图 19)。

然而，滑块(连杆点)位置由于与滑块110一起移动的整个可移动部分的惯性而下降约40mm并且停止在155mm处。

同时，安全化处置装置305通过选择器198向电磁(减压)阀 228输出指令，以便使集成在滑块中的液压缸107R和107L的头侧液压腔室减压。响应于该指令，头侧液压腔室突然减压(图21)。为了加强突然的减压作用，选择具有大开放度(流量系数)和高速响应性的阀作为电磁阀228。另外，为了加强响应性，在ON(激励) 开始时瞬间增加要施加的电压(进行改进以提前与电磁阀的电磁力的作用相关的近似一阶滞后特性的相位)。

同时，安全化处置装置305向压力控制器134输出用于使最大能力即3000kN的模具缓冲荷载作用在缓冲垫128上的模具缓冲荷载指令，以便使减压的头侧液压腔室快速收缩。响应于该指令，模具缓冲荷载指令立即变为3000kN(图20中的虚线)。集成在滑块中的液压缸的头侧液压腔室中的压力在约30ms之后即在滑块(连杆点)位置达到约185mm(在图21中接近14.225s)时降低至约 20kg/cm²。

从那时起，液压缸107R和107L开始收缩，与收缩有关的滑块 (下表面)的模具安装位置被反转(将移动方向从向下改变为向上)。包括滑块的模具安装表面的部分在上升方向上相对移动(图19中的虚线)。此时，模具缓冲荷载受到压力模具缓冲的滑块的下表面的减速的影响，并暂时稳定在小于指令3000kN的2000kN的数量级 (图20)。此时，液压缸107R和107L被模具缓冲荷载从下方间接推动，并在排出液压油的同时继续收缩。

对应于当排出的油流过电磁阀228时引起的压力损失的约25 kg/cm²作用在液压缸107R和107L的头侧液压腔室上。液压缸107R 和107L在图21所示的14.3至14.4秒附近达到收缩(机械)极限，油不再排出，并且头侧液压腔室中的压力降低到基本为零。另外，滑块下表面的速度变得等于预定的滑动速度，因此模具缓冲荷载按指令变为3000kN(图20)。在这种状态下，滑块(连杆点的位置) 仍然继续略微向下移动(图19)，并且模具缓冲荷载的控制结束(图 20)。

通过这一系列动作，滑块(下表面)的模具安装位置的最低位置约为185mm(图19中接近14.26秒和接近15秒)，并且该位置对应于当压力机的时间在图7的左半部分所示的状态下时。图7中的左半部分示出了紧接在坯件80与下模具122(凸模)接触并且成形开始之前的时刻的压力机的状态。当通过模具保护功能检测到双重坯件时，机器被预先安全地停止(在成形之前)。

这样，即使考虑到液压缸107R和107L的收缩效果，但是仅在滑块的下表面的位置处于未开始成形的范围的情况下，才使液压缸 107R和107L迅速收缩。因此，使最大模具缓冲荷载连续作用在液压缸107R和107L上直到收缩完成。双重坯件是两个坯件彼此堆叠的状态并且对模具极其危险。在检测到双重坯件的情况下，模具缓冲荷载基本上不施加在加压成形的区域中。

在操作期间压力机因为除了双重坯件之外的原因在加压成形区域中紧急停止的情况下，诸如在光束型安全装置被屏蔽的情况，状况不同于出现了双重坯件的情况。在除了双重坯件之外的紧急停止情况下，状况不同于施加预定的模具缓冲荷载以便抑制模具由于产生轧制起皱而损坏直到滑动停止的情况。

【其它】

在该实施例中，包括双重坯件检测装置302和安全化处置装置 305的模具保护装置300集成在模具缓冲控制器170中。然而，本发明不限于此。模具保护装置300可以设置在模具缓冲控制器170的外部。

另外，本发明可以被配置为仅包括双重坯件检测装置。在这种情况下，可以应用除了本实施例中的安全化处置装置之外的安全化处置装置作为在检测到双重坯件时使用的安全化处置装置。应当注意的是，根据本发明的双重坯件检测装置还可以检测堆叠三个或更多个坯件的状态。

另外，优选的是，在双重坯件检测装置302检测到双重坯件的情况下，立即停止将坯件80设定到压力机100的传送装置。

另外，在该实施例中，缓冲垫由两个液压缸支撑。然而，液压缸的数量不限于两个。液压缸的数量可以是一个或多于两个。模具缓冲驱动单元不限于使用液压缸的配置。模具缓冲驱动单元可以是支撑缓冲垫、向上和向下移动缓冲垫并在缓冲垫中产生所需模具缓冲荷载的任何类型。

应该注意的是，集成在滑块中的液压缸可以使用油作为液压流体。然而，液压流体不限于此。使用水或其他流体的液压缸也可以用于本发明。

此外，无需多言的是，本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的精神的情况下可以进行各种修改。