JP2000225535A

JP2000225535A - プレスの複合加工方法及びその装置

Info

Publication number: JP2000225535A
Application number: JP11028293A
Authority: JP
Inventors: Eiji Doujiyou; 栄自道場; Hiroshi Shirohata; 弘白籏; Nobuhiko Kobayashi; 信彦小林
Original assignee: Komatsu Ltd; Taiyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd; Taiyo Kogyo Co Ltd
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2000-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】順送金型の工程の一部にタップ加工、切削加
工あるいは溶接加工等の加工工程を組み入れ、自動化に
より安価にかつ加工精度のばらつきを小さく成形できる
プレスの複合加工方法及びその装置。【解決手段】順送金型の工程の一部に、タップ加工、
切削加工又は溶接加工等の加工工程を組み入れ、プレス
成形とタップ、切削又は溶接等との複合加工を行う。タ
ップ加工、切削加工又は溶接加工等の加工工程は、スラ
イドに取着した上型が材料を押さえつけた状態で行って
もよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレスの複合加工
方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】順送金型を使用してプレス成形する成形
品は、複数個の金型を工程順に一列に並べて一台のプレ
スに取り付け、材料を順次金型内に送ることにより、プ
レスの一行程で１個の成形品が得られる。この加工は加
工中に人手を必要としない自動化成形方法であり、従来
から、生産性の向上と、手作業を無くすることによる安
全性の向上とが図れるプレス成形方法として、非常に多
く採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の成形方法は以下の問題がある。成形品に
は、タップ加工、切削加工あるいは溶接加工等を必要と
するものがある。このような場合、プレス加工でできた
成形品を一旦ストックし、その後、手作業等によりこの
プレス加工をした成形品を１個ずつタップ加工、切削加
工あるいは溶接加工等を行わなければならない。この
時、加工の位置合わせと材料保持に大変手間のかかる作
業が必要となる。このため、プレス成形した成形品をス
トックする場所と、タップ加工、切削加工あるいは溶接
加工等を手作業の別工程で行なうための加工設備と加工
時間とが必要となり、これにより、製造コストが高くな
るという問題がある。また、プレス成形品を手作業によ
りタップ加工装置、切削加工装置または溶接加工装置の
盤上に押さえつけた状態で保持して加工を行うために、
加工精度がばらつくという問題もある。

【０００４】本発明は、上記の問題点に着目してなさ
れ、順送金型の工程の一部にタップ加工、切削加工ある
いは溶接加工等の加工工程を組み入れ、自動化により安
価にかつ加工精度のばらつきを小さく成形できるプレス
の複合加工方法及びその装置を提供することを目的とし
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段、作用および効果】上記目
的を達成するために、第１発明は、プレスの複合加工方
法において、順送金型の工程の一部にタップ加工、切削
加工又は溶接加工等の加工工程を組み入れ、プレス成形
とタップ加工、切削加工又は溶接加工等の加工工程との
複合加工を行う方法としている。

【０００６】第１発明によると、順送金型の工程の一部
にタップ加工、切削加工あるいは溶接加工等の加工工程
を組み入れ、自動化により成形とタップ加工、切削加工
あるいは溶接加工等の加工とができるプレスの複合加工
方法である。したがって、従来のようにプレス加工でで
きた成形品を一旦ストックし、その後、手作業等により
このプレス加工をした成形品を１個ずつタップ加工、切
削加工あるいは溶接加工等を行なう大変手間のかかる作
業は不要となる。このため、プレス成形した成形品をス
トックする場所と、タップ加工、切削加工あるいは溶接
加工等を手作業の別工程で行なうためのタップ加工機、
切削加工機又は溶接加工機とその加工時間とが不要とな
り、これにより製造コストを低減できる。また、手作業
によるタップ加工、切削加工あるいは溶接加工等を無く
して自動化したプレス加工工程の中で成形品を切り離す
前に、すなわちアンコイル材の状態で成形できるので、
高精度で、かつ精度のばらつきが小さい成形品が得られ
る。

【０００７】第２発明は、第１発明のプレスの複合加工
方法において、タップ加工、切削加工又は溶接加工等の
加工工程は、スライドに取着した上型が材料を押さえつ
けた状態で行うようにしている。

【０００８】第２発明によると、スライドに取着した上
型が材料を押さえつけた状態に保持し、この状態で順送
金型のタップ加工、切削加工あるいは溶接加工等を行う
ようにする。通常、順送加工により切断、孔明け、曲げ
加工等の複数の加工を行って成形し、この成形品にタッ
プ加工、切削加工又は溶接加工等の加工が必要な場合に
は、タップ加工装置、切削加工装置又は溶接加工装置の
盤上に材料を押さえつけた状態で保持し、前工程で孔明
け加工した孔の中心にタップ工具又は切削工具の中心を
正確に位置合わせしたり、溶接トーチを成形品の所定の
溶接線に向けて加工しなければならない。従来のように
順送加工とは別工程でタップ加工、切削加工又は溶接加
工を行う場合、成形品の形状が複雑であるほどこの材料
保持の方法が困難であり、手作業で行う時には加工精度
のばらつきが大きくなる。本発明によれば、スライドに
取着した上型が材料を押さえつけた状態に保持してタッ
プ加工、切削加工あるいは溶接加工等を行うので、請求
項１の作用及び効果に加え、タップ工具、切削工具又は
溶接トーチ等のツールを精度良く設定でき、かつ精度の
ばらつきを小さく加工できる。

【０００９】第３発明は、スライド及びボルスタの間に
複数の金型を工程順に一列に並べた順送金型と、スライ
ドを直線的に駆動するスライド駆動手段と、スライド駆
動手段に指令してスライド速度を可変制御する速度制御
手段と、スライドの位置を検出するスライド位置検出手
段と、スライド速度を検出する速度検出手段と、順送加
工時のスライドの位置及び速度の関係をモーションデー
タとして設定するモーション設定手段と、スライド位置
検出手段からの位置データ、及び速度検出手段からの速
度データを入力し、予め設定されたモーションデータの
スライド位置及び速度値に一致するように速度指令を演
算して速度制御手段へ出力する出力演算手段とを備えた
プレスの複合加工装置において、順送金型の途中工程の
所定位置でタップ加工、切削加工又は溶接加工等を行う
加工装置を有し、モーション設定手段は、順送加工工程
の一部にタップ加工、切削加工又は溶接加工等の加工工
程のモーションを設定可能とし、出力演算手段は、モー
ション設定手段により設定されたタップ加工、切削加工
又は溶接加工等の加工工程のモーションのスライド位置
及び速度に基づいて、速度指令を演算すると共に、加工
装置に加工指令を出力する構成としている。

【００１０】第３発明によると、プレス加工を行う順送
加工工程の一部で、タップ加工、切削加工又は溶接加工
等の加工工程のモーションに基づいて、スライドの位置
及び速度を制御すると共に、タップ加工、切削加工又は
溶接加工等を行う加工装置に加工指令を出力する。した
がって、１台のプレス機械により、順送加工の中で成形
品を切り離す前に、すなわちアンコイル材の状態で自動
的にタップ加工、切削加工あるいは溶接加工等ができ、
プレス成形品にタップ加工、切削加工又は溶接加工等が
行われた成形品を製作できる。これにより、従来のよう
な、プレス加工された成形品を一旦ストックした後、別
工程で手作業によりタップ加工、切削加工又は溶接加工
等を行うことを、無くすことができる。したがって、プ
レス成形した成形品をストックする場所とタップ加工、
切削加工又は溶接加工等を手作業で行う別工程の加工設
備とその加工時間が不要となり、製造コストを低減でき
る。また、手作業によるタップ加工、切削加工又は溶接
加工等を不要とするので、高精度に、かつそのばらつき
を小さくして加工できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるプレスの複
合加工方法及びその装置の実施形態について図１〜図９
を参照して説明する。本発明は、スライドを直接上下方
向に直線的に駆動する直動型プレスを用いており、図１
は、この直動型プレスの要部側面図を示している。な
お、ここでは直動型プレスの一例として油圧シリンダに
よりスライドを駆動する例を示しているが、本発明はこ
れに限定されず、スライド駆動手段は例えば、電動モー
タ又は油圧モータ等であってもよい。同図において、直
動型プレス１の本体の左右側面には側面視でＣ字形をし
た左右一対のフレーム（以下Ｃフレームと言う）７，７
が配設されている。Ｃフレーム７，７の間の下部にはベ
ッド９が設けられ、ベッド９の上部にボルスタ３が設置
されている。また、左右一対のＣフレーム７，７の間の
上部には、スライド駆動手段４の一例として油圧シリン
ダ（以後、油圧シリンダ４と言う）が配設されている。
この油圧シリンダ４は、速度を可変制御できる速度制御
手段１３の一例としてのサーボバルブ（以後、サーボバ
ルブ１３と言う）や、このサーボバルブ１３のパイロッ
ト油圧用の電磁弁１４等と共に、マニホールドブロック
１５に取着されており、これらの間を接続する配管等を
マニホールドブロック１５によって無くした一体化構造
をしている。

【００１２】さらに、Ｃフレーム７，７の上部で、か
つ、油圧シリンダ４の下部にはボルスタ３と対向した位
置にスライド２が上下動自在に配設されている。スライ
ド２は油圧シリンダ４によって上下駆動されるようにな
っている。前記ボルスタ３の上面に順送用金型の下型５
が取着され、前記スライド２の下面には順送用金型の上
型６が取着され、下型５の上面の所定位置に被加工用の
材料１０が図示しない材料供給装置により送入されるよ
うになっている。そして、このスライド２の上下駆動に
伴って、下型５と上型６の間で材料１０に順送加工を行
う。

【００１３】また、上記Ｃフレーム７の開口部近傍に、
この開口部と略同様の形状を成す補助フレーム８が配設
されている。この補助フレーム８はその下端側がピン８
ａによってＣフレーム７の側面に上下方向にのみ変位自
在となるように取着されている。さらに、補助フレーム
８の上端側とスライド２の後部側との間に、例えば直動
型のリニアセンサよりなるスライド位置検出センサ１１
が配設されている。

【００１４】このスライド位置検出センサ１１は、軸心
方向がスライド２の移動方向と平行で、かつ、スライド
２の後部に支持されたセンサロッド１１ａと、このセン
サロッド１１ａに嵌挿され、かつ、上記補助フレーム８
の上端側に取着されたセンサヘッド１１ｂとからなって
いる。そして、スライド２の上下動に伴ってセンサロッ
ド１１ａがセンサヘッド１１ｂに対して上下動し、これ
によって、センサヘッド１１ｂの内部の位置検出部によ
りスライド２の位置がボルスタ３の上面からの高さとし
て検出されるようになっている。このスライド位置検出
センサ１１が検出したスライド２の位置信号は後述する
制御器１６に入力され、この制御器１６は前記位置信号
に基づいて前記油圧シリンダ４を駆動してスライド２の
位置を所定のモーションカーブに沿うように制御する。

【００１５】図２は、本発明に係わる複合加工方法によ
り、順送り型とタップ加工装置によって加工されつつあ
る材料を型から取りだした状態を表す複合加工工程解析
図の一例である。本実施形態での加工工程のステップを
説明する。ここで各工程ステップ番号はＫを付して表
す。まずＫ１で、ピアス加工を行う。本実施形態では、
ピアス加工により２個のパイロット孔を明ける。この２
個のパイロット孔は、材料供給装置によりコイル状の材
料を平坦に矯正して下型５の上部に所定の長さだけ送り
込んだ材料１０を、下型５の上面に装着してある突起状
のパイロットピン３２（詳細は図３により後述する）に
嵌合して、下型５に対して材料１０の位置を定めるため
の孔である。次にＫ２にて、材料１０は、Ｋ１にて孔明
けした２個のパイロット孔が下型５の上面に装着してあ
るパイロットピン３２ａ，３２ｂ（図３参照）に嵌まり
込んで材料１０の位置を決めてから、トリムと打ち抜き
加工を行う。トリムの内、Ｋ２−ａは材料１０の長手方
向に対する側面部分の切断を表し、Ｋ２−ｂは中央部分
の２箇所の矩形状孔の孔明けを表し、Ｋ２−ｃは次工程
のバーリング加工用の下孔を表す。斜線で示した部分は
スクラップとなり、下型５の外部に排出される構造にな
っている。そして、Ｋ３で、材料１０はパイロットピン
３２ｃ（図３参照）にも嵌まり込み、バーリング加工を
行い、次に、材料１０はパイロットピン３２ｄ（図３参
照）にも嵌まり込み、Ｋ４にて曲げ加工を行う。また、
Ｋ５はアイドル工程である。

【００１６】そしてＫ６にて、タップ加工を行う。本実
施形態では、タップ加工を行うタップ工具は、材料の下
側より上方に向けてタップを加工するようになってい
る。Ｋ７はセパレート加工を行う。斜線で示した部分は
スクラップとなり、下型５の外部に排出される構造にし
ている。Ｋ８は成形品である。このようにＫ１からＫ８
の順送工程の中にＫ６のタップ加工工程を加え、成形品
としている。

【００１７】図３は、本実施例の複合加工装置の順送金
型の正面図を示す。下型５は下部ベースプレート２１と
下部ベースプレート２１の上面に前記のＫ１からＫ５ま
での加工用下型２２とＫ７加工用下型２３を配設した構
成である。上型６は上部ベースプレート２５と上部ベー
スプレート２５の下面に前記のＫ１からＫ５までの加工
用上型２６とＫ７加工用上型２７を配設した構成であ
る。下部ベースプレート２１と上部ベースプレート２５
はガイドポスト２４により組み合わされており、上部ベ
ースプレート２５は上下方向に上下動できる。下部ベー
スプレート２１のスペース２８は、タップ加工装置の組
み込まれる位置である。上部ベースプレート２５に装着
してあるブロック２９は、タップ加工用工程の上型の位
置に装着してあり、後述するタップ加工に使用する。プ
レート３０は、材料１０が図示しない材料供給装置によ
り送入されるときの材料受け台であり、下型２２、２３
の上方に配置してある。また、下型２２、２３の上面に
は、複数のパイロットピン３２ａ〜３２ｄ，３２ｇを材
料１０の送入される方向に等間隔に配置してある。さら
に上部ベースプレート２５の下面に押し材３１を装着し
ている。上部ベースプレート２５がスライド２により下
方に押し下げられると、押し材３１も一緒に下降してプ
レート３０を押し下げ、プレート３０の上に置かれた材
料１０のパイロット孔が下型２２、２３の上面のパイロ
ットピン３２に嵌まり込み、材料１０の位置決めをする
ようになっている。

【００１８】図４は、スライド２の下降する速度と加圧
力を利用してタップを加工するタップ加工装置３３の一
例である。下部板３５の上面に伸縮自在なガイドポスト
３７を介して上部板３６が組み合わされている。下部板
３５の上面には、パイロットピン３８が立設されてい
る。上部板３６の下面には左右一対の伸縮自在な支持ロ
ッド３６ａ，３６ａが設けられ、支持ロッド３６ａ，３
６ａの下端にはそれぞれのバネ３６ｂ，３６ｂを介して
ホルダ３９が取着されている。また、ホルダ３９の上面
で、かつ左右一対の支持ロッド３６ａ，３６ａの中央部
にはタップ加工具４２が取着され、タップ加工具４２の
下部で、かつホルダ３９に設けられた孔３９ａ内には、
タップ工具４１が取着されている。タップ加工具４２は
スライド２の上下動を回転力に変換する手段（図示せ
ず）を有しており、この回転力によりタップ工具４１を
回転させるようになっている。

【００１９】タップ加工をする時は、スライド２の下降
により、前述の上型６の上部ベースプレート２５のブロ
ック２９（図３参照）が、タップ加工装置３３の上部板
３６にタッチし、押し材３１も同時に下降してプレート
３０を押し下げる。そして、プレート３０の上に置かれ
た材料１０のパイロット孔が、下部板３５の上面に装着
したパイロットピン３８と下型２２の上面のパイロット
ピン３２ａ〜３２ｄと下型２３の上面のパイロットピン
３２ｇに嵌まり込み、材料１０の位置決めをするように
なっている。つぎにスライド２の下降が進み、ホルダ３
９がパイロットピン３８にはまり込んだ材料１０を押さ
えつけた状態で保持する。さらにスライド２が下降する
と、タップ加工具４２はスライド下降速度に応じた回転
速度でタップ工具４１を回転させ、その下方にある材料
１０の所定の部分にタップ加工を行う。

【００２０】その後、スライド２を低速上昇後高速上昇
させると、上型６もスライド２と共に上昇し、タップ工
具４１がタップ加工の時と逆の回転をして材料１０から
分離する。そして、スライド２が高速上昇して予め設定
した位置に達すると、タップ加工装置３３は、空気又は
油圧シリンダ、あるいはモータ等の駆動手段により順送
金型の外部に引き出される。なお、このタップ加工装置
３３は、ボルスタ後面又は前面に配置され、タップ加工
工程の時に、下型５のスペース２８の部分に組み込ま
れ、タップ加工後下型５の外部に引き出されるようにな
っている。

【００２１】図５は、他のタップ加工装置例を表し、タ
ップ加工装置内の駆動源によってタップ加工を行うタッ
プ加工装置４３の一例である。下部板３５の上面に伸縮
自在なガイドポスト３７を介して上部板３６が組み合わ
されている。下部板３５の上面にはタップ駆動装置４０
が装着されており、タップ駆動装置４０のベース部４０
ａの上部にプレート４４が固着してある。プレート４４
の上部にはバネ４６，４６を介して左右一対の伸縮自在
な支持ロッド４５，４５が設けられ、支持ロッド４５，
４５の上端にはホルダ３９が取着されている。また、タ
ップ駆動装置４０のベース部４０ａの上面中央には、プ
レート４４の中央部に設けた孔４４ａを貫通してタップ
駆動装置４０の駆動部４０ｂが取着され、この駆動部４
０ｂの上部で、かつホルダ３９に設けられた孔３９ａ内
には、タップ工具４１が取着されている。そして、ホル
ダ３９の上面には１対のパイロットピン３８，３８が立
設されている。タップ駆動装置４０の駆動源はタップ工
具４１の回転数を制御できる電動機等であり、タップ駆
動装置４０に内設してある。タップ工具４１は、その工
具ピッチに応じた回転速度及び下降速度で駆動されるよ
うになっている。

【００２２】タップ加工をする時は、スライド２の下降
により、上型６の上部ベースプレート２５のブロック２
９（図３参照）が、タップ加工装置４３の上部板３６に
タッチし、押し材３１も一緒に下降してプレート３０を
押し下げる。プレート３０の上に置かれた材料１０のパ
イロット孔がホルダ３９の上面に装着したパイロットピ
ン３８と下型２２の上面のパイロットピン３２ａ〜３２
ｄと下型２３の上面のパイロットピン３２ｇに嵌まり込
み、材料１０の位置決めをするようになっている。さら
にスライド２の下降が進み、材料１０がホルダ３９上面
のパイロットピン３８に嵌まり込んだ所定の位置にてス
ライド２を停止させ、所定の加圧力を加えて材料１０を
押さえつけた状態で保持する。そして、タップ駆動装置
４０内の電動機等の駆動力によりタップ工具４１は所定
速度で回転しながらこの回転速度に応じた所定速度で下
降して上部にある材料の所定の部分にタップ加工をす
る。

【００２３】タップ加工完了後、タップ工具４１をタッ
プ加工の時と逆の回転をさせて材料１０から分離させ
る。そして、スライド２を低速上昇させた後高速上昇さ
せると、上型６もスライド２と共に上昇する。つぎに、
スライドは高速上昇して予め設定した位置に達すると、
タップ加工装置４３は、空気又は油圧シリンダ等により
順送金型の外部に引き出される。なお、このタップ加工
装置４３は、ボルスタ３後面又は前面に配置し、タップ
加工工程の時に、下型５のスペース２８の部分に組み込
まれ、タップ加工後下型５の外部に引き出される。

【００２４】加工する成形品の寸法、形状等による加工
工程により加工工程解析図を作成し、順送金型を製作す
る。したがって、ボルスタ３後面又は前面に配置された
タップ加工装置３３、４３の位置は、成形品毎に順送金
型の工程に適合して配置できるようにボルスタ３の左
右、上下方向に移動でき、しかも確実に固定できるよう
にしてある。なお、本実施形態において、タップ加工装
置３３、４３を順送金型に出し入れする手段として、空
気又は油圧シリンダ等を用いたが、電動機とボールスク
リュウを使用することもできる。そして図示しないが、
タップ加工装置３３、４３をボルスタ３の左右、上下方
向に移動する手段も、同様に、空気又は油圧シリンダ、
あるいは電動機とボールスクリュウ等を使用することも
できる。

【００２５】図６は、本発明に係わる直動型プレスの複
合加工方法によるスライド２のモーションカーブの説明
図である。スライド２は上限位置Ｕ（図示で点Ａ）から
加工開始位置Ｂまで所定の高速下降速度で下降し、次
に、下限位置Ｌ（図示で点Ｃ）まで所定の低速下降速度
で前記金型（上型６と下型５）に設置された材料１０を
加工しながら下降する。そして、下限位置Ｌ1で所定時
間（図示で点Ｄまで）位置及び加圧力を保持した後、下
限位置Ｌから所定の位置（図示で点Ｅ）まで所定の低速
上昇速度で上昇し、さらに中間停止位置Ｔ（図示で点
Ｆ）まで所定の高速上昇速度で上昇して停止し、プレス
成形を終了する。そして、中間停止位置Ｔで所定時間
（図示で点Ｇまで）位置を保持している間に、タップ加
工装置３３、４３は順送金型内でタップ加工工程の場所
に組み込まれる。スライドの中間停止位置は、タップ加
工装置３３、４３を順送金型の間に組み込んでも、ブロ
ック２９がタップ加工装置３３、４３と干渉しない位置
にしてある。

【００２６】次に、タップの加工パターンの内、タップ
加工装置３３を使用して、スライドの下降する速度と加
圧力を利用してタップ加工する場合、中間停止位置Ｔ
（図示で点Ｇ）から加工開始位置Ｈまで所定の高速下降
速度で下降し、次に、下限位置Ｌ２（図示で点Ｉ）まで
所定のタップの加工速度で下降する。そして、下限位置
Ｌ２で所定時間（図示で点Ｊまで）位置及を保持した
後、下限位置Ｌ２から所定の位置（図示で点Ｋ）まで所
定の低速上昇速度で上昇し、その後、スライドは高速上
昇して予め設定した位置に達すると、タップ加工装置３
３は、空気又は油圧シリンダ等により順送金型の外部に
引き出される。

【００２７】また、タップの加工パターンの内、タップ
加工装置４３を使用して、タップ加工装置内の駆動力に
よりタップ加工する場合、中間停止位置Ｔ（図示で点
Ｇ）から加工開始位置Ｈまで所定の高速下降速度で下降
する。次に、下限位置Ｌ２（図示で点Ｉ）まで所定の低
速下降速度で下降する。そして、材料１０にタッチした
後、下限位置Ｌ２で所定時間（図示で点Ｊまで）材料１
０を保持するためにスライド２の位置を保持して電動機
等によりタップ加工を行う。タップ加工終了後、下限位
置Ｌ２から所定の位置（図示で点Ｋ）まで所定の低速上
昇速度で上昇する。その後、スライドは高速上昇して予
め設定した位置に達すると、タップ加工装置４３は、空
気又は油圧シリンダ等により順送金型の外部に引き出さ
れる。さらに、スライドが上限位置の近傍に上昇する
と、図示しない材料供給装置の材料供給手段が作動して
所定長さの材料を順送金型内に自動供給する。こうして
スライドは上限位置Ｕ（図示で点Ｍ）まで上昇してここ
でタップ加工は終了する。スライドは上限位置Ｕにて所
定時間（時間０も含む）だけ停止してプレスの１サイク
ルを終了する。実成形作業時には、このサイクルが繰り
返し行われる。

【００２８】図７は、本発明に係わる複合加工装置のハ
ード構成ブロック図を示している。上昇側圧力センサ５
１は、油圧シリンダ４の下側（すなわち、油圧シリンダ
４内部のピストンよりスライド側）のシリンダ室（図示
せず）に配設された圧力センサであり、スライド２を上
昇するための圧力を検出する。また、加工側圧力センサ
５２は、油圧シリンダ４の上側（すなわち、上記ピスト
ンをはさんでスライド２と反対側）のシリンダ室（図示
せず）に配設された圧力センサであり、前記材料１０を
順送金型により加工、およびタップ加工を行うための油
圧シリンダ４の圧力を検出する。また、スライド位置検
出センサ１１は前述のようにスライド２の高さ方向の位
置を検出している。これらのセンサの検出信号は、制御
器１６に入力されている。

【００２９】さらに、制御器１６には、モーション入力
手段５５及び操作モード選択スイッチ５６が付設されて
いる。モーション入力手段５５は、スライド２の所定の
モーションカーブデータを入力するものであり、例え
ば、加圧力を設定したり、スライドを上昇又は下降させ
るための前記高速上昇速度、高速下降速度、低速上昇速
度、又は低速下降速度等の移動速度を設定する。あるい
は、モーション入力手段５５は、上位コンピュータ等で
構成される他の制御装置から通信等によって上記モーシ
ョンカーブの各設定値データを入力するための送受信機
で構成してもよい。そして、これらの設定値は、モーシ
ョンカーブに対応したモーションデータとして制御器１
６内の所定のメモリ５９に記憶される。

【００３０】また、操作モード選択スイッチ５６はプレ
ス操作モードを選択できる。少なくとも、前記モーショ
ンカーブの設定を行う設定モードと、生産モードとを選
択可能にしている。生産モードには、金型調整と、タッ
プ加工装置３３、４３の単独運転や順送加工の始めに材
料を順送金型内の全加工工程の金型内に送入する時と、
終わり部分の作業時とに使用する寸動操作、図３にて説
明した工程を連続して加工を行う連続操作、ならびに運
転を停止する切り等のモードがある。

【００３１】制御器１６は、例えばマイクロコンピュー
タを主体にした一般的なコンピュータ制御装置で構成さ
れている。制御器１６は、前記各センサの検出信号や、
モーション入力手段５５及び操作モード選択スイッチ５
６からの信号を入力してサーボバルブ１３へ制御指令を
出力し、また表示器６０にモーション設定値情報等を表
示させる。

【００３２】サーボバルブ１３は、上記制御指令に基づ
いて、図示しない油圧ポンプから吐出される圧油の流量
及び方向を制御する。これによって、スライド２は設定
された所定のモーションカーブに沿って制御される。な
お、サーボバルブ１３は、油圧シリンダ４の速度を可変
制御する速度制御手段の一例として示されているが、本
発明はこれに限定するものではない。例えば、スライド
駆動手段４が電動サーボモータの場合は、上記速度制御
手段は速度サーボアンプ等で構成される。また、表示器
６０は、制御器１６からの表示指令に基づいて、モーシ
ョンデータの各設定値等を表示でき、例えば液晶やＥＬ
等のグラフィック表示器や、ＬＥＤ表示素子等でなるキ
ャラクタ表示器などで構成することができる。

【００３３】次に、図８に示した機能構成ブロック図に
基づいて、本発明に係わる直動型プレスの複合加工の装
置の機能構成を説明する。荷重検出手段６１は順送加工
時に被成型物から反力を受けてスライド２にかかる荷重
を検出しており、本実施形態では、荷重として、スライ
ド２を駆動する油圧シリンダ４のシリンダ室にかかる圧
力に基づいて検出している。すなわち、油圧シリンダ４
の加工側圧力センサ５２により検出した圧力値Ｐｐ及び
上昇側圧力センサ５１により検出した圧力値Ｐｓに基づ
いて、この荷重を演算する。例えば、油圧シリンダ４の
加工側圧力値Ｐｐと上側のシリンダ室の断面積との積か
ら上側のシリンダ室の圧油が押し下げる荷重を求め、上
昇側圧力値Ｐｓと下側のシリンダ室の断面積との積から
下側のシリンダ室の受ける荷重を求め、この両荷重の差
によって算出することができる。なお、上記スライド２
にかかる荷重の検出は、上記荷重差による方法に限定さ
れずに、例えばプレス本体のＣフレーム７の歪みを歪み
ゲージセンサによって検出し、この歪みの大きさに基づ
いて荷重値を算出することも可能である。

【００３４】スライド位置検出手段６２は、スライド位
置検出センサ１１からの位置信号を入力してこの位置信
号に基づいてスライド位置を求め、このスライド位置デ
ータを速度演算手段６３、出力演算手段６７及びモーシ
ョン表示手段６８に出力する。また、速度演算手段６３
は速度検出手段の一例であり、本実施形態では入力した
上記スライド位置データに基づいて速度値を算出してい
る。例えば、所定時間毎の位置データの差値、すなわち
位置の時間変化率から算出することができる。算出され
た速度値は、後述の出力演算手段６７及びモーション表
示手段６８に出力される。尚、速度検出手段はこれに限
定されず、他の検出センサ（例えば、パルスジェネレー
タにより単位時間当りのパルス数を計数するセンサ等）
を用いてもよい。

【００３５】モーション設定手段６４は、操作モード選
択スイッチ５６がタップ加工パターン等のモーションデ
ータの設定モードの時に、モーション入力手段５５によ
り入力された、図６に示すようなモーションカーブの各
モーションデータを取り込み、この各モーションデータ
をタップ加工パターン記憶手段６６に記憶する。各モー
ションデータは、具体的にはメモリ５９の所定メモリエ
リアに記憶される。タップ加工パターン記憶手段６６
は、モーション設定手段６４により設定された各モーシ
ョンデータを記憶しており、例えば、タップ加工を行う
中間停止位置Ｔ、下限位置Ｌ２、タップ加工開始位置、
スライド速度、加圧力及び加圧保持時間等の加工条件を
記憶する。また、タップ加工時のタップの大きさとピッ
チに適合させたスライド速度のデータを記憶している。
これらのモーションデータは、生産モード時に出力演算
手段６７及びモーション表示手段６８によって読み出さ
れる。

【００３６】また、操作モード設定手段６５は、操作モ
ード選択スイッチ５６からのモード信号を入力し、設定
モードの時は設定モード信号をタップ加工パターン記憶
手段６６に出力し、生産モードの時は生産モード信号を
出力演算手段６７及びモーション表示手段６８に出力す
る。なお、この操作モード設定手段６５は、操作モード
選択スイッチ５６からのモード信号に限らず、例えば上
位コンピュータ等の他の制御装置からの通信によってモ
ード信号を入力するようにしてもよい。

【００３７】また、出力演算手段６７は、タップ加工パ
ターン記憶手段６６に記憶された前記モーションデータ
を読み出し、この設定値に基づくモーションカーブに沿
ってスライド２が所定速度で移動するように、スライド
位置及び速度値を監視しながら、速度制御手段（ここで
は、サーボバルブ）１３への制御指令値を演算して出力
する。これにより、スライド駆動手段（ここでは、油圧
シリンダ）４の位置及び速度が制御される。また、タッ
プ加工の開始位置にスライドが来たら、タップ加工装置
３３，４３に加工開始指令を出力する。さらに、スライ
ドモーションの１サイクルが完了したら、材料供給装置
５８に材料送給指令を出力する。モーション表示手段６
８は、設定モードの時には各モーションデータ設定値を
表示し、生産モードの時には現在の各モーションデータ
やモーションデータ設定値等を表示するようになってい
る。材料供給装置５８は順送金型内にコイル材等を供給
しており、出力演算手段６７からの材料供給指令に基づ
いて供給開始又は供給停止を行う。

【００３８】図９は、本発明の実施形態における複合加
工方法を表す制御フローチャート例である。図１から図
８を参照して図９に基づいて、本実施形態での制御処理
手順を説明する。ここで、各処理スッテプ番号はＳを付
して表している。Ｓ１で、設定モードの時、タップ加工
パターン記憶手段６６にタップ加工パターン、及びモー
ションカーブの各モーションデータを設定する。次に、
Ｓ２において、生産モードの時、連続運転のスライド下
降開始条件が整っているか否かを判断する。スライド下
降開始条件は、本実施形態では以下の３つがあり、すな
わち順送金型内にある材料の位置が所定位置にあるこ
と、成形後のスクラップが順送金型内に残っていないこ
と、そして安全装置が正常に作動していることである。
これらのスライド下降開始条件のいずれかが整っていな
い場合はＳ３〜Ｓ５を行い、全て整っている場合はＳ６
に処理を移行する。

【００３９】まずＳ３では、順送金型内にある材料の位
置が所定の位置にあるか否かを作業者がチェックする。
すなわち、生産モードにおいては、通常、材料が順送金
型の最終加工工程に送り込まれるまでは寸動操作により
プレスを操作し、プレスの１行程で成形品が完成するこ
とを確認した後、連続操作に切り替えて生産に移行す
る。このとき、材料が確実に金型の最終加工工程に送り
込まれて所定位置にあることを確認するために、材料の
先端位置を図示しないマイクロスイッチ等で検出してお
り、所定位置にない場合には、図示しないフイードミス
検出表示ランプ等により表示し、プレスの連続運転を停
止するようにしている。この後、作業者は材料を所定の
位置に配置し、材料が所定位置にあることをフイードミ
ス検出表示ランプ等により確認する。

【００４０】次に、Ｓ４で、順送加工の加工中に発生し
たスクラップが順送金型内に残っていないことを作業者
はチェックする。加工工程中に発生するスクラップは下
型の外部に排出されるようにしてあるが、スクラップの
形状等と下型の構造上排出できないこともあり、スクラ
ップを下型の外部に排出できたことを確認する図示しな
いセンサが配置されている。そして、スクラップが排出
されない時にはこのセンサが作動して、プレスの連続運
転を停止するようにし、図示しないスクラップ排出確認
表示ランプ等により表示する。作業者はスクラップが排
出されていることをチェックし、かつスクラップ排出確
認表示ランプ等により確認する。次に、Ｓ５で、作業者
の安全のためにプレス作業域に設けた図示しない光線式
安全装置又は安全ガード等の安全装置が正常に作動して
いることを作業者は確認する。なお、安全装置が正常に
作動していないとプレスの連続運転ができないようにし
ている。作業者が安全装置が正常に作動していることを
確認したら、Ｓ２に戻って以上の処理を繰り返す。

【００４１】Ｓ６において、出力演算手段６７は、タッ
プ加工パターン記憶手段６６のスライドモーションデー
タに基づいて、スライド位置検出手段６２のスライド２
の位置データ、速度演算手段６３の速度データ及び荷重
検出手段６１の荷重データをフィードバックしながら演
算した制御指令をサーボバルブ１３へ出力し、油圧シリ
ンダ４を制御する。これにより、スライド２を上限位置
Ｕから成形開始位置まで所定の高速下降速度で下降させ
る。この後、Ｓ７で同様にして出力演算手段６７は、ス
ライドモーションデータに基づいてスライド２を所定の
低速の成形速度で下降させ、下限位置Ｌ1にて加圧しな
がら所定時間ｔ0保持する。つぎにＳ８において、スラ
イドを低速上昇させた後、高速上昇させて中間停止位置
Ｔにて停止させる。この後、Ｓ９にて、タップ加工装置
を順送金型内のタップ加工工程の所定の場所に組み込む
ため、タップ加工装置３３，４３へ加工開始指令を出力
する。これにより、タップ加工装置３３，４３は、順送
金型のタップ加工工程の位置に空気又は油圧シリンダ等
により移動し、以下の手順でタップ加工を行う。

【００４２】本実施形態においては、タップ加工装置と
して次の２種類の装置を使用している。第１例は、図４
に示したタップ加工装置３３のように、Ｓ１０において
スライド２を下降しながらタップ加工具４２を駆動し、
タップ加工を行う場合である。すなわち、Ｓ１１にて、
スライド２の下降速度を所定のタップ加工速度に設定し
て下降する。ここで、数式「スライド２の下降速度Ｖ
（mm/sec）＝タップ工具４１のピッチ（mm/rev）×タッ
プ駆動回転数（rpm）／６０」により下降速度Ｖを設定
すればよい。つぎにＳ１２において、スライド２下面の
上型のブロック２９（図３参照）がタップ加工装置３３
（図４参照）の上部板３６にタッチし、上型６と同時に
下降して材料１０を保持する。さらに、スライド２がタ
ップ加工具４２（構造は図示しない）を加圧しながら下
降することにより、タップ工具４１が回転して下部にあ
る材料１０のバーリング加工した孔にタップ加工する。
その後、Ｓ１３において、スライド２を低速上昇した後
に高速上昇させる。

【００４３】また、第２例は、図５に示したタップ加工
装置４３のように、Ｓ１４においてタップ加工装置４３
内の駆動源によってタップ加工を行う場合である。すな
わち、Ｓ１５にて、スライド２が下降して、スライド２
下面の上型のブロック２９がタップ加工装置４３の上部
板３６にタッチし、上型６と同時に下降して材料１０を
保持した位置にスライド２が停止する。その後、Ｓ１６
にて、タップ加工装置４３内の電動機等の駆動力により
タップ工具４１は所定のタップ駆動回転数で回転しなが
ら所定の下降速度で下降し、上部にある材料のバーリン
グ加工した孔にタップ加工をする。ここで、数式「タッ
プ工具４１の下降速度Ｖ（mm/sec）＝タップ工具４１の
ピッチ（mm/rev）×タップ駆動回転数（rpm）／６０」
により、タップ工具４１の下降速度Ｖを設定すればよ
い。その後、Ｓ１３に移行する。

【００４４】Ｓ１３において、スライド２を高速上昇途
中に予め設定した位置にスライド２が到達すると、Ｓ１
８及びＳ１９と、Ｓ１７とが並列に実行される。Ｓ１８
で、タップ加工装置３３，４３は、空気又は油圧シリン
ダ等により順送金型の外部に出される。引き続きスライ
ド２を高速上昇させてスライド２が上限位置の近傍に上
昇すると、Ｓ１９で材料供給装置５８に材料送給指令を
出力し、これにより材料供給装置５８が作動して材料を
順送金型内に所定長さ自動供給する。Ｓ１７において、
スライド２は高速上昇にて上限位置Ｕ（図示で点Ｍ）ま
で上昇して停止し、所定時間（時間０も含む）だけ停止
してプレスの１サイクルを終了する。以後、実成形作業
時には、このサイクルが繰り返し行われる。

【００４５】以上説明したように、本発明に係わる直動
型プレスの複合加工方法とその加工装置により、直動型
プレスのスライドのストローク長さ、下降速度、加圧
力、加圧保持時間等を加工する部品に合わせて最適値に
設定し、しかもプレス加工後スライドを上昇途中に一旦
停止させた後、タップ加工装置を用いてタップ加工がで
きる。このようにして、従来のようなプレス加工ででき
た成形品を一旦ストックし、別工程で手作業によりタッ
プ作業を行うということを無くし、プレス加工工程内で
自動的にタップ加工を行ってプレス成形品を生産するこ
とができる。したがって、プレス成形した成形品をスト
ックする場所と、タップ加工を別工程の手作業で行うた
めのタップ加工機等の設備と、その加工時間とが不要と
なり、製造コストを低減できる。また、自動化すること
により、タップ加工精度のばらつきをなくして、かつ高
精度で加工でき、さらにタップ加工時の安全性も向上で
きる。

【００４６】また、本発明において、順送プレス加工と
タップ加工の複合加工品の成型方法と装置について説明
したが、タップ加工の他に例えばリーマ加工を行う場合
にはタップ加工装置のタップ工具をリーマに交換して行
うことができる。例えばテーパ孔仕上げ用テーパリーマ
を用いる場合には、スライドの加工速度と停止位置を設
定したリーマ加工パターンにより、プレス加工とリーマ
の複合加工成形品をプレスの自動化による生産ができる
ことにより、生産性が向上し、別工程の加工時間もかか
らなくなり、製造コストを低減できる。また、自動化す
ることにより、リーマ加工時の安全性も向上する。

【００４７】なお、上記実施形態では、タップ加工装置
を順送金型の外部に配置して、タップ加工工程時にこの
タップ加工装置を順送金型内の所定の位置に組み入れて
タップ加工を行う方法とその装置を説明したが、本発明
はこれに限定しない。すなわち、成形品の形状及び寸法
等によりタップ加工装置を順送金型の加工工程の一部に
固定して組み込み、本実施形態で説明したようにタップ
加工装置を順送金型に出し入れしないでタップ加工を行
うこともできる。

【００４８】また、上記実施形態では、タップ加工装置
について説明したが、これに限定されず、このタップ加
工装置に替えて切削加工装置又は溶接加工装置などを設
けて切削加工又は溶接加工等とプレス成形加工との複合
加工を行うようにしても、タップ加工装置によるタップ
加工との複合加工を行う場合と同様の効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる直動型プレスの要部側面図を示
す。

【図２】本発明に係わる複合加工工程解析図の一例を示
す。

【図３】本発明に係わる順送金型の正面図を示す。

【図４】スライドの下降速度と加圧力を利用するタップ
加工装置の一例である。

【図５】タップ加工装置内の駆動源によって行うタップ
加工装置の一例である。

【図６】本発明に係わるスライドのモーションカーブの
説明図である。

【図７】本発明に係わる複合加工装置のハード構成ブロ
ック図を示す。

【図８】本発明に係わる複合加工装置の機能構成ブロッ
ク図を示す。

【図９】本発明に係わる複合加工方法の制御フローチャ
ート例を示す。

【符号の説明】

１…直動プレス、２…スライド、３…ボルスタ、４…油
圧シリンダ、５，２２，２３…下型、６，２６，２７…
上型、７…Ｃフレーム、８…補助フレーム、８ａ…ピ
ン、９…ベッド、１０…材料、１１…スライド位置検出
センサ、１１ａ…センサロッド、１１ｂ…センサヘッ
ド、１３…速度制御手段（サーボバルブ等）、１４…電
磁弁、１５…マニホールドブロック、１６…制御器、１
７…表示器、１８…メモリ、２１…下部ベースプレー
ト、２４，３７…ガイドポスト、２５…上部ベースプレ
ート、２８…スペース、２９…ブロック、３０，４４…
プレート、３１…押し棒、３２，３２ａ，３２ｂ，３２
ｃ，３２ｄ，３２ｇ，３８…パイロットピン、３３，４
３…タップ加工装置、３５…下部板、３６…上部板、３
６ａ，４５…支持ロッド、３６ｂ，４６…バネ、３９…
ホルダ、３９ａ…ホルダ３９に設けられた孔、４０…タ
ップ駆動装置、４０ａ…タップ駆動装置上部、４１…タ
ップ工具、４２…タップ加工具、５１…上昇側圧力セン
サ、５２…加工側圧力センサ、５５…モーション入力手
段、５６…操作モード選択スイッチ、５８…材料供給装
置、５９…メモリ、６０…表示器、６１…荷重検出手
段、６２…スライド位置検出手段、６３…速度演算手
段、６４…モーション設定手段、６５…操作モード設定
手段、６６…タップ加工パターン記憶手段、６７…出力
演算手段、６８…モーション表示手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白籏弘長野県諏訪市大字四賀107番地太陽工業株式会社内 (72)発明者小林信彦長野県諏訪市大字四賀107番地太陽工業株式会社内Ｆターム(参考） 4E090 AA01 EC06 HA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プレスの複合加工方法において、順送金型の工程の一部にタップ加工、切削加工又は溶接
加工等の加工工程を組み入れ、プレス成形とタップ加
工、切削加工又は溶接加工等の加工工程との複合加工を
行うことを特徴とするプレスの複合加工方法。
【請求項２】請求項１記載のプレスの複合加工方法に
おいて、タップ加工、切削加工又は溶接加工等の加工工程は、ス
ライド(2)に取着した上型(6)が材料(10)を押さえつけた
状態で行うことを特徴とするプレスの複合加工方法。
【請求項３】スライド(2)及びボルスタ(3)の間に複数
の金型を工程順に一列に並べた順送金型と、スライド
(2)を直線的に駆動するスライド駆動手段(4)と、スライ
ド駆動手段(4)に指令してスライド速度を可変制御する
速度制御手段(13)と、スライド(2)の位置を検出するス
ライド位置検出手段(62)と、スライド速度を検出する速
度検出手段と、順送加工時のスライド(2)の位置及び速
度の関係をモーションデータとして設定するモーション
設定手段(64)と、スライド位置検出手段(62)からの位置
データ、及び速度検出手段からの速度データを入力し、
予め設定されたモーションデータのスライド位置及び速
度値に一致するように速度指令を演算して速度制御手段
(13)へ出力する出力演算手段(67)とを備えたプレスの複
合加工装置において、順送金型の途中工程の所定位置でタップ加工、切削加工
又は溶接加工等を行う加工装置を有し、モーション設定手段(64)は、順送加工工程の一部にタッ
プ加工、切削加工又は溶接加工等の加工工程のモーショ
ンを設定可能とし、出力演算手段(67)は、モーション設定手段(64)により設
定されたタップ加工、切削加工又は溶接加工等の加工工
程のモーションのスライド位置及び速度に基づいて、速
度指令を演算すると共に、加工装置に加工指令を出力す
ることを特徴とするプレスの複合加工装置。