JP2004042099A

JP2004042099A - プレス機械のダイハイト検出方法

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Publication number: JP2004042099A
Application number: JP2002203521A
Authority: JP
Inventors: Yukio Hata; 畑　幸男; Hitoshi Sakurai; 桜井　均
Original assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Industries Corp
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: JP3929368B2

Abstract

【課題】モータによる回転動を偏心機構を介してスライドの昇降動に変換するスライド駆動装置と、ダイハイトを調整するダイハイト調整装置とを備えたプレス機械において、ダイハイト調節如何に関係なく、ダイハイトおよびダイハイト変化を容易にかつ高精度に検出できる検出方法を提供する。
【解決手段】モータによる回転動を偏心機構を介してスライドの昇降動に変換するスライド駆動装置と、ダイハイトを調整するダイハイト調整装置とを備えたプレス機械のダイハイト検出方法において、スライド位置検出手段によるスライド）の位置の実測値に基づき、前記スライドの上死点位置でのボルスタ上面からスライド下面までの第１距離（ＳＭ）を計測する工程と、前記第１距離（ＳＭ）からスライド最大ストローク長さ（ＳｍａＸ）　を引いて、ダイハイト（ＤＨ）を算出する工程とを有する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータによる回転動を偏心機構を介してスライドの昇降動に変換するスライド駆動装置と、ダイハイトを調整するダイハイト調整装置とを備えたプレス機械のダイハイト検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレス機械は、上下動自在なスライドに取付けられた上金型と、ボルスタ（またはベッド）上に設置された下金型の間でプレス加工を行うように構成され、そのスライドには、金型交換の際の金型位置調整、またはプレス各部の機械的変位や熱変位の補正などの必要性から、モータ回転によるダイハイト調節装置を有しているのが一般的である。
そして、高精度なプレス加工を行うためには、そのワーク加工時に常時、スライド下死点でのボルスタ上面からスライド下面までの距離であるダイハイトを、厳密に管理する必要がある。従来の機械式プレスにおいて、このワーク加工時のダイハイトを求める技術としては、そのプレスの、前もって測定済みで既知であるダイハイトに、ダイハイト調節装置に付属したエンコーダの信号から求めたダイハイト調節量を加減算して求める方法が挙げられる。
【０００３】
また、ダイハイトの変化量を求める従来技術としては、例えば特開平８−２０６８９６号公報があり、この公報では、図４に示すように、両側面部がＣフレーム１０１ａにより構成されたプレス本体１０１の上部に、スライド駆動手段１０２により上下動自在とされたスライド１０３を設けたプレスにおいて、上記Ｃフレーム１０１ａの側面に、補助フレーム１０５を設けた。該補助フレーム１０５は、上下いずれか一側（本例では下側）のみを本体フレーム１０１ａに固定し、他側を上下動自在にして支持する構造としているため、本体フレーム１０１ａの温度変化による伸縮の影響を受けないようになっている。そして該補助フレーム１０５の上端側にスライド位置検出手段１０８と、温度検出手段１１０とを設けて、上記スライド１０３の位置と補助フレーム１０５の温度とを検出し、スライド位置検出手段１０８が検出した位置によりスライド１０３をＮＣ制御すると共に、温度検出手段１１０が検出した温度と、予め設定された基準値との温度差より得られた温度変化量を基に、温度検出手段１１０のドリフト量と補助フレーム１０５の伸縮量とを算出し、得られた伸縮量を上記ＮＣ制御の指令値に加減算して、この指令値を補正している。そして、熱によりプレス本体１０１が変形しても、ダイハイトを精度良く制御でき、精度の高いプレス加工が可能になる効果を得たとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、プレス加工において、高精度化、高速化が求されてきている。特に高精度加工要求はとみに高まっており、中にはスライド位置精度要求が数ミクロンまでに至っている例も見られる。このような高精度なプレス加工を行うためには、加工時にダイハイトを特に精度良く管理する必要性がある。
また、高精度化、高速化に要求に伴い、電動サーボプレスの開発が促進され、その進歩には目覚しいものがある。
【０００５】
最近では、電動サーボモータで、クランク軸やエキセン軸などの偏心軸による回転機構を介してスライドを往復駆動させたり、偏心回転駆動部と該駆動部により進退駆動されるトグルリンク機構とを介してスライドを往復駆動させたりするタイプのサーボプレスが開発されつつある。このようなサーボプレスでは、メカニカルな構成でおおまかなスライドモーションを形成し、かつ電動サーボモータによりスライドモーションにある程度の変化を持たせることにより、高速、高荷重に対応できるようになっている。
【０００６】
ところで、上述したように、電動サーボモータで、クランク軸やエキセン軸などの偏心軸による回転機構を介して、または偏心回転駆動部とトグルリンク機構とを介してスライドを駆動することで、そのスライドモーションが概略固定されてしまうプレス機械においては、下死点が存在する。理論上、この下死点では無限大の加圧力が発生するので、容量が小さいモータでも大きな加圧力を得ることができるというメリットがあるが、反面、高精度加工を維持するためには、その成形域での金型の位置、言い換えればダイハイトの精度を厳密に管理することが必要になる。よって、これらのプレス機械においては、下死点近傍での位置決め精度は最重要視されており、成形域のスライド位置でのダイハイトを微妙に調節することができるダイハイト調節装置が必須である。
【０００７】
前述のように、ダイハイトを精度良く管理維持することが、精度の高いプレス加工製品を得るために必須事項であり、これには、ワークへの加圧荷重によって生じるプレスの弾性変位と、プレス加工中に温度の影響によりプレス各部位が熱膨張することによって発生するプレスの熱変位とを同時に解決することが必要である。この最も進んでいると言える、スライド位置の絶対位置検出およびダイハイト補正の技術が、前述した特開平８−２０６８９６号公報である。
【０００８】
しかしながら、特開平８−２０６８９６号公報記載の技術は、スライド位置検出手段によりスライド位置の絶対位置検出がなされてはいるものの、あくまでダイハイト変化量の検知、およびその補正技術であって、ダイハイト調節装置を備え、スライド駆動装置に回転偏心機構を有するプレス機械のダイハイトそのものを検出する技術ではない。つまり、このプレス機械において、スライド位置は、スライド駆動装置による上下動と、ダイハイト調整装置によるダイハイトの調整によって決定されるものであるから、上下方向のスライド位置のみを検出しただけではダイハイトを特定することができない。ダイハイトを特定するためには、前記回転偏心機構の回転角度を規定しなければならないが、ダイハイトの検出が高精度になるにしたがって、回転角度の検出も高精度にならざるを得ず、技術的なネックになっている。
【０００９】
また、従来例として紹介したように、基準となるダイハイトを予めメーカサイドで測定しておき、エンコーダにより検出したダイハイトの調節量を加減算することでダイハイトを検出している、一般のプレス機械の公知技術において、ダイハイト調整装置のネジまたは歯車のガタの発生、およびエンコーダによるダイハイトの間接検出が原因となって、そのダイハイト検出精度はミクロンオーダまでは期待すべくもなく、本発明対象のように高いダイハイト検出精度を要する高性能なプレスに採用するのは非常に困難である。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に着目してなされ、モータによる回転動を偏心機構を介してスライドの昇降動に変換するスライド駆動装置を有するプレス機械において、ダイハイト調節如何に関係なく、ダイハイトそのものおよびダイハイト変化を容易にかつ高精度に検出できるダイハイト検出方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の本願発明の目的を達成するために、第１発明は、モータによる回転動を偏心機構を介してスライドの昇降動に変換するスライド駆動装置と、ダイハイトを調整するダイハイト調整装置とを備えたプレス機械のダイハイト検出方法において、スライド位置検出手段によるスライドの位置の実測値に基づき、前記スライドの上死点位置でのボルスタ上面からスライド下面までの第１距離を計測する工程と、前記第１距離からスライド最大ストローク長さを引いて、ダイハイトを算出する工程とを有する方法としている。
【００１２】
第１発明のダイハイト検出方法によると、スライド位置が最も高くなった点を上死点として検出し、この上死点でのスライド位置から、機械的寸法で決まる最大ストローク長さを差し引いてダイハイトを求めているため、スライド位置検出手段によりダイハイトをより精度良くかつ容易に検出することができる。
【００１３】
第２発明は、モータによる回転動を偏心機構を介してスライドの昇降動に変換するスライド駆動装置と、ダイハイトを調整するダイハイト調整装置とを備えたプレス機械のダイハイト検出方法において、前記プレス機械の運転前に、スライド位置検出手段による前記スライドの位置の実測値に基づき、前記スライドの上死点位置でのボルスタ上面からスライド下面までの第１距離と、所定のスライドストロークでの位置の高さとを計測する工程と、前記第１距離からスライド最大ストローク長さを引いて、運転前におけるダイハイトを算出する工程と、前記プレス機械の運転中に、任意の時点における前記スライドストロークでの位置の高さを前記スライド位置検出手段で計測する工程と、前記スライドストロークでの位置の高さの変化量と運転前におけるダイハイトとから、その時点におけるダイハイトを算出する工程とを有することを特徴とするダイハイト検出方法としている。
【００１４】
第２発明のダイハイト検出方法によると、ダイハイト調節機能によりその金型に合ったダイハイトに調節した後、プレス機械を運転する前に、スライドを上死点へ一旦移動し、ボルスタ上面からスライド下面までの第１距離を計測し、さらに、所定のスライドストロークでの位置の高さを計測する。そして、第１距離とスライド最大ストローク長さから運転前におけるダイハイトを算出する。また、プレス機械運転中に前記所定のスライドストロークでの位置の高さを計測し、運転前の値の差を、先に算出したダイハイトに加味することによって、任意の時点におけるダイハイトを高精度に、かつ容易に求めることができる。
リニアスケールなどのスライド位置検出手段によりスライドの絶対位置を検出し、その値に基づいてダイハイトを求めているので、従来のように、ダイハイト調整装置の回転駆動をギヤを介してエンコーダに伝え、そのエンコーダの信号からダイハイト調整量を求めるよりも、はるかに高精度である。また、プレス本体およびスライド駆動系の熱変位によりダイハイトが変化しても、ダイハイトを極めて正確に、しかもリアルタイムに得ることができる。
なお、電動サーボプレス場合、加工時のスライドストローク（ｘ）は、スライド最大ストローク長さ（Ｓｍａｘ）より短い場合がほとんどであり、前記の所定のスライドストロークでの位置とは、そのスライドモーションにおけるスライドの上限位置をとる場合が多い。
【００１５】
第３発明は、モータによる回転動を偏心機構を介してスライドの昇降動に変換するスライド駆動装置と、ダイハイトを調整するダイハイト調整装置とを備えたプレス機械のダイハイト検出方法において、スライド位置検出手段による前記スライドの位置の実測値に基づき、基準時点における、前記スライドの上死点位置での、第１高さとボルスタ上面からスライド下面までの第１距離とを計測する工程と、前記第１距離からスライド最大ストローク長さを引いて、基準ダイハイトを算出する工程と、任意の時点における、所定のスライドストロークでの位置の第２高さを前記スライド位置検出手段で計測する工程と、前記第１高さ、前記第２高さ、前記スライド最大ストローク長さ、前記スライドストローク　、および前記基準ダイハイトから、その時点におけるダイハイトを算出する工程とを有することを特徴とするプレス機械のダイハイト検出方法。
【００１６】
第３発明のダイハイト検出方法によると、たとえばプレス機械の電源投入時に１回だけスライドを上死点へ移動して、上死点位置での、第１高さとボルスタ上面からスライド下面までの第１距離とを計測し、計測値から基準ダイハイトを算出すれば、あとは、任意の時点における、所定のスライドストロークでの位置の第２高さを前記スライド位置検出手段で計測するだけで、その時点におけるダイハイトを高精度に、かつ容易に求めることができる。
したがって、第２発明のように、ダイハイト調節機能によりその金型に合ったダイハイトに調節するたびにスライドを上死点へ一旦移動しなくても済み、作業性がさらによくなる。
また、リニアスケールなどのスライド位置検出手段によりスライドの絶対位置を検出し、その値に基づいてダイハイトを求めているので、従来のように、ダイハイト調整装置の回転駆動をギヤを介してエンコーダに伝え、そのエンコーダの信号からダイハイト調整量を求めるよりも、はるかに高精度である。
【００１７】
第４発明は、モータによる回転動を偏心機構を介してスライドの昇降動に変換するスライド駆動装置と、ダイハイトを調整するダイハイト調整装置とを備えたプレス機械のダイハイト検出方法において、スライド位置検出手段による前記スライドの位置の実測値に基づき、基準時点における、前記スライドの上死点位置での、第１高さとボルスタ上面からスライド下面までの第１距離とを計測する工程と、前記第１距離からスライド最大ストローク長さを引いて、基準ダイハイトを算出する工程と、前記プレス機械の運転前に、所定のスライドストロークでの位置の第２高さを前記スライド位置検出手段で計測する工程と、前記第１高さ、前記第２高さ、前記スライド最大ストローク長さ、前記スライドストローク　、および前記基準ダイハイトから運転前におけるダイハイトを算出する工程と、前記プレス機械の運転中に、任意の時点における前記スライドストローク　での位置の高さを前記スライド位置検出手段で計測する工程と、前記スライドストロークでの位置の高さの変化量と運転前におけるダイハイトとから、その時点におけるダイハイトを算出する工程とを有することを特徴とするダイハイト検出方法としている。
【００１８】
第４発明のダイハイト検出方法によると、第３発明のダイハイト検出方法と同様に、たとえばプレス機械の電源投入時に１回だけスライドを上死点へ移動して、上死点位置での、第１高さとボルスタ上面からスライド下面までの第１距離とを計測し、計測値から基準ダイハイトを算出すれば、あとは、任意の時点における、所定のスライドストロークでの位置の第２高さを前記スライド位置検出手段で計測するだけで、その時点におけるダイハイトを高精度に、かつ容易に求めることができる。
また、第２発明のダイハイト検出方法と同様に、プレス機械運転中に前記所定のスライドストロークでの位置の高さを計測し、運転前の値の差を、先に算出したダイハイトに加味することによって、任意の時点におけるダイハイトを高精度に、かつ容易に求めることができる。したがって、プレス本体およびスライド駆動系の熱変位によりダイハイトが変化しても、ダイハイトを極めて正確に、しかもリアルタイムに得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による実施形態を図１、図２および図３を参照して詳細に説明する。
【００２０】
先ず、本発明が適用される電動サーボプレスを例として説明する。この電動サーボプレスは、ダイハイト調節装置を有し、電動サーボモータにより偏心回転駆動部とトグルリンク機構とを介してスライドが駆動される。図２及び図３は、それぞれこの電動サーボプレスの側面一部断面図及び背面一部断面図である。
図２及び図３において、プレス機械１は電動サーボプレスであり、電動サーボモータ２１によりスライド３を駆動している。プレス機械１の本体フレーム２の略中央部にはスライド３が上下動自在に支承されており、スライド３に対向する下部には、ベッド４上に取付けられたボルスタ５が配設されている。スライド３の上部に形成された穴内には、ダイハイト調節用のねじ軸７の本体部が抜け止めされた状態で回動自在に挿入されている。ねじ軸７のねじ部７ａは上方に向けてスライド３から露出し、ねじ軸７の上方に設けたプランジャ１１の下部の雌ねじ部に螺合している。
【００２１】
ねじ軸７の本体部外周にはウォームギヤ８のウォームホイール８ａが装着されており、このウォームホイール８ａに螺合したウォームギヤ８のウォーム８ｂはスライド３の背面部に取付けたインダクションモータ９の出力軸にギヤ９ａを介して連結されている。インダクションモータ９は、軸方向長さを短くしてフラット形状に、コンパクトに設けられている。
そして、これらインダクションモータ９、ギヤ９ａ、ウォームギヤ８、ねじ軸７およびプランジャ１１によりダイハイト調節装置が構成されている。
【００２２】
前記プランジャ１１の上部は、第１リンク１２ａの一端部とピン１１ａにより回動自在に連結されており、この第１リンク１２ａの他端部と、本体フレーム２に一端部が回動自在に連結されている第２リンク１２ｂの他端部との間には、三軸リンク１３の一側に設けた２つの連結孔がピン１４ａ，１４ｂにより回動自在に連結されている。三軸リンク１３の他側の連結孔は、スライド駆動部２０の偏心軸２８に回動自在に連結されている。これら第１リンク１２ａ、第２リンク１２ｂおよび三軸リンク１３により、トグルリンク機構を構成している。
【００２３】
本体フレーム２の側面部にはスライド駆動用の電動サーボモータ２１が軸心をプレス左右方向に向けて取付けられており、該電動サーボモータ２１の出力軸に取付けた第１プーリ２２ａと、電動サーボモータ２１の上方に軸心をプレス左右方向に向けて回動自在に設けている中間シャフト２４に取付けた第２プーリ２２ｂとの間にはベルト２３（通常はタイミングベルトで構成される）が巻装されている。また、中間シャフト２４の上方の本体フレーム２には駆動軸２７が回動自在に支承されており、駆動軸２７の一端側に取付けたギヤ２６は中間シャフト２４に取付けたギヤ２５と噛合している。そして、駆動軸２７の軸方向中間部には偏心軸２８が形成されており、この偏心軸２８の外周部に前記三軸リンク１３の他側が回動自在に連結されている。
【００２４】
また、スライド３内には前記ねじ軸７の下端面部との間に密閉された油室６が形成されており、この油室６はスライド３内に形成されている油路６ａを経由して切換弁１６に接続されている。切換弁１６は、油室６内への操作油の給排を切り換えるものである。プレス加工時には、この操作油を油室６内に閉塞して、加圧時の押圧力を油室６内の油を介してスライド３に伝達するようにしている。スライド３に過負荷が加わり、油室６内の油圧が所定の値を越えると、油が図示しないリリーフ弁を経由してタンクへ戻され、スライド３が所定量クッション（通称オーバロードプロテクト）し、スライド３および金型が破損しないようになっている。
【００２５】
また、スライド３の背面部には、上下２箇所から本体フレーム２の側面部に向けて突出した１対のブラケット３１，３１が取付けてあり、上下１対のブラケット３１，３１間に位置検出ロッド３２が取付けられている。この位置検出ロッド３２には、位置検出用のスケール部が設けられており、リニアスケール等のスライド位置検出手段３３の本体部が上下動自在に嵌挿している。スライド位置検出手段３３は、本体フレーム２の側面部に設けられている補助フレーム３４にその脚部を固定されている。この補助フレーム３４は上下方向に縦長に形成されており、下部がボルト３５によりベッド近傍の本体フレーム２側面部に取付けられ、上部が図示しない上下方向長孔内に挿入されたボルト３６により上下方向摺動自在に支持され、側部が前後１対の支持部材３７，３７により当接、支持されている。
【００２６】
補助フレーム３４は、上下いずれか一側（本例では下側）のみを本体フレーム２に固定し、他側を上下動自在にして支持する構造としているため、本体フレーム２の温度変化による伸縮の影響を受けないようになっている。これにより、前記位置センサ３３は、本体フレーム２の温度変化による伸縮の影響を受けずに、スライド位置及びダイハイトを正確に検出可能としている。
【００２７】
次に、上記構成の電動サーボプレスに適用した、本発明に係るダイハイトの検出方法を説明する。
図１は、本発明に係る、上記構成の電動サーボプレスのスライドモーションとダイハイトの関係図を示しており、図１において、横軸はスライド駆動部２０における偏芯軸２８の回転角度θを、縦軸はボルスタ上面を基点としたスライド下面まで距離Ｘによるスライド位置をそれぞれ表わしている（ここに、Ｘ＝０は、ボルスタ上面の位置を表わしている）。そして、スライドモーション曲線Ｂはスライド調節量を零とした上記構成の電動サーボプレスのスライドモーションを、スライドモーション曲線Ｃはスライド調節量を最大値ΔＳとした同機のスライドモーションを、また、スライドモーション曲線Ａはスライド調節量をΔＳｘ（＜ΔＳ）施した同機のスライドモーションをそれぞれ意味している。
【００２８】
図１から解るように、スライドモーション曲線は、偏心軸２８の回転角度に応じて、スライド位置が上死点から下死点まで変化する。また、ダイハイト調整を行うことによって、スライドの位置は、スライドモーション曲線Ｂにおける上死点位置から、スライドモーション曲線Ｃにおける下死点位置まで変動する。従って、先ずスライドモーション曲線およびダイハイト調整量を特定する必要がある。
【００２９】
そこで、プレス機械運転中のダイハイトを検出する手順の第１実施形態を、図５を参照しながら説明する。
（１）運転しようとする時点での、ある所定量のスライド調節量のスライドモーション曲線Ｄを特定するために、まず、電動サーボプレスの運転開始、または運転再開始時に、サーボモータ２１により偏心軸２８を回転し、スライド３を上死点近傍へ移動させて上死点位置を通過させ、このときスライド位置検出手段３３（リニアスケールなど）での実測値を監視してスライド高さの最高計測位置を読み取り、これをスライド３の上死点位置として検出する。これにより、スライドモーション曲線Ｄが特定されたことになる。
【００３０】
（２）次に、このスライドの上死点位置でのボルスタ上面からスライド下面までの距離ＳＭを実測し、この距離ＳＭから、偏心軸２８の偏心量や、トグルリンク機構の各リンク長さなどの機械的な寸法で決まる最大ストローク長さＳｍａｘ　（上死点と下死点間の距離）を差し引いて、ダイハイトＤＨ０を求める。
（３）次に、所定のスライドストロークｘ（下死点からの距離）での位置の絶対高さＨｘ０を前記スライド位置検出手段３３で実測する。
（４）次に、運転中の任意の時点において、運転前に対しダイハイト変化が生じ、スライドモーション曲線Ｅになったとする。前記所定のスライドストロークｘでの位置（例えば、待機点位置）の絶対高さＨｘを前記スライド位置検出手段３３で実測する。
（５）そして、それぞれ実測したプレス運転前と運転中の絶対高さＨｘ０とＨｘの差値を求め、これを運転前のダイハイトＤＨ０に加えることで、その時点におけるダイハイトＤＨを算出する。
【００３１】
次に、上記ダイハイト検出方法の第１実施形態の作用を説明する。
本発明のダイハイト検出方法によると、電動サーボモータで、偏心軸２８（偏心回転駆動部）とトグルリンク機構とを介してスライドを駆動された電動サーボプレスにおいて、ダイハイト調節機能により未知のダイハイト調節量を施した運転状態にあっても、ダイハイトそのものを求める際に、まず、上死点位置を求めることで、この時のスライドモーション曲線を特定（本例の場合、Ｄに特定）することができる。次に、特定した上死点でのスライド位置検出手段の実測値とボルスタ上面の実測値から、上死点におけるボルスタ上面からスライド下面までの距離ＳＭが求まる。そして、この距離ＳＭから最大ストローク長さＳｍａｘ　を差し引いて下死点でのダイハイトを求めている。これにより、検出精度の高いスライド位置検出手段でダイハイトを高精度に、容易な手順で検出できる。
また、ダイハイト調節量を含んだ所定のスライドストロークｘでの位置の絶対高さを、プレス運転前と運転中の任意の時点とにおいてスライド位置検出手段で実測し、これらの実測値から運転中のその時点におけるダイハイトを算出しているので、プレス本体およびスライド駆動系の熱変位によりダイハイトが変化しても、常にダイハイトの実測値が極めて正確に、しかもリアルタイムに得られるといった、本発明特有の効果が得られる。
【００３２】
なお、本発明はダイハイトの実測にあたり、スライドの上死点を検出値として採用したが、スライドの下死点を検出値として採用する方法も考えられる。しかし、下死点を通過させても問題の起きないような、金型の無い状態での機械初期設定、または打ち抜き加工などの場合は別として、コイニング加工、半抜き加工、底付き絞り成形加工などにおける金型セットの場合は、その上金型の下降下限をスライドの下死点手前にセットするケースが殆どであり、この際、下死点は実測できず、下死点を検出値として用いるには無理がある。従って、本発明のように、機械初期設定においても、またはどのような加工においても問題の起きない、上死点を読み取る方式の方がよいと言える。
【００３３】
また本発明では、本検出方法により得た正確なダイハイト測定値を運転時に用いて、所定のプレスモーションと比較し、これの差異を監視することにより、正確なスライドストローク位置とプレス速度との制御を行うことができる。
【００３４】
さらに、例えばトグルリンク機構を進退駆動する偏心軸２８（偏心回転駆動部）の回転角度を検出する偏心軸回転角度エンコーダを設けて、このエンコーダの出力値と、スライド位置検出手段で検出し求めた各スライドストローク位置でのダイハイトとを比較しながらスライド位置の監視を行うことにより、双方の検出手段のいずか一方が故障してもそれを検出できるので、より安全で確実なダイハイト認識ができる。
【００３５】
またさらに、検出したダイハイトを数値表示することにより、スライドの現在位置を作業者が常時目視で確認でき、モーションの設定、プレス稼動の管理などの際に作業者の助けとなり、作業性を向上できる。
【００３６】
次に、プレス機械運転中のダイハイトを検出する手順の第２実施形態を、図６を参照しながら説明する。
この第２実施形態は、プレス機械の電源投入時に１回だけスライドを上死点へ移動して、上死点位置での、第１高さＨＭとボルスタ上面からスライド下面までの第１距離ＳＭとを計測し、計測値から基準ダイハイトＤＨＳを算出し、この基準ダイハイトＤＨＳに基づいてダイハイトを検出する方法である。
（１）基準時点における、基準スライドモーション曲線Ａを特定するために、まず、電動サーボプレスの電源投入時に、サーボモータ２１により偏心軸２８を回転し、スライド３をその上死点近傍へ移動させて上死点位置を通過させ、このときスライド位置検出手段３３での実測値を監視してスライド高さの最高計測位置を読み取り、これをスライド３の上死点位置として検出する。これにより、基準スライドモーション曲線Ａが特定されたことになる。
【００３７】
（２）次に、このスライドの上死点位置での絶対高さＨＭ（以降第１高さと称す）とボルスタ上面からスライド下面までの距離ＳＭ（以降第１距離と称す）を実測する。この距離ＳＭから、偏心軸２８の偏心量や、トグルリンク機構の各リンク長さなどの機械的な寸法で決まる最大ストローク長さＳｍａｘを差し引いて、基準ダイハイトＤＨＳを求める。
（３）次に、ダイハイト調節機能によりダイハイト調節量を施したスライドモーション曲線Ｄでプレス機械を運転させる前に、所定のスライドストロークｘでの位置の絶対高さＨＸ０（以降第２高さと称す）を前記スライド位置検出手段３３により実測する。
（４）次に、前記第１高さＨＭ、前記第２高さＨＸ０、前記スライド最大ストローク長さＳｍａｘ、前記スライドストロークｘ　、および前記基準ダイハイトＤＨＳから運転前におけるダイハイトＤＨ０を算出する。
ＤＨ０＝ＤＨＳ−｛ＨＭ−（ＨＸ０＋Ｓｍａｘ−ｘ）｝
なお、｛｝内は、基準スライドモーション曲線Ａとスライドモーション曲線Ｄとの間のダイハイト調整量の差である。
（５）次に、運転中の任意の時点において、運転前に対しダイハイトに変化が生じ、スライドモーション曲線Ｅになったとする。前記所定のスライドストロークｘでの位置の絶対高さＨＸを前記スライド位置検出手段３３により実測する。
（６）そして次に、それぞれ実測した、プレス運転前と運転中の絶対高さＨＸとＨＸ０の差を求め、運転前のダイハイトＤＨ０に加味することで、その時点におけるダイハイトを算出する。
【００３８】
次に、ダイハイト検出方法の第２実施形態の作用を説明する。
本検出方法は、上述のように、プレス機械の電源投入時に１回だけスライドを上死点へ移動して、上死点位置での、第１高さとボルスタ上面からスライド下面までの第１距離とを計測し、計測値から基準ダイハイトを算出すれば、あとは、任意の時点における、所定のスライドストロークでの位置の第２高さを前記スライド位置検出手段で計測するだけで、その時点におけるダイハイトを高精度に、かつ容易に求めることができる。
また、所定のスライドストロークｘでの位置の絶対高さを、プレス運転前と、運転中の任意の時点において、スライド検出手段で実測し、それらの実測値から運転中のその時点におけるダイハイトを算出しているので、プレス本体およびスライド駆動系の熱変位によりダイハイトが変化しても、その変化量は極めて正確に、しかもリアルタイムに得られる。よって、プレスの運転時、常にこれらの変化量を正確に把握し、この変化量に基づきスライドストロークを制御することにより、正確なストローク位置の制御が行え、高精度な加工およびその維持が可能になる。
【００３９】
また、この実測したダイハイトの変化量を適時監視することにより、プレス駆動系、制御系、またはスライド位置検出手段などの異常が早期に見つけられ、機械保全が適正に行われ、その加工精度の維持は勿論のこと、金型破損の予防、金型の寿命延長など金型のメンテナンスの強力な助けとなる。
【００４０】
なお、上記実施形態では、本発明の適用機械例として、偏心回転駆動部（偏心軸２８）と該偏心回転駆動部により進退駆動されるトグルリンク機構とを介してスライドを駆動するサーボプレスで説明したが、本発明はこのプレスに限定されるものではなく、例えばクランク軸、エキセン軸などの偏心軸による回転機構を介してスライドを駆動する構成のサーボプレスにも適用できることは言うまでもなく、この場合でも上記と同じ効果が得られる。
また、本実施形態では、サーボプレスを例として示しているが、この発明を従来のプレス機械に適用しても、高精度なダイハイト調整が可能となり、また冗長回路として不具合の早期発見ができるといった効果がある。
【００４１】
以上説明したように、本発明により次の効果が得られる。
ダイハイトを求めるにあたって、スライド位置を監視しつつスライドを移動して上死点を通過させ、最高のスライド位置となった点を上死点として検出すると共に、その上死点でのボルスタ上面からスライド下面までの距離から、機械的寸法で決まる最大ストローク長さを差し引いてダイハイトを求めるようにしたので、高精度のスライド位置検出手段により精度良くかつ容易にダイハイトを求めることができる。
【００４２】
また、プレス本体およびスライド駆動系の熱変位によりダイハイトが変化しても、プレス運転中にダイハイトを極めて正確に、かつリアルタイムに得られるといった、本発明特有の効果が創出される。よって、プレスの運転時、本発明で求めたこれらのダイハイト変化量を、ダイハイト調整装置の位置制御の指令値にフィードバック補正することにより、常に極めて正確なダイハイト制御が行え、高精度な加工およびその維持が可能になる。
また、この実測したダイハイトの変化量を適時監視することにより、プレス駆動系、制御系またはスライド位置検出手段などの異常が早期に見つけられ、機械精度維持の助けとなる。
また、本検出方法により得た正確なダイハイト測定値を運転時に用いて、所定のスライドモーションと比較し、これの差異を監視することにより、正確なストローク位置およびプレス加圧速度の制御ができる。
【００４３】
さらに、運転時に求めたスライドストローク位置でのダイハイトと、このスライドストローク位置に対応する回転駆動部回転角度（クランク角度に相当する）のエンコーダの出力値とを比較しながらスライド位置の監視を行うことにより、双方の検知手段のいずか一方が故障してもそれを検出でき、装置全体の信頼性を向上できる。
またさらに、検出したダイハイトを数値表示することにより、スライドの現在位置を作業者が常時目視で確認でき、モーションの設定、プレス稼動の管理などの際に作業者の助けとなり、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動サーボプレスのスライドモーションとダイハイトの関係図である。
【図２】本発明が適用されるサーボプレスの側面一部断面図である。
【図３】本発明が適用されるサーボプレスの背面一部断面図である。
【図４】従来技術に係るダイハイト補正装置が設けられたＣフレームプレスの側面図である。
【図５】第１実施形態に係る電動サーボプレスのスライドモーションとダイハイトの関係図である。
【図６】第２実施形態に係る電動サーボプレスのスライドモーションとダイハイトの関係図である。
【符号の説明】
１…プレス機械、３…スライド、４…ベッド、５…ボルスタ、６…油室、７…ねじ軸、８…ウォームギヤ、８ａ…ウォームホイール、８ｂ…ウォーム、９…インダクションモータ、９ａ…ギヤ、１０…制御器、１０ａ…メモリ、１１…プランジャ、１１ａ…ピン、１２ａ…第１リンク、１２ｂ…第２リンク、１３…三角リンク、１４ａ，１４ｂ…ピン、１６…切換弁、１７…モーション設定手段、２０…スライド駆動部、２１…電動サーボモータ、２２ａ…第１プーリ、２２ｂ…第２プーリ、２３…ベルト、２４…中間シャフト、２５…ギヤ、２６…ギヤ、２７…駆動軸、２８…偏心軸、３１…ブラケット、３２…位置検出ロッド、３３…スライド位置検出手段、３４…補助フレーム、３５…ボルト、３７…当接部材、４５…サーボアンプ、１０１…プレス本体、１０１ａ…Ｃフレーム、１０２…スライド駆動手段、１０３…スライド、１０５…補助フレーム、１０８…スライド位置検出手段、１１０…温度検出手段。

Claims

モータ（２１）による回転動を偏心機構を介してスライド（３）の昇降動に変換するスライド駆動装置と、ダイハイトを調整するダイハイト調整装置とを備えたプレス機械のダイハイト検出方法において、
スライド位置検出手段（３３）によるスライド（３）の位置の実測値に基づき、前記スライド（３）の上死点位置でのボルスタ上面からスライド下面までの第１距離（ＳＭ）を計測する工程と、
前記第１距離（ＳＭ）からスライド最大ストローク長さ（Ｓｍａｘ）を引いて、ダイハイト（ＤＨ）を算出する工程と
を有することを特徴とするプレス機械のダイハイト検出方法。
モータ（２１）による回転動を偏心機構を介してスライド（３）の昇降動に変換するスライド駆動装置と、ダイハイトを調整するダイハイト調整装置とを備えたプレス機械のダイハイト検出方法において、
前記プレス機械の運転前に、スライド位置検出手段（３３）による前記スライド（３）の位置の実測値に基づき、前記スライド（３）の上死点位置でのボルスタ上面からスライド下面までの第１距離（ＳＭ）と、所定のスライドストローク（ｘ）での位置の高さ（Ｈｘ０）とを計測する工程と、
前記第１距離（ＳＭ）からスライド最大ストローク長さ（Ｓｍａｘ）　を引いて、運転前におけるダイハイト（ＤＨ０）を算出する工程と、
前記プレス機械の運転中に、任意の時点における前記スライドストローク（ｘ）での位置の高さ（Ｈｘ）を前記スライド位置検出手段（３３）で計測する工程と、
前記スライドストローク（ｘ）での位置の高さの変化量（Ｈｘ−Ｈｘ０）と運転前におけるダイハイト（ＤＨ０）とから、その時点におけるダイハイト（ＤＨ）を算出する工程と
を有することを特徴とするプレス機械のダイハイト検出方法。
モータ（２１）による回転動を偏心機構を介してスライド（３）の昇降動に変換するスライド駆動装置と、ダイハイトを調整するダイハイト調整装置とを備えたプレス機械のダイハイト検出方法において、
スライド位置検出手段（３３）による前記スライド（３）の位置の実測値に基づき、基準時点における、前記スライド（３）の上死点位置での、第１高さ（ＨＭ）とボルスタ上面からスライド下面までの第１距離（ＳＭ）とを計測する工程と、
前記第１距離（ＳＭ）からスライド最大ストローク長さ（Ｓｍａｘ）　を引いて、基準ダイハイト（ＤＨＳ）を算出する工程と、
任意の時点における、所定のスライドストローク（ｘ）での位置の第２高さ（Ｈｘ０）を前記スライド位置検出手段（３３）で計測する工程と、
前記第１高さ（ＨＭ）、前記第２高さ（Ｈｘ０）、前記スライド最大ストローク長さ（Ｓｍａｘ）、前記スライドストローク（ｘ）　、および前記基準ダイハイト（ＤＨＳ）　から、その時点におけるダイハイト（ＤＨ）を算出する工程と
を有することを特徴とするプレス機械のダイハイト検出方法。
モータ（２１）による回転動を偏心機構を介してスライド（３）の昇降動に変換するスライド駆動装置と、ダイハイトを調整するダイハイト調整装置とを備えたプレス機械のダイハイト検出方法において、
スライド位置検出手段（３３）による前記スライド（３）の位置の実測値に基づき、基準時点における、前記スライド（３）の上死点位置での、第１高さ（ＨＭ）とボルスタ上面からスライド下面までの第１距離（ＳＭ）とを計測する工程と、
前記第１距離（ＳＭ）からスライド最大ストローク長さ（Ｓｍａｘ）を引いて、基準ダイハイト（ＤＨＳ）　を算出する工程と、
前記プレス機械の運転前に、所定のスライドストローク（ｘ）での位置の第２高さ（Ｈｘ０）を前記スライド位置検出手段（３３）で計測する工程と、
前記第１高さ（ＨＭ）、前記第２高さ（Ｈｘ０）、前記スライド最大ストローク長さ（Ｓｍａｘ）、前記スライドストローク（ｘ）　、および前記基準ダイハイト（ＤＨＳ）から運転前におけるダイハイト（ＤＨ０）を算出する工程と、
前記プレス機械の運転中に、任意の時点における前記スライドストローク（ｘ）　での位置の高さ（Ｈｘ）を前記スライド位置検出手段（３３）で計測する工程と、
前記スライドストローク（ｘ）での位置の高さの変化量（Ｈｘ−Ｈｘ０）と運転前におけるダイハイト（ＤＨ０）とから、その時点におけるダイハイト（ＤＨ）を算出する工程とを有することを特徴とするプレス機械のダイハイト検出方法。