JP2006255787A - プレス機械の制御方法及びプレス機械 - Google Patents

Abstract

【課題】
単動プレスに備えられたスライドとクッションパッドの昇降動作を制御してプレス加工の際に発生する衝撃を緩和する。
【解決手段】
スライドを上死点から下降させ、上型とワーク（加工対象）とが当接するか又は近接した時にスライドを停止させ、スライドを停止させた状態を維持しつつクッションパッドを徐々に上昇させることによってスライドとクッションパッドの相対速度を略ゼロにして上型とクッションパッドに接続された支持部とでワークの一部を狭持してしわ押さえ力を発生させ、しわ押さえ力発生後にスライドとクッションパッドを同時に下降させて上型と下型とでワークを絞り成形する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、
スライド及びクッションパッドの昇降動作を自在に制御するプレス機械及び
プレス機械の制御方法に関する。

図５は単動プレスの構成を示す模式図である。
プレス機械においては、上部に位置するスライド２と下部に位置するボルスタ８とが互いに対向するように設けられる。スライド２は上方のクラウン１１に内蔵されたスライド駆動機構１から動力を受けて昇降動作する。スライド２の下部には上型３ａが取り付けられる。一方、ボルスタ８はベッド９の上部に固定されており、ボルスタ８の上部には下型３ｂが取り付けられる。ボルスタ８及び下型３ｂには上下方向に貫通する複数の孔が設けられ、この孔にはクッションピン７が挿通される。クッションピン７の上端は下型３ｂの凹部分に設けられたブランクホルダ５の下部に当接し、クッションピン７の下端はベッド９内に設けられたダイクッション１０のクッションパッド１１に当接する。ベッド９の内壁面間にはビーム６が設けられ、ビーム６でダイクッション１０が支持される。

プレス加工の際にはブランクホルダ５上にワーク（ブランク）４が載置される。スライド２と共に上型３ａが下降すると、上型３ａの凸部とワーク４が当接する。そして上型３ａの凸部とブランクホルダ５とでワーク４が狭持されてしわ押さえがなされる。さらにスライド２及び上型３ａが下降すると、ワーク４は上型３ａと下型３ｂによって絞り成形がなされる。この際、クッションパッド１１、クッションピン７及びブランクホルダ５は一体となって上方への付勢力を発生させつつ下降する。

従来は油圧や空気圧を用いてクッションパッドに付勢力すなわちクッション圧を発生させる油圧ダイクッション、空気圧ダイクッションが主流であった。しかし近年は図５で示されるように、電動式のサーボモータ１２を用いてクッション圧を発生させる電動サーボダイクッションが注目されている。下記特許文献１には電動サーボダイクッションが開示されている。

また従来はスライド駆動機構１に駆動モータやフライホイールやクラッチ・ブレーキを備えた機械式プレスが主流であった。しかし現在はスライド駆動機構１にサーボモータを使用し、フライホイールやクラッチ・ブレーキを使用しないサーボプレスが注目されている。下記特許文献２にはサーボプレスが開示されている。

ところでワーク成形の際に、スライド２が下降して上型３ａとワーク４とが接すると、スライド２の押圧力がブランクホルダ５、クッションピン７を介して一気にクッションパッド１１に伝達される。このとき大重量のスライド２とクッションパッド１１が衝突するような状態となり、クッションパッド１１に瞬間的に大きな荷重が作用するため、プレス機械には大きなサージ圧力が発生する。このサージ圧力の大小がプレス機械に生ずる衝撃の大小に影響する。

サージ圧力が継続して発生すると、金型の摩耗速度が早くなる。またサージ圧力が大きいと、その際に発生する衝撃音が大きくなる。また絞り品質が低下する。これらの問題を回避するために、サージ圧力を極力小さくしたいという要望がある。

サージ圧力を低減し衝撃を緩和するために、制御面ではスライド２の下降動作と同期してクッションパッド１１を下降動作させて、ワーク側（クッションパッド１１）と上型側（スライド２）との相対速度を遅くする所謂予備加速が行われる。

図５で示されるプレス機械は単一のスライドが動作する単動プレスであるが、図６で示されるプレス機械は複数のスライドが動作する複動プレスであり、上下逆複動プレスと呼ばれれている。
上下逆複動プレスは、クラウン６８に内蔵されるスライド駆動機構６１と、スライド駆動機構６１によって上下方向に駆動される上部スライド６２及び下部スライド６３を有する。スライド駆動機構６１と上部スライド６２は駆動ロッド６４で連結され、スライド駆動機構６１と下部スライド６３はアーム６５で連結される。上部スライド６２と下部スライド６３はそれぞれ上下に配置され、上部スライド６２の下部には上型６６ａが、下部スライド６３の上部には下型６６ｂが互いに対向するように取り付けられる。この上型６６ａと下型６６ｂの間にはワーク（ブランク）４が載置される。ワーク４はベッドに固定されたブランクホルダ６７で支持される。

図７は上下逆複動プレスの上部スライド６２と下部スライド６３の動作を示す図であり、ここには上部スライド６２と下部スライド６３が１ストローク動作する間の高さ位置変化が時間経過と共に示されている。上部スライド６２の動作は曲線Ａで示され、下部スライド６３の動作は曲線Ｂで示される。

上部スライド６２は、ｔ1時点で上死点から下降し始め、ｔ2（＞ｔ1）時点で下死点に到達し、ｔ3（＞ｔ2）時点で下死点から上昇し始め、ｔ4（＞ｔ3）時点で上死点に到達する。一方、下部スライド６３は、ｔ1時点で下死点を維持し、ｔ2時点で下死点から上昇し始め、ｔ3時点で上死点に到達すると共に下降し始め、ｔ4時点で下死点に到達する。

ｔ2時点すなわち上部スライド６２が下死点に到達した時点で、丁度上型６６ａとワーク４が当接する。ｔ2〜ｔ3では上部スライド６２が停止し続け、下部スライド６３がゆっくりと上昇する。この際ワーク４が絞り成形される。

図７で示される上部スライド６２及び下部スライド６３の１ストロークの動作は、スライド駆動機構６１に内包される各種部品の形状や組み合わせといった機械的な構成によって定められる。
特開平１０−２０２３２７号公報（図１） 特開２００４−５８１５２号公報

図６で示される上下逆複動プレスにおいては、上型６６ａとワーク４との当接時に上部スライド６２が停止又は下降速度ゼロ近くまで減速するため、上型６６ａとワーク４の相対速度は略ゼロとなる。このため上型６６ａとワーク４の当接時に発生する衝撃は緩和される。図５で示される単動プレスで行われる予備加速も衝撃緩和には効果的ではあるが、上死点から減速することなく下降してくるスライド２に停止していたクッションパッド１１を追従させて両者の相対速度をゼロに近づけることは難しい。したがって衝撃緩和という点では上下逆複動プレスの方が優れているといえる。

しかし上下逆複動プレスでは内部構造によって上部スライド６２や下部スライド６３の昇降動作が決定されるため、スライド駆動機構６１の内部構造の複雑化、部品点数の増加といった難点がある。こうしたことから製造作業やメンテナンス作業が煩雑であるといった問題が生ずる。

そこで上下逆複動プレスよりも構造が簡素である単動プレスを用いて上下逆複動プレスと同等の衝撃緩和効果を得ることが望まれている。

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、単動プレスに備えられたスライドとクッションパッドの昇降動作を制御してプレス加工の際に発生する衝撃を緩和することを解決課題とするものである。

第１発明は、
スライドに取り付けられた上型とクッションパッドに接続された支持部とで加工対象の一部を狭持しつつ前記スライド及び前記クッションパッドを下降させ、加工対象の下方位置に固定された下型と前記上型とで加工対象の絞り成形を行うプレス機械の制御方法において、
前記スライドを上死点から下降させるスライド下降工程と、
前記上型と加工対象とが当接するか又は近接した時にスライドを停止させるスライド停止工程と、
前記スライドを停止させた状態を維持しつつ前記クッションパッドを上昇させて前記上型と前記支持部とで加工対象の一部を狭持してしわ押さえ力を発生させるしわ押さえ工程と、
前記しわ押さえ工程後に前記スライドと前記クッションパッドを同時に下降させて前記上型と前記下型とで加工対象を絞り成形する絞り成形工程と、を含むこと
を特徴とする。

第１発明は、しわ押さえ及び絞り成形時のスライド及びクッションパッドの動作制御に関するものである。
具体的には、スライドを上死点から下降させ、上型とワーク（加工対象）とが当接するか又は近接した時にスライドを停止させ、スライドを停止させた状態を維持しつつクッションパッドを徐々に上昇させることによってスライドとクッションパッドの相対速度を略ゼロにして上型とクッションパッドに接続された支持部とでワークの一部を狭持してしわ押さえ力を発生させ、しわ押さえ力発生後にスライドとクッションパッドを同時に下降させて上型と下型とでワークを絞り成形する。

第２発明は、
昇降動作を行うスライド及びクッションパッドを備えたプレス機械において、
前記スライドを駆動する電動式のスライド用サーボモータと、
前記クッションパッドを駆動する電動式のクッションパッド用サーボモータと、
前記スライドの動作を測定するスライド動作測定手段と、
前記クッションパッドの動作を測定するクッションパッド動作測定手段と、
前記スライドの昇降動作と前記クッションパッドの昇降動作とを互いに対応付けて予め記憶する昇降動作記憶手段と、
前記スライド及び前記クッションパッドが前記昇降動作記憶手段で記憶したそれぞれの昇降動作を互いに同期して行うように、前記スライド及び前記クッションパッドの動作を測定しつつ前記スライド用サーボモータ及び前記クッションパッド用サーボモータを制御する制御手段と、を備えたこと
を特徴とする。

第２発明は第１発明のスライド及びクッションパッドの動作を実現するための構成である。
スライド用サーボモータはスライドを昇降方向に駆動し、スライド動作測定手段はスライドの動作を測定する。ここでいうスライドの動作の測定とは、スライド位置の測定やスライド速度の測定を意味する。クッションパッド用サーボモータはクッションパッドを昇降方向に駆動し、クッションパッド動作測定手段はクッションパッドの動作を測定する。ここでいうクッションパッドの動作の測定とは、クッションパッド位置の測定やクッションパッド速度の測定を意味する。

昇降動作記憶手段は、スライドの昇降動作とクッションパッドの昇降動作を対応付けて記憶する。制御手段は、スライド動作測定手段で測定されたスライド動作及びクッションパッド動作測定手段で測定されたクッションパッド動作と、昇降動作記憶手段で予め記憶されたスライド及びクッションパッドの昇降動作と、を比較し、スライド及びクッションパッドが記憶された昇降動作を互いに同期して行うように、スライド用サーボモータとクッションパッド用サーボモータをフィードバック制御する。

第３発明は、
昇降動作を行うスライド及びクッションパッドを備え、前記スライドに取り付けられた上型と前記クッションパッドに接続された支持部とで加工対象の一部を狭持しつつ前記スライド及び前記クッションパッドを下降させ、加工対象の下方で固定された下型と前記上型とで加工対象の絞り成形を行うプレス機械において、
前記スライドを駆動する電動式のスライド用サーボモータと、
前記クッションパッドを駆動する電動式のクッションパッド用サーボモータと、
前記スライドの動作を測定するスライド動作測定手段と、
前記クッションパッドの動作を測定するクッションパッド動作測定手段と、
前記上型と加工対象とが当接するときに前記スライドと前記クッションパッドの相対速度が略ゼロとなるようなスライド動作及びクッションパッド動作を予め記憶する昇降動作記憶手段と、
前記スライド及び前記クッションパッドが前記昇降動作記憶手段で記憶したそれぞれの昇降動作を互いに同期して行うように、前記スライド及び前記クッションパッドの動作を測定しつつ前記スライド用サーボモータ及び前記クッションパッド用サーボモータを制御する制御手段と、を備えたこと
を特徴とする。

第４発明は、第３発明において、
前記制御手段は、前記上型と加工対象とが当接するときに前記スライドを停止させ、前記クッションパッドを上昇させるように前記スライド用サーボモータ及び前記クッションパッド用サーボモータを制御すること
を特徴とする。

第３、第４発明は上型と加工対象とが当接するときのスライドとクッションパッドの動作に着目したものである。
スライド用サーボモータはスライドを昇降方向に駆動し、スライド動作測定手段はスライドの動作を測定する。ここでいうスライドの動作の測定とは、スライド位置の測定やスライド速度の測定を意味する。クッションパッド用サーボモータはクッションパッドを昇降方向に駆動し、クッションパッド動作測定手段はクッションパッドの動作を測定する。ここでいうクッションパッドの動作の測定とは、クッションパッド位置の測定やクッションパッド速度の測定を意味する。

昇降動作記憶手段は、上型と加工対象（ワーク）とが当接するときにスライド及びクッションパッドの相対速度が略ゼロとなるようなスライド動作及びクッションパッド動作を記憶する。制御手段は、スライド動作測定手段で測定されたスライド動作及びクッションパッド動作測定手段で測定されたクッションパッド動作と、昇降動作記憶手段で予め記憶されたスライド及びクッションパッドの昇降動作と、を比較し、スライド及びクッションパッドが記憶された昇降動作を互いに同期して行うように、スライド用サーボモータとクッションパッド用サーボモータをフィードバック制御する。

例えば制御手段は、スライドとクッションパッドの相対速度を略ゼロとするために、スライドを停止させ、クッションパッドを徐々に上昇させるように、スライド用サーボモータとクッションパッド用サーボモータをフィードバック制御する。

本発明によれば、スライドとクッションパッドを備えた単動プレスにおける上型とワークとの当接時に、スライドとクッションパッドの相対速度を略ゼロにすることができる。このためプレス加工の際に発生するサージ圧力を低減でき衝撃を緩和することが可能となる。また衝撃緩和の程度を、従来の上下逆複動プレスの衝撃緩和の程度と同等にすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態のプレス機械とプレス機械の制御系統を示す図である。
本実施形態のプレス機械では、スライド２が電動式のスライド用サーボモータ１４で駆動され、クッションパッド１１が電動式のクッションパッド用サーボモータ１２で駆動される。

まずスライド２側の駆動機構を説明する。
スライド２は昇降自在であって電動式のスライド用サーボモータ１４に接続される。スライド用サーボモータ１４の回転軸には小プーリー１５が取り付けられる。小プーリー１５と大プーリー１６にはタイミングベルト１７が巻架される。大プーリー１６の中心には小ギヤ１８が取り付けられる。大プーリー１６と小ギヤ１８は互いに同心であって、回転軸が一致する。小ギヤ１８と大ギヤ１９は互いに噛み合う。大ギヤ１９の中心には偏心部２０ａを有するエキセントリックシャフト２０が取り付けられる。大ギヤ１９とエキセントリックシャフト２０は互いに同心であって、回転軸が一致する。エキセントリックシャフト２０の偏心部２０ａにはコンロッド２１の一端が回転自在となるように吊着される。コンロッド２１の他端にはプランジャ２２が取り付けられ、プランジャ２２の下部にはスライド２が接続される。
なおコンロッド２１の他端が直接スライド２と接続する構成であってもよい。

スライド用サーボモータ１４が駆動すると、小プーリー１５が回転する。その駆動力はタイミングベルト１７を介して大プーリー１６に伝達され、大プーリー１６及び小ギヤ１８が回転する。小ギヤ１８の回転と共に大ギヤ１９及びエキセントリックシャフト２０が回転する。するとエキセントリックシャフト２０の偏心部２０ａはエキセントリックシャフト２０の軸を中心として円運動をする。この円運動に伴いコンロッド２１は上下方向に昇降動作し、プランジャロッド２２及びスライド２も昇降動作する。

次にダイクッション１０側の駆動機構を説明する。
クッションパッド１１は昇降自在であって電動式のクッションパッド用サーボモータ１２に接続される。クッションパッド用サーボモータ１２の回転軸には小プーリー２５が取り付けられる。小プーリー２５と大プーリー２６にはタイミングベルト２７が巻架される。大プーリー２６の中心には連結部材２８の下部が取り付けられる。連結部材２８の上部にはボールねじ２９のナット部２９ａが取り付けられる。ナット部２９ａにはボールねじ２９のスクリュー部２９ｂの下部が螺合される。スクリュー部２９ｂの上部にはクッションパッド１１に接続される。

クッションパッド用サーボモータ１２が駆動すると、小プーリー２５が回転する。その駆動力はタイミングベルト２７を介して大プーリー２６に伝達され、大プーリー２６、連結部材２８及びナット部２９ａが回転する。ナット部２９ａの回転と共にスクリュー部が昇降動作し、クッションパッド１１も昇降動作する。

上型３ａ、下型３ｂ、ブランクホルダ５、クッションピン７、ボルスタ８については図５を用いて説明した通りであるが、ここで改めて説明しておく。スライド２の下部には上型３ａが取り付けられる。一方、ボルスタ８はベッド９の上部に固定されており、ボルスタ８の上部には下型３ｂが取り付けられる。ボルスタ８及び下型３ｂには上下方向に貫通する複数の孔が設けられ、この孔にはクッションピン７が挿通される。クッションピン７の上端は下型３ｂの凹部分に設けられたブランクホルダ５の下部に当接し、クッションピン７の下端はベッド９内に設けられたダイクッション１０のクッションパッド１１に当接する。

次にスライド２及びクッションパッド１１の制御系統について説明する
スライド用サーボモータ１４は制御部３４から出力される指令電流に応じてスライド２を昇降動作させる。スライド位置測定部３１はスライド２の位置を測定し、制御部３４に測定結果を出力する。スライド位置測定部３１としては、例えばリニアスケールが用いられる。

クッションパッド用サーボモータ１２は制御部３４から供給される指令電流に応じてクッションパッド１１を昇降動作させる。クッションパッド位置測定部３２はクッションパッド１１の位置を測定し、制御部３４に測定結果を出力する。スライド位置測定部３１と同様にクッションパッド位置測定部３２としては、例えばリニアスケールが用いられる。クッションパッド圧力測定部３５はクッションパッド自身に発生する力を測定し、制御部３４に測定結果を出力する。クッションパッド圧力測定部３５としては、例えば歪みゲージが用いられる。歪みゲージはクッションパッド１１の側面に貼着される。

記憶部３３にはスライド２及びクッションパッド１１の所定の昇降動作情報が互いに対応付けて記憶される。記憶部３３で記憶されるのは、スライド２の１ストローク当たりの時間変化と位置変化の関係と、クッションパッド１１の１ストローク当たりの時間変化と位置変化の関係と、さらに絞り成形の際のクッションパッド１１の時間変化と圧力変化の関係である。スライド２及びクッションパッド１１が１ストロークに要する時間は同一にされる。したがってスライド２とクッションパッド１１の昇降動作は互いに同期することになる。作業員は図示しない入力装置を用いてスライド２及びクッションパッド１１の昇降動作の設定を変更できる。スライド２及びクッションパッド１１の昇降動作の具体例については後述する。

制御部３４はスライド２を位置制御すると共に、クッションパッド１１を位置制御及び圧力制御する。
スライド２及びクッションパッド１１の位置制御の際に、制御部３４は、スライド位置測定部３１の測定位置と記憶部３３で記憶されたスライド２の位置とを用いてスライド用サーボモータ１４への指令値を演算し、またクッションパッド位置測定部３２の測定位置と記憶部３３で記憶されたクッションパッド１１の位置とを用いてクッションパッド用サーボモータ１２への指令値を演算する。スライド２やクッションパッド１１が遅れた場合は、スライド用サーボモータ１４やクッションパッド用サーボモータ１２を速くする指令値が出力され、スライド２やクッションパッド１１が進んだ場合は、スライド用サーボモータ１４やクッションパッド用サーボモータ１２を遅くする指令値が出力される。

クッションパッド１１の圧力制御の際に、制御部３４は、クッションパッド圧力測定部３５の測定圧力と記憶部３３で記憶されたクッションパッド１１の圧力とを用いてクッションパッド用サーボモータ１２への指令値を演算する。クッションパッド１１に作用する圧力が大きい場合は、クッションパッド用サーボモータ１２を速くする指令値が出力され、クッションパッド１１に作用する圧力が小さい場合は、クッションパッド用サーボモータ１２を遅くする指令値が出力される。

位置制御と圧力制御は所定のタイミングで切り換えられる。位置制御と圧力制御の切換のタイミングは任意に設定できる。しかし少なくとも絞り成形の際には圧力制御に切り換えられている必要がある。

なお本実施形態ではスライド２を主としクッションパッド１１を従として両者を制御してもよいし、クッションパッド１１を主としスライド２を従として両者を制御してもよい。

次にスライド２とクッションパッド１１の昇降動作の具体例を説明する。

［第１の制御例］
図２は第１の制御例におけるスライド２とクッションパッド１１の動作を示す図であり、ここにはスライド２とクッションパッド１１が１ストローク動作する間の高さ位置変化が時間経過と共に示されている。スライド２の動作は曲線Ａで示され、クッションパッド１１の動作は曲線Ｂで示される。この図２において、曲線Ａ、Ｂの縦軸は共に位置軸であるが、曲線Ａの位置軸と曲線Ｂの位置軸は同一でない。したがって図２ではスライド２の動作とクッションパッド１１の動作が一部で一致しているが、これはスライド２とクッションパッド１１が同一動作をしていることを示しているに過ぎず、両者が同一位置にあることを示しているのではない。なお曲線Ａ、Ｂの横軸は共に時間軸であり、曲線Ａの時間軸と曲線Ｂの時間軸は同一である。

ｔ11時点でスライド２は上死点から下降し始める。ｔ12（＞ｔ11）時点でクッションパッド１１は上昇し始め、スライド２は下降し続ける。ｔ13（＞ｔ12）前にスライド２は徐々に減速し、ｔ13時点で停止する。クッションパッド１１もｔ13時点で停止する。クッションパッド１１はｔ12からｔ13の間に若干（例えば１ｍｍ程度）上昇すればよい。ｔ13時点ではスライド２がクッションパッド１１よりも若干早めに停止しており、スライド２とクッションパッド１１の相対速度が略ゼロになる。このｔ13時点で上型３ａとワーク４とが当接する。

ｔ13からｔ14（＞ｔ13）の間にワーク４は部分的に上型３ａとブランクホルダ５とで狭持される。そしてスライド側からの押圧力とクッションパッド側からの押圧力によってワーク４にしわ押さえ力が作用する。ｔ14時点でスライド２とクッションパッド１１は共に下降し始める。ｔ14からｔ15（＞ｔ14）の間にスライド２はクッションパッド側に押圧力を与えつつ下降し、一方クッションパッド１１はスライド側からの押圧力に抗しつつ下降する。この間に上型３ａと下型３ｂによってワーク４は絞り成形される。

ｔ15時点でスライド２及びクッションパッド１１は下死点に到達し、さらに下死点から上昇し始める。ｔ16（＞ｔ15）時点でスライド２は上昇し続け、クッションパッド１１は停止する。これはワーク４の変形を防止するためのロッキングと呼ばれる工程である。ｔ17（＞ｔ16）時点でロッキングが解除されてクッションパッド１１は再び上昇し始める。ｔ18（＞ｔ17）時点でクッションパッド１１は停止する。ｔ19（≧ｔ18）時点でスライド２は上死点に到達する。

以上がスライド２とクッションパッド１１の１ストロークの動作である。こうした動作が記憶部３３に設定される。制御部３４は設定されたこれらの動作に基づいて、スライド用サーボモータ１４及びクッションパッド用サーボモータ１２を制御する。

本実施形態によれば、スライドとクッションパッドを備えた単動プレスにおける上型とワークとの当接時に、スライドとクッションパッドの相対速度を略ゼロにすることができる。このためプレス加工の際に発生するサージ圧力を低減でき衝撃を緩和することが可能となる。また衝撃緩和の程度を、従来の上下逆複動プレスの衝撃緩和の程度と同等にすることができる。

衝撃緩和によって、絞り成形の品質を向上させることが可能となる。また複数の工程に分かれていた絞り工程の数を低減させることが可能となる。また加工難易度の高い材料の絞りが可能となる。また低騒音化が可能となる。また金型の長寿命化が可能となる。また低いグレードの材料を使用することが可能となる。

なお図２で示される動作では、ｔ12からｔ13の間にクッションパッド１１が上昇しているが、スライド２が十分減速して停止するのであれば、クッションパッド１１が上昇しなくてもよい。要はスライド２とクッションパッド１１の相対速度が略ゼロになればよいのである。スライド２とクッションパッド１１の相対速度を略ゼロにするためにはクッションパッド１１を停止させた状態を維持しつつスライド２を徐々に下降させることによっても可能である。

本実施形態のプレス機械によれば、次に示す第２、第３の制御例も可能である。

［第２の制御例］
図３は第２の制御例におけるスライド２とクッションパッド１１の動作を示す図である。スライド２の動作は曲線Ａで示され、クッションパッド１１の動作は曲線Ｂで示される。図２と同様に図３において、スライド２とクッションパッド１１の縦軸は相違するが、横軸は同一である。第２の制御例で行われる動作は従来の予備加速である。

ｔ21時点でスライド２は上死点から下降し始める。ｔ22（＞ｔ21）時点でクッションパッド１１は下降し始め、スライド２は下降し続ける。ｔ22からｔ23（＞ｔ22）の間は、スライド２の下降速度はクッションパッド１１の下降速度よりも速い。ｔ23時点で上型３ａとワーク４とが当接する。

ｔ23でスライド２とクッションパッド１１は共に下降し始める。ｔ23からｔ24（＞ｔ23）の間にスライド２はクッションパッド側に押圧力を与えつつ下降し、一方クッションパッド１１はスライド側からの押圧力に抗しつつ下降する。この間にワーク４は部分的に上型３ａとブランクホルダ５とで狭持される。そしてスライド側からの押圧力とクッションパッド側からの押圧力によってワーク４にしわ押さえ力が作用する。その後に上型３ａと下型３ｂによってワーク４は絞り成形される。

ｔ24時点でスライド２及びクッションパッド１１は下死点に到達し、さらに下死点から上昇し始める。ｔ24時点のスライド２及びクッションパッド１１の動作は図２で示されるｔ15以降のスライド２及びクッションパッド１１の動作と同じである。

［第３の制御例］
図４は第３の制御例におけるスライド２とクッションパッド１１の動作を示す図である。スライド２の動作は曲線Ａで示され、クッションパッド１１の動作は曲線Ｂで示される。図２と同様に図４において、スライド２とクッションパッド１１の縦軸は相違するが、横軸は同一である。

ｔ31時点でスライド２は上死点から下降し始める。ｔ32（＞ｔ31）時点で上型３ａとワーク４とが当接し、スライド２とクッションパッド１１は共に下降し始める。ｔ32からｔ33（＞ｔ32）の間にスライド２はクッションパッド側に押圧力を与えつつ下降し、一方クッションパッド１１はスライド側からの押圧力に抗しつつ下降する。この間にワーク４は部分的に上型３ａとブランクホルダ５とで狭持される。そしてスライド側からの押圧力とクッションパッド側からの押圧力によってワーク４にしわ押さえ力が作用する。その後に上型３ａと下型３ｂによってワーク４は絞り成形される。

ｔ33時点でスライド２及びクッションパッド１１は下死点に到達し、さらに下死点から上昇し始める。ｔ33以降のスライド２及びクッションパッド１１の動作は図２で示されるｔ15以降のスライド２及びクッションパッド１１の動作及び図３で示されるｔ24以降のスライド２及びクッションパッド１１の動作と同じである。

なお本実施形態のダイクッション１０は電動サーボダイクッションであるが、油圧サーボダイクッションを使用することも可能である。但し油圧サーボは電動サーボと比較して動作速度の限界が低い。このため電動サーボプレスと油圧サーボダイクッションとを組み合わせると、電動サーボプレスの動作速度を低く抑えなければならない。したがって電動サーボプレスの能力を十分に発揮できなくなる。逆にいうと電動サーボダイクッションによると電動サーボプレスの能力を十分に発揮でき、プレスの処理効率を向上させることができる。このような点を考慮すると、油圧サーボダイクッションよりも電動サーボダイクッションを用いる方が望ましい。

また本実施形態ではスライド側の駆動機構をエキセン機構として説明したが、本発明はサーボモータの回転運動をスライドの上下運動に変換する機構を有していればよく、エキセン機構に限定されるものではない。例えばリンク機構を介してもよい。

図１は本実施形態のプレス機械とプレス機械の制御系統を示す図である。 図２は第１の制御例におけるスライド２とクッションパッド１１の動作を示す図である。 図３は第２の制御例におけるスライド２とクッションパッド１１の動作を示す図である。 図３は第３の制御例におけるスライド２とクッションパッド１１の動作を示す図である。 図５は単動プレスの構成を示す模式図である。 図６は上下逆複動プレスの構成を示す模式図である。 図７は上下逆複動プレスの上部スライド６２と下部スライド６３の動作を示す図である。

符号の説明

２…スライド ３ａ…上型 ３ｂ…下型 ４…ワーク ５…ブランクホルダ ７…クッションピン ８…ボルスタ １０…ダイクッション １１…クッションパッド １２…クッションパッド用サーボモータ １４…スライド用サーボモータ １５…スライド位置測定部 １６…クッションパッド位置測定部 １７…記憶部 １８…制御部

Claims (4)

1. スライドに取り付けられた上型とクッションパッドに接続された支持部とで加工対象の一部を狭持しつつ前記スライド及び前記クッションパッドを下降させ、加工対象の下方位置に固定された下型と前記上型とで加工対象の絞り成形を行うプレス機械の制御方法において、
   前記スライドを上死点から下降させるスライド下降工程と、
   前記上型と加工対象とが当接するか又は近接した時にスライドを停止させるスライド停止工程と、
   前記スライドを停止させた状態を維持しつつ前記クッションパッドを上昇させて前記上型と前記支持部とで加工対象の一部を狭持してしわ押さえ力を発生させるしわ押さえ工程と、
   前記しわ押さえ工程後に前記スライドと前記クッションパッドを同時に下降させて前記上型と前記下型とで加工対象を絞り成形する絞り成形工程と、を含むこと
   を特徴とするプレス機械の制御方法。
2. 昇降動作を行うスライド及びクッションパッドを備えたプレス機械において、
   前記スライドを駆動する電動式のスライド用サーボモータと、
   前記クッションパッドを駆動する電動式のクッションパッド用サーボモータと、
   前記スライドの動作を測定するスライド動作測定手段と、
   前記クッションパッドの動作を測定するクッションパッド動作測定手段と、
   前記スライドの昇降動作と前記クッションパッドの昇降動作とを互いに対応付けて予め記憶する昇降動作記憶手段と、
   前記スライド及び前記クッションパッドが前記昇降動作記憶手段で記憶したそれぞれの昇降動作を互いに同期して行うように、前記スライド及び前記クッションパッドの動作を測定しつつ前記スライド用サーボモータ及び前記クッションパッド用サーボモータを制御する制御手段と、を備えたこと
   を特徴とするプレス機械。
3. 昇降動作を行うスライド及びクッションパッドを備え、前記スライドに取り付けられた上型と前記クッションパッドに接続された支持部とで加工対象の一部を狭持しつつ前記スライド及び前記クッションパッドを下降させ、加工対象の下方で固定された下型と前記上型とで加工対象の絞り成形を行うプレス機械において、
   前記スライドを駆動する電動式のスライド用サーボモータと、
   前記クッションパッドを駆動する電動式のクッションパッド用サーボモータと、
   前記スライドの動作を測定するスライド動作測定手段と、
   前記クッションパッドの動作を測定するクッションパッド動作測定手段と、
   前記上型と加工対象とが当接するときに前記スライドと前記クッションパッドの相対速度が略ゼロとなるようなスライド動作及びクッションパッド動作を予め記憶する昇降動作記憶手段と、
   前記スライド及び前記クッションパッドが前記昇降動作記憶手段で記憶したそれぞれの昇降動作を互いに同期して行うように、前記スライド及び前記クッションパッドの動作を測定しつつ前記スライド用サーボモータ及び前記クッションパッド用サーボモータを制御する制御手段と、を備えたこと
   を特徴とするプレス機械。
4. 前記制御手段は、前記上型と加工対象とが当接するときに前記スライドを停止させ、前記クッションパッドを上昇させるように前記スライド用サーボモータ及び前記クッションパッド用サーボモータを制御すること
   を特徴とする請求項３記載のプレス機械。

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