JP2006326626A - プレス機械の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 力検出装置を用いることなく、プレス機械のプレス圧又はダイクッション機構のクッション圧力を制御する。
【解決手段】 プレス機械１０は、上型２２を取り付けられ駆動軸線方向に往復動するスライド１２と、スライド１２と対向して配置され下型２４を取り付けられるボルスタ１４と、クッションパッド用サーボモータ３２ａによって駆動軸線方向と平行な方向に駆動されるクッションパッド３０とを備え、クッションパッド３０上に弾性要素３６を介して被成形材料Ｗを支持する。プレス機械１０の制御装置２０は、スライド１２の位置に基づいてクッションパッド３０の位置を制御することにより、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の圧縮量を調整する。本発明のプレス機械の制御装置はプレス圧の制御にも用いることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、サーボモータによって駆動されるダイクッション又はボルスタを備えたプレス機械の制御装置、より詳細には、ダイクッション又はボルスタを駆動するサーボモータを制御する制御装置に関する。

曲げ、絞り、打ち抜き等のプレス加工を行うプレス機械は、第１の型を支持し駆動軸線方向に往復動するスライドと、第２の型を支持しスライドと対向して配置されるボルスタとを備え、スライドをボルスタに向けて移動させ、スライド上に支持された第１の型とボルスタ上に支持された第２の型との間にワークを挟み込み、ワークを加工する。ボルスタ上には、通常、ダイクッション機構が設けられており、加工の際に、ワークはダイクッション機構上に載置され、スライドがワークと衝突後、ダイクッション機構は、スライドの移動に従動しつつ、スライドの位置に応じてスライドに向かう力をワークに付与する。このようなダイクッション機構は、一般に、ワークを支持するための押さえ板と、ボルスタ内に設けられクッションピンなどを介して剛性的に又はばねなどを介して弾性的に押さえ板を支持するクッションパッドと、クッションパッドをボールねじ機構などを介してスライドの駆動軸線と平行な軸線に沿って駆動するためのクッションパッド用駆動装置（例えば、サーボモータや油圧シリンダ）とによって構成される。

プレス加工の精度を向上させるためには、上記クッションパッド機構の押さえ板がスライドに従動する間、ワークに対し所望の圧力を正確に加えることが要求される。そこで、従来のダイクッション機構では、クッションパッドやクッションパッド用駆動装置に作用する力を測定し、クッションパッドやクッションパッド用駆動装置に作用する力が一定になるようにクッションパッド用駆動装置に力指令を与える力制御を行っていた（例えば、特許文献１及び特許文献２）。

特開平５−１３１２９５号公報 特開平１０−２０２３２７号公報

従来のダイクッション機構では、ダイクッション機構とスライドとの間に作用する力を制御するために、力信号を用いる。したがって、ダイクッション機構に作用する力の測定を行って力信号を得るために、力検出装置を設ける必要があった。また、プレス加工の際には、プレス圧も加工の良否に大きな影響を与える。そこで、プレス圧を制御するために、同様に、力信号を用いており、スライドがボルスタに作用させる力を測定して力信号を得るために、力検出装置を設ける必要があった。しかしながら、このような力検出装置の存在はプレス機械の製造のコストアップにつながっていた。

よって、本発明の目的は、上記従来技術に存する問題を解消して、力検出装置を用いることなく、プレス機械のプレス圧又はダイクッション機構のクッション圧力を制御することを可能とさせることにある。

本発明は、上記目的に鑑み、上型を取り付けられ駆動軸線方向に往復動するスライドと、該スライドと対向して配置され下型を取り付けられるボルスタと、クッションパッド用サーボモータによって前記駆動軸線方向に駆動されるクッションパッドとを備え、該クッションパッド上に弾性要素を介して被成形材料を支持し、上型に被成形材料を押し付けつつ前記上型と前記下型との間で被成形材料をプレス加工するプレス機械を制御するための制御装置において、前記クッションパッドの位置を変更することにより、前記駆動軸線方向における前記弾性要素の圧縮量を制御するようにしたプレス機械の制御装置を提供する。

上記プレス機械の制御装置の一つの実施形態では、前記スライドの位置から所望の距離だけ離れた位置に前記クッションパッドが配置されるように前記クッションパッド用サーボモータに対するクッションパッド位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する。

この実施形態では、前記制御装置が、前記スライドの位置を検出するスライド位置検出部を備え、前記スライド位置検出部によって検出された前記スライドの位置に基づいて前記クッションパッド用サーボモータに対するクッションパッド位置指令を作成するようにしてもよい。また、前記スライドがスライド用サーボモータによって駆動されている場合には、前記制御装置が、前記スライドが所望の位置に配置されるように前記スライド用サーボモータに対するスライド位置指令を作成するスライド位置指令作成部をさらに備え、前記スライド位置作成部によって作成されたスライド位置指令に基づいて前記スライドの位置が求められるようにしてもよい。

また、上記制御装置では、前記弾性要素の復元力がその変形量についてばね定数を傾きとした一次関数によって表される場合、前記所望の距離が、前記クッションパッドと前記スライドとの間で作用させるべき所望の力と前記弾性要素のばね定数とから求められるようにすることができる。あるいはまた、前記制御装置が前記スライドの位置から所望の距離だけ離れた位置に前記クッションパッドが配置されるように前記スライドの位置と前記クッションパッド位置指令との対応関係を定めるデータテーブルを備えており、前記データテーブルに基づいて、前記スライドの位置から前記クッションパッド用サーボモータに対するクッションパッド位置指令を作成するようにしてもよい。

上記制御装置の他の実施形態では、前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の間の距離が所望の値となるように前記クッションパッド用サーボモータに対するクッションパッド位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する。

この場合、前記制御装置が前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の位置を検出するための弾性要素位置検出部を備えるように構成され得る。

また、上記制御装置では、前記弾性要素の復元力がその変形量についてばね定数を傾きとした一次関数によって表される場合、前記所望の値が、前記クッションパッドと前記スライドとの間に作用させるべき所望の力と前記弾性要素のばね定数とから求められるようにすることができる。あるいはまた、前記制御装置が前記クッションパッドと前記スライドとの間で作用する力と前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の間の距離との対応関係を定めるデータテーブルを備えるようにしてもよい。

さらに、本発明は、駆動軸線方向に往復動するスライドと、該スライドと対向して配置され前記駆動軸線方向に駆動されるボルスタ用支持台によって支持されるボルスタとを備え、前記スライドによって支持された上型と前記ボルスタによって支持された下型との間で被成形材料をプレス加工するプレス機械を制御するための制御装置において、前記ボルスタ用支持台と前記ボルスタとの間又は前記ボルスタと前記下型との間に弾性要素が配置されており、前記ボルスタ用支持台がボルスタ用サーボモータによって前記駆動軸線方向に駆動され、前記駆動軸線方向における前記弾性要素の圧縮量を制御するようにしたプレス機械の制御装置を提供する。

上記制御装置の一つの実施形態では、前記スライドの位置から所望の距離だけ離れた位置に前記ボルスタ又は前記ボルスタ用支持台が配置されるように前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する。

この実施形態では、前記制御装置が、前記スライドの位置を検出するスライド位置検出部を備え、前記スライド位置検出部によって検出された前記スライドの位置に基づいて前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成するようにしてもよい。また、前記スライドがスライド用サーボモータによって駆動されている場合には、前記制御装置が、前記スライドが所望される位置に配置されるように前記スライド用サーボモータに対するスライド位置指令を作成するスライド位置指令作成部をさらに備え、前記スライド位置作成部によって作成されたスライド位置指令に基づいて前記スライドの位置が求められるようにしてもよい。

また、上記制御装置では、前記弾性要素の復元力がその変形量についてばね定数を傾きとした一次関数によって表される場合、前記所望の距離が、前記スライドと前記ボルスタとの間に作用させるべき所望の力と前記弾性要素のばね定数とから求められるようにすることができる。あるいはまた、前記制御装置が前記スライドの位置から所望の距離だけ離れた位置に前記ボルスタ又は前記ボルスタ用支持台が配置されるように前記スライドの位置と前記ボルスタ位置指令との対応関係を定めるデータテーブルを備えており、前記データテーブルに基づいて、前記スライドの位置から前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成するようにしてもよい。

上記制御装置の他の実施形態では、前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の間の距離が所望の値となるように前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する。

この場合、前記制御装置が前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の位置を検出するための弾性要素位置検出部を備えるように構成され得る。

また、前記弾性要素の復元力がその変形量についてばね定数を傾きとした一次関数によって表される場合、前記所望の値は、前記ボルスタ又は前記ボルスタ用支持台と前記スライドとの間で作用させるべき所望の力と前記弾性要素のばね定数とから求められるようにしてもよい。あるいはまた、前記制御装置が前記ボルスタ又は前記ボルスタ用前記支持台と前記スライドとの間で作用する力と前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の間の距離との対応関係を定めるデータテーブルを備えるようにしてもよい。

さらに、本発明は、駆動軸線方向に往復動するスライド用支持台によって駆動されるスライドと、該スライドと対向して配置され前記駆動軸線方向に駆動されるボルスタ用支持台によって支持されるボルスタとを備え、前記スライドによって支持された上型と前記ボルスタによって支持された下型との間で被成形材料をプレス加工するプレス機械を制御するための制御装置において、
前記スライド用支持台と前記スライドとの間又は前記スライドと前記上型との間に弾性要素が配置されており、前記ボルスタ用支持台がボルスタ用サーボモータによって前記駆動軸線方向に駆動され、前記駆動軸線方向における前記弾性要素の圧縮量を制御するようにしたプレス機械の制御装置を提供する。

上記プレス機械の制御装置の一つの実施形態では、前記スライド支持台の位置から所望の距離だけ離れた位置に前記ボルスタ又は前記ボルスタ支持台が配置されるように前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する。

上記プレス機械の制御装置の他の実施形態では、前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の間の距離が所望の値になるように前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する。

上記制御装置のいずれにおいても、前記所望の距離又は値は経時的に変化してもよく、前記時間に関わらず一定でもよい。

なお、本願における用語「弾性要素」は、力を作用させることにより変形又は体積変化した物体が、力を解放すると元の形状又は体積に復元する物全てを含み、形状弾性を有する要素のみならず体積弾性を有する要素をも含むものとする。

本発明によれば、プレス機械に弾性要素が設けられており、弾性要素は、その変形量（又は体積変化量）と復元力との間に一対一の対応関係がある。したがって、弾性要素の圧縮量すなわち変形量を制御すれば、ダイクッションの駆動機構内に弾性要素が設けられている場合にはクッション圧力を制御することが可能になり、スライド又はボルスタの駆動機構内若しくはスライド又はボルスタ上に弾性要素が設けられている場合にはプレス圧を制御することが可能になる。よって、力検出装置を用いず、位置検出装置を用いて、プレス機械のプレス圧又はダイクッション機構のダイクッション圧力を制御することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の制御装置を備えたプレス機械の第１の実施形態を示している。図１を参照すると、プレス機械１０は、上下方向に延びる駆動軸線に沿って往復動するスライド１２と、該スライド１２と対向して配置されるボルスタ１４と、スライド１２を駆動軸線方向に駆動するためのスライド駆動装置１６と、ダイクッション機構１８と、スライド駆動装置１６及びダイクッション機構１８の作動を制御する制御装置２０とを備える。スライド１２上には上型２２が取り付けられる一方、ボルスタ１４上には下型２４が取り付けられる。

図１の実施形態では、スライド駆動装置１６は、スライド用サーボモータ１６ａと、ボールネジ機構１６ｂとから構成されており、ボールネジ機構１６ｂを介してスライド用サーボモータ１６ａの出力シャフトの回転を直線運動に変換し、スライド１２を昇降させることができるようになっている。しかしながら、スライド駆動装置１６として、ラムとクランクシャフトとを用いた機構など他の往復動機構を使用することも可能である。

ボルスタ１４は、床面に設置された基台２６上にダンパ２８を介して支持されており、スライド１２から上型２２と下型２４とを介して伝わる衝撃力が減衰されて基台２６及び床面に伝達するようになっている。

ダイクッション機構１８は、上型２２と下型２４との間に被成形材料Ｗを挟んでプレス加工する際に、上型２２が被成形材料Ｗと衝突して下型２４と接触し再び離反するまで上型２２と下型２４との間に位置する被成形材料Ｗの縁部を上型２２に押し付け、被成形材料Ｗの縁部にしわ等が発生するのを防止する機能を果たす。ダイクッション機構１８は、クッションパッド３０と、クッションパッド３０を上下方向に昇降させるクッションパッド駆動装置３２と、クッションパッド３０上に設けられた弾性要素３６と、弾性要素３６によって支持され下型２４の上方に被成形材料Ｗを支持するクッションピン３４とを備える。クッションパッド駆動装置３２は、クッションパッド用サーボモータ３２ａと、ボールネジ機構３２ｂとから構成されており、ボールネジ機構３２ｂを介してクッションパッド用サーボモータ３２ａの出力シャフトの回転を直線運動に変換し、クッションパッド３０を昇降させることができるようになっている。

弾性要素３６としては、例えば図２に示されているように、クッションピン３４を支持する平板を複数のばねで弾性支持したもの（図２（ａ））、流体圧ユニット（図２（ｂ））、クッションピン３４を支持するゴムのような弾性体（図２（ｃ））などが使用される。ここで、図２（ｂ）に示されている流体圧ユニットは、有底筒状体とその内部を摺動可能なピストンとを備え、有底筒状体とピストンとにより形成された流体圧室に作動流体を封入し、ピストン上面によってクッションピン３４を支持したものであり、クッションピン３４を介して流体圧室内の作動流体に非常に高い圧力が作用したときに、作動流体が圧縮されて体積変化を起こし、弾性体のような挙動を示す。作動流体としては、油、水、空気などを使用することができる。油や水などの液体の使用は、ダイクッション機構に対して大きいクッション圧力が要求されるときに適している。

制御装置２０は、スライド用サーボモータ１６ａによって駆動されるスライド１２を所望の位置に配置させるようにスライド用サーボモータ１６ａに対するスライド位置指令を作成するスライド位置指令作成手段３８と、クッションパッド用サーボモータ３２ａによって駆動されるクッションパッド３０を所望の位置に配置させるようにクッションパッド用サーボモータ３２ａに対するクッションパッド位置指令を作成するクッションパッド位置指令作成手段４０と、スライド１２の位置を検出するためのスライド位置検出手段４２と、クッションパッド３０の位置を検出するためのクッション位置検出手段４４とを備える。スライド位置指令作成手段３８は、スライド位置検出手段４２によって検出された実際のスライド位置のフィードバックを受けることにより、スライド位置のフィードバック制御を行う。また、クッションパッド位置指令作成手段４０は、クッションパッド位置検出手段４４によって検出された実際のクッションパッド位置のフィードバックを受けることにより、クッションパッド位置のフィードバック制御を行う。スライド位置指令作成手段３８及びクッションパッド位置指令作成手段４０は、それらの機能を実現できるプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭのようなメモリ、これらに記憶されているプログラム等によって構成される。

スライド位置検出手段４２としては、スライド用サーボモータ１６ａに取り付けられたエンコーダ４２ａやスライド１２の側方に設けられたリニアスケール４２ｂ等が使用され得る。また、クッションパッド位置検出手段４４としては、クッションパッド用サーボモータ３２ａに取り付けられたエンコーダ４４ａやクッションパッド３０の側方に設けられたリニアスケール４４ｂ等が使用される。なお、スライド位置はスライド１２を代表する任意の点の位置を意味し、クッションパッド位置はクッションパッド３０を代表する任意の点の位置を意味するが、説明の便宜上、以下では、スライド位置は上型２２が取り付けられるスライド１２の下面の位置を指し、クッションパッド位置は弾性要素３６が載置されるクッションパッド３０の上面の位置を指すものとする。

次に、図３を参照して、図１に示されているプレス機械１０の動作の概要について説明する。まず、図３（ａ）に示されているように、型開きした状態、すなわちスライド１２が上死点付近にある状態で、クッションピン３４上に被成形材料Ｗを載置して、スライド１２に取り付けられた上型２２とボルスタ１４に取付けられた下型２４との間に被成形材料Ｗを配置する。次に、制御装置２０のスライド位置指令作成手段３８によって作成されたスライド位置指令をスライド用サーボモータ１６ａに送り、フィードバック制御を行いつつスライド用サーボモータ１６ａによってスライド１２を駆動軸線方向にボルスタ１４に向かって接近又は下降させる。

上型２２が被成形材料Ｗに接触した後、クッションパッド位置指令作成手段４０は、スライド１２の位置に基づいて、スライド１２とクッションパッド３０との間の距離が所望の値になるように、クッションパッド位置指令を作成し、クッションパッド用サーボモータ３２ａは、フィードバック制御を受けつつ、作成されたクッションパッド位置指令に従ってクッションパッド３０を移動させる（図３（ｂ）参照）。一方、クッションパッド３０上に支持された弾性要素３６は、クッションピン３４を介して、上型２２と接触する被成形材料Ｗを支持しており、スライド１２の駆動軸線方向に圧縮されると、圧縮量に応じた力でクッションピン３４を介して被成形材料Ｗを上型２２に押し付ける。したがって、スライド１２とクッションパッド３０との間が所望の距離に変更又は制御される結果、弾性要素３６はスライド１２の駆動軸線方向に所定量だけ圧縮された状態になり、弾性要素３６がクッションピン３４を介して被成形材料Ｗを上型２２に押し付ける力（すなわち、クッション圧力）は所望の値に制御されることになる。

スライド１２がさらに下降すると、被成形材料Ｗはクッションピン３４によって上型２２に押し付けられた状態で押し下げられて下型２４に接触し、図３（ｃ）に示されているように、スライド１２の下死点において、被成形材料Ｗが上型２２と下型２４との間でプレス加工される。次に、スライド１２は上昇に転じ、スライド１２とボルスタ１４とが離れて型開きに至る。スライド１２が上昇に転じると、スライド１２とクッションパッド３０との間の距離が所望の値になるように（すなわち、スライド１２とクッションパッド３０との間に作用する力が所望の値になるように）、クッションパッド３０も上昇に転じ、所定位置まで上昇するとその位置で停止する。

図６に示されているように、スライド位置Ｐｓとクッションパッド位置Ｐｄの間の距離は、プレス加工の進行に応じて様々に変化させることができる（図６中のΔｌａ〜Δｌｄ）が、特に上型２２及び被成形材料Ｗを介したスライド１２とクッションピン３４との衝突後において、一定に保たれるようにすることも可能である。

このように、本発明の制御装置２０は、プレス機械１０によるプレス加工の際に、スライド１２の位置に応じてクッションパッド３０の位置を変更又は制御することにより、ダイクッション機構１８のクッション圧力（すなわち、被成形材料Ｗを上型２２に押し付ける力）を適した値に制御することができる。

次に、図４を参照して、制御装置２０による制御方法を詳細に説明する。まず、ステップ１１において、クッションパッド３０の現在位置をＰ０、スライド１２とクッションパッド３０との間の所望距離をΔｌと規定する。クッションパッド３０の現在位置Ｐ０は、クッションパッド位置検出手段４４によって検出することにより得られる。クッションパッド３０の現在位置Ｐ０として、クッションパッド用サーボモータ３２ａに対するクッションパッド位置指令から求められるクッションパッド指令位置を用いることも可能である。また、所望距離Δｌは、弾性要素３６のばね定数ｋを用いて、弾性要素３６によってクッションピン３４を介して被成形材料Ｗに加えられるべき力ｆから予め定められる。例えば、力ｆがばね定数ｋを傾きとする一次関数で表される場合には、上型２２の厚さ及び下型２４の厚さ、クッションピン３４の長さ、弾性要素３６の厚さ、被成形材料Ｗの厚さが分かっていれば、これらを合算した値からｆ／ｋを引いた値をΔｌとすればよい。

ステップＳ１２では、スライド位置検出手段４２によってスライド１２の実際の位置Ｐｓｆｂを検出する。スライド１２の実際の位置Ｐｓｆｂは、エンコーダ４２ａから得てもよく、リニアスケール４２ｂから得てもよい。次に、スライド１２の実際の位置Ｐｓｆｂとクッションパッド３０の現在位置Ｐ０に所望距離Δｌを足した値とを比較する（ステップＳ１３）。Ｐｓｆｂ≧Ｐ０＋Δｌの場合、スライド１２の実際の位置Ｐｓｆｂがクッションパッド３０の現在位置Ｐ０から所望距離Δｌ以上離れていることを意味し、クッションパッド３０を移動させる必要はないので、クッションパッド位置指令作成手段４０は、クッションパッド２０の現在位置Ｐ０がダイクッション指令位置Ｐｄとなるようにクッションパッド位置指令を作成し（ステップＳ１４）、クッションパッド３０を現在位置Ｐ０で待機させる。一方、Ｐｓｆｂ＜Ｐ０＋Δｌの場合、スライド１２の現在位置Ｐｓｆｂがクッションパッド３０の現在位置Ｐ０から所望距離Δｌよりも近くにあることを意味するので、クッションパッド位置指令作成手段４０は、ダイクッション指令位置ＰｄがＰｓｆｂ−Δｌとなるようにクッションパッド位置指令を作成し（ステップＳ１４）、クッションパッド３０をスライド１２の現在位置Ｐｓｆｂから所望距離Δｌだけ離れた位置に移動させる。

このようにして、スライド１２が上死点から下死点を経て再び上死点に戻るスライド往復動の１サイクルが終了するまで、ステップＳ１２からステップＳ１５を繰り返す（ステップＳ１６）。このような制御を行うことにより、図３に示されているようなプレス機械１０の動作が実現される。

上記の例では、スライド位置として、スライド位置検出手段４２によって検出されたスライド１２の実際の位置が用いられている。しかしながら、スライド位置として、スライド位置指令作成手段３８によって作成されたスライド位置指令から求められるスライド指令位置Ｐｓを用いることも可能である。図５は、スライド位置として、スライド位置指令作成手段３８によって作成されたスライド位置指令から求められるスライド指令位置Ｐｓを用いる場合の制御方法を示すフローチャートである。

図５を参照すると、まず、ステップ２１において、クッションパッド３０の現在位置をＰ０、スライド１２とクッションパッド３０との間の所望距離をΔｌと規定する。クッションパッド３０の現在位置Ｐ０は、クッションパッド位置検出手段４２によって検出することにより得られる。クッションパッド３０の現在位置Ｐ０として、クッションパッド用サーボモータ３２ａに対するクッションパッド位置指令から求められるクッションパッド指令位置を用いてもよい。また、所望距離Δｌは、弾性要素３６のばね定数ｋを用いて、弾性要素３６によってクッションピン３４を介して被成形材料Ｗに加えられるべき力ｆから予め定められる。

ステップＳ２２では、スライド位置指令作成手段３８によって作成されたスライド位置指令からスライド指令位置Ｐｓを求める。次に、スライド指令位置Ｐｓとクッションパッド３０の現在位置Ｐ０に所望距離Δｌを足した値とを比較する（ステップＳ２３）。Ｐｓ≧Ｐ０＋Δｌの場合、スライド指令位置Ｐｓがクッションパッド３０の現在位置Ｐ０から所望距離Δｌ以上離れていることを意味し、クッションパッド３０を移動させる必要はないので、クッションパッド位置指令作成手段４０は、クッションパッド２０の現在位置Ｐ０がダイクッション指令位置Ｐｄとなるようにクッションパッド位置指令を作成し（ステップＳ２４）、クッションパッド３０を現在位置で待機させる。一方、Ｐｓ＜Ｐ０＋Δｌの場合、スライド指令位置Ｐｓがクッションパッド３０の現在位置Ｐ０から所望距離Δｌよりも近くにあることを意味するので、クッションパッド位置指令作成手段４０は、ダイクッション指令位置ＰｄがＰｓ−Δｌとなるようにクッションパッド位置指令を作成し（ステップＳ２４）、クッションパッド３０をスライド１２の指令位置Ｐｓから所望距離Δｌだけ離れた位置に移動させる。そして、スライド１２が上死点から下死点を経て再び上死点に戻るスライド往復動の１サイクルが終了するまで、ステップＳ２２からステップＳ２５を繰り返す（ステップＳ２６）。

図１に示されている実施形態では、弾性要素３６のばね定数ｋを用いて、弾性要素３６によってクッションピン３４を介して被成形材料Ｗに加えられるべき力ｆから所望の距離Δｌを定めるので、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の圧縮量と弾性要素３６の復元力との相関関係が一次関数によって表される場合に適している。しかしながら、現実には、弾性要素３６の圧縮量と復元力との相関関係が一次関数によって表すことができない場合も多い。後者の場合に適した本発明による制御装置を備えたプレス機械の第２の実施形態が図７に示されている。

図７に示されている第２の実施形態のプレス機械１０´は、制御装置を除いて、図１に示されている第１の実施形態のプレス機械１０と同様の構成を有しており、上型２２が取り付けられるスライド１２と、下型が取り付けられるボルスタ１４と、ボルスタ１４をダンパ２８を介して支持する基台２６と、スライド用サーボモータ１６ａとボールネジ機構１６ｂとから構成されるスライド駆動装置１６と、クッションパッド３０とクッションパッド用サーボモータ３２ａ及びボールネジ機構３２ｂから構成されるクッションパッド駆動装置３２とクッションピン３４と弾性要素３６とを有するダイクッション機構１８とを備える。これらの構造及び作用は第１の実施形態のプレス機械１０のものと同じであるので、ここでは詳しく説明しない。

第２の実施形態のプレス機械１０´における制御装置２０´は、第１の実施形態のプレス機械１０における制御装置２０と同様に、スライド位置指令作成手段３８と、クッションパッド位置指令作成手段４０と、スライド１２の位置を検出するためのスライド位置検出手段４２と、クッションパッド３０の位置を検出するためのクッション位置検出手段４４とを備える。スライド位置検出手段４２としては、スライド用サーボモータ１６ａに取付けられたエンコーダ４２ａやスライド１２の側方に設けられたリニアスケール４２ｂ等が使用され得る。また、クッションパッド位置検出手段４４としては、クッションパッド用サーボモータ３２ａに取り付けられたエンコーダ４４ａやクッションパッド３０の側方に設けられたリニアスケール４４ｂ等が使用される。これらの構成は図１の制御装置２０と全く同じであり、ここでは詳しく説明しない。

制御装置２０´は、データテーブル４６をさらに備えている点において、制御装置２０と異なっている。データテーブル４６には、スライド１２の位置から所望の距離Δｌだけ離れた位置にクッションパッド３０が配置されるようにスライド１２の位置とクッションパッド指令位置又はクッションパッド位置指令との対応関係が定められている。したがって、クッションパッド位置指令作成手段４０は、弾性要素３６の圧縮量と復元力とが比例関係を有していなくても、データテーブル４６を用いて、スライド位置検出手段４２によって検出されたスライド１２の実際の位置から、スライド１２から所望の距離Δｌだけ離れた位置にクッションパッド３０を配置させるためのクッションパッド指令位置又はクッションパッド位置指令を定めることができる。もちろん、スライド位置として、スライド位置検出手段４２によって検出されたスライド１２の実際の位置に代えて、スライド位置指令作成手段３８によって作成されたスライド位置指令から求められたスライド指令位置を用いることも可能である。

制御装置２０´による制御方法は、前述したステップＳ１５又はステップＳ２５において、データテーブル４６を用いてクッションパッド位置指令を作成する点を除いて、制御装置２０と同様の制御を行う。

図１及び図７に示されている実施形態では、制御装置２０及び２０´のクッションパッド位置指令作成手段４０は、スライド１２の位置に基づいて、クッションパッド位置指令を作成している。しかしながら、本発明のプレス機械の制御装置では、スライド１２の位置に関わらず、弾性要素３６の圧縮量に基づいてクッションパッド３０の位置を制御することも可能である。図８及び図９はこのように弾性要素３６の圧縮量に基づいてクッションパッド３０の位置を制御するようにした本発明による制御装置を備えたプレス機械の第３の実施形態及び第４の実施形態を示している。

図８を参照すると、プレス機械１１０は、第１の実施形態のプレス機械１０と同様に、駆動軸線方向に往復動し且つ上型２２が取り付けられるスライド１２と、スライド１２と対向して配置され且つ下型が取り付けられるボルスタ１４と、ボルスタ１４をダンパ２８を介して支持する基台２６と、スライド用サーボモータ１６ａとボールネジ機構１６ｂとから構成されるスライド駆動装置１６と、クッションパッド３０とクッションパッド用サーボモータ３２ａ及びボールネジ機構３２ｂから構成されるクッションパッド駆動装置３２とクッションピン３４と弾性要素３６とを有するダイクッション機構１８とを備える。これらの構造及び作用は第１の実施形態のプレス機械１０のものと同じであるので、ここでは詳しく説明しない。

第３の実施形態のプレス機械１１０における制御装置１２０は、第１の実施形態のプレス機械１０における制御装置２０と同様に、スライド位置指令作成手段３８と、クッションパッド位置指令作成手段４０と、スライド１２の位置を検出するためのスライド位置検出手段４２と、クッションパッド３０の位置を検出するためのクッションパッド位置検出手段４４を備える。ただし、図８の実施形態では、スライド位置検出手段４２として、スライド用サーボモータ１６ａに取り付けられたエンコーダ４２ａのみが示され、クッションパッド位置検出手段４４として、クッションパッド用サーボモータ３２ａに取り付けられたエンコーダ４４ａのみが示されている。これらスライド位置検出手段４２及びクッションパッド位置検出手段４４は、スライド用サーボモータ１６ａによるスライド１２の位置のフィードバック制御及びクッションパッド用サーボモータ３２ａによるクッションパッド３０の位置のフィードバック制御のために使用されるものである。したがって、特にスライド位置検出手段４２については、スライド１２を駆動するためにサーボモータを使用しない場合には、必ずしも設ける必要はない。

制御装置１２０は、弾性要素位置検出手段４８をさらに備えている点において、制御装置２０と異なっている。弾性要素位置検出手段４８は、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部の位置を検出するために使用され、本実施形態ではリニアスケールによって構成されている。しかしながら、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部の位置を検出することができるのであれば、弾性要素位置検出手段４８として、リニアスケール以外の他の装置を用いることも可能である。

制御装置１２０では、弾性要素３６のばね定数ｋを用いて、弾性要素３６によって被成形材料Ｗに加えられるべき力ｆから、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部間の所望の距離ΔＬが制御装置２０における所望距離Δｌに代えて定められる。詳細には、無負荷時の弾性要素３６の厚さからｆ／ｋを引いた値をΔＬとする。そして、クッションパッド位置指令作成手段４０は、弾性要素位置検出手段４８によって検出されたスライド駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部間の実際の距離がΔＬとなるように、弾性要素３６の両端部間の実際の距離とΔＬとの差分だけ、クッションパッド３０を移動させるようにクッションパッド位置指令を作成する。

図９に示されている第４の実施形態のプレス機械１１０´は、制御装置１２０を除いて、図８に示されている第３の実施形態におけるプレス機械１１０と同様の構成を有しており、第４の実施形態のプレス機械１１０´の制御装置１２０´は、データテーブル５０をさらに備えている点において制御装置１２０と異なっている。データテーブル５０には、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部の間の距離とそのときの弾性要素３６の復元力（すなわち、弾性要素３６がクッションピン３４を介して被成形材料に作用させる力）との対応関係が定められている。したがって、クッションパッド位置指令作成手段４０は、弾性要素３６の圧縮量と復元力とが比例関係を有していなくても、データテーブル５０を用いて、弾性要素３６によって被成形材料Ｗに加えられるべき力ｆに対応するスライド駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部間の所望の距離ΔＬを求め、弾性要素位置検出手段４８によって検出されたスライド駆動軸線方向における弾性要素３６の実際の両端部間の距離がΔＬとなるようにクッションパッド位置指令を作成することができる。詳細には、クッションパッド位置指令作成手段４０は、弾性要素３６の実際の両端部間の距離とΔＬとの差分だけクッションパッド３０を移動させるようにクッションパッド位置指令を作成する。

以上説明された第１の実施形態から第４の実施形態のプレス機械１０、１０´、１１０、１１０´では、弾性要素３６がダイクッション機構１８に設けられている。しかしながら、本発明の制御装置は、弾性要素がダイクッション機構に設けられているプレス機械に限定して適用されるものではなく、弾性要素がプレス機械の他の機構内に設けられている場合にも適用可能である。例えば、本発明の制御装置は、弾性要素がボルスタ又はスライドの駆動機構内、若しくはボルスタ又はスライド上に設けられているプレス機械に対しても適用可能である。以下に、これら他の実施形態について説明する。

図１０は、弾性要素がボルスタ駆動機構に設けられている本発明の制御装置を備えるプレス機械の第５の実施形態を示している。第５の実施形態のプレス機械２１０は、上下方向に延びる駆動軸線に沿って往復動するスライド１２と、スライド１２と対向して配置されるボルスタ１４と、スライド１２を駆動軸線方向に駆動するためのスライド駆動装置１６と、ボルスタ１６をスライド１２の駆動軸線方向と同じ方向に駆動するためのボルスタ装置５４と、スライド駆動装置１６及びボルスタ駆動装置５４の作動を制御する制御装置２２０とを備える。スライド１２上には上型２２が取り付けられる一方、ボルスタ１４上には下型２４が取付けられ、被成形材料Ｗは下型２４の上に載置される。なお、説明の簡単化のために図１０の実施形態では、ダイクッション機構を省略しているが、プレス機械２１０にダイクッション機構を設け、ダイクッション機構上に被成形材料Ｗを載置するようにしてもよい。

図１０の実施形態では、スライド駆動装置１６は、スライド用サーボモータ１６ａと、ボールネジ機構１６ｂとから構成されており、ボールネジ機構１６ｂを介してスライド用サーボモータ１６ａの出力シャフトの回転を直線運動に変換し、スライド１２を昇降させることができるようになっている。しかしながら、スライド駆動装置１６として、ラムとクランクシャフトとを用いた機構など他の往復動機構を使用することも可能である。

ボルスタ駆動装置５４は、ボルスタ用サーボモータ５４ａと、ボールネジ機構５４ｂとから構成されており、ボールネジ機構５４ｂを介してボルスタ用サーボモータ５４ａの出力シャフトの回転を直線運動に変換し、ボルスタ用支持台５２を昇降させることができるようになっている。ボルスタ１４は弾性要素３６を介してボルスタ用支持台５２上に支持されている。弾性要素３６としては、例えば図２（ａ）〜（ｃ）に示されているように、平板を複数のばねで弾性支持したもの、流体圧ユニット、ゴムのような弾性体などが使用される。

制御装置２１０は、スライド用サーボモータ１６ａによって駆動されるスライド１２を所望の位置に配置させるようにスライド用サーボモータ１６ａに対するスライド位置指令を作成するスライド位置指令作成手段３８と、ボルスタ用サーボモータ５４ａによって駆動されるボルスタ用支持台５２を所望の位置に配置させるようにボルスタ用サーボモータ５４ａに対するボルスタ位置指令を作成するボルスタ位置指令作成手段５８と、スライド１２の位置を検出するためのスライド位置検出手段４２と、ボルスタ用支持台５２の位置を検出するためのボルスタ位置検出手段５６とを備える。スライド位置指令作成手段３８は、スライド位置検出手段４２によって検出された実際のスライド位置のフィードバックを受けることによりスライド位置のフィードバック制御を行い、ボルスタ位置指令作成手段５８は、ボルスタ位置検出手段５６によって検出されたボルスタ用支持台５２の実際の位置のフィードバックを受けることによりボルスタ用支持台５２の位置のフィードバック制御を行う。スライド位置指令作成手段３８及びボルスタ位置指令作成手段５８は、それらの機能を実現できるプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭのようなメモリ、これらに記憶されているプログラム等によって構成される。

スライド位置検出手段４２としては、スライド用サーボモータ１６ａに取り付けられたエンコーダ４２ａやスライド１２の側方に設けられたリニアスケール４２ｂ等が使用され得る。また、ボルスタ位置検出手段５６としては、ボルスタ用サーボモータ５４ａに取り付けられたエンコーダ５６ａやボルスタ用支持台５２の側方に設けられたリニアスケール５６ｂ等が使用される。なお、スライド位置はスライド１２を代表する任意の点の位置を意味し、ボルスタ用支持台位置はボルスタ用支持台５２を代表する任意の点の位置を意味するが、説明の便宜上、以下では、スライド位置は上型２２が取り付けられるスライド１２の下面の位置を指し、ボルスタ用支持台位置は弾性要素３６が載置されるボルスタ用支持台５２の上面の位置を指すものとする。

プレス加工の際に、本実施形態のプレス機械２１０では、スライド１２がスライド駆動装置１６によって駆動されて駆動軸線に沿ってボルスタ１４に向かって接近し、上型２２が被成形材料Ｗに接触した後、ボルスタ位置指令作成手段５８は、スライド位置検出手段４２によって検出されたスライド１２の実際の位置に基づいて、スライド１２とボルスタ用支持台５２との間の距離が所望の値Δｌになるように（すなわち、スライド１２とボルスタ１４又はボルスタ用支持台５２との間に作用する力が所望の値ｆになるように）、ボルスタ位置指令を作成する。なお、Δｌは、弾性要素３６のばね定数ｋを用いて所望の力ｆから定められる。例えば、所望の力ｆがばね定数ｋを傾きとする一次関数で表される場合には、上型２２の厚さ及び下型２４の厚さ、被成形材料Ｗの厚さ、弾性要素３６の厚さが分かっていれば、これらを合算した値からｆ／ｋを引いた値をΔｌとすればよい。

ボルスタ用サーボモータ５４ａは、作成されたボルスタ位置指令に従って、フィードバック制御を受けつつボルスタ用支持台５２を移動させる。一方、ボルスタ用支持台５２上に支持された弾性要素３６は、ボルスタ１４を介して下型２４を支持しており、スライド１２の駆動軸線方向に圧縮されると、圧縮量に応じた力でボルスタ１４を介して下型２４を上型２４に押し付ける。したがって、スライド１２の位置に基づいてボルスタ用支持台５２の位置を変更することによりスライド１２とボルスタ用支持台５２との間の距離を所望の値に制御する結果、弾性要素３６はスライド１２の駆動軸線方向に所定量だけ圧縮された状態になり、弾性要素３６がボルスタ２４を介して下型２４に力を作用させ、上型２２と下型２４との間に被成形材料Ｗを挟む力（すなわち、プレス圧力）は所望の値に制御されることになる。このようにしてプレス加工が行われた後、スライド１２が上昇に転じると、スライド１２とボルスタ用支持台５２との間の距離が所望の値になるように（すなわち、スライド１２とボルスタ１４又はボルスタ用支持台５２との間に作用する力が所望の値になるように）、ボルスタ１４又はボルスタ用支持台５２も上昇に転じ、ボルスタ用支持台５２が初期位置に戻った時点でボルスタ用支持台５２の上昇は停止され、やがてスライド１２とボルスタ１４とが離れて型開きに至る。

上記の動作の説明では、スライド位置として、スライド位置検出手段４２によって検出されたスライド１２の実際の位置が用いられている。しかしながら、スライド位置として、スライド位置指令作成手段３８によって作成されたスライド位置指令から求められるスライド指令位置を用いることも可能であることはもちろんである。

第５の実施形態では、弾性要素３６のばね定数ｋを用いて、弾性要素３６によってボルスタ１４に作用させられる所望の力ｆから所望距離Δｌが定められるので、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の圧縮量と弾性要素３６の復元力との相関関係が一次関数によって表される場合に適している。しかしながら、現実には、弾性要素３６の圧縮量と復元力との相関関係が一次関数によって表すことができない場合も多い。後者の場合に適した本発明による制御装置を備えたプレス機械の第６の実施形態が図１１に示されている。

図１１に示されている第６の実施形態のプレス機械２１０´は、制御装置を除いて、第５の実施形態のプレス機械２１０と同じ構成を有しており、第６の実施形態の制御装置２２０´は、データテーブル６０をさらに備えている点のみにおいて、第５の実施形態の制御装置２２０と異なっている。データテーブル６０には、スライド１２の位置から所望の距離Δｌだけ離れた位置にボルスタ用支持台５２が配置されるようにスライド１２の位置とボルスタ用支持台の指令位置又はボルスタ位置指令との対応関係が定められている。したがって、ボルスタ位置指令作成手段５８は、弾性要素３６の圧縮量と復元力とが比例関係を有していなくても、データテーブル６０を用いて、スライド位置検出手段４２によって検出されたスライド１２の実際の位置から、スライド１２から所望の距離Δｌだけ離れた位置にボルスタ用支持台５２を配置させるためのボルスタ用支持台５２の指令位置又はボルスタ位置指令を定めることができる。もちろん、スライド位置として、スライド位置検出手段４２によって検出されたスライド１２の実際の位置に代えて、スライド位置指令作成手段３８によって作成されたスライド位置指令から求められたスライド指令位置を用いることも可能である。

図１１の実施形態においては、図１０の実施形態と同じ構成要素には同じ参照番号が付されており、これらについては、図１０の実施形態と全く同じであるから、ここでは詳しく説明しない。

図１０及び図１１に示されている第５の実施形態及び第６の実施形態のプレス機械２１０、２１０´では、スライド１２の位置に基づいて、ボルスタ用支持台５２の位置の制御がなされている。しかしながら、第３の実施形態及び第４の実施形態のように、弾性要素３６の圧縮量に基づいてボルスタ用支持台５２の位置を制御してもよい。図１２及び図１３はこのように弾性要素３６の圧縮量に基づいてボルスタ用支持台５２の位置を制御する本発明による制御装置を備えたプレス機械の第７の実施形態及び第８の実施形態を示している。

図１２を参照すると、プレス機械３１０は、第５の実施形態と同様に、駆動軸線方向に往復動し且つ上型２２が取り付けられるスライド１２と、スライド１２と対向して配置され且つ下型が取り付けられるボルスタ１４と、スライド用サーボモータ１６ａとボールネジ機構１６ｂとから構成され且つスライド１２を駆動軸線方向に駆動するスライド駆動装置１６と、ボルスタ用サーボモータ５４ａとボールネジ機構５４ｂとから構成され且つ弾性要素３６を介してボルスタ１６を支持するボルスタ用支持台５２をスライド１２の駆動軸線と同じ方向に駆動するボルスタ駆動装置５４と、スライド駆動装置１６及びボルスタ駆動装置５４の作動を制御する制御装置３２０とを備える。これらの構造及び作用は第５の実施形態のプレス機械２１０のものと同じであるので、ここでは詳しく説明しない。

第７の実施形態のプレス機械３１０における制御装置３２０は、第５の実施形態のプレス機械２１０における制御装置２２０と同様に、スライド位置指令作成手段３８と、ボルスタ位置指令作成手段５８と、スライド１２の位置を検出するためのスライド位置検出手段４２と、ボルスタ用支持台５２の位置を検出するためのボルスタ位置検出手段５６とを備える。ただし、図１２の実施形態では、スライド位置検出手段４２として、スライド用サーボモータ１６ａに取り付けられたエンコーダ４２ａのみが示され、ボルスタ位置検出手段５６として、ボルスタ用サーボモータ５４ａに取り付けられたエンコーダ５６ａのみが示されている。これらスライド位置検出手段４２及びボルスタ位置検出手段５６は、スライド用サーボモータ１６ａによるスライド１２の位置のフィードバック制御及びボルスタ用サーボモータ５４ａによるボルスタ用支持台５２の位置のフィードバック制御のために使用されるものである。したがって、特にスライド用位置検出手段４２については、スライド１２を駆動するためにサーボモータを使用しない場合には、必ずしも設ける必要はない。

制御装置３２０は、弾性要素位置検出手段６２をさらに備えている点において、制御装置２２０と異なっている。弾性要素位置検出手段６２は、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部の位置を検出するために使用され、本実施形態ではリニアスケールによって構成されている。しかしながら、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部の位置を検出することができるのであれば、弾性要素位置検出手段４８として、リニアスケール以外の他の装置を用いることも可能である。

制御装置３２０では、弾性要素３６のばね定数ｋを用いて、弾性要素３６によって被成形材料Ｗに加えられるべき力ｆから、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部間の所望の距離ΔＬが制御装置２２０における所望距離Δｌに代えて定められる。詳細には、無負荷時の弾性要素３６の厚さからｆ／ｋを引いた値をΔＬとする。そして、ボルスタ位置指令作成手段５８は、弾性要素位置検出手段６２によって検出されたスライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部間の実際の距離がΔＬとなるように、弾性要素３６の両端部間の実際の距離とΔＬとの差分だけ、ボルスタ用支持台５２を移動させるようにボルスタ位置指令を作成する。

図１３に示されている第８の実施形態のプレス機械３１０´は、制御装置を除いて、図１２に示されている第７の実施形態におけるプレス機械３１０と同様の構成を有しており、第８の実施形態のプレス機械３１０´の制御装置３２０´は、データテーブル６４をさらに備えている点において第７の実施形態のプレス機械３１０の制御装置３２０と異なっている。データテーブル６４には、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部の間の距離とそのときの弾性要素３６の復元力（すなわち、弾性要素３６がボルスタ１４及び下型２４を介して被成形材料Ｗに作用させる力）との対応関係が定められている。したがって、ボルスタ位置指令作成手段５８は、弾性要素３６の圧縮量と復元力とが比例関係を有していなくても、データテーブル６４を用いて、弾性要素３６によって被成形材料Ｗに加えられるべき力ｆに対応するスライド駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部間の距離ΔＬを求め、弾性要素位置検出手段６２によって検出されたスライド駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部間の実際の距離がΔＬとなるようにボルスタ位置指令を作成することができる。詳細には、ボルスタ位置指令作成手段５８は、弾性要素３６の両端部間の実際の距離とΔＬとの差分だけボルスタ用支持台５２を移動させるように、ボルスタ位置指令を作成する。

図１０〜図１３に示されている第５〜８の実施形態のプレス機械２１０、２１０´、３１０、３１０´では、弾性要素３６は、ボルスタ用支持台５２とボルスタ１４との間に設けられているが、図１４に示されている第９の実施形態のプレス機械３１０″のように、ボルスタ１４と下型２４との間に設けられていてもよい。第９の実施形態のプレス機械３１０″は、弾性要素３６が設けられている位置を除いて、第８の実施形態のプレス機械３１０´と同様の構成を有しており、制御装置３２０´と同じ制御装置により、プレス機械を制御することができる。第５〜７の実施形態において、ボルスタ用支持台５２とボルスタ１４との間に弾性要素３６を設けることも可能であり、それぞれの場合でも、それぞれの実施形態における制御装置の構成を変えることなく、プレス機械の制御をすることが可能であることはもちろんである。

図１５及び図１６は、弾性要素がスライド駆動機構内に設けられているプレス機械に本発明の制御装置を適用した第１０の実施形態及び第１１の実施形態を示している。
図１５を参照すると、プレス機械４１０は、上下方向に延びる駆動軸線に沿って往復動するスライド１２と、スライド１２と対向して配置されるボルスタ１４と、スライド１２を駆動軸線方向に駆動するためのスライド駆動装置１６と、ボルスタ１６をスライド１２の駆動軸線と平行な方向に駆動するためのボルスタ駆動装置５４と、スライド駆動装置１６及びボルスタ駆動装置５４の作動を制御する制御装置４２０とを備える。スライド１２上には上型２２が取り付けられる一方、ボルスタ１４上には下型２４が取付けられ、被成形材料Ｗは下型２４の上に載置される。なお、説明の簡単化のために図１５の実施形態では、ダイクッション機構を省略しているが、プレス機械４１０にダイクッション機構を設け、ダイクッション機構上に被成形材料Ｗを載置するようにしてもよい。

スライド駆動装置１６は、スライド用サーボモータ１６ａと、ボールネジ機構１６ｂとから構成されており、ボールネジ機構１６ｂを介してスライド用サーボモータ１６ａの出力シャフトの回転を直線運動に変換し、スライド用支持台６６を昇降させることができるようになっている。スライド１２はスライド用支持台６６によって弾性要素３６を介して支持されている。弾性要素３６としては、例えば図２（ａ）〜（ｃ）に示されているように、平板を複数のばねで弾性支持したもの、流体圧ユニット、ゴムのような弾性体などが使用される。

ボルスタ駆動装置５４は、ボルスタ用サーボモータ５４ａと、ボールネジ機構５４ｂとから構成されており、ボールネジ機構５４ｂを介してボルスタ用サーボモータ５４ａの出力シャフトの回転を直線運動に変換し、ボルスタ用支持台５２を昇降させることができるようになっている。

第１０の実施形態のプレス機械４１０における制御装置４２０は、スライド用サーボモータ１６ａによって駆動されるスライド用支持台６６を所望の位置に配置させるようにスライド用サーボモータ１６ａに対するスライド位置指令を作成するスライド位置指令作成手段３８と、ボルスタ用サーボモータ５４ａによって駆動されるボルスタ用支持台５２及びそれに支持されるボルスタ１４を所望の位置に配置させるようにボルスタ用サーボモータ５４ａに対するボルスタ位置指令を作成するボルスタ位置指令作成手段５８と、スライド用支持台６６の位置（スライド用支持台位置）を検出するためのスライド位置検出手段６８と、ボルスタ１４の位置（ボルスタ位置）を検出するためのボルスタ位置検出手段７０とを備える。スライド位置作成手段３８は、スライド位置検出手段４２によって検出された実際のスライド用支持台位置のフィードバックを受けることにより、スライド用支持台位置のフィードバック制御を行い、ボルスタ位置指令作成手段５８は、ボルスタ位置検出手段７０によって検出された実際のボルスタ位置のフィードバックを受けることにより、ボルスタ位置のフィードバック制御を行う。スライド位置指令作成手段３８及びボルスタ位置指令作成手段５８は、それらの機能を実現できるプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭのようなメモリ、これらに記憶されているプログラム等によって構成される。

スライド位置検出手段６８としては、スライド用サーボモータ１６ａに取り付けられたエンコーダ６８ａやスライド１２の側方に設けられたリニアスケール６８ｂ等が使用され得る。また、ボルスタ位置検出手段５６としては、ボルスタ用サーボモータ５４ａに取り付けられたエンコーダ７０ａやボルスタ１４の側方に設けられたリニアスケール７０ｂ等が使用される。なお、スライド用支持台位置はスライド用支持台６６を代表する任意の点の位置を意味し、ボルスタ位置はボルスタ１４を代表する任意の点の位置を意味する。説明の便宜上、以下では、スライド用支持台位置は弾性要素３６が取り付けられるスライド用支持台６６の下面の位置を指し、ボルスタ位置は下型２４が取り付けられるボルスタ１４の上面の位置を指すものとする。しかしながら、例えば、ボルスタ位置として、ボルスタ１４の下面すなわちボルスタ用支持台５２の上面の位置を採用することも可能である。

スライド位置指令作成手段３８の動作は、第１の実施形態から第９の実施形態のものと同様であり、ここでは詳しく説明しない。一方、ボルスタ位置指令作成手段５８は、スライド位置検出手段６８によって検出されたスライド用支持台６６の実際の位置に基づいて、スライド用支持台６６とボルスタ１４との間の距離が所望の距離Δｌになるように（すなわち、スライド用支持台６６又はスライド１２とボルスタ１４との間に作用する力が所望の値ｆになるように）、ボルスタ位置指令を作成する。なお、Δｌは、弾性要素３６のばね定数ｋを用いて所望の力ｆから定められる。例えば、所望の力ｆがばね定数ｋを傾きとする一次関数で表される場合には、スライド１２の厚さ、上型２２の厚さ及び下型２４の厚さ、被成形材料Ｗの厚さ、弾性要素３６の厚さを合算した値からｆ／ｋを引いた値をΔｌとすればよい。

スライド用サーボモータ１６ａは、作成されたスライド位置指令に従って、フィードバック制御を受けつつスライド用支持台６６を移動させ、ボルスタ用サーボモータ５４ａは、作成されたボルスタ位置指令に従って、フィードバック制御を受けつつボルスタ用支持台５２及びボルスタ１４を移動させる。一方、スライド用支持台６６によって支持される弾性要素３６は、スライド１２を介して上型２２を支持しており、スライド１２の駆動軸線方向に圧縮されると、圧縮量に応じた力でスライド１２に取り付けられた上型２２をボルスタ１４に取り付けられた下型２４に押し付ける。したがって、スライド用支持台６６の位置に基づいてボルスタ１４の位置を変更することによりスライド用支持台６６とボルスタ１４との間の距離を所望の値に制御する結果、弾性要素３６はスライド１２の駆動軸線方向に所定量だけ圧縮された状態になって、弾性要素３６がスライド１２を介して上型２２に力を作用させ、上型２２と下型２４との間に被成形材料Ｗを挟む力（すなわち、プレス圧力）は所望の値に制御されることになる。

第１０の実施形態において、制御装置４２０が、スライド用支持台６６の位置から所望の距離だけ離れた位置にボルスタ１４が配置されるようにスライド用支持台６６の位置とボルスタ１４の指令位置又はボルスタ位置指令との対応関係を定めるデータテーブル７２をさらに備えていてもよい。この場合、ボルスタ位置指令作成手段５８は、弾性要素３６の圧縮量と復元力とが比例関係を有していなくても、データテーブル７２を用いて、スライド位置検出手段６８によって検出されたスライド用支持台６６の実際の位置から、スライド用支持台６６から所望の距離だけ離れた位置にボルスタ１４を配置させるためのボルスタ指令位置又はボルスタ位置指令を定めることができる。もちろん、スライド位置として、スライド位置検出手段６８によって検出されたスライド１２の実際の位置に代えて、スライド位置指令作成手段３８によって作成されたスライド位置指令から求められるスライド指令位置を用いることも可能である。

図１６を参照すると、プレス機械５１０は、第１０の実施形態と同様に、駆動軸線方向に往復動し且つ上型２２が取り付けられるスライド１２と、スライド１２と対向して配置され且つ下型が取り付けられるボルスタ１４と、スライド用サーボモータ１６ａとボールネジ機構１６ｂとから構成され且つ弾性要素３６を介してスライド１２を支持するスライド用支持台６６を駆動軸線方向に駆動するスライド駆動装置１６と、ボルスタ用サーボモータ５４ａとボールネジ機構５４ｂとから構成され且つボルスタ１６を支持するボルスタ用支持台５２をスライド１２の駆動軸線方向に駆動するボルスタ駆動装置５４と、スライド駆動装置１６及びボルスタ駆動装置５４の作動を制御する制御装置３２０とを備える。これらの構造及び作用は第１０の実施形態のプレス機械４１０のものと同じであるので、ここでは詳しく説明しない。

第１１の実施形態のプレス機械５１０における制御装置５２０は、第１０の実施形態における制御装置４２０と同様に、スライド位置指令作成手段３８と、ボルスタ位置指令作成手段５８と、スライド用支持台６６の位置を検出するためのスライド位置検出手段６８と、ボルスタ１４の位置を検出するためのボルスタ位置検出手段７０とを備える。スライド位置検出手段６８としては、スライド用サーボモータ１６ａに取り付けられたエンコーダ６８ａのみが示されている。このスライド位置検出手段６８は、スライド用サーボモータ１６ａによるスライド用支持台６６の位置のフィードバック制御のために使用されるものであり、スライド用支持台６６の駆動にサーボモータを用いない場合には、必ずしも設ける必要はない。ボルスタ位置検出手段７０としては、ボルスタ用サーボモータ１６ａに取り付けられたエンコーダ７０ａやボルスタ１４の側方に設けられたリニアスケール５６ｂ等が使用される。

制御装置５２０は、弾性要素位置検出手段７４をさらに備えている点において、第１０の実施形態の制御装置４２０と異なっている。弾性要素位置検出手段７４は、スライド駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部の位置を検出するために使用され、本実施形態ではリニアスケールによって構成されている。しかしながら、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部の位置を検出することができるのであれば、弾性要素位置検出手段７４として、リニアスケール以外の他の装置を用いることも可能である。

また、制御装置５２０では、弾性要素３６のばね定数を用いて、弾性要素３６によって被成形材料Ｗに加えられるべき力ｆから、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部間の所望の距離ΔＬが制御装置４２０における所望距離Δｌに代えて定められる。詳細には、無負荷時の弾性要素３６の厚さからｆ／ｋを引いた値をΔＬとする。そして、ボルスタ位置指令作成手段５８は、弾性要素位置検出手段７４によって検出されたスライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部間の実際の距離がΔＬとなるように、弾性要素３６の両端部間の実際の距離とΔＬとの差分だけ、ボルスタ１４すなわちボルスタ用支持台５２を移動させるようにボルスタ位置指令を作成する。

制御装置５２０は、スライド１２の駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部の間の距離とそのときの弾性要素３６の復元力（すなわち、弾性要素３６がボルスタ１４及び下型２４を介して被成形材料Ｗに作用させる力）との対応関係を定めるデータテーブル７６をさらに備えることも可能である。この場合、ボルスタ位置指令作成手段５８は、弾性要素３６の圧縮量と復元力とが比例関係を有していなくても、データテーブル７６を用いて、弾性要素３６によって被成形材料Ｗに加えられるべき力ｆに対応するスライド駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部間の距離ΔＬを求め、弾性要素位置検出手段７４によって検出されたスライド駆動軸線方向における弾性要素３６の両端部間の実際の距離がΔＬとなるようにボルスタ位置指令を作成することができる。詳細には、ボルスタ位置指令作成手段５８は、弾性要素３６の両端部間の実際の距離とΔＬとの差分だけボルスタ用支持台５２を移動させるように、ボルスタ位置指令を作成する。

図１５及び図１６に示されている第１０の実施形態及び第１１の実施形態のプレス機械４１０、５１０では、弾性要素３６は、スライド用支持台６６とスライド１２との間に設けられているが、図１７に示されている第１３の実施形態のプレス機械５１０´のように、スライド１２と上型２２との間に設けられていてもよい。第１１の実施形態のプレス機械５１０´は、弾性要素３６が設けられている位置を除いて、第１１の実施形態のプレス機械５１０と同様の構成を有しており、制御装置５２０と同じ制御装置により、プレス機械５１０´を制御することができる。第１０の実施形態において、スライド用支持台６６とスライド１２との間に弾性要素３６を設けることも可能であり、その場合でも、その実施形態における制御装置４２０の構成を変えることなく、プレス機械４１０の制御をすることが可能であることはもちろんである。

ダイクッションの駆動機構内に弾性要素が設けられ、本発明の制御装置を備えたプレス機械の第１の実施形態の概略図である。 弾性要素のいくつかの例を示す線図である。 図１のプレス機械の動作を示す説明図である。 図１のプレス機械の制御装置における第１の制御方法を示すフローチャートである。 図１のプレス機械の制御装置における第２の制御方法を示すフローチャートである。 図１のプレス機械によるプレス加工の際のスライドとクッションパッドとの相対位置の変化を示すグラフである。 ダイクッションの駆動機構内に弾性要素が設けられた、本発明の制御装置を備えるプレス機械の第２の実施形態の概略図である。 ダイクッションの駆動機構内に弾性要素が設けられた、本発明の制御装置を備えるプレス機械の第３の実施形態の概略図である。 ダイクッションの駆動機構内に弾性要素が設けられた、本発明の制御装置を備えるプレス機械の第４の実施形態の概略図である。 ボルスタの駆動機構内に弾性要素が設けられた、本発明の制御装置を備えるプレス機械の第５の実施形態の概略図である。 ボルスタの駆動機構内に弾性要素が設けられた、本発明の制御装置を備えるプレス機械の第６の実施形態の概略図である。 ボルスタの駆動機構内に弾性要素が設けられた、本発明の制御装置を備えるプレス機械の第７の実施形態の概略図である。 ボルスタの駆動機構内に弾性要素が設けられた、本発明の制御装置を備えるプレス機械の第８の実施形態の概略図である。 ボルスタと下型との間に弾性要素が設けられた、本発明の制御装置を備えるプレス機械の第９の実施形態の概略図である。 スライドの駆動機構内に弾性要素が設けられた、本発明の制御装置を備えるプレス機械の第１０の実施形態の概略図である。 スライドの駆動機構内に弾性要素が設けられた、本発明の制御装置を備えるプレス機械の第１１の実施形態の概略図である。 スライドと上型との間に弾性要素が設けられた、本発明の制御装置を備えるプレス機械の第１２の実施形態の概略図である。

符号の説明

１０ プレス機械
１２ スライド
１４ ボルスタ
１６ａ スライド用サーボモータ
２２ 上型
２４ 下型
３０ クッションパッド
３２ａ クッションパッド用サーボモータ
３６ 弾性要素
３８ スライド位置指令作成手段
４０ クッションパッド位置指令作成手段
４２ スライド位置検出手段
４４ クッションパッド位置検出手段
４６ データテーブル
４８ 弾性要素位置検出手段
５０ データテーブル
５２ ボルスタ用支持台
５４ａ ボルスタ用サーボモータ
５６ ボルスタ位置検出手段
５８ ボルスタ位置指令作成手段
６０ データテーブル
６２ 弾性要素位置検出手段
６４ データテーブル
６６ スライド用支持台
６８ スライド位置検出手段
７０ ボルスタ位置検出手段
７２ データテーブル
７４ 弾性要素位置検出手段
７６ データテーブル

Claims (23)

1. 上型を取り付けられ駆動軸線方向に往復動するスライドと、該スライドと対向して配置され下型を取り付けられるボルスタと、クッションパッド用サーボモータによって前記駆動軸線方向に駆動されるクッションパッドとを備え、該クッションパッド上に弾性要素を介して被成形材料を支持し、上型に被成形材料を押し付けつつ前記上型と前記下型との間で被成形材料をプレス加工するプレス機械を制御するための制御装置において、
   前記クッションパッドの位置を変更することにより、前記駆動軸線方向における前記弾性要素の圧縮量を制御することを特徴とするプレス機械の制御装置。
2. 前記スライドの位置から所望の距離だけ離れた位置に前記クッションパッドが配置されるように前記クッションパッド用サーボモータに対するクッションパッド位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する、請求項１に記載のプレス機械の制御装置。
3. 前記制御装置は、前記スライドの位置を検出するスライド位置検出部を備え、前記スライド位置検出部によって検出された前記スライドの位置に基づいて前記クッションパッド用サーボモータに対するクッションパッド位置指令を作成する、請求項２に記載のプレス機械の制御装置。
4. 前記スライドはスライド用サーボモータによって駆動されており、前記制御装置が、前記スライドが所望の位置に配置されるように前記スライド用サーボモータに対するスライド位置指令を作成するスライド位置指令作成部をさらに備え、前記スライド位置作成部によって作成されたスライド位置指令に基づいて前記スライドの位置が求められる、請求項２に記載のプレス機械の制御装置。
5. 前記弾性要素の復元力がその変形量についてばね定数を傾きとした一次関数によって表され、前記所望の距離は、前記クッションパッドと前記スライドとの間で作用させるべき所望の力と前記弾性要素のばね定数とから求められる、請求項２に記載のプレス機械の制御装置。
6. 前記制御装置は、前記スライドの位置から所望の距離だけ離れた位置に前記クッションパッドが配置されるように前記スライドの位置と前記クッションパッド位置指令との対応関係を定めるデータテーブルを備えており、前記データテーブルに基づいて、前記スライドの位置から前記クッションパッド用サーボモータに対するクッションパッド位置指令を作成する、請求項２に記載のプレス機械の制御装置。
7. 前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の間の距離が所望の値となるように前記クッションパッド用サーボモータに対するクッションパッド位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する、請求項１に記載のプレス機械の制御装置。
8. 前記制御装置は、前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の位置を検出するための弾性要素位置検出部を備える、請求項７に記載のプレス機械の制御装置。
9. 前記弾性要素の復元力がその変形量についてばね定数を傾きとした一次関数によって表され、前記所望の値は、前記クッションパッドと前記スライドとの間に作用させるべき所望の力と前記弾性要素のばね定数とから求められる、請求項７に記載のプレス機械の制御装置。
10. 前記制御装置は、前記クッションパッドと前記スライドとの間で作用する力と前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の間の距離との対応関係を定めるデータテーブルを備える、請求項７に記載のプレス機械の制御装置。
11. 駆動軸線方向に往復動するスライドと、該スライドと対向して配置され前記駆動軸線方向に駆動されるボルスタ用支持台によって支持されるボルスタとを備え、前記スライドによって支持された上型と前記ボルスタによって支持された下型との間で被成形材料をプレス加工するプレス機械を制御するための制御装置において、
    前記ボルスタ用支持台と前記ボルスタとの間又は前記ボルスタと前記下型との間に弾性要素が配置されており、前記ボルスタ用支持台がボルスタ用サーボモータによって前記駆動軸線方向に駆動され、前記駆動軸線方向における前記弾性要素の圧縮量を制御することを特徴とするプレス機械の制御装置。
12. 前記スライドの位置から所望の距離だけ離れた位置に前記ボルスタ又は前記ボルスタ用支持台が配置されるように前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する、請求項１１に記載のプレス機械の制御装置。
13. 前記制御装置は、前記スライドの位置を検出するスライド位置検出部を備え、前記スライド位置検出部によって検出された前記スライドの位置に基づいて前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成する、請求項１２に記載のプレス機械の制御装置。
14. 前記スライドはスライド用サーボモータによって駆動されており、前記制御装置が、前記スライドが所望される位置に配置されるように前記スライド用サーボモータに対するスライド位置指令を作成するスライド位置指令作成部をさらに備え、前記スライド位置作成部によって作成されたスライド位置指令に基づいて前記スライドの位置が求められる、請求項１２に記載のプレス機械の制御装置。
15. 前記弾性要素の復元力がその変形量についてばね定数を傾きとした一次関数によって表され、前記所望の距離は、前記スライドと前記ボルスタとの間に作用させるべき所望の力と前記弾性要素のばね定数とから求められる、請求項１２に記載のプレス機械の制御装置。
16. 前記制御装置は、前記スライドの位置から所望の距離だけ離れた位置に前記ボルスタ又は前記ボルスタ用支持台が配置されるように前記スライドの位置と前記ボルスタ位置指令との対応関係を定めるデータテーブルを備えており、前記データテーブルに基づいて、前記スライドの位置から前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成する、請求項１２に記載のプレス機械の制御装置。
17. 前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の間の距離が所望の値となるように前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する、請求項１１に記載のプレス機械の制御装置。
18. 前記制御装置は、前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の位置を検出するための弾性要素位置検出部を備える、請求項１７に記載のプレス機械の制御装置。
19. 前記弾性要素の復元力がその変形量についてばね定数を傾きとした一次関数によって表され、前記所望の値は、前記ボルスタ又は前記ボルスタ用支持台と前記スライドとの間で作用させるべき所望の力と前記弾性要素のばね定数とから求められる、請求項１７に記載のプレス機械の制御装置。
20. 前記制御装置は、前記ボルスタ又は前記ボルスタ用前記支持台と前記スライドとの間で作用する力と前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の間の距離との対応関係を定めるデータテーブルを備える、請求項１７に記載のプレス機械の制御装置。
21. 駆動軸線方向に往復動するスライド用支持台によって駆動されるスライドと、該スライドと対向して配置され前記駆動軸線方向に駆動されるボルスタ用支持台によって支持されるボルスタとを備え、前記スライドによって支持された上型と前記ボルスタによって支持された下型との間で被成形材料をプレス加工するプレス機械を制御するための制御装置において、
    前記スライド用支持台と前記スライドとの間又は前記スライドと前記上型との間に弾性要素が配置されており、前記ボルスタ用支持台がボルスタ用サーボモータによって前記駆動軸線方向に駆動され、前記駆動軸線方向における前記弾性要素の圧縮量を制御することを特徴とするプレス機械の制御装置。
22. 前記スライド支持台の位置から所望の距離だけ離れた位置に前記ボルスタ又は前記ボルスタ支持台が配置されるように前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する、請求項２１に記載のプレス機械の制御装置。
23. 前記駆動軸線方向における前記弾性要素の両端部の間の距離が所望の値になるように前記ボルスタ用サーボモータに対するボルスタ位置指令を作成することにより、前記弾性要素の圧縮量を制御する、請求項２１に記載のプレス機械の制御装置。

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