JP2009178718A - 機差模擬プレス - Google Patents

Abstract

【課題】量産用プレス等を模擬対象プレスとして、この模擬対象プレスとの機差を低減または無くすことができるように調整可能なプレス機械を提供する。
【解決手段】被加工物をプレスするための金型が取り付けられる金型保持部材２５，３ｂと、該金型保持部材の外周部を支持する支持部材３４，３ａと、を備える機差模擬プレス１０であって、プレス加工時において、金型保持部材２５，３ｂおける支持部材３４，３ａに支持されない部分に荷重を作用させることで金型保持部材２５，３ｂのたわみを調整する荷重付与手段９を備える
【選択図】図１

Description

本発明は、模擬対象プレスとの機差を模擬できる機差模擬プレスに関する。

自動車ボデー等の量産に用いる大型プレス金型（以下、金型という）は、自動車の価値を決定するため非常に重要である。このため金型は、車体デザインをパネル加工面に正確に転写するため、金型加工面（プレス面）はＣＡＤ，ＣＡＭシステムによりパネル板厚分をオフセットして完全に一致するように製作されている。
しかし、プレス加工時の成形圧により、金型（下金型と上金型）およびプレス装置（ボルスターとスライド）が変形し、下型と上型のプレス面は完全には一致しなくなる。そのため、プレス加工時において、プレス面が正確に一致するように金型製作の最終工程において、熟練技能者による「型合わせ作業」の繰り返しが必要となる。

型合わせ工程は、金型メーカにおいて試作用プレスを用いて行う工程（メーカでの型合わせ）と、金型ユーザ（自動車メーカ等）の量産用プレスを用いて行う工程（ユーザでの型合わせ）とがある。型合わせ工程の作業時間は両者合わせて、金型生産時間の１／２〜２／５に相当し、型合わせ工程の削減が生産性向上のため強く要望されている。

なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献１が既に開示されている。特許文献１は、ベッドと金型支持板との間に弾性変形する部材を複数設けて、金型形状を調整するものである。

特開２００５−１６９４０８号公報 「プレス加工用金型台およびプレス機械」

上述した金型の型合わせ工程において、ユーザでの型合わせは、通常１００〜２００時間であり、型合わせ工程全体の１／３以上に達している。ユーザでの型合わせは、その作業工費に加えて、その間のプレスラインの停止ロスがある。そのため、ユーザでの型合わせ工程は、金型ユーザ（自動車メーカ等）にとっても工程時間の短縮が強く要望されている。

あらかじめ金型メーカにおいて完全に型合わせが完了しているにもかかわらず、ユーザでの型合わせにも長時間を必要とするのは、金型メーカにおいて使用する試作用プレスと金型ユーザにおいて使用する量産用プレスとの間に差（プレス間の機差）があるためである。

そこで、本発明の目的は、量産用プレス等を模擬対象プレスとして、この模擬対象プレスとの機差を低減または無くすことができるように調整可能な機差模擬プレスを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によると、被加工物をプレスするための金型が取り付けられる金型保持部材と、該金型保持部材の外周部を支持する支持部材と、を備える機差模擬プレスであって、
プレス加工時において、前記金型保持部材における前記支持部材に支持されない部分に荷重を作用させることで前記金型保持部材のたわみを調整する荷重付与手段を備える、ことを特徴とする機差模擬プレスが提供される。
本発明の好ましい実施形態によると、前記荷重付与手段は、前記金型保持部材に荷重を作用させるたわみ調整シリンダ装置であり、さらに、たわみ調整シリンダ装置が前記金型保持部材に作用させる荷重を調整するたわみ調整装置と、を備える。
本発明の好ましい実施形態によると、前記金型保持部材は、ボルスタとスライドプレートの少なくともいずれかである。

上記構成では、荷重付与手段により、プレス加工時における前記金型保持部材のたわみを調整できる。このたわみ調整により、前記金型保持部材のたわみ分布を模擬対象プレスの金型保持部材のたわみ分布に一致させ、または、近似させることができる。
よって、前記金型保持部材のたわみ分布に関する機差を低減または無くすことができる。

本発明の好ましい実施形態によると、上記機差模擬プレスは、目標たわみ量に基づいて、プレス加工時における前記金型保持部材のたわみが目標たわみ量になるような前記荷重の値を算出する荷重演算装置を備え、
前記たわみ調整装置は、たわみ調整シリンダ装置が前記金型保持部材に作用させる荷重が前記算出された値になるように前記たわみ調整シリンダ装置を調整する。
これにより、目標たわみ量を入力するだけで、自動的に金型保持部材のたわみを目標たわみ量に調整できる。

本発明の好ましい実施形態によると、前記金型は、被加工物を上下方向に挟んでプレス加工する上金型と下金型であり、上記機差模擬プレスは、
該上金型が下面に取り付けられ昇降運動させられるスライドと、
該スライドを昇降させプレス成型力を発生させるスライド駆動機構と、
そのストローク位置の変化によりスライドの傾きを変化させるように前記スライドに荷重を作用させる傾き調整シリンダ装置と、
該傾き調整シリンダ装置のストローク位置を調整する傾き調整装置と、備える。

上記構成では、傾き調整シリンダ装置および傾き調整装置により、スライドの傾きを調整できる。従って、スライドの傾きに関する機差をも低減または無くすことができる。

本発明の好ましい実施形態によると、前記金型は、被加工物を上下方向に挟んでプレス加工する上金型と下金型であり、上記機差模擬プレスは、
該上金型が下面に取り付けられ昇降運動させられるスライドと、
プレス加工時に上金型との間に被加工物を挟んだ状態で下降する可動部を有するダイクッション装置と、
前記可動部の動作を制御するクッション制御装置と、を備え、
前記クッション制御装置は、所定の目標クッション特性を与えるための可動部作動パターンを記憶した記憶部を有し、
前記クッション制御装置は、前記可動部作動パターンに従って前記可動部の動作を制御する。

上記構成では、クッション制御装置は、目標クッション特性を与えるための前記可動部作動パターンに従って前記可動部の動作を制御する。これにより、模擬対象プレスの目標クッション特性を模擬することができ、ダイクッションの特性に関する機差をも低減または無くすことができる。

本発明の好ましい実施形態によると、上記機差模擬プレスは、前記金型保持部材と金型との間に、面圧分布調整板を備える。
好ましくは、前記面圧分布調整板は、複数の凸平面を有し、各凸平面の高さはそれぞれ独立に設定されている。

上記構成では、面圧分布調整板により、前記金型保持部材と金型との間における接触圧分布を調整できる。
従って、この接触圧分布に関する機差をも低減または無くすことができる。

本発明の好ましい実施形態によると、（１）金型保持部材のたわみ分布に関する機差、（２）スライドの傾きに関する機差、（３）ダイクッションの特性に関する機差、および（４）金型保持部材と金型との接触圧分布に関する機差のすべてを低減または無くすことができる。これにより、模擬対象プレスと本発明の機差模擬プレスとの間における上金型と下金型によるプレス面の差を相乗的に低減または無くすことができる。

上述した本発明によると、量産用プレス等を模擬対象プレスとして、この模擬対象プレスとの機差を低減または無くすことができる。

本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

［機差模擬プレスの全体構成］
図１は、本発明の第１実施形態による機差模擬プレスの構成図である。機差模擬プレス１０は、スライド３、スライド駆動機構５、カウンタバランスシリンダ７、たわみ調整シリンダ装置９、たわみ調整装置１１、傾き調整シリンダ装置１３、傾き調整装置１５、ダイクッション装置１７、クッション制御装置１９、面圧分布調整板２３Ａ，２３Ｂを備える。

スライド３は、上金型（図示せず）が下面に固定され昇降運動させられる。図１の例では、スライド３は、スライド本体３ａと、このスライド本体３ａの下面に固定されたスライドプレート３ｂとを有する。スライド本体３ｂは、スライドプレート３ｂの支持部材であり、スライドプレート３ｂの外周部を支持する。上金型は、後述のボルスタ２５の上面に固定される下金型（図示せず）との間で被加工物を挟んでプレス加工を行う。

スライド駆動機構５は、１つまたは複数のサーボモータ（図示せず）と、上部のクラウン２７内に設けられ上記サーボモータにより回転駆動させられる駆動ギア５ａと、駆動ギア５ａとスライド３とを連結し駆動ギア５ａの回転運動をスライド３の昇降運動に変換する変換機構５ｂ（図１の例では、リンク）とを有する。

カウンタバランスシリンダ７は、スライド３および上金型の重量とバランスする上向き力をスライド３に付加し、その上下動を容易にするようになっている。

たわみ調整シリンダ装置９は、プレス加工時において、金型保持部材（図１の例では、ボルスタ２５とスライドプレート３ｂ）に荷重を作用させる。
ボルスタ２５は支持部材（図１の例では、後述のキャリア３４）によりその外周部が支持されており、たわみ調整シリンダ装置９は、支持部材２５により支持されていないボルスタ部分に上向き荷重を作用させる下剛性調整シリンダ９aを含む。図１の例では、上剛性調整シリンダ９ｂはボルスタ２５の中央部に上向き荷重を作用させる。
スライドプレート３ｂは支持部材（図１の例では、スライド本体３a）によりその外周部が支持されており、たわみ調整シリンダ装置９は、支持部材３aにより支持されていないスライドプレート部分に下向き荷重を作用させる上剛性調整シリンダ９ｂを含む。図１の例では、上剛性調整シリンダ９ｂはスライドプレート３ｂの中央部に下向き荷重を作用させる。
なお、下剛性調整シリンダ９ａと上剛性調整シリンダ９ｂのうち一方のみを設けるようにしてもよい。

たわみ調整装置１１は、プレス加工時にたわみ調整シリンダ装置９が上記金型保持部材に作用させる荷重を調整するものであって、上剛性調整シリンダ９ｂ用のたわみ調整装置１１と下剛性調整シリンダ用のたわみ調整装置１１とを別個に設けることができる。たわみ調整装置１１の構成については後述する。

傾き調整シリンダ装置１３は、スライド駆動機構５とスライド３を連結し、これにより、傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置変化によりスライド駆動機構５とスライド３との相対位置が変化する。即ち、スライド駆動機構５とスライド３とは傾き調整シリンダ装置１３を介して連結されている。従って、傾き調整シリンダ装置１３のストローク量（即ち、ストローク位置）を調整することで、水平方向に対するスライド３の傾きが調整可能になっている。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図であるが、スライド３の付近のみ示している。図１、図２の例では、４つの傾き調整シリンダ装置１３が設けられており、これら各傾き調整シリンダ装置１３は、その一端部がそれぞれスライド３の外周部付近に固定され、その他端部がスライド駆動機構５のリンク５ｂにピンにより回転可能に連結されている。

傾き調整装置１５は、傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置を調整するものである。傾き調整装置１５は、傾き調整シリンダ装置１３の圧力を制御して間接的に傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置を調整し、または、傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置を直接制御する。傾き調整装置１５は、各傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置調整を、他の傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置調整とは独立して行える。

ダイクッション装置１７は、図１の例では、油圧シリンダ装置であり、プレス加工時に、上向き推力が付与されながら、上金型との間に被加工物を挟んだ状態で下降して上金型に対し上向き荷重を作用させる可動部１７ａ（図１では、ピストン）と、可動部１７ａの上端部により上方向に押されるクッションパッド１７ｂと、クッションパッド１７ｂに支持されるピンプレート１７ｃと、ピンプレート１７ｃに支持されるクッションピン１７ｄと、を備える。

クッション制御装置１９は、目標クッション特性を与えるようにダイクッション装置１７を制御する。クッション制御装置１９の構成については後述する。

面圧分布調整板２３Ａ，２３Ｂは、ボルスタ２５及びスライド３（図１の例では、スライドプレート３ｂ）と図示しない金型の支持面との間に設けられる。これにより、金型間の接触圧力分布の機差を低減またはなくす。
面圧分布調整板２３Ａ，２３Ｂは、金型との接触面に複数の凸平面２９を有する。また、各凸平面２９は、ＦＥＭにより求めたシム調整厚をそれぞれ有し、各凸平面２９の高さが、それぞれ独立に接触圧力分布の機差を低減するように設定されている。
なお、面圧分布調整板２３Ａ，２３Ｂは、それぞれ一体であるのが好ましいが、各凸平面２９ごとに分離でき、それぞれが独立した厚さを有するシム板であってもよい。
面圧分布調整板２３Ａ，２３Ｂによる圧力調整方法については後述する。

機差模擬プレス１０のフレームは、プレス加工時にスライド３から上向き荷重を受ける上荷重支持部材２７（図１の例では、クラウン）と、プレス加工時にボルスタ２５から下向き荷重を受ける下荷重支持部材３１（図１の例では、ベッド）とを複数の連結部材３３（図１の例では、複数のタイロッド）で連結したものである。なお、上荷重支持部材２７と下荷重支持部材３１との間にアプライト３５を挟持した状態で上荷重支持部材と下荷重支持部材が連結部材３３により連結されている。ベッド３１はキャリア３４を支持している。上述のように、キャリア３４は、ボルスタ３５の支持部材であり、ボルスタ３５の外周部を支持している。

[たわみ調整方法]
（第１実施例）
図３は、本発明の機差模擬プレス１０の第１実施例による剛性調整方法を示す全体フロー図である。この図において、本発明の方法は、Ｓ１〜Ｓ８の各ステップからなる。
ステップＳ１では、模擬対象プレスの歪計測から歪データを取得する。模擬対象プレスは、例えば金型ユーザの量産用プレスである。また歪計測は、金型保持部材（ボルスタ２５とスライドプレート３ｂ）のプレス時の歪を計測する。
ステップＳ２では、得られた歪データから模擬対象プレスのたわみ分布を推定計算する。この計算は、ＦＥＭ計算または理論計算による。得られたたわみ分布を「目標たわみ分布」とする。
ステップＳ３では、本発明の機差模擬プレス１０のたわみ計算をする。この計算は、等分布荷重としてＦＥＭによる。
ステップＳ４では、上述したたわみ調整シリンダ装置９の荷重設定をする。即ち、プレス加工時におけるボルスタ２５またはスライドプレート３ｂのたわみ分布が目標たわみ分布となるように、または、目標たわみ分布と近似するように、たわみ調整シリンダ装置９がプレス加工時にボルスタ２５またはスライドプレート３ｂの中央部に作用させる荷重を設定する。
ステップＳ５では、たわみ調整シリンダ装置９の設定荷重でのたわみ計算をＦＥＭで行う。
ステップＳ６では、たわみ計算で得られたたわみ分布が目標どおりであることを確認する。
ステップＳ７では、金型を含むたわみ計算をＦＥＭで行う。
ステップＳ８では、金型の影響は小さいことを確認する。
ステップＳ６，Ｓ８で問題がなければ本発明によるたわみ調整（剛性調整）を終了する。問題がある場合には、ステップＳ３〜Ｓ７を繰り返す。

（第２実施例）
第２実施例では、目標たわみ量Ｗｔを次式（１）により計算する。Ｗｔは、機差模擬プレス１０におけるプレス加工時での金型保持部材の目標たわみ量である。好ましくは、Ｗｔは模擬対象プレスにおける金型保持部材の中央の変位量である。
Ｗｔ＝Ｐｔ／Ｋｔ ・・・（１）

この式（１）においてＰｔは、模擬対象プレスでプレス加工を行った場合にプレス加工時に金型に作用するプレス荷重であり、金型毎に異なる。なお、このプレス荷重は、プレス加工時に金型に作用する総プレス荷重であってよい。

また、式（１）において、Ｋｔは、模擬対象プレスでのプレス加工時における、たわみＷと金型に作用するプレス荷重Ｐとの関係を示す剛性であり、次式（２）で表される。
Ｋｔ＝Ｐ／Ｗ ・・・（２）
Ｐは、模擬対象プレスにおけるプレス加工時に、金型に作用するプレス荷重であり、Ｐｔと同義である。
Ｗは、模擬対象プレスにおけるプレス加工時での金型保持部材のたわみ量であり、上記ステップＳ２の演算と同様の計算で求めてよい。また、Ｗは模擬対象プレスにおける金型保持部材の中央の変位量であってよい。

第２実施例をフローチャートで示すと例えば図４のようになる。以下、図４を参照しつつ説明する。

・ステップＳＴ２〜ＳＴ５
Ｐｔを金型毎に、Ｋｔを模擬対象プレス毎に予め求めておく（ステップＳＴ２〜ＳＴ５）。一例として、模擬対象プレスＡと模擬対象プレスＢがあり、金型ａまたは金型ｂを用いる模擬対象プレスＡを模擬し、金型ｂまたは金型ｃを用いる模擬対象プレスＢを模擬する場合について説明する。
金型ａまたは金型ｂを用いた模擬対象プレスＡを機差模擬プレス１０で模擬する場合、および、金型ｃまたは金型ｄを用いた模擬対象プレスＢを機差模擬プレス１０で模擬する場合に備えて、Ｐｔ_ａ、Ｐｔ_ｂ、Ｋｔ_Ａ、Ｐｔ_ｃ、Ｐｔ_ｄ、Ｋｔ_Ｂを予め求めておく。Ｐｔ_ａは、金型ａを用いた模擬対象プレスＡにおけるプレス加工時に、金型ａに作用するプレス荷重であり、Ｐｔ_ｂは、金型ｂを用いた模擬対象プレスＡにおけるプレス加工時に、金型ｂに作用するプレス荷重であり、Ｐｔ_ｃは、金型ｃを用いた模擬対象プレスＢにおけるプレス加工時に、金型ｃに作用するプレス荷重であり、Ｐｔ_ｄは、金型ｄを用いた模擬対象プレスＢにおけるプレス加工時に、金型ｄに作用するプレス荷重である。また、Ｋｔ_Ａは、模擬対象プレスＡにおけるプレス加工時での金型保持部材のたわみ量であり、金型によって変化しない模擬対象プレスＡに固有の値である。Ｋｔ_Ｂは、模擬対象プレスＢにおけるプレス加工時での金型保持部材のたわみ量であり、金型によって変化しない模擬対象プレスＢに固有の値である。
Ｐｔ_ａ、Ｋｔ_Ａは、次のように求める。金型ａを用いた模擬対象プレスＡでプレスを行い、このプレス加工時におけるＰｔ_ａと金型保持部材のたわみ量Ｗａを求める。Ｐｔ_ａは、例えば金型ａの裏面などに貼り付けた歪みゲージにより得られた歪みデータから求め（ＳＴ２、ＳＴ３）、金型保持部材のたわみ量Ｗａは、第１実施例の上記ステップＳ２と同じ方法で求めてよい（ＳＴ２、ＳＴ３）。次に、上式（２）を用いて、Ｋｔ_ＡをＫｔ_Ａ＝Ｐｔ_ａ／Ｗａとして求める（ＳＴ４）。Ｐｔ_ｂについては、Ｐｔ_ａの場合と同様に、金型ｂを用いた模擬対象プレスＡでプレスを行い、このプレス加工時におけるＰｔ_ｂを求める。Ｐｔ_ｃ、Ｐｔ_ｄ、Ｋｔ_Ｂも同様にして求める。
このようにステップＳＴ２〜ＳＴ５を繰り返し、求めたＰｔ_ａ、Ｐｔ_ｂ、Ｋｔ_Ａ、Ｐｔ_ｃ、Ｐｔ_ｄ、Ｋｔ_Ｂを所定の記憶装置に記憶しておく（ＳＴ５）。

・ステップＳＴ６
金型ａを用いた模擬対象プレスＡを機差模擬プレスで１０模擬する場合には、上式（１）を用いて、Ｗｔ_ＡをＷｔ＝Ｐｔ_ａ／Ｋｔ_Ａとして求める（ＳＴ６）。金型ｂを用いた模擬対象プレスＡを機差模擬プレス１０で模擬する場合には、上式（１）を用いて、ＷｔをＷｔ＝Ｐｔ_ｂ／Ｋｔ_Ａとして求める（ＳＴ６）。金型ｃまたは金型ｄを用いた模擬対象プレスＢを機差模擬プレス１０で模擬する場合も同様である。なお、各模擬対象プレスで使用する金型の数が上記の例から増減する場合や、模擬対象プレスの数が上記の例から増減する場合も、上述と同様である。

以上のように、ステップＳＴ１において、模擬対象プレスの模擬に必要なデータが既知でない場合には、各模擬対象プレスにおいて、使用する金型毎にステップＳＴ２〜ステップＳＴ５を行って必要なデータを得る。上述の例では、Ｐｔ_ａ、Ｐｔ_ｂ、Ｋｔ_Ａ、Ｐｔ_ｃ、Ｐｔ_ｄ、Ｋｔ_Ｂを得る。
このように必要なデータを得たら、ステップＳＴ６にて、上式（１）を用いて目標たわみ量Ｗｔを計算する。上記の例では、金型ａを用いた模擬対象プレスＡを模擬する場合には、上式（１）において、ＰｔにＰｔ_ａを代入し、ＫｔにＫｔ_Ａを代入して、Ｗｔ＝Ｐｔ_ａ／Ｋｔ_Ａを求め、金型ｂを用いた模擬対象プレスＡを模擬する場合には、上式（１）において、ＰｔにＰｔ_ｂを代入し、ＫｔにＫｔ_Ａを代入して、Ｗｔ＝Ｐｔ_ｂ／Ｋｔ_Ａを求める。模擬対象プレスＢの場合も同様である。その後は、第１実施例と同様に第１実施例のステップＳ３、Ｓ５〜Ｓ８を行う。

第２実施例の演算を行う目標たわみ演算装置について説明する。第２実施例では、上述のように、各金型毎に当該金型に作用するプレス荷重Ｐｔ（上記の例では、模擬対象プレスＡについてはＰｔ_ａ、Ｐｔ_ｂ、模擬対象プレスＢについてはＰｔ_ｃ、Ｐｔ_ｄ）を求め、各模擬対象プレス毎に剛性Ｋｔ（上記の例では、Ｋｔ_Ａ、Ｋｔ_Ｂ）を求め、これらのデータを上記の記憶装置に記憶しておく。目標たわみ演算装置は、このように記憶装置に記憶された各金型毎のプレス荷重Ｐｔ、および、各模擬対象プレス毎の剛性Ｋｔに基づいて、上述のように上式（１）を用いて目標たわみ量Ｗｔを計算して、後述の荷重演算装置に出力する。なお、目標たわみ演算装置は、模擬対象プレスおよび対象とする金型を指定するための操作部を有し、オペレータがこの操作部を操作して、模擬対象プレス（例えば、模擬対象プレスＡ）および対象とする金型（例えば、金型ａ）が指定されると、これを模擬するための目標たわみ量Ｗｔ（この場合、Ｗｔ＝Ｐｔ_ａ／Ｋｔ_Ａ）を計算する。

［荷重演算装置］
機差模擬プレス１０は、上述したたわみ調整方法の第１実施例または第２実施例で求めた目標たわみ量に基づいて、プレス加工時における金型保持部材のたわみが目標たわみ量になるような上記ステップＳ４の上記設定荷重の値を算出する荷重演算装置を備える。
この荷重演算装置は、上記ステップＳ２またはＳＴ６の演算により得られたたわみ分布・目標たわみ量（好ましくは、金型保持部材の中央の変位量）と、機差模擬プレス１０のたわみ特性とに基づいて、上記ステップＳ４における上記設定荷重の値を演算する装置であってよい。このたわみ特性は、プレス加工時にたわみ調整シリンダ装置９が金型保持部材（好ましくは、その中央部）に作用させる荷重と、プレス加工時における金型保持部材のたわみ量（好ましくは、その中央部の鉛直下方の変位量）との関係であり、予め設定されている。この場合、この荷重演算装置は、機差模擬プレス１０の金型保持部材の中央の変位量が模擬対象プレスの金型保持部材の中央の変位量と一致するように、上記設定荷重の値を算出してよい。なお、荷重演算装置は、上記たわみ特性を記憶する記憶部を有するのがよい。
さらに、荷重演算装置は、上記ステップＳ１で得られた歪データに基づいて、上記ステップＳ２の演算も行ってよい。この場合には、荷重演算装置は、上記ステップＳ１で得られた歪データから上記設定荷重の値を算出する。
また、上記たわみ特性が線形的な関係である場合には、荷重演算装置は、次の式（３）で表されるたわみ特性に基づいて、上記設定荷重の値を換算値Ｆとして演算してよい。
Ｗｔ＝Ｗ０＋ｗ１×Ｆ ・・・（３）
Ｗｔ：機差模擬プレス１０におけるプレス加工時での金型保持部材の目標たわみ量であり、上記ステップＳ２の演算により得られた値である。好ましくは、Ｗｔは模擬対象プレスにおける金型保持部材の中央の変位量である。
Ｗ０：機差模擬プレス１０において、プレス加工時にたわみ調整シリンダ装置９が金型支持部材に荷重を作用させない場合の金型支持部材のたわみ量である。
ｗ１：機差模擬プレス１０において、プレス加工時にたわみ調整シリンダ装置９が金型支持部材に所定の単位荷重を作用させた場合に、金型支持部材がたわむ量である。好ましくは、ｗ１は金型保持部材の中央の変位量である。ｗ１は予め設定される。
なお、模擬対象プレスにおける金型保持部材の上記歪データおよびたわみ分布と、上記設定荷重の値とは、模擬対象プレスごとにデータベースとしておくのがよい。従って、模擬対象プレスごとの当該歪データ、たわみ分布、設定荷重値を、荷重演算装置の記憶部に記憶しておくのがよい。この場合、荷重演算装置は、操作部を有し、オペレータがこの操作部を操作して、どの模擬対象プレス用の上記設定荷重値に基づいてたわみ調整シリンダ装置９を制御するかを選択できるようになっているのがよい。
上記荷重演算装置が算出した上記設定荷重値は、たわみ調整装置１１に入力されるのがよい。この場合、たわみ調整装置１１は、入力された設定荷重値に基づいて、たわみ調整シリンダ装置９が金型保持部材に作用させる荷重が、該設定荷重値になるようにたわみ調整シリンダ装置９を調整・制御する。

［たわみ調整装置の構成］
以下、本発明のたわみ調整装置１１の具体例を説明する。なお、以下の例では、ボルスタ２５を対象とするが、スライドプレート３ｂの場合も同様であり、上剛性調整シリンダ９ｂ用のたわみ調整装置１１の構成は下剛性調整シリンダ９ａ用のたわみ調整装置１１の構成と同様である。

図５Ａ〜図５Ｄは、本発明のたわみ調整装置１１の第１実施形態図である。この例では、ボルスタ２５を支持する油圧シリンダのサーボ制御により，油圧シリンダによる支持剛性（即ち、プレス加工時におけるボルスタ中央の変位量）を調整する。

図６Ａ、図６Ｂは、本発明のたわみ調整装置１１の第２実施形態図である。この例では、たわみ量に応じて油圧シリンダの推力を制御する。
すなわち圧力制御弁またはフィードバック制御等により，ボルスタプレート２５を支持する油圧シリンダの推力制御を行う。油圧シリンダ推力制御の制御目標値は，設定する支持剛性特性から，ボルスタたわみ量の検出値に基づいて設定する。

図７Ａ、図７Ｂは、本発明のたわみ調整装置１１の第３実施形態図である。この例では、発生荷重に応じて油圧シリンダの変位量を制御する。
すなわちボルスタ２５を支持する油圧シリンダは，位置制御を行う。油圧シリンダ位置制御の制御指令値は，設定する支持剛性特性から，油圧シリンダに加わる荷重値の検出値に基づいて設定する。

図８Ａ〜図８Ｄは、本発明のたわみ調整装置１１の第４実施形態図である。この例では、ボルスタ２５を支持するストローク位置を変化させて，油圧シリンダによる支持剛性を調整する。

ボルスタ２５のたわみに対して，油圧シリンダが発生する反力は，シリンダ内に封入されている作動油の圧縮量により決定される。圧力変化量は、式（４）で示される。
ΔＰ ＝ Ｋ × ΔＶ／Ｖ・・・（４）
ここで、ΔＰは圧力変化量，Ｋは作動油体積弾性係数，ΔＶは作動油体積変化量，Ｖは作動油初期体積である。

この関係式（４）によれば，同じボルスターたわみによるΔＶが発生したとしても，Ｖの状態によって発生するΔＰの値が異なる。すなわち，ボルスタ２５を支持するシリンダストローク位置を変化させることにより，ボルスタたわみに対して発生するシリンダ反力を変化させることができ，油圧シリンダの支持剛性を調整することが可能である。

図９Ａ、図９Ｂは、本発明のたわみ調整装置１１の第５実施形態図である。
図９Ａに示すように、シリンダストローク位置を変化させるには，上記油圧シリンダよりも充分高い剛性を持つ，何らかの直動機構（送りねじ機構，シリンダ，ジャッキ等）により，上記油圧シリンダのケーシングを昇降させることにより可能である。
また，図９Ｂに示すように、油圧シリンダのケーシングを設置する架台を，いくつか異なる高さの架台を用意して，目標とする支持剛性となる支持位置となるように，架台を交換しても良い。この場合，以降に紹介するアキュムレータまたは予圧力による方法を併用することにより，任意の支持剛性に調整可能となる。

図１０Ａ〜図１０Ｄは、本発明のたわみ調整装置１１の第６実施形態図である。この例では、アキュムレータ容積を変更することにより，支持剛性を調整する。
すなわち、アキュムレータ封入ガスの圧縮性を利用して，油圧シリンダによる支持剛性を発生させる。シリンダストローク圧縮量に対して発生するシリンダ反力は，アキュムレータ内ガスの圧縮量により決定されるので，アキュムレータ内のガス容積を変化させることにより，油圧シリンダ支持剛性を調整することが可能となる。

アキュムレータ内のガス容積を変化させる方法としては，以下の方法が挙げられる。
・アキュムレータガスの初期封入圧力の設定
・作動油圧の定圧供給値の設定
・複数のアキュムレータを設置し，使用するアキュムレータを選択する

一例として，図１１、図１２にアキュムレータガスの初期封入圧力の設定による，シリンダ支持剛性の変化量を示す。

アキュムレータの初期封入圧力を設定する方法の他，シリンダに供給する圧力（定圧供給値）の設定により，アキュムレータ内のガス容積を変化させることができるので，同様にシリンダ支持剛性を調整することが可能となる。また，複数のアキュムレータを用意して，使用するアキュムレータの選択／切換を行うことによっても，シリンダ支持剛性を調整することができる。さらに，各方法を併用すれば，その調整範囲を広げることが可能である。

図１３Ａ，図１３Ｂは、本発明のたわみ調整装置１１の第７実施形態図である。この例では、油圧シリンダの予圧量を変更することにより，支持剛性を調整する。
油圧作動油の体積弾性係数は，その作動圧力によって変化するので，作動圧力領域を変化させることにより，油圧シリンダによる支持剛性が調整可能となる。

図１４〜図１６は、油圧シリンダ予圧量の変更による支持剛性調整の一例である。
図１５に示すように、圧力０〜４０ＭＰａ・ａｂｓの範囲において、約１．７〜２．２ＧＰａの範囲で体積弾性係数が変化する作動流体を使用したとすれば、図１４において油圧シリンダの初期圧力を設定して，体積弾性係数を変化させることにより，油圧シリンダの支持剛性が調整可能となる。一例として，図１６に初期圧力の変化による，油圧シリンダ反力ｖｓストローク圧縮量の特性変化を示す。

上記設定荷重をボルスタ２５の中央位置に下方から上方に向けて作用させることで、模擬対象プレスにおけるボルスタ２５の目標たわみ分布を精度よく模擬できる。ボルスタ２５に作用するプレス荷重の重心がボルスタ２５の中央位置である場合だけでなく、この重心がボルスタ２５の中央位置からずれている場合でも、上記目標たわみ分布を精度よく模擬できることを解析で確認した。図１７と図１８に、その解析結果を示す。
図１７は、上記重心がボルスタ２５の中央位置である場合であり、図１８は、上記重心がボルスタ２５の中央位置からずれている場合である。図１７、図１８において、横軸は、図１における左右方向におけるボルスタ２５の位置を示し、縦軸は、図１における紙面と垂直な方向に関してはボルスタ中央でのプレス加工時のボルスタたわみ量（鉛直方向の変位）を示している。また、図１７、図１８において、破線は目標たわみ分布を示し、実線はたわみ調整シリンダ装置９ａにより上記設定荷重をボルスタ中央部に作用させた場合のたわみ分布を示している。

上述したたわみ調整により、ボルスタ２５とスライドプレート３ｂのたわみに関する機差を低減または無くすことができる。

［スライドの傾き調整］
図１９は、スライド３の傾き調整方法を示すフローチャートである。スライド３の傾きは、実質的にはスライド３の下面（図１の例では、スライドプレート３ｂの下面）の傾きを意味する。

ステップＳ１１において、模擬対象プレスのスライド３の傾きを目標傾きとして取得する。例えば、模擬対象プレスのスライド３の傾きを計測により取得することができる。このスライド３の傾きは、上金型が被加工物と接触しているプレス加工時（例えば、スライド３が下死点に位置する時）のものとするのがよい。

ステップＳ１２において、プレス加工時における機差模擬プレス１０でのスライド３の傾きと目標傾きとの差を低減または無くすように、傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置を調整する。
好ましくは、機差模擬プレス１０の連結部材３３を、これに対応する模擬対象プレスの連結部材の剛性より高くしておくことで、ステップＳ１２の調整を効果的に行える。この場合、ステップＳ１２において傾き調整シリンダ装置１３の剛性を下げる方向に（例えば、傾き調整シリンダ装置１３の弾性率を高くする方向に）、傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置を傾き調整装置１５により調整し、これにより、プレス加工時におけるスライド３の傾きの差を模擬対象プレスと機差模擬プレス１０との間で低減または無くす。

ステップＳ１２を実施するための傾き調整装置１５の構成について説明する。

例えば、傾き調整装置１５は、傾き調整シリンダ装置１３のシリンダ室の圧力を制御してストローク位置を制御してよいし、そのストローク位置を直接制御してもよい。傾き調整装置１５は、例えば図２０や図２１のような構成であってよい。

図２０は、傾き調整シリンダ装置１３の圧力（即ち、シリンダ室内の圧力）を積極的に制御することでスライド３の傾きを調整する場合の傾き調整装置１５の構成図である。図２０に示すように、傾き調整装置１５は、圧力指令装置１５ａ、制御装置１５ｂ、油圧制御回路１５ｃを有する。
圧力指令装置１５ａは、上記の目標傾きのデータが入力されるデータ入力部（例えば、インターフェース、パネル、キーボードなど）を有し、入力された目標傾きと、後述の傾き特性とに基づいて、各傾き調整シリンダ装置１３についての圧力指令値を出力する。傾き特性は次のように求める。各傾き調整シリンダ装置１３の複数の圧力値の各々ついて、それぞれ、他の３つの傾き調整シリンダ装置１３の圧力値の複数の組み合わせの各々でのスライド３の傾きを理論計算、ＦＥＭまたは実験により求め、この関係を傾き特性として圧力指令装置１５ａに記憶しておく。
制御装置１５ｂは、各圧力指令値と、各傾き調整シリンダ装置１３の圧力を検出する圧力センサからの各圧力検出値と基づいて、各傾き調整シリンダ装置１３の圧力が圧力指令値になるように油圧制御回路１５ｃを制御する。
油圧制御回路１５ｃは、制御装置１５ｂにより制御されて各傾き調整シリンダ装置１３へ供給する油圧を制御する。
なお、このような制御と傾き特性の取得は、プレス加工時を対象として行われてよい。

図２１は、傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置を積極的に調整することで、スライド３の傾きを調整する場合の傾き調整装置１６の構成図である。この傾き調整装置１６は、傾き調整装置１５の代わりに設けられる。この図２１に示すように、傾き調整装置１６は、位置指令装置１６ａ、制御装置１６ｂ、油圧制御回路１６ｃを有する。
位置指令装置１６ａは、上記の目標傾きのデータが入力されるデータ入力部（例えば、インターフェース、パネル、キーボードなど）を有し、入力された目標傾きと、後述の傾き特性とに基づいて、各傾き調整シリンダ装置１３についてのストローク位置指令値を出力する。傾き特性は次のように求める。各傾き調整シリンダ装置１３の複数のストローク位置の各々ついて、それぞれ、他の３つの傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置の複数の組み合わせの各々でのスライド３の傾きを理論計算、ＦＥＭまたは実験により求め、この関係を傾き特性として位置指令装置１６ａに記憶しておく。
制御装置１６ｂは、各ストローク位置指令値と、各傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置を検出するストローク位置センサからの各ストローク位置検出値とに基づいて、各傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置がストローク位置指令値になるように油圧制御回路１６ｃを制御する。
油圧制御回路１６ｃは、制御装置１６ｂにより制御されて各傾き調整シリンダ装置１３へ供給する油圧を制御する。
なお、このような制御と傾き特性の取得は、プレス加工時を対象として行われてよい。

上述したスライド３の傾き調整によると、傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置を調整することで、スライド傾きを調整することができる。従って、プレス加工時におけるスライド３の傾きに関する機差を低減または無くすことが可能になる。

また、傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置変化によりスライド駆動機構５とスライド３との相対位置が変化するので、プレス加工時におけるスライド３の傾きを効果的に調整できる。

傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置を調整することで、プレス加工時における連結部材３３の伸び量を調整可能になっているので、連結部材３３の伸び量の調整により、プレス加工時におけるスライド３の変形量を効果的に調整できる。

複数の傾き調整シリンダ装置１３が、それぞれスライド３の複数個所に荷重を作用させるので、これら傾き調整シリンダ装置１３を別個に調整することで、スライド３の傾きを一層細かく調整ができ、これにより機差を一層低減または無くすことはできる。

機差模擬プレス１０の連結部材３３の剛性が、模擬対象プレスの連結部材の剛性より高いので、傾き調整シリンダ装置１３の剛性を下げる方向に、傾き調整シリンダ装置１３のストローク位置を節することで、スライド３の傾きを効果的に調整できる。

なお、図１９の調整方法と、図３または図４の調整方法を合わせて行うことができる。例えば、最初に、たわみ調整シリンダ装置９の調整を行わずに傾き調整シリンダ装置１３を調整することでスライド３の傾きの調整を行い、その後、傾き調整シリンダ装置１３の調整を行わずに傾き調整シリンダ装置１３の調整を行うことでスライドプレート３ｂのたわみの調整を行うことができる。また、スライド３の傾きと金型保持部材のたわみに関する機差が十分に低減または無くなるまで、図１９の調整方法と、図３または図４の調整方法を交互に繰り返し行ってよい。

［クッション特性模擬］
クッション制御装置１９の第１構成例を図２２に示す。クッション制御装置１９は、可動部位置検出装置１９ａ、推力指令装置１９ｂ、推力検出装置１９ｃ、推力制御装置１９ｄを有する。可動部位置検出装置１９ａは、可動部１７ａの位置（図１の例では、油圧シリンダのストローク位置）を検出するものであって、例えばリニアスケールなどであってよい。推力指令装置１９ｂは、上記記憶部を有し、これに記憶された推力パターンと、可動部位置検出装置１９ａからの可動部１７ａの検出位置とに基づいて、指令推力値を出力する。推力検出装置１９ｃは、可動部１７ａの上向き推力を検出する。推力制御装置１９ｄは、推力指令装置１９ｂからの指令推力値（上向き推力の指令値）と、推力検出装置１９ｃが検出した上向き推力値とに基づいて、可動部１７ａを制御する。なお、上記記憶部は、複数の可動部作動パターンを記憶しており、クッション制御装置１９は操作部を有し、オペレータが操作部を操作して、複数の可動部作動パターンのいずれを実施するかを選択できるようになっている。
推力検出装置１９ｃは、上部シリンダ室内の圧力を検出しこの圧力検出値を出力する第１の圧力センサ１９ｃ−１と、下部シリンダ室内の圧力を検出しこの圧力検出値を出力する第２の圧力センサ１９ｃ−２と、第１の圧力センサ１９ｃ−１からの圧力検出値および第２の圧力センサ１９ｃ−２からの圧力検出値に基づいて可動部１７ａの上向き推力を算出する推力演算部１９ｃ−３と、を有する。
推力制御装置１９ｄは、制御信号出力装置１９ｄ−１と油圧回路１９ｄ−２を有する。制御信号出力装置１９ｄ−１は、推力指令装置１９ｂからの指令推力値と、推力検出装置１９ｃが検出した上向き推力値とに基づいて、推力制御信号を出力する。油圧回路１９ｄ−２は、この推力制御信号によりシリンダ室（図２２の例では、上部シリンダ室と下部シリンダ室）の油圧を制御する。例えば、油圧回路１９ｄ−２は、油圧源３７と、上記推力制御信号により制御される切換弁（サーボ弁）３８を有し、切換弁３８の制御により、油圧源３７からの圧油を上部シリンダ室または下部シリンダ室に供給し、下部シリンダ室または上部シリンダ室の圧油を油タンクへ排出させる。

また、クッション制御装置１９はスライド位置検出装置１９ｅを有する。スライド位置検出装置１９ｅは、スライド３の昇降位置を検出する。このスライド位置検出装置１９ｅは、スライド３を駆動させる上記サーボモータの回転角または駆動ギア５ａの回転角などの回転位置を検出する回転角センサ（例えば、ロータリーエンコーダ）と、この回転角センサが検出した回転位置に基づいて、スライド３の昇降位置を算出する演算部とを有するものであってよい。代わりに、スライド位置検出装置１９ｅは、スライド３の昇降位置を直接検出する位置センサ（例えば、リニアスケール）であってもよい。

可動部１７ａをその上限位置で係止するために、上限ストッパ部材２２が機差模擬プレス１０に設けられる。上限ストッパ部材２２は、可動部１７ａが所定の上限位置より上昇しないように該上限位置まで上昇した可動部１７ａを係止する。上限ストッパ部材２２は、機差模擬プレス１０のフレーム（例えば、ベッド３１）に固定されている。

また、クッション制御装置１９の制御信号出力装置１９ｄ−１は、該スライド位置検出装置１９ｅによるスライド３の検出位置に基づいて、スライド３が可動部１７ａに下向き荷重を与え始める直前のクッション力発生直前位置になったと判断した時に、上限ストッパ部材２２に係止されている可動部１７ａの上向き推力を低下させる制御をダイクッション装置１７に対して行う。また、制御信号出力装置１９ｄ−１は、スライド位置検出装置１９ｅによるスライド３の検出位置に基づいて、スライド３が可動部１７ａに下向き荷重を作用させるクッション力発生開始位置に下降したと判断した時に、可動部作動パターンに従う制御を開始する。

次に、第１構成例のクッション制御装置１９によるクッション模擬動作について説明する。

図２３は、模擬対象プレスのダイクッション装置を示している。この例では、模擬対象プレスの模擬対象クッション特性は、一定空気圧が封入されたエアシリンダとタンクにより得られるクッション特性であるとし、クッション力は封入空気圧により決定されるものとする。図２４は、このような場合の模擬対象クッション特性を示している。この場合、プレス加工前の待機状態では、上限ストッパ部材２２がエアシリンダの上向き推力を受けている。この状態からスライド３が下降し、スライド３がエアシリンダに下向き荷重を作用させ始めた時点から、クッション力が発生する。このクッション力は、スライド３の下降によりエアシリンダのシリンダ室の封入空気圧が圧縮されることで、スライド３の下降に応じて上昇する。

図２５は、第１構成例によるクッション模擬動作を示すフローチャートである。
ステップＳ２１において、スライド３と上金型が被加工物を介してダイクッション装置１７に下向き荷重を作用させ始める前において、上向き推力が付与されているピストン１７ａが上限ストッパ部材２２に係止された状態で待機する。即ち、プレス加工前の待機状態において、クッション制御装置１９は、可動部１７ａに所定の大きさの上向き推力を付与するようにダイクッション装置１７を制御する。

続いて、ステップＳ２２において、スライド３が下降してきて、スライド３と上金型が被加工物を介してダイクッション装置１７に下向き荷重を作用させ始める直前のクッション力発生直前位置に到達したかを制御信号出力装置１９ｄ−１が判断する。制御信号出力装置１９ｄ−１は、この判断を上記スライド位置検出装置１９ｅからのスライド３の検出位置に基づいて行う。制御信号出力装置１９ｄ−１が、スライド３が上記クッション力発生直前位置に到達していないと判断した場合には、ステップＳ２２の判断を時々刻々と繰り返す。制御信号出力装置１９ｄ−１が、スライド３が上記クッション力発生直前位置に到達したと判断した場合には、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３では、制御信号出力装置１９ｄ−１は、スライド３が上記クッション力発生直前位置に到達したと判断した時に、可動部１７ａに付与する上向き推力を低下させる制御を行う。例えば、制御信号出力装置１９ｄ−１が油圧シリンダのシリンダ室（図２２の例では、下部シリンダ室）の圧油を抜く制御を行うことで、ピストン１７ａに付与する上向き推力を低下させる。

ステップＳ２４では、スライド３と上金型がダイクッション装置１７に下向き荷重を作用させ始めるクッション力発生開始位置に到達したかを判断する。制御信号出力装置１９ｄ−１は、この判断を上記スライド位置検出装置１９ｅからのスライド３の検出位置に基づいて行う。制御信号出力装置１９ｄ−１が、スライド３が上記クッション力発生開始位置に到達していないと判断した場合には、ステップＳ２４の判断を時々刻々と繰り返す。制御信号出力装置１９ｄ−１が、スライド３が上記クッション力発生開始位置に到達したと判断した場合には、ステップＳ２５へ進む。なお、ステップＳ２４において、制御信号出力装置１９ｄ−１は、ピストン１７ａの上向き推力を低下させ続ける制御をダイクッション装置１７に対して行ってよい。

ステップＳ２５では、スライド３が上記クッション力発生開始位置に到達したと判断した時に、クッション制御装置１９は、上記の可動部作動パターンに従う制御を開始する。具体的には、クッション制御装置１９の制御信号出力装置１９ｄ−１は、スライド位置検出装置１９ｅからのスライド位置検出値に基づいて、スライド３が上記クッション力発生開始位置に到達したと判断した時から、推力指令装置１９ｂからの指令推力値と、推力検出装置１９ｃからの可動部１７ａの上向き推力検出値とを比較し、可動部１７ａの上向き推力を指令推力値に追従させるための制御信号を時々刻々と出力する。なお、推力指令装置１９ｂは、上記スライド位置検出値とは関係なく、推力パターンと、可動部位置検出装置１９ａからの可動部１７ａの検出位置とに基づいて指令推力値を時々刻々と出力する。

図２６は、図２５のフローチャートに従った場合において、可動部１７ａの位置変位（油圧シリンダのストローク位置変位）、可動部１７ａの上向き推力、および、可動部１７ａがスライド３に作用させる上向き荷重（即ち、クッション力）を、時間に対して表したグラフである。なお、図２６の可動部の上向き推力のグラフとクッション力のグラフで、実線が第１構成例によるクッション制御装置１９のクッション模擬動作の結果を示し、破線が模擬対象を示す。また、図２６において、スライド３がピストン１７ａに下向き荷重を作用させ始める直前のクッション力発生直前位置で、可動部１７ａの上向き推力を低下させるので、スライド３または上金型がダイクッション装置１７に下向き荷重を作用させ始めた直後にクッション力が過大となることを回避できる。また、可動部１７ａが上限ストッパ部材２２に係止されている状態において、クッション制御装置１９は、可動部作動パターンに定められた可動部１７ａの初期上向き推力と同じ程度の大きさの上向き推力を可動部１７ａに与えているので、可動部作動パターンの開始時点において、可動部作動パターンに定められた初期上向き推力と、実際の可動部１７ａの上向き推力との差を低減または無くすことができる。

次に、第２構成例によるクッション制御装置２１について説明する。第２構成例によるクッション制御装置２１は、第１構成例のクッション制御装置１９の代わりに設けられる。第２構成例では、上限ストッパ部材２２を省略する。

図２７は、第２構成例によるクッション制御装置２１の構成を示している。クッション制御装置２１は、可動部位置検出装置２１ａ、推力指令装置２１ｂ、推力検出装置２１ｃ、推力制御装置２１ｄを有する。第２構成例の可動部位置検出装置２１ａ、推力指令装置２１ｂ、推力検出装置２１ｃは、それぞれ、第１構成例による可動部位置検出装置１９ａ、推力指令装置１９ｂ、推力検出装置１９ｃと構成が同じであってよい。
第２構成例では、推力制御装置２１ｄの制御信号出力装置２１ｄ−１は、スライド３が可動部１７ａに下向き荷重を作用させる前において、ピストン１７ａのストローク位置を一定に保持しており、スライド３が油圧シリンダに対し下向き荷重を作用させ始めるクッション力発生開始位置からスライド３がさらに下降することで、可動部１７ａの上向き推力が増加し所定値に達したら、可動部作動パターンに従う制御を開始するように構成されている。第２構成例のクッション制御装置２１では、スライド位置検出装置２１ｅを省略してよい。第２構成例による推力制御装置２１ｄの油圧回路２１ｄ−２の構成は、第１構成例の油圧回路１９ｄ−２と同じであってよい。

次に、第２構成例のクッション制御装置２１によるクッション模擬動作について説明する。図２８は、第２構成例のクッション制御装置２１によるクッション模擬動作を示すフローチャートである。なお、この場合も、図２４のクッション特性が模擬対象のクッション特性である。

ステップＳ３１において、推力制御装置２１ｄは、可動部位置検出装置２１ａからのピストン１７ａの検出位置に基づいてピストン１７ａを所定のストローク位置に保持して待機する。この場合、推力制御装置２１ｄにより油圧シリンダの上部シリンダ室と下部シリンダ室の圧力をそれぞれ一定値にするようにしてよい。例えば、切換弁３８を図２７の状態にしておく。
その後、スライド３が下降してダイクッション装置１７と接触し可動部１７ａを押し下げる。
ステップＳ３２では、スライド３による可動部１７ａの押し下げにより、油圧シリンダのシリンダ室の圧油が圧縮されることで可動部１７ａの上向き推力が所定値に達したかどうかを判断する。この判断は、制御信号出力装置２１ｄ−１が、推力検出装置２１ｃからの推力検出値に基づいて行う。また、この判断は、上向き推力が所定値に達するまで、時々刻々と繰り返す。上向き推力が上記所定値に達したと判断した場合には、ステップＳ３３へ進む。ステップＳ３２において、この例では、切換弁３８は図２７の状態であってよい。
ステップＳ３３では、制御信号出力装置２１ｄ−１は、上向き推力が上記所定値に達したと判断した時から、推力指令装置２１ｂからの指令推力値と、推力検出装置２１ｃからの可動部１７ａの上向き推力検出値とを比較し、可動部１７ａの上向き推力を指令推力値に追従させるための制御信号を時々刻々と出力する。なお、推力指令装置２１ｂは、推力検出装置２１ｃからの指令推力値とは関係なく、推力パターンと、可動部位置検出装置２１ａからの可動部１７ａの検出位置とに基づいて指令推力値を時々刻々と出力する。

図２９は、図２８のフローチャートに従った場合において、可動部１７ａの位置変位（油圧シリンダのストローク位置変位）、可動部１７ａの上向き推力、および、可動部１７ａがスライド３に作用させる上向き荷重（即ち、クッション力）を、時間に対して表したグラフである。なお、図２９の可動部の上向き推力のグラフとクッション力のグラフで、実線が第２構成例のクッション制御装置２１によるクッション模擬動作の結果を示し、破線が模擬対象を示す。また、図２９において、推力制御装置２１ｄにより可動部１７ａを所定位置に待機させた状態から、スライド３が下降することでスライド３から可動部１７ａに下向き荷重が作用し、これにより、可動部１７ａの上向き推力が所定値に達したら、推力パターンによる制御を開始する。従って、上限ストッパ部材２２を用いなくても、クッション制御装置２１の油圧サーボ制御機能だけで、目標のクッション特性を模擬できる。

［面圧分布調整板による圧力調整方法］
図３０は、本発明の機差模擬プレス１０の圧力分布調整方法を示す全体フロー図である。この図において、本発明の方法は、Ｓ４１〜Ｓ４６の各ステップからなる。
ステップＳ４１では、模擬対象プレスの歪計測から歪データを取得する。模擬対象プレスは、例えば金型ユーザの量産用プレスである。また歪計測は、金型保持部材（ボルスタ２５とスライドプレート３ｂ）のプレス加工時の歪を計測する。
ステップＳ４２では、得られた歪データから模擬対象プレスの接触圧力分布を推定計算する。この計算は、ＦＥＭ計算または理論計算による。得られた接触圧力分布を「目標接触圧力分布」とする。

図３１は、ステップＳ４３、Ｓ４４の模式図である。
ステップＳ４３では、シム調整位置を設定する。
シム調整位置は、ボルスタ２５及びスライド３と図示しない金型の支持面との間であって、クッションピン１７ｄ、たわみ調整シリンダ装置９等と干渉せず、かつボルスタ２５及びスライドプレート３ｂと金型の支持面の両方に両面が一致する位置に図３１Ａのように設定する。
各シム調整位置をｋ（ｋ＝１，２，３・・・Ｎ）とする。

ステップＳ４４では、各シム調整位置における単位厚のシムによる接触圧力分布の変化率を算出する。
すなわち、ＦＥＭモデル上の各シム調整位置に単位厚さのシムを強制変位として図３１Ｂのように与え、金型の接触圧力の変化率を図３１Ｃのように算出する。
各シム調整位置における単位厚のシムによる接触圧力分布の変化率をｄＰ_ｋ（ｘ、ｙ）とする。

ステップＳ４５では、目標接触圧力分布が得られる必要シム調整量を算出する。すなわち、目標接触圧力分布とシム調整後の接触圧力分布との差異を適切な評価関数で表現し、それを最小にするシム調整量を求める。
このような評価関数は、例えば下記（５）式のＰであってよい。下記（５）式において、Ｐ_Ｔ（ｘ、ｙ）は模擬対象プレスの目標接触圧力分布であり、Ｐ_０（ｘ、ｙ）は機差模擬プレス１０の調整前の接触圧力分布であり、ａ（ｋ）は各シム調整位置における必要シム調整量であり、最小二乗法によりＰを最小にする必要シム調整量ａ（ｋ）を求める。

Ｐ＝（Ｐ_０（ｘ、ｙ）＋Σａ（ｋ）×ｄＰ_ｋ（ｘ、ｙ））^２−Ｐ_Ｔ（ｘ、ｙ）^２・・・（５）

すなわち、ステップＳ４３では、まずＦＥＭ計算モデルにより、シム調整をしない場合の接触圧力分布をＰ_０（ｘ、ｙ）を求めておく。
次にＮ個（図３１Ａでは１５箇所）のシム調整位置を設定する。

ステップＳ４４では、ＦＥＭ計算モデル上で、Ｎ個の点それぞれに単位シム調整量を強制変位として与え、そのときの接触圧力分布の変化率をｄＰ_ｋ（ｘ、ｙ）を記憶しておく。
各点の必要シム調整量をａ（ｋ）とし、目標とするＰ_Ｔ（ｘ、ｙ）と、計算されたＰ_０（ｘ、ｙ）およびｄＰ_ｋ（ｘ、ｙ）を用いて、式（５）でＰ（ｋ＝１〜Ｎ）が最小と成るような必要シム調整量ａ（ｋ）を決定する。

ステップＳ４６では、必要シム調整量ａ（ｋ）を適用した解析により、接触圧力分布が目標どおりであることを確認する。
ステップＳ４６で問題がなければ本発明による圧力分布調整を終了する。問題がある場合には、ステップＳ４３〜Ｓ４５を繰り返す。

上述した圧力調整方法によれば、ステップＳ４３でシム調整位置を設定し、ステップＳ４４で各シム調整位置における単位厚のシムによる接触圧力分布の変化率を算出し、ステップＳ４５で目標接触圧力分布が得られる必要シム調整量を算出するので、各シム調整位置に必要シム調整量のシム調整厚をそれぞれ有する面圧分布調整板２３Ａ，２３Ｂを準備することができる。また、この面圧分布調整板２３Ａ，２３Ｂをボルスタ２５及び／又はスライドプレート３ｂと金型の支持面との間に挟持することにより、金型間の接触圧力分布の機差を低減またはなくすことができる。

以上のように、本発明の実施形態による機差模擬プレス１０では、（１）金型保持部材のたわみ分布に関する機差、（２）スライド３の傾きに関する機差、（３）ダイクッションの特性に関する機差、および（４）金型保持部材３ｂと金型との接触圧分布に関する機差のすべてを低減または無くすことができる。これにより、模擬対象プレスと本発明の機差模擬プレス１０との間における上金型と下金型によるプレス面の差を相乗的に低減または無くすことができる。

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、ボルスタ２５に荷重を作用させる単一のたわみ調整シリンダ装置９aを設けたが、ボルスタ２に上向き荷重を作用させる複数のたわみ調整シリンダ装置を設けてもよい。同様に、スライドプレート３ｂに荷重を作用させる単一のたわみ調整シリンダ装置９bを設けたが、スライドプレート３ｂに下向き荷重を作用させる複数のたわみ調整シリンダ装置を設けてもよい。これにより、ボルスタ２５またはスライドプレーと３ｂのたわみ分布を目標たわみ分布に一致または近似させるようにしてもよい。

上述した実施形態では、荷重付与手段は、たわみ調整シリンダ装置９であったが、たわみ調整シリンダ装置９の代わりに、上記の設定荷重をボルスタ２５またはスライドプレーと３ｂにそれぞれ作用させる剛性を持つバネであってもよい。

上述した実施形態では、荷重付与手段は、油圧を用いるたわみ調整シリンダ装置９であったが、たわみ調整シリンダ装置９の代わりに圧電素子や超磁歪素子などを用いて荷重付与手段を構成してもよい。

上述した実施形態では、プレス加工時の模擬対象プレスのスライドの傾きを計測し、この計測したスライド傾きを目標傾きとしたが、上金型と被加工物が接触していない非プレス加工時の模擬対象プレスのスライドの傾きを計測し、この計測したスライド傾きを目標傾きとしてもよい。この場合、機差模擬プレス１０のスライド傾きの調整も、非プレス加工時を対象とする。なお、この場合、傾き調整シリンダ装置１３の上部シリンダ室と下部シリンダ室の両方に液体を供給して傾き調整するのがよい。また、非プレス加工時のスライド傾きを調整の対象とする場合における傾き調整シリンダ装置１３と傾き調整装置１５の構成とスライド傾き調整方法の他の点は、上記実施形態と同様であってよい。

スライド駆動機構５は、駆動ギア５ａとリンク５ｂを用いてスライド３を昇降させたが、スライド３を昇降させる他の手段でスライド駆動機構を構成してもよい。

上述した実施形態では、４つの傾き調整シリンダ装置１３を設けたが、４つ以外の他の数（１つも含む）の傾き調整シリンダ装置１３を設けてもよい。

上述の実施形態では、ダイクッション装置１７は油圧シリンダ装置から構成されたが、本発明によると、ダイクッション装置１７は、他の液圧シリンダまたはエアシリンダで構成されてもよい。この場合、液圧シリンダまたはエアシリンダのシリンダ室（好ましくは、上部シリンダ室と下部シリンダ室）の液圧または空気圧を制御することで、上記目標クッション特性（可動部作動パターン）が得られるように、クッション制御装置が上記液圧または空気圧を制御してよい。
また、本発明によれば、ダイクッション装置１７は、シリンダ装置に限定されず、その上向き推力が制御可能な他の手段であってもよい。例えば、ダイクッション装置１７は、サーボモータなどの駆動モータと、該駆動モータの回転駆動力を上向き推力に変換する変換機構（例えば、ボールスクリューとボールナット）を含むものであってもよい。この場合、上記ステップＳ２３における上向き推力の低下は、駆動モータへの供給電圧を低下することにより行ってよい。

油圧シリンダのダイクッション装置１７を図１のように複数設ける場合には、ダイクッション装置１７のシリンダ室を互いに連通させて（例えば、下部シリンダ室同士を連通させ、上部シリンダ室同士を連通させて）、単一のクッション制御装置により複数のダイクッション装置１７を制御してもよい。

また、ダイクッション装置１７を図１のように複数設ける場合に、ダイクッション装置１７ごとに、クッション制御装置を設けてもよい。

上述の実施形態では、ダイクッション装置１７の可動部１７ａはピストンであったが、ピストンをベッド３１などに固定した場合には、ピストンに対し上下動可能なシリンダ部が可動部であってよい。

可動部作動パターンは、可動部１７ａの上向き推力を、可動部１７ａの位置に対して定めた推力パターンであったが、本発明はこれに限定されない。即ち、可動部作動パターンは、スライド３の位置または時間に対して定めた推力パターンであってよい。この場合、クッション制御装置は、スライド３の検出位置または計測時間に基づいて、可動部１７ａが可動部作動パターンに従って動作するように、ダイクッション装置１７を制御する。

本発明の実施形態による機差模擬プレスの構成図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 機差模擬プレスの第１実施例による剛性調整方法を示す全体フロー図である。 機差模擬プレスの第２実施例による剛性調整方法を示す全体フロー図である。 本発明の剛性調整手段の第１実施形態図である。 本発明の剛性調整手段の第２実施形態図である。 本発明の剛性調整手段の第３実施形態図である。 本発明の剛性調整手段の第４実施形態図である。 本発明の剛性調整手段の第５実施形態図である。 本発明の剛性調整手段の第６実施形態図である。 第６実施形態の実施例である。 アキュムレータガスの初期封入圧力とシリンダ支持剛性との関係図である。 本発明の剛性調整手段の第７実施形態図である。 第７実施形態の実施例である。 体積弾性係数と圧力の関係図である。 初期圧力の変化による油圧シリンダ反力とストローク圧縮量の関係図である。 プレス荷重が偏心していない場合における、ボルスタの目標たわみ分布と、たわみ調整シリンダ装置により調整した後のボルスタのたわみ分布を示している。 プレス荷重が偏心している場合における、ボルスタの目標たわみ分布と、たわみ調整シリンダ装置により調整した後のボルスタのたわみ分布を示している。 スライドの傾き調整方法を示すフローチャートである。 傾き調整装置の第１構成例を示している。 傾き調整装置の第２構成例を示している。 クッション制御装置の第１構成例を示している。 模擬対象のクッション装置の構成を示している。 模擬対象のクッション特性を示す図である。 第１構成例のクッション制御装置によるクッション模擬動作を示すフローチャートである。 第１構成例のクッション制御装置により、図２４のクッション特性を模擬した結果を示している。 クッション制御装置の第２構成例を示している。 第２構成例のクッション制御装置によるクッション模擬動作を示すフローチャートである。 第２構成例のクッション制御装置により、図２４のクッション特性を模擬した結果を示している。 圧力分布調整方法を示す全体フロー図である。 ステップＳ４３、Ｓ４４の模式図である。

符号の説明

３ スライド、３ａ スライド本体、３ｂ スライドプレート（支持部材）
５ スライド駆動機構、５ａ 駆動ギア、５ｂ 変換機構（リンク）
７ カウンタバランスシリンダ、９ たわみ調整シリンダ装置
９ａ 下剛性調整シリンダ、９ｂ 上剛性調整シリンダ
１０ 機差模擬プレス、１１ たわみ調整装置、１３ 傾き調整シリンダ装置
１５、１６ 傾き調整装置、１５ａ 圧力指令装置、１５ｂ 制御装置
１５ｃ 油圧制御回路、１６ａ 位置指令装置、１６ｂ 制御装置
１６ｃ 油圧制御回路、１７ ダイクッション装置、１７ａ 可動部（ピストン）
１７ｂ クッションパッド、１７ｃ ピンプレート、１７ｄ クッションピン
１９，２１ クッション制御装置、１９ａ 可動部位置検出装置
１９ｂ 推力指令装置、１９ｃ 推力検出装置、１９ｃ−１ 第１の圧力センサ
１９ｃ−２ 第２の圧力センサ、１９ｃ−３ 推力演算部
１９ｄ 推力制御装置、１９ｄ−１ 制御信号出力装置、１９ｄ−２ 油圧回路
１９ｅ スライド位置検出装置、２１ａ 可動部位置検出装置
２１ｂ 推力指令装置、２１ｃ 推力検出装置、２１ｃ−１ 第１の圧力センサ
２１ｃ−２ 第２の圧力センサ、２１ｃ−３ 推力演算部、２１ｄ 推力制御装置
２１ｄ−１ 制御信号出力装置、２１ｄ−２ 油圧回路
２１ｅ スライド位置検出装置、２２ 上限ストッパ部材
２３Ａ，２３Ｂ 面圧分布調整板、２５ ボルスタ、２７ クラウン
２９ 凸平面、３１ 下荷重支持部材（ベッド）、３３ 連結部材
３４ キャリア（支持部材）、３５ アプライト、３７ 油圧源
３８ 切換弁

Claims (7)

1. 被加工物をプレスするための金型が取り付けられる金型保持部材と、該金型保持部材の外周部を支持する支持部材と、を備える機差模擬プレスであって、
   プレス加工時において、前記金型保持部材における前記支持部材に支持されない部分に荷重を作用させることで前記金型保持部材のたわみを調整する荷重付与手段を備える、ことを特徴とする機差模擬プレス。
2. 前記荷重付与手段は、前記金型保持部材に荷重を作用させるたわみ調整シリンダ装置であり、
   さらに、たわみ調整シリンダ装置が前記金型保持部材に作用させる荷重を調整するたわみ調整装置と、を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の機差模擬プレス。
3. 前記金型保持部材は、ボルスタとスライドプレートの少なくともいずれかである、ことを特徴とする請求項１に記載の機差模擬プレス。
4. 目標たわみ量に基づいて、プレス加工時における前記金型保持部材のたわみが目標たわみ量になるような前記荷重の値を算出する荷重演算装置を備え、
   前記たわみ調整装置は、たわみ調整シリンダ装置が前記金型保持部材に作用させる荷重が前記算出された値になるように前記たわみ調整シリンダ装置を調整する、ことを特徴とする請求項２に記載の機差模擬プレス。
5. 前記金型は、被加工物を上下方向に挟んでプレス加工する上金型と下金型であり、
   該上金型が下面に取り付けられ昇降運動させられるスライドと、
   該スライドを昇降させプレス成型力を発生させるスライド駆動機構と、
   そのストローク位置の変化によりスライドの傾きを変化させるように前記スライドに荷重を作用させる傾き調整シリンダ装置と、
   該傾き調整シリンダ装置のストローク位置を調整する傾き調整装置と、備える、ことを特徴とする請求項１に記載の機差模擬プレス。
6. 前記金型は、被加工物を上下方向に挟んでプレス加工する上金型と下金型であり、
   該上金型が下面に取り付けられ昇降運動させられるスライドと、
   プレス加工時に上金型との間に被加工物を挟んだ状態で下降する可動部を有するダイクッション装置と、
   前記可動部の動作を制御するクッション制御装置と、を備え、
   前記クッション制御装置は、所定の目標クッション特性を与えるための可動部作動パターンを記憶した記憶部を有し、
   前記クッション制御装置は、前記可動部作動パターンに従って前記可動部の動作を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の機差模擬プレス。
7. 前記金型保持部材と金型との間に、面圧分布調整板を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の機差模擬プレス。

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