JP2009178726A - Press and its adjusting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プレス機械に関する。特に、本発明は、模擬対象プレスを模擬するために使用できるプレス機械とその調節方法に関する。 The present invention relates to a press machine. In particular, the present invention relates to a press machine that can be used to simulate a press to be simulated, and a method for adjusting the press machine.
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。
Large press dies (hereinafter referred to as dies) used for mass production of automobile bodies and the like are very important for determining the value of automobiles. For this reason, in order to accurately transfer the car body design to the panel processing surface, the mold processing surface (press surface) is manufactured by the CAD / CAM system so that the panel plate thickness is offset to completely match. Yes.
However, the mold pressure (lower mold and upper mold) and the press apparatus (bolster and slide) are deformed by the molding pressure during the press working, and the press surfaces of the lower mold and the upper mold do not completely match. For this reason, it is necessary to repeat the “mold matching operation” by skilled technicians in the final process of manufacturing the mold so that the press surfaces accurately coincide with each other during the press working.
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。 The mold matching process consists of a process performed by a mold manufacturer using a prototype press (mold matching at the manufacturer) and a process using a mass production press of a mold user (automobile manufacturer, etc.) (die matching by the user). There is. The working time of the mold matching process is equivalent to 1/2 to 2/5 of the mold production time, and reduction of the mold matching process is strongly demanded for improving productivity.
なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献1〜7が既に開示されている。
このうち、特許文献1は、フレーム縦剛性を切換可能として加工対象に適したフレーム剛性に調整可能とするものであり、特許文献2〜4は、構造的な補強等によりフレームの変形を抑制してプレス加工精度の向上を目的としたものであり、特許文献5〜6は、油圧回路の切換/制御を行うことにより油圧アクチュエータに作用する圧油を調整して所定の剛性を得るものである。特許文献7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、金型形状を調節するものである。
Note that
Of these,
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。 In the mold matching process described above, mold matching by the user is usually 100 to 200 hours, and has reached 1/3 or more of the entire mold matching process. The mold matching by the user has a stop loss of the press line in addition to the work cost. For this reason, the mold matching process by the user is strongly demanded for mold users (automobile manufacturers, etc.) to shorten the process time.
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。
このプレス間の機差の1つが、プレス加工時におけるスライドの傾きとたわみである。以下において、スライドの傾きとたわみをまとめてスライドの姿勢という。即ち、スライドの姿勢とは、プレス加工時におけるスライドの傾きとたわみの一方または両方を意味する。
Even though mold matching has been completed in advance in the mold maker, it takes a long time for mold matching by the user. This is because there is a difference between the press for mass production (machine difference between presses).
One of the machine differences between the presses is the inclination and deflection of the slide during press working. In the following, the tilt and deflection of the slide are collectively referred to as the slide posture. That is, the attitude of the slide means one or both of the tilt and deflection of the slide during press working.
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、スライドの姿勢を調節することができ、これにより、スライドの姿勢に関する機差を低減または無くすことができるプレス機械とその調節方法を提供することにある。 The present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, an object of the present invention is to provide a press machine that can adjust the slide attitude, and thereby reduce or eliminate the machine difference related to the slide attitude, and an adjustment method thereof.
上記目的を達成するため、本発明によると、被加工材を上下方向に挟んでプレス加工する上金型および下金型と、上金型が下面に固定され昇降運動させられるスライドと、前記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、スライドの姿勢を調節するためのスライド調節装置と、を備えるプレス機械であって、
前記スライド調節装置は、
そのストローク位置の変化によりスライドの姿勢を変化させるように前記スライドに荷重を作用させるシリンダ装置と、
該シリンダ装置のストローク位置を調節する調節手段と、を有する、ことを特徴とするプレス機械が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an upper mold and a lower mold for pressing a workpiece in a vertical direction, a slide on which an upper mold is fixed to a lower surface and moved up and down, and the slide A slide drive mechanism that raises and lowers the pressure and generates a press molding force, and a slide adjustment device for adjusting the attitude of the slide,
The slide adjusting device includes:
A cylinder device that applies a load to the slide so that the posture of the slide is changed by a change in the stroke position;
There is provided a press machine comprising adjusting means for adjusting a stroke position of the cylinder device.
この構成では、調節手段は、シリンダ装置のストローク位置を調節することで、スライド姿勢を調節することができる。従って、プレス加工時におけるスライドの姿勢に関する機差を低減または無くすことが可能になる。
なお、調節手段は、シリンダ装置の圧力を制御することでストローク位置を間接的に調節してもよいし、シリンダ装置のストローク位置を直接制御してもよい。
In this configuration, the adjusting means can adjust the slide posture by adjusting the stroke position of the cylinder device. Therefore, it is possible to reduce or eliminate the machine difference regarding the posture of the slide during press working.
The adjusting means may indirectly adjust the stroke position by controlling the pressure of the cylinder device, or may directly control the stroke position of the cylinder device.
本発明の好ましい実施形態によると、前記シリンダ装置は前記スライド駆動機構と前記スライドを連結し、これにより、シリンダ装置のストローク位置変化により前記スライド駆動機構と前記スライドとの相対位置が変化する。 According to a preferred embodiment of the present invention, the cylinder device connects the slide drive mechanism and the slide, whereby the relative position between the slide drive mechanism and the slide changes due to a stroke position change of the cylinder device.
シリンダ装置のストローク位置変化により前記スライド駆動機構と前記スライド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の姿勢を効果的に調節できる。 Since the relative position between the slide drive mechanism and the slide changes due to the change in the stroke position of the cylinder device, the posture of the slide during press working can be adjusted effectively.
本発明の好ましい実施形態によると、前記シリンダ装置のストローク位置が変化すると、水平方向に対する前記スライドの傾きが変化するようになっている。 According to a preferred embodiment of the present invention, when the stroke position of the cylinder device changes, the inclination of the slide with respect to the horizontal direction changes.
この構成では、シリンダ装置のストローク位置を調節することでスライドの傾きを調節できるので、スライドの傾きを効果的に調節できる。 In this configuration, since the slide inclination can be adjusted by adjusting the stroke position of the cylinder device, the slide inclination can be adjusted effectively.
本発明の好ましい実施形態によると、前記シリンダ装置は、前記スライド駆動機構と前記スライドとを連結し、
さらに、プレス加工時に前記スライド駆動機構から作用する上向き荷重を支持する上荷重支持部材と、
プレス加工時に下金型から作用する下向き荷重を支持する下荷重支持部材と、
上荷重支持部材と下荷重支持部材とを連結する連結部材と、を備え、
前記ストローク位置を調節することで、プレス加工時における前記連結部材の伸び量が調節可能になっている。
According to a preferred embodiment of the present invention, the cylinder device connects the slide drive mechanism and the slide,
Furthermore, an upper load support member that supports an upward load acting from the slide drive mechanism during press working,
A lower load support member for supporting a downward load acting from the lower mold during press working;
A connecting member that connects the upper load supporting member and the lower load supporting member,
By adjusting the stroke position, the extension amount of the connecting member at the time of press working can be adjusted.
この構成では、前記シリンダ装置のストローク位置を調節することで、プレス加工時における前記連結部材の伸び量を調節可能になっているので、連結部材の伸び量の調節により、プレス加工時におけるスライドの変形量を効果的に調節できる。 In this configuration, by adjusting the stroke position of the cylinder device, it is possible to adjust the extension amount of the connecting member at the time of press processing. Therefore, by adjusting the extension amount of the connecting member, the slide at the time of press processing can be adjusted. The amount of deformation can be adjusted effectively.
本発明の好ましい実施形態によると、前記シリンダ装置は複数設けられ、これらシリンダ装置は、それぞれスライドの複数箇に荷重を作用させる。 According to a preferred embodiment of the present invention, a plurality of the cylinder devices are provided, and each of these cylinder devices applies a load to a plurality of slides.
この構成では、複数のシリンダ装置が、それぞれスライドの複数箇に荷重を作用させるので、これらシリンダ装置を別個に調節することで、スライドの姿勢を一層細かく調節ができ、これにより機差を一層低減または無くすことはできる。 In this configuration, each of the plurality of cylinder devices applies a load to a plurality of slides, and by adjusting these cylinder devices separately, the slide posture can be adjusted more finely, thereby further reducing machine differences. Or you can eliminate it.
また、上記目的を達成するため、本発明によると、被加工材を上下方向に挟んでプレス加工する上金型および下金型と、上金型が下面に固定され昇降運動させられるスライドと、前記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、を備える模擬用のプレス機械の調節方法であって、
そのストローク位置の変化によりスライドの姿勢を変化させるように前記スライドに荷重を作用させるシリンダ装置を前記模擬用のプレス機械に設け、
模擬対象プレスのスライドの姿勢データを目標姿勢データとして取得し、
前記模擬用のプレス機械でのスライドの姿勢データと目標姿勢データとの差を低減または無くすように、シリンダ装置のストローク位置を調節する、ことを特徴とするプレス機械の調節方法が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an upper mold and a lower mold for pressing a workpiece in a vertical direction, a slide on which the upper mold is fixed to the lower surface and moved up and down, A slide drive mechanism that raises and lowers the slide to generate a press molding force, and a method for adjusting a simulation press machine comprising:
A cylinder device that applies a load to the slide so as to change the posture of the slide by changing the stroke position is provided in the simulation press machine,
Acquire the posture data of the slide of the simulation target press as target posture data,
There is provided a method for adjusting a press machine, wherein the stroke position of the cylinder device is adjusted so as to reduce or eliminate the difference between the slide attitude data and the target attitude data in the simulation press machine.
この模擬用のプレス機械の調節方法では、模擬用のプレス機械でのスライドの姿勢データと目標姿勢データとの差を低減または無くすように、シリンダ装置のストローク位置を調節するので、スライドの姿勢に関する機差を低減または無くすことができる。 In this simulation press machine adjustment method, the stroke position of the cylinder device is adjusted so as to reduce or eliminate the difference between the slide posture data and the target posture data in the simulation press machine. Machine differences can be reduced or eliminated.
前記模擬用のプレス機械と模擬対象プレスは、プレス加工時に前記スライド駆動機構から作用する上向き荷重を支持する上荷重支持部材と、プレス加工時に下金型から作用する下向き荷重を支持する下荷重支持部材と、上荷重支持部材と下荷重支持部材とを連結する連結部材と、を備えており、
前記シリンダ装置は、前記スライド駆動機構と前記スライドを連結しており、
前記模擬用のプレス機械の連結部材の剛性を、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設定しておく。
The simulation press machine and the simulation target press include an upper load support member that supports an upward load that acts from the slide drive mechanism during press processing, and a lower load support that supports a downward load that acts from a lower mold during press processing. A member, and a connecting member that connects the upper load supporting member and the lower load supporting member,
The cylinder device connects the slide drive mechanism and the slide,
The rigidity of the connecting member of the simulation press machine is set higher than the rigidity of the connecting member of the corresponding press to be simulated.
このように、模擬用のプレス機械の連結部材の剛性が、模擬対象プレスの連結部材の剛性より高いので、シリンダ装置の剛性を下げる方向に、シリンダ装置のストローク位置を節することで、スライドの姿勢を効果的に調節できる。 Thus, since the rigidity of the connecting member of the simulation press machine is higher than the rigidity of the connecting member of the simulation target press, by reducing the stroke position of the cylinder device in the direction of decreasing the rigidity of the cylinder device, The posture can be adjusted effectively.
上述した本発明によると、プレス加工時におけるスライドの姿勢に関する機差を低減または無くすことができる。 According to the above-described present invention, it is possible to reduce or eliminate the machine difference related to the posture of the slide during press working.
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。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の実施形態によるプレス機械の構成図である。プレス機械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、下荷重支持部材9(ベッド)、上荷重支持部材11(クラウン)、スライド調節装置13、連結部材15(アプライト)を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram of a press machine according to an embodiment of the present invention. The
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。上金型は、後述のボルスタ17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。
The
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11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。
The
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。
The
下荷重支持部材9は、プレス加工時(例えば、スライド3が下死点に位置する時)に下金型から作用する下向き荷重を支持する。図1の例では、下荷重支持部材9は、は外部の基礎に固定されたベッドである。ベッド9は、その上面でキャリア19を支持する。キャリア19は、図1の紙面と垂直な方向に移動可能であり、ボルスタ17の外周部を支持する。ボルスタ17の上面に下金型(図示せず)が取り付けられる。ボルスタ17には、クッションピン21が通る貫通穴が設けられ、クッションピン21とこれを支持するクッションパッド23は、ベッド9内のクッションシリンダ25で上下動可能に支持されている。
The lower
上荷重支持部材11は、プレス加工時にスライド駆動機構5から作用する上向き荷重を支持する。図1の例では、上荷重支持部材11はクラウンである。
The upper
スライド調節装置13は、プレス加工時のスライド3の姿勢を調節するためのものであり、プレス加工時におけるそのストローク位置の変化によりプレス加工時のスライド3の姿勢を変化させるようにスライド3に荷重を作用させる。スライド調節装置13は、シリンダ装置13A、調節手段13Bを有する。
シリンダ装置13Aは、液圧シリンダであってよく、プレス加工時にスライド3を下方に押圧してスライド3を支持する。図1の例では、シリンダ装置13Aは、オーバロードシリンダ13A1、剛性調整シリンダ装置13A2を含む。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。
オーバロードシリンダ13A1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、オーバロードシリンダ13A1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とはオーバロードシリンダ13A1を介して連結されている。また、オーバロードシリンダ13A1のストローク量(即ち、ストローク位置)を調節することで、水平方向に対するスライド3の傾きが調節可能になっている。図1、図2の例では、4つのオーバロードシリンダ13A1が設けられており、これら各オーバロードシリンダ13A1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。このようなオーバロードシリンダ13A1は、後述するスライド3の傾きの調節に有効である。なお、オーバロードシリンダ13A1は、異常荷重発生時に、その油圧シリンダ室への圧油供給を制御するリリーフバルブを開放することで、シリンダストローク分だけそのピストンを移動させ、上金型への損傷を回避するようにもできる。
剛性調整シリンダ13A2は、スライド本体3aに設けられる。即ち、スライド本体3aの内部に剛性調整シリンダ13A2を配置し、剛性調整シリンダ13A2の一端部はスライド本体3aの上部に固定されている。この上部はスライド本体3aと一体的に形成されている。スライド本体3aの下部中央部には開口が設けられ、この開口を通して剛性調整シリンダ13A2の他端部がスライドプレート3bの上面中央部を押圧するようになっている。スライドプレート3bはスライド本体3aの下面に固定されている。このような剛性調整シリンダ13A2は、後述のスライド3(図1の例では、スライドプレート3b)のたわみの調整に有効である。
調節手段13Bは、シリンダ装置13Aのストローク位置を調節するものである。調節手段13Bは、シリンダ装置13Aの圧力を制御して間接的にシリンダ装置13Aのストローク位置を調節し、または、シリンダ装置13Aのストローク位置を直接制御する。調節手段13Bは、各オーバロードシリンダ13A1の調節を、他のシリンダ装置13A1,13A2の調節とは独立して調節できる。また、調節手段13Bは、剛性調整シリンダ13A2の調節を、オーバロードシリンダ13A1の調節とは独立して調節できる。図1では、調節手段13Bを上荷重支持部材(クラウン)11に設けているが、他の箇所に設けてもよい。
The
The
The overload cylinder 13A1 connects the
The rigidity adjusting cylinder 13A2 is provided on the
The adjusting means 13B adjusts the stroke position of the
連結部材15は、上荷重支持部材11と下荷重支持部材9とを連結する。図1の例では、連結部材15は、柱状のアプライトであり、複数設けられている。プレス加工時におけるアプライト15の伸び量は、シリンダ装置13Aのストローク位置を調節することで、調節可能になっている。
The connecting
次に、上述したプレス機械10の調節方法について説明する。
Next, the adjustment method of the
[スライドの傾き調節]
まず、スライド3の傾きを調節する場合について説明する。図3は、プレス機械10の調節方法を示すフローチャートであり、スライド3の傾き調節する場合を示している。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。
[Slide tilt adjustment]
First, the case where the inclination of the
ステップS1において、模擬対象プレスのスライド3の傾きデータを目標傾きデータとして取得する。目標傾きデータは、スライド3の複数点においてプレス加工時にスライド3に作用している各荷重であってよい。これら複数位置は、プレス機械10において各オーバーロードシリンダ13A1がスライド3に荷重を作用させる各位置に対応する。なお、プレス加工時は、上金型が被加工物と接触して被加工物がプレスされている時である。
一例では、模擬対象プレスに、オーバーロードシリンダ13A1がプレス機械10と同じ複数位置(例えば、図2のように同じ4つの位置)に設けられている場合には、プレス加工時におけるこれらオーバーロードシリンダの圧力を計測する。これら計測圧力値を傾きデータとする。
別の例では、スライド3の複数位置における歪みを歪みゲージで計測し、これら計測歪み値をFEM等により、スライド3の複数位置における荷重値に換算する。このようにして得た各荷重値を傾きデータとする。なお、歪みを計測する位置の数は、荷重値の取得位置の数以上とする。これにより、複数の歪み計測値からFEMにより複数位置の荷重値に換算できる。
In step S1, the inclination data of the
In an example, when the overload cylinder 13A1 is provided in the same plural positions as the press machine 10 (for example, the same four positions as in FIG. 2) in the simulation target press, these overload cylinders at the time of press working Measure the pressure. These measured pressure values are used as inclination data.
In another example, strains at a plurality of positions of the
ステップS2において、プレス加工時における模擬用のプレス機械10でのスライド3の傾きデータと目標傾きデータとの差を低減または無くすように、オーバロードシリンダ13A1のストローク位置を調節する。なお、プレス機械10でのスライド3の傾きデータは、各オーバーロードシリンダ13A1がスライド3に作用させる各荷重値である。
好ましくは、模擬用のプレス機械10の連結部材15を、これに対応する模擬対象プレスの連結部材15の剛性より高くしておくことで、ステップS2の調節を効果的に行える。この場合、ステップS2においてオーバロードシリンダ13A1の剛性を下げる方向に(例えば、オーバロードシリンダ13A1の弾性率を高くする方向に)、オーバロードシリンダ13A1のストローク位置を調節手段13Bにより調節し、これにより、プレス加工時におけるスライド3の傾きの差を模擬用のプレス機械10と機差模擬プレスとの間で低減または無くす。
In step S2, the stroke position of the overload cylinder 13A1 is adjusted so as to reduce or eliminate the difference between the inclination data of the
Preferably, by adjusting the connecting
ステップS2を実施するための調節手段13Bの構成について説明する。
The configuration of the adjusting
例えば、調節手段13Bは、オーバロードシリンダ13A1のシリンダ室に一定圧力の流体を供給する場合にはその圧力を制御してよいし、そのストローク位置を直接制御してもよい。また、調節手段13Bは、図4のような構成であってもよい。 For example, the adjusting means 13B may control the pressure when supplying fluid of a constant pressure to the cylinder chamber of the overload cylinder 13A1, or may directly control the stroke position. Further, the adjusting means 13B may be configured as shown in FIG.
図4は、オーバロードシリンダ13A1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調節手段13Bの構成図である。図4に示すように、調節手段13Bは、圧力指令装置27、制御装置29、油圧制御回路31を有する。
制御装置29は、上記の目標傾き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)を有する。制御装置29は、入力された目標傾きデータ(上述した複数位置の荷重値)と、各オーバロードシリンダ13A1の圧力を検出する圧力センサからの各圧力検出値(即ち、傾きデータ)と基づいて、各オーバロードシリンダ13A1の圧力(傾きデータ)が目標傾きデータと同じになるように油圧制御回路31を制御する。即ち、傾きデータである各圧力検出値がそれぞれ対応する目標傾きデータの各荷重値になるように制御する。
油圧制御回路31は、制御装置29により制御されて各オーバロードシリンダ13A1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。
FIG. 4 is a configuration diagram of the adjusting means 13B in the case of adjusting the inclination of the
The
The hydraulic
Note that such control and acquisition of tilt characteristics may be performed for the press working.
[スライドのたわみ調節]
次に、スライドプレート3bのたわみを調節する場合について説明する。図5は、プレス機械10の調節方法を示すフローチャートであり、スライドプレート3bのたわみを調節する場合を示している。
[Adjust slide deflection]
Next, a case where the deflection of the
ステップS11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、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S12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(即ち、目標たわみデータ)」とする。
ステップS13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S14では、剛性調整シリンダ13A2の荷重設定をする。この荷重設定では、調節手段13Bを用いて中央たわみを目標たわみ分布と一致させる。
ステップS15では、剛性調整シリンダ13A2の設定荷重でのたわみ計算をFEMで行う。
ステップS16では、たわみ計算で得られたたわみ分布(たわみデータ)が目標どおりである(目標たわみデータに一致する又はほぼ一致する)ことを確認する。
ステップS17では、金型を含むたわみ計算をFEMで行う。
ステップS18では、金型の影響は小さいことを確認する。
ステップS16,S18で問題がなければ剛性調整(即ち、たわみ調節)を終了する。問題がある場合には、ステップS13〜S17を繰り返す。
In step S11, strain data is acquired from strain measurement of the simulation target press. The simulation target press is, for example, a press for mass production of a mold user. In the strain measurement, the strain at the time of pressing the
In step S12, the deflection distribution of the simulation target press is estimated and calculated from the obtained strain data. This calculation is based on FEM calculation or theoretical calculation. The obtained deflection distribution is defined as “target deflection distribution (ie, target deflection data)”.
In step S13, the deflection of the machine
In step S14, the load of the rigidity adjustment cylinder 13A2 is set. In this load setting, the center deflection is matched with the target deflection distribution using the adjusting means 13B.
In step S15, the deflection calculation with the set load of the stiffness adjusting cylinder 13A2 is performed by FEM.
In step S16, it is confirmed that the deflection distribution (deflection data) obtained by the deflection calculation is in accordance with the target (matches or substantially matches the target deflection data).
In step S17, the deflection calculation including the mold is performed by FEM.
In step S18, it is confirmed that the influence of the mold is small.
If there is no problem in steps S16 and S18, the stiffness adjustment (ie, deflection adjustment) is terminated. If there is a problem, steps S13 to S17 are repeated.
以下、本発明の剛性調整シリンダ13A2の具体例を説明する。 Hereinafter, a specific example of the rigidity adjusting cylinder 13A2 of the present invention will be described.
図6A〜図6Dは、調節手段13Bの第1実施形態図である。この例では、スライドプレート3bを支持する油圧シリンダのサーボ制御(位置制御または推力制御)により,油圧シリンダによる支持剛性を調整する。
6A to 6D are diagrams showing a first embodiment of the adjusting means 13B. In this example, the support rigidity by the hydraulic cylinder is adjusted by servo control (position control or thrust control) of the hydraulic cylinder that supports the
図7A、図7Bは、本発明の調節手段13Bの第2実施形態図である。この例では、撓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,スライドプレート3b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,スライドプレート3bたわみ量の検出値に基づいて設定する。
7A and 7B are diagrams showing a second embodiment of the adjusting means 13B of the present invention. In this example, the thrust of the hydraulic cylinder is controlled according to the amount of deflection.
That is, thrust control of the hydraulic cylinder that supports the
図8A、図8Bは、調節手段13B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。
すなわちスライドプレート3b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。
8A and 8B are diagrams showing a third embodiment of the adjusting means 13B. In this example, the displacement amount of the hydraulic cylinder is controlled according to the generated load.
That is, the hydraulic cylinder that supports the
図9A〜図9Dは、本発明の調節手段13Bの第4実施形態図である。この例では、スライドプレート3b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。
9A to 9D are diagrams showing a fourth embodiment of the adjusting means 13B of the present invention. In this example, the support position by the hydraulic cylinder is adjusted by changing the stroke position for supporting the
スライドプレート3bの撓みに対して,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(1)で示される。
ΔP = K × ΔV/V・・・(1)
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。
The reaction force generated by the hydraulic cylinder against the bending of the
ΔP = K × ΔV / V (1)
Here, ΔP is the pressure change amount, K is the hydraulic fluid bulk modulus, ΔV is the hydraulic fluid volume change amount, and V is the hydraulic fluid initial volume.
この関係式(1)によれば,同じスライドプレート撓みによる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,スライドプレート3b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,スライドプレート撓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。
According to this relational expression (1), even if ΔV is generated due to the same bending of the slide plate, the value of ΔP generated varies depending on the state of V. That is, by changing the cylinder stroke position for supporting the
図10A、図10Bは、本発明の調節手段13Bの第5実施形態図である。
図10A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10B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。
10A and 10B are diagrams showing a fifth embodiment of the adjusting means 13B of the present invention.
As shown in FIG. 10A, in order to change the cylinder stroke position, the casing of the hydraulic cylinder is moved up and down by some linear motion mechanism (feed screw mechanism, cylinder, jack, etc.) having rigidity sufficiently higher than that of the hydraulic cylinder. Is possible.
Also, as shown in FIG. 10B, prepare a platform with several different heights for the installation base of the hydraulic cylinder casing, and replace the platform so that the support position becomes the target support rigidity. Also good. In this case, the support stiffness can be adjusted to any desired value by using the accumulator or preload method described later.
図11A〜図11Dは、本発明の調節手段13B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。
11A to 11D are diagrams showing a sixth embodiment of the adjusting means 13B of the present invention. In this example, the support rigidity is adjusted by changing the accumulator volume.
That is, the support rigidity by the hydraulic cylinder is generated using the compressibility of the accumulator gas. Since the cylinder reaction force generated with respect to the cylinder stroke compression amount is determined by the compression amount of the gas in the accumulator, the hydraulic cylinder support rigidity can be adjusted by changing the gas volume in the accumulator.
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
The following method is mentioned as a method of changing the gas volume in the accumulator.
・ Set initial charging pressure of accumulator gas ・ Set constant pressure supply value of hydraulic pressure ・ Install multiple accumulators and select the accumulator to be used
一例として,図12、図13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。 As an example, FIGS. 12 and 13 show the amount of change in the cylinder support rigidity depending on the setting of the initial charging pressure of the accumulator gas.
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節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節することができる。さらに,各方法を併用すれば,その調節範囲を広げることが可能である。 In addition to the method of setting the initial enclosed pressure of the accumulator, the gas volume in the accumulator can be changed by setting the pressure supplied to the cylinder (constant pressure supply value), so the cylinder support rigidity can be adjusted in the same way It becomes. Also, the cylinder support rigidity can be adjusted by preparing a plurality of accumulators and selecting / switching the accumulator to be used. Furthermore, if each method is used in combination, the adjustment range can be expanded.
図14A,図14Bは、本発明の調節手段13B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節可能となる。
14A and 14B are diagrams showing a seventh embodiment of the adjusting means 13B of the present invention. In this example, the support rigidity is adjusted by changing the preload amount of the hydraulic cylinder.
Since the bulk elastic coefficient of the hydraulic fluid changes depending on the operating pressure, the support rigidity by the hydraulic cylinder can be adjusted by changing the operating pressure region.
図15〜図17は、鉱物系作動油,体積弾性係数の一例である。
図16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15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節可能となる。一例として,図17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。ただし、図16において体積弾性係数がとる値の範囲(約1.7〜2.2GPa)は、単なる一例であり、体積弾性係数がとる値の範囲は、作動油の種類により大きく異なる。図17は、図16に示す程度の体積弾性係数の変化があるとした場合での上記特性変化を示す。
15 to 17 are examples of mineral-based hydraulic fluid and bulk modulus.
As shown in FIG. 16, if a working fluid whose volume elastic modulus changes in a range of about 1.7 to 2.2 GPa in a pressure range of 0 to 40 MPa · abs is used, an initial hydraulic cylinder in FIG. The support stiffness of the hydraulic cylinder can be adjusted by setting the pressure and changing the bulk modulus. As an example, FIG. 17 shows changes in characteristics of the hydraulic cylinder reaction force vs. stroke compression amount due to changes in the initial pressure. However, the range of values taken by the bulk modulus (about 1.7 to 2.2 GPa) in FIG. 16 is merely an example, and the range of values taken by the bulk modulus is greatly different depending on the type of hydraulic oil. FIG. 17 shows the above characteristic change in the case where there is a change in the bulk modulus as shown in FIG.
[スライドの傾きとたわみの調整]
スライド3の傾きとたわみの両方を調節する場合には、図3の調節方法と、図5の調節方法を合わせて行うことができる。例えば、最初に、図3に従い、剛性調整シリンダ13A2の調整を行わずにオーバロードシリンダ13A1を調節することでスライド3の傾きの調節を行い、このようにスライド3の傾きが調節された状態で、図5に従い、剛性調整シリンダ13A2の調整を行うことでスライドプレート3bのたわみの調節を行うことができる。これにより、模擬用のプレス機械10におけるスライド3の姿勢データ(傾きデータとたわみデータを合わせたもの)と目標姿勢データ(目標傾きデータと目標たわみデータを合わせたもの)との差を十分に低減または無くすことができる。
[Adjustment of slide tilt and deflection]
When adjusting both the inclination and the deflection of the
上述した実施形態によるプレス機械10とその調節方法によると、シリンダ装置13Aのストローク位置を調節することで、スライド姿勢を調節することができる。従って、プレス加工時におけるスライド3の姿勢に関する機差を低減または無くすことが可能になる。
According to the
また、シリンダ装置13A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の姿勢を効果的に調節できる。
Further, since the relative position between the
シリンダ装置13Aのストローク位置を調節することでスライド3の傾きを調節できるので、スライド3の傾きを効果的に調節できる。
Since the inclination of the
シリンダ装置13Aのストローク位置を調節することで、プレス加工時における連結部材15の伸び量を調節可能になっているので、連結部材15の伸び量の調節により、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節できる。
By adjusting the stroke position of the
複数のシリンダ装置13Aが、それぞれスライド3の複数箇に荷重を作用させるので、これらシリンダ装置13Aを別個に調節することで、スライド3の姿勢を一層細かく調節ができ、これにより機差を一層低減または無くすことはできる。
Since a plurality of
模擬用のプレス機械10の連結部材15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、シリンダ装置13Aの剛性を下げる方向に、シリンダ装置13Aのストローク位置を節することで、スライド3の姿勢を効果的に調節できる。
Since the rigidity of the connecting
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
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。
In the
上述した実施形態では、4つのオーバーロードシリンダ13A1を設けたが、4つ以外の他の数(1つも含む)のオーバーロードシリンダ13A1を設けてもよい。 In the embodiment described above, four overload cylinders 13A1 are provided, but other numbers (including one) of overload cylinders 13A1 other than four may be provided.
調節手段13Bは、図4以外の構成であってもよい。 The adjusting means 13B may have a configuration other than that shown in FIG.
3 スライド、3a スライド本体,3b スライドプレート、
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 下荷重支持部材(ベッド)、
10 プレス機械、11 上荷重支持部材(クラウン)、
13 スライド調節装置、13A シリンダ装置、13B 調節手段
13A1 オーバロードシリンダ、13A2 剛性調整シリンダ装置
15 連結部材(アプライト)、17 ボルスタ、19 キャリア、
21 クッションピン、23 クッションパッド、25 クッションシリンダ、
29 制御装置、31 油圧制御回路
3 slide, 3a slide body, 3b slide plate,
5 slide drive mechanism, 5a drive gear, 5b conversion mechanism (link),
7 counter balance cylinder, 9 under load support member (bed),
10 Press machine, 11 Upper load support member (crown),
13 Slide adjusting device, 13A Cylinder device, 13B Adjusting means 13A1 Overload cylinder, 13A2 Rigidity adjusting
21 cushion pins, 23 cushion pads, 25 cushion cylinders,
29 control device, 31 hydraulic control circuit
Claims (7)
前記スライド調節装置は、
そのストローク位置の変化によりスライドの姿勢を変化させるように前記スライドに荷重を作用させるシリンダ装置と、
該シリンダ装置のストローク位置を調節する調節手段と、を有する、ことを特徴とするプレス機械。 An upper die and a lower die that are pressed by sandwiching a workpiece in the vertical direction, a slide in which the upper die is fixed to the lower surface and moved up and down, and a slide drive mechanism that raises and lowers the slide to generate a press forming force And a slide adjusting device for adjusting the attitude of the slide,
The slide adjusting device includes:
A cylinder device that applies a load to the slide so that the posture of the slide is changed by a change in the stroke position;
A press machine comprising: adjusting means for adjusting a stroke position of the cylinder device.
さらに、プレス加工時に前記スライド駆動機構から作用する上向き荷重を支持する上荷重支持部材と、
プレス加工時に下金型から作用する下向き荷重を支持する下荷重支持部材と、
上荷重支持部材と下荷重支持部材とを連結する連結部材と、を備え、
前記ストローク位置を調節することで、プレス加工時における前記連結部材の伸び量が調節可能になっている、ことを特徴とする請求項1に記載のプレス機械。 The cylinder device connects the slide drive mechanism and the slide,
Furthermore, an upper load support member that supports an upward load acting from the slide drive mechanism during press working,
A lower load support member for supporting a downward load acting from the lower mold during press working;
A connecting member that connects the upper load supporting member and the lower load supporting member,
2. The press machine according to claim 1, wherein an extension amount of the connecting member at the time of pressing is adjustable by adjusting the stroke position.
そのストローク位置の変化によりスライドの姿勢を変化させるように前記スライドに荷重を作用させるシリンダ装置を前記模擬用のプレス機械に設け、
模擬対象プレスのスライドの姿勢データを目標姿勢データとして取得し、
前記模擬用のプレス機械でのスライドの姿勢データと目標姿勢データとの差を低減または無くすように、シリンダ装置のストローク位置を調節する、ことを特徴とするプレス機械の調節方法。 An upper die and a lower die that are pressed by sandwiching a workpiece in the vertical direction, a slide in which the upper die is fixed to the lower surface and moved up and down, and a slide drive mechanism that raises and lowers the slide to generate a press forming force A method for adjusting a simulation press machine comprising:
A cylinder device that applies a load to the slide so as to change the posture of the slide by changing the stroke position is provided in the simulation press machine,
Acquire the posture data of the slide of the simulation target press as target posture data,
A method for adjusting a press machine, comprising: adjusting a stroke position of a cylinder device so as to reduce or eliminate a difference between slide attitude data and target attitude data in the simulation press machine.
前記シリンダ装置は、前記スライド駆動機構と前記スライドを連結しており、
前記模擬用のプレス機械の連結部材の剛性を、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設定しておく、ことを特徴とする請求項6に記載のプレス機械の調節方法。 The simulation press machine and the simulation target press include an upper load support member that supports an upward load that acts from the slide drive mechanism during press processing, and a lower load support that supports a downward load that acts from a lower mold during press processing. A member, and a connecting member that connects the upper load supporting member and the lower load supporting member,
The cylinder device connects the slide drive mechanism and the slide,
7. The method of adjusting a press machine according to claim 6, wherein the rigidity of the connecting member of the simulation press machine is set higher than the rigidity of the corresponding connecting member of the simulation target press.
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