JP2010279990A - プレス加工機および速度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス加工におけるパンチ及びダイの形状変化を用いてプレス速度の制御を行うことで、パンチ及びダイの寿命を自動的に把握すると共に、製品の加工精度を向上させることができるプレス加工機および速度制御方法を提供する。
【解決手段】プレス加工時のせん断荷重に基づいて該プレス加工に用いるパンチ及びダイの形状変化を推定する形状推定手段と、算出された上記パンチ及びダイの形状変化に基づいてプレス速度の制御を行う速度制御手段と、を備えるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型の上型と下型を用いてプレスを行うことで、例えばせん断、打ち抜き、曲げ、絞り、圧延等の加工を行い、被加工物の形状を変化させるプレス加工機およびその速度制御方法に関する。

本発明に関連するプレス装置として、被加工物のプレス加工に伴うモータのトルク値の変化を検出し、所定のトルク値に到達した後、モータの駆動量を計数し、設定条件に達した時点でプレス動作を停止させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、板材に穴開け加工を行うパンチプレス機として、打ち抜き加工におけるパンチ抗力初期値およびパンチストローク初期値を測定し、その測定値に基づいて打ち抜き加工終了までのパンチ抗力およびパンチストローク履歴を予測し、パンチ抗力の予測値を打ち消す荷重を加えることにより、パンチ速度を制御しようとするものがある（例えば、特許文献２参照）。

また、サーボプレス機械における上下動可能なスライド部の位置をリニアスケールで検出し、ＮＣ装置にフィードバックし、ＮＣ装置がそのスライド部の位置情報をスライド速度に換算して表示するものがある（例えば、特許文献３参照）。

特開平８−２２４６９９号公報 特開２００７−９０３８９号公報 特開２０００−２４６４９８号公報

しかしながら、一般に、プレス加工では以下の問題があった。
第１の問題点は、プレス加工を行っていく間に、図１３、図１４に示すようにせん断面が劣化し、製品の加工精度（寸法精度）が悪化することである。
その理由は、プレス加工を行うと、パンチ及びダイは材料と高速度で繰り返し接触し、摩擦し発熱するためである。これによってパンチ及びダイの刃先が摩耗し、図１５に示すように製品とパンチ及びダイの間のクリアランスが適正値より広くなり、プレス後のバリ高さの増加やダレの増加がおこる。

第２の問題点は、パンチ及びダイの寿命を正確に把握し定量化できないことである。
その理由は、摩耗が進んだパンチ及びダイは再研磨や交換が必要であるが、一般的に、製品のバリの状態、或いは、抜きカスのバリ状態による判断で再研磨や交換を行う時期を判断しており、摩耗の進行状況を自動かつ数値で把握できていないためである。

また、上述した特許文献１のものは、定格トルク値を越えたトルクにより過大なプレス荷重が被加工物に与えられることを防止しようとするものであり、パンチ及びダイの間のクリアランスを用いてプレス速度の制御を行うことで、パンチ及びダイの寿命を自動的に把握したり、製品の加工精度を向上させたりすることについてまで考慮されたものではなかった。

また、上述した特許文献２のものは、パンチ抗力初期値およびパンチストローク初期値からパンチ抗力の予測値を算出し、打ち消す荷重を加えることで任意のパンチ速度を実現しようとするものであった。このため、例えばパンチ抗力（荷重）が減少した場合には速度を低下させ、パンチに加えるべき力の制御を行うこととなっていた。
ここで、パンチ及びダイの間のクリアランスを用いてプレス速度の制御を行うのであれば、荷重が減少した場合はクリアランスが拡大していると考えられ、パンチに加えるべき速度を増加させることが好ましいはずである。このように、パンチ及びダイの間のクリアランスを用いてプレス速度の制御を行うことで、製品の加工精度を向上させることについてまで考慮されたものではなかった。また、パンチ及びダイの寿命を自動的に把握することについても考慮されていなかった。

また、上述した特許文献３のものは、ＮＣ装置によりスライド部のスライド速度を表示するものであり、速度制御を行うことや、パンチ及びダイの寿命を自動的に把握することについてまで考慮されたものではなかった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、プレス加工におけるパンチ及びダイの形状変化を用いてプレス速度の制御を行うことで、パンチ及びダイの寿命を自動的に把握すると共に、製品の加工精度を向上させることができるプレス加工機および速度制御方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明に係るプレス加工機は、プレス加工時のせん断荷重に基づいて、該プレス加工に用いるパンチ及びダイの形状変化を推定する形状推定手段と、上記形状推定手段により算出された上記パンチ及びダイの形状変化に基づいてプレス速度の制御を行う速度制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る速度制御方法は、プレス加工時のせん断荷重に基づいて該プレス加工に用いるパンチ及びダイの形状変化をプレス加工機が推定する形状推定工程と、上記形状推定工程により算出された上記パンチ及びダイの形状変化に基づいて上記プレス加工機がプレス速度の制御を行う速度制御工程と、を備えたことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、プレス加工におけるパンチ及びダイの形状変化を用いてプレス速度の制御を行うことにより、パンチ及びダイの寿命を自動的に把握できると共に、製品の加工精度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るプレス加工機の概略構成を示す図である。 プレス加工における一般的なせん断荷重のプロファイルを示す図である。 クリアランスの大小によりせん断荷重の増加率が変化することを示す図である。 クリアランスの大小によりせん断荷重の最大値が変化することを示す図である。 クリアランスの大小によりプレス速度が増減することを示す図である。 「プレス速度の増加率」と「せん断荷重の傾きの変化」との相関表の例を示す図である。 せん断荷重の傾きを説明する図である。 本発明の実施形態に係る動作例を示すフローチャートである。 実施例１の概略構成を示す図である。 他の実施形態１による実施例２の概略構成を示す図である。 実施例３の概略構成を示す図である。 他の実施形態２による動作例を示すフローチャートである。 プレス加工の回数と製品の加工精度の関係を示す図である。 プレス加工の回数と製品に生じるバリからパンチ及びダイの摩耗状況を示す摩耗曲線図である。 パンチ及びダイの摩耗状況とクリアランスの大小の関係を示す図である。

次に、本発明に係るプレス加工機および速度制御方法を適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

まず、本実施形態の概略について説明する。
本実施形態は、特に良好な加工精度（プレス精度）の維持と、パンチ及びダイの摩耗状況の把握及び寿命延長を行う技術に関するものである。

一般に、プレス加工機では、プレス加工を継続する間に、せん断面が劣化し、プレス加工精度（寸法精度）が悪化する傾向がある。また、パンチ及びダイの寿命が正確に把握し定量化できていない問題があった。

これに対し、本実施形態では、図１に示すように、プレス加工機にプレス荷重監視システムを設置し、プレス荷重（プレス加工時のせん断荷重）の変化に応じてプレス速度の制御を行う。また、プレス加工機の内部または近傍に表示器を設置し、初期及び現在のプレス荷重及びプレス速度、パンチ及びダイの状態やパンチ及びダイの交換を促す表示を行う。

次に、本実施形態における各機能の動作の概略について説明する。
一般的に、一回のプレス加工において、せん断荷重は図２のようなプロファイル（パンチストロークでの時間経過における荷重変化特性）をもつ。図２は、せん断荷重の標準的なプロファイルを示す。各点の説明は、せん断過程における現象の発生するタイミングを示す。なお、プレス荷重（Ｃ）は、製品（１）のせん断荷重と同義である。

そして、パンチ（３）及びダイ（２）の摩耗が進行すると、パンチ（３）及びダイ（２）の間のクリアランス（Ｄ）が拡大し、図３に示すようなプレス荷重（Ｃ）のプロファイルの変化や、図４に示すようなプレス荷重（Ｃ）の最大値の低下等の現象が現れてしまう。
図３は、クリアランスが大きくなり、せん断荷重の標準的なプロファイルから傾きが変化した状態を示す。図４は、クリアランスが大きくなり、せん断荷重の標準的なプロファイルから最大せん断荷重が低下した状態を示す。

一方、クリアランス（Ｄ）と、そのクリアランスにおける最適なプレス速度（Ｖ）とには、図５に例示するような一定の関係がある。このため、クリアランス（Ｄ）が拡大した状態で初期設定のプレス速度（Ｖ）のままプレス加工を継続すると、製品（１）の加工精度が悪化してしまう。
本実施形態では、製品（１）の加工精度を向上させるため、現在のクリアランス（Ｄ）に最適な値となるようにプレス速度（Ｖ）を制御（Ｅ）する。

本実施形態によるプレス荷重監視システム（５）は、プレス加工時に毎回プレス荷重（Ｃ）を測定する。そして、基礎データ格納部（１３）に、予め計算及び実測に基づいた、クリアランスとプレス速度の関連付けデータ、及びクリアランスとプレス荷重の関連付けデータ（Ｂ）を入力しておく。

プレス駆動機構制御部（１０）内の計算ユニット（１１）は、測定されたプレス荷重（Ｃ）と、予め基礎データ格納部（１３）に入力されているデータと、製品データ格納部（１２）に予め入力しておいた製品の板厚やプレス形状や要求加工精度のデータとを基に、現在のクリアランス（Ｄ）を算出する。プレス駆動機構制御部（１０）は、算出されたクリアランス（Ｄ）の変化に応じて、次回以降のプレス加工におけるプレス速度（Ｖ）を制御する。

表示器（２０）はパンチ（３）及びダイ（２）の初期及び現在の状態（摩耗状況）を示し、プレス駆動機構制御部（１０）により寿命と判断された場合、作業者に交換を促す表示を行う。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態のプレス加工機は、図１に示すように、プレス荷重監視システム（５）に、プレス駆動機構制御部（１０）及び表示器（２０）が接続されて構成される。

プレス荷重監視システム（５）は、駆動速度の制御が可能な駆動源を含んだプレス駆動機構（４）と、パンチ（３）と、ダイ（２）とを備えて構成される。
プレス駆動機構制御部（１０）は、製品データ格納部（１２）と、基礎データ格納部（１３）と、計算ユニット（１１）とを備えて構成される。

プレス荷重監視システム（５）は、パンチ（３）とダイ（２）で製品（１）をプレスする際に発生するプレス荷重（Ｃ）を測定する。

製品データ格納部（１２）は、プレス加工の開始前に、プレス加工を行う製品（１）に必要な加工精度及び寸法精度の情報を含む製品加工データ（Ａ）を予め格納する。
基礎データ格納部（関連データ格納手段）（１３）は、予め計算及び実測に基づいた、クリアランスとプレス速度の関連データ、及びクリアランスとプレス荷重の関連データ（Ｂ）を格納する。

計算ユニット（１１）は、プレス荷重監視システム（５）が測定したプレス荷重（Ｃ）のプロファイル、製品データ（Ａ）及び基礎データ（Ｂ）から、現在のクリアランス（Ｄ）及びプレス加工を行う製品（１）に必要な加工精度及び寸法精度と現在のクリアランス（Ｄ）に最適なプレス速度（Ｖ）を算出する（形状推定手段）。

この計算ユニット（１１）による算出方法は、実験評価による実測などに基づいて、ユーザにより予め設定される。この計算ユニット（１１）による算出では、図６に例示するような「プレス速度の増加率」と「せん断荷重の傾きの変化」との相関表から算出される係数、打ち抜き形状（周長、面積、板厚、等）、材質、寸法及び寸法公差を入力として使用する。なお、図６の「プレス速度の増加率」と「せん断荷重の傾きの変化」は参考例であり、相関が直線で示されることに限定するものではない。
また、図６における「せん断荷重の傾き」とは、図７に例示する部位のことを指す。

プレス駆動機構制御部（１０）は、計算ユニット（１１）が算出したプレス速度（Ｖ）を基に、プレス駆動機構（４）に対し、速度制御（Ｅ）を行う（速度制御手段）。

表示器（２０）は、プレス加工機内部または近傍に設置され、プレス荷重監視システム（５）が測定したプレス荷重（Ｃ）、現在のクリアランス（Ｄ）及びプレス速度（Ｖ）、パンチ（３）及びダイ（２）の状態、などを表示する。この表示器（２０）は、例えば液晶ディスプレイなどにより実現できる。

次に、図１に示す本実施形態のプレス加工機の動作について、図８のフローチャートを参照して説明する。

ユーザは、基礎データ格納部（１３）に、予め計算及び実測に基づいた、クリアランスとプレス速度の関連付けデータ、及びクリアランスとプレス荷重の関連付けデータ（Ｂ）を入力しておく（ＳＴ０１）。

ユーザはプレス加工の開始前に、製品データ格納部（１２）に、対象製品のプレス形状や板厚などの諸条件、必要な加工精度及び寸法精度（Ａ）を入力する（ＳＴ０２）。

プレス駆動機構制御部（１０）内の計算ユニット（１１）は、基礎データ格納部（１３）及び製品データ格納部（１２）内の情報を基に、初回プレス時のための初期プレス速度（Ｖ）を算出する（ＳＴ０３）。すなわち、初回プレス時には、基礎データ格納部（１３）に格納された実測値または設計値のクリアランスに基づいて、計算ユニット（１１）が初期プレス速度（Ｖ）を算出する。

プレス駆動機構制御部（１０）は、算出された初期プレス速度（Ｖ）に合わせ、プレス駆動機構部（４）に対してプレス速度の制御（Ｅ）を行う（ＳＴ０４）。
表示器（２０）は、パンチ（３）及びダイ（２）の状態と、初期のクリアランス（Ｄ）と、初期のプレス荷重（Ｃ）、及び、初期のプレス速度（Ｖ）を示す（ＳＴ０５）。

プレス荷重監視システム（５）は、プレス加工時に毎回プレス荷重（Ｃ）を測定する（ＳＴ０６〜０７）。
測定されたプレス荷重（Ｃ）に変化がない場合、プレス加工を継続する（ＳＴ０８；Ｎｏ）。

測定されたプレス荷重（Ｃ）に変化があった場合（ＳＴ０８；Ｙｅｓ）、プレス駆動機構制御部（１０）内の計算ユニット（１１）は、プレス荷重監視システム（５）が測定したプレス荷重（Ｃ）と、基礎データ格納部（１３）及び製品データ格納部（１２）内の情報を基に、現在のクリアランス（Ｄ）を算出する（ＳＴ０９）。
その後、計算ユニット（１１）は、プレス荷重（Ｃ）を一定値に保つため、プレスを行う製品（１）に必要な加工精度及び寸法精度と現在のクリアランス（Ｄ）に最適なプレス速度（Ｖ）を算出する（ＳＴ１０）。

現在のプレス速度（Ｖ）が制御可能な上限に達していない場合、プレス駆動機構制御部（１０）は、算出したクリアランスの変化に合わせて、測定の次回以降のプレス加工時に、プレス駆動機構部（４）に対してプレス速度を制御（Ｅ）する（ＳＴ１１）。

このプレス速度の制御は、製品データ格納部（１２）及び基礎データ格納部（１３）内の情報を基に、プレス荷重が予め定められた一定範囲内になるように行う。
また、プレス荷重のプロファイルが予め定められた一定範囲内になるように速度制御することがより好ましく、さらに、プレス荷重のプロファイルにおける最大値が予め定められた一定範囲内になるように速度制御することがさらに好ましい。

現在のプレス速度（Ｖ）が制御可能な上限に達するまでの間は、上述したＳＴ０５〜ＳＴ１１の動作を繰り返すことにより、プレス動作を行う。この時、ＳＴ０５では、表示器（２０）が、パンチ（３）及びダイ（２）の現在状態と、初期及び現在のクリアランス（Ｄ）と、初期及び現在のプレス荷重（Ｃ）、及び、初期及び現在のプレス速度（Ｖ）を表示する。

現在のプレス速度（Ｖ）が制御可能な上限に達した場合、プレス駆動機構制御部（１０）はパンチ（３）及びダイ（２）の寿命と判断し、プレス加工を停止し（寿命判定手段）、表示器（２０）にパンチ（３）及びダイ（２）の交換要請を表示する（ＳＴ１２）。

次に、上述した本発明の実施形態の実施例１の構成について、図９を参照して詳細に説明する。

プレス駆動機構（４）の動力源をサーボモータ（６）とし、速度制御が可能な構造とする。プレス駆動機構（４）とパンチ（３）の間にロードセル（荷重測定手段）（７）を設置し、プレス荷重（Ｃ）を検知する。プレス駆動機構制御部（１０）に表示器（２０）を設置する。プレス加工の際は、現在のプレス荷重（Ｃ）及び関連データ（Ａ、Ｂ）から、常に現在のクリアランス（Ｄ）及び最適なプレス速度（Ｖ）を算出し、サーボモータ（６）の動作速度を制御（Ｅ）する。

表示器（２０）は、パンチ（３）及びダイ（２）の現在の状態、初期及び現在のプレス荷重、初期及び現在のプレス速度、初期及び現在のクリアランスのデータを受信し、それらの内容を表示する。プレス速度（Ｄ）が制御可能な上限に達した場合、プレス加工機はプレス加工を終了し、表示器（２０）に上限に達した旨を表示し、作業者にパンチ（３）及びダイ（２）の交換を促す。

なお、プレス荷重を測定するロードセル（７）は、図９に示す位置に限定されず、プレス加工部または駆動機構部内の荷重測定可能な位置であれば、任意の位置に設けてよい。

〔他の実施形態１〕
次に、本発明の他の実施形態１について説明する。
他の実施形態１は、上述した実施形態でプレス荷重を測定しているのに替えて、プレス駆動機構の駆動源の用力、たとえば電力を監視することで、用力の変化からプレス荷重を算出するようにしたものである。

このことにより、算出されたプレス荷重から上述のようにして現在のクリアランスを算出し、上述した実施形態と同様にプレス速度を最適化する。

また、プレス駆動機構制御部をネットワーク経由で表示部（２０）に接続する構成としてもよい。この場合、パンチ及びダイの現在の状態、初期及び現在のプレス荷重、初期及び現在のプレス速度、初期及び現在のクリアランスのデータを含む表示用情報をネットワーク経由でプレス駆動機構制御部（１０）から送信し、遠隔地にあるＰＣ上または遠隔地にある表示器に表示させる。
プレス速度が制御可能な上限に達した場合、遠隔地にあるＰＣ上または遠隔地にある表示器で上限に達した旨を表示し、作業者にパンチ及びダイの交換を促す。

次に、上述した本発明の他の実施形態１による実施例２の構成について、図１０を参照して詳細に説明する。

プレス駆動機構（４）の動力源をサーボモータ（６）とし、速度制御が可能な構造とする。サーボモータ（６）の使用電力（Ｆ）を測定し、測定された使用電力（Ｆ）から駆動力を算出し、プレス荷重（Ｃ）とする。プレス駆動機構制御部（１０）に表示器（２０）を設置する。プレス加工の際は、現在のプレス荷重（Ｃ）及び関連データ（Ａ、Ｂ）から、常に現在のクリアランス（Ｄ）及び最適なプレス速度を算出し、サーボモータ（６）の動作速度を制御（Ｅ）する。

表示器（２０）は、パンチ（３）及びダイ（２）の現在の状態、初期及び現在のプレス荷重、初期及び現在のプレス速度、初期及び現在のクリアランスを表示する。プレス速度（Ｄ）が制御可能な上限に達した場合、プレス加工機はプレス加工を終了し、表示器（２０）で上限に達した旨を表示し、作業者にパンチ（３）及びダイ（２）の交換を促す。

次に、上述した本発明の各実施形態についての実施例３の構成について、図１１を参照して詳細に説明する。

上述した実施例１または実施例２において、プレス加工機制御部（１０）をネットワーク接続機器（２１）を介してネットワーク（２２）に接続する。そして、パンチ（３）及びダイ（２）の現在の状態、初期及び現在のプレス荷重、初期及び現在のプレス速度、初期及び現在のクリアランス（Ｄ）のデータを含む表示用情報をプレス加工機制御部（１０）がネットワーク（２２）経由で送信し、遠隔地にあるＰＣ上または遠隔地にある表示器（２０）に表示させる。

プレス速度（Ｄ）が制御可能な上限に達した場合、プレス加工を終了し、遠隔地にあるＰＣ上または遠隔地にある表示器（２０）に上限に達した旨を表示し、担当者にパンチ（３）及びダイ（２）の交換を促す。

〔他の実施形態２〕
次に、本発明の他の実施形態２について、図１２を参照して説明する。
他の実施形態２は、上述した各実施形態ではプレス荷重（Ｃ）の変化を毎回のプレス加工時の測定によりチェックしているのに替えて、予め定められた回数だけこれまでのプレス荷重履歴を参照して算出したプレス荷重（Ｃ'）の変化をチェックするようにしたものである。

他の実施形態２では、図１２におけるＳＴ２１〜２７までは上述したＳＴ０１〜０７と同様の動作を行う。そして、現在のプレス荷重（Ｃ'）を、たとえば５回測定あるいは算出したプレス荷重（Ｃ）を特定の係数を用いて平均化して算出する（ＳＴ２８）。

算出された現在のプレス荷重（Ｃ'）に変化があった場合、プレス駆動機構制御部（１０）内の計算ユニット（１１）が、プレス荷重監視システム（５）が算出した現在のプレス荷重（Ｃ'）と、基礎データ格納部（１３）及び製品データ格納部（１２）内の情報を基に、現在のクリアランス（Ｄ）を算出する（ＳＴ３０）。

その後、プレス荷重（Ｃ）を一定値に保つため、プレスを行う製品（１）に必要な加工精度及び寸法精度と現在のクリアランス（Ｄ）に最適なプレス速度（Ｖ）を算出する（ＳＴ３１）。

現在のプレス速度（Ｖ）が制御可能な上限に達していない場合、プレス駆動機構制御部（１０）は、算出したクリアランスの変化に合わせて、測定した予め定められた回数のプレス加工の次回以降のプレス加工時に、プレス駆動機構部（４）に対してプレス速度を制御（Ｅ）する（ＳＴ３２）。

現在のプレス速度（Ｖ）が制御可能な上限に達した場合、プレス駆動機構制御部（１０）はパンチ（３）及びダイ（２）の寿命と判断し、プレス加工を停止し（寿命判定手段）、表示器（２０）にパンチ（３）及びダイ（２）の交換要請を表示する（ＳＴ３３）。

以上のように、上述した各実施形態によれば、以下の効果が得られる。
第１の効果は、製品の加工精度（寸法精度）を一定に保証できることである。
その理由は、パンチ及びダイの間のクリアランスを算出して次回以降のプレス加工時におけるプレス速度を制御し、プレス精度を一定にするからである。

第２の効果は、パンチ及びダイの寿命を正確に把握し定量化できることである。
その理由は、プレス速度の制御に用いているクリアランスの情報などから、パンチ及びダイの摩耗状況の情報を得ることができるからである。より詳細には、プレス駆動機構制御部（１０）が、プレス速度が一定値以上でプレス荷重の最大値が一定値以下に低下した場合、パンチ及びダイが寿命であると判断する。

ここで例えば、任意のプレス速度を実現するための速度制御であれば、プレス荷重が減少した場合には速度を低下させるように制御を行うことが考えられる。
これに対し、上述した各実施形態では、測定あるいは算出したプレス荷重に基づいてパンチ及びダイの現在のクリアランスを算出し、保持しているクリアランス−プレス速度の関連付け情報に基づいてプレス速度の制御を行う。このため、プレス荷重が減少した場合はクリアランスが拡大したと判断し、パンチに加えるべき速度を増加させるように制御を行う。

このように、パンチ及びダイの間のクリアランスを用いてプレス速度の制御を行うことで、上述のように製品の加工精度向上やパンチ及びダイの寿命の把握をより確実に行うことができる。

また、このことにより、製品の精度を一定の範囲に保証できる信頼性の向上、同一のパンチ及びダイでの生産数を増加させることができる生産性向上、パンチ及びダイの交換時期を把握できる保守性向上、交換するパンチ及びダイの数量を低減できるランニングコストの低下といった効果を得ることができる。

なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
例えば、上述した各実施形態におけるプレス加工機は、プレス荷重監視システム（５）、プレス駆動機構制御部（１０）及び表示器（２０）といった複数の機能部分が論理的に集合したものを示すのであり、各機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問われるものではない。

また、プレス駆動機構制御部（１０）がパンチ及びダイの交換時期を予測し、その算出された予測交換時期を表示器（２０）に表示する構成としてもよい。

１ 加工の対象製品
２ ダイ
３ パンチ
４ プレス駆動機構
５ プレス荷重監視システム
６ サーボモータ
７ ロードセル
８ 電力測定計
１０ プレス駆動機構制御部
１１ 計算ユニット
１２ 製品データ格納部
１３ 基礎データ格納部（関連データ格納手段）
２０ 表示器
２１ ネットワーク接続機器
２２ ネットワーク

Claims (28)

1. プレス加工時のせん断荷重に基づいて、該プレス加工に用いるパンチ及びダイの形状変化を推定する形状推定手段と、
   前記形状推定手段により算出された前記パンチ及びダイの形状変化に基づいてプレス速度の制御を行う速度制御手段と、を備えたことを特徴とするプレス加工機。
2. 前記形状推定手段は、プレス加工に用いるパンチ及びダイの間のクリアランスを算出し、
   前記速度制御手段は、前記形状推定手段により算出されたクリアランスに基づいてプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１記載のプレス加工機。
3. プレス加工時のせん断荷重とクリアランスとの関連付けデータ、およびクリアランスとプレス速度との関連付けデータを格納する関連データ格納手段を備え、
   前記形状推定手段は、プレス加工時のせん断荷重と、前記関連データ格納手段に格納されたデータとに基づいて、前記パンチ及びダイの間のクリアランスを算出することを特徴とする請求項２記載のプレス加工機。
4. 対象製品への加工精度及び寸法精度の情報を含む製品加工データを格納する製品データ格納手段を備え、
   前記形状推定手段は、プレス加工時のせん断荷重と、前記関連データ格納手段に格納されたデータと、前記製品データ格納手段に格納されたデータとに基づいて、前記パンチ及びダイの間のクリアランスを算出することを特徴とする請求項３記載のプレス加工機。
5. 前記速度制御手段は、プレス加工時のせん断荷重が予め定められた一定範囲内になるようにプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のプレス加工機。
6. 前記速度制御手段は、プレス加工時のせん断荷重のプロファイルが予め定められた一定範囲内になるようにプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のプレス加工機。
7. 前記速度制御手段は、プレス加工時のせん断荷重の最大値が予め定められた一定範囲内になるようにプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のプレス加工機。
8. 前記速度制御手段は、初回プレス加工時のせん断荷重に基づいて前記形状推定手段が前記パンチ及びダイの形状変化を算出すると、当該算出された形状変化に基づいて該プレス加工の次回以降のプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のプレス加工機。
9. 前記形状推定手段は、予め定められた回数のプレス加工時のせん断荷重に基づいて前記パンチ及びダイの形状変化を算出し、
   前記速度制御手段は、該算出された形状変化に基づいて該予め定められた回数のプレス加工の次回以降のプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のプレス加工機。
10. プレス加工時のせん断荷重を測定する荷重測定手段をプレス加工部または駆動機構部内に備え、
    前記形状推定手段は、前記荷重測定手段により測定されたせん断荷重に基づいて前記パンチ及びダイの形状変化を算出することを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のプレス加工機。
11. プレス駆動機構の駆動源の用力を測定する用力測定手段を備え、
    前記形状推定手段は、前記用力測定手段により測定された用力に基づいてプレス加工時のせん断荷重を算出し、当該算出されたせん断荷重に基づいて前記パンチ及びダイの形状変化を算出することを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のプレス加工機。
12. 前記速度制御手段によるプレス速度の制御値が制御可能な上限に達した場合、プレス加工を停止させる寿命判定手段を備えたことを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載のプレス加工機。
13. 前記速度制御手段によるプレス速度、およびプレス加工時のせん断荷重を少なくとも表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１から１２の何れか１項に記載のプレス加工機。
14. 前記速度制御手段によるプレス速度、およびプレス加工時のせん断荷重を少なくとも含む表示用情報を送出する送出手段を備えたことを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載のプレス加工機。
15. プレス加工時のせん断荷重に基づいて該プレス加工に用いるパンチ及びダイの形状変化をプレス加工機が推定する形状推定工程と、
    前記形状推定工程により算出された前記パンチ及びダイの形状変化に基づいて前記プレス加工機がプレス速度の制御を行う速度制御工程と、を備えたことを特徴とする速度制御方法。
16. 前記形状推定工程では、プレス加工に用いるパンチ及びダイの間のクリアランスを算出し、
    前記速度制御工程では、前記形状推定工程により算出されたクリアランスに基づいてプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１５記載の速度制御方法。
17. プレス加工時のせん断荷重とクリアランスとの関連付けデータ、およびクリアランスとプレス速度との関連付けデータを格納する関連データ格納工程をプレス加工開始前に行い、
    前記形状推定工程では、プレス加工時のせん断荷重と、前記関連データ格納工程で格納されたデータとに基づいて、前記パンチ及びダイの間のクリアランスを算出することを特徴とする請求項１６記載の速度制御方法。
18. 対象製品への加工精度及び寸法精度の情報を含む製品加工データを格納する製品データ格納工程をプレス加工開始前に行い、
    前記形状推定工程では、プレス加工時のせん断荷重と、前記関連データ格納工程で格納されたデータと、前記製品データ格納工程で格納されたデータとに基づいて、前記パンチ及びダイの間のクリアランスを算出することを特徴とする請求項１７記載の速度制御方法。
19. 前記速度制御工程では、プレス加工時のせん断荷重が予め定められた一定範囲内になるようにプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１５から１８の何れか１項に記載の速度制御方法。
20. 前記速度制御工程では、プレス加工時のせん断荷重のプロファイルが予め定められた一定範囲内になるようにプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１５から１９の何れか１項に記載の速度制御方法。
21. 前記速度制御工程では、プレス加工時のせん断荷重の最大値が予め定められた一定範囲内になるようにプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１５から２０の何れか１項に記載の速度制御方法。
22. 前記速度制御工程では、初回プレス加工時のせん断荷重に基づいて前記形状推定工程で前記パンチ及びダイの形状変化が算出されると、当該算出されたクリアランスに基づいて該プレス加工の次回以降のプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１５から２１の何れか１項に記載の速度制御方法。
23. 前記形状推定工程では、予め定められた回数のプレス加工時のせん断荷重に基づいて前記パンチ及びダイの形状変化を算出し、
    前記速度制御工程では、該算出された形状変化に基づいて該予め定められた回数のプレス加工の次回以降のプレス速度の制御を行うことを特徴とする請求項１５から２１の何れか１項に記載の速度制御方法。
24. プレス加工時のせん断荷重を測定する荷重測定手段を前記プレス加工機のプレス加工部または駆動機構部内に備え、
    前記形状推定工程では、前記荷重測定手段により測定されたせん断荷重に基づいて前記パンチ及びダイの形状変化を算出することを特徴とする請求項１５から２３の何れか１項に記載の速度制御方法。
25. プレス駆動機構の駆動源の用力を測定する用力測定工程を前記形状推定工程の前に行い、
    前記形状推定工程では、前記用力測定工程により測定された用力に基づいてプレス加工時のせん断荷重を算出し、当該算出されたせん断荷重に基づいて前記パンチ及びダイの形状変化を算出することを特徴とする請求項１５から２３の何れか１項に記載の速度制御方法。
26. 前記形状推定工程により算出された前記パンチ及びダイの形状変化に基づいたプレス速度の制御値が制御可能な上限に達した場合、プレス加工を停止させる寿命判定工程を備えたことを特徴とする請求項１５から２５の何れか１項に記載の速度制御方法。
27. 前記速度制御工程によるプレス速度、およびプレス加工時のせん断荷重を少なくとも表示する表示工程を備えたことを特徴とする請求項１５から２６の何れか１項に記載の速度制御方法。
28. 前記表示工程の前に、前記速度制御工程によるプレス速度、およびプレス加工時のせん断荷重を少なくとも含む表示用情報を、前記プレス加工機外部に設けられて該プレス加工機に接続された表示装置に送出する送出工程を備えたことを特徴とする請求項２７記載の速度制御方法。

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