JP2011136368A - サーボプレスの制御装置及び制御方法、並びにこの制御装置を搭載したサーボプレス - Google Patents

Abstract

【課題】被加工材の板厚や材質のばらつきに対応すると共に、一つ一つの被加工材に対応した最適な加工を可能とするサーボプレスの制御技術を提供する。
【解決手段】サーボプレスをモーションデータに従い制御する制御装置２３において、被加工材を加工する金型２１には被加工材の加工状態を計測する計測器が取り付けられ、この計測器より発せられた計測信号を受信する計測信号受信部２５と、この計測信号受信部２５で受信した計測信号に従い、この計測時刻に、同一の被加工材の加工のモーションデータを変更するモーションデータ変更部３７と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、サーボプレスの制御技術に関し、特に、電動サーボプレスを制御してスライド位置制御を行うサーボプレスの制御装置及び制御方法、並びにこの制御装置を搭載したサーボプレスに適用して有効な技術に関する。

金属の成形加工に用いるプレス装置のうち、モーターの回転運動をクランク機構、リンク機構、ボールネジ機構などの回転直動動力変換機構を用いて直線運動に変換して、スライドを上下することで動かし加工する装置を機械プレスと呼ぶ。従来の機械プレスは、回転直動動力変換機構とモーターの間にフライホイールとクラッチを設けて、フライホイールに運動エネルギーを蓄えてからクラッチを接続して、回転直動動力変換機構を介してスライドを動かすことにより加工を行ってきた。近年になり、普及が進んでいるサーボプレスは、大きなトルクのサーボモーターの動力をフライホイールとクラッチを介さずに直接回転直動動力変換機構につなげる構造となっている。そのため、従来は困難であった低速運転や途中での速度変更、途中での一時停止逆回転などの複雑な動きができることが特徴である。

そのため、サーボプレス用の制御装置には、モーションデータと呼ばれる横軸に時間を縦軸にスライド高さを記述したデータを設定したものを加工条件とすることで、スライドに様々な動きをさせる機能が搭載されている。例えば特許文献１には、縦軸をスライド高さ、横軸を時間とした成形パターン（モーションパターン）を２ポジションから８ポジションの７成形パターン及び９ポジション以上のために設けた予備の成形パターンと合わせて８成形パターンより選択した後、各ポジションの時間とスライド高さを入力することによりモーションデータを設定するサーボプレスの成形パターン選択装置が示されている。

また、特許文献２には、「回転」パターンと「反転」パターンと「往復」パターンと「反転往復」パターンのうち少なくとも２つ以上のパターンを予め有し、実加工時にはそれらのいずれか一つに選択的に切替え、選択された制御パターンに基づきサーボモーターを制御し、スライドの位置及び速度を制御する制御装置が示されている。

また、特許文献３には、サーボプレスにより煩雑化した加工条件の設定を容易化するように、既存のモーションデータをベースにしてそれに変更を加えて新たなモーションデータを作成できるサーボプレス及び制御装置のデータ入力手段が示されている。

また、特許文献４では、任意の位置でモーターを反転できることを用いて、ボールネジ機構を用いたサーボプレスを対象として、画像処理により製品の加工深さを測定し、所定の深さになるとモーターを反転して引き上げるサーボプレスの下死点探査装置が示されている。

特開平１１−２４５０９８号公報 特開２００４−１７０９８号公報 特開２００６−１９２４６７号公報 特開２００２−１９２３９８号公報

ところで、前記特許文献１〜３に示されるように、従来のサーボプレスでは予め定められたモーションデータに基づきスライドが動作するようにできている。しかし、実際のプレス加工においては、板厚や材質の違いにより最適な加工条件は異なり、ロット毎、理想的には被加工材ごとに加工条件を変更することが望ましい。

また、前記特許文献４に示された方法は、ボールネジ機構を用いたサーボプレスのコイニング加工に限り、被加工材ごとの加工深さの変更を可能にしたものである。この方法は、予め定められた僅かな深さ、例えば１マイクロメートルずつ加工する毎に加工深さを測定し、予め定められた深さに到達した後、ラムを上昇させることにより加工を終了する方法である。この加工方法では、測定後にさらなる加工をすることを想定しておらず、例えば曲げ加工のスプリングバック量を測定して、このスプリングバック量を見込んで加工するようなフィードバック制御を用いた加工方法には対応できない。そのため、サーボプレスのハードウエアの高い機能を利用し、より高精度な制御を行う制御装置が求められていた。

そこで、本発明の目的は、被加工材の板厚や材質のばらつきに対応すると共に、一つ一つの被加工材に対応した最適な加工を可能とするサーボプレスの制御技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、代表的なものの概要は、サーボプレスをモーションデータに従い制御する制御装置及び制御方法、並びにこの制御装置を搭載したサーボプレスに適用し、以下のような特徴を有するものである。

サーボプレスの制御装置において、被加工材を加工する金型には被加工材の加工状態を計測する計測器が取り付けられ、この計測器より発せられた計測信号を受信する計測信号受信部と、この計測信号受信部で受信した計測信号に従い、この計測時刻に、同一の被加工材の加工のモーションデータ（被加工材の加工動作を定めるデータ）を変更するモーションデータ変更部と、を有する。

さらに、モーションデータの雛形データであるモーションパターンを作成するモーションパターン作成部と、このモーションパターン作成部で作成したモーションパターンを、モーションデータを保存するメモリ部に新規に追加するモーションパターン入力部と、を有する。さらに、モーションパターンに基づいて新規のモーションデータを作成するモーションデータ作成部を有する。

また、スライド高さ−モーター回転角度対応表を保存するメモリ部と、モーションデータに基づいたスライドのスライド高さ指令を発するスライド位置指令演算部と、このスライド位置指令演算部が発したスライド高さ指令から、スライド高さ−モーター回転角度対応表を利用して、サーボモーターのサーボアンプにサーボ速度指令を発するモーター速度指令部と、を有する。さらに、スライド高さ−モーター回転角度対応表作成部と、この作成したスライド高さ−モーター回転角度対応表をメモリ部に新規に追加するスライド高さ−モーター回転角度対応表入力部と、を有する。

また、別のサーボプレスの制御装置において、金型アクチュエーターを有する金型を用いて被加工材を加工するサーボプレスを制御して逐次加工を行うサーボプレスの制御装置に適用し、被加工材を加工する金型には被加工材の加工状態を計測する計測器が取り付けられ、この計測器より発せられた計測信号を受信する計測信号受信部と、この計測信号受信部で受信した計測信号に従い、この計測時刻に、同一の被加工材の加工のモーションデータを変更するモーションデータ変更部と、このモーションデータ変更部で変更されたモーションデータに従い調整加工を行うモーションを一つの被加工材に対して複数回行使するように金型アクチュエーターを駆動する金型アクチュエーター駆動司令部と、を有する。

さらに、逐次加工を行うための逐次加工プログラムデータを保存するメモリ部と、逐次加工プログラムデータを作成する逐次加工プログラム作成部と、この逐次加工プログラム作成部で作成した逐次加工プログラムデータをメモリ部に入力する逐次加工プログラム入力部と、を有する。

また、さらに別のサーボプレスの制御装置において、金型アクチュエーターを有する金型を用いて被加工材を加工するサーボプレスを制御して逐次加工を行うサーボプレスの制御装置に適用し、被加工材を加工する金型には被加工材の加工状態を計測する計測器が取り付けられ、被加工材を一回以上の加工を行った後に、計測器より発せられた計測信号を受信する計測信号受信部と、この計測信号受信部で受信した計測信号に従い、次のモーション以降のモーションデータを変更するモーションデータ変更部と、このモーションデータ変更部で変更されたモーションデータに従い加工を行うように金型アクチュエーターを駆動する金型アクチュエーター駆動司令部と、を有する。

さらに、逐次加工を行うための逐次加工プログラムデータを保存するメモリ部と、逐次加工プログラムデータを作成する逐次加工プログラム作成部と、この逐次加工プログラム作成部で作成した逐次加工プログラムデータをメモリ部に入力する逐次加工プログラム入力部と、を有する。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、代表的なものによって得られる効果は、被加工材の板厚や材質のばらつきに対応すると共に、一つ一つの被加工材に対応した最適な加工を可能とすることができる。この結果、成形品の精度と品質を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスの一例を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおける制御装置の一例を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、モーションパターン選択・作成画面の一例を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、モーションパターン作成画面の一例を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、スライド高さ−モーター回転角度対応表作成画面の一例を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスを用いた加工方法の動作の一例を表すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果の一例を示すハット曲げ部品を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスで加工するのに用いる一例のハット曲げ用の金型を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスで加工するのに用いる一例のハット曲げ用の金型の背面を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における被加工材搬入前の待機状態を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における被加工材搬入工程を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における加工工程の途中の被加工材を挟んだ状態を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における加工工程のスライド停止状態を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における計測工程を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における調整加工工程を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における加工終了工程を表す図である。 本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法におけるストッパー機能を表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスで加工するのに用いる一例の逐次曲げ加工用の金型を表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次曲げ加工深さ１送り１工程を表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次曲げ加工深さ１送り２工程を表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次曲げ加工深さ１送り３工程を表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次曲げ加工深さ２工程を表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次曲げ断面計測工程を表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次曲げ断面計測工程を表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次曲げ断面調整加工工程を表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次曲げ断面完了工程を表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次曲げ加工の動作を表すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおける逐次加工用の制御装置の一例を表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次加工プログラム作成画面Ａを表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次加工プログラム作成画面Ｂを表す図である。 本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次加工プログラム作成画面Ｃを表す図である。 本発明の第３の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次鍛造曲げ加工を表す図である。 本発明の第３の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次鍛造曲げ加工の断面を表す図である。 本発明の第３の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次鍛造曲げ加工の上面を表す図である。 本発明の第３の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次鍛造曲げ加工の動作を表すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態であるサーボプレスにおいて、発明の効果を示す一例の加工方法における逐次加工プログラム画面Ｄを表す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

［本発明の第１の実施の形態］
＜本発明の第１の実施の形態の概要＞
本発明の第１の実施の形態は、サーボプレスの制御技術において、特に、電動サーボプレスを制御してスライド位置制御を行うサーボプレスの制御装置及び制御方法、並びにこの制御装置を搭載したサーボプレスに適用し、加工中に被加工材のスプリングバック量や金型への反力や板厚を測定し、制御装置内に取り込み計算することで、同一の被加工材の以降の加工におけるスライド位置を好適に変更することを可能とし、加工精度を向上できる技術である。

サーボプレスの制御装置は、フレームとベッドとボルスターとスライドとサーボモーターと回転直動動力変換機構により構成されるサーボプレスをモーションデータ（横軸に時間を縦軸にスライド高さを記述したプレスの動作を定めるデータ）に従い制御する制御装置で、モーションデータ変更部と計測信号受信部を持ち、金型より発せられた被加工材のスプリングバック量や板厚や加工反力などの計測信号を用い、モーション変更条件に従い、計測時刻以降の同一の被加工材の加工のモーションデータを変更するものである。

また、上記の制御装置を用いたサーボプレスである。

また、金属の被加工材の加工方法において、同一の被加工材の被加工材搬入工程と被加工材搬出工程の間に、計測工程と計測工程以降のモーションデータを変更する変更後モーションデータ算出工程と変更後のモーションデータに従い加工する調整加工工程を持ち、一つ一つの被加工材の板厚や材質のばらつきに対応した最適な条件で加工するものである。

また、上記のようなモーションデータの元となるモーションパターンを新規に追加するモーションパターン入力部とモーションパターン作成部を持つサーボプレスの制御装置である。

また、上記の高度なモーションパターンを他のサーボプレスでも利用することを容易化するために、スライド位置指令演算部とモーター速度指令部とスライド高さ−モーター回転角度対応表を保存したメモリ部を持ち、スライド位置指令演算部が発するスライド高さ指令から、スライド高さ−モーター回転角度対応表を利用してサーボモーターのサーボアンプにサーボ速度指令を発するサーボプレスの制御装置である。

また、上記の高機能なサーボプレス用の制御装置を安価に導入するために、既存の機械プレスのモーターとクラッチとフライホイールと、交換可能な、スライド位置指令演算部とモーター速度指令部とスライド高さ−モーター回転角度対応表を保存したメモリ部を持ち、スライド位置指令演算部が発するスライド高さ指令から、スライド高さ−モーター回転角度対応表を利用してサーボモーターのサーボアンプにサーボ速度指令を発する制御装置である。

以下において、本発明の第１の実施の形態の概要に基づいた第１の実施の形態を具体的に説明する。

＜サーボプレスの概要＞
まず、図１を参照して本発明の第１の実施の形態であるサーボプレスの概要を説明する。図１は本実施の形態であるサーボプレスの一例を表す図である。

本実施の形態のサーボプレス１は、本体の前面下部にベッド２が設けられており、このベッド２の上面にボルスター３が取り付けられている。また、ボルスター３に対向する位置にスライド４がフレーム５に上下動自在に取り付けられている。また、フレーム５に固定されたサーボモーター６には、小プーリ７とベルト８と大プーリ９より構成される減速機構１０が接合されている。

減速機構１０の大プーリ９は回転直動動力変換機構１１に接合されており、この回転直動動力変換機構１１はスライド４に接合されている。図１では、サーボモーター６の動力は小プーリ７とベルト８と大プーリ９を介して減速されて回転直動動力変換機構１１を駆動する。ベルト８にはタイミングベルトなどを用いる。また、減速機構１０は複数のギヤより構成されても良い。

回転直動動力変換機構１１は、サーボモーター６の回転動力を直動動力に変換しスライド４を上下方向に駆動する。図１には、回転直動動力変換機構１１として、フレーム５に回転自在に取り付けられたクランク軸１２とコネクティングロッドより構成されるクランク機構を示しているが、これに限るものではない。この他に、ナックル機構やリンク機構やボールネジ機構を用いた回転直動動力変換機構１１でも本発明は適用可能である。

被加工材１８は、ボルスター３上に取り付けられた固定金型１９とスライド４に取り付けられた可動金型２０を用いて加工する。可動金型２０と固定金型１９を合わせて金型２１と称する。金型２１内には計測器２２（図２に図示）が取り付けられている。計測器２２は、板厚や変形抵抗などの被加工材ごとにばらつく因子を測定することを目的としており、接触式や光学式やレーザー式や静電容量式や渦電流式などの変位センサや、カメラと演算装置よりなる画像処理式センサや、あるいは圧力センサやロードセルなどの荷重センサなどである。これらの計測器２２は制御装置２３内の計測指令部２４や計測信号受信部２５と電気的に接合されている。計測器２２より出力された電圧、電流、抵抗値などのアナログ信号や、デジタル信号などの計測信号２７は制御装置２３内の計測信号受信部２５にて受信する。

サーボプレス１の制御装置２３のベースとなる構造は、加工条件を入力する操作部２８と、入力条件を元にモーションデータ２９を作成するモーションデータ作成部３０と、モーションデータ２９を保存するメモリ部３１と、メモリ部３１よりモーションデータ２９を読み出しサーボアンプ３２に速度指令３３を発信するモーション制御部３４より構成される。ここでモーションデータ２９とは、一方の軸に時間を、もう一方の軸にスライド４の高さやクランク軸１２の回転角度などを記述したデータである。

モーション制御部３４はサーボアンプ３２に電気的に接合されており、サーボアンプ３２はサーボモーター６に電気的に接合されている。モーション制御部３４は、モーションデータ２９の記述に従いスライド４を駆動するように、サーボアンプ３２に対して速度指令３３あるいはトルク指令を発する。サーボアンプ３２は、モーション制御部３４の指令に従い、スライド４が駆動するようにサーボモーター６に流れる電流を調整することでサーボモーター６を制御する。

本実施の形態のサーボプレス１の制御装置２３で用いるモーションデータ２９には計測時刻３５が記述されており、計測時刻３５になると金型２１内に取り付けられた計測器２２に計測指令信号３６を発して計測を行う。計測を行うために制御装置２３には、計測指令部２４と、計測後の計測信号２７を受信する計測信号受信部２５がある。また、モーションデータ２９を変更するモーションデータ変更部３７は、マイクロコンピューターなどの半導体素子による中央演算回路より構成される。モーションデータ変更部３７は、四則演算や累乗関数、三角関数、指数関数、対数関数、あるいは区分多項式などの算術式を演算する機能を持つ。また、モーションデータ変更部３７は、ハードウエアとしてモーションデータ作成部３０やモーション制御部３４と同一の中央演算回路内に構成されて、ソフトウエアの機能として別に動作するものでも良く、別々の中央演算回路により構成されていても良い。

モーションデータ変更部３７は、計測信号受信部２５が取り込んだ計測信号２７とメモリ部３１に保存されたモーションデータ変更条件３８に基づき、計測時刻３５以降の好適なモーションデータ２９を算出して変更する。

＜制御装置の詳細＞
次に、図２を用いて制御装置２３の詳細を説明する。図２は本実施の形態であるサーボプレスにおける制御装置の一例を表す図である。

図１に示すモーション制御部３４は、図２に示すようにモーター速度指令部３９とスライド位置指令演算部４０より構成される。スライド位置指令演算部４０は、モーションデータ２９に基づいたスライドのスライド高さ指令をモーター速度指令部３９に発する。モーター速度指令部３９は、スライド高さ指令を受け、サーボプレス１で用いるサーボモーター６及び回転直動動力変換機構１１の違いに合わせてそれぞれ異なるサーボ速度指令４１を発する。つまり、減速機構１０の減速比の違いや、回転直動動力変換機構１１がクランク機構やリンク機構やボールネジ機構である場合には、同一のスライド高さを指示する場合にもサーボモーター６の回転角度が異なる。本実施の形態のサーボプレス１の制御装置２３では、このような回転直動動力変換機構１１やサーボモーター６やサーボアンプ３２の違いに対応して、メモリ部３１内にスライド高さ−モーター回転角度対応表４３を持ち、好適なサーボ速度指令４１をサーボアンプ３２に発することが可能な構成となっている。

メモリ部３１は、読み書き可能なメモリ（例えば、半導体ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク）を用いる。メモリ部３１内には、モーションデータ２９、モーションパターン４４、モーション変更条件４５、スライド高さ−モーター回転角度対応表４３などが記録されている。

ここで、モーションパターン４４とは、予め用意されたモーションデータ２９の雛形データである。例えば、抜き加工を高速で行いたい場合には、スライド４を下死点近傍だけで往復することで同一のサーボプレス１でも時間あたりの加工回数が増加する。この場合には例えば、モーションパターン４４のうち振り子パターンを選択し、加工開始及び終了時のスライド高さと回転直動動力変換機構１１の回転数の二つの変数を入力することで所望のモーションデータ２９を作成することができる。モーションパターン４４にはその他にも、一定速度でサーボモーター６を回転させるだけの回転パターンや、途中で反転させる反転パターン及び、途中でスライド４の速度を変更させる変速パターンなどがある。本実施の形態のサーボプレス１の制御装置２３は、これらの従来のモーションパターン４４に加え、金型２１より発せられた計測信号２７に従い、モーションデータ２９を変更するフィードバック制御パターン５０を持つ。

また、フィードバック制御パターン５０は、用いる金型２１や計測器２２により様々に異なるために一つには限定できない。本実施の形態のサーボプレス１の制御装置２３では、様々なフィードバック制御パターン５０を後から加えられるように、モーションパターン４４を追加可能なように、メモリ部３１は十分なメモリ領域を持つ。また、メモリ部３１に新規モーションパターン５１を新たに追加可能なように、モーションパターン入力部５２及びモーションパターン作成部５４を持つ。モーションパターン作成部５４は新規モーションパターン５１を作成し、この作成した新規モーションパターン５１をモーションパターン入力部５２がメモリ部３１に新規に追加する。

モーションパターン入力部５２及びモーションパターン作成部５４は、制御装置２３内に組み込まれていても良いし、外部の独立したコンピューターなどに組み込まれていても良い。作成された新規モーションパターン５１については、モーションパターン入力部５２及びモーションパターン作成部５４が制御装置２３内にある場合には、新規モーションパターン５１の作成後にそのままメモリ部３１に保存すれば良い。制御装置２３と独立した外部のコンピューターなどで作成された場合には、記憶媒体（フロッピー（登録商標）ディスク、光学的記憶装置、半導体メモリ）などを用いて、制御装置２３内のメモリ部３１に新規モーションパターン５１を登録することが可能である。また、有線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）や無線ＬＡＮや電話回線などを制御装置２３に取り付け、外部で作成された新規モーションパターン５１をネットワークを通して保存することも可能である。

メモリ部３１にはモーション変更条件４５も保存されている。モーションデータ変更条件３８はフィードバック制御パターン５０を元にして計測時刻３５後のモーションを算出する際に利用するものであり、四則演算や累乗関数、三角関数、指数関数、対数関数、あるいは区分多項式などの算術式により構成されている。

また、スライド高さ−モーター回転角度対応表４３は、サーボモーター６の回転角度とスライド高さ４２の関係を記述した表である。あるサーボプレスで用いるために製作した金型２１とモーションデータ２９を別のサーボプレスで利用する場合に、サーボモーター６の違いや回転直動動力変換機構１１の違いを吸収することを可能にするものであり、同一の金型と同一のモーションデータを他の装置に展開することが容易となる。スライド高さ−モーター回転角度対応表４３も制御装置２３に追加可能なようにスライド高さ−モーター回転角度対応表作成部５８とスライド高さ−モーター回転角度対応表入力部６０を制御装置２３は備えている。

本実施の形態のサーボプレス１のフレーム５には歪み検出器６２が取り付けられており、加工時の反力をフレーム５の歪みとして検出し、反力演算機６３で演算し、その結果をモーター速度指令部３９に出力し、サーボモーター６の速度を調整するのに用いると同時に、モーションデータ変更部３７にも出力し、モーションデータ変更時の演算に用いることができる。また、スライド位置センサ６５は、例えばリニアゲージなどで構成されたもので、スライド４の高さを正確に測定し、モーター速度指令部３９に出力することで、サーボモーター６の速度を調整するのに用いると同時に、モーションデータ変更部３７にも出力し、モーションデータ変更時の演算に用いることができる。

また、サーボモーター６あるいは小プーリ７あるいは大プーリ９などに取り付けられたロータリーエンコーダー６６は、モーター速度指令部３９に回転角度を出力することにより、正確にサーボモーター６の回転速度を制御する。また、サーボモーター６の励磁電流などを測定し、トルクを計測するトルク計測器６７も測定トルクをモーションデータ変更部３７に出力することで、モーションデータ変更時の演算に用いることができる。

＜制御装置のモーションデータ作成部＞
次に、本実施の形態の制御装置２３のモーションデータ作成部３０を図３と図４を用いて説明する。図３はモーションパターン選択・作成画面の一例を表す図である。図４はモーションパターン作成画面の一例を表す図である。図３、図４に示す画面は、ブラウン管、液晶、プラズマパネル、あるいは有機ＥＬなどの画像表示装置とタッチパネルを組み合わせた構造である。

図３に示すモーションパターン選択・作成画面には、回転パターン画面６８、往復パターン画面６９、反転パターン画面７０、変則パターン画面７１の四つのモーションパターンが予め表示されており、少なくとも一つ以上の新規モーションパターン５１が追加可能なように予備パターン画面７２の領域が確保されている。また、モーションパターン選択・作成画面は図３と図４の２画面より構成されており、ページキー７３により前後のページに移動することにより、さらに新規モーションパターン５１を追加することが可能である。その他に、選択キー７４、データ作成キー７５、パターン作成キー７６と削除キー７７があり、それぞれ既存のモーションパターン４４を元に新規モーションデータを作成する場合や、新規モーションパターン５１を作る場合や、不要になったモーションパターン４４を削除する場合に用いる。データ作成キー７５を押すと図４の画面に移動する。

図４に示すモーションパターン作成画面は、モーション変更条件表示部７９、入力信号選択部８０とテンキー８１と文字入力部８２と演算記号入力部８３とエンターキー８４と保存キー８５より構成される。制御装置２３が受信する信号のうちどの計測信号２７を用いるかを入力信号選択部８０で選択する。モーション変更条件表示部７９にはモーションデータ変更条件３８を表示する。モーションデータ変更条件３８には計測時刻３５と用いる計測信号２７とが記述されている。この画面上では、高さが下死点から１０ｍｍに成ったときにスライド４を停止し、Ｍ１に対応する計測器２２に計測指令信号３６を発信し、計測信号２７を受信して信号を変数に代入し、スライド下限位置を算出し、サーボアンプ３２を再び動かす条件となっている。モーションデータ変更条件３８の入力にはテンキー８１や文字入力部８２や演算記号入力部８３から入力し、エンターキー８４で確定し、保存する場合には保存キー８５で保存し、削除する場合には削除キー７７で削除する。また、カーソルキー８６で各入力項目にカーソルを移動する。

＜制御装置のスライド高さ−モーター回転角度対応表作成部＞
次に、本実施の形態の制御装置２３のスライド高さ−モーター回転角度対応表作成部５８での入力方法の一例を図５を用いて説明する。図５はスライド高さ−モーター回転角度対応表作成画面の一例を表す図である。図５に示す画面も、図３、図４に示す画面と同様に、ブラウン管、液晶、プラズマパネル、あるいは有機ＥＬなどの画像表示装置とタッチパネルを組み合わせた構造である。

図５に示すスライド高さ−モーター回転角度対応表作成画面は、スライド高さ−モーター回転角度対応表表示部８７とテンキー８１とエンターキー８４と保存キー８５とカーソルキー８６より構成される。モーターの回転角度とそれに応じたスライド高さを記述し、その間は補間曲線でつなぐ。入力はテンキー８１より行い、エンターキー８４で確定し、保存キー８５で保存し、削除キー７７で削除する。また、カーソルキー８６で各入力項目にカーソルを移動する。

＜サーボプレスを用いた加工方法＞
次に、図６のフローチャートを用いて本実施の形態のサーボプレス１を用いた加工方法を説明する。図６はサーボプレスを用いた加工方法の動作の一例を表すフローチャートである。

まず、被加工材搬入工程８８で、スライド４に取り付けた可動金型２０とボルスター３に取り付けた固定金型１９の間に被加工材１８を搬入する。搬入は、人手で行っても良く、またサーボプレス１と同期して動くロボットなどの搬送装置を用いても良い。そして、モーションデータ読み込み工程９０で、メモリ部３１からモーションデータ２９を読み込む。

続いて、加工工程９１で、モーションデータ２９に従い、被加工材１８を加工する。モーションデータ２９に記述された計測時刻３５で一時スライド４を停止する。そして、計測工程９２で、制御装置２３内の計測指令部２４より計測指令信号３６を発する。金型２１（可動金型２０と固定金型１９を含む）内の計測器２２より発信された計測信号２７を計測信号受信部２５で受け、制御装置２３内に取り込む。

さらに、変更後モーションデータ算出工程９３で、計測信号２７とモーションデータ変更条件３８に従い、以降のモーションデータを変更する。その後、調整加工工程９４にて、変更されたモーションデータに従い加工を行う。そして、加工終了工程９５で、加工が終了する。最後に、被加工材搬出工程９６で、加工後の被加工材１８を搬出する。

以上の被加工材搬入工程８８から被加工材搬出工程９６までの動作を、一つ一つの被加工材１８について繰り返して実行する。

＜加工対象のハット曲げ部品＞
次に、図７に示すハット曲げ部品９７を対象にし、本実施の形態のサーボプレス１の制御装置２３を用いた高精度な加工方法について説明する。図７は発明の効果の一例を示すハット曲げ部品を表す図である。

ハット曲げ部品９７は、軽量な部品でありながら大きな断面係数が得られることや、コの字に曲げた部品と比較して平板への接合がしやすい底面９８を持つことなどから、強度を担う構造部材として広く用いられている。しかし、プレスブレーキを用いて成形すると、途中で被加工材１８を旋回させる工程が２度入るために生産効率が悪い。そのため、ハット曲げ部品９７は絞り型を用いて成形することが多いが、その場合には側面部９９が一度曲げられ、再度、直線に曲げ戻す成形を受けるため、残留応力で大きな反りが生じるという問題や、曲げ戻し成形により減肉するために展開長さにバラツキが生じ、締結穴１００の位置が安定しないという問題がある。そこで、締結穴１００を大きめに作り、ボルト締結の際に位置を調整する必要があり、製品組立て時に、比較的ゆるい穴径交差で締結が可能なボルトとナットを用いる必要があり、リベットのようなより効率の高い締結方法は採用できない。

本実施の形態のサーボプレス１を用いて製造すれば、精度の高いハット曲げ部品９７を製造することが可能となり、組立作業時間を大幅に短縮することが可能となる。

＜ハット曲げ用の金型＞
次に、図８に示すハット曲げ用の金型２１を用いて、本実施の形態のサーボプレス１を用いた高精度な加工方法について説明する。図８はサーボプレスで加工するのに用いる一例のハット曲げ用の金型を表す図である。

金型２１において、可動金型２０に対応する上ダイセットプレート１０１はスライド４（図示せず）に固定されている。固定金型１９に対応する下ダイセットプレート１０２はボルスター３（図示せず）に固定されている。上ダイセットプレート１０１に固定されたガイド１０３と、下ダイセットプレート１０２に固定されたガイドポスト１０４は、互いに上下自在に動くように固定されており、これにより上ダイセットプレート１０１と下ダイセットプレート１０２の前後左右の相対位置精度が確保されている。

上ダイセットプレート１０１には上ヒンジベース１０５が取り付けられており、リンクピン１０６を介してリンク１０７が回転自在に固定されている。リンク１０７の下部は、リンクピン１０６を介して下ヒンジベース１０８と回転自在に固定されている。下ヒンジベース１０８は上挟み型１０９に固定されている。上挟み型１０９一つにつき３個以上のリンク１０７を異なる直線上に配置することで、上挟み型１０９は上ダイセットプレート１０１に対して常に平行を保つことが可能である。また、上ダイセットプレート１０１にはバネ１１０を介して上押さえ型１１１が接続されている。下ダイセットプレート１０２には下パンチ型１１２が固定されている。下パンチ型１１２の側面部には変位センサ１１３が取り付けられている。変位センサ１１３には、接触式のものでも非接触式のものを用いても良い。ここでは、測定範囲と精度のバランスから非接触型の渦電流式の変位センサ１１３を用いる。変位センサ１１３は、計測指令部２４からの計測指令信号３６を受けて計測信号受信部２５に計測信号２７を送る。

下パンチ型１１２は、横方向に穴が開いており、その穴内に直線ガイド１１４が配置されている。直線ガイド１１４の下方にはクッションプレート１１５が固定されている。クッションプレート１１５はガイドピン１１６で下から支持されている。ガイドピン１１６は、下ダイセットプレート１０２に開けられた穴を通りサーボプレス１のダイクッションに接合されており、常に一定の荷重で下から持ち上げられている。直線ガイド１１４には、下パンチ型１１２を挟み左右対称にガイドプレート１１８が左右運動自在に固定されている。ガイドプレート１１８の上部には下挟み型１１９が固定されている。クッションピン１２０の長さを適切にすることで、ダイクッションの上限位置では、下挟み型１１９の上面と下パンチ型１１２の上面高さは同一となる。

下挟み型１１９には位置決めピン１２１が固定されている。上挟み型１０９には位置決めピン１２１と対応する位置に位置決め穴１２２が開いており、被加工材１８を挟み、加工中には下挟み型１１９と上挟み型１０９の互いの左右の位置が一致する構成になっている。ガイドプレート１１８にはガイドピン１１６が固定されている。ガイドピン１１６は曲線ガイド１２３のガイド曲線１２４に挿入されており、加工時にはガイドプレート１１８、下挟み型１１９及び上挟み型１０９はガイド曲線１２４に合わせて移動する。

また、図９はハット曲げ用の金型２１の背面を表す図である。図９に示すように、下ダイセットプレート１０２に固定されたストッパーガイド１２５にストッパー１２６は前後自在に取り付けられており、エアーシリンダー（図示せず）などのアクチュエーターにより前後に駆動することが可能である。

＜ハット曲げ部品の加工方法＞
次に、図１０から図１６までを用いて、本実施の形態のサーボプレス１を用いてハット曲げ部品９７を高精度に成形する加工方法について説明する。必要に応じて図６の工程名を参照する。

図１０は、発明の効果を示す一例の加工方法における被加工材搬入前の待機状態を表す図であり、通常の金型２１の状態は上ダイセットプレート１０１が固定されたスライド４（図示せず）が上死点にある待機状態である。

図１１は、被加工材搬入工程８８を表す図である。この工程では、被加工材１８の成形後にハット曲げ部品９７の締結穴１００となる穴を位置決めピン１２１に通して被加工材１８を正しい位置に配置する。この時、位置決めピン１２１の直径を締結穴１００の直径より小さくするのが望ましい。好適には位置決めピン１２１の直径は締結穴１００の直径と比較して１ｍｍ程度小さいものとする。また、図１１の状態での位置決めピン１２１の中心の左右の間隔は被加工材１８の締結穴１００の中心位置の間隔より２ｍｍ小さくする。このようにすると、位置決めピン１２１の中心の左右の間隔と被加工材１８の締結穴１００の中心位置の間隔が異なっても、被加工材１８を金型２１に配置するときに、精度良く位置決めすることが可能である。

続いて、モーションデータ読み込み工程９０で、加工に用いるモーションデータ２９を読み込み、加工工程９１を開始する。図１２は、加工工程９１の途中の被加工材１８を挟んだ状態を表す図であり、加工工程９１の途中で上挟み型１０９と下挟み型１１９で被加工材１８を挟んだ状態である。この時、上挟み型１０９と下挟み型１１９は位置決めピン１２１と位置決め穴１２２で接続されるため、この後の加工工程９１での左右方向の動きは一致する。また、上挟み型１０９はスライド４からの下に圧縮する力を受け、下挟み型１１９はダイクッションの上向きに押し上げる力を受けるため、被加工材１８は摩擦力により左右の動きは下挟み型１１９と同一になる。

そして、スライド４の高さがモーションデータ２９に定められ、計測時刻３５の高さになった段階でスライド４は動作を停止する。この時の被加工材１８の側面部９９の角度は最終的な目的角度に近い方が良い。図１３は、加工工程９１のスライド停止状態を表す図であり、被加工材１８の側面部９９が９０°になる時点でスライド４を停止する。

この後、計測工程９２を実施する。図１４は計測工程９２を表す図である。図１４の詳細のストッパー機能を表す図が図１７である。図１４、図１７に示すように、ストッパー１２６を駆動し、ガイドプレート１１８の側面に接触させることで、ダイクッションの力で下挟み型１１９が上昇しないように固定する。さらに、スライド４を僅かに上昇させることで、被加工材１８のスプリングバック量を測定できるようにする。この時、バネ１１０の力により、上押さえ型１１１には下向き方向の力がかかっているので被加工材１８がずれることがない。計測工程９２で、制御装置２３の計測指令部２４より計測指令信号３６を計測器２２に発する。計測器２２は、計測した結果を計測信号２７として制御装置２３の計測信号受信部２５に発信する。変更後モーションデータ算出工程９３で、制御装置２３のモーションデータ変更部３７は、計測信号２７とモーションデータ変更条件３８に従い、計測時刻３５以降のモーションデータ２９を変更する。

続いて、調整加工工程９４を実施する。図１５は調整加工工程９４を表す図である。図１５に示すように、調整加工工程９４では、モーションデータ２９に従い、スプリングバック量を見込んだ調整加工を行う。そして、加工終了工程９５となる。図１６は加工終了工程９５を表す図である。図１６（詳細は図１７参照）に示すように、加工終了工程９５では、上ダイセットプレート１０１が固定されたスライド４は上死点まで復帰する。この状態ではストッパー１２６がガイドプレート１１８を固定している。最後の被加工材搬出工程９６では、成形された被加工材１８を取り出し、ストッパー１２６を元の位置に戻すと下挟み型１１９が上昇し、図１０の待機状態に戻り、ハット曲げ部品９７の加工が終了する。

上記実施の形態では、計測時刻３５を被加工材１８の側面部９９が９０°になった時点に設定している。よって、計測工程９２で求めたスプリングバック量を見込んだ高さがスライド４の加工端になるようにモーションデータ２９を変更する。この時点でのリンク１０７の角度は略４５°と成っている。そのため、スライド４の下降量と下挟み型１１９の左右の移動量はほぼ等しい。よって、調整加工工程９４におけるスライド４の下降量は計測工程９２で求めたスプリングバック量と等しくなる。

＜本実施の形態の効果及び応用例＞
以上説明した本実施の形態によれば、金型２１に取り付けられた計測器２２から発せられた計測信号２７に従い、この計測時刻３５に、同一の被加工材１８の加工のモーションデータ２９を変更することで、被加工材１８の板厚や材質のばらつきに対応すると共に、一つ一つの被加工材１８に対応した最適な加工が可能となる。この結果、ハット曲げ部品９７などの成形品の精度と品質を向上させることができる。

また、モーションデータ２９の元となるモーションパターン４４や、スライド高さ−モーター回転角度対応表４３を新規に追加することができるので、他のサーボプレスでの利用も容易化することができ、さらに高機能なサーボプレス用の制御装置２３を安価に導入することができる。

上記実施の形態では、計測工程９２でスプリングバック量を直接測り、その量を調整加工する方法を示した。この加工方法ではスプリングバック量を計るために、一時的に被加工材１８を開放する必要があり、金型２１の構造が複雑となる。スプリングバック量のばらつきは板厚のばらつき及び降伏応力のばらつきに起因することが知られている。よって、計測工程９２で、この２つの変数を同定する量を測定し、それに基づいてモーションデータ２９を変更するモーションデータ変更条件３８を作成することで、被加工材１８を計測工程９２で開放することなく加工が可能となり、被加工材１８のつかみ直しによる位置ずれを防止することができ、さらに金型２１の構造を簡略化することができる。

また、モーションデータ変更条件３８については、一般に知られている金属薄板の曲げ時に生じるスプリングバック量を求める理論式を適用しても良いし、実際の加工結果を元に、計測工程の近傍で板厚・降伏応力を変数としたスプリングバック量が良い近似を示す線形や非線形の実験式を作成して用いても良い。

また、板厚の測定方法については、上押さえ型１１１と下パンチ型１１２の間隔や、上挟み型１０９と下挟み型１１９の間隔を測定する方法がある。また、降伏応力については、被加工材１８から発する反力を測定し、それを元に算出すれば良い。また、降伏応力を用いずに、測定した反力より直接計算するようにモーションデータ変更条件３８を作成しても良い。被加工材１８の反力の求め方としては、既にプレスに取り付けられているハードウエアを用いて、上挟み型１０９に生じる反力をトルク計測器６７で測定したサーボモーター６のトルクや、フレーム５に取り付けた歪み検出器６２の歪みより反力演算機６３を用いて算出した反力を用い、下挟み型１１９に生じる反力についてはダイクッションに生じる圧力から算出し、その差分より算出する方法を用いても良い。

また、より精度高く被加工材１８から生じる反力を測定するために、金型２１内に圧力計、ロードセル、荷重計や歪みゲージなどを取り付けて測定しても良い。

本実施の形態では、ハット曲げ加工の高精度化を例にして発明の効果を示したが、本発明の適用先はこの範囲に限定されるものではない。

また、上記にスプリングバック量を直接測定する場合と、板厚や加工時の反力から間接的に求める手法を示したが、両者は異なるモーションパターン４４である。本発明のようにサーボプレス１を高度に利用した加工方法では、プレス製造業者が販売時に用意したモーションパターン４４のみで対応することは困難である。よって、本実施の形態の制御装置２３は、後からモーションパターン４４を追加できるように十分な容量のメモリ部３１を備えており、モーションパターン入力部５２やモーションパターン作成部５４を備えている。

また、多くの工数をかけて作成したモーションパターン４４及びモーションデータ２９を他のサーボプレス１でも容易に利用できるように、本実施の形態の制御装置２３では、メモリ部３１にスライド高さ−モーター回転角度対応表４３を保持しており、スライド高さ−モーター回転角度対応表４３を新たに作成追加できるようにスライド高さ−モーター回転角度対応表作成部５８とスライド高さ−モーター回転角度対応表入力部６０を持つ。スライド位置指令演算部４０から出力されたスライド高さ指令を、モーター速度指令部３９は、スライド高さ−モーター回転角度対応表４３に合致した好適な指令を演算し、サーボアンプ３２に発する。

本実施の形態の制御装置２３は、上記したようにサーボプレス１の回転直動動力変換機構１１やサーボモーター６の違いに容易に対応できる構造となっている。そのため、本実施の形態の制御装置２３とサーボモーター６を用いれば、既存の機械式プレスのモーター、フライホイール、及びクラッチを取り除き、サーボモーター６と本実施の形態の制御装置２３を取り付けることにより、より低いコストで新品のサーボプレス１を購入するのと同等な機能を得ることが可能となる。

［本発明の第２の実施の形態］
＜本発明の第２の実施の形態の概要＞
本発明の第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態におけるハット曲げ加工に代えて、逐次曲げ加工に適用する例である。本発明の第２の実施の形態において、サーボプレスの制御装置は、フレームとベッドとボルスターとスライドとサーボモーターと回転直動動力変換機構により構成されるサーボプレスをモーションデータに従い制御する逐次加工を行う制御装置で、モーションデータ変更部と計測信号受信部と金型アクチュエーター駆動司令部を持ち、金型より発せられた計測信号に従い、この計測時刻に、同一被加工材の加工のモーションデータを変更し、調整加工を行うモーションを一つの被加工材に対して複数回行使するものである。

以下において、本発明の第２の実施の形態の概要に基づいた第２の実施の形態を具体的に説明する。本実施の形態においては、前記第１の実施の形態と異なる部分を主に説明し、同一の部分の説明は省略する。

＜逐次曲げ加工用の金型＞
本発明の第２の実施の形態であるサーボプレスにおいて、まず図１８を参照して逐次曲げ加工方法について説明する。図１８は、サーボプレスで加工するのに用いる一例の逐次曲げ加工用の金型を表す図である。図１８では、金属薄板を逐次加工でコの字に曲げる加工に用いる金型の一例を示している。適宜、図１８の左下に示した座標系を用いて説明する。

図１８において、下ダイセットプレート１０２は、サーボプレスのボルスター３（図示せず、図１に図示）に固定されている。下ダイセットプレート１０２には移動型１４４が搭載されており、移動型１４４は、下ダイセットプレート１０２に固定された移動型ガイド１４５によりＹ方向とＺ方向の変位は固定されており、Ｘ方向には移動自在である。

下ダイセットプレート１０２にはアクチュエーター据付板１４３が接続されており、その上にアクチュエーター１４０が固定されている。アクチュエーター１４０はモーターを内蔵しており、台形ネジ１３９を介して移動型１４４をＸ方向に移動させることが可能である。移動型１４４には電磁石が内蔵されており、逐次曲げ材料１５０を固定することができる。アクチュエーター１４０は、エアーシリンダーや油圧シリンダーあるいは油圧サーボシリンダーでも良い。

上ダイセットプレート１０１は、サーボプレスのスライド４（図示せず、図１に図示）に固定され、Ｚ方向に上下動する。また、上ダイセットプレート１０１にはダイガイド１４９が固定されており、ダイガイド１４９にはダイ１４８が取り付けられている。ダイ１４８は、ダイガイド１４９によりＺ方向、Ｘ方向への移動は固定されており、Ｙ方向には図示する位置より内側には移動自在な構造となっている。

ダイ１４８の移動型１４４に対応する部分には、バネ１４７を介在した押さえ板１４６が設けられ、逐次加工時に、この押さえ板１４６で移動型１４４に固定された逐次曲げ材料１５０を押さえ付ける構造となっている。

下ダイセットプレート１０２には、Ｙ方向に移動型１４４を挟んでカム１４１が固定されており、そのカム１４１には逐次曲げ材料１５０のスプリングバック量を測定する変位計１４２が取り付けられている。

スライド４が下降して、上ダイセットプレート１０１に取り付けられたダイ１４８が下ダイセットプレート１０２に取り付けられたカム１４１と接触すると、ダイ１４８がＹ方向に内側に移動する。逐次曲げ材料１５０のＸ方向の幅Ｌ１は、ダイ１４８のＸ方向の幅Ｌ２よりも長い。本加工方法では、アクチュエーター１４０に内蔵したモーターにより移動型１４４をＬ２程度の長さＬ３を送る毎にスライド４を上下させ、逐次曲げ材料１５０を加工することを繰り返す。送り長さＬ３については、Ｌ２と同等か短いことが望ましい。

＜逐次曲げ加工＞
次に、図１９から図２６までを用いて、本実施の形態のサーボプレスを用いて逐次曲げ材料１５０を高精度に成形する加工方法について説明する。

図１９は、逐次曲げ加工深さ１送り１工程において、スライド４を加工深さＺ１まで下げて、逐次曲げ材料１５０のＸ方向の端の部分を加工した図である。この後、スライド４は上昇して、その間に移動型１４４をＬ３だけＸ方向に移動する。続いて、スライド４を加工深さＺ１まで下げて逐次曲げ材料１５０を、図２０（逐次曲げ加工深さ１送り２工程）に示すように再度加工する。

これを繰り返して、図２１（逐次曲げ加工深さ１送り３工程）に示すように逐次曲げ材料１５０の材料端まで加工する。このように逐次加工することにより、板厚が厚く大きな被加工材も小さい能力のプレスで加工することが可能となる。この加工方法で一度にコの字に加工しないのは、被加工材の面内の歪みが塑性域まで生じると、最後にその形状を修正することが難しくなるからである。

なお、金型の移動方向は逆でも構わないが、その場合に加工時に生じるＸ方向の反力が圧縮方向に働くため、台形ネジ１３９の座屈を考慮した金型構造とする。

この後、一旦、金型を図１８で示した位置まで戻し、今度は加工深さをＺ２（Ｚ２はＺ１より低い）に変更して、再度、図２２（逐次曲げ加工深さ２工程）に示すのと同様の加工をする。加工深さを変更しながら何度か加工を繰り返すと、図２３（逐次曲げ断面計測工程）に示すようにコの字に近い形状に加工することが可能である。長さ数メートルの大きな材料では板厚や材質が均一でないため、スプリングバック量がばらつく。そのため、図２３に強調して描くように長さ方向で曲げ角度のばらつきが生じる。このように、一つの材料での曲げ角度の均一さを通り精度と一般に呼んでいる。

通り精度を向上するには、最後の加工ではスプリングバック量に対応して加工箇所ごとに加工条件を変えることが望ましい。

よって、このような逐次加工においては、前記第１の実施の形態の図６のフローチャートに示す計測工程９２、変更後モーションデータ算出工程９３、調整加工工程９４の一連の工程を行った後に、Ｘ軸方向に移動型１４４をＬ３だけ移動し、その後再度、計測工程９２、変更後モーションデータ算出工程９３、調整加工工程９４の一連の工程を行うということを繰り返す逐次フィードバック制御加工を行うことが望ましい。

このときの加工断面を示したのが、図２４〜図２６である。図２４（逐次曲げ断面計測工程）は計測工程９２に相当し、図２５（逐次曲げ断面調整加工工程）は調整加工工程９４に相当し、その結果として、図２６（逐次曲げ断面完了工程）に示すようにスプリングバックの影響を排除した９０度に曲げられた断面が得られる。

従来のサーボプレスの制御装置では、サーボプレスの自動運転中は同じモーションデータ２９で加工することを前提としている。しかし、本実施の形態に示す逐次加工では、一つの被加工材の加工に異なるモーションを多数用いる。これらの多数のモーションを統合する逐次加工プログラムデータがあることが利便性の点から望ましい。また、同じ逐次加工プログラムデータに移動型１４４を移動させるアクチュエーター１４０を作動させる信号を含む方が制御装置としての利便性が良い。

＜逐次曲げ加工の加工方法＞
次に、図２７を用いて、本実施の形態のサーボプレスを用いて逐次曲げ材料１５０を加工する加工方法について説明する。図２７は、この逐次曲げ加工の動作を表すフローチャートである。

まず、逐次曲げ材料搬入工程１５２で、逐次曲げ材料１５０を移動型１４４の上に設置する。続いて、移動型Ｘ初期位置移動工程Ａ１５３で、後述する図２８に示す金型アクチュエーター駆動司令部１９３より金型アクチュエーター１９２（図１８のアクチュエーター１４０に対応）に駆動信号を送り、移動型１４４をＸ初期位置に移動する。この工程に前述した図１８が対応する。続いて、スライド高さＺ１下降工程Ａ１５４で、スライド４を高さＺ１まで下降し、ダイ１４８を下降させて逐次曲げ材料１５０を加工する。この工程に前述した図１９が対応する。また、前述した図１９〜２１がスライド高さＺ１に対応する。続いて、スライド高さＺ１ｕ（Ｚ１ｕ＞Ｚ１）上昇工程Ａ１５５で、スライド４を高さＺ１ｕまで上昇し、ダイ１４８を上昇させて逃がす。

続いて、移動型Ｘ１ｍ移動工程１５６で、金型アクチュエーター駆動司令部１９３より金型アクチュエーター１９２に駆動信号を送り、移動型１４４を位置Ｘ１ｍまで移動する。続いて、スライド高さＺ１下降工程Ｂ１５７で、スライド４を高さＺ１まで下降し、ダイ１４８を下降させて逐次曲げ材料１５０を再び加工する。この工程に前述した図２０が対応する。続いて、スライド高さＺ１ｕ上昇工程Ｂ１５８で、スライド４を高さＺ１ｕまで上昇し、ダイ１４８を上昇させて逃がす。続いて、移動型Ｘ１ｍ＋１移動工程１５９で、移動型１４４を位置Ｘ１ｍ＋１まで移動させる。

続いて、Ｘ位置判定工程Ａ１６０で、移動型１４４のＸ位置が終端に到達しているかを判定する。移動型１４４のＸ位置が終端に到達していない場合（１６０−Ｎｏ）には、スライド高さＺ１下降工程Ｂ１５７に戻る。終端に到達している場合（１６０−Ｙｅｓ）には、スライド高さＺ１下降工程Ｃ１６１で、スライド４を高さＺ１まで下降し、ダイ１４８を下降させて逐次曲げ材料１５０を加工する。続いて、スライド高さＺ１ｕ上昇工程Ｃ１６２で、スライド４を高さＺ１ｕまで上昇し、ダイ１４８を上昇させて逃がす。

続いて、移動型Ｘ初期位置移動工程Ｂ１６３で、移動型１４４をＸ初期位置に戻す。この工程に前述した図２１が対応する。続いて、スライド高さＺｐ（ｐ＝２、Ｚ２＜Ｚ１）下降工程Ａ１６４で、スライド４を高さＺｐまで下降し、ダイ１４８を下降させて逐次曲げ材料１５０を加工する。この工程に前述した図２２が対応する。また、前述した図２２がスライド高さＺ２に対応する。続いて、スライド高さＺｐｕ（Ｚｐｕ＞Ｚｐ）上昇工程Ａ１６５で、スライド４を高さＺｐｕまで上昇し、ダイ１４８を上昇させて逃がす。

続いて、移動型Ｘｐｍ移動工程１６６で、移動型１４４を位置Ｘｐｍまで移動させる。続いて、スライド高さＺｐ下降工程Ｂ１６７で、スライド４を高さＺｐまで下降し、ダイ１４８を下降させて逐次曲げ材料１５０を加工する。続いて、スライド高さＺｐｕ上昇工程Ｂ１６８で、スライド４を高さＺｐｕまで上昇し、ダイ１４８を上昇させて逃がす。続いて、移動型Ｘｐｍ＋１移動工程１６９で、移動型１４４を位置Ｘｐｍ＋１まで移動させる。

続いて、Ｘ位置判定工程Ｂ１７０で、移動型１４４が終端に到達しているかを判定する。終端位置に到達していない場合（１７０−Ｎｏ）には、スライド高さＺｐ下降工程Ｂ１６７に戻る。終端に到達している場合（１７０−Ｙｅｓ）には、スライド高さＺｐ下降工程Ｃ１７１で、スライド４を高さＺｐまで下降し、ダイ１４８を下降させて逐次曲げ材料１５０を加工する。続いて、スライド高さＺｐｕ上昇工程Ｃ１７２で、スライド４を高さＺｐｕまで上昇し、ダイ１４８を上昇させて逃がす。この工程に前述した図２３が対応する。

次に、加工深さ判定工程１７３で、Ｚｐの値が所定の加工深さに到達しているかを判定する。到達していない場合（１７３−Ｎｏ）には、移動型Ｘ初期位置移動工程Ｂ１６３に戻る（Ｚｐ＝Ｚ３，Ｚ４，・・・、Ｚ３＜Ｚ２，Ｚ４＜Ｚ３，・・・）。到達している場合（１７３−Ｙｅｓ）には、移動型Ｘ初期位置移動工程Ｃ１７４に進み、移動型１４４をＸ初期位置に戻す。

続いて、計測工程Ａ１７５で、図１８の変位計１４２を用いて逐次曲げ材料１５０のスプリングバック量を測定する。この工程に前述した図２４が対応する。さらに、変更後モーションデータ算出工程Ａ１７６で、次に行う調整加工工程Ａ１７７での加工時のスライド４の高さを算出する。そして、調整加工工程Ａ１７７で、調整加工を行い、その後、ダイ１４８を上端に戻す。この工程に前述した図２５が対応する。

続いて、移動型Ｘｅｍ移動工程１７８で、移動型１４４を位置Ｘｅｍまで移動する。続いて、計測工程Ｂ１７９で、逐次曲げ材料１５０のスプリングバック量を測定する。この工程に前述した図２４が対応する。さらに、変更後モーションデータ算出工程Ｂ１８０で、次に行う調整加工工程Ｂ１８１でのスライド４の加工深さを算出する。そして、調整加工工程Ｂ１８１で、逐次曲げ材料１５０を加工し、その後、ダイ１４８を上端に戻す。この工程に前述した図２５が対応する。

続いて、移動型Ｘｅｍ＋１移動工程１８２で、移動型１４４を位置Ｘｅｍ＋１まで移動する。続いて、Ｘ位置判定工程Ｃ１８３で、移動型１４４が終端に到達しているかを判定する。まだ到達していない場合（１８３−ｎｏ）には、計測工程Ｂ１７９に戻る。終端に到達している場合（１８３−Ｙｅｓ）には、計測工程Ｃ１８４に進む。

続いて、計測工程Ｃ１８４で、逐次曲げ材料１５０のスプリングバック量を測定する。この工程に前述した図２４が対応する。さらに、変更後モーションデータ算出工程Ｃ１８５で、次に行う調整加工工程Ｃ１８６でのスライド４の加工深さを算出する。そして、調整加工工程Ｃ１８６で、逐次曲げ材料１５０を加工する。この工程に前述した図２５が対応する。

続いて、スライド高さ上端復帰工程１８７で、スライド４を高さ上端まで復帰させ、ダイ１４８を上端に戻す。この工程に前述した図２６が対応する。そして、加工終了工程Ｄ１８８で、加工を終了する。

＜逐次加工用の制御装置の詳細＞
次に、図２８を用いて、本実施の形態であるサーボプレスにおける逐次加工用の制御装置の詳細を説明する。図２８は、このサーボプレスにおける逐次加工用の制御装置の一例を表す図である。

逐次加工用の制御装置１９４は、前記第１の実施の形態の図２に示した構成に加え、逐次加工プログラム作成部１８９と、逐次加工プログラム入力部１９０を持ち、メモリ部３１に、逐次加工プログラム作成部１８９で作成したプログラムを逐次加工プログラム入力部１９０を用いて逐次加工プログラムデータ１９１として記憶させる。

また、逐次加工用の制御装置１９４には、さらに金型アクチュエーター駆動司令部１９３を持つ。この金型アクチュエーター駆動司令部１９３は、サーボプレスの動作に同期させて金型アクチュエーター１９２（図１８ではアクチュエーター１４０に対応）に動作指令を送り、金型２１（図１８に詳細を図示）を駆動する。また、金型アクチュエーター駆動司令部１９３は、金型アクチュエーター１９２からの動作完了の信号を受け、モーション制御部３４に次の工程を始められるように操作完了の信号を渡す。金型アクチュエーター駆動司令部１９３は、逐次加工プログラムデータ１９１に基づいて金型アクチュエーター１９２を制御する。逐次加工では、一つの被加工材の加工に異なるモーションを多数用い、これらの多数のモーションを統合する逐次加工プログラムデータ１９１があることが利便性の点から望ましい。また、同じ逐次加工プログラムデータ１９１に金型２１を移動させるアクチュエーター１４０を作動させる信号を含む方が制御装置１９４としての利便性が良い。

逐次加工用の制御装置１９４では、一つのメモリ部３１に全てのデータを搭載しているが、逐次加工プログラムデータ１９１は別のメモリ部に搭載されても良い。同様に、逐次加工プログラム作成部１８９と逐次加工プログラム入力部１９０や金型アクチュエーター駆動司令部１９３を、図２に示したサーボプレスの制御装置から分離した逐次加工用の制御装置としても良い。既存のサーボプレスで逐次曲げ加工を行う場合には、このような形態がより低い価格で逐次曲げ加工を行えるために望ましい。

＜逐次加工用の制御装置の逐次加工プログラム作成部＞
次に、本実施の形態の逐次加工用の制御装置１９４の逐次加工プログラム作成部１８９を図２９〜図３１を用いて説明する。それぞれ、図２９は逐次加工プログラム作成画面Ａ、図３０は逐次加工プログラム作成画面Ｂ、図３１は逐次加工プログラム作成画面Ｃを表す図である。

図２９に示す逐次加工プログラム作成部Ａ１９５の逐次加工プログラム作成画面Ａは、逐次加工プログラム表Ａ１９６とテンキー８１とエンターキー８４と削除キー７７と保存キー８５とカーソルキー８６より構成される。

逐次加工プログラム表Ａ１９６は、序数（１〜１３）と項目（モーションＮｏ、Ｘ、Ｚ下、Ｚ上）に対する値が行列形式で表示される。

１列目（モーションＮｏ）には、適用するモーションプログラムのプログラム番号を入力する。入力はテンキー８１によりモーション番号は記述し、エンターキー８４で確定する。内容を変更する場合には削除キー７７で削除して再度入力すれば良い。モーション番号は、前記第１の実施の形態の図３に示すモーションパターン作成部５４で作成したモーションパターンの番号を指示する。

逐次加工プログラム表Ａ１９６では、１行目から８行目までで反転パターンを用いて作成したモーションを呼び出している。また、モーションには反転する高さについては変数とし、逐次加工プログラム表Ａ１９６の３列目（Ｚ下）の値を読み込む。

逐次加工プログラム表Ａ１９６の１行目から８行目の２列目（Ｘ）には、図２７のフローチャートに示す、移動型Ｘ１ｍ移動工程１５６、移動型Ｘ１ｍ＋１移動工程１５９、移動型Ｘｐｍ移動工程１６６、移動型Ｘｐｍ＋１移動工程１６９、移動型Ｘｅｍ移動工程１７８、移動型Ｘｅｍ＋１移動工程１８２における移動型１４４を移動させる距離を記述する。このような移動型１４４を移動させる距離を記述する手段を逐次加工プログラム作成画面Ａ１９５は持つ。

逐次加工プログラム表Ａ１９６の１行目から８行目の３列目（Ｚ下）には、スライド高さＺ１下降工程Ａ１５４、スライド高さＺ１下降工程Ｂ１５７、スライド高さＺ１下降工程Ｃ１６１、スライド高さＺｐ下降工程Ａ１６４、スライド高さＺｐ下降工程Ｂ１６７、スライド高さＺｐ下降工程Ｃ１７１におけるスライドの高さを記述する。このようなスライドの高さを記述する手段を逐次加工プログラム作成部Ａ１９５は持つ。この値は、スライド高さの機械的な下限値からの距離でも、スライド高さの機械的な上限値でも良い。また、クランク軸の回転角度で記入しても良い。

逐次加工プログラム表Ａ１９６の１行目から８行目の４列目（Ｚ上）には、図２７のフローチャートに示す、スライド高さＺ１ｕ上昇工程Ａ１５５、スライド高さＺ１ｕ上昇工程Ｂ１５８、スライド高さＺ１ｕ上昇工程Ｃ１６２、スライド高さＺｐｕ上昇工程Ａ１６５、スライド高さＺｐｕ上昇工程Ｂ１６８、スライド高さＺｐｕ上昇工程Ｃ１７２におけるスライドの上昇位置を記述する。このようなスライドの上昇位置を記述する手段を逐次加工プログラム作成部Ａ１９５は持つ。この値は、スライド高さの機械的な下限値からの距離でも、スライド高さの機械的な上限値でも良い。また、クランク軸の回転角度で記入しても良い。あるいは、任意の高さを基準とした相対高さとして記述しても良い。

逐次加工プログラム表Ａ１９６の９行目から１２行目では、前記第１の実施の形態に示したフィードバック制御パターン５０を用いたモーションを呼び出す。この場合には、３列目のスライド下限高さはモーションの中で計算するので記述する必要はない。４列目のスライド上限高さはモーションの中に書いてある。また、モーションの中には変数として記述し、逐次加工プログラム表Ａ１９６の４列目に記述しても良い。

逐次加工プログラム表Ａ１９６において、１行目から４行目が、図２７の移動型Ｘ初期位置移動工程Ａ１５３からスライド高さＺ１ｕ上昇工程Ｃ１６２に相当する。５行目から８行目が移動型Ｘ初期位置移動工程Ｂ１６３からスライド高さＺｐｕ上昇工程Ｃ１７２に相当する。そして、９行目から１３行目が移動型Ｘ初期位置移動工程Ｃ１７４から加工終了工程１８８に相当する。

図３０に、図２９における各条件の入力をより簡単にする逐次加工プログラム作成部Ｂ１９７の一例を示す。逐次加工プログラム作成部Ｂ１９７の逐次加工プログラム作成画面Ｂは、逐次加工プログラム表Ｂ１９８とテンキー８１とエンターキー８４と削除キー７７と保存キー８５とカーソルキー８６より構成される。

逐次加工プログラム表Ｂ１９８は、序数（１〜４）と項目（モーションＮｏ、Ｚ下、Ｚ上、Ｘ最初、Ｘ最後、Ｘピッチ）に対する値が行列形式で表示される。

１列目（モーションＮｏ）には、呼び出すモーションを示す記号、例えば番号を記述する。番号の代わりにモーション名を示す文字列で記述しても良い。１行目と２行目では反転モーションを呼び出す。

この反転モーションでは、スライドの下限高さと上限高さが変数として記述されており、逐次加工プログラム表Ｂ１９８の２列目（Ｚ下）と３列目（Ｚ上）の値を変数に代入して動く。また、４列目（Ｘ最初）にＸ方向の初期位置を、５列目（Ｘ最後）にＸ方向の最後の位置を記述して、６列目（Ｘピッチ）にＸ方向の移動型１４４の送りピッチを記述する。本実施の形態では、３００ｍｍの長さを１００ｍｍピッチで送るため、この１行の記述で図２９に示す逐次加工プログラム表Ａ１９６の４行の記述に相当する。

逐次加工プログラム表Ｂ１９８では、より行数を増やすことにより少しずつ加工を進めることも可能である。３行目では、フィードバック制御パターン５０を元に作成したモーションを呼び出す。この場合にも、逐次加工プログラム表Ｂ１９８の３行目は図２９に示す逐次加工プログラム表Ａ１９６の９行目から１２行目を１行で表現することが可能である。逐次加工プログラム作成部Ｂ１９７を用いることで、より簡便に逐次加工プログラムを作成することが可能である。

図３１には、逆にプログラム作業は煩雑であるが、より自由度の高い逐次加工プログラムの作成が可能な逐次加工プログラム作成部Ｃ１９９の一例を示す。逐次加工プログラム作成部Ｃ１９９の逐次加工プログラム作成画面Ｃは、逐次加工プログラム表Ｃ２００とテンキー８１とエンターキー８４と削除キー７７と保存キー８５とカーソルキー８６より構成される。

逐次加工プログラム表Ｃ２００は、序数（１〜１０）と項目（モーションＮｏ、Ｚ下、Ｚ上、Ｘ最初、Ｘ最後、Ｘピッチ）に対する値が行列形式で表示される。

逐次加工プログラム作成部Ｃ１９９では、逐次加工の一つ一つの加工ごとにスライドの下限値（Ｚ下）と上限値（Ｚ上）とＸ方向の移動型１４４の最初の位置（Ｘ最初）と最後の位置（Ｘ最後）とそのピッチ（Ｘピッチ）を記述できるため、より自由度の高い逐次加工プログラムデータ１９１の作成が可能である。

なお、本実施の形態の逐次加工プログラム作成部Ａ１９５、逐次加工プログラム作成部Ｂ１９７、逐次加工プログラム作成部Ｃ１９９に記述した機能とモーションデータ作成部３０を統合した逐次加工プログラム作成部を作っても良い。

＜本実施の形態の効果＞
以上説明した本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、特に、逐次加工用の制御装置１９４にモーションデータ変更部３７と計測信号受信部２５と金型アクチュエーター駆動司令部１９３を持ち、金型２１に取り付けられた計測器である変位計１４２より発せられた計測信号に従い、この計測時刻に、逐次曲げ材料１５０の同一被加工材の加工のモーションデータを変更し、このモーションデータに従い調整加工を行うモーションを一つの被加工材に対して複数回行使するようにアクチュエーター１４０を駆動することで、被加工材の板厚や材質のばらつきに対応すると共に、一つ一つの被加工材に対応した最適な加工が可能となり、逐次曲げ材料１５０による成形品の精度と品質を向上させることができる。

また、逐次加工プログラムデータ１９１を新規に追加することができるので、他のサーボプレスでの利用も容易化することができ、さらに逐次加工方法が異なる各種加工用の制御装置を安価に導入することができる。

［本発明の第３の実施の形態］
＜本発明の第３の実施の形態の概要＞
本発明の第３の実施の形態は、前記第２の実施の形態における逐次曲げ加工に代えて、逐次鍛造曲げ加工に適用する例である。本発明の第３の実施の形態において、サーボプレスの制御装置は、フレームとベッドとボルスターとスライドとサーボモーターと回転直動動力変換機構により構成されるサーボプレスをモーションデータに従い制御する逐次加工を行う制御装置で、モーションデータ変更部と計測信号受信部と金型アクチュエーター駆動司令部を持ち、被加工材を一回以上の加工を行った後に金型より発せられた計測信号に従い、次モーション以降のモーションデータを変更し、加工を行うものである。

以下において、本発明の第３の実施の形態の概要に基づいた第３の実施の形態を具体的に説明する。本実施の形態においては、前記第２の実施の形態と異なる部分を主に説明し、同一の部分の説明は省略する。

＜逐次鍛造曲げ加工＞
本発明の第３の実施の形態であるサーボプレスにおいて、まず図３２〜図３４を用いて、対象となる逐次鍛造曲げ加工方法について説明する。それぞれ、図３２は逐次鍛造曲げ加工を表す図、図３３は逐次鍛造曲げ加工の断面を表す図、図３４は逐次鍛造曲げ加工の上面を表す図である。

図３２に示すように、逐次鍛造加工用の金型２１には、サーボプレスのボルスター３（図示せず、図１に図示）に固定された下プレート２０１に固定された逐次鍛造下型２０２と、スライド４（図示せず、図１に図示）に取り付けられた上プレート（図示せず）に取り付けられた逐次鍛造上型２０３がある。

逐次鍛造被加工材２０４は、押し型２０５に押されることによりＸ方向に移動し、スライド４の上下により逐次鍛造下型２０２と逐次鍛造上型２０３により鍛造加工される。

また、下プレートＣ２０１に接合されたアクチュエーター取り付け板２０６には金型アクチュエーター２０７が固定されており、金型アクチュエーター駆動司令部１９３からの指令により押し棒２０８を送り、押し型２０５をＸ方向に駆動する。

変位センサー２０９は、逐次鍛造後の逐次鍛造被加工材２０４の形状を測定する。

図３３では、図３２の逐次鍛造下型２０２と逐次鍛造上型２０３の部分をＺＹ断面で見た図を示す。逐次鍛造被加工材２０４は、逐次鍛造下型２０２と逐次鍛造上型２０３で加工される。逐次鍛造上型２０３には傾斜が設けられており、Ｙ方向の材料部分が鍛圧加工をされる被鍛圧部２１０となり、反対方向の材料部分が鍛圧加工をされない無鍛圧部２１１となる。

その結果、図３４に示すように、被鍛圧部２１０が伸びることでＸＹ面内での面内曲げとなる。逐次鍛造上型２０３をＺ方向により低くまで下降すると被鍛圧部２１０が増大し、面内曲げはより大きくなり、曲率半径はより小さくなる。変位センサー２０９は、面内曲げの曲率半径を計測するために用いる。曲率半径は、加工条件が同一であっても逐次鍛造被加工材２０４の板厚等のばらつきによっても変わる。よって、このような加工方法においても、逐次鍛造被加工材２０４を変位センサー２０９で測定し、逐次鍛造上型２０３の鍛圧時の下限値を制御することにより、より高い精度での加工が可能となる。

しかし、前記第２の実施の形態の加工方法と異なり、鍛圧加工は非常に大きな加工力を必要とし、少しずつしか加工できない。そのため、一度の加工では変位センサー２０９による測定がばらつく。このような場合には、図３４に示すようにＰ＝１の領域を複数回の加工で加工した後に、そのデータを基にして逐次鍛造上型２０３の鍛圧時の下限値を変更する制御方法が適切である。

＜逐次鍛造曲げ加工の加工方法＞
次に、図３５を用いて、本実施の形態のサーボプレスを用いて逐次鍛造被加工材２０４を加工する加工方法について説明する。図３５は、この逐次鍛造曲げ加工の動作を表すフローチャートである。

まず、逐次鍛造被加工材搬入工程２１２で、逐次鍛造被加工材２０４を搬入する。続いて、押し型Ｘ初期位置移動工程２１３で、金型アクチュエーター駆動司令部１９３より金型アクチュエーター２０７に駆動信号を送り、押し型２０５を初期位置に移動する。変数Ｐに１代入工程２１４で、変数Ｐに１を代入する。続いて、変数ｋに１代入工程２１５で、変数ｋに１を代入する。

続いて、スライド高さＺｓ下降工程２１６で、スライド４を高さＺｓまで下降させ、逐次鍛造上型２０３で逐次鍛造被加工材２０４を加工する。続いて、スライド高さＺｓｕ（Ｚｓｕ＞Ｚｓ）上昇工程２１７で、スライド４を高さＺｓｕまで上昇させ、逐次鍛造上型２０３を上昇させて逃がす。続いて、押し型Ｘｋ移動工程２１８で、金型アクチュエーター駆動司令部１９３より金型アクチュエーター２０７に駆動信号を送り、押し型２０５を位置Ｘｋまで移動する。

続いて、ｋ＝ｎ判定工程２１９で、ｋがあらかじめ定められた回数ｎに到達したかを判定する。到達していなければ（２１９−Ｎｏ）、ｋにｋ＋１代入工程２２０で、ｋにｋ＋１を代入して、スライド高さＺｓ下降工程２１６に戻る。ｋがｎに到達している場合（２１９−Ｙｅｓ）には、Ｘ終端判定工程２２１に進む。

続いて、Ｘ終端判定工程２２１で、押し型２０５の位置がＸ終端位置に到達したかを判定する。到達していない場合（２２１−Ｎｏ）には、計測工程２２２で、逐次鍛造被加工材２０４の形状を測定し、それに従い、変更後モーションデータ算出Ｚｓ変更工程２２３で、変更後モーションデータを算出し、Ｚｓを変更する。そして、Ｐ＝Ｐ＋１代入工程２２４で、ＰにＰ＋１を代入して、変数ｋに１代入工程２１５に戻る。Ｘ終端判定工程２２１で終端に到達していれば（２２１−Ｙｅｓ）、加工終了工程２２５に進み、加工終了工程２２５で加工を終了する。

例えば、前述した図３４のＰ＝１の領域をスライド高さＺｓ＝Ｚ１の条件で加工した結果を測定してＺ２の値を計算して求め、続いて求まったスライド高さＺｓ＝Ｚ２の条件でＰ＝２の領域を加工するという動作を繰り返す。すなわち、図３４のＰ＝１の領域について２１５〜２２１までのフローに従い加工して、続いてＰ＝２の領域について２１５〜２２１までのフローに従い加工して、以下、ＰをカウントアップしてＸ終端位置まで繰り返す。

＜逐次加工用の制御装置の逐次加工プログラム作成部＞
次に、本実施の形態の逐次加工用の制御装置の逐次加工プログラム作成部を図３６を用いて説明する。図３６は、逐次加工プログラム作成画面Ｄを表す図である。この逐次加工プログラム作成画面Ｄを表示する逐次加工プログラム作成部などを含む逐次加工用の制御装置は、前記第２の実施の形態の図２８に示した構成と同じである。

逐次加工プログラム作成部Ｄ２２６の逐次加工プログラム作成画面Ｄは、逐次加工プログラム表Ｅ２２７とテンキー８１とエンターキー８４と削除キー７７と保存キー８５とカーソルキー８６で構成される。

逐次加工プログラム表Ｅ２２７は、項目（モーションＮｏ、Ｚｓ、Ｚｓｕ、測定目標値、Ｘ最初、Ｘ最後、Ｘピッチ、測定頻度）に対する値が行列形式で表示される。

１列目（モーションＮｏ）には、モーションパターン作成部５４で作成したモーションを呼び出すためのモーション識別番号を入力する。このモーションでは、スライドの下限値と上限値と測定目標値と測定頻度が変数として記述されており、これらの変数を読み込むことでフィードフォワード制御するためのモーションプログラムが作成される。また、それぞれの行では、押し型２０５のＸ方向座標により開始と終了が規定されている。

図３６による例では、測定目標値を曲率半径で指定しており、変位センサー２０９で測定した値から曲率半径を計算して、目標値と異なる場合にはＺｓの値を変更する。３００ｍｍの送りを送りピッチ１０ｍｍずつで加工するので、３０回の逐次加工を行う。測定頻度を５回に一回としているため、都合５回の測定により曲率半径を目的値に近づけることができる。

本実施の形態の機能を備えた逐次加工用の制御装置では、このように一度づつの加工では変位が小さく十分な精度で測定できない加工方法であっても、フィードフォワード制御することにより精度の良い加工が可能となる。

なお、前記第２の実施の形態の逐次加工プログラム作成部Ａ１９５、逐次加工プログラム作成部Ｂ１９７、逐次加工プログラム作成部Ｃ１９９と、本実施の形態の逐次加工プログラム作成部Ｄ２２６に記述した機能とモーションデータ作成部３０を統合した逐次加工プログラム作成部を作っても良い。

＜本実施の形態の効果＞
以上説明した本実施の形態によれば、前記第１及び第２の実施の形態と同様の効果が得られると共に、特に、逐次加工用の制御装置１９４にモーションデータ変更部３７と計測信号受信部２５と金型アクチュエーター駆動司令部１９３を持ち、逐次鍛造被加工材２０４を一回以上の加工を行った後に、金型２１に取り付けられた計測器である変位センサー２０９より発せられた計測信号に従い、次のモーション以降のモーションデータを変更し、このモーションデータに従い加工を行うように金型アクチュエーター２０７を駆動することで、被加工材の板厚や材質のばらつきに対応すると共に、一つ一つの被加工材に対応した最適な加工が可能となり、逐次鍛造被加工材２０４による成形品の精度と品質を向上させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明のサーボプレスの制御技術は、電動サーボプレスを制御してスライド位置制御を行うサーボプレスの制御装置及び制御方法、並びにこの制御装置を搭載したサーボプレスに適用して有効な技術である。

１…サーボプレス、２…ベッド、３…ボルスター、４…スライド、５…フレーム、６…サーボモーター、７…小プーリ、８…ベルト、９…大プーリ、１０…減速機構、１１…回転直動動力変換機構、１２…クランク軸、１８…被加工材、１９…固定金型、２０…可動金型、２１…金型、２２…計測器、
２３…制御装置、２４…計測指令部、２５…計測信号受信部、２７…計測信号、２８…操作部、２９…モーションデータ、３０…モーションデータ作成部、３１…メモリ部、３２…サーボアンプ、３３…速度指令、３４…モーション制御部、３５…計測時刻、３６…計測指令信号、３７…モーションデータ変更部、３８…モーションデータ変更条件、
３９…モーター速度指令部、４０…スライド位置指令演算部、４１…サーボ速度指令、４２…スライド高さ、４３…スライド高さ−モーター回転角度対応表、４４…モーションパターン、４５…モーション変更条件、５０…フィードバック制御パターン、５１…新規モーションパターン、５２…モーションパターン入力部、５４…モーションパターン作成部、５８…スライド高さ−モーター回転角度対応表作成部、６０…スライド高さ−モーター回転角度対応表入力部、６２…歪み検出器、６３…反力演算機、６５…スライド位置センサ、６６…ロータリーエンコーダー、６７…トルク計測器、
６８…回転パターン画面、６９…往復パターン画面、７０…反転パターン画面、７１…変則パターン画面、７２…予備パターン画面、７３…ページキー、７４…選択キー、７５…データ作成キー、７６…パターン作成キー、７７…削除キー、
７９…モーション変更条件表示部、８０…入力信号選択部、８１…テンキー、８２…文字入力部、８３…演算記号入力部、８４…エンターキー、８５…保存キー、
８６…カーソルキー、８７…スライド高さ−モーター回転角度対応表表示部、
８８…被加工材搬入工程、９０…モーションデータ読み込み工程、９１…加工工程、９２…計測工程、９３…変更後モーションデータ算出工程、９４…調整加工工程、９５…加工終了工程、９６…被加工材搬出工程、
９７…ハット曲げ部品、９８…底面、９９…側面部、１００…締結穴、
１０１…上ダイセットプレート、１０２…下ダイセットプレート、１０３…ガイド、１０４…ガイドポスト、１０５…上ヒンジベース、１０６…リンクピン、１０７…リンク、１０８…下ヒンジベース、１０９…上挟み型、１１０…バネ、１１１…上押さえ型、１１２…下パンチ型、１１３…変位センサ、１１４…直線ガイド、１１５…クッションプレート、１１６…ガイドピン、１１７…ダイクッション、１１８…ガイドプレート、１１９…下挟み型、１２０…クッションピン、１２１…位置決めピン、１２２…位置決め穴、１２３…曲線ガイド、１２４…ガイド曲線、１２５…ストッパーガイド、１２６…ストッパー、
１３９…台形ネジ、１４０…アクチュエーター、１４１…カム、１４２…変位計、１４３…アクチュエーター据付板、１４４…移動型、１４５…移動型ガイド、１４６…押さえ板、１４７…バネ、１４８…ダイ、１４９…ダイガイド、１５０…逐次曲げ材料、
１５２…逐次曲げ材料搬入工程、１５３…移動型Ｘ初期位置移動工程Ａ、１５４…スライド高さＺ１下降工程Ａ、１５５…スライド高さＺ１ｕ上昇工程Ａ、１５６…移動型Ｘ１ｍ移動工程、１５７…スライド高さＺ１下降工程Ｂ、１５８…スライド高さＺ１ｕ上昇工程Ｂ、１５９…移動型Ｘ１ｍ＋１移動工程、１６０…Ｘ位置判定工程Ａ、１６１…スライド高さＺ１下降工程Ｃ、１６２…スライド高さＺ１ｕ上昇工程Ｃ、１６３…移動型Ｘ初期位置移動工程Ｂ、１６４…スライド高さＺｐ下降工程Ａ、１６５…スライド高さＺｐｕ上昇工程Ａ、１６６…移動型Ｘｐｍ移動工程、１６７…スライド高さＺｐ下降工程Ｂ、１６８…スライド高さＺｐｕ上昇工程Ｂ、１６９…移動型Ｘｐｍ＋１移動工程、１７０…Ｘ位置判定工程Ｂ、１７１…スライド高さＺｐ下降工程Ｃ、１７２…スライド高さＺｐｕ上昇工程Ｃ、１７３…加工深さ判定工程、１７４…移動型Ｘ初期位置移動工程Ｃ、１７５…計測工程Ａ、１７６…変更後モーションデータ算出工程Ａ、１７７…調整加工工程Ａ、１７８…移動型Ｘｅｍ移動工程、１７９…計測工程Ｂ、１８０…変更後モーションデータ算出工程Ｂ、１８１…調整加工工程Ｂ、１８２…移動型Ｘｅｍ＋１移動工程、１８３…Ｘ位置判定工程Ｃ、１８４…計測工程Ｃ、１８５…変更後モーションデータ算出工程Ｃ、１８６…調整加工工程Ｃ、１８７…スライド高さ上限復帰工程、１８８…加工終了工程、
１８９…逐次加工プログラム作成部、１９０…逐次加工プログラム入力部、１９１…逐次加工プログラムデータ、１９２…金型アクチュエーター、１９３…金型アクチュエーター駆動司令部、１９４…逐次加工用の制御装置、
１９５…逐次加工プログラム作成部Ａ、１９６…逐次加工プログラム表Ａ、１９７…逐次加工プログラム作成部Ｂ、１９８…逐次加工プログラム表Ｂ、１９９…逐次加工プログラム作成部Ｃ、２００…逐次加工プログラム表Ｃ、
２０１…下プレート、２０２…逐次鍛造下型、２０３…逐次鍛造上型、２０４…逐次鍛造被加工材、２０５…押し型、２０６…アクチュエーター取り付け板、２０７…金型アクチュエーター、２０８…押し棒、２０９…変位センサー、２１０…被鍛圧部、２１１…無鍛圧部、
２１２…逐次鍛造被加工材搬入工程、２１３…押し型Ｘ初期位置移動工程、２１４…変数Ｐに１代入工程、２１５…変数ｋに１代入工程、２１６…スライド高さＺｓ下降工程、２１７…スライド高さＺｓｕ上昇工程、２１８…押し型Ｘｋ移動工程、２１９…ｋ＝ｎ判定工程、２２０…ｋにｋ＋１代入工程、２２１…Ｘ終端判定工程、２２２…計測工程、２２３…変更後モーションデータ算出Ｚｓ変更工程、２２４…Ｐ＝Ｐ＋１代入工程、２２５…加工終了工程、
２２６…逐次加工プログラム作成部Ｄ、２２７…逐次加工プログラム表Ｅ。

Claims (19)

1. 被加工材を加工する金型を有するサーボプレスを、前記被加工材の加工動作を定めるモーションデータに従い制御するサーボプレスの制御装置であって、
   前記金型には、前記被加工材の加工状態を計測する計測器が取り付けられ、
   前記計測器より発せられた計測信号を受信する計測信号受信部と、
   前記計測信号受信部で受信した計測信号に従い、この計測時刻に、同一の前記被加工材の加工の前記モーションデータを変更するモーションデータ変更部と、を有することを特徴とするサーボプレスの制御装置。
2. 請求項１に記載のサーボプレスの制御装置において、さらに、
   前記モーションデータを保存するメモリ部と、
   前記モーションデータの雛形データであるモーションパターンを作成するモーションパターン作成部と、
   前記モーションパターン作成部で作成したモーションパターンを前記メモリ部に新規に追加するモーションパターン入力部と、を有することを特徴とするサーボプレスの制御装置。
3. 請求項２に記載のサーボプレスの制御装置において、さらに、
   前記モーションパターンに基づいて新規のモーションデータを作成するモーションデータ作成部を有し、
   前記モーションデータ作成部で作成した新規のモーションデータを前記メモリ部に新規に追加することを特徴とするサーボプレスの制御装置。
4. 請求項１に記載のサーボプレスの制御装置において、さらに、
   前記金型に取り付けられたスライドのスライド高さと、前記金型を駆動するサーボモーターの回転角度とを対応させたスライド高さ−モーター回転角度対応表を保存するメモリ部と、
   前記モーションデータに基づいた前記スライドのスライド高さ指令を発するスライド位置指令演算部と、
   前記スライド位置指令演算部が発したスライド高さ指令から、前記スライド高さ−モーター回転角度対応表を利用して、前記サーボモーターのサーボアンプにサーボ速度指令を発するモーター速度指令部と、を有することを特徴とするサーボプレスの制御装置。
5. 請求項４に記載のサーボプレスの制御装置において、さらに、
   前記スライド高さ−モーター回転角度対応表を作成するスライド高さ−モーター回転角度対応表作成部と、
   前記スライド高さ−モーター回転角度対応表作成部で作成したスライド高さ−モーター回転角度対応表を前記メモリ部に新規に追加するスライド高さ−モーター回転角度対応表入力部と、を有することを特徴とするサーボプレスの制御装置。
6. 請求項１に記載のサーボプレスの制御装置において、
   前記モーションデータ変更部には、前記計測信号受信部で受信した計測信号の他に、前記サーボプレスのフレームに取り付けられた歪み検出器で検出した歪みを反力演算機で演算した演算結果と、前記サーボプレスに取り付けられたスライドのスライド位置センサで測定したスライドの高さ測定結果と、サーボモーターのトルク計測器で計測したトルクの計測結果とが入力され、前記モーションデータの変更時の演算に用いられることを特徴とするサーボプレスの制御装置。
7. 請求項１に記載のサーボプレスの制御装置において、
   前記金型は、
   前記被加工材の加工動作において可動する可動金型と固定された固定金型とからなり、
   前記可動金型に対応する上ダイセットプレートと、
   前記上ダイセットプレートにバネを介して取り付けられた上押さえ型と、
   前記上ダイセットプレートに上ヒンジベースを介して取り付けられた少なくとも３本以上のリンクと、
   前記リンクに下ヒンジベースを介して取り付けられた上挟み型と、
   前記固定金型に対応する下ダイセットプレートと、
   前記下ダイセットプレートに取り付けられ、前記上押さえ型に対向する位置に取り付けられた下パンチ型と、
   前記下パンチ型を挟み左右対称に取り付けられたガイドプレートと、
   前記ガイドプレートに取り付けられ、前記上挟み型に対向する位置に取り付けられた下挟み型と、
   前記ガイドプレートを左右自在に支持する直線ガイドと、
   前記ガイドプレートの動きを規定する曲線ガイドと、を有することを特徴とするサーボプレスの制御装置。
8. 請求項１に記載のサーボプレスの制御装置において、
   前記サーボプレスは、
   前記サーボプレスの本体の前面下部に取り付けられたベッドと、
   前記ベッドの上面に取り付けられたボルスターと、
   前記ボルスターに対向する位置に取り付けられたスライドと、
   前記スライドが上下動自在に取り付けられたフレームと、
   前記フレームに取り付けられたサーボモーターと、
   前記サーボモーターに接合された減速機構と、
   前記減速機構に接合され、かつ前記スライドに接合された回転直動動力変換機構と、を有することを特徴とするサーボプレスの制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のサーボプレスの制御装置を搭載したことを特徴とするサーボプレス。
10. 被加工材を加工する金型を有するサーボプレスを、制御装置で前記被加工材の加工動作を定めるモーションデータに従い制御するサーボプレスの制御方法であって、
    前記金型には、前記被加工材の加工状態を計測する計測器が取り付けられ、
    前記計測器より発せられた計測信号を受信し、
    前記受信した計測信号に従い、この計測時刻に、同一の前記被加工材の加工の前記モーションデータを変更する、ことを特徴とするサーボプレスの制御方法。
11. 請求項１０に記載のサーボプレスの制御方法において、さらに、
    前記モーションデータの雛形データであるモーションパターンを作成し、
    前記作成したモーションパターンを新規に追加する、ことを特徴とするサーボプレスの制御方法。
12. 請求項１１に記載のサーボプレスの制御方法において、さらに、
    前記モーションパターンに基づいて新規のモーションデータを作成し、
    前記作成した新規のモーションデータを新規に追加することを特徴とするサーボプレスの制御方法。
13. 請求項１０に記載のサーボプレスの制御方法において、さらに、
    前記金型に取り付けられたスライドのスライド高さと、前記金型を駆動するサーボモーターの回転角度とを対応させたスライド高さ−モーター回転角度対応表を保存し、
    前記モーションデータに基づいた前記スライドのスライド高さ指令から、前記スライド高さ−モーター回転角度対応表を利用して、前記サーボモーターのサーボアンプにサーボ速度指令を発する、ことを特徴とするサーボプレスの制御方法。
14. 請求項１３に記載のサーボプレスの制御方法において、さらに、
    前記スライド高さ−モーター回転角度対応表を作成し、
    前記作成したスライド高さ−モーター回転角度対応表を新規に追加する、ことを特徴とするサーボプレスの制御方法。
15. 請求項１０に記載のサーボプレスの制御方法において、
    前記モーションデータの変更時には、前記受信した計測信号の他に、前記サーボプレスのフレームに取り付けられた歪み検出器で検出した歪みを反力演算機で演算した演算結果と、前記サーボプレスに取り付けられたスライドのスライド位置センサで測定したスライドの高さ測定結果と、サーボモーターのトルク計測器で計測したトルクの計測結果とを演算に用いることを特徴とするサーボプレスの制御方法。
16. 金型アクチュエーターを有する金型を用いて被加工材を加工するサーボプレスを、前記被加工材の加工動作を定めるモーションデータに従い制御して逐次加工を行うサーボプレスの制御装置であって、
    前記金型には、前記被加工材の加工状態を計測する計測器が取り付けられ、
    前記計測器より発せられた計測信号を受信する計測信号受信部と、
    前記計測信号受信部で受信した計測信号に従い、この計測時刻に、同一の前記被加工材の加工の前記モーションデータを変更するモーションデータ変更部と、
    前記モーションデータ変更部で変更されたモーションデータに従い調整加工を行うモーションを一つの前記被加工材に対して複数回行使するように前記金型アクチュエーターを駆動する金型アクチュエーター駆動司令部と、を有することを特徴とするサーボプレスの制御装置。
17. 請求項１６に記載のサーボプレスの制御装置において、さらに、
    前記逐次加工を行うための逐次加工プログラムデータを保存するメモリ部と、
    前記逐次加工プログラムデータを作成する逐次加工プログラム作成部と、
    前記逐次加工プログラム作成部で作成した逐次加工プログラムデータを前記メモリ部に入力する逐次加工プログラム入力部と、を有することを特徴とするサーボプレスの制御装置。
18. 金型アクチュエーターを有する金型を用いて被加工材を加工するサーボプレスを、前記被加工材の加工動作を定めるモーションデータに従い制御して逐次加工を行うサーボプレスの制御装置であって、
    前記金型には、前記被加工材の加工状態を計測する計測器が取り付けられ、
    前記被加工材を一回以上の加工を行った後に、前記計測器より発せられた計測信号を受信する計測信号受信部と、
    前記計測信号受信部で受信した計測信号に従い、次のモーション以降のモーションデータを変更するモーションデータ変更部と、
    前記モーションデータ変更部で変更されたモーションデータに従い加工を行うように前記金型アクチュエーターを駆動する金型アクチュエーター駆動司令部と、を有することを特徴とするサーボプレスの制御装置。
19. 請求項１８に記載のサーボプレスの制御装置において、さらに、
    前記逐次加工を行うための逐次加工プログラムデータを保存するメモリ部と、
    前記逐次加工プログラムデータを作成する逐次加工プログラム作成部と、
    前記逐次加工プログラム作成部で作成した逐次加工プログラムデータを前記メモリ部に入力する逐次加工プログラム入力部と、を有することを特徴とするサーボプレスの制御装置。

Images