JP2019013946A - 金型プレス装置及び金型プレス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型プレス装置で発生した異常をできるだけ早い段階で精度よく検出することができる金型プレス装置及び金型プレス方法を提供すること。【解決手段】スライド１２の位置を検知するコントローラ１４と、金型３に加わる荷重値Ｌを検知する荷重計３０及びロードセル３１と、コントローラ１４及び荷重計３０、ロードセル３１の検知結果に基づいて金型３の異常を検出するコントローラ１４と、コントローラ１４により異常を検出した場合に、プレス装置Ｓを停止するように制御するコントローラ１４と、を備え、コントローラ１４は、スライド１２が上昇している間に、スライド１２の位置Ｐが、上昇端の近傍に到達しているにもかかわらず、検知した荷重値Ｌが閾値Ｌ０よりも大きい場合に、金型３に異常が発生していることを検出する。【選択図】図７

Description

本発明は、金型プレス装置及び金型プレス方法に関し、特に加工動作中の異常を検知する金型プレス装置及び金型プレス方法に関する。

従来、金型プレス装置（以下、プレス装置という）を用いた加工の中には、自動車部品等で多く使用されるギアやシャフトといった部品の歯型をつくる代表的な加工法として、切削加工と鍛造加工がある。特に、鋼を常温状態でプレス装置を用いて塑性変形させる冷間鍛造は、切削加工に比べて材料の無駄がなく、加工時間やコストの面でも優れている。

また、サーボプレスの逐次加工モーション（振動モーション）を用いることで、スライドの上下動作による再潤滑効果によって、これまでは冷間鍛造が困難であった部品もプレス装置によって加工が可能となってきている。このように、加工の分野においては、切削加工からプレス装置を用いた工法への転換が進んできている。

一方、金型の異常を検出する方法として、例えば、所定の閾値を超える加速度の振動を検出することで金型間に異物が挟まったことを検出し、型締動作を停止させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、加工動作中に材料の座屈等の異常が発生したことを、例えば、加工時にプレス装置において発生している荷重のピーク値を監視することで検知する方法がある。

特開２０１０−２４７４１０号公報

しかしながら、プレス装置を用いた冷間鍛造で、ギア等の歯型成形（以下、スプライン成形ともいう）を繰り返し行うと、金型への焼きつきが発生し、金型と材料との間で摩擦が増大することにより、金型部分において材料が座屈してしまう現象が発生する。材料の座屈が発生すると、金型に大きな負担がかかり、金型が破損してしまうおそれもある。図８は、一例として、材料の座屈が発生する仕組みを説明する図である。金型３は、例えば歯型成型を行うための型であり、（ａ）に示すように上型３ａと下型３ｂの間に材料であるワークＷが配置される。加工が開始されると、上型３ａがワークＷを押圧し始める（図８（ｂ））。ワークＷは（ａ）のαに示す成形部３ｃに圧入される。ワークＷへの加工が正常に行われると、（ｃ）に示すようにギアの歯型等が形成される。一方、（ｄ）のγの部分で焼きつきが発生するとワークＷを成形部３ｃに押し込めなくなり、βに示すようなワークＷの座屈が発生する。そのまま加工が維持されると、（ｅ）に示すようにワークＷが図中横方向に広がることにより金型３に力を及ぼす。そして、（ｆ）に示すようにワークＷの力によって金型３が破損してしまう。

上述したように、荷重のピーク値を監視することで異常を検出する方法があるが、荷重のピーク値は、材料の厚みや硬度等によっても変化する。このため、異常の検出を行う際に、材料測定を組み合わせて総合的に判断しなければならなくなるため、システムが大掛かりになったり、安定した検出が困難であったりする。更に、異常が発生した初期の段階では、荷重のピーク値にあまり変化が見られない場合が多いため、正確な異常検出ができないおそれもある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、金型プレス装置で発生した異常をできるだけ早い段階で精度よく検出することができる金型プレス装置及び金型プレス方法を提供することを例示的課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の趣旨を有する。

［趣旨１］
駆動手段と、
ワークを加工する金型を上下に動作させるスライドと、
前記スライドを上下に移動させるコンロッドと、
前記駆動手段により回転され、前記駆動手段の動力を前記コンロッドを介して前記スライドに伝達するクランク軸と、
を備える金型プレス装置であって、
前記スライドの位置を検知する位置検知手段と、
前記金型に加わる荷重値を検知する荷重検知手段と、
前記位置検知手段及び前記荷重検知手段の検知結果に基づいて前記金型の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により前記異常を検出した場合に、前記プレス装置を停止するように制御する制御手段と、
を備え、
前記異常検出手段は、前記スライドが上昇している間に、前記位置検知手段により検知した前記スライドの位置が、前記スライドが上昇から下降に転じる前記スライドの位置である上昇端の近傍に到達しているにもかかわらず、前記荷重検知手段により検知した荷重値が閾値よりも大きい場合に、前記金型に異常が発生していることを検出する。

［趣旨２］
前記異常検出手段によって異常の検出が行われる加工は、前記スライドが上昇と下降を繰り返す加工であるものであってもよい。

［趣旨３］
前記異常検出手段による異常の検出機能を有効とするか無効とするかを設定可能な設定手段を備えるものであってもよい。

［趣旨４］
前記異常検出手段は、前記スライドが下降している間に前記荷重検知手段により検知した荷重値が前記閾値より大きくなった場合に、前記異常の検出を開始するものであってもよい。

［趣旨５］
前記異常検出手段は、前記スライドの位置が前記上昇端の近傍に到達してから前記荷重値が前記閾値よりも大きい状態が所定時間継続した場合に、前記金型が異常であることを検出するものであってもよい。

［趣旨６］
駆動手段と、ワークを加工する金型を上下に動作させるスライドと、前記スライドを上下に移動させるコンロッドと、前記駆動手段により回転され、前記駆動手段の動力を前記コンロッドを介して前記スライドに伝達するクランク軸と、を備える金型プレス装置による金型プレス方法であって、
位置検知手段によって前記スライドの位置を検知する位置検知工程と、
荷重検知手段によって前記金型に加わる荷重値を検知する荷重検知工程と、
前記位置検知手段及び前記荷重検知手段の検知結果に基づいて異常検出手段によって前記金型の異常を検出する異常検出工程と、
前記異常検出手段により前記異常を検出した場合に、制御手段によって前記プレス装置を停止するように制御する制御工程と、
を備え、
前記異常検出工程において、前記異常検出手段は、前記スライドが上昇している間に、前記位置検知手段により検知した前記スライドの位置が、前記スライドが上昇から下降に転じる前記スライドの位置である上昇端の近傍に到達しているにもかかわらず、前記荷重検知手段により検知した荷重値が閾値よりも大きい場合に、前記金型に異常が発生していることを検出する。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、金型プレス装置で発生した異常をできるだけ早い段階で精度よく検出することができる金型プレス装置及び金型プレス方法を提供することができる。

実施形態のプレス装置の構成を示す図 実施形態のプレス装置のブロック図 実施形態の逐次加工モーションを説明する図 実施形態の（Ａ）（ａ）〜（ｃ）正常な場合の金型近傍の様子を示す図、（ｄ）正常な場合のスライド位置と荷重値を示すグラフ、（Ｂ）（ａ）〜（ｃ）座屈が発生した場合の金型近傍の様子を示す図、（ｄ）座屈が発生した場合のスライド位置と荷重値を示すグラフ 実施形態の表示部に表示される設定画面を示す図 実施形態の異常検出処理を示すフローチャート 実施形態の異常検出を説明するグラフ 従来例の（ａ）〜（ｃ）正常な場合の加工を示す図、（ｄ）〜（ｆ）座屈が発生する仕組みを説明する図

［実施形態］
（プレス装置の説明）
図１は、プレス装置Ｓの概略図である。プレス装置Ｓは、筐体２の内外に、駆動モータ４（駆動手段）、伝達機構６、クランク軸８、コンロッド１０、スライド１２を有して構成される。また、プレス装置Ｓは、コントローラ１４（制御手段）、記憶部１５、表示部１６、入力部１８、を有している。本実施形態のプレス装置Ｓは、例えば順送式のプレス装置であり、複数の加工ステージと、搬送機構（不図示）とを更に有している。

駆動モータ４は、例えばサーボ制御されるサーボモータであり、回転量及び回転方向を制御しつつ伝達機構６、クランク軸８、コンロッド１０を介して後述する金型３を上下移動させるものである。伝達機構６は、例えばギアやベルト等の伝達部材を有して構成され、駆動モータ４のモータ軸の回転をクランク軸８へと伝達するものである。駆動モータ４への制御信号はコントローラ１４から送られるようになっている。

クランク軸８及びコンロッド１０は、伝達機構６により伝達されたモータ軸の回転移動を往復移動（本実施形態では、上下移動。）に変換するためのものである。モータ軸の回転によりクランク軸８が回転し、クランク軸８に一端近傍が連結されたコンロッド１０にその回転が伝達されてコンロッド１０が上下移動（昇降移動）するようになっている。

コンロッド１０の他端近傍にはスライド１２が連結されている。コンロッド１０の上下移動に伴いスライド１２がガイド（不図示）に沿って上下移動するようになっている。図１にその概略図を示すように、スライド１２は、ボルスタ２２と対面している。プレス装置Ｓにおいては、スライド１２と対向するようにボルスタ２２が配置されている。スライド１２のボルスタ２２と対向する側の面（本実施形態では下面。）に金型３の一部としての上型３ａが装着される。ボルスタ２２のスライド１２と対向する側の面（本実施形態では上面。）に金型３の一部としての下型３ｂが装着される。

上型３ａと下型３ｂとの間に加工対象としてのワークＷを配置し、上型３ａと下型３ｂとで押圧することにより、プレス装置ＳによるワークＷに対するプレス加工が行われる。詳しくは、コントローラ１４により制御されて駆動モータ４が回転する。駆動モータ４の回転が伝達機構６、クランク軸８を介してコンロッド１０へと伝達され、スライド１２が上下移動する。スライド１２の下方移動によって上型３ａと下型３ｂとが押圧され、ワークＷのプレス加工が行われる。すなわち、プレス装置Ｓにおいて、駆動モータ４、伝達機構６、クランク軸８、コンロッド１０、スライド１２がプレス部を構成する。伝達機構６には、駆動モータ４の回転速度を検知するためのロータリーエンコーダ２５が設けられている。記憶部１５には、入力部１８を介して設定されたデータが記憶される。ロードセル３１については後述する。

（プレス装置のブロック図）
図２は、本実施形態のプレス装置Ｓのブロック図である。コントローラ１４は、ロータリーエンコーダ２５により検知した駆動モータ４の回転速度に基づいてアンプ３２を介して駆動モータ４を制御する。コントローラ１４は、ロータリーエンコーダ２５の検知結果に基づいて、クランク軸８を回転させた角度を検知することができ、これによりスライド１２の位置Ｐがどの位置にあるかを検知することができる。コントローラ１４は、スライド１２の位置Ｐを検知する位置検知手段として機能する。

ロードセル３１は、検知した力の大きさのデータを荷重計３０に出力する。荷重計３０はロードセル３１から入力された力の大きさのデータをコントローラ１４によって判断可能なデータに変換し、コントローラ１４に出力する。コントローラ１４は、荷重計３０から入力されたデータに基づいて、プレス装置Ｓにおいて加わっている荷重を検知する。荷重計３０及びロードセル３１は荷重検知手段として機能する。

ロードセル３１は、例えばプレス装置Ｓの筐体２に配置される。このとき、コントローラ１４は、ロードセル３１、荷重計３０を介して入力されたデータに基づき、筐体２が伸びた状態となったときに、荷重がかかった状態であると判断する。また、例えば、ロードセル３１は、プレス装置Ｓのコンロッド１０に配置される。このとき、コントローラ１４は、ロードセル３１、荷重計３０を介して入力されたデータに基づき、コンロッド１０が圧縮された状態となったときに、荷重がかかった状態であると判断する。

また、コントローラ１４は、表示部１６に各種設定用の画面を表示させたり、各種のデータを報知したりする。また、コントローラ１４は、入力部１８を介して作業者から各種のデータの入力を受け付ける。また、コントローラ１４は、入力部１８を介して受け付けたデータや演算により得たデータ等を記憶部１５に書き込む。更に、コントローラ１４は、記憶部１５から各種のデータを読み込む。

（歯型成型時のプレス装置の動作）
プレス装置Ｓを用いて図８で説明したような歯型成型を行う場合、スライド１２は上昇と下降を繰り返し、金型３はワークＷを押圧していく。図３は、プレス装置Ｓが歯型成型を行う際の、スライド１２の位置３０１［ｍｍ］、スライド１２の速度３０２［ｍｍ／ｓ］、ストローク数３０３［ｍｉｎ^−１］を示すグラフである。なお、ストローク数とは、クランク軸８の回転数に相当するものである。図３の横軸は時間［秒］を示す。図３に示すように、スライド１２は、加工領域において上昇と下降を繰り返しつつ、位置３０１を位置０ｍｍまで下降させ金型３ａによってワークＷを金型３ｂに押し込んでいく。

ここで、加工領域においてスライド１２の上昇と下降が繰り返されているとき、スライド１２が下降から上昇に転じるときのスライド１２の位置を下降端、上昇から下降に転じるときの位置を上昇端という。下降端から上昇端までの位置の移動量を、上昇移動量Ａという。上昇移動量Ａは、後述する異常検出の判断時に必要となる値であり、正常な歯型成型が行われているときのワークＷの弾性変形以上となるような値が設定される。例えば、上昇移動量Ａは２ｍｍ等の値が設定される。また、プレス装置Ｓが学習機能を有し、正常な歯型成型が行われているときに得られたスライド１２の位置のデータと荷重のデータとに基づいて適切な値を設定するようにしてもよい。ワークＷに対して正常に加工が施されると、スライド１２の位置３０１は上昇して原点に復帰する。

このような動作を行うことで、プレス装置Ｓは、例えば円柱状のワークＷの外周に複数の歯を有するギア等の部品を製造することができる。

（正常な場合の加工動作）
ここで、正常に加工が行われた場合の荷重と、ワークＷに座屈等が発生した場合の荷重について説明する。プレス装置Ｓは、図２で説明したロードセル３１及び荷重計３０によって加工動作中の荷重を監視している。図４（Ａ）は正常に加工が行われた場合を説明する図である。図４（Ａ）の（ａ）〜（ｃ）は、正常に加工が行われた場合の金型３近傍の様子を示す図であり、（ｄ）はそのときのスライド位置３０１、荷重値４０１を示すグラフである。（ｄ）のグラフの横軸は時間を示す。なお、（ｄ）で示す荷重値４０１は、下型３ｂの左右の合計値である。なお、図８で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。

図３で説明したように、加工領域ではスライド１２は上昇と下降を繰り返しながら下降していく。この上昇と下降の繰り返しの中で、スライド１２が下降から上昇に転じると、正常に加工が施されている場合には、図４（Ａ）の（ｃ）に示すように、ワークＷと金型３ａとの間に隙間Ｓｐが生じる。ワークＷと金型３ａとの間に隙間Ｓｐが生じると無負荷状態となり、ロードセル３１及び荷重計３０によって検知される荷重値は、ゼロ又は所定の閾値以下となる。図４（Ａ）の（ｄ）の５０１に示すように、スライド１２の位置３０１が上昇した位置にあるとき、荷重値４０１はゼロ又は所定の閾値以下となっている。

（異常が発生した場合の加工動作）
図４（Ｂ）は加工中に異常が発生した場合を説明する図である。図４（Ｂ）の（ａ）〜（ｃ）は、加工中に異常、ここではワークＷの座屈が発生した場合の金型３近傍の様子を示す図であり、（ｄ）はそのときのスライド位置３０１、荷重値４０２を示すグラフである。（ｄ）のグラフの横軸は時間を示す。

加工領域におけるスライド１２の上昇と下降の繰り返しの中で、ワークＷに座屈が発生すると、図４（Ｂ）の（ｃ）に示すように、スライド１２が上昇してもワークＷと金型３ａとの間に隙間が生じず、無負荷状態とならない。このため、ロードセル３１及び荷重計３０によって検知される荷重値は、ゼロ又は所定の閾値以下とはならない。図４（Ｂ）の（ｄ）の荷重値４０２に示すように、６０１に示す部分で、スライド１２の位置３０１が上昇した位置にあるにもかかわらず、荷重値４０２はゼロ又は所定の閾値以下とはなっていない。

以上のことから、加工領域においてスライド１２が上昇しているにもかかわらず、ロードセル３１及び荷重計３０により検知される荷重値がゼロ又は所定の閾値以下とならない場合に、コントローラ１４はワークＷに座屈が発生していることを判断することができる。そして、コントローラ１４がワークＷに座屈が発生していると判断したタイミングで、作業者に報知したりプレス装置Ｓの加工動作を停止させることで、加工を継続することにより金型３を破損してしまうことを早い段階で防止することができる。

（表示部に表示される設定画面）
図５は表示部１６に表示される設定画面である。本実施形態では、例えば、金型３の異常検出機能を有効とするか無効とするかを選択することができる。作業者によって「無効」又は「有効」が選択されると、設定手段であるコントローラ１４は、入力部１８を介して「無効」又は「有効」のデータを記憶部１５に記憶する。

鍛造加工においてパルス１動作を行う場合には、異常の検出機能を有効にして動作を行えばよいが、他の加工（例えば、絞り加工等）においては、異常が発生していない場合であってもパルス１動作で荷重値がゼロであることを検出できない場合がある。このように、加工の種類によっては、異常の検出機能を有効としたまま加工処理を行ってしまうと、誤検出が発生するおそれがある。このため、図５のように異常の検出機能について「無効」又は「有効」を選択できるようにしている。なお、加工の種類を判断する手段を有している場合には、その手段の判断結果に基づいて、コントローラ１４が自動で異常の検出機能を有効又は無効に設定するようにしてもよい。

また、金型３の異常の検出機能を有効とする設定が選択された場合、金型３に異常が発生していることを判断するための閾値を設定することもできる。図５の設定画面で設定された閾値は、荷重のゼロ又は所定の閾値以下を判断するための閾値Ｌ０（荷重ゼロ検知閾値）として、記憶部１５に記憶される。なお、閾値Ｌ０は、荷重を検知する荷重検知手段の分解能に依存する値であるが、略ゼロとみなしてよい荷重値、例えば１トンや２トン等の値が設定される。また、これらの設定内容、設定画面は一例であり、これらに限定されるものではない。

（異常検出処理）
図６を用いて、本実施形態のプレス装置Ｓのコントローラ１４による異常検出処理を説明する。図６は、異常検出手段として機能するコントローラ１４により実行される制御を示すフローチャートであり、プレス装置Ｓの加工が開始されるとコントローラ１４はステップ（以下、Ｓとする）６０１以降の処理を実行する。

Ｓ６０１でコントローラ１４は、荷重検知に基づく異常検出を行うか否かを示すフラグＦｌｇ１（以下、荷重検知フラグという）を初期化（ＯＦＦ）する。これは、加工が開始されてすぐは、スライド１２の下降と上昇が開始されていたとしても上型３ａがワークＷに接触していない場合もあるため、加工開始直後の誤検知を避けるために、異常検出を行わないようにするためである。また、コントローラ１４は、加工領域でスライド１２が上昇していることを検知しているか否かを示すフラグＦｌｇ２（以下、上昇検知フラグという）を初期化（ＯＦＦ）する。これは、加工が開始されるとスライド１２はまず下降していくためである。

Ｓ６０２でコントローラ１４は、スライド１２の現在の位置の値が入力される変数Ｐ（以下、位置Ｐとする）と、ロードセル３１及び荷重計３０により検知された現在の荷重値が入力される変数Ｌ（以下、荷重値Ｌとする）を更新する。

Ｓ６０３でコントローラ１４は、ワークＷへの加工がすべて終了したか否かを判断し、加工が終了したと判断した場合処理を終了し、加工が終了していないと判断した場合、処理をＳ６０４に進める。Ｓ６０４でコントローラ１４は、予め記憶部１５に記憶されたデータに基づき、金型３への焼きつき等の異常の検出機能が有効であるか否かを判断し、異常の検出機能が有効であると判断した場合、処理をＳ６０５に進め、異常の検出機能が有効でないと判断した場合、処理をＳ６０２に戻す。図５で説明したように、加工によっては正常な加工であっても異常と誤検知する場合があるため、異常の検出機能の有効、無効を作業者側で予め設定しておき、Ｓ６０４で異常の検出機能が無効か有効かを判断するようにしている。

Ｓ６０５でコントローラ１４は、スライド１２が下降しているか否かを判断し、下降していると判断した場合処理をＳ６０６に進め、下降していないと判断した場合処理をＳ６１１に進める。Ｓ６０６でコントローラ１４は、スライド１２が下降から上昇に転じる位置である下降端を記憶しておくための変数Ｐ’（以下、下降端位置Ｐ’とする）に現在の位置Ｐを記憶する（Ｐ’＝Ｐ）。

Ｓ６０７でコントローラ１４は、上昇検知フラグＦｌｇ２がＯＦＦとなっているか否かを判断し、上昇検知フラグＦｌｇ２がＯＦＦとなっていると判断した場合、処理をＳ６０８に進め、上昇検知フラグＦｌｇ２がＯＮとなっていると判断した場合処理をＳ６１７に進める。Ｓ６０５でスライド１２が下降していると判断したにもかかわらず、スライド１２の上昇を検知している上昇検知フラグＦｌｇ２がＯＮになっている場合には、コントローラ１４は異常が発生していると判断する。

Ｓ６０８でコントローラ１４は、荷重検知フラグＦｌｇ１がＯＦＦとなっているか否かを判断し、荷重検知フラグＦｌｇ１がＯＦＦとなっていると判断した場合、処理をＳ６０９に進め、荷重検知フラグＦｌｇ１がＯＮとなっていると判断した場合、処理をＳ６０２に戻す。Ｓ６０９でコントローラ１４は、現在の荷重値Ｌが、図５の設定画面で設定した閾値Ｌ０よりも大きいか否かを判断する。これは、加工開始直後に荷重値Ｌを監視して荷重値Ｌの立上りを検知するための処理である。

Ｓ６０９でコントローラ１４は、荷重値Ｌが閾値Ｌ０よりも大きいと判断した場合、処理をＳ６１０に進め、荷重値Ｌが閾値Ｌ０以下であると判断した場合、処理をＳ６０２に戻す。Ｓ６１０でコントローラ１４は、荷重検知フラグＦｌｇ１にＯＮをセットし、処理をＳ６０２に戻す。コントローラ１４は、スライド１２が下降している間に荷重値Ｌが閾値Ｌ０より大きくなった場合に、異常の検出を開始する。

ここで、図７は加工が開始されてからワークＷの座屈等の異常が検出されるまでのスライド１２の位置Ｐと荷重値Ｌを示すグラフであり、横軸は時間を示す。また、図７中には、荷重の閾値Ｌ０を破線で示す。まず、加工が開始されると、スライド１２は下降していき、ある時刻で下降端に達し所定の時間が経過すると、上昇に転じ、上昇移動量Ａだけ上昇する。スライド１２は、上昇していき、ある時刻で上昇端に達し所定の時間が経過すると、下降に転じる。図７では、加工開始直後は、スライド１２が下降と上昇を繰り返しているものの、荷重値Ｌは閾値Ｌ０以下となっており、コントローラ１４は荷重値Ｌが閾値Ｌ０より大きくなるまで、言い換えれば荷重値Ｌが立ち上がるまでの間、異常検出を行わないようにする（図７のチェック無し）。やがて、図７に示す時刻ｔ７１で荷重値Ｌが閾値Ｌ０よりも大きくなると（荷重検知）、コントローラ１４は荷重値Ｌの異常検出を開始する。

図６のフローチャートの説明に戻る。Ｓ６１１でコントローラ１４は、荷重検知フラグＦｌｇ１がＯＮとなっているか否かを判断し、荷重検知フラグＦｌｇ１がＯＮとなっていないと判断した場合、処理をＳ６０２に戻し、荷重検知フラグＦｌｇ１がＯＮとなっていると判断した場合、処理をＳ６１２に進める。Ｓ６１２でコントローラ１４は、上昇検知フラグＦｌｇ２がＯＮとなっているか否かを判断し、上昇検知フラグＦｌｇ２がＯＮとなっていると判断した場合、処理をＳ６１３に進め、上昇検知フラグＦｌｇ２がＯＮとなっていないと判断した場合、処理をＳ６１４に進める。Ｓ６１４でコントローラ１４は、スライド１２は上昇しているため、上昇検知フラグＦｌｇ２にＯＮをセットし、処理をＳ６１３に進める。

Ｓ６１３でコントローラ１４は、荷重値Ｌが閾値Ｌ０以下であるか否かを判断し、荷重値Ｌが閾値Ｌ０以下であると判断した場合、処理をＳ６０１に進める。この場合、コントローラ１４は、スライド１２が上昇し図４（Ａ）の（ｃ）に示す状態になったと判断し、加工が正常に行われて、上昇から次の下降へ転じるために、Ｓ６０１で荷重検知フラグＦｌｇ１と上昇検知フラグＦｌｇ２にそれぞれＯＦＦをセットする。図７においては、例えば時刻ｔ７２で、異常検出の結果、荷重値Ｌは閾値Ｌ０以下であると判断され、正常であると判断されている。

Ｓ６１３でコントローラ１４は、荷重値Ｌが閾値Ｌ０よりも大きいと判断した場合、処理をＳ６１５に進める。スライド１２の上昇中に荷重値Ｌが閾値Ｌ０より大きいと判断された場合、次の２つのケースが考えられる。１つめのケースとしては、下降から上昇に転じて間もなくスライド１２が上昇中で荷重値Ｌが閾値Ｌ０まで下がりきっていないケースであり、このケースでは異常が発生しているとはいえない。２つめのケースとしては、スライド１２が上昇端近くまで上昇しているにもかかわらず、荷重値Ｌが閾値Ｌ０以下に下がりきれず、座屈等の異常が発生しているケースである。この２つのケースを切り分けるために、Ｓ６１５、Ｓ６１６の処理が実行される。

Ｓ６１５でコントローラ１４は、次の位置Ｘを求める。
Ｘ＝Ｐ’＋Ａ−α
ここで、Ａは予め測定されているスライド１２の上昇移動量、αは加工領域中でスライド１２が上昇から下降に転じる際のスライド１２の位置である上昇端に対するマージンである。上昇端はプレス装置Ｓによってばらつきがあるため、ばらつきの影響を避けるためにマージンαが設けられている。マージンαは、例えば、１μｍ〜１０μｍである。位置Ｘは、スライド１２の位置Ｐが位置Ｘ以上となっていたとき、正常な状態であれば荷重値Ｌが閾値Ｌ０以下となっていなければならないとされる位置である。

Ｓ６１６でコントローラ１４は、現在の位置ＰがＳ６１５で求めた位置Ｘ以上であるか否かを判断し、位置Ｐが位置Ｘ未満であると判断した場合、処理をＳ６０２に戻す。この場合、コントローラ１４は、上述したケース１の状態であり、スライド１２の位置はまだ上昇端に到達していないと判断し、加工動作を継続する。Ｓ６１６でコントローラ１４は、位置Ｐが位置Ｘ以上であると判断した場合、処理をＳ６１７に進める。これは上述したケース２の状態であり、コントローラ１４は、スライド１２の位置Ｐが上昇端近傍に到達しているにもかかわらず、荷重値Ｌが閾値Ｌ０以下となっていない、すなわち、図４（Ｂ）の（ｃ）の状態になっていると判断し、ワークＷに座屈等が発生していると判断する。Ｓ６１７でコントローラ１４は、プレス装置Ｓを非常停止させて、表示部１６に異常が発生したことを通知して、処理を終了する。

例えば、図７の時刻ｔ７３で、スライド１２の位置Ｐが上昇端近傍に到達しているにもかかわらず、荷重値Ｌが閾値Ｌ０よりも大きくなっている（図７中、７０１で示す）。コントローラ１４は、時刻ｔ７３で異常を検出すると、プレス装置Ｓを非常停止させる。これにより、時刻ｔ７３以降、異常が発生しているにもかかわらず、プレス装置Ｓの動作を継続してしまうことがない。本実施形態では、異常を検出すると加工が中断されるため、図７では、時刻ｔ７３以降のスライド１２の位置Ｐ、荷重値Ｌは実際には測定又は検知されない。このため、図７では、時刻ｔ７３以降、スライド位置Ｐ、荷重値Ｌは破線で示している。

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能であり、例えば以下のような変形例がある。

（変形例）
図６のフローチャートでは、コントローラ１４がＳ６０９で荷重値Ｌが閾値Ｌ０より大きいと判断すると、すぐにＳ６１０で荷重検知フラグＦｌｇ１をＯＮにしているが、例えば、荷重値Ｌが閾値Ｌ０より大きくなったことを連続してＮ回検知してから荷重検知フラグＦｌｇ１をＯＮにしてもよい。同様に、コントローラ１４がＳ６１３で荷重値Ｌが閾値Ｌ０以下であると判断すると、すぐに処理をＳ６０１に戻しているが、例えば、荷重値Ｌが閾値Ｌ０以下となったことを連続してＮ回検知してから処理をＳ６０１に戻してもよい。

また、コントローラ１４がＳ６１６で位置Ｐが位置Ｘ以上であると判断すると、すぐにＳ６１７でプレス装置Ｓを非常停止させているが、位置Ｐが位置Ｘ以上であると判断されてから、例えばＴ秒間（所定時間）、荷重値Ｌの監視を継続し、Ｔ秒の間、荷重値Ｌが閾値Ｌ０以下とならなかった場合にプレス装置Ｓを非常停止させるようにしてもよい。

図７において、Ａ１は図６で説明したＳ６１６、Ｓ６１７の処理によって異常検出を行うエリアを示し、Ａ２は上述したＳ６１６の処理の後、Ｔ秒間待機しても荷重値Ｌが閾値Ｌ０以下とならなかった場合にＳ６１７の処理を行うエリアを示している。以上のような処理を行うことで、荷重値Ｌのばらつきを考慮した処理を行うことができる。なお、Ａ３は、プレス装置Ｓにより加工が正常に行われているときに、スライド１２が下降している状態で、荷重値Ｌの立上り（Ｌ＞Ｌ０）を検出するためのエリアである。

以上、本実施形態によれば、金型プレス装置で発生した異常をできるだけ早い段階で精度よく検出することができる金型プレス装置及び金型プレス方法を提供することができる。

２ 筐体
３ 金型
３ａ 上型
３ｂ 下型
３ｃ 成形部
４ 駆動モータ
６ 伝達機構
８ クランク軸
１０ コンロッド
１２ スライド
１４ コントローラ
１５ 記憶部
１６ 表示部
１８ 入力部
２２ ボルスタ
２５ ロータリーエンコーダ
３０ 荷重計
３１ ロードセル
３２ アンプ
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. 駆動手段と、
   ワークを加工する金型を上下に動作させるスライドと、
   前記スライドを上下に移動させるコンロッドと、
   前記駆動手段により回転され、前記駆動手段の動力を前記コンロッドを介して前記スライドに伝達するクランク軸と、
   を備える金型プレス装置であって、
   前記スライドの位置を検知する位置検知手段と、
   前記金型に加わる荷重値を検知する荷重検知手段と、
   前記位置検知手段及び前記荷重検知手段の検知結果に基づいて前記金型の異常を検出する異常検出手段と、
   前記異常検出手段により前記異常を検出した場合に、前記プレス装置を停止するように制御する制御手段と、
   を備え、
   前記異常検出手段は、前記スライドが上昇している間に、前記位置検知手段により検知した前記スライドの位置が、前記スライドが上昇から下降に転じる前記スライドの位置である上昇端の近傍に到達しているにもかかわらず、前記荷重検知手段により検知した荷重値が閾値よりも大きい場合に、前記金型に異常が発生していることを検出することを特徴とする金型プレス装置。
2. 前記異常検出手段によって異常の検出が行われる加工は、前記スライドが上昇と下降を繰り返す加工であることを特徴とする請求項１に記載の金型プレス装置。
3. 前記異常検出手段による異常の検出機能を有効とするか無効とするかを設定可能な設定手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の金型プレス装置。
4. 前記異常検出手段は、前記スライドが下降している間に前記荷重検知手段により検知した荷重値が前記閾値より大きくなった場合に、前記異常の検出を開始することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の金型プレス装置。
5. 前記異常検出手段は、前記スライドの位置が前記上昇端の近傍に到達してから前記荷重値が前記閾値よりも大きい状態が所定時間継続した場合に、前記金型が異常であることを検出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の金型プレス装置。
6. 駆動手段と、ワークを加工する金型を上下に動作させるスライドと、前記スライドを上下に移動させるコンロッドと、前記駆動手段により回転され、前記駆動手段の動力を前記コンロッドを介して前記スライドに伝達するクランク軸と、を備える金型プレス装置による金型プレス方法であって、
   位置検知手段によって前記スライドの位置を検知する位置検知工程と、
   荷重検知手段によって前記金型に加わる荷重値を検知する荷重検知工程と、
   前記位置検知手段及び前記荷重検知手段の検知結果に基づいて異常検出手段によって前記金型の異常を検出する異常検出工程と、
   前記異常検出手段により前記異常を検出した場合に、制御手段によって前記プレス装置を停止するように制御する制御工程と、
   を備え、
   前記異常検出工程において、前記異常検出手段は、前記スライドが上昇している間に、前記位置検知手段により検知した前記スライドの位置が、前記スライドが上昇から下降に転じる前記スライドの位置である上昇端の近傍に到達しているにもかかわらず、前記荷重検知手段により検知した荷重値が閾値よりも大きい場合に、前記金型に異常が発生していることを検出することを特徴とする金型プレス方法。

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