JP3551275B2

JP3551275B2 - 粉末成形プレスのホールドダウン行程時の上パンチの制御方法および制御装置

Info

Publication number: JP3551275B2
Application number: JP05341795A
Authority: JP
Inventors: 子英男金; 山統一丸
Original assignee: 玉川マシナリー株式会社
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JPH08225804A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、粉末成形プレスのホールドダウン行程時の上パンチの制御方法および制御装置に係り、さらに詳しくは上パンチを取り付けている上ラムを制御することにより、原料粉のスプリングバック量や成形品の形状等の、成形品の特性に合わせてホールドダウン操作を適正に行うために良好な粉末成形プレスのホールドダウン行程時の上パンチの制御方法および制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は粉末成形プレスにより成形された段付き成形品の一例を示し、図５（Ａ），（Ｂ）は粉末成形プレスにおける成形部の動作を示す。
【０００３】
その図４に示す成形品１は、ボス部２と、大径のフランジ部３とが一体をなす、いわゆる段付き成形品である。
【０００４】
そして、図５（Ａ）に示す粉末成形プレスの成形部は、成形位置と成形品取り出し位置とに移動可能なダイ４と、位置固定の下パンチ５と、上下方向に移動可能な上パンチ６とを備え、原料粉を圧縮し、目的とする成形品１を成形するようにしている。
【０００５】
ところが、粉末冶金法で用いる原料粉の中には、圧縮後著しい復元力を示すものがある。しかして、成形品をダイ４の中から抜き出す際、不均等なスプリングバックにより、成形品に亀裂が生じたり、図５（Ｂ）に示すように、成形品１′が変形したりすることが多く見られる。
【０００６】
つまり、粉末成形プレスで原料粉を所定の形状に圧縮しただけでは、圧縮力を除去した後、成形品に変形や割れが発生する場合が多い。特に、図４に示す段付き成形品１のごとき複雑な形状のものを成形する場合には、上パンチ６で成形品を一定時間、一定の法則に従ってホールドダウン操作、つまり押し付けておく必要がある。
【０００７】
図６は従来の流体圧式で単段式上パンチホールドダウン機構を示し、図７は従来の流体圧式でタンデム式上パンチホールドダウン機構を示し、また、図８は同流体圧式で単段式上パンチホールドダウン機構を用いた粉末成形プレスの原料粉の充填から加圧，ホールドダウン操作を経て次の原料粉の充填開始までの１サイクルを示す図である。
【０００８】
これら図６および図７に示す流体圧式で単段式上パンチホールドダウン機構では、流体圧として空気圧または油圧を用いる。また、上ラムに取り付けられた流体圧シリンダ７と、これの内部に嵌挿されたピストン８と、これに一体に設けられたピストンロッド９と、このピストンロッド９の下部に取り付けられた治具１０と、電磁弁１１を有しかつ流体圧シリンダ７に接続されたアプローチ側回路１３と、電磁弁１２を有しかつ流体圧シリンダ７に接続されたリターン側回路１４とを備えている。そして、前記治具１０の下部に上パンチ６が取り付けられている。
【０００９】
しかして、この流体圧式で単段式上パンチホールドダウン機構では、図８に示すごとく、下パンチ５とダイ４とで形成された成形室への原料粉の充填，ラムにより上パンチ６を下降させることによる加圧開始，同加圧完了，流体圧シリンダ７およびピストン８のアプローチ側作動によるホールドダウン操作，押し出し完了−成形品取り出し，流体圧シリンダ７およびピストン８のリターン側作動−ラム上昇により上パンチを初期位置へ上昇させた後、次の原料粉の充填開始過程に移行するようにしている。
【００１０】
この図８に示すタンデム式上パンチホールドダウン機構は、上下方向に第１，第２のシリンダ室１６，１７を有する流体圧シリンダ１５と、前記第１，第２のシリンダ室１６，１７に各別に嵌挿された第１，第２のピストン１８，１９と、第１，第２両ピストン１８，１９に共通に取り付けられたピストンロッド２０と、このピストンロッド２０の下部に設けられた治具２１とを備えており、この治具２１に上パンチ６が取り付けられている。
【００１１】
そして、この図８に示すタンデム式上パンチホールドダウン機構は、ホールドダウン時の押し付け力の向上を図っている外は前記単段式上パンチホールドダウン機構と同様である。
【００１２】
図９は従来の機械式ばねである圧縮ばね式の上パンチホールドダウン機構を示す図である。
【００１３】
この図９に示す上パンチホールドダウン機構では、上ラム２２の下部に形成されたシリンダ２３と、外部よりシリンダ２３の上部室に流体圧を供給−排出するポート２４と、シリンダ２３の上部室に嵌挿されたピストン兼上ばね受け２５と、これに一体に設けられたロッド２６と、シリンダ２３の下部に取り付けられた下ばね受け２７と、ピストン兼上ばね受け２５と下ばね受け２７間に介装されかつロッド２６の周りにこれと同心円状に配置された第１，第２の圧縮ばね２８，２９と、前記ロッド２６の下端部に取り付けられた治具３０とを備えており、この治具３０の下部に上パンチ６が連結されている。
【００１４】
そして、この図９に示す圧縮ばね式の上パンチホールドダウン機構では、ポート２４を通じてシリンダ２３の上部室に流体圧を供給し、ピストン兼上ばね受け２５を下降させ、第１，第２の圧縮ばね２８，２９を圧縮させ、ピストン兼上ばね受け２５によりロッド２６および治具３０を介して上パンチ６を所定位置まで、つまり治具３０について図９に仮想線で示す位置まで下降させた状態で上ラム２２および上パンチ６により原料粉を加圧し、加圧完了後、第１，第２の圧縮ばね２８，２９のばね圧によりホールドダウン時に押し付け力を加えるようにしている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば図４に示す段付き成形品１を成形する場合には、フランジ部３とボス部２の横方向の寸法及び厚さ方向の寸法の違いから、各部のスプリングバック量が異なる。したがって、例えば図５（Ａ），（Ｂ）に示す粉末成形プレスでは、ダイ４の中からフランジ部３の抜き出しが完了した時点と、それ以前のフランジ部３がダイ４の中にあった時点では、上パンチホールドダウン時の成形品に対する押し付け力を減ずることが望ましい。しかし、前記従来のいずれの方式においても、原料粉のスプリングバック量や成形品の形状等の成形品の特性に合わせて、ホールドダウン時の成形品に対する押し付け力を適正に調整することが困難であった。その結果、図５（Ｂ）に示すごとく、ダイ４から抜き出した後の成形品１′の直角度が低下する問題がある。
【００１６】
また、前記従来の流体圧式上パンチホールドダウン機構および圧縮ばね式上パンチホールドダウン機構とも、上パンチホールドダウン時の押し付け力を随意に調整できないため、成形品によっては抜き出し後、圧力破壊を生じる問題もある。
【００１７】
さらに、流体圧式上パンチホールドダウン機構では、空気圧力または油圧力の設定ミスから、上，下パンチを干渉させてしまい、金型の破損事故を起こす問題もある。
【００１８】
さらには、上パンチホールドダウンにおいて、上パンチの実際の作動を計測すると、図８の上段のグラフに示すように、圧縮完了後、上パンチホールドダウンで成形品を押し付けても、上パンチが取り付けられている上ラムの駆動部が圧縮点より離れるにつれ、その成形品固有のスプリングバックが生じ、その後上パンチはスプリングバック後の位置を保っている結果が得られている。ここで、従来の上パンチホールドダウン機構では、成形品のスプリングバックの特性を殆どコントロールせずに、自然現象のごとく取り扱っているため、成形品の直角度と縦方向の寸法バラツキを減ずるには限界があり、成形品の固有のスプリングバックに対応できず、寸法制度の高い成形品が得られない問題もある。
【００１９】
さらにまた、従来の流体圧式上パンチホールドダウン機構および圧縮ばね式上パンチホールドダウン機構とも、構造が複雑で、さらには騒音の発生や油洩れが発生する等の問題もあった。
【００２０】
本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、ホールドダウン時に原料粉の固有のスプリングバック量、および成形品の形状に合わせて、成形品を適正な押し付け力で加圧でき、流体圧力の設定ミスによる上，下パンチの干渉，金型の破損事故を解消でき、上パンチホールドダウン機構部分の構造の簡素化を図ることができ、さらには騒音の発生や油洩れ等の不具合をも解消し得る粉末成形プレスのホールドダウン行程時の上パンチの制御方法および制御装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明方法では粉末冶金法による成形品の上パンチホールドダウンにおいて、ホールドダウン行程時の経過時間または上パンチ駆動用のサーボモータの経過回転角度と、上パンチの位置とをパラメータとする上パンチホールドダウン作動曲線を、少なくとも原料粉の固有のスプリングバック量と成形品の形状に適応するように設定し、上パンチホールドダウン作動曲線からあらかじめ前記ホールドダウン時の経過時間またはサーボモータの経過回転角度と、これに対応する上パンチの目標位置とを割り出しておき、ホールドダウン開始後、前記ホールドダウン時の経過時間またはサーボモータの経過回転角度に対する上パンチの実位置を検出し、上パンチの実位置と上パンチホールドダウン作動曲線から割り出した目標位置との偏差値を求め、その偏差値に次の目標位置を加算して制御値を演算し、演算された制御値に基づいて、前記上パンチ駆動用のサーボモータに、上パンチの位置を目標位置に一致させるべく制御信号を出力するようにしたものである。
【００２２】
また、前記目的を達成するため、本発明装置では粉末冶金法による成形品の上パンチホールドダウンにおいて、ホールドダウン行程時の経過時間または上パンチ駆動用のサーボモータの経過回転角度と、上パンチの位置とをパラメータとする上パンチホールドダウン作動曲線を、少なくとも原料粉の固有のスプリングバック量と成形品の形状に適応するように設定し、この上パンチホールドダウン作動曲線に基づいて出力するペース演算部と、前記上パンチホールドダウン作動曲線からあらかじめホールドダウン時の経過時間またはサーボモータの経過回転角度と、これに対応する上パンチの目標位置とを演算し、ホールドダウン開始後、上パンチの実位置とあらかじめ割り出した目標位置との偏差値を求め、その偏差値に次の目標位置を加算し、加算して求めた制御値に基づいて、上パンチ駆動用のサーボモータに制御信号を出力する上パンチ位置制御部と、上パンチの実位置を検出し、上パンチ位置制御部に対して出力する上パンチ位置検出部とを備えて構成したものである。
【００２３】
【作用】
本発明では、ペース演算部と、上パンチ位置制御部と、上パンチ位置検出部とを備えている。
【００２４】
そこで、前記ペース演算部ではホールドダウン行程時の経過時間または上パンチ駆動用のサーボモータの経過回転角度と、上パンチの位置とをパラメータとする上パンチホールドダウン作動曲線を、少なくとも原料粉の固有のスプリングバック量と成形品の形状に適応するように設定する。かかる上パンチホールドダウン作動曲線の設定には、既知のデータや実験により求めたデータ等を用いて行う。
【００２５】
また、ペース演算部は前述のごとく設定した上パンチホールドダウン作動曲線に基づいて、上パンチ位置制御部に対して出力する。
【００２６】
前記上パンチ位置制御部では、前記ペース演算部より上パンチホールドダウン作動曲線を入力し、この上パンチホールドダウン作動曲線からあらかじめホールドダウン時の経過時間またはサーボモータの経過回転角度と、これに対応する上パンチの目標位置とを演算しておく。そして、ホールドダウン開始後、上パンチの実位置とあらかじめ割り出した目標位置との偏差値を求める。さらに、前記偏差値に次の目標位置を加算し、目標位置を演算する。ついで、加算して求めた制御値に基づいて、上パンチ駆動用のサーボモータに制御信号を出力する。
【００２７】
その間、前記上パンチ位置検出部では上パンチの実位置を検出し、前記上パンチ位置制御部に対して出力する。
【００２８】
このように、本発明では少なくとも原料粉の固有のスプリングバック量と成形品の形状に適応する上パンチホールドダウン作動曲線を設定し、ホールドダウン時、前記上パンチホールドダウン作動曲線に基づいて、上パンチ駆動用のサーボモータを制御するようにしているので、いかなる原料粉を用い、いかなる形状の成形品を成形する場合にも、常にホールドダウン行程中の押し付け力を適正に保つことができるので、抜き出し後の成形品の変形，割れを防ぎ、かつ寸法精度の高い成形品を得ることができる。
【００２９】
また、本発明では前述のごとく上パンチホールドダウン作動曲線を設定し、この上パンチホールドダウン作動曲線からあらかじめホールドダウン時の経過時間または上パンチ駆動用のサーボモータの経過回転角度に対する上パンチの目標位置を割り出す一方、上パンチホールドダウン行程時の上パンチの実位置を検出し、前記目標位置と実位置との偏差値を求め、次の目標位置に偏差値を加算して修正し、その修正した制御値に基づいて上パンチ駆動用のサーボモータを制御するようにしているので、プログラム制御により上パンチホールドダウン操作を行うことができるため、流体圧力の設定ミスによる上，下パンチの干渉，これに起因する金型の破損等の事故を解消することができる。
【００３０】
さらに、本発明では、位置制御用のコンピュータに、現在市販され、簡単に入手できるパーソナルコンピュータよりのユーザパラメータを入力し、上パンチ用の位置センサとを装備すればよく、上パンチホールドダウン機構部分を、従来の流体圧や圧縮ばねを利用した上パンチホールドダウン機構に比較してはるかに簡素化できるし、騒音の発生や油洩れ等の不具合をも解消することができる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は本発明ホールドダウン行程時の上パンチ制御方法を実施するための制御装置を備えた粉末成形プレスの一例を示す側面図、図２は上パンチホールドダウン行程時の作動曲線を含む上パンチ作動曲線の一例を示す図、図３は上パンチホールドダウン作動曲線の部分の拡大図である。
【００３３】
その図１に示す粉末成形プレスは、フレーム３１と、上パンチ駆動用のサーボモータ３２と、これに連結された減速機３３と、この減速機３３に連結された主軸３４と、この主軸３４に連接されたコネクティングロッド３５と、これに連結された上ラム３６と、上ラムガイド３７と、前記上ラム３６に取り付けられた上パンチ３８と、成形位置と成形品取り出し位置間を移動可能に設置されたダイ３９と、あらかじめ調整された位置に固定の下パンチ４０とを備えている。
【００３４】
そして、上パンチホールドダウン機構部分を含む上パンチ制御装置は、ペース演算部４２と、上パンチ位置制御部４３と、上パンチ位置検出部である上パンチの位置センサ４４とを装備している。なお、前記ペース演算部４２と上パンチ位置制御部４３には、位置制御コンピュータとして１台のパーソナルコンピュータ４１を兼用してもよい。また、前記上パンチの位置センサ４４に代えて、この種粉末成形プレスではサーボモータ３２の回転角度を検出するためのエンコーダ４５を用いてもよい。
【００３５】
ところで、前記粉末成形プレスを用いて粉末冶金法により成形品１を成形するに当たって、この実施例では図２に示すごとき上パンチ作動曲線４６を設定する。この上パンチ作動曲線４６には、上パンチホールドダウン作動曲線４７が含まれている。
【００３６】
前記上パンチ作動曲線４６は、図１に示すペース演算部４２に原料粉の性質，容量，成形品の形状，大きさ等のデータと、既知のデータまたは実験により求めたデータと、上パンチ３８のストロークと、成形開始から上パンチ３８の下死点を経て成形終了までの時間またはサーボモータ３２の回転角度とを入力することによって、比較的簡単に、しかも正確に設定することができる。
【００３７】
特に、上パンチホールドダウン作業曲線４７の部分は、ホールドダウン行程時の経過時間またはサーボモータ３２の経過回転角度と、上パンチ３８の位置の外に、少なくとも原料粉の固有のスプリングバック量と成形品の形状とに関するデータを入力して設定する。この上パンチホールドダウン作動曲線４７の部分では、図３に示すように、上パンチホールドダウン行程時、上パンチ３８の下死点の延長線ｇに対して、上パンチ３８のストロークｈ′を微少量ずつ上昇させ、傾斜線ｉに沿って制御する。つまり、原料粉のスプリングバック量および成形品の形状等、成形品の特性に適応させて、上パンチ３８を下死点から徐々に上昇させ、上パンチホールドダウン時の成形品に対する押し付け力を徐々に減ずるようにする。
【００３８】
また、前記ペース演算部４２は前述のごとく設定した上パンチホールドダウン作動曲線４７を含む上パンチ作動曲線４６を、上パンチ位置制御部４３に対して出力する。
【００３９】
前記上パンチ位置制御部４３では、前記ペース演算部４２より入力した上パンチ作動曲線４６から成形開始後の微少単位時間またはサーボモータ３２の微少単位回転角度に対する上パンチ３８の位置を割り出す。これの演算は、次の数１による。
【００４０】
【数１】

【００４１】
ここで、ｓ：上パンチの変位量
θ：全行程（角度）
θ０：微少時間後の角度
ω：角速度
π：円周率
である。
【００４２】
また、上パンチ３８の変位量ｓに対応する上パンチ３８の移動速度ｖは、次の数２により演算する。
【００４３】
【数２】

【００４４】
前記上パンチホールドダウン作動曲線４７の部分についても、前記上パンチ位置制御部４３によりホールドダウン時の経過時間またはサーボモータの経過回転角度に対応する上パンチ３８の目標位置を割り出しておく。
【００４５】
一方、成形開始と同時に、位置センサ４４により上パンチ３８の実位置を検出し、その検出値を上パンチ位置制御部４３にフィードバックする。
【００４６】
前記上パンチ位置制御部４３では、あらかじめ割り出した成形開始後の経過時間またはサーボモータ３２の経過回転角度に対する上パンチ３８の目標位置と、前記位置センサ４４により検出した上パンチ３８の実位置との偏差値を求める。
【００４７】
ついで、上パンチ位置制御部４３では前記偏差値に、次の目標位置を加算し、制御値を演算する。さらに、前記制御値をサーボモータ３２の回転速度に変換し、その回転角度量を得るための電流または電圧の制御信号に変換し、その制御信号をサーボモータ３２に対して出力し、サーボモータ３２の回転速度を制御し、上ラム３５の移動量を介して上パンチ３８の実位置を目標位置に一致させる。
【００４８】
以上の制御を成形開始後、上パンチ３８が下死点に達するまで継続して実行する。
【００４９】
上パンチ３８が下死点に達すると同時に、上パンチホールドダウン行程に入る。
【００５０】
この上パンチホールドダウン行程では、上パンチ３８を上パンチホールドダウン作動曲線４７に従って、次のように操作する。
【００５１】
すなわち、ホールドダウン開始後、その経過時間またはサーボモータ３２の経過回転角度に対する上パンチ３８の実位置を位置センサ４４により検出し、その検出値を上パンチ位置制御部４３にフィードバックする。
【００５２】
そこで、上パンチ位置制御部４３ではあらかじめ上パンチホールドダウン作動曲線４７から割り出した上パンチ３８の目標位置と実位置との偏差値を求める。ついで、次の目標位置に前記偏差値を加算し、制御値を演算する。そして、演算された制御値に基づいてサーボモータ３２の制御信号を演算し、その制御信号をサーボモータ３２に対して出力し、サーボモータ３２を制御する。
【００５３】
これにより、上パンチホールドダウン行程時において、原料粉の固有のスプリングバック量および成形品の形状を含む成形品の特性に合わせて設定された図３に示す上パンチホールドダウン作動曲線４７に従って、上パンチ３８を徐々に上昇させ、押し付け力を漸減して行く合理的なホールドダウン操作をプログラム制御によって実行することができる。
【００５４】
なお、上パンチ３８の実位置を前記位置センサ４４で直接検出する場合に限らず、サーボモータ３２の回転角度を検出するエンコーダ４５により実回転角度を検出し、その検出値を上パンチ位置制御部４３にフィードバックし、上パンチ位置制御部４３で前記実回転角度から上パンチ３８の実位置を演算するようにしてもよい。
【００５５】
以上のように、この実施例ではペース演算部４２で少なくとも原料粉の固有のスプリングバック量および成形品の形状に適応するホールドダウン行程中の経過時間またはサーボモータ３２の経過回転角度と、上パンチの位置とをパラメータとして、上パンチホールドダウン作動曲線４７を設定し、ホールドダウン時、前記上パンチホールドダウン作動曲線４７に基づいて、サーボモータ３２を制御するようにしているので、使用する原料粉がいかなる性状のものでも、また成形品の形状がいかなるものでも、常にホールドダウン行程時の押し付け力を適正に保つことができ、したがって抜き出し後の成形品の変形，割れを防ぐことができる外、寸法精度の高い成形品を得ることができる。
【００５６】
また、この実施例では上パンチホールドダウン行程時において、前述のごとく上パンチホールドダウン作動曲線４７を設定し、この上パンチホールドダウン作動曲線４７からあらかじめホールドダウンホールド時の経過時間またはサーボモータ３２の経過回転角度に対する上パンチ３８の目標位置を割り出す一方、上パンチ３８の実位置を検出し、両者の偏差値を求め、次の目標位置に偏差値を加算して修正し、このようにして求めた制御値に基づいてサーボモータ３２に制御信号を出力し、サーボモータ３２を制御するようにしているので、プログラム制御により上パンチホールドダウン操作を行うことができる結果、流体圧力の設定ミスによる上，下パンチの干渉，これに起因する金型の破損事故等の不具合を解消することができる。
【００５７】
さらに、この実施例では１台のパーソナルコンピュータ４１をペース演算部４２と上パンチ位置制御部４３とに兼用し、これで十分機能を果たし得るので、前記パーソナルコンピュータ４１と、上パンチ用の位置センサ４４とを装備するだけで実施し得るし、位置センサ４４に代えてサーボモータ３２に常備のエンコーダ４５を用いても実施できるので、従来の流体圧や圧縮ばねを利用した上パンチホールドダウン機構に比較して、上パンチホールドダウン機構部分を大幅に簡素化できる外、騒音の発生や油洩れの発生等の不具合をも解消することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明方法では少なくとも原料粉の固有のスプリングバック量と成形品の形状に適応する上パンチホールドダウン作動曲線を設定し、ホールドダウン時、前記上パンチホールドダウン作動曲線に基づいて、上パンチ駆動用のサーボモータを制御するようにしているので、いかなる原料粉を用い、いかなる形状の成形品を成形する場合にも、常にホールドダウン行程時の押し付け力を適正に保つことができるので、抜き出し後の成形品の変形，割れを防ぎ、かつ寸法精度の高い成形品を成形し得る効果がある。
【００５９】
また、本発明方法では前述のごとく上パンチホールドダウン作動曲線を設定し、この上パンチホールドダウン作動曲線からあらかじめホールドダウン時の経過時間または上パンチ駆動用のサーボモータの経過回転角度に対する上パンチの目標位置を割り出しておき、ホールドダウン開始後、上パンチの実位置を検出し、前記目標位置と実位置との偏差値を求め、次の目標位置に偏差値を加算して修正し、その修正した制御値に基づいて上パンチ駆動用のサーボモータを制御するようにしているので、プログラム制御により上パンチホールドダウン操作を行うことができるため、流体圧力の設定ミスによる上，下パンチの干渉，これに起因する金型の破損事故等を解消し得る効果がある。
【００６０】
さらに、本発明方法ではパーソナルコンピュータと、上パンチ用の位置センサとによっても、あるいはパーソナルコンピュータと、上パンチ駆動用のサーボモータのエンコーダとを用いることによっても実施化できるので、上パンチホールドダウン機構部分を、従来の流体圧や圧縮ばねを利用した上パンチホールドダウン機構に比較してはるかに簡素化できるし、騒音の発生や油洩れ等の不具合をも解消し得る効果がある。
【００６１】
そして、本発明装置ではホールドダウン行程時の経過時間または上パンチ駆動用のサーボモータの経過回転角度と、上パンチの位置とをパラメータとする上パンチホールドダウン作動曲線を、少なくとも原料粉の固有のスプリングバック量と成形品の形状に適応するように設定し、この上パンチホールドダウン作動曲線に基づいて出力するペース演算部と、前記上パンチホールドダウン作動曲線からあらかじめホールドダウン時の経過時間またはサーボモータの経過回転角度と、これに対応する上パンチの目標位置とを演算し、ホールドダウン開始後、上パンチの実位置とあらかじめ割り出した目標位置との偏差値を求め、その偏差値に次の目標位置を加算し、加算して求めた制御値に基づいて、上パンチ駆動用のサーボモータに制御信号を出力する上パンチ位置制御部と、上パンチの実位置を検出し、上パンチ位置制御部に対して出力する上パンチ位置検出部とを備えて構成しており、これらペース演算部と上パンチ位置制御部と上パンチ位置検出部との協働により、前記本発明方法を的確に実施し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ホールドダウン行程時の上パンチ制御方法を実施するための制御装置を備えた粉末成形プレスの一例を示す側面図である。
【図２】上パンチホールドダウン作動曲線を含む上パンチ作動曲線の一例を示す図である。
【図３】上パンチホールドダウン作動曲線の部分の拡大図である。
【図４】粉末成形プレスにより成形された段付き成形品の一例を示す図である。
【図５】粉末成形プレスにおける成形部の動作を示す図で、（Ａ）は上パンチホールドダウン行程時を示す図、（Ｂ）は成形品を取り出した状態を示す図である。
【図６】従来の流体圧式で単段式上パンチホールドダウン機構を示す図である。
【図７】従来の流体圧式でタンデム式上パンチホールドダウン機構を示す図である。
【図８】図６の上パンチホールドダウン機構を用いた粉末成形プレスによる成形過程を示す図である。
【図９】従来の圧縮ばねを用いた機械式ばねによる上パンチホールドダウン機構を示す図である。
【符号の説明】
１成形品
３１粉末成形プレスのフレーム
３２上パンチ駆動用のサーボモータ
３３減速機
３４主軸
３５コネクティングロッド
３６上ラム
３８上パンチ
３９ダイ
４０下パンチ
４１パーソナルコンピュータ（位置制御コンピュータ）
４２ペース演算部
４３上パンチ位置制御部
４４上パンチ用の位置センサ
４５サーボモータのエンコーダ
４６上パンチ作動曲線
４７上パンチホールドダウン行程時の上パンチ作動曲線

Claims

粉末冶金法による成形品の上パンチホールドダウンにおいて、ホールドダウン行程時の経過時間または上パンチ駆動用のサーボモータの経過回転角度と、上パンチの位置とをパラメータとする上パンチホールドダウン作動曲線を、少なくとも原料粉の固有のスプリングバック量と成形品の形状に適応するように設定し、上パンチホールドダウン作動曲線からあらかじめ前記ホールドダウン時の経過時間またはサーボモータの経過回転角度と、これに対応する上パンチの目標位置とを割り出しておき、ホールドダウン開始後、前記ホールドダウン時の経過時間またはサーボモータの経過回転角度に対する上パンチの実位置を検出し、上パンチの実位置と上パンチホールドダウン作動曲線から割り出した目標位置との偏差値を求め、その偏差値に次の目標位置を加算して制御値を演算し、演算された制御値に基づいて、前記上パンチ駆動用のサーボモータに、上パンチの位置を目標位置に一致させるべく制御信号を出力することを特徴とする粉末成形プレスのホールドダウン行程時の上パンチの制御方法。
粉末冶金法による成形品の上パンチホールドダウンにおいて、ホールドダウン行程時の経過時間または上パンチ駆動用のサーボモータの経過回転角度と、上パンチの位置とをパラメータとする上パンチホールドダウン作動曲線を、少なくとも原料粉の固有のスプリングバック量と成形品の形状に適応するように設定し、この上パンチホールドダウン作動曲線に基づいて出力するペース演算部と、前記上パンチホールドダウン作動曲線からあらかじめホールドダウン時の経過時間またはサーボモータの経過回転角度と、これに対応する上パンチの目標位置とを演算し、ホールドダウン開始後、上パンチの実位置とあらかじめ割り出した目標位置との偏差値を求め、その偏差値に次の目標位置を加算し、加算して求めた制御値に基づいて、上パンチ駆動用のサーボモータに制御信号を出力する上パンチ位置制御部と、上パンチの実位置を検出し、上パンチ位置制御部に対して出力する上パンチ位置検出部とを備えて構成したことを特徴とする粉末成形プレスのホールドダウン行程時の上パンチの制御装置。