JP3682011B2 - プレス機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は金属板などの成形に用いるプレス機、特に可動金型を取り付けているスライド板を所望の位置に保つことができるようにしたプレス機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
打ち抜きプレス、絞り成形、型鍛造、射出成形などにもプレス機は用いられる。プレス機では一方の金型を固定として、他方の金型を可動としたものが一般であり、縦型プレス機においては、下部支持台と、下部支持台で支持された複数の支柱と、支柱によって保持されている上部支持板と、下部支持台と上部支持板の間で支柱に沿って往復動することができ下部支持台との間に成形空間を持つスライド板を持っている。成形空間で、下部支持台上に固定金型が、またスライド板の下面に可動金型が設けられていて、固定金型と可動金型の間でワークが成形される。スライド板は通常平面状になっていて、駆動機構によって上下に動かされる。固定金型に対して可動金型を所望の位置関係を保ちながら、例えば可動金型を水平に保ちながら動かして成形する。そのために、スライド板は水平に維持されながら動かされるが、成形時にスライド板が傾くのを防ぐために支柱を太く剛性のあるように作られている。しかし場合によっては、スライド板などのたわみがあるので、それを補償するために金型を修正する必要もあった。
【0003】
駆動機構は上部支持板に取り付けられていて、そこから駆動軸が出ていてその先端がスライド板と係合するようになっている。駆動機構の駆動源としてはサーボモータや油圧シリンダーが用いられている。モータの場合、モータの回転がクランク軸やカムによって上下動に変換されたり、軸の回転をボールねじによって上下動に変換されたりしている。
【0004】
プレス成形されるワークの形状によっては金型に偏芯荷重が生じて、固定金型と可動金型あるいはスライド板との位置関係が水平でなくなることがある。スライド板を駆動する複数の駆動源を持っている場合には、複数の駆動源間の同期を維持するように駆動源を制御してスライド板の水平を保つことが提案されている。
【0005】
ところが、プレス成形で作られるワークは三次元形状をしているために、成形時スライド板に掛かる力の大きさが成形の進行とともに変化するだけでなく、力の掛かる位置が成形とともに動くことがわかった。
【0006】
例えば、自動車用のオイルパンを絞り成形する場合のスライド板に掛かる反力の様子を模式的に図9(A)(B)(C)に示している。これらの図でスライド板40をxy座標として示している。例えば成形が開始されると、まず上型がオイルパンのドレイン部に達して、ドレイン部を成形するのでその部分で発生した力がxy座標の第4象限に掛かる。成形が進んでいくとオイル皿部を成形するようになるので、座標の第2象限と第3象限からの大きな力w2とw3を受ける。そのときには当初からあったw1の力は小さくなり、第1象限の大きな力w4も加わるので、これらの合成力としてWが第3象限に掛かることになる。更に成形が進んでいくとw2〜w4の力は小さくなりw5の力が加わって、合成力はほぼx軸上にあってy軸よりも右に働く。
【0007】
ここで説明した力及び合成力の掛かり方、大きさ、その変化はワークの形状や金型の進む速さによって変わってくるが、スライド板に働く合成力の位置とその大きさはプレスの進行とともに変わってくるということは一般にいえることである。
【0008】
上の説明でも明らかなように合成力の掛かる位置は直線方向に動くだけではなく、三次元形状をしたワークを成形する際には二軸方向にすなわち平面上を動く。
【0009】
スライド板に働く縦方向の合成力がスライド板の中央位置に掛かるとスライド板にスライド板を傾けさせる回転モーメントを与えないが、力の働く位置が上に述べたように移動するので、スライド板に加わる回転モーメントの位置、大きさも変わってくる。そのために、プレス成形時に生じるプレス機の支柱の伸び、曲がりやスライド板、上部支持板、固定支持板のたわみなどプレス機各部分での変形がプレスの進行とともに変わってくる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
このように荷重の掛かり方がプレス成形の進行とともに変化して、プレス機各部の伸び、変形が変化する。
【0011】
従来においては、このようなプレス機各部の伸び、変形を極力小さくするために、すなわち、例えばスライド板の傾きや撓みを少なくするために、スライド板の厚さを大として剛性を与え、また支柱を太くしかつスライド板と支柱との間隙を小さくするようにしていた。そして、複数の駆動源を用いて当該スライド板を押し圧するに当たっては、いわばメインの駆動源を所望の制御態様に従う形で駆動させてスライド板を下降させてゆくようにし、他のいわばスレーブの駆動源は当該メインの駆動源の下降に追従するように制御しつつ駆動させている。
【0012】
このメインの駆動源とスレーブの駆動源とを持つ制御方式は、スライド板の剛性を十分に大としておいて当該スライド板全体を一様に(強制的に例えば水平を保たせつつ)押下してゆく方式であって、大型のプレス機においては有効である。
【0013】
しかし、スライド板及び機械各部の撓みを考慮せざるを得ないような場合には、メインの駆動源に追従させる形でスレーブの駆動源を制御しつつ駆動する方式では、上記の撓みを考慮して当該撓みをなくするよう各スレーブの駆動源をメインの駆動源に追従させることが極めて困難になる。また可能となったとしても、メインの駆動源や各スレーブの駆動源を制御するに当たって、コンピュータによる制御を考慮すると、コンピュータの処理量が極めて大となって、高速のコンピュータを搭載せざるを得なくなる。
【0014】
そこで本発明の目的とするところは、プレス成形の進行時に固定金型に対して可動金型を常に所望な位置に保つように各駆動源を個別に、いわば独立して駆動することのできるプレス機を提供するものである。
【0015】
本発明の更なる目的は、繰り返し同じ品種のワークをプレス成形する場合、複数の操作段階毎に各駆動源対応の制御データを予め制御手段の記憶装置に格納しておいて、本番のプレス成形時に各駆動源がその格納してある制御データに従って、各駆動源が互いに独立した形で非同期に駆動させられて所望の成形を行うことのできるプレス機を提供するものである。
【0016】
その結果として、繰り返し成形する場合の成形時間の短縮がはかれるとともに、制御手段のCPUの処理速度が比較的遅いものであっても各駆動源を制御する処理を可能とし、結果的に成形時間を短縮することのできるものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明のプレス機は、下部支持台と、
下部支持台で支持された複数の支柱によって保持されている上部支持板と、
下部支持台と上部支持板の間で支柱に沿って往復動することができ、下部支持台との間に成形空間を持つスライド板と、
複数の駆動源とを有し、
各駆動源の駆動軸が前記スライド板の上面と係合して支柱に沿って前記スライド板を変位させるものである。プレス機は、各駆動源を駆動制御する制御手段を持っている。その制御手段は、成形操作の間の複数の操作段階毎に前記スライド板全体が所望な変位位置に保たれる各駆動源毎の位置変位を与える制御データを各駆動源対応に格納する記憶装置と、
前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している前記成形操作の間の複数の操作段階毎の当該制御データを各駆動源に成形操作の間の複数の操作段階それぞれに対応して供給し、
各駆動源を個別に駆動する手段とを備えている。
【0018】
前記複数の駆動源による押し圧力が、スライド板上に均等に分布するようにこれら駆動源が配置されていることが好ましく、また同じ大きさの押し圧力を生じることができる駆動源が用いられていることが好ましい。
【0019】
そのプレス機は、各駆動源に対応する係合部がスライド板上に設けられていて、スライド板の位置変化に応じて変位を測定する変位測定手段を各係合部の近くにそれぞれ有するとともに、駆動源を駆動制御する制御手段を持っていることが好ましい。制御手段は、成形操作の間の複数の操作段階毎に前記変位測定手段を用いて各駆動源毎の位置変位を測定し、
前記成形操作の間の複数の操作段階それぞれにおいて前記スライド板全体が所望な変位位置に保たれる状態を検知し、
当該所望な変位位置に保たれる各駆動源毎の位置変位を与える制御データを各駆動源毎に測定した位置変位に基づいて前記成形操作の間の複数の操作段階毎に抽出して前記記憶装置に格納し、
前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している前記成形操作の間の複数の操作段階毎の当該制御データを各駆動源に成形操作の間の複数の操作段階それぞれに対応して供給し、
各駆動源を個別に駆動する手段を備えていることが好ましい。
【0020】
試行成形後に、本番成形を繰り返す場合には、その制御手段は、試行成形操作の間の複数の操作段階毎に前記変位測定手段を用いて各駆動源毎の位置変位を測定し、
前記試行成形操作の間の複数の操作段階それぞれにおいて前記スライド板全体が所望な位置関係に保たれる状態を検知し、
当該所望な変位位置に保たれる各駆動源毎の位置変位を与える制御データを前記試行成形操作の間の複数の操作段階それぞれにおいて各駆動源毎に測定した位置変位に基づいて抽出して前記記憶装置に格納する手段と、
前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している前記試行成形操作の間の複数の操作段階毎の当該制御データを各駆動源に本番の成形操作の間の複数の操作段階毎に対応して供給し、
各駆動源を個別に駆動する手段を備えたものとすることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
まず図1,2を参照して本発明に用いることのできるプレス機の一例を説明する。図1はプレス機の正面図で、図2はそのプレス機の平面図である。図2において上部支持板を一部取り除いて示している。プレス機は下部支持台10が床面上に固定されていて、下部支持台に立てられた支柱20によって上部支持板30が保持されている。下部支持台10と上部支持板30の間に支柱20に沿って往復動することができるスライド板40が設けられており、スライド板と下部支持台との間に成形空間がある。この成形空間では、下部支持台上にプレス用の固定金型(下型)81、スライド板の下面に固定金型に対応する可動金型(上型)82が取り付けられており、これら両金型の間に例えば被成形板を入れて成形するようになっている。下部支持台10に対するスライド板40の位置を測定するために変位測定手段50jがスライド板と下部支持台の間に設けられている。図では変位測定手段50jを1個のみ示しているが、複数個取り付けることができる。変位測定手段としては磁気目盛の付けられた磁気スケール51jと、その磁気スケールに対して小さな間隙を持って対向して設けられた磁気ヘッドなどの磁気センサー52jとを有するものを用いることができる。固定した磁気スケール51jに対して、磁気センサー52jを相対移動させることで、その絶対位置及び変位速度などを測定することができる。このような変位測定手段はリニア磁気エンコーダとして当業者によく知られたものなのでこれ以上の説明は省略する。変位測定手段としては、光あるいは音波によって位置を測定するものを用いることもできる。
【0023】
上部支持板30には駆動源60a,60b、60c、60d、60eとしてサーボモータと減速機構を組み合わせたものが5個取り付けられている。各駆動源から下方向に延びている駆動軸61a、61b、61c、61d、61eは上部支持板30に開けられた通孔71a、71b……、71eを通ってスライド板40の上面で各係合部62a,62b、……62eと係合している。駆動軸のところに例えばボールねじが付けられていて、回転を上下動に変換するようになっており、サーボモータの回転によってスライド板を上下動する。各駆動源と駆動軸と係合部とで駆動機構を構成している。
【0024】
複数の駆動源60a,60b、60c、60d、60eによるスライド板への押し圧力が、スライド板上に均等に分布するようにこれら駆動源が配置されていることが好ましい。また、これらの駆動源は互いに同じ大きさの押し圧力を生じる、すなわち出力が同じであることが好ましい。
【0025】
各係合部62a,62b、62c、62dは図2の平面図から明らかなように成形空間の成形領域を取り囲んでいるとともに、係合部62eが成形領域の中央に設けられている。そして各係合部62a,62b、62c、62d、62eの近くには各変位測定手段50a、50b、50c、50d、50eが設けられている。変位測定手段50a、50b、50c、50d、50eはプレス機の右に付いている変位測定手段50jと同様なものを用いることができる。変位測定手段50a、50b、50c、50d、50eの磁気スケール51a、51b、……、51eは基準プレート70に取り付けられていて、変位測定手段の磁気センサー52a、52b、……、52eは各係合部62a,62b、62c、62d、62eに取り付けられた支柱で支持されている。ここで基準プレート70はスライド板40の位置に関係なく同じ位置に保持されている。そのために、スライド板40が駆動源60a,60b、60c、60d、60eの働きによって駆動させられたときに、変位測定手段50a、50b、50c、50d、50eによって各係合部の変位を測定することができる。
【0026】
基準プレート70は図1では上部支持板30の下に間隙をおいて設けられ、支柱20間に渡されて固定されているとともに、各駆動軸61a、61b、……、61eが通されている部分には十分余裕のある径をした通孔71a、71b……71eを有していて、駆動軸及びスライド板の変形によって基準プレートに影響を与えないようになっている。これは、ワークの形によっては、上部支持板30とスライド板40は成形の進行とともに、図1に二点破線で示すように変形を受けることがあるが、基準プレート70が両側の支柱20で支えられているだけなので、基準プレートはスライド板及び上部支持板の変形とは独立して基準位置を保っている。
【0027】
プレス機の制御系統図を図8に示している。成形する前に、あらかじめ入力手段91から制御手段92に例えば成形する品名や、成形圧力、成形時間などを必要に応じて入力する。制御手段92はCPUを有しており、制御手段92からインターフェース94を介して駆動パルス信号が駆動源60a、60b、60c、60d、60eに送られて、各駆動源を駆動して成形する。変位測定手段50a、50b、50c、50d、50e、50jからスライド板の変位信号が制御手段92に送られる。
【0028】
成形の進行とともに、前に説明した図9のようにスライド板に働く力が変化する。その変化に伴って駆動源60a、60b、60c、60d、60eに対する反力が変わってくる。各駆動源に対応する可動金型の各部位と固定金型との位置関係が均一でなくなる。そのうちのあるものはスライド板40を早く押し下げるようになり、またあるものはスライド板40を押し下げる下降が遅くなる。その進みと遅れを変位測定手段50a、50b、50c、50d、50e、50jで測定して、それらを制御手段92へ送って、変位測定手段50a、50b、50c、50d、50e、50jの変位が所望の値になるように、すなわち係合部の部位におけるスライド板が例えば水平となるように駆動源60a、60b、60c、60d、60eへの駆動パルス信号を調整する。
【0029】
このようにして、あるワークを成形する際に、複数の操作段階毎に、各駆動源へ供給した駆動パルス信号を含む制御データを制御手段から記憶装置に格納するようにする。ここで言う複数の操作段階として、プレス成形を開始したときからの経過時間、スライド板の下降距離あるいはプレス成形を開始したときからの成形操作順序などを考慮することができる。例えばスライド板を下降していって、可動金型が被成形板を加圧し始めるまでの時間、あるいは加圧し始めるまでの移動距離を第一の操作段階とし、その後成形が始まると制御データの変化が大きいので、微小な経過時間毎、あるいは下降距離毎(微小変位毎)を成形の各操作段階とする。
【0030】
次に成形時の制御を説明する。このときに、各駆動源へ駆動パルス信号が供給されて、スライド板が下降していき、成形を開始する。可動金型82が被成形板を固定金型81との間に挟んで金型の一番出ている部分に接触して被成形板を成形し始めるとその反力がスライド板に掛かってくる。各駆動源に供給されている駆動パルス信号は同じであるが、反力が掛かり始めると、駆動源への力の掛かり具合が不均一となってくるので、反力の多く掛かっている駆動源はより大きな抵抗を受けて下降変位速度が遅れてくる。反対に、反力の掛かっていない部分にある駆動源に対応するスライド板の部位はその下降変位速度は変わらないか、相対的に変位が増すこともある。このような変位をスライド板の各部位の近くにある変位測定手段が測定して、その測定値を制御手段92に戻し、制御手段92ではスライド板を実質上水平に戻すように各駆動源に供給する駆動パルス信号を調整する。この調整した駆動パルス信号を前記操作段階毎の変位、あるいは時間とともに各駆動源対応に記憶装置93に記憶する。
【0031】
図3に、スライド板の位置、例えば各駆動源近くの位置変化を縦軸として、成形時間を横軸とした説明図を示している。この図で成形開始時をSとして、成形終了をFとしている。SとFを結ぶ点線が理想的な成形線で、近似的にスライド板全体下降していく平均進行線と考えることができる。今この上に駆動源60bの近くでの変位測定手段50bでの測定値を太い線で示す。反力がかかるまでスライド板は水平に下降していくのでSからAまでは直線となっている。Aのところから大きな反力が掛かり始めて、駆動源は大きな抵抗を受けてプレス機のその付近が変形して、他の部分よりも固定金型との距離が相対的に大きくなる。そのために、ある経過時間当たり平均進行線からΔZbだけ進みが遅れる。この変位の遅れをスライド板のその部位の近くにある変位測定手段50bが測定して、その測定値を制御手段92に送り、制御手段92ではスライド板を所望の変位にするように駆動源60bに駆動パルス信号を他の駆動源へ送るよりも多く出す。それを繰り返して、例えばB位置で他と同じとなるようにする。
【0032】
図3のB位置を過ぎると、駆動源60bのところに掛かる荷重が小さくなる。そこで、ある経過時間当たり平均進行線からΔZbだけ進みが早くなる。そこで制御手段92からスライド板を所望の変位にするように駆動源60bに送る駆動パルス信号をそれだけ少なくする。このような調整を繰り返して、成形終了Fまで行く。他の駆動源についても同様な制御を行うことで、スライド板全体を所望の変位位置に保ちながら成形することができる。その結果、成形の間スライド板に回転モーメントが生じないようにすることができる。
【0033】
この駆動パルス信号を表にしたのが表1である。表1の時間欄には図3の成形時間に対応して示してあり、所定パルスはその各成形時間に必要とする平均パルス数を示す。そこで駆動源60bは、0からtAまでの時間にn0個の駆動パルスを受けてAまで進む。他の駆動源についても同じである。同じ駆動源60bはtAからtBまでの時間にnA個の駆動パルス信号を受けるが、所定時間毎にΔZbだけ遅れるのでΔnAbの駆動パルス信号を追加して受ける必要がある。次にtBからtCまでの間に駆動源60bは所定量のパルスnBよりもΔnBbだけ少ないパルス数でよい。またtCからtFまでの間には所定量nCよりもΔnCbだけ少なくて良いことを示している。
【0034】
【表1】
【0035】
上記の説明で明らかなように、このような初回あるいは複数回の試行成形の際に、操作段階毎に各駆動源に対応した変位測定手段で各駆動源(あるいは各駆動源が係合している近傍のスライド板の部分)の変位を測定し、各駆動源へ供給する駆動パルス信号を制御して、変位測定手段での測定値が所望の変位位置関係に保たれるようにしている。この試行のワーク成形の際に、操作段階それぞれについて各駆動源へ供給した駆動パルス信号を制御データテーブルとして記憶装置に蓄えることで、表1に示すような制御データテーブルが格納されたことになる。
【0036】
プレス機でワークを成形するときには通常同じ種類のワークを繰り返し成形する。そこで同じ種類のワークを本番成形する際には、ワークの種類を入力手段91などから特定することで記憶装置に格納されている制御データテーブルの内容を呼び出す。制御手段92がインターフェース94を介して制御データテーブルの内容に従い各駆動源60a……60eを働かすことで、スライド板を所望な変位位置に保ちながらワーク成形を実行することができる。
【0037】
繰り返し同じ種類のワークを成形するときには、試行のワーク成形で制御データテーブルを作成したときよりも、サイクルタイムを短縮することができる。例えば、試行のワーク成形のサイクルタイムが10秒であったものを、次第に短くしていって、数回の試行を行った後で本番成形を行うときには非常に短いサイクルタイム例えば1秒とすることもできる。サイクルタイムを短縮するには、駆動パルスの時間間隔を短くしたり、ある操作段階とそれに続く操作段階との間隔をなくしたり、あるいはフィードバック制御でなく制御データによる直接制御にするなどによって行うことができる。
【0038】
試行のワーク成形によって制御データテーブルを作成する際には、できるだけゆっくりと駆動源を動かしてスライド板、可動金型をゆっくりと動かすことが好ましい。成形時の衝撃によって振動が生じたり、あるいは成形時の荷重のためにプレス機に変形が生じることによって振動があるので、その振動が許容範囲内に減少するまでの時間をおいて、駆動させるのが好ましい。遅くすることで変位測定手段による変位測定の正確さを維持、向上させることができる。また、制御手段にあるCPUとして比較的処理速度の遅いものを用いていても、制御データを作成できることになる。
【0039】
制御データテーブルに従ってワーク成形をする際は、サイクルタイムを短くすることが好ましいので、順次駆動パルスの時間間隔を短くしていって、サイクルタイムを短くする。順次短い間隔の駆動パルスを用いて試行成形する際に、各変位測定手段によってスライド板が所望の位置関係に維持されていることを確認する。必要に応じて、駆動パルスの数を修正して表1の制御データテーブルを作り直す。
【0040】
この試行成形を数回行うことで、サイクルタイムを短くした制御データテーブルが作られる。そこで本番成形を修正した制御データテーブルに従って行うことで、可動金型と固定金型とを所望の位置関係に維持しながら早く成形することが出来るようになる。この本番成形は制御データによって各駆動源を動かすので、逐一変位測定手段での測定は行う必要がない。変位測定手段の設けてある位置によっては、実作業の時に操作と干渉することがあるので、干渉する場所にある変位測定手段を取り除いてプレス作業を行うこともできる。
【0041】
また、プレス機の寸法は、周囲温度及びプレス機の発熱による昇温にも関係することがあるので、繰り返し成形するときには、毎日少なくとも一度、あるいは数百個の成形毎に試行成形を行ってそのときには変位測定手段を用いてスライド板の位置を測定しながら制御データテーブルの内容を確認あるいは、修正することもできる。
【0042】
なお、図1,図2に示したプレス機では変位測定手段50a……50eがそれぞれの駆動源60a……60eの近くに設けられていて、基準プレート70に対する変位を測定するようになっている。変位測定手段50jのみが、下部支持台10に対するスライド板40の変位を測定するようになっている。成形時に支柱20の伸びが小さいかほとんどない場合は、支柱20に取り付けた基準プレート70に対する変位位置を測定することで十分である。
【0043】
しかし、より正確に変位を測定する必要のある場合や支柱20の伸びによる誤差をさけるためには図4に示すように、各変位測定手段50a′、……50e′、50j′をプレス機の外部に設けておいて、光学的に位置を測定するのがより好ましい。
【0044】
以上の説明で可動金型を固定金型に対して水平に維持することを中心にして説明したが、ワークの種類、プレスの種類によっては斜めに維持しておく必要のある場合もある。そこで「所望の変位位置」としている。
【0045】
本発明の他の実施例として、打ち抜き部分80a′と曲げ成形部分80b′を持つ成形金型を図5,6に断面図で示す。成形金型の可動金型82′はスライド板40′下面に取り付けられており、スライド板の上面には打ち抜き部分80a′、曲げ成形部分80b′に対応してそれぞれ駆動源60a′、60b′とそれぞれ変位測定手段50a″、50b″が取り付けられている。またスライド板40′の全体位置を測定するための変位測定手段(図示せず)が、図1及び2に示したように設けられているものとする。可動金型82′の打ち抜き部分80a′に設けられているパンチ80a″が、曲げ成形部分80b′よりも下方向に突出していて、被成形板83に打ち抜き加工を先に施した後に曲げ加工を行うようになっている。
【0046】
図5に示す状態まで打ち抜きが進行していって、更にパンチ80a″が下降して図6にあるように抜き落とし材84が切り離される。抜き落とし材84が切り離されるまでは、可動金型82′は非常に遅く進行して、切り離されるときには、それまで掛かっていた荷重を開放した上で、可動金型82′が再度前進して切り離しと曲げ成形を行う。
【0047】
このように打ち抜きが行われるような場合には、切り離しが行われた瞬間に、スライド板を押し圧していたエネルギーが一挙に開放されることになり、スライド板は一挙に大きく下降するようになる。図5の場合には、もちろん、当該切り離しとプレス成形とが平行して進行してゆく。
【0048】
このようなエネルギーの開放が行われる瞬間を含めて、図3に関連して説明したように、試行のワーク成形の全期間に亘って、スライド板の望ましい動き(すなわち、各駆動源に対する望ましい制御データ)を、上記表1に関連して説明したように収集しておき、本番のワーク成形時に利用しようとすると、上記切り離しの前後でのスライド板の動きを正しく制御することが極めて難しい。
【0049】
このために、本発明においては、前記の切り離しが行われる直前で押し圧エネルギーを一旦開放するように、スライド板を上方に僅かに戻すようにして、この間までの望ましい制御データを収集し、ついで、前記の切り離しを行った直後からのスライド板の望ましい動きに対応する制御データを収集するようにする。そして、本発明においては、本番のワーク成形時に、2段階に分けた制御データを用いて、ワーク成形を行うようにする。
【0050】
この実施例のプレス機におけるスライド板40′の変位と成形時間との関係を図7に例示している。成形操作をS′からC′までの打ち抜き加工(一部成形加工を含む)と、C′からF′までの曲げ成形加工とに分けることができる。打ち抜き加工成形を、可動金型82′がS′から下降して来て打ち抜きパンチ80a″が被成形板を押し圧するまでの操作段階(S′A′間)、打ち抜きパンチ80a″が被成形板83を打ち抜いて抜き落とし材84を切り離す寸前までの操作段階(A′B′間)、次に、切り離す直前で押し下げ時に蓄積しているエネルギーを開放するために少し戻る操作段階(B′C′間)に更に分けることができる。
【0051】
S′A′間、A′B′間、B′C′間それぞれにおける可動金型82′、すなわちスライド板40′の移動速度を図7に示すように変えておくのがよい。S′A′間は、可動金型82′の全体が被成形板83とも固定金型81′とも接触していない場合を示しており、その間はスライド板に反力が作用しないので、制御手段はスライド板40′を早く下降させる。その間は制御をしなくとも同じ数の駆動パルスをすべての駆動源に供給することでスライド板全体を所望な変位位置に保つことができる。A′B′間では、スライド板40′をゆっくりと下降させるが、打ち抜きパンチ80a″の部分で大きな反力が作用するので、スライド板全体を所望の変位位置に保つように、上の実施例で述べたのと同じように、その部分にある変位測定手段50a″での変位の遅れを取り戻すことができるように打ち抜きパンチ80a″の上部にある駆動源60a′に多くの駆動パルス信号を供給する。B′点まで達したときに、スライド板40′に掛かっている力を開放するために少し変位を戻すようにする。B′点の位置は、ブレークスルーの始まる寸前とするのが良く、板厚の10〜50%程度とするのがよい。
【0052】
その後スライド板40′を再び下降させて板を切り離す。この切り離しに続けて曲げ加工をD′E′間で終了させる。E′F′間では圧力を保持させることもできる。その後スライド板が戻される。C′からE′までが実質上曲げ加工であるが、その間スライド板全体を所望な変位位置に保たれるように、それぞれの駆動源に対応した制御データを抽出して、すなわちスライド板全体が所望な変位関係になるように制御手段は各駆動源に駆動パルス信号を供給する。
【0053】
この実施例においては、抜き打ち加工で抜き落とし材を切り離す寸前までスライド板すなわち打ち抜きパンチが進んだ時に、それまでに蓄積されていたエネルギーを開放した上で、曲げ成形加工を行っている。このように蓄積されたエネルギーを開放しているので、曲げ加工時には、蓄積エネルギーは極めて小さくなり、金型変形も小さく高精度な加工ができる。また加工時の音、振動も小さくすることができる。
【0054】
S′からF′までの成形サイクルを行うことで、この場合も表1に準じた制御データテーブルが記憶装置内に格納される。制御データはS′からC′までの打ち抜き成形加工と、C′からF′までの曲げ成形加工の2段階あるいはそれ以上の数段階にしておくことが好ましい。同じ種類のワークを繰り返し成形するときには、その制御データテーブルに従って成形を行うことができる。また、成形サイクルを短くするのに、先の実施例に準じて、サイクルタイムを短くした試行成形を数回行って、制御データテーブルを修正すればよい。
【0055】
本発明では、この実施例にあるように、プレス機の制御段階を分けて、打ち抜き、成形に応じて変位と時間の関係を変えることも可能である。
【0056】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明のプレス機ではプレス成形の進行時にスライド板あるいは固定金型に対して可動金型を常に所望の位置関係に保つことができ、また成形進行時に回転モーメントが生じないようにすることができる。更に、繰り返し成形する場合の成形時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いることができるプレス機の一例の正面図を示す。
【図2】図1のプレス機の平面図であり、その上部支持板を一部取り除いて示している。
【図3】プレス機のスライド板の変位を時間に対して示すグラフである。
【図4】図1のプレス機で変位測定手段を変えたものの平面図である。
【図5】本発明の他の実施例に用いることのできるプレス機の金型部分の断面図である。
【図6】図5の金型を変位させた状態の断面図である。
【図7】図5,6に示すプレス機のスライド板の変位を時間に対して示すグラフである。
【図8】本発明のプレス機の制御系統図である。
【図9】プレス機のスライド板にかかる反力を模式的に示す図である。
【符号の説明】
10、10′ 下部支持台
20 支柱
30 上部支持板
40、40′ スライド板
50a、……50e、50j、50a′、……50e′、50j′、50a″、50b″ 変位測定手段
51a、……51e、51j 磁気スケール
52a、……52e、52j 磁気センサー
60a、……60e、60a′、60b′ 駆動源
61a、……61e 駆動軸
62a、……62e 係合部
70 基準プレート
71a、……71e 通孔
80a′ 打ち抜き部分
80a″ パンチ
80b′ 曲げ成形部分
81、81′ 固定金型
82、82′ 可動金型
83 被成形板
84 抜き落とし材
91 入力手段
92 制御手段
93 記憶装置
94 インターフェース
Claims (4)
- 下部支持台と、
下部支持台で支持された複数の支柱によって保持されている上部支持板と、
下部支持台と上部支持板の間で支柱に沿って往復動することができ、下部支持台との間に成形空間を持つスライド板と、
複数の駆動源とを有し、
各駆動源の駆動軸が前記スライド板の上面と係合して支柱に沿って前記スライド板を変位させるプレス機において、
各駆動源を駆動制御する制御手段を有し、
当該制御手段は、
成形操作の間の複数の操作段階毎に前記スライド板全体が所望な変位位置に保たれる各駆動源毎の位置変位を与える制御データを各駆動源対応に格納する記憶装置と、
前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している前記成形操作の間の複数の操作段階毎の当該制御データを各駆動源に成形操作の間の複数の操作段階それぞれに対応して供給し、
各駆動源を個別に駆動する手段とを備えた
ことを特徴とするプレス機。 - 前記複数の駆動源による押し圧力がスライド板上に均等に分布するように、前記複数の駆動源が配置されていることを特徴とする請求項1記載のプレス機。
- 前記複数の駆動源は互いに同じ押し圧力を生じることを特徴とする請求項2記載のプレス機。
- 前記プレス機は、更に各駆動源に対応する係合部がスライド板上に係合して設けられていて、各駆動源の駆動軸が係合部を押し圧して支柱に沿ってスライド板を変位させるとともに、スライド板の位置変化に応じて変位を測定する変位測定手段を各係合部の近くにそれぞれ有するとともに、
前記制御手段は、
試行成形操作の間の複数の操作段階毎に前記変位測定手段を用いて各駆動源毎の位置変位を測定し、
前記試行成形操作の間の複数の操作段階それぞれにおいて前記スライド板全体が所望な位置関係に保たれる状態を検知し、
当該所望な変位位置に保たれる各駆動源毎の位置変位を与える制御データを前記試行成形操作の間の複数の操作段階それぞれにおいて各駆動源毎に測定した位置変位に基づいて抽出して前記記憶装置に格納する手段と、
前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している前記試行成形操作の間の複数の操作段階毎の当該制御データを各駆動源に本番の成形操作の間の複数の操作段階毎に対応して供給し、
各駆動源を個別に駆動する手段を備えた
ことを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のプレス機。
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