JP3685615B2 - 直動型プレスの振動成形方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライドを直線的に上下駆動する直動型プレスにおいて、スライドを上下方向に振動させながら加工するとき、成形品質の向上を可能とする直動型プレスの振動成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直動型プレスは、スライドの位置及び速度を様々に制御することにより被加工材の形状や成形目的に適合したスライドモーションで成形加工を行うことができることから、最近多くの分野で用いられるようになった。一方、直動型プレスはスライドを上下方向に任意のモーションで制御できることから、スライドを所定周期で上下方向に振動させながら成形する、いわゆる振動成形に直動型プレスを用いる成形方法が提案されている。この振動成形によると、通常の成形方法よりも小さい荷重で成形加工ができることが知られている。
【０００３】
そして、直動型プレスによりこの振動成形を行う場合には、一般的に、スライドは例えば電動サーボモータや油圧シリンダ等からなるスライド駆動手段を使用して位置サーボ制御されており、サーボの目標位置を振動のモーションカーブに従って所定周期で変化させることによりスライドを振動させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の直動型プレスの振動成形の方法によると、成形の始まり付近では、スライドに取着された上型と被加工材がスライドの上下振動に伴って下降時の接触及び上昇時の非接触を繰り返すこととなる。このために、一旦上型で押さえた被加工材の位置が上昇時に振動により微妙にずれるので、加工面がきれいにならないという外観品質上の問題が生じる。また、同様に、板厚のばらつき、つまり表面高さのばらつきがある被加工材に例えば刻印を行う場合でも、スライドの下降時のサーボ目標位置を決めて刻印を行っているので刻印深さを均一にすることができないことや、前述のように一旦押さえた被加工材の位置が上昇時に微妙にずれるため刻印が鮮明にならないなどの外観品質上の問題が発生する。
【０００５】
また、上型と被加工材が上記のように接触及び非接触を繰り返すことにより、騒音が発生して作業環境が悪化したり、金型へ悪影響を及ぼして金型寿命が短くなるという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に着目してなされ、スライドを振動させながら成形する際に、加工面の外観品質を向上でき、騒音を抑制できる直動型プレスの振動成形方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、上下方向に直動自在なスライドを下降及び上昇の反復モーションをさせながら成形する直動型プレスの振動成形方法において、前記反復時の上昇行程では、上型を被加工材に当接させたまま、スライド荷重を下降行程よりも小さい値に戻し、予め決められた時間保持するようにしている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によると、直動型プレスにおいてスライドで振動成形する際、加圧成形後にスライドを上昇させる時は、スライド荷重を下降行程よりも小さい値に戻すようにしている。このとき、戻し荷重値は、スライドの下面に取着された上型が被加工材に常に接触できるような値に設定するものとする。これによって、振動成形中、常時上型が被加工材に接触した状態が確保される。そして、次の振動成形の始まりは上型が被加工材に接触した状態からとなり、上型と被加工材が離れずに成形加工を行うことができる。したがって、振動成形開始時と終了時とで上型と被加工材の間の位置ズレがなく、振動成形後の加工面の外観品質が向上する。また、成形の始まり付近にて、従来のようにスライドの戻し（上昇）時と下降とで上型と被加工材が接触と被接触を繰り返すことがないので、上型が被加工材にタッチする時に発生する騒音は無くなって作業環境が向上すると共に、金型にも悪影響を与えずに金型寿命が向上する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の直動型プレスの振動成形方法において、前記反復時の下降行程では、スライド荷重が予め決められたモーションパターンに基づいて設定される加圧荷重値に達したときに前記スライドの下降を停止し、上昇行程に移行する方法としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明によると、加圧下降時にはスライド荷重が予め決められたモーションパターンに基づいて設定される加圧荷重値に達したときにスライドの下降を停止し、上昇行程に移行している。したがって、請求項１記載の効果に加えて、次のことが可能となる。すなわち、被加工材の材質及び板厚と、成形に必要な荷重値と、使用する直動型プレスの加圧能力との関係に基づいて、振動成形時の各行程（１回の反復に対応）毎のスライド荷重を予め設定して振動成形することができる。これにより、最適な成形条件で成形加工を行うことができるので、効率的な振動成形が可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の直動型プレスの振動成形方法において、前記反復時の下降行程では、スライド荷重が予め決められたモーションパターンに基づいて設定される加圧荷重値に達したときに前記スライドの下降を停止し、予め決められた時間保持した後、上昇行程に移行する方法としている。
請求項３に記載の発明によると、加圧下降時にはスライド荷重が予め決められたモーションパターンに基づいて設定される加圧荷重値に達したときにスライドの下降を停止し、予め決められた時間保持した後、上昇行程に移行している。したがって、請求項１記載の効果に加えて、被加工材の材質及び板厚と、成形に必要な荷重値と、使用する直動型プレスの加圧能力との関係に基づいて、振動成形時の各反復行程毎のスライド荷重及びその保持時間を予め設定して振動成形することができる。これにより、最適な成形条件で成形加工を行うことができるので、効率的な振動成形が可能となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３記載の直動型プレスの振動成形方法において、前記下降行程での加圧荷重値を、反復回数毎に漸次減少させる方法としている。
請求項４に記載の発明によると、加圧下降での前記加圧荷重値を各行程毎に、つまり反復回数毎に漸次減少させている。したがって、請求項２又は３記載の効果に加えて、被加工材の材質及び板厚と、使用する直動型プレスの加圧能力との関係に基づいて、成形に必要なスライド荷重を成形目的に適合させて、反復回数毎に設定することができる。
【００１３】
この成形方法は、例えば打ち抜き加工に用いる場合に非常に効果的である。すなわち、１回目の加圧下降行程に対しては、打ち抜き加工を行う被加工材の材質及び板厚に応じて、所定割合の（例えば１０％）板厚分だけ上型が食い込んで切断するのに必要な加圧荷重値を設定する。このとき、この１回目の加圧荷重値を、直動型プレスが本来有する最大荷重（公称能力）に設定してもよい。この設定した加圧荷重に達するまで、スライド２を低速下降させると、上型が被加工材に前記設定された所定割合の板厚の深さまで食い込んで切断される。この後、請求項１の記載のように、上型が被加工材に接触したまま上昇できるような所定値に設定された戻し荷重に達するまで、スライドを上昇させる。これにより、常時上型が被加工材に接触した状態が確保される。そして、前行程において上型が被加工材に食い込んだ深さ分だけ板厚が減少しているので、次行程の下降時の加圧荷重を、その減少分だけ前行程より小さな荷重値に設定することが可能となる。
【００１４】
このように、振動成形時の加圧荷重を各行程毎に徐々に減らしながら打ち抜き加工を行うことにより、被加工材の剪断が進行する。そして、打ち抜きが終了する直前では、被加工材の残りの板厚は当初の板厚の３０〜５０％程度になっており、よって、この残りの部分を剪断するための加圧荷重値を当該直動型プレスの公称能力の２０〜３０％程度に設定することができる。
【００１５】
一方、通常のプレス機械において、従来の通常の成形方法による打ち抜き加工能力の最大値の目安は当該プレス機械の公称能力の７０％程度とされている。これは、打ち抜き完了直後に被加工材に加えていた荷重と逆方向の力、いわゆるブレークスルー荷重が発生することにより制限されるものである。したがって、このような従来の成形方法に比べると、本振動成形方法は、最初の行程の加圧荷重として当該直動型プレスの公称能力の最大荷重値を使用し、また、打ち抜き完了直前の行程の加圧荷重としてより小さい荷重値（例えば、公称能力の２０〜３０％程度）を使用して、被加工材の打ち抜き加工を行うことが可能となり、打ち抜き能力を向上することができる。
【００１６】
しかも、上型と被加工材が接触したまま打ち抜き加工を行うことができるので振動成形開始時と終了時とで上型と被加工材の間の位置ズレがなく、振動成形による打ち抜き加工後の剪断面は美しい面となる。
さらに、打ち抜き加工終了時の加圧荷重が小さいことにより、発生するブレークスルー荷重が小さくなり、よって振動が小さくなると共に、騒音が小さくなり、作業環境の改善を図ることができる。また、振動が小さいことにより直動型プレス及び金型の各部の摩耗や損耗が減り、耐用年数を長期化することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の直動型プレスの振動成形方法において、前記反復時の下降行程では、前記スライドが予め決められたモーションパターンに基づいて設定される停止位置に達したときに前記スライドの下降を停止し、上昇行程に移行している。
【００１８】
請求項５に記載の発明によると、振動成形の加圧下降時は、スライドを予め決められたモーションパターンに基づいて設定される停止位置に達したときにスライドの下降を停止し、上昇行程に移行するようにしている。したがって、請求項１記載の効果に加えて、被加工材の材質及び板厚と、成形に必要なプレス荷重と、使用するプレス機械の加圧能力との関係に基づいて、振動成形時の各行程（反復の１周期に相当）毎に上型が被加工材に食い込む深さを予め設定して振動成形を行うことができる。これにより、最適な成形条件で成形加工を行うことができるので、効率的な振動成形が可能となる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の直動型プレスの振動成形方法において、前記スライドの停止位置を、反復回数毎に漸次低くしている。
【００２０】
請求項６に記載の発明によると、加圧下降時の前記スライド停止位置が反復回数毎に漸次低くなるようにしている。したがって、請求項５の効果に加えて、被加工材の材質及び板厚と、成形に必要なプレス荷重と、使用するプレス機械の加圧能力との関係に基づいて、成形品質を保ちながら成形するために必要なスライド位置を設定することが可能となる。
【００２１】
この成形方法は、例えば刻印加工に用いる場合に非常に有効となる。すなわち、被加工材への刻印深さを加圧時のスライド位置に対応させて、モーションデータ（荷重パターン）として設定し、刻印深さを確実に得ることができる。そして、請求項１に記載のように、スライド荷重を上型が被加工材に当接するような設定値に戻すことにより、上型と被加工材が離れずに刻印加工を行うことができるので、振動成形開始時と終了時とで上型と被加工材の間の位置ズレが発生しない。したがって、刻印位置のズレが無く、鮮明な刻印加工ができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１０を参照して、本発明に係わる直動型プレスの振動成形方法の好適な実施形態を説明する。
図１は、本発明に係わる直動型プレスの要部側面図を示している。同図において、直動型プレス１の本体の左右側面にはＣフレーム７が配設されており、Ｃフレーム７の下部にはボルスタ３が設置されている。また、Ｃフレーム７の上部で、かつ、ボルスタ３と対向した位置には、スライド２が上下動自在に配設されており、このスライド２の上部には、スライド２を駆動する手段の一例として油圧シリンダ４が配設されている。油圧シリンダ４は、速度を可変制御できる速度制御手段１３としてのサーボバルブ（以後、サーボバルブ１３と呼ぶ）、及び、このサーボバルブ１３のパイロット油圧用の電磁弁２５等と共に、マニホールドブロック１０に取り付けられており、これらの間を接続する配管等をマニホールドブロック１０によって無くした一体化構造を成している。また、油圧シリンダ４には、図示しない圧力センサ（詳細は後述）が取着されている。
【００２３】
また、ボルスタ３の上面に下型２３が取着され、またスライド２の下面には上型２２が取着され、下型２３の上面の所定位置に被加工材２４が搬入されるようになっている。そして、スライド２の上下動に伴って、下型２３と上型２２との間で被加工材２４の打ち抜き又は刻印などの成形加工が行われる。
【００２４】
また、上記Ｃフレーム７の開口部近傍に、この開口部と略同様の形状を成す補助フレーム８が配設されている。この補助フレーム８は、上下方向にのみ変位自在となるように、その下端側がピン８ａによってＣフレーム７の側面に取着されている。さらに、補助フレーム８の上端側とスライド２の後部側との間に、例えばリニアセンサよりなるスライド位置センサ３３が取り付けられている。
【００２５】
このスライド位置センサ３３は、軸心方向がスライド２の移動方向と平行で、かつ、スライド２の後部に支持されたセンサロッド３３ａと、このセンサロッド３３ａに嵌挿され、かつ、上記補助フレーム８の上端側に取着されたセンサヘッド３３ｂとからなっている。そして、スライド２の上下動に伴ってセンサロッド３３ａがセンサヘッド３３ｂに対して上下動し、これによって、センサヘッド３３ｂの内部の位置検出部によりスライド２の位置がボルスタ３の上面からの高さとして検出されるようになっている。このスライド位置センサ３３が検出したスライド２の位置信号は後述する制御器４０に入力され、この制御器４０は前記位置信号に基づいて前記油圧シリンダ４を駆動してスライド２の位置及び速度を所定のモーションカーブに沿うように制御する。
【００２６】
ここで、本発明に係わるモーションカーブを図２に基づいて説明する。
まず、スライド２は上限位置Ｕ0 （図示で点Ａ）から加工開始位置Ｕ1 （図示で点Ｂ）まで所定の高速下降速度で下降する。次に、振動時の1 回目の行程（振動の１周期に対応する）において、スライド２は所定の低速下降速度で、予め所定値に設定された１回目の停止位置まで、あるいは所定荷重に達するまで下降する。この低速下降の間に、上型２２の下面が下型２３の上面の被加工材２４にタッチし、この後被加工材２４を加圧しながら下降する。そして、前記１回目の停止位置まで下降したら、あるいは前記所定荷重に達したら、スライド２を停止させる。この停止位置をＬ1 （図示で点Ｃ）とする。この後、スライド２の荷重が予め設定された所定荷重（以後、戻し荷重という）になるまで、停止位置Ｌ1 からスライド２を上昇させ、この位置（図示で点Ｄ）で前記戻し荷重を所定時間保持するようにスライド２を停止させる。
【００２７】
以後同様にして、ｉ回目（ｉは１〜ｎ）の行程においてスライド振動の際には、所定の低速下降速度で被加工材２４を加圧下降して、ｉ回目の所定の停止位置まで下降したら、あるいはｉ回目の所定荷重に達したら、スライド２を停止させる。この停止位置をＬｉ（図示で点Ｅ等）とする。この後、スライド２の荷重が所定のｉ回目の戻し荷重になるまで、停止位置Ｌｉからスライド２を上昇させ、この位置で前記ｉ回目の戻し荷重を所定時間保持するようにスライド２を停止させる。このようにして、スライド２の下降及び上昇を予め設定された所定回数ｎ繰り返す。そして、ｎ回目の加圧下降が終了した時、本振動成形を終了し、このときのスライド位置を成形終了位置Ｌｎ（図示で点Ｆ）とする。この成形終了位置Ｌｎから予め設定された所定の上昇位置Ｕ２（図示で点Ｇ）まで所定の低速上昇速度で上昇し、さらに上限位置Ｕ0 （図示で点Ｈ）まで所定の高速上昇速度で上昇して停止し、所定時間（時間０も含む）だけ停止して１サイクル加工を終了する。実成形作業では、この１サイクル加工が繰り返し行われる。
【００２８】
なお、上記の戻し荷重、及び加圧下降時の荷重値は、それぞれ、行程毎に漸次増加するパターン、行程毎に一定値とするパターン、あるいは、行程毎に漸次減少するパターンの３種類の中から、１つのパターンが設定可能となっている。
【００２９】
つぎに、以上のようなモーションカーブに沿ってスライド２を制御するためのハード構成を、図３に示すハード構成ブロック図に基づいて説明する。
上昇側圧力センサ３１は、油圧シリンダ４の下側（すなわち、油圧シリンダ４内部のピストンよりスライド側）のシリンダ室（図示せず）に配設された圧力センサであり、スライド２を上昇させるための圧力を検出する。また、加工側圧力センサ３２は、油圧シリンダ４の上側（すなわち、上記ピストンをはさんでスライド２と反対側）のシリンダ室（図示せず）に配設された圧力センサであり、前記被加工材２４を成形加工するための油圧シリンダ４の圧力を検出する。また、スライド位置センサ３３は前述のようにスライド２の高さ方向の位置を検出している。これらのセンサの検出信号は、制御器４０に入力されている。
【００３０】
さらに、制御器４０には、モーション入力手段３５及び操作モード選択スイッチ３６が付設されている。
モーション入力手段３５は、スライド２の所定のモーションデータを入力するものである。例えば、前記図２により説明したような、各行程の加圧下降時の加圧荷重やスライド位置（停止位置Ｌi 、成形終了位置Ｌn 等）の目標値（加圧荷重パターン）、及び上昇時の戻し荷重（戻し荷重パターン）を設定したり、スライドモーションデータ、すなわち高速上昇速度、高速下降速度、低速上昇速度、又は低速下降速度等の移動速度、あるいは、振動時以外のスライド目標位置（例えば上限位置Ｕ0 、加圧開始位置Ｕ1 等）を設定するための各設定スイッチにより構成することができる。なお、このモーション入力手段３５は、上位コンピュータ等で構成される他の制御装置から通信等によって上記モーションカーブの各設定値データを入力するための送受信機により構成しても良い。そして、これらの設定値は、各モーションカーブに対応したモーションデータとして制御器４０内の所定のメモリエリアに記憶される。
【００３１】
また、操作モード選択スイッチ３６はプレス操作モードを選択でき、少なくとも、前記モーションカーブの設定を行う設定モードと、安全一工程や連続工程モード等の生産モードとを選択可能となっている。選択されたモード信号は、制御器４０に入力される。
【００３２】
制御器４０は、例えばマイクロコンピュータを主体にした一般的なコンピュータ制御装置で構成されている。制御器４０は、前記各センサの検出信号や、モーション入力手段３５及び操作モード選択スイッチ３６からの信号を入力して後述する所定の演算及び判定処理を行い、この処理結果に基づいてサーボバルブ１３へ制御信号を出力し、また表示器３８にモーション設定値情報等を表示させる。
【００３３】
サーボバルブ１３は、上記制御器４０からの制御信号に基づいて、図示しない油圧ポンプから吐出される圧油の流量及び方向を制御して、油圧シリンダ４の伸縮速度及び方向を制御する。これによって、スライド２は設定された所定のモーションカーブに沿って制御される。なお、サーボバルブ１３は、油圧シリンダ４の速度を可変制御する速度制御手段の一例として示されているが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、スライド駆動手段４が電動サーボモータの場合には、上記速度制御手段は電動モータ用の速度サーボアンプ等で構成される。
【００３４】
また、表示器３８は、制御器４０からの表示指令に基づいて、モーションデータの各設定値や、プレス稼動情報等を表示するものであり、例えば液晶やＥＬ等のグラフィック表示器、及び、ＬＥＤ表示素子等からなるキャラクタ表示器などの組み合わせで構成することができる。
【００３５】
次に、図４に示した機能構成ブロック図に基づいて、制御器４０の各機能構成を説明する。
荷重検出手段４１は、加圧加工時に被加工材２４から反力を受けてスライド２にかかる荷重を検出しており、本実施形態では、荷重として、スライド２を駆動する油圧シリンダ４のシリンダ室にかかる圧力に基づいて検出している。すなわち、油圧シリンダ４の加工側圧力センサ３２により検出した圧力値Ｐｐ及び上昇側圧力センサ３１により検出した圧力値Ｐｓに基づいて、この荷重を演算する。例えば、油圧シリンダ４の加工側圧力値Ｐｐと上側のシリンダ室の断面積との積から上側のシリンダ室の圧油が押し下げる荷重を求め、また上昇側圧力値Ｐｓと下側のシリンダ室の断面積との積から下側のシリンダ室の受ける荷重を求め、この両荷重の差によって算出することができる。なお、スライド２にかかる荷重の検出は、上記荷重差による検出方法に限定されずに、例えばプレス本体のＣフレーム７の歪みを歪みゲージセンサによって検出し、この歪みの大きさに基づいて荷重値を算出することも可能である。
【００３６】
スライド位置検出手段４３は、スライド位置センサ３３からの位置信号を入力してこの位置信号に基づいてスライド位置を求め、このスライド位置データを速度演算手段４４及び出力演算手段５１に出力する。そして、速度演算手段４４は、入力した上記スライド位置データに基づいてスライド速度値を算出する。例えば、所定時間毎の位置データの変化量、すなわち、位置の時間変化率から算出することができる。算出されたスライド速度値は、後述の出力演算手段５１に出力される。
【００３７】
また、モーション設定手段４８は、前記モーション入力手段３５により入力された各モーションデータを取り込み、この各モーションデータを対応するメモリエリアに記憶する。そして、このモーションデータの内、振動成形時の各ｉ回目の戻し荷重設定値を戻し荷重パターンとして戻し荷重パターン記憶手段４５に出力し、各ｉ回目の加圧荷重設定値又は停止位置Ｌｉを荷重パターンとして荷重パターン記憶手段４６に出力する。さらに、生産モード時には、出力演算手段５１及びモーション表示手段４２によって、上記各モーションデータが読み出される。
【００３８】
また、操作モード設定手段４９は、操作モード選択スイッチ３６からの各モード信号を入力し、設定モードの時は設定モード信号を戻し荷重パターン記憶手段４５、荷重パターン記憶手段４６及びモーション表示手段４２に出力し、生産モードの時は生産モード信号を出力演算手段５１及びモーション表示手段４２に出力する。なお、この操作モード設定手段４９は、操作モード選択スイッチ３６からのモード信号に限定されず、例えば上位コンピュータ等の他の制御装置から通信により各モード信号を入力するようにしても良い。
【００３９】
戻し荷重パターン記憶手段４５は、設定モード時、モーション設定手段４８に記憶されている前記戻し荷重パターンを読み出し、記憶する。そして、生産モード時には、出力演算手段５１によって、１サイクル加工中にこの戻し荷重パターンの各行程順に戻し荷重設定値Ｑi （ｉは１〜ｎ、詳細は後述する）が読み込まれる。
【００４０】
また、荷重パターン記憶手段４６は、設定モード時、モーション設定手段４８によって記憶されている前記荷重パターンを読み出し、記憶する。そして、生産モード時には、出力演算手段５１によって、１サイクル加工中にこの荷重パターンの各行程順に荷重設定値Ｐi 、あるいは停止位置Ｌｉ（ｉは１〜ｎ、詳細は後述する）が読み込まれる。
【００４１】
また、出力演算手段５１は、生産モード時に、モーション設定手段４８に記憶された前記スライドモーションデータ、戻し荷重パターン記憶手段４５に記憶された前記戻し荷重パターン、及び荷重パターン記憶手段４６に記憶された前記荷重パターンを読み込む。そして、このスライドモーションデータ、荷重パターン及び戻し荷重パターンに従ってスライド２が駆動されるように、速度制御手段（ここでは、サーボバルブ）１３への制御指令値を演算する。すなわち、スライドモーションデータの各スライド位置の目標設定値（例えば加工開始位置Ｕ1 、上限位置Ｕ0 、停止位置Ｌｉ等）、及び各スライド速度設定値（例えば高速下降速度、低速下降速度など）に基づくモーションカーブに沿ってスライド２を位置サーボ制御するときは、スライド位置検出手段４３からの位置データ、及び速度演算手段４４からの速度データを常時フィードバックしながら、前記制御指令値を演算して出力する。また、荷重パターンの加圧荷重設定値、又は戻し荷重パターンの戻し荷重設定値に基づいてスライド２をそれぞれ所定の低速下降速度又は低速上昇速度で駆動するときは、荷重検出手段４１により検出された荷重データを常時監視しながら、この荷重データが前記加圧荷重設定値又は戻し荷重設定値に達するまで、速度演算手段４４からの速度値をフィードバックして前記制御指令値を演算して出力する。これにより、スライド駆動手段（ここでは、油圧シリンダ）４の位置及び速度が制御される。
【００４２】
また、モーション表示手段４２は、設定モード時にモーション設定手段４８により記憶された各モーションデータを表示し、生産モード時に現在のモーションのモニタ情報を表示する。このモニタ情報として、例えば、スライド位置検出手段４３からの位置データ、速度演算手段４４からの速度データ、荷重検出手段４１からの荷重値、出力演算手段５１からの前記制御指令値等が表示される。
【００４３】
以上のような構成によると、振動成形時に、スライド２は、各行程での少なくとも上昇時には戻し荷重パターンに従って所定戻し荷重になるまで制御される。この戻し荷重値は、各行程でスライド２が前記停止位置Ｌi から上昇しても上型２２が被加工材２４に当接することができるような値に設定される。したがって、振動成形加工を行っても上型２２が被加工材２４の表面から離れることがないので、被加工材２４の位置ずれによる型タッチ位置の微妙なずれが無くなる。したがって、成形後の外観品質が向上すると共に、振動成形により直動型プレスの最大荷重での成形加工が可能となって同一プレスでの加工能力を最大限に利用することができる。なお、加圧下降時には、所定の荷重パターンに従って所定荷重に達するまで、あるいは所定スライド位置に達するまで制御される。
【００４４】
つぎに、荷重パターン及び戻し荷重パターンの種々の実施形態について、以下に説明する。
図５及び図６に基づいて、第１実施形態を説明する。第１実施形態は、振動成形時の各行程で、戻し荷重を所定の一定値とし、加圧下降時の加圧荷重を各行程毎に漸次増加させる成形方法を示している。
【００４５】
図５は、本実施形態におけるスライド２のモーションパターンと、荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係を表すタイムチャート例を示している。同図において、横軸は経過時間を表し、縦軸はそれぞれスライドの位置及び荷重を表している。なお、先に図２により説明したモーションカーブの各部の名称と重複するものには同じ符号を付けて、ここでの説明を省く。
荷重パターンは、加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）が漸次所定カーブに沿って増加するように設定されており、また戻し荷重パターンは、戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ）が一定の戻し荷重値Ｑ0 に設定されている。なお、この戻し荷重値Ｑ0 は、上型２２が被加工材２４に当接した状態でスライド２が微小距離上昇できるような値に設定する。このときの、スライドモーションは以下のようになる。
【００４６】
スライド２は、上限位置Ｕ0 から加工開始位置Ｕ1 まで所定の高速下降速度で下降する。次に、1 回目の行程で、加工開始位置Ｕ1 から所定の低速下降速度で、１回目の加圧荷重値Ｐ１に達するまで下降する。この低速下降の間に、上型２２が被加工材２４にタッチし、この後被加工材２４を加圧しながら下降する。そして、１回目の加圧荷重値Ｐ１に達したら、スライド２を停止させる（停止位置Ｌ1 ）。このとき、被加工材２４の加圧時間がｔ１であったとする。この後、スライド荷重が戻し荷重値Ｑ0 になるまで、停止位置Ｌ1 からスライド２を所定低速度で上昇させ、この位置（図示で点Ｄ）で戻し荷重値Ｑ0 を所定時間ｔ0 （時間０も含む）保持する。以後、加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝２〜ｎ）に達するまでの加圧下降（加圧時間＝ｔｉ）と、戻し荷重値Ｑ0 になるまでの上昇とを繰り返して、振動成形を行う。そして、スライド２はこの振動成形完了時の位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ２まで低速上昇速度で上昇し、さらに上限位置Ｕ0 まで高速上昇速度で上昇して停止し、１サイクル加工を終了する。
【００４７】
前述のように、上記荷重パターンの各加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）は荷重パターン記憶手段４６に、また戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ、ここでは一定の戻し荷重値Ｑ0 に等しい）は戻し荷重パターン記憶手段４５に、設定モードのときに記憶されている。
【００４８】
つぎに、図６に示したフローチャート例に基づいて、本実施形態での制御処理手順を説明する。ここで、各処理ステップ番号はＳを付して表されており、以後のフローチャートでも同様とする。
まずＳ１で、設定モードの時、荷重パターン記憶手段４６及び戻し荷重パターン記憶手段４５はモーション設定手段４８に記憶されているモーションデータの内、それぞれ荷重パターン及び戻し荷重パターンを取り込む。つぎに、生産モードの時、Ｓ２において、出力演算手段５１はモーション設定手段４８のスライドモーションデータに基づいて、スライド２の位置データ及び速度データをフィードバックしながら演算した制御指令をサーボバルブ１３へ出力し、油圧シリンダ４を制御する。これにより、スライド２を上限位置Ｕ0 から加工開始位置Ｕ1 まで所定の高速下降速度で下降させる。つぎに、Ｓ３で、１サイクル加工内の振動回数ｉの初期化（ｉ＝１）を行う。
【００４９】
この後、出力演算手段５１は、Ｓ４で同様にしてスライドモーションデータに基づいてスライド２を所定の低速の成形速度で下降させ、Ｓ５においてスライド２の荷重が荷重パターン記憶手段４６に記憶している振動回数ｉ回目の加圧荷重設定値Ｐｉに達したか否かを判断する。ここで加圧荷重設定値Ｐｉに達していない場合は、Ｓ４に戻り、所定の成形速度でスライド２の加圧荷重が加圧荷重設定値Ｐｉに達するまで下降を続ける。加圧荷重が加圧荷重設定値Ｐｉに達する（停止位置Ｌ１）と、Ｓ６で、スライド２の荷重を加圧荷重設定値Ｐｉで所定時間ｔ１保持した後、Ｓ７で振動回数ｉが予め設定された所定回数ｎに達しているか否かを判断する。所定回数ｎに達していない場合は、Ｓ８においてスライド荷重が戻し荷重パターン記憶手段４５に記憶している戻し荷重Ｑ0 に戻るまでスライド２を上昇させる。そして、Ｓ９において、Ｓ８での最終の戻し荷重Ｑ0 を所定時間ｔ0 だけ保持する。Ｓ９を終了してｉ回目の振動成形が終了する。つぎにＳ１０において振動回数ｉが１だけ加算され、Ｓ４に戻って、以上の処理を繰り返す。
【００５０】
前記Ｓ７において振動回数ｉが所定回数ｎ以上に達すると、Ｓ１１において成形終了位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ2 まで所定の低速上昇速度で上昇する。つぎにＳ１２において、スライド２を上限位置Ｕ0 まで所定の高速上昇速度で上昇させ、上限位置Ｕ0 にて所定時間（時間０も含む）だけ停止して１サイクル加工を終了する。
【００５１】
本実施形態の成形方法により、振動成形時の各行程で、上型２２が被加工材２４から離れないような所定戻し荷重Ｑ0 になるまでスライド２を戻すので、上型２２が被加工材２４に当接した状態が確保される。よって、次行程の加圧下降の始まりは上型２２が被加工材２４に接触した状態からとなり、上型２２と被加工材２４が離れずに成形加工ができるので、振動成形開始時と終了時とで上型２２と被加工材２４の間の位置ズレがない。したがって、振動成形後の加工面の外観品質が向上する。また、成形の始まり付近にて、従来のようにスライド２の上昇時と加圧下降時に上型２２と被加工材２４との接触及び非接触を繰り返すことがなくなるので、上型２２が被加工材２４にタッチした時に発生する騒音は無くなって作業環境が向上すると共に、金型寿命の低下も抑制される。
【００５２】
つぎに、図７及び図８に基づいて第２実施形態を説明する。本実施形態は、振動成形において、スライド上昇時の戻し荷重を漸次増加させ、かつ、加圧下降時の加圧荷重を漸次減少させる成形方法を示している。
【００５３】
図７は、前記図５と同様に、本実施形態におけるスライド２のモーションパターンと、荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係を表すタイムチャート例を示している。また、先に図２により説明したモーションカーブの各部の名称と重複するものには同じ符号を付けて、ここでの説明を省く。
荷重パターンは、加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）が漸次第１の所定カーブ６１に沿って減少するように設定されており、また戻し荷重パターンは、戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ）が漸次第２の所定カーブ６２に沿って増加するように設定されている。なお、この戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、前実施形態と同様に、上型２２が被加工材２４に当接した状態でスライド２が微小距離上昇できるような値に設定する。このときの、スライドモーションは以下のようになる。
【００５４】
スライド２は、1 回目の行程で、加工開始位置Ｕ1 から所定の低速下降速度で、１回目の加圧荷重値Ｐ１に達するまで下降し、この低速下降の間に、上型２２が被加工材２４にタッチし、この後被加工材２４を加圧しながら下降する。そして、１回目の加圧荷重値Ｐ１に達したら、スライド２を停止させる（停止位置Ｌ1 ）。このときの加圧時間をｔ１とする。この後、スライド荷重が戻し荷重値Ｑ１になるまで、停止位置Ｌ1 からスライド２を所定低速度で上昇させ、この位置（図示で点Ｄ）で戻し荷重値Ｑ１を所定時間ｔ0 （時間０も含む）保持する。以後、前行程の加圧荷重値Ｐｉ-1よりも漸次小さい加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝２〜ｎ）に達するまでの加圧下降（加圧時間＝ｔｉ）と、前行程の戻し荷重値Ｑｉ-1よりも漸次大きい戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝２〜ｎ-1）になるまでの上昇とを繰り返して、振動成形を行う。次にスライド２は、この振動成形完了時の位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ２を経由して上限位置Ｕ0 まで上昇して停止し、１サイクル加工を終了する。
【００５５】
前述同様に、上記荷重パターンの各加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）は荷重パターン記憶手段４６に、また戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ-1）は戻し荷重パターン記憶手段４５に、設定モードのときに記憶されている。
【００５６】
つぎに、図８に示したフローチャート例に基づいて、本実施形態での制御処理手順を説明する。
まず、Ｓ２１で、設定モードの時、荷重パターン記憶手段４６及び戻し荷重パターン記憶手段４５はモーション設定手段４８に記憶されているモーションデータの内、それぞれ荷重パターン及び戻し荷重パターンを取り込む。つぎに、Ｓ２２において、生産モードの時、出力演算手段５１はモーション設定手段４８のスライドモーションデータに基づいて、スライド２の位置データ及び速度データをフィードバックしながら演算した制御指令をサーボバルブ１３へ出力し、油圧シリンダ４を制御する。これにより、スライド２を上限位置Ｕ0 から加工開始位置Ｕ1 まで所定の高速下降速度で下降させる。そしてＳ２３で、１サイクル加工内の振動回数ｉの初期化（ｉ＝１）を行う。
【００５７】
この後、出力演算手段５１は、Ｓ２４で同様にしてスライドモーションデータに基づいてスライド２を所定の低速の成形速度で下降させ、Ｓ２５において、加圧荷重が、荷重パターン記憶手段４６に記憶している振動回数ｉ回目の加圧荷重設定値Ｐｉに達したか否かを判断する。加圧荷重設定値Ｐｉに達していない場合は、Ｓ２４に戻り所定の成形速度で加圧荷重が加圧荷重設定値Ｐｉに達するまで下降を続ける。そして加圧荷重設定値Ｐｉに達すると、Ｓ２６においてＳ２５の加圧荷重設定値Ｐｉを所定時間ｔｉ保持する。その後Ｓ２７において、振動回数ｉが予め設定された所定回数ｎに達しているか否かを判断する。所定回数ｎに達していない場合は、Ｓ２８で、スライド荷重が戻し荷重パターン記憶手段４５に記憶しているｉ回目の戻し荷重Ｑｉになるまでスライドを上昇させる。図７に示した例では、前行程での戻し荷重値Ｑｉ-1よりも戻し荷重値Ｑｉが大きくなるように戻し荷重Ｑｉを行程毎に漸次増加させる。そしてＳ２９に移行し、Ｓ２８での最終の戻し荷重Ｑｉを所定時間ｔ0 保持する。Ｓ２９を終了してｉ回目の振動成形が終了する。つぎにＳ３０において、振動回数ｉが１だけ加算され、Ｓ２４に戻って以上の処理を繰り返す。
【００５８】
Ｓ２７において振動回数ｉが所定回数ｎ以上に達すると、Ｓ３１において、スライド２を成形終了位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ2 まで所定の低速上昇速度で上昇させる。つぎにＳ３２で、スライド２を上限位置Ｕ0 まで所定の高速上昇速度で上昇させ、上限位置Ｕ0 にて所定時間（時間０も含む）だけ停止して１サイクル加工を終了する。
【００５９】
本実施形態の成形方法により、振動成形時の各行程で、上型２２が被加工材２４から離れないような所定戻し荷重Ｑｉになるまでスライド２を戻すので、上型２２と被加工材２４が離れずに成形加工ができる。したがって、上型２２と被加工材２４の間の位置ズレがないので、振動成形後の加工面の外観品質が向上する。また、成形の始まり付近にて、従来のように加圧下降時に上型２２が被加工材２４にタッチして発生させる騒音が無くなって作業環境が向上すると共に、金型寿命の低下も抑制される。
【００６０】
また、本実施形態の成形方法を打ち抜き加工に用いる場合、直動型プレスの公称能力の最大荷重を使用して打ち抜き加工を行えるようになる。例えば、荷重パターンとして、１回目の行程の加圧荷重値Ｐ１を公称能力の最大荷重に設定し、次行程より加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝２〜ｎ）を漸次減少させて、上型２２が被加工材２４にその板厚の例えば３０〜５０％程度食い込んだ最終行程での加圧荷重値Ｐｎを公称能力の２０〜３０％程度に設定する。そして、この荷重パターンの設定値に基づくモーションデータによって振動成形で打ち抜き加工を行うことにより、１回目の行程では、最大荷重（加圧荷重値Ｐ１）によりスライド２が板厚の所定比率（例えば１０％）に相当する深さまで食い込み、次の行程では、最大荷重よりも所定比率（例えば１０％）減らした加圧荷重値Ｐ２でスライド２が前行程で小さくなった板厚の所定比率に相当する深さまでさらに食い込む。このようにして、各行程の加圧下降の度に、被加工材２４が徐々に剪断される。そして、振動成形の最終行程では、最大荷重の２０〜３０％程度の加圧荷重値Ｐｎで残りの３０〜５０％程度の板厚分が剪断される。
【００６１】
この結果、従来は、通常のプレス機械における打ち抜き加工能力はプレス機械の公称能力（本来有する最大荷重性能）の７０％程度が最大値とされていたが、本実施形態のような振動成形方法により、打ち抜き加工の最大能力を直動型プレスの公称能力の最大荷重とすることができる。したがって、直動型プレスが本来有する加工能力を最大限使用して打ち抜き加工を行うことができるようになり、加工能力を大幅に向上することができる。
【００６２】
しかも、この場合、上型２２と被加工材２４が離れずに打ち抜き加工を行うことができるので、加工開始時と終了時とで上型２２と被加工材２４の位置ズレがなく、振動成形による打ち抜き加工を行ってきれいな剪断面が得られる。
さらに、打ち抜き加工完了時の加圧荷重値Ｐｎが小さいことにより、発生するブレークスルーが小さくなる。このために、振動が小さくなり直動型プレス及び金型の各部の摩耗や損耗が少なくなるので、直動型プレス及び金型の耐用年数を長くすることができる。また、振動及び騒音も小さくなるので、作業環境が改善される。
【００６３】
なお、本実施形態においては、加圧下降時は加圧荷重を漸次減少させ、スライド上昇時は戻し荷重を漸次増加させるようにしているが、本発明はこれに限定するものではない。加工の種類と被加工材の材質又は形状等により、例えば、加圧下降時は加圧荷重を漸次減少させると共に、スライド上昇時は、戻し荷重値を漸次減少させるか、あるいは一定値とする成形方法等を採用することもできる。
【００６４】
つぎに、図９及び図１０に基づいて第３実施形態を説明する。本実施形態は、振動成形において、スライド上昇時は戻し荷重を一定とすると共に、加圧下降時はスライドを所定の停止位置に制御する成形方法を示している。
【００６５】
図９は、前記図５と同様に、本実施形態におけるスライド２のモーションパターンと、荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係を表すタイムチャート例を示している。また、先に図２により説明したモーションカーブの各部の名称と重複するものには同じ符号を付けて、ここでの説明を省く。
【００６６】
戻し荷重パターンは、戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ-1）を一定の戻し荷重値Ｑ0 として設定されている。荷重パターンは、各行程のスライド２の目標下降位置が漸次低くなるような所定の停止位置Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に設定されており、このときの各停止位置Ｌｉでの加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）は図示のように漸次減少するものとする。なお、このときの戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ-1、ここでは戻し荷重値Ｑ0 に等しい）は、前実施形態と同様に、上型２２が被加工材２４に当接した状態でスライド２が微小距離上昇できるような値に設定する。
【００６７】
またこのときの、スライドモーションは以下のようになる。
スライド２は、1 回目の行程で、加工開始位置Ｕ1 から所定の低速下降速度で、１回目の停止位置Ｌ1 に到達するまで下降し、この低速下降の間に、上型２２が被加工材２４にタッチし、この後被加工材２４を加圧しながら下降する。そして、１回目の停止位置Ｌ1 に到達したら、スライド２を停止させる。このとき、加圧荷重は加圧荷重値Ｐ１に達し、また加圧時間はｔ１であったとする。この後、スライド荷重が戻し荷重値Ｑ0 になるまで、停止位置Ｌ1 からスライド２を所定低速度で上昇させ、この位置（図示で点Ｄ）で戻し荷重値Ｑ0 を所定時間ｔ0 （時間０も含む）保持する。以後、スライド２が停止位置Ｌｉ（ｉ＝２〜ｎ）に達するまでの加圧下降（加圧時間＝ｔｉ）と、戻し荷重値Ｑ0 になるまでの上昇（保持時間ｔ0 ）とを繰り返して、振動成形を行う。次にスライド２は、この振動成形完了時の位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ２を経由して上限位置Ｕ0 まで上昇して停止し、１サイクル加工を終了する。
【００６８】
図１０は、図９に示した成形を行うときのフローチャート例を示しており、ここで各処理ステップ番号はＳを付して表されている。
まず、Ｓ４１で、設定モードの時、荷重パターン記憶手段４６及び戻し荷重パターン記憶手段４５はモーション設定手段４８に記憶されているモーションデータの内、それぞれ荷重パターン及び戻し荷重パターンを取り込む。つぎに、Ｓ４２において、生産モードの時、出力演算手段５１はモーション設定手段４８のスライドモーションデータに基づいて、スライド２の位置データ及び速度データをフィードバックしながら演算した制御指令をサーボバルブ１３へ出力し、油圧シリンダ４を制御する。これにより、スライド２を上限位置Ｕ0 から加工開始位置Ｕ1 まで所定の高速下降速度で下降させる。そして、Ｓ４３で１サイクル加工内の振動回数ｉの初期化（ｉ＝１）を行う。
【００６９】
この後、出力演算手段５１は、Ｓ４４で同様にしてスライドモーションデータに基づいてスライド２を所定の低速の成形速度で下降させ、Ｓ４５において、スライド位置が、モーション設定手段４８に記憶しているスライドモーションデータの振動回数ｉ回目の停止位置Ｌｉに達したか否かを判断する。停止位置Ｌｉに達していない場合は、Ｓ４４に戻り所定の低速の成形速度でスライド位置が停止位置Ｌｉに達するまで下降を続ける。そして停止位置Ｌｉに達すると、Ｓ４６で、振動回数ｉが予め設定された所定回数ｎに達しているか否かを判断する。所定回数ｎに達していない場合は、Ｓ４７でスライド荷重が戻し荷重パターン記憶手段４５に記憶している一定の戻し荷重Ｑ0 になるまでスライドを上昇させる。そしてＳ４８に移行し、Ｓ４７での最終の戻し荷重Ｑ0 を所定時間ｔ0 保持する。Ｓ４８を終了してｉ回目の振動成形が終了する。つぎにＳ４９において、振動回数ｉが１だけ加算され、Ｓ４４に戻って以上の処理を繰り返す。
【００７０】
Ｓ４６において振動回数ｉが所定回数ｎ以上に達すると、Ｓ５０において、スライド２を成形終了位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ2 まで所定の低速上昇速度で上昇させる。つぎにＳ５１で、スライド２を上限位置Ｕ0 まで所定の高速上昇速度で上昇させ、上限位置Ｕ0 にて所定時間（時間０も含む）だけ停止して１サイクル加工を終了する。
【００７１】
本実施形態の成形方法でも、振動成形時の各行程で、上型２２が被加工材２４から離れないような所定戻し荷重Ｑ0 になるまでスライド２を戻すので、上型２２と被加工材２４が離れずに成形加工ができる。したがって、上型２２と被加工材２４の位置ズレがないので、振動成形後の加工面の外観品質が向上する。また、振動成形時の上型２２が被加工材２４にタッチした時の騒音が無くなって作業環境が向上すると共に、金型寿命の低下が抑制される。
【００７２】
そして、特に、本実施形態の成形方法を刻印加工に用いる場合に、大きな効果を得られる。すなわち、加圧下降時の荷重パターンとして、被加工材４の刻印深さに対応して所定のスライド位置を設定することにより、精度の良い刻印深さを確実に得ることができる。しかも、上型２２と被加工材２４が離れずに刻印加工を行うことができ、刻印開始時と終了時とで上型２２と被加工材２４の間の位置ズレが発生しないので、刻印位置のズレが無く、鮮明な刻印加工ができる。
【００７３】
このように、本実施形態で示した振動成形方法によると、成形加工品の外観品質を良くし、騒音や振動の発生を減少させて作業環境を良くし、また、刻印加工に適用すると刻印深さを均一にして鮮明な刻印が可能となり、よって加工品質を向上できる。
【００７４】
なお、本実施形態においては、加圧下降時は各行程のスライド２の停止位置Ｌｉを所定カーブに沿って漸次低くなるように設定し、スライド上昇時は戻し荷重を一定値としているが、本発明はこれに限定するものではない。加工の種類と、被加工材の材質又は形状等により、例えば、加圧下降時は各行程の停止位置Ｌｉを漸次低くなるように設定すると共に、スライド上昇時は、戻し荷重値を漸次増加させる、あるいは漸次減少させる成形方法等を採用することもできる。
【００７５】
なお、これまでの実施形態ではスライド駆動手段４として油圧シリンダを使用する例を説明したが、これに限定されずに、例えば電動サーボモータや油圧モータ等を使用する直動型プレスの場合においても、本発明に係わる振動成形方法を適用して同様の作用及び効果が得られることは明らかである。すなわち、この場合でも、上記振動成形方法によると、同様に、少なくともスライド上昇時にはスライド荷重を所定値に戻して上型２２と被加工材２４とが当接したまま離れないようにすることができる。したがって、この場合でも、振動成形後の加工面の外観品質を向上させることができると共に、振動成形時の騒音や振動を減少させて作業環境も向上させ、同時に金型寿命の低下を抑制することができる。
【００７６】
以上説明したように、本発明に係わる振動成形方法により、成形品の外観品質を良くし、振動成形時の騒音の発生を減少させて作業環境を改善することが可能となる。また、打ち抜き加工においては、直動型プレスが本来有する公称能力を最大限に利用して最大荷重により打ち抜き加工ができ、さらにブレークスルー発生時の振動を小さくして作業環境の改善を図ることもできる。また、刻印加工においても、刻印深さが均一で、しかも鮮明な刻印ができ、加工後の外観品質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる直動型プレスの要部側面図を示す。
【図２】本発明に係わるモーションカーブの説明図である。
【図３】本発明に係わる振動成形方法を実施するハード構成ブロック図である。
【図４】本発明に係わる振動成形方法を実施する機能構成ブロック図を示す。
【図５】第１実施形態のスライドモーションパターンと荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係の説明図である。
【図６】第１実施形態の制御処理手順を説明するフローチャート例である。
【図７】第２実施形態のスライドモーションパターンと荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係の説明図である。
【図８】第２実施形態の制御処理手順を説明するフローチャート例である。
【図９】第３実施形態のスライドモーションパターンと荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係の説明図である。
【図１０】第３実施形態の制御処理手順を説明するフローチャート例である。
【符号の説明】
１ 直動型プレス
２ スライド
３ ボルスタ
４ 油圧シリンダ
７ Ｃフレーム
８ 補助フレーム
１０ マニホールドブロック
１３ サーボバルブ
２４ 被加工材
２５ パイロット用電磁弁
３１ 上昇側圧力センサ
３２ 加工側圧力センサ
３３ スライド位置センサ
３３ａ センサロッド
３３ｂ センサヘッド
３５ モーション入力手段
３６ 操作モード選択スイッチ
３８ 表示器
４０ 制御器
４１ 荷重検出手段
４２ モーション表示手段
４３ スライド位置検出手段
４４ 速度演算手段
４５ 戻し荷重パターン記憶手段
４６ 荷重パターン記憶手段
４８ モーション設定手段
４９ 操作モード設定手段
５１ 出力演算手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、スライドを直線的に上下駆動する直動型プレスにおいて、スライドを上下方向に振動させながら加工するとき、成形品質の向上を可能とする直動型プレスの振動成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直動型プレスは、スライドの位置及び速度を様々に制御することにより被加工材の形状や成形目的に適合したスライドモーションで成形加工を行うことができることから、最近多くの分野で用いられるようになった。一方、直動型プレスはスライドを上下方向に任意のモーションで制御できることから、スライドを所定周期で上下方向に振動させながら成形する、いわゆる振動成形に直動型プレスを用いる成形方法が提案されている。この振動成形によると、通常の成形方法よりも小さい荷重で成形加工ができることが知られている。
【０００３】
そして、直動型プレスによりこの振動成形を行う場合には、一般的に、スライドは例えば電動サーボモータや油圧シリンダ等からなるスライド駆動手段を使用して位置サーボ制御されており、サーボの目標位置を振動のモーションカーブに従って所定周期で変化させることによりスライドを振動させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の直動型プレスの振動成形の方法によると、成形の始まり付近では、スライドに取着された上型と被加工材がスライドの上下振動に伴って下降時の接触及び上昇時の非接触を繰り返すこととなる。このために、一旦上型で押さえた被加工材の位置が上昇時に振動により微妙にずれるので、加工面がきれいにならないという外観品質上の問題が生じる。また、同様に、板厚のばらつき、つまり表面高さのばらつきがある被加工材に例えば刻印を行う場合でも、スライドの下降時のサーボ目標位置を決めて刻印を行っているので刻印深さを均一にすることができないことや、前述のように一旦押さえた被加工材の位置が上昇時に微妙にずれるため刻印が鮮明にならないなどの外観品質上の問題が発生する。
【０００５】
また、上型と被加工材が上記のように接触及び非接触を繰り返すことにより、騒音が発生して作業環境が悪化したり、金型へ悪影響を及ぼして金型寿命が短くなるという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に着目してなされ、スライドを振動させながら成形する際に、加工面の外観品質を向上でき、騒音を抑制できる直動型プレスの振動成形方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、上下方向に直動自在なスライドを下降及び上昇の反復モーションをさせながら成形する直動型プレスの振動成形方法において、前記反復時の上昇行程では、上型を被加工材に当接させたまま、スライド荷重を下降行程よりも小さい値に戻し、予め決められた時間保持するようにしている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によると、直動型プレスにおいてスライドで振動成形する際、加圧成形後にスライドを上昇させる時は、スライド荷重を下降行程よりも小さい値に戻すようにしている。このとき、戻し荷重値は、スライドの下面に取着された上型が被加工材に常に接触できるような値に設定するものとする。これによって、振動成形中、常時上型が被加工材に接触した状態が確保される。そして、次の振動成形の始まりは上型が被加工材に接触した状態からとなり、上型と被加工材が離れずに成形加工を行うことができる。したがって、振動成形開始時と終了時とで上型と被加工材の間の位置ズレがなく、振動成形後の加工面の外観品質が向上する。また、成形の始まり付近にて、従来のようにスライドの戻し（上昇）時と下降とで上型と被加工材が接触と被接触を繰り返すことがないので、上型が被加工材にタッチする時に発生する騒音は無くなって作業環境が向上すると共に、金型にも悪影響を与えずに金型寿命が向上する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の直動型プレスの振動成形方法において、前記反復時の下降行程では、スライド荷重が予め決められたモーションパターンに基づいて設定される加圧荷重値に達したときに前記スライドの下降を停止し、上昇行程に移行する方法としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明によると、加圧下降時にはスライド荷重が予め決められたモーションパターンに基づいて設定される加圧荷重値に達したときにスライドの下降を停止し、上昇行程に移行している。したがって、請求項１記載の効果に加えて、次のことが可能となる。すなわち、被加工材の材質及び板厚と、成形に必要な荷重値と、使用する直動型プレスの加圧能力との関係に基づいて、振動成形時の各行程（１回の反復に対応）毎のスライド荷重を予め設定して振動成形することができる。これにより、最適な成形条件で成形加工を行うことができるので、効率的な振動成形が可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の直動型プレスの振動成形方法において、前記反復時の下降行程では、スライド荷重が予め決められたモーションパターンに基づいて設定される加圧荷重値に達したときに前記スライドの下降を停止し、予め決められた時間保持した後、上昇行程に移行する方法としている。
請求項３に記載の発明によると、加圧下降時にはスライド荷重が予め決められたモーションパターンに基づいて設定される加圧荷重値に達したときにスライドの下降を停止し、予め決められた時間保持した後、上昇行程に移行している。したがって、請求項１記載の効果に加えて、被加工材の材質及び板厚と、成形に必要な荷重値と、使用する直動型プレスの加圧能力との関係に基づいて、振動成形時の各反復行程毎のスライド荷重及びその保持時間を予め設定して振動成形することができる。これにより、最適な成形条件で成形加工を行うことができるので、効率的な振動成形が可能となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３記載の直動型プレスの振動成形方法において、前記下降行程での加圧荷重値を、反復回数毎に漸次減少させる方法としている。
請求項４に記載の発明によると、加圧下降での前記加圧荷重値を各行程毎に、つまり反復回数毎に漸次減少させている。したがって、請求項２又は３記載の効果に加えて、被加工材の材質及び板厚と、使用する直動型プレスの加圧能力との関係に基づいて、成形に必要なスライド荷重を成形目的に適合させて、反復回数毎に設定することができる。
【００１３】
この成形方法は、例えば打ち抜き加工に用いる場合に非常に効果的である。すなわち、１回目の加圧下降行程に対しては、打ち抜き加工を行う被加工材の材質及び板厚に応じて、所定割合の（例えば１０％）板厚分だけ上型が食い込んで切断するのに必要な加圧荷重値を設定する。このとき、この１回目の加圧荷重値を、直動型プレスが本来有する最大荷重（公称能力）に設定してもよい。この設定した加圧荷重に達するまで、スライド２を低速下降させると、上型が被加工材に前記設定された所定割合の板厚の深さまで食い込んで切断される。この後、請求項１の記載のように、上型が被加工材に接触したまま上昇できるような所定値に設定された戻し荷重に達するまで、スライドを上昇させる。これにより、常時上型が被加工材に接触した状態が確保される。そして、前行程において上型が被加工材に食い込んだ深さ分だけ板厚が減少しているので、次行程の下降時の加圧荷重を、その減少分だけ前行程より小さな荷重値に設定することが可能となる。
【００１４】
このように、振動成形時の加圧荷重を各行程毎に徐々に減らしながら打ち抜き加工を行うことにより、被加工材の剪断が進行する。そして、打ち抜きが終了する直前では、被加工材の残りの板厚は当初の板厚の３０〜５０％程度になっており、よって、この残りの部分を剪断するための加圧荷重値を当該直動型プレスの公称能力の２０〜３０％程度に設定することができる。
【００１５】
一方、通常のプレス機械において、従来の通常の成形方法による打ち抜き加工能力の最大値の目安は当該プレス機械の公称能力の７０％程度とされている。これは、打ち抜き完了直後に被加工材に加えていた荷重と逆方向の力、いわゆるブレークスルー荷重が発生することにより制限されるものである。したがって、このような従来の成形方法に比べると、本振動成形方法は、最初の行程の加圧荷重として当該直動型プレスの公称能力の最大荷重値を使用し、また、打ち抜き完了直前の行程の加圧荷重としてより小さい荷重値（例えば、公称能力の２０〜３０％程度）を使用して、被加工材の打ち抜き加工を行うことが可能となり、打ち抜き能力を向上することができる。
【００１６】
しかも、上型と被加工材が接触したまま打ち抜き加工を行うことができるので振動成形開始時と終了時とで上型と被加工材の間の位置ズレがなく、振動成形による打ち抜き加工後の剪断面は美しい面となる。
さらに、打ち抜き加工終了時の加圧荷重が小さいことにより、発生するブレークスルー荷重が小さくなり、よって振動が小さくなると共に、騒音が小さくなり、作業環境の改善を図ることができる。また、振動が小さいことにより直動型プレス及び金型の各部の摩耗や損耗が減り、耐用年数を長期化することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の直動型プレスの振動成形方法において、前記反復時の下降行程では、前記スライドが予め決められたモーションパターンに基づいて設定される停止位置に達したときに前記スライドの下降を停止し、上昇行程に移行している。
【００１８】
請求項５に記載の発明によると、振動成形の加圧下降時は、スライドを予め決められたモーションパターンに基づいて設定される停止位置に達したときにスライドの下降を停止し、上昇行程に移行するようにしている。したがって、請求項１記載の効果に加えて、被加工材の材質及び板厚と、成形に必要なプレス荷重と、使用するプレス機械の加圧能力との関係に基づいて、振動成形時の各行程（反復の１周期に相当）毎に上型が被加工材に食い込む深さを予め設定して振動成形を行うことができる。これにより、最適な成形条件で成形加工を行うことができるので、効率的な振動成形が可能となる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の直動型プレスの振動成形方法において、前記スライドの停止位置を、反復回数毎に漸次低くしている。
【００２０】
請求項６に記載の発明によると、加圧下降時の前記スライド停止位置が反復回数毎に漸次低くなるようにしている。したがって、請求項５の効果に加えて、被加工材の材質及び板厚と、成形に必要なプレス荷重と、使用するプレス機械の加圧能力との関係に基づいて、成形品質を保ちながら成形するために必要なスライド位置を設定することが可能となる。
【００２１】
この成形方法は、例えば刻印加工に用いる場合に非常に有効となる。すなわち、被加工材への刻印深さを加圧時のスライド位置に対応させて、モーションデータ（荷重パターン）として設定し、刻印深さを確実に得ることができる。そして、請求項１に記載のように、スライド荷重を上型が被加工材に当接するような設定値に戻すことにより、上型と被加工材が離れずに刻印加工を行うことができるので、振動成形開始時と終了時とで上型と被加工材の間の位置ズレが発生しない。したがって、刻印位置のズレが無く、鮮明な刻印加工ができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１０を参照して、本発明に係わる直動型プレスの振動成形方法の好適な実施形態を説明する。
図１は、本発明に係わる直動型プレスの要部側面図を示している。同図において、直動型プレス１の本体の左右側面にはＣフレーム７が配設されており、Ｃフレーム７の下部にはボルスタ３が設置されている。また、Ｃフレーム７の上部で、かつ、ボルスタ３と対向した位置には、スライド２が上下動自在に配設されており、このスライド２の上部には、スライド２を駆動する手段の一例として油圧シリンダ４が配設されている。油圧シリンダ４は、速度を可変制御できる速度制御手段１３としてのサーボバルブ（以後、サーボバルブ１３と呼ぶ）、及び、このサーボバルブ１３のパイロット油圧用の電磁弁２５等と共に、マニホールドブロック１０に取り付けられており、これらの間を接続する配管等をマニホールドブロック１０によって無くした一体化構造を成している。また、油圧シリンダ４には、図示しない圧力センサ（詳細は後述）が取着されている。
【００２３】
また、ボルスタ３の上面に下型２３が取着され、またスライド２の下面には上型２２が取着され、下型２３の上面の所定位置に被加工材２４が搬入されるようになっている。そして、スライド２の上下動に伴って、下型２３と上型２２との間で被加工材２４の打ち抜き又は刻印などの成形加工が行われる。
【００２４】
また、上記Ｃフレーム７の開口部近傍に、この開口部と略同様の形状を成す補助フレーム８が配設されている。この補助フレーム８は、上下方向にのみ変位自在となるように、その下端側がピン８ａによってＣフレーム７の側面に取着されている。さらに、補助フレーム８の上端側とスライド２の後部側との間に、例えばリニアセンサよりなるスライド位置センサ３３が取り付けられている。
【００２５】
このスライド位置センサ３３は、軸心方向がスライド２の移動方向と平行で、かつ、スライド２の後部に支持されたセンサロッド３３ａと、このセンサロッド３３ａに嵌挿され、かつ、上記補助フレーム８の上端側に取着されたセンサヘッド３３ｂとからなっている。そして、スライド２の上下動に伴ってセンサロッド３３ａがセンサヘッド３３ｂに対して上下動し、これによって、センサヘッド３３ｂの内部の位置検出部によりスライド２の位置がボルスタ３の上面からの高さとして検出されるようになっている。このスライド位置センサ３３が検出したスライド２の位置信号は後述する制御器４０に入力され、この制御器４０は前記位置信号に基づいて前記油圧シリンダ４を駆動してスライド２の位置及び速度を所定のモーションカーブに沿うように制御する。
【００２６】
ここで、本発明に係わるモーションカーブを図２に基づいて説明する。
まず、スライド２は上限位置Ｕ0 （図示で点Ａ）から加工開始位置Ｕ1 （図示で点Ｂ）まで所定の高速下降速度で下降する。次に、振動時の1 回目の行程（振動の１周期に対応する）において、スライド２は所定の低速下降速度で、予め所定値に設定された１回目の停止位置まで、あるいは所定荷重に達するまで下降する。この低速下降の間に、上型２２の下面が下型２３の上面の被加工材２４にタッチし、この後被加工材２４を加圧しながら下降する。そして、前記１回目の停止位置まで下降したら、あるいは前記所定荷重に達したら、スライド２を停止させる。この停止位置をＬ1 （図示で点Ｃ）とする。この後、スライド２の荷重が予め設定された所定荷重（以後、戻し荷重という）になるまで、停止位置Ｌ1 からスライド２を上昇させ、この位置（図示で点Ｄ）で前記戻し荷重を所定時間保持するようにスライド２を停止させる。
【００２７】
以後同様にして、ｉ回目（ｉは１〜ｎ）の行程においてスライド振動の際には、所定の低速下降速度で被加工材２４を加圧下降して、ｉ回目の所定の停止位置まで下降したら、あるいはｉ回目の所定荷重に達したら、スライド２を停止させる。この停止位置をＬｉ（図示で点Ｅ等）とする。この後、スライド２の荷重が所定のｉ回目の戻し荷重になるまで、停止位置Ｌｉからスライド２を上昇させ、この位置で前記ｉ回目の戻し荷重を所定時間保持するようにスライド２を停止させる。このようにして、スライド２の下降及び上昇を予め設定された所定回数ｎ繰り返す。そして、ｎ回目の加圧下降が終了した時、本振動成形を終了し、このときのスライド位置を成形終了位置Ｌｎ（図示で点Ｆ）とする。この成形終了位置Ｌｎから予め設定された所定の上昇位置Ｕ２（図示で点Ｇ）まで所定の低速上昇速度で上昇し、さらに上限位置Ｕ0 （図示で点Ｈ）まで所定の高速上昇速度で上昇して停止し、所定時間（時間０も含む）だけ停止して１サイクル加工を終了する。実成形作業では、この１サイクル加工が繰り返し行われる。
【００２８】
なお、上記の戻し荷重、及び加圧下降時の荷重値は、それぞれ、行程毎に漸次増加するパターン、行程毎に一定値とするパターン、あるいは、行程毎に漸次減少するパターンの３種類の中から、１つのパターンが設定可能となっている。
【００２９】
つぎに、以上のようなモーションカーブに沿ってスライド２を制御するためのハード構成を、図３に示すハード構成ブロック図に基づいて説明する。
上昇側圧力センサ３１は、油圧シリンダ４の下側（すなわち、油圧シリンダ４内部のピストンよりスライド側）のシリンダ室（図示せず）に配設された圧力センサであり、スライド２を上昇させるための圧力を検出する。また、加工側圧力センサ３２は、油圧シリンダ４の上側（すなわち、上記ピストンをはさんでスライド２と反対側）のシリンダ室（図示せず）に配設された圧力センサであり、前記被加工材２４を成形加工するための油圧シリンダ４の圧力を検出する。また、スライド位置センサ３３は前述のようにスライド２の高さ方向の位置を検出している。これらのセンサの検出信号は、制御器４０に入力されている。
【００３０】
さらに、制御器４０には、モーション入力手段３５及び操作モード選択スイッチ３６が付設されている。
モーション入力手段３５は、スライド２の所定のモーションデータを入力するものである。例えば、前記図２により説明したような、各行程の加圧下降時の加圧荷重やスライド位置（停止位置Ｌi 、成形終了位置Ｌn 等）の目標値（加圧荷重パターン）、及び上昇時の戻し荷重（戻し荷重パターン）を設定したり、スライドモーションデータ、すなわち高速上昇速度、高速下降速度、低速上昇速度、又は低速下降速度等の移動速度、あるいは、振動時以外のスライド目標位置（例えば上限位置Ｕ0 、加圧開始位置Ｕ1 等）を設定するための各設定スイッチにより構成することができる。なお、このモーション入力手段３５は、上位コンピュータ等で構成される他の制御装置から通信等によって上記モーションカーブの各設定値データを入力するための送受信機により構成しても良い。そして、これらの設定値は、各モーションカーブに対応したモーションデータとして制御器４０内の所定のメモリエリアに記憶される。
【００３１】
また、操作モード選択スイッチ３６はプレス操作モードを選択でき、少なくとも、前記モーションカーブの設定を行う設定モードと、安全一工程や連続工程モード等の生産モードとを選択可能となっている。選択されたモード信号は、制御器４０に入力される。
【００３２】
制御器４０は、例えばマイクロコンピュータを主体にした一般的なコンピュータ制御装置で構成されている。制御器４０は、前記各センサの検出信号や、モーション入力手段３５及び操作モード選択スイッチ３６からの信号を入力して後述する所定の演算及び判定処理を行い、この処理結果に基づいてサーボバルブ１３へ制御信号を出力し、また表示器３８にモーション設定値情報等を表示させる。
【００３３】
サーボバルブ１３は、上記制御器４０からの制御信号に基づいて、図示しない油圧ポンプから吐出される圧油の流量及び方向を制御して、油圧シリンダ４の伸縮速度及び方向を制御する。これによって、スライド２は設定された所定のモーションカーブに沿って制御される。なお、サーボバルブ１３は、油圧シリンダ４の速度を可変制御する速度制御手段の一例として示されているが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、スライド駆動手段４が電動サーボモータの場合には、上記速度制御手段は電動モータ用の速度サーボアンプ等で構成される。
【００３４】
また、表示器３８は、制御器４０からの表示指令に基づいて、モーションデータの各設定値や、プレス稼動情報等を表示するものであり、例えば液晶やＥＬ等のグラフィック表示器、及び、ＬＥＤ表示素子等からなるキャラクタ表示器などの組み合わせで構成することができる。
【００３５】
次に、図４に示した機能構成ブロック図に基づいて、制御器４０の各機能構成を説明する。
荷重検出手段４１は、加圧加工時に被加工材２４から反力を受けてスライド２にかかる荷重を検出しており、本実施形態では、荷重として、スライド２を駆動する油圧シリンダ４のシリンダ室にかかる圧力に基づいて検出している。すなわち、油圧シリンダ４の加工側圧力センサ３２により検出した圧力値Ｐｐ及び上昇側圧力センサ３１により検出した圧力値Ｐｓに基づいて、この荷重を演算する。例えば、油圧シリンダ４の加工側圧力値Ｐｐと上側のシリンダ室の断面積との積から上側のシリンダ室の圧油が押し下げる荷重を求め、また上昇側圧力値Ｐｓと下側のシリンダ室の断面積との積から下側のシリンダ室の受ける荷重を求め、この両荷重の差によって算出することができる。なお、スライド２にかかる荷重の検出は、上記荷重差による検出方法に限定されずに、例えばプレス本体のＣフレーム７の歪みを歪みゲージセンサによって検出し、この歪みの大きさに基づいて荷重値を算出することも可能である。
【００３６】
スライド位置検出手段４３は、スライド位置センサ３３からの位置信号を入力してこの位置信号に基づいてスライド位置を求め、このスライド位置データを速度演算手段４４及び出力演算手段５１に出力する。そして、速度演算手段４４は、入力した上記スライド位置データに基づいてスライド速度値を算出する。例えば、所定時間毎の位置データの変化量、すなわち、位置の時間変化率から算出することができる。算出されたスライド速度値は、後述の出力演算手段５１に出力される。
【００３７】
また、モーション設定手段４８は、前記モーション入力手段３５により入力された各モーションデータを取り込み、この各モーションデータを対応するメモリエリアに記憶する。そして、このモーションデータの内、振動成形時の各ｉ回目の戻し荷重設定値を戻し荷重パターンとして戻し荷重パターン記憶手段４５に出力し、各ｉ回目の加圧荷重設定値又は停止位置Ｌｉを荷重パターンとして荷重パターン記憶手段４６に出力する。さらに、生産モード時には、出力演算手段５１及びモーション表示手段４２によって、上記各モーションデータが読み出される。
【００３８】
また、操作モード設定手段４９は、操作モード選択スイッチ３６からの各モード信号を入力し、設定モードの時は設定モード信号を戻し荷重パターン記憶手段４５、荷重パターン記憶手段４６及びモーション表示手段４２に出力し、生産モードの時は生産モード信号を出力演算手段５１及びモーション表示手段４２に出力する。なお、この操作モード設定手段４９は、操作モード選択スイッチ３６からのモード信号に限定されず、例えば上位コンピュータ等の他の制御装置から通信により各モード信号を入力するようにしても良い。
【００３９】
戻し荷重パターン記憶手段４５は、設定モード時、モーション設定手段４８に記憶されている前記戻し荷重パターンを読み出し、記憶する。そして、生産モード時には、出力演算手段５１によって、１サイクル加工中にこの戻し荷重パターンの各行程順に戻し荷重設定値Ｑi （ｉは１〜ｎ、詳細は後述する）が読み込まれる。
【００４０】
また、荷重パターン記憶手段４６は、設定モード時、モーション設定手段４８によって記憶されている前記荷重パターンを読み出し、記憶する。そして、生産モード時には、出力演算手段５１によって、１サイクル加工中にこの荷重パターンの各行程順に荷重設定値Ｐi 、あるいは停止位置Ｌｉ（ｉは１〜ｎ、詳細は後述する）が読み込まれる。
【００４１】
また、出力演算手段５１は、生産モード時に、モーション設定手段４８に記憶された前記スライドモーションデータ、戻し荷重パターン記憶手段４５に記憶された前記戻し荷重パターン、及び荷重パターン記憶手段４６に記憶された前記荷重パターンを読み込む。そして、このスライドモーションデータ、荷重パターン及び戻し荷重パターンに従ってスライド２が駆動されるように、速度制御手段（ここでは、サーボバルブ）１３への制御指令値を演算する。すなわち、スライドモーションデータの各スライド位置の目標設定値（例えば加工開始位置Ｕ1 、上限位置Ｕ0 、停止位置Ｌｉ等）、及び各スライド速度設定値（例えば高速下降速度、低速下降速度など）に基づくモーションカーブに沿ってスライド２を位置サーボ制御するときは、スライド位置検出手段４３からの位置データ、及び速度演算手段４４からの速度データを常時フィードバックしながら、前記制御指令値を演算して出力する。また、荷重パターンの加圧荷重設定値、又は戻し荷重パターンの戻し荷重設定値に基づいてスライド２をそれぞれ所定の低速下降速度又は低速上昇速度で駆動するときは、荷重検出手段４１により検出された荷重データを常時監視しながら、この荷重データが前記加圧荷重設定値又は戻し荷重設定値に達するまで、速度演算手段４４からの速度値をフィードバックして前記制御指令値を演算して出力する。これにより、スライド駆動手段（ここでは、油圧シリンダ）４の位置及び速度が制御される。
【００４２】
また、モーション表示手段４２は、設定モード時にモーション設定手段４８により記憶された各モーションデータを表示し、生産モード時に現在のモーションのモニタ情報を表示する。このモニタ情報として、例えば、スライド位置検出手段４３からの位置データ、速度演算手段４４からの速度データ、荷重検出手段４１からの荷重値、出力演算手段５１からの前記制御指令値等が表示される。
【００４３】
以上のような構成によると、振動成形時に、スライド２は、各行程での少なくとも上昇時には戻し荷重パターンに従って所定戻し荷重になるまで制御される。この戻し荷重値は、各行程でスライド２が前記停止位置Ｌi から上昇しても上型２２が被加工材２４に当接することができるような値に設定される。したがって、振動成形加工を行っても上型２２が被加工材２４の表面から離れることがないので、被加工材２４の位置ずれによる型タッチ位置の微妙なずれが無くなる。したがって、成形後の外観品質が向上すると共に、振動成形により直動型プレスの最大荷重での成形加工が可能となって同一プレスでの加工能力を最大限に利用することができる。なお、加圧下降時には、所定の荷重パターンに従って所定荷重に達するまで、あるいは所定スライド位置に達するまで制御される。
【００４４】
つぎに、荷重パターン及び戻し荷重パターンの種々の実施形態について、以下に説明する。
図５及び図６に基づいて、第１実施形態を説明する。第１実施形態は、振動成形時の各行程で、戻し荷重を所定の一定値とし、加圧下降時の加圧荷重を各行程毎に漸次増加させる成形方法を示している。
【００４５】
図５は、本実施形態におけるスライド２のモーションパターンと、荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係を表すタイムチャート例を示している。同図において、横軸は経過時間を表し、縦軸はそれぞれスライドの位置及び荷重を表している。なお、先に図２により説明したモーションカーブの各部の名称と重複するものには同じ符号を付けて、ここでの説明を省く。
荷重パターンは、加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）が漸次所定カーブに沿って増加するように設定されており、また戻し荷重パターンは、戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ）が一定の戻し荷重値Ｑ0 に設定されている。なお、この戻し荷重値Ｑ0 は、上型２２が被加工材２４に当接した状態でスライド２が微小距離上昇できるような値に設定する。このときの、スライドモーションは以下のようになる。
【００４６】
スライド２は、上限位置Ｕ0 から加工開始位置Ｕ1 まで所定の高速下降速度で下降する。次に、1 回目の行程で、加工開始位置Ｕ1 から所定の低速下降速度で、１回目の加圧荷重値Ｐ１に達するまで下降する。この低速下降の間に、上型２２が被加工材２４にタッチし、この後被加工材２４を加圧しながら下降する。そして、１回目の加圧荷重値Ｐ１に達したら、スライド２を停止させる（停止位置Ｌ1 ）。このとき、被加工材２４の加圧時間がｔ１であったとする。この後、スライド荷重が戻し荷重値Ｑ0 になるまで、停止位置Ｌ1 からスライド２を所定低速度で上昇させ、この位置（図示で点Ｄ）で戻し荷重値Ｑ0 を所定時間ｔ0 （時間０も含む）保持する。以後、加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝２〜ｎ）に達するまでの加圧下降（加圧時間＝ｔｉ）と、戻し荷重値Ｑ0 になるまでの上昇とを繰り返して、振動成形を行う。そして、スライド２はこの振動成形完了時の位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ２まで低速上昇速度で上昇し、さらに上限位置Ｕ0 まで高速上昇速度で上昇して停止し、１サイクル加工を終了する。
【００４７】
前述のように、上記荷重パターンの各加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）は荷重パターン記憶手段４６に、また戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ、ここでは一定の戻し荷重値Ｑ0 に等しい）は戻し荷重パターン記憶手段４５に、設定モードのときに記憶されている。
【００４８】
つぎに、図６に示したフローチャート例に基づいて、本実施形態での制御処理手順を説明する。ここで、各処理ステップ番号はＳを付して表されており、以後のフローチャートでも同様とする。
まずＳ１で、設定モードの時、荷重パターン記憶手段４６及び戻し荷重パターン記憶手段４５はモーション設定手段４８に記憶されているモーションデータの内、それぞれ荷重パターン及び戻し荷重パターンを取り込む。つぎに、生産モードの時、Ｓ２において、出力演算手段５１はモーション設定手段４８のスライドモーションデータに基づいて、スライド２の位置データ及び速度データをフィードバックしながら演算した制御指令をサーボバルブ１３へ出力し、油圧シリンダ４を制御する。これにより、スライド２を上限位置Ｕ0 から加工開始位置Ｕ1 まで所定の高速下降速度で下降させる。つぎに、Ｓ３で、１サイクル加工内の振動回数ｉの初期化（ｉ＝１）を行う。
【００４９】
この後、出力演算手段５１は、Ｓ４で同様にしてスライドモーションデータに基づいてスライド２を所定の低速の成形速度で下降させ、Ｓ５においてスライド２の荷重が荷重パターン記憶手段４６に記憶している振動回数ｉ回目の加圧荷重設定値Ｐｉに達したか否かを判断する。ここで加圧荷重設定値Ｐｉに達していない場合は、Ｓ４に戻り、所定の成形速度でスライド２の加圧荷重が加圧荷重設定値Ｐｉに達するまで下降を続ける。加圧荷重が加圧荷重設定値Ｐｉに達する（停止位置Ｌ１）と、Ｓ６で、スライド２の荷重を加圧荷重設定値Ｐｉで所定時間ｔ１保持した後、Ｓ７で振動回数ｉが予め設定された所定回数ｎに達しているか否かを判断する。所定回数ｎに達していない場合は、Ｓ８においてスライド荷重が戻し荷重パターン記憶手段４５に記憶している戻し荷重Ｑ0 に戻るまでスライド２を上昇させる。そして、Ｓ９において、Ｓ８での最終の戻し荷重Ｑ0 を所定時間ｔ0 だけ保持する。Ｓ９を終了してｉ回目の振動成形が終了する。つぎにＳ１０において振動回数ｉが１だけ加算され、Ｓ４に戻って、以上の処理を繰り返す。
【００５０】
前記Ｓ７において振動回数ｉが所定回数ｎ以上に達すると、Ｓ１１において成形終了位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ2 まで所定の低速上昇速度で上昇する。つぎにＳ１２において、スライド２を上限位置Ｕ0 まで所定の高速上昇速度で上昇させ、上限位置Ｕ0 にて所定時間（時間０も含む）だけ停止して１サイクル加工を終了する。
【００５１】
本実施形態の成形方法により、振動成形時の各行程で、上型２２が被加工材２４から離れないような所定戻し荷重Ｑ0 になるまでスライド２を戻すので、上型２２が被加工材２４に当接した状態が確保される。よって、次行程の加圧下降の始まりは上型２２が被加工材２４に接触した状態からとなり、上型２２と被加工材２４が離れずに成形加工ができるので、振動成形開始時と終了時とで上型２２と被加工材２４の間の位置ズレがない。したがって、振動成形後の加工面の外観品質が向上する。また、成形の始まり付近にて、従来のようにスライド２の上昇時と加圧下降時に上型２２と被加工材２４との接触及び非接触を繰り返すことがなくなるので、上型２２が被加工材２４にタッチした時に発生する騒音は無くなって作業環境が向上すると共に、金型寿命の低下も抑制される。
【００５２】
つぎに、図７及び図８に基づいて第２実施形態を説明する。本実施形態は、振動成形において、スライド上昇時の戻し荷重を漸次増加させ、かつ、加圧下降時の加圧荷重を漸次減少させる成形方法を示している。
【００５３】
図７は、前記図５と同様に、本実施形態におけるスライド２のモーションパターンと、荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係を表すタイムチャート例を示している。また、先に図２により説明したモーションカーブの各部の名称と重複するものには同じ符号を付けて、ここでの説明を省く。
荷重パターンは、加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）が漸次第１の所定カーブ６１に沿って減少するように設定されており、また戻し荷重パターンは、戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ）が漸次第２の所定カーブ６２に沿って増加するように設定されている。なお、この戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、前実施形態と同様に、上型２２が被加工材２４に当接した状態でスライド２が微小距離上昇できるような値に設定する。このときの、スライドモーションは以下のようになる。
【００５４】
スライド２は、1 回目の行程で、加工開始位置Ｕ1 から所定の低速下降速度で、１回目の加圧荷重値Ｐ１に達するまで下降し、この低速下降の間に、上型２２が被加工材２４にタッチし、この後被加工材２４を加圧しながら下降する。そして、１回目の加圧荷重値Ｐ１に達したら、スライド２を停止させる（停止位置Ｌ1 ）。このときの加圧時間をｔ１とする。この後、スライド荷重が戻し荷重値Ｑ１になるまで、停止位置Ｌ1 からスライド２を所定低速度で上昇させ、この位置（図示で点Ｄ）で戻し荷重値Ｑ１を所定時間ｔ0 （時間０も含む）保持する。以後、前行程の加圧荷重値Ｐｉ-1よりも漸次小さい加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝２〜ｎ）に達するまでの加圧下降（加圧時間＝ｔｉ）と、前行程の戻し荷重値Ｑｉ-1よりも漸次大きい戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝２〜ｎ-1）になるまでの上昇とを繰り返して、振動成形を行う。次にスライド２は、この振動成形完了時の位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ２を経由して上限位置Ｕ0 まで上昇して停止し、１サイクル加工を終了する。
【００５５】
前述同様に、上記荷重パターンの各加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）は荷重パターン記憶手段４６に、また戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ-1）は戻し荷重パターン記憶手段４５に、設定モードのときに記憶されている。
【００５６】
つぎに、図８に示したフローチャート例に基づいて、本実施形態での制御処理手順を説明する。
まず、Ｓ２１で、設定モードの時、荷重パターン記憶手段４６及び戻し荷重パターン記憶手段４５はモーション設定手段４８に記憶されているモーションデータの内、それぞれ荷重パターン及び戻し荷重パターンを取り込む。つぎに、Ｓ２２において、生産モードの時、出力演算手段５１はモーション設定手段４８のスライドモーションデータに基づいて、スライド２の位置データ及び速度データをフィードバックしながら演算した制御指令をサーボバルブ１３へ出力し、油圧シリンダ４を制御する。これにより、スライド２を上限位置Ｕ0 から加工開始位置Ｕ1 まで所定の高速下降速度で下降させる。そしてＳ２３で、１サイクル加工内の振動回数ｉの初期化（ｉ＝１）を行う。
【００５７】
この後、出力演算手段５１は、Ｓ２４で同様にしてスライドモーションデータに基づいてスライド２を所定の低速の成形速度で下降させ、Ｓ２５において、加圧荷重が、荷重パターン記憶手段４６に記憶している振動回数ｉ回目の加圧荷重設定値Ｐｉに達したか否かを判断する。加圧荷重設定値Ｐｉに達していない場合は、Ｓ２４に戻り所定の成形速度で加圧荷重が加圧荷重設定値Ｐｉに達するまで下降を続ける。そして加圧荷重設定値Ｐｉに達すると、Ｓ２６においてＳ２５の加圧荷重設定値Ｐｉを所定時間ｔｉ保持する。その後Ｓ２７において、振動回数ｉが予め設定された所定回数ｎに達しているか否かを判断する。所定回数ｎに達していない場合は、Ｓ２８で、スライド荷重が戻し荷重パターン記憶手段４５に記憶しているｉ回目の戻し荷重Ｑｉになるまでスライドを上昇させる。図７に示した例では、前行程での戻し荷重値Ｑｉ-1よりも戻し荷重値Ｑｉが大きくなるように戻し荷重Ｑｉを行程毎に漸次増加させる。そしてＳ２９に移行し、Ｓ２８での最終の戻し荷重Ｑｉを所定時間ｔ0 保持する。Ｓ２９を終了してｉ回目の振動成形が終了する。つぎにＳ３０において、振動回数ｉが１だけ加算され、Ｓ２４に戻って以上の処理を繰り返す。
【００５８】
Ｓ２７において振動回数ｉが所定回数ｎ以上に達すると、Ｓ３１において、スライド２を成形終了位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ2 まで所定の低速上昇速度で上昇させる。つぎにＳ３２で、スライド２を上限位置Ｕ0 まで所定の高速上昇速度で上昇させ、上限位置Ｕ0 にて所定時間（時間０も含む）だけ停止して１サイクル加工を終了する。
【００５９】
本実施形態の成形方法により、振動成形時の各行程で、上型２２が被加工材２４から離れないような所定戻し荷重Ｑｉになるまでスライド２を戻すので、上型２２と被加工材２４が離れずに成形加工ができる。したがって、上型２２と被加工材２４の間の位置ズレがないので、振動成形後の加工面の外観品質が向上する。また、成形の始まり付近にて、従来のように加圧下降時に上型２２が被加工材２４にタッチして発生させる騒音が無くなって作業環境が向上すると共に、金型寿命の低下も抑制される。
【００６０】
また、本実施形態の成形方法を打ち抜き加工に用いる場合、直動型プレスの公称能力の最大荷重を使用して打ち抜き加工を行えるようになる。例えば、荷重パターンとして、１回目の行程の加圧荷重値Ｐ１を公称能力の最大荷重に設定し、次行程より加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝２〜ｎ）を漸次減少させて、上型２２が被加工材２４にその板厚の例えば３０〜５０％程度食い込んだ最終行程での加圧荷重値Ｐｎを公称能力の２０〜３０％程度に設定する。そして、この荷重パターンの設定値に基づくモーションデータによって振動成形で打ち抜き加工を行うことにより、１回目の行程では、最大荷重（加圧荷重値Ｐ１）によりスライド２が板厚の所定比率（例えば１０％）に相当する深さまで食い込み、次の行程では、最大荷重よりも所定比率（例えば１０％）減らした加圧荷重値Ｐ２でスライド２が前行程で小さくなった板厚の所定比率に相当する深さまでさらに食い込む。このようにして、各行程の加圧下降の度に、被加工材２４が徐々に剪断される。そして、振動成形の最終行程では、最大荷重の２０〜３０％程度の加圧荷重値Ｐｎで残りの３０〜５０％程度の板厚分が剪断される。
【００６１】
この結果、従来は、通常のプレス機械における打ち抜き加工能力はプレス機械の公称能力（本来有する最大荷重性能）の７０％程度が最大値とされていたが、本実施形態のような振動成形方法により、打ち抜き加工の最大能力を直動型プレスの公称能力の最大荷重とすることができる。したがって、直動型プレスが本来有する加工能力を最大限使用して打ち抜き加工を行うことができるようになり、加工能力を大幅に向上することができる。
【００６２】
しかも、この場合、上型２２と被加工材２４が離れずに打ち抜き加工を行うことができるので、加工開始時と終了時とで上型２２と被加工材２４の位置ズレがなく、振動成形による打ち抜き加工を行ってきれいな剪断面が得られる。
さらに、打ち抜き加工完了時の加圧荷重値Ｐｎが小さいことにより、発生するブレークスルーが小さくなる。このために、振動が小さくなり直動型プレス及び金型の各部の摩耗や損耗が少なくなるので、直動型プレス及び金型の耐用年数を長くすることができる。また、振動及び騒音も小さくなるので、作業環境が改善される。
【００６３】
なお、本実施形態においては、加圧下降時は加圧荷重を漸次減少させ、スライド上昇時は戻し荷重を漸次増加させるようにしているが、本発明はこれに限定するものではない。加工の種類と被加工材の材質又は形状等により、例えば、加圧下降時は加圧荷重を漸次減少させると共に、スライド上昇時は、戻し荷重値を漸次減少させるか、あるいは一定値とする成形方法等を採用することもできる。
【００６４】
つぎに、図９及び図１０に基づいて第３実施形態を説明する。本実施形態は、振動成形において、スライド上昇時は戻し荷重を一定とすると共に、加圧下降時はスライドを所定の停止位置に制御する成形方法を示している。
【００６５】
図９は、前記図５と同様に、本実施形態におけるスライド２のモーションパターンと、荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係を表すタイムチャート例を示している。また、先に図２により説明したモーションカーブの各部の名称と重複するものには同じ符号を付けて、ここでの説明を省く。
【００６６】
戻し荷重パターンは、戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ-1）を一定の戻し荷重値Ｑ0 として設定されている。荷重パターンは、各行程のスライド２の目標下降位置が漸次低くなるような所定の停止位置Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に設定されており、このときの各停止位置Ｌｉでの加圧荷重値Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）は図示のように漸次減少するものとする。なお、このときの戻し荷重値Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ-1、ここでは戻し荷重値Ｑ0 に等しい）は、前実施形態と同様に、上型２２が被加工材２４に当接した状態でスライド２が微小距離上昇できるような値に設定する。
【００６７】
またこのときの、スライドモーションは以下のようになる。
スライド２は、1 回目の行程で、加工開始位置Ｕ1 から所定の低速下降速度で、１回目の停止位置Ｌ1 に到達するまで下降し、この低速下降の間に、上型２２が被加工材２４にタッチし、この後被加工材２４を加圧しながら下降する。そして、１回目の停止位置Ｌ1 に到達したら、スライド２を停止させる。このとき、加圧荷重は加圧荷重値Ｐ１に達し、また加圧時間はｔ１であったとする。この後、スライド荷重が戻し荷重値Ｑ0 になるまで、停止位置Ｌ1 からスライド２を所定低速度で上昇させ、この位置（図示で点Ｄ）で戻し荷重値Ｑ0 を所定時間ｔ0 （時間０も含む）保持する。以後、スライド２が停止位置Ｌｉ（ｉ＝２〜ｎ）に達するまでの加圧下降（加圧時間＝ｔｉ）と、戻し荷重値Ｑ0 になるまでの上昇（保持時間ｔ0 ）とを繰り返して、振動成形を行う。次にスライド２は、この振動成形完了時の位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ２を経由して上限位置Ｕ0 まで上昇して停止し、１サイクル加工を終了する。
【００６８】
図１０は、図９に示した成形を行うときのフローチャート例を示しており、ここで各処理ステップ番号はＳを付して表されている。
まず、Ｓ４１で、設定モードの時、荷重パターン記憶手段４６及び戻し荷重パターン記憶手段４５はモーション設定手段４８に記憶されているモーションデータの内、それぞれ荷重パターン及び戻し荷重パターンを取り込む。つぎに、Ｓ４２において、生産モードの時、出力演算手段５１はモーション設定手段４８のスライドモーションデータに基づいて、スライド２の位置データ及び速度データをフィードバックしながら演算した制御指令をサーボバルブ１３へ出力し、油圧シリンダ４を制御する。これにより、スライド２を上限位置Ｕ0 から加工開始位置Ｕ1 まで所定の高速下降速度で下降させる。そして、Ｓ４３で１サイクル加工内の振動回数ｉの初期化（ｉ＝１）を行う。
【００６９】
この後、出力演算手段５１は、Ｓ４４で同様にしてスライドモーションデータに基づいてスライド２を所定の低速の成形速度で下降させ、Ｓ４５において、スライド位置が、モーション設定手段４８に記憶しているスライドモーションデータの振動回数ｉ回目の停止位置Ｌｉに達したか否かを判断する。停止位置Ｌｉに達していない場合は、Ｓ４４に戻り所定の低速の成形速度でスライド位置が停止位置Ｌｉに達するまで下降を続ける。そして停止位置Ｌｉに達すると、Ｓ４６で、振動回数ｉが予め設定された所定回数ｎに達しているか否かを判断する。所定回数ｎに達していない場合は、Ｓ４７でスライド荷重が戻し荷重パターン記憶手段４５に記憶している一定の戻し荷重Ｑ0 になるまでスライドを上昇させる。そしてＳ４８に移行し、Ｓ４７での最終の戻し荷重Ｑ0 を所定時間ｔ0 保持する。Ｓ４８を終了してｉ回目の振動成形が終了する。つぎにＳ４９において、振動回数ｉが１だけ加算され、Ｓ４４に戻って以上の処理を繰り返す。
【００７０】
Ｓ４６において振動回数ｉが所定回数ｎ以上に達すると、Ｓ５０において、スライド２を成形終了位置Ｌｎから所定の上昇位置Ｕ2 まで所定の低速上昇速度で上昇させる。つぎにＳ５１で、スライド２を上限位置Ｕ0 まで所定の高速上昇速度で上昇させ、上限位置Ｕ0 にて所定時間（時間０も含む）だけ停止して１サイクル加工を終了する。
【００７１】
本実施形態の成形方法でも、振動成形時の各行程で、上型２２が被加工材２４から離れないような所定戻し荷重Ｑ0 になるまでスライド２を戻すので、上型２２と被加工材２４が離れずに成形加工ができる。したがって、上型２２と被加工材２４の位置ズレがないので、振動成形後の加工面の外観品質が向上する。また、振動成形時の上型２２が被加工材２４にタッチした時の騒音が無くなって作業環境が向上すると共に、金型寿命の低下が抑制される。
【００７２】
そして、特に、本実施形態の成形方法を刻印加工に用いる場合に、大きな効果を得られる。すなわち、加圧下降時の荷重パターンとして、被加工材４の刻印深さに対応して所定のスライド位置を設定することにより、精度の良い刻印深さを確実に得ることができる。しかも、上型２２と被加工材２４が離れずに刻印加工を行うことができ、刻印開始時と終了時とで上型２２と被加工材２４の間の位置ズレが発生しないので、刻印位置のズレが無く、鮮明な刻印加工ができる。
【００７３】
このように、本実施形態で示した振動成形方法によると、成形加工品の外観品質を良くし、騒音や振動の発生を減少させて作業環境を良くし、また、刻印加工に適用すると刻印深さを均一にして鮮明な刻印が可能となり、よって加工品質を向上できる。
【００７４】
なお、本実施形態においては、加圧下降時は各行程のスライド２の停止位置Ｌｉを所定カーブに沿って漸次低くなるように設定し、スライド上昇時は戻し荷重を一定値としているが、本発明はこれに限定するものではない。加工の種類と、被加工材の材質又は形状等により、例えば、加圧下降時は各行程の停止位置Ｌｉを漸次低くなるように設定すると共に、スライド上昇時は、戻し荷重値を漸次増加させる、あるいは漸次減少させる成形方法等を採用することもできる。
【００７５】
なお、これまでの実施形態ではスライド駆動手段４として油圧シリンダを使用する例を説明したが、これに限定されずに、例えば電動サーボモータや油圧モータ等を使用する直動型プレスの場合においても、本発明に係わる振動成形方法を適用して同様の作用及び効果が得られることは明らかである。すなわち、この場合でも、上記振動成形方法によると、同様に、少なくともスライド上昇時にはスライド荷重を所定値に戻して上型２２と被加工材２４とが当接したまま離れないようにすることができる。したがって、この場合でも、振動成形後の加工面の外観品質を向上させることができると共に、振動成形時の騒音や振動を減少させて作業環境も向上させ、同時に金型寿命の低下を抑制することができる。
【００７６】
以上説明したように、本発明に係わる振動成形方法により、成形品の外観品質を良くし、振動成形時の騒音の発生を減少させて作業環境を改善することが可能となる。また、打ち抜き加工においては、直動型プレスが本来有する公称能力を最大限に利用して最大荷重により打ち抜き加工ができ、さらにブレークスルー発生時の振動を小さくして作業環境の改善を図ることもできる。また、刻印加工においても、刻印深さが均一で、しかも鮮明な刻印ができ、加工後の外観品質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる直動型プレスの要部側面図を示す。
【図２】本発明に係わるモーションカーブの説明図である。
【図３】本発明に係わる振動成形方法を実施するハード構成ブロック図である。
【図４】本発明に係わる振動成形方法を実施する機能構成ブロック図を示す。
【図５】第１実施形態のスライドモーションパターンと荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係の説明図である。
【図６】第１実施形態の制御処理手順を説明するフローチャート例である。
【図７】第２実施形態のスライドモーションパターンと荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係の説明図である。
【図８】第２実施形態の制御処理手順を説明するフローチャート例である。
【図９】第３実施形態のスライドモーションパターンと荷重パターン及び戻し荷重パターンとの関係の説明図である。
【図１０】第３実施形態の制御処理手順を説明するフローチャート例である。
【符号の説明】
１ 直動型プレス
２ スライド
３ ボルスタ
４ 油圧シリンダ
７ Ｃフレーム
８ 補助フレーム
１０ マニホールドブロック
１３ サーボバルブ
２４ 被加工材
２５ パイロット用電磁弁
３１ 上昇側圧力センサ
３２ 加工側圧力センサ
３３ スライド位置センサ
３３ａ センサロッド
３３ｂ センサヘッド
３５ モーション入力手段
３６ 操作モード選択スイッチ
３８ 表示器
４０ 制御器
４１ 荷重検出手段
４２ モーション表示手段
４３ スライド位置検出手段
４４ 速度演算手段
４５ 戻し荷重パターン記憶手段
４６ 荷重パターン記憶手段
４８ モーション設定手段
４９ 操作モード設定手段
５１ 出力演算手段
Claims (6)
- 上下方向に直動自在なスライド(2)を下降及び上昇の反復モーションをさせながら成形する直動型プレスの振動成形方法において、
前記反復時の上昇行程では、上型を被加工材に当接させたまま、スライド荷重を下降行程よりも小さい値に戻し、予め決められた時間保持する
ことを特徴とする直動型プレスの振動成形方法。 - 請求項１記載の直動型プレスの振動成形方法において、
前記反復時の下降行程では、スライド荷重が予め決められたモーションパターンに基づいて設定される加圧荷重値(Pi)に達したときに前記スライド(2)の下降を停止し、上昇行程に移行する
ことを特徴とする直動型プレスの振動成形方法。 - 請求項１記載の直動型プレスの振動成形方法において、
前記反復時の下降行程では、スライド荷重が予め決められたモーションパターンに基づいて設定される加圧荷重値(Pi)に達したときに前記スライド(2)の下降を停止し、予め決められた時間保持した後、上昇行程に移行する
ことを特徴とする直動型プレスの振動成形方法。 - 請求項２又は３記載の直動型プレスの振動成形方法において、
前記下降行程での加圧荷重値(Pi)を、反復回数毎に漸次減少させる
ことを特徴とする直動型プレスの振動成形方法。 - 請求項１記載の直動型プレスの振動成形方法において、
前記反復時の下降行程では、前記スライド(2)が予め決められたモーションパターンに基づいて設定される停止位置(Li)に達したときに前記スライド(2)の下降を停止し、上昇行程に移行する
ことを特徴とする直動型プレスの振動成形方法。 - 請求項５記載の直動型プレスの振動成形方法において、
前記スライド(2)の停止位置(Li)を、反復回数毎に漸次低くする
ことを特徴とする直動型プレスの振動成形方法。
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