JP4171435B2

JP4171435B2 - 機械プレスの制御方法及びその制御装置

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Publication number: JP4171435B2
Application number: JP2004063903A
Authority: JP
Inventors: 澄夫藤原; 宗太郎石原
Original assignee: Yamada Dobby Co Ltd; Best Corp
Current assignee: Yamada Dobby Co Ltd; Best Corp
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2024-03-08
Also published as: JP2005246464A

Description

本発明は、基本的に、クランク軸の回転運動をスライドの上下方向運動に変換する機構を備える機械プレスの制御方法及びその制御装置に関する。

機械プレスの１つとして、フレームと、該フレームに回転可能に支承された複数の偏心部を有するクランク軸と、該クランク軸の下方に配置された上死点及び下死点の間で昇降可能のスライドと、前記クランク軸の偏心部の回転運動を前記スライドの昇降運動に変換する複数のコネクションとを備えるものがある。機械プレスは、油圧式プレスと比べて、機械精度及び生産性に優れ、工程数の多い金型を使用できるという長所を有する。

これによれば、前記スライドに予め取り付けられた上型が、前記スライドの下降により、その下方の下型の上に置かれた板材（ワーク）に押し付けられ、打ち抜き、穴あけ、絞り等のプレス加工が行われる。

ところで、このような機械プレスには、その機構上、前記スライドがその下死点に到達する直前にフレームひいては下型に置かれた板材に対して減速することが避けられないという問題がある。このため、特に絞り加工において、前記スライドの下降の終了前すなわち絞り加工の完了前に、材料によっては先に絞り加工を受けた上方箇所に加工硬化が生じ、この箇所に亀裂、変形等が生じるという不都合がある。

この問題は、前記スライドの一部が予め定められた一定又は可変の下降速度で移動するように改良することにより解消しうると考えられる。

前記スライドの一部を一定の下降速度で移動するように改良した機械プレスの一例が後記特許文献１に記載されている。この機械プレスでは、前記スライドがインナスライドとその周囲のブランクホルダとからなり、前記インナスライダ及び前記ブランクホルダの駆動がそれぞれ前記クランク軸と油圧ジャッキとにより行われる。

しかし、この改良された機械プレスでは、絞り加工における絞りが前記クランク軸の駆動力を受ける前記インナスライダにより行われることから、絞り加工における前記した問題は解消されない。

特公昭３４−７８４７号公報

本発明の目的は、絞り加工における亀裂、変形等の発生を回避し得る機械プレスの制御方法及びその制御装置を提供することにある。

本発明に係る機械プレスの制御方法及び制御装置は、フレームと、該フレームに回転可能に支承されたクランク軸であって複数の偏心部を有するクランク軸と、該クランク軸の下方に配置された上死点及び下死点の間で昇降可能である第１のスライド部であって上下方向に伸びる貫通孔が設けられた第１のスライド部及び該第１のスライド部の前記貫通孔内に配置された上昇位置及び下降位置の間で昇降可能である第２のスライド部を有するスライドと、前記クランク軸の回転運動を前記第１のスライド部の昇降運動に変換する複数のコネクションであって前記クランク軸の偏心部と前記第１のスライド部とに連結された複数のコネクションと、前記第２のスライド部に昇降運動を生じさせる駆動機構であって前記第１のスライド部に取り付けられた駆動機構とを備える機械プレスに適用される。

本発明に係る制御方法は、上記機械プレスの制御方法であって、前記第１のスライド部を下降させること、下降中の前記第１のスライド部が減速に転じる位置と前記下死点との間に予め設定された前記第２のスライド部の第１の下降開始位置を前記第１のスライド部が通過したときに前記第２のスライド部を前記上昇位置から前記下降位置へ前記第１のスライド部に対して第１の相対速度で下降させることによって、前記第２のスライド部を前記第１のスライド部が前記下死点に到達する前に前記下降位置に到達させること、前記第２のスライド部が前記下降位置に到達した直後に前記第２のスライド部を前記下降位置から前記上昇位置へ前記第１のスライド部に対して第２の相対速度で上昇させること、前記第１のスライド部が前記下死点を通過した直後に前記第１のスライド部を上昇させることを含む。

本発明に係る制御方法は、さらに、前記第１のスライド部を上昇させること、前記下死点と前記第１のスライド部が減速に転じる位置との間における前記下死点の近傍に予め設定された前記第２のスライド部の上昇開始位置を前記第１のスライド部が通過したときに前記第２のスライド部を前記上昇位置から前記下降位置へ前記第１のスライド部に対して第３の相対速度で下降させること、前記第２のスライド部が前記下降位置に到達した直後に前記第２のスライド部を前記下降位置から前記上昇位置へ前記第１のスライド部に対して第４の相対速度で上昇させることを含むものとすることができる。

前記第１の相対速度で前記第２のスライド部を下降させて前記下降位置に位置させたときの前記第２のスライド部の前記フレームに対する位置は、前記第１のスライド部が前記下死点に位置しかつ前記第２のスライド部が前記上昇位置に位置するときの前記第２のスライド部の前記フレームに対する位置と同じものとすることができる。

前記第１の相対速度は、前記第１のスライド部が前記第１の下降開始位置を通過した時の前記フレームに対する下降速度と、前記第１のスライド部が前記第２のスライド部の第１の下降開始位置を通過したときから前記第２のスライド部が前記下降位置に達したときまでの間における前記フレームに対する前記第２のスライド部の平均下降速度とが同じになるような前記第１のスライド部に対する速度とすることができる。

前記第２の相対速度は、前記第１のスライド部が前記下死点に到達した時に前記第２のスライド部が前記上昇位置へ到達するような前記第１のスライド部に対する速度とすることができる。

前記第３及び第４の相対速度は、それぞれ、前記第２及び第１の相対速度と同じ大きさのものとすることができる。

上記制御方法は、さらに、前記第１のスライド部を下降させることに先立ち、前記第２のスライド部の第１の下降開始位置を、前記駆動機構の作動遅れに相当する前記クランク軸の回転角度を考慮して定めることができる。

前記第１の相対速度は、前記第２の相対速度より小さい大きさとすることができる。

前記駆動機構は、例えば、液圧ジャッキからなる。

本発明は、上記機械プレスの制御装置であって、前記クランク軸の回転角度を検出するための角度検出器と、前記第１のスライド部に対する前記第２のスライド部の相対変位を検出するための変位検出器と、前記駆動機構の制御器とを含む。前記制御器は、前記第１のスライド部を下降させ、前記角度検出器が検出したクランク角度信号に基づいて、下降中の前記第１のスライド部が減速に転じる位置と前記下死点との間に予め設定された前記第２のスライド部の第１の下降開始位置を前記第１のスライド部が通過したときに前記第２のスライド部を前記上昇位置から前記下降位置へ前記第１のスライド部に対して第１の相対速度で下降させることによって、前記第２のスライド部を前記第１のスライド部が前記下死点に到達する前に前記下降位置に到達させ、前記第２のスライド部が前記下降位置に到達した直後に前記第２のスライド部を前記下降位置から前記上昇位置へ前記第１のスライド部に対して第２の相対速度で上昇させるように前記駆動機構を制御する。

前記制御器は、さらに、前記第１のスライド部を上昇させ、前記角度検出器が検出したクランク角度信号に基づいて、上昇中の前記第１のスライド部が前記下死点と前記第１のスライド部が減速に転じる位置との間に予め設定された前記第２のスライド部の第２の下降開始位置を前記第１のスライド部が通過したときに前記第２のスライド部を前記上昇位置から前記下降位置へ前記第１のスライド部に対して第３の相対速度で下降させ、前記第２のスライド部が前記下降位置に到達した直後に前記第２のスライド部を前記下降位置から前記上昇位置へ前記第１のスライド部に対して第４の相対速度で上昇させるように前記駆動機構を制御することができる。

本発明に係る制御方法によれば、第１のスライド部の貫通孔中の第２のスライド部について、下降中の第１のスライド部が減速に転じる位置とその下死点との間に第１の下降開始位置を設定し、第１のスライド部がこの位置を通過したときに第２のスライド部を上昇位置から下降位置へ第１のスライド部に対して第１の相対速度で下降させるようにしたことから、フレームに対する第１のスライド部の下降速度の減速に相当する速度が第２のスライド部の下降速度で補われる。つまり、第２のスライド部のフレームに対する下降速度は、第１のスライド部の下降速度と第２のスライド部の下降速度とが加算された速度であるから、第２のスライド部は、第１のスライド部が前記第２のスライド部の第１の下降開始位置を通過した時の下降速度とほぼ同じ速度で下死点に到達する。その結果、スライドの下降速度が下死点に到達する直前に減速するということが回避され、従来における亀裂、変形等の発生を防止することができる。なお、第１及び第２の相対速度は、それらの相対速度で移動している間、一定であっても変速であってよい。

前記第１の相対速度で前記第２のスライド部を下降させて前記下降位置に位置したときの前記第２のスライド部の位置を、前記第１のスライド部が前記下死点に位置しかつ前記第２のスライド部が上昇位置に位置するときの位置とするときは、第２のスライド部の下降速度を維持した状態で、第２のスライド部を下死点まで下降させるから、スライドが下死点に到達する直前に減速するということが生じなくなり、従来における亀裂、変形等の発生を防止することができる。

前記第２の相対速度を、前記第１のスライド部が前記下死点に到達した時と同時に前記第２のスライド部を前記下死点へ到達させるような速度とするときは、第２のスライド部が下死点に位置したときから第１のスライド部が下死点に位置するまでの間、スライドはほぼ下死点に位置する。これにより、１回のプレスにおいて、第２のスライド部の下降と上昇の工程の間に停止の工程を有することになるから、プレス加工の品質向上に寄与する。

さらに、駆動機構の機構上の遅れにより、第２のスライド部が下降するタイミングが遅れ、その結果、第２のスライド部が下死点に到達する直前に減速する場合がある。しかし、前記第１のスライド部を下降させるに先立ち、前記第２のスライド部の遅れ（駆動機構の機構上の遅れに基づく）を算出して、算出された遅れに基づいて前記第１の下降開始位置を補正することにより、第２のスライド部が下死点に到達する直前に減速することを防止することができる。

本発明に係る制御装置により、上記制御方法を実施することができる。

図１から図３を参照すると、本発明に係る制御方法及び制御装置が適用される機械プレスが全体に符号１０で示されている。

図１に示すように、機械プレス１０は、フレーム１２と、該フレームに回転可能に水平に支承されたクランク軸１４と、クランク軸１４の下方に配置された昇降可能のスライド１６と、クランク軸１４の回転運動をスライド１６の昇降運動に変換する複数（図示の例では２つ）のコネクション１８とを備える。

クランク軸１４の回転角度は、レゾルバーと変換器とを組み合わせた検出器やエンコーダーのようなクランク角度検出器９４によって検出され、クランク角度信号Ｓ１として制御器１００（図４参照）へ出力される。

複数の軸受２０を介してフレーム１２に支持されたクランク軸１４は、複数の偏心部２２を有する。図１の例では２つの偏心部２２を有する。両偏心部２２はクランク軸１４の長手方向に互いに間隔をおいて、また同じ方向へ同一の偏心量をもって配置されている。図示の例では、偏心量は２０ｍｍとされている（図７参照）。

クランク軸１４の端部には、フライホイール２４と、クラッチ２６とが配置されている。フライホイール２４は、軸受２８を介して、クランク軸１４の端部の周りに回転可能に据えられ、またクラッチ２６はクランク軸１４の端部に相対回転不能に取り付けられている。フライホイール２４は、例えばベルト（図示せず）を介して、これに回転動力を与えるモータのような駆動源９２（図４参照）に接続されている。クランク軸１４は、クラッチ２６の作動により、フライホイール２４からの回転動力の伝達を受け、またこれを解除される。

クランク軸１４の回転運動をスライド１６の昇降運動に変換する複数のコネクション１８は、それぞれ、クランク軸１４の両偏心部２２にこれらの周りに回転可能に連結された一端部（上端部）３０と、スライド１６の後記第１のスライド部３４に枢着された他端部（下端部）３２とを有する。このため、クランク軸１４が１回転すると、第１のスライド部３４は、上死点及び下死点の間を１回だけ昇降する。図示の例では、上死点と下死点との間は、４０ｍｍとされている（図７参照）。

スライド１６は、図示の例では全体に矩形の平面形状を有しかつ比較的大きい厚さ寸法を有するブロック体からなる（図２参照）。スライド１６は、第１のスライド部３４と、第２のスライド部３６とを有する。

第１のスライド部３４を上下に貫通する孔４０が、第１のスライド部３４のほぼ中央部に形成された凹所３５の中央部に設けられている。第１のスライド部３４は、クランク軸１４の回転運動に伴って昇降し、フレーム１２に取り付けられた複数の案内部材３８（図２参照）による上下方向への案内作用を受ける。

第１のスライド部３４の貫通孔４０内には、第２のスライド部３６が昇降可能に配置されている。第２のスライド部３６の昇降運動は、上昇位置（図１、図７に示す位置）と下降位置（図３，図１０に示す位置）との間において、第１のスライド部３４に取り付けられた駆動機構４２の作動により生じる。

第２のスライド部３６の下部にボルト９０により連結板８８が取り付けられており（図３参照）、連結板８８の下面が実質的に第２のスライド部３６の下面を規定する。前記上型が上昇しているときの第２のスライド部３６がその上昇位置にあるとき、連結板８８の下面と第１のスライド部３４の下面の位置とが同一面上にある。また、フレーム１２には、ゴムのような吸収材（図示せず）を介して下型（図示せず）が、プレス可能に取り付けられている。

図２に示すように、貫通孔４０は円形の横断面形状を有する。円形に代えて、他の任意の形状、例えば矩形であってもよい。また、貫通孔４０は、第１のスライド部３４の凹所３５以外の箇所に設けられまた配置されることがある。

図３に示すように、液圧ジャッキからなる駆動機構４２が、フランジ継手８６を介して第１のスライド部３４に取り付けられている。前記液圧ジャッキのシリンダ４４から下方に伸びるピストンロッド４６は、貫通孔４０内に摺動可能に配置された第２のスライド部３６の頂部の穴６０に受け入れられこれと螺合している。

駆動機構４２として、図示の液圧ジャッキの他、例えばスクリュージャッキとすることができる。

２つの案内ロッド４８が、第１のスライド部３４に設けられ上下方向に伸びる案内孔５０内に上下動可能に配置されている。案内孔５０は、第２のスライド部３６を受け入れる貫通孔４０の近傍にあってこれと平行に伸びている。２つの案内ロッド４８は、その下部において、連結板８８及びボルト９０を介して第２のスライド部３６に連結されている。

第２のスライド部３６及び案内ロッド４８の昇降運動をより滑らかなものするため、これらが受け入れられた貫通孔４０及び案内孔５０の周壁面に、それぞれ、案内軸受６８，７０が据えられている。これにより、ピストンロッド４６の昇降に従って、第２のスライド部３６及び案内ロッド４８が同時に昇降し、このとき、第２のスライド部３６は案内ロッド４８による案内作用を受け、これにより、より直線的な昇降運動をする。第１のスライド部３４に対する第２のスライド部３６の上昇位置と下降位置との距離は、任意に設定することができる。図示の例では、約１ｍｍである（図９参照）。

このことから、前記液圧ジャッキを作動させることにより、第２のスライド部３６を第１のスライド部３４に対して予め設定された速度で前記上昇位置と前記下降位置との間で下降させまた上昇させることができる。

図４を参照して、機械プレスの制御装置１００の説明をする。制御装置１００は、制御器１０２、モーション設定器１０４、クランク角度検出器９４、第１のスライド部３４に対する第２のスライド部３６の相対的な位置を測定する第２のスライド部位置検出器１０６を含む。制御器１０２は、第２のスライド部位置指令部１０８を含む。

クランク角度検出器９４は、クランク軸１４の回転角度を検出し、検出された回転角度をクランク角度信号Ｓ１として、第２のスライド部位置指令部１０８へ出力する。

第２のスライド部位置検出器１０６は、油圧ジャッキ（駆動機構）４２に取り付けられており、ピストンロッド４６の変位を常に検出し、検出された第１のスライド部３４に対する第２のスライド部３６の変位を変位信号Ｓ２としてセンサアンプ１０７へ出力する。

センサアンプ１０７は、入力された変位信号Ｓ２を規定の電圧信号に変換し、第２のスライド部位置指令部１０８及びサーボアンプ１１０へ変位電圧信号Ｓ２’として出力する。第２のスライド部位置検出器１０６として、リニアスケールのような変位測定器が用いられる。変位電圧信号Ｓ２’は第２のスライド部３６の位置制御信号としても用いられる。

モーション設定器１０４には、作業者によって、第２のスライド部３６の下降開始タイミング、下降終了タイミング、上昇開始タイミング、上昇終了タイミング、前記上昇位置及び下降位置が入力され、入力されたそれらは、設定信号Ｓ３として第２のスライド部位置指令部１０８へ出力される。

モーション設定器１０４に入力された、第２のスライド部３６の下降タイミングとその下降量とから、クランク角度検出器９４が検出できる分解角度（例えば１°）あたりの第２のスライド部３６の下降量を算出する。同様に、第２のスライド部３６の上昇タイミングとその上昇量とから、クランク角度検出器９４が検出できる分解角度（例えば１°）あたりの第２のスライド部３６の上昇量を算出する。

サーボアンプ１１０は、第２のスライド部位置指令部１０８からの位置指令信号Ｓ４と変位電圧信号Ｓ２’とに基づいて、油圧ジャッキ４２のシリンダ４４内部に供給する油の流量を示す流量信号Ｓ５をサーボバルブ１１４に供給する。

サーボバルブ１１４は、油圧ユニット１１２からシリンダ４４の下降用及び上昇用の弁に供給される油の流量を、流量信号Ｓ５に基づいて、制御する電磁バルブである。

２つの圧力センサ１１６及び１１７は、それぞれ、上限圧力を監視するため、シリンダ４４内の一方及び他方の油圧を測定し、圧力信号Ｓ６及びＳ７として、第２のスライド部位置検出器１０８へ出力する。

制御器１０２は、作業者が操作したスイッチ（図示せず）からのオンのスイッチ信号に基づいて、クラッチ２６をフライホイール２４に相対的に押し当てる制御をして、クランク軸１４を回転させ、第１のスライド部３４を昇降させる。制御器１０２は、上記クラッチ２６をフライホイール２４に相対的に押し当てる制御とは独立に、駆動源９２の出力軸を回転させるための信号をインバータ１０９へ出力して、駆動源９２を駆動させることができる。

以上の機械プレス１０及び制御装置１００は、図５及び図６に示すフローチャートに従って制御される。

機械プレス１０は図７に示す状態で待機している。このときのクランク角度は０°又はその近傍（例えば、±３０°すなわち３３０°から３０°の範囲）である。図示の例ではこれが０°である。また、第１及び第２のスライド部３４及び３６は、それぞれ、図８に示すグラフ上の点Ｐｓ及び図９に示すグラフ上の点Ｐｓに示すように、上死点及び上昇位置に位置している。

ここで、図８に示すグラフ上の点線Ｌ１は、フレーム１２に対する第１のスライド部３４の位置を示し、実線Ｌ２は、フレーム１２に対する第２のスライド部３６の位置を示す。点線Ｌ１はその点Ｐｓから点Ｐ１までの部分及び点Ｐ３から点Ｐｅまでの部分において、実線Ｌ２と一致している。第１のスライド部３４に対する第２のスライド部３６の位置が図９に実線Ｌ２で示されている。

作業者は、機械プレス１０の第１及び第２のスライド部３４及び３６が図７に示す位置にあるとき、上型と下型（図示せず）との間に、プレス用の板材（ワーク）を配置する。

次に、作業者は、駆動源９２を作動させ、機械プレス１０の運転スイッチ（図示せず）を押し、クラッチ２６をフライホイール２４に相対的に押し当てる（ステップＳＴ００１）。これにより、第１のスライド部３４が下降する（ステップＳＴ００２）。その結果、前記上型が前記下型上に降下し、前記板材がプレス加工される。第１のスライド部３４のフレーム１２に対する位置（図８の点線Ｌ１）は、フレーム１２に対するその下降速度が徐々に速くなり、クランク角度９０°近傍で最大となり、その後、クランク角度１３７°（図８の点Ｐ１）までの範囲で僅かに低下すなわち減速する。この範囲（クランク角度９０°から１３７°までの範囲）で生じる僅かな減速によっては、先に絞り加工を受けた前記板材の上方箇所に加工硬化を生じ、この箇所に亀裂、変形等が生じるという不都合は生じない。

また、第２のスライド部３６は、クランク角度０°から１３７°の範囲（図９の点Ｐｓから点Ｐ１の範囲参照）では未だ駆動機構４２によって下降されない。このため、この範囲では、第２のスライド部３６のフレーム１２に対する位置は図８の実線Ｌ２に示すように、点線Ｌ１におけるとほぼ同じである。

第２のスライド部位置指令部１０８は、クランク角度信号Ｓ１を監視し、クランク角度が、前記第１のスライド部３４が減速に転じる位置（クランク角度がほぼ９０°の位置）と、第１のスライド部３４がその下死点との間に予め設定された第２のスライド部３６の第１の下降開始位置（フレーム１２に対する高さ位置ともいう）に対応するクランク角度（図示の例では１３７°、図８及び図９では点Ｐ１）に達したか否かを判断する（ステップＳＴ００３）。ステップＳＴ００３はそのクランク角度に達するまで実行される。この間も、前記下型上に置かれた板材を前記上型が押しつけ、前記板材がプレス加工を継続される。

次に、前記クランク角度（クランク角度１３７°、図８及び図９では点Ｐ１）に達したとき、第２のスライド部３６をその上昇位置からその下降位置へ第１のスライド部３４に対しての第１の相対速度（図９参照）で下降させる（ステップＳＴ００４）。図９に示す例では、第２のスライド部３６の第１の相対速度は、第１のスライド部３４に対してクランク角度が２３°で１ｍｍ下降する平均速度とされている。したがって、クランク軸１４が２３°回転する間に第２のスライド部３６が第１のスライド部３４に対して１ｍｍ下降すればよく、例えば、第２のスライド部３６の第１の相対速度は、一定であってもあるいは変化するものであってもよい。

前記第２のスライド部３６の前記第１の下降開始位置以降における第１のスライド部３４の下降速度は、大きく減速する（クランク角度１３７°から１８０°の範囲、図８の点Ｐ１から点Ｐ３の範囲）。しかし、第２のスライド部３６が下降されている（図９のクランク角度１３７°の点Ｐ１からクランク角度１６０°の点Ｐ２の範囲の実線Ｌ２参照）ことから、スライド１６したがって前記上型のフレーム１２に対する下降速度は殆ど減少しない（図８のクランク角度１３７°の点Ｐ１からクランク角度１６０°の点Ｐ２の範囲の実線Ｌ２を参照）。したがって、フレーム１２に対して第１のスライド部３４が大きく減速しても、第１のスライド部３４に対して第２のスライド部３６が下降するから、先に絞り加工を受けた上方箇所に加工硬化を生じ、この箇所に亀裂、変形等が生じるという不都合は生じない。

前記第１の相対速度は、第１のスライド部３４が前記第１の下降開始位置（図８及び図９の点Ｐ１）を通過した時のフレーム１２に対する下降速度と、第１のスライド部３４が前記下降開始位置に達したときから第２のスライド部３６がその下降位置に達したときまでの間におけるフレーム１２に対する第２のスライド部３６の平均下降速度とが同じになるような第１のスライド部３４に対する速度とすることができる。第２のスライド部３６の昇降速度は殆ど減速されない（図８参照）。

前記第１の相対速度で第２のスライド部３６を下降させてその下降位置に到達したときの第２のスライド部３６のフレーム１２に対する位置（クランク角度１６０°、図８及び図９の点Ｐ２）は、第１のスライド部３４が下死点に位置しかつ第２のスライド部３６がその上昇位置にあるときの第２のスライド部３６のフレーム１２に対する位置（図８及び図９の点Ｐ３）と同じである。

次に、第２のスライド部３６がその下降位置に到達した否かを第２のスライド部位置検出器１０６からの変位電圧信号Ｓ２’で判断する（ステップＳＴ００５）。ステップＳＴ００５は、第２のスライド部３６がその下降位置に到達するまで繰り返し行われる。クランク角度が１６０°のときの機械プレス１０の状態（図１０に示す状態）では、第２のスライド部３６がその下降位置（図８及び図９の点Ｐ２）に位置し、これにより、前記下型上に置かれた前記板材を前記上型が押しつける（プレス）作業が停止する。この間、第１のスライド部３４は下降し続け、また、その下死点に到達していない。

次に、第２のスライド部３６を第２の相対速度で上昇（図９のクランク角度１６０°の点Ｐ２からクランク角度１８０°の点Ｐ３の範囲を参照）させる（ステップＳＴ００６）。図示の例では、第２のスライド部３６は、第１のスライド部３４に対してクランク角度が２０°で１ｍｍ上昇する平均速度とされている。したがって、クランク軸１４が２０°回転する間に第２のスライド部３６が第１のスライド部３４に対して１ｍｍ上昇すればよく、例えば、第２のスライド部３６の第２の相対速度は、一定であってもあるいは変化するものであってもよい。

前記第２の相対速度は、第１のスライド部３４がその下死点（図８の点Ｐ３）に到達した時に第２のスライド部３６が上昇位置（図９の点Ｐ３）へ到達するような第１のスライド部３４に対する速度、すなわち、クランク角度１６０°から１８０°の範囲で下降位置から上昇位置へ上昇する速度とされている。前記第２の相対速度は、クランク角度２０°で１ｍｍ上昇させる速度であるから前記第１の相対速度よりも大きい。これにより、第２のスライド部３６の位置は、ほぼ、下死点の位置を維持する（図８のクランク角度１６０度から１８０度の範囲の点線Ｌ２）。

次に、第２のスライド部３６がその上昇位置に達したか否かを判断する（ステップＳＴ００７）。ステップＳＴ００７は前記上昇位置に達するまで実行される。図示の例では、クランク角度が１８０°のとき、第２のスライド部３６がその上昇位置に達する（図８及び図９の点Ｐ３参照）。

次に、第２のスライド部３６の上昇を停止させる（ステップＳＴ００８）。このときのクランク角度は１８０°であり、このときの機械プレス１０の状態において、その第１のスライド部３４が下死点に位置し（図８の点Ｐ３参照）、その第２のスライド部３６が上昇位置に位置している（図１参照）。また、クランク軸１４は回転を続けている。

次に、第１のスライド部３４が上昇に転じる（ステップＳＴ００９）。このとき、第２のスライド部３６を再び下降させるか否かを判断する（図６のステップＳＴ０１０）。第２のスライド部３６を下降させずにこのまま上昇させると判断したときは、第１のスライド部３４は、昇降運動を停止している第２のスライド部３６と共に上死点まで上昇する。

スイッチ（図示せず）からのオフのスイッチ信号が制御器１０２に入力されたとき、制御器１０２は、クラッチ２６を相対的に切り離して、第１のスライド部３４をその上死点で停止させる。

以上のように、機械プレス１０は、絞り加工を行うとき、駆動機構４２の作動のもとで第２のスライド部３６を下降させ、これにより前記下型上に配置された前記板材に対して押圧力を及ぼす。これにより、予め定められる速度で第２のスライド部３６と共に前記上型が下降し、絞り加工が行われる。

より具体的には、下降中の第１のスライド部３４が減速に転じた後、第１のスライド部３４がその下死点に到達する前に予め設定された第１の下降開始位置を第１のスライド部３４が通過したときに第２のスライド部３６をその上昇位置からその下降位置へ第１のスライド部３４に対して第１の相対速度で下降させるようにしたことから、前記上型の下降速度がその下死点に到達する直前に減速するということが生じなくなり、従来における亀裂、変形等の発生が回避される。

本発明に係る制御方法は、さらに、図６のステップＳＴ０１０でさらに第２のスライド部３６を下降させる制御を含むものであってもよい。以下にその制御方法を図６、図１１及び図１２を参照して説明する。

ステップＳＴ０１０でさらに第２のスライド部３６を下降させると判断した場合には、ステップＳＴ０１１で第２のスライド部３６がその第２の下降開始位置（図１１及び図１２の点Ｐ３）に位置しているかを判断する。前記第２の下降開始位置とは、上昇中の前記第１のスライド部３４が前記下死点と前記第１のスライド部３４が減速に転じる位置との間に予め設定された、フレーム１２に対する高さ位置をいう。このとき、第１のスライド部３４は、クランク角度１８０°を超えているから、上昇に転じている（図１１の点Ｐ３から点Ｐｅの範囲を参照）。

第１のスライド部３４が前記第２の下降開始位置（図１１及び図１２の点Ｐ３）を通過したとき、駆動機構４２は、第２のスライド部３６を第３の相対速度で下降させる（ＳＴ０１２）。この図示の例での第３の相対速度は、前記第２の相対速度と同じに設定することができる。すなわち、クランク角度が２００°のときに、上昇位置（図１１及び図１２の点Ｐ４）に位置するような平均速度である。したがって、クランク軸１４が２０°回転する間に第２のスライド部３６が第１のスライド部３４に対して１ｍｍ下降すればよく、例えば、第２のスライド部３６の第３の相対速度は、一定であってもあるいは変化するものであってもよい。

このとき、第１のスライド部３４はフレーム１２に対して上昇しているが、第２のスライド部３６は第１のスライド部３４に対して下降しており、第２のスライド部３６のフレーム１２に対する位置は殆ど変化しない（図１１の点Ｐ３から点Ｐ４の範囲参照）。

次に、第２のスライド部３６がその下降位置に到達したかを判断する（ステップＳＴ０１３）。ステップＳＴ０１３は、第２のスライド部３６が下降位置に到達するまで、第２のスライド部３６を下降させる（図１２の点Ｐ３から点Ｐ４の範囲を参照）。このとき、機械プレス１０は、再び、図１０に示す状態となる。

次に、第２のスライド部３６がその下降位置に到達したときに、第２のスライド部３６を第４の相対速度で上昇させる（ステップＳＴ０１４）。図示の例での第４の相対速度は、クランク角度２００°のときに、第２のスライド部３６を前記第１の相対速度で上昇させる。すなわち、クランク角度が２２３°のときに、上昇位置（図１１及び図１２の点Ｐ５）に位置するような平均速度である。したがって、クランク軸１４が２３°回転する間に第２のスライド部３６が第１のスライド部３４に対して１ｍｍ上昇すればよく、例えば、第２のスライド部３６の第４の速度は、一定であってもあるいは変化するものであってもよい。

次に、第２のスライド部３６がその上昇位置に到達したかを判断する（ステップＳＴ０１５）。ステップＳＴ０１４は、第２のスライド部３６が上昇位置に到達するまで、第２のスライド部３６を上昇させる（図１２の点Ｐ４から点Ｐ５の範囲を参照）。

次に、第２のスライド部３６が上昇位置に到達したときに、第２のスライド部３６の上昇を停止させる（ステップＳＴ０１６）。図示の例では、第２のスライド部３６は、クランク角度が２２３°のときに上昇を停止される（図１１及び図１２の点Ｐ５参照）。

次いで、第２のスライド部３６が上昇位置に位置した状態で第１のスライド部３４がその上死点へ上昇する（図１１及び図１２の点Ｐ５から点Ｐｅの範囲を参照）。クランク角度が３６０°になるとプレス作業が終了する。

本発明は、上記実施例に限定されない。

本発明に係る制御装置により制御される機械プレスの概略的な縦断面図である。図示の状態において、第１のスライド部がその下死点に位置する。図１の線２−２に沿って得た横断面図である。図１に示した機械プレスのスライドの拡大部分断面図である。本発明に係る制御装置のブロック線図である。図４に示した制御装置のフローチャート図である。図５に続くフローチャート図である。図１に示した機械プレスの動作を説明するための概略的な縦断面図である。図示の状態において、第１のスライド部がその上死点に位置する。図１に示した機械プレスの第１及び第２のスライド部の昇降運動を示すグラフである。図１に示した機械プレスの第２のスライド部の昇降運動を示すグラフである。図１に示した機械プレスの別の動作を説明するための概略的な縦断面図である。図１に示した機械プレスの別の第１及び第２のスライド部の昇降運動を示すグラフである。図１に示した機械プレスの別の第２のスライド部の昇降運動を示すグラフである。

符号の説明

１０機械プレス
１２フレーム
１４クランク軸
１６スライド
１８コネクション
２２クランク軸の偏心部
３４，３６第１のスライド部及び第２のスライド部
４０貫通孔
４２駆動機構（液圧ジャッキ又はスクリュージャッキ）
４８案内ロッド
５０案内孔
６８，７０案内軸受

Claims

フレームと、該フレームに回転可能に支承されたクランク軸であって複数の偏心部を有するクランク軸と、該クランク軸の下方に配置された上死点及び下死点の間で昇降可能である第１のスライド部であって上下方向に伸びる貫通孔が設けられた第１のスライド部及び該第１のスライド部の前記貫通孔内に配置された上昇位置及び下降位置の間で昇降可能である第２のスライド部を有するスライドと、前記クランク軸の回転運動を前記第１のスライド部の昇降運動に変換する複数のコネクションであって前記クランク軸の偏心部と前記第１のスライド部とに連結された複数のコネクションと、前記第２のスライド部に昇降運動を生じさせる駆動機構であって前記第１のスライド部に取り付けられた駆動機構とを備える機械プレスの制御方法であって、
前記第１のスライド部を下降させること、
下降中の前記第１のスライド部が減速に転じる位置と前記下死点との間に予め設定された前記第２のスライド部の第１の下降開始位置を前記第１のスライド部が通過したときに前記第２のスライド部を前記上昇位置から前記下降位置へ前記第１のスライド部に対して第１の相対速度で下降させることによって、前記第２のスライド部を前記第１のスライド部が前記下死点に到達する前に前記下降位置に到達させること、
前記第２のスライド部が前記下降位置に到達した直後に前記第２のスライド部を前記下降位置から前記上昇位置へ前記第１のスライド部に対して第２の相対速度で上昇させることを含む、機械プレスの制御方法。
さらに、前記第１のスライド部を上昇させること、
前記下死点と前記第１のスライド部が減速に転じる位置との間における前記下死点の近傍に予め設定された前記第２のスライド部の第２の下降開始位置を前記第１のスライド部が通過したときに前記第２のスライド部を前記上昇位置から前記下降位置へ前記第１のスライド部に対して第３の相対速度で下降させること、
前記第２のスライド部が前記下降位置に到達した直後に前記第２のスライド部を前記下降位置から前記上昇位置へ前記第１のスライド部に対して第４の相対速度で上昇させることを含む、請求項１に記載の制御方法。
前記第１の相対速度で前記第２のスライド部を下降させて前記下降位置に位置させたときの前記第２のスライド部の前記フレームに対する位置は、前記第１のスライド部が前記下死点に位置しかつ前記第２のスライド部が前記上昇位置に位置するときの前記第２のスライド部の前記フレームに対する位置と同じである、請求項１又は２に記載の制御方法。
前記第１の相対速度は、前記第１のスライド部が前記第１の下降開始位置を通過した時の前記フレームに対する下降速度と、前記第１のスライド部が前記第２のスライド部の前記第１の下降開始位置を通過したときから前記第２のスライド部が前記下降位置に達したときまでの間における前記フレームに対する前記第２のスライド部の平均下降速度とが同じになるような前記第１のスライド部に対する速度である、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御方法。
前記第２の相対速度は、前記第１のスライド部が前記下死点に到達した時に前記第２のスライド部が前記上昇位置へ到達するような前記第１のスライド部に対する速度である、請求項１から４のいずれか１項に記載の制御方法。
前記第３の相対速度は、前記第２の相対速度と同じ大きさである、請求項１から５のいずれか１項に記載の制御方法。
前記第４の相対速度は、前記第１の相対速度と同じ大きさである、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御方法。
さらに、前記第１のスライド部を下降させることに先立ち、前記第２のスライド部の第１の下降開始位置を、前記駆動機構の作動遅れに相当する前記クランク軸の回転角度を考慮して定める、請求項１から７のいずれか１項に記載の制御方法。
前記第１の相対速度は、前記第２の相対速度より小さい大きさを有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の制御方法。
前記駆動機構は液圧ジャッキからなる、請求項１から９のいずれか１項に記載の制御方法。
請求項１に記載の機械プレスの制御装置であって、
前記クランク軸の回転角度を検出するための角度検出器と、
前記第１のスライド部に対する前記第２のスライド部の相対変位を検出するための変位検出器と、
前記駆動機構の制御器とを含み、
前記制御器は、前記第１のスライド部を下降させ、前記角度検出器が検出したクランク角度信号に基づいて、下降中の前記第１のスライド部が減速に転じる位置と前記下死点との間に予め設定された前記第２のスライド部の第１の下降開始位置を前記第１のスライド部が通過したときに前記第２のスライド部を前記上昇位置から前記下降位置へ前記第１のスライド部に対して第１の相対速度で下降させることによって、前記第２のスライド部を前記第１のスライド部が前記下死点に到達する前に前記下降位置に到達させ、前記第２のスライド部が前記下降位置に到達した直後に前記第２のスライド部を前記下降位置から前記上昇位置へ前記第１のスライド部に対して第２の相対速度で上昇させるように前記駆動機構を制御する、機械プレスの制御装置。
前記制御器は、さらに、前記第１のスライド部を上昇させ、前記角度検出器が検出したクランク角度信号に基づいて、上昇中の前記第１のスライド部が前記下死点と前記第１のスライド部が減速に転じる位置との間に予め設定された前記第２のスライド部の第２の下降開始位置を前記第１のスライド部が通過したときに前記第２のスライド部を前記上昇位置から前記下降位置へ前記第１のスライド部に対して第３の相対速度で下降させ、前記第２のスライド部が前記下降位置に到達した直後に前記第２のスライド部を前記下降位置から前記上昇位置へ前記第１のスライド部に対して第４の相対速度で上昇させるように前記駆動機構を制御する、請求項１１に記載の制御装置。