JP4402863B2 - プレス機 - Google Patents

Description

【０００１】
【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固定金型に対して所望の位置関係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ことが望ましい。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、スライド板などにたわみ、スライド部のクリアランスによる傾きの発生が生じるので、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などの複雑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の（Ａ）、（Ｂ）および（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】
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】
【発明が解決しようとする課題】
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、
成形空間の平面状の成形領域を取り囲んで配置されている複数の駆動源と成形領域の中央に配置されている駆動源と、
各駆動源をそれぞれ駆動制御する制御手段と、
各駆動源に対応してスライド板上に設けられて各駆動軸をスライド板の上面に係合している係合部と、
各係合部の近くに配置され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有し、
各駆動源が電動機とその回転を減速する減速機構とその回転をスライド板の上下動に変換するものを持ち、
各駆動源の駆動軸が各係合部を押し圧して前記スライド板を変位させるものである。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変位測定手段を用いて各駆動源に対する負荷の変化に対応して測定した各駆動源の変位に基づいて、前記複数の操作段階毎に前記スライド板全体を水平に保つための各駆動源対応の制御データを抽出して格納する記憶装置を備え、
前記各駆動源に対応して操作段階それぞれで前記記憶装置に格納している制御データを供給して、各駆動源を個別に駆動する手段を備えている。その制御データは、各駆動源に対する負荷が変化する時点以前あるいは変化する時点から所定期間各駆動源に供給されることが好ましい。
【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い。また単位制御データ当たり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。それぞれの駆動源に同じ数の駆動信号パルスが入力されたときに、同じ推進力が出るすなわち同じ仕様の駆動源が用いられていることが好ましいのである。
【００１９】
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に対する負荷の変化に対応して測定した各駆動源の変位に基づいて、前記複数の操作段階毎に前記スライド板全体を水平に保つための各駆動源対応の制御データを抽出してあるいは作り出して前記記憶装置に格納しておき、本番の成形操作の間の前記複数の操作段階に対応せしめて本番の操作段階それぞれで当該制御データが各駆動源に供給され、当該各駆動源を個別に駆動することが好ましい。
【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は基準プレート７０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が成形領域の例えば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は影響を受け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３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に対する負荷が変わってくる。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とすることができる。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、駆動源への負荷の掛かり具合が不均一となってくるので、負荷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、負荷の少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４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（指令値）で、近似的にスライド板全体が下降していく指令値に対応する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。負荷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負荷が掛かり始めて、駆動源は大きな抵抗を受けてプレス機の負荷の掛かった付近が変形し、及び変位の時間遅れが生じて、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４のＢ位置を過ぎると、駆動源６０ｂのところに掛かる負荷が小さくなる。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４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。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だけ多く必要とすることを示している。
【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】
上述の制御で基本的には十分であるが、より厳密な制御を行うようにしようとすると実際には、図５に示す如き問題が生じることが判った。図５は駆動源によって成形操作を行ってゆく間に、駆動源に印加される負荷が変化する状況について横軸を時間にとって示している。図５の（A）は負荷Ｐの変化を示し、図５の（Ｂ）は駆動源に対する制御の遅れによって生じる下降速度の変動を示している。成形操作の各段階に分割した図４に示したタイミングで、スライド板が所望の変位１となるように各駆動源に供給される駆動量を制御しても、図５の（Ａ）に示した負荷Ｐの変化が生じるタイミングｔ１，ｔ２，…は一般には図４に示したタイミングｔA,ｔB,ｔC,ｔFとは合致しない。このために、速度や位置の非所望な変動をなくすることは、タイミングｔAとｔBとの間隔、タイミングｔBとｔCとの間隔、タイミングｔCとｔFとの間隔を小に選択して密な制御を行うことだけでは解決しない。
【００３７】
そこで駆動源に対する負荷の変化に対応した各駆動源の位置変化を測定して、その負荷変化のタイミングｔ１の前後から所定の期間だけ、図５に示すように、駆動源６０ｂに対する駆動量を図４に関連して説明した本来の量よりも大とし、タイミングｔ２の前後から所定の期間だけ駆動源６０ｂに対する駆動量を同様に大とし、タイミングｔ３の前後から所定の期間だけ同様に小にする補正を加えることが望まれる。図５の（Ｃ）は図５の（Ｂ）に示した速度の変動を補正する速度補正必要量を示し、図５の（Ｄ）は図５の（Ｂ）に示した速度の変動に対応して生じる位置の変動を補正する位置補正必要量を示している。現実には、図５の（Ｃ）に示した速度補正必要量あるいは図５の（Ｄ）に示した位置補正必要量のいずれか一方を補正するようにすれば足りる。
【００３８】
以上の点を考慮して、上述した試行操作の間に図５の（A）に示す如き負荷Ｐが変化するタイミングｔ１，ｔ２，ｔ３，…を検知しておき、当該タイミングｔ１の少し以前の時点あるいはタイミングｔ１の時点から、所定期間だけ、例えば駆動源６０ｂに対して、図４に関連して説明した本来の駆動量よりも大きい駆動量（例えば駆動パルス数を大として）、あるいは本来の駆動量よりも小さい駆動量（例えば駆動パルス数を小して）を印加するようにする。成形操作の操作段階毎に、各駆動源に供給すべき駆動量についての補正量と、その補正量を供給すべきタイミングを表１に示した制御データテーブルに含めて記憶装置に蓄えさせる。なお、駆動量を大あるいは小にする手法としては、駆動パルスのパルス間隔を変化させるようにしたり、更には図示しない手段により供給するパルスの数を増加させたり減少させたりしてもよい。このようにすることによって、図５に関連して説明した制御の遅れによる誤差は解消される。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
制御データテーブルに従って本番の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、試行成形の際に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。
【００４３】
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短時間で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、実作業の時にワークハンドリング操作と干渉することがあるので、干渉するおそれの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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
以上において、試行のプレス成形時に成形の進行の複数の操作段階毎に固定金型に対してスライド板すなわち可動金型を所望な位置関係に保つように各駆動源の駆動量例えば制御パルス信号数を抽出して、それを記憶装置に格納して、制御データテーブルとして蓄えておき、本番成形においてはその制御データテーブルに従って各駆動源を駆動させること、を説明した。この本発明のコンセプトを次のように変更することが可能である。例えば、似たタイプのプレス機が複数台有り、それらのプレス機で同じタイプの製品を同じタイプの金型を用いて成形する場合には、そのうちの１台のプレス機で試作成形を行い制御データテーブルを作成しておく。そして、その制御データテーブルをそれらのプレス機のうち他のプレス機で利用して、本番成形することができる。更に他のケースとしては、制御データテーブルを例えばデータ処理システムなどによる仮想的なプレス成形によって得ておき、その制御データテーブルを実際のプレス機に利用して成形を行うこともできる。
【００４７】
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。
【００４８】
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６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。
【００４９】
図７と図８とは図１と図２とに示したプレス機構成の変形例を示す。図７はプレス機の正面図であり、図８の（Ａ）は図７に示す矢視８Ａ−８Ａによるプレス機の平面図を示し、図８の（Ｂ）は図８の（Ａ）の矢視８Ｂ−８Ｂでの基準プレートの側面図を示す。
【００５０】
図１と図２とに示すプレス機においては、基準プレート７０が上部支持板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されている。しかし、より好ましくは、基準プレート７０が上部支持板３０の僅かな変形などによっても全く影響を受けないようにすることが望まれる。
【００５１】
この点を解決すべく、図７と図８とにおいては、基準プレート７０′を下部支持台１０によって支持固定するようにしている。なお、図７においては、変位測定手段５０ａ′、５０b′……５０e′などの細部を省略して示しており、例えば図８の（Ｂ）に示す如く例えば光りビームを用いた測定手段を用いる。
【００５２】
基準プレート７０′は、図８の（Ａ）に示す如く、駆動軸６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅや支柱２０に邪魔にならないようにした形の例えばＨ字形のチタン製の枠体で構成される。そして、当該枠体上に、上述の変位測定手段５０ａ′、５０ｂ′、５０ｃ′、５０ｄ′、５０ｅ′が取り付けられている。また基準プレート７０′は、図７と図８の（Ａ）とに示す如く検出用支柱１００と接続バー１０２にて下部支持台１０に支持固定され、基準プレート７０′と検出用支柱１００との間には図８の（Ａ）と（Ｂ）に示すように、検出用支柱１００で支えられた接続バー１０２の上に防振プレート１０１を介して基準プレート７０′が取り付けられるのが良い。なお、検出用支柱１００と接続バー１０２には熱影響の少ないアンバーなどの材質を使用するのが良い。以上の構成によって、基準プレート７０′は、下部支持台１０に支持固定されており、上部支持板３０の変形から完全に独立したものとなる。
【００５３】
【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である。
【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す。
【図３】本発明のプレス機の制御系統図である。
【図４】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５】駆動源によって成形操作を行ってゆく間に、駆動源に印加される負荷が変化する状況を、横軸を時間にとって示しているグラフである。
【図６】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７】他の実施例構成のプレス機の正面図である。
【図８】図７に示すプレス機における基準プレートの詳細を示すもので、（Ａ）は７に示すプレス機の矢視８Ａ−８Ａでの平面図であり、（Ｂ）は図８の（Ａ）の矢視８Ｂ−８Ｂでの基準プレートの側面図である。
【図９】プレス機のスライド板にかかる反力を時間の経過とともに模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０ 下部支持台
２０ 支柱
３０ 上部支持板
４０ スライド板
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｊ、５０ａ′、５０ｂ′、５０ｃ′、５０ｄ′、５０ｅ′、５０ｊ′ 変位測定手段
５１ａ、５１ｂ、５１ｅ、５１ｊ 磁気スケール
５２ａ、５２ｂ、５２ｅ、５２ｊ 磁気センサー
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ 駆動源
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ 駆動軸
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ 係合部
７０，７０′ 基準プレート
７１ａ、７１ｂ、７１ｅ 通孔
８１ 固定金型（下型）
８２ 可動金型（上型）
９１ 入力手段
９２ 制御手段
９４ インターフェース
１００ 支柱
１０１ 防振プレート
１０２ 接続バー

Claims (3)

1. 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、
   成形空間の平面状の成形領域を取り囲んで配置されている複数の駆動源と成形領域の中央に配置されている駆動源と、
   各駆動源を駆動制御する制御手段と、
   各駆動源に対応してスライド板上に設けられて各駆動軸をスライド板の上面に係合している係合部と、
   各係合部の近くに配置され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有し、
   各駆動源が電動機とその回転を減速する減速機構とその回転をスライド板の上下動に変換するものを持ち、
   各駆動源の駆動軸が各係合部を押し圧して前記スライド板を変位させるプレス機において、
   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変位測定手段を用いて各駆動源に対する負荷の変化に対応して測定した各駆動源の変位に基づいて、前記複数の操作段階毎に前記スライド板全体を水平に保つための各駆動源対応の制御データを抽出して格納する記憶装置を備え、
   前記各駆動源に対応して操作段階それぞれで前記記憶装置に格納している制御データを供給して、各駆動源を個別に駆動する手段を備えた
   ことを特徴とするプレス機。
2. 前記制御データは、各駆動源に対する負荷が変化する時点以前あるいは変化する時点からの所定期間供給されることを特徴とする請求項１記載のプレス機。
3. 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に対する負荷の変化に対応して測定した各駆動源の変位に基づいて、前記複数の操作段階毎に前記スライド板全体を水平に保つための各駆動源対応の制御データを抽出して前記記憶装置に格納しておき、本番の成形操作の間の前記複数の操作段階に対応せしめて本番の操作段階それぞれで当該制御データが各駆動源に供給され、当該各駆動源を個別に駆動することを特徴とする請求項１あるいは２記載のプレス機。

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