JP4682405B2 - 電動プレス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動プレスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動プレスは、パンチがワークに当たるまでのストロークは高速にて移動し、パンチがワークに当たったのちにスピードを低速に切り替えて出力を大きくして加工を実施する。すなわち電動プレスを機能で分けると、移動のためのストローク機能と加工のための加工機能に分けることができる。ここで問題になるのは、この２つの機能が相反する要求を駆動源であるモータに求めることにある。
【０００３】
ストローク機能は高速で移動する必要があるが、加工機能では逆に低速高出力を必要としている。そのため１つのモータで電動プレスを構成するには高速高出力モータが必要になり、出力が大きなモータを取り付けざるをえない。
【０００４】
電動プレスは加工精度に優れているため、大型の製品にも利用するニーズが強まり、高出力化が進み、モータ容量も大きくなっている。モータ容量が大きくなるとコストが高くなりかつモータ納期が長くなるので、電動プレスも高価で納期が長くならざるをえない。
【０００５】
この問題を解決するために、従来技術１として、特開昭６１−２４２７９６号公報には、加工機能用モータ（減速機を付加し低速、高出力化）と、移動機能用モータ（高速、低出力）を設け、クラッチで切り換える電動プレスが開示されている。
【０００６】
従来技術２として、特開平６−１５４９４号公報には、１個のモータを駆動源として用い、プレス用のラムの高さ位置をエンコーダで検出して、速度と加圧力を制御する電動モータを備えた電動プレスが開示されている。
【０００７】
従来技術３として、特開平６−２１８５９９号公報には、変位を定量的に検出する変位検出手段とその変位量に対しての歪量を補正する補正手段を備えた電動プレスが開示されている。
【０００８】
従来技術４として、特開平１１−４７９９９号公報には、１個のモータを駆動源として用い、位置検出手段と荷重検出手段により荷重発生位置を検出し加工開始位置を検出する電動モータを備えた電動プレスが開示されている。
【０００９】
従来技術５として、特開平７−９２００号公報には、１個のサーボモータを駆動源として用い、ラムの先端部に設けたストローク検出棒と、このストローク検出棒の位置を検出する位置センサと、プレス加工物の荷重を検出する歪ゲージを備えた電動プレスが開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術１は、モータ容量は小さくなるが、高価なサーボモータが２個必要で、かつクラッチも２個必要であるので、依然コスト高となっている。
【００１１】
従来技術２は、モータエンコーダでの位置検出では、加工時に荷重が発生すると各機構部に歪みが発生するため、エンコーダの表示ストロークと実際の加工ストロークにズレが生じる問題がある。また、繰り返しの精度においても製品ごとに荷重条件が変わると加工精度がばらつくが、エンコーダではワーク加工面に対しての位置関係を検出できない。そのため、ストロークの補正もできなくなる。
【００１２】
従来技術３は、第１実施例ではプレス本体自由端の下部に固着された変位センサとコの字状の変位基準板の上辺部端に設けられたセンサ受けピースによりラムの変位を直接検出し補正をかけているが、直接加工面を検出できないため加工面に対する精度を向上することはできない。また第２実施例ではラムに設けられた変位センサとコの字状の変位基準板のベースに設けられたセンサ受けピースによりラムの変位を直接検出し補正をかけているが、コラムがたわむと精度が保証できない。
【００１３】
従来技術４は、ロードセルに荷重発生位置あるいはモータ電流が増加する位置をプレス動作中に検出するため、加工開始位置の精度がばらつく問題がある。また加工精度の向上と、ロードセルによる検出の場合にはロードセル保護のために、加工開始位置の少し前にラムを減速しているが、その設定ポイントの前に荷重がかかった場合はロードセルなどの破損につながる危険性が大きい。
【００１４】
従来技術５は、設定荷重以上にならないようにトルク制御をしながら、あらかじめ設定されたストロークに到達したときプレス工程を完了しているが、対象製品の公差により、特にかしめ等においては毎回、必要加圧力や移動量が変わるため設定範囲を広げなければならず、品質に問題が生ずる。
【００１５】
本発明は上記課題を解決したもので、高速で、加工精度に優れた低コストの電動プレスを提供する。
【００１６】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項１において講じた技術的手段（以下、第１の技術的手段と称する。）は、電動機と、該電動機の回転運動を第１加圧力伝達手段の直線運動に変換する変換手段を備える第１加圧手段と、駆動手段により前記第１加圧力伝達手段の直線運動と同方向に直線運動する第２加圧手段と、前記第１加圧手段と前記第２加圧手段との間の隙間に設けられるストローク調節手段とを備え、
前記第２加圧手段が前記第１加圧手段より先にワーク加工面に対して直線運動し、前記ストローク調整手段により前記第２加圧手段までの前記第１加圧手段の直線運動を短くし、前記ストローク調整手段を介して前記第１加圧手段の加圧力を前記第２加圧手段に伝達し得るように構成されていることを特徴とする電動プレスである。
【００１７】
上記第１の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００１８】
すなわち、第１加圧手段が加工機能を担い、第２加圧手段がストローク機能を担うので、第１加圧手段の電動機として低容量モータを使用することができるため、電動プレスを低コスト化でき、納期も短縮できる。さらに、加工機能を有する第１加圧手段の移動距離をストローク調整手段によって短縮できるので、移動時間を短縮できる。
【００１９】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技術的手段と称する。）は、前記駆動手段は、第２加圧手段に結合されたパンチがワーク加工面に当たると自動的に停止することを特徴とする請求項１記載の電動プレスである。
【００２０】
上記第２の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００２１】
すなわち、駆動手段は、第２加圧手段に結合されたパンチがワーク加工面に当たると自動的に停止するので、高速のストローク機能が達成できるため加工開始位置までの加工速度を高速化できる構成において、パンチを加工前に加工面に傷をつけないような推力にて当てることができる。
【００２２】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技術的手段と称する。）は、前記第２加圧手段に結合されたパンチがワークに当接する加工開始の位置を検出する加工開始位置検出手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の電動プレスである。
【００２３】
上記第３の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００２４】
すなわち、加工開始前にパンチがワークに当接する加工開始位置をワークごとに計測可能になり、またコラムなどの歪みの影響を取り除くことができるので、加工精度を向上できる。
【００２８】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技術的手段と称する。）は、前記加工開始位置検出手段がリニアゲージであることを特徴とする請求項３記載の電動プレスである。
【００２９】
上記第４の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００３０】
すなわち、リニアゲージは低コストで簡単な機構であるので、電動プレスを低コスト化できる。
【００３１】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技術的手段と称する。）は、前記ストローク調整手段が、前記隙間に出し入れ可能な厚さを有するストローク調整プレートであることを特徴とする請求項１記載の電動プレスである。
【００３２】
上記第５の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００３３】
すなわち、簡単な構造でストロークを調整できるので、コンパクトで低コストな電動プレスができる。またストローク調整プレートを多段とすることにより多品種に対応できる。
【００３４】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項６において講じた技術的手段（以下、第６の技術的手段と称する。）は、前記第１加圧手段の加圧力を検出する加圧力検出手段と、前記第２加圧手段に結合されたパンチのストロークを検出するストローク検出手段と、前記ストロークに対する前記加圧力の変化率を演算し、該変化率があらかじめ設定された変化率設定値以上になったら前記第１加圧手段を停止するよう制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の電動プレスである。
【００３５】
上記第６の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００３６】
すなわち、かしめ等塑性変形を伴う加工の場合においては、ワークのばらつきによりプレス動作完了時の加圧力、加工面からの距離が変わるが、ストロークに対する加圧力の変化率の変曲点を検出することによりプレス動作の完了点を検出できるので、塑性変形量に左右されずワークごとに最適な加工ができる。
【００３７】
上記技術的課題を解決するために、本発明の請求項７において講じた技術的手段（以下、第７の技術的手段と称する。）は、プレス動作完了時ストロークとプレス動作完了後加圧力をゼロにしたときのストロークとに差が生じた場合、次回プレス時のプレス動作完了を判定するストローク設定値に前記差を加味して設定してプレス制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項６記載の電動プレスである。
【００３８】
上記第７の技術的手段による効果は、以下のようである。
【００３９】
すなわち、かしめ等塑性変形を伴う加工の場合においては、プレス時にバックリング現象が発生するが、プレス動作完了時ストロークとプレス動作完了後加圧力をゼロにしたときのストロークとに差を加味して次回プレス時のプレス動作完了を判断するので、バックリング量を加味した加工ができ精度に優れた加工ができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明者は鋭意研究し、加工機能を担う部分（以下、加工機能部と称する。）とストローク機能を担う部分（以下、ストローク機能部と称する。）を分離する構造を発明した。加工機能部を従来と同じ電動プレス機構で構成し、ストローク機能部をストローク調整ユニットとして加工機能部とは別の駆動手段を用いて構成する。これにより、加工機能部とストローク機能部のそれぞれの駆動手段として、それぞれに最適なものを選定することができる。加工機能部の電動機として低容量モータを使用することができるので、電動プレスを低コスト化できる。この低容量モータは汎用であるので、納期も短縮できる。
【００４１】
ストローク機能部を別体にしたことにより、パンチを加工前に加工面（加工開始位置）に傷をつけないような推力にて当てることができるので、従来できなかったプレスと加工面の寸法を加工開始前に位置検出手段にて計測が可能になる。このデータによりワーク加工面の位置をワークごとに計測可能であるので、ワーク寸法にばらつきがあっても補正可能になる。さらに加工中でも寸法データを得ることができるので、高圧プレス加工にて発生するコラムなどの歪みの影響を除いた加工ストロークを保証できるようになる。これらにより、モータエンコーダおよびリニアゲージにて従来から実施しているストローク管理に比べて精度の向上を計ることができる。
【００４２】
かしめ等塑性変形をともなう加工する製品の場合、ワークのばらつきによりプレス動作完了時の加圧力、加圧面からの距離が変わる。本発明者は、加圧を行うとプレス完了点でストロークに対する加圧力の変化率が変化する現象に着目し、ロードセルやモーター電流などの加圧力検出手段により逐次加圧力の変化を監視し、加圧力の変化率の変曲点を検出することによりプレス動作の完了点とした。これによりワークごとに最適値で加工できる。なお、加工面からの距離や加圧力の上下限を設定することによりプレス不良時の検出ができる。ただし、加圧力の変化率の変曲点を見る必要がない製品の場合、加圧力やストロークでプレス動作の完了点を検出してもよい。
【００４３】
また、かしめ等塑性変形をともなう加工する製品の場合、プレス後に加工面が戻るバックリング現象が発生する。このバックリング量を測定して、その分を補正することにより一度試し打ちを実施すれば次回より精度よく加工することができる。さらにプレスごとにバックリング量を測定して補正すれば、さらに加工精度を向上できる。
【００４４】
以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明する。図１は実施例の電動プレスコラムユニットの正面図、図２は実施例の電動プレスコラムユニットの側面図である。
【００４５】
本電動プレスコラムユニット１００は、加工機能を担う第１加圧手段である電動プレスユニット１、ストローク機能を担うストローク調整ユニット２、これらを支持するコラム１０１および制御手段であるコントローラ２００から構成されている。電動プレスユニット１は、電動機であるモータ３、減速機４、カップリング５、サポートベアリング６、ボールネジ７、ボールネジナット８、ボールネジナットハウジング９、ロードセル１０、第１加圧力伝達手段であるプレスロッド１１、取付プレート１２およびリニアゲージ２３から構成されている。
【００４６】
モータ３は、減速機４、カップリング５を介してボールネジ７と連結している。これらは減速機４、サポートベアリング６を介して、それぞれコラム１０１の支持部材１０１ａ、１０１ｂに支持されている。
【００４７】
ボールネジ７はボールネジナット８と螺合されており、この両者でモータ３からボールネジ７に伝達された回転運動を直線運動に変換する変換手段を構成している。このボールネジナット８はボールネジナットハウジング９と結合され、このボールネジナットハウジング９は取付プレート１２と結合されている。この取付プレート１２にはガイドブロック１３が設けられている。このガイドブロック１３は、コラム１０１と結合されているレール１５と摺動可能に嵌合されている。
【００４８】
ハウジングブロック１８はボールネジナットハウジング９に当接し、取付プレート１２に結合されている。ハウジングブロック１８の内部で、ハウジングブロック１８とボールネジナットハウジング９の間にロードセル１０が設けられている。
【００４９】
ハウジングブロック１８の内部にはプレスロッド１１が摺動可能に設けられている。ハウジングブロック１８の内部で、ロードセル１０の反対側にガイドブッシュ１９が嵌入されている。プレスロッド１１は、ガイドブッシュ１９、プレスロッド鍔部１１ａ間に設けられたバネ２０により上方に付勢され、ロードセル１０に当接されている。ハウジングブロック１８の外部にリニアゲージ２３が結合されている。
【００５０】
モータ３が回転すると、その回転は減速機４、カップリング５を介してボールネジ７に伝えられる。この回転は、ボールネジ７とボールネジナット８の螺合関係により直線運動に変換される。この直線運動を利用してプレスロッド１１を上下させることでプレスとして機能する。
【００５１】
プレスの速度や推力は、モータ３と連結したコントローラ２００よりモータ３に直接指示が出される。コントローラ２００への条件設定は使用者が事前に入力する。加工ストロークは、モータ３の回転数をこのモータ３に付属するエンコーダで検出することにより制御可能になっている。さらにプレスの出力はプレスロッド１１を介してロードセル１０にて検出可能になっている。
【００５２】
ストローク調整ユニット２は、ストローク調整手段であるストローク調整プレート２１、ストローク調整プレート切換えアクチュエータ２２、ストローク調整ユニット上下駆動シリンダ２４、第２加圧力伝達手段としてのストローク調整ユニットロッド２５から構成される。
【００５３】
ストローク調整ユニットロッド２５は、ハウジングブロック２６の内部に摺動可能に設けられている。ハウジングブロック２６の内部の下部にガイドブッシュ２７が嵌入されている。ストローク調整ユニットロッド２５は、このガイドブッシュ２７、ストローク調整ユニットロッド鍔部２５ａ間に設けられたバネ２８により上方に付勢され、ストローク調整プレート２１に当接されている。ストローク調整ユニットロッド２５には位置検出部材３４が結合され、リニアゲージ２３の検出子に当接している。ハウジングブロック２６は取付プレート２９に結合されている。
【００５４】
ハウジングブロック２６にストローク調整ユニットハウジング３０が当接され、取付プレート２９に結合されている。このストローク調整ユニットハウジング３０の内部には水平方向に摺動可能にストローク調整プレート２１が設けられている。このストローク調整プレート２１は、厚さに薄い肉薄部２１ａと厚さの厚い肉厚部２１ｂから構成され、ロッド３１を介してストローク調整プレート切換えアクチュエータ２２と連結されている。このストローク調整プレート切換えアクチュエータ２２は、コントローラ２００により制御されている。
【００５５】
取付プレート２９にはガイドブロック１６が設けられている。このガイドブロック１６は、電動プレスユニット１のガイドブロック１３が摺動するレール１５と摺動可能に嵌合されている。ストローク調整ユニットロッド２５とプレスロッド１１は、互いの中心軸が同軸になる位置関係に構成されている。
【００５６】
ストローク調整ユニット上下駆動シリンダ２４は、ロッド３２および接続部材３３を介して取付プレート２９と連結され、コラム１０１に結合されている。このストローク調整ユニット上下駆動シリンダ２４は空気を駆動源とするエアシリンダで、ストローク調整ユニット２の突き当て可能な駆動手段である。この突き当て可能な駆動手段はエアシリンダに限定されるものでなく、高速で推力が小さいソレノイド式、油圧式、モータ式などが利用可能である。
【００５７】
このストローク調整ユニット２は、ワークがセットされたらストローク調整ユニット上下シリンダ２４にてワークに当たるまで下降する。この時の位置をリニアゲージ２３にて検出することで正確な加工開始位置を設定することができる。
【００５８】
コントローラ２００はモータ３、ストローク調整プレート切換えアクチュエータ２２、リニアゲージ２３、ストローク調整ユニット上下駆動シリンダ２４、ロードセル１０と信号線で連結されている。なお、本実施例の電動プレスは、電動プレスコラムユニット１００とパンチ３５、ワーク台４１などで構成されている。
【００５９】
次に電動プレスの動作について説明する。図３〜８は実施例の電動プレスの動作を説明する説明側面図で、それぞれワークセット時、加工開始位置補正時、ストローク調整プレート挿入時、加工時、ストローク調整プレート抜き時、加工作業完了時の状態を示している。図が煩雑になるのをさけるためコラム１０１、モータ３、コントローラ２００などを省略し、ボールネジ７より下の部分のみ図示している。ストローク調整ユニットロッド２５に、ワークを加工するパンチ３５が取り付けられている。
【００６０】
図９は実施例の電動プレスの動作のメインルーチンを説明するフローチャート図、図１０は実施例の加圧力変曲点処理を説明するフローチャート図、図１１は実施例のバッファリング量補正を説明するフローチャート図である。
【００６１】
ワーク台４１上にワーク４０をセットする。（図３）このワーク４０のセットは、作業者が手で行ってもよいし、ロボットで行っても、コンベア式で行ってもよい。本実施例ではワーク４０のかしめ加工を行うものである。
【００６２】
ストローク調整ユニット２は、ストローク調整ユニット上下駆動シリンダ２４により上方に移動され、ワーク４０とパンチ３５との間には隙間が形成されている。この隙間は、ワーク４０をセットするスペースを確保するために必要である。電動プレスユニット１のプレスロッド１１とストローク調整ユニット２のストローク調整ユニットロッド２５の間にはストローク調整プレート２１の肉薄部２１ａが挿入されている。
【００６３】
ステップＳ０１でストローク調整ユニット上下駆動シリンダ２４を駆動して、ストローク調整ユニット２のみパンチ３５がワーク加工面に当たるまで下降させる。（図４）ストローク調整ユニット上下駆動シリンダ２４は突き当て可能な駆動手段（エアシリンダ）であるので推力が弱く、パンチ３５がワーク加工面に当たった状態で停止する。なお、パンチ３５がワーク加工面に当たったとき自動的に停止する検出制御手段を設けてもよい。
【００６４】
次にステップＳ０２でリニアゲージ２３にてワーク加工面に当たった状態のパンチ３５の位置（加工原点）があらかじめ設定された上下限値内にあるかチェックする。加工原点が上下限値内に入っていれば正常であり、ＯＫとしてステップＳ０３に進む。もし加工原点が上下限値内に入っていない場合は、ワーク４０が正しい位置にセットされていなかったり異物が挟まっているなどの異常な状態であるので、ＮＧとしてステップＳ１３に進む。
【００６５】
ステップＳ０３ではワーク４０の高さに合わせて加工開始位置を補正する加工原点セットを行う。同じ製品でもワークごとに高さがわずかであるが異なっているが、この加工開始位置補正により加工精度を向上させることができる。
【００６６】
この状態ではプレスロッド１１とストローク調整ユニットロッド２５の間に、ストローク調整ユニット２が下降したことによる隙間ができている。この隙間を小さくするために、ステップＳ０４でストローク調整プレート切換えアクチュエータ２２を駆動してストローク調整プレート２１をスライドし、その肉厚部２１ｂをプレスロッド１１とストローク調整ユニットロッド２５の間に挿入する。（図５）これにより電動プレスユニット１が下降するストロークを短くすることができるので、下降時間を短縮できる。すなわち、電動プレスがすぐに加工機能としで動作可能になる。なお、このストローク調整プレート２１を多段とすれば多品種に対応できる。
【００６７】
次にステップＳ０５で、加工に必要なストロークを、リニアゲージにより得られた加工開始位置からコントローラ２００で演算しモータ３へ指示し、この指示とあらかじめ設定された加圧力条件に従ってモータ３が回転し、ボールネジ７とボールネジナット８により回転運動が下降運動に変換され、プレスロッド１１、ストローク調整プレート２１の肉厚部２１ｂ、ストローク調整ユニットロッド２５を介してパンチ３５を下降する。ステップＳ０６で加圧力変曲点処理を行い、ステップＳ０７でパンチ３５の下降を停止してステップＳ０８に進む。（図６）ステップＳ０６の加圧力変曲点処理においては、図１０に示すようにステップＳ２１でリニアゲージ２３により検出されるストロークデータと、ロードセル１０により検出される加圧力データをコントローラ２００に取り込む。ステップＳ２２でストロークに対する加圧力の変化率である加圧力変化量傾きＫを次式により演算する。
【００６８】
Ｋ＝加圧力変化量／ストローク変化量
続いてステップＳ２３でストロークＳがあらかじめ設定された設定値Ｃ１以下であるかどうか判定するオーバーストローク判定をする。ストロークＳが設定値Ｃ１以下であればステップＳ２４に進み、ストロークＳが設定値Ｃ１より大きい場合はオーバーストロークしていると判断しステップＳ３４に進む。
【００６９】
ステップＳ２４では加圧力変化量傾きＫがあらかじめ設定された設定値Ｃ２以上であるかどうか判定する。加圧力変化量傾きＫが設定値Ｃ２以上であればステップＳ２５に進み、加圧力変化量傾きＫが設定値Ｃ２より小さい場合はステップＳ２１に戻る。
【００７０】
ステップＳ２５ではストロークＳが下限値Ｄ１以上でかつ上限値Ｕ１以下であるかどうか判定する。ストロークＳが下限値Ｄ１以上でかつ上限値Ｕ１以下であればステップＳ２６に進み、ストロークＳが下限値Ｄ１より小さいかまたは上限値Ｕ１より大きければステップＳ３４に進む。
【００７１】
ステップＳ２６では加圧力Ｆが下限値Ｄ２以上でかつ上限値Ｕ２以下であるかどうか判定する。加圧力Ｆが下限値Ｄ２以上でかつ上限値Ｕ２以下であればステップＳ２７に進み、加圧力Ｆが下限値Ｄ２より小さいかまたは上限値Ｕ２より大きければステップＳ３４に進む。
【００７２】
ステップＳ２７ではリニアゲージ２３により検出されるストロークデータと、ロードセル１０により検出される加圧力データをコントローラ２００に取り込みコントローラ２００のメモリに記憶し、ステップＳ２８に進む。ステップ２８ではプレス動作完了時の判定として加圧力判定を行うかストローク判定を行うか判断する。加圧力判定を行うかストローク判定を行うかは、あらかじめ制御モードとして設定されている。これは用途によりプログラムとして設定してもよいし、コントローラ２００に操作者が設定できるようにしてもよい。加圧力判定を行う場合はステップＳ２９に進み、ストローク判定を行う場合はステップＳ３１に進む。
【００７３】
ステップＳ２９ではストロークＳがあらかじめ設定された設定値Ｃ３以下であるかどうか判定する。ストロークＳが設定値Ｃ３以下であればステップＳ３０に進み、ストロークＳが設定値Ｃ３より大きい場合はオーバーストロークしていると判断しステップＳ３４に進む。
【００７４】
ステップＳ３０では加圧力Ｆがあらかじめ設定された設定値Ｃ４以上であるかどうか判定する。加圧力Ｆが設定値Ｃ４以上であれば加圧力変曲点処理を終了し、メインルーチンに戻る。加圧力Ｆが設定値Ｃ４より小さい場合はステップＳ２７に戻る。ステップＳ２７〜Ｓ３０のルーチンによりパンチ３５の下降停止を加圧力で判断している。
【００７５】
またステップＳ３１では加圧力Ｆがあらかじめ設定された設定値Ｃ６以下であるかどうか判定する。加圧力Ｆが設定値Ｃ６以下であればステップＳ３２に進み、加圧力Ｆが設定値Ｃ６より大きい場合は加圧力オーバーと判断しステップＳ３４に進む。
【００７６】
ステップＳ３２ではストロークＳがあらかじめ設定された設定値Ｃ７以上であるかどうか判定する。ストロークＳが設定値Ｃ７以上であれば加圧力変曲点処理を終了し、メインルーチンに戻る。ストロークＳが設定値Ｃ７より小さい場合はステップＳ２７に戻る。ステップＳ２７、Ｓ２８、Ｓ３１、Ｓ３２のルーチンによりパンチ３５の下降停止をストロークで判断している。
【００７７】
ステップＳ３４では、プレス加工が正常に行われなかったことを表す図示しない表示部に異常表示をして、メインルーチンに戻る。
【００７８】
かしめ等塑性変形を伴う加工の場合においては、ワークのばらつきによりプレス動作完了時の加圧力、加工面からの距離が変わる。図１２はワークのばらつきによる変曲点の変動を模式的に示したグラフ図である。ワークＢの方がワークＡより変曲点の加圧力、ストロークとも大きくなっている。本実施例では、ストロークに対する加圧力の変化率の変曲点を検出することによりプレス動作の完了点を検出できるので、塑性変形量に左右されずワークごとに最適な加工ができる。
したがって加工精度に優れたプレス加工が可能になる。
【００７９】
メインルーチンのステップＳ０７ではパンチの下降を停止し、ステップＳ０８に進む。ステップＳ０８では加圧力がゼロになったバックリング後のストロークを取り込んで、このストロークＳが下限値Ｄ３以上でかつ上限値Ｕ３以下であるかどうか判定する。ストロークＳが下限値Ｄ３以上でかつ上限値Ｕ３以下であればステップＳ０９に進み、ストロークＳが下限値Ｄ３より小さいかまたは上限値Ｕ３より大きければステップＳ１３に進む。
【００８０】
ステップＳ０９のバックリング補正では図１１に示すようにステップＳ４１で加圧を停止すなわち加圧力をゼロにし、ステップＳ４２に進む。かしめ等塑性変形する製品の場合、加圧を停止すると加工面が弾性作用により戻る。
【００８１】
ステップＳ４２では、加圧を停止することにより移動した加圧面のストロークをリニアゲージ２３により検出しコントローラ２００に取り込み、ステップＳ４３に進む。ステップＳ４３ではステップＳ２７で取り込んだプレス動作完了時のストロークと加圧停止後の加圧面のストロークとの差すなわちバックリング量を演算してコントローラ２００のメモリに記憶する。
【００８２】
続いてステップＳ４４ではバックリング量補正モードであるかどうか判定し、バックリング量補正モードであればステップＳ４５で設定値Ｃ７の補正を実行し、メインルーチンに戻りステップＳ１０に進む。バックリング量補正モードでなければ設定値Ｃ７の補正を実行せずにメインルーチンに戻りステップＳ１０に進む。バックリング量補正モードであるかどうかは、あらかじめ制御モードとして設定されている。ステップＳ４５の設定値Ｃ７の補正は、設定値Ｃ７にステップＳ４３で演算されたバックリング量を加算して新たな設定値Ｃ７とすることにより行う。
【００８３】
かしめ等塑性変形を伴う加工の場合においては、プレス時にバックリング現象が発生するが、プレス動作完了時ストロークとプレス動作完了後加圧力をゼロにしたときのストロークとに差を加味して次回プレス時のプレス動作完了を判断する設定値Ｃ７を決めているので、バックリング量を加味した加工ができ精度に優れた加工ができる。
【００８４】
メインルーチンのステップＳ１０では、モータ３を加工時と逆に回転させ電動プレスユニット１を上昇させる。次にステップＳ１１でストローク調整プレート切換えアクチュエータ２２を駆動してストローク調整プレート２１をスライドし、その肉厚部２１ｂをプレスロッド１１とストローク調整ユニットロッド２５の間から抜く。（図７）このプレスロッド１１とストローク調整ユニットロッド２５の間には、ストローク調整プレート２１の肉薄部２１ａが挿入された状態になっている。
【００８５】
次のステップＳ１２でストローク調整ユニット上下駆動シリンダ２４を駆動して、ストローク調整ユニット２を上昇させ元の位置に戻す。この後、ワークを取り出すと１サイクルの加工が完了する。（図８）
ステップＳ１３では図示しない表示部に異常表示してステップＳ１０に進み、上記のようにステップＳ１０〜１２で電動プレスユニット１を上昇させ、ストローク調整プレート２１をスライドし、ストローク調整ユニット２を上昇させ元の位置に戻して電動プレスを停止する。
【００８６】
本実施例では加工時に加工の実ストロークをリニアゲージ２３で確認する。このデータを制御手段にフィードバックすることによりコラム１０１の歪みなどの影響を最小にすることができる。また、加工途中で負荷変動が発生してもリニアゲージ２３にてストロークのデータが管理できているので加工精度が向上できる。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、電動機と、この電動機の回転運動を第１加圧力伝達手段の直線運動に変換する変換手段を備える第１加圧手段と、駆動手段により第１加圧力伝達手段の直線運動と同方向に直線運動する第２加圧手段を備え、第１加圧手段の加圧力を第２加圧手段に伝達するように構成されていることを特徴とする電動プレスであるので、高速で、加工精度に優れた低コストの電動プレスができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の電動プレスコラムユニットの正面図
【図２】実施例の電動プレスコラムユニットの側面図
【図３】実施例の電動プレスのワークセット時の動作を説明する説明側面図
【図４】実施例の電動プレスの加工開始位置補正時の動作を説明する説明側面図
【図５】実施例の電動プレスのストローク調整プレート挿入時の動作を説明する説明側面図
【図６】実施例の電動プレスの加工時の動作を説明する説明側面図
【図７】実施例の電動プレスのストローク調整プレート抜き時の動作を説明する説明側面図
【図８】実施例の電動プレスの加工作業完了時の動作を説明する説明側面図
【図９】実施例の電動プレスの動作のメインルーチンを説明するフローチャート図
【図１０】実施例の加圧力変曲点処理を説明するフローチャート図
【図１１】実施例のバッファリング量補正を説明するフローチャート図
【図１２】ワークのばらつきによる変曲点の変動を模式的に示したグラフ図
【符号の説明】
１…電動プレスユニット（第１加圧手段）
２…ストローク調整ユニット（第２加圧手段）
３…モータ（電動機）
７…ボールネジ（変換手段）
８…ボールネジナット（変換手段）
１０…ロードセル（加圧力検出手段）
１１…電動プレスロッド（第１加圧力伝達手段）
２１…ストローク調整プレート（ストローク調整手段）
２２…ストローク調整プレート切換えアクチュエータ
２３…リニアゲージ（加工開始位置検出手段）（ストローク検出手段）
２４…ストローク調整ユニット上下駆動シリンダ（駆動手段）
２５…ストローク調整ユニットロッド（第２加圧力伝達手段）
３５…パンチ
４０…ワーク
２００…コントローラ（制御手段）

Claims (7)

1. 電動機と、
   該電動機の回転運動を第１加圧力伝達手段の直線運動に変換する変換手段を備える第１加圧手段と、
   駆動手段により前記第１加圧力伝達手段の直線運動と同方向に直線運動する第２加圧手段と、
   前記第１加圧手段と前記第２加圧手段と間の隙間に設けられるストローク調節手段とを備え、
   前記第２加圧手段が前記第１加圧手段より先にワーク加工面に対して直線運動し、前記ストローク調整手段により前記第２加圧手段までの前記第１加圧手段の直線運動を短くし、前記ストローク調整手段を介して前記第１加圧手段の加圧力を前記第２加圧手段に伝達し得るように構成されていることを特徴とする電動プレス。
2. 前記駆動手段は、第２加圧手段に結合されたパンチが前記ワーク加工面に当たると自動的に停止することを特徴とする請求項１記載の電動プレス。
3. 前記第２加圧手段に結合されたパンチがワークに当接する加工開始の位置を検出する加工開始位置検出手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の電動プレス。
4. 前記加工開始位置検出手段がリニアゲージであることを特徴とする請求項３記載の電動プレス。
5. 前記ストローク調整手段が、前記隙間に出し入れ可能な厚さを有するストローク調整プレートであることを特徴とする請求項１記載の電動プレス。
6. 前記第１加圧手段の加圧力を検出する加圧力検出手段と、前記第２加圧手段に結合されたパンチのストロークを検出するストローク検出手段と、前記ストロークに対する前記加圧力の変化率を演算し、該変化率があらかじめ設定された変化率設定値以上になったら前記第１加圧手段を停止するよう制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の電動プレス。
7. プレス動作完了を判断するストローク設定値とプレス動作完了後加圧力をゼロにしたときのストロークとに差が生じた場合、前記ストローク設定値と加圧力ゼロ後のストロークとの差を小さくするように、次回プレス時のストローク設定値を補正してプレス制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項６記載の電動プレス。

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