JP4758918B2 - ゼロ点補正装置を備えたプレス機 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物のプレス精度を格段と向上させることができるゼロ点補正装置を備えたプレス機に関する。

従来より、プレス機にて、被加工物をプレス加工するとき、その加圧力によりプレス本体に歪が生じる。具体的には、図４に示すように、加圧部の後方に１本の支柱が設けられ、該支柱より手前側にベースが設けられている，所謂オープンタイプで、片持ちの場合には、その加圧力にて大きな歪みが発生している。

しかるに、そのプレス機を門型形状にしたものでは、加圧力を加えても、歪みは殆ど生じない利点はあるが、今度は、加工作業をする場合に、その門型枠部が邪魔となる欠点があった。従来、これらに対応するために、補正することが提案されている。これら補正値の対象は機構のうち、片持ちによる構造に起因する「歪」を重要部分として捉えて補正しようとすることである。その外、ガタの量等機械毎に異なる補正は含まれていない。

このようなことを解決するために、当該出願人も、特願平５−２８４０４号にて出願している。この出願は、「補正装置を含むプレス機」としたものであるが、これ以上の精度が必要とされることも多い。その先願では、プレス条件に対応した補正値を予め記憶しておき、加圧力発生時に補正データを有効として補正しようとするものが提案されているが、完璧なものではなかった。また、プレス機では、加工条件或いは被加工物に起因する加圧力発生等による相違まで考慮されたものは存在しないため、これを補正する装置が要望されている。

そこで発明者は、前記課題を解決すべく、鋭意、研究を重ねた結果、その発明を、圧力を発生させる加圧力発生手段と、該加圧力発生手段にてプレス用のラムの直線運動に変換する変換機構手段と、ラムの直線運動に関連する位置データを検出する位置検出手段と、上方のラムの初期セット位置である原点位置と、該原点位置から下降した被加工物の取付、取外しを行うためのラムの位置対応高さ設定点と、ラムが被加工物に当たる直前の位置加圧位置と、プレス動作を終了するラムの停止位置とでなる位置設定と、加圧力とを含むプレス条件を設定するプレス条件設定手段と、プレス条件を一時的に記憶するプレス条件記憶手段と、加圧力を検出する加圧力検出手段と、前記設定したプレス条件に対してベース基準かゲージ基準かのゼロ点補正をするか否かを判断して、ゲージ基準とする場合には被加工物Ｗに相当するゲージを基準とするゲージ基準位置をプレス条件でのゲージ位置とするために、前記初期セット位置である原点に対する加工原点における歪量のゼロ点補正を指令するゼロ点補正手段と、その指令信号に対応して被加工物Ｗに相当するゲージを使用したゲージ位置を前記初期セット位置である原点に対して新たに加工原点としてプレス条件でのプレス加圧力時の歪量を基にした位置データをプレス条件の基準値として記憶する基準値記憶手段と、その基準値と前記プレス条件とにより停止位置などの補正制御データを前記プレス条件に代えて記憶する補正制御データ記憶手段とを備えてなることを特徴とするゼロ点補正装置を備えたプレス機とすることで課題を解決することができた。
また、本発明を、加圧力を発生させる加圧力発生手段と、該加圧力発生手段にてプレス用のラムの直線運動に変換する変換機構手段と、ラムの直線運動に関連する位置データを検出する位置検出手段と、上方のラムの初期セット位置である原点位置と、該原点位置から下降した被加工物の取付、取外しを行うためのラムの位置対応高さ設定点と、ラムが被加工物に当たる直前の位置加圧位置と、プレス動作を終了するラムの停止位置とでなる位置設定と、加圧力とを含むプレス条件を設定するプレス条件設定手段と、プレス条件を一時的に記憶するプレス条件記憶手段と、加圧力を検出する加圧力検出手段と、前記設定したプレス条件に対してゲージ基準のゼロ点補正をするか否かを判断して、ゲージ基準とする場合には被加工物Ｗに相当するゲージを基準とするゲージ基準位置をプレス条件でのゲージ位置とするために、前記初期セット位置である原点に対する加工原点における歪量のゼロ点補正を指令するゼロ点補正手段と、その指令信号に対応して被加工物Ｗに相当するゲージを使用したゲージ位置を前記初期セット位置である原点に対して新たに加工原点として、プレス条件でのプレス加（Ｔ）圧力時の歪量を基にした位置データをプレス条件の基準値として記憶する基準値記憶手段と、その基準値と前記プレス条件とにより停止位置などの補正制御データを前記プレス条件に代えて記憶する補正制御データ記憶手段とを備えてなることを特徴とするゼロ点補正装置を備えたプレス機とすることで課題を解決することができた。

本発明では、上記構成を備えたプレス機としたことにより、まず、プレス作業の停止位置がプレス機の歪み等の影響を受けなくなるため、加工精度を格段と向上させることができる大きな利点がある。
この効果を具体的に説明すると、プレス条件での加工原点におけるゼロ点補正を指令するゼロ点補正手段１１と、該指令信号に対応して加工原点におけるプレス加圧力時の位置データをプレス条件として基準値として記憶する基準値記憶手段１２と、該基準値と前記プレス条件とにより停止位置などの補正制御データを、初期セット位置である原点に対して新たに加工原点として、プレス条件でのプレス加圧力時の位置データを取得して、前記プレス条件に代えて記憶する補正制御データ記憶手段１３とを備えているため、実際に加圧した時の歪量を基にして、これを加工原点とするように補正することで、歪量のゼロ補正ができるものであり、極めて正確なる制御ができる。

特に、プレス加圧力時の位置データをその都度求めることになるが、その適宜の加圧力に応じた位置データが得られ、加圧力に応じた歪補正もできる。すなわち、如何なる加圧力であっても正確なる補正ができる利点がある。

その基準値としては、ベース位置を基準とすることで、又は被加工物Ｗに相当するゲージを基準としており、歪量の補正は略完璧にできる。具体的には、加圧力によっても相違するが、平均でも、百数十マイクロの歪量が被加工物Ｗに生じていたが、本発明にて、単に１マイクロ以内の誤差になるような加工精度を提供できる。他の構成は請求項１と同様であり、これと同等の効果を奏する。

特に、被加工物Ｗに相当するゲージを基準とした場合は、そのゲージ基準位置においては、歪量の補正を略完璧にできる効果がある。
これにより、作業の必要に応じて基準位置を変えて設定することができる利点がある。

加圧力を発生させる加圧力発生手段と、該加圧力発生手段にてプレス用のラムの直線運動に変換する変換機構手段と、ラムの直線運動に関連する位置データを検出する位置検出手段と、上方のラムの初期セット位置である原点位置と、該原点位置から下降した被加工物の取付、取外しを行うためのラムの位置対応高さ設定点と、ラムが被加工物に当たる直前の位置加圧位置と、プレス動作を終了するラムの停止位置とでなる位置設定と、加圧力とを含むプレス条件を設定するプレス条件設定手段とを備えたプレス機に、
プレス条件を一時的に記憶するプレス条件記憶手段と、加圧力を検出する加圧力検出手段と、加工原点におけるゼロ点補正を指令するゼロ点補正手段と、プレス条件でのプレス加圧力時の位置データをプレス条件の基準値として記憶する基準値記憶手段と、補正制御データ記憶手段とを備えることにより、
設定したプレス条件に対してベース基準かゲージ基準かのゼロ点補正をするか否かを判断して、ゲージ基準とする場合には被加工物Ｗに相当するゲージを基準として、そのゲージ基準位置をプレス条件でのゲージ位置とするために、加工原点におけるゼロ点補正を指令し、その指令信号に対応して被加工物Ｗに相当するゲージを使用したゲージ位置を初期セット位置である原点に対して新たに加工原点として、プレス条件でのプレス加圧力時の位置データをプレス条件の基準値として記憶して、その基準値と前記プレス条件とにより停止位置などの補正制御データを前記プレス条件に代えて記憶してゼロ点補正する。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、本発明のプレス機は、図３及び図４に示すように、昇降動作により、被加工物Ｗに対して所望の圧力を与えるプレス用のラム１と、該ラム１に昇降動作を与えるボール螺子２と、加圧力発生手段３としての電動機３ａとからなり、これらがケーシング４の頭部枠体内に設けられている。

まず、ラム１の構造については、図３及び図４に示すように、筒状体に形成されたものであって、具体的には円筒状に形成された筒状本体１ａの内部に軸方向に沿って中空状部が形成されており、該中空状部の内部にボール螺子２の螺子軸２ａが挿入可能となっており、ラム１の筒状本体１ａの軸長方向端部箇所には、ボール螺子２のナット体２ｂが固着されている。その筒状本体１ａの最下部には押圧体１ｂが装着自在となるように構成されており、実際には該押圧体１ｂが被加工物Ｗに当接して、適宜の圧力を与えるものである。

その筒状本体１ａの外周側面を包むようにして筒状ガイド５が設けられている
。該筒状ガイド５は、ケーシング４内に固定され、その筒状ガイド５に沿ってラム１が昇降移動可能に構成されている。該ラム１は、軸方向直交面上において回転しないように振れ止ガイド６が設けられている。該振れ止ガイド６は、具体的には、図３及び図４に示すように、振れ止杆６ａ，案内部６ｂ及び連結板６ｃからなり、その振れ止杆６ａがラム１の下端箇所より上方に向け、且つラム１に平行状となるようにして、連結板６ｃを介して設けられ、その振れ止杆６ａがラム１の昇降に伴って上下方向に移動する構成となっている。

さらに、その振れ止杆６ａが所定箇所を通過するための案内部６ｂがケーシング４内に固定され、その案内部６ｂに沿って、振れ止杆６ａが上昇及び下降するようになっており、ラム１が上下方向に移動する際に筒状ガイド５内を空転することがないように構成されている。

加圧力発生手段３による回転力をネジ機構にてプレス用のラム１の直線運動に変換する変換機構手段Ａとしては、前記ボール螺子２，螺子軸２ａ及びナット体２ｂ，筒状ガイド５等で構成されている。位置検出手段７は、ラム１の直線運動に関連する位置データをエンコーダ７ａの値として検出できるように構成されている。すなわち、エンコーダ７ａを位置検出手段７として構成したものである。

プレス条件設定手段８は、入力装置８ａと表示装置８ｂとで構成されている。具体的には、プレス条件を設定するための入力装置８ａと、該入力装置８ａからの情報が中央処理装置（ＣＰＵ）１７に転送され、該中央処理装置１７はこの情報に従って表示装置８ｂに情報を転送しプレス条件等の表示を行う。その入力装置８ａには、ゼロ点補正指令スイッチ８ａ が設けられている。プレス条件記憶手段（ＲＡＭ１）９は、前記プレス条件設定手段８により入力されたプレス条件を一時的に記憶するメモリで、実際のプレス動作はこの記憶されたプログラムに従って行われる。

加圧力検出手段１０は、加圧力を検出するように設けられている。また、ゼロ点補正手段１１は、プレス条件での加工原点におけるゼロ点補正を指令するものであり、前記ゼロ点補正指令スイッチ８ａ をＯＮすることにより行われる。基準値記憶手段（ＲＡＭ２）１２は、ゼロ点補正の指令信号に対応して加工原点におけるプレス加圧力時の位置データをプレス条件の基準値として記憶するものである。

また、補正制御データ記憶手段１３は、前記基準値と前記プレス条件とにより停止位置などの補正制御データを前記プレス条件に代えて記憶する。停止位置記憶手段（ＲＡＭ３）１４は、停止位置に関して、前記位置検出手段７にて位置データを検出し、これが停止位置データとして記憶される。プレス機操作手段１５は、プレス動作を開始させるためのスイッチで構成され、スイッチの状態を中央処理装置１７で読み込むものである。

加圧力発生制御手段１６は、中央処理装置１７からの情報により、加圧力発生手段３の制御を行う。また、該加圧力発生手段３からの加圧力、位置等の情報を中央処理装置１７に転送する。具体的には、加圧力発生手段３としては電動機３ａが存在し、ラム１の基準位置を検出するものとしてのエンコーダ７ａが電動機３ａに連結されている。

その中央処理装置（ＣＰＵ）１７は、ラム初期位置、ラム１の対応高さ設定点、高速から低速への切替点、設定加圧力発生点、定位置停止点の各位置を記憶し、これらの各位置へ前記ラム１が到達したことを検知し、電動機３ａに回転速度及び電流値の設定変更と断続及び反転を指示する機能を有する。

以下に本発明の実施例の動作を説明すると、図２のフローチャートに示すように、まず、ラム１の動作位置条件、すなわちプレス条件を入力する（Ｓ１参照）
。ラム１の動作位置条件には原点位置（ラム１の初期セット位置）、ラム１の対応高さ設定点（被加工物Ｗの取付、取外しを行うためのラム１の位置）、加圧位置（ラム１が被加工物Ｗに当たる直前の位置）、停止位置（プレス動作を終了するラム１の位置）があり、これらの設定は、実際の被加工物Ｗをプレスしながら行うようになっている。そして、ゼロ点補正をするか否かを判断する（Ｓ２参照）。ゼロ点補正をする場合には、ベース基準（図３参照）か否かを判断する（Ｓ３参照）。

ベース基準の場合には、ラム１をベースＢの直前位置まで下降させる（Ｓ４及参照）。この場合には、手動にて下降させる。そして、この所定位置となったか否かを判断する（Ｓ５参照）。所定位置となった場合には、低速・低荷重による接触位置検出するための下降をさせる（Ｓ６参照）。そして、ベースＢに接触させたか否かを判断し（Ｓ７参照）、接触した場合には、設定加圧力にて加圧する（Ｓ８参照）。そして、そのときの設定加圧力時において位置検出手段７（エンコーダ７ａの値として）にて検出する（Ｓ９参照）。このエンコーダ７ａの値をベース基準値として記憶する（Ｓ１０参照）。その基準値により各設定値を補正する（Ｓ１１参照）。上記の補正が終了した後に、加工を開始するか否かを判断する（Ｓ１２参照）。加工を開始させる場合には、プレス機操作手段１５をＯＮとしてプレス動作を開始して加工する（Ｓ１３参照）。そして加工が終了したか否かを判断して（Ｓ１４参照）、加工が終了した場合には、その加工の一連の作業は終了し、加工が終了しない場合には、さらに加工は続けられる。

また、ベース基準としない場合には、Ｓ３のＮＯとなり、ゲージ基準（図３参照）となる（Ｓ１５参照）。そして、ラム１をゲージ直前位置まで下降させる。この場合には、手動にて下降させる（Ｓ１６参照）。この所定位置となったか否かを判断する（Ｓ１７参照）。所定位置となった場合には、低速・低荷重による接触位置検出するための下降をさせる（Ｓ１８参照）。そして、ゲージに接触させたか否かを判断し（Ｓ１９参照）、接触した場合には、設定加圧力にて加圧する（Ｓ２０参照）。そのときの設定加圧力時において位置検出手段７（エンコーダ７ａの値として）にて検出する（Ｓ２１参照）。このエンコーダ７ａの値をゲージ基準値として記憶する（Ｓ２２参照）。その基準値により各設定値を補正する（Ｓ１１参照）。上記の補正が終了した後は、前述したベース基準と同様にして加工作業を行うものである。

本発明の構成を示すブロック図 本発明の作動時のフローチャート図 本発明の断面図 本発明の斜視図

符号の説明

１…ラム
３…加圧力発生手段
７…位置検出手段
８…プレス条件設定手段
９…プレス条件記憶手段
１０…加圧力検出手段
１１…ゼロ点補正手段
１２…基準値記憶手段
１３…補正制御データ記憶手段
Ａ…変換機構手段

Claims (2)

1. 加圧力を発生させる加圧力発生手段と、
   該加圧力発生手段にてプレス用のラムの直線運動に変換する変換機構手段と、
   ラムの直線運動に関連する位置データを検出する位置検出手段と、
   上方のラムの初期セット位置である原点位置と、該原点位置から下降した被加工物の取付、取外しを行うためのラムの位置対応高さ設定点と、ラムが被加工物に当たる直前の位置加圧位置と、プレス動作を終了するラムの停止位置とでなる位置設定と、
   加圧力とを含むプレス条件を設定するプレス条件設定手段と、
   プレス条件を一時的に記憶するプレス条件記憶手段と、
   加圧力を検出する加圧力検出手段と、
   前記設定したプレス条件に対してベース基準かゲージ基準かのゼロ点補正をするか否かを判断して、ゲージ基準とする場合には被加工物Ｗに相当するゲージを基準とするゲージ基準位置をプレス条件でのゲージ位置とするために、前記初期セット位置である原点に対する加工原点における歪量のゼロ補正を指令するゼロ点補正手段と、
   その指令信号に対応して被加工物Ｗに相当するゲージを使用したゲージ位置を前記初期セット位置である原点に対して新たに加工原点としてプレス条件でのプレス加圧力時の歪量を基にした位置データをプレス条件の基準値として記憶する基準値記憶手段と、
   その基準値と前記プレス条件とにより停止位置などの補正制御データを前記プレス条件に代えて記憶する補正制御データ記憶手段と
   を備えてなることを特徴とするゼロ点補正装置を備えたプレス機。
2. 加圧力を発生させる加圧力発生手段と、
   該加圧力発生手段にてプレス用のラムの直線運動に変換する変換機構手段と、
   ラムの直線運動に関連する位置データを検出する位置検出手段と、
   上方のラムの初期セット位置である原点位置と、該原点位置から下降した被加工物の取付、取外しを行うためのラムの位置対応高さ設定点と、ラムが被加工物に当たる直前の位置加圧位置と、プレス動作を終了するラムの停止位置とでなる位置設定と、
   加圧力とを含むプレス条件を設定するプレス条件設定手段と、
   プレス条件を一時的に記憶するプレス条件記憶手段と、
   加圧力を検出する加圧力検出手段と、
   前記設定したプレス条件に対してゲージ基準のゼロ点補正をするか否かを判断して、ゲージ基準とする場合には被加工物Ｗに相当するゲージを基準とするゲージ基準位置をプレス条件でのゲージ位置とするために、前記初期セット位置である原点に対する加工原点における歪量のゼロ補正を指令するゼロ点補正手段と、
   その指令信号に対応して被加工物Ｗに相当するゲージを使用したゲージ位置を前記初期セット位置である原点に対して新たに加工原点として、プレス条件でのプレス加圧力時の歪量を基にした位置データをプレス条件の基準値として記憶する基準値記憶手段と、
   その基準値と前記プレス条件とにより停止位置などの補正制御データを前記プレス条件に代えて記憶する補正制御データ記憶手段と
   を備えてなることを特徴とするゼロ点補正装置を備えたプレス機。

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