JP5060742B2 - プレス機械、クランクプレス機械、及び振動加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、スライドを振動させつつ、パンチ金型とダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うクランクプレス機械等のプレス機械及び振動加工方法に関する。

プレス機械には種々の加工方法があり、それらの加工方法の１つとして、スライドを振動させて、通常のプレス荷重よりも低いプレス荷重でワークに対して成形を行う振動加工がある。この振動加工は、例えば、所謂追込み動作と所謂戻し動作とを交互に繰り返すことによってなされるものである。ここで、追込み動作とは、クランク軸の一方向の回転によってスライドを下降させて、パンチ金型によってワークをダイ金型側に追込む動作のことをいい、戻し動作とは、クランク軸の他方向の回転によってスライドを上昇させて、パンチ金型を上方向へ戻す動作のことをいう。

振動加工を行うプレス機械は、クランク軸を回転させてスライドを昇降させるサーボモータの他に、このサーボモータの制御等を行う制御装置を備えており、制御装置には、ＣＲＴタッチパネルディスプレイが接続されており、このＣＲＴタッチパネルディスプレイは、オペレータの入力操作によってモーションデータが入力されるものである。ここで、モーションデータには、入力項目として、振動加工の開始時におけるスライドの高さ位置と速度、振動加工の開始時におけるスライドの高さ位置と速度、第１回の追込み動作時におけるスライドの高さ位置と速度、第１回の戻し動作時におけるスライドの高さ位置と速度、第２回の追込み動作時におけるスライドの高さ位置と速度、第２回の戻し動作時におけるスライドの高さ位置と速度、………、第（Ｎ−１）回の追込み動作時におけるスライドの高さ位置と速度、第（Ｎ−１）回の戻し動作時におけるスライドの高さ位置と速度、第Ｎ回の追込み動作時におけるスライドの高さ位置と速度、及び第Ｎ回の戻し動作時におけるスライドの高さ位置と速度を含まれている。

また、制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えており、ＣＰＵは、ＣＲＴタッチパネルディスプレイに入力されたモーションデータに基づいてスライドのモーションパターンを生成するモーションパターン生成部としての機能、及びモーションパターン生成部によって生成されたモーションパターンに基づいてサーボモータを制御するモータ制部としての機能を有する。

従って、オペレータの入力操作によってＣＲＴタッチパネルディスプレイにモーションデータが入力されると、モーションパターン生成部は、ＣＲＴタッチパネルディスプレイに入力されたモーションデータに基づいてスライドのモーションパターンを生成する。そして、モータ制御部は、モーションパターン生成部によって生成されたモーションパターンに基づいてサーボモータを制御する。これによって、追込み動作と戻し動作とを交互に繰り返すことにより、スライドを振動させつつ、パンチ金型とダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うことができる。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１に示すものがある。
特開１１−２２６７９８号公報

ところで、振動加工を行うプレス機械にあっては、振動加工の開始時におけるスライドの高さ位置と速度、振動加工の終了時におけるスライドの高さ位置と速度の他に、各回の追込み動作時におけるスライドの高さ位置と速度、各回の戻し動作時におけるスライドの高さ位置と速度を入力項目に含むモーションデータに基づいてモーションパターンを生成しているため、追込み動作及び戻し動作の回数の増加、換言すれば、スライドの振動回数の増加に伴って、モーションデータの入力項目数が増える。そのため、オペレータによる入力操作に時間がかかって、オペレータの作業が煩雑化する。特に、モーションデータの入力項目の１つである、振動加工の開始時におけるスライドの高さ位置の変更があった場合には、モーションデータを大幅に修正しなければならず、オペレータの作業が更に煩雑化する。

なお、スライドの下降による追込み動作とスライドの上昇による戻し動作とを交互に繰り返すことにより、ワークに対して振動加工を行っているため、振動加工の加工時間が長くなる。

請求項１に記載の発明にあっては、クランク軸の一方向の回転によってスライドを下降させて、パンチ金型によってワークをダイ金型側に追込む追込み動作と、前記クランク軸の他方向の回転によって前記スライドを上昇させて、前記パンチ金型を上方向へ戻す戻し動作とを交互に繰り返すことにより、前記スライドを振動させつつ、前記パンチ金型と前記ダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うクランクプレス機械であって、
前記クランク軸を回転させて前記スライドを昇降させる電動モータと、
振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記クランク軸の一方向の回転角、及び前記戻し動作時における前記クランク軸の他方向の回転角を入力項目に含む第１モーションデータと、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記スライドの下降量、及び前記戻し動作時における前記スライドの上昇量を入力項目に含む第２モーションデータとのうちのいずれかのモーションデータがオペレータの入力操作によって選択して入力されるモーションデータ入力手段と、
前記モーションデータ入力手段に入力された前記モーションデータに基づいて、前記スライドのモーションパターンを生成するモーションパターン生成手段と、
前記モーションパターン生成手段によって生成された前記モーションパターンに基づいて前記電動モータを制御するモータ制御手段と、
を具備したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明特定事項によると、オペレータの入力操作によって前記モーションデータ入力手段に前記第１モーションデータと前記第２モーションデータのうちのいずれかの前記モーションデータが入力されると、前記モーションパターン生成手段は、前記モーションデータ入力手段に入力された前記モーションデータに基づいて前記スライドのモーションパターンを生成する。そして、前記モータ制御手段は、前記モーションパターン生成手段によって生成された前記モーションパターンに基づいて前記電動モータを制御する。これによって、前記追込み動作と前記戻し動作とを交互に繰り返すことにより、前記スライドを振動させつつ、前記パンチ金型と前記ダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うことができる。

また、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記クランク軸の一方向の回転角、及び前記戻し動作時における前記クランク軸の他方向の回転角を入力項目に含む前記第１モーションデータ、或いは、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記スライドの下降量、及び前記戻し動作時における前記スライドの上昇量を入力項目に含む前記第２モーションデータに基づいて前記モーションパターンを生成しているため、前記追込み動作及び前記戻し動作の回数、換言すれば、前記スライドの振動回数が増加しても、前記モーションデータの入力項目数の増加を抑えることができる。特に、同じ理由により、前記モーションデータの入力項目の１つである、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置の変更があった場合には、前記モーションデータを僅かに修正すれば足りる。

更に、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記クランク軸の一方向の回転角、及び前記戻し動作時における前記クランク軸の他方向の回転角を入力項目に含む前記第１モーションデータに基づいて前記モーションパターンを生成し、前記モーションパターンに基づいて前記電動モータを制御する場合には、前記クランク軸の回転により前記スライドを昇降させる前記クランクプレス機械であっても、振動加工中において前記スライドの振動周波数を略一定に保つことができる。

請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、オペレータが前記第１モーションデータを入力操作するための第１モーションデータ入力画面、及びオペレータが前記第２モーションデータを入力操作するための第２モーションデータ入力画面のうちのいずれかのモーション入力画面を選択して表示するモーションデータ入力画面表示手段と、
を具備したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、前記モーションデータ入力画面表示手段は、前記第１モーションデータ入力画面及び前記第２モーションデータ入力画面のうちのいずれかのモーションデータ入力画面を選択して表示する。

請求項３に記載の発明にあっては、クランク軸を一方向へ低速度で回転させて、スライドを下降させる低速回転動作と、前記クランク軸を一方向へ高速度で回転させて、前記スライドを下降させる高速回転動作とを交互に繰り返すことにより、前記スライドを振動させつつ、パンチ金型とダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うプレス機械であって、
前記クランク軸を回転させて前記スライドを昇降させる電動モータと、
振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、前記低速回転動作時における前記クランク軸の回転速度、及び前記高速回転動作時における前記クランク軸の回転速度を入力項目に含むモーションデータがオペレータの入力操作によって入力されるモーションデータ入力手段と、
前記モーションデータ入力手段に入力された前記モーションデータに基づいて、前記スライドのモーションパターンを生成するモーションパターン生成手段と、
前記モーションパターン生成手段によって生成された前記モーションパターンに基づいて前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、
を具備したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明特定事項によると、オペレータの入力操作によって前記モーションデータ入力手段に前記モーションデータが入力されると、前記モーションパターン生成手段は、前記モーションデータ入力手段に入力された前記モーションデータに基づいて前記スライドのモーションパターンを生成する。そして、前記アクチュエータ制御手段は、前記モーションパターン生成手段によって生成された前記モーションパターンに基づいて前記アクチュエータを制御する。これによって、前記低速回転動作と前記高速回転動作とを交互に繰り返すことにより、前記スライドの上昇による戻し動作をすることなく、前記スライドを振動させつつ、前記パンチ金型と前記ダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うことができる。

また、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、前記低速回転動作時における前記クランク軸の回転速度、及び前記高速回転動作時における前記クランク軸の回転速度を入力項目に含むモーションデータに基づいて前記モーションパターンを生成しているため、前記低速回転動作及び前記高速回転動作の回数が増加しても、換言すれば、前記スライドの振動回数が増加しても、前記モーションデータの入力項目数の増加を抑えることができる。特に、同じ理由により、前記モーションデータの入力項目の１つである、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置の変更があった場合には、前記モーションデータを僅かに修正すれば足りる。

請求項４に記載の発明にあっては、クランク軸の一方向の回転によってスライドを下降させて、パンチ金型によってワークをダイ金型側に追込む追込み動作と、前記クランク軸の他方向の回転によって前記スライドを上昇させて、前記パンチ金型を上方向へ戻す戻し動作とを交互に繰り返したり、クランク軸を一方向へ低速度で回転させて、スライドを下降させる低速回転動作と、前記クランク軸を一方向へ高速度で回転させて、前記スライドを下降させる高速回転動作とを交互に繰り返したりすることにより、前記スライドを振動させつつ、前記パンチ金型と前記ダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うクランクプレス機械であって、
前記クランク軸を回転させて前記スライドを昇降させる電動モータと、
振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記クランク軸の一方向の回転角、及び前記戻し動作時における前記クランク軸の他方向の回転角を入力項目に含む第１モーションデータと、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記スライドの下降量、及び前記戻し動作時における前記スライドの上昇量を入力項目に含む第２モーションデータと、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、前記低速回転動作時における前記クランク軸の回転速度、及び前記高速回転動作時における前記クランク軸の回転速度を入力項目に含む第３モーションデータのうちのいずれかのモーションデータがオペレータの入力操作によって選択して入力されるモーションデータ入力手段と、
前記モーションデータ入力手段に入力された前記モーションデータに基づいて、前記スライドのモーションパターンを生成するモーションパターン生成手段と、
前記モーションパターン生成手段によって生成された前記モーションパターンに基づいて前記電動モータを制御するモータ制御手段と、
を具備したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明特定事項によると、オペレータの入力操作によって前記モーションデータ入力手段に前記第１モーションデータと前記第２モーションデータと前記第３モーションデータのうちのいずれかの前記モーションデータが入力されると、前記モーションパターン生成手段は、前記モーションデータ入力手段に入力された前記モーションデータに基づいて前記スライドのモーションパターンを生成する。そして、前記モータ制御手段は、前記モーションパターン生成手段によって生成された前記モーションパターンに基づいて前記電動モータを制御する。これによって、前記追込み動作と前記戻し動作とを交互に繰り返すことにより、前記パンチ金型と前記ダイ金型との協働により前記スライドを振動させつつ、ワークに対して振動加工を行うことができる。ここで、前記第３モーションデータに基づいて前記モーションパターンを生成し、前記モーションパターンに基づいて前記電動モータを制御する場合には、前記低速回転動作と前記高速回転動作とを交互に繰り返すことにより、前記スライドの上昇による戻し動作をすることなく、前記スライドを振動させつつ、前記パンチ金型と前記ダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うことができる。

また、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記クランク軸の一方向の回転角、及び前記戻し動作時における前記クランク軸の他方向の回転角を入力項目に含む前記第１モーションデータ、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記スライドの下降量、及び前記戻し動作時における前記スライドの上昇量を入力項目に含む前記第２モーションデータ、或いは、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、前記低速回転動作時における前記クランク軸の回転速度、及び前記高速回転動作時における前記クランク軸の回転速度を入力項目に含む前記第３モーションデータに基づいて前記モーションパターンを生成しているため、前記追込み動作及び前記戻し動作の回数（又は前記低速回転動作及び前記高速回転動作の回数）、換言すれば、前記スライドの振動回数が増加しても、前記モーションデータの入力項目数の増加を抑えることができる。特に、同じ理由により、前記モーションデータの入力項目の１つである、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置の変更があった場合には、前記モーションデータを僅かに修正すれば足りる。

更に、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記クランク軸の一方向の回転角、及び前記戻し動作時における前記クランク軸の他方向の回転角を入力項目に含む前記第１モーションデータに基づいて前記モーションパターンを生成し、前記モーションパターンに基づいて前記電動モータを制御する場合には、前記クランク軸の回転により前記スライドを昇降させる前記クランクプレス機械であっても、振動加工中において前記スライドの振動周波数を略一定に保つことができる。

請求項５に記載の発明にあっては、請求項４に記載の発明特定事項の他に、オペレータが前記第１モーションデータを入力操作するための第１モーションデータ入力画面、オペレータが前記第２モーションデータを入力操作するための第２モーションデータ入力画面、及びオペレータが前記第３モーションデータを入力操作するための第３モーションデータ入力画面のうちのいずれかのモーションデータ入力画面を選択して表示するモーションデータ入力画面表示手段と、
を具備したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明特定事項によると、請求項４に記載の発明特定事項による作用の他に、前記モーションデータ入力画面表示手段は、前記第１モーションデータ入力画面、前記第２モーションデータ入力画面、及び前記第３モーションデータ入力画面のうちのいずれかのモーションデータ入力画面を選択して表示する。

請求項６に記載の発明にあっては、クランク軸の一方向の回転によってスライドを下降させることにより、前記スライドを振動させつつ、パンチ金型とダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行う振動加工方法であって、
前記クランク軸を一方向へ低速度で回転させて、前記スライドを下降させる低速回転動作と、前記クランク軸を一方向へ高速度で回転させて、前記スライドを下降させる高速回転動作とを交互に繰り返すことを特徴とする。

請求項６に記載の発明特定事項によると、前記低速回転動作と前記高速回転動作とを交互に繰り返しているため、前記スライドの上昇による戻し動作をすることなく、前記スライドを振動させつつ、前記パンチ金型と前記ダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うことができる。

請求項１から請求項５のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、前記スライドの振動回数が増加しても、前記モーションデータの入力項目数の増加を抑えることができるため、オペレータによる入力操作の時間を短縮化して、オペレータの作業能率を向上させることができる。特に、前記モーションデータの入力項目の１つである、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置の変更があった場合には、前記モーションデータを僅かに修正すれば足りるため、オペレータの作業能率をより向上させることができる。

請求項１、請求項２、請求項４、及び請求項５のうちのいずれか請求項に記載の発明によれば、前記第１モーションデータに基づいて前記モーションパターンを生成し、前記モーションパターンに基づいて前記電動モータを制御する場合には、前記クランク軸の回転により前記スライドを昇降させる前記クランクプレス機械であっても、振動加工中において前記スライドの振動周波数を略一定に保つことができるため、振動加工中におけるプレス荷重を略均等に保つことができ、ワークの成形加工精度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、前記第１モーションデータ入力画面及び前記第２モーションデータ入力画面のうちのいずれかのモーションデータ入力画面を選択して表示するため、オペレータによる前記第１モーションデータ又は前記第２モーションデータの入力操作を簡単にすることができる。

請求項３又は請求項６に記載の発明によれば、前記スライドの上昇による戻し動作をすることなく、前記スライドを振動させつつ、前記パンチ金型と前記ダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うことができるため、振動加工の加工時間を短くして、生産性の向上を図ることができる。また、同じ理由により、前記パンチ金型とワークとの擦りをなくして、前記パンチ金型の摩耗を抑えて、前記パンチ金型の寿命を延ばすことができると共に、ワークに傷が発生し難くなって、加工品質の向上を図ることができる。

請求項４又は請求項５に記載の発明によれば、前記第３モーションデータに基づいて前記モーションパターンを生成し、前記モーションパターンに基づいて前記電動モータを制御する場合には、前記スライドの上昇による戻し動作をすることなく、前記スライドを振動させつつ、前記パンチ金型と前記ダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うことができるため、振動加工の加工時間を短くして、生産性の向上を図ることができる。また、同じ理由により、前記パンチ金型とワークとの擦りをなくして、前記パンチ金型の摩耗を抑えて、前記パンチ金型の寿命を延ばすことができると共に、ワークに傷が発生し難くなって、加工品質の向上を図ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、前記第１モーションデータ入力画面、前記第２モーションデータ入力画面、及び前記第３モーションデータ入力画面のうちのいずれかのモーションデータ入力画面を選択して表示するため、オペレータによる前記第１モーションデータ、前記第２モーションデータ、又は前記第３モーションデータの入力操作を簡単にすることができる。

本発明の実施形態について図１から図６を参照して説明する。

ここで、図１は、本発明の実施形態に係わる制御ブロック図、図２は、ＣＲＴタッチパネルディスプレイに表示された第１モーションデータ入力画面を示す図、図３は、ＣＲＴタッチパネルディスプレイに表示された第２モーションデータ入力画面を示す図、図４は、ＣＲＴタッチパネルディスプレイに表示された第２モーションデータ入力画面を示す図、図５は、別態様の振動加工におけるクランク軸の回転速度とスライドの高さ位置との関係を示す図、図６は、本発明の実施形態に係わるクランクプレス機械の側断面図である。

図６に示すように、本発明の実施形態に係わるクランクプレス機械１は、パンチ金型３とダイ金型５との協働によりワークＷに対してプレス加工（振動加工を含む）を行うものであって、本体フレーム７をベースとしている。

本体フレーム７の下部には、ボルスタ９が設けられており、このボルスタ９の上側には、前述のダイ金型５が着脱可能に設けられている。また、本体フレーム７におけるボルスタ９の上方には、スライド１１が昇降可能（上下方向へ移動可能）に設けられており、このスライド１１の下側には、前述のパンチ金型３が着脱可能に設けられている。

本体フレーム７におけるスライド１１の上方には、前後方向へ延びたクランク軸１３が回転可能に設けられており、このクランク軸１３は、上下に偏心した偏心部１３ｅを有している。また、クランク軸１３の偏心部１３ｅには、上部コンロッド１５の上端部が回転自在に連結されており、この上部コンロッド１５の下端側には、下部コンロッド１７の上端側が螺合によって一体的に連結されてあって、この下部コンロッド１７の下端部は、スライド１１の一部に揺動自在に連結されている。

本体フレーム７におけるスライド１１の後方には、クランク軸１３を回転させてスライド１１を昇降させるサーボモータ１９が設けられており、このサーボモータ１９の出力軸１９ｓには、駆動ギア２１が一体的に設けられており、クランク軸１３の後端部には、この駆動ギア２１に噛み合った従動ギア２３が一体的に設けられている。また、サーボモータ１９には、サーボモータ１９の出力軸１９ｓの回転数を検出するエンコーダ２５が設けられている。

従って、サーボモータ１９の駆動によりクランク軸１３を駆動ギア２１及び従動ギア２３を介して回転させて、スライド１１を昇降（上下方向へ移動）させることにより、パンチ金型３とダイ金型５の協働によりワークＷを加工することができる。

クランクプレス機械１は、通常のプレス加工を行う他に、所謂追込み動作と所謂戻し動作とを交互に繰り返すことにより、スライド１１を振動させつつ、パンチ金型３とダイ金型５の協働により振動加工を行うことができるものである。ここで、追込み動作とは、スライド１１を下降させて、パンチ金型３によってワークＷをダイ金型５側に追込む動作のことをいい、戻し動作とは、スライド１１を上昇させて、パンチ金型３を上方向へ戻す動作のことをいう。

また、クランクプレス機械１は、前述の振動加工を行う他に、所謂低速回転動作と所謂高速回転動作とを交互に繰り返すことにより、スライド１１を振動させつつ、パンチ金型３とダイ金型５の協働により別態様の振動加工を行うことができるものである。ここで、低速回転動作とは、スライド１１を低速で下降させる動作のことをいい、高速回転動作とは、スライド１１を高速で下降させる動作のことをいう。なお、振動加工における振動とは、必ずしも上下方向に変位を伴うものではない。

そして、クランクプレス機械１は、スライド１１を昇降させるサーボモータ１９の他に、このサーボモータ１９の制御等を行う制御装置２７を備えており、この制御装置２７には、前述のエンコーダ２５、ＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９、及びサーボモータ１９の電流を制御するアンプ３１がそれぞれ接続されており、ＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９は、第１モーションデータ、第２モーションデータ、第３モーションデータのうちのいずれかのモーションデータがオペレータの入力操作によって選択して入力されるものである。

ここで、第１モーションデータには、入力項目として、振動加工の開始時におけるスライド１１の高さ位置（加工開始位置）と停止時間（加工停止時間）、振動加工の終了時におけるスライド１１の高さ位置（加工終了位置）、振動加工中におけるスライド１１の速度、換言すればクランク軸１３の回転速度（加工速度）、振動加工中の追込み動作時におけるクランク軸１３の一方向の回転角（追込み角）、振動加工中の追込み動作時におけるスライド１１の停止時間（追込み停止時間）、振動加工中の戻し動作時におけるクランク軸１３の他方向の回転角（戻し角度）、振動加工中の戻し動作時におけるスライド１１の停止時間（戻し停止時間）、パンチ金型３がワークＷに接近した時におけるスライド１１の高さ位置（接近停止位置）と停止時間（接近停止時間）、及び上死点から接近停止位置まで下降させる間と加工終了位置から上死点に上昇復帰させる間のスライド１１の速度、換言すればクランク軸１３の回転速度（接近離反速度）が含まれている。

第２モーションデータには、入力項目として、加工開始位置、加工停止時間、加工終了位置、加工速度、追込み動作時におけるスライド１１の下降量（追込み下降量）、追込み停止時間、戻し動作時におけるスライド１１の上昇量（戻し上昇量）、戻し停止時間、接近停止位置、接近停止時間、及び接近離反速度が含まれている。

第３モーションデータには、入力項目として、加工開始位置、加工終了位置、振動加工中の低速回転動作時におけるクランク軸１３の回転速度（低回転速度）、振動加工中の高速回転動作時におけるクランク軸１３の回転速度（高回転速度）、振動加工後の後加工の終了時におけるスライド１１の高さ位置（後加工終了位置）、振動加工前の前加工中及び後加工中におけるクランク軸１３の回転速度（前後加工速度）、接近停止位置、接近停止時間、及び上死点から接近停止位置まで下降させる間と後加工終了位置から上死点に上昇復帰させる間のクランク軸１３の回転速度（接近離反速度）、スライド１１を後加工終了位置から上死点に上昇復帰させる途中に接近停止位置でクランク軸１３の回転速度を一旦減速させるか否かの選択（有効無効の選択）、有効を選択した場合におけるクランク軸１３の減速速度（ソフト減速速度）が含まれている。なお、加工開始位置と接近停止位置が同じであってもよく、後加工を省略して加工終了位置と後加工終了位置が同じであってもよい。

ＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９は、前述のように、第１モーションデータ、第２モーションデータ、及び第３モーションデータのうちいずれかのモーションデータがオペレータの入力操作によって選択して入力されるモーションデータ入力部としての機能の他に、オペレータが第１モーションデータを入力操作するための第１モーションデータ入力画面（図２参照）、オペレータが第２モーションデータを入力操作するための第２モーションデータ入力画面（図３参照）、及びオペレータが第３モーションデータを入力操作するための第３モーションデータ入力画面（図４参照）のうちのいずれかのモーションデータ入力画面を選択して表示するモーションデータ入力画面表示部としての機能を有する。

ここで、図２から図４に示すように、モーションデータ入力画面（第１モーションデータ入力画面、記第２モーションデータ入力画面、及び第３モーションデータ入力画面）の左部には、加工開始位置等の入力項目の入力値を表示する入力値表示部３３が設けられており、モーションデータ入力画面の右部には、追込み位置入力選択キー３５、追込み角度入力選択キー３７、回転速度入力選択キー３９、設定終了キー４１等が設けられている。また、モーションデータ入力画面における入力値表示部３３と設定終了キー４１との間には、テンキー４３、入力値表示部３３に表示されたカーソル４５を移動させるカーソル移動キー４７、クリアキー４９、及びエンターキー５１が設けられており、モーションデータ入力画面における入力値表示部３３とテンキー４３との間には、確定前の入力値を表示する確定前入力表示部５３、テンキー４３によって入力される入力項目の最大値を表示する最大値表示部５５、テンキー４３によって入力される入力項目の最小値を表示する最小値表示部５７、及び入力値表示部３３に表示された全ての入力値をクリアするデータクリアキー５９が設けられている。更に、モーションデータ入力画面におけるテンキー４３の上側には、スライド１１の工程を模式的に表示する行程表示部６１が設けられている。

なお、第１モーションデータ入力画面又は第３モーションデータ入力画面における追込み位置入力選択キー３５を押圧操作すると、第１モーションデータ入力画面又は第３モーションデータ入力画面から第２モーションデータ入力画面に切り替わるようになっている。また、第２モーションデータ入力画面又は第３モーションデータ入力画面における追込み角度入力選択キー３７を押圧操作すると、第２モーションデータ入力画面又は第３モーション入力画面から第１モーションデータ入力画面に切り替わるようになっている。更に、第１モーションデータ入力画面又は第２モーションデータ入力画面における回転速度入力選択キー３９を押圧操作すると、第１モーションデータ入力画面又は第２モーションデータ入力画面から第３モーションデータ入力画面に切り替わるようになっている。

前述の制御装置２７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えてあって、制御装置２７におけるＣＰＵは、ＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９によって入力されたモーションデータに基づいて、スライド１１のモーションパターンを生成するモーションパターン生成部６３としての機能を有してあって、制御装置２７におけるＲＯＭは、モーションパターン生成部６３によって生成されたモーションパターンを金型（パンチ金型３とダイ金型５）のナンバーに対応させて記憶するモーションパターン記憶部６５としての機能を有する。

制御装置２７におけるＣＰＵは、エンコーダ２５から検知信号に基づいてスライド１１の高さ位置を演算するスライド高さ位置演算部６７としての機能、エンコーダ２５から検知信号に基づいてクランク軸１３の回転角を演算するクランク軸回転角演算部６９としての機能、及びエンコーダ２５から検知信号に基づいてスライド１１の速度を演算するスライド速度演算部７１としての機能を有する。更に、制御装置２７におけるＣＰＵは、モーションパターン記憶部６５に記憶されたモーションパターンに基づいて、スライド高さ位置演算部６７によって演算されたスライド１１の高さ位置が目標の高さ位置になるようにアンプ３１を介してサーボモータ１９を制御したり、クランク軸回転角演算部６９によって演算されたクランク軸１３の回転角が目標の回転角になるようにアンプ３１を介してサーボモータ１９を制御したり、スライド速度演算部７１によって演算されたスライド１１の速度が目標の速度になるようにアンプ３１を介してサーボモータ１９を制御したりするモータ制御部７３としての機能を有している。

次に、前述の別態様に係る振動加工の具体的な内容について説明する。

図５に示すように、クランク軸１３を接近離反速度で一方向へ回転させることにより、スライド１１を上死点から接近停止位置まで移動させて、更に、クランク軸１３を前後加工速度で一方向へ回転させることにより、スライド１１を接近停止位置から加工開始位置まで移動させる。そして、クランク軸１３を低回転速度で一方向へ回転させて、スライド１１を下降させる低速回転動作と、クランク軸１３を高回転速度で一方向へ回転させて、スライド１１を下降させる高速回転動作とを交互に繰り返すことにより、スライド１１を加工開始位置から加工終了位置まで移動させる。これにより、スライド１１の上昇による戻し動作をすることなく、スライド１１を振動させつつ、パンチ金型３とダイ金型５との協働によりワークＷに対して振動加工を行うことができる。

ワークＷに対して振動加工を行った後に、クランク軸１３を前後加工速度で一方向へ回転させることにより、スライド１１を加工終了位置から最終加工終了位置まで移動させることにより、ワークＷに対して後加工を行う。そして、クランク軸１３を接近離反速度で一方向へ回転させることにより、スライド１１を後加工終了位置から上死点まで移動させて、元の状態に復帰させる。なお、別態様に係る振動加工において、後加工を省略しても構わない。

続いて、本発明の実施形態の作用について説明する。

まず、第１モーションデータをＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９に入力する場合には、ＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９によって第１モーションデータ入力画面を選択して表示し、第２モーションデータをＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９に入力する場合には、ＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９によって第２モーションデータ入力画面を選択して表示し、第３モーションデータをＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９に入力する場合には、ＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９によって第３モーションデータ入力画面を選択して表示する。そして、ＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９に第１モーションデータ、第２モーションデータ、及び第３モーションデータのうちのいずれかのモーションデータが入力されると、モーションパターン生成部６３は、ＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９に入力されたモーションデータに基づいてスライド１１のモーションパターンを生成する。更に、モーションパターン記憶部６５は、モーションパターン生成部６３によって生成されたモーションパターンを記憶する。これによって、ワークＷに対して振動加工を行う準備（振動加工の準備）が完了する。

振動加工の準備が完了した後に、ワークＷをパンチ金型３とダイ金型５の間の所定位置に位置決めする。そして、モータ制御部７３は、モーションパターン記憶部６５に記憶された金型（パンチ金型３とダイ金型５）に対応したモーションパターンに基づいて、スライド高さ位置演算部６７によって演算されたスライド１１の高さ位置が目標の高さ位置になるようにアンプ３１を介してサーボモータ１９のを制御したり、クランク軸回転角演算部６９によって演算されたクランク軸１３の回転角が目標の回転角になるようにアンプ３１を介してサーボモータ１９のを制御したり、スライド速度演算部７１によって演算されたスライド１１の速度が目標の速度になるようにアンプ３１を介してサーボモータ１９のを制御したりする。これによって、追込み動作と戻し動作とを交互に繰り返したりすことにより、スライド１１を振動させつつ、パンチ金型３とダイ金型５の協働によりワークＷに対して振動加工を行うことができる。ここで、第３モーションデータに基づいてモーションパターンを生成し、このモーションパターンに基づいてサーボモータ１９を制御する場合には、低速回転動作と高速回転動作とを交互に繰り返すことにより、スライド１１の上昇による戻し動作をすることなく、スライド１１を振動させつつ、パンチ金型３とダイ金型５との協働によりワークＷに対して振動加工を行うことができる。なお、本発明の実施形態にあっては、振動加工の具体的な周波数は、例えば５〜１０Ｈｚである。

また、加工開始位置、加工停止時間、加工終了位置、加工速度、追込み角、追込み停止時間、戻し角度、戻し停止時間、接近停止位置、接近停止時間、及び接近離反速度を入力項目に含む第１モーションデータ、加工開始位置、加工停止時間、加工終了位置、加工速度、追込み下降量、追込み停止時間、戻し上昇量、戻し停止時間、接近停止位置、接近停止時間、及び接近離反速度を入力項目に含む第２モーションデータ、或いは、加工開始位置、加工終了位置、低下降速度、高下降速度、後加工終了位置、前後加工速度、接近停止位置、接近停止時間、及び接近離反速度、有効無効の選択、ソフト減速速度を入力項目に含む第３モーションデータに基づいてモーションパターンを生成しているため、追込み動作及び戻し動作の回数（又は低速回転動作と高速回転動作の回数）、換言すれば、スライド１１の振動回数が増加しても、モーションデータの入力項目数の増加を抑えることができる。特に、同じ理由により、モーションデータの入力項目の１つである、振動加工の開始時におけるスライドの高さ位置の変更があった場合には、モーションデータを僅かに修正すれば足りる。

更に、追込み角及び戻し角度を入力項目に含む第１モーションデータに基づいてモーションパターンを生成し、このモーションパターンに基づいてサーボモータ１９を制御する場合には、クランク軸１３の回転によりスライド１１を昇降させるクランクプレス機械１であっても、振動加工中においてスライド１１の振動周波数を略一定に保つことができる。

以上如き、本発明の実施形態によれば、スライド１１の振動回数が増加しても、モーションデータの入力項目数の増加を抑えることができるため、オペレータによる入力操作の時間を短縮化して、オペレータの作業能率を向上させることができる。特に、モーションデータの入力項目の１つである、振動加工の開始時におけるスライドの高さ位置の変更があった場合には、モーションデータを僅かに修正すれば足りるため、オペレータの作業能率をより向上させることができる。

また、第１モーションデータに基づいてモーションパターンを生成し、このモーションパターンに基づいてサーボモータ１９を制御を制御する場合には、クランク軸１３の回転によりスライド１１を昇降させるクランクプレス機械１であっても、振動加工中においてスライド１１の振動周波数を略一定に保つことができるため、振動加工中におけるプレス荷重を略均等に保つことができ、ワークＷの成形加工精度を向上させることができる。

更に、第３モーションデータに基づいてモーションパターンを生成し、このモーションパターンに基づいてサーボモータ１９を制御する場合には、スライド１１の上昇による戻し動作をすることなく、スライド１１を振動させつつ、パンチ金型３とダイ金型５との協働によりワークＷに対して振動加工を行うことができるため、振動加工の加工時間を短くして、生産性の向上を図ることができる。また、同じ理由により、パンチ金型３とワークＷとの擦りをなくして、パンチ金型３の摩耗を抑えて、パンチ金型３の寿命を延ばすことができると共に、ワークＷに傷が発生し難くなって、加工品質の向上を図ることができる。

また、ＣＲＴタッチパネルディスプレイ２９は第１モーションデータ入力画面、２モーションデータ入力画面、及び第３モーションデータ入力画面のうちのいずれかのモーションデータ入力画面を選択して表示するため、オペレータによる第１モーションデータ、第２モーションデータ、又は第３モーションデータの入力操作を簡単にすることができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限るものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他種々の態様で実施可能である。

本発明の実施形態に係わる制御ブロック図である。 ＣＲＴタッチパネルディスプレイに表示された第１モーションデータ入力画面を示す図である。 ＣＲＴタッチパネルディスプレイに表示された第２モーションデータ入力画面を示す図である。 ＣＲＴタッチパネルディスプレイに表示された第３モーションデータ入力画面を示す図である。 別態様の振動加工におけるクランク軸の回転速度とスライドの高さ位置との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係わるクランクプレス機械の側断面図である。

符号の説明

１ クランクプレス機械
３ パンチ金型
５ ダイ金型
１１ スライド
１３ クランク軸
１９ サーボモータ
２７ 制御装置
２９ ＣＲＴタッチパネルディスプレイ
３１ アンプ
６３ モーションパターン生成部
６５ モーションパターン記憶部
６７ スライド高さ位置演算部
６９ クランク軸回転角演算部
７１ スライド速度演算部
７３ モータ制御部

Claims (6)

1. クランク軸の一方向の回転によってスライドを下降させて、パンチ金型によってワークをダイ金型側に追込む追込み動作と、前記クランク軸の他方向の回転によって前記スライドを上昇させて、前記パンチ金型を上方向へ戻す戻し動作とを交互に繰り返すことにより、前記スライドを振動させつつ、前記パンチ金型と前記ダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うクランクプレス機械であって、
   前記クランク軸を回転させて前記スライドを昇降させる電動モータと、
   振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記クランク軸の一方向の回転角、及び前記戻し動作時における前記クランク軸の他方向の回転角を入力項目に含む第１モーションデータと、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記スライドの下降量、及び前記戻し動作時における前記スライドの上昇量を入力項目に含む第２モーションデータとのうちのいずれかのモーションデータがオペレータの入力操作によって選択して入力されるモーションデータ入力手段と、
   前記モーションデータ入力手段に入力された前記モーションデータに基づいて、前記スライドのモーションパターンを生成するモーションパターン生成手段と、
   前記モーションパターン生成手段によって生成された前記モーションパターンに基づいて前記電動モータを制御するモータ制御手段と、
   を具備したことを特徴とするクランクプレス機械。
2. オペレータが前記第１モーションデータを入力操作するための第１モーションデータ入力画面、及びオペレータが前記第２モーションデータを入力操作するための第２モーションデータ入力画面のうちのいずれかのモーションデータ入力画面を選択して表示するモーションデータ入力画面表示手段と、
   を具備したことを特徴とする請求項１に記載のクランクプレス機械。
3. クランク軸を一方向へ低速度で回転させて、スライドを下降させる低速回転動作と、前記クランク軸を一方向へ高速度で回転させて、前記スライドを下降させる高速回転動作とを交互に繰り返すことにより、前記スライドを振動させつつ、パンチ金型とダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うプレス機械であって、
   前記クランク軸を回転させて前記スライドを昇降させる電動モータと、
   振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、前記低速回転動作時における前記クランク軸の回転速度、及び前記高速回転動作時における前記クランク軸の回転速度を入力項目に含むモーションデータがオペレータの入力操作によって入力されるモーションデータ入力手段と、
   前記モーションデータ入力手段に入力された前記モーションデータに基づいて、前記スライドのモーションパターンを生成するモーションパターン生成手段と、
   前記モーションパターン生成手段によって生成された前記モーションパターンに基づいて前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、
   を具備したことを特徴とするプレス機械。
4. クランク軸の一方向の回転によってスライドを下降させて、パンチ金型によってワークをダイ金型側に追込む追込み動作と、前記クランク軸の他方向の回転によって前記スライドを上昇させて、前記パンチ金型を上方向へ戻す戻し動作とを交互に繰り返したり、クランク軸を一方向へ低速度で回転させて、スライドを下降させる低速回転動作と、前記クランク軸を一方向へ高速度で回転させて、前記スライドを下降させる高速回転動作とを交互に繰り返したりすることにより、前記スライドを振動させつつ、前記パンチ金型と前記ダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行うクランクプレス機械であって、
   前記クランク軸を回転させて前記スライドを昇降させる電動モータと、
   振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記クランク軸の一方向の回転角、及び前記戻し動作時における前記クランク軸の他方向の回転角を入力項目に含む第１モーションデータと、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、振動加工中における前記スライドの速度、前記追込み動作時における前記スライドの下降量、及び前記戻し動作時における前記スライドの上昇量を入力項目に含む第２モーションデータと、振動加工の開始時における前記スライドの高さ位置、振動加工の終了時における前記スライドの高さ位置、前記低速回転動作時における前記クランク軸の回転速度、及び前記高速回転動作時における前記クランク軸の回転速度を入力項目に含む第３モーションデータのうちのいずれかのモーションデータがオペレータの入力操作によって選択して入力されるモーションデータ入力手段と、
   前記モーションデータ入力手段に入力された前記モーションデータに基づいて、前記スライドのモーションパターンを生成するモーションパターン生成手段と、
   前記モーションパターン生成手段によって生成された前記モーションパターンに基づいて前記電動モータを制御するモータ制御手段と、
   を具備したことを特徴とするクランクプレス機械。
5. オペレータが前記第１モーションデータを入力操作するための第１モーションデータ入力画面、オペレータが前記第２モーションデータを入力操作するための第２モーションデータ入力画面、及びオペレータが前記第３モーションデータを入力操作するための第３モーションデータ入力画面のうちのいずれかのモーションデータ入力画面を選択して表示するモーションデータ入力画面表示手段と、
   を具備したことを特徴とする請求項４に記載のクランクプレス機械。
6. クランク軸の一方向の回転によってスライドを下降させることにより、前記スライドを振動させつつ、パンチ金型とダイ金型との協働によりワークに対して振動加工を行う振動加工方法であって、
   前記クランク軸を一方向へ低速度で回転させて、前記スライドを下降させる低速回転動作と、前記クランク軸を一方向へ高速度で回転させて、前記スライドを下降させる高速回転動作とを交互に繰り返すことを特徴とする振動加工方法。

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