JP5257839B2 - ダイクッション装置とこれの調整方法 - Google Patents
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Description
しかし、特許文献2とは異なる手段により、プレス成形品の品質をより精度よく良好に維持することが望まれる。
被加工物が上金型と下金型との間でプレス成形されるプレス成形時に、被加工物を上金型との間に挟みながら下降する可動部と、
前記可動部にクッション力を付与する駆動装置と、
前記駆動装置に対して定められた設定クッション力を記憶する記憶装置と、
前記設定クッション力に基づいて前記駆動装置を制御する制御装置と、
前記プレス成形された被加工物における複数の測定箇所毎に被加工物の成形品質値を測定する成形品質測定装置と、
前記成形品質値の測定値に基づいて、前記設定クッション力を調整するクッション力調整装置と、を備え、
前記駆動装置、前記記憶装置、前記制御装置および前記クッション力調整装置は、複数組設けられており、
前記複数組のうち少なくとも1つの前記組において、
前記記憶装置は、プレス成形時における前記可動部の複数の高さに対してそれぞれ定められた前記設定クッション力を記憶し、
前記制御装置は、プレス成形時に前記高さ毎の前記設定クッション力に基づいて前記駆動装置を制御し、
前記成形品質測定装置は、当該組に対応する複数の測定位置で、前記成形品質値を測定し、当該複数の測定位置は、それぞれ被加工物における前記複数の高さに相当し、
クッション力調整装置は、前記各高さ毎に、当該高さに相当する前記測定位置での前記測定値と成形品質基準値とを比較し、両者が一致しない場合には、前記成形品質値を当該成形品質基準値に近づけるように、当該高さに対応する前記設定クッション力を変化させる、ことを特徴とするダイクッション装置が提供される。
例えば、プレス成形品を量産する場合に、量産中に、金型表面が少しずつ汚れたり摩耗することで、プレス成形品の成形品質値が成形品質基準値からずれた場合でも、各測定箇所毎に、被加工物の成形品質値を所望の成形品質基準値に近づけるように設定クッション力が調整されるので、量産の全過程を通して、プレス成形品の品質を精度よく良好に維持することができる。
また、試験的なプレス成形において最適な設定クッション力が得られていない場合であっても、量産中に、プレス成形品の成形品質値が所望の成形品質基準値に近づくように設定クッション力が調整されるので、良好な品質のプレス成形品を量産することができる。
前記成形品質値の測定値と前記成形品質基準値とが一致しない場合、
(A)該測定値の前記測定箇所に対応する前記組の前記クッション力調整装置は、前記駆動装置の設定クッション力を増加させ、該増加させられた前記設定クッション力に基づいた前記制御装置によるプレス成形を行い、前記成形品質測定装置は、該プレス成形された被加工物の当該測定箇所における成形品質値を測定し、該成形品質値の測定値が前記成形品質基準値に近づいていれば、該クッション力調整装置は、該設定クッション力をさらに増加させ、該成形品質値の測定値が前記成形品質基準値から遠ざかっていれば、該設定クッション力を減少させ、または、
(B)該測定値の前記測定箇所に対応する前記組の前記クッション力調整装置は、前記駆動装置の設定クッション力を減少させ、該減少させられた前記設定クッション力に基づいた前記制御装置によるプレス成形を行い、前記成形品質測定装置は、該プレス成形された被加工物の当該測定箇所における成形品質値を測定し、該成形品質値の測定値が前記成形品質基準値に近づいていれば、該クッション力調整装置は、該設定クッション力をさらに減少させ、該成形品質値の測定値が前記成形品質基準値から遠ざかっていれば、該設定クッション力を増加させる、ことを特徴とするダイクッション装置の調整方法が提供される。
プレス機械10は、図1に示すように、昇降駆動される上金型3と、ボルスタ5の上面に設置される下金型7とを備え、上金型3と下金型7との間に被加工物1を挟み込んでプレス成形を行う。
(1)可動部9を上昇させておく。
(2)絞り成形前の被加工物1を、手動もしくはロボット等の搬送装置(図示せず)により、ブランクホルダ9aの上に載せる。
(3)プレス機械10の運転を開始する。上金型3が下降し被加工物1上面に接したら、ダイクッション装置20が制御装置13の上述した制御によりクッション力(荷重)を発生することにより、上金型3とブランクホルダ9aに挟み込まれた被加工物1に対ししわ押さえが行われる。
(4)被加工物1のしわ押さえを行いつつ、上金型3と可動部9が下降を続け、絞り成形が行われる。
(5)絞り成形終了後、上金型3は上昇する。
(6)ブランクホルダ9aの上に載っているプレス成形として絞り成形された被加工物1を手動もしくはロボット等の搬送装置(図示せず)により取り出す。
(7)次の被加工物1に対し上記(1)〜(6)の手順を繰り返すことにより、つぎつぎと被加工物1が絞り成形され量産が行われる。
成形品質基準値crは、第1〜第4の測定箇所pA、pB、pC、pD毎(即ち、各組毎)に予め求められたものであってよく、これら成形品質基準値crはそれぞれ組A〜Dの成形品質判定機17aに記憶されてよい。この場合、組Aのクッション力調整装置17は、第1の測定箇所pAでの前記測定値を第1の測定箇所pAに対する成形品質基準値crと比較し、両者が一致しない場合には、測定箇所pAの成形品質値を前記成形品質基準値crに近づけるように、駆動装置11の前記設定クッション力を変化させる。他の組B,C,Dにおいても同様の処理を行う。
ステップS1において、被加工物1を1枚プレス成形する。その後、組Aに対するステップSA、組Bに対するステップSB、組Cに対するステップSC、組Dに対するステップSDを、この順に行う。
ステップSA1において、ステップ1でプレス成形した被加工物1における第1の測定箇所pAの成形品質値を成形品質測定装置15により測定する。これにより、第1の測定箇所pAでの成形品質値の測定値を取得する。
ステップSA2において、ステップSA1で取得した測定値と第1の測定箇所pAに対する成形品質基準値crとを、組Aの成形品質判定機17aが比較する。
ステップSA3において、ステップSA2での比較の結果、成形品質値の測定値と成形品質基準値crが一致しない場合には、ステップSA4へ進む。一方、一致する場合には、ステップSBへ進む。
ステップSA4において、組Aのクッション能力変更器17bは、組Aの駆動装置11に対する設定クッション力を増加または減少させ、その後、ステップSBへ進む。
ステップSB1において、ステップ1でプレス成形した被加工物1における第2の測定箇所pBの成形品質値を成形品質測定装置15により測定する。これにより、第2の測定箇所pBでの成形品質値の測定値を取得する。
ステップSB2において、ステップSB1で取得した測定値と第2の測定箇所pBに対する成形品質基準値crとを、組Bの成形品質判定機17aが比較する。
ステップSB3において、ステップSB2での比較の結果、成形品質値の測定値と成形品質基準値crが一致しない場合には、ステップSB4へ進む。一方、一致する場合には、ステップSCへ進む。
ステップSB4において、組Bのクッション能力変更器17bは、組Bの駆動装置11に対する設定クッション力を増加または減少させ、その後、ステップSCへ進む。
ステップSC1において、ステップ1でプレス成形した被加工物1における第3の測定箇所pCの成形品質値を成形品質測定装置15により測定する。これにより、第3の測定箇所pCでの成形品質値の測定値を取得する。
ステップSC2において、ステップSC1で取得した測定値と第3の測定箇所pCに対する成形品質基準値crとを、組Cの成形品質判定機17aが比較する。
ステップSC3において、ステップSC2での比較の結果、成形品質値の測定値と成形品質基準値crが一致しない場合には、ステップSC4へ進む。一方、一致する場合には、ステップSDへ進む。
ステップSC4において、組Cのクッション能力変更器17bは、組Cの駆動装置11に対する設定クッション力を増加または減少させ、その後、ステップSDへ進む。
ステップSD1において、ステップ1でプレス成形した被加工物1における第4の測定箇所pDの成形品質値を成形品質測定装置15により測定する。これにより、第4の測定箇所pDでの成形品質値の測定値を取得する。
ステップSD2において、ステップSD1で取得した測定値と第4の測定箇所pDに対する成形品質基準値crとを、組Dの成形品質判定機17aが比較する。
ステップSD3において、ステップSD2での比較の結果、成形品質値の測定値と成形品質基準値crが一致しない場合には、ステップSD4へ進む。一方、一致する場合には、ステップS2へ進む。
ステップSD4において、組Dのクッション能力変更器17bは、組Dの駆動装置11に対する設定クッション力を増加または減少させ、その後、ステップS2へ進む。
ステップSA1で測定した第1の測定箇所pAにおける成形品質値が、ステップSA2で第1の測定箇所pAに対する成形品質基準値crと比較され、ステップSA3で一致すると判定され、ステップSA4はスキップされる、すなわち、組Aの駆動装置11に対する設定クッション力は変化しない。
ステップSB1で測定した第2の測定箇所pBにおける成形品質値が、ステップSB2で第2の測定箇所pBに対する成形品質基準値crと比較され、ステップSB3で一致しないと判定され、ステップSB4において組Bの駆動装置11に対する設定クッション力が減少される。
ステップSC1で測定した第3の測定箇所pCにおける成形品質値が、ステップSC2で第3の測定箇所pCに対する成形品質基準値crと比較され、ステップSC3で一致すると判定され、ステップSC4はスキップされる、すなわち、組Cの駆動装置11に対する設定クッション力は変化しない。
ステップSD1で測定した第4の測定箇所pDにおける成形品質値が、ステップSD2で第4の測定箇所pDに対する成形品質基準値crと比較され、ステップSD3で一致しないと判定され、ステップSD4において組Dの駆動装置11に対する設定クッション力が増加される。
また、すべての組A〜Dで前記反映データを使用しなくてもよく、1つ以上の組で前記反映データを使用するようにしてもよい。
例えば、プレス成形品を量産する場合に、量産中に、金型表面が少しずつ汚れたり摩耗することで、プレス成形品の成形品質値が成形品質基準値crからずれた場合でも、各測定箇所毎に、被加工物1の成形品質値を所望の成形品質基準値crに近づけるように設定クッション力が調整されるので、量産の全過程を通して、プレス成形品の品質を精度よく良好に維持することができる。
また、試験的なプレス成形において最適な設定クッション力が得られていない場合であっても、量産中に、プレス成形品の成形品質値が所望の成形品質基準値crに近づくように設定クッション力が調整されるので、良好な品質のプレス成形品を量産することができる。
本発明の第2実施形態によるダイクッション装置20を説明する。第2実施形態では、各組A〜Dは、第1実施形態の構成と以下で説明する構成とを有する。即ち、第2実施形態では、各組A〜Dにおいて、駆動装置11、記憶装置12、制御装置13は、第1実施形態の構成に加え、さらに、以下で説明する構成を有している。第2実施形態の他の構成は第1実施形態と同じであってよい。
制御装置13は、プレス成形時に、記憶装置12に記憶された前記高さ毎の設定クッション力に基づいて、クッション力を発生させるように制御対象部11aを制御する。具体的には、制御装置13は、可動部9の高さを検出するクッション高さ検出器(図示せず)を有し、クッション高さ検出器により検出された高さと前記設定クッション力とに基づいて、プレス成形時に、下降する可動部9が前記各高さになる各時点で、該高さの前記設定クッション力を可動部9が上金型3に作用させるように、駆動装置11を制御する。
図7は、プレス成形中における可動部9の高さと被加工物1の高さとの関係を示す。h1、h2、h3、h4、h5は、ダイクッション装置20におけるある定位置、たとえば可動部9が最も下降した位置(ピストンがシリンダに当たる位置や、機構がストッパに当たる位置)を原点としたときの可動部9の高さである。g1、g2、g3、g4、g5は、被加工物1のある定位置、たとえば成形後に被加工物1の周縁部に残る平坦部を原点としたときの被加工物1の他の部位の高さである。図7に示すように、可動部9が高さh1に位置する時に、被加工物1の高さg1における箇所がプレス成形され、可動部9が高さh2に位置する時に、被加工物1の高さg2における箇所がプレス成形され、可動部9が高さh3に位置する時に、被加工物1の高さg3における箇所がプレス成形され、可動部9が高さh4に位置する時に、被加工物1の高さg4における箇所がプレス成形され、可動部9が高さh5に位置する時に、被加工物1の高さg5における箇所がプレス成形される。従って、被加工物1における高さg1の部分の成形品質は、可動部9が高さh1に位置する時のクッション力に影響され、被加工物1における高さg2の部分の成形品質は、可動部9が高さh2に位置する時のクッション力に影響され、被加工物1における高さg3の部分の成形品質は、可動部9が高さh3に位置する時のクッション力に影響され、被加工物1における高さg4の部分の成形品質は、可動部9が高さh4に位置する時のクッション力に影響され、被加工物1における高さg5の部分の成形品質は、可動部9が高さh5に位置する時のクッション力に影響される。なお、g1−g2=h1−h2であり、g2−g3=h2−h3であり、g3−g4=h3−h4であり、g4−g5=h4−h5である。
クッション力調整装置17は、被加工物1の前記各高さg1〜g5(即ち、複数の測定箇所pA1〜pA5)毎に、前記成形品質値の測定値と成形品質基準値crとを比較し、両者が一致しない場合には、前記成形品質値を前記成形品質基準値crに近づけるように、該測定値が測定された前記高さに対応する前記設定クッション力を変化させる。具体的には次の通りである。クッション力調整装置17の成形品質判定機17aは、成形品質測定装置15からの成形品質値の測定値と、前記測定高さ検出器からの測定高さ値とに基づいて、成形品質値の当該測定値cmと当該測定高さ値が示す高さgiにおける成形品質基準値crとを比較し、比較結果をクッション能力変更器17bへ伝送する。クッション能力変更器17bは、cmとcrが一致しない場合には、高さgi(即ち、被加工物1での高さ)に対応する可動部9の高さhiにおける(記憶装置12に記憶されている)設定クッション力を増加させるまたは減少させる処理を行う。ここで、比較結果は、高さの情報も含んでいる。このような処理を各高さgi(例えば、i=1〜5)について行う。
成形品質基準値crは、可動部9の前記各高さ毎に予め求められたものであってよく、これら成形品質基準値crはそれぞれ前記各高さgiと関連付けられて成形品質判定機17aに記憶されている。
図10の破線枠内に示す組Aに対する動作を以下に説明する。被加工物1の高さgi(i=1〜5)に関して、i=1としてステップS12へ進む。
ステップS12において、前記移動装置の動作により、成形品質測定装置15を高さgiへ移動させ、高さgiにおいて被加工物1の成形品質値を成形品質測定装置15で測定する。
ステップS13において、成形品質判定機17aにより、ステップS12で測定した成形品質値の測定値と、高さgiに対応する成形品質基準値crとを比較する。
ステップS14において、ステップS13での比較の結果、成形品質値の測定値と成形品質基準値crが一致しない場合には、ステップS15へ進む。一方、一致する場合には、iを1増加させて、ステップS16へ進む。
ステップS15において、クッション能力変更器17bは、高さgiに対応する可動部9の高さhiにおける設定クッション力を増加または減少させる。
ステップS16において、iが5以下であれば、ステップS12へ戻り次の高さgiについて同様の処理を繰り返し、iが6以上であれば、高さg1〜g5について設定クッション力が適正かどうかの判断とその調整が終了したので、次のステップへ進む。
ステップS12で測定した被加工物1の高さg1における成形品質値が、ステップS13で高さg1に対する成形品質基準値crと比較され、ステップS14で一致しないと判定され、ステップS15において高さh1における設定クッション力が増加される。
ステップS12で測定した被加工物1の高さg2における成形品質値が、ステップS13で高さg2に対する成形品質基準値crと比較され、ステップS14で一致しないと判定され、ステップS15において高さh2における設定クッション力が増加される。
ステップS12で測定した被加工物1の高さg3における成形品質値が、ステップS13で高さg3に対する成形品質基準値crと比較され、ステップS14で一致すると判定され、ステップS15はスキップされる、すなわち、高さh3における設定クッション力は変化しない。
ステップS12で測定した被加工物1の高さg4における成形品質値が、ステップS13で高さg4に対する成形品質基準値crと比較され、ステップS14で一致しないと判定され、
ステップS15において高さh4における設定クッション力が減少される。
ステップS12で測定した被加工物1の高さg5における成形品質値が、ステップS13で高さg5に対する成形品質基準値crと比較され、ステップS14で一致すると判定され、ステップS15はスキップされる、すなわち、高さh5における設定クッション力は変化しない。
なお、図8に示す複数の測定箇所と組A〜Dとの対応は以下のようになる。組Aに対する高さg1〜g5における測定箇所はそれぞれpA1〜pA5であり、組Bに対する高さg1〜g5における測定箇所はそれぞれpB1〜pB5であり、組Cに対する高さg1〜g5における測定箇所はそれぞれpC1〜pC5であり、組Dに対する高さg1〜g5における測定箇所はそれぞれpD1〜pD5である。
被加工物1のプレス成形に複数のプレス機械10a、10b、10cが必要な場合、図11に例を示すような複数のプレス機械10a〜10c、最上流のプレス機械10aへ被加工物1を供給する搬送装置27a、被加工物1を上流側のプレス機械10aまたは10bから取り出し下流側のプレス機械10bまたは10c供給する搬送装置27b,27c、最下流のプレス機械10cから被加工物1を搬出する搬送装置27dから構成されるプレスラインが用いられる。例えば、プレス機械10aのみがダイクッション装置20を有していて絞り成形を行い、プレス機械10b,10cは絞り成形以外のプレス加工(切断、穴あけ、など)を行うので、絞り成形の品質はプレス機械10aのみで決まり、プレス機械10b、10cの影響を受けない。よって、絞り成形成形品質検出(図1に示す成形品質測定装置15による成形品質値測定に相当)は、プレス機械10aとプレス機械10bの間、プレス機械10bとプレス機械10cの間、プレス機械10cの下流のいずれで行ってもよい。また、搬送装置27b、27cまたは27dに成形品質測定装置15を取り付け、搬送装置27b、27cまたは27dが被加工物1を搬送中に前記成形品質値を測定してもよい。
なお、図11の例ではプレス機械が3台、搬送装置は4台であり、各搬送装置27a〜27dはロボットであるが、プレス機械・搬送装置の台数が異なっていてもよく、搬送装置としてロボット以外を使用することも可能である。
Claims (4)
- 上金型と下金型との間でプレス成形を行うプレス機械に設けられるダイクッション装置であって、
被加工物が上金型と下金型との間でプレス成形されるプレス成形時に、被加工物を上金型との間に挟みながら下降する可動部と、
前記可動部にクッション力を付与する駆動装置と、
前記駆動装置に対して定められた設定クッション力を記憶する記憶装置と、
前記設定クッション力に基づいて前記駆動装置を制御する制御装置と、
前記プレス成形された被加工物における複数の測定箇所毎に被加工物の成形品質値を測定する成形品質測定装置と、
前記成形品質値の測定値に基づいて、前記設定クッション力を調整するクッション力調整装置と、を備え、
前記駆動装置、前記記憶装置、前記制御装置および前記クッション力調整装置は、複数組設けられており、
前記複数組のうち少なくとも1つの前記組において、
前記記憶装置は、プレス成形時における前記可動部の複数の高さに対してそれぞれ定められた前記設定クッション力を記憶し、
前記制御装置は、プレス成形時に前記高さ毎の前記設定クッション力に基づいて前記駆動装置を制御し、
前記成形品質測定装置は、当該組に対応する複数の測定位置で、前記成形品質値を測定し、当該複数の測定位置は、それぞれ被加工物における前記複数の高さに相当し、
クッション力調整装置は、前記各高さ毎に、当該高さに相当する前記測定位置での前記測定値と成形品質基準値とを比較し、両者が一致しない場合には、前記成形品質値を当該成形品質基準値に近づけるように、当該高さに対応する前記設定クッション力を変化させる、ことを特徴とするダイクッション装置。 - 前記成形品質値は、プレス成形された被加工物の厚みと該被加工物の光沢を示す値と該被加工物の硬さを示す値との少なくともいずれかである、ことを特徴とする請求項1に記載のダイクッション装置。
- 前記複数組のうち少なくとも1つの前記組について、前記成形品質測定装置は、当該組に対応する複数の測定位置で前記成形品質値を反映データとして測定し、前記クッション力調整装置は、これら複数の測定位置の前記反映データを反映した値を、該組に対応する前記測定箇所の前記測定値として前記品質基準値と比較する、ことを特徴とする請求項1または2に記載のダイクッション装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載のダイクッション装置の調整方法であって、
前記成形品質値の測定値と前記成形品質基準値とが一致しない場合、
(A)該測定値の前記測定箇所に対応する前記組の前記クッション力調整装置は、前記駆動装置の設定クッション力を増加させ、該増加させられた前記設定クッション力に基づいた前記制御装置によるプレス成形を行い、前記成形品質測定装置は、該プレス成形された被加工物の当該測定箇所における成形品質値を測定し、該成形品質値の測定値が前記成形品質基準値に近づいていれば、該クッション力調整装置は、該設定クッション力をさらに増加させ、該成形品質値の測定値が前記成形品質基準値から遠ざかっていれば、該設定クッション力を減少させ、または、
(B)該測定値の前記測定箇所に対応する前記組の前記クッション力調整装置は、前記駆動装置の設定クッション力を減少させ、該減少させられた前記設定クッション力に基づいた前記制御装置によるプレス成形を行い、前記成形品質測定装置は、該プレス成形された被加工物の当該測定箇所における成形品質値を測定し、該成形品質値の測定値が前記成形品質基準値に近づいていれば、該クッション力調整装置は、該設定クッション力をさらに減少させ、該成形品質値の測定値が前記成形品質基準値から遠ざかっていれば、該設定クッション力を増加させる、ことを特徴とするダイクッション装置の調整方法。
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