JP6328957B2 - プレス機器の金型管理方法及び金型管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス機器に使用する金型の管理方法及び金型管理装置に関する。

近年、板金加工の技術分野において、タレットパンチプレスやサーボプレス等のプレス機器が多く用いられている。これらのプレス機器においては、多くの金型が使用されているが、金型は消耗品であり適切な時期に再研磨を行うか、または交換を行う必要がある。金型は再研磨を行うことにより、その寿命を数倍以上に延ばすことができる。また、再研磨の時期を誤る場合には金型の寸法が変動し加工精度を低下させてしまう場合もある。そして、金型の研磨時期は、作業者自身が金型の摩耗状態を観察することにより判断されていたのが現状であった。

しかし、この作業者の観察に依存する研磨時期の判断は非能率的であるため、最近のプレス機器には生産数をカウントするために、１工程で１カウントするカウンタが搭載されている。作業者は、プレス機器の金型毎に金型研磨の目安となるカウント数を設定し、プレス機器は設定されたカウント数に達した際に、金型研磨予定数に達した旨のメッセージを作業者に報知して作業者の金型研磨を促す。作業者は金型の研磨を実施した後、カウント数をゼロクリアして加工を再開する。なお、例えば特許文献１には、タレットパンチプレスの金型の研磨時期の検出方法に関する技術が開示されている。

特開昭６１−０７４７３９号公報

最近のプレス機器に使用する金型では、複数のパンチ等の構成部品を有する場合がある。そして、構成部品毎に金型研磨時期の目安となるカウント数が異なるため、金型毎に複数の保守カウンタを準備して金型を構成部品単位で管理する必要がある。

しかし、近年のサーボプレス機のように位置と速度を自由に制御できるプレス機器の場合、１工程の中で複数の加工を行うことができ、また、構成部品毎に１工程中で使用される回数も異なるため、従来の１工程で１カウントする管理では金型構成部品単位での正確な金型研磨時期の管理ができないという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の工程を１工程に集約した加工を行う場合においても、金型構成部品毎に正確な金型研磨時期の管理ができるプレス機器の金型管理方法及び金型管理装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため以下の構成を有する。

（１）複数の構成部品を有する金型を用いてプレス加工を行うプログラムによって制御されるプレス機器の金型管理方法であって、
前記プログラムは、前記構成部品ごとの保守カウントデータを複数有し、
前記保守カウントデータは、前記構成部品の使用実績数データ、前記構成部品の使用予定数データ、前記構成部品の１モーション当たりの使用頻度に対応した倍率を有し、
前記構成部品の使用実績数データは、各モーション毎に前記倍率が加算され、
前記使用実績数データが前記使用予定数データに達した場合には、その旨を作業者に報知することを特徴とするプレス機器の金型管理方法。

（２）前記プレス機器が、クランク式プレス機，油圧プレス機，スクリュープレス機のいずれかであることを特徴とする前記（１）記載のプレス機器の金型管理方法。

（３）前記使用実績数データは、前記プレス機器が有するロータリーエンコーダまたはリニアスケールにより検出されるデータに基づいて決定されることを特徴とする前記（１）記載のプレス機器の金型管理方法。

（４）前記使用実績数データが前記使用予定数データに達した場合には、前記プレス機器の動作が停止することを特徴とする前記（１）記載のプレス機器の金型管理方法。

（５）前記倍率は、前記構成部品のデータ，ダイハイト，目標位置と繰返し回数を含むモーションデータに基づいて決定されることを特徴とする前記（１）記載のプレス機器の金型管理方法。

（６）前記プレス機器は、前記倍率を表示するための表示手段を有し、
前記プレス機器の作業者は、前記表示手段に表示された前記倍率を手動で変更することができることを特徴とする前記（１）記載のプレス機器の金型管理方法。

（７）複数の構成部品を有する金型を用いてプレス加工を行うプレス機器の金型管理装置であって、前記プレス加工をプログラムによって制御する制御手段と、前記プログラムが記憶された記憶手段と、を有し、
前記プログラムは、前記構成部品ごとの保守カウントデータを複数有し、
前記保守カウントデータは、前記構成部品の使用実績数データ、前記構成部品の使用予定数データ、前記構成部品の１モーション当たりの使用頻度に対応した倍率を有し、
前記制御手段は、前記構成部品の使用実績数データに、各モーション毎に前記倍率が加算され、前記使用実績数データが前記使用予定数データに達した場合には、その旨を作業者に報知することを特徴とするプレス機器の金型管理装置。

本発明によれば、複数の工程を１工程に集約した加工を行う場合においても、金型構成部品毎に正確な金型研磨時期の管理ができるプレス機器の金型管理方法及び金型管理装置を提供することができる。

実施例のサーボプレス機の構成を説明するための図 実施例のサーボプレス機の金型の構成とスライドの動きを説明するための図 実施例のサーボプレス機の制御部の構成を示す図 実施例のサーボプレス機のデータ構造を説明するための図 実施例の保守カウントデータが表示された表示装置の画面を示す図 実施例の金型のカウントアップ制御のフローチャート

本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ以下に説明する。

本発明のプレス機器の金型管理方法が適用されるプレス機器をクランプ式プレス機器であるサーボプレス機を例として以下に説明する。なお、本発明が適用されるプレス機器は、他の油圧プレス機，スクリュープレス機であってもよい。

［サーボプレス機の構成］
本発明の実施形態に係わるプレス機器であるサーボプレス機１は、図１（ａ）に示すように、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が着脱可能に設置されている。

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１５ａ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１５ａの下端側には、下部コンロッド１５ｂの上端側が螺合によって一体的に連結されており、この下部コンロッド１５ｂ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。コンロッド１５は、上部コンロッド１５ａと下部コンロッド１５ｂにより構成されている。

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、駆動ギヤ２１が一体的に連結されており、クランク軸１３の後端部には、この駆動ギヤ２１に噛み合った従動ギヤ２３が一体的に連結されている。また、サーボモータ１９には、サーボモータ１９の出力軸１９ｓの回転角度を検出するロータリーエンコーダ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を駆動ギヤ２１及び従動ギヤ２３を介して回転させて、スライド１１を昇降させることにより、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。また、サーボプレス機１は、制御部５０によって制御される。

図１（ｂ）は、クランク軸１３の回転角度とスライド１１の位置との対応関係を示した図である。クランク軸１３とスライド１１は、上述したようにコンロッド１５で接続されている。図中の死点とは、クランク機構で回転力が発生しない地点を示し、最も高い位置を上死点、最も低い位置を下死点という。スライド１１は、始動位置範囲にある始動位置から下降を開始し、下死点を通過して始動位置に戻る。

［金型の構成例］
図２（ａ）に、サーボプレス機１で使用されるプレス金型３０の一例を示す。この金型３０において、ダイセット上型３８ａ，ガイドブッシュ３８ｂ，ガイドポスト３８ｃ，ダイセット下型３８ｄはダイセット３８を構成する。ダイセット上型３８ａはサーボプレス機１のスライド１１の下部に設置され、ダイセット下型３８ｄはサーボプレス機１のボルスタ９の上部に設置される。ダイセット下型３８ｄには、ダイ４１，ダイプレート４２，位置決めプレート４４及びノックピン４３が設置されている。ワークＷは、ダイプレート４２上に位置決めプレート４４にて位置決めされて固定される。

一方、ダイセット上型３８ａには、ストリッパプレート３７，パンチプレート３５，パッキングプレート３６，コイルスプリング３４，ストリッパボルト３３，パンチ１ ３１及びパンチ２ ３２が設置されている。パンチ１ ３１とパンチ２ ３２では、下側端部の位置が異なり、その結果加工高さが異なる。本実施例のサーボプレス機１のスライド１１の高さの時間変化を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）において、Ａはパンチ１ ３１の加工高さを、Ｂはパンチ２ ３２の加工高さを示す。この例において、パンチ１ ３１は１回のモーションにおいて４回使用され、パンチ２ ３２は１回のモーションにおいて１回使用される。従って、パンチ１ ３１の使用頻度はパンチ２ ３２の使用頻度の４倍である。

［制御部の構成］
本実施例のサーボプレス機１の制御部５０の構成を図３に示す。制御部５０は、演算装置であるＣＰＵ５１、記憶装置５２、入力装置５３、表示装置５４及びエンコーダ２５によって構成されている。エンコーダ２５によって検出された駆動ギヤ２１の角度は、ＣＰＵ５１に入力されスライド１１の上下方向の位置検出やパンチ等の型の使用状態の検出に用いられる。なお、エンコーダ２５の代わりにリニアスケールをスライド１１の上下方向の位置検出に用いてもよい。記憶装置５２には、複数のプログラムのデータが保存されている。作業者は、入力装置５３によってプログラムのデータの内容の設定、変更を行う。また、ＣＰＵ５１は作業者のために表示装置５４に記憶装置５２に記憶されたデータの内容を表示する。

［データ構造］
図４に本実施例のサーボプレス機１で使用するデータ（プログラム）のデータ構造を示す。データは複数のプログラムによって構成されている。そして、個々のプログラムはモーションデータ、金型データ、保守カウントデータ等によって構成されている。保守カウントデータは、カウンタＮｏ ｎ、金型の名称ＮＮＮ、金型の使用実績数ＣＸｎ、金型の使用予定数ＣＹｎ、倍率Ｍｎ及び設定（切／入）ｎにより構成されている。ここで、倍率Ｍｎとは、その金型毎に定められている使用頻度等に基づく重みづけである。例えば、図２の金型ではパンチ１の倍率を４、パンチ２の倍率を１と設定する。倍率Ｍｎは、作業者が上記した入力装置５３によって設定されるが、金型データ（パンチ等の寸法），ダイハイト，モーションデータ（目標位置や繰返し回数）等からＣＰＵ５１が自動的に設定することもできる。また、設定（切／入）ｎとは、金型の使用実績数ＣＸｎのカウントを行うか否かの設定をいう。

［表示画面］
図５は、表示装置５４に保守カウントデータ等が表示された状態を示す図である。表示欄５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅ，５４ｆには、それぞれ保守カウントデータのカウントＮｏ ｎ，金型の名称，金型の使用実績数ＣＸｎ，金型の使用予定数ＣＹｎ，金型の倍率Ｍｎが表示される。なお、表示欄５４ｆに表示された倍率Ｍｎは、作業者がこの表示装置５４の画面を見ながら変更できるものとする。表示ランプ５４ａは、金型の使用実績数ＣＸｎが金型の使用予定数ＣＹｎを超えた場合に点滅する。また、リセットボタン５４ｇは金型の使用実績数ＣＸｎをゼロクリアするためのボタンである。５４ｈは、金型の使用実績数ＣＸｎをカウントするか否かの設定のためのカウント設定ボタンである。なお、図５の表示装置５４は、入力装置５３の機能を有しているものとする。

［金型のカウントアップ制御のフローチャート］
図６に金型のカウントアップ制御のフローチャートを示し、以下にその流れを説明する。ＣＰＵ５１は、ステップ（以下、「Ｓ」と言う）１０１でクランク軸１３が始動位置範囲にあるか否かを判断する。そして、ＣＰＵ５１は、Ｓ１０１でクランク軸１３が始動位置範囲にあると判断した場合にはＳ１０２でフラグ（Ｆｌａｇ）をオフ（ＯＦＦ）にする。一方、ＣＰＵ５１は、Ｓ１０１でクランク軸１３が始動位置範囲にないと判断した場合にはＳ１０３に進む。

次に、ＣＰＵ５１は、Ｓ１０３でフラグがオフ（ＯＦＦ）であるか否かを判断する。そして、フラグがオフ（ＯＦＦ）でないと判断した場合には、Ｓ１０１に戻る。一方、ＣＰＵ５１は、フラグがオフ（ＯＦＦ）であると判断した場合には、Ｓ１０４でクランク軸１３が下死点を通過したか否かを判断する。ＣＰＵ５１は、Ｓ１０４でクランク軸１３が下死点を通過していないと判断した場合にはＳ１０１に戻り、下死点を通過したと判断した場合には、Ｓ１０５でフラグをオン（ＯＮ）にする。

次に、ＣＰＵ５１は、Ｓ１０６でカウントＮｏのｎを１に設定する。そして、ＣＰＵ５１は、カウント設定ボタン５４ｈの設定（切／入）ｎが「切」か「入」かの判断する。そして、ＣＰＵ５１は、Ｓ１０７でカウント設定ボタン５４ｈの設定（切／入）ｎが「切」と判断した場合には、Ｓ１１２に進む。一方、ＣＰＵ５１は、Ｓ１０７でカウント設定ボタン５４ｈの設定（切／入）ｎが「入」と判断した場合には、Ｓ１０８で金型の使用予定数ＣＹｎが１以上か否かを判断する。そして、ＣＰＵ５１は、金型の使用予定数ＣＹｎが１以上でないと判断した場合にはＳ１１２に進む。一方、ＣＰＵ５１は、金型の使用予定数ＣＹｎが１以上であると判断した場合にはＳ１０９で、金型の使用実績数ＣＸｎに金型の倍率Ｍｎを加算する。

そして、ＣＰＵ５１は、Ｓ１１０で金型の使用実績数ＣＸｎの値が金型の使用予定数ＣＹｎ以上であるか否かを判断する。そして、ＣＰＵ５１は、Ｓ１１０で金型の使用実績数ＣＸｎの値が金型の使用予定数ＣＹｎ以上でないと判断した場合にはＳ１１２に進む。一方、ＣＰＵ５１は、Ｓ１１０で金型の使用実績数ＣＸｎの値が金型の使用予定数ＣＹｎ以上であると判断した場合には、Ｓ１１１でカウントＮｏのｎのカウントアップ通知を行い、Ｓ１１２に進む。カウントアップ通知は、具体的には上述した図５の表示ランプ５４ａを点滅させること等によって行われる。なお、ＣＰＵ５１はカウントアップ通知の代わりに、プレス機器の動作を停止させる制御を行ってもよい。そして、ＣＰＵ５１は、Ｓ１１２でカウントＮｏのｎがｎ’以上であるか否かを判断する。ここでｎ’とは、カウントアップ制御を行おうとする金型のカウントＮｏの最大値を意味する。例えば、図５の表示画面でカウントＮｏが５までの金型のカウントアップ制御を行いたい場合には、ｎ’＝５と設定する。この設定は、入力装置５３（図３）によって作業者が行う。そして、ＣＰＵ５１は、カウントＮｏのｎがｎ’以上でないと判断した場合には、Ｓ１１３でカウントＮｏのｎをｎ＋１としてＳ１０７に戻る。一方、ＣＰＵ５１は、カウントＮｏのｎがｎ’以上であると判断した場合にはＳ１０１に戻る。

本発明のプレス機械の金型管理方法及び金型管理装置によれば、複数の工程を１工程に集約した加工を行う場合においても、金型構成部品毎に正確なメンテナンス管理ができる。

１ サーボプレス機
３ パンチ金型
５ ダイ金型
７ 本体フレーム
９ ボルスタ
１１ スライド
１３ クランク軸
１３ｅ 偏心部
１５ コンロッド
１５ａ 上部コンロッド
１５ｂ 下部コンロッド
１９ サーボモータ
１９ｓ 出力軸
２１ 駆動ギヤ
２３ 従動ギヤ
２５ ロータリーエンコーダ
３０ ダイセット
３０ａ ダイセット上型
３０ｂ ガイドブッシュ
３０ｃ ガイドポスト
３０ｄ ダイセット下型
３１ パンチ１
３２ パンチ２
３３ ストリッパボルト
３４ コイルスプリング
３５ パンチプレート
３６ バッキングプレート
３７ ストリッパプレート
４１ ダイ
４２ ダイプレート
４３ ノックピン
４４ 位置決めプレート
５０ 制御部
５１ ＣＰＵ
５２ 記憶装置
５３ 入力装置
５４ 表示装置
５４ｈ カウント設定ボタン
Ｗ ワーク

Claims (7)

1. １モーション中で使用される回数が異なる複数の構成部品を有する金型を用いてプレス加工を行うプログラムによって制御されるプレス機器の金型管理方法であって、
   前記プログラムは、前記構成部品ごとの保守カウントデータを複数有し、
   前記保守カウントデータは、前記構成部品の使用実績数データ、前記構成部品の使用予定数データ、前記構成部品が１モーション中に使用される回数に基づく倍率を有し、
   前記構成部品の使用実績数データは、各モーション毎に前記倍率が加算され、
   前記使用実績数データが前記使用予定数データに達した場合には、その旨を作業者に報知することを特徴とするプレス機器の金型管理方法。
2. 前記プレス機器が、クランク式プレス機，油圧プレス機，スクリュープレス機のいずれかであることを特徴とする請求項１記載のプレス機器の金型管理方法。
3. 前記使用実績数データは、前記プレス機器が有するロータリーエンコーダまたはリニアスケールにより検出されるデータに基づいて決定されることを特徴とする請求項１記載のプレス機器の金型管理方法。
4. 前記使用実績数データが前記使用予定数データに達した場合には、前記プレス機器の動作が停止することを特徴とする請求項１記載のプレス機器の金型管理方法。
5. 前記倍率は、前記構成部品のデータ，ダイハイト，目標位置と繰返し回数を含むモーションデータに基づいて決定されることを特徴とする請求項１記載のプレス機器の金型管理方法。
6. 前記プレス機器は、前記倍率を表示するための表示手段を有し、
   前記プレス機器の作業者は、前記表示手段に表示された前記倍率を手動で変更することができることを特徴とする請求項１記載のプレス機器の金型管理方法。
7. １モーション中で使用される回数が異なる複数の構成部品を有する金型を用いてプレス加工を行うプレス機器の金型管理装置であって、前記プレス加工をプログラムによって制御する制御手段と、前記プログラムが記憶された記憶手段と、を有し、
   前記プログラムは、前記構成部品ごとの保守カウントデータを複数有し、
   前記保守カウントデータは、前記構成部品の使用実績数データ、前記構成部品の使用予定数データ、前記構成部品が１モーション中に使用される回数に基づく倍率を有し、
   前記制御手段は、前記構成部品の使用実績数データに、各モーション毎に前記倍率が加算され、前記使用実績数データが前記使用予定数データに達した場合には、その旨を作業者に報知することを特徴とするプレス機器の金型管理装置。

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