JP6898209B2 - 鍛造プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、鍛造プレス装置に関する。

従来の鍛造プレス装置は、スライドに上金型が保持され、ホルダーに設けられたボルスタに下金型が保持されており、サーボモータを駆動源として、スライドの昇降動作を行い、鍛造プレスを行っていた（例えば、特許文献１参照）。

ところで、鍛造の方法として、ワークの変形抵抗を低減させるためにワークを再結晶温度以上の高温で加熱してから鍛造を行う熱間鍛造が挙げられる。
熱間鍛造は、品質を確保するために、金型温度を適正な温度範囲に維持した状態で行う必要がある。

特開２０１０−１１５６５８号公報

特許文献１に記載の鍛造プレス装置は、サーボモータにより、スライドの昇降動作における下死点の移動速度を、フライホイール型の鍛造プレス装置におけるスライドの下死点速度に比べて遅くする制御を行っていた。
しかしながら、このスライドの速度制御は、騒音や振動の抑制には効果があるが、金型を熱間鍛造に必要となる十分な目標の高温度を維持し続けることには十分に寄与するものではなかった。

また、金型を十分な目標温度に維持し続けるために、金型や金型を保持するホルダーによりヒータを装備することで、ある程度対処することは可能だが、金型は可動することから、ヒータの配線が増えると切断などの事故が生じ易くなり、また、鍛造には液体の潤滑剤が使用されるので漏電防止対策を厳重にする必要が生じ、ヒータの増加には別の弊害が生じるという問題があった。

本発明は、金型を鍛造に適した高い温度に維持することをその目的とする。

本発明に係る鍛造プレス装置は、
対をなす金型の一方の金型を保持するスライドと、
前記対をなす金型の他方の金型に対して前記一方の金型を前記スライドが接離動作を行うように前記スライドを進退可能に支持するフレーム部と、
前記スライドに進退移動を付与する駆動機構と、
前記駆動機構の駆動源を制御する制御装置と、
前記一方の金型と前記他方の金型との少なくとも一方の温度又は前記一方の金型と前記他方の金型との少なくとも一方から伝わる温度を検出する温度検出部とを備え、
前記制御装置は、前記温度検出部の検出温度に基づいて、前記駆動機構を制御して、
前記温度検出部の検出温度が目標温度範囲よりも高い場合には、前記目標温度範囲の場合よりも前記対をなす金型の両方が被成形物に接する接触時間を短くし又は前記目標温度範囲の場合よりも前記対をなす金型の両方が被成形物に接する接触頻度を低減させ、
前記温度検出部の検出温度が目標温度範囲よりも低い場合には、前記目標温度範囲の場合よりも前記対をなす金型の両方が被成形物に接する接触時間を長くし又は前記目標温度範囲の場合よりも前記対をなす金型の両方が被成形物に接する接触頻度を増加させる
構成とした。

本発明によれば、金型を熱間鍛造に必要となる十分な目標の高温度を維持し続けることが可能となる。

本発明の第一実施形態に係る鍛造プレス装置を示す構成図である。 制御装置を中心とする鍛造プレス装置の制御系を概略的に示したブロック図である。 制御装置による金型温度制御におけるスライドのストローク曲線を示した線図である。 制御装置が実行する金型温度制御のフローチャートである。 上金型及び下金型と被成形物の接触時間と金型温度との関係を示す線図である。 制御装置による他の金型温度制御におけるスライドのストローク曲線を示した線図である。である。 本発明の第二実施形態に係る鍛造プレス装置を示す構成図である。 制御装置によるサーボモータの制御によって得られるスライドのストローク曲線を示した線図である。

［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態の鍛造プレス装置１について図１〜図５に基づいて説明する。図１は鍛造プレス装置１を示す構成図である。
本実施形態では、予め鍛造に適した高温状態に加熱した被成形物の余熱を利用して鍛造を行ういわゆる熱間鍛造を実施する鍛造プレス装置１を例示する。

［鍛造プレス装置の概略構成］
本実施形態のプレス装置１は、鍛造成形を行う鍛造プレス装置であり、ベッド２３、複数のアップライト２２、クラウン２１、ボルスタ２４、スライド１８、対をなす金型３，４、駆動機構１００、制御装置９０及びトランスファフィーダと呼ばれる搬送装置４０を備える。

ベッド２３、複数のアップライト２２及びクラウン２１は、プレス装置１のフレーム部を構成する。ベッド２３、複数のアップライト２２及びクラウン２１は、内部にタイロッド２５ａが通され、タイロッドナット２５ｂにより締め付けられることで、互いに締結される。前後左右に配置された四つのアップライト２２それぞれには四つのガイド１９（一部図示略）が設けられている。スライド１８は四つのガイド１９によって昇降方向への進退移動が可能である。

スライド１８の下部には、ハードプレート２７が装備され、さらにその下部にはボルスタ２８が装備されている。そして、ボルスタ２８の下面には、対をなす金型の一方である上金型３が固定される。なお、鍛造プレス装置１は、複数対の金型を備えており、複数の上金型３はエキセン軸１６の長手方向に沿って一列に並んで配設されている（図１では二つのみ図示しているがもっと数を増やしても良い）。
ボルスタ２４は、ハードプレート２６を介してベッド２３に固定される。ボルスタ２４は、対をなす金型の他方である下金型４が固定される部品である。なお、複数の下金型４はエキセン軸１６の長手方向に沿って一列に並んで配設されている（図１では二つのみ図示しているがもっと数を増やしても良い）。各上金型３と各下金型４は個別に対向するように配置され、スライド１８が下降したときに互いに近接する。相対する上金型３と下金型４の間に被成形物が投入されている場合、スライド１８が下降することで被成形物が上金型３と下金型４の型空間の中で加圧され、被成形物が鍛造成形される。

鍛造プレス装置１は、スライド１８を昇降するための構成として、モータ１１、フライホイール１２、クラッチとしてのクラッチブレーキ１３、伝動軸１４、減速機１５、エキセン軸１６、コンロッド１７を備え、これらが駆動機構１００を構成する。

モータ１１は、クラウン２１などのフレーム部に固定される。
エキセン軸１６は、その主軸部１６ａが軸受け４１を介してクラウン２１又はアップライト２２などのフレーム部に回転可能に支持される。
クラッチブレーキ１３と減速機１５とは、フレーム部材を介して、クラウン２１又はアップライト２２などのフレーム部に支持される。

モータ１１は、例えば、インバーターモータであり、スライド１８を昇降させる動力を発生すると共に、その回転速度を任意に制御することが可能である。モータ１１の動力は、例えば、ベルト１１１を介してフライホイール１２に伝達され、フライホイール１２を回転させる。

クラッチブレーキ１３は、フライホイール１２と伝動軸１４とを断続でき、これらを接続すると、フライホイール１２の回転運動が伝動軸１４に伝達される。さらに、クラッチブレーキ１３は、伝動軸１４と固定部分とを断続できる。固定部分とは、例えばアップライト２２などのフレーム部、或いはフレーム部に固定された部材である。

フライホイール１２及びクラッチブレーキ１３は、伝動軸１４の軸方向の一方の端部の近傍に配置される。減速機１５は、伝動軸１４の軸方向のもう一方の端部の近傍、すなわちフライホイール１２及びクラッチブレーキ１３の逆方の端部の近傍に配置される。フライホイール１２、クラッチブレーキ１３及び減速機１５は、エキセン軸１６と同軸上に配置される。
このような配置により、重量の大きなフライホイール１２及びクラッチブレーキ１３と、重量の大きな減速機１５とを、エキセン軸１６の軸方向の両側に分散して配置できる。これにより、鍛造プレス装置１の良好な重量バランスを図ることができる。

エキセン軸１６は、回転中心軸に沿って貫通する中空部を有する。伝動軸１４は、この中空部においてエキセン軸１６と相対的に回転可能かつ同軸上に配置される。伝動軸１４は、フライホイール１２の回転運動を減速機１５に伝達する。減速機１５は、伝動軸１４の回転運動を減速してエキセン軸１６に伝達する。

エキセン軸１６は、主軸部１６ａに対して偏心した偏心部１６ｂを有し、偏心部１６ｂがコンロッド１７と接続されている。コンロッド１７は、エキセン軸１６とスライド１８とを連結し、エキセン軸１６の回転運動を直線運動に変換してスライド１８に伝達する。

また、上金型３と下金型４の近傍には、いわゆるトランスファフィーダと呼ばれる搬送装置４０が設けられている。この搬送装置４０は、被成形物の成形後、上金型３と下金型４とが離間した後に、搬送装置４０が被成形物を搬入、搬出する。そして、搬送装置４０は、一列に並んだ複数の下金型４及び上金型３に対して、被成形物を順番に搬送する。

さらに、伝動軸１４の軸線延長上で、クラッチブレーキ１３より外方には、クラッチブレーキ１３に作動油を供給するためのロータリージョイント４３が配置されている。

各上金型３と各下金型４には、それぞれ、潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構５１，５２が併設されている。潤滑剤は、例えば、黒鉛を水に溶かした液体からなるものを用いることができる。
潤滑剤供給機構５１，５２は、各上金型３と各下金型４に対して、潤滑剤を噴霧するノズルと、潤滑剤をノズルに圧送する加圧装置と、ノズルの噴霧と停止を切り替える制御バルブ等からなる。潤滑剤の噴霧量は、噴霧時間又はノズルへの潤滑剤の供給量によって任意に調節することができる。潤滑油の噴霧量は、後述する制御装置９０により制御される。

各上金型３と各下金型４には、それぞれ、成形後の被成形物を突き出すノックアウト機構５３，５４が個別に設けられている。
ノックアウト機構５３，５４は、上金型３、下金型４の内面部から金型内へ移動可能なノックアウトピンと、ノックアウトピンを駆動する油圧シリンダとを有する。ノックアウト機構５３のノックアウトピンは下方に向かって進出し、ノックアウト機構５４のノックアウトピンは上方に向かって進出する向きで配置されている。
そして、油圧シリンダは油圧により駆動して、ノックアウトピンを成形後の被成形物に突き当て、上金型３、下金型４から被形成物を分離させる。
ノックアウト機構５３，５４の油圧シリンダは、制御装置９０により圧油の供給と停止を切り替える制御バルブによってその作動が制御される。

各上金型３を支持するボルスタ２８と、各下金型４を支持するボルスタ２４には、上金型３と下金型４とをそれぞれ加熱するヒータ５５，５６が設けられている。
ヒータ５５は、ボルスタ２８に対して図１の紙面に垂直となる方向に沿って貫通形成された貫通孔に内蔵された棒状ヒータである。ヒータ５５はボルスタ２８に複数本内蔵されており、ボルスタ２８を介して複数の上金型３を均一に加熱することができる。
ヒータ５６は、ボルスタ２４に対して図１の紙面に垂直となる方向に沿って貫通形成された貫通孔に内蔵された棒状ヒータである。ヒータ５６も複数本内蔵されており、ボルスタ２４を介して複数の下金型４を均一に加熱することができる。

なお、ヒータ５５，５６の棒の向きや本数は適宜変更することができる。また、ヒータ５５，５６は、棒状に限らず、複数の上金型３、下金型４を均一に加熱することが可能なあらゆる形態のものを使用することができる。
また、ヒータ５５，５６は、上金型３、下金型４に直接設けてもよい。その場合、上金型３、下金型４に巻き付けて装備する等、ヒータ５５，５６の取り外しが容易な構造であることが望ましい。

ボルスタ２８における上金型３の近傍には、上金型３から伝わる温度を検出する温度検出部５７が設けられている。
また、ボルスタ２４における下金型４の近傍には、下金型４から伝わる温度を検出する温度検出部５８が設けられている。
温度検出部５７，５８は、いずれも測温抵抗体、サーミスタ、熱電対、ＩＣ温度センサ等の接触式の温度センサである。これらの温度検出部５７，５８は、上金型３からボルスタ２８に、下金型４からボルスタ２４に伝わる温度を検出することで、間接的に上金型３、下金型４の温度を検出する。
温度検出部５７，５８は、複数の上金型３、下金型４のそれぞれの近傍に個別に設けても良いが、ここでは、一つの上金型３、一つの下金型４の近傍のみに温度検出部５７，５８を設け、一つの上金型３と一つの下金型４の温度のみを代表的に検出する。

なお、温度検出部５７，５８は、それぞれ上金型３、下金型４に直接接触するように配置し、或いは、上金型３、下金型４に直接的に取り付けて、上金型３、下金型４の温度を直接的に検出してもよい。温度検出部５７，５８を上金型３、下金型４に直接的に取り付ける構造とした場合には、上金型３、下金型４から取り外しが容易な構造であることが望ましい。
また、温度検出部５７，５８は、接触式のものに限らず、非接触式のものを使用しても良い。

図２に制御装置９０を中心とする鍛造プレス装置１の制御系を概略的に示す。
前述したモータ１１はモータ制御回路１１ａを介して制御装置９０に接続され、クラッチブレーキ１３は駆動回路１３ａを介して制御装置９０に接続されている。
また、ノックアウト機構５３，５４は駆動回路５３ａ，５４ａを介して制御装置９０に接続され、潤滑剤供給機構５１，５２は駆動回路５１ａ，５２ａを介して制御装置９０に接続されている。
さらに、ヒータ５５，５６は電源回路５５ａ，５６ａを介して制御装置９０に接続され、温度検出部５７，５８はインターフェイス５７ａ，５８ａを介して制御装置９０に接続されている。
そして、上記構成により制御装置９０は、鍛造プレス装置１の全体制御を行う。

［鍛造プレス装置の金型温度制御］
図３は制御装置９０によるモータ１１の制御によって得られるスライド１８のストローク曲線である。図中、実線Ｃ０はスライド１８の進退移動の移動動作期間が標準の周期である場合を示し、太線Ｃ１は周期が短い場合を示し、点線Ｃ２は周期が長い場合を示す。なお、各曲線Ｃ０〜Ｃ２の縦軸はスライド１８の上下ストローク、横軸は時間を示す。
プレス加工の際には、モータ１１が規定の標準回転速度で駆動してエキセン軸１６が一回転するとクラッチブレーキ１３が一時的にトルク伝達を切断してエキセン軸１６の回転を停止させる。
これによりスライド１８は、退避位置としての上死点から進行位置としての下死点を通過して再び上死点に戻る往復上下動作（移動動作期間とする）と上死点位置で一定期間滞留する動作（停止期間とする）が行われる。そして、移動動作期間と停止期間の合計を一周期として、これが繰り返し行われる。なお、進行位置は、スライド１８の進退移動において、上金型３を下金型４に最も近接又は接触させる位置であり、退避位置は上金型３を下金型４に最も離間させる位置である。
移動動作期間では、下金型４に対して上金型３が下降し、被成形物に対する鍛造プレスが行われる。
また、停止期間では、搬送装置４０が作動して、上金型３及び下金型４に対する被成形物の搬出と搬入が行われる。

ところで、鍛造プレス装置１は、被成形物を予め鍛造に適した高温状態に加熱し、上金型３及び下金型４もヒータ５５，５６により昇温させた状態で鍛造を行ういわゆる熱間鍛造を実施する。
熱間鍛造における被成形物の加工温度まで上金型３及び下金型４をヒータ５５，５６で加熱することは困難であることから、制御装置９０は、被成形物の余熱を利用して上金型３及び下金型４の温度調節を行う制御を実施する。

つまり、制御装置９０は、温度検出部５７，５８により検出される上金型３と下金型４からの伝達温度（以下、検出温度という）に基づいて駆動機構１００のモータ１１を制御して、上金型３及び下金型４の両方が被成形物に圧接する接触時間を調節する。
具体的には、温度検出部５７，５８の検出温度が規定の目標温度範囲内の場合には、モータ１１を標準速度で駆動し、スライド１８の移動動作期間が標準の周期となるストローク曲線Ｃ０でスライド１８の昇降動作（進退動作）を行わせる。
そして、温度検出部５７，５８の検出温度が目標温度範囲よりも高い場合には、モータ１１を標準速度よりも高速度で駆動し、スライド１８の移動動作期間が標準より短い周期となるストローク曲線Ｃ１でスライド１８の昇降動作（進退動作）を行わせる。
また、温度検出部５７，５８の検出温度が目標温度範囲よりも低い場合には、モータ１１を標準速度よりも低速度で駆動し、スライド１８の移動動作期間が標準よりも長い周期となるストローク曲線Ｃ２でスライド１８の昇降動作（進退動作）を行わせる。

標準速度のストローク曲線Ｃ０でスライド１８が昇降動作を行った場合、下死点の前後の区間で上金型３及び下金型４が被成形物に圧接する接触時間はｔ０となる。
これに対して、高速度のストローク曲線Ｃ１でスライド１８が昇降動作を行った場合、上金型３及び下金型４の接触時間はｔ１となる（ｔ１＜ｔ０）。
また、低速度のストローク曲線Ｃ２でスライド１８が昇降動作を行った場合、上金型３及び下金型４の接触時間はｔ２となる（ｔ０＜ｔ２）。
これにより、上金型３及び下金型４の温度が高い場合には、被成形物との接触時間を短くすることで熱伝達量が低減し、上金型３及び下金型４の温度を下げることができる。
また、上金型３及び下金型４の温度が低い場合には、被成形物との接触時間を長くすることで熱伝達量が増加し、上金型３及び下金型４の温度を上げることができる。

上記熱間鍛造における上金型３及び下金型４の適正な目標温度T0と標準のストローク曲線Ｃ０における接触時間ｔ０は、上金型３及び下金型４が接触時間ｔ０で被成形物と圧接した場合に目標温度T0の周辺温度を維持することが可能な値であることが望ましい。
従って、目標温度T0と接触時間ｔ０は、被成形物の材質ごとに、実際的な加工条件による過去のデータやシミュレーションから決定される。
また、接触時間ｔ１，ｔ２は固定値としても良いが、目標温度T0と検出温度Tとの差分値の大きさに応じて接触時間ｔ１，ｔ２は変動する値としても良い。
例えば、接触時間ｔ１，ｔ２と(T0-T)の間に相関関係を定義し、(T0-T)を変数とする所定の関数に基づいて接触時間ｔ１，ｔ２を算出し、これらの接触時間ｔ１，ｔ２となるようにモータ１１の速度を制御しても良い。
また、検出温度Tだけでなく、温度変化率(dT/dt)も変数とする所定の関数に基づいて接触時間ｔ１，ｔ２を算出しても良い。

なお、温度検出部５７，５８は、上金型３側と下金型４側とに設けられているが、金型温度制御においては、温度検出部５７による検出温度と温度検出部５８による検出温度の予め定められたいずれか一方の値を優先的に利用しても良いし、これらの平均値（いずれか一方に重み付けを行っても良い）を利用しても良い。また、或いは、温度検出部５７による検出温度と温度検出部５８による検出温度の内で、目標温度との差分が大きい方を利用しても良い。

［鍛造プレス動作］
上記構成からなる鍛造プレス装置１の鍛造プレス動作を図４及び図５に基づいて説明する。図４は制御装置９０が実行する金型温度制御のフローチャート、図５は上金型３及び下金型４と被成形物の接触時間と金型温度との関係を示す線図である。
図５において、Tiはヒータ５５，５６による昇温可能な上限温度を示し、太線は検出温度の変化、細線は接触時間の変化を示す。

制御装置９０は、まず、ヒータ５５，５６を制御して上金型３及び下金型４の昇温を開始する（ステップＳ１）。
そして、温度検出部５７，５８による検出温度Tが上限温度Tiに達したか否かを判定し（ステップＳ３）、達していない場合にはその判定を繰り返し実行する。

一方、温度検出部５７，５８による検出温度Tが上限温度Tiに達した場合には、プレス動作を開始する。即ち、制御装置９０は、モータ１１の駆動を開始してフライホイール１２を所定速度まで加速し、クラッチブレーキ１３を接続状態に切り替えて、エキセン軸１６を一回転させてスライド１８を１ストローク分昇降させる。これにより、上金型３が下金型４に向かって下降し、被成形物をプレスして鍛造を実行する。そして、クラッチブレーキ１３を一時的に切断し、スライド１８を上死点に滞留させて、その間に搬送装置４０により各上金型３及び各下金型４の間で被成形物の搬出と搬入を実行させる。

このとき、制御装置９０は、初期設定状態でプレスモーションを実行する（ステップＳ５）。即ち、図５に示すように、上金型３及び下金型４の検出温度Tが目標温度T0になるまでモータ１１の速度を漸増させる。
そして、上金型３及び下金型４の検出温度Tが目標温度T0に達すると、制御装置９０は、上金型３及び下金型４の検出温度Tが目標温度T0を中心とする±ΔTの温度範囲内になるか判定を行う（ステップＳ７）。

その結果、上金型３及び下金型４の検出温度Tが目標温度T0を中心とする±ΔTの温度範囲内であれば、現在のプレスモーションを維持する。つまり、上金型３及び下金型４の現在の接触時間を維持するようにモータ１１の回転速度を維持する。
また、上金型３及び下金型４の検出温度Tが目標温度T0を中心とする±ΔTの温度範囲外となる場合には、プレスモーションを変更する（ステップＳ９）。

例えば、検出温度Tが目標温度T0＋ΔT以上の場合には、制御装置９０はモータ１１を加速する制御を行い、上金型３及び下金型４の接触時間を短縮する。これにより、図５に示すように、検出温度Tが低下し、T0±ΔTの範囲内に戻される。
また、検出温度Tが目標温度T0−ΔT以下の場合には、制御装置９０はモータ１１を減速する制御を行い、上金型３及び下金型４の接触時間を延長する。これにより、図５に示すように、検出温度Tが上昇し、T0±ΔTの範囲内に戻される。

そして、ステップＳ９以降、ステップＳ７に処理を戻して、上金型３及び下金型４の検出温度Tが監視される。
このようにして、上金型３及び下金型４の検出温度Tを目標温度T0を中心とする±ΔTの温度範囲に維持しつつ、順次、被成形物の鍛造プレス加工を実施することができる。

［第一の実施形態の技術的効果］
上記鍛造プレス装置１は、その制御装置９０が、温度検出部５７，５８の検出温度Tに基づいて、駆動機構１００のモータ１１を制御して、上金型３及び下金型４が被成形物に圧接する接触時間を調節している。
このため、熱間鍛造において、被成形物との接触時間の調節により、上金型３及び下金型４を熱間鍛造に必要となる十分な目標の高温度に維持し続けることが可能となる。
また、上金型３及び下金型４の熱源となるヒータ５５，５６に拘わらず、上金型３及び下金型４を十分に昇温させることが可能となる。
さらに、ヒータ５５，５６として、昇温能力が高くない小型のものや構造の簡易なものを利用することができ、配線の断線を低減し、漏電防止対策も容易に行うことができる。

また、制御装置９０は、スライド１８の進退移動の移動動作期間の周期を制御して上金型３及び下金型４の接触時間を調節している。
このため、上金型３及び下金型４の昇温等の温度制御を、例えば、インバーターモータのような回転速度の調節が可能なモータ１１により、実現することが可能である。
なお、鍛造プレス装置１の駆動機構１００のモータは、インバーターモータに限らず、回転速度の調節が可能なあらゆるモータを使用することが可能である。

［金型温度制御の他の例］
上記金型温度制御では、スライド１８の進退移動の移動動作期間の周期を変更して制御して上金型３及び下金型４が被成形物に圧接する接触時間を調節する例を示したがこれに限定されない。
例えば、図６に示すように、スライド１８の進退移動の移動動作期間Ｋ１の周期は維持したまま、停止期間Ｋ２の長さを変えることで、スライド１８の進退移動の下死点への移動開始から次の下死点への移動開始までの周期（Ｋ１＋Ｋ２）を変えても良い。
この場合、スライド１８の進退移動の下死点への移動開始から次の下死点への移動開始までの周期を変えることで、上金型３及び下金型４が被成形物に圧接する接触頻度を替えることができる。

具体的には、温度検出部５７，５８の検出温度が規定の目標温度範囲内の場合には、図６の細線で示したように、停止期間Ｋ２の長さが標準的な長さとなるように、クラッチブレーキ１３の制御を行う。
そして、温度検出部５７，５８の検出温度が目標温度範囲よりも高い場合には、図６の点線で示したように、停止期間Ｋ２の長さが標準的な長さよりも長くとなるように、クラッチブレーキ１３の制御を行う。これにより、上金型３及び下金型４が被成形物に圧接する接触頻度が低減して、上金型３及び下金型４の温度を徐々に低減させることができる。
また、温度検出部５７，５８の検出温度が目標温度範囲よりも低い場合には、図６の太線で示したように、停止期間Ｋ２の長さが標準的な長さよりも短くとなるように、クラッチブレーキ１３の制御を行う。これにより、上金型３及び下金型４が被成形物に圧接する接触頻度が増加して、上金型３及び下金型４の温度を徐々に上昇させることができる。

このように、スライド１８の進退移動の下死点への移動開始から次の下死点への移動開始までの周期を変えることで、上金型３及び下金型４が被成形物に圧接する接触頻度を替えて、上金型３及び下金型４の温度を調節することも可能である。
なお、停止期間Ｋ２は、搬送装置４０の動作期間でもあるので、必要最小限の時間を確保する必要があり、その範囲で停止期間Ｋ２の長さを調節する必要がある。

また、スライド１８の進退移動の停止期間Ｋ２の長さを変えつつ、移動動作期間Ｋ１の周期も変えることで、上金型３及び下金型４が被成形物に圧接する接触頻度と接触時間の両方を変えても良い。

上記スライド１８の進退移動の下死点への移動開始から次の下死点への移動開始までの周期（移動動作期間Ｋ１＋停止期間Ｋ２）を変える金型温度制御は、モータ１１の回転速度を一定に維持した状態でも実行可能であることから、回転速度を制御することができないモータを駆動源とすることも可能となり、モータの選択幅を拡大することが可能となる。

［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態の鍛造プレス装置１Ａについて図７及び図８に基づいて説明する。図７は鍛造プレス装置１Ａを示す構成図である。
この鍛造プレス装置１Ａは、前述した鍛造プレス装置１の駆動機構１００のモータ１１をインバーターモータではなく、サーボモータ１１Ａに変更した点が異なっている。
従って、鍛造プレス装置１Ａでは、駆動機構１００Ａにおいて、サーボモータ１１Ａの出力軸を伝動軸１４に直接接続し、フライホイール１２及びクラッチブレーキ１３を不要としている。
なお、鍛造プレス装置１Ａは、上記以外の構成については鍛造プレス装置１と同じであることから、同一の構成については同じ符号を付すると共に重複する説明は省略する。

前述の鍛造プレス装置１では、制御装置９０が、スライド１８の進退移動の移動動作期間Ｋ１の周期を変えることで上金型３及び下金型４が被成形物に圧接する接触時間の調節を行っていた。
しかし、この方法の場合、上金型３及び下金型４の接触時間を延長するためには、スライド１８の進退移動の移動動作期間Ｋ１の周期が長くなるので、鍛造における１ストロークの期間が長くなり、鍛造プレス装置１の生産性の低下を生じていた。
この鍛造プレス装置１Ａでは、駆動機構１００Ａの駆動源としてサーボモータ１１Ａを使用しているので、スライド１８の進退移動の１ストロークの中で速度を変化させることが可能である。
これにより、鍛造プレス装置１Ａの制御装置は、鍛造プレス装置１の生産性の低下を回避又は抑制することを可能としている

図８は制御装置によるサーボモータ１１Ａの制御によって得られるスライド１８のストローク曲線である。実線Ｃ１１は標準動作時、点線Ｃ１２は上金型３及び下金型４と被成形物の接触時間を長くした場合の動作を示す。なお、各曲線Ｃ１１，Ｃ１２の縦軸はスライド１８の上下ストローク、横軸は時間を示す。

鍛造プレス装置１Ａの制御装置は、スライド１８の進退移動の移動速度を制御して、上金型３及び下金型４が被成形物に圧接する接触時間の調節を行う。
即ち、制御装置は、温度検出部５７，５８の検出温度が規定の目標温度範囲内の場合には、サーボモータ１１Ａを制御して標準動作を実行する。サーボモータ１１Ａによる標準動作では、図８の曲線Ｃ１１に示すように、サーボモータ１１Ａを標準速度に維持してスライド１８を上死点から下降させ、下死点が近づくと、サーボモータ１１Ａを減速し、低速で下死点に到達し、その後、標準速度に戻してスライド１８を上死点まで上昇させる。
そして、制御装置は、温度検出部５７，５８の検出温度が目標温度範囲よりも低い場合には、サーボモータ１１Ａを制御して、図８の点線Ｃ１２に示すように、スライド１８の下死点の前後において上金型３及び下金型４が所定以上の加圧力で圧接する区間（圧接区間）を標準動作よりも低速とし、それ以外の区間を標準動作時と同じ速度で移動するようにスライド１８の移動動作を実行する。
これにより、上金型３及び下金型４が被成形物に圧接する接触時間ｔ３を標準動作よりも長くすることができる。従って、上金型３及び下金型４の検出温度を上昇させることができる。また、圧接区間以外の区間は標準動作時と同じ速度でスライド１８が移動動作するため、鍛造における１ストロークの期間が大幅に長くなってしまうことを抑制でき、鍛造プレス装置１Ａの生産性の低下を回避又は抑制することができる。
また、サーボモータ１１Ａの制御では、標準速度の場合も圧接区間の速度を変更する場合も、スライド１８の進退移動の下死点への移動開始から次の下死点への移動開始までの周期については一定となるように制御が行われる。即ち、前述した進退移動の移動動作期間Ｋ１と停止期間Ｋ２の長さの合計が一定となるように制御される。これにより、圧接区間の長さを変えても鍛造プレス装置１Ａの生産性を一定に維持することができる。
なお、進退移動の移動動作期間Ｋ１と停止期間Ｋ２の長さの合計を一定にいじしなくともよい。被成形物の供給が間に合わなくならないように、Ｋ１+Ｋ２を一定にする制御を行ってもよいが、被成形物の供給が間に合い、生産性の向上を望む場合には、停止期間K２を短縮してＫ１+Ｋ２をより短くしてもよい。前述したクラッチ・フライホイール方式の鍛造プレス装置１の場合も同様である。

なお、上金型３及び下金型４の加圧力は、サーボモータ１１Ａの負荷から検出することができる。図８における一点鎖線Ｃ１３は、サーボモータ１１Ａの負荷の大きさの変化を示している。従って、サーボモータ１１Ａのモータ駆動回路から負荷の大きさを検出し、その値が一定値以上となる場合に、サーボモータ１１Ａの速度を低速にする制御を行えば良い。

また、スライド１８の移動動作期間において、上記低速となる区間以外の全ての範囲、または、一部の範囲（例えば、スライド１８の下降時のみ又は上昇時のみ）を、標準動作時よりも高速で移動させてもよい。
但し、温度検出部５７，５８の検出温度が目標温度範囲よりも低い場合のスライド１８の移動動作期間は、標準動作の移動動作期間と同じかそれより短くすることが望ましい。
これにより、鍛造プレス装置１の生産性の低下を回避又は抑制することができる。

なお、制御装置は、温度検出部５７，５８の検出温度が目標温度範囲よりも高い場合には、鍛造プレス装置１の場合と同様に、スライド１８の移動動作期間を標準動作よりも高速で移動するようにサーボモータ１１Ａを制御する。

また、鍛造プレス装置１Ａにおける金型温度制御では、温度検出部５７，５８の検出温度が目標温度範囲よりも低い場合と高い場合のいずれの場合も、移動動作期間が短縮され得る。従って、これらの場合に移動動作期間が短縮された分だけ、停止期間を延長することで、スライド１８の進退移動の下死点への移動開始から次の下死点への移動開始までの周期（Ｋ１＋Ｋ２）が常に一定となるように制御しても良い。

［ノックアウト機構による金型の温度制御］
上述した鍛造プレス装置１，１Ａにおいて、制御装置は、温度検出部５８の検出温度に基づいて、ノックアウト機構５４を制御して、成形後の被成形物を押し出すタイミングを調節する金型温度制御を実行してもよい。
なお、ノックアウト機構５３については、上金型３の上昇開始時に被成形物を押し出すことが必要なので、上金型３から被成形物を押し出すタイミングを変更することが困難である。従って、金型の温度制御は、下金型４のノックアウト機構５４のみで実施することができる。

例えば、温度検出部５８による下金型４の検出温度Tが規定の目標温度範囲内の場合には、制御装置９０は、ノックアウト機構５４を標準的なタイミングで作動させて被成形物の押し出し動作を実行する。
そして、温度検出部５８による下金型４の検出温度Tが規定の目標温度範囲より高い場合には、制御装置９０は、ノックアウト機構５４を標準的なタイミングより早いタイミングで作動させて被成形物の押し出し動作を実行する。これにより、下金型４と被成形物の接触時間を短縮して温度低下を図ることができる。
また、温度検出部５８による下金型４の検出温度Tが規定の目標温度範囲より低い場合には、制御装置９０は、ノックアウト機構５４を標準的なタイミングより遅いタイミングで作動させて被成形物の押し出し動作を実行する。これにより、下金型４と被成形物の接触時間を延長して温度上昇を図ることができる。

なお、上記ノックアウト機構５４による下金型４の温度制御は、スライド１８の上下の往復動作の制御による金型の温度制御と並行して実施される副次的な制御である。
また、ノックアウト機構５４による下金型４の温度制御は、上金型３の検出温度と下金型４の検出温度との間で一定以上の温度差が生じた場合に、温度差を低減するために実施しても良い。

［潤滑剤供給機構による金型の温度制御］
上述した鍛造プレス装置１，１Ａにおいて、制御装置は、温度検出部５７，５８の検出温度に基づいて、潤滑剤供給機構５１，５２を制御して、潤滑剤の供給量又は供給時間を調節する金型温度制御を実行してもよい。
例えば、温度検出部５７，５８による上金型３，下金型４の検出温度Tが規定の目標温度範囲内の場合には、制御装置９０は、潤滑剤供給機構５１，５２が標準的な供給量又は標準的な供給時間で潤滑剤を供給するよう制御する。
そして、温度検出部５７，５８による上金型３，下金型４の検出温度Tが規定の目標温度範囲より高い場合には、制御装置９０は、潤滑剤供給機構５１，５２が標準よりも多い供給量又は標準よりも長い供給時間で潤滑剤を供給するよう制御する。これにより、上金型３，下金型４の温度低下を図ることができる。
また、温度検出部５７，５８による上金型３，下金型４の検出温度Tが規定の目標温度範囲より低い場合には、制御装置９０は、潤滑剤供給機構５１，５２が標準よりも少ない供給量又は標準よりも短い供給時間で潤滑剤を供給するよう制御する。これにより、上金型３，下金型４の温度上昇を図ることができる。

なお、上記潤滑剤供給機構５１，５２による上金型３，下金型４の温度制御は、スライド１８の上下の往復動作の制御による被成形物との接触時間の調節と並行して実施される副次的な制御である。
また、潤滑剤供給機構５１，５２による上金型３，下金型４の温度制御は、上金型３の検出温度と下金型４の検出温度との間で一定以上の温度差が生じた場合に、温度差を低減するように制御しても良い。

［その他］
以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記各実施形態に限られない。各実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、鍛造プレス装置１，１Ａでは、上金型３及び下金型４を加熱するヒータ５５，５６を設けているが、予め加熱する被成形物の余熱で上金型３及び下金型４を十分に加熱することができる場合には、ヒータ５５，５６を設けなくとも良い。これにより、配線の断線をさらに低減し、漏電防止対策もより容易に行うことができる。

１，１Ａ 鍛造プレス装置
３ 上金型（金型）
４ 下金型（金型）
１１ モータ
１１Ａ サーボモータ
１２ フライホイール
１３ クラッチブレーキ
１４ 伝動軸
１５ 減速機
１６ エキセン軸
１７ コンロッド
１８ スライド
１９ ガイド
２１ クラウン
２２ アップライト
２３ ベッド
２４ ボルスタ
２６ ハードプレート
２７ ハードプレート
２８ ボルスタ
４０ 搬送装置
５１，５２ 潤滑剤供給機構
５３，５４ ノックアウト機構
５５，５６ ヒータ
５７，５８ 温度検出部
９０ 制御装置
１００，１００Ａ 駆動機構
Ｋ１ 移動動作期間
Ｋ２ 停止期間
T 検出温度
T0 目標温度
ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３ 接触時間

Claims (10)

1. 対をなす金型の一方の金型を保持するスライドと、
   前記対をなす金型の他方の金型に対して前記一方の金型を前記スライドが接離動作を行うように前記スライドを進退可能に支持するフレーム部と、
   前記スライドに進退移動を付与する駆動機構と、
   前記駆動機構の駆動源を制御する制御装置と、
   前記一方の金型と前記他方の金型との少なくとも一方の温度又は前記一方の金型と前記他方の金型との少なくとも一方から伝わる温度を検出する温度検出部とを備え、
   前記制御装置は、前記温度検出部の検出温度に基づいて、前記駆動機構を制御して、
   前記温度検出部の検出温度が目標温度範囲よりも高い場合には、前記目標温度範囲の場合よりも前記対をなす金型の両方が被成形物に接する接触時間を短くし又は前記目標温度範囲の場合よりも前記対をなす金型の両方が被成形物に接する接触頻度を低減させ、
   前記温度検出部の検出温度が目標温度範囲よりも低い場合には、前記目標温度範囲の場合よりも前記対をなす金型の両方が被成形物に接する接触時間を長くし又は前記目標温度範囲の場合よりも前記対をなす金型の両方が被成形物に接する接触頻度を増加させる
   鍛造プレス装置。
2. 前記制御装置は、前記スライドの進退移動の移動速度を制御する
   請求項１に記載の鍛造プレス装置。
3. 前記制御装置は、前記スライドの進退移動の移動動作期間の周期を制御する
   請求項１又は２に記載の鍛造プレス装置。
4. 前記対をなす金型は、退避位置と進行位置との間で進退移動を行うと共に、前記スライドの進退移動の前記進行位置において最も近接又は接触し、
   前記制御装置は、前記スライドの進退移動の前記進行位置への移動開始から次の前記進行位置への移動開始までの周期を制御する
   請求項１から３のいずれか一項に記載の鍛造プレス装置。
5. 前記対をなす金型は、退避位置と進行位置との間で進退移動を行うと共に、前記スライドの進退移動の前記進行位置において最も近接又は接触し、
   前記駆動機構は、前記スライドに進退移動の伝達と切断を切り替えるクラッチを備え、
   前記制御装置は、前記クラッチにより前記スライドの進退移動の進行位置への移動開始から次の進行位置への移動開始までの周期を制御する
   請求項１から４のいずれか一項に記載の鍛造プレス装置。
6. 前記駆動機構の駆動源をサーボモータとする
   請求項１又は２に記載の鍛造プレス装置。
7. 前記制御装置は、前記スライドの進退移動における前記一方の金型及び前記他方の金型が被成形物に圧接する圧接区間の移動速度を制御する
   請求項６に記載の鍛造プレス装置。
8. 前記制御装置は、前記スライドの進退移動における前記圧接区間以外の移動速度を一定に維持する
   請求項７に記載の鍛造プレス装置。
9. 前記対をなす金型のそれぞれに、成形後の被成形物を押し出すノックアウト機構を設け、
   前記制御装置は、前記温度検出部の検出温度に基づいて、前記ノックアウト機構を制御して、前記成形後の被成形物を押し出すタイミングを調節する
   請求項１から８のいずれか一項に記載の鍛造プレス装置。
10. 前記対をなす金型のそれぞれに、潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構を設け、
    前記制御装置は、前記温度検出部の検出温度に基づいて、前記潤滑剤供給機構を制御して、前記潤滑剤の供給時間又は供給量を調節する
    請求項１から９のいずれか一項に記載の鍛造プレス装置。

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