JP6945317B2 - プレスシステムおよびプレスシステムの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレスシステムであって、特にワークをプレスするプレスシステムに関するものである。

近年、プレス加工製品の高精密化（形状、寸法の精度が高い）、及び生産性向上のためのプレス加工の高速化が要求されている。

通常、プレス機械で例えば深絞り加工や成形加工等のようにある程度長い時間をかけて加工を行うときには、加圧開始から加圧終了まで所定値以上の荷重を連続してワークにかけて加圧する方法が一般的に行われている。この時にかける荷重は、ワーク成形に必要とする最低荷重よりも大きければよい。そして、加圧加工を行う場合には、所定値以上の荷重を連続してかけるようにスライドを制御している。

一般的に、プレス機械は、成形中に発生する荷重によりプレス本体に疲労が蓄積され、疲労度が限界を越えると故障が発生したり、プレス本体が破損するなどの原因となる。

このため従来では適当な時期にプレス本体をオーバホールして、疲労の限界に達している部品や、摩耗した部品を新しい部品と交換するなどのメンテナンスを行っている。

この点で、実開昭５９−３４８９８号公報および特開平８−１３９６号公報等においては、各種の疲労度を算出する方式が提案されている。

実開昭５９−３４８９８号公報 特開平８−１３９６号公報

しかしながら、上記の文献に開示される方式は、最大荷重を計測して、当該計測された最大荷重に基づいて疲労度を算出する方式が提案されており、最大荷重と直接関係のあるプレス機械の本体フレームに対する疲労度を算出することは可能であるが、プレス機械を構成する駆動部品等の疲労度を把握することはできず、プレス機械全体として精度の高い疲労度を算出することが難しいという課題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためのものであって、精度の高い疲労度を算出することが可能なプレスシステムおよびプレスシステムの制御方法を提供することを目的とする。

ある局面に従うプレスシステムは、ワークをプレス加工するプレス部と、プレス部によるプレス加工のプレス荷重を検出する検出部と、複数領域に分割された、全スライドストローク長におけるプレス荷重領域の各領域に対するプレス荷重の回数を取得する回数取得部と、プレス荷重領域の各領域におけるプレス荷重に応じたプレス部の応力を算出する応力算出部と、プレス荷重領域の複数領域のそれぞれにおけるプレス部の応力と、プレス荷重の回数とに基づいてプレス部の疲労度を算出する疲労度算出部とを備える。

ある局面に従うプレスシステムの制御方法は、ワークをプレス加工するステップと、プレス部によるプレス加工のプレス荷重を検出するステップと、複数領域に分割された、全スライドストローク長におけるプレス荷重領域の各領域に対するプレス荷重の回数を取得するステップと、プレス荷重領域の各領域におけるプレス荷重に応じたプレス部の応力を算出するステップと、プレス荷重領域の複数領域のそれぞれにおけるプレス部の応力と、プレス荷重の回数とに基づいてプレス部の疲労度を算出するステップとを備える。

本発明のプレスシステムおよびプレスシステムの制御方法は、精度の高い疲労度を算出することが可能である。

実施形態に基づくプレス機械１の外観構成を説明する図である。 実施形態に基づくプレス機械１の要部の構成を説明する図である。 実施形態に基づく制御装置４０の機能構成を示すブロック図である。 実施形態に基づくプレス荷重の荷重波形を説明する図である。 実施形態に基づくプレス荷重領域の各領域におけるプレス荷重の回数を説明する図である。 実施形態に基づくプレス機械１の本体フレーム２の応力を説明するデータテーブル図である。 実施形態に基づく複数の領域に分割されたプレス荷重領域のうちの所定領域の応力を説明する図である。 実施形態に基づくプレス機械１の本体フレーム２の疲労度を算出する方式を説明する図である。 実施形態に基づくプレス機械１の制御装置４０における所定情報を報知する処理を説明するフロー図である。

本実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

＜全体構成＞
図１は、実施形態に基づくプレス機械１の外観構成を説明する図である。

図１を参照して、プレス機械１は、側面視コ字状の本体フレーム２と、本体フレーム２の下部に配置されたボルスタ３と、本体フレーム２の上部に昇降自在に支持されたスライド４と、コントロールパネル７０と、制御装置４０と、荷重センサ６０とを備えている。

ボルスタ３の上面には下型５が装着される。また、スライド４の下面には、下型５に対向するように上型６が装着される。

また、スライド４には、プレス加工の荷重値を出力する荷重センサ６０が装着される。
本体フレーム２の側面側には、プレス機械１を制御する制御装置４０が設けられる。また、本体フレーム２の前面側には、プレス機械１を操作するためのコントロールパネル７０が設けられる。

図２は、実施形態に基づくプレス機械１の要部の構成を説明する図である。
図２を参照して、本体フレーム２の上部には、電動モータ８と、動力伝達機構９と、電動モータ８の回転をスライド４の昇降に変換するための変換機構１０とが設けられている。

動力伝達機構９は、フライホイール１２と、クラッチ・ブレーキ装置１３と、第１ギア１４及び第２ギア１５とを有している。

フライホイール１２は、電動モータ８の出力軸に固定されたプーリ１６にＶベルト１７を介して連結されている。クラッチ・ブレーキ装置１３はフライホイール１２に連結されている。また、クラッチ・ブレーキ装置１３の近傍には２個のエア電磁弁１８ａ，１８ｂが設けられている。これらの電磁弁１８ａ，１８ｂには図示しないエアタンクからエアが供給され、さらに両電磁弁１８ａ，１８ｂからエア配管１９を介してクラッチ・ブレーキ装置１３にエアが供給されている。これにより、クラッチ・ブレーキ装置１３は、フライホイール１２の回転を第１ギア１４に伝達（クラッチオン）あるいは遮断（クラッチオフ）することができる。また、クラッチ・ブレーキ装置１３は、第１ギア１４の回転を制動（ブレーキオン）したり、制動を解除（ブレーキオフ）したりすることができる。第１ギア１４はクラッチ・ブレーキ装置１３のクラッチ側に装着され、第２ギア１５は第１ギア１４に噛み合っている。

変換機構１０は、第２ギア１５の軸と同軸に設けられたクランク軸２０と、クランク軸２０の偏心部分に上端が回転自在に装着されたコンロッド２１とを有している。このコンロッド２１の下端部にスライド４が回転自在に装着されている。

また、図示しないが、このプレス機械１には、クラッチ・ブレーキ制御空圧回路と、プレス角度検出装置等が設けられている。クラッチ・ブレーキ制御空圧回路は、２つのエア電磁弁１８ａ，１８ｂに接続され、クラッチ・ブレーキのオン、オフを制御するための回路である。

プレス角度検出装置はクランク軸２０の回転角度位置を検出するための装置であり、このプレス角度検出装置によって、スライド４の位置及び移動方向を検出することが可能である。

＜プレス機械１の制御装置の構成＞
次に、プレス機械１の制御装置４０について説明する。

図３は、実施形態に基づく制御装置４０の機能構成を示すブロック図である。
図３において、実施形態に基づく制御装置４０は、プレス機械１全体を制御する装置であって、詳細図示による説明は省略するが、ＣＰＵや高速数値演算プロセッサ等を主体に構成され、決められた手順に従って入力データの算術・論理演算を行うコンピュータ装置と、指令電流を入出力する入出力インタフェースとを備えて構成されている。

実施形態に基づく制御装置４０は、検出部４１と、回数取得部４２と、応力算出部４３と、疲労度算出部４４と、報知部４５とを含む。

制御装置４０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の適宜な記憶媒体で構成されたメモリ５０と接続されている。メモリ５０は、制御装置４０が各種の機能を実現するためのプログラムが格納されている。なお、メモリ５０は、各種演算処理を実行するためのワーク領域としても用いられる。当該メモリ５０は、制御装置４０の外部に設けられていても良いし、内部に設けられていても良い。

制御装置４０は、コントロールパネル７０の他、荷重センサ６０とも接続される。
制御装置４０は、荷重センサ６０によりスライド４のプレス荷重の状態を判断することが可能である。なお、荷重センサとして歪みゲージや圧油センサ等を利用することが可能である。また、当該荷重センサは、当業者であるならば適宜適切な位置に配置することが可能である。

検出部４１は、荷重センサ６０で計測されたデータの入力を受け付けてプレス加工におけるプレス荷重を検出する。また、検出部４１は、外部からの指示を受け付けて検出し、所定の処理を実行するようにしても良い。

回数取得部４２は、複数領域に分割された、全スライドストローク長におけるプレス荷重領域の各領域に対するプレス荷重の回数を取得する。

応力算出部４３は、プレス荷重領域の各領域におけるプレス荷重に応じた本体フレーム２の応力を算出する。

疲労度算出部４４は、プレス荷重領域の複数領域のそれぞれにおける本体フレーム２の応力と、プレス荷重の回数とに基づいて本体フレーム２の疲労度を算出する。

報知部４５は、疲労度算出部４４の算出した本体フレーム２の疲労度に基づいて所定情報を報知する。具体的には、算出した疲労度が疲労限度以上か否かを判断し、疲労限度以上と判断した場合に警告となる情報を報知する。報知部４５は、所定情報として警告となる情報を出力するように指示してもよい。コントロールパネル７０は、当該指示に従って表示器に当該情報を出力する。あるいは、アラームを出力するようにしても良い。また、報知部４５は、プレス機械１がネットワークを介して外部装置と接続されている場合に、当該ネットワークを介して警告となる情報を送信するようにしても良い。

図４は、実施形態に基づくプレス荷重の荷重波形を説明する図である。
図４に示されるように、スライドストロークに従って発生する荷重センサ６０で計測されたプレス荷重が示されている。

本例においては、複数回のプレス荷重について検出した荷重波形が示されている。
制御装置４０の検出部４１は、加圧の全行程中の荷重センサ６０からのプレス荷重値を検出する。

本例においては、許容能力線Ａが示されており、所定のスライドストロークに対する許容荷重が示されている。当該許容能力線Ａを超える荷重が検出された場合には、過負荷であると判断することが可能である。

また、本例においては、負側の許容能力線Ｂが示されており、所定のスライドストロークに対する負側の許容荷重が示されている。当該許容能力線Ｂを超える荷重が検出された場合には、過負荷であると判断することが可能である。

一例として、３回プレス加工した場合の３本の荷重波形が示されている。
下死点付近で最大荷重となるが、下死点に到達するまでの加圧工程中にも最大荷重にはいかないが過大な負荷がかかる可能性がある。

最大荷重は、プレス機械１の本体フレーム２に影響を及ぼすが、加圧工程途中の荷重についてもプレス機械１に負荷を与えることになる。具体的には、スライド４と連結されているスライド４の駆動部品（電動モータ８や動力伝達機構９）等にも影響を及ぼすことになる。

本例においては、プレス機械１の疲労度として主として本体フレーム２の疲労度を算出する場合について説明するが、特に本体フレーム２に限られず、プレス機械１のスライド４の駆動部品（電動モータ８や動力伝達機構９）等の疲労度の算出にも適用可能である。

図５は、実施形態に基づくプレス荷重領域の各領域におけるプレス荷重の回数を説明する図である。

図５には、複数回のプレス加工の荷重波形に基づくプレス荷重の回数が示されている。
本例においては、全スライドストローク長のプレス荷重領域を複数の領域（セル）に分割する。

具体的には、所定量のスライドストローク長および所定量のプレス荷重毎に複数の領域（セル）に分割する。

なお、複数の領域（セル）の分割の仕方は、特に当該方式に限られず、所定量のスライドストローク長毎に複数の領域（セル）を設けてもよいし、所定量のプレス荷重毎に複数の領域（セル）を設けてもよい。全スライドストローク長のプレス荷重領域が少なくとも２つ以上の領域（セル）に分割されていればどのような方式で分割されていてもよい。

回数取得部４２は、検出部４１で検出されたプレス荷重に従って、分割された各領域に対するプレス荷重の回数を取得する。回数取得部４２は、ある領域（セル）でプレス荷重が検出された場合には当該領域のプレス荷重の回数をカウントアップする。

なお、あるスライドストローク長において複数の領域（セル）でプレス荷重が検出された場合には、そのうちの最大荷重が検出された領域についてカウントアップさせてもよい。正荷重側および負荷重側についても同様に適用可能である。

回数取得部４２は、複数回のプレス加工の荷重波形に対して各領域で検出されたプレス荷重の回数を積算する。

本例においては、カウントアップされた回数に応じたハッチングが示されている。
具体的には、４段階のハッチングパターンが示されており、カウントアップされた回数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に応じたパターンが表示されている。なお、これに限られず、さらに複数のカウントアップされた回数に応じたハッチングパターンを設けることも可能である。

当該プレス荷重の分布データを解析して、プレス機械１の本体フレーム２の疲労度を算出する。

図６は、実施形態に基づくプレス機械１の本体フレーム２の応力を説明するデータテーブル図である。

図６に示されるように、一例としてスライドストローク長毎の最大荷重に対する応力が示されている。

最大荷重は、許容能力線に対するスライドストローク長毎の荷重の最大値を表す。
当該最大荷重に対する本体フレーム２への応力が予めデータテーブルとしてメモリ５０に設けられている。

具体的には、スライドストローク長「９０−１００」の間における最大荷重は「Ｐ１０」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ１０」である。

スライドストローク長「８０−９０」の間における最大荷重は「Ｐ９」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ９」である。

スライドストローク長「７０−８０」の間における最大荷重は「Ｐ８」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ８」である。

スライドストローク長「６０−７０」の間における最大荷重は「Ｐ７」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ７」である。

スライドストローク長「５０−６０」の間における最大荷重は「Ｐ６」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ６」である。

スライドストローク長「４０−５０」の間における最大荷重は「Ｐ５」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ５」である。

スライドストローク長「３０−４０」の間における最大荷重は「Ｐ４」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ４」である。

スライドストローク長「２０−３０」の間における最大荷重は「Ｐ３」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ３」である。

スライドストローク長「１０−２０」の間における最大荷重は「Ｐ２」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ２」である。

スライドストローク長「０−１０」の間における最大荷重は「Ｐ１」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ１」である。

最大荷重に対する本体フレーム２にかかる応力は、ＦＥＭ（有限要素法）を用いた応力解析により予め算出する。なお、応力を実測値として測定して当該データテーブルを作成するようにしてもよい。

なお、本例においては、正の最大荷重に対する応力について説明するが、負側の最大荷重に対する応力についても予めデータテーブルが設けられている。

本例においては、スライドストローク長「０−１００」の間における負側の最大荷重は「Ｐ０」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ０」として示されている。

図７は、実施形態に基づく複数の領域に分割されたプレス荷重領域のうちの所定領域の応力を説明する図である。

図７には、３点の領域（セル）が示されている。
具体的には、スライドストローク長「６０−７０」の範囲でプレス荷重Ｐ７ａを検出した場合が示されている。また、スライドストローク長「２０−３０」の範囲でプレス荷重Ｐ３ｂを検出した場合が示されている。また、スライドストローク長「０−１０」の範囲でプレス荷重Ｐ１ｃを検出した場合が示されている。

図６で説明したように、スライドストローク長「６０−７０」の範囲の最大荷重は「Ｐ７」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ７」である。

応力算出部４３は、プレス荷重領域の各領域におけるプレス荷重に応じた本体フレーム２の応力を算出する。

この場合、プレス荷重「Ｐ７ａ」は、最大荷重「Ｐ７」に対して約７０％とする。
応力算出部４３は、プレス荷重「Ｐ７ａ」の本体フレーム２にかかる応力を「σ７ａ」として算出する。応力「σ７ａ」は、応力「σ７」の約７０％として算出する。

同様にして、スライドストローク長「２０−３０」の範囲の負側の最大荷重は「Ｐ０」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ０」である。

この場合、プレス荷重「Ｐ３ｂ」は、最大荷重「Ｐ０」に対して約５０％とする。
応力算出部４３は、プレス荷重「Ｐ３ｂ」の本体フレーム２にかかる応力を「σ３ｂ」として算出する。応力「σ３ｂ」は、応力「σ０」の約５０％として算出する。

同様にして、スライドストローク長「０−１０」の範囲の最大荷重は「Ｐ１」であり、その場合に本体フレーム２にかかる応力は「σ１」である。

この場合、プレス荷重「Ｐ１ｃ」は、最大荷重「Ｐ１」に対して約９０％とする。
応力算出部４３は、プレス荷重「Ｐ１ｃ」の本体フレーム２にかかる応力を「σ１ｃ」として算出する。応力「σ１ｃ」は、応力「σ１」の約９０％として算出する。

本例においては、３点の領域（セル）について説明したが、応力算出部４３は、プレス荷重領域の全領域について本体フレーム２にかかる応力をそれぞれ算出する。

応力算出部４３で算出された各領域における応力と、回数取得部４２で取得された各領域に対するプレス荷重の回数とに基づいて、本体フレーム２の疲労度を算出する。

図８は、実施形態に基づくプレス機械１の本体フレーム２の疲労度を算出する方式を説明する図である。

図８（Ａ）には、累積疲労損傷則としてＳ−Ｎ曲線（ウェーラー線図）を用いる場合が示されている。

対象となる部材のＳ−Ｎ曲線における一定応力振幅の繰返し応力σiに対する破断繰り返し数をＮiとする。

応力振幅σiが大きいほど、破断繰り返し数Ｎiは小さくなる。
当該Ｓ−Ｎ曲線は、対象となる部材（一例として本体フレーム２）に基づいて応力振幅のシミュレーション等により予めメモリ５０に設けられている。

この部材に、応力σiが単独で破断繰り返し数以下でｎi回繰り返されたとき、このときの疲労度(linear cumulative damage)をΔＤiで表す。

様々な異なる応力のｋ個の応力σ１,σ２,…σｋが、それぞれ単独にｎ１，ｎ２，…,ｎｋ回繰り返されたとする。この物体に累積した疲労度Ｄを各疲労度ΔＤ１,ΔＤ２,…ΔＤｋの線形和で表せば、図８（Ｂ）に示される式で表わされる。

Ｄ＝（ｎ１／Ｎ１）＋（ｎ２／Ｎ２）＋（ｎ３／Ｎ３）＋・・・で表わされる。
疲労度Ｄが疲労限度１以上の場合には、疲労破壊の可能性があると判断する。

疲労度Ｄが疲労限度１未満の場合には、疲労破壊の可能性が無いと判断する。
本例は、プレス荷重領域の全領域について本体フレーム２の疲労度ΔＤiを算出して、合計した全体の本体フレーム２の疲労度Ｄを算出する。

図７で説明した方式に従って、応力算出部４３は、各領域の応力を算出する。疲労度算出部４４は、Ｓ−Ｎ曲線に基づいて応力算出部４３で算出された各領域の応力に対する破断繰り返し数Ｎを算出する。疲労度算出部４４は、回数取得部４２で取得した各領域のプレス荷重の回数と、各領域の破断繰り返し数Ｎとに基づいて各領域の疲労度ΔＤを算出する。疲労度算出部４４は、全領域を合計し、本体フレーム２の疲労度Ｄを算出する。

報知部４５は、疲労度Ｄが疲労限度以上であるか否かを判断し、疲労限度以上である場合には所定情報を報知する。

当該方式に従って、疲労度Ｄを算出することにより、最大荷重のみを計測して疲労度を算出するのではなく、スライドストローク中の応力を全て考慮した疲労度Ｄを算出することが可能であるため、加圧工程中の本体フレーム２の疲労度を精度よく判断することが可能である。

図９は、実施形態に基づくプレス機械１の制御装置４０における所定情報を報知する処理を説明するフロー図である。

図９に示されるように、プレス機械１は、プレス加工する際のプレス荷重を検出する（ステップＳ２）。

具体的には、検出部４１は、荷重センサ６０からのプレス加工におけるプレス荷重を検出する。

次に、プレス機械１は、プレス荷重の回数を取得する（ステップＳ３）。
具体的には、回数取得部４２は、図５で説明したように複数領域に分割された、全スライドストローク長におけるプレス荷重領域の各領域に対するプレス荷重の回数を取得する。

次に、プレス機械１は、プレス荷重に対する応力を算出する（ステップＳ４）。
具体的には、応力算出部４３は、図６で説明したデータテーブルを用いて、図７で説明したようにプレス荷重領域の各領域におけるプレス荷重に応じた本体フレーム２の応力を算出する。

次に、プレス機械１は、疲労度Ｄを算出する（ステップＳ６）。
具体的には、疲労度算出部４４は、図８で説明したように、プレス荷重領域の複数領域のそれぞれにおける本体フレーム２の応力と、プレス荷重の回数とに基づいて本体フレーム２の疲労度Ｄを算出する。

次に、プレス機械１は、算出した疲労度Ｄが、疲労限度の所定割合を超えるか否かを判断する（ステップＳ８）。一例として所定割合として疲労限度の９０％に設定する。なお、当該割合は、一例であり、任意の割合に設定することが可能である。

具体的には、報知部４５は、疲労度Ｄが０．９を超えるか否かを判断する。
ステップＳ８において、プレス機械１は、算出した疲労度Ｄが疲労限度の所定割合を超えると判断した場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）には、警告を報知する（ステップＳ１１）。

具体的には、報知部４５は、疲労度Ｄが０．９を超えると判断した場合には、所定情報として警告情報を報知する。

そして、ステップＳ９に進む。
一方、ステップＳ８において、プレス機械１は、算出した疲労度Ｄが疲労限度の所定割合を超えないと判断した場合（ステップＳ８においてＮＯ）には、疲労度Ｄが疲労限度以上である否かを判断する（ステップＳ９）。具体的には、報知部４５は、疲労度Ｄが１以上であるか否かを判断する。

ステップＳ９において、プレス機械１は、算出した疲労度Ｄが疲労限度以上と判断した場合（ステップＳ９においてＹＥＳ）には、限度超過である旨の情報を報知する（ステップＳ１２）。

具体的には、報知部４５は、疲労度が疲労限度以上か否かを判断し、疲労限度以上と判断した場合には、限度超過である旨の情報を報知する。具体的には、コントロールパネル７０の表示器にメンテナンスを促す情報を出力する。あるいは、アラーム音を出力するようにして疲労度が高いプレス加工である旨を作業者に通知するようにしても良い。また、プレス機械１とネットワークを介して接続されている外部装置（管理装置）に当該情報を送信することにより、当該情報を管理者側で把握できるようにすることも可能である。

そして、処理を終了する（エンド）。なお、当該情報を報知した後、プレス機械１の動作を停止させるようにしても良い。

一方、ステップＳ９において、プレス機械１は、算出した疲労度が疲労限度以上でないと判断した場合（ステップＳ９においてＮＯ）には、処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０において、プレス機械１は、処理を終了すると判断した場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）には、処理を終了する（エンド）。

一方、ステップＳ１０において、プレス機械１は、処理を終了しないと判断した場合（ステップＳ１０においてＮＯ）には、ステップＳ２に戻り、上記の処理を繰り返す。

当該方式により、プレス機械の本体フレーム２に対する疲労度を精度よく算出することが可能である。また、当該精度の高い疲労度に基づいて精度の高い所定情報を報知することが可能である。

なお、上記においては、本体フレーム２の疲労度について説明したが、特に本体フレーム２に限られず、他のプレス機械を構成する駆動部品等についても同様に適用可能である。

具体的には、プレス機械を構成する駆動部品毎に、図６で説明したのと同様に当該部品に対する応力を算出するデータテーブルを予め設けて、Ｓ−Ｎ曲線に基づいて当該駆動部品に対する疲労度を算出することが可能である。

例えば、コンロッドやシャフトの疲労度を把握することも可能である。溶接部等の計測が難しい箇所においても疲労度を算出することが可能である。

また、プレス機械の製造工程、製造メーカ、本体フレームの製造に用いられる金属の含有割合の違いに応じたデータテーブルを複数持つことにより、プレス機械の種別に応じた疲労度を算出することが可能である。また、データテーブルを固定値とするのではなく、故障履歴と、疲労度との関係について、データベース化して値を更新する学習機能を持たせることも可能である。

なお、上記においては、フライホイール型のプレス機械に適用可能である場合について説明したが、特にこれに限られず、電動サーボモータを有するプレス機械にも利用することができる。

なお、本例においては、制御装置４０の各部の機能構成としてプレス機械に設けられる構成について説明したが、特に当該プレス機械に限られるものではなく、プレス機械を含むプレスシステムとすることも可能である。例えば、ネットワークを介して外部サーバと接続されている場合には、当該外部サーバのＣＰＵと連携して各部の機能を実行することも可能である。具体的には、回数取得部４２、応力算出部４３、疲労度算出部４４および報知部４５の機能を外部サーバで実行するようにしてもよい。また、プレス機械の表示部に表示する構成に限定されるのではなく、ネットワークを介してプレス機械と接続可能な端末の表示部に表示することも可能である。
＜作用効果＞
次に、実施形態の作用効果について説明する。

実施形態のプレスシステムは、図１および図３に示すようにワークをプレス加工するスライド４を含むプレス部と、検出部４１と、回数取得部４２と、応力算出部４３と、疲労度算出部４４とを備える。検出部４１は、スライド４のプレス加工のプレス荷重を検出する。回数取得部４２は、複数領域に分割された、全スライドストローク長におけるプレス荷重領域の各領域に対するプレス荷重の回数を取得する。応力算出部４３は、プレス荷重領域の各領域におけるプレス荷重に応じた本体フレーム２の応力を算出する。疲労度算出部４４は、プレス荷重領域の複数領域のそれぞれにおける本体フレーム２の応力と、プレス荷重の回数とに基づいて本体フレーム２の疲労度を算出する。

複数領域のそれぞれにおける本体フレーム２の応力と、プレス荷重の回数とに基づいて本体フレーム２の疲労度を算出する方式であるため、スライドストローク中の応力を全て考慮した疲労度を算出することが可能であり、精度の高い疲労度の算出が可能となる。

プレスシステムは、報知部４５をさらに備える。報知部４５は、疲労度算出部４４の算出したプレス部の疲労度に基づいて所定情報を報知する。

報知部４５により疲労度に基づく所定情報を報知可能であるため容易に疲労度を把握することが可能である。

プレス荷重領域は、所定量のスライドストローク長毎およびプレス荷重毎の少なくとも一方に基づいて複数領域に分割される。

複数領域に分割されることにより、スライドストローク中の応力を全て考慮した疲労度を算出することが可能であり、精度の高い疲労度の算出が可能となる。

疲労度算出部４４は、プレス荷重領域の各領域毎のプレス部の応力と、プレス荷重の回数とに基づく疲労度を算出し、複数領域それぞれの疲労度を合計したプレス部の疲労度を算出する。

図８に示されるように、疲労度算出部４４は、各領域の疲労度ΔＤを算出する。疲労度算出部４４は、全領域を合計し、本体フレーム２の疲労度Ｄを算出することにより、最大荷重のみを計測して疲労度を算出するのではなく、スライドストローク中の応力を全て考慮した疲労度Ｄを算出することが可能であるため、精度の高い疲労度の算出が可能となる。

報知部４５は、疲労度算出部４４が算出したプレス部の疲労度が第１の所定値を超えた場合に第１の所定情報を報知する。報知部４５は、疲労度算出部４４が算出したプレス部の疲労度が第２の所定値を超えた場合に第２の所定情報を報知する。

報知部４５は、プレス部の疲労度に応じて第１の所定情報あるいは第２の所定情報を報知するため疲労度に応じた適切な情報を報知することが可能となる。

実施形態のプレスシステムの制御方法は、ワークをプレス加工するステップと、プレス加工のプレス荷重を検出するステップＳ２と、複数領域に分割された、全スライドストローク長におけるプレス荷重領域の各領域に対するプレス荷重の回数を取得するステップＳ３と、プレス荷重領域の各領域におけるプレス荷重に応じたプレス部の応力を算出するステップＳ４と、プレス荷重領域の複数領域のそれぞれにおけるプレス部の応力と、プレス荷重の回数とに基づいてプレス部の疲労度を算出するステップＳ６とを備える。

複数領域のそれぞれにおける本体フレーム２の応力と、プレス荷重の回数とに基づいて本体フレーム２の疲労度を算出する方式であるため、スライドストローク中の応力を全て考慮した疲労度を算出することが可能であり、精度の高い疲労度の算出が可能となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ プレス機械、２ 本体フレーム、３ ボルスタ、４ スライド、５ 下型、６ 上型、８ 電動モータ、９ 動力伝達機構、１０ 変換機構、１２ フライホイール、１３ ブレーキ装置、１４ 第１ギア、１５ 第２ギア、１６ プーリ、１７ ベルト、４０ 制御装置、４１ 検出部、４２ 回数取得部、４３ 応力算出部、４４ 疲労度算出部、４５ 報知部、５０ メモリ、６０ 荷重センサ、７０ コントロールパネル。

Claims (6)

1. ワークをプレス加工するプレス部と、
   前記プレス部によるプレス加工のプレス荷重を検出する検出部と、
   所定のスライドストローク長毎および所定のプレス荷重毎に複数領域に分割された、全スライドストローク長におけるプレス荷重領域の各領域に対するプレス荷重の回数を取得する回数取得部と、
   前記プレス荷重領域の各領域における前記プレス荷重に応じた前記プレス部の応力を算出する応力算出部と、
   前記プレス荷重領域の複数領域のそれぞれにおける前記プレス部の応力と、プレス荷重の回数とに基づいて前記プレス部の疲労度を算出する疲労度算出部とを備える、プレスシステム。
2. 前記疲労度算出部の算出した前記プレス部の疲労度に基づいて所定情報を報知する報知部とを備える、請求項１記載のプレスシステム。
3. 前記プレス荷重領域は、所定量のスライドストローク長毎およびプレス荷重毎の少なくとも一方に基づいて複数領域に分割される、請求項１記載のプレスシステム。
4. 前記疲労度算出部は、
   前記プレス荷重領域の各領域毎の前記プレス部の応力と、プレス荷重の回数とに基づく疲労度を算出し、複数領域それぞれの疲労度を合計した前記プレス部の疲労度を算出する、請求項１記載のプレスシステム。
5. 前記報知部は、
   前記疲労度算出部が算出した前記プレス部の疲労度が第１の所定値を超えた場合に第１の所定情報を報知し、
   前記疲労度算出部が算出した前記プレス部の疲労度が第２の所定値を超えた場合に第２の所定情報を報知する、請求項２記載のプレスシステム。
6. ワークをプレス加工するステップと、
   プレス加工のプレス荷重を検出するステップと、
   所定のスライドストローク長毎および所定のプレス荷重毎に複数領域に分割された、全スライドストローク長におけるプレス荷重領域の各領域に対するプレス荷重の回数を取得するステップと、
   前記プレス荷重領域の各領域における前記プレス荷重に応じたプレス部の応力を算出するステップと、
   前記プレス荷重領域の複数領域のそれぞれにおける前記プレス部の応力と、プレス荷重の回数とに基づいて前記プレス部の疲労度を算出するステップとを備える、プレスシステムの制御方法。

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