JP7037132B2 - プレス成形品の製造方法、金属板セット、プレス装置及びプレスライン - Google Patents
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Description
本発明の実施形態におけるプレス成形品の製造方法は、ダイ、パンチ、並びに、前記ダイ及び前記パンチの両方に対して相対位置を変更可能な可動金型により複数の金属板を連続してプレス成形し複数のプレス成形品を作製することを含む。前記複数のプレス成形の少なくとも1つは、フィードバックプレス成形である。前記フィードバックプレス成形は、前記複数のプレス成形品のうち前記フィードバックプレス成形より前にプレス成形した前のプレス成形品の形状を測定すること、前記前のプレス成形品の形状に基づき、前記可動金型の前記ダイ又は前記パンチに対する初期位置を設定すること、設定された前記可動金型の初期位置でプレス成形することを含む。
上記方法2において、前記フィードバックプレス成形は、予め求めておいた相関データであって、プレス成形時の前記可動金型の前記ダイ又は前記パンチに対する初期位置とプレス成形品の形状との相関関係を示す相関データを取得することをさらに含んでもよい。この場合、前記初期位置は、前記前のプレス成形品と、前記相関データとに基づいて設定される。これにより、初期位置とプレス成形品との相関関係に応じて、フィードバックプレス成形における可動金型の初期位置を設定できる。そのため、複数のプレス成形品の形状のばらつきを効率良く抑制することができる。
上記方法1又は2において、前記前のプレス成形品は、フィードバックプレス成形の直前の所定回数分のプレス成形のプレス成形品のうち少なくとも1つであってもよい。すなわち、フィードバックプレス成形の直近の所定回数分前のプレス成形のうち少なくとも1つのプレス成形で得られたプレス成形品の形状を基に、可動金型の初期位置を設定することができる。これにより、連続する複数のプレス成形において、近い時期にプレス成形されたプレス成形品の形状を基に、可動金型の位置をフィードバック制御することができる。
上記方法1~3のいずれかにおいて、前記プレス成形される前記複数の金属板は、同一の圧延コイルから得られる複数の金属板であることが好ましい。同一の圧延コイルから得られる複数の金属板は、特性のばらつきが少ない。そのため、フィードバックプレス成形による可動金型の初期位置調整によるプレス成形品の形状のばらつきの抑制効果がより高くなる。
前記方法2において、前記複数の金属板において、連続してプレス成形される2以上の金属板のうち1つの金属板とこの金属板の次にプレス成形される金属板は、隣接した圧延順であることが好ましい。これにより、金属板と次に成形される金属板の特性の差が小さくなる。すなわち、連続して成形される複数の金属板の特性のばらつきが小さくなる。フィードバックプレス成形による可動金型の初期位置調整によるプレス成形品の形状のばらつきの抑制効果がより高くなる。
上記方法5において、前記圧延順に積み重ねられた複数の金属板を備える金属板セットから、前記金属板を積み重ね順に取り出し、プレス成形することが好ましい。これにより、複数の金属板を圧延順にプレスすることができる。その結果、フィードバックプレス成形による可動金型の初期位置調整によるプレス成形品の形状のばらつきの抑制効果がより高くなる。金属板を積み重ね順に取り出す工程は、積み重ねられた複数の金属板を上から順に取り出しても良いし、下から順に取り出してもよい。
上記方法1~6のいずれかにおいて、前記金属板の引張強さは980MPa以上としてもよい。引張強さが980MPa以上の高強度の金属板は、連続するプレス成形において、金属板の特性の違いによるプレス成形品の形状のばらつきが大きくなる可能性があることが発明者らによって見出されている。上記方法1~6により、このような高強度の金属板のプレス成形において、プレス成形品のばらつきを効果的に抑制することができる。
本発明の実施形態における金属板セットは、複数の小梱包を備える。前記小梱包のそれぞれは、圧延順に積み重ねられた複数の金属板を含む。前記小梱包のそれぞれには、他の前記小梱包との圧延順の関係を示す情報が記録されている。この金属板セットから、複数のブランクを圧延順に取り出すことができる。そのため、例えば、上記方法1~7において、この金属板セットから複数のブランクを圧延順に取り出して、上記プレス成形品にプレス成形することができる。前記小梱包に前記圧延順の関係を示す情報が記録される形態としては、例えば、小梱包に前記情報が視認可能に明記される形態、又は、チップ等の記録媒体に情報が記録される形態等が挙げられる。金属板セットの複数の小梱包に含まれる複数の金属板は、いずれも、同一の圧延コイルから得られる複数の金属板であってもよい。
本発明の実施形態におけるプレス装置は、ダイと、パンチと、前記ダイ及び前記パンチに対して相対位置を変更可能な可動金型と、前記ダイ、前記パンチ、及び前記可動金型を制御するコントローラーとを備える。前記コントローラーは、複数の金属板に対する複数のプレス成形を繰り返すよう前記制御を行う。前記複数のプレス成形は、少なくとも1回のフィードバックプレス成形を含む。前記フィードバックプレス成形は、前記複数のプレス成形のうち前記フィードバックプレス成形より前のプレス成形で作製した前のプレス成形品の測定された形状に基づき、前記可動金型の前記ダイ又は前記パンチに対する初期位置を設定すること、及び、設定された前記可動金型の初期位置でプレス成形することを含む。
上記構成1において、プレス成形装置は、同一の圧延コイルから得られる前記複数の金属板を、圧延順に、前記プレス装置へ供給する供給部をさらに備えてもよい。供給部は、例えば、搬送装置であってもよい。
上記構成1又は2のプレス成形装置を含むプレスラインも、本発明の実施形態に含まれる。このプレスラインは、ペイオフリールと、前記ペイオフリールの下流に配置されたアンコイラーレベラーと、前記アンコイラーレベラーの下流に配置されたブランキング装置と、前記ブランキング装置の下流に配置された搬送装置と、前記プレス装置の中または下流に配置された形状測定装置と、をさらに備える。プレス装置は、前記搬送装置の下流に配置される。
(プレスライン)
図1は、本実施形態におけるプレスライン100の構成例を示す図である。図1に示すプレスライン100は、ペイオフリール1と、アンコイラーレベラー2と、ブランキング装置3と、搬送装置4と、プレス装置5と、形状測定装置10と、コントローラー11を備える。上流から、ペイオフリール1、アンコイラーレベラー2、ブランキング装置3、搬送装置4、プレス装置5、及び、計測装置10の順番で配置される。
可動金型を用いたプレス成形の例を説明する。図2A~図2Dは、プレス成形の例を示す図である。ここでは、一例として、可動部材として、パンチ側パッド9を備えるプレス装置によるプレス成形例を説明する。図2A~図2Dに示す例では、ダイ側パッド8は、ダイ6の内側に配置されて、金属板の加圧方向に移動可能である。ここで、金属板の加圧方向は、ダイ6のパンチ7に対する相対移動の方向とする。パンチ側パッド9は、パンチ7の加圧面7aよりも外側に突出された状態で配置されて、パンチ7の加圧面7aと同一の高さまで押し込み可能である。
図3は、プレス成形品の一例を示す断面図である。図3に示すプレス成形品12は、例えば、図2A~図2Dに示すプレス成形により得られる。プレス成形品12は、断面がハット形状である。プレス成形品12は、図3に示す断面に垂直な方向を長手方向とする長尺部材である。プレス成形品12の幅方向に延在する天板12Aと、天板12Aの幅方向両端に隣接する一対の稜線部12Bとを含む。また、プレス成形品12は、稜線部12Bから天板12Aの裏面側(板厚方向一方側)へ延出した一対の縦壁12Cと、一対の縦壁12Cの先端(下端)に隣接する一対の稜線部12Dとを含む。さらに、プレス成形品12は、一対の稜線部12Dから天板12Aの幅方向両側へそれぞれ延出した一対のフランジ12Eを含む。天板12Aと縦壁12Cのなす角度θ2は、90deg.の場合に限られない。角度θ2は、90~125deg.が例示できる。この範囲の強加工では、特に、スプリングバック等の課題が顕在化するため、上記フィードバック制御が有効になる。角度θ2が90deg.未満の鋭角だとプレス成形品を金型から取り外すのに支障をきたす場合がある。
図4は、本実施形態におけるコントローラー11の動作例を示すフロー図である。図4に示す例では、まず、コントローラー11は、プレス条件を初期設定する(S1)。プレス条件には、例えば、可動金型のダイ又はパンチに対する初期位置が含まれる。一例として、上記のパンチ側パッド9の突出し量Hの初期値が設定される。なお、プレス条件は、可動金型の初期位置に限られない。
図6は、パンチ側パッド9の突出し量Hをフィードバック制御した場合のフランジの位置精度を測定した結果を示すグラフである。縦軸は突出し量及びフランジ位置精度を示す。フランジ位置精度は、目標とする基準位置を0.0としている。図6に示す結果から、突出し量Hをフィードバック制御することで、位置精度を0.0に近づけることができる傾向が見られた。図6に示す結果では、位置精度の標準偏差が0.44mmであった。
図9は、プレスラインの構成の変形例を示す図である。図9に示す例では、コイルAから切り出された金属板Bが、切り出された順に積み重ねられて梱包され、プレス装置5のある場所まで運搬される。このように、コイルAから払い出された金属帯Aaの端から順に複数の金属板Bを切り出し、切り出した順に積み重ねることで、複数の金属板Bを圧延順に積み重ねることができる。
2:アンコイラーレベラー
3:ブランキング装置
4:搬送装置
5:プレス装置
6:ダイ
7:パンチ
8:可動金型(ダイ側パッド)
9:可動金型(パンチ型パッド)
10:形状測定装置
11:コントローラー
12:プレス成形品
Claims (11)
- プレス成形品の製造方法であって、
ダイ、パンチ、並びに、前記ダイ及び前記パンチの両方に対して相対位置を変更可能な可動金型により複数の金属板を連続してプレス成形し複数のプレス成形品を作製することを含み、
前記複数のプレス成形の少なくとも1つは、フィードバックプレス成形であり、
前記フィードバックプレス成形は、
前記複数のプレス成形品のうち前記フィードバックプレス成形より前にプレス成形した前のプレス成形品の形状を測定すること、
前記前のプレス成形品の形状に基づき、前記可動金型の前記パンチに対する初期位置を設定すること、及び
設定された前記初期位置にある前記可動金型が前記金属板に接した状態において前記ダイと前記パンチを相対的に近づけることで、プレス成形することを含む、プレス成形品の製造方法。 - 前記フィードバックプレス成形は、
予め求めておいた相関データであって、プレス成形時の前記可動金型の前記ダイ又は前記パンチに対する初期位置とプレス成形品の形状との相関関係を示す相関データを取得することをさらに含み、
前記初期位置は、前記前のプレス成形品と、前記相関データとに基づいて設定される、請求項1に記載のプレス成形品の製造方法。 - 前記前のプレス成形品は、フィードバックプレス成形の直前の所定回数分のプレス成形のプレス成形品のうち少なくとも1つである、請求項1又2に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記プレス成形される前記複数の金属板は、同一の圧延コイルから得られる複数の金属板である、請求項1~3のいずれか1項に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記複数の金属板において、連続してプレス成形される2以上の金属板のうち1つの金属板と前記1つの金属板の次にプレス成形される前記金属板は、隣接した圧延順である、請求項4に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記圧延順に積み重ねられた複数の金属板を備える金属板セットから、前記金属板を積み重ね順に取り出し、プレス成形する、請求項5に記載のプレス成形品の製造方法。
- 前記金属板の引張強さは980MPa以上である請求項1~6のいずれか1項に記載のプレス成形品の製造方法。
- 複数の小梱包を備え、
前記小梱包のそれぞれは、圧延順に積み重ねられた複数の金属板を含み、
前記小梱包のそれぞれには、他の前記小梱包との圧延順の関係を示す情報が記載されている、金属板セット。 - ダイと、
パンチと、
前記ダイ及び前記パンチに対して相対位置を変更可能な可動金型と、
前記ダイ、前記パンチ、及び前記可動金型を制御するコントローラーとを備え、
前記コントローラーは、複数の金属板に対する複数のプレス成形を繰り返すよう前記制御を行い、
前記複数のプレス成形は、少なくとも1回のフィードバックプレス成形を含み、
前記フィードバックプレス成形は、
前記複数のプレス成形のうち前記フィードバックプレス成形より前のプレス成形で作製した前のプレス成形品の測定された形状に基づき、前記可動金型の前記パンチに対する初期位置を設定すること、及び、設定された前記初期位置にある前記可動金型が前記金属板に接した状態において前記ダイと前記パンチを相対的に近づけることでプレス成形することを含む、プレス装置。 - 同一の圧延コイルから得られる前記複数の金属板を、圧延順に、前記プレス装置へ供給する供給部をさらに備える、請求項9に記載のプレス装置。
- 請求項9又は10に記載のプレス装置を含むプレスラインであって、
ペイオフリールと、
前記ペイオフリールの下流に配置されたアンコイラーレベラーと、
前記アンコイラーレベラーの下流に配置されたブランキング装置と、
前記ブランキング装置の下流に配置された搬送装置と、
前記プレス装置の中、または下流に配置された形状測定装置と、をさらに備え、
プレス装置は、前記搬送装置の下流に配置される、プレスライン。
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