JP7084270B2 - プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス装置に関する。

特許文献１には、複数の加工工程の金型を有するプレス装置において、加工開始時の先頭のワークが流れる際に、各工程の金型の荷重を算出し、複数の加工工程の金型に作用する荷重の重心距離を求める技術が開示されている。

特開２０１８－０６５１５１号公報

金型の荷重は時間経過とともに変化し、様々なタイミングで金型の荷重が把握できると好ましい。複数工程のプレス加工を一度に行うプレス装置においても、各工程の金型の荷重を様々なタイミングで把握できると好ましい。

本発明は、複数工程の成形を行うＮ個の金型を有するプレス装置において、様々なタイミングで各工程の金型の荷重を把握可能とすることを目的とする。

本発明に係るプレス装置は、
複数工程の成形を行うＮ個（Ｎは２以上の整数）の金型と、
外部から搬入されたワークを前記Ｎ個の金型の間で搬送しかつ外部に搬出する搬送機構と、
前記Ｎ個の金型の各々においてワークがあるか否かを識別するワーク識別部と、
前記Ｎ個の金型に作用する総合の荷重を測定する荷重測定部と、
前記Ｎ個の金型を用いて複数のワークを１回のストロークで成形する処理を繰り返し、各ワークに前記複数工程の成形を実施する成形処理部と、
前記荷重測定部により測定された総合の荷重と、前記ワーク識別部の識別結果とを用いて、各金型に作用する荷重を算出する個別荷重算出部と、
を備える構成とした。

本発明に係るもう一つのプレス装置は、
複数工程の成形を行うＮ個（Ｎは２以上の整数）の金型と、
外部から搬入されたワークを前記Ｎ個の金型の間で搬送しかつ外部に搬出する搬送機構と、
前記Ｎ個の金型の各々においてワークがあるか否かを識別するワーク識別部と、
前記Ｎ個の金型に作用する総合の荷重を測定する荷重測定部と、
前記荷重測定部により測定された総合の荷重と、前記ワーク識別部の識別結果とを用いて、各金型に作用する荷重を算出する個別荷重算出部と、
前記Ｎ個の金型を用いて複数のワークを１回のストロークで成形する処理を繰り返し、各ワークに前記複数工程の成形を実施する成形モードと、前記個別荷重算出部により各金型に作用する荷重を個別に算出させる荷重算出モードとに切り替え可能なモード制御部と、
を備える構成とした。

本発明によれば、複数工程の成形を行うＮ個の金型を有するプレス装置において、様々なタイミングで各工程の金型の荷重を把握することができる。

本発明の実施形態のプレス装置を示す構成図である。 個別荷重算出処理１が実行されるワークの搬送パターンを示す説明図であり、（Ａ）～（Ｄ）はその第１段階～第４段階を示す。 個別荷重算出処理１の手順の一例を示すフローチャートである。 個別荷重算出処理２が実行されるワークの搬送パターンを示す説明図であり、（Ａ）～（Ｄ）はその第１段階～第４段階を示す。 個別荷重算出処理２の手順の一例を示すフローチャートである。 個別荷重算出処理３が実行されるワークの搬送パターンを示す説明図であり、（Ａ）～（Ｇ）はその第１段階～第７段階を示す。 図６（Ｂ）～図６（Ｄ）のワークの搬送を実現する搬入装置の動きを示す説明図であり、（Ａ）～（Ｃ）はその第１段階～第３段階を示す。 個別荷重算出処理３の手順の一例を示すフローチャートである。 個別荷重算出処理４が実行されるワークの搬送パターンを示す説明図であり、（Ａ）～（Ｇ）はその第１段階～第７段階を示す。 個別荷重算出処理４の手順の一例を示すフローチャートである。 データ処理部により表示出力される趨勢グラフの一例を示す図である。 異常判別処理部により出力される複数種類の異常警告の一例を説明するためのグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明の実施形態に係るプレス装置Ｐは、複数工程の成形を行うＮ個（Ｎは２以上の整数、例えば４）の金型Ｃ１～Ｃ４を用いて、１ストロークで複数工程の成形を行うことのできる装置である。例えば、金型Ｃ１は第１工程の成形（プレス加工）を行う金型、金型Ｃ２は第２工程の成形（プレス加工）を行う金型、金型Ｃ３は第３工程の成形（プレス加工）を行う金型、金型Ｃ４は第４工程の成形（プレス加工）を行う金型である。１ストロークとは、スライドＳが上方位置から成形が行われる下方位置まで下降し、再び上方位置まで戻る１行程を意味する。

プレス装置ＰにおいてベッドＢに設けられたダイホルダーＤＨの上側にはＮ個の金型Ｃ１～Ｃ４の下部分が装着されている。Ｎ個の金型Ｃ１～Ｃ４の上部分はスライドＳに設けられたダイホルダーＤＨの下側に装着されている。スライドＳは、コンロッドＣＲを介して偏心軸ＥＳの偏心部Ｈに連結されている。偏心軸ＥＳは、ジャーナル部ＪがクラウンＣＷに回転可能に支持されている。偏心軸ＥＳの端部にはメインギア１２が設けられ、クラウンＣＷにはモータ１１が設けられている。モータ１１のモータ軸に取り付けられているピニオン１１ａはメインギア１２に連結されている。モータ１１が駆動することによりスライドＳが昇降し、金型Ｃ１～Ｃ４で被成形材料であるワークＷに荷重を加えて鍛造成形を施すことができる。モータ１１は、制御部７０によって駆動制御される。

プレス装置Ｐは、さらに、ワークＷを外部から搬入する搬入装置３０と、搬入されたワークＷをＮ個の金型Ｃ１～Ｃ４の間で搬送しかつ外部へ搬出可能な搬送装置４０とを備える。搬入装置３０は、例えばベルトコンベアなどである。搬入装置３０には、ワークＷを金型Ｃ１へ送る前段で、ワークＷの搬入を退けるリジェクト機構３２（図７を参照）を有する。搬送装置４０は、例えば２本の搬送バーにそれぞれ設けられた複数の爪でワークＷを把持し、２本の搬送バーを移動させて、Ｎ個の金型Ｃ１～Ｃ４の間でワークＷを搬送する。具体的には、搬送装置４０は、搬入装置３０により搬入されたワークＷを第１工程の金型Ｃ１へ、第１工程～第３工程の成形が行われたワークＷを次の工程の金型Ｃ２～Ｃ４へ、第４工程の成形が行われたワークＷを外部へ同時に搬送できる。搬入装置３０及び搬送装置４０は、本発明に係る搬送機構の一例に相当する。

プレス装置Ｐは、さらに、ワークＷが搬入位置に有るか否かを検知するワーク検知器５１と、Ｎ個の金型Ｃ１～Ｃ４に作用する総合の荷重を測定する荷重測定器５２とを備える。ワーク検知器５１としては、例えばワークＷの搬入位置に光線を出力してワークＷを検出する光電センサなどを適用できる。制御部７０は、ワーク検知器５１のセンサ信号と、搬送装置４０の駆動情報とを受けて、スライドＳの各ストロークの時点でＮ個の金型Ｃ１～Ｃ４の各々においてワークＷが有るか否かを識別できる。ワーク検知器５１及び制御部７０は、本発明に係るワーク識別部の一例に相当する。

荷重測定器５２は、例えば歪みゲージであり、クラウンＣＷとベッドＢとを結ぶ支柱の歪みを測定し、スライドＳに作用された荷重を計測する。荷重測定器５２の計測結果は制御部７０へ送られる。荷重測定器５２は、本発明に係る荷重測定部の一例に相当する。

制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、制御プログラム及び制御データを格納した記憶装置と、ユーザから各種の操作入力が可能な操作部７１と、ユーザに情報を出力する表示部７２と、モータ１１、搬入装置３０及び搬送装置４０を駆動する制御信号を出力するインターフェース７３とを備えるコンピュータである。操作部７１には、通常の成形モードから各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重を算出する個別荷重算出モードへ切り替えるモードスイッチ７１ａが含まれる。

制御部７０においては、ＣＰＵが制御プログラムを実行することで、複数の機能モジュールが実現される。複数の機能モジュールには、成形処理部７５、個別荷重算出部７６、モード制御部７７、各金型の荷重の趨勢データを収集するデータ処理部７８、及び、各金型の異常の判別を行う異常判別処理部７９が含まれる。

成形処理部７５は、搬入装置３０、搬送装置４０及びモータ１１の駆動制御を行って、Ｎ個の金型Ｃ１～Ｃ４を用いてワークの成形処理を実行する。具体的には、成形処理部７５は、１回のスライドＳのストロークでＮ個の金型Ｃ１～Ｃ４の全部又は複数を用いて複数個のワークＷを成形し、かつ、１回のスライドＳのストロークごとにワークＷの搬送、搬入又はこれら両方を行う処理を繰り返す。この繰り返しの処理により、成形処理部７５は、各ワークＷに第１工程～第４工程の成形を実施する。成形処理部７５は、１回のスライドＳのストロークごとに、予め定められた搬送パターンでワークＷを搬入及び搬送することで、このような成形処理を実現する。

＜全送りの搬送パターン＞
成形処理部７５が実行する予め定められた搬送パターンとしては、例えば、スライドＳの各ストロークでＮ個の金型Ｃ１～Ｃ４の全てにワークＷが配置される搬送パターンを適用できる。すなわち１回のスライドＳのストロークごとに、１つのワークＷが搬入、１つのワークＷが搬出、かつ、各工程で成形されたワークＷが次の工程に送られる搬送パターンである。以下、この搬送パターンを、「全送りの搬送パターン」と呼ぶ。

全送り搬送パターンの場合、熱間鍛造又は温間鍛造において、スライドＳのストローク周期を一定、かつ、各ワークＷの搬入及び搬送周期を一定とすることで、プレス装置Ｐの上流で所定の温度に熱せられたワークＷを、順に、成形の各１工程から第４工程へ送って、所定の温度でワークＷを成形処理できる。ストローク周期、搬入及び搬送周期を一定とすることで、各成形工程において複数のワークＷ間の温度バラツキを低減できる。

＜１つ飛ばしの搬送パターン＞
成形処理部７５が実行する予め定められた搬送パターンとしては、さらに、スライドＳの各ストロークでＮ個の金型Ｃ１～Ｃ４に１つ飛ばしでワークＷが配置される搬送パターンを適用できる。例えば、第１工程と第３工程の金型Ｃ１、Ｃ３にワークＷが配置され、第２工程と第４工程の金型Ｃ２、Ｃ４にワークＷが配置されない状態と、第２工程と第４工程の金型Ｃ２、Ｃ４にワークＷが配置され、第１工程と第３工程の金型Ｃ１、Ｃ３にワークＷが配置されない状態とが、スライドＳの１回のストロークごとに交互に繰り返される搬送パターンである。以下、この搬送パターンを、「１つ飛ばしの搬送パターン」と呼ぶ。

１つ飛ばしの搬送パターンでは、スライドＳの２回のストロークごとに１つのワークＷが搬入され、かつ、１つのワークＷが搬出される。１つ飛ばしの搬送パターンの場合、熱間鍛造又は温間鍛造において、スライドＳの奇数回目の複数のストローク（第１工程と第３工程の成形が行われるストローク）の周期を一定、かつ、スライドＳの偶数回路の複数のストローク（第２工程と第４工程の成形が行われるストローク）の周期を一定にすることで、各成形工程における複数のワークＷ間の温度バラツキを低減できる。

個別荷重算出部７６は、荷重測定器５２により測定された総合の荷重と、制御部７０によるＮ個の金型Ｃ１～Ｃ４の各々におけるワークＷの有無の識別結果とを用いて、各金型Ｃ１～Ｃ４に作用する荷重を算出する。個別荷重算出部７６が、各金型Ｃ１～Ｃ４に作用する荷重を算出するのは、成形処理部７５が成形処理を開始する際と、成形処理部７５が制御する予め定められた搬送パターンとは異なる搬送パターンでワークＷを搬送している際とである。

モード制御部７７は、成形処理部７５が連続的に成形処理を継続する成形モードと、個別荷重算出部７６が荷重を算出可能なように、成形処理部７５とは異なる搬送パターンでワークＷを搬送する荷重算出モードとの切り替え制御を行う。モード制御部７７は、ユーザによるモードスイッチ７１ａの切り替えに基づいてモードの切り替えを行う。加えて、モード制御部７７は、任意のスケジュールに基づいて自動的にモードの切り替えを行ってもよい。荷重算出モードにおけるワークＷの搬送パターンの一例については後述する。

データ処理部７８は、各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重の算出結果を、日時、その金型を使用した総ストローク回数などの情報と対応づけて記憶し、例えばユーザの要求に基づき趨勢グラフを作成して表示部に表示する。金型Ｃ１～Ｃ４は、使用回数が増すと劣化し、劣化が進むと破損に至る場合があり、このような変化が各金型Ｃ１～Ｃ４に作用する荷重に表われる。

異常判別処理部７９は、データ処理部７８が記憶した各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重の算出結果から、異常を示す荷重の変化を判別し、変化に応じてユーザに複数種類の報知を行う。

＜個別荷重算出処理１＞
続いて、個別荷重算出部７６により実行される、各金型Ｃ１～Ｃ４に作用する荷重の算出処理について説明する。図２は、個別荷重算出処理１が実行されるワークの搬送パターンを示す説明図であり、（Ａ）～（Ｄ）はその第１段階～第４段階を示す。図２（Ａ）～図２（Ｄ）は、スライドＳが１ストロークするごとのワークＷの配置パターンを順に示している。図３は、個別荷重算出処理１の手順の一例を示すフローチャートである。

個別荷重算出部７６は、先ず、成形処理部７５が全送りの搬送パターンで成形処理を開始する際に、個別荷重算出処理１（図３）を実行する。全送りの搬送パターンの成形処理の開始時には、成形処理部７５の制御により、図２（Ａ）～図２（Ｄ）に示すように、スライドＳが１ストロークするごとに、１個のワークＷが搬入（材料供給）され、Ｎ個の金型Ｃ１～Ｃ４に順にワークＷが送られる。すなわち、１回目のストロークの前に金型Ｃ１にワークＷが配置され、２回目のストロークの前に金型Ｃ１、Ｃ２にワークＷが配置され、３回目のストロークの前に金型Ｃ１～Ｃ３にワークＷが配置され、４回目のストロークの前に金型Ｃ１～Ｃ４にワークＷが配置される。

個別荷重算出部７６は、ワークＷの識別処理を行っている制御部７０からワークＷの配置情報を取得することで、図２（Ａ）～図２（Ｄ）の４つの段階を認識する。さらに、個別荷重算出部７６は、図２（Ａ）～図２（Ｄ）の４つの段階におけるスライドＳの各ストロークの際に、金型Ｃ１～Ｃ４に作用する総合荷重の測定値Ｗｔｏｔ１～Ｗｔｏｔ４を荷重測定器５２から取得する（ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７）。そして、これらの測定値から、個別荷重算出部７６は、金型Ｃ１～Ｃ４に個別に作用する荷重を算出する（ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８）。

具体的には、図２（Ａ）のワークＷの配置で測定された総合荷重Ｗｔｏｔ１は、金型Ｃ１に個別に作用する荷重Ｗ１と等しいので、先ず、個別荷重算出部７６は、第１工程の金型Ｃ１に作用する荷重Ｗ１を、Ｗ１＝Ｗｔｏｔ１と算出する（ステップＳ２）。図２（Ｂ）のワークＷの配置で測定された総合荷重Ｗｔｏｔ２は、金型Ｃ１、Ｃ２にそれぞれ作用する荷重Ｗ１、Ｗ２の総和なので、個別荷重算出部７６は、第２工程の金型Ｃ２に作用する荷重Ｗ２を、Ｗ２＝Ｗｔｏｔ２－Ｗｔｏｔ１と算出する（ステップＳ４）。

同様に、図２（Ｃ）のワークＷの配置で測定された総合荷重Ｗｔｏｔ３は、金型Ｃ１～Ｃ３に作用する荷重Ｗ１～Ｗ３の総和なので、個別荷重算出部７６は、第３工程の金型Ｃ３に作用する荷重Ｗ３を、Ｗ３＝Ｗｔｏｔ３－Ｗｔｏｔ２と算出する（ステップＳ６）。図２（Ｄ）のワークＷの配置で測定された総合荷重Ｗｔｏｔ４は、金型Ｃ１～Ｃ４に作用する荷重Ｗ１～Ｗ４の総和なので、個別荷重算出部７６は、第３工程の金型Ｃ３に作用する荷重Ｗ４を、Ｗ４＝Ｗｔｏｔ４－Ｗｔｏｔ３と算出する（ステップＳ８）。

個別荷重算出部７６は、このように第１工程～第４工程の金型Ｃ１～Ｃ４の各々に作用する荷重Ｗ１～Ｗ４を算出したら、これらの算出結果をデータ処理部７８に送り（ステップＳ９）、個別荷重算出処理１を終了する。

個別荷重算出処理１が終了すると、成形処理部７５による全送りの搬送パターンによる成形の処理が連続的に繰り返される。

＜個別荷重算出処理２＞
図４は、個別荷重算出処理２が実行されるワークの搬送パターンを示す説明図であり、（Ａ）～（Ｄ）はその第１段階～第４段階を示す。図４（Ａ）～図４（Ｄ）は、スライドＳが１ストロークするごとのワークＷの配置パターンを順に示している。図５は、個別荷重算出処理２の手順の一例を示すフローチャートである。

個別荷重算出部７６は、成形処理部７５が１つ飛ばしの搬送パターンで成形処理を開始する際に、個別荷重算出処理２（図５）を実行する。１つ飛ばしの搬送パターンの成形処理の開始時には、成形処理部７５の制御により、図４（Ａ）～図４（Ｄ）に示すように、スライドＳが２ストロークするごとに、１個のワークＷが搬入（材料供給）され、Ｎ個の金型Ｃ１～Ｃ４に１つ飛ばしでワークＷが順に送られる。すなわち、１回目のストロークの前に金型Ｃ１にワークＷが配置され、２回目のストロークの前に金型Ｃ２にワークＷが配置され、３回目のストロークの前に金型Ｃ１，Ｃ３にワークＷが配置され、４回目のストロークの前に金型Ｃ２，Ｃ４にワークＷが配置される。

個別荷重算出部７６は、ワークＷの識別処理を行っている制御部７０からワークＷの配置情報を取得することで、図４（Ａ）～図４（Ｄ）の４つの段階を認識する。さらに、個別荷重算出部７６は、図４（Ａ）～図４（Ｄ）の４つの段階におけるスライドＳの各ストロークの際に、金型Ｃ１～Ｃ４に作用する総合荷重の測定値Ｗｔｏｔ１～Ｗｔｏｔ４を荷重測定器５２から取得する（ステップＳ１１、Ｓ１３、Ｓ１５、Ｓ１７）。そして、これらの測定値から、個別荷重算出部７６は、金型Ｃ１～Ｃ４に個別に作用する荷重を算出する（ステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８）。

具体的には、図４（Ａ）のワークＷの配置で測定された総合荷重Ｗｔｏｔ１は、金型Ｃ１に個別に作用する荷重Ｗ１と等しいので、先ず、個別荷重算出部７６は、第１工程の金型Ｃ１に作用する荷重Ｗ１を、Ｗ１＝Ｗｔｏｔ１と算出する（ステップＳ１２）。図４（Ｂ）のワークＷの配置で測定された総合荷重Ｗｔｏｔ２は、金型Ｃ２に作用する荷重Ｗ２と等しいので、個別荷重算出部７６は、第２工程の金型Ｃ２に作用する荷重Ｗ２を、Ｗ２＝Ｗｔｏｔ２と算出する（ステップＳ１４）。

同様に、図４（Ｃ）のワークＷの配置で測定された総合荷重Ｗｔｏｔ３は、金型Ｃ１、Ｃ３に作用する荷重Ｗ１、Ｗ３の総和なので、個別荷重算出部７６は、第３工程の金型Ｃ３に作用する荷重Ｗ３を、Ｗ３＝Ｗｔｏｔ３－Ｗｔｏｔ１と算出する（ステップＳ１６）。図４（Ｄ）のワークＷの配置で測定された総合荷重Ｗｔｏｔ４は、金型Ｃ２、Ｃ４に作用する荷重Ｗ２、Ｗ４の総和なので、個別荷重算出部７６は、第４工程の金型Ｃ４に作用する荷重Ｗ４を、Ｗ４＝Ｗｔｏｔ４－Ｗｔｏｔ２と算出する（ステップＳ１８）。

個別荷重算出部７６は、このように第１工程～第４工程の金型Ｃ１～Ｃ４の各々に作用する荷重Ｗ１～Ｗ４を算出したら、これらの算出結果をデータ処理部７８に送り（ステップＳ１９）、個別荷重算出処理２を終了する。

個別荷重算出処理２が終了すると、成形処理部７５による１つ飛ばしの搬送パターンによる成形の処理が連続的に繰り返される。

＜個別荷重算出処理３＞
図６は、個別荷重算出処理３が実行されるワークの搬送パターンを示す説明図であり、（Ａ）～（Ｇ）はその第１段階～第７段階を示す。図６（Ａ）～図６（Ｇ）は、スライドＳが１ストロークするごとのワークＷの配置パターンを順に示している。図７は、図６（Ｂ）～図６（Ｄ）のワークの搬送を実現する搬入装置３０の動きを示す説明図であり、（Ａ）～（Ｃ）はその第１段階～第３段階を示す。図８は、個別荷重算出処理３の手順の一例を示すフローチャートである。

個別荷重算出部７６は、成形処理部７５が全送りの搬送パターンで成形処理を継続している途中、モード制御部７７が、成形モードから荷重算出モードへ切り替えた際に、個別荷重算出処理３（図８）を実行する。全送りの搬送パターンの成形処理では、図６（Ａ）に示すように、スライドＳの各ストロークの際、第１工程から第４工程の金型Ｃ１～Ｃ４には全てにワークＷが配置された状態にされる。したがって、全送りの搬送パターンの成形処理の際、そのままでは、金型Ｃ１～Ｃ４の総合の荷重から、各金型Ｃ１～Ｃ４の個別の荷重を算出することはできない。

そこで、個別荷重算出部７６は、先ず、ワークＷの搬送パターンを、成形処理部７５によるワークＷの搬送パターンと異なる搬送パターン、具体的には、成形処理部７５の搬送パターンから１個又は複数のワークを除去した搬送パターンに変更する。図６から図８の例では、個別荷重算出部７６は、個別荷重算出処理３が開始されると、搬入装置３０のリジェクト機構３２を駆動して、連続して送られてくる（Ｎ－１）個のワークＷを搬入経路からリジェクトボックスＲＢなどに除去する（ステップＳ２１）。

なお、リジェクト機構３２の駆動処理は、個別荷重算出部７６が実行するのではなく、モード制御部７７が実行したり、あるいは、モード制御部７７の指示に基づき成形処理部７５などの他の制御部が実行したりしてもよい。

ステップＳ２１の処理により、その後、スライドＳのストローク回数が進むにつれて、除去されたワークＷが本来配置されるはずであった箇所Ｔが、金型Ｃ１～Ｃ４の位置へ段階的に進んでいく（図６（Ｂ）～図６（Ｄ）を参照）。そして、或るストローク回数で、第１工程の金型Ｃ１にワークＷが搬入され、かつ、第２工程～第４工程の金型Ｃ２～Ｃ４にワークＷが無い段階となる（図６（Ｅ）を参照）。

そこで、個別荷重算出部７６は、スライドＳの１回のストロークごとに、ワークＷの識別処理を行っている制御部７０からワークＷの配置情報を確認し、第１工程の金型Ｃ１以外にワークＷがない段階であるか判別する（ステップＳ２２、Ｓ２３）。その結果、個別荷重算出部７６は、ステップＳ２２、Ｓ２３で図６（Ｅ）の状態を判別し、図６（Ｅ）の状態となったら、処理を次のステップに進める。

ワークＷの搬送の過程で、図６（Ｅ）の状態になったら、続いて、スライドＳの１回のストロークごとに、１個ずつワークＷが搬入されてくる。このため、図６（Ｅ）～図６（Ｇ）以降に示すように、全送りの搬送パターンにおける成形処理の開始時から４ストローク目までと同じワークＷの配置が実現される。

したがって、個別荷重算出部７６は、ステップＳ２２、Ｓ２３の判別処理を抜けたら、ステップＳ２４～Ｓ３１の処理により、続く、第１ストロークから第４ストロークで計測された総合荷重Ｗｔｏｔ１～Ｗｔｏｔ４から、各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重を算出する。ステップＳ２４～Ｓ３１の処理は、図３のステップＳ１～Ｓ８と同様の処理である。

個別荷重算出部７６は、このように第１工程～第４工程の金型Ｃ１～Ｃ４の各々に作用する荷重Ｗ１～Ｗ４を算出したら、これらの算出結果をデータ処理部７８に送り（ステップＳ３２）、個別荷重算出処理３を終了する。

個別荷重算出処理３が終了すると、モード制御部７７が、荷重算出モードを成形モードに切り換え、続いて、成形処理部７５による全送りの搬送パターンによる成形の処理が連続的に繰り返される。

＜個別荷重算出処理４＞
図９は、個別荷重算出処理４が実行されるワークの搬送パターンを示す説明図であり、（Ａ）～（Ｇ）はその第１段階～第７段階を示す。図９（Ａ）～図９（Ｇ）は、スライドＳが１ストロークするごとのワークＷの配置パターンを順に示している。図１０は、個別荷重算出処理４の手順の一例を示すフローチャートである。

個別荷重算出部７６は、成形処理部７５が１つ飛ばしの搬送パターンで成形処理を継続している途中、モード制御部７７が、成形モードから荷重算出モードへ切り替えた際に、個別荷重算出処理４（図１０）を実行する。１つ飛ばしの搬送パターンの成形処理では、図９（Ａ）～図９（Ｃ）に示すように、２回のスライドＳのストロークごとに１つのワークＷが搬入される。そして、スライドＳの１回のストロークごとに、第１工程と第３工程の金型Ｃ１、Ｃ３にワークＷが配置された状態と、第２工程と第４工程の金型Ｃ２、Ｃ４にワークＷが配置された状態にされる。したがって、１つの飛ばしの搬送パターンの成形処理の際、そのままでは、金型Ｃ１～Ｃ４の総合の荷重から、各金型Ｃ１～Ｃ４の個別の荷重を算出することはできない。

そこで、個別荷重算出部７６は、先ず、ワークＷの搬送パターンを、成形処理部７５によるワークＷの搬送パターンと異なる搬送パターン、具体的には、成形処理部７５の搬送パターンから１個又は複数のワークを除去した搬送パターンに変更する。図９及び図１０の例では、個別荷重算出部７６は、個別荷重算出処理４が開始されると、搬入装置３０のリジェクト機構３２を駆動して、搬入装置３０により送られてくる１個のワークＷを搬入経路からリジェクトボックスＲＢなどに除去する（ステップＳ４１）。

なお、リジェクト機構３２の駆動処理は、個別荷重算出部７６が実行するのではなく、モード制御部７７が実行したり、あるいは、モード制御部７７の指示に基づき成形処理部７５などの他の制御部が実行したりしてもよい。

ステップＳ４１の処理により、その後、スライドＳのストローク回数が進むにつれて、除去されたワークＷが本来配置されるはずであった箇所Ｔが、金型Ｃ１～Ｃ４の位置へ段階的に進んでいく（図９（Ｄ）～図９（Ｇ）を参照）。そこで、個別荷重算出部７６は、スライドＳの１回のストロークごとに、ワークＷの識別処理を行っている制御部７０からワークＷの配置情報を確認し、第１工程の金型Ｃ１以外にワークＷがない段階であるか判別する（ステップＳ４２、Ｓ４３）。この判別処理の結果、個別荷重算出部７６は、図９（Ｆ）の状態を判別し、図９（Ｆ）の状態となったら、処理を次のステップに進める。

ワークＷの搬送の過程で、図９（Ｆ）の状態になったら、続いて、スライドＳの１回のストロークごとに、１工程分ずつワークＷが移送され、かつ、スライドＳの２回のストロークごとに１個のワークＷが搬入される。このため、図９（Ｆ）、図９（Ｇ）以降のように、１つ飛ばしの搬送パターンにおける成形処理の開始時から４ストローク目までと同じワークＷの配置が実現される。

したがって、個別荷重算出部７６は、ステップＳ４２、Ｓ４３の判別処理を抜けたら、ステップＳ４４～Ｓ５１の処理により、続く、第１ストロークから第４ストロークで計測された総合荷重Ｗｔｏｔ１～Ｗｔｏｔ４から、各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重を算出する。ステップＳ４４～Ｓ５１の処理は、図５のステップＳ１１～Ｓ１８と同様の処理である。

なお、１つ飛ばしの搬送パターンの過程で、図９（Ｄ）の状態になったら、続く４回のストロークの際（図９（Ｄ）～図９（Ｇ））、４つの金型Ｃ１～Ｃ４のうち１つにのみワークＷが配置される状態が形成される。したがって、個別荷重算出部７６は、これら４回のストロークの際に荷重測定器５２に測定された４回の総合荷重の測定結果を、それぞれ第３工程の金型Ｃ３に作用する荷重、第４工程の金型Ｃ４に作用する荷重、第１工程の金型Ｃ１に作用する荷重、第２工程の金型Ｃ２に作用する荷重として算出してもよい。

個別荷重算出部７６は、ステップＳ４４～Ｓ５１で、第１工程～第４工程の金型Ｃ１～Ｃ４の各々に作用する荷重Ｗ１～Ｗ４を算出したら、これらの算出結果をデータ処理部７８に送り（ステップＳ５２）、個別荷重算出処理４を終了する。

個別荷重算出処理４が終了すると、モード制御部７７が、荷重算出モードを成形モードに切り換え、続いて、成形処理部７５による１つ飛ばしの搬送パターンによる成形の処理が連続的に繰り返される。

上述した個別荷重算出処理１、２により、連続的な成形処理の開始時に、Ｎ個の金型Ｃ１～Ｃ４の各々に作用する荷重が算出される。また、連続的な成形処理の途中において、例えば所定時間ごと、所定のストローク回数ごと、任意なタイミング等において、荷重算出モードに切り換えられることで、個別荷重算出処理３、４が行われて、様々タイミングにおいて、Ｎ個の金型Ｃ１～Ｃ４の各々に作用する荷重が算出される。

＜趨勢グラフ表示処理＞
図１１は、データ処理部により表示出力される趨勢グラフの一例を示す図である。

プレス装置Ｐにおいては、ユーザが操作部７１を操作して趨勢グラフの表示要求を入力することで、データ処理部７８は、記憶した各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重のデータに基づき、図１１に示すように趨勢グラフの画像を作成し、表示部７２に出力する。趨勢グラフでは、例えば、横軸が測定時期、縦軸が荷重であり、各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重の趨勢が異なるグラフ線で描かれる。

先に説明したように、金型Ｃ１～Ｃ４は、使用回数が増すと劣化し、劣化が進むと破損に至る場合があり、このような変化が各金型Ｃ１～Ｃ４に作用する荷重に表われる。したがって、ユーザが各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重の趨勢を確認することで、金型Ｃ１～Ｃ４の変化を認識し、金型Ｃ１～Ｃ４の交換時期を検討するなど、利点が得られる。

＜異常警告処理＞
図１２は、異常判別処理部により出力される複数種類の異常警告の一例を説明するためのグラフである。

プレス装置Ｐにおいては、異常判別処理部７９が、データ処理部７８が記憶した各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重のデータを監視し、新たに荷重が算出されるごとに、荷重の変化を判別して、変化に応じたユーザに報知を行う。例えば、第１工程の金型Ｃ１については、図１２に示すように、現時点までに複数回求められた荷重の算出値に基づいて、異常判別処理部７９は、その平均値Ｘと標準偏差σとを計算し、算出された荷重が、平均値Ｘから１σ、２σ、３σ以上偏差した値になっていないか監視する。そして、異常判別処理部７９は、例えば１σ以上偏差した値であれば劣化の警告、２σ以上偏差した値であれば異常の警告、３σ以上偏差した値であれば即時停止の警告を行う。

このような警告処理によって、ユーザは、金型Ｃ１～Ｃ４の異常がワークＷ又はプレス装置Ｐに害を及ぼすことを未然に回避することができる。

以上のように、本実施形態のプレス装置Ｐによれば、通常の成形処理におけるワークＷの搬送パターンと異なる搬送パターンに切り替えられてワークＷが搬送されたときに、Ｎ個の金型Ｃ１～Ｃ４の各荷重を算出する個別荷重算出部７６を備える。したがって、成形処理の開始時のみでなく、連続的に繰り返される成形処理の途中など、様々なタイミングで、各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重を把握することができる。さらに、個別荷重算出部７６は、総合の荷重とワークＷの位置の識別とにより、各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重を算出するので、各金型に個別に荷重センサを設ける必要がない。各金型に個別に荷重センサを設けると、部品コストの高騰、荷重センサの故障の発生頻度が上がるといった課題が生じるが、本実施形態のプレス装置Ｐはこのような課題を回避できる。

さらに、本実施形態のプレス装置Ｐによれば、所定の搬送パターンでワークＷを搬送して繰り返し成形を行う成形モードと、個別荷重算出部７６により荷重を算出させる荷重算出モードとに切り替え可能なモード制御部７７を有する。したがって、モード制御部７７のモードの切り替えによって、制御されたタイミングで、各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重の把握が可能となる。さらに、本実施形態のプレス装置Ｐによれば、モードスイッチ７１ａにより、ユーザが荷重算出モードに切り換えることができる。したがって、ユーザが把握したいタイミングで、各金型Ｃ１～Ｃ４の荷重の把握が可能となる。

さらに、本実施形態のプレス装置Ｐによれば、荷重算出モードにおいて、成形モードのときのワークＷの搬送パターンから、１つ又は複数のワークＷを除外した搬送パターン、所謂歯抜けの搬送パターンで、ワークＷが搬送されるように切り替わる。このような切り替りによれば、スライドＳに通常よりも大きな荷重がかかることを回避しつつ、簡単な搬送制御の切り替えで、個別荷重算出部７６による荷重の算出が可能となる。

さらに、本実施形態のプレス装置Ｐによれば、データ処理部７８による趨勢グラフの表示（図１１）によって、ユーザに各金型Ｃ１～Ｃ４の変化を把握させることができる。また、本実施形態のプレス装置Ｐによれば、異常判別処理部７９による警告の処理によって、金型Ｃ１～Ｃ４の異常又はこの異常が成形品又はプレス装置Ｐに害を及ぼすことを未然に回避することができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、荷重算出モードにおけるワークＷの搬送パターンとして、成形モードのワークＷの搬送パターンから、１つ又は複数のワークＷを除外した搬送パターンを適用した例を説明した。しかし、例えば、１つ飛びの搬送パターンに、ワークＷを足した搬送パターンに切り替えてもよく、このような搬送パターンにおいても、Ｎ個の金型に作用する総合の荷重を加算又は減算して、各金型の荷重を算出できる。また、上記実施形態では、荷重算出モードでワークの搬送パターンを変えるのに、搬入されるワークを除去する処理を適用した例を示したが、例えば冷間鍛造などの場合、搬入されるワークを止めて、搬送パターンを変更してもよい。その他、金型の数、各計測値の計測方法、各金型においてワークの有無を識別する手段及び方法、荷重を計測する主たん及び方法など、実施の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。

Ｐ プレス装置
Ｓ スライド
Ｃ１～Ｃ４ 金型
３０ 搬入装置
３２ リジェクト機構
４０ 搬送装置
５１ ワーク検知器
５２ 荷重測定器
７０ 制御部
７１ 操作部
７１ａ モードスイッチ
７２ 表示部
７５ 成形処理部
７６ 個別荷重算出部
７７ モード制御部
７８ データ処理部
７９ 異常判別処理部

Claims (8)

1. 複数工程の成形を行うＮ個（Ｎは２以上の整数）の金型と、
   外部から搬入されたワークを前記Ｎ個の金型の間で搬送しかつ外部に搬出する搬送機構と、
   前記Ｎ個の金型の各々においてワークがあるか否かを識別するワーク識別部と、
   前記Ｎ個の金型に作用する総合の荷重を測定する荷重測定部と、
   前記Ｎ個の金型を用いて複数のワークを１回のストロークで成形する処理を繰り返し、各ワークに前記複数工程の成形を実施する成形処理部と、
   前記荷重測定部により測定された総合の荷重と、前記ワーク識別部の識別結果とを用いて、各金型に作用する荷重を算出する個別荷重算出部と、
   を備えるプレス装置。
2. 前記搬送機構は、前記成形処理部による各回の成形処理の前に前記Ｎ個の金型のうち１以上に予め定められたパターンでワークが配置されるようにワークを搬送する第１搬送パターンと、前記第１搬送パターンのとは異なるパターンでワークが配置されるようにワークを搬送する第２搬送パターンとに切替可能であり、
   前記個別荷重算出部は、前記搬送機構が前記第２搬送パターンでワークを搬送する期間に、前記荷重測定部により測定された総合の荷重と、前記ワーク識別部の識別結果とを用いて、各金型に作用する荷重を算出する、
   請求項１記載のプレス装置。
3. 複数工程の成形を行うＮ個（Ｎは２以上の整数）の金型と、
   外部から搬入されたワークを前記Ｎ個の金型の間で搬送しかつ外部に搬出する搬送機構と、
   前記Ｎ個の金型の各々においてワークがあるか否かを識別するワーク識別部と、
   前記Ｎ個の金型に作用する総合の荷重を測定する荷重測定部と、
   前記荷重測定部により測定された総合の荷重と、前記ワーク識別部の識別結果とを用いて、各金型に作用する荷重を算出する個別荷重算出部と、
   前記Ｎ個の金型を用いて複数のワークを１回のストロークで成形する処理を繰り返し、各ワークに前記複数工程の成形を実施する成形モードと、前記個別荷重算出部により各金型に作用する荷重を個別に算出させる荷重算出モードとに切り替え可能なモード制御部と、
   を備えるプレス装置。
4. 前記搬送機構は、各回の成形処理の前に前記Ｎ個の金型のうち１以上に予め定められたパターンでワークが配置されるようにワークを搬送する第１搬送パターンと、前記第１搬送パターンのとは異なるパターンでワークが配置されるようにワークを搬送する第２搬送パターンとに切替可能であり、
   前記荷重算出モードにおいて前記搬送機構は前記第２搬送パターンでワークを搬送させる、
   請求項３記載のプレス装置。
5. 前記第２搬送パターンにおいて前記Ｎ個の金型にワークが配置されるパターンは、前記第１搬送パターンにおいて前記Ｎ個の金型にワークが配置されるパターンから１つ又は複数のワークが除外されたパターンである、
   請求項４記載のプレス装置。
6. 前記成形モードと前記荷重算出モードとを切り替え可能な操作部を更に備える、
   請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のプレス装置。
7. 前記個別荷重算出部が算出した各金型に作用する荷重の趨勢を表示するデータ処理部を更に備える、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のプレス装置。
8. 前記個別荷重算出部が算出した各金型に作用する荷重のデータに基づいて、警告を行う異常判別処理部を更に備える、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のプレス装置。

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