JPH0280200A - プレスのスライド位置自動補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プレスのスライド位置自動補正装置に関する
。詳しくは、プレス停止中におけるスライド位置情報お
よびクランク軸角度情報から起動時におけるスライドの
下死点位置が当該ダイハイトに対応するように、停止中
に自動補正することができる装置である。

［従来の技術］ プレスでは、使用する金型に応じてタイハイドを調整し
ている。また、型交換時間を短縮するなめにスライド自
動調整装置によってダイハイトすなわちボルスタ上面に
対する下死点でのスライド下面位置を自動的に調整でき
るように形成されている場合が多い。

かかるスライド自動調整装置は、コネクティングロッド
とスライド間に装着された調整機構と、モータと、モー
タの駆動制御器とから構成されているのが一般的である
。

そして、駆動制御器は、デジタルスイッチ等で設定され
た下死点におけるスライド下面位置（下死点位置）と、
距離検出器の出力すなわちボルスタ上面に対するスライ
ド下面の位置相当出力とが一致するよう形成されている
。スライド下面に代えて直接ダイハイトを設定しあるい
は現在位置がら当該ダイハイトに対応するスライド下面
位置までの移動量を設定するよう形成された型の場合に
も基本的には同じである。

したがって、プレス運転中には、スライドが１ストロー
ク毎あるいは複数ストローク毎に下死点を通過するごと
にスライド位置が自動調整されるなお、スライド自動調
整装置は、初期設定の場合には適宜にスライド調整でき
るように構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来装置では、スライドが下死点を
通過することを条件としてダイハイトを調整する構成で
あるから、プレス運転中には自動調整できる。しかし、
金型交換や生産計画等により一旦中断・停止された後に
起動する場合には、複数回の空打ち、不良製品発生ある
いは過大負荷等の犠牲が強いられ、作業能率、運転経済
が劣悪化し機緘強度上も不利となる欠点があった。

すなわち、金型交換によるダイハイトの変更は当然であ
るが、金型交換をしなくともプレス構造の熱的伸縮問題
から中断・停止直前の状態と起動時の状態とでは、下死
点におけるスライド下面位置が変化してしまうからであ
る。例えば、コネクティングロッドの縮みがあればスラ
イド下面位置は上方に引上げられ、反面、コラムの縮み
は下方に引下げる如く微妙に変化する。

これに対し、上記スライド自動調整装置を手動に切替え
て、下死点におけるスライド下面位置を調整することが
考えられる。しかし、この場合にもクランク軸を駆動し
なければならないばかりか、クランク軸を下死点相当角
度に正確に静止させることが至雑であることから現実的
でない。

ここに、本発明の目的は、プレス停止中に検出した情報
に基づき、停止中にスライド位置を自動調整して、事前
にその状態の基に起動した場合におけるスライドの下死
点位置を目標ダイハイトに相応するように自動補正する
ことのできるプレスのスライド位置自動補正装置を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記従来問題点の発生要因たるスライドの下
死点通過乃至下死点静止条件を一掃し、停止中における
クランク軸の任意角度とスライドの任意位置とを停止中
に検出するとともにこれら停止中情報に基づいてそのま
ま起動した場合のスライド下死点位置を予測し、予測値
と当該ダイハイトに対応する設定値との差分を打消すよ
うに、プレス停止中にスライド位置を自動調整可能に形
成したものである。

すなわち、プレス停止中におけるスライド位置とクラン
ク軸角度とを検出する停止中情報検出手段と、 このプレス停止中情報検出手段で検出したスライド位置
とクランク軸角度とからプレスを起動した場合における
スライドの下死点位置を予測する下死点位置予測手段と
、 予測されたスライドの下死点位置と当該ダイハイトに対
応するスライドの下死点位置との差分を補正するように
プレス停止中にスライド位置を自動ＴＡ整するスライド
位置調整手段とを備えた構成である。

［作用］ 上記構成による本発明では、停止中情報検出手段によっ
て、プレス停止中（起動直前）に停止中情報（クランク
軸の任意角度、スライド下面の任意位置）を検出する。

下死点位置予測手段では、検出された停止中情報をもと
にその状態からクランク軸を回転させてスライドを下死
点に移動させた場合における下死点位置を、例えば停止
中情報から選択したクランク軸角度−ストローク線図上
の下死点位置、あるいはクランク軸角度を変数としかつ
熱的伸縮補正項を含んでスライド位置を求める方程式等
から、予測する。

このようにして求めた予測下死点位置と予め設定された
ダイハイトに対応するスライドの下死点位置との間にづ
れかあるときは、スライド位置調整手段によってプレス
停止中にスライド位置を自動調整することにより補正す
る。

したがって、停止中に予めスライド位置が補正されてい
るので、起動時には第１ストローク目から設定されたダ
イハイトでプレス加工できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

（第１実施例） 第１実施例のスライド位置自動補正装置は、第１図・第
２図に示す如く、停止中情報検出手段１０と下死点位置
予測手段４０とスライド位置調整手段５０とから構成さ
れている。

停止中情報検出手段１０は、プレス停止中すなわち起動
・再起動直前の停止中情報を検出する手段である。下死
点位置予測手段４０は、その停止中情報を利用して、そ
のままプレスを起動・再起動した場合の下死点における
スライド下面５の位置すなわちボルスタ上面３からの位
置Ｈ１８０を予測するものである。従って、スライド４
（スライド下面５）の下死点位置）１１８０が起動・再
起動しようとするダイハイトＨＳｅｔと異なるか否かを
予め知ることができる。そこで、予測した下死点位２　
Ｈ１８０と当該ダイハイトＨＳｅｔとの差分ＨＣ（＝Ｈ
１８０−Ｈ５ｅｔ　）を補正するための手段としてスラ
イド位置調整手段５０を設けている。

以下、構成要素を分脱する。

停止中情報検出手段１０は、停止中におけるスライド位
置く詳しくは、スライド下面５のホルスタ上面３からの
距離）Ｈｉを検出するスライド位置検出器１１とクラン
ク軸角度θ１を検出するクランク軸角度検出器２１とか
ら形成されている。

スライド位置Ｈｉとクランク軸θ１とは、起動・再起動
に先立って発せられる後記ＣＰＵ４　Ｌの指令に基づい
てプレス停止中に同時に検出されるものとされている。

このスライド位置検出器１１は、可動体１２と検出器１
３と発振器１４とアンプ１７とＡ／Ｄ変換器１８とから
なり、高周波発振形のうず電流検出方式を形成する。

ここに、可動体１２は、基端部がスライド４に固定され
たテーパー形状の棒材から形成されている。可動体１２
のテーパー形状は、スライド４の上下動方向と等しい上
下方向の単位長さに対する直径の変化が一定度合で正比
例するように正確に仕上げられている。

また、検出器１３は、円環形状の発振コイル１５と検出
コイル１６とからなり、可動体１２の先端部を被嵌する
ようにボルスタ２に固定されている。

発振コイル１５には、発振器１４から高周波電源が供給
される。検出コイル１６は４〜２０ｍＡの電流信号を出
力する。したがって、スライド４を往復させれば、ボス
ルタ２の上面３に対するスライド４の下面５の位置が４
〜２０ｍＡの電流信号として取出すことができる。すな
わち、絶対位置として検出できる。この実施例では５μ
ｍの分解能としている。この電流信号は、アンプ１７で
増幅されかつＡ／Ｄ変換器１８でデジタル信号に変換さ
れる。ここに、スライド位置検出器１１は、任意なスラ
イド位ｆＨｉをアブソリュート方式のデジタル信号とし
て出力することができる。検出範囲は、スライド４の上
下動全ストロークをカバーできるものとされている。

一方、クランク軸角度検出器２１は、クランク軸７で駆
動される回転型の検出部２２とＡ／Ｄ変換器２４とから
形成されている。

検出部２２は、任意なりランク軸角度θｉを絶対値とし
て３線方式で出力するアブソリュート型である。

なお、第２図において、１はベツド、６はコネクティン
グロツド、７ｅはクランク軸７の偏心部、８はフライホ
イール、９ｂはブレーキ、９ｃはクラッチである。また
、５４は調整機構であり詳細は後記する。

次に、下死点位置予測手段４０は、停止中情報記憶手段
としてのＲＡＭ４３、スライド位置演算手段、補正量算
出手段等を形成するＣＰＵ４　ｌＲＯＭ４２等から構成
されている。これらは、バス４６で連結され、停止中情
報検出手段１０．スライド位置調整手段５０とはインタ
ーフェース４７．４９を介して連結されている。

なお、バス４６には２桁の補正ｆｆ１（Ｈｃ）表示器４
５とダイハイト（Ｈｉ　）表示器５５が接続されている
。

そして、この下死点位置予測手段４０は、停止中情報（
スライド位ＷＨｉ、クランク軸角度θｉ）を利用して、
そのままの状態から起動した場合におけるスライドの下
死点位置Ｈ１８０を演算子測する。つまり、先行制御用
の偏差を求める。

この実施例における演算子測の技術的根拠とその原理を
第３図を参照して説明する。

第３図において、円軌跡Ｒは、クランク軸７の同心部７
ｅの偏心量Ｅを半径とするものであり、点Ａはコネクテ
ィングロッド６と偏心部７ｅとの連結中心、点Ｂはコネ
クティングロッド６とスライド４との連結中心を示すも
のとする。Ｌはコネクティングロッド６の長さである。

また、θはクランク軸７の回転角度、βはクランク軸７
の軸心（点Ｏ）を通る軸線Ｚに対するコネクティングロ
ッド６の傾斜角である。

クランク軸７の任意の回転角度θｉと点Ａの２軸線方向
下降量Ｙとの関係は、式（１）で現される。

Ｙ＝Ｅ−ｙ ＝Ｅ　（１−ＣｏＳθｉ　　）　・・・−・−・・（１
）したがって、無限長のコネクティングロッド６′で偏
心部７ｅとスライド４とを連結しなと仮定するならば、
クランク軸７か回転角度θｉたけ回動したとき、点Ａは
点ＡＯがら点Ａｉに移動し下降量Ｙだけ降下する。一方
、点Ｂも２点鎖線で示す如く点ＢＯ′　（＝ＢＯ）から
点Ｂｉ′に移動し下降量Ｙだけ降下する。

しかし、点ＢはＺ軸線上を移動するものであるから、点
Ｂの実際の移動は点ＢＯから点Ｂｉであり、実際の下降
量はＹｉとなる。

このＹｉは、式（２）で求められる。

ｙ＋＝ｔ、ｃｏｓβ＋−（Ｌ−Ｙ） ＝＝ｔ、ｃｏｓ　βｒ　　−Ｌ十Ｙ・・・・・・・・・
　　（２ンここで、ｓｉｎβ＋　＝Ｘ、／Ｌ＝Ｅ／Ｌｓ
ｉｎθｉであるから、角度βは、式（３）で現される。

、−１ β＝ｓ＋ｎ　　　Ｘ／Ｌ ＝ＳＩｎ　　　Ｅ／Ｌ　　Ｓｉｎθｉ　−・−−−−（
３）したがって、第２図に示す如く、クランク軸角度が
零度（０゛）すなわち、上死点におけるスライド下面位
置をＨｏとすれば、クランク軸角度θにおけるスライド
の下面位置Ｈｉは、式（４）％式％（４） そして、式（２）、式（１）を代入して、式（５）に整
理できる。

Ｈ＋　　＝Ｈｏ　　−Ｌ　　（１−ｃｏｓ　　β　１）
−Ｅ（１−ＣＯＳθ１）・・・・・・・・・・・・（５
）ところで、クランク軸角度θｉにおけるスライド下面
５の位置Ｈｉには、設計値あるいは基準状態に対して熱
的変形に係る変動分△Ｈが含まれている。したがって、
式（６）が成立する。

Ｈ＋　　　＝ＨＯ−Ｌ　　　（１−ＣＯ３β　ｉ　　）
　　−Ｅ　（１，−ｃｏｓθｉ）±へＨ−・旧−（６）
ここに、式（６）は右辺第１項のクランク軸角度Ｏ゛に
おけるダイハイトＨａは、停止中と起動直後とではほと
んど温度変化がないから一定であり、コネクティングロ
ッド６の長さし、＠合量Ｅも一定である。また、右辺第
２項および第３項はクランク軸角度θ１の函数として求
まる。

しかして、式（６）において、プレス停止中における任
意のクランク軸角度θ１とスライド位置Ｈ１が既知であ
れば、温度変化相当のダイハイト変動分±Δト■を求め
ることができる。

したがって、停止中情報（θｉ、Ｈｉ）から△Ｈを求め
た後に・、式（６）にθ１＝１８０°を代入すれば、式
（７ンの如く、そのまま起動した場合の下死点位置Ｈ１
８０を予測できる。

Ｈ１８０＝Ｈｏ　−Ｌ　（１−ｃｏｓβＨＩＯ）−Ｅ（
１−ｃｏｓθ１８０）±△Ｈ・・・・・・・・・　（７
）すなわち、停止中情報（θｉ、Ｈｉ）を検出すれば、
具体的温度を計らなくとも温度変化に基づくプレス構造
の複雑変形を飲込んだスライド４の下死点位置Ｈ１８０
を具体的かつ定量的に予測演算できる。

また、プレス運転しようとするときのダイハイトＨＳｅ
ｔと予測した下死点位置Ｈ１８０とを比較して、式（８
）により補正量ＨＣを求めることができる。

ＨＣ＝）ＩＳｅｔ　　　−Ｈ２ＳＯ＝−＝−−−−−（
８）ここに、式（６）、（７）の演算式はＲＯＭ４２に
格納され、スライド位置演算手段、補正量算出手段を形
成するＣＰＵ４１は、停止中情報記憶手段としてのＲＡ
Ｍ４３に記憶された停止中情報（θ＋　、Ｈ＋　）を利
用して式（６）、（７）を演算実行してＨ２ＳＯを求め
るとともに式（８）で補正量±ＨＣを求める。

次に、スライド位置調整手段５０は、デジタルスイッチ
から形成された設定器５１と駆動制御器５２とモータ５
３等から形成されている。前記調整機構５４は、モータ
５３を回動させることによりコネクティングロッド６に
対するスライド４の位置を変えることのできるギヤ、ネ
ジ等を含み形成されている。したがって、設定器５１に
ダイハイトを設定すればモータ５３が回転制御されスラ
イド下面５を位置Ｈｓｅｔに位置付けできる。

駆動制御器５２は、設定器５１に設定された設定値相当
のパルス信号を入力としてモータ５３を回転駆動するも
のであり、パルス信号は、ＣＰＵ４１から出力されるも
のと形成されている。

ここに、スライド位置調整手段５０は、図示省略の切替
スイッチを“補正”に切替えると、ＣＰＵ４１からの式
（８）に基づいて求めた補正量ＨＣ相当のパルス信号に
基づいてプレス停止中のスライド位置調整ができる構成
とされている。

次に作用を説明する。

プレス停止中（起動前）に切替スイッチを“補正゛に切
替ると、スライド位置検出器１１とクランク軸角度検出
器２１とが作動して当該スライド位ｉＨｉとクランク軸
角度θｉを検出する（第４図ブロックＬｏｏｍとともに
この停止中情報（θｉ、Ｈｉ）は、停止中情報記憶手段
たるＲＡＭ４３に記憶される。

続いて、ブロック１０２において、下死点位置予測手段
を形成するＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３に記憶された停止
中情報（θｉ、Ｈｉ）を基に、ＲＯＭ４２に格納された
式（６）を演算実行して△トＩを求めるとともに引き続
き式（７）、式（８）により下死点位置Ｈ１８０を求め
る。なお、運転しようとするダイハイトＨｓｅｔは、設
定器５１に設定され、またはＲＡＭ４３にメモリされて
いる。

ここに、ブロック１０４では、予測した下死点位置Ｈ１
８０と設定されたダイハイトＨｓｅｔとを比較して補正
量ＨＣを求める。補正量Ｈａは補正量表示器４５に表示
される。すなわち、式（８）を演算実行し補正量ＨＣが
零（Ｈ１８０＝　Ｈ５ｅｔ）であるときには、ＹＥＳ判
断され補正工程を終了する。

一方、補正量ＨＣが零（０）でないときには、ブロック
１０６において方向性を判断する。予測下死点位置Ｈ１
８０が大きい（＋Ｈｃ）場合には、そのままプレスを起
動させるとスライド下面５が必要以上に上昇してしまう
ので、スライド４を下方に引下げ（マイナス調整）なけ
ればならず、小さい（−Ｈｃ）の場合には、スライド４
を上方に引上げ（プラス調整）なければならない。

この位置調整は、ブロック１０８または１１０で行なわ
れ、補正量１Ｈｃｌが零（０）と判断される（ブロック
１１２）と補正工程を終了する。

これら補正工程中、時々刻々変化するスライド位置すな
わちタイハイドはダイハイト表示器５５に表示される。

しかして、この実施例によれば、停止中情報検出手段１
０と下死点位置予測手段４０とスライド位置調整手段５
０とを備えた構成とされているので、プレス停止中（起
動前）の任意状態における停止中情報（θｉ、Ｈｉ）を
検出し、そのまま起動した場合のスライド４の下死点位
置Ｈ１８０を予測でき、かつ設定ダイハイトＨ３１３ｔ
と予測下死点位置Ｈ１８０とを比較して求めた補正量Ｈ
Ｃだけスライド位置をプレス停止中に自動調整すること
ができる。したかって、従来の如く起動後で下死点を通
過するごとに設定器５１を熟練操作していた煩雑操作が
なくかつ空打ち・不良品発生の犠牲を強いられることな
く、第１ストローク目から高品質プレス加工を達成する
ことができる。

また、停止中情報検出手段１０を形成するスライド位置
検出器１１とクランク軸角度検出器２１とは、それぞれ
絶対値を検出する構成であるので、いかなる状態でプレ
スが停止していても、停止中情報（θｉ　、　Ｈｉ　）
を正確に検出できる。したがって、スライド４の下面５
を特定の位置（例えば、下死点や上死点）に調整するた
めのクランク軸７の回転操作等を必要とすることなく自
動補正できプレス生産能率を高めることができる。

また、下死点位置予測手段４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ
４２等から形成されているので、停止中情報（θｉ　、
　Ｈｉ　）を利用して迅速かつ正確に下死点位置を予測
演算することができる。とともに予測演算は、プレス構
造各所に多数の温度検出器を設けたり、各温度検出器と
各所の伸縮並びにスライド位置との相関を分析したりし
ないで、プレス構造の温度変化に基づく変動部分を飲込
んだものとして下死点位置Ｈ１８０を正確に求めること
ができる。

さらに、スライド位置調整手段５０は、設定器５１、駆
動制御器５２等を含み形成されているので、従来使用方
法も実行することができる。換言すれば、従来スライド
位置調整手段５０の主要構成をそのまま利用できるので
、本発明の具現化を一段と容易に実現できる。

（第２実施例） 第２実施例は、第１実施例の場合と基本構成を同一とし
、さらに、連続ストローク数（Ｓｐｍ）を切替えた場合
にも、Ｓｐｍの大きさに基づく下死点での突込み量を勘
案して、スライド４の下死点位置）ｆ１８０を予測でき
るようしたものである。

すなわち、Ｓｐｍと突込み量とは、当該プレス構造（例
えばスライド駆動系のクリアランス等）から、第５図に
示す如く、予め知ることができる。

そこで、第５図に示すグラフまたはこれ相当のテーブル
や演算式をＲＯＭ４２に予め格納しておき、式（６）に
おける温度変動分△Ｈを求め、その後に下死点位置）１
１８０を予測演算する場合にＳｐｍ相当変化分△Ｈｓｐ
ｍをも見込んで求めるものと形成している。もっとも、
式（８）により求めた補正量Ｈｃから△Ｈｓｐｍを差引
いた量だけ、スライド位置を調整するようにしても実施
することができる。

ここに、本実施例では、Ｓｐｍは、Ｓｐｍ検出器３１に
より自動検出するものとされている。

すなわち、Ｓｐ’ｍ検出器３１は、第１図、第２図に２
点鎖線で示す如く、クランク軸７の駆動モータ３７に連
結されたタコジュネレータ３２、アンプ３３およびＡ／
Ｄ変換器３４とから形成されている。したがって、クラ
ッチ９ｃを外しブレーキ９ｂをかけた状態で駆動モータ
３７を回動させれば、起動スタンバイ状態にあるプレス
停止中にＳｐｍを自動検出でき、かつ当該Ｓｐｍに基づ
くスライド下面５の突込量を勘案したスライド４の下死
点位置Ｈを予測演算することができる。

したがって、この第２実施例によれば、第１実錐例の場
合と同様に起動後の第１ストローク目から設定ダイハイ
トを確立できる。

さらに、Ｓｐｍを切替た場合にも自動補正されるから、
広いプレス加より様に適用できるという一層の実用性拡
大を図ることができる。

なお、以上の実施例では、下死点位置予測手段４０が式
（６）、（７）、（８）を直接演算するものと形成され
ていたが、予め各温度、各Ｓρｍごとの演算結果を第６
図に示すような複数Ｃ図では３本のみ表現）クランク軸
角度−ダイハイトカーブあるいはテーブル等をＲＯＭ４
２に記憶させておき、停止中情報（θｉ、Ｈｉ）から、
そのいずれかのカーブ等を選択するとともに当該カーブ
等の下死点位置をもって予測下死点位置Ｈ１８０を求め
るよう形成しても実施できる。さらに、それらカーブ等
を直接補正量ＨＣを求めることができるように形成して
も実施することができる。

また、各構成要素は、上記例示構成に限定されずに実施
できる。例えば、スライド位置検出器１１は、電磁検出
方式、光電検出方式等としてもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかの通り、本発明は、停止中に検出
した情報から起動時の下死点位置を予測するとともに予
測下死点位置と当該ダイハイト相当下死点位置とを比較
して求めた補正量だけ、停止中にスライド自動調整する
構成であるから、起動・再起動の第１ストローク目から
設定ダイハイトを確立して高品質プレス加工を達成する
ことができる。という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す全体構成図、第２
図は同じくプレスとの関係を説明するための図、第３図
は同じく技術的根拠とその原理を説明するための図、第
４図は同じく動作説明をするためのフローチャート、第
５図は第２実施例におけるＳｐｍと突込量との関係を示
す図および第６図は第１・第２実施例の下死点位置を予
測する←ｍ方法を説明するための図である。 ４・・・スライド、７・・・クランク軸、１０・・・停
止中情報検出手段、１１・・・スライド位置検出器、２
１・・クランク軸角度検出器、３１・・・Ｓｐｍ検出器
、４０・・・下死点位置予測手段、５０・・・スライド
位置調整手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プレス停止中におけるスライド位置とクランク軸
   角度とを検出する停止中情報検出手段と、このプレス停
   止中情報検出手段で検出したスライド位置とクランク軸
   角度とからプレスを起動した場合におけるスライドの下
   死点位置を予測する下死点位置予測手段と、予測された
   スライドの下死点位置と当該ダイハイトに対応するスラ
   イドの下死点位置との差分を補正するようにプレス停止
   中にスライド位置を自動調整するスライド位置調整手段
   とを備えてなるプレスのスライド位置自動補正装置。