JPH0341275B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、プレス機械の動的精度を測定する
プレス機械の動的精度測定装置に関する。

（従来の技術） プレス機械では、ラムおよびベツド間に着脱可
能な金型を装着して、被加工材にプレス加工を施
すようにしたものがある。

ところが、こうしたプレス機械で精度の良い加
工を行なうには、型の精度の高いものが必要であ
ると同時に、プレス機械の動的精度が高いことが
必要である。

そこで、プレス機械では評価の１つとなる動的
精度を知るべく、当該動的精度を測定することが
行なわれている。こうした動的精度の測定には、
従来、実際にプレス加工している状態から、非接
触変位計を用いて、ラムの傾き、下死点などの精
度のばらつき、さらにプレス機械の前後左右方向
のぶれを測定することが行なわれている。具体的
には、金型に基準ブロツクを設け、該基準ブロツ
クに対向して基準ブロツクとの距離を検知するセ
ンサーを設ける。そして、実際にプレス加工を行
ない、そのときのセンサー出力でラムの精度のば
らつき、ぶれなどを測定し、プレス機械の動的精
度の評価をしていた。

ところが、こうした動的精度の測定は、実際に
製品を製造しなければ精度測定に必要な加工条件
が得られない。

（発明が解決しようとする問題点） このため、製品が多種に渡るときやプレス仕様
が異なるときなどは、それぞれについて金型を製
作し、またそれに合つた被加工材を準備しなけれ
ばならない問題をもつていた。しかも、金型を使
つて実際に製品を製造するので、型摩耗を防ぐ手
立て、例えば再研磨が必要となる他、被加工材の
機械的性質、例えば板厚等のばらつきの管理が要
求される不具合もあつた。

この発明はこのような問題点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、実際に製品
の製造をすることなく、多くの加工条件でプレス
機械の動的精度の評価を行なうことができるプレ
ス機械の動的精度測定装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上ホルダとこれと離間対向する下ホルダとを有
してなり、プレス機械のラムおよびベツド間に装
着可能な金型模擬体と、前記下ホルダの複数箇所
に設けられ且つ前記上ホルダの昇降方向に軸方向
が前記上ホルダと前記下ホルダとの間の空間に対
して出入自在な進退軸部およびこれらの進退軸部
を軸方向に駆動する駆動手段を有する外力付与機
構と、この外力付与機構を操作する操作部と、前
記上ホルダおよび下ホルダのいずれか一方の内面
に離間方向に沿つて突設された基準ブロツクと、
この基準ブロツクの周囲に離間対向して複数設け
られ各位置から当該基準ブロツクとの距離を検知
するセンサーと、これらセンサーの検出結果と予
め設定された設定値とを差を演算する第１演算部
およびこの第１演算部における演算結果に基づい
て前記プレス機械の動的精度を演算する第２演算
部を有する演算手段と、この演算手段の演算結果
に応じて前記プレス機械の負荷時もしくは無負荷
時の動的精度を表示する表示器とから動的精度測
定装置を構成したことにある。

（作用） 金型模擬体をプレス機械に装着してラム２を上
下動させることで、プレス機械の無負荷時の動的
精度を測定し、また負荷を与えて加工条件を再現
してラム２を上下動させることで、プレス機械の
負荷時の動的精度を測定し、これらで動的精度の
評価を行なう。

（実施例） 以下、この発明を第１図および第２図に示す一
実施例にもとづいて説明する。第１図は動的精度
測定装置を示し、１は金型模擬体である。金型模
擬体１は、プレス機械（図示しない）のラム２側
（プレス機械において上昇動する側）に装着され
るプレート状の上ホルダ３と、同じくベツド４側
に装着される２重プレート状の下ホルダ５とを組
合わせた構造となつている。詳しくは、下ホルダ
５は２枚のプレート５ａ，５ｂをスペーサ６…を
介して重合させてなる。そして、離間する各下ホ
ルダ５の上段側のプレートのコーナ部と、これに
対応する上ホルダ３のコーナ部との間にガイドポ
スト７を摺動ならびに脱着自在に設けた構造が用
いられている。つまり、上ホルダ３は下ホルダ５
に対して接離する方向に移動できるものである。
なお、上ホルダ３にはラム２に固定するためのシ
ヤンク８が設けられている。

そして、こうした上ホルダ３の内面に、例えば
四角柱状をなした４つの基準ブロツク９…（２つ
しか図示していない）が突設されている。基準ブ
ロツク９…は、上ホルダ３の中央を基準とした均
等な４点位置において離間方向沿いに突き出てい
る。また固定側となるプレート５ａの上面には、
センサー支持用のセンサープレート１０が敷設さ
れている。さらに、このセンサープレート１０上
には、例えば２つのセンサーホルダ１１，１１
（一方しか図示せず）が立設されている。センサ
ーホルダ１１，１１は、左側に配置された基準ブ
ロツク９のうちの一方の側方にそれぞれ直角な２
面に沿つて配置される。そして、これら各センサ
ーホルダ１１，１１の上下部に、検知部を基準ブ
ロツク９の側面に対向させて水平センサ１２（非
接触で水平距離を検知するもので、この発明のセ
ンサーに相当）が設けられている。またセンサー
プレート１０上、各基準ブロツク９…と対応する
部位には、検知部を基準ブロツク９の先端面に対
向させて下死点センサ１３（非接触で垂直距離を
検知してラム２の下死点を検出するもので、この
発明のセンサーに相当）が設けられ、これら基準
ブロツク９の周囲に配したセンサー１２…，１３
…にて、ラム２の傾き、水平方向のぶれや振動、
さらに下死点のばらつきなどを検知できるように
している。またこれらセンサー１２…，１３…
は、外部に設けたマイクロコンピユータ１４（演
算手段に相当）を介して表示器１５（例えばオシ
ロスコープなど）に接続されている。マイクロコ
ンピユータ１４は、センサー１２…、センサー１
３…から出力される水平距離データ、垂直距離デ
ータ（検出結果）と予め設定された設定値との差
を演算する演算機能（第１演算部）、およびこの
演算結果に基づいて動的精度を演算する演算機能
（第２演算部）を有している。具体的には、マイ
クロコンピユータ４は第２図に示されるフローチ
ヤートにしたがつてデータを処理して、ラム２の
傾き、水平方向のぶれや振動、下死点のばらつき
などを得られるようにしてある。そして、この結
果を表示器１５で表示するようにしている。

なお、センサホルダー１１には上ホルダ３との
距離を検知する粗動センサー１１ａが設けられて
いて、得られる情報でラム２の作動を指示して、
該ラム２と共に動く基準ブロツク９の下死点の位
置を設定させる構造にしている。

一方、１６は基準ブロツク９…の直下の地点に
対応してそれぞれセンサープレート１０およびプ
レート５ａに据付けられたエアーシリンダ（駆動
手段）である。各エアーシリンダ１６…は、上ホ
ルダ３と下ホルダ５との離間方向沿いに配置さ
れ、進退軸部１６ａの先端を基準ブロツク９の下
死点に臨ませている。

また上ホルダ２と下ホルダ３との間には、両者
間沿いに摺動自在なガイドロツド１７が設けられ
ている。そして、このガイドロツド１７にエアー
シリンダスイツチ１８が摺動可能に設けられてい
る。エアーシリンダスイツチ１８は、例えば上ホ
ルダ２に触れることにより動作するものが用いら
れている。そして、上記エアーシリンダ１６…の
駆動回路１６ｂ（エアーシリンダ１６と共に外力
付与機構を構成するもの）にエアーシリンダスイ
ツチ１８が接続される他、さらに駆動回路１６ｂ
に外部に設置した加工条件設定操作部１９が接続
され、加工条件設定操作部１９で駆動回路１６ｂ
を指示することにより、金型模擬体１において、
無負荷の状態の他、絞りプレスの状態、打抜きプ
レスの状態などを再現できるようにしている。す
なわち、基準ブロツク９と干渉しないようエアー
シリンダ１６…を引込めてラム２を上下動させれ
ば、無負荷状態が形成され、またエアーシリンダ
１６…を突出させて下死点近傍で基準ブロツク９
…に負荷を加えたり、偏荷重が加わるようその負
荷を変化させれば、絞り加工の状態が形成され
る。さらにエアーシリンダスイツチ１８を使つて
基準ブロツク９…に加えられた負荷を下死点で急
激に除けば（エアーシリンダスイツチ１８の作動
で、進退軸部１６ａを退避させる）、打抜き加工
の状態が再現されるようになつている。

次に、このように構成された動的精度測定装置
の作用について説明する。

まず、金型模擬体１を測定しようとするプレス
機械に取付ける。これは、プレス機械のラム２に
上ホルダ３をシヤンク８を用いて固定し、ベツド
４に下ホルダ５をボルトや油圧クランプ（いずれ
も図示しない）を用いて固定することにより行な
われる。むろん、固定後、ガイドポスト７…は脱
す。

しかる後、粗動センサー１１ａを使つて、基準
ブロツク９…がエアーシリンダ１６と当たらない
位置に下死点を設定する。その後、プレス速度の
最大まで何段階にスピードを変化させて、ラム２
を上下動させれば、無負荷時の動的精度が測定さ
れていく。

すなわち、ラム２と共に上下動する基準ブロツ
ク９の下死点のばらつきが下死点センサー１３
で、また水平方向のぶれや振動が水平センサー１
２でそれぞれ捕えられる。詳しくは、マイクロコ
ンピユータ１４では第２図に示されるフローチヤ
ートに沿つて動的精度を検出していく。つまり、
マイクロコンピユータ１４は、まず、水平センサ
ー１２から出力される水平距離データＡ、Ｂ、垂
直センサー１３から出力される垂直距離データＴ
を読込む。ついで、マイクロコンピユータ１４は
水平距離データＡ、Ｂと予め設定されている基準
の設定値Ｘとの差Ｍ、Ｎを演算する。そして、こ
の演算結果Ｍ、Ｎの差から基準ブロツク９に対す
る傾きαを演算する。マイクロコンピユータ１４
は、これと共に垂直距離Ｔと予め設定されている
基準の設定値Ｙとの差βを演算する。これによ
り、基準ブロツク９の下死点のばらつき、水平方
向のぶれや振動が検出されていく。そして、これ
ら演算値Ｍ、Ｎ、α、βを表示器１５に、例えば
線図などで表示していく。こうしたばらつき、ぶ
れ、振動を見て、無負荷時の動的精度を評価す
る。

また下死点の設定位置を変えて、下死点におい
てエアーシリンダ１６が基準ブロツク９で押込ま
れる状態に設定し、該下死点の近傍で基準ブロツ
ク９に負荷が加わるようにする。ついで、ラム２
を上下動させる。このとき、負荷（エアーシリン
ダー１６…による）をプレス機械の能力の最大ま
で何段階に変化させ、先の無負荷のときと同様、
プレス速度を変化させたり、その際、プレス機械
の前後および左右方向で偏荷重が加わるよう複数
のエアーシリンダ１６…の負荷を変えたりして、
絞り加工を再現し、マイクロコンピユータ１４
で、そのときセンサー１２，１３から出力される
水平距離データＡ、Ｂ、垂直距離データＴを第２
図に示されるフローチヤートにしたがつて演算処
理し、演算結果となる下死点のばらつき、水平方
向のぶれや振動、ラム２の傾きを表示器１５を通
して見れば、負荷時の動的精度を評価できること
になる。

またこうしたことに加え、エアーシリンダスイ
ツチ１８を下死点と対応する位置に配置して、こ
のエアーシリンダスイツチ１８を用い、ラム２が
下死点に至るところでエアーシリンダ１６…の負
荷を急激に取り去れば、打抜き加工が再現され、
同様に表示器１５を通じて負荷時の動的精度を評
価できることになる。しかも、これと同時に打抜
き加工特有のブレークスルー量（被加工材を打抜
き終つた後のラム２の振動量で、型寿命を縮める
とされる）を測定することができる。なお、実験
によれば、基準ブロツク９を４つもつものは、±
1μｍレベルといつた高精度な測定ができるもの
であつた。

かくして、プレス仕様（ダイハイト、速度、出
力）が異なるプレス機械でも、従来のように、実
際にプレス機械を使つて製造することなしに動的
精度を測定できる。

これ故、プレス機械の仕様に合つた金型、被加
工材の製作、型摩耗を防ぐための手間、被加工材
の機械的性質の管理などが不要となる。そのう
え、各種プレス加工を再現できるから、加工法に
最も適したプレス機械を簡単に選択（動的精度測
定による）できる利点もある。

なお、この発明は上述した実施例に限らず、第
３図に示される他の実施例のようにしてもよい。
すなわち、第２図には上ホルダ２と下ホルダ５の
中央に基準ブロツク９を１つ配し、その基準ブロ
ツク９の周囲に水平センサー１２、下死点センサ
ー１３、粗動センサー１１ａを設ける他、エアー
シリンダ１６で上ホルダー３に負荷を加えるよう
にしたものである。

このような簡便な構造でも、先の一実施例と同
様、動的精度を測定することができる。実験によ
れば、±5μｍレベルの精度で動的精度を測定でき
るものであつた。

しかも、こうした加え、装置をコンパクト、か
つ安価にできる利点がある。但し、ガイド付のエ
アーシリンダを使用して上下ホルダ３，５を締結
する構造にすれば、一実施例で必要で有つたガイ
ドポスト７も不要できるものである。

なお、上述の説明では表示にオシロスコープを
用いたが、それ以外のCRTやプリンタを用いて
もよい。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、実際に
製品の製造をすることなく、多くの加工条件でプ
レス機械の動的精度の評価を行なうことができ
る。

これ故、プレス機械の仕様に合つた金型、被加
工材の製作、型摩耗を防ぐための手間、さらには
被加工材の機械的性質の管理などをなくすること
ができる。しかも、各種プレス加工を再現できる
から、加工法に最も適したプレス機械を簡単に選
択できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の動的精度測定装
置を示す半断面図、第２図は動的精度を測定する
推移を示すフローチヤート、第３図はこの発明の
他の実施例の要部を示す正面図である。 １……金型模擬体、３……上ホルダ、５……下
ホルダ、９……基準ブロツク、１２……水平セン
サー、１３……下死点センサー、１４……マイク
ロコンピユータ（演算手段）、１５……表示器、
１６……エアーシリンダ、１９……加工条件設定
操作部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上ホルダとこれと離間対向する下ホルダとを
   有してなり、プレス機械のラムおよびベツド間に
   装着可能な金型模擬体と、 前記下ホルダの複数箇所に設けられ且つ前記上
   ホルダの昇降方向に軸方向が前記上ホルダと前記
   下ホルダとの間の空間に対して出入自在な進退軸
   部およびこれらの進退軸部を軸方向に駆動する駆
   動手段を有する外力付与機構と、 この外力付与機構を操作する操作部と、 前記上ホルダおよび下ホルダのいずれか一方の
   内面に離間方向に沿つて突設された基準ブロツク
   と、 この基準ブロツクの周囲に離間対向して複数設
   けられ各位置から当該基準ブロツクとの距離を検
   知するセンサーと、 これらセンサーの検出結果と予め設定された設
   定値とを差を演算する第１演算部およびこの第１
   演算部における演算結果に基づいて前記プレス機
   械の動的精度を演算する第２演算部を有する演算
   手段と、 この演算手段の演算結果に応じて前記プレス機
   械の負荷時もしくは無負荷時の動的精度を表示す
   る表示器とを具備したことを特徴とするプレス機
   械の動的精度測定装置。