JPH04266498A - プレス機械の下死点制御方法および下死点制御システム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス機械の下死点制
御方法および下死点制御システムに関し、特にプレス機
械の各部の熱膨張等による下死点の変位を補正する下死
点制御方法および下死点制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】精密部品を製造するプレス機械において
は、上金型が下死点に達したときの上下金型間の隙間、
所謂ワークつぶし高さを厳密に維持することにより、所
定の製品精度を確保している。したがって、この種のプ
レス機械においては、機械各部の熱膨張等に対し、運転
時のダイハイト（ボルスタ上面から下死点におけるスラ
イド下面までの高さ位置）を厳密に維持することが要求
され、このために、機械フレーム内に油を循環させて機
械温度の変化を抑制するような温度制御が行われていた
。

【０００３】しかし、このような温度制御方式には、多
大な動力が必要で不経済であった。そこで、従来、例え
ば機械フレームのコラム部等（固定部）にスライドの下
死点位置を高精度に測定するための下死点位置センサを
取付け、熱膨張等によるスライド下死点位置の変化（前
記ダイハイトの変化に置き換えられる）をこのセンサに
より検知して、スライド下死点位置が一定値（厳密には
、その許容範囲内）に入るように下死点制御する方式が
提案されていた（特開昭６０−１４１３９９号公報参照
）。また、停止時のスライド駆動部等の温度を検知し、
スライド上死点位置を補正するようなことも行われてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のプレス機械の下死点制御方式にあっては、下
死点位置センサによってスライド下死点位置の変位を検
知し、その検知結果に従ってスライド下死点制御手段を
作動させてスライド下死点位置を一定に補正制御する構
成であったため、運転時の金型温度変化に伴う金型寸法
の変化（熱膨張等）によって前記ワークつぶし高さ（上
金型が下死点に達したときの上下金型間の隙間）が変化
しても、この変化を検知することができず、プレス加工
精度の低下を招くことがあった。

【０００５】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、金型の温度変化に対応するその金
型の寸法変化を下死点制御に取り込むことにより、下死
点における実際の金型隙間を常に一定に維持するように
して、プレス加工精度の向上を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、運転中のスライド下死点位置を下
死点位置センサによって測定し、該下死点位置センサの
出力変化に対応しスライド下死点制御手段を作動させて
下死点位置を補正するプレス機械の下死点制御方法にお
いて、温度センサにより金型の温度を測定する測定工程
と、該温度センサの出力と前記下死点位置センサの出力
とに基づいて下死点変位量又は下死点位置を算出する算
出工程と、算出工程での算出結果に応じ前記スライド下
死点制御手段を作動させて下死点位置を補正する補正工
程と、を含むことを特徴とするものであり、請求項２記
載の発明は、前記温度センサの出力と前記下死点位置セ
ンサの出力とに基づいて所定の基準値を設定する基準値
作成工程と、基準値作成時に対する下死点変位量の変化
の限界値又は下死点位置の変化の限界値を設定する限界
値設定工程と、を含み、前記補正工程においては、算出
工程での算出結果と該限界値とを比較し、その比較結果
に応じて前記スライド下死点制御手段を作動させること
を特徴とするものであり、請求項３記載の発明は、前記
スライドの上死点位置を上死点位置センサによって測定
し、加工停止時に、該上死点位置センサの出力と前記温
度センサの出力とに基づいて前記スライド下死点制御手
段を作動させることを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項４記載の発明は、スライド下
死点位置を測定する下死点位置センサと、金型温度を測
定する温度センサと、温度センサの出力を金型変位量に
変換し、該金型変位量と下死点位置センサの出力変化と
に基づいて下死点の変位量又は下死点位置を算出する算
出手段と、スライドの下死点位置を調整するスライド下
死点制御手段と、算出手段の算出結果に応じてスライド
下死点制御手段を作動させ、下死点位置を補正する補正
制御手段と、を備えたことを特徴とすものであり、請求
項５記載の発明は、前記温度センサの出力と前記下死点
位置センサの出力とに基づいて所定の基準値を設定する
基準値作成手段と、該基準値作成時に対する下死点変位
量の変化の限界値又は下死点位置の変化の限界値を設定
する限界値設定手段と、を有し、前記補正制御手段が、
算出手段の算出結果と限界値設定手段の設定値とを比較
することを特徴とするものであり、請求項６記載の発明
は、前記スライドの上死点位置を測定する上死点位置セ
ンサを設け、加工停止時に、該上死点位置センサの出力
と前記温度センサの出力とに基づいて前記スライド下死
点制御手段を作動させることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】請求項１、４記載の発明では、金型温度を測定
する温度センサの出力と下死点位置センサの出力とに基
づいて下死点の変位量が算出され、算出された変位量に
応じてスライド下死点制御手段が作動することにより下
死点位置の補正が行われる。したがって、金型温度によ
り変化する金型寸法の変化に対応して下死点補正を行う
ことが可能になる。

【０００９】請求項２、５記載の発明では、金型温度を
測定する温度センサの出力と下死点位置センサの出力と
に基づいて所定の基準値が作成されるとともに、該基準
値に対する限界値が設定され、温度センサの出力から求
めた金型変位量と下死点位置センサの出力とに基づいて
前記基準値に対する下死点変位量又は下死点位置が算出
される。そして、この算出値と前記限界値との比較結果
に応じてスライド下死点位置が補正されることにより、
下死点における実際の金型隙間が一定に維持され、プレ
ス加工精度が高精度かつきわめて安定したものになる。

【００１０】請求項３、６記載の発明では、スライドの
上死点位置が上死点位置センサによって測定され、加工
停止時には、該上死点位置センサの出力と温度センサの
出力とに基づいてスライド下死点制御手段が作動し、温
度変化による下死点の変位を補正する。したがって、加
工開始時に下死点位置が確実に所定範囲内に入るように
することができ、加工開始直後から高精度加工を行うこ
とが可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図８は請求項１〜３記載の発明に係るプレ
ス機械の下死点制御方法を実施する請求項４〜６記載の
下死点制御システムの一実施例を示す図である。まず、
構成を説明する。

【００１２】図１において、１１は上金型、１２は下金
型、１３は上金型を支持するスライド、１４は下金型を
固定するボルスタであり、スライド１３は上金型１１を
支持して図示しないクランクの回転により昇降する。ス
ライド１３はスライド下死点位置調整ネジ１５及び図示
しないリンク部材を介してクランクに連結されており、
このスライド下死点位置調整ネジ１５の回転によってス
ライド１３が上下に変位し、スライド下死点位置、すな
わち、下死点におけるスライド１３（その下面）のボル
スタ１４の上面からの高さが変更および調整される。

【００１３】具体的には、スライド下死点位置調整ネジ
１５にはウォームホイール部１６が形成されており、こ
のウォームホイール部１６はウォーム軸１７に係合し、
ウォーム軸１７の回転に応じてスライド下死点位置調整
ネジ１５を回転させる。ウォーム軸１７にはかさ歯車１
８、１９が固定されており、両者のうち一方のかさ歯車
１８はかさ歯車２２を介して調整軸２１の一端に駆動連
結されている。調整軸２１は、他端側から図示しない手
動ハンドルにより回転させることができるとともに、そ
の中央部で一対のかさ歯車２３、２４、駆動軸２５およ
びベルト２６を介して電動モータ２７に駆動されるよう
になっている。これらスライド下死点位置調整ネジ１５
、ウォーム軸１７、調整軸２１、かさ歯車１８、２２、
２３、２４、駆動軸２５、ベルト２６および電動モータ
２７は、金型交換時等に、各金型の寸法に対応してスラ
イド下死点位置を変更する手段である。

【００１４】また、調整軸２１は、スライド下死点制御
手段である下死点制御シリンダ４５によって回動角度を
調整される。すなわち、下死点制御シリンダ４５は、そ
のロッド４５ａの出入動作によりラック部材４６及びピ
ニオン部材４７を介して調整軸２１を所定角度ずつ回動
させるようになっており、これによって例えば所定の単
位動作当りで５μｍ程度ずつスライド下死点位置を微調
整することができる。また、ピニオン部材４７と調整軸
２１の間に介装されたクラッチ４８によって下死点制御
シリンダ４５と調整軸２１とが適宜接続・遮断される。

【００１５】なお、ウォーム軸１７に固定された他方の
かさ歯車１９は、かさ歯車２９を介して回転検出軸３１
を連動させるようになっており、回転検出軸３１の回転
位置はエンコーダ３２によって検出される。このエンコ
ーダ３２の回転位置検出信号は、例えば金型交換時等に
電動モータ２７を制御する際に必要なスライド下死点位
置測定出力χｓ　となる。

【００１６】３８は、下死点位置センサである。この下
死点位置センサ３８は、例えば渦電流方式の変位センサ
で、スライド１３の側端部に取付けられた検出体３９と
上下に接近・離間し、スライド１３が下死点に達する設
計基準位置において検出体３９と所定隙間δ（この隙間
δは、例えば下死点における上下金型間の隙間の基準値
に設定している）を隔てるよう機械フレーム１のコラム
部２に設置されている。そして、スライド１３が下死点
付近に達しているとき、この下死点位置センサ３８は検
出体３９の数ミクロンの変位を前記所定隙間δの変化と
して検出し数ｍＶのアナログ信号を出力する。すなわち
、下死点位置センサ３８はスライド下死点位置を高精度
に測定可能にするセンサであり、この下死点位置センサ
３８の出力は各センサに対応する増幅器や電源等を内蔵
したセンサ出力調整回路４０に与えられ、隙間寸法測定
出力δｓ　として出力される。

【００１７】また、センサ出力調整回路４０には、上金
型１１の温度を検知する上金型温度センサ４１と、下金
１２の温度を検知する下金型温度センサ４２と、スライ
ド１３の上死点位置を検知する上死点位置センサ４３と
が接続されている。両金型温度センサ４１、４２は、例
えば金型１１、１２に取付けられ（貼付けられ）た公知
の測温抵抗体であり、金型１１、１２の温度変化に対応
する抵抗値変化を生じて温度測定出力θａｓ、θｂｓ（
あるいはθｃｓ、θｄｓ）を変化させることができる。 また、両金型温度センサ４１、４２は、金型１１、１２
側の配線に取付けられたコネクタ部材４３ａ、４４ａと
センサ出力調整回路４０側（プレス機械側）の配線に取
付けられたコネクタ部４３ｂ、４４ｂとを結合させるこ
とによってセンサ出力回路４０に接続されており、金型
交換の際にはコネクタ結合のみで温度センサ４１、４２
の接続ができるようにしている。上死点位置センサ４３
は、下死点位置センサ３８と同様な変位センサであり、
スライド１３が上死点にあるときの基準位置で検出体３
９の上面と所定隙間（後述する隙間ε）を隔てるように
設置され、検出体３９のわずかな変位に対し数ｍＶのア
ナログ信号を出力する。すなわち、上死点位置センサ４
３は、スライダ１３の上死点の位置を厳密に測定可能に
するセンサであり、このセンサ情報は出力調整回４０か
ら隙間寸法計測出力εｓ　として出力される。

【００１８】５０はコントローラであり、このコントロ
ーラ５０は、ＣＰＵ５１と、ＲＡＭ及びＲＯＭを含むメ
モリ部５２と、センサ出力調整回路４０、モータコント
ローラ４３及びソレノイドバルブ４４に接続されたＩ／
Ｏ回路５３と、を有している。ここでＣＰＵ５１は、メ
モリ部５２のＲＯＭ内に格納した所定のプログラムに従
い、センサ出力調整回路４０からＩ／Ｏ回路５３に取り
込んだ入力χｓ　、δｓ　、εｓ　、θａｓ、θｂｓ、
θｃｓ、θｄｓ（以下、ＡＤ変換後のデータにも同一符
号を用いる）、並びに、メモリ部５２内の記憶データ（
後述する）等に基づいて所定の処理（後述する下死点制
御および上死点制御）を実行し、Ｉ／Ｏ回路５３に接続
したモータコントローラ４３並びにソレノイドバルブ４
４に制御信号を送信する。メモリ部５２内には、データ
として、予め金型毎、即ち金型１１、１２や他の金型の
それぞれに対応するスライド下死点位置の設定値データ
（下死点位置センサ３８で測定可能な範囲までスライド
１３の下死点位置を電動モータ２７により変更するため
のデータ：型高さとほぼ等しい）と上死点位置の設定デ
ータとが記憶され、更に金型毎に測定ポイントにおける
金型温度の変化に対応する金型寸法の変化のデータ又は
／及びその演算式等が記憶されている。このコントロー
ラ５０は温度センサ４１、４２の出力を金型の変位量に
対応するデータに変換し、下死点位置センサ３８の出力
と該データとによって機械側と金型１１、１２側との双
方の熱変位を含む下死点変位量を算出する変位量算出手
段であるとともに、その算出結果に応じた制御信号を下
死点制御シリンダ４５側（ソレノイドバルブ４４）に出
力する補正制御手段である。そして、このコントローラ
５０からの制御信号に基づき、モータコントローラ４３
は電動モータ２７を駆動制御し、一方、ソレノイドバル
ブ４４は図外の圧力源からの圧力流体を制御して下死点
制御シリンダ４５を駆動制御する。

【００１９】次に、上記構成を用いた本発明に係る下死
点制御方法の一実施例について、図２、図３に基づいて
説明する。まず、準備工程として、コントローラ５０の
メモリ５２内に必要なデータを記憶させる。この必要な
データとは、例えば、金型１１、１２を含む各金型につ
いて、スライド下死点位置を変更するための前記設定値
データと、温度センサ４１、４２の測定ポイントでの金
型温度変化に対応する金型寸法変化のデータ、更には下
死点変位量算出のための計算式等である。なお、これら
に加えて、上金型１１と下金型１２をプレス機械のスラ
イド１３とボルスタ１４の間に挿入するための設定値デ
ータ、両金型１１、１２をスライド１３とボルスタ１４
に固定するための設定値データ等をメモリ５２に記憶さ
せておくこともできる。

【００２０】次に、プレス機械に所定の金型、例えば金
型１１、１２を取付ける場合、コントローラ５０がその
金型についての設定値データに基づいてモータコントロ
ーラ４３へ制御信号を送り、電動モータ２７が駆動され
ることによりスライド下死点位置が設定値付近に変更さ
れる。このとき、下死点位置センサ３８によって下死点
付近のスライド１３の位置（変位）を検知可能になる。

【００２１】次に、プレス機械の運転を行う場合、所定
の制御基準値の作成（設定）が済んでいるか否か、を判
断し、未作成の場合（例えば金型を取付けた直後の場合
）であれば、下死点制御の基準値作成からスタートする
。この基準値作成工程では、まず、下死点位置センサ３
８によって検出体３９との間隔が安定する所定ショット
数（例えば１００　ショット目）に達したときのスライ
ド下死点位置を測定するとともに（ステップＰ１１）、
温度センサ４１、４２からのデータθａｓ、θｂｓを読
み込んで金型温度を測定する（ステップＰ１２）。この
温度測定は例えばスライド１３を昇降させる駆動源とク
ランク軸（共に図示していない）の間のクラッチを締結
（ＯＮ）させてから５秒間、０．５秒毎に行う。次いで
、複数の温度データθａｓ、θｂｓの平均値を算出して
これらを金型基準温度θａｏ、θｂｏ（所定の基準値）
とするとともに（ステップＰ１３）、前記所定ショット
数でのスライド下死点位置データδｓ　の値δｓｔを基
準スライド下死点位置δｓｔ（所定の基準値）とする。 なお、前記基準スライド下死点位置δｓｔについては、
運転開始から９０〜１００　ショットの間のストローク
毎のスライド下死点位置を測定し、これらの平均値や最
頻値、最大最小の中心値を求めることにより設定するこ
ともできる。前記各算出値δｓｔ、θａｏ、θｂｏは、
リセットされないかぎり、プレス機械の運転、停止（電
源ＯＮ／ＯＦＦ）に拘らず保持しておく。次いで、下死
点補正の上限および下限の管理限界値を設定する（ステ
ップＰ１４）。なお、本実施例では下死点位置の許容変
位を±α（例えばα＝５μｍ）として管理限界値を設定
する。

【００２２】次に、基準値作成後の加工時や再運転時に
は、図３に示す制御が実行される。例えば運転開始から
のショット数（プレス加工の回数）が増加していくと、
プレス加工の繰り返しにより、プレス機械の摺動部や回
転部、駆動部等が発熱するとともにその周辺が熱膨張し
始め、金型１１、１２の温度も上昇し始める。この状態
において、運転開始からのショット数が例えば１００　
をこえたとすると、コントローラ５０は、測定工程に入
り、ショット毎に下死点位置センサ３８からの出力を読
み込んでスライド下死点位置を測定するとともに（ステ
ップＰ１５）、上下金型温度センサ４１、４２からの出
力θａｓ、θｂｓを例えば０．５秒毎に読み込んで金型
温度を測定する（ステップＰ１６）。次に、変位量算出
工程に入り、今回測定したスライド下死点位置データδ
ｓ　と基準スライド下死点位置δｓｔとの差、すなわち
スライド熱変位量Δδｓ　を次式（１）から算出すると
ともに（ステップＰ１７）、Δδｓ　＝δｓ　−δｓｔ
・・・（１）今回測定した温度測定データθａｓ、θｂ
ｓの平均値θａａ、θｂｂを算出する（ステップＰ１８
）し、これらの算出値と金型基準温度θａｏ、θｂｏと
の差Δθａｓ、Δθｂｓを式（２）（３）から求め（ス
テップＰ１９）、Δθａｓ＝θａａ−θａｏ・・・（２
）Δθｂｓ＝θｂｂ−θｂｏ・・・（３）　更に、次式
（４）によって金型１１、１２の熱変位量Δδａｂ（温
度変化による型高さ寸法の変化量）を算出する（ステッ
プＰ２０）。

【００２３】 Δδａｂ＝Ａ・Δθａｓ＋Ｂ・Δθｂｓ・・・（４）但
し、Ａ＝金型高さｈａ　×線膨張係数１２×１０−３×
補正係数ａ（μｍ／℃） Ｂ＝金型高さｈｂ　×線膨張係数１２×１０−３×補正
係数ｂ（μｍ／℃） なお、運転開始からの経過時間Ｔを計測して算出値Δδ
ｓ　とΔδａｂとの読込み時点をマッチングさせるのが
よい。

【００２４】次いで、スライド熱変位量Δδｓ　と金型
熱変位量Δδａｂの差、すなわち下死点における上金型
１１と下金型１２の間の隙間（所謂つぶし高さ）が熱の
影響によって前記制御基準値δ００から変化した量（す
なわち補正制御すべき変位量）ΔδＣＮＴ　を、次式（
５）から算出する（ステップＰ２１）。 ΔδＣＮＴ　＝Δδｓ　−Δδａｂ・・・（５）この変
位量ΔδＣＮＴ　は、実質的な下死点の変位に相当する
から、これを小さくしてやれば、下死点における金型１
１、１２間の隙間がほぼ一定に保たれる。なお、ここで
、両者の差をとるのは、Δδｓ　が正の場合には下死点
の位置は上昇しており、Δδａｂが正の場合には実質的
にその分だけ下死点の位置が下降しているからである。

【００２５】次に、補正工程に入って、下死点変位量Δ
δＣＮＴ　と前記上下の管理限界値とを比較し（ステッ
プＰ２２、Ｐ２３）、下死点変位量ΔδＣＮＴ　が前記
上限の管理限界値（＋α）より大きくなれば、スライド
１３が下方に変位するように下死点制御シリンダ４５が
前記所定単位動作（例えば５μｍ分）をして下死点変位
量ΔδＣＮＴ　をゼロに近づける補正を行う（ステップ
Ｐ２４）。一方、下死点変位量ΔδＣＮＴ　が前記下限
の管理限界値（−α）より小さくなれば、スライド１３
が上方に変位するように下死点制御シリンダ４５が前記
所定単位動作（例えば５μｍ分）をして下死点変位量Δ
δＣＮＴ　をゼロに近づける補正が行われる（ステップ
Ｐ２５）。以下、ステップＰ１５からステップＰ２５ま
での処理が繰り返し実行され、前記金型間隙間（実質的
な下死点位置）が一定範囲に補正制御される。

【００２６】図４〜図６は、以上のような下死点の補正
制御と機械温度との関係を、縦軸を変位量（前記隙間δ
が大きくなる方向を正とする）、横軸を所定条件下での
時間の経過として図示したものである。これらの図にお
いて、図４はプレス機械本体の熱変位を零（ゼロ）とし
た場合を、図５は金型温度変化による金型の熱変位をゼ
ロとした場合を、図６（ａ）及び図６（ｂ）はプレス機
械本体の熱変位と金型熱変位とを含む場合を、それぞれ
図示している。当然ながら、実際には、プレス機械本体
の熱変位があるとともに金型温度変化が生ずるのであり
、プレス機械および金型の熱変位の仕方（温度条件の違
い）によって図６（ａ）又は図６（ｂ）の何れかのよう
な関係で制御されることになる。なお、上記の算出結果
や検知情報等をそれぞれモニタに表示するのが好ましい
。

【００２７】このように本実施例においては、金型１１
、１２の温度を測定する温度センサ４１、４２の出力と
下死点位置センサ３８の出力とに基づいて、スライド下
死点位置の基準値が作成（設定）され、次いで、温度セ
ンサ４１、４２の出力から求めた金型変位データΔδａ
ｂと下死点位置センサの出力変化（Δδｓ　）とに基づ
いて下死点変位量ΔδＣＮＴ　が算出される。そして、
この算出された下死点変位量ΔδＣＮＴ　とその管理限
界値αとの比較結果に応じてスライド下死点位置が補正
されることにより、下死点における実際の金型間隙間が
基準値設定時とほぼ一致するよう一定に維持され、プレ
ス加工精度が高精度でかつきわめて安定したものになる
。

【００２８】なお、本実施例においては、上述した運転
中の下死点制御のみならず、スライドのストローク停止
時の上死点制御をも行う。まず、金型の装着（金型交換
による再装着を含む）直後等には、図７に示すような上
死点位置の基準値作成工程からスタートする。この工程
では、システム電源がＯＮされシステムが起動されてか
ら所定時間経過後、例えば１０秒経過すると、上死点位
置センサ４３によってスライド上死点位置を測定し、こ
の時のスライド上死点位置データεｓｔを基準スライド
上死点位置εｓｔとするとともに（ステップＰ３１）、
温度センサ４１、４２からの温度データθｃｓ、θｄｓ
を読み込んで金型温度を測定する（ステップＰ３２）。 この温度測定は、例えば停止後１０秒後から５秒間、０
．５秒毎に行う。次いで、複数の温度データθｃｓ、θ
ｄｓの平均値を算出してこれらを金型基準温度θｃｏ、
θｄｏとする（ステップＰ３３）。次いで、上限および
下限の管理限界値を設定する（ステップＰ３４）。なお
、本実施例では、実際の上死点位置の許容変位を±β（
例えばβ＝５μｍ）として管理限界値を設定する。また
、各算出値εｓｔ、θｃｏ、θｄｏ、β等は、リセット
されないかぎり、プレス機械の運転、停止（電源ＯＮ／
ＯＦＦ）に拘らず保持しておく。

【００２９】一方、基準作成後の停止中には、システム
電源をＯＮにした状態で、連続加工を行う前あるいは加
工停止後に上死点位置センサ４３からの測定出力εｓ　
を読込み、図８に示すような金型温度変化に対する補正
制御を実行する。すなわち、上死点位置センサ４３から
の情報を読み込んでスライド上死点位置（所定隙間εに
対応する）εｓ　を測定するとともに（ステップＰ３５
）、上下金型温度センサ４１、４２からの出力θｃｓ、
θｄｓを読み込んで金型温度を測定する（ステップＰ３
６）。

【００３０】次いで、今回測定したスライド上死点位置
データεｓ　と基準スライド上死点位置εｓｔとの差、
すなわちスライド１３の熱変位量Δεｓ　（但し、隙間
εの増加はスライド１３の下降側の変位となる）を次式
（１１）から算出し（ステップＰ３７）、 Δεｓ　＝εｓ　−εｓｔ・・・（１１）今回測定した
温度測定データθｃｓ、θｄｓの平均値θｃｃ、θｄｄ
を算出する（ステップＰ３８）し、これらの算出値と金
型基準温度θｃｏ、θｄｏとの差Δθｃｓ、Δθｄｓを
式（１２）（１３）から求め（ステップＰ３９）、Δθ
ｃｓ＝θｃｃ−θｃｏ・・・（１２）Δθｄｓ＝θｄｄ
−θｄｏ・・・（１３）　更に、次式（１４）によって
金型１１、１２の熱変位量Δεｃｄ（温度変化による型
高さ寸法の変化量）を算出する（ステップＰ４０）。

【００３１】Δεｃｄ＝Ａ・Δθｃｓ＋Ｂ・Δθｄｓ・
・・（１４） 但し、Ａ＝金型高さｈａ　×線膨張係数１２×１０−３
×補正係数ａ（μｍ／℃） Ｂ＝金型高さｈｂ　×線膨張係数１２×１０−３×補正
係数ｂ（μｍ／℃） 次いで、スライド熱変位量Δεｓ　と金型熱変位量Δε
ｃｄを加え合わせた量、すなわち前記隙間εで置き換え
た上金型１１と下金型１２の間の隙間が、熱の影響によ
って変化した量（すなわち補正制御すべき変位量）Δε
ＣＮＴ　を、次式（１５）から算出する（ステップＰ４
１）。

【００３２】ΔεＣＮＴ　＝Δεｓ　＋Δεｃｄ・・・
（１５）なお、ここで両者の和をとるのは、Δεｓ　が
正の場合には上・下死点位置は基準値より下降しており
、Δεｃｄが正の場合にも実質的に下死点位置が下降し
ているからである。この変位量ΔεＣＮＴ　は、実質的
な上死点位置の変位に相当するから、これを小さくして
やれば、加工を開始する場合の下死点時金型隙間がほぼ
一定に保たれる。

【００３３】次に、上死点変位量ΔεＣＮＴ　と前記上
限の管理限界値（＋β）とを比較し（ステップＰ４２）
、更に上死点変位量ΔεＣＮＴ　と前記下限の管理限界
値（−β）とを比較する（ステップＰ４３）。そして、
変位量ΔεＣＮＴ　が前記上限の管理限界値より大きけ
れば、スライド１３が上方に変位するように上死点制御
シリンダ４５が前記所定単位動作（例えば５μｍ分）を
して上死点変位量ΔεＣＮＴ　をゼロに近づける補正を
行う（ステップＰ４４）。 一方、上死点変位量ΔεＣＮＴ　が前記下限の管理限界
値より小さければ、スライド１３が下方に変位するよう
に上死点制御シリンダ４５が前記所定単位動作をして上
死点変位量ΔεＣＮＴ　をゼロに近づける補正が行われ
る（ステップＰ４５）。

【００３４】以下、加工が開始（この場合は再開）され
るまで、ステップＰ３５からステップＰ４５までの処理
が繰り返し実行される。したがって、加工開始時におけ
る前記金型間隙間（実質的な下死点位置）が所定範囲内
に入るようにすることができ、加工開始直後から満足な
高精度加工を行うことができる。図９〜図１２は請求項
１〜３記載の発明にかかる下死点制御方法の他の実施例
を示すそのフローチャートである。

【００３５】本実施例においては、準備工程として、コ
ントローラ５０のメモリ５２内にすくなくとも次のよう
なデータ、例えば、金型１１、１２を含む各金型につい
て、スライド下死点位置を変更するための前記設定値デ
ータと、温度センサ４１、４２の測定ポイントでの金型
温度変化に対応する金型寸法変化のデータおよび下死点
変位量算出のための計算式等を記憶させる。

【００３６】次に、プレス機械に所定の金型、例えば金
型１１、１２を取付ける場合、コントローラ５０がその
金型についての設定値データに基づいてモータコントロ
ーラ４３へ制御信号を送り、電動モータ２７が駆動され
ることによりスライド下死点位置が設定値付近に変更さ
れる。このとき、下死点位置センサ３８によって下死点
付近のスライド１３の位置（変位）を測定可能になる。

【００３７】次に、プレス機械の運転を行う場合、図９
に示すように、まず、制御基準値が作成済みか否か判断
し（ステップＰ５０）、未作成であれば、下死点制御の
基準値作成からスタートする。この基準値作成工程では
、まず、下死点位置センサ３８によって所定ショット数
（例えば１００　ショット目）に達したときのスライド
下死点位置δｓｔを測定するとともに（ステップＰ５１
）、温度センサ４１、４２からの出力θａｓ、θｂｓを
読み込んで金型温度を測定する（ステップＰ５２）。こ
の温度測定は例えば前記クラッチを締結（ＯＮ）させて
から５秒間の間、０．５秒毎に行う。次いで、このとき
の温度測定データθａｓ、θｂｓの平均値θａｏ、θｂ
ｏを算出した後（ステップＰ５３）、次式（３１）から
制御基準値δ００（所定の基準値）を算出する（ステッ
プＰ５４）。

【００３８】δ００＝δｓｔ−Ａ・θａｏ−Ｂ・θｂｏ
　　（μｍ）・・・（３１） 但し、Ａ＝金型高さｈａ　×線膨張係数１２×１０−３
×補正係数ａ（μｍ／℃） Ｂ＝金型高さｈｂ　×線膨張係数１２×１０−３×補正
係数ｂ（μｍ／℃） ここで、金型熱変位分を差し引く理由は、隙間δの増加
する方向がスライド１３の上昇（すなわち金型隙間の増
加）方向であるのに対し、金型の熱膨張時の変位量が前
記金型隙間の減少する方向（すなわちスライド１３の下
降方向）となるからである。この制御基準値δ００は、
リセットされないかぎり、プレス機械の運転、停止（電
源ＯＮ／ＯＦＦ）に拘らず保持しておく。次いで、この
制御基準値δ００に対する下死点補正の上限および下限
の管理限界値を設定する（ステップＰ５５）。なお、本
実施例では、制御基準値に対する下死点位置の許容変位
を±α（例えばα＝５μｍ）として管理限界値を設定す
る。

【００３９】次に、基準設定後の通常運転時には、運転
開始からのショット数が増加し、ショット数が例えば１
００　をこえたとすると、コントローラ５０は、測定工
程に入り、ショット毎に下死点位置センサ３８からの出
力δｓ　を読み込んでスライド下死点位置を測定すると
ともに（ステップＰ６１）、上下金型温度センサ４１、
４２からの出力θａｓ、θｂｓを読み込んで金型温度を
測定する（ステップＰ６２）。この測定は０．５秒毎に
複数回行われる。次に、変位量算出工程に入り、複数の
温度測定データから平均温度θａａ、θｂｂが算出され
る（ステップＰ６３）。次いで、現在の下死点位置、す
なわち下死点における上金型１１と下金型１２の間の隙
間（所謂つぶし高さ）が熱の影響によって変化した状態
の下死点位置δｐｒを、次式（３２）から算出する（ス
テップＰ６４）。

【００４０】δｐｒ＝δｓ　−Ａ・θａａ−Ｂ・θｂｂ
（μｍ）・・・（３２） 但し、Ａ＝金型高さｈａ　×線膨張係数１２×１０−３
×補正係数ａ（μｍ／℃） Ｂ＝金型高さｈｂ　×線膨張係数１２×１０−３×補正
係数ｂ（μｍ／℃） 次に、補正工程に入り、下死点位置δｐｒと前記上下の
管理限界値とを比較し（ステップＰ６５、Ｐ６６）、下
死点位置δｐｒが上限の管理限界値（δ００＋α）より
大きければ、スライド１３が下方に変位するように下死
点制御シリンダ４５が所定単位動作（例えば５μｍ分）
をして下死点位置δｐｒを基準値δ００に近づける補正
を行う（ステップＰ６７）。一方、下死点位置δｐｒが
前記下限の管理限界値（δ００−α）より小さければ、
スライド１３が上方に変位するように下死点制御シリン
ダ４５が所定単位動作（例えば５μｍ分）をして下死点
位置δｐｒを基準値δ００に近づける補正が行われる（
ステップＰ６８）。以下、ステップＰ６１からステップ
Ｐ６８までの処理が繰り返し実行され、前記金型間隙間
（実質的な下死点位置）が一定範囲に補正制御される。

【００４１】このように本実施例においては、金型１１
、１２の温度を測定する温度センサ４１、４２の出力と
下死点位置センサ３８の出力とに基づいて、スライド下
死点位置の制御基準値δ００が作成され、温度センサ４
１、４２の出力データθａｓ、θｂｓ（平均値θａａ、
θｂｂ）と下死点位置センサの出力変化（Δδｓ　）と
に基づいて制御基準値δ００に対し下死点位置δｐｒが
算出され、この算出された下死点位置δｐｒと制御基準
値δｏｏの大小関係に応じて下死点制御シリンダ４５に
よる補正動作がされることにより、下死点における実際
の金型間隙間が制御基準値設定時とほぼ一致するよう一
定に維持され、プレス加工精度が高精度でかつきわめて
安定したものになる。

【００４２】また、本実施例においても、上述した運転
中の下死点制御のみならず、図１１、図１２に示すよう
なストローク停止時の上死点制御を行う。この制御では
、まず、基準値差作成済みか否かを判断し（ステップＰ
７０）、金型の装着（金型交換による再装着を含む）直
後には、上死点位置の基準値作成からスタートする。こ
の工程では、システム電源がＯＮされシステムが起動さ
れてから所定時間経過後、例えば１０秒経過すると、上
死点位置センサ４３によってスライド上死点位置を測定
し、この時のスライド上死点位置データεｓｔを基準ス
ライド上死点位置εｓｔとするととに（ステップＰ７１
）、温度センサ４１、４２からの出力θｃｓ、θｄｓを
読み込んで金型温度を測定する（ステップＰ７２）。こ
の温度測定は、例えば５秒間、０．５秒毎に複数回行う
。次いで、複数の温度データθｃｓ、θｄｓの平均値θ
ｃｏ、θｄｏを算出して金型基準温度をθｃｏ、θｄｏ
とする（ステップＰ７３）。次いで、次式（４１）によ
り上死点位置の制御基準値εｏｏを算出する（ステップ
Ｐ７４）。

【００４３】εｏｏ＝εｓｔ＋Ａ・θｃｏ＋Ｂ・θｄｏ
　　・・・（４１） 但し、Ａ＝金型高さｈａ　×線膨張係数１２×１０−３
×補正係数ａ（μｍ／℃） Ｂ＝金型高さｈｂ　×線膨張係数１２×１０−３×補正
係数ｂ（μｍ／℃） 次いで、基準スライド上死点位置値εｓｔに対する上下
の管理限界値を設定する（ステップＰ７５）。なお、本
実施例では、基準スライド上死点位置に対する上死点位
置の許容変位を±β（例えばβ＝５μｍ）として管理限
界値を設定する。また、前記各算出値εｏｏ、εｓｔ、
θｃｏ、θｄｏ、βは、リセットされないかぎり、プレ
ス機械の運転、停止（電源ＯＮ／ＯＦＦ）に拘らず保持
しておく。

【００４４】一方、基準作成後の停止中には、システム
電源をＯＮにした状態で上述したような連続加工を行う
前に、或は加工停止後に上死点位置センサ４３からの測
定出力εｓ　を読込み、金型温度変化に対する補正制御
を実行する。すなわち、上死点位置センサ４３からの情
報を読み込んでスライド上死点位置（所定隙間εに対応
する）εｓ　を測定するとともに（ステップＰ７６）、
上下金型温度センサ４１、４２からの出力θｃｓ、θｄ
ｓを読み込んで金型温度を測定する（ステップＰ７７）
。この温度測定は、例えば５秒間、０．５秒毎に行う。 次いで、今回測定した複数の温度データθｃｓ、θｄｓ
の平均値を算出しこれらを金型基準温度θｃｃ、θｄｄ
とする（ステップＰ７８）。

【００４５】次いで次式（４２）により現在の上死点位
置εｐｒを算出する（ステップＰ７９）。 εｐｒ＝εｓ　＋Ａ・θｃｃ＋Ｂ・θｄｄ　　・・・（
４２）但し、Ａ＝金型高さｈａ　×線膨張係数１２×１
０−３×補正係数ａ（μｍ／℃） Ｂ＝金型高さｈｂ　×線膨張係数１２×１０−３×補正
係数ｂ（μｍ／℃） 次いで、この上死点位置値εｐｒと前記管理限界値（ε
ｏｏ＋β、εｏｏ−β）とを比較し（ステップＰ８０、
８１）、上死点位置εｐｒが前記上限の管理限界値（ε
ｏｏ＋β）より大きければ、スライド１３が上方に変位
するように上死点制御シリンダ４５が前記所定単位動作
（例えば５μｍ分）をして上死点位置εｐｒをεｏｏに
近づける補正を行う（ステップＰ８２）。一方、上死点
位置εｐｒが前記下限の管理限界値（εｏｏ−β）より
小さければ、スライド１３が下方に変位するように上死
点制御シリンダ４５が前記所定単位動作をして上死点位
置εｐｒを制御基準値εｏｏに近づける補正が行われる
（ステップＰ８３）。

【００４６】以下、加工が開始（この場合は再開）され
るまで、ステップＰ７１からステップＰ８３までの処理
が繰り返し実行される。したがって、運転中の下死点制
御時のみならず、加工開始時における前記金型間隙間（
実質的な下死点位置）が所定範囲内に入るようにするこ
とができ、加工開始直後から満足な高精度加工を行うこ
とができる。

【００４７】なお、本実施例においては、変位量算出工
程での算出結果に応じスライド下死点制御手段としての
下死点制御シリンダ４５を作動させているが、電動モー
タ２７を位置決め精度の優れたモータ、例えばサーボ電
動モータ等とし、特に下死点制御シリンダを具備しない
場合は、その高精度電動モータを作動させることによっ
て、下死点位置や上死点位置を制御基準値側に補正させ
てもよい。従って、この場合は電動モータ２７が下死点
制御手段としての役目を受け持つのである。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、４記載
の発明によれば、金型温度を測定する温度センサの出力
と下死点位置センサの出力とに基づいて下死点変位量を
算出し、該算出された下死点変位量に応じスライド下死
点制御手段を作動させることによって下死点補正を行う
ようにしているので、金型温度により変化する金型寸法
の変化に対応して下死点補正することができ、プレス加
工精度をより安定させ向上させることができる。

【００４９】また、請求項２、５記載の発明によれば、
金型温度センサの出力と下死点位置センサの出力とに基
づいて所定の基準値を作成するとともに、該基準値作成
時に対する下死点変位量の変化の限界値又は下死点位置
の変化の限界値を設定し、金型温度センサーの出力と下
死点位置センサの出力とに基づいて算出した下死点変位
量又は下死点位置と前記限界値との比較結果に応じてス
ライド下死点位置を補正するようにしているので、下死
点における実際の金型間隙間を常に基準値設定時と一致
するよう一定に維持することができ、プレス加工精度を
きわめて高精度でかつ安定したものにすることができる
。

【００５０】請求項３、６記載の発明によれば、スライ
ドの上死点位置を上死点位置センサによって測定し、加
工停止時には、該上死点位置センサの出力と温度センサ
の出力とに基づいてスライド下死点制御手段を作動させ
、温度変化による下死点の変位を補正するようにしてい
るので、加工開始時に下死点位置が確実に所定範囲内に
入るようにすることができ、加工開始直後から高精度加
工ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプレス機械の下死点制御方法を実
施する下死点制御システムの一実施例の斜視図である。

【図２】一実施例の下死点制御基準値の作成手順を示す
フローチャートである。

【図３】一実施例の下死点制御手順を示すフローチャー
トである。

【図４】一実施例においてプレス機械本体の熱変位を零
とした場合の下死点変位を示す図である。

【図５】一実施例において金型の熱変位を零とした場合
の下死点変位を示す図である。

【図６】プレス機械本体の熱変位と金型熱変位とを含む
一実施例の制御時の下死点変位を示す図であり、（ａ）
は機械側熱変位と金型による熱変位の方向が逆の場合を
、（ｂ）は機械側熱変位と金型による熱変位の方向が同
じ場合を示す。

【図７】一実施例の上死点制御基準値の作成手順を示す
フローチャートである。

【図８】一実施例の上死点制御手順を示すフローチャー
トである。

【図９】本発明に係るプレス機械の下死点制御方法の他
の実施例を示す図であり、その下死点制御基準値の作成
手順を示す。

【図１０】他の実施例の下死点制御手順を示すフローチ
ャートである。

【図１１】他の実施例の上死点制御基準値の作成手順を
示すフローチャートである。

【図１２】他の実施例の上死点制御手順を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１１　　　　上金型 １２　　　　下金型 １５　　　　下死点位置調整ネジ ３２　　　　エンコーダ ３８　　　　下死点位置センサ ４１　　　　上金型温度センサ ４２　　　　下金型温度センサ ４５　　　　下死点制御シリンダ（下死点御手段）、５
０　　　　コントローラ（変位量算出手段、補正制御手
段、基準値作成手段）