JPH09314395A - プレスのダイハイト補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス本体のフレームが熱変形することによ
り精度の高いプレス加工ができない。 【解決手段】 プレス本体１の少なくとも一方の側面
に、下端側を上記プレス本体１に枢着し、上端側を自由
端とした補助フレーム５を設け、かつこの補助フレーム
５の自由端側にスライド位置検出手段８と温度検出手段
１０を、またスライド位置検出手段８に温度検出手段１
１を設けて、上記スライド３の位置と補助フレーム５の
温度及びスライド位置検出手段８の温度をそれぞれ検出
し、かつスライド位置検出手段８が検出した検出値によ
りスライド３をＮＣ制御すると共に、一方の温度検出手
段１０が検出した補助フレーム５の温度及び他方の温度
検出手段１１が検出したスライド位置検出手段８の温度
と、予め設定された基準温度の温度差より得られた温度
変化量を基に補助フレーム５の伸縮量とスライド位置検
出手段８のドリフト量を算出し、得られた値を上記ＮＣ
制御の指令値に加減算して指令値を補正するようにした
もので、フレームが熱変形しても、これに影響されるこ
となく、精度の高いプレス加工が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は高精度のプレス加
工を可能にするプレスのダイハイト補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来プレス機械は上下動自在なスライド
（またはラム）を有していて、スライドに取付けられた
上型とボルスタ（またはベッド）上に設置された下型の
間でプレス加工を行うように構成されている。上記のよ
うなプレス機械では、金型が変る毎にボルスタ上面から
スライド下面までの距離（ダイハイト）を調整してお
り、このダイハイトを精度よく調整することは、精度の
高いプレス加工を行う上で重要である。しかしプレス加
工前にダイハイト量を精度よく調整しても、プレス加工
中にプレス本体を構成するフレームがプレス荷重により
変形するとダイハイト量が変化し、例えばコイニング加
工などを行っている場合、コイニングが不足して不良品
が発生したり、コイニングが過剰となって金型が破損し
たり、早期に摩耗するなどの不具合が発生する。

【０００３】このため従来からフレームに変形が発生し
ても、これに加工精度が影響されないよう種々の方法や
装置が提案されている。例えば特公昭５７−４４４１５
号公報では、加工時伸びの影響を受けない位置のフレー
ム間に門形ガータを固着し、この門形ガータに一対の下
限ストローク制御用バルブを配置し、これら制御用バル
ブの真上に、ラムが下降したとき上記制御用バルブの弁
軸を押圧して昇降シリンダを停止させる作動機構を設け
たプレスブレーキのストローク調整装置が提案されてい
る。また実公平３−４１９１６号公報では、両サイドフ
レームに近接して設けた左右支持フレームに、ラムガイ
ドの前後方向の撓みを検出するセンサを設け、これらセ
ンサが検出した検出値に基づいて上記ラムガイドを前後
に調整することにより精度のよいプレス加工が行えるよ
うにしたプレス加工機のラムガイド調整装置が提案され
ている。

【０００４】一方プレスのダイハイト量の変化はプレス
荷重によりフレームが変形することにより発生する以外
に、プレス加工中温度の影響によりプレス各部が熱膨脹
することによっても発生する。このためダイハイト量が
温度により影響されないようにする方法や装置も種々提
案されている。例えば実開平２−１５９９号公報では、
プレス機の温度を検出する温度センサを設けて、この温
度センサが検出した温度と、予め記憶されたプレス機の
温度に対応するスライドの下死点変化量を比較して、温
度センサよりの温度信号に対応した下死点位置補正量を
演算し、演算結果により駆動モータを制御するようにし
た下死点位置補正装置が提案されている。また特開平４
−１９０９２１号公報では、フレームと上下テーブル、
上下金型の温度変化より熱変位を検出し、得られた検出
値に基づいて上金型と下金型の刃間距離を予め設定され
た設定値に補正処理するようにした補正方法が提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし前者のフレーム
が変形しても精度の高い加工を可能にしたストローク調
整装置や、ラムガイド調整装置では、フレームが熱変形
した場合に発生するダイハイト量の変化には対応できな
い不具合がある。またフレームと別体に支持ブラケット
を設けていても、支持ブラケットが熱変形した場合、ダ
イハイト量が変化するため、上述した不具合が発生す
る。

【０００６】一方後者のフレームの各部の温度を検出し
て、この検出値に基づいて下死点位置を補正したり、上
下金型間の距離を予め設定された設定値に補正するよう
にしたものでは次のような不具合がある。すなわちフレ
ームなどは単純形状ではないことから、複雑な熱変形を
する。このため上記公報のように測定点の温度が同じ場
合でも、運転履歴や加工条件などが変るとフレームなど
の熱変形量は必ずしも同一ではないため、補正誤差が発
生する不具合がある。また通常位置センサには温度ドリ
フトがあることから、使用環境温度の変化や自己発熱に
より出力値が変化するため、位置センサが検出した値を
基に制御しても、精度の高い加工ができない不具合もあ
る。この発明はかかる従来の不具合を改善するためにな
されたもので、熱による影響を最小限とすることにより
精度の高いプレス加工を可能にしたプレスのダイハイト
補正装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するため請求項１記載の発明は、プレス本体の上部
に、スライド駆動手段により上下動自在なスライドを設
けたプレスにおいて、上記プレス本体の少なくとも一方
の側面に、下端側を上記プレス本体に枢着し、上端側を
自由端とした補助フレームを設け、かつこの補助フレー
ムの自由端側にスライド位置検出手段と温度検出手段
を、またスライド位置検出手段に温度検出手段を設け
て、上記スライドの位置と補助フレームの温度及びスラ
イド位置検出手段の温度をそれぞれ検出し、かつスライ
ド位置検出手段が検出した検出値によりスライドの上下
動をＮＣ制御すると共に、一方の温度検出手段が検出し
た補助フレームの温度及び他方の温度検出手段が検出し
たスライド位置検出手段の温度と、予め設定された基準
温度の温度差より得られた温度変化量を基に補助フレー
ムの伸縮量とスライド位置検出手段のドリフト量を算出
し、得られた値を上記ＮＣ制御の指令値に加減算して指
令値を補正するようにしたものである。

【０００８】上記構成によりスライド位置検出手段が検
出したスライド位置検出値によりスライドの上下動をＮ
Ｃ装置により制御すると共に、スライド位置検出手段を
支持する補助フレームの温度と、スライド位置検出手段
の温度を温度検出手段でそれぞれ検出して、補助フレー
ムの伸縮量及びスライド位置検出手段のドリフト量を算
出し、得られた値をスライドの上下動を制御するＮＣ装
置の指令値に加算することにより指令値を補正するよう
にしたことから、プレス加工中気温やプレス本体の温度
が変化しても、これによってダイハイトが変動すること
がないため、精度の高いプレス加工が可能になる。

【０００９】またスライド位置検出手段を補助フレーム
の自由端側とスライドの間に設けたことから、加工すべ
きワークによってプレス荷重が変化し、これによってプ
レス本体のフレームの伸びや口開き量が変化しても、こ
れらに影響されることなくスライドの位置検出が行える
ため、従来の機械プレスのようにプレス荷重が変る毎に
スライドアジャスト装置を調整するなどの煩雑な作業を
必要とせずに一定深さのプレス加工が可能となる。

【００１０】一方請求項２記載の発明は、補助フレーム
をフレームの開口部近傍に設けたものである。

【００１１】上記構成により、補助フレームに設けられ
たスライド位置検出手段や温度検出手段がプレス作業中
プレス本体に発生する振動などの影響を受けることがな
いので、検出手段の信頼性及び寿命向上が図れると共
に、振動により出力にバラツキが発生することもない。

【００１２】また請求項３に記載の発明は、補助フレー
ムの断面形状を全長に亘ってほぼ同形状としたものであ
る。

【００１３】上記構成により、温度−熱伸縮量のヒステ
リシスが少ない単純形状の補助フレームに温度検出手段
を設けることができるから、温度検出手段により補助フ
レームの伸縮量が正確に計算できると共に、補助フレー
ムはプレス荷重による変形などの影響を受けることがな
いため、精度の高い補正値をＮＣ装置へフィードバック
することができ、これによって精度の高いプレス加工が
可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明をＣフレームを有するプ
レスに実施した実施の形態を図１ないし図６に示す図面
を参照して詳述する。図１はダイハイト補正装置が設け
られたプレス本体の側面図、図２はダイハイト補正装置
の作用を示すフローチャート、図３ないし図６ダイハイ
ト補正装置の作用を示す線図である。

【００１５】図１において１は両側にＣフレーム１ａが
配置されたプレス本体で、上部に油圧シリンダなどのス
ライド駆動手段２が設けられており、このスライド駆動
手段２によりスライド３が上下駆動されるようになって
いる。上記スライド３の下面には上型が取付けられ、ま
たベッド１ｂ上に設置されたボルスタ４上には下型（と
もに図示せず）が設けられていて、上記スライド３の下
降に伴い上型と下型の間でプレス加工を行うようになっ
ている。

【００１６】また上記プレス本体１を構成するＣフレー
ム１ａの開口部近傍に、開口部とほぼ同様な形状の補助
フレーム５が設けられている。上記補助フレーム５の下
端側はピン６によりＣフレーム１ａの側面に枢着され、
かつ倒れ止め手段７によりほぼ直立状態に保持されてい
ると共に、上端側は伸縮が拘束されない自由端となって
いて、この自由端側と上記スライド３の後部間にリニア
センサよりなるスライド位置検出手段８が設けられてい
る。

【００１７】上記スライド位置検出手段８はスライド３
の移動方向に支持されたセンサロッド８ａと、このセン
サロッド８ａに嵌挿され、かつ上記補助フレーム５側に
固着されたセンサヘッド８ｂより構成されていて、スラ
イド３とともにセンサロッド８ａが上下動することによ
り、上記センサヘッド８ｂによりスライド３の位置が検
出できるように構成されている。そして上記スライド位
置検出手段８により検出された位置信号は図示しないＮ
Ｃ装置に取込まれ、この位置信号を基にスライド駆動手
段２をＮＣ制御するようになっている。なお、このスラ
イド駆動手段２は、油圧シリンダとサーボ弁を組合せた
油圧サーボ式駆動手段や、電気サーボモータによりねじ
軸を回転してスライド３を上下駆動するねじ式駆動手段
などを採用してもよい。

【００１８】一方上記補助フレーム５の自由端側の直線
部には、補助フレーム５の温度を検出する温度検出手段
１０が、また上記センサヘッド８ｂには、センサヘッド
８ｂの温度を検出する温度検出手段１１が設けられてい
る。そしてこれら温度検出手段１０，１１により検出さ
れた補助フレーム５の自由端側の温度及びセンサヘッド
８ｂの温度は上記ＮＣ装置に取込まれて、予め検出し設
定された基準温度が上記ＮＣ装置により比較されてこれ
らの差が求められ、得られた温度変化量を基にスライド
位置検出手段８の温度によるドリフト量及び上記補助フ
レーム５の伸縮量が演算されて、演算結果がＮＣ制御に
フィードバックされ、ＮＣ制御が演算結果により補正さ
れるようになっている。

【００１９】次に作用を図２以下に示す図面も参照して
説明すると、ボルスタ４上面からスライド３下面までの
距離、すなわちダイハイトＤＨの変化量△ＤＨはボルス
タ４上面よりスライド位置検出手段８のセンサヘッド８
ｂまでの距離ＳＨの変化量△ＳＨと等しいが、スライド
位置検出手段８の温度によるドリフト量が誤差としてで
てくる。またダイハイトＤＨの変化量△ＤＨは金型など
の取合から直接検出することは困難である。そこでセン
サヘッド８ｂまでの距離ＳＨの変化量△ＳＨは熱膨脹に
より決まるので、補助フレーム５の温度を測定して△Ｓ
Ｈに換算し、またセンサヘッド８ｂの温度ドリフト△Ｈ
Ｈを△ｔから換算して、合計ドリフト（△ＤＤ＝△ＳＨ
＋△ＨＨ）をＮＣ制御へフィードバックして、△ＤＤ分
をオフセット（補正）する。

【００２０】実際の補正方法を図２に示すフローチャー
トで説明すると、まずステップＳ₁でセンサヘッド８ｂ
が原点復帰完了したら、ステップＳ₂ で温度検出手段１
０，１１により補助フレーム５の温度（Ｔｏ）及びセン
サヘッド８ｂの温度（ｔｏ）を読込み、続いてステップ
Ｓ₃ まで例えば１０分間隔で温度（Ｔｎ），（ｔｎ）を
読込む。そしてステップＳ₄ へ進んで｜Ｔｎ−（Ｔｎ−
１）｜または｜ｔｎ−（ｔｎ−１）｜≧２℃の判定を行
い、「Ｙ」の場合は急激な温度上昇や低下があったとし
てこれを異常と判断し、ステップＳ₅ へ進んでプレスを
非常停止させる。また「Ｎ」の場合は異常がないものと
してステップＳ₆ へ進んで、Ｔｎ−Ｔｏ及びｔｎ−ｔｏ
を計算し、さらにステップＳ₇ とステップＳ₈ で△ＳＨ
ｎ，△ＨＨｎ及び△ＤＤｎを計算する。

【００２１】なお、△ＤＤｎの計算は次の通りである。 （１）△ＤＤｎ＝△ＳＨｎ＋△ＨＨｎ 補助フレーム５の熱膨脹 △ＳＨｎ＝１１×１０^-6×Ｌ×（Ｔｎ−Ｔｏ）ｍｍ なお１１×１０^-6は補助フレーム５の線膨脹係数 Ｌはボルスタ４上面からセンサヘッド８ｂまでの距離
（ｍｍ） （２）スライド位置検出手段８のドリフト △ＨＨｎ＝［−０．００３４＋１６×１０^-6×ＳＴ］×
（ｔｎ−ｔｏ） なおＳＴはセンサヘッド８ｂのストローク （３）△ＤＤｎは上記（１），（２）から、 △ＤＤｎ＝［−０．００３４＋１６×１０^-6×ＳＴ］×
（ｔｎ−ｔｏ）＋１１×１０^-6×Ｌ×（Ｔｎ−Ｔｏ）

【００２２】そして上記計算により得られたドリフト量
△ＤＤｎと許容誤差がステップＳ９で比較され、△ＤＤ
ｎ≧０．００３ｍｍの場合はステップＳ１０へ、でない
場合はそのまま運転を継続する。

【００２３】上記式により得られた補助値をフィードバ
ックしてＮＣ制御の下死点指令値に加算することにより
ステップＳ₁₀でＮＣ制御を補正するものである。なお上
記計算はセンサヘッド８ｂの検出データが上向きに増加
する場合であるが、下向きで増加するように取付けた場
合は符号が逆になる。すなわち△ＨＨｎは−△ＨＨｎと
なる。また上記計算は温度２点計測でのアルゴリズムを
示すが、予備テストによりｔｎとＴｎがほぼ同一である
と確認できればｔｎ＝Ｔｎとして温度入力を１点とする
ことも可能である。

【００２４】さらに図３及び図４に補助フレーム５の温
度変化と、補助フレーム５の寸法変化によるスライド位
置検出手段８の出力値変化を示す。また比較のため図５
と図６にＣフレーム１ａに直接温度検出手段１０を取付
けて温度を検出した場合のＣフレーム１ａの温度変化と
ダイハイトの変化を示す。

【００２５】一方上記実施の形態では、スライド位置検
出手段８の温度を温度検出手段１１で検出してドリフト
補正を行っているが、温度ドリフトがない、またはきわ
めて少ない位置検出手段の場合この補正は必要なく、ま
たヒートシンクなどを設けてスライド位置検出手段８を
一定の温度に保つことができれば、この補正は不要であ
る。また補助フレーム５を板状としたが、温度の昇降サ
イクルにおいて、温度対伸縮量にヒステリシスがない比
較的単純な形状であればパイプや丸棒、角棒などであっ
てもよい。さらに補助フレーム５を一方のＣフレーム１
ａの側面に設けたが、スライド３が大型の場合、左右一
対設けるか、スライド３の中心部に１個所設けるように
してもよいと共に、スライド３やボルスタ４などの温度
も検出して補正するようにすれば、精度はさらに向上す
る。

【００２６】以上はＣフレーム１ａを有するプレス本体
１に実施した実施の形態について説明したが、図７に示
すストレートサイドプレスに同様に実施することも可能
である。すなわちストレートサイドプレスのプレス本体
１のベッド１ｂとクラウン１ｃの間に設けられたフレー
ム１ａ′に、Ｃフレーム１ａの場合と同様に補助フレー
ム５を設けて、この補助フレーム５の自由端側にスライ
ド位置検出手段８と、温度検出手段１０を、そしてスラ
イド位置検出手段８のセンサヘッド８ｂに温度検出手段
１１を設ければよく、ダイハイト補正の作用について
は、上記Ｃフレーム１ａを有するプレスの場合と同様な
ので、その説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態になるダイハイト補正装
置が設けられたプレスの側面図である。

【図２】この発明の実施の形態になるダイハイト補正装
置の作用を示すフローチャートである。

【図３】この発明の実施の形態になるプレスのダイハイ
ト補正装置に設けられた補助フレームの温度変化を示す
線図である。

【図４】この発明の実施の形態になるプレスのダイハイ
ト補正装置に設けられた補助フレームの寸法変化と温度
検出手段の出力変化を示す線図である。

【図５】プレス本体を構成するＣフレームの温度変化を
示す線図である。

【図６】プレス本体の熱変形によるダイハイトの変化を
示す線図である。

【図７】この発明のダイハイト補正装置をストレートサ
イドプレスに実施した実施の形態を示す説明図である。

【符号の説明】

１…プレス本体 １ａ…Ｃフレーム ２…スライド駆動手段 ３…スライド ５…補助フレーム ８…スライド位置検出手段 １０…温度検出手段 １１…温度検出手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレス本体１の上部に、スライド駆動手
   段２により上下動自在なスライド３を設けたプレスにお
   いて、上記プレス本体１の少なくとも一方の側面に、下
   端側を上記プレス本体１に枢着し、上端側を自由端とし
   た補助フレーム５を設け、かつこの補助フレーム５の自
   由端側にスライド位置検出手段８と温度検出手段１０
   を、またスライド位置検出手段８に温度検出手段１１を
   設けて、上記スライド３の位置と補助フレーム５の温度
   及びスライド位置検出手段８の温度をそれぞれ検出し、
   かつスライド位置検出手段８が検出した検出値によりス
   ライド３の上下動をＮＣ制御すると共に、一方の温度検
   出手段１０が検出した補助フレーム５の温度及び他方の
   温度検出手段１１が検出したスライド位置検出手段８の
   温度と、予め設定された基準温度の温度差より得られた
   温度変化量を基に補助フレーム５の伸縮量とスライド位
   置検出手段８のドリフト量を算出し、得られた値を上記
   ＮＣ制御の指令値に加減算して指令値を補正することを
   特徴とするプレスのダイハイト補正装置。
2. 【請求項２】 補助フレーム５をフレーム１ａの開口部
   近傍に設けてなる請求項１記載のプレスのダイハイト補
   正装置。
3. 【請求項３】 補助フレーム５の断面形状を全長に亘っ
   てほぼ同形状としてなる請求項１または請求項２記載の
   プレスのダイハイト補正装置。