WO2003068490A1 - Presse - Google Patents

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WO2003068490A1
WO2003068490A1 PCT/JP2003/001471 JP0301471W WO03068490A1 WO 2003068490 A1 WO2003068490 A1 WO 2003068490A1 JP 0301471 W JP0301471 W JP 0301471W WO 03068490 A1 WO03068490 A1 WO 03068490A1
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WO
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drive source
slide plate
drive
displacement
control data
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/001471
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shoji Futamura
Keizo Unno
Original Assignee
Institute Of Technology Precision Electrical Discharge Work's
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to CA002452895A priority patent/CA2452895C/en
Priority to EP03705096A priority patent/EP1484170A4/en
Priority to US10/483,284 priority patent/US7143617B2/en
Publication of WO2003068490A1 publication Critical patent/WO2003068490A1/ja
Priority to HK05100311A priority patent/HK1068307A1/xx

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/18—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means
    • B30B1/186—Control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/26—Programme control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/007—Means for maintaining the press table, the press platen or the press ram against tilting or deflection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14—Control arrangements for mechanically-driven presses

Definitions

  • the present invention relates to a press used for forming a metal plate or the like, and more particularly to a press capable of maintaining a slide plate on which a movable mold is mounted in a desired positional relationship with respect to a fixed mold.
  • Press machines are also used for punching presses, draw forming, die forging, and injection molding.
  • a press machine one mold is generally fixed and the other mold is movable.
  • a vertical press machine a lower support, a plurality of supports supported by the lower support, and a support are used.
  • a slide plate which can reciprocate along the columns between the lower support and the upper support, and has a molding space between the lower support.
  • a fixed die is provided on the lower support base
  • a movable die is provided on the lower surface of the slide plate, and a workpiece is formed between the fixed die and the movable die.
  • the slide plate is usually flat and is moved up and down by a drive mechanism.
  • the slide plate is moved while being kept horizontal, but the columns are made thick and rigid to prevent the slide plate from tilting during molding.
  • deflection may occur due to the clearance of the slide part due to bending of the slide plate, etc., and it was necessary to modify the mold to compensate for the inclination.
  • the drive mechanism is mounted on the upper support plate, from which the drive shaft protrudes, and whose tip engages with the slide plate.
  • Servo motors and hydraulic cylinders are used as drive sources for the drive mechanism.
  • the rotation of the motor is converted into vertical motion by a crankshaft or a cam, and the rotation of the shaft is converted into vertical motion by a ball screw.
  • an uneven load may be generated in the mold, and the positional relationship between the fixed mold and the movable mold or the slide plate may not be horizontal.
  • the workpiece made by press molding has a complicated shape such as a three-dimensional shape, the magnitude of the force applied to the slide plate during molding not only changes with the progress of molding, but also the position where the force is applied It was found to work with the molding.
  • FIG. 9 schematically show the reaction force applied to the slide plate when an automobile oil pan is drawn.
  • the slide plate 40 is shown as xy coordinates.
  • the upper die first reaches the drain part of the oil pan and forms the drain part, so the force generated in that part is applied to the fourth quadrant of the xy coordinate.
  • the oil pan will be formed, and will receive large forces w2 and w3 from the second and third quadrants of the coordinates.
  • the force of w l from the beginning becomes small, and the large force w 4 in the first quadrant is also applied, so these combined forces W are applied to the third quadrant.
  • the force of w2 to w4 decreases and the force of w5 is applied, and the resultant force is almost on the X axis and acts to the right of the y axis.
  • the position where the combined force is applied not only moves in a linear direction, but also when a three-dimensionally shaped work is formed, it moves in a biaxial direction, that is, on a slide plate that moves on a plane.
  • the slide plate is not given a rotational moment to tilt the slide plate, but since the position where the force acts moves as described above, the slide plate
  • the position and magnitude of the rotational moment applied to the surface also change.
  • changes in each part of the press machine such as elongation of the columns of the press machine that occur during press forming, bending and bending of the slide plate, upper support plate, and fixed support plate, etc.
  • the shape changes as the press progresses.
  • the manner in which the load is applied changes with the progress of press forming, and the elongation and deformation of each part of the press machine change.
  • the thickness of the slide plate is increased to provide rigidity.
  • the struts were made thicker and the gap between the slide plate and the struts was reduced.
  • the main drive source is driven in a manner according to a desired control mode so as to lower the slide plate, so to speak.
  • the drive source of the slave is driven while controlling to follow the descent of the drive source of the main.
  • the rigidity of the slide plate is set to be sufficiently large, and the entire slide plate is uniformly (for example, while being kept horizontal). It is a method of pressing down, which is effective for large press machines.However, if it is necessary to consider the slide plate and the radius of each part of the machine, it is necessary to follow the main drive source. In the method in which the driving is performed while controlling the driving source of the slave, it is extremely difficult to make the driving source of each slave follow the main driving source so as to eliminate the bending in consideration of the bending. Even if it becomes possible, considering the control by the computer in controlling the main drive source--the drive source of each slave, the amount of processing by the computer becomes extremely large, and a high-speed computer must be installed. I have to help.
  • an object of the present invention is to provide a press in which each drive source can be driven individually, that is, independently, so that the movable mold is always maintained at a desired position with respect to the fixed mold during the press forming. Machine.
  • a further object of the present invention is to provide a press machine for a press machine in which control data corresponding to each drive source is stored in advance in a storage device of a control means for each of a plurality of operation steps when press-forming a work of the same type repeatedly. It is an object of the present invention to provide a press machine in which each driving source is driven independently and asynchronously according to control data stored in each driving source during molding to perform desired molding. . As a result, the molding time for repeated molding can be reduced and
  • the press machine of the present invention comprises:
  • Control means for controlling the driving of each drive source
  • the drive shaft of each drive source engages with the upper surface of the slide plate to displace the slide plate.
  • the control means provides a position change for each drive source for each of a plurality of operation steps during the molding operation, and includes a control amount including a correction amount corresponding to a change in load corresponding to each drive source.
  • a storage device for storing data corresponding to each drive source; and a means for supplying control data stored in the storage device corresponding to each drive source and individually driving each drive source. . It is preferable that the correction amount is supplied to each drive source for a predetermined period from the time when the load on each drive source changes or the time when the load changes.
  • the driving sources are arranged such that the pressing forces from the plurality of driving sources are evenly distributed on the slide plate. Further, it is preferable to use a drive source capable of generating the same amount of pressing force per unit control data. When the same number of drive signal pulses are input to each drive source, it is preferable that the same propulsive force is generated, that is, a drive source of the same specification is used.
  • an engagement portion corresponding to each drive source is provided on a slide plate, and displacement measuring means for measuring displacement according to a change in position of the slide plate is provided near each engagement portion.
  • control means for controlling the drive of the drive source.
  • the control means measures the position change of each drive source using the displacement measurement means at each of a plurality of operation steps during the molding operation, and responds to the change in the load on each drive source.
  • the position change of each drive source is measured to detect a desired displacement position of the entire slide plate, and control corresponding to each drive source for keeping the entire slide plate at the desired displacement position.
  • data is extracted or created and stored in the storage device, the control data is supplied to each of the drive sources, and a means for individually driving each of the drive sources is provided.
  • each drive source When it is preferable to drive the slide plate while keeping the slide plate horizontal, it is necessary to correspond to each drive source so that the slide plate is horizontal at each stage as the desired displacement position of the entire slide plate.
  • the control means keeps the entire slide plate in a desired positional relationship at each of a plurality of operation steps during the trial molding operation.
  • the control data corresponding to each drive source obtained in the manner described above is supplied to each of the drive sources in accordance with the plurality of operation steps during the actual molding operation, and the respective drive sources are individually driven. It can be provided with a means for carrying out.
  • the control means detects a desired displacement position of the entire slide plate by using the displacement measuring means for each of a plurality of operation steps during the trial molding operation, and controls the entire slide plate to the desired slide position. It is preferable to have a means for extracting the control data corresponding to each drive source for keeping the displacement position.
  • FIG. 1 is a front view of an example of a press machine that can be used in the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the press shown in FIG. 1, with its upper support plate partially removed.
  • FIG. 3 is a control system diagram of the press machine of the present invention.
  • FIG. 4 is a graph showing displacement of the slide plate of the press machine with respect to time.
  • Fig. 5 (A), (B), (C) and (D) show the situation where the load applied to the drive source changes while the molding operation is performed by the drive source, with the horizontal axis representing time. It is a graph.
  • FIG. 6 is a plan view of the press shown in FIG. 1 with the displacement measuring means changed.
  • FIG. 7 is a front view of a press having another embodiment.
  • FIG. 8 shows the details of the reference plate in the press shown in FIG. 7.
  • (A) is a plan view of the press shown in FIG. ) Is a side view of the reference plate taken along arrow 8B_8B in FIG. 8A.
  • FIGS. 9 (A), (B) and (C) are diagrams schematically showing the reaction force applied to the slide plate of the press machine over time.
  • FIG. 1 is a front view of the press
  • FIG. 2 is a plan view of the press.
  • the upper support plate is partially removed.
  • a lower support base 10 is fixed on the floor surface, and an upper support plate 30 is held by columns 20 standing on the lower support base.
  • a slide plate 40 that can reciprocate along the column 20 is provided between the lower support 10 and the upper support 30.
  • a molding space is provided between the slide plate and the lower support. There is.
  • a fixed die for press (lower die) 81 is mounted on the lower support base, and a movable die (upper die) 82 corresponding to the fixed die is mounted on the lower surface of the slide plate.
  • a molding plate is inserted between these two molds and molded.
  • a displacement measuring means 50 j is provided between the slide plate and the lower support.
  • the displacement measuring means includes a magnetic scale 51j with a magnetic scale and a magnetic sensor 52j such as a magnetic head provided opposite to the magnetic scale with a small gap. Can be used.
  • the magnetic sensor 52j By moving the magnetic sensor 52j relative to the fixed magnetic scale 51j, its absolute position and displacement speed can be measured. Since such a displacement measuring means is well known to those skilled in the art as a linear magnetic encoder, further description will be omitted. As the displacement measuring means, means for measuring the position by light or sound waves can be used.
  • the upper support plate 30 is provided with five drive sources 60a, 60b, 60c, 60d, and 60e each having a combination of a servo motor and a reduction mechanism.
  • Each drive source The drive shafts 6 1 a, 6 1 b, 6 1 c, 6 1 d, 6 1 e extending downward from the through-holes 7 1 a, 7 1 b (2003), 7 formed in the reference plate 70
  • a ball screw is attached to the drive shaft, for example, to convert the rotation into vertical movement.
  • the rotation of the servomotor moves the slide plate up and down.
  • Each drive source, drive shaft, and engagement portion constitute a drive mechanism.
  • These drive sources are arranged so that the pressing force applied to the slide plate by the multiple drive sources 60a, 60b, 60c, 60d, and 60e is evenly distributed on the slide plate. Preferably. Further, it is preferable that these driving sources generate the same pressing force, that is, they have the same output.
  • Each of the engaging portions 62a, 62b, 62c, 62d surrounds the molding area of the molding space as is apparent from the plan view of Fig. 2, and the engaging portion 62e is formed. For example, the area is provided at the center. And each engaging part 6 2 a, 62 b, 62 c, 62 d,
  • Each displacement measuring means 50a, 50b, 50c, 50d, 50e is provided near 62 e.
  • the displacement measuring means 50a, 50b, 50c, 50d, 50e can be the same as the displacement measuring means 50j attached to the right of the press.
  • Displacement measuring means 50 a, 50 b, 50 c, 50 d, 50 e Magnetic scales 51 a, 5 lb,..., 51 e are attached to the reference plate 70,
  • the magnetic sensors 52a, 52b, ..., 52e of the displacement measuring means are columns attached to the engaging portions 62a, 62b, 62c, 62d, 62e. Supported. Where the reference plate
  • each engaging portion can be measured by 0b, 50c, 50d, and 50e.
  • the reference plate 70 is provided with a gap below the upper support plate 30 and is fixed between the columns 20 while each drive shaft 61 a, 61 b,. ..., 61 e have a through hole 71 a, 71 b-... 71 e that has a sufficient diameter in the part through which the e is passed.
  • the reference plate is not affected. This depends on the shape of the workpiece. 0 and the slide plate 40 may be deformed as the forming progresses as shown by the two-dot broken line in Fig. 1, but since the reference plate 70 is only supported by the columns 20 on both sides. However, the reference plate maintains the reference position independently of the deformation of the slide plate and the upper support plate.
  • Fig. 3 shows the control system diagram of the press machine.
  • the control means 92 has a CPU, and the drive pulse signal is sent from the control means 92 to the drive sources 60 a, 60 b, 60 c, 60 d, and 6 O e via the interface 94. It is sent and drives each drive source to form.
  • a displacement signal of the slide plate is sent to the control means 92 from the displacement measuring means 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50j.
  • the force acting on the slide plate changes as shown in Fig. 9 described above.
  • the load on the drive sources 60a, 60b, 60c, 60d, and 60e changes with the change.
  • the positional relationship between each part of the movable mold corresponding to each drive source and the fixed mold is not uniform. Some of them will push down the slide plate 40 earlier, and some will slow down the push down of the slide plate 40.
  • the advance and the delay are measured by the displacement measuring means 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50j, and they are sent to the control means 92.
  • the displacement of 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50j is set to a desired value, that is, the slide plate at the engagement portion is horizontal, for example.
  • the driving pulse signals to the driving sources 60a, 60b, 60c, 60d, and 60e are adjusted.
  • control data including a drive pulse signal supplied to each drive source is stored in the storage device from the control means for each of a plurality of operation steps.
  • the plurality of operation steps mentioned here can be the elapsed time from the start of the press forming, the descending distance of the slide plate, or the forming operation sequence from the start of the press forming.
  • the first operation stage is the time required for the movable mold to start pressing the plate to be molded or the moving distance until the pressing starts to be started when the slide plate is lowered, and when the molding starts, the control data Since the change of the distance is large, every minute elapsed time or every descent distance (every minute displacement) should be I do.
  • a drive pulse signal is supplied to each drive source, and the slide plate descends to start molding.
  • the reaction force is generated by the slide plate.
  • the drive pulse signal supplied to each drive source is the same, but when the reaction force starts to be applied, the load applied to the drive source becomes uneven, so the drive source with a large load The lower displacement speed is delayed due to the larger resistance.
  • the sliding plate portion corresponding to the driving source in the portion with a small load may not change its descending displacement speed or may increase its displacement relatively.
  • Such displacement is measured by displacement measuring means near each part of the slide plate, and the measured value is returned to the control means 92.
  • the control means 92 returns the slide plate to a substantially horizontal state.
  • the driving pulse signal supplied to each driving source is adjusted.
  • the adjusted drive pulse signal is stored in the storage device 93 corresponding to each drive source along with the displacement or time for each operation stage.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram in which the position of the slide plate, for example, the position change near each drive source is set as the vertical axis, and the forming time is set as the horizontal axis.
  • S indicates the start of molding
  • F indicates the end of molding.
  • the dotted line connecting S and F is the ideal forming line (command value), and can be considered as a progression line corresponding to the command value where the entire slide plate descends approximately.
  • the measured values of the displacement measuring means 50b near the drive source 60b are indicated by thick lines. The slide plate descends horizontally until the load is applied, so that S to A is a straight line.
  • the drive source When a large load starts to be applied from point A, the drive source receives a large resistance and deforms near the area where the load of the press is applied, and a time delay of displacement occurs. The distance becomes relatively large. For this reason, the lead is delayed by ⁇ Zb from the average progression line per certain elapsed time. This displacement delay is measured by the displacement measuring means 50b near that part of the slide plate, and the measured value is sent to the control means 92, where the control means 92 moves the slide plate to the desired displacement.
  • the drive source 60b sends more drive pulse signals than sending it to other drive sources. Repeat this, for example, at position B to make it the same as the others.
  • the load applied to the drive source 60b decreases. . Therefore, the advance becomes faster by ⁇ Zb from the average progression line per certain elapsed time. Therefore, the drive pulse signal sent from the control means 92 to the drive source 60b to reduce the slide plate to a desired displacement is reduced accordingly. By repeating such adjustment, go to molding end F. By performing the same control for the other drive sources, the entire slide plate can be formed while maintaining the desired displacement position. As a result, it is possible to prevent rotation moment from being generated in the slide plate during the molding.
  • Table 1 shows the driving pulse signals.
  • the time column in Table 1 corresponds to the molding time in Fig. 4, and the predetermined pulse indicates the average number of pulses required for each molding time.
  • the driving source 6 Ob receives ⁇ driving pulses during the time from 0 to tA and proceeds to A.
  • the drive source 60b receives nA drive pulse signals during the time from tA to tB, but it is necessary to additionally receive the drive pulse signal of ⁇ n Ab because it is delayed by AZb every predetermined time. is there.
  • the drive source 60b may have a pulse number smaller by ⁇ nBb than the predetermined amount of pulses nB. It also shows that between tC and tF, ⁇ nCb is required more than the predetermined amount nC.
  • each drive source (or each drive source is engaged by the displacement measuring means corresponding to each drive source) at each operation stage.
  • the position of the slide plate in the vicinity is measured, and the drive pulse signal supplied to each drive source is controlled so that the measured value by the displacement measuring means is maintained in the desired displacement positional relationship.
  • the drive pulse signals supplied to each drive source for each operation stage were stored in a storage device as a control data table, and the control data table as shown in Table 1 was stored. become.
  • the above control is basically sufficient, but we try to perform more strict control. Then, it turned out that the problem shown in Fig. 5 actually occurred.
  • FIG. 5 shows the situation where the load applied to the drive source changes while the molding operation is performed by the drive source, with the horizontal axis representing time.
  • FIG. 5 (A) shows a change in the load P
  • FIG. 5 (B) shows a change in the descending speed caused by a delay in control of the drive source. Even if the amount of drive supplied to each drive source is controlled so that the slide plate has the desired displacement 1 at the timing shown in FIG. 4 divided into each stage of the molding operation, (A) in FIG.
  • the timings t1, t2,... At which the change in the load P shown in) generally do not match the timings tA, tB, tC, and tF shown in FIG.
  • the position change of each drive source corresponding to the change of the load on the drive source is measured, and for a predetermined period from before and after the timing t1 of the load change, as shown in FIG.
  • the drive amount is set to be larger than the original amount described with reference to FIG. 4, and the drive amount for the drive source 60b is similarly increased for a predetermined period before and after the timing t2. It is desired to add a correction to make the same small for a predetermined period before and after.
  • (C) in FIG. 5 shows the required speed correction amount for correcting the speed fluctuation shown in (B) in FIG. 5
  • (D) in FIG. 5 shows the amount required in (B) in FIG.
  • the figure shows the required position correction amount for correcting the position change that occurs in response to the speed change. In reality, it is sufficient to correct either the necessary speed correction amount shown in (C) of FIG. 5 or the required position correction amount shown in (D) of FIG.
  • the timings t1, t2, t3,... At which the load P changes as shown in FIG. For a predetermined period of time, for example, the drive source 60b from the point in time slightly before 1 or the point in time t1, for example, a drive amount larger than the original drive amount described with reference to FIG. Apply a drive amount smaller than the original drive amount (for example, by reducing the number of drive pulses).
  • the correction amount for the drive amount to be supplied to each drive source and the timing to supply the correction amount are included in the control data table shown in Table 1 and stored in the storage device.
  • the pulse interval of the drive pulse may be changed, or the number of pulses supplied by means (not shown) may be increased or decreased. In this way, the error due to the control delay described with reference to FIG. 5 is eliminated.
  • control data table stored in the storage device When forming a work with a press machine, the same type of work is usually formed repeatedly. Therefore, when the same type of work is actually formed, the contents of the control data table stored in the storage device are called out by specifying the type of the work from the input means 91 or the like.
  • the control means 92 operates each drive source 60 a... 60 e in accordance with the contents of the control data table via the interface 94, thereby forming the workpiece while keeping the slide plate at a desired displacement position. Can be performed.
  • the cycle time can be reduced compared to when the control data table was created by trial workpiece molding.
  • the cycle time of the trial work molding was 10 seconds, but it was gradually shortened.
  • the cycle time was very short, for example, 1 second. You can also.
  • the cycle time can be reduced by shortening the time interval between drive pulses, eliminating the interval between one operation stage and the subsequent operation stage, or performing direct control using control data.
  • control data table When creating a control data table by trial work molding, it is preferable to move the drive source as slowly as possible to move the slide plate and movable mold slowly. Vibration is caused by impact during molding, or vibration is caused by deformation of the press machine due to the load during molding.Therefore, allow time for the vibration to decrease to within an allowable range. Is preferred. By making it slow, the accuracy of displacement measurement by the displacement measuring means can be maintained and improved. Also, control data can be created even if a relatively slow processing speed is used as the CPU in the control means.
  • the cycle time is shortened by sequentially shortening the time interval between drive pulses during trial molding. Try using drive pulses with short intervals When performing row forming, confirm that the slide plate is maintained in the desired positional relationship by each displacement measuring means. If necessary, correct the number of drive pulses and recreate the control data table in Table 1.
  • the dimensions of the press may be related to the ambient temperature and the temperature rise due to the heat generated by the press, trial molding should be performed at least once daily or every hundreds of moldings when molding repeatedly.
  • the contents of the control data table can be confirmed or corrected while measuring the position of the slide plate by using the displacement measuring means.
  • each drive source such as a control pulse signal, such that the slide plate, that is, the movable mold, is maintained in a desired positional relationship with respect to the fixed mold at each of a plurality of operation steps of the molding progress during the trial press molding.
  • a control pulse signal such that the slide plate, that is, the movable mold
  • each drive source is driven according to the control data table.
  • the concept of the present invention can be modified as follows. For example, if there are multiple presses of a similar type, and the same type of product is to be molded using the same type of die with those presses, a prototype is made with one of the presses. Create a control data table.
  • control data table can be used in other press machines to perform actual molding.
  • control data table can be obtained by virtual press molding using a data processing system or the like, and the control data table can be used for an actual press to perform molding.
  • displacement measuring means 50 a... 50 e are provided near the respective drive sources 60 a.
  • the displacement with respect to 0 is measured.
  • Only the displacement measuring means 50 j measures the displacement of the slide plate 40 with respect to the lower support 10. If the elongation of the column 20 during molding is small or almost nonexistent, it is sufficient to measure the displacement position with respect to the reference plate 70 attached to the column 20.
  • each displacement measuring means 50a ', ?? 50e' , 50 j ′ is provided outside the press machine, and it is more preferable to measure the position optically.
  • FIG. 7 and FIG. 8 show modified examples of the press machine configuration shown in FIG. 1 and FIG.
  • FIG. 7 is a front view of the press
  • FIG. 8 (A) is a plan view of the press taken along the line 8A-8A shown in FIG. 7
  • FIG. 8 (B) is a plan view of the press.
  • FIG. 8 shows a side view of the reference plate taken along the line 8B-8B in (A) of FIG.
  • a reference plate 70 is provided under the upper support plate 30 with a gap, and is fixed between the columns 20 while being fixed. , 61 1e, 61b,..., 61e, through holes 71a, 71b, "', 71e with sufficient diameter So that the deformation of the drive shaft and the slide plate does not affect the reference plate, but more preferably, the reference plate 70 is slightly deformed by the upper support plate 30 or the like. It is hoped that these will not be affected at all.
  • the reference plate 70 ′ is supported and fixed by the lower support 10.
  • details such as displacement measuring means 50 a ′, 50... 5 O e ′ are omitted, and for example, as shown in FIG. Use the measuring means used.
  • the reference plate 70 ' is driven by the drive shafts 61a, 61b, It is composed of, for example, an H-shaped titanium frame that is not obstructed by the 6 1c, 6 1d, 6 1 e and the support 20.
  • the above-mentioned displacement measuring means 50a ', 50b', 50c ', 50d', 50e ' are attached on the frame.
  • the reference plate 70 ′ is supported and fixed to the lower support 10 by a detection support 100 and a connection bar 102, as shown in FIGS. 7 and 8 (A). As shown in (A) and (B) of FIG. 8, a protection bar is provided on the connection bar 102 supported by the detection support 100 between the 70 'and the detection support 100.
  • the reference plate 70 ' is preferably attached via the vibration plate 101. In addition, it is preferable to use a material such as amber which has little heat influence for the detection support 100 and the connection bar 102. According to the above configuration, the reference plate 70 ′ is fixedly supported on the lower support 10, and is completely independent of the deformation of the upper support 30. Industrial applicability
  • the movable die can always be kept in a desired positional relationship with the slide plate or the fixed die during the progress of press forming, and the rotating die can be rotated during the progress of forming. No moment can be generated. Further, it is possible to shorten the molding time in the case of repeated molding.

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Description

明細書 プレス機 技術分野
本発明は金属板などの成形に用いるプレス機、 特に可動金型を取り付けている スライ ド板を固定金型に対して所望の位置関係に保つことができるようにしたプ レス機に関するものである。 背景技術
打ち抜きプレス、 絞り成形、 型鍛造、 射出成形などにもプレス機は用いられる 。 プレス機では一方の金型を固定として、 他方の金型を可動としたものが一般で あり、 縦型プレス機においては、 下部支持台と、 下部支持台で支持された複数の 支柱と、 支柱によって保持されている上部支持板と、 下部支持台と上部支持板の 間で支柱に沿って往復動することができ下部支持台との間に成形空間を持つスラ ィ ド板を持っている。 成形空間で、 下部支持台上に固定金型が、 またスライ ド板 の下面に可動金型が設けられていて、 固定金型と可動金型の間でワークが成形さ れる。 スライ ド板は通常平面状になっていて、 駆動機構によって上下に動かされ る。 固定金型に対して可動金型を所望の位置関係を保ちながら、 例えば可動金型 を水平に保ちながら動かして成形することが望ましい。 そのために、 スライ ド板 は水平に維持されながら動かされるが、 成形時にスライ ド板が傾くのを防ぐため に支柱を太く剛性のあるように作られている。 しかし場合によっては、 スライ ド 板などにたわみ、 スライ ド部のクリアランスによる傾きの発生が生じるので、 そ れを補償するために金型を修正する必要もあった。
駆動機構は上部支持板に取り付けられていて、 そこから駆動軸が出ていてその 先端がスライ ド板と係合するようになっている。 駆動機構の駆動源としてはサー ボモータや油圧シリンダーが用いられている。 モータの場合、 モータの回転がク ランク軸やカムによって上下動に変換されたり、 軸の回転をボールねじによって 上下動に変換されたり している。 プレス成形されるワークの形状によっては金型に偏荷重が生じて、 固定金型と 可動金型あるいはスライ ド板との位置関係が水平でなくなることがある。 スライ ド板を駆動する複数の駆動源を持っている場合には、 複数の駆動源間の同期を維 持するように駆動源を制御してスライ ド板の水平を保つことが提案されている。
ところが、 プレス成形で作られるワークは三次元形状などの複雑形状をしてい るために、 成形時スライ ド板に掛かる力の大きさが成形の進行とともに変化する だけでなく、 力の掛かる位置が成形とともに動くことがわかった。
例えば、 自動車用のオイルパンを絞り成形する場合のスライ ド板に掛かる反力 の様子を模式的に第 9図の （A) 、 ( B ) および （C ) に示している。 これらの 図でスライ ド板 4 0を X y座標として示している。 例えば成形が開始されると、 まず上型がオイルパンのドレイン部に達して、 ドレイン部を成形するのでその部 分で発生した力が X y座標の第 4象限に掛かる。 成形が進んでいくとオイル皿部 を成形するようになるので、 座標の第 2象限と第 3象限からの大きな力 w 2と w 3 を受ける。 そのときには当初からあった w lの力は小さくなり、 第 1象限の大き な力 w 4も加わるので、 これらの合成力 Wが第 3象限に掛かることになる。 更に 成形が進んでいく と w 2〜w4の力は小さくなり w 5の力が加わって、 合成力はほ ぼ X軸上にあって y軸よりも右に働く。
ここで説明した力及び合成力の掛かり方、 大きさ、 その変化はワークの形状や 金型の進む速さによって変わってくるが、 スライ ド板に働く合成力の位置とその 大きさはプレスの進行とともに変わってくるとレヽぅことは一般にいえることであ る。
上の説明でも明らかなように合成力の掛かる位置は直線方向に動くだけではな く、 三次元形状をしたワークを成形する際には二軸方向にすなわち平面上を動く スライ ド板に働く縦方向の合成力がスライ ド板の中央位置に掛かるとスライ ド 板にスライ ド板を傾けさせる回転モーメン トを与えないが、 力の働く位置が上に 述べたように移動するので、 スライ ド板に加わる回転モーメントの位置、 大きさ も変わってくる。 そのために、 プレス成形時に生じるプレス機の支柱の伸び、 曲 がりやスライ ド板、 上部支持板、 固定支持板のたわみなどプレス機各部分での変 形がプレスの進行とともに変わってくる。
このように荷重の掛かり方がプレス成形の進行とともに変化して、 プレス機各 部の伸び、 変形が変化する。
従来においては、 このようなプレス機各部の伸び、 変形を極力小さくするため に、 すなわち、 例えばスライ ド板の傾きや橈みを少なくするために、 スライ ド板 の厚さを大として剛性を与え、 また支柱を太く しかつスライ ド板と支柱との間隙 を小さくするようにしていた。 そして、 複数の駆動源を用いて当該スライ ド板を 押し圧するに当たっては、 いわばメインの駆動源を所望の制御態様に従う形で駆 動させてスライ ド板を下降させてゆくようにし、 他のいわばスレーブの駆動源は 当該メィンの駆動源の下降に追従するように制御しつつ駆動させている。
このメインの駆動源とスレーブの駆動源とを持つ制御方式は、 スライ ド板の剛 性を十分に大としておいて当該スライ ド板全体を一様に （強制的に例えば水平を 保たせつつ） 押下してゆく方式であって、 大型のプレス機においては有効である しかし、 スライ ド板及び機械各部の橈みを考慮せざるを得ないような場合には 、 メインの駆動源に追従させる形でスレーブの駆動源を制御しつつ駆動する方式 では、 上記の撓みを考慮して当該撓みをなくするよう各スレーブの駆動源をメイ ンの駆動源に追従させることが極めて困難になる。 また可能となったとしても、 メィンの駆動源ゃ各スレーブの駆動源を制御するに当たって、 コンピュータによ る制御を考慮すると、 コンピュータの処理量が極めて大となって、 高速のコンビ ユータを搭載せざるを得なくなる。
そこで本発明の目的とするところは、 プレス成形の進行時に固定金型に対して 可動金型を常に所望な位置に保つように各駆動源を個別に、 いわば独立して駆動 することのできるプレス機を提供するものである。
本発明の更なる目的は、 繰り返し同じ品種のワークをプレス成形する場合、 複 数の操作段階毎に各駆動源対応の制御データを予め制御手段の記憶装置に格納し ておいて、 本番のプレス成形時に各駆動源がその格納してある制御データに従つ て、 各駆動源が互いに独立した形で非同期に駆動させられて所望の成形を行うこ とのできるプレス機を提供するものである。 その結果として、 繰り返し成形する場合の成形時間の短縮がはかれるとともに
、 制御手段の C P Uの処理速度が比較的遅いものであっても各駆動源を制御する 処理を可能とし、 結果的に成形時間を短縮することのできるものである。 発明の開示
本発明のプレス機は、 下部支持台と、 '
下部支持台で支持された複数の支柱によって保持されている上部支持板と、 下部支持台と上部支持板の間で往復動することができ、 下部支持台との間に成形 空間を持つスライ ド板と、
複数の駆動源と、
各駆動源をそれぞれ駆動制御する制御手段とを有し、
各駆動源の駆動軸が前記スライ ド板の上面と係合して前記スライ ド板を変位させ るものである。 その制御手段は、 成形操作の間の複数の操作段階毎に、 各駆動源 毎の位置変化を与えるものであって、 かつ各駆動源に対応する負荷の変化に対応 した補正量を含めた制御データを各駆動源対応に格納する記憶装置を備え、 前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している制御データを供給して、 各 駆動源を個別に駆動する手段を備えている。 その補正量は、 各駆動源に対する負 荷が変化する時点あるいは変化する時点から所定期間各駆動源に供給されること が好ましい。
前記複数の駆動源による押し圧力が、 スライ ド板上に均等に分布するようにこ れら駆動源が配置されていることが好ましい。 また単位制御データ当たり同じ大 きさの押し圧力を生じることができる駆動源が用いられていることが好ましい。 それぞれの駆動源に同じ数の駆動信号パルスが入力されたときに、 同じ推進力が 出るすなわち同じ仕様の駆動源が用いられていることが好ましいのである。
あるいは、 そのプレス機は、 各駆動源に対応する係合部がスライ ド板上に設け られていて、 スライ ド板の位置変化に応じて変位を測定する変位測定手段が各係 合部の近くに配置されているとともに、 駆動源を駆動制御する制御手段を持って いる。 制御手段は、 成形操作の間の複数の操作段階毎に、 前記変位測定手段を用 いて各駆動源毎の位置変化を測定し、 かつ各駆動源に対する負荷の変化に対応し た各駆動源毎の位置変化を測定して、 前記スライ ド板全体の所望な変位位置を検 知し、 前記スライ ド板全体を当該所望な変位位置に保っための各駆動源対応の制 御データを抽出してあるいは作り出して前記記憶装置に格納しておき、 当該制御 データが前記各駆動源に供給され、 当該各駆動源を個別に駆動する手段を備えて いることが好ましい。 スライ ド板の水平を保ちながらスライ ド板を駆動させるこ とが好ましい場合には、 スライ ド板全体の所望な変位位置として各段喈において スライ ド板が水平になるように各駆動源に対応した制御データが抽出作成される 試行成形後に、 本番成形を繰り返す場合には、 その制御手段は、 試行成形操作 の間の複数の操作段階毎に、 前記スライ ド板全体を所望な位置関係に保たれるよ うにして得た各駆動源対応の制御データを、 本番の成形操作の間の前記複数の操 作段階に対応せしめて前記各駆動源に供給し、 当該各駆動源を個別に駆動する手 段を備えたものとすることができる。
その制御手段は、 前記試行成形操作の間の複数の操作段階毎に、 前記変位測定 手段を用いて、 前記スライ ド板全体の所望な変位位置を検知し、 前記スライ ド板 全体を当該所望な変位位置に保っための各駆動源対応の前記制御データを抽出す る手段を有することが好ましい。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明に用いることができるプレス機の一例の正面図である。
第 2図は、 第.1図のプレス機の平面図であり、 その上部支持板を一部取り除い て示す。
第 3図は、 本発明のプレス機の制御系統図である。
第 4図は、 プレス機のスライ ド板の変位を時間に対して示すグラフである。 第 5図 （A ) ( B ) ( C ) ( D ) は、 駆動源によって成形操作を行ってゆく間 に、 駆動源に印加される負荷が変化する状況を、 横軸を時間にとって示している グラフである。
第 6図は、 第 1図のプレス機で変位測定手段を変えたものの平面図である。 第 7図は、 他の実施例構成のプレス機の正面図である。 第 8図は、 第 7図に示すプレス機における基準プレートの詳細を示すもので、 ( A ) は第 7図に示すプレス機の矢視 8 A— 8 Aでの平面図であり、 （B ) は第 8図の （A) の矢視 8 B _ 8 Bでの基準プレートの側面図である。
第 9図 （A) ( B ) ( C ) は、 プレス機のスライ ド板にかかる反力を時間の経 過とともに模式的に示す図である。 発明を実施するための最良の形態
まず第 1図， 第 2図を参照して本発明に用いることのできるプレス機の一例を 説明する。 第 1図はプレス機の正面図で、 第 2図はそのプレス機の平面図である 。 第 2図において上部支持板を一部取り除いて示している。 プレス機は下部支持 台 1 0が床面上に固定されていて、 下部支持台に立てられた支柱 2 0によって上 部支持板 3 0が保持されている。 下部支持台 1 0と上部支持板 3 0の間に支柱 2 0に沿って往復動することができるスライ ド板 4 0が設けられており、 スライ ド 板と下部支持台との間に成形空間がある。 この成形空間では、 下部支持台上にプ レス用の固定金型 （下型） 8 1、 スライ ド板の下面に固定金型に対応する可動金 型 （上型） 8 2が取り付けられており、 これら両金型の間に例えば被成形板を入 れて成形するようになつている。 下部支持台 1 0に対するスライ ド板 4 0の位置 を測定するために変位測定手段 5 0 j がスライ ド板と下部支持台の間に設けられ ている。 図では変位測定手段 5 0 j を 1個のみ示しているが、 複数個取り付ける ことができる。 変位測定手段としては磁気目盛の付けられた磁気スケール 5 1 j と、 その磁気スケールに対して小さな間隙を持って対向して設けられた磁気へッ ドなどの磁気センサー 5 2 j とを有するものを用いることができる。 固定した磁 気スケール 5 1 j に対して、 磁気センサー 5 2 j を相対移動させることで、 その 絶対位置及び変位速度などを測定することができる。 このような変位測定手段は リニァ磁気エンコーダとして当業者によく知られたものなのでこれ以上の説明は 省略する。 変位測定手段としては、 光あるいは音波によって位置を測定するもの を用いることもできる。
上部支持板 3 0には駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 0 d、 6 0 eとしてサ ーボモータと減速機構を組み合わせたものが 5個取り付けられている。 各駆動源 から下方向に延びている駆動軸 6 1 a、 6 1 b、 6 1 c、 6 1 d、 6 1 eは基準 プレート 7 0に開けられた通孔 7 1 a、 7 1 b……、 7 l eを通ってスライ ド板 4 0の上面で各係合部 6 2 a、 6 2 b , …… 6 2 eと係合している。 駆動軸のと ころに例えばボールねじが付けられていて、 回転を上下動に変換するようになつ ており、 サーボモータの回転によってスライ ド板を上下動する。 各駆動源と駆動 軸と係合部とで駆動機構を構成している。
複数の駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 0 d、 6 0 eによるスライ ド板への 押し圧力が、 スライ ド板上に均等に分布するようにこれら駆動源が配置されてい ることが好ましい。 また、 これらの駆動源は互いに同じ大きさの押し圧力を生じ る、 すなわち出力が同じであることが好ましい。
各係合部 6 2 a、 6 2 b、 6 2 c、 6 2 dは第 2図の平面図から明らかなよう に成形空間の成形領域を取り囲んでいるとともに、 係合部 6 2 eが成形領域の例 えば中央に設けられている。 そして各係合部 6 2 a、 6 2 b、 6 2 c、 6 2 d、
6 2 eの近くには各変位測定手段 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 0 d、 5 0 eが設 けられている。 変位測定手段 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 0 d、 5 0 eはプレス 機の右に付いている変位測定手段 5 0 j と同様なものを用いることができる。 変 位測定手段 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 0 d、 5 0 eの磁気スケール 5 1 a、 5 l b、 ……、 5 1 eは基準プレート 7 0に取り付けられていて、 変位測定手段の 磁気センサー 5 2 a、 5 2 b、 ……、 5 2 eは各係合部 6 2 a、 6 2 b、 6 2 c 、 6 2 d、 6 2 eに取り付けられた支柱で支持されている。 ここで基準プレート
7 0はスライ ド板 4 0の位置に関係なく同じ位置に保持されている。 そのために 、 スライ ド板 4 0が駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 0 d、 6 0 eの働きによ つて駆動させられたときに、 変位測定手段 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 0 d、 5 0 eによって各係合部の変位を測定することができる。
基準プレート 7 0は第 1図では上部支持板 3 0の下に間隙をおいて設けられ、 支柱 2 0間に渡されて固定されているとともに、 各駆動軸 6 1 a、 6 1 b , …… 、 6 1 eが通されている部分には十分余裕のある径をした通孔 7 1 a、 7 1 b— … 7 1 eを有していて、 駆動軸及ぴスライ ド板の変形によって基準プレートは影 響を受けないようになつている。 これは、 ワークの形によっては、 上部支持板 3 0とスライ ド板 4 0は成形の進行とともに、 第 1図に二点破線で示すように変形 を受けることがあるが、 基準プレート 7 0が両側の支柱 2 0で支えられているだ けなので、 基準プレートはスライ ド板及び上部支持板の変形とは独立して基準位 置を保っている。
プレス機の制御系統図を第 3図に示している。 成形する前に、 あらかじめ入力 手段 9 1から制御手段 9 2に例えば成形する品名や、 成形圧力、 成形時間などを 必要に応じて入力する。 制御手段 9 2は C PUを有しており、 制御手段 9 2から インターフェース 9 4を介して駆動パルス信号が駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c 、 6 0 d、 6 O eに送られて、 各駆動源を駆動して成形する。 変位測定手段 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 0 d、 5 0 e、 5 0 j からスライ ド板の変位信号が制御 手段 9 2に送られる。
成形の進行とともに、 前に説明した第 9図のようにスライ ド板に働く力が変化 する。 その変化に伴って駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 0 d、 6 0 eに対す る負荷が変わってくる。 各駆動源に対応する可動金型の各部位と固定金型との位 置関係が均一でなくなる。 そのうちのあるものはスライ ド板 4 0を早く押し下げ るようになり、 またあるものはスライ ド板 4 0を押し下げる下降が遅くなる。 そ の進みと遅れを変位測定手段 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 0 d、 5 0 e、 5 0 j で測定して、 それらを制御手段 9 2へ送って、 変位測定手段 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 0 d、 5 0 e、 5 0 j の変位が所望の値になるように、 すなわち係合部 の部位におけるスライ ド板が例えば水平となるように駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 0 d、 6 0 eへの駆動パルス信号を調整する。
このようにして、 あるワークを成形する際に、 複数の操作段階毎に、 各駆動源 へ供給した駆動パルス信号を含む制御データを制御手段から記憶装置に格納する ようにする。 ここで言う複数の操作段階として、 プレス成形を開始したときから の経過時間、 スライ ド板の下降距離あるいはプレス成形を開始したときからの成 形操作順序などとすることができる。 例えばスライ ド板を下降していって、 可動 金型が被成形板を加圧し始めるまでの時間、 あるいは加圧し始めるまでの移動距 離を第一の操作段階とし、 その後成形が始まると制御データの変化が大きいので 、 微小な経過時間毎、 あるいは下降距離毎 （微小変位毎） を成形の各操作段階と する。
次に成形時の制御を説明する。 このときに、 各駆動源へ駆動パルス信号が供給 されて、 スライ ド板が下降していき、 成形を開始する。 可動金型 8 2が被成形板 を固定金型 8 1 との間に挟んで金型の一番出ている部分に接触して被成形板を成 形し始めるとその反力がスライ ド板に掛かってくる。 各駆動源に供給されている 駆動パルス信号は同じであるが、 反力が掛かり始めると、 駆動源への負荷の掛か り具合が不均一となってくるので、 負荷の多く掛かっている駆動源はより大き 抵抗を受けて下降変位速度が遅れてくる。 反対に、 負荷の少ない部分にある駆動 源に対応するスライ ド板の部位はその下降変位速度は変わらないか、 相対的に変 位が増すこともある。 このような変位をスライ ド板の各部位の近くにある変位測 定手段が測定して、 その測定値を制御手段 9 2に戻し、 制御手段 9 2ではスライ ド板を実質上水平に戻すように各駆動源に供給する駆動パルス信号を調整する。 この調整した駆動パルス信号を前記操作段階毎の変位、 あるいは時間とともに各 駆動源対応に記憶装置 9 3に記憶する。
第 4図に、 スライ ド板の位置、 例えば各駆動源近くの位置変化を縦軸として、 成形時間を横軸とした説明図を示している。 この図で成形開始時を Sとして、 成 形終了を Fとしている。 Sと Fを結ぶ点線が理想的な成形線 （指令値） で、 近似 的にスライ ド板全体が下降していく指令値に対応する進行線と考えることができ る。 今この上に駆動源 6 0 bの近くでの変位測定手段 5 0 bでの測定値を太い線 で示す。 負荷がかかるまでスライ ド板は水平に下降していくので Sから Aまでは 直線となっている。 Aのところから大きな負荷が掛かり始めて、 駆動源は大きな 抵抗を受けてプレス機の負荷の掛かった付近が変形し、 及び変位の時間遅れが生 じて、 他の部分よりも固定金型との距離が相対的に大きくなる。 そのために、 あ る経過時間当たり平均進行線から Δ Z bだけ進みが遅れる。 この変位の遅れをス ライ ド板のその部位の近くにある変位測定手段 5 0 bが測定して、 その測定値を 制御手段 9 2に送り、 制御手段 9 2ではスライ ド板を所望の変位にするように駆 動源 6 0 bに駆動パルス信号を他の駆動源へ送るよりも多く出す。 それを繰り返 して、 例えば B位置で他と同じとなるようにする。
第 4図の B位置を過ぎると、 駆動源 6 0 bのところに掛かる負荷が小さくなる 。 そこで、 ある経過時間当たり平均進行線から Δ Z bだけ進みが早くなる。 そこ で制御手段 9 2からスライ ド板を所望の変位にするように駆動源 6 0 bに送る駆 動パルス信号をそれだけ少なくする。 このような調整を繰り返して、 成形終了 F まで行く。 他の駆動源についても同様な制御を行うことで、 スライ ド板全体を所 望の変位位置に保ちながら成形することができる。 その結果、 成形の間スライ ド 板に回転モーメン卜が生じないようにすることができる。
この駆動パルス信号を表にしたのが表 1である。 表 1の時間欄には第 4図の成 形時間に対応して示してあり、 所定パルスはその各成形時間に必要とする平均パ ルス数を示す。 そこで駆動源 6 O bは、 0から t Aまでの時間に η θ個の駆動パル スを受けて Aまで進む。 他の駆動源についても同じである。 駆動源 6 0 bは t A から t Bまでの時間に n A個の駆動パルス信号を受けるが、 所定時間毎に A Z bだ け遅れるので Δ n Abの駆動パルス信号を追加して受ける必要がある。 次に t Bか ら t Cまでの間に駆動源 6 0 bは所定量のパルス n Bよりも Δ n Bbだけ少ないパル ス数でよい。 また t Cから t Fまでの間には所定量 n Cよりも Δ n Cbだけ多く必要 とすることを示している。
[表 1 ]
Figure imgf000012_0001
上記の説明で明らかなように、 このよ うな初回あるいは複数回の試行成形の際 に、 操作段階毎に各駆動源に対応した変位測定手段で各駆動源 （あるいは各駆動 源が係合している近傍のスライ ド板の部分） の変位を測定し、 各駆動源へ供給す る駆動パルス信号を制御して、 変位測定手段での測定値が所望の変位位置関係に 保たれるようにしている。 この試行のワーク成形の際に、 操作段階それぞれにつ いて各駆動源へ供給した駆動パルス信号を制御データテーブルとして記憶装置に 蓄えることで、 表 1に示すような制御データテーブルが格納されたことになる。 上述の制御で基本的には十分であるが、 より厳密な制御を行うようにしようと すると実際には、 第 5図に示す如き問題が生じることが判った。 第 5図は駆動源 によって成形操作を行ってゆく間に、 駆動源に印加される負荷が変化する状況に ついて横軸を時間にとって示している。 第 5図の （A) は負荷 Pの変化を示し、 第 5図の （B ) は駆動源に対する制御の遅れによって生じる下降速度の変動を示 している。 成形操作の各段階に分割した第 4図に示したタイミングで、 スライ ド 板が所望の変位 1となるように各駆動源に供給される駆動量を制御しても、 第 5 図の （A) に示した負荷 Pの変化が生じるタイミング t 1， t 2， …は一般には 第 4図に示したタイミング t A, t B, t C, t Fとは合致しない。 このために、 速度 や位置の非所望な変動をなくすることは、 タイミング t Aと t Bとの間隔、 タイミ ング t Bと t Cとの間隔、 タイミング t Cと t Fとの間隔を小に選択して密な制御を 行うことだけでは解決しない。
そこで駆動源に対する負荷の変化に対応した各駆動源の位置変化を測定して、 その負荷変化のタイミング t 1の前後から所定の期間だけ、 第 5図に示すように 、 駆動源 6 0 bに対する駆動量を第 4図に関連して説明した本来の量よりも大と し、 タイミング t 2の前後から所定の期間だけ駆動源 6 0 bに対する駆動量を同 様に大とし、 タイミング t 3の前後から所定の期間だけ同様に小にする補正を加 えることが望まれる。 第 5図の （C ) は第 5図の （B ) に示した速度の変動を補 正する速度補正必要量を示し、 第 5図の （D ) は第 5図の （B ) に示した速度の 変動に対応して生じる位置の変動を補正する位置補正必要量を示している。 現実 には、 第 5図の （C ) に示した速度補正必要量あるいは第 5図の （D ) に示した 位置補正必要量のいずれか一方を補正するようにすれば足りる。
以上の点を考慮して、 上述した試行操作の間に第 5図の （A) に示す如き負荷 Pが変化するタイミング t 1， t 2 , t 3， …を検知しておき、 当該タイミング t 1の少し以前の時点あるいはタイミング t 1の時点から、 所定期間だけ、 例え ば駆動源 6 0 bに対して、 第 4図に関連して説明した本来の駆動量よりも大きい 駆動量 （例えば駆動パルス数を大として） 、 あるいは本来の駆動量よりも小さい 駆動量 （例えば駆動パルス数を小して） を印加するようにする。 成形操作の操作 段階毎に、 各駆動源に供給すべき駆動量についての補正量と、 その補正量を供給 すべきタイミングを表 1に示した制御データテーブルに含めて記憶装置に蓄えさ せる。 なお、 駆動量を大あるいは小にする手法としては、 駆動パルスのパルス間 隔を変化させるようにしたり、 更には図示しない手段により供給するパルスの数 を増加させたり減少させたり してもよい。 このようにすることによって、 第 5図 に関連して説明した制御の遅れによる誤差は解消される。
プレス機でワークを成形するときには通常同じ種類のワークを繰り返し成形す る。 そこで同じ種類のワークを本番成形する際には、 ワークの種類を入力手段 9 1などから特定することで記憶装置に格納されている制御データテーブルの内容 を呼び出す。 制御手段 9 2がィンターフェース 9 4を介して制御データテーブル の内容に従い各駆動源 6 0 a…… 6 0 eを働かすことで、 スライ ド板を所望な変 位位置に保ちながらワーク成形を実行することができる。
繰り返し同じ種類のワークを成形するときには、 試行のワーク成形で制御デー タテーブルを作成したときよりも、 サイクルタイムを短縮することができる。 例 えば、 試行のワーク成形のサイクルタイムが 1 0秒であったものを、 次第に短く していって、 数回の試行を行った後で本番成形を行うときには非常に短いサイク ルタイム例えば 1秒とすることもできる。 サイクルタイムを短縮するには、 駆動 パルスの時間間隔を短く したり、 ある操作段階とそれに続く操作段階との間隔を なく したり、 あるいは制御データによる直接制御にするなどによって行うことが できる。
試行のワーク成形によって制御データテーブルを作成する際には、 できるだけ ゆっく りと駆動源を動かしてスライ ド板、 可動金型をゆつく りと動かすことが好 ましい。 成形時の衝撃によって振動が生じたり、 あるいは成形時の荷重のために プレス機に変形が生じることによって振動があるので、 その振動が許容範囲内に 減少するまでの時間をおいて、 駆動させるのが好ましい。 遅くすることで変位測 定手段による変位測定の正確さを維持、 向上させることができる。 また、 制御手 段にある C P Uとして比較的処理速度の遅いものを用いていても、 制御データを 作成できることになる。
制御データテーブルに従って本番のワーク成形をする際は、 サイクルタイムを 短くすることが好ましいので、 試行成形の際に順次駆動パルスの時間間隔を短く していって、 サイクルタイムを短くする。 順次短い間隔の駆動パルスを用いて試 行成形する際に、 各変位測定手段によってスライ ド板が所望の位置関係に維持さ れていることを確認する。 必要に応じて、 駆動パルスの数を修正して表 1の制御 データテーブルを作り直す。
この試行成形を数回行うことで、 サイクルタイムを短く した制御データテープ ルが作られる。 そこで本番成形を修正した制御データテーブルに従って行うこと で、 可動金型と固定金型とを所望の位置関係に維持しながら短時間で成形するこ とが出来るようになる。 この本番成形は制御データによって各駆動源を動かすの で、 逐一変位測定手段での測定は行う必要がない。 変位測定手段の設けてある位 置によっては、 実作業の時にワークハンドリング操作と干渉することがあるので 、 干渉するおそれのある変位測定手段を取り除いてプレス作業を行うこともでき る。
また、 プレス機の寸法は、 周囲温度及びプレス機の発熱による昇温にも関係す ることがあるので、 繰り返し成形するときには、 毎日少なく とも一度、 あるいは 数百個の成形毎に試行成形を行つてそのときには変位測定手段を用レ、てスライ ド 板の位置を測定しながら制御データテーブルの内容を確認あるいは、 修正するこ ともできる。
以上の説明で可動金型を固定金型に対して水平に維持することを中心にして説 明したが、 ワークの種類、 プレスの種類によっては斜めに維持しておく必要のあ る場合もある。 そこで 「所望の変位位置」 としている。
以上において、 試行のプレス成形時に成形の進行の複数の操作段階毎に固定金 型に対してスライ ド板すなわち可動金型を所望な位置関係に保つように各駆動源 の駆動量例えば制御パルス信号数を抽出して、 それを記憶装置に格納して、 制御 データテーブルとして蓄えておき、 本番成形においてはその制御データテーブル に従って各駆動源を駆動させること、 を説明した。 この本発明のコンセプトを次 のように変更することが可能である。 例えば、 似たタイプのプレス機が複数台有 り、 それらのプレス機で同じタイプの製品を同じタイプの金型を用いて成形する 場合には、 そのうちの 1台のプレス機で試作成形を行い制御データテーブルを作 成しておく。 そして、 その制御データテーブルをそれらのプレス機のうち他のプ レス機で利用して、 本番成形することができる。 更に他のケースとしては、 制御 データテ—ブルを例えばデータ処理システムなどによる仮想的なプレス成形によ つて得ておき、 その制御データテーブルを実際のプレス機に利用して成形を行う こともできる。
なお、 第 1図， 第 2図に示したプレス機では変位測定手段 5 0 a…… 5 0 eが それぞれの駆動源 6 0 a…… 6 0 eの近くに設けられていて、 基準プレート 7 0 に対する変位を測定するようになっている。 変位測定手段 5 0 j のみが、 下部支 持台 1 0に対するスライ ド板 4 0の変位を測定するようになっている。 成形時に 支柱 2 0の伸びが小さいかほとんどない場合は、 支柱 2 0に取り付けた基準プレ ート 7 0に対する変位位置を測定することで十分である。
しかし、 より正確に変位を測定する必要のある場合や支柱 2 0の伸びによる誤 差をさけるためには第 6図に示すように、 各変位測定手段 5 0 a ' 、 …… 5 0 e ' 、 5 0 j ' をプレス機の外部に設けておいて、 光学的に位置を測定するのがよ り好ましい。
第 7図と第 8図とは第 1図と第 2図とに示したプレス機構成の変形例を示す。 第 7図はプレス機の正面図であり、 第 8図の （A ) は第 7図に示す矢視 8 A— 8 Aによるプレス機の平面図を示し、 第 8図の （B ) は第 8図の （A ) の矢視 8 B - 8 Bでの基準プレートの側面図を示す。
第 1図と第 2図とに示すプレス機においては、 基準プレート 7 0が上部支持板 3 0の下に間隙をおいて設けられ、 支柱 2 0間に渡されて固定されているととも に、 各駆動軸 6 1 a、 6 1 b、 …、 6 1 eが通されている部分には十分余裕のあ る径をした通孔 7 1 a、 7 1 b、 " '、 7 1 eを有していて、 駆動軸及びスライ ド 板の変形によって基準プレートに影響を与えないようにされている。 しかし、 よ り好ましくは、 基準プレート 7 0が上部支持板 3 0の僅かな変形などによっても 全く影響を受けないようにすることが望まれる。
この点を解決すべく、 第 7図と第 8図とにおいては、 基準プレート 7 0 ' を下 部支持台 1 0によって支持固定するようにしている。 なお、 第 7図においては、 変位測定手段 5 0 a ' 、 5 0 …… 5 O e' などの細部を省略して示しており、 例えば第 8図の （B ) に示す如く例えば光りビームを用いた測定手段を用いる。 基準プレート 7 0 ' は、 第 8図の （A ) に示す如く、 駆動軸 6 1 a、 6 1 b、 6 1 c、 6 1 d、 6 1 eや支柱 2 0に邪魔にならないようにした形の例えば H字 形のチタン製の枠体で構成される。 そして、 当該枠体上に、 上述の変位測定手段 5 0 a ' 、 5 0 b' 、 5 0 c' 、 5 0 d' 、 5 0 e ' が取り付けられている。 ま た基準プレート 7 0' は、 第 7図と第 8図の （A) とに示す如く検出用支柱 1 0 0と接続バー 1 0 2にて下部支持台 1 0に支持固定され、 基準プレート 7 0' と 検出用支柱 1 0 0との間には第 8図の （A) と （B) に示すように、 検出用支柱 1 0 0で支えられた接続バー 1 0 2の上に防振プレート 1 0 1を介して基準プレ ート 7 0' が取り付けられるのが良い。 なお、 検出用支柱 1 0 0と接続バー 1 0 2には熱影響の少ないアンバーなどの材質を使用するのが良い。 以上の構成によ つて、 基準プレート 7 0' は、 下部支持台 1 0に支持固定されており、 上部支持 板 3 0の変形から完全に独立したものとなる。 産業上の利用可能性
以上詳しく説明したように、 本発明のプレス機ではプレス成形の進行時にスラ ィ ド板あるいは固定金型に対して可動金型を常に所望の位置関係に保つことがで き、 また成形進行時に回転モーメントが生じないようにすることができる。 更に 、 繰り返し成形する場合の成形時間の短縮を図ることができる。

Claims

請求の範囲
1 . 下部支持台と、
下部支持台で支持された複数の支柱によって保持されている上部支持板と、 下部支持台と上部支持板の間で往復動することができ、 下部支持台との間に成形 空間を持つスライ ド板と、
複数の駆動源と、
各駆動源を駆動制御する制御手段とを有し、
各駆動源の駆動軸が前記スライ ド板の上面と係合して前記スライ ド板を変位させ るプレス機において、
当該制御手段は、
成形操作の間の複数の操作段階毎に、 各駆動源毎の位置変化を与えるものであつ て、 かつ各駆動源に対する負荷の変化に対応した補正量を含めた制御データを各 駆動源対応に格納する記憶装置を備え、
前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している制御データを供給して、 各 駆動源を個別に駆動する手段を備えた
ことを特徴とするプレス機。
2 . 前記補正量は、 各駆動源に対する負荷が変化する時点以前あるいは変化 する時点からの所定期間供給されることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のプ レス機。
3 . 前記スライ ド板の上面と係合している係合部が各駆動源に対応してスラ ィ ド板上に設けられていて、 各駆動源の駆動軸が各係合部を押し圧して前記スラ ィ ド板を変位させるとともに、
スライ ド板の位置変化に応じて変位を測定する変位測定手段が各係合部の近くに 配置され、
当該制御手段は、
成形操作の間の複数の操作段階毎に、 前記変位測定手段を用いて各駆動源毎の位 置変化を測定し、 かつ各駆動源に対する負荷の変化に对応した各駆動源毎の位置 変化を測定して、 前記スライ ド板全体の所望な変位位置を検知し、 前記スライ ド 板全体を当該所望な変位位置に保っための各駆動源対応の制御データを抽出して 前記記憶装置に格納しておき、 当該制御データが前記各駆動源に供給され、 当該 各駆動源を個別に駆動する手段を備えた
ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のプレス機。
4 . 当該制御手段は、
試行成形操作の間の複数の操作段階毎に、 前記スライ ド板全体が所望な位置関係 に保たれるようにして得た各駆動源対応の制御データを、 本番の成形操作の間の 前記複数の操作段階に対応せしめて前記各駆動源に供給し、 当該各駆動源を個別 に駆動する手段を備えた
ことを特徴とする請求の範囲第 3項記載のプレス機。
5 . 当該制御手段は、
成形操作の間の複数の操作段階毎に、 前記変位測定手段を用いて各駆動源毎の位 置変化を測定し、 かつ各駆動源に対する負荷の変化に対応した各駆動源毎の位置 変化を測定して、 前記スライ ド板全体を水平に保っための各駆動源対応の制御デ ータを抽出して前記記憶装置に格納しておき、 当該制御データが前記各駆動源に 供給され、 当該各駆動源を個別に駆動する手段を備えた
ことを特徴とする請求の範囲第 3項記載のプレス機。
6 . 前記変位測定手段は、 スライ ド板と下部支持台に支持固定された基準プ レートとの間の変位を測定することを特徴とする請求の範囲第 3項記載のプレス 機。
7 . 前記複数の駆動源による押し圧力がスライ ド板上に分布するように、 前 記複数の駆動源が配置されていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のプレ ス機。
8 . 前記複数の駆動源は互いに単位制御データ当たり同じ押し圧力を生じる ことを特徴とする請求の範囲第 7項記載のプレス機。
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