JP2018171625A - プレス装置、プレスシステム、及びプレス情報取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックしやすい情報を得ることができるプレス装置、プレスシステム、及びプレス情報取得方法を提供する。【解決手段】プレス装置１は、上型ＵＤと下型ＬＤとを含む金型を用いてプレス加工を行うプレス装置であって、下型ＬＤが取り付けられるためのボルスタ２と、上型ＵＤが取り付けられるためのスライド３と、スライド３と連結され、スライド３をボルスタ２の上方で昇降させるプレス機構６と、ボルスタ２の周囲を囲むように立設され、プレス機構６をボルスタ２の上方で支持する支持フレーム４と、水平方向に離間した複数箇所で、支持フレーム４又は金型に加わる荷重を検出するロードセンサＫＳと、昇降方向におけるスライド３の位置をスライド位置として検出するリニアスケールＬＳとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、プレス加工を行うためのプレス装置、プレスシステム、及びプレス情報取得方法に関する。

プレス機械は、上型が取り付けられたスライドを下降させて、ボルスタ上に配設された下型に上型を圧接することによって、下型と上型とに挟まれたワークをプレス加工する。プレス加工の際、上型が傾いていると、プレス圧力に偏りが生じ、いわゆる偏荷重となって、プレス加工の品質低下を招くことが知られている。

そこで、プレス機械の機枠を構成する四本の支柱状のコラムに加わるプレス荷重を検出し、各コラムの荷重の遅れ時間から、プレス機械の平行度の診断を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−１１３３９９号公報

ところで、プレスの偏荷重が生じる原因の一つに、金型形状がある。金型の凹凸の形状、深さ、数、凹凸の配置等が、金型位置によって大きくばらついていると、プレスしたときに金型に加わる荷重に偏りが生じ、偏荷重が生じる。従って、金型形状を修正することによって、偏荷重を低減することができる。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、偏荷重が発生していることや、その偏りを知ることはできるものの、偏荷重が発生しているという情報や、どちら方向に傾いている、といった情報だけでは、金型の改善にフィードバックすることが難しかった。

本発明の目的は、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックしやすい情報を得ることができるプレス装置、プレスシステム、及びプレス情報取得方法を提供することである。

本発明に係るプレス装置は、上型と、前記上型の鉛直方向下側に位置する下型とを含む金型を用いてプレス加工を行うプレス装置であって、前記下型が取り付けられるボルスタと、前記上型が取り付けられるスライドと、前記スライドと連結され、前記スライドを前記ボルスタの上方で昇降させるプレス機構と、前記プレス機構を前記ボルスタの上方で支持する支持フレームと、水平方向に離間した複数箇所で、前記支持フレーム又は前記金型に加わる荷重を検出する荷重検出部とを備え、前記昇降方向における前記スライドの位置をスライド位置として検出する位置検出部をさらに備え、前記フレームは、前記ボルスタの周囲を囲む。

この構成によれば、荷重検出部によって、水平方向に離間した複数箇所で支持フレーム又は金型に加わる荷重が検出され、位置検出部によって、昇降するスライドの位置がスライド位置として検出される。スライドの位置がわかれば、スライドに取り付けられた上型の位置がわかり、上型と下型との位置関係がわかる。従って、上型と下型との位置関係と、水平方向に離間した複数箇所で支持フレーム又は金型に加わる荷重とがわかる。上型と下型との位置関係に対応して水平方向に離間した複数箇所で支持フレーム又は金型に加わる荷重がわかれば、上型と下型とがどのような位置関係にあるときに、あるいはどの程度勘合しているときに偏荷重が生じるのかがわかるから、金型のどのような形状が偏荷重を生じているのかを推定することが容易になる。従って、この構成によれば、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックしやすい情報として、水平方向に離間した複数箇所で支持フレーム又は金型に加わる荷重と、スライド位置とを得ることができる。

また、前記支持フレームは、前記ボルスタを間に挟んで所定の第一方向に離れて設けられた二本の支柱と、前記ボルスタを間に挟んで前記第一方向と交差する第二方向に離れて設けられた二本の支柱とを含み、前記荷重検出部は、四本の前記支柱に加わる荷重をそれぞれ検出することが好ましい。

この構成によれば、四本の支柱に加わる荷重から、間接的に金型に加わる荷重及びその偏りを検出することができるので、大きな圧力が加わる金型のプレス圧力を直接検出するよりも、金型に加わる荷重及びその偏りを検出することが容易である。

また、本発明に係るプレスシステムは、上述のプレス装置と、前記スライド位置と、そのスライド位置に前記スライドが位置したときに前記位置検出部により検出された前記複数箇所の荷重とを対応付ける位置荷重情報を生成する位置荷重情報生成部とを備える。

この構成によれば、位置荷重情報生成部によって、スライド位置と、そのスライド位置にスライドが位置したときに位置検出部により検出された複数箇所の荷重とを対応付ける位置荷重情報が生成される。位置荷重情報によれば、上型と下型とがどのような位置関係にあるときに、あるいはどの程度勘合しているときに偏荷重が生じるのかがわかるから、金型のどのような形状が偏荷重を生じているのかを推定することが容易になる。従って、この構成によれば、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックしやすい情報として、位置荷重情報を得ることができる。

また、画像を表示する表示装置に前記位置荷重情報を表示させる表示処理部をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、位置荷重情報が画像として表示されるので、ユーザが位置荷重情報を把握することが容易である。

また、前記表示処理部は、前記スライド位置を表す位置軸と前記荷重を表す荷重軸とを有する二次元平面上にグラフ化して前記位置荷重情報を表す荷重グラフを表示させることが好ましい。

この構成によれば、スライド位置と荷重との関係がグラフ化されて可視化されるので、上型と下型とがどのような位置関係にあるときに、あるいはどの程度勘合しているときに偏荷重が生じるのかをユーザが把握することが容易となる。

また、前記スライド位置の入力を受け付けるスライド位置受付部をさらに備え、前記表示処理部は、前記スライド位置受付部によって受け付けられたスライド位置における前記下型と前記上型との位置関係を表す態様で、前記下型の断面形状を表す下型画像と前記上型の断面形状を表す上型画像とを表示させることが好ましい。

この構成によれば、スライド位置に応じて下型と上型とがどのような位置関係、どのような勘合状態になっているのかを上型画像と下型画像とから具体的に把握することができるので、位置荷重情報を金型の改善にフィードバックすることが容易になる。

また、前記スライド位置の入力を受け付けるスライド位置受付部をさらに備え、前記表示処理部は、前記スライド位置受付部によって受け付けられたスライド位置における前記下型と前記上型との位置関係を表す態様で、前記下型の断面形状を表す下型画像と前記上型の断面形状を表す上型画像とを表示させ、かつ前記下型画像、前記上型画像、及び前記荷重グラフを一画面で表示させることが好ましい。

この構成によれば、スライド位置と荷重との関係がグラフ化された荷重グラフと、スライド位置に応じた下型と上型との位置関係及び勘合状態を断面形状で示す画像とが一画面中に表示されるので、ユーザが位置荷重情報を金型の改善にフィードバックすることが容易になる。

また、前記表示処理部は、前記荷重グラフにおいて、前記スライド位置受付部によって受け付けられたスライド位置を示すカーソルを表示することが好ましい。

この構成によれば、カーソルで示されたスライド位置に応じた下型と上型との位置関係及び勘合状態を断面形状で示す画像が表示され、かつその画像の状態に対応する荷重を荷重グラフのカーソル位置から読み取ることができるので、ユーザが位置荷重情報を金型の改善にフィードバックすることが容易になる。

また、本発明に係るプレス情報取得方法は、金型の上型が取り付けられるスライドと、前記上型の鉛直方向下側に位置する金型の下型が取り付けられるボルスタと、前記スライドと連結され、前記スライドを前記ボルスタの上方で昇降させるプレス機構と、前記プレス機構を前記ボルスタの上方で支持する支持フレームとを備えたプレス装置の情報を取得するプレス情報取得方法であって、前記フレームは、前記ボルスタの周囲を囲み、水平方向に離間した複数箇所で、前記支持フレーム又は前記金型に加わる荷重を検出する荷重検出工程と、前記昇降方向における前記スライドの位置をスライド位置として検出する位置検出工程と、前記スライド位置と、そのスライド位置に前記スライドが位置したときに検出された前記複数箇所の荷重とを対応付ける位置荷重情報を生成する位置荷重情報生成工程とを含む。

この方法によれば、水平方向に離間した複数箇所で支持フレーム又は金型に加わる荷重が検出され、昇降するスライドの位置がスライド位置として検出され、スライド位置と、そのスライド位置にスライドが位置したときに検出された複数箇所の荷重とを対応付ける位置荷重情報が生成される。位置荷重情報によれば、上型と下型とがどのような位置関係にあるときに、あるいはどの程度勘合しているときに偏荷重が生じるのかがわかるから、金型のどのような形状が偏荷重を生じているのかを推定することが容易になる。従って、この方法によれば、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックしやすい情報として、位置荷重情報を得ることができる。

このような構成のプレス装置、プレスシステム、及びプレス情報取得方法は、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックしやすい情報を得ることができる。

本発明の一実施形態に係るプレス情報取得方法を用いるプレス装置の外観を示す斜視図である。 図１におけるII−II端面図である。 図１に示すプレス装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。 図１に示すプレス装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図３に示す位置荷重情報生成部によって生成された位置荷重情報の一例を示す表形式の説明図である。 図３に示す表示処理部によって表示された位置荷重情報の一例を示す画面図である。 図１に示すプレス装置のプレス動作によりプレス加工されたワークの形状の一例を示す平面図である。 位置荷重情報の表示画面の一例を示す画面図である。 金型荷重表示画面を説明するための説明図である。 金型荷重表示画面を説明するための説明図である。 金型荷重表示画面を説明するための説明図である。 金型荷重表示画面を説明するための説明図である。 金型荷重表示画面を説明するための説明図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係るプレス情報取得方法を用いるプレス装置の外観を示す斜視図である。図２は、図１におけるII−II端面図である。なお、説明の便宜上、図面に前後左右の方向を付している場合があるが、本発明はこの方向に限定されるものではない。

図１に示すプレス装置１は、大略的に、台座１０と、台座１０の上に配設されたボルスタ２と、ボルスタ２の上方で昇降可能に対向配置された略矩形板状のスライド３と、台座１０の上に、ボルスタ２及びスライド３の周囲を囲むように立設された支持フレーム４と、スライド３に対して連結ロッド５によって連結されたプレス機構６と、支持フレーム４の右側面に取り付けられた操作パネル７とを備えている。

支持フレーム４は、ボルスタ２及びスライド３を取り囲むように、台座１０の四隅に立設された四本の支柱４１，４２，４３，４４を用いて構成されている。各支柱の間はパネル板で覆われている。支柱４１，４２，４３，４４は、図略の連結部材によってプレス機構６と連結され、スライド３の上方に位置するプレス機構６を支持している。図１は、ボルスタ２の上面に下型ＬＤが取り付けられ、スライド３の下面に上型ＵＤが取り付けられた状態を示している。

支柱４１，４２と支柱４３，４４とは、前後方向（第一方向）に離間して立設され、支柱４１，４３と支柱４２，４４とは、前後方向と直交する左右方向（第二方向）に離間して立設されている。なお、支柱４１，４３と支柱４２，４４との離間方向である第二方向は、必ずしも支柱４１，４２と支柱４３，４４との離間方向である第一方向と直交する方向に限られない。第二方向は、第一方向と交差する方向であればよい。

プレス装置１の左側面のパネル板には、ワーク搬入口８が開口されている。プレス加工の対象となる金属板等の板状のワークＷが、図略の搬送機構によって、ワーク搬入口８から下型ＬＤの上に搬入されるようになっている。

プレス機構６は、連結ロッド５を駆動する駆動モータＭ、ギア、及びクランク等から構成されている。プレス機構６は、スライド３を下降させて下型ＬＤと上型ＵＤとの間にワークＷを挟み込み、プレス圧を加えることによって、下型ＬＤと上型ＵＤとからなる金型によるプレス加工をワークＷに対して施すようになっている。プレス機構６は、油圧によってスライド３を昇降させるものであってもよい。

図２を参照して、支柱４１，４２，４３，４４は、例えばＬ字型の水平断面形状を有している。支柱４１，４２，４３，４４は、それらのＬ字の内側にスライド３の四隅が嵌まり込むように配置されている。支柱４１，４２，４３，４４とスライド３の四隅との間には、スライド３の昇降をガイドするためのガイド部材９が上下方向に延びて配設されている。

支柱４１，４２，４３，４４及びスライド３には、スライド３の上下方向の位置であるスライド位置を検出するリニアスケールＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４（位置検出部）が取り付けられている。リニアスケールＬＳ１はメインスケール４１Ｍと磁気センサ４１Ｓとを備え、リニアスケールＬＳ２はメインスケール４２Ｍと磁気センサ４２Ｓとを備え、リニアスケールＬＳ３はメインスケール４３Ｍと磁気センサ４３Ｓとを備え、リニアスケールＬＳ４はメインスケール４４Ｍと磁気センサ４４Ｓとを備えている。以下、リニアスケールＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４を総称してリニアスケールＬＳと称する。

メインスケール４１Ｍ，４２Ｍ，４３Ｍ，４４Ｍは棒状の形状を有しており、長尺方向が上下方向となるようにそれぞれ支柱４１，４２，４３，４４に取り付けられている。磁気センサ４１Ｓ，４２Ｓ，４３Ｓ，４４Ｓは、スライド３の周縁部であってメインスケール４１Ｍ，４２Ｍ，４３Ｍ，４４Ｍとそれぞれ対向する位置に固着されている。

これにより、リニアスケールＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４は、互いに水平方向に離間した四箇所で、スライド３の上下方向の位置であるスライド位置を検出する。リニアスケールＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４としては、例えば三菱重工工作機械株式会社製リニアスケールＭＰＬＮ−２５ＡＳＣを用いることができる。

なお、位置検出部の一例としてリニアスケールを示したが、位置検出部はリニアスケールに限らず、スライド位置を検出できるものであればよい。位置検出部は、例えば、プレス機構６の駆動モータＭにエンコーダを取り付け、エンコーダで検出された駆動モータＭの回転量及び回転角から、スライド位置を検出する構成としてもよい。また、例えば、位置検出部としてレーザー光を用いて距離を測定するレーザー距離計を用い、プレス装置１の所定位置からスライド３までの距離を測定することによって、スライド位置を検出するようにしてもよい。

また、支柱４１，４２，４３，４４には、支柱４１，４２，４３，４４に加わる荷重を検出するロードセンサＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４（荷重検出部）が取り付けられている。ロードセンサＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４は、支柱４１，４２，４３，４４の上下方向の伸び量（歪み）を、支柱４１，４２，４３，４４に加わる荷重として検出する。ロードセンサＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４は荷重検出部の一例に相当する。

ロードセンサＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４は、いわゆるロードセル、ひずみセンサ等と称されるセンサである。ロードセンサＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４としては、例えば東洋測器社製、型式ＴＳＳのロードセンサを用いることができる。以下、ロードセンサＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４を総称してロードセンサＫＳと称する。

プレス機構６によってスライド３が下降され、ワークＷを挟んで上型ＵＤと下型ＬＤとが当接した状態でプレス圧が加えられると、下型ＬＤからの反力により、上型ＵＤ、スライド３、連結ロッド５、及びプレス機構６に対して上向きの力が加わる。そうすると、プレス機構６を支持する支柱４１，４２，４３，４４に対し、プレス機構６によって上向きに引っ張る方向の荷重が加えられ、支柱４１，４２，４３，４４が伸びることになる。

この支柱４１，４２，４３，４４の伸びをロードセンサＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４が検出することによって、支柱４１，４２，４３，４４に加わる荷重を検出することが可能となる。この場合、上型ＵＤと下型ＬＤとからなる金型の右側に加わる荷重が左側より大きければ右側の支柱４２，４４に加わる荷重が左側の支柱４１，４３に加わる荷重より大きくなり、金型の前側に加わる荷重が後側より大きければ前側の支柱４１，４２に加わる荷重が後側の支柱４３，４４に加わる荷重より大きくなる。

このように、ロードセンサＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４で検出された荷重は、金型に加わる荷重に対応しているので、支柱４１，４２，４３，４４に加わる荷重を検出することによって、間接的に金型に加わる荷重及びその位置バランスを検出することが可能となる。

なお、荷重検出部は、支柱４１，４２，４３，４４に加わる荷重を検出するものであればよく、ロードセンサに限らない。また、荷重検出部は、ボルスタ２又はスライド３に加わる圧力等の荷重を互いに水平方向に離間した複数の位置、例えば金型の四隅近傍に対応するボルスタ２又はスライド３の位置で検出することによって、金型に加わる荷重を検出するものであってもよい。あるいは、荷重検出部は、金型に加わる圧力等の荷重を互いに水平方向に離間した複数の位置、例えば金型の四隅近傍で検出することによって、金型に加わる荷重を直接検出するものであってもよい。

図３は、図１に示すプレス装置１の電気的構成の一例を示すブロック図である。図３に示すプレス装置１は、スライド３の駆動力を発生する駆動モータＭ、ロードセンサＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４、リニアスケールＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４、タッチパネルディスプレイ７１（表示装置）、及び制御部２０を備えている。なお、プレス装置１は、タッチパネルディスプレイ７１を備えていなくてもよい。

タッチパネルディスプレイ７１は、操作パネル７に取り付けられている。タッチパネルディスプレイ７１は、表示画面に画像を表示すると共に、表示画面へのユーザのタッチ操作を受け付け可能とされている。ユーザは、タッチパネルディスプレイ７１に表示された情報を確認したり、タッチパネルディスプレイ７１のタッチ操作によってプレス装置１の動作を操作したりするようになっている。

制御部２０は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、所定の制御プログラムを記憶するフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置、及びこれらの周辺回路等を備えて構成されている。そして、制御部２０は、所定の制御プログラムを実行することによって、位置荷重情報生成部２１、表示処理部２２、及びスライド位置受付部２３として機能する。制御部２０としては、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用いることができる。

図３に示すプレス装置１は、装置単体で位置荷重情報生成部２１、表示処理部２２、及びスライド位置受付部２３を有するプレスシステムの一例に相当している。

位置荷重情報生成部２１は、スライド位置と、そのスライド位置にスライド３が位置したときにリニアスケールＬＳにより検出された複数箇所の荷重とを対応付ける位置荷重情報を生成する位置荷重情報生成工程を実行する。

表示処理部２２は、タッチパネルディスプレイ７１によって、位置荷重情報を表示させる位置荷重情報表示工程を実行する。

スライド位置受付部２３は、ユーザがタッチパネルディスプレイ７１のタッチ操作によって入力したスライド位置の入力を受け付けるスライド位置受付工程を実行する。

次に、上述のように構成されたプレス装置１の動作について説明する。図４は、図１に示すプレス装置１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、例えばユーザがタッチパネルディスプレイ７１を操作して、プレスの開始指示を入力すると、制御部２０は、駆動モータＭを回転駆動させる。そうすると、プレス機構６によって、スライド３を下死点まで下降させ、下死点からスライド３を上昇させるプレス動作の実行が開始される（ステップＳ１）。

プレス動作の開始によりスライド３が移動すると、スライド３の移動に応じてスライド３のスライド位置が、リニアスケールＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４によって逐次検出されて制御部２０へ送信され（位置検出工程）、並行して支柱４１，４２，４３，４４に加わる荷重がロードセンサＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４によって逐次検出されて制御部２０へ送信される（荷重検出工程）。

位置荷重情報生成部２１は、このようにして得られたスライド位置の情報と荷重の情報とを、同時期に得られた情報同士で対応付けて位置荷重情報を生成し（位置荷重情報生成工程）、ＲＡＭ又は記憶装置に記憶する（ステップＳ２）。

図５は、図３に示す位置荷重情報生成部２１によって生成された位置荷重情報の一例を示す表形式の説明図である。図５に示す位置荷重情報Ｄ１は、１ｍｓ間隔でサンプリングされたスライド位置の値とプレス負荷（荷重）とが対応付けられている。

図５では、リニアスケールＬＳ１及びロードセンサＫＳ１の検出値を「左前」と表記し、リニアスケールＬＳ２及びロードセンサＫＳ２の検出値を「右前」と表記し、リニアスケールＬＳ３及びロードセンサＫＳ３の検出値を「左後」と表記し、リニアスケールＬＳ４及びロードセンサＫＳ４の検出値を「右後」と表記している。以後の記載において、図５と同様にリニアスケールＬＳ及びロードセンサＫＳの検出位置を、「左前」、「右前」、「左後」、及び「右後」と表記する場合がある。

なお、支柱４１，４２，４３，４４近傍でスライド位置を検出する複数のリニアスケールＬＳ（位置検出部）を備える例を示したが、位置検出部は一つであってもよい。しかしながら、支柱４１，４２，４３，４４近傍でスライド位置を検出する複数の位置検出部を備えることによって、図５に示すように同一の経過時間（サンプリングタイミング）で検出された「左前」、「右前」、「左後」、及び「右後」のスライド位置を取得することができる。同一タイミングにおける「左前」、「右前」、「左後」、及び「右後」のスライド位置によれば、スライド３の傾き、すなわち上型ＵＤの傾きを把握することが可能となる。

次に、表示処理部２２は、位置荷重情報生成部２１によって生成された位置荷重情報を、タッチパネルディスプレイ７１によってグラフ化して表示させる（ステップＳ３）。

図６は、図３に示す表示処理部２２によって表示された位置荷重情報の一例を示す画面図である。図６に示す画面図Ｇ１は、「左前」、「右前」、「左後」、及び「右後」に対応するスライド位置とプレス負荷（荷重）とをそれぞれグラフ化した荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４を含んでいる。荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４は、横軸（位置軸）をスライド位置、縦軸（荷重軸）をプレス負荷（荷重）とした二次元平面上に位置荷重情報Ｄ１がグラフ化されて表示されている。下死点Ｐを破線で示している。

図６に示すように、「左前」、「右前」、「左後」、及び「右後」に対応する荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４を一画面に表示することによって、金型に加わる荷重のバランスを確認することが容易にされている。

図７は、図１に示すプレス装置１のプレス動作によりプレス加工されたワークＷの形状の一例を示す平面図である。ワークＷは、スライド３が上死点から下死点まで下降し、上死点に戻るプレス動作一工程毎に、図略の搬送機構によって、長さＬずつ右方向へ搬送される。図７に示す領域Ａが、下型ＬＤと上型ＵＤとの間に挟まれてプレス加工が施される領域である。

ワークＷは、長さＬずつ右方向へ搬送され、その都度プレス加工が施されることによって、部分Ｗ１から部分Ｗ１５まで、順に加工が加えられる。最終的に全ての加工が加えられた部分Ｗ１５が切断されて、一製品のプレス加工が終了する。一回のプレス加工で打ち抜き、面打ち、仕上げ、曲げ等の複雑な加工をワークＷに施すと、ワークＷに歪みが生じて加工精度が低下したり、そもそも先に打ち抜き加工を行わないと曲げ加工ができないなど、一製品の製造を複数工程に分けて複数回のプレス加工を施すいわゆる順送プレスが行われる。なお、Ｗ１５は切断されない状態でプレス加工が終了してもよい。

下型ＬＤ及び上型ＵＤからなる金型は、このような複数の加工工程が組み込まれた順送プレス用の、いわゆる順送型とされている。順送型の場合、図７に示すように、領域Ａ内に、加工内容の異なる複数の工程が組み込まれる。そのため、各工程をどのように領域Ａ内に配置するか、加工内容をどのように各工程に分配するか、等によって、金型の位置毎に加わる荷重のバランスが偏ったり均一化されたりする。

そこで、プレス装置１は、水平方向に離間した複数の位置でスライド３に加わる荷重をロードセンサＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４によって検出することによって、金型に加わる荷重の偏りを把握することが容易にされている。

さらに、単に荷重の偏りを把握しただけでは、このような偏りを低減するために、どのように金型を改善すればよいのか、金型の改善にフィードバックすることが難しい。そこで、リニアスケールＬＳによってスライド位置を取得することによって、下型ＬＤと上型ＵＤとがどのような位置関係にあるときに、すなわちどの程度嵌合したときに、金型位置による荷重の偏りが生じるのかを把握することが可能となる。下型ＬＤと上型ＵＤとがどの程度嵌合したときに荷重の偏りが生じるのかが判れば、そのときの嵌合状態で圧力を生じる金型の位置を特定することが容易となる。このように、荷重の偏りが生じるときに圧力を生じる金型の位置が特定できれば、その位置の圧力を低減するように金型を改善することが容易となる。

すなわち、プレス装置１によれば、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックしやすい情報として、ロードセンサＫＳによって検出される荷重と、リニアスケールＬＳによって検出されるスライド位置とを得ることができる。

さらに、位置荷重情報生成部２１は、リニアスケールＬＳで得られたスライド位置と、ロードセンサＫＳで得られた荷重とを対応付ける位置荷重情報を生成する。位置荷重情報によれば、下型ＬＤと上型ＵＤとがどのような位置関係にあるときに、すなわちどの程度嵌合したときに、金型位置による荷重の偏りが生じるのかを把握することが可能であるから、プレス装置１によれば、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックしやすい情報として位置荷重情報を得ることができる。そして、表示処理部２２によれば、位置荷重情報がグラフ化されて表示されるので、位置荷重情報から、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックすべき情報、例えば荷重の偏りが生じるときに圧力を生じる金型の位置を把握することが容易となる。

なお、プレス装置１は、位置荷重情報生成部２１及び表示処理部２２を備えない構成であってもよい。位置荷重情報生成部２１及び表示処理部２２を備えていなくても、上述の通り、ロードセンサＫＳによって検出される荷重と、リニアスケールＬＳによって検出されるスライド位置とを得ることができれば、その位置の圧力を低減するように金型を改善することはある程度容易となる。

また、プレス装置１は、必ずしも表示処理部２２を備えていなくてもよい。プレス装置１は、位置荷重情報を送信するなどして外部に知らせる構成であってもよい。

画面図Ｇ１には、「左前」、「右前」、「左後」、及び「右後」の各位置に対応するプレス負荷を数値で示す荷重値Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３，Ｎ１４と、荷重値Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３，Ｎ１４を各位置のピーク値とするか力積とするかを切替るためのピークボタンＢ１及び力積ボタンＢ２と、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４の横軸をスライド位置にするか経過時間にするかを切り替えるためのスライド位置ボタンＢ３及び経過時間ボタンＢ４とが表示されている。表示処理部２２は、ユーザがピークボタンＢ１をタッチすると荷重値Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３，Ｎ１４としてピーク値を表示し、ユーザが力積ボタンＢ２をタッチすると荷重値Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３，Ｎ１４として力積を表示する。これにより、金型に加わる荷重を各位置で比較することが容易になる。

また、表示処理部２２は、ユーザがスライド位置ボタンＢ３をタッチすると荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４の横軸をスライド位置とし、ユーザが経過時間ボタンＢ４をタッチすると荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４の横軸を経過時間とする。

また、表示処理部２２は、例えば図８に示すように位置荷重情報Ｄ１をグラフ化してタッチパネルディスプレイ７１に表示させてもよい。図８に示す画面Ｇ２には、横軸（位置軸）をスライド位置、縦軸（荷重軸）をプレス負荷（荷重）とした二次元平面上に、ユーザが選択した「左前」、「右前」、「左後」、及び「右後」のうちの１又は複数に対応する位置荷重情報が重ね合わされた荷重グラフＧ２１が表示されている。

画面Ｇ２には、左前ボタンＢ２１、右前ボタンＢ２２、左後ボタンＢ２３、右後ボタンＢ２４、前ボタンＢ２５、後ボタンＢ２６、左ボタンＢ２７、右ボタンＢ２８、総合ボタンＢ２９、スライド位置ボタンＢ３、及び経過時間ボタンＢ４が表示されている。

表示処理部２２は、左前ボタンＢ２１、右前ボタンＢ２２、左後ボタンＢ２３、及び右後ボタンＢ２４のうちユーザにタッチされた１又は複数のボタンに対応する位置の位置荷重情報Ｄ１を重ね合わせてグラフ化して荷重グラフＧ２１を表示する。

また、表示処理部２２は、前ボタンＢ２５がタッチされたときは「左前」及び「右前」の位置荷重情報Ｄ１の合計値をグラフ化して荷重グラフＧ２１を表示し、後ボタンＢ２６がタッチされたときは「左後」及び「右後」の位置荷重情報Ｄ１の合計値をグラフ化して荷重グラフＧ２１を表示し、左ボタンＢ２７がタッチされたときは「左前」及び「左後」の位置荷重情報Ｄ１の合計値をグラフ化して荷重グラフＧ２１を表示し、右ボタンＢ２８がタッチされたときは「右前」及び「右後」の位置荷重情報Ｄ１の合計値をグラフ化して荷重グラフＧ２１を表示する。

これにより、金型の前後方向、左右方向における荷重のバランスを把握することが容易となる。その結果、位置荷重情報Ｄ１から、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックすべき情報、例えば荷重の偏りが生じるときに圧力を生じる金型の位置を把握することが容易となる。

表示処理部２２は、総合ボタンＢ２９がタッチされたときは、「左前」、「右前」、「左後」、及び「右後」の位置荷重情報Ｄ１の合計値をグラフ化して荷重グラフＧ２１を表示する。表示処理部２２は、ユーザがスライド位置ボタンＢ３をタッチすると荷重グラフＧ２１の横軸をスライド位置とし、ユーザが経過時間ボタンＢ４をタッチすると荷重グラフＧ２１の横軸を経過時間とする。

図９〜図１３は、下型ＬＤ及び上型ＵＤの位置関係と、荷重グラフとを一画面で表示する金型荷重表示画面を説明するための説明図である。例えば、ユーザが、タッチパネルディスプレイ７１をタッチして、図９に示す金型荷重表示画面Ｇ３の表示を指示する操作を行った場合、表示処理部２２は、タッチパネルディスプレイ７１によって、金型荷重表示画面Ｇ３を表示させる。

金型荷重表示画面Ｇ３には、上型ＵＤの断面形状を表す上断面画像Ｇ３１と、下型ＬＤの断面形状を表す下断面画像Ｇ３２と、荷重グラフＧ１１（実線），Ｇ１２（破線），Ｇ１３（一点鎖線），Ｇ１４（二点鎖線）と、カーソルＣとが表示されている。近年、金型の設計には三次元ＣＡＤ（Computer-Aided Design）が広く用いられている。そこで、表示処理部２２は、三次元ＣＡＤで得られた上型ＵＤの断面形状及び下型ＬＤの断面形状を、上断面画像Ｇ３１及び下断面画像Ｇ３２として表示することができる。

表示処理部２２は、ユーザの操作に応じて、上断面画像Ｇ３１及び下断面画像Ｇ３２の切断位置、及び切断方向を変更可能であることが好ましい。

上断面画像Ｇ３１及び下断面画像Ｇ３２は、説明を容易にするため概念的に記載している。上型ＵＤ（上断面画像Ｇ３１）の下面３１４には、下方に突出する突起３１１，３１２，３１３が設けられている。下型ＬＤ（下断面画像Ｇ３２）の上面３２４には、突起３１１，３１２，３１３を受け入れるための凹部３２１，３２２，３２３が設けられている。突起３１１の突出長さが最も長く、突起３１２は突起３１１より短く、突起３１３は突起３１２よりさらに短い。

表示処理部２２は、上型ＵＤと下型ＬＤの配置に対応した位置関係で、上断面画像Ｇ３１と下断面画像Ｇ３２とを対向配置して表示する。表示処理部２２は、上断面画像Ｇ３１及び下断面画像Ｇ３２の横に、上断面画像Ｇ３１と下断面画像Ｇ３２との離間方向にスライド位置を示す位置軸ＡＸを沿わせるように、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４を表示する。

カーソルＣは、上断面画像Ｇ３１の表示位置と、位置軸ＡＸにおけるスライド位置とを結ぶ直線状にされている。タッチパネルディスプレイ７１の画面上でユーザがカーソルＣをタッチして上下にスライド（ドラッグ）すると、タッチ位置に合わせてカーソルＣが上下に移動する。スライド位置受付部２３は、カーソルＣに対応する位置軸ＡＸのスライド位置の入力を受け付ける。

表示処理部２２は、カーソルＣの移動と連動して上断面画像Ｇ３１を上下方向に沿って移動させる。これにより、表示処理部２２は、スライド位置受付部２３によって受け付けられたスライド位置における下型ＬＤと上型ＵＤとの位置関係を表す態様で、下型ＬＤの断面形状を表す下断面画像Ｇ３２と上型ＵＤの断面形状を表す上断面画像Ｇ３１とを表示させる。

図１０は、ユーザがカーソルＣをドラッグして下方に移動させた状態を示している。図１０に示す金型荷重表示画面Ｇ３では、突起３１１の先端が下型ＬＤの上面３２４付近に位置している。プレス加工を行う際は、突起３１１の先端が下型ＬＤの上面３２４付近に達すると、下型ＬＤの上に配置されたワークＷに突起３１１の先端が当接する。

このような下型ＬＤと上型ＵＤとの位置関係になったときのスライド位置Ｐ１に対応する荷重が、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４におけるカーソルＣで示される。図１０に示す例では、カーソルＣで示されるスライド位置Ｐ１から、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４におけるプレス負荷が急激に増大している。ユーザは、カーソルＣで示されるスライド位置Ｐ１の荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４から、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１４と比べて荷重グラフＧ１３が特に突出して増大していることを、一見して把握することができる。

そうすると、ユーザは、スライド位置Ｐ１で、荷重グラフＧ１３に対応する「左後」位置で偏荷重が生じていることが判る。その結果、ユーザは、下型ＬＤと上型ＵＤとにおける、スライド位置Ｐ１で干渉が生じる部分であって、かつ「左後」位置の金型形状を変更することによって、偏荷重を低減できる可能性が高いことを、金型荷重表示画面Ｇ３から読み取ることが可能になる。

すなわち、金型荷重表示画面Ｇ３によれば、ユーザは、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックしやすい情報を得ることができる。

ユーザがさらにカーソルＣを下方のスライド位置Ｐ２まで移動させると、図１１に示す金型荷重表示画面Ｇ３のように、突起３１２の先端が下型ＬＤの上面３２４付近に位置する。プレス加工を行う際は、上型ＵＤがスライド位置Ｐ２に位置し、突起３１２の先端が下型ＬＤの上面３２４付近に達すると、下型ＬＤの上に配置されたワークＷに突起３１２の先端が当接する。

このような下型ＬＤと上型ＵＤとの位置関係になったときのスライド位置Ｐ２に対応する荷重が、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４におけるカーソルＣで示される。図１１に示す例では、カーソルＣで示されるスライド位置Ｐ２から、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４におけるプレス負荷が急激に増大している。ユーザは、カーソルＣで示されるスライド位置Ｐ２の荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４から、荷重グラフＧ１１，Ｇ１３，Ｇ１４と比べて荷重グラフＧ１２が特に突出して増大していることを、一見して把握することができる。

そうすると、ユーザは、スライド位置Ｐ２で、荷重グラフＧ１２に対応する「右前」位置で偏荷重が生じていることが判る。その結果、ユーザは、下型ＬＤと上型ＵＤとにおける、スライド位置Ｐ２で干渉が生じる部分であって、かつ「右前」位置の金型形状を変更することによって、偏荷重を低減できる可能性が高いことを、金型荷重表示画面Ｇ３から読み取ることが可能になる。

すなわち、金型荷重表示画面Ｇ３によれば、ユーザは、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックしやすい情報を得ることができる。

ユーザがさらにカーソルＣを下方のスライド位置Ｐ３まで移動させると、図１２に示す金型荷重表示画面Ｇ３のように突起３１２の先端が下型ＬＤの上面３２４付近に位置する。プレス加工を行う際は、上型ＵＤがスライド位置Ｐ３に位置し、突起３１３の先端が下型ＬＤの上面３２４付近に達すると、下型ＬＤの上に配置されたワークＷに突起３１３の先端が当接する。

このような下型ＬＤと上型ＵＤとの位置関係になったときのスライド位置Ｐ３に対応する荷重が、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４におけるカーソルＣで示される。図１２に示す例では、カーソルＣで示されるスライド位置Ｐ３から、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４におけるプレス負荷が急激に増大している。ユーザは、スライド位置Ｐ３では、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４におけるプレス負荷相互間に、大きな差異が生じないことを、カーソルＣで示されるスライド位置Ｐ３の荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４から、一見して把握することができる。

ユーザがさらにカーソルＣを下方のスライド位置Ｐ４まで移動させると、図１３に示す金型荷重表示画面Ｇ３のように上型ＵＤの下面３１４がワークＷを介して下型ＬＤの上面３２４に当接する。

このような下型ＬＤと上型ＵＤとの位置関係になったときのスライド位置Ｐ４に対応する荷重が、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４におけるカーソルＣで示される。図１３に示す例では、カーソルＣで示されるスライド位置Ｐ４から、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４におけるプレス負荷が急激に増大している。ユーザは、スライド位置Ｐ４では、荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４におけるプレス負荷相互間に、大きな差異が生じないことを、カーソルＣで示されるスライド位置Ｐ４の荷重グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４から、一見して把握することができる。

そうすると、ユーザは、下型ＬＤと上型ＵＤとにおける、スライド位置Ｐ３で干渉が生じる部分や、スライド位置Ｐ４において当接する下型ＬＤの上面３２４と上型ＵＤの下面３１４については、金型形状を変更する必要性が少ないことを、金型荷重表示画面Ｇ３から読み取ることが可能になる。

このように、金型荷重表示画面Ｇ３によれば、ユーザは、偏荷重を低減するための金型の改善にフィードバックしやすい情報を得ることができる。

なお、プレス装置１は、位置荷重情報生成部２１、表示処理部２２、スライド位置受付部２３、及びタッチパネルディスプレイ７１を備えず、位置荷重情報生成部２１、表示処理部２２、スライド位置受付部２３、及び表示装置を、例えばパーソナルコンピュータ等の端末装置を用いて構成してもよい。そして、プレス装置１は、ロードセンサＫＳで検出された荷重と、リニアスケールＬＳで検出されたスライド位置とを端末装置へ送信する構成としてもよい。

あるいは、プレス装置１は、表示処理部２２、スライド位置受付部２３、及びタッチパネルディスプレイ７１を備えず、表示処理部２２、スライド位置受付部２３、及び表示装置を、例えばパーソナルコンピュータ等の端末装置を用いて構成してもよい。そして、プレス装置１は、位置荷重情報生成部２１で検出された位置荷重情報を端末装置へ送信する構成としてもよい。

あるいは、プレス装置１は、スライド位置受付部２３、及びタッチパネルディスプレイ７１を備えず、スライド位置受付部２３、及び表示装置を、例えばパーソナルコンピュータ等の端末装置を用いて構成してもよい。そして、プレス装置１は、表示処理部２２によって生成された位置荷重情報の画像を表すデータを端末装置へ送信して位置荷重情報を表示させるようにしてもよい。

表示装置はタッチパネルディスプレイでなくてもよく、スライド位置受付部２３はマウスやキーボード等の操作入力装置を用いて入力されたスライド位置を受け付ける構成であってもよい。表示処理部２２は、スライド位置受付部２３によって受け付けられたスライド位置に、カーソルＣを表示する構成であってもよい。

また、表示処理部２２は、必ずしも位置荷重情報をグラフ化して表示する必要はなく、例えば図５に示す位置荷重情報Ｄ１のように、表形式で位置荷重情報Ｄ１を表示してもよい。

１ プレス装置（プレスシステム）
２ ボルスタ
３ スライド
４ 支持フレーム
５ 連結ロッド
６ プレス機構
７ 操作パネル
８ ワーク搬入口
９ ガイド部材
１０ 台座
２０ 制御部
２１ 位置荷重情報生成部
２２ 表示処理部
２３ スライド位置受付部
４１，４２，４３，４４ 支柱
４１Ｍ，４２Ｍ，４３Ｍ，４４Ｍ メインスケール
４１Ｓ，４２Ｓ，４３Ｓ，４４Ｓ 磁気センサ
７１ タッチパネルディスプレイ（表示装置）
３１１，３１２，３１３ 突起
３１４ 下面
３２１，３２２，３２３ 凹部
３２４ 上面
ＡＸ 位置軸
Ｂ１ ピークボタン
Ｂ２ 力積ボタン
Ｂ２１ 左前ボタン
Ｂ２２ 右前ボタン
Ｂ２３ 左後ボタン
Ｂ２４ 右後ボタン
Ｂ２５ 前ボタン
Ｂ２６ 後ボタン
Ｂ２７ 左ボタン
Ｂ２８ 右ボタン
Ｂ２９ 総合ボタン
Ｂ３ スライド位置ボタン
Ｂ４ 経過時間ボタン
Ｃ カーソル
Ｄ１ 位置荷重情報
Ｇ１ 画面図
Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１４ 荷重グラフ
Ｇ２ 画面
Ｇ２１ 荷重グラフ
Ｇ３ 金型荷重表示画面
Ｇ３１ 上断面画像
Ｇ３２ 下断面画像
ＫＳ，ＫＳ１，ＫＳ２，ＫＳ３，ＫＳ４ ロードセンサ（荷重検出部）
ＬＤ 下型
ＬＳ，ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４ リニアスケール（位置検出部）
Ｍ 駆動モータ
Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３，Ｎ１４ 荷重値
Ｐ 下死点
Ｐ１ スライド位置
Ｐ２ スライド位置
Ｐ３ スライド位置
ＵＤ 上型
Ｗ ワーク

Claims (9)

1. 上型と、前記上型の鉛直方向下側に位置する下型とを含む金型を用いてプレス加工を行うプレス装置であって、
   前記下型が取り付けられるボルスタと、
   前記上型が取り付けられるスライドと、
   前記スライドと連結され、前記スライドを前記ボルスタの上方で昇降させるプレス機構と、
   前記プレス機構を前記ボルスタの上方で支持する支持フレームと、
   水平方向に離間した複数箇所で、前記支持フレーム又は前記金型に加わる荷重を検出する荷重検出部とを備え、
   前記昇降方向における前記スライドの位置をスライド位置として検出する位置検出部をさらに備え、
   前記フレームは、前記ボルスタの周囲を囲むプレス装置。
2. 前記支持フレームは、
   前記ボルスタを間に挟んで所定の第一方向に離れて設けられた二本の支柱と、
   前記ボルスタを間に挟んで前記第一方向と交差する第二方向に離れて設けられた二本の支柱とを含み、
   前記荷重検出部は、四本の前記支柱に加わる荷重をそれぞれ検出する請求項１記載のプレス装置。
3. 請求項１又は２に記載のプレス装置と、
   前記スライド位置と、そのスライド位置に前記スライドが位置したときに前記位置検出部により検出された前記複数箇所の荷重とを対応付ける位置荷重情報を生成する位置荷重情報生成部とを備えるプレスシステム。
4. 画像を表示する表示装置に前記位置荷重情報を表示させる表示処理部をさらに備える請求項３記載のプレスシステム。
5. 前記表示処理部は、前記スライド位置を表す位置軸と前記荷重を表す荷重軸とを有する二次元平面上にグラフ化して前記位置荷重情報を表す荷重グラフを表示させる請求項４記載のプレスシステム。
6. 前記スライド位置の入力を受け付けるスライド位置受付部をさらに備え、
   前記表示処理部は、
   前記スライド位置受付部によって受け付けられたスライド位置における前記下型と前記上型との位置関係を表す態様で、前記下型の断面形状を表す下型画像と前記上型の断面形状を表す上型画像とを表示させる請求項４又は５に記載のプレスシステム。
7. 前記スライド位置の入力を受け付けるスライド位置受付部をさらに備え、
   前記表示処理部は、
   前記スライド位置受付部によって受け付けられたスライド位置における前記下型と前記上型との位置関係を表す態様で、前記下型の断面形状を表す下型画像と前記上型の断面形状を表す上型画像とを表示させ、かつ前記下型画像、前記上型画像、及び前記荷重グラフを一画面で表示させる請求項５に記載のプレスシステム。
8. 前記表示処理部は、前記荷重グラフにおいて、前記スライド位置受付部によって受け付けられたスライド位置を示すカーソルを表示する請求項７記載のプレスシステム。
9. 金型の上型が取り付けられるスライドと、前記上型の鉛直方向下側に位置する金型の下型が取り付けられるボルスタと、前記スライドと連結され、前記スライドを前記ボルスタの上方で昇降させるプレス機構と、前記プレス機構を前記ボルスタの上方で支持する支持フレームとを備えたプレス装置の情報を取得するプレス情報取得方法であって、
   前記フレームは、前記ボルスタの周囲を囲み、
   水平方向に離間した複数箇所で、前記支持フレーム又は前記金型に加わる荷重を検出する荷重検出工程と、
   前記昇降方向における前記スライドの位置をスライド位置として検出する位置検出工程と、
   前記スライド位置と、そのスライド位置に前記スライドが位置したときに検出された前記複数箇所の荷重とを対応付ける位置荷重情報を生成する位置荷重情報生成工程とを含むプレス情報取得方法。

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