JP3682011B2 - プレス機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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所望の位置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。
【０００２】
【従来の技術】
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イド板を持っている。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。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、スライド板などのたわみがあるので、それを補償するために金型を修正する必要もあった。
【０００３】
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。
【０００４】
プレス成形されるワークの形状によっては金型に偏芯荷重が生じて、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。
【０００５】
ところが、プレス成形で作られるワークは三次元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。
【０００６】
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図９（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示している。これらの図でスライド板４０をｘｙ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ｘｙ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ｗ2とｗ3を受ける。そのときには当初からあったｗ1の力は小さくなり、第１象限の大きな力ｗ4も加わるので、これらの合成力として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ｗ2〜ｗ4の力は小さくなりｗ5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。
【０００７】
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いうことは一般にいえることである。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【００１１】
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撓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イ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。
【００１２】
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。
【００１３】
しかし、スライド板及び機械各部の撓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、メインの駆動源や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、高速のコンピュータを搭載せざるを得なくなる。
【００１４】
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。
【００１５】
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って、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。
【００１６】
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ＣＰＵ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。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
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イド板と、
複数の駆動源とを有し、
各駆動源の駆動軸が前記スライド板の上面と係合して支柱に沿って前記スライド板を変位させるものである。プレス機は、各駆動源を駆動制御する制御手段を持っている。その制御手段は、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変位位置に保たれる各駆動源毎の位置変位を与える制御データを各駆動源対応に格納する記憶装置と、
前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している前記成形操作の間の複数の操作段階毎の当該制御データを各駆動源に成形操作の間の複数の操作段階それぞれに対応して供給し、
各駆動源を個別に駆動する手段とを備えている。
【００１８】
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く、また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。
【００１９】
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を各係合部の近くにそれぞれ有するとともに、駆動源を駆動制御する制御手段を持っていることが好ましい。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位を測定し、
前記成形操作の間の複数の操作段階それぞれにおいて前記スライド板全体が所望な変位位置に保たれる状態を検知し、
当該所望な変位位置に保たれる各駆動源毎の位置変位を与える制御データを各駆動源毎に測定した位置変位に基づいて前記成形操作の間の複数の操作段階毎に抽出して前記記憶装置に格納し、
前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している前記成形操作の間の複数の操作段階毎の当該制御データを各駆動源に成形操作の間の複数の操作段階それぞれに対応して供給し、
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。
【００２０】
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変位測定手段を用いて各駆動源毎の位置変位を測定し、
前記試行成形操作の間の複数の操作段階それぞれにおいて前記スライド板全体が所望な位置関係に保たれる状態を検知し、
当該所望な変位位置に保たれる各駆動源毎の位置変位を与える制御データを前記試行成形操作の間の複数の操作段階それぞれにおいて各駆動源毎に測定した位置変位に基づいて抽出して前記記憶装置に格納する手段と、
前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している前記試行成形操作の間の複数の操作段階毎の当該制御データを各駆動源に本番の成形操作の間の複数の操作段階毎に対応して供給し、
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。
【００２２】
【発明の実施の形態】
まず図１，２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。図１はプレス機の正面図で、図２はそのプレス機の平面図である。図２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１０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２０によって上部支持板３０が保持されている。下部支持台１０と上部支持板３０の間に支柱２０に沿って往復動することができるスライド板４０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）８１、スライド板の下面に固定金型に対応する可動金型（上型）８２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っている。下部支持台１０に対するスライド板４０の位置を測定するために変位測定手段５０ｊ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５０ｊ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５１ｊ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ヘッドなどの磁気センサー５２ｊ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５１ｊに対して、磁気センサー５２ｊ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ア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。
【００２３】
上部支持板３０には駆動源６０ａ，６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ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６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅは上部支持板３０に開けられた通孔７１ａ、７１ｂ……、７１ｅを通ってスライド板４０の上面で各係合部６２ａ，６２ｂ、……６２ｅ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っており、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。
【００２４】
複数の駆動源６０ａ，６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ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。
【００２５】
各係合部６２ａ，６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは図２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６２ｅが成形領域の中央に設けられている。そして各係合部６２ａ，６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅの近くには各変位測定手段５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅが設けられている。変位測定手段５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅはプレス機の右に付いている変位測定手段５０ｊと同様なものを用いることができる。変位測定手段５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅの磁気スケール５１ａ、５１ｂ、……、５１ｅは基準プレート７０に取り付けられていて、変位測定手段の磁気センサー５２ａ、５２ｂ、……、５２ｅは各係合部６２ａ，６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ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７０はスライド板４０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４０が駆動源６０ａ，６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅの働きによって駆動させられたときに、変位測定手段５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅによって各係合部の変位を測定することができる。
【００２６】
基準プレート７０は図１では上部支持板３０の下に間隙をおいて設けられ、支柱２０間に渡されて固定されているとともに、各駆動軸６１ａ、６１ｂ、……、６１ｅが通されている部分には十分余裕のある径をした通孔７１ａ、７１ｂ……７１ｅ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なっている。これは、ワークの形によっては、上部支持板３０とスライド板４０は成形の進行とともに、図１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７０が両側の支柱２０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。
【００２７】
プレス機の制御系統図を図８に示している。成形する前に、あらかじめ入力手段９１から制御手段９２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９２はＣＰＵを有しており、制御手段９２からインターフェース９４を介して駆動パルス信号が駆動源６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅに送られて、各駆動源を駆動して成形する。変位測定手段５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｊからスライド板の変位信号が制御手段９２に送られる。
【００２８】
成形の進行とともに、前に説明した図９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６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅに対する反力が変わってくる。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４０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４０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５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｊで測定して、それらを制御手段９２へ送って、変位測定手段５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｊ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６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅへの駆動パルス信号を調整する。
【００２９】
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を考慮することができる。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。
【００３０】
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８２が被成形板を固定金型８１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、駆動源への力の掛かり具合が不均一となってくるので、反力の多く掛かっている駆動源はより大きな抵抗を受けて下降変位速度が遅れてくる。反対に、反力の掛かってい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９２に戻し、制御手段９２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９３に記憶する。
【００３１】
図３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で、近似的にスライド板全体下降していく平均進行線と考えることができる。今この上に駆動源６０ｂの近くでの変位測定手段５０ｂでの測定値を太い線で示す。反力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反力が掛かり始めて、駆動源は大きな抵抗を受けてプレス機のその付近が変形して、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ΔＺb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５０ｂが測定して、その測定値を制御手段９２に送り、制御手段９２ではスライド板を所望の変位にするように駆動源６０ｂ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。
【００３２】
図３のＢ位置を過ぎると、駆動源６０ｂのところに掛かる荷重が小さくなる。そこで、ある経過時間当たり平均進行線からΔＺbだけ進みが早くなる。そこで制御手段９２からスライド板を所望の変位にするように駆動源６０ｂ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トが生じないようにすることができる。
【００３３】
この駆動パルス信号を表にしたのが表１である。表１の時間欄には図３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６０ｂは、０からｔAまでの時間にｎ0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。同じ駆動源６０ｂはｔAからｔBまでの時間にｎA個の駆動パルス信号を受けるが、所定時間毎にΔＺbだけ遅れるのでΔｎAbの駆動パルス信号を追加して受ける必要がある。次にｔBからｔCまでの間に駆動源６０ｂは所定量のパルスｎBよりもΔｎBbだけ少ないパルス数でよい。またｔCからｔFまでの間には所定量ｎCよりもΔｎCbだけ少なくて良いことを示している。
【００３４】
【表１】

【００３５】
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。
【００３６】
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９１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９２がインターフェース９４を介して制御データテーブルの内容に従い各駆動源６０ａ……６０ｅ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。
【００３７】
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１０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、あるいはフィードバック制御でなく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。
【００３８】
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、可動金型をゆっ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ＣＰＵ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。
【００３９】
制御データテーブルに従って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、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。
【００４０】
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ブルが作られる。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早く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、実作業の時に操作と干渉することがあるので、干渉する場所に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。
【００４１】
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ってそのときには変位測定手段を用い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。
【００４２】
なお、図１，図２に示したプレス機では変位測定手段５０ａ……５０ｅがそれぞれの駆動源６０ａ……６０ｅの近くに設けられていて、基準プレート７０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５０ｊのみが、下部支持台１０に対するスライド板４０の変位を測定するようになっている。成形時に支柱２０の伸びが小さいかほとんどない場合は、支柱２０に取り付けた基準プレート７０に対する変位位置を測定することで十分である。
【００４３】
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２０の伸びによる誤差をさけるためには図４に示すように、各変位測定手段５０ａ′、……５０ｅ′、５０ｊ′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。
【００４４】
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。
【００４５】
本発明の他の実施例として、打ち抜き部分８０ａ′と曲げ成形部分８０ｂ′を持つ成形金型を図５，６に断面図で示す。成形金型の可動金型８２′はスライド板４０′下面に取り付けられており、スライド板の上面には打ち抜き部分８０ａ′、曲げ成形部分８０ｂ′に対応してそれぞれ駆動源６０ａ′、６０ｂ′とそれぞれ変位測定手段５０ａ″、５０ｂ″が取り付けられている。またスライド板４０′の全***置を測定するための変位測定手段（図示せず）が、図１及び２に示したように設けられているものとする。可動金型８２′の打ち抜き部分８０ａ′に設けられているパンチ８０ａ″が、曲げ成形部分８０ｂ′よりも下方向に突出していて、被成形板８３に打ち抜き加工を先に施した後に曲げ加工を行うようになっている。
【００４６】
図５に示す状態まで打ち抜きが進行していって、更にパンチ８０ａ″が下降して図６にあるように抜き落とし材８４が切り離される。抜き落とし材８４が切り離されるまでは、可動金型８２′は非常に遅く進行して、切り離されるときには、それまで掛かっていた荷重を開放した上で、可動金型８２′が再度前進して切り離しと曲げ成形を行う。
【００４７】
このように打ち抜きが行われるような場合には、切り離しが行われた瞬間に、スライド板を押し圧していたエネルギーが一挙に開放されることになり、スライド板は一挙に大きく下降するようになる。図５の場合には、もちろん、当該切り離しとプレス成形とが平行して進行してゆく。
【００４８】
このようなエネルギーの開放が行われる瞬間を含めて、図３に関連して説明したように、試行のワーク成形の全期間に亘って、スライド板の望ましい動き（すなわち、各駆動源に対する望ましい制御データ）を、上記表１に関連して説明したように収集しておき、本番のワーク成形時に利用しようとすると、上記切り離しの前後でのスライド板の動きを正しく制御することが極めて難しい。
【００４９】
このために、本発明においては、前記の切り離しが行われる直前で押し圧エネルギーを一旦開放するように、スライド板を上方に僅かに戻すようにして、この間までの望ましい制御データを収集し、ついで、前記の切り離しを行った直後からのスライド板の望ましい動きに対応する制御データを収集するようにする。そして、本発明においては、本番のワーク成形時に、２段階に分けた制御データを用いて、ワーク成形を行うようにする。
【００５０】
この実施例のプレス機におけるスライド板４０′の変位と成形時間との関係を図７に例示している。成形操作をＳ′からＣ′までの打ち抜き加工（一部成形加工を含む）と、Ｃ′からＦ′までの曲げ成形加工とに分けることができる。打ち抜き加工成形を、可動金型８２′がＳ′から下降して来て打ち抜きパンチ８０ａ″が被成形板を押し圧するまでの操作段階（Ｓ′Ａ′間）、打ち抜きパンチ８０ａ″が被成形板８３を打ち抜いて抜き落とし材８４を切り離す寸前までの操作段階（Ａ′Ｂ′間）、次に、切り離す直前で押し下げ時に蓄積しているエネルギーを開放するために少し戻る操作段階（Ｂ′Ｃ′間）に更に分けることができる。
【００５１】
Ｓ′Ａ′間、Ａ′Ｂ′間、Ｂ′Ｃ′間それぞれにおける可動金型８２′、すなわちスライド板４０′の移動速度を図７に示すように変えておくのがよい。Ｓ′Ａ′間は、可動金型８２′の全体が被成形板８３とも固定金型８１′とも接触していない場合を示しており、その間はスライド板に反力が作用しないので、制御手段はスライド板４０′を早く下降させる。その間は制御をしなくとも同じ数の駆動パルスをすべての駆動源に供給することでスライド板全体を所望な変位位置に保つことができる。Ａ′Ｂ′間では、スライド板４０′をゆっくりと下降させるが、打ち抜きパンチ８０ａ″の部分で大きな反力が作用するので、スライド板全体を所望の変位位置に保つように、上の実施例で述べたのと同じように、その部分にある変位測定手段５０ａ″での変位の遅れを取り戻すことができるように打ち抜きパンチ８０ａ″の上部にある駆動源６０ａ′に多くの駆動パルス信号を供給する。Ｂ′点まで達したときに、スライド板４０′に掛かっている力を開放するために少し変位を戻すようにする。Ｂ′点の位置は、ブレークスルーの始まる寸前とするのが良く、板厚の１０〜５０％程度とするのがよい。
【００５２】
その後スライド板４０′を再び下降させて板を切り離す。この切り離しに続けて曲げ加工をＤ′Ｅ′間で終了させる。Ｅ′Ｆ′間では圧力を保持させることもできる。その後スライド板が戻される。Ｃ′からＥ′までが実質上曲げ加工であるが、その間スライド板全体を所望な変位位置に保たれるように、それぞれの駆動源に対応した制御データを抽出して、すなわちスライド板全体が所望な変位関係になるように制御手段は各駆動源に駆動パルス信号を供給する。
【００５３】
この実施例においては、抜き打ち加工で抜き落とし材を切り離す寸前までスライド板すなわち打ち抜きパンチが進んだ時に、それまでに蓄積されていたエネルギーを開放した上で、曲げ成形加工を行っている。このように蓄積されたエネルギーを開放しているので、曲げ加工時には、蓄積エネルギーは極めて小さくなり、金型変形も小さく高精度な加工ができる。また加工時の音、振動も小さくすることができる。
【００５４】
Ｓ′からＦ′までの成形サイクルを行うことで、この場合も表１に準じた制御データテーブルが記憶装置内に格納される。制御データはＳ′からＣ′までの打ち抜き成形加工と、Ｃ′からＦ′までの曲げ成形加工の２段階あるいはそれ以上の数段階にしておくことが好ましい。同じ種類のワークを繰り返し成形するときには、その制御データテーブルに従って成形を行うことができる。また、成形サイクルを短くするのに、先の実施例に準じて、サイクルタイムを短くした試行成形を数回行って、制御データテーブルを修正すればよい。
【００５５】
本発明では、この実施例にあるように、プレス機の制御段階を分けて、打ち抜き、成形に応じて変位と時間の関係を変えることも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
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イ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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いることができるプレス機の一例の正面図を示す。
【図２】図１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している。
【図３】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。
【図４】図１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。
【図５】本発明の他の実施例に用いることのできるプレス機の金型部分の断面図である。
【図６】図５の金型を変位させた状態の断面図である。
【図７】図５，６に示す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。
【図８】本発明のプレス機の制御系統図である。
【図９】プレス機のスライド板にかかる反力を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０、１０′ 下部支持台
２０ 支柱
３０ 上部支持板
４０、４０′ スライド板
５０ａ、……５０ｅ、５０ｊ、５０ａ′、……５０ｅ′、５０ｊ′、５０ａ″、５０ｂ″ 変位測定手段
５１ａ、……５１ｅ、５１ｊ 磁気スケール
５２ａ、……５２ｅ、５２ｊ 磁気センサー
６０ａ、……６０ｅ、６０ａ′、６０ｂ′ 駆動源
６１ａ、……６１ｅ 駆動軸
６２ａ、……６２ｅ 係合部
７０ 基準プレート
７１ａ、……７１ｅ 通孔
８０ａ′ 打ち抜き部分
８０ａ″ パンチ
８０ｂ′ 曲げ成形部分
８１、８１′ 固定金型
８２、８２′ 可動金型
８３ 被成形板
８４ 抜き落とし材
９１ 入力手段
９２ 制御手段
９３ 記憶装置
９４ インターフェース

Claims (4)

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イド板と、
   複数の駆動源とを有し、
   各駆動源の駆動軸が前記スライド板の上面と係合して支柱に沿って前記スライド板を変位させるプレス機において、
   各駆動源を駆動制御する制御手段を有し、
   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スライド板全体が所望な変位位置に保たれる各駆動源毎の位置変位を与える制御データを各駆動源対応に格納する記憶装置と、
   前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している前記成形操作の間の複数の操作段階毎の当該制御データを各駆動源に成形操作の間の複数の操作段階それぞれに対応して供給し、
   各駆動源を個別に駆動する手段とを備えた
   ことを特徴とするプレス機。
2. 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、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項１記載のプレス機。
3. 前記複数の駆動源は互いに同じ押し圧力を生じることを特徴とする請求項２記載のプレス機。
4. 前記プレス機は、更に各駆動源に対応する係合部がスライド板上に係合して設けられていて、各駆動源の駆動軸が係合部を押し圧して支柱に沿ってスライ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を各係合部の近くにそれぞれ有するとともに、
   前記制御手段は、
   試行成形操作の間の複数の操作段階毎に前記変位測定手段を用いて各駆動源毎の位置変位を測定し、
   前記試行成形操作の間の複数の操作段階それぞれにおいて前記スライド板全体が所望な位置関係に保たれる状態を検知し、
   当該所望な変位位置に保たれる各駆動源毎の位置変位を与える制御データを前記試行成形操作の間の複数の操作段階それぞれにおいて各駆動源毎に測定した位置変位に基づいて抽出して前記記憶装置に格納する手段と、
   前記各駆動源に対応して前記記憶装置に格納している前記試行成形操作の間の複数の操作段階毎の当該制御データを各駆動源に本番の成形操作の間の複数の操作段階毎に対応して供給し、
   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項１〜３いずれか記載のプレス機。

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