JPH0469039B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、プレスにおけるスライド下死点位
置自動補正装置、さらに詳しくは、スライドの左
右両側部に駆動棒（コネクテイングロツドなど）
が連結されているプレスにおいて、スライド下死
点におけるスライドとボルスタの相対距離および
平行度を自動的に補正する装置に関する。

従来技術 プレス加工においては、たとえばコイニング加
工など加工の種類によつては下死点の位置精度す
なわち下死点におけるスライドとボルスタの相対
距離の変化の度合が問題になることがある。上記
の相対距離の変化には、ストローク毎のばらつ
き、連続ストローク数（spm）に依存する変化、
スライドの駆動部や往復運動のガイド部から発生
する摩擦熱によるプレス構成部分の熱膨脹に起因
する変化がある。これらのうち、ストローク毎の
ばらつきはプレスの設計や製作精度を向上させる
ことにより充分に小さくできるが、このようにし
ても、連続ストローク数による変化や熱による変
化をたとえば10μｍ以下の小さな値にするのは困
難である。このため、従来は、プレス内に大量の
油を循環させて温度上昇を防止することが多い
が、油の循環や温度制御のために多くの動力を必
要とし、不経済である。また、下死点におけるス
ライドとボルスタの相対距離の変化はスライドの
左右で必ずしも同一ではなく、左右の駆動棒（コ
ネクテイングロツドなど）の熱膨脹の違いや荷重
の偏りなどにより下死点におけるスライドに傾き
が生じてボルスタとの平行度が悪化することがあ
る。そして、スライドの傾きは、上型と下型のク
リアランスに偏りを生じさせて製品に悪影響を及
ぼすとともに、金型の摩耗を早めることになり、
好ましくない。

発明の目的 この発明の目的は、とくに温度制御を行なわな
くても下死点における精度を向上しうる装置を提
供することにある。

発明の構成 この発明によるスライド下死点位置自動補正装
値は、スライドの左右両側部に駆動棒が連結され
ているプレスにおけるスライド下死点位置自動補
正装置において、プレス運転状態でスライドと左
右の駆動棒の上下相対位置関係を個別に調整する
左右２つの位置調整装置と、下死点における左右
両側部のスライドとボルスタの相対距離を個別に
検出する左右２つの距離検出器と、下死点におけ
る左右両側部のスライドとボルスタの相対距離が
ともに所定の範囲に入るように左右の距離検出器
の出力に基いて左右の位置調整装置を個別に制御
する制御部とを備えているものである。

この明細書において、駆動棒という用語は、ク
ランクプレスにおけるコネクテイングロツドやナ
ツクルプレスにおけるトツグルリンクなどのよう
にスライドに連結されてこれに駆動力を伝える棒
状の部品を全て含む意味に用いられる。また、第
２図の下側を前、同図の上側を後とし、前から後
を見たときの左右を左右とする。すなわち、第１
図および第２図の左右を左右とする。

実施例 図面は、ダブルクランクプレスのスライド１の
部分とスライド下死点位置自動補正装置を示す。
スライド１の左右両側部には、後述するように、
コネクテイングロツド（駆動棒）５がそれぞれ連
結されている。スライド下死点位置自動補正装置
は、プレス運転状態でスライド１と左右のコネク
テイングロツド５の上下相対位置関係を個別に調
整する左右２つのスライド位置調整装置２と、下
死点における左右両側部のスライド１とボルスタ
７０の相対距離（以下、最小相対距離という）を
個別に検出する距離検出部３と、左右両側部の最
小相対距離がともに所定の範囲に入るように検出
部３の出力に基いて左右の位置調整装置２を個別
に制御する制御部４とを備えている。

スライド１とこれに設けられた左右のスライド
位置調整装置２の詳細が、第１図〜第５図に示さ
れている。

スライド１は、箱形をなし、その４隅部におい
て４本の垂直ガイド棒６に上下摺動自在に取付け
られている。スライド１の左右両端寄りの部分の
上面に蓋７がそれぞれはめ止められており、下部
におねじ８が形成された垂直な調整ねじ棒９がこ
れらの蓋７の中央に上下摺動自在にはめられてい
る。各ねじ棒９のおねじ８にはウオームホイール
１０の内面に形成されためねじがそれぞれねじは
められており、各ウオームホイール１０は回転は
しうるが上下方向には移動しないようにスライド
１と蓋７との間にはさまれている。各ねじ棒９の
上端部には、それぞれ、コネクテイングロツド５
の下端部が左右方向に伸びる水平ピン１１によつ
て回転自在に連結されている。

スライド位置調整装置２は、スライド１とコネ
クテイングロツド５の上下相対位置関係を調整す
ることによつてスライド１とボルスタ７０の上下
相対位置関係を調整するものであり、次のように
構成されている。

最初に、左右のスライド位置調整装置２に共通
な部分について説明する。

スライド１の内部には前後方向に水平に伸びる
２本のウオーム軸１２が回転自在に設けられてお
り、これらに固定されたウオーム１３が対応する
ウオームホイール１０とかみ合つている。２本の
ウオーム軸１２の前端部に歯車１４がそれぞれ固
定され、これらの歯車１４の間には２つの中間歯
車１５，１７が配置されている。一方の中間歯車
１５は、スライド１に取付けられたエアモータ１
６の軸の前端部に固定され、他方の中間歯車１７
は、スライド１に取付けられたエアシリンダ５０
に回転自在に連結され、シリンダ５０の操作によ
つて前後方向に移動する。そして、第２図に鎖線
で示すように中間歯車１７が後方に移動してその
両側の歯車１４，１５とかみ合つている状態で
は、２本のウオーム軸１２は、これらの歯車１
４，１５，１７によつて連結され、互いに同期し
て反対方向に回転する。また、第２図に実線で示
すように中間歯車１７が前方に移動してその両側
の歯車１４，１５から切離されている状態では、
２のウオーム軸１２は互いに独立して個別に回転
しうる。なお、ウオーム軸１２は、後述するよう
に、スライド１とボルスタ７０の上下相対位置関
係を調整するときにだけ回転させられる。

左側の位置調整装置２の残りの部分は、次のよ
うに構成されている。すなわち、左側のウオーム
軸１２の後端部はスライド１の後面より突出して
おり、この部分に調整歯車１８が固定されてい
る。また、このウオーム軸１２を受けるためにス
ライド１後面に後側からはめ止められたハウジン
グ１９の外周に、第１のエアシリンダ２０の一端
面に一体に形成されたブラケツト２１が回転自在
にはめられている。このシリンダ２０は調整歯車
１８の周囲外側に位置しており、歯車１８に向つ
て突出したピストンロツド２２の先端に歯車１８
とかみ合う爪２３が一体に形成されている。スラ
イド１後面の中央上部に、第２のエアシリンダ２
４の中間部が前後方向に伸びる水平ピン２５によ
つて回転自在に取付けられており、このシリンダ
２４のピストンロツド２６の先端部と第１のシリ
ンダ２０の外側に一体に形成されたブラケツト２
７が前後方向に伸びる水平ピン２８によつて回転
自在に連結されている。第１のシリンダ２０の２
つの室２９，３０および第２のシリンダ２４の２
つの室３１，３２はそれぞれ電磁切換弁３３，３
４，３５，３６を介して圧縮空気源３７に接続さ
れている。

右側の位置調整装置２の残りの部分も、上記と
同様に構成されている。

プレス運転中、エアモータ１６はフリーな状態
にあり、かつ中間歯車１７その両側の歯車１４，
１５から切離されている。また、プレス運転中
は、通常、第１の弁３３と第４の弁３６が開状態
（空気源３７とシリンダ２０，２４の室２９，３
２が連通した状態）で第２の弁３４と第３の弁３
５が閉状態（空気源３７とシリンダ２０，２４の
室３０，３１の間が遮断されるとともに室３０，
３１が大気と連通した状態）にあり、第１のシリ
ンダ２０の爪２３が進出して調整歯車１８の歯３
８の間にはまつており、また第２のシリンダ２４
のロツド２６は退入位置にある。このような状態
では、爪２３によつて調整歯車１８すなわちウオ
ーム軸１２の回転が阻止され、ウオームホイール
１０は回転しない。このため、ウオームホイール
１０と調整ねじ棒９の上下相対位置関係すなわち
スライド１とコネクテイングロツド５の上下相対
位置関係は変らす、したがつて、スライド１とボ
ルスタ７０の上下相対位置関係および平行度が一
定に保たれる。そして、プレス運転中に、次のよ
うにして、スライド１と左右のコネクテイングロ
ツド５の上下相対位置関係が個別に調整される。

左側部におけるスライド１とボルスタ７０の相
対距離が大きくなる方向にスライド１と左側のコ
ネクテイングロツド５の上下相対位置関係を調整
する場合（以下、これをプラス調整という）は、
次のように左側の位置調整装置２の４つの弁３
３，３４，３５，３６を制御する。すなわち、ま
ず、第１の弁３３を開状態にすると同時に第２の
弁３４を開状態にする。これにより、第１のシリ
ンダ２０の爪２３が退入して調整歯車１８の歯３
８の間から外れ、第１のシリンダ２０が調整歯車
１８に対して自由に回転できるようになる。次
に、第４の弁３６を閉状態にすると同時に第３の
弁３５を開状態にする。これにより、第２のシリ
ンダ２４のロツド２６が進出して、第１のシリン
ダ２０が第３図および第５図の時計方向に一定角
度回転する。このとき、調整歯車１８は停止して
いる。次に、第２の弁３４を閉状態にすると同時
に第１の弁３３を開状態にする。これにより、爪
２３が再び進出して元の位置より第３図および第
５図の時計方向に隔つた隣の歯３８の間にはま
る。そして、最後に、第３の弁３５を閉状態にす
ると同時に第４の弁３６を開状態にする。これに
より、第２のシリンダ２４のロツド２６が再び退
入して、第１のシリンダ２０が元の位置まで第３
図および第５図の反時計方向に回転する。この第
１のシリンダ２０の回転は爪２３によつて調整歯
車１８に伝えられ、調整歯車１８は元の位置より
１歯分だけ第３図および第５図の反時計方向に回
転する。また、調整歯車１８の回転は、これが固
定された左側のウオーム軸１２にそのまま伝えら
れ、左側のウオーム１３が一定角度だけ回転す
る。そして、このウオーム１３の回転によつて左
側のウオームホイール１０が一定角度だけ回転
し、その結果、このウオームホイール１０はねじ
棒９に対して一定量だけ上方に移動する。このと
き、中間歯車１７はその両側の歯車１４，１５と
かみ合つていないので、左側のウオーム軸１２が
回転しても、右側のウオーム軸１２は回転しな
い。なお、上述のように調整装置２が１回作動し
たときのねじ棒９に対するウオームホイール１０
の移動量すなわち調整量は、たとえば10μｍであ
る。

左側部におけるスライド１とボルスタ７０の相
対距離が小さくなる方向にスライド１と左側のコ
ネクテイングロツド５の上下相対位置関係を調整
する場合（以下、これをマイナス調整という）
は、まず第４の弁３６を閉状態にすると同時に第
３の弁３５を開状態にし、次に第１の弁３３を閉
状態にすると同時に第２の弁３４を開状態にし、
次に第３の弁３５を閉状態にすると同時に第４の
弁３６を開状態にし、最後に第２の弁３４を閉状
態にすると同時に第１の弁３３を開状態にする。
これにより、プラス調整の場合とは逆に、調整歯
車１８が元の位置より１歯分だけ第３図および第
５図の時計方向に回転し、左側のウオームホイー
ル１０はねじ棒９に対して一定量だけ下方に移動
する。

右側の位置調整装置２によるプラス調整および
マイナス調整も、上記と同様である。

エアモータ１６はたとえば型が変つたときなど
にスライド１と左右のコネクテイングロツド５の
上下相対位置関係を同時に大きく変えるためのも
のであり、中間歯車１７をその両側の歯車１４，
１５とかみ合わせた状態でエアモータ１６で中間
歯車１５を回転させることにより、左右のウオー
ム軸１２が互いに反対方向に同じ量だけ回転し、
左右のウオームホイール１０がねじ棒９に対して
同じ量だけ上下に移動する。

距離検出部３は、第７図に示すように、左右２
つの距離検出器３９と、これらにそれぞれ接続さ
れた２つの下死点検出回路４０とを備えている。
検出器３９は、たとえば渦電流効果を利用して非
接触で変位を検出するものであり、上下方向の位
置が調整できるようにたとえばボルスタ７０の左
前部と右後部に適宜な手段によつて上向きに固定
されている。

距離検出器３９の取付けの１例が第１図および
第３図に示されており、検出器３９は、適当な支
持部材７１を介してボルスタ７０に固定され、ス
ライド１の下面に対向している。また、第６図に
示すように、２つの検出器３９に対応して、これ
らの真上に位置する２つの検出ブロツク４１をス
ライド１に固定してもよい。

下死点検出回路４０は、第８図のように、連続
位置信号Ａ、ホールド信号Ｂおよびカウント用信
号Ｃを出力する。連続位置信号Ａは、検出器３９
の通常の出力であり、下死点ａ付近におけるスラ
イド１の動きをそのまま表わしている。そして、
この信号Ａは下死点ａ付近におけるスライド１の
変位に比例し、たとえば１ｍＶが1μｍの変位に
対応している。カウント用信号Ｃは、連続位置信
号ＡがスレシホールドレベルＳより小さい間すな
わちスライド１が一定の位置より下側の下死点ａ
を含む範囲にある間だけオンになるものである。
したがつて、通常のプレス運転中は、ストローク
毎に１回ずつカウント用信号Ｃがオンになる。ホ
ールド信号Ｂは、カウント用信号Ｃがオフになつ
てから次のカウント用信号Ｃがオフになるまでの
間下死点ａにおける連続位置信号Ａの値がホール
ドされたものである。したがつて、ホールド信号
Ｂにより、最小相対距離とくにストローク毎の変
化を直接検出することができる。

制御部４は、第７図に示すように、補正装置全
体を制御するマイクロコンピユータ４２を備えて
おり、検出部３の２つの下死点検出回路４０の連
続位置信号Ａおよびホールド信号Ｂがマルチプレ
クサ４３に入力し、マルチプレクサ４３の出力が
増幅器４４、サンプルホールド４５、AD変換器
４６、ホトカプラ４７およびインタフエース４８
を経てコンピユータ４２に入力する。また、一方
の下死点検出回路４０のカウント用信号Ｃがホト
カプラ４９およびインタフエース４８を経てコン
ピユータ４２に入力する。そして、コンピユータ
４２からの指令により、２つの下死点位置検出回
路４０の連続位置信号Ａおよびホールド信号Ｂが
順次これに比例するデジタル信号に変換されてコ
ンピユータ４２に入力し、コンピユータ４２は、
２つの下死点検出回路４０の連続位置信号Ａをス
ライド１の左右両側部の絶対位置の検出値とする
とともに、２つの下死点検出回路４０のホールド
信号Ｂをスライド１の左右両側部の下死点位置の
検出値とする。

制御部４のコンピユータ４２には、開始スイツ
チ５１、表示器５２、表示器５２の表示切換スイ
ツチ５３、プリンタ５４および基準値補正量設定
ダイヤル５５がそれぞれ接続されている。このダ
イヤル５５は、後述するようにプレスの自動運転
開始直後に以後の補正の基準となるスライド１の
左右両側部の下死点位置基準値を決定するにあた
つて基準値の補正量を外部から設定するためのも
のであり、正または負の補正量をたとえば1μｍ
単位で設定できる。表示器５２はスライド１の左
右両側部の相対位置表示、絶対位置表示および累
積補正量表示の機能を有し、これらが表示切換ス
イツチ５３によつて切換えられる。なお、表示器
５２の表示内容およびプリンタ５４の出力内容に
ついては後述する。

制御部４のコンピユータ４２には、インタフエ
ース５６およびホトカプラ５７を介して左右のス
ライド位置調整装置２の切換弁３３，３４，３
５，３６およびアラーム用リレー５８などがそれ
ぞれ接続されている。そして、前述のようなスラ
イド１の左右両側部のプラス調整またはマイナス
調整を行なうときに、コンピユータ４２からの指
令により、これらの弁３３，３４，３５，３６が
制御される。

次に、第９図のフローチヤートを参照して、プ
レス加工時の操作手順および上記のスライド下死
点位置自動補正装置の動作を説明する。

まず、プレスの自動運転に先立ち、スライド１
を下死点に停止させて、左右の検出器３９の上下
方向の位置を調整する（ステツプ100）。この作業
は、表示器５２を絶対位置表示に切換えた状態で
行なう。このようにすれば、前述のようにコンピ
ユータ４２で演算されるスライド１の絶対位置の
検出値が表示器５２に連続的に表示されるので、
スライド１を容易に下死点に停止させることがで
き、しかも下死点における検出器３９とスライド
１の相対距離を容易に最適な値（たとえば1.5mm）
に調整することができる。

そして、所望の製品が得られることを確認した
のち、プレスの自動運転を開始するとともに、補
正装置の開始スイツチ５１を押す（ステツプ
101）。これにより、補正装置が作動を開始し、ま
ず、次のようにしてスライド１の左右両側部の下
死点位置基準値を決定する（ステツプ102）。すな
わち、制御部４のコンピユータ４２は、下死点検
出回路４０のカウント用信号Ｃを常時監視してお
り、これをカウントすることによつてプレスの連
続ストローク数を求めるとともに、カウント用信
号Ｃがオンからオフに変るたびに２つの下死点検
出回路４０のホールド信号Ｂをそれぞれスライド
１の左右両側部の下死点位置の検出値とする。そ
して、たとえば100ストロークの下死点位置の検
出値の平均を左右別個に求め、これらの平均値に
基準値補正量設定ダイヤル５５に設定された補正
量を加えた値を左右両側部の下死点位置基準値と
する。

次に、左右両側部の下死点位置基準値に対する
スライド１の左右両側部の下死点位置の相対位置
を測定する（ステツプ103）。この相対位置の測定
値は、基準値を決定する場合と同様にたとえば
100ストロークの下死点位置の検出値の平均を左
右別個に求めたのち、これらの平均値と左右両側
部の下死点位置基準値の差をとることによりそれ
ぞれ求められる。

次に、左側部の相対位置の測定値が補正不要範
囲の上限（たとえば＋10μｍ）より大きいか否か
を判断し（ステツプ104）、これより大きい場合
は、前述のように左側のスライド位置調整装置２
の弁３３，３４，３５，３６を制御して、スライ
ド１の左側部の位置をたとえば10μｍマイナス調
整する（ステツプ105）。

左側部の相対位置の測定値が補正不要範囲の上
限より大きくない場合は、この測定値が補正不要
範囲の下限（たとえば−5μｍ）より小さいか否
かを判断し（ステツプ106）、これより小さい場合
は、上記とは逆にスライド１の左側部の位置をた
とえば10μｍプラス調整する（ステツプ107）。

左側部の相対位置の測定値が補正不要範囲内に
ある場合または左側部のマイナス調整（ステツプ
105）もしくはプラス調整（ステツプ107）が終つ
たのちは、右側部の相対位置の測定値が補正不要
範囲の上限より大きいか否かを判断し（ステツプ
108）、これより大きい場合は、前述のようにスラ
イド１の右側部の位置をたとえば10μｍマイナス
調整する（ステツプ109）。

右側部の相対位置の測定値が補正不要範囲の上
限より大きくない場合は、この測定値が補正不要
範囲の下限より小さいか否かを判断し（ステツプ
110）、これより小さい場合は、上記とは逆にスラ
イド１の右側部の位置をたとえば10μｍプラス調
整する（ステツプ111）。

右側部の相対位置の測定値が補正不要範囲内に
ある場合は、ステツプ103に戻り、上記の動作を
繰返す。右側部のマイナス調整（ステツプ109）
またはプラス調整（ステツプ111）が終つたのち
も同様である。なお、右側部または右側部の相対
位置の測定値が一定の範囲（たとえば＋20μｍ〜
−15μｍ）を外れたような場合は、アラームが発
せられる。

上述のようにプレスがたとえば100ストローク
動作するたびに左右両側部の相対位置の測定値に
基いてスライド１の位置を調整することにより、
スライド１の下死点位置および平行度が常に一定
の範囲に保たれ、精度の高い製品が得られる。な
お、補正装置が動作しているときに、表示器５２
を相対位置表示に切換えると上記のスライド１の
左右両側部の下死点位置に相対位置に測定値が表
示され、表示器５２を累積補正量表示に切換える
と動作開始時からのスライド１の左右両側部の位
置の補正量の累積値が表示される。これらの相対
位置の測定値および累積補正量は、必要に応じて
プリンタ５４に出力させることができる。また、
スライド１の左右両側部の絶対位置の検出値およ
びプレスの連続ストローク数も、必要に応じてプ
リンタ５４に出力させることができる。

発明の効果 この発明による装置は、スライドの左右両側部
に駆動棒が連結されているプレスにおけるスライ
ド下死点位置自動補正装置において、プレス運転
状態でスライドと左右の駆動棒の上下相対位置関
係を個別に調整する左右２つの位置調整装置と、
下死点における左右両側部のスライドとボルスタ
の相対距離を個別に検出する左右２つの距離検出
器と、下死点における左右両側部のスライドとボ
ルスタの相対距離がともに所定の範囲に入るよう
に左右の距離検出器の出力に基いて左右の位置調
整装置を個別に制御する制御部とを備えているの
で、従来のような温度制御を行なわなくても、プ
レス運転中にスライドと左右の駆動棒の上下相対
位置関係を調整して下死点におけるスライドとボ
ルスタの相対距離および平行度を所定の範囲に入
るように補正することができ、これによつて下死
点の位置精度が向上する。そして、従来のように
大量の油を循環させるための動力を必要としない
ので、経済的である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図はプレ
スのスライドとこれに設けられたスライド位置調
整装置を示す部分切欠き正面図、第２図は第１図
−線の断面図、第３図は第１図の背面図、第
４図は第３図−線の拡大断面図、第５図はス
ライド位置調整装置の空気系統図、第６図は距離
検出部の距離検出器の部分を示す垂直断面図、第
７図は距離検出部および制御部のブロツク図、第
８図は制御部の下死点検出回路の出力信号を示す
タイムチヤート、第９図はプレス加工時の操作手
順およびスライド下死点位置自動補正装置の動作
を示すフローチヤートである。 １……スライド、２……スライド位置調整装
置、４……制御部、５……コネクテイングロツド
（駆動棒）、３９……距離検出器、７０……ボルス
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スライドの左右両側部に駆動棒が連結されて
   いるプレスにおけるスライド下死点位置自動補正
   装置において、プレス運転状態でスライドと左右
   の駆動棒の上下相対位置関係を個別に調整する左
   右２つの位置調整装置と、下死点における左右両
   側部のスライドとボルスタの相対距離を個別に検
   出する左右２つの距離検出器と、下死点における
   左右両側部のスライドとボルスタの相対距離がと
   もに所定の範囲に入るように左右の距離検出器の
   出力に基いて左右の位置調整装置を個別に制御す
   る制御部とを備えているプレスにおけるスライド
   下死点位置自動補正装置。