JPH0719630Y2

JPH0719630Y2 - プレス材料の温度調整装置

Info

Publication number: JPH0719630Y2
Application number: JP1714291U
Authority: JP
Inventors: 勇小松
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1991-02-27
Filing date: 1991-02-27
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2005-05-10
Also published as: JPH04108932U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、プレス機械の上下型で
加工されるプレス材料の温度と上下型の温度との差をな
くすようにし、プレス製品の成形精度を高めるようにし
たプレス材料の温度調整装置に関する。

【０００２】

【背景技術】プレス材料を加工するプレス機械の上下型
は常温下で製作され、製作された上型はスライドに、下
型はボルスタにそれぞれ取り付けられ、スライドが上下
動する毎にプレス材料がプレス機械に送給され、プレス
加工される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】スライドが多数回上下
動し、多数のプレス製品が上下型で生産されると、上下
型は加工熱により次第に温度上昇して熱膨張変形するこ
とになる。このため、従来、上下型が製作時に正確に作
られても、プレス加工時における上下型の寸法には誤差
が生じることになり、この誤差を有する上下型でプレス
材料の加工が行われるため、プレス製品の成形精度を一
定精度以上に高めることは困難であった。本考案の目的
は、プレス製品の成形精度を高めることができ、高精度
加工を実現できるようになるプレス材料の温度調整装置
を提供するところにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本考案の第１考案に係る
プレス材料の温度調整装置は、プレス材料を加工するプ
レス機械の上下型の温度を測定するための上下型温度測
定装置と、加工される前のプレス材料の温度を測定する
ためのプレス材料温度測定装置と、プレス材料を加熱ま
たは冷却するためのプレス材料加熱冷却装置とを有し、
これらの上下型温度測定装置、プレス材料温度測定装
置、プレス材料加熱冷却装置は制御装置に接続され、こ
の制御装置には、上下型温度測定装置からの上下型の温
度に関する信号と、プレス材料温度測定装置からのプレ
ス材料の温度に関する信号とが入力され、制御装置はこ
れらの信号に基づきプレス材料加熱冷却装置を駆動制御
してプレス材料の温度を上下型の温度に近づけることを
特徴とするものである。

【０００５】また、本考案の第２考案に係るプレス材料
の温度調整装置は、第１考案のプレス材料の温度調整装
置に上下型を加熱または冷却するための上下型加熱冷却
装置を付加したものであって、前記制御装置は、上下型
温度測定装置で測定された上下型の温度とプレス材料温
度測定装置で測定されたプレス材料の温度との差を予め
規定した規定値に対して比較する比較部を有し、この差
が規定値よりも大きいときに制御装置はプレス材料加熱
冷却装置と上下型加熱冷却装置の両方を駆動制御して上
下型の温度とプレス材料の温度とを近づけることを特徴
とするものである。

【０００６】以上の第１、第２考案において、近づける
とは、両方の温度の差を許容できる範囲まで小さくする
ことでもよく、両方の温度を一致させることでもよい。

【０００７】また、第１、第２考案に係るプレス材料の
温度調整装置はフィードバック回路を有するものでもよ
く、有しないものでもよい。

【０００８】また、プレス材料加熱冷却装置、上下型加
熱冷却装置は加熱機能と冷却機能の両方を有していても
よく、加熱機能だけあるいは冷却機能だけを有していて
もよい。これは、上下型の温度とプレス材料の温度との
予め想定される関係に基づき決定される。

【０００９】

【作用】第１考案では、上下型温度測定装置で測定され
た上下型の温度に関する信号とプレス材料温度測定装置
で測定されたプレス材料の温度に関する信号とが制御装
置に入力し、これらの信号に基づき制御装置はプレス材
料加熱冷却装置を適正量駆動制御することになり、これ
によりプレス材料の温度は上下型の温度に近づき、この
後、プレス材料は上下型で加工される。

【００１０】第２考案では、上下型の温度とプレス材料
の温度との差が予め規定された規定値よりも大きいか小
さいかが制御装置の比較部で比較され、小さいときに
は、制御装置はプレス材料加熱冷却装置のみを駆動制御
してプレス材料の温度だけを変化させ、大きいときに
は、制御装置はプレス材料加熱冷却装置と上下型加熱冷
却装置の両方を駆動制御してプレス材料の温度と上下型
の温度の両方を変化させ、この後、プレス材料は上下型
で加工される。これにより、プレス材料加熱冷却装置の
能力を越えるまで上下型の温度が上昇していても、上下
型の温度とプレス材料の温度とを許容範囲まで近づけあ
るいは一致させることができる。

【００１１】このようにプレス材料が上下型の温度と近
いまたは同じ温度とされ、この温度下でプレス材料が加
工されても、プレス材料と上下型の熱膨張係数はほとん
ど同じであるため、プレス材料から得られたプレス製品
が常温に戻ったときには、プレス製品は、常温下で正確
に製作された上下型の精度と対応した高度の成形精度を
有するものになっている。

【００１２】

【実施例】図１は本考案の第１考案に係る一実施例を示
す図である。プレス機械１の上下動するスライド２に上
型３が取り付けられ、ボルスタ４に下型５が取り付けら
れ、これらの上下型３，５で加工されるプレス材料であ
るコイル材６は、スライド２が上下動する毎にフィード
装置７でプレス機械１に所定ピッチずつ間欠送りされ
る。

【００１３】上下型３，５の内部には上下型温度測定装
置８の温度センサ９が各複数個配置され、これらの温度
センサ９は信号変換器１０に接続されている。信号変換
器１０は温度センサ９と共に上下型温度測定装置８を構
成するもので、温度センサ９で測定された上下型３，５
の温度に関するデータ情報を制御装置１１に入力するた
めにデジタル信号に変換するものである。コイル材６の
送りライン上にはプレス材料加熱冷却装置１２の加熱冷
却器１３が配置され、この加熱冷却器１３はコイル材６
を加熱または冷却するためのもので、加熱ヒータ、冷風
吹き出し部等を有する。プレス材料加熱冷却装置１２は
加熱冷却器１３とこれに接続された駆動部１４とで構成
され、駆動部１４により加熱冷却器１３が駆動される。

【００１４】加熱冷却器１３の前後にはプレス材料温度
測定装置１５の温度センサ１６，１７が配置され、温度
センサ１６は、加熱冷却器１３に入る前のコイル材６の
温度を測定する入口側温度センサとなっており、温度セ
ンサ１７は、加熱冷却器１３を通過したコイル材６の温
度を測定する出口側温度センサとなっている。プレス材
料温度測定装置１５は温度センサ１６，１７とこれらが
接続された信号変換器１８，１９とからなり、信号変換
器１８，１９は、温度センサ１６，１７で測定されたコ
イル材６の温度に関するデータ情報を制御装置１１に入
力するためにデジタル信号に変換するためのものであ
る。

【００１５】制御装置１１は、上下型温度測定装置８と
プレス材料温度測定装置１５とから入力する信号に基づ
いてプレス材料加熱冷却装置１２をプログラム制御によ
り駆動制御するものであり、演算部２０、制御部２１、
記憶部２２、入力部２３を有する。演算部２０は、上下
型温度測定装置８のそれぞれの温度センサ９からのデー
タ情報により上下型３，５の全体平均温度を演算し、そ
の演算結果から制御部２１にコイル材６の温度をどのく
らいの温度にすべきかの目標温度を出力するようになっ
ており、この目標温度は上下型３，５の全体平均温度と
同じである。入力部２３には、コイル材６の幅寸法、厚
さ寸法、材質等に関するデータ（コイル材仕様条件）、
コイル材６を加工するためにスライド２が単位時間当た
りに上下動する回数や、間欠送りされるコイル材６が停
止している時間（プレス材料加熱冷却装置１２でコイル
材６を加熱または冷却できる時間）等に関するデータ
（コイル材加工条件）、要求される所定精度の高精度プ
レス製品を得るために上下型３，５の温度とプレス材料
６の温度との差がどのくらいの範囲内であれば許容でき
るかについてのデータ（温度差の許容範囲条件）等が入
力され、これらのデータは記憶部２２に記憶され、か
つ、これらのデータは制御部２１に随時読み出し可能と
なっている。

【００１６】次に、図２で示したフローチャートにより
作用を説明する。プレス機械１の運転を開始する前にス
テップ２４で初期設定を行い、次いでスライド２を上下
動させてプレス機械１の運転を開始する。

【００１７】スライド２が上下動する毎に上下型温度測
定装置８のそれぞれの温度センサ９は上下型３，５の温
度を測定する。この測定はステップ２５であり、これに
よって得られる情報に基づき制御装置１１の演算部２０
は上下型３，５の全体平均温度、すなわちコイル材６の
目標温度Ｔ₁を算出する（ステップ２６）。このＴ₁に
関するデータは制御部２１に入力される。また、制御部
２１は、ステップ２７において、記憶部２２に記憶され
ていた前記コイル材仕様条件、コイル材加工条件に関す
る入力データを読み出し、これらのデータに基づく定数
Ａ₁が制御部２１で算出される。

【００１８】ステップ２８において、プレス材料温度測
定装置１５の入口側温度センサ１６からコイル材６の温
度Ｔ₂に関するデータ情報が制御部２１に入力され、こ
れにより、ステップ２９において、Ｔ₁，Ｔ₂，Ａ₁か
らコイル材６を前記目標温度Ｔ₁まで温度上昇させるた
めに必要な熱量Ｑ₁が算出される。この後、ステップ３
０に移行するが、スライド２の上下動回数目が第１回目
のときには、ステップ３０の補正熱量Ｑ₂はステップ２
４の初期設定で零となっているため、ステップ３１に移
行する。このステップ３１において、制御部２１はプレ
ス材料加熱冷却装置１２の駆動部１４をＱ₁の熱量が加
熱冷却器１３から生じるように駆動制御し、この駆動制
御により加熱冷却器１３はコイル材６をＱ₁分加熱す
る。コイル材６が間欠送りされることにより、ステップ
３１で加熱されたコイル材６の温度はステップ３２にお
いてプレス材料温度測定装置１５の出口側温度センサ１
７で測定され、このコイル材６の出口温度Ｔ₃に関する
データ情報は制御装置２１に入力される。次いで、ステ
ップ３３において、制御部２１でＴ₁とＴ₃との差が記
憶部２２に記憶されていた前記許容範囲Ｓ内にあるか否
かが判定され、Ｔ₁とＴ₃との差が許容範囲Ｓ内にある
ときにはステップ３４に移行せず、次のプレス加工のた
めのステップ２５に戻り、そして以上説明した各ステッ
プを繰り返す。

【００１９】ステップ３３において、Ｔ₁とＴ₃との差
が許容範囲Ｓを越えているときにはステップ３４に移行
し、このステップ３４において、コイル材６の温度をＴ
₁にするために必要な補正熱量Ｑ₂が算出される。そし
て、ステップ２５に戻る。コイル材６の次のプレス加工
を行うためにステップ２５〜３３を繰り返すとき、ステ
ップ３０では補正熱量Ｑ₂は零ではないため、ステップ
３５に移行し、このステップ３５でＱ₂を加えた必要熱
量Ｑ₁が算出され、そして、ステップ３１において、こ
のＱ₁によりコイル材６はプレス材料加熱冷却装置１２
で加熱される。従ってこのフィードバック制御によって
前回よりも次回のプレス加工はより正確な温度で行われ
ることになる。

【００２０】以上の各ステップを経ることにより、コイ
ル材６は上下型３，５の温度に近づいた温度で、または
上下型３，５の温度と同じ温度で加工されることにな
る。上下型３，５の熱膨張係数とコイル材６の熱膨張係
数はほぼ同じであり、このため、コイル材６が加工熱で
温度上昇している上下型３，５の温度に近い温度または
この温度と同じ温度の高温下で加工されても、コイル材
６から得られたプレス製品が常温に戻ったときには、プ
レス製品は、常温下で正確に作られた上下型３，５の精
度と対応した高度の成形精度を有するものになってい
る。

【００２１】以上において、ステップ３３での許容範囲
Ｓを零とすることにより、Ｔ₁とＴ₃とに差があるとき
には全てステップ３４に移行させてもよい。また、出口
側温度センサ１７で温度測定が行われたコイル材６がプ
レス機械１に達するまでの間に自然放熱である程度温度
降下することを考慮することにより、ステップ２９での
Ｑ₁の算出を多少多めにしたり、ステップ３２でのＴ₃
の測定結果を多少少なめにして制御装置２１に入力する
ようにしてもよい。

【００２２】次に、本考案の第２考案に係る実施例を図
３〜図６に基づいて説明する。以下の説明では既に説明
した部材、ステップと同じまたはこれと対応するものに
は同じ符号を付し、その説明を簡略または省略する。

【００２３】この第２考案に係る実施例は、上下型３，
５の温度とコイル材６の温度との差が極めて大きくな
り、プレス材料加熱冷却装置１２の能力ではコイル材６
の温度を上下型３，５の温度（目標温度）まで上昇させ
ることができない場合に適用される。この実施例では、
プレス材料加熱冷却装置１２の能力で足りるコイル材６
の温度と上下型３，５の温度との差が予め計算され、こ
れによって規定された規定値（両温度の差）が制御装置
１１′の入力部２３に入力され、このデータは記憶部２
２に前記各データと共に記憶される。また、入力部２３
には上下型３，５の体積等に基づく熱容量係数も入力さ
れ、これも記憶部２２に記憶される。制御装置１１′に
は比較部３６が設けられ、この比較部３６は、記憶部２
２に記憶された前記規定値に対して、入口側測定センサ
１６で測定されるコイル材６の温度と上下型３，５の温
度との差が大きいか小さいかを比較するためのものであ
る。

【００２４】上下型３，５の内部には上下型加熱冷却装
置３７の加熱冷却器３８が配置され、この加熱冷却器３
８は駆動部３９で駆動される。加熱冷却器３８と駆動部
３９とにより上下型加熱冷却装置３７が構成され、駆動
部３９は制御装置１１′の制御部２１により駆動制御さ
れるようになっている。

【００２５】次に作用について説明する。図４におい
て、ステップ２４〜２８は図２の場合と同じであり、ス
テップ２７において記憶部２２から読み出される入力デ
ータには上下型３，５の熱容量係数に関する定数Ａ₂が
含まれる。ステップ４０において、記憶部２２から前記
規定値Ｕが比較部３６に読み出されるとともに、制御部
２１に入力している上下型３，５の温度（コイル材６の
目標温度）Ｔ₁と入口側測定センサ１６からのコイル材
６の温度Ｔ₂との差も比較部３６に入力され、これらの
大小が判定される。

【００２６】ステップ４０において、Ｔ₁とＴ₂との差
がＵよりも小さいときにはステップ４１に移行し、コイ
ル材６の温度だけが制御される。すなわち、図５に示す
通り、図２で示したステップ２９〜３５と同じステップ
４２〜４８が繰り返される。

【００２７】一方、ステップ４０において、Ｔ₁とＴ₂
の差がＵよりも大きいときにはステップ４９に移行し、
コイル材６と上下型３，５の両方の温度が制御される。

【００２８】すなわち、図６において、ステップ５０で
目標温度Ｔ₁をこれよりも低いＴ₀に変更することが行
われ、ステップ５１において、Ｔ₀，Ｔ₂，Ａ₁からコ
イル材６の温度をＴ₀にするために必要な熱量Ｑ₁が算
出されるとともに、ステップ５２において、Ｔ₀，
Ｔ₁，Ａ₂から上下型３，５の温度をＴ₀にするために
必要なＱ₃が算出される。この後、ステップ５３〜５８
に移行し、このステップ５３〜５８は図２におけるステ
ップ３０〜３５と同じであり、ステップ５４では、コイ
ル材６をプレス材料加熱冷却装置１２で熱量Ｑ₁分加熱
することが行われるとともに、上下型３，５を上下型加
熱冷却装置３７で熱量Ｑ₃分冷却することが行われる。
ステップ５６の次にステップ５７でコイル材６の補正熱
量Ｑ₂が算出された場合には、コイル材６の次のプレス
加工のときにステップ５３とステップ５４との間にステ
ップ５８が加入される。これは図５の場合も同じであ
る。

【００２９】以上により、本実施例ではＴ₁がＴ₂より
も極めて高く、このため、プレス材料加熱冷却装置１２
の能力だけでは不十分な場合に、プレス材料加熱冷却装
置１２と上下型加熱冷却装置３７の両方を使用すること
により、コイル材６の温度と上下型３，５の温度の両方
を変化させ、これらの温度を互いに近づけることによ
り、プレス製品の成形精度を第１考案に係る実施例と同
様に高精度にできる。

【００３０】以上説明した各実施例の装置は、上下型
３，５で加工されるコイル材６の温度をコイル材６がプ
レス機械１に達する前に測定するものであるため、コイ
ル材６の温度測定時とコイル材６の加工時とにおける上
下型３，５の温度変化等に基づく誤差が生ずるが、コイ
ル材６の温度測定時とコイル材６の加工時とにおける上
下型３，５の温度変化等は僅かであるため、この誤差は
プレス品の成形精度にそれ程大きな影響を与えるものと
はならない。

【００３１】また、前記各実施例は出口側温度センサ１
７によるフィードバック回路を有するものであったが、
コイル材６の温度を測定するセンサを入口側温度センサ
１６だけとし、フィードバック回路を有さないものとし
てもよい。

【００３２】また、前記各実施例は上下型３，５の温度
がプレス加工前のコイル材６の温度よりも高温となるこ
とを前提としたものであったが、例えばプレス材料が複
数のプレス機械を並べたプレスラインで連続的に加工さ
れ、前段のプレス機械で加工されたプレス材料の温度が
加工熱で上昇し、この温度が次段のプレス機械の上下型
の温度よりも高くなる場合のように、上下型の温度より
もプレス材料の温度が高くなる場合には、プレス材料加
熱冷却装置によりプレス材料を冷却し、上下型加熱冷却
装置により上下型を加熱するようにしてもよい。すなわ
ち、プレス材料加熱冷却装置、上下型加熱冷却装置は加
熱機能と冷却機能のいずれか一方だけを有していてもよ
く、あるいは両方を有していてもよい。

【００３３】また、前記各実施例のプレス材料は連続し
た帯形状のコイル材６であったが、本考案に係る装置
は、これ以外に、プレス材料が一枚一枚に分離されたブ
ランク材である場合にも適用できる。

【００３４】

【考案の効果】本考案の第１考案によれば、プレス材料
の温度をプレス材料加熱冷却装置によりプレス機械の上
下型の温度に近づけて、また、第２考案によれば、プレ
ス材料の温度とプレス機械の上下型の温度とをプレス材
料加熱冷却装置と上下型加熱冷却装置により互いに近づ
けてそれぞれプレス材料の加工を行うため、プレス材料
から得られるプレス製品の成形精度を高めることがで
き、高精度加工を実現できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１考案に係る一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の装置によるフローチャートを示す図であ
る。

【図３】本考案の第２考案に係る一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図４】図３の装置によるフローチャートを示す図であ
る。

【図５】図４におけるコイル材の温度制御の各ステップ
を詳細に示すフローチャートの図である。

【図６】図４におけるコイル材と上下型の温度制御の各
ステップを詳細に示すフローチャートの図である。

【符号の説明】

１プレス機械３上型５下型６プレス材料であるコイル材８上下型温度測定装置９温度センサ１１制御装置１２プレス材料加熱冷却装置１３加熱冷却器１５プレス材料温度測定装置１６，１７温度センサ２１制御部３６比較部３７上下型加熱冷却装置３８加熱冷却器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２１Ｊ 13/02 Ｍ 8718−4Ｅ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】プレス材料を加工するプレス機械の上下
型の温度を測定するための上下型温度測定装置と、加工
される前の前記プレス材料の温度を測定するためのプレ
ス材料温度測定装置と、前記プレス材料を加熱または冷
却するためのプレス材料加熱冷却装置と、前記上下型温
度測定装置で測定された前記上下型の温度に関する信号
と前記プレス材料温度測定装置で測定された前記プレス
材料の温度に関する信号とが入力し、これらの信号に基
づき前記プレス材料加熱冷却装置を駆動制御して前記プ
レス材料の温度を前記上下型の温度に近づけるための制
御装置と、を含んで構成されたことを特徴とするプレス
材料の温度調整装置。
【請求項２】請求項１記載のプレス材料の温度調整装
置において、前記上下型を加熱または冷却するための上
下型加熱冷却装置を有し、前記制御装置は、前記上下型
温度測定装置で測定された前記上下型の温度と前記プレ
ス材料温度測定装置で測定された前記プレス材料の温度
との差を予め規定した規定値に対して比較する比較部を
有し、前記差が前記規定値よりも大きいときに前記制御
装置は前記プレス材料加熱冷却装置と前記上下型加熱冷
却装置の両方を駆動制御して前記上下型の温度と前記プ
レス材料の温度とを近づけることを特徴とするプレス材
料の温度調整装置。