JPS60141399A - プレスにおけるスライド下死点位置自動補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プレスにおけるスライド五死点位置自動補
正装置に関する。

プレス加工においては、たとえばコイニング加工など加
工の種類によっては下死点の位置精度すなわち下死点に
おけるスライド下面とボルスタ上面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（ｓｐ
ｍ）に依存する変化、スライドの駆動部や往復運動のガ
イド部から発生ずる摩擦熱によるプレス構成部品の熱膨
張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
ストロークによる変化や熱ににる変化をたとえば１０μ
ｍ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
づることが多いことが、油の循環や１ｊｉｉ度制御のた
めに多くの動ノ」を必要とし、不ｆ済である。

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。

この発明によ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とボルスタの上下相対位置関係
を調整Ｊ−る位置調整装置と、下死点におりるスライド
下面とボルスタ上面の相対距離を直接または間接的に検
出り゛る検出部と、下死点におけるスライド下面とボル
スタ上面の相対距離が所定の範囲に入るように検出部の
出力に基いて位置調整装置を制御づる制御部とを備えて
いるものである。

この発明による装置は、上述のような構成を有するので
、従来のような温度制御を１１なわなくても、プレス運
転中にスライドとボルスタの上下相対位置関係を調整し
て下死点におｔ′Ｊるスライド下面とボルスタ上面の相
対距離を所定の範囲に入るように補正することができ、
これによって下死点の位置精度が向上する。そして、従
来のように人山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。

以下図面を参照してこの発明の詳細な説明する。

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）とボルスタ（図示略）の上下相対位置関
係を調整するスライド位置調整装置（２）と、下死点に
おけるスライド（１）下面とボルスタ上面の相対距ｌ１
ＩＩ（以下、最小相対距離という）を直接検出する検出
部（３）と、最小相対距離が所定の範囲に入るように検
出部（３）の出力に基いて位置調整装置（２）を制御づ
る制御部（４）とを備えている。

スライド（１）とこれに取付【ノられたスライド位置調
整装置（２）の詳細が、第１図へ・第５図に示されてい
る。この装置（２）は、スライド（１）とコネクティン
グロッド（５）（またはナックルリンク）の上下相対位
置関係を調整することによってスライド（１）とボルス
タの上下相対位置関係を調整づ′るものであり、次のよ
うに構成されている。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
動自在に取付りられている。

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ｈ（７）
の中火に」皿上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、コネクティングロッド（５）の下端部が左右方向
に伸びる水平ビン（１１）によって回転自在に連結され
ている。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）が同転自在に設けられて
Ｊ３す、これらに固定されたつ４−ム（１３）が対応す
るウオームホイール（１０）とかみ合っている。２本の
ウオーム軸（１２）は、これらの曲端部に固定された歯
車（１４）と２つの中間歯車＜１５）によっ−（連結さ
れ、互いに同期して反局方白に回転Ｊる。中間山車（１
５）の一方は、スライド（１）に取付けられたエアモー
タ（１Ｇ）の軸″（１７）の前端部に固定されている。

一方のつＡ−ム軸−（１２）の後端部はスライド（１）
の後面より突出しており、この部分に調整歯巾（１８）
が固定されている。また、このつΔ−ム軸〈１２）を受
１プるためにスライド（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ット（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）に向って突出したピストンロッド（２２）の先端
に歯車（１８）どかみ合う爪（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（２４）の中間部か前後方向に伸びる水平ビン
（２５）ＩＣＪ、っ（回転自在に取付（プられており、
このシリンダ（２４）のピストンロッド（２Ｇ）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
ブラケット（２７）が前後方向に伸びる水平ビン（２８
）によっ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）　（３４）　（３５）　（３６）
を介して圧縮空気源（３７〉に接続されている。

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）　（３２）が連通した状態）で第
２の弁（３４）と第３の弁（３５）が開状態（空気源（
３７）とシリンダ（２０）　（２４）の室（３０）　（
３１＞の間が鴻…ｉされるとともに室（３０）（３１）
が人気と連通した状態）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（３８
）の間にはまって８３す、また第２のシリンダ（２４〉
のロッド（２６）は退入位置にある。そして、爪（２３
）によって調整歯車（１８）すなわちウオーム軸（１２
）の回転が阻止され、つＡ−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）と調整ねじ梓（９
）の上下相対位置関係すなわちスライド（１）とコネク
ティングロッド（５〉の上下相対位置関係は変らず、し
たがって、スライド（１）どボルスタの上下相対位置関
係が一定に保たれる。

スライド（１）とボルスタの相対距頗が大きくなる方向
にこれら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４つの弁（３３
）　（３４）　（３５，）　（３Ｇ＞を制御する。ずな
わら、まず、第１の弁（３３）を閉状態にするど同時に
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（１
８）の歯（３８）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）を閉状態にづると同時に第３の
弁（３５）を開状態にする。これにより、第２のシリン
ダ（２４）のロッド（２６）が進出して、ｍｌのシリン
ダ（２０）が第３図４３よび第５図の時８１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−１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δ１方向に隔った隣の爾（３８）の間にはまる。そ
して、最後に、第３の弁（３５）を閉状態にづると同時
に第４の弁（３６）を開状態にする。これににす、第２
のシリンダ（２４）の［１ツド（２６）が再び）ρ人し
て、第１のシリンダ（２０）が元の位置まで第３図およ
び第５図の反峙削方向に回転する。この第１のシリンダ
（２０）の回転は爪（２３）によって調整歯中（１８）
に伝えられ、調整歯車（１８）は元の位置Ｊ：す１歯分
だけ第３図および第５図の反時計方向に回転り゛る。ま
た、調整南中（１８）の回転は、これが固定されたつＡ
−ム軸（１２）にそのまま伝えられるとともに、ざらに
歯車（１４）　（１５）　（１５）　（１４）によって
他方のつＡ−ム軸（１２）にも伝えられ、２つのウオー
ム（１３）が反対方向に同じ角度だ（プ回転−４る。そ
して、２つのウオーム（１３）の回転を二よって２つの
つ４−ムホイール（１０）が同じ方向に同じ角度だ（）
回転し、その結果、２つのウオームホイール（１０）は
ねじ捧（９）に対して同じｍだけ上方に移動する。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）に対するつｔ゛−ムホイール（１０）の移動
量すなわち調整間は、たとえば１０μ麟である。

スライド（１）とボルスタの相対距離が小さくなる方向
にこれら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）を開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Ｊると同時に第１の弁（３
３）を開状態にづる。これにより、プラス補正の場合と
は逆に、調整歯車（１８）が元の位置より１歯分だり第
３図および第５図の時ｈ１方向に回転し、２つのウオー
ムホイール（１０）はねじ棒（９）に対して同じ量だけ
下方に移動する。

上述のように調整装置（２）が作動している間は、エア
モータ（１６）はフリーな状態にある。

このエアモータ（１６）はたとえば型が変ったときなど
にスライド（１）とコネクティング１コツト（５）の上
下相対位置関係を大きく変えるための６のであり、エア
モータ（１６〉で軸＜２７）を回転させることにより、
上記同様に、２つのウオームホイール（１０）がねじ棒
（９）に対して上下に移動りる。

検出部（３）は、第６図および第７図に示づにうに、２
つの距離検出器（センサ）（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の左前部と右後部
に適宜な手段によって上向きに固定されている。

一方、スライド（１）には、２つの検出器（３９）に対
応して、これらの真上に位置する２つの被検出ブロック
（４１）が固定されている。

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）を出ノｊ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【ノ
る被検出ブロック（４１）−！ｌなわちスライド（１）
の動きをそのまま表わしている。そしで、この信号（Ａ
）は下死点（ａ）（」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）より小さい間でなりちスライ
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。したがって、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
ランＩへ用信号（Ｃ）がオフになっ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１直がホールドされたものであ
る。したがって、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ビコータ（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）およびボールド信号（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）、ΔＤ変換
器（４６）、ホトカプラ（４７）およびインタフェース
（４８〉を経てコンピュータ（４２）に入力づる。また
、一方の下死点検出回路（４０）のカウント用信号（Ｃ
）がホ１〜カプラ（４９）Ｊｊよびインタフェース（４
８）を経てコンピュータ（４２）に入力する。

そして、コンピュータ（４２）からの指令にＪ：す、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）が順次これに比例りるデジタ
ル信号に変換されてコンピュータ（４２）に六ツノし、
コンピュータ（４２）は、２つの下死点検出回路（４０
）の連続位置信号（Δ）の平均を取ってスライダ（１）
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）の平均をとってスラ
イダ（１）の下死点位置の検出１１Ｃ１とづる。

制御部（３）のコンピュータ（４２）には、開始スイッ
チ（５１）、表示器（５２）、表示器（５２）の表示切
換スイッチ（５３）、プリンタ（５４）および基準値補
正ｍ設定ダイＡ／ル（５５）がそれぞれ接続されている
。このダイヤル（５５）は、後述り°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）の下死点位置塁単鎖を決定するにあｌこってり単鎖
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）は相対位置表示、絶対位置表示および累積補
正面表示の（幾重を有し、これらが表示切換スイッチ（
５３）によって切換えられる。なお、表示器（５２）の
表示内容おにびプリンタ（５４）の出力内容については
後述−づる。

制御部（４）のコンピュータ（４２）には、インタフェ
ース（５６）およびホトカプラ（５７）を介してスライ
ド位置調整装＠（２）の４つの切換弁（３３）　（３４
）　（３５）　（３Ｇ）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）のプラス調整また
はマイナス調整を行なうとぎに、コンピュータ（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図のフローヂャートを参照して、プレス加工
時の操作手順おにび」−記のスライド下死ｄｉ位置自動
補正装置の動作を説明づる。

すなわら、まず、プレスの自動運転に先立ら、スライド
（１）を下死点に停止させて、検出器（３９）の上下方
向の位置を調整Ｊる（ステップ１００）。この作業は、
表示器（５２）を絶対位ｄ表示に切換えた状態で行なう
。このようにづれば、前述のようにコンピュータ（４２
）Ｆ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）と被検出ブロック（４１）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１１１１始４るとともに、補正装置の
開始スイッチ（５１）を押づ（ステップ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）の下死点位置基準値を決定する（ステ
ップ１ｏ２）、１すなわち、制御部（４）のコンピュー
タ（４２）は、下死点検出回路（４０）のカラン１へ用
信号（Ｃ）を常時監視しており、これをカウントするこ
とによってプレスの連続ストローク数を・めるとともに
、カウント用１８号（Ｃ）がオンがらオフに変るたびに
前述のように２つの下死点検出回路（４０）のホールド
信号（Ｂ）の平均をとってスライド（１）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め、こ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
値を下死点位置基準（１「■とする。

次に、下死点位ｆｆｉ　Ｌｔ　ｔ、Ｉｌ−値に対Ｊるス
ライド（１）の下死点位置の相対位１ｍを測定する（ス
テップ１０３）。この相対位置の測＞ｉ−１＋ｆｉ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ｔｉｔｔの平均をめたのら、この
平均値と下死点位置基準値の差をとることによりめられ
る。

次に、相対位置の測定値が補正不要範囲の上限（たとえ
ば＋１０μｍ）より大ぎいが否がを判断しくステップ１
０４）　、これより大きい場合は、前述のようにスライ
ド位置調整装置（２）の弁（３３）　（３４）　（３５
）　＜３６）を制御して、スライド（１）の位置をたと
えば１ｏＩｉｍマイナス調整する（ステップ１ｏ５）。

相対位置の測定値が補正ネ要範囲の上限Ｊ：り大きくな
い場合は、この測定ｔｆｊが補正不要範囲の下限（たと
えば−５μｍ）より小さいが否がを判断しくステップ１
０６）、これより小さい場合は、上記とは逆にスライド
（１）の位置をたとえば１０μｍプラス調整づる（ステ
ップ１０７　ン　。

相対位置の測定値が補正不要範囲内にある場合は、ステ
ップ１０３に戻り、上記の動作を繰返す。マイナス調整
（ステップ１ｏ５）またはテ プラス調整（ス奏ツブ１ｏ７）が終ったのちも同様であ
る。なお、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
るたびに相対位置のｆｉｌ！１２　ｍに基づいてスライ
ド（１ンの位置を調整づることにより、スライド（１〉
の不死＋：、を位置が常に一定の範囲に保たれ、精度の
高い製品が得られる１、なお、補１［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）の下死点位置の相対位置の測定
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
さけることができる。また、スライド（１）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。

上記実施例では、距離検出器（３９）によってスライド
（１）の下死点位置ずなわち最小相対距離を直接検出し
ているが、たとえばプレスの連続ストローク数とコネク
ティングロッド（５）の温度を検出することにより、ス
ライド（１）の下死点位置を間接的に検出づることもで
きる。

プレスの連続ストローク数とスライドの■ζ死点位置と
の間には第１０図のような関係があることが判明してい
る。また、コネクティングロッドの温度とスライドの下
死点位置との間にも一定の関係があり、温度制御を行な
わない場合は、プレス運転時間の経過につれて、温度変
化が生じ、下死点位置がたとえば第１１図のように変化
する。したがって、連続ストローク数とコネクティング
ロッドの温度を検出づることにより、スライドの下死点
位置を間接的に検出づることができる。この場合、対象
となるプレスについて第１０図のような連続ス］−口一
り数と不死虚位ｎの関係および温度と下死点位置の関係
を記憶させておき、プレスの連続ストローク数の検出値
とコネクティングロッドの温度の検出値に塁いてこれら
２つの関係からスライドの下死点位置をめればよい。他
は上記実施例の場合と同様である。また、連続ストロー
ク数の検出値に基づいて第１０図の関係から連続スト　
Ｌ＋−り数に対応する補正量をめるとともに、温度の検
出値に基づいて温度と下死点位置の関係から温度に対応
する補正量をめ、連続スト口一り数に対応する補正量と
温度に対応づる補正量から全体として必要な補正量をめ
るＪ、うにすることもできる。なお、潟Ｉａの検出はた
とえば熱雷対、ザーミスタなどによる。

また、たとえばプレスの連続ス］・【］−少数とコネク
ティングロッドく５）の伸びを検出することにより、ス
ライド（１）の下死点位置を間接的に検出することもで
きる。一般に、コネクティングロッドが伸びるとスライ
ドの下死点位置は下方に移り、ロンドが縮むと下死点位
置は上方に移り、これらの間にも一定の関係がある。

したがって、連続ストローク数とコネクティングロッド
の伸びを検出することにより、スライドの下死点位置を
間接的に検出づることができる。なお、コネクティング
ロッドの伸びの検出はたとえば歪ゲージなどによる。他
は、連続ストローク数とコネクティングロッドの温度を
検出する場合と同様である。

また、下死点にａ５いてコネク゛アイングｉ」ラド（５
）に作用りる圧縮力を検出することににす、スライド（
１）の下死点位置を間接的に検出することもできる。一
般に、スライドの下死点位置が下方に移ると下死点にお
いて］ネクティングロツドに作用づる圧縮力（１人きく
なり、下死点位置が上方に移るどこのＩ［縮力は小さく
なり、これらの間にも一定の関係がある。したがって、
下死点においてコネクティングロッドに作用する圧縮力
を検出することにより、スライドの下死点位置を間接的
に検出りることかできる。なお、圧縮）〕の検出番また
とえば歪ゲージなどによる。そして、コネクティングロ
ッドに作用づるＪＩ縮力は、一般に下死点で最大になる
ので、下死点付近における圧縮力の最大値をめることに
よって検出することができる。他は最初の実施例の場合
と同様である。

【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
イドとこれに取イ」けられたスライド位置調整装置を示
づ部分切欠き正面図、第２図は第１図Ｉ［−Ｉｆ線の断
面図、第３図は第１図の背面図、第４図は第３図ＩＶ　
−ＩＶ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図は検出部の距離検出器の部分を示
づ垂直断面図、第７図は検出部おにび制御部のブロック
図、第８図は制御部の下死点検出回路の出力信号を示す
タイムチャート、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１−フロ
ーヂャ−１へ、第１０図はプレスの連続ストローク数と
スライドの不死虚位［との関係の１例を示Ｊグラフ、第
１１図はプレス運転時間とスライドの下死点位置との関
係の１例を示すグラフである。 （１）・・・スライド、（２）・・・スライド位置調整
装置、（３）・・・検出部、（４）・・・制御部。 以　上 第４図 第５図 第９図 第１０図 ト 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プレス運転状態でスライドとボルスタの上下相対位置関
   係を調整する位置調整装置と、下死点におけるスライド
   下面とボルスタ上面の相対距離を直接または間接的に検
   出する検出部と、下死点におけるスライド下面とボルス
   タ上面の相対距離が所定の範囲に入るように検出部の出
   ツノに基いて１位置調整装置を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
   。