WO2004037530A1 - プレス成形方法 - Google Patents

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Shoji Futamura
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Institute of Technology Precision Electrical Discharge Works
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
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    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/24—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the movement of a plurality of actuating members to maintain parallel movement of the platen or press beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B15/18—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the reciprocating motion of the ram
    • B30B15/20—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the reciprocating motion of the ram controlling the speed of the ram, e.g. the speed of the approach, pressing or return strokes
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    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/18—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by screw means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14—Control arrangements for mechanically-driven presses

Definitions

  • the present invention relates to a press forming method in which a slide plate (pressing plate) is driven by a plurality of driving sources (for example, servo motors) and a slide plate is kept horizontal by using a press machine for press forming. is there.
  • driving sources for example, servo motors
  • the press used to press-mold a work is such that a fixed plate and a slide plate are arranged to face each other, and a fixed die is placed on the fixed plate between them, and a slide plate facing the fixed plate.
  • a movable mold is provided in the housing, and the slide plate is moved with respect to the fixed plate to open and close the movable mold with respect to the fixed mold.
  • one drive source is mounted in the center of the slide plate.
  • a plurality of drive sources are used so that a uniform force can be applied to the slide plate, and each drive source presses each of the engagement points arranged on the slide plate to create a pressing surface. I'm familiar. There are two, four, and six examples of multiple drive sources.
  • the rotation of the servomotor is delayed by the load acting on the drive source. Therefore, the drive source applied with a large load has a slower advance than the drive source applied with a small load, and the slide plate is inclined with respect to the fixed plate. S Since the inclination of the ride plate causes the mold to tilt, the mold is often damaged. If the inclination is small, the die will not be damaged, but the molding accuracy of the work may still be reduced.
  • the inclination of the slide plate is detected and measured, and the drive signal supplied to each drive source is changed and adjusted so as to eliminate the inclination of the slide plate.
  • a fix has been made. If molding is performed while performing such feedback control, it is possible to prevent the slide plate from tilting during molding. However, if molding is performed with feedback control to eliminate the inclination of the slide plate, it takes a long time per molding. When press forming a work, it is common practice to form a large number of works by repeatedly forming the same type of work. If the time per molding cycle is long, there is a problem that it takes an extremely long time to produce a large number of workpieces. Disclosure of the invention
  • an object of the present invention is to provide a molding method capable of molding at a molding speed suitable for mass production while maintaining the horizontal state of the slide plate.
  • a press forming method includes: a fixed plate; a slide plate that is disposed to face the fixed plate and that can move with respect to the fixed plate; and a servo for driving the slide plate.
  • the initial descent speed of the plurality of drive sources is set sufficiently small and the same among the plurality of drive sources, and the work is trial-molded at that speed
  • Delay adjustment between the driving sources by calculating the increment of the speed of each driving source and adjusting the speed of each driving source so that the difference in delay from the indicated displacement between the driving sources is smaller than or equal to a predetermined value.
  • the speed of each drive source should be close to the target speed during actual molding, and the difference in delay between the drive sources should be smaller than a predetermined value.
  • the press forming method of the present invention includes: a fixed plate; a slide plate that is disposed to face the fixed plate and that can move with respect to the fixed plate; and drives the slide plate. And a plurality of driving sources using a servo motor for pressing, and a press machine in which each driving source presses each of a plurality of engagement points arranged on a slide plate so as to be able to pressurize in a plane.
  • the lowering speeds of the plurality of driving sources are set to be sufficiently small and the same speed is set among the plurality of driving sources, and the work is trial-formed at the speed,
  • the difference between the delay from the designated displacement of each drive source and the delay from the designated displacement of one of the plurality of drive sources (referred to as “reference drive source”) (referred to as “reference delay”) is determined by a predetermined value. And comparing the speed of the drive source during the trial molding with the target speed of the drive source during the actual molding,
  • the speed of the drive source for eliminating the difference between the delay of the drive source and the reference delay is determined in accordance with the difference.
  • An increment (referred to as “compensation increment”) is obtained, and the compensation increment is added to the speed at the time of the trial molding.
  • the difference between the delay of each drive source and the reference delay is smaller than or equal to a predetermined value. If the difference between the speed of the drive source during the previous trial molding and the target speed is within a predetermined speed difference, the actual molding of the work is performed at that speed.
  • the reference drive source is a drive source having a smallest delay from a designated displacement in the displacement among the plurality of drive sources.
  • the predetermined value for comparing the difference between the delay of each drive source and the reference delay is a first predetermined value
  • a further compensation increment of the speed of the drive source is obtained according to the difference between the delay of the drive source and the reference delay. It repeats until the difference between the delay of each drive source and the reference delay is smaller than or equal to the second predetermined value,
  • FIG. 1 is a front view of a press machine that can be used in the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the press of FIG. 1 with a part of an upper fixing plate cut away.
  • FIG. 3 is a control system diagram of a press machine that can be used in the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a press molding method according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between displacement and delay.
  • FIG. 1 is a front view of the press
  • FIG. 2 is a plan view of the press.
  • the upper support plate is partially removed.
  • a lower support 10 is fixed on the floor surface, and an upper support plate 30 is held by a support 20 erected on the lower support.
  • a slide plate 40 that can reciprocate along the support 20 is provided between the lower support 10 and the upper support 30, and a molding space is provided between the slide plate and the lower support. is there.
  • a fixed die for press (lower die) 81 is mounted on the lower support base, and a movable die (upper die) 82 corresponding to the fixed die is mounted on the lower surface of the slide plate.
  • a molding plate is inserted between these two dies to perform molding.
  • the upper support plate 30 is provided with four drive sources 60a, 60b, 60c, and 60d each combining a servo motor and a speed reduction mechanism.
  • the drive shafts 61a, 61b, 61c, 61d extending downward from the respective drive sources pass through holes formed in the upper support plate 30 and pass through the upper surface of the slide plate 40.
  • Each of the engaging portions 62a, 62b, 62c, 62d is engaged.
  • a pole screw is attached to the drive shaft to convert the rotation into vertical movement.
  • the rotation of the servomotor moves the slide plate up and down.
  • Each drive source, drive shaft, and engagement portion constitute a drive mechanism.
  • the pressing force applied to the slide plate by the multiple drive sources 60a, 60b, 60c, and 60d presses the slide surface in a flat shape so that it is evenly distributed on the slide plate. It is preferable that these driving sources are arranged in the same manner. Further, it is preferable that these servomotor driving sources generate the same pressing force as each other, that is, they have the same output.
  • Each engaging portion 62a, 62b, 62c, 62d is provided in the molding area of the molding space as is apparent from the plan view of FIG.
  • the displacement measuring devices 50a, 50b, 50c, and 5Od are provided near the engaging portions 62a, 62, 62c, and 62d.
  • Displacement measuring devices 50a, 50b, 50c, and 50d are provided with magnetic scales 51 with magnetic graduations, and magnetism provided opposite to the magnetic scales with a small gap.
  • a sensor having a magnetic sensor 52 such as a pad can be used. By moving the magnetic sensor 52 relative to the fixed magnetic scale 51, its absolute position and displacement speed can be measured.
  • a displacement measuring device that measures the position by light or sound waves can also be used.
  • the magnetic scales 51 of the displacement measuring instruments 50a, 50b, 50c, 50d are attached to the reference plate 70, and the magnetic sensors 52 of the displacement measuring instruments are 2a, 62b, 62c, 62d are supported by columns 53 attached thereto.
  • the reference plate 70 is held at the same position regardless of the position of the slide plate 40. Therefore, when the slide plate 40 is driven by the driving sources 60a, 60b, 60c, 60d, the displacement measuring devices 50a, 50b, 50c, 5 The displacement of each engagement portion can be measured by 0d.
  • the reference plate 70 is provided with a gap below the upper support plate 30 and is fixed between the columns 20 while each drive shaft 6 1 a, 6 1 b, 6
  • the portion through which 1c and 61d passes is provided with a through hole 71 with a sufficient diameter to prevent the reference plate from being affected by the deformation of the drive shaft and slide plate. I have.
  • FIG. 3 shows the control system diagram of the press.
  • the control means 92 has a CPU, and a drive signal is sent from the control means 92 to the servomotor drive sources 60a, 60b, 60c, and 6Od via the interface 94. Then, each drive source is driven to perform molding. A displacement signal of the slide plate is sent to the control means 92 from the displacement measuring devices 50a, 50b, 50c, 50d.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a press forming method according to an embodiment of the present invention.
  • step 1 and 2 of the flowchart trial molding of the work is performed using a press machine.
  • Drive sources 60a, 60b, 60c, and 60d are lowered at the same speed as the four drive sources at a slow speed at which the inclination of the slide plate is extremely small, and the Perform trial molding.
  • Set the speed to a sufficiently low speed V so that even if an eccentric load occurs and the movable mold or slide plate tilts, the mold does not tilt so large as to damage the mold.
  • the load is applied to each drive source attached to the slide plate by forming the workpiece. Acts, so that the load Therefore, the descent distance (displacement) of each drive source is delayed from the indicated displacement.
  • the delay from the indicated displacement of each drive source is measured in step 3.
  • One stage of the molding is that the slide plate descends from the displacement 0 and the molding starts from the displacement 10 and the displacement from 7 m- : ⁇ to the displacement 7 xnW.
  • the delay of the displacement of each of the drive sources 60a, 60b, 60c, and 60d from the designated displacement during the molding stage is as shown in FIG.
  • the vertical axis represents the designated displacement
  • the horizontal axis represents the delay ⁇ of the displacement of the slide plate near the respective drive source from the designated displacement.
  • the delay Sa of the driving source 60a is the smallest, and the delays of the driving sources 60b and 60c are large.
  • Instructions 0 driving source 6 at the displacement b, 6 0 c, 6 0 d is drive Dogen 6 0 a first delay from the displacement of, delay maximum next to each drive source at the indicated displacement l m, at the indicated displacement nW The same displacement results. Therefore further step 3, the drive source 6 0 a, 6 0 b, 6 0 c, 6 0 d the respective maximum delay [delta] n: placing (n a, b, c, d) and.
  • One of these drive sources is called a reference drive source, and the delay from the reference displacement of the reference drive source is defined as the reference delay.
  • the drive source having the smallest delay from the designated displacement among the maximum delays is set as the reference drive source, and the delay is set to ⁇ mm.
  • the difference between the maximum delay from the indicated displacement of each drive source and the reference delay is compared with a predetermined value, and the drive speed in trial molding of the reference drive source in step 2 and the actual molding of the drive source are performed. Compare with the target speed at the time.
  • the speed of each drive source is adjusted so that the inclination of the slide plate is within the specified value, and the speed of each drive source is increased to the target speed in the actual molding, making it suitable for the actual molding.
  • Each drive source Set to speed.
  • the difference between the maximum delay of each drive source and the delay of the reference drive source is such that the difference between these delays does not cause damage to the mold. That is, it is determined whether or not the maximum inclination of the slide plate is about 100 m. Another criterion is whether or not the inclination of the slide plate is small enough to provide sufficient accuracy of the product work. It is required that the allowable value of the inclination of the slide plate that can provide sufficient product accuracy is much smaller than the allowable value of the slide plate that does not cause damage to the mold. The difference is about 3 ⁇ m.
  • a first predetermined value ⁇ is used as a criterion.
  • the first predetermined value 1 is the difference in delay that does not cause damage to the mold described above. It is determined whether the difference between the maximum delay ⁇ ⁇ (n: a, b, c, d) of the actual displacement of each drive source ⁇ from the designated displacement and the reference delay is greater than a first predetermined value ⁇ 1. Has been determined. If the difference between the drive source 60 b, 60 c, 60 (the maximum delay of 1 3 3 ⁇ 4 , S c , ⁇ d and the reference delay ⁇ min is larger than the first predetermined value ⁇ 1, go to step 5 .
  • the compensation increment AV e of the speed of the driving source 60 c is obtained separately by experiment or by simulation. Note that Since the maximum delay of Dogen from entering this loop for most small drive source 6 0 a, not added ⁇ content capturing speed.
  • the compensation increment AV n of the drive source respective speeds (n: b, c, d ) can also be obtained as follows. Since generally part load P acts delayed ⁇ from instruction displacement of actual displacement is represented by a function of the velocity V n and the load Pn, f (Vn
  • the delay ⁇ ⁇ of drive source n is the same as the delay ⁇ min of drive source 60a
  • the speed v n can be determined as follows.
  • step 6 can be set the speed of each driving source by the addition of 50-9 0% compensating incremental AV n obtained, the speed of each driving source whether the target speed in the production molding Judged. It is determined whether the difference between the speed at the time of the trial molding of each drive source and the target speed at the time of the actual molding is within a predetermined speed difference, and if the difference is not within the predetermined speed difference, the target speed is determined.
  • the speed increment ⁇ ' is calculated, and the speed increment ⁇ ' is added to the speed of each drive source.
  • the speed of each drive source ⁇ is V (speed at the previous trial molding) + AV n (compensation increment) + ⁇ '(speed increment).
  • the drive source for determination is the reference drive source, and that the delay be the smallest among the drive sources. Since the speed with the smallest delay is the slowest, the overall speed of the drive source can reach the target speed faster with a smaller number of iterations of the loop to correct the speed.
  • the speed increment to be added should be set to about 1/3 of the difference between the target speed and the previous trial forming speed, assuming that the loop for correcting this judgment and the speed is to be rotated about three times. If the speed is increased too rapidly, the slide plate may become inclined at the next trial molding, causing troubles.Therefore, it is better to find the appropriate speed increment experimentally or by simulation. .
  • step 6 If it is determined in step 6 that the difference between the speed of the driving source during the previous trial molding and the target speed during the actual molding is within a predetermined speed difference, the process proceeds to step 8. Steps In 8, the speed of each driving source n, is set to V (the speed of the previous trial molding) + ⁇ ⁇ ⁇ (catching ⁇ min).
  • V the speed of the previous trial molding
  • ⁇ ⁇ ⁇ the speed of the driving source
  • any of the maximum delays ⁇ (n: a, b, C, d) of the actual displacement of the drive source from the designated displacement is determined by the difference from the reference delay S min to the first predetermined value. If it is less than or equal to the value, there is no need to find a compensation increase to correct the inclination of the slide plate. Therefore, the process proceeds to step 9 to determine whether the speed of the drive source is equal to the target speed in the actual molding as in step 6. It is determined whether the difference between the speed of the drive source at the time of the previous trial molding and the target speed at the time of actual molding is within a predetermined speed difference, and if not, proceed to step 10. .
  • step 10 the speed is set to the speed obtained by adding the speed increment ⁇ ′ to the speed of each drive source.
  • Step 7, 8 1 0 at a speed V n of the drive source eta, on set to V (last attempt rate at the time of molding) + ⁇ ⁇ ⁇ (compensation increment) + ⁇ ⁇ '(speed ⁇ ) Return to Step 2 and perform retry molding.
  • the delay from the indicated displacement of each drive source is measured during the trial molding (step 3), and the difference between the delay of each drive source and the reference delay is compared with a first predetermined value ⁇ ((step 4).
  • the speed of the drive source during the previous trial molding is compared with the target speed during the actual molding (steps 6 and 9). Until the difference between the delay of each drive source and the reference delay is smaller than or equal to the first predetermined value ⁇ , the difference between the speed at the time of trial molding and the target speed is within the predetermined speed difference. until repeats step 5 to determine the capturing ⁇ partial delta V n, seeking speed increment AV ', and re-set the speed of each drive source in step 7, 8, 1 0, a loop of performing trial molding .
  • step 4 the difference between the delay of each drive source and the reference delay is smaller than or equal to the first predetermined value ⁇ ⁇ , and in step 9, the speed of the drive source is If the difference is within the difference, the process proceeds to step 15 and each drive source can be driven at the speed set at that time to perform the actual molding of the work.
  • the speed of each drive source is set to a speed close to the target speed of the actual molding, so that pressure molding can be performed at a high molding speed suitable for mass production.
  • the determination of the inclination of the slide In step 4 it is determined that the value is smaller than or equal to the first predetermined value ⁇ 1.
  • the second predetermined value ⁇ 2 which is a smaller judgment value, can be used to determine whether the inclination is small enough to give sufficient product accuracy when making the judgment in step 4.
  • step 11 the difference between the delay of each drive source and the reference delay is a second predetermined value that is smaller than the first predetermined value ⁇ 1 and is a determination value that is sufficient for achieving product accuracy. It is determined whether it is greater than 2 and when the difference between the delay of each drive source and the reference delay is greater than a second predetermined value 2, the process proceeds to step 12 and subsequent steps.
  • step 12 a further compensation increment of the drive source speed is obtained according to the difference between the delay of each drive source and the reference delay, and the drive source speed is fine-tuned using it. Perform trial molding of.
  • step 14 the delay of each drive source is measured in step 14 and this loop is performed until the difference between the delay of each drive source and the reference delay is smaller than or equal to a second predetermined value ⁇ 2. Is repeated until the difference between the delay of each drive source and the reference delay is smaller than or equal to the second predetermined value 2, and the process proceeds to step 15 to form the workpiece.
  • mass production can be performed at a high molding speed suitable for mass production, and the inclination of the slide plate can be sufficiently high in product accuracy.

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Abstract

プレス機でワークを加圧成形する際に、スライド板の水平を維持しながら速い速度で加圧成形ができるプレス成形方法を開示する。複数のサーボモータ駆動源によってスライド板を押し圧するプレス機を用いている。試行成形で、スライド板を十分にゆっくりと動かして、各駆動源の遅れを測定する。各駆動源の遅れの大きさに応じ、また本番成形速度との速度差に応じて駆動源それぞれの速度を修正し、修正した速度をもとにして試行成形を繰り返して、製品精度を十分に出せる程度にスライド板の水平を維持しながら量産に適した速い成形速度で加圧成形ができる条件を出す。

Description

明細書 プレス成形方法 技術分野
本発明は複数の駆動源 （例えば、 サーボモータ） によってスライ ド板 （加圧板 ) を駆動して、 加圧成形するプレス機を用いてスライド板を水平に保ちながら行 うプレス成形方法に関するものである。 背景技術
ワークを加圧成形するのに用いられるプレス機は、 固定板とスライ ド板とを対 向させて配置し、 それらの間で固定板上に固定金型を、 固定板と対向するスライ ド板に可動金型を設け、 スライ ド板を固定板に対して動かして、 可動金型を固定 金型に対して開閉させる構造をしている。 小さなプレス機では 1個の駆動源がス ライド板中央に取り付けられている。 スライ ド板が大きいときには、 1個の駆動 源をスライ ド板中央に取り付けただけでは、 スライ ド板を一様に加圧できない。 そのためにスライ ド板に均一な力を加えることができるように複数個の駆動源を 用い、 加圧面を作るように駆動源それぞれがスライド板上に配置された係合個所 それぞれを押し圧するようになつている。 複数の駆動源として、 2個、 4個、 6 個の例がある。
スライ ド板を固定板に対して降下させて、 可動金型を固定金型に対して閉じて 加圧を加えていくと、 被成形板を介して可動金型に作用する荷重の大きさが変化 するとともに、 その作用する位置も変わってくる。 そのためにスライ ド板に作用 する荷重の不均衡が生じる。 荷重がスライ ド板に作用する位置からそれぞれの駆 動源までの距離も変わってくる。 そこで各駆動源に作用する荷重モーメントの不 均衡が生じる。
駆動源としてサーボモータを用いると、 駆動源に作用する荷重によってサーポ モータの回転が遅れる。 そこで大きな荷重が作用した駆動源は、 小さな荷重が作 用した駆動源よりも進みが遅くなるので、 スライ ド板が固定板に対して傾く。 ス ライド板の傾きは金型の傾きを生じるので、 金型に損傷を生じさせることが多い 。 傾きが小さい場合には、 金型の損傷を生じないが、 それでもワークの成形精度 を低下させることがある。
そこで、 成形の進行とともに、 スライ ド板の傾きを検出、 測定して、 スライ ド 板の傾きをなくすように各駆動源へ供給する駆動信号を変化させて調節を行い、 スライ ド板の傾きを修正することが行われている。 かかるフィードバック制御を しながら成形すれば、 成形の間に生じるスライド板の傾きを防ぐことができる。 しかし、 フィードバック制御をしてスライド板の傾きを無く しながら成形する と、 一回の成形当たりの時間が長く掛かる。 ワークをプレス成形するときには、 同じ種類のワークを繰り返し成形して、 数多くのワークを成形することが普通に 行われている。 成形サイクル一回当たりの時間が長いと、 多数のワークを製造す るには極めて長い時間が掛かるという問題がある。 発明の開示
そこで本発明では、 スライ ド板の水平を維持しながら量産に適した成形速度で 成形ができる成形方法を提供することを目的としている。
本発明のプレス成形方法は、 固定板と、 前記固定板と対向して配置されている とともに、 前記固定板に対して動くことができるスライ ド板と、 スライ ド板を駆 動するためのサーボモータを用いた複数の駆動源とを有し、 平面状に加圧ができ るようにスライ ド板上に配置した複数の係合個所それぞれを各駆動源が加圧する プレス機を用いて、
前記複数の駆動源の当初の降下速度を十分に小さく且つ複数の駆動源間で同じに 設定してその速度でワークを試行成形し、
駆動源間の当該指示変位からの遅れの差を所定の値よりも小さいかあるいは同じ になるように各駆動源の速度の増分を求めて各駆動源の速度を調整する駆動源間 の遅れ調整過程と、
駆動源の速度を本番成形時における目標速度に合わせるように各駆動源の速度を 前記駆動源間の遅れ調整過程の場合よりも増大して調整する駆動速度増大過程と を備え、 各駆動源の速度を本番成形時における目標速度に近くかつ駆動源間で遅れの差が 所定の値よりも小さくなるようにする。
本発明のプレス成形方法を詳しく言うと、 固定板と、 前記固定板と対向して配 置されているとともに、 前記固定板に対して動くことができるスライ ド板と、 ス ライド板を駆動するためのサーポモータを用いた複数の駆動源とを有し、 平面状 に加圧ができるようにスライド板上に配置した複数の係合個所それぞれを各駆動 源が加圧するプレス機を用いて、
前記複数の駆動源の降下速度を十分に小さく且つ複数の駆動源間で同じ速度に設 定してその速度でワークを試行成形し、
その試行成形の間に各駆動源の指示変位からの遅れを測定し、
各駆動源の指示変位からの遅れと、 前記複数の駆動源のうちのある駆動源 （「基 準駆動源」 という） の指示変位からの遅れ （「基準遅れ」 という） との差を所定 の値と比較するとともに、 駆動源の前記試行成形時の速度を本番成形時における 駆動源の目標速度と比較し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が所定の値よりも大きい場合には、 その差に応 じて、 当該駆動源の遅れと基準遅れとの差をなくすための当該駆動源の速度の増 分 （「補償増分」 という） を求めて、 前記試行成形時の速度にその補償増分を加 、
駆動源の前記試行成形時の速度と目標速度との差が所定速度差以上の場合には、 駆動源の速度を所定速度に近づけるための速度増分を求め、 各駆動源の速度にそ の速度増分を加え、
補償増分と速度増分とで修正した速度で再度ワークの試行成形を行い、 その試行成形の間に各駆動源の指示変位からの遅れを測定し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差を所定の値と比較するとともに、 駆動源の前記 試行成形時の速度を本番成形時における駆動源の目標速度と比較し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が所定の値よりも小さいか同じとなるとともに 、 駆動源の前記試行成形時の速度と目標速度との差が所定速度差以内になるまで は、 前記の補償増分を求める工程以降を繰り返し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が所定の値よりも小さいか同じとなるとともに 、 駆動源の前回試行成形時の速度と目標速度との差が所定速度差以内になったら 、 その速度でワークの本番成形を行う。
前記プレス成形方法において、 前記基準駆動源は、 複数の駆動源のうちその変 位における指示変位からの遅れの最も小さい駆動源であることが好ましい。 また、 本発明のプレス成形方法において、 各駆動源の遅れと基準遅れとの差を 比較する前記所定の値は第一の所定の値であり、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第一の所定の値よりも小さいか同じとなって 、 駆動源の前記試行成形時の速度と目標速度との差が所定速度差以内になったら 各駆動源の遅れと基準遅れとの差が、 前記第一の所定の値よりも小さい第二の所 定の値よりも大きいかどうかを判定し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第二の所定の値よりも大きい場合には、 当該 駆動源の遅れと基準遅れとの差に応じて当該駆動源の速度の更に補償増分を求め る工程を行い、 各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第二の所定の値よりも小さい か同じになるまでそれを繰り返し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第二の所定の値よりも小さいか同じになれば ワークの本番成形を行うことが好ましい。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明に用いることができるプレス機の正面図である。
第 2図は、 第 1図のプレス機を上部固定板の一部を切り欠いて示す平面図であ る。
第 3図は、 本発明に用いることができるプレス機の制御系統図である。
第 4図は、 本発明の一実施例のプレス成形方法を示すフローチヤ一トである。 第 5図は、 変位と遅れの関係の一例を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
まず第 1図と第 2図と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。 第 1図はプレス機の正面図で、 第 2図はそのプレス機の平面図であ る。 第 2図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 1 0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 2 0によって 上部支持板 3 0が保持されている。 下部支持台 1 0と上部支持板 3 0の間に支柱 2 0に沿って往復動することができるスライド板 4 0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） 8 1、 スライ ド板の下面に固定金型に対応する可動 金型 （上型） 8 2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。
上部支持板 3 0には駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 0 dとしてサーボモー タと減速機構を組み合わせたものが 4個取り付けられている。 各駆動源から下方 向に延ぴている駆動軸 6 1 a、 6 1 b、 6 1 c、 6 1 dは上部支持板 3 0に開け られた通孔を通ってスライド板 4 0の上面で各係合部 6 2 a、 6 2 b、 6 2 c、 6 2 dと係合している。 駆動軸のところに例えばポ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。 複数の駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 0 dによるスライ ド板への押し圧力 が、 スライ ド面を平面状に加圧して、 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、 これらのサーポモータ駆動源 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。
各係合部 6 2 a、 6 2 b、 6 2 c、 6 2 dは第 2図の平面図から明らかなよう に成形空間の成形領域に設けられている。 そして各係合部 6 2 a、 6 2 , 6 2 c、 6 2 dの近くには各変位測定器 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 O dが設けられ ている。 変位測定器 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 0 dとして磁気目盛の付けられ た磁気スケール 5 1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 設けられた磁気へッドなどの磁気センサー 5 2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 5 1に対して、 磁気センサー 5 2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 位測定器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。 変位測定器として、 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。 変位測定器 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 0 dの磁 気スケール 5 1は基準プレート 7 0に取り付けられていて、 変位測定器の磁気セ ンサー 5 2は各係合部 6 2 a、 6 2 b、 6 2 c , 6 2 dに取り付けられた支柱 5 3で支持されている。 ここで基準プレート 7 0はスライド板 4 0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 4 0が駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 0 dによって駆動させられたときに、 変位測定器 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 0 dによって各係合部の変位を測定することができる。
基準プレート 7 0は第 1図では上部支持板 3 0の下に間隙をおいて設けられ、 支柱 2 0間に渡されて固定されているとともに、 各駆動軸 6 1 a、 6 1 b、 6 1 c、 6 1 dが通されている部分には十分余裕のある径をした通孔 7 1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。
プレス機の制御系統図を第 3図に示している。 成形する前に、 あらかじめ入力 手段 9 1から制御手段 9 2に例えば成形する品名や、 各駆動源の速度などを必要 に応じて入力する。 制御手段 9 2は C P Uを有しており、 制御手段 9 2からイン ターフェース 9 4を介して駆動信号がサーボモータ駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 O dに送られて、 各駆動源を駆動して成形する。 変位測定器 5 0 a、 5 0 b、 5 0 c、 5 0 dからスライ ド板の変位信号が制御手段 9 2に送られる。 第 4図に本発明の一実施例によるプレス成形方法をフローチヤ一トで示してい る。 フローチャートのステップ 1、 2で、 プレス機を用いてワークの試行成形を 行う。 駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 0 dをスライ ド板の傾きが極めて小さ くなるような遅い速度で 4個の駆動源の速度を同じにして降下させて、 ワークの 試行成形をする。 偏荷重が生じて可動金型やスライ ド板に傾きが生じても、 金型 を破損するほど大きな傾きが生じないような十分に遅い速度 Vに速度を設定する ワークを成形するときに、 荷重がないときに各駆動源に入力した駆動信号によ つて各駆動源が降下する距離を指示変位とすると、 ワークを成形することによつ てスライ ド板に取り付けられている各駆動源に荷重が作用するので、 その荷重の ために各駆動源の降下距離 （変位） が指示変位から遅れてくる。 ステップ 2でヮ ークを試行成形する間に、 ステップ 3で各駆動源の指示変位からの遅れを測定す る。
ワーク成形の過程で、 ワークを成形し始めた段階、 ワークの大きな部位を成形 する段階、 ワークの小さな部位を成形する段階、 ワークの成形がほぼ終了して一 様な荷重を加える段階、 スライ ド板を上昇させる段階など、 ワーク成形の各段階 でスライ ド板の降下速度を変えるのは一般的である。 また、 これらの各段階で成 形金型からスライ ド板ゃ各駆動源に作用する荷重が変わってくる。 そこでワーク 成形過程を複数の成形段階に分割して、 その各段階の中ではスライド板の降下速 度を一定にすることができるとする。
スライ ド板が変位 0から降下していって変位 1 0から成形がはじまり、 変位 7 m -： ίのところから変位 7 xnWとなるまでを、 成形の一段階とする。 その成形段階の 間における各駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 0 dの変位の指示変位からの遅 れが第 5図に示すようなものであったとする。 第 5図で、 縦軸は指示変位、 横軸 はそれぞれの駆動源の付近におけるスライ ド板の変位の指示変位からの遅れ δを 示す。 この例では駆動源 6 0 aの遅れ S aが最も小さく、 駆動源 6 0 b、 6 0 c の遅れが大きい。 指示変位 のところで駆動源 6 0 b、 6 0 c、 6 0 dが駆 動源 6 0 aの変位から遅れ初め、 指示変位 l mのところで各駆動源の遅れが最大 となり、 指示変位 nWのところで同じ変位となる。 そこで更にステップ 3では 駆動源 6 0 a、 6 0 b、 6 0 c、 6 0 dそれぞれの最大遅れを δ n (n: a， b, c, d ) とおく。 これらの駆動源のうちのある駆動源を基準駆動源と呼び、 基準駆動源 の指示変位からの遅れを基準遅れとする。 第 4図に示すステップ 3では、 最大遅 れのうち指示変位からの遅れが最も小さい駆動源を基準駆動源として、 その遅れ を δ mmとおいている。
その工程の後、 各駆動源の指示変位からの最大遅れと基準遅れとの差を所定の 値と比較するとともに、 基準駆動源のステップ 2での試行成形における駆動速度 とその駆動源の本番成形時の目標速度とを比較する。 以下の工程では、 スライ ド 板の傾きを所定の値以内になるように各駆動源の速度を調節するとともに、 各駆 動源の速度を本番成形における目標速度まで上げて、 本番成形に適した各駆動源 の速度に設定する。
各駆動源の最大遅れが基準駆動源の遅れ （例えば、 各駆動源の最大遅れのうち 最も小さい遅れ） と比較して、 これらの遅れの差が金型に損傷を生じない程度の 遅れの差、 すなわちスライド板の傾きの大きさを最大約 1 00 mであるかどう かを判定している。 もう一つの判定基準として製品ワークの精度が十分に出せる 程度までスライ ド板の傾きが小さいかどうかと言うことである。 製品精度が十分 に出せるだけのスライド板の傾きの許容値は、 金型に損傷を生じないだけのスラ ィド板の傾き許容値よりも極めて小さいことが要求されて、 その判断基準は遅れ の差が 3 μ m程度である。
第 4図のステップ 4では、 判定基準として第一の所定の値 αΐ を用いている。 第一の所定の値 1 は上で説明した金型に損傷を生じない程度の遅れの差である 。 各駆動源 ηの実変位の指示変位からの遅れの最大 δη (n: a, b, c, d) それぞれ と基準遅れとの差が第一の所定の値 α1よりも大きいかどうかを判定している。 駆動源 60 b、 6 0 c、 6 0 (1の最大遅れ3 ¾、 Sc、 δ dと基準遅れ δ minとの 差が第一の所定の値 α1 よりも大きいと、 ステップ 5に進む。 ステップ 5では最 大遅れ δη と基準遅れ δπΰη との差に応じて、 各駆動源 η の速度を補償して、 遅 れの差をなくすようにする。 S b、 δ Sdのうち最大遅れが第 5図に示す例の ように駆動源 60 cに生じていたとすると、 駆動源 60 cの速度を駆動源 6 0 a の速度よりも、 AVeだけ速くする必要がある。 ここで Δ は駆動源 6 0 cの補 償増分とする。 駆動源 6 0 b、 6 0 dそれぞれの速度の補償増分は Δ Vc · ( Sb ― δ min) / ( δ c— δ min)、 Δ Vc · ( δ d— δ min) / ( δ c— δ min) として求 めることもできる。 なおここで駆動源 6 0 cの速度の捕償増分 AVeは別途実験 で、 あるいはシミュレーショ ンで求めておく。 なお、 駆動源のうち最大遅れが最 も小さい駆動源 6 0 aについてはこのループに入らないので、 速度の捕償増分を 加えない。
本発明において、 駆動源それぞれの速度の補償増分 AVn (n: b， c, d) は次の ように求めることもできる。 一般に荷重 Pが作用する部分では実変位の指示変位 からの遅れ δηはその速度 Vnと荷重 Pn との関数で表されるので、
Figure imgf000010_0001
f (Vn
， Pn) である。 駆動源 n の遅れ δηが駆動源 60 aの遅れ δ min と同じになる 速度 vnは次により求めることができる。
すなわち、 δ n— δ min= 0とするには、 f (Vn, Pn) = f (Va, Pa) (こ こで、 Pa は駆動源 60 aに作用している荷重とする） なので、 成形の各段階に おける駆動源 6 0 a、 6 0 b, 60 c、 6 0 dに作用する荷重 P a および P n ( n: b, c, d) を予め測定しておくことで、 駆動源 nの必要とする速度 Vnを求める ことができる。 このようにして求めた速度 Vnは駆動源 60 aの速度 Vaに捕償 増分 Δνηを加えたものである。 安全係数 50〜 90° /。を用いて、 求めた補償増 分 AVnの 50〜9 0 %を加えることで各駆動源の速度を設定することができる ステップ 6では、 各駆動源の速度が本番成形における目標速度かどうかを判定 している。 各駆動源の前記試行成形時の速度と本番成形時の目標速度との差が所 定速度差以内であるかどうかを判定して、 所定速度差以内になっていない場合に は、 目標速度に近づけるために、 速度増分 Δν' を求めて各駆動源の速度に速度 増分 Δν' を加える。 ステップ 7に示しているように、 各駆動源 η の速度は、 V (前回試行成形時の速度） +AVn (補償増分） +Δν' (速度増分） となる ステップ 6では駆動源すべてについて判定をする必要がなく、 駆動源のうち 1 個について判定をしてその結果によってすベての駆動源の速度に速度増分 AV' を加えればよい。 例えば、 判定をする駆動源が基準駆動源であって、 遅れが駆動 源の中で最も小さいものであることが好ましい。 遅れが駆動源の中で最も小さい ものは速度が最も遅いものなので、 速度を修正するループを少ない繰り返し回数 で、 全体の駆動源速度をより速く目標速度に到達させることができる。 ここで求 め、 加える速度増分は、 この判定と速度を修正するループを 3回程度回るものと すると、 目標速度と前回試行成形速度との差の 1/3程度と設定すると良い。 あ まりに急に速度を上げると、 次回の試行成形時にスライ ド板に大きな傾きが生じ てトラブルが発生することがあるので、 実験的にあるいはシミュレーションで適 当な速度増分を求めておくと良い。
ステップ 6での判定によって、 駆動源の前回試行成形時の速度と本番成形時の 目標速度との差が所定速度差以内であれば、 ステップ 8に進んでいる。 ステップ 8では、 各駆動源 n の速度を、 V (前回試行成形時の速度） + Δ νη (捕償増分 ) としている。 ここでは駆動源の速度が本番成形に用いることができる程度に速 くなつているので、 スライ ド板の傾きを修正するための補償増分を加えるだけで よい。
ステップ 4の判定によって、 駆動源の実変位の指示変位からの遅れの最大 δ η (n: a, b, C， d) のいずれもが、 基準遅れ S minとの差で第一の所定の値 より も小さいか、 それとも同じの場合にはスライ ド板の傾きを修正するための捕償増 分を求める必要がない。 そこでステップ 9に行って、 ステップ 6と同様に、 駆動 源の速度が本番成形における目標速度になっているかどうかを判定している。 駆 動源の前回試行成形時の速度と本番成形時の目標速度との差が所定速度差以内で あるかどうかを判定し、 所定速度差以内になっていない場合には、 ステップ 1 0 に進む。 ステップ 1 0では各駆動源の速度に速度増分 Δ ν' を加えた速度に速度 を設定する。 これはステップ 7について上で説明したのでそれを参照願いたい。 ステップ 7， 8， 1 0で各駆動源 ηの速度 Vnを、 V (前回試行成形時の速度 ) + Δ νη (補償増分） + Δ ν' (速度增分） に設定した上で、 ステップ 2に戻 つて再試行成形を行う。 そして試行成形の間に各駆動源の指示変位からの遅れを 測定し （ステップ 3 )、 各駆動源の遅れと基準遅れとの差を第一の所定の値 α ΐ と比較する （ステップ 4 ) とともに、 駆動源の前回試行成形時の速度と本番成形 時の目標速度とを比較する （ステップ 6とステップ 9 )。 各駆動源の遅れと基準 遅れとの差が第一の所定の値 α ΐ よりも小さいか同じとなるまでは、 また試行成 形時の速度と目標速度との差が所定速度差以内になるまでは、 捕償増分 Δ Vnを 求めるステップ 5と、 速度増分 A V ' を求めて、 ステップ 7， 8， 1 0で各駆動 源の速度を再設定して、 試行成形を行うというループを繰り返す。
ステップ 4で各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第一の所定の値 α ΐ よりも小 さいか同じとなっていて、 ステップ 9で駆動源の速度が目標速度との差で所定速 度差以内となっておれば、 ステップ 1 5に行ってそのとき設定してある速度で各 駆動源を駆動してワークの本番成形をすることができる。 この本番成形では、 各 駆動源の速度を本番成形の目標速度に近い速度としてあるので、 量産に適した速 い成形速度で加圧成形をすることができる。 しかし、 スライ ド板の傾きの判定は ステップ 4で第一の所定の値 α 1 よりも小さいか同じとしている。 第一の所定の 値《1 は金型の損傷が生じない程度の比較的大きな値であったので、 製品の精度 が十分に出ているものとは言い難い。 そこで、 ステップ 4の判定を行う際に製品 の精度が十分に出せる程度まで傾きが小さいかどうかを見るために、 より小さい 判定値である第二の所定の値 α 2を用いることができる。
あるいは、 ステップ 1 1で各駆動源の遅れと基準遅れとの差が、 第一の所定の 値《1 よりも小さい、 製品の精度が十分に出せる程度の判定値である第二の所定 の値《2 よりも大きいかどうかを判定し、 各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第 二の所定の値 2 よりも大きいときには、 ステップ 1 2以降へ進む。 ステップ 1 2では各駆動源の遅れと基準遅れとの差に応じて駆動源の速度の更なる補償増分 を求めて、 それを用いて駆動源速度を微調整して、 ステップ 1 3で再度ワークの 試行成形を行う。 その試行成形の間に、 ステップ 1 4で各駆動源の遅れを測定し 、 各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第二の所定の値《2 よりも小さいか同じに なるまでこのループを繰り返して、 各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第二の所 定の値 2 よりも小さいか同じになれば、 ステップ 1 5に進んでワークの本番成 形をする。 このようにして、 ワークを本番成形すると量産に適した速い成形速度 で量産を行えるとともに、 スライ ド板の傾きを製品精度が十分に出せる程度のも のになる。 産業上の利用可能性
フィードバック制御によってスライ ド板の水平を保ちながらワークをプレス成 形するとプレス成形の 1サイクルに時間が掛かる。 しかし本発明のようにスライ ド板の水平を保つことができるように各駆動源の速度を決めて、 本番成形をする と、 本番成形にはスライ ド板の早い降下速度を選択することができるので、 成形 の間、 製品精度を十分に出せる程度にスライ ド板を水平に維持しながら量産に適 した速い成形速度での成形ができる。

Claims

請求の範囲
1 . 固定板と、 前記固定板と対向して配置されているとともに、 前記固定板 に対して動くことができるスライド板と、 スライ ド板を駆動するためのサーボモ ータを用いた複数の駆動源とを有し、 平面状に加圧ができるようにスライ ド板上 に配置した複数の係合個所それぞれを各駆動源が加圧するプレス機を用いて、 前記複数の駆動源の当初の降下速度を十分に小さく且つ複数の駆動源間で同じに 設定してその速度でワークを試行成形し、
駆動源間の当該指示変位からの遅れの差を所定の値よりも小さいかあるいは同じ になるように各駆動源の速度の増分を求めて各駆動源の速度を調整する駆動源間 の遅れ調整過程と、
駆動源の速度を本番成形時における目標速度に合わせるように各駆動源の速度を 前記駆動源間の遅れ調整過程の場合よりも増大して調整する駆動速度増大過程と を備え、
各駆動源の速度を本番成形時における目標速度に近くかつ駆動源間で遅れの差が 所定の値よりも小さくなるようにするプレス成形方法。
2 . 固定板と、 前記固定板と対向して配置されているとともに、 前記固定板 に対して動くことができるスライド板と、 スライド板を駆動するためのサーボモ ータを用いた複数の駆動源とを有し、 平面状に加圧ができるようにスライ ド板上 に配置した複数の係合個所それぞれを各駆動源が加圧するプレス機を用いて、 前記複数の駆動源の降下速度を十分に小さく且つ複数の駆動源間で同じ速度に設 定してその速度でワークを試行成形し、
その試行成形の間に各駆動源の指示変位からの遅れを測定し、
各駆動源の指示変位からの遅れと、 前記複数の駆動源のうちのある駆動源 （「基 準駆動源」 という） の指示変位からの遅れ （「基準遅れ」 という）」 との差を所定 の値と比較するとともに、 駆動源の前記試行成形時の速度を本番成形時における 駆動源の目標速度と比較し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が所定の値よりも大きい場合には、 その差に応 じて、 当該駆動源の遅れと基準遅れとの差をなくすための当該駆動源の速度の増 分 （「捕償増分」 という） を求めて、 前記試行成形時の速度にその補償増分を加 え、
駆動源の前記試行成形時の速度と目標速度との差が所定速度差以上の場合には、 駆動源の速度を所定速度に近づけるための速度増分を求め、 各駆動源の速度にそ の速度増分を加え、
補償増分と速度増分とで修正した速度で再度ワークの試行成形を行い、 その試行成形の間に各駆動源の指示変位からの遅れを測定し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差を所定の値と比較するとともに、 駆動源の前記 試行成形時の速度を本番成形時における駆動源の目標速度と比較し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が所定の値よりも小さいか同じとなるとともに 、 駆動源の前記試行成形時の速度と目標速度との差が所定速度差以内になるまで は、 前記の補償増分を求める工程以降を繰り返し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が所定の値よりも小さいか同じとなるとともに 、 駆動源の前回試行成形時の速度と目標速度との差が所定速度差以内になったら 、 その速度でワークの本番成形を行うプレス成形方法。
3 . 前記基準駆動源は、 複数の駆動源のうちその変位における指示変位から の遅れの最も小さい駆動源である請求の範囲第 2項に記載のプレス成形方法。
4 . 各駆動源の遅れと基準遅れとの差を比較する前記所定の値は第一の所定 の値であり、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第一の所定の値よりも小さいか同じとなって 、 駆動源の前記試行成形時の速度と目標速度との差が所定速度差以内になったら 各駆動源の遅れと基準遅れとの差が、 前記第一の所定の値よりも小さい第二の所 定の値よりも大きいかどうかを判定し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第二の所定の値よりも大きい場合には、 当該 駆動源の遅れと基準遅れとの差に応じて当該駆動源の速度の更に補償増分を求め る工程を行い、 各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第二の所定の値よりも小さい か同じになるまでそれを繰り返し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第二の所定の値よりも小さいか同じになれば ワークの本番成形を行う請求の範囲第 2項に記載のプレス成形方法。
5 . 各駆動源の遅れと基準遅れとの差を比較する前記所定の値は第一の所定 の値であり、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第一の所定の値よりも小さいか同じとなって 、 駆動源の前記試行成形時の速度と目標速度との差が所定速度差以内になったら 各駆動源の遅れと基準遅れとの差が、 前記第一の所定の値よりも小さい第二の所 定の値よりも大きいかどうかを判定し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第二の所定の値よりも大きい場合には、 当該 駆動源の遅れと基準遅れとの差に応じて当該駆動源の速度の更に補償増分を求め る工程を行い、 各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第二の所定の値よりも小さい か同じになるまでそれを繰り返し、
各駆動源の遅れと基準遅れとの差が第二の所定の値よりも小さいか同じになれば ワークの本番成形を行う請求の範囲第 3項に記載のプレス成形方法。
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