(57)【要約】【課題】プレス機械のプレス荷重を精度よく測定できるプレス機械のプレス荷重測定装置及び方法を提供する。【解決手段】プレス機械のプレス荷重測定装置は、プレス機械のスライドに内蔵された油圧シリンダのヘッド側油圧室に充填された作動油の圧力をプレス荷重作用時に検出する圧力検出器１１と、圧力検出器１１により検出された圧力ＰＳとヘッド側油圧室に加圧充填された作動油のプレス荷重非作用時の初期圧Ｐ０との差圧を演算する差圧演算器５０と、プレス機械の運転状況（運転時間）に応じて変化する作動油の体積弾性係数に対応する変数ｋｈであって、プレス機械の現在の運転時間における変数ｋｈを取得する変数取得部５６と、差圧演算器５０により演算された差圧及び変数取得部により取得された変数ｋｈに基づいてスライドに作用するプレス荷重を演算するプレス荷重演算器５４と、を備える。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス機械のスライドに内蔵された液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の圧力をプレス荷重作用時に検出する圧力検出器と、
前記圧力検出器により検出された前記圧力と前記ヘッド側液圧室に加圧充填された前記作動液のプレス荷重非作用時の初期圧との差圧を演算する差圧演算器と、
前記プレス機械の運転状況に応じて変化する前記作動液の体積弾性係数又は前記体積弾性係数に対応する変数であって、前記プレス機械の現在の運転状況下における前記変数を取得する変数取得部と、
前記差圧演算器により演算された差圧及び前記変数取得部により取得された変数に基づいて前記スライドに作用するプレス荷重を演算するプレス荷重演算器と、
を備えたプレス機械のプレス荷重測定装置。
【請求項２】
前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第１関数又はルックアップテーブルを記憶する第１記憶部を備え、
前記変数取得部は、前記第１記憶部に記憶された前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第１関数又はルックアップテーブルから前記変数を取得する請求項１に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。
【請求項３】
前記第１記憶部は、プレス荷重が異なる複数のプレス荷重に対応する複数の前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを記憶し、
前記変数取得部は、前記第１記憶部から前記プレス機械のプレス荷重に対応する前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを選択して使用する請求項２に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。
【請求項４】
前記第１記憶部は、種類が異なる複数の金型の各金型に対応する複数の前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを記憶し、
前記変数取得部は、前記プレス機械に使用する金型を交換する毎に、前記第１記憶部から前記交換した金型に対応する前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを選択して使用する請求項２に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。
【請求項５】
前記液圧シリンダのヘッド側液圧室の作動液の液圧が異常圧に達すると、前記ヘッド側液圧室の作動液を開放する過負荷保護機能を有し、
前記変数取得部は、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作に関連して低下する前記変数の減少分を加味した前記変数を取得する請求項１から４のいずれか１項に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。
【請求項６】
前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第１関数を記憶する第１記憶部を備え、
前記変数取得部は、前記第１記憶部に記憶された前記第１関数を使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第１関数から前記変数を取得し、
前記第１関数は、前記初期値から前記収束値まで一次遅れ系に近似した一次近似曲線を示す関数である請求項１に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。
【請求項７】
前記プレス荷重と、前記プレス荷重に応じて変化する一次近似曲線の時定数との関係を示す第２関数を記憶する第２記憶部を備え、
前記変数取得部は、前記プレス機械のプレス荷重に基づいて前記第２記憶部から前記一次近似曲線の時定数を取得し、前記取得した時定数により前記第１記憶部に記憶された前記第１関数である前記一次近似曲線を特定する請求項６に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。
【請求項８】
前記変数の初期値をｋｈ０、収束値をｋｈＣ、前記一次近似曲線の時定数をＴ、前記プレス機械の運転時間をｔとすると、前記変数ｋｈは、次式、
ｋｈ＝ｋｈ０＋（ｋｈＣ−ｋｈ０）・ｅ（−ｔ／Ｔ）
により表される請求項６又は７に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。
【請求項９】
前記変数取得部は、
今回の演算回数をＭ、演算周期をΔＴとすると、前記演算回数Ｍ回目における前記プレス機械の運転時間ｔＭを、次式、
ｔＭ＝ｔＭ−１＋ΔＴ      （ただし、ｔ０＝０）
により求め、
前記第１関数の一次遅れ応答を意味する中間パラメータＰｄＭを、次式、
ＰｄＭ＝ＰｄＭ-1＋ΔＴ／Ｔ・（１−ＰｄＭ-1）      （ただし、Ｐｄ０＝０）
により算出し、
前記プレス機械の運転時間ｔＭにおける前記変数ｋｈＭを、次式、
ｋｈＭ＝ｋｈ０＋（ｋｈＣ−ｋｈ０）・ＰｄＭ
により算出する請求項８に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。
【請求項１０】
前記液圧シリンダは、前記ヘッド側液圧室の作動液の液圧が異常圧に達すると、前記ヘッド側液圧室の作動液を開放する過負荷保護機能を有し、
前記変数取得部は、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作直前に取得した前記変数ｋｈＭから一定値Δｋｈを減算した値ｋｈｈを求め、前記求めた値ｋｈｈを前記初期値ｋｈ０の代わりに使用し、かつ前記中間パラメータＰｄＭを０にリセットし、前記過負荷保護機能の動作後の前記変数ｋｈＭを、次式、
ｋｈＭ＝ｋｈｈ＋（ｋｈＣ−ｋｈｈ）・ＰｄＭ
により算出する請求項９に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。
【請求項１１】
前記差圧演算器は、前記プレス荷重作用時に検出された圧力をＰＳ、前記プレス荷重非作用時の初期圧をＰ０とすると、前記圧力ＰＳと前記初期圧Ｐ０との差圧（ＰＳ−Ｐ０）を演算し、
前記プレス荷重演算器は、前記差圧（ＰＳ−Ｐ０）と前記変数ｋｈとに基づいて前記プレス荷重ＦＲを、次式、
ＦＲ＝１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ×（ＰＳ−Ｐ０）
（ただし、ａは、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室の断面積）
により算出する請求項６から１０のいずれか１項に記載のプレス機械のプレス荷重測定装置。
【請求項１２】
プレス機械のスライドに内蔵された液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の圧力をプレス荷重作用時に検出するステップと、
前記検出された前記圧力と前記ヘッド側液圧室に加圧充填された前記作動液のプレス荷重非作用時の初期圧との差圧を演算するステップと、
前記プレス機械の運転状況に応じて変化する前記作動液の体積弾性係数又は前記体積弾性係数に対応する変数であって、前記プレス機械の現在の運転状況下における前記変数を取得するステップと、
前記演算された差圧及び前記取得された変数に基づいて前記スライドに作用するプレス荷重を演算するステップと、
を含むプレス機械のプレス荷重測定方法。
【請求項１３】
前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第１関数又はルックアップテーブルを記憶する第１記憶部を準備するステップを含み、
前記変数を取得するステップは、前記第１記憶部に記憶された前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第１関数又はルックアップテーブルから前記変数を取得する請求項１２に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。
【請求項１４】
前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第１関数を記憶する第１記憶部を準備するステップを含み、
前記変数を取得するステップは、前記第１記憶部に記憶された前記第１関数を使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第１関数から前記変数を取得し、
前記第１関数は、前記初期値から前記収束値まで一次遅れ系に近似した一次近似曲線を示す関数である請求項１２に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。
【請求項１５】
前記第１記憶部を準備するステップは、
前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した場合に、前記プレス機械に負荷試験用の負荷ダイを装着し、前記作動液に含まれる気泡の含有率が最小になるまで前記プレス機械をサイクル運転させて前記スライドにプレス荷重を繰り返し作用させるステップと、
前記プレス機械のサイクル運転の運転開始から運転終了までの所定の運転時間毎、又は所定のプレス回数毎に前記プレス機械のスライドを停止させるステップと、
前記プレス機械のスライドを停止させた状態で、前記スライドに対して外部の加圧機器により予め設定されたプレス荷重を印加し、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の圧力を検出するステップと、
前記印加したプレス荷重と前記検出された前記作動液の圧力に基づいて、前記所定の運転時間毎、又は所定のプレス回数毎の前記変数を演算するステップと、
前記変数の演算結果に基づいて前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と前記変数との関係を示す前記第１関数又はルックアップテーブルを作成するステップと、を含み、
前記作成した前記第１関数又はルックアップテーブルを前記第１記憶部に記憶させる請求項１３又は１４に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。
【請求項１６】
前記プレス荷重と、前記プレス荷重に応じて変化する一次近似曲線の時定数との関係を示す第２関数を記憶する第２記憶部を準備するステップを含み、
前記変数を取得するステップは、前記プレス機械のプレス荷重に基づいて前記第２記憶部から前記一次近似曲線の時定数を取得し、前記取得した時定数により前記第１記憶部に記憶された前記第１関数である前記一次近似曲線を特定する請求項１４に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。
【請求項１７】
前記変数の初期値をｋｈ０、収束値をｋｈＣ、前記一次近似曲線の時定数をＴ、前記プレス機械の運転時間をｔとすると、前記変数ｋｈは、次式、
ｋｈ＝ｋｈ０＋（ｋｈＣ−ｋｈ０）・ｅ（−ｔ／Ｔ）
により表される請求項１４又は１６に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。
【請求項１８】
前記変数を取得するステップは、
今回の演算回数をＭ、演算周期をΔＴとすると、前記演算回数Ｍ回目における前記プレス機械の運転時間ｔＭを、次式、
ｔＭ＝ｔＭ−１＋ΔＴ      （ただし、ｔ０＝０）
により求め、
前記第１関数の一次遅れ応答を意味する中間パラメータＰｄＭを次式、
ＰｄＭ＝ＰｄＭ-1＋ΔＴ／Ｔ・（１−ＰｄＭ-1）      （ただし、Ｐｄ０＝０）
により算出し、
前記プレス機械の運転時間ｔＭにおける前記変数ｋｈＭを、次式、
ｋｈＭ＝ｋｈ０＋（ｋｈＣ−ｋｈ０）・ＰｄＭ
により算出する請求項１７に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。
【請求項１９】
前記液圧シリンダは、前記ヘッド側液圧室の作動液の液圧が異常圧に達すると、前記ヘッド側液圧室の作動液を開放する過負荷保護機能を有し、
前記変数を取得するステップは、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作直前に取得した前記変数ｋｈＭから一定値Δｋｈを減算した値ｋｈｈを求め、前記求めた値ｋｈｈを前記初期値ｋｈ０の代わりに使用し、かつ前記ＰｄＭを０にリセットし、前記過負荷保護機能の動作後の前記変数ｋｈＭを、次式、
ｋｈＭ＝ｋｈｈ＋（ｋｈＣ−ｋｈｈ）・ＰｄＭ
により算出する請求項１８に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。
【請求項２０】
前記差圧を演算するステップは、前記プレス荷重作用時に検出された圧力をＰＳ、前記プレス荷重非作用時の初期圧をＰ０とすると、前記圧力ＰＳと前記初期圧Ｐ０との差圧（ＰＳ−Ｐ０）を演算し、
前記プレス荷重を演算するステップは、前記差圧（ＰＳ−Ｐ０）と前記変数ｋｈとに基づいて前記プレス荷重ＦＲを、次式、
ＦＲ＝１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ×（ＰＳ−Ｐ０）
（ただし、ａは、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室の断面積）
により算出する請求項１６から１９のいずれか１項に記載のプレス機械のプレス荷重測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス機械のプレス荷重測定装置及び方法に係り、特にプレス機械のスライドに内蔵された液圧シリンダの圧力に基づいてプレス荷重を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス機械のスライドに内蔵された油圧シリンダの圧力に基づいてプレス荷重を測定する技術が知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載のプレス荷重測定装置は、スライド部に油圧室を形成し、プレス荷重が所定値より大きくなった時に前記油圧室の油圧を逃がして過負荷を回避するようにした油圧式オーバーロードプロテクタ（ＨＯＬＰ：Hydraulic Overload Protection）機能を備えたプレス機械において、スライド部に形成された油圧室の圧力を圧力センサにより検出し、この圧力センサにより検出された圧力をプレス荷重に変換する手段を備えている。
【０００４】
これにより、スライド荷重の過負荷を防止するとともに、プレス荷重の測定を可能にしている。
【０００５】
尚、特許文献１に記載のプレス荷重測定装置は、プレス荷重が加わる時に検出された油圧室の圧力をＰｈ，プレス荷重が加わらない時に検出された圧力（予圧）をＰｃ、定数をＫとすると、プレス荷重Ｐを、次式、
Ｐ＝√｛（Ｐｈ−Ｐｃ）／Ｋ｝
により算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−６８５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、プレス荷重Ｐとして、（Ｐｈ−Ｐｃ）／Ｋの平方根を求めることにより、プレス荷重の計算値と実際の値とが実用上、支障のない精度で両者が一致すると記載されているが、定数Ｋを調整してプレス機械の出荷した後、プレス機械を稼働させると、プレス実荷重に対するプレス荷重測定値の誤差は、最大で１０％程度生じていた。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、プレス機械のプレス荷重を精度よく測定することができるプレス機械のプレス荷重測定装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の一の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置は、プレス機械のスライドに内蔵された液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の圧力をプレス荷重作用時に検出する圧力検出器と、前記圧力検出器により検出された前記圧力と前記ヘッド側液圧室に加圧充填された前記作動液のプレス荷重非作用時の初期圧との差圧を演算する差圧演算器と、前記プレス機械の運転状況に応じて変化する前記作動液の体積弾性係数又は前記体積弾性係数に対応する変数であって、前記プレス機械の現在の運転状況下における前記変数を取得する変数取得部と、前記差圧演算器により演算された差圧及び前記変数取得部により取得された変数に基づいて前記スライドに作用するプレス荷重を演算するプレス荷重演算器と、を備える。
【００１０】
本発明者は、液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の体積弾性係数がプレス機械の運転状況に応じて変化し、その体積弾性係数の変化がプレス荷重の測定に影響することを発見した。
【００１１】
本発明の一の態様によれば、プレス機械の運転状況に応じて変化する作動液の体積弾性係数又は前記体積弾性係数に対応する変数であって、プレス機械の現在の運転状況下における変数を取得する。そして、プレス荷重作用時に検出する作動液の圧力とプレス荷重非作用時の作動液の初期圧との差圧、及び前記取得された変数に基づいてスライドに作用するプレス荷重を演算することで、プレス運転状況にかかわらず、プレス荷重を精度よく測定することができる。
【００１２】
本発明の他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第１関数又はルックアップテーブルを記憶する第１記憶部を備え、前記変数取得部は、前記第１記憶部に記憶された前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第１関数又はルックアップテーブルから前記変数を取得することが好ましい。
【００１３】
作動液の体積弾性係数は、作動液に含まれる気泡の含有率に応じて変化し、作動液に含まれる気泡の含有率は、プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数に応じて変化する。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からのプレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、作動液を最初に充填した時点における作動液に含まれる気泡の含有率に対応する変数の初期値から、気泡の含有率が最小になる変数の収束値までの変数との関係を示す第１関数又はルックアップテーブルを記憶する第１記憶部を準備しておき、第１記憶部に記憶された前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを使用し、プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて第１関数又はルックアップテーブルから、プレス荷重の算出に使用する適切な変数を取得する。
【００１５】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記第１記憶部は、プレス荷重が異なる複数のプレス荷重に対応する複数の前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを記憶し、前記変数取得部は、前記第１記憶部から前記プレス機械のプレス荷重に対応する前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを選択して使用することが好ましい。
【００１６】
作動液の体積弾性係数を決定する気泡の含有率は、プレス荷重（プレス荷重に対応する圧力）の繰り返し作用により変化するため、第１関数又はルックアップテーブルは、プレス荷重が異なるプレス荷重毎に準備し、プレス荷重に対応する第１関数又はルックアップテーブルを使用することが好ましい。
【００１７】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記第１記憶部は、種類が異なる複数の金型の各金型に対応する複数の前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを記憶し、前記変数取得部は、前記プレス機械に使用する金型を交換する毎に、前記第１記憶部から前記交換した金型に対応する前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを選択して使用する。
【００１８】
作動液の体積弾性係数の変化度合いは、プレス荷重により変化するが、プレス荷重は金型毎に異なる。そこで、第１関数又はルックアップテーブルは、プレス荷重が異なる金型毎に準備し、使用する金型に対応する第１関数又はルックアップテーブルを使用する。
【００１９】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室の作動液の液圧が異常圧に達すると、前記ヘッド側液圧室の作動液を開放する過負荷保護機能を有し、前記変数取得部は、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作に関連して低下する前記変数の減少分を加味した前記変数を取得することが好ましい。
【００２０】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第１関数を記憶する第１記憶部を備え、前記変数取得部は、前記第１記憶部に記憶された前記第１関数を使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第１関数から前記変数を取得し、前記第１関数は、前記初期値から前記収束値まで一次遅れ系に近似した一次近似曲線を示す関数である。
【００２１】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記プレス荷重と、前記プレス荷重に応じて変化する一次近似曲線の時定数との関係を示す第２関数を記憶する第２記憶部を備え、前記変数取得部は、前記プレス機械のプレス荷重に基づいて前記第２記憶部から前記一次近似曲線の時定数を取得し、前記取得した時定数により前記第１記憶部に記憶された前記第１関数である前記一次近似曲線を特定することが好ましい。
【００２２】
即ち、使用するプレス荷重に基づいて第２関数から一次近似曲線の時定数を取得し、取得した時定数を一次近似曲線の時定数とすることで、使用するプレス荷重に対応する一次近似曲線を示す関数（第１関数）を特定することができる。
【００２３】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記変数の初期値をｋｈ０、収束値をｋｈＣ、前記一次近似曲線の時定数をＴ、前記プレス機械の運転時間をｔとすると、前記変数ｋｈは、次式、
ｋｈ＝ｋｈ０＋（ｋｈＣ−ｋｈ０）・ｅ（−ｔ／Ｔ）
により表される。
【００２４】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記変数取得部は、今回の演算回数をＭ、演算周期をΔＴとすると、前記演算回数Ｍ回目における前記プレス機械の運転時間ｔＭを、次式、
ｔＭ＝ｔＭ−１＋ΔＴ      （ただし、ｔ０＝０）
により求め、前記第１関数の一次遅れ応答を意味する中間演算パラメータＰｄＭを、次式、
ＰｄＭ＝ＰｄＭ-1＋ΔＴ／Ｔ・（１−ＰｄＭ-1）      （ただし、Ｐｄ０＝０）
により算出し、前記プレス機械の運転時間ｔＭにおける前記変数ｋｈＭを、次式、
ｋｈＭ＝ｋｈ０＋（ｋｈＣ−ｋｈ０）・ＰｄＭ
により算出する。
【００２５】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記液圧シリンダは、前記ヘッド側液圧室の作動液の液圧が異常圧に達すると、前記ヘッド側液圧室の作動液を開放する過負荷保護機能を有し、前記変数取得部は、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作直前に取得した前記変数ｋｈＭから一定値Δｋｈを減算した値ｋｈｈを求め、前記求めた値ｋｈｈを前記初期値ｋｈ０の代わりに使用し、かつ前記中間演算パラメータＰｄＭを０にリセットし、前記過負荷保護機能の動作後の前記変数ｋｈＭを、次式、
ｋｈＭ＝ｋｈｈ＋（ｋｈＣ−ｋｈｈ）・ＰｄＭ
により算出する。
【００２６】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定装置において、前記差圧演算器は、前記プレス荷重作用時に検出された圧力をＰＳ、前記プレス荷重非作用時の初期圧をＰ０とすると、前記圧力ＰＳと前記初期圧Ｐ０との差圧（ＰＳ−Ｐ０）を演算し、前記プレス荷重演算器は、前記差圧（ＰＳ−Ｐ０）と前記第１関数ｋｈとに基づいて前記プレス荷重ＦＲを、次式、
ＦＲ＝１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ×（ＰＳ−Ｐ０）
（ただし、ａは、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室の断面積）
により算出する。
【００２７】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法は、プレス機械のスライドに内蔵された液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の圧力をプレス荷重作用時に検出するステップと、前記検出された前記圧力と前記ヘッド側液圧室に加圧充填された前記作動液のプレス荷重非作用時の初期圧との差圧を演算するステップと、前記プレス機械の運転状況に応じて変化する前記作動液の体積弾性係数又は前記体積弾性係数に対応する変数であって、前記プレス機械の現在の運転状況下における前記変数を取得するステップと、前記演算された差圧及び前記取得された変数に基づいて前記スライドに作用するプレス荷重を演算するステップと、を含む。
【００２８】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第１関数又はルックアップテーブルを記憶する第１記憶部を準備するステップを含み、前記変数を取得するステップは、前記第１記憶部に記憶された前記第１関数又は前記ルックアップテーブルを使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第１関数又はルックアップテーブルから前記変数を取得することが好ましい。
【００２９】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した時点からの前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と、前記作動液を最初に充填した時点における前記作動液に含まれる気泡の含有率に対応する前記変数の初期値から、前記気泡の含有率が最小になる前記変数の収束値までの前記変数との関係を示す第１関数を記憶する第１記憶部を準備するステップを含み、前記変数を取得するステップは、前記第１記憶部に記憶された前記第１関数を使用し、前記プレス機械の現在までの運転時間又はプレス回数に基づいて前記第１関数から前記変数を取得し、前記第１関数は、前記初期値から前記収束値まで一次遅れ系に近似した一次近似曲線を示す関数である。
【００３０】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記第１記憶部を準備するステップは、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に作動液を最初に充填した場合に、前記プレス機械に負荷試験用の負荷ダイを装着し、前記作動液に含まれる気泡の含有率が最小になるまで前記プレス機械をサイクル運転させて前記スライドにプレス荷重を繰り返し作用させるステップと、前記プレス機械のサイクル運転の運転開始から運転終了までの所定の運転時間毎、又は所定のプレス回数毎に前記プレス機械のスライドを停止させるステップと、前記プレス機械のスライドを停止させた状態で、前記スライドに対して外部の加圧機器により予め設定されたプレス荷重を印加し、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に充填された作動液の圧力を検出するステップと、前記印加したプレス荷重と前記検出された前記作動液の圧力に基づいて、前記所定の運転時間毎、又は所定のプレス回数毎の前記変数を演算するステップと、前記変数の演算結果に基づいて前記プレス機械の運転時間又は前記運転時間に対応するプレス回数と前記変数との関係を示す前記第１関数又はルックアップテーブルを作成するステップと、を含み、前記作成した前記第１関数又はルックアップテーブルを前記第１記憶部に記憶させる。
【００３１】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記プレス荷重と、前記プレス荷重に応じて変化する一次近似曲線の時定数との関係を示す第２関数を記憶する第２記憶部を準備するステップを含み、前記変数を取得するステップは、前記プレス機械のプレス荷重に基づいて前記第２記憶部から前記一次近似曲線の時定数を取得し、前記取得した時定数により前記第１記憶部に記憶された前記第１関数である前記一次近似曲線を特定する。
【００３２】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記変数の初期値をｋｈ０、収束値をｋｈＣ、前記一次近似曲線の時定数をＴ、前記プレス機械の運転時間をｔとすると、前記第１関数ｋｈは、次式、
ｋｈ＝ｋｈ０＋（ｋｈＣ−ｋｈ０）・ｅ（−ｔ／Ｔ）
により表される。
【００３３】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記変数を取得するステップは、今回の演算回数をＭ、演算周期をΔＴとすると、前記演算回数Ｍ回目における前記プレス機械の運転時間ｔＭを、次式、
ｔＭ＝ｔＭ−１＋ΔＴ      （ただし、ｔ０＝０）
により求め、前記第１関数の一次遅れ応答を意味する中間演算パラメータＰｄＭを、次式、
ＰｄＭ＝ＰｄＭ-1＋ΔＴ／Ｔ・（１−ＰｄＭ-1）      （ただし、Ｐｄ０＝０）
により算出し、前記プレス機械の運転時間ｔＭにおける前記第１関数ｋｈの値である前記変数ｋｈＭを、次式、
ｋｈＭ＝ｋｈ０＋（ｋｈＣ−ｋｈ０）・ＰｄＭ
により算出する。
【００３４】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記液圧シリンダは、前記ヘッド側液圧室の作動液の液圧が異常圧に達すると、前記ヘッド側液圧室の作動液を開放する過負荷保護機能を有し、前記変数を取得するステップは、前記過負荷保護機能の動作後に前記プレス機械の運転を開始する場合には、前記過負荷保護機能の動作直前に取得された前記変数ｋｈＭから一定値Δｋｈを減算した値ｋｈｈを求め、前記求めた値ｋｈｈを前記初期値ｋｈ０の代わりに使用し、かつ前記ＰｄＭを０にリセットし、前記過負荷保護機能の動作後の前記変数ｋｈＭを、次式、
ｋｈＭ＝ｋｈｈ＋（ｋｈＣ−ｋｈｈ）・ＰｄＭ
により算出する。
【００３５】
本発明の更に他の態様に係るプレス機械のプレス荷重測定方法において、前記差圧を演算するステップは、前記プレス荷重作用時に検出された圧力をＰＳ、前記プレス荷重非作用時の初期圧をＰ０とすると、前記圧力ＰＳと前記初期圧Ｐ０との差圧（ＰＳ−Ｐ０）を演算し、前記プレス荷重を演算するステップは、前記差圧（ＰＳ−Ｐ０）と前記変数ｋｈとに基づいて前記プレス荷重ＦＲを、次式、
ＦＲ＝１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ×（ＰＳ−Ｐ０）
（ただし、ａは、前記液圧シリンダのヘッド側液圧室の断面積）
により算出する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、プレス機械のスライドに内蔵された液圧シリンダの圧力に基づいてプレス荷重を測定する際に、プレス運転状況にかかわらず、プレス荷重を精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明に係るプレス機械のプレス荷重測定装置が適用されるプレス機械の実施形態を示す図である。
【図２】図２は、図１に示した油圧シリンダに加わる圧力等を示す図であり、プレス荷重非作用時（無負荷時）の圧力等を示す図である。
【図３】図３は、図１に示した油圧シリンダに加わる圧力等を示す図であり、プレス荷重作用時（プレス荷重負荷時）の圧力等を示す図である。
【図４】図４は、作動油に気泡が混入した場合の体積弾性係数を示すグラフである。
【図５】図５は、プレス機械のプレス荷重測定装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図６】図６は、プレス機械の運転時間ｔと変数ｋｈとの関係を示す第１関数の一例を示すグラフである。
【図７】図７は、プレス機械の運転時間ｔと変数ｋｈとの関係を示す第１関数の他の例を示すグラフである。
【図８】図８は、第１関数の時定数Ｔとプレス荷重ＦＲ’との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、プレス機械のプレス荷重測定装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、プレス機械の運転時間とプレス荷重を順次変えて演算された変数ｋｈｔとの関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、図１０において演算回数Ｍが１８００回目近傍の変数ｋｈ等の数値を示す図表である。
【図１２】図１２は、図１０に示したグラフに対応するグラフであり、特に演算回数Ｍが５１００回目（運転時間が５１０００（ｓ））でＨＯＬＰが破断した場合のグラフである。
【図１３】図１３は、図１２において演算回数Ｍが５１００回目近傍の変数ｋｈ等の数値を示す図表である。
【図１４】図１４は、プレス機械のプレス荷重測定方法の実施形態を示すフローチャート図である。
【図１５】図１５は、第１関数の取得方法の実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下添付図面に従って本発明に係るプレス機械のプレス荷重測定装置及び方法の好ましい実施形態について詳説する。
【００３９】
［プレス機械］
図１は、本発明に係るプレス機械のプレス荷重測定装置が適用されるプレス機械の実施形態を示す図である。
【００４０】
図１に示すプレス機械１０は、コラム（フレーム）２０、スライド２６、ベッド２８上のボルスタ２７等を有し、スライド２６は、コラム２０に設けられたガイド部により鉛直方向に移動自在に案内されている。
【００４１】
スライド２６には、シリンダ部２５ａ及びピストン部２５ｂからなる液圧シリンダ（油圧シリンダ）２５が内蔵されており、クランク軸２１に設けられたコンロッド２２の先端部は、ピストン部２５ｂと連結されている。クランク軸２１には、サーボモータ３３、ギア３４及びメインギア３５を介して回転駆動力が伝達されるようになっており、サーボモータ３３によりクランク軸２１が回転すると、スライド２６は、クランク軸２１及びコンロッド２２を介して加えられる駆動力により油圧シリンダ２５とともに、図１上で上下方向に移動させられる。
【００４２】
クランク軸２１には、スライド２６の位置や速度を検出するために、クランク軸２１の角度を検出するエンコーダ１４が設けられている。尚、エンコーダ１４から出力される角度信号からスライド位置を、また角度信号を微分することで、クランク軸２１のクランク角速度を、また、クランク軸の角度信号と角速度からスライド２６のスライド速度を演算することができる。
【００４３】
油圧シリンダ２５のヘッド側液圧室（ヘッド側油圧室）２４には、プレス荷重非作用時の初期圧の作動液（作動油）が油圧装置９により加圧充填される。この油圧シリンダ２５は、スライド２６にプレス荷重が作用する際に、プレス荷重が所定値より大きくなった時に、初期圧等により加圧されているシリンダ部２５ａとピストン部２５ｂとの接合面によるメタルシールが破断し、ヘッド側油圧室２４の圧油を逃がして過負荷を回避する油圧式オーバーロードプロテクタ（ＨＯＬＰ：Hydraulic Overload Protection）機能を備えている。尚、油圧シリンダ２５のＨＯＬＰ機能の詳細については後述する。
【００４４】
スライド２６には上型３１ａが装着され、ボルスタ２７上には下型３１ｂが装着されている。本例における金型３１（上型３１ａ、下型３１ｂ）は、上に閉じた中空カップ状（絞り形状）の製品の成形用途のものである。
【００４５】
油圧装置９は、油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室２４に所定の初期圧の圧油を供給する初期圧チャージ用の油圧装置であり、アキュムレータ１と、油圧ポンプ２と、油圧ポンプの回転軸に接続された駆動軸が接続された電動モータ３と、チェック弁４と、電磁弁５と、リリーフ弁６とから構成されている。
【００４６】
アキュムレータ１は、低圧のガス圧がセットされ、低圧の略一定圧の作動油を蓄積し、タンクの役割を果たす。
【００４７】
油圧ポンプの一方のポートは、チェック弁４及び配管１５を介して油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室２４に接続され、他方のポートはアキュムレータ１に接続されている。油圧ポンプ２は、電動モータ３から加えられるトルクにより初期圧の作動油を供給するように駆動される。
【００４８】
チェック弁４は、プレス（スライド）１サイクル動作の中で、プレス荷重非作用時の領域では、電動モータ３が無負荷状態（トルク０状態）でも油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室２４の圧力を所定の初期圧に保持可能にし、スライド２６をピストン部２５ｂに対して下降端（限）に保持している。
【００４９】
電磁弁５は、油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室２４に作用する圧力を強制的に脱圧する役割を果たす。通常時には使用せず、保守時（機械解体時前）等に使用する。
【００５０】
リリーフ弁６は、電動モータ３を駆動して、油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室２４の初期圧を制御すると共に、初期圧を発生させること以外の余剰油量をアキュムレータ１側に逃がす役割を果たす。
【００５１】
また、油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室２４の圧力は、圧力検出器１１により検出される。圧力検出器１１により検出される圧力は、プレス荷重作用時には、プレス荷重の測定に使用される。
【００５２】
［プレス荷重測定方法及び従来技術の課題］
図２及び図３は、それぞれ図１に示した油圧シリンダ２５に加わる圧力等を示す図であり、図２はプレス荷重非作用時（無負荷時）の圧力等を示し、図３はプレス荷重作用時（プレス荷重負荷時）の圧力等を示している。
【００５３】
図２において、油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室２４の圧力は、無負荷時に初期圧Ｐ０を有し、初期圧Ｐ０によって、シリンダ部２５ａの鋼円筒部（Ｍ部位（以下Ｍ））には引張力Ｆ０を発生している。
【００５４】
この作用によって、プレス荷重負荷時、プレス荷重ＦＲは、Ｍとヘッド側油圧室２４の液柱部（Ｈ部位（以下Ｈ））の剛性比に応じてＭとＨが分担する（図３）。その結果、Ｍに作用する引張力はＦ０からＦＴに減少し、Ｈに作用する圧力はＰ０からＰＳに増加する。如何なる（許容範囲の）プレス荷重に対してもＦＴが０より大きくなるＰ０を作用させる限り、この特性は維持される。Ｍの剛性を有効活用してプレス機械をより高剛性に保つ観点上から一般的にそうしている。
【００５５】
また、油圧シリンダ２５のシリンダ部２５ａとピストン部２５ｂとの接合面２３は、ヘッド側油圧室２４内の圧油を封入するメタルシール部分であり、ヘッド側油圧室２４に封入する圧油の初期圧Ｐ０を、プレス荷重の許容値に対応する圧力に設定することで、許容範囲以内のプレス荷重に対してメタルシール機能を果たす。また、油圧シリンダ２５は、許容範囲を超えるプレス荷重が作用すると、接合面２３が離間（ＨＯＬＰが破断）し、ヘッド側油圧室２４の圧油を開放することで、過負荷を回避する過負荷保護機能を有する。
【００５６】
Ｍの断面積をＳ（ｃｍ２）、Ｍの縦弾性係数をＥ（ＧＰａ）、影響長さをＬ（ｃｍ）とし、Ｈ（油圧シリンダ２５）の断面積をａ（ｃｍ２）、Ｈと連通した配管１５を含むＨの体積をＶ０（ｃｍ３）、Ｈに滞留する作動油の体積弾性係数をＫｈｙｄｒｏ（ＧＰａ）、重力の加速度をｇ（ｍ／ｓ２）とすると、ＭとＨの剛性ＫＭ（ｋｇ／ｃｍ）、ＫＨ（ｋｇ／ｃｍ）は、次式により示すことができる。
【００５７】
［数１］
ＫＭ＝１０５Ｓ×Ｅ／ｇ／Ｌ
［数２］
ＫＨ＝１０５Ｋｈｙｄｒｏ×ａ２／ｇ／Ｖ０
ＭとＨの剛性比を維持しながらＫＭを１とし、Ｍに対するＨの剛性比をｋｈとすると、ｋｈは、次式に示すことができる。
【００５８】
［数３］
ｋｈ＝ＫＨ／ＫＭ
ＦＲ、ｋｈより、ＦＴ、ＰＳは、次式に示すことができる。
【００５９】
［数４］
ＦＴ＝Ｆ０−１／（ｋｈ＋１）×ＦＲ
［数５］
ＰＳ＝ｋｈ／（ｋｈ＋１）×１０ＦＲ／ａ＋Ｐ０
結局、プレス荷重ＦＲが作用した場合の油圧シリンダ２５の圧力ＰＳは、作動油の体積弾性係数Ｋｈｙｄｒｏの関数（第１関数）であるｋｈを用いた、［数５］式で決定する。つまり、ＰＳは、初期圧Ｐ０とＦＲ以外に作動油の体積弾性係数Ｋｈｙｄｒｏの影響を受けることになる。
【００６０】
作動油の体積弾性係数は、作動油中の空気混入率に影響される。
【００６１】
図４は、作動油に気泡が混入した場合の体積弾性係数を示すグラフである。尚、図４に示すグラフは、東京計器株式会社の技術資料“気泡が混入した場合の体積弾性係数”から抜粋したものである。
【００６２】
図４にも示されるように、作動油中の空気混入率に対する作動油の体積弾性係数Ｋ’の低下（変化）度合いは、圧力が高くなる程減少する。しかし、油圧シリンダ２５の初期圧Ｐ０を、およそ２０ＭＰａとしても（その分、体積弾性係数Ｋ’の低下度合いを減少させても）、図４上の矩形枠で示したように、空気混入率が０.２〜１％まで変化すると、体積弾性係数Ｋ’は、およそ１．６ＧＰａ〜１．３ＧＰａまで変化する。
【００６３】
プレス荷重ＦＲを演算するために、［数５］式を変形すると、［数６］式が得られる。
【００６４】
［数６］
ＦＲ＝１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ×（ＰＳ−Ｐ０）
また、圧力検出器１１により検出される油圧シリンダ２５の圧力を示す圧力信号（初期圧の圧力信号Ｐ０sig、プレス荷重作用時の圧力信号ＰＳsig）からプレス荷重ＦＲを示すプレス荷重信号ＦＲsigは、次式で表すことができる。
【００６５】
［数７］
ＦＲsig＝１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ×（ＰＳsig−Ｐ０sig）
今、あるプレス機械（仮に１号機）において、ａを７１４．３（ｃｍ２）、油圧シリンダ２５内の作動油のエア抜きが（本例のように、十分な機械の試運転を行うことによって）理想的に完了し、油圧シリンダ２５内の作動油の空気混入率が、ほぼ最終的な均衡値０．２％（最小値）に収束した（Ｋｈｙｄｒｏが１．６ＧＰａに相当数する）時点でプレス荷重測定装置を校正し、Ｐ０sigを２２（ＭＰａ）とすると、ＰＳsigが３４（ＭＰａ）の時にプレス荷重信号ＦＲsigが２０００ｋＮであった。
【００６６】
この時、［数７］式の「１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ」の数値は、１６６．６７になり、ｋｈは０．７５になる。１号機ではこのような結果が得られた。
【００６７】
これに対して、機械構造が１号機と同一な別のプレス機械（仮に２号機）は、組立完了後、エア抜きが（プレス機械の試運転が不十分であったことによって）理想的に完了せず、油圧シリンダ２５内の作動油の空気混入率が最終的な値に未収束な１％時の（Ｋｈｙｄｒｏが１．３ＧＰａに相当数する）時点でプレス荷重測定装置を校正し、１号機と同一に調整したＰ０sigを２２（ＭＰａ）とすると、ＰＳsigが３２．６（ＭＰａ）の時にプレス荷重信号ＦＲsigが２０００ｋＮであった。
【００６８】
この時、［数７］式の「１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ」の数値は、１８８．７２になり、ｋｈは０．６０９になる。１号機と２号機における「１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ」の数値の変化（即ち、ｋｈの変化）は、２号機のＨの剛性が、１号機の剛性に対して８１．２５％（＝１．３／１．６×１００）に低下した為に生じた変化である。２号機ではこのような結果が得られた。
【００６９】
こうして従来は、油圧シリンダ２５内の作動油に混入する空気の含有率に応じてＨの剛性が変化する物理現象を認識せず、プレス機械毎に必然的に［数７］式の「１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ」の数値が変化するものと勘違いして、プレス荷重信号ＦＲsigを校正していた。
【００７０】
このことは、同一構造のプレス機械においては、本来１度で良いプレス荷重信号ＦＲsigの校正作業を、プレス機械毎に行う必要があるとする非効率性を生じさせているだけに留まらず、プレス荷重信号ＦＲsigの精度を低下させる（実際との誤差を増加させる）要因になっている。
【００７１】
つまり、２号機は運転時間が増加するにつれて、徐々に作動油のエア混入度合いが最終的な値に収束し、Ｈの剛性が１号機と同等に増加し、プレス荷重信号ＦＲsigの校正時に得られた［数７］式の「１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ」の数値（１８８．７２）は、１号機が示した１６６．７に変化する。そして、この段階ではプレス荷重信号ＦＲsigに誤差が生じる。
【００７２】
具体的には、例えばプレス荷重が実際に１７６６ｋＮ作用している時にプレス荷重信号ＦＲsigは２０００ｋＮを出力し、２４４ｋＮの誤差を生じる。
【００７３】
本発明では、［数７］式の「１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ」を定数として求めるのではなく、プレス機械のプレス運転状況（プレス運転時間、プレス回数等）により変化する作動油の体積弾性係数Ｋｈｙｄｒｏの値（変数）、あるいは体積弾性係数Ｋｈｙｄｒｏに対応して変化する変数（本例では、［数３］式に示した剛性比ｋｈ）を、プレス機械のプレス運転状況に応じて取得する。そして、初期圧Ｐoと圧力ＰＳを検出してその差圧（ＰＳ−Ｐo）を求め、差圧（ＰＳ−Ｐo）及び取得された変数ｋｈに基づいてスライドに作用するプレス荷重を演算する。
【００７４】
同一構造のプレス機械においては、その内の１台に関して、プレス機械のプレス運転状況と作動油の体積弾性係数Ｋｈｙｄｒｏ、あるいは体積弾性係数Ｋｈｙｄｒｏに対応する変数ｋｈとの対応関係を示す関数（第１関数）を求めれば、その第１関数は同一構造の他のプレス機械にも適用可能であり、従来のようにプレス機械毎に、［数７］式の「１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ」を定数として求める場合に比べて作業効率が向上する。
【００７５】
また、第１関数に基づいてｋｈが取得できれば、［数７］式の「１／１０×ａ×（ｋｈ＋１）／ｋｈ」の校正部分は、計算により求めることができる。また、この校正部分には、油圧シリンダの作動油に含まれる空気含有率によって変化する作動油の体積弾性係数Ｋｈｙｄｒｏが考慮されている為、従来方式に対してプレス荷重の測定精度が向上する。
【００７６】
［プレス機械のプレス荷重測定装置の第１実施形態］
図５は、プレス機械のプレス荷重測定装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【００７７】
図５に示す第１実施形態のプレス機械のプレス荷重測定装置は、主として圧力検出器１１、差圧演算器５０、プレス荷重演算器５４、及び変数取得部５６から構成されている。
【００７８】
圧力検出器１１は、油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室２４の圧力を検出し、ヘッド側油圧室２４のプレス荷重非作用時（無負荷時）の初期圧Ｐ０を示す圧力信号Ｐ０sig、又はプレス荷重作用時の圧力ＰＳを示す圧力信号ＰＳsigを出力する。
【００７９】
初期圧保持部５２は、プレス荷重非作用時（無負荷時）に圧力検出器１１から出力される圧力信号を、初期圧Ｐ０を示す圧力信号Ｐ０sigとして一時的に保持し、保持した圧力信号Ｐ０sigを差圧演算器５０に出力する。
【００８０】
差圧演算器５０は、プレス荷重作用時に圧力検出器１１から出力される圧力信号を、圧力信号ＰＳsigとして取得し、プレス荷重作用時の圧力ＰＳと初期圧Ｐ０との差圧（ＰＳ−Ｐ０）を示す差圧信号（ＰＳsig−Ｐ０sig）を演算し、演算結果をプレス荷重演算器５４に出力する。
【００８１】
変数取得部５６は、プレス機械１０の運転状況に応じて変化する油圧シリンダ２５内の作動油の体積弾性係数Ｋｈｙｄｒｏに対応する変数ｋｈであって、プレス機械１０の現在の運転状況下における変数ｋｈを取得し、取得した変数ｋｈをプレス荷重演算器５４に出力する。
【００８２】
＜プレス機械の特定の機種Ａにおいて、一定のプレス荷重(1000kN)を作用させて運転した場合における変数ｋｈの取得方法＞
次に、変数取得部５６による変数ｋｈの取得方法について説明する。
【００８３】
図５に示したプレス荷重測定装置の第１実施形態は、第１記憶部５８、運転時間算出器６０、及びプレス回数計数器６２を更に備えている。
【００８４】
本例の第１記憶部５８には、油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室２４に作動油を最初に充填した時点からのプレス機械１０の運転時間ｔと、運転時間ｔに応じて変化する変数ｋｈ（体積弾性係数Ｋｈｙｄｒｏに対応する変数）との関係を示す関数（第１関数）が記憶されている。
【００８５】
この第１関数は、以下のようにして求める。
【００８６】
前述した［数４］式を変形し、変数ｋｈをプレス荷重ＦＲ’（ｋＮ）と油圧シリンダの圧力ＰＳの関数として、次式により表す。
【００８７】
［数８］
ｋｈ＝ａ（ＰＳ−Ｐ０）／（１０・ＦＲ’＋ａ（Ｐ０−ＰＳ））
プレス荷重ＦＲ’は、スライドが下死点に静止している状態で、油圧ジャッキ等を使用して、スライド２６を上方向に加圧することにより発生させる荷重であって、その値が明確なプレス荷重である。
【００８８】
今、最大加圧能力２０００ｋＮのプレス機械（仮に特定の機種Ａ−１号機）を製造し（組立を完了させ）、負荷試験用の負荷ダイを使用してプレス荷重ＦＲとして１０００ｋＮ）を作用させて、スライドストローク数Ｎ（平均２０ｒｐｍ）で５００００サイクル（１５００００ｓ）運転する。この運転中に、およそ１０００サイクル（運転時間３０００ｓ）毎に一旦、負荷ダイを外し、油圧ジャッキを用いてプレス荷重ＦＲ’（＝１５００ｋＮ）を作用させた状態で圧力ＰＳを計測し、［数８］式により変数ｋｈを求める。
【００８９】
図６は、プレス機械の運転時間ｔと変数ｋｈとの関係を示す第１関数の一例を示すグラフであり、変数ｋｈを運転時間ｔに対して、３０００ｓ間隔（３０００ｓ、６０００ｓ、・・・、１５００００ｓ）でプロットし、最終的に変数ｋｈを運転時間ｔに対して一次遅れ系に近似した一次近似曲線として示したグラフである。
【００９０】
尚、［数８］式において、その他のパラメータは、ａ＝７１４．３（ｃｍ２）、初期圧Ｐ０＝２２（ＭＰａ）である。
【００９１】
プレス荷重ＦＲ’を１５００ｋＮにした理由は、なるべく大きいプレス荷重を作用させつつ、油圧シリンダから接合面を経て漏れる油量を少なくし、ｋｈの測定値の測定誤差を低減させる為である。
【００９２】
つまり、プレス荷重が大きい程、初期圧Ｐ０と圧力ＰＳの差異が大きくなり、初期圧Ｐ０あるいは圧力ＰＳの変動による影響を受け難くなるが、反対に油圧シリンダの接合面に作用するプレス荷重ＦＴ（により発生する面圧）が減少し、この部位を介してタンクへ漏れる油量が増加し、圧力ＰＳが漏れの影響で低下し、変数ｋｈを算出する為に不確かな値になる。これらのバランスを考え、プレス荷重ＦＲ’を１５００ｋＮにしている。
【００９３】
ここで、プレス機械のスライドストローク数Ｎ（ｒｐｍ）、油圧シリンダのヘッド側液圧室に作動油を最初に充填した時点から現時点までのプレス機械のプレス回数をｎ（回）とすると、油圧シリンダのヘッド側液圧室に作動油を最初に充填した時点から現時点までの運転時間ｔ（ｓ）は、次式により表すことができる。
【００９４】
［数９］
ｔ＝ｎ／Ｎ×６０
仮に、スライドストローク数Ｎが、Ｎ１、Ｎ２、・・・ＮＮと変化し、それに応じてプレス回数ｎが、ｎ１、ｎ２、・・・、ｎＮと変化する場合、運転時間ｔ（ｓ）は、次式に示すことができる。
【００９５】
［数１０］
ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋・・・＋ｔＮ
＝ｎ１／Ｎ１×６０＋ｎ２／Ｎ２×６０＋・・・＋ｎＮ／ＮＮ×６０
今、変数ｋｈの初期値をｋｈ０、収束値をｋｈＣ、一次近似曲線の時定数をＴ、運転時間をｔとすると、一次遅れ系に近似した変数ｋｈ（運転時間ｔと変数ｋｈとの関係を示す第１関数）は、次式により表すことができる。
【００９６】
［数１１］
ｋｈ＝ｋｈ０＋（ｋｈＣ−ｋｈ０）・ｅ（−ｔ／Ｔ）
ただし、ｅは自然対数の底（＝2.71828・・）
［数１１］式に示した一次近似曲線の時定数Ｔは、Ｔ＝２５０００（ｓ）である。また、変数ｋｈの初期値ｋｈ０は０．６０９であり、変数ｋｈの最終的な収束値ｋｈＣは０．７５である。
【００９７】
今後さらに、これと同一機種Ａで別のプレス機械（ｅｘ．機種Ａ−２号機）を製造後、プレス荷重１０００ｋＮを作用させて運転した場合は、プレス荷重測定装置内で、運転時間ｔを積算するか、［数９］式又は［数１０］式によりスライドストローク数Ｎとカウントしたプレス回数ｎから運転時間ｔを演算するかし、［数１１］式により、運転時間ｔ、初期値ｋｈ０、収束値ｋｈＣ、時定数Ｔとから、変数ｋｈを演算することができる。
【００９８】
プレス機械の機種Ａ−１号機を負荷試験して求めた［数１１］式は、同一機種の機種Ａ−２号機にも適用できる。尚、機種Ａ−２号機に対しては、初期値ｋｈ０を求める負荷試験を行い、［数８］式により算出することが好ましい。プレス機械の組立完了後、油圧シリンダのヘッド側油圧室に作動油を最初に充填した時の作動油の体積弾性係数（作動油に含まれる気泡の含有率）が、機種Ａ−１号機と異なる場合があるからである。
【００９９】
図５に戻って、第１記憶部５８には、上記のようにして求めた第１関数（［数１１］式）が記憶されている。
【０１００】
プレス回数計数器６２は、油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室２４に作動油を最初に充填した時点から現時点までのプレス機械１０のプレス回数を計数するもので、エンコーダ１４から出力される角速度信号に基づいて演算したクランク角度からプレス機械１０の１サイクル運転を検知し、プレス回数ｎ（回）を計数する。
【０１０１】
運転時間算出器６０には、スライドストローク数Ｎ（ｒｐｍ）が設定されており、運転時間算出器６０は、プレス回数計数器６２から入力するプレス回数ｎとプレス機械１０のスライドストローク数Ｎ（ｒｐｍ）とに基づいて、油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室２４に作動油を最初に充填した時点から現時点までのプレス機械１０の運転時間ｔ（ｓ）を、［数９］式により算出する。また、運転時間算出器６０は、スライドストローク数Ｎが変化する場合には、運転時間ｔ（ｓ）を［数１０］式により算出する。
【０１０２】
変数取得部５６は、第１記憶部５８に記憶された第１関数（［数１１］式）を使用し、運転時間算出器６０により算出されたプレス機械１０の運転時間ｔ（ｓ）に基づいて、［数１１］式から変数ｋｈを算出（取得）する。尚、［数１１］式中の変数ｋｈの初期値ｋｈ０は０．６０９、収束値ｋｈＣは０．７５、時定数Ｔは２５０００（ｓ）である。
【０１０３】
プレス荷重演算器５４は、差圧演算器５０により演算された差圧信号（ＰＳsig−Ｐ０sig）と変数取得部５６により取得された変数ｋｈとに基づいて、プレス機械１０のスライド２６に加わる現在のプレス荷重ＦＲを示すプレス荷重信号ＦＲsigを［数７］式により演算する。尚、本例では、［数７］式中の油圧シリンダの断面積ａは７１４．３（ｃｍ２）である。
【０１０４】
プレス荷重演算器５４は、演算したプレス荷重信号ＦＲsigを、図示しないモニタ装置、プリンタ、記憶装置等に出力し、ユーザに提供可能にする。
【０１０５】
＜プレス機械の特定の機種Ａにおいて、一定の他のプレス荷重(1500kN)を作用させて運転した場合における変数ｋｈの取得方法＞
プレス荷重(1000kN)を作用させて運転した場合と同様に、最大加圧能力２０００ｋＮのプレス機械の特定の機種Ａ−１号機の油圧シリンダの配管を一旦外し（油圧シリンダおよび油圧配管内に空気を充満させ）た後に、改めて配管を接続して組立直後の状態にリセットし、負荷試験用の負荷ダイを使用して、今度はプレス荷重ＦＲとして１５００ｋＮを作用させて、スライドストローク数Ｎ（平均２０ｒｐｍ）で５００００サイクル（１５００００ｓ）運転する。この運転中に、およそ１０００サイクル（運転時間３０００ｓ）毎に一旦、負荷ダイを外し、油圧ジャッキを用いてプレス荷重ＦＲ’（＝１５００ｋＮ）を作用させた状態で圧力ＰＳを計測し、［数８］式により変数ｋｈを求める。
【０１０６】
図７は、プレス機械の運転時間ｔと変数ｋｈとの関係を示す第１関数の他の例を示すグラフであり、変数ｋｈを運転時間ｔに対して、３０００ｓ間隔（３０００ｓ、６０００ｓ、・・・、１５００００ｓ）でプロットし、最終的に変数ｋｈを運転時間ｔに対して一次遅れ系に近似した一次近似曲線として示したグラフである。
【０１０７】
尚、［数８］式において、その他のパラメータは、ａ＝７１４．３（ｃｍ２）、初期圧Ｐ０＝２２（ＭＰａ）である。
【０１０８】
このように求めた［数１１］式に示す第１関数（図７に示した一次近似曲線）の時定数Ｔは、Ｔ＝１３０００（ｓ）である。プレス荷重ＦＲ’１０００ｋＮを作用させた図６に示す一次近似曲線の時定数Ｔ（＝２５０００（ｓ））に対して、時定数Ｔが減少（変数ｋｈが初期値ｋｈ０から収束値ｋｈＣに収束する時間が短縮）する理由は、プレス荷重がより大きい図７の方が、サイクル毎に油圧シリンダの接合面からタンクに漏れる油量が増加し、その分を、運転中に初期圧チャージ用の油圧装置９を使用して補うことにより、油圧シリンダ内の作動油の循環が早まる為である。
【０１０９】
プレス加工に使用されるプレス荷重により、運転時間ｔと変数ｋｈとの関係を示す第１関数（一次近似曲線の時定数）が異なるため、第１記憶部５８には、プレス加工に使用されるプレス荷重毎に対応する複数の第１関数を記憶させておき、変数取得部５６は、プレス加工に使用されるプレス荷重に対応する第１関数を選択して使用し、変数ｋｈを取得することが好ましい。
【０１１０】
また、プレス荷重は金型の種類により異なり、その結果、第１関数が異なるため、第１記憶部５８には、プレス加工に使用される金型毎に対応する複数の第１関数を記憶させておき、変数取得部５６は、プレス加工に使用される金型に対応する第１関数を選択して使用し、変数ｋｈを取得するようにしてもよい。
【０１１１】
今後さらに、これと同一機種Ａで別のプレス機械（ｅｘ．機種Ａ−２号機）を製造後、プレス荷重１５００ｋＮを作用させて運転した場合は、プレス荷重測定装置内で、運転時間ｔを積算するか、［数９］式又は［数１０］式によりスライドストローク数Ｎとカウントしたプレス回数ｎから運転時間ｔを演算するかし、［数１１］式により、運転時間ｔ、初期値ｋｈ０、収束値ｋｈＣ、プレス荷重１５００ｋＮに対応する時定数Ｔとから、変数ｋｈを演算することができる。
【０１１２】
＜プレス機械の特定の機種Ａにおいて、様々なプレス荷重を作用させて運転した場合における変数ｋｈの取得方法＞
プレス荷重(1000kN)を作用させて運転した場合、及びプレス荷重(1500kN)を作用させて運転した場合と同様にして、最大加圧能力２０００ｋＮのプレス機械の特定の機種Ａ−１号機の油圧シリンダの配管を一旦外し（油圧シリンダおよび油圧配管内に空気を充満させ）た後に、改めて配管を接続して組立直後の状態にリセットし、負荷試験用の負荷ダイを使用して、様々なプレス荷重ＦＲを作用させて、運転時間ｔに対する変数ｋｈの時定数Ｔを求める。
【０１１３】
図８は、上記のようにして求めた時定数Ｔとプレス荷重ＦＲ’との関係を示すグラフであり、図８に示すような曲線になった。この曲線を２次曲線で近似すると、２次曲線（第２関数）は、次式で表すことができる。
【０１１４】
［数１２］
Ｔ＝０．０１３２ＦＲ’２−５８．３６４ＦＲ’＋７０６２７
尚、実験により求めたプレス荷重ＦＲ’に対する時定数Ｔは、（機種により）一次（直線）近似した方が相応しい場合もある。
【０１１５】
［プレス機械のプレス荷重測定装置の第２実施形態］
図９は、プレス機械のプレス荷重測定装置の第２実施形態を示すブロック図である。尚、図９において、図５に示した第１実施形態のプレス荷重測定装置と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１１６】
図９に示す第２実施形態のプレス荷重測定装置は、図５に示した第１実施形態のプレス荷重測定装置と比較して第２記憶部５９が追加され、また、変数取得部５６’及び第１記憶部５８’が、第１実施形態の変数取得部５６及び第１記憶部５８と相違する。
【０１１７】
第１記憶部５８’には、運転時間ｔと変数ｋｈとの関係を示す第１関数（［数１１］式）が記憶されているが、［数１１］式中の時定数Ｔは、プレス荷重に対応する変数として記憶されている。
【０１１８】
一方、第２記憶部５９には、図８に示した曲線を示す第２関数（［数１２］式）が記憶されている。
【０１１９】
変数取得部５６’は、第１記憶部５８に記憶された第１関数（［数１１］式）を使用するが、プレス加工に使用されるプレス荷重に基づいて、第２記憶部５９に記憶された［数１２］式を使用して時定数Ｔ（［数１１］式中の時定数Ｔ）を取得し、取得した時定数Ｔを［数１１］式の時定数Ｔに適用し、この時定数Ｔと運転時間算出器６０により算出された運転時間ｔ（ｓ）とに基づいて、［数１１］式から変数ｋｈを算出（取得）する。尚、［数１１］式中の変数ｋｈの初期値ｋｈ０は０．６０９、収束値ｋｈＣは０．７５である。
【０１２０】
その結果、変数取得部５６’は、任意のプレス荷重及び運転時間に対応する変数ｋｈを取得することができる。
【０１２１】
＜プレス機械の特定の機種Ａの任意の号機（ｅｘ．１号機〜１０号機）において、様々なプレス荷重を作用させて運転した場合における変数ｋｈの取得方法＞
特定の機種Ａの最大加圧能力２０００ｋＮのプレス機械おいて、変数取得部５６’が変数ｋｈを取得（演算）する演算周期をΔＴ（ｓ）とすると、運転時間算出器６０は、プレス回数ｎ及びスライドストローク数Ｎに基づいて運転時間ｔ（ｓ）を算出するのではなく、運転中のみ演算周期ΔＴ（ｓ）を積算することにより運転時間ｔ（ｓ）を算出することができる。
【０１２２】
今、任意の演算回数Ｍ回目における運転時間をｔＭとすると、運転時間ｔＭは、次式により算出することができる。
【０１２３】
［数１３］
ｔＭ＝ｔＭ−１＋ΔＴ
（ただし、運転時間の初期値ｔ０＝０）
また、運転時間ｔＭにおける変数ｋｈを、変数ｋｈＭとすると、変数ｋｈＭは、次式で表すことができる。
【０１２４】
［数１４］
ｋｈＭ＝ｋｈ０＋（ｋｈＣ−ｋｈ０）・ＰｄＭ
［数１４］式は、［数１１］式に対応する式であり、［数１４］式中のＰｄＭは、［数１２］式で演算した時定数Ｔに基づく一次遅れ応答を意味する中間演算パラメータであり、次式により演算される。
【０１２５】
［数１５］
ＰｄＭ＝ＰｄＭ−１＋ΔＴ／Ｔ・（１−ＰｄＭ−１）
（ただし、Ｐｄ０＝０）
変数取得部５６’は、運転時間ｔＭにおける変数ｋｈＭを、［数１２］式で演算した時定数Ｔと前回演算したＰｄＭ−１とに基づいて、［数１５］式により今回の中間演算パラメータＰｄＭを演算し、演算した今回の中間演算パラメータＰｄＭを使用して、［数１４］式により今回の運転時間ｔＭにおける変数ｋｈを演算することができる。
【０１２６】
今後さらに、これと同一機種Ａで別のプレス機械（ｅｘ．機種Ａ−２号機）を製造後、様々なプレス荷重を作用させて運転した場合に、プレス荷重測定装置内で様々なプレス荷重に相当する時定数Ｔを、［数１２］式から適時演算し、［数１３］式〜［数１５］式を使用して、任意のプレス荷重及び任意の運転時間における変数ｋｈを適時演算することができる。
【０１２７】
例えば、運転時間ｔが０〜１２０００ｓまでは、ある金型（金型Ｎｏ．１１）を使用してプレス荷重ＦＲは１０００ｋＮで生産し、運転時間ｔが１２０００ｓ〜１８０００ｓまでは、別の金型（金型Ｎｏ．１２）に交換しプレス荷重ＦＲは１５００ｋＮで生産し、運転時間ｔが１８０００ｓ〜３６０００ｓまでは、さらに別の金型（金型Ｎｏ．１３）に交換しプレス荷重ＦＲは１２００ｋＮで生産し、運転時間ｔが３６０００ｓ〜６００００ｓまではさらに別の金型(金型Ｎｏ．１４)に交換しプレス荷重ＦＲは６００ｋＮで生産し、運転時間ｔが６００００ｓ以上は、再び金型Ｎｏ．１１に交換しプレス荷重ＦＲは１０００ｋＮで生産した場合の変数ｋｈを、［数１２］式〜［数１５］式を使用して演算する。
【０１２８】
図１０は、プレス機械の運転時間と上記のようにプレス荷重を順次変えて演算された変数ｋｈｔとの関係を示すグラフである。
【０１２９】
本例では、プレス荷重測定装置（図９の変数取得部５６’）の変数ｋｈを演算する演算周期ΔＴは１０ｓであり、図１０において演算回数Ｍが１８００回目（図１０中のｘ近傍）の変数ｋｈの演算例を、図１１の図表に示す。
【０１３０】
図１１の中で、演算回数Ｍが１７９９回目と１８００回目における運転時間ｔ１７９９、中間演算パラメータＰｄ１７９９、変数ｋｈ１７９９と、運転時間ｔ１８００、中間演算パラメータＰｄ１８００、変数ｋｈ１８００の演算内容を、［数１６］式〜［数１８］式と、［数１９］式〜［数２１］式に示す。
【０１３１】
＜Ｍ＝１７９９＞
［数１６］
ｔ１７９９＝ｔ１７９８＋１０
［数１７］
Ｐｄ１７９９＝Ｐｄ１７９８＋１０／Ｔ１７９９・（１−Ｐｄ１７９８）
［数１８］
ｋｈ１７９９＝０．６０９＋（０．７５−０．６０９）・Ｐｄ１７９９
＜Ｍ＝１８００＞
［数１９］
ｔ１８００＝ｔ１７９９＋１０
［数２０］
Ｐｄ１８００＝Ｐｄ１７９９＋１０／Ｔ１８００・（１−Ｐｄ１７９９）
［数２１］
ｋｈ１８００＝０．６０９＋（０．７５−０．６０９）・Ｐｄ１８００
このように、［数１２］式〜［数１５］式を使用して一定の演算周期ΔＴ毎に変数ｋｈを演算することによって、プレス荷重が様々に変化した場合でも、変数ｋｈを演算することができる。また、変数ｋｈの時定数Ｔは比較的大きい為、演算周期ΔＴは遅くとも問題はない。
【０１３２】
＜プレス機械の特定の機種Ａの任意の号機（ｅｘ．１号機〜１０号機）において、様々なプレス荷重を作用させて運転した場合において、さらにプレス荷重異常（過負荷）が生じ、油圧シリンダ（で構成したＨＯＬＰ）の接合面が破断した場合の変数ｋｈの取得方法＞
ＨＯＬＰが破断した場合に、変数ｋｈはΔｋｈ分だけ減少する。理由は、油圧シリンダの接合面が破断し、油圧シリンダが収縮した後、油圧シリンダの圧力を初期圧Ｐ０にチャージする際に、接合面の隙間から空気が侵入する為である。
【０１３３】
Δｋｈはプレス機械の機種毎にほぼ一定値であり、本機種Ａは、Δｋｈ＝０．０３である。これは、実験的にＨＯＬＰを破断させ、初期圧チャージ直後に油圧ジャッキを用いてプレス荷重ＦＲ’（＝１５００ｋＮ）を作用させた状態で圧力ＰＳを計測し、［数８］式より変数ｋｈを求め、これとＨＯＬＰの破断直前に算出された変数ｋｈにより求めることができる値である。
【０１３４】
ΔｋｈはＨＯＬＰ破断前の変数ｋｈの値には殆ど影響されず、変数ｋｈは初期値ｋｈ０（本機では０．６０９）以下にはならない。
【０１３５】
また、ＨＯＬＰ破断時には、［数１５］式に示す中間演算パラメータＰｄＭは、一旦、０にリセットする。そして、ＨＯＬＰ破断直後の変数ｋｈＭを、破断直前の変数ｋｈＭからＨＯＬＰ破断による減少分（Δｋｈ分）だけ減算した変数ｋｈｈとしてホールドすれば、ＨＯＬＰ破断後の変数ｋｈＭは、次式に示すことができる。
【０１３６】
［数２２］
ｋｈＭ＝ｋｈｈ＋（ｋｈＣ−ｋｈh）・ＰｄＭ
例えば、図１０に示したグラフの場合と同様に、運転時間ｔが０〜１２０００ｓまでは、ある金型（金型Ｎｏ．１１）を使用してプレス荷重ＦＲは１０００ｋＮで生産し、運転時間ｔが１２０００ｓ〜１８０００ｓまでは、別の金型（金型Ｎｏ．１２）に交換しプレス荷重ＦＲは１５００ｋＮで生産し、運転時間ｔが１８０００ｓ〜３６０００ｓまでは、さらに別の金型（金型Ｎｏ．１３）に交換しプレス荷重ＦＲは１２００ｋＮで生産し、運転時間ｔが３６０００ｓ〜６００００ｓまでは，さらに別の金型(金型Ｎｏ．１４)に交換しプレス荷重ＦＲは６００ｋＮで生産している途中でＨＯＬＰが破断し、その後は復旧して生産を続行し、運転時間ｔが６００００ｓ以上は、再び金型Ｎｏ．１１に交換しプレス荷重ＦＲは１０００ｋＮで生産した場合の変数ｋｈを、［数１２］式〜［数１５］式を使用して演算する。
【０１３７】
本例では、プレス荷重測定装置（図９の変数取得部５６’）の変数ｋｈを演算する演算周期ΔＴは１０ｓであり、図１２においてＨＯＬＰが破断した演算回数Ｍが５１００回目（図１２中のｘ近傍）の変数ｋｈの演算例を、図１３の図表に示す。
【０１３８】
図１３の中で、演算回数Ｍが５０９９回目、５１００回目、及び５１０１回目における運転時間ｔ５０９９、中間演算パラメータＰｄ５０９９、変数ｋｈ５０９９と、運転時間ｔ５１００、中間演算パラメータＰｄ５１００、変数ｋｈ５１００と、運転時間ｔ５１０１、中間演算パラメータＰｄ５１０１、変数ｋｈ５１０１の演算内容を、［数２３］式〜［数２５］式と、［数２６］式〜［数２８］式と、［数２９］式〜［数３１］式に示す。
【０１３９】
＜Ｍ＝５０９９＞
［数２３］
ｔ５０９９＝ｔ５０９８＋１０
［数２４］
Ｐｄ５０９９＝Ｐｄ５０９８＋１０／Ｔ５０９９・（１−Ｐｄ５０９８）
［数２５］
ｋｈ５０９９＝０．６０９＋（０．７５−０．６０９）・Ｐｄ５０９９
＜Ｍ＝５１００＞
［数２６］
ｔ５１００＝ｔ５０９９＋１０
［数２７］
Ｐｄ５１００＝０
［数２８］
ｋｈ５１００＝０．７０７＋（０．７５−０．７０７）・Ｐｄ５１００
（ｋｈｈ＝ｋｈ５０９９−Δｋｈ＝０．７３７−０．０３＝０．７０７）
＜Ｍ＝５１０１＞
［数２９］
ｔ５１０１＝ｔ５１００＋１０
［数３０］
Ｐｄ５１０１＝Ｐｄ５１００＋１０／Ｔ５１０１・（１−Ｐｄ５１００）
［数３１］
ｋｈ５１０１＝０．７０７＋（０．７５−０．７０７）・Ｐｄ５１０１
このように、［数１２］式〜［数１５］式を使用して一定の演算周期ΔＴ毎に変数ｋｈを演算することによって、プレス荷重が様々に変化し、さらにＨＯＬＰが破断した場合でも、ＨＯＬＰ破断を加味した変数ｋｈを演算することができる。
【０１４０】
また、ＨＯＬＰが破断した場合の他の態様としては、ＨＯＬＰ破断に後の初期圧チャージ直後に油圧ジャッキを用いて既知のプレス荷重を作用させた状態で圧力ＰＳを計測し、［数８］式より変数ｋｈを求め、運転時間ｔと変数ｋｈとの関係を示す第１関数から運転時間を算出し、この算出した運転時間を現在の運転時間に修正して第１関数を適用するようにしてもよい。
【０１４１】
［プレス機械のプレス荷重測定方法の実施形態］
図１４は、プレス機械のプレス荷重測定方法の実施形態を示すフローチャート図である。尚、図１４に示すプレス機械のプレス荷重測定方法は、図５に示した第１実施形態のプレス機械のプレス荷重測定装置に対応する方法である。
【０１４２】
図１４において、運転時間算出器６０は、油圧シリンダ２５のヘッド側油圧室に作動油を最初に充填した時点からのプレス機械の運転時間ｔを取得する（ステップＳ１０）。
【０１４３】
変数取得部５６は、第１記憶部５８に記憶された第１関数（［数１１］式）を使用し、運転時間ｔに基づいて、［数１１］式から変数ｋｈを算出（取得）する（ステップＳ１２）。変数ｋｈは、プレス機械の運転時間ｔに応じて変化する作動油の体積弾性係数に対応する変数である。
【０１４４】
ここで、第１記憶部５８に記憶させる第１関数の取得方法について説明する。
【０１４５】
図１５は、第１関数の取得方法の実施形態を示すフローチャートである。
【０１４６】
図１５において、まず、プレス機械に負荷試験用の負荷ダイを装着する（ステップＳ５０）。続いて、スライド内蔵の油圧シリンダおよび油圧配管内に空気を充満させた後、初期圧チャージ用の油圧装置９を使用して初期圧Ｐ０の圧油を油圧シリンダのヘッド側油圧室に充填する（ステップＳ５２）。
【０１４７】
次に、スライドを下死点で停止させ、油圧ジャッキにより予め設定したプレス荷重ＦＲ’をスライドに作用させ（ステップＳ５４）、油圧検出器により油圧シリンダのヘッド側油圧室の圧力ＰＳを検出する（ステップＳ５６）。
【０１４８】
そして、プレス荷重ＦＲ’、初期圧Ｐ０、圧力ＰＳに基づいて、［数８］式により変数ｋｈを算出する（ステップＳ５８）。作動油の体積弾性係数は、作動油への気泡の混入率により変化する為、体積弾性係数はプレス荷重を演算する為に無視できないが、変数ｋｈは、作動油の体積弾性係数に対応する変数であり、変数ｋｈを求めることは、間接的に作動油の体積弾性係数を求めることになる。
【０１４９】
続いて、ステップＳ５６で検出される圧力ＰＳが収束したか否か（体積弾性係数、又は変数ｋｈが収束値に達したか否か）を判別する（ステップＳ６０）。
【０１５０】
収束していない場合には、プレス機械を所定の運転時間ｔ（又は所定のプレス回数）だけ駆動する（ステップＳ６２）。例えば、所定の運転時間ｔとしては３０００ｓ、所定のプレス回数としては１０００回とすることができる。
【０１５１】
その後、ステップＳ５４に戻り、ステップＳ５４からステップＳ６０の処理を繰り返す。これにより、所定のプレス運転時間毎の変数ｋｈを取得する。
【０１５２】
圧力ＰＳが収束すると（変数ｋｈが収束値に達すると）運転時間ｔと、運転時間に対応して取得した変数ｋｈとの関係を示す関数（第１関数）を算出する（ステップＳ６４）。このようにして算出した第１関数を第１記憶部５８に記憶させる（ステップＳ６６）。
【０１５３】
図１４に戻って、プレス荷重測定装置は、クランク角度（あるいはプレス・スライド位置）がプレス荷重演算範囲か否かを判別する（ステップＳ１４）。プレス荷重演算範囲か否かは、クランク軸２１の角度が、プレス成形が行われる可能性のある角度範囲内（例えば、９０度より大きく２７０度より小さい）か否かにより判別することができる。
【０１５４】
プレス荷重がプレス荷重演算範囲外の場合（プレス荷重非作用中の場合）には、圧力検出器１１により検出される圧力を初期圧Ｐ０として検出し、その初期圧Ｐ０を一時的に保持する（ステップＳ１６）。
【０１５５】
クランク角度がプレス荷重演算範囲の場合（プレス荷重が作用する可能性がある場合）には、圧力検出器１１により検出される圧力をプレス荷重演算範囲の圧力ＰＳとする（ステップＳ１８）。差圧演算器５０は、圧力検出器１１により検出されたプレス荷重演算範囲の圧力ＰＳと初期圧Ｐ０との差圧（ＰＳ−Ｐ０）を演算する（ステップＳ２０）。
【０１５６】
プレス荷重演算器５４は、ステップＳ１２で取得した変数ｋｈと、ステップＳ２０で算出された差圧（ＰＳ−Ｐ０）に基づいて、［数６］式によりプレス荷重ＦＲを算出する（ステップＳ２２）。このようにして算出されたプレス荷重ＦＲは、モニタ装置、プリンタ、記憶装置等に出力され、ユーザに提供される。プレス荷重ＦＲは、例えばプレス荷重ＦＲとプレス加工結果の因果関係を見極める場合に使用することができる。
【０１５７】
プレス荷重測定装置は、クランク角度がプレス荷重演算範囲を脱したか否かを判別する（ステップＳ２６）。
【０１５８】
プレス荷重演算範囲を脱していない場合には、ステップＳ１８に戻り、ステップＳ１８からステップＳ２６の処理を繰り返すことで、プレス荷重演算範囲のプレス荷重ＦＲを連続的に取得することができる。
【０１５９】
１回のプレス荷重演算範囲を脱した場合には、プレス回数をカウントアップする（ステップＳ２８）。これにより、プレス回数を計数する。このプレス回数は、プレス回数とスライドストローク数とに基づいて運転時間ｔを算出するために使用することができる。
【０１６０】
続いて、プレス荷重測定装置は、プレス運転が終了したか否かを判別する（ステップＳ３０）。プレス運転が終了していない場合には、ステップＳ１０に遷移し、次のプレスサイクルにおけるプレス荷重の測定を行う。プレス運転が終了した場合には、プレス荷重測定装置によるプレス荷重の測定を終了する。
【０１６１】
［その他］
本実施形態では、プレス機械の運転時間に応じて第１関数から変数ｋｈを取得するようにしているが、第１関数をプレス機械のプレス回数の関数とすることで、プレス回数に基づいて変数ｋｈを取得するようにしてもよい。また、変数ｋｈは、作動油の体積弾性係数に対応する変数であるため、第１関数は、プレス機械の運転時間又はプレス回数に応じて変化する作動油の体積弾性係数の関数としてもよい。この場合、第１関数から取得した体積弾性係数に基づいて変数ｋｈを演算することになる。
【０１６２】
また、第１関数を記憶する第１記憶部は、第１関数に代えて、第１関数に対応するルックアップテーブルを記憶するようにしてもよい。この場合のルックアップテーブルは、プレス機械の運転時間又はプレス回数と、変数ｋｈ又は作動油の体積弾性係数とが対応づけられたテーブルである。このルックアップテーブルを使用することにより、プレス機械の運転時間又はプレス回数を取得することで、取得した運転時間又はプレス回数に対応する変数ｋｈ又は作動油の体積弾性係数をルックアップテーブルから読み出すことができる。
【０１６３】
更に、スライドに内蔵されたシリンダの作動液として油を使用した場合について説明したが、これに限らず、水やその他の液体を使用してもよい。
【０１６４】
また、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１６５】
１  アキュムレータ
２  油圧ポンプ
３  電動モータ
４  チェック弁
５  電磁弁
６  リリーフ弁
９  油圧装置
１０  プレス機械
１１  圧力検出器
１４  エンコーダ
１５  配管
２０  コラム
２１  クランク軸
２２  コンロッド
２３  接合面
２４  ヘッド側油圧室
２５  油圧シリンダ
２５ａ  シリンダ部
２５ｂ  ピストン部
２６  スライド
２７  ボルスタ
２８  ベッド
３１  金型
３１ａ  上型
３１ｂ  下型
３３  サーボモータ
３４  ギア
３５  メインギア
５０  差圧演算器
５２  初期圧保持部
５４  プレス荷重演算器
５６、５６’  変数取得部
５８、５８’  第１記憶部
５９  第２記憶部
６０  運転時間算出器
６２  プレス回数計数器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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