(57)【要約】      （修正有）【課題】アウタスライドの駆動機構を簡素化でき、絞り加工の深さに応じてしわ押さえ時間を調節でき、アウタスライド内にしわ押え力調整機構を設けることなくしわ押え力を制御できる複動プレス機械を提供する。【解決手段】ワークのしわ押えを行うブランクホルダが下面に設置され昇降駆動されるアウタスライド７と、下面にパンチ５が設置されアウタスライド７の内側で昇降駆動されるインナスライドとを備える複動プレス機械において、サーボモータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを有しこのサーボモータを駆動源としてアウタスライド７を昇降駆動するアウタスライド駆動機構３０と、所定の動作パターンに従ってアウタスライド７が昇降するようにサーボモータを制御するアウタスライド制御装置５０と、を備える。【選択図】図２
2010125456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークのしわ押えを行うブランクホルダが下面に設置され昇降駆動されるアウタスライドと、下面にパンチが設置され前記アウタスライドの内側で昇降駆動されるインナスライドとを備えた複動プレス機械において、
サーボモータを有し該サーボモータを駆動源として前記アウタスライドを昇降駆動するアウタスライド駆動機構と、
所定の動作パターンに従って前記アウタスライドが昇降するように前記サーボモータを制御するアウタスライド制御装置と、を備えることを特徴とする複動プレス機械。
【請求項２】
前記アウタスライド制御装置は、アウタスライドの昇降動作に関してしわ押さえ時間の異なる複数の動作パターンを記憶している、請求項１記載の複動プレス機械。
【請求項３】
前記アウタスライド駆動機構は、該アウタスライド駆動機構の下死点より上の位置でワークのしわ押さえを行うようにアウタスライドを昇降させ、
前記アウタスライド制御装置は、ワークのしわ押さえが行われる間、所望のしわ押さえ力を発生するように前記サーボモータを制御する、請求項１又は２記載の複動プレス機械。
【請求項４】
前記アウタスライド駆動機構を複数備え、
前記アウタスライド制御装置は、各アウタスライド駆動機構のサーボモータを個別に制御する、請求項３記載の複動プレス機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナスライドとアウタスライドを備えた複動プレス機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークに対して絞り加工を行うためのプレス機械において、しわ押さえを行うブランクホルダが下面に設置され昇降駆動されるアウタスライドと、パンチが下面に設置されアウタスライドの内側で昇降駆動されるインナスライドとを備えたものが知られている。この種のプレス機械は、「複動プレス機械」と呼ばれている。プレス加工に際しては、インナスライドに先行してアウタスライドが降下し、これに取り付けられるブランクホルダがワークの周縁部を押さえ付け、次いでインナスライドの降下によってワークの絞り成形などが行われる。
【０００３】
複動プレス機械におけるアウタスライドを駆動する機構として、例えば、特許文献１に示されたようなリンク機構がある。
また複動プレス機械において、しわ押さえ力を制御するために、アウタスライドのポイントに空気室や油圧室を設け、その中の空気圧や油圧を制御する構成が用いられる。このような、しわ押え力制御機構として、例えば、特許文献２に示されたような構成がある。
【０００４】
【特許文献１】実公昭６３−４０３２０号公報
【特許文献２】特公平７−６３８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しわ押さえを行うためにはアウタスライドは下死点で一定時間停留している必要がある。その一方、絞り加工の対象物であるパネル（ワーク）をダイに出し入れするための時間を確保するため、アウタスライドは高速で上死点から下死点へ下降し、下死点から上死点へ上昇する。フライホイールは一定速で回転を続けるため、アウタスライドのこのような動作を実現するためには、特許文献１に示されたような複雑なリンク機構が必要であり、製作・調整・保守が困難となる。
【０００６】
また、ダイ・パンチ・ブランクホルダを交換してさまざまな対象物を絞り加工する場合、深い対象物であればしわ押さえの時間を長くし、浅い対象物であればしわ押さえの時間は短くすることが本来望ましい。しかし、従来技術ではリンク機構を変えることができないため、浅い対象物を絞り加工する場合でも、しわ押さえ時間は、深い対象物を絞り加工する場合と同じである。そのためサイクルタイムを短くできず生産性が向上しない。
【０００７】
また、しわ押さえ力を制御するために、従来技術ではアウタスライドのポイントに空気圧や油圧室、空気や油圧のための配管、圧力制御のためのバルブ等を設ける必要がある。複動プレスではインナスライドを取り囲むようにアウタスライドが設けられているためにアウタスライド内部のスペースが狭くなっており、またアウタスライドの加減速やブランクホルダがダイに接触することよってアウタスライドに衝撃が加わることから、アウタスライド内に機器を設けることは、製作・調製・保守を困難にする。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、アウタスライドの駆動機構を簡素化でき、絞り加工の深さに応じてしわ押さえ時間を調節でき、アウタスライド内にしわ押え力調整機構を設けることなくしわ押え力を制御できる複動プレス機械を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の問題を解決するため、本発明の複動プレス機械は、以下の技術的手段を採用する。
（１）ワークのしわ押えを行うブランクホルダが下面に設置され昇降駆動されるアウタスライドと、下面にパンチが設置され前記アウタスライドの内側で昇降駆動されるインナスライドとを備えた複動プレス機械において、サーボモータを有し該サーボモータを駆動源として前記アウタスライドを昇降駆動するアウタスライド駆動機構と、所定の動作パターンに従って前記アウタスライドが昇降するように前記サーボモータを制御するアウタスライド制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記の本発明の構成によれば、アウタスライドを駆動するための駆動源としてサーボモータを採用し、サーボモータの動作速度（回転モータであれば回転速度、リニアモータであれば可動部の移動速度）を変化させることによりアウタスライドを動作させる。すなわち、サーボモータを駆動してアウタスライドを下降・上昇させ、サーボモータを停止させてしわ押さえを行う。アウタスライドの動きをインナスライドの動きと協調させるため、インナスライドの動きを直接的（インナスライドの位置をエンコーダで測定するなど）もしくは間接的（インナスライドを駆動する動力の伝達を入り切りするクラッチブレーキへの指令信号を利用するなど）に検出する。アウタスライド制御装置により、検出されたインナスライドの動きを基準とし動作パターンにしたがってアウタスライドが昇降するようにサーボモータを制御する。このように本発明によれば、サーボモータの制御によりアウタスライドの動作を制御するので、アウタスライドの昇降機構として、エキセン機構のような単純なリンク機構を用いることができる。これにより、製作・調整・保守が容易となる。
【００１１】
（２）また上記（１）の複動プレス機械において、前記アウタスライド制御装置は、アウタスライドの昇降動作に関してしわ押さえ時間の異なる複数の動作パターンを記憶している。
【００１２】
上記の構成によれば、絞り加工の深さに応じてアウタスライドの動作パターンを変えることにより、深い対象物であればしわ押さえの時間を長くし、浅い対象物であればしわ押さえの時間を短くできる。すなわち、絞り加工の対象物に応じてしわ押さえの時間を短くすることができるので、サイクルタイムが短縮され生産性が向上する。
【００１３】
（３）また上記（１）または（２）の複動プレス機械において、前記アウタスライド駆動機構は、該アウタスライド駆動機構の下死点より上の位置でワークのしわ押さえを行うようにアウタスライドを昇降させ、前記アウタスライド制御装置は、ワークのしわ押さえが行われる間、所望のしわ押さえ力を発生するように前記サーボモータを制御する。
【００１４】
上記の構成によれば、しわ押さえ力を制御するためにスペースの狭いアウタスライド内に空圧装置・油圧装置を設置する必要がないので、製作・調整・保守が容易となる。また、出力指令値を変化させることにより、しわ押さえ中にしわ押さえ力を変化させることが可能である。
【００１５】
（４）また上記（３）の複動プレス機械において、前記アウタスライド駆動機構を複数備え、前記アウタスライド制御装置は、各アウタスライド駆動機構のサーボモータを個別に制御する。
【００１６】
上記の構成によれば、各アウタスライド駆動機構のサーボモータを個別に制御することで、しわ押え力を位置に応じて調節できるので、成形品質を向上できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、アウタスライドの駆動機構を簡素化でき、絞り加工の深さに応じてしわ押さえ時間を調節でき、アウタスライド内にしわ押え力調整機構を設けることなくしわ押え力を制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１９】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る複動プレス機械の構成図であり、（Ａ）はインナスライド及びアウタスライドの上面図、（Ｂ）は複動プレス機械全体の正面図である。
【００２０】
複動プレス機械１０は、上金型であるパンチ５と、下金型であるダイ１３と、ワーク１のしわ押えを行うためのブランクホルダ９と、ブランクホルダ９が下面に設置され昇降駆動されるアウタスライド７と、下面にパンチ５が設置されアウタスライド７の内側で昇降駆動されるインナスライド３とを備え、ワーク１をブランクホルダ９とダイ１３の間に挟み込んでしわ押さえを行いつつ、ワーク１をパンチ５で押すことにより絞り加工を行う。
【００２１】
絞り加工にともないボルスタ１１に加わる荷重はベッド１５で支持され、アップライト１７を介してクラウン２１へ伝達される。クラウン２１内には、インナスライド３を昇降駆動するためのインナスライド駆動機構２０と、アウタスライド７を昇降駆動するための後述するアウタスライド駆動機構３０が設けられている。
【００２２】
インナスライド駆動機構２０の駆動方式は特定のものに限定されない。例えば、インナスライド駆動機構２０として、フライホイールをモータで回転させてフライホイールの回転をクラッチ・ブレーキ機構を介してメインシャフトに伝達しメインシャフトの回転運動を動力変換機構（エキセン機構やリンク機構など）によって直線運動に変換してインナスライド３を昇降駆動する方式、駆動源としてサーボモータを用いサーボモータでメインシャフトを回転させ、この回転運動を動力変換機構（エキセン機構やリンク機構など）によって直線運動に変換してインナスライド３を昇降駆動するサーボ駆動方式、油圧シリンダやリニアモータなどの直動アクチュエータによってインナスライド３を直接昇降駆動させる方式、などを採用できる。
【００２３】
図１の構成例において、インナスライド３は、インナスライド駆動機構２０の一部を構成するインナピットマン２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを介して昇降駆動される。インナスライド３の昇降駆動は、図示しないインナスライド制御装置によって制御される。
アウタスライド７は、アウタスライド駆動機構３０の一部を構成するアウタピットマン２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを介して昇降駆動される。アウタスライド７の昇降駆動は、後述するアウタスライド制御装置５０（図２及び図３を参照）によって制御される。
【００２４】
図１（Ａ）に示すように、インナスライド３の上面にはインナスライドポイント２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄが設けられており、インナピットマン２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの下端が回転自在に連結されている。アウタスライド７の上面にはアウタスライドポイント２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄが設けられており、アウタピットマン２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの下端が回転自在に連結されている。
【００２５】
なお、図示例では、アウタスライド駆動機構３０を４組備えた構成について説明するので、識別が必要な場合、図１（Ａ）に示すように、それぞれを左前、右前、左後、右後と称し、それぞれ添字ａ，ｂ，ｃ，ｄをつけるが、説明上特に識別する必要がない場合は添字ａ，ｂ，ｃ，ｄを省略し、たとえば“サーボモータ３１”のように表記することがある。
【００２６】
アウタスライドポイント２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄとアウタスライド７との間の高さ方向の距離を調節するために、アウタスライド７の上部にスライド調整装置３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄが設けられている。スライド調整装置３７は、例えば、ダイ１３の変更時にアウタスライド７の高さが適切となるように調整するために用いることができる。スライド調整装置３７としては、たとえば「ＪＩＳ規格Ｂ０１１１プレス機械−用語」に例示されている機構が使用可能である。
【００２７】
図２は、アウタスライド駆動機構３０の構成図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。クラウン２１にはサーボモータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが搭載されている。各サーボモータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの出力軸にはそれぞれ出力軸の回転と共に回転するように小ギア３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが接続されている。
【００２８】
サーボモータ３１の回転運動は、動力変換機構によって昇降運動に変換されてアウタスライド７の昇降運動として出力される。図２の構成例では、動力変換機構はエキセン式（偏心式）の機構として構成されている。
【００２９】
小ギア３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄはそれぞれ大ギア３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと噛み合っている。大ギア３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄはそれぞれクラウン２１に対し位置が固定された軸（図示せず）を中心に回転するようになっている。
【００３０】
大ギア３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの回転中心から偏心した位置にはアウタピットマン２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの上端が回転自在に結合されており、これによりエキセン式の駆動方式を実現している。なお、図２には小ギア３３が大ギア３５の上方にある配置を示しているが、小ギア３３は大ギア３５を駆動可能であれば、どの位置にあってもよい。クラウン２１へのサーボモータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの搭載位置も、小ギアが大ギアを駆動可能であれば、どの位置であってもよい。
【００３１】
また、複数のアウタスライド駆動機構３０の配置は、機構的に成立する限り、図２の構成に限定されない。例えば、図２では、各アウタスライド駆動機構３０を前後同士、左右同士でお互いに鏡像になるように配置しているが、この配置に代えて、すべてのアウタスライド駆動機構３０を同一方向とし、これらを単に前後左右方向に位置をずらして配置してもよい。
【００３２】
図３は、インナスライド３の動きに連動させてサーボモータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄをサーボ制御するためのアウタスライド制御装置５０の構成図である。このアウタスライド制御装置５０は、所定の動作パターンに従ってアウタスライド７が昇降するようにサーボモータ３１を制御するものである。以下、第１実施形態と第２実施形態とでアウタスライド制御装置５０を区別するため、第１実施形態における制御装置に対して符号“５０Ａ”を、第２実施形態における制御装置に対して符号“５０Ｂ”を使用する。
【００３３】
ドライバ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄはサーボモータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが所望のトルクを発生するようにそれぞれサーボモータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに供給される電圧・電流を変化させる。サーボモータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの回転角は各モータ軸に取り付けられたモータロータリエンコーダ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄにより測定される。位置制御器４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄは、モータ回転角指令値とモータロータリエンコーダ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄにより測定されるモータ回転角を入力とし、モータ回転角指令値に追従してモータが回転するようにドライバ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄへのトルク指令値を演算する。
【００３４】
以上の構成によりモータ回転角がモータ回転角指令値に追従するようなサーボ制御が行われ、図２に示すように各サーボモータ３１の回転は動力変換機構を介してアウタスライド７の上下動に変換されるので、アウタスライド７の上下位置もモータ回転角指令値に連動して変化する。
【００３５】
インナスライド３の動きを知るため、インナスライド３を駆動するクランク軸（図示せず）の回転角をインナスライドクランク軸ロータリエンコーダ５１により測定する。インナスライドクランク軸ロータリエンコーダ５１により測定されたインナスライドクランク軸回転角は位置指令生成器５３に入力される。位置指令生成器５３はインナスライドクランク軸回転角を入力とし、それに対応するアウタスライド７の所望の位置に相当するモータ回転角指令値を演算し、位置制御器４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄへ伝送する。
【００３６】
サーボモータ３１とドライバ４１の組合せとしては、サーボモータ３１のトルクが可変であれば方式を問わないが、たとえば、直流モータとサイリスタレオナード方式のドライブとの組合せや、三相誘導モータや永久磁石式同期モータなど交流モータとＩＧＢＴやＧＴＯやパワーＭＯＳＦＥＴを電力制御素子として使用しパルス幅変調（ＰＷＭ）方式により電力制御する電圧式インバータや電流式インバータとの組合せ、がある。モータが所望のトルクを発生するように制御する方式としては、直流モータの場合には電流制御、交流モータの場合にはセンサレス方式を含む各種のベクトル制御がある。
【００３７】
ロータリエンコーダ４３および５１としては、ガラス円盤上に形成されたパターンを光学的に読み取る光学式のエンコーダや、磁場を利用したレゾルバなどがある。
位置制御器４５におけるトルク指令値の演算方法としては、ＰＩ制御・ＰＩＤ制御・Ｉ−ＰＤ制御等のフィードバック制御が使用可能である。フィードバック制御とフィードフォワード制御を組み合わせて制御特性を改善してもよい。
【００３８】
位置指令生成器５３の構成方法としては、たとえば０°〜３６０°のインナスライドクランク軸回転角に対して１°きざみで対応するモータ回転角指令値を記憶したテーブルを記憶しておき、インナスライドクランク軸回転角が入力されたとき、その角度に対応するテーブルのエントリを参照してモータ回転角指令値を演算する方法がある。演算結果が滑らかになるようにテーブルのエントリ間を直線や二次曲線等で補間してもよい。
【００３９】
図３におけるブロック間の信号伝送には、パルス数やパルスレートによる伝送・電圧や電流を用いたアナログ伝送・通信プロトコルを用いたフィールドバスやネットワークによる伝送・共有メモリによる伝送、等が用いられる。
位置制御器４５や位置指令生成器５３は、リアルタイム演算が可能なＣＰＵやＤＳＰにメモリや入出回路を組み合わせて構成することができる。
【００４０】
以下、計算式を示すため、図４に示すように動力変換機構を模式化し、以下のように記号を定義する。
【００４１】
（記号）
θＭ: モータ回転角
θＧ: 大ギア回転角（エキセン機構の下死点を１８０度とする）
Ｎ１：  小ギア歯数
Ｎ２：  大ギア歯数
Ｒ  ：  アウタピットマン上端部の動く半径
Ｌ  ：  アウタピットマン長さ
ｈ  ：  アウタピットマン下端高さ（上向きを正、下死点を０とする）
φ  ：  インナスライドクランク軸回転角（インナスライドの下死点を１８０度とする）
ｈｉｎ：インナスライド高さ（上向きを正、インナスライドの下死点高さを０とする）
【００４２】
モータ回転角は小ギア回転角と等しいので、モータ回転角と大ギア回転角の関係式は以下の式１のようになる。
(式１)
θＧ ＝ （Ｎ１／Ｎ２）×θＭ
【００４３】
大ギア回転角とアウタピットマン下端高さの関係式は以下の式２のようになる。
（式２）
ｈ ＝ Ｒ ＋ Ｌ ＋ Ｒ×ｃｏｓ（θＧ）−｛Ｌ２−（Ｒ×ｓｉｎ（θＧ））２｝０．５
【００４４】
説明のため、以下において、Ｒ＝４００ｍｍ，Ｌ＝２０００ｍｍと仮定する。大ギア回転角θＧとアウタピットマン下端高さｈの関係を示すグラフは図５に示すようになる。インナスライドクランク軸回転角とインナスライド高さの関係は、インナスライド３を駆動する機構の構造・寸法によって決まるが、説明のため図６のグラフに示すようになっていると仮定する。また、ギア比（Ｎ１／Ｎ２）は１／７と仮定する。
【００４５】
図３に示す構成と動作、および機構の動作により、インナスライドクランク軸回転角φに対応して、図７にフローを示すようにアウタピットマン下端高さｈとインナスライド高さｈｉｎが定まる。アウタピットマン下端はアウタスライド７と回転自在に固定されていていっしょに動くので、アウタスライド７の高さの変化とｈの値の変化は同一であり、ｈの値はアウタスライド７の高さの変化も示している。
【００４６】
位置指令生成器５３におけるインナスライドクランク軸回転角とモータ回転角指令値の関係として、図８（Ａ）にグラフを示す関係式を設定した場合、インナスライドクランク軸回転角φに対するｈとｈｉｎの関係は、図８（Ｂ）にそれぞれ実線と破線で示すようになる。図８（Ｂ）において、インナスライド３が下降していく期間すなわちｈｉｎが減少していく区間において、ｈｉｎが２００ｍｍ以下になるとｈが一番低い位置（０ｍｍ）すなわちしわ押さえを行う位置にあるので、深さ２００ｍｍまでの絞り加工が可能である。
【００４７】
位置指令生成器５３におけるインナスライドクランク軸回転角とモータ回転角指令値の関係として、図８（Ａ）にグラフを示す関係式のかわりに図９（Ａ）にグラフを示す関係式を設定した場合、インナスライドクランク軸回転角φに対するｈとｈｉｎの関係は、図９（Ｂ）にそれぞれ実線と破線で示すようになる。
【００４８】
図９（Ｂ）において、インナスライド３が下降していく期間すなわちｈｉｎが減少していく区間において、ｈｉｎが１００ｍｍ以下になるとｈが一番低い位置（０ｍｍ）すなわちしわ押さえを行う位置にあるので、深さ１００ｍｍまでの絞り加工が可能である。
【００４９】
図８（Ｂ）と図９（Ｂ）を比較すると、アウタスライド７が上昇している期間すなわちｈが８００ｍｍである区間が、前者ではφが２８０〜１３度の範囲であるのに対し、後者ではφが２８０〜３３度の範囲と広くなっている。つまりワーク１をダイ１３上から搬出する・ダイ１３上へ搬入することが可能なφの範囲が広くなっている。すなわち、ワーク１をダイ１３上から搬出する・ダイ１３上へ搬入することが可能な時間を一定に保ったまま、インナスライドクランク軸が上死点で停止している時間を短くしたり、インナスライドクランク軸の回転を速くしたりすることができるので、サイクルタイムを短縮することができる。すなわち、絞り加工の深さに応じて位置指令生成器５３に設定するインナスライドクランク軸回転角とモータ回転角指令値の関係式を変化させることにより、サイクルタイムを短縮し生産能力を向上することができる。
【００５０】
上述したように本実施形態によれば、サーボモータの制御によりアウタスライド７の動作を制御するので、アウタスライド駆動機構３０としてエキセン機構のような単純なリンク機構を用いることができる。これにより、製作・調整・保守が容易となる。
【００５１】
また、アウタスライド制御装置５０においてアウタスライド７の昇降に関して複数の動作パターンを記憶しておき、絞り加工の深さに応じて動作パターンを変えることにより、深い対象物であればしわ押さえの時間を長くし、浅い対象物であればしわ押さえの時間を短くできる。すなわち、絞り加工の対象物に応じてしわ押さえの時間を短くすることができるので、サイクルタイムが短縮され生産性が向上する。
【００５２】
［第２実施形態］
図１０は、本発明の第２実施形態に係る複動プレス機械におけるアウタスライド制御装置５０Ｂの構成図である。第２実施形態は、サーボモータを制御するためのアウタスライド制御装置５０Ｂの構成において第１実施形態と相違する。アウタスライド制御装置５０Ｂ以外の複動プレス機械全体の構成は、第１実施形態と同様の構成でよい。
【００５３】
本実施形態において、アウタスライド駆動機構３０は、アウタスライド駆動機構３０の下死点より上の位置でワーク１のしわ押さえを行うようにアウタスライド７を昇降させる。アウタスライド制御装置５０Ｂは、ワーク１のしわ押さえが行われる間、所望のしわ押さえ力を発生するようにサーボモータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを制御する。
【００５４】
図１０に示すように、しわ押さえ力指示器６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄからのしわ押さえ用トルク指令値と、位置制御器４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄからの位置制御用トルク指令値のいずれか一方が、トルク指令値選択器６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄで選択され、ドライブ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄへのトルク指令値として使用されるようになっている。トルク指令値選択器６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄがいずれの値を選択するかは、位置指令生成器５３が出力するトルク指令値切替信号により指定される。
【００５５】
アウタスライド７を下死点まで動かさずにしわ押さえを行うため、図１１（Ａ）にグラフを示すように、アウタスライド７の下降と上昇でサーボモータ３１の回転方向が反転するようインナスライドクランク軸回転角とモータ回転角指令値の関係を、位置指令生成器５３に設定する。
【００５６】
また、図１１（Ｃ）に示すように、位置指令生成器５３は、アウタスライド７がもっとも下降する位置すなわちｈが最小となる範囲（しわ押さえを行う位置。本例ではφが１３２〜１８０度の範囲。）においてトルク指令値切替信号として１を、それ以外の範囲ではトルク指令値切替信号として０を出力する。ただし、トルク指令値選択器６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄは、トルク指令値切替信号が１ならばしわ押さえ用トルク指令値を、トルク指令値切替信号が０ならば位置制御用トルク指令値を選択し、トルク指令値としてドライブ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄへ出力するものとする。
【００５７】
トルク指令値切替信号が０の範囲（本例でφが１３２度より小さい範囲）では、トルク指令値選択器６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄは位置制御用トルク指令値を選択するので、第１実施形態と同一のサーボ制御が行われ、アウタスライド７は下降する。
【００５８】
トルク指令値切替信号が１の範囲（本例でφが１３２〜１８０度の範囲）では、しわ押さえ力指示器６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、それぞれ以下の（式６）に示すように計算されるしわ押さえ用トルク指令値ｔＭを出力し、トルク指令値選択器６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄはしわ押さえ用トルク指令値を選択するので、ドライブ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄへのトルク指令値の値はｔＭとなる。
【００５９】
ドライブ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄはモータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄへの電流・電圧を供給し、モータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄはトルクｔＭを発生する。モータのトルクが機構を介してしわ押さえ力fを発生し、しわ押さえが行われる。
【００６０】
トルク指令値切替信号がふたたび０となる範囲（本例でφが１８０度より大きい範囲）では、トルク指令値選択器６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄは位置制御用トルク指令値を選択するので、第１実施形態と同一のサーボ制御が行われ、アウタスライド７は上昇する。
【００６１】
(計算式)
記号
ｔＭ：  モータトルク
ｔＧ：  大ギアトルク
ｆ：  アウタピットマン下端が下向きに発生する力（つまり、しわ押さえ力）
ｔ：  しわ押さえを行う位置におけるθＭの値（モータ回転角指令値の値に等しい。本例では１１２０度）
ΘＧ：しわ押さえを行う位置におけるθＧの値
【００６２】
モータ回転角は小ギア回転角と等しいので、モータトルクと大ギアトルクの関係は（式１）を参照して、以下の式３のようになる。
（式３）
ｔＧ＝（Ｎ２／Ｎ１）×ｔＭ
【００６３】
大ギアトルクとアウタピットマン下端が下向きに発生する力の関係式は以下の式４のようになる。
（式４）
ｄθＧ×ｔＧ＝ −ｄｈ×ｆ
（ｄは微分を示す。）
【００６４】
（式２）の微分を（式４）に代入し、θＧにΘＧを代入すると、
（式５）
ｔＧ＝［Ｒ×ｓｉｎ（ΘＧ）−Ｒ２×ｓｉｎ（ΘＧ）×ｃｏｓ（ΘＧ）／｛Ｌ２−（Ｒ×ｓｉｎ（ΘＧ））２｝０．５］×ｆ
【００６５】
（式５）を（式３）に代入すると、発生したいしわ押さえ力ｆが与えられたとき、しわ押さえ用トルク指令値として以下の値を出力すればよい。
（式６）
ｔＭ=（Ｎ１／Ｎ２）×［Ｒ×ｓｉｎ（ΘＧ）−Ｒ２×ｓｉｎ（ΘＧ）×ｃｏｓ（ΘＧ）／｛Ｌ２−（Ｒ×ｓｉｎ（ΘＧ））２｝０．５］×ｆ
ただし、ΘＧ＝（Ｎ１／Ｎ２）×ΘＭ
【００６６】
しわ押さえ力は、左前、右前、左後、右後の４ポイントで、異なっていてもよいし、同じであってもよい。もし異なる場合は、発生したいしわ押さえ力ｆａ，ｆｂ，ｆｃ，ｆｄに対し、それぞれ（式６）を用いてｔＭａ，ｔＭｂ，ｔＭｃ，ｔＭｄを計算し、それらを、しわ押さえ力指示器６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの出力とすればよい。
【００６７】
しわ押さえ力ｆは、しわ押さえ中に一定であってもよいし、時間的に変化させてもよい。たとえば、φの値に連動して変化させてもよい。この場合、変化するｆの値ｆ１，ｆ２，ｆ３，・・・に対し、それぞれ（式６）にしたがってｔＭ１，ｔＭ２，ｔＭ３，・・・を計算し、しわ押さえ力指示器６１ａ，６１ｂ, ６１ｃ, ６１ｄから出力すればよい。
【００６８】
第２実施形態において、しわ押さえを行う位置におけるアウタピットマン下端高さｈの値が第１実施形態より高いが、ｈの値の差に相当する距離だけスライド調整装置３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄを用いてアウタスライド７を下げることにより、アウタスライド７の高さは第１実施形態と同じとなり、ブランクホルダ９がダイ１３との間で、ワーク１を挟み込んでしわ押さえ力を発生できる。
【００６９】
なお、カウンタバランス（図示せず）でブランクホルダ９やアウタスライド７の自重を相殺しきれない場合や、機械的損失により力が失われる場合には、相殺しきれない重量・失われる力に相当してｆの値を増減し、それに対して（式６）にしたがってしわ押さえ用トルク指令値を演算すればよい。
【００７０】
上述した本発明の第２実施形態の構成によれば、サーボモータのトルクを制御することでしわ押さえ力を制御するので、しわ押さえ力を制御するためにスペースの狭いアウタスライド７内に空圧装置・油圧装置を設置する必要がない。このため、製作・調整・保守が容易となる。また、サーボモータのトルクを時間的に変化させることにより、しわ押さえ中にしわ押さえ力を変化させることが可能である。
【００７１】
また、複数のアウタスライド駆動機構３０において、各サーボモータ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを個別に制御するようにすれば、しわ押え力を位置に応じて調節できるので、成形品質を向上できる。
【００７２】
［変形例］
エキセン機構、リンク機構の寸法・構造により回転角とインナスライド・アウタスライドの位置関係をあらわすグラフの形は異なってくるが、回転角に対してインナスライド・アウタスライドの位置が一意的に決まれば、本発明を適用可能である。
【００７３】
第１実施形態においても、第２実施形態と同様に、サーボモータ３１を正転及び逆転させることによりアウタスライドを昇降させるようにしてもよい。この場合、アウタスライド駆動機構３０の上死点・下死点を通過しなくてもよい。
図１及び図２に示した構成例では、アウタスライド駆動機構３０とアウタスライド７との連結方法としてピットマンによる連結を採用したが、プランジャーを用いた連結であってもよい。
【００７４】
図１及び図２の構成例では、インナスライド駆動機構２０とインナスライド３の連結点、及び、アウタスライド駆動機構３０とアウタスライド７との連結点は、いずれも４ポイントの例を示したが、４ポイント以外でもよい。たとえば２ポイント、１ポイントでもよく、インナスライドとアウタスライドでポイント数が異なっていてもよい。
【００７５】
アウタスライド駆動機構３０において、左右それぞれにおいて、前後に離れて配置された大ギア（３５ａと３５ｃ、３５ｂと３５ｄ）をシャフトで連結するとともに別のギアを追加して左右の大ギア（３５ａと３５ｂ、３５ｃと３５ｄ）を連動させる構成としてもよい。この場合、シャフトないしギアで連動するアウタスライド駆動機構３０は１台のサーボモータで駆動可能であり、モータ台数を削減可能である。
さらに、以下のような構成も可能である。
（ａ）左前と左後の大ギア（３５ａと３５ｃ）を左側のシャフトで連結して連動させ、右前と右後の大ギア（３５ｂと３５ｄ）を右側のシャフトで連結して連動させ、アウタスライド駆動機構３０を左右２台のサーボモータで駆動可能とする。
（ｂ）左前と右前の大ギア（３５ａと３５ｂ）を前側に追加したギアを介して連動させ、左後と右後の大ギア（３５ｃと３５ｄ）を後側に追加したギアを介して連動させ、アウタスライド駆動機構３０を前後２台のサーボモータで駆動可能とする。
【００７６】
サーボモータ３１として、回転数の高いモータを使用し、ギア式や遊星歯車式等の減速器を用いて回転数を下げ、それで小ギアを駆動してもよい。
また、製作・調整・保守を容易にするためカップリングを介してモータ軸に小ギアを固定してもよい。
【００７７】
アウタスライド駆動機構３０における動力変換機構は、エキセン式以外の機構（リンク式、クランク式、クランクレス式、スクリュー式等）でもよい。
また、アウタスライド駆動機構３０におけるサーボモータ３１として、回転モータの代わりに、リニアサーボモータを採用してもよい。この場合、動力変換機構をなくし、リニアサーボモータの直線駆動により直接アウタスライドを昇降駆動してもよい。
【００７８】
モータ軸回転角をロータリエンコーダで測定しアウタスライド駆動機構３０の構造によって決まる変換式を用いてアウタスライド７の高さに変換する代わりに、大ギア３５の回転角をロータリエンコーダで測定し、アウタスライド駆動機構３０の構造によって決まる変換式を用いてアウタスライド７の高さに変換してもよい。また、アウタスライド７の高さを磁歪式リニアエンコーダやリニアスケールなどのリニア変位計で直接測定してもよい。
【００７９】
アウタスライド７をインナスライド３の動きに同期させためにインナスライド３の動きを知るための手段としては、インナスライドクランク軸回転角をロータリエンコーダで測定する方式の他に、以下の方式を採用してもよい。
（ａ）ギアやタイミングベルト等でインナスライドクランク軸と機械的に連結された軸（以下、従動軸という）を設け、この従動軸を、インナスライドクランク軸と一定の位置関係（１対１であっても、減速や増速があってもよい）を保って回転するように構成し、従動軸の回転角をロータリエンコーダで測定し、減速比を乗じてインナスライドクランク軸の回転角に変換する。
（ｂ）インナスライド高さをリニア変位計で測定する。
（ｃ）インナスライドクランク軸を駆動するための指令信号から推定する。たとえば、クラッチの接続・非接続を指示する信号とフライホィールを駆動するモータへの速度指令値からインナスライド３の位置を推定する。
【００８０】
なお、上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複動プレス機械の構成図である。
【図２】アウタスライド駆動機構の構成図である。
【図３】サーボモータを制御するアウタスライド制御装置の構成図である。
【図４】動力変換機構を模式化した図である。
【図５】大ギア回転角θＧとアウタピットマン下端高さｈの関係を示すグラフである。
【図６】インナスライドクランク軸回転角φとインナスライド高さｈｉｎの関係を示すグラフである。
【図７】アウタピットマン下端高さｈとインナスライド高さｈｉｎが定まる手順を示すフローチャートである。
【図８】（Ａ）はインナスライドクランク軸回転角φとモータ回転角指令値の関係の一例を示すグラフである。（Ｂ）はインナスライドクランク軸回転角φに対するｈとｈｉｎの関係の一例を示すグラフである。
【図９】（Ａ）はインナスライドクランク軸回転角φとモータ回転角指令値の関係の別の一例を示すグラフである。（Ｂ）はインナスライドクランク軸回転角φに対するｈとｈｉｎの関係の別の一例を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る複動プレス機械における制御装置の構成図である。
【図１１】（Ａ）は第２実施形態におけるインナスライドクランク軸回転角φとモータ回転角指令値の関係の一例を示すグラフである。（Ｂ）は第２実施形態におけるインナスライドクランク軸回転角φに対するｈとｈｉｎの関係の一例を示すグラフである。（Ｃ）は第２実施形態におけるインナスライドクランク軸回転角φとトルク指令値切替信号の関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８２】
１  ワーク
３  インナスライド
５  パンチ
７  アウタスライド
９  ブランクホルダ
１１  ボルスタ
１３  ダイ
１５  ベッド
１７  アップライト
２０  インナスライド駆動機構
２１  クラウン
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ  インナピットマン
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ  アウタピットマン
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ  インナスライドポイント
２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ  アウタスライドポイント
３０  アウタスライド駆動機構
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ  サーボモータ
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ  小ギア
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ  大ギア
３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ  スライド調整装置
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ  ドライバ
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ  モータロータリエンコーダ
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ  位置制御器
５０，５０Ａ，５０Ｂ  アウタスライド制御装置
５１  インナスライドクランク軸ロータリエンコーダ
５３  位置指令生成器
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ  しわ押さえ力指示器
６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ  トルク指令値選択器
【図１】
2010125456.tif 000003
【図２】
2010125456.tif 000004
【図３】
2010125456.tif 000005
【図４】
2010125456.tif 000006
【図５】
2010125456.tif 000007
【図６】
2010125456.tif 000008
【図７】
2010125456.tif 000009
【図８】
2010125456.tif 000010
【図９】
2010125456.tif 000011
【図１０】
2010125456.tif 000012
【図１１】
2010125456.tif 000013