(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金型と、該複数の金型が装着されたスライドと、該スライドを駆動する駆動装置とを備えるサーボプレスであって、
前記各金型におけるワークの有無であるワーク分布を検出するワーク分布検出装置と、
各ワーク分布に対応するスライドモーションが記憶されている記憶装置と、
前記記憶装置に記憶されたスライドモーションから、前記ワーク分布検出装置で検出されたワーク分布に対応するスライドモーションを選択するスライドモーション選択手段と、
前記スライドモーション選択手段で選択されたスライドモーションで前記スライドを駆動するように前記駆動装置を制御する駆動源制御装置とを備える
ことを特徴とするサーボプレス。
【請求項２】
前記ワークをプレス内に搬入する搬入装置と、前記ワークを前記各金型間で移送するプレス内移送装置とを備えており、
前記ワーク分布検出装置は、
前記搬入装置に前記ワークが積載されたか否かを検知するワーク検知器と、
前記搬入装置の動作を検知する搬入装置動作検知器と、
前記プレス内移送装置の動作を検知するプレス内移送装置動作検知器と、
前記ワーク検知器、前記搬入装置動作検知器および前記プレス内移送装置動作検知器の検知信号から、前記ワーク分布を判定するワーク分布判定手段とからなる
ことを特徴とする請求項１記載のサーボプレス。
【請求項３】
複数の金型と、該複数の金型が装着されたスライドとを備えるサーボプレスの運転方法であって、
前記各金型におけるワークの有無であるワーク分布を検出し、
予め記憶された各ワーク分布に対応するスライドモーションから、検出された前記ワーク分布に対応するスライドモーションを選択し、
選択された前記スライドモーションで前記スライドを駆動する
ことを特徴とするサーボプレスの運転方法。
【請求項４】
前記ワークをプレス内に搬入する搬入装置と、前記ワークを前記各金型間で移送するプレス内移送装置とを備えるサーボプレスの運転方法であって、
前記搬入装置に前記ワークが積載されたか否かを検知し、
前記搬入装置の動作を検知し、
前記プレス内移送装置の動作を検知し、
前記ワーク分布を判定する
ことを特徴とする請求項３記載のサーボプレスの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボプレスおよびその運転方法に関する。さらに詳しくは、一台のプレス機械内に多工程の複数の金型を備えたサーボプレス、およびそのサーボプレスにおいて最適なスライドモーションで運転する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークにプレス加工を施して製品を形成するためには、つぶし加工、成形加工、ピアス加工等様々な加工を順々に行う必要がある。このような多工程の加工を行うプレスとして、各工程に対応する複数の金型を一台のプレス機械に配列して装着し、ワークを各工程の金型に順次移送しつつ、プレス加工を施すトランスファ型プレスが知られている（例えば、特許文献１および２）。トランスファ型プレスはスライドを１回昇降させること（１ストローク）で、複数のワークに対し同時に別工程のプレス加工を施すことができる。
【０００３】
ところで、図４に示すように、多工程の加工を行う例として、第１工程でつぶし加工、第２工程で成形加工、第３工程でピアス加工を行う場合がある。このように、多工程の加工を行う場合には各成形工程ごとに異なる加工を施す場合があるが、最適なスライドモーション（以下、「最適モーション」という。）は各加工ごとに異なる。例えば、第１工程のつぶし加工における最適モーションは、スライドを素早く昇降させるモーション（モーションＡ）である。これに対し、第２工程の成形加工における最適モーションは、金型とワークが接触する前後はスライドを素早く昇降させ、金型とワークが接触している間はスライドの昇降速度を遅くするモーション（モーションＢ）である。このようなスライドモーションでなければ、複雑な成形を行う場合、目的の形状に成形されなかったり、材料が破損したりしてしまうからである。また、第３工程のピアス加工における最適モーションは、金型とワークが接触している間はスライドの昇降速度を遅くするが、成形加工よりも速い昇降速度としているモーションである（モーションＣ）。
この様な最適モーションでプレスを運転するためには、スライドの動きを細かく制御することができるサーボプレスが用いられる。
【０００４】
しかるに、サーボプレスは、１つのスライドに多工程の複数の金型が装着されているため、成形工程ごとに最適モーションで運転するということができない。したがって、従来は、場合によってはワークが位置しておらず成形を行わない金型があるにもかかわらず、成形の質を保つため、１ストロークにかかる時間が最も長い成形工程のモーションで常にプレスを運転していた。例えば、図４に示す例においては、１ストロークにかかる時間が最も長いモーションＢで常にプレスを運転していた。そのため、生産性が下がるという問題があった。
また、生産性を上げるため、１ストロークにかかる時間が短いモーション（例えば、モーションＡやモーションＣ）でプレスを運転しようとすると、１ストロークにかかる時間が長い成形工程（例えば、第２工程）において成形の質が損なわれるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６４１１９７号公報
【特許文献２】特開平１０−１６６０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、成形の質が高く、かつ生産性が高いサーボプレス、およびその運転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】
【０００７】
第１発明のサーボプレスは、複数の金型と、該複数の金型が装着されたスライドと、該スライドを駆動する駆動装置とを備えるサーボプレスであって、前記各金型におけるワークの有無であるワーク分布を検出するワーク分布検出装置と、各ワーク分布に対応するスライドモーションが記憶されている記憶装置と、前記記憶装置に記憶されたスライドモーションから、前記ワーク分布検出装置で検出されたワーク分布に対応するスライドモーションを選択するスライドモーション選択手段と、前記スライドモーション選択手段で選択されたスライドモーションで前記スライドを駆動するように前記駆動装置を制御する駆動源制御装置とを備えることを特徴とする。
第２発明のサーボプレスは、第１発明において、前記ワークをプレス内に搬入する搬入装置と、前記ワークを前記各金型間で移送するプレス内移送装置とを備えており、前記ワーク分布検出装置は、前記搬入装置に前記ワークが積載されたか否かを検知するワーク検知器と、前記搬入装置の動作を検知する搬入装置動作検知器と、前記プレス内移送装置の動作を検知するプレス内移送装置動作検知器と、前記ワーク検知器、前記搬入装置動作検知器および前記プレス内移送装置動作検知器の検知信号から、前記ワーク分布を判定するワーク分布判定手段とからなることを特徴とする。
第３発明のサーボプレスの運転方法は、複数の金型と、該複数の金型が装着されたスライドとを備えるサーボプレスの運転方法であって、前記各金型におけるワークの有無であるワーク分布を検出し、予め記憶された各ワーク分布に対応するスライドモーションから、検出された前記ワーク分布に対応するスライドモーションを選択し、選択された前記スライドモーションで前記スライドを駆動することを特徴とする。
第４発明のサーボプレスの運転方法は、第３発明において、前記ワークをプレス内に搬入する搬入装置と、前記ワークを前記各金型間で移送するプレス内移送装置とを備えるサーボプレスの運転方法であって、前記搬入装置に前記ワークが積載されたか否かを検知し、前記搬入装置の動作を検知し、前記プレス内移送装置の動作を検知し、前記ワーク分布を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、ワーク分布を検出し、検出されたワーク分布に対応するスライドモーションを選択するので、常に最適モーションでスライドを駆動させることができる。そのため、プレス成形の質を保ち、製品不良を削減できる。また、スライドの１ストロークにかかる時間を短くして生産性を高くすることができる。
第２発明によれば、搬入装置にワークが積載されたか否かと、搬入装置およびプレス内移送装置の動作から、ワーク分布を判定することができる。そのため、判定されたワーク分布に対応するスライドモーションを選択することができ、常に最適モーションでスライドを駆動させることで、プレス成形の質を保ち、生産性を高くすることができる。
第３発明によれば、ワーク分布を検出し、検出されたワーク分布に対応するスライドモーションを選択するので、常に最適モーションでスライドを駆動させることができる。そのため、プレス成形の質を保ち、製品不良を削減できる。また、スライドの１ストロークにかかる時間を短くして生産性を高くすることができる。
第４発明によれば、搬入装置にワークが積載されたか否かと、搬入装置およびプレス内移送装置の動作から、ワーク分布を判定することができる。そのため、判定されたワーク分布に対応するスライドモーションを選択することができ、常に最適モーションでスライドを駆動させることで、プレス成形の質を保ち、生産性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るサーボプレスの構造説明図である。
【図２】図１におけるII-II線矢視断面図である。
【図３】ワーク分布と最適モーションの関係説明図である。
【図４】３つの成形工程、および各成形工程における最適モーションの説明図である。
【図５】モーションＡとモーションＣを組み合わせたモーションの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１において、符号ＢはサーボプレスＰのベッドを示しており、このベッドＢの上面に設けられた下ダイホルダーＤＨの上面に３つの工程の金型Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の下型が配列して装着されている。金型Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の上型は、スライドＳの下面に設けられた上ダイホルダーＤＨの下面に配列して装着されている。ここで、金型Ｃ１は第１工程のプレス加工を行う金型、金型Ｃ２は第２工程のプレス加工を行う金型、金型Ｃ３は第３工程のプレス加工を行う金型であり、金型Ｃ１、金型Ｃ２、金型Ｃ３の順に配列されている。
【００１１】
スライドＳは、コンロッドＣＲを介してエキセンシャフトＥＳの偏心部Ｈに連結されている。このエキセンシャフトＥＳは、そのジャーナル部ＪがクラウンＣＷに回転可能に支持されている。エキセンシャフトＥＳの端部には駆動装置１０のメインギア１２が設けられており、ＡＣサーボモータ１１の主軸に取り付けられているピニオン１１ａがメインギア１２に連結されている。したがって、ＡＣサーボモータ１１が駆動することによりスライドＳが昇降し、金型Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３で被成形材料であるワークＷにプレス加工を施すことができる。
なお、ＡＣサーボモータ１１は、駆動源制御装置２０によってその回転速度や回転方向が制御されている。
【００１２】
また、本実施形態のサーボプレスＰには、ワークＷをプレスＰ内に搬入する搬入装置３０が備えられている。搬入装置３０はベルトコンベアであり、図示しない積載装置によりワークＷが積載され、積載されたワークＷを順次プレス内に搬入することができる。
【００１３】
また、搬入装置３０と連設して、ベッドＢとスライドＳとの間にプレス内移送装置４０が備えられている。図２に示すように、プレス内移送装置４０は、金型Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の前後に位置する２本のフィードバー４１，４１を備えており、そのフィードバー４１，４１にはワークＷをつかむ爪４２が取り付けられている。プレス内移送装置４０は図示しない駆動装置によりクランプ、リフト、アドバンス、ダウン、アンクランプ、リターンの３次元動作をして、ワークＷを金型間で順次移送することができる。より詳細には、搬入装置３０でプレス内に搬入されたワークＷを第１工程の金型Ｃ１に移送すると同時に、第１工程の金型Ｃ１でプレス加工を施されたワークＷを第２工程の金型Ｃ２に移送し、第２工程の金型Ｃ２でプレス加工を施されたワークＷを第３工程の金型Ｃ３に移送し、第３工程の金型Ｃ３でプレス加工を施されたワークＷをプレス外に搬出することができる。
【００１４】
図１に示すように、搬入装置３０には、搬入装置３０にワークＷが積載されたか否かを検知するワーク検知器５１が取り付けられている。ワーク検知器５１としては、例えば光電センサが用いられる。また、搬入装置３０には、その動作を検知する搬入装置動作検知器５２が取り付けられている。搬入装置動作検知器５２としては、例えばエンコーダやリニアセンサが用いられる。さらに、プレス内移送装置４０には、その動作を検知するプレス内移送装置動作検知器５３が取り付けられている。プレス内移送装置動作検知器５３としては、例えばプレス内移送装置４０を駆動するサーボモータに設けられたエンコーダ、および光電センサで構成される。そして、これらワーク検知器５１、搬入装置動作検知器５２、プレス内移送装置動作検知器５３は制御装置６０に接続されており、それぞれの検知信号が入力されるようになっている。
【００１５】
制御装置６０はＣＰＵや記憶装置６３等から構成されており、プログラムが読み込まれることにより、ワーク分布判定手段６１およびスライドモーション選択手段６２が実現されている。
ワーク分布判定手段６１は、ワーク検知器５１、搬入装置動作検知器５２、プレス内移送装置動作検知器５３からの検知信号から各金型Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３におけるワークＷの有無であるワーク分布を判定する。より詳細には、まず、ワーク検知器５１によりワークＷが搬入装置３０に積載されたことを検知する。その後、搬入装置動作検知器５２により搬入装置３０の動作を検知し、その搬送距離からワークＷがプレス内に搬入されたか否かを判断する。ワークＷがプレス内に搬入された後、プレス内移送装置動作検知器５３によりプレス内移送装置４０がワークＷを移送した回数を検知し、どの工程の金型Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３にワークＷが位置しているかを判断する。以上の演算を搬入装置３０に積載された全てのワークＷに対して行い、各金型Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３におけるワークＷの有無を判断する。
なお、上記ワーク検知器５１、搬入装置動作検知器５２、プレス内移送装置動作検知器５３およびワーク分布判定手段６１が、特許請求の範囲に記載の「ワーク分布検出装置」に相当する。
【００１６】
記憶装置６３には、予め各ワーク分布に対応するスライドモーションが記憶されている。
図４に示すように、金型Ｃ１で第１工程のつぶし加工、金型Ｃ２で第２工程の成形加工、金型Ｃ３で第３工程のピアス加工を行う場合について説明する。この場合、第１工程のつぶし加工における最適モーションは、スライドＳを素早く昇降させるモーション（モーションＡ）である。第２工程の成形加工における最適モーションは、金型Ｃ２とワークＷが接触する前後はスライドＳを素早く昇降させ、金型Ｃ２とワークＷが接触している間はスライドＳの昇降速度を遅くするモーション（モーションＢ）である。第３工程のピアス加工における最適モーションは、金型Ｃ３とワークＷが接触している間はスライドＳの昇降速度を遅くするが、成形加工よりも速い昇降速度としているモーションである（モーションＣ）。また、各モーションＡ，Ｂ，Ｃにおいて、１ストロークにかかる時間は、それぞれtA，tB，tCであり、tBが最も長く、tAが最も短い。また、各モーションＡ，Ｂ，Ｃの中で、成形上一番難しいモーションはモーションＢであり、成形上一番易しいモーションはモーションＡである。
【００１７】
この場合に、各ワーク分布に対応するスライドモーションは、例えば図３に示すように設定され、記憶装置６３に記憶されている。
ここで、記憶装置６３に記憶されるスライドモーションは、ワークＷに成形が施される工程のうち成形上一番難しい工程に対応できるモーション、すなわち、各ワーク分布における最適モーションに設定される。したがって、具体的には、第１工程の金型Ｃ１のみにワークＷが位置している場合には（パターン１）、第１工程のモーションＡが最適モーションとなる。同様に、各工程の金型Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のうち、１つの金型のみにワークＷが位置している場合には（パターン１，２，３）、ワークＷが位置している金型で行われる工程のモーションが最適モーションとなる。また、第１工程の金型Ｃ１と第２工程の金型Ｃ２とにワークＷが位置している場合には（パターン４）、成形が難しい第２工程に対応できるモーションＢが最適モーションとなる。同様に、各工程の金型Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のうち、２つ以上の金型にワークＷが位置している場合には（パターン４〜７）、ワークＷが位置している金型のうち一番成形が難しい工程に対応できるモーションが最適モーションとなる。
【００１８】
なお、図３に示す例では、１ストロークにかかる時間が最も長いモーションＢが、成形上一番難しいモーションであるが、最適モーションは必ずしも１ストロークにかかる時間が最も長いモーションとは限らない。例えば、第１工程の金型Ｃ１と第３工程の金型Ｃ３とにワークが位置している場合には（パターン５）、モーションＡを最適モーションとすることもできる。これは、第３工程のピアス成形をモーションＡで行ったとしても、そのモーションがピアス成形に与える影響が小さいため、成形の質を保つことができ、しかも、モーションＡの方が１ストロークにかかる時間が短いため、生産性を高くすることができるからである。また、このような場合には、モーションＡとモーションＣを組み合わせたモーションを最適モーションとすることもできる。モーションＡとモーションＣを組み合わせたモーションとは、図５に示すように、ピアス成形開始時にスライドＳの下降速度を遅くするモーションである。このようにすれば、ピアス成形開始時のワークＷと金型Ｃ３との接触による騒音発生を抑制することができる。
【００１９】
また、最適モーションとして、振り子モーションや振動モーション（微小変位の繰り返し）等を設定することもできる。振り子モーションは、スライドＳを全ストロークさせる必要が無い場合に設定され、上死点前で反転させることにより１ストロークにかかる時間を短くさせることができる。振動モーションは、絞り成形等において設定され、成形品の肉厚を均一化することができる。
【００２０】
スライドモーション選択手段６２は、記憶装置６３に記憶されたスライドモーションから、ワーク分布判定手段６１で判定されたワーク分布に対応するスライドモーションを選択する。例えば、ワーク分布判定手段６１が第１工程の金型Ｃ１と第２工程の金型Ｃ２とにワークＷが位置している（パターン４）と判定した場合、スライドモーション選択手段６２は、記憶装置６３を検索し、パターン４に対応するスライドモーションとしてモーションＢを選択する。
【００２１】
制御装置６０は駆動源制御装置２０と接続されており、スライドモーション選択手段６２で選択されたスライドモーションが駆動源制御装置２０に入力される。そして、駆動源制御装置２０は入力されたスライドモーションにしたがって、ＡＣサーボモータ１１の駆動を制御する。そのため、最適モーションでスライドＳが動作する。
【００２２】
以上の様な構成であるから、スライドＳが１ストローク動作するたびにワーク分布を検出し、そのワーク分布に対応するスライドモーションでスライドＳを駆動させることができる。したがって、いかなるワーク分布においても、常に最適モーションでスライドＳを駆動させることができる。そのため、プレス成形の質を保ち、製品不良を削減できる。また、スライドＳの１ストロークにかかる時間を短くして生産性を高くすることができる。特に、連続送り時の運転開始、停止等の非定常時には、ワーク分布が定常時と異なるが、そのワーク分布における最適モーションで成形が可能となり製品不良を削減できる。
【００２３】
（他の実施形態）
上記実施形態では、ワーク検知器５１、搬入装置動作検知器５２、プレス内移送装置動作検知器５３からの検知信号をもとにワーク分布判定手段６１でワーク分布を演算したが、ワーク分布を検出することができるものであれば、他の構成のワーク分布検出装置を用いることができる。
例えば、プレス内移送装置４０の爪４２にワークＷの有無を検出するセンサを取り付ければ、そのセンサの検知信号をもとにワーク分布を検出することができる。
【００２４】
また、上記実施形態では、３工程のサーボプレスについて説明したが、２工程もしくは４工程以上であってもよい。その場合でも、同様の効果を奏することができる。
また、サーボプレスは、コンロッドＣＲを用いたものに限られず、スライドＳの動作をサーボ制御できるものであればよい。
さらに、搬入装置３０は、ベルトコンベアに限られず、他の搬送形式のものでもよい。
【符号の説明】
【００２５】
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  金型
１０  駆動装置
２０  駆動源制御装置
３０  搬入装置
４０  プレス内移送装置
５１  ワーク検知器
５２  搬入装置動作検知器
５３  プレス内移送装置動作検知器
６０  制御装置
６１  ワーク分布判定手段
６２  スライドモーション選択手段
６３  記憶装置
【図１】
0005426509.tif 000002
【図２】
0005426509.tif 000003
【図３】
0005426509.tif 000004
【図４】
0005426509.tif 000005
【図５】
0005426509.tif 000006