(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）スライドのストローク運動に伴って、素材を所定の製品寸法にプレス加工するプレス機と、
ｂ）前記製品寸法に影響する加工前の前記素材の情報（素材の状態を表す物理量）を測定する素材情報測定手段と、
ｃ）前記プレス機の下死点クリアランスと加工前の前記素材の情報に対応する前記製品寸法との関係に基づいて、前記素材情報測定手段の測定値より目標とする製品寸法を得るために必要な下死点クリアランスを演算する下死点クリアランス演算手段と、
ｄ）この下死点クリアランス演算手段で演算された下死点クリアランスに基づいて前記スライドの下死点位置を補正する補正量を算出する補正量算出手段と、
ｅ）この補正量算出手段で算出された補正量に基づいて前記スライドの下死点位置を調整する下死点位置調整手段とを備えた鍛造成形装置。
【請求項２】
ａ）スライドのストローク運動に伴って、素材を所定の製品寸法にプレス加工するプレス機と、
ｂ）前記製品寸法に影響する加工前の前記素材の情報を測定する素材情報測定手段と、
ｃ）前記製品寸法に影響する前記プレス機の情報を測定するプレス機情報測定手段と、
ｄ）前記プレス機の下死点クリアランスと加工前の前記素材の情報に対応する前記製品寸法との関係に基づいて、前記素材情報測定手段の測定値より目標とする製品寸法を得るために必要な下死点クリアランスを演算する第１下死点クリアランス演算手段と、
ｅ）前記プレス機の下死点クリアランスと前記プレス機の情報に対応する前記製品寸法との関係に基づいて、前記プレス機情報測定手段の測定値より目標とする製品寸法を得るために必要な下死点クリアランスを演算する第２下死点クリアランス演算手段と、
ｆ）前記第１下死点クリアランス演算手段および前記第２下死点クリアランス演算手段で演算されたそれぞれの下死点クリアランスに基づいて、前記スライドの下死点位置を補正する補正量を算出する補正量算出手段と、
ｇ）この補正量算出手段で算出された補正量に基づいて前記スライドの下死点位置を調整する下死点位置調整手段とを備えた鍛造成形装置。
【請求項３】
前記素材情報測定手段による測定は、毎回の加工毎に、または或る間隔毎に行われることを特徴とする請求項１または２に記載された鍛造成形装置。
【請求項４】
前記プレス機情報測定手段による測定は、毎回の加工毎に、または或る間隔毎に行われることを特徴とする請求項２に記載された鍛造成形装置。
【請求項５】
前記素材の情報とは、前記素材の温度、前記素材の硬度、および前記素材の寸法の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１または２に記載された鍛造成形装置。
【請求項６】
前記プレス機の情報とは、前記プレス機の型の温度であることを特徴とする請求項２に記載された鍛造成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プレス機のスライド下死点位置を自動調整する鍛造成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレス機による加工は、スライドのストローク運動により行なわれるため、スライドの下死点位置が変化すると製品精度（製品寸法）に大きな影響を与えることになる。従って、スライドの下死点位置を一定に保つ必要があり、従来より以下のような方法が提案されている。
【０００３】
▲１▼加工後の製品寸法を測定して、目標値とのずれ分だけスライドの下死点位置を調整する方法（特開平４−３１３５００号公報）。
▲２▼スライドの上死点および下死点を測定して、下死点クリアランスの補正量を決定する方法（文献名：プレス技術第３１巻第３号）。
▲３▼プレス加工時の荷重量を測定して、その荷重量が一定となるようにスライドの下死点位置を調整する方法（特開昭６３−１８０４００号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなスライドの下死点位置で決まる製品寸法には、加工前のワーク温度、ワーク硬度、ワーク寸法、およびプレス機の型温度が特に大きく影響する。
ところが、上記▲１▼の方法では、プレス後の製品寸法に基づいてスライドの下死点位置を調整する事後処理であることから、加工前のワーク温度、硬度、および寸法の変動に対して全く効果がなく、製品寸法の高精度化には限界がある。また、時間遅れの影響により、実際に補正されるまでに１〜１０個程度の寸法不良品を生産してしまう。
【０００５】
▲２▼の方法は、型温度の変動による下死点クリアランスの変化に対しては有効であるが、上記▲１▼の方法と同じく事後処理であることから、ワーク温度、硬度、および寸法の各要因の変動に対しては全く効果がなく、製品寸法の高精度化には限界がある。
▲３▼の方法は、▲１▼および▲２▼の方法と同様に事後処理であるとともに、成形荷重と製品寸法との間に殆ど相関がないことから、製品寸法の高精度化は困難である。本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、製品寸法の高精度化を図った鍛造成形装置の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１では、スライドのストローク運動に伴って、素材を所定の製品寸法にプレス加工するプレス機と、前記製品寸法に影響する加工前の前記素材の情報を測定する素材情報測定手段と、前記プレス機の下死点クリアランスと加工前の前記素材の情報に対応する前記製品寸法との関係に基づいて、前記素材情報測定手段の測定値より目標とする製品寸法を得るために必要な下死点クリアランスを演算する下死点クリアランス演算手段と、この下死点クリアランス演算手段で演算された下死点クリアランスに基づいて前記スライドの下死点位置を補正する補正量を算出する補正量算出手段と、この補正量算出手段で算出された補正量に基づいて前記スライドの下死点位置を調整する下死点位置調整手段とを備えた技術的手段を採用する。
【０００８】
請求項２では、スライドのストローク運動に伴って、素材を所定の製品寸法にプレス加工するプレス機と、前記製品寸法に影響する加工前の前記素材の情報を測定する素材情報測定手段と、前記製品寸法に影響する前記プレス機の情報を測定するプレス機情報測定手段と、前記プレス機の下死点クリアランスと加工前の前記素材の情報に対応する前記製品寸法との関係に基づいて、前記素材情報測定手段の測定値より目標とする製品寸法を得るために必要な下死点クリアランスを演算する第１下死点クリアランス演算手段と、前記プレス機の下死点クリアランスと前記プレス機の情報に対応する前記製品寸法との関係に基づいて、前記プレス機情報測定手段の測定値より目標とする製品寸法を得るために必要な下死点クリアランスを演算する第２下死点クリアランス演算手段と、前記第１下死点クリアランス演算手段および前記第２下死点クリアランス演算手段で演算されたそれぞれの下死点クリアランスに基づいて、前記スライドの下死点位置を補正する補正量を算出する補正量算出手段と、この補正量算出手段で算出された補正量に基づいて前記スライドの下死点位置を調整する下死点位置調整手段とを備えた技術的手段を採用する。
【０００９】
請求項３では、請求項１または２に記載された鍛造成形装置において、前記素材情報測定手段による測定は、毎回の加工毎に、または或る間隔毎に行われることを特徴とする。
【００１０】
請求項４では、請求項２に記載された鍛造成形装置において、前記プレス機情報測定手段による測定は、毎回の加工毎に、または或る間隔毎に行われることを特徴とする。
【００１１】
請求項５では、請求項１または２に記載された鍛造成形装置において、前記素材の情報とは、前記素材の温度、前記素材の硬度、および前記素材の寸法の少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１２】
請求項６では、請求項２に記載された鍛造成形装置において、前記プレス機の情報とは、前記プレス機の型の温度であることを特徴とする。
【００１３】
【作用および発明の効果】
請求項１に示す本発明の鍛造成形装置は、素材情報測定手段の測定値、つまり製品寸法に影響する加工前の素材の情報より、目標とする製品寸法を得るために必要な下死点クリアランスを演算し、その演算された下死点クリアランスより算出された補正量に基づいてスライドの下死点位置を調整する。
このように、実際に加工する前に測定された素材の情報に基づいてスライドの下死点位置を調整することにより、素材の情報が変動しても製品個々に最適な下死点クリアランスでプレス加工することができるため、高精度な製品を安定して生産することが可能となる。
【００１５】
請求項２に示す本発明の鍛造成形装置は、製品寸法に影響する加工前の素材の情報およびプレス機の情報より、それぞれ目標とする製品寸法を得るために必要な下死点クリアランスを演算し、その演算されたそれぞれの下死点クリアランスより算出された補正量に基づいてスライドの下死点位置を調整する。
この発明では、製品寸法に影響する加工前の素材の情報とプレス機の情報を測定してスライドの下死点位置を調整することにより、ワークの情報およびプレス機の情報が変動しても製品個々に最適な下死点クリアランスでプレス加工することができる。この結果、請求項１に示す発明より、さらに製品寸法の高精度化が可能となる。
【００１６】
なお、製品寸法に影響する加工前の素材の情報としては、請求項５に記載したように、素材の温度、素材の硬度、および素材の寸法の少なくとも１つである。
また、製品寸法に影響するプレス機の情報としては、請求項６に記載したように、プレス機の型温度である。
【００１７】
【実施例】
次に、本発明の鍛造成形装置の一実施例を図１〜図７に基づいて説明する。
図１は鍛造成形装置のシステム構成図である。
本実施例の鍛造成形装置１は、プレス機２、製品寸法測定装置３、ワーク温度測定装置４、ワーク硬度測定装置５、ワーク寸法測定装置６、型温度測定装置７、スライド制御装置８、およびダイハイト制御装置９等より構成されている。
【００１８】
プレス機２は、ストローク運動を行うスライド２ａ、このスライド２ａと一体に可動する上型２ｂ、および上型２ｂと対向配置された下型２ｃを備え、スライド２ａのストローク運動に伴って、コンベア１０により搬送された素材１１（以下ワーク１１と言う）を上型２ｂと下型２ｃとの間でプレス加工する。
製品寸法測定装置３は、プレス機２で加工された製品１１ａの寸法（厚み寸法）を測定するもので、例えば、作動トランス式、渦流式、またはレーザ式等の変位計である。
【００１９】
ワーク温度測定装置４は、プレス機２で加工される前のワーク１１の温度を測定するもので、例えば、赤外線放射式または熱電対式の温度計である。
ワーク硬度測定装置５は、プレス機２で加工される前のワーク１１の硬度を測定するもので、例えば、超音波接触式の硬度計である。
ワーク寸法測定装置６は、プレス機２で加工される前のワーク１１の寸法（厚み寸法）を測定するもので、例えば、作動トランス式、渦流式、またはレーザ式等の変位計である。なお、本発明の素材情報測定手段は、ワーク温度測定装置４、ワーク硬度測定装置５、およびワーク寸法測定装置６である。
【００２０】
型温度測定装置７（本発明のプレス機情報測定手段）は、プレス機２の上型２ｂまたは下型２ｃ、あるいはその両方の型温度を測定するもので、ワーク温度測定装置４と同様の赤外線放射式または熱電対式の温度計である。
スライド制御装置８（本発明の下死点位置調整手段）は、ダイハイト制御装置９より出力される制御信号に基づいて、プレス機２に内蔵されたスライド調整モータ（図示しない）を駆動することで、スライド２ａの下死点位置を調整する。
【００２１】
ダイハイト制御装置９は、シーケンサあるいはマイクロコンピュータを内蔵するもので、各測定装置３〜７からの信号を入力してデジタル変換する入力ボード９ａ、本制御に係わるプログラムおよびデータを記憶する記憶装置９ｂ、プログラムに基づいて入力ボード９ａでデジタル変換された各信号を演算処理する演算処理部９ｃ、この演算処理部９ｃの演算結果を基にスライド制御装置８へ制御信号を出力する出力ボード９ｄを備える。
【００２２】
次に、本実施例の作動を図２に示すフローチャートを基に説明する。
まず、各測定装置４〜７より加工前のワーク温度、ワーク硬度、ワーク寸法、および型温度の測定値を入力する（ステップＳ１）。
続いて、加工前のワーク温度、ワーク硬度、ワーク寸法（ワーク厚み）、および型温度と製品寸法（製品１１ａの厚み）との関係を示す各データ（図３〜６参照）に基づいて、ステップＳ１で入力された各測定値より目標とする製品寸法を得るための下死点クリアランスを求める（ステップＳ２・下死点クリアランス演算手段）。なお、各データは、プレス起動前に記憶装置９ｂにプリセットされる。
【００２３】
続いて、ステップＳ２で演算された下死点クリアランスと現状の下死点クリアランスとのずれ量よりスライド２ａの下死点位置を補正するための補正量を求め（ステップＳ３・補正量算出手段）、この補正量に対応した補正信号（制御信号）をスライド制御装置８へ出力する（ステップＳ４）。
【００２４】
スライド制御装置８は、ダイハイト制御装置９より出力された補正信号を受けて、自動運転中に、あるいは運転を一旦停止して、プレス機２のスライド調整モータを一定時間回転させることによりスライド２ａの下死点位置を調整する（ステップＳ５）。
【００２５】
このように、製品寸法精度に大きく影響する加工前のワーク温度、ワーク硬度、ワーク寸法、および型温度に基づいてスライド２ａの下死点位置を調整することにより、ワークロットの変更、および前工程の型ロットの変更等によりワーク１１の硬度、寸法が変動した時、あるいは、昼休み後や朝一番等でプレス機２の型温度、ワーク１１の温度が定常状態と変わった時でも、１ショット毎に最適な下死点クリアランスでプレス成形することができる。
【００２６】
この結果、本実施例では、図７に示すように、製品寸法の高精度化（安定化）を図ることができるとともに、その製品寸法の精度向上に伴って、下死点クリアランスの調整作業、製品検査、および製品１１ａの後工程（例えば切削）等が不要となるため、人件費、加工費、材料費の低減によるコストダウンが期待できる。
【００２７】
本実施例の制御システムでは、成形後の製品寸法を測定して、その測定値を基にプレス機２の下死点クリアランスを制御する方法（特開平４−３１３５００号公報参照）と組み合わせることにより、上記した要因（加工前のワーク温度、ワーク硬度、ワーク寸法、および型温度）以外の要因による製品寸法のばらつきを吸収することができ、より一層の寸法精度向上を達成することも可能である。
なお、製品寸法に大きく影響する要因として、型の製作精度が挙げられるが、これについては、型取付け前に寸法測定を行い、予めゼロ点補正しておくことで対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鍛造成形装置の全体構成図である。
【図２】本実施例の作動フローチャートである。
【図３】加工前のワーク温度と製品寸法との関係を示す測定グラフである。
【図４】加工前のワーク硬度と製品寸法との関係を示す測定グラフである。
【図５】加工前のワーク寸法と製品寸法との関係を示す測定グラフである。
【図６】プレス機の型温度と製品寸法との関係を示す測定グラフである。
【図７】本実施例の効果を示すグラフである。
【符号の説明】
１  鍛造成形装置
２  プレス機
２ａ  スライド
２ｂ  上型（型）
２ｃ  下型（型）
４  ワーク温度測定装置（素材情報測定手段）
５  ワーク硬度測定装置（素材情報測定手段）
６  ワーク寸法測定装置（素材情報測定手段）
７  型温度測定装置（プレス機情報測定手段）
８  スライド制御装置（下死点位置調整手段）
９  ダイハイト制御装置（下死点クリアランス演算手段、補正量算出手段）
１１  ワーク（素材）
【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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