(57)【要約】【課題】  ブランク材と金型の間に生ずる摩擦を低減し，所望の成形品を得ることができるプレス成形装置及びその制御方法を提供する．【解決手段】  プレス成形時にブランク材の所定部位の変形量をリアルタイム計測するセンサ群と、しわ抑え力付与部及びパンチ変位付与部と、センサ群による実測値データに基づいてしわの発生状態の良否（しわが発生していない場合を良、そうでない場合を否）を判断する判断部と、しわ発生状態の判断の結果、良である場合にはブランク材に負荷するしわ抑え力を十分低くするとともにパンチを下降させて成形を進行させる一方、しわ発生状態が否である場合にはパンチ速度を十分低速にしたのちに十分なしわ抑え力を負荷して発生したしわを消去し、そののちに再びパンチを下降させて成形工程を進めるようにしわ抑え力付与手段及びパンチ変位付与手段を制御する制御部とを備えたプレス成形装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物であるブランク材を塑性変形させて所望の形状に加工するためのダイと、前記ブランク材に変形を付与するためのパンチと、前記ブランク材のフランジ部の板面垂直方向にしわ抑え力を付与してブランク材を前記ダイに押し付けて拘束するブランクホルダと、許容しわ発生量及び最高パンチ速度値及び最低パンチ速度値を含むプレス制御基礎データを記憶する記憶手段と、
実加工時にパンチ速度の変更可能なパンチ変位付与手段と、
実加工時にブランクホルダへしわ抑え力を与えるしわ抑え力付与手段と、
実加工時に前記ブランク材の所定部の変形量を計測する計測手段と、
実加工時に前記計測手段を用いて前記ブランク材の所定部位の変形量を実測データとして取得するとともに、前記記憶手段から許容しわ発生量を読み出し、読み出された前記許容しわ発生量と前記実測データとを比較することによって求めたしわ発生量実時間評価データを算出し、算出された評価データに基づいて前記ブランク材のしわ発生状態の良否（しわが発生していない場合を良、そうでない場合を否）を判断する判断手段と、
実加工時に前記判断手段による結果が否である場合には、パンチ速度を前記最低パンチ速度まで低下させる第１ステップ、前記判断手段によってしわ発生状態が良と判断されるまで、しわ抑え力を十分に増加してブランク材に発生したしわを消去する第２ステップ、再び十分に低いしわ抑え力を負荷する第３ステップ、を順次実行するしわ消去手段と、
実加工時に、前記判断手段による結果が良である場合には、十分に低いしわ抑え力を負荷するとともに、パンチ速度を前記最高パンチ速度値まで上昇させる一方、否と判断された場合には、前記しわ消去手段に基づいて前記ブランク材に発生したしわを消去するように、前記しわ抑え力付与手段及びパンチ変位付与手段とを制御する制御手段と
を備えることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項２】
前記計測手段は、前記ブランク材のフランジ端部において、しわ発生の顕著な部位のうち少なくとも一箇所について板面垂直方向の変位量を計測することを特徴とする請求項１に記載のプレス成形装置。
【請求項３】
加工対象物であるブランク材を塑性変形させて所望の形状に加工するためのダイと、前記ブランク材に変形を付与するためのパンチと、前記ブランク材のフランジ部の板面垂直方向にしわ抑え力を付与してブランク材を前記ダイに押し付けて拘束するブランクホルダと、最高パンチ速度値及び最低パンチ速度値を含むプレス制御基礎データを記憶する記憶手段と、
実加工時にパンチ速度の変更可能なパンチ変位付与手段と、
実加工時にブランクホルダへしわ抑え力を与えるしわ抑え力付与手段と、
実加工時の所定のタイミングにおいて、パンチ速度を前記最低パンチ速度まで低下させる第１ステップ、しわ抑え力を増加し前記ブランク材に発生したしわを消去する第２ステップ、再び十分に低いしわ抑え力を負荷する第３ステップ、を順次実行するしわ消去手段と、
実加工時に、十分に低いしわ抑え力を負荷するとともに、パンチ速度を前記最高パンチ速度値まで上昇させる一方、所定のタイミングにおいて前記しわ消去手段に基づいて前記ブランク材に発生したしわを消去するように、前記しわ抑え力付与手段及びパンチ変位付与手段とをオープンループで制御する制御手段と
を備えることを特徴とするプレス成形装置。
【請求項４】
前記ブランクホルダは、前記ブランク材においてしわの発生が顕著である部位に応じて配置された分割型ブランクホルダであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプレス成形装置。
【請求項５】
ブランク材をダイに載置し前記ブランク材が金型に拘束される程度に十分に低いしわ抑え力をブランクホルダに負荷し金型の所定の位置に拘束する第１段階と、
許容しわ発生量及び最高パンチ速度値及び最低パンチ速度値を含むプレス制御基礎データを記憶する第２段階と、
拘束されたブランク材に対しパンチ速度を前記最高パンチ速度値まで上昇させて成形を進行する第３段階と、
前記計測手段を用いてブランク材の所定部位の変形量を実測データとして取得するとともに、前記記憶手段から許容しわ発生量を読み出し、読み出された前記許容しわ発生量と前記実測データとを比較することによって求めたしわ発生量実時間評価値を算出し、算出された評価値に基づいて前記ブランク材のしわ発生状態の良否を判断する第４段階と、
前記第４段階においてしわ発生状態が良と判断された場合には、その時点のパンチ速度を維持もしくは前記最高パンチ速度値までパンチ速度を上昇させて成形を進行する第５段階と、
前記第４段階において、否であると判断された場合には、しわ消去工程として、パンチ速度を前記最低パンチ速度まで低下させる第１ステップ、前記判断手段によってしわ発生状態が良と判断されるまで、しわ抑え力を十分に増加してブランク材に発生したしわを消去する第２ステップ、再び十分に低いしわ抑え力を負荷する第３ステップ、を順次実行する第６段階と、
前期第３段階から前記第６段階の処理を成形が完了するまで繰り返し行う第７段階とから構成されることを特徴とするプレス成形装置制御方法。
【請求項６】
分割型ブランクホルダを備えたプレス成形装置の制御方法であって、
ブランク材をダイに載置し前記ブランク材が金型に拘束される程度に十分に低いしわ抑え力を前記ブランクホルダのそれぞれに負荷し金型の所定の位置に拘束する第１段階と、
許容しわ発生量及び最高パンチ速度値及び最低パンチ速度値を含むプレス制御基礎データを記憶する第２段階と、
拘束されたブランク材に対しパンチ速度を前記最高パンチ速度値まで上昇させて成形を開始する第３段階と、
前記計測手段を用いてブランク材の所定部位の変形量を実測データとして取得するとともに、前記記憶手段から許容しわ発生量を読み出し、読み出された前記許容しわ発生量と前記実測データとを比較することによって求めたしわ発生量実時間評価値を算出し、算出された評価値に基づいて前記ブランク材のしわ発生状態の良否を判断する第４段階と、
前記第４段階においてしわ発生状態が良と判断された場合には、その時点のパンチ速度を維持もしくは前記最高パンチ速度値までパンチ速度を上昇させて成形を進行する第５段階と、
前記第４段階において、否であると判断された場合には、しわ消去工程として、パンチ速度を前記最低パンチ速度まで低下させる第１ステップ、前記判断手段によってしわ発生状態が良と判断されるまで、否と判断された部位に対応するブランクホルダのみにしわ抑え力を十分に増加してブランク材に発生したしわを消去する第２ステップ、再び十分に低いしわ抑え力を負荷する第３ステップ、を順次実行する第６段階と、
前期第３段階から前記第６段階の処理を成形が完了するまで繰り返し行う第７段階とから構成されることを特徴とするプレス成形装置制御方法。
【請求項７】
前記計測は、前記ブランク材のフランジ部における板面垂直方向の変位量に対して行うことを特徴とする請求項５または６に記載のプレス成形装置制御方法。
【請求項８】
ブランク材をダイに載置し前記ブランク材が金型に拘束される程度に十分に低いしわ抑え力をブランクホルダに負荷して金型の所定の位置に拘束する第１段階と、
最高パンチ速度値及び最低パンチ速度値を含むプレス制御基礎データを記憶する第２段階と、
拘束されたブランク材に対しパンチ速度を前記最高パンチ速度値まで上昇させて成形を進行する第３段階と、
実加工時の所定のタイミングにおいて、しわ消去工程として、パンチ速度を前記最低パンチ速度まで低下させる第１ステップ、しわ抑え力を増加し前記ブランク材に発生したしわを消去する第２ステップ、再び十分に低いしわ抑え力を負荷する第３ステップ、を順次実行する第４段階と、
前記第３段階と前記第４段階とを成形が完了するまで繰り返し行う第５段階とから構成されることを特徴とするプレス成形装置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、薄板のプレス成形装置においてしわ抑え力及びプレスモーションの制御を可能とするプレス装置と、そのしわ抑え力及びプレスモーションの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  プレス加工において、ブランク材と工具間での摩擦状態改善は成形性向上のために欠かせない。それゆえに、潤滑剤は成形性を支配する最も重要な因子の一つである一方、成形後に潤滑剤を除去するために水や有機溶剤が使用され、産業廃棄物として環境汚染が深刻な問題となっている。このような背景から、特に板材のプレス成形においては無潤滑加工の実現が求められているが、無潤滑に伴いブランク材と工具間の摩擦状態は悪化し、ブランク材のダイ内への流入を妨げる主要因となる。このため潤滑状態の悪化は、成形性の低減を引き起こすことが問題となっている。【０００３】  従来の技術においては、超音波振動を利用することで摩擦力を低減させたプレス成形技術が挙げられるが、超音波振動付加装置を導入するためには高コストを要する。このため、さまざまな形状ならびに大型部品を対象とした成形に適用することは困難である。【０００４】  別の従来技術として、ダイ表面にＤＬＣ膜などの潤滑性に優れた特殊なコーティングを施工し、無潤滑化を達成しようとする技術が挙げられる。しかしながら、コーティングの施工は高コストであり、さまざまな形状及び大型部品の成形への適用には解決すべき技術課題が多い。また、ブランク材の種類によってはコーティングの耐久性においても問題を生ずる場合がある。【０００５】  また、しわ抑え力に低周波振動を付加することで見かけの摩擦力を低減しようとする技術が開発されているが、無潤滑化への適用には多くの技術課題がある。【０００６】  プレス成形性を左右する成形条件のひとつとして、しわ抑え力が挙げられるが、これらは従来、熟練技術者の経験と勘に基づく試行錯誤によって決められており、プロセス設計には多くの時間を要していた。特に、自動車ボディパネル部品のような非軸対称形状のプレス成形品においては、以上の点が問題となっている。【０００７】  マイクロフォーミングの領域においては、材料寸法の微細化に伴い寸法効果の影響は無視できなくなり、ブランクとダイの間に生ずる摩擦力は通常の寸法の場合と比べて増大し、ブランク材のダイへの流入を妨げ、加工性の低下を引き起こす。このため摩擦量の低減手法が必要とされてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  本発明は、以上のプレス成形における問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、潤滑剤に依存することなく摩擦力を低減するとともに、熟練者でなくとも所望の成形品を得ることのできるプレス成形装置及びその制御方法を提供することにある。
【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、請求項１に記載のプレス成形装置においては、
加工対象物であるブランク材を塑性変形させて所望の形状に加工するためのダイと、前記ブランク材に変形を付与するためのパンチと、前記ブランク材のフランジ部の板面垂直方向にしわ抑え力を付与してブランク材を前記ダイに押し付けて拘束するブランクホルダと、許容しわ発生量及び最高パンチ速度値及び最低パンチ速度値を含むプレス制御基礎データを記憶する記憶手段と、
実加工時にパンチ速度の変更可能なパンチ変位付与手段と、
実加工時にブランクホルダへしわ抑え力を与えるしわ抑え力付与手段と、
実加工時に前記ブランク材の所定部の変形量を計測する計測手段と、
実加工時に前記計測手段を用いて前記ブランク材の所定部位の変形量を実測データとして取得するとともに、前記記憶手段から許容しわ発生量を読み出し、読み出された前記許容しわ発生量と前記実測データとを比較することによって求めたしわ発生量実時間評価データを算出し、算出された評価データに基づいて前記ブランク材のしわ発生状態の良否（しわが発生していない場合を良、そうでない場合を否）を判断する判断手段と、
実加工時に前記判断手段による結果が否である場合には、パンチ速度を前記最低パンチ速度まで低下させる第１ステップ、前記判断手段によってしわ発生状態が良と判断されるまで、しわ抑え力を十分に増加してブランク材に発生したしわを消去する第２ステップ、再び十分に低いしわ抑え力を負荷する第３ステップ、を順次実行するしわ消去手段と、
実加工時に、前記判断手段による結果が良である場合には、十分に低いしわ抑え力を負荷するとともに、パンチ速度を前記最高パンチ速度値まで上昇させる一方、否と判断された場合には、前記しわ消去手段に基づいて前記ブランク材に発生したしわを消去するように、前記しわ抑え力付与手段及びパンチ変位付与手段とを制御する制御手段と
を備えることを特徴とするプレス成形装置によって達成される。
プレス制御基礎データに含まれる最低パンチ速度値には０を設定し、しわ消去工程中にはパンチを停止させることが望ましい。【００１０】請求項２に記載のプレス装置において、計測手段はブランクホルダの変位をブランク材の変形量として計測することが望ましい。ブランクホルダが分割型である場合には、分割されたそれぞれのブランクホルダの変位を計測するとよい。【００１１】  請求項３に記載のプレス成形装置は、請求項１に記載のプレス成形装置において備えられている計測手段及びしわ発生状態判断手段を備えておらず、しわ抑え力付与手段及びパンチ変位付与手段をオープンループ制御で制御することを特徴とするプレス成形装置である。請求項１に記載のプレス装置と比較して、簡易な制御システムが用いられる。特にしわ抑え力を微小かつ高精度に制御することが困難であるマイクロフォーミングに用いるとよい。【００１２】  請求項４に記載のプレス成形装置においては、ブランクホルダは分割型であり、しわの発生が顕著な部位のみにブランクホルダを配置して必要なしわ抑え力を分割して負荷し、その他の部位についてはブランクホルダを配置しないもしくは配置した場合でもその部位に負荷するしわ抑え力を十分低くすることができ、非軸対称部品のプレス成形に用いるとよい。【００１３】  請求項５に記載の発明においては、十分に低いしわ抑え力を前記ブランク材に負荷する状態でパンチを下降させて成形を進行させる実加工時に、前記計測手段を用いてブランク材のフランジ部における所定部位の板面垂直方向の変位をリアルタイムに計測し、この測定データと前記記憶手段から読み出した許容しわ発生量とを比較することでしわ発生状態の良否を判断する。そして、しわ発生状態が良と判断された場合には、再びしわ発生状態の判断の結果が否となるまで成形工程を続行させ、否と判断された場合にはパンチ速度を前記最低パンチ速度値まで低下させたのちに、しわ発生状態が良と判断されるまでしわ抑え力を上昇させる。そして、良と判断された場合には、しわ抑え力を低下させたのちに、再びパンチ速度の最大値が前記最高パンチ速度値となるように上昇させ、成形を再開するように、前記しわ発生状態の判断に基づいてしわ抑え力付与手段及びパンチ変位付与手段をフィードバック制御する。
本発明によれば、成形工程においては常にしわ抑え力はほとんど負荷されない状態で成形を進めることができるため、ブランク材とダイとの間に生ずる摩擦力の低い状態で加工できる。また、しわが生じた場合においても、成形を一時中断した状態でしわの消去が行われるため、しわ発生に伴う成形不良を生ずることがない。【００１４】  請求項６に記載の発明においては、十分に低いしわ抑え力を前記ブランク材に負荷する状態でパンチを下降させて成形を進行させる実加工時に、前記計測手段を用いてブランク材のフランジ部における所定部位の板面垂直方向の変位をリアルタイムに計測し、この測定データと前記記憶手段から読み出した許容しわ発生量とを比較し、分割されたブランクホルダに対応する部位ごとにしわ発生状態の良否を判断する。そして、しわ発生状態が良と判断された場合には、再びしわ発生状態の判断の結果が否となるまで成形工程を続行させ、否と判断された場合にはパンチ速度を低下させたのちに、否と判断された部位のブランクホルダにおいて、しわ発生状態が良と判断されるまでしわ抑え力を上昇させる。そして、良と判断された場合には、しわ抑え力を低下させたのちに、再びパンチ速度の最大値が前記最高パンチ速度値となるように上昇させ、成形を再開するように、前記しわ発生状態の判断に基づいてしわ抑え力付与手段及びパンチ変位付与手段をフィードバック制御する。
成形工程においては常にしわ抑え力の負荷されない状態で成形を進めることができ、しわが生じた場合においても、必要なときに部位な部位のみにしわ抑え力が負荷されるため、しわ発生挙動が複雑な非軸対称形状の成形であっても、しわ発生に伴う成形不良を生ずることがない。【００１５】  請求項８に記載の発明においては、十分に低いしわ抑え力を前記ブランク材に負荷する状態でパンチを下降させて成形を進行させる実加工時に、所定のタイミングにおいて、パンチ速度を前記最低パンチ速度まで低下させる第１ステップ、しわ抑え力を増加し前記ブランク材に発生したしわを消去する第２ステップ、再び十分に低いしわ抑え力を負荷する第３ステップ、を順次実行するしわ消去工程を行い、そののちに再び十分に低いしわ抑え力を前記ブランク材に負荷する状態でパンチを下降させて成形を続行するように、しわ抑え力付与手段及びパンチ変位付与手段をオープンループで制御する。
【発明の効果】
【００１６】  本発明によれば、高コストな超音波装置や金型コーティング技術などの特殊な技術を用いることなく、ブランク材とダイとの間の摩擦力の低減が達成でき、無潤滑プレス成形を実現するとともに、ブランク材とダイとの間の摩擦力を低減により金型寿命の向上が期待できる。特に、ブランク材とダイとの間の摩擦力の低減が大きな問題となるマイクロフォーミングへの適用においては、成形性向上が期待できる。同様に、極薄板や箔材の絞り成形では、フランジしわが発生しやすく、そのしわ発生を抑えるしわ抑え力を適切に制御することが強く要求されているが、本発明によればその正確な制御は不要であり，あわせてしわ消去にともなう成形性向上が期待できる。さらに、熟練者でなくとも適切なしわ抑え力及びプレスモーション制御に基づくプレス成形が実施できる。特に、分割型ブランクホルダを用いることで、非軸対称形状の成形にも適用することができため、大きな波及効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明におけるプレス成形装置の要部を示す概念図である。図中、左側に成形前のブランク材４’が示され、右側に、成形中のブランク材４が示されている。本プレス成形装置は、ダイ３と、ブランクホルダ２と、パンチ１と、パンチ変位付与部（図示せず）としわ抑え力付与部（図示せず）とから構成されるアクチュエータ群と、しわ発生量検出センサ群（図示せず）と、制御部（図示せず）とを備えている。また、しわ抑え力付与手段及びパンチ変位付与手段としては、エアシリンダや油圧シリンダ等のシリンダアクチュエータを用いたもの等がある。センサ群は、接触子を用いた機械的な変位センサなどのほかに、レーザ変位センサ等の非接触変位センサ等の変位を測定できるものである。【００１８】  図２は、非軸対称形状のプレス成形を対象とした、分割型ブランクホルダを用いるプレス装置の要部を示す概念図である。分割型ブランクホルダ６は、フランジ部に複数配置されおり、ブランク材の流入方向及びその直角方向に分割されている。しわ発生の可能性が低い部位については、ブランクホルダは配置されておらず、しわ抑え力は必要な部位のみに負荷される。【００１９】  図３は、ブランク材のしわによって生ずるブランクホルダの変位（ＢＨＤ）を示す図である。ブランク材のフランジ部のしわ発生量は、ブランクホルダの変位を計測することで得られる。【００２０】  ＜しわ発生状態の判断＞
しわ発生状態の判断は、ブランク端でのしわ高さの計測データに基づいて行う。本実施の形態ではブランク材のフランジ端部のしわ発生量をブランクホルダ変位（ＢＨＤ）により代用し、各成形段階において、ＢＨＤと以下で説明する２種類の許容値とを比較することで良否が判断される。
２種類の許容値として、最大許容しわ発生量（ＵＰＴ）及び最小許容しわ発生量（ＬＰＴ）はそれぞれ一定値を用いることも可能であるが、以下の式で与えられるように、加工度の関数を用いることもできる。
【数００１】
ＵＰＴ＝Ａ１＋Ａ２×ΔＤＲ＊
【数００２】
ＬＯＴ＝Ｂ１＋Ｂ２×ΔＤＲ＊
ここで、Ａ１とＡ２及びＢ１とＢ２は一定の値であり、ＵＰＴ＞ＬＯＴとなるように選定する。また、ΔＤＲ＊は、ブランク径の減少率に基づく加工度を表し、以下の式で与えられる。
【数００３】
ΔＤＲ＊＝（Ｄｐ−２×ｒ）／Ｄｐ
ここで、Ｄｐはパンチ直径、ｒはブランク端半径である。
しわ発生状態の判断は、成形工程においては，
【数００４】
ＢＨＤ≦ＵＰＴ
を満たすとき良とし、
【数００５】
ＢＨＤ＞ＵＰＴ
を満たすとき否とする。また、しわ消去工程においては、
【数００６】
ＢＨＤ≦ＬＯＴ
を満たすとき良とし、
【数００７】
ＢＨＤ＞ＬＯＴ
を満たすとき否とする。
【００２１】  ＜制御の概要＞
具体的なプレス装置の制御方法は以下の６段階の動作を実行することに相当する。
第１段階として、ブランクホルダの変位量（ＢＨＤ）をリアルタイム計測することで得られるしわ発生量の計測データに基づいて、しわ発生状態の良否をリアルタイムに判断する。第２段階として、成形工程中のしわ発生状態に対する判断の結果、良である間は成形工程を続行する一方で、否と判断された場合には、パンチ変位付与手段を制御し、パンチ速度を低下させる。第３段階のしわ消去工程においては、パンチ速度を十分低下させたのちに、しわ抑え力制御手段を制御して、しわ発生状態が否と判断される間しわ抑え力を増加させる。ことのき、しわ発生状態が良と判断されたならば、しわ抑え力を低下させる。
第４段階として、再びパンチ速度を上昇させ、成形工程を再開する。
第５段階として、以上の第１段階から第４段階までの動作を、成形が完了するまで繰り返す。
【００２２】  以上のプレス装置制御方法の概要について、深絞り成形を示した図４を用いて説明する。深絞り成形工程は、（ａ）に示すように、しわ発生及びその成長の可能性が低いときに行われる。一方、（ｂ）に示すように、しわの発生状態が許容以上であると、しわを消去するために、（ｃ）のようにパンチは停止するよう制御され絞り加工も停止し、ＢＨＦが負荷される。このしわ消去工程においては、パンチ荷重の増加を避けることができる。（ｄ）の段階においては、十分にしわが消去されると、ＢＨＦは除荷され、（ｅ）に示すように再びパンチの下降が始まり成形工程を続行する。
【００２３】  本発明における制御方法の原理は、しわ抑え力を必要なときのみ負荷するというものである。すなわち、しわ抑え力は、しわがフランジ端部で発生した時点において、それを消去するためにブランク材に負荷される。同時にパンチは停止し、絞り加工も中断する。成形中において、しわ抑え力を負荷しないもしくは十分小さい力を用いることで、ブランク材とダイとの摩擦力の小さい状態で成形の遂行が可能となる。また、しわが発生した際には、パンチ速度を十分低速とすることで、しわの成長は完全に抑制され、この状態でしわ抑え力を負荷することでしわを確実に消去することができる。従って、しわ抑え力の増加に伴う摩擦力の増加を低減することができる。
【００２４】  ＜しわ発生状態判断処理の流れ＞
図５には、本実施の形態のプレス成形装置において、制御手段を制御するためのしわ発生状態判断処理のフローチャートが示されている。
計測手段を用いてブランク材の所定部の変形量を計測するために、ブランクホルダ変位量（ＢＨＤ）を取得する（ＳＴ１００）。続いて、そのときのプレス装置状態が成形工程であるか、しわ消去工程であるか判定する（ＳＴ１０１）。成形工程であるならば、パラメータＴにプレス制御基礎データよりＵＰＴを読み出して設定する（ＳＴ１０２）。しわ消去工程であるならばパラメータＴにプレス制御基礎データよりＬＯＴを読み出して設定する（ＳＴ１０３）。
その後、取得されたＢＨＤとＴの大小関係を比べ、ＢＨＤ＜Ｔの関係が成立するならば、しわ発生状態は良であると判断される一方（ＳＴ１０５）、成立しないならばしわ発生状態は否であると判断される（ＳＴ１０６）。
【００２５】  ＜しわ消去工程処理の流れ＞
図６には、本実施の形態のプレス成形装置において、ブランク材のしわを消去するしわ消去工程の処理を示すフローチャートが示されている。
しわ消去工程の処理が開始されると、まずパンチ速度を低下させ（ＳＴ１１０）、十分に減速されたか判定する（ＳＴ１１１）。この判定には、たとえば、記憶手段に最小パンチ速度を記憶しておき、その速度値と判定を行う時点でのパンチの実際の速度とを比較することで判定することができる。
パンチ速度が十分減速されたのち、しわ抑え力付与手段によってブランクに負荷するしわ抑え力を増分ΔＢＨＦだけ増加させる（ＳＴ１１２）。
しわ発生状態の判断を行い（ＳＴ１３０）、良と判定されるまで繰り返しＳＴ１１２に示す処理を繰り返し，しわ抑え力を上昇させる。
しわの発生状態が良と判断されたならば、しわ抑え力を低下させ（ＳＴ１１４）、再びパンチ速度を上昇させ（ＳＴ１１５）、成形工程を再開する。
【００２６】  ＜制御動作全体の流れ＞
図７には、本実施の形態のプレス成形装置における制御全体のフローチャートが示されている。
本実施の形態を用いて、図１に示すようにブランク材を加工する場合には、まず、ブランク材をダイ上の所定の位置に載置し、しわ抑え力を負荷してブランク材を拘束する（ＳＴ１２０）。プレス装置に成形開始の指示入力があったならば（ＳＴ１２２）、制御部は、ブランク材の所定部の変形量を計測する計測部に属するセンサ群のリアルタイム計測を開始し（ＳＴ１２３）、リアルタイム計測データに基づいてしわ発生状態の判断を開始しするとともに、記憶部より最小しわ抑え力値を読み出し（ＳＴ１２４）、パンチ速度を上昇させて成形を開始する（ＳＴ１２６）。成形開始以降は、しわ発生状態の判断の結果に基づいて、しわ消去工程を実施し、成形が終了するまでＳＴ１２７〜ＳＴ１２９の処理を繰り返す。
【００２７】  図８には、前述した原理にもとづいてプレス成形装置を制御するための構成の機能ブロック図が示されている。本実施の形態のプレス成形装置は、各種部分を駆動するアクチュエータ群６０と、制御部５０と、記憶部４０とを含んで構成される。制御部５０及び記憶部４０はコンピュータシステムに実装されている。
【００２８】  本実施の形態におけるプレス成形装置は、金型として、一般的なマクロスケールの成形を対象としたものの他に、マイクロ寸法品の成形に用いるマイクロフォーミング用金型を有した、マイクロフォーミングプレス装置も本発明の実施形態のひとつとして含んでいる。マイクロフォーミングプレス装置においては、要求されるしわ抑え力の大きさは微小であり、力を直接的に制御するようなしわ抑え力付与手段を導入することは一般的に困難であることが多いため、しわ抑え力手段として、変位制御機構の結果として間接的にしわ抑え力が付与されるような手段を用いるとよい。
【実施例】
【００２９】  図１に示したようなプレス装置を用いて、上述のようなしわ抑え力及びプレスモーションの制御によってブランク材を変形させた場合（実施例）と、制御を行わず一定しわ抑え力、一定パンチ速度でブランク材を変形させた場合（比較例）とを弾塑性有限要素シミュレーションを用いて比較を行った。なお、ブランク材は、板厚０．５ｍｍの軟鋼板を仮定し、絞り比２．０６の条件で成形シミュレーションを行った。また、用いた工具寸法は以下の表に示すとおりである。
【表００１】
2006346742.tif 000003
なお本発明による制御方法は成形中期に対して適用した。
しわ抑え力（ＢＨＦ）及びパンチ速度（ＳＰＤ）の制御値の履歴を図９に示す。制御アルゴリズムが適切に作動していることがＢＨＤ、ＢＨＦとＳＰＤの挙動より確認することができる。
また、しわ抑え力及びパンチ荷重の履歴を図１０（ａ）及び（ｂ）のグラフに示す。しわ抑え力の急激な増減は、この間にしわ消去工程が行われていることを示している。
同グラフ中の最大パンチ荷重を比較すると最大で５％程度低下していることがわかる。【００３０】加工限界
図１１には、大矢根の延性破壊条件式による延性破壊ダメージ値を算出し、比較した結果を示す。
ここで、大矢根の延性破壊条件式として以下の式を用いており、Ｉ＝１に達した時点をシミュレーションにおける破断として扱っている。
【数００８】
2006346742.tif 000004
なお、σｍは静水圧応力、σｅｑは相当応力、εｅｑは相当ひずみ、εｅｑｆは破壊時の相当ひずみである。
図１１に示すように、制御を適用した場合には、ダメージ値の低下が確認できる。すなわち、成形性の向上に対する効果が確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態であるプレス成形装置の要部断面図である。
【図２】本発明の実施形態のうち、非軸対称形状のプレス成形のためのプレス成置の要部断面図である。
【図３】しわの発生する様子と、しわ発生状態の判断に用いる計測部位を説明する図である。
【図４】本発明のプレス装置制御方法の概要を説明する図である。
【図５】しわ発生状態の判断の流れを示すフローチャートである。
【図６】しわ消去工程における処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】本実施の形態における動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】本実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図９】本実施の形態の一例におけるパンチ荷重及びしわ抑え力の履歴である。
【図１０】本実施の形態の一例における動作の履歴を示すグラフである。
【図１１】本実施の形態の一例における延性破壊ダメージ値の履歴を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】１  パンチ
２  ブランクホルダ
３  ダイ
４  ブランク材成形中）
５  しわ抑え付与手段連結部
４′  ブランク材（初期）
【図１】
2006346742.tif 000005
【図２】
2006346742.tif 000006
【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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