(57)【要約】【課題】  ラム及びこのラムを駆動する油圧シリンダのピストンロッド等の可動部分が温度変化しても、精度の高い成形加工ができる油圧プレスによる成形加工高さ補正方法と装置の提供。【解決手段】  油圧プレスにおいてパンチ7とダイ13との協働による成形加工を行うに際し、前記油圧プレスの油圧シリンダ1の温度を測定し、該測定温度における前記油圧シリンダの可動押圧部材のストローク方向の伸縮を補正する補正値を計算して求め、この計算により求めた前記補正値により、前記可動押圧部材の下限位置への移動ストローク量を補正して前記検出したシリンダ温度における成形加工時の成形加工高さが所定の高さになるようにしたことを特徴とする油圧プレスによる成形加工高さ補正方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧プレスにおいてパンチとダイとの協働による成形加工を行うに際し、前記油圧プレスの油圧シリンダの温度を測定し、該測定温度における前記油圧シリンダの可動押圧部材のストローク方向の伸縮を補正する補正値を計算して求め、この計算により求めた前記補正値により、前記可動押圧部材の下限位置への移動ストローク量を補正して前記検出したシリンダ温度における成形加工時の成形加工高さが所定の高さになるようにしたことを特徴とする油圧プレスによる成形加工高さ補正方法。
【請求項２】
油圧プレスにおいてパンチとダイとの協働による成形加工を行うに際し、前記油圧プレスの油圧シリンダの温度を測定し、該測定温度における前記油圧シリンダの可動押圧部材のストローク方向の伸縮を補正する補正値を計算して求め、前記可動押圧部材に装着された前記パンチの成形加工時の下限位置を前記補正値により補正して求め、該補正された下限位置に位置する前記パンチに対する前記ダイの上昇ストローク量を補正して上昇させ、前記検出したシリンダ温度における成形加工時の成形加工高さが所定の高さになるようにしたことを特徴とする油圧プレスによる成形加工高さ補正方法。
【請求項３】
パンチとダイとの協働による成形加工を行う油圧プレスにおいて、前記パンチを油圧シリンダの可動押圧部材に設け、前記パンチに対向するダイを前記油圧プレス本体に設け、前記油圧シリンダに該油圧シリンダの温度を検出する温度センサを設け、前記油圧プレスを制御する数値制御装置に該温度センサが検出したシリンダ温度データから前記可動押圧部材のストローク方向の伸縮を補正する補正値を計算して求める補正値計算処理手段を設けると共に、該補正値計算処理手段により求めた前記補正値により、前記可動押圧部材の下限位置への移動ストローク量を補正してプレス指令として出力するプレス指令部とを設け、前記温度センサが検出したシリンダ温度における成形加工時の成形加工高さが所定の高さになるようにしたことを特徴とする油圧プレス。
【請求項４】
パンチとダイとの協働による成形加工を行う油圧プレスにおいて、前記パンチを油圧シリンダの可動押圧部材に設け、前記油圧プレスの本体に前記ダイを前記パンチに対して接近または離反可能に設け、前記油圧シリンダに該油圧シリンダの温度を検出する温度センサを設け、前記油圧プレスを制御する数値制御装置に該温度センサが検出したシリンダ温度データから前記可動押圧部材のストローク方向の伸縮を補正する補正値を計算して求める補正値計算処理手段を設けると共に、該補正値計算処理手段により求めた前記補正値により補正された下限位置に位置する前記パンチに対して前記ダイの上昇ストローク量を補正して昇降させる下型昇降手段とを設け、成形加工時の成形加工高さが所定の高さになるようにしたことを特徴とする油圧プレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧プレスによる成形加工高さ補正方法及び油圧プレスに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧プレスによる成形加工におけるプレスストロークの制御には、例えば、下降式の油圧プレスブレーキのラムストロークの制御には、ラムの位置を検出する位置検出センサを用いてラムの実位置をフィードバックする位置制御が行われているが、プレスシリンダ周辺の構造的な規制等により、この位置検出センサをラム下端部に取付られない場合には、ラム上部にラムの実位置を検出する位置検出センサが取付ける構成が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３１９４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の従来例は、位置検出センサに対する周囲からの熱影響を除去すべく、ラム上部に設けた位置検出センサ部全体を断熱性シート部材で覆う方法により位置検出センサに対する熱影響対策を行ったものであるが、ラム及びこのラムを駆動する油圧シリンダのピストンロッド等の可動部分が温度変化により油圧シリンダのストローク方向に伸縮した場合、位置検出センサからの位置データを基にしたラムストロークの指令値と、実際のラムの下端位置とにずれが生じるという問題がある。
【０００４】
本発明は上述の如き従来技術の問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、ラム及びこのラムを駆動する油圧シリンダのピストンロッド等の可動部分が温度変化しても、精度の高い成形加工ができる油圧プレスによる成形加工高さ補正方法と装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の油圧プレスによる成形加工高さ補正方法は、油圧プレスにおいてパンチとダイとの協働による成形加工を行うに際し、前記油圧プレスの油圧シリンダの温度を測定し、該測定温度における前記油圧シリンダの可動押圧部材のストローク方向の伸縮を補正する補正値を計算して求め、この計算により求めた前記補正値により、前記可動押圧部材の下限位置への移動ストローク量を補正して前記検出したシリンダ温度における成形加工時の成形加工高さが所定の高さになるようにしたことを要旨とするものである。
【０００６】
請求項２に記載の油圧プレスによる成形加工高さ補正方法は、油圧プレスにおいてパンチとダイとの協働による成形加工を行うに際し、前記油圧プレスの油圧シリンダの温度を測定し、該測定温度における前記油圧シリンダの可動押圧部材のストローク方向の伸縮を補正する補正値を計算して求め、前記可動押圧部材に装着された前記パンチの成形加工時の下限位置を前記補正値により補正して求め、該補正された下限位置に位置する前記パンチに対する前記ダイの上昇ストローク量を補正して上昇させ、前記検出したシリンダ温度における成形加工時の成形加工高さが所定の高さになるようにしたことを要旨とするものである。
【０００７】
請求項３に記載の油圧プレスは、パンチとダイとの協働による成形加工を行う油圧プレスにおいて、前記パンチを油圧シリンダの可動押圧部材に設け、前記パンチに対向するダイを前記油圧プレス本体に設け、前記油圧シリンダに該油圧シリンダの温度を検出する温度センサを設け、前記油圧プレスを制御する数値制御装置に該温度センサが検出したシリンダ温度データから前記可動押圧部材のストローク方向の伸縮を補正する補正値を計算して求める補正値計算処理手段を設けると共に、該補正値計算処理手段により求めた前記補正値により、前記可動押圧部材の下限位置への移動ストローク量を補正してプレス指令として出力するプレス指令部とを設け、前記温度センサが検出したシリンダ温度における成形加工時の成形加工高さが所定の高さになるようにしたことを要旨とするものである。
【０００８】
請求項４に記載の油圧プレスは、パンチとダイとの協働による成形加工を行う油圧プレスにおいて、前記パンチを油圧シリンダの可動押圧部材に設け、前記油圧プレスの本体に前記ダイを前記パンチに対して接近または離反可能に設け、前記油圧シリンダに該油圧シリンダの温度を検出する温度センサを設け、前記油圧プレスを制御する数値制御装置に該温度センサが検出したシリンダ温度データから前記可動押圧部材のストローク方向の伸縮を補正する補正値を計算して求める補正値計算処理手段を設けると共に、該補正値計算処理手段により求めた前記補正値により補正された下限位置に位置する前記パンチに対して前記ダイの上昇ストローク量を補正して昇降させる下型昇降手段とを設け、成形加工時の成形加工高さが所定の高さになるようにしたことを要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ラム及びこのラムを駆動する油圧シリンダのピストンロッド等の可動部分が温度変化によりストローク方向に伸縮しても精度の高い成形加工ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る油圧プレスの上下金型の駆動部の概要とその制御システムの説明図である。
【００１２】
図１を参照するに、油圧プレス本体（図示省略）には油圧シリンダ１が一体的に固定してある。そして、この油圧シリンダ１の可動押圧部材としてのピストンロッド３の下端部には、パンチ（上金型）７が金型保持部材９を介して着脱交換可能に装着してあり、前記油圧シリンダ１により昇降位置決め可能に設けてある。
【００１３】
なお、板押え部材５は前記油圧シリンダ１とは別にプレス本体（図示省略）に設けた油圧シリンダ（図示省略）により、パンチ（上金型）７とは別に、板押え保持部材１１を介して昇降位置決め可能に設けてある。
【００１４】
前記パンチ（上金型）７の下方には、ダイ昇降手段１５が前記油圧プレス本体（図示省略）に昇降位置決め可能に設けてある。そして、このダイ昇降手段１５には前記パンチ（上金型）７に対向するダイ（下金型）１３が着脱交換自在に装着してある。
【００１５】
ダイ昇降手段１５は、ダイ（下金型）１３を装着する金型ホルダ１７を支持する中空円筒状の支持台１９がガイド部材（図示省略）に昇降可能に設けてあると共に、この支持台１９を昇降させる支持台昇降手段２１からなっている。
【００１６】
支持台昇降手段２１は、外周部にギヤ２３を備えた円筒状のナット２５に螺合する円筒状雄ねじ（図示省略）が前記支持台１９の下端部に当接するように設けてあり、ナット部材２５を回転させることにより前記円筒状雄ねじが昇降して、これにより支持台１９が共に昇降させられて、金型ホルダ１７に装着されたダイ（下金型）１３も同時に昇降する。
【００１７】
円筒状のナット２５の外周部のギヤ２３は、数値制御装置２７に制御されるダイ昇降駆動用のサーボモータ２９の駆動ギヤ３１に歯付きベルト３３で連結してある。したがって、数値制御装置２７の制御指令値ａの下でサーボモータ２９を適宜に回転駆動させることにより、ダイ（下金型）１３を適宜な位置に昇降位置決めすることができる。
【００１８】
なお、前記ダイ（下金型）昇降手段１５には、例えば、本願出願人の出願である特開平２００２−１４３９４５号公報に記載の如きダイ（下金型）昇降手段（図３〜図５参照）を使用することができる。
【００１９】
一方、前記油圧シリンダ１は、数値制御装置２７に制御されるサーボ弁４１により可動押圧部材としてのピストンロッド３の下限位置への移動ストローク量が制御される。すなわち、可動押圧部材としてのピストンロッド３の下端部に金型保持部材９を介して装着されたパンチ（上金型）７の下限位置への移動ストローク量を制御することができる。なお、数値制御装置２７からのサーボモータ駆動指令ｂはサーボアンプ３７を介して油圧源３９に接続されたサーボ弁４１に入力される。
【００２０】
また、油圧シリンダ１には油圧シリンダの温度を検出する、熱電対、サーミスタ、測温抵抗対等の温度センサ４３が設けてある。この温度センサ４３が検出した温度のアナログデータｃはＡ／Ｄ変換器４５により温度のデジタルデータｃ’に変換されて前記数値制御装置２７にデジタル温度データｃ’として入力される。なお、数値制御装置２７により温度測定は適宜な時間間隔で測定されるように設定されている。
【００２１】
また、油圧シリンダ１には、ピストンロッド３の位置を検出する、例えば、ポテンショメータ、差動トランス、リニアスケール等の位置検出器４７が設けてあり、この位置検出器４７が検出した位置情報ｄが前記数値制御装置２７にデジタルデータとして入力されるように設けてある。すなわち、数値制御装置２７は、ピストンロッド３の下端部に金型保持部材９を介して装着されたパンチ（上金型）７の位置を常時検出することができるようになっている。
【００２２】
次に、油圧プレスの油圧シリンダ１の可動押圧部材のプレスストローク、すなわちピストンロッド３のストローク量の温度による補正方法を図２により説明する。
【００２３】
前記温度センサ４３が、設定された適宜な時間間隔で油圧シリンダ１の温度をアナログデータｃとして検出し、このアナログデータｃは、Ａ／Ｄ変換器４５によりデジタルデータｃ’に変換されてデジタル温度データ４７として数値制御装置２７に入力される。
【００２４】
数値制御装置２７における補正値計算処理手段４９において、複数個のデジタル温度データｃ’を取得（Ｓ１）して、この複数個のデジタル温度データｃ’を平均化（Ｓ２）し、この平均化した温度における油圧シリンダ１の可動押圧部材としてのピストンロッド３の上端部から下端部に装着したパンチ（上金型）７下端までの長さのストローク方向の伸縮を補正する補正値ｙを次の計算式により計算（Ｓ３）する。
［数１］
ｙ＝（Ｔ−Ｔ０）＊ｋ・・・（１）
計算式（１）において、ｙ：補正値[mm]、Ｔ：測定温度[°Ｃ]、Ｔ０：基準温度[Ｔ０＝３０°Ｃ]、ｋ：温度補正係数（ｋ＝０．００６[mm／°Ｃ]）
なお、温度補正係数ｋと計算式（１）は、図４に示す油圧シリンダ１の温度と成形加工時の成形高さ変化の実測データから算出したものであって、あらかじめ補正値計算処理手段４９に記憶しておく。
【００２５】
成形プレス（Ｓ４）の場合、上述の補正値ｙが求められたら、この補正値ｙを使用して、プレスストローク量の指令値を補正したプレスストローク（例えば、基準温度より測定温度が高い場合、プレスストローク量の指令値から補正値ｙを減算した値）を計算（Ｓ５）してプレス指令（Ｓ６）とする。
【００２６】
上述のプレス指令（Ｓ６）がサーボアンプ３７を介してサーボ弁４１に出力され、油圧シリンダ１の可動押圧部材としてのピストンロッド３に装着されたパンチ（上金型）７を下降させるプレス動作（Ｓ７）が行われて、パンチ（上金型）７とダイ（下金型）１３との間に位置決め載置されたワークに対して成形加工が行われてプレスが完了（Ｓ８）する。
【００２７】
再度、別の成形加工を行う場合には、ステップＳ４に戻りステップＳ５〜Ｓ８の工程を行う。
【００２８】
上述の成形加工方法によれば、油圧シリンダ１の温度が変化して可動押圧部材としてのピストンロッド３の上端部から下端部に装着したパンチ（上金型）７下端までの長さのストローク方向の伸縮があっても、その伸縮を補正したプレスストロークでの動作が行われので、成形加工時の成形加工高さが所定の高さになるように加工することができる。
【００２９】
次に、成形加工時において、油圧シリンダ１の可動押圧部材のプレスストロークの補正する方法に代えて、ダイ（下金型）側の昇降ストローク量を補正する方法を図３により説明をする。
【００３０】
図３において、補正値計算処理とステップＳ４までは、前述の油圧シリンダ１の可動押圧部材のプレスストロークの補正する方法と同一なので、同一のステップＳ１からＳ４までの説明を省略する。
【００３１】
前記数値制御装置２７は、補正値計算処理４９に次いで、ダイ昇降指令値を計算（Ｓ１１）してダイ移動指令（Ｓ１２）をダイ駆動用のサーボモータ２９に出力して、ダイ（下金型）を所定の位置へ昇降移動させる。ダイの移動完了（Ｓ１３）したらプレス指令（Ｓ１４）が出力され、油圧シリンダ１の可動押圧部材としてのピストンロッド３に装着されたパンチ（上金型）７を下降させるプレス動作（Ｓ１５）が行われて、パンチ（上金型）７とダイ（下金型）１３との間に位置決め載置されたワークに対して成形加工が行われてプレスが完了（Ｓ１６）する。
【００３２】
上述のダイ（下金型）側の昇降ストローク量を補正する方法においても、前述の油圧シリンダ１の可動押圧部材のプレスストローク、すなわちピストンロッド３のストローク量を温度により補正する方法と同様な効果を得ることができる。
【００３３】
図５（ａ）は、基準温度でワークＷを成形加工（図５は高さｈのエンボス加工）をした場合のエンボス高さが所定の高さのｈであるとき、シリンダの温度が基準温度より上昇した状態でエンボス加工を行った場合、油圧シリンダ１の可動押圧部材としてのピストンロッド３が伸びて、所定のエンボス高さがｈが得られずｈ’（ｈ＜ｈ’）に変化してしまい加工不良となった状態を示した図である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る油圧プレスの上下金型の駆動部の概要とその制御システムの説明図である。
【図２】本発明に係る油圧プレスのプレスストローク量の温度による補正方法を説明する流れ図。
【図３】本発明に係る油圧プレスのプレスストローク量の温度による補正方法において、ダイ（下金型）側の昇降ストローク量を補正する方法を説明する流れ図。
【図４】油圧シリンダの温度と成形加工時の成形高さの変化量との関係を実測して求めた図。
【図５】基準温度での成形加工（エンボス）時の加工高ｈさと、シリンダ温度が変化した時の加工高さｈ’の変化状態を示した図。
【符号の説明】
【００３５】
１  油圧シリンダ
３  ピストンロッド
５  板押え部材
７  パンチ（上金型）
９  金型保持部材
１１  金型ガイド手段
１３  ダイ（下金型）
１５  ダイ昇降手段
１７  金型ホルダ
１９  支持台
２１  支持台昇降手段
２３  ギヤ
２５  ナット
２７  数値制御装置
２９  サーボモータ
３１  駆動ギヤ
３３  歯付きベルト
３７  サーボアンプ
３９  油圧源
４１  サーボ弁
４３  温度センサ
４５  Ａ／Ｄ変換器
４７  位置検出器
４９  補正値計算処理手段
Ｗ  ワーク
ａ  制御指令値
ｂ  サーボモータ駆動指令
ｃ  アナログデータ(温度)
ｃ’  デジタルデータ（温度）
ｄ  位置情報
【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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