(57)【要約】【課題】複雑な製品形状の深絞り加工を可能とした深絞りプレス装置を提供する。【解決手段】ダイ７とブランクホルダー１２との間にブランク材１８の周縁部を押圧した状態で、パンチ１０によりブランク材１８に深絞り加工を行う深絞りプレス装置である。パンチ押し込み量計測手段２０と、塑性流動量計測手段２１と、基準値が記憶されている記憶手段２２とを備えている。また、基準値と計測値とを比較して、基準値に計測値が近づくように、ブランクホルダー１２とダイ７との間の押圧力の分布を制御する圧力分布制御手段２３を備え、塑性流動量計測手段２１は、ダイ７のブランクホルダー１２側の角部付近に設けられて、ブランク材１８の移動量と移動方向を計測する移動量センサ３０である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイとブランクホルダーとの間にブランク材の周縁部を押圧した状態で、パンチによりブランク材に深絞り加工を行う深絞りプレス装置であって、
前記パンチの押し込み量を計測するパンチ押し込み量計測手段と、
前記パンチの押し込みに伴うブランク材の塑性流動量を計測する塑性流動量計測手段と、
前記パンチの押し込み量に対するブランク材の塑性流動量と、ブランクホルダーとダイとの間の押圧力の分布の基準値が記憶されている記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたパンチの押し込み量に対するブランク材の塑性流動量の基準値と、前記パンチ押し込み量計測手段で計測されたパンチの押し込み量および塑性流動量計測手段で計測された塑性流動量の計測値とを比較して、基準値に計測値が近づくように圧力指令値を変更して、ブランクホルダーとダイとの間の押圧力の分布を制御する圧力分布制御手段とを備え、
前記塑性流動量計測手段は、ダイのブランクホルダー側の角部付近に設けられて、ブランク材の移動量と移動方向を計測する移動量センサであることを特徴とする深絞りプレス装置。
【請求項２】
前記記憶手段に記憶された基準値の圧力指令値は、ブランク材の塑性流動量の計測値に応じて変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の深絞りプレス装置。
【請求項３】
前記記憶手段に記憶された基準値の圧力指令値は、不良品が成形された失敗データの圧力指令値と一致しないように変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の深絞りプレス装置。
【請求項４】
前記圧力分布制御手段は、押圧力の分布を動的に制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の深絞りプレス装置。
【請求項５】
前記圧力分布制御手段は、押圧力の分布を機械的に制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の深絞りプレス装置。
【請求項６】
前記ダイ、ブランクホルダー、パンチの少なくとも１つに、ブランク材との間に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部を設けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の深絞りプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、深絞りプレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイ（ダイス）とブランクホルダー（シワ押さえ板）との間にブランク材の周縁部を押圧した状態で、パンチ（ポンチ）によりブランク材に絞り加工を行う絞りプレス装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
この装置は、絞り成形において、成形品にシワや割れを発生させないようにするために、成形初期の押圧力（シワ押さえ力）を総圧で大きくし、パンチの工程の進行に伴って押圧力を総圧で減少させるものである。
【０００４】
しかしながら、ブランク材は、材料の異方性によって、同一金型・同一成形条件で深絞り成形を行ったとしても、同じように加工できないことがある。例えば、対称軸があるようなブランク材を金型にセットする際に、誤って対称軸に対して回転・反転させてしまったような場合である。さらに、ブランク材の形状が円や正多角形等の場合には、搬送時にブランク材が誤って回転してしまうこともある。
【０００５】
また、材料が異なることによる材料定数の違いがある場合にも、同一金型・同一成形条件で深絞り成形を行ったとしても、同じように加工できないことがある。例えば製品クラスによって、ＢＡ材、エンボス材、代替材を使うことで差別化を図る際に、それぞれの材料は加工特性が異なるため、その加工特性に合った形状の金型を用いるべきであるが、費用の関係で兼用せざるを得ないような場合である。
【０００６】
一方、ブランク材（ワーク）をダイに押付ける複数の押付け部材と、個々の押付け部材に対応するように、測定子をブランク材の外縁部に当接させた複数の変位測定器とを設けた絞りプレス装置がある（特許文献２参照）。
【０００７】
また、シワ押さえの領域毎に板厚センサ・変位センサとアクチュエータを持ち、領域毎の板厚・ブランク外形のリファレンスとの偏差を元にしてアクチュエータ出力の増減値を決定するようにした板材プレス成形のシワ抑え力分布制御装置がある（特許文献３参照）。
【０００８】
ところで、近年では、製品の高意匠化が進み、従来では考えられなかったような複雑な製品形状、例えば厳しいパンチ肩Ｒ（アール）やダイＲ、パンチ角Ｒが要求され、かつシワや擦り傷等が皆無に近い等が要求されることが多くなっている。
【０００９】
図１０（ａ）に示すようなステンレス製のデザインシンク（製品）１のシンク部１ａは、例えば、縦６０ｃｍ、横８０ｃｍ、深さ２０ｃｍの長方形状であり、加えてシンク部１ａ内に横長の窪み１ｂが形成されていて、複雑なパンチ形状が要求される。また、厳しいパンチ肩Ｒ（符号ａ参照）やダイＲ（符号ｂ参照）、パンチ角Ｒ（符号ｃ参照）も要求される。しかも、デザインシンク１であるから、シワや擦り傷等が皆無に近いことも要求される。
【００１０】
そのために、現状では、前述のようなデザインシンク１を成形するために、複数の絞り金型を用意して、第１絞り、第２絞りという工程を経ることで、段階的にクッション圧や加工力を制御しながら深絞り加工を行っている。しかし、複数の金型を用いることはコストアップに繋がるので好ましくない。
【００１１】
そこで、特許文献２や３のような技術を応用して、前述のデザインシンク１のような複雑な製品形状の深絞り加工ができるようにしたいという要望がある。
【特許文献１】特公平６−４１７５号公報
【特許文献２】特開昭５９−１５９２２８号公報
【特許文献３】特開２００５−１８６１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、図１０（ｂ）に示すようなデザインシンク１のシンク部１ａのように、略Ｕ字形状であって、奥まった部位ｍが存在しているタイプがある。
【００１３】
このようなデザインシンク１を成形する場合、特許文献２の技術では、変位測定器５０をブランク材１´の外側に配置する必要がある。そのため、外を向いた部分Ａは密に配置できるが、内を向いた部分Ｂでは測定子５０ａのストロークを確保するために、変位測定器５０を密に配置することはできない。したがって、内を向いた部分Ｂでは測定子５０ａが疎となるために、ブランク形状を正確に計測することができないので、正確な圧力分布制御が困難となり、複雑な製品形状の深絞り加工ができないという問題がある。
【００１４】
また、特許文献３の技術では、全ての領域モジュールで板厚センサが必要で、かつ別途ブランク外形を計測するためにセンサが必要となる。このブランク外形を計測するためのセンサについては、具体的な開示は無いが、特許文献２と同タイプの変位測定器を用いているものと推定できることから、特許文献２と同様の問題がある。
【００１５】
本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、複雑な製品形状の深絞り加工を可能とした深絞りプレス装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するために、本発明は、ダイとブランクホルダーとの間にブランク材の周縁部を押圧した状態で、パンチによりブランク材に深絞り加工を行う深絞りプレス装置であって、前記パンチの押し込み量を計測するパンチ押し込み量計測手段と、前記パンチの押し込みに伴うブランク材の塑性流動量を計測する塑性流動量計測手段と、前記パンチの押し込み量に対するブランク材の塑性流動量と、ブランクホルダーとダイとの間の押圧力の分布の基準値が記憶されている記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたパンチの押し込み量に対するブランク材の塑性流動量の基準値と、前記パンチ押し込み量計測手段で計測されたパンチの押し込み量および塑性流動量計測手段で計測された塑性流動量の計測値とを比較して、基準値に計測値が近づくように圧力指令値を変更して、ブランクホルダーとダイとの間の押圧力の分布を制御する圧力分布制御手段とを備え、前記塑性流動量計測手段は、ダイのブランクホルダー側の角部付近に設けられて、ブランク材の移動量と移動方向を計測する移動量センサであることを特徴とする深絞りプレス装置を提供するものである。
【００１７】
請求項２のように、請求項１において、前記記憶手段に記憶された基準値の圧力指令値は、ブランク材の塑性流動量の計測値に応じて変更可能であることが好ましい。
【００１８】
請求項３のように、請求項１において、前記記憶手段に記憶された基準値の圧力指令値は、不良品が成形された失敗データの圧力指令値と一致しないように変更可能であることが好ましい。
【００１９】
請求項４のように、請求項１において、前記圧力分布制御手段は、押圧力の分布を動的に制御するものであることが好ましい。
【００２０】
請求項５のように、請求項１において、前記圧力分布制御手段は、押圧力の分布を機械的に制御するものであることが好ましい。
【００２１】
請求項６のように、請求項１〜５のいずれか一項において、前記ダイ、ブランクホルダー、パンチの少なくとも１つに、ブランク材との間に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、記憶手段に記憶されたパンチの押し込み量に対するブランク材の塑性流動量の基準値と、ダイの角部付近の移動量センサで計測されたパンチの押し込み量およびブランク材の塑性流動量の計測値とを比較する。そして、圧力分布制御手段により、基準値に計測値が近づくように圧力指令値を変更して、ダイとブランクホルダーとの間の押圧力の分布を制御することで、ブランク材の流動性が最適となるように調整されるようになる。
【００２３】
これにより、厳しいパンチ肩ＲやダイＲ、パンチ角Ｒが要求され、かつシワや擦り傷等が皆無に近い等が要求されるデザインシンクのような複雑な製品形状の深絞り加工が可能となる。また、不良品が少なくなるので、歩留まり率が向上するようになる。
【００２４】
加えて、絞り成形では、ブランク材は必ずダイの角部を通過するために、この部分に移動量センサを設けることで、センサの設置個数が比較的少なくて済む。
【００２５】
また、移動量センサは、ブランク材に対して垂直に設置できるため、背景技術２，３のように測定子のストロークのスペースを必要とすることなく、ダイの角部付近にのみほぼ等間隔で移動量センサを配置できるので、正確な圧力分布制御が容易に行える。
【００２６】
さらに、本発明の深絞り装置では、ブランク材の初期位置をある程度ラフに置くことができるという利点がある。すなわち、特許文献２，３の方法は、ブランク材の外形を計測して制御するから、ブランク材の初期位置がずれた場合、基準値のブランク形状とは異なるブランク形状の履歴となるために、成形が失敗する可能性が高くなる。ブランク材の供給工程では、一般的には吸着で供給するために位置ずれは少ないが、それでも、吸着パッドの劣化やエアー圧の変化などといった外乱要因によって、初期位置がずれることはよくある。また、手動でブランク材を供給する場合などは、初期位置はさらに不安定となる。
【００２７】
また、本発明の深絞り装置では、ブランク材のセットに時間がかからないという利点がある。すなわち、成形型を開いてブランク材をセットする際に、ブランク材を成形型の上から乗せる必要がある。このとき、特許文献２，３の方法では、測定子が前進した状態ではブランク材と干渉するため、そのままブランク材をセットすることができない。そこで、手動若しくはアクチュエータを用いて測定子を後退させてから、ブランク材をセットする必要があるため、ワークのセットに時間がかかる。
【００２８】
これらの特許文献２，３の方法に対して、本発明の深絞り装置は、ダイの角部付近のブランク材の移動量と移動方向を計測するものである。したがって、ブランク材の初期位置で外形がどこにあっても、パンチとダイの隙間に流入するブランク材の速度、移動方向を基準値と合わせるようにシワ押さえの圧力分布を制御するので、ブランク材の初期位置をある程度ラフに置くことができる。また、ブランク材と干渉する測定子が無いので、ブランク材のセットに時間がかからないようになる。これらのことから、本発明の深絞り装置では、特許文献２，３の方法よりも、信頼性の高い成形が行えて、歩留まりも向上するようになる。
【００２９】
請求項２によれば、例えば、深絞りプレス装置の立ち上げ時等に押圧力が一時的に高くならないような場合には、ブランク材の塑性流動量が通常よりも多くなる傾向となる。このような場合には、ブランク材の塑性流動量が少なくなるように、つまり押圧力（シワ押え力）を高くするために、圧力指令値を増加させる。この結果、記憶手段に記憶された塑性流動量と一致して、良品が成形された場合には、増加された押圧力の分布データは、成功データとなる。この良品が成形された成功データと一致するように基準値の圧力指令値が変更（書き換え）される。これにより、深絞りプレス装置の立ち上げ時等の不良品が少なくなるので、歩留まり率が向上するようになる。
【００３０】
請求項３によれば、何らかの事情で不良品が成形された失敗データが基準値と一致する場合には、そのまま成形を続けると、再び不良品が成形されることになる。そこで、失敗データに一致しないように基準値の圧力指令値が変更（書き換え）される。これにより、同じ失敗を繰り返さないようになって、不良品が少なくなるので、歩留まり率が向上するようになる。
【００３１】
請求項４によれば、シリンダ等を用いて押圧力の分布を動的に制御することで、深絞り成形途中でのブランク材の流動性の修正が容易となる。
【００３２】
請求項５によれば、楔等を用いてブランクホルダーとダイとの間の押圧力の分布を機械的に制御するので、楔等の移動が完了すればエネルギーを使用しないため、エネルギーの消費量が少なくて済む。
【００３３】
請求項６によれば、成形中であっても、ブランク材の流動量が悪化した部位等に潤滑剤を供給できるで、潤滑状態が改善されて、ブランク材の破断等を未然に防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３５】
図１は、深絞りプレス装置の側面断面図である。このプレス装置は、上型２と下型３とで構成されて、図１０（ａ）に示したようなデザインシンク１を１回の工程で成形するためのものである。
【００３６】
上型２には、駆動装置（不図示）で上下動されるプレススライド５の上型基台６の下面に、開口部７ａを有するダイ７が取付けられている。
【００３７】
下型３には、作業フロア８に設置された基台９の上面に、ダイ７の開口部７ａに対向して、デザインシンク１のシンク部１ａや窪み１ｂを開口部７ａの内方に絞り込むためのパンチ１０が取付けられている。
【００３８】
このパンチ１０の外周に余裕を持って嵌り合う開口部１１ａを有する下型基台１１が設けられ、この下型基台１１の上面に、開口部１２ａを有するブランクホルダー１２が配置されている。
【００３９】
このブランクホルダー１２に対向する作業フロア８には、ブランクホルダー１２の全面に亘ってほぼ均等な間隔で点在するように、複数の油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆが設けられている。なお、複数の油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆは、図１では６台だけ描いているが、実際には、ブランクホルダー１２に対して、所定の間隔で格子形状に配列されている。例えば、図３に示すように、ブランクホルダー１２の白丸で示す位置に油圧シリンダ（クッションピン）が配列されていて、パンチ１０が二点鎖線で示すような形状であれば、白丸の内、黒丸を入れた箇所に油圧シリンダが配列されることになる。
【００４０】
この各油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆのピストンロッド１５は、下型基台１１の穴１１ｂをそれぞれ貫通して、ブランクホルダー１２に連結されている。
【００４１】
各油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆには、圧力制御弁１６がそれぞれ設けられ、各油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆの油圧を個々に制御できるようになっている。図１では、油圧シリンダ１４ａ，１４ｄには１５トンの油圧、油圧シリンダ１４ｂ，１４ｅには１０トンの油圧、油圧シリンダ１４ｃ，１４ｆには５トンの油圧がそれぞれ付与されていることが例示されている。各油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆや圧力制御弁１６は、圧力分布制御手段２３を構成する。
【００４２】
そして、ダイ７とブランクホルダー１２との間にブランク材１８を挿入した後に、プレススライド５を下降させると、ダイ７とブランクホルダー１２との間にブランク材１８の周縁部が押圧された状態となる。この状態で、プレススライド５の下降に連動させて、油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆの油圧を圧力制御弁１６から徐々に排出することで、ブランクホルダー１２が下降するので、パンチ１０がダイ７に押し込まれるようになる。この結果、ブランク材１８に、デザインシンク１のシンク部１ａや窪み１ｂの深絞り加工が行われるようになる。このブランク材１８は、デザインシンク１である場合には、例えば板厚０．７５ｍｍのステンレス板である。
【００４３】
一方、固定のパンチ１０に対するプレススライド５の昇降位置から、パンチ１０の押し込み量を計測するパンチ押し込み量計測手段２０が設けられている。
【００４４】
また、パンチ１０の押し込みに伴うブランク材１８の塑性流動量を計測する塑性流動量計測手段２１が設けられている。この塑性流動量計測手段２１については、後で詳細に説明する。
【００４５】
さらに、パンチ１０の押し込み量に対するブランク材１８の塑性流動量の基準値が記憶されている記憶手段２２が設けられている。この基準値は、良品が加工された時のデータである。
【００４６】
また、記憶手段２２に記憶された基準値と、パンチ押し込み量計測手段２０で計測されたパンチ１０の押し込み量および塑性流動量計測手段２１で計測された塑性流動量の計測値とを比較する。そして、基準値に計測値が近づくように、ダイ７とブランクホルダー１２との間の押圧力の分布を制御する圧力分布制御手段２３が設けられている。この圧力分布制御手段２３は、圧力制御弁１６の制御によって、各油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆの油圧を個々に制御することで、ダイ７とブランクホルダー１２との間の押圧力の分布を適正に制御するようになる。
【００４７】
すなわち、デザインシンク１のシンク部１ａ等の深絞りを行う場合、パンチ１０の押し込みに伴って、特に塑性変形の大きなパンチ角Ｒ〔図１０（ａ）の符号ｃ参照）〕部分に、ブランク材１８を出来るだけ流し込めるようにする必要がある。そのために、ブランク材１８の流動性に着目して、ダイ７とブランクホルダー１２との間の押圧力の分布を適正に制御するのである。
【００４８】
ここで、塑性変形の大きなパンチ角Ｒ部分に、ブランク材１８を出来るだけ流し込めるようにする従来の対策としては、パンチ角Ｒに近い部分の面圧を予め一律に下げておく。あるいは、ブランク材１８の初期ブランキングで角をカットして摩擦抵抗を減らしておくというものがある。しかしながら、これらの対策では、前述した材料の異方性等に対応することができない。
【００４９】
また、局部的に面圧を向上させる対策としては、ブランクホルダー１２の下にシムと呼ばれる厚みの小さな板を挟み込むことで、ブランクホルダー１２の表面の高さをコントロールし、局部的に面圧の高い部分を作り出すというものもある。しかしながら、この対策では、調整に時間がかかるとともに、深絞り加工中に面圧を変えられない。
【００５０】
さらに、従来の油圧によるプレスシステムでは、設備の立ち上げ時の油温度の低下が原因で、圧力制御弁の圧力（電圧）指令値に対して実際に発生する圧力が低い場合がある。すると、想定していたよりも低い圧力で絞り加工を行ってしまい、良品が成形できないことがある。
【００５１】
これに対して、本実施形態では、ブランクホルダー１２の全面に亘ってほぼ均等な間隔で点在するように、複数の油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆを設けている。また、各油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆには圧力制御弁１６をそれぞれ設けて、各油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆの油圧を個々に制御できるようにしている。
【００５２】
そして、プレススライド５の下降量（パンチ１０の絞り深さ）をパンチ押し込み量計測手段２０で計測する。このパンチ１０の押し込み量に応じて圧力分布制御手段２３が各圧力制御弁１６の圧力指令値を変化させる。これにより、ダイ７とブランクホルダー１２との間の押圧力の分布を適正に制御することで、ブランク材１８の塑性流動性を制御できるようにしている。
【００５３】
記憶手段２２には、プレススライド５の下降量と圧力制御弁１６の圧力指令値、ブランク材１８の塑性流動量との関係がデータとして記憶されている。先ず、記憶手段２２に記憶されたプレススライド５の下降量−圧力制御弁１６の圧力指令値の関係で深絞り成形を行う。そして、下降量と圧力指令値、塑性流動量の関係が記憶手段２２のデータと一致する場合には、問題なく深絞り成形ができるものとしてそのまま加工を継続する。
【００５４】
一方、塑性流動量計測手段２１で計測されたブランク材１８の変形の様子が、記憶手段２２に記憶された塑性流動量計測値と異なる場合には、その差異を埋めるように各圧力制御弁１６への圧力指令値を調整する。
【００５５】
例えば、図２には、プレス開始前のブランク材１８´の外形状を鎖線で示している。図２（ａ）（ｂ）の上段は、記憶手段２２に記憶されたデータに基づくブランク材１８の変形の様子であり、図２（ａ）（ｂ）の下段は、塑性流動量計測手段２１で計測されたブランク材１８の変形の様子である。
【００５６】
図２（ａ）の上段と下段を比較して、部分的にブランク材１８の流動性が悪化している箇所（材料の流れ込みが悪い箇所）があれば〔本例では図２（ａ）の下段のｃ、ｄ箇所〕、該当する部分の押圧力（シワ押え力）を相対的に低減させる〔本例では図２（ｂ）の下段のｃ´、ｄ´部分〕。これにより、ブランク材１８の流動性を向上させて変形を促進し、最終的には記憶手段２２の基準値に記憶された塑性流動量に一致させる〔図２（ｃ）参照〕。
【００５７】
逆に、部分的にブランク材１８の流動性が良化している箇所（材料の流れ込みがよい箇所）があれば、該当する部分の押圧力（シワ押え力）を相対的に増加させる。これにより、ブランク材１８の流動性を悪化させて変形を抑制し、最終的には記憶手段２２の基準値に記憶された塑性流動量に一致させる。
【００５８】
前記深絞りプレス装置において、記憶手段２２に記憶されたパンチ１０の押し込み量に対するブランク材１８の塑性流動量の基準値と、計測手段２０，２１で計測されたパンチ１０の押し込み量およびブランク材１８の塑性流動量の計測値とを比較する。そして、圧力分布制御手段２３により、基準値に計測値が近づくように圧力指令値を変更して、ダイ７とブランクホルダー１２との間の押圧力の分布（面圧分布）を適正に制御することにより、ブランク材１８の流動性が最適となるように調整されるようになる。
【００５９】
これにより、厳しいパンチＲや絞り肩、複雑なパンチ形状等が要求され、かつシワや擦り傷等が皆無に近い等が要求されるデザインシンク１のような複雑な製品形状の深絞り加工が可能となる。また、不良品が少なくなるので、歩留まり率が向上するようになる。
【００６０】
次に、塑性流動量計測手段２１を説明する。図４（ａ）（ｂ）に示すように、ダイ７のブランクホルダー１２側の角部付近の全周囲に亘って一定に間隔で、ブランク材１８の移動量を計測する複数の移動量センサ３０を設ける。このような移動量センサとしては、例えばパソコン等の光学マウスに用いられている非接触式の光学センサやボール型マウスに用いられている接触式のセンサがあり、いずれであっても良い。
【００６１】
このように、ダイ７の角Ｒ付近に移動量を計測する移動量センサ３０を設けて、パンチ１０に流れ込む（矢印ｅ参照）ブランク材１８の流れ方向・速度を検出することで、ブランク材１８の移動量と移動方向を計測することができる。絞り成形では、ブランク材１８は必ずダイ７の角Ｒを通過するために、この部分に移動量センサ３０を設けることで、センサの設置個数が比較的少なくて済むという利点がある。また、移動量センサ３０は、ブランク材１８に対して垂直に設置できるため、背景技術２のように測定子のストロークのスペースを必要とすることなく、ほぼ等間隔に配置できるので、正確な圧力分布制御が容易に行える。
【００６２】
塑性流動量計測手段２１、すなわち、移動量センサ３０で計測されたブランク材１８の塑性流動量は、この計測に基づいて、ダイ７とブランクホルダー１２との間の押圧力の分布（面圧分布）を適正に制御する。これにより、ブランク材１８の流動性が最適となるように調整されるようになる。
【００６３】
図５は、パンチ１０とブランクホルダー１２の角部付近を上方から見た平面図である。移動量センサ３０の出力としては、塑性流動の向きと大きさがある。図５（ａ）のように、例えば、３箇所の油圧シリンダの基準値がそれぞれ１０Ｔ（トン）である時に、移動量センサ３０の計測値が基準値と異なる場合には、油圧シリンダに対する圧力指令値を、図５（ｂ）のように変化させる（総圧は同程度）。これにより、流動方向を制御することができる。同様に、図５（ｃ）のように変化させる（相対割合は一定）。これにより、移動量を制御することができる。このようにして、基準値と計測値の流動量を一致させるようにする。なお、移動量センサ３０の計測値と基準値との比較は、単位パンチストローク毎に行う。
【００６４】
次に、記憶手段２２に記憶された基準値の変更システムについて説明する。
【００６５】
（１）記憶手段２２に記憶された基準値の圧力指令値は、ブランク材１８の塑性流動量の計測値に応じて変更（書き換え）可能である。
【００６６】
すなわち、記憶手段２２に記憶された基準値は、基本的には、ある成功例におけるパンチ１０の押し込み量に対するブランク材１８の塑性流動量と、ブランクホルダー１２とダイ７との間の押圧力の分布との関係の成功データである。しかし、押圧力は変化することがある。
【００６７】
例えば、深絞りプレス装置の立ち上げ時等には、油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆの圧力が一時的に充分でない場合がある。そのために、基準値に基づく圧力指令値が出ているにも拘わらず、押圧力が高くならないために、ブランク材１８の塑性流動量が通常よりも多くなる傾向となる。
【００６８】
そこで、このような場合には、ブランク材１８の塑性流動量が少なくなるように、つまり押圧力を高くするために、圧力指令値を増加させる。
【００６９】
この結果、記憶手段２２に記憶された塑性流動量と一致して、良品が成形された場合には、増加された押圧力の分布データは、成功データとなる。この良品が成形された成功データと一致するように基準値の圧力指令値が変更される。これにより、深絞りプレス装置の立ち上げ時等の不良品が少なくなるので、歩留まり率が向上するようになる。この変更された基準値は、油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆの圧力が安定するまでの間は、次々に変更されることになる。
【００７０】
同様にして、ブランク材１８の塑性流動量も変更することが可能である。例えば、ロット違い等でブランク材１８の塑性流動量が僅かに変化するような場合である。
【００７１】
さらに、未知の材料からなるブランク材のプレス成形における条件出しの自動化にも応用することが可能である。未知の材料からなるブランク材の条件出しは、非常に難易度が高く、手間がかかることが多い。そこで、引張試験等で得られた材料定数を用いてプレス成形のシミュレーションを行い、ブランク材の塑性流動量を先に確認しておく。その上で、シミュレーションによって得られたパンチ押し込み量と塑性流動量、押圧力の分布の関係を先に記憶手段２２に書き込んでおき、この塑性流動量に一致するように押圧力の分布データを更新しながら成形を行うようにする。なお、押圧力の分布データの初期値は、シミュレーションによって求められた値を用いれば、条件の収束が早くなる。
【００７２】
（２）記憶手段２２に記憶された基準値の圧力指令値は、不良品が成形された失敗データの圧力指令値と一致しないように変更（書き換え）可能である。
【００７３】
すなわち、何らかの事情で不良品が成形された失敗データが基準値と一致する場合には、そのまま成形を続けると、再び不良品が成形されることになる。そこで、失敗データに一致しないように基準値の圧力指令値が変更される。
【００７４】
そして、この失敗データが蓄積されて、続いて行う成形の際に利用されることで、同じ失敗は繰り返さないようになる。これにより、不良品が少なくなるので、歩留まり率が向上するようになる。
【００７５】
前記（１）（２）の基準値の変更システムを図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００７６】
前述のように、ダイ７とブランクホルダー１２との間にブランク材１８を挿入した後に、プレススライド５を下降させると、ダイ７とブランクホルダー１２との間にブランク材１８の周縁部が押圧された状態となる。この状態で、プレススライド５の下降に連動させて、油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆの油を圧力制御弁１６から徐々に排出することで、押圧力（シワ押さえ力）を圧力指令値に一致させながらブランクホルダー１２が下降するので、パンチ１０がダイ７に押し込まれるようになる。この結果、ブランク材１８に、デザインシンク１のシンク部１ａや窪み１ｂの深絞り加工が行われるようになる。
【００７７】
そして、ステップＳ１で、パンチ１０の絞りが開始されると、ステップＳ２で、パンチ押し込み量計測手段２０でパンチ１０の押し込み量が計測され、塑性流動量計測手段２１でブランク材１８の塑性流動量が計測される。
【００７８】
ついで、ステップＳ３で、計測値と成功データとが一致しているか否かを判断する。ＹＥＳであれば、ステップＳ４で、現状の成形条件を継続し、ステップＳ５で、パンチ１０の絞りが完了しているか否かを判断し、ＮＯであれば、ステップＳ１に戻る。
【００７９】
ステップＳ５でＹＥＳであれば、ステップＳ６で、良品が成形されたか否かを判断し、ＹＥＳであれば、成功データとなり、ステップＳ７で、この成功データと一致するように基準値の圧力指令値が変更される。なお、ステップＳ６でＹＥＳであれば、基準値と成功データは同じであれから、基準値は実質的に変更されない。
【００８０】
また、ステップＳ３でＮＯであれば、ステップＳ８で、計測値と失敗データとが一致しているか否かを判断する。
【００８１】
ステップＳ８でＮＯであれば、ステップＳ９で、前記（１）のようにして圧力指令値を変更する。この変更は一時記憶部２２ａに格納される。その後、ステップＳ５で、パンチ１０の絞りが完了しているか否かを判断する。ステップＳ５でＹＥＳであれば、ステップＳ６で、良品が成形されたか否かを判断し、ステップＳ６でＹＥＳであれば、成功データとなり、ステップＳ７で、この成功データと一致するように基準値の圧力指令値が変更されるようになる。
【００８２】
ステップＳ６でＮＯであれば、失敗データとなり、この失敗データは一時記憶部２２ａに格納される。
【００８３】
ステップＳ８でＹＥＳであれば、ステップＳ１０で、前記（２）のようにして失敗データと一致しないように基準値の圧力指令値を変更する。この変更は一時記憶部２２ａに格納される。その後、ステップＳ５で、パンチ１０の絞りが完了しているか否かを判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳ６で、良品が成形されたか否かを判断し、ＹＥＳであれば、成功データとなり、この成功データと一致するように基準値の圧力指令値が変更（書き換え）される。
【００８４】
ステップＳ６でＮＯであれば、失敗データとなり、ステップＳ１１で、この失敗データが追記されて蓄積されるようになる。
【００８５】
一方、前記圧力分布制御手段２３は、押圧力の分布を動的に制御するものであり、図１の実施形態では、各油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆや圧力制御弁１６で構成したものである。このように、油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆを用いて押圧力の分布を動的に制御することで、深絞り成形途中でのブランク材１８の流動性の修正が容易となる。
【００８６】
また、圧力分布制御手段２３としては、油圧シリンダ１４ａ〜１４ｆ以外に、図７に示すように、サーボモータやステッピングモータで駆動する複数の電動シリンダ３３を用いることもできる。この電動シリンダ３３は、モータドライバ３４で駆動制御することになる。
【００８７】
このような電動シリンダ３３を用いれば、油圧シリンダと比較して、応答性が早いので、絞り成形のスピードが高速化する。また、段階的に圧力を変化させることが容易なために、塑性流動量の微妙な調整がやりやすくなる。
【００８８】
前記圧力分布制御手段２３は、図１および図７のようなシリンダ以外に、ブランクホルダー１２とダイ７との間の押圧力の分布を機械的に制御するものを用いることができる。
【００８９】
例えば、図８に示すように、ブランクホルダー１２を上下部に２分割して、上部１２ｂと下部１２ｃとの間に複数の楔３６を挿入し、各楔３６は、スライド機構等によって独立して水平方向にスライド移動できるようにする。
【００９０】
そして、図８（ａ）から図８（ｂ）のように、各楔３６を図中右方向にスライド移動させると、ブランクホルダー１２の上部１２ｂが上方に持ち上げられるので、ブランクホルダー１２とダイ７との間の押圧力の分布が制御されるようになる。また、図８（ｂ）では、真ん中の楔３６の移動量が大きく、その両側の楔３６の移動量を小さくしているので、真ん中の楔３６の部分の押圧力が強く、その両側の楔３６の部分の押圧力が弱くなるように制御されることになる。
【００９１】
さらに、楔３６に代えて、複数のカムを挿入し、各カムを回転させることで、ブランクホルダー１２の上部１２ｂを上方に持ち上げるようにしても良い。さらに、楔３６に代えて、複数のボールねじ機構を回転させることで、ブランクホルダー１２の上部１２ｂを上方に持ち上げるようにしても良い。
【００９２】
このように、楔３６等を用いてブランクホルダー１２とダイ７との間の押圧力の分布を機械的に制御するので、楔３６等の移動が完了すればエネルギーを使用しないため、エネルギーの消費量が少なくて済む。
【００９３】
前記実施形態では、ブランク材１８の流動性を制御するために、ブランクホルダー１２とダイ７との間の押圧力の分布を制御するようにしているが、それだけでは充分でない場合もある。例えばブランク材１８の上面（ダイ７側）とブランク材１８の下面（パンチ１０側およびブランク材１８側）との摩擦抵抗を減少させたい場合がある。
【００９４】
一般に絞り成形では、パンチ側およびブランクホルダーの摩擦抵抗を低く、ダイ側の摩擦抵抗を高くして、パンチ１０とブランク材１８との間の滑りを減らすことで、パンチ肩部での板厚減少を防ぐといった加工を行う。しかし、通常の絞り成形では、絞り成形の直前にブランク材１８やパンチ１０、ブランクホルダー１２、ダイ７等に潤滑剤を塗布するために、成形中に潤滑性を制御することはできない。
【００９５】
そこで、図９に示すように、パンチ１０の内部に潤滑剤収納部１０ａを形成し、この潤滑剤収納部１０ａからダイ７側に貫通する複数の供給通路１０ｂを形成して、この各供給通路１０ｂに絞り弁１０ｃを設けている。また、ブランクホルダー１２の内部に潤滑剤収納部１２ｄを形成し、この潤滑剤収納部１２ｄからダイ７側に貫通する複数の供給通路１２ｅを形成して、この各供給通路１２ｅに絞り弁１２ｆを設けている。さらに、ダイ７の内部に潤滑剤収納部７ｂを形成し、この潤滑剤収納部７ｂからブランクホルダー１２側に貫通する複数の供給通路７ｃを形成して、この各供給通路７ｃに絞り弁７ｄを設けている。
【００９６】
そして、成形中であっても、ブランク材１８の潤滑状態が悪化していると判断した時に、いずれかの絞り弁１０ｃ，１２ｆ，７ｄを開くことで、ブランク材１８の表面に潤滑剤が供給されて潤滑状態が改善され、摩擦抵抗が減少するようになる。
【００９７】
この潤滑剤の供給の使い方としては、例えば、記憶手段２２の基準値よりも実際のブランク材１８の流動性が良すぎる状況では、押圧力を強くしてブランク材１８の流動を抑制するようになる。しかし、押圧力が強すぎると、ブランク材１８が引っ張られてしまうために、パンチ１０とブランク材１８との間に滑りが発生して、パンチ肩に板厚減少が発生して破断に至ってしまう。そこで、押圧力は増加させるものの、成形途中でダイ７側に潤滑剤を供給して、ダイ７側の滑り量は維持しながらも、パンチ１０側の滑りは低減させて、破断を未然に防止しなからブランク材１８の流動性を抑えるということが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施形態の深絞りプレス装置のシステム図である。
【図２】ブランク材の流動性制御状態の説明図である。
【図３】油圧シリンダの配列例の平面図である。
【図４】移動量センサであり、（ａ）は配列状態の平面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、パンチとブランクホルダーの角部付近を上方から見た平面図である。
【図６】基準値の変更システムのフローチャートである。
【図７】圧力分布制御手段である電動シリンダの側面図である。
【図８】圧力分布制御手段である楔であり、（ａ）は移動前の断面図、（ｂ）は移動後の断面図である。
【図９】潤滑剤供給部の拡大断面図である。
【図１０】（ａ）はデザインシンクの斜視図、（ｂ）は変形例のデザインシンクの成形時の平面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１      デザインシンク
１ａ    シンク部
２      上型
３      下型
５      プレススライド
７      ダイ
７ｂ    潤滑材収納部
１０    パンチ
１０ａ  潤滑剤収納部
１２    ブランクホルダー
１２ｄ  潤滑剤収納部
１４ａ〜１４ｆ  油圧シリンダ
１５    ピストンロッド
１６    圧力制御弁
１８    ブランク材
２０    パンチ押し込み量計測手段
２１    塑性流動量計測手段
２２    記憶手段
２３    圧力分布制御手段
３０    移動量センサ
３３    電動シリンダ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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