サーボプレスとのコラボレーションにより進化した生産システム事例の紹介
アイダエンジニアリング㈱松野修一＊● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●機能解説 2

近年のプレス加工では、多品種少量フレキシブ構と低速高トルクサーボモータを組み合わせるこル生産や、金型工法を含めた生産システムの進化とでスライドモーションの急加速、急減速を設定を各業界から求められており、その解決策の一つ位置の手前、後いずれでも指定することができ、として自動化装置との緻密な連動制御や開発内容より効果的なモーション設定が可能になった。サへの柔軟な対応ができるサーボプレスへの期待はーボプレスのモーション設定は、上型と下型が接大きく、本稿ではサーボプレスを中心とした高効触する加工開始位置において速度を瞬間的に遅く率な生産システム事例を紹介すると共に、サーボすることが理想で、低速での金型接触は振動・騒

プレスならではの使用方法について解説する。

音を抑制するだけでなく、加工材料をしっかりと● ● ● ●● ● ● ●

金型内に固定する効果もあり、加工初期の速度も当社製サーボプレスは、ダイレクトドライブ機

この特異なモーションをサイレント減速モーショ

サイレント減速モーション低速化され、製品精度の向上や安定生産、金型の高寿命化という多くのメリットがある。当社ではンと命名している。

＊（まつの しゅういち）：営業本部 専担技術部 業務部長
〒252−5181 神奈川県相模原市緑区大山町 2−10
TEL : 042−772−5231 FAX : 042−772−5261

図 1 は当社 800 kN サーボプレスでの生産性と成形性を両立した振り子モーションを示す。金型

70

ストローク / 下死点上位置（mm）

120min−170min−160
Feed End504.5mm 上220mm/s

40Feed Start

パンチ
挿入速度1/1030S 字減速4.5mm 上22mm/s

201000100200300

400500

600

700

800

900時間（ms）

図 1 サイレント減速モーション70

プ レ ス 技 術

特集 サーボで稼ぐ！ 高付加価値加工の実現ノウハウ

写真 2 通常生産による製品の状態
写真 1 800 kN サーボプレスのシステム

接触時のスライド速度を瞬間的に 22 mm/s と従来モーションの 1/10 の速度へ減速しているのに対し、生産性は 70 min−1 を維持している。この製品 5 個ストリッパプレートように成形域手前の指定位置においてサイレント減速モーションを設定することにより、生産性を犠牲にすることなく製品精度の向上や金型寿命の延長ができるため、当社製サーボプレスを使用するユーザーでは広く利用されているモーションとロボットフィンガなっている。
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順送金型と自動製品集積システム

順送金型をサーボプレス自動化システムに合わせて専用設計した事例を紹介する。当社 800 kN

写真 3 専用設計金型とロボットフィンガ整列箱への自動セットが可能となり、人員削減や不良率低減を実現した。

サーボプレスを中心に構成したシステムを写真 1生産するプレスモーションは、4 個目までを振に示す。部品は、自動車用電装品ジャンクション

り子運転による最小スライドストローク高生産加ボックスに使用するインサート成形用端子で、以工とし、5 個目の取り出し時はアイダ独自開発の前この部品は順送金型により生産し、手作業で一スマートインターロック機能によりプレスが一旦部品ずつ整列箱にセット、後工程となる樹脂成形停止したタイミングでロボットフィンガにより製機の自動化システムへ供給していた。手作業によ品をチャックした後、動作完了信号をプレスへ出る整列箱へのセットは作業者数名を必要とし、ま力、プレスはこの信号を受けて自動的にスライドた端子形状が複雑のため写真 2 のごとく製品が動作を再起動させている。本システムのプレスモ絡まり、不良が多く発生していた。

ーションを図 2 に示す。

本システムでは、加工製品を 1 個ずつではなく、このスマートインターロック機能は、プレスの5 個まとめて順送スケルトンより分離し、ストリ操作画面上のモーションプログラムで任意のスラッパプレートが製品を押さえている状況でプレス

イド位置を設定することが可能であり、設定位置を一旦停止させ、写真 3 に示すように一度に 5前で動作完了信号が入力された場合ではプレスを個の製品をロボットフィンガでチャックし、順送設定位置で停止させずに通過させ、機械側の自動金型内から取り出す。端子の向きがバラバラにな判断により生産性を向上させる機能を有している。

ることもなく、55 min−1 の高生産を維持したまま、本システムのロボットフィンガはサーボモータ駆

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サーボプレスモーション

11min−1×5 個＝55min−1

材料フィードタイミング

カットパンチ戻り確認（スマートインターロック）

フィンガ退避確認（スマートインターロック）

カットパンチ戻り

カットパンチ出

カットパンチ出確認（スマートインターロック）

フィンガチャック
（スマートインターロック）

図 2 プレスモーションとスマートインターロック使用個所

動であるものの、箱替えの動作時間は箱の位置にンピングにおいて、サーボプレスを使用した高生より変化し、同様に空圧を駆動源とした金型内の産システムを紹介する。表 1 は油圧プレスとサパンチ可動機構なども動作時間が不確定であるたーボプレスのホットスタンピングにおける比較をめ、自動判断する本機能は有効に働いている。ス示している。ホットスタンピングは、高張力 1．
5

マートインターロック機能は生産性を最大限に保GPa 級の骨格パネルを生産するため、型内冷却ったまま各装置間の安全な連携動作を実現でき、による焼入れを利用し、高強度プレス加工部品を高度な生産技術の対応無しに高機能なシステム構製作する工法である。鋼板をオーステナイト組織築を可能としている。

が現れる温度以上に加熱し、金型との接触による● ● ● ●

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サーボプレスによるホットスタンピング

冷却で焼入れを行い、マルテンサイト変態を引き起こす。成形が完了した後には組織変態が生じているため、成形時に生じる製品内部応力が少なく形状凍結性が高い。

次に、通常は油圧プレスを使用するホットスタ

表 1 油圧プレスとサーボプレスの特徴比較
比較項目

油圧プレス

生産性△

低い

下死点精度△

悪い

加圧保持◎容易◎

対応可モーション変化△

困難◎自由◎
〇

トルク能力

◎高い

◎

高い

保守性

△

悪い

火災リスク

△有り

○

少ない

交互運転

◎完全同期

設備導入コスト

○

◎

○

高い

機械的に決まるエネルギー能力

周辺装置との連動

72

サーボプレス〇メカプレス同様
低速時高エネルギー〇

専門知識一部要〇

プ レ ス 技 術

特集 サーボで稼ぐ！ 高付加価値加工の実現ノウハウ

油圧装置パッド
スライド

1

32②成形完了

4

スライド位置

③トリム完了（下死点）

65④スライド上昇後型締め（下死点上数 mm)

下死点通過後スライド停止
61
大5拡

243時間

図 3 ホットスタンピングモーション例

制御となり各装置の待ち時間が発生してしまう。

が高硬度であるためプレスによる二次加工が困難

当社製のサーボプレスと搬送システムでは、よりとなり、外周のトリム切断などにレーザカット加厳密な搬送装置との同期制御が可能で、この待ち工が必要となる。焼入れの冷却時間は金型や材料、

時間 1〜1．
5 秒を短縮し、生産性を更に向上させ冷却方法によるが、プレスで加圧した状態にて製ることができる。

品を 5〜10 秒間保持する必要があり、フライホイ● ● ● ●

ール駆動のメカプレスではこの加圧停止の対応が困難であるが、サーボプレスがこれを可能とした。

最適制御システムによる生産性向上● ● ● ●

その一方で焼入れ完了後の状態では、加工製品さらにレーザカット加工の工数を削減するため、サーボプレスは、上死点から下死点まで全域にスライド下面に油圧クッションを装備し、ダイスわたりスライド位置を高速で制御可能であるが、をフローティングさせ下死点手前までに成形を完

メカプレスでは緊急停止時のスライド位置制御が了、下死点手前から下死点までの工程でトリム、困難であるため、必然的に搬送機とプレススライ

ピアス加工を行い、下死点通過後に油圧クッショドの衝突を回避するすき間を多くしている。サーンの圧力で加圧保持し冷却する。

ボプレスでは搬送装置とプレススライドを完全に図 3 にある下死点過ぎに停止させる独特のモ同期させ、システム全体の相互位置関係を保ったーションは機械式サーボプレス以外では対応が難制御停止が可能であり、すき間を最小限で保持すしく、後工程のレーザカット加工の工数削減に大ることにより生産性の向上が可能になる。サーボきく貢献している。また、油圧プレスでも高速仕モータで駆動する当社製搬送装置と組み合わせる様により非加工領域での速度アップは可能である

場合は、当社独自の搬送シミュレータ兼ライン同が、搬送装置との制御的な同期が難しく交互運転期システムである ADMS（AIDA DIGITAL MO-

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に示す。その他の優れた機能として、システム下流の検査などを行う際、一時的にラインタクトを遅くする場合でもサーボプレスのモーションコントロールにより加工域の速度を変更することなく非加工領域のみで時間調整をし、加工速度を一定速度に保持することができる。その結果、特に絞り製品の品質安定とフレキシブル生産を可能としている。
また自動車の外板用大型タンデムライ
ンでは、実機でのライントライ前に金型3 D データと搬送軌跡をオフラインでシミュレーションするソフト（図 5）も制御システムと共に提供している。金型の形状に沿った理想的な搬送軌跡と成形性
図 4 タンデムライン用 ADMS 操作画面の良いプレスモーションを事前にシミュレーションし、追従可能なラインタクト

SYSTEM）により搬送機の加速度能力をを明確化し、事前検証しながら金型設計へリアル最大限に利用しながら最適な搬送モーションを作タイムでフィードバックすることが可能となる。

TION

☆

成し、金型との干渉ポイントを入力するだけで自動的に搬送装置を非干渉域へ同期させ、最適な生産性を自動演算する。

☆

当社では汎用機から大型機までサーボプレスを製作しており、そのサーボプレスの特長を最大限この技術は、トランスファプレス、タンデムラに活用した生産システムを紹介させて頂いた。サイン、ホットスタンピングなどに使用されており、ーボプレスは制御性に優れ、自動化装置との緻密その一例としてタンデムラインの操作画面を図 4な同期システムの構築が可能であり、生産性向上に大きく貢献できると考えている。サーボプレス
単機では投資コストに対しての効果が出しにくいため、今後もユーザーの困り事を解決するべく、サーボプレスを中心とした高効率な生産システムによるユーザーメリットを提案していきたい。
参考文献
1）渡辺雄二：プレス技術、
第 57 巻 第 11 号（2019年 10 月）

図 5 オフライン搬送シミュレーション AVLS

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プ レ ス 技 術