● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●機能解説 3

油圧サーボプレス「Majestic」の機能と活用事例㈱エムエイチセンター

最近当社が出荷したプレス機械の 3 割以上が、青山

進＊、青山⑦スライド、BKO、パンチ交換の動作順序は自由に入れ替えできる

他の加工設備と連結して運転している。当社プレ⑧ EC 向け型式認証モデル製作可● ● ● ●

他設備との連結運転において必要なことは、「ピ● ● ● ●ス機械の後に NC 工作機械が 2 台並列に並んでいる場合が多い。この時のサイクルタイムは、成形品によって異なるが 10〜20 秒を想定している。

剛＊＊

パンチ交換装置

ットレス構造で配置換えが容易」「他設備に迷惑パンチ交換装置は図 1 に示すように、スライをかけない静寂性」「建屋を選ばない設備高さ」でドに取り付けられたパンチ交換プレート板を前後あり、当社の油圧サーボプレスはこの条件を満たに移動させることで 2 種類のパンチ（P 1 パンチ、している。そのうえで「サイクルタイム内で付加P 2 パンチ）を自動的に交換できる装置である。

価値の高い成形」を求められる。

これにより、素材を下型に入れたまま 2 種類のパ

当社油圧サーブプレスは、下記の特徴を有している。この内④〜⑧について説明していく。
①能 力 500 kN〜6000 kN、オ ー プ ン ハ イ ト 1100

ンチで成形することが可能となる（1 ダイ 2 パンチ方式）。
次に、1 ダイ 2 パンチ方式の利点を、図 2 の製mm、ストローク 600 mm まで対応。全てピッスライド

トレス構造②位置制御と荷重制御どちらも対応。加圧保持も対応

パンチ交換装置駆動部（図省略）③スライドのどの位置からでも最大加圧力を発生できる。長尺ワークの成形に最適④パンチ交換装置搭載可⑤繰り返し下死点精度±10μm（リアルタイムハパンチ交換プレート板
P1 パンチイト補正搭載）P2 パンチ下型⑥ BKO（ボルスタノックアウト）は、可変ダイクッションとして使用可。停止位置の数値制御
ボルスタもできる

リアパネル＊（あおやま すすむ）
：代表取締役＊＊（あおやま つよし）
：取締役
〒341−0034 埼玉県三郷市親和 4−542
TEL：048−952−4175 FAX：048−952−8087

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（2020 年 10 月号）

フロントパネル

図 1 パンチ交換装置解説図

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長さ不同

厚み不同（芯ずれ）

素材

P1
前方押出し

P2
後方押出し

図 3 不良品例

図 2 両端深穴付きシャフト品（両端深穴付きシャフト）を成形する場合で説を進行できなかった時、「厚み不同」や「長さ不明する。この部品を成形する場合、「金型一式載同」が起きる。場合によっては、パンチ破損を招せ替えて同一プレス機械で 2 回成形」か「プレスく。この大きな原因は、下型と素材の初期クリア機 2 台で P 1、P 2 をそれぞれ成形」が一般的でランスに起因すると考える。通常、P 1 成形後のあろう。
「大型のトランスファプレス」や「フォ素材を P 2 の下型に入れたとき、素材と下型の間ーマー（横型多段式鍛造機）」で成形可能な場合には一定のクリアランスがある。自動搬送の確実もあるかもしれないが、設備高価、設備大、偏心性を高めるため、下型の内径が素材外径より 0．
1

荷重処理などハードルが高い。次に、この製品がnn 程度大きい場合も珍しくない。つまり、素材おおよそ成形できたとして、寸法不良の例を図 3が下型内の中心に存在している保証がない状態で、に示す。

P 2 後方押出しを実施することになる。

P 2 パンチによる後方押出し成形が素材の中心
素材投入

P1パンチ

1 ダイ 2 パンチ方式の場合はどうだろうか。図
P2パンチ

金型と素材間には、隙間 あり
P1 成形後、金型と素材の隙間 なし

P1 で P2 パンチの芯出しガイドを付ける

芯出しガイドと隙間無しで、精度よく深穴の後方押出しができる

動作フロー①②③④⑤素材投入
P1 成形
P1→P2 にパンチ交換
P2 成形
BKO 上昇。
P2→P1 にパンチ交換⑥ BKO 下降②〜⑥を自動で行う。
P1

スリーブ BKO

成形完了

P2

成形完了

カウンターパンチ

図 4 1 ダイ 2 パンチ解説図

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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

油圧センサ
メインシリンダ
PLC（プログラマブルコン
トローラ）

アンプ

サーボモータポンプ

アンプ

サーボモータポンプ

油圧回路

電磁切換弁（1 式）

油圧サーボ弁は不採用

BKO シリンダ

油圧センサ（2 個）

電磁比例リリーフ弁
油圧センサ
リニアスケール（左右各 1 個）
電気的接続

BKO 位置センサ（シリンダに内蔵）

メカ連結
油圧回路

パンチ交換装置コントローラ

図5
制御系統図

外部入出力信号4 をご覧頂きたい。P 1 成形前に素材を型内に挿きるようになってきたが、それでも下死点精度は入した時はクリアランスがあるが、P 1 成形完了

機械式サーボプレスに遠く及ばないというのが一後はクリアランスなしである。P 2 の後方押出し般の認識だと思う。

は、パンチを交換して下型はそのままで実施する

そこで当社では油圧サーボプレスの開発にあたので、型内クリアランスなしの状態で、後方押出り、下死点精度向上に力を入れてきた。現在では、し成形を実施できる。

繰り返し精度±0．
01 mm を実現している。それ

もともとパンチ交換装置は、2 工程かけて成形にプラスして、当社オリジナルの「リアルタイムする部品を 1 回で成形する工程短縮の目的で開発ハイト補正」機能を用いて負荷変動に対応した位されたが、上記のように品質向上の側面も持って置補正を実施することも可能である。これは次のいる。このことが徐々に評価され、数年前から自ショットではなく、現在進行中の成形の下死点位動車部品の製造用途に使用され、設備のヨーロッ置を即座に補正するものである。制御系統図を図

パへの輸出実績もある。

5 に示す。
● ● ● ●

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および油圧センサの信号がサーボアンプではなく一般的に油圧プレスの下死点精度は「悪い」とれにより油圧センサの信号から PLC 内部で成形いう評価である。サーボが登場する前は、メカス荷重と位置補正値を計算し、即座にサーボアンプトッパーで下死点位置を揃えるのが普通であった。に反映させている。位置補正値は、成形荷重によサーボが登場して、スライド位置を数値で管理でる「プレスフレームの伸び量」と「金型圧縮によリアルタイムハイト補正

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当社プレスの制御の特徴として、リニアセンサて PLC に結線されていることがあげられる。こ77

先端だれ（欠肉）無負荷繰り返し測定（最小目盛り 10μm）
メカストッパーなし

図 7 スプライン軸（一歯欠損タイプ）

図 6 下死点精度測定「リアルタイムハイト補正」と Web 上で検索して頂くと、ダイヤルゲージでスライドの停止精BKO（ボルスタノックアウト）の活用● ● ● ●

● ● ● ●る縮み量」をそれぞれ計算して合算している。

度を測定している動画を見ることができる（図 6）。

BKO 用の油圧シリンダには位置検出用のセン

ここでは、無負荷（ワークなし加工）と圧縮成形サが内蔵されていて、数値制御可能である。また、（約 1300 kN）をランダムに実施し、スライド停電磁比例リリーフ弁によってクッション制御（背止位置を測定するダイヤルゲージの目盛りが±圧制御）もできる。これにより「可変クッション0．
01 mm に収まっている。

制御」「突き上げ荷重制御」「素材排出」の 3 つのリアルタイムハイト補正を開発した目的は、無使い方ができる。

負荷での下死点精度をいくら上げても、素材硬度

図 7 のようなスプライン軸を丸棒から成形すや潤滑状態のばらつきで成形荷重にばらつきが生る場合で説明する。通常の押出し成形だけではスじ、結果として成形品の厚みが揃わないことがみ

プライン先端の大径部分にだれ（欠肉）が生じるられるからである。ただし、リアルタイムハイト場合が多い。その対策として、BKO を活用した補正を使用しても、プレスフレームおよび金型の対処法を図 8 に示す。まず、BKO を一番下では熱による寸法変化の影響は残る。

なくて、カウンターパンチが歯形成形部の開始部
パンチ（上昇完了位置）

パンチ（下方向に進行）

パンチ（位置保持）
スプライン
成形部

素材素材（成形完了）

カウンターパンチ（押されて下がる）
BKO（可変クッション）

図8
BKO 活用説明図

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スプライン成形初期はクッ
ション反力高く、その後だんだん弱くして、先端だれを防ぐ

BKO（突き上げ荷重制御）
スプライン成形後、パンチは位置を保持して BKO を上に突き上げて、先端だれを矯正

BKO（素材排出）
パ ン チ 上 昇 し て か ら、BKOを上昇させて素材排出

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

図 9 設定画面イメージ分にくるように上昇させておく。これでスプライかのパターンを用意しているわけではなく、NCン成形初期に軸端をカウンターパンチで支えて、制御の工作機械のように 1 行ずつ動作内容を入力

歯形先端部分が充満することを助ける。クッショしていく方式である（図 9）。つまり動作パターン圧を成形完了まで同じように利かせると、成形ンは無限大。P 1 パンチと P 2 パンチを交互に、0．
1

荷重がどんどん上がって、金型トラブルが発生しmm ずつ下死点を下げていくような、通常では思やすくなる。

いつかない動作パターンも可能となる。また、「外そこで、先端部分の成形が完了したころで、ク部入出力信号」を組み合わせることで、ユーザーッション圧力を下げて（または 0 にして）、トラが設置した金型に内蔵のアクチュエータをプレスブルを回避する。当社プレスでは、スライドまた動作の中で動かすこともできる。もちろん、入力は BKO の位置に合わせてクッション圧力を変更

した動作内容はプログラム名称を付けて保存できすることが可能である。次に、スライドが下死点る。

まで到達したら、通常はスライド上昇に入るが、機械サーボプレスが得意とするスライドを細かスライド位置を保持したまま BKO を荷重制御でく上下させる動作はできるだろうか？結論として突き上げて、軸端面を加圧することで先端部分のは、可能ではあるが不向きという回答になる。スだれ（欠肉）を矯正する。その後、スライドが所ライドの停止位置をすべてプログラム画面に入力

定の位置まで上昇してから BKO が上昇して、素すれば一応動作するが、スライドの上下動作方向材を型内から排出する。の切り替えは、電磁切換弁で実施しており、短時

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EC 向け型式認証モデル製作● ● ● ●

当社のサーボプレスでは、「スライド」「BKO」「パンチ交換装置」の動作順序について、いくつ● ● ● ●

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動作順序の自由設定間に頻繁に切り替えるのは用途には向かない。

当社のプレスは、日本国内だけでなく、東南ア79

図 10 4500 kN 油圧サーボプレス（パンチ交換装置付き）外観と EC 向け型式認証書☆

ジアや EC 地域へも輸出実績がある（すべて日系☆

企業の現地工場）。特に EC 向けは CE 規格に対当社の油圧サーボプレスは、スライドの複雑な応することが必須条件で、プレス機械の場合は原動作モーション（パルスモーションなど）は不向則として CE 自己宣言だけでなく、認証機関によきであるが、BKO やパンチ交換装置など周辺装る型式認証が必要となりハードルが高い。図 5 に置も合わせて制御していくことで付加価値の高い制御系統図を示したが、基本的に CE マーキング成形を実現している。今後ともユーザーと協力しされた汎用産業用機械部品で構成されており（サて油圧サーボプレスの可能性を広げていきたい。

ーボモータも汎用品）、またリスクアセスメント

設備価格について少し述べると、持ち合わせるがしっかり実施されていて安全に十分に配慮され機能が異なるので他のサーボプレスと単純な比較ていることから、CE 型式認証への対応が可能とはできないが、成形能力（最大荷重）が高くなるなっている。図 10 に装置外観と型式認証書のコほど当社サーボプレスの価格優位性が高くなる傾ピーを示す。

向にある。

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プ レ ス 技 術