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公開番号2025074669
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-14
出願番号2023185645
出願日2023-10-30
発明の名称加工機械の制御方法、加工機械の制御装置及び制御プログラム
出願人学校法人金沢工業大学,ディムシード株式会社
代理人個人,個人
主分類B30B 15/26 20060101AFI20250507BHJP(プレス)
要約【課題】不良品発生率をより低減できる加工機械の制御方法を提供すること。
【解決手段】加工機械の制御方法は、金型型締速度と材料のみかけ粘度との相関性を材料データベースとして予め取得する材料データベース取得ステップと、前記材料データベースの相関性に基づいて、金型型締速度に対する材料のみかけ粘度の変化を示すマスターデータを取得するマスターデータ取得ステップと、プレス成形中における材料のみかけ粘度を、金型型締位置における金型型締速度に基づいて算出するみかけ粘度算出ステップと、みかけ粘度算出ステップで算出したみかけ粘度と前記マスターデータから取得したみかけ粘度とを比較して差分を算出する差分算出ステップと、差分算出ステップで所定以上の差分が算出された場合、前記差分を収束させる金型型締速度を設定し、前記加工機械に対して、設定した前記金型型締速度で金型を制御するように指示する速度制御ステップと、を有する。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
金型内に載置した材料をプレス成形により加工する加工機械の制御方法であって、
材料固有の金型型締速度と材料のみかけ粘度との相関性を材料データベースとして予め取得する材料データベース取得ステップと、
前記材料データベースの金型型締速度と材料のみかけ粘度との相関性に基づいて、金型型締速度に対する材料のみかけ粘度の変化を示す金型固有のマスターデータを取得するマスターデータ取得ステップと、
プレス成形中における材料のみかけ粘度を、金型型締位置における金型型締速度に基づいて算出するみかけ粘度算出ステップと、
前記みかけ粘度算出ステップで算出したみかけ粘度と、前記マスターデータから取得したみかけ粘度とを比較して、差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分算出ステップで所定以上の差分が算出された場合、前記差分を収束させる金型型締速度を設定し、前記加工機械に対して、設定した前記金型型締速度で金型を制御するように指示する速度制御ステップと、
を有する加工機械の制御方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
金型内に載置した材料をプレス成形により加工する加工機械の制御方法であって、
材料固有の金型型締速度と材料のみかけ粘度との相関性に基づいて、金型型締速度に対する材料のみかけ粘度の変化を示す金型固有のマスターデータを取得するマスターデータ取得ステップと、
プレス成形中における材料のみかけ粘度を、金型型締位置における金型型締速度に基づいて算出するみかけ粘度算出ステップと、
前記みかけ粘度算出ステップで算出したみかけ粘度と、前記マスターデータから取得したみかけ粘度とを比較して、差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分算出ステップで所定以上の差分が算出された場合、前記差分を収束させる金型型締速度を設定し、前記加工機械に対して、設定した前記金型型締速度で金型を制御するように指示する速度制御ステップと、
を有する加工機械の制御方法。
【請求項３】
前記マスターデータは、金型型締位置に対する金型内部の応力の変化を示す第１相関データと、金型型締位量に対する材料のひずみ速度の変化を示す第２相関データとに基づいて算出される、
請求項１又は２に記載の加工機械の制御方法。
【請求項４】
前記マスターデータは、良品が成形された際の情報を教師データとする人工知能コンピュータによる機械学習によって逐次学習される、
請求項１又は２に記載の加工機械の制御方法。
【請求項５】
前記材料は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含侵させた不連続炭素繊維複合材料の積層体である、
請求項１又は２に記載の加工機械の制御方法。
【請求項６】
金型内に載置した材料をプレス成形により加工する加工機械の制御装置であって、
少なくとも演算部及び指令部を備え、
前記演算部は、
材料固有の金型型締速度と材料のみかけ粘度との相関性を材料データベースとして予め取得する材料データベース取得処理と、
前記材料データベースの金型型締速度と材料のみかけ粘度との相関性に基づいて、金型型締速度に対する材料のみかけ粘度の変化を示す金型固有のマスターデータを取得するマスターデータ取得処理と、
プレス成形中における材料のみかけ粘度を、金型型締位置における金型型締速度に基づいて算出するみかけ粘度算出処理と、
前記みかけ粘度算出処理で算出したみかけ粘度と、前記マスターデータから取得したみかけ粘度とを比較して、差分を算出する差分算出処理と、
前記差分算出処理で所定以上の差分が算出された場合、前記差分を収束させる金型型締速度を設定し、前記加工機械に対して、設定した前記金型型締速度で金型を制御するように指示する速度制御処理を実行する、
加工機械の制御装置。
【請求項７】
コンピュータを、請求項６に記載の加工機械の制御装置として機能させるための制御プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工機械の制御方法、加工機械の制御装置及び制御プログラムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、自動車部品等の生産現場においては、金属材料やプラスチック材料等の加工に適したプレス成形機等の加工機械が運用されている。
【０００３】
このような加工機械の運用上の課題として、不良品発生率の抑制がある。例えば、後述する炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）のプレス成形においては、精密な動作制御が可能なサーボモータを用いたプレス機を用いても、不良品発生率は３割に及ぶことが少なくない。そのため、不良品発生率の改善が材料の加工を伴う多くの製造業のコスト削減及び生産性の向上のための大きな課題となっている。
【０００４】
このような課題に対して、プレス機が材料に加える荷重の変化をフィードバック制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、上記特許文献１に係る技術を効率化するための技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－２３７０６２号公報
特開２０１８－１６１６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
熱可塑性樹脂を含侵させたテープをランダムに積層したＣＴＴ材(Carbon Fiber Taped reinforced Thermoplastic)は、不連続繊維であるため、材料流動性が大きく、複雑形状の成形性に優れている。一方、ＣＴＴ材は、プレス成形時にテープ片単位で材料が流動するため、繊維配向が大きく変化することから、機械特性のばらつきが大きい。このような材料を使ったプレス成形において、プレス機が材料に加える荷重の変化を測定するだけでは、加工工程において生じる材料の機械特性のばらつきに対応した制御を行うには必ずしも十分とは言えない。また、従来のフィードバック制御では、加工工程において生じる材料の機械特性のばらつきに対応した制御を材料に対して反映させることは難しい。そのため、機械特性のばらつきが大きな材料によるプレス成形において、不良品発生率を抑制するという課題には、更に改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、不良品発生率をより低減できる加工機械の制御方法、加工機械の制御装置及び制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る加工機械の制御方法は、金型内に載置した材料をプレス成形により加工する加工機械の制御方法であって、材料固有の金型型締速度と材料のみかけ粘度との相関性を材料データベースとして予め取得する材料データベース取得ステップと、前記材料データベースの金型型締速度と材料のみかけ粘度との相関性に基づいて、金型型締速度に対する材料のみかけ粘度の変化を示す金型固有のマスターデータを取得するマスターデータ取得ステップと、プレス成形中における材料のみかけ粘度を、金型型締位置における金型型締速度に基づいて算出するみかけ粘度算出ステップと、前記みかけ粘度算出ステップで算出したみかけ粘度と、前記マスターデータから取得したみかけ粘度とを比較して、差分を算出する差分算出ステップと、前記差分算出ステップで所定以上の差分が算出された場合、前記差分を収束させる金型型締速度を設定し、前記加工機械に対して、設定した前記金型型締速度で金型を制御するように指示する速度制御ステップと、を有する。
【０００９】
第２の発明に係る加工機械の制御方法は、金型内に載置した材料をプレス成形により加工する加工機械の制御方法であって、材料固有の金型型締速度と材料のみかけ粘度との相関性に基づいて、金型型締速度に対する材料のみかけ粘度の変化を示す金型固有のマスターデータを取得するマスターデータ取得ステップと、プレス成形中における材料のみかけ粘度を、金型型締位置における金型型締速度に基づいて算出するみかけ粘度算出ステップと、前記みかけ粘度算出ステップで算出したみかけ粘度と、前記マスターデータから取得したみかけ粘度とを比較して、差分を算出する差分算出ステップと、前記差分算出ステップで所定以上の差分が算出された場合、前記差分を収束させる金型型締速度を設定し、前記加工機械に対して、設定した前記金型型締速度で金型を制御するように指示する速度制御ステップと、を有する。
【００１０】
第３の発明に係る加工機械の制御装置は、金型内に載置した材料をプレス成形により加工する加工機械の制御装置であって、少なくとも演算部及び指令部を備え、前記演算部は、材料固有の金型型締速度と材料のみかけ粘度との相関性を材料データベースとして予め取得する材料データベース取得処理と、前記材料データベースの金型型締速度と材料のみかけ粘度との相関性に基づいて、金型型締速度に対する材料のみかけ粘度の変化を示す金型固有のマスターデータを取得するマスターデータ取得処理と、プレス成形中における材料のみかけ粘度を、金型型締位置における金型型締速度に基づいて算出するみかけ粘度算出処理と、前記みかけ粘度算出処理で算出したみかけ粘度と、前記マスターデータから取得したみかけ粘度とを比較して、差分を算出する差分算出処理と、前記差分算出処理で所定以上の差分が算出された場合、前記差分を収束させる金型型締速度を設定し、前記加工機械に対して、設定した前記金型型締速度で金型を制御するように指示する速度制御処理を実行する。
（【００１１】以降は省略されています）

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