特開 2024-89692 プレス金型の製造方法及びプレス金型の製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024089692

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】プレス金型の製造方法及びプレス金型の製造装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 37/00 20060101AFI20240627BHJP

   B21D 22/00 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

B21D37/00 B

B21D22/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022205030

(22)【出願日】2022-12-22

(71)【出願人】

【識別番号】000100861

【氏名又は名称】アイダエンジニアリング株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】516356594

【氏名又は名称】株式会社アデック

(74)【代理人】

【識別番号】110002022

【氏名又は名称】弁理士法人コスモ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】久野 拓律

【テーマコード（参考）】

4E137

【Ｆターム（参考）】

4E137AA21

4E137AA23

4E137CB01

4E137CB03

4E137EA01

4E137FA14

4E137HA08

(57)【要約】

【課題】金型トライアル用のプレス装置と量産用のプレス装置の機差を把握することができるプレス金型の製造方法及びプレス金型の製造装置を提供する。
【解決手段】プレス金型の製造方法は、プレス装置１０の金型配置エリアＤ１に複数のロードセル５０を配置するロードセル配置工程と、ロードセル５０にシム５５を配置する等して、プレス装置１０により生じる各ロードセル５０における荷重を調整する荷重調整工程と、各ロードセル５０に掛かる荷重と、荷重調整工程で得られる荷重に対応するプレス装置の変形量から変形量シートＤＭを作成する変形量シート作成工程と、を備える。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレス装置の金型配置エリア内に複数のロードセルを配置するロードセル配置工程と、
前記プレス装置により生じる各ロードセルにおける荷重を調整する荷重調整工程と、
前記荷重調整工程で得られる、各前記ロードセルに掛かる荷重と、前記荷重に対応する前記プレス装置の変形量から変形量シートを作成する変形量シート作成工程と、
を備えるプレス金型の製造方法。

【請求項2】

前記変形量シート作成工程で作成した前記変形量シートに基づいて仮想プレス装置モデルを作成する仮想プレス装置モデル作成工程と、を備える、請求項１に記載のプレス金型の製造方法。

【請求項3】

異なる２つの前記プレス装置に対してそれぞれ前記仮想プレス装置モデルを作成し、１つのプレス金型モデルと、作成した２つの前記仮想プレス装置モデルにより、各前記プレス装置の製品形状を設定する、請求項２に記載のプレス金型の製造方法。

【請求項4】

荷重とプレス装置の変形量との関係を示す変形量シートであって、トライ用プレス装置についての前記変形量シートであるトライ用プレス変形量シートを作成するトライ用プレス変形量シート作成工程と、
前記トライ用プレス変形量シートに基づいて仮想トライ用プレス装置モデルを作成する仮想トライ用プレス装置モデル作成工程と、
量産用プレス装置についての前記変形量シートである量産用プレス変形量シートを作成する量産用プレス変形量シート作成工程と、
前記量産用プレス変形量シートに基づいて仮想量産用プレス装置モデルを作成する仮想量産用プレス装置モデル作成工程と、
前記仮想量産用プレス装置モデルと製品の形状を転写したプレス金型モデルを用いて、良品が得られる量産用プレス金型モデルに玉成するため複数回のシミュレーション作業を繰り返すＣＡＥ見込み工程と、
前記ＣＡＥ見込み工程で得られた量産用プレス金型モデルと前記仮想トライ用プレス装置モデルを用いて、前記トライ用プレス装置による前記製品のプレス成形におけるトライ用製品形状を準備するトライ基準作成工程と、
を備えるプレス金型の製造方法。

【請求項5】

プレス装置の金型配置エリア内に複数配置されるロードセルと、
前記ロードセルの高さを変更することにより前記ロードセルに掛かる荷重を調整可能に形成される荷重調整手段と、
前記ロードセルからの荷重出力と、前記荷重調整手段の調整量から、荷重とプレス変形量との関係を示す変形量シートを作成する変形量シート作成装置と、
を備えるプレス金型の製造装置。

【請求項6】

前記変形量シート作成装置により作成された前記変形量シートに基づいて仮想プレス装置モデルを作成する仮想プレス装置モデル作成装置を備える、請求項５に記載のプレス金型の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレス成形用のプレス金型の製造方法及びプレス金型の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、プレス金型は、当該プレス金型によるプレス成形品の量産の前に、良品を生産できるように金型トライアル（試験的なプレス成形によるプレス製品の製造）が行われる。この金型トライアルでは、良品を得るためにプレス金型の調整が行われる。この金型トライアルは、一般に、量産用のプレス装置とは別の金型トライアル用のプレス装置を用いて行われる。金型トライアルに量産用のプレス装置を用いると、量産用のプレス装置において現状行われているプレス成形品の量産を停止することとなり、現に生産を行っているプレス成形品の製造計画や製造コストに多大な影響を及ぼすからである。

【0003】

しかしながら、金型トライアル用のプレス装置と、量産用のプレス装置とでは、プレス成形時におけるフレームやボルスタ等のたわみ（ひずみ量）に機差が有り、そのため、金型トライアル用のプレス装置で良品が得られるようにプレス金型を調整し、このプレス金型を量産用のプレス装置に取り付けてプレス成形しても良品が得られず、再度、プレス金型の調整が必要となることがある。そこで、特許文献１では、量産用のプレス装置（模擬対象プレス）のボルスタやスライドで発生するたわみを、金型トライアル用のプレス装置（機差模擬プレス）で模擬するため、金型トライアル用のプレス装置に剛性を調整する機構を設けて、量産用のプレス装置のたわみを目標たわみとして、金型トライアル用のプレス装置のたわみを目標たわみになるようにするプレス金型の製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１１３０４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

プレス装置の剛性の調整には、プレス成形に掛かるエネルギーに加えて、プレス装置の剛性を調整するため、更にエネルギーが消費されることとなる。よって、金型トライアル用のプレス装置と量産用のプレス装置の機差による影響をプレス金型の調整で解消できれば、プレス成形以外の多大なエネルギー消費を避けることが可能と考えられる。しかしながら、従来のプレス金型の製造方法では、金型トライアル用のプレス装置と量産用のプレス装置の機差による影響を少なくすることができるのみで、当該機差を把握できず、よって金型トライアル用のプレス装置と量産用のプレス装置の機差による影響をプレス金型の製造段階で解消することができなかった。

【0006】

本発明は、金型トライアル用のプレス装置と量産用のプレス装置の機差を把握することができるプレス金型の製造方法及びプレス金型の製造装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一つの態様に係るプレス金型の製造方法は、プレス装置の金型配置エリア内に複数のロードセルを配置するロードセル配置工程と、前記プレス装置により生じる各ロードセルにおける荷重を調整する荷重調整工程と、前記荷重調整工程で得られる、各前記ロードセルに掛かる荷重と、前記荷重に対応する前記プレス装置の変形量から変形量シートを作成する変形量シート作成工程と、を備える。

【0008】

本発明の一つの態様に係るプレス金型の製造方法は、荷重とプレス装置の変形量との関係を示す変形量シートであって、トライ用プレス装置についての前記変形量シートであるトライ用プレス変形量シートを作成するトライ用プレス変形量シート作成工程と、前記トライ用プレス変形量シートに基づいて仮想トライ用プレス装置モデルを作成する仮想トライ用プレス装置モデル作成工程と、量産用プレス装置についての前記変形量シートである量産用プレス変形量シートを作成する量産用プレス変形量シート作成工程と、前記量産用プレス変形量シートに基づいて仮想量産用プレス装置モデルを作成する仮想量産用プレス装置モデル作成工程と、前記仮想量産用プレス装置モデルと製品の形状を転写したプレス金型モデルを用いて、良品が得られる量産用プレス金型モデルに玉成するため複数回のシミュレーション作業を繰り返すＣＡＥ見込み工程と、前記ＣＡＥ見込み工程で得られた量産用プレス金型モデルと前記仮想トライ用プレス装置モデルを用いて、前記トライ用プレス装置による前記製品のプレス成形におけるトライ用製品形状を準備するトライ基準作成工程と、を備える。

【0009】

本発明の一つの態様に係るプレス金型の製造装置は、プレス装置の金型配置エリア内に複数配置されるロードセルと、前記ロードセルの高さを変更することにより前記ロードセルに掛かる荷重を調整可能に形成される荷重調整手段と、前記ロードセルからの荷重出力と、前記荷重調整手段の調整量から、荷重とプレス変形量との関係を示す変形量シートを作成する変形量シート作成装置と、を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、金型トライアル用のプレス装置と量産用のプレス装置の機差を把握することができるプレス金型の製造方法及びプレス金型の製造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係るプレス金型の製造方法を含む、プレス金型のモデリング及び設計からプレス成形品の量産までの工程を示すフロー図である。

【図2】本発明の実施形態に係るプレス金型の製造方法における、トライ基準の作成の工程を示すフロー図である。

【図3】本発明の実施形態に係るプレス金型の製造装置におけるシステムを示すブロック図である。

【図4】本発明の実施形態に係るプレス金型の製造装置に係るロードセルが設けられたプレス装置の正面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るプレス金型の製造装置係るロードセルが設けられたプレス装置をボルスタ上面から見た平面図である。

【図6】本発明の実施形態に係るプレス金型の製造方法において、スライドとボルスタの変形を説明するための模式図である。

【図7】本発明の実施形態に係るプレス金型の製造方法における荷重調整工程を説明するための図である。

【図8】本発明の実施形態に係るプレス金型の製造方法における変形量シートの一例を示す図である。

【図9】本発明の実施形態に係るプレス金型の製造方法における仮想プレス装置モデルを示す斜視図である。

【図10】本発明の他の実施形態に係るプレス金型の製造装置のロードセルが設けられたプレス装置をボルスタ上面から見た平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の実施形態を、図に基づいて説明する。本発明は、プレス金型の製造方法と、その製造装置に関し、より具体的には、金型トライ用のプレス装置（以下、「トライ用プレス装置」という。）と量産用のプレス装置（以下、「量産用プレス装置」という。）の機差を把握し、トライ用プレス装置と量産用プレス装置の機差による影響を解消することで、プレス金型の調整時間を短縮することができるものである。ここで、プレス金型とは、プレス装置（プレス機械、サーボプレス、油圧プレス等を含む）によりプレス成形するための金型である。

【0013】

また、トライ用プレス装置は、量産用プレス装置とは異なるプレス装置である。量産用プレス装置は、長時間継続するプレス成形に耐え得るように高い剛性を備えたプレス装置が用いられることがある。一方で、トライ用プレス装置は、汎用的なプレス装置が用いられることがある。よって両者には、プレス成形時（すなわち、荷重発生時）において、フレームや、プレス金型の取付部（スライドやボルスタ）に生じるたわみ（ひずみ量）が異なること、すなわち機差が存在する。

【0014】

図１のフローチャートは、本発明に係るプレス金型の製造方法を含み、プレス金型のモデリング及び設計からプレス製品の量産までの工程を示している。以下、図１の各工程について説明する。

【0015】

量産用プレス変形量シート作成工程（ステップＳＴ１０）；本工程では、量産用プレス装置についての変形量シートである量産用プレス変形量シートを作成する。詳細は後述する。

【0016】

仮想量産用プレス装置モデル作成工程（ステップＳＴ２０）；本工程では、ステップＳＴ１０で作成した量産用プレス変形量シートに基づいて仮想量産用プレス装置モデルを作成する。詳細は後述する。

【0017】

ＣＡＥ見込み工程（金型モデリング及び設計）（ステップＳＴ３０）；本工程では、ステップＳＴ２０で作成した仮想量産用プレス装置モデルと、プレス成形品であるプレス製品（以下、単に「製品」ともいう。）の形状を転写したプレス金型モデル（以下、「転写プレス金型モデル」ともいう。）を用いて、このプレス金型モデルを、良品が得られる量産用のプレス金型モデル（以下、「量産用プレス金型モデル」ともいう。）に玉成するため、ＣＡＥ（computer aided engineering）により、複数回のシミュレーション作業を繰り返す。具体的には、量産用のプレス金型を製造（加工）するための量産用プレス金型モデルのモデリングと型構造の設計を行う。量産用プレス金型モデルのモデリングは、目的とするプレス成形品の形状寸法に納まるまで後に説明する仮想量産用プレス装置モデルを用いて転写プレス金型モデルの金型意匠面のモデリングを変更し、ＣＡＥにより良品が得られるであろう量産用プレス金型モデル形状の玉成作業が行われる。なお、本工程とは別の工程（トライ基準作成工程、図２のステップＳＴ１２０）にて、良品が得られるであろう量産用プレス金型モデルと、後に説明する仮想トライ用プレス装置モデルを用いて、実際のトライ用プレス装置を用いたトライアルを行った時に成形されるであろうプレス成形品の形状もＣＡＥにて確認し、トライ用プレス装置でプレス成形した製品の形状（トライ用製品形状）をトライ基準として準備しておく。

【0018】

金型加工工程（ステップＳＴ４０）；本工程では、ステップＳＴ３０で玉成された良品が得られる量産用プレス金型モデルに基づいて、金型用の材料を加工して、プレス金型を作製する。

【0019】

トライ用プレス装置工程（ステップＳＴ５０）；本工程では、金型トライアルとして、金型加工工程（ステップＳＴ４０）で作製したプレス金型をトライ用プレス装置に取り付けてプレス成形を行う。

【0020】

トライ基準に適合するか否かの判定（ステップＳＴ６０）；本工程では、トライ用プレス装置におけるプレス成形品（製品形状、製品寸法）がトライ基準に適合しているか否かを判定する。トライ基準に適合していない場合には、プレス金型を調整（金型修正工程、ステップＳＴ６５）し、再度、トライ基準に適合しているか否かを判定し、適合するまでこれを繰り返す。その後、このトライ基準を満たすプレス金型を用いて量産用プレス装置でプレス成形すれば、即座に製品基準を満たすプレス成形品を得られる。

【0021】

量産用プレス装置による量産工程（ステップＳＴ７０）；本工程では、ステップＳＴ６０の判定により、トライ基準に適合したプレス金型を量産用プレス装置に取り付けて、製品を量産するためのプレス成形を行う。

【0022】

ここで、ステップＳＴ６０の適合判定に用いられるトライ基準は、図２に示すフローチャートに従って作成することができる。

【0023】

トライ基準の作成には、ステップＳＴ１００トライ用プレス装置の変形量シートが作成され、ステップＳＴ１１０で仮想トライ用プレス装置モデルが作成される。一方、前述の通り、図１のステップＳＴ１０では、量産用プレス装置の変形量シートが作成され、ステップＳＴ２０では仮想量産用プレス装置モデルが作成される。以下では、変形量シートの作成と、仮想プレス装置モデルについて説明する。なお、変形量シートとは、荷重とプレス変形量との関係を示すものである。また、仮想プレス装置モデルとは、変形量シートに基づいて作成されることにより、変形量シートに従って変形する３Ｄ－ＣＡＤのモデルである。トライ用プレス装置について作成された変形量シートをトライ用プレス変形量シートといい、量産用プレス装置について作成された変形量シートを量産用プレス変形量シートという。また、トライ用プレス変形量シートに基づいて作成した仮想プレス装置モデルを仮想トライ用プレス装置モデルといい、量産用プレス変形量シートに基づいて作成した仮想プレス装置モデルを仮想トライ用プレス装置モデルという。

【0024】

変形量シートや仮想プレス装置モデルの作成は、図３に示すシステム１００を用いて行われる。図３において、プレス装置１０は、スライド２０と、ベッド３０と、ボルスタ４０を備える。なお、図３のプレス装置１０は、スライド２０を駆動する駆動機構やフレーム等は図示が省略されている。システム１００のプレス装置１０のボルスタ４０の上面には、複数のロードセル５０が配置されている。本実施形態においては、各ロードセル５０には、荷重調整手段として調整用のシム５５が載置される。調整内容によっては、シム５５が載置されないロードセル５０もある。

【0025】

ここで、ロードセル５０は、円柱状とされ、プレス装置１０により荷重が負荷されても破損しない剛性を備え、外周面にはひずみゲージが貼られて設けられるものである。複数のロードセル５０は、同じ高さに揃えられている。ロードセル５０は、ボルスタ４０の上面に載置され、ボルト等による固定は必要としない。ロードセル５０の上面には、シム５５を配置することができる。シム５５は、種々の厚みのシム５５を複数準備しておく。なお、ロードセル５０は、他の形式の公知のロードセルを用いることができる。また、シム５５に換えて、他の荷重調整手段、例えば、高さを異ならせたロードセル５０や、ロードセル５０の高さを変更可能な構造とすることもできる。

【0026】

システム１００は、ロードセル５０で検出した荷重を出力する荷重検出装置１１０を有する。荷重検出装置１１０は、例えば、データロガー等が用いられる。また、システム１００は、荷重検出装置１１０と接続する変形量シート作成装置１２０と、変形量シート作成装置１２０と接続する仮想プレス装置モデル作成装置１３０と、仮想プレス装置モデル作成装置１３０と接続する解析装置１４０とを有する。プレス金型の製造装置は、複数のロードセル５０と、複数のシム５５である荷重調整手段と、荷重検出装置１１０と、変形量シート作成装置１２０、仮想プレス装置モデル作成装置１３０、解析装置１４０とを有する。

【0027】

変形量シート作成装置１２０は、荷重検出装置１１０から出力される荷重と、別途入力されるシム量から変形量シートＤＭ（図８参照）を作成することができる。仮想プレス装置モデル作成装置１３０は、変形量シート作成装置１２０により作製された変形量シートＤＭから仮想プレス装置モデル１０Ｍ（図９参照）を作成することができる。解析装置１４０は、仮想プレス装置モデル作成装置１３０により作成した仮想プレス装置モデル１０Ｍを用いてＣＡＥによる解析を行うことができる。変形量シート作成装置１２０、仮想プレス装置モデル作成装置１３０、解析装置１４０は、それぞれ、又は組み合わせた機能部（アプリケーションソフトウェア）を備えるＰＣ（パーソナルコンピュータ）等のコンピュータにより構成することができる。

【0028】

変形量シートの作成について、図４～図８に基づいて説明する。変形量シートを作成するには、まず図４、図５に示すように、プレス装置１０の金型配置エリアＤ１（図５参照）内に複数のロードセル５０を配置する、ロードセル配置工程を行う。ここでは、ボルスタ４０の上面に固定されるプレス金型の下型の範囲を金型配置エリアＤ１として、この金型配置エリアＤ１内に、８個のロードセル５０を置く。

【0029】

本実施形態においては、複数のロードセル５０は８個であり、ボルスタ４０の前後方向の中心線ＣＬＲ（図５参照）に沿って、左右対称の間隔で配置される。８個のロードセル５０は、図４、図５の右から順に、ＬＣ１～ＬＣ８の番号を付す。

【0030】

ロードセル配置工程の次に、荷重調整工程を行う。荷重調整工程は、まず、ロードセル５０が配置されたプレス装置１０で、ロードセル５０にシム５５を載置しないでスライド２０を下降させ、スライド２０の下面と各ロードセル５０の上面を当接させて、各ロードセル５０を加圧する。各ロードセル５０に掛かる荷重は、荷重検出装置１１０から出力される。

【0031】

各ロードセル５０に掛かる荷重は、圧縮荷重を計測するロードセル５０毎に異なる。図６には、例として、スライド２０Ａ、ボルスタ４０Ａを備える、２ポイントのプレス機械としてのプレス装置１０Ａにより、３個のロードセル５０Ａ，５０Ｂに荷重が掛けられた様子を模式的に示している。このとき、プレス装置１０Ａでは、スライド２０Ａが上側に凸状に湾曲し、ボルスタ４０Ａが下側に凸状に湾曲する。すると、スライド２０Ａの下面は、中央のロードセル５０Ａには軽く当接し、左右のロードセル５０Ｂには強く当接する。従って、中央部分のロードセル５０Ａの荷重は、左右のロードセル５０Ｂよりも低くなる。

【0032】

そこで、中央部分のロードセル５０Ａに所定のシム量のシム５５Ａを配置して、スライド２０Ａがロードセル５０Ａに当接する強さを、左右のロードセル５０Ｂと同程度となるよう調整する。このようにして、プレス装置１０Ａにより生じる各ロードセル５０Ａ，５０Ｂにおける荷重を略均一とするよう調整することができる。そして、このときのシム量（ここでは、シム５５Ａの厚み）が、そのときロードセル５０Ａに掛かる荷重に対するプレス変形量及び荷重調整手段における調整量となる。なお、シムによる荷重の調整には、シムを配置しないことも含まれる（シムを配置しないでもよい場合がある）。このようにして、荷重調整工程では、プレス装置１０Ａにより生じるロードセル５０における荷重を調整することで、当該荷重が掛かったときのプレス装置１０Ａの変形量を取得することができる。

【0033】

図４、図５に示すプレス装置１０における荷重調整工程の具体例を図７に示す。例えば、公称能力が３０００ｋＮのプレス装置１０において、公称能力の２０％の６００ｋＮの加圧能力を発揮できるようにプレス装置１０を設定したとき、各ロードセル５０に生じる荷重が、シム５５を配置しない場合に、
ＬＣ１＝１５０ｋＮ、ＬＣ２＝５０ｋＮ、ＬＣ３＝４０ｋＮ、ＬＣ４＝３５ｋＮ、ＬＣ５＝２０ｋＮ、ＬＣ６＝３５ｋＮ、ＬＣ７＝７５ｋＮ、ＬＣ８＝１４０ｋＮ
であるときに、各ロードセル５０に、以下のシム量（厚み）のシム５５を配置する。
ＬＣ１；０ｍｍ（シム５５を配置しない）
ＬＣ２；０．０６ｍｍ
ＬＣ３；０．０８ｍｍ
ＬＣ４；０．１３ｍｍ
ＬＣ５；０．１４ｍｍ
ＬＣ６；０．１１ｍｍ
ＬＣ７；０．０７ｍｍ
ＬＣ８；０．０１ｍｍ

【0034】

すると、各ロードセル５０に生じる荷重が、
ＬＣ１＝８０ｋＮ、ＬＣ２＝８５ｋＮ、ＬＣ３＝８０ｋＮ、ＬＣ４＝７５ｋＮ、ＬＣ５＝８０ｋＮ、ＬＣ６＝８５ｋＮ、ＬＣ７＝８０ｋＮ、ＬＣ８＝７５ｋＮ、
となった。このようにして、種々のシム量のシム５５を用いることにより、プレス装置１０により生じる各ロードセル５０における荷重を略均一とするよう調整する。荷重の略均一の程度は、プレス装置１０の能力や、目的とするプレス成形品の形状等によって設定することができる。例えば、各ロードセル５０に生じる最大荷重と最小荷重の差がプレス装置１０で設定した加圧能力の約５％以内であれば、略均一と判断することができる。

【0035】

荷重調整工程は、プレス装置１０の加圧力を変更して複数行う。例えば、プレス装置１０の公称能力の２０％、３０％、４０％の加圧力が発生するよう設定して、それぞれについて荷重調整工程を行う。プレス装置１０の加圧力の変更は、例えば、プレス機械であれば高さが異なるロードセル５０を用いて行うことができる。また、下死点位置を変更することができるプレス機械やサーボプレス、油圧プレス等では、スライド２０の下死点位置を変更することで、加圧力を変更することができる。なお、各ロードセル５０における荷重の調整は、略均一とすることに限られず、種々の目的、条件等によって、任意に設定することができる。

【0036】

荷重調整工程の次に、変形量シート作成工程を行う。変形量シート作成工程では、各ロードセル５０（ＬＣ１～ＬＣ８）に掛かる荷重と、各ロードセル５０に配置したシム５５のシム量（すなわち、荷重調整工程で得られる、各ロードセル５０に掛かる荷重と、当該荷重に対応するプレス装置１０の変形量）から、図８に示すような変形量シートＤＭを作成する。変形量シートＤＭは、横軸を荷重（ｋＮ）、縦軸をプレス変形量(ｍｍ)（シム量（ｍｍ））として、各ロードセル５０において検出した荷重が生じたときのシム量をプロットすることで作成することができる。変形量シート作成装置１２０は、各ロードセル５０における荷重とシム量をスプレッドシート等に入力することで、グラフ化された変形量シートＤＭを作成することができる。

【0037】

なお、変形量シートＤＭのグラフは、図８のように直線的なものだけではなく、プレス装置１０の特性に応じて、曲線として表される場合もある。

【0038】

変形量シート作成工程の次に、仮想プレス装置モデル作成工程を行う。仮想プレス装置モデル作成工程では、作成した変形量シートＤＭに基づいて、図９に示すような仮想プレス装置モデル１０Ｍを作成する。仮想プレス装置モデル１０Ｍは、変形量シート作成装置１２０から変形量シートＤＭが入力された仮想プレス装置モデル作成装置１３０により、３Ｄ－ＣＡＤデータや縦横の厚み等の数値データなどのデジタルデータとして作成される。

【0039】

仮想プレス装置モデル１０Ｍは、例えば、スライド部２０Ｍ、ボルスタ部４０Ｍを有する。スライド部２０Ｍには、プレス金型モデル７０Ｍの上型部７１Ｍを取り付けることができる。ボルスタ部４０Ｍには、プレス金型モデル７０Ｍの下型部７２Ｍを取り付けることができる。

【0040】

仮想プレス装置モデル１０Ｍは、プレス装置１０のスライド２０、ボルスタ４０の弾性変形モデルであり、直方体状のスライド部２０Ｍ、ボルスタ部４０Ｍのみを有する簡単な構成とすることができる。仮想プレス装置モデル１０Ｍは、変形量シートＤＭに基づいて作成されているため、解析装置１４０において所定荷重を加える等して応力解析のＣＡＥを行うことにより、変形量シートＤＭに対応して変形する（すなわち、プレス装置１０と同様に弾性変形する）３Ｄ－ＣＡＤや数値データ等のデジタルデータとされる。

【0041】

解析装置１４０は、仮想量産用プレス装置モデルを用い、転写プレス金型モデルの金型意匠面のモデリングを変更しながら良品が得られる量産用プレス金型モデルをＣＡＥを用いて玉成させ（図１のステップＳＴ３０）、その後、仮想トライ用プレス装置モデルと玉成された良品が得られる量産用プレス金型モデルを用いて、トライ基準であるトライ製品の形状や寸法をＣＡＥ結果として準備することができる（図２のステップＳＴ１３０）。

【0042】

図１のステップＳＴ１０では、変形量シート作成装置１２０により、量産用プレス装置についての変形量シート（量産用プレス変形量シート）を作成する。そして、図１のステップＳＴ２０では、仮想プレス装置モデル作成装置１３０により、ステップＳＴ１０で作成した変形量シート（量産用プレス変形量シート）に基づいて仮想量産用プレス装置モデルを作成する。この仮想量産用プレス装置モデルを用いて、解析装置１４０により、ＣＡＥ見込み工程（ステップＳＴ４０）が行われ、量産用プレス金型モデルが作成される。

【0043】

一方、トライ基準を作成する際には、図２に示すように、トライ用プレス装置について、変形量シート作成装置１２０により、トライ用プレス装置の変形量シート（トライ用プレス変形量シート）を作成する（トライ用プレス変形量シート作成工程、ステップＳＴ１００）。そして、トライ用プレス変形量シート作成工程で作成したトライ用プレス変形量シートに基づいて、仮想プレス装置モデル作成装置１３０により、トライ用プレス装置の仮想プレス装置モデル（仮想トライ用プレス装置モデル）を作成する（仮想トライ用プレス装置モデル作成工程、ステップＳＴ１１０）。

【0044】

なお、仮想量産用プレス装置モデルにプレス金型モデルを取り付けて解析装置１４０で解析した結果（荷重分布や製品の形状寸法（製品形状））は、図１のステップＳＴ７０で量産用プレス装置でプレス成形した製品の製品基準とすることもできる。製品基準は、目的とする製品の形状寸法のみを基準とすることもできる。

【0045】

次に、トライ基準作成工程として、図１のステップＳＴ３０のＣＡＥ見込み工程で作成した良品が得られる量産用プレス金型モデルと、図２のステップＳＴ１１０の仮想トライ用プレス装置モデル作成工程で作成した仮想トライ用プレス装置モデルを用いて、解析装置１４０によりＣＡＥを行い（ステップＳＴ１２０）、トライ用プレス装置によるプレス成形における製品形状（トライ用製品形状）を準備してトライ基準とすることで、トライ基準が完成する（ステップＳＴ１３０）。

【0046】

図１に戻り、トライ用プレス装置工程（ステップＳＴ３０）では、トライ用プレス装置に、ステップＳＴ４０で作成した実際のプレス金型（量産用プレス金型モデルに基づいて作成したプレス金型）を取り付けて、プレス成形し、このプレス成形品がトライ基準に適合するようにプレス金型を調整（修正）する（ステップＳＴ６５）。この場合のプレス金型の調整は、シミュレーション（トライ用製品形状として示されるトライ基準）と、実際のトライ用プレス装置によるプレス成形とのギャップが生じた場合等に行われ、プレス金型の意匠面の加工の調整も含まれる。トライ用プレス装置におけるプレス成形がトライ基準に適合することが確認できれば、その後は前述の通り、ステップＳＴ７０の工程が行われ、プレス成形品が量産される。

【0047】

ここで、トライ基準は、製品基準と異なる基準とされる。すなわち、トライ基準を満たすように調整されたプレス金型は、量産用プレス装置に取り付けてプレス成形を行うことで、即座に製品基準に適合するプレス成形を行うことができるものである。従って、トライ用プレス装置に、トライ基準を満たすプレス金型を取り付けてプレス成形しても、製品基準を満たすプレス成形品を得ることはできない。

【0048】

従来は、トライ用プレス装置における金型トライアルにおいても、良品が得られるようにプレス金型を調整していた。従って、トライ用プレス装置と量産用プレス装置の機差により、トライ用プレス装置による金型トライアルが完了したプレス金型であっても、再度量産用プレス装置による調整が必要であった。本発明では、トライ用プレス装置による金型トライアルは、トライ基準に合致するプレス成形品を満たすようにプレス金型を調整すればよく、トライ基準に合致するプレス成形を行うことができるよう調整されたプレス金型は、即座に量産用プレス装置で製品基準を満たすプレス成形を行うことができる。よって、トライ基準を満たすプレス金型は、トライ用プレス装置と量産用プレス装置の機差による影響を解消したプレス金型である。

【0049】

このように、本発明では、異なる２つのプレス装置（トライ用プレス装置と量産用プレス装置）に対してそれぞれ仮想プレス装置モデル１０Ｍを作成し、１つのプレス金型モデル７０Ｍと、作成した２つの仮想プレス装置モデル１０Ｍにより、各プレス装置の製品形状を設定する。これにより、一方のプレス装置でプレス成形した場合には、一方の仮想プレス装置モデル１０Ｍとプレス金型モデル７０Ｍとで作成した製品形状を満たすように実際のプレス金型を調整すればよく、そうすれば、他方のプレス装置でプレス成形した場合のプレス成形品は、他方の製品形状を満たすものとなる。よって、異なる２つのプレス装置の機差を把握して、当該機差による影響を解消したプレス金型を金型トライアルの段階で完成させることができるので、プレス金型の製造に掛かる時間を大幅に削減することができる。

【0050】

なお、当然に、仮想トライ用プレス装置モデル及び仮想量産用プレス装置モデルを作成しておけば、別のプレス金型の製造の際に利用することができるので、再度のトライ用プレス変形量シート及び量産用プレス変形量シートの作成は省略することができる。

【0051】

なお、仮想プレス装置モデルに換えて、各プレス装置（トライ用プレス装置や量産用プレス装置）の３Ｄ－ＣＡＤデータを用いることも考えられるが、プレス装置の構造は一般に複雑であり、よってＣＡＥによる解析時間も多大に掛かることから、簡単な部品形状からなる仮想プレス装置モデル１０Ｍを用いる本発明では、よりプレス金型の製造に掛かる時間を削減することができる。

【0052】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は本実施形態によって限定されることはなく、種々の変更を加えて実施することができる。例えば、システム１００におけるロードセル５０は、直線的に配置された複数のロードセル５０に限られず、図１０に示すように、格子状に設けられたものや、任意の位置に配置されたものを用いることができる。

【0053】

以上の本発明の実施形態によれば、プレス金型の製造方法は、プレス装置１０の金型配置エリアＤ１内に複数のロードセル５０を配置するロードセル配置工程と、ロードセル５０にシム５５を配置する等して、プレス装置１０により生じる各ロードセル５０における荷重を調整する荷重調整工程と、荷重調整工程で得られる、各ロードセル５０に掛かる荷重と、各ロードセル５０に配置したシム５５のシム量（当該荷重に対応するプレス装置１０の変形量）から変形量シートＤＭを作成する変形量シート作成工程と、を備える。

【0054】

これにより、変形量シートをトライ用プレス装置と量産用プレス装置のそれぞれに作成して、両者の機差を把握することができる。

【0055】

また、プレス金型の製造方法は、変形量シート作成工程で作成した変形量シートＤＭに基づいて仮想プレス装置モデル１０Ｍを作成する仮想プレス装置モデル作成工程と、を備える。これにより、構造が複雑な各プレス装置（トライ用プレス装置、量産用プレス装置）の３Ｄ－ＣＡＤデータを用いることなく、単純な構成の仮想プレス装置モデル１０Ｍを作成して、ＣＡＥの負荷を低減することができる。

【0056】

また、プレス金型の製造方法は、２つのプレス装置であるトライ用プレス装置、量産用プレス装置に対してそれぞれ仮想プレス装置モデルを作成し、１つのプレス金型モデルと、作成した２つの仮想プレス装置モデルにより、プレス装置毎の製品形状を設定する。これにより、トライ基準と、製品基準を作成することができる。

【0057】

また、プレス金型の製造方法は、トライ用プレス装置及び量産用プレス装置それぞれの変形量シート、仮想プレス装置モデルを作成する工程を有し、量産用プレス装置の仮想量産用プレス装置モデルを用いて量産用プレス金型モデルを作成する工程（ＣＡＥ見込み工程）と、量産用プレス金型モデルとトライ用プレス装置の仮想トライ用プレス装置モデルを用いて、トライ用製品形状を準備するトライ基準作成工程と、を備える。

【0058】

なお、トライ用プレス変形量シート作成工程（図２のステップＳＴ１００）及び仮想トライ用プレス装置モデル作成工程（図２のステップＳＴ１１０）と、量産用プレス変形量シート作成工程（図１のステップＳＴ１０）及び仮想量産用プレス装置モデル作成工程（図１のステップＳＴ２０）は、同時に行っても良い。トライ用プレス変形量シート作成工程（図２のステップＳＴ１００）及び仮想トライ用プレス装置モデル作成工程（図２のステップＳＴ１１０）は、トライ用プレス装置工程（ステップＳＴ５０）より前に行っていればよい。

【0059】

また、プレス金型の製造装置は、プレス装置１０の金型配置エリアＤ１内に複数配置されるロードセル５０と、各ロードセル５０に配置可能に設けられる複数のシム５５のように各ロードセル５０の高さを変更することによりロードセル５０に掛かる荷重を調整可能に形成される荷重調整手段と、各ロードセル５０からの荷重出力と、ロードセル５０に配置されたシム５５のシム量（荷重調整手段の調整量）から、荷重とプレス変形量（シム量）との関係を示す変形量シートを作成する変形量シート作成装置１２０と、を備える。これにより、トライ用プレス装置と量産用プレス装置の機差を把握することができるプレス金型の製造装置を提供することができる。

【0060】

また、プレス金型の製造装置は、変形量シート作成装置１２０により作成された変形量シートＤＭに基づいて仮想プレス装置モデル１０Ｍを作成する仮想プレス装置モデル作成装置を備える。これにより、構造簡単な仮想プレス装置モデル１０Ｍにより応力解析等の解析を行うことができる。

【0061】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は本実施形態によって限定されることはなく、種々の変更を加えて実施することができる。

【符号の説明】

【0062】

１０ プレス装置 １０Ａ プレス装置
１０Ｍ 仮想プレス装置モデル ２０ スライド
２０Ａ スライド ２０Ｍ スライド部
３０ ベッド ４０ ボルスタ
４０Ａ ボルスタ ４０Ｍ ボルスタ部
５０ ロードセル ５０Ａ ロードセル
５０Ｂ ロードセル ５５ シム
５５Ａ シム ７０Ｍ プレス金型モデル
７１Ｍ 上型部 ７２Ｍ 下型部
７５Ｍ プレス成形品モデル １００ システム
１１０ 荷重検出装置 １２０ 変形量シート作成装置
１３０ 仮想プレス装置モデル作成装置 １４０ 解析装置
Ｄ１ 金型配置エリア ＤＭ 変形量シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】