【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブランク材を転造加工する転造加工機に関し、特に、転造圧力の異常を検知することにより、転造不良の発生を検出する不良品検出装置、もしくはそれを備えた転造加工機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、ねじ等の製造には転造加工が多く用いられている。該転造加工は、向かい合って配設された１対のダイスの間にねじの素材であるブランク材を挟み、該ブランク材をダイスで両側から押圧した状態でダイスを相対移動させることにより、ブランク材を所望の形状に塑性変形させるものである。図９は、従来の転造加工機の一例であって、特に、ねじの転造に用いられる転造ねじ製作機８０を示す概略斜視図である。図に示すように、転造ねじ製作機８０は、その位置が固定された固定ダイス８１と、該固定ダイス８１と所定の間隔をおいて向かい合い、前後に往復移動自在に設けられた移動ダイス８２と、固定ダイス８１と移動ダイス８２の間の隙間８３に、ブランク材１を供給するフィーダー８４とを有するものである。
【０００３】
前記固定ダイス８１及び前記移動ダイス８２は、成形すべき形状に刃８５が設けられた加工面８６をそれぞれ有し、それぞれの加工面８６が向かい合うようにして所定の間隔をおいて配設されている。該固定ダイス８１及び移動ダイス８２の間の隙間８３に対して、前記フィーダー８４からブランク材１が供給され、ブランク材１が固定ダイス８１と移動ダイス８２によって両側から押圧された状態において、移動ダイス８２が前方へと移動する。これにより、ブランク材１は、その軸部２が固定ダイス８１及び移動ダイス８２の加工面８６に押圧された状態において、移動ダイス８２の前方への移動に従って前方へと転がり始める。これにより、ブランク材１の軸部２は、固定ダイス８１及び移動ダイス８２の加工面８６に設けられた刃８５の形状に合わせて塑性変形する。これにより、ブランク材１の軸部２にねじ部が形成されてねじ３が製作されるものとなっている。
【０００４】
しかし、転造ねじ製作機８０では、固定ダイス８１と移動ダイス８２の間の隙間８３に対して、フィーダー８４からブランク材１が供給される際に、供給されるべき正確な位置からずれて供給されたり、転造工程中に位置ずれが生じたり、又は不良品のブランク材１が混入したりすること等により、転造不良が発生する場合がある。該転造不良としては、ねじ３の軸部２の上端部にねじ部が形成されないという欠陥を有する所謂浮き上がりや、ねじ３の頭部の裏側面にダイスとの接触による傷があるという欠陥を有する所謂沈み込みや、ねじ３の軸部２の表面に滑った跡がつくという欠陥を有する所謂すべりや、ねじ山にずれが生じ、ねじ部が正確に形成されないという欠陥を有する所謂ピッチずれ等が挙げられる。
【０００５】
以上のような欠陥が単独もしくは複合的に発生することにより不良品のねじ３が製作される確率は、一般に数万本に１本の割合であるが、高い品質管理が要求される今日では、これらの不良品の発生を確実に検知して、除去する必要がある。従って、転造不良の発生を検知して除去するための手段としては、不良品検出装置付き転造加工機が従来提唱されている。図１０は、従来の不良品検出装置付き転造加工機の一例であって、特に、ねじ３の転造に用いられる不良品検出装置付き転造ねじ製作機９０を示す概略平面図である。図に示すように、不良品検出装置付き転造ねじ製作機９０は、固定ダイス９１と固定ダイスホルダ９２の間に、固定ダイス９１が受ける圧力、すなわち転造圧力の変動を測定する圧力検出センサ９３が設けられており、転造工程時における転造圧力の変動を音響信号として取り出して、これを検出波形とするものとなっている。更に、該検出波形から、検出波形の特徴を示す指標である転造指標を算出し、該転造指標を、予め設定された良品範囲の値と比較することにより、ねじ３の良否判定を行っている。これにより、転造不良の発生を検知することが可能となっている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−８７８３７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の不良品検出装置付き転造ねじ製作機９０では、転造圧力の変動を測定するために圧力検出センサ９３を用いているが、該圧力検出センサ９３は、図示しない圧電変換素子を用い、圧力の変動を電圧の振動として検出するものであるために、動的に変動する圧力に対してはその変動を捉えることが可能であるが、静的な圧力である転造圧力に対しては、時間の経過とともにその出力が一定レベルに収束してしまい、その変動を正確に捉えることができない。従って、転造圧力の変動を正確にモニターすることは困難であり、また、検出波形から転造指標を算出するために複雑なソフトウェア処理を行う必要があるという問題がある。
【０００８】
また、圧力検出センサ９３は、圧力の変動を音響、すなわち振動として捉えるものであるために、モータの振動や、転造加工に伴って生じる振動等に影響を受けやすく、また、転造加工に伴って生じる振動は、不良品検出装置付き転造ねじ製作機９０に差す潤滑油の量によっても変化するものであるために、転造圧力の変動のみを正確に測定することが難しいという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、転造加工機における転造圧力を定量的に測定して、その変動を視覚化することにより、転造圧力の調整作業を迅速化すると共に、ますます厳格化するねじ等の品質管理において、不良品の検出及び除去をより高精度に行うことができる手段を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定の間隔をおいて向かい合って配置された１対のダイスの間の隙間にブランク材が供給され、該ブランク材が前記１対のダイスから所定の転造圧力を受けた状態において、前記１対のダイスが相対運動することにより、前記ブランク材が所望の形状に加工される転造加工機と、該転造加工機における前記転造圧力の異常を検知することにより、前記転造加工機における転造不良の発生を検出する不良品検出装置とを有する不良品検出装置付き転造加工機であって、前記不良品検出装置は、前記転造加工機の本体枠に固定され、該本体枠に生じる応力の変動を測定する応力センサと、該応力センサの出力の時間変化を転造圧力波形として表示する表示手段と、該転造圧力波形が、予め設定された基準波形の許容誤差範囲内に入っているか否かにより、前記転造加工機で製作された完成品の良否を判定する良否判定手段とを具備してなるものである。
【００１１】
また、本発明は、前記応力センサが、棒状のセンサ部材の長手方向中間部を切り欠いて細くした絞り部に、歪ゲージが貼設されてなるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る不良品検出装置付き転造加工機について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る不良品検出装置付き転造加工機の一例であって、特に、ねじ３の転造に用いられる不良品検出装置付き転造ねじ製作機１００を示す概略斜視図である。図に示すように、不良品検出装置付き転造ねじ製作機１００は、ブランク材１を転造加工してねじ３を製作する転造ねじ製作機２００と、該転造ねじ製作機２００に対してブランク材１を連続的に供給するフィーダー３００と、転造ねじ製作機２００における転造不良の発生を検知し、転造ねじ製作機２００に対して不良品検出信号を発する不良品検出装置４００とを具備してなるものである。以下、各構成について更に詳細に説明する。
【００１３】
前記転造ねじ製作機２００は、本体枠２０１に固定された固定ダイスホルダ２０２と、該固定ダイスホルダ２０２に取り付けられた固定ダイス２０３と、前後に往復移動自在に設けられた移動ダイスホルダ２０４と、該移動ダイスホルダ２０４に取り付けられた移動ダイス２０５と、図示しないモータによって回転駆動されるギア２０６と、該ギア２０６の回転運動を直線運動へと変換して移動ダイスホルダ２０４に伝達するクランクロッド２０７と、転造圧力を調節するための圧力調整ボルト２０８と、転造されるねじ３のそれぞれについて転造工程の開始を検知して、不良品検出装置４００に対してスタート信号を発するスタートセンサ２０９と、転造工程が終了して落下したねじ３を回収するための完成品回収シュート２１０とを有するものである。
【００１４】
図２は、前記固定ダイス２０３を示す概略斜視図である。固定ダイス２０３は、ダイス鋼等からなり、図に示すように、略直方体の形状を有する固定ダイス２０３の一側面である加工面２１１には、転造すべきねじ３の形状に合わせた刃２１２が設けられており、該刃２１２がブランク材１の軸部２を押圧して塑性変形させることにより転造加工が行われる。また、前記移動ダイス２０５は、固定ダイス２０３よりも長手寸法が若干大きいこと以外は、固定ダイス２０３と同様の材質、構成を有するものである。尚、固定ダイス２０３及び移動ダイス２０５の形状は、本実施形態に限られず、例えば、円筒形の部材の外周面に刃２１２が設けられたものであってもよい。
【００１５】
前記固定ダイスホルダ２０２は、固定ダイス２０３を保持するためのものであって、固定ダイス２０３の形状に合わせて形成された切欠部２１３に対して、固定ダイス２０３を前記加工面２１１が移動ダイス２０５側に向くようにして嵌め合せることにより取り付けるものである。また、固定ダイスホルダ２０２は、転造ねじ製作機２００の本体枠２０１にボルト締めで固定されており、これにより、固定ダイスホルダ２０２に取り付けられた固定ダイス２０３は、その位置が固定されるものとなっている。
【００１６】
前記移動ダイスホルダ２０４は、移動ダイス２０５を保持するためのものであって、移動ダイス２０５の形状に合わせて形成された切欠部２１４に対して、移動ダイス２０５を前記加工面２１１が固定ダイス２０３側に向くようにして嵌め合わせることにより取り付けるものである。また、移動ダイスホルダ２０４は、前記本体枠２０１に設けられたガイド部材２１５に案内されることにより、前記転造ねじ製作機２００の前後方向にスライド可能に設けられている。これにより、移動ダイスホルダ２０４に取り付けられた移動ダイス２０５は、固定ダイス２０３と所定の間隔をおいて、前記転造ねじ製作機２００の前後方向に往復移動自在となっている。また、固定ダイス２０３と移動ダイス２０５の間の隙間２１６の幅は、ブランク材１の軸部２の太さ寸法より若干狭くなるように調節されている。これにより、固定ダイス２０３と移動ダイス２０５の間の隙間２１６に挟持されたブランク材１は、固定ダイス２０３の加工面２１１と移動ダイス２０５の加工面２１１によって左右両側から所定の転造圧力で押圧されるものとなっている。
【００１７】
前記クランクロッド２０７は、前記ギア２０６の回転運動を直線運動に変換して移動ダイスホルダ２０４に伝達するものであり、その一端部はギア２０６に回動自在に取り付けられ、他端部は移動ダイスホルダ２０４のギア２０６側の端部に回動自在に取り付けられている。これにより、移動ダイスホルダ２０４は、ギア２０６の回転に従って、転造ねじ製作機２００の前後方向に往復運動を行うものとなっている。
【００１８】
前記圧力調整ボルト２０８は、転造ねじ製作機２００の転造圧力を調節するためのものであり、前記本体枠２０１を貫通して、一方の端部が転造ねじ製作機２００の外側に突出するとともに、他方の端部が、固定ダイスホルダ２０２の側面に当接している。該圧力調整ボルト２０８は、固定ダイスホルダ２０２を押圧する押圧ボルト２０８ａと、固定ダイスホルダ２０２の位置を固定するための固定ボルト２０２ｂから構成されるものであり、作業者が、押圧ボルト２０８ａの一方の端部を回して該押圧ボルト２０８ａを進めた場合には、押圧ボルト２０８ａの他方の端部が固定ダイスホルダ２０２を押圧する力が増加し、転造圧力、すなわち、ブランク材１が固定ダイス２０３及び移動ダイス２０５から受ける圧力が増加する。これとは逆に、作業者が、押圧ボルト２０８ａを戻した場合には、押圧ボルト２０８ａの他方の端部が固定ダイスホルダ２０２を押圧する力が減少し、転造圧力が低下する。尚、圧力調整ボルト２０８は転造ねじ製作機２００の前後方向に沿って３本設けられているが、もちろんこれに限られず任意の本数だけ設けることが可能である。
【００１９】
前記スタートセンサ２０９は、転造される各ねじ３について転造工程の開始を検知し、これに同期して、不良品検出装置４００による良否判定及び転造圧力波形の表示を開始させるためのものである。本実施形態では、該スタートセンサ２０９として、所謂反射型のフォトセンサを用いている。該フォトセンサは、図に詳細は示さないが、発光素子と受光素子により構成され、発光素子から発せられた光が反射光として受光素子によって検出されるか否かによって、物体の有無を検知するものである。スタートセンサ２０９は、図１に示すように、前記ガイド部材２１５のギア２０６側の端部に設置されており、移動ダイスホルダ２０４の後端２０４ｂが通過したことを検知することによりスタート信号を発し、該スタート信号は、配線４を介して不良品検出装置４００へと送られるものとなっている。なお、本実施形態では反射型のフォトセンサを用いたが、もちろん、透過型のフォトセンサを用いることも可能である。
【００２０】
完成品回収シュート２１０は、転造工程が終了して完成したねじ３を完成品回収容器２１７へと回収するためのものであり、図１に示すように、転造ねじ製作機２００の前面における、前記隙間２１６の下方に設けられ、転造ねじ製作機２００側から完成品回収容器２１７側へと傾斜したものとなっている。これにより、転造工程が終了して完成したねじ３は、固定ダイスホルダ２０２の先端２０２ａの位置まで達すると、固定ダイスホルダ２０２による拘束が解かれて完成品回収シュート２１０の滑落面２１０ａ上へと落下し、該滑落面２１０ａの傾斜に沿って滑り落ちて完成品回収容器２１７へと収容されるものとなっている。
【００２１】
また、完成品回収シュート２１０の長手方向中間部には、不良品排除手段２１８が設けられている。該不良品排除手段２１８は、前記滑落面２１０ａを滑り落ちる完成品の中から、不良品のみを除去するためのものであって、底抜け式に開閉する開閉口２１８ａと、該開閉口２１８ａの動作を制御するコントローラ２１８ｂとを具備してなるものである。コントローラ２１８ｂは配線５を介して不良品検出装置４００に接続され、不良品検出装置４００から発せられた不良品検出信号に基づいて開閉口２１８ａの動作を制御するものとなっている。なお、不良品排除手段２１８は、本実施形態のものに限られず、例えば、図には示さないが、完成品回収シュート２１０を長手方向中間部において二股に分岐させるとともに、滑り落ちてくるねじ３を分岐点においていずれかの方向へと振り分けるシャッタを設け、前記コントローラ２１８ｂによって該シャッタの動作を制御することにより、不良品のみを所定の方向へと振り分けるものとすることも可能である。
【００２２】
前記フィーダー３００は、内部に収容されたブランク材１を外部へと送出して転造ねじ製作機２００に対してブランク材１を順次供給するものであって、図１に示すように、前記転造ねじ製作機２００よりも高い位置に設けられている。これにより、フィーダー３００の送出口３０１から固定ダイスホルダ２０２の後端２０２ｂ近傍へと伸びるガイドレール３０２は、フィーダー３００から固定ダイスホルダ２０２へと向かって傾斜したものとなっている。また、ガイドレール３０２の固定ダイスホルダ２０２側の端部には、突板３０３が設けられており、ガイドレール３０２に沿って滑落してきたブランク材１は、突板３０３によって１本ずつ押し出されて、固定ダイス２０３と移動ダイス２０５の間の隙間２１６に供給されるものとなっている。
【００２３】
前記不良品検出装置４００は、前記転造ねじ製作機２００における転造圧力の異常を検知することにより、転造不良の発生を検知して、前記完成品回収シュート２１０に設けられた不良品排除手段２１８に対して不良品検出信号を発するものである。該不良品検出装置４００は、図１に示すように、転造ねじ製作機２００の本体枠２０１の表面に固定された応力センサ４０１と、チェッカー本体４０２と、該チェッカー本体４０２と配線６を介して接続され、応力センサ４０１の出力の時間変化をスタート信号に同期した転造圧力波形として表示するパーソナルコンピュータ（表示手段）４０３とを備えてなるものである。尚、本実施形態では、表示手段として、チェッカー本体４０２とは別にパーソナルコンピュータ４０３を設置したが、表示手段をチェッカー本体４０２に内蔵させることも可能である。
【００２４】
図３は、不良品検出装置４００の制御を示すブロック図である。図に示すように、不良品検出装置４００のチェッカー本体４０２の内部には、応力センサ４０１から出力されるアナログ信号を増幅する増幅器４０４と、増幅されたアナログ信号をデジタル信号へと変換するＡ／Ｄ変換回路４０５と、Ａ／Ｄ変換回路４０５から入力されたデジタル信号に基づいて、転造ねじ製作機２００で製作されたねじ３の良否判定を行うＣＰＵ回路（良否判定手段）４０６が設けられている。
【００２５】
前記応力センサ４０１は、転造ねじ製作機２００の本体枠２０１における固定ダイス２０３側の側面にボルト締めで固定され、転造工程中に前記本体枠２０１に生じる応力を測定するためのものであり、その出力信号は配線７を介してチェッカー本体４０２へと送られるものとなっている。図４は、転造工程中における本体枠２０１の変形を説明するための模式図である。図に示すように、本体枠２０１には、ブランク材１が受ける転造圧力Ｐの反作用として転造圧力Ｐとは逆向きの力Ｆが作用し、且つ、本体枠２０１の下端部２０１ａは、硬く変形しにくい台座２１９に固定されているために、本体枠２０１にはその下端部２０１ａを支点とした曲げが生じ、本体枠２０１と一体化された応力センサ４０１のセンサ部材４０７も、本体枠２０１の変形に従って変形する。この時センサ部材４０７の内部に発生する曲げ応力が応力センサ４０１によって測定される。尚、応力センサ４０１を固定する位置は、固定ダイス２０３側の側面に限られず、本体枠２０１の表面における任意の位置とすることが可能である。
【００２６】
図５は、応力センサ４０１について拡大した概略斜視図であり、図に示すように、応力センサ４０１には、略矩形の平板であるセンサ部材４０７の長手方向略中央部を両側から切り欠いて細くすることにより絞り部４０８が形成されている。これにより、センサ部材４０７が外力を受けて変形し、その内部に応力が発生した時に、絞り部４０８において応力集中が発生するために、転造圧力Ｐの微小な変化であっても大きな応力変化として検出することが可能となっている。尚、センサ部材４０７の形状は適宜設計変更が可能であり、例えば、円柱形状のセンサ部材４０７の長手方向中間部を切り欠いて絞り部４０８を形成したものであってもよい。
【００２７】
前記絞り部４０８には、図５に示すように、その表面４０９に４枚の歪ゲージ４１０が、また、裏面４１１にも同様に４枚の歪ゲージ４１２がそれぞれ貼設されており、該歪ゲージ４１０及び歪ゲージ４１２により、図示しないブリッジ回路が構成されている。ここで、図４に示すように、センサ部材４０７に変形が生じた場合、センサ部材４０７の表面４０９では圧縮が発生することにより、該表面４０９に貼設された各歪ゲージ４１０には圧縮歪が発生して抵抗が減少する。一方、センサ部材４０７の裏面４１１では引張が発生することにより、裏面４１１に貼設された４枚の歪ゲージ４１２には引張歪が発生して抵抗が増加する。尚、図４における（＋）は、センサ部材４０７の表面４０９に引張歪が発生したことを、（−）は、センサ部材４０７の裏面４１１に圧縮歪が発生したことを示している。この時、前記ブリッジ回路のバランスが崩れ、不平衡電圧として出力電圧が検出されるものとなっている。また、センサ部材４０７に８枚の歪ゲージ４１０，４１２を貼設したことにより、歪ゲージを１枚貼設した場合に比べて８倍の出力電圧を得ることができ、転造圧力Ｐの微小な変化であっても、大きな応力変化として検出することが可能となっている。尚、貼設する歪ゲージの個数は、もちろん８個に限られず、任意の個数とすることが可能である。
【００２８】
前記ＣＰＵ回路４０６は、転造ねじ製作機２００において製作される各ねじ３について、転造工程中における前記応力センサ４０１の出力の変動を監視することにより、該ねじ３が良品か不良品かを判定するものである。より詳細に説明するに、不良品検出装置４００には、転造工程開始時から所定時間経過後に応力センサ４０１の出力が取り得る上限値及び下限値が予め記憶されており、ＣＰＵ回路４０６は、転造工程開始時から所定時間経過後の応力センサ４０１の出力と、前記上限値及び下限値とを比較して、応力センサ４０１の出力が上限値と下限値の間に入っている場合は良品が製作されたものと判定する。一方、応力センサ４０１の出力が、上限値と下限値の間に入っていない部分を検出した場合は、不良品が製作されたものと判定して、前記不良品排除手段２１８のコントローラ２１８ｂに対して不良品検出信号を発するとともに、チェッカー本体４０２にある転造不良ランプ４０２ａを点灯させ、転造不良が発生したことを作業者に知らせるものとなっている。以上のようにして判定を行うのは、ねじ３の転造工程において、浮き上がり、沈み込み、すべり、及びピッチずれ等の転造不良が発生した場合には、いずれの場合にも、転造圧力波形が基準波形に対して大幅に相違したものとなることに基づいたものである。
【００２９】
以下、ＣＰＵ回路４０６による前記良否判定に用いられる前記上限値及び下限値の設定手順について説明する。該上限値及び下限値は、転造ねじ製作機２００において良品が製作される状態における転造圧力波形を基準波形とし、該基準波形に対して許容誤差範囲を任意に設定することにより決定されるものである。まず作業者は、パーソナルコンピュータ４０３に転造圧力波形を表示させながら、転造ねじ製作機２００をテストモードで運転して数十個のねじ３を製作する。製作されたねじ３について、ねじ用限界ゲージ等を用いて検査を行い、その出来具合に応じて、前記圧力調整ボルト２０８を適宜調節して転造圧力Ｐを適切に設定する。その結果、良品のねじ３が製作される状態となったと作業者が判断した場合、作業者は、チェッカー本体４０２にあるティーチングボタン４０２ｂを押下する。これにより、その時点においてパーソナルコンピュータ４０３に表示された転造圧力波形が、基準波形候補として記憶される。以上の作業を数回繰り返して、記憶された数点の基準波形候補について平均化を行うことにより、基準波形が決定される。図６は、本実施形態に係る基準波形の一例を示す図であり、該基準波形は、縦軸に応力を、横軸に時間をとって、応力センサ４０１の出力について転造工程開始時からの時間変化を示したものである。
【００３０】
次に、作業者は、基準波形に対して許容できる誤差範囲を、例えば、＋−２％というように適宜決定し、前記チェッカー本体４０２の誤差入力部４０２ｃから入力する。図６に示す一点鎖線は、基準波形に対して設定された許容誤差範囲を示したものである。これにより、転造工程の開始時から所定時間経過後において、応力センサ４０１の出力が取り得る上限値及び下限値がＣＰＵ回路４０６によって算出される。ＣＰＵ回路４０６は、この上限値及び下限値を用いて前記良否判定を行う。尚、前記良否判定は、ＣＰＵ回路４０６により、転造圧力波形の形状を基準波形の形状と照合することにより行うものとしてもよい。また、図における点Ａは転造圧力波形の表示が開始される時間、すなわち、移動ダイス２０５がブランク材１に喰い付いた時間を示しており、前記ＣＰＵ回路４０６は、スタートセンサ２０９からスタート信号を受けてから、点Ａまでの時間をチェックすることにより、移動ダイス２０５による均質ない喰い付きが行われているかどうかをチェックしている。
【００３１】
また、チェッカー本体４０２には、転造ねじ製作機２００で製作されたねじ３の本数を表示するカウンタ４０２ｄや、各ねじ３の転造工程について応力センサ４０１の出力のピーク値を表示するピーク値表示部４０２ｅが設けられており、ＣＰＵ回路４０６によってその動作が制御されている。
【００３２】
以下、不良品検出装置４００による不良品検出について説明する。図７及び図８は、転造工程の流れを説明するための図であり、転造ねじ製作機２００の固定ダイス２０３及び移動ダイス２０５の近傍について示した概略平面図である。図７（ａ）は、転造工程の開始時であって、移動ダイス２０５の先端２０５ａが固定ダイス２０３の後端２０３ｂの位置にあり、ガイドレール３０２を滑り落ちてきたブランク材１が突板３０３に押し出されて固定ダイス２０３と移動ダイス２０５の間の隙間２１６へと供給された状態を示している。この状態から、ギア２０６の回転に伴って移動ダイスホルダ２０４が前方へと移動し、移動ダイス２０５の先端２０５ａがブランク材１に喰い付くことにより転造工程が開始される。これに伴って、ブランク材１には転造圧力Ｐが作用し始めると同時に、転造ねじ製作機２００の本体枠２０１には変形が生じ、応力センサ４０１には出力電圧が生じ始める。また、この時、スタートセンサ２０９が移動ダイスホルダ２０４の後端２０４ｂを検知して、不良品検出装置４００に対してスタート信号を発することにより、不良品検出装置４００では、応力センサ４０１の出力に基づいてＣＰＵ回路４０６による良否判定が開始されるとともに、パーソナルコンピュータ４０３では、スタート信号に同期した転造圧力波形の表示が開始される。
【００３３】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す状態から、移動ダイスホルダ２０４が前方へと移動し、ブランク材１が移動ダイス２０５の先端２０５ａまで達して転造工程が終了した状態を示している。図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態に至るまでの間、ブランク材１は、所定の転造圧力Ｐで固定ダイス２０３の加工面２１１及び移動ダイス２０５の加工面２１１に押圧されながら、移動ダイス２０５の移動に従って前方へと転がることにより、その軸部３にねじ部が形成される。一方、不良品検出装置４００では、転造ねじ製作機２００が図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態に至るまでの間、パーソナルコンピュータ４０３に転造圧力波形が表示されるとともに、ＣＰＵ回路４０６による良否判定が行われ、不良品が検出された場合には、前記不良品排除手段２１８のコントローラ２１８ｂに対して不良品検出信号が発せられる。これに従って、コントローラ２１８ｂの制御を受けた開閉口２１８ａが底抜け式に下方へと開き、不良品が開閉口２１８ａから落下して除去される。
【００３４】
図８（ａ）は、図７（ｂ）に示す状態から、移動ダイスホルダ２０４が更に前方へと移動して、ねじ３が固定ダイスホルダ２０２の先端２０２ａにまで達した状態を示している。この状態から、移動ダイスホルダ２０４が更に前方へと移動することにより、ねじ３は固定ダイスホルダ２０２による拘束が解かれて下方へと落下し、完成品回収シュート２１０の滑落面２１０ａ上を滑り落ちて、完成品回収容器２１７へと収容される。ここで、ねじ３が落下することにより転造圧力Ｐは０となり、転造ねじ製作機２００の本体枠２０１に作用する力の大きさも０となるために、本体枠２０１は変形が生じる前の形状へと戻り、応力センサ４０１には出力電圧が生じないものとなる。また、図７（ｂ）の状態から図８（ａ）の状態に至るまでの間も、不良品検出装置４００では、応力センサ４０１の出力値に基づいてＣＰＵ回路４０６による前記良否判定が行われるとともに、パーソナルコンピュータ４０３には転造圧力波形が表示される。
【００３５】
その後、移動ダイスホルダ２０４は後方への移動を開始する。図８（ｂ）は、移動ダイスホルダ２０４が後方へと移動している状態を示す図であり、この時、前述のようにねじ３は既に落下しており、応力センサ４０１から出力電圧は生じないために、不良品検出装置４００はスタートセンサ２０９から次のスタート信号が発せられるのを待機した状態である。その後、移動ダイスホルダ２０４は更に後方へと移動して、図７（ａ）に示す転造工程開始時の位置へと戻り、固定ダイス２０３と移動ダイス２０５の間の隙間２１６に新たなブランク材１が供給された上で、次の転造工程が開始される。また、この時、スタートセンサ２０９が移動ダイスホルダ２０４の後端２０４ｂを検知して、不良品検出装置４００に対してスタート信号を発し、これにより、不良品検出装置４００では、次の転造工程が開始されたものとして、ＣＰＵ回路４０６による良否判定が新たに開始されるとともに、パーソナルコンピュータ４０３には、次の転造工程について転造圧力波形の表示が開始される。以上のような動作を繰り返すことにより、転造ねじ製作機２００においてねじ３を順次製作し、製作されたねじ３の中から、不良品のみを選別して除去することが可能となっている。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る不良品検出装置付き転造加工機によれば、転造加工機における転造圧力の変動を監視して転造圧力の異常を検知するために、転造加工機の本体枠の表面に応力センサを固定して、転造圧力の反作用として本体枠に生じる応力の変動を測定したことにより、静的な圧力である転造圧力であっても、その変動を正確に検出することができる。また、応力センサで機械的な変位量のみを測定することにより、固定ダイスや移動ダイスに差す潤滑油の量、モータの振動、その他のノイズ等に影響を受けることなく、転造圧力の変動を正確に測定し、転造圧力波形として視覚化することができる。これにより、転造不良の発生を高い精度で検出することができる。
【００３７】
また、前記応力センサを、変形の生じやすい本体枠の表面に固定して、転造圧力の変動を、本体枠に生じる応力の変動として測定したことにより、転造圧力の微小な変化であっても、大きな応力変化として検出することができる。
【００３８】
また、応力センサの出力をスタート信号に同期した転造圧力波形として表示し、該転造圧力波形が、予め設定された基準波形の許容誤差範囲内に入っているか否かによって製作されたねじの良否判定を行うことにより、容易且つ安価なコストで製品の不良率を低下させることができる。
【００３９】
また、前記応力センサは、棒状のセンサ部材の長手方向中間部を切り欠いて細くした絞り部に、歪ゲージが貼設されてなるものであるために、該絞り部において応力集中が発生し、微小な転造圧力の変化でも、大きな応力変化として検出することができる。
【００４０】
また、転造加工機の側面にセンサを取り付けたことにより、取り付けが容易に行え、作業者が頻繁に操作する場所を避けたことにより作業の邪魔にならない。また、切削油がかからないために、センサの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る不良品検出装置付き転造ねじ製作機１００を示す概略斜視図。
【図２】固定ダイス２０３を示す概略斜視図。
【図３】本発明の実施形態に係る不良品検出装置付き転造ねじ製作機１００の制御を示すブロック図。
【図４】転造工程中における本体枠２０１の変形を説明するための模式図。
【図５】本発明の実施形態に係る応力センサ４０１を示す概略斜視図。
【図６】本発明の実施形態に係る基準波形の一例を示す図。
【図７】本発明の実施形態に係る転造工程の流れを説明するための説明図。
【図８】本発明の実施形態に係る転造工程の流れを説明するための説明図。
【図９】従来例に係る転造ねじ製作機８０を示す概略斜視図。
【図１０】従来例に係る不良品検出装置付き転造ねじ製作機９０を示す概略平面図。
【符号の説明】
１ ブランク材
１００ 不良品検出装置付き転造ねじ製作機
２００ 転造ねじ製作機（転造加工機）
２０１ 本体枠
２０３ 固定ダイス（１対のダイス）
２０５ 移動ダイス（１対のダイス）
２１６ 隙間
４００ 不良品検出装置
４０１ 応力センサ
４０３ パーソナルコンピュータ（表示手段）
４０６ ＣＰＵ回路（良否判定手段）
４０７ センサ部材
４０８ 絞り部
４１０，４１２ 歪ゲージ
Ｐ 転造圧力[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling machine for rolling a blank material, and in particular, a defective product detection device that detects occurrence of a rolling defect by detecting an abnormality in a rolling pressure, or a rolling device including the same. It relates to a processing machine.
[0002]
[Prior art]
Today, rolling is often used in the manufacture of screws and the like. The rolling is performed by sandwiching a blank material, which is a screw material, between a pair of dies arranged facing each other, and relatively moving the dies while pressing the blank material from both sides with the dies, thereby forming a blank. The material is plastically deformed into a desired shape. FIG. 9 is a schematic perspective view showing an example of a conventional rolling machine, specifically, a roll screw manufacturing machine 80 used for thread rolling. As shown in the figure, a rolling screw making machine 80 includes a fixed die 81 having a fixed position, a moving die 82 facing the fixed die 81 at a predetermined interval, and being provided to be able to reciprocate back and forth. And a feeder 84 for supplying the blank material 1 in a gap 83 between the fixed die 81 and the movable die 82.
[0003]
The fixed die 81 and the movable die 82 each have a processing surface 86 provided with a blade 85 in a shape to be formed, and are arranged at predetermined intervals so that the processing surfaces 86 face each other. I have. In a state where the blank material 1 is supplied from the feeder 84 to the gap 83 between the fixed die 81 and the moving die 82 and the blank material 1 is pressed from both sides by the fixed die 81 and the moving die 82, the moving die 82 moves forward. As a result, the blank 1 starts rolling forward as the movable die 82 moves forward in a state where the shaft portion 2 is pressed against the processing surface 86 of the fixed die 81 and the movable die 82. Thereby, the shaft portion 2 of the blank material 1 is plastically deformed in accordance with the shape of the blade 85 provided on the processing surface 86 of the fixed die 81 and the movable die 82. As a result, the screw portion is formed on the shaft portion 2 of the blank material 1, and the screw 3 is manufactured.
[0004]
However, when the blank material 1 is supplied from the feeder 84 to the gap 83 between the fixed die 81 and the movable die 82, the roll screw manufacturing machine 80 supplies the blank material 1 at a position shifted from an accurate position to be supplied. In some cases, poor rolling may occur due to misalignment, misalignment during the rolling process, or incorporation of a defective blank material 1. Examples of the poor rolling include so-called floating having a defect that a screw portion is not formed at an upper end portion of the shaft portion 2 of the screw 3 and a defect that the back surface of the head of the screw 3 is damaged by contact with a die. A so-called subsidence, a so-called slip having a defect that a slip mark is formed on the surface of the shaft portion 2 of the screw 3, a so-called pitch shift having a defect that a screw thread is displaced and a screw part is not accurately formed, or the like. Is mentioned.
[0005]
The probability that a defective screw 3 is produced due to the occurrence of the above defects alone or in combination is generally one in tens of thousands of screws, but today, when high quality control is required, It is necessary to reliably detect the occurrence of these defective products and remove them. Therefore, as a means for detecting and removing the occurrence of a rolling defect, a rolling machine with a defective product detection device has been conventionally proposed. FIG. 10 is a schematic plan view showing an example of a conventional rolling machine with a defective product detection device, particularly showing a rolled screw making machine 90 with a defective product detection device used for rolling the screw 3. As shown in the figure, a rolling screw making machine 90 with a defective product detection device includes a pressure detection sensor 93 for measuring a change in the pressure received by the fixed die 91, that is, the rolling pressure, between the fixed die 91 and the fixed die holder 92. Is provided, and a change in the rolling pressure during the rolling process is extracted as an acoustic signal, and this is used as a detection waveform. Further, from the detected waveform, a rolling index, which is an index indicating the characteristic of the detected waveform, is calculated, and the rolling index is compared with a value in a preset non-defective range to determine the quality of the screw 3. ing. This makes it possible to detect the occurrence of poor rolling (see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-87837 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional rolling screw making machine 90 with the defective product detection device, the pressure detection sensor 93 is used to measure the fluctuation of the rolling pressure, but the pressure detection sensor 93 uses a piezoelectric conversion element (not shown). Because it is used to detect pressure fluctuations as voltage oscillations, it is possible to capture the fluctuations for dynamically fluctuating pressures, but for static rolling pressures In some cases, the output converges to a certain level over time, and the fluctuation cannot be accurately detected. Therefore, it is difficult to accurately monitor the fluctuation of the rolling pressure, and there is a problem that it is necessary to perform complicated software processing to calculate the rolling index from the detected waveform.
[0008]
Further, since the pressure detection sensor 93 captures pressure fluctuation as sound, that is, vibration, it is easily affected by vibration of a motor, vibration generated by rolling, and the like. Since the accompanying vibration also changes depending on the amount of lubricating oil supplied to the rolling screw making machine 90 with the defective product detection device, it is difficult to accurately measure only the fluctuation of the rolling pressure. is there.
[0009]
The present invention has been made in view of such a problem, and quantitatively measures the rolling pressure in a rolling processing machine, and visualizes the fluctuation to quickly adjust the rolling pressure. It is an object of the present invention to provide a means for detecting and removing defective products with higher accuracy in quality control of screws and the like which is becoming increasingly strict.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a blank material is supplied to a gap between a pair of dies arranged opposite to each other at a predetermined interval, and the blank material is subjected to a predetermined rolling pressure from the pair of dies. A rolling machine in which the blank is processed into a desired shape by relative movement of the pair of dies; and detecting an abnormality in the rolling pressure in the rolling machine, thereby forming the roll. A defective product detection device having a defective product detection device for detecting occurrence of a rolling defect in the forming machine, wherein the defective product detection device is fixed to a main body frame of the roll processing machine. A stress sensor for measuring a change in stress occurring in the main body frame, a display means for displaying a time change of an output of the stress sensor as a rolling pressure waveform, and the rolling pressure waveform is a predetermined reference waveform. Within the tolerance By whether Luke, those formed by and a quality judging means for judging the quality of the finished product which is manufactured by the form rolling machine.
[0011]
Further, according to the present invention, the stress sensor is configured such that a strain gauge is attached to a narrowed portion formed by cutting out a middle portion in a longitudinal direction of a rod-shaped sensor member and narrowing it.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a rolling machine with a defective product detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an example of a rolling machine with a defective product detection device according to the present embodiment, and in particular, is a schematic perspective view showing a rolled screw making machine 100 with a defective product detection device used for rolling a screw 3. It is. As shown in the drawing, a rolled screw making machine 100 with a defective product detection device includes a rolled screw making machine 200 that forms a screw 3 by rolling a blank 1 and a rolled screw making machine 200. Feeder 300 which continuously supplies blank material 1 by means of a roll, and a defective product detection device 400 which detects occurrence of a rolling defect in the rolled screw making machine 200 and issues a defective product detection signal to the rolled screw making machine 200. Is provided. Hereinafter, each configuration will be described in more detail.
[0013]
The rolling screw making machine 200 includes a fixed die holder 202 fixed to the main body frame 201, a fixed die 203 attached to the fixed die holder 202, a movable die holder 204 provided to be able to reciprocate back and forth, and A moving die 205 attached to the die holder 204, a gear 206 rotationally driven by a motor (not shown), a crank rod 207 for converting the rotational motion of the gear 206 into a linear motion and transmitting the linear motion to the moving die holder 204; A pressure adjusting bolt 208 for adjusting pressure, a start sensor 209 for detecting the start of the rolling process for each of the screws 3 to be rolled, and issuing a start signal to the defective product detection device 400; It has a finished product recovery chute 210 for recovering the screw 3 dropped after the process. It is intended.
[0014]
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the fixed die 203. The fixed die 203 is made of die steel or the like. As shown in the drawing, a processing surface 211 which is one side surface of the fixed die 203 having a substantially rectangular parallelepiped shape has a blade 212 adapted to the shape of the screw 3 to be rolled. The blade 212 presses the shaft portion 2 of the blank material 1 to plastically deform it, thereby performing a rolling process. The moving die 205 has the same material and configuration as the fixed die 203 except that the moving die 205 has a slightly larger longitudinal dimension than the fixed die 203. Note that the shapes of the fixed die 203 and the movable die 205 are not limited to the present embodiment, and for example, a shape in which a blade 212 is provided on the outer peripheral surface of a cylindrical member may be used.
[0015]
The fixed die holder 202 is for holding the fixed die 203, and the processing surface 211 is moved to the notch 213 formed according to the shape of the fixed die 203. It is attached by fitting so as to face. In addition, the fixed die holder 202 is fixed to the main body frame 201 of the rolled screw making machine 200 by bolting, whereby the position of the fixed die 203 attached to the fixed die holder 202 is fixed. ing.
[0016]
The moving dice holder 204 is for holding the moving dice 205, and the processing surface 211 is positioned on the fixed dice 203 side with respect to the notch 214 formed according to the shape of the dice 205. It is attached by fitting so as to face. The movable die holder 204 is provided to be slidable in the front-rear direction of the rolled screw making machine 200 by being guided by a guide member 215 provided on the main body frame 201. Thus, the movable die 205 attached to the movable die holder 204 can reciprocate in the front-rear direction of the rolled screw making machine 200 at a predetermined distance from the fixed die 203. The width of the gap 216 between the fixed die 203 and the movable die 205 is adjusted to be slightly smaller than the thickness of the shaft 2 of the blank 1. As a result, the blank material 1 sandwiched in the gap 216 between the fixed die 203 and the moving die 205 is pressed from both left and right sides by a predetermined rolling pressure by the processed surface 211 of the fixed die 203 and the processed surface 211 of the movable die 205. It is something to be done.
[0017]
The crank rod 207 converts the rotational movement of the gear 206 into a linear movement and transmits the linear movement to the movable die holder 204. One end of the crank rod 207 is rotatably attached to the gear 206, and the other end is connected to the movable die holder 204. Is rotatably attached to the end on the gear 206 side. Accordingly, the movable die holder 204 reciprocates in the front-rear direction of the rolled screw making machine 200 in accordance with the rotation of the gear 206.
[0018]
The pressure adjusting bolt 208 is for adjusting the rolling pressure of the rolling screw making machine 200, and penetrates the main body frame 201, and has one end protruding outside the rolling screw making machine 200. At the same time, the other end is in contact with the side surface of the fixed die holder 202. The pressure adjusting bolt 208 includes a pressing bolt 208a for pressing the fixed die holder 202 and a fixing bolt 202b for fixing the position of the fixed dice holder 202. When the pressing bolt 208a is advanced by turning the portion, the force of the other end of the pressing bolt 208a pressing the fixed die holder 202 is increased, and the rolling pressure, that is, the blank material 1 is moved to the fixed die 203 and moved. The pressure received from the die 205 increases. Conversely, when the operator returns the pressing bolt 208a, the force by which the other end of the pressing bolt 208a presses the fixed die holder 202 decreases, and the rolling pressure decreases. Although three pressure adjusting bolts 208 are provided along the front-rear direction of the rolled screw making machine 200, it is needless to say that the number of the pressure adjusting bolts 208 is not limited to this and may be any number.
[0019]
The start sensor 209 detects the start of the rolling process for each screw 3 to be rolled, and in synchronization with this, starts the quality judgment and the display of the rolling pressure waveform by the defective product detection device 400. It is. In the present embodiment, a so-called reflection type photo sensor is used as the start sensor 209. Although not shown in detail, the photo sensor includes a light emitting element and a light receiving element, and detects the presence or absence of an object by determining whether light emitted from the light emitting element is detected by the light receiving element as reflected light. Things. As shown in FIG. 1, the start sensor 209 is provided at the end of the guide member 215 on the gear 206 side, and issues a start signal by detecting that the rear end 204b of the movable die holder 204 has passed. The start signal is sent to the defective product detection device 400 via the wiring 4. In this embodiment, a reflection type photosensor is used, but a transmission type photosensor may be used.
[0020]
The finished product collecting chute 210 is for collecting the completed screw 3 after the rolling process into the finished product collecting container 217, and as shown in FIG. Are provided below the gap 216 and are inclined from the rolled screw making machine 200 side to the finished product collection container 217 side. As a result, when the screw 3 completed after the rolling process reaches the position of the tip 202a of the fixed die holder 202, the screw 3 is released from the restraint by the fixed die holder 202 and falls onto the sliding surface 210a of the finished product collecting chute 210. Then, it slides down along the slope of the sliding surface 210 a and is stored in the finished product collection container 217.
[0021]
A defective product elimination means 218 is provided at a longitudinally intermediate portion of the finished product collection chute 210. The defective product removing means 218 is for removing only defective products from the finished products sliding down the sliding surface 210a, and includes an opening / closing opening 218a that opens and closes in a bottom-out manner and an operation of the opening / closing opening 218a. And a controller 218b for controlling. The controller 218b is connected to the defective product detection device 400 via the wiring 5, and controls the operation of the opening / closing port 218a based on a defective product detection signal issued from the defective product detection device 400. The defective product elimination means 218 is not limited to the one in the present embodiment. For example, although not shown in the drawing, the finished product collection chute 210 is branched into two parts at the middle part in the longitudinal direction, and the screw 3 which slides down is formed. It is also possible to provide only a defective product in a predetermined direction by providing a shutter that sorts the defective product in any direction at the branch point and controlling the operation of the shutter by the controller 218b.
[0022]
The feeder 300 sends out the blank material 1 accommodated therein to the outside and sequentially supplies the blank material 1 to the rolled screw making machine 200. As shown in FIG. It is provided at a position higher than the screw making machine 200. Thus, the guide rail 302 extending from the feed port 301 of the feeder 300 to the vicinity of the rear end 202b of the fixed die holder 202 is inclined from the feeder 300 toward the fixed die holder 202. A protruding plate 303 is provided at an end of the guide rail 302 on the fixed die holder 202 side, and the blanks 1 that have slid down along the guide rail 302 are extruded one by one by the protruding plate 303, and the fixed die is formed. It is supplied to a gap 216 between the moving die 203 and the moving die 205.
[0023]
The defective product detection device 400 detects the occurrence of a defective rolling by detecting an abnormality of the rolling pressure in the rolling screw making machine 200, and eliminates a defective product provided in the completed product collecting chute 210. A defective product detection signal is issued to the means 218. As shown in FIG. 1, the defective product detection device 400 includes a stress sensor 401 fixed to the surface of the main body frame 201 of the rolled screw making machine 200, a checker main body 402, and the checker main body 402 and the wiring 6. And a personal computer (display means) 403 for displaying the time change of the output of the stress sensor 401 as a rolling pressure waveform synchronized with the start signal. In this embodiment, a personal computer 403 is installed as a display unit separately from the checker main body 402. However, the display unit can be built in the checker main body 402.
[0024]
FIG. 3 is a block diagram showing the control of the defective product detection device 400. As shown in the figure, inside a checker main body 402 of the defective product detection device 400, an amplifier 404 for amplifying an analog signal output from the stress sensor 401 and an A / A for converting the amplified analog signal into a digital signal. A D conversion circuit 405 and a CPU circuit (pass / fail judgment means) 406 for judging the quality of the screw 3 manufactured by the rolled screw making machine 200 based on the digital signal input from the A / D conversion circuit 405 are provided. ing.
[0025]
The stress sensor 401 is fixed to the side surface of the main body frame 201 of the rolled screw making machine 200 on the fixed die 203 side by bolting, and is for measuring stress generated in the main body frame 201 during a rolling process. The output signal is sent to the checker main body 402 via the wiring 7. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining deformation of the main body frame 201 during the rolling process. As shown in the figure, a force F in a direction opposite to the rolling pressure P acts on the main body frame 201 as a reaction of the rolling pressure P received by the blank material 1, and the lower end portion 201a of the main body frame 201 is Since the main frame 201 is fixed to the base 219 which is hard and hard to deform, the main frame 201 is bent with its lower end 201a as a fulcrum, and the sensor member 407 of the stress sensor 401 integrated with the main frame 201 is also fixed to the main frame 201. It is deformed according to the deformation of 201. At this time, the bending stress generated inside the sensor member 407 is measured by the stress sensor 401. The position at which the stress sensor 401 is fixed is not limited to the side surface on the fixed die 203 side, but may be an arbitrary position on the surface of the main body frame 201.
[0026]
FIG. 5 is an enlarged schematic perspective view of the stress sensor 401. As shown in the drawing, the stress sensor 401 is formed by cutting out a substantially central portion of a sensor member 407, which is a substantially rectangular flat plate, from both sides in the longitudinal direction. By doing so, an aperture portion 408 is formed. As a result, when the sensor member 407 is deformed by receiving an external force and stress is generated inside the sensor member 407, a stress concentration occurs in the narrowed portion 408, so that even a small change in the rolling pressure P causes a large stress change. It is possible to detect as. In addition, the shape of the sensor member 407 can be appropriately changed in design. For example, the sensor member 407 may be formed by cutting out the middle part in the longitudinal direction of the columnar sensor member 407 to form the aperture portion 408.
[0027]
As shown in FIG. 5, four strain gauges 410 are attached to the front surface 409 and four strain gauges 412 are similarly attached to the back surface 411 of the narrowed portion 408. A bridge circuit (not shown) is configured by the gauge 410 and the strain gauge 412. Here, as shown in FIG. 4, when the sensor member 407 is deformed, compression occurs on the surface 409 of the sensor member 407, so that each strain gauge 410 attached to the surface 409 has a compressive strain. Occurs and the resistance decreases. On the other hand, when tension is generated on the back surface 411 of the sensor member 407, tensile strain is generated on the four strain gauges 412 attached to the back surface 411, and the resistance increases. Note that (+) in FIG. 4 indicates that tensile strain has occurred on the front surface 409 of the sensor member 407, and (−) indicates that compressive strain has occurred on the back surface 411 of the sensor member 407. At this time, the balance of the bridge circuit is lost, and the output voltage is detected as an unbalanced voltage. Further, since eight strain gauges 410 and 412 are attached to the sensor member 407, an output voltage eight times as high as that obtained when one strain gauge is attached can be obtained. Even a slight change can be detected as a large stress change. The number of strain gauges to be stuck is not limited to eight, but may be any number.
[0028]
The CPU circuit 406 monitors a change in the output of the stress sensor 401 during the rolling process for each screw 3 manufactured by the rolled screw manufacturing machine 200, and determines whether the screw 3 is a good product or a defective product. It is to judge. As will be described in more detail, the defective product detection device 400 stores in advance an upper limit value and a lower limit value that the output of the stress sensor 401 can take after a lapse of a predetermined time from the start of the rolling process, and the CPU circuit 406 The output of the stress sensor 401 after a lapse of a predetermined time from the start of the rolling process is compared with the upper limit value and the lower limit value. If the output of the stress sensor 401 falls between the upper limit value and the lower limit value, it is a good product. Is determined to have been manufactured. On the other hand, when the output of the stress sensor 401 detects a portion that does not fall between the upper limit value and the lower limit value, it is determined that a defective product has been manufactured, and the controller 218 b of the defective product removing means 218 is notified. In addition, a defective product detection signal is generated, and a rolling defect lamp 402a in the checker body 402 is turned on to notify an operator that a rolling defect has occurred. The judgment is performed as described above. In the rolling process of the screw 3, when a rolling failure such as lifting, sinking, slipping, and pitch shift occurs, the rolling pressure is increased in any case. This is based on the fact that the waveform is significantly different from the reference waveform.
[0029]
Hereinafter, a procedure for setting the upper limit value and the lower limit value used for the quality judgment by the CPU circuit 406 will be described. The upper limit value and the lower limit value are determined by setting a rolling pressure waveform in a state where a non-defective product is manufactured in the rolling screw manufacturing machine 200 as a reference waveform, and arbitrarily setting an allowable error range with respect to the reference waveform. Things. First, the operator operates the roll screw manufacturing machine 200 in the test mode while manufacturing the rolling pressure waveform on the personal computer 403 to manufacture several tens of screws 3. The manufactured screw 3 is inspected using a screw limit gauge or the like, and the rolling pressure P is appropriately set by appropriately adjusting the pressure adjusting bolt 208 according to the degree of the inspection. As a result, when the operator determines that a good screw 3 is produced, the operator presses the teaching button 402b on the checker body 402. As a result, the rolling pressure waveform displayed on the personal computer 403 at that time is stored as a reference waveform candidate. By repeating the above operation several times and averaging the stored several reference waveform candidates, the reference waveform is determined. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a reference waveform according to the present embodiment. The reference waveform has a vertical axis representing stress and a horizontal axis representing time, and the output of the stress sensor 401 from the start of the rolling process. FIG.
[0030]
Next, the operator appropriately determines an allowable error range for the reference waveform, for example, + 2%, and inputs the error range from the error input unit 402c of the checker main body 402. The one-dot chain line shown in FIG. 6 shows the allowable error range set for the reference waveform. As a result, the upper limit value and the lower limit value that can be obtained by the output of the stress sensor 401 are calculated by the CPU circuit 406 after a lapse of a predetermined time from the start of the rolling process. The CPU circuit 406 makes the quality judgment using the upper limit value and the lower limit value. Note that the pass / fail judgment may be made by the CPU circuit 406 comparing the shape of the rolling pressure waveform with the shape of the reference waveform. A point A in the drawing indicates a time at which the display of the rolling pressure waveform is started, that is, a time during which the moving die 205 bites into the blank material 1, and the CPU circuit 406 outputs a start signal from the start sensor 209. By checking the time from the reception to the point A, it is checked whether or not the moving die 205 has made a non-uniform bite.
[0031]
The checker main body 402 has a counter 402d for displaying the number of screws 3 manufactured by the rolled screw making machine 200 and a peak value for displaying the peak value of the output of the stress sensor 401 for the rolling process of each screw 3. A display portion 402e is provided, and its operation is controlled by the CPU circuit 406.
[0032]
Hereinafter, detection of a defective product by the defective product detection device 400 will be described. 7 and 8 are diagrams for explaining the flow of the rolling process, and are schematic plan views showing the vicinity of the fixed die 203 and the movable die 205 of the roll screw manufacturing machine 200. FIG. 7A shows the start of the rolling process, in which the leading end 205a of the moving die 205 is located at the rear end 203b of the fixed die 203, and the blank 1 sliding down the guide rail 302 is the protruding plate 303. , And is supplied to the gap 216 between the fixed die 203 and the movable die 205. From this state, the moving die holder 204 moves forward with the rotation of the gear 206, and the leading end 205a of the moving die 205 bites into the blank material 1 to start the rolling process. Along with this, at the same time as the rolling pressure P starts to act on the blank material 1, deformation occurs in the main body frame 201 of the rolled screw making machine 200, and output voltage starts to be generated in the stress sensor 401. At this time, the start sensor 209 detects the rear end 204b of the movable die holder 204 and issues a start signal to the defective product detection device 400, so that the defective product detection device 400 As a result, the quality judgment by the CPU circuit 406 is started, and the display of the rolling pressure waveform in synchronization with the start signal is started in the personal computer 403.
[0033]
FIG. 7B shows a state in which the moving die holder 204 has moved forward from the state shown in FIG. 7A, the blank material 1 has reached the leading end 205a of the moving die 205, and the rolling process has been completed. I have. During the period from the state shown in FIG. 7A to the state shown in FIG. 7B, the blank material 1 is processed at a predetermined rolling pressure P with the processing surface 211 of the fixed die 203 and the processing surface 211 of the moving die 205. As the movable die 205 moves forward while being pressed, a threaded portion is formed in the shaft portion 3. On the other hand, in the defective product detection device 400, the rolling pressure waveform is displayed on the personal computer 403 from the state shown in FIG. 7A to the state shown in FIG. At the same time, a pass / fail judgment is made by the CPU circuit 406, and when a defective product is detected, a defective product detection signal is issued to the controller 218b of the defective product excluding means 218. In accordance with this, the opening / closing opening 218a controlled by the controller 218b is opened downward in a bottomless manner, and defective products fall from the opening / closing opening 218a and are removed.
[0034]
FIG. 8A shows a state in which the movable die holder 204 has moved further forward from the state shown in FIG. 7B and the screw 3 has reached the tip 202 a of the fixed die holder 202. From this state, when the movable die holder 204 moves further forward, the screw 3 is released from the restraint by the fixed die holder 202 and falls downward, and slides down on the sliding surface 210a of the finished product recovery chute 210, It is stored in the finished product collection container 217. Here, when the screw 3 falls, the rolling pressure P becomes zero, and the magnitude of the force acting on the main body frame 201 of the rolled screw making machine 200 also becomes zero, so that the main body frame 201 is not deformed. Returning to the shape, the stress sensor 401 does not generate an output voltage. Also, during the period from the state of FIG. 7B to the state of FIG. 8A, in the defective product detection device 400, the quality judgment is performed by the CPU circuit 406 based on the output value of the stress sensor 401. At the same time, a rolling pressure waveform is displayed on the personal computer 403.
[0035]
Thereafter, the movable die holder 204 starts moving backward. FIG. 8B is a diagram showing a state in which the movable die holder 204 is moving backward. At this time, the screw 3 has already dropped as described above, and no output voltage is generated from the stress sensor 401. Therefore, the defective product detection device 400 is in a state of waiting for the start sensor 209 to issue the next start signal. Thereafter, the movable die holder 204 moves further backward and returns to the position at the start of the rolling process shown in FIG. 7A, and a new blank material 1 is inserted into the gap 216 between the fixed die 203 and the movable die 205. Is supplied, and the next rolling process is started. At this time, the start sensor 209 detects the rear end 204b of the movable die holder 204 and issues a start signal to the defective product detection device 400. As a start, the quality judgment by the CPU circuit 406 is newly started, and the display of the rolling pressure waveform is started on the personal computer 403 for the next rolling process. By repeating the above operation, the screw 3 can be sequentially manufactured in the rolled screw manufacturing machine 200, and only defective products can be selected and removed from the manufactured screw 3.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the rolling machine with the defective product detection device according to the present invention, in order to monitor the fluctuation of the rolling pressure in the rolling machine and detect the abnormality of the rolling pressure, By fixing the stress sensor on the surface of the main body frame of the processing machine and measuring the fluctuation of the stress generated in the main body frame as a reaction of the rolling pressure, even if the rolling pressure is a static pressure, the fluctuation Can be accurately detected. In addition, by measuring only the mechanical displacement with a stress sensor, fluctuations in the rolling pressure can be reduced without being affected by the amount of lubricating oil inserted into the fixed die or moving die, motor vibration, other noise, etc. It can be accurately measured and visualized as a rolling pressure waveform. This makes it possible to detect the occurrence of a rolling defect with high accuracy.
[0037]
Further, by fixing the stress sensor to the surface of the main body frame that is likely to be deformed, and measuring the fluctuation of the rolling pressure as the fluctuation of the stress generated in the main body frame, it is a small change in the rolling pressure. Can also be detected as a large change in stress.
[0038]
In addition, the output of the stress sensor is displayed as a rolling pressure waveform synchronized with the start signal, and the screw pressure manufactured based on whether or not the rolling pressure waveform is within an allowable error range of a preset reference waveform. By performing the pass / fail judgment, it is possible to easily and inexpensively reduce the defective rate of the product.
[0039]
Further, since the stress sensor is formed by attaching a strain gauge to a narrowed portion formed by cutting out a middle portion in the longitudinal direction of a rod-shaped sensor member, stress concentration occurs in the narrowed portion, Even a small change in rolling pressure can be detected as a large change in stress.
[0040]
In addition, since the sensor is attached to the side surface of the rolling machine, the attachment can be easily performed, and the work is not hindered by avoiding a place where the operator frequently operates. Further, since the cutting oil is not applied, the service life of the sensor can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a rolled screw making machine 100 with a defective product detection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a fixed die 203.
FIG. 3 is a block diagram showing control of the rolled screw making machine 100 with the defective product detection device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining deformation of the main body frame 201 during a rolling process.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a stress sensor 401 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a reference waveform according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a flow of a rolling process according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a flow of a rolling process according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a rolled screw making machine 80 according to a conventional example.
FIG. 10 is a schematic plan view showing a rolled screw making machine 90 with a defective product detection device according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 blank materials
100 Rolled screw making machine with defective product detection device
200 Rolled screw making machine (Rolling machine)
201 body frame
203 fixed dies (pair of dies)
205 Moving dice (pair of dice)
216 gap
400 Defective product detection device
401 stress sensor
403 Personal computer (display means)
406 CPU circuit (pass / fail judgment means)
407 Sensor member
408 throttle
410,412 Strain gauge
P Rolling pressure
