JP2005205735A - プレス装置用計測装置及び方法並びにプレス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一対の金型における一方の金型の金型成形面からの反射光と、他方の金型の金型成形面からの反射光とのずれ量を計測することによって、両方の金型の軸心ずれ量を正確に計測することができ、軸心ずれを容易に、正確に、短時間で自動的に修正することができ、金型を駆動する駆動装置にかかる負荷を低減することができ、成形品の質を向上させることができるようにする。
【解決手段】発光装置３１から出射された光を一対の金型のそれぞれの金型成形面に入射させる入射光路形成手段と、前記それぞれの金型成形面から反射された光を受光装置３２に入射させる反射光路形成手段と、前記それぞれの金型成形面から反射された光の前記受光装置３２の受光面上における位置関係に基づいて、前記一対の金型の軸心ずれ量を算出する演算装置とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレス装置用計測装置及び方法並びにプレス装置に関するものである。

従来、ガラスや樹脂のような材料から成る成形品は、ガラス素材や樹脂素材をプレス装置の成形用の金型に投入して加熱し、軟化させた後、押圧成形することによって成形されている。この場合、上金型と下金型とから成る金型のキャビティの形状通りの形状を有するガラス成形品や樹脂成形品が成形される。そして、該ガラス成形品や樹脂成形品が成形された後、上金型を上昇させたり下金型を下降させたりすることによって型開を行い、下金型上に残留するガラス成形品や樹脂成形品を吸引手段等を備えた搬送部材によって取り出して、後工程へ搬送するようになっている。

このようなプレス装置においては、上金型と下金型との位置ずれ、すなわち、金型の軸心ずれが生じると、所定の形状の成形品を得ることができなくなってしまう。そこで、上金型及び下金型のそれぞれにおける嵌（かん）合部を高い精度で製作し、上金型と下金型とが互いに嵌合する際に、軸心ずれを修正するようになっている。しかし、この場合、嵌合部を高い精度で製作する必要があるために金型の製作コストが高くなってしまう。また、軸心ずれ量が大きい場合には、上金型と下金型とが嵌合しなくなったり、上金型又は下金型が破損したりしてしまう。そのため、上金型と下金型との位置を計測して、軸心ずれが生じたことを検出した場合に、軸心ずれを修正することが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。

これにより、上金型又は下金型の位置を調整して軸心ずれを修正することができるので、所定の形状の成形品を得ることができ、また、高い精度の嵌合部を製作する必要がないので、金型の製作コストを低下させることができ、さらに、金型が破損することも防止することができる。
特開平８−１２３５７号公報 特開平８−９１８５５号公報

しかしながら、前記従来のプレス装置における計測装置は、上金型又は下金型の軸心ずれを検出することができるものの軸心ずれ量を計測することができないので、上金型又は下金型の位置を調整して軸心ずれを修正することが困難である。そのため、軸心ずれの修正は、オペレータの手作業によって行われるようになっていて、自動的に行うことができない。

また、前記従来のプレス装置における計測装置は、上金型又は下金型に取り付けられておらず、上金型又は下金型から離れた位置に配設されている。そのため、上金型又は下金型の軸心ずれを検出するためには、上金型又は下金型に対する計測装置の位置を常に正確に調整する必要がある。したがって、計測装置の保守管理に手間と時間がかかり、また、上金型又は下金型に対する計測装置の位置に狂いが生じると、検出精度が低下してしまう。

本発明は、前記従来の問題点を解決して、一対の金型における一方の金型の金型成形面からの反射光と、他方の金型の金型成形面からの反射光とのずれ量を計測することによって、両方の金型の軸心ずれ量を正確に計測することができ、軸心ずれを容易に、正確に、短時間で自動的に修正することができ、金型を駆動する駆動装置にかかる負荷を低減することができ、成形品の質を向上させることができるプレス装置用計測装置及び方法並びにプレス装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明のプレス装置用計測装置においては、発光装置から出射された光を一対の金型のそれぞれの金型成形面に入射させる入射光路形成手段と、前記それぞれの金型成形面から反射された光を受光装置に入射させる反射光路形成手段と、前記それぞれの金型成形面から反射された光の前記受光装置の受光面上における位置関係に基づいて、前記一対の金型の軸心ずれ量を算出する演算装置とを有する。

本発明の他のプレス装置用計測装置においては、さらに、前記入射光路形成手段又は反射光路形成手段は、光学絞り又は拡大若しくは縮小光学系を備える。

本発明のプレス装置においては、一対の金型と、発光装置から出射された光を前記一対の金型のそれぞれの金型成形面に入射させる入射光路形成手段と、前記それぞれの金型成形面から反射された光を受光装置に入射させる反射光路形成手段と、前記それぞれの金型成形面から反射された光の前記受光装置の受光面上における位置関係に基づいて、前記一対の金型の軸心ずれ量を算出する演算装置とを有する。

本発明の他のプレス装置においては、さらに、前記一対の金型のそれぞれの水平方向の位置を調整する金型位置調整手段を有する。

本発明のプレス装置用計測方法においては、発光装置から出射された光を一対の金型のそれぞれの金型成形面に入射させ、該それぞれの金型成形面から反射された光を受光装置に入射させ、前記それぞれの金型成形面から反射された光の前記受光装置の受光面上における位置関係に基づいて、前記一対の金型の軸心ずれ量を算出する。

本発明の他のプレス装置用計測方法においては、さらに、前記発光装置から出射された光を前記金型成形面において走査させて、前記金型の軸心の位置を特定する。

本発明によれば、プレス装置用計測装置においては、発光装置から出射された光を一対の金型のそれぞれの金型成形面に入射させる入射光路形成手段と、前記それぞれの金型成形面から反射された光を受光装置に入射させる反射光路形成手段と、前記それぞれの金型成形面から反射された光の前記受光装置の受光面上における位置関係に基づいて、前記一対の金型の軸心ずれ量を算出する演算装置とを有する。

この場合、金型の軸心ずれ量を正確に計測することができるので、軸心ずれを容易に、正確に、短時間で自動的に修正することができる。これにより、金型が損傷することを防止したり、金型を移動させる部材にかかる負荷を低減することができる。さらに、正確な外形を有する高品質の成形品を高い再現性で成形することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態におけるプレス装置は、ガラスや樹脂のような材料から成る成形品を成形するのに適したものであり、主として、ガラス素材や樹脂素材を成形用の金型装置に投入して加熱し、軟化させた後、押圧成形するために使用されるものであるが、いかなる材料から成る成形品を成形するために使用されてもよい。すなわち、ガラスや樹脂の他に、例えば、金属、セラミクス、紙、繊維等の各種材料、又は、これらの材料を適宜混合した材料から成る成形品を成形するのに使用することができる。本実施の形態においては、説明の都合上、ガラスから成る成形品を成形する場合について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態におけるプレス装置の構成を示す概略図である。

図において、１０はプレス装置、１１ｂは該プレス装置１０のフレーム１１の一部としてのベースフレーム、１１ａは前記プレス装置１０のフレーム１１の一部としてのガイドフレームである。ここで、該ガイドフレーム１１ａは、全体として立設する筒体の形状を有し、下端部がベースフレーム１１ｂの上面に取り付けられている。なお、前記ベースフレーム１１ｂ及びガイドフレーム１１ａを統合的に説明する場合には、フレーム１１として説明する。

そして、前記ガイドフレーム１１ａの内部において、ベースフレーム１１ｂの上面には支持テーブル取り付け部材１２が取り付けられ、該支持テーブル取り付け部材１２の取り付け面としての上面には支持テーブル部材１３が取り付けられている。該支持テーブル部材１３の上面に下金型取り付け部材１４が取り付けられ、さらに、該下金型取り付け部材１４の上面には、金型装置における一方の金型、すなわち、固定金型としての下金型２１が取り付けられている。ここで、該下金型２１の上面には、後述される平面状の金型合わせ面２１ａ、及び、成形品のほぼ下半分を形成するような形状の面から成るキャビティ２１ｂが形成されている。

また、前記ガイドフレーム１１ａの内部における上部には、金型駆動部材としての上金型キャリッジ１５が上下方向（ガイドフレーム１１ａの長軸方向）に移動可能に取り付けられている。ここで、前記上金型キャリッジ１５は、循環式のボール等を備えるリニアガイド機構等から成るガイド機構１６によってガイドされ、前記ガイドフレーム１１ａの内面に沿って、移動軌跡が水平方向にぶれることがなく、スムーズに移動することができる。また、前記上金型キャリッジ１５の外面とガイドフレーム１１ａの内面とが常に平行に保たれ、前記上金型キャリッジ１５が傾斜することもないようになっている。なお、前記ガイド機構１６は、上金型キャリッジ１５の外面とガイドフレーム１１ａの内面との間に圧力流体を注入する静圧軸受装置であってもよい。

そして、前記上金型キャリッジ１５の上方には、可動金型駆動源としての駆動装置１７が配設されている。なお、該駆動装置１７は、図示されない取り付け部材を介して、前記ガイドフレーム１１ａに固定されている。また、前記駆動装置１７のコネクティングロッド１７ａが下方に突出し、該コネクティングロッド１７ａの下端部には前記上金型キャリッジ１５が取り付けられている。ここで、前記駆動装置１７は、例えば、高圧の圧力流体によって駆動されるピストンを備えるシリンダ装置である。この場合、前記ピストンに取り付けられたピストンロッドの下端部が、前記コネクティングロッド１７ａの上端部に連結される。そして、シリンダ装置に供給される圧力流体の流れを切り替えることによって、前記ピストンが上方向又は下方向に駆動され、これにより、前記コネクティングロッド１７ａ及び上金型キャリッジ１５が上方向又は下方向に移動させられる。ここで、前記圧力流体は、例えば、空気であるが、窒素ガス等の他の気体であってもよいし、油等の液体であってもよい。

また、前記駆動装置１７は、シリンダ装置でなく、電動モータであってもよく、例えば、リニアモータであってもよい。この場合、ロータとしての往復動部材（スライダ）の下端部が、前記コネクティングロッド１７ａの上端部に連結される。そして、リニアモータに供給される電流を切り替えることによって、前記スライダがステータとしての固定部材に対して上方向又は下方向に駆動され、これにより、前記コネクティングロッド１７ａ及び上金型キャリッジ１５が上方向又は下方向に移動させられる。なお、前記駆動装置１７は、サーボモータ等の回転式の電動モータであってもよく、この場合、回転軸の回転は、ボールねじナット等の運動方向変換装置によって、往復動に変換されて、前記コネクティングロッド１７ａに伝達される。

そして、前記上金型キャリッジ１５の下面に上金型取り付け部材１８が取り付けられ、該上金型取り付け部材１８の下面には、金型装置における他方の金型、すなわち、可動金型としての上金型２２が取り付けられている。ここで、該上金型２２の下面には、後述される平面状の金型合わせ面２２ａ、及び、成形品のほぼ上半分を形成するような形状の面から成るキャビティ２２ｂが形成されている。

また、図において、２６はハンドリング装置であり、搬送アーム２７ａ及び該搬送アーム２７ａの先端に取り付けられた保持装置としてのハンド装置２７ｂを有する。なお、２８は成形用の素材であり、ハンド装置２７ｂに保持されている。前述したように、本実施の形態においては、説明の都合上、ガラスから成る成形品を成形する場合について説明するので、前記素材２８はガラス素材としての硝材である。また、成形品は、レンズ、プリズム、フィルタ、ミラー等の光学素子である。

そして、前記搬送アーム２７ａ及びハンド装置２７ｂは、図示されない駆動装置によって駆動され、ガイドフレーム１１ａの側面に形成された開口１１ｃを通って、前記ガイドフレーム１１ａの内部に進入し、前記素材２８を型開された状態における金型装置の下金型２１のキャビティ２１ｂ上に載置するようになっている。素材２８が下金型２１のキャビティ２１ｂ上に載置されると、前記下金型２１の上方に位置している上金型２２は、前記上金型キャリッジ１５が下方向に移動させられることによって、下方向に移動して下金型２１に接近する。続いて、上金型２２の金型合わせ面２２ａが下金型２１の金型合わせ面２１ａに接触して型閉が行われ、さらに、上金型２２が下金型２１に押圧されて型締が行われるようになっている。この場合、型閉が行われると、前記上金型２２及び下金型２１は、組み合わせられて一体となり、前記キャビティ２２ｂとキャビティ２１ｂとによって形成されるキャビティ空間内に素材２８を挟み込むようになっている。なお、前記素材２８は、硝材である場合、一般的に、３００〜５００〔℃〕程度の高温にまで加熱され、軟化した状態である。

また、前記上金型２２及び下金型２１の材質は、例えば、タングステン合金、ステンレス合金、超硬合金等であるが、いかなる材質であってもよい。また、前記素材２８が硝材である場合、少なくとも前記キャビティ２２ｂ及びキャビティ２１ｂ上には、硝材の付着を防止するために、一層又は二層以上の薄膜が形成されていることが望ましい。該薄膜の材質は、例えば、水素化アモルファスカーボン、ダイヤモンド、窒化チタン、窒化タンタル、白金イリジウム、白金シリコン等であるが、いかなる材質であってもよい。

続いて、上金型２２が下金型２１に対して押圧されて型締が行われる。これにより、前記上金型２２及び下金型２１は、組み合わせられて一体となり、前記上金型２２と下金型２１との間に形成されるキャビティ空間内に挟み込まれた素材２８としての硝材は、上下から押圧され、前記キャビティ空間の形状を有するガラス成形品が成形される。加圧成形終了後、前記硝材の温度がガラス転移点温度以下になるまで冷却する。この間、キャビティ空間内の硝材を上下から成形力より小さな力で押圧し続ける。そして、前記硝材の温度がガラス転移点温度以下になると、駆動装置１７が作動を停止するので、前記硝材の押圧が終了する。

そして、成形品が成形されると、駆動装置１７が作動し、前記上金型キャリッジ１５が上方向に移動させられることによって、上金型２２が上方向に移動して下金型２１から離れて型開が行われ、成形品が金型装置から取り出される。なお、成形品の取り出しは、前記ハンドリング装置２６によって行うこともできるし、他の装置又はオペレータの手作業によって行うこともできる。

ここで、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を計測する場合には、図に示されるように、前記上金型２２と下金型２１との間にビームベンダユニット３４が配設され、また、該ビームベンダユニット３４の側方にビームスプリッタユニット３３が配設される。前記ビームベンダユニット３４及びビームスプリッタユニット３３は、それぞれ、図示されない支持装置に取り付けられ、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を計測する際にのみ、図に示されるような位置に配設され、通常は、プレス装置１０の外部に保管される。なお、前記ビームベンダユニット３４及びビームスプリッタユニット３３は、相互の位置関係が変化しないように、共通する単一の支持装置に取り付けられていてもよい。

また、前記ビームスプリッタユニット３３の側方には、計測光としてのレーザ光を発光する発光装置３１が図示されない発光装置取り付け装置に取り付けられて配設され、前記ビームスプリッタユニット３３の下方には、前記発光装置３１からのレーザ光を受光する受光装置３２が、受光装置取り付け部材２３を介して、支持テーブル部材１３に取り付けられている。前記発光装置３１及び受光装置３２は、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を計測する際にのみ、図に示されるような位置に配設され、通常は、プレス装置１０の外部に保管されるが、該プレス装置１０の成形動作に支障を及ぼさないのであれば、恒常的に図に示されるような位置に配設されてもよい。

そして、上金型２２と下金型２１との位置にずれがない状態において、前記発光装置３１が出射したレーザ光は、一本の水平なレーザビームとしてビームスプリッタユニット３３に入射し、該ビームスプリッタユニット３３によって二本の水平なレーザビームに分割される。該二本の平行なレーザビームは、ビームベンダユニット３４に入射し、該ビームベンダユニット３４によって上向き及び下向きの垂直なレーザビームに変換され、上金型２２のキャビティ２２ｂ及び下金型２１のキャビティ２１ｂにそれぞれ入射する。この場合、前記ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４は、入射光路形成手段として機能する。そして、上金型２２のキャビティ２２ｂの面、すなわち、上金型成形面及び下金型２１のキャビティ２１ｂの面、すなわち、下金型成形面によって反射されたレーザビームは、前記ビームベンダユニット３４に入射し、該ビームベンダユニット３４によって水平なレーザビームに変換され、前記ビームスプリッタユニット３３に入射する。該ビームスプリッタユニット３３は、ビームベンダユニット３４から入射したレーザビームに関してはビームベンダとして機能し、二本の水平なレーザビームをそれぞれ下向きの垂直なレーザビームに変換する。最後に、二本の下向きの垂直なレーザビームは受光装置３２に入射して受光される。この場合、前記ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４は、反射光路形成手段として機能する。

本実施の形態においては、前記受光装置３２の受光面上における二本のレーザビームの位置関係に基づいて、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を計測するようになっている。すなわち、前記発光装置３１及び受光装置３２は、前記位置ずれ量を計測する位置センサ装置の一部として機能する。

さらに、前記プレス装置１０は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、キーボード、ジョイスティック、タッチパネル等の入力手段、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の表示手段、入出力インターフェイス等を備える図示されないプレス装置用制御装置を有する。該プレス装置用制御装置は、一種のコンピュータであり、支持テーブル部材１３、駆動装置１７等の動作を含むプレス装置１０のすべての動作を制御する。

次に、本実施の形態における軸心ずれ量計測装置３０の構成について説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態における軸心ずれ量計測装置の構成を示す図である。

図２に示されるように、軸心ずれ量計測装置３０は、発光装置３１、受光装置３２、ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４を有し、更に、演算装置２５も有する。該演算装置２５は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を備える一種のコンピュータであり、前記受光装置３２の出力を受信し、後述されるような方法によって、位置ずれ量を算出する。なお、前記演算装置２５は前記プレス装置用制御装置と一体的に形成されたものであってもよいし、前記プレス装置用制御装置の一部であってもよい。

そして、前記発光装置３１は、図示されないレーザ光源及び光学系を有し、出射されたレーザ光としての一本のレーザビームが水平な光路３５を形成するようになっている。なお、前記レーザ光源は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源であるが、半導体レーザ光源であってもよいし、いかなる種類のものであってもよい。また、前記受光装置３２は、図示されないレンズ等から成る光学系及び受光したレーザ光を検出する受光素子を有する。前記光学系は、例えば、テレセントリック光学系であるが、いかなる種類のものであってもよい。そして、前記受光素子は、例えば、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等から成る素子であるが、いかなる種類のものであってもよい。

ここで、前記ビームスプリッタユニット３３は、上半部３３ａ及び下半部３３ｂを有し、前記上半部３３ａは全反射鏡面３３ｃを備え、前記下半部３３ｂは半透鏡面３３ｄを備える。そして、前記全反射鏡面３３ｃ及び半透鏡面３３ｄは、互いに平行であり、かつ、水平面に対して４５度傾斜している。なお、前記上半部３３ａ及び下半部３３ｂは、例えば、複数のプリズムから成るものであるが、全反射ミラー、ハーフミラー（半透鏡）等の鏡から成るものであってもよく、前記全反射鏡面３３ｃ及び半透鏡面３３ｄを備えるものであれば、いかなる部材から成るものであってもよい。

また、前記ビームベンダユニット３４は、上半部３４ａ及び下半部３４ｂを有し、前記上半部３４ａは全反射鏡面３４ｃを備え、前記下半部３４ｂは全反射鏡面３４ｄを備える。そして、前記全反射鏡面３４ｃ及び全反射鏡面３４ｄは、互いに直交し、かつ、水平面に対して４５度傾斜している。なお、前記上半部３４ａ及び下半部３４ｂは、例えば、複数のプリズムから成るものであるが、全反射ミラー等の鏡から成るものであってもよく、前記全反射鏡面３４ｃ及び全反射鏡面３４ｄを備えるものであれば、いかなる部材から成るものであってもよい。なお、前記ビームスプリッタユニット３３又はビームベンダユニット３４は、光学絞り、又は、レンズ等からなる拡大若しくは縮小光学系を備えていてもよい。

そして、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を計測する場合には、図２に示されるように、前記上金型２２と下金型２１との間にビームベンダユニット３４が配設される。なお、図２に示される状態は、上金型２２と下金型２１との位置にずれがない状態、すなわち、上金型２２の軸心を示す上金型軸心線２２ｃと下金型２１の軸心を示す下金型軸心線２１ｃとが一致しているものとする。この場合、ビームベンダユニット３４は、その縦軸が上金型軸心線２２ｃ及び下金型軸心線２１ｃと一致するように配設される。また、ビームスプリッタユニット３３は、前記ビームベンダユニット３４と同一の高さ位置において、その縦軸がビームベンダユニット３４の縦軸と平行となり、かつ、上半部３３ａの全反射鏡面３３ｃがビームベンダユニット３４の上半部３４ａの全反射鏡面３４ｃと平行になるように配設される。さらに、発光装置３１は、前記ビームベンダユニット３４の下半部３４ｂ及びビームスプリッタユニット３３の下半部３３ｂと同一の高さ位置において、出射されたレーザビームの光路３５の延長線上に前記ビームベンダユニット３４の下半部３４ｂ及びビームスプリッタユニット３３の下半部３３ｂが位置するように配設される。さらに、受光装置３２は、前記ビームスプリッタユニット３３の下方（直下）に、該ビームスプリッタユニット３３の縦軸が受光素子の受光面を通過するように配設される。

前記発光装置３１、受光装置３２、ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４がこのように配設された状態において、前記発光装置３１から出射された一本の水平なレーザビームは、ビームスプリッタユニット３３の下半部３３ｂに入射し、半透鏡面３３ｄによって一本の水平なレーザビームと一本の垂直なレーザビームとに分割される。そして、前記水平なレーザビームはビームベンダユニット３４の下半部３４ｂに入射する。一方、前記垂直なレーザビームは、ビームスプリッタユニット３３の上半部３３ａに入射し、全反射鏡面３３ｃに反射して水平なレーザビームに変換され、前記ビームベンダユニット３４の上半部３４ａに入射する。そして、前記下半部３４ｂに入射したレーザビームは、全反射鏡面３４ｄに反射して下向きの垂直なレーザビームに変換され、下金型２１のキャビティ２１ｂに入射する。また、前記上半部３４ａに入射したレーザビームは、全反射鏡面３４ｃに反射して上向きの垂直なレーザビームに変換され、上金型２２のキャビティ２２ｂに入射する。

そして、上金型２２のキャビティ２２ｂの面によって反射された下向きの垂直なレーザビームは、前記ビームベンダユニット３４の上半部３４ａに入射し、全反射鏡面３４ｃに反射して水平なレーザビームに変換され、ビームスプリッタユニット３３の上半部３３ａに入射する。また、下金型２１のキャビティ２１ｂの面によって反射された上向きの垂直なレーザビームは、前記ビームベンダユニット３４の下半部３４ｂに入射し、全反射鏡面３４ｄに反射して水平なレーザビームに変換され、ビームスプリッタユニット３３の下半部３３ｂに入射する。そして、前記上半部３３ａに入射したレーザビームは、全反射鏡面３３ｃに反射して下向きの垂直なレーザビームに変換され、下半部３４ｂを通過して、受光装置３２における受光素子の受光面に到達する。また、前記下半部３３ｂに入射したレーザビームは、半透鏡面３３ｄに反射して下向きの垂直なレーザビームに変換され、受光装置３２における受光素子の受光面に到達する。

前記受光装置３２は、受光素子の受光面で前記レーザビームを受光すると、出力信号を信号線２５ａを介して演算装置２５に送信する。そして、該演算装置２５は、受信した受光装置３２の出力信号に基づいて、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を算出する。

次に、前記構成のプレス装置１０において金型の軸心ずれとしての位置ずれを修正するための動作について説明する。まず、動作の概略について説明する。ここでは、プレス装置１０が両面対称球面レンズや任意曲面レンズ、凹凸レンズ等を成形するために使用され、上金型２２のキャビティ２２ｂ及び下金型２１のキャビティ２１ｂは球面を有するものとする。また、成形品としては、光ピックアップレンズ、携帯電話カメラ向け小径レンズ、小径ディスクパターン転写成形品等である。

まず、図１及び２に示されるように、型開が行われ、上金型２２が十分に上昇した状態、すなわち、上金型２２の金型合わせ面２２ａと下金型２１の金型合わせ面２１ａとの間隔が、その間にビームベンダユニット３４を配設するのに十分な距離となった状態で、駆動装置１７を停止させ、上金型２２の上下方向の位置を固定する。続いて、下金型２１を固定して移動しないようにする。

次に、発光装置３１、受光装置３２、ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４を図１及び２に示されるような位置に配設し、ビームベンダユニット３４の下半部３４ｂから出射される下向きの垂直なレーザビームが下金型軸心線２１ｃと一致するように、ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４の位置を調整する。そして、前記下金型２１の水平方向の位置を調整して、下金型２１のキャビティ２１ｂの面によって反射されたレーザビームは、ビームベンダユニット３４の下半部３４ｂ及びビームスプリッタユニット３３の下半部３３ｂを通過して、受光装置３２における受光素子の受光面の中心で受光されるようにする。さらに、下金型２１の金型合わせ面２１ａとレーザビームの光路３５とが平行になるように調整する。

次に、ビームベンダユニット３４の上半部３４ａから出射される上向きの垂直なレーザビームが上金型２２のキャビティ２２ｂに入射するように、前記上金型２２の水平方向の位置を調整する。これにより、上金型２２のキャビティ２２ｂの面によって反射されたレーザビームは、ビームベンダユニット３４の上半部３４ａ及びビームスプリッタユニット３３の上半部３３ａを通過して、受光装置３２における受光素子の受光面で受光される。したがって、受光装置３２には、下金型２１のキャビティ２１ｂの面によって反射されたレーザビームと上金型２２のキャビティ２２ｂの面によって反射されたレーザビームとが入射することになる。

そして、演算装置２５は、受光装置３２における受光素子の受光面で受光した二本のレーザビームの受光領域に基づいて、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を算出する。この場合、前記演算装置２５は、各レーザビームに対応するそれぞれの受光領域の領域重心の位置座標を求め、二つの領域重心の水平方向ずれ量を求める。そして、該水平方向ずれ量、上金型２２のキャビティ２２ｂの面、すなわち、上金型成形面の形状、及び、上金型２２のキャビティ２２ｂの面によって反射されたレーザビームの受光素子の受光面までの距離に基づいて、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を算出する。

続いて、前記演算装置２５が算出した位置ずれ量に基づいて、上金型２２の水平方向の位置を調整して、前記上金型２２の位置ずれ量を０にする、すなわち、位置ずれを解消する。この場合、例えば、上金型取り付け部材１８に取り付けられた微動マイクロねじ装置等を備えるマイクロアジャスタのようなＸ−Ｙ方向微小距離送り手段を操作して、上金型２２の水平方向の位置を微細に調整することができる。

次に、前記受光領域の領域重心の水平方向ずれ量を求める方法について説明する。

図３は本発明の第１の実施の形態における受光装置の撮像データの処理方法を示す図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるピクセルの面積から領域重心を求める方法を示す図である。

図３は、前記受光装置３２における受光素子の受光面で受光したレーザビームの受光領域を模式的に示しており、４１が下金型２１のキャビティ２１ｂで反射されたレーザビームの受光領域であり、４２が上金型２２のキャビティ２２ｂで反射されたレーザビームの受光領域である。なお、前記受光領域４１及び受光領域４２は、前記受光素子の撮像データとして受光装置３２から出力されて演算装置２５によって受信される。そして、前記受光素子が複数のピクセル（画素）から構成されているので、前記受光領域４１及び受光領域４２に対応する撮像データは、ピクセルの集合として把握することができる。

まず、前記受光領域４１の領域重心４１ａ及び受光領域４２の領域重心４２ａの位置を求める方法について説明する。

この場合、まず、前記受光領域４１と受光領域４２とを明確に分割するために、あらかじめ輝度値の閾（しきい）値を設定し、各ピクセルの輝度値を前記閾値を境界にして１又は０と決定する。すなわち、各ピクセルの輝度値を二値化する。そして、輝度値が閾値以上であり、１に設定されたピクセルの集合を受光領域４１及び受光領域４２として定義する。

続いて、受光領域４１及び受光領域４２を構成するピクセルの面積から、領域重心４１ａ及び領域重心４２ａの位置を決定する。ここで、任意の領域Ｓ（ｘ）が図４に示されるようになっているとすると、前記領域Ｓ（ｘ）の領域重心（Ｇｘ，Ｇｙ）のＸ座標Ｇｘは、次の式（１）及び式（２）を満たすＧｘの値を求めることによって、決定することができる。

なお、ｆ（ｘ）は、縦方向のピクセル数を表している。また、同様にして、前記領域重心（Ｇｘ，Ｇｙ）のＹ座標Ｇｙを決定することができる。

このようにして、前記受光領域４１の領域重心４１ａ及び受光領域４２の領域重心４２ａの位置が求められると、図３に示されるような受光領域４１と受光領域４２とのＸ方向ずれ量及びＹ方向ずれ量を、領域重心４１ａ及び領域重心４２ａのＸ座標の差及びＹ座標の差として求めることができる。そして、Ｘ方向ずれ量及びＹ方向ずれ量に基づいて、受光領域４１と受光領域４２との水平方向ずれ量を求めることができる。

次に、受光領域４１と受光領域４２とのずれ量に基づいて、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を算出する方法について説明する。

図５は本発明の第１の実施の形態における受光領域のずれ量に基づいて軸心ずれ量を算出する方法を示す図である。

ここでは、軸心ずれ量計測装置３０と下金型２１との位置関係は、あらかじめ調整されており、ビームベンダユニット３４の下半部３４ｂから下金型２１のキャビティ２１ｂに入射する下向きの垂直なレーザビームは、前記キャビティ２１ｂの中心で正確に反射され、前記ビームベンダユニット３４及びビームスプリッタユニット３３を通過して、受光装置３２における受光素子の受光面の中心に到達するものとする。すなわち、図３に示されるように、前記下金型２１のキャビティ２１ｂで反射されたレーザビームの受光領域４１の領域重心４１ａが、前記受光面の原点に一致するものとする。また、上金型２２の軸心は、前記下金型２１の軸心からＸ軸方向（図面の水平方向）に軸心ずれ量Ｈｘだけ離れている、すなわち、ずれているものとする。

なお、前記上金型２２のキャビティ２２ｂの面、すなわち、上金型成形面、及び、下金型２１のキャビティ２１ｂの面、すなわち、下金型成形面は球面であるとする。また、上金型２２の金型合わせ面２２ａと下金型２１の金型合わせ面２１ａとは互いに平行で、かつ、水平であるとする。さらに、上金型２２のキャビティ２２ｂの中心における上金型成形面の接平面と下金型２１のキャビティ２１ｂの中心における下金型成形面の接平面とは互いに平行で、かつ、水平であるとする。

図５に示されるように、発光装置３１から光路３５を通ってビームスプリッタユニット３３に入射したレーザビームは、下半部３３ｂから出射され入射光路Ａを通るレーザビームと、上半部３３ａから出射され入射光路Ｂを通るレーザビームとに分割される。そして、入射光路Ａを通るレーザビームは、ビームベンダユニット３４の下半部３４ｂによって下向きの垂直なレーザビームに変換された後、前述されたように、キャビティ２１ｂの面における中心で反射される。ここで、キャビティ２１ｂの中心における下金型成形面の接平面は水平である。そのため、前記キャビティ２１ｂの面で反射されたレーザビームは、上向きの正確に垂直なレーザビームとなり、ビームベンダユニット３４の下半部３４ｂによって水平なレーザビームに正確に変換された後、前記入射光路Ａと一致する反射光路Ａを通って、ビームスプリッタユニット３３の下半部３３ｂに入射する。そして、該下半部３３ｂで向きに変換されたレーザビームは、下向きの正確に垂直なレーザビームとなって、受光素子の受光面の中心に垂直に入射して受光される。

一方、入射光路Ｂを通るレーザビームは、ビームベンダユニット３４の上半部３４ａによって上向きの垂直なレーザビームに変換された後、上金型２２のキャビティ２２ｂの面で反射される。ここで、上金型２２の軸心が軸心ずれ量Ｈｘだけずれているので、レーザビームが反射する位置における上金型成形面の接平面は、水平でなく、傾斜している。そのため、前記キャビティ２２ｂの面で反射されたレーザビームは、下向きではあるが、垂直にならず、光軸ずれ角θだけ傾斜する。そして、ビームベンダユニット３４の上半部３４ａによって向きを変換されたレーザビームは、水平でなく光軸ずれ角θだけ傾斜した反射光路Ｂを通って、ビームスプリッタユニット３３の上半部３３ａに入射する。すなわち、入射光路Ｂと反射光路Ｂとが一致しない。そして、前記ビームスプリッタユニット３３の上半部３３ａで向きを変換されたレーザビームは、下向きではあるが、垂直にならず、光軸ずれ角θだけ傾斜する。そして、光軸ずれ角θだけ傾斜したレーザビームは、受光素子の受光面の中心からＸ軸方向に撮像データずれ量Ｍｘだけずれた位置に入射して受光される。

ところで、上金型２２の軸心がずれていない場合、すなわち、上金型２２の軸心が下金型２１の軸心と一致している場合には、入射光路Ｂを通るレーザビームは、入射光路Ａを通るレーザビームと同様に、上金型成形面で反射されても、傾斜することなく、正確に垂直なレーザビームとなって、受光素子の受光面の中心に垂直に入射して受光される。この場合、上金型成形面で反射されてから受光素子の受光面までの全光路長Ｌは、図５に示されるように、上金型成形面からビームベンダユニット３４の上半部３４ａの全反射鏡面３４ｃまでの光路長Ｌ１、前記全反射鏡面３４ｃからビームスプリッタユニット３３の上半部３３ａの全反射鏡面３３ｃまでの光路長Ｌ２、及び、前記全反射鏡面３３ｃから受光素子の受光面の中心までの光路長Ｌ３を合計したものである。すなわち、上金型２２の軸心が下金型２１の軸心と一致している場合における上金型成形面で反射されてから受光素子の受光面までの全光路長Ｌは、次の式（３）で表される。
Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３ ・・・式（３）
そして、前記全光路長Ｌは、軸心ずれ量計測装置３０と上金型２２との位置関係が変化しない限り不変である。また、撮像データずれ量Ｍｘは、前述されたような受光領域４１と受光領域４２とのＸ方向ずれ量として求めることができる。したがって、光軸ずれ角θは、次の式（４）によって求めることができる。

また、前記光軸ずれ角θは、レーザビームが反射する位置における上金型成形面の接平面の水平面に対する傾斜角の二倍であるから、上金型成形面の形状が既知であれば、軸心ずれ量Ｈｘの関数として算出することができる。すなわち、軸心ずれ量Ｈｘは、光軸ずれ角θに基づいて算出することができる。例えば、前記上金型成形面が半径Ｒの球面である場合、前記光軸ずれ角θは、軸心ずれ量Ｈｘの関数θ（Ｈｘ）として、次の式（５）で表される。

なお、前記半径Ｒは、下金型２１の軸心からＹ軸方向（図面の紙面に対して垂直方向）への軸心ずれ量Ｈｙの関数でもある。しかし、該軸心ずれ量Ｈｙの変動量ΔＨｙが前記半径Ｒに対して十分に微小であれば、前記変動量ΔＨｙに対する半径Ｒの変化量を無視することができるので、前記半径Ｒを一定とすることができる。また、前記軸心ずれ量Ｈｙも、軸心ずれ量Ｈｘと同様にして、光軸ずれ角θに基づいて算出することができる。

ところで、上金型２２の軸心のずれの方向は、図３に示される受光領域４２の受光領域４１に対する方向、すなわち、座標原点に対する方向で判別することができる。例えば、図５に示される例のように、上金型２２の軸心が下金型２１の軸心からＸ軸方向にずれている場合には、前記受光領域４２は第一象限又は第四象限に表れる。

なお、図３に示されるようにして受光装置３２の撮像データを処理する場合、受光領域４２が受光領域４１に重なると処理ができなくなってしまう。すなわち、上金型２２の軸心ずれ量Ｈｘ又はＨｙを算出することができなくなってしまう。しかし、前記全光路長Ｌが軸心ずれ量Ｈｘ又はＨｙに対して十分に大きい場合には、受光領域４２が受光領域４１に重なると処理ができなくなった時点において軸心ずれ量Ｈｘ又はＨｙの調整を終了しても、軸心ずれ量Ｈｘ又はＨｙを極めて微小にすることができ、実際上、上金型２２の位置ずれは解消される。

ところで、本実施の形態においては、上金型２２の金型合わせ面２２ａ及び下金型２１の金型合わせ面２１ａが水平であることを前提として、軸心ずれ量Ｈｘ又はＨｙを算出するようになっている。しかし、上金型２２の金型合わせ面２２ａ又は下金型２１の金型合わせ面２１ａが水平でないと、キャビティ２２ｂ又はキャビティ２１ｂの中心における上金型成形面又は下金型成形面の接平面が水平でないので、キャビティ２２ｂ又はキャビティ２１ｂの中心で反射されたレーザビームは、垂直にならずに傾斜してしまうので、上金型２２又は下金型２１の軸心の位置を検出することができなくなってしまう。

そこで、上金型２２の金型合わせ面２２ａ又は下金型２１の金型合わせ面２１ａが水平でない場合には、ビームベンダユニット３４の上半部３４ａから出射される上向きの垂直なレーザビーム、又は、ビームベンダユニット３４の下半部３４ｂから出射される下向きの垂直なレーザビームをＸ軸方向及びＹ軸方向に関して、それぞれ、正及び負の方向にスキャンさせながら位置ずれ量の変化を検出することによって、キャビティ２２ｂ又はキャビティ２１ｂの中心の位置を検出し、上金型２２又は下金型２１の軸心の位置を検出することができる。なお、この場合、上金型成形面及び下金型成形面の形状が、キャビティ２２ｂ及びキャビティ２１ｂの中心に関して点対称であるものとする。

このように、本実施の形態においては、上金型２２のキャビティ２２ｂの面によって反射されたレーザビーム、及び、下金型２１のキャビティ２１ｂの面によって反射されたレーザビームの受光装置３２における受光素子の受光面での受光領域に基づいて、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を算出するようになっている。そのため、上金型２２と下金型２１との位置ずれ量を正確に計測することができるので、軸心ずれとしての位置ずれを容易に、正確に、短時間で修正することができる。これにより、上金型２２又は下金型２１が損傷することを防止したり、上金型２２を上下方向に移動させる上金型キャリッジ１５、駆動装置１７等にかかる負荷を低減することができる。さらに、下金型２１のキャビティ２１ｂと上金型２２のキャビティ２２ｂとによって形成されるキャビティ空間の形状を正確に再現することができるので、正確な外形を有する高品質の成形品を高い再現性で成形することができる。

本実施の形態においては、例えば、位置ずれ量の誤差を±１．０〔μｍ〕以下にすることができる。そのため、上金型２２と下金型２１との位置ずれ量を１．０〔μｍ〕以下にすることができ、上金型２２又は下金型２１が損傷することを防止したり、上金型２２を上下方向に移動させる上金型キャリッジ１５、駆動装置１７等にかかる負荷を低減することができる。さらに、正確な外形を有する高品質の成形品を、誤差±１．０〔μｍ〕以下の高い再現性で成形することができる。

また、上金型２２が下金型２１に対して、どちらのずれ方向にどの程度の位置ずれ量だけずれているかを算出することができるので、前記位置ずれ量及びずれ方向に基づいて、上金型２２をずれ方向と反対の方向に位置ずれ量だけ移動させることによって、位置ずれを確実に修正することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することにより、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図６は本発明の第２の実施の形態における軸心ずれ量計測装置の構成を示す図である。

本実施の形態において、発光装置３１、受光装置３２、ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４は、図６に示されるように、例えば、中空の筐（きょう）体から成る第１の計測装置フレーム４６ａ、第２の計測装置フレーム４６ｂ及び第３の計測装置フレーム４６ｃによって相互に連結されている。なお、該第１の計測装置フレーム４６ａ、第２の計測装置フレーム４６ｂ及び第３の計測装置フレーム４６ｃを統合的に説明する場合には、計測装置フレーム４６として説明する。そして、前記受光装置３２が支持部材４５を介して、下金型取り付け部材１４に取り付けられている。

また、前記計測装置フレーム４６には、下金型２１の下金型軸心線２１ｃと平行に使途方向に延在する複数の下金型位置調整用フレーム４７が取り付けられ、該下金型位置調整用フレーム４７のそれぞれの先端部には、金型位置調整手段としての調整ボルト４７ａが螺（ら）入されている。さらに、前記計測装置フレーム４６には、上金型２２の上金型軸心線２２ｃと平行に使途方向に延在する複数の上金型位置調整用フレーム４８が取り付けられ、該上金型位置調整用フレーム４８のそれぞれの先端部には、金型位置調整手段としての調整ボルト４８ａが螺入されている。前記調整ボルト４７ａ及び調整ボルト４８ａは、それぞれ、前記下金型軸心線２１ｃ及び上金型軸心線２２ｃを中心とする半径方向に沿って延在し、先端が前記下金型軸心線２１ｃ及び上金型軸心線２２ｃの方向を向き、下金型２１及び上金型２２の周壁面に当接するようになっている。前記下金型位置調整用フレーム４７及び調整ボルト４７ａ、並びに、上金型位置調整用フレーム４８及び調整ボルト４８ａは、前記第１の実施の形態において説明したマイクロアジャスタのようなＸ−Ｙ方向微小距離送り手段と同様の機能を有する。そして、オペレータが手動によって、前記調整ボルト４７ａ及び調整ボルト４８ａを回転させて移動させることにより、前記計測装置フレーム４６と下金型２１及び上金型２２との水平方向の位置を微細に調整することができる。なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

そして、プレス装置１０において位置ずれを修正するために軸心ずれ量計測装置３０をセットする際には、前記受光装置３２を、支持部材４５を介して、下金型取り付け部材１４に取り付ける。続いて、前記発光装置３１、受光装置３２、ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４の相互の位置関係を調整し、ビームベンダユニット３４の上半部３４ａから出射される上向きの垂直なレーザビームと、ビームベンダユニット３４の下半部３４ｂから出射される下向きの垂直なレーザビームとが、同一直線上を互いに反対方向に進むようにする。このようにして、前記発光装置３１、受光装置３２、ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４の相互の位置関係が調整された後、前記調整ボルト４７ａを操作して、前記下金型２１の水平方向の位置を調整し、下金型２１のキャビティ２１ｂの面によって反射されたレーザビームが、ビームベンダユニット３４の下半部３４ｂ及びビームスプリッタユニット３３の下半部３３ｂを通過して、受光装置３２における受光素子の受光面の中心で受光されるようにする。なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

このように、本実施の形態においては、発光装置３１、受光装置３２、ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４が共通する単一の支持装置としての計測装置フレーム４６に取り付けられている。そのため、位置ずれを修正するために軸心ずれ量計測装置３０をセットする際に、前記発光装置３１、受光装置３２、ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４を容易に配設することができ、相互の位置関係及び下金型２１との位置関係を容易に調整することができる。

また、調整ボルト４７ａ及び調整ボルト４８ａを操作することによって、下金型２１及び上金型２２の水平方向の位置を容易に、かつ、正確に調整することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することにより、その説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図７は本発明の第３の実施の形態における軸心ずれ量計測装置の構成を示す図である。

本実施の形態において、下金型２１は、図７に示されるように、金型位置調整手段としての下金型用テーブル装置５１を介して、下金型取り付け部材１４に取り付けられている。また、上金型２２は、金型位置調整手段としての上金型用テーブル装置５２を介して、上金型取り付け部材１８に取り付けられている。なお、前記下金型用テーブル装置５１及び上金型用テーブル装置５２は、それぞれ、下金型取り付け部材１４及び上金型取り付け部材１８に代えて使用されていてもよいし、下金型取り付け部材１４及び上金型取り付け部材１８の一部として構成されていてもよい。

前記下金型用テーブル装置５１は、通常のＸ−Ｙテーブル装置と同様の構成を有し、固定テーブル５１ｂに対して水平方向、すなわち、Ｘ−Ｙ方向に移動可能に取り付けられた移動テーブル５１ａを有する。そして、該移動テーブル５１ａの上面に下金型２１が取り付けられている。また、前記移動テーブル５１ａを移動させるための図示されない駆動源を有する。そして、該駆動源は、例えば、電動モータ、リニアモータ、油圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置等を備え、演算装置２５から、信号線２５ｂを介して受信した移動量指令に従った距離だけ、Ｘ−Ｙ方向に前記移動テーブル５１ａを移動させる。

また、前記上金型用テーブル装置５２は、前記下金型用テーブル装置５１と同様の構成を有し、固定テーブル５２ｂに対して水平方向、すなわち、Ｘ−Ｙ方向に移動可能に取り付けられた移動テーブル５２ａを有する。そして、該移動テーブル５２ａの下面に上金型２２が取り付けられている。また、前記移動テーブル５２ａを移動させるための図示されない駆動源は、例えば、電動モータ、リニアモータ、油圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置等を備え、演算装置２５から、信号線２５ｂを介して受信した移動量指令に従った距離だけ、Ｘ−Ｙ方向に前記移動テーブル５２ａを移動させる。

この場合、前記演算装置２５は、フィードバック制御を行って、位置ずれを修正する。すなわち、前記演算装置２５は、受光装置３２から出力を受信して、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を算出し、該位置ずれ量が０となるように、下金型用テーブル装置５１の移動テーブル５１ａ又は上金型用テーブル装置５２の移動テーブル５２ａを移動させる。これにより、位置ずれを容易に、正確に、短時間で自動的に修正することができる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することにより、その説明を省略する。また、前記第１〜第３の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図８は本発明の第４の実施の形態における軸心ずれ量計測装置の構成を示す図である。

本実施の形態においては、上金型２２の金型合わせ面２２ａと下金型２１の金型合わせ面２１ａとが互いに平行になるように調整することができるようになっている。そのため、図８に示されるように、発光装置３１、受光装置３２、ビームスプリッタユニット３３及びビームベンダユニット３４が第１の計測装置フレーム４６ａ、第２の計測装置フレーム４６ｂ及び第３の計測装置フレーム４６ｃによって相互に連結されて一体化、すなわち、ユニット化されているとともに、前記ビームベンダユニット３４がビームベンダユニット保持部材３６に保持されている。また、ユニット化された軸心ずれ量計測装置は、受光装置３２を介して支持部材４５に位置調整可能に取り付けることができる。

そして、該ビームベンダユニット保持部材３６は、計測装置端面としての下側端面３６ａ及び上側端面３６ｂを備える。ここで、前記下側端面３６ａ及び上側端面３６ｂは高精度に仕上げられているとともに、互いに平行になるように形成され、かつ、光路３５とも平行になるように形成されている。そのため、前記ビームベンダユニット保持部材３６は、上金型２２の金型合わせ面２２ａと下金型２１の金型合わせ面２１ａとが互いに平行になるように調整するための冶具として機能することができる。また、前記ビームベンダユニット保持部材３６の下側端面３６ａの近傍においては、ビームベンダユニット３４の光路上に基準点ミラー３８が、ビームベンダユニット保持部材３６に着脱可能に取り付けられている。なお、前記基準点ミラー３８は、前記下側端面３６ａ及び上側端面３６ｂと平行になるように取り付けられている。そのため、上金型２２の金型合わせ面２２ａと下金型２１の金型合わせ面２１ａとが平行でない場合にも、上金型２２と下金型２１との軸心ずれ量としての位置ずれ量を計測することができる。

この場合、まず、上金型２２及び下金型２１を上金型用テーブル装置５２及び下金型用テーブル装置５１に対して姿勢を調整することができる程度に緩く固定した状態とする。続いて、前記上金型２２の金型合わせ面２２ａと下金型２１の金型合わせ面２１ａとによって、上下からビームベンダユニット保持部材３６を挟み込む。そして、前記上金型２２の金型合わせ面２２ａ及び下金型２１の金型合わせ面２１ａが前記ビームベンダユニット保持部材３６の下側端面３６ａ及び上側端面３６ｂにそれぞれ密着するように、前記上金型２２及び下金型２１の姿勢を調整する。続いて、前記上金型２２の金型合わせ面２２ａ及び下金型２１の金型合わせ面２１ａが前記ビームベンダユニット保持部材３６の下側端面３６ａ及び上側端面３６ｂにそれぞれ密着した状態で、支持部材４５に受光装置３２を取り付けるとともに、上金型２２及び下金型２１を上金型用テーブル装置５２及び下金型用テーブル装置５１に強固に固定する。これにより、前記上金型２２及び下金型２１は、金型合わせ面２２ａと金型合わせ面２１ａとが互いに平行で、かつ、光路３５にも平行な状態で上金型用テーブル装置５２及び下金型用テーブル装置５１に取り付けられる。

続いて、演算装置２５は、発光装置３１からレーザビームを出射させ、前記基準点ミラー３８に反射されたレーザビームを受光装置３２に入射させて、レーザビームの受光面上の位置を記録して基準点とする。続いて、前記基準点ミラー３８をビームベンダユニット保持部材３６から取り外し、前記演算装置２５によって、上金型２２のキャビティ２２ｂの面によって反射されたレーザビーム及び下金型２１のキャビティ２１ｂの面によって反射されたレーザビームの位置をモニタリングしながら、前記レーザビームの位置が前記基準点に合致するように、上金型用テーブル装置５２の移動テーブル５２ａ及び下金型用テーブル装置５１の移動テーブル５１ａを移動させる。この場合の動作は、前記第３の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

このように、本実施の形態においては、上金型２２の金型合わせ面２２ａと下金型２１の金型合わせ面２１ａとが互いに平行になるように調整して、上金型２２と下金型２１との位置ずれを修正することができる。

ところで、前記第１〜第４の実施の形態においては、下金型２１の位置を基準にして位置ずれ量を算出し、上金型２２の水平方向の位置を調整する場合について説明したが、上金型２２の位置を基準にして位置ずれ量を算出し、下金型２１の水平方向の位置を調整することもできる。なお、位置ずれ量の計測及び位置ずれの修正は、例えば、千ショット毎のように、所定数の成形工程毎に行ってもよいし、所定期間又は所定時間経過毎に行ってもよい。

また、前記第１〜第４の実施の形態においては、上金型２２が上下方向（垂直方向）に移動する縦置型のプレス装置について説明したが、上金型２２又は下金型２１が横方向（水平方向）に移動する横置型のプレス装置にも適用することができる。さらに、上金型２２又は下金型２１の片方のみが移動するプレス装置だけでなく、上金型２２及び下金型２１の両方が移動するプレス装置にも適用することができる。

さらに、前記第１〜第４の実施の形態においては、ガラスから成る成形品を成形する場合について説明したが、ガラスや樹脂のような材料から成る成形品の成形においては、成形直前に素材２８を加熱したり、所定の雰囲気、例えば、不活性ガス雰囲気内においたり、また、成形直後に成形品を冷却したりする場合がある。このような場合、前記プレス装置１０の周辺に加熱装置、冷却装置、不活性ガス供給装置等を配設することができる。これにより、前記素材２８や成形品を不活性ガス雰囲気内で直接加熱したり冷却したり、また、下金型２１上に載置されたり、上金型２２と下金型２１との間に形成されるキャビティ空間内に挟み込まれた素材２８や成形品を加熱したり冷却したりすることが可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態におけるプレス装置の構成を示す概略図である。 本発明の第１の実施の形態における軸心ずれ量計測装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における受光装置の撮像データの処理方法を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるピクセルの面積から領域重心を求める方法を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における受光領域のずれ量に基づいて軸心ずれ量を算出する方法を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における軸心ずれ量計測装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における軸心ずれ量計測装置の構成を示す図である。 本発明の第４の実施の形態における軸心ずれ量計測装置の構成を示す図である。

符号の説明

１０ プレス装置
２１ 下金型
２２ 上金型
２５ 演算装置
３１ 発光装置
３２ 受光装置
３３ ビームスプリッタユニット
３４ ビームベンダユニット
４７ａ、４８ａ 調整ボルト
５１ 下金型用テーブル装置
５２ 上金型用テーブル装置

Claims (6)

1. （ａ）発光装置から出射された光を一対の金型のそれぞれの金型成形面に入射させる入射光路形成手段と、
   （ｂ）前記それぞれの金型成形面から反射された光を受光装置に入射させる反射光路形成手段と、
   （ｃ）前記それぞれの金型成形面から反射された光の前記受光装置の受光面上における位置関係に基づいて、前記一対の金型の軸心ずれ量を算出する演算装置とを有することを特徴とするプレス装置用計測装置。
2. 前記入射光路形成手段又は反射光路形成手段は、光学絞り又は拡大若しくは縮小光学系を備える請求項１に記載のプレス装置用計測装置。
3. （ａ）一対の金型と、
   （ｂ）発光装置から出射された光を前記一対の金型のそれぞれの金型成形面に入射させる入射光路形成手段と、
   （ｃ）前記それぞれの金型成形面から反射された光を受光装置に入射させる反射光路形成手段と、
   （ｄ）前記それぞれの金型成形面から反射された光の前記受光装置の受光面上における位置関係に基づいて、前記一対の金型の軸心ずれ量を算出する演算装置とを有することを特徴とするプレス装置。
4. 前記一対の金型のそれぞれの水平方向の位置を調整する金型位置調整手段を有する請求項３に記載のプレス装置。
5. （ａ）発光装置から出射された光を一対の金型のそれぞれの金型成形面に入射させ、
   （ｂ）該それぞれの金型成形面から反射された光を受光装置に入射させ、
   （ｃ）前記それぞれの金型成形面から反射された光の前記受光装置の受光面上における位置関係に基づいて、前記一対の金型の軸心ずれ量を算出することを特徴とするプレス装置用計測方法。
6. 前記発光装置から出射された光を前記金型成形面において走査させて、前記金型の軸心の位置を特定する請求項５に記載のプレス装置用計測方法。

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