JP2012050998A

JP2012050998A - プレス部品流入量自動測定装置及びプレス部品流入量自動測定方法

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Publication number: JP2012050998A
Application number: JP2010194667A
Authority: JP
Inventors: Akiko Oguchi; 晃功小口; Yasuhiro Ichikawa; 康宏市川; Kyo Fuki; 亨普喜
Original assignee: Toyota Motor Kyushu Inc
Current assignee: Toyota Motor Kyushu Inc
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-15

Abstract

【課題】プレス成形品のワークの流入量の変化を正確及び簡単に測定できるプレス部品流入量自動測定装置及びプレス部品流入量自動測定方法を提供する。
【解決手段】プレス成形品をプレス型によりプレス加工するプレス成形手段と、プレス加工された直後のプレス成形品の表面の温度分布データを撮像する表面温度撮像手段と、撮像したプレス成形品の表面の温度分布データと、予め取得しておいた基準成形品の表面の温度分布データとの差分値を算出して、ワークの流入量の変化として計測する流入量変化検出手段と、計測したワーク流入量の変化に基づいて、前記プレス成形手段に用いられるプレス型のメンテナンス時期を判定する型メンテナンス判定手段と、を有することを特徴とするプレス部品流入量自動測定装置とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、プレス加工時のプレス部品流入量自動測定装置及びプレス部品流入量自動測定方法に関する。

従来、自動車の製造工程において、車体の各部位を成形するためにプレス加工が行われている。このプレス加工時に用いられるプレス機は、上型と下型とからなるプレス型を備えており、プレス型間に被成形板（以下「ワーク」という）をセットして、所定の押圧力でプレス型を閉型することにより、プレス型に応じたプレス成形品が得られる。

かかるプレス加工においては、高速で安定した品質のプレス成形品が得られるという利点もあるが、プレス機のプレス型に異常が生じると欠陥品が大量に発生してしまう。このため、プレス加工直後のプレス成形品を常時監視することにより、プレス加工直後の欠陥品を速やかに検出して欠陥品の大量発生を防ぐことが行われている。

また、プレス機のプレス型への上記ワークの流入量の変化を計測することで、プレス加工における欠陥品の発生を検出する方法も用いられている。ワークの流入量を測定する方法には、測定装置を用いて行うものがある。例えば、特許文献１には、ワークの端部に測定装置としてのリニアセンサ付きエアシリンダを設けて、エアシリンダからの電気信号に基づきワークの流入量を測定する金型絞り流入量測定装置が開示されている。

特開２００７−２８３３５８号公報

しかしながら、上記金型絞り流入量測定装置では、測定装置としてのリニアセンサ付きエアシリンダが当接しているワークの端部、すなわち、ＸＹ座標系における所定の座標点のみの流入量しか測定できなかった。また、ワークの端部の形状が湾曲しているとリニアセンサ付きエアシリンダを当接して設置できないという問題があった。

さらに、ＸＹ座標系において複数の座標を測定するには、リニアセンサ付きのエアシリンダをワークの端部に複数個並べて設置する必要があり部品点数が多くなる。また、プレス機によるプレス加工時には、大きな衝撃が発生するため、リニアセンサ付きエアシリンダをワークの端部に当接させた場合、衝撃により測定値が安定せず正確な数値を測定するのが困難であり現実的ではなかった。

そこで、本発明は、プレス成形品の形状や測定装置の取付位置に依存することなくワークの流入量の変化を正確及び簡単に測定できるプレス部品流入量自動測定装置及びプレス部品流入量自動測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ワークとなる被成形板をプレス型によりプレス加工するプレス成形手段と、プレス加工された直後のプレス成形品の表面の温度と、周辺の空気との温度差により、前記プレス成形品と周辺の空気との境界を特定するために、プレス加工された直後のプレス成形品の表面の温度分布データを撮像する表面温度撮像手段と、撮像したプレス成形品の表面の温度分布データと、予め取得しておいた基準成形品の表面の温度分布データとの差分値を算出して、算出結果を前記ワークの前記プレス型への流入量の変化として検出する流入量変化検出手段と、検出したワーク流入量の変化に基づいて、前記プレス成形手段に用いられるプレス型のメンテナンス時期を判定する型メンテナンス判定手段と、を有するプレス部品流入量自動測定装置とした。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプレス部品流入量自動測定装置において、前記流入量変化検出手段は、ワークの流入量の変化を所定数の単位で前記プレス成形品毎に記憶するとともに、前記型メンテナンス判定手段は、前記所定数の単位で記憶されたワークの流入量の変化の統計処理を行うことにより、前記プレス成形手段に用いられるプレス型のメンテナンス時期を判定することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、ワークとなる被成形板をプレス型により成形するプレス加工において、プレス加工された直後のプレス成形品の表面の温度と、周辺の空気との温度差により、前記プレス成形品と周辺の空気との境界を特定するために、プレス成形された直後のプレス成形品の表面の温度分布データを撮像する表面温度撮像ステップと、撮像したプレス成形品の表面の温度分布データと、予め取得しておいた基準成形品との表面の温度分布データの差分値を算出して、ワークの流入量の変化を検出する流入量変化検出ステップと、計測したワーク流入量の変化に基づいて、前記プレス加工に用いられるプレス型のメンテナンス時期を判定する型メンテナンス判定ステップと、を有するプレス部品流入量自動測定方法とした。

本発明によれば、プレス加工直後のプレス成形品の表面の温度分布と、基準成形品の表面の温度分布との差分値によりワーク流入量の変化を測定することできるので、プレス成形品の形状や測定装置の取付位置に依存することなくワークの流入量の変化を正確及び簡単に測定できる。また、ワークの流入量の変化の測定値が、所定の数値以上となったことを検出することにより、プレス型のメンテナンス時期を特定することできる。このように、プレス型のメンテナンス時期を特定することで、プレス型の変化が起因となるプレス加工における不良品の発生を未然に防止することが可能となる。

本発明に係る実施形態のプレス部品流入量自動測定装置の構成を示す概略図である。本発明に係る実施形態の赤外線カメラによるプレス成形品の撮像状態を示す図である。本発明に係る実施形態のプレス成形品と基準成形品との表面の温度分布を示す図である。本発明に係る実施形態のプレス成形品と基準成形品との表面のピクセル単位での温度分布を示す図である。本発明に係る実施形態の流入量変化検出処理の流れを説明するフローチャートである。本発明に係る実施形態の型メンテナンス判定処理の流れを説明するフローチャートである。

本発明に係るプレス部品流入量自動測定装置は、ワークとなる被成形板をプレス型によりプレス加工するプレス成形手段と、プレス加工された直後のプレス成形品の表面の温度と、周辺の空気との温度差により、前記プレス成形品と周辺の空気との境界を特定するために、プレス加工された直後のプレス成形品の表面の温度分布データを撮像する表面温度撮像手段と、撮像したプレス成形品の表面の温度分布データと、予め取得しておいた基準成形品の表面の温度分布データとの差分値を算出して、算出結果を前記ワークの前記プレス型への流入量の変化として検出する流入量変化検出手段と、検出したワーク流入量の変化に基づいて、前記プレス成形手段に用いられるプレス型のメンテナンス時期を判定する型メンテナンス判定手段と、を有するものである。

プレス加工における被成形板である加工部品（以下「ワーク」という）を、プレス成形手段であるプレス機でプレス加工すると、プレス加工直後のプレス成形品自体に加工熱が発生する。つまり、プレス加工した直後のプレス成形品の表面を、熱エネルギーにより放射される赤外線を受光する表面温度撮像手段としての赤外線カメラなどで撮像すると、撮像した画像データから、成形品の表面の温度分布データを取得することができる。

また、プレス加工直後のプレス成形品自体に加工熱を生じていても、プレス成形品の表面においてはその温度変化は微小である。しかし、プレス加工直後のプレス成形品自体の加工熱による温度とプレス成形品の周辺の空気の温度とでは明らかな温度差がある。従って、プレス成形品自体の加工熱と周辺の空気の温度差により、プレス成形品と周辺の空気との境界（以下、エッジ位置という）を特定することができる。

そして、流入量変化検出手段により、上記エッジ位置におけるプレス成形品の表面の温度分布データと、予め計測して記憶しておいた基準成形品の表面の温度分布データとを比較して差分値を算出し、算出した差分値をワーク流入量の変化として計測する。そして、型メンテナンス判定手段により、計測したワーク流入量の変化が一定の数値を超えたことを検出すると、プレス成形手段に用いられるプレス型のメンテナンス時期であると判断することができる。

一般に、プレス型を起因とした欠陥品が大量に発生し、欠陥を有するプレス成形品を後工程まで流してしまうと、とくに欠陥品が製品に組み込まれた後では、単に部品の不良では済まなくなり、これまでの全ての工程が無駄になって製造側の損害も大きくなってしまう。

そこで、本実施形態においては、プレス成形直後のプレス成形品における熱分布を温度分布データとして解析し、基準成形品の表面の温度分布データとの差分値を検出してワーク流入量の変化を監視することで、プレス機に用いられる型のメンテナンス時期を自動判定することができる。これにより、プレス機に用いられるプレス型の磨耗、変形などによって生じる欠陥品の発生を、プレス型のメンテナンスを行うことにより未然に防止することができる。

従来では、所定数（例えば、１ロット３００枚）単位のプレス成形品から、任意に所定枚数のプレス成形品を抜粋して、プレス成形品と基準成形品とのワーク流入量の変化を測定していた。そして、ワーク流入量の変化が所定値を超えた場合、プレス機に用いられるプレス型のメンテナンス時期であると判断していた。しかし、この方法では、所定数単位のプレス成形品に欠陥品が発生する可能性がある。そのため、上述したようにプレス加工直後のプレス成形品のワーク流入量の変化を常に監視することで、測定精度を著しく向上させ、プレス機のプレス型を起因とした欠陥品の大量発生を防止している。しかも、省人化が可能となるのでコスト削減も図ることができる。

また、前記流入量変化検出手段は、ワークの流入量の変化を所定数の単位で前記プレス成形品毎に記憶するとともに、前記型メンテナンス判定手段は、前記所定数の単位で記憶されたワークの流入量の変化の統計処理を行うことにより、前記プレス成形手段に用いられるプレス型のメンテナンス時期を判定することもできる。

つまり、流入量変化検出手段は、プレス加工直後のプレス成形品から放射される赤外線を赤外線カメラなどの赤外線撮像装置（表面温度撮像手段）で取り込み、プレス加工時の加工熱によるプレス成形品表面の温度分布データを解析し、予め設定された基準成形品の温度分布データと比較して、プレス成形品と基準成形品とのワーク流入量の変化を測定する。

そして、型メンテナンス判定手段は、測定したワーク流入量の変化を所定数（例えば、１ロット３００枚）単位で記憶しておき、所定数毎にワークの流入量の変化を、例えば、標準偏差を算出するなどの統計処理をする。そして、算出した標準偏差が一定の閾値を超えた場合に、プレス機のプレス型のメンテナンス時期であると判定する。一般に、プレス機のプレス型は、破損などは別として、変形及び磨耗などは急激には進行しない。そのため、ワークの流入量の変化を所定数単位で蓄積するとともに、蓄積した所定数単位のプレス成形品の温度分布データの統計処理を行い、この結果に基づいて型のメンテナンス時期を評価しても、プレス機のプレス型のメンテナンス時期を正確に判定することができる。

このように、プレス加工直後の度にプレス成形品の表面の温度分布を撮像して蓄積しておき、所定数（例えば、１ロット：３００枚）単位で統計処理を行って温度分布の変化傾向を分析し、プレス型の劣化などによる温度分布の変化傾向が、一定の閾値を超えた場合、プレス型のメンテナンスを実施して、プレス型に起因する成形不良など欠陥品の発生を未然に防止することが可能となる。

上述してきたプレス部品流入量自動測定装置は、下記の装置を用いて実施することができる。

本実施形態におけるプレス部品流入量自動測定装置は、プレス加工を行うプレス成形手段としてのプレス機と、プレス加工直後のプレス成形品の表面の熱分布を撮像する表面温度撮像手段と、撮像したプレス成形品の温度分布と予め設定された基準成形品との温度分布を比較解析してワーク流入量の変化として計測する流入量変化検出手段と、計測したワーク流入量の変化に基づいて、プレス機に用いられるプレス型のメンテナンス時期を判定する型メンテナンス判定手段とを備えている。このプレス部品流入量自動測定装置を、例えば、自動車等の製造ラインにおいて、プレス工程と次工程との間に設置している。

プレス工程の直後にプレス成形品の表面の温度分布を撮像する表面温度撮像手段としては、熱エネルギーにより放射される赤外線を受光する赤外線カメラを好適に用いることができる。これによれば、温度を直接計測するのではなく、赤外線カメラで撮像した画像に基づいて、物体が放射する赤外線の光量を測定しその量を瞬時に計測し、カラーマップなどで差異を表示し観測することができる。

また、プレス成形品自体の加工熱と周辺の空気の温度差により、プレス成形品と周辺の空気との境界（以下、エッジ位置という）を特定している。そして、流入量変化検出手段により、エッジ位置におけるプレス成形品の表面の温度分布データと、予め計測して記憶しておいた基準成形品の表面の温度分布データとを比較して差分値を算出し、算出した差分値をワーク流入量の変化として計測する。そして、型メンテナンス判定手段により、計測したワーク流入量の変化が一定の数値を超えたことを検出すると、プレス成形手段に用いられるプレス型のメンテナンス時期であると判断することができる。

また、温度分布を解析する流入量変化検出手段及び型メンテナンス判定手段としては、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリーや画像処理回路などを備えた画像処理可能なコンピュータを用いることができる。例えば、基準成形品の温度分布がヒストグラム化された参照テーブルをメモリーに予め格納しておき、前記赤外線カメラで撮像した画像を画像処理してプレス成形品の表面の温度分布情報を例えばヒストグラム化して解析し、これを前記参照テーブルと比較してワーク流入量の変化を測定し、測定したワーク流入量の変化に基づいて、プレス機のプレス型のメンテナンス時期を判定するのである。なお、解析に際し、ヒストグラム化することなく、プレス成形品と基準成形品とが表した温度分布同士を直接比較することも可能である。また、前記熱画像を画像処理したデータを、モニタなどに出力して画像表示可能とすることもできる。

ところで、製造ラインにおいては、本プレス部品流入量自動測定装置と、プレス型のメンテナンス時期を報知する報知ランプなどの報知装置及びラインの起動からライン速度、さらに運転停止までを制御するライン制御部とを接続しておくことが好ましい。プレス型のメンテナンス時期が検出された場合は、報知装置によりラインに従事する作業者に報知するとともに、ラインを停止して型のメンテナンスを速やかに行えるようにするためである。

以下、本実施形態に係るプレス部品流入量自動測定装置及びプレス部品流入量自動測定方法を、図面を参照してより具体的に説明する。なお、本実施形態では、流入量を測定する対象となるプレス成形品を、自動車ボディの一部をなす絞り部分を有するパネル部材としている。

本発明に係る実施形態のプレス部品流入量自動測定装置１０は、図１に示すように、自動車製造ライン中、プレス工程から次工程へ移行する間の適宜箇所に設けられている。すなわち、プレス部品流入量自動測定装置１０は、プレス成形手段であるプレス機３と、プレス機３によりプレス加工された直後のプレス成形品５の表面の温度分布を撮像する表面温度撮像手段としての赤外線カメラ１と、撮像した温度分布データと予め記憶している基準成形品の温度分布データとを比較して、その差分をワークの流入量の差として測定する流入量変化検出手段及び型メンテナンス判定手段として機能するディスプレイ７０を有する統計処理装置７とを備えている。

図１において、プレス機３は、本実施形態におけるプレス成形手段であり、上型３１と下型３２とからなるプレス型３０を備えている。４はコンベヤ装置であり、プレス加工直後のプレス成形品５を次工程に搬送する。

赤外線カメラ１は、プレス機３から取り出された直後のプレス成形品５の表面を所定方向から所定の角度で撮像可能な位置に固定されており、プレス機３によるプレス加工直後のプレス成形品５が所定位置に載置されたタイミングに同期するように、あるいはプレス加工直後の所定時間の経過に同期して撮像されるように制御されている。本実施形態では、この赤外線カメラ１を、プレス成形品５から所定の高さ位置で、プレス成形品５に対して直線距離で所定離隔した位置に配設し、プレス成形品５の表面を撮像可能としている。

統計処理装置７は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリーや画像処理回路、さらには処理した画像を表示するディスプレイ７０などを備えた画像処理可能なコンピュータからなり、図示しないインターフェイスを介して前記赤外線カメラ１と接続されている。なお、前記画像処理回路を赤外線カメラ１に備えさせ、所定の画像処理機能をもたせておくこともできる。また、前記コンピュータとしては汎用的なパーソナルコンピュータを用いることもできる。

前記ＲＯＭには、プレス成形時の基準となる基準成形品の温度分布を画像表示するデータや熱分布をヒストグラム化したデータを有する参照テーブルが格納されている。前記赤外線カメラ１で撮像された画像は前記ＲＡＭに格納されるとともに、前記ディスプレイ７０に出力される。統計処理装置７では、前記ＲＡＭの温度分布を示す熱画像データと参照テーブルのデータとを比較して、プレス工程を終えたプレス成形品５のワークの流入量の変化を判定するのである。なお、上記参照テーブルや赤外線カメラ１で撮像した熱画像などは、コンピュータに一般に内蔵されているＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅe）や不揮発性のフラッシュメモリなどに記憶しておくこともできる。

図２（ａ）は、プレス成形品５を赤外線カメラ１で撮像した様子を示したものである。ここで、ワークの流入量の変化は、自動車ボディの一部をなす絞り部分を有するパネル部材のプレス成形品５の、その全体ではなく、例えば、図２（ｂ）に示すように、プレス成形品５の絞り部分である測定領域５ａのワークの流入量の変化を測定する。

図２（ｂ）は、測定領域５ａの画像を上下略１８０度回転して拡大した図である。つまり、図２（ｂ）に示すように、プレス成形品５の絞り部分である測定領域５ａでは、プレス加工において発熱したプレス成形品５と周囲の空気Ａとの境界位置（つまり、エッジ位置）が赤外線カメラ１で撮像されていることが解る。

そして、図３に示すように、測定領域５ａを温度分布データとして解析すると、プレス成形品５と周囲の空気Ａには、明らかな温度差を検出することができ、この温度差の境界位置がエッジ位置Ｅとして特定されることになる。以下、基準成形品の測定領域５ａにおける温度分布データを図３（ａ）として、プレス加工直後の実際のプレス成形品５の測定領域５ａにおける温度分布データを図３（ｂ）として説明する。

図３（ａ）に示す基準成形品の測定領域５ａにおける温度分布データと、図３（ｂ）に示すプレス成形品５の測定領域５ａにおける温度分布データとでは、エッジ位置Ｅが異なっている。すなわち、プレス機３のプレス型３０におけるプレス加工において、ワークの流入量に変化が生じていることになる。

なお、図３（ａ）に示す基準成形品の測定領域５ａと図３（ｂ）に示すプレス成形品５の測定領域５ａとの温度分布データによりエッジ位置Ｅを特定するためには、例えば、基準成形品とプレス成形品５との中心位置を決めて、その中心位置からのそれぞれの測定領域５ａの距離が同じになるようにして測定領域５ａの位置を定めとよい。これにより、基準成形品とプレス成形品５との測定領域５ａにおけるエッジ位置Ｅの変化を、正確に測定することができる。

そして、図３に示す測定領域５ａの温度分布データをより詳細にデジタル解析すると、図４に示すように、ｙ／ｘ方向にピクセル単位でエッジ位置Ｅが変化していることを数値として測定することができる。基準成形品の測定領域５ａにおける温度分布データに一部をデジタル解析したものを図４（ａ）に、プレス成形品５の測定領域５ａにおける温度分布データをデジタル解析したものを図４（ｂ）に示す。なお、図４中の数値は１ピクセル当たりの温度を表示している。また、図４では、便宜上ｙ／ｘ方向に、１０×１０ピクセル、つまり、１００ピクセルにおけるデジタル解析した温度分布データを示している。

図４（ａ）と図４（ｂ）を比較すると、基準形成品とプレス成形品５のエッジ位置Ｅは、プレス成形品５の方がｙ方向に２ピクセル減少していることがわかる。すなわち、図４（ｂ）に示すプレス成形品５の測定領域５ａにおいては、基準成形品の温度分布データよりもｙ方向に２ピクセル分ワークの流入量が減少している。すなわち、図４に示すワークの流入量の変化の測定結果は「−２」となる。

このようにして測定されたワークの流入量の変化の測定結果は、統計処理装置７の記憶領域（例えば、ＲＡＭ，ＨＤＤなど）にプレス成形品５ごとに記憶される。そして、記憶された測定結果が所定数（例えば、１ロット３００枚）に達すると統計処理が行われ、この統計処置の結果に応じてプレス機３のプレス型３０のメンテナンス時期が判定されることになる。

以下、図５及び図６を用いて、統計処理装置７で実行される流入量変化検出処理及び型メンテナンス判定処理を説明する。図５は流入量変化検出処理の流れを示すフローチャートである。図６は型メンテナンス判定処理の流れを示すフローチャートである。

上述したように、統計処理装置７は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成される画像処理回路としての制御部、さらには処理した画像を表示するディスプレイ７０などを備えた画像処理可能なコンピュータである。本実施形態における流入量変化検出処理及び型メンテナンス判定処理は、制御部のＲＯＭに記憶されている所定のプログラムであり、統計処理装置７が、赤外線カメラ１により撮像されたプレス加工直後のプレス成形品５の画像データを受信したことを契機として実行される処理である。

なお、流入量変化検出処理は、撮像したプレス成形品５の表面の温度分布データと、予め取得しておいた基準成形品の表面の温度分布データとの差分値を算出して、ワークの流入量の変化として計測する流入量変化検出手段として機能する。また、型メンテナンス判定処理は、流入量変化検出手段により計測したワーク流入量の変化に基づいて、プレス機３に用いられるプレス型３０のメンテナンス時期を判定する型メンテナンス判定手段として機能する。

図５に示すように、画像制御回路のＣＰＵ（以下、ＣＰＵという）は、赤外線カメラ１により撮像されたプレス加工直後のプレス成形品５の画像データ（図２参照）を取得する（ステップＳ１０１）。そして、ＣＰＵは、プレス成形品５の画像データより、測定領域５ａ（図３参照）の温度分布データを切り出す（ステップＳ１０２）。

そして、ＣＰＵは、プレス成形品５の測定領域５ａ（図３（ｂ）参照）の温度分布データを、デジタル変換処理を行う（ステップＳ１０３）。これにより、測定領域５ａ（図３（ｂ）参照）の温度分布データは、ピクセル単位で分解された温度分布データ（図４（ｂ）参照）に変換される。さらに、ＣＰＵは、基準形成品の測定領域５ａ（図３参照）のピクセル単位で分解された温度分布データ（図４（ａ）参照）を読み出す（ステップＳ１０４）。この基準形成品の温度分布データは、予め制御部のＲＡＭなどに参照テーブルとして記憶されているものである。

ＣＰＵは、プレス加工直後のプレス成形品５の温度分布データ（図４（ｂ）参照）と、予め記憶されている基準成形品の温度分布データ（図４（ａ）参照）とによりワーク流入量の変化を測定する（ステップＳ１０５）。例えば、プレス加工直後のプレス成形品５の温度分布データと、予め記憶されている基準成形品の温度分布データとが図４に示す温度分布データに場合は、基準成形品よりもプレス成形品５の方が、ｙ方向に２ピクセル分ワークの流入量が減少した測定結果「−２」が得られる。

最後にＣＰＵは、測定したワークの流入量の変化を、プレス成形品毎にＲＡＭの所定の記憶領域に記憶する（ステップＳ１０６）。このように、流入量変化検出処理においては、赤外線カメラ１で撮像した、プレス加工直後のプレス成形品５の画像データに基づいてプレス成形品５の測定領域５ａの温度分布データを算出し、予め記憶しておいた基準成形品の温度分布データと比較することで、当該プレス成形品５のワークの流入量の変化を測定して、プレス成形品５毎にＲＡＭの所定の記憶領域に蓄積して記憶する。この後、蓄積されたプレス成形品５毎のワークの流入量の変化を示す測定値は、型メンテナンス判定処理（図６参照）において、プレス成形品５の所定数（例えば、１ロット３００枚）単位で統計処理されて、本実施形態におけるプレス機３が備えるプレス型３０のメンテナンス時期が判定されることになる。

図６に示すように、型メンテナンス判定処理において、ＣＰＵは、統計処理装置７の制御部のＲＡＭに記憶されているプレス成形品５毎のワークの流入量の測定値が、所定数（例えば、１ロット３００枚）分蓄積されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。

そして、ＣＰＵは、所定数分蓄積されていない（ステップＳ２０１：Ｎｏ）と判定された場合は、型メンテナンス判定処理を終了する。一方、ＣＰＵは、所定数分蓄積されている（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）と判定された場合は、所定数分蓄積されているプレス成形品のワークの流入量の測定値の統計処理を行い、所定数分蓄積されているプレス成形品のワークの変化量の標準偏差を算出する（ステップＳ２０２）。このように、所定数分のプレス成形品のワークの流入量の測定値から標準偏差を算出する統計処理を行うことにより、所定数分のプレス成形品のワークの流入量の測定値の散らばりの度合いがわかる。

ＣＰＵは、算出した標準偏差が一定の閾値（以下、規定値という）を超えているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。つまり、上記ステップＳ２０２で算出した、所定個数分のプレス成形品のワークの流入量の測定値の標準偏差により、ワークの流入量の測定値のばらつきが、プレス型３０のメンテナンスが必要なばらつきが発生してかを判断する。

そして、ＣＰＵは、規定値を越えていない（ステップＳ２０３：Ｎｏ）と判定された場合は、型メンテナンス判定処理を終了する。一方、ＣＰＵは、規定値を越えた（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）と判定すると、統計処理装置７に接続されている報知ランプ６（図１参照）を作動させて、プレス機３のプレス型３０のメンテナンスの時期を製造ラインの作業員に報知する（ステップＳ２０４）。そして、ＣＰＵは、統計処理装置７に接続されたライン制御部８（図１参照）を制御してラインを停止させ、プレス機３の作動を停止させる（ステップＳ２０５）。

このように、本実施形態における型メンテナンス判定処理においては、赤外線カメラ１から統計処理装置７へ随時プレス加工直後のプレス成形品５の画像データを送信しながら、プレス機３のプレス型３０のメンテナンスの時期であると判定した場合は、報知ランプ６を作動させてプレス型３０のメンテナンスの時期を作業者に報知可能としている。しかも、本実施形態においては、統計処理装置７をライン制御部８に接続しており、プレス型３０のメンテナンスの時期を検出した場合は製造ラインをプレス型のメンテナンスが終了するまで停止させて、プレス型を起因とした欠陥品が発生することを防止可能としている。

なお、プレス加工直後のプレス成形品５の加工熱は、例えば１分などの所定時間経過後（通常のラインスピードで次工程に至るまでの時間）であっても、プレス成形品５の表面の温度分布における温度幅は殆ど変わらないことが実験的に確かめられているので、温度分布の解析によるワークの流入量の変化を測定するタイミングとしては、プレス加工直後から次工程までの間であれば、測定値に大きな差は生じないと考えられる。

上述してきたように、統計処理装置７はコンピュータからなるものであり、赤外線カメラ１により撮像されたプレス加工直後のプレス成形品５の表面画像から、温度分布データを算出し、ワークの流入量の変化を測定値として逐次蓄積する。そして、蓄積した測定値を所定のタイミング（例えば、１ロット３００枚）で統計処理を行い、その結果に応じてプレス型３０のメンテナンスの時期を判定している。なお、この統計処理は、上述したように、統計処理装置７の画像処理回路のＲＯＭに型メンテナンス判定処理としてプログラム化して記憶されており、プレス部品流入量自動測定装置１０において自動処理されるものである。

以上説明してきたプレス部品流入量自動測定装置１０により、統計処理の結果からワークの流入量の変化傾向を分析し、ワークの流入量の変化に経時的な傾向が見られた場合、これがプレス機３におけるプレス型３０の劣化などに起因するか否かを判定し、プレス型３０に起因すると判断される場合は、プレス型３０のメンテナンス時期（型当たり調整時期や再めっき時期）を決定して最適な時期にメンテナンスを行い、プレス型３０に起因する成形不良などの発生を未然に防止することが可能となる。

また、プレス加工直後のプレス成形品５の表面を、赤外線カメラ１により撮像してプレス加工熱による温度分布データ画像を統計処理装置７に入力し、この統計処理装置７によって、プレス成形品５の表面の温度分布を解析して、基準形成品の温度分布データと比較して、ワークの流入量の差分値を測定し、ワークの流入量の変化に問題がないと判定した場合は製造ラインを通常通りに運用する一方、問題があると判定した場合は、統計処理装置７は報知ランプ６を発光させて、プレス機３のプレス型３０のメンテナンス時期がきたことを報知するとともに、ライン制御部８に異常発生信号を出力し、プレス型３０のメンテナンスが終えるまで製造ラインを停止させることができる。

このようにして、本実施形態によれば、長期的に見れば、統計処理装置７に蓄積されたワークの流入量の変化の測定値を統計処理することにより、プレス型３０のメンテナンス時期を決定することができるなど、プレス型３０の保全周期に十分に活用することができる。また、プレス機３のプレス型３０に起因するプ欠陥品が発生することを確実に防止でき、後工程に対して略１００％の保障を可能とし、しかも、特別な装置は不要で安価な既存の装置を転用することも可能であり、なおかつ省人化が可能となるので製造コストの削減も図ることが可能となる。

上述してきた実施形態により、以下のプレス部品の欠陥検出装置及び欠陥検出方法が実現できる。

ワークとなる被成形板をプレス型３０によりプレス加工するプレス成形手段（例えば、プレス機３）と、プレス加工された直後のプレス成形品５の表面の温度と、周辺の空気との温度差により、プレス成形品５と周辺の空気との境界（例えば、エッジ位置Ｅ）を特定するために、プレス加工された直後のプレス成形品５の表面の温度分布データを撮像する表面温度撮像手段（例えば、赤外線カメラ１）と、撮像したプレス成形品５の表面の温度分布データと、予め取得しておいた基準成形品の表面の温度分布データとの差分値を算出して、算出結果をワークのプレス型３０への流入量の変化として検出する流入量変化検出手段（例えば、統計処理装置７、流入量変化検出処理）と、検出したワーク流入量の変化に基づいて、プレス成形手段に用いられるプレス型３０のメンテナンス時期を判定する型メンテナンス判定手段（例えば、統計処理装置７、型メンテナンス判定処理）と、を有するプレス部品流入量自動測定装置１０。

また、上記プレス部品流入量自動測定装置１０において、流入量変化検出手段（例えば、統計処理装置７、流入量変化検出処理）は、ワークの流入量の変化を所定数（例えば、１ロット３００枚）の単位でプレス成形品５毎に記憶するとともに、型メンテナンス判定手段（例えば、統計処理装置７、型メンテナンス判定処理）は、所定数の単位で記憶されたワークの流入量の変化の統計処理（例えば、標準偏差）を行うことにより、プレス成形手段（例えば、プレス機３）に用いられるプレス型３０のメンテナンス時期を判定することを特徴とするプレス部品流入量自動測定装置１０。

また、ワークとなる被成形板をプレス型３０により成形するプレス加工において、プレス加工された直後のプレス成形品５の表面の温度と、周辺の空気との温度差により、プレス成形品５と周辺の空気との境界（例えば、エッジ位置Ｅ）を特定するために、プレス成形された直後のプレス成形品５の表面の温度分布データを撮像する表面温度撮像ステップ（例えば、赤外線カメラ１の撮像処理）と、撮像したプレス成形品５の表面の温度分布データと、予め取得しておいた基準成形品との表面の温度分布データの差分値を算出して、ワークの流入量の変化を検出する流入量変化検出ステップ（例えば、流入量変化検出処理）と、計測したワーク流入量の変化に基づいて、プレス加工に用いられるプレス型３０のメンテナンス時期を判定する型メンテナンス判定ステップ（例えば、型メンテナンス判定処理）と、を有することを特徴とするプレス部品流入量自動測定方法。

なお、本発明に係るプレス部品流入量自動測定装置１０及びプレス部品流入量自動測定方法は、自動車製造のみならず、プレス工程を有するものおいては、各種の工場製造品に適用することができる。

また、上述した具体的な実施形態で説明した実施条件、例えば赤外線カメラ１の配設位置などについては、ある特定のプレス成形品５（自動車ボディの一部をなす絞り部分を有するパネル部材）における実施条件の一例であり、当然のことながら、赤外線カメラ１の配設位置としては上記位置に限るものではなく、プレス成形品５の種類などに応じて適宜最適な位置に設定されるべきものである。

また、本実施形態においては、統計処理装置７は、所定数分（例えば、１ロット３００枚）単位でプレス成形品５のワークの変化量の測定値を蓄積し、この蓄積した測定値を統計的に処理して、プレス型３０のメンテナンス時期を判定しているが、本発明はこれに限らず、プレス成形品５単体のワークの変化量の測定値が規定値を大幅に超えた場合を検出した場合は、プレス型３０に破損などの形状の変化が発生したと判定して、報知ランプ６を発光させて、プレス型３０に異常が生じたことを報知するとともに、ライン制御部８に異常発生信号を出力し、製造ラインを停止させてもよい。

さらに、赤外線カメラ１で撮像したプレス成形品５の表面の画像を、プレス機３のプレス型３０のメンテナンス時期の判定に用いるだけではなく、例えば、プレス加工直後のプレス成形品５の表面の温度分布データからは、クラックの生じたプレス成形品５（つまり、欠陥品）とクラックの生じていない正常なプレス成形品５（つまり、良品）とが識別可能であることから、良品ワークの温度分布を示すデータと、プレス成形工程終了後に検出した被検査用ワークの温度分布を示すデータとを比較することにより、クラックの有無を瞬時に判定する処理を同時に実行させることもできる。

つまり、統計処理装置７は、上述した流入量変化検出処理及び型メンテナンス判定処理以外に、プレス成形品５の良品と欠陥品とを識別する識別プログラムなどをさらに備え、この識別プログラムにより、赤外線カメラ１で撮像したプレス成形品５の表面の画像を解析することで、プレス成形品５の良品と欠陥品との識別を自動判定するのである。これにより、システムとしては特に新しい機器を増設することなく、プレス成形品５の種類ごとにプレス加工時に生じたクラックを含む小さなヒビ割れが発生したプレス成形品５（つまり、欠陥品）を識別することができるので、従来のように目視による判定が極めて困難な小さな欠陥についてもその検出精度を著しく向上させ、欠陥品の発生に対処することが可能となる。

以上、本発明を、実施形態を通して説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の主旨を逸脱することのない限り、各構成要素の形状のレイアウトなどは適宜変更することができる。

１赤外線カメラ
３プレス機
４ベルトコンベア
５プレス成形品
５ａ測定領域
６報知ランプ
７統計処理装置
８ライン制御部
１０プレス部品流入量自動測定装置
３０プレス型
３１上型
３２下型
７０ディスプレイ

Claims

ワークとなる被成形板をプレス型によりプレス加工するプレス成形手段と、
プレス加工された直後のプレス成形品の表面の温度と、周辺の空気との温度差により、前記プレス成形品と周辺の空気との境界を特定するために、プレス加工された直後のプレス成形品の表面の温度分布データを撮像する表面温度撮像手段と、
撮像したプレス成形品の表面の温度分布データと、予め取得しておいた基準成形品の表面の温度分布データとの差分値を算出して、算出結果を前記ワークの前記プレス型への流入量の変化として検出する流入量変化検出手段と、
検出したワーク流入量の変化に基づいて、前記プレス成形手段に用いられるプレス型のメンテナンス時期を判定する型メンテナンス判定手段と、
を有することを特徴とするプレス部品流入量自動測定装置。
前記流入量変化検出手段は、前記ワークの流入量の変化を所定数の単位で前記プレス成形品毎に記憶するとともに、前記型メンテナンス判定手段は、前記所定数の単位で記憶されたワークの流入量の変化の統計処理を行うことにより、前記プレス成形手段に用いられるプレス型のメンテナンス時期を判定することを特徴とする請求項１に記載のプレス部品流入量自動測定装置。
ワークとなる被成形板をプレス型により成形するプレス加工において、
プレス加工された直後のプレス成形品の表面の温度と、周辺の空気との温度差により、前記プレス成形品と周辺の空気との境界を特定するために、プレス成形された直後のプレス成形品の表面の温度分布データを撮像する表面温度撮像ステップと、
撮像したプレス成形品の表面の温度分布データと、予め取得しておいた基準成形品との表面の温度分布データの差分値を算出して、ワークの流入量の変化を検出する流入量変化検出ステップと、
計測したワーク流入量の変化に基づいて、前記プレス加工に用いられるプレス型のメンテナンス時期を判定する型メンテナンス判定ステップと、
を有することを特徴とするプレス部品流入量自動測定方法。