JP2019126823A - Press manufacturing condition collection system and sensor plate for press making machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プレス成形機の不良事象の推定、推定結果等の収集等を行うプレス製造条件収集システムおよびこれに用いられるプレス成形機用センサープレートに関する。 The present invention relates to a press manufacturing condition collecting system for estimating failure events of a press molding machine, collecting estimation results and the like, and a sensor plate for a press molding machine used therefor.
プレス成形機による成形品質は、プレス加工の繰り返しに伴って、金型におけるパンチやダイなどの部品の磨耗などの劣化により次第に低下する。劣化した部品が適切なタイミングで交換されずにプレス加工が繰り返されると、多くの不良品を発生させてしまい、結果的に無駄なコストが吊り上がる。 The forming quality by the press forming machine gradually decreases due to deterioration such as wear of parts such as a punch and a die in the mold along with repeated press processing. If pressing is repeated without replacing the deteriorated parts at an appropriate timing, many defective products will be generated, resulting in an increase in waste costs.
プレス成形機の状態を各種センサーにより検出し、その検出データを収集して表示することは従来から行われている。その一例として、位置センサー、圧力センサーなどのセンサーにより、プレス成形機の稼働中の油圧圧力やラム(スライド)の位置データを所定のサンプリング時間毎に自動的に収集し、収集したデータを画面に波形として表示したり、その数値化してファイルとして保存したりすることのできるデータ収集装置などが知られる。また、データ収集装置は、各種センサーにより検出された値と予め決められた警報設定範囲とを比較して、検出値が警報設定範囲を逸脱したときに不良品の発生などを判定することなども記載される(特許文献1参照)。 It has been conventionally practiced to detect the state of the press molding machine by various sensors and collect and display the detected data. As an example, hydraulic pressure pressure and ram (slide) position data while the press molding machine is operating are automatically collected at predetermined sampling times using sensors such as position sensors and pressure sensors, and the collected data is displayed on the screen. There are known data collection devices that can be displayed as waveforms or can be digitized and saved as files. In addition, the data collection device compares the values detected by various sensors with a predetermined alarm setting range, and determines the occurrence of defective products when the detected value deviates from the alarm setting range. (See Patent Document 1).
しかしながら、例えばパンチ折れ、2枚抜きなど、金型の劣化などに起因して発生する部分的な不良事象の検出は目視検査などによって行われることが一般的である。このため不具合の発生検出に遅れて大量の不良成形品を生産してしまうおそれがあった。特に近年、プレス成形機の成形サイクルは非常に短く(約0.5〜2秒程度)、ロッド全てが不良成形品となるなど、不良成形品の発生数は益々増大傾向にある。また、不良品の発生が分かってから金型の不具合箇所を特定できるまでの時間もかかることから、金型修理のため、生産を中断しなければならない時間も長く要し、生産性の低下を招いていた。さらには、これらの成形不良品の頻発はパンチ等の型部品の余計な磨耗を促進させ、金型寿命の低下にも大きく影響を及ぼしている。したがって、生産性の向上を図るためには、成形不良品が発覚した後に対処するのではなく、成形不良品が発生する予兆をすばやく察知することで、正確な予防措置を図ることが求められている。 However, detection of a partial failure event that occurs due to deterioration of a mold, such as punch breakage or punching two, for example, is generally performed by visual inspection or the like. Therefore, there is a possibility that a large number of defective molded articles may be produced after the detection of the occurrence of the defect. In particular, in recent years, the molding cycle of a press molding machine is very short (about 0.5 to 2 seconds), and the number of defective molded articles tends to increase as all rods become defective molded articles. In addition, since it takes a long time to know the defective part of a mold after the occurrence of a defective product is known, it takes a long time to stop production for mold repair, which reduces productivity. I was invited. Furthermore, the frequent occurrence of these molding defects promotes excessive wear of mold parts such as punches, and also has a significant effect on the reduction of mold life. Therefore, in order to improve productivity, it is necessary to take accurate preventive measures by quickly detecting the sign that a defective molding will occur, rather than dealing with it after a defective molding is detected. Yes.
また、既存の金型にセンサーや検出装置を新たに装着することは、金型改造工数や改造費用を考慮すると現実的には対応は難しいという問題もあった。さらには、金型に多数のセンサーを装着し、金型の状態を部品毎に検出するようにすると、処理すべきデータ量が膨大となり、リアルタイムなデータ処理が困難となって、不具合の発生検出がやはり遅れるおそれがあった。 In addition, there is also a problem that it is practically difficult to cope with mounting a new sensor or detection device to an existing mold in consideration of the man-hour for remodeling the mold and the remodeling cost. Furthermore, if a large number of sensors are attached to the mold and the state of the mold is detected for each part, the amount of data to be processed becomes enormous, making real-time data processing difficult and detecting the occurrence of defects. However, there was a risk of delay.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、プレス成形機にセットされる金型の劣化に起因する不良事象の発生を高速かつ高精度に推定することを可能とし、成形不良品の発生を最少に抑えることに寄与し得るプレス製造条件収集システムおよびプレス成形機用センサープレートを提供することにある。 In view of the circumstances as described above, the object of the present invention is to enable high-speed and high-accuracy estimation of the occurrence of a defective event due to deterioration of a mold set in a press molding machine, and to generate a defective molding product. It is an object of the present invention to provide a press manufacturing condition collecting system and a sensor plate for a press molding machine which can contribute to minimizing the pressure.
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るプレス製造条件収集システムは、プレス成形機のスライドに金型に対向して配置され、荷重を受ける方向に対して直交する面において互いに離間して複数の圧力センサーが配設されたセンサープレートと、前記圧力センサー毎の検出値の時系列である波形データを生成し、この波形データをもとに前記金型の不良事象を推定するデータ分析装置と、前記データ分析装置によって得られた前記推定結果を収集するデータ収集装置とを具備する。 In order to achieve the above object, a press manufacturing condition collecting system according to an aspect of the present invention is disposed on a slide of a press molding machine so as to face a mold and separated from each other in a plane orthogonal to a load receiving direction. A sensor plate on which a plurality of pressure sensors are disposed, and waveform data which is a time series of detection values of each pressure sensor, and data analysis for estimating a defect event of the mold based on the waveform data The apparatus comprises: an apparatus; and a data collection apparatus for collecting the estimation result obtained by the data analysis apparatus.
このプレス製造条件収集システムによれば、データ分析装置により、プレス成形機の金型の不良事象を推定することによって、プレス成形機にセットされる金型の劣化に起因する不良事象の発生を高速かつ高精度に推定することができ、成形不良品の発生を最少に抑えることが可能になる。 According to this press manufacturing condition collection system, the occurrence of defective events due to deterioration of the mold set in the press molding machine can be accelerated by estimating the defective events of the mold of the press molding machine by the data analysis device. And, it is possible to estimate with high accuracy, and it becomes possible to minimize the occurrence of molding defects.
本発明の一形態に係るプレス製造条件収集システムにおいて、前記データ分析装置は、前記圧力センサー毎の前記波形データをもとに、前記金型の部位毎の前記不良事象を推定するものであってよい。
これにより、金型の部位毎の不良事象を推定するができるので、金型の部品交換に要する時間的コストを低減することができる。
In the press manufacturing condition collection system according to one aspect of the present invention, the data analysis device estimates the failure event for each part of the mold based on the waveform data for each pressure sensor. Good.
Thereby, since the defective event for every site | part of a metal mold | die can be estimated, the time cost required for the components replacement | exchange of a metal mold | die can be reduced.
本発明の一形態に係るプレス製造条件収集システムにおいて、前記データ分析装置は、前記金型の不良事象を推定したとき、プレス成形を停止させるための命令を前記プレス成形機に供給する。これにより、成形不良品の発生をより確実に最少に抑えることが可能になる。 In the press manufacturing condition collection system according to an aspect of the present invention, the data analysis apparatus supplies a command for stopping press molding to the press molding machine when the defective event of the mold is estimated. This makes it possible to more reliably minimize the occurrence of molding defects.
本発明の一形態に係るプレス製造条件収集システムにおいて、前記データ分析装置は、前記生成した前記圧力センサー毎の波形データを前記データ収集装置に送信し、前記データ収集装置は、前記データ分析装置より送信された前記圧力センサー毎の波形データをもとに、前記金型の圧力分布を表示部にリアルタイムで表示させるものであってよい。 In the press manufacturing condition collection system according to one aspect of the present invention, the data analysis device transmits the generated waveform data for each of the pressure sensors to the data collection device, and the data collection device receives the data analysis device from the data analysis device. The pressure distribution of the mold may be displayed on a display unit in real time based on the transmitted waveform data of each pressure sensor.
本発明の一形態に係るプレス製造条件収集システムにおいて、前記データ収集装置は、前記収集した前記圧力センサー毎の前記波形データを蓄積し、前記蓄積した圧力センサー毎の前記波形データをもとに前記金型の部分毎の不良事象の予兆を推定するものであってよい。 In the press manufacturing condition collecting system according to one aspect of the present invention, the data collecting device accumulates the waveform data of the collected pressure sensors, and the data collecting device collects the waveform data of the accumulated pressure sensors based on the accumulated waveform data. The sign of the failure event for each part of the mold may be estimated.
前記データ収集装置は、前記収集した複数の前記圧力センサーの前記波形データをもとに、前記不良事象の発生した座標位置を算出するものであってよい。 The data acquisition device may calculate the coordinate position at which the failure event has occurred based on the waveform data of the plurality of pressure sensors collected.
本発明の一形態に係るプレス製造条件収集システムにおいて、前記データ分析装置は、前記圧力センサー毎の前記波形データをAI機能により分析することによって前記金型の部位毎の不良事象を推定するものであってよい。 In the press manufacturing condition collection system according to an aspect of the present invention, the data analysis device estimates a defective event for each part of the mold by analyzing the waveform data for each pressure sensor using an AI function. It may be.
また、本発明に係る別の観点に基づくプレス成形機用センサープレートは、プレス成形機のスライドに金型に対向して装置可能とされ、荷重を受ける方向に対して直交する面において互いに離間して配設された複数の圧力センサーと、前記圧力センサー毎の検出信号を外部出力する出力端子とを具備する。
このプレス成形機用センサープレートは、プレス成形機のスライドに金型に対向して装着され、荷重を受ける方向に対して直交する面において複数の圧力センサーが互いに離間して配設されたものであるため、どのような金型が用いられても、その金型が受ける部位毎の荷重を検出することができる。
In addition, the sensor plate for a press forming machine according to another aspect of the present invention is capable of being opposed to the mold on the slide of the press forming machine, and separated from each other in a plane orthogonal to the load receiving direction. A plurality of pressure sensors, and an output terminal for outputting a detection signal for each pressure sensor to the outside.
The sensor plate for a press molding machine is mounted on the slide of the press molding machine so as to face the mold, and a plurality of pressure sensors are disposed apart from each other in a plane orthogonal to the load receiving direction. Therefore, no matter what mold is used, it is possible to detect the load for each part received by the mold.
本発明によれば、プレス成形機にセットされる金型の劣化に起因する不良事象の発生を高速かつ高精度に推定することができ、成形不良品の発生を最少に抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to estimate the occurrence of a defective event caused by deterioration of a mold set in a press molding machine at high speed and with high accuracy, and to minimize the occurrence of defective molding.
以下、本発明に係る実施形態を説明する。
図1は、本発明に係る一実施形態のプレス製造条件収集システム100の構成を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a press manufacturing
このプレス製造条件収集システム100は、プレス成形機10のスライド13の金型(上型11)に対向する側に装着されたセンサープレート2と、センサープレート2の各圧力センサー2bの出力から生成される波形データを分析して金型の部位毎の不良事象を推定するデータ分析装置3と、データ分析装置3による金型の部位毎の不良事象の推定結果および圧力センサー2b毎の波形データの収集、蓄積、表示、さらには蓄積された波形データの分析による金型の部位毎の不良事象の予兆判定などを行うデータ収集装置4とを備える。
This press manufacturing
次に、各々の構成を説明する。
(センサープレート2)
図2はセンサープレート2が装着されたプレス成形機10の構成を示す断面図である。
符号11は金型の上型、12は金型の下型、13はプレス成形機10のスライド13を示している。センサープレート2は、プレス成形機10のスライド13の下面に、上型11の上面(バッキングプレート11aの上面)との間に挟み込まれた状態で装着される。センサープレート2は、プレート本体2aと、プレート本体2aに埋め込まれた複数の圧力センサー2bとを有する。複数の圧力センサー2bは、プレート本体2aに、荷重を受ける方向に対して直交する面内に互いに離間して配設される。圧力センサー2bとしては、ピエゾ効果による高感度の半導体センサーなどが用いられる。本発明は圧力センサーの種類に限定されるものではないが、高感度で、スライド13の駆動の周期(プレス加工周期)に対して十分短い周期で圧力検出が可能なものであることが要求される。
Next, each configuration will be described.
(Sensor plate 2)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the
図3はセンサープレート2の断面図、図4はセンサープレート2における複数の圧力センサー2bの配置を荷重を受ける方向から示す平面図である。
これらの図に示されるように、金型(上型11)全体の応力分布を得ることができるように、センサープレート2において、複数の圧力センサー2bは荷重を受ける方向(Z方向)に対して直交する面(X/Y軸面)においてそれぞれの軸方向に互いに離間して分散配置される。例えば、図4に示すセンサープレート2は、X軸方向に6個、Y軸方向に4個の計24個の圧力センサー2bを有する。本発明は、センサープレート2の圧力センサー2bの数に限定されるものではなく、より高い検出分解能が要求される場合にはより多くの圧力センサー2bをより高密に配置してもよい。
3 is a cross-sectional view of the
As shown in these figures, in the
また、センサープレート2には、圧力センサー2bの出力を増幅する増幅器2cが設けられる。各圧力センサー2bの出力は対応する増幅器2cにて増幅され、外部接続用の端子2dを通じて外部(データ分析装置3)に出力することが可能である。なお、図4において、符合P1、P2、P3、P4は上型11のパンチによるワークの打ち抜き位置を示している。
In addition, the
センサープレート2は、本プレス成形機10にセットされる金型に合わせて製造された専用のものではなく、様々な構成の金型に対して利用され得るものである。したがって、センサープレート2に配設される複数の圧力センサー2bは、本実施形態ではセンサープレート2が荷重を受ける面において、例えば各々の軸方向に所定の間隔を置いて配置されてもよいが、必ずしも所定の間隔を置いて配置される必要はない。
The
(データ分析装置3)
図5はデータ分析装置3の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、データ分析装置3は、圧力センサー2b毎の出力を増幅する増幅器2cと、増幅器2cの出力のA/D変換およびデータ化を行うA/D変換部31と、A/D変換部31毎の出力をAI機能を用いて分析する分析AI部32と、データ送信部33を有する。A/D変換部31は、圧力センサー2bの出力をアナログ信号からデジタル信号に変換し、さらに所定ビット数例えば8ビットなどのデジタルデータに変換する。
(Data analysis device 3)
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the
As shown in the figure, the
A/D変換部31は、スライド13の駆動周期(プレス加工周期)に対して十分短い周期でA/D変換を行って、圧力センサー2b毎の検出値の時系列である波形データを出力する。
The A /
分析AI部32は、A/D変換部31より得た波形データの特徴などをAI(Artificial Intelligence)機能により分析することによって、プレス成形において発生する可能性のある「2枚抜き」や、「パンチ折れ」などの不良事象を、圧力センサー2b毎の波形データに基づく不良事象の推定結果として生成する。なお、分析AI部32は、例えば、AI機能を用いて、波形データを画像データとして分析することによって、その波形データの特徴を分析することのできるGPU(Graphics Processing Unit)と、GPUの制御を行うGPU制御部などによって構成される。AIには、一般的なニューラルネットワークのほか、ディープラーニングなども採用し得る。
The
データ送信部33は、それぞれの分析AI部32によって得られた不良事象の推定結果を、分析対象の波形データとともにパケット化して、ハブ5などのネットワーク機器およびネットワーク6を通じてデータ収集装置4に送信する。ネットワーク6はLAN(Local Area Network)であっても、インタ−ネットなどのWAN(Wide Area Network)であってもよい。また、ネットワーク通信は無線通信であっても有線通信であってもよい。
The data transmission unit 33 packetizes the estimation result of the defective event obtained by each
(データ収集装置4)
図1に戻って、データ収集装置4は、ネットワーク6およびハブ5を通じてデータ分析装置3と通信が可能なように接続される。データ収集装置4は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)などのメモリ、HDD(Hard Disk Drive)などのストレージデバイス、LCD(Liquid Crystal Display)モニターなどの表示部など、コンピュータのハードウェアを用いて構成し得る。データ収集装置4は、一般的なパーソナルコンピュータによって構成されてもよい。
(Data acquisition device 4)
Returning to FIG. 1, the
データ収集装置4は、ネットワーク6を通じてデータ分析装置3より受信した、圧力センサー2b毎の波形データに基づく不良事象の推定結果と、分析対象の波形データを互いに紐付けてストレージデバイスに蓄積する。
The
データ収集装置4のCPUは、データ分析装置3より収集した上記のデータをもとに、例えば以下のような処理を行うことができる。
1.データ分析装置3によって推定された金型の部位毎の不良事象の表示。
2.収集した波形データを用いた金型全体の圧力分布などの表示。
3.金型の部位毎の不良事象の予兆判定。
これらの処理の詳細については後で説明する。
The CPU of the
1. Display of defective events for each part of the mold estimated by the
2. Display of pressure distribution etc. of the whole die using collected waveform data.
3. Predictive judgment of failure events for each part of the mold.
Details of these processes will be described later.
次に、本実施形態のプレス製造条件収集システム100における各部の動作を説明する。
Next, the operation of each part in the press manufacturing
[データ分析装置3による波形データに基づく不良事象推定]
まず、データ分析装置3による波形データに基づく不良事象推定について説明する。
データ分析装置3は、圧力センサー2bの出力を、スライド13の駆動周期(プレス周期)に対して十分短い周期でA/D変換し、所定のビット数のデータとする。これにより、短い周期毎の圧力データの時系列である波形データが得られ、分析AI部32でその分析が行われて、金型の劣化などの問題に起因してプレス成形で発生した様々な不良事象が推定される。分析AI部32で、波形データから様々な不良事象を推定するために、各々の分析AI部32には、様々な不良事象の種類毎に、その不良事象の発生時に圧力センサー2bの出力に現れる傾向のある、あるいは実際に出現した波形データを含む様々な学習データを用いて機械学習が行われたものが利用される。
[Defect event estimation based on waveform data by data analysis device 3]
First, failure event estimation based on waveform data by the
The
ここで、金型の不良事象が波形データにどのように現れるかを例示する。
パンチで材料を打ち抜く際、パンチ表面とカスが真空状態となるため、カスがパンチ表面に付着して材料と一緒に送られることで「2枚抜き」を誘発し、パンチ(特に角部)の磨耗が促進されることによる「バリ」を引き起こす。これらを総称した不良を「カス上がり」と呼ぶ。これらの影響は、パンチの寿命低下、パンチ折れなどの金型の損傷、さらにはプレス成形機10の損傷にも繋がる。上記の「2枚抜き」、「パンチ折れ」などの不良事象は、圧力センサー2bによるプレス成形の周期よりも十分短い周期で検出されたデータの時系列データである波形データにおける波形の変化として現れる。
Here, an example of how a defect event of a mold appears in waveform data is illustrated.
When the material is punched out by the punch, the surface of the punch and the debris are in a vacuum state, so that the debris adheres to the surface of the punch and is sent together with the material to induce "two-out", and the punch (especially at the corner) Causes "burrs" due to accelerated wear. The defect which collectively named these is called "sump up". These influences also lead to damage to the mold such as punch life reduction, punch breakage, and damage to the
図6は1つの圧力センサー2bから得られる通常(正常)の波形データ51の例を示す図である。ここで、横軸はスライド13を駆動するクランク機構の主歯車の回転角度、縦軸は圧力センサー2bの検出信号レベルである。この例では、時刻t1からパンチが材料(ワーク)に喰い込みはじめ、次第にせん断荷重が増大する。せん断がはじまる直前の時刻t2にせん断荷重がピークとなり、せん断がはじまると、金型等に蓄えられた圧縮応力による弾性変形エネルギが一気に開放するブレークスルー現象によってせん断荷重が低下し、せん断が完了する。「2枚抜き」や「パンチ折れ」などの不良事象が発生した場合、それら不良事象を反映した波形データが発生する。
FIG. 6 is a diagram showing an example of normal (normal)
まず、材料の「2枚抜き」が発生した場合を説明する。「2枚抜き」は、例えばパンチの磨耗により抜きカスのバリがパンチの先端面に吸着し、ダイの上に落ちて載ることなどによって発生する。図7は材料の「2枚抜き」が発生した場合のせん断荷重の波形データ71を通常時の波形データ51と比較して示す図である。材料の「2枚抜き」が発生した際の波形データ71には、通常時の波形データ51に比べ、ピークのせん断荷重が2倍程度に大きくなったり、せん断荷重の発生時間が2倍程度に広がったりする(図示せず)などの特有の変化が現れる。
First, the case where “two sheets” of material has occurred will be described. The “two-sheet removal” is generated, for example, when the burrs of the removal debris are adsorbed to the tip end face of the punch due to the wear of the punch and dropped and placed on the die. FIG. 7 is a view showing the
次に、「パンチ折れ」が発生した場合を説明する。図8は「パンチ折れ」が発生している場合の波形データ81の例を通常時の波形データ51と比較して示す図である。「パンチ折れ」が発生している場合の波形データ81には、例えば、パンチが材料(ワーク)と接触する期間にせん断荷重が上下に細かく振動し、通常時の波形データ51のような明確なピークが現れない、などの特徴がある。
Next, a case where “punch breakage” occurs will be described. FIG. 8 is a diagram showing an example of the
このように、「2枚抜き」や「パンチ折れ」などの不良事象は、センサープレート2における複数の圧力センサー2bのうち、問題となっているパンチに最も近い位置の圧力センサー2bの波形データに顕著に現れる。したがって、データ分析装置3は、不良事象の発生およびその種類を金型の部位毎に推定することができる。
As described above, defective events such as “two punches” and “punched break” are caused by the waveform data of the
[不良事象の推定を契機とするプレス成形の強制停止]
データ分析装置3は、波形データをもと所定の不良事象を推定した場合、プレス成形機10のコントローラ15に対して、連続して実行されるプレス成形を強制的に停止させるための命令を出力する。例えば、データ分析装置3のいずれかの分析AI部32によって「パンチ折れ」の発生が推定された場合、プレス成形を即座に停止させるように、プレス成形機10のコントローラ15に強制停止命令を供給する。
[Forced stop of press forming triggered by defect event]
When the
このようにデータ分析装置3の各分析AI部32は、対応する個々の圧力センサー2bの波形データを対象に不良事象を推定するので、より高速かつ精度良く不良事象の発生を検出することができる。このため、不良事象の発生から短い経過時間でプレス成形機10の動作を強制停止させることができ、成形不良品の発生数を可及的に最少に抑えることができる。
As described above, each
次に、データ収集装置4の動作を説明する。
(金型の部位毎の不良事象の表示)
データ収集装置4のCPUは、データ分析装置3より収集した金型の部位毎の不良事象の推定結果を表示部にリアルタイムで表示させることができる。この際、圧力センサー2bの位置から特定される金型の部位を示す情報とともに不良事象の推定結果が表示されてよい。例えば、図9に示すように、P4のパンチによる打ち抜き部分で「2枚抜き」が発生した場合、その不良事象による影響が波形データに最も大きく現れる圧力センサー2bは位置(x4,y1)のセンサーである。この場合には、少なくとも、その圧力センサー2bに対応する分析AI部32によって「2枚抜き」の不良事象が推定され、その圧力センサー2bの位置(x4,y1)によって特定される金型の部位を示す情報とともに「2枚抜き」が発生したことが表示部を通してユーザに提示される。
Next, the operation of the
(Display of failure events for each part of the mold)
The CPU of the
(金型全体の圧力分布(型抜き力分布)の表示)
データ収集装置4のCPUは、データ分析装置3の各分析AI部32より出力されたそれぞれの波形データを収集し、それぞれの波形データの同じ時刻の値を、例えば、三次元グラフによって表示部に金型全体の圧力分布(型抜き力分布)として表示することが可能である。図10は、図9に示したP4のパンチによる打ち抜き部分で「2枚抜き」が発生したことによって、位置(x4,y1)の圧力センサー2bの出力が顕著に増大したことを示している。これによりユーザは一目で「2枚抜き」の不良事象の発生と部位を特定することができる。
(Display of pressure distribution (mold force distribution) of the whole mold)
The CPU of the
(不良事象発生の予兆判定)
データ分析装置3からデータ収集装置4には、不良事象の推定結果のみならず、分析された波形データそのものも送信される。データ収集装置4のCPUは、データ分析装置3から送信された各圧力センサー2bの波形データをストレージデバイスに蓄積する。
(Predicting the occurrence of a bad event)
From the
図11はデータ収集装置4のストレージデバイスに蓄積された、ある圧力センサー2bの波形データを可視化した図である。ここで、横軸は圧力センサーによる累積検出回数、縦軸は検出信号レベルである。このように、圧力センサーによる累積検出回数の増大つまりプレス成形の累積回数が増大するにつれてパンチの磨耗などによる劣化が進行し、検出信号レベルの移動平均の値111が次第に増大する。データ収集装置4のCPUは、この検出信号レベルの移動平均の値111などの評価値が閾値113を越えた状態を「2枚抜き」などの不良事象の予兆、あるいは金型の寿命による交換時期が来ているとして判定し、表示部などを通してこの旨をユーザに提示する。
FIG. 11 is a diagram visualizing waveform data of a
この不良事象の予兆判定は、すべての圧力センサー2bの波形データについて個別に実施される。これにより、金型の部位毎の不良事象の予兆判定を行うことができる。
The sign determination of the failure event is individually performed on the waveform data of all the
あるいは、データ収集装置4のCPUは、検出信号レベルの移動平均の値111などの評価値と、不良事象の発生回数あるいは発生頻度などから、金型の寿命が来ていることを判定してもよい。
Alternatively, the CPU of the
[複数の波形データに基づく不良部位の算出]
データ収集装置4のCPUは、センサープレート2の複数の圧力センサー2bの同じタイミングの検出信号レベルをもとに、金型において不良事象の発生部位のより高い精度の座標データを算出することも可能である。
[Calculation of defective part based on multiple waveform data]
The CPU of the
例えば、図12に示すように、2つのパンチP5、P6のうち一方のパンチP6による打ち抜き部位で「2枚抜き」などの不良事象が発生した場合を想定する。データ収集装置4のCPUは、最もせん断荷重のピーク値が高い位置(x1,y1)の圧力センサー2bとその周囲の複数の圧力センサー2bについて、各々の圧力センサー2bの波形データにおける同じタイミングの値をもとに、不良事象の発生した位置の座標を算出する。これにより、問題のあるパンチ(P6)と問題のないパンチ(P5)とを高い精度で識別することができる。
For example, as shown in FIG. 12, a case is assumed in which a defective event such as “two punching” occurs in a punched portion of one of the two punches P5 and P6. The CPU of the
(プレス成形機10の不良事象の推定について)
図13は2ヶ所の圧力センサー2bの波形データを比較して示す図である。この例ではスライド13の往復運動を摺動案内するスライドギブに緩みが発生したことによって、材料のせん断完了後にせん断荷重が抜けて行く期間131において2つの波形データの歪みの伸び縮みの関係が反転している。データ収集装置4は、このように2つの波形データの差分をとらえてスライドギブの緩みの発生を推定し、その結果を表示を通してユーザに提示することができる。
(About estimation of failure event of press molding machine 10)
FIG. 13 is a diagram comparing the waveform data of the two
(本実施形態の効果のまとめ)
1.以上のように、本実施形態のプレス製造条件収集システム100によれば、金型が受けるせん断荷重をセンサープレート2における複数の圧力センサー2bで同時に検出し、それぞれの圧力センサー2bにより検出されたせん断荷重の波形データをデータ分析装置3の各々の分析AI部32で分析することによって、金型の劣化に起因した「2枚抜き」や「パンチ折れ」などの不良事象の発生を高速かつ高精度に推定することができる。さらに、金型の部位毎の不良事象を推定するができるので、金型の部品交換に要する時間的コストを低減することができる。
(Summary of effects of this embodiment)
1. As described above, according to the press manufacturing
2.本実施形態のプレス製造条件収集システム100によれば、データ分析装置3の分析AI部32において「パンチ折れ」などの所定の不良事象が推定された場合に、プレス成形機10にプレス成形の強制停止を指示するので、成形不良品の発生を可及的に最少に抑えることが可能になる。
2. According to the press manufacturing
3.本実施形態のプレス製造条件収集システム100によれば、センサープレート2はプレス成形機10のスライド13に金型(下型11)に対向して装着され、荷重を受ける方向に対して直交する面において複数の圧力センサー2bが互いに離間して配設されたものであるため、どのような構成の金型が用いられても、その金型が受ける部位毎の荷重を検出することができる。
3. According to the press manufacturing
(変形例)
上記の実施形態では、データ分析装置3からプレス成形機10のコントローラ15に、不良事象の推定を契機にプレス成形の強制停止の命令を送ることとしたが、データ収集装置4にて、不良事象やその予兆の判定を契機に、ネットワーク6を通じてデータ分析装置3に、プレス成形の強制停止の命令の送信依頼を送るようにしてもよい。
(Modification)
In the above embodiment, the
なお、図1に示したように、本実施形態のプレス製造条件収集システム100は、ハブ5に複数のデータ分析装置3を接続し、データ収集装置4にこれら複数のデータ分析装置3によって得た、金型の部位毎の不良事象の推定結果および波形データを収集するように構成することができるものである。
As shown in FIG. 1, the press manufacturing
以上、不良事象として「2枚抜き」、「パンチ折れ」を例示したが、これら以外の不良事象についても推定の対象としてもよいことは言うまでもない。 As mentioned above, although "two sheets" and "punch breakage" were illustrated as inferior events, it is needless to say that it is good also as an object of estimation also about inferior events other than these.
2…センサープレート
2b…圧力センサー
3…データ分析装置
4…データ収集装置
10…プレス成形機
11…上型
12…下型
13…スライド
31…A/D変換部
32…分析AI部
33…データ送信部
100…プレス製造条件収集システム
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記圧力センサー毎の検出値の時系列である波形データを生成し、この波形データをもとに前記金型の不良事象を推定するデータ分析装置と、
前記データ分析装置によって得られた前記推定結果を収集するデータ収集装置と
を具備するプレス製造条件収集システム。 A sensor plate which is disposed on the slide of the press forming machine so as to face the mold, and in which a plurality of pressure sensors are disposed apart from each other in a plane orthogonal to the load receiving direction;
A data analysis device that generates waveform data that is a time series of detection values for each pressure sensor and estimates a defective event of the mold based on the waveform data;
A press manufacturing condition collection system comprising: a data collection device for collecting the estimation results obtained by the data analysis device.
前記データ分析装置は、前記圧力センサー毎の前記波形データをもとに、前記金型の部位毎の前記不良事象を推定する
プレス製造条件収集システム。 The press manufacturing condition collecting system according to claim 1, wherein
The data analysis apparatus estimates the failure event for each part of the mold based on the waveform data for each pressure sensor.
前記データ分析装置は、前記金型の不良事象を推定したとき、プレス成形を停止させるための命令を前記プレス成形機に供給する
プレス製造条件収集システム。 The press manufacturing condition collecting system according to claim 1 or 2, wherein
The data analysis system supplies a command for stopping press forming to the press forming machine when it estimates a defect event of the mold.
前記データ分析装置は、前記生成した前記圧力センサー毎の波形データを前記データ収集装置に送信し、
前記データ収集装置は、前記データ分析装置より送信された前記圧力センサー毎の波形データをもとに前記金型の圧力分布を表示部に表示させる
プレス製造条件収集システム。 The press manufacturing condition collection system according to any one of claims 1 to 3,
The data analysis device transmits the generated waveform data for each pressure sensor to the data collection device,
The data collection apparatus displays a pressure distribution of the mold on a display unit based on waveform data of each pressure sensor transmitted from the data analysis apparatus.
前記データ収集装置は、前記収集した前記圧力センサー毎の前記波形データを蓄積し、前記蓄積した前記圧力センサー毎の前記波形データもとに前記金型の部分毎の不良事象の予兆を推定する
プレス製造条件収集システム。 The press manufacturing condition collection system according to any one of claims 1 to 4,
The data collection device accumulates the waveform data of each pressure sensor collected, and estimates a sign of a failure event of each part of the mold based on the waveform data of each pressure sensor accumulated. Manufacturing condition collection system.
前記データ収集装置は、前記収集した前記圧力センサー毎の前記波形データをもとに、前記不良事象の発生した座標位置を算出する
プレス製造条件収集システム。 The press manufacturing condition collection system according to any one of claims 1 to 5,
The data collection device calculates a coordinate position where the defective event has occurred based on the collected waveform data for each of the pressure sensors.
前記データ分析装置は、前記圧力センサー毎の前記波形データをAI機能により分析することによって前記金型の部位毎の不良事象を推定する
プレス製造条件収集システム。 The press manufacturing condition collection system according to any one of claims 1 to 6,
The data analysis apparatus estimates a defective event for each part of the mold by analyzing the waveform data for each pressure sensor using an AI function.
前記圧力センサー毎の検出信号を外部出力する出力端子と
を具備するプレス成形機用センサープレート。 A plurality of pressure sensors arranged on the surface perpendicular to the direction of receiving a load, and arranged apart from each other, on the slide of the press molding machine, facing the mold;
A sensor plate for a press molding machine, comprising: an output terminal that outputs a detection signal for each pressure sensor to the outside.
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