JP3239761U - ねじ転造機のダイス破損検出自動停止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイス破損をＡＥセンサーとＡＥセンサーアンプより出力される信号により監視し、監視信号が閾値を超えたときにねじ転造機を自動停止させる。【解決手段】ねじ転造機１の転造セグメントダイス３に設置されかつ転造ダイス２の刃部が欠損或いは破損した際に発生する超音波領域の弾性波を検出するＡＥセンサー８と、ＡＥセンサー８から出力されたＡＥ信号を増幅するＡＥセンサーアンプ９と、Ａ／Ｄ変換部と制御部と記憶部とパネル表示部１４と閾値設定操作部とを有するタッチパネル表示式操作盤１０、とを備え、制御部は、ダイス破損をＡＥセンサーとＡＥセンサーアンプ９より出力されデジタル信号に変換された現在取得値（イ）と閾値（ハ）とを比較監視し、現在取得値（イ）が閾値（ハ）を越えたときにねじ転造機を自動停止させるように構成されている。【選択図】図１

Description

本考案は、外周にねじ溝が形成されたボルトを転造するねじ転造機のダイス破損検出自動停止装置に関する。

従来、例えばロータリ転造ダイスと、その周辺の一部を所定の間隔を隔てて円弧状に囲繞するように固定された転造セグメントダイスとを備え、両ダイス間に形成される転造作用部に、ボルト材などの転造素材を供給してロータリ転造ダイスの回転駆動により転造セグメントダイスとの間で転造素材の外周にねじ溝を形成するようにしたロータリ式のねじ転造機が知られている。

ところで、上記したねじ転造機にあっては、転造加工中にロータリ転造ダイスや転造セグメントダイスにおける刃部の欠損或いは破損によって不良品が発生する場合がある。このような不良品が発生すると、転造されたねじを選別工程にかけて一つずつ良否の選別を行うと共に、破損した転造ダイスの交換を行っている。
しかし、転造加工中にロータリ転造ダイスや転造セグメントダイスの刃部が欠損或いは破損して不良品が発生する場合、作業者がこれを目視により容易に確認することは極めて困難であることから、不良品の多発化を招くおそれがあった。

なお、転造加工中にこのような異常事態が発生した際に、これを検出してねじ転造機を強制的に自動停止させる手段として、例えば固定側の転造セグメントダイスを、支持フレームにねじ調整で進退移動可能に取り付け、これによりロータリ転造ダイスとの転造作用部の幅を広狭変化調整できるように構成する一方、支持フレームに固定側転造セグメントダイスに対して圧力歪センサーとして作用する左右一対のレベルゲージロッドと、その各レベルゲージロッドで検出した側定値を比較する比較表示器とを設けて、それぞれの表示値を読み取り、これら表示器の表示が異常な数値であれば信号を出力してねじ転造機を自動的に停止させる圧力検出装置を備えたものが知られている。

実公平６－４６５７３号公報参照

しかし、上記した圧力検出装置は、基本的には転造セグメントダイスに対して圧力歪センサーとして作用する左右一対のレベルゲージで検出した側定値を基に両ダイスの刃部の摩耗量のみを検出し、これにより転造作用部の隙間寸法を修正するためのものである。そのため、ロータリ転造ダイスや転造セグメントダイスの刃部が局所的に欠損或いは破損したときこの破損現象を直接的に確認検出することは困難であった。その結果、この圧力検出装置ではダイスの破損現象が生じているにも拘わらずこれを検出できないといったケースが生じ、非常に破損現象の検出精度が低く、バラツキのある不安定な検出となるものであった。

そこで本考案は、ねじ転造装置に関する上記のような実情に対処するもので、ＡＥセンサー（アコースティックエミッションセンサー）を用いてたとえばロータリ転造ダイスや転造セグメントダイスなどの転造ダイスの刃部が欠損或いは破損したといった現象を、その欠損或いは破損時に放出される超音波領域の弾性波で直接かつ高精度に検出できるようにし、転造加工中に起こる破損現象を検出したときには、直ちにねじ転造機を強制的に自動停止させることができるねじ転造機のダイス破損検出自動停止装置の提供を課題とする。

課題を解決するための手段

上記した問題を解決するため、本願の請求項１記載の考案は、複数の転造ダイスにボルト材などの転造素材をはさんで転がして複数の転造ダイス間で転造素材の外周にねじ溝を形成するようにしたねじ転造機のダイス破損検出自動停止装置であって、いずれか一つの転造ダイスの表面部に設置されかついずれかの転造ダイスの刃部が欠損或いは破損した際に発生する超音波領域の弾性波を検出するＡＥセンサーと、ＡＥセンサーから出力されたＡＥ信号を増幅しかつフィルタリングを施すＡＥセンサーアンプと、Ａ／Ｄ変換部と制御部と記憶部とパネル表示部と閾値設定操作部とを有するタッチパネル表示式操作盤、とを備え、タッチパネル表示式操作盤の制御部は、ＡＥセンサーアンプから出力されたアナログ出力信号をＡ／Ｄ変換部を介してデジタル信号に変換数値化したうえで入力して現在取得検出値として取り込み、これを記憶部に記憶させると共にパネル表示部に表示させ、かつ、取得検出値のピーク値を算出してこれをパネル表示部に表示させる一方、閾値設定操作部は、その操作によりねじ転造機を自動停止させる際の閾値を設定すると共にその閾値をパネル表示部に表示させ、さらに、制御部は、ＡＥセンサーが検出した現在取得値と閾値とを比較して監視し、現在取得値が閾値を越えたときに自動停止信号を出力してねじ転造装機を自動停止させるように構成されていることを特徴とする。

本願の請求項２記載の考案は、上記した請求項１記載の構成に加えて、パネル表示部に現在取得検出値のトレンドグラフを表示させる一方、タッチパネル表示式操作盤には、ダイス破損検出自動停止装置の作業状態を色で表現するためにパネル表示部の発光色を変更する識別報知部と外部に設置される積層信号灯とが設けられ、かつ、識別報知部によるパネル表示部の発光色は、停止時は白、監視時は緑、破損検出時は赤と設定され、また、積層信号灯の点灯色は、停止時は無灯、監視時は緑、破損検出時は赤と設定されていることを特徴とする。

考案の効果

本願の請求項１記載のねじ転造機のダイス破損検出自動停止装置によれば、上記した構成により、ＡＥセンサーとＡＥセンサーアンプとを用いていずれかの転造ダイスの刃部の一部が局所的に欠損或いは破損したといった現象を、その欠損或いは破損時に放出される超音波領域の弾性波で直接かつ高精度に検出することができ、これにより転造加工中に起こる破損現象を検出したときには、直ちにねじ転造機を強制的に自動停止させることができる。その結果、転造ダイスに破損現象が発生した状態でのねじ転造をなくし、不良品の多発化を効果的に防止できる。
また、タッチパネル表示式操作盤において、ＡＥセンサーアンプからの入力信号をＡ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換数値化したうえで入力し、そのうえでパネル表示部に、現在取得検出値と、取得検出値のピーク値と、閾値とを数値表示させるようにしたから、作業者による現在取得検出値やピーク値の読み取り、及び閾値の設定が簡単容易にかつ正確に行えると共に、デジタル表示された数値をもとに簡単容易に監視することができる。

また、本願の請求項２記載のねじ転造機のダイス破損検出自動停止装置によれば、パネル表示部にトレンドグラフを表示できるようにしたことにより、そのトレンドグラフから現在の転造作業の状況やその後の進捗状況を推測することができるし、過去のトレンドグラフを基に転造加工中に起こる破損現象を分析して今後の破損防止対策や閾値の設定に役立てることができる。その上、タッチパネル表示式操作盤には、ダイス破損検出自動停止装置の作業状態を色で表現するためにパネル表示部の発光色を変更する識別報知部と外部に設置される積層信号灯とが設けられているから、これらパネル表示部の発光色及び積層信号灯の点灯色により、ダイス破損検出自動停止装置の作業状態を目視により離れた位置にあっても迅速容易に確認することができる。つまりパネル表示部の発光色及び積層信号灯の点灯色が、白及び無灯のときはダイス破損検出自動停止装置の作業が停止時であることを、また緑のときは監視状態であることを、さらに赤のときは破損異常を検出した状態であることを作業者に目視で簡単明確に知らせることができる。

本考案に係るダイス破損検出自動停止装置をロータリ式のねじ転造機に取り付けた正面図である。 同ダイス破損検出自動停止装置を示すブロック図である。

以下本考案の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は、本考案に係るダイス破損検出自動停止装置を取り付けたロータリ式のねじ転造機を示し、このねじ転造機１は、ロータリ転造ダイス２とその周辺一部をほぼ一定の間隔を隔てて囲繞するように固定された転造セグメントダイス３とを備え、これらロータリ転造ダイス２と転造セグメントダイス３との間に形成される転造作用部４に、一端の供給口側からボルト材などの転造素材Ｘを供給してロータリ転造ダイス２の回転駆動により転造セグメントダイス３との間でローリング転造して転造素材Ｘの外周にねじ溝を形成するように構成されている。

その場合、ロータリ転造ダイス２は、本体フレーム５に支持された主軸６に嵌合支持され、モータなどの駆動手段（図示せず）により主軸６を介して回転駆動される。転造セグメントダイス３は、ロータリ転造ダイス２の周辺の半部を囲繞するようにほぼ一定間隔を隔てた状態で本体フレーム５に固定されている。

そして、本考案のダイス破損検出自動停止装置７は、図１及び図２に示すように、上記転造セグメントダイス３の表面部に設置され、転造セグメントダイス３或いはロータリ転造ダイス２の刃部が欠損或いは破損した際に発生する超音波領域の弾性波を検出するＡＥセンサー８と、ＡＥセンサー８から出力されたＡＥ信号を増幅しかつフィルタリングを施すＡＥセンサーアンプ９と、Ａ／Ｄ変換部１１と制御部１２と記憶部１３とパネル表示部１４と閾値設定操作部１５と識別報知部１６とを有するタッチパネル表示式操作盤１０、とを備えている。

タッチパネル表示式操作盤１０の制御部１２は、図１及び図２に示すようにＡＥセンサーアンプ９から出力されたアナログ出力信号をＡ／Ｄ変換部１１を介してデジタル信号に変換数値化したうえで入力して現在取得検出値（イ）として取り込み、これを記憶部１３に記憶させると共にパネル表示部１４にデジタル表示させ、かつ、取得検出値のピーク値（ロ）を算出してこれを表示部１４にデジタル表示させる。一方、閾値設定操作部１５は、その操作によりねじ転造機を自動停止させる際の閾値（ハ）を設定すると共にその閾値（ハ）をパネル表示部１４にデジタル表示させる。さらに、制御部１２は、ＡＥセンサー８が検出した現在取得値（イ）と閾値（ハ）とを比較して監視し、現在取得値（イ）が閾値（ハ）を越えたときに自動停止信号をねじ転造機側におけるモータなどの駆動手段停止装置（図示せず）に出力してねじ転造装機を自動停止させるように構成されている。

また、パネル表示部１４は、ＡＥセンサーアンプ９から出力されたアナログ出力信号を現在取得検出値（イ）のトレンドグラフ（ニ）を表示している。
さらに、タッチパネル表示式操作盤１０には、ダイス破損検出自動停止装置７の作業状態を色で表現するためにパネル表示部１４の発光色を変更する識別報知部１６と、外部に設置される積層信号灯１７とが設けられている。その場合、識別報知部１６によるパネル表示部１４の発光色は、停止時は白、監視時は緑、破損検出時は赤と設定され、また、積層信号灯の点灯色は、停止時は無灯、監視時は緑、破損検出時は赤と設定されている。
なお、図１において符号１８は電源スイッチである。

次に、以上のように構成したダイス破損検出自動停止装置７の作用について説明する。

まず、ねじ転造機１を稼動してねじ転造作業を行う場合、ダイス破損検出自動停止装置７におけるタッチパネル表示式操作盤１０の電源をオン操作すると共に、予め過去に集めたデータを基に閾値設定操作部１５によりねじ転造機１を自動停止させる際の閾値（ハ）を設定入力し、かつ、その閾値（ハ）をパネル表示部１４に表示しておく。
その後、ねじ転造機１を稼動して通常どおりねじ転造作業を行う。そのねじ転造加工中において、転造素材Ｘが転造作用部４を通過する際に発生する弾性波をＡＥセンサー８により検出し、ＡＥセンサー８とＡＥセンサーアンプ９より出力される信号をＡ／Ｄ変換部１１を介してデジタル信号に変換数値化したうえで入力して現在取得検出値（イ）としてタッチパネル表示式操作盤１０の制御部１２に取り込む。そして、制御部１２はこの取り込まれた現在取得検出値（イ）と閾値（ハ）とを比較して監視し、現在取得検出値（イ）が閾値（ハ）よりも低い場合は、制御部１２は正常な転造加工状態である判定し、転造加工が引き続き行われることになる。なお、制御部１２に現在取得検出値（イ）が取り込まれたとき、パネル表示部１４に現在取得検出値（イ）とピーク値（ロ）とトレンドグラフ（ニ）が表示され、これらの表示により作業者が現在の転造加工状況やダイスの摩損状況などの変化を把握することができる。また正常な転造加工状態であるときには、これを作業者に対して目視で知らせるため、パネル表示部１４の発光色及び積層信号灯１７の点灯色が共に緑となっている。

一方、制御部１２は、取り込まれた現在取得検出値（イ）と閾値（ハ）との比較監視中、現在取得検出値（イ）が閾値（ハ）を超える破損検出信号が入力されたときには、ロータリ転造ダイス２や転造セグメントダイス３の刃部の一部が局所的に欠損或いは破損した異常な転造加工状態と判定し、自動停止信号をねじ転造機側におけるモータなどの駆動手段停止装置（図示せず）に出力してねじ転造機を自動停止させることになる。このように転造加工中に起こるダイス破損現象時にはこれを高精度に検出して直ちにねじ転造機を強制的に自動停止させることができる。また、ダイス破損検出時には、これを作業者に知らせるため、パネル表示部１４の発光色及び積層信号灯１７の点灯色が共に赤となる。

以上のように、本考案のダイス破損検出自動停止装置７によれば、ＡＥセンサー８とＡＥセンサーアンプ９とを用いてロータリ転造ダイスや転造セグメントダイスの刃部の一部が局所的に欠損或いは破損したといった現象を、その欠損或いは破損時に放出される超音波領域の弾性波で直接かつ高精度に検出することができ、これにより転造加工中に起こる破損現象を検出したときには、直ちにねじ転造機１を強制的に自動停止させることができる。
また、タッチパネル表示式操作盤１０において、ＡＥセンサーアンプ９からの入力信号をＡ／Ｄ変換部１１によりデジタル信号に変換数値化したうえで入力し、そのうえでパネル表示部１４に、現在取得検出値（イ）と、取得検出値のピーク値（ロ）と、閾値（ハ）とを数値表示させるようにしたから、作業者による現在取得検出値（イ）やピーク値（ロ）の読み取り及び閾値（ハ）の設定が簡単容易にかつ正確に行えると共に、デジタル表示された数値をもとに簡単容易に監視することができる。

さらに、パネル表示部１４にトレンドグラフ（ニ）を表示できるようにしたことにより、そのトレンドグラフ（ニ）から現在の転造作業の状況やその後の進捗状況を推測することができるし、過去のトレンドグラフ（ニ）を基に転造加工中に起こる破損現象を分析予測して今後の破損防止対策や閾値（ハ）の設定に役立てることができる。その上、タッチパネル表示式操作盤１０には、ダイス破損検出自動停止装置７の作業状態を色で表現するためにパネル表示部１４の発光色を変更する識別報知部１６と外部に設置される積層信号灯１７とが設けられており、パネル表示部１４の発光色及び積層信号灯１７の点灯色が、白のときはダイス破損検出自動停止装置７の作業が停止時であることを、また緑のときは監視状態であることを、さらに赤のときは破損異常を検出した状態であることを作業者に目視で簡単明確に知らせることができる。

また、上記した実施例では、ダイス破損検出自動停止装置をロータリ式のねじ転造機に適用したものについて説明したけれども、何らロータリ式のねじ転造機に限定されるものではなく、例えば一対の平転造ダイスを向い合わせて一方の平転造ダイスを固定させ、もう一つの平転造ダイスを往復動させて転造素材をねじ加工する平ダイス式のねじ転造機や、複数のローラ形のダイス間に転造素材をはさみ、回転と圧縮によって転造素材を盛り上がらせてねじ加工する丸ダイス式のねじ転造機にも幅広く適用できる。さらに、本考案のダイス破損検出自動停止装置は、後付けで簡単に取り付けることができるので、上記した既存の各種のねじ転造機にも後付けで容易に取り付けて用いることができる。

１ ねじ転造機
２ ロータリ転造ダイス
３ 転造セグメントダイス
４ 転造作用部
７ ダイス破損検出自動停止装置
８ ＡＥセンサー
９ ＡＥセンサーアンプ
１０ タッチパネル表示式操作盤
１１ Ａ／Ｄ変換部
１２ 制御部
１３ 記憶部
１４ パネル表示部
１５ 閾値設定操作部
１６ 識別報知部
１７ 積層信号灯

Claims (2)

1. 複数の転造ダイスにボルト材などの転造素材をはさんで転がして複数の転造ダイス間で転造素材の外周にねじ溝を形成するようにしたねじ転造機のダイス破損検出自動停止装置であって、いずれか一つの転造ダイスの表面部に設置されかついずれかの転造ダイスの刃部が欠損或いは破損した際に発生する超音波領域の弾性波を検出するＡＥセンサー８と、ＡＥセンサー８から出力されたＡＥ信号を増幅しかつフィルタリングを施すＡＥセンサーアンプ９と、Ａ／Ｄ変換部１１と制御部１２と記憶部１３とパネル表示部１４と閾値設定操作部１５とを有するタッチパネル表示式操作盤１０、とを備え、タッチパネル表示式操作盤１０の制御部１２は、ＡＥセンサーアンプ９から出力されたアナログ出力信号をＡ／Ｄ変換部１１を介してデジタル信号に変換数値化したうえで入力して現在取得検出値（イ）として取り込み、これを記憶部１３に記憶させると共にパネル表示部１４に表示させ、かつ、取得検出値のピーク値（ロ）を算出してこれをパネル表示部１４に表示させる一方、閾値設定操作部１５は、その操作によりねじ転造機を自動停止させる際の閾値（ハ）を設定すると共にその閾値（ハ）をパネル表示部１４に表示させ、さらに、制御部１２は、ＡＥセンサーが検出した現在取得値（イ）と閾値（ハ）とを比較して監視し、現在取得値（イ）が閾値（ハ）を越えたときに自動停止信号を出力してねじ転造装機を自動停止させるように構成されていることを特徴とするねじ転造機のダイス破損検出自動停止装置。
2. パネル表示部１４に現在取得検出値（イ）のトレンドグラフ（ニ）を表示させる一方、タッチパネル表示式操作盤１０には、ダイス破損検出自動停止装置の作業状態を色で表現するためにパネル表示部１４の発光色を変更する識別報知部１６と外部に設置される積層信号灯１７とが設けられ、かつ、識別報知部１６によるパネル表示部１４の発光色は、停止時は白、監視時は緑、破損検出時は赤と設定され、また、積層信号灯１７の点灯色は、停止時は無灯、監視時は緑、破損検出時は赤と設定されていることを特徴とする請求項１記載のねじ転造機のダイス破損検出自動停止装置。

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