JP4235736B2 - Dynamic deformation measuring method and dynamic deformation measuring system of press mold - Google Patents

Dynamic deformation measuring method and dynamic deformation measuring system of press mold Download PDF

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本発明は、プレス成型時に生ずる金型の動的変形を測定するための技術に係わり、特にメカニカルプレス装置のスライドに固定される上型とボルスタに固定される下型とについて、それらの絶対的な動的変形を測定できるようにした方法及びシステムに関する。   The present invention relates to a technique for measuring dynamic deformation of a mold that occurs during press molding, and in particular, an upper mold that is fixed to a slide of a mechanical press device and a lower mold that is fixed to a bolster. The present invention relates to a method and a system capable of measuring dynamic deformation.

従来、プレス装置として、クランクプレスやリンクプレスなどのメカニカルプレスをはじめ、油圧プレスに代表される液圧プレスが知られるが、それらプレス装置を用いて高品質のプレス成型品を生産するには、プレス装置自体の静的、動的精度も然る事ながら、金型の精度が極めて重要である。   Conventionally, hydraulic presses represented by hydraulic presses, including mechanical presses such as crank presses and link presses, are known as press devices. To produce high-quality press-molded products using these press devices, The accuracy of the mold is very important, as is the static and dynamic accuracy of the press itself.

しかし、高精度の金型を設計、製作することは極めて難しく、製作された金型が原因で偏肉や皴といった成型不良を発生することも多い。特に、プレス成型品に成型不良が発生する要因として、プレス荷重による金型の動的変形が挙げられるが、金型の動的変形を把握することは極めて困難である。   However, it is extremely difficult to design and manufacture a high-precision mold, and molding defects such as uneven thickness and wrinkles often occur due to the manufactured mold. In particular, a cause of molding defects in a press-molded product is dynamic deformation of the mold due to a press load, but it is extremely difficult to grasp the dynamic deformation of the mold.

このため、所期のプレス成型品を得るまでには、これまでプレス成型品の不良箇所から金型の不良箇所を判断し、その修正を行ってはプレス加工を試行するという作業を数回繰り返しているが、これによれば金型ユーザに対する納期が遅延するだけでなく、金型の製造コストが嵩んでしまうという問題があった。   For this reason, until the desired press-molded product is obtained, the process of determining the defective part of the mold from the defective part of the press-formed product so far, correcting it and trying the press work several times is repeated. However, according to this, there is a problem that not only the delivery time for the mold user is delayed but also the manufacturing cost of the mold increases.

尚、プレス金型の動的変形を測定する方法として、渦電流センサを主とする非接触式変位センサを用い、金型の特定部位間の変位量を検出することが知られている(例えば、特許文献1)。   As a method for measuring the dynamic deformation of a press die, it is known to use a non-contact displacement sensor mainly including an eddy current sensor to detect a displacement amount between specific parts of the die (for example, Patent Document 1).

特開2004−347354号公報JP 2004-347354 A

然しながら、特許文献1は、上型と下型のいずれかに変位センサを取り付け、上型と下型の相互における特定部分間の変位量(クリアランス)を検出するものであり、係る測定により得られる変位量は、上型と下型との間における相対的な変化量であるから、測定結果として得られる変位が、上型の動的変形によるものか下型の動的変形によるものかを判断し難い。   However, Patent Document 1 is obtained by attaching a displacement sensor to either the upper die or the lower die and detecting the displacement (clearance) between specific portions of the upper die and the lower die. Since the displacement is a relative change between the upper mold and the lower mold, it is judged whether the displacement obtained as a result of measurement is due to the dynamic deformation of the upper mold or the lower mold. It is hard to do.

従って、特許文献1によれば、プレス成型品に成型不良が発生した場合でも、上型と下型のいずれを修正すべきか判断できない。   Therefore, according to Patent Document 1, even when a molding defect occurs in a press-molded product, it cannot be determined which of the upper mold and the lower mold should be corrected.

本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はプレス加工に係る上型と下型の動的変形を絶対的に捉え、プレス成型品に成型不良が発生した場合の金型の修正に迅速に対応できるようにすることにある。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and its purpose is to absolutely grasp the dynamic deformation of the upper mold and the lower mold related to press processing, and when a molding defect occurs in a press-molded product. It is to be able to respond quickly to the correction of the mold.

本発明は上記目的を達成するため、プレス金型を構成する上型および下型のそれぞれに負荷状態での変形量を測定するための複数の測定ポイントを設定して、その各測定ポイントに加速度センサを配置し、前記上型と下型の両者にプレス荷重を作用させたときの前記加速度センサの出力に基づき、前記各測定ポイントの動的変位量を導出する方法であって、前記上型および下型の各測定ポイントをプレス荷重方向に直角な面内に二次元的に設定すると共に、上型の各測定ポイントと下型の各測定ポイントとを個々に相対向する位置に設定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention sets a plurality of measurement points for measuring the deformation amount in a load state in each of an upper die and a lower die constituting a press die, and acceleration is applied to each measurement point. A method of deriving a dynamic displacement amount of each measurement point based on an output of the acceleration sensor when a sensor is disposed and a press load is applied to both the upper die and the lower die , the upper die Each measurement point of the lower mold and the lower mold are set two-dimensionally in a plane perpendicular to the direction of the press load, and each measurement point of the upper mold and each measurement point of the lower mold are individually set to oppose each other. It is characterized by.

又、プレス金型を構成する上型および下型のそれぞれに負荷状態での変形量を測定するための複数の測定ポイントを設定して、その各測定ポイントに加速度センサを配置し、前記上型と下型の両者にプレス荷重を作用させたときの前記加速度センサの出力に基づき、前記各測定ポイントの動的変位量を導出する方法であって、前記上型および下型の各測定ポイントをプレス荷重方向に平行な面内で水平方向に並ぶ状態に設定すると共に、上型の各測定ポイントと下型の各測定ポイントとを個々に相対向する位置に設定することを特徴とする。In addition, a plurality of measurement points for measuring the amount of deformation in the load state are set in each of the upper die and the lower die constituting the press die, and an acceleration sensor is arranged at each measurement point. A method of deriving a dynamic displacement amount of each measurement point based on an output of the acceleration sensor when a press load is applied to both the lower mold and the lower mold, wherein each measurement point of the upper mold and the lower mold is It is characterized in that it is set in a state of being aligned horizontally in a plane parallel to the press load direction, and each measurement point of the upper die and each measurement point of the lower die are individually set at mutually opposing positions.

加えて、加速度センサとして、直交する3軸方向の加速度を測定可能な3軸加速度センサを用いることを特徴とする。   In addition, a three-axis acceleration sensor capable of measuring acceleration in three orthogonal directions is used as the acceleration sensor.

一方、本発明は上記目的を達成するため、プレス金型を構成する上型および下型のそれぞれに設定される複数の測定ポイントに配置される加速度センサと、前記上型および下型の両者にプレス荷重を作用させたときに前記加速度センサから出力される加速度信号を取り込んで該加速度信号に所定の信号処理を施す信号処理手段とを有し、
前記上型および下型の各測定ポイントはプレス荷重方向に直角な面内に二次元的に設定されると共に、上型の各測定ポイントと下型の各測定ポイントとは個々に相対向する位置に設定され、
前記信号処理手段は、取り込んだ加速度信号を演算加工して前記上型および下型の各測定ポイントの動的変位量に相当する変位信号を生成する演算処理部を備え、
前記信号処理手段には、演算処理部により生成された変位信号を経時的に数値化あるいはグラフ化して表示する表示手段が接続されて成ることを特徴とするプレス金型の動的変形測定システムを提供するものである。
On the other hand, in order to achieve the above object, the present invention provides an acceleration sensor disposed at a plurality of measurement points set in each of an upper die and a lower die constituting a press die, and both the upper die and the lower die. Signal processing means for taking in an acceleration signal output from the acceleration sensor when a press load is applied and performing predetermined signal processing on the acceleration signal;
The measurement points of the upper mold and the lower mold are set two-dimensionally in a plane perpendicular to the press load direction, and the measurement points of the upper mold and the measurement points of the lower mold are individually opposed to each other. Set to
The signal processing means includes an arithmetic processing unit that arithmetically processes the captured acceleration signal to generate a displacement signal corresponding to a dynamic displacement amount of each measurement point of the upper mold and the lower mold,
The said signal processing means, the dynamic deformation measuring system of the press die to which the display means is characterized by comprising connected to display with time quantified or graphed displacement signal generated by the processing unit It is to provide.

又、本発明は、プレス金型を構成する上型および下型のそれぞれに設定される複数の測定ポイントに配置される加速度センサと、前記上型および下型の両者にプレス荷重を作用させたときに前記加速度センサから出力される加速度信号を取り込んで該加速度信号に所定の信号処理を施す信号処理手段とを有し、In the present invention, a press load is applied to both the acceleration sensor arranged at a plurality of measurement points set in each of the upper mold and the lower mold constituting the press mold, and the upper mold and the lower mold. Signal processing means that sometimes takes in an acceleration signal output from the acceleration sensor and performs predetermined signal processing on the acceleration signal;
前記上型および下型の各測定ポイントはプレス荷重方向に平行な面内で水平方向に並ぶ状態に設定されると共に、上型の各測定ポイントと下型の各測定ポイントとは個々に相対向する位置に設定され、The measurement points of the upper mold and the lower mold are set in a state of being aligned horizontally in a plane parallel to the press load direction, and each measurement point of the upper mold and each measurement point of the lower mold are individually opposed to each other. Is set to the position to
前記信号処理手段は、取り込んだ加速度信号を演算加工して前記上型および下型の各測定ポイントの動的変位量に相当する変位信号を生成する演算処理部を備え、The signal processing means includes an arithmetic processing unit that arithmetically processes the captured acceleration signal to generate a displacement signal corresponding to a dynamic displacement amount of each measurement point of the upper mold and the lower mold,
前記信号処理手段には、演算処理部により生成された変位信号を経時的に数値化あるいはグラフ化して表示する表示手段が接続されて成ることを特徴とするプレス金型の動的変形測定システムを提供する。A press die dynamic deformation measuring system, wherein the signal processing means is connected to a display means for displaying the displacement signal generated by the arithmetic processing section numerically or graphed over time. provide.

本発明によれば、プレス金型を構成する上型および下型のそれぞれに負荷状態での変形量を測定するための複数の測定ポイントを設定して、その各測定ポイントに加速度センサを配置し、上型と下型の両者にプレス荷重を作用させたときの加速度センサの出力に基づき、各測定ポイントの動的変位量を導出することから、上型と下型の変形を絶対量として測定できるので、成型不良が発生した場合に上型と下型のいずれに不備があるかが明確となる。   According to the present invention, a plurality of measurement points for measuring the amount of deformation in a load state are set on each of an upper die and a lower die constituting a press die, and an acceleration sensor is arranged at each measurement point. Because the dynamic displacement at each measurement point is derived based on the output of the acceleration sensor when a press load is applied to both the upper and lower molds, the deformation of the upper and lower molds is measured as an absolute quantity. Therefore, it becomes clear whether the upper mold or the lower mold is defective when a molding defect occurs.

特に、上型の各測定ポイントと下型の各測定ポイントとを個々に相対向する位置に設定することから、上型と下型の相対向する測定ポイントにおける変位量の差から、両者間のクリアランスを求められる。   In particular, since each measurement point on the upper mold and each measurement point on the lower mold are set to mutually opposed positions, the difference in displacement between the measurement points facing each other between the upper mold and the lower mold Clearance is required.

加えて、上型および下型の各測定ポイントをプレス荷重方向に直角な面内に二次元的に設定することから、上型および下型のそれぞれについて全体的な変形態様を把握することができる。   In addition, since the measurement points of the upper die and the lower die are set two-dimensionally in a plane perpendicular to the press load direction, the overall deformation mode can be grasped for each of the upper die and the lower die. .

又、上型および下型の各測定ポイントをプレス荷重方向に平行な面内で水平方向に並ぶ状態に設定することから、その配列方向に沿う断面の変形態様を把握することができる。   In addition, since the measurement points of the upper die and the lower die are set in a state of being aligned horizontally in a plane parallel to the press load direction, it is possible to grasp the deformation mode of the cross section along the arrangement direction.

更に、本発明に係るシステムによれば、加速度センサから出力される加速度信号を取り込んで該加速度信号に所定の信号処理を施す信号処理手段を有し、その信号処理手段が加速度信号を演算加工して上型および下型の各測定ポイントの動的変位量に相当する変位信号を生成する演算処理部を備えることから、高精度の測定結果を迅速に得ることができ、しかも信号処理手段には演算処理部により生成された変位信号を数値化あるいはグラフ化して表示する表示手段が接続されることから、表示された測定結果を金型の修正に反映させることができる。   Furthermore, the system according to the present invention has signal processing means for taking in the acceleration signal output from the acceleration sensor and performing predetermined signal processing on the acceleration signal, and the signal processing means calculates and processes the acceleration signal. Since it has a calculation processing unit that generates displacement signals corresponding to the dynamic displacement of each measurement point of the upper and lower molds, it is possible to quickly obtain highly accurate measurement results, and the signal processing means Since the display means for displaying the displacement signal generated by the arithmetic processing unit in the form of a numerical value or graph is connected, the displayed measurement result can be reflected in the correction of the mold.

以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。先ず、図1によりプレス装置の構成を概説すれば、1は装置の基礎を成すベッドであり、その上方にはコラム2を介してクラウン3が設けられる。クラウン3内にはプレス荷重を発生する加圧駆動部4が設けられ、この加圧駆動部4によりスライド5の昇降運動が行われる構成とされる。又、ベッド1の上面にはスライド5に対向してボルスタ6が設けられる。そして、スライド5の底面部にプレス金型を構成する上型7が固定され、ボルスタ6の上面部には上型7に対向する位置で下型8が固定される。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration of the press apparatus will be outlined with reference to FIG. 1. Reference numeral 1 denotes a bed that forms the basis of the apparatus, and a crown 3 is provided above the column 2 via a column 2. A pressure drive unit 4 for generating a press load is provided in the crown 3, and the slide drive 5 is moved up and down by the pressure drive unit 4. A bolster 6 is provided on the upper surface of the bed 1 so as to face the slide 5. An upper mold 7 constituting a press mold is fixed to the bottom surface of the slide 5, and a lower mold 8 is fixed to the upper surface of the bolster 6 at a position facing the upper mold 7.

ここで、本発明は以上のようなプレス装置に取り付けた金型(上型7および下型8)によるプレス成型時に、金型各部に発生する加速度を計測し、その加速度から金型各部の動的変位量を求め、その結果として得られる金型の動的変形量を当該金型の修正データとして利用できるようにしようとするものである。   Here, the present invention measures the acceleration generated in each part of the mold at the time of press molding by the molds (upper mold 7 and lower mold 8) attached to the press device as described above, and the movement of each part of the mold is determined from the acceleration. The amount of dynamic displacement is obtained, and the resulting dynamic deformation amount of the mold is to be used as correction data of the mold.

尚、プレス装置は、メカニカルプレスでも液圧プレスでもよいが、液圧プレスでは計測すべき加速度が小さく、高精度の測定結果を得難いので、測定結果の信頼性を上げる点からするとプレス動作が高速で行われるメカニカルプレスを用いることが好ましい。   The press device may be either a mechanical press or a hydraulic press, but the press operation is high speed in terms of increasing the reliability of the measurement result because the acceleration to be measured is small and it is difficult to obtain a highly accurate measurement result. It is preferable to use a mechanical press performed in the above.

次に、図2はプレス金型の取付部分を示す。図2から明らかなように、スライド5には上型7を固定すべきT字形の凹溝5Aが複数条形成され、その凹溝5Aを利用して上型7がスライド5に対しボルト/ナットで堅固に締結されるようになっている。又、ボルスタ6にも下型8を固定すべきT字形の凹溝6Aが複数条形成され、その凹溝6Aを利用して下型8がボルスタ6に対しボルト/ナットで堅固に締結されるようになっている。   Next, FIG. 2 shows the mounting part of the press die. As apparent from FIG. 2, the slide 5 is formed with a plurality of T-shaped concave grooves 5 </ b> A to which the upper mold 7 is to be fixed, and the upper mold 7 is bolts / nuts with respect to the slide 5 using the concave grooves 5 </ b> A. It is designed to be tightened firmly. The bolster 6 also has a plurality of T-shaped concave grooves 6A to which the lower mold 8 is to be fixed. The lower mold 8 is firmly fastened to the bolster 6 with bolts / nuts using the concave grooves 6A. It is like that.

特に、上型7には下型8とのプレス成型時における加速度を計測すべき複数の測定ポイントが設定され、その各測定ポイントに加速度センサSaが配置される。尚、本例において、加速度センサSaを配置する測定ポイントは、スライド5に対する取付面側の凹部7A内に設定される。   In particular, the upper die 7 is set with a plurality of measurement points at which acceleration during press molding with the lower die 8 is to be measured, and an acceleration sensor Sa is disposed at each measurement point. In this example, the measurement point where the acceleration sensor Sa is arranged is set in the recess 7A on the mounting surface side with respect to the slide 5.

又、下型8にも上型7とのプレス成型時における加速度を計測すべき複数の測定ポイントが設定され、その各測定ポイントに上型の加速度センサSaと相対向する位置で加速度センサSbが配置される。尚、本例において、加速度センサSbを配置する測定ポイントは、ボルスタ6に対する取付面側の凹部8A内に設定される。   The lower die 8 is also provided with a plurality of measurement points at which acceleration during press molding with the upper die 7 is to be measured, and the acceleration sensor Sb is located at a position opposite to the upper die acceleration sensor Sa at each measurement point. Be placed. In this example, the measurement point at which the acceleration sensor Sb is arranged is set in the recess 8A on the mounting surface side with respect to the bolster 6.

更に、本例によれば、プレス金型のほか、スライド5とボルスタ6にもプレス成型時の加速度を計測すべき複数の測定ポイントが設定され、その各設定ポイントに加速度センサSc,Sdが配置される。尚、スライドの加速度センサScとボルスタの加速度センサSdは、凹溝5A,6A内にあって相対向する位置に配置される。   Furthermore, according to this example, in addition to the press mold, a plurality of measurement points for measuring the acceleration during press molding are set on the slide 5 and the bolster 6, and the acceleration sensors Sc and Sd are arranged at the respective set points. Is done. Note that the slide acceleration sensor Sc and the bolster acceleration sensor Sd are disposed in opposite positions in the concave grooves 5A and 6A.

図3は、上型と下型における加速度センサの配置例を示した平面概略図である。図3で明らかなように、上型7と下型8における加速度センサSa,Sbの配置位置(各測定ポイント)は、それぞれプレス荷重方向(図示面直角方向であって上型7および下型8の対向方向)に直角な面内(上型7および下型8の部位を通る任意の水平面であって一平面に限らない)に二次元的に設定され、且つプレス荷重方向に平行な面内(上型7および下型8の部位を通る鉛直面内)で水平方向に並ぶ状態(図示例において、縦3列、横3列)に設定される。特に、上型7と下型8では互いの加速度センサSa,Sbが個々に上下方向(プレス荷重方向)で相対向するような位置に測定ポイントが設定される。   FIG. 3 is a schematic plan view showing an arrangement example of acceleration sensors in the upper mold and the lower mold. As is apparent from FIG. 3, the positions (according to measurement points) of the acceleration sensors Sa and Sb in the upper mold 7 and the lower mold 8 are the press load directions (in the direction perpendicular to the drawing surface, the upper mold 7 and the lower mold 8). In a plane that is set two-dimensionally in a plane that is perpendicular to (the opposing direction of the upper mold 7 and the lower mold 8 and is not limited to one plane) and that is parallel to the press load direction. It is set in a state of being arranged in the horizontal direction (in the vertical direction passing through the parts of the upper die 7 and the lower die 8) (in the illustrated example, three vertical rows and three horizontal rows). Particularly, in the upper mold 7 and the lower mold 8, the measurement points are set at positions where the mutual acceleration sensors Sa and Sb face each other in the vertical direction (press load direction).

尚、加速度センサScを配置するスライド5の測定ポイントと、加速度センサSdを配置するボルスタ6の測定ポイントも、それぞれプレス荷重方向に直角な面内に二次元的に、且つプレス荷重方向に平行な面内で水平方向に並ぶ状態に設定され、しかもプレス荷重方向で両者の各測定ポイントが個々に相対向するような位置に設定される。   The measurement point of the slide 5 where the acceleration sensor Sc is arranged and the measurement point of the bolster 6 where the acceleration sensor Sd is arranged are two-dimensionally in a plane perpendicular to the press load direction and parallel to the press load direction. They are set in a state where they are aligned in the horizontal direction in the plane, and are further set at positions where the measurement points of the two are opposed to each other in the press load direction.

ここに、プレス装置のスライド5とボルスタ6に上型7と下型8を相対向して固定し、その状態で上型7および下型8にプレス荷重(プレス成型による動荷重)を作用させて実際にプレス成型を行い、この際に加速度センサSa〜Sdから出力される信号(加速度信号)を数値解析することにより、上型7および下型8のみならずスライド5とボルスタ6の各部位(各測定ポイント)における動的変位量を個別に導出することができる。   Here, the upper die 7 and the lower die 8 are fixed opposite to each other on the slide 5 and the bolster 6 of the pressing device, and a press load (dynamic load by press molding) is applied to the upper die 7 and the lower die 8 in this state. By actually performing press molding and numerically analyzing signals (acceleration signals) output from the acceleration sensors Sa to Sd at this time, each part of the slide 5 and the bolster 6 as well as the upper die 7 and the lower die 8 The amount of dynamic displacement at each measurement point can be derived individually.

以下、係る測定法について説明すれば、先ず所定の設計データに基づいて製作された上型7および下型8に、上記の如く負荷状態(プレス荷重による動的負荷状態)での変形量を測定するための複数の測定ポイントを設定し、その各測定ポイントにそれぞれ加速度センサSa,Sbを配置した後、加速度センサScを配置したスライド5に対して上型7を固定すると共に、加速度センサSdを配置したボルスタ6に上型7と対向する状態で下型8を固定する。   Hereinafter, the measurement method will be described. First, the deformation amount in the load state (dynamic load state due to the press load) is measured on the upper die 7 and the lower die 8 manufactured based on the predetermined design data. After setting a plurality of measurement points to be arranged and arranging the acceleration sensors Sa and Sb at the respective measurement points, the upper mold 7 is fixed to the slide 5 on which the acceleration sensor Sc is arranged, and the acceleration sensor Sd is The lower die 8 is fixed to the arranged bolster 6 so as to face the upper die 7.

この状態で、下型8上に図示せぬブランクを導入し、次いでスライド5を降下させて上型7および下型8にブランクを介して所定のプレス荷重を作用させながらブランクのプレス成型を行う。そして、このとき各加速度センサSa〜Sdから出力される加速度信号を数値解析用の電気回路に入力し、その加速度信号を時間積分(好ましくは積分前に加速度センサの出力に含まれる電圧変動による誤差を補正)して各測定ポイントにおける経時的な速度信号を生成する。   In this state, a blank (not shown) is introduced onto the lower die 8, and then the slide 5 is lowered to press the blank while applying a predetermined pressing load to the upper die 7 and the lower die 8 through the blank. . At this time, the acceleration signals output from the respective acceleration sensors Sa to Sd are input to an electric circuit for numerical analysis, and the acceleration signals are time-integrated (preferably errors due to voltage fluctuations included in the output of the acceleration sensor before integration). ) To generate a velocity signal over time at each measurement point.

その後、その速度信号を時間積分(好ましくは先の積分による数値解析上の誤差を予め補正)して各測定ポイントの動的変位量に相当する経時的な変位信号を生成し、これを数値化あるいはグラフ化することにより、スライド5、ボルスタ6、上型7、および下型8、における各測定ポイントの絶対的な動的変位量を知ることができる。特に、各測定ポイントにおける動的変位量を総合して、スライド5、ボルスタ6、上型7、および下型8における全体の動的変形態様が判る上、上型7および下型8における相対向する測定ポイントの動的変位量の差から、その両者間に如何ほどのクリアランスが発生したかを知ることができる。   After that, the velocity signal is time-integrated (preferably the numerical analysis error due to the previous integration is corrected in advance) to generate a displacement signal over time corresponding to the dynamic displacement at each measurement point and digitize it. Alternatively, the absolute dynamic displacement of each measurement point in the slide 5, the bolster 6, the upper mold 7, and the lower mold 8 can be known by graphing. In particular, the overall displacement of the slide 5, the bolster 6, the upper mold 7, and the lower mold 8 can be understood by summing the dynamic displacement at each measurement point. From the difference in the amount of dynamic displacement between the measurement points, it is possible to know how much clearance has occurred between the two.

従って、係る測定結果に基づいて上型7あるいは下型8の不良箇所を適切に修正(変位量が大きい箇所の補強など)し、一回乃至は少数回の修正で不良要因を解消して高品質のプレス成型品を量産するのに供することができる。   Therefore, based on the measurement results, the defective part of the upper die 7 or the lower die 8 is appropriately corrected (reinforcement of the part where the displacement is large, etc.), and the cause of the defect is eliminated by one or a few corrections. It can be used for mass production of quality press-molded products.

図4は、係る測定に用いるシステムの構成例を示したブロック線図である。図4のように、係る測定システムは上記加速度センサSa〜Sd、その出力(加速度信号)に所定の信号処理を施す信号処理手段としての数値解析装置10(パソコン本体など)、及び数値解析装置10に接続されるプリンタや液晶パネルといった表示装置20(表示手段)などから構成される。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a system used for such measurement. As shown in FIG. 4, the measurement system includes the acceleration sensors Sa to Sd, a numerical analysis device 10 (such as a PC main body) as signal processing means for performing predetermined signal processing on the output (acceleration signal), and the numerical analysis device 10. And a display device 20 (display means) such as a printer or a liquid crystal panel connected to.

ここで、数値解析装置10は、増幅器11およびA/D変換器12を介して各加速度センサSa〜Sdと導電接続される記憶部13,14を有し、各加速度センサSa〜Sdからアナログ信号として出力された加速度信号が所定のサンプリング間隔(例えば1ms)毎に増幅器11により増幅されつつA/D変換器12によりデジタル変換されて記憶部13に格納されるようになっている。特に、係る加速度信号は各加速度センサSa〜Sdを配置した測定ポイントに対応付けした状態で記憶部13の各領域に格納される。例えば、上型7に配置した複数の加速度センサSaの出力は、測定ポイント毎にa1(a11,a12,・・a1n)、a2(a21,a22,・・a2n)、・・とされ、それらがブロック単位で記憶部の各領域に割り当てられるようになっている。 Here, the numerical analysis device 10 includes storage units 13 and 14 that are conductively connected to the respective acceleration sensors Sa to Sd via the amplifier 11 and the A / D converter 12, and analog signals from the respective acceleration sensors Sa to Sd. The acceleration signal output as is amplified by the amplifier 11 at predetermined sampling intervals (for example, 1 ms), converted into a digital signal by the A / D converter 12, and stored in the storage unit 13. In particular, the acceleration signal is stored in each area of the storage unit 13 in a state associated with the measurement point where the acceleration sensors Sa to Sd are arranged. For example, the outputs of a plurality of acceleration sensors Sa arranged on the upper die 7 are a 1 (a 11 , a 12 ,... A 1n ), a 2 (a 21 , a 22 ,... A 2n ) for each measurement point. These are assigned to each area of the storage unit in units of blocks.

尚、このような加速度信号のサンプリングは、例えば上型7が下死点から上死点に復帰するまで行われ、サンプリング時間内における各加速度センサSa〜Sdの最終の加速度信号(a1n,a2n,・・dmn)は、静止点信号として記憶部14にも格納される。 Such acceleration signal sampling is performed, for example, until the upper die 7 returns from the bottom dead center to the top dead center, and the final acceleration signals (a 1n , a d) of the respective acceleration sensors Sa to Sd within the sampling time. 2n ,... D mn ) are also stored in the storage unit 14 as still point signals.

又、数値解析装置10は、記憶部13に取り込んだ加速度信号を演算加工して各測定ポイントの動的変位量に相当する変位信号を生成するための演算処理部15を備える。   In addition, the numerical analysis device 10 includes an arithmetic processing unit 15 for calculating and processing an acceleration signal taken into the storage unit 13 to generate a displacement signal corresponding to the dynamic displacement amount of each measurement point.

係る演算処理部15は、記憶部13に格納された加速度信号を記憶部14の静止点信号に基づいて補正する第1の補正回路15Aと、この補正回路15Aにより補正された加速度信号を時間積分して速度信号を生成する第1の積分回路15Bと、この積分回路15Bで生成された速度信号を前記静止点信号に基づいて補正する第2の補正回路15Cと、この補正回路15Cで補正された速度信号を時間積分して加速度センサSa〜Sdを配置した上記各測定ポイントの動的変位量に相当する変位信号を生成する第2の積分回路15Dと、を備える。   The arithmetic processing unit 15 includes a first correction circuit 15A that corrects the acceleration signal stored in the storage unit 13 based on the stationary point signal in the storage unit 14, and time-integrates the acceleration signal corrected by the correction circuit 15A. The first integration circuit 15B that generates the speed signal in this way, the second correction circuit 15C that corrects the speed signal generated by the integration circuit 15B based on the stationary point signal, and the correction circuit 15C corrects the speed signal. And a second integration circuit 15D for generating a displacement signal corresponding to the dynamic displacement amount of each measurement point where the acceleration sensors Sa to Sd are arranged by time-integrating the obtained velocity signal.

尚、記憶部14に格納される静止点信号は、上型7および下型8が静止した無負荷状態での加速度信号であって本来的に零値であるべきところ、その値が加速度センサの出力電圧の変動により零点から乖離するために、第1の補正回路15Aでは静止点信号を上型7および下型8にプレス荷重が作用してからの時間に比例する誤差量として捉え、係る静止点信号に基づき各加速度信号をサンプリングした時点での誤差量を割り出し、記憶部13より読み出した加速度信号からそのサンプリング時点における誤差量を補正値として減算するという処理を行う。   The stationary point signal stored in the storage unit 14 is an acceleration signal in a no-load state in which the upper mold 7 and the lower mold 8 are stationary, and should be essentially zero, but the value is an acceleration sensor signal. In order to deviate from the zero point due to fluctuations in the output voltage, the first correction circuit 15A regards the stationary point signal as an error amount proportional to the time after the press load is applied to the upper die 7 and the lower die 8, and Based on the point signal, an error amount at the time of sampling each acceleration signal is determined, and the error amount at the sampling time is subtracted as a correction value from the acceleration signal read from the storage unit 13.

又、第2の補正回路15Cでは、積分回路15Bによる数値解析上の誤差をなくすために、積分回路15Bで生成された速度信号から静止点信号に基づく積分定数分を時間に比例して減算するという処理を行う。   Further, in the second correction circuit 15C, in order to eliminate an error in numerical analysis by the integration circuit 15B, the integration constant based on the stationary point signal is subtracted in proportion to the time from the speed signal generated by the integration circuit 15B. Perform the process.

しかして、以上のような演算処理部15により生成された変位信号は、作図処理部16を介して表示装置20に出力される。   Thus, the displacement signal generated by the arithmetic processing unit 15 as described above is output to the display device 20 via the drawing processing unit 16.

図5は、測定結果として表示装置20に表示されるグラフの一例を示す。尚、図5では下型8の各測定ポイントにおける動的変位量を表している。この図で明らかなように、本例に係る測定では、実際のプレス成型時において下型8にプレス荷重を作用させてから約0.18秒後に各測定ポイントの変位量が最大になっていることが判る。特に、係る変位量は下型7自体の絶対量として示されるので、上型7などと対比せずして下型8の動的変形を把握し、修正すべき箇所を容易に見出すことができる。尚、本測定によれば、上型7やボルスタ6においても、それらに設定した各測定ポイントにおいて動的変位が生じていることが認められたが、最大変位量が生ずる時間はいずれも同一であった。   FIG. 5 shows an example of a graph displayed on the display device 20 as a measurement result. In FIG. 5, the dynamic displacement amount at each measurement point of the lower mold 8 is shown. As is clear from this figure, in the measurement according to this example, the displacement amount of each measurement point becomes maximum about 0.18 seconds after the press load is applied to the lower mold 8 during actual press molding. I understand that. In particular, since the amount of displacement is shown as an absolute amount of the lower mold 7 itself, the dynamic deformation of the lower mold 8 can be grasped without comparing with the upper mold 7 and the like, and a portion to be corrected can be easily found. . According to this measurement, it was recognized that the upper die 7 and the bolster 6 also had dynamic displacement at each measurement point set to them, but the time for the maximum displacement amount was the same. there were.

図6は、上型7および下型8の動的変形態様を対比して示したグラフである。尚、図6では上型7および下型8における相対向する位置での同列上の測定ポイント(図示例において上型7および下型8の中央部分に並ぶ測定ポイント)の最大変位量を示している。そして、図6のように、上型7と下型8の相対向する位置での変位量を対比して示すことにより、その両者間で如何ほどのクリアランスが生じているか把握することができ、しかもクリアランスが許容範囲を超えている場合、変位量の大きさから上型7と下型8のいずれを修正すべきか即座に判断することができる。   FIG. 6 is a graph showing the dynamic deformation modes of the upper mold 7 and the lower mold 8 in comparison. FIG. 6 shows the maximum amount of displacement of the measurement points on the same row at the opposite positions of the upper die 7 and the lower die 8 (measurement points aligned in the central portion of the upper die 7 and the lower die 8 in the illustrated example). Yes. And, as shown in FIG. 6, by showing the amount of displacement at the position where the upper mold 7 and the lower mold 8 are opposed to each other, it is possible to grasp how much clearance is generated between them, Moreover, when the clearance exceeds the allowable range, it can be immediately determined from the magnitude of the displacement amount which one of the upper mold 7 and the lower mold 8 should be corrected.

尚、表示装置20は、図5〜図6のように上型7や下型8における各測定ポイントの動的変位量をグラフ化して表示することに限らず、これを測定ポイント毎に数値化して表示するようにしてもよい。   The display device 20 is not limited to displaying the dynamic displacement amount of each measurement point in the upper mold 7 and the lower mold 8 in a graph as shown in FIGS. May be displayed.

又、本例では、加速度センサSa〜Sdとして、プレス荷重方向(Z軸方向)の加速度を計測する1軸加速度センサを用いたが、これに水平方向における直交2軸方向(X軸方向およびY軸方向)を加えた3軸方向の加速度を測定可能な3軸加速度センサを用いてもよく、これによれば、より精密な測定を行うことができる。例えば、図7は3軸加速度センサを用いて下型8のX−Z平面(鉛直面)における動的変形をグラフ化したものであり、これによれば下型8が鉛直面内でもプレス加工時に挙動して僅かながらも変形していることが認められる。   In this example, a uniaxial acceleration sensor that measures acceleration in the press load direction (Z-axis direction) is used as the acceleration sensors Sa to Sd, but the two orthogonal axes in the horizontal direction (X-axis direction and Y-axis) are used. A triaxial acceleration sensor capable of measuring the acceleration in the triaxial direction plus the axial direction) may be used, and according to this, a more precise measurement can be performed. For example, FIG. 7 is a graph showing dynamic deformation in the XZ plane (vertical plane) of the lower mold 8 using a triaxial acceleration sensor. According to this, the lower mold 8 is pressed even in the vertical plane. It can be seen that it sometimes behaves and is slightly deformed.

プレス装置の構成例を示す概略図Schematic showing an example of the configuration of the press machine 上型と下型の取付状態を示す説明図Explanatory drawing showing the mounting state of the upper and lower 加速度センサの配置例として上型(1)と下型(2)を平面的に示した説明図Explanatory drawing which showed the upper mold | type (1) and the lower mold | type (2) planarly as an example of arrangement | positioning of an acceleration sensor 本発明に係る測定システムの構成例を示すブロック線図The block diagram which shows the structural example of the measuring system which concerns on this invention 測定結果を示すグラフ(下型各部の経時的な動的変位)Graph showing measurement results (dynamic displacement of each part of the lower mold over time) 測定結果を示すグラフ(上型と下型における同一断面の動的変形)Graph showing measurement results (dynamic deformation of the same cross section in the upper mold and lower mold) 測定結果を示すグラフ(3軸加速度センサにより計測した下型の鉛直面内における動的変形)Graph showing measurement results (dynamic deformation in the vertical plane of the lower mold measured by a 3-axis acceleration sensor)

符号の説明Explanation of symbols

5 スライド
6 ボルスタ
7 上型
8 下型
10 数値解析装置(信号処理手段)
11 増幅器
12 A/D変換器
15 演算処理部
15A 第1の補正回路
15B 第1の積分回路
15C 第2の補正回路
15D 第2の積分回路
20 表示装置(表示手段)
5 Slide 6 Bolster 7 Upper mold 8 Lower mold 10 Numerical analysis device (signal processing means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Amplifier 12 A / D converter 15 Operation processing part 15A 1st correction circuit 15B 1st integration circuit 15C 2nd correction circuit 15D 2nd integration circuit 20 Display apparatus (display means)

Claims (5)

プレス金型を構成する上型および下型のそれぞれに負荷状態での変形量を測定するための複数の測定ポイントを設定して、その各測定ポイントに加速度センサを配置し、前記上型と下型の両者にプレス荷重を作用させたときの前記加速度センサの出力に基づき、前記各測定ポイントの動的変位量を導出する方法であって、前記上型および下型の各測定ポイントをプレス荷重方向に直角な面内に二次元的に設定すると共に、上型の各測定ポイントと下型の各測定ポイントとを個々に相対向する位置に設定することを特徴とするプレス金型の動的変形測定法。 A plurality of measurement points for measuring the amount of deformation under load are set in each of the upper mold and the lower mold constituting the press mold, and an acceleration sensor is arranged at each measurement point. A method of deriving a dynamic displacement amount of each measurement point based on an output of the acceleration sensor when a press load is applied to both molds, wherein the measurement points of the upper mold and the lower mold are subjected to a press load. The dynamics of a press mold, characterized in that it is set two-dimensionally in a plane perpendicular to the direction, and each measurement point of the upper mold and each measurement point of the lower mold are individually set at mutually opposing positions. Deformation measurement method. プレス金型を構成する上型および下型のそれぞれに負荷状態での変形量を測定するための複数の測定ポイントを設定して、その各測定ポイントに加速度センサを配置し、前記上型と下型の両者にプレス荷重を作用させたときの前記加速度センサの出力に基づき、前記各測定ポイントの動的変位量を導出する方法であって、前記上型および下型の各測定ポイントをプレス荷重方向に平行な面内で水平方向に並ぶ状態に設定すると共に、上型の各測定ポイントと下型の各測定ポイントとを個々に相対向する位置に設定することを特徴とするプレス金型の動的変形測定法。 A plurality of measurement points for measuring the amount of deformation under load are set in each of the upper mold and the lower mold constituting the press mold, and an acceleration sensor is arranged at each measurement point. A method of deriving a dynamic displacement amount of each measurement point based on an output of the acceleration sensor when a press load is applied to both molds, wherein the measurement points of the upper mold and the lower mold are subjected to a press load. The press mold is characterized in that it is set in a state in which it is aligned horizontally in a plane parallel to the direction, and each measurement point of the upper mold and each measurement point of the lower mold are individually set at mutually opposing positions . Dynamic deformation measurement method. 加速度センサとして、直交する3軸方向の加速度を測定可能な3軸加速度センサを用いることを特徴とする請求項1、又は2記載のプレス金型の動的変形測定法。 3. The method of measuring dynamic deformation of a press die according to claim 1, wherein a triaxial acceleration sensor capable of measuring acceleration in three orthogonal directions is used as the acceleration sensor . プレス金型を構成する上型および下型のそれぞれに設定される複数の測定ポイントに配置される加速度センサと、前記上型および下型の両者にプレス荷重を作用させたときに前記加速度センサから出力される加速度信号を取り込んで該加速度信号に所定の信号処理を施す信号処理手段とを有し、An acceleration sensor arranged at a plurality of measurement points set in each of an upper mold and a lower mold constituting the press mold, and from the acceleration sensor when a press load is applied to both the upper mold and the lower mold Signal processing means for capturing the output acceleration signal and performing predetermined signal processing on the acceleration signal;
前記上型および下型の各測定ポイントはプレス荷重方向に直角な面内に二次元的に設定されると共に、上型の各測定ポイントと下型の各測定ポイントとは個々に相対向する位置に設定され、The measurement points of the upper mold and the lower mold are set two-dimensionally in a plane perpendicular to the press load direction, and the measurement points of the upper mold and the measurement points of the lower mold are individually opposed to each other. Set to
前記信号処理手段は、取り込んだ加速度信号を演算加工して前記上型および下型の各測定ポイントの動的変位量に相当する変位信号を生成する演算処理部を備え、The signal processing means includes an arithmetic processing unit that arithmetically processes the captured acceleration signal to generate a displacement signal corresponding to a dynamic displacement amount of each measurement point of the upper mold and the lower mold,
前記信号処理手段には、演算処理部により生成された変位信号を経時的に数値化あるいはグラフ化して表示する表示手段が接続されて成ることを特徴とするプレス金型の動的変形測定システム。A dynamic deformation measurement system for a press die, wherein the signal processing means is connected to a display means for displaying the displacement signal generated by the arithmetic processing section as a numerical value or a graph over time.
プレス金型を構成する上型および下型のそれぞれに設定される複数の測定ポイントに配置される加速度センサと、前記上型および下型の両者にプレス荷重を作用させたときに前記加速度センサから出力される加速度信号を取り込んで該加速度信号に所定の信号処理を施す信号処理手段とを有し、
前記上型および下型の各測定ポイントはプレス荷重方向に平行な面内で水平方向に並ぶ状態に設定されると共に、上型の各測定ポイントと下型の各測定ポイントとは個々に相対向する位置に設定され、
前記信号処理手段は、取り込んだ加速度信号を演算加工して前記上型および下型の各測定ポイントの動的変位量に相当する変位信号を生成する演算処理部を備え、
前記信号処理手段には、演算処理部により生成された変位信号を経時的に数値化あるいはグラフ化して表示する表示手段が接続されて成ることを特徴とするプレス金型の動的変形測定システム。
An acceleration sensor arranged at a plurality of measurement points set in each of an upper mold and a lower mold constituting the press mold, and from the acceleration sensor when a press load is applied to both the upper mold and the lower mold Signal processing means for capturing the output acceleration signal and performing predetermined signal processing on the acceleration signal;
The measurement points of the upper mold and the lower mold are set in a state of being aligned horizontally in a plane parallel to the press load direction, and each measurement point of the upper mold and each measurement point of the lower mold are individually opposed to each other. Is set to the position to
The signal processing means includes an arithmetic processing unit that arithmetically processes the captured acceleration signal to generate a displacement signal corresponding to a dynamic displacement amount of each measurement point of the upper mold and the lower mold,
The signal processing means, over time quantify or dynamic deformation measuring system of the press die to which the display unit that graphically displays which is characterized in that formed by connecting a displacement signal generated by the processing unit.
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