JPH0234229A - 打抜き成形不良検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、打抜き成形不良検出方法に関する。

（従来の技術及びその解決すべき課題）薄板をポンチに
より所定形状に打抜き成形する場合、ポンチの摩耗や薄
板の板厚のばらつき等の種々の成形条件により切断面に
かえり、だれ、凹凸等が発生することがある。成形品が
良品であるか否かの検査は、従来検査員の目視で検査す
ることが多く、このような検査方法は非能率的であり、
不良品の見落としが生じ易い、又、不良品の発生は、多
くはポンチの摩耗、材料の欠陥等であるが、ポンチ等の
交換時期を正確に判断したり、材料欠陥を個別に検査す
ることが難しかった。

本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、
打抜き成形により打抜いたワークの成形不良を短時間に
簡単、且つ、確実に検出する方法を提供することを目的
とする。

（課題を解決する手段） 上述の目的を達成するために本発明に依れば、打抜き成
形時にワークに作用する成形荷重の時間経過に伴うプロ
フィルを検出し、検出した成形荷重プロフィルを基準成
形荷重プロフィルと比較し、比較結果に基づいて前記ワ
ークの成形不良を判定することを特徴とする打抜き成形
不良検出方法が提供される。

（作用） 成形荷重の時間経過に伴うプロフィルは、成形条件の相
違により種々の定型的なパターンを示し、正常打抜き時
に示すパターンと異常打抜き時に示すパターンとでは顕
著な相違を示す０本発明は斯かる知見に基づいてなされ
たものであり、打抜き成形時に検出した成形荷重プロフ
ィルを基準成形荷重プロフィルと比較することにより成
形不良パターンの識別が可能であり、このパターンの識
別により不良判別が行われる。

（実施例） 第１図は本発明方法が実施されるプレス装置１を示し、
ブレス装置１はブレスフレーム２、当１亥プレスフレー
ム２に配置されるワーク台３、当該ワーク台３に載置固
定さねたダイス７８、ワーク台３の上方に、ガイド枠４
ａ、４ｂに沿って上下動可能に配置されるアプリケータ
４、当該アプリケータ４の下端に装着されるポンチ５、
アプリゲータ４の上端に下端が固定され、且つ、プレス
フレーム２の中央のフレーム２ａに穿設された孔２ｂを
摺動可能に嵌挿されるラム６、当該ラム６を上下動させ
るトグル装置７等により構成されるニドグル装置７は上
方リンク７１と、下方リンク７２と、トグル７３と、フ
ライホイール７４とを備え、これらの上方リンク７１と
下方リンク７２とトグル７３との各一端は軸７５により
回動可能に枢支され、上方リンク７１の他端は固定部７
０に、下方リンク７２の他端はラム６の上端に、トグル
７３の他端はフライホイール７４のｒｉｕｉに夫々回動
、回転可能に軸支されている。フライホイール７４は図
示しないモータにより回転され、当該フライホイール７
４の回転はトグル７３及び上、下の各リンク７１７２を
介してラム６に伝達され、当該ラム６が上下に往復動さ
れる。

トグル装置７は上、下の各リンク７Ｌ７２の枢支点（軸
７５の位置）をトグル７３により押すとこれらの両リン
ク７１．７２が一直線に近付くに従ってリンクの長さ方
向の力、即ち、これらのリンク７１７２の長さ方向に沿
って垂直方向に押す力Ｐが大きくなる０両リンク７１．
７２の長さが等しいものとし、垂直線とリンク７２との
なす角をθ、トグル７５の押圧力をＦとすると、リンク
７２がラム６を押下する力Ｐは次式で表される。

Ｐ”Ｆ／（２ｔａｎθ） この力Ｐはポンチ５がダイス６７上に載置固定されたワ
ークを打抜き成形する力（以下プレス荷重という）であ
る、従って、ラム６は打抜き成形時に当該プレス荷１１
Ｐの反力Ｐ’　　（−Ｐ）を受ける。そこで、このラム
６に作用する反力Ｐ゛を検出する。

ラム６は所定位置例えば、下部を第１図及び第２図に示
すように全周に亘り軸方向と直角方向に断面コ字状に切
り欠かれて細身のネック部６ａとされる。そして、ラム
６は、その下端６ｄがアプリケータ４の上端に形成され
た係合溝４ａに着脱可能に嵌合されて連結され、上端６
ｅが前述したように連結ビン７６を介して前記下方リン
ク７２の他端に回動可能に連結されてアプリケーク４と
トグル装置７のリンク機構とを連結する。このラム６の
ネック部６ａに荷重センサ１０が配設されている。

この荷重センサ１０は２姐のセンサ素子１１．１１″か
ら成り、一方のセンサ素子１１はネック部６ａの前面６
ｂに、他方のセンサ素子１１°は裏面に夫々配設されて
いる。センサ素子１１は例えば、２枚のストレンゲージ
（歪抵抗素子）を用いたロードセル１２．１３により構
成され、これらの各ロードセル１２．１３は互いに直交
して配置され、一方のロードセル１２はネック部６ａの
軸方向（縦方向）に沿って、他方のロードセル１３は軸
方向と直角方向（横方向）に沿って貼着される。そして
、ロードセル１２は矢印Ａ、Ａ’で示すようにネック部
６ａの縦方向の縮（歪）に応じて、ロードセル１３は矢
印Ｂ、Ｂ’で示すように横方向の伸（歪）に応じて夫々
抵抗値が変化する。

ラム６のネック部６ａの裏面に配置されるセンサ素子１
１′　も前面６ｂに配置されたセンサ素子１１と同様に
２枚のストレンゲージを用いたロードセル１２’、１３
’により構成され、且つセンサ素子１１と略対称位置に
貼着されている。

この荷重センサエ０はラム６による打抜き成形時に当該
ラム６のネック部６ａに発生する歪みを検出することに
より当該ラム６に加わる前記ブレス荷重の反力を検出す
る。尚、ラム６に細身のネック部６ａを形成して当該ネ
ック部６ａの歪みを検出することにより打抜き成形時に
当該ラム６に発生する反力を極めて正確に、且つ、高感
度に検出することが可能となる。又、ラム６はアプリケ
ータ４に着脱可能に連結されるものであるために打抜き
形状、ワークの板厚等に応じて異なるアプリケータに交
換する場合にもラム６の交換は不必要であり、このため
、荷重センサ１０はラム６に取りつけたままでよく、作
業性の向上が図られる。

荷重センサｌＯのセン吹素子１１．１１’の各ロードセ
ル１２．１３及び１２°、１３°は第３図に示すように
ブリッジ回路に接続され、ロードセル１２と１２°、１
３と１３°との各接続点ａ、ｂは所定の電源１５に接続
され、ロードセル１２と１３．１２′と１３°との各接
続点ｃ、ｄは端子１０ａ、ｌＯｂに接続される。

荷重センサ１０の各端子１０ａ、１０ｂは、第４図に示
すパターン判定回路２０のストレンアンプ２１の入力端
子に接続され、当該ストレンアンプ２１の出力端子はア
ナログ−デジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器という）２
２及び比較器２３の各入力端子に接続される。比較器２
３の出力端子はＡ／Ｄ変換器２２のトリガ入力端子に接
続され、当該Ａ／Ｄ変換器２２の出力端子は、メモリ２
４及び中央演算処理装置（以下ＣＰＵという）２５等を
含んで構成されるマイクロコンピータ（以下ＭＣＵとい
う）２６に接続される。

以下に作用を説明する。

トグル装Ｗ７はフライホイール７４の回転をトグル７３
及び上、下の各リンク７１．７２を介してラム６を往復
動させ、アプリケータ４を往復動させる１図示しないワ
ーク搬送装置によりワーク（薄板）８０がダイス７８上
の所定位置に供給される。アプリケータ４の下動に伴い
ワーク８０を図示しないワーク押さえにより固定した後
、アプリケータ４の下端に装着されたポンチ５がワーク
８０を打抜き成形する。このワーク８０の打抜き成形時
にラム６に反力が加わり、ネック部６°ａに歪が発生す
る。荷重センサｌＯはこのネック部６ａに発生する歪み
を検出して対応する電気信号（歪み信号）■を出力する
。

この荷重センサ１０から出力された信号Ｖはストレンア
ンプ２１により増幅された後Ａ／Ｄ変換器２２及び比較
器２３に入力される。比較器２３は入力する信号■と基
準信号Ｖｓとを比較し、Ｖ＞Ｖｓの時にトリガ信号ｐｔ
を出力してＡ／Ｄ変換器２２にレベルトリガをかける。

Ａ／Ｄ変換器２２はこのトリガ信号Ｐｔを印加されると
サンプリングを開始して入力する信号ＶのＡ／Ｄ変換を
行い、当該入力信号Ｖの波形を時系列でＭＣＵ２６のメ
モリ２４に格納する。尚、比較器２３の基準信号Ｖｓは
後述する打抜き成形時に発生する波形の立ち上がりを確
実に捉えられる程度の電圧レベルに設定され、当該レベ
ル以上の信号は全てサンプリングを行う。

信号Ｖの波形のサンプリング周期は使用するプレスの作
動時間により異なるが、本実施例の場合打抜き成形時間
は約８０　ａ＋ｓｅｃである。従って、波形を４００等
分程度にすれば再現性の良い波形が得られるために約２
００μｓｅｃの周期でサンプリングしている。

ＣＰＵ２５はメモリ２４に格納された正常な打抜き成形
状態の信号波形（以下正常波形という）を記憶しており
、当該記憶している正常波形と各打抜き成形時の各波形
とを逐次比較し、当該波形が正常であるか異常であるか
を判定し、異常と判定したときには異常判定信号Ｖｏを
出力する。

第５図はプレス打ち抜き加工により、ダイス７Ｂ及びポ
ンチ５の形状に応じた穴が薄板８０に打ち抜かれる様子
を示す、ポンチ５の下面５ａは通常傾斜させて形成され
、打ち抜き力を減少させ、且つ、打ち抜きを容易にして
いる。しかしながら、ポンチ５及び／又はダイス７８の
エツジ（刃）が摩耗して丸みをおびると、打抜荷重が上
昇し、切断面にかえり、だれ、凹凸等ができて所要の形
状の加工ができない、この場合にも、打抜荷重プロフィ
ルを検出することにより、打抜不良を判定することが出
来、又、ポンチ５及び／又はダイ°スフ８のどの部分が
摩耗したかを判定することができる。

上述の例では図中矢印方向に加工が進む示、初期荷重が
正常プロフィルに較べて異常に大きければ、ダイス７８
及び／又はポンチ５の図示左側のエツジに欠陥があり、
これに対応するワークの位置に割れ、かえり、反り等が
生じていることが多い。

第６図の実線■はポンチ５及び／又はダイス７Ｂのエツ
ジ（刃）が摩耗して丸みをおびた場合の荷重プロフィル
を示し、正常な場合のプロフィルＩと著しく相違する。

実線■及び■は夫々ダイス７８及び／又はポンチ５の図
示左側のエツジに欠陥がある場合、及び図示右側のエツ
ジに欠陥がある場合の各プロフィルである。このような
荷重プロフィルを監視することにより打抜き成形不良の
検出が可能となる。又、ポンチ５及び／又はダイス７８
のエツジ（刃）が摩耗していない場合であってもワーク
８０の板厚が薄い場合、加工時間は正常加工時と略同じ
であるが、ポンチ５に掛かる荷重プロフィルは第７図の
実線■に示すように正常な荷重プロフィルＩに比較して
著しく低下する。この場合、ワーク８０の板厚が規定を
下回るので、成形不良としてｂｉ除すべきである。

尚、検出された波形が正常であるか異常であるかの判定
は種りの方法があり、例えば、検出した打抜き荷重プロ
フィル及び基準打抜き荷重プロフィルの、夫りの同じ複
数の時点における打抜き荷重値の総和を比較し、その差
が所定判別値より大きいとき、成形不良と判定してもよ
いし、正常波形の特異プロフィルに着目し、特異時点で
の打抜き荷重値を比較することにより異常を判定するよ
うにしてもよい。

尚、本実施例においては、ラム６に加わる打抜き成形時
の反力を検出する荷重センサとし−ご歪み抵抗素子を使
用したロードセルを用いた場合について記述したが、こ
れに限るものではなく、他の例えば、圧′ｒｔ変喚素子
、６１１気抵抗素子、静電容量素子等の荷重−電気変換
素子を使用しても良い。

更に、本実り糎例においては、ラム６に荷重センサを取
り付けたが、他の例えば、トグル装置のリンクや、アプ
リケータのポンチ５等に取り付けてもよい、尚、竿１図
には、ポンチ５に荷重センサ４゜ １０゛を取りつけた状態を破線で示しである。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の打抜き成形不良検出方法に
よれば、打抜き成形時にワークに作用する成形荷重の時
間経過に伴うプロフィルを検出し、検出した成形荷重プ
ロフィルを基準成形荷重プロフィルと比較し、比較結果
に基づいてワークの成形不良を判定するようにしたので
、種々の不良パターンが識別でき、不良品の大量発生を
未然に防止できると共に、ポンチの交換時期等が確実に
把握することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る打抜き成形不良検出方法を適用
したプレス装置の一実施例を示す一部切欠正面図、第２
図は、第１図に示すプレス装置のラム６の、荷重センサ
の取付の詳細を示す要部拡大図、第３図は、第２図に示
す荷重センサの接続態様を示す回路図、第４図は、成形
されたワ、−りの成形不良を判定するパターン判定回路
の内部構成を示すブロック図、第５図は、プレス打抜き
加工されるワークとポンチの部分断面図、第６図及び第
７図は、第５図に示すポンチによる打抜き成形加工時に
検出された圧着荷重信号波形のパターンを模式的に示す
グラフである。 ｌ・・・プレス装置、３・・・ワーク台、４・・・アプ
リケータ、５・・・ポンチ、７・・・トグル装置、１０
．１１．１１”・・・圧力センサ、１２，１３．１２’
、１３°・・・コードセル、２０・・・パターン判別回
路、７８・・・ダイス、８０・・・ワーク（薄板）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 打抜き成形時にワークに作用する成形荷重の時間経過に
   伴うプロフィルを検出し、検出した成形荷重プロフィル
   を基準成形荷重プロフィルと比較し、比較結果に基づい
   て前記ワークの成形不良を判定することを特徴とする打
   抜き成形不良検出方法。