JPH0542335A - 金型異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は高精度に金型の異常検出が可能であ
り、トラブルの少ない金型異常検出装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 金型が発する音を電気信号に変換すべく、前
記金型の近傍に金型とは非接触に配置されたマイクロフ
ォン１０と、該マイクロフォン１０の出力である前記電
気信号を基に音響データを作成する音響データ作成手段
１４と、該音響データ作成手段１４の出力である前記音
響データを処理して前記金型に異常が発生しているか否
かを判定する判定手段２２とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金型異常検出装置に関
し、より詳細にはダイセットを有する金型の異常を、当
該金型の発する音により検出する金型異常検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えばリードフレームのフォーミング処
理にプレス金型装置が使用されている。プレス金型装置
は、リードフレーム形成用素材を載置するダイと、ダイ
と対向して配設されたリードフレーム素材をスタンピン
グするパンチ、およびそのパンチをガイドするストリッ
パとから成る。リードフレームは半導体装置に使用され
るものであり、極めて高い加工精度が要求される。そこ
で、リードフレームをフォーミングする金型装置のダイ
とストリッパの位置関係にも高い位置精度が要求され、
両者の相対的変位を測定する必要がある。金型装置のダ
イとストリッパの相対的変位を測定する手段として、従
来から渦流式センサが変位測定用センサとして用いられ
てきた。従来の、変位測定センサを用いた金型異常検出
装置は、センサがダイとストリッパとの間の相対的変位
を常時または所定時間間隔で測定し、その測定値をデー
タとしてマイコンで情報処理を行い、測定された変位が
予め定められている規定値を越えたら異常と判断するも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のセンサを用いた金型異常検出装置には次のような
課題がある。渦流式センサの場合、ダイとストリッパの
微小な相対的変位も測定することができるが、金型装置
の場合、高速でスタンピングを行うと、ストリッパに振
動が生じ、前記規定値を高精度に設定すると、当該振動
に起因するダイとストリッパの微小な相対的変位を異常
と検出してしまうことがある。そのため、規定値を高精
度に設定できず、金型異常検出装置を安定的に作動させ
ようとすると、リードフレームの重合等に起因する変位
の大きな異常しか検出できないという課題がある。ま
た、ストリッパ等の振動により、変位測定用センサの配
線が断線する等のトラブルも発生し易いという課題があ
る。従って、本発明は高精度に金型の異常検出が可能で
あり、トラブルの少ない金型異常検出装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、金型が発す
る音を電気信号に変換すべく、前記金型の近傍に金型と
は非接触に配置されたマイクロフォンと、該マイクロフ
ォンの出力である前記電気信号を基に音響データを作成
する音響データ作成手段と、該音響データ作成手段の出
力である前記音響データを処理して前記金型に異常が発
生しているか否かを判定する判定手段とを具備すること
を特徴とする。より具体的には、前記金型の正常状態に
おいて所定の時間内または金型の所定の作動サイクル内
に前記金型が発生する音に相当するパワースペクトルを
基準音響データとして記憶する記憶手段を設け、前記音
響データ作成手段は、音響データとして所定の時間内ま
たは前記金型の所定の作動サイクル内に前記マイクロフ
ォンから送られて来る電気信号のパワースペクトルを作
成し、前記判定手段は前記音響データ作成手段が作成し
たパワースペクトルを前記基準音響データと比較して、
当該比較結果が予め定められている所定範囲を越えて相
違する場合に当該金型が異常であると判定するようにす
ればよい。また、前記音響データ作成手段は、音響デー
タとして前記マイクロフォンから送られて来る電気信号
を音量データに変換し、前記判定手段は、所定の時間内
または前記金型の所定の作動サイクル内に前記音響デー
タ作成手段が作成した音量データの中に、予め定められ
ている閾値を越えるデータが所定数を越えて検出された
場合に当該金型が異常であると判定するようにしてもよ
い。さらには、上記の各金型異常検出装置において、前
記判定手段の判定結果を出力、表示するための出力手段
を設けることもできる。

【０００５】

【作用】作用について説明する。音響データの基になる
金型が発する音を電気信号に変換するマイクロフォン
が、金型の近傍に金型とは非接触に配置されているの
で、金型自体の振動の影響を排除することができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。なお、本実施例においては、リード
フレームのフォーミング処理に用いるプレス金型装置の
金型の異常を検出するための金型異常検出装置について
説明する。 （第１実施例）第１実施例について図１−４と共に説明
する。まず、図１と共に構成について説明する。１０は
マイクロフォンであり、金型装置のダイおよびストリッ
パを含む金型（不図示）近傍に、当該金型が発する振動
の影響を排除すべく金型とは非接触に配置されている。
マイクロフォン１０は金型が発する音を集音し、集音し
た音をアナログの電気信号に変換する。マイクロフォン
１０と金型との間の距離はマイクロフォン１０の感度に
もよるが金型異常検出装置の精度を向上させるためには
可及的に接近させるほうがよい。１２はアンプであり、
マイクロフォン１０の出力であるアナログの電気信号を
所定の逓倍数増幅する。１４は音響データ作成手段の一
例であるスペクトラムアナライザであり、所定の時間内
または前記金型の所定の作動サイクル内（本実施例にお
いては金型のスタンピングの１サイクル）にマイクロフ
ォン１０から送られ、アンプ１２で増幅された電気信号
の周波数成分についてのパワースペクトルを音響データ
として作成する。

【０００７】１６はアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換
部であり、スペクトラムアナライザ１４の出力であり、
アナログ信号である、前記音響データをデジタル変換す
る。１８は記憶手段の一例であるＲＯＭであり、金型が
正常状態において所定の時間内または金型の所定の作動
サイクル内（本実施例においては金型のスタンピングの
１サイクル）に当該金型が発生する標準的な音に相当す
る周波数成分についてのパワースペクトルで、基準音響
データとして予め測定しておいたものが記憶されてい
る。本実施例の場合、基準音響データは予めＲＯＭ１８
に記憶されているが、金型装置を運転開始後、一定の時
間基準音響データとするデータをサンプリングして書き
込み可能な記憶装置（ＲＡＭ，フロッピイディスク等）
に記憶するようにしてもよい。ＲＯＭ１８には基準音響
データの他、後述するマイクロプロセッサのオペレーテ
ィングシステム、制御プログラム、制御データ等が記憶
されている。なお、ＲＯＭ１８の記憶内容のうち、基準
音響データ、制御プログラム、制御データは外部メモリ
に記憶しておいてもよい。また、複数の異なった金型に
対応する複数の基準音響データをＲＯＭ１８等に記憶し
ておいてもよい。２０はＲＡＭであり、Ａ／Ｄ変換され
た音響データを一時記憶する。また、ＲＡＭ２０には入
力されたデータや、出力する情報、マイクロプロセッサ
が演算した演算結果等も一時記憶される。なお、一時記
憶手段としてはＲＡＭ２０の代わりにフロッピイディス
クやＩＣメモリカードを用いてもよい。

【０００８】２２は判定手段の一例であるマイクロプロ
セッサ（ＭＰＵ）である。ＭＰＵ２２は判定手段として
ＲＡＭ２０に記憶されている音響データをＲＯＭ１８に
記憶されている基準音響データと比較演算して、当該比
較結果が、予め制御プログラムで定められている所定範
囲（例えば経験から知り得る周波数毎に予め定められた
許容差）内であれば当該金型は正常であると判定し、一
方当該比較結果が、前記所定範囲を越えて相違する場合
には当該金型が異常であると判定する。その他、ＭＰＵ
２２は金型異常検出装置の各部の制御および演算処理を
制御プログラム、制御データに従ってコントロールす
る。また、ＭＰＵ２２は金型が異常であると判定した場
合は、金型装置（不図示）へ運転停止の制御信号も送信
するようになっている。２４は出力手段の一例であるデ
ィスプレイであり、ＭＰＵ２２が金型の異常の有無の判
定を行った際には、少なくとも異常の場合はその旨をBE
EP音と共に画面に表示する。また、ディスプレイ２４に
はＭＰＵ２２への入出力データ、コマンド等も表示され
る。２６も出力手段の一例であるアラームであり、ブザ
−やＬＥＤが使用される。アラーム２６はＭＰＵ２２が
金型の異常の有無の判定を行った際に、金型が異常と判
定されたらブザーの鳴動またはＬＥＤの点滅等により、
オペレータへ異常を報知する。

【０００９】２８も出力手段の一例であるプリンタであ
り、ＭＰＵ２２が金型の異常の有無の判定を行った際に
は、少なくとも異常の場合はその旨を印字出力する。ま
た、プリンタ２８にはＭＰＵ２２の演算結果や処理した
情報が出力される。３０は入力手段の一例である入力キ
ーであり、ＭＰＵ２２へ各種コマンド、データを入力す
る。続いて図２のフローチャートをさらに参照して動作
について説明する。金型装置（不図示）の始動と共に本
実施例の金型異常検出装置も始動する。始動と共に、Ｍ
ＰＵ２２はＲＯＭ１８から制御プログラムおよび制御デ
ータを読出し、ＲＡＭ２０のクリア等の準備を行う（ス
テップ１００）。本実施例では基準音響データ（図３に
示す）はＲＯＭ１８に予め記憶されているが、もし基準
音響データのサンプリングを行う場合は始動後に行う。
準備が完了したらＭＰＵ２２は金型装置の１サイクルの
スタンピングの間、マイクロフォン１０から金型内で発
生する音を集音し（ステップ１０２）、スペクトラムア
ナライザ１４で、音響データである当該音に対応するパ
ワースペクトル（図４に示す）を作成し（ステップ１０
４）、そのパワースペクトルをＲＡＭ２０に記憶する
（ステップ１０６）。

【００１０】続いて、ＭＰＵ２２はＲＡＭ２０に記憶さ
れている音響データをＲＯＭ１８に記憶されている基準
音響データと比較する（ステップ１０８）。この比較は
例えば周波数毎にスペクトルのレベルを比較し、両者の
差がプラス及びマイナス方向へ予め定められている許容
差内か否かを判断する（ステップ１１０）。本実施例で
は１の周波数について両者の差が許容差を越えていたら
許容差外とする。この判断については金型の種類、金型
装置の構造等を勘案して適宜判定基準として設定すれば
よい。ステップ１１０において、音響データと音響基準
データとの差が許容差内と判断された場合はステップ１
０２へ戻り、次回の判定を行う。一方、音響データと音
響基準データとの差が許容差外と判断された場合は異常
状態なので、ディスプレイ２４に異常の旨を表示し（ス
テップ１１２）、アラーム２６を作動させて（ステップ
１１４）オペレータに異常を報知する。そして、ＭＰＵ
２２は金型装置へ停止信号を送信する（ステップ１１
６）。 次に、本実施例の金型異常検出装置を用いて検出可能な
異常の例について説明する。リードフレームをスタンピ
ングする場合、ダイとストリッパの間には油供給装置か
ら油が供給されている。この油が存在するため、正常状
態においては高音（高周波数）成分は小さい。そこで、
音響データの高音成分が許容差を越えて大きくなった場
合は油の供給が不足していることが判る。

【００１１】また、上下のダイセットの間隔をストッパ
で精度良く保つ構造の金型においては、上型がストッパ
に衝突するときの音は上型の下死点の位置によって異な
り、その衝突の衝撃力が大きいほど高音成分が小さくな
る。そこで、音響データの高音成分が許容差を越えて小
さくなった場合は当該衝撃力が過大と判断される。その
他、判定しようとする異常のパターンを種々用意してお
き、判定手段としてニューラルネットワークを用いると
異常の診断も可能となる。 （第２実施例）第２実施例について図５−７と共に説明
する。まず、図５と共に構成について説明するが、第１
実施例と同一の構成要件については第１実施例と同一の
部材番号を付し、説明は省略する。本実施例において
は、音響データ作成手段としてノイズ（サウンド）レベ
ルメータ３２を使用している。ノイズレベルメータ３２
は、所定の時間内または前記金型の所定の作動サイクル
内（本実施例においては金型のスタンピングの１サイク
ル）にマイクロフォン１０から送られ、アンプ１２で増
幅された電気信号を音量（ノイズ（サウンド）レベル）
に変換した音響データとして作成する。Ａ／Ｄ変換部１
６はノイズレベルメータ３２の出力であり、アナログ信
号である、前記音響データをデジタル変換する。

【００１２】ＭＰＵ２２は、所定の時間内または前記金
型の所定の作動サイクル（本実施例においては金型のス
タンピングの１サイクル）内にノイズレベルメータ３２
が作成した音量（音響）データの中に、経験により予め
定められている閾値を越える音量データのピークが所定
数（本実施例では１とする）を越えて検出された場合に
当該金型が異常であると判定する。ＲＡＭ２０には音量
を示す音響データが一時記憶される。第１実施例におい
ては音響データを基準音響データと比較したが、本実施
例においては予め定められている閾値を越える音量デー
タのピークが所定数が２以上の場合に金型が異常と判断
するものである。第２実施例の動作について図６のフロ
ーチャートをさらに参照して説明する。金型装置（不図
示）の始動と共に本実施例の金型異常検出装置も始動す
る。始動と共に、ＭＰＵ２２はＲＯＭ１８から制御プロ
グラムおよび制御データを読出し、ＲＡＭ２０のクリア
等の準備を行う（ステップ２００）。 準備が完了したらＭＰＵ２２は金型装置の１サイクルの
スタンピングの間、マイクロフォン１０から金型内で発
生する音を集音し（ステップ２０２）、ノイズレベルメ
ータ３２で、音響データである当該音に対応する音量デ
ータ（図７に示す）を作成し（ステップ２０４）、その
音量データを音響データとしてＲＡＭ２０に記憶する
（ステップ２０６）。

【００１３】続いて、ＭＰＵ２２はＲＡＭ２０に記憶さ
れている音響データのうち、閾値ＴＬを越えるピーク５
０がいくつ存在するか演算し（ステップ２０８）、ピー
ク５０の数が１回か２回以上かを判断する（ステップ２
１０）。本実施例では閾値ＴＬを越えるピーク５０が１
回の場合、強い衝撃は正規のスタンピングの１回だけで
正常と判定し、閾値ＴＬを越えるピーク５０が２回以上
の場合、例えば強い衝撃は正規のスタンピングの１回に
加えて、さらに発生していることになり、金型破損のお
それがあるため異常と判定する。ステップ２１０におい
て、ピーク５０の数が１回と判断された場合（図７の破
線の場合）は正常なのでステップ２０２へ戻り、次回の
判定を行う。一方、ピーク５０の数が２回以上（図７の
実線の場合は２回）と判定された場合は異常状態なの
で、ディスプレイ２４に異常の旨を表示し（ステップ２
１２）、アラーム２６を作動させて（ステップ２１４）
オペレータに異常を報知する。そして、ＭＰＵ２２は金
型装置へ停止信号を送信する（ステップ２１６）。 次に、本実施例の金型異常検出装置を用いて検出可能な
異常の例について説明する。

【００１４】リードフレームをスタンピングする場合、
ダイに載置されたリードフレーム上に、いわゆる抜きカ
スが残っている状態で行うと、ストリッパがまず抜きカ
スと衝突してストリッパに傾きが発生し、一端が先にリ
ードフレームと衝突して第１のピーク５０を発生し、続
いてストリッパの他端がリードフレームと衝突して第２
のピーク５０を発生するため、抜きカスの存在を検知す
ることができる。また、ダイまたはリードフレームに対
してストリッパは斜めに配置されている場合、先にスト
リッパの一方の端部が衝突して第１のピーク５０が発生
し、続いて、その反動でストリッパの他端が衝突して第
２のピーク５０が発生するのでストリッパとダイの相対
的な平行度が保持されていないことが検知可能となる。
以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが
本発明上述の実施例に限定されるのではなく、発明の精
神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろ
んである。

【００１５】

【発明の効果】本発明に係る金型異常検出装置を用いる
と、音響データの基になる金型が発する音を電気信号に
変換するマイクロフォンが、金型の近傍に金型とは非接
触に配置されているので、金型自体の振動の影響を排除
することができる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金型異常検出装置の第１実施例を
示したブロックダイアグラム。

【図２】その動作を示したフローチャート。

【図３】基準音響データのパワースペクトルを示したグ
ラフ。

【図４】作成した音響データのパワースペクトルを示し
たグラフ。

【図５】第２実施例を示したブロックダイアグラム。

【図６】その動作を示したフローチャート。

【図７】作成した音量データのを示したグラフ。

【符号の説明】

１０ マイクロフォン １４ スペクトラムアナライザ １８ ＲＯＭ ２２ ＭＰＵ ２４ ディスプレイ ２６ アラーム ２８ プリンタ ３２ ノイズレベルメータ

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１２月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】例えばリードフレームのフォーミング処
理にプレス金型装置が使用されている。プレス金型装置
は、リードフレーム形成用素材を載置するダイと、ダイ
と対向して配設されたリードフレーム素材をスタンピン
グするパンチ、およびそのパンチをガイドし、リードフ
レーム素材をダイ面へ押さえつけるストリッパとから成
る。リードフレームは半導体装置に使用されるものであ
り、極めて高い加工精度が要求される。そこで、リード
フレームをフォーミングする金型装置のダイとストリッ
パの位置関係にも高い位置精度が要求され、両者の相対
的変位を測定する必要がある。金型装置のダイとストリ
ッパの相対的変位を測定する手段として、従来から渦流
式センサが変位測定用センサとして用いられてきた。従
来の、変位測定センサを用いた金型異常検出装置は、セ
ンサがダイとストリッパとの間の相対的変位を常時また
は所定時間間隔で測定し、その測定値をデータとしてマ
イコンで情報処理を行い、測定された変位が予め定めら
れている規定値を越えたら異常と判断するものである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のセンサを用いた金型異常検出装置には次のような
課題がある。渦流式センサの場合、ダイとストリッパの
微小な相対的変位も測定することができるが、金型装置
の場合、高速でスタンピングを行うと、ストリッパに振
動が生じ、前記規定値を高精度に設定すると、当該振動
に起因するダイとストリッパの微小な相対的変位を異常
と検出してしまうことがある。そのため、規定値を高精
度に設定できず、金型異常検出装置を安定的に作動させ
ようとすると、リードフレームの重合等に起因する変位
の大きな異常しか検出できないという課題がある。ま
た、金型装置の振動により、変位測定用センサの配線が
断線する等のトラブルも発生し易いという課題がある。
従って、本発明は高精度に金型の異常検出が可能であ
り、トラブルの少ない金型異常検出装置を提供すること
を目的とする。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型が発する音を電気信号に変換すべ
   く、前記金型の近傍に金型とは非接触に配置されたマイ
   クロフォンと、 該マイクロフォンの出力である前記電気信号を基に音響
   データを作成する音響データ作成手段と、 該音響データ作成手段の出力である前記音響データを処
   理して前記金型に異常が発生しているか否かを判定する
   判定手段とを具備することを特徴とする金型異常検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記金型の正常状態において所定の時間
   内または金型の所定の作動サイクル内に前記金型が発生
   する音に相当するパワースペクトルを基準音響データと
   して記憶する記憶手段を設け、 前記音響データ作成手段は、音響データとして所定の時
   間内または前記金型の所定の作動サイクル内に前記マイ
   クロフォンから送られて来る電気信号のパワースペクト
   ルを作成し、 前記判定手段は前記音響データ作成手段が作成したパワ
   ースペクトルを前記基準音響データと比較して、当該比
   較結果が予め定められている所定範囲を越えて相違する
   場合に当該金型が異常であると判定することを特徴とす
   る請求項１記載の金型異常検出装置。
3. 【請求項３】 前記音響データ作成手段は、音響データ
   として前記マイクロフォンから送られて来る電気信号を
   音量データに変換し、 前記判定手段は、所定の時間内または前記金型の所定の
   作動サイクル内に前記音響データ作成手段が作成した音
   量データの中に、予め定められている閾値を越えるデー
   タが所定数を越えて検出された場合に当該金型が異常で
   あると判定することを特徴とする請求項１記載の金型異
   常検出装置。
4. 【請求項４】 前記判定手段の判定結果を出力、表示す
   るための出力手段を具備することを特徴とする請求項
   １、２または３記載の金型異常検出装置。