JPH09314234A - 歪取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 修正曲線を対象物に最も適応したものに更新
する更新工程を含む歪取り方法の提供。 【解決手段】 区間内の蓄積加工データが最先に所定数
に達した区間の修正曲線部分を統計処理によって更新し
その前後の区間を追随させる工程と、修正曲線の更新部
位に異常が認められなければ区間数を増加し異常が認め
られれば区間数を減少する工程と、からなる修正曲線更
新工程を含む歪取り方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歪取り方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、焼入れ・焼もどしなどの熱処理
を受けるワーク（たとえば、トランスミッション軸）
は、熱処理時に生じた歪を取るために、熱処理後、歪取
機で歪取りされる。歪取機は、修正するワークごとに、
歪量と押込み量（＝プレス量）の関係をメモリに記憶し
ていき、設備に投入されたワークの歪量を測定後、記憶
しておいたデータから押込み量を決定し、プレス修正を
行っている。上記の歪量×押込み量の関係を修正曲線と
呼ぶ。この曲線の作成（ＣＰＵへのインストール）にあ
たっては、対象ワークをランダムに試行プレスし、その
時の修正量を見ながら決めていくが、同じ押込み量でも
ワークの曲がり方はばらつきが大きいため、勘、経験で
最適押込み量を決定している。しかし、ワークの材質、
焼入れ状態などにより一定の押込み量では歪修正の過不
足が生じ、能率が悪くなるため、固定の歪量区間内のデ
ータが所定数に達した時、そのデータを基に統計処理
（最小二乗法など）を用い、押込み量を更新している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来法の、修
正曲線はその歪量区間が固定のため、修正曲線更新にあ
たりつぎの問題が出る。 区間数が少な過ぎると、図１７に示すように、修正
曲線Ｐが本来狙いたい曲線部Ｒから離れる所Ｓができ、
Ｓ部の領域で押込み量が決定された時には、修正不足が
生じ、繰返し歪修正が必要となり、修正能率が悪化す
る。 区間数が多過ぎると、図１８に示すように、データ
のばらつきにより修正曲線Ｐに逆傾向曲線区間（修正曲
線の本来の性質からすれば歪量が増加すると押込み量も
増加する筈であるにもかかわらず、歪量が増加しても押
込み量が減少している区間）Ｔができるため、Ｔ部の領
域で押込み量が決定された時には、修正不足が生じ、繰
返し歪修正が必要となり、修正能率が悪化する。 本発明の目的は、歪量区間数（区間幅）を最適に変化さ
せることにより、修正曲線を対象物に最も適切な修正曲
線に更新し、精度が高くかつ能率を向上できる歪取り方
法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、つぎの通りである。歪量が所定数の区間に等分割
されている修正曲線を更新する工程と、該修正曲線に従
ってワークの歪取りを行う工程と、からなる歪取り方法
であって、前記修正曲線を更新する工程が、区間内の蓄
積加工データが最先に所定数に達した区間（所定数の加
工を行った時に最多のデータが蓄積されている区間とし
てもよい）の修正曲線部分を統計処理によって更新する
とともに該区間の前後区間の修正曲線部分を前記更新修
正曲線部分に連続するように追随させる工程と、ついで
前記区間の更新修正曲線部分とその前後区間の追随修正
曲線部分の状態に従い前記区間を変化させる行程（前記
区間の更新修正曲線部分とその前後区間の追随修正曲線
部分に異常が認められない場合は区間数を増加し異常が
認められた場合は区間数を減少する工程）と、を含むこ
とを特徴とする歪取り方法。

【０００５】上記本発明の方法では、修正曲線の更新に
おいて、蓄積加工データが最先に所定数に達した区間
（蓄積加工データが最多の区間としてもよい）、したが
って最も用いられる区間、のデータを所定数の最新のデ
ータで更新するとともに、等分割の区間数（区間幅）を
変化（増減）させる。その結果、修正曲線が本来の修正
曲線に近づいていって歪取りの精度が高くなるととも
に、その区間数が（区間幅も）最適なものに近づいてい
き、修正の過不足がなくなり、修正能率が向上する。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の歪取り方法の設
備と作動を示している。ワーク１はワーク１に対して前
進された左右の測定用センター２で芯出し支持され、回
転される。ワーク１の歪は、ワーク１を回転した状態
で、差動トランス４（差動トランスに限るものではな
く、リニアゲージなどであってもよい）により測定され
る。ワーク１は曲がっている方向をプレス用シリンダ６
の方に向けて回転を停止される。左右のセンター２がワ
ーク１から後退し、ワーク１がプレス用ワーク受け台３
上に載った状態になる。差動トランス４でプレスストロ
ークを監視しながらワーク１をプレス押込みし、歪修正
（歪取り）する。プレスを上昇させ、左右センター２を
ワーク１に対して前進させで再びワーク１を芯出し支持
し、プレス結果を差動トランス４にて計測するととも
に、再度ワーク１を回転させて、歪量を計測する。歪量
が公差以内になったら、左右センター２を後退させ、終
了する。歪量が公差を超える場合は、再度上記を行う。
上記工程は歪取り工程においても、修正曲線を求める工
程においても、実行される。プレスの作動はプレス制御
部８で制御され、プレス制御部８はＣＰＵ７で制御され
る。後述する修正曲線の作成、更新はＣＰＵ７ですべて
行われる。５は、修正曲線を求める工程および歪取りサ
イクル中のワーク割れ監視に用いられるＡＥ（アコース
ティックエミッション）クラック検出センサーである。

【０００７】本発明実施例の歪取り方法は、歪量が所定
数の区間に等分割されている修正曲線を作成する工程
と、修正曲線を更新する工程と、更新された修正曲線に
従ってワーク１の歪取りを行う工程と、からなる歪取り
方法であって、修正曲線を更新する工程が、図１０に示
すように、区間内の蓄積加工データが最先に所定数に達
した区間（所定数の加工を行った時に最も多くのデータ
が蓄積された区間としてもよい）の修正曲線部分を統計
処理によって更新するとともに該区間の前後区間の修正
曲線部分を前記更新修正曲線部分に連続するように追随
させる工程（ステップ４０１、４０２）と、ついで前記
区間の更新修正曲線部分とその前後区間の追随修正曲線
部分の状態に従い区間を変化させる工程（ステップ４０
３〜４０７）（前記区間の更新修正曲線部分とその前後
区間の追随修正曲線部分に異常が認められない場合は区
間数を増加し異常が認められた場合は区間数を減少する
工程）と、を含む

【０００８】修正曲線を作成する工程は、図２に示すよ
うに、最大押込み量を決定する工程１０１と、決定した
最大押込み量を所定数で等分割しその分割点での押込み
量を試行押込み量として試行押込み量を決定する工程１
０２と、決定した各試行押込み量でプレス押込みを試行
し各試行押込みでの修正量（歪量＝修正曲線の横軸）を
測定し、試行押込み量とその時の測定修正量とから押込
み量基準の修正曲線を作成する工程１０３と、押込み量
基準の修正曲線を歪量基準の修正曲線に変換する工程１
０４と、ワーク歪量を測定し、そのワーク歪量に対す
る、歪量基準の修正曲線より得られた押込み量でプレス
試行し、その時の修正歪量を実測し、試行押込み量と修
正歪量の点を通るように歪量基準の修正曲線を補正する
補正工程１０５、１０６を含む。

【０００９】最大押込み量を決定する工程１０１では、
図３に示すように、ステップ２０１で低速でワークをプ
レスしていき、ＡＥクラック検出センサー５がワーク１
のクラックを検出するまで（ステップ２０２）、また
は、ストローク（プレス機のストローク）監視範囲を超
えるまで（ステップ２０３）、の条件が検出された時点
の実ストローク（プレス機のストローク）を計測し、そ
のストロークに安全係数（たとえば、０．８）をかけた
値を最大押込み量として決定する（ステップ２０４）。

【００１０】試行押込み量を決定する工程では、図４に
示すように、最大押込み量を所定数ｎで等分割し、その
分割点での押込み量を試行押込み量とする。所定数ｎ
は、正の整数であり、経験的に求められる値であり、実
施例では、たとえば、５である。

【００１１】ついで、図５、図６に示すように、各押込
み量（１）、（２）、（３）、（４）、（５）でプレス
押込みを試行し、その時の修正量（歪量＝修正曲線の横
軸）ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを測定し、試行押込み量
（１）、（２）、（３）、（４）、（５）とその時の測
定修正量ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅとから押込み量基準の修正
曲線を作成する。

【００１２】図５では、ステップ３０１で試行押込み量
にてスタティックプレスを試行する。途中、ステップ３
０２でＡＥクラックセンサー５がクラックを検出したな
らば、その時の実ストロークを図３のステップ２０１に
戻って、新しいワークにてプレス試行する。ステップ３
０２でクラックを検出しない場合はステップ３０４に進
んで全計測点（最大押込み量の点も含む）での計測を実
行し、全計測点での計測が終了（ステップ３０４）する
と、ステップ３０３で各計測点での修正量（歪量）ａ、
ｂ、ｃ、ｄ、ｅを決定する。それを基に、図６の修正曲
線を作成する。ただし、最低押込み量は、経験的に最大
押込み量の１０％（変化可能）とし（図６参照）、その
点をつぎの点（歪量がａの点）と結ぶ。かくして作成さ
れた修正曲線は押込み量基準の（押込み量が等分割とな
っている）修正曲線である。

【００１３】つぎに、押込み量基準の修正曲線（図６の
修正曲線）を歪量基準の修正曲線（図７の修正曲線）に
変換する。この工程では、押込み量基準の修正曲線（図
６の修正曲線）において歪量（修正量）０〜ｅの区間を
Ｎ等分（Ｎは経験的に最大が約１０）し、その点を１、
２、・・・Ｎとする。修正量１〜Ｎは、１ピッチ幅＝修
正された量ｅ／Ｎとして、修正量ｎ＝ｎ×ｅ／Ｎであ
る。

【００１４】各修正量（ｎ）に対する押込み量の算出方
法は、図８に示すように、押込み量基準の修正曲線上
の、修正量ｎ（ｎ＝１，２，・・・Ｎ）における押込み
量を押込み量ｎとすると、 押込み量ｎ＝Ａ×修正量ｎ＋Ｂ ただし、Ａ：押込み量ｎにおける、押込み量基準の修正
曲線上の傾き Ｂ：押込み量ｎにおける、押込み量基準の修正曲線の接
線の、ｙ軸切点

【００１５】つぎに、歪量基準の修正曲線の補正（図２
の工程１０５、１０６）を行う。この工程では、歪量基
準の修正曲線を使用してプレス動作を行い、１回プレス
する毎に計測を行い、補正計算する。補正は以下の条件
で行う。修正量１から順に、押込み量を修正曲線から求
め、プレス試行する。図９に示すように、ワーク振れ量
（歪量）ａから修正曲線で得られた押込み量ｂでプレス
試行し、実ストロークに対する修正量ｃから修正曲線を
修正する。すなわち、図９の左図において、歪量ａの押
込み量を修正曲線により決定し（ｂと決定し）、ｂだけ
プレス押込み試行するとｃだけ歪が修正されたとする。
この修正量ｃに対する押込み量ｂの点（実測の点）を新
しい修正曲線が通過するように、歪量基準の修正曲線の
補正を行い（図９の右側のようにする）、全体的に傾き
の比率を保ちながら変化させる。

【００１６】補正計算方法の具体例を示す。ｃに最も近
い修正量ｘと修正量ｘ＋１を選定する。歪量がｃの時の
押込み量を、修正曲線から求め、これをｐとする。プレ
ス試行したプレスストロークをｑとすれば、押込み量の
補正量ｓは、 ｓ＝ｑ−ｐ である。押込み量ｘと押込み量ｘ＋１にｓを加算して曲
線を上下に移動する。ｎ＜ｘの部分の押込み量ｎの補正
はつぎの計算を行う。 押込み量ｎ＝押込み量ｎ＋（ｓ×（修正量ｎ／修正量
ｘ）） ｎ＞ｘの部分の押込み量ｎの補正はつぎの計算を行う。 押込み量ｎ＝押込み量ｎ＋（ｓ×（（修正量Ｎ−修正量
ｎ）／（修正量Ｎ−修正量ｘ＋１））） ただし、修正量Ｎ：最大押込み量の時の修正量

【００１７】かくして作成された修正曲線は、歪量の区
間幅が固定（一定）のものである。したがって、発明が
解決しようとする欄で説明した、区間幅一定によって生
じる問題を含んでいる。これを解決するために、実際の
歪取りにおいて、図１０の工程に従う修正曲線の更新を
行い、更新された修正曲線に従ってつぎの歪取りを実行
していく。

【００１８】まず、図１０のデータサンプリング工程４
０１を説明する。工程自動修正曲線作成との関係を考慮
して、修正曲線の歪量の分割数は、自動作成された修正
曲線の歪量分割数と同じものを使用する（ただし、異な
る値、たとえば、もっと分割数の小さい値を使用しても
よい）。図１１に示すように、実際の歪取りにおいて、
ｎ個の区間のそれぞれに、修正量×押込み量のデータを
サンプリングする。各歪量区間のサンプリング数ｘは任
意に設定できるようにしてある。統計処理（最小二乗
法）上、信頼度を得るには、ｘは２０以上を基本とする
が、変更可能である。

【００１９】ついで、図１０の修正曲線自動補正工程４
０２に移る。この工程では、図１２に示すように、区間
内の蓄積加工データが最先に所定数に達すると、その区
間の修正曲線部分を統計処理によって更新するととも
に、その区間の前後区間の修正曲線部分を前記更新修正
曲線部分に連続するように追随させる。１区間の修正修
正直線を求める演算は、最小二乗法による直線回帰によ
る。信頼性のないサンプリングデータを除去する目的
で、データの信頼度を判定し、信頼度の低いデータは直
線回帰計算時に除去する。信頼度判定方法は、以下の手
法を用いる。 ａ．サンプリングしたデータと実行中の修正曲線との縦
方向の距離をそれぞれ算出し、標本とする。 ｂ．標本が正規分布をしているものと仮定して、新たに
サンプリングされたデータについて標本とするかどうか
を判定する。標本として採用した場合のみ、自動補正計
算する。 標本の平均±（Ａ×標本の標準偏差）を外れるもの、 Ａは設定により可変とする整数、基本は３とする。 をサンプリングデータから除外する。

【００２０】最小二乗法による直線回帰計算はつぎのよ
うに行う。 ｙ＝ａｘ＋ｂ の直線のａ、ｂを算出する。修正された量ｘｉ、押込み
量ｙｉ（ｉ＝１〜１０）とする。 ｎ：サンプル数＝１０のとき、 ｂ＝ｙｉの平均−（ａ×ｘｉの平均） ａ＝（Σｘｉ・ｙｉ−（（Σｘｉ×Σｙｉ）／ｎ））／
（Σｘｉ² −（（Σｘｉ）² ／ｎ）） 上記によって修正曲線の該当する押込み量設定を更新す
る。

【００２１】ついで、図１０の修正曲線の異常の有無の
検査工程４０３に進む。異常の有無の検査方法には、 自動補正による修正曲線の補正後、補正した曲線部
分またはその前後の追随部分の傾きがマイナスになった
か否かを検査する方法、および 押込み量に弾性変形領域の占める割合が多い、修正
量１以下の区間の修正曲線の傾きより大きな傾きとなっ
たかどうかの検査をする方法、がある。

【００２２】の傾きがマイナスになったか否かを検査
する方法では、図１３に示すように、単純にその区間の
前端と後端の押込み量を比較することで検査可能であ
る。図１３でｆ−ｅがマイナスになる場合、その区間の
修正曲線の傾きはマイナスと判定する。

【００２３】の修正量１以下の区間の修正曲線の傾き
より大きな傾きかの検査は、図１４に示すように、一般
に修正量が小さい領域では、押込み量に占める弾性変形
量の割合が大きいため、修正曲線の傾きは大きくなる。
修正量が大きくなるに従って、押込み量に占める弾性変
形量の割合が小さくなり、修正曲線の傾きは小さくな
る。この現象を利用して、修正量の小さい区間の修正曲
線の傾きに対し異常検査する区間の修正曲線の傾きが、
大きい場合を異常とする。図１４において、（ｉ−ｊ）
＜（ｇ−ｈ）の時は、異常と判定する。

【００２４】図１０の修正曲線の異常の有無の検査工程
４０３で異常の有無を検査し、工程４０４に進み、異常
がない場合には工程４０５に進んで、修正曲線の歪量分
割数を増加（たとえば、１だけ増加）させて、新たな修
正曲線を作成し、工程４０１に戻って再び上記サイクル
を繰り返す。新たな修正曲線の作成方法は、増加させた
歪量分割点での、補正前の修正曲線の押込み量点を直線
で結ぶことにより作成する。分割幅を小さくしていく理
由は、図１８のような異常部分が出ない範囲で、図１７
のＳの誤差をできる限り小さくする（理想の修正曲線に
近づける）ためである。

【００２５】図１０の修正曲線の異常の有無の検査工程
４０３で異常の有無を検査し、工程４０４に進み、異常
がある場合には工程４０６に進んで、以下の方法で異常
部分を除去する。上記の方法（傾きがマイナスになっ
たこと）により異常を検出した場合は、図１５に示す方
法による。すなわち、傾きがマイナスになった区間とそ
の次の区間の境界ｘでの修正量（ｘ）と押込み量（ｘ）
を特定する。そして、押込み量（ｘ）をつぎの式により
補正する。 押込み量（ｘ）＝押込み量（ｘ−１）＋（（押込み量
（ｘ＋１）−押込み量（ｘ−１）／２） そして、傾きがマイナスになった区間とその次の区間の
サンプリングしたデータをすべて破壊する。

【００２６】上記の方法（修正量１以下の区間の修正
曲線の傾きより大きな傾き）により異常を検出した場合
は、図１６に示す方法による。すなわち、傾きが大きく
なった区間とその次の区間の境界ｘでの修正量（ｘ）と
押込み量（ｘ）を特定する。そして、押込み量（ｘ）を
つぎの式により補正する。 押込み量（ｘ）＝押込み量（ｘ−１）＋（（押込み量
（ｘ＋１）−押込み量（ｘ−１）／２） そして、傾きが大きくなった区間とその次の区間のサン
プリングしたデータをすべて破壊する。

【００２７】工程４０６での異常部分除去後、工程４０
７に進んで修正曲線の歪量分割数を減少（たとえば、１
だけ減少）させて、新たな修正曲線を作成し、工程４０
１に戻って再び上記サイクルを繰り返す。新たな修正曲
線の作成方法は、減少させた歪量分割点での、補正前の
修正曲線の押込み量点を直線で結ぶことにより作成す
る。分割幅を大きくしていく理由は、分割幅を小さくし
過ぎて図１８のような、データのばらつきによって修正
曲線に異常部分が出ることを防止するためである。

【００２８】つぎに、作用を説明する。歪量区間でサン
プリングデータが最先に所定数になった区間を、最新の
所定数のデータを使って更新していくので、修正曲線の
うち最もよく使う区間の部分を、最新の作製ワークに適
応して、更新していくことができる。また、データのば
らつきによる異常が出始めない範囲において、修正曲線
の歪量区分をできるだけ幅小とするように歪量区分幅を
変化させていくので、ワーク状態に合わせて最適区分幅
にしていくことができ、精度の高い（図１７でＳの小さ
い）修正曲線に更新していくことができ、異常が発生し
ない範囲において歪取り精度を高い状態に保つことがで
きる。また、歪量の分割数を多くし過ぎると、製品の歪
のばらつきによって異常が検知されるようになっている
ので、製品の歪のばらつきが分割数に現れ、前工程（焼
入れ工程）の管理にも役立つ。

【００２９】

【発明の効果】本発明の方法によれば、その修正曲線更
新工程が、区間内の蓄積加工データが最先に所定数に達
した区間の修正曲線部分を統計処理によって更新すると
ともに該区間の前後区間の修正曲線部分を前記更新修正
曲線部分に連続するように追随させる工程と、ついで前
記区間の更新修正曲線部分とその前後区間の追随修正曲
線部分の状態に従って区間を変化させる工程と、を含む
ので、修正曲線が本来の修正曲線に近づいていって歪取
りの精度が高くなるとともに、歪量区間数が（区間幅
も）最適なものに近づいていき、修正の過不足がなくな
り、修正能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の方法を実施する装置の正面図で
ある。

【図２】本発明実施例の方法における修正曲線の作成工
程を示すフローチャートである。

【図３】本発明実施例の方法における修正曲線の作成工
程における最大押込み量決定工程を示すフローチャート
である。

【図４】本発明実施例の方法における修正曲線の作成工
程における最大押込み量とそれを分割した試行押込み量
との関係を示すグラフである。

【図５】本発明実施例の方法における修正曲線の作成工
程におけるプレス押込み量に対する修正量を決定する工
程を示すフローチャートである。

【図６】本発明実施例の方法において作成された押込み
量基準の修正曲線を示すグラフである。

【図７】本発明実施例の方法における押込み量基準の修
正曲線から歪量基準の修正曲線への変換を示すグラフで
ある。

【図８】本発明実施例の方法における押込み量基準の修
正曲線上の、修正量１〜ｎにおける押込み量を算出する
ときのパラメータを示すグラフである。

【図９】本発明実施例の方法における歪量基準の修正曲
線上を補正する工程を示すグラフである。

【図１０】本発明実施例の方法における修正曲線の更新
工程のフローチャートである。

【図１１】本発明実施例の方法の修正曲線の更新工程に
おける修正量サンプリングデータを押込み量対修正量
（歪量）のグラフ上にプロットしたときの図である。

【図１２】本発明実施例の方法の修正曲線の更新工程に
おける、元の修正曲線と所定区間の補正直線およびその
前後区間の追従直線との関係を示すグラフである。

【図１３】本発明実施例の方法の修正曲線の更新工程に
おける、異常部分（傾きがマイナスとなる部分）が生じ
た更新修正曲線部分を示すグラフである。

【図１４】本発明実施例の方法の修正曲線の更新工程に
おける、異常部分（修正量１以下の区間の修正曲線の傾
きより大きな傾きの部分）が生じた更新修正曲線部分を
示すグラフである。

【図１５】本発明実施例の方法の修正曲線の更新工程に
おける、異常検出領域（傾きがマイナスとなる部分）の
修正曲線の補正方法を示すグラフである。

【図１６】本発明実施例の方法の修正曲線の更新工程に
おける、異常検出領域（修正量１以下の区間の修正曲線
の傾きより大きな傾きの部分）の修正曲線の補正方法を
示すグラフである。

【図１７】区間幅が少ない場合における修正曲線と本来
ほしい曲線との離れを示すグラフである。

【図１８】区間幅が多い場合における修正曲線と本来ほ
しい曲線との離れを示すグラフである。

【符号の説明】

１ ワーク ２ 測定用センター ３ プレス用ワーク受け台 ４ 差動トランス ５ ＡＥクラック検出センサー ６ プレス用シリンダ ７ ＣＰＵ ８ プレス制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歪量が所定数の区間に分割されている修
   正曲線を更新する工程と、該修正曲線に従ってワークの
   歪取りを行う工程と、からなる歪取り方法であって、前
   記修正曲線を更新する工程が、区間内の蓄積加工データ
   が最先に所定数に達した区間の修正曲線部分を統計処理
   によって更新するとともに該区間の前後区間の修正曲線
   部分を前記更新修正曲線部分に連続するように追随させ
   る工程と、ついで前記区間の更新修正曲線部分とその前
   後区間の追随修正曲線部分の状態に従い前記区間を変化
   させる工程と、を含むことを特徴とする歪取り方法。