JPH11320198A - プレス機械における動的な型押し／シャットハイトたわみ活動を監視するためのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス機械の形状における多数の位置におい
て発生する実際の振動活動の間の真の相互作用を評価す
るために、実際の製造運転の際にプレス機械の運転およ
び型押しをリアルタイムで動的に監視するための方法お
よび装置。 【解決手段】 加速度計の配列を用いて、複数のプレス
機械位置におけるプレス機械の、又、型押しのための、
加速度を示す測定データを獲得する。積分器は、加速度
データを、指示された機械位置におけるプレス機械の変
位活動を表す変位データへと変換する。変位データをフ
ィルタ処理することにより、当該の機械位置および型押
し位置において発生する振動活動を表すたわみ測定値が
提供される。選択された機械位置間の相対的なプレス運
動活動に関する測定値により、それぞれの機械位置にお
いて発生するたわみ活動が互いに及ぼす影響の指標が提
供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、プレ
ス機械と共に用いるための測定システムにかかわり、特
に、プレスおよび型押しによる動的たわみ活動を識別し
評価するために、加工品の製造サイクルにおけるプレス
機械の運転を動的に監視するための方法および装置にか
かわる。

【０００２】

【従来の技術】プレス機械は加工品に力を加え、それに
より、加えられた力に応答してダイの配列が材料と接触
させられると、材料が所望の形状を獲得することにな
る。様々なプレスタイプによって、成形、打ち抜き、型
締め、圧縮、プレス絞り、射出成形などの製造プロセス
が実行される。プレスの運転を監視するためのシステム
は、運転の安定性や最適化を示すある性能パラメータを
測定することで、製造業務分野において決定的な役割を
果たしている。従来の装置は、プレス機械における幾つ
かの位置に固着した一連のセンサを用いて、プレス機械
の主要構成要素内に生じている負荷を測定するものであ
る。負荷の測定値は、あるしきい値レベルと比較して評
価され、現在の負荷状態が積量を超えているかどうかを
決定する。他の取り組み方は、プレス機械に生じる負荷
によって、直立支持部材のようなプレス構成要素の構造
的一体性に変更がもたらされることを認識するものであ
る。プレス機械の選択された領域に固着された応力−ひ
ずみゲージのアレイによって、それらの領域に存在する
負荷レベルを示す測定値が提供される。

【０００３】特別の注意を払うに値するプレス運転の１
つの側面は、プレス構造物内に発生する振動活動を正確
に測定し識別することが関係している。アメリカ合衆国
特許第5,094,107号は、プレス振動の生成およびその重
大さに寄与する様々な動的な影響について説明してい
る。特に注目すべきことは、振動活動は、その震央から
の衝撃波の固有伝播とは異ならない仕方で、プレス構造
を介して伝達され得るので、それに近いダイステーショ
ンでの製造活動に影響することがある、という事実であ
る。従って、振動活動を正確に測定することができる監
視システムを提供することは、決定的に重要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の監視シス
テムに関連して用いられる通常の負荷試験装置は、通
常、静的プレスローディングおよび動的プレスローディ
ングの形態を取っている。しかし、どちらの構成も、プ
レス機械および型押しが実際の荷重状態のもとでどのよ
うに実際に働くのかを実証するのには役立たない。これ
らの負荷キャリブレーション機構は、本質的に、キャリ
ブレーションの結果から構成されるシミュレーションに
基づいて実際の性能データについて予測するためのモデ
ルとして機能するものである。静的プレスローディング
は、プレスアセンブリに、静的な（即ち、運動のない）
状態のもとで、１つあるいは２つの既知の水圧シリンダ
による負荷を与えて、標準たわみ値を得ることが関係し
ているが、その値は１つのプレスと他のプレスとの一般
的な静的比較を行うために適用できるにすぎない。ロー
ドセルによる動的プレスローディングは、静的試験装置
より優れていることが分かるが、それはこの方法が動的
ベースの測定データを提供するからである。しかし、負
荷を加える機構は、依然として、実際のダイローディン
グ状態の不完全なシミュレーションにすぎない。ロード
セルは通常、プレス機械に設置されて、ある既知の試験
負荷に対するプレスの応答を測定するが、実際のパーツ
プロセスで製造型のダイ配列が用いられた場合に実際に
発生する負荷状態のシミュレーションを提供しているに
すぎない。ロードセルを適切な場所に備えたプレス機械
を運転することによって、データを連続的に獲得するこ
とができ、それからシミュレーションモデルを構成し、
ダイ負荷状態のもとでの動的な性能を予測するために用
いることができる。しかし、これら従来のシステムは、
ダイステーションが使用状態となる実際の製造処理の際
にプレス機械に発生する実際の振動運動に関する測定デ
ータを連続ベースで提供する能力はないことが明らかに
なっている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、その１つの形
態として、実際に型押しが行われる製造運転の際にプレ
ス機械の運転を動的にリアルタイムで監視し、プレス機
械の形状における多数の位置において発生する実際の振
動活動間の真の相互作用を評価するための方法および装
置からなる。配列された複数の加速度計を用いることに
より、プレス機械における複数の位置（以降、プレス機
械における位置を「プレス機械位置」と称する）におけ
るプレス機械の加速度を示す測定データを獲得する。プ
レスアセンブリにおける好ましい位置は、ダイステーシ
ョンに対応する位置であり、特に、限定された「シャッ
トハイト」領域におけるスライド部材およびベッド部材
における位置に対応するものである。積分器は、加速度
データを、指示された機械位置の各々におけるプレス機
械の変位活動を示す変位データに変換する。変位データ
をフィルタ処理することにより、当該機械位置における
振動活動（即ち、たわみ）を示すたわみ測定値が提供さ
れる。選択された機械位置すなわち型押し位置間の相対
的なプレス運動活動の測定により、それぞれのプレス機
械位置において発生するたわみ活動が互いに及ぼす相互
の影響の動的表示が提供される。本システムは、プレス
機械に作用的に接続される別個のユニットあるいはコン
ソールを搭載したユニットとすることができる。

【０００６】本発明は、その別の形態として、プレス機
械の運転を監視するためのシステムからなるものであ
る。本システムは、複数のプレス機械位置すなわち型押
し位置において発生するプレス運動活動の測定値を提供
する測定手段と、前記複数のプレス機械位置のうちの任
意の複数位置間におけるプレス機械の相対的な運動活動
を、測定手段により提供されるプレス運動活動の測定値
に基づいて、分析するための分析手段とを含むものであ
る。プレス機械位置の各々において測定されるそれぞれ
のプレス運動活動は、そこにおいて発生する振動運動の
表現を含んでいる。プレス機械の運転として、加工品を
型押しするための製造活動を含めるのは好ましい。プレ
ス機械の運転の監視は、その好ましい１つの形態として
は、動的に実行される。

【０００７】測定手段は、その１つの形態では、複数の
プレス機械位置に配置されてそれぞれの加速度測定値を
生成する複数の加速度計を更に含んでいる。分析手段
は、その１つの形態では、複数の加速度計により生成さ
れた加速度測定信号を、プレス機械位置におけるプレス
機械の変位を示す一連のそれぞれの変位測定信号に変換
するための運動データ変換手段を更に含んでいる。変位
測定信号の各々は、基準位置における変位活動に対する
それぞれのプレス機械位置におけるプレス機械の変位活
動を表すものである。基準位置は、プレス機械の共通下
死点部分であるのが好ましい。運動データ変換手段は、
その１つの形態では、積分器を含んでいる。

【０００８】監視システムは、更に、アナログ形式で提
供される加速度測定信号をそれを表すディジタル形式に
変換するための信号変換手段を含んでいる。信号変換手
段は、その１つの形態では、アナログ−ディジタル変換
器を含んでいる。

【０００９】分析手段は、その別の形態としては、一連
の変位測定信号の各々をフィルタ処理することにより、
特定の測定された位置におけるプレス機械の相対的な並
進運動を表すそれぞれの信号成分をそれから実質的に除
去するためのフィルタ処理手段を更に含むものである。
分析手段は、その更に別の形態では、複数のプレス機械
位置あるいは型押し位置のうち任意の複数位置に関連す
るプレス機械の変位活動に関する関係式で、それらの間
の相互作用を記述する関係式を生成するための比較手段
を含んでいる。比較手段は、その１つの形態では、プレ
ス機械位置のうちの２つにおけるプレス機械のそれぞれ
の変位活動の間の差動比較を提供するためのコンパレー
タを含んでいる。プレス機械位置としては、複数のダイ
ステーションに関連する位置を含むのが好ましく、ダイ
ステーションに関連する位置としては、それに関連する
スライド部材およびベッド部材のための位置が含まれ
る。コンパレータにより提供される差動比較は、その１
つの形態としては、それぞれダイステーションに対応す
る２つのスライド位置のそれぞれの変位活動にかかわる
相対的な測定、それぞれダイステーションに対応する２
つのベッド位置のそれぞれの変位活動にかかわる相対的
な測定、そして、同じダイステーションに対応するスラ
イド部材位置およびベッド部材位置のそれぞれの変位活
動にかかわる相対的な測定、のうち少なくとも１つを含
むものである。

【００１０】比較手段により生成される関係式は、その
１つの形態としては、変位活動の特性を定める交差効果
の力に起因する、複数のダイステーションの任意の幾つ
かにおいて発生する変位活動の相互効果を記述するもの
である。ダイステーションの各々に関連する変位活動
は、対応するダイステーションにおいて発生する振動活
動の表現を組み込んでいる。

【００１１】本発明は、その別の形態として、スライド
部材とベッド部材とを含むプレス機械により駆動される
複数のダイステーションと共に用いるための、プレス運
転を監視するためのシステムからなるものである。本シ
ステムは、複数のプレス機械位置のそれぞれにおけるス
ライド部材の変位を提供して、それを表す複数のスライ
ド部材変位測定値を生成するためのスライド測定手段
と、複数のプレス機械位置のそれぞれにおけるベッド部
材の変位を提供して、それを表す複数のベッド部材変位
測定値を生成するためのベッド測定手段とを含むもので
ある。スライド部材変位測定値とベッド部材変位測定値
とに基づいて、複数のプレス機械位置のうち任意の複数
位置間におけるプレス機械の相対的な運動活動を定義す
る関係式を導出するために、プロセッサ手段が提供され
ている。プレス機械位置は、複数のダイステーションに
関連する位置を含むことが好ましい。

【００１２】本監視システムの特徴は、その１つの形態
では、スライド部材位置とそれに対応するベッド部材位
置との間の相対的な運動活動をプロセッサ手段により評
価するために、複数のスライド部材変位測定値の幾つか
が複数のベッド部材変位測定値の幾つかと位置合わせさ
れ、および／または、時間を合わせられていることであ
り、スライド対ベッドの位置合わせはダイステーション
のそれぞれ１つと関連付けられている。

【００１３】スライド測定手段およびベッド測定手段の
各々は、その１つの形態として、複数のプレス機械位置
のそれぞれに配置され、そこで発生するプレス機械加速
度活動を表すそれぞれの加速度測定信号を生成する複数
の加速度計と、加速度計により生成される加速度測定信
号を積分して、各々がそれぞれの加速度活動に対応する
変位活動を表す複数の積分信号のそれぞれを提供するた
めの積分器手段とを含んでいる。スライド測定手段によ
り提供されるスライド部材変位測定値の各々と、ベッド
測定手段により提供されるベッド部材変位測定値の各々
は、その好ましい形態として、それに対応するそれぞれ
のプレス機械位置において発生するそれぞれのたわみ活
動の表現を含んでいる。

【００１４】プロセッサ手段は、その１つの形態とし
て、複数のプレス機械位置のうち任意の複数位置におい
て発生するプレス運動活動間の相互作用の測度を提供す
る分析手段を更に含んでおり、その相互作用は、少なく
とも部分的には、そこで発生するそれぞれのたわみ活動
の伝達性に起因するものである。

【００１５】分析手段は、その１つの形態では、それぞ
れのプレス機械位置におけるスライド部材の変位間の差
分測定値と、それぞれのプレス機械位置におけるベッド
部材の変位間の差分測定値と、同じプレス機械位置にお
けるスライド部材の変位とベッド部材の変位との間の差
分測定値とのうち少なくとも１つを含む相対的測定値を
選択的に提供するための相対的測定手段を含んでいる。
相対的測定手段は、その１つの形態としては、コンパレ
ータを含むものである。

【００１６】本監視システムは、その別の形態として、
スライド測定手段により生成されるスライド部材変位測
定値の各々１つをフィルタ処理して、プレス機械の並進
運動を示す成分をそれから実質的に除去するためのフィ
ルタ処理手段を更に有している。プレス機械の並進運動
を示す信号成分は、振動活動に比較して低周波スペクト
ルを占めており、振動活動は、それぞれのスライド部材
変位測定値において高周波スペクトル成分により表され
ている。

【００１７】本発明は、その更に別の形態として、プレ
ス機械の運転を監視するためのシステムであって、複数
のプレス機械位置で発生するプレス運動活動の測定値を
提供するための測定手段と、測定手段により提供される
プレス運動活動測定値に基づいて、複数のプレス機械位
置のうち任意の複数位置で発生するそれぞれのプレス運
動活動間の相互作用を分析するための分析手段とを含む
システムからなるものである。

【００１８】分析手段は、その１つの形態では、測定手
段により提供されるプレス運動活動測定値に応答して、
複数のプレス機械位置のうち任意の複数位置に関連した
プレス機械の運動活動にかかわりそれらの間の相互作用
を記述する比較関係式を生成するための比較手段を更に
含んでいる。

【００１９】測定手段は、その１つの形態では、プレス
機械位置に配置され、そこで発生するプレス機械の加速
度活動を表すそれぞれの加速度測定信号を生成する複数
の加速度計と、加速度計により生成される加速度測定信
号を積分して、各々がそれぞれの加速度活動に対応する
変位活動を示す複数の積分信号のそれぞれを提供するた
めの積分器手段とを更に含んでいる。複数のプレス機械
位置の各々において測定されるプレス運動活動が、そこ
で発生する振動運動の表現を含むのは好ましい。

【００２０】プレス機械の運転が、加工品を型押しする
ための製造活動を含むことは好ましい。本システムは、
その１つの形態では、プレス機械の運転の監視が動的に
実行されることを特徴とする。本システムは、その別の
形態では、積分器手段により提供される積分信号の各々
１つをフィルタ処理して、プレス機械の並進運動を示す
それぞれの信号成分をそれから実質的に除去するための
フィルタ処理手段を更に含んでいる。

【００２１】本発明は、その更に別の形態としては、プ
レス機械の運転を監視するためのシステムであって、複
数のプレス機械位置におけるプレス機械の加速度を測定
するための測定手段と、測定手段により測定される加速
度を、それを表し、それに対応するそれぞれのプレス機
械位置において発生するプレス機械運動活動を示す変位
測定値に変換するための変換手段とを含むシステムから
なるものである。変換手段により提供される変位測定値
に基づいて、複数のプレス機械位置のうち任意の複数位
置の間においてプレス機械運動活動の相互関係を評価す
るために評価手段が更に提供される。

【００２２】測定手段は、その１つの形態では、複数の
加速度計を更に含んでいる。変換手段は、その１つの形
態では、積分器を更に含んでいる。評価手段は、その１
つの形態では、複数のプレス機械位置のうち任意の複数
位置に関連する変位測定値を含み、又、そこで発生する
それぞれの運動活動の伝達性に、少なくとも一部は、起
因するその間の相互作用を記述する差動関係式を生成す
るための比較手段を更に含んでいる。プレス機械位置の
各々において発生するそれぞれのプレス機械運動活動
が、そこで発生するたわみ活動の表現を含むのは好まし
い。プレス機械運転が、加工品を型押しするための製造
活動を含むのは好ましい。本監視システムは、その１つ
の形態として、変換手段により提供される変位測定値の
各々１つをフィルタ処理して、各位置におけるプレス機
械の並進運動を示すそれぞれの信号成分をそれから実質
的に除去するためのフィルタ処理手段を更に含むもので
ある。

【００２３】本発明は、その更に別の形態として、プレ
ス機械の運転を監視するためのシステムであって、複数
のプレス機械位置のそれぞれ１つに配置され、そこで発
生するプレス機械加速度活動を表すそれぞれの加速度測
定信号を生成する複数の加速度計と、加速度計により生
成される加速度測定信号を積分して、各々がそれぞれの
加速度活動に対応する変位活動を示す複数の積分信号の
それぞれを提供するための積分器手段とを含むシステム
からなる。分析手段は、積分器手段により提供される変
位を示す積分信号に基づいて、複数のプレス機械位置の
うち任意の複数位置間におけるプレス機械の相対的な運
動活動を分析するためのものである。分析手段は、その
１つの形態では、そして複数の積分信号により示される
変位活動を含む比較関係式を生成するための手段であっ
て、積分器手段に作用的に結合されたものを更に含んで
いる。

【００２４】プレス機械運転は、加工品を型押しするた
めの製造活動を含むことが好ましい。本監視システム
は、その１つの形態では、積分信号の各々１つにより示
される変位活動で、プレス機械位置のそれぞれ１つに関
連した変位活動が、そこで発生する振動運動の表現を含
んでいることを特徴とする。

【００２５】本発明は、その更に別の形態としては、プ
レス機械の運転を監視する方法であって、複数の機械位
置で発生するプレス運動活動を測定するステップと、複
数のプレス機械位置のうち任意の複数位置に関連するプ
レス活動測定値に基づいて、それら複数位置の間におけ
るプレス機械の相対的な運動活動を分析するステップと
を含む方法からなるものである。

【００２６】測定ステップは、その１つの形態では、複
数のプレス機械位置におけるプレス機械の加速度を測定
するステップと、それら複数のプレス機械位置において
測定されたプレス機械の加速度を加速度に対応するプレ
ス機械の変位活動を表すそれぞれの変位測定値へと変換
するステップとを更に含んでいる。加速度測定ステップ
は、その１つの形態では、複数のプレス機械位置に配置
された複数の加速度計を提供するステップを更に含んで
いる。分析ステップは、その１つの形態では、複数のプ
レス機械位置のうち任意の複数位置間においてプレス機
械の変位活動を比較するステップを更に含んでいる。プ
レス機械位置の各々１つに関連する変位活動が、そこで
発生する振動活動の表現を含むことは好ましい。プレス
機械の運転は、加工品を型押しするための製造活動を含
むことが好ましい。

【００２７】本発明の１つの利点は、プレス運転の振動
活動を加工品の製造にかかわる実際のダイ負荷状態の際
に監視することができることである。

【００２８】本発明の他の利点は、プレスの運転を連続
的に（即ち、動的に）リアルタイムで監視することがで
きるので、加速度測定値や変位測定値などの測定データ
はプレス機械においてその時に発生している実際のプレ
ス特性を反映していることである。

【００２９】本発明の更に別の利点は、本監視システム
が、実際のダイ負荷状態の結果生成される、又、実際の
加工品に関連した負荷が発生しているプレス機械位置か
ら得られる測定データを評価することである。

【００３０】本発明の更に別の利点は、本監視システム
が、プレス機械位置のうち任意の位置において発生する
個々に測定されたたわみ活動の間の相互作用を動的に評
価するための手段を提供することである。

【００３１】本発明の更に別の利点は、本監視システム
によって、任意のダイステーションにおいて発生し、独
立のダイ製造状態からなるマトリックスに相関された、
任意のまたすべてのたわみ活動の完全な定義が可能とな
ることである。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、そこには本発
明の監視システムで用いるための加速度計（１２，１
４，１６，および１８で概略的に示されている）を例示
的に配列して構成された代表的なプレスアセンブリ１０
の略正面図である。プレスアセンブリ１０は、当業者に
既知の従来の構成を有しており、スライドあるいはラム
部材２２と、ダイエレメントのアレイ（集合的に２６で
示されている）を備えて構成された上側ダイシュー２４
と、ベッド部材２８と、その上に配置され加工品３２を
しっかりと支持する下側ダイシュー３０とを有するプレ
ス機械２０を含むものである。運転の際には、スライド
２２は下方に移動し、それによって、アレイ２６内の幾
つかのダイエレメント（現行の製造プロセスに適切なも
の）が加工品３２に係合して、所期の型押し形成物を製
造する。

【００３３】ここに開示された監視システムに関連して
用いられるプレスアセンブリ１０は本発明の一部を形成
するものではなく、任意の配列のものを包含することが
できる。アレイ２６の個々のダイエレメントと下側ダイ
シュー３０の対応する部分との位置合わせによって、ダ
イステーションが構成されている。従って、図１には複
数のダイステーションが図示されており、例示のために
そのようなダイステーションのうちの２つにラベルＡと
Ｂが付されている。ステーションＢは、図示のように配
置されて、プレスのストロークの際には加工品３２と係
合しないので、非活動状態と考えられる。

【００３４】図２を参照すると、そこには、図１に示さ
れたプレスアセンブリ１０と共に用いられるようにされ
た、本発明の１つの実施形態による監視システム４０が
ブロック図によって示されている。監視システム４０
は、大まかに述べれば、実際の製造プロセスの際に、リ
アルタイムでプレスアセンブリ１０の運転を動的に監視
するように機能し、より詳細に述べれば、プレス機械２
０の全体にわたってたわみ活動を監視し、識別するよう
に機能する。図２の構成要素の詳細な説明を続ける前
に、プレス構造内における振動活動の起源と影響につい
て論じるのは適切である。ここでそうしたように、たわ
み活動と振動活動とは同じ意味で用いられる。

【００３５】ここに開示された本発明に関連して、初期
の発生領域（すなわち、起点）からプレス機械の形状に
おける他の位置への、負荷により誘発されたたわみ活動
の区間外伝達を特徴とする交差ローディングにかかわる
現象が認識されている。音響学的な言い方をすれば、た
わみ活動は、その起点を取り囲む局所に対する衝撃を抑
制しようとする任意の内部構造的抵抗を克服し、むしろ
他の周囲領域へと広がり伝播する、衝撃波として作用す
る。同時にあるいはほぼ同時に稼動する多数のダイステ
ーションを有するプレス機械においてそのような現象が
存在することは、各ダイステーションにおける負荷状態
が、対応するダイステーションの構成によって定められ
る境界を超える誘発された振動活動の伝播によって他の
ダイステーションにおいて発生するプレス活動に影響す
ることを意味する。従って、振動の影響は、プレス構造
に最初に振動エネルギを導入する原因となった装置（例
えば、ダイステーション）に限られない。むしろ、この
振動活動は、プレス機械の他の位置において生成され
た、負荷により誘発された振動と互いに作用し合い、そ
れらの位置において測定される実際の有効なたわみ活動
に影響を与える。交差ローディング効果の表現を組み込
んだ、又、複数のプレス機械位置のうち任意の１つにお
いて発生するたわみ活動の間の相互作用の評価を容易に
する測定値を提供することは本発明の主要な側面であ
る。

【００３６】特に図２を参照すると、監視システム４０
は、加速度計の配列４２と、アナログ−ディジタル変換
器４４と、積分装置４６と、フィルタネットワーク４８
と、マルチプレクサ５０と、プロセッサ５２とを含んで
いる。加速度計の配列４２は複数の個々の加速度計ユニ
ットを含んでおり、ユニットの各々は、たわみ測定デー
タを収集すべき複数のプレス機械位置の１つにそれぞれ
配置されている。加速度計（あるいは同等の使用性を有
する任意の他の適切な検出器）によって、それが加速度
を検出できるような関係で係合される構造物の加速度の
測定値が提供される。加速度計はプレス機械２０内のど
こに置いてもいいが、好ましい分布は加速度計をダイス
テーション内に置くものであり、１つの加速度計をスラ
イド部材に固定し、別の１つの加速度計をベッド部材に
固定するのが好ましい。特に、加速度計をダイステーシ
ョン内に配置して、ステーション内に発生する負荷に起
因する実際のたわみをできる限り正確に測定するのは適
切である。加速度計の配列４２は一連の加速度信号５４
（それぞれ、加速度計のそれぞれ１つによって検出され
る加速度を表す）を生成し、それらの信号をアナログ−
ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器４４に転送し、その変換器
では、測定された加速度信号５４が、アナログ形式の信
号からそれを表すディジタル信号へと変換される。監視
システムは動的に運転されるので、加速度データは連続
的に供給されて、その時系列が形成される。従って、す
べての信号およびそれから導出される測定値も、同様
に、時系列の形態を取る。

【００３７】積分装置４６は、Ａ／Ｄ変換器４４により
提供されるディジタル加速度信号５６を受け取って各信
号について二重積分演算を実行するが、その演算により
１回目で速度信号に変換され、次いで、変位信号に変換
される。結果として、積分装置４６によって一連の変位
測定値５８が提供され、それは、元の加速度測定値が得
られたプレス機械位置のアレイにおいて発生する変位活
動を表すものである。

【００３８】積分装置４６により提供される変位測定値
５８は、それに関連したプレス機械構成要素（即ち、対
応する加速度計が取りつけられたそれぞれのプレス構造
物）の変位活動を描写している。従って、プレス機械２
０のスライド部材内に置かれた加速度計に関しては、そ
れから生成された変異測定値は、加工品３２に印加され
る力を生み出すように意図した所期の並進運動（即ち、
垂直運動）の表現を含むものであり、又、発生する負荷
によってプレス構造物（ダイステーション）において誘
発された振動活動の表現を含むものである。フィルタネ
ットワーク４８は、プレススライドの垂直運動を表すス
ペクトル成分をフィルタで除去することにより、振動活
動を表すスペクトル成分を分離する目的で提供されてい
る。スライドの垂直運動に対応する周波数信号は、振動
を表す比較的高い周波数信号よりも一般に低い帯域を占
めている。従って，フィルタネットワーク４８が高域通
過フィルタ処理機能を実行するのは好ましい。ベッド部
材のような、プレスの比較的静止した構成要素から得ら
れる変位測定信号のフィルタ処理を行うかどうかは任意
である。なぜなら、並進運動を表す低周波信号は一般的
にそこには存在していないからである。

【００３９】基準測定信号をフィルタネットワーク４８
に加え、フィルタ処理された高周波信号により示される
変位測定値をベースライン値と比較する。この基準信号
は、プレス機械２０の共通の下死点（ＢＤＣ, bottom-d
ead-center）から得られる変位測定値によって提供され
るのが好ましい。従って、フィルタネットワーク４８か
らの出力は、共通の下死点を基準にした一連のたわみ測
定値に対応する。たわみ測定値は、それぞれのプレス機
械位置において発生する負荷状態に帰せられる、又、よ
り重要なこととして、他のプレス機械位置において発生
するたわみ活動（強さおよび伝播方向が、当該の局所的
に発生している振動活動と相互作用し、それに影響を与
えるに十分なもの）から受ける寄与に帰せられる、振動
活動を表すものである。

【００４０】監視システム４０は、複数のプレス機械位
置のうち任意の複数位置の間でのプレス機械の相対的運
動活動を、フィルタネットワーク４８により提供される
たわみ測定値に基づいて、分析することにより、この相
互作用の性質および程度を調査するための機構を提供す
る。プロセッサ５２は、複数のプレス機械位置の間での
プレス機械の相対的運動活動を定義する関係式を導出す
るという機能を果たす。これらの関係式は、プロセッサ
５２に統合されているコンパレータ装置を用いて生成さ
れるが、そのコンパレータ装置は、プレス機械位置のう
ち任意の幾つかに対応するたわみ測定値の間の差動比較
を選択的に提供するものである。選択性は、制御可能な
マルチプレクサ５０を用いて実現されるが、そのマルチ
プレクサ５０は、入力ポートにたわみ測定値を受け取
り、プレス機械位置に対してインデックス付けられユー
ザーにより指定される可変キーに応じて、たわみ測定値
のうち選択されたものを出力ポートに出力するものであ
る。事実上、このマルチプレクサによって、位置によっ
てインデックス付けされた入力（たわみデータ）の任意
のセットにおける関係式を生成するために、そのセット
を選択することが可能である。他の実施形態では、十分
な能力のコンピュータ化された機器が用いられる場合、
測定値を実質的に同時に比較することもできる。コンパ
レータ装置によって実行される差動比較は、それぞれの
ダイステーションに対応する２つのスライド部材のそれ
ぞれの変位活動にかかわる相対的な測定値と、それぞれ
のダイステーションに対応する２つのベッド部材のそれ
ぞれの変位活動に関する相対的な測定値と、同じダイス
テーションに対応するスライド部材とベッド部材のそれ
ぞれの変位活動に関する相対的な測定値とのうち少なく
とも１つを含むことが好ましい。図３は、この前述の一
連の相対的な測定値の獲得が本発明によってどのように
実現されるかを図示したものである。

【００４１】ここでプロセッサ５２は差動比較を提供す
るものとして説明されたが、この特定の動作モードを監
視システム４０の限定的な特徴と見なすべきではない。
なぜなら、プロセッサ５２は、本発明によりプレス機械
位置間の相対的な運動活動を分析するのに適切な任意の
形態の信号処理を包含するものだからである。プロセッ
サ５２は、プレス機械の全体の様々な位置で発生するプ
レス機械運動活動（および、特に、たわみ活動）がどの
ように互いに相互作用するか、および／または、互いに
影響し合うかを理解する助けとなる加速度測定値（およ
びそれから導出される信号）間の諸関係式を確立するあ
るいは確立しようと企てる任意のタイプの信号処理を提
供するものとして広く解釈すべきである。プロセッサ５
２の例示的な実施形態は、任意の適切な信号処理装置、
プロセッサあるいは他の同等の構成、あるいはそれらの
任意の組み合わせを含むものであり、更に、処理操作は
ソフトウェアで実行してもよい。プロセッサ５２は、加
速度信号あるいは変位信号を獲得して後で（詳細に）評
価するための補助回路を含んでもよい。

【００４２】図３を参照すると、そこには、図２の監視
システム４０の一部を示すブロック図が示されており、
プロセッサ５２に含まれるコンパレータ装置の動作を図
示している。特に、ここで開示されているのは、それぞ
れのダイステーションに位置する２つの別個のプレス機
械位置間に発生する相対的たわみ活動を測定するための
代表的な回路構成６０である。図１における加速度計の
配列は、図３の回路構成によって用いられる加速度測定
信号を提供するのに適切なものである。図３に示された
変数は次ぎのように定義されている。すなわち、Ｓ_Aは
位置Ａ（即ち、ダイステーションＡ内）のスライドの変
位測定値を示し、Ｓ_Bは位置Ｂ（即ち、ダイステーショ
ンＢ内）のスライドの変位測定値を示し、Ｂ_Aは位置Ａ
のベッドの変位測定値を示し、Ｂ_Bは位置Ｂのベッドの
変位測定値を示している。更に、フィルタ処理の結果と
して、次の信号が提供される。すなわち、Ｓ_A’は位置
Ａのスライドのたわみを示し、Ｓ_B’は位置Ｂのスライ
ドのたわみを示し、Ｂ_A’は位置Ａのベッドのたわみを
示し、Ｂ_B’は位置Ｂのベッドのたわみを示している。
回路構成６０は、示された入力−出力差動計算を実行す
る１列のコンパレータを含んでいる。特に、それぞれ、
コンパレータ６２は、ステーションＡとステーションＢ
との間におけるスライドの相対的なたわみを示す相対的
スライドたわみ測定値（Ｓ_A’−Ｓ_B’）を提供し、コン
パレータ６６はステーションＡとステーションＢとの間
におけるベッドの相対的なたわみを示す相対的ベッドた
わみ測定値（Ｂ_A’−Ｂ_B’）を提供し、コンパレータ６
４は、同じステーションＡおよびステーションＢ内にお
けるスライドのベッドに対する相対的なたわみを示す１
対のスライド対ベッド相対的たわみ測定値（Ｓ_A’−
Ｂ_A’および Ｓ_B’−Ｂ_B’）を提供する。

【００４３】図４−６を参照すると、そこには、図３で
示された信号を説明する一つの例を描いた一連の図形的
表示が示されている。特に、図４Ａ−図４Ｄは、動的変
位信号の代表的なセットを示す一連の図形的表示であ
る。図５Ａ−図５Ｄは、図４Ａ−図４Ｄに示された動的
変位信号の各々をフィルタ処理したものを示す一連の図
形的表示である。図６Ａ−図６Ｄは、図５Ａ−図５Ｄに
示されたフィルタ処理された変位に基づいて、相対的変
位測定値のセットを示す一連の図形的表示である。図４
Ａを参照すると、そこには、フィルタ処理されていない
変位測定値スライド信号Ｓ_A（即ち、積分装置４６によ
り提供される信号）のスペクトル組成、即ち、高周波成
分７０（たわみ活動を示している）が低周波成分７２
（プレスの垂直運動に対応している）に重畳されたも
の、が図示されている。高周波成分７４および低周波成
分７６の同様の組み合わせが、スライド信号Ｓ_Bに関し
て図４Ｂに示されている。図５Ａおよび図５Ｂは、フィ
ルタ処理操作によってどのように低周波信号が取り除か
れて高周波スペクトルのみが残されるかを示している。
そのような相対的なたわみ測定値は、いくつかの機械位
置において発生するたわみ活動間の相互作用の存在（そ
れが存在するとすれば）を確認するのに有用である。こ
の相互作用は、多数のダイステーションが作動している
場合に特に重要である。例えば、測定データの評価によ
って、いくつかのダイステーション間の高いレベルの相
対的なたわみ活動が明らかにされる場合、それらのステ
ーションの１つで製造されている部品の生産品質が他の
ステーションでの負荷状態によって不利な影響を受けて
いることを示すものと解釈することができるであろう。
なぜなら、好ましくないレベルのたわみ活動（そのよう
に測定されたもの）が、部品製造ステーションに対して
外部的な負荷状態のせいで、そのステーションに導入さ
れるからである。

【００４４】本発明の監視システムは、それを従来の監
視装置から区別する幾つかの重要な利点を提供する。多
数位置の加速度測定値が同時に得られ、直ちに並列的に
処理され、プレス機械全体の運動特性をリアルタイムで
描写する瞬時的プロフィールを提供する。本監視システ
ムにより生成される測定データは、多数のステーション
で発生する多数の負荷が存在するという事実を、又、各
ステーションで発生する負荷は、実際に、すべてのある
いは他の幾つかのダイステーションにおけるたわみ活動
に影響があるという事実を考慮に入れたものである。本
監視システムは更に、監視が動的に、又、実際の加工品
製造プログラムの期間に、実行され、関心のある期間
（例えば、プレスストローク全体）にわたって実際の衝
撃（例えば、負荷）状態のために発生した実際のたわみ
の測定値を提供することを特徴とする。測定データは、
部品製造の際にプレス機械内に発生する様々な重要な状
態および影響を組み込んだものであるという点で、特有
の頑健性を有している。例えば、測定データは、実際の
負荷による圧縮効果および引張効果、ダイステーション
以外のものの効果（例えば、ストリッパープレート、カ
ウンタバランスシリンダ、あるいはどんなものであれ金
型内の他のデバイスによる負荷）、および、すべてのス
テーション間交差負荷効果、の表現を含むものである。
監視作用が動的性質のものであるため、ストロークの任
意の時点での（あるいは、任意の他の機械位置間での）
スライド対ベッドのたわみ状態の評価が可能であり、そ
れにより製造プロセスを徹底的に調査してその統合性を
確保することができる。プレスアセンブリ全体にわたっ
て分散した機械位置に関するたわみ測定値に基づいた評
価によれば、過度のレベルの振動ディスターバンスが生
成されているダイステーションを識別することが容易に
なる。動的たわみデータから、それを元になる製造プロ
セスに相関させて、それぞれのダイステーション位置に
イッデックス付けした、プロセスに依存したたわみ状態
のプロフィールを生成するのが好ましい。

【００４５】別の実施形態では、加速度測定データに基
づいてプレス機械の運転モードを決定するために監視シ
ステムを用いることができる。時間依存性の加速度デー
タと関係する位置データとを組み合わせることにより、
プレス機械がそのプレスストロークを経過する際にどの
ようにたわむのかを示すモデルを作ることができるであ
ろう。そのようなモデルは、加速度計をきわめて正確に
は位置決めできない場合に有用である。なぜなら、近似
的に配置された加速度計の配列を用いて、実際の加速度
値をシミュレートする加速度データを生成することがで
きるからである。そのシミュレーションは測定データを
荷重平均する方法を採用することができ、その場合、ウ
ェイトは加速度計の実際のダイステーション位置に対す
る近さに比例する。

【００４６】ここに開示された実施形態で示された構成
要素およびサブシステムは例示のためだけのものであ
り、同等の機能性を達成するために他の機器および構造
物を代替的に用いることができることは当業者には明ら
かである。プロセッサ５２は、マイクロプロセッサ回
路、ハードウェアに組み込まれた構成、および／また
は、ソフトウェアモジュール、を用いる任意の従来の方
法で実現することができる。構成要素４２−４４−４６
−４８−５０−５２が統合ユニットを形成し、その統合
ユニットを、任意のタイプのプレス機械２０と共に用い
られる加速度計の任意のアレイに結合するようにし、そ
れによって、広範囲の形態可能な用途に広く適するよう
にするのは好ましい。

【００４７】以上、本発明を好ましい設計を有するもの
として説明したが、本発明は本開示の趣旨ならびに範囲
内で更に変更することができる。従って、本出願は、本
発明の一般原理を用いるその任意の変形、用途、あるい
は適応を含むことを意図したものである。更に、本開示
からの乖離であって、本発明がかかわる技術分野におい
て既知のあるいは通例の慣習内に入る乖離で、又、添付
の特許請求の範囲内に入るものを本出願はカバーするも
のとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の監視システムに用いられる加速度計を
例示的に配列して編成された代表的なプレスアセンブリ
の略正面図である。

【図２】本発明の１つの実施形態に従って、図１のプレ
スアセンブリと共に用いるようにされた監視システムの
ブロック図である。

【図３】図２に示された監視システムの一部のブロック
図であり、２つの別個のダイステーション位置から得ら
れるスライド測定値とベッド測定値のペアを用いて、本
発明の相対的なたわみ測定の能力を示すものである。

【図４】図４Ａ−図４Ｄは、図３に開示された測定に対
応する動的変位信号の代表的なセットを示す一連のグラ
フである。

【図５】図５Ａ−図５Ｄは、図４Ａ−図４Ｄに示された
動的変位信号のそれぞれのフィルタ処理されたバージョ
ンを示す一連のグラフである。

【図６】図６Ａ−図６Ｄは、図５Ａ−図５Ｄに示された
フィルタ処理された変位信号に基づいた相対的なたわみ
測定値のセットを示す一連のグラフである。

【符号の説明】

１０ プレスアセンブリ、 １２，１４，１６，１８ 加速度計、 ２０ プレス機械、 ２２ スライド、 ２４ ダイシュー、 ２６ ダイエレメントのアレイ、 ２８ ベッド部材、 ４２ 加速度計の配列、 ４４ アナログ−ディジタル変換器、 ４６ 積分装置、 ４８ フィルタネットワーク ５０ マルチプレクサ、 ５２ プロセッサ、 ６２，６４，６６ コンパレータ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレス機械の運転を監視するためのシス
   テムであって、 複数のプレス機械位置において発生するプレス運動活動
   の測定値を提供する測定手段と、 前記複数のプレス機械位置のうち任意の複数位置におい
   て発生するそれぞれのプレス運動活動間の相互作用を、
   前記測定手段により提供されるプレス運動活動の測定値
   に基づいて分析するための分析手段と、を有する、プレ
   ス機械の運転を監視するためのシステム。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシステムであって、 前記測定手段によって提供されるプレス運動活動測定値
   に応答して、前記複数のプレス機械位置のうち任意の複
   数位置に関連するプレス機械の運動活動にかかわる比較
   関係式で、それらの間の相互作用を描写する比較関係式
   を生成するための比較手段、を前記分析手段が更に有す
   ることを特徴とするシステム。
3. 【請求項３】 請求項２記載のシステムであって、 前記測定手段は、更に、 前記複数のプレス機械位置に配置され、そこで発生する
   プレス機械加速度活動を表す加速度測定信号をそれぞれ
   生成する複数の加速度計と、 前記複数の加速度計により生成される加速度測定信号を
   積分して、各々がそれぞれの加速度活動に対応する変位
   活動を示す複数の積分信号をそれぞれ提供するための積
   分器手段と、を有することを特徴とするシステム。
4. 【請求項４】 請求項３記載のシステムであって、前記
   プレス機械の運転は、加工品を型押しするための製造活
   動を含むことを特徴とするシステム。
5. 【請求項５】 請求項４記載のシステムであって、前記
   複数のプレス機械位置の各々において測定されたプレス
   運動活動のそれぞれが、そこで発生する振動運動の表現
   を含むことを特徴とするシステム。
6. 【請求項６】 請求項５記載のシステムであって、プレ
   ス機械の運転の監視が動的に行われることを特徴とする
   システム。
7. 【請求項７】 請求項３記載のシステムであって、 前記積分手段により提供される積分信号の各々１つをフ
   ィルタ処理することにより、それからプレス機械の並進
   運動を示すそれぞれの信号成分を実質的に除去するため
   のフィルタ処理手段、を更に有することを特徴とするシ
   ステム。
8. 【請求項８】 プレス機械の運転を監視するためのシス
   テムであって、 複数のプレス機械位置におけるプレス機械の加速度を測
   定するための測定手段と、 前記測定手段により測定された加速度を、それを表し、
   それに対応するそれぞれのプレス機械位置において発生
   するプレス機械運動活動を示す変位測定値に変換する変
   換手段と、 前記変換手段により提供される変位測定値に基づいて、
   前記複数のプレス機械位置のうち任意の複数位置の間に
   おけるプレス機械運動活動の相互作用を評価するための
   評価手段と、を有する、プレス機械の運転を監視するた
   めのシステム。
9. 【請求項９】 請求項８記載のシステムであって、前記
   測定手段が、更に、複数の加速度計を有することを特徴
   とするシステム。