WO2010041662A1 - 金属製プレス成形品の割れ判定方法、装置、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

金属製プレス成形品の割れ判定方法、装置、プログラム及び記録媒体 Download PDF

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WO2010041662A1
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press
data
molding
crack
distortion
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卓也 桑山
瀬戸　厚司
鈴木　規之
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新日本製鐵株式会社
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    • G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
    • G01N2203/0062—Crack or flaws

Definitions

  • the present invention relates to a crack determination method, apparatus, program, and recording medium for metal press-formed products, and particularly used for detecting cracks during press molding of various metal materials such as ferrous, non-ferrous, and laminated materials. And a suitable technique.
  • the die is elastically deformed due to the pressing force applied to the die or the reaction force of the workpiece deformation resistance.
  • This elastic deformation is called mold distortion. If molding defects such as cracks occur during press molding, the amount of mold distortion that occurs will change, so it is extremely important to measure the amount of mold distortion. Since it varies under the influence of disturbance factors such as variation in material strength of the work material and temperature change, a technique for more effectively predicting a molding defect phenomenon based on information on the amount of mold distortion is expected.
  • Patent Document 1 in a press brake that bends a workpiece between the punch and the die by moving the punch attached to the upper beam and the die attached to the lower beam to contact and separate, A plurality of upper beam distortion sensors provided along the longitudinal direction of the upper beam and detecting the deflection of the upper beam, and a plurality of strain sensors provided along the longitudinal direction of the lower beam and detecting the deflection of the lower beam.
  • the lower beam strain sensor is arranged in a distributed manner along the direction of the bending line between the lower beam and the lower die or between the upper beam and the upper die.
  • a press brake center opening correction device comprising control means for performing drive control of the plurality of actuators so as to perform control for restarting pressurization control thereafter.
  • Patent Document 2 automatically controls the size and shape of a product with high precision in order to enable a process to be omitted by forming a near-net shape of a press-formed product.
  • a load detection means 4 for the purpose of providing a press molding die, in mold press molding, a load detection means 4, a stroke detection means 5, a press frequency detection means 6, a mold temperature detection means 7, and die wear.
  • a deformation prediction model comprising one or more models 9, a mold thermal deformation model 10, a mold load deformation model 11, a workpiece thermal deformation model 12, and a workpiece springback model 13;
  • a press die comprising a multivariable control signal generator 14 and a driving device 15 for deforming the inner wall of the molding recess 3, for example, a piezo element.
  • subjected here is a thing in patent document 2.
  • Patent Document 3 discloses a mold that can detect a bending angle of a workpiece and distortion of the workpiece and a strain sensor unit thereof as described below.
  • An invention having a configuration is disclosed. That is, a position close to the machining position of the workpiece W in a distortion generation region where distortion occurs during the molding of the workpiece W and in a plane perpendicular to the workpiece support surface 3U on which the mold body 3 supports the workpiece, Distortion sensors 9 are embedded in the mold main body 3 at two or more locations apart from each other. The plurality of strain sensors 9 are disposed obliquely between the upper surface 3U of the mold body 3 and the groove forming surface 5F in which the bending groove 5 is formed.
  • the strain sensor unit includes sensors 9 for detecting strain at a plurality of locations of the base member 13 made of an insulating member.
  • the base member 13 includes sensor mounting surfaces 21A and 21B including the sensor 9. A joint surface for integrally joining the base member 13 to the inner surface of the mounting hole, and when the base member is mounted to the mounting hole, the sensor mounting surface and the inner surface of the mounting hole In this configuration, a gap is formed between them.
  • subjected here is a thing in patent document 3. FIG.
  • Patent Document 4 has the following configuration for the purpose of providing a die whose pressurizing force increases corresponding to the work entry position (stroke) of the V groove.
  • the invention has been disclosed. That is, it is a die 1 for bending a plate-like workpiece W into a V shape, and an inclined surface 5 forming a V groove 3 is formed in convex curved surfaces 5U and 5L, and the upper side of the curved surface.
  • the curvature radius DR2 on the lower side is larger than the curvature radius DR1, and the curved surfaces 5U and 5L are curved surfaces in which the contact relationship between the workpiece W and the curved surface 5U becomes a rolling contact mode when the workpiece W is bent.
  • the die 1 is used for bending a plate-like workpiece W into a V shape, and the inclined surface 5 forming the V groove 3 is formed in a convex curved surface, and this curved surface is in contact with the ellipse 9. It is a curved surface.
  • the die 1 is provided with a sensor 7 for detecting distortion at a position close to the inclined surface 5.
  • subjected here is a thing in patent document 4. FIG.
  • Patent Document 5 has the following configuration for the purpose of providing a method and apparatus for detecting a bending angle of a workpiece by detecting distortion of a die.
  • the invention is disclosed. That is, when the plate-like workpiece W is bent, the strain pattern of the die 5 is measured by the strain sensors S1 to S4 provided on the die 5, and a plurality of strain patterns stored in the database 15 in advance are measured. Comparing the measured strain pattern to determine a strain pattern estimation formula, obtaining a friction coefficient by the determined pattern estimation formula, and using a bending angle estimation formula corresponding to the pattern estimation formula, The bending angle of the workpiece is calculated based on the detected value.
  • a plurality of strain sensors for detecting the strain of the die at the time of bending the workpiece are provided.
  • the control means 9 includes the database 15, the detected strain pattern of the die 5, and the strain pattern stored in the database 15. And an estimation formula determining means 17 for determining a pattern estimation formula, and a calculation means 21 for obtaining a friction coefficient using the pattern estimation formula.
  • subjected here is a thing in patent document 5.
  • Patent Document 6 discloses an invention having the following configuration for the purpose of enabling good press working. That is, the condition setting arithmetic unit 104 compares the actual value of the material characteristic transmitted from the material characteristic data providing apparatus 101 via the network 105 with the standard value, and according to the comparison result, the molding speed and the wrinkle. Modify molding conditions such as holding pressure. The control device 300 controls the press molding device 102 so as to start press working of the workpiece 300 under the modified molding conditions. Thereby, when the workpiece 300 is pressed, the generation of cracks and wrinkles is reduced as much as possible, and a non-defective product having the same shape can be obtained as much as possible.
  • subjected here is a thing in patent document 6. FIG.
  • Patent Document 7 includes a punch, a die and a wrinkle holding mold, a friction force measuring means attached between the die and the wrinkle holding mold, and a wrinkle holding load adjusting means.
  • a press molding apparatus is disclosed. The friction force is directly measured by the friction force measuring means, and the wrinkle pressing force is controlled by the wrinkle pressing load adjusting means so that the friction force becomes a predetermined value.
  • appropriate frictional force can be applied regardless of factors such as lubrication and surface properties between the mold and the workpiece, and it is always good regardless of variations in material characteristics and environmental changes. Trying to provide molded products.
  • Patent Document 8 discloses an invention having the following configuration for the purpose of providing a press molding apparatus capable of controlling a mold strain during press working. That is, when at least one of a punch, a die that moves relative to the punch, and at least one of the punch and the die is a controlled member, the punch is provided inside the controlled member and is generated according to press molding. Strain amount measuring means for measuring the strain amount of the controlled member; and strain amount control means for controlling the strain amount of the controlled member that is provided in the controlled member and is generated in accordance with press molding. The strain amount control means controls the drive amount of the controlled member so that the strain amount measured by the strain amount measurement means falls within a predetermined range during molding.
  • Non-Patent Document 1 a press molding apparatus in which a piezoelectric element (mold friction sensor) for measuring compression / tensile strain in the orthogonal direction is built in the vicinity of the die shoulder, and mold friction is disclosed. It has been disclosed that it is possible to predict the shape of a molded product such as springback and twist from sensor information.
  • JP-A-5-337554 Japanese Patent Laid-Open No. 9-029358 JP 2005-199336 A JP 2005-254300 A JP 2006-136926 A JP 2006-075884 A JP 2004-249365 A International Publication No. 07/088093 Pamphlet
  • Patent Document 1 discloses an invention related to an apparatus having a mold strain measuring function, but Patent Document 1 does not have a description about detecting a defective phenomenon such as a crack during press molding.
  • the molding is temporarily interrupted during the molding, the amount of distortion of the upper and lower beams is detected in this stopped state, and the actuator is configured so that the amount of distortion of the upper and lower beams becomes an appropriate value.
  • the actuator is configured so that the amount of distortion of the upper and lower beams becomes an appropriate value.
  • the frictional force between the workpiece and the tool is molded. It is very different from the friction force inside. Therefore, when the invention disclosed in Patent Document 1 is applied to press molding, the measured mold strain amount is different from the mold strain amount during molding, and the measurement accuracy is insufficient.
  • Patent Document 1 is insufficient for detecting cracks during press molding.
  • Patent Document 2 discloses an invention related to an apparatus having a model for predicting mold deformation. Firstly, Patent Document 2 does not have a description about detecting a defective phenomenon such as a crack during press molding. .
  • the invention disclosed in Patent Document 2 has a load detecting means for detecting a load acting on the entire mold and a load deformation model of the mold, and predicts the deformation of the mold using these.
  • the amount of change in the load acting on the entire mold when a local microcrack or the like occurs in the press-molded product is extremely small, and its detection is difficult.
  • Patent Document 2 is insufficient for detecting cracks during press molding.
  • Patent Document 3 discloses an invention relating to an apparatus for measuring mold distortion, but Patent Document 3 does not have a description regarding detecting cracks in a pressed part during press molding.
  • the strain sensor is embedded in a plane perpendicular to the workpiece support surface on which the mold body supports the workpiece.
  • the upper surface 3U corresponding to the workpiece support surface is a plane, and a plane perpendicular to the longitudinal direction of the upper surface 3U and the bending groove 5 is uniquely determined.
  • a strain sensor can be embedded.
  • a press molding die in which cracking of parts is a problem generally has a more complicated shape than a bending die.
  • the workpiece support surface is not a flat surface but a complicated curved surface shape, and a plane perpendicular to the plane cannot be defined.
  • the direction like the bending groove 5 cannot be defined. Therefore, it is impossible to embed a strain sensor in the press mold by the method disclosed in Patent Document 3.
  • Patent Document 3 is insufficient for detecting cracks during press molding.
  • Patent Document 4 discloses an invention related to an apparatus for measuring mold distortion, but Patent Document 4 does not include a description of detecting cracks in a pressed part during press molding.
  • Patent Document 4 is insufficient for detecting cracks during press molding.
  • Patent Document 5 discloses an invention related to an apparatus for measuring mold distortion, but Patent Document 5 does not have a description about detecting cracks in a pressed part during press molding.
  • Patent Document 5 is insufficient to detect cracks during press molding.
  • Patent Document 6 discloses an invention related to an apparatus for measuring mold strain, but Patent Document 6 does not have a description about detecting cracks in a pressed part during press molding.
  • Patent Document 6 is insufficient for detecting cracks during press molding.
  • patent document 7 it installs a certain structure in a wrinkle holding die or a die, and it is going to measure the frictional force, and does not measure the wrinkle holding die and the die distortion of a die directly. .
  • Patent Document 8 discloses an invention relating to an apparatus for measuring mold distortion, but Patent Document 8 does not have a description relating to detection of cracks in a press part during press molding, and when press molding is performed. In order to detect cracks, the invention disclosed in Patent Document 8 is insufficient.
  • Non-Patent Document 1 incorporates a friction sensor in the vicinity of the die shoulder, and can detect cracks in the pressed part, but how to crack the pressed part using the output of the strain sensor. There is a problem that there is no specific description about whether or not to determine, and that it is necessary to use trial and error to determine whether or not it is actually a crack.
  • the present invention has been devised in view of the above-described problems, and relates to a method for determining cracks in a metal press-formed product, an apparatus, a program, and a recording medium, and particularly various types such as ferrous, non-ferrous, and laminated materials.
  • An object of the present invention is to provide a technique suitable for use in detecting cracks during press forming of a metal material.
  • the means of the present invention are as follows.
  • a method for determining cracks in a metal press-molded product for judging cracks in a metal press-molded product molded using a punch and a die A strain measuring means for measuring a strain of at least one of the punch and the die as a measurement target mold; and
  • For a plurality of press-formed products in which cracks did not occur refer to the production conditions including distortion of the measurement target mold in the whole period or part of the period from the press molding start time to the press molding end time, and at least the molding speed
  • storage means to store as data In the press forming of the crack determination target, as the crack determination target data, obtain the strain of the measurement target mold in the whole period or a partial period from the press molding start time measured by the strain measuring means to the press molding end time, And an obtaining step for obtaining production conditions including at least a molding speed;
  • a method for determining cracks in a metal press-formed product (2)
  • the production conditions include production time, temperature, humidity, wrinkle holding force, workpiece lot number, blank processing position information from material lot, workpiece tensile strength, workpiece
  • the method for determining cracks in a metal press-formed product according to (1) wherein at least one of the yield strength of the material, the uniform elongation of the workpiece, and the plate thickness of the workpiece is included.
  • the reference data when the total difference between the production conditions of the reference data extracted from the storage means and the production conditions of the crack determination target data is the smallest is extracted as comparison data, (1)
  • the crack determination is performed by comparing the distortion of the comparison data with the distortion of the crack determination target data, and determining that a crack of the press-formed product has occurred when the maximum value of the difference is a predetermined value or more.
  • the method for determining cracks in a metal press-formed product according to (1) characterized in that it is carried out.
  • the crack judgment method of the metal press-molded product as described in 2.
  • the extraction step the production conditions of the reference data extracted from the storage means and the production conditions of the crack determination target data from the press molding start time to the time when the molding stroke exceeds the predetermined range and the molding progresses. Based on the above, the reference data is extracted as comparison data, and the crack determination method for a metal press-formed product according to (1).
  • the method for determining cracks in a metal press-formed product according to (3), wherein the reference data when the sum is smallest is extracted as comparison data.
  • the maximum strain value of the crack determination target data is (7)
  • the press machine slide In the extraction step, the press machine slide reaches the bottom dead center position of the press molding from the time when the molding progresses at least 60% of the molding stroke from the start time of the press molding and starts the reversing operation, and at least from the bottom dead center.
  • the sum of the difference between the production conditions of the reference data extracted from the storage means and the production conditions of the crack determination target data is the smallest up to the time when the reversing operation of the press machine slide is advanced by 20% or more of the molding stroke
  • the reference data is extracted as comparison data, and the crack determination method for a metal press-formed product according to (3).
  • the press machine slide reaches the bottom dead center position of the press molding from the time when the molding progresses at least 60% of the molding stroke from the press molding start time and starts the reversing operation, and at least 20% of the molding stroke from the bottom dead center.
  • a metal press molded product crack judgment device for judging a crack of a metal press molded product molded using a punch and a die, A strain measuring means for measuring a strain of at least one of the punch and the die as a measurement target mold; and For a plurality of press-formed products in which cracks did not occur, refer to the production conditions including distortion of the measurement target mold in the whole period or part of the period from the press molding start time to the press molding end time, and at least the molding speed Storage means for storing as data; In the press forming of the crack determination target, as the crack determination target data, obtain the strain of the measurement target mold in the whole period or a partial period from the press molding start time measured by the strain measuring means to the press molding end time, And acquisition means for acquiring production conditions including at least the molding speed, Extraction means for extracting the reference data satisfying a predetermined condition as comparison
  • a device for judging cracks in metal press-molded products (13) A program for causing a computer to execute a crack determination of a metal press-molded product for judging a crack of a metal press-molded product molded using a punch and a die, A strain measuring means for measuring a strain of at least one of the punch and the die as a measurement target mold; and For a plurality of press-formed products in which cracks did not occur, refer to the production conditions including distortion of the measurement target mold in the whole period or part of the period from the press molding start time to the press molding end time, and at least the molding speed Using storage means to store as data, In the press forming of the crack determination target, as the crack determination target data, obtain the strain of the measurement target mold in the whole period or a partial period from the press molding start time measured by the strain measuring means to the press molding end time, And acquisition processing for acquiring production conditions including at least the molding speed, Based on the production conditions of the reference data extracted from the storage means and the production conditions of the crack determination target data, an extraction process for
  • FIG. 1 shows a configuration of a press forming apparatus and a crack determination apparatus 100 according to the present embodiment.
  • a punch 2 is attached to a press bolster 1
  • a wrinkle holding load adjusting means 3 is attached to a wrinkle holding die 4
  • a die 7 is attached to an upper slide 6 driven by the forming load / speed adjusting means 5.
  • a thin plate 10 that is a workpiece is placed on the punch 2 and the wrinkle holding die 4.
  • the strain measuring means 8 measures the strain generated when at least one of the punch 2, the die 7 and the wrinkle holding die 4 is a measurement target die.
  • the strain measuring means 8 is composed of, for example, a strain gauge, a piezoelectric element, an FBG sensor using an optical fiber, and the like, and may be installed on the surface of a measurement target mold. In order to measure strain with high accuracy, It is desirable to install it inside the mold to be measured. Further, the number of strain measuring means 8 is not limited.
  • the press molding apparatus which has the wrinkle pressing mold 4 was demonstrated in FIG. 1, when it does not have a wrinkle pressing mold, at least any one of the punch 2 and the die
  • the storage means 104 is constituted by, for example, a computer hard disk drive or the like, and for a plurality of press-formed products that have not been cracked, the measurement target mold from the press molding start time to the press molding end time is measured. Strain, production time, temperature, humidity, forming speed, wrinkle holding force, workpiece lot number, blank processing position information from material lot, workpiece tensile strength, workpiece yield strength, Among the production conditions such as the uniform elongation amount of the workpiece and the plate thickness of the workpiece, the production conditions including at least the forming speed are stored as reference data.
  • the storage means 104 stores reference data for a press-formed product that has been confirmed in advance to have no cracks by inspection by an inspector or a known crack inspection method. Further, as will be described later, reference data regarding press-formed products that are determined to be “abnormal” by the crack determination device 100 of the present embodiment may be sequentially stored.
  • the acquisition unit 101 acquires the strain of the measurement target mold from the press molding start time to the press molding end time measured by the strain measurement unit 8 as crack determination target data in the press determination of the crack determination target, and Production time, temperature, humidity, forming speed, wrinkle holding force, workpiece lot number, blank processing position information from material lot, workpiece tensile strength, workpiece yield strength, workpiece Of the production conditions such as the uniform elongation and the plate thickness of the workpiece, the production conditions including at least the molding speed are measured and acquired.
  • the extraction unit 102 extracts reference data satisfying a predetermined condition as comparison data based on the production conditions of the reference data extracted from the storage unit 104 and the production conditions of the crack determination target data.
  • the determination unit 103 compares the distortion of the comparison data extracted by the extraction unit 102 with the distortion of the crack determination target data, and determines that a crack has occurred in the press-formed product when a predetermined condition is satisfied. I do.
  • the storage means stores at least the production conditions including the molding speed as reference data. Further, the acquisition step acquires production conditions including at least the molding speed.
  • the reason why the molding speed is indispensable as a production condition is that the strain generated in the measurement target mold also changes as the molding speed changes. This is considered to be due to the fact that when the molding speed changes, the impact load generated when the heavy die 7 collides with the punch 2 and the wrinkle holding die 4 near the bottom dead center changes. It is done.
  • the change of the water tank phenomenon generated in the pressure piping of the wrinkle holding load adjusting means 3 when the forming speed is changed is also considered to be affected.
  • the strain rate dependency of the workpiece deformation resistance, the sliding speed dependency of the sliding resistance, and the like are influential.
  • the molding speed is essential as a production condition, the accuracy at the time of comparison between the distortion of the crack determination target data generated in the measurement target mold and the distortion of the comparison data, which is performed in the determination step described later, is improved. A point is mentioned.
  • the distortion generated in the measurement target mold outputs a waveform having a characteristic corresponding to the molding stroke, that is, the relative positional relationship between the upper mold and the lower mold, but the measuring instrument for measuring the waveform is at regular time intervals.
  • Data sampling is generally performed.
  • the molding speed information it is possible to convert strain data sampled at regular time intervals into data corresponding to the molding stroke. This makes it possible to easily and accurately compare distortion data performed in the determination step.
  • FIG. 2 is a flowchart relating to the measurement of distortion of the mold to be measured and the acquisition of production conditions.
  • FIG. 3 is a flowchart regarding crack determination.
  • step S101 press molding start determination process
  • the press molding has started when the press machine slide that has been waiting at the standby position starts operating and the operation progresses to the mold touch position of the upper and lower molds.
  • the work material is set at a fixed position of the lower die
  • the slide moves to the die touch position of the upper and lower dies
  • the work material is sandwiched between the upper and lower dies, and molding is started.
  • the molding of the workpiece is not started even if the slide moves to the mold touch position of the upper and lower molds.
  • the press machine crank angle corresponding to the mold touch position of the upper and lower molds or the press machine slide position is determined in advance.
  • a method in which when a slide reaches the position, a relay or the like is driven to generate a signal, and when the signal is received, it is determined that the press molding is started.
  • a method of determining the press molding start by monitoring the signal output from the strain measuring means 8 installed in the measurement target mold and assuming that the timing when the output rises to a predetermined value corresponds to the mold touch position of the upper and lower molds.
  • step S102 (measurement of mold strain amount) the mold strain amount is measured by the strain measuring means 8 installed in the measurement target mold.
  • step S103 acquisition of production conditions
  • the production conditions such as the yield strength of the material, the uniform elongation of the workpiece, the plate thickness of the workpiece, the production conditions including at least the forming speed are acquired.
  • the lot number of the workpiece is the lot number when the workpiece is manufactured by a material manufacturer or the like.
  • a coil management number or the like corresponds to a material that is wound in a coil shape with a thin metal plate or the like and shipped.
  • the blank processing position information from the material lot is information on which part of the single lot processed material manufactured by a material manufacturer or the like is processed from the blank. For example, for a material that is wound in a coil shape with a thin metal sheet or the like and shipped, it is information for grasping from which position in the coil the blank was cut out. Specifically, information on the blank cutting position x [m] in the coordinate system with the coil top position as the origin and the rolling direction as x, and the coordinate axis orthogonal to x on the workpiece plane in the previous coordinate system This corresponds to information (blank direction position in the coil) of the blank cut-out position y [m] in the coordinate system in which y is y.
  • step S104 determination process of press molding end
  • press molding start position is the same as that in step S101.
  • the press machine crank angle or press machine slide position corresponding to the end of press molding is obtained in advance, and There is a method in which when a slide arrives, a relay or the like is driven to generate a signal, and when the signal is received, it is determined that press forming has been completed.
  • step S103 There is also a method using the information on the molding speed acquired in step S103.
  • this method it is known that the press machine slide operates according to a sine curve, and if the forming speed at the start of press forming is known, the time at which press forming ends can be easily calculated. When the time calculated from the start time has elapsed, it is determined that press forming has been completed.
  • the occurrence of cracks during press forming is generally a phenomenon that occurs in an extremely short time of about several [ms], so the repeated cycle is also repeated at intervals of several [ms] or less. It is desirable. If there is no problem in the processing capability of the measuring device, it is desirable to measure at a sampling rate of 1 [KHz] or higher.
  • the cycle in which step S103 is repeated may be synchronized with the processing operation 102 or may not be synchronized.
  • production conditions production time, workpiece lot number, blank processing position information from material lot, workpiece tensile strength, workpiece yield strength, workpiece elongation, Since it is unlikely that the plate thickness or the like changes during the one-cycle operation, the thickness or the like may be measured somewhere in the repetitive cycle, for example, at the first or final time of the repetitive cycle.
  • step S105 stored in the internal memory
  • the distortion of the measurement target mold and the production conditions from the press molding start time to the press molding end time acquired by the previous processing and the production conditions are stored in an internal storage device such as a memory of a computer. save.
  • step S201 read from the internal storage
  • data disortion of the measurement target mold, production conditions
  • step S202 determination of crack determination target press forming
  • the data read from the internal storage device in step S201 is data in crack determination target press molding.
  • the data from the press forming start time to the press forming end time is set as the crack determination target data, and the process proceeds to step S203. If it is not the press molding subject to crack determination, the production condition when it is confirmed that no crack has occurred is stored in the storage means 104 as reference data.
  • step S203 extraction from reference data
  • predetermined conditions are satisfied based on the production conditions of the crack determination target data read from the internal storage device in step S201 among the reference data stored in the storage unit 104.
  • Reference data is extracted as comparison data.
  • the data stored in the storage unit 104 is arranged in ascending order with respect to the production condition, and the value of the production condition is the closest (that is, the difference in the production condition is the smallest). Data is extracted as comparison data.
  • the data stored in the storage means 104 includes a plurality of data with the same production conditions, it is preferable that the file with the latest storage time among the plurality of data is the data with the closest value for the production conditions. .
  • one piece of data may be extracted randomly from the plurality of data by using random numbers.
  • dAi ⁇ A ⁇ (Ai ⁇ At) / At (1)
  • Ai is the value of the production condition A of the data Xi.
  • ⁇ A is a weighting factor and is basically 1. However, ⁇ A may be appropriately changed according to the importance of the target production condition.
  • This di is calculated for the entire data stored in the storage means 104, and the data in which di is closest to zero is extracted as data having the closest production conditions.
  • the above formulas (1) to (3) cannot be calculated, so it is necessary to take measures such as changing the unit system or adding a constant so as not to become zero. is there. Specifically, for example, if the temperature is used in the production conditions without using the degree Celsius, the equations (1) to (3) can be calculated even when the temperature is 0 degree in winter. Also, as an example, if there is a possibility that the lot number of the workpiece expressed by a 6-digit number may be a value such as “000000”, it is always divided by zero by adding “100000” to the lot number. It becomes possible to calculate with the formulas (1) to (3).
  • cluster analysis methods such as the shortest distance method, the longest distance method, the group average method, the hierarchical method such as the Ward method, or the non-hierarchical clustering method such as the K average method, etc. It is also possible to extract data.
  • step S204 determining whether a predetermined condition is satisfied
  • the distortion of the comparison data extracted in step S203 is compared with the distortion of the crack determination target data to determine whether the predetermined condition is satisfied.
  • the maximum value of the difference between the distortion of the extracted comparison data and the distortion of the crack determination target data is a predetermined value or more.
  • the difference between the waveform data is determined by taking the difference between the distortion values at the same stroke position of the distortion of the reference data and the distortion of the crack determination target data. After taking the differences for all stroke positions, the value having the maximum absolute value among them is taken as the maximum difference.
  • step S204 determines whether a crack has occurred in the press-formed product. If the determination result in step S204 is NO, the process proceeds to step S206, and it is determined that there is no abnormality.
  • the distortion of the measurement target mold from the press-molding start time to the press-molding end time and the production conditions may be stored in the storage unit 104 as reference data. .
  • the period from the press molding start time to the press molding end time has been set as the determination target period used in the extraction step.
  • a method is also possible in which the period from the press molding start time to the time when the molding progresses beyond the predetermined range is used as the determination target period used in the extraction step.
  • the determination target period is a time at which molding progresses at least 30% of the molding stroke from the press molding start time. Note that the crack determination apparatus 100 and its basic processing operation are the same as those in the first embodiment, and the following description will focus on differences from the first embodiment.
  • the flowchart relating to the measurement of the distortion of the measurement target mold and the acquisition of production conditions is as described in FIG.
  • the time from the press molding start time to the press molding end time may be the target, or the time at which molding has progressed at least 30% of the molding stroke from the press molding start time may be the target.
  • FIG. 4 is a flowchart regarding crack determination.
  • the flowchart shown in FIG. 4 is intended for a time when molding has progressed at least 30% of the molding stroke from the press molding start time, and the following two processes (steps S301 and S302) are added to the flowchart of FIG. Is the same as FIG. 3, and the differences will be mainly described below.
  • step S203 extraction from reference data
  • at least 30% of the molding stroke has progressed from the press molding start time read from the internal storage device in step S201 out of the reference data stored in the storage unit 104.
  • the reference data closest to the production conditions of the crack determination target data up to the time is extracted as comparison data.
  • the reference data when the sum of the differences between the production conditions of the reference data extracted from the storage unit 104 and the production conditions of the crack determination target data is minimized is extracted as comparison data.
  • step S301 determination of idle driving
  • the maximum value of the distortion of the comparison data from the press molding start time to the time when molding has progressed at least 30% of the molding stroke Compare with the maximum distortion value of the crack judgment target data.
  • the process proceeds to step S302, where it is determined that the strike is empty and is excluded from the crack determination.
  • the process proceeds to step S204 to perform crack determination.
  • the determination target period is a time at which forming progresses at least 30% of the forming stroke from the press forming start time. Note that the crack determination apparatus 100 and its basic processing operation are the same as those in the first embodiment, and the following description will focus on differences from the first embodiment.
  • the flowchart relating to the measurement of the distortion of the measurement target mold and the acquisition of the production conditions is as described in FIG.
  • the time from the press molding start time to the press molding end time may be the target, or the time at which molding has progressed at least 30% of the molding stroke from the press molding start time may be the target.
  • FIG. 5 is a flowchart regarding crack determination.
  • the flowchart shown in FIG. 5 is intended for a time when molding has progressed at least 30% of the molding stroke from the press molding start time, and the following two processes (steps S401 and S402) are added to the flowchart of FIG. Is the same as FIG. 3, and the differences will be mainly described below.
  • step S203 extraction from reference data
  • the reference data closest to the production conditions of the crack determination target data up to the time when the molding progresses by 30% or more is extracted as comparison data.
  • the reference data when the sum of the differences between the production conditions of the reference data extracted from the storage unit 104 and the production conditions of the crack determination target data is minimized is extracted as comparison data.
  • step S401 determination of measurement abnormality
  • the distortion waveform and crack determination of the comparison data from the press molding start time to the time when molding has progressed at least 30% of the molding stroke. Compare the distortion waveform of the target data.
  • the process proceeds to step S402, where it is determined as a measurement abnormality and excluded from the crack determination.
  • the process proceeds to step S204 to perform crack determination.
  • the calculation method of the correlation coefficient is basically the calculation method of the Pearson product moment correlation coefficient.
  • the press machine slide reaches the bottom dead center position of the press molding from the time when the molding progresses at least 60% of the molding stroke from the press molding start time, and starts the reversing operation.
  • the time at which the reversing operation of the press machine slide has progressed by 20% or more of the molding stroke from the point is taken as the determination target period.
  • the flowchart relating to the measurement of the distortion of the measurement target mold and the acquisition of the production conditions is as described in FIG.
  • it may be targeted from the press molding start time to the press molding end time, or the press machine slide is press molded from the press molding start time to the time when molding has progressed at least 60% of the molding stroke.
  • the reversing operation may be started after reaching the bottom dead center position, and at least the time when the reversing operation of the press machine slide has progressed at least 20% of the forming stroke from the bottom dead center may be targeted.
  • step S203 extraction from reference data
  • at least 60% of the molding stroke has progressed from the press molding start time read from the internal storage device in step S201 among the reference data stored in the storage unit 104.
  • the press machine slide reaches the press molding bottom dead center position to start the reversing operation, and at least the time from the bottom dead center to the time when the reversing operation of the press machine slide has progressed by 20% or more of the molding stroke is determined.
  • the reference data closest to the production conditions of the target data is extracted as comparison data.
  • the reference data when the sum of the differences between the production conditions of the reference data extracted from the storage unit 104 and the production conditions of the crack determination target data is minimized is extracted as comparison data.
  • the press machine slide reaches the bottom dead center position of press molding and reverses from the time when the molding progresses at least 60% of the molding stroke from the press molding start time.
  • the time when the operation is started and the reversing operation of the press machine slide proceeds at least 20% of the forming stroke from the bottom dead center is set as the determination target period.
  • the flowchart relating to the measurement of the distortion of the measurement target mold and the acquisition of the production conditions is as described in FIG.
  • it may be targeted from the press molding start time to the press molding end time, or the press machine slide is press molded from the press molding start time to the time when molding has progressed at least 60% of the molding stroke.
  • the reversing operation may be started after reaching the bottom dead center position, and at least the time when the reversing operation of the press machine slide has progressed at least 20% of the forming stroke from the bottom dead center may be targeted.
  • step S203 extraction from reference data
  • the press machine slide reaches the bottom dead center position of the press molding from the time when the molding progresses by 60% or more, and starts the reversing operation, and the reversing operation of the press machine slide at least 20% of the molding stroke from the bottom dead center.
  • the reference data closest to the production conditions of the crack determination target data up to the advanced time is extracted as comparison data.
  • the reference data when the sum of the differences between the production conditions of the reference data extracted from the storage unit 104 and the production conditions of the crack determination target data is minimized is extracted as comparison data.
  • step S401 determination of measurement abnormality
  • the press machine slide is pressed at the bottom dead center position of the press molding from the time when the molding progresses at least 60% of the molding stroke from the press molding start time in the data extracted in step S203.
  • the reversing operation is started, and at least the distortion waveform of the comparison data and the distortion waveform of the crack determination target data from the bottom dead center to the time when the reversing operation of the press machine slide has progressed by 20% or more of the forming stroke.
  • the process proceeds to step S402, where it is determined as a measurement abnormality and excluded from the crack determination.
  • the process proceeds to step S204 to perform crack determination.
  • the calculation method of the correlation coefficient is basically the calculation method of the Pearson product moment correlation coefficient.
  • Example 1 of the present invention according to the flowcharts shown in FIGS. 2 and 3 of the first embodiment, the crack determination of the press-formed product was performed.
  • Table 1 shows the characteristics of the steel sheet used as the workpiece. A steel plate having a thickness of 1.8 mm and a tensile strength of 590 MPa was used.
  • step S101 a signal output from the strain measuring means 8 installed on the measurement target mold is monitored, and a method of determining the start of press molding using the timing when the output rises to a predetermined value as the mold touch position of the upper and lower molds.
  • a piezoelectric element installed inside the mold to be measured was used.
  • step S103 eleven types of production conditions defined in the present invention (production time, temperature, humidity, molding speed, wrinkle holding force, workpiece lot number, blank processing position information from the material lot, tensile of the workpiece All combinations of strength, yield strength of work material, uniform elongation of work material, plate thickness of work material were used, but cracks could be detected without any problems.
  • Table 2 shows combinations of production conditions used, the value of the weighting factor ⁇ , and the abnormality rate, normal judgment rate, overdetection rate, and missed rate at that time.
  • the production time is the production time immediately after it is determined that the press molding is started in step S101
  • the molding speed and temperature are the molding speed and temperature at the production time, that is, the molding speed immediately after the mold touch. And temperature.
  • step S104 as a method of determining whether or not the press molding has ended, that is, whether or not the slide has returned to the press molding start position again, the press machine crank angle corresponding to the end of press molding was 220 degrees. A method was used in which a signal generated when the slide arrives is received and the end of press forming is determined.
  • step S105 a computer memory was used as an internal storage device.
  • step S202 it is determined whether or not the press determination is a crack determination target.
  • the production condition when it is confirmed that the crack is not generated and that is not a crack determination target is stored in the storage unit 104 as reference data.
  • step S203 it is determined that the press determination is a crack determination target.
  • data X1 to data X10 are measurement results of the strain amount of the measurement target mold.
  • Table 4 shows the contents of the data data X1.
  • the first column is the elapsed time [ms] from the press molding start time
  • the second column is the strain amount [ ⁇ ] of the measurement target mold.
  • the measurement was performed until 1500 [ms] elapsed from the press molding start time.
  • Table 5 shows the contents of data subject to crack determination once.
  • the content configuration of the crack determination target data is the same as the reference data shown in Table 3 or Table 4.
  • the data closest to the crack determination target data in Table 4 is extracted from the reference data shown in Table 2.
  • the values shown in Table 6 are used as the three values of the weighting coefficients ⁇ A, ⁇ B, and ⁇ C used in the equations (1) to (3).
  • Table 7 shows the results of calculation using the equations (1) to (4) for each of the 10 reference data in Table 3.
  • step S205 the previously extracted comparison data No.
  • the difference in strain between 5 and crack determination target data was calculated, and it was determined whether or not the maximum value of the difference was a predetermined value or more.
  • the predetermined value is 30 [ ⁇ ] this time.
  • press forming for crack determination was performed 100,000 times. For each 100,000 times, the closest data was extracted by the above-described procedure, the difference in distortion from the extracted data was calculated, and it was determined whether or not the maximum value of the difference was a predetermined value 30 [ ⁇ ] or more. Table 8 shows the determination results.
  • the normal determination rate is 1.64%
  • the overdetection rate is 230 [ppm]
  • the oversight rate is 110 [ppm], which indicates that cracks can be detected with high accuracy.
  • Example 2 of the present invention according to the flowcharts shown in FIGS. 2 and 3 of the first embodiment, the crack determination of the press-formed product was performed.
  • a piezoelectric element was installed as the strain measuring means 8 in the punch and wrinkle holding mold.
  • the installation of the strain measuring means 8 was tried for all combinations of punch, die and wrinkle holding mold. The crack could be judged normally.
  • the characteristics of the steel sheet used as the work material are as shown in Table 1.
  • the application method of the flowcharts of FIGS. 2 and 3 is also the same as that of the first embodiment.
  • press forming for crack determination was performed 100,000 times. For each 100,000 times, the closest data is extracted as comparison data in the above-described procedure, the difference from the distortion of the comparison data is calculated, and the maximum value of the difference is a predetermined value (30 [ ⁇ ]) or more. Judged whether or not. Table 9 shows the determination results.
  • the normal determination rate is 1.64%
  • the overdetection rate is 220 [ppm]
  • the oversight rate is 160 [ppm], indicating that cracks can be detected with high accuracy.
  • Example 3 of the present invention according to the flowchart shown in FIGS. 2 and 4 of the second embodiment, the crack determination of the press-formed product was performed.
  • Table 1 shows the characteristics of the steel sheet used as the workpiece.
  • the mold strain measurement is the same as in Example 1.
  • the application method of the flowchart of FIG. 2 is also the same as that of the first embodiment.
  • Step S203 and Step S301 The flowchart of FIG. 4 is the same as that described in the first embodiment except for Step S203 and Step S301. Therefore, only the application method of Step S203 and Step S301 will be described.
  • step S203 extraction from reference data
  • at least 30% of the molding stroke has progressed from the press molding start time read from the internal storage device in step S201 out of the reference data stored in the storage unit 104.
  • the reference data when the sum of the differences between the production conditions of the reference data extracted from the storage unit 104 and the production conditions of the crack determination target data until the time becomes the smallest is extracted as comparison data.
  • a specific calculation method when the total difference in production conditions is the smallest is the same as in the first embodiment.
  • step S301 determination of idle driving
  • the maximum value of the distortion of the comparison data from the press molding start time to the time when molding has progressed at least 30% of the molding stroke Compare with the maximum distortion value of the crack judgment target data.
  • the maximum strain value of the crack determination target data is less than 20% of the maximum strain value of the comparison data, it is determined that the strike is empty and is excluded from the crack determination.
  • crack determination is performed only when the maximum strain value of the crack determination target data is 20% or more of the maximum strain value of the comparison data.
  • press forming for crack determination was performed 100,000 times. For each 100,000 times, the closest data is extracted as comparison data in the above-described procedure, the difference from the distortion of the comparison data is calculated, and the maximum value of the difference is a predetermined value (30 [ ⁇ ]) or more. Judged whether or not. Table 10 shows the determination results. The normal determination rate is 1.63%, the overdetection rate is 120 [ppm], and the oversight rate is 260 [ppm], which indicates that cracks can be detected with high accuracy. At the same time, it can be seen that idle shots can be detected with high accuracy without overdetection or oversight.
  • Example 4 of the present invention according to the flowchart shown in FIG. 2 and FIG. 5 of the third embodiment, the crack determination of the press-formed product was performed.
  • Table 1 shows the characteristics of the steel sheet used as the workpiece.
  • the mold strain measurement is the same as in Example 1.
  • the application method of the flowchart of FIG. 2 is also the same as that of the first embodiment.
  • step S203 extraction from reference data
  • at least 30% of the molding stroke has progressed from the press molding start time read from the internal storage device in step S201 out of the reference data stored in the storage unit 104.
  • the reference data when the sum of the differences between the production conditions of the reference data extracted from the storage unit 104 and the production conditions of the crack determination target data until the time becomes the smallest is extracted as comparison data.
  • a specific calculation method when the total difference in production conditions is the smallest is the same as in the first embodiment.
  • step S401 determination of measurement abnormality
  • the distortion waveform of the comparison data and crack determination from the press molding start time to the time when molding has progressed at least 30% of the molding stroke. Compare the distortion waveform of the target data.
  • the correlation coefficient between the distortion waveform of the comparison data and the distortion waveform of the crack determination target data is less than 0.6, it is determined as a measurement abnormality and excluded from the crack determination.
  • crack determination is performed only when the correlation coefficient between the distortion waveform of the comparison data and the distortion waveform of the crack determination target data is 0.6 or more.
  • the calculation method of the correlation coefficient is basically the calculation method of the Pearson product moment correlation coefficient.
  • press forming for crack determination was performed 100,000 times. For each 100,000 times, the closest data is extracted as comparison data in the above-described procedure, the difference from the distortion of the comparison data is calculated, and the maximum value of the difference is a predetermined value (30 [ ⁇ ]) or more. Judged whether or not. Table 10 shows the determination results.
  • the normal detection rate is 1.63%
  • the overdetection rate is 110 [ppm]
  • the oversight rate is 280 [ppm] indicating that cracks can be detected with high accuracy.
  • the measurement abnormality determination can be detected with high accuracy without overdetection or oversight.
  • Example 5 of the present invention according to the flowcharts shown in FIGS. 2 and 3 of the fourth embodiment, the crack determination of the press-formed product was performed.
  • Table 1 shows the characteristics of the steel sheet used as the workpiece.
  • the mold strain measurement is the same as in Example 1.
  • the application method of the flowchart of FIG. 2 is also the same as that of the first embodiment.
  • step S203 extraction from reference data
  • at least 60% of the molding stroke has progressed from the press molding start time read from the internal storage device in step S201 among the reference data stored in the storage unit 104.
  • the storage means from the time when the press machine slide reaches the press molding bottom dead center position and starts the reversing operation, and at least from the bottom dead center to the time when the reversing operation of the press machine slide has progressed by 20% or more of the molding stroke.
  • the reference data when the total difference between the production conditions of the reference data extracted from 104 and the production conditions of the crack determination target data is the smallest is extracted as comparison data.
  • a specific calculation method when the total difference in production conditions is the smallest is the same as in the first embodiment.
  • press forming for crack determination was performed 100,000 times. For each 100,000 times, the closest data is extracted as comparison data in the above-described procedure, the difference from the distortion of the comparison data is calculated, and the maximum value of the difference is a predetermined value (30 [ ⁇ ]) or more. Judged whether or not. Table 12 shows the determination results. The normal determination rate is 1.66%, the overdetection rate is 10 [ppm], and the oversight rate is 20 [ppm], which indicates that cracks can be detected with high accuracy.
  • Example 6 of the present invention according to the flowcharts shown in FIGS. 2 and 5 of the fifth embodiment, the crack determination of the press-formed product was performed.
  • Table 1 shows the characteristics of the steel sheet used as the workpiece.
  • the mold strain measurement is the same as in Example 1.
  • the application method of the flowchart of FIG. 2 is also the same as that of the first embodiment.
  • step S203 extraction from reference data
  • at least 60% of the molding stroke has progressed from the press molding start time read from the internal storage device in step S201 among the reference data stored in the storage unit 104.
  • the storage means from the time when the press machine slide reaches the press molding bottom dead center position and starts the reversing operation, and at least from the bottom dead center to the time when the reversing operation of the press machine slide has progressed by 20% or more of the molding stroke.
  • the reference data when the total difference between the production conditions of the reference data extracted from 104 and the production conditions of the crack determination target data is the smallest is extracted as comparison data.
  • a specific calculation method when the total difference in production conditions is the smallest is the same as in the first embodiment.
  • step S401 determination of measurement abnormality
  • the press machine slide is pressed at the bottom dead center position of the press molding from the time when the molding progresses at least 60% of the molding stroke from the press molding start time in the data extracted in step S203.
  • the reversing operation is started, and at least the distortion waveform of the comparison data and the distortion waveform of the crack determination target data from the bottom dead center to the time when the reversing operation of the press machine slide has progressed by 20% or more of the forming stroke.
  • the correlation coefficient between the distortion waveform of the comparison data and the distortion waveform of the crack determination target data is less than 0.6, it is determined as a measurement abnormality and excluded from the crack determination.
  • crack determination is performed only when the correlation coefficient between the distortion waveform of the comparison data and the distortion waveform of the crack determination target data is 0.6 or more.
  • the calculation method of the correlation coefficient is basically the calculation method of the Pearson product moment correlation coefficient.
  • press forming for crack determination was performed 100,000 times. For each 100,000 times, the closest data is extracted as comparison data in the above-described procedure, the difference from the distortion of the comparison data is calculated, and the maximum value of the difference is a predetermined value (30 [ ⁇ ]) or more. Judged whether or not. Table 13 shows the determination results.
  • the normal detection rate is 1.66%
  • the overdetection rate is 10 [ppm]
  • the oversight rate is 30 [ppm], which indicates that cracks can be detected with high accuracy.
  • the object of the present invention can also be achieved by supplying a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus.
  • the computer or CPU or MPU
  • the computer reads and executes the program code stored in the storage medium.
  • the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code itself and the storage medium storing the program code constitute the present invention.
  • a storage medium for supplying the program code for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
  • the functions of the above-described embodiments are not only realized by executing the program code read by the computer.
  • an OS basic system or operating system
  • running on a computer performs part or all of actual processing based on an instruction of the program code, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing. May be.
  • the program code read from the storage medium may be written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer.
  • the CPU of the function expansion board or function expansion unit after being written in the memory, the CPU of the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code, and the function of the above-described embodiment is performed by the processing. Is realized.

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Abstract

　取得手段（１０１）は、割れ判定対象のプレス成形において、割れ判定対象データとして、歪測定手段（８）により測定したプレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までにおける測定対象金型の歪を取得し、かつ、生産条件を測定等して取得する。抽出手段（１０２）は、記憶手段（１０４）から抽出した参照データの生産条件と、割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの参照データを比較データとして抽出する。判定手段（１０３）は、抽出手段（１０２）により抽出された比較データの歪と、割れ判定対象データの歪とを比較し、その差の最大値が所定値以上のとき、プレス成形品の割れが発生したと判定する割れ判定を行う。かかる構成により、鉄系、非鉄系、及び積層材等の各種金属材料をプレス成形する際の割れを高精度に判定できる。

Description

金属製プレス成形品の割れ判定方法、装置、プログラム及び記録媒体
　本発明は、金属製プレス成形品の割れ判定方法、装置、プログラム及び記録媒体に関し、特に鉄系、非鉄系、及び積層材等の各種金属材料をプレス成形する際の割れを検出するために用いて好適な技術に関する。
　プレス成形時において、特に金型に対してはプレス機加圧力又は被加工材変形抵抗の反力等が作用するため、金型は弾性変形を起こす。この弾性変形を金型歪という。プレス成形時に割れ等の成形不良が発生すると、発生する金型歪量が変化することから、金型歪量を測定することは極めて重要であるが、金型ひずみ量は成形不良だけでなく、被加工材の材料強度バラツキや、温度変化等の外乱因子の影響も受けて変化するため、金型歪量の情報に基づいて成形不良現象をより効果的に予測する技術が期待されている。
　金型歪を測定する装置としては、特許文献１に、上ビームに取り付けたパンチ及び下ビームに取り付けたダイを接離動作させることにより前記パンチ及びダイ間でワークを折り曲げ加工するプレスブレーキにおいて、前記上ビームの長手方向に添って設けられ、前記上ビームのたわみを検出する複数の上ビーム用歪みセンサと、前記下ビームの長手方向に添って設けられ、前記下ビームのたわみを検出する複数の下ビーム用歪みセンサと、前記下ビームと下金型の間もしくは前記上ビームと上金型の間に折り曲げ加工線の方向に添って分散配置され、前記下金型もしくは上金型に上下方向の加圧力を加える複数のアクチュエータと、加圧開始後加圧完了までの途中で前記上ビームの下降を停止させ、この停止状態のときに前記上ビーム用歪みセンサおよび前記下ビーム用歪みセンサの検出出力を取り込み、これらの各検出出力に基づき上ビーム及び下ビームのたわみ量を演算し、該演算値に基づき上ビーム及び下ビームのたわみ量が適正値になるよう前記複数のアクチュエータの駆動制御を行い、この後加圧制御を再開させる制御を行う制御手段と、を具えるプレスブレーキの中開き補正装置が開示されている。
　また、金型の変形を予測するモデルを有する装置として、特許文献２には、プレス成形品のニアネットシェープ化による工程省略を可能にするため、製品の寸法・形状を高精度に自動制御するプレス成形金型を提供することを目的として、金型プレス成形で、荷重検出手段４と、ストローク検出手段５と、プレス回数の検出手段６、金型温度の検出手段７と、金型の摩耗モデル９、金型の熱変形モデル１０、金型の荷重変形モデル１１、被加工材の熱変形モデル１２、被加工材のスプリングバックモデル１３の単数または複数のモデルから構成される変形予測モデルと、多変数制御信号発生装置１４と、成形凹部３の内壁を変形させる駆動装置１５、例えばピエゾ素子、とからなることを特徴とするプレス金型が開示されている。なお、ここで付した符号は特許文献２におけるものである。
　また、金型歪を測定する装置として、特許文献３に、ワークの折曲げ角度及びワークの歪みを検出することのできる金型及びその歪みセンサユニットを提供することを目的として、以下のような構成を有する発明が開示されている。すなわち、ワークＷの成形加工時に歪みを生じる歪み発生領域内であって、金型本体３がワークを支持するワーク支持面３Ｕに垂直な平面内で、前記ワークＷの加工位置に近接した位置と離れた位置との２ヶ所以上において、前記金型本体３に歪みセンサ９が埋設してある。複数の歪みセンサ９は、前記金型本体３の上面３Ｕと曲げ溝５を形成した溝形成面５Ｆとの間に斜め配置に配置してある。そして、歪みセンサユニットは、絶縁部材よりなる基部材１３の複数箇所に、歪みを検出するためのセンサ９を備え、前記基部材１３は、前記センサ９を備えたセンサ取付面２１Ａ，２１Ｂと、当該基部材１３を取付穴の内面に一体的に接合する接合面とを備えた構成であって、前記基部材を前記取付穴に取付けたとき、前記センサ取付面と前記取付穴の内面との間に間隙が形成される構成である。なお、ここで付した符号は特許文献３におけるものである。
　また、金型歪を測定する装置として、特許文献４に、Ｖ溝に対するワークの入り込み位置（ストローク）に対応して加圧力が増大するダイを提供することを目的として、以下のような構成を有する発明が開示されている。すなわち、板状のワークＷをＶ字形状に折曲げるためのダイ１であって、Ｖ溝３を形成する傾斜面５は凸状の曲面５Ｕ，５Ｌに形成してあり、当該曲面の上部側の曲率半径ＤＲ１よりも下部側の曲率半径ＤＲ２が大きく、前記曲面５Ｕ，５Ｌは、ワークＷの折曲げ加工時にワークＷと曲面５Ｕとの接触関係がころがり接触の態様となる曲面である。また、板状のワークＷをＶ字形状に折曲げるためのダイ１であって、Ｖ溝３を形成する傾斜面５は凸状の曲面に形成してあり、この曲面は、楕円９に接する曲面である。そして、前記ダイ１において、前記傾斜面５と近接した位置に、歪みを検出するためのセンサ７を備えている。なお、ここで付した符号は特許文献４におけるものである。
　また、金型歪を測定する装置として、特許文献５に、ダイの歪みを検出することによってワークの折曲げ角度を検知する方法及び装置を提供することを目的として、以下のような構成を有する発明が開示されている。すなわち、板状のワークＷの折曲げ加工を行う際に、ダイ５に備えた歪センサＳ１～Ｓ４によって前記ダイ５の歪パターンを測定し、データベース１５に予め格納してある複数の歪パターンと測定した前記歪パターンとを比較して歪パターンの推定式を確定し、この確定したパターン推定式により摩擦係数を求め、前記パターン推定式に対応した曲げ角度推定式を用いて、前記歪センサの検出値に基いて前記ワークの折曲げ角度を演算するものである。そして、ワークの折曲げ加工時にダイの歪みを検出するための歪センサを複数箇所に備え、制御手段９は、データベース１５と、検出したダイ５の歪パターンとデータベース１５に格納されている歪パターンとを比較してパターン推定式を確定する推定式確定手段１７と、このパターン推定式により摩擦係数を求める演算手段２１と、を備えている。なお、ここで付した符号は特許文献５におけるものである。
　また、金型歪を測定する装置として、特許文献６に、プレス加工を良好に行えるようにすることを目的として、以下のような構成を有する発明が開示されている。すなわち、条件設定用演算装置１０４は、素材特性データ提供装置１０１からネットワーク１０５を介して送信された素材特性の実績値と、標準値とを比較し、比較した結果に応じて、成形速度やしわ押さえ圧等の成形条件を修正する。制御装置３００は、前記修正した成形条件で被加工材３００のプレス加工を開始させるように、プレス成形装置１０２を制御する。これにより、被加工材３００をプレス加工した際に、われやしわが発生するのを可及的に低減させて、可及的に同一の形状の良品を得ることができるようにする。なお、ここで付した符号は特許文献６におけるものである。
　また、特許文献７に、ポンチ、ダイス及びしわ押さえ金型と、前記ダイス及び前記しわ押さえ金型の間に取り付けられる摩擦力測定手段と、しわ押さえ荷重調節手段を有することを特徴とする薄板のプレス成形装置が開示されている。摩擦力測定手段により摩擦力を直接測定し、更に摩擦力が所定の値になるよう、しわ押さえ荷重調節手段によりしわ押さえ力を制御する。これにより、金型と被加工物の間の潤滑性や表面性状等の変動要因によらず、適正な摩擦力を付与することができ、素材特性のばらつきや環境変化によらず、常に良好な成形品を提供しようとしている。
　また、特許文献８に、プレス加工中の金型ひずみを制御することができるプレス成形装置を提供することを目的として、以下のような構成を有する発明が開示されている。すなわち、ポンチと、ポンチに対して相対移動するダイと、ポンチ及びダイのうち少なくともいずれか一つを被制御部材としたときに、前記被制御部材の内部に設けられ、プレス成形に応じて生じる前記該被制御部材のひずみ量を測定するひずみ量測定手段と、前記被制御部材に設けられ、プレス成形に応じて生じる前記被制御部材のひずみ量を制御するひずみ量制御手段とを有する。ひずみ量制御手段は、ひずみ量測定手段によって計測されたひずみ量が成形中において所定範囲となるように、前記被制御部材の駆動量を制御する。
　また、本発明者らは、非特許文献１に、直交する方向の圧縮・引張ひずみを測定する圧電素子（金型摩擦センサ）をダイ肩近傍に内蔵したプレス成形装置を開示し、金型摩擦センサの情報からスプリングバック、ねじれ等の成形品形状の予測が可能であることを開示した。
特開平５－３３７５５４号公報 特開平９－０２９３５８号公報 特開２００５－１９９３３６号公報 特開２００５－２５４３００号公報 特開２００６－１３６９２６号公報 特開２００６－０７５８８４号公報 特開２００４－２４９３６５号公報 国際公開第０７／０８０９８３号パンフレット
自動車技術会学術講演会前刷集No.19-07，pp.17-20（2007）
　特許文献１には、金型歪測定機能を有する装置に関する発明が開示されているが、まず、特許文献１にはプレス成形する際の割れ等の不良現象を検出することに関する記述がない。
　また、特許文献１に開示されている発明では、ビーム用歪みセンサはプレスブレーキ用ビームの長手方向に沿って設けられること以外、開示されていない。プレスブレーキ用ビームよりも複雑形状を有する金型を使用するプレス成形において、高精度に金型歪を測定するためには、ポンチ、ダイ、しわ押さえ金型等の金型内部に歪測定機能を設置し、発生する金型歪を直接測定することが不可欠であり、そのためには特許文献１に開示されている発明では不十分である。
　更に、上記特許文献１に開示されている発明では、成形途中に一旦成形を中断し、この停止状態のときに上下ビームのひずみ量を検出し、上下ビームのひずみ量が適正値となるようアクチュエータによる制御を行い、この後成形を再開させるが、プレスブレーキのような曲げ主体の成形とは異なり、プレス成形においては、途中で成形を中断した場合、被加工材と工具間の摩擦力は成形中の摩擦力とは大きく異なる。そのため、特許文献１に開示されている発明をプレス成形に適用した場合、測定される金型歪量は成形中の金型歪量とは異なり、測定精度は不十分である。
　以上より、プレス成形する際の割れを検出するために用いるには、特許文献１に開示されている発明では不十分である。
　特許文献２には、金型変形を予測するモデルを有する装置に関する発明が開示されているが、まず、特許文献２にはプレス成形する際の割れ等の不良現象を検出することに関する記述がない。
　また、特許文献２に開示されている発明では、金型全体に作用する荷重を検出する荷重検出手段と金型の荷重変形モデルを有し、これらを用いて金型の変形を予測するものであるが、プレス成形品に局所的な微小割れ等が発生した際の、金型全体に作用する荷重の変化量は極めて微量であり、その検出は困難である。また、仮に検出できたとしても、その原因となる局所的な微小割れの発生点を特定することは不可能である。
　以上より、プレス成形する際の割れを検出するために用いるには、特許文献２に開示されている発明では不十分である。
　特許文献３には、金型歪を測定する装置に関する発明が開示されているが、まず、特許文献３にはプレス成形する際のプレス部品の割れを検出することに関する記述がない。
　また、特許文献３に開示されている発明では、金型本体がワークを支持するワーク支持面に垂直な平面内に歪みセンサが埋設している。ワークの折り曲げ加工用金型である金型本体３においては、ワーク支持面に相当する上面３Ｕは平面であり、上面３Ｕ及び曲げ溝５の長手方向に対して垂直な平面は一意に定まることから、特許文献３に開示されている発明により歪みセンサを埋設することが可能である。しかし、部品の割れが問題となるようなプレス成形用金型は、一般的に折り曲げ加工用金型よりも複雑形状を有している。プレス成形用金型ではワーク支持面は平面でなく複雑な曲面形状であり、その平面に垂直な平面を定義することはできない。また、曲げ溝５のような方向も定義することはできない。よって、プレス成形用金型では特許文献３に開示されている方法では歪みセンサを埋設することは不可能である。
　以上より、プレス成形する際の割れを検出するために用いるには、特許文献３に開示されている発明では不十分である。
　特許文献４には、金型歪を測定する装置に関する発明が開示されているが、まず、特許文献４にはプレス成形する際のプレス部品の割れを検出することに関する記述がない。
　また、特許文献４に歪みを検出するためのセンサに関する具体的な記述は無く、非特許文献に記載の歪センサを埋設した構成が望ましいことのみ記載があるが、その非特許文献は曲げ加工に関する内容であり、プレス成形用金型では特許文献４に開示されている方法では歪センサを埋設することは不可能である。
　以上より、プレス成形する際の割れを検出するために用いるには、特許文献４に開示されている発明では不十分である。
　特許文献５には、金型歪を測定する装置に関する発明が開示されているが、まず特許文献５には、プレス成形する際のプレス部品の割れを検出することに関する記述がない。
　また、上述の特許文献３、特許文献４と同様に、歪センサに関しては非特許文献に記載のセンサと同様の構成であること以外、本文中に具体的な記述は無く、また、その非特許文献は曲げ加工に関する内容であり、従ってプレス成形用金型では特許文献５に開示されている方法では歪センサを埋設することは不可能である。
　以上より、プレス成形する際の割れを検出するために用いるには、特許文献５に開示されている発明では不十分である。
　特許文献６には、金型歪を測定する装置に関する発明が開示されているが、まず特許文献６には、プレス成形する際のプレス部品の割れを検出することに関する記述がない。
　また、歪センサは図３に記載があるものの、その構成等について本文中に具体的な記述がなく、従って、特許文献６に開示されている方法では歪センサを埋設することは不可能である。
　以上より、プレス成形する際の割れを検出するために用いるには、特許文献６に開示されている発明では不十分である。
　また、特許文献７では、しわ押さえ金型又はダイスに何らかの構造物を設置し、その摩擦力を計測しようとするものであり、しわ押さえ金型、ダイスの金型歪を直接測定するものではない。プレス成形する際の割れを検出するためには、ポンチ、ダイ、しわ押さえ金型の金型歪を直接測定することが不可欠であり、特許文献７に開示されている発明では不十分である。
　特許文献８には、金型歪を測定する装置に関する発明が開示されているが、特許文献８には、プレス成形する際のプレス部品の割れを検出することに関する記述がなく、プレス成形する際の割れを検出するためには、特許文献８に開示されている発明では不十分である。
　非特許文献１に開示されている発明は、ダイ肩近傍に摩擦センサを内蔵し、プレス部品の割れも検出可能であるとしているが、歪センサの出力を用いてどのようにプレス部品の割れを判定するのか、その手順について具体的な記述がなく、実際に割れか否かを判定するには試行錯誤によらなければならないという問題がある。
　本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、金属製プレス成形品の割れ判定方法、装置、プログラム及び記録媒体に関し、特に鉄系、非鉄系、及び積層材等の各種金属材料をプレス成形する際の割れを検出するために用いて好適な技術を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の手段は以下の通りである。
(１)
　ポンチ及びダイを用いて成形した金属製プレス成形品の割れを判定する金属製プレス成形品の割れ判定方法であって、
　前記ポンチ及び前記ダイのうち少なくともいずれか一つを測定対象金型とし、その歪を測定する歪測定手段と、
　割れの発生しなかった複数のプレス成形品について、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪、及び、少なくとも成形速度を含む生産条件を参照データとして記憶する記憶手段を用いて、
　割れ判定対象のプレス成形において、割れ判定対象データとして、前記歪測定手段により測定したプレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪を取得し、かつ、少なくとも成形速度を含む生産条件を取得する取得ステップと、
　前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件とに基づいて、所定の条件を満たす前記参照データを比較データとして抽出する抽出ステップと、
　前記比較データの歪と、前記割れ判定対象データの歪とを比較し、所定の条件を満たしたとき、プレス成形品の割れが発生したと判定する割れ判定を行う判定ステップとを有することを特徴とする金属製プレス成形品の割れ判定方法。
(２)
　前記生産条件には、前記成形速度に加えて、生産時刻、気温、湿度、しわ押さえ力、被加工材のロット番号、素材ロットからのブランク加工位置情報、被加工材の引張強さ、被加工材の降伏強さ、被加工材の均一伸び量、被加工材の板厚のうち少なくとも一つ以上が含まれることを特徴とする(１)に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
(３)
　前記抽出ステップでは、前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの前記参照データを比較データとして抽出することを特徴とする(１)に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
(４)
　前記判定ステップでは、前記比較データの歪と、前記割れ判定対象データの歪とを比較し、その差の最大値が所定値以上のとき、プレス成形品の割れが発生したと判定する割れ判定を行うことを特徴とする(１)に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
(５)
　更にしわ押さえ金型を用い、前記ポンチ、前記ダイ及び前記しわ押さえ金型のうち少なくともいずれか一つを測定対象金型とすることを特徴とする(１)～(４)のいずれか１項に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
(６)
　前記抽出ステップでは、プレス成形開始時刻から成形ストロークが所定の範囲を超えて成形が進展した時刻までにおける、前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件とに基づいて前記参照データを比較データとして抽出することを特徴とする(１)に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
(７)
　前記抽出ステップでは、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの前記参照データを比較データとして抽出することを特徴とする(３)に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
(８)
　プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、前記比較データの歪の最大値と、前記割れ判定対象データの歪の最大値とを比較し、前記割れ判定対象データの歪の最大値が、前記比較データの歪の最大値の２０％を下回る場合は空打ちと判定して割れ判定から除外し、前記割れ判定対象データの歪の最大値が、前記比較データの歪の最大値の２０％以上である場合のみ前記判定ステップに移行させるステップを有することを特徴とする(７)に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
(９)
　プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形とを比較し、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６を下回る場合は測定異常と判定して割れ判定から除外し、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６以上である場合のみ前記判定ステップに移行させるステップを有することを特徴とする(７)に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
(１０)
　前記抽出ステップでは、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻までにおける、前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの前記参照データを比較データとして抽出することを特徴とする(３)に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
(１１)
　プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻までにおける、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形とを比較し、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６を下回る場合は測定異常と判定して割れ判定から除外し、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６以上である場合のみ前記判定ステップに移行させるステップを有することを特徴とする(１０)に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
(１２)
　ポンチ及びダイを用いて成形した金属製プレス成形品の割れを判定する金属製プレス成形品の割れ判定装置であって、
　前記ポンチ及び前記ダイのうち少なくともいずれか一つを測定対象金型とし、その歪を測定する歪測定手段と、
　割れの発生しなかった複数のプレス成形品について、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪、及び、少なくとも成形速度を含む生産条件を参照データとして記憶する記憶手段と、
　割れ判定対象のプレス成形において、割れ判定対象データとして、前記歪測定手段により測定したプレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪を取得し、かつ、少なくとも成形速度を含む生産条件を取得する取得手段と、
　前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件とに基づいて、所定の条件を満たす前記参照データを比較データとして抽出する抽出手段と、
　前記比較データの歪と、前記割れ判定対象データの歪とを比較し、所定の条件を満たしたとき、プレス成形品の割れが発生したと判定する割れ判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とする金属製プレス成形品の割れ判定装置。
(１３)
　ポンチ及びダイを用いて成形した金属製プレス成形品の割れを判定する金属製プレス成形品の割れ判定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
　前記ポンチ及び前記ダイのうち少なくともいずれか一つを測定対象金型とし、その歪を測定する歪測定手段と、
　割れの発生しなかった複数のプレス成形品について、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪、及び、少なくとも成形速度を含む生産条件を参照データとして記憶する記憶手段を用いて、
　割れ判定対象のプレス成形において、割れ判定対象データとして、前記歪測定手段により測定したプレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪を取得し、かつ、少なくとも成形速度を含む生産条件を取得する取得処理と、
　前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件とに基づいて、所定の条件を満たす前記参照データを比較データとして抽出する抽出処理と、
　前記比較データの歪と、前記割れ判定対象データの歪とを比較し、所定の条件を満たしたとき、プレス成形品の割れが発生したと判定する割れ判定を行う判定とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
(１４)
　(１３)に記載のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
　本発明によれば、鉄系、非鉄系、及び積層材等の各種金属材料をプレス成形する際の割れを高精度に判定することができる。
プレス成形装置及び割れ判定装置の構成を示す図である。 測定対象金型の歪の測定及び生産条件の取得に関するフローチャートである。 割れ判定に関するフローチャートである。 割れ判定に関するフローチャートである。 割れ判定に関するフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
　図１は、本実施形態に係るプレス成形装置及び割れ判定装置１００の構成を示す。プレス成形装置において、プレス機ボルスター１にポンチ２が、しわ押さえ荷重調整手段３にしわ押さえ金型４が、成形荷重・速度調整手段５によって駆動される上部スライド６にダイ７がそれぞれ取り付けられている。ポンチ２及びしわ押さえ金型４上に、被加工材である薄板１０が載置されている。
　歪測定手段８は、ポンチ２、ダイ７及びしわ押さえ金型４のうち少なくともいずれか一つを測定対象金型としたときに、それに生じる歪を測定する。歪測定手段８は、例えば歪ゲージ、圧電素子、光ファイバを用いたＦＢＧセンサ等により構成され、測定対象金型の表面に設置されてもよいが、高精度に歪を測定するためには、測定対象金型の内部に設置するのが望ましい。また、歪測定手段８の数も限定されるものではない。なお、図１ではしわ押さえ金型４を有するプレス成形装置を説明したが、しわ押さえ金型を有していない場合は、ポンチ２及びダイ７のうち少なくともいずれか一つを測定対象金型とすればよい。
　割れ判定装置１００において、記憶手段１０４は、例えば計算機のハードディスクドライブ等により構成され、割れの発生しなかった複数のプレス成形品について、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までにおける測定対象金型の歪、及び、生産時刻、気温、湿度、成形速度、しわ押さえ力、被加工材のロット番号、素材ロットからのブランク加工位置情報、被加工材の引張強さ、被加工材の降伏強さ、被加工材の均一伸び量、被加工材の板厚等の生産条件のうち、少なくとも成形速度を含む生産条件を参照データとして記憶する。記憶手段１０４には、予め検査員による検査や公知の割れ検査手法により割れが発生していないことが確認されたプレス成形品についての参照データが記憶されている。更に、後述するように、本実施形態の割れ判定装置１００により「異常無し」とされたプレス成形品についての参照データが順次蓄積されるようにしてもよい。
　取得手段１０１は、割れ判定対象のプレス成形において、割れ判定対象データとして、前記歪測定手段８により測定したプレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までにおける測定対象金型の歪を取得し、かつ、生産時刻、気温、湿度、成形速度、しわ押さえ力、被加工材のロット番号、素材ロットからのブランク加工位置情報、被加工材の引張強さ、被加工材の降伏強さ、被加工材の均一伸び量、被加工材の板厚等の生産条件のうち、少なくとも成形速度を含む生産条件を測定等して取得する。
　抽出手段１０２は、記憶手段１０４から抽出した参照データの生産条件と、割れ判定対象データの生産条件とに基づいて所定の条件を満たす参照データを比較データとして抽出する。
　判定手段１０３は、抽出手段１０２により抽出された比較データの歪と、割れ判定対象データの歪とを比較し、所定の条件を満たしたとき、プレス成形品の割れが発生したと判定する割れ判定を行う。
　本発明では、記憶手段は少なくとも成形速度を含む生産条件を参照データとして記憶する。また、取得ステップは少なくとも成形速度を含む生産条件を取得する。このように生産条件として成形速度が必須であるのは、成形速度の変化に伴い測定対象金型に発生する歪も変化するためである。
　この原因としては、成形速度が変化すると重量物であるダイ７がポンチ２、しわ押さえ金型４に下死点近傍で衝突した際に発生する衝撃荷重が変化することが影響していると考えられる。また、成形速度が変化するとしわ押さえ荷重調整手段３の圧力配管内に発生する水槌現象が変化することも影響していると考えられる。それ以外にも、被加工材変形抵抗の歪速度依存性、摺動抵抗の摺動速度依存性等が影響していると考えられる。
　また、生産条件として成形速度が必須であるその他の理由として、後述する判定ステップで行う、測定対象金型に発生する割れ判定対象データの歪と比較データの歪との比較時の精度が向上する点が挙げられる。
　測定対象金型に発生する歪は、成形ストローク、すなわち上型と下型の相対位置関係に対応して特徴を有する波形を出力するが、その波形を測定する測定機器は、一定の時間間隔でデータサンプリングを行うのが一般的である。成形速度の情報を用いることにより一定時間間隔でサンプリングされた歪データを成形ストロークに対応したデータに変換することが可能となる。これにより判定ステップで行う歪データの比較を、容易かつ高精度に行うことが可能となる。
　図２は測定対象金型の歪の測定及び生産条件の取得に関するフローチャートである。また、図３は割れ判定に関するフローチャートである。
　まず図２のフローチャートについて説明する。
　ステップＳ１０１（プレス成形開始の判定処理）では、プレス成形が開始されたか否かを判定する。ここで、プレス成形が開始されたと判定されるのは、待機位置で待機していたプレス機スライドが稼働を開始し、上下金型の型タッチ位置まで動作進展した時である。被加工材が下型の定位置にセットされている場合、スライドが上下金型の型タッチ位置まで動作進展すると、被加工材は上下の金型に挟まれ、成形が開始される。被加工材が下型に投入されていない場合は、スライドが上下金型の型タッチ位置まで動作進展しても、被加工材の成形は開始されない。
　また、被加工材が下型の定位置に対してずれて投入されてしまった場合等も、上下金型の型タッチ位置まで動作進展するのと、被加工材の成形開始は同期しない場合が考えられる。このような場合でも、プレス機スライドが上下金型の型タッチ位置まで動作進展した場合は全て「プレス成形開始？＝ＹＥＳ」と判断して処理する。
　プレス成形開始、すなわちスライドが上下金型の型タッチ位置まで動作進展したか否かを判定する方法としては、上下金型の型タッチ位置に相当するプレス機クランク角度、又はプレス機スライド位置を予め求めておいて、その位置にスライドが到達するとリレー等が駆動して信号を生成するようにしておき、その信号を受信したときプレス成形開始と判定する方法がある。また、測定対象金型に設置する歪測定手段８からの信号出力をモニターし、所定の値まで出力が上昇したタイミングを上下金型の型タッチ位置に対応するとして、プレス成形開始を判定する方法もある。
　「プレス成形開始？＝ＮＯ」と判定された場合、「プレス成形開始？＝ＹＥＳ」となるまで判定を続ける。
　ステップＳ１０２（金型歪量の測定）では、測定対象金型に設置された歪測定手段８により金型歪量を測定する。
　ステップＳ１０３（生産条件の取得）では、生産時刻、気温、湿度、成形速度、しわ押さえ力、被加工材のロット番号、素材ロットからのブランク加工位置情報、被加工材の引張強さ、被加工材の降伏強さ、被加工材の均一伸び量、被加工材の板厚等の生産条件のうち、少なくとも成形速度を含む生産条件を取得する。
　ここで、被加工材のロット番号は、素材メーカー等において被加工材が製造された際のロット番号である。例えば金属薄板材等でコイル状に巻き取られて出荷される素材については、コイル管理番号等がこれに相当する。
　素材ロットからのブランク加工位置情報は、素材メーカー等において製造される単一ロットの被加工材のうち、どの部分からブランクが加工されたかに関する情報である。例えば金属薄板材等でコイル状に巻き取られて出荷される素材については、コイル内のどの位置からブランクが切り出されたのかを把握するための情報である。具体的にはコイルトップ位置を原点とし、圧延方向をｘとする座標系における、ブランクの切り出し位置ｘ[ｍ]の情報、また、先の座標系においてｘと被加工材平面上で直交する座標軸をｙとする座標系における、ブランクの切り出し位置ｙ[ｍ]の情報（コイル内の幅方向位置）、等がこれに相当する。
　ステップＳ１０４（プレス成形終了の判定処理）では、プレス成形が終了したか否かを判定する。ここで、プレス成形が終了したと判定されるのは、プレス機スライドが成形下死点まで到達した後に反転動作を開始し、再度プレス成形開始位置まで復帰した時である。プレス成形開始位置の定義は、ステップＳ１０１での定義と同一である。
　プレス成形終了、すなわちスライドが再度プレス成形開始位置まで復帰したか否かを判定する方法としては、プレス成形終了に相当するプレス機クランク角度、又はプレス機スライド位置を予め求めておき、その位置にスライドが到達するとリレー等が駆動して信号を生成するようにしておき、その信号を受信したときプレス成形終了と判定する方法がある。
　また、ステップＳ１０３において取得した成形速度の情報を用いる方法もある。この方法では、プレス機スライドがサインカーブに従って動作することが判っており、更にプレス成形開始時点での成形速度が判れば、プレス成形終了となる時刻も容易に算出が可能であるので、プレス成形開始時刻より算出した時刻が経過した時点でプレス成形終了と判定する。
　「プレス成形終了？＝ＮＯ」と判定された場合、「プレス成形終了？＝ＹＥＳ」となるまでステップＳ１０２、ステップＳ１０３を反復する。
　ステップＳ１０２の反復するサイクルについて、一般的にプレス成形時の割れ発生は、数[ｍｓ]程度の極めて短時間で発生する現象であるので、反復するサイクルも数[ｍｓ]以下の間隔で反復することが望ましい。測定機器の処理能力に問題がなければ１[ＫＨｚ]以上のサンプリングレートで測定することが望ましい。
　ステップＳ１０３の反復するサイクルについては、処理動作１０２と同期してもよいし、同期していなくてもよい。生産条件のうち、生産時刻、被加工材のロット番号、素材ロットからのブランク加工位置情報、被加工材の引張強度、被加工材の降伏強度、被加工材の均一伸び量、被加工材の板厚等はワンサイクル動作中に変化することが考えにくいので、反復サイクルのうちのどこか１回、例えば反復サイクルの１回目や最終回目等で測定すればよい。
　ステップＳ１０５（内部記憶に保存）では、先の処理によって取得した、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までにおける測定対象金型の歪、及び、生産条件を内部記憶装置、例えば計算機のメモリ等に保存する。
　次に図３のフローチャートについて説明する。
　ステップＳ２０１（内部記憶より読み出し）では、先の図２のフローチャートにおいて内部記憶装置に保存した、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までにおけるデータ（測定対象金型の歪、生産条件）を読み出す。
　ステップＳ２０２（割れ判定対象のプレス成形の判定）では、ステップＳ２０１において内部記憶装置より読み出したデータが、割れ判定対象のプレス成形におけるデータであるか否かを判定する。割れ判定対象のプレス成形である場合、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までにおけるデータを割れ判定対象データとした上で、ステップＳ２０３に進む。割れ判定対象のプレス成形でない場合、割れの発生していないことが確認できているときの生産条件を参照データとして記憶手段１０４に記憶する。
　ステップＳ２０３（参照データからの抽出）では、記憶手段１０４に記憶されている参照データのうち、ステップＳ２０１において内部記憶装置より読み出した割れ判定対象データの生産条件とに基づいて、所定の条件を満たす参照データを比較データとして抽出する。具体的な方法として、記憶手段１０４から抽出した参照データの生産条件と、割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの参照データを比較データとして抽出する方法等がある。
　割れ判定対象データの生産条件が１つだけである場合、記憶手段１０４に保存されているデータをその生産条件について昇順し、最も生産条件の値が近い（すなわち、生産条件の差が最も小さい）データを比較データとして抽出する。記憶手段１０４に保存されているデータに同じ生産条件のデータが複数個ある場合は、その複数個のデータのうちで保存時刻の最も新しいファイルを最も生産条件の値が近いデータとするのが好ましい。保存時刻を用いずに、その複数個のデータから乱数を用いる等してランダムに一つのデータを抽出してもよい。
　割れ判定対象データの生産条件が２つ以上である場合は、以下の手順にて最も生産条件の値が近いデータを比較データとして抽出する。割れ判定対象データＸｔの生産条件として、Ａ、Ｂ、Ｃの３つが測定されている場合を考える。この割れ判定対象データＸｔの生産条件Ａの値をＡｔ、生産条件Ｂの値をＢｔ、生産条件Ｃの値をＣｔとする。まず、記憶手段１０４に保存されているデータのうち、ｉ番目のデータＸｉと割れ判定対象データＸｔの生産条件Ａに関する近さｄＡｉを次式（１）で定義する。
　　ｄＡｉ　＝　αＡ・（Ａｉ－Ａｔ）／Ａｔ・・・（１）
　ここで、ＡｉはデータＸｉの生産条件Ａの値である。また、αＡは重み係数であり、基本的に１とするが、対象とする生産条件の重要度に応じて適宜変更してもよい。
　生産条件Ｂ、Ｃについても同様に定義を行う。
　　ｄＢｉ　＝　αＢ・（Ｂｉ－Ｂｔ）／Ｂｔ・・・（２）
　　ｄＣｉ　＝　αＣ・（Ｃｉ－Ｃｔ）／Ｃｔ・・・（３）
　ｉ番目のデータＸｉと割れ判定対象データＸｔの生産条件Ａ、Ｂ、Ｃに関する近さｄｉを次式（４）で定義する。
　　ｄｉ　＝　ｄＡｉ　＋　ｄＢｉ　＋　ｄＣｉ・・・（４）
　このｄｉを記憶手段１０４に保存されているデータ全体について算出し、そのうちでｄｉが最もゼロに近いデータを、最も生産条件の近いデータとして抽出する。
　Ａｔ、Ｂｔ、Ｃｔについては、値がゼロとなると上式（１）～（３）が計算不可能となるので、ゼロとならないよう単位系を変更する、又は定数を加える等の対応が必要である。具体的には、例えば生産条件のうち温度についてはセ氏度を用いずにカ氏度を用いれば、冬場等でセ氏０度となっても、式（１）～（３）は計算可能となる。また、一例として、６桁数字で表現される被加工材のロット番号が「000000」等の値になる可能性がある場合は、「100000」をロット番号に加算することで、常にゼロで割ることとならずに式（１）～（３）で計算可能となる。
　その他、各種のクラスター分析手法、例えば最短距離法、最長距離法、群平均法、ウォード法等の階層的クラスター分析手法、又は、Ｋ平均法等の非階層型クラスタリング手法等を用いて、最も近いデータを抽出することも可能である。
　ステップＳ２０４（所定の条件を満たしているかの判定）では、ステップＳ２０３において抽出した比較データの歪と、割れ判定対象データの歪とを比較し、所定の条件を満たしているかどうかを判定する。具体的な方法として、抽出した比較データの歪と、割れ判定対象データの歪との差の最大値が所定値以上であるかどうかを判定する方法等がある。歪は波形データとして得られるが、波形データの差の取り方としては、参照データの歪と割れ判定対象データの歪それぞれの同一ストローク位置における歪値の差をとる。すべてのストローク位置について差をとった後に、それらの中で絶対値が最大である値を差の最大値とする。その他の方法としては、比較データの歪と割れ判定対象データの歪それぞれの同一ストローク位置における歪値の差を複数採集し、それらの２乗和が所定値以上であるかどうかを判定する方法がある。また、比較データの歪と割れ判定対象データの歪の差分を波形データとして得て、その一次微係数又は二次微係数が所定値以上であるかどうかを判定する方法がある。
　ステップＳ２０４における判定結果がＹＥＳの場合、ステップＳ２０５に進み、プレス成形品の割れが発生したと判定する。ステップＳ２０４における判定結果がＮＯの場合、ステップＳ２０６に進み、異常無しであると判定する。なお、異常無しと判定されたプレス成形品については、そのプレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までにおける測定対象金型の歪、及び、生産条件を参照データとして記憶手段１０４に記憶してもよい。
　上述の実施形態では、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの期間を抽出ステップで用いる判定対象期間としてきた。これに対し、プレス成形開始時刻から成形ストロークが所定の範囲を超えて成形が進展した時刻までの期間を抽出ステップで用いる判定対象期間とする方法も可能である。
　このように判定対象期間を限定することにより、外乱の影響を除外し高精度に判定できる効果が得られる。またデータ量も削減することができ、処理の高速化が可能となる。
（第２の実施形態）
　第２の実施形態は、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻を判定対象期間とする。なお、割れ判定装置１００及びその基本的な処理動作は第１の実施形態と同様であり、以下では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
　第２の実施形態において、測定対象金型の歪の測定及び生産条件の取得に関するフローチャートは図２で説明した通りである。なお、本実施形態の場合、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までを対象としてもよいし、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻を対象としてもよい。
　図４は割れ判定に関するフローチャートである。図４に示すフローチャートは、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻を対象とするとともに、図３のフローチャートに以下の２つの処理（ステップＳ３０１、Ｓ３０２）を追加した以外は図３と同様であり、以下では相違点を中心に説明する。
　ステップＳ２０３（参照データからの抽出）では、記憶手段１０４に記憶されている参照データのうち、ステップＳ２０１において内部記憶装置より読み出した、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、割れ判定対象データの生産条件と最も近い参照データを比較データとして抽出する。具体的には、記憶手段１０４から抽出した参照データの生産条件と、割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの参照データを比較データとして抽出する。
　ステップＳ３０１（空打ちの判定）では、ステップＳ２０３において抽出されたデータのうちで、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、比較データの歪の最大値と、割れ判定対象データの歪の最大値とを比較する。その結果、割れ判定対象データの歪の最大値が、比較データの歪の最大値の２０％を下回る場合はステップＳ３０２に進み、空打ちと判定して割れ判定から除外する。それに対して、割れ判定対象データの歪の最大値が、比較データの歪の最大値の２０％以上である場合のみステップＳ２０４に進み、割れ判定を行う。
（第３の実施形態）
　第３の実施形態でも、第２の実施形態と同様に、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻を判定対象期間とする。なお、割れ判定装置１００及びその基本的な処理動作は第１の実施形態と同様であり、以下では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
　第３の実施形態において、測定対象金型の歪の測定及び生産条件の取得に関するフローチャートは図２で説明した通りである。なお、本実施形態の場合、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までを対象としてもよいし、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻を対象としてもよい。
　図５は割れ判定に関するフローチャートである。図５に示すフローチャートは、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻を対象とするとともに、図３のフローチャートに以下の２つの処理（ステップＳ４０１、Ｓ４０２）を追加した以外は図３と同様であり、以下では相違点を中心に説明する。
　ステップＳ２０３（参照データからの抽出）では、第２の実施形態と同様、記憶手段１０４に記憶されている参照データのうち、ステップＳ２０１において内部記憶装置より読み出した、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、割れ判定対象データの生産条件と最も近い参照データを比較データとして抽出する。具体的には、記憶手段１０４から抽出した参照データの生産条件と、割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの参照データを比較データとして抽出する。
　ステップＳ４０１（測定異常の判定）では、ステップＳ２０３において抽出されたデータのうちで、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形とを比較する。その結果、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６を下回る場合はステップＳ４０２に進み、測定異常と判定して割れ判定から除外する。それに対して、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６以上である場合のみ、ステップＳ２０４に進み、割れ判定を行う。相関係数の算出方法としては、基本的にピアソンの積率相関係数の算出方法とする。
（第４の実施形態）
　第４の実施形態は、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻を判定対象期間とする。なお、割れ判定装置１００及びその基本的な処理動作は第１の実施形態と同様であり、以下では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
　第４の実施形態において、測定対象金型の歪の測定及び生産条件の取得に関するフローチャートは図２で説明した通りである。なお、本実施形態の場合、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までを対象としてもよいし、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻を対象としてもよい。
　ステップＳ２０３（参照データからの抽出）では、記憶手段１０４に記憶されている参照データのうち、ステップＳ２０１において内部記憶装置より読み出した、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻までにおける、割れ判定対象データの生産条件と最も近い参照データを比較データとして抽出する。具体的には、記憶手段１０４から抽出した参照データの生産条件と、割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの参照データを比較データとして抽出する。
（第５の実施形態）
　第５の実施形態でも、第４の実施形態と同様に、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻を判定対象期間とする。なお、割れ判定装置１００及びその基本的な処理動作は第１の実施形態と同様であり、以下では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
　第５の実施形態において、測定対象金型の歪の測定及び生産条件の取得に関するフローチャートは図２で説明した通りである。なお、本実施形態の場合、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までを対象としてもよいし、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻を対象としてもよい。
　また、割れ判定に関するフローチャートはステップＳ２０３、Ｓ４０１を除く他の処理については図５で説明した通りである。
　ステップＳ２０３（参照データからの抽出）では、第４の実施形態と同様、記憶手段１０４に記憶されている参照データのうち、ステップＳ２０１において内部記憶装置より読み出した、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻までにおける、割れ判定対象データの生産条件と最も近い参照データを比較データとして抽出する。具体的には、記憶手段１０４から抽出した参照データの生産条件と、割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの参照データを比較データとして抽出する。
　ステップＳ４０１（測定異常の判定）では、ステップＳ２０３において抽出されたデータのうちで、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻までにおける、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形とを比較する。その結果、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６を下回る場合はステップＳ４０２に進み、測定異常と判定して割れ判定から除外する。それに対して、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６以上である場合のみ、ステップＳ２０４に進み、割れ判定を行う。相関係数の算出方法としては、基本的にピアソンの積率相関係数の算出方法とする。
　本発明の実施例１として、第１の実施形態の図２、図３に示すフローチャートに従って、プレス成形品の割れ判定を行った。表１に被加工材として用いた鋼板の特性を示す。板厚１．８ｍｍ、引張強さ５９０ＭＰａ級の鋼板を使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　まず図２のフローチャートの適用状況について説明する。ステップＳ１０１では、測定対象金型に設置する歪測定手段８からの信号出力をモニターし、所定の値まで出力が上昇したタイミングを上下金型の型タッチ位置として、プレス成形開始を判定する方法を用いた。歪測定手段８としては測定対象金型の内部に設置した圧電素子を用いた。
　ステップＳ１０２の反復するサイクルについては、１[ＫＨｚ]のサンプリングレートで測定を行った。
　ステップＳ１０３として、本発明で規定する１１種類の生産条件（生産時刻、気温、湿度、成形速度、しわ押さえ力、被加工材のロット番号、素材ロットからのブランク加工位置情報、被加工材の引張強さ、被加工材の降伏強さ、被加工材の均一伸び量、被加工材の板厚）のすべての組み合わせを用いたが、すべて問題なく、割れの検知が可能であった。表２に使用した生産条件の組み合わせと、重み係数αの値と、そのときの異常率、正常判定率、過検知率、見逃し率を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　本実施例では、特に生産時刻、成形速度、温度の３つを生産条件として測定を行った場合について説明する。
　ステップＳ１０３の反復するサイクルについては、反復サイクルの１回目で測定を行った。すなわち、３つの生産条件のうち、生産時刻はステップＳ１０１でプレス成形開始と判定された直後の生産時刻であり、成形速度及び温度はその生産時刻における成形速度及び温度、すなわち型タッチ直後の成形速度及び温度である。
　ステップＳ１０４では、プレス成形終了、すなわちスライドが再度プレス成形開始位置まで復帰したか否かを判定する方法としては、プレス成形終了に相当するプレス機クランク角度が２２０度であったので、その位置にスライドが到達したときに発生する信号を受信してプレス成形終了と判定する方法を用いた。
　ステップＳ１０５では、内部記憶装置として計算機のメモリを使用した。
　次に図３のフローチャートの適用状況について説明する。まず、図３のフローチャートの機能について確認するために、割れ判定対象でない参照データとして１０回の成形を行い、また、割れ判定対象データとして１回の成形を行って、それらのデータを用いて機能確認を行った。１０回の割れ判定対象でない参照データの内容を表３に示す。まずステップＳ２０２で割れ判定対象のプレス成形か判定を行う。割れ判定対象でない、割れの発生していないことが確認できているときの生産条件を参照データとして記憶手段１０４に記憶する。また、割れ判定対象のプレス成形と判定した場合は、ステップＳ２０３以降のステップに進む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３のうち、データＸ１からデータＸ１０は測定対象金型の歪量の測定結果である。そのうちデータデータＸ１の内容について表４に示す。１列目はプレス成形開始時刻からの経過時間[ｍｓ]、２列目は測定対象金型の歪量[με]である。データＸ１においては成形速度が９９[ｍｍ／ｓ]、また測定のサンプリングレートが１[ＫＨｚ]であるので、プレス成形開始時刻からの経過時間として１５００[ｍｓ]経過した時刻まで測定を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　次に、１回の割れ判定対象データの内容を表５に示す。割れ判定対象データの内容構成は、表３又は表４に示した参照データと同一である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　式（１）～式（４）を用いて、この表４の割れ判定対象データと最も近いデータを表２に示した参照データより抽出する。まず、式（１）～式（３）で用いる重み係数αＡ、αＢ、αＣの３つの値として、表６に示す値を用いる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　続いて、表３の１０回の参照データそれぞれについて、式（１）～式（４）を用いて計算した結果を表７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　表７から明らかなように、ｄｉが最もゼロに近いデータはｉ＝５（表３でのＮｏ.５）であり、よって、割れ判定対象データに最も近いデータとしてＮｏ．５を抽出し、比較データとした。
　続いて、ステップＳ２０５において、先に抽出した比較データＮｏ．５と割れ判定対象データとの歪の差を算出し、差の最大値が所定値以上であるかどうかを判定した。所定値としては、今回は３０[με]とした。
　以上の手順と同様にして、実際には、割れ判定対象でないプレス成形として５,０００回の成形を行った。それらのデータは記憶手段１０４に保存された。記憶手段１０４としては計算機のハードディスクを使用した。
　次に、割れ判定対象のプレス成形を１００,０００回行った。１００,０００回それぞれについて、前述の手順で最も近いデータを抽出し、その抽出データとの歪の差を算出し、差の最大値が所定値３０[με]以上であるかどうかを判定した。表８に判定結果を示す。正常判定率が１．６４％に対して、過検知率が２３０[ｐｐｍ]、見逃し率が１１０[ｐｐｍ]であり、高精度に割れを検出できていることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　本発明の実施例２として、第１の実施形態の図２、図３に示すフローチャートに従って、プレス成形品の割れ判定を行った。本実施例では、ポンチとしわ押さえ金型に歪測定手段８として圧電素子を設置して行った。ポンチとしわ押さえ金型に歪測定手段８を設置した場合以外については特に記載しないが、ポンチとダイとしわ押さえ金型のすべての組み合わせについて、歪測定手段８の設置を試行したが、いずれも正常に割れ判定が可能であった。
　被加工材として用いた鋼板の特性は表１に示す通りである。また、図２、図３のフローチャートの適用方法についても、実施例１の内容と同一である。
　以上の手順と同様にして、実際には、割れ判定対象でない参照データのプレス成形として５,０００回の成形を行った。それらのデータは記憶手段１０４に保存された。記憶手段１０４としては計算機のハードディスクを使用した。
　次に、割れ判定対象のプレス成形を１００,０００回行った。１００,０００回それぞれについて、前述の手順で最も近いデータを比較データとして抽出し、その比較データの歪との差を算出し、その差の最大値が所定値（３０[με]）以上であるかどうかを判定した。表９に判定結果を示す。正常判定率が１．６４％に対して、過検知率が２２０[ｐｐｍ]、見逃し率が１６０[ｐｐｍ]であり、高精度に割れを検出できていることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　本発明の実施例３として、第２の実施形態の図２、図４に示すフローチャートに従って、プレス成形品の割れ判定を行った。被加工材として用いた鋼板の特性は表１に示す通りである。金型の歪測定は実施例１と同じである。また、図２のフローチャートの適用方法についても、実施例１の内容と同一である。
　図４のフローチャートについても、ステップＳ２０３及びステップＳ３０１以外については、実施例１記載の内容と同一であるので、ステップＳ２０３及びステップＳ３０１の適用方法のみについて述べる。
　ステップＳ２０３（参照データからの抽出）では、記憶手段１０４に記憶されている参照データのうち、ステップＳ２０１において内部記憶装置より読み出した、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、記憶手段１０４から抽出した参照データの生産条件と、割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの参照データを比較データとして抽出する。生産条件の差の合計が最も小さくなるときの具体的な計算方法は、実施例１と同様である。
　ステップＳ３０１（空打ちの判定）では、ステップＳ２０３において抽出されたデータのうちで、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、比較データの歪の最大値と、割れ判定対象データの歪の最大値とを比較する。その結果、割れ判定対象データの歪の最大値が、比較データの歪の最大値の２０％を下回る場合は空打ちと判定して割れ判定から除外する。それに対して、割れ判定対象データの歪の最大値が、比較データの歪の最大値の２０％以上である場合のみ割れ判定を行う。
　以上の手順と同様にして、実際には、割れ判定対象でない参照データのプレス成形として５,０００回の成形を行った。それらのデータは記憶手段１０４に保存された。記憶手段１０４としては計算機のハードディスクを使用した。
　次に、割れ判定対象のプレス成形を１００,０００回行った。１００,０００回それぞれについて、前述の手順で最も近いデータを比較データとして抽出し、その比較データの歪との差を算出し、その差の最大値が所定値（３０[με]）以上であるかどうかを判定した。表１０に判定結果を示す。正常判定率が１．６３％に対して、過検知率が１２０[ｐｐｍ]、見逃し率が２６０[ｐｐｍ]であり、高精度に割れを検出できていることがわかる。同時に空打ちについても、過検知や見逃しなく、高精度に検出できていることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　本発明の実施例４として、第３の実施形態の図２、図５に示すフローチャートに従って、プレス成形品の割れ判定を行った。被加工材として用いた鋼板の特性は表１に示す通りである。金型の歪測定は実施例１と同じである。また、図２のフローチャートの適用方法についても、実施例１の内容と同一である。
　ステップＳ２０３（参照データからの抽出）では、記憶手段１０４に記憶されている参照データのうち、ステップＳ２０１において内部記憶装置より読み出した、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、記憶手段１０４から抽出した参照データの生産条件と、割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの参照データを比較データとして抽出する。生産条件の差の合計が最も小さくなるときの具体的な計算方法は、実施例１と同様である。
　ステップＳ４０１（測定異常の判定）では、ステップＳ２０３において抽出されたデータのうちで、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形とを比較する。その結果、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６を下回る場合は測定異常と判定して割れ判定から除外する。それに対して、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６以上である場合のみ割れ判定を行う。相関係数の算出方法としては、基本的にピアソンの積率相関係数の算出方法とする。
　以上の手順と同様にして、実際には、割れ判定対象でない参照データのプレス成形として５,０００回の成形を行った。それらのデータは記憶手段１０４に保存された。記憶手段１０４としては計算機のハードディスクを使用した。
　次に、割れ判定対象のプレス成形を１００,０００回行った。１００,０００回それぞれについて、前述の手順で最も近いデータを比較データとして抽出し、その比較データの歪との差を算出し、その差の最大値が所定値（３０[με]）以上であるかどうかを判定した。表１０に判定結果を示す。正常判定率が１．６３％に対して、過検知率が１１０[ｐｐｍ]、見逃し率が２８０[ｐｐｍ]であり、高精度に割れを検出できていることがわかる。同時に測定異常判定についても、過検知や見逃しなく、高精度に検出できていることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　本発明の実施例５として、第４の実施形態の図２、図３に示すフローチャートに従って、プレス成形品の割れ判定を行った。被加工材として用いた鋼板の特性は表１に示す通りである。金型の歪測定は実施例１と同じである。また、図２のフローチャートの適用方法についても、実施例１の内容と同一である。
　ステップＳ２０３（参照データからの抽出）では、記憶手段１０４に記憶されている参照データのうち、ステップＳ２０１において内部記憶装置より読み出した、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻までにおける、記憶手段１０４から抽出した参照データの生産条件と、割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの参照データを比較データとして抽出する。生産条件の差の合計が最も小さくなるときの具体的な計算方法は、実施例１と同様である。
　以上の手順と同様にして、実際には、割れ判定対象でない参照データのプレス成形として５,０００回の成形を行った。それらのデータは記憶手段１０４に保存された。記憶手段１０４としては計算機のハードディスクを使用した。
　次に、割れ判定対象のプレス成形を１００,０００回行った。１００,０００回それぞれについて、前述の手順で最も近いデータを比較データとして抽出し、その比較データの歪との差を算出し、その差の最大値が所定値（３０[με]）以上であるかどうかを判定した。表１２に判定結果を示す。正常判定率が１．６６％に対して、過検知率が１０[ｐｐｍ]、見逃し率が２０[ｐｐｍ]であり、高精度に割れを検出できていることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　本発明の実施例６として、第５の実施形態の図２、図５に示すフローチャートに従って、プレス成形品の割れ判定を行った。被加工材として用いた鋼板の特性は表１に示す通りである。金型の歪測定は実施例１と同じである。また、図２のフローチャートの適用方法についても、実施例１の内容と同一である。
　ステップＳ２０３（参照データからの抽出）では、記憶手段１０４に記憶されている参照データのうち、ステップＳ２０１において内部記憶装置より読み出した、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻までにおける、記憶手段１０４から抽出した参照データの生産条件と、割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの参照データを比較データとして抽出する。生産条件の差の合計が最も小さくなるときの具体的な計算方法は、実施例１と同様である。
　ステップＳ４０１（測定異常の判定）では、ステップＳ２０３において抽出されたデータのうちで、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻までにおける、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形とを比較する。その結果、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６を下回る場合は測定異常と判定して割れ判定から除外する。それに対して、比較データの歪波形と、割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６以上である場合のみ割れ判定を行う。相関係数の算出方法としては、基本的にピアソンの積率相関係数の算出方法とする。
　以上の手順と同様にして、実際には、割れ判定対象でない参照データのプレス成形として５,０００回の成形を行った。それらのデータは記憶手段１０４に保存された。記憶手段１０４としては計算機のハードディスクを使用した。
　次に、割れ判定対象のプレス成形を１００,０００回行った。１００,０００回それぞれについて、前述の手順で最も近いデータを比較データとして抽出し、その比較データの歪との差を算出し、その差の最大値が所定値（３０[με]）以上であるかどうかを判定した。表１３に判定結果を示す。正常判定率が１．６６％に対して、過検知率が１０[ｐｐｍ]、見逃し率が３０[ｐｐｍ]であり、高精度に割れを検出できていることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　なお、本発明の目的は、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても達成される。この場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。
　この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
　プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
　また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけに限らない。例えば、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（基本システム或いはオペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現されてもよい。
　更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる形態でもよい。この場合メモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される。
　本発明を適用した金属製プレス成形品の割れ判定により、鉄系、非鉄系、及び積層材等の各種金属材料をプレス成形する際の割れを高精度に判定することができる。

Claims (14)

  1. 　ポンチ及びダイを用いて成形した金属製プレス成形品の割れを判定する金属製プレス成形品の割れ判定方法であって、
    　前記ポンチ及び前記ダイのうち少なくともいずれか一つを測定対象金型とし、その歪を測定する歪測定手段と、
    　割れの発生しなかった複数のプレス成形品について、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪、及び、少なくとも成形速度を含む生産条件を参照データとして記憶する記憶手段を用いて、
    　割れ判定対象のプレス成形において、割れ判定対象データとして、前記歪測定手段により測定したプレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪を取得し、かつ、少なくとも成形速度を含む生産条件を取得する取得ステップと、
    　前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件とに基づいて、所定の条件を満たす前記参照データを比較データとして抽出する抽出ステップと、
    　前記比較データの歪と、前記割れ判定対象データの歪とを比較し、所定の条件を満たしたとき、プレス成形品の割れが発生したと判定する割れ判定を行う判定ステップとを有することを特徴とする金属製プレス成形品の割れ判定方法。
  2. 　前記生産条件には、前記成形速度に加えて、生産時刻、気温、湿度、しわ押さえ力、被加工材のロット番号、素材ロットからのブランク加工位置情報、被加工材の引張強さ、被加工材の降伏強さ、被加工材の均一伸び量、被加工材の板厚のうち少なくとも一つ以上が含まれることを特徴とする請求項１に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
  3. 　前記抽出ステップでは、前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの前記参照データを比較データとして抽出することを特徴とする請求項１に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
  4. 　前記判定ステップでは、前記比較データの歪と、前記割れ判定対象データの歪とを比較し、その差の最大値が所定値以上のとき、プレス成形品の割れが発生したと判定する割れ判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
  5. 　更にしわ押さえ金型を用い、前記ポンチ、前記ダイ及び前記しわ押さえ金型のうち少なくともいずれか一つを測定対象金型とすることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
  6. 　前記抽出ステップでは、プレス成形開始時刻から成形ストロークが所定の範囲を超えて成形が進展した時刻までにおける、前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件とに基づいて前記参照データを比較データとして抽出することを特徴とする請求項１に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
  7. 　前記抽出ステップでは、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの前記参照データを比較データとして抽出することを特徴とする請求項３に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
  8. 　プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、前記比較データの歪の最大値と、前記割れ判定対象データの歪の最大値とを比較し、前記割れ判定対象データの歪の最大値が、前記比較データの歪の最大値の２０％を下回る場合は空打ちと判定して割れ判定から除外し、前記割れ判定対象データの歪の最大値が、前記比較データの歪の最大値の２０％以上である場合のみ前記判定ステップに移行させるステップを有することを特徴とする請求項７に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
  9. 　プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの３０％以上成形が進展した時刻までにおける、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形とを比較し、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６を下回る場合は測定異常と判定して割れ判定から除外し、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６以上である場合のみ前記判定ステップに移行させるステップを有することを特徴とする請求項７に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
  10. 　前記抽出ステップでは、プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻までにおける、前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件との差の合計が最も小さくなるときの前記参照データを比較データとして抽出することを特徴とする請求項３に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
  11. 　プレス成形開始時刻から少なくとも成形ストロークの６０％以上成形が進展した時刻から、プレス機スライドがプレス成形下死点位置に到達して反転動作を開始し、少なくとも前記下死点から成形ストロークの２０％以上プレス機スライドの反転動作が進展した時刻までにおける、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形とを比較し、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６を下回る場合は測定異常と判定して割れ判定から除外し、前記比較データの歪波形と、前記割れ判定対象データの歪波形との相関係数が０．６以上である場合のみ前記判定ステップに移行させるステップを有することを特徴とする請求項１０に記載の金属製プレス成形品の割れ判定方法。
  12. 　ポンチ及びダイを用いて成形した金属製プレス成形品の割れを判定する金属製プレス成形品の割れ判定装置であって、
    　前記ポンチ及び前記ダイのうち少なくともいずれか一つを測定対象金型とし、その歪を測定する歪測定手段と、
    　割れの発生しなかった複数のプレス成形品について、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪、及び、少なくとも成形速度を含む生産条件を参照データとして記憶する記憶手段と、
    　割れ判定対象のプレス成形において、割れ判定対象データとして、前記歪測定手段により測定したプレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪を取得し、かつ、少なくとも成形速度を含む生産条件を取得する取得手段と、
    　前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件とに基づいて、所定の条件を満たす前記参照データを比較データとして抽出する抽出手段と、
    　前記比較データの歪と、前記割れ判定対象データの歪とを比較し、所定の条件を満たしたとき、プレス成形品の割れが発生したと判定する割れ判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とする金属製プレス成形品の割れ判定装置。
  13. 　ポンチ及びダイを用いて成形した金属製プレス成形品の割れを判定する金属製プレス成形品の割れ判定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    　前記ポンチ及び前記ダイのうち少なくともいずれか一つを測定対象金型とし、その歪を測定する歪測定手段と、
    　割れの発生しなかった複数のプレス成形品について、プレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪、及び、少なくとも成形速度を含む生産条件を参照データとして記憶する記憶手段を用いて、
    　割れ判定対象のプレス成形において、割れ判定対象データとして、前記歪測定手段により測定したプレス成形開始時刻からプレス成形終了時刻までの全期間又は一部期間における前記測定対象金型の歪を取得し、かつ、少なくとも成形速度を含む生産条件を取得する取得処理と、
    　前記記憶手段から抽出した参照データの生産条件と、前記割れ判定対象データの生産条件とに基づいて、所定の条件を満たす前記参照データを比較データとして抽出する抽出処理と、
    　前記比較データの歪と、前記割れ判定対象データの歪とを比較し、所定の条件を満たしたとき、プレス成形品の割れが発生したと判定する割れ判定を行う判定とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
  14. 　請求項１３に記載のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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