JPH0366971B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プレス加工におけるダイスとポンチ
のクリアランスの異状を検出するためのクリアラ
ンス異状検出装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、プレス加工においては、ダイスとポン
チの片側のすきまであるクリアランスは、ポンチ
のせん断荷重又はせん断抵抗、せん断仕事量に大
きな影響を及ぼすのみでなく、かす取り力（スト
リツピング）にも影響を与える。たとえば、軟
鋼、ステンレス鋼、黄銅、アルミニウム合金など
では、クリアランスが20％板厚のとき、かす取り
力は最小となり、一般の打抜き作業のときには、
かす取り力は、せん断荷重の約20％となる。ま
た、せん断面の大きい精密部品のせん断のように
クリアランスが小さいときには、かす取り力は、
せん断荷重と同程度となるときがある。したがつ
て、クリアランスが過少であるときは、金型の寿
命が著しく短縮してしまう。一方、クリアランス
が大きくなると、打抜き品のわん曲も大きくなる
とともに、かえり（バリ）が発生する。要する
に、プレス加工においては、ダイスとポンチとの
クリアランスが適正状態でない限り、プレスに要
する力が過大になつたり、プレス加工精度が低下
してしまう不具合をもつている。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、このクリアランスをプレス加工中にお
いて動的に測定することにより、クリアランスが
適正であるか否かを監視する試みが近時行われて
いる。しかしながら、このクリアランス測定を長
期間にわたつて行う場合、従来のクリアランス測
定装置では、気温変化、湿度変化、機械的振動等
の外部環境の影響を受け、高精度のクリアランス
測定が困難であつた。それゆえ、クリアランスの
異状の検出も正確なものでなくなり、その結果、
プレス加工精度、プレス品質の低下等を惹起して
いる。

本発明は、上記事情を参酌してなされたもの
で、ダイスとポンチのクリアランスの異状を高精
度に検出することのできるクリアランス異状検出
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、検出コイルを有し且つこの検出コイ
ルに高周波電流を印加させることにより板材が載
置されるダイスとこのダイスに嵌入して上記板材
をプレス加工するポンチとのクリアランスを電磁
的に非接触測定して上記クリアランスを示す測定
信号を出力するクリアランス測定部と、このクリ
アランス測定部と同一構造に設けられ且つ上記ク
リアランス測定部に近接して設けられ上記検出コ
イルへの通電にともなつて発生した発熱に起因す
る上記測定信号の誤差を補正する第１の補償信号
を出力する第１の誤差補償部と、この第１の誤差
補償部に近接して設けられこの第１の誤差補償部
の変位を測定することにより上記測定信号の気温
変化及び機械的振動に起因する誤差を補償する第
２の補償信号を出力する第２の誤差補償部と、上
記測定信号及び上記第１の補償信号及び上記第２
の補償信号に基づいて上記測定信号の誤差が補償
されたクリアランスを算出するクリアランス算出
部と、このクリアランス算出部により算出された
クリアランスを予め設定されている基準値と比較
しこの比較結果に基づいてクリアランスの異状を
検出する異状検出部とを具備している。

〔作用〕

本発明は、ポンチとダイスとのクリアランスの
異状検出において、気温変化・機械的振動等の外
因並びに変位計への通電にともなう発熱等の内因
に基づくクリアランス誤差を常に自動的に補正す
るようにしているので、経時的変化の影響が解消
され、長期間にわたつてポンチとダイスとのクリ
アランスの異状を正確かつ安定して検出すること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述
する。

第１図は、この実施例のクリアランス異状検出
装置を示している。この装置は、プレス本体１に
装着されたダイス２とポンチ３とのクリアランス
を測定するクリアランス測定部４と、プレス本体
１上に設置されクリアランス測定部４における測
定値の測定環境の変化による誤差を補償する誤差
補償部５と、クリアランス測定部４と誤差補償部
５とからの出力値を入力して真のクリアランスを
演算するピーク値ホールド回路及び減算回路を主
体とするクリアランス算出部６と、このクリアラ
ンス算出部６の出力側に接続され、あらかじめ設
定されている設定値と算出されたクリアランスと
を比較し比較結果に基づいてクリアランス異状を
検出する異状検出部７と、この異状検出部７の出
力側に接続され検出結果及びクリアランス値を表
示するプリンタやブラウン管からなる表示部８と
から構成されている。しかして、クリアランス測
定部４は、ポンチ３を保持するポンチホルダ９の
側部にポンチ３下降時においてターゲツト１０に
一定間隔離間して対向するように着設された非接
触変位計１２とからなつている。この非接触変位
計１２は、第２図に示すように、円筒状の保持体
１３と、この保持体１３のターゲツト１０に対向
する開口端部に内設された検出コイル１４と、保
持体１３に内設され検出コイル１４に例えば
254.4kHzの方形波である高周波電流を印加して磁
界を発生させるとともに変位（クリアランス）に
比例した電圧を有するクリアランス検出信号SA
をクリアランス算出部６に出力する変換回路１５
と、保持体１３が螺挿されたナツト１６と、この
ナツト１６が支持されダイホルダ１１にねじ１７
により固着されたＬ字状の取付体１８とからなつ
ている。上記保持体１３は、ナツト１６中を螺動
させることにより、検出コイル１４とターゲツト
１０との距離がダイス２とポンチ３との距離すな
わちクリアランスを示すようにあらかじめ位置調
整されている。この場合、検出コイル１４とター
ゲツト１０の物理的距離は、ダイス２とポンチ３
との距離すなわちクリアランスそのものではな
く、人手により調整可能な大きさに設定されてい
る。したがつて、検出コイル１４から出力された
クリアランス検出信号SAは、真のクリアランス
を示す信号ではないので、変換回路１５にて真の
クリアランスを示す信号に電気的に変換されるよ
うになつている。そして、この変換回路１５は、
前記クリアランス算出部６の入力側に接続されて
いる。一方、誤差補償部５は、第３図に示すよう
に、第１の誤差補償部５ａと、第２の誤差補償部
５ｂとからなつている。しかして、第１の誤差補
償部５ａは、クリアランス測定部４と全く同一構
造になつている所謂「ダミー」であつて、円筒状
の保持体２２と、この保持体２２のポンチ３側開
口端部に内設された検出コイル２３と、保持体２
２に内設され検出コイル２３に例えば254.4kHzの
方形波である高周波電流を印加して磁界を発生さ
せるとともに変位（クリアランス）に比例した電
圧を有するクリアランス検出信号SBを出力する
変換回路２４と、保持体２２が螺挿されたナツト
２１と、このナツト２１が持されプレス本体１に
ねじ１９により固着されたＬ字状の取付体２０と
からなつている。そして、上記変換回路２４は、
前記クリアランス算出部６の入力側に接続されて
いる。また、第２の誤差補償部５ｂは、保持体２
２開口端部に近接して設けられこの保持体２２の
開口端部のねじ１９、ナツト２１及び取付体２０
の気温変化による熱膨張、機械的振動等による微
小変位を検出して電気信号に変換する例えばリニ
アセンサなどの１次元イメージセンサ２５とから
なつている。上記１次元イメージセンサ２５は、
プレス本体１に、図示せぬ金具を介して、保持体
２２の検出コイル２３側先端部に近接離間して対
向するように取付けられ、前記気温変化による熱
膨張、機械的振動等に起因する保持体２２先端部
の微小変位を検出するように設定されている。し
かして、この１次元イメージセンサ２５と高周波
発振回路２４とは、図示せぬ増幅回路を介して、
クリアランス算出部６の入力側に接続されてい
る。上記保持体２２は、検出コイル２３にて実際
の距離測定を行わないように、つまりダミーとし
て機能するような位置に設けられている。しかし
て、クリアランス算出部６は、変換回路１５から
のクリアランス測定信号SAの最小値をクリアラ
ンスとして一時的に保持するとともに、このクリ
アランス測定信号SAから、高周波発振回路２４
より出力されクリアランス測定信号SAの検出コ
イル１４自体の発熱つまり内的原因に起因する測
定誤差を補償するための第１の補償信号SBと、
１次元イメージセンサ２５から出力され測定環境
の気温変化による熱膨張やプレス本体１の機械的
振動による検出コイル１４を保持している保持体
１３の変位つまり外的原因に起因する測定誤差を
補償するための第２の補償信号SCの和を減算す
るように設けられている。また、前記異状検出部
７は、比較回路を主体とするものであつて、クリ
アランス算出部６から出力された補償後のクリア
ランス測定信号SDを、あらかじめ設定されてい
る上限値CUと下限値CLとを比較し、これら上限
値CUと下限値CLの範囲外にある場合、異状検出
信号SEが表示部８に出力されるようになつてい
る。また、この異状検出部７は、ポンチホルダ９
が取付けられているラム２６を昇降駆動する昇降
駆動部１ａにも電気的に接続され、異状検出信号
SEを出力するように設けられている。

つぎに、この実施例のクリアランス異状検出装
置の作動について述べる。

まず、ナツト２１中にて保持体１３を螺動させ
ることにより検出コイル１４とターゲツト１０と
の間隔を適正な状態に調整する。すなわち、クリ
アランス測定信号SAがダイス２とポンチ３との
クリアランスを示すように調整する。ついで、ワ
ーク２７をダイス２上に載置し、ラム２６を下降
させてポンチ３によりワーク２７を所定形状に打
抜く。このとき、ターゲツト１０が検出コイル１
４に対向する。この検出コイル１４には変換回路
１５から高周波電流が印加されているので、磁場
が発生している。そして、この磁場を構成してい
る磁力線によりターゲツト１０には渦電流が誘起
される。その結果、発生した渦電流により検出コ
イル１４のインピーダンスが変化し、高周波電流
の電圧値も変化する。この変化によりクリアラン
スを知ることができる。かくして、クリアランス
を示す電圧値を有するクリアランス測定信号SA
がクリアランス算出部に出力される。一方、１次
元イメージセンサ２５は、保持体２２開口端部が
基準位置にあるとき第２の補償信号SCが零とな
るように校正しておく。また、検出コイル２３に
は、この検出コイル１４と同一の周波数の高周波
電流を印加する。要するに、クリアランス算出部
６に出力された第１の補償信号SBは、検出コイ
ル１９への給電にともなう発熱つまり内的原因に
よる測定誤差を補償するためのものである。他
方、第２の補償信号SCは、測定環境の気温変化
による熱膨脹や機械的振動による検出部１４を保
持している保持体１３の変位つまり外的原因によ
るクリアランス測定誤差を補償するためのもので
ある。しかして、クリアランス算出部６にては、
信号SAから、信号SBと信号SCの和が減算され、
補償されたクリアランス信号SDが異状検出部７
に出力される。ついで、この異状検出部７にて
は、クリアランス信号SDが、上限値CUと下限値
CLとの間にあるか否かの比較演算がなされる。
そして、クリアランス信号SDが、上限値CUと下
限値CLとの間にない場合は、異状検出信号SEが
表示部８及び昇降駆動部１ａに出力され、プレス
加工を一時中断するとともに、表示部８に異状ク
リアランスである旨の表示がなされる。一方、ク
リアランス信号SDが、上限値CUと下限値CLと
の範囲内にある場合は、異状検出信号SEは出力
されないが、測定されたクリアランスが表示部８
に出力される。

このように、本実施例のクリアランス異状検出
装置は、ポンチとダイスとのクリアランスの測定
において、気温変化・機械的振動等の外因及び例
えば検出コイルの発熱等の内因による測定誤差を
自動的に補償することができるので、長期間にわ
たつてクリアランスの異状検出を高精度かつ安定
して行うことができる。一般に、プレス加工にお
いては、ダイスとポンチの片側のすきまであるク
リアランスは、ポンチのせん断荷重又はせん断抵
抗、せん断仕事量に大きな影響を及ぼすのみでな
く、かす取り力（ストリツピング）にも影響を与
える。また、せん断面の大きい精密部品のせん断
のようにクリアランスが小さいときには、かす取
り力は、せん断荷重と同程度となるときがある。
したがつて、クリアランスが過少であるときは、
金型の寿命が著しく短縮してしまう。一方、クリ
アランスが大きくなると、打抜き品のわん曲も大
きくなるとともに、かえり（バリ）が発生する。
要するに、プレス加工においては、ダイスとポン
チとのクリアランスが適正状態でない限り、プレ
スに要する力が過大になつたり、プレス加工精度
が低下してしまう不具合をもつている。しかしな
がら、この実施例のクリアランス異状検出装置に
よれば、クリアランスの異状検出精度が向上する
ので、クリアランスが適正状態でない場合は、直
ちに昇降駆動部１ａにフイードバツクすることに
より、上記不具合を解消することができ、プレス
品質の向上及び金型寿命の増進をはかることがで
きる。

なお、上記実施例においては、非接触変位計１
２とターゲツト１０は、それぞれ１個ずつ、つま
り第１図左右方向のクリアランスを１個所でのみ
測定するようにしているが、複数個所におけるク
リアランス、たとえば前後、左右方向のクリアラ
ンスを同時に測定するようにしてもよい。さら
に、上記実施例においては、ターゲツト１０をポ
ンチ３側に、非接触変位計１２をダイス２側に取
付けているが、逆になるような位置に取付けても
よい。さらに、クリアランス測定が可能な限り、
ターゲツト１０は省略してもよい。さらに、１次
元イメージセンサ２５の代わりに変位計、例えば
差動変圧器を用いた変位計を用いてもよい。さら
に、誤差補償部５は、プレス本体１に添設されて
いるが、クリアランス測定部４と同一測定条件下
にある限り、設置場所は、任意に選択してよい。

〔発明の効果〕

本発明のクリアランス異状検出装置は、ポンチ
とダイスとのクリアランス測定において、気温変
化・機械的振動等の外因並びに変位計自体の発熱
などの内因に基づく誤差を常に自動的に補正する
ようにしているので、経時的変化の影響が解消さ
れ、長期間にわたつてクリアランス異状を正確
に、かつ、安定して検出することができる。した
がつて、クリアランスが適正状態でない場合は、
直ちにフイードバツクして不具合を解消すること
により、プレス品質を向上させることができるよ
うになることはもとより、金型寿命の増進にも寄
与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のクリアランス異状
検出装置の全体構成図、第２図は第１図のクリア
ランス測定部の拡大図、第３図は第１図の第１及
び第２の誤差補償部の拡大図である。 ２：ダイス、３：ポンチ、４：クリアランス測
定部、５ａ：第１の誤差補償部、５ｂ：第２の誤
差補償部、６：クリアランス算出部、７：異状検
出部、１４：検出コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 検出コイルを有し且つこの検出コイルに高周
   波電流を印加させることにより板材が載置される
   ダイスとこのダイスに嵌入して上記板材をプレス
   加工するポンチとのクリアランスを電磁的に非接
   触測定して上記クリアランスを示す測定信号を出
   力するクリアランス測定部と、このクリアランス
   測定部と同一構造に設けられ且つ上記クリアラン
   ス測定部に近接して設けられ上記検出コイルへの
   通電にともなつて発生した発熱に起因する上記測
   定信号のクリアランス誤差を補正する第１の補償
   信号を出力する第１の誤差補償部と、この第１の
   誤差補償部に近接して設けられこの第１の誤差補
   償部の変位を測定することにより上記測定信号の
   気温変化及び機械的振動に起因するクリアランス
   誤差を補正する第２の補償信号を出力する第２の
   誤差補償部と、上記測定信号及び上記第１の補償
   信号及び上記第２の補償信号に基づいて上記測定
   信号のクリアランス誤差が補正されたクリアラン
   スを算出するクリアランス算出部と、このクリア
   ランス算出部により算出されたクリアランスをあ
   らかじめ設定されている基準値と比較しこの比較
   結果に基づいて上記クリアランスの異状を検出す
   る異状検出部とを具備することを特徴とするクリ
   アランス異状検出装置。