JPH0475800A - 工具に割れ検出部を内蔵したプレス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業」＝４の利用分野〕 本発明は、ポンチに割れ検出部を内蔵し７たブ１．・ス
に関し、さらに詳しくは、製品加工時に実時間で製品の
割れを検出する割れ検出部をボンデに内蔵したプレス装
置に関するものである。

〔従来技術およびその問題点〕

従来より、ブ１ノス成形品のプレス加工において、製品
加工時に局部的な偏位荷重、材料特性のバシツキ等によ
りプレス成形品に割れが発生Ｉ７、不良品か発生した。

そして、この不良品は、ブ１ノス成形後に熟練した検査
ｐか目視検査により発見し除去していた。このため、加
工ラインに検査Ｉ程か必須どなり、加工能率か悪い」二
（ごコスト高となり、さらに検査は事後処理であるに過
ぎず、割れの発生を未然に防止することかできなかった
。

この従来技術の問題を解決゛づる方法として、被加工材
の割れ発生前の初期変形を検出するアコースティックエ
ミッションセンサを設けるとともに、前記初期変形の検
出に基つき、機械を停止させることにより割れの発生を
未然に防止する「ブ１ノス成形品の割れ防止装置１　（
特開昭６０−４２７５００号）か提案されている。第２
図に示すようにこの装置において、アコースティックエ
ミッションセンサ（以下、ＡＥセンサと呼ぶ）１０６は
、ダイス１０３内で被加工材１０５に接して取り付けら
れる。該センサ１０６は、プリアンプＰＡ、フィルター
ＦＴを経てメインアンプＭＡに接続され、判定部１０８
は被加工材１０５に割れの前段階に発生する初期変形の
有無をメインアンプＭＡの信号で判定する。プレス機械
１０１か作動するどセンサ１０６か作動する。

被加工材１０５に割れ発生前の初期変形か生じると、判
定部１０８は初期変形を判定し、制御部１０９かプレス
機械１０１の動作を停止する。これより、プトス成形時
の割れの発生は未然に防止できるとしている。

しかしながらこの装置ては、センサ１０６はダイス１０
３内に配設され、１．かもそのセンサは被加工材１０５
と直接接している。そのため、被加工材１０５とセンサ
１０６およびダイス１０３とのすへりによるＡＥ倍信号
優先的に検出され、割れ発生直前の初期変形にともなう
ＡＥ倍信号検出することは困難である。さらに、割れが
発生ずる箇所は、被加工材１０５のうぢポンチ１０２に
よりダイギャピテイ内に押し込まれた部分である。この
ため、センサ１０Ｇの配設位置は割れ発生箇所から遠く
、割れ発生前の初期変形に伴うＡＥ倍信号センサ１０６
に伝播する間に減衰するため、検出能率も低下する。

しかも、この割れ発生前の初期変形にともなうＡＥ倍信
号レベルは、そのほとんどが微弱であるため、割れ判定
を行うには信頼性が乏しいという欠点かあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、プレス成：形品の加工中に発生する割
れを実時間（リアルタイム）で、しかも高精度で的確に
検出する１−とかできるプレス装置を提供するにある。

本発明者らは、ト述の従来技術の問題に関し、以下のこ
とに着眼した。すなわち、まず、割れ発生前の初期変形
に応じて発生ずるＡＥ倍信号微弱であるのに対し、割れ
発生直後に放出されるエネルギーレベルの方か著しく高
い二とから、割れ発生のみに着目した。次いで、この割
れは被加■、材のうち、ポンチと接触している箇所周辺
で発生することから、加工下死点てダイキャビティ内に
含まれる部分のポンチ内部に割れ検出部を配設すること
にした。さらに、割れ発生にともない該割れ発生部より
放出されるエネルギー・信号（情報）を拡がり損失、減
衰なしに効率よく割れ検出部へ伝播させる／こめ、ポン
チのダ・イキャビティに含まれる部分を積極的に薄肉化
し内部を空洞にした。

以Ｊ二により、プレス機械により加工される被加工材に
割れが発生しブ：場合に、その時に発生する異常信号を
、成形中リアルタイムてしかも高精度で検出し、割れ発
生の有無の判定を的確に行う、：とかてきるプ１／ス装
置を開発するに到った。

〔第１発明の説明〕 発明の構成 本第１発明の工具に割れ検出部を内蔵したプレス装置１
は、第１図に示すように、ポンチ２とダイス３としわ押
え板４とからなり該ダイス３と該しわ押え板４との間に
被加工材５を配置してプレス加工を行うプｌ／ス装置に
おいて、前記ポンチ２か中空部を有し、グイキャビティ
に対応する部分の少なくとも一部か薄肉に形成されて、
前記被加工材に発生する割れの情執をポンチに伝達（１
，易くするとともに、該ポンチ２の前記薄肉部に配設さ
れ、被加工材５からの加工割れ状態を検出する割れ発生
検出手段６と、該割れ発生検出手段６より出力された割
れ検出信号を増幅などして割れ発生状態を判定し易い信
号形態に変換・処理する信号処理手段７と、該信号処理
手段７より出力された信号に基づいて被加工材に割れが
発生しているかどうかを判定する判定手段８とを有して
なり、ブ］／ス加工時に発生ずる局部的な割れを成形加
工時に実時間で検出するようにしてなることを特徴とす
る。

発明の作用 本発明のプレス装置は、ブＩノス装置１か作動して、ポ
ンチ２かダイス３と［７わ押え板４の間にはさまれてい
る被加工材５に衝突・接触した後、これに同期して割れ
発生検出手段６か作動する。成形途中で被加工材５に割
れが発生ずると、これに起因し７て高レベルのエネルギ
ー（図示せず）か放出される。この高１．・ベルのエネ
ルギーは振動、音、工具の弾性変形などに変わって割れ
発生の情報（信号）として割れ発生検出手段６に伝わる
。割れ発生検出手段６は直ちにこの割れ発生の情報（信
号）を検出する。この検出信号は信号処理手段７によっ
て増幅などされて割れ発生状態を判定し易い信号形態に
変換・処理される。さらに判定手段８において、信号処
理手段７より出力された信号に基づいて被加工材５に割
れが発生しているかどうかを判定する。

発明の効果 本発明のプレス装置は、プレス成形品の加工中に発生ず
る割れをリアルタイムで、しかも高精度で的確に検出す
る二とができる。

また、被加工材に割れが発生した場合、その割れをリア
ルタイムでしかも高精度で検出することかできるので、
不良品を目視検査により除去するための従来のような検
査工程を加工ラインから除くことかできる。

〔第２発明の説明〕 以下に、前記第１発明をさらに話体的にした発明を、第
２発明として説明する。

本発明のプレス装置において、ポンチは、内部に中空部
を有し、ダイキャビティに対応する部分の少なくとも一
部か薄肉に形成されてなり、前記被加工材に発生する割
れの情ｉをポンチに伝達し易い構造に形成されてなる。

このポンチの形状および材質などは、従来使用されてい
る板材成形用工具（ポンチ）をそのまま使用する二とか
できるか、前記の如く該ボンデには割れ検出部を配設す
るために、内部に中空部（空洞部）を要する。空洞部を
設けるに当たってはポンチ肉厚を考慮しなければならな
いか、実用強度レベルを充分確保する程度に積極的に薄
肉化すれば良い。また、軽量化、運搬作業性を考慮して
当初から空胴を有する工具として設計・製作されている
ポンチは、その空洞部をそのまま使用することもできる
。なお、該空洞部を有するポンチの肉厚が信号伝播性を
損なう恐れがある場合には、ポンチ空洞部表面を実用強
度レベルを損なうことなく、ポンチ外側表面に向かって
薄肉化し、割れ発生検出部を取り付けることもてきる。

また割れ発生検出部取付は面積分だけを掘り下げて割れ
発生検出手段を配設することも可能であり、さらに、該
掘下げ部に割れ発生検出手段を配設し核部を埋設するこ
ともできる。

また、割れ発生検出手段は、該ポンチの前記薄肉部に配
設されてなり、被加工材からの加工割れの状態を検出す
る。該割れ発生検出手段は、割れ発生に応じて放出され
るエネルギーや振動、工具の異常変形挙動なとの加工割
れの状態を検出するだめのもので、ＡＥセセンなとのよ
うに振動なとによって電圧を発生するものや、歪みゲー
ジのように工具変形に伴って電圧変化を起こすものか適
当である。

なお、割れ発生検出部の形状・寸法としては、ポンチ内
に配設するに適当な形状・寸法でなくてはならない。例
えば、割れ発生検出部に使用されるセンサの検出部は通
常平面形状であるため、ポンチ空洞部の取付は部も平面
形状に形成することか好ましい。このように、平面形状
に形成すべき部位に十分な面積か確保されない場合には
、センサの寸法か小さいものを採用する。

ＡＥセセンのポンチ内空洞部への配設構造の具体的構造
例を、第３図（ａ）−（Ｃ）を用いて説明する。

第１の具体的構造例は、第３図（ａ）に示すごとく、ポ
ンチＡ３内表面に接着剤Ａ２などによってＡＥセセンＡ
１を固定した構造である。しかし、このように接着剤て
固定した場合には、メンテナンス上支障をきたす虞れか
ある。第２の具体的構造例は、第３図（１））に示すご
とく、ホルダーＢ４によつでＡＥセセンＢｌを固定した
構造である。この場合、ＡＥセンサＢ１とポンチロ３内
表面との接触面積を充分に確保するために、両者の間に
ワセリンやグリース等の伝播媒体Ｂ５を充分補給してお
く必要かある。また、ポンチＢ３か空洞部を有していて
も、ポンチ下死点（表面まで肉厚か相当にある場合は、
第３の具体的構造例として第３図（Ｃ）に示すごとく、
ポンチＣ３内表面を実用強度１．ベルを損なわない範囲
内まで掘り下げ、そこにＡＥセセンＣ１を挿入し、上部
よりホルダーＣ４て固定した構造である。なお、第２お
よび第３の具体的構造例において、このホルダー８４、
Ｃ４で固定する際には、ＡＥセセンＢｌ、ＣＩとポンチ
Ｂ３、Ｃ３内表面との接触面積を充分に確保し、ホルダ
ー内でＡＥセセンかぶれないようにするために、さらに
上部より加圧を施すと良い。第３図（ｌ〕）および（Ｃ
）においては、ホルダーＢ４、Ｃ４内にバネＢ６、Ｃ６
を挿入し、−Ｌ部よりポル）Ｂ７、Ｃ７によって押し付
け、加圧を実現し２ている。この時の加圧力は、０．２
ｋｇｆ／ｍｕ２以上であるか、φ１７ｍｎ＋ｉｉｊ後の
直径のＡＥセセンては、上部より約２ｋｇｆの荷重を加
えても性能」二問題はない。さらに、ＡＥセンサまたは
該ＡＥセンサ保持体にねじ部を設け、ポンチの七ンザ配
設部にねじ込んで取付けた構造としてもよい。

また、歪みゲージの場合には、ポンチ内空洞部の取付は
部をよく磨き、専用の接着剤で直接接着するのかよい。

また、ポンチの駆動により歪みケージへの振動伝播か予
想されるので、歪みゲージの近傍にゲージ端子を取付け
、該歪みゲージのリード線をゲージ端子からビニル被覆
リード線を伸ばして信号処理部へ接続するとよい。さら
に、歪みゲージの吸湿を防止するため、歪みケージとゲ
ージ端子の上部にコーティング剤を施し、固定するとよ
い。

また、該割れ発生検出手段は、プ１ノス装置を稼働させ
た場合にポンチ下死点でダイキャビティ部分に含まれる
部分のポンチ内中空部に配設されることを原則とする。

しかし、工具変形挙動に着目した場合には、該割れ発生
検出手段は、該ダイキャビティ部分に含まれない部分て
あっても、ポンチ内中空部に配設することにより、前記
被加工材からの加工割れの状態を検出することか可能で
ある。即ち、前記従来技術（特開昭６０−２４７５００
号）か検出部を被加工材と接するように配設されるのに
対し、本発明においては被加工材と検出部か直接液しな
いのか大きな違いと言える。このようにすることにより
、ダイスとしわ押え板に挟まれた被加工材のす・＼りに
よる情報（信号）を成形中に直接検出することはなく、
割れ発生による情報（信号）を効率よく検出することか
できる。また、検出部は、被加工材のすべりにより擦ら
れたり、摩耗することもないため、検出部の交換は必要
なく、前記従来技術に比べて半永久的に検出部を使用で
恣、割れの発生検出か可能となる。

また、信号処理手段は、前記割れ発生検出手段より出力
された割れ検出信号を増幅したり、予め内部に設定して
おいたしきい値以上の入力信号かあった場合にパルス信
号を発生し、たり、入力信号のザンブリング時間当りの
傾きに対応する電圧を出力させたり、さらに入力信号の
周波数ピークやエネルギー密度を求めるなどして割れ発
生状態を判定し易い信号形態に変換・処理するための手
段である。なお、該信号処理手段は、割れ発生検出手段
で検出された信号・情報から外部のノイズ等の影響を除
去するため、前記信号を増幅しておくためのプリアンプ
と、割れ発生検出手段で同時に検出されている低周波外
部ノイズを取り除くためのフィルタ等のノイズ除去手段
を具備するものであることか好ましい。また、前記低周
波外部ノイズか割れ発生信号に比して充分小さい場合に
は、割れ発生信号をフィルタによって減衰させずに判定
手段に送ることもまた適当であるため、該フィルタはオ
ン・オフのできるタイプのものが好ましい。また、フィ
ルタをオンで使用する場合にも、外部ノイズの周波数か
様々であることか想定されるため、いくつかの周波数帯
をカバーできるようなフィルタであるとなお良い。

また、判定手段は、前記信号処理手段より出力された信
号に基づいて被加工材に割れが発４Ｅしているかどうか
を判定するための手段で、被加工材の割れ発生に伴って
放出される突発的な高１．・ベルエネルギーの性状を判
断するものである。この判定手段としては、例えばＡＥ
セン（プを割れ発生検出手段とし２て用いる場合には、
割れ発生によって生じる高し・ベルのＡＥ波を判定する
ために、判定手段回路においては基準電圧を設けておき
、その基準電圧を入力電圧か越えた場合、割れ発生と判
定するようにずれば良い。また、例えば、歪みゲージを
割れ発生検出手段として用いる場合には、割れ発生に伴
う工具の異常変形挙動を判定するために、判定手段に一
定時間において入ツＪされてくる信号・電圧を微係数に
変換し、その不連続となる点を割れと判定することかで
きる。なお、これらの一連の判定は、コンピュータを用
いて行うことかできる。

また、以上のようにして、判定手段において判定された
結果は、さらに制御手段を設けて該制御手段に割れ発生
の判定信号を出力し、該判定信号に基−つきブザーやラ
ンプ等で警報を発したり、プレス装置の作動を停止させ
ることかできる。

また、ＡＥ七リンサポンチ内空洞部の数カ所り′取り付
けておく、ニーとにより、被加圧祠に割れが発生した場
合、被加工材のとの箇所で割れが発生したかを予測する
こともてきる。即ち、被加工（イのある１カ所で割れが
発生した場合、割れ発生に応じて生じたＡＥ波はポンチ
のあらゆる方向〜放射され伝播していくことになる。Ａ
Ｅ七リンサ数カ所に取り付けておいた場合、その全ての
ＡＥセンサは各々前記ＡＥ波を検出することになる。し
２かし、ＡＥ波は一種の波動現象であり、ある一定の伝
播速度を有していることから、それくれのＡＥセンサに
前記ＡＥ波か到達するに際し、時間差を生じる。例えば
、割れ発生箇所に最も近い場所（−配設されたＡＥセン
ヴかいち早く前記ＡＥ波をキャッチすることになるので
、最も早＜ＡＥ倍信号キャッチしまたＡＥセセン近くて
割れ発生か起きたことを判断することかできる。また、
先の時間差を利用すると、伝播速度と時間差を掛は合わ
せることにより、各ＡＥセンサを中心にある距離を半径
とする円を描くことになる。そし、てこの円を徐々に大
きくしていくと、それぞわ５の円はある１カ所での点で
交わることになる。この交点は割れ発生箇所に相当する
ため、さらに精度良く割れ発生箇所を判定することか可
能となる。しかし、この場合には配設されるＡＥセンサ
は少なくとも３個は必要である。

また、ＡＥセセンと歪みゲージをポンチ内空洞部に同時
に配設することにより、両者の検出情報を監視すること
により、割れ発生判定の信頼性かさらに向上することは
いうまでもない。

また、ブ１ノス機械か作動した場合、まず始めにしわ押
え板とダイスとに挟まれた被加工材にポンチか衝突・接
触することか予想される。このときにも音、振動などに
よる急激な高レベルエネルギーの放出かあり、その一部
はＡＥ波としても現れる。このため、割れ発生検出部を
作動させるには、ポンチと被加工材の衝突・接触以後が
適当である。

即ち、ポンチの作動状況を電気的スイッチやマグネット
型位置検出器、光応用なとの非接触型位置検出器などを
リミッタ−・スイッチとして用い、これらスイッチを前
記ポンチと被加工材の衝突・接触する位置に設定してお
き、スイッチかオンになった時に同期して割れ発生検出
部も作動するようにしておいた方か良い。

本発明のプレス装置は、以上のようにすることにより、
前記第１発明の効果を同様に奏することかできるととも
に、さらに以下のような効果を奏することかできる。

すなわち、成形工具の異常も含めて監視する−とかでき
るため、プレス装置の自動管理にも投合つ。さらに被加
工材か割れ易いかどうかも監視てきるため、被加工材の
品質管理にも役立つ。

また、従来技術の特開昭６０−２４７５００号では、割
れ検出部か被加工材と接しなくてはならないのに対し、
本発明では検出部は被加工材とは直接接していないとこ
ろに違いかある。そのため、検出部は被加工材のすへり
により擦られたり磨耗することもないため、検出部の交
換は必要なく、特開昭６０−２４７５００号に比へて、
半永久的な検出部の使用および割れ発生検出か可能どな
る。

〔実施例〕

以下に、本発明の詳細な説明する。

第１実施例 本発明の第１実施例のプレス装置を、第４図および第５
図を用いて説明する。

本実施例のプレス装＠１１は、第４図に示すように、ポ
ンチ２１と、ダイス３１と、しわ押さ板４１ど、割れ発
生検出手段６１と、信号処理手段７１と、判定手段８１
と、制御手段９１とから構成されている。

ポンチ２１は、直径５０ｍｍ１球Ｒ５０の球頭形状の成
形工具て、内部か空洞になっており肉厚１０ｍｍである
。また、割れ発生手段６１を構成するＡＥセセン６１１
を取り付ける頂点部分か平面状に形成されている。該ポ
ンチ２１は、プレス装置１１の下部にあるポンチ用複動
油圧シリンダ（図示せず）に取りつ（プであるポンチホ
ルダーによってネジ固定されており、ポンチ２１の上昇
により、被加工材５１をダイス３１のダイキャビティ内
に押し込み、所望の形状に成形する。

ダイス３１は、ダイス穴寸法は直径６０ｍｍ、肩部Ｒ５
の加工か施されており、プレス装置１１の上部に配置さ
れたヒンジ式ダイスホルダー（図示せず）にポンチ２１
と同心上になるようにネジで固定されており、しわ押え
板４１の上昇により被加工材５１を挟み、ポンチ２１の
上昇により被加工材５１を成形する。

しわ押え板４１は、プｌノス装置１１の下部に取りつけ
であるしわ押さえガイドにはめあい方式でポンチ１１．
ダイス３１と同心上となるように配置されている。この
しわ押え板４１は、該板４１上に置かれた被加工材５１
を、散板４１の上昇により前記ダイス３１へ押し付け、
成形中に被加工材に発生するしわを抑制するもので、ま
た、プレス成形品に発生ずる面ひすみも同時に抑制する
ビード成形を施すこともてきる。

割れ発生検出手段６１は、約１．５ｍｍＸ４ｍｍのチッ
プ型ＡＥセンザ６１１からなり、前記中空ポンチ２１の
空洞部頂点の平面上の部分に瞬間接着剤により取り付（
プられており、ダイス３１とポンチ２１、しわ押え板４
１と同じ同心軸上に配設されている。さらに、該ＡＥセ
セン６１１の周りにワセリンを施し、該ＡＥセセン６１
１Ｆ部より硬化樹脂により固定されている。これにより
、前記ポンチ２１との接触面積か十分確保されている。

なお、この実施例装置では、成形中の被加工材５１に発
生ずる割れの位置は、前記ポンチ２１を中心としたダイ
キャビティ内円周上である。

信号処理手段７１は、プリアンプ７１１と、フィルタ７
１２、メインアンプ７１３、および信号処理部７１４と
からなる。プリアンプ７１１は、ＡＥセセン６１Ｎご接
続され、該ＡＥセセン６１１より出力された割れ検出信
号を増幅し、該増幅信号を出力する。フィルタ７１２は
、前記プリアンプ７１１に接続され、該プリアンプ７１
１より出力された増幅信号より低周波外部２ノイズを除
去し、割れ状態信号を出力する。メ・インアンプ７１３
は、前記フィルタ７１２に接続され、該フィルタ７１２
より出力された信号を増幅し、該増幅信号を出力する。

信号処理部７１４は、前記メインアンプ７１３に接続さ
れ、該メインアンプ７１３より出力された信号を入力し
、該入力信号が予め設定されたサンプリング時間あたり
に基準電圧を越えた時にパルス信号を発生し、該パルス
信号をカウントする。そして、にのカウント値は電圧に
変換され、該変換電圧を出力する。

判定手段８１は、前記信号処理手段７１の信号処理部７
１４に接続され、該信号処理部７１４より出力された前
記変換電圧で表される加工状態に対応する信号をプレス
成形中を通じて監視し、被加工材２１に割れが発生した
かどうかを判定する。

なお、該判定は、予め設定されている所定カラン）−レ
ベルを越えた時に割れ発生と判定し、該判定部８１に接
続されている制御部９１に信号を出力する仕組みになっ
ている。

制御手段９１は、前記判定手段８１に接続し、該判定手
段８１より割れ発生の判定信号を受けたときにプ１／ス
機械１１の作物を停止さぜる手段で、警銀ランプから成
る警報部９１１を有しており、被加工材５１に割れが発
生した場合には、直ちに作業者に知らしめるようになっ
ている。

さらに、プ１ノス装置１１には、リミッタ−・スイッチ
か設けられており、該リミッタ−・スイッチはポンチ２
１か被加工材５１と衝突・接触する位置で信号を発する
ように配設されている。そして、ＡＥセンサ６１１は、
前記リミッタ−・スイッチと同期するように回路か組ま
れており、前記プレス装置２１を構成するポンチ２１か
被加工材５１と衝突・接触した直後に動作するように構
成されている。

以上の構成よりなる第１実施例のプレス装置の作動につ
いて、以下に説明する。

先ず、ダイス３１に被加工材５１を載置し、該被加工材
５１をしわ押え板４１とダイス３１とにより挟持する。

次いて、プレス機械１１か作動してポンチ２１か成形加
工動作を始める。そして、ポンチ２１か被加工材５１と
接触した直後に、これに同期してＡＥセンサ６１１の検
出が開始される。ＡＥセンサ６１１によって検出された
ＡＥ波は、ＡＥセセン６１１に接続されたプリアンプ７
１１によって予め増幅された後、フィルタ７１２によっ
て低周波外部ノイズか除去される。フィルタ７１２を通
過したＡＥ倍信号、フィルタに接続されているメインア
ンプ７１３によってさらに増幅された後、信号処理部７
１４に送られる。信号処理部７１４は前記メインアンプ
７１３からのＡＥ倍信号受けて、予め設定されているサ
ンプリング時間あたりに基準電圧を越えると、パルス信
号を発生し、該パルス信号をカラン１−する。該信号処
理部７１４て発生したカウント値は電圧に変換され、判
定手段８１に送られる。判定手段８１では、前記信号処
理部７１４より受けたカウント値をプレス成形中を通じ
て監視し、予め設定されている所定カランｌ−１ノベル
を越えた時に割れ発生と判定し、該判定手段８１に接続
されている制矧手段９１に信号を出力する。

第５図に、割れ検出信号が検出された時のＡＥ倍信号累
積数の変化を表１．た線図を示す。このとき、累積数は
、前記判定手段８１において、成形時に信号処理手段７
１より出力されたカウント値を逐次累積していった値で
あり、第５図はその変化を測定した結果である。ここで
は、ＡＥ倍信号累積数か１００に達した時に割れ発生と
判断するようになっている。なお同図には、実際の成形
荷重も併記しである。

判定手段８１において割れ発生と判定されると、該判定
結果を示す信号か副側手段９１に送られ、該制御手段９
１の警報ランプ９１１か点滅する。

本第１実施例によれば、プレス成形中である被加工材５
１の割れ発生の有無を成形中リアルタイムで、しかも被
加工材５１のダイス３１やしわ押え板４１とのすへすな
どによるノイズを拾うことなく信頼性の高い検出が可能
となる。また、割れ発生と判定した場合、制御手段９１
のランプ９１１の点滅を受けて直ちにブ１／ス装置１１
を停止できるようにしたので、事後で検査員による不良
品の目視検査工程を不要にすることかできる。さらに、
ＡＥセンサ６１１か被加工材５１と直接接していないた
め、ＡＥセセン６１１を被加工材５１に擦られ磨耗する
ことなく、半永久的にＡＥセンサ６１１による割れ発生
検出か可能となる。

変形例１ 前記第１実施例では、被加工材の割れの判定を、割れ検
出信号か検出された時のＡＥ倍信号累積数と予め設定さ
れた累積数（基準値）との比較により行ったか、単にカ
ウント値を基準値と比較し、そのカウント値が基準値を
越えた場合に割れ発生と判定する方法がある。これは、
第１実施例の累積数による判定は基準値を越えた場合、
或いは成形終了時までの総合的な判定であるのに対し、
カウント値による判定は成形中に逐次判定する方法であ
る。このようにすることにより、割れ発生に伴い放出さ
れる高レベルのエネルギーのＡＥ倍信号より割れを判定
するばかりでなく、割れ発生以前の被加工材とポンチど
の異常衝突による判定もできるので、装置作動管理にも
役立つ。

また、前記累積数の変化パターンを判定手段において予
め記憶しておいたパターンと比較しなから、割れ発生の
有無を判定することかできる。このようにすることによ
り、フィルタでは除去しきれないノイズにより累積数は
漸増し前記基準値を越えることかあるか、このような場
合でも、割れ発生にともなって放出される高エネルギー
のＡＥ倍信号累積数の急増として前記漸増傾向と区υ１
，１　＋、、割れ発生をさらに高精度で判定することか
できる。

さらに、第１実施例では、制御手段において警報ランプ
を採用したか、警報ブザー等の警報手段を採用すること
かできる。また、該制御手段９１をプレス装置１１に接
続して、プレス装置１１の作動を直接停止させることも
てきる。

第２実施例 本発明の第２実施例のブＩノス装置を、第６図および第
７図を用い、第１実施例との相違点を中心に説明する。

本実施例のプレス装置１２は、第６図に示すように、ポ
ンチ２２と、ダイス３２と、しわ押さ板４２と、割れ発
生検出手段６２と、信号処理手段７２と、判定手段８２
と、制御手段９２とから構成されている。

ポンチ２２は、直径５０ｍｍ、球Ｒ５０の球頭形状の成
形工具て、内部か空洞になっており肉厚１０ｍｍである
。また、割れ発生手段６２を構成する歪みゲージ６２１
を取り付ける頂点部分か平面状に形成されている。該ポ
ンチ２２は、被加工材５２をダイス３２のダイキャビテ
ィ内に押し込み所望の形状に成形する。

ダイス３２は、ダイス穴寸法は直径６０ｍｍ、肩部Ｒ５
の加工か施されており、しわ押え板４２の上昇により被
加工材５２を挟み、ポンチ２２の上昇により被加工材５
２を成形する。

しわ押え板４２は、該板４２上に置かれた被加工材５２
を、散板４２の上昇により前記ダイス３２へ押し付ｉ、
ｆ、成形中に被加工材に発生するしわを抑制するもので
、また、プレス成形品に発生する面ひずみも同時に抑制
するし一ド成形を施すこともてきる。

割れ発生検出手段６２は、約４．２ｍｍＸ２゜８ｍｍの
歪みゲージ６２１からなり、前記中空ポンチ２２の空洞
部の頂点平面状部分に瞬間接着剤により固定されている
。なお、この実施例装置では、成形中の被加工材５２に
発生する割れの位置は、前記ポンチ２２を中心としたダ
イキャビティ内円周上である。

信号処理手段７２は、動歪み計７２１と、信号処理回路
７２２とからなる。動歪み計７２１は、歪みゲージ６２
１に接続され、該歪ｂゲージ６２１より出力された割れ
検出信号を低周波ノイズ除去し、増幅して、該増幅信号
を出力する。信号処理回路７２２は、前記動歪み計７２
１に接続され、該動歪み計７２１より出力された増幅信
号を微係数に変換し、加工状態信号として出方する。

判定手段８２は、前記信号処理手段７２の信号処理回路
７２２に接続され、該信号処理回路７２２より出力され
た前記加工状態信号をプレス成形中を通じて監視し、被
加工材５２に割れが発生したかとうかを判定する。なお
、該判定は、前記信号処理回路７２２より出力された加
工状態信号の電圧かプラスからマイナス、或いはマイナ
スからプラスへ不連続的に変化することを察知した場合
割れ発生と判定し、該判定部８２に接続されている制胛
部９２に信号を出力する仕組みになっている。

制御手段９２は、前記判定手段８２に接続し、該判定手
段８２より割れ発生の判定信号を受けたときにプレス装
置１２の作動を停止させる手段で、警報ブザーから成る
警報部９２１を有しており、被加工材５１に割れが発生
した場合には、直ちに作業者に知らしめるようになって
いる。

なお、プレス装置１２は、同期回路により歪みゲージ６
２１と接続され、該プレス機械１２によりポンチ２２が
動作したと同時に歪みゲージ６２２か検出を開始するよ
うに構成されている。

以上の構成よりなる第２実施例のプレス装置の作動につ
いて、以下に説明する。

先ず、ダイス３２に被加工材５２を載置し、該被加工材
５２をしわ押え板４２とダイス３２とにより挟持する。

次いて、ブ１ノス機械１２か作動しポンチ２２か成形動
作に入ると、これに同期して歪みゲージ６２１による検
出が開始される。被加工材５２に割れが発生ずるとこれ
に起因してポンチ２２は成形荷重急減？＝よって生じる
急激な変形挙動を歪みゲージ６２１か検出する。該検出
信号は動ひずみ計７２１において低周波ノイズが除去さ
れた後、増幅されて信号処理回路７２２に送られる。第
７図は、成形中に信号処理回路７２２より出力された検
出信号を記録した結果である。同図中には、実際の成形
荷重も併記しである。これにより該信号処理回路７２２
は前記検出信号を直ちに設定サンプリング時間内の微係
数に変換し、判定手段８２に出力する。さらに該判定手
段８２は前記微係数がプラスからマイナス、或いはマイ
ナスからプラスへ不連続的に変化することを察知するこ
とにより、被加工材５２に割れが発生したかどうかを判
定し、この判定信号により、制御部９２かプレス装置１
２の作動を停止させる。

本第２実施例によれば、プレス成形である被加工材の割
れ発生を検出し、これによりブ［ノス装置を停止するよ
うにしたので、不良品を除去するだめの目視検査工程を
省くことかできる。また、被加工材に割れが生じてない
場合でも、ポンチの損傷なとによる異常変形挙動も検出
できるので、プレス機械の作動状況の管理も行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的原理を示す一部欠歓概略構成図
、第２図は従来技術のプレス成形品割れ防止装置のブロ
ック図、第３図はＡＥセンサの基本的な配設構造を示す
図、第４図および第５図は第１実施例を示し、第４図は
そのプレス装置のブロック図、第５図は判定手段におけ
るＡＥ倍信号累積数の変化を示す線図、第６図および第
７図は第２実施例を示し、第６図は本発明実施例におけ
る構成を示すブロック図、第７図は信号処理手段におけ
る検出信号の変化を示す線図である。 １、１１、１２ ２．２１．２２ ３．３１．３２ ４．４１．４２ ５．５１．５２ ６．６１．６２ ７．７１．７２ ８．８　ｌ、８２ ９１、９２ ・・・　プレス装置 ・・・　ボンデ ・・・　ダイス ・・・　しわ押え板 ・・・　被加工材 ・・・　割れ発生検出手段 ・・・　信号処理手段 ・・・　判定手段 制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンチとダイスとしわ押え板とからなり該ダイス
   と該しわ押え板との間に被加工材を配置してプレス加工
   を行うプレス装置において、前記ポンチが中空部を有し
   、ダイキャビティに対応する部分の少なくとも一部が薄
   肉に形成されて、前記被加工材に発生する割れの情報を
   ポンチに伝達し易くするとともに、 該ポンチの前記薄肉部に配設され、被加工材からの加工
   割れ状態を検出する割れ発生検出手段と、 該割れ発生検出手段より出力された割れ検出信号を増幅
   などして割れ発生状態を判定し易い信号形態に変換・処
   理する信号処理手段と、該信号処理手段より出力された
   信号に基づいて被加工材に割れが発生しているかどうか
   を判定する判定手段とを有してなり、 プレス加工時に発生する局部的な割れを成形加工時に実
   時間で検出するようにしてなることを特徴とする工具に
   割れ検出部を内蔵したプレス装置。