JPH07328552A

JPH07328552A - 金属成形品の判別装置

Info

Publication number: JPH07328552A
Application number: JP15675894A
Authority: JP
Inventors: Haruki Shinoda; 治喜篠田; Shinji Kojima; 伸二小島; Koichi Ishiyama; 浩一石山
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1995-12-19

Abstract

(57)【要約】【目的】同種形状を有する金属成形品の中から、不良
品等の性質の異なるものを成形後の搬送中に効率よく、
かつ高確率で判別するための装置を提供する【構成】横形熱間鍛圧機１による成形品ｆは、シュー
ト２上を滑って搬送される。成形品ｆが計測区間４の入
り口部で上部センサ５により検出されと、タイマ８が時
間の計測を開始し、成形品ｆが下部センサ５に検出され
るとその計測を終了する。計測された搬送時間Ｔ_xは判
定器１０において、記憶器１１に予め記憶された設定時
間Ｔ₀と比較される。成形品ｆはこれらＴ_xとＴ₀の大小
関係に基づいてその良否が判定され、それが不良品の場
合は排出通路１４を通って不良品回収部１７へ回収され
る。また、良品の場合はそのままシュート２を通って回
収部３へ回収される

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属成形品の判別装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱間鍛造や高速プレス等の金属部
材加工においては、成形工程が終了後、その成形品を例
えばシューター等の搬送通路を経て、所定の回収場所へ
回収したり、そのまま次工程へ回したりすることが行わ
れている。その際、割れやクラック等の欠陥を有する不
良品等が生じた場合、成形品を回収後に作業者が目視や
経験的な勘に基づいてその選別を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】多量の成形品の中から
不良品等を作業者の目視に頼って選別する場合、見落と
し等が発生しやすく、漏れなく選別を行うことは一般に
困難である。特に、不良品と良品の外観上の区別がつき
にくい場合は、選別に高度な経験と集中力が要求される
ため作業者の負担が重くなる欠点があった。

【０００４】本発明の課題は、ほぼ同一形状を有する金
属成形品の中から、不良品等を成形後の搬送中に効率よ
くしかも高確率で判別するための装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る装置は、同
様な形状で互いに性質が異なる場合がある金属成形品が
同一のシュートで送られる際に、次工程で前記性質に応
じた処理を行うための判別装置であり、位置検出手段、
時間計測手段及び判定手段を含む。位置検出手段は、前
記シュートにおける金属成形品の移動路の近傍に設けら
れ、その金属成形品がその移動路の基準位置を通過した
ことを検出する。そして、時間計測手段は、その位置検
出手段が金属成形品を検出してから時間計測を開始す
る。判定手段は、その時間計測手段による時間計測及び
金属成形品の移動距離に基づいてその金属成形品の性質
を判定する。

【０００６】ここで、上記時間計測手段を、位置検出手
段の下流に設けられた別の位置検出手段が金属成形品を
検出するまでの時間を測定するものとし、その計測され
た時間に基づいて金属成形品の判定を行うように装置を
構成することができる。また、時間計測手段が計測を開
始してから一定時間経過する間に、その別の位置検出手
段が金属成形品を検出したか否かに基づいて、その金属
成形品の性質を判定するように構成してもよい。

【０００７】位置検出手段としては、例えば赤外線セン
サ、レーザーセンサ、電磁コイル、磁気センサ等を用い
ることができる。成形品が、例えば熱間加工後のような
昇温状態で搬送される場合は、位置検出手段として赤外
線センサが好適に用いられる。

【０００８】このような判別装置に表示手段を設け、得
られた判定結果をこれに表示させることができる。ま
た、上記判定結果に基づいて、例えば不良と判定された
成形品を、排出手段により搬送通路から排出する構成と
してもよい。

【０００９】本発明の判別装置は、例えば成形品の良・
不良の判別に使用することができるが、それ以外に、形
状が同一で材質等性状の異なる成形品が混在したロット
に対し、その搬送速度の差異に基づいて、性状別に成形
品を仕分ける目的に用いることもできる。この場合、上
記判別装置に、計測された搬送時間に応じて成形品を仕
分ける仕分け手段を設けることができる。

【００１０】

【発明の作用及び効果】本発明の判別装置は、成形品の
搬送時間を測定し、その測定時間に基づいて不良品等の
判別を行うものであり、目視では判別の困難な不良品で
も容易に判別することができる。

【００１１】また、位置検出手段の下流に別の位置検出
手段を備えた構成においては、単純な機構により成形品
の搬送時間を高精度に測定することができる。

【００１２】判定結果を表示手段に表示させる構成で
は、不良品の発生を直ちに把握することができ、その不
良品が製品ロットに混入することが防止される。また、
排出手段を備えた構成では、判定結果に応じて不良品が
自動的に搬送通路から排出されるので、製品ロットへの
不良品の混入がさらに確実に防止される。

【００１３】また、計測された前記搬送時間に応じて成
形品を仕分ける仕分け手段を備えた構成では、材質等性
状の異なる成形品の仕分けを効率よく行うことができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の判別装置の一例を概念的に示
すものである。水冷ノズルｎからの冷却水ｗにより冷却
されるパンチＰ、成形ダイｄ等を含む熱間鍛造機（横形
鍛圧機）１により、金属成形品（以下単に成形品とい
う）ｆが成形される。その下側にシュート２が下り勾配
で設けられ、シュート２の下側出口部にはケースやカゴ
等で構成される回収部３が設けられている。

【００１５】シュート２の中間部には、成形品ｆの搬送
方向に沿ってＡ位置からＢ位置までの計測区間４が設け
られるとともに、その計測区間４の上端及び下端に対応
してシュート２の近傍（例えば上方）に、位置検出手段
としての赤外線センサ（カメラ）５、６が設けられてい
る。以下、前者を上部センサ、後者を下部センサと称す
る。これらのセンサ５、６は、シュート２を流れる赤熱
状態の上記成形品から生じる赤外線を感知して、その成
形品がＡ位置又はＢ位置を通過したことを検出するため
のもので、それぞれセンサコントローラ７に接続されて
いる。

【００１６】センサコントローラ７は、各センサ５、６
から供給される出力信号のノイズ除去、増幅、画像処理
等を公知の手法で行い、成形品ｆの位置検出信号を発生
する。これに基づいてタイマ８が、成形品がＡ位置から
Ｂ位置まで移動するのに要する時間を計測し、判定器１
０がその実際の計測値と、あらかじめ記憶器１１に設定
されている設定値とを比較し、その判定器１０からの出
力に基づいて後述の処理が行われるようになっている。
ここで、センサコントローラ７及びタイマ８等が時間計
測手段を、判定器１０及び記憶器１１等が判定手段をそ
れぞれ構成している。また、センサコントローラ７から
の出力信号を処理する処理部（８、１０、１１）を所定
のシーケンサで構成することや、センサコントローラ７
も含めた全体の制御部Ｃをコンピュータで構成すること
ができる。

【００１７】シュート２には、計測区間４より下流側に
排出手段１３が設けられ、その出口部には不良品回収部
１７が設けられている。排出手段１３は、図２に示すよ
うに、シュート２から分岐する排出通路１４と、これら
両通路を切り替える切替板１５とを備える。また、この
切替板１５を駆動するシリンダ、ソレノイド又はモータ
等の駆動部１６が、前述の判定器１０（もしくは制御部
Ｃ）と接続されている。

【００１８】図１の熱間鍛造器１で成形された成形品ｆ
は、冷却水ｗとともにシュート２上を滑り落ちながら搬
送される。成形品ｆが計測区間４の入口部で上部センサ
５により検出されと、タイマ８がオンとなって成形品ｆ
の搬送時間の計測を開始し、下部センサ５により検出さ
れると、タイマ８がオフとなって時間計測を終了する。
計測された搬送時間Ｔ_xの信号は判定器１０へ送られ、
記憶器１１に予め記憶された設定時間Ｔ₀と比較され
る。計測区間４の長さは特に制限されないが、搬送速度
の変動等による誤差を小さくするためには、一定以上長
くすることが望ましい。

【００１９】熱間鍛造品等の高温の成形品ｆが冷却水ｗ
とともに搬送されるとき、成形品ｆがスムーズに流れれ
ば、冷却水Ｗとの接触も短く成形品ｆが過度に冷却され
ることはない。しかし、成形品ｆに例えば比較的大きな
バリが生じていたり、シュート２側に異物や突起が存在
したりすると、摩擦が増大して成形品ｆの搬送速度が低
下する。これにより、成形品ｆは冷却水ｗと長時間接触
して急冷される。このような水冷品は、割れやクラック
を生じて不良品となる場合も考えられる。そこで、その
ような水冷品（成形品ｆ）は、実際に不良品か否かに拘
わらず、他の成形品と区別することが全体的な品質管理
を強化する上で有効である。

【００２０】冷却水と長く接触して水冷品となっている
かどうかは、上述のＡ・Ｂ位置間の搬送時間Ｔ_xで決定
するものとする。すなわち、図３の上段に示すように、
成形品ｆがスムーズに流れる場合では、上部センサ５が
オンしてから下部センサ６がオンするまでに時間Ｔ₁を
要するが、これは基準となる設定時間Ｔ₀より大きくな
ることはなく、Ｔ₁≦Ｔ₀である。しかし、同図の下段に
示すように何らかの理由で長い搬送時間Ｔ₂を要し（Ｔ₁
＜Ｔ₂）、この場合にＴ₂＞Ｔ₀であれば、割れ等が生じ
ているかも知れない水冷品とみなして、これを区別する
のである。例えば図４に示すように、横軸に距離を、縦
軸に速度をとったとき、通常な成形品は、シュート２に
落下したあと、当初から所定の速度でシュート２を流
れ、冷却水との接触時間が短いため、急冷の問題が生じ
ない。ところが、例えばバリ等の影響で成形品がシュー
ト２に落ちて止り、初速がゼロからシュート２を流下す
る場合は、水冷品となる確率が高くなる。この領域のも
のを一律に排除すれば、不良品の発生率は極めて低くな
る。なお、図３で二点鎖線で示すように、検出精度を上
げるため、各センサがオンになってからその状態にホー
ルドされるように構成することができる。

【００２１】このような観点から、図１の判定器１０は
Ｔ₁（実際の搬送時間）＞Ｔ₀（設定時間）と判定すれ
ば、排出部１３に信号を送る。この信号を受けて、駆動
部１６（図２）は切替板１５を図２のＥ位置から一点鎖
線で示すようにＦ位置に倒し、排出通路１４を開いて不
良品ｆ_bを不良品回収部１７へ回収する。なお、通常の
場合は、切替板１５はＥ位置側にあって、成形品ｆはシ
ュート２を経て良品ｆ_gとして回収部３へ回収される。
また、判定器１０による判定結果が電光表示板や液晶デ
ィスプレイ、警報ランプ等の表示手段１２に表示され
る。特に、判定器１０が成形品ｆについて設定時間より
長い搬送時間を要したと判定した際に、警報表示等が行
われるようにすることができる。ここで、警報等の表示
は視認できるデータ等に限らず、ブザー等の音による表
示であってもよい。

【００２２】ここで、基準時間Ｔ₀は例えば、判別しよ
うとする成形品ｆのロットからいくつかの試験品を抽出
し、それらの搬送時間を測定して、その測定値の範囲か
ら定めることができる。また、外部記憶手段等に予め蓄
積されたデータの中から、必要なものを随時記憶器１１
に読み込んで判定に用いてもよい。また、複数の設定時
間を設け、成形品の搬送時間がどの範囲にあるかで成形
品を例えば３種類又はそれ以上に区別することができ
る。

【００２３】また、成形品ｆを供給する供給部として
は、熱間鍛造機１以外に高速プレス機やロール鍛造機等
の成形品排出部であってもよく、また、成形体ｆを容器
等に集積して、そこからシュート２へ順次送り込む構成
としてもよい。また、回収部３は、熱処理や表面処理な
どの次工程を行う位置に対応させて、判別後直ちにそれ
ら次工程を実施できるように構成することもできる。

【００２４】シュート２は、全体が勾配の均一な斜面状
に形成されていなくとも、勾配を途中で変化させたり、
あるいは曲面としたり、さらに、図５に示すように水平
部１８を設けることも可能である。このとき、計測区間
４をこの水平部１８に設定することもできる。

【００２５】位置検出手段としては、赤外線センサの
他、レーザーセンサ、磁気センサ、光センサ、超音波セ
ンサ、テレビカメラ等、各種のものを使用することがで
きる。例えば図７に示すように、門形のセンサ２０の内
側を成形体ｆが通過する構成として、磁気センサ、ある
いは透過形の光センサ等を用いることができる。

【００２６】また、図６に示すようにごく近接して２個
のセンサ１９を配置し、ごく短い計測区間４の所要時間
を計測することにより、実質上、ある地点における成形
品ｆの瞬間速度を検出し、この速度が予め定められた設
定速度より遅い場合にその成形品ｆを排除するように構
成することもできる。さらには、計測区間４の全体を１
台のテレビカメラの視野内に収め、画像解析手段等によ
り搬送速度を測定してもよい。

【００２７】なお、図８に概念的に示すように、計測区
間（距離）を固定するのではなく、上部センサがオンと
なってからの時間を設定時間Ｔ_aとして予め固定し、そ
の時間Ｔ_aがタイムアップしたとき下部センサが成形品
をすでに検出しているか否かで成形品の良否を判定する
ことができる。つまり、その時間Ｔ_a経過時に下部セン
サが成形品の通過によりオン状態となっていれば、その
成形品は良品、未だオン状態となっていない場合は、移
動に相当の時間を要した水冷品として処理することが可
能である。

【００２８】さらに、図９に概念を示すように、上部セ
ンサのみを設け、それがオンになってから予め定められ
た設定時間Ｔ_aが経過した時点で排出路を排出側に切り
換えて、一定時間経過後にもとに戻す構成としてもよ
い。この場合、搬送に時間がかかった成形品は、自動的
に排除されることとなる。そしてこの場合は、設定時間
の終了を信号として出力する制御部、及びそれに基づい
て排出路を開く機構が判定手段を構成すると見ることが
できる。

【００２９】また、図１０に示すように、シュート２に
落し口２１を設け、これを開閉板２２で覆うとともに、
これを開閉駆動するよう構成することもできる。不良品
ｆ_bが検出されると、開閉板２２は下方へ開き、落し口
２１から不良品ｆ_bを落下させて排出する。

【００３０】なお、以上は、シュートでの搬送時間が長
く、冷却水により過度に冷却された成形品を排除するシ
ステムを説明したが、成形品をこのような性質の違いに
より区別するのではなく、材質の違い等に基づいて区別
するために前述のようなシステムを用いることもでき
る。例えば、同様な形態の成形品を互いに異なる材質で
成形する工程において、あるシュートに本来予定されて
いない材質の成形品が紛れ込んだ場合、材質の違いに基
づく摩擦係数の差により、シュートの搬送時間が基準値
又は範囲を逸脱したとき、その成形品を予定されている
材質とは異なる材質のものとして区別することができ
る。この場合、通常より搬送時間（又は速度）が遅い場
合に限らず、早すぎる場合を異常として区別してもよい
ことはもちろんである。

【００３１】ここで、前述のように、搬送時間（又は速
度）の判定基準を２以上設定することにより、例えば互
いに異なる複数の材質の成形品が、１つの共通のシュー
トでランダムに流されるような場合、それらを区別する
のにも有効である。

【００３２】また、材質及び形態は同じであるが、成形
時に許容範囲を超えるバリ、凹凸等を生じている成形品
等についても、シュートにおける摩擦力の差、ひいては
搬送時間（又は速度）の差に基づき、前述の判定システ
ムにより良品と区別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一実施例を概念的に示す図。

【図２】図１の排出部を拡大した平面図。

【図３】各センサの出力を示す図。

【図４】シュートにおける成形品の移動パターンを説明
する図。

【図５】シュートの変形例を示す図。

【図６】位置検出手段の第一の変形例を示す図。

【図７】同じく第二の変形例を示す図。

【図８】時間を固定した判定システムの説明図。

【図９】図８のシステムから下部センサをなくした説明
図。

【図１０】排出部の変形例を示す図。

【符号の説明】

１熱間鍛造機２シュートｆ成形品５、６赤外線センサ（位置検出手段）７センサコントローラ８タイマ（時間計測手段）１０判定器１１記憶器１２表示手段１３排出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同様な形状で互いに性質が異なる場合が
ある金属成形品が同一のシュートで送られる際に、次工
程で前記性質に応じた処理を行うための判別装置であっ
て、前記シュートにおける金属成形品の移動路の近傍に設け
られ、その金属成形品が前記移動路の基準位置を通過し
たことを検出する位置検出手段と、その位置検出手段が金属成形品を検出してから時間計測
を開始する時間計測手段と、その時間計測手段による時間計測及び前記金属成形品の
移動距離に基づいてその金属成形品の前記性質を判定す
る判定手段と、を含むことを特徴とする金属成形品の判別装置。
【請求項２】前記位置検出手段の下流に別の位置検出
手段が設けられるとともに、前記時間計測手段は、その
別の位置検出手段が前記金属成形品を検出するまでの時
間を計測し、その計測された時間に基づいて前記金属成
形品の性質が判定される請求項１記載の判別装置。
【請求項３】前記位置検出手段の下流に別の位置検出
手段が設けられるとともに、前記時間計測手段が計測を
開始してから一定時間経過する間に、前記別の位置検出
手段が前記金属成形品を検出したか否かに基づいて、前
記金属成形品の性質が判定される請求項１記載の判別装
置。
【請求項４】前記位置検出手段が赤外線センサ、レー
ザーセンサ、電磁コイル、磁気センサのいずれかである
請求項１ないし３のいずれかに記載の判別装置。
【請求項５】前記成形品が熱間加工後の昇温状態で前
記シュートを搬送されるものであり、かつ前記位置検出
手段が赤外線センサである請求項１ないし３のいずれか
に記載の判別装置。
【請求項６】前記判定結果を表示する表示手段を含む
請求項１ないし５のいずれかに記載の判別装置。
【請求項７】前記判定結果に基づいて、前記成形品を
前記搬送通路から排出する排出手段を備えた請求項１な
いし６のいずれかに記載の判別装置。