JPH09251007A - プレス加工用金型の劣化度評価方法及び評価装置 - Google Patents
プレス加工用金型の劣化度評価方法及び評価装置Info
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- JPH09251007A JPH09251007A JP8087508A JP8750896A JPH09251007A JP H09251007 A JPH09251007 A JP H09251007A JP 8087508 A JP8087508 A JP 8087508A JP 8750896 A JP8750896 A JP 8750896A JP H09251007 A JPH09251007 A JP H09251007A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プレス加工機を動作させた状態でリアルタイ
ムにパンチ等の金型の劣化度を評価する事の可能なプレ
ス加工用金型の劣化度評価方法及びその評価装置を提供
する。 【解決手段】 少なくとも一対の金型を材料に圧接する
ことによりこの材料のせん断又は曲げを伴うプレス加工
を行う場合における金型の劣化度を材料の変形時に生じ
る音響信号Ｐをもって評価する。この場合、音響信号Ｐ
の振幅・分布幅Ｔｗ・面積Ａが大きくなるに従って金型
がより劣化していると評価する。金型の正常時にサンプ
リングした音響信号Ｐをアベレージングすることにより
得られる基準波形と音響信号Ｐのうちの測定対象波形と
を比較し、測定対象波形が基準波形を所定値以上越える
場合に、金型が取り替え時期に達したと評価してもよ
い。
ムにパンチ等の金型の劣化度を評価する事の可能なプレ
ス加工用金型の劣化度評価方法及びその評価装置を提供
する。 【解決手段】 少なくとも一対の金型を材料に圧接する
ことによりこの材料のせん断又は曲げを伴うプレス加工
を行う場合における金型の劣化度を材料の変形時に生じ
る音響信号Ｐをもって評価する。この場合、音響信号Ｐ
の振幅・分布幅Ｔｗ・面積Ａが大きくなるに従って金型
がより劣化していると評価する。金型の正常時にサンプ
リングした音響信号Ｐをアベレージングすることにより
得られる基準波形と音響信号Ｐのうちの測定対象波形と
を比較し、測定対象波形が基準波形を所定値以上越える
場合に、金型が取り替え時期に達したと評価してもよ
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パンチやダイ等よ
りなる少なくとも一対の金型を材料に圧接することによ
り、この材料のせん断又は曲げを伴うプレス加工を行う
場合において、この金型の劣化度を評価するためのプレ
ス加工用金型の劣化度評価方法に関するものである。
りなる少なくとも一対の金型を材料に圧接することによ
り、この材料のせん断又は曲げを伴うプレス加工を行う
場合において、この金型の劣化度を評価するためのプレ
ス加工用金型の劣化度評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上述の如きプレス加工を行うに際し、金
型が長時間の使用により劣化すると、加工品に生じるか
えりやだれが大きくなり、加工品が欠陥品となる。加工
品の品質を維持するためには、パンチ等や製品の目視に
よりパンチ等の劣化度を評価することも考えられるが、
かかる方法では欠陥品の発生を未然に防止することはで
きない。よって、従来では、欠陥品の発生を未然防止す
るために、余裕を持って使用限界以前にパンチ等を取り
替える他なかった。さらに、突発的に発生するパンチの
折損やチッピング等を検出できなかった。
型が長時間の使用により劣化すると、加工品に生じるか
えりやだれが大きくなり、加工品が欠陥品となる。加工
品の品質を維持するためには、パンチ等や製品の目視に
よりパンチ等の劣化度を評価することも考えられるが、
かかる方法では欠陥品の発生を未然に防止することはで
きない。よって、従来では、欠陥品の発生を未然防止す
るために、余裕を持って使用限界以前にパンチ等を取り
替える他なかった。さらに、突発的に発生するパンチの
折損やチッピング等を検出できなかった。
【０００３】しかし、パンチ等の研磨には費用がかさ
み、しかも複数本のパンチを含む金型にあっては、折損
等により一部取り替えられることもあるため、余裕を持
って使用限界以前にパンチ等を交換するのは不経済であ
り且つその管理が煩雑であった。また、パンチ等の折損
を直ちに発見できずに、不良品を製造しつづけるといっ
た事態も生じていた。
み、しかも複数本のパンチを含む金型にあっては、折損
等により一部取り替えられることもあるため、余裕を持
って使用限界以前にパンチ等を交換するのは不経済であ
り且つその管理が煩雑であった。また、パンチ等の折損
を直ちに発見できずに、不良品を製造しつづけるといっ
た事態も生じていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の技術に鑑
みて、本発明は、プレス加工機を動作させた状態でリア
ルタイムにパンチ等の金型の劣化度を評価する事の可能
なプレス加工用金型の劣化度評価方法及びその評価装置
を提供することを目的とする。
みて、本発明は、プレス加工機を動作させた状態でリア
ルタイムにパンチ等の金型の劣化度を評価する事の可能
なプレス加工用金型の劣化度評価方法及びその評価装置
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の特徴は、少なくとも一対の金型を材料に圧
接することによりこの材料のせん断又は曲げを伴うプレ
ス加工において、少なくとも前記材料の変形時に生じる
時に生じる音響信号をもって前記金型の劣化度を評価す
ることにある。「少なくとも前記材料の変形時」とは、
金型が材料に接当した後に材料がせん断されるまでの時
点を少なくとも含む意である。
め、本発明の特徴は、少なくとも一対の金型を材料に圧
接することによりこの材料のせん断又は曲げを伴うプレ
ス加工において、少なくとも前記材料の変形時に生じる
時に生じる音響信号をもって前記金型の劣化度を評価す
ることにある。「少なくとも前記材料の変形時」とは、
金型が材料に接当した後に材料がせん断されるまでの時
点を少なくとも含む意である。
【０００６】かかる評価のより具体的な方法としては、
前記音響信号の振幅、分布幅又は面積が大きくなるに従
って前記金型がより劣化していると評価する方法があ
る。
前記音響信号の振幅、分布幅又は面積が大きくなるに従
って前記金型がより劣化していると評価する方法があ
る。
【０００７】ここで図５は、プレス加工機により抜き加
工を行う際において、音響信号の振幅を代表する値の一
つである音響信号の最大値と、加工数との相関を示すグ
ラフである。同図に示すように、発明者らの実験によれ
ば、パンチ等の劣化度を示す加工数と音響信号の振幅と
の間に相関があり、音響信号の振幅をもってパンチ等の
劣化度を推定することが可能であることが判明した。図
４のうち、（ａ）は使用当初のパンチを、（ｂ）は交換
時期に達したパンチをそれぞれ使用して得られたフィル
タリング及び検波後の音響信号の波形を示すグラフであ
る。同図から、音響信号の振幅が大きくなるにつれて音
響信号の分布幅や面積も増大することが理解され、音響
信号の分布幅や面積によっても金型の劣化度を評価可能
であるという結論を得た。
工を行う際において、音響信号の振幅を代表する値の一
つである音響信号の最大値と、加工数との相関を示すグ
ラフである。同図に示すように、発明者らの実験によれ
ば、パンチ等の劣化度を示す加工数と音響信号の振幅と
の間に相関があり、音響信号の振幅をもってパンチ等の
劣化度を推定することが可能であることが判明した。図
４のうち、（ａ）は使用当初のパンチを、（ｂ）は交換
時期に達したパンチをそれぞれ使用して得られたフィル
タリング及び検波後の音響信号の波形を示すグラフであ
る。同図から、音響信号の振幅が大きくなるにつれて音
響信号の分布幅や面積も増大することが理解され、音響
信号の分布幅や面積によっても金型の劣化度を評価可能
であるという結論を得た。
【０００８】また、評価のより具体的な他の方法として
は、前記金型の正常時にサンプリングした前記音響信号
をアベレージングすることにより得られる基準波形と、
前記音響信号のうちの測定対象波形とを比較し、前記測
定対象波形が前記基準波形を所定値以上越える場合に前
記金型が取り替え時期に達したと評価する方法もある。
は、前記金型の正常時にサンプリングした前記音響信号
をアベレージングすることにより得られる基準波形と、
前記音響信号のうちの測定対象波形とを比較し、前記測
定対象波形が前記基準波形を所定値以上越える場合に前
記金型が取り替え時期に達したと評価する方法もある。
【０００９】ここに、基準波形と測定対象波形とを比較
するにあたっては、基準波形に所定のバッファ値をあら
かじめ加えた波形と測定対象波形とを比較する他、基準
波形と測定対象波形からあらかじめ所定のバッファ値を
減じた波形とを比較してもよい。ここにいう「所定値」
とは、当該プレス加工方法により得られる加工品の仕上
がり精度により適宜定められる値を意味する。
するにあたっては、基準波形に所定のバッファ値をあら
かじめ加えた波形と測定対象波形とを比較する他、基準
波形と測定対象波形からあらかじめ所定のバッファ値を
減じた波形とを比較してもよい。ここにいう「所定値」
とは、当該プレス加工方法により得られる加工品の仕上
がり精度により適宜定められる値を意味する。
【００１０】さらに、前記音響信号の振幅が前記金型の
飽和音響信号レベルを少なくとも越える場合に、前記金
型が折損又は欠落していると評価する方法もある。
飽和音響信号レベルを少なくとも越える場合に、前記金
型が折損又は欠落していると評価する方法もある。
【００１１】上述の図５によれば、パンチ等の加工数が
ある値を越えると、音響信号は飽和域に達してその増大
が停止する。よって、かかる飽和音響信号レベルを測定
した音響信号が越える場合には、パンチ等が折損等して
いると判断することが可能となる。「少なくとも越える
場合」とは、飽和音響信号レベルに所望のバッファ値を
加えた値を越える場合をも含む意である。
ある値を越えると、音響信号は飽和域に達してその増大
が停止する。よって、かかる飽和音響信号レベルを測定
した音響信号が越える場合には、パンチ等が折損等して
いると判断することが可能となる。「少なくとも越える
場合」とは、飽和音響信号レベルに所望のバッファ値を
加えた値を越える場合をも含む意である。
【００１２】一方、本発明にかかるプレス加工用金型の
劣化度評価装置の特徴は、前記音響信号を受信するため
のセンサと、前記金型同士の近接状態を検出する近接検
出手段と、この近接検出手段に連動して前記センサによ
る受信信号のうち前記材料の変形時に生じる音響信号を
検出するゲートタイマと、比較用の基準値を記憶するメ
モリ手段と、前記ゲートタイマにより検出された前記音
響信号から抽出された特徴量と前記基準値とを比較する
比較手段と、この比較手段により前記特徴量が前記基準
値を越える場合に前記金型が取り替え時期に達した旨を
知らせる警報手段とを備えていることにある。
劣化度評価装置の特徴は、前記音響信号を受信するため
のセンサと、前記金型同士の近接状態を検出する近接検
出手段と、この近接検出手段に連動して前記センサによ
る受信信号のうち前記材料の変形時に生じる音響信号を
検出するゲートタイマと、比較用の基準値を記憶するメ
モリ手段と、前記ゲートタイマにより検出された前記音
響信号から抽出された特徴量と前記基準値とを比較する
比較手段と、この比較手段により前記特徴量が前記基準
値を越える場合に前記金型が取り替え時期に達した旨を
知らせる警報手段とを備えていることにある。
【００１３】ここに、「近接検出手段」は例えば金型等
に近接センサを取り付けて構成することができる。ま
た、「特徴量」とは、音響信号の振幅、分布幅又は面積
等をいい、「基準値」とは定数の他、上述の如くアベレ
ージングにより得られた基準波形をも含む意である。
に近接センサを取り付けて構成することができる。ま
た、「特徴量」とは、音響信号の振幅、分布幅又は面積
等をいい、「基準値」とは定数の他、上述の如くアベレ
ージングにより得られた基準波形をも含む意である。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、図１〜図５を参照しなが
ら、本発明の第一の実施形態を説明する。図１は、本発
明にかかる評価方法の実施対象となる抜き加工用プレス
加工機の概略断面図である。本発明は、厳密な製品の品
質管理を要求されるＩＣリードフレームの切断時におけ
るパンチ等の劣化や折損を検出する場合に特に好適に実
施可能である。図１に示すプレス加工機１は、材料Ｓの
プレス加工の内、材料Ｓのせん断をともなう抜き加工を
行う装置である。このプレス加工機１の金型は、パンチ
２及びダイ３を備えており、パンチ２はパンチホルダ５
に支持されて上下移動を行う。パンチホルダ５の下部に
は材料Ｓを押さえつけるためのストリッパ６及びスプリ
ング７を設けてある。また、パンチホルダ５の側部に
は、上記材料Ｓのせん断を含む変形時に生じる音響信号
を受信するためのＡＥセンサ１１を取り付けてある。こ
のＡＥセンサ１１は、パンチホルダ５のみならずダイ３
の側や他の部分に取り付けることも可能であるが、本実
施形態ではパンチ２の劣化を評価し易くするためにパン
チ２の側にこのＡＥセンサ１１を取り付けてある。な
お、図示省略するが、パンチ２はほぼ同様のものを複数
本並列に紙面垂直方向に並べてあり、そのうちの１本に
異常をきたした場合でも、本発明によれば確実にその兆
候を評価することが可能となる。
ら、本発明の第一の実施形態を説明する。図１は、本発
明にかかる評価方法の実施対象となる抜き加工用プレス
加工機の概略断面図である。本発明は、厳密な製品の品
質管理を要求されるＩＣリードフレームの切断時におけ
るパンチ等の劣化や折損を検出する場合に特に好適に実
施可能である。図１に示すプレス加工機１は、材料Ｓの
プレス加工の内、材料Ｓのせん断をともなう抜き加工を
行う装置である。このプレス加工機１の金型は、パンチ
２及びダイ３を備えており、パンチ２はパンチホルダ５
に支持されて上下移動を行う。パンチホルダ５の下部に
は材料Ｓを押さえつけるためのストリッパ６及びスプリ
ング７を設けてある。また、パンチホルダ５の側部に
は、上記材料Ｓのせん断を含む変形時に生じる音響信号
を受信するためのＡＥセンサ１１を取り付けてある。こ
のＡＥセンサ１１は、パンチホルダ５のみならずダイ３
の側や他の部分に取り付けることも可能であるが、本実
施形態ではパンチ２の劣化を評価し易くするためにパン
チ２の側にこのＡＥセンサ１１を取り付けてある。な
お、図示省略するが、パンチ２はほぼ同様のものを複数
本並列に紙面垂直方向に並べてあり、そのうちの１本に
異常をきたした場合でも、本発明によれば確実にその兆
候を評価することが可能となる。
【００１５】ダイ３の側部には、センサホルダ１６を介
して光電式又は磁気式の近接センサ１５を取り付けてあ
り、この近接センサ１５を作動させるための近接片１７
をストリッパ６の側部に近接センサ１５に対向させる状
態で取り付けある。この近接センサ１５は、金型同士、
すなわちパンチ２及びダイ３の近接状態を検出する近接
検出手段として機能する。この近接センサ１５は、パン
チ２及びダイ３に材料Ｓが挟まれてせん断に至るまでの
過程を含む変形時の音響信号を検出する後述するゲート
タイマのトリガーとなる。また、近接片１７をストリッ
パ６に取り付けることによって材料Ｓとストリッパ６と
の間の異物の噛み込を検出することも同時に可能である
が、ゲートタイマをより精度よく作動させるためには、
近接片１７をパンチホルダ５の側に取り付けても構わな
い。
して光電式又は磁気式の近接センサ１５を取り付けてあ
り、この近接センサ１５を作動させるための近接片１７
をストリッパ６の側部に近接センサ１５に対向させる状
態で取り付けある。この近接センサ１５は、金型同士、
すなわちパンチ２及びダイ３の近接状態を検出する近接
検出手段として機能する。この近接センサ１５は、パン
チ２及びダイ３に材料Ｓが挟まれてせん断に至るまでの
過程を含む変形時の音響信号を検出する後述するゲート
タイマのトリガーとなる。また、近接片１７をストリッ
パ６に取り付けることによって材料Ｓとストリッパ６と
の間の異物の噛み込を検出することも同時に可能である
が、ゲートタイマをより精度よく作動させるためには、
近接片１７をパンチホルダ５の側に取り付けても構わな
い。
【００１６】次に、図１（ａ）〜（ｃ）と図４（ａ）を
比較しつつ、抜き加工の工程とＡＥセンサ１１により受
信される音響信号との関係について説明する。図４
（ａ）の内第一の信号群Ｑ１は、図１（ｂ）の如く材料
Ｓにストリッパ６が接当する際に発生する信号であり、
図１（ｃ）に示す第二の信号群Ｐは材料Ｓの変形時に生
じる音響信号すなわち、材料Ｓのせん断にともなう音響
信号である。さらに、第三の信号群Ｑ２は抜き加工後に
材料Ｓからストリッパ６が離れるときの音響信号であ
る。本実施形態では、これらの音響信号の内、第二群の
音響信号を測定対象とする。よって、先の近接センサ１
５及び近接片１７の一定距離以上の近接をトリガーとし
て時間Ｔ０よりゲートタイマを作動させ、Ｑ１，Ｑ２を
含まずＰを含む検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で音響信号の検出
を行う。
比較しつつ、抜き加工の工程とＡＥセンサ１１により受
信される音響信号との関係について説明する。図４
（ａ）の内第一の信号群Ｑ１は、図１（ｂ）の如く材料
Ｓにストリッパ６が接当する際に発生する信号であり、
図１（ｃ）に示す第二の信号群Ｐは材料Ｓの変形時に生
じる音響信号すなわち、材料Ｓのせん断にともなう音響
信号である。さらに、第三の信号群Ｑ２は抜き加工後に
材料Ｓからストリッパ６が離れるときの音響信号であ
る。本実施形態では、これらの音響信号の内、第二群の
音響信号を測定対象とする。よって、先の近接センサ１
５及び近接片１７の一定距離以上の近接をトリガーとし
て時間Ｔ０よりゲートタイマを作動させ、Ｑ１，Ｑ２を
含まずＰを含む検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で音響信号の検出
を行う。
【００１７】図４（ｂ）は、交換時期を越える劣化した
パンチを使用して抜き加工を行う際の音響信号を示すグ
ラフである。同図に示す通り、第二群の測定対象波形Ｐ
の振幅が増大すると共に、その信号の分布幅も増大して
いる。また、検出時間Ｔ１〜Ｔ２間における信号Ｐを積
分した波形面積Ａもこれにともなって増大している。発
明者らの実験によれば、加工数が増えてパンチが劣化す
るにともなって、音響信号Ｐの振幅の最大値、分布幅及
び波形面積等の特徴量が増大することが確認されてい
る。
パンチを使用して抜き加工を行う際の音響信号を示すグ
ラフである。同図に示す通り、第二群の測定対象波形Ｐ
の振幅が増大すると共に、その信号の分布幅も増大して
いる。また、検出時間Ｔ１〜Ｔ２間における信号Ｐを積
分した波形面積Ａもこれにともなって増大している。発
明者らの実験によれば、加工数が増えてパンチが劣化す
るにともなって、音響信号Ｐの振幅の最大値、分布幅及
び波形面積等の特徴量が増大することが確認されてい
る。
【００１８】図５は、加工数と検出時間Ｔ１〜Ｔ２間に
おける音響信号の最大値との関係を例示するグラフであ
る。本例では、音響信号の振幅が２．０ボルトを越える
近辺で不良品が発生することが目視検査で判明し、かか
る値に音響信号の振幅しきい値Ｌを定めている。また、
音響信号Ｐの分布幅は、ノイズに埋没しない程度のしき
い値Ｎを検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で最初に越える時点と最
後に下回る時点の時間差である分布時間幅Ｔｗを求め、
このＴｗが所定の分布基準値Ｗを越える場合に交換時期
に達したと評価することもできる。さらに、先の波形面
積Ａが所定の基準面積値ａを越える場合も交換時期に達
していると評価することができる。
おける音響信号の最大値との関係を例示するグラフであ
る。本例では、音響信号の振幅が２．０ボルトを越える
近辺で不良品が発生することが目視検査で判明し、かか
る値に音響信号の振幅しきい値Ｌを定めている。また、
音響信号Ｐの分布幅は、ノイズに埋没しない程度のしき
い値Ｎを検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で最初に越える時点と最
後に下回る時点の時間差である分布時間幅Ｔｗを求め、
このＴｗが所定の分布基準値Ｗを越える場合に交換時期
に達したと評価することもできる。さらに、先の波形面
積Ａが所定の基準面積値ａを越える場合も交換時期に達
していると評価することができる。
【００１９】図５に示すように、パンチは加工限界に達
すると、材料Ｓの変形時に生じる音響信号の最大値の増
大が飽和する。少なくともこの飽和音響信号レベルｍを
越える場合には、パンチの折損が生じていると判断する
ことができる。図４（ｃ）はパンチの折損により発生す
る音響信号Ｐを示し、飽和音響信号レベルｍにバッファ
値を加えた折損しきい値Ｍを越えるか否かで折損の旨を
判定すれば、外乱をバッファ値で吸収できる。
すると、材料Ｓの変形時に生じる音響信号の最大値の増
大が飽和する。少なくともこの飽和音響信号レベルｍを
越える場合には、パンチの折損が生じていると判断する
ことができる。図４（ｃ）はパンチの折損により発生す
る音響信号Ｐを示し、飽和音響信号レベルｍにバッファ
値を加えた折損しきい値Ｍを越えるか否かで折損の旨を
判定すれば、外乱をバッファ値で吸収できる。
【００２０】図２は、本実施形態に使用する評価装置の
ブロック図である。ＡＥセンサ１１により受信された音
響信号は、フィルタ部２０を介してフィルタリング及び
検波された後パーソナルコンピュータ３０に処理され
る。警報手段４０は、音響信号の波形及び金型の評価結
果を表示するディスプレイ４１と、金型が交換時期に達
した場合や折損した場合に警報音を発生する警報装置４
２とを備えている。フィルタ部２０は、ＡＥセンサ１１
により受信された音響信号を増幅するためのプリアンプ
２１及びノイズ除去用のハイパスフィルタ２２，ローパ
スフィルタ２３と正の信号を取り出すための検波回路２
４とを備えている。感度調整アンプ１８は、近接センサ
１５と近接片１７が一定距離以上近づいた場合に、ゲー
トタイマ３７に対してトリガー用の信号を送出する。
ブロック図である。ＡＥセンサ１１により受信された音
響信号は、フィルタ部２０を介してフィルタリング及び
検波された後パーソナルコンピュータ３０に処理され
る。警報手段４０は、音響信号の波形及び金型の評価結
果を表示するディスプレイ４１と、金型が交換時期に達
した場合や折損した場合に警報音を発生する警報装置４
２とを備えている。フィルタ部２０は、ＡＥセンサ１１
により受信された音響信号を増幅するためのプリアンプ
２１及びノイズ除去用のハイパスフィルタ２２，ローパ
スフィルタ２３と正の信号を取り出すための検波回路２
４とを備えている。感度調整アンプ１８は、近接センサ
１５と近接片１７が一定距離以上近づいた場合に、ゲー
トタイマ３７に対してトリガー用の信号を送出する。
【００２１】図２及び図３を参照しつつ、パーソナルコ
ンピュータ３０における処理手順を説明する。ストリッ
パ６が材料Ｓに所定距離以上接近すると近接センサが作
動し（ステップＳ１）、これにともなってゲートタイマ
３７が作動する（ステップＳ２）。フィルタ部２０から
の音響信号は、Ａ／Ｄコンバータ３１によりデジタル信
号に変換され経路３２、幅計測タイマ３３または積分手
段３４を介して比較手段３５に送られる。
ンピュータ３０における処理手順を説明する。ストリッ
パ６が材料Ｓに所定距離以上接近すると近接センサが作
動し（ステップＳ１）、これにともなってゲートタイマ
３７が作動する（ステップＳ２）。フィルタ部２０から
の音響信号は、Ａ／Ｄコンバータ３１によりデジタル信
号に変換され経路３２、幅計測タイマ３３または積分手
段３４を介して比較手段３５に送られる。
【００２２】経路３２を介しての比較手段３５における
処理は、フローチャートにおけるステップＳ３〜Ｓ６に
従い、ゲートタイマ３７により設定される検出時間Ｔ１
〜Ｔ２間の音響信号Ｐの絶対値と、パラメータ入力部３
８を介して入力されメモリ手段３６に記憶されている振
幅しきい値Ｌとの比較が行われる。音響信号Ｐに振幅し
きい値Ｌを越える部分がある場合には（ステップＳ
４）、音響信号Ｐに折損しきい値Ｍを越える部分がある
か否かが判断される（ステップＳ５）。音響信号に折損
しきい値Ｍを越える部分がある場合には、プレス加工機
が直ちに停止される（ステップＳ６）。ステップＳ４に
おいてＮｏの場合はステップＳ１４が、ステップＳ５に
おいてＮｏの場合にはステップＳ１１が実施される。
処理は、フローチャートにおけるステップＳ３〜Ｓ６に
従い、ゲートタイマ３７により設定される検出時間Ｔ１
〜Ｔ２間の音響信号Ｐの絶対値と、パラメータ入力部３
８を介して入力されメモリ手段３６に記憶されている振
幅しきい値Ｌとの比較が行われる。音響信号Ｐに振幅し
きい値Ｌを越える部分がある場合には（ステップＳ
４）、音響信号Ｐに折損しきい値Ｍを越える部分がある
か否かが判断される（ステップＳ５）。音響信号に折損
しきい値Ｍを越える部分がある場合には、プレス加工機
が直ちに停止される（ステップＳ６）。ステップＳ４に
おいてＮｏの場合はステップＳ１４が、ステップＳ５に
おいてＮｏの場合にはステップＳ１１が実施される。
【００２３】幅計測タイマ３３を介しての比較手段３５
における処理は、ステップＳ７〜Ｓ１０に従い、先と同
様に検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で先の図４（ｂ）における低
いしきい値Ｎと測定対象波形Ｐとが交わる前端と後端を
求める（ステップＳ７、Ｓ８）。そしてこれら前端と後
端の差である分布時間幅Ｔｗを求め（ステップＳ９）、
比較手段３５において分布時間幅Ｔｗが分布基準値Ｗを
越えているか否かが判断される。ＴｗがＷを越える場合
にはステップＳ１１に進み、越えない場合にはステップ
Ｓ１４に進む（ステップＳ１０）。
における処理は、ステップＳ７〜Ｓ１０に従い、先と同
様に検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で先の図４（ｂ）における低
いしきい値Ｎと測定対象波形Ｐとが交わる前端と後端を
求める（ステップＳ７、Ｓ８）。そしてこれら前端と後
端の差である分布時間幅Ｔｗを求め（ステップＳ９）、
比較手段３５において分布時間幅Ｔｗが分布基準値Ｗを
越えているか否かが判断される。ＴｗがＷを越える場合
にはステップＳ１１に進み、越えない場合にはステップ
Ｓ１４に進む（ステップＳ１０）。
【００２４】積分手段３４を介しての比較手段３５にお
ける処理は、検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で音響信号Ｐの波形
面積Ａを求め（ステップＳ１２）、波形面積Ａが基準面
積値ａより大きいか否かが判断される（ステップＳ１
３）。Ａがａより大きい場合はステップＳ１１が行わ
れ、そうでない場合はステップＳ１４が実施される。
ける処理は、検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で音響信号Ｐの波形
面積Ａを求め（ステップＳ１２）、波形面積Ａが基準面
積値ａより大きいか否かが判断される（ステップＳ１
３）。Ａがａより大きい場合はステップＳ１１が行わ
れ、そうでない場合はステップＳ１４が実施される。
【００２５】本実施形態では、検出時間Ｔ１〜Ｔ２間に
おいて、音響信号Ｐの特徴量である最大値、分布幅Ｔｗ
又は波形面積Ａのうち少なくとも一つが所定の各基準値
Ｌ，Ｗ，ａ，Ｍを超える場合に、パンチ交換を交換すべ
き旨の警報が警報手段４０より発せられる。よって、複
数の特徴量の判断が相互補完しあい、パンチ劣化の兆候
を捉えやすくなる。警報等が発生されない場合には（ス
テップＳ１４）、ディスプレイ４１を介してパンチが正
常である旨が表示される（ステップＳ１５）。
おいて、音響信号Ｐの特徴量である最大値、分布幅Ｔｗ
又は波形面積Ａのうち少なくとも一つが所定の各基準値
Ｌ，Ｗ，ａ，Ｍを超える場合に、パンチ交換を交換すべ
き旨の警報が警報手段４０より発せられる。よって、複
数の特徴量の判断が相互補完しあい、パンチ劣化の兆候
を捉えやすくなる。警報等が発生されない場合には（ス
テップＳ１４）、ディスプレイ４１を介してパンチが正
常である旨が表示される（ステップＳ１５）。
【００２６】なお、ステップＳ１４におけるパンチ交換
の警報を上記特徴量の内、少なくとも二つ以上が基準値
を超える場合にのみ警報を発生するように構成すること
も可能である。かかる構成によれば、環境ノイズによる
外乱を受け難くなる。また、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ１
０、Ｓ１３における判断はいずれも測定対象信号Ｐを複
数回アベレージングして得られる特徴量を用いて行うこ
とももちろん可能である。
の警報を上記特徴量の内、少なくとも二つ以上が基準値
を超える場合にのみ警報を発生するように構成すること
も可能である。かかる構成によれば、環境ノイズによる
外乱を受け難くなる。また、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ１
０、Ｓ１３における判断はいずれも測定対象信号Ｐを複
数回アベレージングして得られる特徴量を用いて行うこ
とももちろん可能である。
【００２７】次に図６〜図９を参照しながら本発明の第
二の実施形態について説明する。本実施形態では、測定
対象信号が定数ではなく時間関数として表現される基準
波形を越えるか否かをもって金型の劣化度を評価する。
ここに、図６における基準信号Ｒは上記パンチ２，ダイ
３の正常時にサンプリングした音響信号を上述の検出時
間Ｔ１〜Ｔ２間でアベレージングすることにより得られ
た信号に適当な所定のバッファ値、本例では０．５ボル
トを加えたものである。同図に示す基準信号Ｒは、パン
チ２の正常時に発生する音響信号Ｐが複数ピークを有す
る場合もあるために若干幅広の信号となっている。本実
施形態では、測定対象波形Ｐが基準波形Ｒを超える部分
がある場合に、パンチが交換時期に達したものと評価す
る。本実施形態は、パンチの先端に傾斜を付与した場合
や、高さの異なる複数本のパンチを用いた場合等、特に
材料の変形時が比較的広い時間幅を有する場合に、その
劣化を正確に評価することができる。
二の実施形態について説明する。本実施形態では、測定
対象信号が定数ではなく時間関数として表現される基準
波形を越えるか否かをもって金型の劣化度を評価する。
ここに、図６における基準信号Ｒは上記パンチ２，ダイ
３の正常時にサンプリングした音響信号を上述の検出時
間Ｔ１〜Ｔ２間でアベレージングすることにより得られ
た信号に適当な所定のバッファ値、本例では０．５ボル
トを加えたものである。同図に示す基準信号Ｒは、パン
チ２の正常時に発生する音響信号Ｐが複数ピークを有す
る場合もあるために若干幅広の信号となっている。本実
施形態では、測定対象波形Ｐが基準波形Ｒを超える部分
がある場合に、パンチが交換時期に達したものと評価す
る。本実施形態は、パンチの先端に傾斜を付与した場合
や、高さの異なる複数本のパンチを用いた場合等、特に
材料の変形時が比較的広い時間幅を有する場合に、その
劣化を正確に評価することができる。
【００２８】本実施形態に用いられる評価装置の内、Ａ
Ｅセンサ１１，フィルタ部２０，警報手段４０，近接セ
ンサ１５等は、上述の第一形態におけるものとほぼ同様
であるが、パーソナルコンピュータ３０の構成が一部異
なっている。
Ｅセンサ１１，フィルタ部２０，警報手段４０，近接セ
ンサ１５等は、上述の第一形態におけるものとほぼ同様
であるが、パーソナルコンピュータ３０の構成が一部異
なっている。
【００２９】同図及び図８を参照しつつ、基準信号を求
める手順について説明する。あらかじめパラメータ入力
部３８を介してアベレージング回数Ｘやバッファ値等の
パラメーターを入力しておく（ステップＳ２１）。ＡＥ
センサ１１により受信された信号は、Ａ／Ｄコンバータ
３１を介してアベレージング手段３９に送られる。アベ
レージング手段３９に含まれるカウンタがリセットされ
（ステップＳ２２）、ステップＳ２３〜Ｓ２７のアベレ
ージングのためのループが入力されたＸ回繰り返され
る。すなわち、近接センサの作動（ステップＳ２３）に
ともなって、ゲートタイマ３７が作動し（ステップＳ２
４）、検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で信号の加算平均が行われ
る（ステップＳ２５）。カウンタｎに１が加えられ（ス
テップＳ２６）、アベレージングがＸ回行われたか否か
が評価される（ステップＳ２７）。アベレージングが所
定回数行われた場合には、入力済みのバッファ値が時間
関数としての信号に一様に加えられて基準波形が生成さ
れ（ステップ２８）、メモリ手段３６に記憶される（ス
テップＳ２９）。
める手順について説明する。あらかじめパラメータ入力
部３８を介してアベレージング回数Ｘやバッファ値等の
パラメーターを入力しておく（ステップＳ２１）。ＡＥ
センサ１１により受信された信号は、Ａ／Ｄコンバータ
３１を介してアベレージング手段３９に送られる。アベ
レージング手段３９に含まれるカウンタがリセットされ
（ステップＳ２２）、ステップＳ２３〜Ｓ２７のアベレ
ージングのためのループが入力されたＸ回繰り返され
る。すなわち、近接センサの作動（ステップＳ２３）に
ともなって、ゲートタイマ３７が作動し（ステップＳ２
４）、検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で信号の加算平均が行われ
る（ステップＳ２５）。カウンタｎに１が加えられ（ス
テップＳ２６）、アベレージングがＸ回行われたか否か
が評価される（ステップＳ２７）。アベレージングが所
定回数行われた場合には、入力済みのバッファ値が時間
関数としての信号に一様に加えられて基準波形が生成さ
れ（ステップ２８）、メモリ手段３６に記憶される（ス
テップＳ２９）。
【００３０】次いで、図７及び図９を参照しつつ、本実
施形態の評価手順について説明する。上述した如く近接
センサ１５の作動（ステップＳ３１）にともなってゲー
トタイマ３７が作動し（ステップＳ３２）、基準波形Ｒ
がメモリ手段３６より呼び出される（ステップＳ３
３）。経路３２を介して比較手段３５に受信信号が送出
される一方、メモリ手段３６から基準波形Ｒが呼び出さ
れ（ステップ３３）、検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で測定波形
対象Ｐと基準波形Ｒとが比較される（ステップ３４）。
測定対象波形Ｐに基準波形Ｒを超える部分があるか否か
（ステップＳ３５）、及び測定対象波形Ｐに折損基準値
Ｍを越える部分があるか否かが判断される（ステップＳ
３６）。ＰにＭを越える部分がある場合には、プレス加
工機が直ちに停止され（ステップＳ３７）、ＰがＭを越
えない場合にはパンチ交換の警報が警報手段４０により
発生する(ステップＳ３８）。測定対象波形Ｐが基準波
形Ｒを越えない場合には（ステップＳ３５）パンチ正常
の旨がディスプレイ４１に表示されることとなる（ステ
ップＳ３９）。
施形態の評価手順について説明する。上述した如く近接
センサ１５の作動（ステップＳ３１）にともなってゲー
トタイマ３７が作動し（ステップＳ３２）、基準波形Ｒ
がメモリ手段３６より呼び出される（ステップＳ３
３）。経路３２を介して比較手段３５に受信信号が送出
される一方、メモリ手段３６から基準波形Ｒが呼び出さ
れ（ステップ３３）、検出時間Ｔ１〜Ｔ２間で測定波形
対象Ｐと基準波形Ｒとが比較される（ステップ３４）。
測定対象波形Ｐに基準波形Ｒを超える部分があるか否か
（ステップＳ３５）、及び測定対象波形Ｐに折損基準値
Ｍを越える部分があるか否かが判断される（ステップＳ
３６）。ＰにＭを越える部分がある場合には、プレス加
工機が直ちに停止され（ステップＳ３７）、ＰがＭを越
えない場合にはパンチ交換の警報が警報手段４０により
発生する(ステップＳ３８）。測定対象波形Ｐが基準波
形Ｒを越えない場合には（ステップＳ３５）パンチ正常
の旨がディスプレイ４１に表示されることとなる（ステ
ップＳ３９）。
【００３１】さらに、本発明の他の実施形態の可能性に
ついて列挙する。上記各形態ではパンチ２の磨耗による
劣化を評価したが、ダイ３の磨耗による劣化を評価する
ことももちろん可能である。また、金型はパンチ２及び
ダイ３による抜き加工の他、材料の切断加工、シェービ
ング加工、切り起こし加工等、材料のせん断をともなう
あらゆるプレス加工に実施することが可能である。ま
た、上記実施例では材料Ｓに鋼板を用いたが、鋼板以外
の金属板の他樹脂材料等のプレス加工にも本発明は適応
の可能性がある。
ついて列挙する。上記各形態ではパンチ２の磨耗による
劣化を評価したが、ダイ３の磨耗による劣化を評価する
ことももちろん可能である。また、金型はパンチ２及び
ダイ３による抜き加工の他、材料の切断加工、シェービ
ング加工、切り起こし加工等、材料のせん断をともなう
あらゆるプレス加工に実施することが可能である。ま
た、上記実施例では材料Ｓに鋼板を用いたが、鋼板以外
の金属板の他樹脂材料等のプレス加工にも本発明は適応
の可能性がある。
【００３２】第二の実施形態では、先の音響信号の内第
一群Ｑ１、及び第三群の信号Ｑ２を含まないようにした
が、これら第一第三群の信号を含む波形を用いて基準波
形及び測定対象波形を生成してもよい。但し、スプリン
グのきしみ等の不確定要素を排除できるする点におい
て、上記各実施例の如く検出時間Ｔ１〜Ｔ２を限定する
ことが望ましい。
一群Ｑ１、及び第三群の信号Ｑ２を含まないようにした
が、これら第一第三群の信号を含む波形を用いて基準波
形及び測定対象波形を生成してもよい。但し、スプリン
グのきしみ等の不確定要素を排除できるする点におい
て、上記各実施例の如く検出時間Ｔ１〜Ｔ２を限定する
ことが望ましい。
【００３３】本発明は劣化度評価方法として表現されて
いるが、加工対象となる材料自体に亀裂等を生じた場合
にもその信号を検出し、不良品の発生を検知することも
可能である。
いるが、加工対象となる材料自体に亀裂等を生じた場合
にもその信号を検出し、不良品の発生を検知することも
可能である。
【００３４】なお、特許請求の範囲の項に記した符号
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定さ
れるものではない。
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定さ
れるものではない。
【００３５】
【発明の効果】このように、本発明にかかるプレス加工
用金型の劣化度評価方法及びその評価装置によれば、少
なくとも材料の変形時に生じる音響信号をもって評価を
行うのでパンチ等の金型の劣化度をリアルタイムで評価
することができ、しかも金型がパンチ等を複数本含むよ
うな複雑なものであっても目視では発見し難いその一部
の劣化についても確実に捕捉して評価することが可能と
なった。
用金型の劣化度評価方法及びその評価装置によれば、少
なくとも材料の変形時に生じる音響信号をもって評価を
行うのでパンチ等の金型の劣化度をリアルタイムで評価
することができ、しかも金型がパンチ等を複数本含むよ
うな複雑なものであっても目視では発見し難いその一部
の劣化についても確実に捕捉して評価することが可能と
なった。
【００３６】また、基準波形と測定対象波形とを比較す
ることで、金型が材料に複数回分かれて接当する等、特
に材料の変形時が比較的広い時間幅を有する場合にも、
その劣化をより正確に評価することが可能となった。
ることで、金型が材料に複数回分かれて接当する等、特
に材料の変形時が比較的広い時間幅を有する場合にも、
その劣化をより正確に評価することが可能となった。
【００３７】さらに、近接手段及びこれに連動するゲー
トタイマを用いた場合には、材料の変形時に生じる音響
信号に可能な限り限定して音響信号をサンプリングでき
外乱の要素を排除することが可能となった。
トタイマを用いた場合には、材料の変形時に生じる音響
信号に可能な限り限定して音響信号をサンプリングでき
外乱の要素を排除することが可能となった。
【図１】プレス加工機による抜き加工の工程を示し
（ａ）は材料に対するストリッパの接当前、（ｂ）は材
料に対するストリッパーの接当後、（ｃ）は抜き加工終
了後の状態をそれぞれ示す概略断面図である。
（ａ）は材料に対するストリッパの接当前、（ｂ）は材
料に対するストリッパーの接当後、（ｃ）は抜き加工終
了後の状態をそれぞれ示す概略断面図である。
【図２】本発明にかかる評価装置の第一の実施形態を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】図２の評価装置の動作を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図４】図１のプレス加工機による抜き加工の１サイク
ル分のフィルタリング及び検波後の音響信号を示すグラ
フであり、（ａ）は正常なパンチ使用時、（ｂ）は交換
時期に達したパンチの使用時、（ｃ）はパンチの少なく
とも一つが折れているパンチの使用時をそれぞれ示す。
ル分のフィルタリング及び検波後の音響信号を示すグラ
フであり、（ａ）は正常なパンチ使用時、（ｂ）は交換
時期に達したパンチの使用時、（ｃ）はパンチの少なく
とも一つが折れているパンチの使用時をそれぞれ示す。
【図５】加工数と音響信号の最大振幅との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】本発明の第二の実施形態における基準波形と測
定対象波形との関係を示す図である。
定対象波形との関係を示す図である。
【図７】第二の実施形態における上記図２相当図であ
る。
る。
【図８】第二の実施形態における基準波形の生成手順を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図９】図７の評価装置の動作を示すフローチャートで
ある。
ある。
１ プレス加工機 ２ パンチ（金型） ３ ダイ（金型） ５ パンチホルダ ６ ストリッパ ７ スプリング １１ ＡＥセンサ １５ 近接センサ １６ センサホルダ １７ 近接片 １８ 感度調整アンプ ２０ フィルタ部 ２１ プリアンプ ２２ ハイパスフィルタ ２３ ローパスフィルタ ２４ 検波回路 ３０ パーソナルコンピュータ ３１ Ａ／Ｄコンバータ ３２ 経路 ３３ 幅計測タイマ ３４ 積分手段 ３５ 比較手段 ３６ メモリ手段 ３７ ゲートタイマ ３８ パラメータ入力部 ３９ アベレージング手段 ４０ 警報手段 ４１ ディスプレイ ４２ 警報機 Ｓ 材料 Ｐ 測定対象波形（音響信号） Ｒ 基準波形 Ｌ 振幅しきい値 Ｍ 折損しきい値 Ｔｗ 分布時間幅 Ｗ 分布基準値 Ａ 波形面積 ａ 基準面積値
フロントページの続き (72)発明者 米倉 顯 大阪市此花区島屋４丁目４番３号 株式会 社米倉製作所内
Claims (7)
- 【請求項１】 少なくとも一対の金型（２，３）を材料
（Ｓ）に圧接することによりこの材料（Ｓ）のせん断又
は曲げを伴うプレス加工を行う場合における前記金型
（２，３）の劣化度を評価するためのプレス加工用金型
の劣化度評価方法であって、少なくとも前記材料（Ｓ）
の変形時に生じる音響信号（Ｐ）をもって前記金型
（２，３）の劣化度を評価するプレス加工用金型の劣化
度評価方法。 - 【請求項２】 前記音響信号（Ｐ）の振幅が大きくなる
に従って前記金型（２，３）がより劣化していると評価
する請求項１記載のプレス加工用金型の劣化度評価方
法。 - 【請求項３】 前記音響信号（Ｐ）の分布幅が大きくな
るに従って前記金型（２，３）がより劣化していると評
価する請求項１又は２に記載のプレス加工用金型の劣化
度評価方法。 - 【請求項４】 前記音響信号（Ｐ）の面積が大きくなる
に従って前記金型（２，３）がより劣化していると評価
する請求項１〜３のいずれかに記載のプレス加工用金型
の劣化度評価方法。 - 【請求項５】 前記金型（２，３）の正常時にサンプリ
ングした前記音響信号をアベレージングすることにより
得られる基準波形（Ｒ）と、前記音響信号のうちの測定
対象波形（Ｐ）とを比較し、前記測定対象波形（Ｐ）が
前記基準波形（Ｒ）を所定値以上越える場合に前記金型
（２，３）が取り替え時期に達したと評価する請求項１
記載のプレス加工用金型の劣化度評価方法。 - 【請求項６】 前記音響信号（Ｐ）の振幅が前記金型
（２，３）の飽和音響信号レベルを少なくとも越える場
合に、前記金型が折損又は欠落していると評価する請求
項１〜５のいずれかに記載のプレス加工用金型の劣化度
評価方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載のプレス
加工用金型の劣化度評価方法に用いられるプレス加工用
金型の劣化度評価装置であって、前記音響信号を受信す
るためのセンサ（１１）と、前記金型（２，３）同士の
近接状態を検出する近接検出手段（１５）と、この近接
検出手段（１５）に連動して前記センサ（１１）による
受信信号のうち前記材料（Ｓ）の変形時に生じる音響信
号（Ｐ）を検出するゲートタイマ（３７）と、比較用の
基準値（Ｌ，Ｗ，ａ，Ｒ）を記憶するメモリ手段（３
６）と、前記ゲートタイマ（３７）により検出された前
記音響信号（Ｐ）から抽出された特徴量（Ｐ，Ｔｗ，
Ａ）と前記基準値（Ｌ，Ｗ，ａ，Ｒ）とを比較する比較
手段（３５）と、この比較手段（３５）により前記特徴
量（Ｐ，Ｔｗ，Ａ）が前記基準値（Ｌ，Ｗ，ａ，Ｒ）を
越える場合に前記金型（２，３）が取り替え時期に達し
た旨を知らせる警報手段（４０）とを備えているプレス
加工用金型の劣化度評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08750896A JP3621503B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | プレス加工用金型の劣化度評価方法及び評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08750896A JP3621503B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | プレス加工用金型の劣化度評価方法及び評価装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09251007A true JPH09251007A (ja) | 1997-09-22 |
| JP3621503B2 JP3621503B2 (ja) | 2005-02-16 |
Family
ID=13916933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08750896A Expired - Fee Related JP3621503B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | プレス加工用金型の劣化度評価方法及び評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3621503B2 (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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