JPS6045039B2 - 粉末成形プレスにおける異常監視方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉末成形プレスにおける異常監視方法に関する
ものである。

イ勘Ｌ−−厄口小出゛に は出来上つた製品各部の寸法精度の測定を行つたのち、
密度の測定を行なうことにより判別されていた。

すなわちまずプレス機械から取外された成形品各部の寸
法をマイクロメータその他の測定器で測定し、許容値内
に入つていることを確認する。

そして上記成形品をいくつかに分割し、又分割片の重量
を各々測定したのち、上記各分割片を比重１なる液体（
水等）の中で再度重量の測定をし、前記測定値との差が
各分割片の密度となり、これから密度が所定の許容値の
範囲内であれば良品とされる。このように良否の判別に
時間がかかり、この間プレス機を停止させると稼働率が
低下し、又そのまま作業を続けた場合不良品が続出する
ことにもなりかねない。

しかも成形品を分割しないと各片の密度が分からないた
め、全数検査や頻繁な抜取り検査が出来ない等生産性と
品質確保の上て問題があり、改善が望まれていた。１
そこで本発明は、ダイや各パンチ等が成形完了時に成形
品より受ける圧力が成形された各部の密度にほぼ比例す
ることに着眼し、成形時にダイ、各パンチ等が成形品よ
り受ける圧力と、成形後の成形品各部の厚さ寸法とを測
定し、これら測定値・を予め設定された規準の受圧力お
よび寸法値と各々比較せしめ、この比較結果により成形
品の良否を判別すると共に、許容値を過えた楊合にブレ
ス機の停止、警報の発生あるいはブレス機の各部に対す
る補正指令を行う等必要な処理をすみやかに行うことに
より、生産性の向上と品質の確保を計ることができる方
法の提供を目的とするものである。

以下に本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は機械式粉末成形ブレス機械の要部を示す中央縦
断面図であり、各部の名称及び機能を列挙すると、１は
図示しないハズミ車に連結して回転運動するブレス機の
駆動源である主軸、２はフレーム３の内壁に沿つて上下
動する上ラムである。４はコンロツド５はアームであり
、前記主軸１の回転運動を直線運動に変換して上ラム２
に伝達すべく介在する。

そして上ラム２の下面には上パンチの受圧力を測定する
ための上パンチ用圧力センサ６を介して上パンチ７が装
着されている。一方上記上パンチ７の下位にはダイプレ
ート８に取着されたダイ９を設けると共に、ダイ９の下
位にはアウターパンチ１０、インナーパンチ１１、コア
ロッド１２を当該ダイ９の中央貫通孔に下方から各々嵌
入可能な態様で配備し、これらは中央貫通孔の上方から
嵌入する前記上パンチ７と協働して原料粉末のブレスを
行い成形品Ａをプレース成形すべく形成されている。ま
ずアウターパンチ１０はパンチプレート１３にアウター
パンチ用圧力センサ１４を介して装着し、このパンチプ
レート１３には前記ダイプレート８に垂設したブッシャ
ー１５の挿通孔が設けて！ある。次にインナーパンチ１
１はインナーパンチ用圧力センサ１６を介して前記フレ
ーム３に載架したベースプレート１７に装着すると共に
、ベースプレート１７上にはスライドブロック１８を載
せ３る。

該スライドブロック１８にはローラー１８ａが装着され
、このローラー１８ａはノックアウト工程において前記
ブッシャー１５の傾斜片１５ａの押圧を受けて回転しな
がらベースプレート１７上を左右にスライドせしめる。
これにより圧縮工４程迄支えていたパンチプレート１３
の底部位置が凸面１３ａからフランジ面１３ｂに移行す
るので前記ダイプレート８が更に降下可能となり、成形
品Ａのノックアウトを容易にする。更にコアロッド１２
は下端がヨークプレート１９に螺着され、このヨークプ
レート１９は一部省略するが、ガイドロッド２０を介し
て前記ダイプレート８に連結すると共に、このヨークプ
レート１９はコア用圧力センサ２１を介して、図示しな
いが油圧シリンダ等の駆動を受けて上下可動可能な下ラ
ム２２に装着されている。前記各圧力センサ６，１４，
１６，２１は圧力をベローズやダイヤフラムなどで受け
、生じた機冫械的変位によりインダクタンスやキャパシ
タンス、抵抗などを変化させて電気信号に変換するもの
で、例えばストレーンゲージや半導体素子のピエゾ抵抗
効果による抵抗変化を利用した拡散形半導体圧力センサ
等公知のものを使用している。

尚前記アウターパンチ１０の受圧力を測定する圧力セン
サ１４に代え、パンチプレート１３底面に圧力センサ１
４Ｘを、インナーパンチ１１の受圧力を測定する圧力セ
ンサ１６に代え、ベースプレート１７の下面に圧力セン
サ１６Ｘを、コアロッド用圧力センサ２１に代え、ガイ
ドロッド２０に圧力センサ２１Ｘを各々装着するように
してもよい。次に第２図は自動寸法測定装置を示すもの
で、該測定装置はブレス機のノックアウト位置に隣接し
て前記フレーム３と一体で、ダイテーブル８と同一平面
を形成する測定テーブル３ａに装着されている。

測定テーブル３ａの上下位置には油圧シリンダ２３，２
４を装着し、各油圧シリンダのピストン２３ａ，２４ａ
の先端は測定テーブル３ａの上下に配備した上スライド
板２５、下スライド板２６に各々螺着されている。

そして上スライドプレート２５および下スライド板２６
は、測定テーブル３ａを挿通して直立状態で取着された
各ガイドポスト２７，２８に対し摺動部材を介して上下
摺動可能に嵌合すると共に、上下の各スライド板２５，
２６には寸法測定する成形品の各部に適合する間隔位置
に、磁気センサ２９ａ，２９ｂ，２９ｃとこれに対向す
る磁気センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃが各々装着されて
いる。一方ノックアウトされたダイテーブル８上の成形
品Ａは、図示しないがフィーダで押出されて隣接する測
定テーブル３ａ上に順次移送されるが、測定テーブル３
ａには測定位置迄案内するガイド溝３１が設けられ、前
記磁気センサが配備され各々突出する測定位置のガイド
溝底面には各磁気スケールが挿通する通孔３１ａ，３１
ｂ，３１ｃが各々穿設されている。

尚上記実施例では、寸法検出センサとして公知のマグネ
スケール（ソニーマグネスケール株式会社の商品名）等
の磁気センサを示したが、この他にイメージセンサ等の
光センサや、差動トランスによる電気マイクロメータ等
近年開発された各種の寸法検出センサを用いることがで
きる。

次に図示しないが前記主軸１には通常のブレス機と同様
に各可動部に対して所定の駆動制御を行うために各種の
ロータリーカムスイッチが装備されているが、これに加
え特に本願では当該主軸が１８０度回転した成形完了時
において前記各圧力センサを作動させ測定受圧力信号を
取出すことが出来るように、受圧力測定指令用ロータリ
ーカムスイッチＳ１が装着されている。

同様に成形後順次ノックアウトされた成形品Ａの各部寸
法をブレスサイクルに関連させて所定タイミングで測定
するために、前記磁気センサが配備された測定位置に成
形品Ａが移送されると油圧シリンダ２３，２４を作動し
て磁気センサで各部の寸法測定を行うと共に、前記主軸
１が１８０度回転したところで各磁気センサを作動させ
測定寸法信号を取出すことができるように寸法測定指令
用ロータリーカムスイッチＳ２が装着されている。次に
第３図は前記各測定信号を処理するための、構成をしめ
すブロック図であり、以下このブロック図にもとずき説
明する。

まずブレスが開始され前記受圧力測定指令用ロータリー
カムスイッチＳ１が主軸１の１８０度回転時に閉じると
、各可動部に装着されている圧力センサ６，１６，２１
，１４により上パンチ２、インナーパンチ１１１、コア
ロッド１２、アウターパンチ１０の成形時における受圧
力を測定し、当該各測定受圧力信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，
Ｐｄは各々比較器（コンパレーター）に入力される。

そして比較器では予め計算あるいは過去のデータにより
設定された規準受圧力設定器からの各規準受圧力信号Ｐ
ａｓ，Ｐｂｓ，Ｐｃｓ，Ｐｄｓと各々比較して許容範囲
内であるか否かが判別される。

一方成形後ノックアウトされた成形品に対しては、前記
寸法測定指令用ロータリースイッチＳ２が閉じると油圧
シリンダ２３，２４が作動し、磁気センサ２９ａ，２９
ｂ，２９ｃを装着した上スライド板２５が降下すると共
に、磁気センサ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを装着した下ス
ライド板２６は上昇して、各センサは各々成形品の各測
定部分に当接したところで寸法測定がおこなわれる。

この場合第４図に示すように厚さＬ１は磁気センサ２９
ａの測定信号ａ１と磁気センサ３０ａの測定信号Ａ２と
の和、又厚さＬ２は磁気センサ２９ｂの測定信号Ｅと磁
気センサ３０ｂの測定信号■の和、更に厚さＬは磁気セ
ンサ２９ｃの測定信号Ｃ１と磁気センサ３０ｃの測定信
水。との和であり、各磁気センサからの測定信号を演算
器で加算して各厚みＬｌ，Ｌ２，Ｌ３に対応する測定寸
法信号Ｌａ，Ｌｂ，ＩＪ，が各々得られる。そしてこれ
ら各測定寸法信号は前記測定受圧力信号と同様に比較器
（コンパレーター）に与えられ、規準寸法測定器に予め
設定された基準値と比較して許容範囲内であるか否かが
判別される。

尚前記ロータリーカムスイッチＳｌ，Ｓ２に代えロータ
リーエンコーダー等のように角度位置に対応して所定の
パルスを発生するものを主軸１に装着し、当該発生パル
スにより各センサを作動させることもできる。又規準受
圧力設定器および規準寸法設定器としてデジタルスイッ
チを用いて任意に設定を変えるようにしたり、マイクロ
コンピュータ等に使用される記憶回路を用いることがで
きる。

上記受圧力および寸法の比較データ結果は各々ノ次段の
タイミング設定器に送られるが、この場合受圧力測定に
対して寸法測定はブレス何サイクル分から遅れがあり、
タイミング設定器はこの遅れを一致させるためのもので
ある。

すなわちシフトレジスタのように一時的にデー７夕を記
憶する回路を用い、寸法測定による比較結果データはた
だちに次段に送られるが、受圧力測定による比較結果デ
ータは一担記憶させた状態で順次シフトさせ、同一成形
品の寸法測定による比較結果と同一タイミグで次段の第
１出力器および９情報分析処理器に送られる。

尚タイミング設定器を比較器の前段におき、各測定デー
タのタイミングを一致させたのちに規準値のとデータ比
較を行うようにしてもよい。

第１出力器は前記各比較結果に基づいて、警報あるいは
ブレス機に対する停止指令を行うものである。この場合
０Ｒ回路を用いていずれか１つが規準値より外れた場合
に作動するようにしたり、ＡＮＤ回路と組合せ複数の許
容範囲外データがあつた場合に作動するようにしたり、
各測定個所毎に重み付けをし、カウンタ等と組合せて各
個所毎に許容範囲外データが何回が発生したら作動する
等適宜回路構成を行う。又情報分析処理器は記憶回路、
演算回路、制御回路等が内蔵され、ブレス機における各
種成形品のデータおよびそれに必要な各可動部の動作を
指示するデータ、更にはそれらが基準値より外れた場合
の修正データ等がプログラムされている。

そして前記比較結果データが順次入力されると当該デー
タを新たな蓄積データとして記憶すると共に、予め設定
されているプログラムデータとの間で演算を含む情報分
析を行い、必要に応じて上パンチその他各可動部の移動
拒離や充填する材料供給量等を適宜補正するように次段
の第２出力器を介してブレス機に指令を行うものである
。このようにして本発明の異常監視方法は、ダイ、各パ
ンチ等が成形時に受ける圧力を成形時に検出すると共に
、成形後ノックアウトされた成形品に対して順次各部の
寸法を自動的に測定せしめ、これら測定した受圧力と寸
法とを予め設定し，た規準値と順次比較して成形品の良
否を判別し、許容値を越える等異常を生じた場合にはす
みやかに警報を発したりブレス機に停止指令を与え、更
にはブレス機に対して補正指令を行うものである。

すなわち、ダイやパンチ等が成形完了時に成形品より受
ける圧力は成形品の密度にほぼ比例することに着目し、
この受圧力をブレス中に自動的に測定すると共に、規準
の受圧力と比較することによつて、成形品各部における
密度の均一度および３規準値に対する偏差等を検知する
ことができる。

また前記受圧力で加圧成形された各成形品は、ノックア
ウト後に自動的に各部の寸法測定がおこなわれ、これら
寸法の規準値と各々比較すると共に、これらの寸法に関
する情報と前記受圧力に関４する情報とのプレスサイル
中における時間的なズレを調整して（例えば受圧力の情
報をブレスの何サイクル分かを一時的に記憶させて寸法
の情報と一致させたタイミングで取出す等させることに
よつて）各成形品毎に受圧力と寸法の各情報を対応させ
た状態で順次比較結果として取出し、この比較結果を情
報分析処理器に予め記憶させてある各種のプログラムデ
ータと各々照合させて情報分析を行うことによつて成形
品の良否を判別するよう川こしたものである。従つて成
形品の良否の判別が成形後ただちに行うことが出来るた
め、従来のように判別結果ができるまでの間ブレスを停
止させて稼働率が低下したり、不良品を続出することも
なく、生産性と品．質確保の上で極めて効果的な異常監
視方法である。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示し、第１図は粉末成
形ブレス機の要部中央縦断面図、第２図は自動寸法測定
装置の縦断面図、第３図は信号を処理する電気回路のブ
ロック図、第４図は寸法測定のための説明図である。 符号の説明、１・・・・・・主軸、２・・・・・・上ラ
ム、３・・・・・フレーム、３ａ・・・・・・測定テー
ブル、４・・・・・コンロツド、６・・・・・・上パン
チ用圧力センサ、７・・・・・・上パンチ、８・・・・
・・ダイテーブル、９・・・・・・ダイ、１０・・アウ
ターパンチ、１１・・・・・・インナーパンチ、１２・
・・・・コアロッド、１３・・・・・・パンチプレート
、１４，１４Ｘ・・・・アウターパンチ用圧力センサ、
１５・・・・・・ブッシャー、１６，１６Ｘ・・・・・
・インナーパンチ用圧力センサ、１７・・・・・・ベー
スプレート、１８・・・・・・スライドブロック、１９
・・・・・・ヨークプレート、２０・・・・ガイドロッ
ド、２１，２１Ｘ・・・・コア用圧力センサ、２２・・
・・・・下ラム、２３，２４・・油圧シリンダ、２５・
・・・・・上スライド板、２６・・・・下スライド板、
２７，２８・ ・・ガイドポット、２９ａ，２９ｂ，２
９ｃ，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ・・・・・・磁気センサ
、３１・・・・・ガイド溝、Ｓｌ，Ｓ２・・・・・・ロ
ータリーカムスイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉末成形プレス機のダイ、各パンチ等の各部に圧力
   センサーを装着させ、加圧成形時に成形品を介して前記
   圧力センサーの受ける圧力を自動的に測定し、当該各受
   圧力信号をプレスサイクル毎に順次検出すると共に、こ
   れを予め設定された規準の受圧力信号と各々比較せしめ
   、次いで前記加圧成形された各成形品に対してノックア
   ウト後に各部の厚み寸法を寸法測定センサーで自動的に
   測定し、当該各測定寸法信号をプレスサイクル毎に順次
   検出すると共に、これを予め設定された規準の各寸法信
   号と各々比較せしめ、前記受圧力と寸法の各情報が各成
   形品毎に対応するようにタイミングを一致させた状態に
   して比較結果を順次取出し、この比較結果を情報分析処
   理器に予め記憶させてある各種プログラムデータと各々
   照合させて情報分析を行い、成形品の良否の判別、プレ
   ス機に対する停止あるいは補正指令、警報の発生等を選
   択的に指令する出力信号を発生させるようにしたことを
   特徴とする粉末成形プレスにおける異常監視方法。