(57)【要約】【課題】加工対象物の形状をより容易に且つより正確に測定することが可能な鍛造プレス装置、鍛造プレス方法及び金属材の製造方法を提供する。【解決手段】熱間鍛造プレス装置１００は、プレス機１と、マニピュレータ２と、形状測定装置３とを備える。プレス機１は、熱間鍛造材９０を押圧するラム１１を有する。マニピュレータ２は、熱間鍛造材９０を把持した状態で、熱間鍛造材９０を予め設定した方向（例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向）へ移動させる移動動作及び熱間鍛造材９０を予め設定した軸（例えば、中心軸９０Ａ）周りに回転させる回転動作、の少なくとも一方を行う。形状測定装置３は、レーザ光を用いた非接触式で、熱間鍛造材９０の形状を測定する。【選択図】図１Ａ
2020122709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造材を押圧するラムを有するプレス機と、
前記鍛造材を把持した状態で、前記鍛造材を予め設定した方向へ移動させる移動動作及び前記鍛造材を予め設定した軸周りに回転させる回転動作、の少なくとも一方を行うマニピュレータと、
前記鍛造材の形状を測定する、レーザ光を用いた非接触式の形状測定装置とを備える、鍛造プレス装置。
【請求項２】
前記形状測定装置は、
レーザ光源から照射されるレーザ光の照射範囲が第１方向及び前記第１方向と直交する第２方向となるように前記レーザ光を２軸回転走査する、請求項１に記載の鍛造プレス装置。
【請求項３】
３個以上の基準球、をさらに備え、
前記形状測定装置は、前記レーザ光を２軸回転走査して前記３個以上の基準球の形状をそれぞれ測定する、請求項２に記載の鍛造プレス装置。
【請求項４】
前記形状測定装置を複数備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の鍛造プレス装置。
【請求項５】
前記形状測定装置として、
第１形状測定装置と、
前記マニピュレータに把持された前記鍛造材を挟んで前記第１形状測定装置の反対側に配置される第２形状測定装置とを備える、請求項４に記載の鍛造プレス装置。
【請求項６】
前記形状測定装置は、
２軸のうちの一軸を固定し、残り一軸で前記レーザ光を回転走査することによって、前記鍛造材の形状を測定する、請求項２に記載の鍛造プレス装置。
【請求項７】
前記形状測定装置は、前記鍛造材において前記プレス機と対向する部位の形状を測定する、請求項６に記載の鍛造プレス装置。
【請求項８】
前記形状測定装置は、２軸回転走査して前記鍛造材の表裏２面の形状を測定する、請求項２から７のいずれか１項に記載の鍛造プレス装置。
【請求項９】
前記形状測定装置は、前記マニピュレータの可動範囲の下限位置で固定された前記鍛造材の形状を測定する、請求項１から８のいずれか１項に記載の鍛造プレス装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の鍛造プレス装置を用いて、前記鍛造材をプレスする、鍛造プレス方法。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか１項に記載の鍛造プレス装置を用いて、金属材をプレスする、金属材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造プレス装置、鍛造プレス方法及び金属材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚板材、圧延ロール材、パイプ材等は、熱間鍛造加工により内部欠陥を低減し、所定の形状に加工され、その後、製品形状とすべく熱間圧延加工、切削加工が施される。熱間鍛造加工では、加熱炉により高温（約１０００℃）に加熱された鍛造材がクレーンで搬送され、マニピュレータで把持されながらプレス機の下に設置される。そして、鍛造材は、所定の寸法や形状になるように、マニピュレータで把持された状態で移動、回転しながらプレス作業が行われる。
【０００３】
鍛造作業での形状認識は、熟練した作業者の目視によることが多い。また、補助的に作業者が赤熱状態の鍛造材に近づいて、Ｃ状の当て金を鍛造材に接触させて所定位置での寸法を測定し、塗料でマーキング作業を行こともある。作業者に依存する工程となるため、測定の効率や精度にばらつきが生じやすいという課題があった。
【０００４】
このような課題を解決する方法として、特許文献１及び２に開示された技術がある。特許文献１の技術は、目盛りをつけたスケール等を測定位置に配置した上で、予めテレビカメラでスケールを撮影しておき、その後、鍛造作業中の鍛造材を撮影位置に設置しテレビカメラで撮影し、両撮影画像を重ね合わせることで、鍛造材の寸法を測定するものである。特許文献２の技術は、鍛造作業中の鍛造材をテレビカメラで撮影し、変換処理された画像データと目標の形状データとを画面上で重ね合わせることで、作業者に作業指針を提供する。レーザーポインターのように鍛造材表面にレーザを照射することで、プレス位置を作業者に提示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５３−１４３２５４号公報
【特許文献２】特開２００６−１５０４２７号公報
【特許文献３】特開２０１７−４９０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された技術を用いた場合、鍛造材が大型であるため、必要となるスケールは大きくて重いものとなり、その設置には多くの労力を要する。また、粉塵、水蒸気等が存在する場合、カメラ画像から鍛造材のエッジを抽出しにくくなり、測定誤差が大きくなりやすい。鍛造材が高温発光するのに対し、スケールは発光していないため、誤差が発生しやすい。この誤差を低減するために、スケールを発光させる手法も考えられるが、その場合は、スケールを含む装置全体が複雑なものとなるため、機器故障の原因が増えてしまう。
【０００７】
特許文献２に記載された技術も、カメラ画像を利用するため、粉塵、水蒸気等が存在する場合は、カメラ画像から鍛造材のエッジを抽出しにくくなり、測定誤差が大きくなりやすい。鍛造材の寸法及び表面の平坦度を測定する場合には、鍛造材の向きを精度良く設定する必要がある。鍛造材の向きを作業者が手動で設定する場合は、作業者の大きな負担となる。また、機械を用いて鍛造材の向きを設定する場合には、大がかりな制御装置が必要となる。
【０００８】
本発明は上記課題に着目してなされたものであって、加工対象物の形状をより容易に且つより正確に測定することが可能な鍛造プレス装置、鍛造プレス方法及び金属材の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る鍛造プレス装置は、鍛造材を押圧するラムを有するプレス機と、前記鍛造材を把持した状態で、前記鍛造材を予め設定した方向へ移動させる移動動作及び前記鍛造材を予め設定した軸周りに回転させる回転動作、の少なくとも一方を行うマニピュレータと、前記鍛造材の形状を測定する、レーザ光を用いた非接触式の形状測定装置とを備える。
【００１０】
本発明の一態様に係る鍛造プレス方法は、上記の鍛造プレス装置を用いて、前記鍛造材をプレスする。
【００１１】
本発明の一態様に係る金属材の製造方法は、上記の鍛造プレス装置を用いて、金属材をプレスする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、加工対象物の形状をより容易に且つより正確に測定することが可能な鍛造プレス装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態に係る熱間鍛造プレス装置の構成例を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施形態に係る熱間鍛造プレス装置の構成例を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る形状測定装置の構成例を示す側面図である。
【図３】図３は、形状測定装置によって測定された鍛造材表面の点群座標情報の一例を示す図である。
【図４】図４は、図３に示した点群座標情報に平滑化・曲面化処理を施すことによって得られた曲面情報を示す図である。
【図５】図５は、図４の曲面情報から平坦度を評価した結果を示す図である。
【図６】図６は、図５とは異なる製品について、熱間鍛造材の平坦度を評価した結果を示す。
【図７】図７は、第１形状測定装置によって測定された第１点群座標情報と、第２形状測定装置によって測定された第２点群座標情報とを合成した、合成情報の一例を示す図である。
【図８】図８は、図７に示した合成情報に平滑化・曲面化処理を施すことによって得られた曲面情報を示す図である。
【図９】図９は、鍛造材の断面外周の測定例（その１）を示す模式図である。
【図１０】図１０は、鍛造材の断面外周の測定例（その２）を示す模式図である。
【図１１】図１１は、鍛造材の断面外周の測定例（その３）を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１５】
また、以下の説明では、Ｚ軸方向の正側を「上」と称し、Ｚ軸方向の負側を「下」と称する場合がある。「上」及び「下」は、必ずしも地面に対する鉛直方向を意味しない。つまり、「上」及び「下」の方向は、重力方向に限定されない。「上」及び「下」は、熱間鍛造プレス装置及び鍛造材等における相対的な位置関係を特定する便宜的な表現に過ぎず、本発明の技術的思想を限定するものではない。例えば、紙面を１８０度回転すれば「上」が「下」に、「下」が「上」になることは勿論である。
【００１６】
また、以下の説明では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の文言を用いて、方向を説明する場合がある。例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、互いに直交する。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、例えば、右手系をなす。
【００１７】
図１Ａは、本発明の実施形態に係る熱間鍛造プレス装置の構成例を示す平面図である。図１Ｂは、本発明の実施形態に係る熱間鍛造プレス装置の構成例を示す正面図である。図１Ａ及びＢに示す熱間鍛造プレス装置１００（鍛造プレス装置の一例）は、熱間鍛造材（鍛造材の一例）９０をプレスして予め設定した形状に加工する装置である。
【００１８】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０をプレスするプレス機１と、熱間鍛造材９０を把持するマニピュレータ２と、熱間鍛造材９０の形状を測定する非接触式の形状測定装置３と、３個以上の基準球４と、を備える。また、熱間鍛造プレス装置１００は、プレス機１の入側に設けられた機械側ヤード５と、プレス機１の出側に設けられた作業側ヤード６とを備える。
【００１９】
図１Ａの平面図において、機械側ヤード５よりも紙面上側に熱間鍛造材９０を搬送する天井クレーンが配置されており、機械側ヤード５よりも紙面下側に運転室が配置されている。即ち、Ｙ軸方向において、熱間鍛造プレス装置１００の両側に天井クレーンと運転室とが配置されている。天井クレーンは、加熱炉で加熱された熱間鍛造材９０を熱間鍛造プレス装置１００まで搬送する装置である。運転室には、熱間鍛造プレス装置１００を操作するための操作装置が配置されている。
【００２０】
プレス機１は、Ｚ軸方向に移動（即ち、昇降）可能なラム１１と、Ｚ軸方向においてラム１１と対向する位置に配置された定盤１２とを有する。ラム１１は熱間鍛造材９０と当接して定盤１２側に押圧する。定盤１２は、ラム１１によって押圧される熱間鍛造材９０を下側から支持する。
【００２１】
マニピュレータ２は、機械側ヤード５に設けられている。機械側ヤード５の上方において、マニピュレータ２は、把持した熱間鍛造材９０の移動と回転とを行う。例えば、マニピュレータ２は、熱間鍛造材９０を把持した状態で、熱間鍛造材９０を予め設定した方向へ移動させる移動動作を行う。予め設定した方向とは、例えばＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向である。
【００２２】
マニピュレータ２がＸ軸方向に移動することによって、マニピュレータ２に把持された熱間鍛造材９０は、プレス機１に近づいたり、プレス機１から遠ざかったりする。マニピュレータ２がＹ軸方向に移動することによって、マニピュレータ２に把持された熱間鍛造材９０は、天井クレーン（又は、運転室）に近づいたり、天井クレーン（又は、運転室）から遠ざかったりする。マニピュレータ２がＺ軸方向に移動することによって、マニピュレータ２に把持された熱間鍛造材９０は昇降動作する。
【００２３】
マニピュレータ２は、熱間鍛造材９０を把持した状態で、熱間鍛造材９０を予め設定した軸周りに回転させる回転動作を行う。予め設定した軸は、例えば、熱間鍛造前の熱間鍛造材９０の中心軸（ａｘｉｓ）９０Ａである。中心軸９０Ａは、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行なＹ−Ｚ平面で熱間鍛造材９０を切断した断面の中心部を通る仮想上の軸である。マニピュレータ２に把持された熱間鍛造材９０は、熱間鍛造材９０の中心軸９０Ａ周りに回転することによって、例えば上側を向いていた面を下側に向けることができる。
【００２４】
熱間鍛造プレス装置１００は、形状測定装置３を複数備える。例えば、熱間鍛造プレス装置１００は、複数の形状測定装置３として、第１形状測定装置３１と、第２形状測定装置３２と、を備える。第１形状測定装置３１及び第２形状測定装置３２は、それぞれレーザスキャナーと呼ばれる測定装置である。第１形状測定装置３１及び第２形状測定装置３２は、互いに同一の構成で、同一の機能を有する。第１形状測定装置３１及び第２形状測定装置３２は、それぞれ２軸回転走査が可能である。２軸回転走査とは、レーザ光源から照射されるレーザ光の照射範囲が、第１方向（例えば、Ｘ軸方向）及び、第１方向と直交する第２方向（例えば、Ｚ軸方向）となるようにレーザ光を走査することを意味する。
【００２５】
第１形状測定装置３１は運転室側に配置され、第２形状測定装置３２は天井クレーン側に配置されている。第２形状測定装置３２は、マニピュレータ２に把持された熱間鍛造材９０を挟んで、第１形状測定装置３１の反対側に配置されている。第１形状測定装置３１は、熱間鍛造材９０において第１形状測定装置３１と対向する側（以下、おもて側）の面形状を測定することはできるが、その反対側（以下、裏側）にはレーザ光が届かないため、裏側の面形状を測定することはできない。そこで、熱間鍛造材９０を挟んで第１形状測定装置３１の反対側に第２形状測定装置３２が配置されている。これにより、第１形状測定装置３１が熱間鍛造材９０のおもて側の面形状を測定すると同時に、第２形状測定装置３２が熱間鍛造材９０の裏側の面形状を測定することができる。
【００２６】
３個以上の基準球４は、互いに同一の形状で同一の大きさを有し、同一の材料で構成されている。３個以上の基準球４は、互いに離れて配置されている。３個以上の基準球４の各々は、第１形状測定装置３１による形状測定と、第２形状測定装置３２による形状測定とがそれぞれ可能な位置に配置されている。即ち、第１形状測定装置３１は、レーザ光を２軸回転走査して３個以上の基準球の形状をそれぞれ測定することできる。第２形状測定装置３２も、レーザ光を２軸回転走査して、上記した３個以上の基準球の形状をそれぞれ測定することできる。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態に係る形状測定装置の構成例を示す側面図である。図２に示すように、形状測定装置３は、一つのレーザ光源３１１を回転台３１２に搭載し、レーザ光源３１１のレーザ出射口に周知のガルバノミラー３１３を配設してなる。その構成は、ガルバノミラー３１３の回転軸３１３Ａがガルバノミラー３１３の反射面と４５°の角度をなし、回転軸３１３Ａがレーザ光源３１１のレーザ出射口からのレーザ光の光軸に一致し、且つ、回転軸３１３Ａが回転台３１２の回転軸３１２Ａと直交する構成としてある。よって、レーザ光源３１１からのレーザ光はガルバノミラー３１３で反射して９０°転向し、転向後のレーザ光は熱間鍛造材９０の被走査面へ入射する。
【００２８】
レーザ光源３１１からのレーザ光の光路は、ガルバノミラー３１３への入射点を回転中心として、ガルバノミラー３１３と共に回転軸３１３Ａ周りに回転し、且つ、回転台３１２と共に回転軸３１２Ａ周りに回転する。レーザ光は、回転軸３１３Ａ周りの回転及び回転軸３１２Ａ周りの回転（即ち、２軸回転）により、ほぼ全方位（即ち、ほぼ全球方向）に照射される。これにより、第１形状測定装置３１は、レーザ光で全方位を３次元的に走査し測距することができる。
【００２９】
第１形状測定装置３１及び第２形状測定装置３２は、図２に示す構成を有し、レーザ光で全方位を３次元的に走査し測距することができる。第１形状測定装置３１及び第２形状測定装置３２は、それぞれ、熱間鍛造材９０の被走査面と対向する位置にある。第１形状測定装置３１及び第２形状測定装置３２の各々において、レーザ光源３１１からのレーザ光は、ガルバノミラー３１３の回転軸３１３Ａ周りの回転により、Ｘ軸方向（又は、Ｚ軸方向）に移動する光点を生じる。また、この光点は、回転台３１２の回転軸３１２Ａ周りの回転により、Ｚ軸方向（又は、Ｘ軸方向）に移動する。
【００３０】
第１形状測定装置３１及び第２形状測定装置３２の各々において、レーザ光が拡散反射した熱間鍛造材９０までの距離、ガルバノミラー３１３の回転角、回転台３１２の回転角の情報を取得する。これらの情報から、熱間鍛造プレス装置１００は、３次元的な点群座標情報を取得する。熱間鍛造材９０の全体的な形状を測定する場合、測定中に熱間鍛造材９０が動かないように、熱間鍛造材９０をマニピュレータ２で把持しておく。
【００３１】
なお、把持した熱間鍛造材９０が油圧リークで自重により下がる場合は、例えば図１Ｂに示すように、熱間鍛造材９０を把持しているマニピュレータ２を、Ｚ軸方向における可動範囲の下限位置で固定するようにしてもよい。この場合、第１形状測定装置３１及び第２形状測定装置３２は、可動範囲の下限位置で固定された熱間鍛造材９０の表面形状を測定する。
【００３２】
図３は、形状測定装置によって測定された鍛造材表面の点群座標情報の一例を示す図である。図３に示すように、形状測定装置３は、３次元的な点群座標情報を取得する。形状測定装置３で測定された点群座標は距離や角度に由来する測定誤差があるため、点群座標情報の平滑化・曲面化処理を行う。
【００３３】
図４は、図３に示した点群座標情報に平滑化・曲面化処理を施すことによって得られた曲面情報を示す図である。平滑化・曲面化処理は、特許文献３で開示された技術を用いて行えばよい。
【００３４】
図５は、図４の曲面情報から平坦度を評価した結果を示す図である。図６は、図５とは異なる製品について、熱間鍛造材の平坦度を評価した結果を示す。図５及び図６において、Ｚ軸の正（＋）側が凸部を示し、Ｚ軸の負（−）側が凹部を示す。図５では凸凹が大きく、図６では凸凹が小さいことがわかる。従来、熱間鍛造工程中は、この凸凹をオンラインで測定できずにオフラインで（即ち、熱間鍛造工程を中断して）評価していた。従来技術では、鍛造後に荷卸して、地上で作業者が測定する。本発明の実施形態に係る熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０の表面形状を即座に測定することができるので、オンラインで平坦度を評価できるようになり、製品の歩留まり及び寸法精度を向上させることができる。
【００３５】
複数の形状測定装置３を運用する場合には、それらの点群座標情報を合成する必要がある。点群を合成する方法として、３個以上の基準球を用いる。例えば、第１形状測定装置３１は、熱間鍛造材９０の表面と、３個以上の基準球４の各表面とについて、点群座標情報を取得する。第２形状測定装置３２も、熱間鍛造材９０の表面と、３個以上の基準球４の各表面とについて、点群座標情報を取得する。形状測定装置３は、第１形状測定装置３１が測定した点群座標情報（以下、第１点群座標情報ともいう）に含まれる基準球４の中心点と、第２形状測定装置３２が測定した点群座標情報（以下、第２点群座標情報ともいう）に含まれる基準球４の中心点とを指標にして、第１点群座標情報と第２点群座標情報とを１つの点群座標情報に合成する。熱間鍛造プレス装置１００において、基準球４同士が互いに離れているほど、合成時に発生する誤差は小さくなる。
【００３６】
図７は、第１形状測定装置によって測定された第１点群座標情報と、第２形状測定装置によって測定された第２点群座標情報とを合成した、合成情報の一例を示す図である。図７に示すように、形状測定装置３は、運転室側に位置する第１形状測定装置３１によって測定された第１点群座標情報と、天井クレーン側に位置する第２形状測定装置３２によって測定された第２点群座標情報とを合成することによって、第１形状測定装置３１（又は、第２形状測定装置３２）のみでは測定することできない、より広範囲の３次元的な点群座標情報を取得することができる。
【００３７】
図８は、図７に示した合成情報に平滑化・曲面化処理を施すことによって得られた曲面情報を示す図である。第１点群座標情報と第２点群座標情報とを合成した合成情報に対する平滑化・曲面化処理は、図４に示した場合と同様に、特許文献３で開示された技術を用いて行えばよい。なお、図８に示す曲面情報において、測定誤差が大きい範囲が予め分かる場合は、全データの中から測定誤差が大きい範囲のデータを削除してもよい。熱間鍛造プレス装置１００は、図８に示す曲面情報から、熱間鍛造材９０の曲り、断面寸法を算出し、運転室の作業者にこれらの情報を提示することができる。
【００３８】
熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造工程中に、熱間鍛造材９０の断面形状の少なくとも一部を即座に検出することができる。例えば、熱間鍛造プレス装置１００は、第１形状測定装置３１及び第２形状測定装置３２の少なくとも一方について、回転台３１２の回転を止め、かつガルバノミラー３１３のみを回転させる。これにより、熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０の断面外周の少なくとも一部を測定することができる。例えば、断面とは熱間鍛造材９０の径方向に平行なＹ−Ｚ断面のことであり、断面外周とはＹ−Ｚ断面の外周のことである。熱間鍛造材９０の内部には空隙は存在しない。このため、熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０の断面外周を測定することで、その断面外周を輪郭とする熱間鍛造材９０の断面形状を検出することができ、検出結果を運転室の作業者等に提示することができる。
【００３９】
図９は、鍛造材の断面外周の測定例（その１）を示す模式図である。図９及び後述の図１１では、熱間鍛造材９０の断面が正円の場合を例示している。図９に示すように、熱間鍛造プレス装置１００において、第１形状測定装置３１と第２形状測定装置３２は、熱間鍛造材９０の両側に配置されている。また、マニピュレータ２による熱間鍛造材９０の移動及び回転は停止している。この状態で、第１形状測定装置３１がガルバノミラー３１３のみを回転させながらレーザ光ＬＢ３１を照射すると、レーザ光ＬＢ３１は熱間鍛造材９０の断面外周の一部である、第１外周領域９０ａを走査する。また、第２形状測定装置３２がガルバノミラー３１３のみを回転させながらレーザ光ＬＢ３２を照射すると、レーザ光ＬＢ３２は熱間鍛造材９０の断面外周の一部である、第２外周領域９０ｂを走査する。即ち、第１形状測定装置３１及び第２形状測定装置３２は、それぞれ２軸回転走査して、熱間鍛造材９０の表裏２面の形状を測定する。これにより、熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０の断面のうち、第１外周領域９０ａを輪郭とする部分の形状と、第２外周領域９０ｂを輪郭とする部分の形状とを検出し、運転室の作業員等に提示することができる。
【００４０】
図１０は、鍛造材の断面外周の測定例（その２）を示す模式図である。図１０では、熱間鍛造材９０の断面が楕円の場合を例示している。図１０に示すように、熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０を把持しているマニピュレータ２を回転させることによって、レーザ光ＬＢ３１が走査する第１外周領域９０ａの範囲と、レーザ光ＬＢ３２が走査する第２外周領域９０ｂの範囲とを広げるようにしてもよい。これにより、熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０の中心軸９０Ａを基準に、熱間鍛造材９０の断面外周を３６０°測定することができる。
【００４１】
また、熱間鍛造プレス装置１００は、第１外周領域９０ａの座標点群情報と、第２外周領域９０ｂの座標点群情報とに基づいて、熱間鍛造材９０の断面の径方向の寸法９０Ｒを測定し、測定した値を運転室の作業者に提示してもよい。
【００４２】
図１１は、鍛造材の断面外周の測定例（その３）を示す模式図である。図１１に示すように、熱間鍛造プレス装置１００は、３台以上の形状測定装置を用いて、熱間鍛造材９０の断面形状を検出してもよい。例えば、図１１に示すように、熱間鍛造材９０の周囲に第１形状測定装置３１と、第２形状測定装置３２と、第３形状測定装置３３と、第４形状測定装置３４とを配置してもよい。第３形状測定装置３３と、第４形状測定装置３４は、第１形状測定装置３１と同様の構成を有し、同一の機能を有する。
【００４３】
図１１に示す熱間鍛造プレス装置１００は、図９に示した態様と比べて、形状測定装置の台数が２台から４台に増えているため、１台当たりの測定範囲を狭くすることができる。例えば、マニピュレータ２を回転させなくても、熱間鍛造材９０の断面外周の任意の位置が、第１形状測定装置３１からのレーザ光ＬＢ３１、第２形状測定装置３２からのレーザ光ＬＢ３２、第３形状測定装置３３からのレーザ光ＬＢ３３、第４形状測定装置３４からのレーザ光ＬＢ３４、のいずれか１つ以上によって走査可能であることが好ましい。これにより、熱間鍛造プレス装置１００は、マニピュレータ２を回転させなくても、熱間鍛造材９０の断面形状や、径方向の寸法９０Ｒを検出することができる。
【００４４】
なお、形状測定装置３の少なくとも１台以上（例えば、第１形状測定装置３１及び第２形状測定装置３２の少なくとも一方）は、プレス機１の近傍に配置されていてもよい。これにより、熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０においてプレス機１と対向する部位の表面形状を測定したり、この部位の断面形状を検出したりすることができる。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る熱間鍛造プレス装置１００は、プレス機１と、マニピュレータ２と、形状測定装置３とを備える。プレス機１は、熱間鍛造材９０を押圧するラム１１を有する。マニピュレータ２は、熱間鍛造材９０を把持した状態で、熱間鍛造材９０を予め設定した方向（例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向）へ移動させる移動動作及び熱間鍛造材９０を予め設定した軸（例えば、中心軸９０Ａ）周りに回転させる回転動作、の少なくとも一方を行う。形状測定装置３は、レーザ光を用いた非接触式で、熱間鍛造材９０の形状を測定する。
【００４６】
このような構成であれば、熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０の形状を測定するためのカメラは必要としない。熱間鍛造プレス装置１００は、レーザ光を用いた非接触式で熱間鍛造材９０の形状を測定するため、粉塵、水蒸気等が存在する環境下でも、熱間鍛造材９０のエッジ検出が容易であり、測定誤差を小さくすることができる。また、熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０の形状を測定するための大型スケールや、発光スケールを必要としない。このため、熱間鍛造プレス装置１００は、装置全体の複雑化を抑制することができ、機械故障の原因増大を抑制することができる。大型スケールの設置作業も不要であるため、作業者の負担を軽減することができる。このように、熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０の形状をより容易に且つより正確に測定することが可能である。
【００４７】
また、本発明の実施形態では、熱間鍛造プレス装置１００を用いて、熱間鍛造材９０をプレスする。熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０の形状をより容易に且つより正確に測定することができるため、熱間鍛造材９０を加工精度高くプレスすることが可能となる。また、熱間鍛造プレス装置１００は、熱間鍛造材９０に対するプレス作業を止めることなく、熱間鍛造材９０の形状を測定することができるため、生産効率を高めることができる。
【００４８】
なお、上記の実施形態では、熱間鍛造プレス装置による加工対象物が、熱間鍛造材であることを説明した。しかしながら、本発明の実施形態において、加工対象物は熱間鍛造材に限定されない。加工対象物は、例えば冷間鍛造材でもよいし、任意の金属材であってもよい。本発明の実施形態に係る鍛造プレス装置は、金属材の形状をより容易に且つより正確に測定することが可能である。本発明の実施形態に係る鍛造プレス装置を用いて金属材をプレスすることによって、金属材を加工精度高く製造することが可能となる。
【符号の説明】
【００４９】
１  プレス機
２  マニピュレータ
３  形状測定装置
４  基準球
５  機械側ヤード
６  作業側ヤード
１１  ラム
１２  定盤
３１  第１形状測定装置
３２  第２形状測定装置
３３  第３形状測定装置
３４  第４形状測定装置
９０  熱間鍛造材
９０ａ  第１外周領域
９０Ａ  中心軸
９０ｂ  第２外周領域
９０Ｒ  寸法
１００  熱間鍛造プレス装置
３１１  レーザ光源
３１２  回転台
３１２Ａ  回転軸
３１３  ガルバノミラー
３１３Ａ  回転軸
ＬＢ３１、ＬＢ３２、ＬＢ３３、ＬＢ３４  レーザ光
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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