(57)【要約】【課題】金型の調整精度向上、調整期間短縮等のために用いて好適な技術を提供する。【解決手段】相対移動可能なポンチ１及びダイ２のうち少なくともいずれか一つの形状を修正するプレス成形金型調整用プレス機であって、相対移動可能なポンチ１及びダイ２と、ポンチ１及びダイ２のうち少なくともいずれか一つを測定対象金型としたときに、測定対象金型を複数の領域に分割し、分割した領域のそれぞれの内部及び表面のうち少なくともいずれかに設けられ、ポンチ１及びダイ２の相対移動中に生じる測定対象金型の歪量を測定する歪量測定手段５と、歪量測定手段５により測定した歪量が所定の範囲を外れたか否か、又は、歪量測定手段５により測定した歪量と教師データとの差が所定の範囲を外れたか否かを判定する判定手段９と、判定手段９による判定結果を出力する出力手段１０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対移動可能なポンチ及びダイのうち少なくともいずれか一つの形状を修正するプレス成形金型調整用プレス機であって、
相対移動可能なポンチ及びダイと、
前記ポンチ及び前記ダイのうち少なくともいずれか一つを測定対象金型としたときに、前記測定対象金型を複数の領域に分割し、分割した領域のそれぞれの内部及び表面のうち少なくともいずれかに設けられ、前記ポンチ及び前記ダイの相対移動中に生じる前記測定対象金型の歪量を測定する歪量測定手段と、
前記歪量測定手段により測定した歪量が所定の範囲を外れたか否か、又は、前記歪量測定手段により測定した歪量と教師データとの差が所定の範囲を外れたか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とするプレス成形金型調整用プレス機。
【請求項２】
修正した前記測定対象金型に対して前記歪量測定手段により測定した歪量を記録し、その記録した歪量に基づいて、前記所定の範囲を算出する範囲設定手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形金型調整用プレス機。
【請求項３】
前記歪量測定手段により測定した歪量と所定の範囲との差、又は、前記歪量測定手段により測定した歪量と教師データとの差と所定の範囲との差に基づいて、前記判定手段により所定の範囲を外れたと判定された前記測定対象金型の領域の研削量を算出する研削量算出手段を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプレス成形金型調整用プレス機。
【請求項４】
相対移動可能なポンチ及びダイのうち少なくともいずれか一つの形状を修正する金型調整方法であって、
相対移動可能なポンチ及びダイのうち少なくともいずれか一つを測定対象金型としたときに、前記測定対象金型を複数の領域に分割し、分割した領域のそれぞれの内部及び表面のうち少なくともいずれかに設けられた歪量測定手段により、前記ポンチ及び前記ダイの相対移動中に生じる前記測定対象金型の歪量を測定する手順と、
前記歪量測定手段により測定した歪量が所定の範囲を外れたか否か、又は、前記歪量測定手段により測定した歪量と教師データとの差が所定の範囲を外れたか否かを判定する手順と、
前記判定結果を出力する手順とを有することを特徴とする金型調整方法。
【請求項５】
修正した前記測定対象金型に対して前記歪量測定手段により測定した歪量を記録し、その記録した歪量に基づいて、前記所定の範囲を算出する手順を更に有することを特徴とする請求項４に記載の金型調整方法。
【請求項６】
前記歪量測定手段により測定した歪量と所定の範囲との差、又は、前記歪量測定手段により測定した歪量と教師データとの差と所定の範囲との差に基づいて、前記判定手段により所定の範囲を外れたと判定された前記測定対象金型の領域の研削量を算出する手順を更に有することを特徴とする請求項４又は５に記載の金型調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製プレス成形品を製造するための金型の調整用プレス機及び金型調整方法に関し、特に、金型の調整精度向上、調整期間短縮等のために用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス金型を製作するとき、一般的には生産部品の設計形状と一致するようにプレス金型を加工する。しかし、スプリングバック等によるプレス加工後の生産部品の変形について知見がある場合は、プレス後の部品形状が生産部品の設計形状とできるだけ近くなるように、生産部品の設計形状から少し変形させた形状となるようプレス金型の形状を加工することも行われる。これは金型の形状見込みと呼ばれる。
【０００３】
いずれにしても、一般的にプレス金型を製作した後、その金型を使った一枚目のプレス加工部品の形状が設計形状と完全に一致することは困難であり、実際には何度も金型の形状修正が行われてプレス加工部品の形状と設計形状が一致するように調整される。これを金型調整と呼ぶ。
【０００４】
しかし、プレス成形時において、特に金型に対してはプレス機加圧力又は被加工材変形抵抗の反力等が作用するため、金型は弾性変形を起こす。この弾性変形を金型歪というが、この金型歪のために、金型の調整精度の低下、更には金型調整の期間が増大する等の問題が発生する。そのため、金型歪量の情報に基づいて金型調整をより効果的に実施するための技術が期待されている。
【０００５】
金型ひずみを測定する装置としては、特許文献１に、上ビームに取り付けたパンチ及び下ビームに取り付けたダイを接離動作させることにより前記パンチ及びダイ間でワークを折り曲げ加工するプレスブレーキにおいて、前記上ビームの長手方向に添って設けられ、前記上ビームの歪を検出する複数の上ビーム用歪センサと、前記下ビームの長手方向に添って設けられ、前記下ビームの歪を検出する複数の下ビーム用歪センサと、前記下ビームと下金型の間又は前記上ビームと上金型の間に折り曲げ加工線の方向に添って分散配置され、前記下金型又は上金型に上下方向の加圧力を加える複数のアクチュエータと、加圧開始後加圧完了までの途中で前記上ビームの下降を停止させ、この停止状態のときに前記上ビーム用歪センサおよび前記下ビーム用歪センサの検出出力を取り込み、これらの各検出出力に基づき上ビーム及び下ビームのひずみ量を演算し、該演算値に基づき上ビーム及び下ビームの歪量が適正値になるよう前記複数のアクチュエータの駆動制御を行い、この後加圧制御を再開させる制御を行う制御手段と、を具えるプレスブレーキの中開き補正装置が開示されている。
【０００６】
また、金型の変形を予測するモデルを有する装置として、特許文献２には、プレス成形品のニアネットシェープ化による工程省略を可能にするため、製品の寸法・形状を高精度に自動制御するプレス成形金型を提供することを目的として、金型プレス成形で、荷重検出手段４と、ストローク検出手段５と、プレス回数の検出手段６、金型温度の検出手段７と、金型の摩耗モデル９、金型の熱変形モデル１０、金型の荷重変形モデル１１、被加工材の熱変形モデル１２、被加工材のスプリングバックモデル１３の単数または複数のモデルから構成される変形予測モデルと、多変数制御信号発生装置１４と、成形凹部３の内壁を変形させる駆動装置１５、例えばピエゾ素子、とからなることを特徴とするプレス金型が開示されている。なお、ここで付した符号は同文献において使用されているものである（以下の各文献の説明においても同様）。
【０００７】
また、金型歪を測定する装置として、特許文献３に、ワークの折曲げ角度及びワークの歪を検出することのできる金型及びその歪みセンサユニットを提供することを目的として、以下のような構成を有する発明が開示されている。すなわち、ワークＷの成形加工時に歪みを生じる歪発生領域内であって、金型本体３がワークを支持するワーク支持面３Ｕに垂直な平面内で、前記ワークＷの加工位置に近接した位置と離れた位置との２ヶ所以上において、前記金型本体３に歪センサ９が埋設してある。複数の歪センサ９は、前記金型本体３の上面３Ｕと曲げ溝５を形成した溝形成面５Ｆとの間に斜め配置に配置してある。そして、歪センサユニットは、絶縁部材よりなる基部材１３の複数箇所に、歪を検出するためのセンサ９を備え、前記基部材１３は、前記センサ９を備えたセンサ取付面２１Ａ，２１Ｂと、当該基部材１３を取付穴の内面に一体的に接合する接合面とを備えた構成であって、前記基部材を前記取付穴に取付けたとき、前記センサ取付面と前記取付穴の内面との間に間隙が形成される構成である。
【０００８】
また、金型歪を測定する装置として、特許文献４に、Ｖ溝に対するワークの入り込み位置（ストローク）に対応して加圧力が増大するダイを提供することを目的として、以下のような構成を有する発明が開示されている。すなわち、板状のワークＷをＶ字形状に折曲げるためのダイ１であって、Ｖ溝３を形成する傾斜面５は凸状の曲面５Ｕ，５Ｌに形成してあり、当該曲面の上部側の曲率半径ＤＲ１よりも下部側の曲率半径ＤＲ２が大きく、前記曲面５Ｕ，５Ｌは、ワークＷの折曲げ加工時にワークＷと曲面５Ｕとの接触関係がころがり接触の態様となる曲面である。また、板状のワークＷをＶ字形状に折曲げるためのダイ１であって、Ｖ溝３を形成する傾斜面５は凸状の曲面に形成してあり、この曲面は、楕円９に接する曲面である。そして、前記ダイ１において、前記傾斜面５と近接した位置に、歪を検出するためのセンサ７を備えている。
【０００９】
また、金型歪を測定する装置として、特許文献５に、ダイの歪を検出することによってワークの折曲げ角度を検知する方法及び装置を提供することを目的として、以下のような構成を有する発明が開示されている。すなわち、板状のワークＷの折曲げ加工を行う際に、ダイ５に備えた歪センサＳ１〜Ｓ４によって前記ダイ５の歪パターンを測定し、データベース１５に予め格納してある複数の歪パターンと測定した前記歪パターンとを比較して歪パターンの推定式を確定し、この確定したパターン推定式により摩擦係数を求め、前記パターン推定式に対応した曲げ角度推定式を用いて、前記歪センサの検出値に基いて前記ワークの折曲げ角度を演算するものである。そして、ワークの折曲げ加工時にダイの歪を検出するための歪センサを複数箇所に備え、制御手段９は、データベース１５と、検出したダイ５の歪パターンとデータベース１５に格納されている歪パターンとを比較してパターン推定式を確定する推定式確定手段１７と、このパターン推定式により摩擦係数を求める演算手段２１と、を備えている。
【００１０】
また、金型歪を測定する装置として、特許文献６に、プレス加工を良好に行えるようにすることを目的として、以下のような構成を有する発明が開示されている。すなわち、条件設定用演算装置１０４は、素材特性データ提供装置１０１からネットワーク１０５を介して送信された素材特性の実績値と、標準値とを比較し、比較した結果に応じて、成形速度やしわ押さえ圧等の成形条件を修正する。制御装置３００は、前記修正した成形条件で被加工材３００のプレス加工を開始させるように、プレス成形装置１０２を制御する。これにより、被加工材３００をプレス加工した際に、われやしわが発生するのを可及的に低減させて、可及的に同一の形状の良品を得ることができるようにする。
【００１１】
また、特許文献７に、ポンチ、ダイス及びしわ押さえ金型と、前記ダイス及び前記しわ押さえ金型の間に取り付けられる摩擦力測定手段と、しわ押さえ荷重調節手段を有することを特徴とする薄板のプレス成形装置が開示されている。摩擦力測定手段により摩擦力を直接測定し、さらに摩擦力が所定の値になるよう、しわ押さえ荷重調節手段によりしわ押さえ力を制御する。これにより、金型と被加工物の間の潤滑性や表面性状などの変動要因によらず、適正な摩擦力を付与することができ、素材特性のばらつきや環境変化によらず、常に良好な成形品を提供しようとしている。
【００１２】
また、特許文献８に、プレス加工中の金型歪を制御することができるプレス成形装置を提供することを目的として、以下のような構成を有する発明が開示されている。すなわち、ポンチと、ポンチに対して相対移動するダイと、ポンチ及びダイのうち少なくともいずれか一つを被制御部材としたときに、前記被制御部材の内部に設けられ、プレス成形に応じて生じる前記該被制御部材のひずみ量を測定する歪量測定手段と、前記被制御部材に設けられ、プレス成形に応じて生じる前記被制御部材の歪量を制御する歪量制御手段とを有する。歪量制御手段は、歪量測定手段によって計測された歪量が成形中において所定範囲となるように、前記被制御部材の駆動量を制御する。
【００１３】
また、本願発明者らは、非特許文献１に、直交する方向の圧縮・引張歪を測定する圧電素子（金型摩擦センサ）をダイ肩近傍に内蔵したプレス成形装置を開示し、金型摩擦センサの情報からスプリングバック、ねじれ等の成形品形状の予測が可能であることを開示している。
【００１４】
【特許文献１】特開平５−３３７５５４号公報
【特許文献２】特開平９−０２９３５８号公報
【特許文献３】特開２００５−１９９３３６号公報
【特許文献４】特開２００５−２５４３００号公報
【特許文献５】特開２００６−１３６９２６号公報
【特許文献６】特開２００６−０７５８８４号公報
【特許文献７】特開２００４−２４９３６５号公報
【特許文献８】国際公開第０７／０８０９８３号パンフレット
【非特許文献１】自動車技術会学術講演会前刷集Ｎｏ.１９-０７,ｐｐ.１７−２０（２００７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１には、金型歪測定機能を有する装置に関する発明が開示されているが、まず、特許文献１にはプレス金型を調整することに関する記述がない。
また、特許文献１には、ビーム用歪センサはプレスブレーキ用ビームの長手方向に沿って設けられること以外、開示されていない。プレスブレーキ用ビームよりも複雑形状を有する金型を使用するプレス成形において、高精度に金型歪を測定するためには、ポンチ、ダイ、しわ押さえ金型等の金型内部に歪測定機能を設置し、発生する金型歪を直接測定することが不可欠であり、そのためには特許文献１に開示されている発明では不十分である。
更に、上記特許文献１に開示されている発明では、成形途中に一旦成形を中断し、この停止状態のときに上下ビームの歪量を検出し、上下ビームのひずみ量が適正値となるようアクチュエータによる制御を行い、この後成形を再開させるが、プレスブレーキのような曲げ主体の成形とは異なり、プレス成形においては、途中で成形を中断した場合、被加工材と工具間の摩擦力は成形中の摩擦力とは大きく異なる。そのため、特許文献１に開示されている発明をプレス成形に適用した場合、測定される金型歪量は成形中の金型歪量とは異なり、測定精度は不十分である。
以上より、プレス金型の調整に用いるには、特許文献１に開示されている発明では不十分である。
【００１６】
特許文献２には、金型変形を予測するモデルを有する装置に関する発明が開示されているが、まず、特許文献２にはプレス金型の調整に関する記述がない。
また、特許文献２に開示されている発明は、金型全体に作用する荷重を検出する荷重検出手段と金型の荷重変形モデルを有し、これらを用いて金型の変形を予測するものであるが、プレス金型の調整では、調整前後での金型全体に作用する荷重の変化量は極めて微量であり、その検出は困難である。また、仮に検出できたとしても、３次元的に複雑な調整作業を行う際に必要となる、調整が必要な位置を特定することは不可能である。
以上より、プレス金型の調整に用いるには、特許文献２に開示されている発明では不十分である。
【００１７】
特許文献３には、金型歪を測定する装置に関する発明が開示されているが、まず、特許文献３にはプレス金型の調整に関する記述がない。
また、特許文献３に開示されている発明では、金型本体がワークを支持するワーク支持面に垂直な平面内に歪センサが埋設してあることを特徴とする。ワークの折り曲げ加工用金型である本文中記載の金型本体３においては、ワーク支持面に相当する上面３Ｕは平面であり、上面３Ｕ及び曲げ溝５の長手方向に対して垂直な平面は一意に定まることから、特許文献３に開示されている発明により歪センサを埋設することが可能である。しかし、金型調整が必要となるようなプレス成形用金型は、一般的に折り曲げ加工用金型よりも複雑形状を有している。プレス成形用金型ではワーク支持面は平面でなく複雑な曲面形状であり、その平面に垂直な平面を定義することはできない。また、曲げ溝５のような方向も定義することはできない。そのため、プレス成形用金型では特許文献３に開示されている方法では歪センサを埋設することは不可能である。
以上より、プレス成形金型の調整に用いるには、特許文献３に開示されている発明では不十分である。
【００１８】
特許文献４には、金型歪を測定する装置に関する発明が開示されているが、まず、特許文献４にはプレス金型の調整に関する記述がない。
また、特許文献４には、歪を検出するためのセンサに関する具体的な記述はなく、非特許文献に記載の歪センサを埋設した構成が望ましいことのみ記載があるが、その非特許文献は曲げ加工に関する内容であり、プレス成形用金型では特許文献４に開示されている方法では歪センサを埋設することは不可能である。
以上より、プレス成形金型の調整に用いるには、特許文献４に開示されている発明では不十分である。
【００１９】
特許文献５には、金型歪を測定する装置に関する発明が開示されているが、まず特許文献５には、プレス金型の調整に関する記述がない。
また、上述した特許文献３や特許文献４と同様に、歪センサに関しては非特許文献に記載のセンサと同様の構成であること以外、本文中に具体的な記述はなく、また、その非特許文献は曲げ加工に関する内容であり、プレス成形用金型では特許文献５に開示されている方法では歪センサを埋設することは不可能である。
以上より、プレス金型の調整に用いるには、特許文献５に開示されている発明では不十分である。
【００２０】
特許文献６には、金型歪を測定する装置に関する発明が開示されているが、まず特許文献６には、プレス金型の調整に関する記述がない。
また、歪センサは、同文献の図３に記載があるものの、その構成等について本文中に具体的な記述がなく、特許文献６に開示されている方法では歪センサを埋設することは不可能である。
以上より、プレス金型の調整に用いるには、特許文献６に開示されている発明では不十分である。
【００２１】
特許文献７に開示されている発明では、しわ押さえ金型またはダイスに何らかの構造物を設置し、その摩擦力を計測しようとするものであり、しわ押さえ金型、ダイスの金型ひずみを直接測定するものではない。プレス金型を調整するためには、ポンチ、ダイ、しわ押さえ金型の金型ひずみを直接測定することが不可欠であり、特許文献７に開示されている発明では不十分である。
【００２２】
特許文献８に開示されている発明は、金型歪を測定する装置に関するものであるが、特許文献８には、プレス金型を調整することに関する記述がなく、プレス成形金型を調整するためには、特許文献８に開示されている発明では不十分である。
【００２３】
非特許文献１に開示されている発明は、ダイ肩近傍に摩擦センサを内蔵し、プレス部品の割れも検出可能であるとしているが、プレス金型を調整することに関する記述はなく、実際に金型を調整するには試行錯誤によらなければならないという問題がある。
【００２４】
本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、金属製プレス成形品を製造するための金型の調整用プレス機及び金型調整方法に関し、特に、金型の調整精度向上、調整期間短縮等のために用いて好適な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題を解決するため、本発明の手段、手順は下記のとおりである。
（１）相対移動可能なポンチ及びダイのうち少なくともいずれか一つの形状を修正するプレス成形金型調整用プレス機であって、
相対移動可能なポンチ及びダイと、
前記ポンチ及び前記ダイのうち少なくともいずれか一つを測定対象金型としたときに、前記測定対象金型を複数の領域に分割し、分割した領域のそれぞれの内部及び表面のうち少なくともいずれかに設けられ、前記ポンチ及び前記ダイの相対移動中に生じる前記測定対象金型の歪量を測定する歪量測定手段と、
前記歪量測定手段により測定した歪量が所定の範囲を外れたか否か、又は、前記歪量測定手段により測定した歪量と教師データとの差が所定の範囲を外れたか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とするプレス成形金型調整用プレス機。
（２）修正した前記測定対象金型に対して前記歪量測定手段により測定した歪量を記録し、その記録した歪量に基づいて、前記所定の範囲を算出する範囲設定手段を更に備えたことを特徴とする（１）に記載のプレス成形金型調整用プレス機。
（３）前記歪量測定手段により測定した歪量と所定の範囲との差、又は、前記歪量測定手段により測定した歪量と教師データとの差と所定の範囲との差に基づいて、前記判定手段により所定の範囲を外れたと判定された前記測定対象金型の領域の研削量を算出する研削量算出手段を更に備えたことを特徴とする（１）又は（２）に記載のプレス成形金型調整用プレス機。
（４）相対移動可能なポンチ及びダイのうち少なくともいずれか一つの形状を修正する金型調整方法であって、
相対移動可能なポンチ及びダイのうち少なくともいずれか一つを測定対象金型としたときに、前記測定対象金型を複数の領域に分割し、分割した領域のそれぞれの内部及び表面のうち少なくともいずれかに設けられた歪量測定手段により、前記ポンチ及び前記ダイの相対移動中に生じる前記測定対象金型の歪量を測定する手順と、
前記歪量測定手段により測定した歪量が所定の範囲を外れたか否か、又は、前記歪量測定手段により測定した歪量と教師データとの差が所定の範囲を外れたか否かを判定する手順と、
前記判定結果を出力する手順とを有することを特徴とする金型調整方法。
（５）修正した前記測定対象金型に対して前記歪量測定手段により測定した歪量を記録し、その記録した歪量に基づいて、前記所定の範囲を算出する手順を更に有することを特徴とする（４）に記載の金型調整方法。
（６）前記歪量測定手段により測定した歪量と所定の範囲との差、又は、前記歪量測定手段により測定した歪量と教師データとの差と所定の範囲との差に基づいて、前記判定手段により所定の範囲を外れたと判定された前記測定対象金型の領域の研削量を算出する手順を更に有することを特徴とする（４）又は（５）に記載の金型調整方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、プレス成形金型の調整精度向上、調整期間短縮等が実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本実施形態に係るプレス機の概略構成を示す。ポンチ１がプレス機ボルスタ１ａに、ダイ２がプレス機スライド２ａに取り付けられており、プレス機スライド２ａの上下動作によりポンチ１とダイ２は相対移動可能となっている。ポンチ１とダイ２の間には被加工材４があり、ポンチ１とダイ２の相対移動によって被加工材４は塑性変形を受け、プレス成形される。
【００２８】
図１に示すプレス機では、測定対象金型としてダイ２が選定されており、測定対象金型であるダイ２が複数の領域、図示例では５つの領域に分割されている。
【００２９】
更に、分割された測定対象金型の各領域（金型ブロック）のそれぞれの内部及び表面のうち少なくともいずれかには、ポンチ１及びダイ２の相対移動中に生じる測定対象金型の歪量を測定する歪量測定手段５が設置される。図示例では、分割された５つの測定対象金型のそれぞれの内部に歪量測定手段５が１個ずつ設置されている。
【００３０】
測定対象金型の分割数は任意であるが、金型調整作業を行う際に分割された測定対象金型の取り外し／取り付け作業が頻繁に発生するので、その作業を手作業で容易に行えるように、分割された測定対象金型の重量が２０ｋｇ程度以下となるように分割することが望ましい。
【００３１】
また、左右対称形状を有する部品をプレス成形するための金型では、測定対象金型の分割も部品の対称軸で左右対称とすることが望ましい。
【００３２】
分割された測定対象金型の内部に対する歪量測定手段５の設置方法について、図２を用いて説明する。歪量測定手段５の設置方法の一例としては、図２（ａ）の模式図に示すように、測定対象金型（ダイ２）に貫通しないきり穴をあけて雌ネジを切り、きり穴の底に歪量測定手段５としての歪センサー８（図２（ｂ）を参照）を入れ、プラグで軸力をかけて圧入する方法がある。この際、歪センサー８として圧電素子センサーを使用すると、周波数応答特性の高い好適な測定が可能となる。
【００３３】
分割された測定対象金型の表面に対する歪量測定手段５の設置方法について、図３を用いて説明する。測定対象金型（ダイ２）の表面にその表面形状を倣うような平板６を設置し、平板６をダイ２と例えばボルト７等で締結する。そして、平板６とダイ２との間に歪量測定手段５としての歪センサー８を挟み込み、ボルト７で軸力をかけて固定する方法がある。この場合にも、歪センサー８として圧電素子センサーを使用すると、周波数応答性の高い好適な測定が可能になる。
【００３４】
分割された測定対象金型のうち、金型調整の対象である金型には、内部及び表面のうち少なくともいずれかには歪量測定手段５を設置しなければならない。
【００３５】
図１に説明を戻して、本実施形態に係るプレス機は、歪量測定手段５により測定した歪量が所定の範囲を外れたか否か、又は、歪量測定手段５により測定した歪量と教師データとの差が所定の範囲を外れたか否かを判定する判定手段９を有する。
【００３６】
まず、判定手段９の動作のうち、歪量測定手段５により測定した歪量が所定の範囲を外れたか否かを判定する動作について、図４を用いて説明する。図４は、歪量測定手段５による歪量測定結果の一例を示すグラフである。横軸は成形ストロークＳ［ｍｍ］であり、被加工材４の成形が開始した時点でのプレス機スライド位置がＳstart、成形下死点に達して被加工材４の成形が終了した時点でのプレス機スライド位置がＳendである。また、縦軸は歪量を表している。ここで、歪量は圧縮歪をプラスの値で表す。歪量測定手段５により測定した歪量（歪の値）Ｘとしては、図４に示すように、波形の最大値を、その波形の代表として用いる。
【００３７】
判定手段９は、分割された測定対象金型のそれぞれについて上述のように歪の値Ｘｉを求める。ここで、添え字ｉはｎ個に分割された測定対象金型を表し、ｉ＝１〜ｎである。また、判定手段９は、Ｘ１〜Ｘｎまでのｎ個の値の平均値Ｘｍｅａｎを算出し、それを中心とした±１５％の範囲を所定の範囲と定める。そして、歪の値Ｘｉが所定の範囲であるＸｍｅａｎを中心とした±１５%の範囲内であるときは正常（範囲内）として判定し、範囲外であるときは異常（範囲外）として判定する。
【００３８】
次に、判定手段９の動作のうち、歪量測定手段５により測定した歪量と教師データとの差が所定の範囲を外れたか否かを判定する動作について、図５を用いて説明する。図５は、図４と同様、歪量測定結果の一例を示すグラフである。図中の細線が分割された測定対象金型の歪量測定結果を示し、破線がセンサー出力教師データを示す。ここで、センサー出力教師データは、分割された測定対象金型のそれぞれについて測定した歪量の平均波形である。
【００３９】
判定手段９は、測定対象金型の歪量測定結果からセンサー出力教師データを引き算して歪の差を求める。図５では、太線でその歪の差を示す。そして、歪の差が所定の範囲内であるか否かを判定する。ここで、所定の範囲は、歪量ゼロを中心として、センサー出力教師データの最大値の１５%を上下限とする範囲である。
【００４０】
判定手段９は、一般的にアナログ電圧信号である歪量測定結果を読み込むことができるアナログ入力と、判定結果を出力することができるアナログ出力及び／又はディジタル出力を備える計測機器であることが望ましい。
【００４１】
図１に説明を戻して、本実施形態に係るプレス機は、判定手段９による判定結果を出力する出力手段１０を有する。具体的には、モニタ等の表示機にその分割領域の設置位置又は分割領域に相当する金型ブロックの部品番号等を表示することで、金型調整を行う作業者に所定の範囲を外れていることをアナウンスする。
【００４２】
（第２の実施形態）
第２の実施形態として、図６に示すように、図１に示すプレス機に加えて、範囲設定手段１１を有する例を説明する。なお、第１の実施形態と同様の点については、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
範囲設定手段１１は、まず以前に修正が完了した測定対象金型について、その測定対象金型に設置された歪量測定手段５により測定した歪量を記録する（データベース化）。そして、新たに金型に対して修正を行うことになったときに、記録したデータを読み出し、判定手段９を用いて判定するための所定の範囲を、読み出した歪量に基づいて算出し、その算出結果を読み出したデータと共に判定手段９に渡す。
【００４４】
まず、判定手段９の動作のうち、歪量測定手段５により測定した歪量が所定の範囲を外れたか否かを判定する動作について、図７を用いて説明する。図７は、図４と同様、歪量測定手段５による歪量測定結果の一例を示すグラフである。歪量測定手段５により測定した歪量（歪の値）Ｘとしては、図７に示すように、波形の最大値を、その波形の代表として用いる。
【００４５】
判定手段９は、分割された測定対象金型のそれぞれについて上述のように歪の値Ｘｉを求める。ここで、図４においては、判定手段９により、Ｘ１〜Ｘｎまでのｎ個の値の平均値Ｘｍｅａｎを算出し、それを中心とした±１５％の範囲を所定の範囲と定めた。それに対して、範囲設定手段１１を有する図７においては、記録されたデータの最大値Ｘｔａｒｇｅｔを算出し、それを中心とした±１０％の範囲を所定の範囲と定める。そして、歪の値Ｘｉが所定の範囲であるＸｔａｒｇｅｔを中心とした±１０%の範囲内であるときは正常（範囲内）として判定し、範囲外であるときは異常（範囲外）として判定する。
【００４６】
次に、判定手段９の動作のうち、歪量測定手段５により測定した歪量と教師データとの差が所定の範囲を外れたか否かを判定する動作について、図８を用いて説明する。図８は、図５と同様、歪量測定結果の一例を示すグラフである。図中の細線が分割された測定対象金型の歪量測定結果を示し、破線がセンサー出力教師データを示す。ここで、図５では、センサー出力教師データは、分割された測定対象金型のそれぞれについて測定した歪量の平均波形であるとした。それに対して、範囲設定手段１１を有する図７では、センサー出力教師データは、範囲設定手段１１のデータベースより読み出されたデータである。
【００４７】
判定手段９は、測定対象金型の歪量測定結果からセンサー出力教師データを引き算して歪の差を求める。図８では、太線でその歪の差を示す。そして、歪の差が所定の範囲内であるか否かを判定する。ここで、所定の範囲は、歪量ゼロを中心として、センサー出力教師データの最大値の１０%を上下限とする範囲である。
【００４８】
範囲設定手段１１は、一般的にアナログ電圧信号である歪量測定結果を読み込むことができるアナログ入力と、その入力を記憶可能なハードディスクドライブ等の記憶装置、更に必要に応じて記憶装置から記録データを出力することができるアナログ出力及び／又はディジタル出力を備える計測機器であることが望ましい。
【００４９】
第２の実施形態のように範囲設定手段１１を使用することにより、範囲設定手段１１のデータベースが歪データを有する形状の金型と類似する金型を調整する際に、精度良く判定を行うことが可能となる。特に、同一形状を有するコピー金型を製作する際には高精度に判定を行うことが可能となる。従って、所定の範囲も、第１の実施形態では±１５％であったのに対して、本実施形態では±１０％と相対的に狭くしても高精度の判定が可能となる。
【００５０】
（第３の実施形態）
第３の実施形態として、図９に示すように、図８に示すプレス機に加えて、研削量算出手段１２を有する例を説明する。なお、第２の実施形態と同様の点については、その詳細な説明は省略する。また、本実施形態では、第２の実施形態に係るプレス機に研削量算出手段１２を備えた例を説明するが、範囲設定手段１１を備えていない第１の実施形態に係るプレス機に研削量算出手段１２を備えるようにしてもよい。
【００５１】
図１０は、研削量算出手段１２の動作を示すフローチャートである。まず、研削量算出手段１２が動作を開始するとき、内部変数Ｊ及びＫはそれぞれ初期値０を有する。ここで、Ｊ及びＫは共に０又は正の整数である。Ｊは判定動作１０２でＹＥＳと判定した回数を示し、処理ループの１回目動作時等は内部変数Ｊ＝０とする。また、判定動作１０４でＹＥＳと判定したときも内部変数Ｊ＝０とする。また、Ｋは判定動作１０４でＹＥＳと判定した回数を示す。
【００５２】
処理動作１０１では、歪量測定手段５による歪量測定結果、判定手段９による判定結果を受け取る。
【００５３】
判定動作１０２では、歪量測定手段５により測定された歪量が所定の範囲の上限を超える測定対象金型の領域があるか否かを判定する。領域が無い場合は判定動作１０４へ、領域がある場合は処理動作１０３へ進む。
【００５４】
処理動作１０３では、まず所定の範囲の上限を超える領域のうち、所定の範囲の中央値との偏差Ｙが最大である領域をＰｍ、領域Ｐｍの偏差ＹをＹｍとする。ｍは、Ｎ個に分割した金型のうちのｍ番目を示す（Ｎ、ｍは正の整数）。
【００５５】
続いて、Ｊ＞０（２回目以降の処理ループの場合等）、かつ、領域Ｐｍj-1に対して領域Ｐｍjが変化したとき、Ｊ＝０とする。但し、
領域Ｐｍj-1：（ｊ−１）回目のループにおいて、偏差Ｙが最大である領域ｍ
領域Ｐｍj：ｊ回目のループにおいて、偏差Ｙが最大である領域ｍ
とする。
【００５６】
続いて、研削量係数Ａを算出する動作を行う。ここで、例えば処理ループの１回目動作時等は内部変数Ｊ＝０であるので、そのときは研削量係数Ａ＝１とする。また、Ｊ＞０のときは、例えば、以下の（１）、（２）式によりＡの値を決定する
【００５７】
【数１】
2010115702.tif 000003
【００５８】
続いて、領域Ｐｍの表面を、Ａ×Ｚ［μｍ］だけ研削する。ここで、Ａは先に算出した研削量係数、Ｚは研削量単位であり、例えばＺ＝１［μｍ］とする。研削加工時の機械的制約等によりＺ＝１［μｍ］とすることが困難な場合は、変更しても構わない。
【００５９】
更に、内部変数Ｊの値として、元の値に１をプラスした値を代入する。すなわち、もともとＪ＝４であった場合は、この処理動作１０４によってＪ＝５が新たな内部変数の値となる。
【００６０】
処理動作１０３を終了した後は、処理動作１０１に戻り、もう一度、歪量測定手段５による測定、判定手段９による判定を行う。
【００６１】
判定動作１０４では、歪量測定手段５により測定された歪量が所定の範囲の下限を下回る測定対象金型の領域があるか否かを判定する。領域が無い場合はＥＮＤへ進み、全体処理を終了する。領域がある場合は処理動作１０５へ進む。
【００６２】
処理動作１０５では、判定手段９での処理に用いる所定の範囲の中央値に、例えば０．９を掛けることで、所定の範囲の修正を行う。更に、内部変数Ｊを０、内部変数ＫはＫ＋１に更新する。
【００６３】
処理動作１０５を終了した後は、処理動作１０１に戻り、もう一度、歪量測定手段５による測定、判定手段９による判定を行う。
【００６４】
（実施例１）
本発明を適用した実施例１として、図１に示すプレス機を試作し、プレス成形金型の調整を行った。
【００６５】
部品形状、すなわち調整を行った金型形状を図１１に示す。また、表１に被加工材として用いた鋼板の特性を示す。板厚１．８［ｍｍ］、引張強さ５９０ＭＰａ級の鋼板を使用した。
【００６６】
【表１】
2010115702.tif 000004
【００６７】
実施例１では、測定対象金型としてダイ２が選定されている。測定対象金型は複数の領域に分割されるが、実施例１では図１に示すように５つに分割されている。
【００６８】
更に、分割された測定対象金型の各領域（金型ブロック）のそれぞれの内部及び表面のうち少なくともいずれかには、ポンチ１及びダイ２の相対移動中に生じる測定対象金型の歪量を測定する歪量測定手段５が設置されるが、実施例１では図１に示すように分割された５つの測定対象金型のそれぞれの内部に歪量測定手段５が設置されている。
【００６９】
分割された測定対象金型の内部に対する歪量測定手段５の設置方法については、図２に示す方法を用いた。すなわち、図２（ａ）の模式図に示すように、ダイ２に貫通しないきり穴をあけて雌ネジを切り、きり穴の底に歪センサー８（図２（ｂ）を参照）を入れ、プラグで軸力をかけて圧入した。歪センサー８としては圧電素子センサーを使用した。
【００７０】
実施例１では、歪量測定手段５により測定した歪量が所定の範囲を外れたか否かを判定するようにした。実施例１において、歪量測定手段５による歪量測定結果は図４に示すとおりである。横軸は成形ストロークＳ［ｍｍ］であり、被加工材４の成形が開始した時点でのプレス機スライド位置がＳstart、成形下死点に達して被加工材４の成形が終了した時点でのプレス機スライド位置がＳendである。実施例１では、金型形状が図１１に示すとおりであるので、Ｓend−Ｓstart＝１０５［ｍｍ］である。また、縦軸は歪量を表している。ここで、歪量は圧縮歪をプラスの値で表す。歪量測定手段５により測定した歪量（歪の値）Ｘとしては、図４に示すように、波形の最大値を、その波形の代表として用いる。
【００７１】
判定手段９は、分割された測定対象金型のそれぞれについて上述のように歪の値Ｘｉを求める。ここで、添え字ｉは５分割された測定対象金型を表し、ｉ＝１〜５である。また、判定手段９は、Ｘ１〜Ｘ５までの５個の値の平均値Ｘｍｅａｎを算出し、それを中心とした±１５％の範囲を所定の範囲と定める。そして、歪の値Ｘｉが所定の範囲であるＸｍｅａｎを中心とした±１５%の範囲内であるときは正常（範囲内）として判定し、範囲外であるときは異常（範囲外）として判定する。判定手段９としては、アナログ電圧信号である歪量測定結果を読み込むことができるアナログ入力と、判定結果を出力することができるディジタル出力を備える計測機器を用いた。
【００７２】
表２に、実施例１での判定結果を示す。表２に示すように、判定手段は、５つに分割された測定対象金型のそれぞれについて、範囲外であるか、範囲内であるかを判定できていることが分かる。
【００７３】
【表２】
2010115702.tif 000005
【００７４】
図１に示すプレス機は、判定手段９による判定結果を出力する出力手段１０を有するが、実施例１では、図１２に示すように、モニタ画面上にその分割領域の位置、分割領域に相当する金型ブロックの部品番号、判定結果（範囲内か範囲外か）等を表示することで、金型調整を行う作業者にアナウンスできていることがわかる。
【００７５】
（実施例２）
本発明を適用した実施例２として、図６に示すプレス機を試作し、プレス成形金型の調整を行った。なお、範囲設定手段１１に関する点以外については実施例１と同様にして行った。
【００７６】
範囲設定手段１１は、まず以前に修正が完了した測定対象金型について、その測定対象金型に設置された歪量測定手段５により測定した歪量を記録する（データベース化）。そして、新たに金型に対して修正を行うことになったときに、記録したデータを読み出し、判定手段９を用いて判定するための所定の範囲を、読み出した歪量に基づいて算出し、その算出結果を読み出したデータと共に判定手段９に渡す。
【００７７】
表３に、修正が完了した金型について、歪量測定手段により測定された歪量を示す。まず、範囲設定手段１１はこの表３のデータを保存する。
【００７８】
【表３】
2010115702.tif 000006
【００７９】
実施例２でも、歪量測定手段５により測定した歪量が所定の範囲を外れたか否かを判定するようにした。実施例２において、歪量測定手段５による歪量測定結果は図７に示すとおりである。図７は、図４と同様、歪量測定手段５による歪量測定結果の一例を示すグラフである。歪量測定手段５により測定した歪量（歪の値）Ｘとしては、図７に示すように、波形の最大値を、その波形の代表として用いる。
【００８０】
判定手段９は、分割された測定対象金型のそれぞれについて上述のように歪の値Ｘｉを求める。ここで、添え字ｉは５分割された測定対象金型を表し、ｉ＝１〜５である。範囲設定手段１１を有する図７においては、記録されたデータの最大値Ｘｔａｒｇｅｔを算出し、それを中心とした±１０％の範囲を所定の範囲と定める。そして、歪の値Ｘｉが所定の範囲であるＸｔａｒｇｅｔを中心とした±１０%の範囲内であるときは正常（範囲内）として判定し、範囲外であるときは異常（範囲外）として判定する。範囲設定手段１１は、アナログ電圧信号である歪量測定結果を読み込むことができるアナログ入力と、その入力を記憶可能な記憶装置としてハードディスクドライブ、さらに必要に応じて記憶装置から記録データを出力することができるアナログ出力とディジタル出力を備える計測機器を用いた。
【００８１】
表４に、実施例２での判定結果を示す。表４に示すように、判定手段９は、５つに分割された測定対象金型のそれぞれについて、範囲外であるか、範囲内であるかを判定できていることが分かる。その際に、範囲設定手段１１を用いたことにより、分割された測定対象金型毎に所定の範囲を設定することができ、また、分割された各測定対象金型の歪量Ｘの調整目標値が明確となるので、高精度かつ効率的な判定が可能となっている。
【００８２】
【表４】
2010115702.tif 000007
【００８３】
（実施例３）
本発明を適用した実施例３として、図９に示すプレス機を試作し、プレス成形金型の調整を行った。なお、研削量算出手段１２に関する点以外については実施例２と同様にして行った。
【００８４】
図１０に示すフローチャートに従って、研削量算出手段１２を動作させた場合について図１３〜図１９に示す。まず、図１３は、１回目のループにおける処理を示している。初期状態ではＸ１が上限超過、Ｘ４が下限以下という状態である。Ｘ１が所定の範囲の上限を超えるので、判定動作１０２の動作はＹＥＳとなり、処理動作１０３へ進む。処理動作１０３では、偏差Ｙの最大領域ＰｍはＸ１に対応する分割領域となる。また、Ｊ＝０であることから、研削量係数Ａ＝１となり、Ｐｍに対する研削量は１［μｍ］とした。
【００８５】
次に、図１４は、２回目のループにおける処理を示している。図１３に示したループでＸ１に対応する分割領域を研削したが、まだＸ１が上限超過、Ｘ４が下限以下という状態のままである。Ｘ１が所定の範囲の上限を超えるので、判定動作１０２の動作はＹＥＳとなり、処理動作１０３へ進む。処理動作１０３では、偏差Ｙの最大領域ＰｍはＸ１に対応する分割領域であり、１回目のループから変更はない。しかし、Ｊ＞０であることから、研削量係数Ａは、下式のように計算の結果０．５２となり、Ｐｍに対する研削量は０．５２［μｍ］とした。
Ａ＝０．６（Ｙｍｊ／ΔＹ）
＝０．６（Ｙｍｊ／（（Ｙｍｊ−１）−（Ｙｍｊ））
＝０．６（Ｙ１１／（Ｙ１０−Ｙ１１）
＝０．６（１３．０）／（２８．０−１３．０）＝０．５２
【００８６】
次に、図１５は、３回目のループにおける処理を示している。図１４に示したループでＸ１に対応する分割領域を研削した結果、Ｘ１はＯＫ、Ｘ４が下限以下という状態となった。所定の範囲の上限を超える領域が存在しないので、判定動作１０２の動作はＮＯとなり、処理動作１０４へ進む。判定動作１０４では、歪量測定手段５により測定された歪量が所定の範囲の下限を下回る測定対象金型の領域があるか否かを判定するが、Ｘ４が下限以下という状態であるから、処理動作１０５へ進む。処理動作１０５では、判定手段９での処理に用いる所定範囲の中央値に０．９を掛けることで、所定の範囲の修正を行った。図１５の最右列に、所定の範囲の中央値である調整完了金型の歪量[με]に０．９をかけた結果を示す。
【００８７】
次に、図１６は、４回目のループにおける処理を示している。図１５に示したループで、所定の範囲の中央値である調整完了金型の歪量[με]に０．９が掛けられ、値が修正されたことにより、判定手段９による判定結果も変化し、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ５が上限超過という状態となった。所定の範囲の上限を超える領域が存在するので、判定動作１０２の動作はＹＥＳとなり、処理動作１０３へ進む。処理動作１０３では、偏差Ｙの最大領域ＰｍはＹｍが最も大きな値であるＸ２に対応する分割領域となる。Ｊ＝０であることから、研削量係数Ａ＝１となり、Ｐｍに対する研削量は１［μｍ］とした。
【００８８】
次に、図１７は、５回目のループにおける処理を示している。図１６に示したループで、Ｘ２に対応する分割領域を研削したが、まだＸ１、Ｘ５が上限超過という状態のままである。所定の範囲の上限を超える領域が存在するので、判定動作１０２の動作はＹＥＳとなり、処理動作１０３へ進む。処理動作１０３では、偏差Ｙの最大領域ＰｍはＹｍが最も大きな値であるＸ１に対応する分割領域となる。領域Ｐｍj-1（すなわち４回目のループにおけるＸ２）に対して領域Ｐｍj（すなわち５回目のループにおけるＸ１）が変化したことから、Ｊ＝０であり、従って研削量係数Ａ＝１となり、Ｐｍに対する研削量は１［μｍ］とした。
【００８９】
次に、図１８は、６回目のループにおける処理を示している。図１７に示したループで、Ｘ１に対応する分割領域を研削したが、まだＸ５が上限超過という状態のままである。所定の範囲の上限を超える領域が存在するので、判定動作１０２の動作はＹＥＳとなり、処理動作１０３へ進む。処理動作１０３では、偏差Ｙの最大領域ＰｍはＹｍが最も大きな値であるＸ５に対応する分割領域となる。領域Ｐｍj-1（すなわち５回目のループにおけるＸ１）に対して領域Ｐｍj（すなわち６回目のループにおけるＸ５）が変化したことから、Ｊ＝０であり、従って研削量係数Ａ＝１となり、Ｐｍに対する研削量は１［μｍ］とした。
【００９０】
最後に、図１９は、６回目のループを終えた後の状態を示している。これまでの６回にわたる研削処理により、Ｘ１〜Ｘ５のいずれも所定の範囲内となったことから、判定動作１０２、判定動作１０４ともにＮＯとなり、全体処理を終了した。
【００９１】
上記の処理により、通常は３０回程度の処理回数が必要となる金型調整作業が６回の処理回数で実現することができ、調整機関の短縮が実現できた。
【００９２】
この金型を用いて、引張強さ７８０ＭＰａ級の鋼板を対象に１０００回プレス成形を連続して実施した結果、割れの発生率０％、図１１に示す金型の両端に対応する成形品の両端がなす開き角が１度以下と精度の高いプレス成形を行うことができた。
【００９３】
なお、判定手段９、出力手段１０、範囲設定手段１１、研削量算出手段１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステム（或いはコンピュータ装置）において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているデンドライト傾角測定プログラムを実行することにより実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】第１の実施形態に係るプレス機の概略構成を示す図である。
【図２】測定対象金型の内部への歪量測定手段設置方法を説明するための図である。
【図３】測定対象金型の表面への歪量測定手段設置方法を説明するための図である。
【図４】歪量測定手段による歪量測定結果の一例を示した特性図である。
【図５】歪量測定手段による歪量測定結果の一例を示した特性図である。
【図６】第２の実施形態に係るプレス機の概略構成を示す図である。
【図７】歪量測定手段による歪量測定結果の一例を示した特性図である。
【図８】歪量測定手段による歪量測定結果の一例を示した特性図である。
【図９】第３の実施形態に係るプレス機の概略構成を示す図である。
【図１０】研削量算出手段の動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施例１〜３で製作した金型形状を示す図である。
【図１２】出力手段への出力例を示す図である。
【図１３】実施例３における特性を示す図である。
【図１４】実施例３における特性を示す図である。
【図１５】実施例３における特性を示す図である。
【図１６】実施例３における特性を示す図である。
【図１７】実施例３における特性を示す図である。
【図１８】実施例３における特性を示す図である。
【図１９】実施例３における特性を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１    ポンチ
１ａ  プレス機ボルスタ
２    ダイ
２ａ  プレス機スライド
４    被加工材
５    歪量測定手段
６    平板
７    ボルト
８    歪センサー
９    判定手段
１０  出力手段
１１  範囲設定手段
１２  研削量算出手段
【図１】
2010115702.tif 000008
【図２】
2010115702.tif 000009
【図３】
2010115702.tif 000010
【図４】
2010115702.tif 000011
【図５】
2010115702.tif 000012
【図６】
2010115702.tif 000013
【図７】
2010115702.tif 000014
【図８】
2010115702.tif 000015
【図９】
2010115702.tif 000016
【図１０】
2010115702.tif 000017
【図１１】
2010115702.tif 000018
【図１２】
2010115702.tif 000019
【図１３】
2010115702.tif 000020
【図１４】
2010115702.tif 000021
【図１５】
2010115702.tif 000022
【図１６】
2010115702.tif 000023
【図１７】
2010115702.tif 000024
【図１８】
2010115702.tif 000025
【図１９】
2010115702.tif 000026