(57)【要約】【課題】低コストな構成で、被加工材の切断面の良否を判定することができる、打ち抜き加工による切断面の良否判定方法を提供する。【解決手段】良否判定部１６では、電流センサ１５によって検出される電流値がモニタされており、電流値が急峻に減少すると、パンチ９が被加工材２を貫通したと判断される。そして、そのパンチ９が被加工材２を貫通した直後に電流センサ１５によって検出される電流値とメモリに記憶されている基準電流値との大小が比較される。電流センサ１５によって検出される電流値が基準電流値以上であれば、被加工材２の切断面２１の状態が良好であると判定され、打ち抜き加工後の被加工材２が良品であると判定される。一方、電流センサ１５によって検出される電流値が基準電流値未満である場合には、被加工材２の切断面２１の状態が不良であると判定され、打ち抜き加工後の被加工材２が不良品であると判定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイおよびパンチを用いた被加工材の打ち抜き加工時に、前記被加工材に生じた切断面の良否を判定する方法であって、
前記ダイにセットされた前記被加工材と前記パンチとの間に所定の電圧を印加し、
前記パンチが前記被加工材を貫通する直前または直後における前記被加工材と前記パンチとの間の通電状態に基づいて、前記切断面の良否を判定することを特徴とする、打ち抜き加工による切断面の良否判定方法。
【請求項２】
前記切断面の良否の判定の基準となる基準通電状態がメモリに記憶されており、
前記パンチが前記被加工材を貫通する直前または直後における前記被加工材と前記パンチとの間の通電状態と前記メモリに記憶されている前記基準通電状態とを比較することにより、前記切断面の良否を判定することを特徴とする、請求項１に記載の打ち抜き加工による切断面の良否判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打ち抜き加工による切断面の良否判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属加工の一般的な手法として、プレス機械およびプレス金型を用いたせん断加工である打ち抜き加工が知られている。プレス金型には、プレス機械内に固定的に設けられるダイと、プレス機械内でダイに対して昇降可能に設けられるパンチとが含まれる。ダイには、パンチに対応するダイ穴が形成されている。
【０００３】
被加工材の打ち抜き加工時には、被加工材がダイとパンチとの間に配置される。そして、パンチがダイ穴に向けて下降する。パンチの下端面が被加工材に接触した後、パンチがさらに下降すると、被加工材がダイおよびパンチからせん断力を受ける。このせん断力により、被加工物にダイおよびパンチとの当接部分付近からクラックが生じる。パンチの下降が進み、それらのクラックがつながると、被加工物におけるパンチに押されている部分がダイ穴に抜け落ちる。
【０００４】
このような打ち抜き加工では、被加工材の切り口（切断面）に、ダレ、せん断面、破断面およびバリが生じる。これら各部の大きさは、パンチとダイとのクリアランス（隙間）などによって変化する。たとえば、パンチとダイとのクリアランスが大きいほど、ダレおよびバリが大きくなる。バリが大きい場合には、バリを除去する必要がある。そのため、打ち抜き加工後に被加工材の全数検査が行われ、バリが大きい場合には、バリ除去用の加工機などを用いたバリ除去作業が行われる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、打ち抜き加工後の被加工材の全数検査には、手間がかかる。そこで、全数検査の必要をなくすため、プレス機械にパンチと被加工材の切断面との間の距離を測定するための変位計を設けて、パンチと被加工材の切断面との間の距離に基づいて、被加工材の切断面の良否を判定することが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１１４４６３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、パンチと被加工材の切断面との間の微小な距離を測定可能な変位計は、非常に高価である。そのため、前述の提案に係る構成では、プレス機械のコストが高くついてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、低コストな構成で、被加工材の切断面の良否を判定することができる、打ち抜き加工による切断面の良否判定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明に係る打ち抜き加工による切断面の良否判定方法は、ダイおよびパンチを用いた被加工材の打ち抜き加工時に、前記被加工材に生じた切断面の良否を判定する方法であって、前記ダイにセットされた前記被加工材と前記パンチとの間に所定の電圧を印加し、前記パンチが前記被加工材を貫通する直前または直後における前記被加工材と前記パンチとの間の通電状態に基づいて、前記切断面の良否を判定することを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、ダイにセットされた被加工材とパンチとの間に、所定の電圧が印加される。そのため、パンチが被加工材に接触すると、被加工材とパンチとの間に電流が流れる。被加工材の切断面の状態により、被加工材とパンチとの接触面積が変化し、被加工材とパンチとの間に流れる電流値が変化する。したがって、パンチが被加工材を貫通する直前または直後における被加工材とパンチとの間の通電状態に基づいて、被加工材の切断面の良否を判定することができる。
【００１１】
切断面の良否の判定の基準となる基準通電状態がメモリに記憶されており、パンチが被加工材を貫通する直前または直後における被加工材とパンチとの間の通電状態とメモリに記憶されている基準通電状態とが比較されることにより、切断面の良否が判定されてもよい。
【００１２】
これにより、切断面の良否を容易に判定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パンチと被加工材の切断面との間の微小な距離を測定できる高価な変位計などを用いることなく、低コストな構成で、被加工材の切断面の良否を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る良否判定方法が実施されるプレス機械の図解的な断面図であり、被加工材の打ち抜き加工前の状態を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係る良否判定方法が実施されるプレス機械の図解的な断面図であり、被加工材の打ち抜き加工後の状態を示す。
【図３】被加工材の切断面の状態を示す断面図である。
【図４】パンチが被加工材を貫通する前後における電流の変化を示すグラフである。
【図５】パンチが被加工材を貫通する直前の電流の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る良否判定方法が実施されるプレス機械の図解的な断面図である。
【００１７】
プレス機械１は、金属からなる被加工材２の打ち抜き加工に使用される。プレス機械１は、ダイプレート３、パンチプレート４およびストリッパプレート５を備えている。
【００１８】
ダイプレート３は、導電性を有する材料（たとえば、金属）からなる。ダイプレート３には、下型であるダイ６が配置されている。ダイ６は、金属からなる。ダイ６には、ダイ穴７が上下方向に貫通して形成されている。また、ダイプレート３には、ダイ６の周囲に、ダイ６上で被加工材２を位置決めするためのロケーションピン８が植設されている。
【００１９】
パンチプレート４は、ダイプレート３の上方に間隔を空けて、ダイプレート３に対して昇降可能に設けられている。パンチプレート４は、導電性を有する材料（たとえば、金属）からなる。パンチプレート４には、ダイ穴７と上下方向に対向する位置に、上型であるパンチ９が保持されている。パンチ９は、金属からなる。パンチ９は、パンチプレート４から下方に延びている。パンチ９の先端部（下端部）は、ダイ穴７に対応した形状に形成されている。パンチ９の先端部とダイ穴７との間には、水平方向に間隔（クリアランス）が設けられている。
【００２０】
ストリッパプレート５は、パンチプレート４の下方に、パンチプレート４にコイルスプリング１０を介して支持されている。ストリッパプレート５には、パンチ９が挿通される挿通孔１１が形成されている。
【００２１】
プレス機械１では、ダイプレート３およびパンチプレート４に、それぞれ電源１２から延びる配線１３，１４が接続されている。配線１３，１４の一方は、電源１２のプラス端子から延び、その他方は、電源１２のマイナス端子から延びている。配線１３の途中部には、配線１３に流れる電流値を検出するための電流センサ１５が介装されている。電流センサ１５の検出信号は、マイクロコンピュータからなる良否判定部１６に入力されるようになっている。
【００２２】
被加工材２の打ち抜き加工時には、被加工材２がダイ６上に配置される。そして、被加工材２がダイ６上で位置決めされた状態で、パンチプレート４が下方に移動される。パンチプレート４とともに、ストリッパプレート５が下降する。図２に示されるように、ストリッパプレート５が被加工材２の上面に当接すると、被加工材２がストリッパプレート５とダイプレート３とに上下から挟まれる。その後、パンチプレート４が下方に移動すると、コイルスプリング１０の弾性力に抗して、パンチプレート４がストリッパプレート５に近接し、その反力により、ストリッパプレート５が被加工材２に押しつけられる。また、パンチ９の下端面が被加工材２に当接する。
【００２３】
その後、パンチプレート４が下方にさらに移動されると、被加工材２がダイ６およびパンチ９からせん断力を受ける。このせん断力により、被加工物２にダイ６およびパンチ９のとの当接部分付近からクラックが生じる。パンチ９の下降が進み、それらのクラックがつながると、被加工物２におけるパンチ９に押されている部分がダイ穴７に抜け落ち、打ち抜き加工が達成される。
【００２４】
被加工材２がダイ６上に配置されると、被加工材２とパンチ９との間に、電源１２の電圧が印加される。また、パンチ９が被加工材２に接触すると、配線１３，１４がダイプレート３、被加工材２、パンチ９およびパンチプレート４を介して電気的に接続される。そのため、パンチ９が被加工材２に接触した状態では、配線１３，１４に電流が流れる。配線１３に流れる電流値が電流センサ１５によって検出され、その検出信号が良否判定部１６に入力される。良否判定部１６は、電流センサ１５から入力される検出信号に基づいて、被加工材２の切断面２１（図２参照）の良否を判定する。
【００２５】
図３は、被加工材の切断面の状態を示す断面図である。
【００２６】
打ち抜き加工による被加工材２の切断面２１には、打ち抜き加工時のパンチ９の移動方向の上流側、つまり被加工材２の上面側から順に、ダレ２２、せん断面２３、破断面２４およびバリ２５が生じる。
【００２７】
ダレ２２、せん断面２３、破断面２４およびバリ２５の大きさは、たとえば、パンチ９の先端部とダイ穴７とのクリアランスによって変化する。クリアランスが適正な範囲内であれば、せん断面２３の面積が所定面積以上となり、ダレ２２、破断面２４およびバリ２５の小さい切断面２１が得られる。ダイ６および／またはパンチ９の使用による摩耗が進み、クリアランスが大きくなると、せん断面２３の面積が小さくなり、ダレ２２、破断面２４およびバリ２５が大きくなる。せん断面２３の面積が所定面積よりも小さい切断面２１を有する被加工材２は、ダレ２２およびバリ２５が大きすぎるため、自動車の製造などに用いることが適切ではない不良品となる。
【００２８】
図４は、パンチが被加工材を貫通する前後における電流の変化を示すグラフである。
【００２９】
パンチ９が被加工材２を貫通する前は、パンチ９の先端面および側面が被加工材２と接触する。パンチ９が被加工材２を貫通すると、図３に示されるように、パンチ９の側面のみが被加工材２の切断面２１のせん断面２３と接触する。被加工材２とパンチ９との間を流れる電流値は、被加工材２とパンチ９との接触面積に比例する。そのため、配線１３を流れる電流値、つまり電流センサ１５によって検出される電流値は、図４に示されるように、パンチ９が被加工材２を貫通する前後で急峻に減少する。
【００３０】
良否判定部１６は、被加工材２の打ち抜き加工中、電流センサ１５から入力される検出信号をモニタしており、その検出信号に基づいて、被加工材２の切断面２１の良否を判定する。
【００３１】
具体的には、被加工材２の実際の打ち抜き加工に先立ち、被加工材２の打ち抜き加工が試験として行われる。この試験により、所定面積のせん断面２３を有する切断面２１が得られると、その打ち抜き加工において、パンチ９が被加工材２を貫通した直後に電流センサ１５に流れた電流値が取得される。そして、その取得された電流値に基づいて、基準電流値が設定され、その基準電流値が良否判定部１６のメモリに記憶される。基準電流値は、たとえば、電流値の測定誤差などを考慮して、取得された電流値から所定値を減じて得られる値に設定される。
【００３２】
被加工材２の実際の打ち抜き加工において、良否判定部１６では、電流センサ１５によって検出される電流値がモニタされており、電流値が急峻に減少すると、パンチ９が被加工材２を貫通したと判断される。そして、そのパンチ９が被加工材２を貫通した直後に電流センサ１５によって検出される電流値（急峻に減少した直後の電流値）とメモリに記憶されている基準電流値との大小が比較される。電流センサ１５によって検出される電流値が基準電流値以上であれば、被加工材２の切断面２１の状態が良好であると判定され、打ち抜き加工後の被加工材２が良品であると判定される。一方、電流センサ１５によって検出される電流値が基準電流値未満である場合には、被加工材２の切断面２１の状態が不良であると判定され、打ち抜き加工後の被加工材２が不良品であると判定される。
【００３３】
このように、プレス機械１では、被加工材２の打ち抜き加工中に、電流センサ１５によって検出される電流値に基づいて、被加工材２の切断面の良否を容易に判定することができる。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
【００３５】
たとえば、被加工材２の切断面２１に生じるバリ２５が比較的小さいときには、図５に実線で示されるように、パンチ９が被加工材２を貫通する直前に電流センサ１５によって検出される電流値の増加が小さい。これに対し、比較的大きいバリ２５が発生するときには、パンチ９が被加工材２を貫通する直前に、被加工材２の延びにより、被加工材２とパンチ９との接触面積が増大するため、図５に二点鎖線で示されるように、電流センサ１５によって検出される電流値が大きく増加する。そこで、図５に実線で示される電流波形を基準電流波形として良否判定部１６に記憶させておき、被加工材２の打ち抜き加工時に、パンチ９が被加工材２を貫通する直前の電流波形を検出し、その検出電流波形とメモリに記憶されている基準電流波形とを比較して、検出電流波形が基準電流波形と異なる場合に、被加工材２の切断面２１の状態が不良であると判定されてもよい。
【００３６】
また、ダイプレート３およびパンチプレート４に、それぞれ配線１３，１４が接続されているとしたが、配線１３，１４は、それぞれダイ６およびパンチ９に接続されていてもよい。すなわち、配線１３，１４は、それぞれ被加工材２およびパンチ９と電気的に接続されるとよい。なお、ダイプレート３およびパンチプレート４にそれぞれ配線１３，１４が接続される構成では、パンチ９が被加工材２に接触していない状態でダイプレート３およびパンチプレート４が互いに絶縁されるように適当な対策が施されている。ダイ６およびパンチ９にそれぞれ配線１３，１４が接続される構成では、たとえば、パンチプレート４とパンチ９との間に絶縁体が介在されるとよい。
【００３７】
また、電流センサ１５は、配線１４の途中部に介装されていてもよい。
【００３８】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
２    被加工材
６    ダイ
９    パンチ
１６  良否判定部（メモリ）
２１  切断面
【図１】
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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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