(57)【要約】【課題】貫通孔を有する製品を製造する圧造機に設けられ、貫通孔の内部に残留し得る異物の有無を自動で検査できる圧造機用検査装置を提供する。【解決手段】パンチ９６およびダイス９３を用いてワーク８１に孔成形加工を施すことにより貫通孔８６を有する製品８５を製造する多工程圧造機９に設けられ、貫通孔８６の内部に残留し得る異物（ピアスカス８３、成形対象部８２）の有無を検査する圧造機用検査装置１であって、貫通孔８６および異物の形状に適合する先端形状を有して、製品８５の一側から貫通孔８６に挿入される検出ピン２と、検出ピン２の貫通孔８６への挿入および退出を駆動する駆動部３と、貫通孔８６に挿入された検出ピン２が異物を押動し、または異物に接触したことを検出する異物検出部４と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチおよびダイスを用いてワークに孔成形加工を施すことにより貫通孔を有する製品を製造する圧造機に設けられ、前記貫通孔の内部に残留し得る異物の有無を検査する圧造機用検査装置であって、
前記貫通孔および前記異物の形状に適合する先端形状を有して、前記製品の一側から前記貫通孔に挿入される検出ピンと、
前記検出ピンの前記貫通孔への挿入および退出を駆動する駆動部と、
前記貫通孔に挿入された前記検出ピンが前記異物を押動し、または前記異物に接触したことを検出する異物検出部と、を備える圧造機用検査装置。
【請求項２】
前記異物検出部は、
前記製品の他側に保持され、押動される前記異物に押動されて前記検出ピンの挿入方向に移動し、または押動された前記異物に接触する検出プレート、ならびに、
前記検出プレートの移動、または前記検出プレートと前記異物との接触を検出する他側検出部、を有する請求項１に記載の圧造機用検査装置。
【請求項３】
金属製の前記検出プレートは、押動される前記異物に押動されて前記検出ピンの挿入方向に移動すると待ち受け導体に接触し、
前記他側検出部は、前記検出プレートと前記待ち受け導体との電気的な導通状態を検出する請求項２に記載の圧造機用検査装置。
【請求項４】
前記異物検出部は、金属製の前記検出ピンが金属製の前記異物に接触して電気的に導通したことを検出する導通検出部である請求項１に記載の圧造機用検査装置。
【請求項５】
前記検出ピンの移動ストローク量を監視して、前記異物により生じる前記移動ストローク量の不足を検出するストローク検出部をさらに備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧造機用検査装置。
【請求項６】
前記パンチおよび前記ダイスによって構成された圧造工程部から前記製品を搬入し、検査の終了した前記製品を搬出する製品搬送部をさらに備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧造機用検査装置。
【請求項７】
前記駆動部は、
揺動可能に支持される支点、駆動点、および前記検出ピンを駆動する作用点をもつ揺動アームと、
前記駆動点に駆動力を加えて前記揺動アームを揺動させる駆動源と、
前記孔成形加工の実施サイクルに基づいて、前記駆動源を制御する駆動制御部と、を有し、
前記揺動アームの前記支点と前記駆動点を結んだ駆動側長さよりも、前記支点と前記作用点を結んだ作用側長さのほうが大きい、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧造機用検査装置。
【請求項８】
前記揺動アームは、一対の前記駆動点をもち、前記駆動源は、一対の前記駆動点を交互に駆動する一対のエアシリンダである請求項７に記載の圧造機用検査装置。
【請求項９】
前記検出ピンは、中空筒状とされている請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧造機用検査装置。
【請求項１０】
前記異物は、前記孔成形加工によって前記ワークから除去されるピアスカス、前記孔成形加工が施されずに前記ワークに結合したままの成形対象部、および前記孔成形加工によって発生するバリの少なくともひとつを含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の圧造機用検査装置。
【請求項１１】
前記圧造機は、複数組の前記パンチおよび前記ダイスを備える多工程圧造機であり、
いずれかの組の前記パンチおよび前記ダイスと交換可能に設けられる請求項１〜１０のいずれか一項に記載の圧造機用検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧造機で貫通孔を有する製品を製造する際に、貫通孔の内部に残留し得る異物等の有無を検査する圧造機用検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パンチおよびダイスによりワークを打圧する圧造工程部を複数有して、成形加工を行う多工程圧造機が知られている。多工程圧造機では、トランスファー装置によりワークを上流側から下流側に順送りに搬送して、成形加工を進めてゆく。ここで、ワークに孔成形加工を施すことにより、貫通孔を有する製品を製造する場合がある。この場合、孔成形加工によって発生するピアスカスが貫通孔の内部に残留する不具合がごく稀に生じ得る。製品の孔内の異物の有無を検査する技術の一例が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１の鋳抜き穴の検査方法は、軸方向に摺動できる検査棒をトリミングプレスの可動型に装着し、可動型を移動させてトリミングを行いながら検査棒の先端部を鋳造品の鋳抜き穴に挿入する。そして、検査棒の変位量から、鋳抜き穴の内部に異物が有るか否かを検査する。これによれば、鋳造品が製品として完成する前段階で不良品を検出できるため、損失を最小限にくい止めることができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３２８８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、製品の貫通孔にピアスカスが残留したままだと、この製品を用いる後工程の熱処理機や組立機などが故障する二次災害のおそれが生じる。さらには、この製品を組み込んだマシンが不良品となって、大きな損失となるおそれがある。このため、従来から人海戦術に頼り、全製品を対象として貫通孔の内部に残留し得る異物等の有無の検査を行ってきた。しかしながら、人海戦術による全数検査は著しく非効率であった。また、圧造機は、１分間に１００個以上の製品を高速で製造するのが一般的であり、検査の自動化は実現されていなかった。
【０００６】
この問題点に対して、特許文献１の技術は、次の２点が障害となって利用することができない。第１に、特許文献１の技術は、鋳造工程の後のトリミングに併せて行うため、圧造機の高速製造に対応した高速検査を実現できない。第２に、特許文献１の技術は、袋小路状の鋳抜き穴を対象としており、貫通孔には適用できない。したがって、製品の貫通孔の内部に残留し得るピアスカスの有無を自動で、かつ高速で検査できる圧造機用検査装置が必要となる。
【０００７】
さらに、圧造機では、孔成形加工が行われずにワークが搬送されるおそれや、貫通孔の内部にバリが発生するおそれもある。このため、圧造機用検査装置は、ピアスカスの有無の検査機能に加えて、未加工のワークを検出する機能や、バリの有無を検査する機能を兼備できれば好ましい。
【０００８】
本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、貫通孔を有する製品を製造する圧造機に設けられ、貫通孔の内部に残留し得る異物の有無を自動で検査できる圧造機用検査装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧造機用検査装置は、パンチおよびダイスを用いてワークに孔成形加工を施すことにより貫通孔を有する製品を製造する圧造機に設けられ、前記貫通孔の内部に残留し得る異物の有無を検査する圧造機用検査装置であって、前記貫通孔および前記異物の形状に適合する先端形状を有して、前記製品の一側から前記貫通孔に挿入される検出ピンと、前記検出ピンの前記貫通孔への挿入および退出を駆動する駆動部と、前記貫通孔に挿入された前記検出ピンが前記異物を押動し、または前記異物に接触したことを検出する異物検出部と、を備える。
【００１０】
さらに、前記異物検出部は、前記製品の他側に保持され、押動される前記異物に押動されて前記検出ピンの挿入方向に移動し、または押動された前記異物に接触する検出プレート、ならびに、前記検出プレートの移動、または前記検出プレートと前記異物との接触を検出する他側検出部、を有してもよい。
【００１１】
さらに、金属製の前記検出プレートは、押動される前記異物に押動されて前記検出ピンの挿入方向に移動すると待ち受け導体に接触し、前記他側検出部は、前記検出プレートと前記待ち受け導体との電気的な導通状態を検出する、ことが好ましい。
【００１２】
また、前記異物検出部は、金属製の前記検出ピンが金属製の前記異物に接触して電気的に導通したことを検出する導通検出部であってもよい。
【００１３】
さらに、前記検出ピンの移動ストローク量を監視して、前記異物により生じる前記移動ストローク量の不足を検出するストローク検出部をさらに備えてもよい。
【００１４】
また、前記パンチおよび前記ダイスによって構成された圧造工程部から前記製品を搬入し、検査の終了した前記製品を搬出する製品搬送部をさらに備える、ことが好ましい。
【００１５】
また、前記駆動部は、揺動可能に支持される支点、駆動点、および前記検出ピンを駆動する作用点をもつ揺動アームと、前記駆動点に駆動力を加えて前記揺動アームを揺動させる駆動源と、前記孔成形加工の実施サイクルに基づいて、前記駆動源を制御する駆動制御部と、を有し、前記揺動アームの前記支点と前記駆動点を結んだ駆動側長さよりも、前記支点と前記作用点を結んだ作用側長さのほうが大きい、ことが好ましい。
【００１６】
さらに、前記揺動アームは、一対の前記駆動点をもち、前記駆動源は、一対の前記駆動点を交互に駆動する一対のエアシリンダであってもよい。
【００１７】
また、前記検出ピンは、中空筒状とされていてもよい。
【００１８】
また、前記異物は、前記孔成形加工によって前記ワークから除去されるピアスカス、前記孔成形加工が施されずに前記ワークに結合したままの成形対象部、および前記孔成形加工によって発生するバリの少なくともひとつを含む、ことが好ましい。
【００１９】
さらに、前記圧造機は、複数組の前記パンチおよび前記ダイスを備える多工程圧造機であり、圧造機用検査装置は、いずれかの組の前記パンチおよび前記ダイスと交換可能に設けられてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の圧造機用検査装置では、駆動部により検出ピンを製品の一側から貫通孔に挿入し、異物検出部により異物の有無を検査することができる。したがって、貫通孔の内部に残留し得る異物の有無を自動で検査できる。
【００２１】
さらに、前記異物検出部が検出プレートならびに他側検出部を有する態様では、異物を押動することによって、異物が有ることを確実に検出できる。
【００２２】
さらに、待ち受け導体を用いる態様では、検出プレートと待ち受け導体との電気的な導通が発生したときに、異物が有ることを確実に検出できる。
【００２３】
また、異物検出部が導通検出部である態様では、異物を押動せずとも、異物が有ることを検出できる。
【００２４】
さらに、ストローク検出部を備える態様では、２つの検出方式を組み合わせることにより、異物の有無の検査信頼性が向上するとともに、さまざまな種類の異物の検出が可能になる。
【００２５】
また、製品搬送部をさらに備える態様では、検査に伴う製品の搬送も自動化できる。
【００２６】
また、駆動部が揺動アーム、駆動源、および駆動制御部を有する態様では、揺動アームの駆動側長さよりも作用側長さのほうが大きいので、小さな駆動量によって検出ピンの大きな移動量が得られ、検出ピンを高速で往復駆動できる。加えて、孔成形加工の実施サイクルに基づいて、検出ピンを駆動できる。したがって、圧造機の高速製造に対応し、製品の全数を対象として高速で異物の有無を検査できる。
【００２７】
さらに、駆動源が一対のエアシリンダである態様では、検出ピンの挿入時に仮にショックが発生しても、エアシリンダが緩衝作用を発揮してショックを和らげる。したがって、製品に悪影響をおよぼすことが無く、圧造機用検査装置自体も故障しない。例えば、孔成形加工が施されずに成形対象部がワークに結合したままで搬入され、検出ピンが成形対象部に衝突しても、支障が生じない。
【００２８】
また、検出ピンが中空筒状とされる態様では、検出ピンの軽量化により、高速検査が可能になるとともに、駆動部を小形化できる。
【００２９】
また、異物として、孔成形加工によって除去されるピアスカス、ワークに結合したままの成形対象部、および孔成形加工によって発生するバリの少なくともひとつを含むことができる。したがって、ピアスカスの有無の検査機能に加えて、未加工のワークを検出する機能や、バリの有無を検査する機能を兼備することが可能になる。
【００３０】
さらに、多工程圧造機のいずれかの組のパンチおよびダイスと交換可能に設けられる圧造機用検査装置の態様では、所望する任意の圧造工程の下流側で、ワークの貫通孔の内部に残留し得る異物の有無を自動で検査できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態の圧造機用検査装置を設けた多工程圧造機の全体構成を模式的に示す平面図である。
【図２】多工程圧造機で製造する製品の形状を示す断面図である。
【図３】第４圧造工程部で成形加工された後のワークの形状を示す断面図である。
【図４】第５圧造工程部での孔成形加工によりワークから除去されたピアスカスの形状を示す断面図である。
【図５】第１実施形態の圧造機用検査装置の正面図である。
【図６】図５の矢印Ａ方向から見た異物検出部の図である。
【図７】図５の矢印Ｂ方向から見た異物検出部の平面断面図である。
【図８】第１実施形態の圧造機用検査装置の制御の構成を示す図である。
【図９】第２実施形態の圧造機用検査装置の制御の構成を示す図である。
【図１０】第３実施形態の圧造機用検査装置の検出ピンの先端形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
まず、圧造機の一例である多工程圧造機９の全体構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態の圧造機用検査装置１を設けた多工程圧造機９の全体構成を模式的に示す平面図である。多工程圧造機９は、複数組のパンチ９６およびダイス９３を備えて、ワークに複数工程の成形加工を順次行う。パンチ９６は、図１の左右方向に延びる軸線に沿って移動する。ダイス９３は、パンチ９６と軸線を共通にして配置される。多工程圧造機９は、他にフレーム９１、ダイスブロック９２、ラム９４、パンチブロック９５、主駆動源９７などを備えている。本第１実施形態では、５組のパンチ９６およびダイス９３により第１〜第５圧造工程部が構成されている。図１の上側が上流の第１圧造工程部であり、下側が下流の第５圧造工程部となっている。
【００３３】
フレーム９１は、各部を配設するための筐体であり、鉄製で堅牢に形成されている。複数個のダイスブロック９２は、フレーム９１に交換可能に取り付けられる。複数個のダイス９３は、各ダイスブロック９２の前側（図中の左側）に交換可能に取り付けられる。各ダイス９３の図中の左方向を向いた前側に、所定の加工型が形成されている。ラム９４は、フレーム９１に対して軸線方向に往復動可能に保持されている。複数個のパンチブロック９５は、ラム９４の前側（図中の右側）に交換可能に取り付けられる。複数個のパンチ９６は、各パンチブロック９５の前側（図中の右側）に交換可能に取り付けられる。各パンチ９６の図中の右方向を向いた前側に、所定の加工型が形成されている。
【００３４】
また、多工程圧造機９は、環形の可動カッタおよびプッシャ機構を有した切断機構部７５を備える。可動カッタは、環形の内部に挿入された長尺線材を切断して、所定寸法の円柱状のワークを作成する。プッシャ機構は、可動カッタからワークをプッシュアウトする。ワークの材質として、アルミや鉄、各種の合金などを例示できる。トランスファー装置７は、ダイスブロック９２の上方からダイス９３の前方にかけて配設される。トランスファー装置７は、ワークや製品を掴む６対のフィンガーを有する。１番目の１対のフィンガーは、プッシュアウトされたワークを把持して、第１圧造工程部へ搬送する。２〜５番目の４対のフィンガーは、上流側の圧造工程部で成形加工されたワークを下流側の圧造工程部へ順番に搬送する。６番目の１対のフィンガー７１（図５参照）は、第５圧造工程部で製造された製品８５（図２参照）を圧造機用検査装置１へ搬送する。多工程圧造機９は、他に、図略のキックアウト装置などを備える。
【００３５】
ラム９４を往復駆動するために主駆動源９７が設けられている。主駆動源９７は、例えば、三相交流電源で動作する誘導モータまたは同期モータとすることができる。主駆動源９７は、トランスファー装置７および切断機構部７５を併せて駆動する。主駆動源９７の駆動力は、フライホイール９８、ディスクブレーキ９Ｍ、および減速機構９９を介して、ラム９４を駆動するクランク軸９Ａに入力されている。さらに、クランク軸９Ａから分岐歯車対９Ｂを介して、サイド軸９Ｃに駆動力が分岐伝達されている。
【００３６】
サイド軸９Ｃは、駆動力を上方に分岐伝達する。上方に分岐された駆動力は、トランスファカム９Ｄを回転駆動し、トランスファカム９Ｄは、トランスファー装置７を駆動する。また、サイド軸９Ｃからトランスファドライブ９Ｅを経由した先に、６個のオープンクローズカム９Ｆが回転駆動されるように連結されている。オープンクローズカム９Ｆは、幅方向に等間隔で配置されており、各工程間の位置に対応している。オープンクローズカム９Ｆは、それぞれ一対のフィンガーを開閉駆動する。
【００３７】
さらに、サイド軸９Ｃには、カッタカム９Ｇが設けられるとともに、プッシャカム９Ｈ、フィードカム９Ｊ、フィードローラ９Ｋ、およびダイス９３と同数個のキックアウトカム９Ｌが連結されている。カッタカム９Ｇ、プッシャカム９Ｈ、フィードカム９Ｊ、およびフィードローラ９Ｋは、切断機構部７５を駆動する。キックアウトカム９Ｌは、図略のキックアウトピンを駆動して、成形加工されたワークまたは製品をダイス９３から突き出す。
【００３８】
次に、多工程圧造機９で扱う製品８５およびワーク８１の形状について説明する。図２は、多工程圧造機９で製造する製品８５の形状を示す断面図である。図３は、第４圧造工程部で成形加工された後のワーク８１の形状を示す断面図である。図４は、第５圧造工程部での孔成形加工によりワーク８１から除去されたピアスカス８３の形状を示す断面図である。図２に示されるように、製品８５は、貫通孔８６を有する円筒形状であり、その外径Ｄ１、内径Ｄ２、高さＨである。
【００３９】
前述したように、切断機構部７５から所定寸法の円柱状のワークが第１圧造工程部に供給される。円柱状のワークは、第１圧造工程部から第４圧造工程部までの４回の成形加工により、図３に示された形状のワーク８１となる。このワーク８１は、製品８５と同じ外径Ｄ１、内径Ｄ２、および高さＨを有しつつ、貫通孔８６の内部に成形対象部８２を含んでいる。成形対象部８２は、貫通孔８６の高さ方向の途中の内面から内向きに環状に突出しており、その内径Ｄ３である。ワーク８１は、第５圧造工程部で施される孔成形加工により、成形対象部８２が除去されて製品８５となる。製品８５は、毎分１３０個程度のペースで高速製造される。
【００４０】
除去された成形対象部８２は、ピアスカス８３となる。したがって、図４に示されるピアスカス８３の形状は、外径が概ね製品８５の内径Ｄ２に概ね等しく、内径が成形対象部８２の内径Ｄ３に概ね等しくなる。第５圧造工程部で、ピアスカス８３は、製品８５から分離されて下方に排出される。しかしながら、製品８５の貫通孔８６の内部に、ピアスカス８３が異物として残留する不具合がごく稀に生じ得る。この不具合は、パンチ９６やダイス９３の摩耗などに起因して発生する場合が多い。第１実施形態の圧造機用検査装置１は、第５圧造工程部の下流側に配置される（図１参照）。圧造機用検査装置１は、製品８５の全数を対象として、貫通孔８６の内部のピアスカス８３の有無を検査する。
【００４１】
第１実施形態の圧造機用検査装置１の詳細な説明に移る。図５は、第１実施形態の圧造機用検査装置１の正面図である。圧造機用検査装置１は、検出ピン２、駆動部３、異物検出部４、およびストローク検出部５などで構成される。図６は、図５の矢印Ａ方向から見た異物検出部４の図である。さらに、図７は、図５の矢印Ｂ方向から見た異物検出部４の平面断面図である。また、図８は、第１実施形態の圧造機用検査装置１の制御の構成を示す図である。
【００４２】
トランスファー装置７は、第５圧造工程部で、一対のフィンガー７１により中心線が水平となっている製品８５を掴み、図５に示されるように圧造機用検査装置１に搬入する。搬入された製品８５の一側に検出ピン２および駆動部３が配置され、搬入された製品８５の他側に異物検出部４が配置される。このとき、製品８５は、フィンガー７１を介してフレーム９１と電気的に導通している。後述する検査が終了すると、トランスファー装置７は、一対のフィンガー７１を開放して、製品８５を搬出コンベア７２に落下させる。これにより、製品８５は、多工程圧造機９の機外へと搬出される。したがって、トランスファー装置７および搬出コンベア７２は、本発明の製品搬送部を構成する。
【００４３】
検出ピン２は、ピン本体２１および後側係合部２２で構成される。ピン本体２１は、軸線ＡＸを中心とする軸対称の中空筒状に形成される。ピン本体２１は、中空筒状とされることで軽量化され、高速移動が可能になるとともに、小さな駆動力での移動が可能になる。軸線ＡＸの位置は、搬入された製品８５の中心線に一致する。ピン本体２１の図５の右側の先端形状は、貫通孔８６、ピアスカス８３、および成形対象部８２の形状に適合するものとされる。つまり、ピン本体２１の外径Ｄ４は、製品８５の内径Ｄ２よりも小さく設定され、かつピアスカス８３の内径（≒内径Ｄ３）よりも大きく設定される。
【００４４】
ピン本体２１の後側に、後側係合部２２が一体的に設けられる。後側係合部２２は、上下方向に長い長孔２３を有する。検出ピン２は、フレーム９１に設けられたガイド筒２４に収容される。検出ピン２は、ガイド筒２４の内部を軸線ＡＸに沿って移動可能であり、軸線ＡＸの延長線上に搬入された製品８５の貫通孔８６に挿入される。したがって、図５の左から右に向かう方向が検出ピン２の挿入方向であり、右から左に向かう方向が検出ピン２の退出方向となる。
【００４５】
駆動部３は、揺動アーム３１、駆動源、駆動制御部などで構成される。図５および図８に示されるように、駆動源として、一対の挿入側エアシリンダ３２および退出側エアシリンダ３３、ならびに高圧エア源３４が設けられる。駆動制御部として、電磁切替弁３５が設けられるとともに、圧造制御部６１が兼用される。
【００４６】
揺動アーム３１は、略Ｔ字状の部材である。揺動アーム３１は、図５の左方に延びる第１の駆動腕の先端上部に、第１駆動点３１１をもつ。揺動アーム３１は、図５の右方に延びる第２の駆動腕の先端上部に、第２駆動点３１２をもつ。揺動アーム３１は、下方に延びる作用腕の先端に、作用点３１３をもつ。作用点３１３は、ピン形状であって、検出ピン２の後側係合部２２の長孔２３に遊嵌している。揺動アーム３１は、２つの駆動腕および作用腕が合する要の位置に、支点３１４をもつ。支点３１４は、フレーム９１に立設された支持板９１１によって揺動可能に支持される。揺動アーム３１は、支点３１４を揺動中心として揺動する。
【００４７】
挿入側エアシリンダ３２および退出側エアシリンダ３３は、支持板９１１に固設され、揺動アーム３１の上側に配置される。図８に示されるように、挿入側エアシリンダ３２および退出側エアシリンダ３３は、電磁切替弁３５を介して、高圧エア源３４に接続されている。電磁切替弁３５は、図８に示される非励磁状態において、退出側エアシリンダ３３を高圧エア源３４に連通させる。また、電磁切替弁３５は、励磁状態において、挿入側エアシリンダ３２を高圧エア源３４に連通させる。電磁切替弁３５の非励磁および励磁は、圧造制御部６１から制御される。挿入側エアシリンダ３２および退出側エアシリンダ３３は、高圧エア源３４に連通されないとき、内部の高圧エアを排出する。
【００４８】
挿入側エアシリンダ３２および退出側エアシリンダ３３は、第１駆動点３１１および第２駆動点３１２を交互に駆動する。詳述すると、挿入側エアシリンダ３２は、高圧エアの流入によって下降する挿入側ピストン３２１をもつ。下降する挿入側ピストン３２１は、第１駆動点３１１を押し下げて、揺動アーム３１を図５の反時計回りに揺動駆動する。これにより、作用点３１３が図５の右方に移動し、検出ピン２が挿入方向に駆動される。退出側エアシリンダ３３は、高圧エアの流入によって下降する退出側ピストン３３１をもつ。下降する退出側ピストン３３１は、第２駆動点３１２を押し下げて、揺動アーム３１を図５の時計回りに揺動駆動する。これにより、作用点３１３が図５の左方に移動し、検出ピン２が退出方向に駆動される。
【００４９】
ここで、支点３１４と第１駆動点３１１を結んだ第１長さＲ１は、支点３１４と第２駆動点３１２を結んだ第２長さＲ２に等しい。第１長さＲ１および第２長さＲ２は、駆動側長さに相当する。そして、支点３１４と作用点３１３を結んだ作用側長さＲ３は、第１長さＲ１や第２長さＲ２よりも大きい。したがって、第１駆動点３１１および第２駆動点３１２の小さな駆動量によって作用点３１３は大きく移動し、検出ピン２の大きな移動量が得られる。これにより、多工程圧造機９の高速製造に対応する高速検査が可能になる。
【００５０】
なお、駆動部３の構成は、様々に変形することができる。例えば、挿入側エアシリンダ３２および退出側エアシリンダ３３に代え、ロータリーソレノイドやステッピングモータなどの電気機器を用いることができる。この場合、電気機器の駆動角度範囲を揺動アーム３１の揺動角度範囲に一致させて駆動する。これによれば、高圧エア源３４が設けられていない工場内の多工程圧造機９でも、高速での検査が可能になる。また例えば、揺動アーム３１を用いずに、検出ピン２を直動駆動する１つのエアシリンダを用いてもよい。さらに、主駆動源９７の駆動力をカムなどで分岐利用して、検出ピン２を直動駆動してもよい。
【００５１】
異物検出部４は、図５に示されるように、製品８５の他側に近接して配置される他側検出部を有する。他側検出部は、検出ケース４１、検出プレート４２、コイルばね４３、および待ち受け導体４４などで構成される。異物の有無を判定する判定部として、圧造制御部６１が兼用される。
【００５２】
検出ケース４１は、フレーム９１に固設される。検出ケース４１は、内部空間４１１を有するとともに、製品８５に向かう側に軸線ＡＸを共通とする丸窓４１２を有する。丸窓４１２は、内径が製品８５の外径Ｄ１よりも小さく設定されて、製品８５が入り込まないようになっている。かつ、丸窓４１２は、内径がピアスカス８３の外径（≒内径Ｄ２）よりも大きく設定されて、ピアスカス８３が入り込めるようになっている。
【００５３】
検出プレート４２は、丸窓４１２よりも大きな金属製円板であり、検出ケース４１の内部空間４１１に保持されている。検出プレート４２は、通常時にコイルばね４３に押圧されており、丸窓４１２の周りに接した通常位置に位置する。検出プレート４２は、コイルばね４３を介してフレーム９１と電気的に導通している。検出プレート４２は、検出ピン２の挿入方向に押動されると、コイルばね４３に抗して、丸窓４１２から離隔した検出位置に移動する。
【００５４】
待ち受け導体４４は、金属製棒体であり、検出ケース４１の内部空間４１１に配置されている。待ち受け導体４４は、フレーム９１から電気的に絶縁されて取り付けられる。待ち受け導体４４は、通常位置の検出プレート４２に接触せず、検出位置の検出プレート４２に接触する。したがって、検出プレート４２および待ち受け導体４４は、無電圧接点４５を構成する。図７に示されるように、待ち受け導体４４は、絶縁ボックス４６の内部で接続リード４７に接続される。接続リード４７は、センサコントローラ４８に接続される。センサコントローラ４８は、フレーム９１に接地されて設けられており、圧造制御部６１に接続される。センサコントローラ４８は、無電圧接点４５が一瞬でも導通すると、所定時間だけ導通状態を維持して接点情報を安定化する。
【００５５】
ストローク検出部５は、検出ピン２の移動ストローク量を監視して、異物により生じる移動ストローク量の不足を検出する。ストローク検出部５として、挿入側エアシリンダ３２に埋め込まれたピストン位置検出センサが用いられる。ストローク検出部５は、挿入側ピストン３２１の下降位置を検出して、検出情報を圧造制御部６１に送出する。挿入側ピストン３２１の下降位置から、揺動アーム３１の揺動角度および検出ピン２の位置が特定される。ストローク検出部５として、揺動アーム３１の揺動角度を検出する角度センサや、検出ピン２の位置を直接的に検出するリニアエンコーダなどを用いてもよい。
【００５６】
圧造制御部６１は、多工程圧造機９の圧造動作の全体を制御する。圧造制御部６１は、ＣＰＵを有してソフトウェアで動作する電子制御装置を用いて構成することができる。圧造制御部６１は、フレーム９１に接地されて用いられる。圧造制御部６１は、ロータリエンコーダ６２が接続される。ロータリエンコーダ６２は、主駆動源９７の回転位相を検出するために、従来から一般的に設けられているものである。
【００５７】
圧造制御部６１は、異物検出部４の判定機能を備える。詳述すると、圧造制御部６１は、センサコントローラ４８に電源を供給することにより、検出プレート４２および待ち受け導体４４で構成された無電圧接点４５の状態を検出する。そして、圧造制御部６１は、無電圧接点４５の導通状態を検出したときに、「異物有り」を意味する検出信号Ｓａを出力する。また、圧造制御部６１は、ストローク検出部５の検出情報を取得して、検出ピン２の移動ストローク量の不足を検出したときに、検出信号Ｓｂを出力する。検出信号Ｓａや検出信号Ｓｂを出力した場合、圧造制御部６１は、圧造動作を中断して検査員の到着を待つ。また、圧造制御部６１は、駆動制御部の機能の一部を兼ねており、前述した電磁切替弁３５を制御する。
【００５８】
次に、上述のように構成された第１実施形態の圧造機用検査装置１の動作および作用について説明する。圧造制御部６１は、圧造動作の制御を行い、第５圧造工程部における孔成形加工の実施サイクルに基づいて、異物の有無の検査を行う。圧造制御部６１は、ロータリエンコーダ６２の検出情報に基づいて、製品８５の第５圧造工程部からの搬入タイミングを予測し、これに合わせて電磁切替弁３５を励磁する。これにより、挿入側エアシリンダ３２に高圧エアが流入し、挿入側ピストン３２１が下降して、検出ピン２が挿入方向に駆動される。
【００５９】
製品８５が正常である場合、検出ピン２の先端は、製品８５の貫通孔８６に挿入され、貫通孔８６を通り抜けて丸窓４１２の途中にまで達する。それでも、検出ピン２の先端は、検出プレート４２までは到達しない、このため、検出プレート４２は通常位置から移動せず、無電圧接点４５は遮断状態のままとなる。したがって、圧造制御部６１は、検出信号Ｓａを出力しない。また、挿入側ピストン３２１は十分に下降するので、圧造制御部６１は、検出信号Ｓｂを出力しない。
【００６０】
製品８５の貫通孔８６にピアスカス８３が残留している場合、貫通孔８６に挿入された検出ピン２の先端は、ピアスカス８３を押動する。押動されるピアスカス８３は、丸窓４１２の内部に移動し、さらに検出プレート４２を挿入方向に押動する。これにより、検出プレート４２は通常位置から検出位置に移動し、無電圧接点４５が導通状態に変化する。したがって、圧造制御部６１は、検出信号Ｓａを出力する。
【００６１】
さらに、ピアスカス８３が障害となって、検出ピン２の移動ストローク量が不足する。このため、挿入側ピストン３２１は十分に下降できない。したがって、圧造制御部６１は、検出信号Ｓｂも出力する。以上説明したように、残留したピアスカス８３は、２つの検出方式でそれぞれ検出され、検査信頼性が向上する。またこのとき、挿入側エアシリンダ３２は、緩衝作用を発揮してショックを和らげる。したがって、製品８５に悪影響をおよぼすことが無く、圧造機用検査装置１自体も故障しない。
【００６２】
また、何らかの原因で、ピアスカス８３が除去されていないワーク８１が搬入される場合も考えられる。この場合、貫通孔８６に挿入された検出ピン２の先端は、成形対象部８２に衝突して停止する。したがって、検出プレート４２は移動せず、検出信号Ｓａは出力されない。一方、挿入側ピストン３２１の下降量は大幅に不足するので、検出信号Ｓｂが出力される。このときにも、挿入側エアシリンダ３２は、緩衝作用を発揮してショックを和らげるので、支障が生じない。
【００６３】
検査が終了すると、圧造制御部６１は、電磁切替弁３５の励磁を解消する。すると、退出側エアシリンダ３３に高圧エアが流入して、退出側ピストン３３１が下降する。同時に、挿入側エアシリンダ３２から高圧エアが流出して、挿入側ピストン３２１が上昇する。これにより、検出ピン２が退出方向に駆動される。この後、一対のフィンガー７１が開放され、製品８５が落下して搬出される。
【００６４】
第１実施形態の圧造機用検査装置１は、パンチ９６およびダイス９３を用いてワーク８１に孔成形加工を施すことにより貫通孔８６を有する製品８５を製造する多工程圧造機９に設けられ、貫通孔８６の内部に残留し得る異物の有無を検査する圧造機用検査装置１であって、貫通孔８６および異物の形状に適合する先端形状を有して、製品８５の一側から貫通孔８６に挿入される検出ピン２と、検出ピン２の貫通孔８６への挿入および退出を駆動する駆動部３と、貫通孔８６に挿入された検出ピン２が異物を押動し、または異物に接触したことを検出する異物検出部４と、を備える。
【００６５】
これによれば、駆動部３により検出ピン２を製品８５の一側から貫通孔８６に挿入し、異物検出部４により異物の有無を検査することができる。したがって、貫通孔８６の内部に残留し得る異物の有無を自動で検査できる。
【００６６】
さらに、異物検出部４は、製品８５の他側に保持され、押動されるピアスカス８３（異物）に押動されて検出ピン２の挿入方向に移動し、または押動された異物に接触する検出プレート４２、ならびに、検出プレート４２の移動、または検出プレート４２と異物との接触を検出する他側検出部、を有する。これによれば、異物を押動することによって、異物が有ることを確実に検出できる。
【００６７】
さらに、金属製の検出プレート４２は、押動されるピアスカス８３（異物）に押動されて検出ピン２の挿入方向に移動すると待ち受け導体４４に接触し、他側検出部は、検出プレート４２と待ち受け導体４４との電気的な導通状態を検出する。これによれば、検出プレート４２と待ち受け導体４４との電気的な導通が発生したときに、異物が有ることを確実に検出できる。
【００６８】
さらに、検出ピン２の移動ストローク量を監視して、異物により生じる移動ストローク量の不足を検出するストローク検出部５をさらに備える。これによれば、２つの検出方式を組み合わせることにより、異物の有無の検査信頼性が向上するとともに、さまざまな種類の異物の検出が可能になる。
【００６９】
また、パンチ９６およびダイス９３によって構成された第５圧造工程部から製品８５を搬入し、検査の終了した製品８５を搬出するトランスファー装置７（製品搬送部）をさらに備える。これによれば検査に伴う製品８５の搬送も自動化できる。
【００７０】
また、駆動部３は、揺動可能に支持される支点３１４、第１駆動点３１１、第２駆動点３１２、および検出ピン２を駆動する作用点３１３をもつ揺動アーム３１と、第１駆動点３１１および第２駆動点３１２に駆動力を加えて揺動アーム３１を揺動させる駆動源と、孔成形加工の実施サイクルに基づいて、駆動源を制御する駆動制御部と、を有し、揺動アーム３１の支点３１４と第１駆動点３１１を結んだ第１長さＲ１や支点３１４と第２駆動点３１２を結んだ第２長さＲ２よりも、支点３１４と作用点３１３を結んだ作用側長さＲ３のほうが大きい。
【００７１】
これによれば、揺動アーム３１の駆動側長さ（第１長さＲ１、第２長さＲ２）よりも作用側長さＲ３のほうが大きいので、挿入側ピストン３２１および退出側ピストン３３１の小さな駆動量によって検出ピン２の大きな移動量が得られる。このため、検出ピン２を高速で往復駆動できる。加えて、孔成形加工の実施サイクルに基づいて、検出ピン２を駆動できる。したがって、多工程圧造機９の高速製造に対応し、製品８５の全数を対象として高速で異物の有無を検査できる。
【００７２】
さらに、揺動アーム３１は、一対の駆動点となる第１駆動点３１１および第２駆動点３１２をもち、駆動源は、一対の駆動点を交互に駆動する一対の挿入側エアシリンダ３２および退出側エアシリンダ３３である。これによれば、検出ピン２の挿入時に仮にショックが発生しても、挿入側エアシリンダ３２および退出側エアシリンダ３３が緩衝作用を発揮してショックを和らげる。したがって、製品８５に悪影響をおよぼすことが無く、圧造機用検査装置１自体も故障しない。例えば、孔成形加工が施されずに成形対象部８２がワーク８１に結合したままで搬入され、検出ピン２が成形対象部８２に衝突しても、支障が生じない。
【００７３】
また、検出ピン２は、中空筒状とされている。これによれば、検出ピン２の軽量化により、高速検査が可能になるとともに、駆動部３を小形化できる。
【００７４】
また、異物は、孔成形加工によってワーク８１から除去されるピアスカス８３、および孔成形加工が施されずにワーク８１に結合したままの成形対象部８２を含む。これによれば、ピアスカス８３の有無の検査機能に加えて、未加工のワーク８１を検出する機能を兼備することが可能になる。
【００７５】
次に、異物検出部を導通検出部４Ａとした第２実施形態の圧造機用検査装置１Ａについて、第１実施形態と異なる点を主に説明する。図９は、第２実施形態の圧造機用検査装置１Ａの制御の構成を示す図である。第２実施形態では、検出ケース４１や検出プレート４２などを用いない。第２実施形態における導通検出部４Ａは、センサとして検出ピン２が用いられ、圧造制御部６１が兼用される。すなわち、検出ピン２は、金属製とされ、フレーム９１から電気的に絶縁されて、センサコントローラ４８に接続される。
【００７６】
一方、製品８５に残留したピアスカス８３や、ワーク８１に結合したままの成形対象部８２は、フィンガー７１を介してフレーム９１と電気的に導通している。このため、検出ピン２とピアスカス８３の間に、無電圧接点４５Ａが構成される。同様に、検出ピン２と成形対象部８２の間に、無電圧接点４５Ａが構成される。したがって、挿入方向に移動する検出ピン２がピアスカス８３または成形対象部８２に接触すると、無電圧接点４５Ａは導通状態となる。圧造制御部６１は、この導通状態から、ピアスカス８３または成形対象部８２を検出できる。
【００７７】
第２実施形態の圧造機用検査装置１Ａにおいて、異物検出部は、金属製の検出ピン２が金属製の異物に接触して電気的に導通したことを検出する導通検出部である。これによれば、異物を押動せずとも、異物が有ることを検出できる。
【００７８】
次に、検出ピン２Ｂの先端形状が異なる第３実施形態の圧造機用検査装置について、第１実施形態と異なる点を主に説明する。図１０は、第３実施形態の圧造機用検査装置の検出ピン２Ｂの先端形状を示す図である。第３実施形態において、検出ピン２Ｂの先端形状以外の構成は、第１実施形態と同じである。第３実施形態の検出ピン２Ｂは、ピン本体２５および後側係合部２２で構成される。
【００７９】
ピン本体２５は、軸線ＡＸを中心とする軸対称の中空筒状に形成される。ピン本体２５の図１０の右側の先端形状は、貫通孔８６、ピアスカス８３、および成形対象部８２に加えて、バリ８７の形状にも適合するものとされる。具体的には、ピン本体２５の先端形状の外周が段付きとなっている。すなわち、最も先端側の小径部２６の外径Ｄ４は、第１実施形態の外径Ｄ４と同じである。小径部２６の後側の大径部２７の外径Ｄ５は、外径Ｄ４よりも大きく、かつ製品８５の内径Ｄ２よりも僅かに小さく設定される。
【００８０】
第３実施形態の検出ピン２Ｂを用いた場合、ピアスカス８３および成形対象部８２だけでなく、製品８５の貫通孔８６の内部のバリ８７も検出できる。つまり、ピアスカス８３や成形対象部８２に対して、小径部２６は第１実施形態と同様に作用するので、同様の検出が行われる。加えて、貫通孔８６の挿入端側の内部に小さなバリ８７が発生した場合、小径部２６はバリ８７に衝突しないが、大径部２７の先端がバリ８７に衝突して、検出ピン２Ｂが停止する。
【００８１】
ここで、小径部２６が成形対象部８２に衝突する場合と、大径部２７がバリ８７に衝突する場合とで、検出ピン２Ｂの移動ストローク量が異なる。したがって、圧造制御部６１は、ストローク検出部５の検出情報に基づき、成形対象部８２とバリ８７とを区別して検出できる。
【００８２】
第３実施形態の圧造機用検査装置において、ピアスカス８３の有無の検査機能に加えて、未加工のワーク８１を検出する機能、およびバリ８７の有無を検査する機能を兼備することが可能になる。
【００８３】
なお、圧造機用検査装置１は、第１実施形態では第５圧造工程部の下流側に配置されているが、これに限定されない。つまり、圧造機用検査装置１は、多工程圧造機９のいずれかの組のパンチ９６およびダイス９３と交換可能に設けられてもよい。これによれば、所望する任意の圧造工程の下流側で、ワークの貫通孔の内部に残留し得る異物の有無を自動で検査できる。
【００８４】
また、複数種類の製品およびピアスカスの様々な形状に応じて、検出ピン２の先端形状は適宜変更することが好ましい。また、異物検出部４として、第１および第２実施形態と異なる検出方式を用いることも可能である。例えば、製品８５およびピアスカス８３が鉄製である場合に、押動されるピアスカス８３の接近を誘導磁界の発生によって検出する接近検出センサを用いることができる。さらに、検査対象となる異物としてピアスカス８３のみを考慮する場合、ストローク検出部５は省略することも可能である。本発明は、実施形態の構成に限定されるものではなく、上述した以外にも様々な応用や変形が可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１、１Ａ：圧造機用検査装置    ２、２Ｂ：検出ピン    ２１：ピン本体
２５：ピン本体    ２６：小径部    ２７：大径部
３：駆動部    ３１：揺動アーム    ３１１：挿入側駆動点
３１２：退出側駆動点    ３１３：作用点    ３１４：支点
３２：挿入側エアシリンダ    ３３：退出側エアシリンダ    ３５：電磁切替弁
４：異物検出部    ４２：検出プレート    ４４：待ち受け導体
４５、４５Ａ：無電圧接点    ５：ストローク検出部
６１：圧造制御部    ７：トランスファー装置    ７１：フィンガー
８１：ワーク    ８２：成形対象部    ８３：ピアスカス    ８５：製品
８６：貫通孔    ８７：バリ
９：多工程圧造機    ９１：フレーム    ９３：ダイス    ９６：パンチ
Ｒ１：挿入側長さ    Ｒ２：退出側長さ
Ｒ３：作用側長さ
【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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【図６】
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【図７】
2018099697.tif 000009
【図８】
2018099697.tif 000010
【図９】
2018099697.tif 000011
【図１０】
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