(57)【要約】      （修正有）【課題】パンチによって、ストローク軸線方向でパンチに向き合うダイの穴内に、部品の一部をプレス力で押込み、その際、板をかみ合わせながら押込みを行い、クリンチングの際に加工スロトークを検出し、クリンチングの際にプレス力を検出し、そして、底残存寸法Ｘを求めるために、クリンチングのプロセス信号、すなわち加工ストロークおよび／またはプレス力を、コンピュータで処理するクリンチング接合方法における制御方法の改善と、品質検査の自動化を図る。【解決手段】プロセス信号の検出、すなわち加工ストローク検出および／またはプレス力検出ｐを各加工ストローク運動中に多数回行うことと、この各々のプロセス信号検出を、加工ストローク運動中に短い時間間隔をおいて行うことと、コンピュータ演算結果を、その都度進行中のクリンチング過程を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板に切れ目を形成してまたは形成せずに、かつ底残存寸法（Ｘ）を生じながら、（板、リベット、ボルト、ナット等のような）部品と板（７、８）とを接合するための（クリンチング、打抜きリベット止め、クリンチングリベット止め等のような）クリンチング接合方法であって、
パンチ（２）によって、ストローク軸線方向でパンチ（２）に向き合うダイ（３）の穴内に、部品（７、８）の一部をプレス力で押込み、その際板（８）をかみ合わせながら押込みを行い、
クリンチングの際に加工スロトークを検出し、
クリンチングの際にプレス力を検出し、そして、
底残存寸法（Ｘ）を求めるために、クリンチングのプロセス信号、すなわち加工ストロークおよび／またはプレス力を、コンピュータで処理する、上記クリンチング接合方法において、
プロセス信号の検出、すなわち加工ストローク検出および／またはプレス力検出（ｐ）を各加工ストローク運動中に多数回行うことと、
この各々のプロセス信号検出を、加工ストローク運動中に短い時間間隔をおいて行うことと、
コンピュータ演算結果を、その都度進行中のクリンチング過程を制御するために役立てることを特徴とするクリンチング接合方法。
【請求項２】
検出された実際値がコンピュータで設定された目標値に達したときあるいはこの目標値を上回ったときあるいは目標値の許容限界（下側許容限界ＵＴＧ／上側許容限界ＯＴＧ）から逸脱したときに、加工ストロークまたはプレス力（ｐ）の停止または補正を行うことを特徴とする請求項１に記載のクリンチング接合方法。
【請求項３】
測定値比較の際にさらに、（片側が開放したハウジング、トング曲げ開き部等を備えた工作機械の場合のように）底残存寸法を決定する、パンチとダイとの間の間隔の、力に左右される変化によって生じる偏差を考慮し、この場合測定値を処理する工作機械のコンピュータを介して、偏差を補正または修正するキャリブレーションを行うことができることを特徴とする請求項１または２に記載のクリンチング接合方法。
【請求項４】
目標値からの実際値の偏差を処理する際に、コンピュータを用いて加工ストロークまたはプレス力の制御を自動的に行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のクリンチング接合方法。
【請求項５】
工作機械のコンピュータプログラムによって求めることができ、クリンチング接合方法で生じ、そして加工ストロークと底残存寸法に影響を与える値を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のクリンチング接合方法。
【請求項６】
プレス力を生じる装置（４）を保持するための基礎フレーム（１）または所定の位置に達したときに底残存寸法（Ｘ）を決定する電気駆動装置（４）を備えている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の特にクリンチング接合方法を実施するための工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板に切れ目を形成してまたは形成せずに、かつ接合スポットに底残存厚さまたは底残存寸法を生じながら、板、リベット、ボルト、ナット等のような部品と板とを接合するための、請求項１の前提部分に記載した、クリンチング、打抜きリベット止め、クリンチングリベット止め等のようなクリンチング接合方法と、請求項１に記載のクリンチング接合方法を実施するための、請求項６の前提部分に記載した工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
クリンチングと称される、部品を接合するための方法の場合、いわゆる接合スポットはスポット状のクリンチ加工と、それに続く接合すべき部品のすえ込みによって生じる。この場合、パンチとダイを用いておよび相対的な加工ストロークのためにパンチとダイを駆動するプレス力を加えて、部品を成形およびかみ合わせすることによって、適切なかみ合い連結部を有するきわめて強固な部品接合が生じる。このようないわゆる接合スポットを製作する際にその中央部で求めることができる底残存寸法Ｘは公知のごとく、接合スポットの品質チェック寸法としての働きをする。薄板同士を接合する際に、底残存寸法Ｘは最終的な底残存厚さから求めることができ、薄板と、リベット等のような他の部品とを接合する際には、ほとんど接合スポットの中央で測定される底残存寸法が、最終的な底残存寸法として、すなわち接合スポットの品質をチェックすることができる。
【０００３】
製造において必要な品質監視は一方では、いわゆるＸ寸法パスを介して手動で行われる。これは勿論面倒であるので、ほとんどの場合抜き取り検査のように行われ、そして測定を実施する人に左右される。品質監視は他方では、いろいろな方法によって自動的に行われる。
【０００４】
公知の方法では、押しつぶし過程の終了後、接合スポットの底残存寸法が求められ、しかもプレス力を測定する圧力センサとコンピュータによって底残存寸法が求められる。プレス力のこの実際値は、コンピュータ内の目標値と計算によって比較される（特許文献１）。実際値としてのプレス力測定値を用いて目標値と比較するこの比較方法は、コンピュータと適当なプログラムを介して、勿論間接的にのみ行われる。すなわち、プレス圧力から底残存厚さが推定され、この推定が接合スポット製作後に初めて行われるので、接合スポットの品質も間接的にしか表すことができない。
【０００５】
底残存寸法を求めるための他の公知の方法の場合には（特許文献２）、工作機械（クリンチング設備）の曲げ開き要因を考慮して計算アルゴリズムによって底残存寸法を算出するために、クリンチングの際に存在するプレス力が検出され、加工ストロークの測定された位置値と共に計算される。それによってこの場合にも、接合スポットの底残存寸法Ｘが間接的に得られ、そのためクリンチング工程の品質の評価も間接的である。
【０００６】
従って、接合スポットの製作後、測定手段を用いて測定した接合スポットの底厚さを、品質を示すものとして使用することが既に提案されている（特許文献３）。この場合、工作機械の測定手段を介して算出された接合スポットの底厚さの実際値が、所定の間隔をおいて、較正された測定装置で測定されたこの接合スポットの目標値範囲と比較される。その際、工作機械は較正された測定装置自体によって較正され、それによってそれ自体が製作された接合スポットの底厚さのための測定手段としての働きをする。この場合にも勿論、評価は、実際値と目標値を比較するかまたは調節の補正を提供または実施するコンピュータを介して行われる。これも、接合スポットが既に存在した後の品質欠陥の補正または確認である。すなわち、接合方法を終了する前に、つまり接合スポットを製作する前に、既に存在する接合結果に影響を与えることはもはやできない。
【特許文献１】独国特許発明第４３３１４０３号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０３  ２７  ８８６  Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０  ２００７  ０３３  １５３  Ａ１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明およびその効果
これに対して、請求項１と請求項６の特徴を有する本発明は、次の効果を有する。すなわち、加工ストローク運動中に多数回行われる現行加工ストロークの検出または測定あるいはそれぞれのプレス力の測定に基づいて、クリンチング接合の際加工ストローク運動中に測定時点で既に、接合過程ひいては底残存寸法に影響を与えることができるという利点を有する。電気的な手段によって可能でありかつきわめて短い時間間隔で実施されるプレス力の測定に基づいて、そしてこれに応じて非常に短い加工ストローク進行状態で、コンピュータとプログラムを介して、現行の加工ストロークにおいてその都度達成される底残存寸法を算出することができる。加工ストローク運動は、所定の所望な底残存寸法が達成されたときに、コンピュータによって終了させられる。これによって、それに続く接合スポットの測定が不要である。さらに、品質検査が自動的に行われ、接合スポットの底残存寸法Ｘの得られた実際値が目標値の所定の許容限界内にあることになり、従って現在進行中にチェックされる。
【０００８】
本発明の付加的な効果は、接触する部品の（乾燥した、油で汚れた）表面状態の不利な影響と薄板厚さ変動の不利な影響が回避されることにある。
【０００９】
本発明に従い、接合過程を制御することにより、底残存寸法のきわめて小さな許容限界が達成可能である。これは、接合スポットの大きな強度をもたらす。
【００１０】
いかなる場合でも、個々の接合スポットの底残存寸法Ｘの小さな変動幅を得ることができる。これは実際にはきわめて重要である。特に、本発明により、予め硬化した薄板範囲における薄板厚さ変動と強度変動が考慮される。そして、これはきわめて重要なことであるが、工作機械の欠陥と特に工具の摩耗は、それらが除去されないときには、製品欠陥を生じないように検出処理される。
【００１１】
本発明の有利な実施形では、検出された実際値がコンピュータで設定された目標値に達したときあるいはこの目標値を上回ったときあるいは目標値の許容限界から逸脱したときに、加工ストロークの停止または補正を行う。プレス力の実際値と目標値の比較は基本的には知られている（特許文献１）。この値測定は接合スポットの製作終了後行われる。従って、接合部製作のためにそれが機能している間の加工ストロークの停止または補正は、重要な技術的意義の一歩である。本発明の実施形において、この許容限界は、外部の状態、例えば材料、所望な強度等に応じて決定可能である。電気的にきわめて迅速に作動する手段により、加工ストロークの停止または補正のような、このような機能の必要な制御は、困難なく実施可能である。
【００１２】
本発明の有利な実施形では、測定比較の際にさらに、片側が開放したハウジング、例えばクリンチングトングまたはリベット止めトングを備えた工作機械の場合の曲げ開きによって生じるような、パンチとダイとの間に存在しかつ底残存寸法を決定する間隔の、力に左右される変化によって生じる偏差を考慮する。従って、本発明では、測定値を処理する工作機械のコンピュータを介して、製作のための補正またはキャリブレーションを行うことができる。この場合特に、工作機械の操作力に依存する、設定された目標値からの、パンチとダイとの間の実際値、すなわちＸ間隔の偏差が重要である。すなわち、片側が開放したハウジングの配列と、製作時のその弾性的な撓みが重要である。
【００１３】
本発明の有利な他の実施形では、加工の際、すなわち接合スポットの製作の際に、目標値からの実際値の偏差が生じるときに、コンピュータを用いて加工ストロークとプレス力の補正を自動的に行う。この偏差の発生にはいろいろな原因がある。すなわち、接合すべき材料の、硬さ、厚さ等のような変化あるいは潤滑剤等のような接合に影響を与えるものがある。
【００１４】
本発明の有利な他の実施形では、工作機械のコンピュータプログラムによって求めることができ、クリンチング接合方法で生じ、そして加工ストロークと底残存寸法に影響を与える値を演算する。これは、コンピュータを介して補正を工作機械自体で行うことあるいは補償または補正しなければならない予測できないかまたは不所望なストローク変化が与えられていることを意味する。工作機械のこのような較正は、それ自体既に提案された工作機械によって知られているが（特許文献３）、加工ストローク当たり多数回の測定に関連して行われず、そしてそれによって得られる効果は新しいものであるだけでなく、工作機械の微調節の困難な問題を解決するものである。
【００１５】
本発明の主題の実施形態が図に示してある。次に、この実施形態を詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に示したクリンチングトング１の場合、一方ではパンチ２が軸方向に摺動可能に配置され、他方ではダイ３が同軸にかつパンチ２に向き合わせて配置されている。パンチ２はモータ４によってダイ３の方に駆動される。その際に発生するプレス力がセンサ５を介して検出されるかまたはその際移動した加工ストロークが適当な変位測定システムを介して検出される。この加工ストロークとプレス力は、ここでは詳しく示していない部品において、図２に示すようなクリンチング接合部を生じる。
【００１７】
図２は、このようにして形成された、互いに接合すべき２枚の薄板７、８の間の接合スポット６を示す。この接合スポットの場合、薄板８のクリンチ部分１０上で薄板７のクリンチ部分９のある程度のかみ合い部（インターロック）が生じる。クリンチ部分９、１０の間にはそのコップのような形によって底１１が生じる。この底の中央には、いわゆる底残存寸法Ｘ、すなわち底残存厚さが生じる。この底残存寸法Ｘは公知のごとく、クリンチング接合部または接合スポットの品質の判断基準であるので、一般的に接合部の品質を評価するためにこの底残存寸法が測定される。
【００１８】
底残存寸法Ｘは本発明ではコンピュータによって求められる。このコンピュータでは、センサ５からの加工ストロークとプレス力のプロセス信号が処理される。測定値またはプロセス信号のこの検出が、接合スポットを製作した後で行われるのではなく、加工ストローク運動中に、しかも多数の非常に短い時間間隔をおいて行われることが重要である。従って、接合スポットの製作プロセス中も、既に上述したように加工ストローク等を能動的に制御することによって、補正を行うことができる。加工ストローク運動中に繰り返される測定に基づいて、コンピュータはそのときの実際の底残存厚さＸをきわめて迅速に算出することができ、工作機械のトング１の広がりを考慮しながら、この底残存厚さを能動的に制御することができる。
【００１９】
図３に示したグラフには、従来のクリンチング（Ｆ１）の場合と、本発明に従って底残存厚さを制御するクリンチング（Ｆ２）の場合に生じる底残存厚さのガウス分布が示してある。
【００２０】
明細書と特許請求の範囲と図に示したすべての特徴は、個々においても任意の相互組み合わせにおいて本発明にとって重要である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】クリンチングトングを簡略化して示す図である。
【図２】接合スポットの拡大断面図である。
【図３】許容限界を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００２２】
１          クリンチングトング
２          パンチ
３          ダイ
４          モータ
５          センサ
６          接合スポット
７          薄板
８          薄板
９          クリンチ部分
１０        クリンチ部分
１１        底
Ｘ          底残存寸法
【図１】
2008290152.tif 000003
【図２】
2008290152.tif 000004
【図３】
2008290152.tif 000005