(57)【要約】【課題】簡単な構成で、製品部に欠肉が生じているか否かの判定や、欠肉が生じている場合にその欠肉の程度が許容できる限度範囲内であるか否かの判定など、製品部の欠肉の判定するための検査を容易に且つ精度良く行うことができる方法およびその装置を提供する。【解決手段】素材ｆを鍛造型１、２で型鍛造することにより製品部ＰとバリＢとを含む鍛造品Ｆを成形し、この鍛造品Ｆの製品部ＰからバリＢを除去し、製品部Ｐの欠肉を判定するための検査方法であって、製品部Ｐの重量Ｐｗを求めると共に、鍛造品Ｆの成形時における鍛造型１、２の開き変動による製品部Ｐの補正分重量を求め、製品部Ｐの重量Ｐｗから製品部Ｐの補正分重量を差し引いて製品部Ｐの補正された重量Ｐｃｏｒを算出し、この補正された製品部Ｐの重量Ｐｃｏｒに基づいて製品部Ｐの欠肉を判定する。【選択図】図１
2008188615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材を鍛造型で型鍛造することにより製品部とバリとを含む鍛造品を成形し、該鍛造品の製品部からバリを除去し、製品部の欠肉を判定するための検査方法であって、
製品部の重量を求めると共に、鍛造品の成形時における鍛造型の開き変動による製品部の補正分重量を求め、
製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引いて製品部の重量を補正し、
該補正された製品部の重量に基づいて製品部の欠肉を判定することを特徴とする鍛造品の欠肉検査方法。
【請求項２】
バリの厚さまたは製品部の厚さの測定値と設定値との差に、製品部の投影面積と材料密度を乗算することにより、製品部の補正分重量を求めることを特徴とする請求項１に記載の鍛造品の欠肉検査方法。
【請求項３】
補正された製品部の重量をしきい値と比較することにより、製品部の欠肉が限度内であるかを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の鍛造品の欠肉検査方法。
【請求項４】
素材を鍛造型で型鍛造することにより成形された鍛造品の、バリが取り除かれた製品部の欠肉を判定するための検査装置であって、
素材と製品部とバリの少なくとも一つの重量を測定する重量測定手段と、
製品部とバリの少なくとも一つの厚みを測定する厚み測定手段と、
製品部の重量を求めると共に、鍛造品の成形時における鍛造型の開き変動による製品部の補正分重量を求めて、製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引いて製品部の重量を補正し、該補正された製品部の重量に基づいて製品部の欠肉を判定する欠肉判定手段と、
を有することを特徴とする鍛造品の欠肉検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造品の欠肉検査方法およびその欠肉検査装置に関し、特に、素材を鍛造型で型鍛造することにより製品部とバリとを含む鍛造品を成形し、該鍛造品の製品部からバリを除去し、製品部の欠肉を判定するための検査方法、および、素材を鍛造型で型鍛造することにより成形された鍛造品の、バリが取り除かれた製品部の欠肉を判定するための検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車などのエンジンのクランクシャフトは、素材を鍛造型で型鍛造することにより製品部とバリとが形成された鍛造品を成形し、この鍛造品の製品部からバリを除去し、必要に応じてこの製品部を放冷したりショットブラストなどの所定の機械加工を施すことにより製造されている。
【０００３】
鍛造品を成形する際には、鍛造型や素材などの温度分布に偏りが生じたり、素材の流動性や鍛造型のインプレッション表面の潤滑条件などによって、材料が鍛造型のインプレッションに充満されず欠肉が生じることがある。そして、欠肉が小さい場合には後の機械加工などにより所望の形状に成形された製品を得ることができるが、欠肉が大きい場合には後の機械を施しても所望の形状の製品を得ることができないことから、このような大きな欠肉が生じた鍛造品は不良品とされる。目的鍛造物の良品、不良品の判定を自動的に且つ正確に行うための技術として、特許文献１が知られている。
【０００４】
特許文献１には、下側金型と上側金型とが鍛造軸芯上において互いに対向的に且つ相対移動可能に設置された鍛造機において、前記下側金型と前記下側金型の受ける鍛造力が伝達される力伝達経路中に設けられた中間部材とを含む下側鍛造力受け部材と、前記上側金型と前記上側金型の受ける鍛造力が伝達される力伝達経路中に設けられた中間部材を含む上側鍛造力受け部材と、且つ、前記下側鍛造力受け部材および／または前記上側鍛造力受け部材の所定領域に加わる目的鍛造物からの鍛造圧力を前記所定領域毎の変形量として検出し得るように、前記下側鍛造力受け部材および前記上側鍛造力受け部材のいずれか一方または双方に添着された複数のひずみゲージによりなる変形量検出手段と、この変形量検出手段から出力される前記所定領域毎の検出量を電気量的に処理して、目的鍛造物から前記下側鍛造力受け部材または前記上側鍛造力受け部材の前記所定領域に加わる鍛造圧力をそれぞれの所定領域毎に計測する電気的計測手段と、を有するように構成したことなどを特徴とする鍛造機の鍛造状態計測装置が開示されている。すなわち、特許文献１では、複数のひずみゲージから出力される信号を解析することにより鍛造圧力を変形量として検出して、欠肉など、目的鍛造物の良品、不良品の判定を行うものである。
【０００５】
また、例えばエンジン用のコネクティングロッドのように鍛造型によって連続的に大量生産される製品であって、可及的に重量のばらつきが起こらないようにする必要のある製品を生産することを目的とした技術として、特許文献２が知られている。特許文献２には、連続的に型打される成形品の型間距離と重量を測定し、前記成形品の所定の重量に対する重量の差を計算すると共に、前記重量の差のうち型打方向の厚さの変動によって生じた重量の差を差し引いて求められる金属摩耗によって生じた重量の差を計算し、更に、前記金型摩耗によって生じた重量の差に相当する型間距離の補正値を、予め求めておいた型打方向の単位厚さ当りの重量の値から計算し、前記型間距離の補正値をシャットハイトの補正値に換算してシャットハイトを調整するにより、成形品の重量を均一化させることを特徴とする鍛造成形方法が開示されている。すなわち、特許文献２では金型の摩耗による重量の変動を修正するためのものである。
【０００６】
ところで、一般に、製品部に欠肉が生じていると、その欠肉の大きさに応じて重量が少なくなる。そのため、製品部の重量を測定することにより、欠肉の発生の有無や、欠肉が発生している場合にその大きさなど、欠肉を判定するための検査を行うことができると考えられる。
【０００７】
【特許文献１】特開平７‐０１６６８８号公報
【特許文献２】特開平４‐６６２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１にあっては、下側鍛造力受け部材および上側鍛造力受け部材のいずれか一方または双方に複数のひずみゲージによりなる変形量検出手段を添着するものであるため、鍛造設備を改造する必要があり、鍛造設備のコストがかかると共に汎用性が低下するという問題があった。また、特許文献１にあっては、ひずみゲージによりなる変形量検出手段と、この変形量検出手段から出力される検出量により鍛造圧力を計測する電気的計測手段とを電気的に接続するための配線が必要となり、鍛造品を変更するために鍛造型を交換する段替えのたびに、鍛造設備内での限られたスペース内で配線の取りまわし作業が煩雑であり、さらには断線が起こり易いことから信頼性が低いなどの問題もあった。
【０００９】
一方、上記特許文献２にあっては、鍛造型の摩耗による重量の変動を低減させた製品を生産することを目的としたもので、欠肉による製品の不良発生については勿論のこと、欠肉により製品の重量が変化することについては考慮しておらず、本発明と目的が相違している。
【００１０】
また、素材を鍛造型で型鍛造する際には、鍛造型の開き量が様々な要因で変動することがある。そして、図４に参照されるように、鍛造型１、２の開き量が変動すると、製品部Ｐの厚さＰｔおよびバリの厚さＢｔが変動し、それに伴って製品部Ｐの厚さＰｔも変動することから、製品部Ｐの重量Ｐｗも変動することとなる。そのため、上記従来の技術のうちで、製品部Ｐの重量Ｐｗを測定することにより欠肉を判定するための検査を行う場合にあっては、製品部Ｐの重量Ｐｗを単純に測定するだけでは、製品部Ｐの欠肉の判定を正確に検査することができないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、製品部に欠肉が生じているか否かの判定や、欠肉が生じている場合にその欠肉の程度が許容できる限度範囲内でであるか否かの判定など、製品部の欠肉を判定するための検査を容易に且つ精度良く行うことができる方法およびその装置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】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明の鍛造品の欠肉検査方法に係る発明は、素材を鍛造型で型鍛造することにより製品部とバリとを含む鍛造品を成形し、該鍛造品の製品部からバリを除去し、製品部の欠肉を判定するための検査方法であって、製品部の重量を求めると共に、鍛造品の成形時における鍛造型の開き変動による製品部の補正分重量を求め、製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引いて製品部の重量を補正し、該補正された製品部の重量に基づいて製品部の欠肉を判定することを特徴とする。
【００１３】
また、上記の課題を解決するために、本発明の鍛造品の欠肉検査装置に係る発明は、素材を鍛造型で型鍛造することにより成形された鍛造品の、バリが取り除かれた製品部の欠肉を判定するための検査装置であって、素材と製品部とバリの少なくとも一つの重量を測定する重量測定手段と、製品部とバリの少なくとも一つの厚みを測定する厚み測定手段と、製品部の重量を求めると共に、鍛造品の成形時における鍛造型の開き変動による製品部の補正分重量を求めて、製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引いて製品部の重量を補正し、該補正された製品部の重量に基づいて製品部の欠肉を判定する欠肉判定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の鍛造品の欠肉検査方法に係る発明によれば、鍛造品の成形時に鍛造型の開きが変動するのに伴って、鍛造品の厚みも設定値から変動することにより、バリを取り除かれた製品部の重量も設定値から変動することとなるが、製品部の重量を求めると共に、鍛造品の成形時における鍛造型の開き変動による製品部の補正分重量を求め、製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引いて製品部の重量を補正し、この補正された製品部の重量に基づいて製品部の欠肉を判定するという簡単な構成で、製品部の欠肉の有無の判定や、欠肉が生じている場合にその欠肉の程度が許容できる限度範囲内であるかの判定など、製品部の欠肉を容易に且つ精度良く判定することが可能な検査方法を提供することができる。
【００１５】
また、本発明の鍛造品の欠肉検査装置に係る発明によれば、鍛造品の成形時に鍛造型の開きが変動するのに伴って、鍛造品の厚みも設定値から変動することにより、バリを取り除かれた製品部の重量も設定値から変動することとなるが、重量測定手段と厚み測定手段と欠肉判定手段とを備えたという簡単な構成で、重量測定手段により、素材とバリの差により間接的にまたは直接的に製品部の重量を測定すると共に、厚み測定手段によって測定された製品部またはバリの厚みから、欠肉判定手段が鍛造品の成形時における鍛造型の開き変動による製品部の補正分重量を求め、製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引いて製品部の重量を補正し、この補正された製品部の重量に基づいて製品部の欠肉を判定する、という簡単な構成で、製品部の欠肉の有無の判定や、欠肉が生じている場合にその欠肉の程度が許容できる限度範囲内であるかの判定など、製品部の欠肉を容易に且つ精度良く判定することが可能な検査装置を提供することができる。
【００１６】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、（２）項が請求項２に相当し、（３）項が請求項３に相当し、（４）項が請求項４に相当する。
【００１７】
（１）  素材を鍛造型で型鍛造することにより製品部とバリとを含む鍛造品を成形し、該鍛造品の製品部からバリを除去し、製品部の欠肉を判定するための検査方法であって、
製品部の重量を求めると共に、鍛造品の成形時における鍛造型の開き変動による製品部の補正分重量を求め、
製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引いて製品部の重量を補正し、
該補正された製品部の重量に基づいて製品部の欠肉を判定することを特徴とする鍛造品の欠肉検査方法。
【００１８】
（１）項の鍛造品の欠肉検査方法では、鍛造品の成形時に鍛造型の開きの量（クリアランス）が変動するのに伴って、鍛造品の厚みも設定値から変動することにより、バリを取り除かれた製品部の重量も設定値から変動することとなるが、製品部の重量を求めると共に、鍛造品の成形時における鍛造型の開き変動による製品部の補正分重量を求め、製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引いて製品部の重量を補正し、この補正された製品部の重量に基づいて製品部の欠肉を判定するので、製品部の欠肉の有無の判定や、欠肉が生じている場合にその欠肉の程度が許容できる限度範囲内であるかの判定など、製品部の欠肉を容易に且つ精度良く判定することができる。
【００１９】
（２）  バリの厚さまたは製品部の厚さの測定値と設定値との差に、製品部の投影面積と材料密度を乗算することにより、製品部の補正分重量を求めることを特徴とする（１）項に記載の鍛造品の欠肉検査方法。
【００２０】
（２）項の鍛造品の欠肉検査方法では、（１）項に記載の発明において、バリの厚さまたは製品部の厚さの測定値と設定値との差から、鍛造品の成形時に鍛造型の開きが変動するのに伴って鍛造品の厚みの設定値から変動した誤差を求めることができ、この厚み変動誤差に製品部の投影面積と材料密度を乗算することにより、製品部の補正分重量を容易に求めることができる。
【００２１】
（３）  補正された製品部の重量をしきい値と比較することにより、製品部の欠肉が限度内であるかを判定することを特徴とする（１）項または（２）項に記載の鍛造品の欠肉検査方法。
【００２２】
（３）項の鍛造品の欠肉検査方法では、（１）項または（２）項に記載の発明において、補正された製品部の重量を予め設定されたしきい値と比較することにより、製品部の欠肉が限度内であるかを容易に且つ客観的に判定することができる。
【００２３】
（４）  素材を鍛造型で型鍛造することにより成形された鍛造品の、バリが取り除かれた製品部の欠肉を判定するための検査装置であって、
素材と製品部とバリの少なくとも一つの重量を測定する重量測定手段と、
製品部とバリの少なくとも一つの厚みを測定する厚み測定手段と、
製品部の重量を求めると共に、鍛造品の成形時における鍛造型の開き変動による製品部の補正分重量を求めて、製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引いて製品部の重量を補正し、該補正された製品部の重量に基づいて製品部の欠肉を判定する欠肉判定手段と、
を有することを特徴とする鍛造品の欠肉検知装置。
【００２４】
（４）項の鍛造品の欠肉検査装置では、欠肉評価手段が、重量測定手段の測定結果に基づいて製品部の重量を求めると共に、厚み測定手段の測定結果に基づいて鍛造品の成形時における鍛造型の開き変動または鍛造品の厚みの変動による製品部の補正分重量を求めて、製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引いて製品部の重量を補正し、この補正された製品部の重量に基づいて製品部の欠肉を判定することができ、したがって、製品部の欠肉を容易に且つ精度良く検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施の一形態を、図１〜図５に基づいて、鍛造品Ｆの最終的な製品として自動車などのエンジンのクランクシャフトを製造する場合により、詳細に説明する。なお、同一符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明の鍛造品Ｆの欠肉検査装置は、概略、素材ｆを鍛造型１、２で型鍛造することにより成形された鍛造品Ｆの、バリＢが取り除かれた製品部Ｐの欠肉を判定するためのもので、素材ｆと製品部ＰとバリＢの少なくとも一つの重量ｆｗ、Ｐｗ、Ｂｗを測定する重量測定手段（後述する）と、製品部ＰとバリＢの少なくとも一つの厚みＰｔ、Ｂｔを測定する厚み測定手段（後述する）と、製品部Ｐの重量Ｐｗを求めると共に、鍛造品Ｆの成形時における鍛造型１、２の開き変動による製品部Ｐの補正分重量を求めて、製品部Ｐの重量Ｐｗから製品部Ｐの補正分重量を差し引いて製品部Ｐの補正された重量Ｐｃｏｒを算出し、この製品部Ｐの補正された重量Ｐｃｏｒに基づいて製品部Ｐの欠肉を判定する欠肉判定手段１０とを有している。
【００２６】
また、本発明の鍛造品の欠肉検査方法は、概略、素材ｆを鍛造型１、２で型鍛造することにより製品部ＰとバリＢとを含む鍛造品Ｆを成形し、この鍛造品Ｆの製品部ＰからバリＢを除去し、製品部Ｐの欠肉を判定するためのもので、製品部Ｐの重量Ｐｗを求めると共に、鍛造品Ｆの成形時における鍛造型１、２の開き変動による製品部Ｐの補正分重量を求め、製品部Ｐの重量Ｐｗから製品部Ｐの補正分重量を差し引いて製品部Ｐの補正された重量Ｐｃｏｒを算出し、この補正された製品部Ｐの重量Ｐｃｏｒに基づいて製品部Ｐの欠肉を判定するものである。
さらに、本発明の鍛造品Ｆの欠肉検査方法は、上記構成に加えて、バリＢの厚さの測定値Ｂｔと設定値Ｂｓ、または、製品部Ｐの厚さの測定値Ｐｔと設定値Ｐｓとの差（Ｂｔ−Ｂｓ）、（Ｐｔ−Ｐｓ）に、製品部Ｐの投影面積Ｍと材料密度ｄを乗算することにより、製品部Ｐの補正分重量を求める。
さらにまた、本発明の鍛造品Ｆの欠肉検査方法は、上記構成に加えて、補正された製品部の重量Ｐｃｏｒをしきい値と比較することにより、製品部Ｐが欠肉限度レベル内であるか否かを判定する。
【００２７】
クランクシャフトを製造するための素材ｆとしては、例えば棒状ビレットが使用される。また、鍛造型１、２は、必要に応じて棒状ビレットｆを所定形状の粗形材に成形する予備成形型と、粗形材を所定形状の荒地に荒仕上する荒成形型と、荒仕上された荒地をクランクシャフトとなる部分（製品部Ｐ）の周囲にバリＢが形成された鍛造品Ｆを成形する仕上型と、この鍛造品ＦのバリＢを取り除いて製品部Ｐを得るトリミング型とが鍛造プレスに配列されている。各型に順次移送されることにより、図１に示すように棒状ビレットｆから、製品部Ｐとその周囲にバリＢが形成された鍛造品Ｆが成形され、バリＢが取り除かれて排出されると共に製品部Ｐが取り出される。
【００２８】
この実施の形態における欠肉検知装置は、重量測定手段が、棒状ビレットｆの重量ｆｗを測定する素材重量測定装置１１と、製品部Ｐから取り除かれて鍛造型１、２から排出されたバリＢの重量Ｂｗを測定するバリ重量測定装置１２とを備えており、また、厚み測定手段が、製品部Ｐから取り除かれ鍛造型１、２から排出されたバリＢの厚さ（鍛造型内にあったときの型開閉方向）Ｂｔを測定するバリ厚測定装置１３を備えている。そして、この実施の形態では、バリ重量測定装置１２とバリ厚み測定装置１３とが一体化されたバリ重量／バリ厚測定装置１４により構成されている。また、欠肉判定手段１０は、バリＢの厚さの設定値Ｂｓと、鍛造品Ｆの抜き面積（製品部Ｐの投影面積）Ｍと、材料密度ｄとの情報とが予め入力されて記憶する記憶手段と、素材重量測定装置１１とバリ重量／バリ厚測定装置１４とから出力される信号を受け取って、記憶された情報と共に後述するように演算処理する演算手段とを備えている。
【００２９】
以上のように構成された欠肉検知装置では、素材重量測定装置１１により鍛造型１、２にセットされる前の棒状ビレットｆの重量ｆｗを測定し、その測定結果を欠肉評価手段１０に送信する。そして、その棒状ビレットｆから成形された鍛造品Ｆの製品部Ｐから取り除かれ排出されたバリＢについて、バリ重量／バリ厚測定装置１４により重量Ｂｗを測定すると共に、厚さＢｔを測定して、これらの測定結果を欠肉評価手段１０に送信する。
【００３０】
欠肉評価手段１０では、次式（１）の演算を実行して製品部Ｐの補正後の重量Ｐｃｏｒを求める。
Ｐｃｏｒ＝（ｆｗ−Ｂｗ）−[（Ｂｔ−Ｂｓ）×Ｍ×ｄ]・・・（１）
すなわち、測定された棒状ビレットｆの重量ｆｗからバリＢの重量Ｂｗを差し引くことにより、鍛造品ＦのバリＢを取り除かれた製品部Ｐの重量Ｐｗを求めることができる。また、欠肉評価手段１０では、バリＢの厚さの測定値Ｂｔから予め記憶された設定値Ｂｓを差し引いた値に、鍛造品Ｐの抜き面積Ｍと材料密度ｄとを乗算する。この乗算結果は、成形された製品部Ｐの重量の設定された値Ｐｗに対する誤差（製品部の補正分重量）を意味する。
【００３１】
ここで、図４の（ａ）〜（ｃ）は、鍛造型１、２のクランクシャフトのジャーナル部を成形する部分において、成形時における鍛造型１、２の開き量が増減するよう変動した場合を示したものである。図４の中央の（ａ）は、鍛造型１、２の開き量が設定された通りである場合を、図４の右方の（ｂ）は、鍛造型１、２の開き量が設定よりも大きい場合を、図４の左方の（ｃ）は、鍛造型の開き量が設定よりも小さい場合を、それぞれ示している。
【００３２】
鍛造型１、２の開き量が設定よりも大きく変動する場合（ｂ）には、鍛造型１、２の開き量が設定通りの場合（ａ）と比較してバリＢの厚さが大きく（Ｂｔａ＜Ｂｔｂ）なるよう変動し、それに伴って、製品部Ｐの交差するように斜線を施した部分の厚みも大きくなるよう変動するため、製品部Ｐの重量Ｐｗが（ａ）の場合より（ｂ）の場合の方が重くなるよう変動する。したがって、（ｂ）のような場合には、製品部Ｐの重量Ｐｗが、その製品部Ｐに欠肉が発生していても（ａ）の場合を上回る測定値となることから、欠肉が発生していないか、または発生していても小さいと誤って判定される場合がある。
【００３３】
一方、鍛造型１、２の開き量が設定よりも小さく変動する場合（ｃ）には、鍛造型１、２の開き量が設定通りの場合（ａ）と比較してバリＢの厚さが小さく（Ｂｔａ＞Ｂｔｃ）なるよう変動し、それに伴って、製品部Ｐの交差するように斜線を施した部分の厚みも小さくなるよう変動するため、製品部Ｐの重量Ｐｗが（ａ）の場合よりも（ｃ）の場合が小さくなる（軽く）なるよう変動する。したがって、（ｃ）のような場合には、製品部Ｐの重量Ｐｗが、その製品部Ｐに欠肉が発生していなくても（ａ）の場合を下回る測定値となることから、欠肉が発生しているか、あるいは、大きな欠肉が発生していると誤って判定される場合がある。
【００３４】
そこで、本発明では、製品部Ｐの重量Ｐｗに基づいて欠肉を検査するにあたり、製品部Ｐの欠肉を正確に検査するために、鍛造型１、２の成形時における開き量の変動に伴う製品部Ｐの重量Ｐｗの変動を補正することとしたのである。
【００３５】
より具体的には、バリの厚さの測定値Ｂｔが予め記憶された設定値Ｂｓと同じ（図４の（ａ）の場合）であれば、その差し引いた値はゼロとなり、乗算結果もゼロとなって、製品部Ｐの補正分重量もゼロとなる。したがって、先に求められた製品部Ｐの重量Ｐｗは、そのままの値（Ｐｃｏｒ＝Ｐｗ）で、製品部Ｐに欠肉が発生しているか否か、欠肉が発生している場合に後述するように製品部Ｐの欠肉が限度内であるか否かの判定のために使用することができる。
【００３６】
また、バリの厚さの測定値Ｂｔが予め記憶された設定値Ｂｓよりも多い（図４の（ｂ））場合には、バリの厚さの測定値Ｂｔと予め記憶された設定値Ｂｓとの差がプラスとなり、鍛造品Ｆの抜き面積Ｍと材料密度ｄとの乗算結果（製品部Ｐの補正分重量）もプラスとなる。したがって、先に求められた製品部Ｐの重量Ｐｗから製品部Ｐの補正分重量を差し引いた値Ｐｃｏｒが、製品部Ｐに欠肉が発生しているか否か、欠肉が発生している場合に後述するように製品部Ｐの欠肉が限度内であるか否かの判定のために使用することができる。
【００３７】
一方、バリＢの厚さの測定値Ｂｔが予め記憶された設定値Ｂｓよりも少ない（図４の（ｃ））場合には、バリの厚さの測定値Ｂｔと予め記憶された設定値Ｂｓとの差がマイナスとなり、鍛造品の抜き面積Ｍと材料密度ｄとの乗算結果（製品部の補正分重量）もマイナスとなる。したがって、先に求められた製品部Ｐの重量Ｐｗから製品部Ｐの補正分重量を加えた値Ｐｃｏｒが、製品部Ｐに欠肉が発生しているか否か、欠肉が発生している場合に後述するように製品部Ｐの欠肉が限度内であるか否かの判定のために使用することができる。すなわち、本発明でいう「製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引く」とは、製品部Ｐの補正分重量が負（マイナス）の場合に、実質的に、製品部Ｐの重量Ｐｗに製品部Ｐの補正分重量を加える場合が含まれる。
【００３８】
この実施の形態では、鍛造型１、２にセットされる前の棒状ビレットｆの重量ｆｗを測定すると共に、その棒状ビレットｆから成形された鍛造品Ｆの製品部Ｐから取り除かれ鍛造型１、２から排出されたバリＢの重量Ｂｗと厚さＢｔを測定する。つまり、鍛造型１、２内にある素材ｆや荒地、鍛造品Ｆの重量や厚さを測定する必要がない。そのため、鍛造工程を中断する必要がないことから、時間をかけずして欠肉検査を行うことができる。また、棒状ビレットｆの重量ｆｗを測定するための素材重量測定装置１１や鍛造品Ｆの製品部Ｐから取り除かれ排出されたバリＢの重量Ｂｗおよび厚みＢｔを測定するためのバリ重量／バリ厚測定装置１４は、鍛造型１、２の外部に容易に設けることができることから、汎用のものを使用することができるため、検査装置を安価に且つ容易に製造することができ、しかも、鍛造型１、２を変更する段替えも容易に行うことができる。
【００３９】
次に、本発明の別の実施の形態を、主に図２に基づいて詳細に説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については、同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
この実施の形態における欠肉検知装置は、重量測定手段が、鍛造品ＦのバリＢを取り除かれた製品部Ｐの重量Ｐｗを直接測定する製品部重量測定装置１５を備えており、また、厚み測定装置が、製品部Ｐの厚み（鍛造型内にあったときの型開閉方向）Ｐｔを測定する製品部厚み測定装置１６を備えている。そして、この実施の形態では、製品部重量測定装置１５と製品部厚み測定装置１６とが一体化された製品部重量／厚さ測定装置１７により構成されている。また、この実施の形態における欠肉評価手段１０は、製品部Ｐの厚さの設定値Ｐｓと、鍛造品Ｆの抜き面積（製品部の投影面積）Ｍと、材料密度ｄとの情報を予め入力されて記憶する記憶手段と、製品部重量測定装置１５と製品部厚み測定装置１６とから出力される信号を受け取って記憶された情報と共に後述するように演算処理する演算手段とを備えている。
【００４０】
以上のように構成された欠肉検知装置では、製品部重量／厚さ測定装置１７の製品部重量測定装置１５により鍛造品ＦのバリＢを取り除かれた製品部Ｐについて、その重量Ｐｗを直接測定すると共に、その厚さＰｔを測定して、その測定結果を欠肉評価手段１０に送信する。
【００４１】
欠肉評価手段１０では、次式（２）の演算を実行して製品部Ｐの補正後の重量Ｐｃｏｒを求める。
Ｐｃｏｒ＝（Ｐｗ）−[（Ｐｔ−Ｐｓ）×Ｍ×ｄ]・・・（２）
すなわち、欠肉評価手段１０では、製品部Ｐの厚さの測定値Ｐｔから予め記憶された設定値Ｐｓを差し引いた値に、鍛造品Ｆの抜き面積Ｍと材料密度ｄとを乗算する演算処理を行うことにより、成形された製品部Ｐの重量の設定された値Ｐｗに対する誤差（製品部の補正分重量）を算出し、この補正分重量を直接測定した製品部Ｐの重量Ｐｗから差し引いて、補正された製品部Ｐの補正された重量Ｐｃｏｒを求める。つまり、製品部の補正分重量は、上述した実施の形態のようにバリＢの厚さの測定値Ｂｔと設定値Ｂｓとの差、および、この実施の形態のように製品部Ｐの厚さの測定値Ｐｔと設定値Ｐｓとの差のいずれからでも求めることができる。
【００４２】
より具体的には、製品部Ｐの厚さの測定値Ｐｔが予め記憶された設定値Ｐｓと同じ（図４の（ａ））であれば、その差し引いた値はゼロとなり、乗算結果もゼロとなって、製品部Ｐの補正分重量もゼロとなる。したがって、先に求められた製品部Ｐの重量Ｐｗは、そのままの値（Ｐｔａ＝Ｐｓ）で、製品部Ｐに欠肉が発生しているか否か、欠肉が発生している場合に後述するように製品部Ｐの欠肉が限度内であるか否かの判定のために使用することができる。
【００４３】
また、製品部Ｐの厚さの測定値Ｐｔが予め記憶された設定値Ｐｓよりも多い場合（図４の（ｂ））には、製品部Ｐの厚さの測定値Ｐｔと予め記憶された設定値Ｐｓとの差がプラスとなり、鍛造品Ｆの抜き面積Ｍと材料密度ｄとの乗算結果（製品部の補正分重量）もプラスとなる。したがって、先に測定された製品部Ｐの重量Ｐｗから製品部Ｐの補正分重量を差し引いた値Ｐｃｏｒが製品部Ｐに欠肉が発生しているか否か、欠肉が発生している場合に後述するように製品部Ｐの欠肉が限度内であるか否かの判定のために使用することができる。
【００４４】
一方、製品部Ｐの厚さの測定値Ｐｔが予め記憶された設定値Ｐｓよりも少ない場合には、製品部Ｐの厚さの測定値Ｐｔと予め記憶された設定値Ｐｓとの差がマイナスとなり、鍛造品Ｆの抜き面積Ｍと材料密度ｄとの乗算結果（製品部の補正分重量）もマイナスとなる。したがって、先に測定された製品部Ｐの重量Ｐｗから製品部Ｐの補正分重量を加えた値Ｐｃｏｒが製品部Ｐに欠肉が発生しているか否か、欠肉が発生している場合に後述するように製品部Ｐの欠肉が限度内であるか否かの判定のために使用することができる。なお、本発明でいう「製品部の重量から製品部の補正分重量を差し引く」とは、製品部Ｐの補正分重量が負（マイナス）の場合に、実質的に、製品部Ｐの重量Ｐｗに製品部Ｐの補正分重量を加える場合が含まれることは、上述した実施の形態と同様である。
【００４５】
この実施の形態では、鍛造品ＦのバリＢを取り除いて鍛造型１、２から取り出された製品部Ｐの重量Ｐｗとその製品部Ｐの厚さＰｗを直接測定する。つまり、鍛造型１、２にある素材ｆや荒地、鍛造品Ｆの重量や厚さを測定する必要がない。そのため、鍛造工程を中断する必要がないことから、時間をかけずして欠肉検査を行うことができる。また、製品部Ｐの重量Ｐｗを測定するための製品部重量測定装置１５や製品部Ｐの厚みＴｗを測定するための製品部厚み測定装置１６は、鍛造型１、２の外部に容易に設けることができることから、汎用のものを使用することができるため、検査装置を安価に且つ容易に製造することができ、しかも、鍛造型１、２を変更する段替えも容易に行うことができる。そして、この実施の形態では、上述した実施の形態と比較して構成がより簡単となるため、上述した実施の形態よりもさらに検査装置を安価に且つ容易に製造することができる。
【００４６】
次に、本発明の欠肉評価手段１０が行う製品部Ｐに欠肉が発生しているか否か、および、欠肉が発生している場合にその欠肉が限度内であるか否かの判定について説明する。上述したように式（１）、（２）によって求められた補正分重量により鍛造型１、２の開き変動による重量を補正された製品部Ｐの重量Ｐｃｏｒは、図５に示すように、欠肉がなければ最大となる。これに対して、欠肉がある場合には補正された製品部Ｐの重量Ｐｃｏｒは減少する。そして、欠肉が小さければ、後の工程で、精密機械加工など行うことにより所望のクランクシャフトのような製品を製造することができる場合がある。しかしながら、欠肉が大きいと、後の工程で機械加工など行うことにより所望のクランクシャフトのような製品を製造することができない。このように、欠肉の大きさによって後の工程により所望の製品を製造することが許容されるレベルすなわち欠肉限度レベルは自ずと決定される。本発明では、欠肉の大きさが欠肉限度レベルよりも小さい場合に「欠肉の限度内」といい、欠肉が発生した場合に、その欠肉の大きさが欠肉限度内であるか否かを判定するのである。
【００４７】
図５に示したように、欠肉の大きさが欠肉限度内である場合には、上述したように補正された製品部Ｐの重量Ｐｃｏｒは所定の値以上となる。言いかえれば、上述したように補正された製品部Ｐの重量Ｐｃｏｒが所定の値以上であれば、欠肉の大きさは欠肉限度内であるということができる。したがって、本発明では、補正された製品部の重量Ｐｃｏｒにしきい値を設定して、補正された製品部Ｐの重量Ｐｃｏｒがしきい値以上であれば欠肉の大きさは欠肉限度内であり、補正された製品部Ｐの重量Ｐｃｏｒがしきい値を下回る場合には欠肉の大きさが欠肉限度を超えたと判定することとした。そして、欠肉の大きさが欠肉限度を超えたと判定した場合には、視覚的や聴覚的な警告信号を出して作業監視者の注意を喚起することができ、また、鍛造型１、２の開きを小さくするように制御したり、素材ｆの重量ｆｗを増加させるすなわち棒状ビレットｆの切断長さを増加させるようフィードバック制御することができる。
【００４８】
本発明は、補正された製品部の重量Ｐｃｏｒが所定の最大値に達しているか否かを判断するだけで製品部に欠肉が発生しているか否かを判定することができる。そして、補正された製品部Ｐの重量Ｐｃｏｒにしきい値を設定しておき、欠肉が発生している場合に、演算された実際の製品部の重量Ｐｃｏｒをしきい値と比較して、補正された製品部Ｐの重量Ｐｃｏｒがしきい値を超えたか否かを判断するだけで、欠肉の大きさが欠肉限度を超えたか否かを判定することができる。
【００４９】
なお、本発明は、欠肉検査を行う鍛造品Ｆとして、自動車のエンジンのクランクシャフトを製造する場合に限定されることなく、他の製品を製造するための鍛造品を成形する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による鍛造品の欠肉検査方法およびその装置の実施の一形態を説明するために示した概略図である。
【図２】本発明による鍛造品の欠肉検査方法およびその装置の第２の実施の形態を説明するために示した概略図である。
【図３】各成形段階で測定される事項を示した説明図である。
【図４】成形時における鍛造型の開き量が増減するよう変動するのに伴って、鍛造品のバリの厚さや製品部の厚さが変動する状態を示した説明図である。
【図５】補正された製品部の重量に対する欠肉部の大きさを示したグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
Ｆ：鍛造品、  ｆ：素材、  Ｐ：製品部、  Ｂ：バリ、  Ｐｗ：製品部の重量、  ｆｗ：素材の重量、  Ｂｗ：バリの重量、  Ｂｔ：バリの厚さの測定値、  Ｂｓ：バリの厚さの設定値、  Ｐｔ：素材の厚さの測定値、  Ｐｓ：バリの厚さの設定値、  Ｍ：バリの抜き面積、  ｄ：材料の密度、  Ｐｃｏｒ：製品部の補正された重量、  １、２：鍛造型、  １０：欠肉判定手段、  １１：素材重量測定装置、  １２：バリ重量測定装置、  １３：バリ厚さ測定装置、  １４：バリ重量／厚測定装置、  １５：製品部重量測定装置、  １６：製品部厚み測定装置、  １７：製品部重量／厚さ測定装置
【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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