(57)【要約】【課題】転造加工機における転造圧力を定量的に測定して、その変動を視覚化することにより、転造圧力の調整作業を迅速化すると共に、不良品の検出及び除去をより高精度に行うことができる手段を提供することを目的とする。【解決手段】不良品検出装置付き転造加工機１００は、転造加工機２００の本体枠２０１に生じる応力の変動を測定する応力センサ４０１と、該応力センサ４０１の出力の時間変化を転造波形として表示する表示手段４０３と、該転造波形が、予め設定された基準波形の許容誤差範囲内に入っているか否かにより、前記転造加工機２００で製作された完成品の良否を判定する良否判定手段４０６とを具備してなるものである。【選択図】      図１
2004290994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて向かい合って配置された１対のダイスの間の隙間にブランク材が供給され、該ブランク材が前記１対のダイスから所定の転造圧力を受けた状態において、前記１対のダイスが相対運動することにより、前記ブランク材が所望の形状に加工される転造加工機と、該転造加工機における前記転造圧力の異常を検知することにより、前記転造加工機における転造不良の発生を検出する不良品検出装置とを有する不良品検出装置付き転造加工機であって、
前記不良品検出装置は、前記転造加工機の本体枠に固定され、該本体枠に生じる応力の変動を測定する応力センサと、該応力センサの出力の時間変化を転造圧力波形として表示する表示手段と、該転造圧力波形が、予め設定された基準波形の許容誤差範囲内に入っているか否かにより、前記転造加工機で製作された完成品の良否を判定する良否判定手段とを具備してなることを特徴とする不良品検出装置付き転造加工機。
【請求項２】
前記応力センサは、棒状のセンサ部材の長手方向中間部を切り欠いて細くした絞り部に、歪ゲージが貼設されてなるものであることを特徴とする請求項１記載の不良品検出装置付き転造加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブランク材を転造加工する転造加工機に関し、特に、転造圧力の異常を検知することにより、転造不良の発生を検出する不良品検出装置、もしくはそれを備えた転造加工機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、ねじ等の製造には転造加工が多く用いられている。該転造加工は、向かい合って配設された１対のダイスの間にねじの素材であるブランク材を挟み、該ブランク材をダイスで両側から押圧した状態でダイスを相対移動させることにより、ブランク材を所望の形状に塑性変形させるものである。図９は、従来の転造加工機の一例であって、特に、ねじの転造に用いられる転造ねじ製作機８０を示す概略斜視図である。図に示すように、転造ねじ製作機８０は、その位置が固定された固定ダイス８１と、該固定ダイス８１と所定の間隔をおいて向かい合い、前後に往復移動自在に設けられた移動ダイス８２と、固定ダイス８１と移動ダイス８２の間の隙間８３に、ブランク材１を供給するフィーダー８４とを有するものである。
【０００３】
前記固定ダイス８１及び前記移動ダイス８２は、成形すべき形状に刃８５が設けられた加工面８６をそれぞれ有し、それぞれの加工面８６が向かい合うようにして所定の間隔をおいて配設されている。該固定ダイス８１及び移動ダイス８２の間の隙間８３に対して、前記フィーダー８４からブランク材１が供給され、ブランク材１が固定ダイス８１と移動ダイス８２によって両側から押圧された状態において、移動ダイス８２が前方へと移動する。これにより、ブランク材１は、その軸部２が固定ダイス８１及び移動ダイス８２の加工面８６に押圧された状態において、移動ダイス８２の前方への移動に従って前方へと転がり始める。これにより、ブランク材１の軸部２は、固定ダイス８１及び移動ダイス８２の加工面８６に設けられた刃８５の形状に合わせて塑性変形する。これにより、ブランク材１の軸部２にねじ部が形成されてねじ３が製作されるものとなっている。
【０００４】
しかし、転造ねじ製作機８０では、固定ダイス８１と移動ダイス８２の間の隙間８３に対して、フィーダー８４からブランク材１が供給される際に、供給されるべき正確な位置からずれて供給されたり、転造工程中に位置ずれが生じたり、又は不良品のブランク材１が混入したりすること等により、転造不良が発生する場合がある。該転造不良としては、ねじ３の軸部２の上端部にねじ部が形成されないという欠陥を有する所謂浮き上がりや、ねじ３の頭部の裏側面にダイスとの接触による傷があるという欠陥を有する所謂沈み込みや、ねじ３の軸部２の表面に滑った跡がつくという欠陥を有する所謂すべりや、ねじ山にずれが生じ、ねじ部が正確に形成されないという欠陥を有する所謂ピッチずれ等が挙げられる。
【０００５】
以上のような欠陥が単独もしくは複合的に発生することにより不良品のねじ３が製作される確率は、一般に数万本に１本の割合であるが、高い品質管理が要求される今日では、これらの不良品の発生を確実に検知して、除去する必要がある。従って、転造不良の発生を検知して除去するための手段としては、不良品検出装置付き転造加工機が従来提唱されている。図１０は、従来の不良品検出装置付き転造加工機の一例であって、特に、ねじ３の転造に用いられる不良品検出装置付き転造ねじ製作機９０を示す概略平面図である。図に示すように、不良品検出装置付き転造ねじ製作機９０は、固定ダイス９１と固定ダイスホルダ９２の間に、固定ダイス９１が受ける圧力、すなわち転造圧力の変動を測定する圧力検出センサ９３が設けられており、転造工程時における転造圧力の変動を音響信号として取り出して、これを検出波形とするものとなっている。更に、該検出波形から、検出波形の特徴を示す指標である転造指標を算出し、該転造指標を、予め設定された良品範囲の値と比較することにより、ねじ３の良否判定を行っている。これにより、転造不良の発生を検知することが可能となっている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−８７８３７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の不良品検出装置付き転造ねじ製作機９０では、転造圧力の変動を測定するために圧力検出センサ９３を用いているが、該圧力検出センサ９３は、図示しない圧電変換素子を用い、圧力の変動を電圧の振動として検出するものであるために、動的に変動する圧力に対してはその変動を捉えることが可能であるが、静的な圧力である転造圧力に対しては、時間の経過とともにその出力が一定レベルに収束してしまい、その変動を正確に捉えることができない。従って、転造圧力の変動を正確にモニターすることは困難であり、また、検出波形から転造指標を算出するために複雑なソフトウェア処理を行う必要があるという問題がある。
【０００８】
また、圧力検出センサ９３は、圧力の変動を音響、すなわち振動として捉えるものであるために、モータの振動や、転造加工に伴って生じる振動等に影響を受けやすく、また、転造加工に伴って生じる振動は、不良品検出装置付き転造ねじ製作機９０に差す潤滑油の量によっても変化するものであるために、転造圧力の変動のみを正確に測定することが難しいという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、転造加工機における転造圧力を定量的に測定して、その変動を視覚化することにより、転造圧力の調整作業を迅速化すると共に、ますます厳格化するねじ等の品質管理において、不良品の検出及び除去をより高精度に行うことができる手段を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定の間隔をおいて向かい合って配置された１対のダイスの間の隙間にブランク材が供給され、該ブランク材が前記１対のダイスから所定の転造圧力を受けた状態において、前記１対のダイスが相対運動することにより、前記ブランク材が所望の形状に加工される転造加工機と、該転造加工機における前記転造圧力の異常を検知することにより、前記転造加工機における転造不良の発生を検出する不良品検出装置とを有する不良品検出装置付き転造加工機であって、前記不良品検出装置は、前記転造加工機の本体枠に固定され、該本体枠に生じる応力の変動を測定する応力センサと、該応力センサの出力の時間変化を転造圧力波形として表示する表示手段と、該転造圧力波形が、予め設定された基準波形の許容誤差範囲内に入っているか否かにより、前記転造加工機で製作された完成品の良否を判定する良否判定手段とを具備してなるものである。
【００１１】
また、本発明は、前記応力センサが、棒状のセンサ部材の長手方向中間部を切り欠いて細くした絞り部に、歪ゲージが貼設されてなるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る不良品検出装置付き転造加工機について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る不良品検出装置付き転造加工機の一例であって、特に、ねじ３の転造に用いられる不良品検出装置付き転造ねじ製作機１００を示す概略斜視図である。図に示すように、不良品検出装置付き転造ねじ製作機１００は、ブランク材１を転造加工してねじ３を製作する転造ねじ製作機２００と、該転造ねじ製作機２００に対してブランク材１を連続的に供給するフィーダー３００と、転造ねじ製作機２００における転造不良の発生を検知し、転造ねじ製作機２００に対して不良品検出信号を発する不良品検出装置４００とを具備してなるものである。以下、各構成について更に詳細に説明する。
【００１３】
前記転造ねじ製作機２００は、本体枠２０１に固定された固定ダイスホルダ２０２と、該固定ダイスホルダ２０２に取り付けられた固定ダイス２０３と、前後に往復移動自在に設けられた移動ダイスホルダ２０４と、該移動ダイスホルダ２０４に取り付けられた移動ダイス２０５と、図示しないモータによって回転駆動されるギア２０６と、該ギア２０６の回転運動を直線運動へと変換して移動ダイスホルダ２０４に伝達するクランクロッド２０７と、転造圧力を調節するための圧力調整ボルト２０８と、転造されるねじ３のそれぞれについて転造工程の開始を検知して、不良品検出装置４００に対してスタート信号を発するスタートセンサ２０９と、転造工程が終了して落下したねじ３を回収するための完成品回収シュート２１０とを有するものである。
【００１４】
図２は、前記固定ダイス２０３を示す概略斜視図である。固定ダイス２０３は、ダイス鋼等からなり、図に示すように、略直方体の形状を有する固定ダイス２０３の一側面である加工面２１１には、転造すべきねじ３の形状に合わせた刃２１２が設けられており、該刃２１２がブランク材１の軸部２を押圧して塑性変形させることにより転造加工が行われる。また、前記移動ダイス２０５は、固定ダイス２０３よりも長手寸法が若干大きいこと以外は、固定ダイス２０３と同様の材質、構成を有するものである。尚、固定ダイス２０３及び移動ダイス２０５の形状は、本実施形態に限られず、例えば、円筒形の部材の外周面に刃２１２が設けられたものであってもよい。
【００１５】
前記固定ダイスホルダ２０２は、固定ダイス２０３を保持するためのものであって、固定ダイス２０３の形状に合わせて形成された切欠部２１３に対して、固定ダイス２０３を前記加工面２１１が移動ダイス２０５側に向くようにして嵌め合せることにより取り付けるものである。また、固定ダイスホルダ２０２は、転造ねじ製作機２００の本体枠２０１にボルト締めで固定されており、これにより、固定ダイスホルダ２０２に取り付けられた固定ダイス２０３は、その位置が固定されるものとなっている。
【００１６】
前記移動ダイスホルダ２０４は、移動ダイス２０５を保持するためのものであって、移動ダイス２０５の形状に合わせて形成された切欠部２１４に対して、移動ダイス２０５を前記加工面２１１が固定ダイス２０３側に向くようにして嵌め合わせることにより取り付けるものである。また、移動ダイスホルダ２０４は、前記本体枠２０１に設けられたガイド部材２１５に案内されることにより、前記転造ねじ製作機２００の前後方向にスライド可能に設けられている。これにより、移動ダイスホルダ２０４に取り付けられた移動ダイス２０５は、固定ダイス２０３と所定の間隔をおいて、前記転造ねじ製作機２００の前後方向に往復移動自在となっている。また、固定ダイス２０３と移動ダイス２０５の間の隙間２１６の幅は、ブランク材１の軸部２の太さ寸法より若干狭くなるように調節されている。これにより、固定ダイス２０３と移動ダイス２０５の間の隙間２１６に挟持されたブランク材１は、固定ダイス２０３の加工面２１１と移動ダイス２０５の加工面２１１によって左右両側から所定の転造圧力で押圧されるものとなっている。
【００１７】
前記クランクロッド２０７は、前記ギア２０６の回転運動を直線運動に変換して移動ダイスホルダ２０４に伝達するものであり、その一端部はギア２０６に回動自在に取り付けられ、他端部は移動ダイスホルダ２０４のギア２０６側の端部に回動自在に取り付けられている。これにより、移動ダイスホルダ２０４は、ギア２０６の回転に従って、転造ねじ製作機２００の前後方向に往復運動を行うものとなっている。
【００１８】
前記圧力調整ボルト２０８は、転造ねじ製作機２００の転造圧力を調節するためのものであり、前記本体枠２０１を貫通して、一方の端部が転造ねじ製作機２００の外側に突出するとともに、他方の端部が、固定ダイスホルダ２０２の側面に当接している。該圧力調整ボルト２０８は、固定ダイスホルダ２０２を押圧する押圧ボルト２０８ａと、固定ダイスホルダ２０２の位置を固定するための固定ボルト２０２ｂから構成されるものであり、作業者が、押圧ボルト２０８ａの一方の端部を回して該押圧ボルト２０８ａを進めた場合には、押圧ボルト２０８ａの他方の端部が固定ダイスホルダ２０２を押圧する力が増加し、転造圧力、すなわち、ブランク材１が固定ダイス２０３及び移動ダイス２０５から受ける圧力が増加する。これとは逆に、作業者が、押圧ボルト２０８ａを戻した場合には、押圧ボルト２０８ａの他方の端部が固定ダイスホルダ２０２を押圧する力が減少し、転造圧力が低下する。尚、圧力調整ボルト２０８は転造ねじ製作機２００の前後方向に沿って３本設けられているが、もちろんこれに限られず任意の本数だけ設けることが可能である。
【００１９】
前記スタートセンサ２０９は、転造される各ねじ３について転造工程の開始を検知し、これに同期して、不良品検出装置４００による良否判定及び転造圧力波形の表示を開始させるためのものである。本実施形態では、該スタートセンサ２０９として、所謂反射型のフォトセンサを用いている。該フォトセンサは、図に詳細は示さないが、発光素子と受光素子により構成され、発光素子から発せられた光が反射光として受光素子によって検出されるか否かによって、物体の有無を検知するものである。スタートセンサ２０９は、図１に示すように、前記ガイド部材２１５のギア２０６側の端部に設置されており、移動ダイスホルダ２０４の後端２０４ｂが通過したことを検知することによりスタート信号を発し、該スタート信号は、配線４を介して不良品検出装置４００へと送られるものとなっている。なお、本実施形態では反射型のフォトセンサを用いたが、もちろん、透過型のフォトセンサを用いることも可能である。
【００２０】
完成品回収シュート２１０は、転造工程が終了して完成したねじ３を完成品回収容器２１７へと回収するためのものであり、図１に示すように、転造ねじ製作機２００の前面における、前記隙間２１６の下方に設けられ、転造ねじ製作機２００側から完成品回収容器２１７側へと傾斜したものとなっている。これにより、転造工程が終了して完成したねじ３は、固定ダイスホルダ２０２の先端２０２ａの位置まで達すると、固定ダイスホルダ２０２による拘束が解かれて完成品回収シュート２１０の滑落面２１０ａ上へと落下し、該滑落面２１０ａの傾斜に沿って滑り落ちて完成品回収容器２１７へと収容されるものとなっている。
【００２１】
また、完成品回収シュート２１０の長手方向中間部には、不良品排除手段２１８が設けられている。該不良品排除手段２１８は、前記滑落面２１０ａを滑り落ちる完成品の中から、不良品のみを除去するためのものであって、底抜け式に開閉する開閉口２１８ａと、該開閉口２１８ａの動作を制御するコントローラ２１８ｂとを具備してなるものである。コントローラ２１８ｂは配線５を介して不良品検出装置４００に接続され、不良品検出装置４００から発せられた不良品検出信号に基づいて開閉口２１８ａの動作を制御するものとなっている。なお、不良品排除手段２１８は、本実施形態のものに限られず、例えば、図には示さないが、完成品回収シュート２１０を長手方向中間部において二股に分岐させるとともに、滑り落ちてくるねじ３を分岐点においていずれかの方向へと振り分けるシャッタを設け、前記コントローラ２１８ｂによって該シャッタの動作を制御することにより、不良品のみを所定の方向へと振り分けるものとすることも可能である。
【００２２】
前記フィーダー３００は、内部に収容されたブランク材１を外部へと送出して転造ねじ製作機２００に対してブランク材１を順次供給するものであって、図１に示すように、前記転造ねじ製作機２００よりも高い位置に設けられている。これにより、フィーダー３００の送出口３０１から固定ダイスホルダ２０２の後端２０２ｂ近傍へと伸びるガイドレール３０２は、フィーダー３００から固定ダイスホルダ２０２へと向かって傾斜したものとなっている。また、ガイドレール３０２の固定ダイスホルダ２０２側の端部には、突板３０３が設けられており、ガイドレール３０２に沿って滑落してきたブランク材１は、突板３０３によって１本ずつ押し出されて、固定ダイス２０３と移動ダイス２０５の間の隙間２１６に供給されるものとなっている。
【００２３】
前記不良品検出装置４００は、前記転造ねじ製作機２００における転造圧力の異常を検知することにより、転造不良の発生を検知して、前記完成品回収シュート２１０に設けられた不良品排除手段２１８に対して不良品検出信号を発するものである。該不良品検出装置４００は、図１に示すように、転造ねじ製作機２００の本体枠２０１の表面に固定された応力センサ４０１と、チェッカー本体４０２と、該チェッカー本体４０２と配線６を介して接続され、応力センサ４０１の出力の時間変化をスタート信号に同期した転造圧力波形として表示するパーソナルコンピュータ（表示手段）４０３とを備えてなるものである。尚、本実施形態では、表示手段として、チェッカー本体４０２とは別にパーソナルコンピュータ４０３を設置したが、表示手段をチェッカー本体４０２に内蔵させることも可能である。
【００２４】
図３は、不良品検出装置４００の制御を示すブロック図である。図に示すように、不良品検出装置４００のチェッカー本体４０２の内部には、応力センサ４０１から出力されるアナログ信号を増幅する増幅器４０４と、増幅されたアナログ信号をデジタル信号へと変換するＡ／Ｄ変換回路４０５と、Ａ／Ｄ変換回路４０５から入力されたデジタル信号に基づいて、転造ねじ製作機２００で製作されたねじ３の良否判定を行うＣＰＵ回路（良否判定手段）４０６が設けられている。
【００２５】
前記応力センサ４０１は、転造ねじ製作機２００の本体枠２０１における固定ダイス２０３側の側面にボルト締めで固定され、転造工程中に前記本体枠２０１に生じる応力を測定するためのものであり、その出力信号は配線７を介してチェッカー本体４０２へと送られるものとなっている。図４は、転造工程中における本体枠２０１の変形を説明するための模式図である。図に示すように、本体枠２０１には、ブランク材１が受ける転造圧力Ｐの反作用として転造圧力Ｐとは逆向きの力Ｆが作用し、且つ、本体枠２０１の下端部２０１ａは、硬く変形しにくい台座２１９に固定されているために、本体枠２０１にはその下端部２０１ａを支点とした曲げが生じ、本体枠２０１と一体化された応力センサ４０１のセンサ部材４０７も、本体枠２０１の変形に従って変形する。この時センサ部材４０７の内部に発生する曲げ応力が応力センサ４０１によって測定される。尚、応力センサ４０１を固定する位置は、固定ダイス２０３側の側面に限られず、本体枠２０１の表面における任意の位置とすることが可能である。
【００２６】
図５は、応力センサ４０１について拡大した概略斜視図であり、図に示すように、応力センサ４０１には、略矩形の平板であるセンサ部材４０７の長手方向略中央部を両側から切り欠いて細くすることにより絞り部４０８が形成されている。これにより、センサ部材４０７が外力を受けて変形し、その内部に応力が発生した時に、絞り部４０８において応力集中が発生するために、転造圧力Ｐの微小な変化であっても大きな応力変化として検出することが可能となっている。尚、センサ部材４０７の形状は適宜設計変更が可能であり、例えば、円柱形状のセンサ部材４０７の長手方向中間部を切り欠いて絞り部４０８を形成したものであってもよい。
【００２７】
前記絞り部４０８には、図５に示すように、その表面４０９に４枚の歪ゲージ４１０が、また、裏面４１１にも同様に４枚の歪ゲージ４１２がそれぞれ貼設されており、該歪ゲージ４１０及び歪ゲージ４１２により、図示しないブリッジ回路が構成されている。ここで、図４に示すように、センサ部材４０７に変形が生じた場合、センサ部材４０７の表面４０９では圧縮が発生することにより、該表面４０９に貼設された各歪ゲージ４１０には圧縮歪が発生して抵抗が減少する。一方、センサ部材４０７の裏面４１１では引張が発生することにより、裏面４１１に貼設された４枚の歪ゲージ４１２には引張歪が発生して抵抗が増加する。尚、図４における（＋）は、センサ部材４０７の表面４０９に引張歪が発生したことを、（−）は、センサ部材４０７の裏面４１１に圧縮歪が発生したことを示している。この時、前記ブリッジ回路のバランスが崩れ、不平衡電圧として出力電圧が検出されるものとなっている。また、センサ部材４０７に８枚の歪ゲージ４１０，４１２を貼設したことにより、歪ゲージを１枚貼設した場合に比べて８倍の出力電圧を得ることができ、転造圧力Ｐの微小な変化であっても、大きな応力変化として検出することが可能となっている。尚、貼設する歪ゲージの個数は、もちろん８個に限られず、任意の個数とすることが可能である。
【００２８】
前記ＣＰＵ回路４０６は、転造ねじ製作機２００において製作される各ねじ３について、転造工程中における前記応力センサ４０１の出力の変動を監視することにより、該ねじ３が良品か不良品かを判定するものである。より詳細に説明するに、不良品検出装置４００には、転造工程開始時から所定時間経過後に応力センサ４０１の出力が取り得る上限値及び下限値が予め記憶されており、ＣＰＵ回路４０６は、転造工程開始時から所定時間経過後の応力センサ４０１の出力と、前記上限値及び下限値とを比較して、応力センサ４０１の出力が上限値と下限値の間に入っている場合は良品が製作されたものと判定する。一方、応力センサ４０１の出力が、上限値と下限値の間に入っていない部分を検出した場合は、不良品が製作されたものと判定して、前記不良品排除手段２１８のコントローラ２１８ｂに対して不良品検出信号を発するとともに、チェッカー本体４０２にある転造不良ランプ４０２ａを点灯させ、転造不良が発生したことを作業者に知らせるものとなっている。以上のようにして判定を行うのは、ねじ３の転造工程において、浮き上がり、沈み込み、すべり、及びピッチずれ等の転造不良が発生した場合には、いずれの場合にも、転造圧力波形が基準波形に対して大幅に相違したものとなることに基づいたものである。
【００２９】
以下、ＣＰＵ回路４０６による前記良否判定に用いられる前記上限値及び下限値の設定手順について説明する。該上限値及び下限値は、転造ねじ製作機２００において良品が製作される状態における転造圧力波形を基準波形とし、該基準波形に対して許容誤差範囲を任意に設定することにより決定されるものである。まず作業者は、パーソナルコンピュータ４０３に転造圧力波形を表示させながら、転造ねじ製作機２００をテストモードで運転して数十個のねじ３を製作する。製作されたねじ３について、ねじ用限界ゲージ等を用いて検査を行い、その出来具合に応じて、前記圧力調整ボルト２０８を適宜調節して転造圧力Ｐを適切に設定する。その結果、良品のねじ３が製作される状態となったと作業者が判断した場合、作業者は、チェッカー本体４０２にあるティーチングボタン４０２ｂを押下する。これにより、その時点においてパーソナルコンピュータ４０３に表示された転造圧力波形が、基準波形候補として記憶される。以上の作業を数回繰り返して、記憶された数点の基準波形候補について平均化を行うことにより、基準波形が決定される。図６は、本実施形態に係る基準波形の一例を示す図であり、該基準波形は、縦軸に応力を、横軸に時間をとって、応力センサ４０１の出力について転造工程開始時からの時間変化を示したものである。
【００３０】
次に、作業者は、基準波形に対して許容できる誤差範囲を、例えば、＋−２％というように適宜決定し、前記チェッカー本体４０２の誤差入力部４０２ｃから入力する。図６に示す一点鎖線は、基準波形に対して設定された許容誤差範囲を示したものである。これにより、転造工程の開始時から所定時間経過後において、応力センサ４０１の出力が取り得る上限値及び下限値がＣＰＵ回路４０６によって算出される。ＣＰＵ回路４０６は、この上限値及び下限値を用いて前記良否判定を行う。尚、前記良否判定は、ＣＰＵ回路４０６により、転造圧力波形の形状を基準波形の形状と照合することにより行うものとしてもよい。また、図における点Ａは転造圧力波形の表示が開始される時間、すなわち、移動ダイス２０５がブランク材１に喰い付いた時間を示しており、前記ＣＰＵ回路４０６は、スタートセンサ２０９からスタート信号を受けてから、点Ａまでの時間をチェックすることにより、移動ダイス２０５による均質ない喰い付きが行われているかどうかをチェックしている。
【００３１】
また、チェッカー本体４０２には、転造ねじ製作機２００で製作されたねじ３の本数を表示するカウンタ４０２ｄや、各ねじ３の転造工程について応力センサ４０１の出力のピーク値を表示するピーク値表示部４０２ｅが設けられており、ＣＰＵ回路４０６によってその動作が制御されている。
【００３２】
以下、不良品検出装置４００による不良品検出について説明する。図７及び図８は、転造工程の流れを説明するための図であり、転造ねじ製作機２００の固定ダイス２０３及び移動ダイス２０５の近傍について示した概略平面図である。図７（ａ）は、転造工程の開始時であって、移動ダイス２０５の先端２０５ａが固定ダイス２０３の後端２０３ｂの位置にあり、ガイドレール３０２を滑り落ちてきたブランク材１が突板３０３に押し出されて固定ダイス２０３と移動ダイス２０５の間の隙間２１６へと供給された状態を示している。この状態から、ギア２０６の回転に伴って移動ダイスホルダ２０４が前方へと移動し、移動ダイス２０５の先端２０５ａがブランク材１に喰い付くことにより転造工程が開始される。これに伴って、ブランク材１には転造圧力Ｐが作用し始めると同時に、転造ねじ製作機２００の本体枠２０１には変形が生じ、応力センサ４０１には出力電圧が生じ始める。また、この時、スタートセンサ２０９が移動ダイスホルダ２０４の後端２０４ｂを検知して、不良品検出装置４００に対してスタート信号を発することにより、不良品検出装置４００では、応力センサ４０１の出力に基づいてＣＰＵ回路４０６による良否判定が開始されるとともに、パーソナルコンピュータ４０３では、スタート信号に同期した転造圧力波形の表示が開始される。
【００３３】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す状態から、移動ダイスホルダ２０４が前方へと移動し、ブランク材１が移動ダイス２０５の先端２０５ａまで達して転造工程が終了した状態を示している。図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態に至るまでの間、ブランク材１は、所定の転造圧力Ｐで固定ダイス２０３の加工面２１１及び移動ダイス２０５の加工面２１１に押圧されながら、移動ダイス２０５の移動に従って前方へと転がることにより、その軸部３にねじ部が形成される。一方、不良品検出装置４００では、転造ねじ製作機２００が図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態に至るまでの間、パーソナルコンピュータ４０３に転造圧力波形が表示されるとともに、ＣＰＵ回路４０６による良否判定が行われ、不良品が検出された場合には、前記不良品排除手段２１８のコントローラ２１８ｂに対して不良品検出信号が発せられる。これに従って、コントローラ２１８ｂの制御を受けた開閉口２１８ａが底抜け式に下方へと開き、不良品が開閉口２１８ａから落下して除去される。
【００３４】
図８（ａ）は、図７（ｂ）に示す状態から、移動ダイスホルダ２０４が更に前方へと移動して、ねじ３が固定ダイスホルダ２０２の先端２０２ａにまで達した状態を示している。この状態から、移動ダイスホルダ２０４が更に前方へと移動することにより、ねじ３は固定ダイスホルダ２０２による拘束が解かれて下方へと落下し、完成品回収シュート２１０の滑落面２１０ａ上を滑り落ちて、完成品回収容器２１７へと収容される。ここで、ねじ３が落下することにより転造圧力Ｐは０となり、転造ねじ製作機２００の本体枠２０１に作用する力の大きさも０となるために、本体枠２０１は変形が生じる前の形状へと戻り、応力センサ４０１には出力電圧が生じないものとなる。また、図７（ｂ）の状態から図８（ａ）の状態に至るまでの間も、不良品検出装置４００では、応力センサ４０１の出力値に基づいてＣＰＵ回路４０６による前記良否判定が行われるとともに、パーソナルコンピュータ４０３には転造圧力波形が表示される。
【００３５】
その後、移動ダイスホルダ２０４は後方への移動を開始する。図８（ｂ）は、移動ダイスホルダ２０４が後方へと移動している状態を示す図であり、この時、前述のようにねじ３は既に落下しており、応力センサ４０１から出力電圧は生じないために、不良品検出装置４００はスタートセンサ２０９から次のスタート信号が発せられるのを待機した状態である。その後、移動ダイスホルダ２０４は更に後方へと移動して、図７（ａ）に示す転造工程開始時の位置へと戻り、固定ダイス２０３と移動ダイス２０５の間の隙間２１６に新たなブランク材１が供給された上で、次の転造工程が開始される。また、この時、スタートセンサ２０９が移動ダイスホルダ２０４の後端２０４ｂを検知して、不良品検出装置４００に対してスタート信号を発し、これにより、不良品検出装置４００では、次の転造工程が開始されたものとして、ＣＰＵ回路４０６による良否判定が新たに開始されるとともに、パーソナルコンピュータ４０３には、次の転造工程について転造圧力波形の表示が開始される。以上のような動作を繰り返すことにより、転造ねじ製作機２００においてねじ３を順次製作し、製作されたねじ３の中から、不良品のみを選別して除去することが可能となっている。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る不良品検出装置付き転造加工機によれば、転造加工機における転造圧力の変動を監視して転造圧力の異常を検知するために、転造加工機の本体枠の表面に応力センサを固定して、転造圧力の反作用として本体枠に生じる応力の変動を測定したことにより、静的な圧力である転造圧力であっても、その変動を正確に検出することができる。また、応力センサで機械的な変位量のみを測定することにより、固定ダイスや移動ダイスに差す潤滑油の量、モータの振動、その他のノイズ等に影響を受けることなく、転造圧力の変動を正確に測定し、転造圧力波形として視覚化することができる。これにより、転造不良の発生を高い精度で検出することができる。
【００３７】
また、前記応力センサを、変形の生じやすい本体枠の表面に固定して、転造圧力の変動を、本体枠に生じる応力の変動として測定したことにより、転造圧力の微小な変化であっても、大きな応力変化として検出することができる。
【００３８】
また、応力センサの出力をスタート信号に同期した転造圧力波形として表示し、該転造圧力波形が、予め設定された基準波形の許容誤差範囲内に入っているか否かによって製作されたねじの良否判定を行うことにより、容易且つ安価なコストで製品の不良率を低下させることができる。
【００３９】
また、前記応力センサは、棒状のセンサ部材の長手方向中間部を切り欠いて細くした絞り部に、歪ゲージが貼設されてなるものであるために、該絞り部において応力集中が発生し、微小な転造圧力の変化でも、大きな応力変化として検出することができる。
【００４０】
また、転造加工機の側面にセンサを取り付けたことにより、取り付けが容易に行え、作業者が頻繁に操作する場所を避けたことにより作業の邪魔にならない。また、切削油がかからないために、センサの長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る不良品検出装置付き転造ねじ製作機１００を示す概略斜視図。
【図２】固定ダイス２０３を示す概略斜視図。
【図３】本発明の実施形態に係る不良品検出装置付き転造ねじ製作機１００の制御を示すブロック図。
【図４】転造工程中における本体枠２０１の変形を説明するための模式図。
【図５】本発明の実施形態に係る応力センサ４０１を示す概略斜視図。
【図６】本発明の実施形態に係る基準波形の一例を示す図。
【図７】本発明の実施形態に係る転造工程の流れを説明するための説明図。
【図８】本発明の実施形態に係る転造工程の流れを説明するための説明図。
【図９】従来例に係る転造ねじ製作機８０を示す概略斜視図。
【図１０】従来例に係る不良品検出装置付き転造ねじ製作機９０を示す概略平面図。
【符号の説明】
１  ブランク材
１００  不良品検出装置付き転造ねじ製作機
２００  転造ねじ製作機（転造加工機）
２０１  本体枠
２０３  固定ダイス（１対のダイス）
２０５  移動ダイス（１対のダイス）
２１６  隙間
４００  不良品検出装置
４０１  応力センサ
４０３  パーソナルコンピュータ（表示手段）
４０６  ＣＰＵ回路（良否判定手段）
４０７  センサ部材
４０８  絞り部
４１０，４１２  歪ゲージ
Ｐ  転造圧力
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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