(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス型の成形部にて被加工素材を成形加工する際に生じるアコースティック・エミッションに基づいて放出される弾性波を、前記プレス型の内部に該プレス型と直接接触しないように挿通され、ＡＥセンサと前記被加工素材との双方に少なくとも一部で接触する、継ぎ目の無い一体成形物であってその外周面が両端面を除き角のない滑らかな形状に形成された弾性波伝達部材を介して、前記ＡＥセンサにより検出して電気的信号に変換し、前記弾性波の大きさを電圧値の経時変化として表したＡＥ波形を得て、該ＡＥ波形の積分値であるＡＥエネルギー値を算出するステップ１と、
前記ＡＥエネルギー値と予め設定された基準値とを比較演算した結果に基づいて、ＡＥエネルギー異常の有無を判定するステップ２と、
前記ステップ２において、ＡＥエネルギー異常有りと判定された場合に、
被加工素材の端部の変位を検出して前記成形部への素材流入量を計測するステップ３と、
前記素材流入量と予め設定された基準値とを比較演算した結果に基づいて、プレス不良の有無を判定するステップ４とを、
備えたプレス不良検出方法。
【請求項２】
プレス型の成形部にて被加工素材を成形加工する際に生じるアコースティック・エミッションに基づいて放出される弾性波を、前記プレス型の内部に該プレス型と直接接触しないように挿通され、ＡＥセンサと前記被加工素材との双方に少なくとも一部で接触し、ＡＥセンサに接触する面積よりも、被加工素材に接触する面積が大きくなるように、該被加工素材との接触面に向かって拡がる断面形状を有する、弾性波伝達部材を介して、前記ＡＥセンサにより検出して電気的信号に変換し、前記弾性波の大きさを電圧値の経時変化として表したＡＥ波形を得て、該ＡＥ波形の積分値であるＡＥエネルギー値を算出するステップ１と、
前記ＡＥエネルギー値と予め設定された基準値とを比較演算した結果に基づいて、ＡＥエネルギー異常の有無を判定するステップ２と、
前記ステップ２において、ＡＥエネルギー異常有りと判定された場合に、
被加工素材の端部の変位を検出して前記成形部への素材流入量を計測するステップ３と、
前記素材流入量と予め設定された基準値とを比較演算した結果に基づいて、プレス不良の有無を判定するステップ４とを、
備えたプレス不良検出方法。
【請求項３】
前記プレス不良検出方法において、
ＡＥエネルギー異常無しと判定された場合に、前記ＡＥ波形における異常波形を検出し、該異常波形の有無に基づいて、プレス不良の有無を判定することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のプレス不良検出方法。
【請求項４】
前記プレス不良検出方法において、
プレス不良有りと判定された場合に、前記被加工素材が成形されて成るプレス品の一方の面に検査光を投光し、他方の面へ透過する前記検査光を検出して、
プレス品の割れを検出することを特徴とする、請求項１から請求項３の何れか１項に記載のプレス不良検出方法。
【請求項５】
前記プレス不良検出方法において、
プレス不良有りと判定された場合に、前記被加工素材が成形されて成るプレス品の所定範囲を加熱し、当該所定範囲の冷却過程における温度変化を検出し、この温度変化と所定の基準値とを比較演算した結果に基づいて、
プレス品のくびれを検出することを特徴とする、請求項１から請求項３の何れか１項に記載のプレス不良検出方法。
【請求項６】
プレス不良を検出するためのプレス不良検出装置であって、
プレス型の成形部にて被加工素材を成形加工する際に生じるアコースティック・エミッションに基づいて放出される弾性波を検出するＡＥセンサと、
前記プレス型の内部に該プレス型と直接接触しないように挿通され、前記ＡＥセンサと前記被加工素材との双方に少なくとも一部で接触する、継ぎ目の無い一体成形物であってその外周面が両端面を除き角のない滑らかな形状に形成された、弾性波伝達部材と、
前記弾性波を電気的信号に変換し、該弾性波の大きさを電圧値の経時変化として表したＡＥ波形を得て、該ＡＥ波形の積分値であるＡＥエネルギー値を算出するＡＥ計測手段と、
前記ＡＥエネルギー値と予め設定された基準値との比較演算結果に基づいて、ＡＥエネルギー異常の有無を判定するエネルギー異常判定手段と、
前記エネルギー異常判定手段にてＡＥエネルギー異常有りと判定された場合に、成形加工中の被加工素材の端部の変位を検出する変位センサと、
前記変位センサの検出信号に基づいて前記成形部への素材流入量を計測する素材流入量計測手段と、
前記素材流入量と予め設定された基準値との比較演算結果に基づいて、プレス不良発生の有無を判定する判定手段とを、
備えることを特徴とするプレス不良検出装置。
【請求項７】
プレス不良を検出するためのプレス不良検出装置であって、
プレス型の成形部にて被加工素材を成形加工する際に生じるアコースティック・エミッションに基づいて放出される弾性波を検出するＡＥセンサと、
前記プレス型の内部に該プレス型と直接接触しないように挿通され、前記ＡＥセンサと前記被加工素材との双方に少なくとも一部で接触し、ＡＥセンサに接触する面積よりも、被加工素材に接触する面積が大きくなるように、該被加工素材との接触面に向かって拡がる断面形状を有する、弾性波伝達部材と、
前記弾性波を電気的信号に変換し、該弾性波の大きさを電圧値の経時変化として表したＡＥ波形を得て、該ＡＥ波形の積分値であるＡＥエネルギー値を算出するＡＥ計測手段と、
前記ＡＥエネルギー値と予め設定された基準値との比較演算結果に基づいて、ＡＥエネルギー異常の有無を判定するエネルギー異常判定手段と、
前記エネルギー異常判定手段にてＡＥエネルギー異常有りと判定された場合に、成形加工中の被加工素材の端部の変位を検出する変位センサと、
前記変位センサの検出信号に基づいて前記成形部への素材流入量を計測する素材流入量計測手段と、
前記素材流入量と予め設定された基準値との比較演算結果に基づいて、プレス不良発生の有無を判定する判定手段とを、
備えることを特徴とするプレス不良検出装置。
【請求項８】
前記弾性波伝達部材は、ＡＥセンサに接触する面積よりも、被加工素材に接触する面積が大きくなるように、該被加工素材との接触面に向かって拡がる断面形状を有することを特徴とする、請求項６に記載のプレス不良検出装置。
【請求項９】
前記弾性波伝達部材を、プレス型に防振部材を介して固定し、
前記防振部材は、プレス型に接触する面積に対して、弾性波伝達部材に接触する面積が小さくなるように、略円錐形、略円錐台形、略角錐形又は略角錐台形のいずれかの形状を有することを特徴とする、請求項６から請求項８の何れか１項に記載のプレス不良検出装置。
【請求項１０】
前記プレス不良検出装置に、
前記ＡＥ波形における異常波形を検出し、該異常波形の有無に基づいて、プレス不良発生の有無を判定する波形異常判定手段を、
さらに備えることを特徴とする、請求項６から請求項９の何れか１項に記載のプレス不良検出装置
【請求項１１】
請求項６から請求項１０の何れか１項に記載のプレス不良検出装置を備えた、プレス成形加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形加工にて得られるプレス品において、被加工素材を成形加工する際に生じる割れやくびれ等のプレス不良を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス成形加工において、被加工素材を成形加工する際に該被加工素材に生じる割れやくびれ等のプレス不良は、真因追求や、再発防止対策が実現できていない課題の一つである。
プレス成形加工は、一秒に数枚程度の処理速度で行われるため、この非常に短い加工時間の現象を正確に捉えることは非常に難しく、不具合が発生したときに、どのような不具合が、何を原因として発生したのかという情報を、瞬時に得ることは難しい。
【０００３】
プレス成形加工のなかでも、絞り成形加工において特にプレス不良が多発する。絞り成形加工は、被加工素材に引っ張り力を加えながら該被加工素材をポンチでダイに型押しして、ポンチ・ダイに沿った形状のプレス品を得る成形加工である。
【０００４】
成形加工時において、被加工素材が塑性変形や破壊する際に，被加工素材内にひずみの形で蓄えられていたエネルギーが弾性波（音波）の形で放出される現象（アコースティック・エミッション）が生じる。以下、アコースティック・エミッションにより発生する弾性波を『ＡＥ波』と記載する。
特に、成形加工時に被加工素材に割れが発生すると、通常よりも高レベルのエネルギーが放出される。よって、成形加工時にＡＥ波を検出することによって、被加工素材の割れを検出することが可能である。
【０００５】
そこで、特許文献１では、成形加工時に被加工素材に割れが発生した場合に、放出される高レベルのエネルギー（異常信号）をリアルタイムで検出し、割れ発生の有無の判定を行うために、被加工素材からの加工割れ状態を検出するアコースティック・エミッションセンサ（以下、ＡＥセンサと記載する）などの割れ発生検出手段を内蔵したプレス成形加工装置が提案されている。
【０００６】
上記特許文献１に記載の技術のように、ＡＥセンサなどの割れ発生検出手段を備えることによって、成形加工時にインラインでリアルタイムに全ての被加工素材に対してプレス
不良発生の有無の判定を行うことが理論的に可能となる。
しかし、上記ＡＥセンサを用いた被加工素材の割れの検出は、比較的小さく形状の単純な製品を成形加工する際には容易に適用することができるが、特に、車輌部品など、巨大な製品においては、被加工素材である鋼板が大きく、また、製品形状が複雑であるため、割れ検出のために取得したＡＥセンサの検出信号の評価や解析が難しく、実用化が困難となっていた。
【０００７】
一方で、割れ、くびれ、減肉等のプレス不良の発生と、プレス成形加工装置のプレス成形部への被加工素材の流入量とが関係することが分かっている。プレス成形加工装置のプレス成形部への被加工素材の流入量が少なければ、割れが発生し易い程度に異常な薄肉部が、プレス品に生じるからである。プレス成形加工装置のプレス成形部にセットされる被加工素材の量は、予め略一定量に調製されたものであるので、プレス成形部への被加工素材の流入量が少ない場合には、例えば、図１７に示すように、プレス品９Ａの周囲に多くの被加工素材９が残り、次工程で切除するスクラップ部９ｃの量が増大することとなる。
【特許文献１】特開平４−７５８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明では、プレス成形加工において、プレス品の大小形状に拘わらず、成形加工時の被加工素材に割れやくびれ等のプレス不良が発生したことを、成形加工時に確実に検出することのできる、プレス不良検出方法、プレス不良検出装置、及びプレス成形加工装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、プレス型の成形部にて被加工素材を成形加工する際に生じるアコースティック・エミッションに基づいて放出される弾性波を、前記プレス型の内部に該プレス型と直接接触しないように挿通され、ＡＥセンサと前記被加工素材との双方に少なくとも一部で接触する、継ぎ目の無い一体成形物であってその外周面が両端面を除き角のない滑らかな形状に形成された弾性波伝達部材を介して、前記ＡＥセンサにより検出して電気的信号に変換し、前記弾性波の大きさを電圧値の経時変化として表したＡＥ波形を得て、該ＡＥ波形の積分値であるＡＥエネルギー値を算出するステップ１と、前記ＡＥエネルギー値と予め設定された基準値とを比較演算した結果に基づいて、ＡＥエネルギー異常の有無を判定するステップ２と、前記ステップ２において、ＡＥエネルギー異常有りと判定された場合に、被加工素材の端部の変位を検出して前記成形部への素材流入量を計測するステップ３と、前記素材流入量と予め設定された基準値とを比較演算した結果に基づいて、プレス不良の有無を判定するステップ４とを、備えたものである。
【００１１】
請求項２においては、プレス型の成形部にて被加工素材を成形加工する際に生じるアコースティック・エミッションに基づいて放出される弾性波を、前記プレス型の内部に該プレス型と直接接触しないように挿通され、ＡＥセンサと前記被加工素材との双方に少なくとも一部で接触し、ＡＥセンサに接触する面積よりも、被加工素材に接触する面積が大きくなるように、該被加工素材との接触面に向かって拡がる断面形状を有する、弾性波伝達部材を介して、前記ＡＥセンサにより検出して電気的信号に変換し、前記弾性波の大きさを電圧値の経時変化として表したＡＥ波形を得て、該ＡＥ波形の積分値であるＡＥエネルギー値を算出するステップ１と、前記ＡＥエネルギー値と予め設定された基準値とを比較演算した結果に基づいて、ＡＥエネルギー異常の有無を判定するステップ２と、前記ステップ２において、ＡＥエネルギー異常有りと判定された場合に、被加工素材の端部の変位を検出して前記成形部への素材流入量を計測するステップ３と、前記素材流入量と予め設定された基準値とを比較演算した結果に基づいて、プレス不良の有無を判定するステップ４とを、備えたものである。
【００１２】
請求項３においては、前記プレス不良検出方法において、ＡＥエネルギー異常無しと判定された場合に、前記ＡＥ波形における異常波形を検出し、該異常波形の有無に基づいて、プレス不良の有無を判定するものである。
【００１３】
請求項４においては、前記プレス不良検出方法において、プレス不良有りと判定された場合に、前記被加工素材が成形されて成るプレス品の一方の面に検査光を投光し、他方の面へ透過する前記検査光を検出して、プレス品の割れを検出するものである。
【００１４】
請求項５においては、前記プレス不良検出方法において、プレス不良有りと判定された場合に、前記被加工素材が成形されて成るプレス品の所定範囲を加熱し、当該所定範囲の冷却過程における温度変化を検出し、この温度変化と所定の基準値とを比較演算した結果に基づいて、プレス品のくびれを検出するものである。
【００１５】
請求項６においては、プレス不良を検出するためのプレス不良検出装置であって、プレス型の成形部にて被加工素材を成形加工する際に生じるアコースティック・エミッションに基づいて放出される弾性波を検出するＡＥセンサと、前記プレス型の内部に該プレス型と直接接触しないように挿通され、前記ＡＥセンサと前記被加工素材との双方に少なくとも一部で接触する、継ぎ目の無い一体成形物であってその外周面が両端面を除き角のない滑らかな形状に形成された、弾性波伝達部材と、前記弾性波を電気的信号に変換し、該弾性波の大きさを電圧値の経時変化として表したＡＥ波形を得て、該ＡＥ波形の積分値であるＡＥエネルギー値を算出するＡＥ計測手段と、前記ＡＥエネルギー値と予め設定された基準値との比較演算結果に基づいて、ＡＥエネルギー異常の有無を判定するエネルギー異常判定手段と、前記エネルギー異常判定手段にてＡＥエネルギー異常有りと判定された場合に、成形加工中の被加工素材の端部の変位を検出する変位センサと、前記変位センサの検出信号に基づいて前記成形部への素材流入量を計測する素材流入量計測手段と、前記素材流入量と予め設定された基準値との比較演算結果に基づいて、プレス不良発生の有無を判定する判定手段とを、備えるものである。
【００１６】
請求項７においては、プレス不良を検出するためのプレス不良検出装置であって、プレス型の成形部にて被加工素材を成形加工する際に生じるアコースティック・エミッションに基づいて放出される弾性波を検出するＡＥセンサと、前記プレス型の内部に該プレス型と直接接触しないように挿通され、前記ＡＥセンサと前記被加工素材との双方に少なくとも一部で接触し、ＡＥセンサに接触する面積よりも、被加工素材に接触する面積が大きくなるように、該被加工素材との接触面に向かって拡がる断面形状を有する、弾性波伝達部材と、前記弾性波を電気的信号に変換し、該弾性波の大きさを電圧値の経時変化として表したＡＥ波形を得て、該ＡＥ波形の積分値であるＡＥエネルギー値を算出するＡＥ計測手段と、前記ＡＥエネルギー値と予め設定された基準値との比較演算結果に基づいて、ＡＥエネルギー異常の有無を判定するエネルギー異常判定手段と、前記エネルギー異常判定手段にてＡＥエネルギー異常有りと判定された場合に、成形加工中の被加工素材の端部の変位を検出する変位センサと、前記変位センサの検出信号に基づいて前記成形部への素材流入量を計測する素材流入量計測手段と、前記素材流入量と予め設定された基準値との比較演算結果に基づいて、プレス不良発生の有無を判定する判定手段とを、備えるものである。
【００１７】
請求項８においては、前記弾性波伝達部材は、ＡＥセンサに接触する面積よりも、被加工素材に接触する面積が大きくなるように、該被加工素材との接触面に向かって拡がる断面形状を有するものである。
【００１８】
請求項９においては、前記弾性波伝達部材を、プレス型に防振部材を介して固定し、前記防振部材は、プレス型に接触する面積に対して、弾性波伝達部材に接触する面積が小さくなるように、略円錐形、略円錐台形、略角錐形又は略角錐台形のいずれかの形状を有するものである。
【００１９】
請求項１０においては、前記プレス不良検出装置に、前記ＡＥ波形における異常波形を検出し、該異常波形の有無に基づいて、プレス不良発生の有無を判定する波形異常判定手段を、さらに備えるものである。
【００２０】
請求項１１においては、請求項６から請求項１０の何れか１項に記載のプレス不良検出装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２２】
本発明によれば、素材流入量を、ＡＥエネルギー値と、被加工素材の端部の変位の、双方の値に基づいて総合的に評価・判断するので、製品形状の大小や複雑さに関係なく、複雑な評価手法や解析手法を用いずに、割れ、くびれ又は減肉によるプレス不良を、確実に検出することができる。
そして、完全な良品と、プレス不良可能性の高い部品とを識別することができるので、大幅な検査工数の削減が可能となり、検査員の見落としによる、プレス不良製品の流出防止を実現できる。
また、被加工素材の端部の変位の検出は、ＡＥエネルギー値の異常を検出したときのみ行われるので、測定データ量を無用に増大させることなく、効率的なプレス不良の検出を行うことができる。
さらに、素材流入量の変化に起因するＡＥエネルギーの増大によっては判断することのできない、異物混入やプレス成形加工装置自体の異常などの突発的なプレス不良を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明は、成形加工時に発生するアコースティック・エミッションを利用して、割れやくびれ等のプレス不良を成形加工時に検出する技術である。
そこで、以下に示す実施例では、プレス不良検出方法と、この方法を実施するプレス成形加工装置について説明する。また、プレス不良を検出した場合に、そのプレス不良を特定する方法についても説明する。
【００２４】
ここで、『ＡＥ（アコースティック・エミッション）』とは、亀裂の発生や伸展などといった被加工素材の破壊に伴って、被加工素材内にひずみの形で蓄えられていたエネルギーが振動や音波などの弾性波（音波）の形で放出される現象のことをいう。
そして、このＡＥにより生じる弾性波を『ＡＥ波』と記載する。
【実施例１】
【００２５】
まず、本発明の実施例１について説明する。
図１は本発明の実施例１に係るプレス成形加工装置の全体的な構成を示す図、図２はプレス成形加工装置の制御ブロック図、図３はプレス成形加工装置における成形加工の流れ図である。図４は計測されるＡＥ波形を説明する図、図５は計測されるＡＥ波形の一例を示す図、図６はＡＥエネルギーにより良品とグレー品とを識別した例を示す図、図１７は被加工素材とプレス品の一例を示す図である。
【００２６】
図１及び図２に示すように、本実施例に係るプレス成形加工装置１０は、主に、ダイス２０と、ダイホルダ２１と、ポンチ２２と、押圧板２４と、ポンチホルダ２５と、駆動装置４０と、演算制御装置２８等で構成される。さらに、プレス成形加工装置１０には、アコースティック・エミッションセンサ３１（以下、『ＡＥセンサ３１』と記載する）と、変位センサ３２、演算制御装置２８等で成るプレス不良検出装置が備えられる。
【００２７】
前記ダイス２０は、ダイホルダ２１に保持される。ダイス２０は、被加工素材９を成形するためのプレス型であり、ダイス２０とポンチ２２と押圧板２４により、被加工素材９が成形されるプレス成形部が形成される。
前記ポンチ２２は、球頭形状の成形工具であり、ポンチホルダ２５に保持され、ダイス２０に対して離接する方向に移動することができる。
【００２８】
また、押圧板２４は、前記ポンチ２２の外周側に設けられ、被加工素材９の周縁部をダイス２０との間で押さえ込むものである。押圧板２４は、ダイス２０に対して離接する方向に移動可能であって、且つ、ポンチ２２及びポンチホルダ２５に対して相対的に変位可能に構成される。
【００２９】
前記駆動装置４０は、駆動手段としての油圧シリンダ４１、シリンダロッド４２、押出板４３、押出棒４４等で構成される。
油圧シリンダ４１にて伸縮駆動されるシリンダロッド４２の端部には、押出棒４４を備えた押出板４３が固設される。押出棒４４はポンチホルダ２５に遊挿されており、該押出棒４４の押出板４３側端部と反対側の端部には押圧板２４が固設される。さらに、押出棒４４のポンチホルダ２５と押圧板２４との間にはバネ４５が外嵌される。
【００３０】
従って、前記押圧板２４は、シリンダロッド４２の伸長に伴って押出棒４４に押し出されて、ダイス２０に対して近接する方向に移動する。
また、シリンダロッド４２の伸長に伴って、前記押出板４３によってポンチホルダ２５が押し出され、ポンチ２２がダイス２０に対して近接する方向に移動する。
なお、ポンチ２２と押圧板２４とは略同時に被加工素材９に当接するが、押出棒４４に外嵌されたバネ４５により、押圧板２４とダイス２０との間で被加工素材９が挟持されたのちは、ポンチ２２のみがダイス２０に近接する方向に移動して、被加工素材９を型押しする。
【００３１】
〔ＡＥセンサ３１〕
前記ポンチホルダ２５は、ダイス２０とポンチ２２により画成されるプレス成形部を包囲する形状に形成され、該ポンチホルダ２５にＡＥセンサ３１が取り付けられる。
このＡＥセンサ３１では、前記プレス成形部にて被加工素材９が成形される際に発生するＡＥ波が、検出される。
【００３２】
前記ＡＥセンサ３１の検出信号は、アコースティック・エミッション計測手段３５（以下、『ＡＥ計測手段３５』と記載する）に送信される。
前記ＡＥ計測手段３５では、アンプによる信号増幅処理や、ノイズ除去のためのフィルタ処理などが施されて、検出されたＡＥ波が電気的信号に変換され、ＡＥ波の大きさの経時変化を電圧値の経時変化として表したアコースティック・エミッション波形（以下、『ＡＥ波形』と記載する）を得ることができる。図４では、ＡＥ波形の一例を示している。
さらに、ＡＥ計測手段３５では、このＡＥ波形の積分値であるアコースティック・エミッションエネルギー（以下、『ＡＥエネルギー』と記載する）が算出される。
【００３３】
〔変位センサ３２〕
また、前記押圧板２４には、変位センサ３２が設けられる。該変位センサ３２は本実施例においてレーザー変位計であり、押圧板２４とダイス２０とにより挟持される被加工素材９の端部９ａの位置（変位）を検出するためのものである。
なお、本実施例において、変位センサ３２として、レーザー変位計を採用しているが、他に、超音波変位計など各種非接触式変位計や、被加工素材９の端部９ａに検出体を連結して該検出体の移動を検出する接触式変位計や、被加工素材９の端部９ａを撮像して位置を検出するカメラなどの撮像手段及び画像処理手段など、被加工素材９の端部９ａの位置を検出することのできる各種手段を採用することができる。
【００３４】
被加工素材９に絞り成形加工を施すと、該被加工素材９の大部分はプレス成形部に流入するが、図１７に示すように、設計に基づくプレス品９Ａの外形線９ｂよりも外周側に、被加工素材９の一部が残る。この外形線９ｂと端部９ａとの間の部分は、いわゆる、スクラップ部９ｃであり、次工程にて切除される部分である。変位センサ３２では、ダイス２０と押圧板２４との間隙を利用して、被加工素材９の端部９ａの変位を検出することにより、プレス成形部へ流入した被加工素材９の量（以下、『素材流入量』と記載する）の程度を知ることができる。
【００３５】
前記変位センサ３２は、後述するエネルギー異常判定手段４７にて、ＡＥエネルギーが予め設定された基準値よりも大きいと判断された場合にのみ駆動される。
また、前記変位センサ３２は、被加工素材９の複数箇所の端部９ａの変位を検出するように配置される。但し、特に、割れの危険性が大きい部位が判明している場合は、その部位周辺の端部９ａの変位を検出するように、単数又は複数の変位センサ３２を設けることもできる。
【００３６】
前記変位センサ３２の検出信号は、素材流入量計測手段３７に送信される。
前記素材流入量計測手段３７では、変位センサ３２の検出信号に、アンプによる信号増幅処理や、ノイズ除去のためのフィルタ処理などが施されたうえで、素材流入量として被加工素材９の端部９ａの変位が算出される。
【００３７】
〔演算制御装置２８〕
前記演算制御装置２８には、制御手段４６と、エネルギー異常判定手段４７と、波形異常判定手段４８と、素材流入量良否判定手段３８とが、具備される。なお、本実施例において、演算制御装置２８では上記各手段を一体的に備えるように構成しているが、各手段を別個独立した構成とすることもできる。
【００３８】
前記エネルギー異常判定手段４７では、前記ＡＥ計測手段３５での計測結果を受けて、ＡＥエネルギー値と、予め設定された基準値とを比較演算して、ＡＥエネルギー値の異常の有無を判定する。
エネルギー異常判定手段４７では、ＡＥエネルギー値が基準値よりも大きな値である場合に、［ＡＥエネルギー異常有り］と判定し、それ以外の場合には［ＡＥエネルギー異常無し］と判定する。
【００３９】
前記波形異常判定手段４８では、前記ＡＥ計測手段３５にて得られたＡＥ波形について、『異常波形』の有無を判断して、プレス不良発生の有無を判定する。
波形異常判定手段４８では、異常波形が存在した場合には、［プレス不良有り］と判定し、それ以外の場合には［プレス不良無し］と判定する。
【００４０】
なお、『異常波形』とは、図４に示すように、突発的に大きな計測値が存在する波形である。例えば、図５に示すように、割れが発生した不良品のＡＥ波形（図５ｃ）では、良品のＡＥ波形（図５ａ）には見られない突発的に大きなＡＥが検出されている。
このように、ＡＥセンサ３１にて突発的に大きな計測値が得られることは、異物混入やプレス成形加工装置１０自体の異常など、素材流入量だけでは判断できない異常が発生していることを意味し、プレス不良が発生している可能性が極めて高い。
【００４１】
前記素材流入量良否判定手段３８では、素材流入量計測手段３７にて算出された素材流入量と、予め設定された基準値とを比較演算して、プレス不良発生の有無を判定する。
素材流入量良否判定手段３８では、素材流入量が基準値よりも大きな値である場合には、［プレス不良有り］と判定し、それ以外の場合には［プレス不良無し］と判定する。
【００４２】
前記制御手段４６は、プレス成形加工装置１０の油圧シリンダ４１を制御する油圧制御部４１ａ、警報手段３９、ＡＥ計測手段３５及び素材流入量計測手段３７の動作を制御するものである。
制御手段４６は、成形加工時にＡＥ計測手段３５を作動させ、［ＡＥエネルギー異常有り］の判定を受けて、素材流入量計測手段３７を作動させる。
また、制御手段４６は、［プレス不良有り］の判定を受けて、プレス成形加工装置１０の油圧シリンダ４１を制御する油圧制御部４１ａに動作停止信号を送信するとともに、警報手段３９を作動させる。これにより、プレス不良が発生すると、直ちに、プレス成形加工装置１０の加工動作が停止し、また、プレス不良が発生したことを作業者が知ることができる。
【００４３】
〔プレス不良検出方法〕
ここで、上記プレス成形加工装置１０を用いて本発明の実施例に係るプレス不良検出方法を実施する、プレス成形加工の流れについて説明する。
【００４４】
プレス成形部への素材流入量が良品成形時と比較して少なければ、成形後のプレス品に薄肉部が生じやすく、この結果、割れ、くびれ又は減肉などのプレス不良が発生し易い状態となる。
そこで、本発明に係るプレス不良検出方法では、この現象に着目して、以下に示すように、二段階に分けて素材流入量の異常を検出し、プレス不良発生の有無を判定するものである。
【００４５】
プレス成形部への素材流入量が良品成形時と比較して少ないことは、検出されるＡＥエネルギーが良品成形時と比較して増大したことをもって、知ることができる。被加工素材９の摩擦係数が大きくなれば、検出されるＡＥエネルギーが大きく、素材流入量が小さくなるからである。例えば、図５に示すように、良品のＡＥ波形（図５ａ）と比較して、摩擦係数異常が発生したＡＥ波形（図５ｂ）では、検出されるＡＥエネルギーが著しく増大することが分かる。
この現象を利用して、上記プレス成形加工装置１０では、第一段階として、ＡＥエネルギーの値に基づいて、ＡＥエネルギーの異常を検出する。
【００４６】
また、プレス成形部への素材流入量が良品成形時と比較して少ないことは、被加工素材９の端部９ａの変位が良品成形時と比較して減少したことをもって、知ることができる。被加工素材９の端部９ａが多く変位すれば、より多くの被加工素材９がプレス成形部に流入することになるからである。
この現象を利用して、上記プレス成形加工装置１０では、二段階目として、被加工素材９の端部９ａの変位の値に基づいて素材流入量の多少を判断し、割れ、くびれ又は減肉によるプレス不良を検出する。
【００４７】
図３に示す流れ図に示すように、プレス成形加工が開始されると、先ず、演算制御装置２８の制御手段４６は、油圧シリンダ４１を駆動してシリンダロッド４２を伸長させるように、油圧制御部４１ａを動作させる。これにより一枚の被加工素材９に対するプレス成形加工の加工動作が開始される（Ｓ１）。
この加工動作の開始と略同時に、演算制御装置２８の制御手段４６は、ＡＥ波形及びＡＥエネルギー値の計測を開始させるように（Ｓ２）、ＡＥセンサ３１及びＡＥ計測手段３５を動作させる。ＡＥ波形及びＡＥエネルギー値の計測は、プレス成形加工装置１０の成形加工動作中継続される。
【００４８】
成形加工中に、被加工素材９の割れやその他の現象に起因して高レベルのエネルギーが放出されたことを受けて、計測されたＡＥエネルギー値が、予め設定された基準値を超えると（Ｓ３）、演算制御装置２８のエネルギー異常判定手段４７では、［ＡＥエネルギー異常有り］と判定する（Ｓ５）。
【００４９】
また、成形加工中に、計測されたＡＥ波形に異常波形が存在すると（Ｓ１１）、演算制御装置２８の波形異常判定手段４８では、［プレス不良有り］と判定する（Ｓ８）。
【００５０】
一方、成形加工中に、計測されたＡＥエネルギー値が、予め設定された基準値以下であり（Ｓ３）、且つ、ＡＥ波形に異常波形が存在しなければ（Ｓ１１）、［ＡＥエネルギー異常無し］又は［プレス不良無し］と判定して（Ｓ１２）、成形加工とＡＥ波形及びＡＥエネルギー値の計測が継続される。
そして、演算制御装置２８の制御手段４６は、プレス成形加工装置１０によるプレス加工動作が終了すれば（Ｓ１３）、ＡＥエネルギー値の計測を終了し（Ｓ１４）、ＡＥ波形を記録したのち（Ｓ１５）、次の被加工素材９の加工動作の制御を開始する（Ｓ１６）。
【００５１】
上記条件分岐Ｓ３において、［ＡＥエネルギー異常有り］と判定されると、演算制御装置２８の制御手段４６は、被加工素材９の端部９ａの変位の検出及び素材流入量の算出を行うように（Ｓ６）、変位センサ３２及び素材流入量計測手段３７を動作させる。
【００５２】
そして、演算制御装置２８の素材流入量良否判定手段３８は、素材流入量と予め設定された基準値との比較演算を行い（Ｓ７）、素材流入量が基準値に満たなければ、割れ、くびれ又は減肉による［プレス不良有り］と判定する（Ｓ８）。
【００５３】
上記条件分岐Ｓ１１又はＳ７において、［プレス不良有り］と判定されると、演算制御装置２８の制御手段４６は、シリンダロッド４２を停止させるように油圧制御部４１ａを制御し、プレス成形動作を中断させるとともに（Ｓ９）、警報手段３９を作動させてプレス不良発生を警告する（Ｓ１０）。
【００５４】
一方、上記条件分岐Ｓ７において、演算制御装置２８の素材流入量良否判定手段３８は、素材流入量が予め設定された基準値以上の値であれば、［プレス不良無し］と判定して、上記Ｓ１２〜Ｓ１６のステップが順次行われる。
【００５５】
上述のプレス不良検出方法によれば、素材流入量に関する情報を二段階に分けて取得し、プレス不良を判定する。すなわち、一段階目として、ＡＥエネルギー値に基づいて、異常発生の有無を判定し、異常発生が検出されると、二段階目として、被加工素材９の端部９ａの変位に基づいて、割れ、くびれ又は減肉によるプレス不良発生の有無を判定する。
このように、プレス成形部への素材流入量を、ＡＥエネルギー値と被加工素材９の端部９ａの変位の、双方の値に基づいて総合的に評価することによって、プレス不良の判定を行うので、より精度の高いプレス不良の検出を行うことができる。
【００５６】
また、上述のプレス不良検出方法では、割れ、くびれ又は減肉などのプレス不良以外の原因によりＡＥエネルギー値が増大したときには、［プレス不良無し］と判定するため、被加工素材の大小や、製品形状の複雑程度に関係なく、複雑な評価手法や解析手法を用いること無しに、割れ、くびれ又は減肉によるプレス不良を、確実に検出することができる。
さらに、変位センサ３２による被加工素材９の端部９ａの変位の検出は、ＡＥエネルギーの異常を検出したときのみ行われるので、測定データ量を無用に増大させることなく、効率的なプレス不良の検出を行うことができる。
【００５７】
また、上述のプレス不良検出方法によれば、ＡＥ波形に基づいて、割れ、くびれ又は減肉以外のプレス不良の有無を判定することができる。
これにより、素材流入量の変化に起因するＡＥエネルギーの増大によっては判断することのできない、異物混入やプレス成形加工装置自体の異常などの突発的なプレス不良を検出することができる。
【００５８】
上記の通り、プレス不良検出方法を導入することにより、完全な良品と、プレス不良可能性の高い製品（グレー品）とを成形加工と同時に又は成形加工直後に識別することができるので、大幅な検査工数の削減が可能となり、検査員の見落としによる、プレス不良製品の流出防止を実現できる。
例えば、図６に示す、成形加工時に検出されたＡＥエネルギーと加工時間との関係を示す図表から分かるように、検出されたＡＥエネルギーの値によって、完全な良品と、プレス不良可能性の高い製品（グレー品）とを、区分することができる。この場合、完全な良品は、次工程以降の検査をする必要が無く、検査工数の削減を行うことができる。また、同図から、加工時間が所定範囲内にある場合に、プレス不良可能性の高い製品が発生する確立が高いことも分かる。
【００５９】
また、プレス成形加工装置１０にて成形加工された各プレス品において、ＡＥ波形が記録されるので、成形加工時の、ＡＥエネルギー値と素材流入量との関係や、突発的なＡＥ波形の変化などの情報を、個々のプレス品との関連づけて管理することができ、トレーサビリティを確立することができる。
また、成形加工時の、ＡＥエネルギー値と素材流入量との関係や、突発的なＡＥ波形の変化などの情報から、割れの真因を究明するために、割れない製造要件、管理要件に関する知見を得ることが可能となる。
【実施例２】
【００６０】
続いて、本発明の実施例２について説明する。
図７はプレス不良の検出からプレス不良の特定の流れを説明する図、図８は割れ検出システムの構成図、図９は割れ検出システムの制御ブロック図、図１０は割れ検出方法の流れ図、図１１はくびれ検査システムの構成図、図１２はくびれ検査システムの制御ブロック図、図１３はくびれ検出方法の流れ図である。
【００６１】
本発明の実施例２では、上記実施例１のプレス不良検出方法により、［プレス不良有り］と判定されたプレス品に対して、さらに、そのプレス不良の特定を行うプレス不良特定方法について説明する。
【００６２】
プレス不良の検出からプレス不良の特定の流れは、以下の通りである。
図７に示すように、上記実施例１に従って、プレス成形加工におけるプレス不良の検出が行われる（Ｓ５１）。これにより、プレス不良の可能性が殆どない完全な良品であって［プレス不良なし］と判定された場合は（Ｓ５２）、プレス不良のないプレス品であるとされる（Ｓ５８）。
一方、プレス不良が検出されて［プレス不良有り］と判定されたプレス品に対しては（Ｓ５２）、先ず、後述する割れ検出方法にて割れの検出が行われる（Ｓ５３）。プレス品に割れが検出されれば（Ｓ５４）、当該プレス品のプレス異常は割れであると特定される（Ｓ５９）。
【００６３】
続いて、プレス品に割れが検出されない場合は（Ｓ５４）、後述するくびれ検出方法にて、くびれの検出が行われる（Ｓ５５）。プレス品にくびれが検出されれば（Ｓ５６）、当該プレス品のプレス異常はくびれであると特定される（Ｓ６０）。
そして、プレス品にくびれが検出されない場合は（Ｓ５６）、プレス不良が割れ又はくびれ以外であると特定され（Ｓ５７）、該当するプレス品に対して、更に、作業者によるプレス品の目視検査や肉厚測定等が行われ、プレス異常の原因の究明が行われる。
【００６４】
上述のように、プレス不良を検出したうえで、当該プレス不良を、割れ、くびれ、又はその他と特定することにより、作業者による目視検査や肉厚測定等が必要となるプレス品を、その他と特定されたプレス品に絞りこむことができるので、検査工程の削減に寄与することができる。
また、上述のように、プレス不良がその他と特定されたプレス品に対して、作業者による目視検査や肉厚測定等を行ってプレス不良を特定し、上記実施例１に記載のプレス不良検出方法において記録されたＡＥ波形等の情報を良品のものと比較することによって、プレス不良が発生しない加工条件や管理要件について知見を得ることができる。
【００６５】
〔割れ検出方法〕
続いて、上記割れ検出方法について説明する。
この割れ検出方法は、プレス品の一方の面に投光された検査光が、該プレス品の他方の面側に透過したことを検出することによって、割れを検出するものである。割れが検出されれば、プレス不良を割れと特定することができる。
上記割れ検出方法を行うために、割れ検査システム６８が用いられる。
【００６６】
図８及び図９に示すように、割れ検査システム６８は、プレス品９Ａの一方の面に検査光を投光する投光手段としての照明装置７１と、該プレス品９Ａの他方の面側に配置されてプレス品９Ａを透過する前記検査光を検出する検出手段としての撮像装置７２と、該撮像装置７２に電気的に接続された演算処理装置９０とで構成される。
【００６７】
前記照明装置７１にて、プレス品９Ａの検査範囲Ｄ１に検査光が投光される。前記検査範囲Ｄ１は、予めプレス品９Ａのうち割れの発生しやすい部位を特定し、当該部位を検査範囲Ｄ１として定めると効率が良いが、プレス品９Ａの全部位を検査範囲Ｄ１としたり、複数の部位を検査範囲Ｄ１と定めたりすることもできる。
前記プレス品９Ａの検査範囲Ｄ１の一方の面に投光された検査光は、該検査範囲Ｄ１に割れが生じている場合には、当該割れを通じて、他方の面へ透過する。検査システム６８では、このようにプレス品９Ａを透過した検査光の有無を検出することによって、プレス品９Ａの割れを検出する。
【００６８】
前記プレス品９Ａを介して、照明装置７１と他方の面側に配置された撮像装置７２では、検査範囲Ｄ１が撮像される。撮像装置７２として、例えば、ＣＣＤカメラ等の撮像手段を採用することができる。この撮像装置７２にて得られた検査範囲Ｄ１の画像データは、演算処理装置９０に具備される画像取込手段９８にて、該演算処理装置９０に取得される。
【００６９】
前記演算処理装置９０は、警報手段９７や演算処理装置９０の制御を行う制御手段９１と、演算処理装置９０による演算処理を行う演算手段９２と、演算処理装置９０にて実行されるプログラム等を格納する記憶手段９３と、演算処理装置９０へ情報を入力する入力手段９４と、演算処理装置９０での処理結果を出力する出力手段９５等で構成される。
本実施例においては、上記演算処理装置９０は、制御手段９１、演算手段９２及及び記憶手段９３として機能するＣＰＵ６１や、入力手段９４としてのキーボード６２や、出力手段９５としてのモニタ６３等で成る汎用コンピュータ６０にて構成され、該汎用コンピュータ６０には画像取込手段９８としてキャプチャーボード等が備えられる。
但し、演算処理装置９０は、制御手段９１、演算手段９２、記憶手段９３を少なくとも備えた専用の電子計算機にて構成することもできる。
【００７０】
前記演算処理装置９０の演算手段９２には、取得した検査範囲Ｄ１の画像データを画像化するとともに、当該画像を画像中の検査光を検出しやすい状態に処理（例えば、ノイズ除去処理、二階調化処理等）する画像処理部９２ａが具備され、演算処理装置９０は検査光検出に適した状態の検査範囲Ｄ１の画像を得るための画像処理手段として機能する。
また、前記演算手段９２には、検査範囲Ｄ１の画像においてプレス品９Ａを透過した検査光が検出されるか否かに基づいて、プレス品９Ａの割れの有無を判定する判定部９２ｂが具備され、演算処理装置９０はプレス品９Ａの割れの有無を判定する判定手段として機能する。
【００７１】
次に、上記割れ検査システム６８を用いた割れ検出方法の流れについて、図１０を用いて説明する。なお、図１０は、演算処理装置９０の制御の流れ図である。
【００７２】
撮像装置７２からの検出信号として画像データを取得した演算処理装置９０では（Ｓ６１）、演算手段９２の画像処理部９２ａにて該画像データの画像化処理が行われ（Ｓ６２）、検査光検出に適した状態の検査範囲Ｄ１の画像が取得される。
続いて、前記演算手段９２の判定部９２ｂでは、検査範囲Ｄ１の画像に、予め設定された基準輝度以上に明るい部位が存在するか否か、すなわち、輝度異常が存在するか否かの比較演算が行われる（Ｓ６３）。
【００７３】
そして、前記検査範囲Ｄ１の画像に基準輝度以上の明るい部位が存在する場合に（Ｓ６４）、プレス品９Ａを検査光が透過し、プレス品９Ａに割れが有ると判定される。つまり、該プレス品９Ａに割れが検出される（Ｓ６５）。
上述のように割れが検出されれば、警報手段９７を作動させてプレス品９Ａの割れの検出が報知するとともに（Ｓ６６）、出力手段９５にて割れが検出されたことを出力するように（Ｓ６８）、制御手段９１より制御信号が送信される。
【００７４】
一方、前記検査範囲Ｄ１の画像に基準輝度以上の明るい部位が存在しない場合には（Ｓ６４）、プレス品９Ａを透過する検査光が無く、プレス品９Ａに割れが無いと判定される（Ｓ６７）。
上述のように割れが検出されなければ、出力手段９５にて割れが検出されないことを出力するように、制御手段９１より制御信号が送信される。
【００７５】
なお、上記演算処理装置９０では、検査範囲Ｄ１の画像に、予め設定された基準輝度以上に明るい部位が存在するか否か、すなわち、輝度異常が存在するか否かを判断することによって、透過光の有無を判断しているが、透過光の検出手法はこれに限定されるものではない。
例えば、照明装置７１にて投光される検査光の波長を特定の波長域にある光とし、撮像装置７２として当該特定の波長の光を検出するためのフィルタを備えた撮像手段を採用することによって、前記判定部９２ｂでは、検査範囲Ｄ１の画像に光が存在するか否かの比較演算を行い、光が存在する場合に、プレス品９Ａを検査光が透過し、該プレス品９Ａに割れが有ると判定することができる。特にこの場合は、外乱要因となる照明等の波長域と異なる波長域の光を検査光とすることによって、照明等の影響を受けることなく確実に透過光の存在の有無を判断できる。
【００７６】
〔くびれ検出方法〕
続いて、前記くびれ検出方法について説明する。
このくびれ検出方法は、プレス品９Ａの所定範囲を加熱して、当該所定範囲Ａの冷却過程における温度変化を検出し、該温度変化が所定の基準値よりも大きい場合に、プレス不良がくびれであると特定するものである。
上記くびれ検出方法を行うために、くびれ検査システム６９が用いられる。
【００７７】
図１１及び図１２に示すように、くびれ検査システム６９は、検査範囲Ｄ２に熱を加える加熱手段７３と、該検査範囲Ｄ２から放出される赤外線エネルギーを検出する赤外線検出手段７４と、加熱手段７３の電源装置７５及び赤外線検出手段７４に電気的に接続された演算処理装置８０とで構成される。
【００７８】
前記加熱手段７３は、発光により検査範囲Ｄ２に熱を与えるものである。前記検査範囲Ｄ２は、予めプレス品９Ａのうちくびれの発生しやすい部位を特定し、当該部位を検査範囲Ｄ２として定めると効率が良いが、プレス品９Ａの全部位を検査範囲Ｄ２としたり、複数の部位を検査範囲Ｄ２と定めたりすることもできる。
【００７９】
前記加熱手段７３は、瞬間的に強い光を発するフラッシュライトであって、検査範囲Ｄ２に強い光を投光することによって、該検査範囲Ｄ２を加熱するものである。加熱手段７３としてフラッシュライトを採用することによって、検査範囲Ｄ２を瞬時に加熱することができ、検査時間の短縮を図ることができる。
なお、前記加熱手段７３はフラッシュライトに限定されるものではなく、検査範囲Ｄ２の温度を上昇させることのできる手段であれば、例えば、電気ヒータ等であってもかまわない。
【００８０】
前記加熱手段７３には、該加熱手段７３の作動制御手段としての電源装置７５が接続される。前述の通り、該電源装置７５は演算処理装置８０に電気的に接続されて、該演算処理装置８０にて加熱手段７３への電源供給のＯＮ・ＯＦＦの切替制御、すなわち、加熱手段７３のＮ・ＯＦＦの切替制御が行われる。
【００８１】
前記赤外線検出手段７４は、プレス品９Ａの一方の面において検査範囲Ｄ２から放出される赤外線エネルギー量を検出するための手段である。赤外線検出手段７４として赤外線カメラ等を採用することができる。
なお、本実施例においては、加熱手段７３と赤外線検出手段７４とは、何れもプレス品９Ａの一方の面側に配置されているが、加熱手段７３を一方の面側に、赤外線検出手段７４を他方の面側に配置することもできる。但し、加熱手段７３にて加熱されたプレス品９Ａの表面の温度変化を効率的に捉える点で前者の方が望ましい。
【００８２】
前記赤外線検出手段７４の検出信号は、温度変換処理手段７７に取得される。温度変換処理手段７７では、検出された赤外線エネルギー量を見かけの温度に変換し、検査範囲Ｄ２の温度分布を表示した赤外線熱画像とする。つまり、赤外線検出手段７４と温度変換処理手段７７とで、検査範囲Ｄ２の温度分布を表す赤外線熱画像を得ることが可能な赤外線放射温度計７８として機能する。
この赤外線放射温度計７８にて得られた赤外線熱画像は、演算処理装置８０に具備される画像取込手段８８にて、該演算処理装置８０に取得される。
【００８３】
前記演算処理装置８０は、警報手段８７や演算処理装置８０の制御を行う制御手段８１と、演算処理装置８０による演算処理を行う演算手段８２と、演算処理装置８０にて実行されるプログラム等を格納する記憶手段８３と、演算処理装置８０へ情報を入力する入力手段８４と、演算処理装置８０での処理結果を出力する出力手段８５等で構成される。
本実施例においては、上記演算処理装置８０は、制御手段８１、演算手段８２及及び記憶手段８３として機能するＣＰＵ６１や、入力手段８４としてのキーボード６２や、出力手段８５としてのモニタ６３等で成る汎用コンピュータ６０にて構成され、該汎用コンピュータ６０には画像取込手段８８としてキャプチャーボードが備えられる。
但し、演算処理装置８０は、制御手段８１、演算手段８２、記憶手段８３を少なくとも備えた専用の電子計算機にて構成することもできる。
【００８４】
前記演算処理装置８０の演算手段８２には、取得した赤外線熱画像に基づいて、検査範囲Ｄ２の各部位における温度の経時変化を算出する温度変化算出部８２ａが具備され、演算処理装置９０は検査範囲Ｄ２の各部位の温度変化を検出する温度変化算出手段として機能する。
また、前記演算手段８２には、温度変化算出部８２ａで算出された温度変化と、予め設定された基準値とを比較して、プレス品９Ａのくびれの有無を判定する判定部８２ｂが具備され、演算処理装置８０はプレス品９Ａのくびれの有無を判定する判定手段として機能する。
【００８５】
次に、上記くびれ検査システム６９を用いたくびれ検出方法の流れについて、図１３を用いて説明する。なお、図１３は、演算処理装置８０の制御の流れ図である。
【００８６】
演算処理装置８０にてくびれ検出処理が開始されると、先ず、検査範囲Ｄ２を加熱するために加熱手段７３を動作させるように、電源装置７５に制御信号が送信される（Ｓ３１）。
本実施例の場合、加熱手段７３はフラッシュライトであるので、該フラッシュライトが瞬間的に発光することによって、瞬時に検査範囲Ｄ２が加熱される。
【００８７】
続いて、前記加熱手段７３による加熱直後に、赤外線検出手段７４及び温度変換処理手段７７から成る赤外線放射温度計７８にて得られた赤外線熱画像が、第一次検出信号として演算処理装置８０に取得される（Ｓ３２）。
【００８８】
前記第一次検出信号の取得と略同時に時間計測が開始される（Ｓ３３）。そして、時間計測から、予め設定された所定時間経過後に、赤外線検出手段７４及び温度変換処理手段７７から成る赤外線放射温度計７８にて得られた赤外線熱画像が、第二次検出信号として演算処理装置８０に取得される（Ｓ３５）。
【００８９】
そして、上述のように第一検出信号及び第二検出信号を取得した演算処理装置８０では、演算手段８２の温度変化算出部８２ａにて、第一検出信号取得時と、第二検出信号取得時との、検査範囲Ｄ２の各部位の温度変化が算出される（Ｓ３６）。
なお、プレス品９Ａに、くびれが生じている場合には、当該くびれが生じている部分が他よりも著しく肉厚が薄いので、他よりも著しく早く温度が低下する。よって、第一検出信号取得時と、第二検出信号取得時との、検査範囲Ｄ２の各部位の温度変化が、他と比較して著しく大きい部分があれば、くびれが生じている可能性が高いと考えることができる。
【００９０】
続いて、演算手段８２の判定部８２ｂでは、算出された検査範囲Ｄ２の各部位の温度変化と、予め設定された基準値との比較演算処理が行われる（Ｓ３７）。そして、前記温度変化が前記基準値よりも大きい場合に、プレス品９Ａにくびれが有ると判定される。つまり、該プレス品９Ａにくびれが検出される（Ｓ３８）。
上述のように割れが検出されれば、警報手段８７を動作させてプレス品９Ａのくびれの検出を報知するとともに（Ｓ３９）、出力手段８５にて割れが検出されたことを出力するように（Ｓ４１）、制御手段８１より制御信号が送信される。
【００９１】
一方、前記温度変化が前記基準値以下の場合には、プレス品９Ａにくびれがないと判定される（Ｓ４０）。
上述のようにくびれが検出されなければ、出力手段８５にてくびれが検出されないことを出力するように（Ｓ４１）、制御手段８１より制御信号が送信される。
【実施例３】
【００９２】
次に、本発明の実施例３について説明する。
図１４は本発明の実施例３に係るプレス成形加工装置の全体的な構成を示す図、図１５は弾性波伝達機構の拡大図、図１６は別形態の弾性波伝達機構を備えたプレス成形加工装置を示す図である。
【００９３】
本発明の実施例３では、上記実施例１のプレス成形加工装置１０において、ＡＥセンサ３１にて検出するＡＥ波のノイズを低減し、精度良くＡＥ波を検出するための構造を備えたものについて説明する。
【００９４】
図１４に示すように、プレス成形加工装置１０は、主に、ダイス２０と、ダイホルダ２１と、ポンチ２２と、押圧板２４と、ポンチホルダ２５と、駆動装置４０と、演算制御装置２８等で構成される。さらに、該プレス成形加工装置１０には、ＡＥセンサ３１と、変位センサ３２等が備えられる。
なお、上記プレス成形加工装置１０の各構成要素の構造は、前述の実施例１に記載のものとほぼ同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００９５】
上記プレス成形加工装置１０において、プレス型を構成するダイス２０若しくはポンチ２２の何れか一方又は両方に、弾性波伝達機構５０が備えられる。
弾性波伝達機構５０は、プレス型内部に形成された伝達空間５１と、該伝達空間５１内に配設された弾性波伝達部材５２（ウェーブガイド）とで構成される。該弾性波伝達部材５２は、前記ＡＥセンサ３１と前記被加工素材９との双方に少なくとも一部で接触し、プレス型の内部に該プレス型と直接接触しないように挿通したものである。
【００９６】
図１４及び図１５に示すように、プレス型を構成するポンチ２２の内部に両端開口の伝達孔５４が穿設され、該伝達孔５４の内部に伝達空間５１が形成される。伝達孔５４の一方の開放端は、ポンチ２２における被加工素材９の成形面に開口し、同じく伝達孔５４の他方の開放端は、被加工素材９の成形面以外の部分に開口している。
【００９７】
そして、前記伝達空間５１には、前記伝達孔５４の内周と接触しないように弾性波伝達部材５２が内挿される。該弾性波伝達部材５２は、金属（又は、セラミックス、岩石等の固体材料）で成る中実部材であって、プレス成形中に被加工素材９より発生するＡＥ波は、この弾性波伝達部材５２を介してＡＥセンサ３１に伝達される。
【００９８】
この弾性波伝達部材５２の一方の端面は、ポンチ２２の成形面に開口している伝達孔５４の一方の開口端より、ポンチ２２の成形面に現れる。従って、プレス成形時には、被加工素材９と弾性波伝達部材５２の一方の端面とが、接することとなる。このようにプレス成形時に被加工素材９と接する弾性波伝達部材５２の一方の端面を『検出面５２ａ』と記載する。
また、前記弾性波伝達部材５２の他方の端面は、ポンチ２２の成形面以外の部分に開口している伝達孔５４の開口端よりポンチ２２の外部へ導出され、ここにＡＥセンサ３１が着脱可能に接続される。ＡＥセンサ３１が弾性波伝達部材５２に着脱可能に構成されることで、プレス型を交換しても同一のＡＥセンサ３１を接続することができる。
【００９９】
前記弾性波伝達部材５２は、ＡＥセンサ３１に接触する面積よりも、被加工素材９に接触する検出面５２ａの面積が大きくなるように、該被加工素材９との接触面である検出面５２ａに向かって拡がる断面形状を有する。つまり、弾性波伝達部材５２は、検出面５２ａを有する一方の端部が検出面５２ａに向かって拡径するようにラッパ状に形成される。この弾性波伝達部材５２の形状によれば、広い面積で被加工素材９と接して、ＡＥ波を効率的に検出することができる。
【０１００】
また、前記弾性波伝達部材５２は、継ぎ目の無い一体成形物であって、その外周面は、両端面を除き、角のない滑らかな形状とすることが望ましい。継ぎ目や角部においてＡＥ波が反射することによりＡＥ波が減衰したり、位相変換されたりすることを抑制するためである。
【０１０１】
上記弾性波伝達部材５２は伝達孔５４に内装されるにあたって、該伝達孔５４の内周と弾性波伝達部材５２とが直接接触しないように、防振部材５３・５３・・・が介装される。該防振部材５３は、ポンチ２２から弾性波伝達部材５２へ伝わる弾性波を伝達させずに、該ポンチ２２の伝達孔５４で弾性波伝達部材５２を支持するためのものであって、ゴムや合成樹脂素材等で構成される。
【０１０２】
前記防振部材５３は、プレス型側の伝達孔５４の内周面に接触する面積に対して、また、弾性波伝達部材５２に接触する面積が小さくなるように、略円錐形、略円錐台形、略角錐形又は略角錐台形のいずれかの形状となるように形成される。
この防振部材５３の形状によれば、該防振部材５３にて安定して弾性波伝達部材５２が支持され、また、弾性波伝達部材５２を伝わるＡＥエネルギーの損失の抑制を図ることができる。
【０１０３】
そして、上記防振部材５３・５３・・・により、ポンチ２２や駆動装置４０等のその他、外乱要因となる弾性波等の影響を、ＡＥセンサ３１にて検出されるＡＥ波から低減することができ、ＡＥ波を感度良好且つ高精度に検出することができる。これにより、ＡＥセンサ３１の検出信号からノイズを削除する演算処理が簡易となり、ＡＥ波形又はＡＥエネルギーの解析や評価を容易とすることができるため、プレス不良の検出精度の向上に寄与することができる。
【０１０４】
なお、図１４及び図１５に示すプレス成形加工装置１０では、弾性波伝達機構５０はポンチ２２に設けられている。但し、弾性波伝達機構５０はプレス成形加工中の被加工素材９と弾性波伝達部材５２とが接するようにプレス型に設ければ良いので、図１６に示すように、ダイス２０に弾性波伝達機構５０を設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施例１に係るプレス成形加工装置の全体的な構成を示す図。
【図２】プレス成形加工装置の制御ブロック図。
【図３】プレス成形加工装置における成形加工の流れ図。
【図４】計測されるＡＥ波形を説明する図。
【図５】計測されるＡＥ波形の一例を示す図。
【図６】ＡＥエネルギーにより良品とグレー品とを識別した例を示す図。
【図７】プレス不良の検出からプレス不良の特定の流れを説明する図。
【図８】割れ検出システムの構成図。
【図９】割れ検出システムの制御ブロック図。
【図１０】割れ検出方法の流れ図。
【図１１】くびれ検査システムの構成図。
【図１２】くびれ検査システムの制御ブロック図。
【図１３】くびれ検出方法の流れ図。
【図１４】本発明の実施例３に係るプレス成形加工装置の全体的な構成を示す図。
【図１５】弾性波伝達機構の拡大図。
【図１６】別形態の弾性波伝達機構を備えたプレス成形加工装置を示す図。
【図１７】被加工素材とプレス品の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１０６】
９  被加工素材
９Ａ  プレス品
１０  プレス成形加工装置
２０  ダイス
２２  ポンチ
２４  押圧板
２５  ポンチホルダ
２８  演算制御装置
３１  ＡＥセンサ
３２  変位センサ
４０  駆動装置
【図１】
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【図２】
0004678312.tif 000003
【図３】
0004678312.tif 000004
【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0004678312.tif 000009
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図５】
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【図６】
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