(57)【要約】      （修正有）【課題】打抜機の運転を止めることなく切断状況を把握できる打ち抜き加工診断方法及び打抜機の制御方法を提供する。【解決手段】面板上に載置されたシート材を抜型で打ち抜く打抜機に機械的に結合されて配置された少なくとも１つのアコースティック・エミッション（ＡＥ）センサ２１、２２を設け、前記抜型が前記面板に当接する際に前記ＡＥセンサが取得したアコースティック・エミッション（ＡＥ）信号を測定し、当該ＡＥ信号により加工状態を診断する。【選択図】図１
2005219173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面板上に載置されたシート材を抜型で打ち抜く打抜機に機械的に結合されて配置された少なくとも１つのアコースティック・エミッション（ＡＥ）センサを設け、
前記抜型が前記面板に当接する際に前記ＡＥセンサが取得したアコースティック・エミッション（ＡＥ）信号を測定し、当該ＡＥ信号により加工状態を診断することを特徴とする打ち抜き加工診断方法。
【請求項２】
請求項１において、前記ＡＥセンサは、前記面板に機械的に結合した状態で配置された面板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打ち抜き加工診断方法。
【請求項３】
請求項２において、前記面板ＡＥセンサは、前記面板又は当該面板を支持する支持基板に固設されて前記面板を伝わる弾性波を計測可能に配置されていることを特徴とする打ち抜き加工診断方法。
【請求項４】
請求項２において、前記面板ＡＥセンサは、前記面板と当該面板を支持する支持基板との間に弾性的に挟まれて当該面板ＡＥセンサに伝わる弾性波を計測可能な状態に設けられていることを特徴とする打ち抜き加工診断方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記ＡＥセンサは、前記面板を支持する支持基板に機械的に結合している支持基板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打ち抜き加工診断方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記加工状態の診断は、シート材を切断することにより、当該シート材が破断して前記抜型の切断刃が前記面板に当接する際の動的衝突振動に基づくＡＥ信号から荷重落差を求めて、切断抵抗を推定することにより行うことを特徴とする打ち抜き加工診断方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかにおいて、前記加工状態の診断は、前記抜型の切断刃の刃先の潰れ変形状態を診断するものであることを特徴とする打ち抜き加工診断方法。
【請求項８】
請求項４において、前記加工状態の診断は、シート材を切断することにより、前記面板ＡＥセンサからの最初のＡＥ信号のタイミングにより、前記シート材と前記抜型の切断刃との当接のタイミングを求め、これにより前記切断刃の先端位置の良否を推定することにより行うことを特徴とする打ち抜き加工診断方法。
【請求項９】
面板上に載置されたシート材を打ち抜く打抜機の制御方法であって、
前記打抜機に機械的に結合されて配置されたアコースティック・エミッション（ＡＥ）センサを設けて抜型が前記面板に当接する際に前記ＡＥセンサが取得したアコースティック・エミッション（ＡＥ）信号を測定し、当該ＡＥ信号の切断繰り返しに伴う経時変化を監視し、この経時変化に基づいて前記切断刃の調整又は交換を行うことを特徴とする打抜機の制御方法。
【請求項１０】
請求項９において、前記監視は、シート材を切断するときに、当該シート材が破断して前記抜型の切断刃が前記面板に当接する際の動的衝突振動に基づくＡＥ信号から荷重落差を求めて、切断抵抗を推定することにより行うことを特徴とする打抜機の制御方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０において、前記監視は、前記抜型の切断刃の刃先の潰れ変形状態を診断して行うものであることを特徴とする打抜機の制御方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１の何れかにおいて、前記ＡＥセンサは、前記面板に機械的に結合した状態で前記面板又は当該面板を支持する支持基板に固設されて前記面板を伝わる弾性波を計測可能に配置されている面板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打抜機の制御方法。
【請求項１３】
請求項９〜１２の何れかにおいて、前記ＡＥセンサは、前記面板に機械的に結合した状態で前記面板と当該面板を支持する支持基板との間に弾性的に挟まれて当該面板ＡＥセンサに伝わる弾性波を計測可能な状態に設けられている面板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打抜機の制御方法。
【請求項１４】
請求項９〜１３の何れかにおいて、前記ＡＥセンサは、前記面板を支持する支持基板に機械的に結合している支持基板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打抜機の制御方法。
【請求項１５】
請求項９〜１４の何れかにおいて、前記診断の結果を切断刃の交換時期として出力することを特徴とする打抜機の制御方法。
【請求項１６】
請求項１５において、前記切断刃の交換時期としての出力は、警報又は運転停止により行うことを特徴とする打抜機の制御方法。
【請求項１７】
請求項９において、前記監視は、シート材を切断するときに、当該シート材と前記抜型の切断刃との当接のタイミングを求め、これにより前記切断刃の先端位置の良否を推定することにより行うことを特徴とする打抜機の制御方法。
【請求項１８】
請求項１７において、前記ＡＥセンサは、前記面板に機械的に結合した状態で当該面板を支持する支持基板に弾性的に支持された状態で設けられている面板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打抜機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打抜機によりシート材を所定の形状に打ち抜く際の打ち抜き加工診断方法及び打抜機の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂製フィルム、薄紙または厚紙等のシート材から、展開した箱等の所定形状の打抜片を打ち抜くために、打抜機が用いられる。この種の打抜機は上下に相対向する抜型及びカウンタープレートなどの面板を有し、カウンタープレートの上にシート材を載置してその上から抜型を圧接することによりシート材から打抜片を打ち抜く。
【０００３】
このような打ち抜き加工では、大量な打ち抜きを連続的に行うが、打抜片の品質を所定の状態に保つために、所定のタイミングで打抜機を停止し、切断状態を観察し、必要に応じて切断刃の交換を行うという作業が必要となる。
【０００４】
しかしながら、作業効率を低下させずに品質維持を図るためには、打抜機の運転を止めることなく切断状況を把握できるのが望ましい。
【０００５】
そこで、本発明者らは、シート材の切断時に発生する可聴音を測定して経時変化を検出することにより切断状態を診断する方法を先に提案した（特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、この方法では、環境騒音の影響が大きいので、切断により発生する可聴音と環境騒音とを差別化する必要があるという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−９６２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、打抜機の運転を止めることなく切断状況を把握できる打ち抜き加工診断方法及び打抜機の制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、面板上に載置されたシート材を抜型で打ち抜く打抜機に機械的に結合されて配置された少なくとも１つのアコースティック・エミッション（ＡＥ）センサを設け、前記抜型が前記面板に当接する際に前記ＡＥセンサが取得したアコースティック・エミッション（ＡＥ）信号を測定し、当該ＡＥ信号により加工状態を診断することを特徴とする打ち抜き加工診断方法にある。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ＡＥセンサは、前記面板に機械的に結合した状態で配置された面板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打ち抜き加工診断方法にある。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記面板ＡＥセンサは、前記面板又は当該面板を支持する支持基板に固設されて前記面板を伝わる弾性波を計測可能に配置されていることを特徴とする打ち抜き加工診断方法にある。
【００１２】
本発明の第４の態様は、第２の態様において、前記面板ＡＥセンサは、前記面板と当該面板を支持する支持基板との間に弾性的に挟まれて当該面板ＡＥセンサに伝わる弾性波を計測可能な状態に設けられていることを特徴とする打ち抜き加工診断方法にある。
【００１３】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記ＡＥセンサは、前記面板を支持する支持基板に機械的に結合している支持基板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打ち抜き加工診断方法にある。
【００１４】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記加工状態の診断は、シート材を切断することにより、当該シート材が破断して前記抜型の切断刃が前記面板に当接する際の動的衝突振動に基づくＡＥ信号から荷重落差を求めて、切断抵抗を推定することにより行うことを特徴とする打ち抜き加工診断方法にある。
【００１５】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記加工状態の診断は、前記抜型の切断刃の刃先の潰れ変形状態を診断するものであることを特徴とする打ち抜き加工診断方法にある。
【００１６】
本発明の第８の態様は、第４の態様において、前記加工状態の診断は、シート材を切断することにより、前記面板ＡＥセンサからの最初のＡＥ信号のタイミングにより、前記シート材と前記抜型の切断刃との当接のタイミングを求め、これにより前記切断刃の先端位置の良否を推定することにより行うことを特徴とする打ち抜き加工診断方法にある。
【００１７】
本発明の第９の態様は、面板上に載置されたシート材を打ち抜く打抜機の制御方法であって、前記打抜機に機械的に結合されて配置されたアコースティック・エミッション（ＡＥ）センサを設けて抜型が前記面板に当接する際に前記ＡＥセンサが取得したアコースティック・エミッション（ＡＥ）信号を測定し、当該ＡＥ信号の切断繰り返しに伴う経時変化を監視し、この経時変化に基づいて前記切断刃の調整又は交換を行うことを特徴とする打抜機の制御方法にある。
【００１８】
本発明の第１０の態様は、第９の態様において、前記監視は、シート材を切断するときに、当該シート材が破断して前記抜型の切断刃が前記面板に当接する際の動的衝突振動に基づくＡＥ信号から荷重落差を求めて、切断抵抗を推定することにより行うことを特徴とする打抜機の制御方法にある。
【００１９】
本発明の第１１の態様は、第９又は１０の態様において、前記監視は、前記抜型の切断刃の刃先の潰れ変形状態を診断して行うものであることを特徴とする打抜機の制御方法にある。
【００２０】
本発明の第１２の態様は、第９〜１１の何れかの態様において、前記ＡＥセンサは、前記面板に機械的に結合した状態で前記面板又は当該面板を支持する支持基板に固設されて前記面板を伝わる弾性波を計測可能に配置されている面板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打抜機の制御方法にある。
【００２１】
本発明の第１３の態様は、第９〜１２の何れかの態様において、前記ＡＥセンサは、前記面板に機械的に結合した状態で前記面板と当該面板を支持する支持基板との間に弾性的に挟まれて当該面板ＡＥセンサに伝わる弾性波を計測可能な状態に設けられている面板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打抜機の制御方法にある。
【００２２】
本発明の第１４の態様は、第９〜１３の何れかの態様において、前記ＡＥセンサは、前記面板を支持する支持基板に機械的に結合している支持基板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打抜機の制御方法にある。
【００２３】
本発明の第１５の態様は、第９〜１４の何れかの態様において、前記診断の結果を切断刃の交換時期として出力することを特徴とする打抜機の制御方法にある。
【００２４】
本発明の第１６の態様は、第１５の態様において、前記切断刃の交換時期としての出力は、警報又は運転停止により行うことを特徴とする打抜機の制御方法にある。
【００２５】
本発明の第１７の態様は、第９の態様において、前記監視は、シート材を切断するときに、当該シート材と前記抜型の切断刃との当接のタイミングを求め、これにより前記切断刃の先端位置の良否を推定することにより行うことを特徴とする打抜機の制御方法にある。
【００２６】
本発明の第１８の態様は、第１７の態様において、前記ＡＥセンサは、前記面板に機械的に結合した状態で当該面板を支持する支持基板に弾性的に支持された状態で設けられている面板ＡＥセンサを含むことを特徴とする打抜機の制御方法にある。
【発明の効果】
【００２７】
かかる本発明によれば、切断時に切断刃が面板に当接した際に発生するアコースティック・エミッション信号から荷重落差を推定し、これから切断繰り返しに伴う切断刃の刃先の潰れ状態等を推定することができ、これにより、切断刃の交換時期を有効に判断し、切断不良を有効に防止するという効果を奏するものである。
【００２８】
また、ＡＥセンサを弾性支持して面板に機械的に結合させることにより、刃先が紙に対して適正位置に保持されているか、又は出っ張り過ぎか、引っ込み過ぎかを判断でき、切断刃の保持位置の微調整を行い、適正な状態で打抜を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施の形態に基づいて説明する。
【００３０】
図１は本発明の実施の形態で用いた打抜試験機及びＡＥ測定装置の概略を示す図である。
【００３１】
図１に示すように、打抜試験機１０は、下部定盤１１及び上部定盤１２を具備し、下部定盤１１上には、カウンタープレート１３が設置され、上部定盤１２には切断刃１４が取り付けられている。下部定盤１１は、ロードセル１５を介して上下方向調整台１６上に載置されている。一方、上部定盤１２を支持する支持部１７は、クランク軸１８に固定されており、クランク軸１８の回転により、上部定盤１２が上下方向に２５ｍｍずつ移動するようになっている。なお、クランク軸１８は、Ｖベルト１９を介して連結されたモータ２０の駆動力により回転されるようになっている。
【００３２】
図２に示すように、打抜試験機１０のカウンタープレート１３の切断刃１４が当接しない領域に接触するように、下部定盤１１に設けられた凹部１１ａ内に第１のＡＥセンサ２１が設けられ、また、下部定盤１１上には、第２のＡＥセンサ２２が固定されている。また、第１のＡＥセンサ２１及び第２のＡＥセンサ２２にはオシロスコープ２３が接続されており、第１及び第２のＡＥセンサ２１、２２からのＡＥ信号は、オシロスコープ２３に導入され、波形としてオシロスコープ２３の画面に表示されるようになっている。なお、第１のＡＥセンサ２１は、下部定盤１１に設けられた溝１１ａ内に弾性部材１１ｂを介して設けられ、カウンタープレート１３とは真空グリースを介して機械的に結合させるように設けられている。また、第２のＡＥセンサ２２は、下部定盤１１に対して機械的に結合されるように、真空グリースを介して固定されている。ここで、機械的に結合されるとは、固体音波が伝播可能なように結合されていることをいう。
【００３３】
このような装置を用い、カウンタープレート１３上に板紙１を設置し、加工条件を変えながら打ち抜き加工を実施し、このときに発生したＡＥ信号を第１のＡＥセンサ２１及び第２のＡＥセンサ２２で取得してオシロスコープ２３で受信し、解析した。
【００３４】
ここで、測定条件は以下の通りである。
【００３５】
切断刃１４：８０ｍｍ×２３．６ｍｍ×０．７ｍｍ、刃先角度４２°、刃先硬度約６００Ｈｖ、素材硬度約３３０Ｈｖ
【００３６】
なお、切断刃１４の刃先を研磨加工して、刃先幅ｗ＝１０，３６，１１９μｍとしたものを用意した。
【００３７】
カウンタープレート１３：ＳＵＳ６３０、板厚１．５ｍｍ、表面硬度約５１０Ｈｖ
板紙１：塗工紙、坪量ρ＝３５０ｇ／ｍ２、板厚ｔ＝０．４６ｍｍ
ＡＥセンサ２１、２２：共振型
【００３８】
加工は、切断刃１４の上下動を５ｒｐｍで行い、空打最大線荷重ｆLmaxを３０ｋＮ／ｍとし、切断刃１４が板紙１の抄造方向に対して直交するφ＝９０°で行った。
【００３９】
（試験例１）
板紙１を載置しない空打ちを行い、その時の第１のＡＥセンサ２１及び第２のＡＥセンサ２２のＡＥ信号の波形を図３に示す。一方、坪量３５０ｇ／ｍ2の板紙を用い、φ＝９０°、刃先幅ｗ＝３６μｍとして、打ち抜いた際のＡＥ信号の波形を図４に示す。なお、図３及び図４では、第２のＡＥセンサ２２の信号を０．０２［Ｖ］プラス方向へシフトさせて示してある。
【００４０】
この結果、空打ち時に発生する強制的な振動である静的な衝突振動に対しては、下部定盤１１に設けられた第２のＡＥセンサ２２は鈍感であり、第１のＡＥセンサ２１のみで観察されることが確認された。
【００４１】
また、板紙１の切断時に観測されるＡＥ信号には、空打ち時にも発生する静的な衝突振動に基づく波形と、板紙１の切断時に切断刃１４に蓄えられたエネルギが板紙破断時に解放されることによって生じる動的な衝突振動に基づく波形とが含まれ、前者の波形は第１のＡＥセンサ２１のみで観察されるが、後者の波形は第１のＡＥセンサ２１及び第２のＡＥセンサ２２の両者で観察されることが推測されるので、ｔ＝０．２〜０．３［ｍｓｅｃ］にかけて観測されているＡＥ信号が切断時の動的衝突に基づくことがわかった。
【００４２】
従って、カウンタープレート１３に機械的に結合された第１のＡＥセンサ２１だけでなく、カウンタープレート１３を支持する下部定盤１１に機械的に結合する第２のＡＥセンサ２２を設けることにより、動的衝突に基づくＡＥ信号を特定できることがわかった。
【００４３】
また、下部定盤１１へのＡＥ信号の伝達状況が解析できていれば、下部定盤１１のみにＡＥセンサを設け、これでシート材切断時の動的衝突に基づくＡＥ信号を観察するだけでも、切断状況が把握できる可能性があることがわかった。
【００４４】
（試験例２）
坪量３５０ｇ／ｍ2の板紙を用い、空打最大線荷重ｆLmax＝３０ｋＮ／ｍとし、φ＝９０°において、刃先幅ｗを、１０μｍ、３６μｍに変化させたときのＡＥ信号を測定した結果を図５及び図６に示し、動的衝突に基づくＡＥ信号の最大振幅を比較した。
【００４５】
この結果より、最大振幅は、刃幅が広がるに従って大きくなることが認められた。
【００４６】
また、図７（ａ）に一般的な切断負荷特性を示す。
【００４７】
刃先幅の増加に伴い１番目の極大点（ｆｃ１）と２番目の極大点（ｆｃ２）とが徐々に大きくなり、ほぼ刃先幅ｗに比例して増加することがわかっている。
【００４８】
ここで、図７（ｂ）及び（ｃ）での切断負荷特性を例に切断の様子を説明する。最初に、切断刃１４が被加工物である板紙１と接触することによって切断抵抗が緩やかに増加していく。ある程度押込まれることによって、表面層にき裂が入り切断抵抗は１番目の極大点ｆｃ１を示す（図７（ｂ）参照）。さらに押込まれることによって繊維層が徐々に破壊され、最終的に切断刃１４の楔効果によって破断するため切断抵抗が急激に減少して２番目の極大点ｆｃ２を示す（図７（ｃ）参照）。被加工物である板紙１が破断すると切断刃１４の下部には被加工物が存在しないのでカウンタープレート１３と衝突するため、再び切断抵抗が増加する（この点をｆｃｂとする）。これ以降の切断抵抗は切断刃１４とカウンタープレート１３との押込み抵抗になるため、空打ち荷重と一致する。
【００４９】
図８に刃先幅ｗとＡＥ波形の第１波形片振幅の大きさとの関係を示す。第１及び第２のＡＥセンサ２１、２２の測定位置（第１のＡＥセンサ２１の測定位置をＡ、第２のＡＥセンサ２２の測定位置をＢとする）によって刃先幅ｗとＡＥとの応答性は異なるが，いずれも正の相関性があるとわかる。
【００５０】
図８に示すように、刃先幅ｗとＡＥとの間に相関性があることから、刃先幅の変化をＡＥ信号によって計測できることがわかる。
【００５１】
以上の結果、刃先幅ｗとＡＥとの間に明確な相関性があることからＡＥによって切断刃と面板の衝突振動を検出することが切断刃の状態を診断するために有効であることが確認された。
【００５２】
（試験例３）
刃先幅ｗを、１６，４７，８８μｍに変化させた切断刃を用いた以外は、試験例２と同様にして切断したときのＡＥ信号を測定した結果を図９〜図１１にそれぞれ示す。
【００５３】
また、各刃先幅毎の切断負荷特性を図１２に、Δｆ＝fcmax-fcb [kN/m] と刃先幅w [μm] との関係  Δf= 0.20w + 1.2 kN/m （線形近似式）を図１３に示す。なお、fcmax [kN/m] とｗ[μｍ]との関係も線形関係で近似できて、ここでは fcmax= 0.32w + 15.19 kN/m である。
【００５４】
この結果、上述した試験例２と同様な傾向を示し、ｗとfcmax ならびにΔf との間に明確な相関性があり、ＡＥによって切断刃と面板の衝突振動を検出することが切断刃の状態を診断するために有効であることが確認された。
【００５５】
また、図１４に示すように、切断時の最大振幅を中心に前後０．２［ｓｅｃ］の間のＡＥエネルギを求め、この結果のＡＥエネルギと刃先幅との関係を図１５に、ＡＥエネルギと荷重落差との関係を図１６にそれぞれ示した。
【００５６】
この結果、それぞれ線形の相関関係があることが認められた。
【００５７】
以上説明したように、切断抵抗から求められる切断時衝突のエネルギ（荷重落差）とＡＥの二乗時間積分値（ＡＥエネルギ）との間に相関性が見いだされ、切断抵抗の極大点と刃先の幅との線形関係が知られていることから、破断時のＡＥの二乗時間積分値から刃先幅を推定可能であることがわかった。
【００５８】
（試験例４）
図１７に示すように、ＡＥセンサ２１Ａを下部定盤１１の溝１１ａ内にホットメルト接着剤１１ｃで固定すると共にカウンタープレート１３に対して真空グリースを介して機械的に結合させてＡＥ信号を測定した。この結果、例えば、図１４の最初と三番目の波形は観察されず、破断時衝突のＡＥのみが観察された。一方、ＡＥセンサ２１Ｂのように弾性部材１１ｂなどの詰め物を介して弾性的に支持されている場合には図１４の最初と第３の波形が検出されることがわかった。
【００５９】
すなわち、図１７に示すＡＥセンサ２１Ａのようにホットメルトで固定した状態でカウンタープレート１３と機械的に結合させると、カウンタープレートを伝わる弾性波のみを計測可能となり、破断時衝突のＡＥのみを測定することができる。従って、破断時衝突のＡＥのみを測定する場合には、ＡＥセンサを面板にホットメルト等で固定し、衝撃変形による圧力を受けないようにすればよいことがわかった。
【００６０】
一方、図１７のＡＥセンサ２１Ｂのように弾性部材１１ｂなどの詰め物を介して弾性的に支持されている場合には、カウンタープレートを伝わる弾性波の他、ＡＥセンサ２１Ｂに伝わる他の信号、例えば、面板と支持部とでセンサーを機械的に挟み込むことによる刃の紙（または面板）への押しつけの時間的変動の信号を計測可能であり、この場合、最初のＡＥ波形のタイミングを計測することにより、切断刃が、切断するシート部材と接触する時期を検出することができることがわかった。従って、上述した打抜機のクランク軸の回転位置に対する接触位置を検出し、シート部材の厚さを把握すれば、最適な接触角度は自ずと決定されるので、第１のＡＥ波形のタイミングがこれに対してずれているかどうかを判断すれば、切断刃が適正位置にあるか、すなわち、出っ張りすぎではないか、引っ込みすぎではないかを把握することができる。
【００６１】
（その他の実施例）
上述したように、打抜機に機械的に接続されて配置されたアコースティック・エミッション（ＡＥ）センサを設けて抜型が面板に当接する際にＡＥセンサが取得したアコースティック・エミッション（ＡＥ）信号を測定することにより、当該ＡＥ信号の切断繰り返しに伴う経時変化を監視し、この経時変化に基づいて前記切断刃の調整又は交換を行うことができる。すなわち、上述したように、シート材を切断するときに、当該シート材が破断して前記抜型の切断刃が面板に当接する際の動的衝突振動に基づくＡＥ信号から荷重落差を求めて、切断抵抗を推定することにより、切断刃の潰れ状態を監視することができ、例えば、これにより抜型の切断刃の刃先の潰れ変形状態を診断して、適正な調整又は交換を行うことができる。
【００６２】
かかる本発明方法では、複数のＡＥセンサを面板の各コーナおよび中央部等に設置し、少なくとも３つ以上のＡＥセンサで囲まれる領域でのＡＥ信号を測定することにより、ＡＥ信号源の場所が判定できる。すなわち、切断刃が面板上の紙を破断する時に面板を伝わる弾性波を複数のＡＥセンサで計測することによって、例えば、切断刃が強くあたる箇所の特定を行うことができる。また、外部の機械的雑音であるかどうかも判定できる。よって、この手法を用いることで、上述した抜型の刃つぶれ、むら取りの場所を推定でき、各作業に要する時間を短縮することができる。
【００６３】
一方、ＡＥセンサにより、シート材を切断するときに、当該シート材と抜型の切断刃との当接のタイミングを求めることにより、切断刃の先端位置の良否を推定することができ、これにより、打抜当初の切断刃の調整、又は刃潰れ状態の程度を把握することができ、適正な調整又は交換を行うことができる。この場合にも複数のＡＥセンサを適宜配置することにより、むら取り場所を容易に特定することができる。
【００６４】
なお、ＡＥセンサを設ける位置は上述したように下部定盤側である必要はなく、抜型側に設けても、切断刃と面板との動的衝突振動に基づくＡＥ信号等を測定できればよいことはいうまでもない。
【００６５】
さらに、本発明方法は、従来技術で挙げた可聴音を用いた打ち抜き加工診断方法を併用してもよく、これにより、両者の欠点を補い、また、精度の高い診断を行うことが可能である。
【００６６】
例えば、マイクによる空気音波の計測では、機械装置に穴をあけたりしないでマイクで計測できるので、機械剛性を弱めたり、余計な加工をしたくない場合に有効であるという利点がある。一方、ＡＥセンサによる固体音波の計測の場合、機械装置に穴をあけたり、衝撃を直接受けるので、剛性を弱める場合があるのと、衝撃でセンサが破損する可能性を考えて、適当な場所に埋め込む必要があるが、固体波なので騒音ノイズの影響を受けないという利点があるし、発生方位を特定する精度に高い信頼性があるという利点がある。
【００６７】
しかしながら、切断刃の衝突から発生するエネルギを診断するものなので、両者を比較すれば，同じ現象を判定可能であり、２つを使用することにより確信度を高めることができる。
【００６８】
また、両者の苦手な評価状態が少し違うので、お互いを補う形にすれば，計測評価できる範囲が拡大するという利点がある。すなわち、音圧は周囲騒音ノイズによって精度が低くなると思われるから、高速運転時や周囲に騒音の高い機械があるときは信頼性が低いが、固体波は確実に計測可能である。一方、減衰効果が大きいむらとりシートを使ったり、全体のあたりの平均状態を知りたいとき、ＡＥセンサはたくさん埋め込めないので、全域の様子を判断するのは難しい。つまり、ＡＥセンサは局所を精度よくみるにはよいが、全域を把握するには音圧のほうがよい場合がある。例えば、むらとりが均一にできていると、紙が破断して切断刃が面板に衝突するときの音波が一斉に生じるので、音圧はきれいに揃って明瞭に計測できるが、当たりがばらばらで悪いと音圧はそろわないということで判断可能である。しかしながら、むらのでている箇所を正確につきとめるには音圧では難しいかもしれないが、ＡＥセンサであれば、そういった個別の異常を検出しやすい。
【００６９】
従って、総合的な空気音圧による評価と少ない固体波による評価を組み合わせると、精度の高い評価を行えるという利点がある。
【００７０】
総合的には、本発明方法により、多数のＡＥセンサを埋め込む方式が最も好ましいが、埋め込む場所の制約とＡＥセンサのコストを考えると、両者併用でＡＥセンサをできるだけ少なくしたほうが有利である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施の形態に使用した打抜試験機及びＡＥ測定装置の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態で使用した打抜試験機のＡＥセンサを示す説明図である。
【図３】本発明の試験例１の結果を示すグラフである。
【図４】本発明の試験例１の結果を示すグラフである。
【図５】本発明の試験例２のＡＥ測定の結果を示すグラフである。
【図６】本発明の試験例２のＡＥ測定の結果を示すグラフである。
【図７】本発明方法により一般的な切断負荷特性及びその説明をする図である。
【図８】本発明の試験例２の各刃先幅と第１波形片振幅との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の試験例３のＡＥ測定の結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の試験例３のＡＥ測定の結果を示すグラフである。
【図１１】本発明の試験例３のＡＥ測定の結果を示すグラフである。
【図１２】本発明の試験例３の各刃先幅毎の切断負荷特性を示すグラフである。
【図１３】本発明の試験例３のΔｆと刃先幅との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の試験例３のＡＥエネルギの求め方を説明する図である。
【図１５】本発明の試験例３のＡＥエネルギと刃先幅との関係を示すグラフである。
【図１６】本発明の試験例３のＡＥエネルギと荷重落差との関係を示すグラフである。
【図１７】本発明の試験例４で使用した打抜試験機のＡＥセンサを示す説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  板紙
１０  打抜試験機
１１  下部定盤
１２  上部定盤
１３  カウンタープレート
１４  切断刃
１５  ロードセル
１６  上下方向調整台
１７  支持部
１８  クランク軸
１９  Ｖベルト
２０  モータ
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２２  ＡＥセンサ
２３  オシロスコープ
【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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【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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