(57)【要約】【課題】測定手段を一つだけ設けた状態でも一対の加圧部材どうしの傾斜角度を計測することが可能なプレス機検査装置を提供すること、および、加圧部材が一定の傾斜姿勢のまま移動する場合も傾斜角度を計測可能なプレス機検査装置を提供すること。【解決手段】ワークに荷重を付与可能な一対の加圧部材１５，１６を、両加圧部材１５，１６どうしの距離を制御可能な状態でＺ軸に沿って近接移動可能に備えているプレス機と共に用い、一方の加圧部材１５の加圧面から他方の加圧部材１６の加圧面に向けて垂直に延設された被計測面５ａと、被計測面５ａまでの横断距離を計測するべく他方の加圧面に支持された測距手段８ａ，８ｂと、一対の加圧部材１５，１６どうしの近接移動によって生じる横断距離の変化、および、一対の加圧部材１５，１６どうしの距離の変化に基づいて傾斜角度を算出する算出手段と、を設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに荷重を付与する一対の加圧部材を、両加圧部材どうしの距離を制御可能な状態でＺ軸に沿って近接移動可能に備えているプレス機と共に用い、
前記一対の加圧部材の一方の加圧面から前記一対の加圧部材の他方の加圧面に向けて垂直に延設された被計測面と、
前記被計測面までの前記Ｚ軸と交差する方向での横断距離を計測するべく前記他方の加圧面に支持された測距手段と、
前記一対の加圧部材どうしの近接移動によって生じる前記横断距離の計測値の変化、および、前記一対の加圧部材どうしの距離の変化に基づいて、前記一対の加圧部材どうしの傾斜角度を算出する算出手段と、を備えているプレス機検査装置。
【請求項２】
前記測距手段は、互いに非平行な少なくとも２つの方向での前記横断距離を計測するべく配置された少なくとも２個のセンサを備えている請求項１に記載のプレス機検査装置。
【請求項３】
前記センサが渦電流式変位センサである請求項２に記載のプレス機検査装置。
【請求項４】
前記一対の加圧部材どうしの間に両加圧部材どうしの前記Ｚ軸に沿った距離を測定する第２の測距手段が設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載のプレス機検査装置。
【請求項５】
前記一対の加圧部材によって加えられる荷重を測定する荷重計を備えている請求項１から４のいずれか一項に記載のプレス機検査装置。
【請求項６】
前記プレス機のボルスタと対向し、前記被計測面と前記測距手段との一方を備えた計測下型、および、前記プレス機のスライダと対向し、前記被計測面と前記測距手段との他方を備えた計測上型を備え、且つ、
前記計測下型と前記計測上型との間に、前記計測下型と前記計測上型どうしの相対移動を案内する少なくとも一対のガイド部材を備えている請求項１から５のいずれか一項に記載のプレス機検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに荷重を付与する一対の加圧部材を、両加圧部材どうしの距離を制御可能な状態でＺ軸に沿って近接移動可能に備えているプレス機と共に用いるプレス機検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のプレス機検査装置に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された装置は、スライド（上部加圧部材）とボルスタ（下部加圧部材）とを備えたプレス機と共に用いられるものである。スライドのボルスタに対する平行度を測定する手段として、スライドの移動位置を検出可能なリニアスケールがスライドの四隅に設けてある。各リニアスケールは、スライドを下方に支持しているプランジャから下方に延設されたラックギヤ、同ラックギヤと噛合しつつスライド側に支持されたピニオンギヤ、および、ピニオンギヤの回転量に応じてスライドの各四隅の高さ位置信号を出力するロータリーエンコーダとからなる。プランジャの基準位置における各四隅の高さ位置信号と、プランジャの任意の測定位置における各四隅の高さ位置信号とを比較することで、スライドのボルスタに対する平行度が導き出されるとされている。
【０００３】
【特許文献１】特公平６−８６０３６号公報（第３欄２０〜４０行、第４欄１０〜３０行、第２図、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記されたプレス機検査装置では、傾斜角度（平行度）を計測するために、プランジャの測定位置におけるスライドの各部位の高さ位置を、プランジャスライドの基準位置におけるスライドの各部位の高さ位置と比較する方法を採る。このため、プランジャの基準位置と任意の測定位置とにおけるスライドの高さ位置を測定する測定手段（リニアスケール）を、スライドの少なくとも２箇所（スライドの各四隅のうちの２箇所など）に設ける必要があった。また、同じ理由で、スライダがボルスタに対して一定の傾斜姿勢のまま下降する場合には、その傾斜角度を検知できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術によるプレス機検査装置の持つ欠点に鑑み、測定手段を一つだけ設けた状態でも傾斜角度（平行度）を計測することが可能なプレス機検査装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、スライドがボルスタに対して一定の傾斜姿勢のまま下降する場合でもスライドの傾斜角度（平行度）を計測することが可能なプレス機検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるプレス機検査装置の第１の特徴構成は、
ワークに荷重を付与する一対の加圧部材を、両加圧部材どうしの距離を制御可能な状態でＺ軸に沿って近接移動可能に備えているプレス機と共に用い、
前記一対の加圧部材の一方の加圧面から前記一対の加圧部材の他方の加圧面に向けて垂直に延設された被計測面と、
前記被計測面までの前記Ｚ軸と交差する方向での横断距離を計測するべく前記他方の加圧面に支持された測距手段と、
前記一対の加圧部材どうしの近接移動によって生じる前記横断距離の計測値の変化、および、前記一対の加圧部材どうしの距離の変化に基づいて、前記一対の加圧部材どうしの傾斜角度を算出する算出手段と、を備えている点にある。
【０００７】
本発明の第１の特徴構成によるプレス機検査装置では、一対の加圧部材どうしが傾斜していれば、両加圧部材どうしの近接移動に応じて、被計測面から測距手段までの横断距離の値が一定の割合で変動するので、その横断距離の変化割合から傾斜角度を算出することができる。したがって、スライドがボルスタに対して一定の傾斜姿勢のまま下降する場合でもスライドの傾斜角度（平行度）を計測することが可能である。また、特定の方向に関する傾斜であれば、測定手段を一つ設けただけでも一対の加圧部材どうしの傾斜角度を計測可能である。また、近接移動の進行に応じた傾斜角度の変化の具合も簡単に知ることができる。
【０００８】
本発明の他の特徴構成は、前記測距手段は、互いに非平行な少なくとも２つの方向での前記横断距離を計測するべく配置された少なくとも２個のセンサを備えている点にある。
【０００９】
本構成であれば、一対の加圧部材どうしの間に存在する任意の方向の傾斜角度を計測可能である。
【００１０】
本発明の他の特徴構成は、前記センサが渦電流式変位センサである点にある。
【００１１】
本構成であれば、渦電流式変位センサは外形が小型で且つ分解能が高いので、プレス機検査装置をコンパクトにでき、しかも、より正確な計測が可能となる。
【００１２】
本発明の他の特徴構成は、前記一対の加圧部材どうしの間に両加圧部材どうしの前記Ｚ軸に沿った距離を測定する第２の測距手段が設けられている点にある。
【００１３】
本構成であれば、第２の測距手段によって一対の加圧部材どうしの近接移動速度を（プレス機自体に設けられた制御機構に基づく近接移動の速度データに比して）より正確に特定できるので、傾斜角度の計測もより正確にできる。
【００１４】
本発明の他の特徴構成は、前記一対の加圧部材によって加えられる荷重を測定する荷重計を備えている点にある。
【００１５】
本構成であれば、プレス機によって対象物に種々の大きさの荷重を掛けた際の傾斜角度を計測できるので、プレス機でワークに対して荷重を掛けながら加工を行う際に実際に現象として見られる傾斜の度合いや、荷重の増加に応じた傾斜の変化経過などを高精度で推測できることになる。
【００１６】
本発明の他の特徴構成は、前記プレス機のボルスタと対向し、前記被計測面と前記測距手段との一方を備えた計測下型、および、前記プレス機のスライダと対向し、前記被計測面と前記測距手段との他方を備えた計測上型を備え、且つ、
前記計測下型と前記計測上型との間に、前記計測下型と前記計測上型どうしの相対移動を案内する少なくとも一対のガイド部材を備えている点にある。
【００１７】
実際にプレス機によって荷重を掛けながらワークを加工する際には、下型と上型とからなる金型セットの内部にワークを配し、その下型と上型どうしの相対移動を案内する少なくとも一対のガイド部材が用いられるのが一般的である。すなわち、本構成では、プレス機検査装置自体に、現実のワーク加工に用いられる下型と上型に近似した計測下型と計測上型、ならびに、計測下型と計測上型どうしの相対移動を案内する少なくとも一対のガイド部材を備えた金型状の構造を持たせている。したがって、実際にプレス機によって荷重を掛けながらワークを加工する際に、一対の加圧部材（ボルスタとスライダ）の傾斜角度に影響を及ぼし得る要素を現実のワーク加工の条件に合わせた状態での実際的な傾斜角度を計測可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明による最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、検査対象の例としてのクランクプレス機３０（以後、単にプレス機３０と呼ぶ）に対して本発明に係るプレス機検査装置１が設置された状態を示す。
プレス機３０は、ワークに荷重を付与するための一対の加圧部材として、固定された下方のボルスタ１５、及び、上下方向に可動のスライダ１６を備える。スライダ１６は、ボルスタ１５に対する距離をプレス機３０自身に備えられた制御装置によって制御可能な状態で鉛直軸（Ｚ軸）に沿って近接移動可能に備えている。プレス機検査装置１はボルスタ１５に対するスライダ１６の傾斜角度（または平行度）を計測するために設置されている。
【００１９】
図２に示すように、プレス機検査装置１は、プレス機３０のボルスタ１５の上面に複数のネジなどで固定した剛体としての計測下型２、および、プレス機３０のスライダの下面に複数のネジなどで固定した剛体としての計測上型３を備える。計測下型２の中央上面には直方体状の台座部２ａが一体的に設けられている。同様に、計測上型３の中央下面にも直方体状の台座部３ａが一体的に設けられている。計測下型２は互いに平行で平坦な上面と下面を備え、計測上型３についても全く同様である。
【００２０】
計測下型２の台座部２ａの四隅付近には断面が円形のガイド棒４（ガイド部材の一例）が揺動不能に立設されている。他方、計測上型３には、ガイド棒４の断面形状と対応した断面形状のガイド孔３ｈ（ガイド部材の一例）が形成されている。ガイド棒４の上端は、常にガイド孔３ｈ内に挿通されており、計測上型３の下降に応じて大きな抵抗を示すこと無くガイド孔３ｈ内へ深く進入可能となっている。
【００２１】
計測上型３の四辺の各中央の下面には、４本の被計測ロッド５が揺動不能に立設されている。被計測ロッド５は計測上型３の下面に対して正確に垂直である。被計測ロッド５は鉄などの磁性体で形成されている。被計測ロッド５は矩形の断面形状を有し、その径方向外側の面は、特に平滑な第１被計測面５ａを構成している。また、被計測ロッド５の下端には平滑な第２被計測面５ｂが形成されている。４つの第２被計測面５ｂは計測上型３の下面から等しい距離に配置されている。
【００２２】
計測下型２の四辺の各中央の下面には、４本の計測ロッド７が揺動不能に立設されている。各計測ロッド７の上端付近には渦電流式変位センサ８（測距手段の一例）が取り付けられている。各渦電流式変位センサ８は磁界を形成し、対向する計測ロッド７の第１被計測面５ａの最も近接した部位との距離（Ｚ軸と交差する方向での横断距離）が変化すると、その変化具合に応じて発生する磁界の乱れに基づいて電気信号を出力する。この出力信号の振幅は距離の変化率に対して比例的となる。図３に示される左右の各渦電流式変位センサ８ａ，８ｂは、プレス機３０の左右方向（Ｘ軸）に沿った横断距離を見ており、上下の各渦電流式変位センサ８ｃ，８ｄは、プレス機３０の前後方向（Ｙ軸）に沿った横断距離を見ている。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸は互いに９０°をなす。
【００２３】
図４に示すように、渦電流式変位センサ８はネジ８ｖによって計測ロッド７に固定されており、高さ位置を適宜変更することができる。計測ロッド７の表面には計測下型２の下面からの距離を示す目盛り（不図示）が記されており、通常は４個の渦電流式変位センサ８は計測下型２の下面からの距離が互いに等しくなるように固定される。
【００２４】
また、図２に示すように、計測下型２の四辺の計測ロッド７よりも内側には、計測ロッド７の第２被計測面５ｂまでのＺ軸方向での距離を光学的に計測するレーザ式距離計６（第２の測距手段の一例）が固定されている。レーザ式距離計６は、レーザビームを上方に向けて出力し、第２被計測面５ｂで反射して戻ってくるまでの時間長さに基づいて第２被計測面５ｂまでの距離を測定する。
【００２５】
計測下型２の台座部２ａの中央にはロードセル１０（荷重計の一例）が配置されている。ロードセル１０は内部に設置された歪ゲージから出力される電気信号に基づいて、スライダ１６によってボルスタ１５側に加えられる荷重を連続的に測定することができる。尚、荷重計としは、ロードセル１０に限らず、荷重を計測可能であれば歪ゲージなど種々の手段を用いることができる。
【００２６】
図１に示すように、プレス機３０のボルスタ１５の上面には、プレス機検査装置１に隣接した状態で計測収集装置２０が設置されている。計測収集装置２０には、４基の渦電流式変位センサ８、４基のレーザ式距離計６、ロードセル１０から出力される各電気信号がリアルタイムで送られる。計測収集装置２０には、これらの電気信号に基づいてボルスタ１５に対するスライダ１６の傾斜角度を算出する算出手段（不図示）、及び、算出された傾斜角度を表示するモニタ２０ａなどを設けることができる。
【００２７】
図４は、同算出手段による算出方法の中心となる原理を示す略図である。図４（ａ）はスライダ１６が比較的上方の第１位置にある状態で、図４（ｂ）はプレス機３０の制御装置によってスライダ１６を前記第１位置から所定距離だけ下降させた第２位置にある状態とする。仮に、図のようにスライダ１６がボルスタ１５に対して時計回りに角度θだけ傾斜していれば、スライダ１６が第１位置から第２位置まで下降する際に、渦電流式変位センサ８から第１被計測面５ａまでの最短距離（この場合は水平方向の距離）はＬ１からＬ２まで変化（この場合は縮小）する。
【００２８】
渦電流式変位センサ８では常に磁界が形成され、その磁界の状態が連続的に検出されており、Ｌ１からＬ２への距離の変化に基づいて磁界も変化するので、Ｌ１とＬ２の差分（Ｌ２−Ｌ１＝ΔＬ）が分かる。また、スライダ１６を第１位置から第２位置まで下降させた際のＺ軸方向での移動距離はレーザ式距離計６から発生する電気信号に基づいて正確に分かる。そこで、スライダ１６を第１位置から第２位置まで下降させた際の、Ｘ軸またはＹ軸に沿った横断距離の変化（ΔＬ）、および、スライダ１６の下降距離に基づいて、スライダ１６のボルスタ１５に対する傾斜角度θが算出される（例えば、ΔＬを下降距離で割った商のｔａｎ−１を求める三角関数など）。
【００２９】
この実施形態では４基の渦電流式変位センサ８を用いているので、左右の各渦電流式変位センサ８ａ，８ｂによる傾斜角度θの平均値からＸ軸とＺ軸を含む平面内での傾斜角度が正確に得られ、上下の各渦電流式変位センサ８ｃ，８ｄよる傾斜角度θの平均値からＹ軸とＺ軸を含む平面内での傾斜角度が正確に得られる。
また、スライダ１６を一定距離に渡って下降させる間に、スライダ１６の複数の高さ毎に傾斜角度θの値を求めることによって、スライダ１６の下降に応じた傾斜角度θの変化が得られる。さらに、傾斜角度θの値をロードセル１０によって求められた荷重の変化と関連付けることで、種々の荷重条件下における傾斜角度θの挙動が得られる。
【００３０】
さらに、計測収集装置２０には、同じプレス機３０について以前に採取した傾斜角度θのマスターデータが保持されており、スライダ１６の下降速度などの試験条件をマスターデータ採取時と一致させた検査によって新たに得られた傾斜角度θの値を同マスターデータと比較することで、プレス機３０の各部に生じた経年変化（撓み量、歪み、その他）を知ることができる。
尚、計測下型２の四辺に設けた４基のレーザ式距離計６（第２の測距手段）からの出力データからは、スライダ１６の第１位置における、４つの第２被計測面５ｂの各々の高さ、および、スライダ１６の初期傾斜特性を判定することできる。そこで、渦電流式変位センサ８によって得られた時々刻々の傾斜特性にこの絶対的な傾斜特性を用いることで、スライダ１６の下降操作に際しての、スライダ１６上の各点のＹ軸上での位置座標を求めることも可能となる。
【００３１】
〔別実施形態〕
〈１〉計測ロッド７に取り付ける測距手段は渦電流式変位センサ８に限る必要はなく、例えば、被計測ロッド５の第１被計測面５ａまでの横断距離を測定する接触式距離センサを用いることも可能である。例えば接触式距離センサとしては、横断方向に出入り自在な水平軸心回りで回転自在に支持されに支持された回転ローラ、回転ローラを第１被計測面５ａに押し付けるように付勢するバネなどの付勢手段、回転ローラの横断方向での位置を連続的に検知する機構とで構成することができる。
【００３２】
〈２〉図２に示されたプレス機検査装置１の組み合わせからロードセル１０を撤去した状態での傾斜角度計測も可能である。この場合、対象物に対して荷重を掛けない状態でのボルスタ１５に対するスライダ１６の傾斜角度を計測することが可能であり、ロードセル１０を用いる場合よりもスライダ１６を低レベルまで下降させながら、傾斜角度を計測することができる。
【００３３】
〈３〉上記の実施形態では４本の計測ロッド７と４基の渦電流式変位センサ８を用いているが、図３における上下のいずれか一方の渦電流式変位センサ８と、左右のいずれか一方の渦電流式変位センサ８とからなる２基の渦電流式変位センサ８だけを用いても、任意の方向でのボルスタ１５に対するスライダ１６の傾斜角度を計測可能である。さらに、渦電流式変位センサ８を１基のみ設置した構成でも、ボルスタ１５に対するスライダ１６の特定方向での傾斜は計測可能である。
【００３４】
〈４〉上記の実施形態では計測ロッド７の第２被計測面５ｂまでのＺ軸方向での距離を計測するレーザ式距離計６を設置し、同距離の計測結果をスライダ１６の移動速度の算出に用いている。しかし、レーザ式距離計６を設置しないでも、プレス機３０に備えられた制御装置に入力したスライダ１６の移動速度に基づいて、ボルスタ１５に対するスライダ１６の傾斜角度を計測することが可能である。
【００３５】
〈５〉図５は、図１のものよりも大型のプレス機３０に対して、ボルスタ１５の中央と左右に合計で３基のプレス機検査装置１を設置した適用形態を示す。
この形態では、３基のプレス機検査装置１に同一規格のロードセル１０を配置してスライダ１６を通常通りに下降させながら、３基のプレス機検査装置１による検査を同時に行うことで、Ｘ軸に沿って長尺状のスライダ１６における中央部、左端付近、右端付近の各点における傾斜特性を正確に知ることができる。計測収集装置２０は、３基のプレス機検査装置１から出力されるデータの全てを並行して処理し、最終的にこれらのデータを総合的に解析して表示するように構成されている。
【００３６】
〈６〉計測下型２、計測上型３、および、ガイド部材を全く用いず、被計測ロッド５をスライダ１６の下面に固定し、渦電流式変位センサ８を取り付けた計測ロッド７をボルスタ１５の上面に固定しただけの構成でも本発明によるプレス機検査装置が得られる。被計測ロッド５および計測ロッド７の固定は、各ロッドの基端部に設けた強力磁石付きの台座などによって実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明によるプレス機検査装置を設置したプレス機の正面図
【図２】プレス機検査装置を示す拡大正面図
【図３】図２のプレス機検査装置を示す一部破断平面図
【図４】傾斜角度の算出原理を示す略図
【図５】プレス機検査装置の別の適用例を示す正面図
【符号の説明】
【００３８】
１  プレス機検査装置
２  計測下型
２ａ  台座部
３  計測上型
３ａ  台座部
３ｈ  ガイド孔（ガイド部材）
４  ガイド棒（ガイド部材）
５ａ  第１被計測面
５ｂ  第２被計測面
６  レーザ式距離計（第２の測距手段）
８  渦電流式変位センサ（測距手段）
１０  ロードセル（荷重計）
１５  ボルスタ（下方の加圧部材）
１６  スライダ（上方の加圧部材）
２０  測収集装置
３０  クランクプレス機
【図１】
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【図２】
2009226440.tif 000004
【図３】
2009226440.tif 000005
【図４】
2009226440.tif 000006
【図５】
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