(57)【要約】【課題】自身が製造した圧造品の形状検査や外観検査が、機内で精度良く行える機能を備えた圧造機を提供すること。【解決手段】最終の第五段の圧造工程で形成されたフランジナットＮの形状検査（寸法測定も含む）を、それを最終加工工程の下流側に送る第六のチャック６で「芯出し」されて送られてきた排出位置での把持姿勢、もしくは排出（チャックによる把持の開放）直後の姿勢で、その排出位置の近傍に設けたレーザー式変位センサ７、７により行う。形状検査の終了後、その検査位置の下流側に設けたシュータ８で移送し、途中、インデックス９で姿勢を整え、次のコンベア１０による移送時に、そのコンベア１０の近傍に設けたカメラ１５、１６、１７と画像処理装置１８の組み合わせで、外観検査を行うようにしてもよい。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加工工程から成る圧造工程を備え、その圧造工程の途中で形成される圧造品を次工程に送るための複数のチャックを備えた圧造機であって、
最終加工工程で形成された完成圧造品の形状検査もしくは外観検査を、前記複数のチャックの内、前記完成圧造品を最終加工工程の下流側に送るチャックによって芯出しされて送られてきた排出位置での把持姿勢、もしくは排出直後の姿勢で、前記排出位置の近傍に設けた検査手段により行うようにしたことを特徴とする圧造機。
【請求項２】
請求項１に記載の上記検査の終了後、上記検査手段の下流側に設けた移送手段で移送し、その移送手段による移送時に、その移送手段の近傍に設けた第二の検査手段で、請求項１に記載の検査が上記完成圧造品の形状検査である場合には、上記完成圧造品の外観検査を行い、請求項１に記載の検査が外観検査である場合には上記完成圧造品の形状検査を行うようにしたことを特徴とする圧造機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の上記形状検査を行う検査手段が光学式変位センサであることを特徴とする圧造機。
【請求項４】
請求項１または２に記載の上記外観検査を行う検査手段が、上記完成圧造品の表面を撮像するカメラと、そのカメラによる撮像で得た画像を処理する画像処理装置から成ることを特徴とする圧造機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧造機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な圧造機では、機内への原材（金属の丸棒）の供給後、複数の加工工程から成る圧造工程を経て、完成圧造品が形成される。その間、各工程で形成される中途の圧造品は、各工程に対応した複数のチャックによって、順次、次工程に運ばれる。
【０００３】
前記完成圧造品は、最終工程の圧造作用を受けた位置から、その最終工程に対応したチャックで把持されて、下流側の排出位置まで運ばれる。そして、その排出位置でチャックの把持作用から開放され、下方に落下する。下方には、完成圧造品の収納箱が設置されており、所定量溜まったところで、コンベアなどの移送手段で、次の検査工程に移送される。
【０００４】
従来の圧造機では、上記のように、原材の丸棒が最終形状（例えば、ナットやボルトなど）に形成されると、それが、圧造機としての完成品となって圧造機外に排出される。そして、その完成品の良否検査は、この圧造機とは別のラインで行われるのが通常であった。しかしながら、このことは、その検査工程を含めた圧造品の製造ラインの拡大を招くことになる。
【０００５】
この点に鑑みて、下記の公知文献（特許文献１）には、圧造機に組み込んで、その圧造機自体で製造した完成圧造品の形状を検査するための「圧造製品の検査装置」が開示されており、この検査装置を用いれば、圧造機内で完成圧造品の全数検査を行うことができ、圧造機外に、別途、検査工程の設備を構築する必要がなく、製造ラインの拡大を招くこともない、という記述がある。
【特許文献１】特許２０６３５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、圧造機は、それが製造する品種が、ナットやボルトといった簡単な形状で、さほど寸法精度の高いものを必要としない部品に止まらず、精度の高い仕上がりが要求される自動車部品などの精密部品にも拡張されてきている。そして、それら精密部品については、被検査対象を大まかなデータで良否を判定するのではなく、精密な寸法のデータで良否を判定する必要がある。
【０００７】
また、精密部品については、ユーザーから、それら部品の所望の部位について、その詳細な寸法のデータを知りたい、という要請もある。すなわち、単なる良否の判定だけではなく、所望の部位の詳細な「寸法測定」が必要となる場合もある。
【０００８】
その場合、それらの精密部品ついて、精度の高い寸法測定とそれに基づく良否判定を行うには、何よりも被検査対象（この場合は完成圧造品）の精密な位置決めが前提となる。
【０００９】
しかしながら、上記公知文献（特許文献１）に開示された「圧造品の検査装置」を備えた圧造機にあっては、最終加工工程で得られた完成圧造品をシュータ（チューブ）の中に落下させ、その落下途中で、距離センサにより良否判定を行っている。一応、完成圧造品がシュータの中をスムーズに移動できるよう、それを、シュータの出口側に設けた真空圧発生器の吸引力で出口側に導くようにしているが、その吸引の際に発生する完成圧造品のブレにより、その姿勢が一定せず、上記圧造機における完成圧造品の検査は、精密な位置決めが成された状態で行われているものではない。従って、およそ、精密部品に対する精度の高い形状検査（単なる形状の良否判定ではなく、「所望の部位の寸法測定」も含む。以下、同様）の要請に応えられるものではない。
【００１０】
そこで、そのような精度の高い形状検査を行う前提として、精密な位置決めが行える位置決め機構を設ける必要があるが、従来の圧造機においては、そもそも、振動の激しい圧造機内で精度の高い検査を行うなどの発想さえなく、そのような検査機能を備えたものはなかった。僅かに、そのような圧造機内での完成圧造品の全数検査行えるものとして、上記公知文献に開示された「圧造品の検査装置」を備えた圧造機が開示された程度であるが、それは、先程も述べたように、精度の高い形状検査を行えるものではなかった。
【００１１】
また、精密部品の場合は、その表面のキズや割れなどの有無を知る外観検査の必要もあり、その場合も、被検査対象の精度の高い位置決めが必要となる。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、圧造機自体が形成した完成圧造品、特に、精密部品（例えば、今後、需要が増すことの期待される自動車部品など）について、精度の高い形状検査や外観検査が、機内において行える圧造機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の加工工程から成る圧造工程を備え、その圧造工程の途中で形成される圧造品を次工程に送るための複数のチャックを備えた圧造機であって、最終加工工程で形成された完成圧造品の形状検査もしくは外観検査を、前記複数のチャックの内、前記完成圧造品を最終加工工程の下流側に送るチャックによって「芯出し」されて送られてきた排出位置における把持姿勢、もしくは排出直後の姿勢で、前記排出位置の近傍に設けた検査手段により行うようにした構成を採用したのである。
【００１４】
このように、検査のための、「完成圧造品の位置決め」を、上記完成圧造品を最終加工工程の下流側に送るチャックで行うようにしたので、圧造機のチャックの位置決め機能は精度の高いものであり、別途、精度の高い位置決め手段を設ける必要がない。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の上記検査の終了後、上記検査手段の下流側に設けた移送手段で移送し、その移送手段による移送時に、その移送手段の近傍に設けた第二の検査手段で、請求項１に記載の検査が上記完成圧造品の形状検査である場合には、上記完成圧造品の外観検査を行い、請求項１に記載の検査が外観検査である場合には上記完成圧造品の形状検査を行う構成を採用したのである。
【００１６】
そのようにすれば、完成圧造品の形状検査と外観検査の両方が行える。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の上記形状検査を行う検査手段が、光学式変位センサである構成を採用したのである。光学式変位センサとしては、例えば、後述の実施形態で採り挙げた「レーザー式変位センサ」があり、千分の一ミリ単位の測定が行える。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の上記外観検査を行う検査手段が、上記完成圧造品の表面を撮像するカメラと、そのカメラによる撮像で得た画像を処理する画像処理装置から成る構成を採用したのである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の圧造機は、完成圧造品の形状検査もしくは外観検査の際の位置決めを、圧造工程において、上流側から下流側に向けて部材を送るためのチャック部の複数のチャックの内、完成圧造品を最終加工工程の下流側に送るチャックを利用して行うようにしたので、別途、位置決め機構を設ける必要がなく、圧造機のチャックの位置決め機能は精度の高いものであるので、検査、測定手段の作用も一定し、より精密な検査、測定が行える、という効果がある。
【００２０】
また、検査機構が圧造機内に設置されるので、従来のように、圧造機外に別途に検査機構を設けていた場合とは異なり、製造ラインの増大化を招くこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。以下の、第一、第二の実施形態では、共に、完成圧造品として、簡単な形状であるフランジナット（図４参照）を製造するものを採り挙げる。
【００２２】
（第一の実施形態）
図１は、そのフランジナットＮの、五段からなる圧造工程において、上流側から下流側に向けて部材を送るためのチャック部１００の正面図、図２は図１の平面図、図３は、図１の右側面図である。なお、圧造工程の段数は五段とは限らないが、ここでは、ナットの製造として一般的によく採用されている五段のものを例示する。
【００２３】
図１に示すように、チャック部１００では、六つのチャック１、・・・、６が、図の紙面（現実空間の垂直面に該当）に横並びに（現実空間で水平に）、二段の連結部材１１によって一体化して配置されている。この一体化された六つのチャック１、・・・、６は、前記連結部材１１が、図２に示すように、全体の図示を省略した揺動機構の回転アーム１２に接続されている。この回転アーム１２は、その中心軸が、図２の紙面（現実空間の水平面）に沿って、回転軸１２ｃの周りに、１２ｂ、１２ａの符号を付した一点鎖線の間を円弧運動する。
【００２４】
後述の動作の説明の際にも述べるが、この六つのチャック１、・・・、６は、その主軸が、図１の紙面、すなわち現実空間の垂直面に投影した場合、その紙面において、図の左右（現実空間の水平方向）に一斉に平行移動するように動作する。図１では、その一体化された六つのチャック１、・・・、６の平行移動の前後の状態を、それぞれ、二点鎖線と実線で重ねて示している。なお、以下では、図１における六つのチャック１、・・・、６を、図の左から右にかけて第一、第二の順で、最終を第六のチャック６と命名するとともに、平行移動する前の二点鎖線で示したチャックには、ｂを添えた１ｂ、・・・、６ｂの符号を付す。
【００２５】
その二点鎖線で示したチャック１ｂ、・・・、６ｂと実線で示したチャック１、・・・、６の重なった五箇所（図中、（１）〜（５）の符号を付す）の位置のチャックの把持中心が、圧造の第一工程から第五工程のそれぞれの、図示しないパンチとダイスの組が対応する位置と重なっている。各位置（１）、・・・、（５）において、図１の紙面に垂直に、図示しないパンチとダイスが、その軸心を一にして対向している。ちなみに、図１の紙面上がダイス側に対応し、紙面の手前がパンチ側に対応する。なお、ダイス側には、図３に示すように、チャック１、・・・、６に把持されたフランジナットＮを、チャック１、・・・、６から押し出すキックアウトピン１３が搭載されている。そのキックアウトピン１３の詳細な駆動機構などは図示省略する。以上が、先ず、本実施形態の圧造機の、フランジナットＮの圧造工程のチャック部１００の構成である。
【００２６】
そして、本発明では、このような構成に加え、先述したように、圧造完成品を検査する検査手段を備えているのであるが、その検査手段による検査の際の位置決めを、精度の高い位置決め機能（所謂「芯出し」）を有した上記チャックを利用して行うものである。
【００２７】
すなわち、圧造機では、完成圧造品たるフランジナットＮを、圧造の最終工程に係る第六のチャック６で把持した姿勢、または、その第六のチャック６から落下させた直後の姿勢は、所謂「芯出し」が成されたものであるので、本発明では、その状態のフランジナットＮに対して検査を行うべく、本実施形態では、この第六のチャック６の把持部６ａの近傍に、検査手段として精度の高い測定（例えば、千分の一ミリ単位）が行える一対のレーザー式変位センサ７、７を対向配置している。その設置形態は、図１〜図３に模式的に示した通りである。
【００２８】
図１のみ、レーザー光の光軸Ｌのみを示している。図２では、対向配置したレーザー式変位センサ７、７と、その変位センサ７、７から照射されるレーザー光の光軸Ｌを示している。また、図３では、図の煩雑さを避けるため、対向配置したレーザー式変位センサ７、７の内、図の左側のみと、その変位センサ７、７から照射されるレーザー光の光軸Ｌを示している。
【００２９】
図に示したように、本実施形態では、フランジナットＮの厚み（全高さ）を測定すべく、第六のチャック６で把持されたフランジナットＮを、その厚み（全高さ）方向で挟む形で、対のレーザー式変位センサ７、７を対向配置している。以上が、本実施形態の圧造機の、完成圧造品たるフランジナットＮの形状検査を行うための構成である。次に、先ず、原材の丸棒を五段の圧造工程を経て、フランジナットＮに加工する本実施形態の圧造機のチャック部１００の動作を説明する。なお、以下では、原材の丸棒や中途の圧造工程で形成される中途形状のフランジナットの図示は省略する。
【００３０】
先ず、圧造機が始動する前、六つのチャック１、・・・、６を移動させる揺動機構の回転アーム１２の中心軸（幅中心）は図２の線１２ｂ上にある。この時、六つのチャック１、・・・、６は、図１の二点鎖線で示された原点状態にある。図では、原点状態のチャック１ｂ、・・・、６ｂの内、第二のチャック２ｂから第六のチャック６ｂは、実線で示した移動後のチャック１、・・・、６と重なっており、図で視認することはできない。唯一、第一のチャック１ｂのみが、図の最も左に二点鎖線で示されている。
【００３１】
圧造機が始動すると、フランジナットＮの原材として、所定の直径の金属の丸棒が、図示しない供給機構によって上記チャック部１００に自動供給され、第一のチャック１ｂの把持部１ｃに挿入される。丸棒の把持が完了すると、それと同時に、その丸棒に、図示しないカッタが作用して、丸棒を所定の長さに切断する。
【００３２】
その切断工程が終了すると、その直後に、前記揺動機構の回転アーム１２が、その中心軸が１２ａの一点鎖線に移動するように円弧運動する。そのことにより、六つのチャック１ｂ、・・・、６ｂが、図１の紙面（垂直面）に投影した形として、右側に一斉に平行移動する。その移動直後の状態が実線で示されたものである。第一のチャック１で把持された原材の丸棒は、その第一のチャック１の移動により、第一の圧造工程を司る図示しないパンチとダイスの同一軸心上に、その軸心を合わせる形で運ばれる。そして、それと同時に、丸棒は、図示しないパンチとダイスで圧造作用を受けて、第一形状の圧造品に加工される。
【００３３】
次に、六つのチャック１・・・６は前記回転アーム１２の円弧運動によって、図１において、その左側に平行移動して原点復帰する。すなわち、二点鎖線で示した状態に復帰する。その過程で、第一形状の圧造品は、前記キックアウトピン１３によって押し出されつつ、第一のチャック１に代わって、図１の右隣から移動してきた第二のチャック２に把持される。
【００３４】
第二のチャック２で把持された第一形状の圧造品は、続いて、前記回転アーム１２の円弧運動により、図１の右側に移動して、第二の圧造工程を司る、図示しないパンチとダイスの同一軸心上に、その軸心を合わせる形で運ばれる。そして、第二の圧造工程を司る、図示しないパンチとダイスで圧造作用を受けて、第二形状の圧造品に加工される。
【００３５】
以降、このようなことが、第二形状の圧造品に対して、順次、第三工程から第五工程まで繰り返され、第五の圧造工程で最終の圧造作用を受けた第五形状の圧造品、すなわち、完成圧造品は、続いて、第六のチャック６で把持されて、その第五工程の下流側にある排出位置に運ばれる。以上が、原材の丸棒が五段の圧造工程を経て、「形状だけの完成圧造品」に至る、本実施形態の圧造機のチャック部１００の動作である。次に、本発明の主眼とも言うべき、本実施形態の検査工程の動作について説明する。
【００３６】
最終圧造工程を経て完成したフランジナットＮが、前記第六のチャック６で把持されて排出位置に移動してくると、図１〜図３に示すように、対のレーザー式変位センサ７、７のレーザー光が、それぞれフランジナットＮの天面と底面に照射される。そして、各レーザー式変位センサ７、７によって得られた距離信号が付設のコンピュータに入力され、演算処理が成されて、フランジナットＮの厚み（全高さ）が測定データとして得られるようになっている。
【００３７】
こうして、本実施形態では、第六のチャック６で精度良く位置決め（「芯出し」）されたフランジナットＮの所望の部位の寸法（厚み）が、精度の高い測定の行えるレーザー式変位センサ７、７で測定され、そのデータに基づいて良否検査も行える。従って、本発明に係るこの実施形態の圧造機を用いれば、従来の圧造機の場合のような、単なる「形状だけの」完成圧造品ではなく、「良否検査が成され、製品保障がされた」真の意味での完成圧造品を、機内で得ることができる。完成圧造品は、その良否データに基づいて、図示しない分別機構によって良品と不良品に分別され、それぞれの排出位置に排出される。
【００３８】
また、今述べたように、良否判定だけではなく、その基となった前記測定部位の寸法データそのものを記録してユーザーに提供することもできる。
【００３９】
なお、この測定装置（レーザー式変位センサ７、７）や測定方法は、本実施形態のものに限られない。本実施形態では、図の煩雑さを避けるため、圧造完成品として採り挙げた「フランジナットＮ」の測定部位については、単に、厚み（全高さ）のみを例示したが、複数のレーザー式変位センサを配設して、複数の部位を測定することもできる。図４は、そのフランジナットＮの他の測定部位（イ〜チの符号を付した）を例示したものである。そのように、複数の部位の測定を行えば、より製品保障に優れたフランジナットＮを得ることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、フランジナットＮの寸法測定を第六のチャック６で把持した状態で行ったが、特に、本発明が本来提起したところの、自動車部品などの精密部品を測定対象とする場合には、その測定箇所はさらに多くなるので、その場合には、測定装置（レーザー変位センサ）から出射される光の軸とチャックとの干渉を避けたり、測定装置の台数もより多くなるので、測定装置の設置位置の自由度を高めるために、第六のチャック６による把持を開放した、落下直後の姿勢で測定することも一法である。把持状態で精度良く芯出しされているので、開放直後の姿勢もブレのない姿勢を保つことができ、精度の高い寸法測定を行うことができる。
【００４１】
また、より測定精度の高い装置や測定方法を用いるのも当然のことである。それらの点については、適宜対応すればよい。
【００４２】
（第二の実施形態）
前記第一の実施形態では、最終の圧造工程に対応した第六のチャック６で排出位置に移動させたフランジナットＮを、その排出位置で、前記レーザー式変位センサ７、７により、フランジナットＮの所望の部位の測定、並びに、その測定に基づく良否判定を行い、その良品のみを、圧造品の真の完成品とするような圧造機を採り挙げたが、第二の実施形態では、この第一の実施形態におけるフランジナットＮの形状検査（測定も含む）に加えて、さらに、フランジナットＮの外観検査も行うものである。すなわち、第一の実施形態の形状検査機能に加えて、機内に外観検査機能を備えた圧造機である。図５は、その第二の実施形態の圧造機のチャック部１００周りの正面図であり、図６は図５の平面図である。
【００４３】
今述べたように、本実施形態では、前記第一の実施形態の圧造機に外観検査機能を有する構成を加えたものであり、第一の実施形態におけるフランジナットＮの形状検査の機構は全く同様である。従って、同一部分の再度の説明は省略する。
【００４４】
図５および図６に示すように、本実施形態の外観検査のための構成は、前記第一の実施形態の形状検査における良品排出位置の直下に、フランジナットＮの移送用のシュータ８の一端を配置したものである。このシュータ８は、図１に、その一端（始端）を示したように、上方から下方へ斜めに配置したものである。
【００４５】
そして、図５、図６に示すように、このシュータ８の終端に、この実施形態では、フランジナットＮの姿勢を整えるためのインデックス９を配置し、そのインデックス９によってフランジナットＮの姿勢を所望の姿勢に整えた上で、水平に配置されたコンベア１０で移送している。そして、本実施形態では、このコンベアの途中に三台のカメラ１５、１６、１７を適宜の間隔で配置している。すなわち、この三台のカメラ１５、１６、１７でフランジナットＮの三種類の外観検査を行っている。その検査内容としては、本実施形態では、例えば、フランジナットＮの天面、内側面、側面などの仕上がり状態を検査した。内側面の検査では、タップの仕上がり具合を、天面や側面ではバリの有無などを検査した。
【００４６】
各カメラ１５、１６、１７は、それに組み込まれた検知センサによって、フランジナットＮの通過を検知し、その検知信号に基づいてシャッタが切られ、各カメラ１５、１６、１７に設定されたフランジナットＮの前記所定部位を撮像するようになっている。また、これらのカメラ１５、１６、１７には共通の画像処理装置１８が接続されている。以上が、第二の実施形態の圧造機の主要な構成である。次に、その動作を説明する。
【００４７】
第一の実施形態で良品と判定されたフランジナットＮは、前記シュータ８に沿って、重力で下流側に移動する。そして、前記インデックス９で姿勢が整えられ、引き続き、前記コンベア１０に転送される。
【００４８】
そして、そのコンベア１０で移送される途中、前記三台のカメラ１５、１６、１７が、それぞれに設定された検査内容の画像を撮像し、カメラ１５、１６、１７に接続された画像処理装置１８により、それぞれの撮像内容が画像処理される。そして、その画像処理データを、あらかじめ画像処理装置１８内に設定された基準の画像データ（良品の画像データ）と比較して、良否の判定を行う。
【００４９】
良否判定が成されたフランジナットＮは、その良否データに基づいて、コンベア１０の終端において、図示しない分別機構によって良品と不良品に分別され、それぞれの排出位置に排出される。
【００５０】
この場合も、単なる良否判定に止まらず、その画像データに基づく、フランジナットＮの表面状態を記録し、ユーザーに提供するような形を採ることもできる。
【００５１】
以上、説明したように、本実施形態の圧造機は、前記第一の実施形態で、最終工程に対応した第六のチャック６により「芯出し」された状態で、精度良く形状検査が行われたフランジナットＮに対し、第二の検査工程で、カメラ１５、１６、１７の撮像による外観検査も行うようにしたので、その完成圧造品が、寸法形状、外観形状とも精度良く仕上げられたものとして提供される。
【００５２】
なお、本文では、以上のように、第一と第二の実施形態の構成を提示したが、本発明は、このような構成に限られるものではなく、例えば、第二の実施形態で付設した外観検査と、最初の形状検査（寸法測定も含む）とを互いに置き換えてもよく、また、検査は、前記最終工程のチャックで位置決めして圧造工程の直後に行うものだけでもよい。それは、この発明を実施する者が、被検査対象である完成圧造品の種類、および、それに要求される検査精度や検査内容に照らして、適宜選択できることである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、圧造工程を構成する複数の加工工程において、圧造品を、順次、次工程に送る複数のチャックを有した形態の圧造機全般に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第一の実施形態の圧造機のチャック部の正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の右側面図である。
【図４】フランジナットの他の測定部位を例示したものであり、（ａ）が平面図、（ｂ）が左側面図である。
【図５】第二の実施形態の圧造機のチャック部周りの正面図である。
【図６】図５の平面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１、・・・、６    チャック
７    レーザー式変位センサ
８    シュータ
９    インデックス
１０    コンベア
１１    連結部材
１２    回転アーム
１３    キックアウトピン
１５、１６、１７    カメラ
１００    チャック部
Ｎ    フランジナット
【図１】
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【図２】
2009066609.tif 000004
【図３】
2009066609.tif 000005
【図４】
2009066609.tif 000006
【図５】
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【図６】
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