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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023176595
(43)【公開日】2023-12-13
(54)【発明の名称】加工工程監視装置
(51)【国際特許分類】
G01L 5/22 20060101AFI20231206BHJP
B30B 15/28 20060101ALI20231206BHJP
G01L 5/00 20060101ALI20231206BHJP
B30B 15/00 20060101ALI20231206BHJP
【ＦＩ】
G01L5/22
B30B15/28 K
B30B15/28 Q
G01L5/00 L
G01L5/00 101Z
B30B15/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】24
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022088956
(22)【出願日】2022-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100135703
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 英隆
(72)【発明者】
【氏名】野尻 尚紀
【テーマコード（参考）】
2F051
4E088
4E089
【Ｆターム（参考）】
2F051AA11
2F051AB08
4E088JJ04
4E088JJ09
4E089EC01
4E089EE01
4E089FA02
4E089FB10
4E089FC05
4E089GA01
4E089GB05
4E089GC04
(57)【要約】
【課題】センサの個数を増やしたとしても、システム構成の装置数がセンサの個数に比例することなく、同じシステム構成にて各センサが出力する信号を取得できる加工工程監視装置を提供すること。
【解決手段】製造装置による加工工程を監視する加工工程監視装置は、製造装置に取り付けられた複数のセンサと、一つの入力部と複数の出力部を有し、複数のセンサの数と同数である複数のセレクタと、複数のセレクタのそれぞれの複数の出力部の数と同数である複数の信号線と、コントローラと、を備え、複数のセンサのそれぞれは、対応する複数のセレクタの入力部に接続され、コントローラは、複数のセレクタのそれぞれの入力部を、対応する出力部のうちの一端と接続するとともに他端と開放するように選択制御して、複数のセレクタのそれぞれの複数の出力部を、対応する複数の信号線のいずれかにそれぞれ接続する。
【選択図】図２
【解決手段】製造装置による加工工程を監視する加工工程監視装置は、製造装置に取り付けられた複数のセンサと、一つの入力部と複数の出力部を有し、複数のセンサの数と同数である複数のセレクタと、複数のセレクタのそれぞれの複数の出力部の数と同数である複数の信号線と、コントローラと、を備え、複数のセンサのそれぞれは、対応する複数のセレクタの入力部に接続され、コントローラは、複数のセレクタのそれぞれの入力部を、対応する出力部のうちの一端と接続するとともに他端と開放するように選択制御して、複数のセレクタのそれぞれの複数の出力部を、対応する複数の信号線のいずれかにそれぞれ接続する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
製造装置による加工工程を監視する加工工程監視装置であって、
前記製造装置に取り付けられた複数のセンサと、
前記複数のセンサの数と同じ数だけ設けられた複数のセレクタであって、前記複数のセレクタのそれぞれは、１つの入力部及び複数の出力部を有し、前記１つの入力部に入力された信号を前記複数の出力部のうちの１つから選択的に出力する、複数のセレクタと、
それぞれが、前記複数の出力部のそれぞれと接続された複数の信号線と、
前記複数のセレクタのそれぞれについて、前記入力部と前記複数の出力部のうちの１つとを選択的に接続し、前記入力部と前記複数の出力部の残りとを選択的に開放するよう制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする、加工工程監視装置。
前記製造装置に取り付けられた複数のセンサと、
前記複数のセンサの数と同じ数だけ設けられた複数のセレクタであって、前記複数のセレクタのそれぞれは、１つの入力部及び複数の出力部を有し、前記１つの入力部に入力された信号を前記複数の出力部のうちの１つから選択的に出力する、複数のセレクタと、
それぞれが、前記複数の出力部のそれぞれと接続された複数の信号線と、
前記複数のセレクタのそれぞれについて、前記入力部と前記複数の出力部のうちの１つとを選択的に接続し、前記入力部と前記複数の出力部の残りとを選択的に開放するよう制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする、加工工程監視装置。
【請求項2】
前記複数のセンサのそれぞれは、荷重を測定する
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
【請求項3】
前記複数のセンサのそれぞれは、荷重を表す電圧を発生させるピエゾ素子を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の加工工程監視装置。
【請求項4】
前記複数のセンサのそれぞれは、歪みを測定する
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
【請求項5】
前記コントローラは、前記複数のセレクタそれぞれに対応するレジスタに信号を伝達することによって前記複数のセレクタを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
【請求項6】
前記レジスタは、シフト動作するようデイジーチェーン接続される
ことを特徴とする請求項５に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項５に記載の加工工程監視装置。
【請求項7】
前記複数の信号線は、前記レジスタのデイジーチェーン接続を構成する配線に沿って装置内に配置される
ことを特徴とする請求項６に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項６に記載の加工工程監視装置。
【請求項8】
前記複数の信号線と、前記レジスタのデイジーチェーン接続を構成する配線とが、多芯ケーブルをなして装置内に配置される
ことを特徴とする請求項７に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項７に記載の加工工程監視装置。
【請求項9】
前記加工工程監視装置は、
センサプレートを備え、
前記センサプレートは、前記複数のセレクタ、前記複数のセレクタ間を接続する前記複数の信号線、および前記レジスタのデイジーチェーン接続を構成する配線を内包する
ことを特徴とする請求項７に記載の加工工程監視装置。
センサプレートを備え、
前記センサプレートは、前記複数のセレクタ、前記複数のセレクタ間を接続する前記複数の信号線、および前記レジスタのデイジーチェーン接続を構成する配線を内包する
ことを特徴とする請求項７に記載の加工工程監視装置。
【請求項10】
前記センサプレートは、前記複数のセンサの少なくとも一部を内包する
ことを特徴とする請求項９に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項９に記載の加工工程監視装置。
【請求項11】
前記複数のセレクタのそれぞれは、半導体スイッチによって構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
【請求項12】
前記製造装置は、同一の作業を繰り返すサイクル加工を行い、
前記コントローラは、前記サイクル加工におけるサイクル間の非加工中に前記レジスタのシフト動作を制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の加工工程監視装置。
前記コントローラは、前記サイクル加工におけるサイクル間の非加工中に前記レジスタのシフト動作を制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の加工工程監視装置。
【請求項13】
前記複数のセレクタの出力部の数と、前記複数の信号線の数は２であり、
前記複数のセレクタのそれぞれは、第１信号線と接続される第１出力部および第２信号線と接続される第２出力部を有し、
前記コントローラは、前記複数のセレクタのうちの１つのみを選択し、選択されたセレクタの前記入力部と前記第１出力部とが接続され、他のセレクタの前記入力部と前記第２出力部とが接続されるよう前記複数のセレクタを制御する
ことを特徴とする請求項１２に記載の加工工程監視装置。
前記複数のセレクタのそれぞれは、第１信号線と接続される第１出力部および第２信号線と接続される第２出力部を有し、
前記コントローラは、前記複数のセレクタのうちの１つのみを選択し、選択されたセレクタの前記入力部と前記第１出力部とが接続され、他のセレクタの前記入力部と前記第２出力部とが接続されるよう前記複数のセレクタを制御する
ことを特徴とする請求項１２に記載の加工工程監視装置。
【請求項14】
前記加工工程監視装置は、
前記複数の信号線それぞれに対応するチャージアンプを備え、
前記チャージアンプは、非加工中には容量素子の電荷をディスチャージし、加工中には電荷をチャージする動作を行うよう前記コントローラによって制御される
ことを特徴とする請求項１２に記載の加工工程監視装置。
前記複数の信号線それぞれに対応するチャージアンプを備え、
前記チャージアンプは、非加工中には容量素子の電荷をディスチャージし、加工中には電荷をチャージする動作を行うよう前記コントローラによって制御される
ことを特徴とする請求項１２に記載の加工工程監視装置。
【請求項15】
前記加工工程監視装置は、
前記複数の信号線それぞれに対応するチャージアンプと、前記チャージアンプの出力を受けて増幅するアンプと、を備え、
前記チャージアンプは、前記コントローラから受信した制御信号に基づいて、非加工中には容量素子の電荷をディスチャージし、加工中には電荷をチャージする動作を行うよう設定され、
前記アンプは、増幅率が前記コントローラによって制御される
ことを特徴とする請求項１２に記載の加工工程監視装置。
前記複数の信号線それぞれに対応するチャージアンプと、前記チャージアンプの出力を受けて増幅するアンプと、を備え、
前記チャージアンプは、前記コントローラから受信した制御信号に基づいて、非加工中には容量素子の電荷をディスチャージし、加工中には電荷をチャージする動作を行うよう設定され、
前記アンプは、増幅率が前記コントローラによって制御される
ことを特徴とする請求項１２に記載の加工工程監視装置。
【請求項16】
前記加工工程監視装置は、
前記複数の信号線それぞれに対応する複数のＡ／Ｄ変換機と、
前記複数のＡ／Ｄ変換機の出力を受けるデータ処理部と、を備え、
前記複数のＡ／Ｄ変換機のそれぞれは、対応する信号線を通じて伝搬するアナログ信号をデジタル信号に変換する
ことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の加工工程監視装置。
前記複数の信号線それぞれに対応する複数のＡ／Ｄ変換機と、
前記複数のＡ／Ｄ変換機の出力を受けるデータ処理部と、を備え、
前記複数のＡ／Ｄ変換機のそれぞれは、対応する信号線を通じて伝搬するアナログ信号をデジタル信号に変換する
ことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の加工工程監視装置。
【請求項17】
前記加工工程監視装置は、
前記複数のＡ／Ｄ変換機、および前記コントローラからの信号を受けてデータの送受信を行う第１シリアルインタフェース装置と、
前記データ処理部と前記データの送受信を行う第２シリアルインタフェース装置と、を備え、
前記データは、前記第１シリアルインタフェース装置と前記第２シリアルインタフェース装置との間をシリアル通信によって転送される
ことを特徴とする請求項１６に記載の加工工程監視装置。
前記複数のＡ／Ｄ変換機、および前記コントローラからの信号を受けてデータの送受信を行う第１シリアルインタフェース装置と、
前記データ処理部と前記データの送受信を行う第２シリアルインタフェース装置と、を備え、
前記データは、前記第１シリアルインタフェース装置と前記第２シリアルインタフェース装置との間をシリアル通信によって転送される
ことを特徴とする請求項１６に記載の加工工程監視装置。
【請求項18】
前記第１シリアルインタフェース装置は、シリアル通信に用いられるケーブルより電力を受け、前記複数のセンサから前記第１シリアルインタフェース装置までの回路に電力を供給する
ことを特徴とする請求項１７に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項１７に記載の加工工程監視装置。
【請求項19】
前記加工工程監視装置は、
前記複数のセンサから前記第１シリアルインタフェース装置までの回路が、プレス機に取り付けられる金型に設置される
ことを特徴とする請求項１８に記載の加工工程監視装置。
前記複数のセンサから前記第１シリアルインタフェース装置までの回路が、プレス機に取り付けられる金型に設置される
ことを特徴とする請求項１８に記載の加工工程監視装置。
【請求項20】
前記加工工程監視装置は、
前記複数のＡ／Ｄ変換機、および前記コントローラからの信号を受けてデータの送受信を行う第１無線送受信部と、
前記データ処理部と前記データの送受信を行う第２無線送受信部とを備え、
前記データは、無線通信によって前記第１無線送受信部と前記第２無線送受信部との間を無線通信によって転送される
ことを特徴とする請求項１６に記載の加工工程監視装置。
前記複数のＡ／Ｄ変換機、および前記コントローラからの信号を受けてデータの送受信を行う第１無線送受信部と、
前記データ処理部と前記データの送受信を行う第２無線送受信部とを備え、
前記データは、無線通信によって前記第１無線送受信部と前記第２無線送受信部との間を無線通信によって転送される
ことを特徴とする請求項１６に記載の加工工程監視装置。
【請求項21】
前記加工工程監視装置は、
前記複数のセンサから前記第１無線送受信部までの回路が、プレス機に取り付けられる金型に設置される
ことを特徴とする請求項２０に記載の加工工程監視装置。
前記複数のセンサから前記第１無線送受信部までの回路が、プレス機に取り付けられる金型に設置される
ことを特徴とする請求項２０に記載の加工工程監視装置。
【請求項22】
前記加工工程監視装置は、
前記複数の信号線それぞれに対応する複数のＡ／Ｄ変換機と、
前記複数のＡ／Ｄ変換機の出力を受けるデータ処理部と、を備え、
前記複数のセンサのそれぞれは、荷重を測定し、
前記複数のＡ／Ｄ変換機のそれぞれは、対応する信号線を通じて伝搬するアナログ信号をデジタル信号に変換し、
前記データ処理部は、
全ての前記複数のセンサによって検出された荷重値を合算して波形データを求め、同一の作業を繰り返すサイクル加工における波形の履歴を蓄積して判定処理を行う全荷重判定処理と、
前記複数のセレクタのうちの１つが選択されると、前記複数のセンサのうちの、選択されたセレクタに対応するセンサによって検出された荷重値の波形データを取得して、前記選択されたセレクタに対応するチャネルの波形データとして格納し、前記対応するチャネルの波形の履歴を蓄積して判定処理を行うチャネル荷重判定処理と
を実行することを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
前記複数の信号線それぞれに対応する複数のＡ／Ｄ変換機と、
前記複数のＡ／Ｄ変換機の出力を受けるデータ処理部と、を備え、
前記複数のセンサのそれぞれは、荷重を測定し、
前記複数のＡ／Ｄ変換機のそれぞれは、対応する信号線を通じて伝搬するアナログ信号をデジタル信号に変換し、
前記データ処理部は、
全ての前記複数のセンサによって検出された荷重値を合算して波形データを求め、同一の作業を繰り返すサイクル加工における波形の履歴を蓄積して判定処理を行う全荷重判定処理と、
前記複数のセレクタのうちの１つが選択されると、前記複数のセンサのうちの、選択されたセレクタに対応するセンサによって検出された荷重値の波形データを取得して、前記選択されたセレクタに対応するチャネルの波形データとして格納し、前記対応するチャネルの波形の履歴を蓄積して判定処理を行うチャネル荷重判定処理と
を実行することを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
【請求項23】
前記チャネル荷重判定処理は、全荷重判定処理とは異なる方法にて行われる
ことを特徴とする請求項２２に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項２２に記載の加工工程監視装置。
【請求項24】
前記加工工程監視装置は、プレス機に取り付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、加工工程の状態を複数の荷重を測定することによって監視する装置に関する。
【背景技術】
【0002】
プレス加工、射出成形などでは、比較的短いサイクルを繰り返して同一の加工を施す動作を行っている。このような装置に於ける加工の状態を、複数のセンサによってセンシングした時系列データである複数の加工センシングデータを解析することによって、加工状態または異常を判定する方法、従来提案されている。特に、荷重を測定することによって加工状態や異常を判定する方法が提案されている。
【0003】
特許文献１に記載のプレス製造条件収集システムは、複数の圧力センサが配置されたセンサプレートが設けられ、それら複数のセンサから受信した全ての信号を同時にデジタル化し、データ分析することにより不良事象を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１２６８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載のプレス製造条件収集システムでは、より詳細な荷重や圧力分布を測定しようとした場合、システム構成が大がかりになるという問題がある。例えば、当該システムは、センサの個数に応じて、センサからのアナログ信号を伝達するためのケーブル、アナログ信号をデジタル化するためのＡ／Ｄ変換機、デジタルデータを処理するためのプロセッサが必要になる。
【0006】
本開示は、センサの個数を増やしたとしても、システム構成の要素数の増加を抑制し、同じシステム構成にて各センサが出力する信号を取得できる加工工程監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の加工工程監視装置は、製造装置による加工工程を監視する加工工程監視装置であって、製造装置に取り付けられた複数のセンサと、複数のセンサの数と同じ数だけ設けられた複数のセレクタであって、複数のセレクタのそれぞれは、１つの入力部及び複数の出力部を有し、１つの入力部に入力された信号を複数の出力部のうちの１つから選択的に出力する、複数のセレクタと、それぞれが、複数の出力部のそれぞれと接続された複数の信号線と、複数のセレクタのそれぞれについて、入力部と複数の出力部のうちの１つとを選択的に接続し、入力部と複数の出力部の残りとを選択的に開放するよう制御するコントローラと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、センサの個数を増やしたとしても、システム構成の要素数の増加を抑制し、同じシステム構成にて各センサが出力する信号を取得できる加工工程監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の実施の形態１に係る加工工程監視装置の概略を示す図
【図2】本開示の実施の形態１に係る加工工程監視装置において荷重を検出する装置の、金型に設置されている部分を示す図
【図3】セレクタの回路構成を示す図
【図4】デジタル選択信号が、セレクタそれぞれのフリップフロップＦＦとデイジーチェーン状に接続される状態を示した回路図
【図5】信号線群を一組の信号とし、セレクタブロックとの接続を行う部分の回路図
【図6】デイジーチェーン状に接続されたセレクタそれぞれの接続状態が、時間が経過するにつれてプレス機が繰り返し動作を行うサイクル毎にどのように変化していくのかを、横軸を時間にして示したチャート図
【図7】データ処理部の詳細を示すフロー図
【図8】全荷重波形による異常判定を行う例を示す図
【図9】個別波形による状態検知を行う例を示す図
【図10】実施の形態２にかかる複数のセレクタブロック間が一本の多芯ケーブルにて接続されるブロック図
【図11】実施の形態３にかかる荷重センサとセレクタブロックとが一体となったセンサブロック間が接続されるブロック図
【図12】実施の形態４にかかる金型がプレス機に設置されている状態を示す図
【図13】実施の形態５にかかる金型の構造を示す図
【図14】実施の形態６にかかるデジタル化されたデータをシリアルデータ転送するブロック図
【図15】実施の形態７にかかるデジタル化されたデータを無線転送するブロック図
【図16】従来の金型に荷重センサを取り付けたときの垂直断面の構造を示す図
【図17】従来のアナログ信号を、デジタル化してデータ処理を行う回路を示すブロック図
【図18】チャージアンプの内部構成を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【0010】
（従来技術における課題）
まず、従来技術において、より詳細な判定を行うために、センサの個数を増やした場合に、システム構成が大がかりになるという問題があることについて、詳細に説明する。
まず、従来技術において、より詳細な判定を行うために、センサの個数を増やした場合に、システム構成が大がかりになるという問題があることについて、詳細に説明する。
【0011】
例えば、パンチ、ダイといった工具が組み込まれた金型をプレス機にセットし、金属等の材料を打抜き加工するプレス加工においては、より詳細な状態を把握するためには、プレス機に設置するセンサの個数を増やして、様々な装置構成の状態をモニタリングすることが有効である。プレス機によって荷重を与えることによって加工を施す打抜き加工においては、金型に対する荷重、とりわけ金型の内部の荷重を測定することが重要である。
【0012】
特に、金型内で異常が生じているのかどうかを判断する異常検知だけでなく、パンチ、ダイといった工具の状態を判断する状態検知を行うには、より小さな変化を直接捉える必要がある。より小さな変化を捉えるため、例えばパンチに荷重センサを取り付けることにより、パンチにかかる打抜き荷重を測定する、即ち加工そのものの荷重を測定することが挙げられる。この測定は、工具の摩耗状態といったより詳細な状態を把握することにつながる。
【0013】
しかしながら、全てのパンチに荷重センサを設ける場合、多数のパンチが配置されているような金型では、センサを設置したとしても、センサからの信号を伝えるためのケーブルなどが必要となり、当該ケーブル等を金型内で通す必要がある。これによって、センサの個数に比例したケーブル類を通すための溝などが必要となり、高い剛性を持つことによって高い精度を実現する必要のある金型に、歪み、たわみ等が生じ、加工に必要な位置精度等が保てなくなるという課題がある。
【0014】
図１６は、荷重センサを取り付けた従来の金型の垂直断面の構造を示す。図１６はより具体的には、金型における全てのパンチに荷重センサを設け、各センサからの信号線を金型外に配線した状態を示す。金型には様々な種類が存在するが、図１６は、金型内に設けられている１０本のパンチ全てに荷重センサを設けた例を示す。実際の金型は、各部品を固定するためのボルト、ポストなどのガイド類、プレートを押さえつけるスプリング、持ち上げるための機構、又は非加工材に対する位置決めを行うガイド等も必要である。しかし、図１６は、構造を簡略化して説明するためにそのような部品を省略して示す。
【0015】
複数のパンチ９０１はそれぞれ、複数のダイ９０２のうちの対応するダイ９０２と対向するように位置し、被加工材９１１を打抜き加工するように金型内に配置される。パンチ９０１は、ストリッパプレート９０３によって、それぞれ対応するダイ９０２の水平方向（図面上での左右、及び奥行き方向）の位置と合うようにガイドされるとともに、パンチプレート９０４にてそれぞれ把持される。
【0016】
ダイ９０２は、それぞれダイプレート９０５にはめ込まれており、ダイバッキングプレート９０６の上に固定される。
【0017】
９０８ａ、９０８ｂ、９０８ｃ、９０８ｄ、９０８ｅ、９０８ｆ、９０８ｇ、９０８ｈ、９０８ｉおよび９０８ｊはピエゾ効果を用いた荷重センサである（以降、総称として荷重センサ９０８と呼ぶ）。各荷重センサ９０８は、各パンチ９０１と、パンチバッキングプレート９０７との間に設置される。それによって、各荷重センサ９０８は、パンチバッキングプレート９０７と個々のパンチ９０１との間にかかる荷重、即ち加工時における被加工材９１１を打ち抜く個々のパンチ９０１の荷重を測定できる。ピエゾ効果を用いた荷重センサは、受ける荷重に応じた電荷を出力するという特徴がある。
【0018】
９０９Ａ、９０９Ｂ、９０９Ｃ、９０９Ｄ、９０９Ｅ、９０９Ｆ、９０９Ｇ、９０９Ｈ、９０９Ｉおよび９０９Ｊはセンサからの信号を伝達するケーブルと接続する端子である（以降、総称して信号線端子９０９と呼ぶ）。また、９０９Ａａ、９０９Ｂａ、９０９Ｃａ、９０９Ｄａ、９０９Ｅａ、９０９Ｆａ、９０９Ｇａ、９０９Ｈａ、９０９Ｉａおよび９０９Ｊａは各信号線端子と接続するケーブルを示す信号線である（以降、総称として信号線９０９ａと呼ぶ）。全信号線を示す信号線群９１０は、荷重センサ９０８の数と同数のケーブルを有する。信号線９０９ａは、金型９００の外縁部から外側へと引き回される。
【0019】
生産時には、金型９００は、プレス機に設置され、スライダが上下動作することによって、被加工材９１１は所定の形状に打ち抜かれ、パンチ９０１にかかる打抜き荷重が荷重センサ９０８から信号線９０９ａを介してそれぞれ出力される。
【0020】
【0021】
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆ、１２１ｇ、１２１ｈ、１２１ｉおよび１２１ｊはチャージアンプ（ＣＡ、以降、総称としてチャージアンプ１２１と呼ぶ）である。チャージアンプ１２１は、対応する荷重センサ１０８が受ける荷重に応じて出力する電荷を受けて、電圧に変換する積分回路である。
【0022】
状態信号端子１２５から出力される状態信号は、プレス機が繰り返し動作を行う１工程の中の、どのフェーズにあるのかを示す信号である。状態信号は、コントローラ１２４に入力される。状態信号は、例えばクランプ式プレス機の場合は回転角を、サーボ式プレス機の場合はスライダの位置を示す信号等である。状態信号端子１２５は、例えばこれらの装置の出力端子である。コントローラ１２４は、状態信号に基づいて、１工程の中のどのフェーズにあるのか、即ちスライダが下死点付近にあって加工中であるのか、上死点付近にあって被加工材１１１の送りなどを行う非加工中であるのかを判別できる。コントローラ１２４は、加工中のときにはチャージアンプ１２１を動作モードに、非加工中のときにはチャージアンプ１２１をリセットモードに設定するリセット制御信号を出力する。
【0023】
チャージアンプ１２１は、リセット制御信号に基づいて、非加工時には積分回路をリセットし、加工時には動作モードになることで積分回路動作を行う。
【0024】
１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｆ、１２２ｇ、１２２ｈ、１２２ｉおよび１２２ｊはレベル調整アンプ（以降、総称としてレベル調整アンプ１２２と呼ぶ）である。レベル調整アンプ１２２はそれぞれ、チャージアンプ１２１からの対応する信号を受信すると、後段のＡ／Ｄ変換機に適した電圧レベルになるよう、当該信号を設定された増幅率で増幅する。
【0025】
１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ、１２３ｅ、１２３ｆ、１２３ｇ、１２３ｈ、１２３ｉおよび１２３ｊはＡ／Ｄ変換機（以降、総称としてＡ／Ｄ変換機１２３と呼ぶ）である。Ａ／Ｄ変換機１２３はそれぞれ、対応するレベル調整アンプ１２２からの信号を受信すると、当該信号をデジタル時系列データに変換してデータ処理部１２６に出力する。
【0026】
データ処理部１２６は、全ての荷重センサ１０８からのデジタル時系列データを受け、各工具の詳細な状態の検知、及び異常状態の有無の判定を行う。
【0027】
図１８は、チャージアンプ１２１のうちの１つの内部構成を示す回路図である。チャージアンプ１２１は、入出力端子として、荷重センサ１０８からの電荷が入力される入力端子ＩＮと、リセット入力端子ＲＳＴと、出力端子ＯＵＴを備える。また、チャージアンプ１２１は、演算増幅器（以降、オペアンプと呼ぶ）ＯＰと、容量素子Ｃ０と、リセットスイッチＳＷ０とを備える。
【0028】
入力端子ＩＮは、共通信号ＣＯＭを伝達する信号線と、共通信号ＣＯＭを基準として電荷が入力される電荷入力信号ＣＩＮを伝達する信号線とを介してオペアンプＯＰの２つの差動入力端子に接続される。オペアンプＯＰの出力端子は、出力端子ＯＵＴに接続される。共通信号ＣＯＭを伝達する信号線は、システム内でグラウンドなどに接続される。
【0029】
容量素子Ｃ０は、電荷入力信号ＣＩＮを伝達する信号線と出力端子ＯＵＴとの間に設けられる。電荷入力信号ＣＩＮによって入力される電荷は、オペアンプＯＰの２つの差動入力の電位差がゼロとなるように増幅されることによって、容量素子Ｃ０にチャージされる。電荷の容量素子Ｃ０への蓄積によって、電荷量に応じた電圧信号が、出力端子ＯＵＴから出力される。
【0030】
リセットスイッチＳＷ０は、容量素子Ｃ０と並列に配置される。リセットスイッチＳＷ０は、リセット入力端子ＲＳＴからリセット信号を受けると、容量素子Ｃ０の両端をショートさせるようＯＮ状態になる。それによって、リセット時に容量素子Ｃ０の電荷はディスチャージされる。リセット入力端子ＲＳＴから出力される信号がリセット解除信号に変更されると、リセットスイッチＳＷ０がＯＦＦ状態になり、容量素子Ｃ０は、電荷のチャージを開始する。
【0031】
しかしながら、個別に工具の状態を検知できるよう荷重センサの個数を増やした場合、その個数に比例してセンサからのケーブルの取り回しや、チャージアンプ、レベル調整アンプ、Ａ／Ｄ変換機といった電気回路類が必要となるという課題がある。
【0032】
とりわけ、金型が小型であり、かつ金型のサイズに比して工具の数が多い場合、それら工具に対応する荷重センサからのケーブルを金型内から金型外へと引き出す必要があり、ケーブルを通すための領域を、全てのケーブルに沿って設ける必要が生じる。しかしながら、金型は、ボルト、ガイド類、スプリングや位置決めガイド等、多数の機構の為の領域を備える必要があるため、これに加えて全てのケーブルに沿ってスペースを確保するとなると、金型に求められる高い剛性による高い精度を実現する事が難しくなる。
【0033】
加えて、荷重センサの個数に比例した電気回路類は、その個数の多さから消費電力が多くなり、発熱が大きくなるという問題がある。したがって、温度が上昇すると熱膨張により高い精度を維持することが難しくなる金型の内部、又は近傍に電気回路類を配置することは難しい。そのため、電気回路類は、金型の外に設置される必要があり、金型内のセンサとは多数のケーブルで接続する必要がある。しかし、金型は、異常な状態にならなくても、定期的にプレス機から降ろして工具の再研磨などのメンテナンスを行う必要がある。そのため、ケーブルの本数など電気系統の部材が増えることでメンテナンス性が低下するという課題が生じる。
【0034】
本開示は、センサの個数を増やしたとしても、システム構成の要素数の増加を抑制し、同じシステム構成にて各センサが出力する信号を取得できる加工工程監視装置を提供することを目的とする。上記目的を達するため、本開示の加工工程監視装置は、例えば、センサからの出力をセレクタにて分岐し、着目するセンサと、着目するセンサ以外とに分類し、各センサに接続される信号線がデイジーチェーン状に接続されることを特徴とする。
【0035】
以下、本開示に係る加工工程監視装置による処理を実施するための最良な実施の形態を説明する。
【0036】
（実施の形態１）
図１は、本開示に係る加工工程監視装置１０００の概略図である。より具体的には、図１は、製造装置の例であるプレス機２０００に含まれる金型１００、および金型１００に対して信号を入出力してデータ処理を行う回路を示すブロック図である。プレス機２０００は、加工工程監視装置１０００を含む。加工工程監視装置１０００は、金型１００、表示装置２００および当該回路を備える。回路は具体的には、デジタル選択信号として出力されるデジタル選択出力信号の生成と、全体荷重信号端子３Ａおよび着目荷重信号端子３Ｂからの全体荷重信号および着目荷重信号のデータ処理とを行う回路を示す。全体荷重信号および着目荷重信号はアナログ信号であるため、デジタル化されて、データ処理される。表示装置２００は、例えば、ディスプレイである。表示装置２００は、加工工程監視装置１０００の処理結果（例えば、後述する状態検知および異常検知の結果）を表示することができる。表示装置２００は、プレス機２０００の動作状態を表示できてもよいし、プレス機２０００を操作するための図示しない入出力装置と同一であってもよい。図１に示すように、回路は、チャージアンプ１２Ａおよび１２Ｂ、レベル調整アンプ１３Ａおよび１３Ｂ、Ａ／Ｄ変換機１４Ａおよび１４Ｂ、コントローラ１５およびデータ処理部１６を含む。
図１は、本開示に係る加工工程監視装置１０００の概略図である。より具体的には、図１は、製造装置の例であるプレス機２０００に含まれる金型１００、および金型１００に対して信号を入出力してデータ処理を行う回路を示すブロック図である。プレス機２０００は、加工工程監視装置１０００を含む。加工工程監視装置１０００は、金型１００、表示装置２００および当該回路を備える。回路は具体的には、デジタル選択信号として出力されるデジタル選択出力信号の生成と、全体荷重信号端子３Ａおよび着目荷重信号端子３Ｂからの全体荷重信号および着目荷重信号のデータ処理とを行う回路を示す。全体荷重信号および着目荷重信号はアナログ信号であるため、デジタル化されて、データ処理される。表示装置２００は、例えば、ディスプレイである。表示装置２００は、加工工程監視装置１０００の処理結果（例えば、後述する状態検知および異常検知の結果）を表示することができる。表示装置２００は、プレス機２０００の動作状態を表示できてもよいし、プレス機２０００を操作するための図示しない入出力装置と同一であってもよい。図１に示すように、回路は、チャージアンプ１２Ａおよび１２Ｂ、レベル調整アンプ１３Ａおよび１３Ｂ、Ａ／Ｄ変換機１４Ａおよび１４Ｂ、コントローラ１５およびデータ処理部１６を含む。
【0037】
チャージアンプ１２Ａおよび１２Ｂは、対応する全体荷重信号端子３Ａ、および着目荷重信号端子３Ｂからのアナログ信号による電荷を受けて、電圧に変換する積分回路である。
【0038】
レベル調整アンプ１３Ａおよび１３Ｂはそれぞれ、対応するチャージアンプ１２Ａおよび１２Ｂからの信号（すなわち電圧）が入力されると、後段のＡ／Ｄ変換機に適した電圧レベルになるよう、設定された増幅率で増幅する。
【0039】
コントローラ１５は、従来技術と同様、状態信号端子１２５からの信号を受け、プレス機２０００が加工中であるのか非加工中であるのかを判別する機能を有する。コントローラ１５は、チャージアンプ１２Ａおよび１２Ｂに対して非加工中にはリセットモードに、加工中には動作モードに設定するリセット制御信号を出力する。コントローラ１５は、例えば図示しないプロセッサを含む。
【0040】
プロセッサは、プログラムを実行することで所定の機能を実現するＣＰＵまたはＭＰＵのような汎用プロセッサを含む。プロセッサは、例えば図示しない記憶装置に格納された演算プログラム等を呼び出して実行することにより、コントローラによる信号出力処理等プロセッサにおける各種処理を実現する。プロセッサは、ハードウェア資源とソフトウェアとが協働して所定の機能を実現する態様に限定されず、所定の機能を実現する専用に設計されたハードウェア回路でもよい。すなわち、プロセッサは、ＣＰＵ、ＭＰＵ以外にも、ＧＰＵ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等の種々のプロセッサで実現され得る。このようなプロセッサは、例えば、半導体集積回路である信号処理回路で構成され得る。後述するデータ処理部１６による処理も同様にプロセッサによって実行され得る。
【0041】
また、コントローラ１５は、非加工中に次の加工で着目すべき荷重センサ１０８に関する情報を含むデジタル選択信号をデジタル選択信号端子５に対して出力することによって、後述するセレクタ１の選択状態を変更する。また、コントローラ１５は、レベル調整アンプ１３Ｂへゲイン制御信号を出力し、着目する荷重センサ１０８に合わせて、レベル調整アンプ１３Ｂのゲイン設定を変更する。本実施の形態では、レベル調整アンプ１３Ａのゲイン設定は固定であり、レベル調整アンプ１３Ｂのゲイン設定はコントローラ１５からのゲイン制御信号によって動的に変更される。しかし、ゲイン設定は、これに限定されない。例えば、後段のＡ／Ｄ変換機の入力レンジから外れることなく良好な電圧レベルが得られるのであれば、レベル調整アンプ１３Ａのゲイン設定がコントローラ１５による動的制御であっても、レベル調整アンプ１３Ｂのゲイン設定が固定であってもよい。
【0042】
Ａ／Ｄ変換機１４Ａおよび１４Ｂはそれぞれ、対応するレベル調整アンプ１３Ａおよび１３Ｂからの信号を受け、デジタル時系列データに変換してデータ処理部１６に当該データを出力する。
【0043】
データ処理部１６は、全体荷重信号および着目荷重信号に関する信号である、Ａ／Ｄ変換機１４Ａおよび１４Ｂからの信号を受信する。また、データ処理部１６は、コントローラ１５から、加工中における着目する荷重センサがどれなのかを示す情報を伝達する着目センサ情報信号と、レベル調整アンプ１３Ｂに対するゲイン制御信号とを受信する。データ処理部１６は、これらの信号に基づいてデータ処理を行う。データ処理部１６はプロセッサ、又はＦＰＧＡ等のデジタルハードウエア回路などによって構成されており、データ処理を行う。データ処理部１６は、着目する荷重センサからのデータについては、着目しているパンチ１０１にかかり荷重ついての解析を行う。また、データ処理部１６は、着目する荷重センサ以外からのデータについては、着目する荷重センサからのデータと合算して全体のパンチ１０１にかかる荷重についての解析を行う。荷重センサおよびパンチについては後述する。
【0044】
【0045】
実際の金型は、各部品を固定するためのボルト、ポストなどのガイド類、プレートを押さえつけるスプリング、持ち上げるための機構、又は被加工材に対する位置決めを行うガイド等も必要である。しかし、図２は、構造を簡略化して説明するためにそのような部品を省略して示す。
【0046】
金型１００は、複数のパンチ１０１と、複数のダイ１０２と、ストリッパプレート１０３と、パンチプレート１０４と、ダイプレート１０５と、ダイバッキングプレート１０６と、パンチバッキングプレート１０７と、を備える。また、金型１００は、複数の荷重センサ１０８と、セレクタ１を有する複数のセレクタブロック２と、を備える。金型１００内には、加工される材料である被加工材１１１が配置される。セレクタブロック２には、信号線３Ａａ、３Ｂａ、５ａが接続される。
【0047】
複数のパンチ１０１はそれぞれ、複数のダイ１０２とのうちの対応するダイ１０２と、対向するように位置し、被加工材１１１を打抜き加工するように金型１００内に配置される。パンチ１０１は、ストリッパプレート１０３によって、それぞれ対応するダイ１０２の水平方向（図面上での左右、及び奥行き方向）の位置と合うようにガイドされるとともに、パンチプレート１０４にてそれぞれ把持される。
【0048】
ダイ１０２は、それぞれダイプレート１０５にはめ込まれており、ダイバッキングプレート１０６の上に固定される。
【0049】
１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆ、１０８ｇ、１０８ｈ、１０８ｉおよび１０８ｊはピエゾ効果を用いた荷重センサである（以降、総称として荷重センサ１０８と呼ぶ）。各荷重センサ１０８はピエゾ素子を備える。各荷重センサ１０８は、各パンチ１０１と、パンチバッキングプレート１０７との間に設置される。それによって、各荷重センサ１０８は、パンチバッキングプレート１０７と個々のパンチ１０１との間にかかる荷重、即ち加工時における被加工材１１１を打ち抜く個々のパンチ１０１の荷重に応じた電荷を出力できる。
【0050】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉおよび１ｊは、セレクタ（以降、総称としてセレクタ１と呼ぶ）である。各セレクタ１は、対応する荷重センサ１０８から出力されるアナログ信号を、２系統の信号線である第１信号線または第２信号線に選択的に接続する機能、即ち２系統の信号線のうちの一方に接続する機能を有する。金型１００は、荷重センサ１０８と同数のセレクタ１を備える。
【0051】
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｉおよび２ｊはセレクタブロック（以降、総称としてセレクタブロック２と呼ぶ）である。各セレクタブロック２は、対応するセレクタ１を有する。各セレクタ１は、それぞれのセレクタのデジタル切り替え信号に基づいて、対応する荷重センサ１０８を、第１信号線である信号線３Ａａ又は第２信号線である信号線３Ｂａに電気的に接続する。それによって、各セレクタ１は、対応する荷重センサ１０８を全体荷重信号端子３Ａ、又は着目荷重信号端子３Ｂに選択的に電気的に接続する機能を有する。荷重センサ１０８は、全体荷重信号端子３Ａまたは着目荷重信号端子３Ｂにアナログ信号を出力する。全体荷重信号は、全体荷重信号端子３Ａに出力される信号を示す。着目荷重信号は、着目荷重信号端子３Ｂに出力される信号を示す。
【0052】
プレス機２０００が繰り返し動作を行う一回のサイクル動作における加工において、荷重センサ１０８は、着目するセンサと、それ以外のセンサとに分けられる。セレクタ１は、着目する荷重センサ１０８の少なくとも一つを着目荷重信号端子３Ｂの信号線３Ｂａと、着目する荷重センサ１０８以外を全体荷重信号端子３Ａの信号線３Ａａと接続する。最も良好な実施の形態によれば、着目する荷重センサは一つであり、荷重センサ１０８の中の一つが信号線３Ｂａと接続され、それ以外の荷重センサ１０８は信号線３Ａａと接続される。
【0053】
また、セレクタ１は、デジタル選択入力信号を受信し、また、デジタル選択出力信号を送信する。最も良好な実施の形態によれば、一つのセレクタ１は、近接する他のセレクタ１とデイジーチェーン状に接続されている。図２ではセレクタ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈおよび１ｉは、デジタル選択入力信号として、それぞれセレクタ１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉおよび１ｊからのデジタル選択出力信号を受ける。セレクタ１ｊは、デジタル選択入力信号として、信号線５ａを介してデジタル選択信号端子５からデジタル選択信号を受ける。これらデイジーチェーン状の接続についての詳細は後述する。
【0054】
これらの構成により金型１００に設けられる信号線群６は、荷重センサ１０８の個数にかかわらず信号線３Ａａ、３Ｂａおよび５ａの３つの信号線を有する。したがって、信号線群６は、全体荷重信号端子３Ａ、着目荷重信号端子３Ｂ、およびデジタル選択信号端子５の３種類のインタフェース装置に接続される。金型は、例え荷重センサ１０８の個数が増加したとしても、同じ信号線およびインタフェース装置を使用することができるため、信号線群６を構成する信号線数は、増加しない。
【0055】
図３は、セレクタ１の一つであるセレクタ１ｊの回路構成を示す図である。セレクタ１のそれぞれは、全て同じ回路構成を有しており、ここではセレクタ１ｊについてのみ説明する。
【0056】
セレクタ１ｊは、荷重センサ１０８ｊの信号が入力される入力部、並びにセンサ信号Ｃに入力された信号を出力する第１出力部および第２出力部を備える。セレクタ１ｊは、第１出力部として出力端子Ａを、第２出力部として出力端子Ｂを、入力部としてセンサ信号端子Ｃを有する。セレクタ１ｊは、センサ信号端子Ｃに入力された信号を、出力端子Ａまたは出力端子Ｂのいずれかから選択的に出力できるように構成される。
【0057】
セレクタ１ｊは、セレクタ制御回路Ｓａを介して伝達されるセレクタ制御信号によって接続切り替え動作が行われる。セレクタ１ｊは、セレクタ制御信号を制御するための制御信号として入力されるデジタル選択入力信号のデジタル選択入力信号端子ＣＨＡＩＮＩＮと、出力されるデジタル選択出力信号のデジタル選択出力信号端子ＣＨＡＩＮＯＵＴと、を有する。
【0058】
各セレクタ１は、デジタル選択入力信号端子ＣＨＡＩＮＩＮおよびデジタル選択出力信号端子ＣＨＡＩＮＯＵＴによってデイジーチェーン状に接続される。また、セレクタ１ｊは、アナログセレクタＳＥＬを有し、セレクタ制御信号に含まれるデジタル論理信号に基づいて、対応する荷重センサ１０８ｊからのセンサ信号を受信するセンサ信号端子Ｃを、センサ信号回路Ｃａを介して出力端子Ａ又は出力端子Ｂに選択的に電気的に接続する。出力端子Ａは、全体荷重信号端子３Ａと電気的に接続される。出力端子Ｂは、着目荷重信号端子３Ｂと電気的に接続される。
【0059】
アナログセレクタＳＥＬは、デジタル論理信号におけるハイ信号を受けると閉状態となり、ロー信号を受けると開放状態となるスイッチＳＷＡおよびＳＷＢを有する。スイッチＳＷＡはセンサ信号端子Ｃと出力端子Ａとの間に配置され、スイッチＳＷＢはセンサ信号端子Ｃと出力端子Ｂとの間に配置される。また、アナログセレクタＳＥＬは、インバーターＩＮＶを有する。インバーターＩＮＶは、セレクタ制御回路ＳａとスイッチＳＷＡとの間に配置され、セレクタ制御信号に含まれるデジタル論理信号が入力されると反転論理信号を出力する。
【0060】
スイッチＳＷＡは、インバーターＩＮＶから出力される反転論理信号によって制御される。スイッチＳＷＢは、セレクタ制御信号に含まれるデジタル論理信号によって制御される。これにより、アナログセレクタＳＥＬは、セレクタ制御信号がロー信号のときはセンサ信号端子Ｃと出力端子Ａとが電気的に接続される閉状態、センサ信号端子Ｃと出力端子Ｂとが電気的に切り離される開放状態となる。一方、アナログセレクタＳＥＬは、セレクタ制御信号がハイ信号の時にはセンサ信号端子Ｃと出力端子Ａとが電気的に切り離される開放状態、センサ信号端子Ｃと出力端子Ｂとが電気的に接続される閉状態となる。
【0061】
デジタル選択入力信号端子ＣＨＡＩＮＩＮは、データ入力端子ＤＩＮｔと、クロック入力端子ＣＫＩＮｔと、及び電源線（図示していない）とを有する。デジタル選択出力信号端子ＣＨＡＩＮＯＵＴは、データ出力端子ＤＯＵＴｔと、クロック出力端子ＣＫＯＵＴｔと、及び電源線（図示していない）とを有する。セレクタ１ｊは、セレクタ制御回路Ｓａによって伝達されるデジタル選択信号を保持しておくためのレジスタとして機能するフリップフロップＦＦを有する。フリップフロップＦＦは、データ入力端子Ｄと、クロック入力端子ＣＫと、出力端子Ｑとを有する。フリップフロップＦＦのデータ入力端子Ｄは、データ入力端子ＤＩＮｔと接続され、クロック入力端子ＣＫは、クロック入力端子ＣＫＩＮｔと接続される。フリップフロップＦＦは、クロック入力端子ＣＫからのクロック信号の立ち上がり変化時にデータ入力端子Ｄの論理状態を取り込むとともに出力端子Ｑから出力し、その論理状態を次のクロック信号の立ち上がり変化まで保持する、ラッチ動作を行う。データ出力端子Ｑは、セレクタ制御回路Ｓａと接続されることによりアナログセレクタＳＥＬを制御する。
【0062】
また、デジタル選択入力信号端子ＣＨＡＩＮＩＮからの電源線は、セレクタ１ｊに電源として使用するための電力を供給するとともに、デジタル選択出力信号端子ＣＨＡＩＮＯＵＴの電源線へと電力を供給する。
【0063】
データ出力端子Ｑからの出力は、バッファＢＵＦＤによってバッファされ、デイジーチェーン状に接続されている次のフリップフロップであるセレクタ１ｉが有するフリップフロップＦＦが正しくラッチできるよう遅延調整され、データ出力端子ＤＯＵＴｔから出力される。クロック入力端子ＣＫは、バッファＢＵＦＣＫによってバッファされ、デイジーチェーン状に接続されている次のフリップフロップであるセレクタ１ｉが有するフリップフロップＦＦが正しくラッチできるよう遅延調整され、クロック出力端子ＣＫＯＵＴｔから出力される。なお、バッファＢＵＦＤ、およびバッファＢＵＦＣＫは、出力先のフリップフロップＦＦの動作に影響がない場合、設けられなくてもよい。
【0064】
このようにコントローラ１５は、各セレクタ１について、入力部（すなわち、入力端子Ｃ）と、複数の出力部のうちの１つ（すなわち、出力端子Ａまたは出力端子Ｂ）とを選択的に接続し、入力部と複数の出力部の残りとを選択的に開放するよう制御できる。
【0065】
スイッチＳＷＡおよびＳＷＢは、プレス機２０００の比較的短いサイクルを繰り返す動作において毎サイクルの非加工中に切り替える動作を行う。そのため、スイッチの切り替え動作は極めて高頻度であり、例えば金型１００の寿命を考慮すると場合によっては数億回を超えるため、スイッチＳＷＡおよびＳＷＢは、機械的接点を有しない半導体スイッチで構成されることが望ましい。
【0066】
半導体スイッチは、両端が閉じられた状態であるオン状態であったとしても、オン抵抗を少なからず持つ。しかしながら、チャージアンプ１２Ａおよび１２Ｂを構成するオペアンプＯＰは、二つの入力の電圧差がゼロとなるように増幅動作することから、センサ信号端子Ｃと、出力端子ＡまたはＢとの間の電圧差がゼロとなるよう働く。すなわち、オペアンプＯＰは、荷重を受けて電荷を出力するピエゾ素子による荷重センサからの出力電圧がゼロとなるように、並びにスイッチＳＷＡおよびＳＷＢの両端電圧差がゼロとなるように増幅するため、オン抵抗による影響を小さくすることが出来る。
【0067】
図４は、デジタル選択信号端子５と接続する信号線が、セレクタ１それぞれのフリップフロップＦＦとデイジーチェーン状に接続される状態を示した回路図である。説明する上でデジタル論理値には関係しないバッファＢＵＦＤ、およびバッファＢＵＦＣＫは、図からは省略して示している。
【0068】
デジタル選択信号端子５から出力される信号は、データ信号ＤＩＮおよびクロック信号ＣＫＩＮによって構成される。デジタル選択信号端子５は、２つの信号線と接続され、２つの信号線のうちの一方はデータ信号ＤＩＮを、他方はクロック信号ＣＫＩＮを伝達する。デジタル選択信号端子５と接続される２つの信号線は、セレクタ１ｊのデジタル選択入力信号端子ＣＨＡＩＮＩＮと接続され、それによってフリップフロップＦＦのデータ入力端子Ｄ、およびクロック入力端子ＣＫにそれぞれ接続される。データ信号ＤＩＮおよびクロック信号ＣＫＩＮは、セレクタ１ｊのデジタル選択入力信号端子ＣＨＡＩＮＩＮに入力されることで、フリップフロップＦＦのデータ入力端子Ｄ、およびクロック入力端子ＣＫにそれぞれ入力される。また、セレクタ１ｊ、１ｉ、１ｈ、１ｇ、１ｆ、１ｅ、１ｄ、１ｃ、および１ｂのデジタル選択出力信号端子ＣＨＡＩＮＯＵＴと、セレクタ１ｉ、１ｈ、１ｇ、１ｆ、１ｅ、１ｄ、１ｃ、１ｂ、および１ａのデジタル選択入力信号端子ＣＨＡＩＮＩＮとが、それぞれ接続される。このようにして、コントローラ１５によるデジタル選択信号端子５からのデータは、クロック信号の立ち上がりに応じてデイジーチェーン状に接続されているフリップフロップＦＦ間を伝搬し、即ちシフト動作する。
【0069】
これらデイジーチェーン状に接続する構成により、デジタル選択信号端子５からの信号は、荷重センサ１０８の個数にかかわらず、デジタル選択信号入力端子ＣＨＡＩＮＩＮとデジタル選択信号出力端子ＣＨＡＩＮＯＵＴとの接続のみによって伝達される。したがって、例え荷重センサ１０８の個数が増加したとしても、近傍のデジタル選択入力信号端子ＣＨＡＩＮＩＮとデジタル選択出力信号端子ＣＨＡＩＮＯＵＴとを接続するだけでよく、金型の外に配置するための新たな信号線を用意する必要がない。
【0070】
図５は、信号線群６と、セレクタブロック２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｉ、および２ｊとの接続を行う部分の回路図を示す。図５において、信号線群６を構成する信号線に出力される、デジタル選択信号端子５、全体荷重信号端子３Ａおよび着目荷重信号端子３Ｂからの信号は、一組の信号として、各セレクタブロック２に入力または各セレクタブロック２から出力される。
【0071】
各セレクタブロック２と全体荷重信号端子３Ａおよび着目荷重信号端子３Ｂに関する信号線との接続は、各セレクタブロック２のデジタル選択入力信号端子ＣＨＡＩＮＩＮおよびデジタル選択出力信号端子ＣＨＡＩＮＯＵＴへの信号線の接続とともに行われ得る。これにより、ユーザは、金型内に設けられた同一のケーブルを通す領域で各セレクタブロック２と信号線との結線を行うことができる。また、ユーザは、金型１００の中で、各荷重センサ１０８が近傍に位置するセレクタブロック２の間で信号線を接続することができる。このような構成は、全ての荷重センサ１０８からのケーブルを金型内から金型外へと引き出す必要がないだけでなく、近傍のセレクタブロック２間においてセレクタブロック２を互いに接続するケーブルを通すための領域を設けるだけでよいという利点を有する。したがって、当該構成は、ケーブルを通すための領域と、ボルト、ガイド類、スプリングや位置決めガイド等、金型内の多数の機構の為の領域との干渉を大きく軽減し、金型の剛性が著しく低下するのを防ぐことができる。
【0072】
また、セレクタブロック２が内蔵する回路は、数点の部品のデジタル回路であるため消費電力は非常に小さい。デジタル選択信号が変化しないとき、消費電力はリーク電流によってのみ発生するため実質的に無視できる。したがって、金型は、当該回路が内部に設けられたとしても温度上昇の影響を受けない。加えて、これらデジタル回路をなす部品は、米粒程度の大きさであり、数点という部品点数であれば極めて小さな領域しか必要としないため、金型の設計に与える影響を抑えることが可能である。
【0073】
図６は、デイジーチェーン状に接続されたセレクタ１のそれぞれの接続状態が、時間が経過するにつれてプレス機２０００が繰り返し動作を行うサイクル毎にどのように変化していくのかを示した図であって、横軸に時間をとったチャート図である。以下、図６においてハッチングされている領域を、ＯＮ状態と呼ぶ。
【0074】
「非加工状態」がＯＮ状態の期間は、プレス機２０００が繰り返し動作を行う一回のサイクルの中で、特定の加工とその次の加工との間の期間（以下、非加工中とも呼ぶ）を示す。非加工中の期間において、例えば、スライダが上死点付近にあって被加工材１１１が順送りされる。「非加工状態」がＯＮ状態ではない期間は加工中を示す。加工中の期間において、例えば、スライダが下死点付近にあって、被加工材が打ち抜かれる。デジタル選択信号のデジタル論理の状態、及びフリップフロップＦＦが出力するデジタル論理がＯＮ状態の期間は、ハイ論理を示し、ＯＮ状態ではない期間はロー論理であることを示す。
【0075】
デジタル選択信号に含まれるデータ信号ＤＩＮおよびクロック信号ＣＫＩＮは、非加工中に送られる。クロック信号ＣＫＩＮのデジタル論理がロー論理からハイ論理に立ち上がるタイミングで、フリップフロップＦＦは、それぞれのデータ入力端子Ｄのデジタル論理を取り込む。図４に示したように、フリップフロップＦＦはデイジーチェーン状に接続されている。したがって、データ信号ＤＩＮのデジタル論理値は、クロック信号ＣＫＩＮの立ち上がるタイミングで、デイジーチェーン状に接続に沿ったフリップフロップＦＦのデジタル論理がフリップフロップＦＦを伝搬していくシフト動作をする。複数回のシフト動作を行うことによって、全てのフリップフロップＦＦのデジタル論理がデジタル選択信号によって制御され得る。また、フリップフロップＦＦのデジタル論理に応じて、アナログセレクタＳＥＬのセンサ信号端子Ｃが、出力端子Ａおよび出力端子Ｂとの一方と接続状態となり、他方が非接続状態となるよう制御されることは、図３にて説明したとおりである。
【0076】
良好な実施の形態によれば、シフト動作は一回の非加工中の間に一回のみ行う。荷重センサ１０８が設置されているパンチ１０１のそれぞれの状態を詳細に判定するために、コントローラ１５は、パンチ１０１の中の一つのみを着目するように制御することが望ましい。全てのパンチ１０１を個別に着目して判定するために、コントローラ１５は、パンチ１０１の個数分、つまり荷重センサ１０８の個数分を一回の詳細判定単位として着目するパンチ１０１をシフトする、つまりフリップフロップＦＦをシフト動作していけばよい。
【0077】
図７は、データ処理部１６の詳細を示すブロック図である。データ処理部１６で実行されるデータ処理は、上記したように図示しないプロセッサ等によって実行される。データ処理部１６は、単位変換部５１Ａおよび５１Ｂと、加算部５２と、チャネル振り分け部５３と、全荷重波形記憶部５６と、１つ以上のチャネル荷重波形記憶部５９と、全荷重判定処理部６０と、着目チャネル判定処理部とを備える。
【0078】
Ａ／Ｄ変換機１４Ａおよび１４Ｂからのデジタルデータは、単位変換部５１Ａおよび５１Ｂによって荷重を示すニュートンなどの物理量の値にそれぞれ変換される。この際、単位変換部５１Ａは、荷重センサ１０８の特性、チャージアンプ１２Ａの容量素子Ｃ０、レベル調整アンプ１３Ａのゲイン設定を考慮して適正な物理量の値に変換する。単位変換部５１Ｂは、コントローラ１５からのゲイン制御信号に基づいて、荷重センサ１０８の特性、チャージアンプ１２Ｂの容量素子Ｃ０、レベル調整アンプ１３Ｂのゲイン設定を考慮して適正な物理量の値に変換する。
【0079】
加算部５２は、単位変換部５１Ａおよび５１Ｂからのデータを受けて加算演算を行うことにより、全ての荷重センサ１０８にかかる荷重、すなわち荷重センサ１０８が取り付けられている全てのパンチ１０１にかかる荷重を求める。加算部５２は、全荷重波形記憶部５６の全荷重波形バッファ５４に加算演算を行ったデータを出力する。全荷重波形バッファ５４は、加算部５２からのデータを受け、一回の加工における波形へと切り出された波形データのうち、最新の波形をバッファする、即ち波形データを一時保管する。
【0080】
全荷重波形記憶部５６は、全荷重波形バッファ５４および全荷重波形履歴バッファ５５を含む。全荷重波形履歴バッファ５５は、全荷重波形バッファ５４からの波形データを受けて蓄積することにより波形の履歴をバッファする。全荷重波形記憶部５６は、上記した記憶装置に設けられてもよい。
【0081】
全荷重判定処理部６０は、全荷重波形記憶部５６を参照し、波形の履歴と最新の波形とを用いて、主に緊急停止が必要となるような異常の発生の有無に関する異常判定を行い、全荷重判定結果を出力する。例えば、全荷重判定処理部６０は、異常の発生の有無を判定すると、表示装置２００に判定結果を表示してもよい。あるいは、またはそれに加えて、全荷重判定処理部６０は、異常が発生したと判定すると、プレス機２０００を停止するための停止信号を、プレス機２０００を制御する図示しないコントローラに送信してもよい。当該コントローラは、加工工程監視装置１０００のコントローラ１５であってもよい。
【0082】
チャネル振り分け部５３は、単位変換部５１Ｂからのデータと、コントローラ１５からの着目センサ情報信号を受け、荷重センサ１０８のそれぞれに割り当てられた複数のチャネルに対応するチャネル波形バッファ５７にチャネル波形データを出力する。チャネル波形データは、着目センサ情報信号に基づいて各チャネル荷重波形記憶部５９のチャネル波形バッファ５７に振り分けられる。したがって、チャネル波形バッファ５７は、対応する荷重センサ１０８によって着目して測定された最新の波形をバッファする。
【0083】
チャネル荷重波形記憶部５９は、チャネル波形バッファ５７およびチャネル波形履歴バッファ５８を含む。チャネル波形履歴バッファ５８は、チャネル波形バッファ５７からのチャネル波形データを受けて蓄積することにより波形の履歴をバッファする。チャネル荷重波形記憶部５９は、上記した記憶装置に設けられてもよい。
【0084】
着目チャネル判定処理部６２は、チャネル荷重波形記憶部５９を参照し、また、コントローラ１５からの着目センサ情報信号を受けて更新されたチャネルに着目する。それによって、着目チャネル判定処理部６２は、波形の履歴と最新の波形とを用いて、主に詳細な解析が必要となる後述する工具摩耗の状態などの状態判定を行い、チャネル判定結果を出力する。例えば、着目チャネル判定処理部６２は、状態判定を行うと、表示装置２００にチャネル判定結果を表示してもよい。あるいは、またはそれに加えて、着目チャネル判定処理部６２は、状態判定の結果に基づいて（例えば工具が著しく摩耗していると判定した場合）、プレス機２０００を停止するための停止信号を、上記した図示しないコントローラに送信してもよい。
【0085】
【0086】
正常波形３１は、全荷重波形履歴バッファ５５などにバッファされる。カス上がりが生じた時には、全荷重波形バッファ５４に異常波形３２がバッファされる。
【0087】
カス上がりなどのプレス機２０００を停止させる必要があるような大きな変化が生じた場合、荷重センサ１０８にかかる荷重全体を測定してデジタル化された波形は、大きな波形変化を示す。したがって、このような場合、全荷重判定処理部６０は、荷重センサ１０８のそれぞれを個別に測定してデジタル化された波形による判定を行うことなく、全荷重波形記憶部５６に格納された波形から異常状態の有無を検知することが可能である。
【0088】
また、波形に対する異常の有無の判定は、波形に対して上限値および下限値を設定する、波形間のコサイン類似度を求める、マハラノビス距離といった統計的なデータを基にした類似度を求めるなど、一般的な異常判定の手法を用いることが可能である。
【0089】
金型のメンテナンスでは全く同じ状態を繰り返すことは困難であり、例えばパンチ１０１のそれぞれの長さに微少な差が生じ得るパンチ１０１のそれぞれの長さに差が生じた場合、全てのパンチ１０１にかかる荷重が合算して得られる全荷重波形履歴バッファ５５には、金型のメンテナンスの度に多少の違いが生じる。したがって、正常な状態であるにもかかわらず、異常な状態であると判定しないためには、データ処理部１６は、突発的な波形変化が生じているのか否かを判定することが望ましい。
【0090】
図９は、個別波形による状態検知を行う際に用いる波形図を示す。図９（ａ）および図９（ｂ）はそれぞれ、工具が摩耗していない初期の状態での波形と、１０万回の打抜きを行った後など摩耗がある程度進行してきている状態での波形を比較して示す。また、図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ異なる個別工具の波形を示した図である。
【0091】
波形４１ａおよび４１ｂは、それぞれ荷重センサ１０８ａおよび１０８ｂを着目して測定した、チャネル波形バッファ５７にバッファされるチャネル波形である。当該チャネル波形は、それぞれ工具摩耗していない初期の状態での波形である。波形４２ａおよび４２ｂも同様に、それぞれ荷重センサ１０８ａおよび１０８ｂを着目して測定した、チャネル波形バッファ５７にバッファされるチャネル波形である。当該チャネル波形は、それぞれ工具摩耗が進行した状態での波形である。
【0092】
複雑な加工を施す順送金型の場合、金型１００に取り付けられる複数の工具は異なる形状を有する。また工具の材質には超硬が一般的に用いられることが多いが、形状や求められる加工精度等によって超硬の種類やクリアランスといった設計値があえて異なる場合もある。よって、形状や超硬の種類によって摩耗の進行具合は異なるため、同じ１０万回の打抜きを行った後であっても、波形の形状や変化の仕方は異なり得る。
【0093】
したがって、波形４１ａから波形４２ａへの変化、および波形４１ｂから波形４２ｂへの変化といった摩耗による微小な変化は、対応するそれぞれのパンチ１０１やダイ１０２によって異なる。そのため、着目チャネル判定処理部６２は、それぞれに適した微小な変化を検出する判定を行うことで、例えば各工具の摩耗を検知する、状態検知を行うことが可能である。加えて、摩耗の進行による微小な変化は、変化が微少であるが故に、着目チャネル判定処理部６２は、繰り返し動作するプレス機２０００の毎サイクルで判定する必要はなく、着目チャネルが一巡する程度の頻度で行えばよい。状態検知に必要なプロセッサリソースは、荷重センサ１０８の個数に比例して増加することはなく一定にすることが可能である。
【0094】
また、例えばパンチ１０１のそれぞれの長さに微少な差が生じるといった金型のメンテナンスの度に多少の違いが生じたとしても、チャネル荷重波形記憶部５９は、パンチ１０１の個別にかかる荷重をそれぞれ着目して得られる波形を格納する。当該波形は、複数の工具間に関連した影響を受けない事から、メンテナンスの違いによる影響を受けにくい。
【0095】
したがって、着目チャネル判定処理部６２は、全荷重判定処理部６０とは異なり、定量的な波形変化によって状態検知を行うことが望ましい。
【0096】
なお、本実施の形態では、１０個の荷重センサを用いた構成について示したが、個数は１０個に限られず、セレクタブロック２がデイジーチェーン状に接続されていればスケーラブルに異常検知と状態検知の両方に対応することが可能である。
【0097】
上記のように構成することで、本開示に係る加工工程監視装置１０００は、比較的短いサイクルを繰り返して同一の加工を施す動作を行う加工において、加工状態を検出するためのセンサの個数を増やしたとしても、ケーブル数がセンサの個数に比例しない。同様に、加工工程監視装置１０００は、Ａ／Ｄ変換機数、プロセッサリソースがセンサの個数に比例しない。したがって、本開示に係る加工工程監視装置１０００は、センサ間の接続容易性を向上し、かつ金型の剛性を維持することができる。このように、本開示に係る加工工程監視装置１０００は、ケーブル数等の増加を抑えつつ、加工状態の詳細を推定する状態検知と、全体の異常の有無を判定する異常検知の両方を行うことができる。
【0098】
本実施の形態では、荷重センサ１０８からの信号は、全体荷重信号端子３Ａまたは着目荷重信号端子３Ｂを介してチャージアンプ１２Ａまたは１２Ｂに伝達される例を示したが、これに限定されない。荷重センサ１０８からの信号は、各端子３Ａおよび３Ｂを介さず、それぞれ単一の信号線によってチャージアンプ１２Ａまたは１２Ｂへと伝達されてもよい。デジタル選択信号、状態信号端子１２５からの信号についても同様である。
【0099】
また、本実施の形態では、セレクタ１は、２つの出力部を有するがこれに限定されず、３つ以上の出力部を有してもよい。例えばセレクタ１が３つの出力部を有する場合、データ処理部１６は、全荷重波形と、２つの着目している荷重センサ１０８に関する波形とに関する波形とを取得して、金型の異常の有無の判定、および状態検知をすることができる。同時に着目することができる荷重センサ１０８が２つに増えることにより、より高頻度で状態を確認する必要がある工具について、状態検知の回数を増やすことが可能である。
【0100】
（実施の形態２）
実施の形態２は、信号線群６が多芯ケーブルによって構成され、アナログ信号とデジタル信号とが１本の多芯ケーブルで接続されるというところが、実施の形態１と異なる。なお、特段の言及のない構成については、実施の形態１と同様である。
実施の形態２は、信号線群６が多芯ケーブルによって構成され、アナログ信号とデジタル信号とが１本の多芯ケーブルで接続されるというところが、実施の形態１と異なる。なお、特段の言及のない構成については、実施の形態１と同様である。
【0101】
図１０は、複数のセレクタブロック２の間が一本の多芯ケーブルにて接続されるブロック図である。
【0102】
セレクタブロック７１は、セレクタブロック２のうちの一つを内包する。セレクタブロック７１は、入力コネクタ７２と出力コネクタ７３を備える。入力コネクタ７２と出力コネクタ７３は、信号線群６を介して伝達される全体荷重信号、着目荷重信号およびデジタル選択信号を送受信する端子を備える。入力コネクタ７２と出力コネクタ７３との間は、多芯ケーブル６Ａによって接続される。
【0103】
一般的には、アナログ信号はデジタル信号からのノイズの影響を受けないようにするため、グラウンドなどの共通信号にてシールドを施す必要がある。しかしながら、本実施の形態によるデジタル信号は、チャージアンプ１２Ａおよび１２Ｂがリセットモードにある非加工中の期間のみで変化し、チャージアンプ１２Ａおよび１２Ｂが動作モードにある加工中には変化することがない。したがって、デジタル信号の変化によるノイズがアナログ信号に入り込むことはなく、アナログ信号とデジタル信号とを多芯ケーブル６Ａにて混在させても、デジタルノイズによる問題は生じない。
【0104】
金型のメンテナンスを行うとき、金型は分解され、場合によっては複数設置されているセレクタブロック２、およびセレクタブロック２の間のケーブルは外される。しかしながら、多芯ケーブル６Ａによる一本のケーブルのみによってセレクタブロック７１の間が接続されている場合、入力コネクタ７２または出力コネクタ７３と多芯ケーブル６Ａとの接続を付け外しするのみで、ケーブルは付けられまたは外され得る。複数のケーブルに対する付け外しの必要がなくなり、メンテナンス性が向上し得る。
【0105】
（実施の形態３）
実施の形態３は、複数あるセレクタブロック７１のそれぞれと、対応する荷重センサ１０８とが一体になっているというところが、実施の形態の２と異なる。なお、特段の言及のない構成については、実施の形態２と同様である。
実施の形態３は、複数あるセレクタブロック７１のそれぞれと、対応する荷重センサ１０８とが一体になっているというところが、実施の形態の２と異なる。なお、特段の言及のない構成については、実施の形態２と同様である。
【0106】
図１１は、荷重センサとセレクタブロックとが一体となったセンサブロック間が接続されるブロック図である。
【0107】
センサブロック７４は、セレクタブロック７１と、対応するそれぞれの荷重センサ１０８とを内包する。センサブロック７４は、一方の面である面７５と、面７５に対向する面である面７６との間に働く荷重を測定するよう荷重センサが組み込まれ、一体化している。センサブロック７４へと一体化することによって、セレクタブロック７１と、対応するそれぞれの荷重センサ１０８とを接続する配線が必要なくなり、実施の形態１および２と比して更にメンテナンス性が向上し得る。
【0108】
本実施の形態によれば、全てのセレクタブロック７１と、対応するそれぞれの荷重センサ１０８とが、センサブロック７４によって内包されるが、これに限定されない。例えば、パンチ１０１の形状や測定レンジに起因して荷重センサの大きさが異なる場合、センサブロック７４による一体化は一部にとどまってもよい。
【0109】
（実施の形態４）
実施の形態４は、デイジーチェーン状に接続されるセンサブロック７４の一部が、荷重を測定するセンサを内包するのではなく、歪みを測定するセンサを内包するというところが、実施の形態の３と異なる。なお、特段の言及のない構成については、実施の形態３と同様である。
実施の形態４は、デイジーチェーン状に接続されるセンサブロック７４の一部が、荷重を測定するセンサを内包するのではなく、歪みを測定するセンサを内包するというところが、実施の形態の３と異なる。なお、特段の言及のない構成については、実施の形態３と同様である。
【0110】
図１２は、金型１００がプレス機２０００に設置されている状態を示す。図１２は具体的には、金型１００とプレス機２０００のフレームの一部とを、センサの設置が分かるよう示した図である。フレーム７７Ｌおよび７７Ｒは、プレス機２０００を支えるフレームの一部であり、金型１００のうちの上金型を支えるプレス機２０００の構造物の一部であり、打抜き動作をするときには、打抜き荷重をも受ける。
【0111】
本実施の形態では、センサブロック７４のうちの２個が歪みセンサを内蔵したセンサブロック７４Ｓに置き換えられている。センサブロック７４Ｓは、フレーム７７Ｌおよび７７Ｒにそれぞれ設置される。センサブロック７４Ｓは、それぞれピエゾ素子を用いて歪みを測定する。センサブロック７４Ｓは、歪み量に応じて電荷を出力するという点は、荷重センサと同様である。よって、センサブロック７４Ｓは、フレーム７７Ｌおよび７７Ｒに発生するそれぞれの歪みを、同じデイジーチェーン状に接続したセンサブロック７４の一部として測定することが可能である。図１に示したアナログ信号をデジタル化する回路は、なんら変更されることなく、プレス機２０００にかかる歪みの変化をモニタリングすることが可能である。
【0112】
本実施の形態では、センサブロック７４に内包する荷重センサを歪みセンサに置き換えた場合について説明したが、実施の形態１および２における荷重センサ１０８を歪みセンサに置き換えても、同様な効果が得られる。
【0113】
（実施の形態５）
実施の形態５は、複数のセンサブロック７４が、一枚のプレート内に内包されるというところが、実施の形態の３と異なる。なお、特段の言及のない構成については、実施の形態３と同様である。
実施の形態５は、複数のセンサブロック７４が、一枚のプレート内に内包されるというところが、実施の形態の３と異なる。なお、特段の言及のない構成については、実施の形態３と同様である。
【0114】
【0115】
センサプレート７８は、ボルト、ガイド類、スプリングや位置決めガイド等、金型内の多数の機構の為の領域が必要に応じて除かれた状態であり、金型１００に組み込むことが可能なよう形状が加工されている。
【0116】
センサプレート７８には、複数のセンサブロック７４Ｐがパンチ１０１と対応するよう設置されており、金型１００に取り付けられる。センサブロック７４Ｐは、センサブロック７４に対し、センサプレート７８に内包するにあたり必要なくなったコネクタが削除された構造を有し、機能的な違いがない。
【0117】
また、センサプレート７８の端面には、入力コネクタ７２および出力コネクタ７３とそれぞれ同機能を有する入力コネクタ７２Ｐおよび出力コネクタ７３Ｐが設けられている。センサプレート７８の内部では、入力コネクタ７２から出力コネクタ７３Ｐの間に対して、信号線群６によって全てのセンサブロック７４Ｐがデイジーチェーン状に接続されるところは、実施の形態１と同様である。
【0118】
本実施の形態では、金型のメンテナンス時には、プレートの取り付け、および取り外しを行うのみでよく、実施の形態１、２および３と比して更にメンテナンス性が向上し得る。
【0119】
（実施の形態６）
実施の形態６は、Ａ／Ｄ変換機によってデジタル化されたデータが、データ処理に至るまでの間において、シリアルデータ転送されるというところが、実施の形態１、２、３、４または５と異なる。なお、特段の言及のない構成については、実施の形態１、２、３、４または５と同様である。
実施の形態６は、Ａ／Ｄ変換機によってデジタル化されたデータが、データ処理に至るまでの間において、シリアルデータ転送されるというところが、実施の形態１、２、３、４または５と異なる。なお、特段の言及のない構成については、実施の形態１、２、３、４または５と同様である。
【0120】
【0121】
シリアルインタフェース装置８１Ａは、シリアルインタフェース装置８２Ａとシリアルケーブル８３Ａを通じたデータ転送によって通信を行う。シリアルインタフェース装置８１Ａは、データ処理部１６が必要とするＡ／Ｄ変換機１４Ａおよび１４Ｂからのデータ、コントローラ１５からのゲイン制御信号、および着目センサ情報信号を受け、シリアルインタフェース装置８２Ａへと送信する。
【0122】
また、シリアルインタフェース装置８２Ａは電源を供給できる。シリアルインタフェース装置８２Ａは、シリアルインタフェース装置８１Ａと荷重センサ１０８からシリアルインタフェース装置８１Ａに至るまでの回路に電源を供給する。
【0123】
また、シリアルインタフェース装置８１Ａと荷重センサ１０８からシリアルインタフェース装置８１Ａに至るまでの回路は、金型内に設置される。チャージアンプ１２Ａおよび１２Ｂ、レベル調整アンプ１３Ａおよび１３Ｂ、Ａ／Ｄ変換機１４Ａおよび１４Ｂ等に関連する回路は、消費電力により発熱する。しかし、これらの回路は、既に述べたとおり荷重センサ１０８の個数に比例することなく常に２系統のみでよく、従来の実施例に比べて発熱は低く抑えられる。したがって、これらの回路は、発熱するが、配置場所を工夫することによって、金型内、若しくは近傍に設置され得る。
【0124】
また、プレス機２０００から金型１００を上げ下ろしするときには、シリアルケーブル８３の取り外しのみでよく、メンテナンス性が向上する。
【0125】
シリアル通信には、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）、若しくはＬＡＮ規格の一種で電源も供給可能なＰｏＥ（Ｐｏｗｅｒ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を用いることが望ましい。
【0126】
（実施の形態７）
【0127】
実施の形態７は、Ａ／Ｄ変換機によってデジタル化されたデータが、シリアルデータ通信でなく無線通信を介してデータ処理部に送信されるというところが、実施の形態６と異なる。なお、特段の言及のない構成については、実施の形態６と同様である。
【0128】
図１５は、図１４に対して、Ａ／Ｄ変換機によってデジタル化されたデータを無線転送し、データ処理を行う回路を示すブロック図である。図１５に示す回路は、図１４に示す回路に対して、シリアルインタフェース装置８１Ａおよび８２Ａが無線送受信部８１Ｂおよび８２Ｂにそれぞれ置き換えられ、シリアルケーブル８３Ａが無線送受信部８１Ｂおよび８２Ｂのアンテナ８３Ｂへと置き換えられている。また、無線送受信部８１Ｂに至るまでの電源は、金型内に設置されるバッテリーや、プレス機２０００と金型１００に設けられるワイヤレス電力伝送などにより供給される。
【0129】
プレス機２０００および金型１００の周囲には、材料の送り機構や加工油の塗布など、様々な機器が設置される。しかし、本実施の形態では、データ処理部１６を設置する上での新たなケーブル類は必要なく、実施の形態６と比してメンテナンスが向上するだけでなく、金型の周囲の機器と干渉するケーブルを通す必要はない。
【0130】
（まとめ）
既に述べてきたとおり、本開示に係る加工工程監視装置１０００は、同一の作業を繰り返すサイクル加工を行う製造装置に対する加工工程において、状態検知と異常検知の両方を行うことができる。また、加工工程監視装置１０００は、荷重をセンシングすることによって状態検知を行いながら異常検知も行う必要のある、プレス機２０００に組み込まれている工具の状態を監視するのに適している。
既に述べてきたとおり、本開示に係る加工工程監視装置１０００は、同一の作業を繰り返すサイクル加工を行う製造装置に対する加工工程において、状態検知と異常検知の両方を行うことができる。また、加工工程監視装置１０００は、荷重をセンシングすることによって状態検知を行いながら異常検知も行う必要のある、プレス機２０００に組み込まれている工具の状態を監視するのに適している。
【0131】
そして、加工工程監視装置１０００は、製造装置に設置される荷重センサ１０８の個数が多くなればなるほど、より高い効果を発揮する。すなわち、加工工程監視装置１０００は、センサ１０８の個数が増加したとしても、近傍のセンサ１０８間をデイジーチェーン状に接続するだけでよいため、金型内に組み込まれる部品との干渉を抑える事ができる。また、加工工程監視装置１０００は、デイジーチェーン状に接続するインタフェース装置を配置することによって、金型外に設置された歪みセンサとも接続できるなど、ハードウェア、ソフトウェア構成を変更することなく拡張することが可能である。
【0132】
加えて、加工工程監視装置１０００は、それぞれの配線を一本のデイジーチェーン状の接続に束ねることができ、メンテナンス性を向上させることが可能である。
【0133】
（態様のまとめ）
以上の説明から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施の形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。
以上の説明から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施の形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。
【0134】
（態様１）製造装置（２０００）による加工工程を監視する加工工程監視装置（１０００）は、製造装置（２０００）に取り付けられた複数のセンサ（１０８）と、複数のセンサ（１０８）の数と同じ数だけ設けられた複数のセレクタ（１）であって、複数のセレクタ（１）のそれぞれは、１つの入力部（Ｃ）及び複数の出力部（Ａ、Ｂ）を有し、１つの入力部（Ｃ）に入力された信号を複数の出力部（Ａ、Ｂ）のうちの１つから選択的に出力する、複数のセレクタ（１）と、それぞれが、複数の出力部（Ａ、Ｂ）のそれぞれと接続された複数の信号線（３Ａａ、３Ｂａ）と、複数のセレクタ（１）のそれぞれについて、入力部（Ｃ）と複数の出力部（Ａ、Ｂ）のうちの１つとを選択的に接続し、入力部（Ｃ）と複数の出力部（Ａ、Ｂ）の残りとを選択的に開放するよう制御するコントローラ（１５）と、を備える。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、センサの数が増加したとしても、ケーブル本数など、システム構成の要素数の増加を抑制し、同じシステム構成にて各センサ（１０８）が出力する信号を取得できる。
【0135】
（態様２）態様１の加工工程監視装置（１０００）において、前記複数のセンサ（１０８）のそれぞれは、荷重を測定してもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、検出した荷重に基づいてセンサ（１０８）から出力される信号を取得できる。
【0136】
（態様３）態様２の加工工程監視装置（１０００）において、前記複数のセンサ（１０８）のそれぞれは、荷重を表す電圧を発生させるピエゾ素子を備えてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、センサ（１０８）から出力される電荷を信号として取得できる。
【0137】
（態様４）態様１から態様３のいずれか１つの加工工程監視装置（１０００）において、複数のセンサ（１０８）のそれぞれは、歪みを測定してもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、検出した歪みに基づいてセンサ（１０８）から出力される信号を取得できる。
【0138】
（態様５）態様１から態様４のいずれか１つの加工工程監視装置（１０００）において、コントローラ（１５）は、複数のセレクタ（１）それぞれに対応するレジスタ（ＦＦ）に信号を伝達することによって複数のセレクタ（１）を制御してもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、制御したセンサから出力される信号を取得することができる。
【0139】
（態様６）態様５の加工工程監視装置（１０００）において、レジスタ（ＦＦ）は、シフト動作するようデイジーチェーン接続されてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、センサの個数を増やしたとしても、システム構成の要素数の増加を抑制し、同じシステム構成にて各センサが出力する信号を取得できる
【0140】
（態様７）態様６の加工工程監視装置（１０００）において、複数の信号線（３Ａａ、３Ｂａ）は、レジスタ（ＦＦ）のデイジーチェーン接続を構成する配線（５ａ）に沿って装置内に配置されてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、センサの個数を増やしたとしても、システム構成の要素を配置する領域の拡大を抑制し、信号線の配置による製造装置への影響を抑えることができる。
【0141】
（態様８）態様７の加工工程監視装置（１０００）において、複数の信号線と、レジスタ（ＦＦ）のデイジーチェーン接続を構成する配線（５ａ）とが、多芯ケーブル（６Ａ）をなして装置内に配置されてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、センサの個数を増やしたとしても、システム構成の要素を配置する領域の拡大を抑制し、信号線の配置による製造装置への影響を抑えることができる。また、加工工程監視装置（１０００）のメンテナンス性が向上し得る。
【0142】
（態様９）態様７の加工工程監視装置（１０００）は、センサプレート（７８）を備え、センサプレート（７８）は、複数のセレクタ（１）、複数のセレクタ（１）間を接続する複数の信号線（３Ａａ、３Ｂａ）、およびレジスタ（ＦＦ）のデイジーチェーン接続を構成する配線（５ａ）を内包してもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、センサの個数を増やしたとしても、システム構成の要素を配置する領域の拡大を抑制し、信号線の配置による製造装置への影響を抑えることができる。また、加工工程監視装置（１０００）のメンテナンス性が向上し得る。
【0143】
（態様１０）態様９の加工工程監視装置（１０００）において、センサプレート（７８）は、複数のセンサ（１０８）の少なくとも一部を内包してもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）のメンテナンス性が向上し得る。
【0144】
（態様１１）態様１から態様１０のいずれか１つの加工工程監視装置（１０００）において、複数のセレクタ（１）のそれぞれは、半導体スイッチによって構成されてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）の耐久性が向上し得る。
【0145】
（態様１２）態様６から態様１１のいずれか１つの加工工程監視装置（１０００）において、製造装置（２０００）は、同一の作業を繰り返すサイクル加工を行い、コントローラ（１５）は、サイクル加工におけるサイクル間の非加工中にレジスタ（ＦＦ）のシフト動作を制御してもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、センサの数が増加したとしても、システム構成の要素数の増加を抑制し、同じシステム構成にて各センサが出力する信号を取得できる。
【0146】
（態様１３）態様１２の加工工程監視装置（１０００）において、複数のセレクタ（１）の出力部の数と、複数の信号線の数は２であり、複数のセレクタのそれぞれは、第１信号線（３Ｂａ）と接続される第１出力部（Ｂ）および第２信号線（３Ａａ）と接続される第２出力部（Ａ）を有し、コントローラ（１５）は、複数のセレクタ（１）のうちの１つのみを選択し、選択されたセレクタ（１）の入力部（Ｃ）と第１出力部（Ｂ）とが接続され、他のセレクタ（１）の入力部（Ｃ）と第２出力部（Ａ）とが接続されるよう複数のセレクタ（１）制御してもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、センサの数が増加したとしても、システム構成の要素数の増加を抑制し、同じシステム構成にて各センサが出力する信号を取得できる。
【0147】
（態様１４）態様１２または態様１３の加工工程監視装置（１０００）は、複数の信号線（３Ａａ、３Ｂａ）それぞれに対応するチャージアンプ（１２Ａ、１２Ｂ）を備え、チャージアンプ（１２Ａ、１２Ｂ）は、非加工中には容量素子（Ｃ０）の電荷をディスチャージし、加工中には電荷をチャージする動作を行うようコントローラ（１５）によって制御されてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、加工ごとに各センサから出力された信号を取得することができる。
【0148】
（態様１５）態様１２または態様１３の加工工程監視装置（１０００）は、複数の信号線（３Ａａ、３Ｂａ）それぞれに対応するチャージアンプ（１２Ａ、１２Ｂ）と、チャージアンプ（１２Ａ、１２Ｂ）の出力を受けて増幅するアンプ（１３Ａ、１３Ｂ）とを備え、チャージアンプ（１２Ａ、１２Ｂ）は、コントローラ（１５）から受信した制御信号に基づいて、非加工中には容量素子の電荷をディスチャージし、加工中には電荷をチャージする動作を行うよう設定され、アンプ（１３Ａ、１３Ｂ）は、増幅率がコントローラ（１５）によって制御されてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、加工ごとに各センサから出力された信号を取得することができる。
【0149】
（態様１６）態様１から態様１５のいずれか１つの加工工程監視装置（１０００）は、複数の信号線（３Ａａ、３Ｂａ）それぞれに対応する複数のＡ／Ｄ変換機（１４Ａ、１４Ｂ）と、複数のＡ／Ｄ変換機（１４Ａ、１４Ｂ）の出力を受けるデータ処理部（１６）とを備え、複数のＡ／Ｄ変換機（１４Ａ、１４Ｂ）のそれぞれは、対応する信号線（３Ａａ、３Ｂａ）を通じて伝搬するアナログ信号をデジタル信号に変換してもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、加工ごとに各センサから出力された信号を取得し、データ処理を行うことができる。
【0150】
（態様１７）態様１６の加工工程監視装置（１０００）は、複数のＡ／Ｄ変換機（１４Ａ、１４Ｂ）、およびコントローラ（１５）からの信号を受けてデータの送受信を行う第１シリアルインタフェース装置（８１Ａ）と、データ処理部（１６）とデータの送受信を行う第２シリアルインタフェース装置（８２Ａ）とを備え、データは、第１シリアルインタフェース装置（８１Ａ）と第２シリアルインタフェース装置（８２Ａ）との間をシリアル通信によって転送されてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、要素の一部を金型内に配置することができる。また、加工工程監視装置（１０００）のメンテナンス性が向上し得る。
【0151】
（態様１８）態様１７の加工工程監視装置（１０００）は、第１シリアルインタフェース装置（８１Ａ）は、シリアル通信に用いられるケーブル（８３Ａ）より電力を受け、複数のセンサ（１０８）から第１シリアルインタフェース装置（８１Ａ）までの回路に電力を供給してもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）のメンテナンス性が向上し得る。
【0152】
（態様１９）態様１８の加工工程監視装置（１０００）は、複数のセンサ（１０８）から第１シリアルインタフェース装置（８１Ａ）までの回路が、プレス機（２０００）に取り付けられる金型（１００）に設置されてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、要素の一部を金型内に配置することができる。また、加工工程監視装置（１０００）のメンテナンス性が向上し得る。
【0153】
（態様２０）態様１６の加工工程監視装置（１０００）は、複数のＡ／Ｄ変換機（１４Ａ、１４Ｂ）、およびコントローラ（１５）からの信号を受けてデータの送受信を行う第１無線送受信部（８１Ｂ）と、データ処理部（１６）とデータの送受信を行う第２無線送受信部（８２Ｂ）とを備え、データは、無線通信によって第１無線送受信部（８１Ｂ）と第２無線送受信部（８２Ｂ）との間を無線通信によって転送されてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、要素の一部を金型内に配置することができる。また、加工工程監視装置（１０００）のメンテナンス性が向上し得る。
【0154】
（態様２１）態様２０の加工工程監視装置（１０００）は、複数のセンサ（１０８）から第１無線送受信部（８１Ｂ）までの回路が、プレス機（２０００）に取り付けられる金型（１００）に設置されてもよい。この態様によれば、要素の一部を金型内に配置することができる。また、加工工程監視装置（１０００）のメンテナンス性が向上し得る。
【0155】
（態様２２）態様２または態様３の加工工程監視装置（１０００）は、複数の信号線（３Ａａ、３Ｂａ）それぞれに対応する複数のＡ／Ｄ変換機（１４Ａ、１４Ｂ）と、複数のＡ／Ｄ変換機（１４Ａ、１４Ｂ）の出力を受けるデータ処理部（１６）とを備え、複数のセンサ（１０８）のそれぞれは、荷重を測定し、複数のＡ／Ｄ変換機（１４Ａ、１４Ｂ）のそれぞれは、対応する信号線（３Ａａ、３Ｂａ）を通じて伝搬するアナログ信号をデジタル信号に変換し、データ処理部（１６）は、全ての複数のセンサ（１０８）からの荷重値を合算して波形データを求め、同一の作業を繰り返すサイクル加工における波形の履歴を蓄積して判定処理を行う全荷重判定処理と、複数のセレクタ（１）のうちの１つが選択されると、複数のセンサ（１０８）のうちの対応するセンサ（１０８）のみから荷重値の波形データを取得して、選択されたセレクタ（１）に対応するチャネルの波形データとして格納し、対応するチャネルの波形の履歴を蓄積して判定処理を行うチャネル荷重判定処理とを実行してもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、加工ごとに各センサから出力された信号を取得し、全センサからの信号に基づいた異常有無の判定と、選択されたセンサからの信号に基づいた装置の状態の判定と、を行うことができる。
【0156】
（態様２３）態様２２の加工工程監視装置（１０００）において、チャネル荷重判定処理は、全荷重判定処理とは異なる方法にて行われてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、加工ごとに各センサから出力された信号を取得し、全センサからの信号に基づいた異常有無の判定と、選択されたセンサからの信号に基づいた装置の状態の判定と、を行うことができる。
【0157】
（態様２４）態様１から態様２３のいずれか１つの加工工程監視装置（１０００）は、プレス機（２０００）に取り付けられてもよい。この態様によれば、加工工程監視装置（１０００）は、プレス機の各パンチ等の異常を検知することができる。
【産業上の利用可能性】
【0158】
本開示によれば、比較的短いサイクルを繰り返して同一の加工を施す動作を行う加工において、加工状態を検出するためのセンサの個数を増やしたとしても、センサ間の接続容易性を向上させるとともに金型の剛性を維持し、ケーブル、Ａ／Ｄ変換機、プロセッサリソースをセンサの個数に比例することなく、加工状態の詳細を推定する状態検知と、全体の異常の有無を判定する異常検知の両方を行う加工工程監視装置を提供することができる。
【符号の説明】
【0159】
１０００ 加工工程監視装置
２０００ プレス機
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１ｊ セレクタ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｉ、２ｊ セレクタブロック
３Ａ 全体荷重信号端子
３Ｂ 着目荷重信号端子
５ デジタル選択信号端子
６ 信号線群
１２Ａ、１２Ｂ チャージアンプ
１３Ａ、１３Ｂ レベル調整アンプ
１４Ａ、１４Ｂ Ａ／Ｄ変換機
１５ コントローラ
１６ データ処理部
Ａ、Ｂ 出力端子
Ｃ センサ信号端子
Ｓａ セレクタ制御回路
ＣＨＡＩＮＩＮ デジタル選択信号入力端子
ＣＨＡＩＮＯＵＴ デジタル選択信号出力端子
ＳＥＬ アナログセレクタ
ＳＷＡ、ＳＷＢ スイッチ
ＩＮＶ インバーター
ＤＩＮｔ データ入力端子
ＣＫＩＮｔ クロック入力端子
ＤＯＵＴｔ データ出力端子
ＣＫＯＵＴｔ クロック出力端子
ＦＦ フリップフロップ
Ｄ データ入力端子
Ｑ データ出力端子
ＣＫ クロック入力端子
ＢＵＦＤ、ＢＵＦＣＫ バッファ
３１ 正常波形
３２ 異常波形
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ 波形
５１Ａ、５１Ｂ 単位変換部
５２ 加算部
５３ チャネル振り分け部
５４ 全荷重波形バッファ
５５ 全荷重波形履歴バッファ
５６ 全荷重波形記憶部
５７ チャネル波形バッファ
５８ チャネル波形履歴バッファ
５９ チャネル荷重波形記憶部
６０ 全荷重判定処理部
６２ 着目チャネル判定処理部
７１ セレクタブロック
７２、７２Ｐ 入力コネクタ
７３、７３Ｐ 出力コネクタ
６Ａ 多芯ケーブル
７４、７４Ｓ、７４Ｐ センサブロック
７５、７５ 面
７７Ｌ、７７Ｒ フレーム
７８ センサプレート
８１Ａ、８２Ａ シリアルインタフェース装置
８１Ｂ、８２Ｂ 無線送受信部
８３Ａ シリアルケーブル
８３Ｂ アンテナ
１００ 金型
１０１ パンチ
１０２ ダイ
１０３ ストリッパプレート
１０４ パンチプレート
１０５ ダイプレート
１０６ ダイバッキングプレート
１０７ パンチバッキングプレート
１０８、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆ、１０８ｇ、１０８ｈ、１０８ｉ、１０８ｊ 荷重センサ
１１１ 被加工材
１２１、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆ、１２１ｇ、１２１ｈ、１２１ｉ、１２１ｊ チャージアンプ
１２２、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｆ、１２２ｇ、１２２ｈ、１２２ｉ、１２２ｊ レベル調整アンプ
１２３、１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ、１２３ｅ、１２３ｆ、１２３ｇ、１２３ｈ、１２３ｉ、１２３ｊ Ａ／Ｄ変換機
１２４ コントローラ
１２５ 状態信号端子
１２６ データ処理部
２００ 表示装置
ＩＮ 入力端子
Ｒ リセット入力端子
ＯＵＴ 出力端子
ＣＩＮ 電荷入力信号
ＣＯＭ 共通信号
Ｃ０ 容量素子
ＳＷ０ リセットスイッチ
ＲＳＴ リセット入力端子
２０００ プレス機
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１ｊ セレクタ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｉ、２ｊ セレクタブロック
３Ａ 全体荷重信号端子
３Ｂ 着目荷重信号端子
５ デジタル選択信号端子
６ 信号線群
１２Ａ、１２Ｂ チャージアンプ
１３Ａ、１３Ｂ レベル調整アンプ
１４Ａ、１４Ｂ Ａ／Ｄ変換機
１５ コントローラ
１６ データ処理部
Ａ、Ｂ 出力端子
Ｃ センサ信号端子
Ｓａ セレクタ制御回路
ＣＨＡＩＮＩＮ デジタル選択信号入力端子
ＣＨＡＩＮＯＵＴ デジタル選択信号出力端子
ＳＥＬ アナログセレクタ
ＳＷＡ、ＳＷＢ スイッチ
ＩＮＶ インバーター
ＤＩＮｔ データ入力端子
ＣＫＩＮｔ クロック入力端子
ＤＯＵＴｔ データ出力端子
ＣＫＯＵＴｔ クロック出力端子
ＦＦ フリップフロップ
Ｄ データ入力端子
Ｑ データ出力端子
ＣＫ クロック入力端子
ＢＵＦＤ、ＢＵＦＣＫ バッファ
３１ 正常波形
３２ 異常波形
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ 波形
５１Ａ、５１Ｂ 単位変換部
５２ 加算部
５３ チャネル振り分け部
５４ 全荷重波形バッファ
５５ 全荷重波形履歴バッファ
５６ 全荷重波形記憶部
５７ チャネル波形バッファ
５８ チャネル波形履歴バッファ
５９ チャネル荷重波形記憶部
６０ 全荷重判定処理部
６２ 着目チャネル判定処理部
７１ セレクタブロック
７２、７２Ｐ 入力コネクタ
７３、７３Ｐ 出力コネクタ
６Ａ 多芯ケーブル
７４、７４Ｓ、７４Ｐ センサブロック
７５、７５ 面
７７Ｌ、７７Ｒ フレーム
７８ センサプレート
８１Ａ、８２Ａ シリアルインタフェース装置
８１Ｂ、８２Ｂ 無線送受信部
８３Ａ シリアルケーブル
８３Ｂ アンテナ
１００ 金型
１０１ パンチ
１０２ ダイ
１０３ ストリッパプレート
１０４ パンチプレート
１０５ ダイプレート
１０６ ダイバッキングプレート
１０７ パンチバッキングプレート
１０８、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆ、１０８ｇ、１０８ｈ、１０８ｉ、１０８ｊ 荷重センサ
１１１ 被加工材
１２１、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆ、１２１ｇ、１２１ｈ、１２１ｉ、１２１ｊ チャージアンプ
１２２、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｆ、１２２ｇ、１２２ｈ、１２２ｉ、１２２ｊ レベル調整アンプ
１２３、１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄ、１２３ｅ、１２３ｆ、１２３ｇ、１２３ｈ、１２３ｉ、１２３ｊ Ａ／Ｄ変換機
１２４ コントローラ
１２５ 状態信号端子
１２６ データ処理部
２００ 表示装置
ＩＮ 入力端子
Ｒ リセット入力端子
ＯＵＴ 出力端子
ＣＩＮ 電荷入力信号
ＣＯＭ 共通信号
Ｃ０ 容量素子
ＳＷ０ リセットスイッチ
ＲＳＴ リセット入力端子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】