特許 7462173 打ち抜き装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-28

(45)【発行日】2024-04-05

(54)【発明の名称】打ち抜き装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 37/00 20060101AFI20240329BHJP

   B21D 28/02 20060101ALI20240329BHJP

【ＦＩ】

B21D37/00 B

B21D28/02 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020074944

(22)【出願日】2020-04-20

(65)【公開番号】P2021171771

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2023-02-06

(73)【特許権者】

【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】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(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】100113170

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 和久

(72)【発明者】

【氏名】高橋 正行

(72)【発明者】

【氏名】藤井 慶太郎

【審査官】永井 友子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１２６８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０６８３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０５９０３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ３７／００

Ｂ２１Ｄ ２８／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の形状の穴のあいた金型で構成されたダイと、前記所定の形状の金型で構成されたパンチとを用いて被加工物を前記所定の形状に打ち抜く打ち抜き加工のための打ち抜き装置であって、
前記打ち抜き装置のうち前記ダイにかかる力が伝達される位置にそれぞれ配置され、前記ダイのうち互いに異なる少なくとも３つの所定の点の各々における打ち抜き方向の荷重を計測する荷重センサと、
前記打ち抜き方向と垂直な平面上の第１及び第２の軸に関して、前記計測された荷重の前記第１の軸まわりのモーメントの総和である第１のモーメントと、前記計測された荷重の第２の軸まわりのモーメントの総和である第２のモーメントとを計算し、前記第１及び第２のモーメントのうち少なくとも一方の大きさが所定の値の範囲から外れた場合に、異物が発生したと判定する制御装置と、
をさらに備える、打ち抜き装置。

【請求項2】

前記第１及び第２の軸は、前記ダイの前記穴の中心で直交する、請求項１に記載の打ち抜き装置。

【請求項3】

前記所定の値の範囲は、異物が発生していない時に予め計測した前記第１及び第２のモーメントである第１及び第２の初期モーメントの大きさの値に基づいて、正負に所定の値の幅を持った値の範囲である、
請求項１又は２に記載の打ち抜き装置。

【請求項4】

種々の情報をユーザに提供するように構成された出力装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記異物が発生したと判定すると、前記第１のモーメントの大きさと前記第１の初期モーメントの大きさとの間の大小関係、並びに前記第２のモーメントの大きさと前記第２の初期モーメントの大きさとの間の大小関係に基づいて、前記第１及び第２の軸により区画される４つの象限のいずれに前記異物が発生しているかを推定し、前記出力装置を介してユーザに提供する、
請求項３に記載の打ち抜き装置。

【請求項5】

前記打ち抜き加工の前に前記被加工物を押さえて保持するストリッパをさらに備える、請求項１から４のうちいずれか１つに記載の打ち抜き装置。

【請求項6】

前記制御装置は、前記異物が発生したと判定すると、前記打ち抜き装置の前記打ち抜き加工を停止させる、
請求項１から５のうちいずれか１つに記載の打ち抜き装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金型を使って金属等の被加工物をせん断加工する打ち抜き装置に関し、より詳細には、異物の発生を検出することのできる打ち抜き装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ダイとパンチとを用いて被加工物をせん断加工する打ち抜き加工において、ダイとパンチとの間、又はパンチと被加工物との間に混入する異物は、加工異常の要因となるため問題となっている。特に「カス上がり」と呼ばれる現象は、打ち抜きの際に生じた被加工物のカスがパンチの上昇に伴ってダイとパンチとの間、又はパンチと被加工物との間に異物として混入するものであり、製品不良及び金型損傷等の原因となることが良く知られている。

【0003】

特許文献１に係る打ち抜き装置は、パンチを含む上型とダイを含む下型との間の距離を検知する複数の距離センサを金型の周囲に設け、この検知された値の関係が所定の基準を満たさない場合に、パンチと被加工物との間に異物が混入していると判断し、異常を出力して作業者に検知し、及び／又は打ち抜き装置の動作を自動的に停止させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平７－１６４０７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に係る打ち抜き装置は、上述の打ち抜きカスに代表される異物が被加工物に重ならず被加工物の横に発生した場合、上型と下型との間の距離が変化しないため、異物を検出することができない。また、特許文献１に係る打ち抜き装置において、上型が打ち抜きの前に被加工物を押さえるストリッパをさらに備える構成の場合、打ち抜き加工のサイクルを短く（高速に）すると、ストリッパの跳ね返り等により、異物が存在しないにも関わらず距離の変化を検出してしまうことがある。このような誤検出は、連続した打ち抜き加工を阻害し、作業効率を低下させてしまうため、好ましくない。

【0006】

本発明は、上記の問題点を解決し、従来技術に比較して高い精度で異物を検出可能な打ち抜き装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る打ち抜き装置は、所定の形状の穴のあいた金型で構成されたダイと、所定の形状の金型で構成されたパンチとを用いて被加工物を所定の形状に打ち抜く打ち抜き加工のための打ち抜き装置であって、
打ち抜き装置のうちダイにかかる力が伝達される位置にそれぞれ配置され、ダイのうち互いに異なる少なくとも３つの所定の点の各々における打ち抜き方向の荷重を計測する荷重センサと、
打ち抜き方向と垂直な平面上の第１及び第２の軸に関して、計測された荷重の第１の軸まわりのモーメントの総和である第１のモーメントと、計測された荷重の第２の軸まわりのモーメントの総和である第２のモーメントとを計算し、第１及び第２のモーメントのうち少なくとも一方の大きさが所定の値の範囲から外れた場合に、異物が発生したと判定する制御装置と、
をさらに備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る打ち抜き装置によれば、従来技術に比較して高い精度で異物を検出可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る打ち抜き装置の構成例を示すブロック図

【図2a】図１の打ち抜き装置の金型の詳細構成例を示す側面図

【図2b】図１の打ち抜き装置の金型の詳細構成例を示す斜視図

【図3】図１の打ち抜き装置の荷重センサの配置例を示す上面図

【図4a】図１の打ち抜き装置において、被加工物の上に異物が生じた場合の動作例を示す側面図

【図4b】図１の打ち抜き装置において、被加工物の横に異物が生じた場合の動作例を示す側面図

【図5a】図１の打ち抜き装置において、異物検出動作における力及びモーメントの例を示す斜視図

【図5b】図１の打ち抜き装置において、異物検出動作における表示装置の表示例を示す正面図

【図6】図１の打ち抜き装置において、異物検出しきい値の設定画面の表示例を示す図

【図7】図１の打ち抜き装置において、異物検出動作結果テーブルの例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の第１の態様に係る打ち抜き装置は、
所定の形状の穴のあいた金型で構成されたダイと、所定の形状の金型で構成されたパンチとを用いて被加工物を所定の形状に打ち抜く打ち抜き加工のための打ち抜き装置であって、
打ち抜き装置のうちダイにかかる力が伝達される位置にそれぞれ配置され、ダイのうち互いに異なる少なくとも３つの所定の点の各々における打ち抜き方向の荷重を計測する荷重センサと、
打ち抜き方向と垂直な平面上の第１及び第２の軸に関して、計測された荷重の第１の軸まわりのモーメントの総和である第１のモーメントと、計測された荷重の第２の軸まわりのモーメントの総和である第２のモーメントとを計算し、第１及び第２のモーメントのうち少なくとも一方の大きさが所定の値の範囲から外れた場合に、異物が発生したと判定する制御装置と、
をさらに備える。

【0011】

本開示の第２の態様に係る打ち抜き装置は、上記第１の態様において、第１及び第２の軸がダイの穴の中心で直交してもよい。

【0012】

本開示の第３の態様に係る打ち抜き装置は、上記第１又は第２の態様において、
所定の値の範囲は、異物が発生していない時に予め計測した第１及び第２のモーメントである第１及び第２の初期モーメントの値に基づいて、正負に所定の値の幅を持った値の範囲であってもよい。

【0013】

本開示の第４の態様に係る打ち抜き装置は、上記第１から第３の態様のうちいずれかにおいて、
制御装置は、異物が発生したと判定すると、第１のモーメントの大きさと第１の初期モーメントの大きさとの間の大小関係、並びに第２のモーメントの大きさと第２の初期モーメントの大きさとの間の大小関係に基づいて、第１及び第２の軸により区画される４つの象限のいずれに異物が発生しているかを推定し、出力装置を介してユーザに提供してもよい。

【0014】

本開示の第５の態様に係る打ち抜き装置は、上記第１から第４の態様のうちいずれかにおいて、
打ち抜き加工の前に被加工物を押さえて保持するストリッパをさらに備えてもよい。

【0015】

本開示の第６の態様に係る打ち抜き装置は、上記第１から第５の態様のうちいずれかにおいて、
制御装置は、異物が発生したと判定すると、打ち抜き装置の打ち抜き加工を停止させてもよい。

【0016】

以下、実施の形態１に係る打ち抜き装置について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、図面において、実質的に同一の部材については同一の符号を付している。また、実施の形態の説明に不要な構成要素については、断りなく省略することがある。

【0017】

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る打ち抜き装置５１の構成例を示すブロック図である。図１において、打ち抜き装置５１は、サーボモータ５２と、トッププレート５３と、スライダプレート５４と、ベースプレート５５と、スライドバー５６と、ボールスクリュー５７と、制御装置５８と、金型３１と、複数の荷重センサ３５と、荷重用アンプ３６と、コンピュータ３７と、表示装置３８と、を備える。

【0018】

図１において、サーボモータ５２はトッププレート５３上に配置され、制御装置５８により駆動制御されて回転する。ボールスクリュー５７はサーボモータ５２の回転を直線移動に変換し、スライダプレート５４をスライドバー５６に沿って上下に移動させる。

【0019】

金型３１は上型３２と下型３３とを含む。下型３３はベースプレート５５に固定されている。上型３２はスライダプレート５４に固定されており、上述のスライダプレート５４の移動に伴って上下に移動する。下型３３と、下方向に移動する上型３２との間に被加工物２１を挟みつけることで打ち抜き加工が行われる。金型３１の詳細な構成については後述する。

【0020】

荷重センサ３５は下型３３に４つ配置され、下型３３にかかる荷重を計測し、計測された荷重を示す荷重信号を荷重用アンプ３６に出力する。荷重用アンプ３６は入力された荷重信号を増幅して増幅荷重信号とし、コンピュータ３７に出力する。コンピュータ３７は、入力された増幅荷重信号に基づいて、金型３１の内部に異物２２が存在するか否かを判定し、異物２２が存在すると判定された場合、制御装置５８を制御して打ち抜き加工を停止させ、及び／又は、表示装置３８を介して異物２２の発生を作業者に通知する。

【0021】

図２ａは、図１の金型３１の詳細構成例を示す側面図である。また、図２ｂは、図１の金型３１の詳細構成例を示す斜視図である。

【0022】

図２ａにおいて、金型３１は、上ボルスター１１と、下ボルスター１２と、リニアガイド１３と、上型３２と、下型３３と、ストリッパ部３４とを備える。上型３２は、パンチ１と、パンチ１を固定するパンチベース２及びパンチホルダ３とを備える。下型３３は、ダイ７と、ダイ７を固定するダイベース８及びダイホルダ９とを備える。ストリッパ部３４は、ストリッパバネ４と、ストリッパ５と、ストリッパガイド６とから構成される。

【0023】

上型３２は、リニアガイド１３に沿って上下に移動する上ボルスターに固定されることで上下に移動する。ダイ７には例えば円形、多角形等の任意の所定の形状の穴が開いている。また、パンチ１は同じ形状の柱状の形状を有する。ダイ７とパンチ１との間に被加工物２１（図示なし）を挟み、ダイ７の穴にパンチ１を導入するように上型３２を下に移動させることで、被加工物２１にパンチ１の形状の穴が打ち抜かれる。

【0024】

ストリッパ部３４のストリッパ５は下面がパンチ１の先端よりも下に位置するように配置される。ストリッパ５はストリッパガイド６に沿って上下方向に移動できる。ストリッパ５は上型３２の下方向の移動に伴い、パンチ１よりも先に被加工物２１に接触し、ストリッパバネ４の弾性力により、打ち抜き加工の間、被加工物２１を押さえて保持する。

【0025】

ダイベース８の下面と下ボルスター１２の上面との間には、４つの荷重センサ３５が配置されている。荷重センサ３５の詳細な配置については後述する。荷重センサ３５は、打ち抜き加工に際してダイ７にかかる荷重を計測し、計測された荷重を示す荷重信号を荷重用アンプ３６に出力する。

【0026】

図３は、図１の打ち抜き装置５１の荷重センサ３５の配置例を示す上面図である。図３において、紙面は下ボルスター１２の上面を示す。下ボルスター１２及び荷重センサ３５を除く説明に不要な要素は省略している。

【0027】

図３において、本実施の形態において、打ち抜き装置５１には、荷重センサ３５１～３５４の４個の荷重センサ３５が配置されている。荷重センサ３５１～３５４は、ダイ７の穴１２１の中心である打ち抜き軸１２２を原点とするＸ－Ｙ平面について、Ｘ軸、Ｙ軸の両方に関して対称となるように配置されている。具体的には、長さａ，ｂに対して、Ｘ－Ｙ平面上の座標が（ａ，－ｂ），（－ａ，－ｂ），（－ａ，ｂ），（ａ，ｂ）となる４点に、荷重センサ３５１～３５４がそれぞれ順に配置されている。

【0028】

荷重センサ３５１～３５４にかかる打ち抜き方向の荷重をそれぞれＦｚ１～Ｆｚ４で表す。このとき、総打ち抜き荷重Ｆｚ、Ｘ軸まわりのモーメントＭｘ、Ｙ軸まわりのモーメントＭｙはそれぞれ、次式のように表される。

【0029】

Ｆｚ＝Ｆｚ１＋Ｆｚ２＋Ｆｚ３＋Ｆｚ４

【0030】

Ｍｘ＝ｂ（－Ｆｚ１－Ｆｚ２＋Ｆｚ３＋Ｆｚ４） …（１）

【0031】

Ｍｙ＝ａ（－Ｆｚ１＋Ｆｚ２＋Ｆｚ３－Ｆｚ４） …（２）

【0032】

ただし、Ｘ軸まわりのモーメントＭｘは、Ｘ軸正方向に対して時計回りの向きを正とし、Ｙ軸まわりのモーメントＭｙは、Ｙ軸正方向に対して時計回りの向きを正として扱っている。

【0033】

なお、荷重センサ３５１～３５４がＸ軸・Ｙ軸に対して対称に配置されない場合、このモーメントの数式がより複雑なものとなってしまう。また、ダイベース８を安定して支持するためにも、荷重センサ３５１～３５４は対称に配置されるのが好ましい。

【0034】

以上のように構成された打ち抜き装置５１について、その異物検出動作を、図４ａ～図７を用いて以下説明する。

【0035】

本実施の形態では異物２２として、「カス上がり」という現象により発生した抜きカスを想定している。カス上がりは、打ち抜き加工の際に発生した抜きカスが、例えば静電気力、表面張力等によりパンチ１に付着し、打ち抜き加工の完了後にパンチ１から外れることで、被加工物２１又はダイ７の上に異物２２として発生する現象である。カス上がりは被加工物２１が例えば厚さ０．１ｍｍ以下の薄板であったり、打ち抜きの形状が小さい小穴抜きを行ったりする場合に特に多く発生する。これは、発生する抜きカスの質量が小さく、潤滑油の表面張力、磁力、静電気力等により、抜きカスがパンチ１に付着しやすいことに起因すると考えられる。

【0036】

図４ａは、異物２２が被加工物２１の上面に発生した場合の外観例を示す側面図である。被加工物２１のＸ軸負方向の側において上面に異物２２が発生することで、被加工物２１を押さえるストリッパ５は、被加工物２１ではなくその上の異物２２に接する。ストリッパ５に接続されたストリッパバネ４のうちＸ軸負方向のものは、異物２２の厚みの分だけ正方向のものよりも大きく縮む。従って、ストリッパ５がダイ７にかける打ち抜き方向の荷重は、Ｘ軸負方向の側ほど大きくなる。また、異物２２の発生により、図４ａの矢印に示すように、ダイ７に乗っている物体の重心がＸ軸負方向に偏るため、被加工物２１及び異物２２がダイ７にかける打ち抜き方向の荷重も、Ｘ軸負方向の側（Ｆｚ２，Ｆｚ３）が正方向の側（Ｆｚ１，Ｆｚ４）よりも大きくなる。

【0037】

図４ｂは、異物２２が被加工物２１の横、即ちダイ７の上に直接発生した場合の外観例を示す側面図である。図４ａの場合とは異なり、ストリッパ５は被加工物２１に水平に接触するため、ストリッパバネ４による荷重の偏りは生じない。一方で、被加工物２１のＸ軸負方向の側において異物２２が発生しているため、図４ａと同様、図４ｂの矢印に示すように、ダイ７に乗っている物体の重心がＸ軸負方向に偏り、Ｘ軸負方向の側の荷重（Ｆｚ２，Ｆｚ３）が正方向の側（Ｆｚ１，Ｆｚ４）よりも大きくなる。

【0038】

荷重センサ３５１～３５４の計測荷重Ｆｚ１～Ｆｚ４の値は、それぞれ計測荷重Ｆｚ１～Ｆｚ４を示す荷重信号として荷重用アンプ３６に出力される。荷重用アンプ３６は荷重信号を増幅して増幅荷重信号とし、コンピュータ３７に出力する。

【0039】

図５ａは、被加工物２１に重ならずに異物２２が発生している場合の、荷重Ｆｚ１～Ｆｚ４と、Ｘ軸・Ｙ軸まわりのモーメントＭｘ，Ｍｙとの関係を示す図である。図５ａにおいて、荷重のＸ軸・Ｙ軸まわりのモーメントＭｘ，Ｍｙは、それぞれ図の矢印で示す、各軸に対する時計回り方向を正とするモーメントである。仮に異物２２が発生していない場合、Ｘ軸・Ｙ軸に対して対称に配置された荷重センサ３５１～３５４の計測荷重Ｆｚ１～Ｆｚ４はすべて同じ値となる。従って、式（１）及び式（２）に従ってモーメントＭｘ，Ｍｙを計算すると、実質的にＭｘ＝０、Ｍｙ＝０が成立する。このような、異物２２の発生していない場合のモーメントＭｘ，Ｍｙを初期モーメントＭｘ０，Ｍｙ０と呼ぶ。

【0040】

ここで、図５ａにおいて、ダイ７のうち、Ｘ・Ｙ座標とも正の領域（第１象限）に、被加工物２１に重ならずに異物２２が発生している場合を考える。図４ｂに関して上述した通り、ダイ７に乗っている物体の重心の位置が異物２２の側に偏るため、荷重センサ３５１～３５４にかかる荷重は、異物２２が発生している側ほど大きくなる。従って、Ｘ軸に対して異物２２側にある荷重センサ３５４の計測荷重Ｆｚ４は、逆側にある荷重センサ３５１の計測荷重Ｆｚ１よりも大きくなり、同様に荷重センサ３５３の計測荷重Ｆｚ３は荷重センサ３５２の計測荷重Ｆｚ２よりも大きくなる。また、Ｙ軸に関しても同様に、計測荷重Ｆｚ４は計測荷重Ｆｚ３よりも大きくなり、計測荷重Ｆｚ１は計測荷重Ｆｚ２よりも大きくなる。

【0041】

これらの計測荷重Ｆｚ１～Ｆｚ４を用いて、式（１）及び式（２）に従ってモーメントＭｘ，Ｍｙを計算すると、Ｍｘ＞０、Ｍｙ＜０となる。コンピュータ３７は、このようにモーメントＭｘ，Ｍｙの少なくとも一方が０でなくなった場合に、異物２２が発生したと判断する。

【0042】

ここで、異物２２がダイ７の他の象限に発生した場合を考える。異物２２がダイ７の第２象限（Ｘ座標が負、Ｙ座標が正の領域）に発生した場合、計測荷重Ｆｚ３が大きくなり、計測荷重Ｆｚ１が小さくなるため、式（１）及び式（２）に基づいてモーメントＭｘ，Ｍｙを計算すると、Ｍｘ＞０，Ｍｙ＞０が成立する。同様に、異物２２がダイ７の第３象限（Ｘ座標・Ｙ座標とも負の領域）に発生した場合、Ｍｘ＜０，Ｍｙ＞０となり、異物２２がダイ７の第４象限（Ｘ座標が正、Ｙ座標が負）に発生した場合、Ｍｘ＜０，Ｍｙ＜０となる。従って、Ｘ軸・Ｙ軸まわりのモーメントＭｘ，Ｍｙの正負を確認することで、異物２２がダイ７のどの象限に発生したかを推定することができる。

【0043】

異物２２が発生したと判断したコンピュータ３７は、上述のように異物２２がどの象限に発生したかを推定し、表示装置３８を制御して、図５ｂに示すような画面３８０を表示し、作業者に警告を行うとともに、制御装置５８を制御して、打ち抜き装置５１の動作を停止させる。画面３８０には、ダイ７の第１～第４象限と対応する枠が表示され、異物２２が発生したと推定された象限に対応する枠は、他と異なる警告色で表示される。作業者はこの画面３８０を見ることで、ダイ７のどの象限に異物２２が発生したかを確認し、異物２２を取り除くことができる。

【0044】

なお、本実施の形態においては、Ｘ軸及びＹ軸まわりのモーメントを用いて、Ｘ・Ｙ軸により４つに分割された領域のどこに異物２２が発生したかを推定した。しかしながら、荷重センサ３５は、少なくとも３つあれば、異物２２の位置を推定する目的が達成できる。ただし、より多数の荷重センサを用いれば、異物２２の検出精度が向上する他、ダイ７の領域をより多くの領域に分割し、異物２２のより詳細な位置を推定することもできる。

【0045】

また、図５ｂでは、表示装置３８は例えば液晶ディスプレイ等の表示装置とした。しかしながら、ダイ７の領域を分割した複数の領域のうちのどれに異物２２が発生したかを作業者に知らせることができれば、この表示装置はどのようなものであってもよい。例えば、打ち抜き装置５１上に配置された４つのＬＥＤランプを用いて異物２２の発生位置を作業者に通知できる。

【0046】

図６は、異物発生判定の設定画面の表示例を示す正面図である。上述の異物２２が発生したと判定する手順において、モーメントＭｘ，Ｍｙの値が０でない場合に異物２２が発生したと判定すると、わずかな計測誤差や揺れが異物２２の発生として誤検出されてしまうことが考えられる。そこで、本実施の形態における打ち抜き装置５１は、モーメントＭｘ，Ｍｙの値の絶対値の少なくとも一方が所定のしきい値よりも大きい場合に、異物２２が発生したと判定する。このしきい値は、例えば図６に示すような画面を作業者に提示し、モーメントＭｘ，Ｍｙに対するしきい値の値を入力させることで設定できる。

【0047】

なお、本実施の形態において初期モーメントＭｘ０，Ｍｙ０は０であったため、モーメントＭｘ，Ｍｙの正負により異物２２が発生したダイ７の象限を推定できた。しかしながら、荷重センサ３５の配置数及び配置場所によっては、初期モーメントＭｘ０，Ｍｙ０が０とならない場合がある。その場合、モーメントＭｘ，Ｍｙと初期モーメントＭｘ０，Ｍｙ０との大小関係に基づいて、同様の推定を行うことができる。その場合、モーメントＭｘに対するしきい値は、モーメントＭｘの絶対値｜Ｍｘ｜ではなく、モーメントＭｘと初期モーメントＭｘ０の差の絶対値｜Ｍｘ－Ｍｘ０｜に対して設定すればよい。また、上限値と下限値を個別に設定し、モーメントＭｘの大きさがその値の範囲を超えた場合に、異物２２が発生したと判断するようにしてもよい。これはモーメントＭｙについても同様である。

【0048】

また、本実施の形態では、モーメントＭｘ，Ｍｙの絶対値がしきい値を超えた場合に、異物２２が発生したと判定し、表示装置３８に警告を表示するとともに、制御装置５８を制御して打ち抜き装置５１を停止させた。しかしながら、警告の表示と打ち抜き装置５１の停止に対して、それぞれ別のしきい値が設定されていてもよい。例えば、モーメントＭｘの絶対値が１．０ｍ・Ｎを超えた場合に警告を表示し、２．０ｍ・Ｎを超えた場合には打ち抜き装置５１を停止させる、等が考えられる。

【0049】

図７は、打ち抜き装置５１の動作例を示す表である。図７において、異物２２の発生を判定するためのしきい値として、図６に示すしきい値が設定されている。「打抜回数」は、被加工物２１に対して打ち抜き加工を行った回数を示す。「モーメント差」の列の値は、モーメントＭｘ，Ｍｙと初期モーメントＭｘ０，Ｍｙ０との差を示す。「判定」は、上記のＸ，Ｙ軸に関するモーメント差のいずれかがしきい値を超えたか否か、即ち、異物２２が発生したか否かの判定結果を示す。「ＮＧ」はモーメント差がしきい値を超えたことを示し、「ＯＫ」は超えなかったことを示す。「対応」は、上記の判定結果を受けて、打ち抜き装置５１が自動的に行った対応を示す。

【0050】

図７において、１回目の打ち抜きに際し、モーメント差の値はいずれもしきい値を超えなかったため、異物２２が発生していないと判定し、そのまま打ち抜き加工を続行した。２回目の打ち抜きに際し、Ｙ軸に関するモーメント差の値がしきい値を超え、異物２２が発生していると判定した。従って、Ｘ，Ｙ軸それぞれに関するモーメント差の符号に基づいて作業者に警告を表示し、打ち抜き加工を停止させた。

【0051】

その後、作業者が警告を受けて異物２２を取り除いた上で、再度打ち抜き装置５１の動作を開始し、３回目の打ち抜きを行った。３回目の打ち抜きでは、モーメント差の値はいずれもしきい値を超えず、異物２２は発生していないと判定され、打ち抜き加工を続行した。

【0052】

このように、本実施の形態に係る打ち抜き装置５１は、荷重センサ３５１～３５４によりダイ７にかかる荷重を計測するし、計測された荷重Ｆｚ１～Ｆｚ４に基づいてモーメントＭｘ，Ｍｙを計算する。その後、計算されたモーメントＭｘ，Ｍｙと初期モーメントＭｘ０，Ｍｙ０との大きさの差に基づいて異物２２が発生したか否かを判定する。異物２２が発生していた場合、異物２２が発生したダイ７の象限を含む判定結果を作業者に表示し、及び／又は打ち抜き装置５１の打ち抜き加工を停止させる。これにより、異物２２が被加工物２１に重ならない場所に発生した場合であっても、異物２２の発生を検出して、打ち抜き加工を停止させることができる。また、作業者は異物２２の発生場所を予め知ることで、円滑に異物２２を取り除き、次の打ち抜き加工を再開させることができる。

【0053】

なお、本実施の形態では、異物２２として「カス上がり」により発生する打ち抜きカスを想定したが、打ち抜き装置５１は、カス上がりに限らず、例えば外部からの異物の混入等も検出できる。また、本実施の形態の荷重用アンプ３６、コンピュータ３７、表示装置３８、制御装置５８等は、その少なくとも２つが同一の要素として構成されていてもよい。

【0054】

さらに、本実施の形態では荷重センサ３５をダイベース８の下に配置したが、これはダイのうち３つ以上の点にかかる荷重がそれぞれ伝達される位置であれば、どこに配置してもよい。例えば、ストリッパ部３４に複数の荷重センサ３５を配置してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明の打ち抜き装置は、異物が被加工物の横に置かれたようなストリッパと下型の距離が変化しないような場合や、打ち抜きの加工サイクルを速めた場合においても異物を検出することができ、検出感度が高いにもかかわらず誤検出が少ない。従って、打ち抜き作業の生産性を落とすことの無い高精度な異物検出を行うことのできる打ち抜き装置を提供することができる。本開示の打ち抜き装置は、フィルムや複合材料の打ち抜き加工等においても適用できる。

【符号の説明】

【0056】

１ パンチ
２ パンチベース
３ パンチホルダ
４ ストリッパバネ
５ ストリッパ
６ ストリッパガイド
７ ダイ
８ ダイベース
９ ダイホルダ
１１ 上ボルスター
１２ 下ボルスター
１２１ （下ボルスターの）穴
１２２ 打ち抜き軸
１３ リニアガイド
２１ 被加工物
２２ 異物
３１ 金型
３２ 上型
３３ 下型
３４ ストリッパ部
３５，３５１～３５４ 荷重センサ
３６ 荷重用アンプ
３７ コンピュータ
３８ 表示装置
５１ 打ち抜き装置
５２ サーボモータ
５３ トッププレート
５４ スライダプレート
５５ ベースプレート
５６ スライドバー
５７ ボールスクリュー
５８ 制御装置

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図6】

【図7】