JP2017164751A - 検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工用部材が行った加工の状況をより高精度に表す信号の出力をさせ得る検出装置の提供。【解決手段】本発明の検出装置は、力値導出部と、距離値導出部と、処理部と、を備える。前記力値導出部は、加工用部材が被加工物の加工を行う際に、前記被加工物から前記加工用部材が受ける力を表す値である力値を導出する。距離値導出部は、前記加工を行う際に、前記被加工物と前記加工用部材との距離を表す値である距離値を導出する。処理部は、前記加工に係る、前記力値と前記距離値の関係である導出プロファイル、により、前記加工の状況を表す信号の出力を行う。【選択図】 図１

Description

本発明は、加工状況を検出するための検出装置に関する。

加工用部材を接触させた状態で被加工物を加工する加工装置により被加工物の加工を行う際に、複数の加工状況が発生することがある。当該加工状況は、典型的には種々の原因による加工の不具合である。種々の加工状況に対し速やかに適切な処置を行うためには、実際に行われた加工状況の種類を素早く特定することが重要である。加工状況の種類がわからなければ、加工状況に対する処置を検討することができないからである。例えば、加工状況である不具合の原因が被加工物の搬送系にある場合には、搬送系に対しての処置を検討するべきである。また、例えば、不具合の原因が加工用部材にある場合には、加工用部材の交換等の検討するべきである。また、例えば、不具合の原因が被加工物にある場合には被加工物に対して所定の処置を検討するべきである。加工状況である不具合の種類を特定せずに処置をしたとしても、不具合が治らない無駄な処置になる可能性がある。

特許文献１は、加工用部材に力をかけることにより被加工物を加工する加工装置の不良を検出するための不良検出装置を開示する。特許文献１が開示する不良検出装置は、パンチとダイとの相対位置の時間変化によりせん断加工用金型であるパンチとダイの不良を検知し得る。ここで、パンチは、加工用部材に力をかけることにより被加工物を加工する加工用部材である。

特開２０１０−２６０１１３号公報

しかしながら、特許文献１が開示する方法は、加工用部材であるせん断加工用金型の不良のみしか検出することができない。加工装置による加工の際に発生する加工状況は、加工の不具合のみを考えたとしても、［背景技術］の項で述べたように、加工用部材の不良によるもの以外にもいくつの場合が想定され得る。

本発明は、加工用部材が行った加工の状況をより高精度に表す信号の出力をさせ得る検出装置の提供を目的とする。

本発明の検出装置は、力値導出部と、距離値導出部と、処理部と、を備える。前記力値導出部は、加工用部材が被加工物の加工を行う際に、前記被加工物から前記加工用部材が受ける力を表す値である力値を導出する。距離値導出部は、前記加工を行う際に、前記被加工物と前記加工用部材との距離を表す値である距離値を導出する。処理部は、前記加工に係る、前記力値と前記距離値の関係である導出プロファイル、により、前記加工の状況を表す信号の出力を行う。

本発明の検出装置は、加工用部材が行った加工の状況をより高精度に表す信号の出力を行い得る。

本実施形態の加工装置の構成例を表す概念図である。 力値導出部の設置位置の第一のバリエーションを表す概念図である。 力値導出部の設置位置の第二のバリエーションを表す概念図である。 被せん断物のせん断動作例を表す概念図（その１）である。 被せん断物のせん断動作例を表す概念図（その２）である。 被せん断物のせん断動作例を表す概念図（その３）である。 被せん断物のせん断動作例を表す概念図（その４）である。 被せん断物のせん断動作例を表す概念図（その５）である。 導出プロファイルの例を表すイメージ図である。 被せん断物が２枚あった場合の、加工導出部によるせん断動作例を表すイメージ図（その１）である。 被せん断物が２枚あった場合の、加工導出部によるせん断動作例を表すイメージ図（その２）である。 被せん断物が２枚あった場合の、加工導出部によるせん断動作例を表すイメージ図（その３）である。 被せん断物が２枚あった場合の、加工導出部によるせん断動作例を表すイメージ図（その４）である。 かす上がりが生じた場合を想定した加工導出部によるせん断動作例を表すイメージ図（その１）である。 かす上がりが生じた場合を想定した加工導出部によるせん断動作例を表すイメージ図（その２）である。 かす上がりが生じた場合を想定した加工導出部によるせん断動作例を表すイメージ図（その３）である。 かす上がりが生じた場合を想定した加工導出部によるせん断動作例を表すイメージ図（その４）である。 かす上がりが生じた場合を想定した加工導出部によるせん断動作例を表すイメージ図（その５）である。 被せん断物の厚みが薄い場合の、加工導出部せん断動作例を表すイメージ図（その１）である。 被せん断物の厚みが薄い場合の、加工導出部せん断動作例を表すイメージ図（その２）である。 被せん断物の厚みが薄い場合の、加工導出部せん断動作例を表すイメージ図（その３）である。 被せん断物の厚みが薄い場合の、加工導出部せん断動作例を表すイメージ図（その４）である。 各種導出プロファイルの例を表すイメージ図である。 加工装置が行う処理の処理フロー例を表す概念図である。 各導出プロファイルにおける力値の最大値を表すイメージ図である。 各導出プロファイルにおける、所定の力値を超える距離値の範囲を表すイメージ図である。 導出プロファイルと当該導出プロファイルの表す異常の有無及び種類を表示させた表示例を表わすイメージ図である。 本発明の検出装置の最小限の構成を表す概念図である。

初めに、加工用部材（治具）により対象物を加工する加工装置が、パンチとダイとの間に被せん断物を挟み、パンチにより被せん断物をせん断するせん断加工用の加工装置である場合を説明する。
［構成と動作］
図１は、本実施形態の加工装置の例である加工装置１１ａの構成を表す概念図である。図１には、加工装置１１ａがせん断加工を行う対象である被せん断物１１２ａも併せて表してある。

加工装置１１ａは、加工導出部１０８ａと、処理部１１１ａと、出力部１１３ａと、を備える。

加工導出部１０８ａは、被移動部１０５ａと、駆動部１０７ａと、部材１１４ａと、ダイ１０２ａと、を備える。

被移動部１０５ａは、部材１１４ｂと、力値導出部１０９ａと、押え部１１５ａ、１１５ｂと、弾性部１１６ａ、１１６ｂと、パンチ１０１ａと、を備える。

なお、以下の説明において、上下左右は、説明対象の図面に向かった場合の上下左右をいうものとする。

パンチ１０１ａ及びダイ１０２ａは、オス型であるパンチ１０１ａと、パンチ１０１ａの下面に対向する位置に開口部が形成されたメス型であるダイ１０２ａと、の間に設置された被せん断物１１２ａをせん断加工するためのせん断用金型である。当該せん断は、パンチ１０１ａが、被せん断物１１２ａを介した状態で、ダイ１０２ａの所定の位置に入り込むことにより行われる。パンチ１０１ａ及びダイ１０２ａは、せん断加工用に市販されている。

部材１１４ａは、部材１１４ａの面１８１ａと面１８１ｆとの間隔を一定に保つ。部材１１４ａの形状は、面１８１ａと面１８１ｆとの間隔を一定に保つ限りにおいて任意である。部材１１４ａには、金属等を用いることができる。

部材１１４ａの面１８１ｆ上にはダイ１０２ａが設置されている。図１は、ダイ１０２ａが面１８１ｆ上に直接設置された場合を表すが、ダイ１０２ａの下端と面１８１ｆとの間に他の部材が挿入されても構わない。

距離値導出部１０６ａはパンチ１０１ａの所定の位置とダイ１０２ａの上面である面１８１ｅとの距離を表す値（以下、「距離値」という。）を時々刻々導出する。そして、距離値導出部１０６ａは、導出した距離値を含む情報を、処理部１１１ａに逐次送る。距離値導出部１０６ａには、例えば市販の渦電流センサやレーザ距離計を用いることができる。

ここで、距離値は、ダイ１０２ａの所定の位置とパンチ１０１ａの所定の位置との距離を表す値であればどのような値でもよい。

距離値は、例えば、ダイ１０２ａの面１８１ｅと部材１１４ｂの面１８１ｃとの距離でも構わない。パンチ１０１ａの端部１７１ａと面１８１ｃとの距離は一定であることが想定される。そのため、ダイ１０２ａの面１８１ｅと部材１１４ｂの面１８１ｃとの距離は、ダイ１０２ａの面１８１ｅとパンチ１０１ａの端部１７１ａとの距離を表すからである。また、距離値は、例えば、ダイ１０２ａに設置された距離値導出部１０６ａのある位置から面１８１ｃまでの距離を表す値であってもよい。また、距離値は、例えば、部材１１４ａの面１８１ｆから、部材１１４ｂの面１８１ｃまでの距離であってもよい。

また、図１には、距離値導出部１０６ａをダイ１０２ａの面１８１ｅ上に設置した例を表したが、距離値導出部１０６ａの設置位置は、前記距離値の導出が可能である限り、任意である。距離値導出部１０６ａは、例えば、部材１１４ｂの面１８１ｃに設置されていてもよい。また、距離値導出部１０６ａは、複数の部分に分かれていても構わない。

部材１１４ａの面１８１ａには、駆動部１０７ａの上端が固定されている。

駆動部１０７ａは、駆動部１０７ａの上端と下端との間の距離を変更できる部分である。駆動部１０７ａには、市販のせん断加工装置に用いられている駆動部を用いることができる。駆動部１０７ａの上端は部材１１４ａの面１８１ａに固定されているので、駆動部１０７ａの上端と下端との距離を変更することは、駆動部１０７ａの下端と部材１１４ａの面１８１ｆとの距離を変更することになる。そして、駆動部１０７ａの下面には、被移動部１０５ａが固定されている。そのため、駆動部１０７ａは、被移動部１０５ａを面１８１ｆに近づけ、或いは、遠ざけることができる。

被移動部１０５ａの部材１１４ｂには、パンチ１０１ａと、弾性部１１６ａ及び弾性部１１６ｂと、力値導出部１０９ａとが接続されている。

力値導出部１０９ａは、力値導出部１０９ａの所定の２か所間にかけられる力を表す値（以下、「力値」という。）を時々刻々導出する。そして、力値導出部１０９ａは、導出した力値を処理部１１１ａに逐次送る。力値導出部１０９ａには、例えば、市販の荷重測定計を用いることができる。

弾性部１１６ａ及び弾性部１１６ｂは、矢印１９１ａの向きに平行な方向に伸縮可能な弾性部材である。

弾性部１１６ａの下端には押え部１１５ａが、弾性部１１６ｂの下端には押え部１１５ｂがそれぞれ接続されている。押え部１１５ａ及び押え部１１５ｂは、パンチ１０１ａ及びダイ１０２ａが被せん断物１１２ａをせん断する際に、弾性部１１６ａ及び１１６ｂの弾性力により、被せん断物１１２ａを抑え込む部分である。

処理部１１１ａは、力値導出部１０９ａが処理部１１１ａに逐次送る力値を、それらの力値を受け取った時刻と関連付けて、図示しない記録部に記録する。ここで、処理部１１１ａが力値を受け取った時刻は力値導出部１０９ａによる力値の導出時刻に等しいことが想定される。

また、処理部１１１ａは、距離値導出部１０６ａが処理部１１１ａに逐次送る距離値を、それらの距離値を受け取った時刻と関連付けて、図示しない記録部に記録する。ここで、処理部１１１ａが距離値を受け取った時刻は距離値導出部１０６ａによる距離値の導出時刻に等しいことが想定される。

処理部１１１ａは、前記記録部に記録した、力値の時間変化と距離値の時間変化とから、力値と距離値との関係（以下、「導出プロファイル」という。）を求める。そして、処理部１１１ａは、導出プロファイルを前記記録部に記録する。

前記記録部には、導出プロファイルが表すせん断異常の有無及び種類を特定するための条件が、予め記録されている。そして、処理部１１１ａは、前記記録部から前記条件を読み込む。そして、処理部１１１ａは、前記記録部に記録した導出プロファイルを前記条件に照合し、導出プロファイルが表すせん断異常の有無及び種類を特定する。そして、処理部１１１ａは、特定したせん断異常の有無及び種類を表す情報を含む信号を出力部１１３ａに送り、出力部１１３ａに出力させる。

出力部１１３ａは、処理部１１１ａの指示する情報を出力する。出力部１１３ａは、例えば、特定したせん断異常の有無及び種類を表す情報を表示する表示部である。出力部１１３ａが表示部である場合に、当該表示部は、複数の導出プロファイルを表示し、それぞれの導出プロファイルについてのせん断異常の有無及び種類を表示するものであっても構わない。

加工導出部１０８ａにおける、力値導出部１０９ａの設置位置にはバリエーションが想定し得る。

図２は、力値導出部１０９ａの設置位置の第一のバリエーションを表す概念図である。図２に表す力値導出部１０９ａは、部材１１４ｂの面１８１ｃと、パンチ１０１ａの上端との間に挿入される。

図３は、力値導出部１０９ａの設置位置の第二のバリエーションを表す概念図である。図３に表す被移動部１０５ａは、図１や図２に表す場合と異なり、力値導出部１０９ａを備えない。図３に表す力値導出部１０９ａは、ダイ１０２ａの下端と、部材１１４ａの面１８１ｆとの間に挿入される。

次に、図１に表す加工装置１１ａの動作をより詳しく説明する。

図４乃至図８は、加工導出部１０８ａによる、被せん断物１１２ａのせん断動作例を表す概念図である。図４乃至図８は被せん断物１１２ａも併せて表す。

図４は、せん断動作開始前の加工導出部１０８ａを表す。加工導出部１０８ａは図１に表す状態と同じである。図４に表す状態から、駆動部１０７ａは自己の上端と下端との距離を長くする。これにより、被移動部１０５ａは、矢印１９１ａの向きに下降する。

そして、図５に表すように、押え部１１５ａ及び１１５ｂの下端が被せん断物１１２ａの上面である面１８１ｄに接触する。押え部１１５ａ及び１１５ｂの下端の面１８１ｄへの接触により、弾性部１１６ａ及び１１６ｂの上端から部材１１４ｂの面１８１ｃに加えられる力が、部材１１４ｂの上面から力値導出部１０９ａに加えられる。力値導出部１０９ａは、加えられた力を検出する。力値導出部１０９ａは、検出した力から導出した力値を、図１に表す処理部１１１ａに送る。

そして、駆動部１０７ａは自己の上端と下端との距離を長くし、パンチ１０１ａをさらに下降させる。そして、図６に表すように、パンチ１０１ａの下端である端部１７１ａは、被せん断物１１２ａに接触し、被せん断物１１２ａのせん断を始める。部材１１４ｂの面１８１ｃには、弾性部１１６ａ及び１１６ｂの上端からの弾性力に加えて、パンチ１０１ａの端部１７１ａに対し被せん断物１１２ａが加える力が、パンチ１０１ａの上端から加えられる。そして、部材１１４ｂの上面は、力値導出部１０９ａに、弾性部１１６ａ及び１１６ｂの上端からの弾性力とパンチ１０１ａの端部１７１ａに対し被せん断物１１２ａが加える力とを加える。

次に、駆動部１０７ａはパンチ１０１ａはさらに下降させる。そして、図７に表すように、パンチ１０１ａは被せん断物１１２ａのパンチ１０１ａの直下の部分を下方に押しやり、被せん断物１１２ａをせん断する。図７に表す状態では、既せん断物１１９ａは被せん断物１１２ａから切り離されている。そのため、力値導出部１０９ａは、被せん断物１１９ａからの力を検出しない。なお、図７に表す状態において、力値導出部１０９ａは、弾性部１１６ａ及び１１６ｂが面１８１ｃを介して自己に加える力は検出する。

そして、図８に表すように、駆動部１０７ａは被移動部１０５ａを上方に移動させる。図８に表す状態では、既せん断物１１９ａは下方に落ちている。

図９は、処理部１１１ａが導出した導出プロファイルの例であるプロファイル２１１ａを表すイメージ図である。プロファイル２１１ａは、せん断が正常に行われた場合を想定した導出プロファイルである。図９において、距離値は、右方に移行するに従い、より短い距離を表す。一方、力値は、上方に移行するに従い、より大きい力を表す。

距離値が右方に移行するに従いより短い距離を表し、力値が上方に移行するに従いより大きい力であることを表す点は、他の導出プロファイルにおいても同じである。

なお、図９の説明に用いる符号は図１に表す構成の符号である。

距離値が右方に移行するに従い、距離値２０１ｂにおいて、力値導出部１０９ａによる力の検出が始まる。図５に表すように、押え部１１５ａ及び１１５ｂの下端が、被せん断物に接触するためである。

そして距離値２０１ｂと距離値２０１ｄとの間では、距離値が右方に移行するに従い、力値は増加する。距離値２０１ｂと距離値２０１ｄとの間の力値の増加は、弾性部１１６ａ及び１１６ｂが面１８１ｃを介して力値導出部１０９ａに加える弾性力の、弾性部１１６ａ及び１１６ｂが縮むことによる増加を表す。

そして、距離値が距離値２０１ｄからさらに右方に移行すると、プロファイル２１１ａの傾斜は急になる。プロファイル２１１ａの傾斜が急になるのは、距離値２０１ｄにおいて、パンチ１０１ａの端部１７１ａが被せん断物１１２ａに当たり、被せん断物１１２ａからの力を受け始めるためである。

そして、距離値がさらに右方に移行すると、力値は距離値２０１ｅでピークを迎え、その後、低下する。距離値２０１ｅの右方において力値が低下するのは、パンチ１０１ａの下方にある部分の被せん断物１１２ａが、周囲の被せん断物１１２ａから離れ始め、また、その離れる割合が次第に増加するためである。

そして、距離値２０１ｆにおいては、被せん断物１１２ａのせん断が既に完了していることが想定される。

なお、図９は導出プロファイルの一例であり、実際に導出した導出プロファイルは、測定誤差等のために、図９に表したものから幾分ずれたプロファイルであることが多い。

次に、被せん断物が２枚あった場合のせん断の例を説明する。

図１０乃至図１３は、被せん断物が２枚あった場合の、加工導出部１０８ａによるせん断動作例を表すイメージ図である。図１０乃至図１３は、被せん断物１１２ａ，１１２ａｂも併せて表す。

図１０は、加工導出部１０８ａによるせん断前の様子を表す。ダイ１０２ａ上には、被せん断物１１２ａの面１８１ｄ上にさらに被せん断物１１２ａｂがある。

図１１は、押え部１１５ａ及び１１５ｂの下端が、被せん断物１１２ａｂの面１８１ｄａに接触した様子を表す。図１１に表す状態を、図５に表す状態と比較すると、図１１に表す方が被せん断物１１２ａｂの厚みの分だけ、面１８１ｆと面１８１ｃとの距離が長い。すなわち、より長い距離値において、弾性部材１１６ａ及び１１６ｂによる力の力値導出部１０９ａによる検出が始まる。

図１２は、パンチ１０１ａの端部１７１ａが面１８１ｄａに接触した様子を表す。図１２に表す状態からさらにパンチ１０１ａが下降すると、被せん断物１１２ａ及び１１２ａｂのせん断が始まる。被せん断物１１２ａと被せん断物１１２ａｂとは、半ば一体化した状態で、パンチ１０１ａ及びダイ１０２ａによりせん断される。被せん断物が、被せん断物１１２ａと被せん断物１１２ａｂとの二枚の場合は、被せん断物１１２ａのみの場合と比較して、せん断に必要な力が大きくなる。その分、力値導出部１０９ａは被せん断物からより大きな力を受ける。

図１３は、被せん断物１１２ａと被せん断物１１２ａｂとがせん断された直後の状態を表す。図１３に表す状態では、既せん断物１１９ａ及び既せん断物１１９ａｂは、せん断後の被せん断物１１２ａ及び被せん断物１１２ａｂから離れている。従い、力値導出部１０９ａが検出する力は、主には、弾性部１１６ａ及び弾性部１１６ｂから部材１１４ｂが受け、力値導出部１０９ａに伝える、弾性力である。図１３に表す状態における面１８１ｃと面１８１ｅとの距離は、図７に表す状態における面１８１ｃと面１８１ｅとの距離と同等である。

次に、かす上がりが生じた場合を想定したせん断動作例を説明する。

図１４乃至図１８は、かす上がりが生じた場合を想定した加工導出部１０８ａによるせん断動作例を表すイメージ図である。図１４乃至図１８は、被せん断物１１２ａ、１１２ａｃも併せて表す。

かす上がりでは、前にせん断した被せん断物である既せん断物は、せん断後に、図８に表すように下に落ちずに、パンチ１０１ａの端部１７１ａにくっついて持ち上げられる。そして、持ち上げられた既せん断物が、次の被せん断物をせん断する際に、通常は端部１７１ａから横方向にずれて、次の被せん断物上において、次の被せん断物とともにせん断される。

かす上がりにおける前記持ち上げられた既せん断物は、せん断前に被せん断物上におかれた異物の一種である。

図１４は、加工導出部１０８ａによるせん断前の様子を表す。被せん断物１１２ａｃは、図１４に表す状態より前に行われたせん断による既せん断物（図７の既せん断物１１９ａを参照）が横方向にずれたものである。被せん断物１１２ａｃは、せん断対象である被せん断物１１２ａの上にある。加工導出部１０８ａは、図１４に表す状態から、駆動部１０７ａにより、被移動部１０５ａを下降させる。

図１５は、押え部１１５ｂの下端が被せん断物１１２ａｃの上面１８１ｄに接触した状態である。押え部１１５ｂの下端が被せん断物１１２ａｃの上面１８１ｄｃに接触することにより、部材１１４ｂの面１８１ｃは弾性部１１６ｂから弾性力を受けるようになる。そのため、力値導出部１０９ａは力を検出するようになる。押え部１１５ｂの被せん断物への接触は、図５に表す被せん断物が被せん断物１１２ａのみである場合と比べて、面１８１ｅと面１８１ｃとが遠い状態で始まる。被せん断物１１２ａ上に被せん断物１１２ａｃがあるためである。

図１６は、押え部１１５ａの下端が被せん断物１１２ａの面１８１ｄに接触した状態を表す。押え部１１５ａの下端が被せん断物１１２ａの面１８１ｄに接触することにより、弾性部１１６ａは、部材１１４ｂの面１８１ｃに弾性力を加え始める。そのため、力値導出部１０９ａは、部材１１４ｂを介して、弾性部１１６ａ及び弾性部１１６ｂからの弾性力を検出するようになる。

図１７は、パンチ１０１ａの端部１７１ａの一部が、被せん断物１１２ａｃの面１８１ｄｃに接触した状態を表す。パンチ１０１ａの端部１７１ａの一部が、被せん断物１１２ａｃに接触することにより、端部１７１ａが面１８１ｄｃから受けた力は、パンチ１０１ａ及び部材１１４ｂを介して、力値導出部１０９ａに伝わる。そのため、力値導出部１０９ａは、弾性部１１６ａ及び弾性部１１６ｂからの弾性力より大きな力を検出する。そして、パンチ１０１ａの端部１７１ａは、被せん断物１１２ａと被せん断物１１２ａｃとが重なっている部分においては、被せん断物１１２ａと被せん断物１１２ａｃとを一体的にせん断する。一方、端部１７１ａは、被せん断物１１２ａのみの部分においては、被せん断物１１２ａをせん断する。被せん断物１１２ａと被せん断物１１２ａｃとが重なっている部分においては、被せん断物１１２ａのみの部分と比べて、せん断時に、端部１７１ａはより大きな力を被せん断物の上面から受ける。そのため、力値導出部１０９ａが検出する力値の最大値は、図６に表す、被せん断物が被せん断物１１２ａのみの場合より大きい。しかしながら、力値導出部１０９ａが検出する力値の最大値は、図１２に表す、被せん断物が被せん断物１１２ａと被せん断物１１２ａｂとの２枚の場合より小さくなる。被せん断物１１２ａのみの部分においては、被せん断物１１２ａと被せん断物１１２ａｃとが重なっている部分より、端部１７１ａが被せん断物の上面から受ける力が小さいからである。

図１８は、被せん断物１１２ａ及び１１２ａｃがせん断された直後の状態を表す。図１８に表す状態では、既せん断物１１９ａ、１１９ａｃは、被せん断物１１２ａ及び１１２ａｃから離れている。そのため、力値導出部１０９ａが検出する力は、主に、弾性部１１６ａ及び１１６ｂから受ける弾性力である。また、図１８に表す面１８１ｅと面１８１ｃとの距離は、図７及び図１３に表す面１８１ｅと面１８１ｃとの距離にほぼ等しい。

次に、被せん断物の膜厚が設計値からずれている場合を、被せん断物の膜厚が薄い場合を例に説明する。

図１９乃至図２２は、被せん断物の厚みが薄い場合の、加工導出部１０８ａによるせん断動作例を表すイメージ図である。図１９乃至図２２は、被せん断物１１２ａｄも併せて表す。

図１９は、加工導出部１０８ａによるせん断前の様子を表す。ダイ１０２ａ上には、被せん断物１１２ａｄが設置されている。

図２０は、押え部１１５ａ及び１１５ｂの下端が、被せん断物１１２ａｂの面１８１ｄｄに接触した様子を表す。図２０に表す状態を、図５に表す状態と比較すると、図２０に表す方が、被せん断物１１２ａｄの厚みが図５に表す被せん断物１１２ａの厚みより薄い分だけ、面１８１ｆと面１８１ｃとの距離が短い。すなわち、より短い距離値において、弾性部材１１６ａ及び１１６ｂによる弾性力の力値導出部１０９ａによる検出が始まる。

図２１は、パンチ１０１ａの端部１７１ａが面１８１ｄに接触した様子を表す。図２１に表す状態からさらにパンチ１０１ａが下降すると、被せん断物１１２ａｄのせん断が始まる。被せん断物１１２ａｄの厚みが図５に表す被せん断物１１２ａの厚みより薄い。そのため、被せん断物１１２ａｄは被せん断物１１２ａと比較して、せん断に必要な力が小さくなる。その分、力値導出部１０９ａはより小さな力を検出することになる。

図２２は、被せん断物１１２ａｄがせん断された直後の状態を表す。図２２に表す状態では、既せん断物１１９ａｄは、せん断後の被せん断物１１２ａｄから離れている。従い、力値導出部１０９ａが検出する力は、主には、弾性部１１６ａ及び弾性部１１６ｂからの弾性力である。図２２に表す状態における面１８１ｃと面１８１ｅとの距離は、図７に表す状態における面１８１ｃと面１８１ｅとの距離と同等である。

図２３は、各種導出プロファイルの例を表すイメージ図である。プロファイル２１１ａは、正常な厚みの特に異常のない被せん断物をせん断した場合を想定した、図４乃至図８に表す加工導出部１０８ａのせん断動作例に対応する。プロファイル２１１ａは、図９に表す導出プロファイル２１１ａと同じである。プロファイル２１１ｂは、正常な厚みの被せん断物が二枚重なった被せん断物をせん断した場合を想定した、図１０乃至図１３に表す加工導出部１０８ａのせん断動作例に対応する。プロファイル２１１ｃは、正常な厚みの被せん断物の上に既せん断物が重なった被せん断物をせん断した場合（かす上がり）を想定した、図１４乃至図１８に表す加工導出部１０８ａのせん断動作例に対応する。プロファイル２１１ｄは、正常な厚みより薄い厚みの被せん断物をせん断した場合を想定した、図１９乃至図２２に表す加工導出部１０８ａのせん断動作例に対応する。

図２３に表すように、プロファイル２１１ａは、力値２０１ｂで力値が立ち上がり始める。

また、プロファイル２１１ｂ及び２１１ｃにおいては、距離値２０１ｂより左側のより大きい距離を表す距離値２０１ｇで力値が上がり始める。これは、被せん断物が二枚重なった場合は、図１１及び図１５に表すように、面１８１ｃと面１８１ｅとの距離が、図５に表す面１８１ｃと面１８１ｅとの距離より遠くても、力値導出部１０９ａによる力の検出が始まることに相当する。

また、プロファイル２１１ｄにおいて力値が立ち上がる距離値２０１ｈは、距離値２０１ｂより右側のより短い距離を表す距離値である。これは、被せん断物の膜厚が、薄い場合は、図２０に表すように、面１８１ｃと面１８１ｅとの距離が、図５に表す面１８１ｃと面１８１ｅとの距離より近づいてから、力値導出部１０９ａによる力の検出が始まることに相当する。

なお、図２３は導出プロファイルのイメージの例を表しており、実際に導出した導出プロファイルは測定誤差等の影響で、図２３に表したものからずれたプロファイルであることが多い。

図２３に表すように、本来は、力値導出部１０９ａによる力の検出が始まる距離値は、被せん断物が２枚重なった場合とかす上がりの場合がほぼ等しくなるべきである。また、正常な場合はそれより短い距離を表す距離値になるべきであり、また、被せん断物の膜厚が薄い場合は、さらに短い距離を表す距離値になるべきである。しかしながら、力値導出部１０９ａが検出する力の立ち上がりは、図２３に表すようになだらかである。力値導出部１０９ａが力を検出する検出精度や、面１８１ｃと面１８１ｅとの距離値の導出精度を向上させることが困難な場合が多い。そのため、力値導出部１０９ａが検出する力の立ち上がる距離値を特定することは困難な場合もある。

一方、図２３に表すプロファイル２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ及び２１１ｄそのものを比較すると、それらの違いは一目瞭然である。上述のように実際に導出した導出プロファイルは測定誤差等の影響で、図２３に表したものからずれたプロファイルであることが多いが、それでも、上記導出プロファイルの明確な違いが多少の測定誤差等で逆転する確率は低い。

そこで、後述のように、求めた導出プロファイルから導出する値の種類を選択することによりせん断不良の種類等を特定すること有効になる。
［処理フロー］
図２４は、図１に表す加工装置１１ａが行う処理の処理フロー例を表す概念図である。以下の図に表す各処理においてコロン記号より左の記述は処理主体を表す。また、以下の図に表す各処理においてコロン記号より右の記述は処理内容を表す。

まず、処理部１１１ａは、Ｓ１０１の処理として、導出値が表すせん断不良の有無及び種類を識別するための条件を設定する。導出値は導出プロファイルから導出される所定の値である。当該導出値及び当該条件については後述する。

次に、加工導出部１０８ａと処理部１１１ａは、Ｓ１０２の処理として、被せん断物のせん断を行い、当該せん断に係る導出プロファイルを取得する。加工導出部１０８ａが行うせん断のイメージは、図４乃至図８、及び、図１０乃至図２２を参照して説明した通りである。処理部１１１ａは、当該せん断の間に距離値導出部１０６ａから受けとった、距離値の時間変化と、力値導出部１０９ａから受けとった、力値の時間変化と、から導出プロファイルを導出する。

次に、処理部１１１ａは、Ｓ１０３の処理として、導出した導出プロファイルから導出値を求める。導出値については後述する。

そして、処理部１１１ａは、Ｓ１０４の処理として、Ｓ１０３の処理により求めた導出値を、Ｓ１０１の処理により設定した条件と照合する。そして、Ｓ１０３の処理により求めた導出値に相当する、せん断異常の有無及び種類を導出する。

そして、処理部１１１ａは、Ｓ１０５の処理として、Ｓ１０４の処理により導出したせん断異常の有無及び種類を、出力部１１３ａに出力させる。

導出値は導出プロファイルの特徴を顕著に表す値であることがより望ましい。

導出値として、例えば、各導出プロファイルにおける力値の最大値（以下「最大力値」という。）を用いることができる。図２５に表すように、プロファイル２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ及び２１１ｄの各導出プロファイルの最大力値は、この順に、力値２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ及び２０６ｄであり、最大力値は、導出プロファイルにより明確に異なっている。そのため、多少の測定精度の低下や測定のばらつきが生じたとしても、各導出プロファイルの最大力値が逆転する確率は低いことが想定される。

また、導出値として、例えば、所定の力値を超える距離値の範囲を用いることもできる。図２６は、各導出プロファイルにおける、所定の力値を超える距離値の範囲を表すイメージ図である。力値２０６ａを想定した場合、プロファイル２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ及び２０１ｄが力値２０６ａを超える距離値の範囲は次の通りである。すなわち、この順に、距離値２０１ｆａと距離値２０１ｇａ、距離値２０１ｆｂと距離値２０１ｇｂ、距離値２０１ｆｃと距離値２０１ｇｃ、距離値２０１ｆｄと距離値２０１ｇｄ、の間の範囲である。そしてこれらの範囲を表す値は、各導出プロファイルの特徴を表しているだけでなく、各導出プロファイル間での違いが顕著である。そのため、多少の測定精度の低下や測定のばらつきが生じたとしても、これら距離値の範囲を表す値が逆転する確率が低いことが想定される。

あるいは、導出値として、例えば、各導出プロファイルにおける力値の距離値についての積分値を用いることもできる。

あるいは、導出値として、各導出プロファイルと典型的な導出プロファイルとの差分の距離値についての積分値を用いることもできる。ここで、典型的な導出プロファイルは、例えば、異常がなかったことが想定されている導出プロファイルである。

あるいは、導出値として、各導出プロファイルと典型的な導出プロファイルとの類似性を表す、上記以外の値を用いることもできる。

導出値としては、前述の二以上の導出値を組み合わせた値を用いることもできる。上記二以上の導出値を組み合わせた値は、例えば、最大力値と所定の力値を超える距離値の範囲を表す値を掛け合わせた値である。

このように、二以上の導出値を組み合わせた導出値を用いることにより、不良の有無及び種類の判定制度を向上できる場合がある。

また、前記条件は、例えば、導出値が表すせん断異常の有無及び種類を特定するための条件である。

当該条件は、導出値が最大力値である場合は、例えば次のような条件である。

ここで、値Ａ、Ｂ、Ｃはこの順により大きくなるとする。そして、ある導出プロファイルの最大力値が値Ｃよりも大きいときは、被せん断物が２枚重なっている異常を特定する。また、ある導出プロファイルの最大力値が値Ｂと値Ｃとの間の場合は、かす上りの不良を特定する。また、ある導出プロファイルの最大力値が値Ａと値Ｂとの間の場合は、正常を特定する。また、ある導出プロファイルの最大力値が値Ａより小さい場合は、被せん断物の膜厚が薄い異常を特定する。

あるいは、前記条件は、複数の種類の導出値のそれぞれについて設定した複数の条件の組合せであってもよい。

例えば、導出値が、最大力値と、所定の力値を超える距離値の範囲を表す値（以下、「距離範囲値」という。）との両方である場合を想定する。その場合に、前記条件は以下の特定を行うための条件である。

ここで、最大力値について、値Ｄ、値Ｅ、値Ｆ、値Ｇ、値Ｈ、値Ｉ、値Ｊはこの順により小さくなるとする。また、距離範囲値について、値ｄ、値ｅ、値ｆ、値ｇ、値ｈ、値ｉはこの順により小さくなるとする。

そして、ある導出プロファイルの最大力値が値Ｄより大きい場合は、距離範囲値によらず、被せん断物が２枚重なっている異常を特定する。そして、最大力値が値Ｅ以下で値Ｆより大きい場合は、距離範囲値について判定する。そして、最大力値が値Ｅ以下で値Ｆより大きく、かつ距離範囲値が値ｄより大きい場合は、被せん断物が２枚重なっている異常を特定する。また、最大力値が値Ｅ以下で値Ｆより大きく、かつ距離範囲値が値ｄ以下の場合は、かす上りの不良の異常を特定する。さらに、最大力値が値Ｆ以下で値Ｇより大きい場合は、距離範囲値によらず、かす上りの不良の異常を特定する。そして、最大力値が値Ｇ以下で値Ｈより大きい場合は、距離範囲値について判定する。最大力値が値Ｇ以下で値Ｈより大きく、かつ距離範囲値が値ｅより大きい場合は、かす上りの不良の異常を特定する。また、最大力値が値Ｇ以下で値Ｈより大きく、かつ距離範囲値が値ｅ以下の場合は、正常であることを特定する。さらに最大力値が値Ｈ以下で値Ｉより大きい場合は、距離範囲値によらず、正常であることを特定する。最大力値が値Ｉ以下で値Ｊより大きい場合は、距離範囲値について判定する。そして、最大力値が値Ｉ以下で値Ｊより大きく、かつ、距離範囲値がｆより大きい場合は正常であることを特定する。また、最大力値が値Ｉ以下で値Ｊより大きく、かつ、距離範囲値が値ｆ以下の場合は、被せん断物の膜厚が薄い不良の異常を特定する。さらに、さらに最大力値が値Ｊ以下の場合は、距離範囲値によらず、被せん断物の膜厚が薄い不良の異常を特定する。

このように、複数の種類の導出値のそれぞれについて設定した条件の組合せを条件とすることにより、不良の有無及び種類の判定制度を向上できる場合がある。

以上説明したように、本実施形態の加工装置は、被せん断物のせん断の際に、パンチとダイとの間の距離値と力値との関係である導出プロファイルを導出する。上述のように、導出プロファイルは、せん断時の異常の有無及び種類が顕著に反映されたものである。従い、導出プロファイルから導出した導出値が所定の条件を満たすかを判定することにより、せん断時の異常の有無及び種類の判別をより高い精度で行うことができる。

前述のように、出力部１１３ａは表示部であってもよい。そして、当該表示部は、導出プロファイルを表示し、それぞれの導出プロファイルについてのせん断異常の有無及び種類を表示するものであっても構わない。

図２７は、複数の導出プロファイルとそれぞれの導出プロファイルが表すせん断の異常の有無及び種類を表示させた、出力部１１３ａが行う表示の例を表わすイメージ図である。

図２７には、導出プロファイルであるプロファイル２１１ａ乃至２１１ｄに加えて、枠２９６ａ乃至２９６ｃと、表示２９７ａ乃至２９７ｃとが表されている。枠２９６ａ乃至２９６ｃと表示２９７ａ乃至２９７ｃとは、この順に対応付けられている。そして、ある測定プロファイルのピークが枠２９６ａの範囲にあることは、その測定プロファイルに係るせん断は表示２９７ａの内容である異常種類１の異常が発生したことを表す。また、ある測定プロファイルのピークが枠２９６ｂの範囲にあることは、その測定プロファイルに係るせん断は表示２９７ｂの内容である正常であったことを表す。また、ある測定プロファイルのピークが枠２９６ｃの範囲にあることは、その測定プロファイルに係るせん断は表示２９７ｃｂの内容である異常種類２の異常であったことを表す。このように、加工装置１１ａは、表示部である出力部１１３ａに測定プロファイルとともにその測定プロファイルに係るせん断の異常の有無及び種類を表示させる。それにより、加工装置１１ａは、行ったせん断の異常の有無及び種類を利用者に対し明示することができる。
［効果］
本実施形態の加工装置は、被せん断物のせん断の際に、パンチとダイとの間の距離値と力値との関係である導出プロファイルを導出する。上述のように、導出プロファイルは、せん断時の異常の有無及び種類が顕著に反映されたものである。従い、導出プロファイルから導出した導出値が所定の条件を満たすかを判定することにより、せん断時の異常の有無及び種類の判別をより高い精度で行うことができる。

ここまでの説明では、加工装置の例として、パンチとダイにより被せん断物をせん断加工する加工装置について説明した。しかしながら、本発明の加工装置は上記加工装置に限定されない。本発明の加工装置は、次に説明する本発明の加工装置の最小限の構成に該当するものであればどのようなものでも構わない。本発明の加工装置は、例えば、プレス機、シャー等であっても構わない。

図２８は、本発明の検出装置の最小限の構成である検出装置１２ｘの構成を表す概念図である。

検出装置１２ｘは、力値導出部１０９ｘと、距離値導出部１０６ｘと、処理部１１１ｘと、を備える。

力値導出部１０９ｘは、図示しない加工用部材が図示しない被加工物の加工を行う際に、前記被加工物から前記加工用部材が受ける力を表す値である力値を導出する。

距離値導出部１０６ｘは、前記加工を行う際に、前記被加工物と前記加工用部材との距離を表す値である距離値を導出する。

処理部１１１ｘは、前記加工に係る、前記力値と前記距離値の関係である導出プロファイル、により、前記加工の状況を表す信号の出力を行う。

前記加工を行う際の前記導出プロファイルは、前記加工の状況の違いにより大きく変わる。そのため、検出装置１２ｘは、導出プロファイルにより、前記加工用部材が行った前記加工の状況をより高精度に表す情報を出力させ得る。

以上により、検出装置１２ｘは、上記構成により、［発明の効果］の項に記載した効果を奏する。

以上、好ましい実施形態をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形し実施することができる。

また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。

（付記１）
加工用部材が被加工物の加工を行う際に、前記被加工物から前記加工用部材が受ける力を表す値である力値を導出する力値導出部と、
前記加工を行う際に、前記被加工物と前記加工用部材との距離を表す値である距離値を導出する距離値導出部と、
前記加工に係る、前記力値と前記距離値の関係である導出プロファイル、により、前記加工の状況を表す信号の出力を行う処理部と、
を備える、検出装置。

（付記２）
前記加工用部材が、前記被加工物に接触した状態で移動を行うことにより前記被加工物の加工を行う前記加工用部材である、付記１に記載された検出装置。

（付記３）
前記処理部が、前記導出プロファイルから導出した値である導出値により前記出力を行う、付記１又は付記２に記載された検出装置。

（付記４）
前記導出値が、予め記録された他の前記導出プロファイルと、前記加工に係る前記導出プロファイルとの類似性を表す値である、付記３に記載された検出装置。

（付記５）
前記導出値が、前記導出プロファイルにおける力値の最大値である、付記３又は付記４に記載された検出装置。

（付記６）
前記導出値が、前記導出プロファイルにおける、所定の力値を超える距離値の幅を表す値である、付記３乃至付記５のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記７）
前記導出値が、前記導出プロファイルにおける力値の距離値についての積分値である、付記３乃至付記６のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記８）
前記導出値が、予め記録された他の前記導出プロファイルと、前記加工に係る前記導出プロファイルとの力値の差の、距離値についての積分値である、付記３乃至付記７のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記９）
前記導出値が、２以上の前記導出値を組み合わせた導出値である、付記３乃至付記８のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記１０）
前記出力が、前記導出値が所定の条件を満たす場合における、当該条件に対応づけられた出力である、付記３又は付記８に記載された検出装置。

（付記１１）
前記条件が、第一の条件と第二の条件とを組み合わせた条件である、付記９に記載された検出装置。

（付記１２）
前記第一の条件が第一の前記導出値についての条件であり、前記第二の条件が第二の前記導出値についての条件である、付記１１に記載された検出装置。

（付記１３）
前記移動が、前記被加工物の方向への移動である、付記１乃至付記１２のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記１４）
前記信号が、前記加工の不良の有無を表す情報を含む、付記１乃至付記１３のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記１５）
前記信号が、行った前記加工の種類を表す情報を含む、付記１乃至付記１４のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記１６）
前記種類が、行った前記加工の不良の種類を含む、付記１５に記載された検出装置。

（付記１７）
前記種類が、複数重ねられた前記被加工物に前記加工を行ったこと、を含む、付記１５又は付記１６に記載された検出装置。

（付記１８）
前記種類が、異物がおかれた被加工物を加工したこと、を含む、付記１５乃至付記１７のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記１９）
前記異物が、前記加工より前に検出装置により加工された物の少なくとも一部である、付記１８に記載された検出装置。

（付記２０）
前記種類が、前記被せん断物の厚みが設計値からずれていることを含む、付記１５乃至付記１９のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記２１）
前記種類が、前記被せん断物の厚みが設計値より薄いことを含む、付記１５乃至付記２０のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記２２）
前記加工用部材が、ダイと組み合わせることが想定され、前記ダイと前記加工用部材との間に挿入された前記被せん断物のせん断を行うためのパンチを備える、付記１乃至付記２１のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記２３）
前記加工用部材が前記パンチである、付記１乃至付記２２のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記２４）
前記種類が、かす上がりの異常を含む、付記２２又は付記２３に記載された検出装置。

（付記２５）
前記導出プロファイルと当該導出プロファイルが表す前記加工の状況を表す表示とを表示する表示部をさらに備える、付記１乃至付記２４のうちのいずれか一に記載された検出装置。

（付記Ａ１）
付記１乃至付記２１のうちのいずれか一に記載された検出装置と前記加工用部材とを備える、加工装置。

（付記Ｂ１）
加工用部材が被加工物の加工を行う際に、前記被加工物から前記加工用部材が受ける力を表す値である力値を導出し、前記加工を行う際に、前記被加工物と前記加工用部材との距離を表す値である距離値を導出し、前記加工に係る、前記力値と前記距離値の関係である導出プロファイル、により、前記加工の状況を表す信号の出力を行う、検出方法。

（付記Ｃ１）
加工用部材が被加工物の加工を行う際に、前記被加工物から前記加工用部材が受ける力を表す値である力値を導出し、前記加工を行う際に、前記被加工物と前記加工用部材との距離を表す値である距離値を導出し、前記加工に係る、前記力値と前記距離値の関係である導出プロファイル、により、前記加工の状況を表す信号の出力を行う、処理をコンピュータに実行させる検出プログラム。

１１ａ 加工装置
１０１ａ パンチ
１０２ａ ダイ
１０５ａ 被移動部
１０６ａ、１０６ｘ 距離値導出部
１０７ａ 駆動部
１０８ａ 加工導出部
１０９ａ、１０９ｘ 力値導出部
１１１ａ、１１１ｘ 処理部
１１２ａ、１１２ａｂ、１１２ａｃ、１１２ａｄ 被せん断物
１１３ａ 出力部
１１４ａ、１１４ｂ 部材
１１５ａ、１１５ｂ 押え部
１１６ａ、１１６ｂ 弾性部
１１９ａ、１１９ａｂ、１１９ａｃ、１１９ａｄ 既せん断物
１７１ａ 端部
１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃ、１８１ｄ、１８１ｄａ、１８１ｅ 面
１９１ａ 矢印
２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｄ、２０１ｅ、２０１ｆ、２０１ｇ、２０１ｈ 距離値
２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄ 力値
２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ プロファイル
２９１ａ 線
２９６ａ、２９６ｂ、２９６ｃ 枠
２９７ａ、２９７ｂ、２９７ｃ 表示

Claims (10)

1. 加工用部材が被加工物の加工を行う際に、前記被加工物から前記加工用部材が受ける力を表す値である力値を導出する力値導出部と、
   前記加工を行う際に、前記被加工物と前記加工用部材との距離を表す値である距離値を導出する距離値導出部と、
   前記加工に係る、前記力値と前記距離値の関係である導出プロファイル、により、前記加工の状況を表す信号の出力を行う処理部と、
   を備える、検出装置。
2. 前記加工用部材が、前記被加工物に接触した状態で移動を行うことにより前記被加工物の加工を行う前記加工用部材である、請求項１に記載された検出装置。
3. 前記処理部が、前記導出プロファイルから導出した値である導出値により前記出力を行う、請求項１又は請求項２に記載された検出装置。
4. 前記導出値が、前記導出プロファイルにおける力値の最大値である、請求項３に記載された検出装置。
5. 前記導出値が、前記導出プロファイルにおける、所定の力値を超える距離値の幅を表す値である、請求項３又は請求項４に記載された検出装置。
6. 前記導出値が、２以上の前記導出値を組み合わせた導出値である、請求項３乃至請求項５のうちのいずれか一に記載された検出装置。
7. 前記出力が、前記導出値が所定の条件を満たす場合における、当該条件に対応づけられた出力である、請求項３又は請求項６に記載された検出装置。
8. 前記条件が、第一の条件と第二の条件とを組み合わせた条件である、請求項７に記載された検出装置。
9. 前記信号が、前記加工の不良の有無、又は、行った前記加工の不良の種類、を含む、請求項１乃至請求項８のうちのいずれか一に記載された検出装置。
10. 前記導出プロファイルと当該導出プロファイルが表す前記加工の状況を表す表示とを表示する表示部をさらに備える、請求項１乃至請求項９のうちのいずれか一に記載された検出装置。

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