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冲压装置

文献发布时间:2023-06-19 12:25:57


冲压装置

技术领域

本实施方式涉及一种对于对象物进行冲压(press)的冲压装置。

背景技术

已知有一种冲压装置,其通过伺服马达(servo motor)等驱动装置来使压头(ram)上下移动,以对于对象物进行冲压。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1:日本专利特开2002-66798号公报

专利文献2:日本专利特开2008-119737号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

冲压装置由于利用高压来进行对象物的冲压,因此马达等驱动装置、或者对于对象物进行冲压的压头及驱动压头的滚珠丝杠等驱动机构会频繁破损或劣化。发生了破损或劣化的驱动装置或驱动机构通过作业者的修理作业来更换。若成为冲压的加压对象的制品因驱动装置或驱动机构的破损或劣化而未能按照基准值受到冲压,则存在无法确保制品的品质的问题。

因此,期望一边确认对于每个制品是否按照基准值而正确进行了加压,一边进行冲压作业。

本发明是为了解决此种问题而完成,其目的在于提供一种冲压装置,能够确认对于成为冲压装置的加压对象的制品是否按照基准值而正确进行了加压。

[解决问题的技术手段]

本发明的冲压装置包括以下部分。

(1)存储部,存储多个实测数据与多个基准数据,所述多个实测数据是包含表示压头的位置或所述压头的动作时间的第一信息和与所述第一信息对应的表示所述压头的负载的第二信息的、经实测的负载数据,所述多个基准数据成为所述负载数据的基准。

(2)调整部,使实测数据图案、基准数据图案中的至少一者的所述第一信息伸缩而进行调整,以使基于存储在所述存储部中的多个所述实测数据的所述实测数据图案与基于多个所述基准数据的所述基准数据图案对应。

(3)判断部,基于经所述调整部调整的所述实测数据图案与所述基准数据图案的类似性,来判断冲压动作中的所述压头所承受的负载的合适与否。

本发明的冲压装置中,也可采用以下的结构。

(1)所述调整部基于所述实测数据图案中的所述实测数据、和所述基准数据图案中的与所述实测数据对应的基准数据的距离的平方,来使所述实测数据图案、所述基准数据图案中的至少一者的所述第一信息伸缩而进行调整。

(2)所述实测数据图案包含表示所述实测数据中的第一基准点与多个所述实测数据的距离的数值,所述基准数据图案包含表示所述基准数据中的第二基准点与多个所述基准数据的距离的数值。

(3)所述判断部进行所述实测数据图案或所述基准数据图案中的、由用户所选择的期望部分的类似性的判断。

(4)所述调整部通过动态规划法来使所述实测数据图案、所述基准数据图案中的至少一者的所述第一信息伸缩而进行调整。

[发明的效果]

根据本发明,对包含经实测的负载数据即多个实测数据的实测数据图案、与包含成为负载数据的基准的多个基准数据的基准数据图案的类似性进行评估,以高精度地判断冲压装置的劣化状态,因此能提供一种冲压装置,能够确认对于成为冲压装置的加压对象的制品是否按照基准值而正确进行了加压。

根据本发明,对压头所承受的负载的实测波形或实测数据图案与成为基准的基准波形或基准数据图案的类似性进行评估,因此与根据经实测的数值的范围来判断压头所承受的负载的异常的情况相比,能够更高精度地判断压头所承受的负载的异常。而且,根据本发明,不论压头的加压位置、压头的加压动作开始时刻、压头的动作速度如何,均能够高精度地判断压头所承受的负载的异常。

附图说明

图1是表示第一实施方式的冲压装置的结构的框图。

图2是表示第一实施方式的冲压装置的外观的立体图。

图3是表示第一实施方式的冲压装置的运算部的程序流程的图。

图4的(a)及图4的(b)是说明第一实施方式的冲压装置的图像制作部的动作的图。

图5是说明第一实施方式的冲压装置的用户对实测波形S的选择的图。

图6的(a1)及图6的(a2)与图6的(b1)及图6的(b2)是说明第一实施方式的冲压装置的数值化部的动作的图。

图7是说明第一实施方式的冲压装置的判断部的动作的图。

[符号的说明]

1:冲压装置

2:异常探测部

20:运算部

21:图像制作部

22:数值化部

23:调整部

24:判断部

26:负载检测部

27:存储部

28:输出部

5:驱动部

51:马达

52:驱动放大器

6:传递部

61:皮带轮

62:轴

63:皮带

65:皮带轮

66:轴

7:操作部

8:滚珠丝杠

9:压头

91:母螺纹部

具体实施方式

[第一实施方式]

[1-1.概略结构]

以下,参照图1~图2来说明本实施方式的冲压装置1的结构。

如图1及图2所示,冲压装置1具有包含铁材等的块体的压头9、包含公螺纹的滚珠丝杠8、传递使滚珠丝杠旋转的驱动力的传递部6、包含伺服马达等的驱动部5、包含微型计算机等的异常探测部2、以及包含开关电路的操作部7。

压头9在内部具有与滚珠丝杠8螺合的母螺纹部91,通过滚珠丝杠8旋转而上下移动,以对于对象物O进行冲压。滚珠丝杠8经由轴66而连接于传递部6。通过轴66旋转,滚珠丝杠8旋转。

驱动部5具有:具有驱动力的马达51、及对马达51供给电流的驱动放大器52。驱动放大器52连接于操作部7,指示对马达51的电流的供给或停止。操作部7是由作业者进行操作。马达51与驱动放大器52形成伺服马达。马达51分别经由轴62而连接于传递部6。马达51使轴62旋转。

传递部6具有被固定于轴66的皮带轮(pulley)65、及被固定于轴62的皮带轮61。皮带轮65经由形成为环状的皮带63而连接于皮带轮61受到驱动。驱动部5的旋转带来的驱动力按照轴62、皮带轮61、皮带63、皮带轮65、轴66的顺序传递,使滚珠丝杠8旋转。

异常探测部2具有:由微型计算机所形成的运算部20;由负载传感器等所形成的负载检测部26;由半导体存储器等所形成的存储部27;以及包含显示装置、打印机、通信接口等的输出部28。

负载检测部26连接于驱动部5,对驱动滚珠丝杠8的驱动力进行检测。驱动滚珠丝杠8的驱动力被换算成压头9所承受的负载而发送至运算部20。

在存储部27中,存储基准数据DR及基准波形R。基准数据DR包含表示压头9的位置或压头9的动作时间的第一信息、和与第一信息对应的表示正常时的压头9的负载的第二信息。基准波形R是将基准数据DR二维化的波形。基准数据DR及基准波形R表示冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间、与压头9所承受的正常时的负载的关系。基准数据DR及基准波形R成为对压头所承受的负载的劣化状态进行判断的基准。

而且,在存储部27中,存储实测数据DS及实测波形S。实测数据DS包含表示压头9的位置或压头9的动作时间的第一信息、和与第一信息对应的表示压头9的负载的第二信息。实测波形S是将实测数据DS二维化的波形。

运算部20通过后述的运算处理,基于从负载检测部26发送的压头9所承受的负载,来探测驱动部5、滚珠丝杠8的异常。运算部20具有图像制作部21、数值化部22、调整部23、判断部24。图像制作部21、数值化部22、调整部23、判断部24是由形成运算部20的微型计算机内的软件模块或硬件而形成。

图像制作部21制作表示冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间与压头9所承受的经实测的负载的关系的负载数据的实测波形S、及表示压头9的位置或压头9的动作时间与压头9所承受的成为基准的负载的关系的基准波形R。

数值化部22算出实测波形S的多个点s与基准点q的距离并数值化。而且,数值化部22算出基准波形R的多个点r与基准点p的距离并数值化。而且,数值化部22也可基于存储在存储部27中的实测数据DS来算出多个点s与基准点q的距离并数值化。数值化部22也可基于存储在存储部27中的基准数据DR来算出多个点r与基准点p的距离并数值化。

调整部23使实测波形S与基准波形R中的至少一者的、表示压头9的位置或压头9的动作时间的第一信息伸缩而进行调整,以使实测波形S与基准波形R对应。实测波形S表示存储在存储部27中的实测数据DS的图案即实测数据图案PS。基准波形R表示存储在存储部27中的基准数据DR的图案即基准数据图案PR。

调整部23制作函数G,所述函数G表示将构成实测波形S的点s数值化的要素y、与将构成基准波形R的点r数值化的要素x的关系。与后述的(式1)相关的g(i,j)、与(式2)相关的ld(i,j)、与(式3)相关的e(i,j)、与(式4)相关的G(i,j)作为函数G而由调整部23制作。调整部23基于所制作的函数G来使实测波形S或基准波形R伸缩。

调整部23也可根据存储在存储部27中的实测数据DS、基准数据DR,来使实测数据图案PS、基准数据图案PR中的至少一者的、表示压头9的位置或压头9的动作时间的第一信息伸缩而进行调整,以使实测数据图案PS与基准数据图案PR对应。

判断部24对由调整部23基于函数G进行了伸缩的实测波形S与基准波形R的类似性进行评估,以判断冲压动作中的压头9所承受的负载的异常。

输出部28将由运算部20的判断部23所判断的异常通过显示、打印、通讯电文等而输出给作业者。

[1-2.作用]

接下来,基于图1~图7来说明本实施方式的冲压装置1的作用。运算部20包含微型计算机,按照内置于运算部20的图3所示的程序来进行运行。

驱动部5每当由作业者操作操作部7,对于不同的对象物O进行冲压时运行。驱动部5的输出扭矩在马达51发生了劣化的情况或者滚珠丝杠8发生了劣化的情况下,与正常时相比变得过大。

异常探测部2的负载检测部26在由驱动部5进行冲压动作的时间,逐次检测对滚珠丝杠8进行驱动的驱动力即输出扭矩。负载检测部26例如每隔100毫秒检测对滚珠丝杠8进行驱动的驱动力,换算成压头9所承受的负载并发送至运算部20。

在异常探测部2的存储部27中,存储成为压头9所承受的负载的基准的基准数据DR及基准波形R。基准波形R是基于基准数据DR而制作的、成为对压头9所承受的负载的劣化状态进行判断的基准的二维波形。基准数据DR及基准波形R是在冲压装置1的设置等时,由作业者设定存储在异常探测部2的存储部27中。例如,基准数据DR、基准波形R表示图4的(a)所示的、冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间与压头9所承受的正常时的负载的关系。

运算部20在由驱动部5进行冲压动作的时间,从负载检测部26逐次接收压头9所承受的负载。一开始,运算部20通过图像制作部21来制作表示冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间、与压头9所承受的经实测的负载的关系的负载数据的实测波形S(步骤S01)。所制作的实测波形S的一例示于图4的(b)。

在图4的(a)及图4的(b)中,图表的横轴表示冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间。图表的纵轴表示压头9所承受的负载。压头9随着冲压动作开始而下降,接触至对象物O而压头9所承受的负载上升。不久,压头9所承受的负载达到极大值。

随后,压头9所承受的负载暂时下降。进而,压头9继续冲压动作,压头9所承受的负载再次开始上升,压头9所承受的负载再次达到极大值。

这样,实测波形S通过二维波形来表示冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间、与压头9所承受的经实测的负载的关系。

接下来,由用户选择通过图像制作部21而制作的实测波形S中的期望部分Q(步骤S02)。用户通过鼠标等输入装置来选择由图像制作部21所制作的实测波形S的期望部分Q。图5表示由用户所选择的实测波形S的期望部分Q。

接下来,运算部20通过数值化部22来将构成由图像制作部21所制作的实测波形S的点s数值化,制作要素y。要素y是基于实测波形S上的点s与实测波形S上的基准点q的距离而制作。作为点s,选择构成与实测波形S相关的图表的连续的点、或者构成与实测波形S相关的图表的特征性的数点。

具体而言,要素y是基于在步骤S02中由用户所选择的实测波形S的期望部分Q中的点s、与实测波形S中的基准点q的距离而制作。作为一例,选择实测波形S的起点来作为基准点q。

运算部20通过数值化部22,来算出如图6的(a1)所示那样由用户所选择的实测波形S的期望部分Q中的多个点s1、s2、s3…与基准点q的距离n1、n2、n3…。运算部20通过数值化部22,基于如图6的(a2)所示的那样多个点s1、s2、s3…与基准点q的距离n1、n2、n3…,来制作具有要素y1、y2、y3…的对象波形Y(步骤S03)。图6的(a2)中,横轴是冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间,纵轴是基准点q与多个点s1、s2、s3…的距离n1、n2、n3…。

对象波形Y相当于权利要求书中的基于多个实测数据DS的实测数据图案PS。实测数据DS相当于实测波形S中的点s。实测波形S中的基准点q相当于权利要求中的第一基准点。

另一方面,在存储部27中,存储有成为压头9所承受的负载的基准的基准波形R。运算部20通过数值化部22,算出图6的(b1)所示的基准波形R中的多个点r1、r2、r3…与基准点p的距离m1、m2、m3…。运算部20通过数值化部22,基于如图6的(b2)所示的那样多个点r1、r2、r3…与基准点p的距离m1、m2、m3…,来制作具有要素x1、x2、x3…的基准波形X(步骤S04)。图6的(b2)中,横轴是冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间,纵轴是基准点p与多个点r1、r2、r3…的距离m1、m2、m3…。

基准波形X相当于权利要求中的基于多个基准数据DR的基准数据图案PR。基准数据DR相当于基准波形R中的点r。基准波形R中的基准点p相当于权利要求中的第二基准点。

接下来,运算部20通过调整部23,基于与由图像制作部21所制作的实测波形S相关的对象波形Y的要素y和与基准波形R相关的基准波形X的要素x的距离,来制作函数G(步骤S05)。

运算部20通过调整部23,利用(式1),从开始点起进行基准波形X与对象波形Y的最小累积距离的二维排列的计算。在(式1)中,i表示是基准波形X的第i个(i=1、2、…i)要素x。基准波形X包含要素x1、x2…xi。在(式1)中,j表示是对象波形Y的第j个(j=1、2、…j)要素y。对象波形Y包含要素y1、y2…yj。最小累积距离g是通过下述的(式1)而算出。与(式1)相关的g(i,j)、与(式2)相关的ld(i,j)是作为函数G而由运算部20的数值化部22所制作。

[数1]

(式1)中的局部距离ld是基于与由图像制作部21所制作的实测波形S相关的对象波形Y的要素yj、和与基准波形R相关的基准波形X的要素xi的距离的平方,而通过下述(式2)来算出。局部距离ld也可基于存储在存储部27中的实测数据、基准数据而算出。

[数2]

ld(i,j)=(x(i)-y(j))

局部距离ld与要素xi和要素yj的距离的平方成正比,能够灵敏地评估两者的距离。根据局部距离ld,来决定对与实测波形S相关的对象波形Y和与基准波形R相关的基准波形X的类似性进行评估的精度。

与实测波形S相关的对象波形Y的要素yj、和与基准波形R相关的基准波形X的要素xi的隔开距离的累积值e是通过以下的(式3)而算出。隔开距离的累积值e(i,j)是从基准点p或q直至点g(i,j)为止的累积距离。

[数3]

[数4]

而且,局部最小值G(i)是通过(式4)而算出。跟与(式3)相关的要素xi的隔开距离的累积值e(i,j)、及与(式3)相关的局部最小值G(i)是作为函数G而由运算部20的数值化部22所制作。

调整部23基于与(式1)相关的函数G来使实测波形S或基准波形R伸缩。调整部23也可根据存储在存储部27中的实测数据DS、基准数据DR,使实测数据图案PS、基准数据图案PR中的至少一者的、表示压头9的位置或压头9的动作时间的第一信息伸缩而进行调整,以使实测数据图案PS与基准数据图案PR对应。

运算部20通过调整部23,利用动态规划法来使与实测波形S相关的实测数据图案PS和与基准波形R相关的基准数据图案PR中的至少一者的、表示压头9的位置或压头9的动作时间的第一信息伸缩而进行调整。

基于与实测波形S相关的对象波形Y的要素yj、和与基准波形R相关的基准波形X的要素xi的隔开距离的累积值e(i,j),找出存在对象波形Y的要素yj与基准波形X的要素yj的关联的、与下述(式5)相关的目标函数F成为达到最小的J=ui的组合(步骤S06)。

[数5]

接下来,运算部20通过判断部24,使用将(式4)中的局部最小值G(i)为(式3)中的a、b、c的哪一个设为横轴,将纵轴设为i,j的图表,来进行实测波形S与基准波形R的类似性的评估(步骤S07)。

运算部20通过判断部24,基于由数值化部22所制作的函数G,来评估由图像制作部21所制作的实测波形S、与基于成为压头9所承受的负载的基准的基准数据的基准波形R的类似性,判断冲压动作中的压头9所承受的负载的异常的有无。实测波形S与基准波形R的类似性是基于与实测波形S相关的对象波形Y的要素yj、和与基准波形R相关的基准波形X的要素xi的隔开距离的累积值e(i,j)来评估。

运算部20通过判断部24,利用动态规划法来评估实测波形S与基准波形R的类似性。使相当于实测波形S或基准波形R的横轴的、冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间伸缩,进行是否存在被判断为具有类似性的、对象波形Y与基准波形R的位置关系及伸缩程度的判断。

具体而言,在图7所示的工程图中,将(式4)中的局部最小值G(i)为最小的点作为开始点,算出从开始点直至j=0为止为最短的路径(route),根据此路径距离的数值来评估类似性。基于预先设定的阈值,来判断与实测波形S相关的对象波形Y和与基准波形R相关的基准波形X的类似性。若路径距离为所设定的阈值以上,则判断为实测波形S与基准波形R类似。

使相当于与实测波形S相关的对象波形Y或与基准波形R相关的基准波形X的横轴的、冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间伸缩,若存在被判断为对象波形Y与基准波形R具有类似性的、对象波形Y与基准波形R的位置关系及伸缩程度,则判断为实测波形S与基准波形R具有类似性。

若判断为实测波形S与基准波形R具有类似性,则运算部20判断为压头9所承受的负载无异常。若未判断为实测波形S与基准波形R具有类似性,则运算部20判断为压头所承受的负载存在异常。

运算部20使压头9所承受的负载的异常的有无通过显示、打印、通讯电文等而从输出部28予以输出(步骤S08)。

以上是冲压装置1的作用。

[1-3.效果]

(1)根据本实施方式,冲压装置1通过调整部23来使第一信息伸缩而进行调整,以使基于多个实测数据的实测数据图案与基于多个基准数据的基准数据图案对应,由判断部24基于经调整的实测数据图案与基准数据图案的类似性,来判断冲压动作中的压头9所承受的负载的合适与否,因此能够更高精度地判断压头9所承受的负载的异常。根据本实施方式,不论压头9的加压位置、压头9的加压动作开始时刻、压头9的动作速度如何,均能够高精度地判断压头9所承受的负载的异常。

根据本实施方式,数值化部22制作函数G,所述函数G表示将构成实测波形S的点s数值化的要素y、与将构成基准波形R的点r数值化的要素x的关系,调整部23基于由数值化部22所制作的函数G来使实测波形S、基准波形R中的至少一者或者实测数据图案PS、基准数据图案PR中的至少一者伸缩而进行调整,判断部24对经调整的实测波形S与基准波形R或者实测数据图案PS与基准数据图案PR的类似性进行评估,以判断冲压动作中的压头9所承受的负载的异常,因此即使在相对于冲压装置1而在不同的位置配置有作为冲压对象的对象物O的情况下,也不需要重新设定成为负载基准的基准数据或与基准波形R相关的数据。

(2)根据本实施方式,调整部23基于实测数据图案PS中的实测数据DS、和基准数据图案PR中的与实测数据DS对应的基准数据DR的距离的平方,使实测数据图案PS、基准数据图案PR中的至少一者的第一信息伸缩而进行调整,因此能够灵敏地评估实测数据图案PS与基准数据图案PR的误差。

数值化部22根据基于实测波形S的要素y、和与要素y对应的基于基准波形R的要素x的距离的平方来制作函数G,判断部23基于由数值化部22所制作的函数G来评估实测波形S与基准波形R的类似性,因此能够更高精度地判断压头9所承受的负载的异常。由于根据要素y与要素x的距离的平方来制作函数G,因此能够灵敏地评估实测波形S与基准波形R的误差。

(3)根据本实施方式,实测数据图案PS包含表示实测数据DS中的第一基准点与多个实测数据DS的距离的、由数值化部22所算出的数值,基准数据图案PR包含表示基准数据PR中的第二基准点与多个基准数据DR的距离的、由数值化部22所算出的数值,因此能够高精度地评估实测数据图案PS与基准数据图案PR的类似性。

根据本实施方式,要素y包含表示实测波形S中的点s与实测波形S中的基准点q的距离的数值,要素x包含表示基准波形R中的点r与基准波形R中的基准点p的距离的数值,因此能够通过使用数值的函数G来高精度地评估实测波形S与基准波形R的类似性。而且,即使在实测波形S或基准波形R中,相对于压头9的位置或压头9的动作时间而存在多个数值作为压头9所承受的负载的情况下,也能够高精度地评估实测波形S与基准波形R的类似性。

(4)根据本实施方式,在由图像制作部21所制作的实测波形S中,由用户选择期望部分Q,数值化部22制作实测波形S中的由用户所选择的期望部分Q的函数G,因此能够在表示冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间与压头9所承受的经实测的负载的关系的实测波形S中提取用户所期望的特征性的部分Q,从而能够更高精度地判断压头9所承受的负载的异常。

(5)根据本实施方式,判断部23通过动态规划法来评估实测波形S与基准波形R的类似性、或者实测数据图案PS与基准数据图案PR的类似性,因此与通过经实测的数值来判断压头9所承受的负载的异常的情况相比,能够更高精度地判断压头9所承受的负载的异常。

[2.其他实施方式]

对包含变形例在内的实施方式进行了说明,但这些实施方式为例示,并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种实施例来实施,在不脱离发明主旨的范围内,能够进行各种省略或置换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的范围或主旨中,同样地,包含在权利要求所记载的发明及其均等的范围内。以下为其一例。

(1)所述实施方式中,表示冲压动作中的压头9的位置或压头9的动作时间、与压头9所承受的经实测的负载的关系的负载数据的实测波形S是由图像制作部21所制作,但实测波形S也可为从外部输入至运算部20。

(2)所述实施方式中,基于成为压头9所承受的负载的基准的基准数据的基准波形R被预先设定在存储部27中,但基准波形R也可存储在外部的存储装置中,并通过通信等而输入至运算部20。

(3)所述实施方式中,基准波形R被预先存储在存储部27中,基准波形X是基于基准波形R而制作,但基准波形X也可被预先存储在存储部27中。

(4)所述实施方式中,由数值化部22所制作的函数G是基于表示实测波形S中的点s与实测波形S中的基准点q的距离的对象波形Y、及表示基准波形R中的点r与基准波形R中的基准点q的距离的基准波形X而制作,但由数值化部22所制作的函数G也可基于实测波形S及基准波形X而制作。

技术分类

06120113290136