JP3775293B2 - Clearance measurement method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型のワーク成形面間のクリアランスを測定するクリアランス測定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から金型のワーク成形面間のクリアランスを測定する方法は種々実施されており、代表的なクリアランス測定方法として、図17と図18に示すものがある。上型7と下型8とに分割された金型のクリアランスを測定する場合を例として説明する。
【0003】
図17に示すクリアランス測定方法は、上下型7、8間のクリアランスよりも径が大きく、展延性の高い鉛等の金属線25を、図17(A)に示すように、下型8の測定しようとするワーク成形面6に設置する。
【0004】
次いで、図17(B)に示すように、上型7を下死点まで下降させて金属線25を上下型7、8のワーク成形面6間で潰し、その後に上型7を上昇させる。そして、下型8のワーク成形面6上に残った金属線25の厚みを、図17(C)に示すように、下型8のワーク成形面6から取り外してマイクロメータ26等の測定器で測定する。このようにして、上下型7、8のワーク成形面間6のクリアランスが測定される。
【0005】
図18に示すクリアランス測定方法は、成形済みのパネル26表面に金属に容易に付着する塗料27を塗布して準備し、下型8のワーク成形面6上に位置決めして、図18(A)に示すように設置する。
【0006】
次いで、上型7を下死点まで下降させ(図18(B)参照)、上型7とのクリアランスが比較的小さい部分の塗料を上型7のワーク成形面6に付着させる。次いで、図18(C)に示すように、上型7を上昇させる。上型7のワーク成形面6には、下型7とのクリアランスが小さい部分は多量に、また、クリアランスが大きい部分には少量に、塗料が付着する。この塗料の付着の濃淡によりクリアランスを定性的に把握するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のクリアランス測定方法では、潰された金属線を型から取り外してその厚さを直接測定するものであるため、取り外し時の金属線の変形、および、測定圧を加えることによる変形等を伴い測定精度が悪いものであり、且つ、測定のための工数も多く必要としていた。
【0008】
しかも、金属線は、特定の測定部のみに設置するものであり、局部的なクリアランスは把握できるが、ワーク成形面の曲面上のクリアランスの分布は把握できないものであるため、上下型の修正加工に当たっては、曲面上のクリアランスを把握できるまで測定を繰り返す必要があり、多大の工数を必要とする不具合があった。
【0009】
また、後者のクリアランス測定方法では、上型のワーク成形面に付着した塗料の濃淡でクリアランスを定性的に把握するものであるため、クリアランスの分布は把握できるもののクリアランスの定量的な把握ができないものであった。
【0010】
しかも、成形済みのパネルに塗布する塗料の厚さのバラツキがある場合には、測定結果のバラツキも大きくなる不具合があった。
【0011】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、クリアランスの測定精度および分布精度を向上可能なクリアランス測定方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、金型のワーク成形面間のクリアランスを測定するクリアランス測定方法において、凸状若しくはブロック状よりなり且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚方向の寸法を大きくした複数の測定部を規則的に配置したシート状の測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、各測定部の板厚方向と直角な面方向寸法の変化量を測定し、前記面方向寸法の変化量に基づきクリアランスを求めることを特徴とする。
【0013】
第2の発明は、金型のワーク成形面間のクリアランスを測定するクリアランス測定方法において、板厚方向に貫通する測定孔により形成した複数の測定部を規則的に配列して備え且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚寸法を大きくして形成した測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、各測定孔の開口幅寸法の変化量を測定し、開口幅寸法の変化量に基づきクリアランスを求めることを特徴とする。
【0014】
第3の発明は、第2の発明において、前記測定部の測定孔は、その間隔が板厚方向寸法より大きく形成されていることを特徴とする。
【0016】
第4の発明は、第1の発明において、規則的に配置した複数の測定部は、板厚方向寸法より面方向寸法が大きいことを特徴とする。
【0017】
第5の発明は、第1から第4の発明において、前記測定試料は、展延性の良いアルミニウムまたは鉛若しくはこれらを基材とする合金を素材とし、降伏点が35MPa以下であることを特徴とする。
【0018】
第6の発明は、第1から第4の発明において、前記測定試料は、表面が画像化され、画像処理手段により測定部が判別され、解析手段により測定部の面方向寸法が画像全体に亙って測定され、成形面上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示されることを特徴とする。
【0019】
第7の発明は、第2または第3の発明において、前記測定孔を備える測定試料は、測定試料よりも明度が低い背景上にセットされて表面が画像化され、画像処理手段により測定部が判別され、解析手段により測定部の面方向寸法が画像全体に亙って測定され、成形面上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示されることを特徴とする。
【0020】
前記測定試料は、画像化される前に反射防止用のつや消し塗料が塗布されることが望ましい。
【0021】
第8の発明は、第1または第4の発明において、前記測定試料の測定部は、肉薄の連結部で互に連結されて平行配置された複数個の板状部材で構成されていることを特徴とする。
【0022】
第9の発明は、第1または第4の発明において、前記測定試料の測定部は、シート状連結部材の表面に規則的に分布して配置されて一体化した複数のブロック部材で構成されていることを特徴とする。
【0023】
第10の発明は、第1または第4の発明において、前記測定試料の測定部は、板厚方向両端に配置した透明シート間において、規則的に配列され両側の透明シートに接着により位置保持された板状部材若しくはブロック状部材で構成されていることを特徴とする。
【0024】
第11の発明は、第1または第4の発明において、前記測定試料の測定部は、連結部と交互に配列されて互に接着されていることを特徴とする。
【0025】
【発明の効果】
したがって、第1の発明では、凸状若しくはブロック状よりなり且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚方向の寸法を大きくした複数の測定部を規則的に配置したシート状の測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、各測定部の板厚方向と直角な面方向寸法の変化量を測定し、前記面方向寸法の変化量に基づきクリアランスを求めるものであるため、測定試料の表面の面方向の寸法を測定するものであり、その測定が容易となる。また、規則的に配列した複数の測定部の潰した後の面方向寸法は、クリアランスの変化に応じて連続的に変化し、どの部分でどの程度、許容範囲から外れたクリアランスとなっているか、成形面全体について読み取ることができ、クリアランスの分布を明瞭に判別することができる。
【0026】
第2の発明では、板厚方向に貫通する測定孔により形成した複数の測定部を規則的に配列して備え且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚寸法を大きくして形成した測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、各測定孔の開口幅寸法の変化量を測定し、開口幅寸法の変化量に基づきクリアランスを求めるものであるため、測定試料の表面から測定するものであり、容易に測定できる。しかも、規則的に配列した複数の測定孔の潰した後の開口幅寸法は、クリアランスの変化に応じて連続的に変化し、どの部分でどの程度、許容範囲から外れたクリアランスとなっているか、成形面全体について読み取ることができ、クリアランスの分布を明瞭に判別することができる。また、測定孔は、プレス加工や機械加工により比較的高精度に製作でき、クリアランスの測定精度を向上できる。しかも、測定孔をプレス成形により加工する場合には、測定試料を大量且つ安価に製造することができる。
【0027】
第3の発明は、第2の発明の効果に加えて、測定部の測定孔の間隔を板厚方向寸法より大きく形成したため、圧潰による板厚方向寸法の変化量を拡大して幅方向寸法の変化とでき、精度良くクリアランスを測定できる。
【0029】
第4の発明では、第1の発明の効果に加えて、規則的に配置した複数の測定部の幅方向寸法を板厚方向寸法より大きく形成したため、圧潰による板厚方向寸法の変化量を拡大して幅方向寸法の変化とでき、精度良くクリアランスを測定できる。
【0030】
第5の発明では、第1から第4の発明の効果に加えて、展延性の良いアルミニウムまたは鉛若しくはこれらを基材とする合金で降伏点が35MPa以下である素材により測定試料を形成しているため、クリアランスの測定試料への転写性を高くすることができる。降伏点が35MPa以上となるとスプリングバックが大きくなり、クリアランスの転写精度が低下する。
【0031】
第6の発明は、第1から第4の発明の効果に加えて、測定試料表面が画像化され、成形面上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示されるため、金型の必要な修正量を自由曲面上で定量的に把握でき、金型に適正な修正を施工することができる。
【0032】
第7の発明では、第2または第3の発明の効果に加えて、測定孔を備える測定試料は、測定試料よりも明度が低い背景上にセットされて表面が画像化され、画像処理手段により測定部が判別され、解析手段により測定部の面方向寸法が画像全体に亙って測定され、成形面上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示されるため、明度差を大きくでき、しかも、照明による影の影響を無くすることができ、画像解析に先立つ、2値化処理の精度を向上することができる。
【0033】
2値化処理に先立ち、測定試料につや消し塗料を塗布することで、測定孔の縁から生ずる照明の反射を抑制でき、より一層2値化処理の精度を高めることができる。
【0034】
第8の発明では、第1または第4の発明の効果に加えて、測定部を肉薄の連結部で互に連結された複数個の板状部材で構成し、これらの板状部材を平行に配置したため、測定試料表面からは板状部材は縞模様であり、クリアランスに応じて幅方向寸法が連続的に変化した縞模様となり、クリアランス量の連続的な変化や分布状態がより明瞭に表示できる。
【0035】
第9の発明では、第1または第4の発明の効果に加えて、シート状連結部材の表面に規則的に分布して複数のブロック部材を配置しているため、隣接するブロック部材同士の面積を比較することでクリアランス量の変化、分布状態がより明瞭に表示できる。
【0036】
第10の発明では、第1または第4の発明の効果に加えて、板厚方向両端に配置した透明シート間に板状部材若しくはブロック状部材を規則的に配列したため、隣接しているブロック部材同士の面積を比較することでクリアランス量の変化、分布状態がより明瞭に表れる。
【0037】
第11の発明では、第1または第4の発明の効果に加えて、測定部が連結部と交互に配列されて互に接着されているため、板厚方向寸法に制約がなく、極めて薄いものから厚いものまで任意に成形可能である。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0039】
図1は、本発明を適用したクリアランス測定方法に用いる測定試料1の一例を示す。測定試料1は金型のワーク成形面間に装着され、金型を閉じるとき潰され、金型間のクリアランスに応じて塑性変形されるものである。
【0040】
前記測定試料1は、展延性の良い、即ち、降伏点が低いアルミニウム、若しくは、鉛、若しくは、これらを基材とする合金等を素材とする。前記素材の降伏点は、金型を閉じる位置に付勢する機械、例えば、プレス機械の加圧力を考慮して、35MPa(Paは、応力の単位でパスカルである)以下の範囲で必要に応じていずれかが選択される。降伏点が35MPa以上となるとスプリングバックが大きくなり、クリアランスの転写精度が低下する。
【0041】
前記測定試料1は、測定しようとするクリアランスよりも板厚が厚く、また、その幅寸法を板厚寸法よりも大きくした断面形状を備えた板状部材としての測定部2を複数備える。複数の測定部2は、測定しようとするクリアランスよりも板厚が薄い連結部3の上に、等間隔に配置して一体化し、全体としてシート状に形成されている。
【0042】
前記測定試料1の一方の面は測定部2が凸状となり、連結部3のみの部分は溝状となった凹凸状に形成される。測定試料1の表面は縞状になり、他方の面は連結部3による平面状に形成されている。
【0043】
前記測定試料1は、クリアランスを測定しようとする金型の対向したワーク成形面の一方に平面状の他方の面を接触させて設置する。他方のワーク成形面をワーク成形時と同様に接近させると、測定部2がワーク成形面間で圧潰される。測定部2は板状となっているため、その幅方向寸法Xを増加させて塑性変形する。連結部3は各測定部2の背面に連続して配置されるため、その板厚方向寸法の変化はごく僅かに抑えられる。
【0044】
前記測定部2の幅方向寸法Xの増加量は、測定部2の圧潰量に比例し、クリアランスの初期の板厚方向寸法Zからの減少量の比例している。
【0045】
金型間のクリアランスは、一般的には、測定部2の圧潰後の板厚方向寸法Zを測定することで得ることができる。本発明のクリアランス測定方法においては、上記の如く、初期の板厚方向寸法Zからの減少量に比例して増加する測定部2の幅方向寸法Xを測定することでこのクリアランスを測定する。
【0046】
この場合、測定試料1の連結部3を含んだ測定部2の板厚方向寸法Zに対してクリアランスが減少する分だけ、測定部2の幅方向寸法Xが比例して増加することで、クリアランスを間接的に測定できる。
【0047】
このため、潰す前の測定試料1の測定部2の板厚方向寸法Zおよび幅方向寸法Zがわかれば、潰した後の測定部2の幅方向寸法Xのみを測定することで、潰した後の測定試料1の測定部2の板厚(クリアランス)を間接的に測定することができる。
【0048】
この幅方向寸法Xの増加量は、測定部2の板厚方向寸法Zより幅方向寸法Xを大きくすることで、後述するように、板厚方向寸法Zの変化より幅方向寸法Xの変化を大きく増幅して変形させることができる。
【0049】
そして、幅方向寸法Xの変化は、測定試料1の表面の面方向の変化であり、測定が容易であり、極端な場合には目視でも相対的な大小は判断できる。均一なクリアランスが必要な金型においては、測定部2の幅方向寸法Xが大きい成形面部分は研削等により削り、測定部2の幅方向寸法Xが小さい成形面部分は肉盛り等により嵩上げするよう修正することができる。
【0050】
測定しようとするクリアランスが小さく、例えば、測定試料1の連結部3の板厚方向寸法Zより小さい場合には、測定試料1の測定部2のみが変形されるよう、上型と下型との間のクリアランス測定に支障のない部位に厚さが既知のスペーサを挟む。スペーサで規制される上下型間で測定試料1が塑性変形されるようにする。
【0051】
測定しようとするクリアランスが大きい場合には、それに対応して連結部3の板厚寸法の大きい測定試料1を任意に形成することで対応する。
【0052】
図2は、前記測定試料1の圧潰によるクリアランス測定方法の考え方を説明するものである。図2(A)は、測定試料1の測定部2を示す。圧潰前の実線の形状(板厚の初期寸法をZ0、幅方向の初期寸法をX0)の測定部2を、板厚方向にΔZだけ圧潰し、点線形状に測定部2の幅がΔX/2づつ両側へ増加した塑性変形状態を示している。
【0053】
一般に、金属の塑性変形において、ポアッソン比(外力の方向の伸び率で垂直方向の縮み率を割ったもので、弾性体のひずみ方を示す物質特有の定数)をν、潰される方向のひずみをεZ、幅方向のひずみをεXとすると、ポアッソン比νは下記(1)式の関係で、
ν=|εX/εZ|−−−−−−−−−−−−− (1)
示される。この(1)式を変形すると、下記の(2)式が、
|εX|=ν|εZ|
|ΔX/X0|=ν|ΔZ/Z0|
ΔZ=(1/ν)|Z0/X0|・|ΔX|−− (2)
得られる。
【0054】
上記(2)式によれば、板厚変化量△Zは、幅変化量△Xに比例する。
また、(2)式を変形すると下記の(3)式、
|ΔX/ΔZ|=ν|X0/Z0|−−−−−− (3)
が得られる。
【0055】
上記(3)式によれば、板厚変化量△Zに対する幅方向変化量△Xの寸法拡大倍率|ΔX/ΔZ|は、潰される前の幅X0と高さZ0の比で決定できる。
【0056】
このことは、板厚方向(潰される方向)寸法Zよりも幅方向寸法Xを大きく形成すれば、板厚方向寸法Zの変化量ΔZを幅方向寸法Xの変化量ΔXに拡大増幅して変形させることができる。
【0057】
前記測定試料1の実際の形状は、測定部2と連結部3とから構成される図2(B)の構成であり、測定部2は連結部3の上で破線に示す要領で潰される。このため、幅方向寸法Xの変化量ΔXと板厚方向寸法Zの変化量ΔZの問、幅方向寸法Xの変化量ΔXとクリアランスとの比例常数は実験的に求める。
【0058】
次に、上記測定試料を用いたクリアランスの測定要領について、パネル材を成形する図3に示すプレス型の上下型間のクリアランス測定を例にして、図4にしたがって説明する。
【0059】
図3に示すプレス型5においては、成形面6を構成する上型(ダイ)7、下型(ポンチ)8、および、上型7との間でパネル周囲を抑えるブランクホルダー9とから構成される。
【0060】
上型7が上昇位置にある間に下型8とブランクホルダー9との上面にワーク(パネル)を載置する。次いで、上型7を下降させ、ワーク周囲をブランクホルダー9との間で挟みながら上下型7、8の成形面6でワークをプレス成形する。
【0061】
このプレス型5においては、例えば、0.6〜0.9mm程度の薄い車体パネルの成形を対象としている。クリアランスが1ミリ以下と小さいため、上型7とブランクホルダー9との外周側間にはスペーサ10が介挿される。
【0062】
図4(A)〜(C)は、図3において丸印で囲んである上下型7、8の成形面6を拡大して示すものであり、先ず、図4(A)に示すように、開いている上下型7、8間の下型8の成形面6に測定試料1を設置する。次いで、図4(B)の如く、上型7を下死点まで下降させ、スペーサ10で設定したクリアランス(スペーサ10で増加された型7、8間のクリアランス)まで測定試料1を加圧する。加圧後、上型7を上昇させ、図4(C)の如く、加圧により潰された測定試料1の測定部2の幅方向寸法X1を測定する。
【0063】
この測定時、測定試料1の測定部2の板厚方向寸法Z0、幅方向寸法X0、および、スペーサ10で設定したクリアランス増加分は予め判っている。また、クリアランスが規定値範囲に収まる幅方向寸法Xの許容範囲を設定しておく。潰した後の幅方向寸法X1を測定するのみで、どの部分でどの程度、許容範囲から外れたクリアランスとなっているかが、成形面6全体について読み取ることができる。測定試料1の表面には、測定部2による複数の縞模様があり、クリアランスの変化に応じて連続的に幅方向寸法X1が変化しており、クリアランスの分布を明瞭に判別することができる。
【0064】
図5〜7は、本発明のクリアランス測定方法の実験例であり、図5に示す測定試料を用い、図6に示す設備で実験し、図7に示す実験結果を得た。
【0065】
図5に示す測定試料1は、幅84mm、奥行き30mm、板厚寸法0.3mmの連結部3を備え、この連結部3と一体に、幅寸法4mm、板厚方向寸法0.5mmの測定部2を6mmの間隔をおいて配置したものを使用した。
【0066】
図6に示す設備は、図5に示す測定試料1を板厚0.7mmと板厚0.6mmのスペーサ10A、10Bで間隔の最小量を規定した上ブロック11と下ブロック12との間に図6(A)の如く設置する。次いで、図6(B)に示すように、プレス機械13で加圧(30トン)し、加圧後に測定試料1の測定部2の板厚方向寸法Zの変化量ΔZと幅方向寸法Xの変化量ΔXの関係を求めた。
【0067】
図7に、(縦軸に板厚変化量ΔZを、また、横軸に幅変化量ΔXを目盛ったグラフ)実験結果を示す。図7によれば、点でプロットした部分が板厚変化量ΔZと幅変化量ΔXの個々のデータであり、実線で斜めに画いたように両者間には比例する相関関係があることが確認できた。板厚変化量ΔZに対して幅変化量ΔXは、変化の倍率が6ないし7倍と増幅した値とすることができ、容易に目視でもクリアランス変化の分布を確認できる。
【0068】
以上の実施の態様においては、以下に記載する効果を奏することができる。即ち、クリアランスより板厚寸法の大きい測定部2を備えた測定試料1をクリアランスを測定しようとする金型の一方のワーク成形面に設置し、測定部2を板厚方向に潰し、測定部2の幅方向寸法Xを測定し、前記幅方向寸法Xに基づきクリアランスを求めるものである。このため、クリアランス情報は測定試料1の表面方向に表れ、その測定が容易である。
【0069】
測定部2の幅方向寸法Xを板厚方向寸法Zより大きく形成したため、圧潰による板厚方向寸法Zの変化量ΔZを増幅して幅方向寸法Xの変化量ΔXとでき、精度良くクリアランスを測定できる。
【0070】
展延性の良いアルミニウムまたは鉛若しくはこれらを基材とする合金で降伏点が35MPa以下である素材により測定試料1を形成しているため、クリアランスの測定試料1への転写性を高くすることができる。
【0071】
測定部2を肉薄の連結部3で互に連結された複数個の板状部材で構成し、これらの板状部材を平行に配置したため、クリアランス変化が連続した幅方向寸法Xが変化する縞模様で表れ、クリアランス量の変化、分布状態がより明瞭に表れる。
【0072】
図8は、本発明のクリアランス測定方法に用いる測定試料1の他の一例を示し、図1の連結部3の表面に板状をなして測定部2が平行配列されたものであったが、本態様においては、ブロック部材となった測定部2を規則的に配列したものである。ブロック部材は、連結部3の表面に四辺形(図8(A))、若しくは、円形(図8(B))に構成されている。
【0073】
いずれの構造においても、測定部2の板厚方向寸法Zが潰された場合に、連結部3に沿って周囲(全周方向に)に拡大するので、拡大寸法、若しくは、面積を測定することで、図1の測定試料1と同様にクリアランスを測定することができる。図1の測定試料1と比較して、本態様の測定試料1においては、板厚方向の変形代が測定部2の全周方向に寸法拡大するため、幅方向寸法の拡大代が若干小さくなる嫌いはある。
【0074】
この測定試料1の成形に当たっては、連結部3となる素材プレート上に測定部2を貼付けていく方法もあるが、図示しないが、測定部2に対応した形状部分が凹状となった表面を有する成形ローラで帯状に連続して成形することもできる。
【0075】
この実施の態様においては、測定試料1の測定部2を規則的に分布して配置され、シート状の連結部3と一体化された複数のブロック部材で構成している。このため、隣接しているブロック部材、即ち、測定部2同士の幅方向寸法、若しくは、面積を比較することでクリアランス量の変化、分布状態がより明瞭に表れる。
【0076】
図9は、本発明のクリアランス測定方法に用いる更に他の測定試料1の一例を示し、図9(A)、(B)においては、測定部2の両面に透明シート15を接着して測定部2を位置保持するようにしたものである。
【0077】
測定部2としては、図9(A)に示す如く、柱状、若しくは、ブロック状として等間隔に配置したものであり、図9(B)においては、球状、若しくは、円柱状の測定部2を等間隔に配置したものである。
【0078】
この例においても、測定部2の板厚方向寸法(この場合においては、透明シート同士が接近する方向の寸法となる)の変化が、幅方向寸法(この場合には、透明シート15間の空間方向寸法となる)の変化に置き換わることとなる。
【0079】
図9(C)に示す例では、測定部2と連結部3とが交互に配列されて互に接着して構成した測定試料1である。連結部3は、測定部2が板厚方向寸法を減少されて幅方向寸法が増加するに連れて幅方向に縮小し、成形面による板厚縮小方向へ変形されて板厚方向に縮小する素材、例えば、ゴム系接着剤等で形成される。
【0080】
図9に示す実施の態様においては、測定部2が規則的に配置した板状部材若しくはブロック状部材に形成され、板厚方向両端に配置した透明シート15に接着により位置保持される。このため、隣接している測定部2同士の幅方向寸法、若しくは、面積を比較することでクリアランス量の変化、分布状態がより明瞭に表れる。
【0081】
図9(C)に示す実施の態様では、測定部2が連結部3と交互に配列されて互に接着されているため、板厚方向寸法に制約がなく、極めて薄いものから厚いものまで任意に成形可能である。
【0082】
図10は、上記した各態様で測定した測定試料のクリアランス分布を測定するクリアランス測定方法であり、CCDカメラ18と、画像処理手段19と、解析手段20とから構成されている。
【0083】
前記CCDカメラ18は、クリアランス測定のために測定部2が圧潰された状態の下型8の成形面6上の測定試料1を映像信号に変換する。その際、測定試料1の測定部2および連結部3の表面状態が画像信号に変換されて取込まれる。
【0084】
前記画像処理手段19は、取り込まれた映像信号から画像上に測定試料1の表面形状を再現させる。具体的には、先ず、二値化処理することで測定試料1の測定部2の幅方向両側の縁を検出して線に変換する。次いで、線で区分した領域の内いずれの領域が測定部2であるかを判定して画像上に測定試料1形状を再現する。
【0085】
この画像処理手段19の処理は、連結部3の表面の明度と測定部2の表面の明度とに差(例えば、測定部2は明るく、連結部3は暗く)を付けて測定試料1を形成することで、二値化処理のみで完了させることもできる。
【0086】
前記解析手段20は、前記画像処理手段19で再現された画像上の測定試料1の測定部2の幅方向寸法Xを、位置を順次移動させつつ連続的に測定する。次いで、その各々の位置の測定幅Xから各位置におけるクリアランスを演算し、クリアランスを分布図として表示する。
【0087】
図10に示す実施の態様においては、測定試料1の表面が画像化され、成形面6上の座標位置に対応したクリアランスの分布図として表示される。このため、金型の必要な修正量を自由曲面上で定量的に把握でき、金型に適正な修正を施工することができる。
【0088】
図11は、本発明を適用したクリアランス測定方法に用いる測定試料の別の例を示し、図1、8、9に示す測定試料1では凸状やブロック状の測定部2を設けるのに対し、本態様においては、測定孔2Aを備えた測定試料1Aに関するものである。
【0089】
図11において、測定試料1Aは、前記した各実施態様と同様の、展延性の良い素材からなる板状のプレートに形成され、板厚方向に貫通する多数個の測定孔2Aを一様に分布させて配置している。図示例では、測定試料1Aの長手方向およびそれと直角方向に等間隔に測定孔2Aが配置されている。配列方法は、これに限定されるものでなく、例えば、千鳥状に隈なく配置してもよい。測定孔2A間の寸法X2は、プレートの板厚方向寸法Z2よりも大きく形成する。
【0090】
測定孔2Aは、プレスによる打ち抜き加工やドリルによる機械加工により加工でき、いずれの方法においても比較的高精度で製作することができる。測定孔2Aをプレス成形で行う場合には、測定試料1Aを大量かつ安価に製造することができる。
【0091】
上記測定試料1Aは、前実施態様と同様に、金型5のワーク成形面6間に装着され、金型5を閉じるときに潰され、金型5間のクリアランスに応じて塑性変形される。その変形は、板厚方向寸法Z2がクリアランスに応じて減少させ、その減少に相当する素材容積は空間である測定孔2Aに展延され、測定孔2Aの大きさ、例えば、その直径を減少させる。
【0092】
図12は、本測定試料1Aを図6に示す設備で圧潰する実験の結果であり、縦軸に板厚変化量ΔZを、横軸に圧潰前の直径から圧潰後の直径を差し引いた直径変化量ΔDを目盛ったグラフである。図12によれば、点でプロットした部分が板厚変化量ΔZと幅変化量ΔXの個々のデータであり、実線で斜めに画いたように両者間には比例する相関関係があることが確認できる。この例では、点線の補助線で示すように、板厚変化量ΔZが0.1mm(図中0.2〜0.3mmの間)に対して幅変化量ΔDが0.6mm(図中0.3〜0.9mmの間)である。即ち、変化の倍率が約6倍とすることができ、容易に目視でもクリアランス変化の分布を確認できる。
【0093】
従って、圧潰前の測定試料1Aの板厚Z2および測定穴2Aの直径Dが判れば、圧潰後の測定穴2Aの直径のみを測定することで、測定試料1Aの板厚を間接的に測定することができる。
【0094】
なお、上記測定試料1Aにおいて、クリアランスが異なる測定対象に適用するよう、プレートの板厚方向寸法Z2を変更する場合には、配置される測定孔2A間の寸法X2も、板厚方向寸法Z2の変化に応じて変更される。
【0095】
また、測定孔2Aの形状は、上記実施の態様では、丸孔で形成しているが、図示しないが、多角形の角穴でも、楕円等の形状の測定孔により構成してもよい。
【0096】
本実施の態様にあっては、第1の実施の態様で得られる効果に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。即ち、測定部が測定試料1Aを板厚方向に貫通する複数の測定孔2Aにより形成し、測定孔2Aの開口幅寸法の変化量に基づきクリアランスを求めるため、測定試料1Aの表面から測定するものであり、容易に測定できる。また、測定孔2Aは、プレス加工や機械加工により比較的高精度に製作でき、クリアランスの測定精度を向上できる。しかも、測定孔2Aをプレス成形により加工する場合には、測定試料1Aを大量且つ安価に製造することができる。
【0097】
測定部の複数の測定孔2Aの間隔を板厚方向寸法Z2より大きく形成したため、圧潰による板厚方向寸法の変化量を拡大して幅方向寸法の変化とでき、精度良くクリアランスを測定できる。
【0098】
図13は、図11の実施の態様の測定試料1Aによるクリアランス測定手順を示したものであり、クリアランス分布を、先ず、測定試料1Aに転写し、次いで、CCDカメラ若しくはスキャナにより電子データとし、判定される。
【0099】
このクリアランス測定手順においては、先ず、ステップS1で測定試料1Aが、例えば、上下金型間の一方の成形面上の測定部位に設置される。次いで、ステップS2で上下金型で測定試料1Aが圧潰され、ステップS3で上金型を上昇させ、圧潰した測定試料1Aが取り出される。
【0100】
次いで、ステップS4で測定試料1Aにつや消し塗料が塗布され、ステップS5で測定試料1Aに黒色の背景がセットされる。ステップS6では、測定試料1Aの画像がCCDカメラに読み込まれて、電子データとして取り込まれ、ステップS7で画像が2値化処理される。
【0101】
図14は、ステップS4の処理がされず、ステップS5での黒色の背景がセットされない状態での測定孔2Aの拡大画像であり、図15は、図14の画像が2値化された画像を示す。図16は、ステップS4でのつや消し塗料が塗布され、ステップS5での黒色の背景がセットされた測定孔2Aの拡大画像である。
【0102】
図14によれば、測定孔2A(図中▲2▼部分)の縁の一方の側の半周部分(図中▲1▼部分)に照明が反射して明度が高くなった部分が見られる。また、背景が黒色で無いために、背景(図中▲2▼部分)の明るさと測定試料1A(図中▲3▼部分)の明るさとが近似している。しかも、測定孔2Aの縁の他方の側の半周部分(図中▲4▼部分)に照明により測定孔2Aの縁が影となって黒く明度を下げた部分が見られる。これらの照明の反射部分、測定試料1Aとの低い明度差、および、照明による影は、いずれも、画像を2値化した場合に、低い明度差は正負があいまいとなり、反射部分は正に、影は負に判定され、図15に示すように、部分▲1▼▲4▼において境界が不鮮明となる。
【0103】
一方、図16によれば、つや消し塗料が塗布されるために、照明の反射の発生が抑制され、黒色の背景がセットされるために、測定試料1Aとの明度差を大きくでき、かつ、照明の影は黒色の背景部分に生ずる。従って、画像を2値化した際には、測定試料1Aの測定孔2Aの輪郭、即ち、境界が鮮明となる。
【0104】
次いで、2値化された画像は、ステップS8において、測定孔2Aの直径が画像解析ソフトで測定され、ステップS9で、直径変化量ΔDが演算されてクリアランスが演算される。ステップS10では、全数の測定孔2Aの直径変化量ΔDからクリアランス分布図が作成され、ディスプレー等に表示される。
【0105】
つや消し塗料の塗布および黒色の背景をセットしていない図14、15では、測定孔2Aの境界が不鮮明となるため、ステップS8における直径測定の精度が悪化する。これに対し、つや消し塗料の塗布および黒色の背景をセットして図16では、測定孔2Aの境界が鮮明であり、ステップS8による直径測定の精度を向上させることができる。なお、ステップS6の画像の取り込みには、CCDカメラの他、例えば、フラットベッドスキャナが利用できる。
【0106】
本実施の態様にあっては、測定試料1Aは、ステップS5において測定試料1Aよりも明度が低い背景上にセットされてステップS6にて画像化され、以降のステップにより画像処理手段により測定部が判別される。このため、明度差を大きくでき、しかも、照明による影の影響を無くすることができ、画像解析に先立つ、2値化処理の精度を向上することができる。
【0107】
ステップS7での2値化処理に先立ち、測定試料1AにステップS4でつや消し塗料を塗布することで、測定孔2Aの縁から生ずる照明の反射を抑制でき、より一層2値化処理の精度を高めることができる。
【0108】
なお、上記実施形態において、金型として、パネル材を成形するプレス金型に対するクリアランス測定について説明したが、図示はしないが、ダイキャスト金型、樹脂成形型等のキャビティを持つものにも、また、鍛造型等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すクリアランス測定方法に用いる測定試料の平面図(A)、および、部分側面図(B)。
【図2】本発明のクリアランス測定方法を説明する模式図であり、(A)は原理図、(B)は実際図。
【図3】本発明のクリアランス測定方法を適用する一例を示す金型断面図。
【図4】本発明のクリアランス測定方法の測定手順を(A)〜(C)と順を追って示す概念図。
【図5】本発明のクリアランス測定方法を実験するテストピースの一例を示す平面図(A)、および、部分側面図(B)。
【図6】同じく実験設備を示し、準備中の状態(A)とテスト中の状態(B)を夫々示す概略図。
【図7】同じく実験結果を示すグラフ。
【図8】本発明のクリアランス測定方法に用いる測定試料の他の例を示す斜視図。
【図9】同じく測定試料の更に他の例を示す断面図。
【図10】測定試料のクリアランス分布を測定するクリアランス測定方法を示すシステム概要図(A)、および、処理手順を示す概要図(B)。
【図11】本発明の他の実施形態を示すクリアランス測定方法に用いる測定試料の正面図(A)、および、側面図(B)。
【図12】図11に示す測定試料の板厚変化量ΔZに対する幅変化量ΔDの対応関係を実験から得たグラフ。
【図13】図11の測定試料を用いたクリアランス測定手順を示すチャート。
【図14】図13のチャートにおける手順4、5を省略した場合における取り込み画像。
【図15】図14における2値化画像。
【図16】図13のチャートにおける取り込み画像。
【図17】従来技術の一例を手順(A)〜(C)と共に示す概略図。
【図18】従来技術の他の一例を手順(A)〜(C)と共に示す概略図。
【符号の説明】
1、1A 測定試料
2 測定部
2A 測定孔(測定部)
3 連結部
5 プレス金型(金型)
6 成形面
7 上型
8 下型
9 ブランクホルダー
10、10A、10B スペーサ
15 透明シート
18 CCDカメラ
19 画像処理手段
20 解析手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clearance measuring method for measuring a clearance between workpiece forming surfaces of a mold.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various methods for measuring the clearance between the workpiece forming surfaces of the mold have been implemented, and typical clearance measuring methods are shown in FIGS. 17 and 18. A case where the clearance of a mold divided into an
[0003]
The clearance measuring method shown in FIG. 17 is a method of measuring the
[0004]
Next, as shown in FIG. 17B, the
[0005]
The clearance measuring method shown in FIG. 18 is prepared by applying a
[0006]
Next, the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former clearance measurement method, the crushed metal wire is removed from the mold and its thickness is directly measured, so deformation of the metal wire at the time of removal, deformation by applying measurement pressure, etc. Accordingly, the measurement accuracy is poor, and a large number of man-hours for measurement are required.
[0008]
In addition, the metal wire is installed only in a specific measuring part, and although the local clearance can be grasped, the distribution of the clearance on the curved surface of the workpiece forming surface cannot be grasped. In this case, it is necessary to repeat the measurement until the clearance on the curved surface can be grasped, and there is a problem that requires a great number of man-hours.
[0009]
In the latter clearance measurement method, the clearance can be qualitatively grasped by the density of the paint adhering to the work surface of the upper mold, so that the clearance distribution can be grasped but the clearance cannot be quantitatively grasped. Met.
[0010]
In addition, when there is a variation in the thickness of the paint applied to the molded panel, there is a problem that the variation in the measurement result also increases.
[0011]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a clearance measuring method capable of improving the clearance measurement accuracy and distribution accuracy.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
1st invention is the clearance measuring method which measures the clearance between the workpiece molding surfaces of a metal mold | die,A plurality of convex or block shapes with dimensions in the plate thickness direction larger than the clearance to be measuredMeasuring partRegularly arranged sheet-likePlace the measurement sample on one of the molds whose clearance is to be measured, close the molds whose clearance is to be measured to a predetermined position, and crush the measurement sample in the thickness direction,eachPerpendicular to the thickness direction of the measurement sectionsurfaceMeasure the amount of change in the direction dimension,surfaceThe clearance is obtained based on the amount of change in the directional dimension.
[0013]
The second invention isIn the clearance measurement method to measure the clearance between the workpiece molding surfaces of the mold,Formed by measurement holes that penetrate in the thickness directionA plurality of measurement units arranged regularly, andFormed with a plate thickness dimension larger than the clearance to be measuredThe measured sample is placed on one of the molds whose clearance is to be measured, the molds whose clearance is to be measured are brought close to a predetermined position, and the measured sample is crushed in the plate thickness direction.Amount of change in opening width of measurement holeMeasure the amount of change in the opening width dimensionIt is characterized by obtaining clearance based onThe
[0014]
According to a third aspect, in the second aspect, the measurement hole of the measurement unit is formed such that the interval is larger than the dimension in the plate thickness direction.
[0016]
First4The invention of the1In the invention ofMultiple regularly arrangedThe measurement part is based on the thickness direction dimension.surfaceIt is characterized by a large directional dimension.
[0017]
First5The invention of theFrom 1In a fourth aspect of the invention, the measurement sample is made of aluminum, lead, or an alloy based on these that has good ductility, and has a yield point of 35 MPa or less.
[0018]
First6The invention of theFrom 1In the fourth invention, the surface of the measurement sample is imaged, the measurement unit is discriminated by the image processing unit, and the measurement unit is analyzed by the analysis unit.surfaceThe directional dimension is measured over the entire image, and is displayed as a clearance distribution map corresponding to the coordinate position on the molding surface.
[0019]
The seventh invention is theSecond or third inventionThe measurement sample having the measurement hole is set on a background having a lower brightness than the measurement sample.Surface isIt is converted into an image and the measurement unit is identified by the image processing means.Then, the dimension in the surface direction of the measuring part is measured over the entire image by the analysis means and displayed as a clearance distribution map corresponding to the coordinate position on the molding surface.It is characterized by that.
[0020]
The measurement sample is preferably coated with an anti-reflection matte paint before being imaged.
[0021]
First8The invention of1st or 4thIn the invention, the measurement part of the measurement sample is composed of a plurality of plate-like members connected in parallel by thin connection parts.
[0022]
First9The invention of1st or 4thIn the invention, the measurement part of the measurement sample is constituted by a plurality of block members that are regularly distributed and integrated on the surface of the sheet-like connecting member.
[0023]
First10The invention of1st or 4thIn the invention, the measurement part of the measurement sample is composed of a plate-like member or a block-like member regularly arranged between the transparent sheets arranged at both ends in the plate thickness direction and held in position by adhesion to the transparent sheets on both sides. It is characterized by.
[0024]
First11The invention of1st or 4thIn the invention, the measurement parts of the measurement sample are alternately arranged with the connection parts and bonded to each other.
[0025]
【The invention's effect】
Therefore, in the first invention,A plurality of convex or block shapes with dimensions in the plate thickness direction larger than the clearance to be measuredMeasuring partRegularly arranged sheet-likePlace the measurement sample on one of the molds whose clearance is to be measured, close the molds whose clearance is to be measured to a predetermined position, and crush the measurement sample in the thickness direction,eachPerpendicular to the thickness direction of the measurement sectionsurfaceMeasure the amount of change in the direction dimension,surfaceSince the clearance is obtained based on the amount of change in the direction dimension, the dimension in the surface direction of the surface of the measurement sample is measured, and the measurement becomes easy.In addition, the dimensions in the surface direction after crushing a plurality of regularly arranged measurement parts change continuously according to the change in clearance, and in what part, to what extent, the clearance is outside the allowable range, The entire molding surface can be read, and the clearance distribution can be clearly discriminated.
[0026]
In the second invention, formed by a measurement hole penetrating in the thickness directionA plurality of measurement units arranged regularly, andFormed with a plate thickness dimension larger than the clearance to be measuredThe measured sample is placed on one of the molds whose clearance is to be measured, the molds whose clearance is to be measured are brought close to a predetermined position, and the measured sample is crushed in the plate thickness direction.Amount of change in opening width of measurement holeMeasure the amount of change in the opening width dimensionSince the clearance is obtained based on the above, it is measured from the surface of the measurement sample and can be easily measured.Moreover, the opening width dimension after crushing the plurality of regularly arranged measurement holes continuously changes according to the change in the clearance, and to what extent is the clearance outside the allowable range, The entire molding surface can be read, and the clearance distribution can be clearly discriminated.Moreover, the measurement hole can be manufactured with relatively high accuracy by pressing or machining, and the measurement accuracy of the clearance can be improved. In addition, when the measurement holes are processed by press molding, a large amount of measurement sample can be manufactured at low cost.
[0027]
In the third aspect of the invention, in addition to the effect of the second aspect, the distance between the measurement holes of the measurement part is formed larger than the thickness direction dimension. The clearance can be measured with high accuracy.
[0029]
First4In the invention of the1In addition to the effects of the invention ofMultiple regularly arrangedSince the dimension in the width direction of the measurement part is formed larger than the dimension in the thickness direction, the amount of change in the dimension in the thickness direction due to crushing can be enlarged to change in the width direction dimension, and the clearance can be measured with high accuracy.
[0030]
First5In the invention of1st to 4thIn addition to the effects of the invention, since the measurement sample is formed of a material having a yield point of 35 MPa or less made of aluminum or lead having good ductility or an alloy based on these, transferability of the clearance to the measurement sample Can be high. When the yield point is 35 MPa or more, the springback becomes large and the transfer accuracy of the clearance is lowered.
[0031]
First6The invention of theFrom 1In addition to the effect of the fourth invention, the measurement sample surface is imaged and displayed as a clearance distribution map corresponding to the coordinate position on the molding surface, so that the required correction amount of the mold is quantified on the free-form surface. Can be grasped and appropriate correction can be applied to the mold.
[0032]
In the seventh invention,Second or third inventionIn addition to the effect of the measurement sample, the measurement sample with the measurement hole is set on a background with a lower brightness than the measurement sample.Surface isIt is converted into an image and the measurement unit is identified by the image processing means.Then, the dimension in the surface direction of the measuring part is measured over the entire image by the analysis means and displayed as a clearance distribution map corresponding to the coordinate position on the molding surface.Therefore, the brightness difference can be increased, the influence of the shadow caused by illumination can be eliminated, and the accuracy of the binarization process prior to the image analysis can be improved.
[0033]
Prior to the binarization process, by applying a matte paint to the measurement sample, it is possible to suppress the reflection of illumination generated from the edge of the measurement hole, and to further improve the accuracy of the binarization process.
[0034]
First8In the invention ofFirst orIn addition to the effect of the fourth invention, the measurement part is composed of a plurality of plate-like members connected to each other by thin connection parts, and these plate-like members are arranged in parallel. The strip-shaped member is a striped pattern, and has a striped pattern in which the dimension in the width direction is continuously changed according to the clearance, so that the continuous change and distribution state of the clearance amount can be displayed more clearly.
[0035]
First9In the invention ofFirst orIn addition to the effects of the fourth invention, a plurality of block members are regularly distributed on the surface of the sheet-like connecting member, so that the amount of clearance changes by comparing the areas of adjacent block members The distribution state can be displayed more clearly.
[0036]
First10In the invention ofFirst orIn addition to the effects of the fourth invention, since the plate-like members or block-like members are regularly arranged between the transparent sheets arranged at both ends in the plate thickness direction, the clearance is compared by comparing the areas of adjacent block members. Changes in quantity and distribution state appear more clearly.
[0037]
First11In the invention ofFirst orIn addition to the effects of the fourth invention, the measurement parts are arranged alternately with the connection parts and bonded to each other, so there is no restriction in the thickness direction dimension, and it can be arbitrarily molded from very thin to thick. is there.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0039]
FIG. 1 shows an example of a
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
One surface of the
[0043]
The
[0044]
The amount of increase in the width direction dimension X of the measuring
[0045]
In general, the clearance between the molds can be obtained by measuring the dimension Z in the plate thickness direction after the crushing of the
[0046]
In this case, the clearance in the width direction X of the
[0047]
For this reason, if the thickness direction dimension Z and the width direction dimension Z of the
[0048]
The amount of increase in the width direction dimension X is set so that the width direction dimension X is larger than the plate thickness direction dimension Z of the measuring
[0049]
The change in the width-direction dimension X is a change in the surface direction of the surface of the
[0050]
When the clearance to be measured is small, for example, smaller than the dimension Z in the plate thickness direction of the connecting
[0051]
If the clearance to be measured is large, it can be dealt with by arbitrarily forming the
[0052]
FIG. 2 explains the concept of the clearance measurement method by crushing the
[0053]
Generally, in plastic deformation of metals, Poisson's ratio (the elongation rate in the direction of the external force divided by the shrinkage in the vertical direction, which is a material-specific constant indicating the strain of the elastic body) is ν, and the strain in the direction to be crushed is When εZ and the strain in the width direction are εX, the Poisson's ratio ν is expressed by the following equation (1):
ν = | εX / εZ | ------------- (1)
Indicated. When this equation (1) is transformed, the following equation (2) is
| ΕX | = ν | εZ |
| ΔX / X0 | = ν | ΔZ / Z0 |
ΔZ = (1 / ν) | Z0 / X0 | · | ΔX | −− (2)
can get.
[0054]
According to the above equation (2), the plate thickness change amount ΔZ is proportional to the width change amount ΔX.
Further, when the equation (2) is modified, the following equation (3):
| ΔX / ΔZ | = ν | X0 / Z0 | ------ (3)
Is obtained.
[0055]
According to the above equation (3), the dimension enlargement magnification | ΔX / ΔZ | of the width direction change amount ΔX with respect to the plate thickness change amount ΔZ can be determined by the ratio between the width X0 and the height Z0 before being crushed.
[0056]
If the width direction dimension X is made larger than the sheet thickness direction (crushing direction) dimension Z, the amount of change ΔZ of the sheet thickness direction dimension Z is enlarged and amplified to the amount of change ΔX of the width direction dimension X. Can be made.
[0057]
The actual shape of the
[0058]
Next, the clearance measurement procedure using the measurement sample will be described with reference to FIG. 4, taking as an example the clearance measurement between the upper and lower molds of the press mold shown in FIG.
[0059]
The press die 5 shown in FIG. 3 includes an upper die (die) 7, a lower die (punch) 8 that constitutes the
[0060]
While the
[0061]
This press die 5 is intended for forming a thin vehicle body panel of about 0.6 to 0.9 mm, for example. Since the clearance is as small as 1 mm or less, a
[0062]
4 (A) to 4 (C) are enlarged views of the molding surfaces 6 of the upper and
[0063]
At the time of this measurement, the thickness direction dimension Z0 and the width direction dimension X0 of the
[0064]
5 to 7 are experimental examples of the clearance measuring method of the present invention. Using the measurement sample shown in FIG. 5, the experiment shown in FIG. 6 was performed and the experimental results shown in FIG. 7 were obtained.
[0065]
A
[0066]
The equipment shown in FIG. 6 includes a
[0067]
FIG. 7 shows an experimental result (a graph in which the vertical axis indicates the plate thickness change amount ΔZ and the horizontal axis indicates the width change amount ΔX). According to FIG. 7, it is confirmed that the portion plotted by the points is the individual data of the plate thickness change amount ΔZ and the width change amount ΔX, and there is a proportional correlation between the two as drawn diagonally by the solid line. did it. The width change amount ΔX with respect to the plate thickness change amount ΔZ can be an amplified value with a change magnification of 6 to 7, and the distribution of the clearance change can be easily confirmed visually.
[0068]
In the above embodiment, the following effects can be achieved. That is, a
[0069]
Since the width direction dimension X of the measuring
[0070]
Since the
[0071]
The measuring
[0072]
FIG. 8 shows another example of the
[0073]
In any structure, when the dimension Z in the plate thickness direction of the measuring
[0074]
In forming the
[0075]
In this embodiment, the
[0076]
FIG. 9 shows an example of still another
[0077]
As shown in FIG. 9 (A), the
[0078]
Also in this example, the change in the dimension in the plate thickness direction of the measurement unit 2 (in this case, the dimension in the direction in which the transparent sheets approach each other) changes in the width direction dimension (in this case, the space between the transparent sheets 15). It will be replaced by a change in the direction dimension).
[0079]
In the example shown in FIG. 9C, the
[0080]
In the embodiment shown in FIG. 9, the measuring
[0081]
In the embodiment shown in FIG. 9C, since the measuring
[0082]
FIG. 10 shows a clearance measurement method for measuring the clearance distribution of the measurement sample measured in each of the above-described modes. The clearance measurement method includes a
[0083]
The
[0084]
The image processing means 19 reproduces the surface shape of the
[0085]
The processing of the
[0086]
The
[0087]
In the embodiment shown in FIG. 10, the surface of the
[0088]
FIG. 11 shows another example of a measurement sample used in the clearance measurement method to which the present invention is applied. In the
[0089]
In FIG. 11, a measurement sample 1A is formed on a plate-like plate made of a material having good extensibility similar to the above-described embodiments, and uniformly distributes a large number of measurement holes 2A penetrating in the plate thickness direction. It is arranged. In the illustrated example, the measurement holes 2A are arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the measurement sample 1A and in the direction perpendicular thereto. The arrangement method is not limited to this, and for example, it may be arranged without staggering in a zigzag pattern. The dimension X2 between the measurement holes 2A is formed larger than the plate thickness direction dimension Z2 of the plate.
[0090]
The measurement hole 2A can be processed by punching by a press or machining by a drill, and can be manufactured with relatively high accuracy by any method. When the measurement hole 2A is formed by press molding, the measurement sample 1A can be manufactured in large quantities and at low cost.
[0091]
Similar to the previous embodiment, the measurement sample 1A is mounted between the
[0092]
FIG. 12 shows the results of an experiment in which the measurement sample 1A is crushed with the equipment shown in FIG. 6, with the vertical axis representing the plate thickness variation ΔZ and the horizontal axis representing the diameter change obtained by subtracting the diameter after crushing. It is the graph which graduated quantity ΔD. According to FIG. 12, the portion plotted by the dots is the individual data of the plate thickness change amount ΔZ and the width change amount ΔX, and it is confirmed that there is a proportional correlation between the two as drawn diagonally by the solid line. it can. In this example, as indicated by the dotted auxiliary line, the thickness change amount ΔZ is 0.1 mm (between 0.2 and 0.3 mm in the figure) and the width change amount ΔD is 0.6 mm (0 in the figure). Between 3 and 0.9 mm). That is, the magnification of the change can be about 6 times, and the distribution of the clearance change can be easily confirmed visually.
[0093]
Therefore, if the thickness Z2 of the measurement sample 1A before crushing and the diameter D of the measurement hole 2A are known, the thickness of the measurement sample 1A is indirectly measured by measuring only the diameter of the measurement hole 2A after crushing. be able to.
[0094]
In the measurement sample 1A, when the plate thickness direction dimension Z2 is changed so as to be applied to a measurement object having a different clearance, the dimension X2 between the measurement holes 2A to be arranged is also the plate thickness direction dimension Z2. It changes according to change.
[0095]
In addition, the shape of the measurement hole 2A is a round hole in the above-described embodiment, but although not shown, it may be a polygonal square hole or an elliptical measurement hole.
[0096]
In this embodiment, in addition to the effects obtained in the first embodiment, the following effects can be achieved. That is, the measurement part is formed from a plurality of measurement holes 2A penetrating the measurement sample 1A in the plate thickness direction, and the clearance is measured based on the amount of change in the opening width dimension of the measurement hole 2A. It can be easily measured. Further, the measurement hole 2A can be manufactured with a relatively high accuracy by pressing or machining, and the measurement accuracy of the clearance can be improved. Moreover, when the measurement hole 2A is processed by press molding, the measurement sample 1A can be manufactured in large quantities and at low cost.
[0097]
Since the interval between the plurality of measurement holes 2A of the measurement part is formed larger than the thickness direction dimension Z2, the amount of change in the thickness direction dimension due to crushing can be expanded to change the width direction dimension, and the clearance can be measured with high accuracy.
[0098]
FIG. 13 shows a clearance measurement procedure using the measurement sample 1A according to the embodiment of FIG. 11. The clearance distribution is first transferred to the measurement sample 1A, and then converted into electronic data by a CCD camera or scanner. Is done.
[0099]
In this clearance measurement procedure, first, in step S1, a measurement sample 1A is placed at a measurement site on one molding surface between upper and lower molds, for example. Next, in step S2, the measurement sample 1A is crushed by the upper and lower molds. In step S3, the upper mold is raised, and the crushed measurement sample 1A is taken out.
[0100]
Next, a matte paint is applied to the measurement sample 1A in step S4, and a black background is set on the measurement sample 1A in step S5. In step S6, the image of the measurement sample 1A is read into the CCD camera and captured as electronic data, and the image is binarized in step S7.
[0101]
FIG. 14 is an enlarged image of the measurement hole 2A in a state where the process of step S4 is not performed and the black background is not set in step S5, and FIG. 15 is an image obtained by binarizing the image of FIG. Show. FIG. 16 is an enlarged image of the measurement hole 2A in which the matte paint in step S4 is applied and the black background is set in step S5.
[0102]
According to FIG. 14, a portion where the brightness is increased due to the reflection of the illumination is seen on the half-circumferential portion (portion (1) in the drawing) on one side of the edge of the
[0103]
On the other hand, according to FIG. 16, since the matte paint is applied, the occurrence of illumination reflection is suppressed and the black background is set, so that the brightness difference from the measurement sample 1A can be increased, and the illumination The shadow of is generated on the black background. Therefore, when the image is binarized, the outline, that is, the boundary of the measurement hole 2A of the measurement sample 1A becomes clear.
[0104]
Next, in the binarized image, in step S8, the diameter of the measurement hole 2A is measured by image analysis software, and in step S9, the diameter change amount ΔD is calculated to calculate the clearance. In step S10, a clearance distribution map is created from the diameter variation ΔD of all the measurement holes 2A and displayed on a display or the like.
[0105]
In FIGS. 14 and 15 in which the application of matte paint and the black background are not set, the boundary of the measurement hole 2A becomes unclear, and the accuracy of the diameter measurement in step S8 deteriorates. On the other hand, the application of matte paint and a black background are set, and in FIG. 16, the boundary of the measurement hole 2A is clear, and the accuracy of diameter measurement in step S8 can be improved. For example, a flatbed scanner can be used in addition to the CCD camera for capturing the image in step S6.
[0106]
In this embodiment, the measurement sample 1A is set on a background having a lower brightness than the measurement sample 1A in step S5 and imaged in step S6, and the measurement unit uses the image processing means in the subsequent steps. Determined. For this reason, the brightness difference can be increased, and the influence of shadows due to illumination can be eliminated, and the accuracy of binarization processing prior to image analysis can be improved.
[0107]
Prior to the binarization process in step S7, the matte paint is applied to the measurement sample 1A in step S4, so that the reflection of illumination generated from the edge of the measurement hole 2A can be suppressed, and the accuracy of the binarization process is further improved. be able to.
[0108]
In the above embodiment, the measurement of the clearance for the press mold for molding the panel material has been described as the mold, but although not illustrated, the mold having a cavity such as a die-cast mold, a resin mold, etc. It can also be applied to forging dies.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view (A) and a partial side view (B) of a measurement sample used in a clearance measurement method according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are schematic diagrams for explaining a clearance measuring method of the present invention, in which FIG. 2A is a principle diagram, and FIG. 2B is an actual diagram.
FIG. 3 is a sectional view of a mold showing an example to which the clearance measuring method of the present invention is applied.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the measurement procedure of the clearance measurement method of the present invention in order (A) to (C).
FIG. 5 is a plan view (A) and a partial side view (B) showing an example of a test piece for experimenting the clearance measuring method of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the experimental equipment and showing a state (A) in preparation and a state (B) in test.
FIG. 7 is a graph showing experimental results.
FIG. 8 is a perspective view showing another example of a measurement sample used in the clearance measurement method of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing still another example of the measurement sample.
FIG. 10 is a system schematic diagram (A) showing a clearance measurement method for measuring the clearance distribution of a measurement sample, and a schematic diagram (B) showing a processing procedure.
FIG. 11 is a front view (A) and a side view (B) of a measurement sample used in a clearance measurement method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a graph obtained by experiment showing the correspondence relationship between the width change amount ΔD and the plate thickness change amount ΔZ of the measurement sample shown in FIG. 11;
13 is a chart showing a clearance measurement procedure using the measurement sample of FIG.
14 is a captured image when
15 is a binarized image in FIG.
16 is a captured image in the chart of FIG.
FIG. 17 is a schematic diagram showing an example of a conventional technique together with procedures (A) to (C).
FIG. 18 is a schematic diagram showing another example of the prior art together with procedures (A) to (C).
[Explanation of symbols]
1, 1A measurement sample
2 Measurement unit
2A Measuring hole (measuring part)
3 connecting parts
5 Press mold (mold)
6 Molding surface
7 Upper mold
8 Lower mold
9 Blank holder
10, 10A, 10B Spacer
15 Transparent sheet
18 CCD camera
19 Image processing means
20 Analysis means
Claims (11)
凸状若しくはブロック状よりなり且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚方向の寸法を大きくした複数の測定部を規則的に配置したシート状の測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、
クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、
各測定部の板厚方向と直角な面方向寸法の変化量を測定し、前記面方向寸法の変化量に基づきクリアランスを求めることを特徴とするクリアランス測定方法。In the clearance measurement method to measure the clearance between the workpiece molding surfaces of the mold,
One of the molds whose clearance is to be measured with a sheet-shaped measurement sample that is regularly or arranged with a plurality of measurement parts that are convex or block-shaped and have dimensions in the thickness direction larger than the clearance to be measured. Installed in
Crush the measurement sample in the plate thickness direction by bringing the molds whose clearance is to be measured closer to a predetermined position,
A clearance measuring method, comprising: measuring a change amount of a surface direction dimension perpendicular to a plate thickness direction of each measurement unit, and obtaining a clearance based on the change amount of the surface direction dimension.
板厚方向に貫通する測定孔により形成した複数の測定部を規則的に配列して備え且つ測定しようとするクリアランスよりも板厚寸法を大きくして形成した測定試料を、クリアランスを測定しようとする金型の一方に設置し、
クリアランスを測定しようとする金型同士を所定位置に接近させて前記測定試料を板厚方向に潰し、
各測定孔の開口幅寸法の変化量を測定し、開口幅寸法の変化量に基づきクリアランスを求めることを特徴とするクリアランス測定方法。In the clearance measurement method to measure the clearance between the workpiece molding surfaces of the mold,
It is intended to measure the clearance of a measurement sample that is provided with a plurality of measurement parts regularly arranged with measurement holes penetrating in the thickness direction and whose thickness is larger than the clearance to be measured. Installed on one side of the mold,
Crush the measurement sample in the plate thickness direction by bringing the molds whose clearance is to be measured closer to a predetermined position,
A clearance measurement method characterized by measuring a change amount of an opening width dimension of each measurement hole and obtaining a clearance based on the change amount of the opening width dimension.
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