沖壓成形的板料成形性的檢測系統及其方法與流程

本發明涉及沖壓成形的板料成形性的檢測系統及應用于產線實時檢測的方法，尤其涉及一種應用片電阻檢測板料成形性的系統及方法。

背景技術：

目前沖壓成形加工業者，在進行沖壓加工時，其待加工的毛胚板料并非自己生產，而是向材料供貨商進料。然而，實務上，加工業者并無法確保不同的材料供貨商所供給的板材胚料質量是否一致，甚至同一家材料供貨商，在不同批次的供料上，也有可能會有板材胚料厚度或密度不均勻而影響后續沖壓成形加工的成形性，造成產出的質量的不穩定的情形。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種可在板材胚料進行沖壓加工前的成形性預測系統。

本發明的另一目的在于提供一種在產線實時檢測沖壓成形的板料成形性的方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種沖壓成形的板料成形性的檢測系統，包含：數據庫單元、片電阻量測單元、輥軋量預測單元以及輸出單元。數據庫單元建置有經輥軋后的標準輥軋量與片電阻的關系式；片電阻量測單元應用四點探針方法對該板料進行量測，并取得該板料的片電阻數據；輥軋量預測單元連接該數據庫單元及該片電阻量測單元，用以將測得的該片電阻數據，應用該數據庫單元的關系式，算出一預測輥軋量；輸出單元連接于該輥軋量預測單元，用以顯示該預測輥軋量。

一種產線實時檢測沖壓成形的板料成形性的方法，包含下列步驟：于一沖壓成形產線的給料端設置前述的檢測系統；在沖壓加工前預先應用該檢測系統對該待加工料板進行輥軋量的預測；當預測輥軋量超出該誤差容許值范圍或該異常輥軋量警示單元提出警示時，暫停沖壓加工作業，并更換該待加工料板后，再回復上一步驟，重新對更換后的該待加工料板進行輥軋量的預測；當該預測輥軋量不超出該誤差容許值范圍時，進行沖壓加工作業。

本發明的特點在于：本發明應用非破壞性的四點探針方法量測待加工板料的片電阻，并以預先針對相同規格的板料所作出的標準輥軋量與片電阻的關系式數據庫，預測出該待加工板料在進行沖壓成形后的輥軋量，以便能及時應變，并排除不良胚料所產生的材料成本、工時上的耗損。本發明的檢測系統可移動性佳，除了可以應用在生產線端，也適合應用于材料供應端，以便過濾不良胚料。

附圖說明

圖1為應用于沖壓成形之板料的不同輥軋量的顯微鏡組織結構；

圖2為應用于沖壓成形之板料的原材與經退火處理后，其與片電阻的關系坐標圖；

圖3為應用于沖壓成形之板料的不同百分率的輥軋量與其片電阻的關系座標圖；

圖4為應用于沖壓成形之板料的影響成形性的應力與應變關系坐標圖；

圖5為本發明沖壓成形之板料成形性的檢測系統方塊圖；

圖6為本發明應用于沖壓成形產線的配置示意圖；以及

圖7為本發明應用于產線實時檢測沖壓成形之板料成形性的方法流程圖。

【主要組件符號說明】

1 板料成形性的檢測系統

10 數據單元

20 片電阻量測單元

30 輥軋量預測單元

40 輸出單元

50 警示單元

60 板料

70 沖壓成形產線

71 沖床加工機

72 給料端

80 成型工件

步驟S10～步驟S40 產線實時檢測板料成形性的方法步驟。

具體實施方式

下面結合附圖及本發明的實施例對本發明沖壓成形的板料成形性的檢測系統及其方法作進一步詳細的說明。

茲配合圖式將本發明實施例詳細說明如下，其所附圖式均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此在該等圖式中僅標示與本發明有關的組件，且所顯示的組件并非以實施時的數目、形狀、尺寸比例等加以繪制，其實際實施時的規格尺寸實為一種選擇性的設計，且其組件布局形態有可能更為復雜。

首先，為說明本發明的板料成形性的預測方法所根據的原理，在此發明人首先選用適用于沖壓成形（stamping）加工的黃銅作為板料，并探討該黃銅組織與機械能的研究，其黃銅成分如下列表1所示：

[表1]

請再參閱圖1所示。其黃銅板料的不同輥軋量，有不同的金相組織，圖1中以10%輥軋量開始，逐次遞增10%的輥軋量，直到90%的輥軋量，并附上對應于該輥軋量的金相組織結構。

再請對照圖2及圖3的黃銅板料的物理性質與片電阻（mΩ/平方）的關系。如圖2所示，在該黃銅板料尚未退火處理時的原材狀態的片電阻高于將原材經450℃退火處理，而圖3顯示該黃銅板料經450℃退火處理之后的不同百分比輥軋量與其片電阻關系的坐標圖，由圖中可知黃銅板料在未輥軋的原材狀態（業經450℃退火處理）的片電阻值最小，在90%輥軋量時的片電阻值為最大。

圖4為在10%～60%輥軋量的的黃銅板料中的應力MPa及其應變關系坐標圖，由此可知，黃銅板料在60%輥軋量的狀態下，施加相同MPa應力下可產生較小的應變量，而黃銅板料在10%輥軋量的狀態下，則產生較大的應變量。

綜合上述可知，金屬板料的不同輥軋量狀態，其具有不同的電阻值關系，因此，假使將其金屬板料的材料種類固定、長度及寬度也固定的條件下，即可藉由所量得的片電阻值（較佳即為采用四點探針方法的片電阻量測），反推回該材料的輥軋量、以及由該材料輥軋量所影響的板料成形性關系。

緣此，如圖5所示為本發明沖壓成形的板料成形性的檢測系統方塊圖。在本實施例中，該板料成形性的檢測系統1包括有一數據庫單元10、一片電阻量測單元20、一輥軋量預測單元30以及一輸出單元40。數據庫單元10建置有標準板料的標準輥軋量與片電阻的關系式，該標準板料指與的后續將要量測的謂該加工板料的材料種類、長度及寬度相同的板料；片電阻量測單元20應用四點探針方法對該板料60進行量測，并取得該板料的片電阻數據；輥軋量預測單元30連接該數據庫單元10及該片電阻量測單元20，用以將測得的該片電阻數據應用該數據庫單元10的關系式算出一預測輥軋量；最后，由一連接的輸出單元（例如監控屏幕）顯示出該預測輥軋量。

在一實施例中，該板料成形性的檢測系統可更包含一異常輥軋量警示單元50，用以在檢驗該預測輥軋量超出相對于該標準輥軋量的一誤差容許值范圍時提出警示（如：以一警鈴提出警示或是以一警示燈的亮燈或閃爍提出警示）。

續請再參見圖6及圖7所示。本實施例說明，上述的板料成形性的檢測系統1可設置在一沖壓成形產線70的沖床加工機71與給料端72之間（如圖6所示）。其產線實時檢測沖壓成形的板料成形性的步驟包含：

步驟S10，于沖壓成形產線70的沖床加工機71進行前沖床加工之前的一給料端72之間，設置前述的板料成形性的檢測系統1。

步驟S20，在于沖壓成形產線70進行沖壓加工前預先應用該板料成形性的檢測系統1對該待加工的料板60進行當次輥軋量的預測。

步驟S30，當預測輥軋量超出該誤差容許值范圍或該異常輥軋量的警示單元50提出警示時表示即將輥軋的板料的成形性并不如預期而將會影響成品的規格，因此需要暫停沖壓加工作業，并更換該待加工料板后，再回復上一步驟，重新對更換后的該待加工料板進行輥軋量的預測。

步驟S40，當該預測輥軋量不超出該誤差容許值范圍時，進行沖壓加工作業，以成形一成型工件80。

當然，在一實施例中，該板料成形性的檢測系統于每次進行沖壓加工前進行檢測，或是，當材料供貨商相對值得信賴時，該板料成形性的檢測系統于同一批板料的首次進行沖壓加工前進行檢測。

以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。