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発明の名称 パンチプレス
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−1071(P2001−1071A)
公開日 平成13年1月9日(2001.1.9)
出願番号 特願平11−169308
出願日 平成11年6月16日(1999.6.16)
代理人 【識別番号】100086793
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅士
【テーマコード(参考)】
4E048
【Fターム(参考)】
4E048 CA01 CA02 CA04 JA01 
発明者 小林 弘
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 パンチ工具およびダイ工具を各々支持するパンチ側およびダイ側の工具支持体と、パンチ工具をダイ工具に対して昇降させるパンチ駆動手段と、パンチ加工により前記各工具にかかる横荷重に対してこれら工具が横方向に移動しないように前記工具支持体をロックする工具支持体ロック手段と、次加工の前記横荷重が許容値を超えるか否かを判定する判定手段と、許容値を超えない判定結果の場合に前記工具支持体ロック手段によるロックをしないように制御するロック制御手段とを備えたパンチプレス。
【請求項2】 板材を一方向に進退させるワーク送り手段を有し、前記工具支持体は前記一方向と直交する方向に進退するものであり、前記工具支持体ロック手段は、前記工具支持体の進退を規制するものである請求項1記載のパンチプレス。
【請求項3】 加工種類に応じて次加工の横荷重を計算する横荷重計算手段を設けた請求項1または請求項2記載のパンチプレス。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、パンチ工具やダイ工具をカートリッジ等の工具支持体で保持し、工具支持体を例えば一軸方向に移動させて工具の選択を行うパンチプレスに関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】パンチ加工において、例えば図7に示すようにパンチ孔を連続して複数形成して板材を切断する、いわゆる追切加工を行うことがある。この場合、各パンチ過程で、パンチ工具51の先端は、既に明けられた穴に一部がかかる。そのため、パンチ工具51は、板材Wの既に開けられた穴側の打ち抜き抵抗が小さく、穴側へに逃げようとする横荷重が作用する。ダイ工具52には、パンチ工具51の逃げに伴い、パンチ工具51と逆方向の横荷重が作用する。このような横荷重は、上記した追い切り加工の場合に顕著であるが、一般のパンチ加工においても生じることがある。またパンチプレスにおいて、パンチ工具やダイ工具をカートリッジ等の工具支持体に搭載し、工具支持体を一軸方向に移動させて板材に対する工具の位置決めを行うものがある。特に、このようなカートリッジ式のパンチプレスにおいて、カートリッジの進退方向と追い切り加工の進行方向とが一致した場合、上下のカートリッジ間に逆方向に推力が加わり、上下のカートリッジの位相ずれによって加工品質が低下する恐れがある。上下のカートリッジが互いに一体化されたものであっても、大きなパンチ荷重により、上下のカートリッジ部分間に撓みが生じて位相ずれを伴い、加工品質が低下することが考えられる。
【0003】このような加工品質の低下を防止する方法として、カートリッジを位置決め毎にロックする方法が考えられる。しかし、ロックおよびそのロックの解除には、カートリッジの位置決め動作の遅れを伴う。そのため、板材の加工位置の位置決めのためにカートリッジを移動するパンチプレスにおいて、位置決めの都度、ロックおよびロック解除を繰り返すと、サイクルタイムが長くなり、高速加工の妨げとなる。このようなロックによる加工品質の確保と、ロックに伴うサイクルタイムの遅れという相反する課題は、カートリッジ式に限らず、近年の高速加工化を求めるパンチプレス一般に生じている。
【0004】この発明の目的は、サイクルタイムを長くすることなく、パンチ加工時に発生する横荷重に起因する工具の位置ずれを防止し、加工品質の向上を図れるパンチプレスを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明のパンチプレスは、パンチ工具およびダイ工具を各々支持するパンチ側およびダイ側の工具支持体と、パンチ工具をダイ工具に対して昇降させるパンチ駆動手段とを備えるパンチプレスにおいて、工具支持体ロック手段と、判定手段と、ロック制御手段とを設けたものである。工具支持体ロック手段は、パンチ加工により前記各工具にかかる横荷重に対してこれら工具が横方向に移動しないように、前記工具支持体をロックする手段である。判定手段は、次加工における横荷重が許容値を超えるか否かを判定する手段である。ロック制御手段は、この判定手段の判定結果が、許容値を超えない判定結果である場合に、工具支持体ロック手段がロックをしないように制御する手段である。この構成によると、次加工の横荷重が許容値を超えると判定手段が判定した場合は、工具支持体が工具支持体ロック手段をロックする。そのため、次加工において、横荷重により工具の位相ずれが生じるのを防止でき、高精度な加工が行える。横荷重が許容値を超えないという判定結果の場合には、工具支持体ロック手段が工具支持体をロックしないようにロック制御手段が制御する。このように、横荷重が加工に影響を及ぼさない場合は、ロックせずに加工を行うようにしたため、無駄なロック動作を無くせ、サイクルタイムの短縮が図れる。なお、パンチ側およびダイ側の工具支持体は、互いに一体化されたものであっても良い。
【0006】この発明において、板材を一方向に進退させるワーク送り手段を設け、前記工具支持体は前記一方向と直交する方向に進退するものとし、前記工具支持体ロック手段は、前記工具支持体の進退を規制するものとしてもよい。このように工具支持体を一軸方向に移動させるものとした場合、パンチ時の横荷重による加工への影響は、工具支持体の移動方向に対して生じ、他の方向については、工具支持体を一軸方向に移動自在に案内する手段等によって阻止される。そのため、このように、工具支持体ロック手段を、工具支持体の進退を規制するものとするだけで、横荷重による加工への影響防止を果たせる。一軸方向の進退を規制するもので足るため、工具支持体ロック手段は、簡単な構成のもので済む。また、この発明において、加工種類に応じて次加工の横荷重を計算する横荷重計算手段を設けてもよい。これにより、加工種類に応じて適切なロック・アンロックの判定が行える。加工種類に応じた横荷重を計算は、例えば、加工が単独穴の加工か、追い切り加工であるか、また追い切り加工の場合には、その加工進行方向が工具支持体の移動方向に一致する加工であるか否か等によって適宜行う。つまり、請求項2のように工具支持体が一軸方向に移動するもので有る場合は、追い切り加工の進行方向が工具支持体の進退方向である一軸方向に一致するか否かの加工の種類区別等に応じて、特定方向(工具支持体の進退方向)の横荷重を計算するものとし、この特定方向の横荷重を、前記判定手段で許容値と比較して判定するようにしても良い。
【0007】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図1ないし図5と共に説明する。このパンチプレス1は、プレス機本体2と制御手段5で主に構成される。パンチ工具6およびダイ工具7は、各々複数ずつ上下の工具支持体であるカートリッジ8,9(図1)に搭載され、これらカートリッジ8,9ごと、プレス機本体2と図2の工具マガジン3との間で工具交換手段4により交換される。
【0008】プレス機本体2は、フレーム10の両側に延びるテーブル11上で板材のワークWをワーク送り手段12により一方向(横方向X)に進退させ、これと直交する方向(前後方向Y)に、パンチ工具6およびダイ工具7を、カートリッジ移動手段である工具支持体移動手段13により移動させて位置決めし、可動のパンチ駆動手段14でパンチ工具6をダイ工具7に対して昇降させることによりパンチ加工を行う。ワーク送り手段12は、テーブル11上のワークWの一端を把持する複数のワークホルダ15をキャリッジ16に設け、キャリッジ16を一方向Xに進退させる案内および駆動手段(図示せず)を設けたものである。パンチ駆動手段14は、パンチ工具6を叩くラム17(図3)を、油圧シリンダまたはモータ等のパンチ駆動源で昇降させるものである。パンチ駆動手段14は、この例ではパンチヘッド移動手段18でフレーム10の前後方向Yに移動可能とし、カートリッジ8の任意のパンチ工具6をラム17で叩き可能としてある。
【0009】工具支持体移動手段13は、図1および図4に示すように、上工具支持体移動手段13Aおよび下工具支持体移動手段13Bにより構成される。上下のカートリッジ8,9は、各々上下のカートリッジレール19A,19Bにより前後方向Yに進退自在に設置される。上下の工具支持体移動手段13A,13Bは、このように設置された上下のカートリッジ8,9を、これらに連結手段20で径脱自在に連結される上下のカートリッジドライブ部材21A,21Bにより進退させるものである。上下のカートリッジドライブ部材21A,21Bは、各々モータ22およびボールねじ23からなるカートリッジ進退装置24により、カートリッジレール19A,19B上を進退させられる。工具支持体移動手段13は、工具交換手段4側の移動端でカートリッジ8,9を排出および取込み可能としてある。フレーム10には、この移動端でのカートリッジ8,9の排出および取込みを行うカートリッジ出入口(図示せず)が設けられている。
【0010】また、上下のカートリッジドライブ部材21A,21Bには、パンチ加工によりパンチ工具6およびダイ工具7にかかる横荷重に対して、これら工具6,7が横方向に移動しないように上下のカートリッジ8,9をロックする工具支持体ロック手段27A,27B(図1,図2)が設置されている。この工具支持体ロック手段27A,27Bは、ここではカートリッジレール19A,19Bに押し当てられカートリッジ8,9の移動を規制する摩擦ブレーキからなる。
【0011】工具交換手段4は、テーブル11と平行に敷設したレール25上を走行可能に台車26を設け、この台車26に、上下のカートリッジ8,9を進退自在に載せる支持レール(図示せず)を設けたものである。台車26は、この例では、上下のカートリッジ8,9の組を複数組(例えば2組)搭載可能なように、横並びに2つのカートリッジ搭載部26a,26aを設け、各カートリッジ搭載部26aに前記支持レールが設けてある。
【0012】工具マガジン3は、上下のカートリッジ8,9の組を1組ずつ格納する格納部3aを多数設けたものである。各格納部3aは、工具交換手段4の移動経路R側に出入り口が向けられている。これら格納部3aは、ワーク送り手段12によるワークWの移動領域となるテーブル11と工具交換手段4の移動経路Rとの間で、この移動経路Rに沿って直線状に並べられている。
【0013】制御手段5は、加工プログラム28に従ってプレス機本体2を制御する手段であり、コンピュータ式のNC装置(数値制御装置)およびプログラマブルコントローラで構成される。この制御手段5は、プレス機本体2に、加工指令として、ワーク送り手段12、パンチ駆動手段14、およびカートリッジ進退装置24の各駆動指令を出力する一般の制御機能のほかに、横荷重計算手段29、判定手段30、およびロック制御手段31を有する。
【0014】横荷重計算手段29は、次のパンチ加工におけるパンチ工具6およびダイ工具7にかかる横荷重を加工種類に応じて計算する手段である。横荷重計算手段29は、例えば、加工プログラムを先読みして横荷重の計算を行う。計算する横荷重は、横方向の荷重、つまり水平方向の荷重であるが、水平方向のうちの所定の方向、例えば、カートリッジ進退方向の横荷重としても良く、また水平方向における各方向の荷重のうちで、最も大きく作用する荷重を計算しても良い。この実施形態では、カートリッジ移動方向の横荷重を計算する。判定手段30は、次加工の横荷重が所定の許容値を超えるか否かを判定する手段である。この場合の横荷重の許容値は、横荷重に起因するパンチ工具6およびダイ工具7の位相ずれ量が、加工に影響のない量となるように適宜設定される。例えば、パンチ加工の横荷重によって生じる上下のカートリッジ8,9に所定の相対変位が、所定の範囲内に収まる値を上記の許容値と定める。ロック制御手段31は、加工種類に応じて工具支持体ロック手段27A,27Bにカートリッジ8,9のロックを行わせたり、行わせなかったりと制御するほかに、前記判定手段30の判定結果が許容値を超えない場合に、工具支持体ロック手段27A,27Bによるロックをしないように制御する手段である。
【0015】上記構成の動作を、図5の流れ図と共に説明する。まず、次のパンチ加工によりパンチ工具6およびダイ工具7にかかる横荷重を横荷重計算手段29が計算する(ステップS1)。次に、このように計算された横荷重が予め設定された許容値を超えるか否かを判定手段30が判定する(S2)。
【0016】その判定結果が、許容値を超える場合は、その判定の対象としたパンチ加工のときに、ロック制御手段31の制御により、工具支持体ロック手段27A,27Bがカートリッジ8,9をロックする(S3)。これにより、パンチ工具6およびダイ工具7がカートリッジ8,9の移動方向(Y方向)に移動しないように規制されるので、横荷重の発生がパンチ加工(S4)に悪影響を与えない。この実施形態では、工具支持体であるカートリッジ8,9をY方向に移動自在とし、そのカートリッジ8,9のY方向への移動を工具支持体ロック手段27A,27Bで規制するだけで、カートリッジ8,9のロックが可能なようにされているので、簡単な構成の工具支持体ロック手段27A,27Bによりカートリッジ8,9を確実にロックできる。
【0017】上記の判定ステップS2で、判定手段30の判定結果が、許容値を超えない場合は、ロック制御手段31は工具支持体ロック手段27A,27Bがカートリッジ8,9をロックしないようにより制御する。そのため、ロックの不要な場合まで無駄に工具支持体ロック手段27A,27Bによるカートリッジ8,9のロックが行われることがなく、それだけサイクルタイムを短縮することができる。
【0018】なお、判定手段30は、加工の種類に応じて横荷重を判定するものとしても良い。例えば、図7の従来例で示したような追い切り加工を行う場合であって、加工の進行方向がカートリッジ8,9の移動方向と一致する場合と、それ以外の場合とで判定基準となる許容値を異ならせても良い。例えば、横荷重計算手段29は、追い切り加工であってその加工の進行方向がカートリッジ進退方向と一致または近い場合のみ横荷重を計算するものとしても良い。また、判定手段30は、追い切り加工であってその加工の進行方向がカートリッジ進退方向と一致するときは、横荷重計算手段29による計算結果によらずに、あるいは横荷重計算手段29から追い切り加工である情報および追いきり加工の方向を得て、その方向から、許容値を超えたと同様の判定結果をロック制御手段31に出力するものとしても良い。
【0019】なお、前記実施形態では、パンチ工具6を支持する上カートリッジ8と、ダイ工具7を支持する下カートリッジ9とが別体である構成例の場合について説明したが、例えば図6に示すように、上カートリッジ8Aと下カートリッジ9Aとが一体化されたカートリッジ35を用いても良い。
【0020】
【発明の効果】この発明のパンチプレスは、パンチ側およびダイ側の工具支持体と、パンチ駆動手段と、横荷重に対して工具支持体をロックする工具支持体ロック手段と、次加工の横荷重が許容値を超えるか否かを判定する判定手段と、許容値を超えない判定結果の場合にロックをしないように制御するロック制御手段とを備えたものであるため、無駄なロックでサイクルタイムを長くすることなく、パンチ加工時に発生する横荷重に起因する工具の位置ずれを防止し、加工品質の向上を図ることができる。工具支持体が一軸方向に進退するものである場合に、前記工具支持体ロック手段を、工具支持体の進退を規制するものとした場合は、簡単な構成の工具支持体ロック手段で必要なロックを行うことができる。また、加工種類に応じて次加工の横荷重を計算する横荷重計算手段を設けた場合は、加工種類に応じて、加工種類に応じた適切なロック・アンロックの制御が行え、より一層無駄なロックを無くしてサイクルタイムを短縮できる。




 

 


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