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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2001−87823(P2001−87823A)
公開日 平成13年4月3日(2001.4.3)
出願番号 特願平11−264819
出願日 平成11年9月20日(1999.9.20)
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 AD02 GA06 
発明者 林 孝雄
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ラムの昇降により板材に孔を開ける加工手段と、加工品質の程度を選択する品質選択手段と、この手段で選択された品質に対応して前記加工手段による加工動作を制御する制御手段とを備えたパンチプレス。
【請求項2】 加工品質とこの加工品質とするために必要とされる前記加工手段の動作条件とを対応して設定した品質・動作条件対応設定手段を設け、前記品質選択手段は、選択された加工品質に対応して前記品質・動作条件対応設定手段から加工品質に対応する動作条件を選択するものとし、前記制御手段は前記の選択された動作条件に従って前記加工手段の加工動作を制御するものとした請求項1記載のパンチプレス。
【請求項3】 前記加工品質は、孔開け加工によって生じるバリの許容大きさにより定められ、前記品質・動作条件対応設定手段に設定される動作条件は、前記ラムのストローク速度であって、バリの許容大きさが大きくなるに従い、ストローク速度が遅く設定されている請求項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、板材に孔を開ける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、加工品質、つまり切断面の綺麗さや、バリ、カエリの大きさは、金型であるパンチ工具とダイ工具のクリアランスで大きく変わるが、ラムのストローク速度によっても変わる。すなわち、クリアランスが大きいと、切断面の綺麗さが下がり、バリ、カエリが大きくなる。クリアランスの小さいと、切断面の綺麗さが上がり、バリ、カエリが小さくなる。そのため、従来から、金型のクリアランスを調整してバリの大きさを調整することが行われている。一方、ラムストローク速度については、加工能率と騒音の発生に大きく影響するため、これら加工能率および騒音の面から、制御されることがある。すなわち、板材に孔を開ける際のラムストローク速度は、速いほど加工能率は上がるが、打ち抜き音が大きくなって作業環境が悪くなる。近年のラムストローク速度をサーボ制御可能なパンチプレスにおいては、ストローク速度を制御し、打ち抜き瞬間のストローク速度を遅くして騒音を防止している。しかし、ストローク速度を遅くすると、バリが大きくなるなど、加工の品質が低下する。そのため、加工能率だけでなく、品質面においてもラムストスローク速度を速くすることが望ましい。
【0003】騒音の抑制については、最大の音量の他に騒音を発生する時間の長さも要因となる。また、一日の時間帯によっても、騒音を厳しく抑制することが必要なときと、ある程度の騒音が許容できるときとがある。一方、加工品質については、高品質が求められる製品と、高品質は不要な製品とがある。
【0004】この発明の目的は、できるだけ騒音を抑制しながら、要求品質に応じた加工が行えるパンチプレスを提供することである。この発明の他の目的は、要求されるバリの大きさに応じて、できるだけ騒音を低下させることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施形態に対応する図1と共に説明する。このパンチプレスは、ラム(2)の昇降により板材(W)に孔を開ける加工手段(3)と、加工品質の程度を選択する品質選択手段(27)と、この手段(27)で選択された品質に対応して前記加工手段(3)による加工動作を制御する制御手段(21)とを備えたものである。この構成によると、制御手段(21)は、品質選択手段(27)で選択された品質に応じて、加工動作を制御する。そのため、要求品質に応じて加工できる。例えば、高品質が要求されるときは、ある程度の騒音が発生しても、ラムストロークを速くして高品質の加工を行い、高品質が要求されないときは、ラムストローク速度を低下させて、できるだけ騒音を低下させる等の運転状況の選択が行える。制御手段(21)は、選択された品質に対応した加工手段(3)の加工動作の制御として、金型のクリアランスの調整をするものとしても良い。このクリアランスの調整については、具体的には、同じ金型でクリアランスを調整可能とした機構を有するものでは、その機構でクリアランスを調整するものとし、同じ金型では調整できないものでは、金型であるパンチ工具とダイ工具の対を、複数あるものの中から、クリアランスの小さいものを選ぶことで、クリアランス調整を行う。
【0006】この発明において、加工品質とこの加工品質とするために必要とされる前記加工手段(3)の動作条件とを対応して設定した品質・動作条件対応設定手段(26)を設け、前記品質選択手段(27)は、選択された加工品質に対応して前記品質・動作条件対応設定手段(26)から加工品質に対応する動作条件を選択するものとしても良い。この場合に、前記制御手段(21)は、前記の選択された動作条件に従って前記加工手段(3)の加工動作を制御するものとする。このように、品質・動作条件対応設定手段(26)を設けることで、要求品質に対応した加工条件の設定が、簡単にかつ適切に行える。
【0007】この発明において、前記加工品質は、孔開け加工によって生じるバリの許容大きさにより規定しても良い。また、前記品質・動作条件対応設定手段(26)に設定される動作条件は、前記ラム(2)のストローク速度であって、バリの許容大きさが大きくなるに従い、ストローク速度が遅く設定されていても良い。孔開け加工によって生じるバリは、ラム(2)のストローク速度が遅くなると、大きくなる。騒音は、ラム(2)のストローク速度が遅くなると小さくなる。そのため、品質・動作条件対応設定手段(26)に設定される動作条件をラム(2)のストローク速度とし、バリの許容大きさが大きくなるに従い、ストローク速度が遅くなるように設定しておくことで、バリを小さくする加工上の要求がある場合だけ、ストローク速度を速め、バリの発生が大きくても良い加工のときは、ラム(2)のストローク速度をできるだけ遅くして騒音を低下させることができる。
【0008】
【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3と共に説明する。このパンチプレスは機械系からなるパンチプレス本体1と、その制御系とで構成される。パンチプレス本体1は、図2,図3に示すように、ラム2の昇降により板材Wに孔を開けて製品とする加工手段3を有するものである。加工手段3は、ラム2を昇降駆動するラム駆動装置4と、ラム2が昇降するパンチ位置Pに対して板材Wを相対的に送る板材送り手段5とを備える。ラム2は、パンチ工具6をダイ工具7(図1)に対して昇降させる手段であり、パンチ工具6およびダイ工具7は、上下の工具支持手段8,9に支持されている。上下の工具支持手段8,9は、同心のタレットからなり、円周方向複数箇所にパンチ工具6およびダイ工具7が各々配置されている。ラム駆動装置4は、ラム2のストローク速度が可変のものであれば良く、機械式であっても、油圧式であっても良いが、この例では、サーボモータ10の駆動を、運動変換機構11を介してラム2の昇降運動として伝えるものが用いられている。ラム駆動装置4、および工具支持手段8,9は、プレスフレーム12に設置されている。
【0009】板材送り手段5は、板材Wをテーブル13上で直交2軸方向(X,Y方向)に移動させる手段であり、レール14上を前後方向(Y方向)に進退するキャッリッジ15に、これと直交する方向(X方向)に進退するクロススライド16を設置し、板材Wの端縁を把持する複数のワークホルダ17をクロススライド16に取付けたものとされている。キャッリッジ15およびクロススライド16は、図1に示すように、各々X軸のサーボモータ18およびY軸のサーボモータ19により、ボールねじ等の運動変換機構を介して進退駆動される。なお、板材送り手段5は、板材Wを移動させる代わりに、ラム2の位置を板材Wに対して移動させるものであっても良い。
【0010】図1と共に制御系を説明する。制御手段21は、加工プログラム22に従って加工手段3をプログラム制御する手段であり、この例では、パンチプレス本体1の全体を制御する数値制御装置およびプログラマブルコントローラの一部で構成されている。加工プログラム22は、NCコード等で記述されている。制御手段21は、加工プログラム22の各軸の送り指令に従って、板材送り手段5の各軸のサーボモータ18,19を制御する送り制御手段23と、加工プログラム22のパンチ指令に従って、ラム駆動装置4のサーボモータ10を制御するラム制御手段24とを有する。ラム制御手段24は、ストローク速度設定部25を有していて、ラム2が上死点から下死点に達して上死点に戻るまでの1ストロークの速度曲線aが、可変に設定されている。
【0011】この実施形態は、この制御手段21に対して、次の品質・動作条件対応設定手段26、品質選択手段27、および選択入力手段28を設けたものである。品質・動作条件対応設定手段26は、加工品質とこの加工品質とするために必要とされる前記加工手段の動作条件とを対応して設定した記憶手段であり、加工品質は複数段階に設定される。加工品質は、孔開け加工によって生じるバリの許容大きさにより定められている。なお、加工品質は、切断面の綺麗さで定めても良く、またこれらバリの大きさと切断面の綺麗さの複合条件で定めても良い。動作条件としては、ラム2のストローク速度が設定されている。このストローク速度は、一定の速度値で設定しても、速度曲線として設定しても良く、また速度曲線に対する係数として設定しても良い。なお、品質・動作条件対応設定手段26に設定される動作条件は、ストローク速度の代わりに、クリアランス調整を行う動作指令の条件としても良い。品質・動作条件対応設定手段26は、表の集まり等によるデータベースに限らず、関係式や計算式で定められたものや、表と関係式,計算式とが併合されたものであっても良い。
【0012】品質選択手段27は、選択入力手段28で選択された加工品質に対応して、品質・動作条件対応設定手段26からその加工品質に対応する動作条件を選択する手段である。選択された動作条件は、制御手段21に入力する。具体的には、選択された動作条件であるラムストローク速度の値により、ラム制御手段24のラムストローク速度設定部25の設定内容を更新する。選択入力手段28は、希望の加工品質の程度を選択する手段であり、オペレータの入力により選択するものであっても、また、例えば、スケジュール管理用コンピュータ等の上位制御手段であっても良い。選択入力手段27は、品質・動作条件対応設定手段26に設定された加工品質の中から希望の加工の品質を選択するものであっても、バリの大きさ等の希望の程度を自由な値で入力するものであっても良い。自由な値で入力するものとした場合、品質選択手段27は、その自由な値に対応する段階の加工品質を品質・動作条件対応設定手段26から選択し、その段階の動作条件を選ぶものとされる。
【0013】上記構成の動作を説明する。加工の開始の前に、選択入力手段28により、希望の加工品質を選択する入力を行う。この入力は、例えば、オペレータがキーボード等の入力手段から入力することでも良く、また上位制御手段により、図面に記入されている公差を自動的に認識して、希望の加工品質を選択する処理であっても良い。これらの場合の加工の品質は、例えば、許容できるバリの大きさである。品質選択手段27は、この品質選択入力に応答して、品質・動作条件対応設定手段26から、対応する品質の動作条件を選択する。動作条件は、ラムのストローク速度である。(なお、動作条件は、クリアランス調整指令であっても良い)。選択された動作条件は、品質選択手段27により制御手段21に設定される。この例では、ラム制御手段24のストローク速度設定部25に設定されるラムストローク速度が更新される。詳しくは、ラム曲線aが更新される。
【0014】パンチプレス本体1による加工は、加工プログラム22に従って制御手段21の制御により行われる。加工プログラム22の各軸の送り指令により、ワーク送り手段5の各軸の送りが行われ、板材Wのこれから加工しようとする部位が、ラム2の中心であるパンチ位置Pに位置決めされる。加工プログラム22のパンチ指令があると、制御手段21は、ラム制御手段24によりラム駆動装置4のサーボモータ10に指令を与え、ラム2の1往復の昇降を行われせる。このラム2の昇降により、パンチ工具6とダイ工具7とで板材Wに孔が加工される。ラム2のストローク速度は、ストローク設定部25に設定された速度曲線aに従って制御される。この速度曲線aは、前記のように品質選択手段27により、選択した加工品質に応じた速度に設定されている。したがって、選択した加工品質に応じた速度でラム2が駆動される。
【0015】例えば、品質・動作条件対応設定手段26には、加工品質としてバリの許容できる大きさが大きいほど、低速の速度曲線aとなるように設定されており、バリが大きくても良い場合は、ラムストローク速度を低くして低騒音で加工することができる。なお、品質・動作条件対応設定手段26に、動作条件として金型のクリアランが設定された場合は、高い加工品質が要求されるほど、クリアラスが小さくされることになる。
【0016】図4,図5は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、図1〜図3の実施形態にかかるパンチプレスに対して、次の事項を付加したものである。すなわち、品質・動作条件対応設定手段26には、各段階の加工品質と対応する動作条件の一つとして、ラムストローク速度の他に、ニブリングピッチpが設定してある。ニブリング加工は、図5(B)に各回のパンチ工具6による加工位置を示すように、パンチ動作と所定ピッチの板材送りとを連続して繰り返すことにより、同図(A)にパンチ孔Hを示すような工具幅Bよりも長い加工長Lの追い切り加工を行う加工のことである。ニブリングピッチpは、このニブリング加工を行う場合の板材送りピッチpのことである。品質・動作条件対応設定手段26のニブリングピッチpは、加工品質が低くなるに従い、ピッチが大きくなるように設定されている。また、品質・動作条件対応設定手段26に設定されるニブリングピッチpは、加工プログラム22の指令中のニブリングピッチに対する係数として設定しても良い。加工プログラム22には、ニブリング加工の指令は、1回毎のパンチ指令ではなく、ニブリング加工であることを認識させる指令と、加工長Lと、ニブリングピッチpとを含む一つの指令として記述される。
【0017】品質選択手段27は、選択入力手段28で加工品質が選択されると、その選択された加工品質に応じて、前記のようにラムストローク速度設定部25にラムストローク速度が設定されると共に、品質・動作条件対応設定手段26に設定されたニブリングピッチpが送り制御手段23に設定される。送り制御手段23は、この実施形態では、このようなニブリングピッチpの設定部を有するものとされる。加工品質に応じたラムストローク速度の変更については、図1の実施形態と同じである。
【0018】加工プログラム22のニブリング指令が制御手段21で読み出されると、ラム制御手段24の制御によるラム2の昇降と、送り制御手段23の制御による板材Wの板材送り手段5による送りとが繰り返して行われる。このときの板材送りピッチであるニブリングピッチpは、前記のように送り制御手段23に設定されたニブリングピッチとされる。そのため、選択した加工品質に応じたニブリングピッチpでニブリング加工が行われる。そのため、加工品質が低くても良い場合は、ニブリングピッチpを大きくしてパンチ回数の低下による騒音低下や加工効率の向上が図れる。なお、ニブリングピッチpは、送り制御手段23に設定する代わりに、送り制御手段23がニブリング加工時の各板材送りの都度、品質・動作条件対応設定手段26のニブリングピッチpを入力するものとしても良い。加工プログラム22に記述されたニブリングピッチの値は、品質・動作条件対応設定手段26に設定されるニブリングピッチが係数で示される場合に用いられ、あるいは品質選択手段27による加工品質に応じたニブリングピッチの変更機能を無効化した運転状態のときに用いられる。
【0019】なお、図4の実施形態では、選択された加工品質に応じてラムストローク速度と、ニブリング加工時のニブリングピッチとの両方を変更するものとしたが、図4の実施形態において、加工品質に応じたラムストローク速度の変更についての機能を全く無くし、加工品質に応じてニブリングピッチのみを変更するものとしても良い。すなわち、品質・動作条件対応設定手段26には、ラムストローク速度は設定せず、各段階の加工品質に応じたニブリングピッチを設定し、品質選択手段27は、選択された加工品質に応じて、品質・動作条件対応設定手段26から対応するニブリングピッチを選択するものとしても良い。
【0020】
【発明の効果】この発明のパンチプレスは、ラムの昇降により板材に孔を開けて製品とする加工手段と、加工品質の程度を選択する品質選択手段と、この手段で選択された品質に対応して前記加工手段による加工動作を制御する制御手段とを備えたものであるため、要求品質に応じて、高い品質の加工と、騒音低下等の環境上の要求等応じた処置とが自由に選択して行える。加工品質とこの加工品質とするために必要とされる前記加工手段の動作条件とを対応して設定した品質・動作条件対応設定手段を設け、前記品質選択手段は、選択された加工品質に対応して前記品質・動作条件対応設定手段から加工品質に対応する動作条件を選択するものとし、前記制御手段は前記の選択された動作条件に従って前記加工手段の加工動作を制御するものとした場合は、要求品質に応じた動作条件の変更が簡単に行える。加工品質が、孔開け加工によって生じるバリの許容大きさにより規定され、品質・動作条件対応設定手段に設定される動作条件が、ラムのストローク速度であって、バリの許容大きさが大きくなるに従い、ストローク速度が遅く設定されている場合は、要求されるバリの大きさに応じて、できるだけ騒音を低下させることができる。




 

 


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