(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストローク量に応じて被加工物の成形加工量が変更可能な成形金型を用いて被加工物の成形加工を行うパンチプレス機における成形金型の制御装置であって、
（ａ）加工プログラムから読み取られる被加工物の材質データおよび板厚データをそれぞれ記憶する材質メモリ部および板厚メモリ部、
（ｂ）加工プログラム中の金型番号に対応するプレスモーション番号を記憶する金型情報メモリ部、
（ｃ）各プレスモーション番号毎に被加工物の材質・板厚に無関係なプレスモーションの詳細設定データを記憶する共通データメモリ部、
（ｄ）各プレスモーション番号毎に被加工物の材質・板厚により変更するプレスモーションの詳細設定データを記憶する変更データメモリ部、
（ｅ）前記加工プログラムによる加工時に、前記金型情報メモリ部から装着金型に対応するプレスモーション番号を参照し、このプレスモーション番号毎に、前記共通データメモリ部から被加工物の材質・板厚に無関係なプレスモーションの詳細設定データを生成するとともに、前記変更データメモリ部から被加工物の材質・板厚により変更するプレスモーションの詳細設定データを生成し、これらの詳細設定データに基づきプレス軸を駆動するための駆動データを生成するプレス駆動データ生成部および
（ｆ）このプレス駆動データ生成部において生成された駆動データに基づいてプレスの駆動制御を行うプレス駆動制御部
を備えることを特徴とするパンチプレス機における成形金型の制御装置。
【請求項２】
さらに、前記板厚メモリ部，金型情報メモリ部，共通データメモリ部および変更データメモリ部における各データを外部から修正・変更するデータ変更手段が設けられる請求項１に記載のパンチプレス機における成形金型の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パンチプレス機における成形金型の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タレットパンチプレス機等のパンチプレス機において、例えばハーフシャー金型のような成形金型を用いて板状のワークの成形加工を行う際には、ワークの材質・板厚に応じて加工高さを変える必要があることから、次のような手法が従来より採用されている。
▲１▼プレス部におけるラムの上下動作を機械式で行うパンチプレス機の場合には、ラムのストローク長が固定であるため、事前に、加工する材質・板厚の材料で試し打ちを行う。この試し打ちは、実際に成形された加工形状を見ながら、金型のヘッド部分のネジ調整によって金型先端の下死点位置を変更する方法によりなされる。
▲２▼プレス部の駆動が油圧方式のパンチプレス機の場合に、各成形金型にそれぞれ１つずつのプレスモーションを設定する制御方式を持つものでは、プレスモーションを変更せずに、上記▲１▼と同様にして金型の調整を行う方法の他に、材質・板厚が変わる度にプレスモーションのデータ設定値を変更する方法がある。ただし、この場合には、プレスストローク動作が変化しても対応可能である金型を用いる必要がある。
▲３▼プレスストローク量をある適正範囲内で変化させるようにしたものでは、必ず同じ成形加工を行う金型を複数個準備しておき、材質・板厚毎に金型を使い分ける方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述されている従来の各手法▲１▼〜▲３▼では次のような問題点がある。
▲１▼材質・板厚が変わる生産においては、その都度、金型の調整と試打ち確認が必要になり、生産性が上がらない。
▲２▼油圧駆動のパンチプレス機において、プレスモーションの設定値を変更するものでは、金型の調整と試打ち確認の手間を省くことは可能であるが、材料供給装置等を連動させた自動運転・連続運転で材質・板厚の変更が生じた場合にオペレータによる手動のプレスモーション変更作業が必要になる。
▲３▼上記▲２▼の問題点を回避する方法として、同一の成形加工を行う金型を各々の材質・板厚毎に調整しておき、これら各金型をパンチプレス機に装着して運転する方法もあるが、この方法の場合には複数個の金型を準備しておく必要がありコスト高になる。また、金型を収納するターレットやマガジン部分を必要以上に使用することになるので、生産計画に基づいて連続運転を行う場合に、連続運転に必要な全金型が収納できず、１回の連続運転の生産計画量を少なく、あるいは短縮しなくてはならない。
▲４▼プレスストローク量をある適正範囲内で変化させるようにしたものにおいては、成形加工に必要な種数の個数分の金型を準備することが必要であり、上記▲３▼と同じ問題点が生じる。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、加工対象としての被加工物の板厚や材質に変更が生じても、金型の調整や交換などの段取り作業を不要にし、１つの金型により所望の成形加工を行うことのできるパンチプレス機における成形金型の制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述の目的を達成するために、本発明によるパンチプレス機における成形金型の制御装置は、
ストローク量に応じて被加工物の成形加工量が変更可能な成形金型を用いて被加工物の成形加工を行うパンチプレス機における成形金型の制御装置であって、
（ａ）加工プログラムから読み取られる被加工物の材質データおよび板厚データをそれぞれ記憶する材質メモリ部および板厚メモリ部、
（ｂ）加工プログラム中の金型番号に対応するプレスモーション番号を記憶する金型情報メモリ部、
（ｃ）各プレスモーション番号毎に被加工物の材質・板厚に無関係なプレスモーションの詳細設定データを記憶する共通データメモリ部、
（ｄ）各プレスモーション番号毎に被加工物の材質・板厚により変更するプレスモーションの詳細設定データを記憶する変更データメモリ部、
（ｅ）前記加工プログラムによる加工時に、前記金型情報メモリ部から装着金型に対応するプレスモーション番号を参照し、このプレスモーション番号毎に、前記共通データメモリ部から被加工物の材質・板厚に無関係なプレスモーションの詳細設定データを生成するとともに、前記変更データメモリ部から被加工物の材質・板厚により変更するプレスモーションの詳細設定データを生成し、これらの詳細設定データに基づきプレス軸を駆動するための駆動データを生成するプレス駆動データ生成部および
（ｆ）このプレス駆動データ生成部において生成された駆動データに基づいてプレスの駆動制御を行うプレス駆動制御部
を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、ストローク量に応じて被加工物の成形加工量が変更可能な成形金型が用いられ、この成形金型を用いた自動運転が行われると、加工プログラムに記述されている材質データが材質メモリ部に、板厚データが板厚メモリ部にそれぞれ記憶され、この処理の後、加工プログラムの指令にしたがって、順次以下の処理動作が実行される。まず、加工プログラムの金型交換指令により、成形金型がプレス部に装着されると、この装着された金型番号データに基づいて、金型情報メモリ部に記憶されている該当する金型番号が検索・参照され、この金型番号に基づくプレスモーション番号データが共通データメモリ部および変更データメモリ部に転送される。共通データメモリ部では、転送されたプレスモーション番号データに基づいて該当するプレスモーション番号の詳細設定値をプレス駆動データ生成部に転送し、また変更データメモリ部では、転送されたプレスモーション番号データに基づいて該当する材質・板厚データを検索し、前記材質メモリ部のデータおよび板厚メモリ部のデータにしたがって、該当する設定値データをプレス駆動データ生成部に転送する。次いで、このプレス駆動データ生成部では、これら共通データメモリ部および変更データメモリ部より転送されたデータおよび前記板厚メモリ部に記憶されている板厚データに基づいて実際にプレス軸を駆動するためのデータを作成する。そして、プレス駆動制御部においては、この作成されたデータに基づいてパンチ動作指令によってパンチ軸もしくはダイ軸が駆動されて所要の成形加工が実行される。
【０００８】
本発明によれば、加工対象としての被加工物の材質や板厚に変更が生じても、金型の調整や交換などの段取り作業を不要にし、１つの金型で所望の成形加工を行うことが可能となる。こうして、被加工物の材質・板厚が変わる生産であっても、金型の調整と試打ち確認が不要になり、生産性を向上させることができる。また、材料供給装置等を連動させた自動運転・連続運転で材質・板厚の変更が生じた場合でも、オペレータによる手動のプレスモーション変更作業が不要になるので無人化・省人化運転が可能となり、生産性の向上を図ることができる。さらに、従来のような同一の成形加工を行う金型を各々の材質・板厚毎に調整しておき、パンチプレス機に装着して運転する方法と異なり、金型をパンチプレス機に実装するタレットステーションが１ステーションになり、余ったステーションに他の金型が実装できるので、段取り回数の削減に繋がりより生産性の向上が期待できる。また、同一の成形加工を行う金型の保有個数を減らせるのでランニングコストの低減が期待できるといった種々の利点を有している。
【０００９】
本発明の制御装置においては、更に、前記板厚メモリ部，金型情報メモリ部，共通データメモリ部および変更データメモリ部における各データを外部から修正・変更するデータ変更手段を設けるのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるパンチプレス機における成形金型の制御装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１，図２には、本発明の一実施例に係る成形金型の断面図が示されている。ここで、図１は成形加工前の状態を、図２は成形加工後の状態（（ｂ）は部分拡大図）をそれぞれ示している。
【００１２】
本実施例は、下向きハーフシャー成形加工を行う場合に適用されるものである。この成形加工に用いられる金型１は、パンチ（上金型）２と、このパンチ２に付設されるストリッパ（パンチプレート）３と、ダイ（下金型）４とからなっている。
【００１３】
パンチ２は、所要形状のパンチチップ５と、このパンチチップ５を保持するパンチホルダー６とがボルト７にて一体的に連結されてなり、パンチホルダー６の基部外周部に全周にわたって搬送用のパンチリング８が被嵌固着されてなる構造とされている。ストリッパ３は、パンチ２に対し下方から被嵌されて上下に摺動可能に支持されている。また、このストリッパ３の上面とパンチホルダー６の下面との間にはクッションの役目をするウレタン等の弾性体９が介挿されている。一方、ダイ４は、ダイ本体１０と、このダイ本体１０を保持するダイプレート１１とがボルト１２にて一体的に連結されてなり、このダイ本体１０の外周部に全周にわたってダイアダプター１３が被嵌固着されてなる構造とされている。また、ダイ本体１０内にはダイエジェクタ１４が支持され、このダイエジェクタ１４とダイプレート１１との間にはやはり、クッションの役目をするウレタン等の弾性体１５が介挿されている。
【００１４】
このような金型１を用い、パンチ３とダイ４との間に被加工物Ｗを挿入してパンチ軸，ダイ軸が駆動されると、ストリッパ３の下面が被加工物Ｗの表面に当接した後に、ストリッパ３上面とパンチホルダー６下面とのクリアランスａ（例えば３．５ｍｍ）の範囲内で弾性体９が収縮して、ストリッパ３下面からパンチチップ５の先端部が突出するとともに、ダイ４側の弾性体１５が収縮してダイエジェクタ１４がダイ本体１０の表面から所要量没入し、これによって所望のハーフシャー成形加工（ハーフピアス加工）が行われる。このように本実施例のような金型１を用いると、加工対象としての被加工物Ｗの板厚に応じてパンチ３のストローク量を変えることで、加工高さ、言い換えれば成形加工量を前記クリアランスａの範囲内で任意に変更することが可能である。
【００１５】
次に、前述のような金型１を用いて、材質・板厚が変わる場合のパンチ軸等の制御の具体的内容について、図３〜図６および表１〜表３を参照しながら説明する。なお、図３は本実施例の制御装置のシステム構成図、図４はこの制御に用いられる加工プログラムをそれぞれ示している。
【００１６】
この加工プログラムにおいて、先頭部分にはその加工プログラムで加工する被加工物Ｗの材質と板厚が記述されている。また、加工のための金型はＴコード（図４の例では「Ｔ６０２」として示されている。）により記述され、自動運転時には、このＴコードに対応する指定金型がプレス部に装着される。なお、このプレス部に金型を装着する方法としては、一般的に知られているタレットによる方法であっても、あるいはＡＴＣ（自動金型交換装置）方式による方法であっても良い。
【００１７】
表１には、各金型に対して、Ｔコードで表される金型番号（Ｔ００１，Ｔ００２，・・・・）を基準とした金型情報（金型プロフィル）の一例が示されている。この金型情報としては、金型番号に割り付けた金型の種別（打抜・成形・刻印等）や形状（丸・角・長角・バーリング・上ハーフシャー等その金型が被加工物Ｗに加工する形状を表現したもの）や、その金型が加工するサイズを表す長辺（直径）・短辺（ピッチ）・半径（高さ）などの情報のほか、その金型のプレスモーション番号が設定されている。これらの情報は制御装置内の金型情報メモリ部２５（図３参照）に記憶されている。これらの情報は、加工プログラムで使用する金型については自動運転を行う前に予め登録されている。なお、金型の新規登録や削除する場合に備えて、データ変更手段（図示せず）によって外部から各データが修正・変更できるようになっている。
【００１８】
【表１】
0003727445.tif 000002
【００１９】
図５には、プレスモーションの詳細設定を行う画面表示の一例が示されている。この例は、プレスモーション番号１５のプレスモーションを示すものであって、このプレスモーションは、上向きハーフシャー加工の設定であることを示している。ここで、プレスモーションの詳細設定値としての、パンチ待機位置，パンチ下降速度，ダイ上昇速度，・・・等の各データは図５中の１．〜１０．の各項目に設定されている。
【００２０】
この図５に示される例では、パンチだけでなくダイの昇降装置付きのパンチプレス機が使用されており、図中にあるようにパンチが被加工物Ｗの上表面に位置決めされた状態でダイが上昇して被加工物Ｗを上方向に加工する動きをする。
【００２１】
図６は、下向きハーフシャー加工のプレスモーション詳細設定画面表示の一例である。この例においては、ダイが被加工物Ｗの下表面に位置決めされた状態でパンチが下降し被加工物Ｗを下方向に加工する動きをする。なお、この例の場合にも、プレスモーションの詳細設定値は、図５と同様、図中の１．〜１０．の各項目に設定されている。
【００２２】
表２には、前述のプレスモーションの詳細設定値を制御装置内のプレスモーション設定値メモリ部（共通データ部）２６に記憶している状態が示されている。これらプレスモーションの詳細設定値に係る情報は、加工プログラムで使用する金型については、自動運転を行う前に予め登録しておく必要がある。なお、この表２に係るデータについても、表１に係るデータと同様、金型の新規登録や削除する場合に備えて、修正・変更できるようにされている。
【００２３】
【表２】
0003727445.tif 000003
【００２４】
一方、表３には、被加工物Ｗの材質・板厚毎に設定したデータ構成の一例が示されている。本実施例では、プレスモーションデータの成形位置について材質・板厚毎に補正するデータが与えられており、前述のプレスモーション番号でかつ成形加工のプレスモーションの場合（例えばモーション番号１５もしくは１６）にのみ一個の材質・板厚毎の補正データが用意されている。この詳細設定値は、制御装置内のプレスモーション設定値メモリ部（変更データ部）２７に記憶される。これらプレスモーションの材質・板厚毎のデータについても、自動運転を行う前に予め登録しておく必要がある。なお、この場合も同様に、金型の新規登録や削除する場合に備えて、データの修正・変更が可能である。
【００２５】
【表３】
0003727445.tif 000004
【００２６】
次に、制御装置における処理手順について、図３に基づき、成形金型の下向きハーフシャー加工を例にとって説明する。
【００２７】
１）加工プログラム（図４参照）は加工プログラム記憶部２１に記憶されており、自動運転を行うと、この加工プログラムが加工プログラム読込部２２に読み込まれ、加工プログラムの先頭部に記述されている材質データおよび板厚データが材質メモリ部２３および板厚メモリ部２４にそれぞれ記憶される。また、この加工プログラム読込部２２では、加工プログラムで使用する金型が制御装置内に設定してある金型情報に登録・記憶済みであるか否かの照合も行っている。
【００２８】
２）加工プログラム読込部２２での処理が終了した後、この加工プログラムは、数値演算部（ＮＣ装置の自動運転メモリ部）２８に転送され、この数値演算部２８において、加工プログラムの指令に従って順次処理動作が行われる。
【００２９】
３）加工プログラムの金型交換指令（Ｔコード＝Ｔ６０２）で、下向きハーフシヤー金型（表１参照）をプレス部に装着する。プレス部に装着した金型番号データは数値演算部２８からプレス部装着金型番号レジスタ２９に転送する。なお、この時の金型を装着する方法は、タレットによる方法であってもＡＴＣ装置による方法であっても良い。
【００３０】
４）プレス部装着金型番号レジスタ２９に書き込まれた金型番号により、金型情報メモリ部２５で記憶している該当金型番号を検索・参照し、金型番号に基づいたプレスモーション番号データをプレスモーション設定値メモリ部（共通データ部）２６および材質・板厚毎のプレスモーション設定値メモリ部（変更データ部）２７に転送する。今回の例ではＴ６０２のＴコードより金型情報メモリ部２５では、該当金型はプレスモーション番号が１６であると識別する。また、この時、より正確な照合を期すため、プレスモーション番号だけでなく、種別や形状データをプレスモーション設定値メモリ部（共通データ部）２６およびプレスモーション設定値メモリ部（変更データ部）２７に転送しても良い。
【００３１】
５）プレスモーション設定値メモリ部（共通データ部）２６は、プレスモーション番号に基づいて、該当するプレスモーション番号の詳細設定値（表２のデータ１〜データ１０）をプレス駆動データ作成処理部３０に転送する。今回の例では、プレスモーション番号１６のデータ１〜データ１０を転送する。
【００３２】
６）プレスモーション設定値メモリ部（変更データ部）２７は、プレスモーション番号に基づいて、該当する材質・板厚データを検索し、上記１）で記憶している材質メモリ部２３のデータおよび板厚メモリ部２４のデータに従って該当する設定値データをプレス駆動データ作成処理部３０に転送する。今回の例では材質ＳＰＣ、板厚１．２ｍｍであるので表３の設定データより、＋０．５３のデータをプレス駆動部データ作成処理部３０に転送する。また、これと併せて、材質のデータに基づいて該当する材質補正値のデータをプレス駆動データ作成処理部３０に転送する。ここで、この表３中に示されている材質補正値のデータ（この例では、全て＋０．００となっている。）は、材質・板厚の該当補正データ値に対して、更に補正を掛けることができるようにした値である。これは、金型の切れ味が使用中に悪くなって来たときにその材質毎に補正データを加味することを考慮しているためと、一度設定した材質・板厚設定値を切れ味が変わって来たときに個々に変更した場合に、金型研磨作業をして切れ味が良くなった時に、以前の設定値が判らなくなって再度設定するために試打ち作業をやり直す手間を省くために用意されているものである。
【００３３】
７）プレス駆動データ作成処理部３０は、上記５）および６）で転送されたデータおよび１）で記憶された板厚データに基づいて実際にプレス軸を駆動するデータを作成する。この例では、材質・板厚で補正されるデータは、成形位置のみであるので、その他のデータはプレスモーション詳細設定値のデータ１〜データ６およびデータ８〜データ１０がそのまま使用される。
パンチ成形位置は以下の様に補正する。すなわち、プレス駆動部は、パンチ軸・ダイ軸共に制御上の原点（０点）をパスライン（被加工物Ｗの下表面）に設定してあるので、板厚データの情報に基づいて被加工物Ｗの上表面位置を知ることができる。また、プレスモーション設定値メモリ部（共通データ部）２６におけるプレスモーション番号の詳細設定値のデータ７（パンチ成形位置）により被加工物Ｗの上表面から被加工物Ｗへの成形するための押し込み位置（成形位置）を知ることができる。さらに、プレスモーション設定値メモリ部（変更データ部）７からの材質・板厚での補正値データを加味した成形位置を知ることができ、また材質補正量の補正データを加味した成形位置についても同様に知ることができる。これら処理によって作成されたデータはプレス駆動制御部３１に転送される。
【００３４】
８）プレス駆動制御部３１は、上記７）で作成されたデータで、数値演算部２８からのパンチ動作指令に基づいてパンチ軸・ダイ軸を動かしハ−フシャー成形加工を行う。なお、数値制御部２８は、このプレス部の油圧駆動の制御のほか、被加工物ＷをＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動位置決めするためのＸ軸・Ｙ軸モータ制御部３２の制御を行う。
【００３５】
本実施例によれば、被加工物Ｗの材質や板厚に変更が生じても、金型の調整や交換などの段取り作業が不要であり、１つの金型で所望の成形加工を行うことができる。したがって、生産性の向上が図れるとともに、同一の成形加工を行う金型の保有個数を減らせるのでランニングコストの低減が期待できる。
【００３６】
本実施例においては、成形位置を材質・板厚毎に補正する方法について説明したが、成形時間やその他のデータについても補正するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る成形金型の断面図（成形加工前の状態）である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係る成形金型の断面図（成形加工後の状態）（ａ）および（ａ）の部分拡大図（ｂ）である。
【図３】図３は、本実施例の制御装置のシステム構成図である。
【図４】図４は、制御に用いられる加工プログラムを示す図である。
【図５】図５は、プレスモーションの詳細設定を行う画面表示の一例を示す図である。
【図６】図６は、下向きハーフシャー加工のプレスモーション詳細設定画面表示の一例を示す図である。
【符号の説明】
１    金型
２    パンチ（上金型）
３    ストリッパ（パンチプレート）
４    ダイ（下金型）
５    パンチチップ
６    パンチホルダー
７    ボルト
８    パンチリング
９    弾性体
１０  ダイ本体
１１  ダイプレート
１２  ボルト
１３  ダイアダプター
１４  ダイエジェクタ
１５  弾性体
２１  加工プログラム記憶部
２２  加工プログラム読込部
２３  材質メモリ部
２４  板厚メモリ部
２５  金型情報メモリ部
２６  プレスモーション設定値メモリ部（共通データ部）
２７  プレスモーション設定値メモリ部（変更データ部）
２８  数値演算部（ＮＣ装置の自動運転メモリ部）
２９  プレス部装着金型番号レジスタ
３０  プレス駆動データ作成処理部
３１  プレス駆動制御部
３２  Ｘ軸・Ｙ軸モータ制御部
Ｗ    被加工物
【図１】
0003727445.tif 000005
【図２】
0003727445.tif 000006
【図３】
0003727445.tif 000007
【図４】
0003727445.tif 000008
【図５】
0003727445.tif 000009
【図６】
0003727445.tif 000010