(57)【要約】【課題】ワークにニブラの進入経路がない場合でも、ワークの略中央部分からニブラによって抜き加工を行うことができるニブラを提供する。【解決手段】シート状のワークＷを進行方向に沿って切断するニブラ５０であって、進行方向の前側にダイス孔１１が形成されるダイス１０と、ダイス１０に対して近接離間する方向へ往復移動可能であり、ダイス１０に対して近接する方向へ移動した際にワークＷを打ち抜くパンチ刃２２を備えるパンチ２０と、を具備し、ダイス１０の、パンチ２０がワークＷを打ち抜く方向側の端部には、刃部としての突き破り刃１５が設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状のワークを進行方向に沿って切断するニブラであって、
進行方向の前側にダイス孔が形成されるダイスと、
前記ダイスに対して近接離間する方向へ往復移動可能であり、前記ダイスに対して近接する方向へ移動した際に前記ワークを打ち抜くパンチ刃を備えるパンチと、
を具備し、
前記ダイスの、前記パンチが前記ワークを打ち抜く方向側の端部には、刃部が設けられる、
ニブラ。
【請求項２】
請求項１記載のニブラを備える金属板の加工装置であって、
前記刃部が前記ワークを一側から他側に向けて突き破るときに、該ワークの他側の面に当接し、前記ワークの突き破られる部分の周縁部を支持する治具を備える、
金属板の加工装置。
【請求項３】
請求項２記載の金属板の加工装置を用いる金属板の加工方法であって、
前記刃部によって前記ワークを突き破り、前記ワークに穴を開ける工程と、
前記ワークの穴に前記ニブラのダイスを挿入した後、前記ダイスと前記パンチとの間にシート状のワークの切断部を介装し、前記ダイスおよび前記パンチを進行方向に移動させながら前記パンチを往復移動させて、前記ワークを連続的に打ち抜くことにより、前記進行方向に向かってワークを切断する工程とを備える、
金属板の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニブラ、金属板の加工装置及び金属板の加工方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニブラとは、金属シート等を連続的に打ち抜くことで、その金属シート等を切断する切断工具である。一般的なニブラとしては、作業者が手に持って作業する電動式ニブラが良く知られている（例えば、特許文献１）。一方、近年では、自動車工場の車体の加工装置において、産業用ロボットにニブラを把持させて車体を構成する鋼板に抜き加工等を施す試みがなされている。
【０００３】
ニブラは、略円柱形状に形成され進行方向の前側にダイス穴が形成されるダイスと、ダイスに対して近接離間する方向へ往復移動可能であり、ダイスに対して近接する方向へ移動した際にダイス孔に嵌挿されるパンチと、を具備し、ダイスの進行方向の前側にシート状のワークを載置し、パンチ刃を往復移動させてワークを連続的に打ち抜くことにより、ワークを切断する構成とされている。
【０００４】
例えば、ワークの略中央部分からニブラによって抜き加工を開始する場合には、ワークの縁から略中央部分までニブラを進入させる必要がある。ニブラを進入させるためには、進入経路が略平坦であることが望ましい。そのため、ワークにニブラが進入する平坦な経路がない場合には、ビードの小さい部分、或いは、ビードの無い部分等をニブラが進入する平坦な経路として敢えてワークに形成する場合もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−１５５１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は、ワークにニブラが進入する平坦な経路がない場合でも、ワークの略中央部分からニブラによって抜き加工を行うことができるニブラ、金属板の加工装置及び金属板の加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、シート状のワークを進行方向に沿って切断するニブラであって、進行方向の前側にダイス孔が形成されるダイスと、前記ダイスに対して近接離間する方向へ往復移動可能であり、前記ダイスに対して近接する方向へ移動した際に前記ワークを打ち抜くパンチ刃を備えるパンチと、を具備し、前記ダイスの、前記パンチが前記ワークを打ち抜く方向側の端部には、刃部が設けられるものである。
【０００９】
請求項２においては、請求項１記載のニブラを備える金属板の加工装置であって、前記刃部が前記ワークを一側から他側に向けて突き破るときに、該ワークの他側の面に当接し、前記ワークの突き破られる部分の周縁部を支持する治具を備えるものである。
【００１０】
請求項３においては、請求項２記載の金属板の加工装置を用いる金属板の加工方法であって、前記刃部によって前記ワークを突き破り、前記ワークに穴を開ける工程と、前記ワークの穴に前記ニブラのダイスを挿入した後、前記ダイスと前記パンチとの間にシート状のワークの切断部を介装し、前記ダイスおよび前記パンチを進行方向に移動させながら前記パンチを往復移動させて、前記ワークを連続的に打ち抜くことにより、前記進行方向に向かってワークを切断する工程とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のニブラ、金属板の加工装置及び金属板の加工方法によれば、ワークにニブラが進入する平坦な経路がない場合でも、ワークの略中央部分からニブラによって抜き加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】抜き加工装置の全体的な構成を示した模式図。
【図２】ニブラの構成を示した模式図。
【図３】突き破り治具の構成を示した模式図。
【図４】切断治具の構成を示した模式図。
【図５】抜き加工工程の流れを示したフロー図。
【図６】抜き加工工程の流れを示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を用いて、抜き加工装置１００について説明する。
なお、図１では、抜き加工装置１００を側面視にて模式的に表している。
【００１４】
抜き加工装置１００は、本発明の金属板の加工装置に係る実施形態である。抜き加工装置１００は、ワークＷの抜き加工を行う装置である。抜き加工装置１００は、ニブラ５０と、突き破り治具６０と、切断治具７０と、ベース１１０と、産業用ロボット１２０・１２０と、コントローラ１５０と、を備えている。
【００１５】
ニブラ５０は、ワークＷを連続的に打ち抜くことで切断する切断工具である。本実施形態のニブラ５０は、産業用ロボット１２０に把持されている。ニブラ５０は、コントローラ１５０に接続されている。なお、ニブラ５０の詳細について、詳しくは後述する。
【００１６】
突き破り治具６０及び切断治具７０は、ニブラ５０によりワークＷの表面を打ち抜くときにワークＷの裏面に配置されて、ワークＷの打ち抜かれる部分の近傍を支持するものである。なお、突き破り治具６０及び切断治具７０の詳細について、詳しくは後述する。
【００１７】
ベース１１０は、ワークＷを抜き加工装置１００の作業空間内で支持するものである。ベース１１０は、抜き加工装置１００の作業空間内の略中央部に配置されている。
【００１８】
産業用ロボット１２０は、把持したニブラ５０を抜き加工装置１００の作業空間内で自在に移動させるものである。産業用ロボット１２０は、ベース１１０の両側にそれぞれ設けられている。産業用ロボット１２０は、コントローラ１５０に接続されている。
【００１９】
コントローラ１５０は、産業用ロボット１２０の駆動部（図示略）を制御し、産業用ロボット１２０に把持されたニブラ５０を作業位置まで移動させる機能を有している。また、コントローラ１５０は、後述するニブラ５０のモータ４１を制御し、ニブラ５０を作業位置にて作動させる機能を有している。コントローラ１５０は、ニブラ５０と、産業用ロボット１２０と、に接続されている。
【００２０】
本実施形態の抜き加工装置１００は、産業用ロボット１２０を２つ設ける構成としたがこれに限定されない。産業用ロボット１２０の配置数は、ワークＷの切断距離や切断位置や加工タクト等に応じて、適宜設定することができる。例えば産業用ロボット１２０を４つ設ける構成としても良い。
【００２１】
図３を用いて、ニブラ５０の構成について説明する。
なお、図３では、ニブラ５０を側面視にて表している。
【００２２】
ニブラ５０は、本発明のニブラに係る実施形態である。ニブラ５０は、所定の方向へ進行しながらワークＷを連続的に打ち抜くことで、進行方向に沿ってワークＷを切断する切断工具である。ニブラ５０は、ダイス１０と、パンチ２０と、ケース３０と、支持部３５と、駆動部４０と、を備えている。
【００２３】
ダイス１０は、円柱形状に形成され、ダイス孔１１と、排出孔１２と、刃部としての突き破り刃１５と、が形成されている。ダイス孔１１は、ダイス１０の軸方向に形成され、後述する支持部３５が嵌合される。
【００２４】
排出孔１２は、ダイス孔１１における進行方向の前側の内周面から、ダイス１０の進行方向の前側の外側面までを貫通する貫通孔として形成されている。排出孔１２は、ダイス孔１１の内周面側からダイス１０の外周面側へ向かうに従って下降するように傾斜している。ニブラ５０によりワークＷを切断する際には、ダイス１０はワークＷの下方に配置され、ダイス１０のダイス孔１１にパンチ２０の先端部が挿嵌される。
【００２５】
突き破り刃１５は、ダイス１０の下端側に形成されている。突き破り刃１５は、例えばダイス１０の下端部（パンチ２０がワークＷを打ち抜く方向側の端部）から下方へ向かって突出する略多角錐形状に形成されている。
【００２６】
突き破り刃１５は、ニブラ５０によりワークＷを切断する前に、ワークＷに穴を開けるものである。具体的には、突き破り刃１５は、産業用ロボット１２０によって、ニブラ５０の突き破り刃１５をワークＷに当接させ、さらに突き破り刃１５をワークＷに押圧させて、ワークＷに穴を開けるものである。
【００２７】
パンチ２０は、上下方向に移動し、ワークＷを打ち抜くものである。パンチ２０は、ケース３０に、上下摺動可能に収納されている。パンチ２０は、円筒形状に形成される支持部２１と、ワークＷを打ち抜くための刃部であるパンチ刃２２と、が形成されている。
【００２８】
支持部２１はパンチ刃２２よりも上方に配置され、後述する支持部４３に支持されるものである。パンチ刃２２は、断面視が略蹄形状となる半円筒形状に形成され、下端には刃先が形成されている。パンチ刃２２の下端部は、パンチ２０が下方（ダイス１０に近接する方向）に移動した際には、ダイス１０の上端面よりも下方に位置し、ダイス孔１１に挿嵌される。このように、パンチ２０が下方に移動してダイス孔１１に挿嵌される際に、パンチ刃２２によりワークＷが打ち抜かれる。
【００２９】
ケース３０は、パンチ２０を収納するものである。ケース３０は、円筒形状に形成され、パンチ２０が収納されている。
【００３０】
支持部３５は、略円柱形状に形成されている。支持部３５の上部前側には、パンチ２０が外嵌されている。支持部３５の上部は、ケース３０内に侵入しており、進行方向の後側の外周面がケース３０の内周面に固設されている。ケース３０内において、支持部３５とケース３０の前部との間には、パンチ刃２２の形状に合わせた形状の空間が形成されており、パンチ刃２２はこの空間内を摺動可能となっている。
【００３１】
また、支持部３５の下部は、ダイス１０のダイス孔１１に嵌合されている。ダイス孔１１の前部と支持部３５との間には、パンチ刃２２の下端部の形状に合わせた形状の空間が形成されている。この空間は、ダイス１０の上端から上下途中部までにわたって形成されており、排出孔１２と連通している。
【００３２】
駆動部４０は、パンチ２０を上下方向に往復移動させるものである。駆動部４０は、モータ４１と、ロッド４２と、支持部４３と、を備えている。駆動部４０は、ロッド４２を介してモータ４１の回転駆動を支持部４３の上下駆動に変換するものである。支持部４３は、円柱形状に形成され、その下端部によりパンチ２０の支持部２１を支持している。
【００３３】
このように構成することで、パンチ２０は、駆動部４０によって、ダイス１０に対して近接離間する方向へ往復移動可能とされている。また、パンチ２０がダイス１０に対して近接離間する方向へ連続的に往復移動することにより、パンチ刃２２によりワークＷを連続的に打ち抜いて切断することが可能となる。
【００３４】
図３を用いて、突き破り治具６０について説明する。
なお、図３（Ａ）では、突き破り治具６０を側面断面視にて模式的に表している。また、図３（Ｂ）では、突き破り治具６０を図３（Ａ）のＡＡ断面視にて模式的に表している。
【００３５】
突き破り治具６０は、平面断面視が略馬蹄形状の剛体にて構成されている。突き破り治具６０の略中央部には、ニブラ５０の突き破り刃１５が嵌合する嵌合部６０Ａが形成されている。突き破り治具６０は、ニブラ５０の突き破り刃１５をワークＷの表面に当接させて、ワークＷを付き破って穴を開けるときに、ワークＷの裏面に当接するように配置されるものである。
【００３６】
突き破り治具６０は、ベース１１０の上面に設置されており、嵌合部６０Ａが、ワークＷの裏面側における、突き破り刃１５により穴が開けられる部分に位置するように配置されている。このようにして、突き破り治具６０は、突き破り刃１５によりワークＷを突き破って穴を開けるときに、ワークＷの突き破られる部分の周縁部を支持することを可能としている。
【００３７】
図４を用いて、切断治具７０について説明する。
なお、図４（Ａ）では、切断治具７０を進行方向の側方（進行方向に直交する方向）からの側面視にて模式的に表している。また、図４（Ｂ）では、切断治具７０を進行方向の後側からの側面視にて模式的に表している。
【００３８】
切断治具７０は、ワークＷの抜き加工による抜き形状に沿って剛体にて構成されている（例えば、図６の長孔形状）。切断治具７０は、ワークＷの抜き形状の周縁部における外周側に配置されている。切断治具７０は、ニブラ５０のパンチ刃２２によりワークＷを表面側から打ち抜くときに、ワークＷの裏面に当接するように配置されている。
【００３９】
ニブラ５０は、ワークＷの裏面側において、ダイス１０一側を突き破り治具６０の側面に当接させながら、進行方向に沿ってワークＷを切断する。つまり、切断治具７０は、ニブラ５０によりワークＷを打ち抜いて切断する際に、ワークＷの切断部の周縁を支持するとともに、ニブラ５０を進行方向に沿ってガイドするものである。
【００４０】
図５を用いて、抜き加工工程Ｓ１００の流れについて説明する。
なお、図５では、抜き加工工程Ｓ１００の流れをフローチャートにて表している。
【００４１】
抜き加工工程Ｓ１００は、本発明の金属板の加工方法の実施形態に係るものである。抜き加工工程Ｓ１００は、抜き加工装置１００によって、ワークＷの抜き加工を行う工程である。抜き加工工程Ｓ１００は、突き破り工程Ｓ１１０と、移動工程Ｓ１２０と、切断工程Ｓ１３０と、から構成されている。
【００４２】
突き破り工程Ｓ１１０は、産業用ロボット１２０によって、ニブラ５０の突き破り刃１５をワークＷに当接させ、さらに突き破り刃１５をワークＷに押圧させてワークＷを突き破ることで、ワークＷに穴を開ける工程である。
【００４３】
移動工程Ｓ１２０は、突き破り工程Ｓ１１０にて開けられたワークＷの穴にニブラ５０のダイス１０を挿入し、ワークＷの前記穴から、ワークＷの抜き形状に沿った切断を開始する位置まで、ニブラ５０を移動させる工程である。このとき、ニブラ５０は、ワークＷを切断しながら移動することになる。
【００４４】
切断工程Ｓ１３０は、ニブラ５０によって、実際にワークＷを切断して抜き加工を行う工程である。具体的には、ニブラ５０のダイス１０をワークＷの穴に挿入して、ニブラ５０をワークＷの切断開始位置まで移動させた後に、ダイス１０とパンチ２０との間にワークＷの切断部を介装し、ダイス１０及びパンチ２０を進行方向に移動させながらパンチ２０を往復移動させて、ワークＷを連続的に打ち抜くことにより、進行方向に向かってワークＷを切断する。これにより、ワークＷが抜き形状に沿って打ち抜かれる。
【００４５】
図６を用いて、抜き加工工程Ｓ１００の作用について説明する。
なお、図６では、抜き加工工程Ｓ１００の作用を模式的に平面視にて表している。また、図６では、矩形のワークＷを長穴形状に抜き加工する場合を想定している。
【００４６】
突き破り工程Ｓ１１０では、ワークＷの裏面に突き破り治具６０が配置された突き破り位置Ｐに対して、産業用ロボット１２０によって、ワークＷの表面からニブラ５０の突き破り刃１５が当接され、さらに突き破り刃１５が突き破り位置Ｐに押圧されて、突き破り刃１５によりワークＷが突き破られることで、突き破り位置Ｐに穴が開けられる。
【００４７】
移動工程Ｓ１２０では、突き破り位置Ｐから抜き加工を開始する開始位置Ｓまで、ニブラ５０が移動される。このとき、突き破り位置Ｐから抜き加工を開始する開始位置Ｓまでは抜き加工が行われる。
【００４８】
切断工程Ｓ１３０では、実際に開始位置Ｓから終点位置Ｇまでを切断して抜き加工が行われる。このとき、ニブラ５０は、ダイス１０の一側を突き破り治具６０に当接させながら、進行方向に沿って開始位置Ｓから終点位置Ｇまでを切断する。
【００４９】
なお、突き破り位置Ｐは、開始位置Ｓまでのルートが平坦となる位置が選定されるものとする。また、突き破り位置Ｐは、開始位置Ｓまでのルートが最短となる位置が選定されるものとする。
【００５０】
ニブラ５０、抜き加工装置１００及び抜き加工工程Ｓ１００の効果について説明する。
ニブラ５０、抜き加工装置１００及び抜き加工工程Ｓ１００によれば、ワークＷの外縁部から抜き加工の開始位置までの間に、ニブラ５０が進入する平坦な経路がない場合でも、ニブラによって抜き加工を行うことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０    ダイス
１１    ダイス孔
１５    突き破り刃
２０    パンチ
２２    パンチ刃
５０    ニブラ
６０    突き破り治具
７０    切断治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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