(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料加工機に対して被加工物を前後方向に位置決めする材料加工機のバックゲージ装置であって、前記バックゲージを所望の指令値により移動させる移動手段と、前記バックゲージの位置を常に検出する位置検出手段と、この位置検出手段からの位置信号に基づいて一定の許容範囲内でのバックゲージの位置を表示する位置表示部と、前記移動手段を制御するバックゲージ制御部とを有し、このバックゲージ制御部が、前記一定の許容範囲を、前記バックゲージを停止する前側の停止領域と前記バックゲージを前記停止領域に復帰させるための後側の補正領域とに分割する演算部と、前記位置検出手段からの位置信号に基づきバックゲージ位置が前記停止領域または補正領域のいずれにあるかを判断する判断部と、この判断部が前記補正領域にバックゲージが位置していると判断した場合に前記移動手段によりバックゲージを停止領域に前進移動せしめる補正指令部と、を備えてなることを特徴とする材料加工機のバックゲージ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は材料加工機のバックゲージ装置に係り、さらに詳しくは、一定の加工精度を保持することのできる材料加工機のバックゲージ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、加工機におけるワークを突き当てて位置決めのためのバックゲージとしては、図４および図５に示すように、板状ワークを剪断加工するシャーリングマシン１等がある。このシャーリングマシン１には左右のサイドフレーム３が立設されており、この左右サイドフレーム３の前面（図４中左側面）下部を連結する下部フレーム５が設けられている。この下部フレーム５の上端にはテーブル７が設けられており、このテーブル７の後端部には下刃９が設けられている。
【０００３】
一方、左右サイドフレーム３の前面上部を連結する上部フレーム１１が前記下部フレーム５の上方に設けられており、その内側には前記下刃９に対向する上刃１３を下端部に取付けたラム１５が上下動自在に設けられており、流体圧シリンダ１７によりラム１５を上下動させ、上刃１３および下刃９の協働でワークＷの切断加工を行うものである。
【０００４】
前記テーブル７の後方には、ワークＷを突当て１９に当接させることによりワークＷの後方位置を決定するバックゲージ２１がラムフレーム３１と一体的に設けられている。
【０００５】
図５を併せて参照するに、左右（図５中左右）一対のボールネジ２３がシャーリングマシン１の前後方向（図４中左右方向）に回転自在に設けられており、ボールネジ２３には、ボールナット２７が螺合されており、このボールナット２７がバックゲージ２１に固定されているので、ボールネジ２３を回転させることで、バックゲージ２１が適宜ガイドされながら前後動する。
【０００６】
図５中左側のボールネジ２３の後方位置にはバックゲージコントロールユニット３３により制御される移動手段としてのブレーキモータ３５が設けられており、このブレーキモータ３５の回転軸３７にはカップリング３９を介して駆動シャフト４１が連結されて右側のボールネジ２３まで至っている。この駆動シャフト４１の図５中右側端部には位置検出手段としてのエンコーダ４３が取付けられており、駆動シャフト４１の回転角を検出する。
【０００７】
また、回転軸３７および駆動シャフト４１にはマイタギヤ（傘歯車）４５が設けられており、このマイタギヤ４５により回転力が伝達される短いアイドルシャフト４７が、回転軸３７等の下側で回転軸３７等と直交する方向へ回転自在に設けられている。このアイドルシャフト４７には減速用スパーギヤ（平歯車）４９の一方が取付けられており、これと噛合する他方の減速用スパーギヤ４９が前記ボールネジ２３の後端に取付けられている。
【０００８】
従って、ブレーキモータ３５が回転軸３７または駆動シャフト４１を回転させて、マイタギヤ４５，４５および減速用スパーギヤ４９，４９等を適宜介してボールネジ２３を回転させる。そして、エンコーダ４３が回転軸３７等の回転角度を検出してバックゲージコントロールユニット３３に伝達し、バックゲージコントロールユニット３３がバックゲージ２１の位置を確認しながらブレーキモータ３５を制御して回転・停止を行う。
【０００９】
従って、バックゲージ２１の位置決めは、エンコーダ４３により得られた駆動シャフト４１の回転角に基づき、バックゲージコントロールユニット３３がブレーキモータ３５を制御して行われる。この場合、ギヤ４５，４９等のバックラッシュを考慮して、バックゲージ２１の位置決めは常に後方から前方への移動にて終了する。そして、位置決め完了後は制御されず、ブレーキ力のみでバックゲージ２１の位置を保持している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、加工作業中にワークＷが繰り返しバックゲージ２１に突当てられたり、また、大きな重い材料が突き当てられると、その、衝撃によりギヤ４５，４７が逆回転してバックゲージ２１が後方へ少しずつ移動し、誤差の許容範囲を超える場合がある。高速位置決めのバックケージ２１ほど、ギャなどによる減速比が小さくなるので、こうした傾向は強まる。
【００１１】
すなわち、図６に示されるように、前述の装置により位置決め（図６中▲１▼欄）されたバックゲージ２１が、徐々に後退（図６中右方向へ移動，図中▲２▼欄）して、右隣の欄の表示範囲（表示は実測値にかかわらず同じ欄の範囲内では変化しない）へ移動することとなる（図６中▲３▼欄）。このような場合には、バックゲージ２１の停止位置を示すバックゲージコントロールユニット３３の表示部５１の表示が変化することから、作業者はバックゲージ２１を元の欄の範囲まで戻す（図６中▲３▼，▲４▼欄）位置補正をしなければならず作業効率の低下を招くという不都合がある。
【００１２】
また、このような不都合の解決策として、ブレーキトルクを大きくすることが考えられるが、これを実行すると最大の想定される衝撃に備えなくてはならず、ブレーキ能力はコストとの関係で限界があり、前記不都合の解決には適していない。また、逆転防止としてだけならば、ウォームギャやヘリカルギャを用いる手段もあるが、減速比が大きくなり、高速位置決めには適さない。
【００１３】
この発明の目的は、以上のような従来の技術に着目してなされたものであり、特に高速位置決めとしての自動的にバックゲージ位置を補正することのできる材料加工機のバックゲージ装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の材料加工機のバックゲージ装置は、材料加工機に対して被加工物を前後方向に位置決めする材料加工機のバックゲージ装置であって、前記バックゲージを所望の指令値により移動させる移動手段と、前記バックゲージの位置を常に検出する位置検出手段と、この位置検出手段からの位置信号に基づいて一定の許容範囲内でのバックゲージの位置を表示する位置表示部と、前記移動手段を制御するバックゲージ制御部とを有し、このバックゲージ制御部が、前記一定の許容範囲を、前記バックゲージを停止する前側の停止領域と前記バックゲージを前記停止領域に復帰させるための後側の補正領域とに分割する演算部と、前記位置検出手段からの位置信号に基づきバックゲージ位置が前記停止領域または補正領域のいずれにあるかを判断する判断部と、この判断部が前記補正領域にバックゲージが位置していると判断した場合に前記移動手段によりバックゲージを停止領域に前進移動せしめる補正指令部と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】
本発明による材料加工機のバックゲージ装置では、材料加工機による加工の際にバックゲージが被加工物を材料加工機に対して前後方向に位置決めする。この際、バックゲージ制御部によって制御される移動手段がバックゲージを所望の指令値により移動させ、位置検出手段が前記バックゲージの位置を常に検出し、この位置検出手段からの位置信号に基づいて位置表示部が一定の許容範囲内でのバックゲージの位置を表示する。前記バックゲージ制御部は演算部，判断部，補正指令部を有しており、演算部が前記一定の許容範囲を、前記バックゲージを停止する前側の停止領域と前記バックゲージを前記停止領域に復帰させるための後側の補正領域とに分割し、判断部が前記位置検出手段からの位置信号に基づきバックゲージ位置が前記停止領域または補正領域のいずれにあるかを判断する。そして、前記判断部が前記補正領域にバックゲージが位置していると判断した場合には、補正指令部からの指令で前記移動手段によりバックゲージを停止領域に前進移動させるものである。
【００１８】
【実施例】
以下、この発明の好適な一実施例を図面に基づいて説明する。なお、材料加工機としてのシャーリングマシン１についてはすでに説明したので、共通の部位には共通の符号を付して重複する説明は省略する。
【００１９】
図１にはこの発明に係るシャーリングマシン１のバックゲージ制御部５３等の制御ブロック図が示されている。主制御装置としてのＣＰＵ５５には、入出力ポート５７を介して入力手段であるキーボード５９および出力手段である表示部５１が接続されている。また、シャーリングマシン１のラム１５の昇降を行う流体圧シリンダ１７およびバックゲージ２１を前後動させるブレーキモータ３５およびブレーキモータ３５の回転角からバックゲージ２１の位置を検出するエンコーダ４３が接続されている。
【００２０】
ＣＰＵ５５にはシャーリングマシン１の加工プログラム等の加工データを格納する主メモリ６１が接続されている。
【００２１】
また、ＣＰＵ５５には以下のごとく構成されるバックゲージ制御部５３が接続されている。すなわち、キーボード５９から入力されたバックゲージ２１の位置に関する指令等を格納する指令値メモリ６３が接続されている。図３を併せて参照するに、この指令値メモリ６３には、指令値メモリ６３から指令値等のデータを随時引き出してバックゲージ２１を停止させる停止領域６５およびバックゲージ２１が停止領域６５から移動してきた場合に停止領域６５に復帰させる補正領域６７等の範囲を算出する演算部６９が接続されている。材料加工の種類にもよるが、加工機の表示範囲（又は表示精度）は異質上、その加工の許容範囲内になければならない。しかしエンコーダ４３などの検出精度の方がはるかに、細い場合が多い。従って、このように表示範囲内を領域に分けることが可能となる。
【００２２】
前記演算部６９には判断部７１が接続されており、この判断部７１はエンコーダ４３からの位置信号と前記演算部６９により算出された停止領域６５の範囲および補正領域６７の範囲とを比較するものである。
【００２３】
前記判断部７１には補正指令部としてのバックゲージ移動指令部７３が接続されており、バックゲージ移動指令部７３の指令によりＣＰＵ５５がバックゲージ２１のブレーキモータ３５を駆動制御する。
【００２４】
一方、シャーリングマシン１を制御するシャーリングマシン制御部７５も設けられており、主メモリ６１に格納されている加工プログラム等の加工データに従って板材Ｗを切断加工する。
【００２５】
以上のように構成されているバックゲージ２１の制御の流れを、図２を併せて参照して説明する。
【００２６】
加工作業を開始して（ステップＳＳ）、キーボード５９からバックゲージ２１の指令値を入力する（ステップＳ１）と、指令値が指令値メモリ６３に格納される。シャーリングマシン制御部７５は  シャーリングマシン１に切断禁止命令を発して（ステップＳ２）、安全を確保しておく。
【００２７】
次に、ＣＰＵ５５からの指令によりブレーキモータ３５を駆動してバックゲージ２１を前進させる（ステップＳ３）。この時のバックゲージ２１の位置はエンコーダ４３により随時検出されて判断部７１へ伝達される。判断部７１は、このエンコーダ４３からの位置信号が演算部６９で算出された停止領域６５に達したかを判断し（ステップＳ４）、達していない場合にはステップＳ３に戻ってさらにバックゲージ２１の前進を続ける。判断部７１が停止領域６５に達したと判断した場合には、ＣＰＵ５５はブレーキモータ３５を停止させてバックゲージ２１を停止させる（ステップＳ５）。
【００２８】
これで切断準備が完了したので（ステップＳ６）、シャーリングマシン制御部７５により切断加工を開始する（ステップＳ７）。切断加工中もエンコーダ４３は随時バックゲージ２１の位置信号をＣＰＵ５５に伝達しており、判断部７１は位置信号に基づいてバックゲージ２１の停止位置が停止領域６５の範囲内にあるか、もしくは補正領域６７の範囲内にあるかを判断する（ステップＳ８）。バックゲージ２１が補正領域６７の範囲内に移動したと判断されると、ステップＳ２に戻って、先ずシャーリングマシン制御部７５がシャーリングマシン１の稼働を停止させてから、バックゲージ２１の前進を行い、バックゲージ２１が停止領域６５の範囲内に達するまで移動する。以後、前述の工程を繰り返す。
【００２９】
このような板材加工機のバックゲージ装置によれば、一つの表示範囲内を、前記バックゲージを停止する前側の停止領域６５と前記バックゲージを前記停止領域に復帰させるための後側の補正領域６７とに分割し、停止領域６５から補正領域６７に移動したらバックゲージ２１の位置補正を行うようにしたので、バックゲージ２１の位置表示が変化しない内に適正な位置へ補正移動することができる。これにより、常に一定の製品精度を確保することができるし、作業者の手を煩わせることがないので作業効率が向上する。
【００３０】
また、停止領域６５と補正領域６７を等分に分割してやれば、エンコーダ４３の分解能を表示単位の１／２という少ない分解能でも十分な制御ができる。
【００３１】
なお、この発明は、前述した実施例に限定されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得るものである。例えば、材料加工機としてシャーリングマシン１を例として挙げたがこれに限らず、形鋼などを突き当てて所定位置を切断、穴明け、曲げ等の加工をする形鋼加工機等にも適用できる。
【００３２】
また、前述の実施例においては、ブレーキモータ３５の回転角からバックゲージ２１の位置を検出するのにエンコーダを用いていたが、直接バックゲージ２１の位置を検出するリニアスケールやその他公知の位置検出手段としてもよい。
【００３３】
また、図３に示した停止領域６５や補正領域６７の範囲を等分に設けているが、この配分は加工精度や、材料の重量、材料送り速度などを考慮し、変えることもできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による材料加工機のバックゲージ装置では、材料加工機による加工の際にバックゲージが被加工物を材料加工機に対して前後方向に位置決めする。この際、バックゲージ制御部によって制御される移動手段がバックゲージを所望の指令値により移動させ、位置検出手段が前記バックゲージの位置を常に検出し、この位置検出手段からの位置信号に基づいて位置表示部が一定の許容範囲内でのバックゲージの位置を表示する。前記バックゲージ制御部は演算部，判断部，補正指令部を有しており、演算部が前記一定の許容範囲を、前記バックゲージを停止する前側の停止領域と前記バックゲージを前記停止領域に復帰させるための後側の補正領域とに分割し、判断部が前記位置検出手段からの位置信号に基づきバックゲージ位置が前記停止領域または補正領域のいずれにあるかを判断する。そして、前記判断部が前記補正領域にバックゲージが位置していると判断した場合には、補正指令部が前記移動手段をしてバックゲージを停止領域に前進移動させるので、バックゲージを常に停止領域内に位置させることができ、減速比の小さい高速位置決めバックゲージでも、コストをそれ程上げないで作業者の手を煩わせることがないので作業効率が向上する。また、補正領域に移動して補正移動する際にも位置表示部の表示は変化しないので、所定の精度における加工を行っていることが目視により確認できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る板材加工機のバックゲージ装置の制御系統を示すブロック図である。
【図２】この発明に係る板材加工機のバックゲージ装置の制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】この発明に係る板材加工機のバックゲージ装置の動きを示す説明図である。
【図４】板材加工機としてのシャーリングマシンを示す断面図である。
【図５】図４中Ｖ方向から見た平面図である。
【図６】従来のバックゲージ装置の動きを示す説明図である。
【符号の説明】
１  シャーリングマシン（板材加工機）
２１  バックゲージ
３５  ブレーキモータ（移動手段）
４３  エンコーダ（位置検出手段）
５１  位置表示部
５３  バックゲージ制御部
６５  停止領域
６７  補正領域
６９  演算部
７１  判断部
７３  バックゲージ移動指令部（補正指令部）
Ｗ  板材
【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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