(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のワークから切断分離される製品部分にパンチプレスによって小孔の打抜き加工を行い、当該パンチプレスに備えたタッピング加工装置によって前記小孔にタッピング加工を行うことを繰り返して、前記ワークに複数の製品部分を加工する板材加工方法であって、タッピング加工時にタップの折損を検出したとき、折損したタップを備えている製品部分全体又は折損したタップを備えている部分の周囲を、パンチプレスに備えた金型又はパンチプレスに複合化して備えているレーザ加工機によって切断して、折損した前記タップを前記ワークから除去し、かつ前記折損したタップに代わる別個のタップを使用して別個の製品部分のタッピング加工を継続して行うことを特徴とする板材加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の板材加工方法に使用するパンチプレスであって、板状のワークにおける製品部分にタッピング加工を行うタッピング加工装置と、タッピング加工時にタップの折損を検出するためのタップ折損検出手段と、当該タップ折損検出手段によってタップの折損を検出したときのワークの対応加工位置を記憶する折損位置記憶手段と、当該折損位置記憶手段に記憶された前記対応加工位置の切断除去を行うために、前記対応加工位置又は当該対応加工位置を含む製品部分をパンチプレスにおける加工位置に対応して位置決めするワーク移動位置決め手段と、折損したタップに代わるタップと、を備えていることを特徴とするパンチプレス。
【請求項３】
請求項１に記載の板材加工方法に使用するパンチプレスであって、複合化して備えたレーザ加工機と、板状のワークにおける製品部分にタッピング加工を行うタッピング加工装置と、タッピング加工時にタップの折損を検出するためのタップ折損検出手段と、当該タップ折損検出手段によってタップの折損を検出したときのワークの対応加工位置を記憶する折損位置記憶手段と、当該折損位置記憶手段に記憶された前記対応加工位置の切断除去を行うために、前記対応加工位置又は当該対応加工位置を含む製品部分を前記レーザ加工機における加工位置に対応して位置決めするワーク移動位置決め手段と、折損したタップに代わるタップとを備えていることを特徴とするパンチプレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッピング加工機能を備えたパンチプレス及び／又はレーザ加工機を複合化して備えたパンチプレスによる板材加工方法及び同加工方法に使用するパンチプレスに係り、さらに詳細には、タッピング加工時にタップの折損を検出したときに、前記パンチプレスによって折損したタップを除去してワークの加工を継続する板材加工方法及びパンチプレスに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッピング機能を備えたパンチプレスにおいては、パンチプレスに備えた小径のパンチ及び対応したダイによって板状のワークに打抜き加工を行った後、打抜いた小孔に対してタッピング加工を行うものである。そして、タッピング加工を行った後の製品をワークから切断分離する場合には、製品の輪郭に沿って追い抜き加工を行うことや、複合化して備えたレーザ加工機によって輪郭のレーザ切断加工を行い、製品とワークとを微細なミクロジョイントを介して接続することが行われている。
【０００３】
ところで、パンチプレスの１例としてのタレットパンチプレスにタッピング機能を備える場合、回転自在に備えた上部タレットにおける複数の金型装着孔にそれぞれタッピング金型を装着する構成がある（例えば特許文献１参照）。また、複数のタップを備えたタッピング金型を金型装着孔に装着する構成もある（特許文献２参照）。さらには、タレットパンチプレスにおけるタレットに近接した位置においてタレットパンチプレスのフレームにタッピング装置を備える構成がある（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７７６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７７９７号公報
【特許文献３】特開平５−２００６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１〜３に記載の発明においては、複数種のタップを備える構成であるから、複数種のタッピング加工を行うのに有益である。しかし、タッピング加工時にタップの折損をタップ折損検出手段によって検出した場合には、タッピング加工を中止するにすぎないものであって、ワークに食い込んだ状態にある折れたタップは手作業によって除去する必要がある。また、折れたタップの交換を行う必要がある。
【０００６】
したがって、板状のワークから、タッピング加工を行った複数の製品を切断分離するための加工を継続して行う場合、タップの折損が生じると、継続して加工する次の製品の加工開始まで時間を要するという問題がある。換言すれば、タッピング加工機能を備えたパンチプレスにおいて、タップの折損を生じると無人化運転が難しいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、板状のワークから切断分離される製品部分にパンチプレスによって小孔の打抜き加工を行い、当該パンチプレスに備えたタッピング加工装置によって前記小孔にタッピング加工を行うことを繰り返して、前記ワークに複数の製品部分を加工する板材加工方法であって、タッピング加工時にタップの折損を検出したとき、折損したタップを備えている製品部分全体又は折損したタップを備えている部分の周囲を、パンチプレスに備えた金型又はパンチプレスに複合化して備えているレーザ加工機によって切断して、折損した前記タップを前記ワークから除去し、かつ前記折損したタップに代わる別個のタップを使用して、別個の製品部分のタッピング加工を継続して行うことを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記板材加工方法に使用するパンチプレスであって、板状のワークにおける製品部分にタッピング加工を行うタッピング加工装置と、タッピング加工時にタップの折損を検出するためのタップ折損検出手段と、当該タップ折損検出手段によってタップの折損を検出したときのワークの対応加工位置を記憶する折損位置記憶手段と、当該折損位置記憶手段に記憶された前記対応加工位置の切断除去を行うために、前記対応加工位置又は当該対応加工位置を含む製品部分をパンチプレスにおける加工位置に対応して位置決めするワーク移動位置決め手段と、折損したタップに代わるタップと、を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記板材加工方法に使用するパンチプレスであって、複合化して備えたレーザ加工機と、板状のワークにおける製品部分にタッピング加工を行うタッピング加工装置と、タッピング加工時にタップの折損を検出するためのタップ折損検出手段と、当該タップ折損検出手段によってタップの折損を検出したときのワークの対応加工位置を記憶する折損位置記憶手段と、当該折損位置記憶手段に記憶された前記対応加工位置の切断除去を行うために、前記対応加工位置又は当該対応加工位置を含む製品部分を前記レーザ加工機における加工位置に対応して位置決めするワーク移動位置決め手段と、折損したタップに代わるタップとを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タッピング機能を備えたパンチプレスにおいて、タップの折損が生じると、折れたタップが食い込んでいる部分の周囲をパンチプレスによって切断すること、又は折れたタップが食い込んだ状態にある製品部分をパンチプレスによって切断することによってワークから除去するものである。したがって、折損したタップの除去を自動的に行うことが可能であり、継続してのワークの加工の再開を容易に行うことができ、能率向上を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るパンチプレスを概念的、概略的に示した正面説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るパンチプレスを概念的、概略的に示した平面説明図である。
【図３】折損したタップを除去する除去方法を示した説明図である。
【図４】制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明するに、パンチプレスの全体的構成は既に公知であるが、理解を容易にするために、タップやエンドミルなどのごとき切削工具を自動的に交換する工具自動交換装置（ＡＴＣ）を備えたパンチプレスの全体的構成について概略的に説明する。
【００１３】
図１，２を参照するに、パンチプレスの１例としてのタレットパンチプレス１は、公知のように、上部フレーム３Ｕと下部フレーム３Ｌとを一体に備えたフレーム３を備えており、上下のフレーム３Ｕ，３Ｌには、上下に対向した上部タレット５Ｕ、下部タレット５Ｌが回転自在に備えられている。そして、上下のタレット５Ｕ，５Ｌには、上下に対向した複数のパンチＰ及びダイＤがそれぞれ着脱交換可能に備えられている。そして、前記上部フレーム３Ｕには、タレットパンチプレスの加工位置Ａ（図２参照）に割出し位置決めされたパンチＰを打圧するためのストライカ７が上下動自在に備えられている。さらに、前記タレットパンチプレス１にはレーザ発振器９が備えられており、レーザ加工位置Ｂには板状のワークＷにレーザ光を照射するレーザ加工ヘッド１１が備えられている。
【００１４】
前記下部フレーム３Ｌ上には前記ワークＷを支持する固定テーブル１３が備えられており、この固定テーブル１３の、前記パンチング加工位置Ａ、レーザ加工位置Ｂに対応した位置には、ワークＷから切断分離される製品やスクラップを落下して排出するためのシャッター１３Ｓが開閉自在に備えられている。そして、前記固定テーブル１３のＸ軸方向の両側には、下部フレーム３Ｌに備えたＹ軸方向のガイドレール１５に沿ってＹ軸方向へ移動自在な移動テーブル１７が備えられている。
【００１５】
前記両移動テーブル１７は、Ｘ軸方向に長いキャリッジベース１９によって一体的に連結してある。このキャリッジベース１９には、前記ワークＷをクランプする複数のワーククランプ２１を備えたキャリッジ２３がＸ軸方向へ移動位置決め自在に備えられている。前記キャリッジベース１９やキャリッジ２３は、前記パンチング加工位置Ａ及びレーザ加工位置Ｂに対してワークＷをＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決めするためのワーク移動位置決め手段２５を構成するものであって、前記キャリッジベース１９はＹ軸サーボモータ（図示省略）の作動によってＹ軸方向に移動位置決めされる。そして、前記キャリッジ２３は、キャリッジベース１９に備えたＸ軸サーボモータＭＸの作動によってＸ軸方向に移動位置決めされるものである。
【００１６】
なお、上述のごときワーク移動位置決め手段２５の構成は公知の構成であるから、ワーク移動位置決め手段２５の構成、作用についてのより詳細な説明は省略する。
【００１７】
既に理解されるように、前記パンチング加工位置Ａに対してワークＷの移動位置決めを行うことにより、上下のタレット５Ｕ，５Ｌに備えたパンチＰ、ダイＤによって、ワークＷにパンチング加工を行うことができる。そして、レーザ加工位置Ｂに対してワークＷの移動位置決めを行うことにより、ワークＷにレーザ切断加工を行うことができるものである。
【００１８】
前記ワークＷにパンチング加工された小孔にタッピング加工を行うために、前記上部フレーム３Ｕの側面には、タッピング加工装置として複数のタップ２７Ａ〜２７Ｃを着脱交換自在に備えた工具タレット２９が備えられている。より詳細には、上部フレーム３Ｕの側面に備えたＹ軸方向のガイドレール３１に沿ってＹ軸方向へ移動自在に備えたＹ軸スライダ３３に上下スライダ３５が上下動自在に備えられており、この上下スライダ３５に前記工具タレット２９が回転割出し自在に備えられている。
【００１９】
したがって、ワークＷに加工された小孔にタッピング加工を行うために、前記工具タレット２９の周面に放射方向を指向して備えられている前記タップ２７Ａ〜２７Ｃを垂直下方向に割出し位置決めすることができる。そして、割出し位置決めした適宜のタップ２７Ｃを回転しつつ前記上下スライダ３５を下降することにより、対応した位置のワークＷの小孔にタッピング加工を行うことができるものである。
【００２０】
前記Ｙ軸スライダ３３をＹ軸方向に移動するために、前記上部フレーム３ＵにはＹ軸方向に長いボールネジ３７が回転自在に備えられており、このボールネジ３７に移動自在に螺合したナット部材（図示省略）が前記Ｙ軸スライダ３３に備えられている。また、前記ボールネジ３７を回転するためのサーボモータ３９が上部フレーム３Ｕに備えられている。さらに、前記フレーム３には、前記工具タレット２９に備えた各タップ２７Ａ〜２７Ｃと着脱交換するための複数のタップ４１Ａ〜４１Ｃを着脱交換自在に備えた工具マガジン４３が備えられている。なお、前記タップ４１Ａ〜４１Ｃは、前記タップ２７Ａ〜２７Ｃが折損したときに着脱交換して使用されるものである。すなわち、各タップ２７Ａ〜２７Ｃと各タップ４１Ａ〜４１Ｃはそれぞれ対応した同種（同一）のタップである。
【００２１】
前記工具マガジン４３に装着してある各タップ４１Ａ〜４１Ｃ等はサーボモータ４５によって交換位置に割出し位置決めされるものである。そして、この交換位置に対して前記工具タレット２９を位置決めすることにより、工具タレット２９と工具マガジン４３との間においてタップの自動交換が行われるものである。すなわち、工具タレット２９や工具マガジン４３は、タップの自動交換を行うためのＡＴＣを構成するものである。なお、この種のＡＴＣの構成は工作機械において公知であるから、ＡＴＣのより詳細な構成、作用についての説明は省略する。
【００２２】
既に理解されるように、工具タレット２９に備えたタップ２７ＣによってワークＷにタッピング加工を行うことができ、タッピング加工時に上記タップ２７Ｃが折損した場合には、工具マガジン４３に備えられている対応したタップ４１Ｃと着脱交換することにより、次工程のタッピング加工を継続して行うことができるものである。すなわち、同種のタップを予め用意しておくことにより、タップが折損した場合には着脱交換して直ちに対応することができるものである。
【００２３】
ところで、前記説明は、ＡＴＣによってタップを着脱交換する場合について例示した。しかし、前記特許文献１〜３に記載の構成においても、全てのタップを異にすることなく、予め同種のタップを用意しておくことにより、タップが折損した場合に別個のタップに直ちに代えることができるものであり、継続してタッピング加工を行うことができるものである。
【００２４】
ところで、板状のワークＷのタッピング加工時にタップが折損すると、折れたタップの先端側はワークＷに食い込んだ状態にあるから、このタップの先端側をワークＷから除去する必要がある。そこで、本実施形態においては、図３（Ａ）に示すように、タレットパンチプレス１における上下のタレット５Ｕ，５Ｌに備えたパンチＰ，ダイＤによって折損したタップＴを備えた部分の周囲を打抜き加工してタップＴの除去を行うものである。なお、前記パンチＰの中央部には、タップＴを回避する穴Ｈが備えられている。また、レーザ加工機を使用する場合には、図３（Ｂ）に示すように、折損したタップＴを備えた部分の周囲にレーザ切断加工ラインＬを形成して切断加工することによって落下除去するものである。
【００２５】
さらには、図３（Ｃ）に示すように、折損したタップＴを備えた製品部分Ｓの周囲に追い抜き加工又はレーザ加工を行うことによって、又は前記製品部分Ｓが微細な連結部（ミクロジョイント）を介して連結した状態にあるときには、前記ミクロジョイントを切断してワークＷから製品部分Ｓを分離することによって、ワークＷから折れたタップＴの除去を行うものである。
【００２６】
そして、折損したタップに代わる別個のタップを使用して次工程の別個の製品部分のタッピング加工を継続して行うものである。したがって、折損したタップＴをワークＷから除去する時間は短時間であり、ワークＷの加工能率向上を図ることができると共に、折損したタップＴの除去処理の自動化を図ることが可能なものである。
【００２７】
折損したタップＴをワークＷから除去するための除去処理を自動的に行うために、前記パンチプレス１の制御を行うための制御装置４７（図４参照）を備えている。制御装置４７はコンピュータから構成してあって、ＣＰＵ４９，ＲＡＭ５１，ＲＯＭ５３，入力手段５５及び出力手段５７を備えている。そして、ワーク移動位置決め手段２５によってワークＷをＸ，Ｙ軸方向に移動位置決めして、ワークＷの適宜位置にタッピング加工を行っているとき、タッピング装置に備えたタップ折損検出手段５９によってタップの折損が検出されると、当該ワークＷのタッピング加工装置を記憶する折損位置記憶手段６１が前記制御装置４７に備えられている。なお、前記タップ折損検出手段５９の構成は公知であるから、タップ折損検出手段５９の構成についての詳細な説明は省略する。
【００２８】
前述のごとく、タップ折損検出手段５９によってタップの折損が検出された後、折損したタップＴの除去処理をタレットパンチプレス１によって行う場合には、上下のタレット５Ｕ，５Ｌに備えた前記パンチＰ，ダイＤをパンチング加工位置Ａに割出し位置決めを行う。そして、前記折損位置記憶手段６１に記憶（格納）されたタッピング加工位置を参照して、当該タッピング加工位置を前記パンチング加工位置Ａに位置決めした後、前記パンチＰ，ダイＤによってワークＷの打抜き加工を行うことにより、ワークＷから折れたタップＴの除去を行うことができるものである。
【００２９】
前記制御装置４７には、レーザ加工機を使用して折れたタップＴの除去処理を行うために、レーザ切断加工ラインパターン記憶手段６３が備えられている。このレーザ切断加工ラインパターン記憶手段６３には、例えば所定半径の円形の加工ラインパターン又は適宜大きさの正方形などの閉じた加工ラインパターンが予め格納してある。したがって、前記タップ折損検出手段５９によってタップの折損が検出され、レーザ加工機によって折損したタップＴの除去処理を行う場合には、前記折損位置記憶手段６１に記憶されたタッピング加工位置をレーザ加工位置Ｂに対応した位置に相対的に位置決めすると共に、レーザ切断加工ラインパターン記憶手段６３に予め記憶されている加工パターンでもって、図３（Ｂ）に示すように、タップＴの周囲を相対的に移動してレーザ切断を行うものである。そして、ワークＷから切断分離された部分は、シャッター１３Ｓを開いて除去するものである。
【００３０】
なお、図３（Ｃ）に示すように、折損したタップＴを備えた製品部分ＳをワークＷから切断分離して除去する場合には、制御装置４７に製品部分輪郭データ記憶手段６５を備え、タッピング加工装置によってワークＷにタッピング加工を行う際に、又はタップ折損検出手段５９によってタップの折損を検出したときに、当該タッピング加工位置に対応した製品部分Ｓの輪郭データを、加工プログラム（例えばＮＣデータ）から前記製品部分輪郭データ記憶手段６５に格納する。前記製品部分Ｓの輪郭データには、製品部分の輪郭及びミクロジョイントの位置、大きさが含まれているものである。
【００３１】
したがって、折損したタップＴを備えた製品部分Ｓの切断除去を行う場合には、前記製品部分輪郭データ記憶手段６５に記憶されている輪郭データを参照して製品部分Ｓの輪郭を切断することによって、ワークＷから製品部分Ｓの切断分離を行い、シャッター１３Ｓを開いて除去するものである。なお、製品部分Ｓの輪郭が切断されていない場合には全輪郭の切断を行うものであり、ミクロジョイントでもってワークＷと製品部分Ｓとが接続された状態にあるときには、ミクロジョイント部分の切断を行うものである。
【００３２】
なお、製品部分Ｓの輪郭の切断は、パンチプレスに備えた金型によってニブリング加工又は追い抜き加工によって行うことができる。また、レーザ加工によってレーザ切断加工を行うことも可能である。すなわち、製品部分Ｓの輪郭に沿っての切断加工は、パンチプレス又はレーザ加工機によって行うことができるものである。
【００３３】
以上のごとき説明から理解されるように、板状のワークにおける製品部分にタッピング加工を行っている際に、タップの折損が生じると、この折損したタップの先端部がワークＷに食い込んでいる部分の周囲、又は折損したタップの先端部が食い込んでいる製品部分をワークＷから切断分離して、折損したタップの先端部分の除去処理を行う。そして、代わりの別個のタップを使用して、次工程の製品部分のタッピング加工を継続して行うことができる。
【００３４】
したがって、折損したタップの先端部分がワークＷに食い込んだ状態でもってワークＷを大きな範囲に亘って移動位置決めするようなことがなく、折損したタップの先端部を大きく移動することの問題がないと共に、次工程の製品部分のタッピング加工に問題を生じるようなことがないものである。
【符号の説明】
【００３５】
１１    レーザ加工ヘッド
２５    ワーク移動位置決め手段
２７Ａ〜２７Ｃ，４１Ａ〜４１Ｃ    タップ
２９    工具タレット
４３    工具マガジン
４７    制御装置
５９    タップ折損検出手段
６１    折損位置記憶手段
６３    レーザ切断加工ラインパターン記憶手段
６５    製品部分輪郭データ記憶手段
Ｐ    パンチ
Ｄ    ダイ
Ｔ    タップ
Ｌ    レーザ切断加工ライン
Ｓ    製品部分
Ｗ    ワーク
【図１】
0005836107.tif 000002
【図２】
0005836107.tif 000003
【図３】
0005836107.tif 000004
【図４】
0005836107.tif 000005