(57)【要約】【課題】  ワークホルダによる板材持ち替え時の板材のずれによる誤差を低減することができ、加工精度を向上させることができる板材加工機を提供する。【解決手段】  加工ヘッド３と、板材Ｗの端部を把持するワークホルダ９を有し加工ヘッド３に対して板材３を位置決めする板材位置決め装置４とを備える。ワークホルダ９の持ち替え時の位置ずれ防止のために、テーブル３上に板材Ｗを押し付けて固定する第１の板材固定装置１５を有する。この板材加工機１において、一対の板材挟み部材１６ａにより板材Ｗの両端を挟んで固定する第２の板材固定装置１６を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材に加工を施す加工ヘッドと、テーブル上の板材の端部を把持するワークホルダを有しこのワークホルダを少なくとも一方向に移動させることにより前記加工ヘッドに対して板材の加工部位を位置決めする板材位置決め装置と、前記テーブル上に板材を押し付けて板材を固定する第１の板材固定装置と、この板材を固定した状態で前記ワークホルダによる板材把持の解除、ワークホルダの移動、ワークホルダによる再把持の各動作を順に行うことによりワークホルダによる板材の持ち替えを行うように、前記板材位置決め装置および第１の板材固定装置を制御する板材持ち替え制御手段とを備えた板材加工機であって、  一対の板材挟み部材により前記板材の両端を挟んで固定する第２の板材固定装置を設けたことを特徴とする板材加工機。
【請求項２】
前記板材位置決め装置は、前記板材を前記一方向およびこの方向に対する直交方向に板材を移動させるものであり、前記第２の板材固定装置は板材を前記一方向に挟んで固定するものであり、前記第１の板材固定装置と第２の板材固定装置とは、前記第１の板材固定装置の方が加工ヘッドに対して近くに位置するように、前記直交方向に互いに離れて配置された請求項１記載の板材加工機。
【請求項３】
前記第２の板材固定装置が、前記一対の板材挟み部材を前記一方向にそれぞれ進退させる一対の挟み部材進退機構を有し、これら挟み部材進退機構は、互いに独立して位置決め可能とした請求項１または請求項２記載の板材加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パンチプレスやレーザ加工機等の板材加工機に係り、特に板材の持ち替え構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
パンチプレスやレーザ加工機等の板材加工機においては、テーブル上の板材の端部をワークホルダで把持し、ワークホルダの移動により板材を前後左右に移動させて、加工ヘッドに対する板材の加工部位を位置決めする。
上記板材位置決め装置は、ワークホルダの移動可能な範囲が限られており、長尺の板材を加工するときは、ワールホルダによる板材の把持位置を変更する持ち替え動作が必要となる。この場合に、単にワークホルダを放してしまうと板材が非固定状態となって、板材の位置がずれる。
【０００３】
このため、テーブル上で板材の２点を摩擦パッドで押し付けて固定する板材固定装置を設け、その固定状態でワークホルダを移動させて持ち替えること（レポジション等と呼ばれる）が行われている（例えば、特許文献１）。
特許文献１の例では、持ち替え時の誤差を低減するため、さらに、パンチ工具による穿孔加工の途中で、パンチ工具の昇降を止め、パンチ工具によりワークを固定させた状態でワークホルダの持ち替えを行うことも提案されている。
【０００４】
なお板材折り曲げ機構においては、板材搬入時の板材のセンタリング機構であるが、板材を両側から挟んで板材を位置決めする機構が用いられている（例えば、特許文献２）。  
【特許文献１】特許第３６５８８９８号公報
【特許文献２】特開平６−２９７０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のテーブル上に板材を摩擦パッドで押し付けて板材を固定するものは、ワークホルダによる持ち替えに伴う把持位置の誤差が、ある程度小さくできる。しかし、上記摩擦パッドによる押し付け位置は、加工ヘッドの近傍位置であり、ワークホルダによる板材の保持位置は、加工ヘッドから離れた板材端部の位置となる。このため、板材のワークホルダによる把持部分は、上記摩擦パッドで押し付けても、ある程度の自由度があり、この自由度のため、ワークホルダによる持ち替え時に誤差が生じることがある。この程度の誤差は一般的な加工では許容されるが、要求される加工精度によっては、許容することができない場合がある。
【０００６】
特許文献１のような、穿孔途中のパンチ工具で板材を固定する構成は、摩擦パッドによる押し付けだけの場合に比べて、板材の固定が確実となる。しかし、パンチ工具による板材の固定は、加工ヘッドの位置であるため、上記の加工ヘッドから離れた板材端部の自由度による持ち替え誤差は、解消することができない。
なお、特許文献２に示された挟み付け手段は、板材搬入時のセンタリングを行うものであり、持ち替え時の誤差を低減させるものではない。
【０００７】
この発明の目的は、ワークホルダによる板材持ち替え時の板材のずれによる誤差を低減することができ、加工精度を向上させることができる板材加工機を提供することである。  この発明の他の目的は、持ち替え時のより一層の誤差の低減、特に、加工ヘッドから離れた位置の板材の自由度に起因する誤差を低減可能とすることである。
この発明のさらに他の目的は、持ち替え前の板材の位置に係わらず、また板材の左右いずれかに切欠などがある場合でも板材の固定が行えて、持ち替え時の誤差の低減が可能なものとすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の板材加工機は、板材に加工を施す加工ヘッドと、テーブル上の板材の端部を把持するワークホルダを有しこのワークホルダを少なくとも一方向に移動させることにより前記加工ヘッドに対して板材の加工部位を位置決めする板材位置決め装置と、前記テーブル上に板材を押し付けて板材を固定する第１の板材固定装置と、この板材を固定した状態で前記ワークホルダによる板材把持の解除、ワークホルダの移動、ワークホルダによる再把持の各動作を順に行うことによりワークホルダによる板材の持ち替えを行うように、前記板材位置決め装置および第１の板材固定装置を制御する板材持ち替え制御手段とを備えた板材加工機であって、一対の板材挟み部材により前記板材の両端を挟んで固定する第２の板材固定装置を設けたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、ワークホルダによる板材の持ち替え時に、第１の板材固定装置による板材の固定に加えて、第２の板材固定装置で板材を固定することができる。そのため、板材の固定が確実となり、板材持ち替え時の板材のずれによる誤差を低減することができる。したがって、持ち替えた後の加工の加工精度を向上させることができる。
第２の板材固定装置は、一対の板材挟み部材により前記板材の両端を挟んで固定するものであるため、板材をテーブル上に押し付ける固定構造に比べて、板材の固定がより確実であり、板材のずれをより確実に防止できる。また、第２の板材固定装置は両端から挟み付ける形式であるため、上方から押し付けるものと異なり、テーブルの上方に位置するフレーム等がなくても、テーブル上に設置することができる。そのため、第２の板材固定装置は、加工ヘッドから離れた箇所となるワークホルダに近い箇所に設置することができ、この点からもワークホルダによる持ち替え時の誤差をより一層低減することができる。
【００１０】
この発明において、前記板材位置決め装置は、前記板材を前記一方向およびこの方向に対する直交方向に板材を移動させるものであり、前記第２の板材固定装置は板材を前記一方向に挟んで固定するものであり、前記第１の板材固定装置と第２の板材固定装置とは、前記第１の板材固定装置の方が加工ヘッドに対して近くに位置するように、前記直交方向に互いに離れて配置されたものであっても良い。
このように、第１の板材固定装置と第２の板材固定装置とを、板材位置決め装置の持ち替え時の移動方向に直交する方向に互いに離れて配置されたものとすることで、第１の板材固定装置だけでは解消できない板材の自由度、つまり板材のワークホルダ側端の自由度を第２の板材固定装置でなくし、持ち替え時の誤差をより一層確実に低減することができる。
【００１１】
この発明において、前記第２の板材固定装置が、前記一対の板材挟み部材を前記一方向にそれぞれ進退させる一対の挟み部材進退機構を有し、これら挟み部材進退機構は、互いに独立して位置決め可能としても良い。
一対の板材挟み部材が互いに連動して対称に移動するものであると、持ち替え前の板材を、常に一定位置とすることが必要で、持ち替え範囲に制限が生じる。また、板材の端部に、板材挟み部材が入る切欠等がある場合、第２の板材固定装置による固定ができない場合がある。しかし、上記のように一対の板材挟み部材を互いに独立して移動可能とすると、持ち替え前の板材の位置に係わらず、第２の板材固定装置による板材の固定が行え、また板材の端部に切欠等が生じた板材であっても、板材の固定が行える。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の板材加工機は、板材に加工を施す加工ヘッドと、テーブル上の板材の端部を把持するワークホルダを有しこのワークホルダを少なくとも一方向に移動させることにより前記加工ヘッドに対して板材の加工部位を位置決めする板材位置決め装置と、前記テーブル上に板材を押し付けて板材を固定する第１の板材固定装置と、この板材を固定した状態で前記ワークホルダによる板材把持の解除、ワークホルダの移動、ワークホルダによる再把持の各動作を順に行うことによりワークホルダによる板材の持ち替えを行うように、前記板材位置決め装置および第１の板材固定装置を制御する板材持ち替え制御手段とを備えた板材加工機であって、一対の板材挟み部材により前記板材の両端を挟んで固定する第２の板材固定装置を設けたため、ワークホルダによる板材持ち替え時の板材のずれによる誤差を低減することができ、加工精度を向上させることができる。
前記板材位置決め装置が、前記板材を前記一方向およびこの方向に対する直交方向に板材を移動させるものであり、前記第２の板材固定装置は板材を前記一方向に挟んで固定するものであり、前記第１の板材固定装置と第２の板材固定装置とは、前記第１の板材固定装置の方が加工ヘッドに対して近くに位置するように、前記直交方向に互いに離れて配置された場合は、持ち替え時のより一層の誤差の低減、特に、加工ヘッドから離れた位置の板材の自由度に起因する誤差を低減することができる。
前記第２の板材固定装置が、前記一対の板材挟み部材を前記一方向にそれぞれ進退させる一対の挟み部材進退機構を有し、これら挟み部材進退機構は、互いに独立して位置決め可能とした場合は、持ち替え前の板材の位置に係わらず、また板材の左右いずれかに切欠などがある場合でも板材の固定が行えて、持ち替え時の誤差の低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。この板材加工機は、タレット式のパンチプレスに適用したものである。この板材加工機１は、テーブル２上の板材Ｗに加工を施す加工ヘッド３と、板材Ｗを一方向（Ｘ方向）およびその直交方向（Ｙ方向）に移動させることにより加工ヘッド３に対して板材Ｗの加工部位を位置決めする板材位置決め装置４とを備える。
【００１４】
加工ヘッド３は、パンチ工具（図示せず）を昇降させるラムからなり、フレーム５における上フレーム部５ａの前端に設けられている。なお、図ではフレーム５は機体カバーで覆われているが、この明細書ではフレーム５を覆う機械カバーを含めてフレームと称す。フレーム５には、上下一対のタレット６（上タレットのみ図示）を有し、上下のタレット６における外周部にパンチ工具およびダイ工具がそれぞれ支持されている。上下のタレット６は、タレット割出機構（図示せず）により、任意のパンチ工具およびダイ工具が、加工ヘッド３の中心である加工位置Ｐに割り出される。
【００１５】
板材位置決め装置４は、下フレーム５ｂのレール２６上を前後（Ｙ方向）に移動するキャリッジ７と、このキャリッジ７に搭載されて左右方向（Ｘ軸方向）に移動するクロススライド８とを有し、板材Ｗの端部を把持する複数のワークホルダ９が、クロススライド８に左右に並んで取付けられている。キャリッジ７およびクロススライド８は、それぞれ各軸のサーボモータ１０，１１により、ボールねじ機構１２，１３を介して進退駆動される。ワークホルダ９は、板材Ｗを上下に挟んで把持するものであり、エアシリンダ等の開閉駆動源（図示せず）により開閉させられる。
【００１６】
テーブル２は、図２のように、中央の固定テーブル２ａと左右のスライドテーブル２ｂからなる。左右のスライドテーブル２ｂは、キャリッジ７と一体化されキャリッジ７と共に前後移動する。テーブル２の左右方向（Ｘ方向）の一端には、板材Ｗの搬入時に板材端を押し当てて位置決めするエンドロケータ１４が、テーブル２の上面に対して突没可能に設けられている。
【００１７】
上記基本構成の板材加工機１において、ワークホルダ９による持ち替え時の板材Ｗの固定用に、第１の板材固定装置１５および第２の板材固定装置１６が設けられている。
第１の板材固定装置１５は、摩擦パッド１５ａによりテーブル２上に板材Ｗを押し付けて板材Ｗを固定する装置である。摩擦パッド１５ａは２個設けられ、それぞれ油圧シリンダまたはエアシリンダ等の昇降駆動源（図示せず）で昇降させられる。各昇降駆動源は、フレーム５の上フレーム部５ａに設置されている。２個の摩擦パッド１５ａは、加工ヘッド３の左右両側に振り分けて配置され、タレット６に干渉しない程度に、加工ヘッド３からワークホルダ９側に離れて配置されている。
【００１８】
第２の板材固定装置１６は、一対の板材挟み部材１６ａにより板材Ｗを左右方向（Ｘ方向）に挟んで固定するものである。第１の板材固定装置１５と第２の板材固定装置１６とは、第１の板材固定装置１５の方が加工ヘッド３に対して近くに位置するように、前後方向Ｙに互いに離れて配置されている。図示の例では、第２の板材固定装置１６は、前後方向Ｙにつき、テーブル２におけるワークホルダ９の近傍に配置されている。左右の板材挟み部材１６ａは、テーブル２における左右のスライドテーブル２ｂに配置されている。
【００１９】
第２の板材固定装置１６の板材挟み部材１６ａは、テーブル２のスライドテーブル２ｂに左右方向に沿って設けられたスリット１７からテーブル上面に突没可能に突出し、かつスリット１７内をその長手方向に移動可能である。
【００２０】
各板材挟み部材１６ａは、それぞれ図３に示す挟み部材進退機構１８により左右方向に進退移動可能とされ、突没機構２３により、上記スリット１７からのテーブル上面への突没が行われる。挟み部材進退機構１８は、レール１９上に直動転がり軸受２０を介して進退自在に設置した進退台２１に、突没機構２３を介して板材挟み部材１６ａを設置したものである。進退台２１は、ロッドレスシリンダ等の進退駆動源２２により等により進退させられる。レール１９は、テーブル２のテーブル支持フレーム２４に設置されており、上記スリット１７は、テーブル２のテーブル天板に設けられている。
【００２１】
両挟み部材進退機構１８は、互いに独立して位置決め可能とされる。具体的には、例えば、板材挟み部材１６ａの押し付け方向に対する抵抗を検知するセンサ（図示せず）を設け、挟み方向への移動時に設定値以上の抵抗が検知されると、進退駆動源２２の動作を現在位置で止める制御を行うものとされる。進退駆動源２２がサーボモータとボールねじ等からなる場合は、前記センサの代わりに、サーボ系で検出されるトルク値に応じて前進を止めて現在位置を維持するものとしても良い。
【００２２】
突没機構２３は、流体圧シリンダまたは電磁ソレノイド等からなり、板材挟み部材１６ａを、テーブル２に対する突出位置（図３に鎖線で示す位置）と没入位置（実線で示す位置）との２位置に昇降させる。テーブル２には、その上面にブラシまたは自在回転ボール等からなる板材滑り用部材２５が分散して設けられており、板材挟み部材１６ａは、突出位置では、板材滑り用部材２５に載せられた板材Ｗの上面よりも高く突出する。
なお、図３は、図１，図２の右側の板材挟み部材１６ａにつき示したものであって、板材挟み部材１６ａはスライドテーブル２ｂから固定テーブル２ａの上方へ片持ち状に延びるように逆Ｌ字状に設けられているが、図１，図２のの左側の板材挟み部材１６ａは、突没機構２３から単に上方へ延びた形状とされている。
また、図３に示した第２の板材固定装置１６は、その一例であり、板材固定装置１６にはその他種々の構成のものが採用できる。
【００２３】
図１において、加工機制御装置２７は、板材加工機１の制御系を除く部分である板材加工機本体の全体を制御する装置である。加工機制御装置２７は、コンピュータ式の数値制御装置およびプログラマブルコントローラにより構成され、加工プログラム（図示せず）を解読して実行する。この加工機制御装置２７に、ワークホルダ９による持ち替え時の一連の制御を行う持ち替え制御手段２８が設けられている。この持ち替え制御手段２８は、加工プログラムにより個々の動作指令を与えるものであっても、また加工プログラムによる持ち替え命令によって、プログラマブルコントローラにおける一連のシーケンスプログラムを実行させて個々の動作指令を与えるものとしても良い。
【００２４】
持ち替え制御手段２８は、基本的には、第１の板材固定装置１５により板材Ｗを固定し、この状態でワークホルダ９による板材把持の解除を行い、ワークホルダ９を持ち替え位置まで移動させ、ワークホルダ９による板材Ｗの再把持の各動作を順に行わせるものとする。この動作に、第２の板材固定装置１６の動作を加えた制御とする。
【００２５】
すなわち、後に図３と共に説明するが、持ち替え制御手段２８は、第１の板材固定装置１５により板材Ｗを固定し、第２の板材固定装置１６により板材Ｗを挟み込み状態に固定し、この状態でワークホルダ９による板材把持の解除を行い、ワークホルダ９を持ち替え位置まで移動させ、ワークホルダ９により板材Ｗを再把持させ、第１の板材固定装置１５および第２の板材固定装置１６の固定の解除の各動作を順に行わせる。
【００２６】
上記構成によるワークホルダ９の持ち替え動作を、図４と共に説明する。持ち替えを行うときは、板材位置決め装置４による板材Ｗの前後左右の位置を適宜の位置（加工に応じて加工プログラムで適宜定める）に位置決めした後、まず、図４（Ａ）のように、第１の板材固定装置１５の摩擦パッド１５ａを、上昇待機位置から下降させて板材Ｗをテーブル２上に押し付け状態に固定する。このとき、第２の板材固定装置１６の両側の板材挟み部材１６ａは、互いに離れかつテーブル下に沈んだ待機位置にある。
【００２７】
この後、同図（Ｂ）のように、第２の板材固定装置１６の両板材挟み部材１６ａがテーブル２上に突出して互いに近づくことで、板材Ｗの両端を挟んで固定する。各板材挟み部材１６ａは、板材Ｗに当たったときに、上記のように抵抗が検知され、その位置で停止する。そのため、板材Ｗの左右両側の端部位置と各板材挟み部材１６ａとの間の距離が互いに異なっていても、適切に板材Ｗを挟み込むことができる。また、板材Ｗの左右両側の端部に、板材挟み部材１６ａが嵌まり込むような切欠（図示せず）等が生じていても、板材Ｗを適切に挟み込むことができる。
【００２８】
このように、第１の板材固定装置１５および第２の板材固定装置１６により板材Ｗを固定した状態で、ワークホルダ９による板材Ｗの把持を解除し、図４（Ｃ）のようにワークホルダ９をＸ方向に移動させる。この移動の後、ワークホルダ９による板材Ｗの再度の把持を行う。このように、ワークホルダ９で板材Ｗの持ち替えを行った後、第２の板材固定装置１６の待機位置への復帰、および第１の板材固定装置１５の待機位置への復帰を行って、一連の持ち替え動作が完了する。第１，第２の板材固定装置１５，１６の復帰は、何方が先であっても良い。
【００２９】
この板材加工機１によると、このように、第１の板材固定装置５による板材Ｗの固定に加えて、第２の板材固定装置１６で板材Ｗを固定する。そのため、板材Ｗの固定が確実となり、板材持ち替え時の板材Ｗのずれによる誤差を低減することができる。したがって、持ち替えた後の板材Ｗの加工精度を向上させることができる。
この場合に、第１の板材固定装置１５で加工ヘッド３の近傍における板材Ｗの固定を行い、第２の板材固定装置１６は、第１の板材固定装置１５による固定だけでは自由状態となるワークホルダ９の近傍部分を固定するため、持ち替え時の誤差をより一層確実に低減することができる。
第２の板材固定装置１６は、一対の板材挟み部材１６ａにより板材１６ａの両端を挟んで固定するものであるため、板材Ｗをテーブル２上に押し付ける固定構造に比べて、板材の固定がより確実であり、板材のずれをより確実に防止できる。また、第２の板材固定装置１６は両端から挟み付ける形式であるため、第１の板材固定装置１５のように上方から押し付けるものと異なり、テーブル２に設置することができて、その上方に位置する上フレーム５ａ等の取付用部材がなくても済む。そのため、第２の板材固定装置１６は、加工ヘッド６から離れた箇所となるワークホルダ９に近い箇所に設置することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態は、第２の板材固定装置１６が、板材Ｗを左右方向（Ｘ方向）に挟み込むものとしたが、例えば図５に示すように、板材挟み部材１６ａの対を前後方向に設け、板材Ｗを前後から固定するものとしても良い。また、図６に示すように、板材挟み部材１６ａの対を前後方向と左右方向とにそれぞれ設け、板材Ｗを前後および左右から固定するものとしても良い。その場合、板材Ｗのより一層確実な固定が行え、持ち替え時の誤差をさらに低減することができる。
さらに、図７に実線で示すように、第２の板材固定装置１６が、板材Ｗを左右方向（Ｘ方向）に挟み込むものである場合に、左右の板材挟み部材１６ａ，１６ａを互いに前後にずれたものとしても良い。さらに、図７に１点鎖線で加えて示すように、第２の板材固定装置１６は、左右の板材挟み部材１６ａ，１６ａの対を前後に並べて２組設けても良い。この場合、前後方向の同じ位置の板材挟み部材１６ａ，１６ａが一つの対を成す。
これらの各実施形態におけるその他の構成は、図１〜図４に示す第１の実施形態と同様である。
【００３１】
また、上記実施形態は、第２の板材固定装置１６をテーブル２におけるスライドテーブル２ｂに設置した場合につき説明したが、テーブル２は、固定テーブルのみからなるものであっても良く、その固定のテーブルに第２の板材固定装置１６を設けても良い。
さらに、上記実施形態では、パンチプレスに適用した場合につき説明したが、この発明はレーザ加工機やその他の板材加工機一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の一実施形態にかかる板材加工機の斜視図である。
【図２】同板材加工機の破断平面図である。
【図３】同板材加工機における第２の板材固定装置の拡大破断側面図および拡大破断正面図である。
【図４】同板材加工機の持ち替え動作の説明図である。
【図５】この発明の他の実施形態に係る板材加工機の部分平面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態に係る板材加工機の部分平面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態に係る板材加工機の部分平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…板材加工機
２…テーブル
２ａ…固定テーブル
２ｂ…スライドテーブル
３…加工ヘッド
４…板材位置決め装置
５…フレーム
６…タレット
７…キャリッジ
８…クロススライド
９…ワークホルダ
１５…第１の板材固定装置
１５ａ…摩擦パッド
１６…第２の板材固定装置
１６ａ…板材挟み部材
１７…スリット
１８…挟み部材進退機構
１９…レール
２３…突没機構
２７…加工機制御装置
２８…持ち替え制御手段
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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【図７】
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