(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｙ軸方向に移動位置決め自在のＹ軸キャリッジベースと、該Ｙ軸キャリッジベースにＸ軸方向へ移動移動位置決め自在の複数個のワーククランプ装置を設けた板材加工機の板材位置決め装置において、前記Ｙ軸キャリッジベースにＸ軸送りねじとしてのボールねじスプライン軸を設け、前記ワーククランプ装置のそれぞれに前記ボールねじスプライン軸に螺合するボールねじナットと、スプライン係合するスプラインナットとを回転自在に設け、該スプラインナットの回転を前記ボールねじナットへ伝達可能または該ボールねじナットの回転を規制可能なトランスミッションを設け、前記トランスミッションは、前記ボールねじスプライン軸に平行なクラッチ入力軸を回転可能に設けると共に、該クラッチ入力軸の一端部にクラッチディスクを一体的に設け、前記クラッチ入力軸側にスプライン軸部を有するクラッチ出力軸を回転可能に設け、前記クラッチディスクに係脱可能なクラッチディスクとブレーキディスクとを備えた軸体を前記クラッチ入力軸のスプライン軸部にスプライン係合して設け、前記クラッチ入力軸へ前記スプラインナットの回転を伝達する第一伝達手段を設けると共に、前記クラッチ出力軸の回転を前記ボールねじナットに伝達する第二伝達手段を設け、前記可動体を軸方向に進退させるクラッチシリンダを設けてなり、前記複数個のワーククランプ装置を同時にまたは個別にＸ軸方向へ移動位置決め可能に設けたことを特徴とする板材加工機の板材位置決め装置。
【請求項２】
請求項１に記載の板材加工機の板材位置決め装置において、前記第一伝達手段は、前記スプラインナットに第一歯付きプーリを設けると共に前記クラッチ駆動軸に第二歯付きプーリを設け、該第一、第二歯付きプーリ間に歯付きベルトを掛け回して設け、前記第二伝達手段は、前記クラッチ出力軸に第三歯付きプーリを設けると共に前記ボールねじナットに第四歯付きプーリを設け、該第三、第四歯付きプーリ間に歯付きベルトを掛け回して設け、前記第一歯付きプーリから第四歯付きプーリまでの最終段速比が１／１になるように設けたことを特徴とする板材加工機の板材位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板材加工機の板材位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パンチプレスなどの板材加工機における板材位置決め装置は、通常、Ｘ軸キャリッジをＹ軸キャリッジ上に設け、このＸ軸キャリッジに複数のワーククランプが装着してある。
【０００３】
上述の板材加工機において板材位置決め装置の移動範囲を越える（例えば、Ｘ軸方向が移動範囲を越える）長尺のワークの端部を加工する場合、ワークの自動掴み替え（オートリポジショニング）を行って加工を行っている。
【０００４】
また、板材を把持したワーククランプ装置の周囲には、パンチとワーククランプとが干渉するために加工不能領域（いわゆるデッドゾーン）ができる。
【０００５】
この加工不能領域を加工するために、ワーククランプの板材に対するクランプ位置を自動変更可能にする手段（いわゆるクランプポジショナー）を備えた板材加工機の板材位置決め装置もある。
【０００６】
例えば、特開平１１−３００４３９号公報には、複数のワーククランプのそれぞれに、駆動用のモータを設けてワーククランプをＸ軸に沿って自走可能にし、ワーククランプの板材に対するクランプ位置を変更可能した板材加工機の板材位置決め装置の技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の板材加工機における板材位置決め装置において、ワークの自動掴み替えを行う場合には、一度Ｘ軸キャリッジを原点に戻す必要がある。
【０００８】
また、上述の特開平１１−３００４３９号に開示される板材加工機の板材位置決め装置においては、板材の位置決めおよびクランプ位置の変更時に、モータ駆動用のケーブルを引きずるのでケーブル切断の危険性がある。また、板材の位置決め時においては、ワーククランプに備えたそれぞれのモータの同期を完全にとらないと故障する恐れがある。
【０００９】
本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、複数のワーククランプを個別にまたは同時にＸ軸方向に移動させることが可能な板材加工機の板材位置決め装置において、ワーククランプに個別のＸ軸駆動モータを必要とせず、また同期運転不要の単独駆動源を用いた新規な板材加工機の板材位置決め装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の板材加工機の板材位置決め装置は、Ｙ軸方向に移動位置決め自在のＹ軸キャリッジベースと、該Ｙ軸キャリッジベースにＸ軸方向へ移動移動位置決め自在の複数個のワーククランプ装置を設けた板材加工機の板材位置決め装置において、前記Ｙ軸キャリッジベースにＸ軸送りねじとしてのボールねじスプライン軸を設け、前記ワーククランプ装置のそれぞれに前記ボールねじスプライン軸に螺合するボールねじナットと、スプライン係合するスプラインナットとを回転自在に設け、該スプラインナットの回転を前記ボールねじナットへ伝達可能または該ボールねじナットの回転を規制可能なトランスミッションを設け、該トランスミッションは前記ボールねじスプライン軸に平行なクラッチ入力軸を回転可能に設けると共に、該クラッチ入力軸の一端部にクラッチディスクを一体的に設け、前記クラッチ入力軸側にスプライン軸部を有するクラッチ出力軸を回転可能に設け、前記クラッチディスクに係脱可能なクラッチディスクとブレーキディスクとを備えた軸体を前記クラッチ入力軸のスプライン軸部にスプライン係合して設け、前記クラッチ入力軸へ前記スプラインナットの回転を伝達する第一伝達手段を設けると共に、前記クラッチ出力軸の回転を前記ボールねじナットに伝達する第二伝達手段を設け、前記可動体を軸方向に進退させるクラッチシリンダを設けてなり、前記複数個のワーククランプ装置を同時にまたは個別にＸ軸方向へ移動位置決め可能に設けてなることを要旨とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の板材加工機の板材位置決め装置は、請求項１に記載の板材加工機の板材位置決め装置において、前記第一伝達手段は、前記スプラインナットに第一歯付きプーリを設けると共に前記クラッチ駆動軸に第二歯付きプーリを設け、該第一、第二歯付きプーリ間に歯付きベルトを掛け回して設け、前記第二伝達手段は、前記クラッチ出力軸に第三歯付きプーリを設けると共に前記ボールねじナットに第四歯付きプーリを設け、該第三、第四歯付きプーリ間に歯付きベルトを掛け回して設け、前記第一歯付きプーリから第四歯付きプーリまでの最終段速比が１／１になるように設けてなることを要旨とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係わる板材位置決め装置を適用した門型の本体フレームを有するタレットパンチプレスの正面図である。図２は図１のII-II線に沿って見た図である。
【００１５】
図１によく示されるように、タレットパンチプレス１は門型の本体フレーム３を有しており、本体フレーム３は下部フレーム５と上部フレーム７の間を左右のコラム９（ａ，ｂ）で連結し、下部フレーム５と上部フレーム７の間に作業空間１１が形成してある。
【００１６】
タレットパンチプレス１には、多数のパンチ１３およびダイ１５を着脱自在に支承した上部タレットディスク１７と下部タレットディスク１９が対向して設けてある。この上下のタレットディスク（１７、１９）は、図示省略の回転駆動手段により上下タレットディスク（１７、１９）を水平方向に同期回転させて、所望する金型（パンチとダイ）を加工中心位置２１に回転割り出しすることができるように設けてある。
【００１７】
上下タレットディスク（１７、１９）の回転により、加工中心位置２１に割出しされたパンチ１３を打圧する打撃子２３を下面に備えたラム２５が上下動自在に設けてある。ラム２５の駆動手段は図示省略してあるが、このラム駆動手段には、油圧シリンダを使用した公知の油圧駆動方式、或いは偏心クランク機構を使用した公知の機械方式を用いることができる。
【００１８】
前記作業空間１１の右方には、すなわち上下タレットディスク（１７、１９）の右方には板材位置決め装置２７が設けてある。
【００１９】
図１、図２に示す様に、板材位置決め装置２７は、Ｙ軸方向に移動自在のＹ軸キャリッジベース２９と、このＹ軸キャリッジベース２９上をＸ軸方向（Ｙ軸に直交する方向）に移動自在の複数（実施例では４個）のワーククランプ装置３１（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）などで構成してある。
【００２０】
上述のＹ軸キャリッジベース２９は、前記下部フレーム５に設けた固定ワークテーブル３３上をＸ軸方向に跨いで下部フレーム５の両側へ延伸して設けてあり、このＹ軸キャリッジベース２９には、固定ワークテーブル３３の両側をＹ軸方向へＹ軸キャリッジベース２９と一体的に移動するサイドテーブル３４が設けてある。
【００２１】
なお、固定ワークテーブル３３とサイドテーブル３４は同一高さのワーク支持面を有している。
【００２２】
また、上述のＹ軸キャリッジベース２９は、前記下部フレーム５の両脇に設けたＹ軸ガイドレール３５、３７に移動自在に設けると共に、前記本体フレーム３のコラム９ａに設けたＹ軸駆動モータ３６に回転駆動されるＹ軸駆動ねじ３８に螺合するナット部材４０に一体的に連結してある。
【００２３】
したがって、図示省略のＮＣ制御装置によりＹ軸駆動モータ３６を適宜に駆動することによって、Ｙ軸キャリッジベース２９をＹ軸方向の任意の位置に位置決めすることができる。
【００２４】
また図３によく示されるように、前記Ｙ軸キャリッジベース２９の左側面には、Ｘ軸方向に延伸するＸ軸ガイドレール３９が設けてある。Ｙ軸キャリッジベース２９の上には、前記Ｘ軸ガイドレール３９に平行なＸ軸送りねじとしてのボールねじスプライン軸４１がＹ軸キャリッジベース２９の端部に設けた一対の軸受け４３（ａ，ｂ）に両端部を回転自在に軸支してある。また、上述のボールねじスプライン軸４１の端部には、Ｘ軸駆動モータ４２が設けてある。
【００２５】
前記Ｘ軸ガイドレール３９には、前述のワーククランプ装置３１のハウジング４４がガイド部材４５を介してＸ軸方向に移動自在に係合してある。なお、Ｘ軸ガイドレール３９およびガイド部材４５には、例えばリニアモーションベアリング（市販品名ＬＭガイド）を使用することができる。
【００２６】
図３、図４によく示される様に、前記ワーククランプ装置３１のハウジング４４には、２個のアンギュラー玉軸受け４７ａと４７ｂとが取付てある。このアンギュラー玉軸受け４７ａの内輪は、前記ボールねじスプライン軸４１にスプライン係合するスプラインナット４９となっている。また、ラジアル玉軸受け４７ｂの内輪は、前記ボールねじスプライン軸４１に螺合するボールねじナット５１となっている。
【００２７】
なお、ラジアル玉軸受け４７ａと４７ｂには、市販の複列アンギュラー玉軸受けの如きラジアル玉軸受けを使用し、このラジアル玉軸受けに前記スプラインナット４９またはボールねじナット５１を取付ける構成にすることもできる。
【００２８】
図４に示すように、前記ワーククランプ装置３１のハウジング４４には、スプラインナット４９の回転をボールねじナット５１へ伝達可能またはこのボールねじナット５１の回転を規制可能なクラッチ・ブレーキ５３を有するトランスミッション５５が設けてある。
【００２９】
次に上述のトランスミッション５５について説明する。前記ハウジング４４の上部には、前記ボールねじスプライン軸４１と平行にクラッチ入力軸５７が複数のラジアル玉軸受け５９により回転可能に設けてある。このクラッチ入力軸５７の右端部には環状の櫛歯６０を備えたクラッチディスク６１が設けてある。
【００３０】
上述のクラッチディスク６１の右方（図４において右側）には、前記クラッチ入力軸５７と同軸のクラッチ出力軸６３が複数のラジアル玉軸受け６５により回転可能に設けてある。このクラッチ出力軸６３の左側端部はスプライン溝６７が形成してある。なお、上述のラジアル玉軸受け６５は前記ハウジング４４の上部に複数のボルトで一体的に固定した軸受けハウジング６６に設けてある。
【００３１】
前記環状の櫛歯６０に係合可能な環状の櫛歯６８を備えたクラッチディスク６９の軸体７１が、前記スプライン溝６７に軸方向に移動可能に係合してある。この軸体７１は、前記クラッチディスク６９から若干右方へ延伸して設けてあり、その右側端部には、前記クラッチディスク６９の外径より若干小径の環状スペーサ７３を介して環状のブレーキディスク７５が複数のボルト７７で一体的に結合してある。なお、ブレーキディスク７５の外径は環状スペーサ７３の外径より若干大径に形成してある。
【００３２】
また、前記クラッチディスク６９と環状スペーサ７３の間には、クラッチディスク６９の外径と同径のスラスト軸受け７９が設けてある。なお、このスラスト軸受けと環状スペーサ７３との間には若干の間隙ｄが設けてある。
【００３３】
前記ブレーキディスク７５の表面には、摩擦材で製作した環状のブレーキパッド８１ａが張り付けてあり、またこのブレーキパッド８１ａに当接係合可能な同様のブレーキパッド８１ｂが前記軸受けハウジング６６に設けてある。
【００３４】
前記ワーククランプ装置３１のハウジング４４の上部には、クラッチ作動用の空圧シリンダ８３が設けてある。空圧シリンダ８３のピストン８５のピストンロッド８７は前記クラッチ出力軸６３の上方をクラッチ出力軸６３に平行に進退可能に設けてある。また、ピストンロッド８５には前記環状スペーサ７３の外径部を挟持する二股のフォーク８９が取付てある。また、上述のピストン８５とヘッドカバー９１との間には、ピストン８５を常時突出させるように作用するスプリング９３が設けてある。
【００３５】
前記スプラインナット４９の回転をクラッチ入力軸５７に伝達するための第一伝達手段として、スプラインナット４９には歯数Ｚａの第一歯付きプーリ９５を設けると共に、クラッチ入力軸５７には歯数Ｚｂの第二歯付きプーリ９７を設け、この第一、第二歯付きプーリ（９５，９７）の間に歯付きベルト９９が掛け回してある。
【００３６】
また、前記クラッチ出力軸６３の回転を前記ボールねじナット５１に伝達するための第二伝達手段として、クラッチ出力軸６３には、歯数Ｚｃの第三歯付きプーリ１０１を設けると共に、前記ボールねじナット５１には歯数Ｚｄの第四歯付きプーリ１０３を設け、この第三、第四歯付きプーリ間（１０１，１０３）に歯付きベルト１０５が掛け回してある。
【００３７】
なお、前記第一歯付きプーリ９５のスプラインナット４９への取付および第四歯付きプーリのボールねじナット５１への取付は、複数のボルト９６によって取付てある。また、第二歯付きプーリ９７のクラッチ入力軸５７への取付および第三歯付きプーリ１０１のクラッチ出力軸６３への取付はキー９８とスナップリング１００によって取付てある。
【００３８】
また、上述の実施の形態における第一歯付きプーリ９５と第二歯付きプーリ９７の速比ε１２は、Ｚａ／Ｚｂ＝２に、第三歯付きプーリ１０１と第四歯付きプーリ１０３の速比ε３４は、Ｚｄ／Ｚｃ＝１／２に設定してある。したがって、第一歯付きプーリ９５と第四歯付きプーリ１０３間の速比ε１４は、ε１４＝ε１２*ε３４＝１となる。
【００３９】
上記構成において、クラッチ作動用の空圧シリンダ８３を操作する方向切換弁（図示省略）を作動させ、ピストンロッド側の空圧を大気圧に解放すれば、図４に示すように、ピストンロッド８７はスプリング９３によって空圧シリンダ８３から前進した状態となる。
【００４０】
その結果、ブレーキディスク７５に係合するフォーク８９によって、クラッチディスク６９は、ブレーキディスク７５のブレーキパッド８１ａが固定ブレーキパッド８１ｂに当接する位置まで移動する。この状態において、クラッチ出力軸６３の回転はブレーキディスク７５によって規制（ブレーキＯＮ）されると同時に、クラッチディスク６１とクラッチディスク６９の係合が解放（クラッチＯＦＦ）されるように設けてある。
【００４１】
逆に、空圧シリンダ８３のピストンロッド８７側に空圧を作用させて、ピストンロッド８７を左側へ移動させれば、クラッチディスク６１とクラッチディスク６９が係合すると同時に、クラッチ出力軸６３のブレーキが解放されてクラッチ出力軸６３の回転が可能となる。
【００４２】
図４に示す如く、クラッチ・ブレーキ５３のクラッチがＯＦＦ、ブレーキがＯＮの状態のときボールねじスプライン軸４１を回転駆動すれば、スプラインナット４９はボールねじスプライン軸４１と共に回転するが、その回転はクラッチ出力軸６３には伝達されない。一方、クラッチ出力軸６３の回転はブレーキで規制されているためボールねじナット５１は回転不能である。その結果、ワーククランプ装置３１がＸ軸方向に移動することになる。
【００４３】
次に、クラッチ・ブレーキ５３のクラッチがＯＮ、ブレーキがＯＦＦの状態のときボールねじスプライン軸４１を回転駆動すれば、ボールねじスプライン軸４１の回転は、スプラインナット４９を介してボールねじナット５１に伝達されることになる。
【００４４】
このとき、前述のように第一歯付きプーリ９５と第四歯付きプーリ１０３間の速比ε１４が１なので、ボールねじスプライン軸４１の回転は１：１でボールねじナット５１に伝達される。また、ボールねじナット５１の回転方向は、第一、第二伝達手段の構成からボールねじスプライン軸４１と同一である。
【００４５】
したがって、例えば、ボールねじスプライン軸４１が右方向に１回転すると、ボールねじナット５１も右方向に１回転し、ボールねじスプライン軸４１とボールねじナット５１間のＸ軸方向の相対的移動が生じない。その結果、ワーククランプ装置３１はＸ軸方向へ移動せずに停止状態を維持することになる。
【００４６】
なお、上述のベルトとプーリによる伝達手段の代わりにギヤトレインによる伝達手段を使用することもできる。また、噛み合いクラッチに代えて摩擦クラッチを使用することも可能である。
【００４７】
また、前記ワーククランプ装置３１には、公知の板材クランプ装置を利用できる。実施の形態においては、その一例として、クランプベース１１１に対して上部クランプレバー１１３を空圧シリンダ１１５によって作動させる方式のクランプ装置３１を示してある。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１〜請求項２発明によれれば、質量の大きいＸ軸キャリッジを介さずに一本の駆動軸によって直接複数のワーククランプを個別にまたは同時に移動位置決めすることができるので位置決めを高速に行うことが可能となる。
【００４９】
また、ワーククランプに個別の駆動モータを設けていないので、位置決め時にモータ駆動用のケーブルを引きずることがなく、ケーブル切断の危険性がない。
【００５０】
ワーククランプ装置に個別の駆動モータを有する従来の装置に比較し、複数のワーククランプ装置の移動位置決めを一本の駆動軸によって行うので個別の駆動モータの同期をとる必要がなく制御が簡単である。
【００５１】
板材を把持したワーククランプ装置の周囲の加工不能領域を加工するときには、任意のワーククランプ装置を個別に移動待避させ、また長尺材の加工時には複数のワーククランプの板材に対するクランプ位置を同時に自動変更可能にする手段としても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる板材位置決め装置を適用した門型の本体フレームを有するタレットパンチプレスの正面図。
【図２】図１のII-II線に沿って見た図。
【図３】図２のIII矢視図。
【図４】図３のIV-IV線に沿って見た部分断面図。
【符号の説明】
１  タレットパンチプレス
３  本体フレーム
５  下部フレーム
７  上部フレーム
９（ａ，ｂ）  コラム
１１  作業空間
１３  パンチ
１５  ダイ
１７  上部タレットディスク
１９  下部タレットディスク
２１  加工中心位置
２３  打撃子
２５  ラム
２７  板材位置決め装置
２９  Ｙ軸キャリッジベース
３１（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）  ワーククランプ装置
３３  固定ワークテーブル
３４  サイドテーブル
３５、３７  Ｙ軸ガイドレール
３６  Ｙ軸駆動モータ
３９  Ｘ軸ガイドレール
４１  ボールねじスプライン軸
４２  Ｘ軸駆動モータ
４３（ａ，ｂ）  軸受け
４５  ガイド部材
４７（ａ，ｂ）  アンギュラー玉軸受け
４９  スプラインナット
５１  ボールねじナット
５３  クラッチ・ブレーキ
５５  トランスミッション
５７  クラッチ入力軸
５９  ラジアル玉軸受け
６０  環状の櫛歯
６１  クラッチディスク
６３  クラッチ出力軸
６５  ラジアル玉軸受け
６６  軸受けハウジング
６７  スプライン溝
６８  環状の櫛歯
６９  クラッチディスク
７１  軸体
７３  環状スペーサ
７５  ブレーキディスク
７７  ボルト
７９  スラスト軸受け
８１（ａ，ｂ）  ブレーキパッド
８３  空圧シリンダ
８５  ピストン
８７  ピストンロッド
８９  フォーク
９１  ヘッドカバー
９３  スプリング
９５  第一歯付きプーリ
９７  第二歯付きプーリ
９９  歯付きベルト
１０１  第三歯付きプーリ
１０３  第四歯付きプーリ
１０５  歯付きベルト
１１１  クランプベース
１１３  上部クランプレバー
１１５  空圧シリンダ
【図１】
0004698006.tif 000002
【図２】
0004698006.tif 000003
【図３】
0004698006.tif 000004
【図４】
0004698006.tif 000005