(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチとダイとが制御軸の１軸上を移動する板材加工装置において、前記パンチの装着されたパンチホルダを前記１軸上で移動させる第１の送りねじ軸と、前記パンチに対応するダイの装着されたダイホルダを前記１軸上で移動させる第２の送りねじ軸とを設け、該第１、第２の送りねじ軸を同時に回転駆動する１個の駆動モータを設け、前記パンチホルダとダイホルダの位置決め時に、前記パンチとダイとの軸心の芯ずれを検出すべく、前記ダイホルダに前記ダイの軸心と平行に昇降自在の位置決め基準軸を設け、該位置決め基準軸の前記１軸上の位置を検出して前記ダイとパンチの軸心のずれを検出する基準軸検出手段を前記パンチホルダに設け、該基準軸検出手段は、前記パンチとダイとの芯ずれ許容範囲に等しく設定したクリアランスを持って前記位置決め基準軸の上端部に嵌合するブッシュを備え、該ブッシュと前記位置決め基準軸とを導電性材質とすると共に、該ブッシュと前記位置決め基準軸との間に直流電圧を印加する電気回路を設け、該ブッシュと前記位置決め基準軸との接触時の電気的導通を検出することを特徴とするパンチ／ダイ１軸移動型板材加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパンチ／ダイ１軸移動型板材加工装置において、前記基準軸検出手段が前記位置決め基準軸の前記１軸上の位置を検出するリミットスイッチを前記位置決め基準軸の両側に前記１軸方向にクリアランスを設けて配置したことを特徴とするパンチ／ダイ１軸移動型板材加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパンチ／ダイ１軸移動型板材加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１軸金型−１軸材料移動型の板材加工装置の例としては、例えば特開平６−５５３８９号公報に開示される複合加工機や、特開平１１−４７８５１公報に開示されるパンチプレスの例がある。
【０００３】
前者はプラズマ加工機とパンチプレス機とを合わせた複合加工機であり、加工機本体は下部フレームと、この下部フレームの左右中央部を跨ぐ門型状の上部フレームとからなり、下部フレームには素材（板材）を左右方向（Ｘ軸方向）へ移動位置決めする素材移動機構を設け、上部フレームにはプラズマトーチと成型金型とを何れも前記素材移動機構のＸ軸方向に直交する方向（Ｙ軸方向）へ移動させるプラズマトーチ移動機構と成型金型移動機構とが設けてある。
【０００４】
上記構成において、素材（板材）をＸ軸方向へ移動位置決めすると共に、プラズマトーチまたは成型金型をＹ軸方向へ移動位置決めすることにより、素材の所望する位置にプラズマ加工または成型加工（打抜き加工も可能）を行うものである。
【０００５】
一方、後者は前述の複合加工機と同様な門型のフレームを備え、複数のパンチとこのパンチに対応する複数のダイとを備えたＣ型のフレームを有する所謂スワンネック型の金型ホルダを前記門型のフレームに沿ったＹ軸方向へ移動位置決め可能に設けると共に、素材（板材）を前記Ｙ軸方向に直交する方向へ移動位置決め可能に設けてある。
【０００６】
上記構成により、素材（板材）をＸ軸方向へ移動位置決めすると共に、金型ホルダをＹ軸方向へ移動位置決めすることにより、素材（板材）の所望する位置にパンチング加工を行うものである。なお、金型ホルダに装着した複数の金型から所望の金型（パンチ）を選択して打撃するための打撃手段がパンチ上方に設けてある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述の特開平６−５５３８９号公報に開示される複合加工機は、１軸金型−１軸材料移動型であるので、Ｘ，Ｙ軸とも素材（板材）移動位置決め方式であるものに比し、機械の設置床面積を低減することができる。
【０００８】
しかし、金型移動機構の送りねじの累積リード誤差、バックラッシュその他の原因によりパンチとダイとの芯ずれが生ずる可能性がある。ただ、この内の送りねじの累積ピッチ誤差については、駆動装置をコンピュータ制御することにより補正することは可能ではある。また、パンチ駆動用のモータとダイ駆動用のモータの２個を必要とするのでコストが上昇するという問題もある。
【０００９】
一方、特開平１１−４７８５１公報に開示されるパンチプレスの場合には、金型位置決め用の駆動モータ（Ｙ軸駆動モータ）は１個ですむが、パンチを装着したパンチホルダ部とダイを装着したダイホルダ部とがＣ型のフレーム（スワンネック）で一体的に連結されており、金型を原点位置（X=Y=0）から最遠部に移動位置決めする場合に、Ｃ型のフレーム（スワンネック）が加工機本体からオーバーハングするので省スペースの面では問題がある。
【００１０】
しかし、１軸金型−１軸材料移動型方式は省スペースという面では捨てがたいメリットがある。そこで、金型送り軸であるＹ軸駆動系の簡素化を考慮し、Ｙ軸駆動モータを１個にしたベルト駆動方式が考えられるが、ベルト駆動方式においては何らかの要因（例えば、パンチ駆動軸とダイ駆動軸の負荷の相違による駆動系のバックラッシュの違い）でパンチとダイとの芯ずれを生じる可能性がある。
【００１１】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、設置床面積が少なくかつパンチとダイとの芯ずれが生じない低コストのパンチ／ダイ１軸移動型板材加工装置を提供することである。
【００１２】
【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に記載のパンチ／ダイ１軸移動型板材加工装置は、パンチとダイとが制御軸の１軸上を移動する板材加工装置において、前記パンチの装着されたパンチホルダを前記１軸上で移動させる第１の送りねじ軸と、前記パンチに対応するダイの装着されたダイホルダを前記１軸上で移動させる第２の送りねじ軸とを設け、該第１、第２の送りねじ軸を同時に回転駆動する１個の駆動モータを設け、前記パンチホルダとダイホルダの位置決め時に、前記パンチとダイとの軸心の芯ずれを検出すべく、前記ダイホルダに前記ダイの軸心と平行に昇降自在の位置決め基準軸を設け、該位置決め基準軸の前記１軸上の位置を検出して前記ダイとパンチの軸心のずれを検出する基準軸検出手段を前記パンチホルダに設け、該基準軸検出手段は、前記パンチとダイとの芯ずれ許容範囲に等しく設定したクリアランスを持って前記位置決め基準軸の上端部に嵌合するブッシュを備え、該ブッシュと前記位置決め基準軸とを導電性材質とすると共に、該ブッシュと前記位置決め基準軸との間に直流電圧を印加する電気回路を設け、該ブッシュと前記位置決め基準軸との接触時の電気的導通を検出することを要旨とするものである。
【００１３】
請求項２に記載のパンチ／ダイ１軸移動型板材加工装置は、請求項１に記載のパンチ／ダイ１軸移動型板材加工装置において、前記基準軸検出手段が前記位置決め基準軸の前記１軸上の位置を検出するリミットスイッチを前記位置決め基準軸の両側に前記１軸方向にクリアランスを設けて配置したことを要旨とするものである。
【００１８】
【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。
【００１９】
図１、図２は本発明に係る１軸金型−１軸材料移動型の板材加工装置の主要部を示したものである。板材加工装置１の本体フレーム３は、下部フレーム３aとこの下部フレーム３a上方を左右方向（Ｙ軸方向）に跨いだ上部フレーム３bと、この上下フレーム(3a,3b)の左右を一体的に連結するコラム３cとからなっている。
【００２０】
前記下部フレーム３aと上部フレーム３bの間を通過してＸ軸方向（図１における左右方向）へ延伸するワークテーブル５が設けてある。このワークテーブル５には板材ＷをＸ軸方向へ移動位置決めする公知の板材移動機構７が設けてある。
【００２１】
例えば上述の板材移動機構７の構成は、板材Ｗをクランプする複数のクランプ手段９を備えたＸ軸キャリッジ１１を前記ワークテーブル５に設けたＸ軸ガイドレール１３に沿って移動自在に設け、このＸ軸キャリッジ１１を図示省略の送り機構とＮＣ制御装置（図示省略）に制御されるＸ軸駆動モータにより、Ｘ軸上の適宜な位置へ移動位置決め自在に設けてある。
【００２２】
前記上部フレーム３bの下面部にはＹ軸方向に延伸する直線運動ベアリングなどからなる一対のＹ軸ガイドレール１３が設けてある。このＹ軸ガイドレール１３にはパンチ２０を装着したパンチホルダ１５がＹ軸ガイドレール１３に懸垂した状態でＹ軸方向に走行自在に係合してある。
【００２３】
また、前記下部フレーム３aの上面部にも同様に直線運動ベアリングなどからなるＹ軸方向に延伸する一対のＹ軸ガイドレール１７が設けてある。そして、このＹ軸ガイドレール１７上に前記パンチ２０に対応するダイ１９を装着したダイホルダ２１がＹ軸方向に走行自在に係合してある。
【００２４】
また、前記上部フレーム３bには、例えば、ボールねじからなる第１Ｙ軸送りねじ軸２３を前記Ｙ軸ガイドレール１３に平行に設けると共に、この第１Ｙ軸送りねじ軸２３の軸端部を上部フレーム３bに固定した軸受け２５により回転可能に軸支してある。また前記第１Ｙ軸送りねじ軸２３は、前記パンチホルダ１５に設けたナット部材２７に螺合してある。
【００２５】
したがって、前記第１Ｙ軸送りねじ軸２３を適宜回転角度に回転駆動することにより、前記パンチホルダ１５を１制御軸であるＹ軸方向の適宜な位置に移動位置決めすることができる。
【００２６】
前記下部フレーム３aには、ボールねじからなる第２Ｙ軸送りねじ軸２９を前記Ｙ軸ガイドレール１７に平行に設けると共に、この第２Ｙ軸送りねじ軸２９の軸端部を下部フレーム３aに固定した軸受け３１により回転可能に軸支すると共に、前記ダイホルダ２１に設けたナット部材３３に螺合してある。
【００２７】
したがって、前記第２Ｙ軸送りねじ軸２９を適宜回転角度に回転駆動することにより、前記ダイホルダ２１をＹ軸方向の適宜な位置に移動位置決めすることができる。
【００２８】
前記本体フレーム３の左側面（図１において）には、ＮＣ制御装置（図示省略）により制御されるＹ軸駆動モータ３５が取り付けてある。このＹ軸駆動モータ３５の出力軸に取り付けた駆動用の歯付きプーリ３７と、前記第１Ｙ軸送りねじ軸２３と第２Ｙ軸送りねじ軸２９の左側軸端部のそれぞれに取り付けた歯付きプーリ３９、４１との間には、歯付きベルト４３が掛け回してある。
【００２９】
したがって、ＮＣ制御装置（図示省略）の制御の下に、Ｙ軸駆動モータ３５を適宜に回転駆動させることにより、前記パンチホルダ１５と前記ダイホルダ２１を同時にＹ軸上の適宜な位置へ移動位置決めすることができる。
【００３０】
上述の如く、板材移動機構７により板材をＸ軸上の適宜な位置へ位置決めすると同時に、前記パンチホルダ１５と前記ダイホルダ２１を同時にＹ軸上の適宜な位置へ移動位置決めすることにより、板材上の適宜な位置へパンチホルダ１５と前記ダイホルダ２１とを位置決めすることができる。
【００３１】
図３および図４に示すように、前記パンチホルダ１５と前記ダイホルダ２１の側部には芯ずれ検出手段４５が設けてある。この芯ずれ検出手段４５は前記パンチホルダ１５に設けた基準軸検出手段４８と前記ダイホルダ２１に設けた位置決め基準軸４９および流体圧シリンダ５１などによる位置決め基準軸昇降駆動手段などで構成してある。
【００３２】
前記パンチホルダ１５の下部の右側面（図２、図３において右側）には、水平に延伸した基準軸検出手段取り付け用のブラケット５３がボルト５５で上下方向（Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向）およびＹ軸方向に位置調節可能に固定してある。このブラケット５３の下面には、基準軸検出手段４８としてテーパ穴５７を備えたブッシュ４７がボルト５９で固定してある。
【００３３】
一方、前記ダイホルダ２１には、先端部は前記ブッシュ４７のテーパ穴５７に係合可能なテーパ部６１を備えると共に、その外径部にはボールスプライン溝（図示省略）を設けた前記位置決め基準軸４９がブッシュ４７に対して昇降可能に設けてある。
【００３４】
上述の位置決め基準軸４９は、ナットハウジング６３上部のナット取り付け穴に装着した２個のボールスプラインナット６５（a,b）に昇降自在に係合してある。このボールスプラインナット６５（a,b）と前記ナットハウジング６３との間には、ボールスプラインナット６５（a,b）のナットハウジング６３に対する回転を規制するキー６７が設けてある。
【００３５】
図４、図５を参照するに、また、ボールスプラインナット６５（a,b）の上部には、ボールスプラインナット６５（a,b）をナットハウジング６３に押圧固定する押さえリング６６をボルト６８で取り付けると共に、この押さえリング６６上には押さえリング６６の穴を封止自在のダストカバー７０が設けてある。
【００３６】
なお、ダストカバー７０は、反時計方向へ付勢されるばね付き蝶番７２に設けてあり、ダストカバー７０は常に反時計方向へ付勢されるため、常時は押さえリング６６の穴を閉止した状態となっている。
【００３７】
前記ナットハウジング６３は前記ダイホルダ２１にボルト６９で取り付けたシリンダーブラケット７１に同様にボルト７３で取り付けてある。また、前記ボールスプラインナット６５（a,b）より下方のナットハウジング６３には、前記位置決め基準軸４９が摺動自在の穴７５が底部まで延設してあり、このボールスプラインナット６５（a,b）より下方の底部側壁には上下方向の切欠き溝７７が底面まで設けてある。
【００３８】
前記位置決め基準軸４９の下端部には、上述の切欠き溝７７を経由してナットハウジング６３の外方へ水平に延伸するレバー部材７９がボルト８１により取り付けてある。
【００３９】
また、ナットハウジング６３の外方へ延伸したレバー部材７９の端部には、位置決め基準軸昇降駆動手段としての前記流体圧シリンダ５１のピストンロッド８３が伸縮量調節可能に取り付けてある。なお、前記流体圧シリンダ５１は前記シリンダーブラケット７１にボルトなどの締結手段でピストンロッド８３の伸縮方向が上下方向になるように取り付けてある。
【００４０】
図６は、前記位置決め基準軸４９の先端のテーパ部６１と前記ブッシュ４７のテーパ穴５７との係合状態を示したものである。
【００４１】
図６に示すように、前記パンチホルダ１５に装着したパンチ２０とダイホルダ２１に装着したダイ１９の金型軸心ＴＣが一致している場合、位置決め基準軸４９の軸心とブッシュ４７の軸心が一致すると共に、位置決め基準軸４９の先端のテーパ部６１とブッシュ４７のテーパ穴５７との間にクリアランスＣができるように設定してある。すなわち、ブッシュ４７と位置決め基準軸４９の先端のテーパ部６１とは非接触になるように設定してある。
【００４２】
なお、上述のクリアランスＣの大きさは、前記パンチホルダ１５に装着したパンチとダイホルダ２１に装着したダイ１９の金型軸心ＴＣのずれの許容範囲を超えない範囲に設定してある。
【００４３】
また、前記ブッシュ４７および位置決め基準軸４９は金属等の導電性物質からなり、ブッシュ４７と位置決め基準軸４９との間に直流の電圧を印加する電気回路８５が設けてある。このブッシュ４７には、テーパ穴５７の上方から高圧空気を噴射するための空気取り込み穴８７が設けてあり、この空気取り込み穴８７は管路（図示省略）を介して高圧空気源（図示省略）に接続してある。
【００４４】
上記構成において、板材Ｗの所望の位置、例えばX=a，Y=bにパンチング加工を行うには、前記板材移動機構７により板材Ｗの加工位置をＸ＝ａに移動位置決めすると共に、前記パンチホルダ１５に装着したパンチ２０の金型軸心と、前記ダイホルダ２１に装着したダイ２１の金型軸心とを前記Ｙ軸駆動モータ３５を駆動して同時にＹ＝ｂに移動位置決めする。
【００４５】
上述のＹ軸方向の位置決めを行うと同時に、前記芯ずれ検出手段４５の位置決め基準軸４９を上昇させて、ブッシュ４７に係合させ、パンチとダイとの芯ずれが許容範囲内か否かを検出する。
【００４６】
もし、位置決め基準軸４９を上昇させる過程で、ブッシュ４７に位置決め基準軸４９のテーパ部６１が接触した場合には、前記電気回路８５により回路の導通が検出される。回路の導通が検出されたときは、パンチとダイとの芯ずれが許容範囲を超えていることを示しており、パンチング加工の実施は中止するのが安全である。
【００４７】
パンチとダイとの芯ずれが許容範囲を超えた場合には、ＮＣ制御装置によりアラームをディスプレイに表示すると同時に機械を一時停止させるようにすることもできる。また、近接スイッチ等を使用することでも同様な効果を期待できる。
【００４８】
なお、接触検出が誤動作しないように検出動作を行うたびに、テーパ穴５７の上方の空気取り込み穴８７から取り入れた高圧空気をブッシュ４７内に噴射させて、テーパ穴５７に付着した塵埃を除去するようにしてある。
【００４９】
上述のように、設定した許容範囲を超えるパンチとダイの軸心のずれが生じた場合には、パンチング加工前に芯ずれが検出されるので金型を破損させたり、加工不良品を作ったりすることが未然に防止することができる。
【００５０】
次に、前記芯ずれ検出手段４５の第２の実施形態について図７、図８および図９を参照しながら説明する。
【００５１】
第２の芯ずれ検出手段１０１は、前記芯ずれ検出手段４５における基準軸検出手段４８としてのブッシュ４７に代えて、位置決め基準軸１０７に係合可能なＹ軸方向に離隔した一対の高精度リミットスイッチからなる基準軸検出手段４８を配置したものであり、位置決め基準軸昇降駆動手段等は同一の構成であるので同一部品には同一参照符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００５２】
上述の第２の実施形態における基準軸検出手段４８は、前記パンチホルダ１５下部の右側面（図７参照）に、位置決め基準軸昇降駆動手段の上方空間へ水平に延伸するスライドテーブル取付板１０３をボルト１０５で取り付け、このスライドテーブル取付板１０３に、前記位置決め基準軸４９の先端部のテーパ部を無くしたストレート軸形状の位置決め基準軸１０７が通過自在の位置決め基準軸通過孔１０９が設けてある。
【００５３】
図８、図９によく示されるように、前記スライドテーブル取付板１０３の前記位置決め基準軸通過孔１０９の両側上面にＹ軸方向に離隔する一対の公知のＸ−Ｙテーブル機構１１１(a,b)が設けてある。このＸ−Ｙテーブル機構１１１(a,b)の上段テーブルまたは下段テーブルには、それぞれのテーブル位置を微調節するためのマイクロメータ１１３が設けてある。また、前記Ｘ−Ｙテーブル機構１１１(a,b)の上段テーブル上面には、前記位置決め基準軸１０７に係合可能に位置調整をした高精度リミットスイッチ１１５(a,b)が取り付けてある。
【００５４】
上記構成の芯ずれ検出手段１０１において、高精度リミットスイッチ１１５(a,b)間の間隔Ｇは、前記位置決め基準軸１０７の直径に前記クリアランスＣの２倍を加えた距離に調整してある。なお、調整は上述のマイクロメータ１１３を使用して容易に行うことができる。
【００５５】
上記構成の芯ずれ検出手段１０１により、前記位置決め基準軸１０７を上昇させたとき、高精度リミットスイッチ１１５(a,b)のどちらかが位置決め基準軸１０７を検出した場合には、パンチとダイとの芯ずれが許容範囲以上であることが判る。
【００５６】
次に、前記芯ずれ検出手段４５の第３の実施形態について図１０を参照しながら説明する。
【００５７】
第３の芯ずれ検出手段２０１は、前記板材加工装置１のＹ軸原点（Y=0）側（図１０において右側）の本体フレーム３Ｃに二組の公知の位置判別型光電センサ（Position Detective Photosensor）の如き非接触センサである位置変位検出センサ２０５(a,b)を設け、パンチホルダ１５とダイホルダ２１のそれぞれに前記位置変位検出センサ２０５(a,b)に対応した反射鏡等の検出体２０７(a,b)が設けてある。なお、位置変位検出センサ２０５(a,b)のＹ軸方向の取り付け位置は、マイクロメータ２０９で微調整することができる。
【００５８】
上述の位置変位検出センサ２０５は、例えば、位置変位検出センサ２０５に備えた投光器からレーザ光を前記検出体２０７に投光し、検出体２０７からの反射光を位置変位検出センサ２０５に備えた光検出器で検出し、その検出光の検出位置によってパンチホルダ１５またはダイホルダ２１までの距離を演算（或いは換算）して求めるものである。
【００５９】
したがって、上述の芯ずれ検出手段２０１により、前記パンチホルダ１５または前記ダイホルダ２１のＹ軸原点からの距離を検出すれば、パンチホルダ１５またはダイホルダ２１の距離の差からパンチとダイとの芯ずれを検出することができる。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１、２の発明によれば、パンチとダイとが制御軸の１軸上を移動する板材加工装置において、パンチとダイの位置決め時に生じる許容範囲を超える芯ずれを検出し、金型（パンチとダイ）の破損を未然に防止することができる。
【００６１】
また、パンチ駆動用のモータとダイ駆動用のモータを共通にしてコストの低減を計ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパンチ／ダイ１軸移動型板材加工装置の要部の説明図（正面図）。
【図２】図１におけるI-I線に沿った断面図。
【図３】図２におけるＡ部の拡大説明図。
【図４】図３におけるＢ部の拡大説明図。
【図５】図４におけるII-II線に沿った断面図。
【図６】図４におけるＣ部の拡大説明図。
【図７】本発明に係るパンチ／ダイ１軸移動型板材加工装置における芯ずれ検出手段の第２実施例の説明図。
【図８】図７におけるIII矢視図。
【図９】図８におけるIV矢視図。
【図１０】本発明に係るパンチ／ダイ１軸移動型板材加工装置における芯ずれ検出手段の第３実施例の説明図。
【符号の説明】
１  板材加工装置
３  本体フレーム
３a  下部フレーム
３b  上部フレーム
３c  コラム
５  ワークテーブル
７  板材移動機構
９  クランプ手段
１１  Ｘ軸キャリッジ
１３  Ｘ軸ガイドレール
１５  パンチホルダ
１７  Ｙ軸ガイドレール
１９  ダイ
２０  パンチ
２１  ダイホルダ
２３  第１Ｙ軸送りねじ軸
２５、３１  軸受け
２７、３３  ナット部材
２９  第２Ｙ軸送りねじ軸
３５  Ｙ軸駆動モータ
３７、３９、４１  歯付きプーリ
４３  歯付きベルト
４５、１０１、２０１  芯ずれ検出手段
４７  ブッシュ
４８  基準軸検出手段
４９、１０７  位置決め基準軸
５１  流体圧シリンダ
５３  ブラケット
５５、５９、６９、７３、８１、１０５  ボルト
５７  テーパ穴
６１  テーパ部
６３  ナットハウジング
６５（a,b）  ボールスプラインナット
６６  リング
６７  キー
７０  ダストカバー
７１  シリンダーブラケット
７２  ばね蝶番
７５  穴
７７  切欠き溝
７９  レバー部材
８３  ピストンロッド
８５  電気回路
１０３  スライドテーブル取付板
１０９  位置決め基準軸通過孔
１１１(a,b)  Ｘ−Ｙテーブル機構
１１３、２０９  マイクロメータ
１１５(a,b)  高精度リミットスイッチ
２０５(a,b)  位置変位検出センサ
２０７(a,b)  検出体
Ｃ  クリアランス
Ｇ  間隔
ＴＣ  金型軸心
Ｗ  板材
【図１】
0003987316.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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