(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラムの上下駆動により上型と下型との間でワークを加工するパンチプレス機において、
ストリッパがワークに接触したことが検知されたとき、そのストリッパの位置データを取り込み、この位置データと予め設定されているデータとから演算処理装置にてワークの板厚を求め、
求められたワークの板厚と予め設定されている板厚設定値とを比較判定させ、ワークの板厚が前記板厚設定値に対して許容値内にある場合にのみパンチ加工を行わせるようにする
ことを特徴とするパンチプレス加工時における板厚検出方法。
【請求項２】
ラムの上下駆動により上型と下型との間でワークを加工するパンチプレス機において、
（ａ）上型を駆動する上型操作シリンダの同芯外周部に設けられて独立のサーボ駆動部により駆動されるストリッパ、
（ｂ）前記ストリッパの位置を検出する位置検出手段、
（ｃ）前記ストリッパがワークに接触したことを検知するワーク接触検知手段および
（ｄ）前記ワーク接触検知手段により前記ストリッパがワークに接触したことが検知されたときに、前記位置検出手段により前記ストリッパの位置データを取り込んで、このストリッパと下型との関係寸法からワークの板厚を演算処理する演算処理装置
を備えることを特徴とするパンチプレスの加工時における板厚検出装置。
【請求項３】
前記ストリッパは、油圧サーボにより駆動され、前記ワーク接触検知手段は、前記ストリッパの駆動油の圧力を検知する圧力センサの検出値と所定の圧力設定値との比較判定により前記ストリッパがワークに接触したことを検知することを特徴とする請求項２に記載のパンチプレスの加工時における板厚検出装置。
【請求項４】
前記演算処理装置は、板厚設定値と演算処理による板厚測定値との比較を行う比較判定手段、および前記比較判定の結果設定値に対して許容値内にある場合のみパンチ操作指令を出すパンチ操作シリンダ作動指示手段を備えることを特徴とする請求項２または３に記載のパンチプレスの加工時における板厚検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パンチプレス加工時における板厚検出方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレス機械で加工板材（以下、ワークという）の板厚を検出する場合は、例えば特開平２−２３６４０９号公報に示されているように、プレスラムを油圧シリンダで上下動させて上型と下型との協働によりワークに加工を行っている加工中に、位置センサでラムの位置データを読み取るとともに、圧力センサでラムの圧力データを検出し、この検出されたラムの位置データと圧力データを演算処理装置に取り込ませて、この演算処理装置で演算させて実際のワークの板厚を自動的に検出するようにされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のようなプレスラム単体の位置データと圧力データで板厚を検知するのでは、実際にパンチ（上型）によってダイ（下型）上のワークを打ち抜いてみなければそのワークの板厚を検知することができない構成となっている。したがって、作業時におけるワークの供給に際して、ワークの厚みが異なるものが誤って供給されることや材料のバラツキなどで設定値以上の板厚のワークが供給されることがあると、パンチに対する影響が大きく、パンチの破損事故などが発生することがある。勿論、このような設定寸法以上に供給ワークの板厚の異なることがあるとプレスラムなどの駆動部にも影響が波及して機械の耐久性を損なうことにもなる、などの問題点がある。
【０００４】
前述のような問題点を解決する手段としては、ワークの板厚が一様でない場合やワークの誤供給を避けるためには、新たに供給するワークについて、作業者がその都度ワークの板厚を測定具でもって測定してから加工するような手数のかかる作業を強いられることになり、作業性を著しく阻害するなど、未だ確実な解決手段が得られていないのが現状である。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、上型がワークに接する前にストリッパがワークに接触した時点で、ワークの板厚が検知できるようにして、直接ワークを加工しない状態で板厚の検知を行えるようにするパンチプレス加工時における板厚検出方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、第１発明によるパンチプレス加工時における板厚検出方法は、
ラムの上下駆動により上型と下型との間でワークを加工するパンチプレス機において、
ストリッパがワークに接触したことが検知されたとき、そのストリッパの位置データを取り込み、この位置データと予め設定されているデータとから演算処理装置にてワークの板厚を求め、
求められたワークの板厚と予め設定されている板厚設定値とを比較判定させ、ワークの板厚が前記板厚設定値に対して許容値内にある場合にのみパンチ加工を行わせるようにする
ことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、ワークに実加工を行うことなく板厚の検出ができるので、ワークの誤セットや加工時のカス上がり現象による異常な上型に対する衝撃を受けることがなく、金型の寿命を長めることができる利点がある。また、設定された条件のもとでのみ加工されることになるので、板金加工自動化ラインにおいては、製品ロットごとの板厚管理が不要となり、不良品の発生に伴う製品ロット全体の不良品処理の危険性が未然に防止できて作業効率をより一層向上させることができるという効果を奏する。
【０００８】
また、無理な加工動作を防止できて上型の損傷やワークに無駄な加工を施さずに済むなどの効果を奏する。
【０００９】
次に、第２発明によるパンチプレス加工時における板厚検出装置は、
ラムの上下駆動により上型と下型との間でワークを加工するパンチプレス機において、
（ａ）上型を駆動する上型操作シリンダの同芯外周部に設けられて独立のサーボ駆動部により駆動されるストリッパ、
（ｂ）前記ストリッパの位置を検出する位置検出手段、
（ｃ）前記ストリッパがワークに接触したことを検知するワーク接触検知手段および
（ｄ）前記ワーク接触検知手段により前記ストリッパがワークに接触したことが検知されたときに、前記位置検出手段により前記ストリッパの位置データを取り込んで、このストリッパと下型との関係寸法からワークの板厚を演算処理する演算処理装置
を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、上型操作シリンダの他にストリッパを単独で動作する機構および位置検出手段が設けられているので、ストリッパを下降させて、このストリッパがワークに接触した時点で、予め設定されている板厚の設定値とストリッパのワークに対する位置データが演算処理され、パンチ加工動作直前にワークの板厚を検知することが可能になり、適正板厚でのパンチングのみが可能にされる。したがって、上型に対して異常な衝撃などの過負荷が作用せずに運転ができ、金型の寿命を長めることができるとともに、加工上のロスを無くして効率よく作業することができる。
【００１１】
本発明において、前記ストリッパは、油圧サーボにより駆動され、前記ワーク接触検知手段は、前記ストリッパの駆動油の圧力を検知する圧力センサの検出値と所定の圧力設定値との比較判定により前記ストリッパがワークに接触したことを検知するのが好ましい。このようにすれば、パンチ操作シリンダの押し下げ動作に先行するストリッパの駆動時に、僅かな変量でも確実に検知されてワークに対する上型のパンチングの直前にワーク板厚の検出が行われ、プレス機として正確な動作が期待できるという効果を奏する。
【００１２】
また、本発明において、前記演算処理装置は、板厚設定値と演算処理による板厚測定値との比較を行う比較判定手段、および前記比較判定の結果設定値に対して許容値内にある場合のみパンチ操作指令を出すパンチ操作シリンダ作動指示手段を備えるようにするのがよい。こうすると、パンチ加工に先立って板厚検出を行わせて、実加工することなく板厚の適否を判定するとともに、不都合なときにはパンチを待機状態に保つことで無駄な駆動の阻止、並びにワークのロスが予防できるという効果を奏する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるパンチプレス加工時における板厚検出方法の具体的な実施の形態につき、その板厚検出装置の図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１に板厚検出装置を備えるパンチプレスの実施の形態が要部の断面図で示されている。プレス機械におけるパンチ（上型）操作用の油圧シリンダ１（以下、パンチ操作シリンダという）の外側にストリッパ操作用の油圧シリンダ２（以下、ストリッパシリンダという）が同軸芯で設けられている。前記パンチ操作シリンダ１のラム１’の先端（下端部）にパンチ３が周知手段で着脱可能に取り付けられ、サーボバルブ１５にて作動を制御される。前記ストリッパシリンダ２は、ラム２’の先端にストリッパ４が前記パンチ３と同軸芯で取り付けられ、サーボバルブ１６にて作動を制御される。これらサーボバルブ１５，１６は、プレス機に備えられる演算処理装置１０が演算処理して制御されるようになされている。なお、図中符号１１はダイ（下型）である。１７は前記パンチ操作シリンダ１およびストリッパシリンダ２を駆動する油圧ポンプで、１８はアキュームレータである。
【００１５】
前記ストリッパシリンダ２のラム２’には、機体側に設置されているパルスコーダー５と連桿６にて接続され、ストリッパ４の上下動による位置データが計測できるようにされている。このストリッパシリンダ２の押し下げ加圧室２ａおよび押し上げ加圧室２ｂは、管路２１，２２によって油圧供給装置のサーボバルブ１６に接続される。また、前記ストリッパシリンダ２の押し下げ加圧室２ａには圧力センサ７が取り付けられ、押し上げ加圧室２ｂには圧力センサ８が取り付けられて、これら圧力センサ７，８からの信号がプレス機に備えられる演算処理装置１０に送られるようにされている。
【００１６】
前記パンチ操作シリンダ１の押し下げ加圧室１ａおよび押し上げ加圧室１ｂは、管路２３，２４によって油圧供給装置のサーボバルブ１５に接続される。また、前記パンチ操作シリンダ１の押し下げ加圧室１ａおよび押し上げ加圧室１ｂには、前記ストリッパシリンダ２と同様に圧力センサ９，９’が取り付けられ、これら圧力センサ９，９’からの信号がプレス機に備えられる演算処理装置１０に送られるようにされている。なお、前記ストリッパシリンダ２のラム２’および前記パンチ操作シリンダ１のラム１’の動きは、１ｍ  ｓｅｃごとに演算処理装置１０が制御するようになっているため、μレベルで各シリンダ制御が可能である。
【００１７】
また、前記演算処理装置１０には、前述のストリッパシリンダ２の押し下げ加圧室２ａに付された圧力センサ７と押し上げ加圧室２ｂに付された圧力センサ８から送られる圧力データと前記パルスコーダー５による位置データとによって演算処理して得られる板厚測定値と設定済の板厚設定値との比較判定手段、およびこの比較判定手段によって比較判定の結果が所定の板厚である場合にパンチ操作シリンダ１に加工動作の指示を与えるパンチ操作シリンダ下降指示手段が組み込まれている。
【００１８】
このように構成されるパンチプレス機でワークＡを加工するに際しては、予めワークＡに関するデータを演算処理装置１０に記憶させておき、周知の要領でダイ１１上にワークＡを供給して加工動作を開始すると、次の要領で板厚検出が行われる。
【００１９】
この板厚検出の要領は、予め設定されている動作順序に従って、ストリッパシリンダ２のラム２’が下降されて、ストリッパ４でワークＡを押し付ける。この押さえる圧力はワークＡの材質・板厚・加工形状により予め演算処理装置１０にて演算されている。したがって、その設定圧に達するまでストリッパシリンダ２は押し続ける。この間のストリッパシリンダ２における押し下げ加圧室２ａと押し上げ加圧室２ｂとの圧力は、圧力センサ７および圧力センサ８によってそれぞれの圧力データが演算処理装置１０に取り込まれ演算され、両圧力データの差を検出する。規定の圧力が掛かったのを確認後、そのときのパルスコーダー５による位置データを演算処理装置１０に取り込んで、前記圧力データと位置データを演算して実際の板厚データを検出する。
【００２０】
前述のワークの板厚検出操作時におけるストリッパシリンダ２とパンチ操作シリンダ１とのラム２’およびラム１’の動作の態様を図２で表す。この図で示されるように、ストリッパシリンダ２のラム２’が実線で示されるように下降してストリッパがダイ（ＰＬ）上のワークＡにタッチｚしてそのまま保持される。前記ストリッパがワークＡにタッチｚした時点から所要の時間Ｔ経過する間に、前述の検出操作が行われる。この検出操作時間経過して板厚が設定値に合致すれば、パンチ操作シリンダ１に動作指示が与えられてパンチ動作（二点鎖線で表す）が行われる。しかし、検出操作時間経過して板厚が設定値に合致しない場合は、演算処理装置からの制御信号がパンチ操作シリンダ１に与えられず、ストリッパシリンダ２のラム２’を後退（上昇、点線で表す）させる。
【００２１】
こうして、検出された実際の板厚データと予め設定されている板厚データとを比較して設定値に合致したら、演算処理装置１０からサーボバルブ１５に下げの指令信号が与えられ、パンチ操作シリンダ１を下降駆動させ、パンチ３とダイ１１とによってワークＡをプレス加工する。以後、同一ワークＡにあっては、パンチングの動作のたびに前述の検出操作が繰り返されることになるが、これらは常に正しい加工が行われていることの確認事項となり、作業の安全管理として役立つことになる。
【００２２】
前述の板厚検出操作に際して、検出された板厚データが演算処理装置１０における比較判定手段によって板厚設定値と合致しない場合には、パンチ操作シリンダ下降指示手段に指示が与えられず、パンチ操作シリンダ１は作動しない。また、板厚検出によって加工ステップに移行できないときは、ストリッパシリンダ２における押し上げ加圧室２ｂに圧油が供給され、そのストリッパシリンダ２のラム２’を上昇させ、待機状態に戻すことになる。
【００２３】
この結果、ワークＡの板厚が所定の厚みであるときのみ、パンチ３が作動してワークＡを打ち抜き加工するのであり、板厚が設定値以上の場合にはストリッパ４がワークＡに接触した時点で加工動作が中止されることになるので、厚みの異なるワークの誤供給やパンチカス上がりの発生後における加工を未然に察知してパンチに対する衝撃力の負荷など異常な外力が働かないようにすることができるのである。
【００２４】
なお、パンチ操作シリンダ１におけるラム１’、言い換えればパンチ３に作用する打ち抜き動作は、このパンチ操作シリンダ１に付される圧力センサ９，９’によって演算処理装置１０で検知することができる。したがって、サーボバルブ１５に対する制御信号によってパンチ操作シリンダ１の動作を制御することができる。
【００２５】
以上の実施の形態の説明では、パンチ操作ラムおよびストリッパの駆動を油圧サーボにより行わせる方式について記載したが、パンチ操作ラムおよびストリッパを電気モータサーボ駆動によって行わせ制御することもできる。また、前記板厚検知手段は、ストリッパの駆動トルクの検出値と所定のトルク設定値との比較判定によることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、板厚検出装置を備えるパンチプレスの実施の形態が要部の断面図である。
【図２】図２は、ワークの板厚検出操作時におけるストリッパシリンダとパンチ操作シリンダの各ラムの動作態様を示す線図である。
【符号の説明】
１              パンチ操作シリンダ
１’            パンチ操作シリンダのラム
１ａ，２ａ      押し下げ加圧室
１ｂ，２ｂ      押し上げ加圧室
２              ストリッパシリンダ
３              パンチ
４              ストリッパ
５              パルスコーダー
６              連桿
７，８，９，９’  圧力センサ
１０            演算処理装置
１１            ダイ
１５            サーボバルブ（パンチ操作シリンダ用）
１６            サーボバルブ（ストリッパシリンダ用）
１７            油圧ポンプ
１８            アキュームレータ
２１，２２      管路（ストリッパシリンダ用）
２３，２４      管路（パンチ操作シリンダ用）
Ａ              ワーク
【図１】
0003765636.tif 000002
【図２】
0003765636.tif 000003