CN101125429B - 穿孔用金属模具的定位固定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的穿孔装置(100)，设有：包括由用于对薄板状的加工对象(W)进行穿孔的冲头用金属模具(820)和冲模用金属模具(830)组成的穿孔用金属模具(810)在内的穿孔机构(800)，以及用于对介于冲头用金属模具(820)和冲模用金属模具(830)之间的薄板状加工对象(W)给予张紧力的机构；其中，上述穿孔机构(800)，是在冲头用金属模具(820)和冲模用金属模具(830)之间的空隙(G)大于薄板状加工对象(W)的厚度状态下实施穿孔的穿孔机构；为此，本发明的穿孔装置(100)，提供一种在降低成本和使金属模具结构简单化的同时，还能够提高质量信赖性，进而，容易进行高速化穿孔的穿孔装置。

Description

穿孔用金属模具的定位固定方法
本申请是：申请人为倍科有限公司、中国国家申请号为200480012538.9、申请日为2004年06月01日、题为“穿孔装置、穿孔用金属模具、穿孔方法以及穿孔用金属模具的定位固定方法”的分案申请。 
技术领域
本发明涉及的是在对薄板状加工对象实施穿孔时，所使用的适宜的穿孔装置、穿孔用金属模具、穿孔方法以及穿孔用金属模具的定位固定方法。 
背景技术
例如，通过使加工对象位于冲头用金属模具和冲模用金属模具之间，使冲头用金属模具的冲头与冲模用金属模具的冲模孔相嵌合，来对金属薄板、印刷电路板、可塑性电路板等加工对象进行穿孔。 
以往，是使用如图14所示的穿孔装置对这种加工对象进行穿孔的(例如，参考专利文献1。)。 
这种穿孔装置使用图14来进行说明，穿孔装置1设有冲头用金属模具2和冲模用金属模具3。 
如图14(a)所示，冲头用金属模具2设有衬板4、冲头板5以及冲床模板6，并通过安装用板8设置在引导板7的下端。而且，通过升降机构(图中未示)的驱动，与引导板7以及安装用板8一起升降。衬板4通过安装用板8固定在引导板7上。冲头板5包括有能够与冲床模板6插通的冲头5a，并固定在衬板4上。冲床模板6包括有突出部6a，并能够进行升降地设置在冲头板5的下方。 
引导板7通过引导轴9与升降机构(图中未示)连接。安装用板8上设置有收容压缩弹簧10的弹簧收容孔8a。压缩弹簧10 的下端设置有插通衬板4以及冲头板5的冲床模板引导销11。冲床模板引导销11的前端设置有冲床模板6。 
另一方面，如图14(b)所示，冲模用金属模具3包括有冲模板12，而且是设置在冲头用金属模具2的下方。冲模板12上设置有能够与冲头5a嵌合的冲模孔12a。 
使用这种结构的穿孔装置1来对加工对象进行穿孔加工，是通过将加工对象(图中未示)放置在冲模用金属模具3的冲模板12上，然后使预先设置在上方待机位置的冲头用金属模具2下降来进行的。 
此时，下降冲头用金属模具2，使冲床模板6的突起部6a与冲模板12上的加工对象相接。在该状态，再下降冲头用金属模具2，冲床模板6的突起部6a使加工对象压接在冲模板12上。因此，在冲床模板6压接冲模板12上的加工对象的状态下，冲头5a由冲模板12向下方突出与冲模孔12a嵌合，对加工对象实施穿孔。 
在上升冲头用金属模具2时，在冲床模板6压接冲模板12上的加工对象的状态下，因为冲头5a能够从加工对象的冲模孔12a处退出，所以顺利地实现穿孔动作。 
[专利文献1]日本公开公报、特开2002-263750号(图6) 
发明内容
但是，在上述穿孔装置中，为了顺利对加工对象进行穿孔而必须设置有冲床模板，所以产生了零部件数量增多，成本上升，或者金属模具结构复杂化的问题。 
另外，在穿孔时，因为冲床模板是在冲模板上与加工对象压接的，所以还存在有容易损坏加工对象，降低质量信赖度的问题。 
另外，在穿孔时，因为冲头用金属模具整体需要进行升降，所以还存在不容易进行高速化穿孔的问题。 
本发明是为了解决这些技术问题，提供一种在降低成本和使金属模具结构简单化的同时，还能够提高质量信赖性，进而，容易进行高速化穿孔的穿孔装置、穿孔用金属模具和穿孔方法。 
另外，本发明的目的是还提供一种能够达到穿孔用金属模具定位操作简单化的穿孔用金属模具的定位固定方法。 
(1)一种穿孔装置，设有：包括由用于对薄板状的加工对象 进行穿孔的冲头用金属模具和冲模用金属模具组成的穿孔用金属模具在内的穿孔机构，用于对介于上述冲头用金属模具和上述冲模用金属模具之间的薄板状加工对象给予张紧力的机构；其特征在于上述穿孔机构，是在冲头用金属模具和冲模用金属模具之间的空隙大于薄板状加工对象的厚度状态下实施穿孔的穿孔机构。 
因此，根据本发明的穿孔装置，因为是在对位于冲头用金属模具和冲模用金属模具之间的加工对象施加以张紧力的状态下进行穿孔动作的，所以能够有效地抑制薄板状加工对象的挠曲，其结果是，能够在对加工对象以正确角度的情况下进行穿孔动作，且冲头能够顺利的从加工对象中退出。因此，能够在冲头用金属模具和冲模用金属模具之间的空隙大于薄板状加工对象厚度的状态下实施穿孔。也就是说，以往必不可少的冲床模板已不再需要。由此，根据本发明的穿孔装置，能够减少零部件数量，达到降低成本和使金属模具结构简单化的目的。 
另外，因为加工对象是在非压接状态下实施穿孔的，所以能够抑制对加工对象所产生的损伤，提高质量信赖度。 
而且，在穿孔装置设有将滚筒状加工对象以薄板状输出的输送机构、和将薄板状加工对象绕卷成滚筒状的绕卷机构的情况下，这些效果特别明显。 
另外，因为在冲头用金属模具和冲模用金属模具之间的空隙大于薄板状加工对象的厚度的状态下实施穿孔，所以，在穿孔时，冲头用金属模具本身不需进行升降，只需升降冲头就可以了，故而，进行高速化穿孔变得容易。 
(2)在上述(1)所述的穿孔装置中，上述穿孔机构最好在冲头用金属模具和冲模用金属模具之间的空隙为0.10mm～5.0mm的状态下实施穿孔。 
这里，之所以将空隙设在0.10mm以上，是因为如果将空隙设为不足0.10mm的话，则将产生不能对较厚的加工对象进行穿孔的情况。从这个角度来说，空隙在0.20mm以上则比较理想，设在0.30mm以上则更好。另外，之所以将空隙设在5.0mm以下，是因为空隙如果超过5.0mm的话，则难以确保冲头的前端部和冲模孔的位置精度，而且，在穿孔时，难以维持冲头的直线度。从这个角度来说，空隙最好为3.0mm以下，设在2.0mm以下则更好。 
(3)如在上述(1)或(2)所述的穿孔装置，推荐上述穿孔机构在引导销没有介于上述冲头用金属模具和上述冲模用金属模 具之间的状态下实施穿孔。 
通过这样地构成，可以在冲头用金属模具和冲模用金属模具之间载置大面积的加工对象，所以能够对大面积的加工对象实施穿孔。 
(4)在上述(1)～(3)任意一项所记载的穿孔装置中，推荐将用来夹住薄板状加工对象的上下2根轧辊轴分别设置在加工区域的两侧。 
通过这样地构成，能够更加有效地抑制薄板状加工对象的挠曲。 
而且，与上述(1)的情况相同，在穿孔装置设有将滚筒状加工对象以薄板状输出的输送机构、和将薄板状加工对象绕卷成滚筒状的绕卷机构的情况下，这些效果特别明显。 
(5)本发明的穿孔装置，设有：包括由用于对薄板状加工对象进行穿孔的冲头用金属模具和冲模用金属模具组成的穿孔用金属模具在内的穿孔机构，用于将上述穿孔用金属模具进行定位固定在穿孔装置的穿孔用金属模具安装部上的穿孔用金属模具定位固定机构；其特征在于该穿孔用金属模具定位固定机构设有能够在上下方向上移动的至少2根定位销，在上述穿孔用金属模具安装部上设置有与上述定位销嵌合的销定位孔，在上述冲模用金属模具上设置有能够与插通上述定位销的销插通孔，在上述冲头用金属模具上设置有能够与上述定位销嵌合的销嵌合孔。 
因此，根据本发明的穿孔装置，仅仅通过简单地上下移动定位销，就能够高精度地进行冲头用金属模具与冲模用金属模具的定位以及穿孔装置的穿孔用金属模具安装部与冲模用金属模具的定位。 
由此，能够提高穿孔装置的穿孔用金属模具安装部和穿孔用金属模具的位置精度，提高加工对象的穿孔位置的精度。另外，因为提高了冲头用金属模具和冲模用金属模具的定位精度，就能够进行切片无返回的无碎片穿孔。另外，不需要专用的穿孔用金属模具位置调整装置，达到降低穿孔装置的成本的效果。 
而且，与上述(1)和(4)的情况相同，在穿孔装置设有将滚筒状加工对象以薄板状输出的输送机构、和将薄板状加工对象绕卷成滚筒状的绕卷机构的情况下，这些效果特别明显。 
另外，通过将本发明的穿孔装置的特征追加于上述(1)或(4)所记载的穿孔装置，便组成更加优良的穿孔装置。 
(6)本发明的穿孔装置，设有：包括能够在垂直相交的2个方向上移动的工作台在内的工作台移动机构，由设置在该工作台移动机构的工作台上、对薄板状加工对象进行穿孔用的冲头用金属模具和冲模用金属模具组成的穿孔用金属模具在内的穿孔机构；其特征在于在上述工作台上立设有包括相对的2个脚部和连接这2个脚部的顶棚部在内的呈门型的框架，在该框架的顶棚部上安装有上述冲头用金属模具。 
因此，根据本发明的穿孔装置，能够确实提高安装有冲头用金属模具的框架的刚性。 
由此，能够提高冲头用金属模具相对于冲模用金属模具的定位精度，在防止穿孔产生切片返回的同时，与穿孔的高速化相互协调。 
而且，与上述(1)、(4)或(5)的情况相同，在穿孔装置设有将滚筒状加工对象以薄板状输出的输送机构、和将薄板状的加工对象绕卷成滚筒状的绕卷机构的情况下，这些效果特别明显。 
另外，通过将本发明的穿孔装置的特征追加于上述(1)、(4)或(5)所记载的穿孔装置，便组成更加优良的穿孔装置。 
(7)本发明的穿孔装置，设有：将滚筒状加工对象以薄板状输出的输送机构，将薄板状加工对象绕卷为滚筒状的绕卷机构，包括由设置在上述输送机构和上述绕卷机构之间、对薄板状加工对象进行穿孔用的冲头用金属模具和冲模用金属模具组成的穿孔用金属模具在内的穿孔机构；其特征在于还设有：分别设置在上述输送机构和上述穿孔机构之间以及上述穿孔机构和上述绕卷机构之间、用来松弛拉紧加工对象的升降滚轮在内的一对张力调节机构。 
因此，根据本发明的穿孔装置，通过各个张力调节机构的升降滚轮的上升来松弛加工对象，通过升降滚轮的下降来再次拉紧加工对象。 
由此，能够消除由于长时间输送绕卷动作而产生的加工对象的蛇行移动，能够实施良好的穿孔加工。 
通过将本发明的穿孔装置的特征追加于上述(1)、(4)、(5)或(6)所记载的穿孔装置，便组成更加优良的穿孔装置。 
(8)本发明的穿孔装置，设有：包括能够在垂直相交的2个方向上移动的工作台在内的工作台移动机构，包括由用于设置在该工作台移动机构的工作台上、对薄板状加工对象进行穿孔的冲 头用金属模具和冲模用金属模具组成的穿孔用金属模具在内的穿孔机构；其特征在于，上述冲头用金属模具和冲模用金属模具中的任意一个金属模具中，设有在加工对象侧开口的摄像用的贯通孔，在该贯通孔的中心轴上，设置有用于读取加工对象穿孔位置的摄像元件。 
因此，根据本发明的穿孔装置，能够通过摄像元件读取在冲头用金属模具和冲模用金属模具平面内的穿孔位置。 
由此，能够缩短从通过摄像元件读取穿孔位置起至到达穿孔用金属模具的穿孔位置为止的水平移动时间，达到高速化穿孔加工的目的。 
另外，因为是在垂直于加工对象的方向上由摄像元件对穿孔位置进行读取的，所以能够提高读取的精度。 
而且，在穿孔装置设有将滚筒状加工对象以薄板状输出的输送机构、和将薄板状的加工对象绕卷成滚筒状的绕卷机构的情况下，上述效果特别明显。 
另外，通过将本发明的穿孔装置的特征追加于上述(1)、(4)、(5)(6)或(7)所记载的穿孔装置，便组成更加优良的穿孔装置。 
在上述(8)所记载的穿孔装置中，以使上述贯通孔的中心轴与上述任意一个金属模具的中心轴一致为佳。 
通过这样的构成，能够设定使由贯通孔到各个冲头间的水平距离为同一尺寸，使由摄像元件读取穿孔位置起至到达各个冲头穿孔位置为止的水平移动时间为同一时间。 
而且，根据穿孔目的(例如，开穿(通)孔等情况)的不同，可以不必使用摄像元件来读取穿孔位置。 
(9)在上述(8)所述的穿孔装置中，推荐在上述冲头用金属模具和上述冲模用金属模具中，除上述设有贯通孔的金属模具外的另一个金属模具上，设置位于上述贯通孔的中心轴上、且在加工对象侧开口的收容孔，该收容孔收纳用于对加工对象进行照明的发光元件。 
通过这样地构成，有效利用了发光元件产生的照明光对加工对象的照明。而且，透过加工对象的光线由摄像元件读取的方法能够更加有效地读取穿孔位置。 
(10)在上述(1)～(9)任意一项所记载的穿孔装置中，推荐上述冲头用金属模具设有：沿包含该冲头用金属模具中心轴 在内的假想平面所配置的多个冲头插通孔，上述冲模用金属模具设有对应于上述多个冲头插通孔的多个冲模孔，对应于上述各个冲头插通孔的各个冲头，其构成是能够通过凸轮轴的旋转在相互间不同的升降路线中移动。 
这种构成，通过改变凸轮轴的旋转区域，能够从多个冲头中选择任意一个冲头来对加工对象进行穿孔。 
(11)在上述(10)所记载的穿孔装置中，上述冲头用金属模具以还设有，沿着与包含上述中心轴和上述假想平面不同的另外的假想平面所配置的另外的多个冲头插通孔，上述冲模用金属模具设有与上述另外的多个冲头插通孔相对应的另外的多个冲模孔，上述冲头用金属模具和上述冲模用金属模具，能够自由装卸地安装在与穿孔装置的穿孔用金属模具安装部的上面垂直的假想基准线附近的多个周方向位置上为佳。 
这样，通过改变冲头用金属模具和冲模用金属模具的安装位置，就能够选择排列在所希望的方向上的多个冲头，并使用于加工对象的穿孔加工上。 
(12)本发明的穿孔用金属模具，设有：用于对薄板状加工对象进行穿孔的冲头用金属模具、冲模用金属模具以及用于进行这些冲头用金属模具和冲模用金属模具的定位的至少2根定位销，其特征在于，在上述冲模用金属模具上设置有能够与插通上述定位销的销插通孔，在上述冲头用金属模具上设置有能够与上述定位销嵌合的销嵌合孔。 
因此，根据本发明的穿孔用金属装置，仅仅通过简单的上下移动定位销，就能够高精度地进行冲头用金属模具与冲模用金属模具的定位以及穿孔装置的穿孔用金属模具安装部与冲模用金属模具的定位。 
由此，能够提高穿孔装置的穿孔用金属模具安装部和穿孔用金属模具的位置精度，提高加工对象的穿孔位置的精度。另外，因为提高了冲头用金属模具和冲模用金属模具的定位精度，所以能够进行切片无返回的无碎片穿孔。另外，不需要专用的穿孔用金属模具位置调整装置，从而达到降低穿孔装置的成本的效果。 
(13)本发明的穿孔方法，其使用的是穿孔装置，该穿孔装置设有：由用于对薄板状加工对象进行穿孔的冲头用金属模具和冲模用金属模具组成的穿孔用金属模具在内的穿孔机构，并且在对介于上述冲头用金属模具和上述冲模用金属模具之间的薄板状 加工对象施加以张紧力的状态下，对加工对象实施穿孔的穿孔方法，其特征在于，是在上述冲头用金属模具和上述冲模用金属模具间的空隙大于薄板状加工对象厚度的状态下，实施穿孔的。 
因此，根据本发明的穿孔方法，因为是在对位于冲头用金属模具和冲模用金属模具之间的加工对象施加以张紧力的状态下进行穿孔的，所以能够有效抑制薄板状加工对象的挠曲，其结果是，能够在正确的角度下对加工对象进行穿孔动作，冲头也能够顺利地从加工对象处退出。因此，能够在冲头用金属模具和冲模用金属模具之间的空隙大于薄板状加工对象厚度的状态下进行穿孔。也就是说，以往必不可少的冲床模板已不再需要。由此，本发明穿孔方法能够减少穿孔装置的零部件数量，达到降低成本和使金属模具结构简单化的目的。 
另外，因为是在加工对象处于非押压状态下进行穿孔的，所以能够确实抑制对加工对象所发生的损伤，提高质量信赖度。 
而且，在穿孔装置设有将滚筒状加工对象以薄板状输出的输送机构、和将薄板状的加工对象绕卷成滚筒状的绕卷机构的情况下，上述效果特别明显。 
另外，因为在冲头用金属模具和冲模用金属模具之间的空隙大于薄板状加工对象的厚度的状态下实施穿孔，所以，在穿孔时，冲头用金属模具本身不需进行升降，只需升降冲头就可以了，故而，进行高速化穿孔变得容易。 
(14)本发明的穿孔用金属模具的定位固定方法，是将穿孔装置的上述穿孔用金属模具定位固定在穿孔用金属模具安装部上的方法，其中该穿孔装置设有：具有销定位用孔的穿孔用金属安装部、以及对薄板状加工对象实施穿孔用的带有销嵌合孔的冲头用金属模具和带有销插通孔的冲模用金属模具组成的穿孔用金属模具在内的穿孔机构；其特征在于，依次包含以下工序：将定位销与上述销插通孔以及销嵌合孔嵌合，形成穿孔用金属模具组装体的工序；将上述穿孔用金属模具组装体设置在上述穿孔机构的规定位置的工序；在使上述定位销下降与上述销定位用孔嵌合后，将上述冲模用金属模具固定在上述冲模用金属模具侧的穿孔用金属安装部，同时，将上述冲头用金属模具固定在上述冲头用金属模具侧的穿孔用金属安装部的工序；使上述定位销进一步下降，解除与销嵌合孔的嵌合，分解上述穿孔用金属模具组装体的工序。 
因此，根据本发明的穿孔用金属模具的定位固定方法，仅仅 通过简单地上下移动定位销，就能够高精度地进行冲头用金属模具和冲模用金属模具的定位、以及工作台和冲模用金属模具的定位。 
由此，因为提高了工作台和穿孔用金属模具的位置精度，所以能够提高加工对象上的穿孔位置精度。另外，因为提高了冲头用金属模具和冲模用金属模具的位置精度，所以能够进行切片无返回的无碎片穿孔。另外，不再需要专用的穿孔用金属模具位置调整装置，从而达到降低穿孔装置成本的效果。 
而且，在穿孔装置设有将滚筒状加工对象以薄板状输出的输送机构、和将薄板状的加工对象绕卷成滚筒状的绕卷机构的情况下，上述效果特别明显。 
(15)关于上述(14)所记载的穿孔用金属模具的定位固定方法，其特征在于在形成上述穿孔用金属模具组装体的工序中，以预先在上述冲头用金属模具和上述冲模用金属模具之间介入带有第2销插通孔的0.10mm～5.0mm厚度的垫片，形成穿孔用金属模具组装体；在分解上述穿孔用金属模具组装体的工序中，拆除介于上述冲头用金属模具和上述冲模用金属模具间的垫片。 
这样，通过使用规定垫片这种简单的方法，就能够以非常高的精度将冲头用金属模具和冲模用金属模具之间的空隙大小控制在0.10mm～5.0mm的范围内。另外，因为不必使冲头用金属模具和冲模用金属模具分离而打开规定的间隙，所以能够使冲头用金属模具的下面和冲模用金属模具的上面的平行度达到极高。进而，在定位销上下移动时，还具有能够防止定位销和销插通孔以及销嵌合孔之间产生划伤的效果。 
另外，还能够设定使销插通孔以及销嵌合孔的内径和定位销外径之间的尺寸差为极小的数值。由此，能够提高冲头用金属模具和冲模用金属模具间的相对水平方向上的位置精度，防止穿孔时切片返回的发生，达到穿孔的高速化。 
附图说明
[图1]实施形态下穿孔装置的主视图。 
[图2]实施形态下穿孔装置的俯视图。 
[图3]图2的A-A剖面图。 
[图4]显示实施形态下穿孔装置的穿孔机构的立体图。 
[图5]图4的局部剖面图。 
[图6]显示实施形态下穿孔装置的穿孔机构的侧面图。 
[图7]显示实施形态下穿孔装置的穿孔机构的俯视图。 
[图8]图7的B-B剖面图。 
[图9]扩大显示图8中A部的剖面图。 
[图10]显示实施形态下穿孔用金属模具的立体图。 
[图11]显示实施形态下穿孔用金属模具的示意图。 
[图12]对实施形态下穿孔用金属模具的定位固定方法进行说明的流程图。 
[图13]为了实际运用实施形态下穿孔用金属模具的定位固定方法而使用的垫片的平面图。 
[图14]以往的穿孔装置的剖面图。 
符号说明
100                    穿孔装置 
200                    装置本体 
222                    移动型钳位器 
232、233               固定型钳位器 
300                    输送机构 
400                    绕卷机构 
500                    张力调节机构 
510                    升降滚轮 
600                    张力调节机构 
610                    升降滚轮 
700                    工作台移动机构 
710                    第1工作台移动机构 
720                    第2工作台移动机构 
712、722               工作台 
724                    框架 
724A、724B             脚部 
724C                   顶棚部 
730                    固定型钳位器 
742、744、752、754     轧辊轴 
800                    穿孔机构 
810                    穿孔用金属模具 
820                    冲头用金属模具 
820A           收容孔 
820F、820G     销嵌合孔 
830            冲模用金属模具 
830A           贯通孔 
830B、830C     销插通孔 
840            发光元件 
850、851       冲头 
870            凸轮轴 
880            摄像元件 
900            穿孔用金属模具定位固定装置 
910、911       卡盘 
920、921       定位销 
a              中心轴 
P              垫片 
P1，P2         第2销插通孔 
W              加工对象 
具体实施方式
以下，就本发明的穿孔装置、穿孔用金属模具、穿孔方法以及穿孔用金属模具的定位固定方法，根据附图所示的实施形态进行说明。 
首先，根据图1～图11，就实施形态的穿孔装置、穿孔用金属模具以及穿孔方法进行说明。图1是实施形态下穿孔装置的主视图，图2是实施形态下穿孔装置的俯视图，图3是图2的A-A剖面图，图4所示的是实施形态下穿孔装置的穿孔机构的立体图，图5是图4的局部剖面图，图6所示的是实施形态下穿孔装置的穿孔机构的侧面图，图7是实施形态下穿孔装置的穿孔机构的俯视图，图8是图7的B-B剖面图，图9是扩大表示图8中的A部的剖面图，图10是实施形态下穿孔用金属模具的立体图，图11是实施形态下穿孔用金属模具的示意图。其中图11(a)是俯视图，图11(b)是图11(a)中的C-C剖面图(但是，在图11(b)中，省略了从侧面能够看到的部分，仅仅表示了从正面能够看到的部分)。 
另外，在以下的说明中，相互垂直相交的3个方向分别设为X轴方向(图1的与纸面平行的左右方向)、Y轴方向(图1的与纸面 垂直的方向)以及Z轴方向(图1的与纸面平行且与X轴垂直相交的方向)。 
如图1～图3所示，穿孔装置100设有：搭载固定各种机构(后文描述)的装置本体200，将滚筒状加工对象W以薄板状输出的输送机构300，对由该输送机构300输出的薄板状加工对象W进行穿孔后、再进行绕卷的绕卷机构400，用于拉紧松弛位于输送机构300和绕卷机构400之间的加工对象W的一对张力调节机构500、600，位于这对张力调节机构500、600之间的工作台移动机构700，通过该工作台移动机构700的移动对加工对象W实施穿孔的穿孔机构800，和将该穿孔机构800的穿孔用金属模具定位固定在工作台上的穿孔用金属模具定位固定机构900。 
装置本体200是由平面近乎矩形的机台构成。装置本体200的后侧设置有装有通过设置程序驱动控制各个机构等的控制器(图中未显示)的控制盒210。装置本体200的X轴方向(左右方向)两侧部设有略呈L字状的上升壁220、230，该上升壁220、230有垂直部220A、230A以及水平部220B、230B。另外，在装置本体200的X轴方向两侧部，还分别在各个上升壁220、230的后方设置滚轮支持台240、250。 
上升壁220、230上设具有一定曲率、引导较厚的加工对象W的引导面221、231。上升壁220、230的垂直部220A、230A上，分别设置有能够夹住加工对象W的移动型钳位器222、固定型钳位器232；上升壁230的水平部230B上，设置有能够夹住加工对象W的固定型钳位器233。 
如图4～图7所示，在穿孔机构800的上游侧(输送机构300侧)设有用于夹住加工对象W的上下2根轧辊轴742、744，在穿孔机构800的下游侧(绕卷机构400侧)设有用于夹住加工对象W的上下2根轧辊轴752、754。设置加工对象W位于下侧轧辊轴742、752的上方，上侧轧辊轴744、754的下方。由此，通过上侧轧辊轴744、754的自重，将加工对象W夹在这些轧辊轴之间。这4个轧辊轴742、744、752、754通过球轴承能够自由旋转，也不会妨碍加工对象W的移动。 
如图1～图3所示，输送机构300设有输送滚轮310和引导滚轮320、321。 
滚轮支持台240的上方端部支持着输送滚轮310，使其能够自由旋转。然后，通过转矩电动机330的驱动旋转将滚筒状的加工 对象W以薄板状输出。 
引导滚轮320、321在X轴方向上，以规定距离为间隔并排设置。然后，分别由左侧的引导滚轮320引导质地厚或质地薄的加工对象，由右侧的引导滚轮321引导质地薄的加工对象。 
绕卷机构400设有绕卷滚轮410和引导滚轮420、421。 
绕卷滚轮410由滚轮支持台250的上方端部支持，使其能够自由旋转。然后，通过转矩电动机430的驱动旋转，将薄板状加工对象W绕卷成为滚筒状。 
引导滚轮420、421是间隔以规定距离并排设置在X轴方向上的。而且，分别由左侧的引导滚轮420引导质地薄的加工对象，由右侧的引导滚轮421引导质地厚或质地薄的加工对象。 
张力调节机构500、600中左侧的张力调节机构500，设有升降滚轮510，且设置在输送机构300的下方、装置本体200的左侧部。升降滚轮510的滚轮轴510A，通过滑块540的支持在升降导轨530上自由旋转升降。然后，通过汽缸520的驱动上升放松加工对象W，或者通过自重下降拉紧加工对象W。 
右侧的张力调节机构600设有升降滚轮610，且是设置在绕卷机构400的下方、装置本体200的右侧部。升降滚轮610的滚轮轴610A通过滑块640的支持在升降导轨630上自由旋转升降。然后，通过汽缸620的驱动上升放松加工对象W，或通过自重下降拉紧加工对象W。 
如图3所示，工作台移动机构700设有第1工作台移动机构710和第2工作台移动机构720。 
第1工作台移动机构710设有螺旋轴711和工作台712。螺旋轴711是在水平横方向(X轴方向)上延伸，被支撑在装置本体200上面宽幅方向中央部上，使其能够自由旋转。然后，通过伺服马达713的驱动而进行旋转。工作台712的构成是，能够在装置本体200的上部和螺旋轴711的上部自由进退地被支持，并通过伺服马达713的驱动使螺旋轴711旋转使其在X轴方向进退。 
第2工作台移动机构720设有螺旋轴721和工作台722。螺旋轴721是在水平纵方向(Y轴方向)上延伸，被支持在工作台712上面，使其能够自由旋转。然后，通过伺服马达723(参照图2)的驱动进行旋转。工作台722设有与穿孔用金属模具定位固定机构900的定位销(后文描述)嵌合的定位孔(图中未示)，并能够在工作台712的上部和螺旋轴721的上部自由进退。然后，通过伺 服马达723的驱动使螺旋轴721旋转使其在Y轴方向进退。在工作台722的绕卷机构400侧，设有夹住加工对象W后由输送机构300侧向绕卷机构400侧供给的固定型钳位器730。 
如图4～图7所示，在工作台722上面中央部，立设具有相对的2个脚部724A、724B以及连接该2个脚部724A、724B的顶棚部724C的、呈门型(コ字状)的框架724。 
而且，设定两脚部724A、724B之间的尺寸要大于加工对象W的宽幅尺寸。 
此处图中未示，但穿孔用金属模具安装部设有冲头用金属模具安装部和冲模用金属模具安装部。冲头用金属模具安装部设置在框架724上，冲模用金属模具安装部设置在工作台722上。 
穿孔机构800设有穿孔用金属模具810，并设置在第2工作台移动机构720的工作台722上。 
穿孔用金属模具810，由冲头用金属模具820和冲模用金属模具830组成，以对加工对象W实施穿孔。 
冲头用金属模具820如图11所示，设有基础部821、板安装用台座822以及冲头板823，整体为阶梯状(附有轴环部)的台座。而且，通过卡盘910(参照图5)安装在框架724的顶棚部724C上。冲头用金属模具820的中央部设置有在加工对象侧开口的、阶梯状收容孔820A。收容孔820A中收容有对加工对象W进行照明的发光元件840(如图8和图9所示)。由此，能够有效地利用由发光元件840发出的照明光对加工对象W进行照明。 
在冲头用金属模具820的中央部附近，设置有沿含收容孔820A的中心轴在内的假想平面配置的2个第1冲头插通孔820B、820C、以及沿含收容孔820A的中心轴在内、与上述假想平面垂直相交的另一假想平面配置的2个第2冲头插通孔820D、820E。第1冲头插通孔820B、820C如图9及图10所示，插通有1组冲头850、851。另外，在第2冲头插通孔820D、820E也与第1冲头插通孔820B、820C相同、插通有与1组冲头(图中未示)。冲头用金属模具820的角部(相对的角部)，设置有在第1冲头插通孔820B、820C以及第2冲头插通孔820D、820E的外周部、在圆周方向上相互等间隔(180°)并列的2个销嵌合孔820F、820G。 
如图8～图10所示，冲头850、851通过滚轮轴871、872等，与由伺服马达860驱动旋转的凸轮轴870连接。然后，各个冲头850、851通过由伺服马达860驱动的凸轮轴870的旋转，能够在 相互间不同的升降路线内移动。因此，可以通过改变凸轮轴860的旋转区域，来选择冲头850、851中的任意1个冲头(本实施形态下为冲头850)，用于对加工对象W的穿孔。伺服马达860和凸轮轴870设置在框架724的顶棚部724C上。 
而且，在冲头850、851孔径相同的情况下进行穿孔时，即使冲头850发生破损，也能够使用冲头851来代替冲头850，而不需要安装拆除交换冲头850。 
另外，当冲头850、851的孔径互不相同时(例如实际开贯通孔的冲头和引导开孔的冲头)，能够进行不同孔径的穿孔工作，而不需要因改变开孔对象而安装拆除交换冲头850、851。 
如图11(b)所示，冲模用金属模具830设有板安装用台座831和冲模板832，整体形成为阶梯状(附有轴环部)的台座。其设置在冲头用金属模具820的下方，并且通过卡盘911(参照图5)被安装在工作台722上。另外，冲模用金属模具830与冲头用金属模具820一起，被安装在中心轴a附近的2个周方向位置上，并能够自由地进行安装和拆除。因此，通过改变冲模用金属模具830和冲头用金属模具820的安装位置，就能够使用2组冲头中的1组冲头850、851对加工对象W进行穿孔。 
而且，通过使冲头用金属模具和冲模用金属模具的外形呈六角形或者八角形，相对于1个冲头用金属模具而言就可以设置3组或者4组的冲头。 
冲模用金属模具830的中央部如图11(b)所示，设置位于收容孔820A的中心轴a上、且在加工对象W侧开口的摄像用贯通孔830A。冲模用金属模具830的角部，设置有分别与销嵌合孔820F、820G相对应的、且在周方向相互等间隔(180°)并列的销插通孔830B、830C。 
冲模用金属模具830(冲模板832)中，设置有与第1冲头插通孔820B、820C和第2冲头插通孔820D、820E相对应的冲模孔(图中未示)。在冲模用金属模具830的贯通孔830A的中心轴a上，设置有用于读取加工对象W的穿孔位置的摄像元件880(如图8所示)。由此，因为由摄像元件880(贯通孔830A)到各个冲头850、851的水平距离相等，所以能够设定由摄像元件880读取穿孔位置至到达各个冲头850、851(穿孔用金属模具810)的穿孔位置止的水平移动时间为同一时间。 
另外，通过发光元件840的照明光透过加工对象W后被摄像 元件880读取而有效地进行穿孔位置的读人。 
如图5、图10以及图11(b)所示，穿孔用金属模具定位固定机构900设有卡盘910、911和定位销920、921。而且，在由穿孔用金属模具810进行穿孔的状态下，在冲头用金属模具820和冲模用金属模具830之间，在上下方向上形成有较加工对象W的厚度大的空隙G。 
而且，空隙G的上下方向的尺寸，例如在加工对象W的厚度为0.10mm时，为0.40mm。另外，根据穿孔对象的不同，冲头850，851的直径为0.10mm～5.0mm。 
分别将卡盘910安装在框架724的顶棚部724C，将卡盘911安装在工作台722宽幅方向的中央部。然后，分别通过卡盘910将冲头用金属模具820固定在框架724的顶棚部724C上，通过卡盘911将冲模用金属模具830固定在工作台722宽幅方向的中央部(冲头用金属模具820的下方)。 
如图10及图11所示，定位销920、921形成为圆柱体，其能够对冲头用金属模具820的销嵌合孔820F、820G进行嵌合，能够对冲模用金属模具830的销插通孔830B、830C进行插通，还能够对设置在工作台722上的定位孔(图中未示)进行嵌合。在定位销920、921的下端部，分别设置有在销直径方向上贯通、并插通销操作子930、931的偏心轴930A、931A的长孔920A、921A。然后，定位销920、921通过销操作子930、931的旋转操作，能够分别在上下方向上移动。 
使用这种构成的穿孔装置100，对加工对象W进行的穿孔动作如下所述。 
首先，使加工对象W位于冲头用金属模具820(冲头板823)和冲模用金属模具830(冲模板832)之间。此时，在冲头用金属模具820和冲模用金属模具830之间形成有空隙G(如图11所示)，该空隙G通过穿孔用金属模具定位固定机构900，以大于加工对象W厚度的尺寸来设定。 
接着，同时驱动输送机构300、绕卷机构400和工作台移动机构700(第1工作台移动机构710)，将加工对象W从输出侧定量供给至绕卷侧。此时，通过固定型钳位器730给予加工对象W以把持力，并解除移动型钳位器222以及固定型钳位器232、233所给予的把持力。 
然后，移动型钳位器222从输出侧向绕卷侧进行往动(往复运 动的一个方向，与下述复动方向相反)，在该往动位置上给予加工对象W以把持力，同时，在固定型钳位器232施加了把持力之后，解除由固定型钳位器730的把持力。 
解除了固定型钳位器730的把持力后，移动型钳位器222在施加把持力的状态下从绕卷侧向输出侧进行复动。由此，移动型钳位器222以及固定型钳位器232给予加工对象W以张紧力。因此，能够抑制位于冲头用金属模具820和冲模用金属模具830之间的薄板状加工对象W的挠曲。 
此时，因为薄板状加工对象W是被夹在上方轧辊轴744、754和下方轧辊轴742、752之间，所以能够更有效地抑制挠曲。 
然后，通过摄像元件880检测出加工对象W的基准标志(用于读取穿孔位置的表示标志)后，通过第1工作台移动机构710的驱动将穿孔用金属模具810(冲头用金属模具820和冲模用金属模具830)移送到穿孔区域。 
然后，通过工作台移动机构700的驱动，使穿孔用金属模具810在垂直相交的2个水平方向上移动，通过凸轮轴870的旋转(回动)来升降冲头850，对加工对象W实施穿孔。此时，通过改变凸轮轴870的回动区域，能够使用冲头851来代替冲头850对加工对象W进行穿孔。 
这样一来，就实施了对加工对象W的穿孔。 
而且，为了消除由于长时间进行穿孔(输出绕卷动作)而导致加工对象W产生蛇行移动的问题，推荐适当上升张力调节机构500、600的升降滚轮510、610，来消除对加工对象W的张紧力。 
由此，实施形态下穿孔装置100、穿孔用金属模具810以及穿孔方法，能够获得(A)～(E)所示的效果。 
(A)因为是在对位于冲头用金属模具820和冲模用金属模具830之间的加工对象W施加以张紧力的状态下来进行穿孔动作的，所以能够有效地抑制薄板状加工对象W的挠曲，其结果是，对于加工对象W能够以正确的角度进行穿孔动作，冲头能够顺利地从加工对象W处退出。因此，能够在冲头用金属模具820和冲模用金属模具830之间的空隙G大于薄板状加工对象W厚度的状态下进行穿孔，也就是说，可以不再需要以往必不可少的冲床模板。由此，就减少了零部件数量，达到降低成本和使金属模具结构简单化的目的。 
另外，因为是在加工对象W处于非押压状态下进行穿孔的， 所以能够确实防止对加工对象W的损伤发生，并能够提高质量方面的可信性。 
另外，因为是在冲头用金属模具820和冲模用金属模具830之间的空隙G大于薄板状加工对象W的厚度的状态下进行穿孔的，所以，在穿孔时，冲头用金属模具820本身不需进行升降，只需冲头850、851进行升降就可以了，故而，进行高速化穿孔变得容易。 
(B)因为框架724是具有相对的2个脚部724A、724B以及连接这2个脚部724A、724B的顶棚部724C的呈门型的框架，所以能够确实提高安装有冲头用金属模具820的框架724的刚性。 
因此，能够提高相对于冲模用金属模具830的冲头用金属模具820的位置精度，在防止穿孔切片返回的同时，还能够与穿孔的高速化相互协调。 
(C)因为设有具松弛拉紧加工对象W用的升降滚轮510、610的一对张力调节机构500、600，所以能够通过各个张力调节机构500、600的升降滚轮510、610的上升来松弛加工对象W，通过下降再次拉紧加工对象W。 
因此，能够消除长时间输送绕卷动作而导致加工对象发生蛇行移动，进行完好的穿孔加工。 
(D)因为在贯通孔830A的中心轴a上设置有用于读取加工对象W穿孔位置的摄像元件880，所以能够通过摄像元件880读取在冲头用金属模具820和冲模用金属模具830平面内的穿孔位置。 
因此，能够缩短从通过摄像元件880读取穿孔位置起至到达穿孔用金属模具810的穿孔位置为止的水平移动时间，达到穿孔加工高速化的目的。 
另外，因为通过摄像元件880对穿孔位置的读取能够从垂直于加工对象W的方向上进行，所以能够提高读取精度。 
(E)穿孔用金属模具定位固定机构900设有可以上下方向移动的2根定位销920、921，在穿孔用金属模具安装部上设有与定位销920、921嵌合的销定位孔，在冲模用金属模具830上设有能够插通定位销920、921的销插通孔830B、830C，在冲头用金属模具820上设有能够与定位销920、921嵌合的销嵌合孔820F、820G。 
因此，仅仅通过简单的上下移动定位销920、921，就能够高精度地进行冲头用金属模具820与冲模用金属模具830的定位以及穿孔装置800的穿孔用金属模具安装部与冲模用金属模具830 的定位。 
由此，因为提高穿孔装置800的穿孔用金属模具安装部和穿孔用金属模具810的位置精度，所以能够提高加工对象W上的穿孔位置的精度。另外，因为提高了冲头用金属模具820和冲模用金属模具830的位置精度，所以能够进行切片无返回的无碎片穿孔。另外，不需要专用的穿孔用金属模具位置调整装置，达到降低穿孔装置成本的效果。 
接着，参照图5和图10～图13就实施形态穿孔用金属模具的定位固定方法进行说明。图12是对实施形态下穿孔用金属模具的定位固定方法进行说明的流程图，图13是为了实际运用实施形态下穿孔用金属模具的定位固定方法而使用的垫片的平面图。 
因为实施形态的穿孔用金属模具的定位固定方法，是按照“穿孔用金属模具组装体的形成工序”、“穿孔用金属模具组装体的配置工序”、“冲头用金属模具、冲模用金属模具的安装工序”以及“穿孔用金属模具组装体的分解工序”依次实施的，所以按这些工序的顺序进行说明。 
另外，实施形态下穿孔用金属模具的定位固定方法所使用的定位销920、921，在穿孔用金属模具组装体形成前，是与冲模用金属模具830的销插通孔830B、830C嵌合，其上方端部暴露在冲模用金属模具830的上方。 
1、[穿孔用金属模具组装体的形成工序] 
首先，使厚度(例如395um)比预先设定的空隙G(如图11所示)上下方向尺寸(例如400um)小的垫片P(如图13所示)位于冲头用金属模具820(冲头板823)和冲模用金属模具830(冲模板832)之间，形成穿孔用金属模具组装体(图12中的步骤S1)。此时，通过将定位销920、921插通在第2销插通孔P1、P2中，在冲模板832的上部放置垫片P，再使定位销920、921与销嵌合孔820F、820G嵌合，在垫片P上放置冲头用金属模具820来形成穿孔用金属模具组装体。 
2、[穿孔用金属模具组装体的配置工序] 
接着，将在[穿孔用金属模具组装体的形成工序]中所形成的穿孔用金属模具组装体介入在穿孔机构800(如图5所示)的上下安装位置(相互平行的安装面)之间(图12中的步骤S2)。 
3、[冲头用金属模具、冲模用金属模具的安装工序] 
接着，通过回动销操作子930、931(如图10所示)，使定位 销920、921向下方移动，与工作台722的定位孔(图中未示)嵌合。由此，能够提高对冲模用金属模具830的工作台722的定位精度。此时，定位销920、921是插通垫片P的第2销插通孔P1、P2，并与冲头用金属模具820的销嵌合孔820F、820G嵌合的状态的。 
接着，通过穿孔用金属模具定位固定机构900的卡盘911，将冲模用金属模具830安装在穿孔机构800下方的安装位置上。此时，因为冲模用金属模具830的安装是通过定位销920、921来定位冲模用金属模具830进行的，所以其安装精度高。 
然后，将冲头用金属模具820在穿孔机构800上方的安装位置定位后，通过穿孔用金属模具定位固定机构900的卡盘910安装冲头用金属模具820(图12中的步骤S3)。 
4、[穿孔用金属模具组装体的分解工序] 
然后，通过回动操作销操作子930、931，使定位销920、921再向下方移动，解除与销嵌合孔820F、820G的嵌合，同时除去冲头用金属模具820和冲模用金属模具830之间的垫片P(图12中的步骤S4)。由此，穿孔用金属模具组装体被分解。此时，定位销920、921的上方端部是被收纳在冲模用金属模具830的销插通孔830B、830C中的状态。 
除去垫片P后，在冲头用金属模具820(冲头板823)和冲模用金属模具830(冲模板832)之间，形成了高精度且高平行度设定的空隙G。 
这样一来，穿孔用金属模具810则被定位固定在穿孔机构800上。 
如上所述，实施形态下穿孔用金属模具的定位固定方法仅仅通过简单地上下移动定位销920、921，就能够高精度地进行冲头用金属模具820和冲模用金属模具830的定位、以及工作台722和冲模用金属模具830的定位。 
由此，因为提高了工作台722和穿孔用金属模具810的位置精度，所以能够提高加工对象W上的穿孔位置精度。另外，因为提高了冲头用金属模具820和冲模用金属模具830的位置精度，所以能够进行切片无返回的无碎片穿孔。另外，不再需要专用的穿孔用金属模具位置调整装置，从而达到降低穿孔装置成本的效果。 
另外，实施形态下穿孔用金属模具的定位固定方法中，在穿 孔用金属模具组装体的形成工序中，预先在冲头用金属模具820和冲模用金属模具830之间介入带有第2销插通孔P1、P2的0.10mm～5.0mm厚度的垫片P，来形成穿孔用金属模具组装体，穿孔用金属模具组装体的分解工序为拆除位于冲头用金属模具820和冲头用金属模具830之间的垫片P而构成。 
由此，仅仅通过使用规定的垫片P的简单方法，就能够以非常高的精度将冲头用金属模具820和冲模用金属模具830间的空隙的大小控制在0.10mm～5.0mm的范围。另外，因为不必使冲头用金属模具820和冲模用金属模具830分离而打开规定的空隙，所以能够使冲头用金属模具820的下面与冲模用金属模具830的上面之间的平行度为极高的数值。进而，还能够防止定位销920、921在上下移动时，发生定位销920、921与销插通孔830B、830C以及销嵌合孔820F、820G之间的咬伤或划伤。 
另外，这意味着能够设定销插通孔830B、830C以及销嵌合孔820F、820G的内径和定位销920、921的外径间的尺寸差值为极小数值。这样，能够提高冲头用金属模具820和冲模用金属模具830的相对水平方向上的位置精度，具有防止穿孔切片的返回以及达到穿孔的高速化的效果。 
以上，根据上述的实施形态就本发明的穿孔装置、穿孔用金属模具、穿孔方法以及穿孔用金属模具的定位固定方法进行了说明。但是，本发明不仅仅限于上述的实施形态，在不脱离其要点的范围内可以以不同状态进行实施，例如可以是如下的变形。 
(1)在上述实施形态中，就适用于对由滚筒状输出为薄板状的加工对象进行穿孔的穿孔装置进行了说明。但是，本发明并不仅限于上述实施形态，同样也可以适用于对长方形的加工对象进行穿孔的穿孔装置。 
(2)在上述实施形态中，就适用于相对加工对象穿孔用金属模具进行移动方式的穿孔装置进行了说明。但是，本发明并不仅仅限于上述实施形态，同样也可以适用于相对穿孔用金属模具加工对象进行移动方式的穿孔装置。 

Claims (2)

1.一种穿孔用金属模具的定位固定方法，是将穿孔装置的上述穿孔用金属模具定位固定在穿孔用金属模具安装部的方法，其中该穿孔装置设有：具有销定位用孔的穿孔用金属模具安装部，以及包含有由对薄板状加工对象实施穿孔用的带有销嵌合孔的冲头用金属模具和带有销插通孔的冲模用金属模具组成的穿孔用金属模具在内的穿孔机构，
其特征在于，依次包含以下工序：
将定位销与上述销插通孔以及上述销嵌合孔嵌合，形成穿孔用金属模具组装体的工序；
将上述穿孔用金属模具组装体设置在上述穿孔机构的规定位置的工序；
在使上述定位销下降与上述销定位用孔嵌合后，将上述冲模用金属模具固定在上述冲模用金属模具侧的穿孔用金属模具安装部，同时，将上述冲头用金属模具固定在上述冲头用金属模具侧的穿孔用金属模具安装部的工序；
使上述定位销进一步下降，解除与上述销嵌合孔的嵌合，分解上述穿孔用金属模具组装体的工序。
2.如权利要求1所述的穿孔用金属模具的定位固定方法，其特征在于，在形成上述穿孔用金属模具组装体的工序中，预先在上述冲头用金属模具和上述冲模用金属模具之间介入带有第2销插通孔的0.10mm～5.0mm厚度的垫片，形成穿孔用金属模具组装体；
在分解上述穿孔用金属模具组装体的工序中，拆除介于上述冲头用金属模具和上述冲模用金属模具间的上述垫片。
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