JP2005125335A - Apparatus for processing work - Google Patents
Apparatus for processing work Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005125335A JP2005125335A JP2003360364A JP2003360364A JP2005125335A JP 2005125335 A JP2005125335 A JP 2005125335A JP 2003360364 A JP2003360364 A JP 2003360364A JP 2003360364 A JP2003360364 A JP 2003360364A JP 2005125335 A JP2005125335 A JP 2005125335A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- workpiece
- work
- support
- die
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 69
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 14
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Punching Or Piercing (AREA)
Abstract
Description
この発明はワークの加工装置に関し、ワークに多数の孔を穿設したり、ワーク端面を多数の部位にて切断したり、ワーク外周に多数のスリット加工を行うなどの作業を超高速にて実施することができるものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a workpiece processing apparatus, and performs operations such as drilling a large number of holes in a workpiece, cutting a workpiece end surface at a large number of parts, and performing a large number of slits on the outer periphery of a workpiece. Is something that can be done.
ワークの穿孔もしくは切断もしくはスリッティングのための加工はワークを固定のダイの上に載せ、パンチを推力発生装置としてのクランク機構や油圧シリンダにより前進駆動することにより行われる。ワークは多数の部位に加工する場合、ワークの一つの部位を加工後にパンチを後退させ、パンチの後退完了後に固定のダイに食い込んだワークを外すためにワークをダイから離間させるためのように移動させ、かつワークをパンチによる作業域から後退させ、ワークの次の加工部位をパンチに正対させるべくワークの位置決めを行い、ワークの位置制御の完了後にワークをパンチの作業域まで前進させ、このようにして作業準備が完了後にパンチを前進駆動させることにより次の作業が開始される。ワークを載置するダイは通常固定であり、加工後にワークをダイから外し次の加工部位に移動させる。 Processing for punching, cutting or slitting the workpiece is performed by placing the workpiece on a fixed die and driving the punch forward by a crank mechanism or a hydraulic cylinder as a thrust generator. When a workpiece is processed into multiple parts, the punch moves backward after machining one part of the workpiece, and after the punch has been retracted, the workpiece is moved away from the die in order to remove the workpiece that has bitten into the fixed die. The workpiece is moved back from the work area by punching, the work is positioned so that the next machining part of the work is directly opposed to the punch, and after the position control of the work is completed, the work is advanced to the work area of the punch. Thus, the next work is started by driving the punch forward after the work preparation is completed. The die on which the workpiece is placed is normally fixed, and the workpiece is removed from the die after machining and moved to the next machining site.
従来技術においては、ワークにおける多数の部位に穿孔など加工をする場合クランク機構や油圧シリンダによりパンチなどの工具を前進させることによりワークの加工を完了後にパンチが完全に後退するのを待ってワークの後退および次の加工位置に向けてのワークの位置決めを行っている。このように完全な順序制御を行っていることから一回の穿孔などの作業に要する時間が長くなり、特に、推力発生装置として油圧シリンダを採用した場合は油圧シリンダの応答速度自体が遅いため作業速度が著しく遅くなる。また、推力発生装置としてクランク機構を使用した場合であっても、自身の慣性モーメントが大きいため1回転に要する時間の短縮には限界がある。
この発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、工具の往復にクランク機構を採用したものにおいて、クランク機構の1回転中にワークの次の加工部位への位置決めまでを一挙に済ませてしまうことにより高速化を実現させるようにしている。
In the prior art, when machining a large number of parts in a workpiece, a tool such as a punch is advanced by a crank mechanism or a hydraulic cylinder to wait for the punch to fully retract after machining of the workpiece is completed. The workpiece is positioned backward and toward the next machining position. Since complete sequence control is performed in this way, the time required for a single drilling operation becomes longer, especially when a hydraulic cylinder is used as the thrust generator, because the response speed of the hydraulic cylinder itself is slow. The speed is significantly slowed down. Even when a crank mechanism is used as a thrust generating device, there is a limit to shortening the time required for one rotation because of its large moment of inertia.
The present invention has been made in view of the above problems, and in the case where a crank mechanism is employed for reciprocating a tool, the positioning of the workpiece to the next machining site is completed at one time during one rotation of the crank mechanism. By doing so, speedup is realized.
請求項1に記載の発明によれば、工具の支持のための摺動自在な工具支持台と、受具の支持のための摺動自在な受具支持台と、ワークの支持のためのワーク支持台と、工具をワークに対して前後させるべく工具支持台を往復移動せしめる工具移動手段と、受具をワークに対して前後せしめるべく受具支持台を往復移動せしめる受具移動手段と、ワークを加工部位間で移動せしめるべくワーク支持台を移動せしめるワーク移動手段とを具備したワーク加工装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a slidable tool support for supporting the tool, a slidable support for supporting the support, and a work for supporting the work A support base, a tool moving means for reciprocating the tool support base to move the tool back and forth with respect to the work, a receiver moving means for reciprocating the support base to move the support back and forth with respect to the work, There is provided a workpiece machining apparatus comprising workpiece moving means for moving a workpiece support base to move the workpiece between machining sites.
請求項2に記載の発明によれば、工具の支持のための摺動自在な工具支持台と、受具の支持のための摺動自在な受具支持台と、ワークの支持のためのワーク支持台と、回転駆動モータと、回転駆動モータの回転軸の回転運動を工具支持台の直線方向の往復運動に変換するクランク機構と、受具をワークに対して前後せしめるべく受具支持台を往復移動せしめる受具移動手段と、ワークを加工部位間で移動せしめるべくワーク支持台を移動せしめるワーク移動手段とを備え、クランク機構の1回転中に工具支持台上の工具によるワークの加工、ワーク加工前後の受具移動手段による受具の前進および後退、ワーク移動手段による次の加工位置へのワークの移動が行われることを特徴とするワーク加工装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, a slidable tool support for supporting the tool, a slidable support for supporting the support, and a work for supporting the work A support base, a rotary drive motor, a crank mechanism for converting the rotational movement of the rotary shaft of the rotary drive motor into a reciprocating motion in the linear direction of the tool support base, and a support base for moving the support back and forth with respect to the workpiece. Receiving means moving means for reciprocating movement, and work moving means for moving a work support to move the work between processing parts, processing a work with a tool on the tool support during one rotation of the crank mechanism, A workpiece machining apparatus is provided, wherein the workpiece is moved forward and backward by the workpiece moving means before and after machining, and the workpiece is moved to the next machining position by the workpiece moving means.
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明において、回転駆動モータはサーボモータであることを特徴とするワーク加工装置が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the workpiece machining apparatus according to the second aspect, wherein the rotation drive motor is a servo motor.
請求項4に記載の発明によれば、工具の支持のための摺動自在な工具支持台と、受具の支持のための摺動自在な受具支持台と、ワークの支持のためのワーク支持台と、工具をワークに対して移動させるべく工具支持台を移動せしめる工具移動手段と、工具によるワークの加工前後に受具をワークに対して前進後退せしめるべく受具支持台を移動せしめる受具移動手段と、ワークからの受具の後退後にワークを次の加工部位に移動せしめるべくワーク支持台を移動せしめるワーク移動手段とを具備したワーク加工装置が提供される。 According to the invention described in claim 4, a slidable tool support for supporting the tool, a slidable receiver support for supporting the support, and a work for supporting the work A support base, a tool moving means for moving the tool support base to move the tool relative to the work, and a receiver for moving the support base to move the support forward and backward with respect to the work before and after machining the work with the tool. There is provided a workpiece processing apparatus including a tool moving means and a workpiece moving means for moving a work support base so as to move the work to the next processing site after the receiving tool is retracted from the work.
請求項5に記載の発明によれば、請求項1から4のいずれか一項に記載の発明において、受具を前後せしめる受具移動手段は回転駆動源を有したトグル機構により構成されるワーク加工装置が提供される。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明によれば、請求項1から5のいずれか一項に記載の発明において、工具支持台の往復移動方向における中心線と、工具の中心線と、受具支持台の往復移動方向における中心線と、受具の中心線とが実質的に一直線上に位置されるワーク加工装置が提供される。
According to the invention described in claim 6, in the invention described in any one of
請求項1の発明の作用・効果を説明すると、ワークの加工は工具をワークを介し受具に向け前進させることにより行われ、工具によるワークの加工後における工具の後退時に、受具移動手段により受具を後退させて、ワークを離間させることで、その後直ぐにワーク移動手段による次の要加工部位へのワーク位置決め動作を開始することができ、復令動作が可能となるため作業速度を高めることができる。
The operation and effect of the invention of
請求項2の発明の作用・効果を説明すると、クランク機構の回転の開始によってワークに向けての工具の移動開始と共に、受具移動手段により受具をワークに向けて前進移動させ、工具と受具との間でのワークの加工を行い、その後のワークの後退のためのクランク機構の回転の間に受具移動手段による受具の後退およびワークの離間を行わせてから、ワーク移動手段による次加工部位へのワークの位置決めを行っており、クランク機構の1回転中に次の加工部位へのワークの位置決めまでの全ての準備作業を完了していることから、ワークの加工速度の著しい向上が実現でき、クランク機構を全然停止することなく連続的な作業も可能であり、ワークの加工速度を限界まで高めることができる。 The operation and effect of the invention of claim 2 will be explained. When the movement of the tool toward the workpiece is started by the start of rotation of the crank mechanism, the receiving device is moved forward by the receiving device moving means toward the workpiece, and the tool and the receiving device are moved. The workpiece is processed with respect to the tool, and after the crank mechanism for the subsequent movement of the workpiece is rotated, the receiver is moved back and separated by the receiver moving means, and then the workpiece moving means is used. Since the workpiece is positioned at the next machining site and all the preparation work up to the positioning of the workpiece at the next machining site is completed during one rotation of the crank mechanism, the workpiece machining speed is significantly improved. Therefore, continuous work is possible without stopping the crank mechanism at all, and the machining speed of the workpiece can be increased to the limit.
請求項3の発明の作用・効果を説明すると、サーボモータによりクランク機構を駆動することによりサーボモータの回転位置制御信号をクランク軸の位置としていつも把握することができ、工具位置や受具の位置の動作制御を効率良く行うことができる。
The operation and effect of the invention of
請求項4の発明の作用・効果を説明すると、工具によるワークの加工後に受具をワークから後退させてから、ワーク移動手段により次の加工部位へのワークの移動をワークの損傷を伴うことなく確実にかつ正確に行うことができる。 The operation and effect of the invention of claim 4 will be described. After the workpiece is machined with the tool, the workpiece is moved backward to the next machining site by the workpiece moving means without causing damage to the workpiece. It can be done reliably and accurately.
請求項5の発明の作用・効果を説明すると、受具移動手段を回転駆動源を有したトグル機構により構成することにより、受具の前進および後退を迅速に行うことができると共に工具による加工時の大きな推力を充分な余裕で受け止めることができる。
The operation and effect of the invention of
請求項6の発明の作用・効果を説明すると、工具支持台の往復移動方向における中心線と、工具の中心線と、受具支持台の往復移動方向における中心線と受具の中心線とが実質的に一直線上に位置していることにより工具支持台や受具支持台に偏荷重が加わることがなく、もしくは偏荷重を少なくし、工具や受具の寿命延長を図ることができる。 The operation and effect of the invention of claim 6 will be described. The center line in the reciprocating direction of the tool support base, the center line of the tool, the center line in the reciprocating direction of the support base and the center line of the support By being positioned substantially in a straight line, an offset load is not applied to the tool support base and the support support base, or the offset load is reduced and the life of the tool and the support can be extended.
以下、図面を参照して説明すると、図1はこの発明のワーク加工装置を原理的に示しており、工具100とダイ(この発明の受具)102との間で薄肉パネルを筒状に成形してなるワークWの多数の部位に穿孔やカットなどの加工を行うもので、工具100は偏心リング型のクランク機構103に連結され、クランク機構103によって工具100を前後(矢印a1, a2方向)に駆動する。即ち、クランク機構103はクランク軸104と、クランク軸104上の偏心リング106(偏心量=δ)と、偏心リング106に一端が回転自在に取付けられたコネクティングロッド108とから構成され、クランク軸104の回転によりコネクティングロッド108は揺動される。コネクティングロッドの他端はピン114を介して工具スライダ(この発明の工具支持台)116に連結される。工具スライダ116は機枠118に対して摺動自在である。そのため、クランク軸104の回転運動は偏心リング106およびコネクティングロッド108を介して工具スライダ116の直線方向の往復運動に変換され、工具スライダ116に取付けられた工具100を前後に移動させることができる。クランク機構103のクランク軸104はサーボモータ(この発明の回転駆動モータ)120の回転軸に連結される。例えば、サーボモータ120はパルス駆動とし、パルス数によりクランク角度位置を正確に把握することができるため、クランク軸104の1回転中のダイや工具の復令動作を行わせるのに好都合である。
Referring to the drawings, FIG. 1 shows the principle of a workpiece machining apparatus according to the present invention. A thin panel is formed into a cylindrical shape between a
121はダイ102を前後に往復駆動するための偏心リング型のダイ移動機構(この発明の受具移動手段)であり、ダイ移動機構121はダイ往復駆動軸122と、ダイ往復駆動軸122上の偏心輪124(偏心量=δ´)と、偏心輪124を一端に回転自在に嵌合したリンク126とから構成され、ダイ往復駆動軸122の回転はリンク126を揺動させる。リンク126の他端はピン128を介してダイスライダ(この発明の受具支持台)130に連結され、ダイスライダ130は機枠118'に対して矢印b1, b2方向に摺動自在であり、そのため、 リンク126の揺動運動は、ダイ102を設けたダイスライダ130を前後に往復せしめる。ダイ往復駆動軸122はエアロータリアクチュエータ(この発明の回転駆動モータ)134に連結され、エアロータリアクチュエータ134によって偏心リング124およびリンク126を介してダイスライダ130を前後させ、ダイ102を前後に移動するようになっている。ダイ102は、工具100によるワークWを加工前後にダイ102をワークに接合または離間すべく前進または後退させうる例えば5ミリメートルといった些少の前後移動が得られれば充分であるが、クランク軸104の1回転中に全ての準備作業を完了するという要請から高速応答性が必要とされ、ダイ102の前後移動のためエアロータリアクチュエータ134を採用している。サーボモータのような高速応答型の他の回転駆動モータを採用することはもとより可能である。
エアロータリアクチュエータ134によりダイ往復駆動軸122を反時計右行(図2の矢印c方向)に回転させた場合に、ダイ往復駆動軸122上に固定されたストッパアーム136がストッパ138に係合するに至るまでダイスライダ130は図1で左行(矢印b1)し、ストッパアーム136がストッパ138に当接するダイスライダ130の最左行位置ではダイ往復駆動軸122の中心O2と、偏心リング124の中心O1と、ピン128の中心O3とが軸線上に位置し、トグル機構における死点(左側死点)となっている。かつストッパアーム136とストッパ138によって位置位置規制が行われるため、トグルの働きで、工具100によるワーク加工時の大きな推力を受けることができる。
When the die reciprocating
ワーク位置制御装置140はワークWを把持するチャック142(この発明のワーク支持台)はその顎部142-1が空気圧などにより半径方向に伸縮することにより薄肉筒形状のワークWをその内径側にて着脱可能に把持する。ワークWを把持したチャック142はワーク回転移動モータ144により直立軸線の回りを回転(矢印d)せしめられるようにされ、ワーク回転移動モータ144を上下摺動自在(矢印e)に支持する支持台146はボールねじ148に螺合連結され、ボールねじ148はプーリ150およびベルト152によりワーク上下方向移動モータ154に連結される。
The workpiece
制御回路156はサーボモータ120、エアロータリアクチュエータ134およびワーク上下方向移動モータ154およびワーク回転移動モータ144の制御を行うもので、クランク軸104の1回転中において、工具100によるワークWの加工、ダイ102の移動、および次の加工位置へのワークWの移動を行う。そして、この発明では工具100だけでなくダイ102も前後移動可能となっているため、工具100による加工前後にワークをダイ102に接合もしくはダイ102から外すための機構は不要であり、ワーク位置制御装置140は工具100による加工後にワークWを次の加工部位での加工のための位置決めを行うためだけに機能する。
The
次に、図1の装置の作動を図3の概略的タイミングチャートを参照しながら説明すると、ワークの加工開始に先立ってクランク軸104の左側死点位置(クランク角度=0°)では工具100は最左行位置に後退(矢印a2方向)され、ダイ102は最右行位置に後退された位置(矢印b2方向)にあり、またワークWはこれから加工を行う部位が工具に正対するようにワーク位置制御装置140により既に位置決めを完了されている。ワークWの加工開始のためクランク軸104の回転が開始され、工具スライダ116および工具100は前進(右行:矢印a1)を開始する。ワークWに向けての工具100の前進移動を図3(イ)のM1にて示す。クランク軸104の回転開始と同時にまたはそれに僅か後れてエアロータリアクチュエータ134への空気圧が切替られ、ダイ往復駆動軸122は図2の矢印c方向に回転し、ダイスライダ130を前進方向に移動(左行:矢印b1)させ、ダイ102はワークWに向けて前進する。ワークWに向けてのダイ102の前進運動を図3(ロ)でN1にて示す。図2の矢印b方向へのダイ往復駆動軸122の回転は、ストッパアーム136がストッパ138に当接するに至ると停止される。図3(ロ)でダイ102が最前進位置で停止した状態をN2にて示す。ダイ102が最前進位置で停止するクランク角度は図3でα1にて示し、工具100が右側死点に来るクランク角度=180度より相当手前で、即ち、工具100がワークWの加工を行うクランク角度の相当手前で、ダイ102はワークWと接触し、工具100と協働して加工を行う準備を完了している。エアロータリアクチュエータ134は高速にて応答するため、工具がワークの加工を行う最前進位置(クランク角度=180)に到達するに先立ってダイ102をワークと接触する位置まで迅速に移動せしめることができる。
Next, the operation of the apparatus of FIG. 1 will be described with reference to the schematic timing chart of FIG. 3. The
クランク軸104が180度回転する工具スライダ116の最前進位置(クランク機構103の右側死点位置)の近傍で、工具100はダイ102との協働によってワークWの加工(穿孔やカット)を行う。工具100による加工時にダイ102に加わる大きな推力をトグル機構の働きで受止めることができる。
In the vicinity of the most advanced position (right-side dead center position of the crank mechanism 103) of the
クランク軸回転角度が180度を超えると工具100は後退移動(図1の左行(矢印b2))を開始し、工具100の後退移動を図3(イ)でM2で表す。工具100は後退移動の開始に併せて、エアロータリアクチュエータ134への空気圧が切り替えられ、ダイ往復駆動軸122は図2において時計方向(矢印cと反対方向)に回転し、ダイ102は最前進位置から後退(右行(矢印b2))を開始する(ダイ102が後退を開始するクランク角度を図3のタイミングチャートでα2にて示す)。ダイ102の最前進位置からのこの後退方向の移動を図3(ロ)でN3にて示す。ダイ102が最前進位置から後退し、ワークWからダイ102を離間せしめるに充分な例えば5ミリメートルといったストローク(ダイ往復駆動軸122回転角度で90°程度の角度)後退すると、エアロータリアクチュエータ134に内蔵されたストッパによってそれ以上の回転は拘束され、エアロータリアクチュエータ134は停止される。エアロータリアクチュエータ134が停止するクランク角度はα3にて示され、このクランク角度以降におけるエアロータリアクチュエータ134の停止状態を図3(ロ)のN4にて示す。エアロータリアクチュエータ134は高速にて応答するため、工具がワークの加工を行う最前進位置(クランク角度=180)に到達するに先立ってダイ102をワークと接触する位置まで移動せしめることができる。エアロータリアクチュエータ134の高速作動はクランク軸の原点位置(クランク角度=360度)への復帰に充分先行させて、ダイ102の迅速な後退を可能とすることができる。
When the crankshaft rotation angle exceeds 180 degrees, the
エアロータリアクチュエータ134の停止後で、工具100がワークWより充分に離合し、ダイ102の後退が確認された後のα4〜α5のクランク角度の領域において次の加工部位に向けてのワークWの位置決めが行われる。ワークWの位置決め動作の期間を図3(ハ)のQにて示す。即ち、ダイ102の後退が確認されると共に工具100がワークWより充分離合したことが確認されると、制御回路156はワーク上下方向移動モータ154およびワーク回転移動モータ144に制御信号を送ることによりワークWの高さ位置(矢印e)および回転位置(矢印d)の制御が行われ、ワークWは次の加工を受けるべき部位にて工具100およびダイ102と正対せしめられる。ワークWの移動は回転型のサーボモータ144, 154により高速に行うことができ、かつワークWの多数の部位に穿孔やカットを行う場合には、次の加工位置へのワークの位置決め量自体が少ないため、原点位置へのクランク軸104の復帰までに充分な余裕を持ってワークの位置決め動作を完了することができる。また、クランク軸104の駆動のためサーボモータ120を使用することにより、クランク軸の位置制御信号(駆動パルス数)によりクランク軸104の位置をいつも正確に把握することができ、ダイ102の前後移動やワークの位置決め制御に好都合に利用することができる。
After the
そして、クランク軸104が1回転を行い、左側死点(原点位置)に戻ると、104は上死点に戻り、クランク角度=360度のこの位置でクランク軸104は一旦停止して次の加工開始指令を待機する。または、左側死点位置で停止することなく連続的に次の部位の加工に移るようにすることも可能である。
Then, when the
以上、説明したようにこの発明のワーク加工装置ではサーボモータ120により駆動されるクランク機構103の1回転の間に工具100およびダイ102の前進、工具100とダイ102との間でのワークWの加工、工具100およびダイ102の後退、次の加工位置へ向けてのワークWの移動を復令動作させ、ワーク加工のための全ての工程を完了させることができるため、一つのワークに多数の加工部位において加工作業を行う場合に著しい高速化を実現することができる。
As described above, in the workpiece machining apparatus according to the present invention, the
図4〜図16は、この発明をより具体化した実施形態のワーク加工装置を示しており、ワーク加工装置はテーブル10と、推力発生部12と、推力受部14と、ワーク把持部16とから構成される。
4 to 16 show a workpiece machining apparatus according to an embodiment of the present invention. The workpiece machining apparatus includes a table 10, a
推力発生部12は穿孔パンチ等の工具取付用のパンチスライドテーブル18を備え、パンチスライドテーブル(本発明の工具支持台)18はテーブル10上のテーブルガイド20上を直線方向に往復摺動自在に設けられる。パンチスライドテーブル18は偏心リング型クランク機構(この発明の工具移動手段)によって直線方向の往復運動を付与される。この偏心リング型クランク機構について説明すると、サーボモータ22(図8および図10)の回転軸22Aはタイミングプーリ23およびタイミングベルト24を介して減速器26に接続される。図7に示すように、減速器26の出力側はクランク軸28に連結され、クランク軸28は、クランク軸28に対してδだけ偏心した偏心リング30を介してコネクティングロッド32に連結され、クランク軸28の1回転によりコネクティングロッド32は偏心量δだけ前後に揺動する。コネクティングロッド32はテーブルガイド20上を摺動する摺動部材34にピン35にて連結され、摺動部材34は皿ばね36を備えた過荷重防止機構を介してパンチスライドテーブル18に連結される。皿ばね36は摺動部材18から延びてくる連結軸37のフランジ37-1と摺動部材34との間に配置され、かつナット33により所定荷重にて圧縮締結されている。したがって、クランク軸28の回転運動はコネクティングロッド32を介して摺動部材34および連結軸37を介してパンチスライドテーブル18に伝達され、パンチスライドテーブル18上の工具を偏心量δだけ前後(矢印a1, a2方向)に往復せしめ、工具が往行中にワークに推力を付与することができる。皿ばね36は所定荷重を超えると撓むことができ、、クランク軸28の下死点近くで予想外の荷重が発生した場合、皿ばね36が撓むことにより、パンチやダイや装置本体を保護することができる。
The
次に、推力受部14の構成について説明すると、穿孔パンチなどの工具からの推力を受けるダイ(この発明の受具)を装着するためのダイスライドテーブル(受具支持台)38はテーブルガイド20上を直線方向に摺動可能に設けられる。ダイスライドテーブル38は偏心式往復駆動機構(この発明の受具移動手段)に連結され、パンチスライドテーブル18上の工具とダイスライドテーブル38上のダイとの協働によるワークの加工前後にダイスライドテーブル38を前進および後退させることができる。この往復駆動機構について説明すると、ダイスライドテーブル38に連結されたリンクピン40はリンク42および偏心リング44を介してダイスライドテーブル往復用駆動軸46に連結され、ダイスライドテーブル往復用駆動軸46はこれを90度程度の所定角度往復回転させるためのエアロータリアクチュエータ48に連結される。ダイスライドテーブル往復用駆動軸46は偏心リング44に対してδ´(図7)だけ偏心しており、ダイスライドテーブル往復用駆動軸46の回転は偏心リング44およびリンク42を介してダイスライドテーブル38を前後(矢印b1, b2方向)せしめる。ダイスライドテーブル往復用駆動軸46の最前進位置において、パンチスライドテーブル18上の穿孔パンチなどの工具はダイとの間でワークの加工を行うが、このときの推力を受け止めるためのトグル式推力受止機構が構成される。このトグル式推力受止機構について説明すると、エアロータリアクチュエータ48の回転軸48Aが図12の反時計方向(矢印c方向)に回転せしめられるとピン40およびダイスライドテーブル38は死点位置に向けて前進(図7の左行)せしめられ、偏心リング44の偏心方向が水平左向きとなり、偏心リング44の中心がダイスライドテーブル往復用駆動軸46の中心とピン40の中心とを結ぶ水平軸線上に位置した死点、もしくは死点より極く僅か図12の矢印c方向に回転した位置に到達するとダイスライドテーブル往復用駆動軸46に設けられたストッパアーム50が機枠に設置されたストッパ52と空気圧力に応じた押圧力で当接するに至り、それ以上のダイスライドテーブル往復用駆動軸46の回転は阻止される。死点位置ではトグル機構は理論上無限大の推力を受けることができ、パンチなどの工具によるワーク加工時に発生する最大推力をダイスライドテーブル38上のダイによって受止めることができる。工具によるワーク加工が終了すると、エアロータリアクチュエータ48に加わる空気圧力が反対向きに切り替えられ、ダイスライドテーブル往復用駆動軸46は図12の時計方向(矢印cと反対方向)に回転付勢され、この方向の回転はストッパアーム50をしてストッパ52から離間せしめる方向であるためダイスライドテーブル往復用駆動軸46は妨げられないため、ダイスライドテーブル38は図7における右方向(矢印b2方向)に後退せしめられる。最後退位置を設定するためエアロータリアクチュエータ48の内部に図示しないストッパが内臓され、エアロータリアクチュエータ48は約90°の前後回転を行うことにより、ダイスライドテーブル38は、ストッパアーム50がストッパ52と当接する最前進位置とエアロータリアクチュエータ48に内臓のストッパによって決められる最後退位置との間を移動することができる。ダイスライドテーブル38のこの移動量(退避移動量)はワークWの位置決め動作中にダイとの接触による損傷を未然防止するのに必要な移動量を確保しうるものである。ダイスライドテーブル38の後退時にはダイに推力は実質的に働かないが、この発明ではクランク軸の1回転における下死点から後半の半回転の途中において後退を完了させる必要があり、高速動作が可能である、空気圧で動くエアロータリアクチュエータ48にリンクピン40およびリンク42および偏心リング44よりなる偏心機構を組み合わせたものを採用している。また、回転動作は潤滑が容易で耐久性の観点からも有利である。
Next, the configuration of the
パンチスライドテーブル18およびダイスライドテーブル38とテーブルガイド20との間には周知の無限軌道ボール20´が備えられ、テーブルガイド20上でのパンチスライドテーブル18およびダイスライドテーブル38のスムースな移動が得られるようになっている。
A known
尚、ダイスライドテーブル38の駆動のためエアロータリアクチュエータ48の代りに高速応答が可能なサーボモータを使用することはもとより可能である。
It is possible to use a servo motor capable of high-speed response instead of the
次にワーク把持部16について説明すると、この実施形態ではワークWは肉薄金属板よりなる筒状パネル(ワークWの筒形状については図6および図13もしくは図15参照)であり、ワークWはパネルチャック62により垂下把持されている。図14もしくは図16に示すように、パネルチャック62は下端に複数の把持顎62-1を円周方向に間隔をおいて備えており、各把持顎62-1は半径内方に収縮した収縮位置と半径外方に拡開した拡開位置との間を空気圧などにより移動可能であり、把持顎62-1の半径内方収縮位置でその外周側に筒状のワークWを導入し、空気圧により把持顎62-1を半径外方に拡開することによりワークWを内径上端にて保持することができる。図4および図5に示すように、パネルチャック62はパネル回転軸受体64に回転自在に支持されていると共にタイミングベルト63およびプーリ65を介してワーク回転駆動モータ66に連結され、ワーク回転駆動モータ66によりワークWを回転(図13, 15の矢印d方向)せしめることができる。パネルチャック62は昇降テーブル68に取付けられ、昇降テーブル68は両側の支柱70に上下昇降(図4の矢印e方向)が自在に取付けられる。昇降テーブル駆動用ボールねじ72は昇降テーブル68に係合されると共にボールねじ72の端部はタイミングプーリ73およびタイミングベルト74を介して昇降テーブル駆動用サーボモータ76に連結される。そのため、昇降テーブル駆動用サーボモータ76の回転軸の回転運動はボールねじ72によって昇降テーブル68の上下運動(矢印e)に変換され、ワークWを昇降せしめることができる。
Next, the
図13および図14はワークWとしての筒状パネルに穿孔加工を施す場合のツーリングを示しており、パンチスライドテーブル18上には取付駒77A, 77B, 77Cを介してパンチ取付具77Dがボルト止めされ、パンチ取付具77D上に穿孔パンチ78が取付けられ、楔状の取付駒77Bの長孔77B-1によって穿孔パンチ78の微妙な位置調節が可能となっている。ダイスライドテーブル38上には穿孔用ダイ80が設けられ、同様に、ダイスライドテーブル38上には取付駒81A, 81B, 81Cを介してダイ取付具81Dがボルト止めされ、ダイ取付具81D上にダイ80が取付けられ、楔状の取付駒81Bの長孔81B-1によってダイ80の微妙な位置調節が可能となっている。穿孔パンチ78とダイ80との協働によりワークWとしての筒状パネルが所定位置において穿孔される。穿孔パンチ78によりワークWのその部位の穿孔が行われると、パンチ78およびダイ80の後退後、ワーク把持部16により次の被加工部位へのワークWの位置決めが行われ、同様な工程によりワークは穿孔され、これが繰り返されることで全周に多数の開口の穿設を行うことができる。
FIGS. 13 and 14 show tooling in the case of drilling a cylindrical panel as a workpiece W, and a
図15および図16はワークWとしての筒状パネルに端面カット加工を施す場合のツーリングを示しており、パンチスライドテーブル18上にはカットパンチ82が備えられ、ダイスライドテーブル38上にはカット用ダイ84が設けられ、カットパンチ82とダイ84との協働によりワークWとしての筒状パネルの端面カット加工が行われる。カットパンチ82によりワークWのその部位の端面カットが行われると、パンチ82およびダイ84の後退後、ワーク把持部16により次の被加工部位までワークWは回転(図15の矢印d)され、端面カットが行われ、これが繰り返されることで全周でのカットが行われる。
FIG. 15 and FIG. 16 show tooling in the case of performing end face cutting on a cylindrical panel as a workpiece W. A cut
図7に示すようにコネクティングロッド32の中心線L1と、ダイスライドテーブル往復用駆動機構の中心線L2とは高さ位置を実質的に同じくしており、かつこれらの中心線L1, L2の高さ位置は、パンチスライドテーブル18上に取付けられた状態での工具、即ち、穿孔パンチ78(図14)もしくはカットパンチ82(図16)の高さ位置およびダイスライドテーブル38上に取付けられた状態でのダイ80(図14)もしくは84(図16)の高さ位置に対して実質的に一致している。そのため、摺動時におけるパンチスライドテーブル18およびダイスライドテーブル38からテーブルガイド20に偏荷重は実質的に生せず若しくは最小となり、テーブルガイド20でのパンチスライドテーブル18およびダイスライドテーブル38の案内のため前述の無限軌道ボールを使用することにより、高精度の制御が可能となりかつパンチおよびダイの寿命の飛躍的向上を実現することができる。
As shown in FIG. 7, the center line L1 of the connecting
以下この発明の加工装置の動作を図13に示すツーリングによってワークの穿孔加工を行う場合について説明する。この発明においては、ワークの一つの加工部位(穿孔部位)での作業は推力発生部12におけるクランク軸28の一回転で完了される。図17はクランク軸28の1回転(360°の回転)間における各動作のタイミングを説明するもので、クランク軸28の上死点はTDC、下死点はBDCにて示される。上死点角度位置TDCでクランク軸28は一旦停止状態にあり、この上死点位置ではパンチスライドテーブル18は後退位置(図14における最左行位置)にある。昇降テーブル駆動用サーボモータ76によって昇降テーブル68は所定高さ位置まで下降されていると共にワーク回転駆動モータ66はワークを次の加工位置が穿孔パンチ78と正対させるべく回転された状態にある。そして、ダイスライドテーブル38はエアロータリアクチュエータ48により最後退位置(図14で右行した位置)にある。
Hereinafter, the operation of the machining apparatus according to the present invention will be described in the case where a workpiece is drilled by tooling shown in FIG. In the present invention, the work at one machining part (drilling part) of the workpiece is completed by one rotation of the
この上死点における停止状態からサーボモータ22は回転(図17の矢印A)を開始し、クランク軸28を回転せしめ、パンチスライドテーブル18は図14において右行(矢印a1)を開始する。他方、サーボモータ22の回転開始と同時にエアロータリアクチュエータ48に空気圧が印加され、回転軸48Aの回転が開始され、この回転方向は図12においてダイスライドテーブル往復用駆動軸46を反時計方向に回転させる方向(矢印c方向)である。偏心リング44よりなる偏心機構によってダイスライドテーブル38は図14において左行(矢印b1)を開始する。ダイスライドテーブル往復用駆動軸46上のストッパアーム50がストッパ52に係合するとストッパアーム50がストッパ52に空気圧下で当接され、これ以上の反時計方向の回転は拘束されるが、このとき偏心リング44は偏心方向が水平向きの左死点位置もしくは死点位置を極く僅か過ぎた位置にあり、ダイスライドテーブル38がこの前端位置に来ていることの確認が、パンチがワークに接触を開始するクランク角度の手前のクランク角度である図17におけるαのクランク角度位置で行われる。クランク角度はクランク軸28を駆動するサーボモータ22の駆動パルス数にて把握することができる。
From the stopped state at the top dead center, the
クランク軸28の下死点BDCの少し手前から、穿孔パンチ78はダイ80と協働し、ワークWとしての筒状パネルの穿孔を開始する。このときの穿孔パンチ78の推力はダイ80を後退させようとするが、ダイスライドテーブル往復用駆動軸46に固定されたストッパアーム50がフレーム側のストッパ52と係合し、この際、偏心リング44の偏心方向がピン40および軸46を結ぶ線上もしくはこれから極く僅か回転した位置にあるため、ダイ80は穿孔パンチ78による穿孔時の大きな推力を受止めることができる。
A little before the bottom dead center BDC of the
クランク軸28が下死点角度位置BDCを過ぎると、ダイスライダテーブル18はテーブルガイド20上を後退(図7および図14で左行(矢印a2方向移動))を開始し、パンチ78はワークWから離間後退される。クランク軸が下死点角度BDCを過ぎたことを検出してエアロータリアクチュエータ48に空気圧の印加方向が切り替えられ、回転軸48Aの回転方向が逆転され、ダイスライダテーブル38は図7および図14で右行(矢印b2方向移動)を開始する。ダイスライドテーブル38の往復動作はエアロータリアクチュエータ48およびこれに連結された偏心リング44よりなる機構により行われており、高速動作が可能であるためクランク軸28の下死点からすこし過ぎた角度まで回転するごく短い時間においてダイスライドテーブル38の後退を行わしめることが可能である。そして、クランク軸28の回転の継続によりパンチスライドテーブル18がワークの次の加工位置決め動作の支障のない位置への到来の確認が下死点過ぎのクランク角度β付近にて行われる。同時に、ダイスライドテーブル38がワークの次の位置決め動作に支障のない位置に後退したことの確認、換言すれば、ダイがワークWから離間したことの確認が行われる。即ち、ダイスライドテーブル38が所定値まで後退したことを表すセンサからの信号とクランク角度信号との論理積(AND)がとられ、AND条件が成立したときに、ワークの次の加工部位の加工のための位置決めのための動作が行われ、ワーク回転駆動モータ66および昇降テーブル駆動用サーボモータ76によりワークWは回転および/もしくは昇降され、ワークWの次の加工位置が加工中心線まで来るようにすることができる。
When the
このようにしてクランク軸28が上死点角度位置TDCに戻ってくるまでに次の穿孔加工の準備をことごとく完了させることができる。この実施形態においてはクランク軸28は上死点角度位置TDCにおいて一旦停止されるが、クランク軸28を連続回転させることによりワークWの一連の部位において穿孔作業を行うことが可能である。
In this way, all preparations for the next drilling process can be completed before the
以上述べたように、この発明ではワークの加工のためのパンチ78, 82などの工具を担持したパンチスライドテーブル18を前後せしめるためのクランク軸の1回転の間にダイスライドテーブル38の前進・後退およびワーク把持部16によるワークWを次の加工位置に位置決めさせるための動作がいわば復令動作にて行われる。そのため、従来のように油圧によるパンチの前後、ダイからのワーク離間、およびワークの次の位置への位置決めの各動作を一つの動作の完了を待って次の動作を行うべく順序制御で行っていたものと比較して、数分の1といった著しい高速での加工作業を実現することができる。
As described above, according to the present invention, the die slide table 38 is moved forward and backward during one rotation of the crankshaft for moving the punch slide table 18 carrying tools such as
また、この実施形態の装置は図5などに示すように正面形状が非常にコンパクトであり、ワークとしてのパネルはこの発明の装置による加工の他にも様々の加工を受けるものであるため、この発明の装置はそれ以外の装置と併設され、ワークは装置間を移送する必要があるが、この発明の装置は正面寸法が小さいため、省スペースと移送手段の負担軽減の観点から優れている。 Further, the apparatus of this embodiment has a very compact front shape as shown in FIG. 5 and the like, and the panel as a workpiece is subjected to various processing in addition to the processing by the apparatus of the present invention. The device of the invention is provided with other devices, and the workpiece needs to be transferred between the devices. However, the device of the invention has a small front dimension, and is excellent from the viewpoint of saving space and reducing the burden on the transfer means.
以上より、この発明の技術の採用により、従来複数台分で行っていた加工を1台で行うことができ、また消耗品であるパンチやダイの大幅な長寿命化が可能となり、装置の正面寸法を小型化することで設置場所の省スペースが可能となり、大幅な省スペース化が実現し、省資源化にも寄与させることができる。 As described above, by adopting the technology of the present invention, it has become possible to perform processing that has conventionally been performed for a plurality of machines with one machine, and it is possible to significantly extend the life of consumable punches and dies. By reducing the size, it is possible to save the installation space, realize a significant space saving, and contribute to resource saving.
100…工具
102…ダイ
103…クランク機構
104…クランク軸
106…偏心リング
108…コネクティングロッド
116…工具スライダ
120…サーボモータ
121…ダイ移動機構
122…ダイ往復駆動軸
124…偏心輪
126…リンク
130…ダイスライダ
134…エアロータリアクチュエータ
136…ストッパアーム
138…ストッパ
140…ワーク位置制御装置
142…チャック
144…ワーク回転移動モータ
146…支持台
148…ボールねじ
154…ワーク上下方向移動モータ
156…制御回路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
In the invention according to any one of claims 1 to 5, a center line in the reciprocating direction of the tool support base, a center line of the tool, a center line in the reciprocating direction of the support support base, A workpiece machining apparatus in which the center line is positioned substantially on a straight line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003360364A JP3801588B2 (en) | 2003-10-21 | 2003-10-21 | Work processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003360364A JP3801588B2 (en) | 2003-10-21 | 2003-10-21 | Work processing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005125335A true JP2005125335A (en) | 2005-05-19 |
JP3801588B2 JP3801588B2 (en) | 2006-07-26 |
Family
ID=34640693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003360364A Expired - Lifetime JP3801588B2 (en) | 2003-10-21 | 2003-10-21 | Work processing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3801588B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109590374A (en) * | 2019-02-01 | 2019-04-09 | 王军 | A kind of metallic plate punching mold |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103752670B (en) * | 2014-01-02 | 2015-11-18 | 浙江海洋学院 | Eccentric wheel falls lid arrangement |
-
2003
- 2003-10-21 JP JP2003360364A patent/JP3801588B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109590374A (en) * | 2019-02-01 | 2019-04-09 | 王军 | A kind of metallic plate punching mold |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3801588B2 (en) | 2006-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4124375B1 (en) | Cylindrical workpiece machining method and machining apparatus | |
CN210676997U (en) | Take upright drill clamping device of graduation function | |
JP3987677B2 (en) | Punching and punching machine | |
JP3182966B2 (en) | Device for performing variable direction punching using the tool in the multi-tool holder | |
JP2007130656A (en) | Punch press provided with forming die | |
KR20080017231A (en) | Press machine with linear motor | |
JP3801588B2 (en) | Work processing equipment | |
JP4804206B2 (en) | Press working method and press working apparatus | |
JP6866045B2 (en) | Processing machine and processing method | |
CN113732118B (en) | Flap type numerical control bending machine | |
JP3540355B2 (en) | Punch press | |
JP2005329424A (en) | Apparatus for manufacturing bottle can | |
JPS6363537A (en) | Method and device for manufacturing pocket hole of ring | |
CN215788103U (en) | Numerical control punching flanging machine | |
JP3960326B2 (en) | Punch press machine | |
JP2001105073A (en) | Indentation roll-forming apparatus | |
CN113020364B (en) | Machining machine tool for limiting structure at pipeline joint and machine tool control method | |
JP2001198732A (en) | Nc turret machining device | |
JP2010214449A (en) | Plastic working apparatus and plastic working method | |
JP2001105233A (en) | Servo motor driven tapped hole machining device using numerical control instruction | |
JP4547234B2 (en) | Turret punch press | |
JPH04258326A (en) | Turret punch press | |
JPH11114709A (en) | Dividing chuck | |
JP2003191098A (en) | Transfer press and positioning device for rotational position of workpiece | |
JP2016049602A (en) | Inner surface machining device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051004 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051202 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060316 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060418 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060425 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3801588 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100512 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100512 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110512 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120512 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150512 Year of fee payment: 9 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |