JP2005152901A - 噴射板の製造方法,製造装置,バリ取り機及びバリ取り方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジンのガソリン噴射を行う噴射板の製造方法及び製造装置に関し、正確に複数の透孔を形成し、且つコストダウンを図る。
【解決手段】噴射板の透孔の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチをそれぞれ設けた第1,第2の透孔加工機30a,30bを備え、フープ材wを搬送して、基準孔加工機20により形成した基準孔を用いて第1,第2の透孔加工機30a,30bのXYステージ上に位置決めしてフープ材wを保持し、XYステージによりフープ材wを順次透孔形成位置に移動し、パンチにより順次打ち抜いて複数の透孔を形成する。透孔形成によるバリ取り研磨を粗バリ取り機60aと仕上げバリ取り機60bとにより行う。50は検査装置、90は超音波洗浄機である。
【選択図】 図1
【解決手段】噴射板の透孔の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチをそれぞれ設けた第1,第2の透孔加工機30a,30bを備え、フープ材wを搬送して、基準孔加工機20により形成した基準孔を用いて第1,第2の透孔加工機30a,30bのXYステージ上に位置決めしてフープ材wを保持し、XYステージによりフープ材wを順次透孔形成位置に移動し、パンチにより順次打ち抜いて複数の透孔を形成する。透孔形成によるバリ取り研磨を粗バリ取り機60aと仕上げバリ取り機60bとにより行う。50は検査装置、90は超音波洗浄機である。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのガソリン噴射装置を構成するフューエルインジェクタの噴射板を効率良く製造する為の噴射板の製造方法及びその製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの吸気バルブに向かってガソリンを噴射するフューエルインジェクタは、その先端部に複数の微小径の透孔を形成した噴射板を設けている。この噴射板は、例えば、図15の(A)の上面図及び(B)の要部断面図に示すように、複数の透孔1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h,1k,1m,1n,1pを形成したもので、上側のグループの透孔1a,1b,1c,1d,1e,1fと、下側のグループの透孔1g,1k,1h,1m,1n,1pとは、(B)に示すように、水平面に対する傾斜角αは同一で、その方向が反対となっている。この透孔の個数や直径及び傾斜角αは、エンジン側の構成に対応して選択されている。
【0003】
この噴射板の透孔は、例えば、1mm以下の微小径のものであり、パンチを用いたプレス加工により打ち抜いて形成している。又傾斜角が異なり、且つ微小間隔に配置される透孔を一括同時に打ち抜くことができないので、例えば、図16に概略を示す製造装置により製造するものであった。即ち、噴射板の素材の長尺の鋼板からなるフープ材wの両側に、基準孔10を所定の間隔で形成し、この基準孔10を基に各加工ステージI〜VIに於ける位置決め制御を行う。又加工ステージI〜VIには、それぞれ透孔の位置に対応してパンチを配置している。
【0004】
噴射板が例えば図15に示すように12個の透孔1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h,1k,1m,1n,1pを有する場合、加工ステージIに於いては、2個の透孔1a,1pをパンチにより打ち抜いて形成し、フープ材wを右方向に送って基準孔10により位置決めし、加工ステージIIに於いて、透孔1a,1pに隣接した2個の透孔1b,1nを形成し、以下同様に、フープ材wを右方向に送って位置決めし、加工ステージIIIに於いては、2個の透孔1c,1mを形成し、加工ステージIVに於いては、2個の透孔1d,1hを形成し、加工ステージVに於いては、2個の透孔1e,1kを形成し、加工ステージVIに於いては、2個の透孔1f,1gを形成する。即ち、一つの加工ステージにより2個の透孔を形成し、6段の加工ステージI〜VIにより、図15に示す噴射板の12個の透孔1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h,1k,1m,1n,1pを形成するものである。
【0005】
又パンチによる打ち抜きによりバリが生じるから、この抜きバリ取りは、バフ研磨が適用される。例えば、図17に示すように、回転テーブル80と一体に回転するように設けた柔らかい布状のポリッシングシート81とフープ材押さえ板82との間にフープ材wを案内する為のテンションローラ(図示を省略)を有し、ポリッシングシート81上に研磨材83を供給して、回転テーブル80の回転により、フープ材wをポリッシングシート81によって研磨してバリ取りを行うものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
噴射板の透孔の直径,配置パターン,傾斜角等は、ガソリンの噴射特性に大きな影響を与えるものであるから、設計通りに製作する必要がある。従って、従来例に於いては、噴射板の構成に対応した専用の製造装置を用いるものであった。その為、噴射板の透孔の直径や傾斜角が同一であっても、透孔の位置の変更や透孔の個数の増減に応じて、それに対応したパンチ打ち抜きの構成を用意する必要がある。従って、製造装置としては高価なものとなり、多品種少量生産の場合にはコストアップとなる問題があった。
【0007】
又噴射板の透孔の個数が多くなるに従って、従来例に於いては、加工ステージ数を増加する必要がある。その為に、フープ材を加工ステージに対応して順次搬送する場合、形成した透孔の個数が少ない状態の加工ステージと、多くなった状態の加工ステージとに於ける搬送の安定化を図ることが容易でない問題がある。又各加工ステージ毎のパンチの傾斜角が同一となるように設定,調整することが容易でなく、従って、多数の透孔を同一傾斜角で形成することが容易でない問題がある。
【0008】
又各加工ステージ毎のパンチの中で、1本でも破損すると、そのパンチ対応の透孔が形成されないで次の加工ステージにフープ材が搬送される。その場合、1本のパンチが破損すると、透孔が1個不足する噴射板が製作されることになる。そこで、これを検出する為に、透孔パターンを撮像して画像処理等により所定の透孔パターンが形成されているか否かを検査する高価な検査装置を用いている。従って、その為のスペースも必要であるから、噴射板製造のコストアップにつながる問題がある。このように透孔が設計通りに製作されていないことを検出すると、製造装置を一時停止して、その原因を探索し、パンチ破損の場合は、そのパンチを交換する。従って、製造装置を停止する機会が多くなり、製造コストが上昇する問題がある。
【0009】
又パンチは微小直径であるから磨耗も速いものであり、従って、パンチの先端の研磨や交換等が必要である。このようにパンチの研磨や交換等の為に、その都度製造装置を停止することになる。このようなメンテナンスに要する時間は、製造装置の稼働時間の2倍程度必要とする場合が一般的である。又従来例として、例えば、4本のパンチを所定の傾斜角で支持して、ラムの降下によりフープ材に4個の透孔を形成し、このパンチによる打ち抜き回数を基に単位時間当たりの打ち抜き回数を順次少なくし、即ち、打ち抜きの繰り返し速度を低下させ、且つ所定の回数に対すると、パンチが磨耗したと推定して、パンチの再研磨を行う装置が提案されている(例えば、実開平5−76620号公報参照)。この場合、透孔の個数が4個のように少ないので、4本のパンチで同時に透孔の打ち抜きが可能であるが、例えば、図15に示すように、12個の透孔を同時に形成することは不可能である。従って、従来は、図16に示すように、複数の加工ステージにより複数の透孔を形成することになり、前述のような各種の問題が生じる。
【0010】
又パンチにより透孔を打ち抜いた後の抜きバリ取りは、従来は、図17に示すように、柔らかい布状のボリッシングシート81をフープ材wに押し付けて研磨するものであり、その為に、ポリッシングシート81の交換が比較的頻繁に必要となるから、その都度、製造装置を停止しなければならない問題がある。又パンチにより打ち抜いて形成した透孔内にポリッシングシート81の一部分が入り込み、透孔のエッジに所謂ダレが生じる問題がある。
本発明は、前述の各種の問題を解決し、効率のよい噴射板の製造を可能とすることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の噴射板の製造方法は、図1を参照して説明すると、所定の傾斜角の複数の透孔をフープ材wに形成する工程を含む噴射板の製造方法であって、傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを用い、フープ材wをXYステージ上に搬送して位置決め固定し、このXYステージよりフープ材wを順次透孔形成位置に移動して、1本のパンチにより、フープ材wを打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成する過程を含むものである。
【0012】
又1本のパンチによりフープ材wを打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成した後に、複数の透孔に対して光を照射して、透孔の透過光を検出し、透過光の有無によりパンチの折損の有無を検出する検査過程を含むものである。又複数の透孔を形成した後に、複数の透孔に対して光を照射し、複数の透孔の透過光の有無によりパンチの折損の有無を検出し、所定の複数の傾斜角の複数の透孔をフープ材に形成する工程の後に、研磨テープを微小送りすると共に、自転及び公転を行って、透孔打ち抜きによるフープ材wのバリ取り研磨を行う過程を含むものである。
【0013】
又本発明の噴射板の製造装置は、所定の傾斜角の複数の透孔をフープ材wに形成する噴射板の製造装置であって、傾斜角に対応した傾斜角で透孔を打ち抜く1本のパンチと、このパンチに対向して固定したダイスと、フープ材wにパンチにより打ち抜く透孔の位置に、フープ材wを保持して順次微小移動させるXYステージとを有する透孔加工機30a,30bを、傾斜角の種類に従ってフープ材wの搬送方向に配置した構成を有するものである。
【0014】
又1本のパンチによりフープ材wを打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成した後に、複数の透孔に対して光を照射し、複数の透孔の透過光を検出して、パンチの折損の有無を判定する検出機構を透孔加工機30a,30bに設けた構成を有するものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態の工程説明図であり、ロール状とした金属板のフープ材wを繰り出して、先ず、基準孔加工機20により例えば図16に示すような基準孔をフープ材wの両側に一定間隔で形成する。次に、噴射板の透孔の第1の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを有する第1の透孔加工機30aと、第2の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを有する第2の透孔加工機30bとにより噴射板の複数の透孔を順次形成し、検査装置50により透孔の検査を行って巻き取る。この巻き取ったフープ材wを繰り出して、粗バリ取り機60aに搬送して粗バリ取り研磨を行い、仕上げバリ取り機60bにより仕上げバリ取り研磨を行い、超音波洗浄機90により洗浄して巻き取る工程を示す。
【0016】
又噴射板の製造装置としては、傾斜角が第1と第2との2種類の場合、少なくとも第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとを含む構成を有するものである。更に傾斜角が異なる場合、その傾斜角に対応した傾斜角で透孔を打ち抜く1本のパンチを支持した透孔加工機を配置するものである。又透孔の検査装置50や、その後段の粗バリ取り機60aや仕上げバリ取り機60b、更に、超音波洗浄機90等を含む構成とするものである。
【0017】
基準孔加工機20の後段の第1の透孔加工機30aは、第1の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを備えた構成を有し、又第2の透孔加工機30bは、第2の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを備えた構成を備えており、第1の透孔加工機30aにより、例えば、図15の(A)の上側のグループの透孔1a,1b,1c,1d,1e,1fを、XYステージ上に一時的に保持したフープ材wをXY方向に微小移動することにより順次形成する。次の第2の透孔加工機30bにより、下側のグループの透孔1g,1k,1h,1m,1n,1pを、同様に、XYステージ上に一時的に保持したフープ材wを微小移動することにより順次形成する。又第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとにそれぞれ透孔の透過光により透孔の有無を検出してパンチの折損の有無を検出する検査部を設けることができる。
【0018】
又検査装置50は、第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとの後段に配置して透孔数等の検査を行う機能を備えた構成とすることができる。又第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとに設けた検査部は、透孔に対して光を照射して、その透過光を検出する構成とする。即ち、第1の透孔加工機30aのパンチが折損すると、前述の上側のグループの透孔1a,1b,1c,1d,1e,1fが総て形成されないことになり、又第2の透孔加工機30bのパンチが折損すると、前述の下側のグループの透孔1g,1k,1h,1m,1n,1pが総て形成されないことになる。従って、透過光量を検出することにより、パンチ折損と判定することができる。
【0019】
又粗バリ取り機60aと仕上げバリ取り機60bとは同一構成とすることができるものであり、研磨テープの微小送りと、全体の自転,公転とを行って、バリ取り研磨を行う構成とし、長期間のバリ取り作業を可能とするものである。そして、超音波洗浄機90により洗浄する。なお、フープ材wに形成した透孔を、検査装置50により検査を行った後に巻取っているが、この検査装置50の後に、粗バリ取り機60aと仕上げバリ取り機60bと超音波洗浄機90とを配置して、基準孔加工機20から超音波洗浄機90まで連続的に加工する工程とすることも可能である。又超音波洗浄機90の後工程として、図示を省略しているが、個々の噴射板としての分離及び取付け形状の加工等の工程を連続して行うことも可能である。
【0020】
図2は透孔加工機の概略斜視図を示し、第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとは、パンチの傾斜角が異なるだけで、同一構成を有するものであるから、区別する必要がない場合は、透孔加工機として説明する。図2に於いて、wは矢印方向に搬送するフープ材、31は下架部、32は上架部、32aは駆動部、33は型取付けベース、34は搬送機構、39a,39bは位置決め機構、40はテンション機構、43はXYステージ、44は検査部,100は金型を示す。
【0021】
図3は透孔加工機の上架部の説明図であり、図2に示す上架部32に於ける金型100を取り外した概略斜視図を示し、41は一軸テーブル、42は直動アクチュエータを示す。又他の図2と同一符号は同一部分を示す。XYステージ43は、フープ材wを保持して、その長手方向と幅方向とに透孔を形成する微小間隔に従った距離だけ正確に移動制御するものである。このようなXYステージ43の高精度の移動制御は、例えば、X軸とY軸とのそれぞれのステッピングモータの回転をボールネジにより直線方向に変換して移動させ、その移動距離又は位置を磁気スケール等の高精度距離センサや高精度位置センサにより検出し、フィードバック制御等により精密な位置決め制御を行う既に知られている構成を適用することができる。
【0022】
又噴射板の透孔の位置を示す座標情報を制御装置(図示せず)に入力して、その座標情報を基に最初の透孔を形成する位置にXYステージ43を制御して位置決めし、パンチにより透孔を形成した後、次の透孔の座標位置を読出して、XYステージ43の移動を制御する構成とすることができる。このような制御機構は、既に知られている位置決め制御機構等により容易に実現することができる。従って、1本のパンチを用いて複数の透孔を順次形成することができる。又XYステージ43上に、搬送機構34,位置決め機構39a,39b,テンション機構40とを設けて、XYステージ43上にフープ材wを保持して、X,Y方向の微小移動により、透孔形成位置にフープ材wを移動させるものである。
【0023】
図4は透孔加工機の側面図であり、図2及び図3と同一符号は同一部分を示し、45は透孔検査部、204はガイド、205はモータ、206はボールネジ、207はフィードバックセンサを示す。駆動部32aにより金型100を上下動させるもので、その一往復により、フープ材wに1本のパンチによって1個の透孔を形成し、XYステージ43により次の透孔位置にフープ材wを移動して、再び駆動部32aにより金型100を1往復させる。これを繰り返して、所定の位置に複数の透孔を形成することができる。
【0024】
図5は位置決め機構及び透孔検査部の説明図であり、(A)に於いて201はテーパピン、202はバネ、203はエアーアクチュエータ、45は透孔検査部を示し、図4に於ける位置決め機構39aと透孔検査部45とを示すものである。即ち、フープ材wに予め前述の基準孔を形成して、透孔加工機に搬送した時に、その基準孔に、エアーアクチュエータ203によりバネ202の力に抗してテーパピン201を押し下げて、その先端を挿入する。それにより、透孔加工機に対するフープ材wの位置を正確に支持することができる。
【0025】
又透孔加工後は、エアーアクチュエータ203に供給するエアーを止めることにより、バネ202の力によりテーパピン201の先端が基準孔から抜けて元の状態に戻り、フープ材wを搬送することができる。なお、位置決め機構39a,39bは同一の構成を有し、前述のように、フープ材wの両側に基準孔を形成した場合に、テーパピン201とバネ202とエアーアクチュエータ203とは、フープ材wの基準孔に合わせて、フープ材wの両側に対応する位置に設けるものである。
【0026】
又透孔検査部45は、図5の(B)に示すように、発光ダイオード等の発光部45aと、フォトダイオード等の受光部45とを有し、フープ材wに形成した透孔の有無を、発光部45aから照射した光を受光部45bにより検出できたか否かにより検査するものである。この場合、第1の透孔加工機30a(図1参照)の透孔検査部45は、受光部45bにより透過光を検出できない時に、パンチの折損と判定することができる。又第2の透孔加工機30b(図1参照)の透孔検査部45の場合は、受光部45bの検出信号レベルが正常時の約1/2の場合に、パンチの折損と判定することができる。
【0027】
図6はテンション機構の説明図であり、33は型取付けベース、41は一軸テーブル、42は直動アクチュエータ、100は金型、201テーパピン、202はバネ、203はエアーアクチュエータ、208はバネを示し、図4に於ける位置決め機構39bに相当する構成を示す。即ち、位置決め機構39a,39bによりフープ材wの位置決めを行い、直動アクチュエータ42によりバネ208の力に抗して位置決め機構39bを移動させるように応力を加える。それにより、金型100の位置に於けるフープ材wに、位置決め機構39a,39bを利用して引っ張り応力を加えることになり、フープ材wの弛みを除いて正確な位置に透孔を形成することができる。
【0028】
図7は搬送機構の説明図であり、前述の搬送機構34の概略斜視図を示し、35は直動アクチュエータ、36は小型アクチュエータ、37はアーム、38はヒンジを示す。小型アクチュエータ36は、フープ材wの両側の位置の直動アクチュエータ35上に固定され、アーム37はヒンジ38により回動できるように支持され、小型アクチュエータ36の上下動作に従って、アーム37の先端でフープ材wを抑える。この抑えた状態で直動アクチュエータ35を矢印方向に駆動することにより、フープ材wを次の噴射板の透孔形成位置に移動する。この時は、位置決め機構39a,39bのテーパピン201はフープ材wの基準孔から離れている。
【0029】
図8は透孔加工機のパンチ部分の説明図であり、前述の金型100に対応する部分を示す。同図に於いて、101は固定下型、102は可動上型、103はガイドポスト、104ブッシュ、105はダイプレート、106はリフターピン、107はバネ、108はストリッパプレート、109はパンチプレート、110はガイドバー、111はボールゲージ、112はパンチガイド、113はパンチ、114はパンチホルダ、115はアーム、116はアームの軸、117はストッパピン、118はバネ、119はダイス、120はライナーを示す。
【0030】
透孔加工機は、1本のパンチ113を透孔の傾斜角に従った角度でパンチホルダ114に取付けた構成を有するもので、図15に示すように、上側と下側の透孔のように傾斜角が反対方向の場合、相互に180度の水平回転位置に相当する第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとを図1に示すように配置するものである。
【0031】
又透孔加工機のガイドポスト103は4本設けられており、このガイドポスト103とブッシュ104とにより、可動上型102は上下動可能に支持されている。又固定下型101上のダイプレート105には、4本の上下可動のリフターピン106が、固定下型101に設けたバネ107により上方向に押上げれらている。このリフターピン106上を、ダイプレート105に接触しないように、且つ平行にフープ材wが搬送され、前述のように、位置決め機構39a,39bにより位置決めされる。
【0032】
又可動上型102には、4本のバネ(図示を省略)により下方向に押し付けられたストリッパプレート108が設けられ、ダイプレート105とパンチプレート109とを4本のガイドバー110とポールゲージ111とにより精密に位置決めされている。又ストリッパプレート108には、パンチガイド112が取付けられており、パンチ113を保持するパンチホルダ114を所定の傾斜角で、且つ移動できるようにガイドしている。又ストリッパプレート108によりパンチ113の先端もガイドされる。パンチホルダ114は、アーム115に取付けられ、このアーム115は軸116により回動可能に支持されている。又このアーム115のパンチホルダ14と反対側には、ストッパピン117が当接し、バネ118により下方向に押下げれらている。
【0033】
そして、フープ材wを、リフターピン106によりダイス119の上面に接触しないように、ストリッパプレート118とダイス119との間に前述の搬送機構34により次の噴射板の透孔形成位置に搬送して、前述の位置決め機構39a,39bにより位置決めし、テンション機構40(図6参照)によりフープ材wに引っ張り応力を加えて弛みをなくし、可動上型102をガイドポスト103により案内して駆動部32aによって往復動させる。それにより、ストリッパプレート118がダイプレート115に接触し、ストッパピン117によりアーム115の一端をバネ118に抗して押上げ、アーム115は軸116を支点として回動し、パンチ113によってフープ材wに透孔を形成する。可動上型102を上方向に移動させると、バネ107によりリフターピン106の先端がフープ材wをダイス119から引き離し、更に可動上型102を上方向に移動させると、図示の状態となる。
【0034】
図9はパンチ動作説明図であり、(A)は図8に於けるパンチ113の位置を示し、フープ材wが搬送されて位置決めされた状態を示す。前述のように、可動上型102を駆動部32aによって下方向に移動させて、ストリッパプレート108がフープ材wに接触し、このストリッパプレート108によりフープ材wを押さえ、更に可動上型102を移動させることにより、ストッパピン117が押上げられて、アーム115の一端をバネ118に抗して押上げる。それにより、アーム115は軸116を支点として回動し、パンチ113によって、フープ材wを打ち抜いて透孔を形成する。このパンチ113によりフープ材wに透孔を形成した時の微小片をzで示す。このパンチ113により打ち抜かれた微小片zの排出を容易にする為に、ダイス119には下方向に広くなるテーパー孔が形成されている。
【0035】
又図8に於いて、固定下型101に固定したダイプレート105に、このダイプレート105の上面と同一面となるようにダイス119を固定する。このダイス119は、パンチ113の傾斜と同一の傾斜の抜き孔を形成しているもので、パンチ113の先端が抜き孔に突入することにより、フープ材wに透孔を形成するものであり、その抜き孔の周囲は刃先となっている。従って、パンチ113と同様に磨耗した時に、ダイス119の上面を研磨する。この研磨によってダイス119の厚さが薄くなるから、その分を、ダイス119の下面にライナー120を挿入して補正し、ダイス119の上面とダイプレート105の上面とを同一平面とする。それにより、パンチ113とダイス119とを正確に位置合わせすることができる。
【0036】
図10はXYステージの誤差特性説明図であり、透孔加工機の稼働開始時に、XYステージ43を一定ピッチ送りで動作させた時の磁気スケール等による位置検出手段によって検出した誤差値を記録する。例えば、原点0.00から+方向と−方向とに0.10mm毎に移動させる指令値に対する誤差値を測定し、黒丸印で示すマスターデータを求める。即ち、誤差波形として記録する。そして、次回の稼働開始時等に於いて、原点復帰を行って同様な誤差値を求める。例えば、黒四角印で示す誤差値が得られたとすると、マスターデータとの差分により、XYステージ43の精度を判定する。例えば、最大変動値と分散σと平均変動値とを求めて、所定の精度が維持されているか否かを判定する。このような位置誤差の測定及び判定の処理は、制御装置(図示せず)のプロセッサの演算処理により容易に実現することができる。
【0037】
図11はバリ取り機の要部斜視図であり、図1に於ける粗バリ取り機60aと仕上げバリ取り機60bとは同一構成であるから、以下バリ取り機として説明する。図11に於いて、61は回転テーブル、62は研磨テープ、63は研磨テープ台、64は研磨テープ巻取り機構、65は旋回テーブル、66はテープ材押さえ板を示す。
【0038】
研磨テープ62は矢印A方向に研磨テープ巻取り機構64によって微小送りを行い、且つ回転テーブル61により矢印B方向に回転し、この回転テーブル61の回転中心から変位した回転中心の旋回テーブル65により矢印C方向に回転する。又研磨テープ台63上の研磨テープ62に対してフープ材wをフープ材押さえ板66により押し付ける。従って、フープ材押さえ板66に対向する研磨テープ62の部分は、矢印A方向の微小送りと、矢印B方向の回転と、矢印C方向の回転との組合せによる自転,公転とにより、研磨テープ62の新しい部分でフープ材wのバリ取り研磨を行うものである。それにより、比較的長尺の研磨テープ62の殆ど全面を利用し、且つ新しい部分によりフープ材wのバリ取り研磨を行うことができるから、長時間の運転が可能となる。
【0039】
図12はフープ材押さえ板の斜視図であり、フープ材押さえ板66を、支持枠71,72の中心に配置し、支持枠71に対して支持枠72をピン75,76で回動可能に支持し、支持枠72に対してフープ材押さえ板66をピン73,74により回動可能に支持する。従って、フープ材押さえ板66は、自由状態に支持されていることになり、フープ材wを確実に研磨テープ62に対して押し付けることができる。
【0040】
図13はバリ取り機の側面図であり、62は研磨テープ、65は旋回テーブル、300はテープ自走用モータ、301はテープ巻取り用モータ、302は回転用ガイド、303は回転用モータ、304,305は旋回用ガイド、306は旋回用モータ、307は旋回用カムであり、研磨テープの駆動部を示す。
【0041】
旋回用モータ306により旋回用カム307を介して旋回テーブル65を旋回させ、この旋回テーブル65上の回転用モータ303により回転用ガイド302を介して研磨テープ62の部分を回転させ、テープ巻取り用モータ301は、図11の研磨テープ巻取り機構を構成し、研磨テープ62を微小送りする。従って、研磨テープ62は、フープ材wに対して、微小送りと自転と公転との関係で、常に新しい部分が接触してバリ取り研磨を行うことができる。それによって、運転を停止することなく、長時間のバリ取り研磨が可能となる。
【0042】
図14はフープ材押さえ機構の一部断面の側面図であり、66はフープ材押さえ板、67は所定の圧力でフープ材押さえ板をフープ材に押し付ける為のロードセル、71,72は支持枠、308,309,310はガイド、311はバネ、312は上下駆動用モータ、313はボールネジ、314は上下移動板、315は上下動棒、316は上下動板、317は上下動棒、318は固定板、319は支持板、320は上下動板を示す。
【0043】
バネ311は、上下動棒317を介して支持板319を下方に押し下げて、フープ材押さえ板66により、図示を省略しているフープ材を研磨テープ62(図11参照)に押し付ける。フープ材のバリ取りの研磨が終了すると、フープ材押さえ板66を上昇させる為に、上下駆動用モータ312によりボールネジ313を回転し、それにより、上下移動板314を上昇させる。この上下移動板314に固定されている上下動棒315も上昇し、この上下動棒315に固定されている上下動板320も上昇して、上下動板316を上昇させ、バネ311の抗して上下動棒317を上昇させ、この上下動棒317に固定した支持板319を上昇させるから、フープ材押さえ板66を上昇させて、フープ材から離すことができる。
【0044】
(付記1)所定の傾斜角の複数の透孔をフープ材に形成する工程を含む噴射板の製造方法に於いて、前記傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを用い、前記フープ材をXYステージ上に搬送して位置決め固定し、該XYステージより前記フープ材を順次透孔形成位置に移動して前記1本のパンチにより前記フープ材を打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成する過程を含むことを特徴とする噴射板の製造方法。
(付記2)第1の傾斜角に対応した傾斜角で1本のパンチにより順次打ち抜いて第1のグループの複数の透孔を形成し、次に、第2の傾斜角に対応した傾斜角で1本のパンチにより順次打ち抜いて第2のグループの複数の透孔を形成する過程を含むことを特徴とする付記1記載の噴射板の製造方法。
(付記3)前記フープ材に形成した基準孔を基に、前記XYステージ上に位置決めして保持し、且つテンション機構により前記パンチに対向する位置の前記フープ材に引っ張り応力を加えた状態で、前記XYステージにより前記フープ材を透孔形成位置に微小移動させて、前記パンチにより前記フープ材の打ち抜きを行う過程を含むことを特徴とする付記1記載の噴射板の製造方法。
【0045】
(付記4)前記1本のパンチにより前記フープ材を打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成した後に、該複数の透孔に対して光を照射し、該複数の透孔の透過光を検出して、前記パンチの折損の有無を検出する検査過程を含むことを特徴とする付記1〜3の何れかに記載の噴射板の製造方法。
(付記5)前記複数の透孔を形成した後に、該複数の透孔に対して光を照射し、該複数の透孔の透過光の検出により前記パンチの折損の有無を検出し、複数の傾斜角の透孔を前記フープ材に形成した後、研磨テープを微小送りすると共に自転及び公転を行って前記透孔打ち抜きによるバリ取り研磨を行う過程を含むことを特徴とする付記1〜4の何れかに記載の噴射板の製造方法。
【0046】
(付記6)所定の傾斜角の複数の透孔をフープ材に形成する噴射板の製造装置に於いて、前記傾斜角に対応した傾斜角で前記透孔を打ち抜く1本のパンチと、該パンチに対向して固定したダイスと、前記フープ材に前記パンチにより打ち抜く前記透孔の位置に前記フープ材を保持して順次微小移動させるXYステージとを有する透孔加工機を、前記傾斜角の種類に従って前記フープ材の搬送方向に配置したことを特徴とする噴射板の製造装置。
(付記7)第1の傾斜角で前記透孔を打ち抜く1本のパンチを備えた第1の透孔加工機と、第2の傾斜角で前記透孔を打ち抜く1本のパンチを備えた第2の透孔加工機とを前記フープ材の搬送方向に沿って配置したことを特徴とする付記6記載の噴射板の製造装置。
【0047】
(付記8)前記フープ材に形成した基準孔を基に位置決めして保持し、且つテンション機構により前記パンチに対向する位置の前記フープ材に引っ張り応力を加えた状態で、前記フープ材を透孔形成位置に微小移動させるXYステージを備えたことを特徴とする付記6又は7記載の噴射板の製造装置。
(付記9)前記1本のパンチにより前記フープ材を打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成した後に、該複数の透孔に対して光を照射し、該複数の透孔の透過光を検出して前記パンチの折損の有無を判定する検出機構を前記透孔加工機に設けたことを特徴とする付記6〜8の何れかに記載の噴射板の製造装置。
(付記10)前記パンチにより前記複数の透孔を形成した前記フープ材を研磨テープに押し付けるフープ押さえ板と、前記研磨テープの微小送りと自転とを行わせる研磨テープの駆動部とを有するバリ取り機を設けたことを特徴とする付記6〜9の何れかに記載の噴射板の製造装置。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、噴射板の透孔の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを備えた透孔加工機30a,30bにより、フープ材wに複数の透孔を順次形成するものであるから、傾斜角が同一で透孔数の増減や透孔形成位置の変更に対しては、透孔加工機30a,30bの構成を変更することなく、XYステージ43を制御する制御データの変更で済む利点がある。又傾斜角の変更に対しては、透孔加工機30a,30bのそれぞれの1本のパンチの取付け角度の変更或いはアームの変更等により容易に対処できる利点がある。又XYステージ43により複数の透孔を形成する為の微小移動を行わせるものであるから、フープ材wを従来例のように、複数の加工ステージに順次搬送する場合に比較して、安定に且つ高精度に移動させることができる利点がある。
【0049】
又透孔加工機30a,30bに於けるパンチの折損を、透孔の透過光の検出により容易に検出することができるから、迅速にパンチの折損を検出して対処することができる為、製造装置の稼働停止時間を従来例に比較して著しく短縮することが可能となる利点がある。又その為の透孔検出機構は、簡単で且つ小型化できるから、安価であると共に設置スペースも小さくて済む利点がある。従って、製造装置のコスト低減を図ることができる。
【0050】
又フープ材wに透孔を打ち抜きで形成した後のバリ取り研磨を、研磨テープの微小送りと自転と公転との組合せにより行うことにより、フープ材wに対しては常に研磨テープの新しい面が接触し、且つ研磨テープの全面を利用することができると共に、比較的長尺の研磨テープを微小送りするものであるから、長時間のバリ取り研磨が可能となる利点がある。それにより、研磨テープ交換に要する製造装置の停止時間を、稼働時間に対して著しく短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の工程説明図である。
【図2】透孔加工機の概略斜視図である。
【図3】透孔加工機の上架部の説明図である。
【図4】透孔加工機の側面図である。
【図5】位置決め機構及び透孔検査部の説明図である。
【図6】テンション機構の説明図である。
【図7】搬送機構の説明図である。
【図8】透孔加工機のパンチ部分の説明図である。
【図9】パンチ動作説明図である。
【図10】XYステージ誤差特性説明図である。
【図11】バリ取り機の要部斜視図である。
【図12】フープ材押さえ板の斜視図である。
【図13】バリ取り機の側面図である。
【図14】フープ材押さえ機構の一部断面の側面図である。
【図15】噴射板の説明図である。
【図16】従来例の製造装置の説明図である。
【図17】バフ研磨の説明図である。
【符号の説明】
w フープ材
20 基準孔加工機
30a 第1の透孔加工機
30b 第2の透孔加工機
50 検査装置
60a 粗バリ取り機
60b 仕上げバリ取り機
90 超音波洗浄機
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのガソリン噴射装置を構成するフューエルインジェクタの噴射板を効率良く製造する為の噴射板の製造方法及びその製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの吸気バルブに向かってガソリンを噴射するフューエルインジェクタは、その先端部に複数の微小径の透孔を形成した噴射板を設けている。この噴射板は、例えば、図15の(A)の上面図及び(B)の要部断面図に示すように、複数の透孔1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h,1k,1m,1n,1pを形成したもので、上側のグループの透孔1a,1b,1c,1d,1e,1fと、下側のグループの透孔1g,1k,1h,1m,1n,1pとは、(B)に示すように、水平面に対する傾斜角αは同一で、その方向が反対となっている。この透孔の個数や直径及び傾斜角αは、エンジン側の構成に対応して選択されている。
【0003】
この噴射板の透孔は、例えば、1mm以下の微小径のものであり、パンチを用いたプレス加工により打ち抜いて形成している。又傾斜角が異なり、且つ微小間隔に配置される透孔を一括同時に打ち抜くことができないので、例えば、図16に概略を示す製造装置により製造するものであった。即ち、噴射板の素材の長尺の鋼板からなるフープ材wの両側に、基準孔10を所定の間隔で形成し、この基準孔10を基に各加工ステージI〜VIに於ける位置決め制御を行う。又加工ステージI〜VIには、それぞれ透孔の位置に対応してパンチを配置している。
【0004】
噴射板が例えば図15に示すように12個の透孔1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h,1k,1m,1n,1pを有する場合、加工ステージIに於いては、2個の透孔1a,1pをパンチにより打ち抜いて形成し、フープ材wを右方向に送って基準孔10により位置決めし、加工ステージIIに於いて、透孔1a,1pに隣接した2個の透孔1b,1nを形成し、以下同様に、フープ材wを右方向に送って位置決めし、加工ステージIIIに於いては、2個の透孔1c,1mを形成し、加工ステージIVに於いては、2個の透孔1d,1hを形成し、加工ステージVに於いては、2個の透孔1e,1kを形成し、加工ステージVIに於いては、2個の透孔1f,1gを形成する。即ち、一つの加工ステージにより2個の透孔を形成し、6段の加工ステージI〜VIにより、図15に示す噴射板の12個の透孔1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h,1k,1m,1n,1pを形成するものである。
【0005】
又パンチによる打ち抜きによりバリが生じるから、この抜きバリ取りは、バフ研磨が適用される。例えば、図17に示すように、回転テーブル80と一体に回転するように設けた柔らかい布状のポリッシングシート81とフープ材押さえ板82との間にフープ材wを案内する為のテンションローラ(図示を省略)を有し、ポリッシングシート81上に研磨材83を供給して、回転テーブル80の回転により、フープ材wをポリッシングシート81によって研磨してバリ取りを行うものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
噴射板の透孔の直径,配置パターン,傾斜角等は、ガソリンの噴射特性に大きな影響を与えるものであるから、設計通りに製作する必要がある。従って、従来例に於いては、噴射板の構成に対応した専用の製造装置を用いるものであった。その為、噴射板の透孔の直径や傾斜角が同一であっても、透孔の位置の変更や透孔の個数の増減に応じて、それに対応したパンチ打ち抜きの構成を用意する必要がある。従って、製造装置としては高価なものとなり、多品種少量生産の場合にはコストアップとなる問題があった。
【0007】
又噴射板の透孔の個数が多くなるに従って、従来例に於いては、加工ステージ数を増加する必要がある。その為に、フープ材を加工ステージに対応して順次搬送する場合、形成した透孔の個数が少ない状態の加工ステージと、多くなった状態の加工ステージとに於ける搬送の安定化を図ることが容易でない問題がある。又各加工ステージ毎のパンチの傾斜角が同一となるように設定,調整することが容易でなく、従って、多数の透孔を同一傾斜角で形成することが容易でない問題がある。
【0008】
又各加工ステージ毎のパンチの中で、1本でも破損すると、そのパンチ対応の透孔が形成されないで次の加工ステージにフープ材が搬送される。その場合、1本のパンチが破損すると、透孔が1個不足する噴射板が製作されることになる。そこで、これを検出する為に、透孔パターンを撮像して画像処理等により所定の透孔パターンが形成されているか否かを検査する高価な検査装置を用いている。従って、その為のスペースも必要であるから、噴射板製造のコストアップにつながる問題がある。このように透孔が設計通りに製作されていないことを検出すると、製造装置を一時停止して、その原因を探索し、パンチ破損の場合は、そのパンチを交換する。従って、製造装置を停止する機会が多くなり、製造コストが上昇する問題がある。
【0009】
又パンチは微小直径であるから磨耗も速いものであり、従って、パンチの先端の研磨や交換等が必要である。このようにパンチの研磨や交換等の為に、その都度製造装置を停止することになる。このようなメンテナンスに要する時間は、製造装置の稼働時間の2倍程度必要とする場合が一般的である。又従来例として、例えば、4本のパンチを所定の傾斜角で支持して、ラムの降下によりフープ材に4個の透孔を形成し、このパンチによる打ち抜き回数を基に単位時間当たりの打ち抜き回数を順次少なくし、即ち、打ち抜きの繰り返し速度を低下させ、且つ所定の回数に対すると、パンチが磨耗したと推定して、パンチの再研磨を行う装置が提案されている(例えば、実開平5−76620号公報参照)。この場合、透孔の個数が4個のように少ないので、4本のパンチで同時に透孔の打ち抜きが可能であるが、例えば、図15に示すように、12個の透孔を同時に形成することは不可能である。従って、従来は、図16に示すように、複数の加工ステージにより複数の透孔を形成することになり、前述のような各種の問題が生じる。
【0010】
又パンチにより透孔を打ち抜いた後の抜きバリ取りは、従来は、図17に示すように、柔らかい布状のボリッシングシート81をフープ材wに押し付けて研磨するものであり、その為に、ポリッシングシート81の交換が比較的頻繁に必要となるから、その都度、製造装置を停止しなければならない問題がある。又パンチにより打ち抜いて形成した透孔内にポリッシングシート81の一部分が入り込み、透孔のエッジに所謂ダレが生じる問題がある。
本発明は、前述の各種の問題を解決し、効率のよい噴射板の製造を可能とすることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の噴射板の製造方法は、図1を参照して説明すると、所定の傾斜角の複数の透孔をフープ材wに形成する工程を含む噴射板の製造方法であって、傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを用い、フープ材wをXYステージ上に搬送して位置決め固定し、このXYステージよりフープ材wを順次透孔形成位置に移動して、1本のパンチにより、フープ材wを打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成する過程を含むものである。
【0012】
又1本のパンチによりフープ材wを打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成した後に、複数の透孔に対して光を照射して、透孔の透過光を検出し、透過光の有無によりパンチの折損の有無を検出する検査過程を含むものである。又複数の透孔を形成した後に、複数の透孔に対して光を照射し、複数の透孔の透過光の有無によりパンチの折損の有無を検出し、所定の複数の傾斜角の複数の透孔をフープ材に形成する工程の後に、研磨テープを微小送りすると共に、自転及び公転を行って、透孔打ち抜きによるフープ材wのバリ取り研磨を行う過程を含むものである。
【0013】
又本発明の噴射板の製造装置は、所定の傾斜角の複数の透孔をフープ材wに形成する噴射板の製造装置であって、傾斜角に対応した傾斜角で透孔を打ち抜く1本のパンチと、このパンチに対向して固定したダイスと、フープ材wにパンチにより打ち抜く透孔の位置に、フープ材wを保持して順次微小移動させるXYステージとを有する透孔加工機30a,30bを、傾斜角の種類に従ってフープ材wの搬送方向に配置した構成を有するものである。
【0014】
又1本のパンチによりフープ材wを打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成した後に、複数の透孔に対して光を照射し、複数の透孔の透過光を検出して、パンチの折損の有無を判定する検出機構を透孔加工機30a,30bに設けた構成を有するものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態の工程説明図であり、ロール状とした金属板のフープ材wを繰り出して、先ず、基準孔加工機20により例えば図16に示すような基準孔をフープ材wの両側に一定間隔で形成する。次に、噴射板の透孔の第1の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを有する第1の透孔加工機30aと、第2の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを有する第2の透孔加工機30bとにより噴射板の複数の透孔を順次形成し、検査装置50により透孔の検査を行って巻き取る。この巻き取ったフープ材wを繰り出して、粗バリ取り機60aに搬送して粗バリ取り研磨を行い、仕上げバリ取り機60bにより仕上げバリ取り研磨を行い、超音波洗浄機90により洗浄して巻き取る工程を示す。
【0016】
又噴射板の製造装置としては、傾斜角が第1と第2との2種類の場合、少なくとも第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとを含む構成を有するものである。更に傾斜角が異なる場合、その傾斜角に対応した傾斜角で透孔を打ち抜く1本のパンチを支持した透孔加工機を配置するものである。又透孔の検査装置50や、その後段の粗バリ取り機60aや仕上げバリ取り機60b、更に、超音波洗浄機90等を含む構成とするものである。
【0017】
基準孔加工機20の後段の第1の透孔加工機30aは、第1の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを備えた構成を有し、又第2の透孔加工機30bは、第2の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを備えた構成を備えており、第1の透孔加工機30aにより、例えば、図15の(A)の上側のグループの透孔1a,1b,1c,1d,1e,1fを、XYステージ上に一時的に保持したフープ材wをXY方向に微小移動することにより順次形成する。次の第2の透孔加工機30bにより、下側のグループの透孔1g,1k,1h,1m,1n,1pを、同様に、XYステージ上に一時的に保持したフープ材wを微小移動することにより順次形成する。又第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとにそれぞれ透孔の透過光により透孔の有無を検出してパンチの折損の有無を検出する検査部を設けることができる。
【0018】
又検査装置50は、第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとの後段に配置して透孔数等の検査を行う機能を備えた構成とすることができる。又第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとに設けた検査部は、透孔に対して光を照射して、その透過光を検出する構成とする。即ち、第1の透孔加工機30aのパンチが折損すると、前述の上側のグループの透孔1a,1b,1c,1d,1e,1fが総て形成されないことになり、又第2の透孔加工機30bのパンチが折損すると、前述の下側のグループの透孔1g,1k,1h,1m,1n,1pが総て形成されないことになる。従って、透過光量を検出することにより、パンチ折損と判定することができる。
【0019】
又粗バリ取り機60aと仕上げバリ取り機60bとは同一構成とすることができるものであり、研磨テープの微小送りと、全体の自転,公転とを行って、バリ取り研磨を行う構成とし、長期間のバリ取り作業を可能とするものである。そして、超音波洗浄機90により洗浄する。なお、フープ材wに形成した透孔を、検査装置50により検査を行った後に巻取っているが、この検査装置50の後に、粗バリ取り機60aと仕上げバリ取り機60bと超音波洗浄機90とを配置して、基準孔加工機20から超音波洗浄機90まで連続的に加工する工程とすることも可能である。又超音波洗浄機90の後工程として、図示を省略しているが、個々の噴射板としての分離及び取付け形状の加工等の工程を連続して行うことも可能である。
【0020】
図2は透孔加工機の概略斜視図を示し、第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとは、パンチの傾斜角が異なるだけで、同一構成を有するものであるから、区別する必要がない場合は、透孔加工機として説明する。図2に於いて、wは矢印方向に搬送するフープ材、31は下架部、32は上架部、32aは駆動部、33は型取付けベース、34は搬送機構、39a,39bは位置決め機構、40はテンション機構、43はXYステージ、44は検査部,100は金型を示す。
【0021】
図3は透孔加工機の上架部の説明図であり、図2に示す上架部32に於ける金型100を取り外した概略斜視図を示し、41は一軸テーブル、42は直動アクチュエータを示す。又他の図2と同一符号は同一部分を示す。XYステージ43は、フープ材wを保持して、その長手方向と幅方向とに透孔を形成する微小間隔に従った距離だけ正確に移動制御するものである。このようなXYステージ43の高精度の移動制御は、例えば、X軸とY軸とのそれぞれのステッピングモータの回転をボールネジにより直線方向に変換して移動させ、その移動距離又は位置を磁気スケール等の高精度距離センサや高精度位置センサにより検出し、フィードバック制御等により精密な位置決め制御を行う既に知られている構成を適用することができる。
【0022】
又噴射板の透孔の位置を示す座標情報を制御装置(図示せず)に入力して、その座標情報を基に最初の透孔を形成する位置にXYステージ43を制御して位置決めし、パンチにより透孔を形成した後、次の透孔の座標位置を読出して、XYステージ43の移動を制御する構成とすることができる。このような制御機構は、既に知られている位置決め制御機構等により容易に実現することができる。従って、1本のパンチを用いて複数の透孔を順次形成することができる。又XYステージ43上に、搬送機構34,位置決め機構39a,39b,テンション機構40とを設けて、XYステージ43上にフープ材wを保持して、X,Y方向の微小移動により、透孔形成位置にフープ材wを移動させるものである。
【0023】
図4は透孔加工機の側面図であり、図2及び図3と同一符号は同一部分を示し、45は透孔検査部、204はガイド、205はモータ、206はボールネジ、207はフィードバックセンサを示す。駆動部32aにより金型100を上下動させるもので、その一往復により、フープ材wに1本のパンチによって1個の透孔を形成し、XYステージ43により次の透孔位置にフープ材wを移動して、再び駆動部32aにより金型100を1往復させる。これを繰り返して、所定の位置に複数の透孔を形成することができる。
【0024】
図5は位置決め機構及び透孔検査部の説明図であり、(A)に於いて201はテーパピン、202はバネ、203はエアーアクチュエータ、45は透孔検査部を示し、図4に於ける位置決め機構39aと透孔検査部45とを示すものである。即ち、フープ材wに予め前述の基準孔を形成して、透孔加工機に搬送した時に、その基準孔に、エアーアクチュエータ203によりバネ202の力に抗してテーパピン201を押し下げて、その先端を挿入する。それにより、透孔加工機に対するフープ材wの位置を正確に支持することができる。
【0025】
又透孔加工後は、エアーアクチュエータ203に供給するエアーを止めることにより、バネ202の力によりテーパピン201の先端が基準孔から抜けて元の状態に戻り、フープ材wを搬送することができる。なお、位置決め機構39a,39bは同一の構成を有し、前述のように、フープ材wの両側に基準孔を形成した場合に、テーパピン201とバネ202とエアーアクチュエータ203とは、フープ材wの基準孔に合わせて、フープ材wの両側に対応する位置に設けるものである。
【0026】
又透孔検査部45は、図5の(B)に示すように、発光ダイオード等の発光部45aと、フォトダイオード等の受光部45とを有し、フープ材wに形成した透孔の有無を、発光部45aから照射した光を受光部45bにより検出できたか否かにより検査するものである。この場合、第1の透孔加工機30a(図1参照)の透孔検査部45は、受光部45bにより透過光を検出できない時に、パンチの折損と判定することができる。又第2の透孔加工機30b(図1参照)の透孔検査部45の場合は、受光部45bの検出信号レベルが正常時の約1/2の場合に、パンチの折損と判定することができる。
【0027】
図6はテンション機構の説明図であり、33は型取付けベース、41は一軸テーブル、42は直動アクチュエータ、100は金型、201テーパピン、202はバネ、203はエアーアクチュエータ、208はバネを示し、図4に於ける位置決め機構39bに相当する構成を示す。即ち、位置決め機構39a,39bによりフープ材wの位置決めを行い、直動アクチュエータ42によりバネ208の力に抗して位置決め機構39bを移動させるように応力を加える。それにより、金型100の位置に於けるフープ材wに、位置決め機構39a,39bを利用して引っ張り応力を加えることになり、フープ材wの弛みを除いて正確な位置に透孔を形成することができる。
【0028】
図7は搬送機構の説明図であり、前述の搬送機構34の概略斜視図を示し、35は直動アクチュエータ、36は小型アクチュエータ、37はアーム、38はヒンジを示す。小型アクチュエータ36は、フープ材wの両側の位置の直動アクチュエータ35上に固定され、アーム37はヒンジ38により回動できるように支持され、小型アクチュエータ36の上下動作に従って、アーム37の先端でフープ材wを抑える。この抑えた状態で直動アクチュエータ35を矢印方向に駆動することにより、フープ材wを次の噴射板の透孔形成位置に移動する。この時は、位置決め機構39a,39bのテーパピン201はフープ材wの基準孔から離れている。
【0029】
図8は透孔加工機のパンチ部分の説明図であり、前述の金型100に対応する部分を示す。同図に於いて、101は固定下型、102は可動上型、103はガイドポスト、104ブッシュ、105はダイプレート、106はリフターピン、107はバネ、108はストリッパプレート、109はパンチプレート、110はガイドバー、111はボールゲージ、112はパンチガイド、113はパンチ、114はパンチホルダ、115はアーム、116はアームの軸、117はストッパピン、118はバネ、119はダイス、120はライナーを示す。
【0030】
透孔加工機は、1本のパンチ113を透孔の傾斜角に従った角度でパンチホルダ114に取付けた構成を有するもので、図15に示すように、上側と下側の透孔のように傾斜角が反対方向の場合、相互に180度の水平回転位置に相当する第1の透孔加工機30aと第2の透孔加工機30bとを図1に示すように配置するものである。
【0031】
又透孔加工機のガイドポスト103は4本設けられており、このガイドポスト103とブッシュ104とにより、可動上型102は上下動可能に支持されている。又固定下型101上のダイプレート105には、4本の上下可動のリフターピン106が、固定下型101に設けたバネ107により上方向に押上げれらている。このリフターピン106上を、ダイプレート105に接触しないように、且つ平行にフープ材wが搬送され、前述のように、位置決め機構39a,39bにより位置決めされる。
【0032】
又可動上型102には、4本のバネ(図示を省略)により下方向に押し付けられたストリッパプレート108が設けられ、ダイプレート105とパンチプレート109とを4本のガイドバー110とポールゲージ111とにより精密に位置決めされている。又ストリッパプレート108には、パンチガイド112が取付けられており、パンチ113を保持するパンチホルダ114を所定の傾斜角で、且つ移動できるようにガイドしている。又ストリッパプレート108によりパンチ113の先端もガイドされる。パンチホルダ114は、アーム115に取付けられ、このアーム115は軸116により回動可能に支持されている。又このアーム115のパンチホルダ14と反対側には、ストッパピン117が当接し、バネ118により下方向に押下げれらている。
【0033】
そして、フープ材wを、リフターピン106によりダイス119の上面に接触しないように、ストリッパプレート118とダイス119との間に前述の搬送機構34により次の噴射板の透孔形成位置に搬送して、前述の位置決め機構39a,39bにより位置決めし、テンション機構40(図6参照)によりフープ材wに引っ張り応力を加えて弛みをなくし、可動上型102をガイドポスト103により案内して駆動部32aによって往復動させる。それにより、ストリッパプレート118がダイプレート115に接触し、ストッパピン117によりアーム115の一端をバネ118に抗して押上げ、アーム115は軸116を支点として回動し、パンチ113によってフープ材wに透孔を形成する。可動上型102を上方向に移動させると、バネ107によりリフターピン106の先端がフープ材wをダイス119から引き離し、更に可動上型102を上方向に移動させると、図示の状態となる。
【0034】
図9はパンチ動作説明図であり、(A)は図8に於けるパンチ113の位置を示し、フープ材wが搬送されて位置決めされた状態を示す。前述のように、可動上型102を駆動部32aによって下方向に移動させて、ストリッパプレート108がフープ材wに接触し、このストリッパプレート108によりフープ材wを押さえ、更に可動上型102を移動させることにより、ストッパピン117が押上げられて、アーム115の一端をバネ118に抗して押上げる。それにより、アーム115は軸116を支点として回動し、パンチ113によって、フープ材wを打ち抜いて透孔を形成する。このパンチ113によりフープ材wに透孔を形成した時の微小片をzで示す。このパンチ113により打ち抜かれた微小片zの排出を容易にする為に、ダイス119には下方向に広くなるテーパー孔が形成されている。
【0035】
又図8に於いて、固定下型101に固定したダイプレート105に、このダイプレート105の上面と同一面となるようにダイス119を固定する。このダイス119は、パンチ113の傾斜と同一の傾斜の抜き孔を形成しているもので、パンチ113の先端が抜き孔に突入することにより、フープ材wに透孔を形成するものであり、その抜き孔の周囲は刃先となっている。従って、パンチ113と同様に磨耗した時に、ダイス119の上面を研磨する。この研磨によってダイス119の厚さが薄くなるから、その分を、ダイス119の下面にライナー120を挿入して補正し、ダイス119の上面とダイプレート105の上面とを同一平面とする。それにより、パンチ113とダイス119とを正確に位置合わせすることができる。
【0036】
図10はXYステージの誤差特性説明図であり、透孔加工機の稼働開始時に、XYステージ43を一定ピッチ送りで動作させた時の磁気スケール等による位置検出手段によって検出した誤差値を記録する。例えば、原点0.00から+方向と−方向とに0.10mm毎に移動させる指令値に対する誤差値を測定し、黒丸印で示すマスターデータを求める。即ち、誤差波形として記録する。そして、次回の稼働開始時等に於いて、原点復帰を行って同様な誤差値を求める。例えば、黒四角印で示す誤差値が得られたとすると、マスターデータとの差分により、XYステージ43の精度を判定する。例えば、最大変動値と分散σと平均変動値とを求めて、所定の精度が維持されているか否かを判定する。このような位置誤差の測定及び判定の処理は、制御装置(図示せず)のプロセッサの演算処理により容易に実現することができる。
【0037】
図11はバリ取り機の要部斜視図であり、図1に於ける粗バリ取り機60aと仕上げバリ取り機60bとは同一構成であるから、以下バリ取り機として説明する。図11に於いて、61は回転テーブル、62は研磨テープ、63は研磨テープ台、64は研磨テープ巻取り機構、65は旋回テーブル、66はテープ材押さえ板を示す。
【0038】
研磨テープ62は矢印A方向に研磨テープ巻取り機構64によって微小送りを行い、且つ回転テーブル61により矢印B方向に回転し、この回転テーブル61の回転中心から変位した回転中心の旋回テーブル65により矢印C方向に回転する。又研磨テープ台63上の研磨テープ62に対してフープ材wをフープ材押さえ板66により押し付ける。従って、フープ材押さえ板66に対向する研磨テープ62の部分は、矢印A方向の微小送りと、矢印B方向の回転と、矢印C方向の回転との組合せによる自転,公転とにより、研磨テープ62の新しい部分でフープ材wのバリ取り研磨を行うものである。それにより、比較的長尺の研磨テープ62の殆ど全面を利用し、且つ新しい部分によりフープ材wのバリ取り研磨を行うことができるから、長時間の運転が可能となる。
【0039】
図12はフープ材押さえ板の斜視図であり、フープ材押さえ板66を、支持枠71,72の中心に配置し、支持枠71に対して支持枠72をピン75,76で回動可能に支持し、支持枠72に対してフープ材押さえ板66をピン73,74により回動可能に支持する。従って、フープ材押さえ板66は、自由状態に支持されていることになり、フープ材wを確実に研磨テープ62に対して押し付けることができる。
【0040】
図13はバリ取り機の側面図であり、62は研磨テープ、65は旋回テーブル、300はテープ自走用モータ、301はテープ巻取り用モータ、302は回転用ガイド、303は回転用モータ、304,305は旋回用ガイド、306は旋回用モータ、307は旋回用カムであり、研磨テープの駆動部を示す。
【0041】
旋回用モータ306により旋回用カム307を介して旋回テーブル65を旋回させ、この旋回テーブル65上の回転用モータ303により回転用ガイド302を介して研磨テープ62の部分を回転させ、テープ巻取り用モータ301は、図11の研磨テープ巻取り機構を構成し、研磨テープ62を微小送りする。従って、研磨テープ62は、フープ材wに対して、微小送りと自転と公転との関係で、常に新しい部分が接触してバリ取り研磨を行うことができる。それによって、運転を停止することなく、長時間のバリ取り研磨が可能となる。
【0042】
図14はフープ材押さえ機構の一部断面の側面図であり、66はフープ材押さえ板、67は所定の圧力でフープ材押さえ板をフープ材に押し付ける為のロードセル、71,72は支持枠、308,309,310はガイド、311はバネ、312は上下駆動用モータ、313はボールネジ、314は上下移動板、315は上下動棒、316は上下動板、317は上下動棒、318は固定板、319は支持板、320は上下動板を示す。
【0043】
バネ311は、上下動棒317を介して支持板319を下方に押し下げて、フープ材押さえ板66により、図示を省略しているフープ材を研磨テープ62(図11参照)に押し付ける。フープ材のバリ取りの研磨が終了すると、フープ材押さえ板66を上昇させる為に、上下駆動用モータ312によりボールネジ313を回転し、それにより、上下移動板314を上昇させる。この上下移動板314に固定されている上下動棒315も上昇し、この上下動棒315に固定されている上下動板320も上昇して、上下動板316を上昇させ、バネ311の抗して上下動棒317を上昇させ、この上下動棒317に固定した支持板319を上昇させるから、フープ材押さえ板66を上昇させて、フープ材から離すことができる。
【0044】
(付記1)所定の傾斜角の複数の透孔をフープ材に形成する工程を含む噴射板の製造方法に於いて、前記傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを用い、前記フープ材をXYステージ上に搬送して位置決め固定し、該XYステージより前記フープ材を順次透孔形成位置に移動して前記1本のパンチにより前記フープ材を打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成する過程を含むことを特徴とする噴射板の製造方法。
(付記2)第1の傾斜角に対応した傾斜角で1本のパンチにより順次打ち抜いて第1のグループの複数の透孔を形成し、次に、第2の傾斜角に対応した傾斜角で1本のパンチにより順次打ち抜いて第2のグループの複数の透孔を形成する過程を含むことを特徴とする付記1記載の噴射板の製造方法。
(付記3)前記フープ材に形成した基準孔を基に、前記XYステージ上に位置決めして保持し、且つテンション機構により前記パンチに対向する位置の前記フープ材に引っ張り応力を加えた状態で、前記XYステージにより前記フープ材を透孔形成位置に微小移動させて、前記パンチにより前記フープ材の打ち抜きを行う過程を含むことを特徴とする付記1記載の噴射板の製造方法。
【0045】
(付記4)前記1本のパンチにより前記フープ材を打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成した後に、該複数の透孔に対して光を照射し、該複数の透孔の透過光を検出して、前記パンチの折損の有無を検出する検査過程を含むことを特徴とする付記1〜3の何れかに記載の噴射板の製造方法。
(付記5)前記複数の透孔を形成した後に、該複数の透孔に対して光を照射し、該複数の透孔の透過光の検出により前記パンチの折損の有無を検出し、複数の傾斜角の透孔を前記フープ材に形成した後、研磨テープを微小送りすると共に自転及び公転を行って前記透孔打ち抜きによるバリ取り研磨を行う過程を含むことを特徴とする付記1〜4の何れかに記載の噴射板の製造方法。
【0046】
(付記6)所定の傾斜角の複数の透孔をフープ材に形成する噴射板の製造装置に於いて、前記傾斜角に対応した傾斜角で前記透孔を打ち抜く1本のパンチと、該パンチに対向して固定したダイスと、前記フープ材に前記パンチにより打ち抜く前記透孔の位置に前記フープ材を保持して順次微小移動させるXYステージとを有する透孔加工機を、前記傾斜角の種類に従って前記フープ材の搬送方向に配置したことを特徴とする噴射板の製造装置。
(付記7)第1の傾斜角で前記透孔を打ち抜く1本のパンチを備えた第1の透孔加工機と、第2の傾斜角で前記透孔を打ち抜く1本のパンチを備えた第2の透孔加工機とを前記フープ材の搬送方向に沿って配置したことを特徴とする付記6記載の噴射板の製造装置。
【0047】
(付記8)前記フープ材に形成した基準孔を基に位置決めして保持し、且つテンション機構により前記パンチに対向する位置の前記フープ材に引っ張り応力を加えた状態で、前記フープ材を透孔形成位置に微小移動させるXYステージを備えたことを特徴とする付記6又は7記載の噴射板の製造装置。
(付記9)前記1本のパンチにより前記フープ材を打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成した後に、該複数の透孔に対して光を照射し、該複数の透孔の透過光を検出して前記パンチの折損の有無を判定する検出機構を前記透孔加工機に設けたことを特徴とする付記6〜8の何れかに記載の噴射板の製造装置。
(付記10)前記パンチにより前記複数の透孔を形成した前記フープ材を研磨テープに押し付けるフープ押さえ板と、前記研磨テープの微小送りと自転とを行わせる研磨テープの駆動部とを有するバリ取り機を設けたことを特徴とする付記6〜9の何れかに記載の噴射板の製造装置。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、噴射板の透孔の傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを備えた透孔加工機30a,30bにより、フープ材wに複数の透孔を順次形成するものであるから、傾斜角が同一で透孔数の増減や透孔形成位置の変更に対しては、透孔加工機30a,30bの構成を変更することなく、XYステージ43を制御する制御データの変更で済む利点がある。又傾斜角の変更に対しては、透孔加工機30a,30bのそれぞれの1本のパンチの取付け角度の変更或いはアームの変更等により容易に対処できる利点がある。又XYステージ43により複数の透孔を形成する為の微小移動を行わせるものであるから、フープ材wを従来例のように、複数の加工ステージに順次搬送する場合に比較して、安定に且つ高精度に移動させることができる利点がある。
【0049】
又透孔加工機30a,30bに於けるパンチの折損を、透孔の透過光の検出により容易に検出することができるから、迅速にパンチの折損を検出して対処することができる為、製造装置の稼働停止時間を従来例に比較して著しく短縮することが可能となる利点がある。又その為の透孔検出機構は、簡単で且つ小型化できるから、安価であると共に設置スペースも小さくて済む利点がある。従って、製造装置のコスト低減を図ることができる。
【0050】
又フープ材wに透孔を打ち抜きで形成した後のバリ取り研磨を、研磨テープの微小送りと自転と公転との組合せにより行うことにより、フープ材wに対しては常に研磨テープの新しい面が接触し、且つ研磨テープの全面を利用することができると共に、比較的長尺の研磨テープを微小送りするものであるから、長時間のバリ取り研磨が可能となる利点がある。それにより、研磨テープ交換に要する製造装置の停止時間を、稼働時間に対して著しく短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の工程説明図である。
【図2】透孔加工機の概略斜視図である。
【図3】透孔加工機の上架部の説明図である。
【図4】透孔加工機の側面図である。
【図5】位置決め機構及び透孔検査部の説明図である。
【図6】テンション機構の説明図である。
【図7】搬送機構の説明図である。
【図8】透孔加工機のパンチ部分の説明図である。
【図9】パンチ動作説明図である。
【図10】XYステージ誤差特性説明図である。
【図11】バリ取り機の要部斜視図である。
【図12】フープ材押さえ板の斜視図である。
【図13】バリ取り機の側面図である。
【図14】フープ材押さえ機構の一部断面の側面図である。
【図15】噴射板の説明図である。
【図16】従来例の製造装置の説明図である。
【図17】バフ研磨の説明図である。
【符号の説明】
w フープ材
20 基準孔加工機
30a 第1の透孔加工機
30b 第2の透孔加工機
50 検査装置
60a 粗バリ取り機
60b 仕上げバリ取り機
90 超音波洗浄機
Claims (5)
- 所定の傾斜角の複数の透孔をフープ材に形成する工程を含む噴射板の製造方法に於いて、
前記傾斜角に対応した傾斜角で打ち抜きを行う1本のパンチを用い、前記フープ材をXYステージ上に搬送して位置決め固定し、該XYステージより前記フープ材を順次透孔形成位置に移動して前記1本のパンチにより前記フープ材を打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成する過程を含む
ことを特徴とする噴射板の製造方法。 - 前記1本のパンチにより前記フープ材を打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成した後に、該複数の透孔に対して光を照射し、該複数の透孔の透過光を検出して、前記パンチの折損の有無を検出する検査過程を含むことを特徴とする請求項1記載の噴射板の製造方法。
- 前記複数の透孔を形成した後に、該複数の透孔に対して光を照射し、該複数の透孔の透過光の検出により前記パンチの折損の有無を検出し、複数の傾斜角の透孔を前記フープ材に形成した後、研磨テープを微小送りすると共に自転及び公転を行って前記透孔打ち抜きによるバリ取り研磨を行う過程を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の噴射板の製造方法。
- 所定の傾斜角の複数の透孔をフープ材に形成する噴射板の製造装置に於いて、
前記傾斜角に対応した傾斜角で前記透孔を打ち抜く1本のパンチと、該パンチに対向して固定したダイスと、前記フープ材に前記パンチにより打ち抜く前記透孔の位置に前記フープ材を保持して順次微小移動させるXYステージとを有する透孔加工機を、前記傾斜角の種類に従って前記フープ材の搬送方向に配置した
ことを特徴とする噴射板の製造装置。 - 前記1本のパンチにより前記フープ材を打ち抜いて同一傾斜角の複数の透孔を形成した後に、該複数の透孔に対して光を照射し、該複数の透孔の透過光を検出して前記パンチの折損の有無を判定する検出機構を前記透孔加工機に設けたことを特徴とする請求項4記載の噴射板の製造装置。
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