JP2005329467A - パンチプレスシステム - Google Patents

Abstract

【課題】パンチプレスによるパンチ加工の種類が変化しても、工具自動交換装置のプログラム自体を変更する必要がないタレットパンチプレスシステムを提供する。
【解決手段】システムの制御装置は、パンチプレスに搭載された工具を特定するデータを受信し、このデータを、パンチ加工で実際に使用される工具を特定するデータと比較し、前記パンチ加工において実際使用される工具であって前記パンチプレスに搭載されていない工具を決定し、この決定された工具が前記パンチプレスに搭載されるように自動工具交換装置を制御する。
【選択図】図５

Description

この発明はパンチプレスシステムに関し、特にタレットパンチプレスと自動工具交換装置とを有するタレットパンチプレスシステムに関する。

従来のタレットパンチプレスシステムの一例が、米国特許第５，２１５，５１３号に記載されている。このシステムは、板金ワークにパンチ加工を行うための着脱自在のパンチ、ダイ（工具）を備えたタレットパンチプレスを含む。このシステムは、また工具交換装置及び、多数の工具を格納するための倉庫を有する。

前記工具交換装置は、前記タレットパンチプレスから工具を取外し、その工具を前記工具用倉庫へ搬送する。更に前記交換装置は、前記工具用倉庫から新しい工具を取り出し、その工具を前記タレットパンチプレスへ搬送する。前記米国特許第５，２１５，５１３号に記載されている工具交換装置は特に、前記タレットパンチプレスと工具用倉庫との間を移動自在のキャリッジを備えている。さらに、前記タレットパンチプレス及び前記工具交換装置及び前記工具用倉庫はすべて、一般的なＮＣ制御装置により制御されるようになっている。

前記タレットパンチプレスシステムにおいては、前記工具用倉庫に格納された多数の工具は、自動的に前記タレットパンチプレスに供給される。従って種々のパンチング加工が種々の工具を用いて前記板金ワークに対して自動的に行われる。
米国特許第５，２１５，５１３号

しかし、前記従来のタレットパンチプレスシステムにおいては、前記工具交換装置及び工具用倉庫のための制御プログラムは、前記タレットパンチプレス用の制御プログラムに関連して定められていた。ここに前記タレットパンチプレス用制御プログラムは、パンチプレスにより行われるパンチ加工の種類によって異なる。したがって、タレットパンチプレスにより行うパンチ加工の種類を変更する度に、タレットパンチプレス用制御プログラムのみならず、工具交換装置及び工具用倉庫の制御プログラムも変更をしなければならず、頻繁な制御プログラムの変更が必要であった。

更に、前記パンチプレスの工具は多数回のパンチ加工により磨耗する。従って、一定量の加工を行う毎に、工具を研磨し鋭利にしなければならなかった。ところが従来のパンチプレスにおいては、工具が所定量以上磨耗しているか否かを検出するには、作業者が、問題となる工具により加工されたパンチ穴の加工精度すなわち加工状況を検査しなければならなかった。例えば前記パンチ穴が鈍い（鋭利でない）端部を有する場合には、パンチ工具は所定量以上磨耗していると判断され、システムから取出され研磨される。しかしながら上記の工具検査および研磨必要性の判断は、作業者にとって煩わしいものであった。

この発明の第１の目的は、前記パンチプレスの制御プログラムを変更しても、自動工具交換装置の制御プログラムは変更する必要のないパンチプレスシステムを提供することにある。

この発明の第２の目的は、工具の磨耗状況を自動的に監視し、工具が磨耗し研磨する必要がある場合にはそれを自動的に検知するパンチプレスシステムを提供することにある。

前記第１の目的を達成するために、この発明のパンチプレスシステムは、パンチプレスと、パンチプレス制御装置と、自動工具交換装置（ＡＴＣ）と、ＡＴＣ制御装置とを備えてなる。前記パンチプレスは、着脱自在に搭載された複数のパンチ、ダイ（パンチ工具）を有する。前記パンチプレス制御装置は、前記パンチプレスに搭載されているパンチ、ダイを特定するためのデータを格納する。前記自動工具交換装置は、前記パンチプレス上の工具を自動的に交換する。前記自動工具交換装置を制御するためのＡＴＣ制御装置は、前記パンチプレスに搭載されているパンチ、ダイを特定するデータを前記パンチプレス制御装置から受信する。前記ＡＴＣ制御装置は更に、実際のパンチ加工において使用される工具を特定するためのデータを適宜の入力手段から受信する。前記ＡＴＣ制御装置は更に、以下の工程を実行する。

（ａ）前記パンチプレスに搭載されている工具群を特定するためのデータを前記パンチプレス制御装置から受信し、
（ｂ）前記パンチプレスに搭載されている工具群を特定するデータと、実際パンチ加工において使用される工具群を特定するデータとを比較し、
（ｃ）前記実際パンチ加工において使用される工具群に含まれているが、前記パンチプレスに搭載されている工具群には含まれていない工具を検出し、
（ｄ）前記工程（ｃ）において検出された工具が、前記パンチプレスに搭載されるように前記自動工具交換装置を制御する。

また前記第２の目的を達成するために、この発明のパンチプレスシステムは、パンチプレスと、このパンチプレスを制御するための制御装置とを有する。前記パンチプレスは、着脱自在に搭載された複数のパンチ、ダイ（工具）と、前記複数のパンチ、ダイの内の所定のパンチ、ダイを選択的に打撃するための打撃子（ストライカ）を有する。前記制御装置は、所定のＮＣプログラムに基づいてパンチプレスを制御し、以下の工程を実行する。

（ａ）前記ＮＣプログラムに基づいて、板金ワークになされるパンチ加工のシミュレーションを行い、
（ｂ）前記シミュレーションの結果に基づいて、パンチプレスに搭載された各工具が、前記パンチ加工中に板金ワークピースにたいして行うパンチ加工の打撃回数Ｎ_０を計数し、
（ｃ）前記打撃回数Ｎ_０に基づいて、各工具の磨耗量を表す実効打撃回数Ｎを計算し、
（ｄ）積算実効打撃回数Ｎ_Ｃの旧値に対して前記実効打撃回数Ｎを加えることにより各工具についての積算実効打撃回数Ｎ_Ｃを更新し、
（ｅ）前記積算実効打撃回数Ｎ_Ｃを各工具の最大打撃回数Ｎ_ｍｘと比較し、
（ｆ）前記工具についての積算実効打撃回数Ｎｃが最大打撃回数Ｎ_ｍｘよりも大きい場合には、工具を研磨するための信号を出力する。

なお前記各工具の実効打撃回数Ｎは例えば次の式により計算される。
Ｎ＝Ｎ_０×（Ｔ／Ｔ_０）^ｐ×（Ｈ／Ｈ_０）^ｑ
ここにＮ_０は前記パンチ加工中に各工具がワークピースに行うパンチ加工の回数を示し、Ｔ及びＴ_０はそれぞれワークピースの実際の厚さ及び標準厚さを示し、Ｈ及びＨ_０は、それぞれワークピースの実際の硬さ及び標準硬さを意味する。またｐ，ｑは実験等により適宜に定められるパラメータを示す。

以上説明したように、本願発明によれば、パンチプレスによるパンチ加工の種類が変化しても、これに応じて工具自動交換装置のプログラム自体は全く変更する必要がなく、したがって作業者の負担が軽減される。

また工具の磨耗状況が自動的に監視されるので、作業者の負担が軽減されると共に、材料の浪費が無くなる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１に示すように、このパンチプレスシステムは、一般的にパンチプレス１と自動工具交換装置（ＡＴＣ装置）７とを備えてなる。

図２を参照するに、前記タレットパンチプレス１はブリッジ型のフレーム２１を有し、このフレーム２１の中央部に上部回転タレット２３と下部回転タレット２５とが設けてある。前記上部タレット２３には複数のパンチ（図示せず）が搭載されており、前記下部タレット２５には、前記各パンチとそれぞれ対応する複数のダイ（図示せず）が搭載されている。前記各パンチは前記対応するダイと協働してワークピースに対してパンチ加工を行う。以下において、前記パンチとダイの対を工具と称することもある。前記上部タレットと下部タレット２３，２５にはそれぞれ前記パンチとダイの組を収容するための複数の工具搭載ステーションＳ１ ，Ｓ２ ，Ｓ３ ，…が形成されている。また前記上部タレット２３の上方にパンチを打撃するためのストライカ（打撃子）２８が設けてある。従って上部タレット／下部タレット２３，２５を回転することにより、前記ストライカ２８は、前記タレット２３，２５に搭載されているパンチ及びダイの組の１つを選択的に打撃することができる。タレットパンチプレス１は更に、板金材料Ｗを把持した状態で、前記ストライカ２８に対して板金Ｗを移動しかつ位置決めするための材料把持装置３１が設けてある。

前記構成により、前記上部タレット２３及び下部タレット２５の間に位置決めされた板金Ｗの適宜の位置に、前記工具よりパンチ加工を行うことができる。 再び図１を参照するに、前記ＡＴＣ装置７は、前記上部タレット２３及び下部タレット２５に対してパンチ・ダイを搭載し且つ取外すことのできる交換装置３５を備えている。より詳細には、前記交換装置３５は、前記上部タレット２３に対してパンチを搭載し且つ取外すことのできるパンチリフター３９を備えている。より詳細には、前記パンチリフター３９は、前記パンチを把持するための把持装置４５と、この把持装置４５を支持する回転アーム４７と、前記回転アーム４７を回転せしめるためのモータ（図示せず）とを有する。

前記ＡＴＣ装置７はさらに、多数のパンチ及びダイの対を格納するための工具タワー３７を備えてなる。図１に示す実施例において、前記パンチを格納するための工具タワーは番号３７ａで示され、ダイを格納するための工具タワーは番号３７ｂで示されている。

前記ＡＴＣ装置７は更に、前記交換装置３５と工具タワー３７との間を往復動自在の搬送装置４３を備えてなる。より詳細にはこの搬送装置４３は、垂直軸４３ａを備えてなる。この垂直軸４３ａに前記パンチ・ダイの対を支持するための回転ディスク４１が、前記垂直軸４３ａに沿って移動自在に且つその軸の回りに回転自在に支持されている。従って前記交換装置３５を用いることにより、前記上部タレット及び下部タレット２３，２５から取外したパンチ・ダイの対を前記搬送装置４３の回転ディスク４１上へ搭載することができる。前記パンチ・ダイの対は、しかるのち前記搬送装置４３により前記工具タワー３７へ搬送される。

同様に、前記工具タワー３７から取出された新規のパンチ・ダイの対は、前記搬送装置４３により前記交換装置３５へ搬送され、この交換装置３５により、前記上部タレット及び下部タレット２３，２５へ搭載される。

図３は前記タレットパンチプレスシステムを制御するための制御装置を示す。

この制御装置は、タレットパンチプレス制御装置３と、ＡＴＣ制御装置（ＡＴＣ−ＣＮＣ装置）５と、インテリジェント・データ・ターミナル装置（ＩＤＴ装置）９と、データベース１５と、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１３とを有する。

前記タレットパンチプレス制御装置３は、前記タレットパンチプレス１を数値制御するためのものであり、前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５は、前記ＡＴＣ装置７の動作を制御するためのものである。より詳細には、以下に詳細に説明するように、前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置は、前記タレットパンチプレス上の工具を交換するためのデータを作成する。

前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５は、前記タレットパンチプレス制御装置３と接続され、当該制御装置３から前記タレットパンチプレス１に搭載されている工具のリストを受取るとともに、前記ＡＴＣ装置により交換される工具に関連するデータを当該制御装置３に対して供給する。

前記ＩＤＴ装置９は、パンチ加工に関連するデータを格納するように構成されている。データベース１５は、前記タレットパンチプレス１及び、ＡＴＣ装置７及び、工具タワー７に搭載されている工具に関連する種々のデータを格納する。

前記データベース１５に格納されているデータは、以下に詳細に説明する各工具についての累積実効打撃回数及び累積縮小工具長さを含んでいても良い。前記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１３は、前記タレットパンチプレス１を制御するために前記タレットパンチプレス制御装置３に供給されるＮＣプログラム１１を作成する。

図３に示されるように、前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５の陰極線管（ＣＲＴ）の前面にはタッチパネル（接触パネル）１７が設けてある。このタッチパネル１７により、ＮＣプログラムの要求指令及び、パンチ加工についてのデータ等が以下に示される態様で入力される。ここにパンチ加工についてのデータには、板金の厚さ及び硬さ等の、加工される板金を特定するためのデータが含まれる。

上記の構成により、ＮＣプログラムの要求指令及びパンチ加工についてのデータが、まず前記タッチパネル１７から入力される。次に前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５が、前記ＮＣプログラムの要求信号を、前記ＩＤＴ装置９を介して前記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１３へ送信する。この要求信号を受領すると、前記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１３は、前記ＩＤＴ装置９へＮＣプログラムを供給する。前記ＩＤＴ装置９は又、前記データベース１５から工具に関連する情報を受信し、前記ＮＣプログラムおよび当該工具関連情報を前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５へ送信する。

前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５は一方、前記タレットパンチプレス制御装置３から前記タレットパンチプレス１に搭載されている工具のリストを受信する。前記タレットパンチプレスに搭載されている工具のリスト及び前記ＮＣプログラムから、前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５は、前記ＮＣプログラムにより特定されるパンチ加工を行うために、交換しなければならない（パンチプレス上の）工具を決定する。前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５は、前記タレットパンチプレス制御装置３へ前記ＮＣプログラムを供給するとともに、前記タレットパンチプレス制御装置３及びＡＴＣ装置７へ前記交換すべき工具に関連するデータを送信する。

前記交換工具関連データに基づいて、前記タレットパンチプレス制御装置３の制御のもとに前記上部及び下部タレット２３，２５が回転され、取り除かれるべき工具が前記交換装置３５に隣接する位置にまで移動される。一方、前記ＡＴＣ装置７の搬送装置４３は、新しい工具を、前記交換装置３５に隣接する位置にまで移動させる。従って前記交換装置３５は前記タレット２３，２５上の工具を交換することができる。より詳細には、前記交換装置３５は、例えば前記タレット２３，２５上の古い工具を前記回転ディスク４１上の新しい工具と交換する。

次ぎに図４を参照して、前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５のハードウエアの構成を説明する。前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５は以下の要素を含む。すなわちデータを処理し他の要素を制御するためのＣＰＵ５１及びＲＯＭ５３と、バッテリ電力源５５によりバックアップされるＲＡＭ５７と、データについての入力部として作用するデジタル入力部（Ｄｉ）６１と、データについての出力部として作用するデジタル出力部（Ｄｏ）６３と、種々の制御信号を出力するためのプログラマブルコントローラ（Ｐｃ）６５と、２方向ＲＡＭ（ＤＰ−ＲＡＭ）５９と、シリアルインタフェース６７ａ，６７ｂ，６７ｃとである。図４に示されるようにこれらの要素はシステムバス４９により相互に接続される。

パンチ加工データを入力するための手段として作用する前記タッチパネル１７とＣＲＴ画面７１は、ＣＲＴ／パネルコントローラ６９を介して前記シリアルインタフェース６７ａに接続される。更に前記ＩＤＴ装置９とタレットパンチプレス制御装置３は、それぞれ前記シリアルインタフェース６７ｂ，６７ｃに接続される。

サーボモータ手段７０は、エンコーダ手段７２及びタコ・ジェネレータ手段７４とを備えている。前記サーボモータ手段７０は、位置決めモジュール手段（ＰＧＭ）７３及びサーボ増幅手段７５を介して前記ＤＰ−ＲＡＭ５９に接続されている。前記サーボモータ手段７０は、図１におけるＸ−Ｚ面内で前記搬送装置４３および回転ディスク４１を移動するための２つのサーボモータ（図示せず）と、前記ディスク４１を回転するためのサーボモータ（図示せず）とを含んでいる。

図５は、前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５のブロック図を示す。前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５は、一般的に工具交換データ生成部８１と、表示制御部７７と、シミュレーション部７９と、工具履歴演算記憶部２０１とを備えてなる。

前記工具交換データ生成部８１は、交換される工具についてのデータを生成するものであり、前記ＩＤＴ装置９からＮＣプログラムを受信するためのＮＣプログラム入力部８７を有する。

図６に示すように、前記ＩＤＴ装置９から入力されるＮＣプログラム１１は、パンチ加工において使用する工具を特定するための工具データ１１ａを含む。図６の工具データ１１ａは、前記タレット２３，２５上の工具ステーションＳ１ ，Ｓ２ ，Ｓ３ ，Ｓ４ に、記号Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１，Ｔ１７で特定される工具がそれぞれ搭載されていることを表わしている。前記データ１１ａは、また非円形工具Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１７が、各ステーション上で所定軸から水平方向にそれぞれ９０度、４０度、３０度回転した方向を向いていることを表わしている。これらの工具（金型）の角度は以下において工具配置角と称される。

再び図５を参照するに、前記ＮＣプログラム入力部８７は前記ＮＣプログラム１１を、第１工具リスト生成部９５および、ＮＣプログラム修正部９３、シミュレーション実行部８５へ送信する。前記第１工具リスト生成部９５は、前記ＮＣプログラムから、加工において実際使用される工具のリスト（第１工具リスト）を作成する。ここに第１工具リストは、工具を特定するための工具番号Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，…）とこれらの工具が搭載されるタレット上のステーション番号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，…）と、非円形工具の場合はその工具配置角を含む。この第１工具リストは工具リスト比較部９９へ送信される。一方、前記タレットパンチプレス１に搭載されている工具のリスト（第２工具リスト）が、前記前記タレットパンチプレス制御装置３から、第２工具リスト入力部８９に入力される。

この第２工具リストも、工具を特定するための工具番号Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，…）とこれらの工具が搭載されるタレット上のステーション番号Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，…）と、非円形工具の場合はその工具配置角を含む。この第２工具リストは、第２工具リスト記憶部９７を介して前記工具リスト比較部９９へ送信される。

前記工具リスト比較部９９は、前記第１工具リストと前記第２工具リストとを比較し、以下の条件を満たす工具を決定する。

（１）前記第１工具リストには含まれているが、前記第２工具リストには含まれていない工具
（２）前記第２工具リストに含まれているが、前記第１工具リストに含まれていない工具
（３）前記第１工具リストにおける搭載工具ステーションと、前記第２工具リストにおける搭載工具ステーションとが異なる工具
（４）前記第１工具リストにおける工具配置角と、第２工具リストにおける工具配置角とが異なる非円形工具。

前記工具リスト比較部９９は、前記条件（１），（２）を満たす工具を特定するデータを第３工具リスト生成部１０１へ供給する。この第３工具リスト生成部１０１は、前記タレットパンチプレスにおいて交換されるべき工具を特定するデータを含む第３工具リストを生成する。この第３工具リストは、ＡＴＣ制御信号生成部１０３および第３工具リスト記憶部１０５へ供給される。前記ＡＴＣ制御信号生成部１０３は、前記第３工具リストに基づいて前記ＡＴＣ装置７を制御するための信号を生成する。

前記第３工具リスト記憶部１０５は、前記第３工具リストを、一時的に格納した後所定タイミングで、出力部９１を介してタレットパンチプレス制御装置３へ送信する。

前記工具リスト比較部９９は、また前記条件（３），（４）を満たす工具を特定するデータをＮＣプログラム修正部９３へ供給する。このＮＣプログラム修正部９３は、前記工具リスト比較部９９からのデータに基づいて前記ＮＣプログラムを修正する。すなわち前記ＮＣプログラム中の各工具の工具搭載ステーション位置を、前記タレットパンチプレス１上の各工具の実際工具ステーション位置と一致せしめ、かつ、ＮＣプログラム中の非円形工具の工具配置角を、タレットパンチプレス１上の実際の工具配置角に一致せしめる。前記ＮＣプログラム修正部９３は、修正されたＮＣプログラムを前記出力部９１を介して前記タレットパンチプレス制御装置３へ送信する。上記構成により、タレットパンチプレス上での各工具の実際ステーション位置と無関係にＮＣプログラムを自由に作成でき、しかも、各工具の実際ステーション位置とＮＣプログラム上でのステーション位置が異なっていても、ＡＴＣ装置７を用いてステーション位置の変更をする必要がない。

前記表示制御部７７は、前記ＣＲＴ７１上に表示された制御スイッチの画像が、実際の制御スイッチとして作用するように前記タッチパネル１７及びＣＲＴ７１を制御する。

前記シミュレーション部７９は、前記ＮＣプログラム入力部８７からのＮＣプログラムに基づいてパンチ加工のシミュレーションを実行する。より詳細には、シミュレーション部７９は、加工される板金材料に関連する材料データを前記タッチパネル１７から受信する加工データ入力部８３を有する。ここに前記材料データは、当該材料の厚さ及び硬さ（硬度）に関するデータを含む。前記加工データ入力部８３は、前記材料データを前記シミュレーション実行部８５へ送信する。前記シミュレーション実行部８５は、前記ＮＣプログラム及び材料データに基づいてパンチ加工のシミュレーションを実行する。シミュレーション実行部８５は又、前記シミュレーションの結果に基づいて、タレットパンチプレス１に搭載された各工具が前記パンチ加工中に材料に対して行うパンチングの打撃回数Ｎ_０を計算する。ここに打撃回数がＮ_０であるとは、パンチング加工中に各工具がストライカ２８によりＮ_０回打撃されることを意味する。この打撃回数Ｎ_０は以下においては打撃回数或いは実際打撃回数と称される。

前記シミュレーション実行部８５は、各工具についての実際打撃回数Ｎ_０を工具履歴演算記憶部２０１へ供給する。工具履歴演算記憶部２０１は、前記実際打撃回数Ｎ_０に基づいて、前記パンチ加工中の工具の磨耗量を示す実効打撃回数Ｎを計算する。より詳細には、材料が標準的硬さ及び標準的厚さを有する場合には、前記実効打撃回数Ｎは実際打撃回数Ｎ_０に等しく、材料の厚さ或いは硬さが標準値より増大するにつれて増大する。前記実効打撃回数Ｎは例えば次の式により計算される。
Ｎ＝Ｎ_０×（Ｔ／Ｔ_０）^ｐ×（Ｈ／Ｈ_０）^ｑ
ここにＮ_０は実際打撃回数を示し、Ｔ及びＴ_０は材料の実際厚さ及び標準厚さをそれぞれ意味し、Ｈ及びＨ_０は材料の実際硬さ及び標準硬さを意味し、ｐ及びｑは実験等により適宜に決定されるパラメータを意味する。

前記工具履歴演算記憶部２０１は、前記タレットパンチプレス１及び前記ＡＴＣ装置７及び前記工具タワー３７に支持されている全ての工具についての実効打撃回数Ｎを記憶するためのメモリを備えている。更に工具履歴演算記憶部２０１は、前記実効打撃回数Ｎに基づいて各工具についての累積実効打撃回数Ｎ_Ｃを計算する。この累積実効打撃回数Ｎ_Ｃは、各工具がその履歴において行った全てのパンチ加工についての実効打撃回数を加算したものであり、使用されていない全く新しい工具がシステムに導入されたときその値は零に設定される。前記累積実効打撃回数Ｎ_Ｃは、その工具が過去に行った全てのパンチ加工についての累積実効打撃回数Ｎ_Ｃに対して、前記シミュレーションによりなされたパンチ加工における実効打撃回数Ｎを加算することにより更新計算される。

前記工具履歴演算記憶部２０１は、各工具についての累積実効打撃回数Ｎ_Ｃを各工具について定められている最大打撃回数Ｎ_ｍｘと比較する。前記累積実効打撃回数Ｎ_Ｃが最大打撃回数Ｎ_ｍｘよりも大きい場合には、当該工具を取外し研磨するよう指示する研磨信号が生成される。前記研磨信号を受取ると前記ＡＴＣ装置７はタレットパンチプレス１から当該工具を取りだす。

図７に、工具Ｔ１ ，Ｔ２ ，Ｔ３ についての累積実効打撃回数Ｎ_Ｃと最大打撃回数Ｎ_ｍｘの一例が示されている。図７において、工具Ｔ１は、その履歴において実効的に１０，２３８回のパンチングを行い、その最大打撃回数Ｎ_ｍｘは２０，０００回である。

工具は何回も研磨されると、その長さが短くなり最後にその工具は廃棄しなければならなくなる。この状況を監視するために、前記工具履歴演算記憶部２０１は、前記研磨により短くなる工具の長さＬを演算記憶するように構成されている。この長さＬは、１回の研磨について通常は０．１〜１．２ｍｍであり、以下において短縮工具長さと称される。

前記工具履歴演算記憶部２０１は、前記短縮工具長さＬに基づいて各工具についての累積短縮工具長さＬ_ｃを演算する。この累積短縮工具長さＬ_ｃは、その履歴中に工具になされた全ての研磨による短縮工具長さＬを加算したものである。

この累積短縮工具長さＬ_ｃは、各工具についての最大短縮工具長さＬ_ｍｘと比較される。前記累積短縮工具長さＬ_ｃが最大短縮工具長さＬ_ｍｘよりも大きい時には、当該システムからその工具を取外し廃棄するための排除信号が出力される。図７には、工具Ｔ１ ，Ｔ２ ，Ｔ３ についての前記累積短縮工具長さＬ_ｃと最大短縮工具長さＬ_ｍｘの一例が示されている。図７において、工具Ｔ１は、当初の長さから現在までに０．４ｍｍ短縮され、３．０ｍｍ短縮された時に廃棄される。

図８は上記タレットパンチプレスシステムにより行われる工具交換を示すフローチャートである。ステップ８０１で、前記ＣＡＤ／ＣＡＭ１３で作成されたＮＣプログラム及び、前記タレットパンチプレス制御装置３で作成されたタレットパンチプレス１上の工具リストが前記ＡＴＣ−ＣＮＣ装置５により受信される。

ステップ８０３で工具の交換が必要であるかどうかが判断される。工具の交換が必要である場合には、オペレータが前記タッチパネル１７に表示された開始ボタンを押す。

ステップ８０５で交換すべき工具を収容している工具搭載ステーションＳ１ ，Ｓ２ ，Ｓ３ ，Ｓ４…が、前記交換装置３５に隣接する工具交換位置に割り出される。なお、これらの工具搭載ステーションが前記工具交換位置に割り出されるように、オペレータが、前記タッチパネル１７上の所定のボタンを押し所定工具搭載ステーションを指定する。

ステップ８０７で、例えば工具搭載ステーションＳ１が前記工具交換位置に割り出され、前記交換装置３５が工具交換を開始する。この工具交換により、加工に不要な工具が前記工具搭載ステーションＳ１ から取出され、前記搬送装置４３の回転ディスク４１に搬出される。そして新しい工具が前記回転ディスク４１から前記工具搭載ステーションＳ１ に搭載される。なお必要に応じて、各工具Ｔｉの搭載ステーションＳｉ及び／又は非円形工具の工具配置角を前記工具交換装置３５により変更することもできる。前記工具についての工具交換動作が終了すると、新たに搭載された工具がパンチ加工において実際に使用する工具であるかどうかチェックされる（ステップ８０９）。

搭載された工具がパンチ加工において実際使用される工具でない場合ステップ８１３へ進み工具の再交換指令が出力される。

ステップ８０９で搭載された工具がパンチ加工において実際に使用される工具である場合には、ステップ８１１へ進み全ての交換操作が完了したかどうかがチェックされる。全ての交換操作が完了していない場合には、ステップ８０５へ戻る。

図１０は、前記タレットパンチプレスシステムにより行われる工具磨耗研磨監視を示すフローチャートである。

ステップ９０１で、パンチ加工のシミュレーションが、ＮＣプログラムに基づいて前記シミュレーション部７９で行われる。その際ステップ９０１ａに示すように、各工具についての実際の打撃回数Ｎ_０がカウントされる。

次にステップ９０３で、前記実際打撃回数Ｎ_０に基づいて各工具についての実効打撃回数Ｎが計算される。

ステップ９０５で、各工具について過去の全てのパンチ加工による累積実効打撃数Ｎ_Ｃに対して前記実効打撃数Ｎを加算することにより各工具の累積実効打撃数Ｎ_Ｃが更新される。

ステップ９０６で、前記累積実効打撃数Ｎ_Ｃがメモリに格納される。

ステップ９０７で、検査する工具を特定する工具番号ｉが１にセットされる。

ステップ９０９で、前記工具ｉについての累積実効打撃数Ｎ_Ｃが前記メモリから読み出される。

ステップ９１１で、前記累積実効打撃数Ｎ_Ｃが最大打撃数Ｎ_ｍｘよりも大きいかどうかが判断される。

前記累積実効打撃数Ｎ_Ｃが前記最大打撃数Ｎ_ｍｘよりも小さい場合には、ステップ９１３へ進み前記工具番号ｉを１だけ増加する。そして前記ステップ９０９と９１１が繰り返される。

前記ステップ９１１において、累積実効打撃数Ｎ_Ｃが最大打撃数Ｎ_ｍｘよりも大きい場合には、ステップ９１５へ進む。

ステップ９１５で、累積短縮工具長さＬ_ｃが最大短縮工具長さＬ_ｍｘよりも大きいかどうかが判断される。

前記累積短縮工具長さＬ_ｃが最大短縮工具長さＬ_ｍｘよりも小さい場合には、ステップ９１７へ進み、当該工具ｉは研磨すべきである旨の研磨信号が出力される。

ステップ９１９で、前記研磨により短縮される工具ｉの長さを示す短縮工具長さＬが入力される。

ステップ９２１で、過去において工具に対してなされた研磨による累積短縮工具長さＬ_ｃに対して前記短縮工具長さＬが加算され、前記累積短縮工具長さＬ_ｃが更新される。

前記ステップ９１５で、工具ｉについての累積短縮工具長さＬ_ｃが前記最大短縮工具長さＬ_ｍｘよりも大きい場合には、ステップ９２３へ進み、当該工具はシステムから除去され廃棄されるべき旨の信号が出力される。

ステップ９２４で、工具番号ｉが、検査すべき工具の総数を示す最大工具番号ｉ_ｍｘよりも大きいかどうかがチェックされる。前記工具番号ｉが前記最大工具番号ｉ_ｍｘよりも小さい場合には、ステップ９１３へ進み工具番号ｉを１だけ増加する。

上記実施例においては、各工具についての実際打撃数は実際パンチ加工が行われる前にシミュレーションにより計算されるため、実際パンチ加工中に工具の磨耗量が所定の最大磨耗量を越える場合には、それを実際パンチ加工を行う前に検知でき、材料の浪費を無くすことができる。既に述べたように、前記最大磨耗量を越えた磨耗量を有する工具によりパンチ加工した場合には鋭敏でない鈍い端部を有する穴がワークに形成され、材料を無駄に消費することになる。

更に、上記実施例においては、加工される材料の硬さ及び厚さを考慮して、実際打撃数Ｎ０ から実効打撃数Ｎを計算するようにしたため、パンチ加工における工具の磨耗量を正確に計算できる。

この発明のパンチプレスシステムの実施例を示す概略図である。 図１に示されたタレットパンチプレスの正面図である。 前記パンチプレスシステムを制御するための制御装置の実施例を示すブロック図である。 図３に示されたＡＴＣ制御装置のハードウエアを示すブロック図である。 図３，図４に示されたＡＴＣ制御装置を示す詳細ブロック図である。 図２に示されたタレットパンチプレスを制御するためのＮＣプログラムを示す説明図である。 前記タレットパンチプレスシステムに搭載される工具の磨耗状況を示す表である。この表の内容は、図３，図４，図５に示すＡＴＣ−ＣＮＣ装置に格納される。 前記タレットパンチプレスシステムにより行われる工具交換動作を示すフローチャートである。 前記タレットパンチプレスシステムにより行われる工具磨耗状態監視動作を示すフローチャートである。 前記タレットパンチプレスシステムにより行われる工具磨耗状態監視動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ タレットパンチプレス
７ 自動工具交換装置（ＡＴＣ装置）
３５ 交換装置
３７ 工具タワー
４３ 搬送装置

Claims (4)

1. 複数のパンチ加工用工具を備え板金ワークピースに対してパンチ加工を行うパンチプレスと、
   前記パンチプレスの作動を制御し、かつ、前記パンチプレスに搭載される前記工具を特定するデータを格納するパンチプレス制御装置と、
   前記パンチプレス上の工具を自動的に交換するための自動工具交換装置と、
   前記自動工具交換装置の作動を制御するためのＡＴＣ制御装置とを備えてなるパンチプレスシステムにして、
   前記ＡＴＣ制御装置は、
   （ａ）前記パンチプレス上に搭載された工具を特定するデータを前記パンチプレス制御装置から受信し、
   （ｂ）この受信したデータと、パンチ加工において実際に使用される工具を特定するデータとを比較し、
   （ｃ）前記パンチ加工において実際使用される工具であって、前記パンチプレス上に搭載されていない工具を検出し、
   （ｄ）前記ステップ（ｃ）で検出された工具が前記パンチプレス上に搭載されるように前記自動工具交換装置を制御することを特徴とするパンチプレスシステム。
2. 請求項１のパンチプレスシステムにして、前記ＡＴＣ制御装置は、更に、
   （ｅ）前記ステップ（ｂ）の後、前記パンチプレスに搭載されているが、前記パンチ加工において使用されない工具を検出し、
   （ｆ）前記ステップ（ｅ）において検出された工具が前記パンチプレスから排出されるように前記自動工具交換装置を制御することを特徴とする請求項１に記載のパンチプレスシステム。
3. 前記パンチプレスは前記工具を支持するための上下のタレットを備えたタレットパンチプレスであり、前記タレット上の工具が交換される際、前記自動工具交換装置が接近できる工具交換位置へ、交換さるべき工具が移動されるように前記タレットが回転されることを特徴とする請求項１に記載のパンチプレスシステム。
4. 前記自動工具交換装置は、複数の工具を格納するための工具タワーと、前記工具タワーとパンチプレスとの間を移動自在の搬送装置とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載のパンチプレスシステム。

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