JP2009262170A - 加工装置及び加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】目視による位置決めを容易にして、時間がかからずに正確な位置決めを行うことができる加工装置及び加工方法を提供する。
【解決手段】ダイ１６と、ダイ１６に嵌合されるパンチ２２と、パンチ２２をダイ１６に向かって押圧する押圧手段１５とを有し、ダイ１６とパンチ２２との間にプレス部品１２を配置し、プレス部品１２に設けた位置決め孔１２ａをダイ１６の中心に位置決めして、パンチ２２によりプレス部品１２を押圧加工する加工装置１１において、プレス部品１２上にレーザ光２６を、ダイ１６の中心に向かって投射するレーザ投射手段２７を備え、レーザ光２６が位置決め孔１２ａを貫通した状態で、パンチ２２によりプレス部品１２を押圧加工することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、目視による位置決めをしてから、プレス部品を押圧加工する加工装置及び加工方法に関する。

一般に、試作品や金型のできていないプレス部品にダボやバーリングを加工する加工装置においては、プレス部品に予め位置決め孔を設け、この位置決め孔を利用して目視で加工装置に位置決めする必要があった。

例えば、図８に示すように、従来の加工装置５１は、パンチホルダ５２にパンチ５３を固定すると共に、パンチホルダ５２にウレタンスプリング５４を介してストリッパ５５を配置した受け台５６と、ダイホルダ５７にダイ５８を固定すると共に、ダイホルダ５７にウレタンスプリング５９を介してノックアウト６０を配置した加工部６１とからなっている。この加工装置５１においては、プレス部品６２を手で保持し、その位置決め孔６３をパンチ５３の上面に配置された位置決めピン６４に目視で位置決めして、パンチ５３をダイ５８と嵌合させて、プレス部品６２にダボやバーリングを加工していた。

しかし、加工装置５１では、位置決めピン６４がプレス部品６２よりも下方に位置するため、位置決めピン６４を目視することができず、位置ずれを起こして加工不良が発生したり、位置決めに時間がかかるという問題があった。

また、プレス部品６２が大きくなるとプレス部品６２の変形や撓みなどで部品６２が歪んだり、位置決め孔６３が遠くなるため、目視による位置決めが難しくなるという問題があった。

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、目視による位置決めを容易にして、時間がかからずに正確な位置決めを行うことができる加工装置及び加工方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明に係る加工装置は、ダイと、前記ダイに嵌合されるパンチと、前記パンチを前記ダイに向かって押圧する押圧手段とを有し、前記ダイと前記パンチとの間にプレス部品を配置し、前記プレス部品に設けた位置決め孔を前記ダイの中心に位置決めして、前記パンチにより前記プレス部品を押圧加工する加工装置において、前記プレス部品上にレーザ光を、前記ダイの中心に向かって投射するレーザ投射手段を備え、前記レーザ光が前記位置決め孔を貫通した状態で、前記パンチにより前記プレス部品を押圧加工するものである。

ダイの中心に向かって投射されたレーザ光が、プレス部品上に投射されるので、プレス部品上に投射されたレーザ光を介してダイの中心位置を把握することができる。従って、目視による位置決めが容易になり、位置決めにかかる時間を短縮することができる。

また、ダイの中心に向かって投射されたレーザ光が、プレス部品の位置決め孔を貫通した状態で、パンチによりプレス部品を押圧加工するので、位置ずれを防止して、加工不良の発生を防ぐことができる。

具体的な１つの手段として、前記加工装置は更に、前記プレス部品上から反射したレーザ光を受光して検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づき、前記押圧手段の押圧動作を許可する制御手段と、を備え、前記検出したレーザ光の光量が所定値以下である場合に、前記制御手段が、前記パンチの押圧動作を許可し、前記検出したレーザ光の光量が所定値を超える場合に、前記制御手段が、前記パンチの押圧動作を拒否することが好ましい。

プレス部品上から反射したレーザ光の光量が所定値以下である場合、すなわち、プレス部品の位置決め孔がダイの中心に略一致した場合に、パンチの押圧動作を許可する。また、プレス部品上から反射したレーザ光の光量が所定値を超える場合、すなわち、プレス部品の位置決め孔がダイの中心に一致しない場合に、パンチの押圧動作を拒否する。よって、確実に位置ずれを防止して、加工不良の発生を防ぐことができる。

前記レーザ投射手段は、前記押圧手段内部に配設され、前記レーザは、前記押圧手段と前記パンチとの内部を貫通して前記プレス部品上に投射されることが好ましい。

ダイとパンチとの間にプレス部品を配置し、前記プレス部品に設けた位置決め孔を前記ダイの中心に位置決めして、前記パンチにより前記プレス部品を押圧加工する加工方法において、前記プレス部品上にレーザ光を、前記ダイの中心に向かって投射し、前記レーザ光が前記位置決め孔を貫通した状態で、前記パンチにより前記プレス部品を押圧加工するものである。

前記加工方法は更に、前記プレス部品上から反射したレーザ光を受光して検出し、前記検出したレーザ光の光量が所定値以下である場合に、前記パンチの押圧動作を許可し、前記検出したレーザ光の光量が所定値を超える場合に、前記パンチの押圧動作を拒否することが好ましい。

本発明の加工装置及び加工方法によれば、ダイの中心に向かって投射されたレーザ光が、プレス部品上に投射されるので、プレス部品上に投射されたレーザ光を目視して、ダイの中心位置を把握することができる。従って、目視による位置決めが容易になり、位置決めにかかる時間を短縮することができる。

また、ダイの中心に向かって投射されたレーザ光が、プレス部品の位置決め孔を貫通した状態で、パンチによりプレス部品を押圧加工する。従って、確実に位置決めをした状態で押圧加工するので、位置ずれを防止して、加工不良の発生を防ぐことができる。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１に、本発明の加工方法を実施する、本発明に係る加工装置１１を示す。加工装置１１は、位置決め孔１２ａが形成されたプレス部品１２の下面を受ける受け台１３と、プレス部品１２を押圧加工する加工部１４と、加工部１４を上方から受け台１３に向かって押圧する押圧手段である押圧装置１５とからなる。

受け台１３は、プレス部品１２の下面を保持するダイ１６と、ダイ１６を保持するダイホルダ１７と、ダイ１６の内部に嵌合し、弾性のあるウレタンスプリング１８を介してダイホルダ１７に支持されたノックアウト１９と、ノックアウト１９の上面であってダイ１６の中心に一致する位置決めピン２０とを有する。

ダイ１６は、中空円筒であり、内周面下部には切欠き部１６ａが形成され、外周面下部には突起部１６ｂが形成されている。

ダイホルダ１７は、デーブルまたは床面に載置される中空円筒であり、内周面下部には切欠き部１７ａが形成されている。該切欠き部１７ａが、ダイ１６の突起部１６ｂと嵌合して、ダイ１６を保持している。

ノックアウト１９は、円筒形であり、外周面下部には、突起部１９ａが形成されている。該突起部１９ａがダイ１６の切欠き部１６ａと摺動することで、ノックアウト１９はダイ１６の内部を上下方向に移動する。ノックアウト１９は、ウレタンスプリング１８によって、ダイ１６の上面と高さが一致するように上方に付勢されている。

位置決めピン２０は、三角錐形状である。位置決めピン２０は、ダイ１６の中心線上にあって、上方に向かって突出している。

加工部１４は、ダイ１６と嵌合することでプレス部品１２を押圧加工するパンチ２２と、パンチ２２を嵌合支持するパンチホルダ２３と、パンチホルダ２３の下面に配設されたストリッパ２４と、パンチホルダ２３の内部に配設された、レーザ光２６を投射するレーザ投射手段であるレーザモジュール２７とを有する。

パンチ２２は、中心軸に沿って中空部２２ａが形成された公知のパンチである。パンチ２２は、パンチホルダ２３から下方に向かって配設され、下半分がパンチホルダ２３から突出している。

パンチホルダ２３は、下面２３ａに形成された凹部２３ｂと、凹部２３ｂから上方に向かって延びる通路２３ｃと、通路２３ｃの上方に形成された空洞部２３ｄとを有する。パンチホルダ２３は、凹部２３ｂでパンチ２２の上部を嵌合支持している。

ストリッパ２４は、パンチホルダ２３から突出するパンチ２２の外周に延在している。

レーザモジュール２７は、その中心から鉛直下方に向かってレーザ光２６を投射する公知のレーザモジュールである。レーザモジュール２７は、パンチホルダ２３の空洞部２３ｄに、レーザモジュール２７とパンチ２２との中心が一致するように配設されている。また、レーザ光２６は、パンチホルダ２３の通路２３ｃと、パンチ２２の中空部２２ａとを貫通して、プレス部品１２上に投射される。更にレーザモジュール２７は、投射されたレーザ光２６の中心が位置決めピン２０の中心と一致するように配設されている。

押圧装置１５は、機械的にパンチホルダ２３に接続されている。押圧装置１５としては、パンチホルダ２３を手動で、またはモータ（図示せず）を介して上下方向に移動させる公知の押圧装置を採用できる。

次に前記構成からなる加工装置１１の動作、すなわち、加工方法の手順について説明する。図１に示すように、ダイ１６の上方にプレス部品１２を手で保持し、レーザモジュール２７からダイ１６の中心に向かってレーザ光２６を投射する。この時、レーザ光２６は、プレス部品１２上で乱反射するため、位置決め孔１２ａがダイ１６の中心に位置決めされていないことを視認することができる。続いて、プレス部品１２上に投射されたレーザ光２６を目視しながら、レーザ光２６が位置決め孔１２ａに一致するようにプレス部品１２を水平方向に移動させる。以上より、ダイ１６の中心に向かって投射されたレーザ光２６が、プレス部品１２上に投射されるので、プレス部品１２上に投射されたレーザ光２６を介して、プレス部品１２の位置決め孔１２ａとダイ１６の中心位置とのずれを把握することができる。従って、目視による位置決めが容易になり、位置決めにかかる時間を短縮することができる。

図２に示すように、レーザ光２６が位置決め孔１２ａに一致して貫通すると、レーザ光２６が、プレス部品１２上で乱反射しなくなるため、プレス部品１２が位置決めされたことを確認することができる。またこの時、位置決めピン２０が位置決め孔１２ａを挿通する。

レーザ光２６が位置決め孔１２ａを貫通した状態で、押圧装置１５によりパンチホルダ２３を介してパンチ２２をダイ１６に向かって下方に移動させると、図３に示すように、ダイ１６とパンチ２２とが嵌合し、パンチ２２の先端がプレス部品１２を下方に押圧して加工する。従って、ダイ１６の中心に向かって投射されたレーザ光２６が、プレス部品１２の位置決め孔１２ａを貫通した状態で、パンチ２２によりプレス部品１２を押圧加工するので、位置ずれを防止して、加工不良の発生を防ぐことができる。またこの時、ストリッパ２４が、パンチホルダ２３とプレス部品１２との間に挟まれて変形する。更に、ノックアウト１９が、加工されたプレス部品１２の下面に押圧されて下方に移動して、ウレタンスプリング１８は圧縮されて変形する。

プレス部品１２の押圧加工が終わると、図４に示すように、押圧装置１５によりパンチホルダ２３を介してパンチ２２を上方に移動させて、プレス部品１２から離間する。この時、ストリッパ２４の弾性により、パンチ２２の先端からブレス部品１２を引き離すことができる。またこの時、ノックアウト１９がウレタンスプリング１８に付勢されて上方に移動することで、ダイ１６からプレス部品１２を引き離すことができる。

前記実施形態では、目視でプレス部品１２上でのレーザ光２６の乱反射を確認したが、図５に示すように、レーザ光２６を受光して検出する検出手段である受光素子２９を用いて、プレス部品１２から反射するレーザ光２６の光量を検出してもよい。

受光素子２９は、制御手段である制御部３０と接続され、制御部３０は更に押圧装置１５と接続されている。制御部３０は、受光素子２９が検出するレーザ光２６の光量が所定値以下である場合、すなわち、プレス部品１２の位置決め孔１２ａがダイ１６の中心に略一致した場合に、パンチ２２の押圧動作を許可するものである。また、受光素子２９が検出するレーザ光２６の光量が所定値を超える場合、すなわち、プレス部品１２の位置決め孔１２ａがダイ１６の中心に一致しない場合に、パンチ２２の押圧動作を拒否するものである。従って、確実に位置ずれを防止して、加工不良の発生を防ぐことができる。

本発明の加工装置１１及び加工方法は、あらゆるプレス部品に適応できる。例えば、試作品や、金型のできていないプレス部品の加工は、手作業により目視で位置決めする必要があるため、特に効果的である。プレス部品３２に、本発明に係る加工装置１１及び加工方法を使用した例を図６及び図７に示す。

図６（ｂ）に示す位置決め孔３３を押圧加工すると、図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すタボ３４が形成される。これにより、例えば、タボ３４の外周面３５を装置（図示せず）等で嵌合することにより、プレス部品３２を保持して位置決めすることができる。また、タボ３４以外に、本発明の加工装置１１及び加工方法により、図７に示すバーリング３６を形成することができる。このバーリング３６の内周面３７に雄ねじをきることで、ねじ穴とすることができる。

位置決め孔を位置決めする前の本発明の実施形態に係る加工装置の側面断面図。 位置決め孔を位置決めした状態を示す図１の加工装置の側面断面図。 位置決め孔を位置決めした状態でプレス部品を押圧加工する図１の加工装置の側面断面図。 プレス部品を押圧加工した後の図１の加工装置の側面断面図。 受光素子と制御部とを備えた図１の加工装置の側面断面図。 （ａ）はプレス部品に図１の加工装置によりタボを形成した例を示す斜視図、（ｂ）はプレス部品を加工する前の位置決め孔周りの部分拡大断面図、（ｃ）は加工した後のプレス部品の位置決め孔周りの部分拡大断面図。 （ａ）はプレス部品を加工する前の位置決め孔周りの部分拡大断面図、（ｂ）は図１の加工装置によりバーリングを形成した例を示す部分拡大断面図。 従来の加工装置を示す断面図。

符号の説明

１１ 加工装置
１２ プレス部品
１２ａ 位置決め孔
１５ 押圧装置（押圧手段）
１６ ダイ
２２ パンチ
２６ レーザ光
２７ レーザモジュール（レーザ投射手段）
２９ 受光素子（検出手段）
３０ 制御部（制御手段）

Claims (5)

1. ダイと、前記ダイに嵌合されるパンチと、前記パンチを前記ダイに向かって押圧する押圧手段とを有し、前記ダイと前記パンチとの間にプレス部品を配置し、前記プレス部品に設けた位置決め孔を前記ダイの中心に位置決めして、前記パンチにより前記プレス部品を押圧加工する加工装置において、
   前記プレス部品上にレーザ光を、前記ダイの中心に向かって投射するレーザ投射手段を備え、
   前記レーザ光が前記位置決め孔を貫通した状態で、前記パンチにより前記プレス部品を押圧加工することを特徴とする加工装置。
2. 前記加工装置は更に、
   前記プレス部品上から反射したレーザ光を受光して検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づき、前記押圧手段の押圧動作を許可する制御手段と、
   を備え、前記検出したレーザ光の光量が所定値以下である場合に、前記制御手段が、前記パンチの押圧動作を許可し、前記検出したレーザ光の光量が所定値を超える場合に、前記制御手段が、前記パンチの押圧動作を拒否することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 前記レーザ投射手段は、前記押圧手段内部に配設され、前記レーザは、前記押圧手段と前記パンチとの内部を貫通して前記プレス部品上に投射されることを特徴とする請求項１又は２に記載の加工装置。
4. ダイとパンチとの間にプレス部品を配置し、前記プレス部品に設けた位置決め孔を前記ダイの中心に位置決めして、前記パンチにより前記プレス部品を押圧加工する加工方法において、
   前記プレス部品上にレーザ光を、前記ダイの中心に向かって投射し、
   前記レーザ光が前記位置決め孔を貫通した状態で、前記パンチにより前記プレス部品を押圧加工することを特徴とする加工方法。
5. 前記加工方法は更に、
   前記プレス部品上から反射したレーザ光を受光して検出し、
   前記検出したレーザ光の光量が所定値以下である場合に、前記パンチの押圧動作を許可し、
   前記検出したレーザ光の光量が所定値を超える場合に、前記パンチの押圧動作を拒否することを特徴とする請求項４に記載の加工方法。

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