JP2012521294A

JP2012521294A - 母型工具又は父型工具の再研磨長さを補償するための補償ディスク

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Publication number: JP2012521294A
Application number: JP2012501129A
Authority: JP
Inventors: ビュトナーシュテファン; ライプヴォルフガング
Original assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Current assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2012-09-13
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: US20120060580A1; WO2010108476A1; CN102361708B; DE202009004013U1; JP5794975B2; EP2411169B1; EP2411169A1; CN102361708A; US8621909B2

Abstract

本発明は、母型工具又は父型工具の再研磨長さを補償するための補償ディスク（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）に関する。前記補償ディスク（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）は、これらの補償ディスクのディスク厚（ｄ１，ｄ２，ｄ３）がコード化されている符号（３１，３４）を有している。本発明はまた、少なくとも１つのこのような補償ディスク（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）を有する工具装置、並びにこのような工具装置を備えた工作機械に関する。

Description

本発明は、母型工具又は父型工具の再研磨長さを補償するための補償ディスク、並びに工具装置、及び少なくとも１つのこのような工具装置を備えた工作機械に関する。

母型工具（又は父型工具）のために補償ディスクが必要とされている。この補償ディスクは、母型（ダイ）を再研磨する際に削り取られたダイの上側面の材料損失を補償して、再研磨後に母型工具の上縁部が、加工しようとするワークが載せられている作業平面と面一になるようにするためのものである。

特開平０６−１０６２５６号公報によれば、ダイ（下部金型）の再研磨を補償するための補償ディスク（調節部材）が公知である。下部金型は穴を有しており、該穴内に、調節部材を下部金型の穴に固着するために、調節部材の舌片状の領域が係合するようになっている。このような形式で、再研磨された下部金型と調節部材とを１つのユニットとして交換できるようになっている。

同様の型式の補償ディスク（板状リング体）は、特開２００６−２３９７０１号公報に記載されており、この場合、追加的にインサート部材が母型工具の開口内に挿入され、この開口内に板状リング体の係止突起が係合するようになっている。また、特開２００６−２３９７２８号公報にも、母型工具（ダイ）に緊締可能な補償ディスク（高さ調節具）について開示されており、この補償ディスクは、母型工具の貫通開口内に係合する弾性変形可能な係止片の折損が避けられるように構成されている。

特開２００２−１２６８３１号公報には、ダイ本体と、ダイ本体の上部に取り付けられたリング状部材とから成るダイ金型について開示されている。このリング状部材にダイ金型の識別情報を記憶した媒体が取り付けられている。この媒体は、ダイ本体の上面に付加的に設けることもできる。

発明の課題
本発明の課題は、母型工具若しくは父型工具の再研磨を補償する際に、補償ディスクを用いてプロセスの信頼性を高めることである。

発明の開示
この課題を解決した本発明によれば、冒頭に述べた形式の補償ディスクにおいて、補償ディスクのディスク厚をコード化した符号が設けられていることによって解決された。

再研磨長さを補償するために、一般的に、形状は同じであるが種々異なるディスク厚を有する補償ディスクが使用される。しかしながら、使用された補償ディスクの厚さが薄いか若しくは厚さの差が僅か（１／１０ｍｍの範囲内）であるので、各補償ディスク間のディスク厚の違いを識別することは非常に困難である（目によって識別可能な限界は１／１０ｍｍである）。このような理由により、従来では、補償ディスクを使用する前に、補償ディスクの厚さを識別するために、手にもって厚さを推測（場合によっては間違えることがある）するか、又は補償ディスクを測定する必要があった。作業員は、一般的に、補償ディスクをディスク厚に従って整理して、例えば異なるスタック（積み重ね）、異なる容器その他に貯蔵しておくようになっているので、このような作業を補償ディスクの使用後に繰り返し行う必要がある。このためにかなりの時間を必要とし、しかも補償ディスクが間違って分類して積み重ねられると、次に補償ディスクを使用する際に、無意識の間違いが生じることになる。従って、一般的に、補償ディスクの取り付け後に、間違えを避けるために、母型工具装置全体（補償ディスクを有する母型工具）の高さが測定される。しかしながら、構成部分の公差は、補償ディスクが正しく選択された場合にはこのような測定を行う必要がない程度に、僅かである。

補償ディスクの厚さは非常に僅かであるので、補償ディスクの厚さを視覚的に識別可能とすれば好都合であることが分かっている。そこで本発明によれば、補償ディスクにディスク厚を示す符号を設けることが提案されている。この場合、符号は種々異なる形式で、例えば種々異なる厚さを示す種々異なる色を有するマーキングを使用することによって、又は補償ディスクに符号（文字、数字、記号その他）をプリント、彫り込み又は型打ちすることによって、設けることができる。補償ディスクの厚さを識別するために個々の補償ディスクの形状を変えてもよい。つまり、外側輪郭若しくは内側輪郭を異なる形状とすることによって、又は追加的な輪郭形状を設けることによって、種々異なる厚さの補償ディスクを互いに区別することができる。この場合、適当な符号によって、適当なディスク厚を有する補償ディスクを視覚的に確実に選択することができる。

本発明の１実施態様によれば、符号が、ディスク厚のための前もって規定された寸法単位に相当する少なくとも１つのコード化マークを有している。コード化マークの数が増えるにつれて、ディスク厚が大きくなるので、ディスク厚若しくは、種々異なるディスクの厚さの差を簡単に視覚的に認識することができる。

本発明の１実施態様によれば、コード化マークの前もって規定された寸法単位は、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの間の範囲、有利には０．１ｍｍの範囲内である。一般的に、母型工具の下敷きとして設けられた補償ディスクのセットのうちの最薄の補償ディスクは、前もって規定された寸法単位に相当するディスク厚（例えば０．１ｍｍ）を有している。典型的には、このために使用されるセットのすべての補償ディスクは、１ｍｍ又はそれ以下のディスク厚を有している。

本発明の１実施態様によれば、ディスク厚は、前もって規定された寸法単位の整数倍であって、該整数は、（形状の同じ）コード化マークの数に相当する。このような形式で、ディスク厚を、コード化マークの数を用いて明確に規定することができる。従って、例えば０．１ｍｍの寸法単位において、３つのコード化マークが０．３ｍｍのディスク厚に相当する。

符号は、特に異形成形部の形で構成されている。このようにすれば、塗料又は圧刻成形部用いた場合におけるように、異形成形部が補償ディスクの厚さに影響することがないので、好都合である。異形成形部は、簡単な形式で、種々異なる厚さの補償ディスクのセットに設けることができる。

本発明の１実施態様によれば、異形成形部が、前記補償ディスクの外側縁部に沿って形成されており、前記コード化マークは有利には溝として構成されている。異形成形部を補償ディスクの溝に沿って設けることによって、補償ディスクが前もって母型工具に組み付けられているか、若しくは複数の補償ディスクが互いに上下に積み重ねられている場合、ディスク厚を視覚的に識別することができる。例えば１セットの溝を補償ディスクに設けることによって、既に使用されている、符号を有していない補償ディスクに、簡単な形式で符号を設けることができる。選択的に又は追加的に、異形成形部を補償ディスクの内側縁部に設けてもよい。

本発明の１実施態様によれば、異形成形部が表面側に設けられており、前記コード化マークが有利には貫通孔として構成されている。貫通孔として構成されたコード化マークは両面側に設けられることになるので、符号を補償ディスクの両側から識別することができる。場合によっては、両面側に、それぞれ異なる形状の異形成形部を設けてもよい。ディスク厚が僅かであるので、両面側に貫通孔としての圧刻成形部を設ければ、圧刻成形部は、補償ディスクの反対側において鏡面対称的に識別することができる。

本発明は、母型工具と、再研磨長さを補償するために母型工具の下に置かれている、上記請求項のいずれ１項に記載された少なくとも１つの補償ディスクとを備えた母型工具装置に関する。補償ディスクの形状は母型工具の形状と合致しており、典型的には円環状に構成されている。円環の直径は一般的に、補償ディスクがダイ内に設けられた貫通開口内に突入しないように、また使用に応じて母型工具の最大直径を越えないように、選定されている。

本発明の１実施態様によれば、母型工具装置は、種々異なるディスク厚を有する複数の補償ディスクを有しており、各補償ディスクのディスク厚は、前もって規定された寸法単位の整数倍である。このような形式で、前もって規定された寸法単位の数倍の再研磨長さが補償される。このために、補償ディスクは、ダイとダイプレートとの間、又はダイインサートと中間リング若しくはアダプタとの間に挿入され、ダイ上縁部が作業平面と同じ高さ位置にもたらされる。１セットの補償ディスクは、例えば０．１ｍｍ、０．３ｍｍ及び０．５ｍｍの厚さを有するディスク型式であってよい。

この場合、最小のディスク厚のための寸法精度は、再研磨がこの寸法精度以下の再研磨量で行われた場合に、プレート状のワーク（有利には金属薄板）の切断及び／又は成形加工を行う工作機械（少なくとも１つのこのような母型工具装置を有する）の運転に不都合な影響を及ぼすことがない程度に小さく選定されている。本発明は、またこのような工作機械に関する。

本発明のその他の利点は、図面及び実施例の説明に記載されている。上述の及び以下に記載する特徴は、単独でも、また任意の組み合わせでも使用することができる。図面及び実施例の説明は、これに限定されるものではなく、本発明を説明するための１例として挙げたものである。

本発明の１実施例による工作機械の概略的な斜視図である。ワークを打ち抜き加工する際のダイ装置の概略図である。図３ａ，図３ｂ，図３ｃは、コード化マークとしての溝を備えた補償ディスクの第１のセットを示す概略図である。図４ａ，図４ｂ，図４ｃは、符号孔を備えた補償ディスクの第２のセットを示す概略図である。

図１は、金属薄板を加工するための打ち抜き成形機として構成されたプレート状のワークを切断及び／又は成形するための工作機械１を示す。打ち抜き成形機１は、Ｃ字形の機械フレーム２を有しており、この機械フレーム２の開口スペース内に、ワークテーブル３として構成されたワーク載設部が配置されており、該ワーク載設部は、加工しようとするワーク（金属薄板４）を載せるために用いられる。ワークテーブル３はその上側面が、加工しようとする金属薄板４のための水平なワーク載設面５を形成しており、該ワーク載設面５は、図１に示した座標系のｘ／ｙ平面に対して平行に延在している。座標ガイド６によって、コレットチャック７を介して緊締された金属薄板４が、ワークテーブル３の載設面５内で摺動可能である。

Ｃ字形の機械フレーム２の上脚の前端部に、父型工具収容部８が配置されており、該父型工具収容部８内に、打ち抜きパンチを有する父型工具９が支承されている。Ｃ字形の機械フレーム２の下脚の前端部に、母型工具収容部１０が設けられており、該母型工具収容部１０内に母型工具１１が支承されている。父型工具９と母型工具１１とは、金属薄板４を分離及び／又は成形するための１つの工具１２を形成している。

打ち抜き成形機１の駆動ユニットは、パンチ駆動部１３とダイ駆動部１４とから成っており、このパンチ駆動部１３及びダイ駆動部１４はリニア駆動装置を構成している。パンチ駆動装置１３によって、父型工具収容部８は、該父型工具収容部８に支承若しくは固定された父型工具９と共に、上下軸線１５に沿ってワークテーブル３に対して昇降可能である。また父型工具収容部８及び母型工具収容部１０は、詳しく図示していない回転駆動装置によって、上下軸線１５と同じ工具回転軸線１６を中心にして回転調節可能である。

座標ガイド６には、別の工具１２を備えたリニアマガジン１７が設けられている。このリニアマガジン１７内に配置された工具１２は、それぞれ工具カセット１８によって保持され、金属薄板４を加工するために、必要に応じて父型工具収容部８若しくは母型工具収容部１０に固定可能である。

工具交換時及びワーク加工時に、打ち抜き成形機１のすべての駆動部が数値制御ユニット２１によって制御される。数値制御ユニット２１は、工具データを記憶するための特別な記憶手段１９を有しており、さらに、記憶されたワーク４若しくは工具１２のデータに基づいて、父型工具収容部８の昇降運動及び回転運動も、また母型工具収容部１０の昇降運動及び回転運動も測定し、かつ制御するための制御手段２０を有している。

母型工具１１は、使用時にその上側面が摩耗するので、母型工具１１の上側面を時々再研磨する必要がある。しかしながら研磨することによって、母型工具１１の高さｈは低下する（図２参照）ので、ワークの載設面５と母型工具収容部１０との間の間隔ａはもはや、母型工具１１の最初の高さ（再研磨なしの）に相当しなくなる。それにも拘わらず、再研磨された母型工具１１の上側面２３がワーク載設面５と面一（同一平面）になるようにするために、母型工具１１のアダプタリング１１ｂとダイインサート１１ａとの間に、複数の補償ディスク３０ａ〜３０ｃが配置されている。これらの補償ディスク３０ａ〜３０ｃは合わせて、母型工具１１の再研磨量に相当する厚さｄを有しているので、再研磨量を補償することができる。

ワーク載設面５と母型工具収容部１０との間の間隔ａは例えば３０ｍｍであって、母型工具は０．９ｍｍだけ再研磨されているので、母型工具は、２９．１ｍｍの高さｈ１＋ｈ２を有している。つまり補償ディスク３０ａ〜３０ｃの全厚さｄは、同様に０．９ｍｍでなければならない。

正確な全厚さｄを生ぜしめるために適した３つの補償ディスクのセットは、図３ａ〜図ｃに示されている。この場合、第１の補償ディスク３０ａは０．１ｍｍのディスク厚ｄ１を有し、第２の補償ディスク３０ｂは０．３ｍｍのディスク厚ｄ２を有し、第３の補償ディスク３０ｃは０．５ｍｍのディスク厚ｄ３を有している。すべての３つの円環状の補償ディスク３０ａ〜３０ｃはさらに、これらの補償ディスクを相対回動不能に支承するための方形の切欠を有している。

図３ａ〜図３ｃに示されているように、補償ディスク３０ａ〜３０ｃは、その厚さによって区別される以外に、補償ディスク３０ａ〜３０ｃの外縁部３２に設けられた三角形の溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅの形の異形成形部３１によって区別される。溝３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅは、補償ディスク３０ａ〜３０ｃのディスク厚を符号するためのコード化マークとして用いられる。各溝３１ａ〜３１ｅは、図示の実施例では０．１ｍｍである、ディスク厚のための寸法単位に相当する。それに応じて、各補償ディスク３０ａ〜３０ｃに、１つの溝３１ａ、３つの溝３１ａ〜３１ｃ若しくは５つの溝３１ａ〜３１ｅによって、０．１ｍｍ、０．３ｍｍ及び０．５ｍｍのディスク厚ｄ１〜ｄ３がコード化されている。これらの溝３１ａ〜３１ｅを補償ディスク３０ａ〜３０ｃの外縁部に配置したことによって、種々異なる厚さの複数の補償ディスク３０ａ〜３０ｃが互いに積み重ねられていても、ディスク厚ｄ１〜ｄ３を識別することができる。

図２に示されているように、補償ディスク３０ａ〜３０ｃは、母型工具１１のダイインサート１１ａとアダプタリング１１ｂとの間、及び／又はアダプタリング１１ｂとダイプレート１１ｃとの間に配置されている。このダイプレート１１ｃは母型工具収容部１０に固定されている。ダイインサート１１ａとアダプタリング１１ｂとの間に挿入された補償ディスクは、原則として、アダプタリング１１ｂとダイプレート１１ｃとの間に挿入された補償ディスクとは異なる直径を有している。補償ディスク３０ａ〜３０ｃは、予備組立時に装着される。つまり複数部分より成る母型工具１１の個別部材（ダイインサート１１ａ、アダプタリング１１ｂ、ダイプレート１１ｃ）の組立時にこれらの個別部材（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）を工具カセット１８内に挿入する前に装着される。母型工具１１は、それより多い個別部分又はそれより少ない個別部分より成っていてもよい。

図４ａ〜図４ｃに示した補償ディスク３３ａ〜３３ｃのセットは、符号３４が、補償ディスク３３ａ〜３３ｃの上側面３５内に設けられた孔３４ａ〜３４ｅの形の異形成形部によって形成されている点で、図３ａ〜図３ｃに示した補償ディスクのセットとは次の点で異なっている。孔３４ａ〜３４ｅの数は、図３ａ〜図３ｃの実施例のものと同様に、ディスク厚ｄ１〜ｄ３を得るために、寸法単位（ここでは、０．１ｍｍ）に掛けられる乗数に相当する。孔３４ａ〜３４ｅは、図示の実施例では貫通しているので、符号３４は補償ディスク３３ａ〜３３ｃの両側から読み取ることができる。

寸法単位は必ずしも０．１ｍｍではなくてもよく、０．１ｍｍとは異なる寸法が選択されてもよい。しかしながら、寸法単位は一般的に０．０５ｍｍから０．２ｍｍの間の範囲にある。さらに、補償ディスク３０ａ〜３０ｃ，３３ａ〜３３ｃのディスク厚を示す符号を、異形成形とは異なる形式で、例えばカラーコードを選択することによって、又は例えば圧刻、プリント又は彫り込みによって補償ディスクに符号（数字、文字又は記号）を設けることによって設けてもよい。異なる形状付与によって、例えば種々異なる厚さを有する補償ディスクの外側輪郭形状若しくは内側輪郭形状の種々異なる形状によって、区別することも可能である。

いずれの場合も、補償ディスクに設けられた、ディスク厚を示す符号によって、ディスク厚を視覚的に識別することができ、それによって母型工具の再研磨量の補償時におけるプロセスの信頼性が高められる。上記のコード化された補償ディスクは、工作機械の父型工具の再研磨長さ（再研磨量）を補償するためにも、同様に使用できる。

１工作機械（打ち抜き成形機）、２Ｃ字形の機械フレーム、３ワークテーブル、４金属薄板（ワーク）、５ワークテーブル３のワーク載設面、６座標ガイド、７コレットチャック、８父型工具収容部、９父型工具、１０母型工具収容部、１１母型工具、１１ａダイインサート、１１ｂアダプタリング、１１ｃダイプレート、１２工具、１３パンチ駆動装置、１５上下軸線、１６工具回転軸線、１７リニアマガジン、１８工具カセット、１９記憶手段、２０制御手段、２１数値制御ユニット、２３上側面、３０ａ〜３０ｃ補償ディスク、３１異形成形部、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ溝、３２外縁部、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ補償ディスク、３４符号、３４ａ〜３４ｅ孔、３５上側面

Claims

母型工具（１１）又は父型工具（９）の再研磨長さを補償するための補償ディスク（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）において、
前記補償ディスク（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）のディスク厚（ｄ１，ｄ２，ｄ３）をコード化した符号（３１，３４）が設けられていることを特徴とする、母型工具又は父型工具の再研磨長さを補償するための補償ディスク。
前記符号（３１，３４）が、ディスク厚（ｄ１，ｄ２，ｄ３）のための前もって規定された寸法単位に相当する少なくとも１つのコード化マーク（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ；３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ）を有している、請求項１記載の補償ディスク。
前記コード化マーク（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ；３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ）の前もって規定された寸法単位が、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの間の範囲、有利には０．１ｍｍの範囲内である、請求項２記載の補償ディスク。
前記ディスク厚（ｄ１，ｄ２，ｄ３）が、前もって規定された寸法単位の整数倍であって、該整数が前記コード化マーク（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ；３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ）の数に相当する、請求項２又は３記載の補償ディスク。
前記符号が異形成形部（３１，３４）として構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の補償ディスク。
前記異形成形部（３１）が、前記補償ディスク（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）の外側縁部（３２）に沿って形成されており、前記コード化マークは有利には溝（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ）として構成されている、請求項５記載の補償ディスク。
前記異形成形部（３４）が表面側に設けられており、前記コード化マークが有利には貫通孔（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ）として構成されている、請求項５又は６記載の補償ディスク。
請求項１から７までのいずれか１項記載の母型工具（１１）又は父型工具（９）、並びに少なくとも１つの補償ディスク（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）を有している工具装置（１１，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）であって、前記補償ディスク（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）が、再研磨長さを補償するために母型工具（１１）又は父型工具（９）の下に置かれている、工具装置（１１，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）。
種々異なるディスク厚（ｄ１〜ｄ３）を有する複数の補償ディスク（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）が設けられており、これらの各補償ディスク（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）のディスク厚（ｄ１，ｄ２，ｄ３）が前もって規定された寸法単位の整数倍である、請求項８記載の工具装置。
プレート状のワーク（４）有利には金属薄板を切断加工及び／又は成形加工するための工作機械（１）において、請求項８又は９記載の少なくとも１つの工具装置（１１，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）を有することを特徴とする、工作機械（１）。