JP2017521257A - パンチング装置 - Google Patents

Abstract

パンチング装置は、複数のパンチング工具（２）と、加工対象物と相互作用するべく作業方向（Ａ）に沿って各パンチング工具（２）を作動するために記各パンチング工具（２）の上方でこれら工具とアラインメントされた複数のアクチュエータ（３）とを有し、前記パンチング工具（２）と前記アクチュエータ（３）とは、少なくとも１つの列（１７）に沿って並置され、前記パンチング装置（１）は、前記パンチング工具（２）とアクチュエータ（３）との前記列（１７）に対して並置される光ビーム（Ｌ）を発生するのに適した少なくとも１つのバリア光センサ（２０）と、複数の基準部材（８）とを有し、前記各基準部材（８）は、前記光ビーム（Ｌ）を遮るべく各パンチング工具（２）および／又はアクチュエータ（３）と連動し、前記バリア光センサ（２０）は、前記基準部材（８）に連動するパンチング工具（２）の位置および／又はストロークおよび／又はスピードを測定するべく、前記作業方向（Ａ）に沿って移動する前記基準部材（８）の一つによって作り出される前記光ビーム（Ｌ）における変化を検出するように構成されている。

Description

本発明は、加工物および／又は金属シートを加工するためのパンチング機械に関する。詳しくは、本発明は、パンチング機械と連動可能で、複数のパンチング工具と、これらパンチング工具全部の位置とストロークとを検出するためのセンサとを有する所謂マルチプレスパンチング装置に関する。

複数の装置又はマルチプレスパンチングヘッド、を備える、即ち、平行な列のダイと構造体を形成するべく互いに隣接して並置されるとともに、各プレス、通常は、油圧リニアアクチュエータ（油圧シリンダ）によって加工対象物と相互作用するべくリニアに作動される複数の工具又はパンチを有する、パンチング機械が知られている。これらの機械において、前記パンチング装置は、加工対象物に対して連続的に必要な作業を行うために必要なすべての工具を有している。これにより、製造サイクル中に工具交換をする必要がなく、それによって、工具交換のためのダウンタイムが無くなる（それによって機械の効率が増大する）と共に、工具を準備し交換するための自動装置が無くなる（それによって機械構造が単純化される）。

加工対象物に対して処理作業を適切に実行するためには、各工具の、位置、特に、その作業ストロークとスピードを制御する必要がある。なぜなら、位置、ストロークおよびスピードは、加工対象物の厚みと材質、および／又は実行される処理の種類、に依存し、それらの関数であるからである。

しかしながら、全体のサイズとコストとにより、各工具のために測定センサを設けることは不可能であり、従って、公知のパンチング機械においては代替的な解決手段が開発され適用されてきた。

例えば、本出願人の欧州特許第１４４５０４２号明細書（特許文献１）は、マルチプレスパンチングヘッドに適用される測定装置を開示しており、これは、それらのそれぞれが各パンチング工具に接続されるとともにその工具に作用する、複数の油圧シリンダに、単方向機械接続構造を介して連動される位置トランスデューサを有している。より正確には、各シリンダは、各ピストンを介してアームによって前記トランスデューサの可動機器に接続されている。これにより、前記トランスデューサは、残りのピストン（および工具）が非作動状態に留まっている間に、前記ピストンの、従って各工具の、任意のものの、ストロークを検出する。

この解決構成は、少ない数の測定センサで、すべてのパンチングヘッド工具の位置とストロークとを検出することを可能にする。しかしながら、この解決構成はその製造と構造とが複雑で高価である。

欧州特許第１４４５０４２号明細書

本発明の課題は、複数のパンチング工具を備えるとともに、加工対象物および／又は金属シートを加工するためのパンチング機械と連動可能な前記公知のマルチプレスパンチング装置を改善することにある。

別の課題は、その作業中にすべてのパンチング工具の位置、ストローク、およびスピードを、迅速、簡単かつ正確に検出し測定することを可能にするセンサを備えるパンチング装置を達成することにある。

更に別の課題は、すべてのパンチング工具の位置、ストローク、およびスピードを測定するためのセンサを備えるパンチング装置を構造が単純で低コストのものとして達成することにある。

更に別の課題は、前記パンチング装置の各パンチング工具の位置、ストロークおよびスピードを迅速、簡単かつ正確に検出し測定することを可能にするセンサを備えるパンチング装置を有するパンチング機械を達成することにある。

これらおよびその他課題は請求項１によるパンチング装置によって達成される。

本発明の前記パンチング装置は、そのバリア光センサ、たとえば、レーザ全通ビームセンサ等、により、処理中に使用されるパンチング工具の位置、ストローク又は変位、そしてスピードを、その作業中に、リアルタイムでかつ動的に検出および測定することを、単純でありながら正確かつ信頼性の高い方法で行うことを可能にする。従って、パンチング装置の、又は、パンチング装置が取り付けられるパンチング機械の、制御ユニットが、作動されるパンチング工具を移動させるアクチュエータを、このパンチング工具が実行されるべき処理および／又は加工対象物の物理的特性（材質、厚み、等）、に対して適切なストロークとスピードで移動するように正確に作動させ制御することが可能となる。

パンチング装置に対する前記バリア光センサの取り付けは容易である。なぜなら、それはパンチング装置の特定の物理的および／又は構造的改造を必要としないからである。更に、一つのバリア光センサでも、複数のアクチュエータと関連するパンチング工具の変位を測定することが可能であり、それによって、コストの制限とパンチング装置の組み付けとセッティングの単純化が可能となる。

本発明の例示的非限定的実施例を図示する添付の図面を参照することによって本発明はより良く理解され実施されるであろう。

本発明のパンチング装置の部分、斜視および一部断面図である。 図１の装置の断面図である。 図１の装置の部分、拡大、一部断面側面図である。 基準部材と連動される図１の装置のバリア光センサの前面図である。

図１〜３を参照すると、ここには図示されていないパンチング機械と連動可能で、かつ、加工対象物および／又は金属シートを加工するのに適したパンチング装置１が図示されている。所謂マルチプレスタイプである前記パンチング装置１は、複数のパンチング工具２と、それら工具２が加工対象物と相互作用するように各パンチング工具２を作業方向Ａに沿って作動させるべく、これら各パンチング工具２の上方でかつこれら工具２とアラインメントされて配置される複数の各アクチュエータ３とを有する。上記の前記パンチング工具２と各アクチュエータ３とは、互いに並置されて、単数又は複数の隣接した平行な列１７、具体的には、並置された複数の列１７からなるダイ構造体、を形成する。より詳しくは、前記パンチング装置１は、前記複数の工具２と前記複数のアクチュエータ３を含むマルチプレスパンチングヘッド１１と、加工対象物に対して切断および／又はパンチング作業を行うべく各パンチング工具２と協働するのに適した複数のダイ又はカウンタパンチ１３、を備えるマルチダイユニット１２とを有している。

前記パンチング装置１は、前記パンチング工具２と前記アクチュエータ３との前記列１７に、隣接し並置、特に、それら列に対してほとんど平行な、実質的にフラットかつリニアな光ビームＬを発生することができる少なくとも１つのバリア光センサ２０を有する。前記装置は、又、複数の基準部材８を有し、これら部材８のそれぞれは、各パンチング工具２又は各アクチュエータ３と連動され、前記光ビームＬを妨害するまたは遮るように構成されている。

事実、前記レーザ全通ビームセンサ２０は、のちにより良く説明するように、前記基準部材８の一つの移動によって起こる前記光ビームＬの変化を検出することができ、前記基準部材８と連動するパンチング工具２の、位置、ストローク、およびスピードを検出し測定することを可能にする。

図面に図示されている実施例において、前記基準部材８は、前記各パンチング工具２を移動させる前記アクチュエータ３と連動している。前記アクチュエータ３の位置とストロークを検出することによって、前記パンチング工具２の位置とストロークを計算することができる。

或いは、前記基準部材８を、前記パンチング工具２に直接固定することも可能である。

前記光ビームＬは、前記パンチング工具２と各アクチュエータ３とがいかなる位置を取ろうとも、前記基準部材８によって常に遮られるか、部分的に遮られるような高さ又は幅を有する。これにより、以下により良く説明するように、前記光ビームＬは、前記パンチング工具２のストローク全部に沿って、前記参照部材８によって遮られる。

前記バリア光センサ２０は、公知のタイプで市販の、レーザ全通ビームセンサを有し、これがレーザ光ビーム又はレーザビームＬを発生する。このレーザビームＬは、前記パンチング工具２とアクチュエータ３との前記列１７に対して平行で、かつ、前記作動方向Ａに対して平行な、直線でフラット、実質的に二次元のバリアを形成する。より正確には、前記レーザビームＦは、パンチング工具２とアクチュエータ３との前記列１７に対して平行で、前記作動方向Ａに対して平行な平面に位置する。図示の実施例において、この平面は、実質的に垂直で、加工対象物に対して直交する。

図４を参照すると、前記レーザ全通ビームセンサ２０は、フラットで直線形状の前記レーザビームＬを発生可能なエミッタ２１と、このようなレーザビームＬを受信して、前記レーザビームＬを通って移動するバリア部材８によって作り出されるその変化を検出することが可能なレシーバ２２とを有する。事実、前記レシーバ２２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＬ−ＣＣＤ（Linearized-Charge Coupled Device）リニアイメージセンサ、ＣＣＤ又はＬ−ＣＣＤリニアセンサアレイとも称される、から構成され、これが、前記エミッタ２１によって発生された前記レーザビームＬによって照らされ、それは前記レーザビームＬフロントの幅と分布とを検出することができる。図４に図示されているように、前記レーザビームＬが基準部材８を遮断する時、このレーザビームＬの前記レシーバ２２を照らすフロントは、当該レーザビームＬに対して直交する前記作業方向Ａに沿った前記基準部材８の位置を示す暗いゾーン又は影部Ｈを有する。前記レシーバ２２は、そのような影部Ｈの位置と幅、即ち、前記基準部材８の位置とサイズ、を検出することができる。前記レシーバ２２は、又、影部Ｈの位置、の経時変化を検出することができる。即ち、前記影部の、従って前記基準部材８の、変位又はストローク、も検出することができる。

前記レシーバ２２の前記ＣＣＤリニアイメージセンサの感度に応じて、或る程度の精度と正確性で、前記基準部材８の位置とストロークを検出することが可能である。

前記アクチュエータ３は、前記作業方向、通常は垂直な方向Ａに沿って直線移動可能で、各パンチング工具２に作用する打ち付け部材５を有する。前記基準部材８は、前記打ち付け部材５の各外側壁に固定された基準ピンから構成される。これら基準ビン８は、前記作業方向Ａに対してほぼ直交して前記打ち付け部材５に固定されている。

前記アクチュエータ３は、たとえば、油圧シリンダから構成され、前記打ち付け部材５は、これら油圧シリンダのピストンから構成される。具体的には、前記パンチングヘッド１１は、その内部で各ピストン５がスライドする前記油圧シリンダのチャンバが形成されている上方ブロック７から構成される。

前記パンチング工具２は、前記上方ブロック７に接続された前記パンチングヘッド１１の支持プレート９内にスライド可能に収納されるとともにこのプレートによって支持されている。

図示の実施例において、前記パンチング装置１は、複数の隣接し平行な列１７に沿って配置された複数のパンチング工具２と各アクチュエータ３と、そのそれぞれが隣接するアクチュエータ３の二つの列１７の間に配置されて、それらの間を通過する各レーザビームＬを発生するように構成された複数のレーザ全通ビームセンサ２０、とを有する。これにより、前記レーザ全通ビーセンサ２０は、二つの隣接し互いに面する列１７にある、前記アクチュエータ３のそれぞれの（したがって、当該アクチュエータによって作動される前記パンチング工具２の）位置とストロークとを検出し測定することができる（図３）。

前記レーザ全通ビームセンサ２０は、前記パンチング装置１の、又は、前記パンチング機械の、図示されない制御ユニットに接続され、これらセンサは、当該制御ユニットに対して、前記装置１の作業工程において前記パンチング工具２の位置および／又はストローク又は変位に関する信号を送る。これにより、前記制御ユニットは、その位置、スピードおよび加速、および一般に運動法則、を調節するために、前記パンチング工具２を作動する前記アクチュエータ３を、フィードバックで、そしてリアルタイムで、制御することができる。

本発明の前記パンチング装置の作動は、加工対象物に対する必要な処理を行うための個々のパンチング工具２の使用を提供する。但し、別々のレーザ全通ビームセンサ２０に連動する異なる列１７に属する複数のパンチング工具２を、同じ工程において同時に作動させて、加工対象物に対して各処理作業を行うことも可能である。

前記装置１の非作動構成においては、前記アクチュエータ３のすべてが各パンチング工具２から切り離され、前記打ち付け部材５は、部分的に前記上方ブロック７内に退避される。

必要な処理を行うためには、その処理に必要なパンチング工具２に対応するアクチュエータ３が作動される。前記アクチュエータ３の前記打ち付け部材５は、前記パンチング工具２を打ってこれを移動させるまで、前記作業方向Ａに沿って移動される。前記パンチング工具２は、その作業端部２ａで加工対象物（図示せず）に当たるまで前記パンチングヘッド１１の前記支持プレート９に設けられた各シート１５内でスライドする。

前記打ち付け部材５の、従って、前記作動されたパンチング工具２の、変位が、前記レーザ全通ビームセンサ２０によって検出される。前記装置１の非作動状態において、図示された実施形態において、前記センサの前記レーザビームＬは、手動でアラインメントされたアクチュエータ３の全部の基準部材８によって妨害または遮られる。

しかしながら、移動するアクチュエータに連動する前記基準部材８によって、前記レーザ全通ビームセンサ２０のレシーバ２２によって検出される前記レーザビームＬの変化が生じる。より正確には、前記レシーバ２２のＣＣＤリニアイメージセンサが前記基準部材８の移動によって引き起こされる前記レーザビームＬのフロントの前記影部Ｈのサイズおよび／又は変位の増加、を検出する。従って、前記レーザ全通ビームセンサ２０は、前記基準部材８の変位、即ち、関連するパンチング工具２の前記作業方向Ａに沿った変位とストローク、を検出し測定する。前記レーザ全通ビームセンサ２０は、更に、そのような変位に関する信号を、前記制御ユニットに送り、当該ユニットは、これにより、前記作動されたパンチング工具２を動かしたアクチュエータ３の作動を調節し制御することができる。

或いは、前記基準部材８と前記レーザ全通ビームセンサ２０とを、前記装置１の非作動状態において、前記レーザビームＬが、前記基準部材８によって妨害または遮られないように配置することも可能である。この場合、前記基準部材８の一つの移動が、前記レーザビームＬの変化、特に、前記レシーバ２２を照らす前記レーザビームＬのフロントの影部Ｈの形成と変位とを決定する。

本発明の前記パンチング装置１は、前記バリア光センサ２０、特に、レーザ全通ビームセンサにより、前記パンチング機械の作動中において、処理中に使用される前記パンチング工具２の位置、ストロークおよびスピードを、簡単ではあるが、正確で信頼性の高い状態で、リアルタイムでかつ動的に検出し測定することを可能にする。従って、前記装置、又は、前記パンチング機械、の制御ユニットは、作動されるパンチング工具２のアクチュエータ３を、正確に精度良く制御することができ、それによって工具２は、行われる処理、および／又は、加工対象物の機械的および物理的特性（材質、厚み、等）に対して適切な最適ストロークとスピードで移動する。

尚、前記バリア光センサ２０の取り付けは非常に容易である。なぜなら、それはパンチングヘッド１１の特定の物理的および／又は構造的改造を必要としないからである。更に、一つのバリア光センサ２０だけでも、複数のアクチュエータ３と各パンチング工具２（並置される二つの列１７に配置される工具）の変位を測定することが可能であり、それによって、コストの削減とパンチング装置１の組み付けとセッティングの単純化が可能となる。

Claims (15)

1. 複数のパンチング工具（２）と、加工対象物と相互作用するべく作業方向（Ａ）に沿って各パンチング工具（２）を作動するために記各パンチング工具（２）の上方でこれらパンチング工具とアラインメントされた複数のアクチュエータ（３）とを有し、前記パンチング工具（２）と前記アクチュエータ（３）とが、少なくとも１つの列（１７）に沿って並置されている、パンチング装置であって、
   前記パンチング装置（１）が、前記パンチング工具（２）と前記アクチュエータ（３）との前記列（１７）に対して並置される光ビーム（Ｌ）を発生するのに適した少なくとも１つのバリア光センサ（２０）と、複数の基準部材（８）とを有し、前記各基準部材（８）が、前記光ビーム（Ｌ）を遮るべく各パンチング工具（２）および／又はアクチュエータ（３）と連動し、前記バリア光センサ（２０）が、前記基準部材（８）に連動する前記パンチング工具（２）の位置および／又はストロークおよび／又はスピードを測定するべく、前記作業方向（Ａ）に沿って移動する前記基準部材（８）の一つによって作り出される前記光ビーム（Ｌ）における変化を検出するように構成されていることを特徴とするパンチング装置。
2. 前記バリア光センサ（２０）は、レーザ光ビーム（Ｌ）を発生するレーザ全通ビームセンサを含む請求項１に記載のパンチング装置。
3. 前記光ビーム（Ｌ）は、フラットでリニアな形状で、前記パンチング工具（２）と前記アクチュエータ（３）との前記列（１７）と、前記作業方向（Ａ）とに対してほぼ平行な平面に位置している請求項１または２に記載のパンチング装置。
4. 前記光ビーム（Ｌ）は、前記各パンチング工具（２）の全ストロークに渡って前記基準部材（８）を遮る幅を有する請求項１〜３の何れか一項に記載のパンチング装置。
5. 前記バリア光センサ（２０）は、前記光ビーム（Ｌ）を発生するのに適したエミッタ（２１）と、前記光ビーム（Ｌ）を受けて、移動する前記基準部材（８）によって作り出される前記光ビーム（Ｌ）中の変化を検出するのに適したレシーバ（２２）と、を有する請求項１〜４の何れか一項に記載のパンチング装置。
6. 前記レシーバ（２２）は、前記レーザ光ビーム（Ｌ）によって照らされるＣＣＤ又はＬ−ＣＣＤリニアイメージセンサを含む請求項２に従属する請求項５に記載のパンチング装置。
7. 前記アクチュエータ（３）は、前記作業方向（Ａ）に沿って直線移動可能で、前記各パンチング工具（２）に対して作用する各打ち付け部材（５）を含み、前記基準部材（８）は、各打ち付け部材（５）の外側壁に固定された基準ピンを含む請求項１〜６の何れか一項に記載のパンチング装置。
8. 前記アクチュエータ（３）は油圧シリンダを含み、前記打ち付け部材（５）は、前記油圧シリンダのピストンを含む請求項７に記載のパンチング装置。
9. 前記複数のパンチング工具（２）と前記複数の各アクチュエータ（３）とは、少なくとも二つの隣接し平行な列（１７）に沿って配置され、前記バリア光センサ（２０）は、前記パンチング工具（２）と各アクチュエータ（３）との前記二つの隣接する列（１７）の間に配設されてこれらの間を通過する前記光ビーム（Ｌ）を発生するように構成されている請求項１〜８の何れか一項に記載のパンチング装置。
10. 複数のバリア光センサ（２０）を有し、これら光センサ（２０）のそれぞれは、前記パンチング工具（２）と各アクチュエータ（３）との前記二つの隣接する列（１７）の間に配設されこれらの間を通過する各光ビーム（Ｌ）を発生するように構成されている請求項９に記載のパンチング装置。
11. 前記複数のパンチング工具（２）と前記複数のアクチュエータ（３）とを含むマルチプレスパンチングヘッド（１１）と、前記加工対象物に対して処理作業を行うために前記各パンチング工具（２）と協働する複数のダイ（１３）を備えるマルチダイユニット（１２）とを有する請求項１〜１０の何れか一項に記載のパンチング装置。
12. 前記バリア光センサ（２０）に接続されるとともに、前記パンチング工具（２）の位置とストロークとに関する信号を受けるように構成され、更に、前記パンチング工具（２）を駆動する前記アクチュエータ（３）をフィードバックでリアルタイムで制御する、特に、前記アクチュエータ（３）の位置と、スピードと加速との少なくとも一つを制御するように構成された制御ユニットを有する請求項１〜１１の何れか一項に記載のパンチング装置。
13. 複数のパンチング工具（２）と複数の各アクチュエータ（３）とを有する、請求項１〜１２の何れか一項に記載のパンチング装置（１）を少なくとも１つ有する金属シート用のパンチング機械。
14. 前記パンチング機械の作業工程において、前記パンチング工具（２）の位置および／又はストロークに関する信号を受けとり、前記パンチング工具（２）を作動する前記アクチュエータ（３）をフィードバックでリアルタイムに制御するべく、前記パンチング装置（１）のバリア光センサ（２０）に接続された制御ユニットを有する請求項１３に記載のパンチング機械。
15. 前記制御ユニットは、前記アクチュエータ（３）の、位置とスピードと加速とのうちの少なくとも１つを制御し調整するように構成されている請求項１４に記載のパンチング機械。

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