JP2634649B2 - パンチとダイスとの偏心量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、パンチ取付穴とダイス取付穴との間の偏心
量及びその偏心の方向を測定することにより、パンチと
ダイスとの偏心量を測定する装置に関する。

（従来の技術） 例えば皿子ねじなどはヘッダー加工機により加工され
る。その手順は一本の長い線材を所定寸法に切断加工
し、その後切断された線材の一端部を据え込んでねじの
頭部を形成し、更に頭部にドライバーを当てる十字穴を
圧印加工する。然る後、ヘッダー加工機から転造機に送
り、ねじ山を加工して完成品とされる。

ところで、上記のようなヘッダー加工機においては、
加工に先立って各加工を行うパンチとダイスの心合せ作
業を行わねばならない。この心合せを、例えばねじの頭
部に十字穴を圧印加工する場合を例にとって説明する
と、まずダイスとパンチとを大まかに心合せし、この状
態で実際にねじの頭部に十字穴を加工する。そして、十
字穴が頭部の中心部に正しく加工されているかを測定
し、この測定結果に応じてパンチを取付けたホルダーを
動かし、その後再度十字穴を加工し、十字穴が頭部の中
心部に正しく加工されているかを測定する。このような
ことを何回か実行し、パンチとダイスとの心を合せるよ
うにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のような従来の心合せ作業では、
実際にねじの頭部に十字穴を加工して、十字穴が頭部の
中心部に正しく加工されているかを測定するという作業
を何回も繰り返さねばならず、いわゆる段取り作業が面
倒で且つ心合せに長時間を要するという問題があった。

そこで、本発明の目的は、実際に試し加工を行わずと
も、パンチとダイスとの偏心量を直接的に測定でき、そ
の心合せを能率良く行うことができるパンチとダイスと
の偏心量測定装置を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明のパンチとダイ
スとの偏心量測定装置は、パンチ取付穴及びダイス取付
穴のうちの一方の取付穴に嵌合される取付具と、この取
付具に回転軸が当該取付具と同心となるように設けられ
たモータと、このモータの回転軸に取付けられパンチ取
付穴及びダイス取付穴のうちの他方の取付穴内に挿入さ
れて当該他方の取付穴の内周面との間の距離を測定する
距離センサーと、モータの回転角及びその回転角に対応
した距離センサーの測定値からパンチ取付穴とダイス取
付穴との偏心量及びその偏心の方向を演算する処理装置
とから構成したものである。

（作用） パンチホルダーのパンチ取付穴及びダイスブロックの
ダイス取付穴のうちの一方の取付け穴に取付具を嵌合
し、パンチホルダーをダイスブロック側に移動させて距
離センサーが他方の取付穴内に挿入された状態にする。
この後、モータを回転させ、距離センサーにより前記他
方の取付穴の内周面との間の距離を測定する。

すると、処理装置が、モータの回転軸の回転角度とそ
の回転角度に対応した距離センサーの測定値とからパン
チ取付穴とダイス取付穴とがどの方向にどれだけ偏心し
ているかを演算する。

そして、作業者は、その処理装置の演算結果に基き、
パンチホルダーを動かして両取付穴が同心となるように
調節する。

（実施例） 以下本発明の一実施例を、ヘッダー加工機においてね
じの頭部に十字穴を加工するためのパンチとダイスの偏
心量を測定する場合に適用して、図面を参照しながら説
明する。

ヘッダー加工機の概略を示す第５図において、ヘッダ
ー加工機の本体フレーム１にはダイスブロック２がボル
ト３により固定されており、このダイスブロック２には
ダイス４を嵌合して取付けるためのダイス取付穴５が形
成されている。一方、本体フレーム１に対して接離する
方向、即ち第５図において矢印Ａ方向に移動するラム６
に固定されたラムプレート６′にはパンチホルダー７が
第６図にも示すように上部の２個のボルト8,9と両ねじ
ボルト10に螺合された下部の袋ナット11とにより固定さ
れており、このパンチホルダー７にはパンチ12を嵌合し
て取付けるためのパンチ取付穴13が形成されている。

そして、パンチホルダー７は、ボルト8,9及び袋ナッ
ト11を緩めることにより、下部の両ねじボルト10に嵌合
されたリング14を中心に第６図に示す矢印Ｂ方向に回動
させることができると共に、上下方向に移動させること
ができるようになっている。かかるパンチホルダー７の
上部には長孔7aが形成されていて、この長孔7a内に段付
ボルト15に回転可能に嵌合された円形の偏心カム16が配
設されている。そして、この偏心カム16を回転操作する
と、パンチホルダー７が矢印Ｂ方向に回動するようにな
っている。尚、この偏心カム16にはスパナを掛けて回転
操作できるようにするために、六角形の突起16aが一体
に形成されている。また、パンチホルダー16の上部には
ねじ孔7bが形成されていて、このねじ孔7bにラムプレー
ト６′に設けられた支持板部6aに回転可能に支持された
調節ボルト17が螺合されている。そして、この調節ボル
ト17を回転操作すると、パンチホルダー７が上下動する
ようになっている。尚、支持板部6aはリング14を中心と
する円弧状に形成することが好ましい。

さて、第１図は本発明にかかる偏心量測定装置を示す
もので、この第１図において、18は取付具としてのスリ
ーブであり、このスリーブ18は前記ダイス取付穴５及び
パンチ取付穴13のうちの一方、例えばダイス取付穴５に
嵌合されるようになっている。このスリーブ18にはロー
レットナット18aが設けられ、このローレットナット18a
を締付けることにより、パルスモータ19をその回転軸19
aがスリーブ18と同心となるように取付けられている。
そして、回転軸19aの先端部にはアーム20が取付けら
れ、このアーム20の先端部に例えば渦電流変位センサー
からなる距離センサー21が取付けられている。

また、スリーブ18には第７図に示すような分度器22が
取付けられており、この分度器22にはパルスモータ19の
回転軸19aが回転角度に関して原位置にあるとき、アー
ム20の軸線の延長上を角度「０」としてその両側に目盛
りが付されている。そして、スリーブ18はダイス取付穴
５に対してアーム20が上向きとなるようにして嵌合する
ものであり（このとき回転軸19aは原位置にある）、こ
の嵌合によりスリーブ18をダイスブロック２に取付けた
とき、ダイスブロック２に当該ダイス取付穴５の中心を
通るように予め付された鉛直指標線23に対してアーム20
が左右いずれの方向に何度傾いているかを読取ることが
できるようになっている（この傾き角を第７図にαで示
す）。

さて、偏心量測定装置の電気的構成を示す第２図にお
いて、前記距離センサー21の出力信号は該出力信号の大
きさに応じた周波数発で発振する発振回路24に入力さ
れ、その発振回路４からの周波数信号はA/D変換器25に
よりデジタル値に変換されてマイクロコンピューター26
に入力される。このマイクロコンピューター26には、ま
た初期条件設定回路27からの信号が入力される。この初
期条件設定回路27は、前述した鉛直指標線23に対するア
ーム20の傾き角αを入力するためのもので、例えば操作
用ダイヤルを備えていて、傾き角αに応じた量だけダイ
ヤルを操作すると、その操作量に応じてボリュームの抵
抗値が変化し、その抵抗値に応じたデジタル値がマイク
ロコンピューター26に入力されるようになっている。

一方、マイクロコンピューター26は、所定のプログラ
ムに従い、前記パルスモータ19の駆動回路28に駆動信号
を出力するようになっている。駆動回路28は駆動信号が
入力されると、その度にパルスモータ19を90度ずつ回転
させるようになっている。そして、マイクロコンピュー
ター26は、パルスモータ19が90度回転する毎に、A/D変
換器25から入力される距離センサー21の測定値を記憶
し、後述のようにしてダイス取付穴５に対するパンチ取
付穴13の偏心量及び偏心の方向を演算する。従って、マ
イクロコンピューター26は、パルスモータ19の回転角及
びその回転角に対応した距離センサー21の測定値からダ
イス取付穴５とパンチ取付穴13との偏心量及び偏心の方
向を演算する処理装置として機能し、その演算結果は、
７セグメントのLEDからなる表示器29に表示されるよう
になっている。

次に上記のように構成した偏心量測定装置によりダイ
ス取付穴５とパンチ取付穴13との偏心量を測定する場合
の作用を説明する。

まず、第１図に示すように、スリーブ18を分度器22が
上になるようにしてダイス取付穴５に嵌合して当該スリ
ーブ18をダイスブロック２に取付ける。そして、この取
付け状態で、原位置にあるパルスモータ19の回転軸19a
のアーム20が鉛直指標線23に対してどれだけ傾いている
か、即ち傾き角αを分度器22により読取る。この後、ラ
ム６をダイスブロック２側に移動させて、距離センサー
21をパンチ取付穴13内に位置させる。

以上のような準備作業を経て、次に偏心量の測定に移
る。この偏心量測定動作を第３図に示すフローチャート
に従って説明する。まず、作業者が初期条件設定回路27
のダイヤルを操作して傾き角αを入力する。すると、マ
イクロコンピューター26はこの傾き角αを記憶し（ステ
ップS1）、次に駆動回路28に駆動信号を入力して、当該
駆動回路28を介してパルスモータ19の回転軸19aひいて
はアーム20を90度回転させる（ステップS2）。回転軸19
aが90度回転すると、そのときの距離センサー21が測定
したパンチ取付穴13の内周面との距離を記憶する（ステ
ップS3）。このパルスモータ19の回転軸19aを90度回転
させ、その度に距離センサー21による測定値を記憶する
という動作を、回転軸19aが360度回転（１回転）するま
で計４回繰返す（ステップS2〜S4の繰り返し）。そし
て、距離センサー21の測定値を記憶する動作を４回実行
すると、マイクロコンピューター26は次にその記憶した
測定値からダイス取付穴５に対するパンチ取付穴13の偏
心量及びその偏心の方向を演算する（ステップS5）。こ
の演算は具体的には次のようにして行われる。即ち、
今、第４図に示すように、第１回目の距離センサー21の
測定値（回転軸19aが原位置から90度回転したときの測
定値）をａ、第２回目の測定値（回転軸19aが原位置か
ら180度回転したときの測定値）をｂ、第３回目の測定
値（回転軸19aが原位置から270度回転したときの測定
値）をｃ、第４回目の測定値（回転軸19aが原位置に戻
ったときの測定値）をｄとする。すると、マイクロコン
ピューター26は、X0＝（ａ−ｃ）/2、Y0＝（ｄ−ｂ）/2
の演算を実行する。このようにして求めたX0及びY0は、
回転軸19aが原位置にあるときに当該回転軸19aの中心を
通りアーム20の指向方向に延びる線ＭをＹ軸とし、回転
軸19aの中心（ダイス取付穴５の中心）を通って線Ｍと
直交する線ＮをＸとした座標系において、パンチ取付穴
13の中心が存在する座標値に外ならない。

この座標系での座標値では作業者がパンチホルダー７
を鉛直方向及び水平方向に夫々どれだけ動かしたらパン
チ取付穴13をダイス取付穴５に同心とすることができる
か分からないので、次にマイクロコンピューター26は上
述のようにして求めた座標値（X0,Y0）を、回転軸19a
（ダイス取付穴５）の中心を通る鉛直線Ｐ（鉛直指標線
23と一致）をＹ軸とし回転軸19aの中心を通る水平線Ｑ
をＸ軸とする座標系での座標値（X1,Y1）に置換する演
算を実行する（ステップS6）。このX1及びY1は具体的に
は、X1＝（X0・COSα−Y0・SINα）、Y1＝（X0・SINα
＋Y0・COSα）なる演算式により求められる。

さて、上述のようにして（X1,Y1）が求められると、
マイクロコンピューター26は、X1をダイス取付穴５に対
するパンチ取付穴13の水平方向の偏心量として、及びY1
をダイス取付穴５に対するパンチ取付穴13の鉛直方向の
偏心量として夫々表示器29に表示する（ステップS7）。
そこで、作業者は、調節ボルト17を回転操作してパンチ
ホルダー７をY1だけ上下（鉛直方向）に移動させると共
に、円形カム16を回動操作してパンチホルダー７をX1だ
け矢印Ｂ方向（水平方向）に移動させ、以てパンチ取付
穴13がダイス取付穴５に対し同心となるように調節す
る。この後、ダイス取付穴５にダイス４を嵌合して取付
けると共に、パンチ取付穴13にパンチ12を嵌合して取付
けるものである。

このように本実施例によれば、ダイス取付穴５に対す
るパンチ取付穴13の偏心量及びその偏心の方向を直接測
定することができるので、後はその測定結果に基づいて
パンチホルダー７を上下及び左右の各方向に移動させれ
ば、パンチ取付穴13をダイス取付穴５に対して、ひいて
はパンチ12をダイス４に対して同心に取付けることがで
きる。従って、ダイス４とパンチ12とを同心に取付ける
ためのいわゆる段取作業を簡単且つ短時間で行うことが
でき、ヘッダー加工機の稼働率を上げることができる。

尚、上記実施例ではスリーブ18をダイス取付穴５に嵌
合するようにしたが、ダイスブロック２が上下左右に位
置調節可能であれば、スリーブ18をパンチ取付穴13に嵌
合し、パンチ取付穴13に対するダイス取付穴５の偏心量
及びその偏心方向を測定するようにしても良い。また測
定結果に基づいて例えばパンチホルダー７を動かす場
合、調節ボルト17及び円形カム16によらずとも、ボルト
8,9及び袋ナット11を少し緩めた状態で本槌でパンチホ
ルダー７を叩くことにより該パンチホルダー７を移動さ
せるようにしても良く、その移動量は例えばダイヤルゲ
ージにより測定するようにしても良い。

その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定
されるものではなく、例えばヘッダー加工機に限らず、
ダイスとパンチとの偏心量を測定する場合に広く適用で
きる等、要旨を逸脱しない範囲で種々偏光して実施する
ことができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明のパンチとダイ
スの偏心量測定装置によれば、パンチを取付けるための
パンチ取付穴とダイスを取付けるためのダイス取付穴と
の偏心量及びその偏心の方向を直接測定することができ
るので、パンチとダイスとの心合せ作業を簡単且つ短時
間で行うことができ、機械の稼働率を上げることができ
るという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は偏心量
測定状態で示す縦断側面図、第２図は電気的構成を示す
ブロック図、第３図は偏心量測定のフローチャート、第
４図は偏心量測定の原理を説明するための縦断正面図、
第５図（ａ）および（ｂ）は夫々ダイスブロック及びパ
ンチホルダーの縦断側面図、第６図はパンチホルダーの
正面図、第７図はダイスブロックの正面図である。 図中、２はダイスブロック、４はダイス、５はダイス取
付穴、７はパンチホルダー、12はパンチ、13はパンチ取
付穴、16は円形カム、17は調節ボルト、18はスリーブ
（取付具）、19はパルスモータ、20はアーム、21は距離
センサー、26はマイクロコンピューター（処理装置）、
29は表示器である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パンチ取付穴に取付けられるパンチとダイ
   ス取付穴に取付けられるダイスとの偏心量を測定するも
   のにおいて、前記パンタ取付穴及びダイス取付穴のうち
   の一方の取付穴に嵌合される取付具と、この取付具に回
   転軸が当該取付具と同心となるように設けられたモータ
   と、このモータの回転軸に取付けられ前記パンチ取付穴
   及びダイス取付穴のうちの他方の取付穴内に挿入されて
   当該他方の取付穴の内周面との間の距離を測定する距離
   センサーと、前記モータの回転角及びその回転角に対応
   した前記距離センサーの測定値からパンチ取付穴とダイ
   ス取付穴との偏心量及びその偏心の方向を演算する処理
   装置とを具備してなるパンチとダイスとの偏心量測定装
   置。