JP2700057B2 - 穿孔装置 - Google Patents

穿孔装置

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JP2700057B2
JP2700057B2 JP24465195A JP24465195A JP2700057B2 JP 2700057 B2 JP2700057 B2 JP 2700057B2 JP 24465195 A JP24465195 A JP 24465195A JP 24465195 A JP24465195 A JP 24465195A JP 2700057 B2 JP2700057 B2 JP 2700057B2
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政計 柿本
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ユーエイチティー株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パンチングによっ
て穿孔する穿孔装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、特開昭63−267195号公報
に開示したもののようにコ形をする支持部の上半部、下
半部に相対してパンチとダイとを備えたパンチユニット
をそのパンチとダイとが基準面を挟むように対向させて
X軸方向に一例に複数個並列状にセットし、そのパンチ
ユニット各々に形状を異にするパンチを装設し、ワーク
の移動とパンチの作動とを制御してパンチを打動するよ
うにした先行技術がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この先行技術ではパン
チユニット各々に形状を異にするパンチを一個宛支持し
た構造になっているため、ワークに散在する色々な形状
の孔を穿孔する穿孔能率に自ずと限界があるし、同じ形
状の孔多数を穿孔するにも時間がかかり、ワークの種類
によって異なる穿孔パターンに応じた使用にも限度があ
るし、更には一枚のワークから後工程で多数個取りされ
る板材(チップ)ごとに所定形状の穿孔を行うにも非能
率であるし、今日精密化、小型化する半導体チップ等の
精密機器のようにサイズ、孔間隔、孔の大きさどれをと
ってもより小形で緻密化するワーク穿孔に対して充分即
応できない。また、打動間のパンチの戻りをスプリング
で遂行させているため、打動初期時の反発力が弱くとも
打動終期時に大きな反発力を生成し、打動時に打動手段
とプランジャー(パンチを支持する部材)とに大きな力
を発生させてしまう。これでは大きな打動エネルギーを
必要とするばかりでなく、打動力と反発力が集中する打
動手段の打動端(ハンマー等)とプランジャー(パンチ
を支持する部材)とに耐久性を劣化させる変形衝撃力を
発生させてしまう。更に、セラミックグリーンシートの
ような柔らかく粘性のあるワークが穿孔対象になってい
る場合、パンチで打抜いた後のその打抜きチップがパン
チに付着したまま次に穿孔を継続しワークの穿孔を阻害
したり、シート裏面に付着しシートに孔詰まりをきたす
ようになる。このようになるとワークを傷付け、連続的
な穿孔が行えない。このようなパンチに付着したり、シ
ート裏面に付着する打抜きチップを回収する手段はダイ
に形成したエアー路からのエアーの噴出しとダイ下方か
らのバキュームとを併用することになる。即ち、ダイの
打抜き孔の進入するパンチにエアーを側方から噴出し、
それと併行した下方向への吸引によってパンチに付着す
る打抜きチップを剥離するのである。しかし、上記のよ
うに柔らかく粘性のあるワークは打抜きチップの付着力
が非常に大きく、その付着チップが剥離しないことがあ
り、回収が万全ではなかった。
【0004】本発明は上記従来事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とする処は同一形状の多孔の集中穿孔や
形状を異にする多孔の集中穿孔、異なる径の孔ごとに一
個宛て順次穿孔していく基本穿孔等バラエティーに富ん
だ穿孔がワークの穿孔パターンによって選択でき、しか
もパンチに付着したり、シート(ワーク)に付着する打
抜きチップに接近した真上の位置から復動時毎に高圧エ
アーを噴出して付着チップの剥離が確実に行え、更に打
動手段による打動初期時と打動終期時の反発力を一定化
することによって打動手段とプランジャー(パンチを支
持する部材)との間に生じる力を一様にして耐久性を向
上させることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に講じた技術的手段は、請求項1は下端にパンチを備え
た穿孔具を穿孔ホルダーに縦横に接近させて多数本上下
動可能に支持させ、その穿孔具内に中空な圧力タンク用
の空間を形成し、その空間に連通して常時その空間にエ
アーを供給し且つ穿孔具を常時退動側に付勢する復動用
エアー路を設け、前記各穿孔具を復動用エアー圧よりも
高い圧力で打動する打動手段に連絡すると共に、前記空
間からパンチ近傍の穿孔具外面に開孔するエアー噴出路
を形成し、エアー噴出路の出口を含んでパンチを包囲す
る軟質弾性樹脂材料で形成したストリッパを、その穿孔
具の下端に設け、そのストリッパに打動時のワークで塞
がれるパンチ孔をそのパンチと対向して開孔し、パンチ
打動時に加圧される所定以上の復動用エアー圧をリーク
する圧力調整手段をエアー供給源との間に設け、且つ所
要の穿孔データに基づいて掴持するワークをパンチ下に
移動させるX、Y方向移動可能な移動部と前記打動手段
とを制御して所望の穿孔位置で所望パンチを打動させる
制御部を備えていることを要旨とする。また、請求項2
は、請求項1記載の打動手段がソレノイドを打動源とす
るものであることを要旨とする。そして、請求項3は、
請求項1記載の打動手段がリニアモータを打動源とする
ものであることを要旨とする。更に、請求項4は、請求
項1乃至3いずれかに記載の穿孔具は形状を異にするパ
ンチを備えたもの数体を一群として、穿孔具ホルダーに
複数にブロック化して設けられていることを要旨とす
る。
【0006】上記技術的手段によれば、下記の作用があ
る。 (請求項1)制御部の所要データによって穿孔位置、パ
ンチの形状に基づく移動部の移動と各パンチを選択打動
させる打動手段とを制御する。そのため、制御部の制御
によって所望するパンチ直下に所望穿孔位置が位置する
ようにワークを移動部がX方向、Y方向に移動させ、ま
たパンチはワークの所望穿孔位置が直下に達するとその
位置に所望形状の孔を穿孔する。各パンチは近接して多
数本縦横列に支持されているため、同一形状の孔の集中
穿孔はもとより、異なる径の孔の集中穿孔、異なる形状
の孔の一個宛順次穿孔等の穿孔作業が所要のデータに基
きワークの穿孔パターンに合わせて行うことが可能とな
る。また、穿孔具を常時退動側に付勢する復動用エアー
路からのエアーの一部が圧力タンクに供給されて常時圧
力タンク内を所定圧に維持している。そのため、打動時
にワークで塞がれるストリッパ内にそのストリッパを弾
性的に拡開変形させながら圧力タンクから高圧な所定圧
のエアーが供給される。そして、パンチが復動する時に
開放されるパンチ孔からストリッパ内の所定圧のエアー
が瞬時に噴き出し、パンチに付着したりワーク裏面に付
着している打抜きチップを剥離させ、ダイの打抜き孔か
ら落下させる。この時、従来例記載のバキューム装置を
併用する。その際、パンチの打動数に関わらず常に所定
圧の高圧なエアーを復動時のパンチに向けてストリッパ
のパンチ孔から一気に噴き出すため、付着チップの剥離
が確実である。更に、穿孔具の復動を常時退動側に付勢
するエアーの圧力で行っており、スプリング等の復動手
段のように復動力が経年変化することがなく、常時安定
した復動が行える。そして、打動時に圧縮される復動用
エアー路内の所定以上の加圧エアー圧は圧力調整手段で
リークされる。そのため、ストロークに関係なくパンチ
は一定の復動力のエアー圧で支えられることになり、打
動時に打動手段内や打動端と被打動端同士に大きな衝撃
を与えることがなくなる。 (請求項2)請求項1に加えて、ソレノイドは、エアー
打動源のような流路抵抗によるエネルギー損失がない。 (請求項3)請求項1に加えて、リニアモータは、スト
ローク制御、速度制御が自在である。ワークの断面形状
等に合わせて近くからの穿孔が行うことができる。 (請求項4)請求項1乃至3に加えて、例えばセラミッ
クグリーンシートから6個や8個取り等される板材にス
ルーホール穿孔を行うに際して、それに対応するブロッ
ク内の所定形状のパンチを選択して同時に打動し、次に
セラミックグリーンシートをXまたはY方向に移動させ
てブロック内の所定形状の他のパンチを選択して同時に
打動するように、セラミックグリーンシートのXまたは
Y方向への移動と、ブロック内の打動パンチとの選定で
もってセラミックグリーンシートから6個や8個取り等
される各板材に所定種々形状のスルーホールを効率良く
穿孔できる。
【0007】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1乃至図3は本実施の形態の穿
孔装置を示している。
【0008】穿孔装置Aは、機台1、作業テーブル2、
穿孔具ホルダー3、その穿孔具ホルダー3で着脱可能に
支持される穿孔具4、X移動機構5a、Y移動機構5bに連
係されワーク100 を掴持してX方向、Y方向に移動させ
る移動部5、穿孔具4に連絡したエアー供給源6、打動
手段200 、制御部7等からなっている。
【0009】穿孔具ホルダー3は、図1に示すように中
間部にワーク100 の搬送空間101 を確保した正面視コ型
の支持杆13の上半部13先端に設けられており、その支持
杆13の下半部13a’を機台1の一側部分に固定すると共
に穿孔具ホルダー3に対向する支持杆13の下半部13a’
の先端には、作業テーブル2が配設されている。
【0010】機台1は、その上面にX移動機構5a、Y移
動機構5bに連係されワーク100 を掴持してX方向、Y方
向に移動させる移動部5を備えている。
【0011】X移動機構5aは、図2に示すようにY方向
に平行する2本の案内部15、15に跨がって嵌合された台
25一側端にサーボモータ35を取付け、該サーボモータ35
を台25上他側端で回転可能に軸支されたネジ45に連結す
ると共に、そのネジ45にワークホルダー55aを有する移
動体55を螺嵌して構成して、サーボモータ35の駆動によ
るネジ45の回転で移動体55がX方向に移動させるように
なっており、またY移動機構5bは、機台1に設けたサー
ボモータ65に連結するネジ75を上記台25に螺嵌して構成
して、サーボモータ65の駆動によるネジ75の回転で台25
自体が案内部15、15上をY方向に移動させるようになっ
ている。
【0012】穿孔具ホルダー3は、前記支持杆13の上半
部13a先端に設けたブラケット8で支持され、ブラケッ
ト8に開孔された孔18に連通する連通孔23…を縦横列に
多数開孔し、その連通孔23にスリーブ33を嵌着固定して
そのスリーブ33内に穿孔具3用の嵌挿孔43を形成してい
る。尚、嵌挿孔43は縦横列に一列ではなく3孔等複数孔
を1ブロックとして開孔してあっても良いものである
し、碁盤目状に互いに接近させて開孔してあっても良い
ものである。
【0013】嵌挿孔43は、上下に連通して大径孔部43a
と小径孔部43bとを形成し、その大径孔部43aと小径孔
部43bとの間に戻しバネ9を載置する段部43cを段設形
成している。
【0014】穿孔具4は、シリンダ14の上部開口をエア
ー供給源6に連絡すると共にシリンダ14の下部開口を外
ネジ24aを有する閉塞金具24で被蓋し、シリンダ14内部
にシリンダロッド34を閉塞金具24から摺動可能に嵌挿
し、そのシリンダロッド34の頭部34aと閉塞金具24との
間のシリンダ14部分にシリンダロッド34を常時復動側に
付勢する復動用エアー路10を連絡し、そのシリンダロッ
ド34先端にカップリング44を介してハンマー54を接続す
ると共に、そのハンマー54にパンチ74を備えたプランジ
ャー機構64が取付けられた構造になっている。符号200
は打動手段であり、この打動手段200 は前記エアー供給
源6と、エアー供給源6と穿孔具4とを連絡するエアー
供給路6’と、そのエアー供給路6’に設けた電磁弁
(図示せず)と、前記するシリンダ装置等からなり、後
述する制御部(マイクロコンピューター)7に連絡され
て、制御部7の指令でもって所望の穿孔具4にエアーが
選択供給可能になっている。また、符号84は前記閉鎖金
具24を嵌合支持して穿孔具4三体を1ブロックとして穿
孔具ホルダー3に取付ける取付板、84aはその取付ネジ
である。
【0015】プランジャー機構64は、上端開口にハンマ
ー54の外周面に螺合する接続ネジ94aを有し、下端にパ
ンチ74の支持孔74aを備えた内部中空なプランジャー94
と、そのプランジャー94を上下方向に案内するリテーナ
ー104 と、プランジャー94で支持される前記パンチ74と
を備えている。
【0016】リテーナー104 は、前記嵌挿孔43の大径孔
部43aに対応する大径筒部104 a、小径孔部43bに対応
する小径筒部104 bとを連設した筒状を呈し、その大径
筒部104 aと小径筒部104 bとに微細径のボール105 …
を内外に突出させて散在状で且つ回転可能に支持してな
り、その大径筒部104 aと小径筒部104 bとの境界段部
104 c と前記段部43cとの間に前記戻しバネ9が介在さ
れている。
【0017】前記ボール105 …は0.6mm程度の直径
を有する鋼球であり、リテーナー104 の内外周面から内
側及び外側に向けて0.1mm程度突出させた状態で回
転可能に支持してある。
【0018】プランジャー94は、上端開口内周を前記ハ
ンマー54に螺合させると共に下端域にパンチ74の支持孔
74aを開孔すると共に圧力タンク用の空間94bを有する
内部中空状とし、上記リテーナー104 の大径筒部104
a、小径筒部104 bに対応して上半部に大径軸部94c
を、下半部に小径軸部94dを連続形成した外観形状にな
っており、下端にストリッパ114 を備えている。
【0019】パンチ74は、パンチ径を100 ミクロン以下
を主とし、上記支持孔74aに嵌合され、プランジャー94
の外側から横設した止め孔94eに螺合する止めネジ94f
で先部をプランジャー94から突出させた状態で止めてあ
る。
【0020】前記するリテーナー104 は、そのボール10
5 …が嵌挿孔43の大径孔部43a内周面、小径孔部43b内
周面に摺接可能となるように内嵌され、前記プランジャ
ー94は、その大径軸部94cと小径軸部94dが前記ボール
105 …を僅かに弾性変形させた状態でリテーナー104 の
大径筒部104 a 、小径筒部104 bに摺動可能に内嵌さ
れ、前記スリーブ33上端内面に突設したストッパー300
で上方に抜けないようになっている。
【0021】尚、本実施の形態では1ブロックごとにお
ける穿孔具4三体のパンチ間隔を12.5 mmにしてい
る。
【0022】また、プランジャー機構64には、前記復動
用エアー路10に連通するようにシリンダロッド34、ハン
マー54に連続してプランジャー94の内に圧力タンク用の
空間94bに連通するエアー流路124 を形成すると共に、
前記支持孔74aの回りにパンチ74に沿うエアー噴出路13
4 を設け、そのエアー噴出路134 の出口134 aをプラン
ジャー94下端で開口して復動用のエアーの一部がエアー
流路124 、エアー噴出路134 を介してストリッパ114 内
に入り込むようになっている。
【0023】ストリッパ114 は、軟質樹脂等の弾性材料
で袋状に形成され、パンチ74及びエアー噴出路134 の出
口134 aを包囲するようにして開放縁をプランジャー94
下端に係脱可能に係止され、パンチ74に対向する底部分
にパンチ孔114 aを開孔している。
【0024】作業テーブル2は、上面をワーク100 の移
動する基準面とし、パンチ74と対向して多数のダイ12が
交換可能に面一状に嵌合され、そのダイ12の打抜き孔12
aは打ち抜きチップを回収するバキューム装置(図示せ
ず)に連絡されている。
【0025】また、前記復動用エアー路10各々には、パ
ンチ打動時に加圧される所定以上の復動用エアー圧をリ
ークする圧力調整手段10a…をエアー供給源6に連絡す
るエアー供給路6’…各々に設けている。
【0026】この圧力調整手段10a…は、パンチ74を有
するプランジャー94の設定ヒット(打動)を損なわずに
応答させる必要以上の加圧力をリークする圧力調整弁で
あり、これによって打動時のプランジャー94に打動始端
と打動終端に関わらず同一の復帰力を与えるようにな
る。
【0027】前記制御部7は、予めRAMに記憶されワ
ーク100 の穿孔位置データ、各穿孔位置打動時のパンチ
形状のデータ、基準点から所定パンチ直下にワーク100
を移動させる移動部5の移動、停止データに基づいて制
御するようになっている。即ち、移動部5でワーク100
を移動させながら複数本の同一形状のパンチ74…を時間
差をおいて打動して、ピッチ間隔が同じ同一形状の穿孔
やピッチ間隔が異なる同一形状の穿孔を集中して行った
り、同様にワーク100 を移動させながら複数本の異なる
形状のパンチ74…で時間差をおいて打動して、形状が各
々異なる孔の集中穿孔等をプログラムの入れ替えで行う
ことができるし、所定穿孔位置(丸孔用穿孔位置)に丸
孔だけをその穿孔に該当するパンチ74で穿孔し、次に角
孔、更に小丸孔、その後、楕円孔という具合に順次ワー
クを移動部5で移動させながら一個宛穿孔していくこと
も勿論できる。また、図2に示するようにワーク100 で
あるセラミックグリーンシートから6個や8個取り等さ
れる板材100 aにスルーホール穿孔を行うに際して、そ
れに対応するブロック内の所定形状のパンチを選択して
同時に打動し、次にセラミックグリーンシートをXまた
はY方向に移動させてブロック内の所定形状の他のパン
チを選択して同時に打動するように、セラミックグリー
ンシートのXまたはY方向への移動と、ブロック内の打
動パンチとの選定でもってセラミックグリーンシートか
ら6個や8個取り等される板材に所定種々形状のスルー
ホールを効率良く穿孔することもできる。
【0028】また、上記データはティーチングによって
行っても良いものである。この場合には作業テーブル2
サイド上において穿孔具4群に隣設して設置したオフセ
ット顕微鏡によって行う。穿孔マークとパンチ形状のテ
ィーチングを行うには、ワーク100 を基準点からX方
向、Y方向に移動させながら各穿孔マークをオフセット
顕微鏡の中心に順次合わせた状態でその穿孔マークに穿
孔する孔形状に該当する形状のパンチ74…のティーチン
グとそのティーチングされたパンチのみが打動するよう
にエアー供給源6の制御を選択的にティーチングしてい
く。
【0029】斯様な構成になっている穿孔装置は、エア
ー供給源6を駆動させて穿孔具4にエアーを供給する
と、圧搾エアーによってシリンダロッド34が押動されプ
ランジャー94が下降してワーク100 に付設された穿孔マ
ーク(図示せず)を打ち抜く。また、圧力タンク内には
打動の度に復動用の圧搾空気の一部がその都度供給され
加圧される。ストリッパ114 は、ワーク100 で圧潰され
てパンチ孔114 aが閉孔されることと併行して内部に圧
力タンク内の所定圧の高圧のエアーがエアー噴出路134
を介して進入し、穿孔具4復動時に開くパンチ孔114 a
からパンチ74やワーク100 裏面に付着する付着チップに
向けて内部のエアーを一気に噴き出し、バキューム装置
(図示せず)とでその付着チップをダイ12の打抜き孔12
aから落下させ、回収する。更に、プランジャー94とハ
ンマー54との打動点や、打動手段200 内、詳細にはシリ
ンダ装置内に一定の衝撃を与えるようになり、打動初期
時の反発力に対して打動終期時の反発力が変化(大きく
変わる)する従来技術のように、シリンダ装置の内部や
ハンマー54とプランジャー94との打動点に大きな衝撃を
与えるようなことがなくなり、耐久性を向上できる。
【0030】また、打動手段200 として図3の2点鎖線
で示すようにエアーで行うものに代えて前記シリンダ装
置のシリンダロッド34を直接打動するソレノイド201
や、リニアモータ202 を打動源として使用しても良いも
のである。
【発明の効果】本発明は以上のように構成したから、下
記の利点がある。 (請求項1)縦横に多数支持した複数のパンチの中から
打動するパンチを選択できるようにしているから、ワー
クの穿孔パターンに最適なパンチング作業が短時間で且
つ効率的に行える。しかも、パンチを縦横に近接して多
数支持して穿孔過程でのワークの移動量が少なくなるよ
うにしているから、パンチング作業の大幅なアップを図
ることができ、ピッチ間隔が小さい穿孔に最適である。
更に、穿孔具を常時退動側に付勢する復動用エアー路か
らのエアーの一部が圧力タンクに供給されて所定圧に維
持されているから、例えヒット数が少なくて圧力タンク
内のエアーがリークする場合でも付着チップの剥離が確
実に行えるばかりでなく、穿孔具の復動を常時退動側に
付勢するエアーの圧力で行っており、スプリング等の復
動手段のように経年変化することがないため、常時安定
した復動が行え、また圧力タンク用の空間によって軽量
になることから、高速穿孔に好都合である。また、打動
時に圧縮される復動用エアー路内の所定以上の加圧エア
ー圧は圧力調整手段でリークするようにしたから、打動
時にはプランジャー(パンチを支持する支持部材)を上
昇させるに必要な一定な反力とそれに抗する所定の打動
力とにより衝撃を打動手段内や打動端と被打動端同士と
に作用させるに止まるようになって打動力が一定で弱い
もので済むことになり、優れた性能を安定して発揮し、
耐久性に秀でた穿孔装置を提供することができる。 (請求項2)しかも、その打動手段としてソレノイドを
打動源とした結果、エアーを打動源として使用した場合
と比べて設備コストの低廉化に寄与することが可能とな
る。 (請求項3)また、打動手段としてストローク制御、速
度制御が可能なリニアモータを打動源とした結果、穿孔
対象となる平板状のワークのみならず、凹凸を有した
り、一部分に段部を有するワークのその凸部や段部を避
けながらワークに近い位置からの穿孔が可能となり、ワ
ークの形状に合わせて短時間で効率的な穿孔が行える。 (請求項4)しかも、穿孔具は形状を異にするパンチを
備えたもの数体を一群として、ワークであるセラミック
グリーンシート等の対象物から数分割される板材(後工
程でカットされる)の分割数に対応した複数にブロック
化した状態で穿孔ホルダーに支持されているため、板材
ごとに所定種々形状のスルーホールを穿孔するのが効率
的に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】穿孔装置の正面図。
【図2】同平面図。
【図3】要部の部分拡大断面図で一部切欠して示す。
【符号の説明】
74 :パンチ 3 :穿孔ホルダー 10 :復動用エアー路 20 :打動手段 4 :穿孔具 134 :エアー噴出路 134 a:出口 114 :ストリッパ 100 :ワーク 10a:圧力調整手段 7 :制御部 201 :ソレノイド 202 :リニアモータ A :穿孔装置 6 :エアー供給源 114 a:パンチ孔 94b:圧力タンク用の空間

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下端にパンチを備えた穿孔具を穿孔ホルダ
    ーに縦横に接近させて多数本上下動可能に支持させ、そ
    の穿孔具内に中空な圧力タンク用の空間を形成し、その
    空間に連通して常時その空間にエアーを供給し且つ穿孔
    具を常時退動側に付勢する復動用エアー路を設け、前記
    各穿孔具を復動用エアー圧よりも高い圧力で打動する打
    動手段に連絡すると共に、前記空間からパンチ近傍の穿
    孔具外面に開孔するエアー噴出路を形成し、エアー噴出
    路の出口を含んでパンチを包囲する軟質弾性樹脂材料で
    形成したストリッパを、その穿孔具の下端に設け、その
    ストリッパに打動時のワークで塞がれるパンチ孔をその
    パンチと対向して開孔し、パンチ打動時に加圧される所
    定以上の復動用エアー圧をリークする圧力調整手段をエ
    アー供給源との間に設け、且つ所要の穿孔データに基づ
    いて掴持するワークをパンチ下に移動させるX、Y方向
    移動可能な移動部と前記打動手段とを制御して所望の穿
    孔位置で所望パンチを打動させる制御部を備えているこ
    とを特徴とする穿孔装置。
  2. 【請求項2】前記打動手段がソレノイドを打動源とする
    ものであることを特徴とする請求項1記載の穿孔装置。
  3. 【請求項3】前記打動手段がリニアモータを打動源とす
    るものであることを特徴とする請求項1記載の穿孔装
    置。
  4. 【請求項4】前記穿孔具は形状を異にするパンチを備え
    たもの数体を一群として、穿孔具ホルダーに複数にブロ
    ック化して設けられていることを特徴とする請求項1乃
    至3いずれかに記載の穿孔装置。
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