JP2810459B2

JP2810459B2 - 板材位置決め装置

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Publication number: JP2810459B2
Application number: JP1325777A
Authority: JP
Inventors: サルトリオフランコ; スカヴィノマリオ
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: FR2640532B1; SE8904205D0; DE3941551A1; GB2231828A; SE8904205L; IT8868116A0; GB8928420D0; FR2640532A1; KR900009210A; JPH02258124A; IT1223999B; CH680992A5; US5149072A; GB2231828B

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は板材位置決め装置に関し、特に、板材加工
機の加工ヘッドに対して種々の大きさの板材を高速度で
移動し位置決めすることのできる板材位置決め装置に関
する。

（従来の技術）板材の切断あるいはへり曲げのために、パンチング工
作機械あるいはヘミング工作機械の如き機械的工作機械
及び、プラズマ加工機械あるいはレーザ加工機械の如き
熱的工作機械が使用されている。

前記の如き工作機械において、切断線に沿って板材を
加工する際には、静止した板材に対して工作機械の加工
ヘッドを移動させるよりも、工作機械の加工ヘッドに対
して板材を移動させる方が便利である。

このように、加工ヘッドに対して板材を移動位置決め
する際には、加工される板材を適宜の把持手段により把
持する（前記において板材は一般に種々のサイズの矩形
形状を有する）。すなわち、一組の把持手段が板材の一
端縁を把持し、例えば、垂直又は近似的に垂直な板材供
給を行う加工機械の場合には所定の垂直位置における加
工ヘッドの近傍に当該板材を、移動し位置決めする。ま
た水平方向に板材供給を行う加工機械の場合には、前記
把持手段は、板材を水平方向に移動させるとともに、板
材の垂れ下がりを防止するために加工ヘッドの周辺に配
置したボール付テーブルの上で、加工ヘッドの近傍に板
材を位置決めする。

このような板材位置決め方法は従来、極めて有効であ
った。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、サーボ機構あるいは機械制御装置が改
良され、大きな移動速度及び大きな加速度で、前記把持
装置が移動できるようになっている現在においては、前
記の如き板材位置決め方法は実用的ではない。すなわ
ち、前記の如き板材位置決め装置により薄い板材を把持
し、移動・位置決めした場合には板材の把持状態を最適
に制御することは困難である。すなわち、板材位置決め
装置が高速で移動する場合には、板材位置決め装置によ
り支承された板材端縁の反対側の端縁及び、側端縁が板
材位置決め装置等から離反しはね上がってしまう恐れが
あったのである。

さらに、現在使用されている板材把持装置は、ジョー
のうちの一方が固定され他方はこれに対して回転自在に
支承されており、且つ、相互に対向する態様で配置され
た一対の挺部材を備えている。そして、前記可動側のジ
ョーは、当該一対のジョーを開閉するための駆動力を与
えるための空気圧又は流体圧アクチュエータによって駆
動されるようになっている。しかしながら、このような
把持装置は、比較的大型になってしまう問題点がある。
また、比較的長いジョーが必要となる場合には、その剛
性が著しく低下し、信頼性が失われる問題点がある。

さらに、前記の如き板材把持装置は大きな把持力で把
持できないので板材に対する把持圧力が低く、把持され
たステンレス鋼の如き板材が把持装置から離脱し、板材
及び把持装置自体が著しく損傷を受けるという問題点が
あった。

この発明はこのような従来の技術的な問題点に鑑みて
成されたものであって、その目的とするところは、板材
を高速で移動させても、支承された板材の把持端縁と反
対側の端縁、及び側端縁が板材把持装置から離反し、飛
び跳ねる恐れがない板材位置決め装置を提供することで
ある。なお、ここでいう高速移動とは、1m/sの程度の速
度及び10m/s²の程度の加速度による移動をいう。

本願発明の他の目的は、種々の大きさの板材を確実に
把持することができ、板材を高速で移動した場合にも、
板材が変形する恐れのない板材把持装置を提供すること
である。

（課題を解決するための手段）前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明の請求項１
の記載に係る発明は、板材加工機に対して接近離反する
Ｙ軸方向へ移動自在に設けた軌道部材に支持れた第１支
持部材を、前記Ｙ軸方向に対して直交するＸ軸方向へ移
動自在に設け、上記第１支持部材にＸ軸方向に離隔して
支持された第2,第３の支持部材を前記Ｙ軸方向に延伸し
て設け、上記第1,第2,第３の支持部材に、当該第1,第2,
第３の支持部材によって三方向を囲繞された板材を三方
向から把持自在の第1,第2,第３の板材把持装置をそれぞ
れ設けた構成である。

請求項２の記載に係る発明は、請求項１に記載の発明
において、第２の支持部材を、第３の支持部材に対して
接近離反する方向へ移動可能に設けた構成である。

請求項３の記載に係る発明は、請求項１又は２に記載
の発明において、第1,第2,第３の各板材把持装置は、第
1,第2,第３の支持部材から突出した細長い板状のジブ部
材を備え、このジブ部材の先端上面に備えた規制部材に
よって下方向へ押圧される先端部を上方向へ付勢して備
えた弾性部材を、上記ジブ部材の上面に当該ジブ部材の
長手方向へ移動可能に備えた構成である。

（実施例）第１図及び第２図を参照するに、板材加工機械２に対
して加工ヘッド１が設けられている。この加工機械２は
説明を簡単にするためにその一部のみが示されている。
本実施例においては、前記加工ヘッドの一例として、垂
直型パンチング加工機械の加工ヘッドが示されている。
この加工ヘッド１には、一組のパンチ４を搭載したパン
チ支持部材３が着脱自在に設けられている。なお、この
支持部材は回転自在のタレットでもよいものである。

前記パンチ４は、本願発明の一実施例に基づく板材位
置決め装置10によって把持された種々の大きさの矩形板
材５を、所定の手続きにしたがって加工するように構成
されている。また、前記板材位置決め装置10は、周知の
NC装置（図示せず）によって、第１図において矢印Ｘで
示す水平方向及び矢印Ｙで示す垂直方向に、加工ヘッド
１に対して高速度で移動され、当該加工ヘッド１の近傍
に位置決めされるものである。

なお、板材位置決め装置10は、所望により、水平方向
及び、垂直方向から少し傾斜した準垂直方向に移動自在
に構成されてもよいものである。

さらに、前記板材加工機械２には水平方向の板材供給
型加工機械でもよいものである。この場合には、板材位
置決め装置10は、加工ヘッド１の周囲に配置された周知
のボール付テーブル（図示せず）の上で、水平面内にお
ける２方向へ板材５を平行移動することができる。

再び第１図を参照するに、前記板材位置決め装置10
は、相互に直交する方向に延伸した第１支持部材13、第
２支持部材12および、第３支持部材14を備えて成り、こ
の支持部材12、13、14に板材把持手段11が支承されてい
る。

この板材把持手段11は、板材５の、相互に隣接する２
つの辺15、16及び18を同時に把持するように構成されて
いる。好ましい実施例においては、さらに前記板材把持
手段11は比較的長細い、相互に独立な複数の板材把持装
置、すなわち第１板材把持装置20、第２板材把持装置1
9、及び第３板材把持装置119を備えて成る。これらの板
材把持装置20、19、119は、前記支持部材12、13、14に
等間隔で並設されている。

特に、第２板材把持装置19及び第３板材把持装置119
は、前記第２支持部材12及び第３支持部材14に、相互に
平行にかつ対向して等間隔で並設されている。他方、前
記第１板材把持装置20は、前記第２、第３支持部材12、
14を支持すべくＸ軸方向に延伸した第１支持部材13に支
承されている。

すでに述べたように、第１支持部材13は、第２支持部
材12及び第３支持部材14に対して直交する方向に延伸し
て設けられている。すなわち、第２支持部材12及び第３
支持部材14は、板材５の第１図における左右の辺15、18
に平行な軸に沿って前記第１支持部材13から突出する態
様で設けられている。又、前記第１支持装置20は、第１
支持部材13に支承されている点を除いて、第２、第３板
材把持装置19、119と同一の構成を有して成る。

種々の大きさの板材を把持することができるように、
前記第２支持部材12（あるいは第２及び第３支持部材1
2、14）は、Ｘ軸方向に移動自在に第１支持部材13に支
承されている。この第２支持部材12を第１支持部材13に
沿って移動させるために、前記板材位置決め装置10は適
宜の駆動手段を備えて成る。この駆動手段は、第２図に
示すように、例えば、第１支持部材13に支承された周知
のモータ（図示せず）により駆動されるナット・ボルト
型リニア・アクチュエータ22を備えて成る。

このリニア・アクチュエータ22は、第３図及び第６図
に示すように、少なくとも一つの第２板材把持装置19の
前端部に支承された近接検出装置24の如きセンサーによ
り、周知の制御装置（図示せず）を介して、制御される
ものである。

再び第２図を参照するに、前記リニアアクチュエータ
22は又、前記第１支持部材13の底部に設けられており、
前記第２支持部材12（または第２及び第３支持部材12、
14）を、それぞれのガイド部材23に沿って移動するよう
に構成されている。

再び第１図及び第２図を参照するに、この実施例で
は、前記第１支持部材13は、各ガイド部材24に沿ってＸ
軸方向に摺動自在にモータ付き軌道部材25に支承されて
いる。このモータ付き軌道部材25は第１図に示すよう
に、さらに、垂直方向に摺動自在に垂直軌道部材26に支
承されている。

所望により、この垂直軌道部材26は、さらに、パンチ
工具４に対するＺ軸方向の板材位置を調節すべく、前記
Ｚ軸方向に移動自在に設けることもできる。さらに所望
により、前記垂直軌道部材26は垂直軸を中心として回転
自在に構成する事もでき、この場合には、パンチ工具４
に対する板材姿勢を調整することもできる。

さらに又、これらの部材から成る構成全体が、さらに
大きな構成の一部を構成し一層複雑な移動を可能にする
ように構成することも出来る。

再び第１図及び第２図を参照するに、板材把持装置1
9、119、20は、大略板材５の板面に一致する面内におい
て、維持部材12、14及び第１支持部材13の中央部から、
直交する方向に突出して設けられている。より詳細に
は、前記第１板材把持装置20は、Ｘ軸及びＹ軸方向と直
交するＺ軸方向において、第２、第３支持部材12、14の
取付位置と異なった取付位置に、当該第２、第３支持部
材12、14と平行に前記第１支持部材13に設けられてい
る。したがって、前記第１板材把持部材20は、Ｘ軸方向
における第２支持部材12の平行移動を妨害しないもので
ある。

前記第１、第２、第３板材把持装置19、119、20は、
同一構造を有するので以下においては、第２板材把持装
置19の構造のみを、第３図から第７図に基づいて詳しく
説明する。

特に第３図及び第７図に明示されるように、前記第２
板材把持装置19は大略矩形形状を有するジブ部材39を備
えて成る。このジブ部材39には、前記第２支持部材12に
対してそれ自身を取り付けるためのねじ部材あるいは溶
接ビーズの如き取り付け手段（図示せず）が設けてあ
る。また、第４図及び第７図に最もよく示されるよう
に、前記ジブ材39は、上平端面40を備えるとともに先端
部41を備えて成る。

第５図、第７図に示すように、前記先端部41には、横
方向に延伸する段部42が形成されている。この段部42
に、横方向に延伸する溝部43及びこの溝部43に直交する
方向に延伸する中央凹部44に形成されている。この横方
向溝部43は、板材加工機２において使用される板材の最
大板厚を越えない範囲の任意の板厚の板材の端部16を収
容するような十分な深さに構成されている。なお前記溝
方向溝部43の、第７図における下面は、前記ジブ部材39
の下側前端部45の上面に一致する。この下側前端部45
は、前記板材５と接触するように形成されており前記板
材把持装置19の第１把持ジョー（固定ジョー）を構成す
る。

一方、前記中央凹部44には、前記検出装置24の先端部
が収容されるようになっている（なお、検出装置24の後
端部は第３図に示す如く、ジブ部材39の内部に収容され
る）。したがって、前記第２支持部材12が平行移動する
ことにより第２板材把持装置19が、板材５の位置に達す
ると、前記検出装置24が板材５の端縁に接触し検出動作
が行われる。

第４図に最もよく示されるように、前記第２板材把持
装置19は、少なくとも一つのＵ字状弾性部材46を備えて
成る。このＵ字状弾性部材46は、前記ジブ部材39に、長
手方向に摺動自在に支承されている（第７図参照）。よ
り詳細には、前記ジブ部材39の表面部40に、相互に平行
に一対の直線状縦長溝部47が形成されこの溝部47に、一
対のＵ字状弾性部材46が摺動自在にはめ込まれている。

前記Ｕ字状弾性部材46は、相互に対向する上下一対の
角部48、49を備えて成り、この角部48、49は、後述する
如く、Ｕ字状弾性部材46が作動していないときに相互に
離反するように構成されている。

前記Ｕ字状弾性部材46は、前記上側角部48の方が下側
角部49よりも長い非対称形状に形成されている。そし
て、前記Ｕ字状弾性部材46は、前記縦長方向溝47に沿っ
て突出・引込自在に構成されている。

前記上側角部48には、先端にいくにしたがって比例関
係で厚さが増大する先端部50が形成されている。すなわ
ち、前記先端部50はじょうご状の断面形状を有し、第５
図又は第７図においてその天上面に前記第１把持ジョー
45から遠ざかる方向へ屈曲する傾斜面51を形成して成
る。

特に第５図、第６図および第７図を参照するに、前記
横長段部42には、横方向において前記縦溝47に対応する
位置に、縦溝54が形成されている。この縦溝54に、規制
部材53がはめ込まれており、この規制部材53に、前記縦
溝47と対応する底面内に傾斜面52（第５図参照）が形成
されている。

この傾斜面52は、前記第１把持ジョー45の天上面とと
もに、じょうご状溝58（第６図参照）を定める。このじ
ょうご状溝58の内部に、前記Ｕ字状弾性部材46の上側角
部48の先端部50が挿入されている。この上側角部48の先
端部50が、前記板材把持装置19の第２把持ジョー（可動
ジョー）を構成する。すなわち、前記Ｕ字状弾性部材46
がジブ部材39に対して長手方向に移動すると、前記第２
把持ジョー50が前記じょうご状溝58内において前後移動
し、前記Ｕ字状弾性部材の上側角部48が、下側角部49に
対して接近離反する。

特に前記板材把持装置19が作動していないときには、
前記上側角部48と下側角部49の弾性により（それらは相
互に離反する傾向にある）上側角部の先端部（すなわち
第２把持ジョー）50は、第３図、第４図および第５図に
おいて点線で示される位置へ、また第７図において実線
で示される位置へ、前記じょうご状溝59から突出する。

一方、前記上側角部48の先端部（第２把持ジョー）50
が、第１把持ジョー45から遠ざかるように前記Ｕ字状部
材46が平行移動された場合には、前記先端部（第２把持
ジョー）50は、前記ジブ部材39の先端部に設けた規制部
材53に当接し規制される。そして、前記第２把持ジョー
50および規制部材53に形成された傾斜面51、および53の
相互作用により第２把持ジョー50が第１把持ジョー45の
方に押圧され下側角部49の方向に折曲される。

これにより上側角部48は、第１把持ジョー45に対して
固定される。

かくして板材５は、その端縁16が、前記ジブ部材39の
先端部に形成された横溝43（第７図参照）に挿入された
状態で第１把持ジョー45と第２把持ジョー50の間に押圧
固定される。

既に説明したように、前記板材把持装置19の第２把持
ジョーを構成する上側角部48の先端部50は、板材５を把
持すべく前記ジブ部材39の先端部から成る第１把持ジョ
ー45と相互作用するように構成されている。

第５図に最もよく示されるように、板材５の表面に損
傷を与えることがないように、前記Ｕ字状弾性部材46
の、上側角部48と第１把持ジョー45の間には、板バネ部
材60が挿入されている。この板バネ部材60は、例えば前
記Ｕ字状弾性部材46と同様にＵ字形状に形成されてい
る。

この板バネ部材60は、前記縦方向溝47の底部に形成さ
れた歯状突起から成る係止部材61に当接した状態で前記
ジブ部材39に支承されている。この係止部材61は、前記
Ｕ字状弾性部材46の上側角部48の底面63（第５図参照）
に対向し、かつ、前記第１把持ジョー45の前端面に平行
にジブ部材39に形成されている。

したがって、前記板バネ部材60は、前記上側角部48
が、第１把持ジョー45に対して前進移動された場合に、
前記Ｕ字状弾性部材46の上側角部48と共に前進移動する
第２把持ジョーに代わって板材５の表面と当接する。

第４図および第７図に最もよく示されるように、前記
Ｕ字状弾性部材46は、棒部材65より成る摺動駆動部材
（結合部材）により駆動される。この棒部材65は、前記
縦溝47に沿って移動自在に、前記ジブ部材39の基端部に
支承されている。この摺動駆動部材65は、空気圧または
油圧アクチュエータの如き周知のアクチュエータ（図示
せず）により駆動される。このアクチュエータは、前記
ジブ部材39または前記支持部材に支承され板材位置決め
装置10の制御装置により制御される。

再び、第４図を参照するに、前記Ｕ字状弾性部材46
は、容易に取り外せるように、前記摺動駆動部材65に対
して、接続クリップ66で接続されている。より詳細に
は、この接続クリップ46は、前記Ｕ字状弾性部材46およ
び摺動駆動部材65に形成された、相互に対向する鳩尾部
68、69に着脱自在に結合される。すなわち、この接続ク
リップ46は、前記ジブ部材39の第３図における上下端部
に形成された横溝70を介して、前記鳩尾部68、69に嵌め
こまれる。そして、前記横溝70に挿入されるブロック部
材71により固定されるようになっている。

したがって、本実施例においては、Ｕ字状弾性部材41
は交換自在であり、これにより前記板材把持装置19は種
々の型および厚さの板材を把持することができるもので
ある。

次に本実施例の作用を説明する。

まず、前記板材位置決め装置10は、板材把持装置19、
119、20が開口した状態、すなわち、前記第２把持ジョ
ー50がジブ部材39のじょうご状溝58から突出した状態で
保持される。続いて、把持すべき板材５の方向に移動さ
れ、第１図における、板材５の上端縁16および右端縁18
が、それぞれ第１、第３板材把持装置20、119に設けた
ジブ部材39の横溝43に挿入される。続いて、前記第１支
持部材13に沿って第２支持部材12が移動され、板材５の
左端縁15が、第２板材把持装置19に設けたジブ部材39の
横溝43に挿入される。

次いで、前記Ｕ字状弾性部材46が、各ジブ部材39の第
１把持ジョー45に対して後方に移動される。これによ
り、第２把持ジョー50の先端部が、ジブ部材39のじょう
ご状溝部58に引き込まれて、第１、第２、第３板材把持
装置19、119、20が施錠固定される。なおその際、底面
が第１把持ジョー45に当接された板材５と、前記上側角
部48の間に、前記保護用板バネ60を挟んだ状態で上側角
部48が屈曲される。

これにより、板材５は、４つの端縁部の内の３つの端
縁部に沿って確実に板材位置決め装置10に把持される。
したがってX,Y,Z軸方向の移動に対する支持部材12、1
3、14の剛性により板材は、変形を生じること無く、高
速移動できる。

又、前記板材工作機械でのパンチ４を使用して板材加
工を行う際に、板材位置決め装置10を加工ヘッド１の直
下に移動しなければならず、しかも、この場合において
加工ヘッド１が、前記第１、第２、第３支持部材と同一
面内に存在することがある。このような場合に、従来の
構成では、加工ヘッド２と板材位置決め装置10とが干渉
してしまう恐れがあった。しかしながら、本実施例で
は、前記板材５は、第１、第２、第３支持部材13、12、
14から突出した細長い板材把持装置19、119、20によっ
て把持されるので、その恐れがない。

さらに、本実施例の板材把持装置19、119、20は、前
記構成を有するため、相当な長さを有し且つ細いもので
あるにもかかわらず、十分な剛性と把持力を有する。こ
れは、前記板材把持装置19、119、20が、前記摺動駆動
部材65の牽引力によって固定されるようになっているか
らである。すなわち、前記板材把持装置19、119、20の
Ｕ字状弾性部材46には、長手方向の牽引ひずみが印加さ
れ、ジブ部材39には長手方向の圧縮ひずみが印加され、
これらのひずみがあわさって、板材把持装置19、119、2
0の剛性を上げるのである。

加工作業が終了すると、前記アクチュエータを作動す
ることにより、前記摺動駆動部材65が、前記第１把持ジ
ョー45に対して前進移動され、第２把持ジョー50がジブ
部材39のじょうご状溝58から突出され、板材５が解放さ
れる。

また、必要に応じて、前記ブロック部材71および接続
用クリップ部材66を外した後、前記Ｕ字状弾性部材46を
前記縦長溝47から取り出すことにより、前記Ｕ字状弾性
部材71を取り外し交換することができる。

［発明の効果］以上のごとき実施例の説明より理解されるように、本
発明においては、Ｙ軸方向へ移動可能の軌道部材25に第
１支持部材13がＸ軸方向へ移動可能に支持されており、
この第１支持部材13にはＹ軸方向に延伸した第2,第３の
支持部材12,14がＸ軸方向に離隔して支持されており、
かつ上記第1,第2,第３の支持部材13,12,14には、当該第
1,第2,第３の支持部材13,12,14によって三方向を囲繞さ
れた板材５を三方向から把持自在の第1,第2,第３の板材
把持装置20,19,119が設けてあるから、例えば四角形状
に限らない板材であっても三方向から同時に把持するこ
とができるものである。

すなわち本願発明は、板材を三方向から把持するの
で、板材の形状に拘りなく複数箇所を必ず把持すること
ができ、例えば板材をX,Y軸方向へ高速で移動し位置決
めするとき、慣性によって板材把持装置から板材が外れ
ることや板材の変形及び板材のバタ付き等の振動を防止
することができ、板材の移動，位置決めを迅速に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る板材位置決め装置の
正面図、第２図は第１図のII−II線に沿った拡大断面
図、第３図は第１図、第２図の板材位置決め装置に設け
た板材把持装置の、第２図において矢印IIIで示される
方向から見た正面図、第４図、第５図は第３図のIV−IV
線に沿った断面図で第４図は全体図、第５図は一部拡大
図、第６図、第７図は、それぞれ前記板材把持装置の底
面図及び一部切欠斜視図である。 10……板材位置決め装置、12……第２支持部材、13……
第１支持部材 14……第３支持部材、45……第１把持ジョー、46……Ｕ
字状弾性部材 50……第２把持ジョー、53……規制部材

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】板材加工機（２）に対して接近離反するＹ
軸方向へ移動自在に設けた軌道部材（25）に支持された
第１支持部材（13）を、前記Ｙ軸方向に対して直交する
Ｘ軸方向へ移動自在に設け、上記第１支持部材（13）に
Ｘ軸方向に離隔して支持された第2,第３の支持部材（1
2,14）を前記Ｙ軸方向に延伸して設け、上記第1,第2,第
３の支持部材（13,12,14）に、当該第1,第2,第３の支持
部材（13,12,14）によって三方向を囲繞された板材
（５）を三方向から把持自在の第1,第2,第３の板材把持
装置（20,19,119）をそれぞれ設けたことを特徴とする
板材位置決め装置。
【請求項２】請求項１に記載の発明において、第２の支
持部材（12）を、第３の支持部材（14）に対して接近離
反する方向へ移動可能に設けたことを特徴とする板材位
置決め装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の発明において、第
1,第2,第３の各板材把持装置（20,19,119）は、第1,第
2,第３の支持部材（13,12,14）から突出した細長い板状
のジブ部材（39）を備え、このジブ部材（39）の先端上
面に備えた規制部材（53）によって下方向へ押圧される
先端部（50）を上方向へ付勢して備えた弾性部材（46）
を、上記ジブ部材（39）の上面に当該ジブ部材（39）の
長手方向へ移動可能に備えた構成であることを特徴とす
る板材位置決め装置。