JP3219785B2 - パンチプレスの制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパンチプレスの制御シス
テムに関し、詳しくはパンチプレスのプログラミングに
際し、ＮＣプロムグラム上で金型装着ステーションの番
号を示すところの金型コードに代えて金型形状を指定で
きるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】パンチプレス機、例えばタレットパンチ
プレス機では、複数の金型装着ステーションを備えたタ
レットを有し、各金型装着ステーションに任意形状の金
型を装着した上で前記タレットを回転させ、任意の金型
装着ステーションをストライカ直下に割出しつつ前記ス
トライカの作動で任意のプレス加工を行う。ＮＣプログ
ラム上には、タレット上の金型装着ステーションを前記
ストライカ直下に割出すために金型装着ステーション番
号を示す金型（Ｔ）コードが記載される。ＮＣプログラ
ムの記載例を示すと、 Ｇ９２ Ｘ１８３．００ Ｙ１２７０．００ Ｇ９０ Ｘ５００．００ Ｙ４００．００ Ｔ２０１ Ｇ５０ ここに、Ｇ９２はワークの原点位置決めのための準備
（Ｇ）コードを示す。Ｇ９０はワーク位置決めコードを
示す。Ｔ２０１は番号２０１の金型装着ステーションを
ストライカ直下に割出すことを示す。Ｇ５０は原点復帰
を示す。

【０００３】このＮＣプログラムは紙テープにより、ま
たは適宜通信回路を介してタレットパンチプレス機を制
御するＮＣ装置に入力され、ここでコード解析され、ワ
ーククランプ装置やタレット，ストライカ等が駆動制御
される。

【０００４】また、このＮＣプログラムには、所定の金
型装着ステーションに所定形状の金型を装着すべき指示
を出すために、金型装着ステーション番号に装着すべき
金型の形状を対応させた作業指示書が付属され、前記タ
レットパンチプレス機を操作する作業者に手渡される。
作業者は作業指示書の指示の通りに所定の金型装着ステ
ーションヘ所定の金型を装着する。作業者の金型交換作
業を極力少なくするためには、現在装着金型リストがプ
ログラマに手渡され、できるだけ金型交換作業が少なく
なるようプログラミングされる。別のタレットパンチプ
レス機で同様のプレス加工を行う場合には、金型装着状
態が異なるので、金型コードの書き直しが行われる。自
動プログラミング装置によるプログラミングでは、加工
形状を示すＣＡＤデータから自動的にＴ番号を発生させ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来よりのパンチプレスの制御システムにあって
は、ＮＣプログラム上でタレットの金型装着ステーショ
ンを示す金型コード示し、金型コードで指定された金型
装着ステーションを割出す方式であったため、次の通り
の問題点があった。

【０００６】 手動のプログラミングにあっては、金
型装着ステーションに現在装着されている金型リストを
参照しなければならず、また非装着金型に対しては、ど
のステーションにどの金型を装着させるかを人手によっ
て定めなければならず、プログラミングが困難である。

【０００７】 自動プログラミング装置によるプログ
ラミングにあっては、現在装着金型リストを参照してで
きるだけ金型交換作業を少なくするようプログラムでき
るが、機械毎にプログラムが異なり、また金型装着状態
が変化した場合には、プログラムを変更しなければなら
ない。

【０００８】 プログラミング側で金型交換のための
作業指示書を発行することが必要で、また機械の金型装
着状態が変更されれば、プログラムと共に作業指示書も
変更し直さなければならない。

【０００９】このように、従来のパンチプレスの制御シ
ステムにあっては、プログラム上で金型装着ステーショ
ン番号を指定し金型支持台を制御する方式であるため、
プログラミング側で金型交換のための作業指示書を作成
しなければならず、特にプログラミングにおいて作業が
困難であるという問題点があった。

【００１０】そこで、本発明は、プログラミング側で金
型交換のための作業指示書を作成せずとも済み、特にプ
ログラミングにおいて作業が容易となるパンチプレスの
制御システムを提供することを目的とする。

【００１１】

【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、本発明は、複数の金型装着ステーションを備
えた金型支持台を有し、各金型装着ステーションに任意
形状の金型を装着した上で前記金型支持台を移動ないし
回転させ、任意の金型装着ステーションをストライカ直
下に割出しつつ前記ストライカの作動で任意のプレス加
工を行うパンチプレスの制御システムにおいて、ＮＣプ
ログラム上に書かれた金型形状情報を読取る金型形状情
報読取り手段と、該金型形状情報読取り手段で読取られ
た形状の金型が前記金型装着ステーションのうちどの番
号のステーションに装着されているかを判別するステー
ション番号判別手段と、前記ＮＣプログラム上に書かれ
た各金型形状情報に前記ステーション番号判別手段で判
別された金型装着ステーション番号を対応させて所要の
金型を割出し、割出し金型にて所定のプレス制御を行う
プレス制御手段とを備え、前記ステーション番号判別手
段は、各金型におけるパンチボディに備えたパンチヘッ
ドの上面よりも低い上記パンチボディの上面に埋設され
た情報記憶チップに記憶されている金型特性の情報を読
み取るべく前記ストライカの下面に内蔵したセンサと、
前記ＮＣプログラム上に書かれた金型形状と前記情報記
憶チップから前記センサによって読取られた形状データ
とを比較し両者が一致する場合に前記ＮＣプログラムに
書かれた各形状情報に対応して金型装着ステーション番
号を決定するステーション番号決定手段と、を備えて成
るものである。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。

【００１６】図１に示すように、パンチプレス機の一例
として示すＮＣタレットパンチプレス１は、いわゆるブ
リッジ型のフレーム２を有し、このフレーム２内に上下
タレット３，４を備えて成る。

【００１７】上下タレット３，４は垂直軸５の回りに水
平面内で回転可能とされており、多数の金型装着ステー
ションＳ_i （ｉ＝１，２…２１）を備えている。

【００１８】各金型装着ステーションＳ_i に装着された
金型は、ラム６の直下に割り出され、両タレット３，４
間に案内されるワークＷに所定の加工を行うようになっ
ている。ラム６の下方には前記タレット３，４の内外の
各トラック上の金型位置に合わせて前記タレットの直径
方向へ移動自在のストライカ７が設けられている。

【００１９】ワークＷはワーククランプ装置８に把持さ
れてテーブル９上のＸＹ座標上で案内され、ワークＷの
加工すべき位置を前記ストライカ７の直下に移動させ
る。従って、ワーククランプ装置８を動作させ、ストラ
イカ７を下降させることにより、割出し金型にて所定の
加工を行うことが可能である。

【００２０】図３は、上記ラム６を昇降駆動する油圧装
置の回路図である。図示のように、ラム６はシリンダ装
置１０で駆動されるようになっており、このシリンダ装
置１０の上室及び下室には一対の配管ＯＬ１，ＯＬ２が
接続され、この配管ＯＬ１，ＯＬ２は、サーボ弁１１を
介して油圧ポンプ１２と接続されている。従って、サー
ボ弁１１の弁切換え操作により配管ＯＬ１，ＯＬ２の給
油または排油動作を切換え、ラム６を所定のストローク
で昇降動作させることができる。また、サーボ弁１１の
弁開度の調整によりラム６を所望の速度で動作するよう
制御することができる。ラム６には、速度及びストロー
ク制御のために、その動作量に応じたパルス信号を発生
するエンコーダ１３が設けられている。

【００２１】図４は、上記ラム６及びストライカ７と、
この直下に割出されたパンチ金型の詳細を示す説明図で
ある。

【００２２】図においてパンチ（パンチアッシィ）１４
は、上タレット３に備えたパンチ挿入孔内に嵌入される
ガイド部材（スリーブ）１５と、この内部で上下に摺動
自在に嵌入されるパンチボディ１６を有して成る。

【００２３】ガイド部材１５には上下にガイド溝１７が
切られ、この溝１７をタレット３側に設けたキー（タレ
ットキー）１８に嵌め合わせて配置角度を定めている。
またガイド部材１５の上部には、フランジ部１８が形成
され、このフランジ部１８は、リフタスプリング１９で
上方向に付勢されたショルダースクリュー２０のリフト
リング２１上に載置されている。

【００２４】従って、カイド部材１５のフランジ部１８
をリフタスプリング１９に抗して下方に押し下げること
により、ガイド部材１５の下面が両タレット３，４間に
介在されたワークＷの上面に当接するまで、ガイド部材
１５を下方に押し下げることが可能である。

【００２５】一方、前記ガイド部材１５のフランジ部１
８の上面には、リテーナカラー２２が配置されている。
また、前記パンチボディ１６の上端にはパンチヘッド２
３が設けられ、このパンチヘッド２３と前記リテーナカ
ラー２２との間には、前記リフタースプリング１９より
強い力でパンチボディ１６を上方向に付勢するストリッ
ピングスプリング２４が設けれている。

【００２６】前記パンチボディ１６には、前記ガイド溝
１７に対してガイドキー２５が設けられている。従っ
て、パンチヘッド２３を前記ストライカ７で打圧するこ
とにより、まずリフタースプリング１９に抗してガイド
部材１５の下端をワークＷに対して当接させ、ワークＷ
を固定することができる。また、次いでストリッピング
スプリング２４に抗してパンチヘッド２３をより下方に
押し下げることにより、ガイド部材１５の下方から突出
されるパンチボディ１６の下端刃部を下方に位置するダ
イ（図示せず）に対し突き出すことにより、両金型間で
ワークＷを打ち抜き加工することができる。

【００２７】前記パンチボディ１６の上面の中心部に
は、情報記憶チップ（ＩＤチップ）２６がエポキシ樹脂
によってモールディングされ、一体的に固定されてい
る。そして、前記ストライカ７に上面が直接接触するこ
とのないように、図４より明らかなように、パンチボデ
ィ１６の上面は前記パンチヘッド２３の上面より低く設
けてある。一方、前記ストライカ７の下面には、前記Ｉ
Ｄチップ２６の情報を読み書きするセンサ（アンテナ）
２７が内蔵されている。従って、ラム６を下降させ、ス
トライカ７をパンチヘッド２３の上方位置に対向し、か
つ接近ないし接触させた状態で、アンテナ２７によりＩ
Ｄチップ２６の記憶内容を読み出すことができる。また
アンテナ２７を介してＩＤチップ２６に所要の情報を書
き込むことができる。さらに、アンテナ２７の位置とＩ
Ｄチップ２６の埋込み位置の関係から金型配置角度を検
出すること等も可能である。

【００２８】図５は、上記ＩＤチップ２６の記憶内容を
示す説明図である。図示のように、ＩＤチップ２６に
は、金型特性（形状，研磨歴，金型ハイト等）の他、加
工制御情報と、駆動制御条件が含まれる。加工制御情報
は、ドウェル時間、座標オフセット値、エアブロー用の
ソレノイド作動指令等、加工制御のために直接的に利用
されるものである。また、軸制御条件は、他の情報に関
連して各軸をどのように制御するかの数値ないし関数で
ある。

【００２９】図６に示すように、上記タレットパンチプ
レス１を制御するＮＣ装置を含めた制御装置２８は、シ
ステムバス２９にＣＰＵ３０、ＲＯＭ３１、バッテリＢ
ａｔで電源バックアップされたＲＡＭ３２、ディジタル
インプット（Ｄｉ）３３、ディジタルアウトプット（Ｄ
ｏ）３４、プログラマブルコントローラ（ＰＣ）３５、
双方向ＲＡＭ（ＤＰ−ＲＡＭ）３６、シリアルインタフ
ェイス（ＳＩＯ）３７〜４０などを接続して成る。

【００３０】Ｄｉ３３，Ｄｏ３４には、コネクタモジュ
ール４１を介して各種のアクチュエータ（サーボモータ
類は除く）４２やセンサ類（前述のアンテナ２７は除
く）４３が接続されている。

【００３１】ＰＣ３５は、前記センサ類４３の検出番号
を参照して、ＣＰＵ３０の制御下で各種アクチュエータ
類４２に制御信号を出力する。この制御信号の中には前
記タレット３，４を回転させる信号が含まれるものとす
る。

【００３２】前記ＤＰ−ＲＡＭ３６には、位置決めモジ
ュール４４及びサーボアンプ４５を介してエンコーダＥ
及びタコジェネレータＴＧ付サーボモータＭ_S が接続さ
れる。このサーボモータＭ_S には、前記クランプ装置８
を水平面内で駆動する２次元サーボモータＭ_X 、Ｍ
_Y と、前記タレット３，４内で金型を回転駆動するサー
ボモータが含まれる。また、前記サーボ弁１１もこれに
含まれるものとする。

【００３３】前記シリアルインタフェイス３７には、コ
ントローラ４６を介してカラーＣＲＴ４７及びテンキー
などデータ入力器を備えたマニュアルデータインプット
装置（ＭＤｉ）４８が接続される。

【００３４】前記シリアルインタフェイス３８には、コ
ントローラ４９を介して各種操作を行うためのコントロ
ールパネル５０が接続される。

【００３５】前記シリアルインタフェイス３９には、タ
レットパンチプレス１をライン下でスケジュール運転す
るために、ライン制御装置としてのインテリジェント・
データ・ターミナル（ＩＤＴ）５１を介してスケジュー
ル編集用のインテリジェント・メイン・コントローラ
（ＩＭＣ）５２が接続される。ＩＭＣ５２はオペレーテ
ィングルーム内に配置され、自動プログラミング装置で
生成されたＮＣプログラムを組み合わせて生成されるス
ケジュールを設定することにより、ＩＤＴ５１に実行指
令を与えるものである。逆にＣＰＵ３０の処理結果をシ
リアルインタフェイス３９を介してＩＭＣ５２側に転送
することも可能である。

【００３６】最後に、前記シリアルインタフェイス４０
には、センサ信号処理部５３を介して前記アンテナ２７
が接続されている。センサ信号処理部５３は、アンテナ
２７を介して前記ＩＤチップ２６と交信し、図５に示す
情報を適宜読取り、適宜編集してＣＰＵ３０に提供する
ものである。

【００３７】図７は、前記ＮＣ装置の内部に組み込まれ
る金型コード設定装置５４の構成例を示すブロック図で
ある。図示のように、金型コード設定装置５４は、これ
から実行すべきＮＣプログラムを入力し、ＮＣプログラ
ム上の金型形状情報を読取る金型形状情報読取り部５５
と、前記センサ信号処理部５３と接続され、前記ＩＤチ
ップ２６に記憶された形状データを読取る形状データ読
取り部５６と、この読取りデータが前記ＮＣプログラム
上の金型形状情報と一致するときそのＩＤチップ２６が
埋めこまれた金型が装着されているステーション番号を
決定し金型コードを設定するステーション番号決定部５
７及び金型コード設定部５８を備えて成る。ＮＣ装置は
設定された金型コードを用いてＮＣプログラムを書き換
えて使用しても良く、またＮＣプログラムはそのまま
で、タレット３，４の回転駆動を別途に行うような構成
としても良い。ここでは、前者の如く、ＮＣプログラム
の形状情報を金型コードに変換するものとする。

【００３８】以上により、今図８に示すようなＮＣプロ
グラム５９がＩＭＣ５２側で作成され、ＩＤＴ５１を介
してＮＣ装置に入力されたとすると、金型コード設定装
置５４によりＮＣプログラム上の金型形状情報が金型コ
ードに変換され、図９に示すようなＮＣプロレグラム６
０に変換される。なお、図８に示す金型形状情報におい
てＲＯは丸形の金型であることを示す。また、図９にお
いてＴ２０１は金型装着ステーション番号が２０１番で
あることを示す。

【００３９】従って、プログラマは、現在どの金型がど
の金型装着ステーションに設定されているかに拘らず図
８に示すように金型を形状で指定することができ、作業
が極めて単純になる。また自動プログラミング装置にあ
ってもＣＡＤデータをそのまま用いることができる。さ
らに、金型を形状で指定するので作成されたＮＣプログ
ラムは汎用性を有し、どの機械にでも適応可能となる。

【００４０】一方、形状指定によるＮＣプムグラム５９
はＮＣ装置に入力されるが、ＮＣ装置は図７に示す金型
コードの設定に合わせて不足金型を割出すことができ、
ここで自動的に金型変換のための作業指示書を発行する
ことができる。ここで発行される作業指示書は、金型コ
ード設定済みのものにあっては形状照合済みであるの
で、各機械に対応して交換の必要な金型についてのみ表
示するようなものであって良い。

【００４１】上記実施例では、現在装着金型をＩＤチッ
プ２６の情報を読取ることで確認するようにしたが、図
１０に示すように、この部分を装着形状リスト記憶部６
１とステーション番号検索部６２とで構成し、ＮＣプム
グラム上に書かれた形状情報をリスト上に書かれた形状
データから検索することで金型コードを設定するように
しても良い。この金型コード設定装置を符号６３で示
す。

【００４２】また、以上示した実施例では、金型コード
設定装置をＮＣ装置やＩＭＣ５２内など機器内に組み込
む例で示したが、他の機器と独立して別体に構成するこ
ともできる。

【００４３】さらに、本発明はツーリングタワーやＡＴ
Ｃ（自動工具交換装置）を用いる場合にも適用でき、特
にＡＴＣを用いる場合には、ＮＣプログラム上で指定さ
れた形状の金型を自動的に検索し割出すことができ、金
型交換作業をほとんど不要とすることができる。

【００４４】

【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、金型形状等の金型特性情
報は各金型におけるパンチボディに備えたパンチヘッド
の上面よりも低い上記パンチボディの上面に埋設された
情報記憶チップに記憶されているものであり、この金型
特性情報を読み取るためのセンサは、上記金型を打圧す
るためのストライカの下面に内蔵されているものであ
る。

【００４５】したがって、ＮＣプログラム上に書かれた
金型形状と前記情報記憶チップから読み取った形状デー
タとを比較して、一致したときにＮＣプログラムに書か
れた各形状情報に対応して金型装着ステーション番号を
決定するときには、ストライカと金型とが実際に上下に
対応した状態にあるものである。よって、例えばタレッ
トの割出し角度位置が同一であってもストライカがタレ
ットの直径方向に移動し各トラックに装着した金型と上
下に対応した状態にあるものであって、形状情報と金型
装着ステーション番号とを対応づけるとき、ストライカ
は実際の金型ステーションに対して位置決めした状態に
あるものであって読み誤り等を生じるようなことがない
ものである。また情報記憶チップはパンチヘッドの上面
よりも低いパンチボディの上面に埋設してあるから、ス
トライカがパンチヘッドを打圧するときにも直接打圧さ
れるようなことがなく保護されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】パンチプレス機械の一例として示すタレットパ
ンチプレスの正面外観図。

【図２】上記タレットパンチプレスのタレット金型装着
ステーションの配置状態を示す平面図。

【図３】上記タレットパンチプレスのラム駆動方式を示
す説明図。

【図４】上記タレットパンチプレスの金型及びラムの対
応状態を示す説明図。

【図５】金型内に埋込まれるＩＤチップの記憶内容を示
す説明図。

【図６】上記タレットパンチプレスを制御するＮＣ装置
を含めた制御装置の構成を示すブロック図。

【図７】金型コード設定装置の機能構成を示すブロック
図。

【図８】形状指定によるＮＣプログラムの一例を示す説
明図。

【図９】形状指定部を金型コードに変換したＮＣプログ
ラムの一例を示す説明図。

【図１０】金型コード設定装置の他の構成を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

２８ 制御装置 ５４，６３ 金型コード設定装置 ５５ 金型形状情報読取り部 ５６ 形状データ読取り部 ５７ ステーション番号決定部 ５８ 金型コード指定部 ６１ 装着金型形状リスト記憶部 ６２ ステーション番号検索部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 28/34 - 28/36

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の金型装着ステーションを備えた金
   型支持台を有し、各金型装着ステーションに任意形状の
   金型を装着した上で前記金型支持台を移動ないし回転さ
   せ、任意の金型装着ステーションをストライカ直下に割
   出しつつ前記ストライカの作動で任意のプレス加工を行
   うパンチプレスの制御システムにおいて、 ＮＣプログラム上に書かれた金型形状情報を読取る金型
   形状情報読取り手段と、該金型形状情報読取り手段で読
   取られた形状の金型が前記金型装着ステーションのうち
   どの番号のステーションに装着されているかを判別する
   ステーション番号判別手段と、 前記ＮＣプログラム上に書かれた各金型形状情報に前記
   ステーション番号判別手段で判別された金型装着ステー
   ション番号を対応させて所要の金型を割出し、割出し金
   型にて所定のプレス制御を行うプレス制御手段とを備
   え、 前記ステーション番号判別手段は、各金型におけるパン
   チボディに備えたパンチヘッドの上面よりも低い上記パ
   ンチボディの上面に埋設された情報記憶チップに記憶さ
   れている金型特性の情報を読み取るべく前記ストライカ
   の下面に内蔵したセンサと、 前記ＮＣプログラム上に書
   かれた金型形状と前記情報記憶チップから前記センサに
   よって読取られた形状データとを比較し両者が一致する
   場合に前記ＮＣプログラムに書かれた各形状情報に対応
   して金型装着ステーション番号を決定するステーション
   番号決定手段と、を備えて成ることを特徴とするパンチ
   プレスの制御システム。