JP3320118B2 - 順送り加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，例えば被加工材に打ち
抜き，曲げ絞り等の加工を行う場合に，１組の装置の中
で各工程の加工を行い，順次次の工程に被加工材をピッ
チ送りして加工を追加して進め，最終工程で加工を完了
させる順送り加工装置に関するものであり，特に加工部
位の極座標が，原線を定点の回りに回動した場合におい
て同一であるような輪郭を有する製品を同一の加工ユニ
ットにおいて加工可能であるように改良した順送り加工
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来，鋼板等の構造材料からなる板材に
打ち抜き，曲げ絞り，圧縮等の成形加工をすることによ
って，所定の形状の板金製品を製作する場合には，数工
程を経由するのが通常である。このような板金製品の製
作数量が多い場合には，１個の加工用金型の中で各工程
若しくはステージの加工を個々に行い，順次に次のステ
ージへ被加工材を送って加工を追加して進め，最終ステ
ージで加工を完了させる手段が採用されている。このよ
うな加工用金型を順送り型と称しており，例えばプレス
の１スタンプ毎に１個の板金製品を得ることができるた
め，極めて高能率であるという利点がある。

【０００３】上記従来の順送り加工用金型においては，
生産速度が高く，被加工材を投入後加工完了までの納期
が短いと共に，プレス加工の途中工程における仕掛かり
が少なく，小人数による多量生産が可能であるという長
所を有する反面において，下記のような問題点がある。
すなわち１個の金型中に複数対のパンチ・ダイを組み込
む構造であるため，金型構造が極めて複雑となり，高精
度の金型製作技術を必要とすると共に，製作期間が長大
化し，製作費用が多額になる。

【０００４】また金型の部分的破損，修理，調整に際し
ても，金型全体を分解する必要があり，これらの作業が
煩雑であるため，多大の時間と工数を必要とする。更に
多品種少量生産において，被加工品の形状，寸法が若干
でも異なるときに，その都度専用の金型を製作する形態
を採用した場合には，金型費が割高になり，近年次第に
その要請が高まってきている所謂ＦＭＳ生産方式に応え
ることができないという問題点がある。

【０００５】このような問題点を解決するために，本出
願人は，すでに構造が簡単であり，かつ部分的調整その
他を容易に行い得る順送り加工装置についての出願を行
っている（例えば特願平２−１２１７６０号，同２−１
２１７６１号等）。本発明は，これらの改良発明を前提
として更に改良を加えたものである。

【０００６】図１は本発明の前提の一つである順送り加
工装置の例を示す要部斜視図である。図１において，１
００〜５００は夫々加工ユニットであり，ベース１上に
被加工材（図示せず）の送り方向に例えば２Ｐ（Ｐは被
加工材の送りピッチ）の間隔に配設する。これらの加工
ユニット１００〜５００には複数の加工工程に対応する
夫々１対のパンチおよびダイを設けてあるが，加工ユニ
ット１００を例にとってその構成を説明する。

【０００７】１０１は本体であり，略Ｕ字状に形成し，
下端部に鳩尾状のあり１０２を一体に設け，ベース１に
設けたあり溝１０３と係合させることによって被加工材
の送り方向に移動調整可能，かつ被加工材の送り方向と
直角方向の移動拘束可能に形成する。１０４は移動調整
装置，１０５はクランプ装置である。１０６は油圧シリ
ンダであり，本体１０１の上端部に設ける。１０７は位
置測定装置であり，油圧シリンダ１０６の側面部に設け
る。

【０００８】次に１０８はカセットであり，略Ｕ字状に
形成し，上部にパンチ若しくはダイ（何れも図示せず）
を上下動可能に設けると共に，下部に上記パンチ若しく
はダイと対をなすダイ若しくはパンチ（何れも図示せ
ず）を設け，本体１０１に着脱可能に設ける。カセット
１０８の位置決めは，加工ユニット３００において図示
するように，位置決め部材３０９，３１０との係合によ
って行う。

【０００９】１１１はクランプねじである。すなわちカ
セット１０８を位置決め部材（図示せず，加工ユニット
３００における符号３０９，３１０参照）を介して本体
１０１に装着することによって所定の位置決めを行い得
ると共に，クランプねじ１１１の緊締によってその位置
を固定し得る構成となっている。カセット１０８の固定
後，油圧シリンダ１０６の作動桿（図示せず）と前記上
下動可能に設けたパンチ若しくはダイとを連結する。

【００１０】図２は被加工材の加工状態を示す要部説明
図であり，（ａ）は平面を示し，（ｂ）は断面を示して
おり，同一部分は前記図１と同一の参照符号で示す。図
２において２は被加工材であり，矢印方向にピッチＰで
間欠的にピッチ送りされる。すなわち前記図１におい
て，カセット１０８（他のカセットにおいても同様）に
設けた１対のパンチとダイとの間隙をピッチ送りされ
る。図１および図２においては，加工ユニット１００〜
５００は夫々パイロット孔３の加工工程，円弧状の切り
込み４の加工工程，第１ないし第３の絞り加工工程に対
応するように形成してある。

【００１１】まず加工ユニット１００には，パイロット
孔３を穿設するパンチおよびダイを備えると共に，被加
工材２の送り方向下流側Ｐの位置に前記パイロット孔３
に係合するガイド（図示せず）を備えてある。従って加
工ユニット１００が作動する毎にパイロット孔３が順次
穿設されると共に，穿設されたパイロット孔３にガイド
が係合し，被加工材２の非所望な位置ずれを防止し，精
度を保持することができる。

【００１２】次に加工ユニット２００においては，円弧
状の切り込み４が加工される。そして加工ユニット３０
０においては第１の絞り加工が行われ，被加工材２に椀
状の突起５が形成されると共に，前記円弧状の切り込み
４はその幅を拡げて円弧状の溝６に変化する。更に加工
ユニット４００においては，第２の絞り加工とフランジ
孔７の加工が行われ，突起５の高さが増大する。

【００１３】加工ユニット５００においては第３の絞り
加工が行われ，突起５の高さを所定の寸法に形成する。
以後図示省略したが縁切り加工その他の加工を行い，所
定の椀状の板金製品が得られるのである。なお加工ユニ
ット２００〜５００においても，パイロット孔３と係合
するガイドを設けることにより，所定の精度を確保する
ための位置決めが行われることは勿論である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の順送り加工
装置によれば，従来の順送り金型と比較して構造が簡単
であると共に，製作も容易であり，多品種少量生産にお
いても高能率の加工ができる利点を有するが，下記のよ
うな問題点がある。

【００１５】図３は順送り加工装置によって加工される
板金製品の例を示す平面図である。すなわち，外形輪郭
が２個の平行直線と２個の同心円弧によって形成され，
中央部に貫通穴２ａが設けられ，この貫通穴２ａから等
半径の距離に小孔２ｂが複数個設けられたものである。

【００１６】図３（ａ）ないし（ｅ）に示す製品を加工
する場合においては，貫通穴２ａの中心から小孔２ｂの
中心までの半径は何れも同一寸法であるが，このような
製品を加工する場合には，夫々（ａ）ないし（ｅ）に対
応する５対のパンチ・ダイセットを準備する必要がある
と共に，夫々の加工に際しては，順送り加工装置を構成
する加工ユニットを交換する必要がある。

【００１７】このため加工ユニットを構成するカセット
１０８（図１参照）のみを交換することにより，段取時
間の短縮ができるメリットはあるものの，パンチ・ダイ
セットの製作コストが嵩み，段取替のための余剰の時間
と工数を要し，加工コストが高騰するという問題点があ
る。

【００１８】本発明は，上記従来技術に存在する問題点
を解決し，加工ユニットを構成するカセットに装着する
パンチ・ダイセットを共通化することにより，パンチ・
ダイセットの製作コストを低減し得ると共に，高効率の
順送り加工が可能である順送り加工装置を提供すること
を目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明においては，複数の加工手段を備えたカセッ
トを本体に着脱可能に設けてなる複数個の加工ユニット
を，複数の加工工程に対応させて被加工材の送り方向に
ｍＰ（ｍは任意の正の整数，Ｐは被加工材の送りピッ
チ）の間隔に配設し，被加工材のピッチ送りに対して前
記複数の加工工程を前記複数個の加工ユニットにより順
次実施するように構成した順送り加工装置において，複
数個の加工ユニットに夫々独立の駆動手段を設けると共
に，これらの駆動手段を制御手段を介して選択的に駆動
可能に形成し，任意の加工ユニットのカセットを，基板
と，この基板上に立設されたガイドポストと，このガイ
ドポストに摺動可能に支持された可動ホルダによって構
成すると共に，基板および可動ホルダに各々ダイホルダ
およびパンチホルダを設け，かつこのダイホルダおよび
パンチホルダに各々対をなすダイおよびパンチを垂直軸
の回りに同期回動可能に設ける，という技術的手段を採
用した。

【００２０】本発明において，ダイおよびパンチを垂直
軸の回りに同期回動させる手段としては，ダイおよびパ
ンチ構成部分をウォームおよびウォーム歯車を介して回
動させてもよいが，例えば垂直スプラインシャフトに介
装させたプーリとタイミングベルトによって回動させる
手段が有効である。

【００２１】

【作用】上記の構成により，加工すべき被加工材の加工
部位と対応させて，対をなすパンチおよびダイを回動さ
せれば，同一加工ユニットにおいて異なる穴配置の製品
を加工することができる。この場合，当該ユニットにお
いて，パンチおよびダイの回動の都度，複数回の駆動を
行なうことができる。この間被加工材のピッチ送りおよ
び他の加工ユニットの駆動を選択的に停止させておけば
よい。

【００２２】

【実施例】図４は本発明の実施例を示す要部平面説明図
である。図４において１５０〜５５０は夫々加工ユニッ
トであり，例えば被加工材の送り方向に５個配設した例
を示す。これらの加工ユニット１５０〜５５０は，被加
工材（図示せず）の送り方向にｍＰ（ｍは任意の正の整
数）の間隔に設ける。これらは前記図１に示す加工ユニ
ット１００〜５００と同様な構成である。次に加工ユニ
ット１５０〜５５０には夫々独立の油圧シリンダ１６０
〜５６０を設け，油圧回路７２０から制御弁１７０〜５
７０を介して作動油を給排可能に形成する。なお制御弁
１７０〜５７０はコントローラ７００と電気的かつ制御
可能に接続されている。７１０は駆動電源である。なお
本実施例においては，加工ユニット１５０においてはパ
イロット孔（図２における符号３参照）を加工し，加工
ユニット２５０においては図３における貫通穴２ａを加
工し，加工ユニット３５０においては図３における小孔
２ｂを加工するものとする。

【００２３】図５および図６は各々本発明の実施例にお
ける加工ユニットの例を示す一部断面側面図および一部
断面正面図であり，前記加工ユニット３５０についての
構成を示している。図５および図６において，３５１は
本体であり，略Ｕ字状に形成し，下端部に鳩尾状のあり
３５２を一体に設け，ベース１に設けたあり溝３５３と
係合させることによって，被加工材２の送り方向（紙面
と直交方向）に移動調整可能，かつ被加工材２の送り方
向と直角方向の移動を拘束するように形成する。３５４
は移動調整装置，３５５はクランプ装置である。３５８
はカセットであり，後述するように形成し，本体３５１
に，上下方向の位置決め部材３５９，被加工材２の送り
方向と直交する方向の位置決め部材３７０およびクラン
プ装置３６１を介して着脱可能に設けられ，油圧シリン
ダ３６０の作動桿３６２を介して駆動されるように構成
する。

【００２４】次にカセット３５８の概略構成について説
明する。１１は基板であり，平板状に形成すると共に，
ガイドポスト１２を４隅に立設し，このガイドポスト１
２に可動ホルダ１３およびストリッパ２０を上下摺動可
能に介装させる。なおガイドポスト１２と可動ホルダ１
３およびストリッパ２０には，市販のリニアボール軸受
１４を介装させて，摺動抵抗を小にするように形成して
ある。１５ａ，１５ｂはコイルばねであり，ガイドポス
ト１２に介装させて，可動ホルダ１３およびストリッパ
２０を常時上方に付勢支持するように形成する。

【００２５】１６は基準ピンであり，基板１１の端部に
設けられ，測定子１７と係合させることにより，リニア
スケール１８を介して被加工材２の送り方向におけるカ
セット３５８の位置決めを行なうものとする。２１，２
２は各々ダイ組立体およびパンチ組立体であり，後述す
るように構成して，各々基板１１および可動ホルダ１３
に取付けられて加工手段を形成する。２３はパンチ組立
体２２を設けた可動ホルダ１３を駆動する作動桿であ
り，上端部にストローク調整ねじ２４を設け，油圧シリ
ンダ３６０の作動桿３６２と接離可能に対向させる。

【００２６】図７は図５および図６におけるカセット３
５８を示す一部断面拡大側面図，図８および図９は各々
図７におけるＡ−Ａ線断面図，およびＢ−Ｂ線断面図で
あり，同一部分は前記図５および図６と同一の参照符号
で示す。図７ないし図９において，２５，２６は各々パ
ンチパッドおよびパンチホルダであり，パンチ２７およ
びパイロットピン２８を挟着保持する。なおパンチ２７
は，パンチホルダ２６に回転可能に設けた回転ホルダ２
９内に設ける。

【００２７】次に３０，３１は各々ストリッパホルダお
よびストリッパプレートであり，中心部に回転ホルダ３
２を回転可能に保持すると共に，前記パイロットピン２
８およびパンチ２７の貫通を許容するように形成する。
３３，３４は各々ダイおよびダイホルダであり，基板１
１上に設け，パイロット孔２８ａと，回転ホルダ３５に
設けたダイ孔２７ａとが，前記パイロットピン２８およ
びパンチ２７と係合可能に形成する。

【００２８】３６は略Ｌ字形に形成したブラケットであ
り，ストリッパホルダ３０の前面側に固着し，サーボモ
ータ３７および減速機３８を搭載する。３９はスプライ
ン軸であり，減速機３８から下方に突出させると共に，
スプライン軸３９に設けたプーリ４０，タイミングベル
ト４１および回転ホルダ３２に固着したプーリ４２を介
して回転ホルダ３２を回動可能に形成する。４２は略Ｌ
字形に形成したブラケットであり，ダイホルダ３４の前
面側に固着し，スプライン軸３９の下部を支持する。そ
してスプライン軸３９に設けたプーリ４３，タイミング
ベルト４４および回転ホルダ３５に固着したプーリ４５
を介して回転ホルダ３５を，前記回転ホルダ３２と同期
回動可能に形成する。

【００２９】次にパンチ組立体２２およびダイ組立体２
１の可動ホルダ１３および基板１１への取付態様につい
て記述する。５１，５２は各々基準孔であり，各々可動
ホルダ１３および基板１１に嵌着されたブッシュ５３，
５４によって形成される。５５，５６は各々基準ピンで
あり，前記基準孔５１，５２を形成するブッシュ５３，
５４に嵌着される。

【００３０】そして基準孔５１，５２は平面における直
角座標位置が同一であるように形成される。なおパンチ
組立体２２およびダイ組立体２１は，各々に設けられた
基準孔５７，５８を前記基準ピン５５，５６に嵌合させ
ることによって前記基準孔５１，５２との同軸性が確保
され，かつ基準孔５１，５２に対する水平面内の位置決
めがされるのである。位置決め完了後，パンチ組立体２
２およびダイ組立体２１は締結ボルトその他（図示せ
ず）により，可動ホルダ１３および基板１１に固定され
る。なおパンチ２７，パイロットピン２８，ダイ孔２７
ａ，パイロット孔２８ａ，位置決め部材３５９，３７０
との当接部ならびに基準ピン１６の位置および端面距離
等は，すべて前記基準孔５１，５２を基準として設定若
しくは製作される。

【００３１】次に図５および図６を参照してカセット３
５８の被加工材２の送り方向の位置決め態様について記
述する。パンチ組立体２２およびダイ組立体２１を所定
位置に取付けられた本体３５１をベース１上に設けた
後，予めリニアスケール１８上に正確に位置決めされた
測定子１７上に基準ピン１６が対向するように，移動調
整装置３５４を介して本体３５１を移動させる。なお基
準ピン１６は前記基準孔５２との水平面内における直角
座標位置が一定に定められた基準孔１６ｂに嵌合され，
基準孔１６ｂと同軸性が確保されている。そして基準ピ
ン１６のテーパ状先端部１６ａが測定子１７に設けられ
たテーパ状係合部１７ａに完全に係合するまで移動調整
し，位置決め完了後クランプ装置３５５により本体３５
１を固定する。本体３５１の固定後は基準ピン１６を抜
去し，他の加工ユニットの位置決めを行なう。

【００３２】次に上記構成のカセット３５８を備えた加
工ユニットを含む順送り装置の加工態様について記述す
る。まず図４において，加工ユニット１５０においてパ
イロット孔を設けられた被加工材（何れも図示省略）
が，次の加工ユニット２５０において，例えば図３に示
す貫通穴２ａが穴抜き加工されて，加工ユニット３５０
にピッチ送りされると，予め設定されたプログラムによ
り，図７および図８に示すサーボモータ３７が駆動され
る。

【００３３】そして図３（ａ）ないし（ｄ）に対応する
位置に図７および図９に示すパンチ２７およびダイ孔２
７ａが位置するように，減速機３８，スプライン軸３
９，プーリ４０，４３およびタイミングベルト４１，４
４を介して，回転ホルダ３２，３５および２９を回動さ
せる。従って図４ないし図６に示す油圧シリンダ３６０
の駆動により，作動桿３６２，２３を介して可動ホルダ
１３およびストリッパ２０を下降させるから，図３に示
す小孔２ｂの穴抜き加工が行なわれるのである。

【００３４】なお図３（ｅ）に示す小孔２ｂを穴抜き加
工する場合には，まず対向する２個の小孔２ｂを加工後
可動ホルダ１３およびストリッパ２０を上昇させ，サー
ボモータ３７により，回転ホルダ２９，３２，３５を４
５°回動させた状態で再び２個の小孔２ｂを加工し，更
に可動ホルダ１３およびストリッパ２０を上昇後，回転
ホルダ２９，３２，３５を更に４５°回動させて更に２
個の小孔２ｂを加工すればよい。従って加工ユニット３
５０においては，被加工材に対して同一位置において都
合３回の加工を行なうことになるが，この場合図４に示
すコントローラ７００からの指令により，ピッチ送り装
置（図示せず）および他の加工ユニットの駆動を停止さ
せ，加工ユニット３５０のみを選択的に駆動するのであ
る。

【００３５】本実施例においては，円形の穴抜きの場合
を例にとって説明したが，円形以外の穴抜き若しくは打
抜きの場合も同様に適用できると共に，穴抜き以外の曲
げ，絞り等の他の成形加工の場合にも適用できる。この
場合において，カセットの基板側に例えば絞り用のパン
チを設け，可動側のホルダにダイを設けてもよい。また
絞り加工の態様によっては，上記絞り用のパンチに駆動
手段を設ける構成としてもよい。またガイドポストを基
板および可動ホルダの４隅に設けた例を示したが，２個
のガイドポストを対角若しくは対辺の位置に設けてもよ
く，また片持状に形成してもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから，下記の効果を奏し得る。 （１）加工部位の極座標が，原線を定点の回りに回動し
た場合において同一であるような輪郭を有する製品を同
一の加工ユニット，すなわち同一のパンチ・ダイセット
によって加工可能であるため，パンチ・ダイセットの製
作コストを大幅に低減できる。 （２）上記（１）に関連して段取替のための余剰の時間
と工数が節約され得るから，順送り加工装置の稼動率が
向上し，加工コストの低減ができる。 （３）加工手段を構成する金型を初めとして，夫々の位
置決め部材がすべて基板および可動ホルダに設けた基準
孔を基準として製作されるため，互換性が大であると共
に，容易に寸法精度の向上が図れる。 （４）カセット内におけるスペースを比較的広く確保で
きるため，同一カセット内に複数個の加工手段を併設す
ることができると共に，大型の製品の順送り加工が可能
となる。 （５）カセット内における加工手段の交換の場合におい
ても，構成部材の位置決めを自動的かつ高精度で行ない
得るため，装置全体の稼動率を向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の前提である順送り加工装置の例を示す
要部斜視図である。

【図２】被加工材の加工状態を示す要部説明図であり，
（ａ）は平面を示し，（ｂ）は断面を示す。

【図３】順送り加工装置によって加工される板金製品の
例を示す平面図である。

【図４】本発明の実施例を示す要部平面説明図である。

【図５】本発明の実施例における加工ユニットの例を示
す一部断面側面図である。

【図６】本発明の実施例における加工ユニットの例を示
す一部断面正面図である。

【図７】図５および図６におけるカセット３５８を示す
一部断面拡大側面図である。

【図８】図７におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図９】図７におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１００，２００，３００，４００，５００ 加工ユニッ
ト １５０，２５０，３５０，４５０，５５０ 加工ユニッ
ト １１ 基板 １２ ガイドポスト １３ 可動ホルダ ２９，３２，３５ 回転ホルダ ７００ コントローラ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−17996（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−438（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−151399（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−234400（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B30B 13/00 B21D 28/14 B21D 28/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の加工手段を備えたカセットを本体
   に着脱可能に設けてなる複数個の加工ユニットを，複数
   の加工工程に対応させて被加工材の送り方向にｍＰ（ｍ
   は任意の正の整数，Ｐは被加工材の送りピッチ）の間隔
   に配設し，被加工材のピッチ送りに対して前記複数の加
   工工程を前記複数個の加工ユニットにより順次実施する
   ように構成した順送り加工装置において，複数個の加工
   ユニットに夫々独立の駆動手段を設けると共に，これら
   の駆動手段を制御手段を介して選択的に駆動可能に形成
   し，任意の加工ユニットのカセットを，基板と，この基
   板上に立設されたガイドポストと，このガイドポストに
   摺動可能に支持された可動ホルダによって構成すると共
   に，基板および可動ホルダに各々ダイホルダおよびパン
   チホルダを設け，かつこのダイホルダおよびパンチホル
   ダに各々対をなすダイおよびパンチを垂直軸の回りに同
   期回動可能に設けたことを特徴とする順送り加工装置。