JP3690870B2

JP3690870B2 - 被加工物と加工工具との位置決め方法及び位置決め装置

Info

Publication number: JP3690870B2
Application number: JP10779696A
Authority: JP
Inventors: 恵太郎丸山; 寛義高村
Original assignee: 倉敷機械株式会社
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2016-04-26
Also published as: JPH09295074A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係る被加工物と加工工具との位置決め方法及び位置決め装置は、例えばノッチングプレス機のターンテーブルの回転速度を、加工条件に応じて制御する事により、被加工物である金属薄板の位置決め精度を確保しつつ、加工能率を向上させるものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電動モータのステータ及びロータは、多数枚の薄肉鋼板を重ね合わせる事により構成されている。この様な薄肉鋼板は、図１（Ａ）に示す様な円輪状の素板１を回転させつつ、この素板１の直径方向中間部に同図（Ｂ）に示す様な切り欠き２、２及び切目３を形成する事により造る。上記素板１を１回転させ、切目３が全周に亙り連続した状態で、この素板１が２分割される。この様に素板１を２分割した状態で、直径方向外側部分が、図２に示す様なステータ用素板４となり、直径方向内側部分が、図３に示す様なロータ用素板５となる。尚、素板１の内周縁には、この素板１の位置決めを図る為の切り欠き６を形成している。又上記ロータ用素板５外周縁の切り欠き８、８は、上記素板１を、これらステータ用素板４とロータ用素板５とに分割した後に形成する。
【０００３】
上記切り欠き２、２及び切目３を形成する作業、及び上記各切り欠き８、８を形成する作業は何れも、図４に示す様なノッチングプレス機により行なう。このノッチングプレス機は、被加工物である上記素板１を載置する、受台であるターンテーブル９を有する。このターンテーブル９は、間欠駆動装置により、間欠的に移動させられる。この間欠駆動装置は、ステッピングモータ、ＮＣサーボモータ等の回転角度の調節自在なターンテーブル軸モータ１０と、このターンテーブル軸モータ１０の出力軸に固定された駆動歯車１１と、この駆動歯車１１に噛合すると共に上記ターンテーブル９の中心軸に固定された従動歯車１２とから構成される。
【０００４】
一方、上記素板１の上方には、この素板１に所定の加工を施す為の加工工具である打ち抜きパンチ１３を、昇降自在に設けている。そして、加工工具駆動装置によりこの打ち抜きパンチ１３を、上記ターンテーブル９が停止している状態で上記素板１に対して遠近動させるべく、昇降駆動自在としている。この加工工具駆動装置は、ロッド１４を介して上記打ち抜きパンチ１３を吊り下げたクランクアーム１５と、所定位置で停止自在なプレス軸モータ１６と、このプレス軸モータ１６の出力軸に固定された駆動歯車１７と、この駆動歯車１７に噛合すると共に上記クランクアーム１５の端部に固定された従動歯車１８と、上記プレス軸モータ１６の回転を制御する為の、ＮＣ装置等のプレス軸制御装置１９とから構成される。
【０００５】
更に、上記クランクアーム１５の中間部には傘歯車２０ａを固定すると共に、この傘歯車２０ａと噛合した別の傘歯車２０ｂにより、検出器２１の入力軸を回転駆動自在としている。従ってこの検出器２１により、上記クランクアーム１５による上記打ち抜きパンチ１３の移動状況を検出自在である。そして、この検出器２１の検出信号を、前記ターンテーブル軸モータ１０の起動及び停止を制御する為の、ＮＣ装置等のターンテーブル軸制御装置２２に入力している。このターンテーブル軸制御装置２２は、上記検出器２１からの信号に基づいて上記ターンテーブル軸モータ１０の起動及び停止を制御し、上記ターンテーブル９を間欠駆動させる。
【０００６】
上述の様に構成されるノッチングプレス機は、次の様に作用して、前記図１（Ａ）に示す様な素板１に、同図（Ｂ）に示す様な切り欠き２、２及び切目３、３、或は図３に示す様な切り欠き８、８を形成する。例えば、上記素板１に切り欠き２、２及び切目３、３を形成する場合には、上記素板１をターンテーブル９の上面に載置する。この際、この素板１の中心孔２３をターンテーブル９上面の位置決め凸部（図示せず）に外嵌して直径方向に亙る位置決めを図ると共に、内周縁に形成した切り欠き６を、上記位置決め凸部から直径方向外方に突出させた突起（図示せず）と係合させて、円周方向に亙る位置決めを図る。
【０００７】
次いで、前記プレス軸モータ１６を所定速度で回転駆動して前記打ち抜きパンチ１３を往復昇降させつつ、上記ターンテーブル９を間欠駆動する事により、上記切り欠き２、２及び切目３、３を形成する。上記ターンテーブル９を駆動するのは、上記打ち抜きパンチ１３が上記素板１の上面よりも上方に存在する間に行なう。即ち、図５に示す様にクランクアーム１５が同図で反時計方向に回転する場合に、上記打ち抜きパンチ１３が上昇の途中で、この打ち抜きパンチ１３を吊り下げているロッド１４の上端部が同図のＡ点を通過した瞬間にターンテーブル軸モータ１０を起動する。そして、上記ターンテーブル９を、打ち抜き加工の１ピッチ分（図６のα分）だけ回転させる。この回転は、上記打ち抜きパンチ１３の下端が上記素板１の上面よりも上方に存在する間に終了（ターンテーブル軸モータ１０を停止）させる。
【０００８】
上記ターンテーブル９を停止させている間に、上記打ち抜きパンチ１３により前記素板１の所定部位を打ち抜く。そして、再び上記ロッド１４の上端部が図５のＡ点を通過した瞬間にターンテーブル軸モータ１０を起動させて、上記ターンテーブル９を、再び打ち抜き加工の１ピッチ分（図６のβ分）だけ回転させる。以下、上述の作業を、上記素板１を１回転させるまで繰り返し行なう。
【０００９】
図７は、上述の作業を行なう際に於ける、上記ターンテーブル９の回転角速度の変化を示している。横軸が経過時間を、縦軸が回転角速度を、それぞれ表している。線が右上りの部分は上記回転角速度が増大する行程（加速状態）にある事を、右下がりの部分は同じく低減する行程（減速状態）にある事を、それぞれ表している。尚、同図（Ａ）は、上記打ち抜きパンチ１３の移動速度（クランクアーム１５の回転速度）が速く、上記ロッド１４の上端部が図５のＡ点を通過した後、クランクアーム１５が１回転して再びＡ点を通過するまでに要する時間（サイクル）が短い場合に於ける、上記回転角速度の変化状態を表している。又、同図（Ｂ）は、上記サイクルが長い場合に於ける、上記回転角速度の変化状態を表している。更に、同図（Ｃ）は、上記サイクルが途中から長くなる場合に於ける、上記回転角速度の変化状態を表している。即ち、図１（Ｂ）の様な加工を行なう場合には、この図７（Ｃ）に示す様に、加工の終期にプレス軸モータ１６の回転速度を遅くし、打ち抜き加工時に素板１の外径寄り部分でステータ用素板４（図２）となる部分が変位するのを防止する。これら図７（Ａ）〜（Ｃ）の記載から明らかな様に、従来は、打ち抜きパンチ１３の移動速度に関係なく、上記ターンテーブル９の加速度と減速度とは一定であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
打ち抜きパンチ１３等の加工工具の移動速度に関係なく、ターンテーブル９等の受台を間欠駆動させる際の加速度と減速度とを一定にした場合には、加工精度の確保と加工作業の能率化とを両立させる事ができない。この理由は、次の通りである。例えば、図１（Ａ）に示した素板１に同図（Ｂ）に示す様な加工を施す際には、加工の初期には上記素板１を勢い良く動かしても特に問題を生じないが、加工の終期には上記素板１を緩徐に動かす必要がある。即ち、加工の終期には素板１の外径寄り部分でステータ用素板４（図２）になる部分とロータ用素板５（図３）になる部分との連結長さが短い為、上記素板１を勢い良く動かすと、慣性により上記ステータ用素板４になる部分の停止位置が円周方向にずれて、加工精度を確保する事ができなくなる。従って、加工精度を確保する為には、加工の終期に於いても上記ステータ用素板４になる部分の停止位置がずれない様に、上記加速度及び減速度を低く設定しなければならない。
【００１１】
これら加速度及び減速度を低く設定し、上記ターンテーブル９等の受台の間欠駆動に要する時間が長くなると、それだけ上記素板１等の被加工物の加工に要する時間が長くなり、加工作業の能率化を図る事ができない。
この様な問題は、被加工物を載置した受台を固定したままの状態で、この被加工物を加工する為の加工工具を移動させる場合にも生じる。即ち、加工工具を間欠的に移動させつつ、上記被加工物の加工位置を変える場合にも、加工工具の移動に許容される時間に関係なく、加工工具移動の為の加速度と減速度とを一定にすると、加工時間が長くなったり（加速度及び減速度を小さくした場合）、又は加工工具の位置決め精度を確保できなくなったり、或は加工工具に有害な振動が発生したりする（加速度及び減速度を大きくした場合）。
本発明の被加工物と加工工具との位置決め方法及び位置決め装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の被加工物と加工工具との位置決め方法及び位置決め装置のうち、請求項１に記載した被加工物の位置決め方法は、被加工物を載置した受台とこの被加工物を加工する為の加工工具との少なくとも一方を間欠的に移動させつつ、上記被加工物に対し加工工具を遠近動させる事によりこの被加工物に所定の加工を施す際に、上記被加工物と加工工具との相対位置を決定する位置決め方法であって、上記被加工物の加工条件に応じ、上記受台と加工工具との少なくとも一方の部材で上記被加工物の加工位置を変える為に移動させる部材の移動開始時の加速度とこの部材の停止時の減速度とを、許容された移動時間に応じて自動設定する事により、上記被加工物と加工工具との相対位置の位置決め精度を確保しつつ、これら被加工物と加工工具との相対位置の位置決めに要する時間の短縮を図る。
【００１３】
又、請求項３に記載した被加工物の位置決め装置は、被加工物を載置する受台と、この被加工物を加工する為の加工工具と、これら受台と加工工具との少なくとも一方の部材を間欠的に移動させる間欠駆動装置と、上記被加工物に対し加工工具を遠近動させる加工工具駆動装置と、この加工工具駆動装置による上記加工工具の移動状況を検出する検出器と、この検出器からの信号に基づいて上記間欠駆動装置により上記受台と加工工具との少なくとも一方の部材を間欠駆動させる制御装置とを備える。そして、この制御装置は、上記検出器が検出する加工工具移動の周期に応じ、上記受台と加工工具とのうちの少なくとも一方の部材で上記被加工物の加工位置を変える為に移動させる部材の移動開始時の加速度とこの受台の移動停止時の減速度とを、許容された移動時間に応じて自動設定し、上記周期が短い場合に上記加速度及び減速度を大きくし、上記周期が長い場合に上記加速度及び減速度を小さくする事により、上記被加工物と加工工具との位置決め精度を確保しつつ、これら被加工物と加工工具との位置決めに要する時間の短縮を図る。
【００１４】
【作用】
上述の様に構成される本発明の被加工物と加工工具との位置決め方法及び位置決め装置によれば、被加工物の状況に応じて受台と加工工具との一方又は双方の移動速度を調節する為、これら被加工物と加工工具との位置決め精度を確保しつつ、これら被加工物と加工工具との位置決めに要する時間の短縮を図る事ができる。従って、加工精度の確保と加工作業の能率化とを両立させる事ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図８は、本発明を図４に示す様なノッチングプレス機に適用した場合に於ける、ターンテーブル９の回転角速度の変化を示している。前述した図７と同様に、横軸が経過時間を、縦軸が回転角速度を、それぞれ表している。線が右上りの部分は上記回転角速度が増大する行程（加速状態）にある事を、右下がりの部分は同じく低減する行程（減速状態）にある事を、それぞれ表している。又、同図（Ａ）は、打ち抜きパンチ１３の移動速度（クランクアーム１５の回転速度）が速く、ロッド１４の上端部が図５のＡ点を通過した後、クランクアーム１５が１回転して再びＡ点を通過するまでに要する時間（サイクル）が短い場合に於ける、上記回転角速度の変化状態を表している。又、同図（Ｂ）は、上記サイクルが長い場合に於ける、上記回転角速度の変化状態を表している。更に、同図（Ｃ）は、上記サイクルが途中から長くなる場合に於ける、上記回転角速度の変化状態を表している。
【００１６】
この図８（Ａ）〜（Ｃ）から明らかな様に、本発明の場合には、打ち抜きパンチ１３の移動速度に応じて、上記ターンテーブル９の加速度と減速度とを変えている。より具体的には、上記打ち抜きパンチ１３により素板１を打ち抜く為に要する必要最小限の打ち抜き時間Ｔ₁ を確保した残りの時間を、上記ターンテーブル９の間欠移動に使用すべく、上記加速度及び減速度を規制している。即ち、上記ロッド１４の上端部が図５のＡ点を通過した後、クランクアーム１５が１回転して再びＡ点を通過するまでに要するサイクル時間Ｔ₀ から、上記打ち抜き時間Ｔ₁ を引いた残り時間Ｔ₂ （＝Ｔ₀ −Ｔ₁ ）を使用して、上記ターンテーブル９を移動させる様にしている。上記サイクル時間Ｔ₀ は、被加工物の性状（形状、板厚、材質等）、加工の進捗状況により長短に変化する為、上記残り時間Ｔ₂ も変化する。従って、許容された移動時間であるこの残り時間Ｔ₂ の間に行なわれる、ターンテーブル９を所定角度回転させる為の加速度及び減速度も変化する。
【００１７】
例えば、上記打ち抜きパンチ１３の移動速度が速く、上記サイクル時間Ｔ₀ が短い場合には、図８（Ａ）に示す様に、上記加速度及び減速度を大きくする。又、上記打ち抜きパンチの移動速度が遅く、上記サイクル時間Ｔ₀ が長い場合には、同図（Ｂ）に示す様に、上記加速度及び減速度を小さくする。更に、加工の進捗状況等に応じて上記打ち抜きパンチの移動速度が途中から遅くなり、上記サイクル時間Ｔ₀ が途中から長くなる場合には、同図（Ｃ）に示す様に、上記加速度及び減速度を途中から小さくする。
【００１８】
前記図４に示した様なノッチングプレス機により、この様な制御を実現する為には、検出器２１が検出するクランクアーム１５の回転速度に基づいて上記サイクル時間Ｔ₀ 及び打ち抜き時間Ｔ₁ を算出し、これら両時間Ｔ₀ 、Ｔ₁ から上記残り時間Ｔ₂ を求める。そして、求められた残り時間Ｔ₂ の間に上記ターンテーブル９の移動を完了すべく、上記加速度及び減速度を求め、ターンテーブル軸制御装置２２により、ターンテーブル軸モータ１０への通電状態を制御する。
【００１９】
尚、本発明は、図示の実施例の様に、被加工物の側が間欠移動する場合に限らず、被加工物が不動で加工工具が間欠移動する場合、更には被加工物と加工工具との双方が間欠移動する場合にも適用できる。更には、間欠移動の為の運動も、回転運動に限らず、直線運動、更には回転運動と直線運動とが組み合わさった運動の場合にも、本発明を適用できる。
【００２０】
【発明の効果】
上述の様に構成される本発明の被加工物と加工工具との位置決め方法及び位置決め装置によれば、被加工物と加工工具との位置決め精度を確保しつつ、これら被加工物と加工工具との位置決めに要する時間の短縮を図る事ができる。従って、加工精度の確保と加工作業の能率化とを両立させる事ができる。又、被加工物自体、或は被加工物や加工工具を支持する為のキー等の損傷防止を図る事もできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】被加工物の１例を、（Ａ）は加工前の状態で、（Ｂ）は加工途中の状態で、それぞれ示す平面図。
【図２】被加工物の加工により得られたステータ用素板の部分平面図。
【図３】同じくロータ用素板の部分平面図。
【図４】ノッチングプレス機の略縦断面図。
【図５】図４のａ−ａ断面図。
【図６】ターンテーブルの間欠駆動状況を説明する為の、被加工物の平面図。
【図７】従来装置に於けるターンテーブルの回転駆動状況を説明する為の線図。
【図８】本発明装置に於けるターンテーブルの回転駆動状況を説明する為の線図。
【符号の説明】
１素板
２切り欠き
３切目
４ステータ用素板
５ロータ用素板
６、８切り欠き
９ターンテーブル
１０ターンテーブル軸モータ
１１駆動歯車
１２従動歯車
１３打ち抜きパンチ
１４ロッド
１５クランクアーム
１６プレス軸モータ
１７駆動歯車
１８従動歯車
１９プレス軸制御装置
２０ａ、２０ｂ傘歯車
２１検出器
２２ターンテーブル軸制御装置
２３中心孔

Claims

被加工物を載置した受台とこの被加工物を加工する為の加工工具との少なくとも一方を間欠的に移動させつつ、上記被加工物に対し加工工具を遠近動させる事によりこの被加工物に所定の加工を施す際に、上記被加工物と加工工具との相対位置を決定する位置決め方法であって、上記被加工物の加工条件に応じ、上記受台と加工工具との少なくとも一方の部材で上記被加工物の加工位置を変える為に移動させる部材の移動開始時の加速度とこの部材の停止時の減速度とを、許容された移動時間に応じて自動設定する事により、上記被加工物と加工工具との相対位置の位置決め精度を確保しつつ、これら被加工物と加工工具との相対位置の位置決めに要する時間の短縮を図る、被加工物と加工工具との位置決め方法。
間欠的に移動する部材が受台であり、加工工具はこの受台に対して遠近動のみ行なう、請求項１に記載した被加工物と加工工具との位置決め方法。
被加工物を載置する受台と、この被加工物を加工する為の加工工具と、これら受台と加工工具との少なくとも一方の部材を間欠的に移動させる間欠駆動装置と、上記被加工物に対し加工工具を遠近動させる加工工具駆動装置と、この加工工具駆動装置による上記加工工具の移動状況を検出する検出器と、この検出器からの信号に基づいて上記間欠駆動装置により上記受台と加工工具との少なくとも一方の部材を間欠駆動させる制御装置とを備え、この制御装置は、上記検出器が検出する加工工具移動の周期に応じ、上記受台と加工工具とのうちの少なくとも一方の部材で上記被加工物の加工位置を変える為に移動させる部材の移動開始時の加速度とこの受台の移動停止時の減速度とを、許容された移動時間に応じて自動設定し、上記周期が短い場合に上記加速度及び減速度を大きくし、上記周期が長い場合に上記加速度及び減速度を小さくする事により、上記被加工物と加工工具との位置決め精度を確保しつつ、これら被加工物と加工工具との位置決めに要する時間の短縮を図るものである、被加工物の位置決め装置。
間欠的に移動する部材が受台であり、加工工具はこの受台に対して遠近動のみ行なう、請求項３に記載した被加工物の位置決め装置。