JP3819109B2 - バックゲージ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はバックゲージ装置、特に折曲げ加工機に使用されるバックゲージ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、金属加工機の一例としての折曲げ加工機としては、例えば、プレスブレーキ式の折曲げ加工機がある。
【0003】
この種の折曲げ加工機は、パンチを装着した上部テーブルと、ダイを装着した下部テーブルのいずれか一方を上下動させ、パンチとダイの協働によりワークに折り曲げ加工を施すようになっている。
従って、折曲げ加工機を可動テーブル(ラム)を基準として分類すれば、下部テーブルが上下動する上昇式と、上部テーブルが上下動する下降式に大別される。
【0004】
この上昇式又は下降式の折曲げ加工機においては、その後部にバックゲージ装置が設けられ、折曲げ加工に先立ってワークの位置決めが行われることは、よく知られている。
【0005】
従来の上昇式折曲げ加工機のバックゲージ装置としては、図5(A)に示す手動式と図5(B)に示す自動式がある。
いずれも、下部テーブル100(図5(C))からY軸方向に延びる2つのサポータ104と、各サポータ104上に設けられたポスト107を備えている。
【0006】
このうち、手動式は(図5(A))、両側のねじ108(図5(A))に螺合するストレッチ106に突き当て部105を取り付けたものであり、ねじ108を手動で回転することにより、突き当て部105をZ軸方向に移動させるようになっている。
【0007】
また、自動式は(図5(B))、ストレッチ106に取り付けられた突き当て部105を、ハウジング116内のボールねじ110に螺合させたものであり、モータMを駆動させてボールねじ110を回転させることにより、突き当て部105をガイド109に沿ってZ軸方向に移動させるようになっている。
【0008】
一方、下降式の折曲げ加工機のバックゲージ装置としては、図6に示すものがある。
【0009】
このバックゲージ装置は、突き当て部105が取り付けられたストレッチ106の両側下面から真っ直ぐに延びる円柱状のポスト107を有し、このポスト107にはラック107Aが形成されている。
【0010】
上記ラック107Aには、図6の右図に示すように、ピニオン112がそれぞれ螺合していると共に、両ピニオン112はトーションバー115により連結され、該トーションバー115は左端のピニオン114を介してウォームギア113に結合している。
【0011】
従って、ウォームギア113に結合しているモータ(図示省略)を駆動させれば、ピニオン114と112を介してポスト107がZ軸方向に移動し、それに従って突き当て部105もZ軸方向に移動する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術には(図5、図6)、次のような課題がある。
【0013】
(1)上昇式折曲げ加工機のバックゲージ装置について
【0014】
図5(C)から明らかなように、上昇式折曲げ加工機では、下部テーブル100の両側の側板103を連結するステー102が、また、下部テーブル100のシリンダ101の油圧タンク111が、それぞれサポータ104の下に設けられている。
【0015】
従って、上記ステー102等の構造物が邪魔になって、ストレッチ106を支持するポスト107(図5(A)、図5(B))、突き当て部105の駆動機構を構成するねじ108(図5(A))、モータMとボールねじ110(図5(B))を下方に延ばすことができず、図示するように、突き当て部105より上方に突出せざるを得ない。
【0016】
このため、図5(A)、図5(B)に示すように、突き当て部105を下方に移動させてワークWにオーバハング加工を施そうとしても、ワークWが突き当て部105より上方のモータM等突出物と干渉し、位置決めができない。
【0017】
(2)下降式折曲げ加工機のバックゲージ装置について
【0018】
既述したように、図6に示す下降式折曲げ加工機では、ポスト107が突き当て部105より下方に延びている。
【0019】
従って、突き当て部105より上方の突出物は設けられていないので、図5(A)、図5(B)に示すようなワークWのオーバハング加工は可能である。
【0020】
しかし、図6から明らかなように、ストレッチ106より下方には、ポスト107、ピニオン112、114、ウォームギア113が設けられているので、下方スペースが極めて狭くなっている。
【0021】
また、ストレッチ106が、2本の円柱状ポスト107だけに支持されているに過ぎないので、該ポスト107がたわみ易く、ストレッチ106は非常に不安定である。
【0022】
本発明の目的は、リンク機構を利用して突き当て部を上下動させることにより、ワークのオーバハング加工範囲を拡大すると共に、支持状態が安定し、かつ下方スペースが確保されたバックゲージ装置を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】
この発明は、パンチを装着した上部テーブルと、ダイを装着した下部テーブルのいずれか一方をZ軸方向に移動させ、パンチとダイの協働によりワークに折曲げ加工を施す折曲げ加工機のバックゲージ装置において、
(1)2本のリンク3、4の中央部を交差させて回動可能に連結したリンク機構Bと、
(2)下部テーブル2の両側に設けられ、上記リンク機構Bの下端部を枢着しリンク機構BをY軸方向に移動させるY軸駆動機構Aと、
(3)該Y軸駆動機構Aの上方でリンク機構Bの上端部に支持されていると共に、該リンク機構Bの上端部を枢着しリンク機構BをY軸駆動機構Aとの間で伸縮させることにより Z 軸方向に移動させる Z 軸駆動機構 Cと、
(4)Z軸駆動機構Cに対してそれと同じ高さ位置に設けられていると共に、各Z軸駆動機構C間を連結し、X軸方向に移動可能な突き当て部5が取り付けられているストレッチDから成ることを特徴とするバックゲージ装置という技術的手段を講じている。
【0024】
従って、この発明の構成によれば、突き当て部5が取り付けられたストレッチDがZ軸駆動機構Cに対してそれと同じ高さ位置に設けられ、該Z軸駆動機構CとY軸駆動機構Aに両端が枢着したリンク機構Bを伸縮させることにより、突き当て部5はZ軸方向に移動できるので、突き当て部5より上方には突出物が設けられていず、ワークWのオーバハング加工が可能となる(図2(C))。
【0025】
また、突き当て部5が取り付けられているストレッチDがリンク機構Bにより支持されているので、支持状態が極めて安定し、また、Y軸駆動機構Aより下方には駆動機構等の突出物は設けられていないので、下方スペースが確保されている。
【0026】
このため、本発明は、リンク機構を利用して突き当て部を上下動させることにより、ワークのオーバハング加工範囲を拡大すると共に、支持状態が安定し、かつ下方スペースが確保されたバックゲージ装置を提供するように作用する。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して、説明する。
図1は本発明の実施の形態を示す図である。
【0028】
図1は、本発明に係るバックゲージ装置を折曲げ加工機に適用した場合を示し、該折曲げ加工機の後方から見た斜視図である。
【0029】
折曲げ加工機は、X軸に平行に配置された下部テーブル2を有し、下部テーブル2の直上方には上部テーブル1が設けられ、既述したように、上部テーブル1に装着したパンチ(図示省略)と下部テーブル2に装着したダイ(図示省略)の協働によりワークWに折曲げ加工が施されるようになっている。
【0030】
上記下部テーブル2の両端には、後方に向かって、2つのT字状の支持部材18が設けられ、各T字状支持部材18にはコ字状の支持部材6が固定されている。
【0031】
上記支持部材18の基端部18Aと、支持部材6の基端部6A間には、Y軸モータMyが固定され、該Y軸モータMyにはボールねじ8が結合され、ボールねじ8は支持部材6の基端部6Aを貫通して先端部6Bまで延びている。
【0032】
ボールねじ8には、Y軸駆動ブロック10がそれに内蔵されたナット(図示省略)を介して噛み合っており、Y軸モータMyによりボールねじ8を回転させるとY軸駆動ブロック10がY軸方向に移動するようになっている。
【0033】
上記支持部材6の内側には、Y軸レール7が固定され、該Y軸レール7には、Y軸従動ブロック9と前記Y軸駆動ブロック10が遊嵌している。
【0034】
更に、Y軸駆動ブロック10には、リンク機構Bの下端部がヒンジ10Aにより、Y軸従動ブロック9には、リンク機構Bのもう一方の下端部がヒンジ9Aにより、それぞれ枢着している。
【0035】
従って、上記T字状支持部材18と、該T字状支持部材18に固定されたコ字状支持部材6、T字状支持部材18の基端部18Aとコ字状支持部材6の基端部6A間に固定されたY軸モータMy、該Y軸モータMyに結合されY軸駆動ブロック10に螺合しているボールねじ8、コ字状支持部材6に固定されたY軸レール7、Y軸レール7に遊嵌しているY軸駆動ブロック10とY軸従動ブロック9により、リンク機構BをY軸方向に移動させるY軸駆動機構Aが構成されている。
【0036】
上記リンク機構Bは、リンク3、4の中央部を交差させてピン34により連結したもので、Z軸方向に伸縮自在であり、既述したように、下端部がヒンジ9A、10AによりY軸駆動機構Aに枢着されていると共に、上端部がヒンジ15A、16Aにより後述するZ軸駆動機構Cに枢着している。
【0037】
前記リンク機構Bを構成するリンク3の上端部は、ヒンジ15AによりZ軸駆動ブロック15に枢着されていると共にそれを支持している。
【0038】
また、リンク機構Bを構成するもう一方のリンク4の上端部は、ヒンジ16Aにより、L字状支持部材12に固定されたZ軸固定ブロック16に枢着されていると共にそれを支持している。
【0039】
上記Z軸駆動ブロック15は、L字状支持部材12の内側に固定されたZ軸レール13に遊嵌していると共に、内蔵するナット(図示省略)を介してボールねじ14に噛み合っている。
【0040】
また、ボールねじ14は、Z軸固定ブロック16を貫通してZ軸モータMzに結合され、Z軸モータMzはL字状支持部材12の基端部12Aの内側に固定されている。
【0041】
従って、上記L字状支持部材12、L字状支持部材12の基端部12Aの内側に固定されているZ軸モータMz、Z軸モータMzに結合されZ軸固定ブロック16を貫通してZ軸駆動ブロック15に螺合するボールねじ14、L字状支持部材12に固定されたZ軸レール13、Z軸レール13に遊嵌するZ軸駆動ブロック15により、リンク機構BをY軸駆動機構Aとの間で伸縮させることによりZ軸方向に移動させるZ軸駆動機構Cが構成されている。
【0042】
各L字状支持部材12の基端部12Aの外側には、後述するストレッチDの旋回軸23が軸受け22に旋回可能に支承され、該旋回軸23には、旋回板24がそれと一体的に設けられている。
【0043】
上記旋回板24にはガイド20が取り付けられ、該ガイド20にはストレッチDを構成する本体31のスライダ21が遊嵌し、ストレッチDの左右方向の移動が案内される。
【0044】
この構成により、図4に示す斜め突き当てが可能となる。
【0045】
ストレッチDは、本体31を有し、該本体31は、既述したガイド20とスライダ21から成るガイド機構と、旋回軸23と旋回板24からなる旋回機構を介して、Z軸駆動機構Cと同じ高さ位置に設けられ、各Z軸駆動機構C間を連結している。
【0046】
ストレッチDの本体31には、X軸方向に移動可能な突き当て部5が取り付けられ、該本体31の下面には、図示するように、補強部材30が取り付けられ、突き当て部5がX軸方向に移動することにより本体31が撓まないように補強がなされている。
【0047】
以下、上記構成を有する本発明の作用を説明する。
【0048】
先ず、図2(A)に示すように、X軸モータMx(図示省略)を駆動することにより、突き当て部5をストレッチD上でX軸方向に移動させ(矢印X1、X2)、次にY軸モータMyを駆動させてボールねじ8を介してY軸駆動ブロック10をY軸方向に移動させる。
【0049】
例えば、図2(B)に示すように、Y軸駆動ブロック10を前方(矢印Y1)に移動させると、該Y軸駆動ブロック10とY軸従動ブロック9がY軸レール7に沿って前方に移動するので、リンク機構Bを介してY軸駆動機構Aに支持されたZ軸駆動機構Cも前方に移動し、それに伴って突き当て部5も前方に移動する(図2(B)の右図)。
【0050】
更に、Z軸モータMzを駆動させてボールねじ14を介してZ軸駆動ブロック15をY軸方向に移動させ、該Z軸駆動ブロック15とZ軸固定ブロック16を接近離反させることにより、Z軸駆動機構Cをリンク機構Bを介してZ軸方向に移動させる。
【0051】
例えば、図2(C)に示すように、Z軸駆動ブロック15を後方に移動させると、該Z軸駆動ブロック15とZ軸固定ブロック16は離反する(双方向の矢印Y2)。
【0052】
Z軸駆動ブロック15がZ軸固定ブロック16から離反すると、リンク機構Bを構成するリンク4は、Y軸駆動ブロック10のヒンジ10Aを枢軸として反時計方向に(図2(C)の左図の矢印L)回動するので、このリンク4に押されてリンク機構Bを構成するもう一方のリンク3は、Z軸固定ブロック16のヒンジ16Aを枢軸として時計方向に(図2(C)の左図の矢印R)回動し、Y軸レール7(図1)に遊嵌しているY軸従動ブロック9がY軸駆動ブロック10から離反する(双方向の矢印Y2)。
【0053】
これにより、リンク機構Bは、図2(C)に示すように縮んで降下し(図2(C)の矢印Z1)、それに伴ってZ軸駆動機構Cに設けられたストレッチDの突き当て部5も降下する。
【0054】
この場合、図2(B)と図2(C)から明らかなように、Y軸レール7は、リンク機構BをY軸方向に移動させる際のガイドと、Z軸方向に移動させる際のガイドを兼ね備えている。
【0055】
上述したように、突き当て部5をX軸方向(図2(A))に移動させるにはX軸モータMx(図示省略)を、Y軸方向(図2(B))に移動させるにはY軸モータMyを、Z軸方向(図2(C))に移動させるにはZ軸モータMzをそれぞれ駆動させる。
【0056】
この場合、X軸モータMxの回転数と突き当て部5のX軸方向への移動距離、及びY軸モータMyの回転数と突き当て部5のY軸方向への移動距離は、それぞれ比例している。例えば、Y軸モータMyを2倍の数だけ回転させれば、ボールねじ8に螺合しているY軸駆動ブロック10も(図2(B))2倍の距離だけY軸方向へ移動し、それに伴って突き当て部5も2倍の距離だけY軸方向へ移動する。
【0057】
従って、突き当て部5をX軸方向とY軸方向に移動させる場合には、その移動距離に比例した回転指令値を、それぞれX軸モータMxとY軸モータMyに与えれば、突き当て部5は所定の距離だけ移動する。
【0058】
しかし、リンク機構Bの構造上(図1、図2、図3)、Z軸モータMzの回転数と突き当て部5のZ軸方向への移動距離は、比例せず、両者の間には、次のような変換が必要である。
【0059】
今、図3において、リンク機構Bを構成するリンク3、4の長さを230mmとし、突き当て部5が下限位置b(単位はmm、以下他の符号についても同じ)から上限位置aまで移動し、その場合のストロークをcとする。尚、図3においては、図面を簡略化するため、図1と異なり、Y軸モータMyがY軸駆動機構Aの後部に、またZ軸モータMzがZ軸駆動機構Cの後部にそれぞれ配置されている。
【0060】
突き当て部5にこのような動作をさせる場合、既述したように、Y軸駆動ブロック10を固定した状態で、Z軸モータMzを回転させることにより、ボールねじ14に螺合しているZ軸駆動ブロック15を、前方(Y軸方向)にストロークeだけ移動させると同時に、Y軸従動ブロック9を、同方向に同じストロークeだけ移動させる。これにより、リンク機構Bの作用で突き当て部5は、下限位置bから上限位置aまで移動する(図3)。
【0061】
このときの、Z軸駆動ブロック15と突き当て部5間の距離をd、dと前記ストロークeとの和をfとすると、次の式が成立する。
【0062】
b2 +f2 =2302 ・・・・・・▲1▼
a2 +d2 =2302 ・・・・・・▲2▼
【0063】
従って、▲1▼式より、f=√(2302 −b2 )・・・・・▲3▼
また、▲2▼式より、d=√(2302 −a2 )・・・・・▲4▼
【0064】
この▲3▼式と▲4▼式とから、Z軸駆動ブロック15のストロークeを求めれば、
即ち、突き当て部5を下限位置bから上限位置aまで移動させる場合には、▲5▼式で与えられる距離だけ、Z軸駆動ブロック15を移動させねばならず、そのためには、現在値をb、目標値をaとする▲5▼式に相当する回転指令値をZ軸モータMzに与える。
【0065】
また、突き当て部5が下限位置bから距離z(図3)だけ移動する場合のZ軸駆動ブロック15のストロークyは(図3)、▲5▼式において、eの代わりにy、aの代わりにb+zと置くことにより、求めることができる。
y=√(2302 −b2 )−√{2302 −(b+z)2 }・・・・▲6▼
【0066】
従って、突き当て部5を下限位置bから距離zだけ移動させる場合には、現在値をb、目標値をzとする▲6▼式に相当する回転指令値をZ軸モータMzに与える。
【0067】
以上のように段取りを行った後、図2(C)の右図に示すように、ワークWを突き当て部5に突き当てることにより、ワークWの位置決めを行う。
【0068】
この場合、突き当て部5が取り付けられたストレッチDがZ軸駆動機構Cに対してそれと同じ高さ位置に設けられ、該Z軸駆動機構CとY軸駆動機構Aに両端部が枢着したリンク機構Bを上下動させることにより、突き当て部5はZ軸方向に移動できるので(図2(C))、突き当て部5より上方には突出物が設けられていず、上述したように、ワークWのオーバハング加工が可能となる(図2(C))。
【0069】
また、突き当て部5が取り付けられているストレッチDがリンク3、4を交差することにより構成されたリンク機構Bにより支持されているので、支持状態が極めて安定し、また、Y軸駆動機構Aより下方には駆動機構等の突出物は設けられていないので、下方スペースが確保されている。
【0070】
更に、図 4に示すように、Z軸駆動機構Cの停止位置を異ならせ、図示する形状のワークWに対して斜め突き当て、従って、斜め加工も行うことができる。
【0071】
これにより、従来は(図5)突き当て部105より上方の突出物と干渉して不可能であったワークWの斜めオーバハング加工が可能となり(図 4)、この点でもオーバハング加工範囲が拡大された。
【0072】
尚、上記の実施形態においては、上昇式折曲げ加工機に適用される場合を説明したが、本発明はこれに限定されず、下降式の折曲げ加工機、さらには、レーザ加工機、パンチ加工機、シャーリングマシン等にも適用され、上記と同様の効果を奏することは勿論である。
【0073】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明によれば、バックゲージ装置を、リンク機構とY軸駆動機構とZ軸駆動機構とストレッチにより構成したので、リンク機構を利用してストレッチに取り付けられた突き当て部を上下動させることができ、ワークのオーバハング加工範囲を拡大すると共に、支持状態が安定し、かつ下方スペースが確保されたバックゲージ装置を提供するという技術的効果を奏することとなった。
【0074】
更に、突き当て部をZ軸方向へ移動させる場合に、Z軸モータに与える回転指令値が、リンクの長さや突き当て部の下限位置といった既知の値から容易に求めることができるという効果もある。
【0075】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す全体図である。
【図2】本発明の作用説明図である。
【図3】本発明による突き当て部のZ軸方向への移動距離と、Z軸駆動ブロックのストロークとの関係を示す図である。
【図4】本発明による斜め加工の作用説明図である。
【図5】従来の上昇式折曲げ加工機用バックゲージ装置の説明図である。
【図6】従来の下降式折曲げ加工機用バックゲージ装置の説明図である。
【符号の説明】
1 上部テーブル
2 下部テーブル
A Y軸駆動機構
B リンク機構
C Z軸駆動機構
D ストレッチ
Claims (4)
- パンチを装着した上部テーブルと、ダイを装着した下部テーブルのいずれか一方をZ軸方向に移動させ、パンチとダイの協働によりワークに折曲げ加工を施す折曲げ加工機のバックゲージ装置において、
2本のリンクの中央部を交差させて回動可能に連結したリンク機構と、
下部テーブルの両側に設けられ、上記リンク機構の下端部を枢着しリンク機構をY軸方向に移動させるY軸駆動機構と、
該Y軸駆動機構の上方でリンク機構の上端部に支持されていると共に、該リンク機構の上端部を枢着しリンク機構をY軸駆動機構との間で伸縮させることによりZ軸方向に移動させるZ軸駆動機構と、
Z軸駆動機構に対してそれと同じ高さ位置に設けられていると共に、各Z軸駆動機構間を連結し、X軸方向に移動可能な突き当て部が取り付けられているストレッチから成ることを特徴とするバックゲージ装置。 - 上記Y軸駆動機構が、支持部材を介して下部テーブルに固定されたY軸モータと、該Y軸モータに結合されているボールねじと、ボールねじに螺合しY軸レールに沿って移動するY軸駆動ブロックと、Y軸駆動ブロックの移動に従ってY軸レールに沿って移動するY軸従動ブロックにより構成され、Y軸駆動ブロックとY軸従動ブロックにはリンク機構の下端部が枢着している請求項1記載のバックゲージ装置。
- 上記Z軸駆動機構が、支持部材に固定されているZ軸モータと、Z軸モータに結合されているボールねじと、ボールねじに螺合しZ軸レールに沿って移動するZ軸駆動ブロックと、ボールねじが貫通し支持部材に固定されているZ軸固定ブロックにより構成され、Z軸駆動ブロックとZ軸固定ブロックはリンク機構の上端部に支持されていると共に該上端部が枢着している請求項1記載のバックゲージ装置。
- 上記リンクの長さを230mm、突き当て部の下限位置をbmmとして該突き当て部を下限位置bmmからzmmだけ移動させる場合、Z軸駆動ブロックを、ストロークy=√(2302−b2 )mm−√{2302 −(b+z)2 }mmだけ移動させるのに必要な回転指令値をZ軸モータに与える請求項3記載のバックゲージ装置。
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