JP4107770B2 - パンチプレスのワーク加工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パンチプレスのワーク加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
上型と下型との間で板材の打抜きや成形加工を行うパンチプレスの概要構成を図9により説明し、同パンチプレスによるワーク加工方法の従来技術を図10,11により説明する。
同パンチプレスは、プレス部51、制御装置29、金型マガジン27装置(以降、マガジン27と呼ぶ)、自動金型交換装置(以降、ATC28と呼ぶ)、及びテーブル装置(以降、XYテーブル30と呼ぶ)を有している。プレス部51は、制御装置29からの指令信号に基づいて、ワークとしての金属板(以降、板26と呼ぶ)に穴を打抜いたり、溝や窪みを成形加工する装置である。
【0003】
プレス部51は、パンチ軸52、ダイ軸53及びストリッパ軸54を有していて、各軸は、油圧アクチュエータとしてのパンチ軸シリンダ6、ダイ軸シリンダ22及びストリッパ軸シリンダ15を有している。パンチ軸52の加圧力はパンチ軸ピストン1により、ダイ軸53の加圧力は下ダイ軸ピストン19により、ストリッパ軸54の加圧力はストリッパ軸ピストン10により、それぞれ独立して生み出される。ストリッパ軸ピストン10の中央部は長手方向に中空になっており、パンチ軸ピストン1の先端がこの中空部内で伸縮する。パンチ軸ピストン1の下面にはパンチ金型31が、下ダイ軸ピストン19の上面には下ダイ金型33が、ストリッパ軸ピストン10の下面にはストリッパ32がそれぞれ着脱自在に嵌入されている。なお、ストリッパ32の下面と下ダイ金型33の上面との間に板26の搬送高さ位置であるパスラインPhが設定されている。
制御装置29は、予めオペレータにより設定されている作業条件等に基づいてプレス部51のパンチ軸ピストン1、ストリッパ軸ピストン10及びダイ軸ピストン19の時間的な伸縮量の変化指令及びXYテーブルの位置決め指令を演算し、演算した変化指令及び位置決め指令をプレス部51及びXYテーブル30にそれぞれ出力する。XYテーブル30は、水平面内でXY方向の2自由度の軸を有するテーブルであり、このXYテーブル30の上に板26が載置され、板26の一端をクランプして移動、及び位置決めも行う。プレス部51により板26のある個所が加工されたら板26の次の加工個所をプレス部51の加工軸位置にXYテーブル30が位置決めする。
【0004】
以上説明したパンチプレスにおいて、上エンボスの凸部の平坦部に下バーリングを成形する場合及び下エンボスの凸部の平坦部に打抜き穴を成形する場合の従来加工方法を説明する。なお、円形の窪みの凸部が板の上面に、凸部が板の下面にそれぞれ成形される成形形状を上エンボス、下エンボスとそれぞれ呼ぶ。また、円筒形の突出部が板の上面に、突出部が板の下面にそれぞれ形成される成形形状を上バーリング、下バーリングとそれぞれ呼ぶ。
上エンボスの凸部の平坦部に下バーリングを成形する場合は、図10(a),(b)に示す二つの成形方法がある。
図10(a)に示すような下バーリングを成形し次の工程で上エンボスを成形する方法は、まず、板26がパスラインPhを保持された状態で、ストリッパ32の下面を板26の上面に当接して位置決める。次に、下ダイ金型33の上面を板26の下面に当接して位置決めした後に、パンチ金型31を下降させ下ダイ金型33との間で下バーリングを成形する。下バーリングの成形完了後、各軸は板26から離脱する。次に、金型を上エンボス用に交換し、下バーリングを成形したときと同様に、パスラインPhを保持した状態で、ストリッパ32の下面及び下ダイ金型33の上面を板26の上面及び下面にそれぞれ当接して位置決める。その後、下ダイ金型33が上昇しパンチ金型31との間で上エンボスを成形する。
図10(b)に示す上エンボスを成形し次の工程で下バーリングを成形する方法のときには、図10(a)に示す成形方法と成形の順序が逆であるだけで、プレス部51の各軸の作動は同一であるのでここでは説明を省略する。
【0005】
次に、図11により下エンボスの凸部の平坦部に打抜き穴を成形する方法を説明する。
図11(a)に示すような打抜き穴を成形し次の工程で下エンボスを成形する方法の成形手順を説明する。まず、パスラインPhを保持した状態で、ストリッパ32の下面を板26の上面に当接して位置決める。次に、下ダイ金型33の上面を板26の下面に当接して位置決めした後に、パンチ金型31を下降させ下ダイ金型33との間で打抜き穴を成形する。打抜き穴の成形完了後、各軸は板26から離脱する。次に、金型を下エンボス用に交換し、打抜き穴を成形したときと同様に、パスラインPhを保持した状態で、ストリッパ32の下面及び下ダイ金型33の上面を板26の上面及び下面にそれぞれ当接して位置決める。その後、パンチ金型31が下降し下ダイ金型33との間で下エンボスを成形する。
図11(b)に示す下エンボスを成形し次の工程で打抜き穴を成形する方法のときには、図11(a)に示す成形方法と成形の順序が逆であるだけで、プレス部51の各軸の作動は同一であるのでここでは説明を省略する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パンチプレスの上記従来の加工方法においては次のような問題がある。図10(a)に示す下バーリング成形の後に上エンボス成形を行う場合には、下ダイ金型33が既に成形されているバーリング部近傍を下方から突き上げることにより上エンボスを成形する。このとき、下ダイ金型33が均等にバーリング部を突き上げることが困難であるため、既に成形されているバーリング部に歪が生じてバーリング部の形状を損なうことがあり、安定した成形品質を得ることができないという問題がある。また、図10(b)に示す上エンボスの成形後、下バーリングを成形する場合には、プレス部51の各軸がパスラインPhを基準加工位置とした位置に位置決めするように制御されているため、下バーリングの成形時に、上エンボスの平坦部が一時的にパスラインPhまで押し下げられる。図10(b)の右図には、成形過程において上エンボスの平坦部が一時的にパスラインPhまで押し下げられた状態での形状と成形完了後の形状とを示している。成形完了後、各軸が板26から離脱するとき、押し下げられて弾性変形していた上エンボスの平坦部が板26の弾性により跳ね上がることがある。また、変形が大きくなって上エンボスの平坦部に永久歪が生じて、各軸が板26から離脱した後も変形が回復せず成形が成り立たないことがある。これらにより、成形後の上エンボス形状が損なわれたり板26がばたついてミクロジョイントが外れ易いという問題がある。
なお、板26に大きな開口部を加工するときに、開口する箇所を小さい穴の連続加工により板26から分離させるが、一個所だけ約0.1〜0.15mmの幅の連結部を残して加工しており、この連結部をミクロジョイントと呼ぶ。板26全面を加工後、XYテーブル30から板26を外し、少しの衝撃を加えれば簡単に開口箇所が板26から分離するようにしている。
【0007】
図11(a)に示す打抜き穴成形の後に下エンボス成形を行う場合には、下エンボスの成形時に打抜き穴近傍の板26の弾性変形等により、既に成形されていた打抜き穴の位置がずれたり穴形状が変形して所定の打抜き穴の位置精度が得られないという問題がある。また、図11(b)に示す下エンボスの成形後、打抜き穴を成形する場合には打抜き穴の所定の位置精度は得られるが、プレス部51の各軸がパスラインPhを基準加工位置とした位置に位置決めするように制御されているため、打抜き穴の成形時に下エンボスの平坦部が一時的にパスラインPhまで押し上げられる。図11(b)の右図には、成形過程において下エンボスの平坦部が一時的にパスラインPhまで押し上げられた状態での形状と成形完了後の形状とを示している。成形完了後、各軸が板26から離脱するとき、押し上げられて弾性変形していた下エンボスの平坦部が板26の弾性により跳ね下がることがある。また、変形が大きくなって下エンボスの平坦部に永久歪が生じて、各軸が板26から離脱した後も変形が回復せず成形が成り立たないことがある。これらにより、成形後の下エンボス形状が損なわれたり板26がばたついてミクロジョイントが外れ易いという問題がある。
【0008】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、優れた成形精度が得られ、成形後に成形形状が損なわれることがなく、又加工時に板が上下にばたつくことがないパンチプレスのワーク加工方法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第1発明は、ワークを上面から押さえるストリッパと、上下動するパンチ金型及びダイ金型とによりワークを成形加工し、一次成形加工を行った部位にさらに追加工として成形加工または打抜き加工を行うパンチプレスのワーク加工方法において、一次成形加工金型及び追加工金型には、加工基準位置に基づいた動作パターンがそれぞれ設定されており、予め一次成形加工による成形形状の高さデータを設定し、実成形加工時には、一次成形加工金型により一次成形加工を行い、加工プログラムの加工位置変更指令により追加工金型の加工基準位置を、前記成形形状の高さデータに基づいて変更し、一次成形加工を行った部位に、前記追加工金型により追加工を行う方法としている。
【0010】
第1発明によると、一次成形加工金型としてのある金型により成形される一次成形加工の成形形状の高さデータを予め制御装置に設定し記憶しておく。実成形時には、この金型により一次成形加工高さとしてのワークの搬送高さ位置を基準位置として演算した基準刃先位置データにより成形する。前工程の一次成形加工した部位への追加工金型による追加工成形加工時には、記憶している高さデータに基づいて追加工成形加工高さとしての新加工基準位置を設定し、プレス各軸の新基準刃先位置データを演算し、演算した新基準刃先位置データにより成形を行う。これにより、前工程で成形される成形形状の高さデータに応じて後工程の成形加工する基準刃先位置を変更できるので、ワークの上下面の高さ変化を伴う形状の成形後の次工程で、高さが変化した成形部に高精度の穴またはバーリングの成形が可能となる。また、高さが変化した成形部の高さを保持した状態で次工程の成形を行うので、成形形状が損なわれることがなく優れた成形品質が得られる。また、成形加工中、ワークが搬送高さ位置を保持しているのでワークがばたつくことがない。これにより、ミクロジョイントが外れることがないので機械を停止させる必要がなく、生産性が向上する。
【0011】
第2発明は、第1発明に基づいて、予めストリッパ加圧力値を設定し、実成形加工時、ワークをストリッパの下面と下ダイ金型又は下ダイ金型に装着されたエジェクタプレートの上面とにより挟持した後、ストリッパの制御を位置制御から圧力制御に切り換え、この圧力制御中、ストリッパの実加圧力値及びストリッパ加圧力値間の偏差値に応じたストリッパ圧力指令をストリッパ軸駆動手段に出力し、ストリッパの実加圧力値を前記ストリッパ加圧力値に保持する方法としている。
【0012】
第2発明によると、ワークの成形時には、ストリッパの下面をワークの上面に当接した位置に位置決めし、その後下ダイ金型又は下ダイ金型に装着されたエジェクタプレートを上昇させて下ダイ金型又はエジェクタプレートの上面をワークの下面に当接する位置に位置決めする。このようにワークをストリッパと下ダイ金型又はエジェクタプレートとにより挟持した状態で、ストリッパ軸の制御を位置制御から圧力制御に切り換えると、ストリッパの実加圧力値は予め金型の耐圧力とは別個に設定してあるストリッパ加圧力値に設定される。このように、ワークがストリッパと下ダイ金型又はエジェクタプレートとにより堅固に挟持されワークが水平方向にずれることがないので、成形加工時の基準高さ位置が変更されても常に優れた成形精度が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図1に本発明の係るパンチプレスのハード構成図を示す。図9の構成要素と同一要素には同一符号を付して説明する。なお、図9により説明したパンチプレスの全体構成及びプレス部51の各軸のレイアウトの説明はここでは省略する。
パンチ軸加圧室8及びパンチ軸引上室9への圧油を制御する電磁操作式のパンチ軸サーボバルブ4がパンチ軸シリンダ6と油圧源(図示せず)との間に配設されている。また、ストリッパ軸加圧室17及びストリッパ軸引上室18への圧油を制御するストリッパ軸サーボバルブ13がストリッパ軸シリンダ15と油圧源との間に配設されている。さらに、下ダイ軸加圧室24及び下ダイ軸引下室25への圧油を制御する下ダイ軸サーボバルブ20が下ダイ軸シリンダ22と油圧源との間に配設されている。各サーボバルブは、各軸の駆動手段としての一例である。また、制御装置29からは、各軸のストローク又は圧力を指令するパンチ軸サーボバルブ指令Cp、ストリッパ軸サーボバルブ指令Css及びダイ軸サーボバルブ指令Cdが各軸のサーボバルブにそれぞれ出力されている。さらに、制御装置29からXYテーブル30の駆動モータ(図示せず)にテーブル位置決め指令Cxyが出力されている。
【0014】
検出器としては、パンチ軸ピストン1、ストリッパ軸ピストン10、及び下ダイ軸ピストン19の位置をそれぞれ検出するパンチ軸位置検出器5、ストリッパ軸位置検出器14、及び下ダイ軸位置検出器21が、それぞれのピストンの近傍に設けてある。また、各位置検出器により検出されたパンチ軸ピストン位置Pp、ストリッパ軸ピストン位置Ps及びダイ軸ピストン位置Puが制御装置29に入力されている。
また、ストリッパ軸加圧室17及びストリッパ軸引上室18の油圧を検出するストリッパ加圧力検出手段としてのストリッパ軸加圧側圧力検出器11及びストリッパ軸引上側圧力検出器12が、それぞれの室の近傍に取着されている。また、各圧力検出器により検出されたストリッパ軸加圧側圧力P1及びストリッパ軸引上側圧力P2が制御装置29に入力されている。
【0015】
図2に、本発明に係るパンチプレスの制御装置29の制御ブロック図を示す。制御装置29は、加工プログラム34、動作パターン記憶部41、金型管理情報記憶部35及び制御演算部57を有している。
加工プログラム34には、図3に示すような加工を行うための指令が記述されており、特に本発明に係る加工する板26の板厚に関する加工材板厚情報データと、プレス部51の各軸が加工前に待機する位置に関する待機位置情報データと、XYテーブル位置決め命令と、プレス加工命令とが記述されている。なお、加工プログラム34はNC言語、PLC言語等のプログラム言語で記述することができるが、以下の説明では、NC命令により記述する例を説明する。
【0016】
動作パターン記憶部41には、表1に示すように、使用する金型の成形加工の種別に対応したプレス動作パターンが予め設定して記憶されている。即ち、パターン内容を示す動作パターン番号毎に、それぞれの軸の速度、待機位置等がデータ群として記憶されている。
【表1】
【0017】
金型管理情報記憶部35には、表2に示すような使用する金型のデータを予め設定して記憶させてある。即ち、セットで使用するパンチ金型31、下ダイ金型33及びストリッパ32には金型番号が定義されており、形状、直径等の物理諸元の他に、その金型を使用した所定の成形加工の種別に応じたプレス動作パターンが動作パターン内容を示す数値として記憶されている。また、ストリッパ圧力の欄で設定されている圧力値によりストリッパ加圧力値を設定し、ストリッパ加圧力値は、後述する加圧力値記憶部60に記憶される。
【表2】
【0018】
次に制御演算部57を説明する。図2の制御演算部57の表示において、実線及び黒抜きの矢印は情報の流れを示し、点線及び白抜きの矢印は前記情報の流れを働きかけるものとする。即ち、点線の源の構成要素が白抜きの矢印の指す情報の流れを開始させる。また、点線の源の構成要素が白抜きの矢印の指す構成要素に所定の作動を働きかけるものとする。
制御演算部57は、加工指令部36、ストリッパ加圧力値記憶部60、新基準位置記憶部61、ストローク演算部64、切換部67、圧力比較部65、ストローク比較部66、圧力処理部68及びストローク処理部69を有している。
【0019】
加工指令部36は、次のような各データを作成する。
第1に、加工開始前に、加工プログラム34に記憶されている金型指定指令(NC言語ではTコード)を検索し、使用される順番に、その命令に記入された金型番号に対応する使用金型情報Kdを金型管理情報記憶部35から抽出し、ストローク演算部64に表3に示すような使用金型順番データを作成する。
【表3】
第2に、加工開始前に、金型管理情報記憶部35の表2に設定されているストリッパ圧力Fdを後述するストリッパ圧力値記憶部60に設定し記憶させる。
第3に、加工開始前に金型管理情報記憶部35の表2に長辺(高さ)として設定されている高さデータHdを後述する新基準位置記憶部61に設定し記憶させる。高さデータHdは、例えば図4,5に下バーリング、上エンボスの高さで示すように、成形形状の最低面から最高面までの距離から板厚を差し引いた値である。
第4に、加工開始前に、加工プログラム34に記述されている加工材板厚情報データTd及び待機位置情報データWdをストローク演算部64に転送し記憶格納させる。
第5に、成形加工が開始されて、金型がプレス部51に装着されたとき、装着された金型に対応する動作パターン番号の動作パターンのデータ群Mdを、動作パターン記憶部41の表1から抽出してストローク演算部64に転送し記憶させる。
【0020】
なお、加工指令部36は、基準位置変更時期検出部63を有している。基準位置変更時期検出部63は、加工中のステップが加工基準位置変更指令「M72」のステップにきたときは、新基準位置記憶部61に記憶されていた高さデータHdをストローク演算部64に転送する。加工基準位置変更指令「M72」は、プレス部51が成形加工する高さ位置として、パスラインPh以外の新基準位置を設定する指令である。また、成形加工中に加工基準位置変更指令「M72」または、加工基準位置変更キャンセル指令「M73」のステップになったことを検出したときには、その検出信号をストローク演算部64に出力する。
【0021】
ストリッパ加圧力値記憶部60は、金型管理情報記憶部35に設定されているストリッパの目標加圧力値のストリッパ圧力Fdを記憶していて、このストリッパ圧力Fdをストリッパ加圧力値Fとして圧力比較部65に出力している。
【0022】
新基準位置記憶部61は、加工指令部36の指令により、金型管理情報記憶部35に設定されていた高さデータHdを表4に示すように使用金型別に記憶し、基準位置変更時期検出部63の指令により、ストローク演算部64に高さデータHdを出力する。表4においては、金型番号T210により上エンボスを成形した後に、金型番号T200により下バーリングを成形するときには、プレス部51の成形加工時の加工基準位置はパスラインPhから5.00mm上方に設定することを示している。また、金型番号T210により上エンボスを成形した後に、金型番号T100により打抜き穴を成形するときにも、プレス部51の成形加工時の加工基準位置はパスラインPhから5.00mm上方に設定することを示している。
【表4】
【0023】
ストローク演算部64は、加工開始すると金型管理情報記憶部35から転送された使用金型情報Kd、動作パターン記憶部41から転送された動作パターンのデータ群Md、加工プログラム34から転送された加工材板厚情報データTd及び待機位置情報データWdに基づいて、各プレス軸の基準刃先位置データを演算し、ストローク比較部66に刃先位置データPcとして出力する。
基準位置変更時期検出部63から加工基準位置変更指令「M72」があったとき、ストローク演算部64は、基準刃先位置データを基準刃先位置データ記憶部62に記憶させる。また、新基準位置記憶部61に記憶している高さデータHdだけ基準刃先位置データから上下方向にシフトさせて新基準刃先位置データを演算し、ストローク比較部66に刃先位置データPcとして出力する。
また、基準刃先位置データ記憶部62は、基準位置変更時期検出部63から加工基準位置変更キャンセル指令「M73」があったときに、加工基準位置変更指令「M72」があったときに記憶した基準刃先位置データを再度刃先位置データPcとしてストローク比較部66に出力する。
【0024】
圧力処理部68は、ストリッパ軸54の加圧側圧力P1及び引上側圧力P2を取り込み、数式「P1×A1−P2×A2」によりストリッパピストン10の実加圧力値Fspを演算して圧力比較部65に出力する。なお、A1及びA2はストリッパ軸加圧室及びストリッパ軸引上室のそれぞれの受圧面積である。
【0025】
ストローク処理部69は、パンチ軸ピストン位置Pp、ストリッパ軸ピストン位置Ps及びダイ軸ピストン位置Puを取り込み、それら3軸のストローク情報を有する実ストローク情報Paをストローク比較部66に出力する。
【0026】
圧力比較部65は、入力されたストリッパ加圧力値F及び実加圧力値Fsp間の偏差値を演算し、演算した偏差値に応じた圧力指令Cfを切換部67に出力する。
【0027】
ストローク比較部66は、入力された実ストローク情報Pa及び刃先位置データPc間の偏差値を演算し、演算した偏差値に応じたパンチ軸サーボバルブ指令Cp及びダイ軸サーボバルブ指令Cdをパンチ軸サーボバルブ4及びダイ軸サーボバルブ20にそれぞれ出力する。また、演算した偏差値に応じたストリッパ軸位置指令Csを切換部67に出力する。
【0028】
切換部67では、ストリッパ軸サーボバルブ指令Cssとして、圧力指令Cfまたはストリッパ軸位置指令Csのいずれか一方をストローク演算部64からの切換指令により選択してストリッパ軸サーボバルブ13に出力する。
【0029】
以上のような構成のパンチプレスの作動を図3に示す加工プログラム例に従って説明する。
「T210」の上エンボス金型指定指令により、表2に示す上エンボスを成形する金型番号T210が読み込まれるとATC28がマガジン27から上エンボス金型を取り出し、プレス部51に装着する。プレス部51に上エンボス金型が装着されると、表3に示す使用順番5の金型番号T210の動作パターン15に対応するデータ群Mdが動作パターン記憶部41の表1から抽出されてストローク演算部64に転送される。なお、表3は加工開始前に既にストローク演算部64に作成されている。次に、ストローク演算部64は、加工開始前に加工指令部36により転送されていた加工材板厚情報データTd(図示の(T1.6)による)と待機位置情報データWd(図示の(P5.0)による)と動作パターンのデータ群Mdとに基づいて基準刃先位置データを演算する。
演算された基準刃先位置データが刃先位置データPcとしてストローク比較部66に出力されると、ATC28による金型交換位置に位置決めされていたプレス部51の各軸は、それぞれの待機位置に移動する。そして、「G00X150.Y300.」の移動加工指令により、XYテーブル30が移動位置決めされたら、ストローク比較部66から各軸のサーボバルブに加工指令が出力され、プレス部51の各軸が前記演算された基準刃先位置データにしたがって動作し、板26に上エンボスを成形する。なお、このときの上エンボスはパスラインPhにおいて成形される。このとき、上エンボスの高さデータHdは5.00mmである。
引き続く「T200」及び「G00X1000.Y200.」により、表3の使用順番6の下バーリング金型が選択され、パスラインPhにて所定の位置に直径2.50mm、高さ2.00mmの下バーリングが成形される。
【0030】
次に、加工基準位置変更指令「M72(T210)」により、金型番号T210の高さデータHdを参照して加工基準位置を変更する。即ち、新基準位置記憶部61に記憶されている金型番号T210の高さデータHdは表3に示すように5.00mmであるので、次の金型による成形時には、パスラインPhから5.00mm上方に設定した新基準位置において成形するように、プレス軸51の各軸の新基準刃先位置データがストローク演算部64により演算される。また、加工基準位置変更指令「M72(T210)」の命令があったときは、パスラインPhにおける金型番号T200による成形加工時の基準刃先位置データを基準刃先位置データ記憶部62に記憶させる。
次の「G00X150.Y300.」の移動加工指令により、すでにパスラインPhにて成形した上エンボスの位置において、パスラインPhから5.00mm上方に設定した新基準位置にプレス軸51の各軸を位置決めして下バーリングを成形する。
次の「M73」の加工基準位置変更キャンセル指令により、ストローク演算部64は、基準刃先位置データ記憶部62に記憶されていたパスラインPhにおける成形加工時の基準刃先位置データを再度、刃先位置データPcとしてストローク比較部66に出力する。「G00X300.Y100.」の移動加工指令により、所定の位置にパスラインPhにおいて下バーリングが成形される。
【0031】
次に、以上のような構成と作動を有するパンチプレスによる成形加工方法の第1実施形態を図6により説明する。
本実施形態では、上エンボス及び下バーリングを同一個所に成形する方法を説明する。最初の工程で図6(a)に示すように、上エンボスをパスラインPhにおいて成形し、次の工程で図6(b)に示すように下バーリングを成形する。
図6(a)の上エンボスの成形工程において、プレス部51の各軸は、パンチ軸サーボバルブ指令Cp、ストリップ軸サーボバルブ指令Css及びダイ軸サーボバルブ指令Cdにより、ストリッパ32の下面をパスラインPhにある板26の上面に当接して位置決めし、次に下ダイ金型33に装着されているエジェクタプレート46の上面を板26の下面に当接して位置決めする。エジェクタプレート46は、弾性体70により付勢されていて板26を上方に押し付けて、成形完了後の下ダイ金型33の板26からの離脱を容易化する。
【0032】
板26をストリッパ32及びエジェクタプレート46の上面により挟持した後に、ストローク演算部64からの切替指令により、ストリッパ32の制御を位置制御から圧力制御に切り換える。このときのストリッパ32の実加圧力値Fspは、ストリッパ加圧力値記憶部60から出力されている加圧力値Fに保持される。次にパンチ金型31の下面を板26の上面に当接させて位置決めする。板26が堅固にストリッパ32及びエジェクタプレート46により挟持されたら、下ダイ金型33が上昇して、パンチ金型31との間で上エンボスが成形される。成形後は、ストリッパ32の制御を圧力制御から位置制御に切り換え、下ダイ金型33が下降し、次にパンチ金型31が上昇、最後にストリッパ32が上昇して成形加工が終了する。
【0033】
次に、制御装置29は、加工プログラム34の「T200」の金型交換指令により金型を上エンボス金型T210から下バーリング金型T200に変更する。また、ストローク演算部64は、加工プログラム34の加工基準位置変更指令「M72(T210)」により、新基準位置記憶部61より転送された新基準位置に基づいて、プレス部51の各軸の新基準刃先位置データを演算してストローク比較部64に出力する。この新基準刃先位置データは、パスラインPhよりも5.00mm高い位置で成形するように演算される。
図6(b)に示す下バーリングの成形時には、まず、ストリッパ32の下面を上エンボスの凸部の上面に当接して位置決めする。次に、下ダイ金型33の上面を上エンボスの凸部の下面に当接して位置決めする。その後、ストリッパ32の制御を位置制御から圧力制御に切り換え、ストリッパ32の実加圧力値Fspはストリッパ加圧力値記憶部60から出力されている加圧力値Fに保持される。板26をストリッパ32及び下ダイ金型33により堅固に挟持した後に、パンチ金型31が新基準刃先位置まで下降し、上エンボスの凸部の平坦部を貫いて下バーリングが成形される。成形後は、ストリッパ32の制御を圧力制御から位置制御に切り換え、下ダイ金型33が下降し、次にパンチ金型31が上昇、最後にストリッパ32が上昇して成形加工が終了する。
【0034】
次に、本実施形態による作用及び効果を説明する。
まず、一次成形加工としての上エンボスを一次成形加工高さとしてのパスラインPhにおいて成形し、その後、金型を一次成形加工金型としての金型番号T210の上エンボス金型から追加工金型としての金型番号T200の下バーリング金型に変更し、新基準位置記憶部61に記憶されていた表4に示す加工基準位置データ5.00に基づいてプレス部51の各軸の新基準刃先位置データがストローク演算部64にて演算される。即ち、プレス部51の各軸の加工基準位置をパスラインPhより5.00mm高い位置の追加工成形加工高さとしての新基準位置に設定した新しい刃先位置データに基づいて、プレス部51の各軸が制御されて追加工としての下バーリングが一次成形加工した部位に成形される。このように、上エンボスの高さデータHdに基づいた新基準位置において下バーリングが成形されるので、成形加工中は板26がパスラインPhを保持し、板26がばたつくことがない。これにより、ミクロジョイントが外れることがなく、また上エンボスの成形後に下バーリングを成形するので、下バーリングの所定の位置精度が容易に得られ、かつ下バーリングの形状を損なうことがない。
さらに、上エンボス及び下バーリングを成形中のストリッパ32の制御は圧力制御されていて、ストリッパ32の実加圧力値Fspは、表2で設定されてストリッパ圧力値記憶部60に記憶されている所定の加圧力値Fを保持している。これにより、板26がストリッパ32及び下ダイ金型33により堅固に挟持され、加工基準位置が変更されても板26が水平方向にずれないので、優れた成形精度が得られる。
なお、一次成形加工と追加工とは時間的に連続して行う必要はなく、例えば時間的に間をおいて加工するようにした場合にも本発明は適用される。
【0035】
次に、図7により、第2実施形態の下エンボス及び打抜き穴を同一個所に成形する方法を説明する。図7(a)に示すように、下エンボスをパスラインPhにおいて成形し、次の工程で図7(b)に示すように打抜き穴を成形する。
下エンボスを成形するときは、ストリッパ32及び下ダイ金型33により板26を挟持しストリッパ32を圧力制御するまでは、図6(a)により説明した上エンボスを成形する場合と同一の手順である。その後、下エンボスの場合には、パンチ金型31を下降させパンチ金型31の下面と下ダイ金型33の上面との間で成形する。成形後のパンチ金型31、ストリッパ32及び下ダイ金型33の板26からの離脱手順は、図6(a)により説明した上エンボスを成形する場合と同一の手順である。
次に、下エンボス金型から打抜き金型に金型を変更し、ストローク演算部64は、加工プログラム34からの加工基準位置変更指令により、新基準位置記憶部61より転送される新基準位置に基づいて、プレス部51の各軸の新基準刃先位置データを演算してストローク比較部64に出力する。この新基準刃先位置データは、パスラインPhよりも5.00mm低い位置で成形するように演算される。
図7(b)に示す打抜き穴を成形するときのパンチ金型31、ストリッパ32及び下ダイ金型33の作動手順は、図6(b)により説明した下バーリング成形の場合と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【0036】
次に、本実施形態による作用及び効果を説明する。
まず、一次成形加工としての下エンボスを一次成形加工高さとしてのパスラインPhにおいて成形し、その後、金型を一次成形加工金型としての下エンボス金型から追加工金型としての金型番号T100の打抜き金型に変更し、新基準位置記憶部61に記憶されている加工基準位置データに基づいてプレス部51の各軸の新基準刃先位置データがストローク演算部64にて演算される。即ち、プレス部51の各軸の加工基準位置をパスラインPhより5.00mm低い位置の追加工成形加工高さとしての新基準位置に設定した新基準刃先位置データに基づいて、プレス部51の各軸が制御されて追加工としての打抜き穴が一次成形加工した部位に成形される。このように、下エンボスの高さデータHdに基づいた新基準位置において打抜き穴が成形されるので、成形加工中は板26がパスラインPhを保持し、かつ板26がばたつくことがない。これにより、ミクロジョイントが外れることがなく、また下エンボスの成形後に打抜き穴を成形するので、打抜き穴の所定の位置精度が容易に得られる。
さらに、下エンボス及び打抜き穴を成形中のストリッパ32の制御は圧力制御されていて、ストリッパ32の実加圧力値Fspは、表2で設定されてストリッパ圧力値記憶部60に記憶されている所定の加圧力値Fを保持している。これにより、板26がストリッパ32及び下ダイ金型33により堅固に挟持され、加工基準位置が変更されても板26が水平方向にずれないので、優れた成形精度が得られる。
【0037】
第1実施形態においては、一次成形加工金型としての上エンボス金型により成形加工後、追加工金型としての下バーリング金型により追加工を行う例を説明した。また、第2実施形態においては、一次成形加工金型としての下エンボス金型により成形加工後、追加工金型としての打抜き穴金型により追加工を行う例を説明した。ここでは、図8により一次成形加工金型としての上エンボス金型及び下エンボス金型の複数の金型により成形加工後、追加工金型としての下バーリング金型及び打抜き穴金型の複数の金型により追加工を行う例を説明する。
一次成形加工前に、加工指令部36からの指令により、上エンボス及び下エンボスのそれぞれの高さデータHdが金型管理情報記憶部35から新規準位置記憶部61に転送される。まず、一次成形加工として、上エンボス及び下エンボスがパスラインPhを加工規準位置高さとして成形される。次の工程で、予め新規準位置記憶部61に記憶されていたそれぞれの高さデータHdに基づいた新規準位置、即ち追加工成形加工位置において下バーリング及び打抜き穴がそれぞれ追加工される。
このように、複数の一次成形加工金型により一次成形加工を、また複数の追加工金型により一次成形した部位に追加工を行うこともできる。また、複数種類の形状の成形加工及び打抜き加工を行うときにも、成形加工中に板26がパスラインPhを保持し板26がばたつくこともない。
【0038】
以上、本発明によると、ある金型により成形される成形形状の高さデータを予め制御装置に設定し記憶しておく。この金型によりワークの搬送高さ位置を基準位置として成形した後の次の金型による成形時には、新しい基準位置として、記憶している高さデータに基づいた新加工基準位置を設定し、プレス各軸の新基準刃先位置データを演算する。演算した新基準刃先位置データにより、ワークをワークの搬送高さ位置に保持した状態で、新基準位置での成形が可能となる。これにより、ワークの上下面の高さ変化を伴う形状の成形後の次工程で、高さが変化した成形部に高精度の穴またはバーリングの成形が可能となる。また、高さが変化した成形部の高さを保持した状態で次工程の成形を行うので、成形形状が損なわれることがなく優れた成形品質が得られる。また、成形加工中、ワークが搬送高さ位置を保持しているのでワークがばたつくことがない。これにより、ミクロジョイントが外れることがないので機械を停止させる必要がなく、生産性が向上するパンチプレスのワーク加工方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るパンチプレスのハード構成図である。
【図2】制御装置の制御ブロック図である。
【図3】制御装置の加工プログラムの例である。
【図4】下バーリング形状の高さデータの説明図である。
【図5】上エンボス形状の高さデータの説明図である。
【図6】上エンボスの凸部平坦部に下バーリングを成形する成形手順の説明図である。
【図7】下バーリングの凸部平坦部に打抜き穴を成形する成形手順の説明図である。
【図8】上エンボス及び下エンボスの成形加工後、下バーリングの成形加工及び穴の打抜き加工を行う手順の説明図である。
【図9】パンチプレスの概要構成の説明図である。
【図10】上エンボスの凸部平坦部に下バーリングを成形する従来成形方法の説明図である。
【図11】下バーリングの凸部平坦部に打抜き穴を成形する従来成形方法の説明図である。
【符号の説明】
1…パンチ軸ピストン、2…パンチ軸加圧側圧力検出器、3…パンチ軸引上側圧力検出器、4…パンチ軸サーボバルブ、5…パンチ軸位置検出器、6…パンチ軸シリンダ、8…パンチ軸加圧室、9…パンチ軸引上室、10…ストリッパ軸ピストン、11…ストリッパ軸加圧側圧力検出器、、12…ストリッパ軸引上側圧力検出器、、13…ストリッパ軸サーボバルブ、14…ストリッパ軸位置検出器、15…ストリッパ軸シリンダ、17…ストリッパ軸加圧室、18…ストリッパ軸引上室、19…下ダイ軸ピストン、20…下ダイ軸サーボバルブ、21…下ダイ軸位置検出器、22…下ダイ軸シリンダ、24…下ダイ軸加圧室、25…下ダイ軸引上室、26…板、27…金型マガジン、28…ATC、29…制御装置、30…XYテーブル、31…パンチ金型、32…ストリッパ、33…下ダイ金型、34…加工プログラム、35…金型管理情報記憶部、36…加工指令部、41…動作パターン記憶部、51…プレス部、52…パンチ軸、53…ダイ軸、54…ストリッパ軸、57…制御演算部、60…ストリッパ圧力値記憶部、61…新基準位置記憶部、62…基準刃先位置データ記憶部、63…基準位置変更時期検出部、64…ストローク演算部、65…圧力比較部、66…ストローク比較部、67…切換部、Ph…パスライン、Pd…減速位置、Fsp…ストリッパ実加圧力値、F…ストリッパ加圧力値、Md…動作パターン、Kd…使用金型情報、Hd…高さデータ、Td…加工材板厚情報データ、Wd…待機位置情報データ。
Claims (2)
- ワークを上面から押さえるストリッパと、上下動するパンチ金型及びダイ金型とによりワークを成形加工し、一次成形加工を行った部位にさらに追加工として成形加工または打抜き加工を行うパンチプレスのワーク加工方法において、
一次成形加工金型及び追加工金型には、加工基準位置に基づいた動作パターンがそれぞれ設定されており、
予め一次成形加工による成形形状の高さデータを設定し、実成形加工時には、一次成形加工金型により一次成形加工を行い、加工プログラムの加工位置変更指令により追加工金型の加工基準位置を、前記成形形状の高さデータに基づいて変更し、一次成形加工を行った部位に、前記追加工金型により追加工を行う
ことを特徴とするパンチプレスのワーク加工方法。 - 請求項1記載のパンチプレスのワーク加工方法において、
予めストリッパ加圧力値を設定し、実成形加工時、ワークをストリッパの下面と下ダイ金型又は下ダイ金型に装着されたエジェクタプレートの上面とにより挟持した後、ストリッパの制御を位置制御から圧力制御に切り換え、この圧力制御中、ストリッパの実加圧力値及びストリッパ加圧力値間の偏差値に応じたストリッパ圧力指令をストリッパ軸駆動手段に出力し、ストリッパの実加圧力値を前記ストリッパ加圧力値に保持する
ことを特徴とするパンチプレスのワーク加工方法。
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