JP4182645B2 - 板材加工システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パンチプレス等の板材加工機による板材加工を、２台の板材加工機で分担して行う板材加工システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２台の板材加工機を並設し、同じ板材に対する加工を２台で分担して行う場合がある。例えば、パンチプレスにより、素材板材から希望の寸法，形状の製品板材を切り取る加工を行う場合、機内における板材送りの都合上、製品板材の外周の一部に、ミクロジョイントと呼ばれる未加工部分を残しておく必要がある。このミクロジョイントは、パンチプレスに設置されたサブヘッドで切断するものもあるが、加工の効率化を図る場合、単独の工具を持つ別のパンチプレスを並設しておき、ミクロジョイントの切断専用に使用されることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、板材が前工程の板材加工機から後工程の板材加工機へ受け渡されたときに、前工程の板材加工機で生じた加工誤差の影響が、加工機間の受け渡しによって大きくなり、不良品を生じることがある。例えば、パンチプレス等の板材加工機における板材の送りは、一般にワークホルダで板材の端部を把持して行っており、その把持位置に誤差が生じることがある。このような誤差は、同じ板材加工機では、板材の全体で同様に生じるため、製品板材の誤差として、殆ど影響しない。ところが、別の板材加工機に持ち替えて続きの加工を行う場合、ワークホルダの把持位置の誤差が、そのまま製品板材に加工誤差として影響する。
【０００４】
この発明の目的は、板材が前工程の加工機から後工程の加工機へ受け渡されたときに、前工程で生じた加工誤差に応じた加工を後工程で行えて、受渡しに伴う加工誤差の影響が低減でき、不良品の発生が防止できる板材加工システムを提供することである。
この発明の他の目的は、前工程で生じた加工誤差を、後工程の板材加工機において、簡単な構成で計測できるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、板材の持つ誤差量を平均化し、不良品の発生を少なくすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明を、実施形態に対応する図３と共に説明する。この板材加工システムは、前工程の加工を行う板材加工機（１）と、この板材加工機（１）により加工された板材（Ｗ）を受け取り、受け取った板材（Ｗ）に対して続きの加工を行う後工程の板材加工機（２）とを備える板材加工システムであって、次の事項を備える。
前工程の板材加工機（１）は、最初に加工前形成孔（３１，３２）を開けた後に、上記前工程の加工を行い、その後に加工後形成孔（３３）を開けるものとする。
後工程の板材加工機（２）は、テーブル（５）上の板材（Ｗ）を移動させる板材送り機構（７）と、前記加工後成形孔（３３）または加工前成形孔（３１，３２）をテーブル（５）に位置決めする位置決め手段（２６，２７）と、この位置決め手段（２６，２７）による位置決め状態において、前記加工後成形孔（３３）または加工前成形孔（３１，３２）の位置を計測する計測手段（４３）と、この計測手段（４３）の計測結果に基づき、前記続きの加工を行うときの前記板材送り機構（７）による板材送り量を補正する補正手段（５９）とを有する。
この構成によると、後工程の板材加工機（２）は、前工程の板材加工機（１）で加工された加工後成形孔（３３）または加工前成形孔（３１，３２）を、位置決め手段（２６，２７）でテーブル（５）に位置決めする。この位置決め状態において、前記加工後成形孔（３３）または加工前成形孔（３１，３２）の位置を計測手段（４３）で計測する。その計測結果に基づき、続きの加工を行うときの板材送り機構（７）による板材送り量を、補正手段（５９）により補正する。
このように、前工程の板材加工機（１）で所定位置に加工された加工後成形孔（３３）または加工前成形孔（３１，３２）の位置を、後工程の板材加工機（２）で計測し、その計測結果に応じて、続きの加工を行うときの板材送り量を補正するため、前工程で生じた加工誤差に応じた加工を後工程で行える。そのため、板材加工機（１，２）間の受渡しに伴う加工誤差の影響が低減でき、不良品の発生が防止できる。
【０００６】
前記計測手段（４３）は、前記加工後成形孔（３３）または加工前成形孔（３１，３２）に進入可能なロッドと、このロッドが孔の内面に当たったことを検知する検知手段と、孔の内面にロッドを当てるために前記板材送り機構（７）を制御する計測用板材送り制御手段（５８）とを有するものである。
この構成の場合、加工のために設けられた板材送り機構（７）を利用して、加工後成形孔（３３）または加工前成形孔（３１，３２）の位置を計測するため、検出用のロッドを計測のために孔内で移動させる機構を計測手段（４３）に設ける必要がなく、構成が簡単である。
【０００７】
この発明において、前記補正手段（５９）は、前記計測手段（４３）により計測された誤差量の略半分を、板材送り量の補正量とするものとしても良い。
前工程の板材加工機（１）で加工された各加工部分の加工誤差は、板材（Ｗ）の部位や、前工程中の初期に行われたか末期に行われたか等によって、誤差量が異なる。このため、計測された誤差量の略半分を板材送りの補正量とすることにより、板材の持つ誤差が平均化され、不良品が生じた場合にも、極力その数を少なくすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１に示すように、この板材加工システムは、前工程の加工を行う板材加工機１と、この板材加工機１により加工された板材Ｗを受け取り、受け取った板材Ｗに対して続きの加工を行う後工程の板材加工機２とを備える。各板材加工機１，２は、孔開けおよび切断加工が可能な機械であり、パンチプレスまたはレーザ加工機等からなる。この実施形態では、前工程の板材加工機１は、タレット式のパンチプレスとし、後工程の板材加工機２は、単独のパンチ工具を有するパンチプレスとしてある。これら板材加工機１，２の並びに対して、前工程の板材加工機１に素材板材Ｗを搬入する搬入装置３と、後工程の板材加工機２から製品板材Ｍを搬出する搬出装置４とが設置されている。
【０００９】
この明細書，図面では、両板材加工機１，２について、特に区別の必要な部分を除き、対応する部分に同一符号を付して説明する。両板材加工機１，２は、それぞれテーブル５上の板材Ｗに対して、所定の加工位置Ｐ１，Ｐ２で加工を行う加工部６と、テーブル５上の板材Ｗを直交する２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）方向に移動させる板材送り機構７とを備える。Ｘ軸は、板材加工における一つの基準軸であり、Ｙ軸は他の一つの基準軸である。テーブル５の上面には、板材Ｗの送りを円滑にするためのブラシまたはフリーベアリング等（図示せず）が設けられている。加工部６は、パンチ工具をラムによって昇降駆動するパンチ駆動機構からなる。板材送り機構７は、ベース８上に前後方向（Ｙ軸方向）に移動自在に設置されたキャリッジ９に、クロススライド１０を左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在に設置し、板材Ｗの端部を把持する複数のワークホルダ１１をクロススライド１０に取付けたものである。キャリッジ９およびクロススライド１０の進退駆動は、それぞれサーボモータ１２，１３により、ボールねじ１４，１５を介して行われる。
【００１０】
両板材加工機１，２は、それぞれの板材送り機構７が並設され、かつ、各板材送り機構７のクロススライド１０およびワークホルダ１１が互いに近接できるように個々のストロークが設計されていて、板材送り機構７間で板材Ｗの受け渡しが直接に行えるようになっている。
前工程の板材加工機１は、レポジション用の板材押え機構２５（図２）を有している。板材押え機構２５は、レポジション動作を行うとき、つまりワークホルダ１１による板材Ｗの把持位置を変更するときに、板材Ｗをテーブル５上に押し付けて板材Ｗが不測に移動しないようにする手段である。
【００１１】
図１において、搬出装置４は、基台１６に架設レール１７を前後（Ｙ軸）移動自在に設置し、架設レール１７に沿って走行体１８を左右（Ｘ軸）移動自在に設置したものである。走行体１８に、製品板材Ｍを把持する複数の吸着パッド１９が設けられている。
【００１２】
図４，図５に示すように、各ワークホルダ１１は、固定の下アーム２１に対して、上アーム２０を支軸２２回りに開閉回動自在に取付け、上下のアーム２０，２１間で板材Ｗを挟むものである。上アーム２０は、エアシリンダ等からなる開閉駆動源２３により開閉駆動させる。下アーム２１は、板材Ｗの端部を当接させる位置決め面２４を有している。
なお、ワークホルダ１１は、クロススライド１０に対して、上下位置の変更機構（図示せず）を介して、上下位置を２段に変更可能に取付けられている。
【００１３】
図３に模式的に示すように、後工程の板材加工機２は、複数の位置決め手段２６，２７が、互いに左右方向に離れてテーブル５の所定位置に設けられ、また計測機器２８がテーブル下方に設けられている。各位置決め手段２６，２７は、図１３に概念的に示すように、板材Ｗに加工前形成孔として設けられる基準孔３１，３２に嵌合して板材Ｗをテーブル５に位置決めする手段である。計測機器２８は、図１３（Ｃ）に概念的に示すように、板材Ｗに加工後形成孔として設けられる計測用孔３３の位置を計測する手段である。
【００１４】
図６に示すように、各位置決め手段２６，２７は、テーブル５に設けられたピン出入り窓３４から上面に突没する位置決めピン３５を設けたものである。これら位置決め手段２６，２７は、板材加工機１，２のベース８に設置されたガイド部材３６に、位置決めピン３５を昇降自在に支持させ、位置決めピン３５を昇降駆動する昇降駆動源３７を設けたものである。昇降駆動源３７は、シリンダ装置等が用いられる。各位置決め手段２６，２７は、位置決めピン３５の突出時の突出高さを、最突出位置と中間突出位置との２段階に設定できるものが好ましく、例えば昇降駆動源３７に２段ストロークのシリンダ装置が用いられる。
【００１５】
位置決めピン３５に対して板材Ｗを位置決めする手段として、板材プッシュ手段３８が設けられる。板材プッシュ手段３８は、位置決めピン３５が板材Ｗの基準孔３１，３２に嵌まった状態で、板材Ｗを押し、基準孔３１，３２の内側面を位置決めピン３５の側部に当接させる手段である。
板材プッシュ手段３８は、ワークホルダ１１の設置用のクロススライド１０に取付けられる。板材プッシュ手段３８は、クロススライド１０に取付けられたプッシュ手段本体３９に、進退部材４０を進退自在に設置し、プッシュ用駆動源４１により進退させるものである。プッシュ用駆動源４１は、例えばエアシリンダが用いられ、進出状態で所定の押し付け力以上の負荷が作用すると後退し、押付力が一定となる負荷制御が可能なものとされている。
【００１６】
図７に示すように、板材プッシュ手段３８は、プッシュ時の板材Ｗの浮き上がり防止手段を兼用するものであり、進退部材４０の先端が浮き上がり防止片４０ｂとなり、先端近傍の下面に、板材Ｗの端部を押すプッシュ部４０ａが設けられている。浮き上がり防止片４０ｂの下面部は、摩耗防止用に、進退部材４０の本体とは別の硬質の部材で形成され、またその下面先端は導入用のテーパ面４０ｂａが形成されている。
図８に示すように、浮き上がり防止片４０ｂは、位置決めピン３５が遊嵌可能な幅だけ離れた二叉状に形成されている。
【００１７】
図９，図１０は、計測機器２８を示す。計測機器２８は、板材Ｗに設けられた計測用孔３１，３２等の孔の位置を計測する手段であり、タッチセンサ４２と、このタッチセンサ４２が接触検出したときの板材送り機構７の座標位置を検出する計測処理部４３ａ（図３）とで構成される。タッチセンサ４２は、センサ昇降機構４４を介してベース８に設置されている。センサ昇降機構４４は、テーブル５上の板材Ｗの孔に対して、テーブル下方よりタッチセンサ４２のロッド４２ａが進入および退出するように、タッチセンサ４２を昇降させる手段である。センサ昇降機構４４は、タッチセンサ４２を取付けたセンサ保持昇降体４７を、センサ基台４５にガイド４６を介して昇降自在に設置したものであり、昇降駆動源４８によりセンサ保持昇降体４７の昇降が行われる。
【００１８】
タッチセンサ４２は、図１０に拡大して示すように、センサ本体である検知手段４２ｂから傾動可能にロッド４２ａを突出させたものであり、ロッド４２ａが任意方向に所定角度傾くと、オン信号を出力する。ロッド４２ａは、先端に接触子部４２ａａが設けられている。なお、タッチセンサ４２は、接触検出が行えるセンサであれば良く、リミットスイッチ等であっても良い。
図３における計測処理部４３は、タッチセンサ４２がオンしたときに、各軸のサーボモータ１２，１３に備えられたパルスコーダ等の位置検出器１２ａ，１３ａの検出値を取り込むものとされる。ただし、Ｘ軸方向の計測を行うときは、Ｘ軸用の位置検出器１３ａの検出値を、Ｙ軸方向の計測を行うときは、Ｙ軸用の位置検出器１２ａの検出値を取り込む。
【００１９】
図３は、この板材加工システムにおける制御系の概念構成を示すブロック図である。この板材加工システムの制御装置は、前工程の板材加工機１を制御する第１の加工機制御手段５１と、後工程の板材加工機２を制御する第２の加工機制御手段５２とを備える。これら加工機制御手段５１，５２は、コンピュータ式の数値制御装置であって、プログラマブルコントローラの機能を備えている。両加工機制御手段５１，５２は、別々のコンピュータに設けられたものであっても、また同じコンピュータに設けられたものであっても良い。
各加工機制御手段５１，５２は、それぞれ加工プログラム５３，５４と、この加工プログラム５３，５４を解読して実行する解読実行手段５５，５６とを備える。解読実行手段５５，５６は、ＣＰＵ等の演算処理装置およびメモリ等で構成される。各加工プログラム５３，５４は、ＮＣコード等で記述されている。
【００２０】
この板材加工システムは、次の加工方法を実施するものであり、その加工方法が実施できるように、各板材加工機１，２の加工プログラム５３，５４に、各指令やプログラム部分が設けられ、また後工程側の加工機制御手段５２には、計測用送り制御手段５８と、補正手段５９と、校正手段６０とが設けられている。
【００２１】
この板材加工システムで実施する加工方法は、概略を説明すると、次の方法である。
・同じ板材Ｗに対して製品として必要な加工である本加工を、前工程と後工程とに分け、前工程の加工を前工程用の板材加工機１により、後工程の加工を後工程用の板材加工機２によりそれぞれ行う。
・前工程の加工が完了すると、両板材加工機１，２の間で、板材Ｗを直接に受け渡す。すなわち、両板材加工機１，２の板材送り機構７，７間で板材Ｗの受渡しを行う。
・前工程の板材加工機１は、本加工における前工程の加工の前に、加工前成形孔である２個の基準孔３１，３２を加工し、前工程の加工の終了後に、加工後成形孔である計測用孔３３を加工する。
・後工程の板材加工機２は、板材Ｗの受け取りの後、板材Ｗを板材送り機構７により、位置決め手段２６，２７に対して大まかに位置決めする。
・位置決め手段２６，２７の位置決めピン３５に対して、板材プッシュ手段３８により板材Ｗの正確な位置決めを行い、ワークホルダ１１による板材Ｗの把持を行う。
・計測用孔３３の位置を計測する。
・計測手段４３の計測結果に基づき、後工程の加工を行うときの板材送り機構７による送り量の補正を行う。
・設定時に校正手段６０により計測機器２８の校正を行う。
・前工程の加工と後工程の加工とは、例えば次のように分ける。素材板材Ｗから製品板材Ｍの外周を切断する加工を行う場合、製品板材Ｍの１部の辺を残す加工を前工程の加工とし、残された辺の加工を後工程の加工とする。
【００２２】
前工程用の加工プログラム５３は、上記加工方法を実施するため、指令またはプログラム部分として、板材Ｗの搬入動作の指令５３ａ、位置決め用基準孔３１，３２を加工する指令５３ｂ、本加工のうちの前工程の加工のプログラム部分５３ｃ、計測用孔３３を加工する指令５３ｄ、および渡し動作の指令５３ｅを有する。渡し動作の指令５３ｅは、後工程の板材加工機２へ板材Ｗを渡すために、板材送り機構７に一連の動作を行わせる指令である。
後工程用の加工プログラム５４は、上記加工方法を実施するため、指令またはプログラム部分として、受け取り動作の指令５４ａ、校正用動作の指令５４ｂ、位置決め動作の指令５４ｃ、計測動作の指令５４ｄ、本加工のうちの前工程のプログラム部分５４ｅを有する。受け取り動作の指令５４ａは、前工程の板材加工機１から板材Ｗを受け取るために、板材送り機構７に一連の動作を行わせる指令である。位置決め動作の指令５４ｃは、板材送り機構７で板材Ｗを受け取ってから、板材送り機構７に、板材Ｗを位置決め手段２６，２７に対しておおまかに位置決めさせる動作の指令、およびその後に板材プッシュ手段３８による押し付け動作から、ワークホルダ１１で板材Ｗを把持するまでの動作を行わせる指令である。
上記各指令５３ａ，５３ｂ，５３ｄ，５３ｅ，５４ａ〜５４ｄは、単独の指令であっても、複数の指令の集まりであっても良い。
【００２３】
後工程用の加工機制御手段５２に設けられる計測用送り制御手段５８は、加工プログラム５４における計測動作の指令５４ｄと、この指令を実行する解読実行手段５６とで構成される。また、計測用送り制御手段５８と、上記計測処理部４３ａと、計測機器２８とで、計測手段４３が構成される。
補正手段５９は、計測手段４３の計測結果に基づき、後工程の加工を行うときの板材送り機構７による板材送り量を補正する手段である。
校正手段６０は、板材Ｗに設けられた基準孔３１を設定時に計測機器２８に計測させ、計測値により計測機器２８の校正を行う手段である。校正手段６０は、加工プログラム５４における校正用動作の指令５４ｂと、解読実行手段５６と、校正処理部６１とで構成される。校正用動作の指令５４ｂは、校正のための計測が計測機器２８により行われるように、板材送り機構７を動作させると共に、校正処理部６１に校正処理の開始を認識させる指令である。校正処理部６１は、校正のための計測を行ったときの計測値から、校正のための演算処理を行う手段である。
【００２４】
つぎに、この板材加工システムによる板材加工方法を説明する。図１１は板材Ｗの受渡し動作を示し、図１２，図１３は、後工程の板材加工機２における位置決め動作，およびその後の計測動作等を示す。図１６は加工の進行例を示し、図１７は、別の加工の進行例を示す。図１６，図１７は、いずれも図１５（Ａ）に示すように、素材板材Ｗから、図１５（Ｂ）の製品板材Ｍを切り取る加工を行う場合の例である。製品板材Ｍは矩形の板材であり、外周の切断加工として、一対の対向する短辺ａの加工と、一対の対向する長辺ｂの加工とを行い、また内側の加工部ｃを複数箇所に有するものである。
【００２５】
図１６の加工例を説明する。図１の前工程の板材加工機１は、素材板材Ｗが搬入され、ワークホルダ１１により位置決め状態に把持されると、まず図１６（Ａ）に示すように、２つの位置決め用の基準孔３１，３２を加工する。これら基準孔３１，３２は、一つの加工基準軸方向（Ｘ軸方向）に離れて形成する。また、基準孔３１，３２は、板材Ｗにおいてワークホルダ１１による把持のために手前側の端部に設定される製品加工不適領域Ｒ内に形成する。
【００２６】
このように、基準孔３１，３２が加工された後、本加工における前工程の加工を行う（同図（Ｂ），（Ｃ））。前工程の加工は、この例では製品板材Ｍにおける外周の一対の短辺ａと内側の加工部ｃの加工であり、内側の加工部ｃの加工終了後に（同図（Ｂ））、短辺ａの加工を行う（同図（Ｃ））。短辺ａの切断加工は、工具Ｔの各回のパンチ位置を示すように、パンチ孔を連続して設けることにより行われる。
本加工における前工程の加工の終了の後、同図（Ｄ）のように、計測用孔３３を加工する。計測用孔３３は、例えば両基準孔３１，３２の間に設ける。計測用孔３３は、基準孔３１，３２と同じ前後方向（Ｙ軸方向）位置に設けることが好ましく、計測用孔３３も上記の製品加工不適領域Ｒ内に設ける。
【００２７】
これにより、前工程の板材加工機１による加工が終了し、この加工状態の板材Ｗが、後工程の板材加工機２に受け渡される。後工程の板材加工機２は、後工程の加工として、図１６（Ｅ）のように製品板材Ｍの長辺ｂの切断加工を行う。長辺ｂの加工により、製品板材Ｍは素材板材Ｗから切り離される。この離れ状態の製品板材Ｍは、図１の搬出装置４により搬出される。素材板材Ｗの残り部分であるスケルトンも、搬出装置４により搬出される。
【００２８】
図１７の例の場合、前工程の板材加工機１による前工程の加工として、製品板材Ｍの内側の加工部ｃの加工を行い、後工程の板材加工機２による後工程の加工として、製品板材Ｍの外周全体の加工を行う。その他は、図１６の例と同じである。
【００２９】
図１１と共に、板材加工機１，２間における板材Ｗの受渡し動作を説明する。前工程の板材加工機１は、加工が終了すると、図１１（Ａ）に示すように、板材Ｗがクロススライド１０の端部よりも渡し側、つまり隣りの板材加工機２側へ突出するように、ワークホルダ１１による板材把持位置を変更する。同図の例のように、３つ以上のワークホルダ１１を有する場合は、渡し側の２個のワークホルダ１１により把持するようにする。ワークホルダ１１による板材Ｗの持ち替えは、板材押え機構２５（図２）で板材Ｗをテーブル５上に押し付けた状態で、ワークホルダ１１を開き、ワークホルダ１１を移動させてから再度閉じることにより行われる。このように片側突出状態に板材Ｗを把持した状態で、ワークホルダ１１を渡し側へ移動させる。
後工程の板材加工機２は、ワークホルダ１１を前工程の板材加工機１側へ移動させ、板材Ｗを把持する（同図（Ｂ））。このとき、板材Ｗは、両板材加工機１，２のワークホルダ１１で把持された状態になる。前工程の板材加工機１は、ワークホルダ１１に板材Ｗの把持を解除させ、退避動作を行わせる。
【００３０】
後工程の板材加工機２は、受け取った板材Ｗを、ワークホルダ１１の移動により、位置決め手段２６，２７の位置決めピン３５（図６，図１３）の位置まで大まかに位置決めする（同図（Ｃ））。すなわち、２つの基準孔３１，３２が各位置決めピン３５，３５の上に来るように、板材Ｗの位置決めを行う。
この後、次のように、板材Ｗの位置決めピン３５による拘束、ワークホルダ位置の変更、板材プッシュ手段３８による正確な位置決め、および孔位置計測を行った後に、ワークホルダ１１による板材Ｗの把持を行う（同図（Ｄ））。
【００３１】
図１２は、板材プッシュ手段３８による位置決め動作を示す。図１１（Ｃ）のように、板材Ｗの位置決めピン３５に対する位置決めが行われた後、ワークホルダ１１による板材Ｗの把持を解除し、位置決め手段２６，２７の位置決めピン３５の一段目の上昇を行う（図６に一点鎖線で位置決めピンを示す状態）。これにより、位置決めピン３５が基準孔３１，３２に嵌まり（図１３（Ａ））、板材Ｗは位置決めピン３５で拘束状態となる。ワークホルダ１１の把持解除は、位置決めピン３５の１段目の上昇の後であっても良い。
このように、位置決めピン３５により板材Ｗが拘束状態になると、ワークホルダ１１を後退させ、板材プッシュ手段３８が位置決めピン３５に対応する位置に来るように、ワークホルダ１１のクロススライド１０による移動を行う（図１２（Ａ））。
【００３２】
この後、板材プッシュ手段３８を、そのシリンダ装置からなるプッシュ用駆動源４１により前進させ（図１２図（Ｂ））、ついで、位置決めピン３５を２段目（図６に実線で示す位置）まで上昇させる。板材プッシュ手段３８のプッシュ部４０ａで板材Ｗを前方へ押す（同図（Ｃ））。これにより、板材Ｗの基準孔３１，３２の内側面が位置決めピン３５の側面に押し付けられ（図１３（Ｂ））、板材Ｗの前後方向（Ｙ軸方向）の正確な位置決めが行われる。板材プッシュ手段３８で板材Ｗを押すときに、板材Ｗは板材プッシュ手段３８に設けられた浮き上がり防止片４０ｂで上面が押さえられるため、板材Ｗの浮き上がりが防止され、確実な板材押し動作が行える。
基準孔３１，３２の内面が位置決めピン３の側面に押し付けられたままの状態で、キャリッジ９によりワークホルダ１１を前進させ、ワークホルダ１１により板材Ｗを把持させる。このとき、板材プッシュ手段３８のシリンダ装置からなるプッシュ用駆動源４１は、押し付け力の上限値が制限されているため、板材プッシュ手段３８は、キャリッジ９の前進に伴って、押し付けを維持しながら停止し、ワークホルダ１１に対して相対的に後退する（図１２（Ｆ））。ワークホルダ１１により板材Ｗが把持されると、板材プッシュ手段３８を板材Ｗから後退させ、位置決めピン３５を没入させる。このようにしてワークホルダ１１による板材Ｗの把持が正確に行われる。
【００３３】
板材Ｗの基準孔３１，３２の形状は、円形であっても良いが、この例では図１３に示すように正方形等の矩形としてある。位置決めピン３５は、基準孔３１，３２に応じた方向の断面形状としてある。２本の位置決めピン３５のうち、原点側（図１３の右側）の位置決めピン３５は、基準孔３１に嵌合する部分の断面寸法を、前後幅Ｂ１ｙ，左右幅Ｂ１ｘとも、基準孔３１の前後幅Ａ１ｙ，左右幅Ａ１ｘと同じ寸法（例えば２０mm角）としてある。厳密には、抜き差しが可能なだけの僅かな寸法差が設けられており、位置決めピン３５は基準孔３１よりも小径とされている。なお、図１３では、動作説明を分かり易くするために、寸法差を強調して図示してある。他方の位置決めピン３５は、基準孔３１に嵌合する部分の断面寸法を、前後幅Ｂ２ｙが基準孔３２の前後幅Ａ２ｙと等しいが、左右幅Ｂ２ｘは基準孔３２の左右幅Ａ２ｘに対して遊びが生じる寸法としてある。この遊びにより、基準孔３１，３２間の距離の誤差等が吸収される。両側の基準孔３１，３２の形状，大きさは、互いに同じ形状，大きさとしてある。また、基準孔３１と計測用孔３３とは、同じ形状，大きさとしてある。
【００３４】
計測動作を説明する。上記のようにワークホルダ１１による板材Ｗの把持が正確に行われた後（図１３（Ｂ））、同図（Ｃ）のように、計測用孔３３の位置の計測が行われる。この計測は、計測機器２８のタッチセンサ４２を上昇させてそのロッド４２ａを計測用孔３３に挿入させた後、板材送り機構７により、つまりワークホルダ１１の移動により板材Ｗを前後左右に移動させ、タッチセンサ４２がオンしたときの軸サーボモータ１２，１３の位置検出器１２ａ，１３ａの位置データを計測処理部４３ａが取り込むことにより行われる。
位置計測は、計測用孔３３内の前後２点のＹ座標と、左右２点のＸ座標とにつき行われ、その中心座標が計測用孔３３の位置とされる。すなわち、図１３（Ｃ）のように計測用孔３３の内面位置Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２を定義した場合、計測孔孔３３の中心座標Ｘ，Ｙは、それぞれ
Ｘ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２、Ｙ＝（Ｙ１＋Ｙ２）／２、
とされる。
【００３５】
図３の補正手段５９は、この計測孔孔３３の中心座標Ｘ，Ｙを予め設定された孔位置座標Ｘ₀ ，Ｙ₀ と比較し、いずれの方向の誤差量も設定値以内であれば、加工機制御手段５２による板材加工機２の加工開始を許し、設定値を超えている場合は、加工開始を不許可とし、アラームを発生させる。
補正手段５９は、上記誤差量が設定値以内である場合、後工程の加工を行うときの板材送り機構７による板材送り量を、誤差量に応じて補正する。この誤差量に応じた補正は、例えば誤差量の略半分とする。正確に誤差量の１／２としても良い。略半分とするのは、次の理由による。前工程の板材加工機１で加工された各加工部分の加工誤差は、板材Ｗの部位や、前工程中の初期に行われたか末期に行われたか等によって、誤差量が異なる。このため、計測された誤差量の略半分を板材送りの補正量とすることにより、板材Ｗの持つ誤差が平均化され、不良品が生じた場合にも、極力その数を少なくすることができる。
【００３６】
つぎに校正につき説明する。図３の校正手段６０は、次の動作および処理を行う。板材加工機２の起動時に、計測機器２８に校正のための計測を行わせる。校正を行う場合は、上記のように位置決めピン３５および板材プッシュ手段３８を用いて板材Ｗの正確な位置決めを行い、板材Ｗをワークホルダ１１で把持した後、計測用孔３３を計測する代わりに、図１３（Ｄ）のように、基準孔３１を計測することにより行われる。この計測は、計測用孔３３の計測の場合と同様に、基準孔３１内の前後２点のＹ座標と、左右２点のＸ座標とにつき行われ、その中心座標が計測用孔３３の位置とされる。この計測した中心座標は、校正処理部６１に基準値として記憶しておく。
【００３７】
加工時において校正手段６０は、設定時（毎回、または何度かに１回）に、上記と同様に基準孔３１の位置を計測し、計測値を上記のように記憶された基準値と比較し、誤差が許容範囲よりも過大時は、計測機器２８の不良と診断する。
また、校正手段６０は、定期的に基準孔３１を計測機器２８に計測させ、上記のように記憶した基準値に対して変化が無いかを監視する。
校正およびその結果の反映は、例えば次のように行われる。板材Ｗの基準孔３１の位置を計測機器２８に計測させ、計測機器誤差を求める。通常の運転時には、上記のように計測用孔３３を計測機器２８に計測させて、未校正の計測用孔位置の誤差を求める。上記計測機器誤差により、未校正の計測用孔位置の誤差を修正して校正済み誤差を求める。この校正済み誤差に基づき補正手段５９による送り量補正を行う。
なお、加工プログラム５４における校正用動作の指令５４ｂは、設定時以外はジャンプされる。
【００３８】
この板材加工システムによると、このように、前工程の板材加工機１で加工後に形成された計測用孔３３の位置を、後工程の板材加工機２で計測し、その計測結果に応じて、後工程の加工を行うときの板材送り量を補正するため、前工程で生じた加工誤差に応じた加工を後工程で行える。そのため、板材加工機１，２間の受渡しに伴う加工誤差の影響が低減でき、不良品の発生が防止できる。
計測手段４３は、板材Ｗに設けられた孔３１〜３３に進入可能なロッド４２ａと、このロッド４２ａが孔３１〜３３の内面に当たったことを検知する検知手段４２ｂと、孔３１〜３３の内面にロッド４２ａを当てるために板材送り機構７を制御する計測用板材送り制御手段５８とを有するものであるため、加工のために設けられた板材送り機構７を利用して、孔位置を計測することができる。そのため、計測手段４３に、その検出用のロッド４２ａを計測のために移動させる機構を設ける必要がなく、構成が簡単である。
【００３９】
後工程の板材加工機２は、板材Ｗに設けた２つの基準孔３１，３２に位置決めピン３５を挿入し、この位置決めピン３５に基準孔３１，３２の内側面を押し付けて位置決めするため、板材Ｗの端部の湾曲や傾きにかかわらず、板材Ｗを直交軸（Ｘ軸，Ｙ軸）に対して傾きなく位置決めすることができる。位置決めピン３５に基準孔３１，３２の内側面を押し付けるための板材プッシュ手段３８は、キャリッジ１０の移動によりワークホルダ１１で板材Ｗを把持するときに、板材Ｗの押し状態を維持するため、位置決めピン３５に対する正確な位置決め状態を維持してワークホルダ１１による板材の把持が行える。
板材プッシュ手段３８は、板材端部の浮き上がり防止片４０ｂを有し、浮き上がり防止と板材プッシュとを兼用するため、構成が簡単で済む。
【００４０】
また、上記のように校正手段６１を設け、計測用孔３３とは別に板材Ｗに設けられた基準孔３１を設定時に前記計測機器２８に計測させ、計測値によって計測機器２８の校正を行うようにしたため、計測機器２８のロッド４２ｂの曲がり等の誤差要因が生じても、正しい計測を行うことができる。
【００４１】
図１６と共に説明した板材加工方法によると、前工程の板材加工機１で、製品板材Ｍの一部の辺ｂを残す加工を行い、後工程の板材加工機２で、残された辺ｂの加工を行うため、両板材加工機１，２で行う加工量を平均化させることができる。そのため、２台の板材加工機１，２を効率的に使用でき、加工効率が向上する。素材板材Ｗから製品板材Ｍを切り取る加工では、加工の進行に伴って、板材Ｗの剛性が低下するが、この加工方法では、短辺ａを先に加工し、この状態で後工程の板材加工機２に渡すため、板材Ｗが比較的剛性低下の少ない状態で受け渡すことができ、加工精度の低下が避けられる。そのため、２台の板材加工機１，２による効率的な加工を行いながら、高精度な加工が行える。
図１７に示す板材加工方法のように、製品板材Ｍの内側の加工と外周の加工とに分けて両板材加工機１，２に分担させても、内側の加工部の数や量等によっては、２台の板材加工機１，２の加工量の平均化が得られ、効率の良い加工が行える。この場合に、前工程の板材加工機１で内側の加工を行うため、後工程の板材加工機２への受渡し時に、板材Ｗの剛性の低下が少なく、剛性低下による加工精度の低下が防止できて、高精度な加工が行える。
【００４２】
【発明の効果】
この発明の板材加工システムは、前工程の加工を行う板材加工機と、この板材加工機により加工された板材を受け取り、受け取った板材に対して続きの加工を行う後工程の板材加工機とを備える板材加工システムであって、前工程の板材加工機は、最初に加工前形成孔を開けた後、上記前工程の加工を行い、その後に加工後形成孔を開けるものであり、前記後工程の板材加工機は、テーブル上の板材を移動させる板材送り機構と、前記加工後成形孔または加工前成形孔をテーブルに位置決めする位置決め手段と、この位置決め手段による位置決め状態において、前記加工後成形孔または加工前成形孔の位置を計測する計測手段と、この計測手段の計測結果に基づき、前記続きの加工を行うときの前記板材送り機構による板材送り量を補正する補正手段とを有するものであるため、板材が前工程の加工機から後工程の加工機へ受け渡されたときに、前工程で生じた加工誤差に応じた加工を後工程で行えて、受渡しに伴う加工誤差の影響が低減でき、不良品の発生が防止できる。
前記計測手段が、加工後成形孔または加工前成形孔に進入可能なロッドと、このロッドが孔の内面に当たったことを検知する検知手段と、孔の内面にロッドを当てるために前記板材送り機構を制御する計測用板材送り制御手段とを有するものであるため、前工程で生じた加工誤差を、後工程の板材加工機において、簡単な構成で計測することができる。
前記補正手段が、前記計測手段により計測された誤差量の略半分を板材送り量の補正量とするものである場合は、板材全体の持つ加工誤差を平均化でき、加工誤差が生じても、できるだけ公差内に収められるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる板材加工システムの平面図である。
【図２】同板材加工システムを平面図で示す動作説明図である。
【図３】同板材加工システムの制御系の概念構成を示すブロック図である。
【図４】ワークホルダの破断側面図である。
【図５】同ワークホルダの平面図である。
【図６】位置決め手段および板材プッシュ手段の側面図である。
【図７】同板材プッシュ手段の部分拡大側面図である。
【図８】同板材プッシュ手段の部分拡大平面図である。
【図９】計測機器の側面図である。
【図１０】そのタッチセンサの側面図である。
【図１１】同板材加工システムの板材受渡し動作の説明図である。
【図１２】後工程の板材加工機における位置決め動作の説明図である。
【図１３】後工程の板材加工機における位置決め動作および計測動作の説明図である。
【図１４】板材の計測用孔と計測機器の関係を示す部分拡大断面図である。
【図１５】素材板材と製品板材の関係を示す平面図である。
【図１６】同板材加工システムによる板材加工方法の一例の工程説明図である。
【図１７】同板材加工システムによる板材加工方法の他の例の工程説明図である。
【符号の説明】
１，２…板材加工機
５…テーブル
６…加工部
７…板材送り機構
８…フレーム
９…キャリッジ
１０…クロススライド
１１…ワークホルダ
１２，１３…サーボモータ
１２ａ，１３ａ…位置検出器
２６，２７…位置決め手段
２８…計測機器
３１，３２…基準孔
３３…計測用孔
３４…ピン出入り窓
３５…位置決めピン
３８…板材プッシュ手段
４０ａ…プッシュ部
４０ｂ…浮き上がり防止片
４２…タッチセンサ
４２ａ…ロッド
４２ｂ…検出手段
４３ａ…計測処理部
５１，５２…加工機制御手段
５３，５４…加工プログラム
５８…計測用送り制御手段
５９…補正手段
６０…校正手段
６１…校正処理部
ａ…短辺
ｂ…長辺
ｃ…内側の加工部
Ｐ１，Ｐ２…加工位置
Ｗ…板材
Ｍ…製品板材

Claims (2)

1. 前工程の加工を行う板材加工機と、この板材加工機により加工された板材を受け取り、受け取った板材に対して続きの加工を行う後工程の板材加工機とを備える板材加工システムであって、
   前工程の板材加工機は、最初に加工前形成孔を開けた後、上記前工程の加工を行い、その後に加工後形成孔を開けるものであり、
   前記後工程の板材加工機は、テーブル上の板材を移動させる板材送り機構と、
   前記加工後成形孔または加工前成形孔をテーブルに位置決めする位置決め手段と、
   この位置決め手段による位置決め状態において、前記加工後成形孔または加工前成形孔の位置を計測する計測手段と、
   この計測手段の計測結果に基づき、前記続きの加工を行うときの前記板材送り機構による板材送り量を補正する補正手段とを有するものであり、
   前記計測手段は、前記加工後成形孔または加工前成形孔に進入可能なロッドと、このロッドが孔の内面に当たったことを検知する検知手段と、孔の内面にロッドを当てるために前記板材送り機構を制御する計測用板材送り制御手段とを有するものである板材加工システム。
2. 前記補正手段は、前記計測手段により計測された誤差量の略半分を板材送り量の補正量とする請求項１記載の板材加工システム。

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