JP4397017B2 - 曲げ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学式安全装置を備えた曲げ加工装置において、１台の曲げ加工装置にハイトが異なる金型から成る複数の加工ステーションを設置した場合でも、光学式安全装置を有効に働かせるようにした曲げ加工装置に関する。

従来より、プレスブレーキのような曲げ加工装置には、作業者の安全を図るために光学式安全装置が設置され、具体例としては、例えば特表２００３−５０４２０７に開示されているものがある。

即ち、本願の図８（Ａ）において、パンチｐを装着した上部テーブル５０の一方の側面には、例えばレーザ光線Ｌを投光する投光器５２が、他方の側面には、このレーザ光線Ｌを受光する受光器５３がそれぞれ設けられている。

この構成により、下部テーブル５１上に装着したダイｄ上にワークＷ（図８（Ｂ））を載せて、例えばラムである上部テーブル５０を下降させれば、パンチｐとダイｄの協働によりワークＷに所定の曲げ加工が施される。

そして、ワークＷ上面からほぼ１２．５ｍｍの位置に設定したミュートポイントＭＰまで上記ラム５０が下降する間に、作業者の手などの身体の一部やワークＷなどにより、前記レーザ光線Ｌが遮光された場合には、ラム５０を非常停止させることにより（又は低閉じ速度（１０ｍｍ／ｓ以下の速度）にすることにより）、作業者の安全を確保している。

ところが、ラム５０は、例えば非常停止信号が出てから停止するまでは一定の距離が必要であり、そのために、パンチｐの下端からほぼ８ｍｍの位置にレーザ光線Ｌが配置されるように、上記投光器５２と受光器５３を位置決めしている。
特表２００３−５０４２０７

しかし、図８に示す従来の光学式安全装置においては、ハイトが異なる金型ｐ、ｄから成る複数の加工ステーションを設置した場合には、光学式安全装置が有効に働かないことがある。

即ち、図９に示すように、金型ｐ_a 、ｄ_a から成る加工ステーションａと金型ｐ_b 、ｄ_b から成る加工ステーションｂを設置し、各複数の加工ステーションを構成する金型のハイトが異なるものとする。

この場合には、一方の加工ステーションのパンチ下方の所定位置（前記図８（Ｂ）のほぼ８ｍｍ）にレーザ光線Ｌを配置すると、隣接する他方の加工ステーションのパンチが、このレーザ光線Ｌを遮光してしまう。

例えば、図示するように、加工ステーションａを構成するハイトｈ₁ が小さいパンチｐ_a の下端から所定位置（８ｍｍ）にレーザ光線Ｌが配置されるように、投光器５２と受光器５２を位置決めすると、加工ステーションｂを構成するハイトｈ₃ が大きいパンチｐ_b によりレーザ光線Ｌが遮光されてしまう。

このような状態を回避し、光学式安全装置を有効に働かせるためには、上記複数の加工ステーションａ、ｂを２台のプレスブレーキに別々に設置する必要があるが、それでは、２台のプレスブレーキを準備しなければならず、また段取り作業に長時間を要するため、極めて効率が悪い。

本発明の目的は、光学式安全装置を備えた曲げ加工装置において、１台の曲げ加工装置にハイトが異なる金型から成る複数の加工ステーションを設置した場合でも、光学式安全装置を有効に働かせることにある。

上記課題を解決するために、本発明は、
ラム２０の両側部に上下位置調整自在に取り付けられた投光器７と受光器８により構成された光学式安全装置を有する曲げ加工装置１において、
パンチとダイから成る複数の加工ステーションＡ、Ｂ・・・を設け、隣接する加工ステーションＡ、Ｂ間に、該当するパンチに対応するプリズム３、４を上下位置調整自在に取り付けたプリズム装置２を設置し、該プリズム装置２のプリズム３、４を対応するパンチ下方の所定位置Ｈに位置決めすることにより、各パンチ下方の所定位置Ｈに前記投光器７から受光器８に向かう光線Ｌを配置することを特徴とする曲げ加工装置という技術的手段を講じている。

上記本発明の構成によれば、隣接する加工ステーションＡ、Ｂ間のプリズム装置２を、投光器７側の加工ステーションＢのパンチＰ_B に対応する第１プリズム３と、受光器８側の加工ステーションＡのパンチＰ_A に対応する第２プリズム４により構成し、各プリズム３、４を（図２）Ｚ軸ガイド２Ａ、２Ｂに滑り結合させると共に、モータＭ′で回転駆動するボールねじ２Ｅ、２Ｄに螺合させたことにより、モータＭ′を駆動制御すれば、各プリズム３、４を対応するパンチＰ_A 、Ｐ_B の下方の所定位置Ｈに（図１）位置決めすることかできるので、該パンチＰ_A 、Ｐ_B 下方の所定位置Ｈに投光器７から受光器８に向かう光線Ｌを配置させることができ、これにより、光線Ｌは遮光されないようになる。

従って、本発明によれば、光学式安全装置を備えた曲げ加工装置において、１台の曲げ加工装置にハイトが異なる金型から成る複数の加工ステーションを設置した場合でも、光学式安全装置を有効に働かせるという効果がある。

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、本発明の実施形態を示す全体図である。

図１に示す曲げ加工装置１としては、例えば下降式プレスブレーキがあり、該プレスブレーキ１は、油圧シリンダ５で上下動する上部テーブル２０と、その直下の下部テーブル２１を有している。

上部テーブル２０にはパンチＰ_A 、Ｐ_B が、下部テーブル２１には、対応するダイＤ_A 、Ｄ_B がそれぞれ装着され、パンチＰ_A とダイＤ_A により加工ステーションＡが、パンチＰ_B とダイＤ_B により加工ステーションＢがそれぞれ構成されている。

そして、図示するように、加工ステーションＡを構成するパンチＰ_A とダイＤ_A 、及び加工ステーションＢを構成するパンチＰ_B とダイＤ_B のハイトＨ₁ とＨ₂ 、及びＨ₃ とＨ₄ は、それぞれ異なる。

この構成により、作業者が、各加工ステーションＡ、Ｂの前方に立ってワークＷをパンチ、ダイの間に挿入し、フットペダル（図示省略）を踏めば、油圧シリンダ５が駆動してラムである上部テーブル２０が下降し、パンチＰ_A とダイＤ_A 、及びパンチＰ_B とダイＤ_B の協働により、該ワークＷに所定の曲げ加工が行われる。

また、上記ラム２０の両側部には、上下位置決め機構９、１０を介して投光器７と受光器８がそれぞれ取り付けられ、該投光器７と受光器８により光学式安全装置が構成されている。

この場合、投光器７は、例えばレーザ発振器６に接続され、該投光器７は、レーザ光線Ｌを投光する。

上記上下位置決め機構９、１０は、いずれも同じ構成を有し、図２には、投光器７側の上下位置決め機構９が示されている。

上記投光器７は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びるアーム９Ａ（図２（Ａ））の下端に支持され、該アーム９Ａの頂部の左側面には、スライダ９Ｇが設けられ、該スライダ９Ｇは、ラム２０の右側面に敷設されたＺ軸ガイド９Ｆに滑り結合している。

また、上記アーム９Ａの頂部の後面には（図２（Ｂ））、ナット９Ｃが設けられ、該ナット９Ｃには、上下方向（Ｚ軸方向）に延びるボールねじ９Ｂが螺合し、該ボールねじ９Ｂは、前記ラム２０の右側面にブラケット９Ｅを介して設置されたモータ（例えばサーボモータ）Ｍに結合している。

この構成により、モータＭを駆動すれば、回転するボールねじ９Ｂによりアーム９Ａが上下動し、それに伴って、投光器７は、上下方向（Ｚ軸方向）に位置決めされ、例えば、加工ステーションＢ（図１）を構成するパンチＰ_B 下方の所定位置Ｈに位置決めされる（図７のステップ１０４）。

更に、上記隣接する加工ステーションＡ、Ｂの間には、プリズム装置２が設置され、該プリズム装置２の詳細は、図３に示されている。

上記プリズム装置２は、投光器７側の加工ステーションＢのパンチＰ_B に対応する第１プリズム３と、受光器８側の加工ステーションＡのパンチＰ_A に対応する第２プリズム４を有している。

そして、両プリズム３、４は、例えば頂角α、βが９０°の直角二等辺三角形の形状を有するプリズムであって、共通の垂直中心線Ｔ_A 、Ｔ_B を有し、各プリズム３、４は、水平中心線Ｓ_B 、Ｓ_A を基準として位置決めされるものとする。

このうち、第１プリズム３は、投光器７（図１）と協働してレーザ光線ＬをパンチＰ_B 下方の所定位置Ｈに配置すると共に、該レーザ光線Ｌを全反射して第２プリズム４に入射させる。

即ち、第１プリズム３は、図３に示すように、水平中心線Ｓ_B が加工ステーションＢを構成するパンチＰ_B 下方の所定位置Ｈに位置決めされたときには、前記上下位置決め機構９（図１、図２）を介して該パンチＰ_B 下方の所定位置Ｈに位置決めされた投光器７から投光されたレーザ光線Ｌを、垂直面３Ａ（図３）で水平中心線Ｓ_B に沿って入射させた後、傾斜面３Ｂで全反射させ、更に垂直中心線Ｔ_A （Ｔ_B ）に沿って水平面３Ｃから出射させて第２プリズム４に入射させる。

また、第２プリズム４は（図３）、前記第１プリズム３から入射したレーザ光線Ｌを全反射して出射させ、該レーザ光線Ｌを受光器８（図１）と協働してパンチＰ_A 下方の所定位置Ｈに配置する。

即ち、第２プリズム４は、図３に示すように、水平中心線Ｓ_A が加工ステーションＡを構成するパンチＰ_A 下方の所定位置Ｈに位置決めされたときには、前記第１プリズム３から出射されたレーザ光線Ｌを、水平面４Ｃで垂直中心線Ｔ_A （Ｔ_B ）に沿って入射させた後、傾斜面４Ｂで全反射させ、更に水平中心線Ｓ_A に沿って垂直面４Ａから出射させ、該レーザ光線Ｌを、前記上下位置決め機構１０（図１）を介して該パンチＰ_A 下方の所定位置Ｈに位置決めされた受光器８に受光させる。

上記両プリズム３（図３）、４は、例えば共通の上下方向（Ｚ軸方向）に延びるＺ軸ガイド２Ａ、２Ｂに滑り結合し、各プリズム３、４は、図示するように、ナット２Ｆ、２Ｃを介してボールねじ２Ｅ、２Ｄに螺合し、各ボールねじ２Ｅ、２Ｄは、モータＭ′（例えばサーボモータ）に結合している。

この構成により、プリズム装置２の各モータＭ′を作動すれば、各ボールねじ２Ｅ、２Ｄが回転することにより、第１プリズム３、第２プリズム４を加工ステーションＢ、ＡのパンチＰ_B 、Ｐ_A 下方の所定位置Ｈに位置決めすることができ、これにより、既述したように、レーザ光線Ｌを前記所定位置Ｈに配置することが可能となる。

一方、既述したように（図１）、本発明により、ハイトＨ₁ とＨ₂ 、Ｈ₃ とＨ₄ が異なるパンチＰ_A とダイＤ_A 、パンチＰ_B とダイＤ_B から成る加工ステーションＡ、Ｂを設置する場合に、一層の安全を期するためには、例えば図４に示すように、前記パンチ、ダイの刃間距離Ｚ_A 、Ｚ_B を等しくすることが望ましい。

これは、ラムがミュートポイントＭＰ（図８（Ｂ））を過ぎると、光学式安全装置は無効となり、たとえレーザ光線Ｌが遮光されてもラムは停止しないので、前記刃間距離Ｚ_A （図４）、Ｚ_B のいずれか一方を大きくすると、大きい方の加工ステーションＡ、又はＢのパンチＰ_A 、又はＰ_B が、光学式安全装置が無効の状態で移動することとなり、作業者にとって極めて危険だからでる。

更に、前記プリズム装置２（図１、図３）は、隣接加工ステーションＡ、Ｂ間に設置するが、例えば、図５に示すように、ハイトが更に異なる金型Ｐ_C 、Ｄ_C から成る加工ステーションＣを増設した場合には、隣接する加工ステーションＢ、Ｃ間に、同様の構成を有するもう１台のプリズム装置２′を設置する。

この場合、一般には、加工ステーションの数をｎとすれば、プリズム装置の数は、ｎ−１である。

このような光学式安全装置を有する曲げ加工装置１の制御装置は、図１に示すように、ＮＣ装置１１により構成されている。

ＮＣ装置１１は、ＣＰＵ１１Ａと、入出力手段１１Ｂと、曲げ順決定手段１１Ｃと、金型情報決定手段１１Ｄと、投光器・受光器駆動制御手段１１Ｅと、プリズム装置駆動制御手段１１Ｆと、光軸合わせ判断手段１１Ｇにより構成されている。

ＣＰＵ１１Ａは、本発明の動作手順（例えば図７に相当）に従って、曲げ順決定手段１１Ｃ、金型情報決定手段１１Ｄなど図１の装置全体を統括制御する。

入出力手段１１Ｂは、テンキー、マウスなどの入力手段と、液晶画面などの出力手段により構成され、作業者が製品情報（例えばＣＡＤ情報）、その他加工プログラムなどを入力することにより、その結果を画面上で確認することができる。

曲げ順決定手段１１Ｃは、製品情報に基づいて、曲げ順を決定し、金型情報決定手段１１Ｄは、曲げ順に基づいて、金型情報を決定する。

決定された金型情報の中には、例えば図６に示すように、曲げ順１、２・・・ごとの、使用する金型の形状、金型の寸法（パンチハイト、ダイハイト）、金型レイアウト（加工ステーション）などが含まれ、これらに基づいて、Ｄ値、Ｌ値が演算される。

この金型情報のうちの、例えばハイトＨ₁ 、Ｈ₂ 、Ｈ₃ 、Ｈ₄ などは、後述する投光器・受光器駆動制御手段１１Ｅによる投光器７、受光器８の位置決めや（図７のステップ１０４）、プリズム装置駆動制御手段１１Ｆによるプリズム３、４の位置決めに（図７のステップ１０５）用いられる。

投光器・受光器駆動制御手段１１Ｅは（図１）、レーザ発振器６を作動して投光器７からレーザ光線Ｌを投光させると共に、上記したように、金型情報決定手段１１Ｄにより決定された金型情報（図６）に基づき、前記上下位置決め機構９、１０（図１、図２）を介して投光器７と受光器８を所定位置Ｈに位置決めする。

プリズム装置駆動制御手段１１Ｆは、金型情報決定手段１１Ｄにより決定された金型情報（図６）に基づき、前記プリズム装置２（図１、図３）を作動して第１プリズム３と第２プリズム４を所定位置Ｈに位置決めする。

光軸合わせ判断手段１１Ｇは、投光器７からのレーザ光線Ｌが、前記プリズム装置２の第１プリズム３、第２プリズム４を経由し、受光器８に受光された場合に（図４のステップ１０６のＹＥＳ）、入出力手段１１Ｂの画面上にその旨を表示するなどして、作業者に対して光軸合わせが完了したことを知らせる。

以下、上記構成を有する本発明の動作を、図７に基づいて説明する。

図７のステップ１０１において、製品情報を入力し、ステップ１０２において、曲げ順を決定し、ステップ１０３において、金型情報を決定し、その金型情報に基づいて作業者が金型を取り付ける（カッコ内）。

即ち、ＣＰＵ１１Ａは（図１）、入出力手段１１Ｂを介して製品情報が入力されたことを検知すると、曲げ順決定手段１１Ｃを制御して、先ず、曲げ順を決定させ、次に、その曲げ順に基づいて、金型情報決定手段１１Ｄを制御して金型情報を決定させる（図６）。

上記決定された金型情報は、例えば入出力手段１１Ｂの画面上に表示されるので、それを見て作業者は、例えば曲げ順１、２ごとに所定の形状、ハイトＨ₁ 、Ｈ₂ 、Ｈ₃ 、Ｈ₄ の金型Ｐ_A 、Ｐ_B 、Ｄ_A 、Ｄ_B を取り付け、これにより、加工ステーションＡ、Ｂを設置し、更に、金型原点設定、芯合わせなどを行う。

次いで、図７のステップ１０４において、投光器７、受光器８をパンチ下方のて所定位置Ｈに位置決めし、ステップ１０５において、プリズムをパンチ下方の所定位置Ｈに位置決めし、ステップ１０６において、レーザ光線Ｌが受光されたか否かを判断し、受光されない場合には（ＮＯ）、ステップ１０４に戻って同じ動作を繰り返し、受光された場合には（ＹＥＳ）、ステップ１０７において、光軸合わせが完了し、ステップ１０８において、曲げ加工が開始される。

即ち、作業者が、ハイトＨ₁ （図１）、Ｈ₂ 、Ｈ₃ 、Ｈ₄ が異なる金型Ｐ_A 、Ｐ_B 、Ｄ_A 、Ｄ_B を上部テーブル２０、下部テーブル２１に取り付けることにより、複数の加工ステーションＡ、Ｂを設置した後、入出力手段１１Ｂの所定のキーを押すと、それを検知したＣＰＵ１１Ａは、複数の加工ステーションＡ、Ｂが設置されたものと見做す。

これにより、ＣＰＵ１１Ａは、先ず、投光器・受光器駆動制御手段１１Ｅを介して、レーザ発振器６を作動すると共にモータＭを（図２）駆動し、上部テーブル２０（図１）の下端を基準として、投光器７をＨ₃ ＋Ｈに、受光器８をＨ₁ ＋Ｈにそれぞれ位置決めする。

次に、ＣＰＵ１１Ａは、プリズム装置駆動制御手段１１Ｆを介して、モータＭ′を（図３）駆動し、上部テーブル２０の下端を基準として、プリズム装置２を構成する第１プリズム３をＨ₃ ＋Ｈに、第２プリズム４をＨ₁ ＋Ｈにそれそれ位置決めする。

更に、ＣＰＵ１１Ａは（図１）、光軸合わせ判断手段１１Ｇを介して、投光器７からのレーザ光線Ｌが、前記プリズム装置２の第１プリズム３、第２プリズム４を経由し、受光器８に受光されたか否かを判断し、受光されない場合には、例えばプリズム装置駆動制御手段１１Ｆを介して第１プリズム３、第２プリズム４の位置を微調整する。

そして、ＣＰＵ１１Ａは、光軸合わせ判断手段１１Ｇを介して、レーザ光線Ｌが受光器８に受光されたと判断した場合には、その旨を例えば入出力手段１１Ｂの画面上に表示することにより，作業者に知らせる。

従って、作業者は、光軸合わせが完了したことが分かるので、前記各加工ステーションＡ（図１）、Ｂの前方に立ってワークＷをパンチ、ダイの間に挿入し、フットペダル（図示省略）を踏めば、油圧シリンダ５が駆動してラム２０が下降し、パンチＰ_A とダイＤ_A 、及びパンチＰ_B とダイＤ_B の協働により、該ワークＷに所定の曲げ加工が行われる。

本発明は、光学式安全装置を備えた曲げ加工装置に適用され、１台の曲げ加工装置にハイトが異なる金型から成る複数の加工ステーションを設置した場合でも、光学式安全装置を有効に働かせることが可能となる。

本発明の実施形態を示す全体図である。 本発明を構成する投光器７（受光器８）の上下位置決め機構９（１０）を示す図である。 本発明を構成するプリズム装置２の詳細図である。 本発明による加工ステーションＡ、Ｂの刃間距離Ｚ_A 、Ｚ_B を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 本発明による曲げ順、金型、ハイト、加工ステーションの例を示す図である。 本発明の動作を説明のためのフローチャートである。 従来技術の構成説明図である。 従来技術の課題説明図である。

符号の説明

１ 曲げ加工装置
２ プリズム装置
２Ａ、２Ｂ Ｚ軸ガイド
２Ｃ、２Ｆ ナット
２Ｄ、２Ｅ ボールねじ
３ 第１プリズム
４ 第２プリズム
５ 油圧シリンダ
６ レーザ発振器
７ 投光器
８ 受光器
９ 投光器７の上下位置決め機構
９Ａ アーム
９Ｂ ボールねじ
９Ｃ ナット
９Ｅ ブラケット
９Ｆ Ｚ軸ガイド
９Ｇ スライダ
１０ 受光器８の上下位置決め機構
１１ ＮＣ装置
１１Ａ ＣＰＵ
１１Ｂ 入出力手段
１１Ｃ 曲げ順決定手段
１１Ｄ 金型情報決定手段
１１Ｅ 投光器・受光器駆動制御手段
１１Ｆ プリズム装置駆動制御手段
１１Ｇ 曲げ加工制御手段
２０ 上部テーブル
２１ 下部テーブル
Ａ、Ｂ 加工ステーション
Ｄ ダイ
Ｈ 所定位置
Ｌ 光線
Ｍ、Ｍ′モータ
Ｐ_A 、Ｐ_B パンチ
Ｄ_A 、Ｄ_B ダイ

Claims (3)

1. ラムの両側部に上下位置調整自在に取り付けられた投光器と受光器により構成された光学式安全装置を有する曲げ加工装置において、
   パンチとダイから成る複数の加工ステーションを設け、隣接する加工ステーション間に、該当するパンチに対応するプリズムを上下位置調整自在に取り付けたプリズム装置を設置し、該プリズム装置のプリズムを対応するパンチ下方の所定位置に位置決めすることにより、各パンチ下方の所定位置に前記投光器から受光器に向かう光線を配置することを特徴とする曲げ加工装置。
2. 上記プリズム装置が、投光器側の加工ステーションのパンチに対応する第１プリズムと、受光器側の加工ステーションのパンチに対応する第２プリズムを有する請求項１記載の曲げ加工装置。
3. 上記第１プリズムと第２プリズムは、上下方向に延びるガイドに滑り結合していると共に、モータで回転駆動するボールねじに螺合している請求項２記載の曲げ加工装置。

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