JP4398026B2 - パネルベンダーを用いた板金加工システムによる板金加工方法及び板金加工システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、パネルベンダーを用いた板金加工方法およびパネルベンダーを用いた板金加工システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図10を参照するに、従来よりパネルベンダー101を用いて板材加工である曲げ加工を行う際には、押え金型103と受け金型105によりワークWをクランプして、曲げ金型107によりワークWを曲げ加工する。この時のワークWの曲げ加工可能なサイズの最小値は、パネルベンダー101に対して限定されている。
【0003】
特に、パネルベンダー101の前方に設けられているマニピュレータにおけるワーククランプ109によりワークWをクランプして搬入する際には、一対のピンゲージにワークWを当接させて原点位置決めを行う必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなパネルベンダー101にあっては、ワークWのサイズが小さい場合(例えば、250mm×400mm以下)には、一対のピンゲージに係らないため原点位置決めができない場合がある。また、ATC機構を有する場合には、押え金型103の大きさの限界から、相対向する2辺の間隔が例えば380mm以上でなければ曲げ加工できないという問題がある。
【0005】
また、マニピュレータにおけるワーククランプ109によりワークWをクランプして搬入する際には、ワーククランプ109がパネルベンダー101に接近するのに限界L0(例えば曲げ金型107に近づくのが180mm)があるため、ワークWのサイズが小さいとマニピュレータにおけるワーククランプ109がパネルベンダー101と干渉してしまうという問題がある。
【0006】
この発明の目的は、以上のような従来の技術の問題点に着目してなされたものであり、パネルベンダーごとに設定されている曲げ加工可能なワークの最小サイズよりも小さな製品を曲げ加工できるパネルベンダーを用いた板金加工方法およびパネルベンダーを用いた板金加工システムを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、上下の押え金型(45)と受け金型(47)によりクランプされたワーク(W)の曲げ加工を行う曲げ金型(65)を備えたパネルベンダー(5)のY軸方向の前方にフロントテーブル(7)を設け、上クランパ(43U)と下クランパ(43L)によってワーク(W)をクランプしY軸方向へ移動することにより前記ワーク(W)を前記パネルベンダー(5)に搬入位置決めするマニピュレータ(37)を前記フロントテーブル(7)に備え、かつ前記フロントテーブル(7)のX軸方向に隣接して切断手段(3)を備えた板金加工システムによる板金加工方法であって、前記パネルベンダー(5)の押え金型(45)及び受け金型(47)の先端から最接近した前記マニピュレータ(37)の上下の前記クランパ(43U,43L)の中心までのY軸方向の長さ(L)と、前記上下クランパ(43U,43L)のY軸方向の幅(B)と、ワーク(W)の搬入出時の前記押え金型(45)の先端とワーク(W)との間のY軸方向の余裕(D)及び前記上クランパ(43U)とワーク(W)との間のY軸方向の余裕(D)とによって制限される最小ワークサイズよりも小さな複数の製品の曲げ加工を行うとき、前記最小ワークサイズよりもワーク全体の大きさが大きくなるように前記複数の製品を組み合せ、かつ前記複数の製品の曲げ加工位置が少なくともY軸方向の両端側に位置するように前記複数の製品をミクロジョイント(79)によって接続した状態に前記切断手段(3)によって板取りを行い、この板取りしたワーク(W)を前記マニピュレータ(37)の上下の前記クランパ(43U,43L)によりクランプし、前記パネルベンダー(5)へ搬入位置決めして各製品の曲げ加工を行った後、前記切断手段(3)によって前記ミクロジョイント(79)を切断して各製品を切り離すことを特徴とするものである。
【0008】
また、上下の押え金型(45)と受け金型(47)によりクランプされたワーク(W)の曲げ加工を行う曲げ金型(65)を備えたパネルベンダー(5)と、上クランパ(43U)と下クランパ(43L)によってワーク(W)をクランプしY軸方向に移動することにより前記ワーク(W)を前記パネルベンダー(5)に搬入位置決めするマニピュレータ(37)と、前記パネルベンダー(5)によって曲げ加工される前記ワーク(W)を前工程として切断加工する切断手段(3)と、前記パネルベンダー(5),マニピュレータ(37)及び前記切断手段(3)を統括して自動制御する制御装置(9)とを備え、前記制御装置(9)は、前記パネルベンダー(5)と前記マニピュレータ(37)によるワーク(W)の曲げ加工可能な最小ワークサイズ及び複数の製品のサイズを入力する入力手段(69)と、前記最小ワークサイズよりも小さな複数の製品の曲げ加工を行うとき、前記最小ワークサイズよりもワーク全体が大きく、かつ、各製品の曲げ加工位置が少なくともY軸方向の両端側に位置するように前記複数の製品をミクロジョイント(79)により接続した状態に組み合わせ配置する製品組み合せ手段(75)と、前記製品組み合せ手段(75)により複数の製品が組み合わされて配置されたワークを切断する前記切断手段(3)及びこの切断手段(3)によって切断された前記ワークを前記パネルベンダー(5)に搬入位置決めする前記マニピュレータ(37)並びに搬入位置決めされた前記ワークの曲げ加工を行う前記パネルベンダー(5)を統括して制御する機械制御部(77)とを備えていることを特徴とするものである。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0024】
図1には、この発明に係る板金加工システム1の全体が示されている。この板金加工システム1では、前工程であるワークWの切断を行う第一の切断手段としての例えばタレットパンチプレス3と、ワークWの曲げ加工を行うパネルベンダー5とが近接して設けられており、パネルベンダー5の前方(図1中下方)には、曲げ加工を行うワークWを支持すると共にパネルベンダー5に搬入・位置決めするフロントテーブル7が設けられている。また、これらタレットパンチプレス3を制御するタレットパンチプレス制御部9T、パネルベンダー5を制御するパネルベンダー制御部9P、フロントテーブル7を制御するフロントテーブル制御部9Fを統括して自動制御する親局である制御装置9が近傍に設けられている。なお、ここでは、第二の切断手段として第一の切断手段であるタレットパンチプレスを使用している。
【0025】
ここで、前記タレットパンチプレス3やパネルベンダー5自体は従来よりよく知られているものなので、概略のみ説明することとする。
【0026】
タレットパンチプレス3は、中央にギャップGを有するフレーム11の上部に上部フレーム11Uを有し、この上部フレーム11Uの下方に対向して下部フレーム11Lを有している。
【0027】
上部フレーム11Uの下面には、複数のパンチPを交換自在に備えた円盤状の上部タレット13Uが回転自在に設けられている。また、下部フレーム11Lの上面には、複数のダイDを交換自在に備えた円盤状の下部タレット13Lが回転自在に設けられている。
【0028】
上部フレーム11Uにおける加工位置Rには、割り出されたパンチPを打撃して、割り出されたダイDとの協働でパンチングを行うために図示省略の打撃手段が設けられている。
【0029】
前記ギャップG部分における上部タレット13Uと下部タレット13Lとの間の高さ位置には加工テーブル15が設けられており、この加工テーブル15には、X軸方向に延びるキャレッジベース17がY軸方向に移動自在に設けられていて、ワークWをクランプするクランパ19を有するXキャレッジ21がキャレッジベース17に沿ってX軸方向へ移動自在に設けられている。
【0030】
前述の上部タレット13U、下部タレット13L、キャレッジベース17、Xキャレッジ21および図示省略の打撃手段等は、制御装置9により制御される。
【0031】
従って、制御装置9の制御により、上部タレット13Uに装着されている所望のパンチPおよび下部タレット13Lに装着されている所望のダイDを加工位置Rに割り出し、キャレッジベース17およびXキャレッジ21の移動によりワークWの加工部分を加工位置Rに位置決めして、打撃手段によりパンチPを打撃してダイDとの協働でパンチング加工を行う。
【0032】
前述のタレットパンチプレス3に隣接してワークWをパネルベンダー5のフロントテーブル7に搬入する例えばローラテーブル23等のワーク搬入装置が設けられている。なお、ローラテーブル23には、必要に応じてワークWの表裏を反転させる図示省略の反転装置が設けられるようになっている。
【0033】
このローラテーブル23に隣接してフロントテーブル7が設けられており、タレットパンチプレス3で切断されたワークWはローラテーブル23を介してフロントテーブル7に搬入される。
【0034】
フロントテーブル7の上面には、ワークWがいずれの方向にも円滑に移動自在となるように多数のフリーベアリング25又はブラシが設けられている。また、フロントテーブル7をU軸方向(図1中X軸方向と平行)に横断する溝27に沿って一対のU軸グリッパ29が設けられており、タレットパンチプレス3において切断されてローラテーブル23により搬入されてきたワークWを受け取ってフロントテーブル7の原点付近へ移動させる。
【0035】
前記U軸グリッパ29の移動ラインの近傍には一対のピンゲージ31が溝33に沿って間隔調整可能に設けられている。このピンゲージ31の近傍には、ワークWをピンゲージ31に当接させて原点決めを行うためにワークを引き寄せるワーク原点位置決め装置35が設けられている。
【0036】
なお、原点セットでは、2個のピンゲージ31と、2個あるU軸グリッパ29のどちらか1個のセンサがオンとなるようにしなければならない。従って、図3(A)、(B)に示されているようにU軸グリッパ29位置に切欠きがあったり、図4に示されているように、端面が斜めに切断されているためセンサ32がオンとならないワークWでは、U軸グリッパ29がオンとならないため原点セットができない。
【0037】
図1を参照するに、フロントテーブル7の中央には、マニピュレータ37が設けられている。図2を参照するに、このマニピュレータ37は、Y軸サーボモータ39によりY軸方向に移動自在の全体C字形状の本体フレーム41を有している。この本体フレーム41の先端部にはワークWをクランプしてC軸方向へ旋回させるための上クランパ43Uと下クランパ43Lが設けられている。
【0038】
従って、フロントテーブル7のピンゲージ31で原点位置決めされたワークWを上クランパ43Uと下クランパ43Lとでクランプして、本体フレーム41をY軸方向へ移動することによりワークWをパネルベンダー5に搬入して位置決めするものである。
【0039】
フロントテーブル7に隣接してパネルベンダー5が設けられている。このパネルベンダー5では、協働でワークWをクランプする押え金型45と受け金型47とが設けられており、受け金型47は下フレーム49Lの下部前面に設けられている下部テーブル51Lの上端に装着されている。一方、押え金型45は、支持ピン53により前記下フレーム49Lに対して回動自在に設けられている上フレーム49Uの前面に設けられている上部テーブル51Uの下端に装着されている。
【0040】
上部テーブル51Uの上部前端付近にはZ軸サーボモータ55により回転される偏心軸57が設けられており、この偏心軸57に弓形支持部材59の一端がピン61により回転自在に支持されている。また、下フレーム49Lの下部前端付近には、ピン63により弓形支持部材59の他端が回転自在に支持されている。
【0041】
従って、Z軸サーボモータ55により偏心軸57を回転させて、弓形支持部材59の上下方向の揺動により上フレーム49Uを支持ピン53を中心として上方へ揺動させ、押え金型45を上方へ移動させて、受け金型47から離反させる。この状態でマニピュレータ37によりワークWを挿入し、再びZ軸サーボモータ55により偏心軸57を回転させて弓形支持部材59の作用により上フレーム49Uを下方へ回動させて押え金型45を下降させ、受け金型47との協働によりワークWをクランプする。その後、曲げ金型65の移動によりワークWに折り曲げ加工を行うものである。
【0042】
上述したように、マニピュレータ37にクランプされたワークWはパネルベンダー5の押え金型45と受け金型47によりクランプされて、曲げ金型65の移動により曲げ加工を行うため、曲げ加工できるワークWの大きさには制限がある。
【0043】
すなわち、図5に示されているように、パネルベンダー5の押え金型45および受け金型47の先端から、最接近したマニピュレータ37の上、下クランパ43U、43Lの中心までのY軸方向の長さL、上、下クランパ43U、43LのY軸方向の幅B、および搬入出時の前記押え金型45の先端とワークWとの間のY軸方向の余裕D及び前記上クランパ43UとワークWとの間のY軸方向の余裕Dから、ワークWの大きさが制限される。なお、上クランパ43Uおよび下クランパ43Lの形状として、図6に示されているように、前後方向の幅B´を小さくしたものを用いて、加工可能なワークWのサイズを小さくすることができる。
【0044】
図7には、前述の制御装置9の構成が示されている。この制御装置9では、中央処理装置であるCPU67を有しており、このCPU67には複数の製品のサイズやパネルベンダー5において曲げ加工可能な最小ワークサイズ等を入力するキーボードのごとき入力手段69や、種々のデータを表示するCRTのごとき出力手段71が接続されている。
【0045】
また、CPU67には、入力された種々のデータや加工プログラム等を記憶しておくメモリ73、後述するように複数の製品を組み合わせて配置する製品組み合わせ手段75が接続されている。さらに、CPU67には、前述したタレットパンチプレス制御部9T、パネルベンダー制御部9P、フロントテーブル制御部9Fを統括して制御する機械制御部77を有している。
【0046】
前記製品組み合わせ手段75では、自動プログラミング装置を用いて、あるいは、作業者の頭脳により、以下のようにして複数の製品を組み合わせて配置する。すなわち、図8を参照するに、最小ワークサイズ(WA×WB)よりも小さな 大きさの製品PA、PB、PC、PD、PEが少なくとも1個以上(ここでは全ての製品)含まれている場合には、複数の製品を組み合わせてワーク全体の大きさが最小ワークサイズよりも大きくする。この時、各製品は微小連結部としてのミクロジョイント79により接合された状態となっており、一枚のワークWとして取り扱うことができるようになっている。
【0047】
また、複数の製品を組み合わせる際には、できるだけ曲げ線が同一線上に位置するように配置する。例えば図8では製品PAの曲げ線と製品PEの曲げ線が同一線上にくるように配置されている。
【0048】
次に、図9を参照して、この発明に係るパネルベンダーを用いた板金加工方法について説明する。
【0049】
入力手段69から、最小ワークサイズWA、WBを入力し(ステップS1)、各加工製品PA、PB、PC、PD、PEのサイズを入力する(ステップS2)。入力されたデータは、メモリ73に記憶される。製品組み合わせ手段75は、自動プログラミング装置あるいは作業者の手作業により、全体寸法がWA、WB以上となるように各製品PA、PB、PC、PD、PEの配置を割り付ける(ステップS3)。この時、できるだけ各製品PA、PB、PC、PD、PEの曲げ線が同一線上にくるように配置して、作業の効率化を図るようにする。
【0050】
第一の切断手段であるタレットパンチプレス3により、前工程であるワークW全体の切断加工を行う。この時、各製品PA、PB、PC、PD、PEをミクロジョイント79でジョイントした状態で板取りを行う(ステップS4)。
【0051】
タレットパンチプレス3による切断加工の終了後、ローラテーブル23により搬送されてきたワークWをU軸グリッパ29がフロントテーブル7に搬入して、原点位置決め装置35によりワークWをピンゲージ31に当接せしめて原点セットを行う(ステップS5)。原点セットされたワークWをマニピュレータ37の上クランパ43Uと下クランパ43Lとによりクランプして(ステップS6)、Y軸方向へ移動してパネルベンダー5の所定位置にワークWを搬入して位置決めする(ステップS7)。
【0052】
この時、Z軸サーボモータ55により偏心軸57を回転させて、弓形支持部材59の作用により上フレーム49Uを支持ピン53を中心として上方へ揺動させ、押え金型45を上方へ移動させておく。この状態でワークWを挿入し、再びZ軸サーボモータ55により偏心軸57を回転させて弓形支持部材59の作用により上フレーム49Uを下方へ回動させて押え金型45を下降させ、受け金型47との協働によりワークWをクランプする。その後、曲げ金型65の移動によりワークWに折り曲げ加工を行う(ステップS8)。しかも、ワークWの他の辺についても必要に応じて曲げ加工が行われる。
【0053】
パネルベンダー5による曲げ加工が完了したら、ワークWを第二の切断手段としてのタレットパンチプレス3に戻してミクロジョイント79を切断して、各製品PA、PB、PC、PD、PEを切り離す(ステップS9)。なお、ワークWの板厚が薄い場合には、第二の切断手段として、作業者が手で製品を分離することもできる。また、前述の第一の切断手段であるタレットパンチプレス3と異なる第二の切断手段を設けてもよい。
【0054】
以上の結果から、パネルベンダー5における曲げ加工が可能な最小ワークサイズよりも小さな製品についても、原点位置セットおよび曲げ加工を行うことができる。
【0055】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の発明の実施の形態においては、第一の切断手段および第二の切断手段としてタレットパンチプレス3を用いた場合について説明したが、この他レーザ加工機を用いることもできる。また、第二の切断手段として、ミクロジョイント切断用ロボットを使用することもできる。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パネルベンダーにより曲げ加工する製品のサイズが、押え金型および受け金型のサイズから決定される曲げ加工可能な最小ワークサイズよりも小さいものが含まれる場合には、複数の製品を組み合わせて全体のワークのサイズが最小ワークサイズよりも大きくなるようにし、この複数の製品が組み合わされたワーク全体を切断して、この切断されたワークを一個のワークとしてパネルベンダーにより曲げ加工を行った後に、各製品を切断して分離するので、最小ワークサイズよりも小さな製品についても曲げ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るパネルベンダーを用いた板金加工システムの全体を示す平面図である。
【図2】パネルベンダーとマニピュレータを示す側面図である。
【図3】(A)、(B)は、U軸グリッパによりグリップできないワークの形状を示す平面図である。
【図4】U軸グリッパによりグリップできないワークの別の例を示す平面図である。
【図5】押え金型および受け金型とマニピュレータとの位置関係を示す断面図である。
【図6】(A)、(B)は、マニピュレータの上クランパの形状を示す平面図および断面図である。
【図7】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図8】複数の製品を組み合わせたワークの一例を示す斜視図である。
【図9】この発明にかかるパネルベンダーを用いた板金加工方法を示すフローチャートである。
【図10】従来より一般的なパネルベンダーによる曲げ加工状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 板金加工システム
3 タレットパンチプレス(第一の切断手段、第二の切断手段)
5 パネルベンダー
37 マニピュレータ
45 押え金型
47 受け金型
65 曲げ金型
69 入力手段
75 製品組み合わせ手段
79 ミクロジョイント
W ワーク
PA、PB、PC、PD 製品
Claims (2)
- 上下の押え金型(45)と受け金型(47)によりクランプされたワーク(W)の曲げ加工を行う曲げ金型(65)を備えたパネルベンダー(5)のY軸方向の前方にフロントテーブル(7)を設け、上クランパ(43U)と下クランパ(43L)によってワーク(W)をクランプしY軸方向へ移動することにより前記ワーク(W)を前記パネルベンダー(5)に搬入位置決めするマニピュレータ(37)を前記フロントテーブル(7)に備え、かつ前記フロントテーブル(7)のX軸方向に隣接して切断手段(3)を備えた板金加工システムによる板金加工方法であって、前記パネルベンダー(5)の押え金型(45)及び受け金型(47)の先端から最接近した前記マニピュレータ(37)の上下の前記クランパ(43U,43L)の中心までのY軸方向の長さ(L)と、前記上下クランパ(43U,43L)のY軸方向の幅(B)と、ワーク(W)の搬入出時の前記押え金型(45)の先端とワーク(W)との間のY軸方向の余裕(D)及び前記上クランパ(43U)とワーク(W)との間のY軸方向の余裕(D)とによって制限される最小ワークサイズよりも小さな複数の製品の曲げ加工を行うとき、前記最小ワークサイズよりもワーク全体の大きさが大きくなるように前記複数の製品を組み合せ、かつ前記複数の製品の曲げ加工位置が少なくともY軸方向の両端側に位置するように前記複数の製品をミクロジョイント(79)によって接続した状態に前記切断手段(3)によって板取りを行い、この板取りしたワーク(W)を前記マニピュレータ(37)の上下の前記クランパ(43U,43L)によりクランプし、前記パネルベンダー(5)へ搬入位置決めして各製品の曲げ加工を行った後、前記切断手段(3)によって前記ミクロジョイント(79)を切断して各製品を切り離すことを特徴とするパネルベンダーを用いた板金加工システムによる板金加工方法。
- 上下の押え金型(45)と受け金型(47)によりクランプされたワーク(W)の曲げ加工を行う曲げ金型(65)を備えたパネルベンダー(5)と、上クランパ(43U)と下クランパ(43L)によってワーク(W)をクランプしY軸方向に移動することにより前記ワーク(W)を前記パネルベンダー(5)に搬入位置決めするマニピュレータ(37)と、前記パネルベンダー(5)によって曲げ加工される前記ワーク(W)を前工程として切断加工する切断手段(3)と、前記パネルベンダー(5),マニピュレータ(37)及び前記切断手段(3)を統括して自動制御する制御装置(9)とを備え、前記制御装置(9)は、前記パネルベンダー(5)と前記マニピュレータ(37)によるワーク(W)の曲げ加工可能な最小ワークサイズ及び複数の製品のサイズを入力する入力手段(69)と、前記最小ワークサイズよりも小さな複数の製品の曲げ加工を行うとき、前記最小ワークサイズよりもワーク全体が大きく、かつ、各製品の曲げ加工位置が少なくともY軸方向の両端側に位置するように前記複数の製品をミクロジョイント(79)により接続した状態に組み合わせ配置する製品組み合せ手段(75)と、前記製品組み合せ手段(75)により複数の製品が組み合わされて配置されたワークを切断する前記切断手段(3)及びこの切断手段(3)によって切断された前記ワークを前記パネルベンダー(5)に搬入位置決めする前記マニピュレータ(37)並びに搬入位置決めされた前記ワークの曲げ加工を行う前記パネルベンダー(5)を統括して制御する機械制御部(77)とを備えていることを特徴とするパネルベンダーを用いた板金加工システム。
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