JP4421875B2 - 穿孔プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、主としてエンジン用燃料噴射弁のインジェクタプレートのような薄い板状ワークに燃料噴孔のような小孔を穿孔するのに好適な穿孔プレス装置に関する。

かゝる穿孔プレス装置は、例えば下記特許文献１に開示されているように、既に知られている。
特許第２８５４９０７号公報

ところで、ダイ支持手段に対するパンチ支持手段の相対位置をＮＣプログラミング制御することで、ダイの打ち抜き孔にパンチの刃部を嵌入させて板状ワークに小孔を穿孔する加工を長時間に亘って継続すると、加工の際に発生する熱や衝撃によってパンチ支持手段に対するパンチの位置が微妙にずれる場合があり、この位置ずれ量が次第に増大して所定値以上になるとパンチの刃部とダイの打ち抜き孔とが干渉してしまい、パンチの刃部が損傷する可能性がある。

本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、ＮＣプログラミング制御される穿孔プレス装置において、パンチ支持手段に対するパンチの位置ずれを補償してパンチの刃部がダイの打ち抜き孔と干渉するのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴によれば、機枠と、この機枠にＺ軸方向に移動し得るように取り付けられるパンチ支持手段と、上面に対する角度が異なる複数の打ち抜き孔が設けられたダイを支持するダイホルダ、及び、前記機枠によってＺ軸方向に直交する第１回転軸線の周りに回転可能に支承され、前記ダイホルダを前記ダイの上面に垂直な第２回転軸線の周りに回転可能に支持する回転体を備えたダイ支持手段と、前記回転体の、前記第１回転軸線周りの回転角度を調節するダイ傾斜角度割り出し装置と、前記ダイホルダの、前記第２回転軸線周りの回転角度を調節するダイ回転角度割り出し装置と、前記パンチ支持手段に柄部を支持されるパンチと、前記ダイの打ち抜き孔の予め記憶された座標に基づいて、前記ダイ支持手段に対する前記パンチ支持手段の相対位置をＺ軸方向と直交し且つ互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向にＮＣプログラミング制御する制御手段とを備え、前記パンチの柄部の先端の刃部と前記ダイの打ち抜き孔との協働により、前記ダイ上にセットされた板状ワークに穿孔する穿孔プレス装置であって、前記制御手段は、前記パンチ支持手段に対する前記パンチのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ量を、前記機枠に設けた基準点に対して前記パンチが所定の位置関係にあるときの前記パンチ支持手段の座標に基づいて検出する位置ずれ検出手段を備えていて、その検出手段が検出した位置ずれ量に基づいて前記座標を補正することを特徴とする穿孔プレス装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記穿孔プレス装置は、前記パンチの柄部が接触したことを検出するタッチセンサを備えており、前記位置ずれ検出手段は、そのタッチセンサの出力に基づいて前記パンチが前記基準点に対して所定の位置関係にあることを検出することを特徴とする穿孔プレス装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記タッチセンサは、前記基準点を挟んでＸ軸方向の両側に等距離だけ離間した位置に配置される第１、第２Ｘ軸タッチセンサと、前記基準点を挟んでＹ軸方向の両側に等距離だけ離間した位置に配置される第１、第２Ｙ軸タッチセンサとを備えることを特徴とする穿孔プレス装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記制御手段は、その制御手段による前記座標の補正を、所定の加工時間の経過毎に行うことを特徴とする穿孔プレス装置が提案される。

請求項１の構成によれば、制御手段がダイ支持手段に対するパンチ支持手段の相対位置を予め記憶したダイの打ち抜き孔の座標に基づいて制御する際に、パンチ支持手段に対するパンチのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ量を位置ずれ検出手段で検出し、検出した位置ずれ量に基づいて制御手段が前記座標を補正するので、パンチ支持手段に対してパンチが位置ずれしても、そのパンチの刃部がダイの打ち抜き孔と干渉して損傷するのを防止することができる。

しかも、パンチ支持手段に対するパンチのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ量を、機枠に設けた基準点に対してパンチが所定の位置関係にあるときのパンチ支持手段の座標に基づいて検出するので、前記位置ずれ量を精密に検出することが可能になる。

また、請求項２の構成によれば、パンチの柄部が接触したことを検出するタッチセンサの出力に基づいて、パンチが機枠の基準点に対して所定の位置関係にあることを検出するので、前記位置関係の検出精度が向上する。

そして、請求項３の構成によれば、そのタッチセンサを、基準点を挟んでＸ軸方向の両側に等距離だけ離間した位置に配置される第１、第２Ｘ軸タッチセンサと、基準点を挟んでＹ軸方向の両側に等距離だけ離間した位置に配置される第１、第２Ｙ軸タッチセンサとによって構成するようにしたので、パンチの柄部の直径が変化してもパンチ支持手段の座標を誤差なく検出することができる。

さらに、請求項４の構成によれば、所定の加工時間の経過毎に制御手段が前記座標の補正を行うので、補正を行う回数を最小限に抑えながらパンチの位置ずれ量の増加を防止することができる。

本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１〜図１４は本発明の一実施例を示すもので、図１は穿孔プレス装置の正面図、図２は図１の２方向矢視図、図３は図１の３方向矢視図、図４は図３の４−４線断面図、図５はダイの拡大平面図、図６は図５の６−６線断面図、図７は図５の７−７線断面図、図８はパンチホルダの縦断面図、図９は図８の９部拡大図、図１０は穿孔プレス装置の作用説明図、図１１は穿孔された板状ワークの一例を示す平面図、図１２はパンチの位置ずれの補正手順の説明図、図１３は穿孔プレス装置の作用を説明するフローチャート、図１４はパンチの刃部とダイの打ち抜き孔との干渉を示す図である。

先ず、図１〜図３において、本発明の穿孔プレス装置１の機枠２は、床上に水平に設置される機台２ａと、この機台２ａ上に立設される左右一対の門型の側枠２ｂ，２ｂと、これら側枠２ｂ，２ｂの上部間を連結する大梁２ｃ及び小梁２ｃ′とからなっている。

小梁２ｃ′の上面には、図１で左右方向、即ちＸ軸方向に延びる第１ガイドレール３が形成され、この第１ガイドレール３に、アーバ案内部材５の下面に形成した第１スライダ４が摺動可能に係合される。したがってアーバ案内部材５はＸ軸方向に摺動可能であり、このアーバ案内部材５はＸ軸方向駆動アクチュエータ６により作動されるようになっている。

アーバ案内部材５の前面には鉛直方向、即ちＸ軸方向に直交する方向のＺ軸に沿って延びる第２ガイドレール８が形成され、この第２ガイドレール８に、アーバ７の背面に形成した第２スライダ９が摺動可能に形成され、このアーバ７の上端には、これをＺ軸に沿って昇降させる昇降駆動装置１０が連結される。

アーバ７の下端面にはテーパ状の取り付け孔１１が設けられており、この取り付け孔１１にパンチホルダ１２が着脱可能に嵌着され、またパンチホルダ１２にはパンチ１３が着脱可能に装着される。以上において、アーバ案内部材５、アーバ７及びパンチホルダ１２は、互いに協働してパンチ１３を昇降可能に支持するパンチ支持手段１４を構成する。

機台２ａ上の中央部には、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に延びる左右一対の第３ガイドレール１５が敷設され、これら第３ガイドレール１５に、テーブル１８の下面に固設した左右一対の第３スライダ１６が摺動可能に係合される。したがってテーブル１８はＹ軸方向に摺動可能であり、Ｙ軸方向駆動アクチュエータ１７により作動されるようになっている。

上記テーブル１８上には、左右一対の軸受ブロック２０，２０′が固設され、これら軸受ブロック２０，２０′により回転体２１が前記Ｘ軸方向に沿った第１回転軸線Ａ周りに回転可能に支承され、一方の軸受ブロック２０と回転体２１との間には、その回転体２１の回転角度を調節するダイ傾斜角度割り出し装置２２が設けられる。

図１、図３及び図４に示すように、回転体２１は、両軸受ブロック２０，２０′間の中央部が下方に向かってクランク状に屈曲しており、この中央部の平坦な上面２１ａに板状のダイホルダ２３が載置され、このダイホルダ２３にダイ２６が保持される。ダイホルダ２３は、回転体２１の上記上面２１ａに垂直、したがってダイ２６の上面に垂直な第２回転軸線Ｂを有して回転体２１に回転可能に支承される回転軸２４に連結され、この回転軸２４と回転体２１との間には、回転軸２４の回転角度を調節するダイ回転角度割り出し装置２５が設けられる。

前記ダイ２６は平面視で方形をなしており、これのダイホルダ２３上での保持は、ダイホルダ２３上に摺動可能に取り付けられた四個の押え部材２７，２７…によりダイ２６の四辺を押圧することにより行われる。各押え部材２７は、任意の摺動位置でセットねじ２８によりダイホルダ２３に固定可能である。

以上において、テーブル１８、軸受ブロック２０，２０′、回転体２１及びダイホルダ２３は、互いに協働してダイ２６を支持するダイ支持手段２９を構成するもので、ダイ２６の上面と回転体２１の第１回転軸線Ａとは一致するように配置される。このような配置は、後述するダイ２６の各打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５内周面と、これに嵌入されるパンチ１３外周面との間の高精度のクリアランス管理を容易にし、穿孔精度の向上に資することができる。

図５〜図７に示すように、ダイ２６には多数の打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５が、その上面に開口するように設けられ、これら打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５は前記パンチ１３と協働して、ダイ２６の上面にセットされる板状ワークＷａに穿孔するものである。打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５は、その内径を異にしたり、ダイ２６の上面に対する角度θ１，θ２を異にしている（図６及び図７参照）。ダイ２６の上面に設定されたＸＹ座標に関して、上記打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５の位置に固有の座標が付与される。

図８及び図９において、パンチホルダ１２には、その下端面に開口する有底円筒状のパンチ装着孔１２ａが設けられており、このパンチ装着孔１２ａにパンチ１３の柄部１３ａが焼き嵌めにより着脱可能に装着される。この焼き嵌めは、パンチホルダ１２によるパンチ１３の把持力を高めてパンチ１３の心振れを抑え、穿孔精度を向上させる上で有効である。

パンチ１３は、上記柄部１３ａと、それより小径の円筒状の刃部１３ｂと、これら柄部１３ａ及び刃部１３ｂ間を一体に連結するテーパ状の連結部１３ｃとからなっており、その刃部１３ｂが前記打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５に嵌入して、板状ワークＷａに穿孔するのである。

こゝで、このパンチ１３は、刃部１３ｂの直径をｄ、刃部１３ｂの長さをＬ、柄部１３ａの直径をＤとしたとき、
Ｄ／ｄ≧１０・・・・・・（１）
Ｌ／ｄ≦３ ・・・・・・（２）
上記（１）及び（２）式を成立させるように構成される。

上記（１）式の成立によれば、パンチ１３の柄部１３ａの剛性を高めると共に、該柄部１３ａのパンチホルダ１２による把持力の強化に寄与し、パンチ１３の心振れ防止をより効果的に抑えることができ、また（２）式の成立によれば、パンチ１３の刃部１３ｂの剛性を高め、穿孔速度を上げ得て、量産性の向上に寄与し得る。

再び図１及び図２において、Ｘ軸方向駆動アクチュエータ６、Ｙ軸方向駆動アクチュエータ１７、ダイ傾斜角度割り出し装置２２、ダイ回転角度割り出し装置２５及び昇降駆動装置１０の作動はＮＣプログラミング制御ユニット３１により制御されるようになっている。またＮＣプログラミング制御ユニット３１には、前記打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５の座標と共に、各打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５の内径やダイ２６の上面に対する角度θ１，θ２等のデータが予め入力される。またＸ軸方向に移動するパンチ支持手段１４の位置（Ｘ座標）と、Ｙ軸方向に移動するダイ支持手段２９の位置（Ｙ座標）とが図示せぬセンサにより検出され、ＮＣプログラミング制御ユニット３１に入力される。

図１〜図４に示すように、穿孔プレス加工に伴う熱の影響を受け難いテーブル１８の上面に立設した支柱４１の上端に、第１、第２Ｘ軸タッチセンサ４２，４３と、第１、第２Ｙ軸タッチセンサ４４，４５とが９０°間隔で放射状に設けられる。第１、第２Ｘ軸タッチセンサ４２，４３は支柱４１を挟んでＸ軸方向両側に配置され、また第１、第２Ｙ軸タッチセンサ４４，４５は支柱４１を挟んでＹ軸方向両側に配置されており、それらのタッチセンサ４２〜４５に外向きに設けられた検出部４２ａ〜４５ａは、支柱４１の中心の基準点Ｐ０に対して等距離に位置している（図１２参照）。各々のタッチセンサ４２〜４５は、検出部４２ａ〜４５ａにパンチ１３の柄部１３ａが当接した瞬間にＮＣプログラミング制御ユニット３１に信号を出力する。

次に、この実施例の作用について説明する。

例えば、図１１に示すようなエンジン用燃料噴射弁の、多数の燃料噴孔ｈ５〜ｈ２４を有するインジェクタプレートＷｂを製作する場合について説明する。

上記燃料噴孔ｈ５〜ｈ２４を穿孔するには、ダイ２６の打ち抜き孔Ｈ５〜Ｈ７，Ｈ８，Ｈ１１，Ｈ１９，Ｈ２１，Ｈ２３，Ｈ２４を使用するもので、その打ち抜き孔Ｈ５〜Ｈ７，Ｈ８，Ｈ１１，Ｈ１９，Ｈ２１，Ｈ２３，Ｈ２４の座標、ダイ傾斜角度、ダイ回転角度、穿孔順序等のデータをＮＣプログラミング制御ユニット３１に先ず入力する。

ＮＣプログラミング制御ユニット３１は、その入力データに従って、Ｘ軸方向駆動アクチュエータ６、Ｙ軸方向駆動アクチュエータ１７、ダイ傾斜角度割り出し装置２２、ダイ回転角度割り出し装置２５及び昇降駆動装置１０の作動を制御する。具体的には、打ち抜き孔Ｈ５〜Ｈ７，Ｈ８，Ｈ１１と、打ち抜き孔Ｈ１９，Ｈ２１，Ｈ２３，Ｈ２４とは、Ｘ軸を境にして互いに反対方向に傾斜しているため、ダイ２６上のＸ軸が回転体２１の第１回転軸線Ａと一致するように、ダイホルダ２３はダイ回転角度割り出し装置２５により制御される。

先ず、打ち抜き孔Ｈ５を使用する場合には、図１０（ａ）に示すように、打ち抜き孔Ｈ５がパンチ１３と同様に鉛直方向を向くように、回転体２１はダイ傾斜角度割り出し装置２２により制御される。

次いで、Ｘ軸方向駆動アクチュエータ６によりパンチ支持手段１４をＸ軸方向に移動すると共に、Ｙ軸方向駆動アクチュエータ１７によりダイ支持手段２９をＹ軸方向に移動して、パンチ１３のＺ軸を上記打ち抜き孔Ｈ５の中心に整合させる。そして、昇降駆動装置１０によりアーバ７を下降させ、パンチ１３を上記打ち抜き孔Ｈ５に向けて打ち下ろせば、ダイ２６の上面にセットされた板状ワークとしての帯状鋼板Ｗａに燃料噴孔ｈ５を穿つことができ、以後、所定の穿孔順序に応じて同様の加工が実行される。したがって、打ち抜き孔Ｈ５とは傾斜方向が正反対の打ち抜き孔Ｈ１９，Ｈ２１，Ｈ２３，Ｈ２４を使用するときは、図１０（ｃ）に示すように、ダイ２６の傾斜方向を反転させるべく、回転体２１がダイ傾斜角度割り出し装置２２により反対方向に制御されることは明らかであろう。

こうして、インジェクタプレート一枚分の穿孔が完了したなら、帯状鋼板Ｗａを図１において左右方向にインジェクタプレートＷｂの大きさに対応した所定ピッチだけ送り、再び上記と同様の加工を実行し、それらを繰り返すことにより、帯状鋼板ＷａにインジェクタプレートＷｂ多数枚分の穿孔を行うことができる。そして穿孔後の帯状鋼板Ｗａから、燃料噴孔ｈ５〜ｈ２４群ごとに円形のインジェクタプレートＷｂを打ち抜くことにより、図１１に示す、多数の燃料噴孔ｈ５〜ｈ７，ｈ８，ｈ１１，ｈ１９，ｈ２１，ｈ２３，ｈ２４を持つインジェクタプレートＷｂを多量に得ることができ、量産効果を上げることができる。

また、例えばダイ２６の上面に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に傾斜している打ち抜き孔Ｈ８を使用する場合には、ダイ傾斜角度割り出し装置２２による回転体２１の回転と、ダイ回転角度割り出し装置２５によるダイホルダ２３の回転とにより、打ち抜き孔Ｈ８を鉛直方向に向けることができ、したがって、この場合も、パンチ支持手段１４をＸ軸方向に移動すると共にダイ支持手段２９をＹ軸方向に移動して、パンチ１３のＺ軸を上記打ち抜き孔Ｈ８の中心に整合させれば、パンチ１３のＺ軸の方向を変えることなく、板状ワークＷａに、打ち抜き孔Ｈ８に対応した穿孔を行うことができる。

ダイホルダ２３の回転時には、板状ワークも同時に回転する必要があるので、この場合の板状ワークは、帯状鋼板Ｗａから予め所定の形状に打ち抜いた板状製品Ｗｂとすることが、加工を容易にする上で有効である。

また、例えばダイ２６の上面に対して垂直な打ち抜き孔Ｈ１を使用する場合には、図１０（ｂ）に示すように、ダイ傾斜角度割り出し装置２２によって、ダイ２６が水平に保持されることは明らかであろう。

上記のように、本発明の穿孔プレス装置１では、回転体２１の第１回転軸線Ａ周りの回転角度の調節と、ダイホルダ２３の第２回転軸線Ｂ周りの回転角度の調節とにより、ダイ２６に設けられる、ダイ２６の上面に対する角度が直角の打ち抜き孔Ｈ１２〜Ｈ１４は勿論、如何なる方向に傾斜した打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ１１，Ｈ１５〜Ｈ２５でも、これをパンチ１３のＺ軸と平行にすることができ、次いでパンチ支持手段１４をＸ軸方向に移動したり、ダイ支持手段２９をＹ軸方向に移動することにより、パンチ１３のＺ軸を上記打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ１１，Ｈ１５〜Ｈ２５の中心に整合させ、パンチ１３を打ち下ろすことで、パンチ１３のＺ軸の方向を変えることなく、したがってパンチガイドを必要とすることなく、ダイ２６の上面にセットされる板状ワークＷａ，Ｗｂに上記打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ１１，Ｈ１５〜Ｈ２５に対応した穿孔を行うことができ、その構成は簡単であるから、この穿孔プレス装置１を安価に提供することができる。

またダイ２６に、その上面に対する角度を異にする複数の前記打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５が設けられる場合には、一個のダイ２６をもって、しかもパンチ１３のＺ軸の方向を変えることなく、板状ワークＷａ，Ｗｂに種々の穿孔を施すことができる。

さらにダイ傾斜角度割り出し装置２２、ダイ回転角度割り出し装置２５、Ｘ軸方向駆動アクチュエータ６及びＹ軸方向駆動アクチュエータ１７の作動を、使用するダイ２６の打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５に対応してＮＣプログラム制御する場合には、ダイ２６の複数の打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５がどのように傾斜していても、その打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５とパンチ１３との整合が自動的に行われ、高精度の穿孔を行うことができる。

ところで、穿孔プレス装置１による穿孔プレス加工を繰り返し行うと、加工に伴って発生する熱の影響等により取り付け孔１１に対するパンチホルダ１２の位置が、つまりパンチ支持手段１４に対するパンチ１３の位置が微妙にずれる場合がある。そのため、予め決められた座標に基づいて穿孔プレス加工を行うと、図１４に示すように、パンチ１３の刃部１３ｂがダイ２６の打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５の縁と干渉してしまい、パンチ１３の刃部１３ｂが損傷する可能性がある。またパンチ１３はパンチホルダ１２に対して焼き嵌めにより固定されるが、その際にパンチホルダ１２の軸線に対してパンチ１３の軸線がずれる場合がある。その結果、パンチ１３をパンチホルダ１２ごと交換したり、取り付け孔１１に対するパンチホルダ１２の回転方向の取付角度を変更したりすると、やはりパンチ支持手段１４に対するパンチ１３の位置が微妙にずれてパンチ１３の刃部１３ｂが損傷する可能性がある。

そこで本実施例では、ＮＣプログラミング制御ユニット３１の位置ずれ検出手段３１ａがパンチ支持手段１４に対するパンチ１３の位置ずれ量を定期的に、あるいはパンチホルダ１２及びパンチ１３の交換時に検出し、その検出結果に応じてＮＣプログラミング制御ユニット３１が補正を行うことで、パンチ１３の損傷を防止するようになっている。

次に、ＮＣプログラミング制御ユニット３１において行われる上記補正の原理を、模式図である図１２に基づいて説明する。

ＮＣプログラミング制御ユニット３１にはダイ２６の各打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５に対応する座標が予め記憶されている。仮に、ＮＣプログラミング制御ユニット３１に記憶された打ち抜き孔Ｈ１の座標を（０，０）、つまりＸ座標＝０、Ｙ座標＝０とする。初期設定を行うために、パンチ支持手段１４をＸ軸方向に移動させ、ダイ支持手段２９をＹ軸方向に移動させることで、パンチ１３の刃部１３ｂをダイ２６の位置決め孔Ｈ１に正しく嵌合させる。

このとき、パンチ支持手段１４のＸ軸方向の位置を検出するセンサが所定の値を出力し、ダイ支持手段２９のＹ軸方向の位置を検出するセンサが所定の値を出力するが、ＮＣプログラミング制御ユニット３１において前記二つのセンサの出力値が打ち抜き孔Ｈ１の座標である（０，０）に一致するようにＸＹ座標を設定する。これにより、ＮＣプログラミング制御ユニット３１に予め記憶されている座標が（０，１０）である抜き孔Ｈ２の位置は、ＸＹ座標上のＸ座標＝０、Ｙ座標＝１０の位置に一致し、ＮＣプログラミング制御ユニット３１に予め記憶されている座標が（１０，０）である打ち抜き孔Ｈ３の位置は、ＸＹ座標上のＸ座標＝１０、Ｙ座標＝０の位置に一致する。

続いて、パンチ支持手段１４及びダイ支持手段２９をそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させ、パンチ１３の柄部１３ａを第１Ｘ軸タッチセンサ４２、第２Ｘ軸タッチセンサ４３、第１Ｙ軸タッチセンサ４４及び第２Ｙ軸タッチセンサ４５の検出部４２ａ〜４５ａに順次接触させ、その都度パンチ支持手段１４のＸ座標及びＹ座標を読み取ってＮＣプログラミング制御ユニット３１に記憶する。

図１２の例では、パンチ１３の柄部１３ａが第１Ｘ軸タッチセンサ４２の検出部４２ａに接触する位置Ｐ１の座標は（５０，３０）であり、第２Ｘ軸タッチセンサ４３の検出部４３ａに接触する位置Ｐ２の座標は（７０，３０）であり、第１Ｙ軸タッチセンサ４４の検出部４４ａに接触する位置Ｐ３の座標は（６０，２０）であり、第２Ｙ軸タッチセンサ４５の検出部４５ａに接触する位置Ｐ４の座標は（６０，４０）である。

このとき、基準点Ｐ０のＸ座標は、位置Ｐ１のＸ座標である「５０」と、位置Ｐ２のＸ座標である「７０」との中点の「６０」となり、基準点Ｐ０のＹ座標は、位置Ｐ３のＹ座標である「２０」と、位置Ｐ４のＹ座標である「４０」との中点の「３０」となり、基準点Ｐ０の座標は（６０，３０）となる。尚、この初期設定はパンチ１３あるいはダイ２６が交換される度に実行される。

したがって、初期設定の後に所定時間が経過する毎に、第１Ｘ軸タッチセンサ４２、第２Ｘ軸タッチセンサ４３、第１Ｙ軸タッチセンサ４４及び第２Ｙ軸タッチセンサ４５を用いて基準点Ｐ０の座標を算出し、それが初期設定時の座標（６０，３０）に一致していれば、パンチ１３がパンチ支持手段１４に対してＸ軸方向あるいはＹ軸方向に位置ずれしていないことが確認され、補正を行うことなくパンチ１３の刃部１３ｂがダイ２６の打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５と干渉するのを防止することができる。

一方、上述のようにして算出した基準点Ｐ０の座標が初期設定時の座標（６０，３０）からずれた場合、例えば、基準点Ｐ０のＸ座標が当初の「６０」から「５９」にずれた場合を考える。これはパンチ支持手段１４に対してパンチ１３がＸ軸のプラス方向に「１」だけずれたことを意味しており、これに基づいてＮＣプログラミング制御ユニット３１に記憶された打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５のＸ座標が全て「−１」だけ補正される。打ち抜き孔Ｈ１について言えば、当初の座標（０，０）が（−１，０）に補正される。これにより、打ち抜き孔Ｈ１を用いて穿孔する際のパンチ支持手段１４の位置がＸ軸のマイナス方向に「１」だけずれることで、パンチ支持手段１４に対してパンチ１３がＸ軸のプラス方向に「１」だけずれたのを相殺し、パンチ１３の刃部１３ｂをダイ２６の打ち抜き孔Ｈ１に精密に嵌合させて刃部１３ｂの破損を防止することができる。

同様にして、例えば、基準点Ｐ０のＹ座標が当初の「３０」から「３１」にずれた場合を考える。これはパンチ支持手段１４に対してパンチ１３がＹ軸のマイナス方向に「１」だけずれたことを意味しており、これに基づいてＮＣプログラミング制御ユニット３１に記憶された打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５のＹ座標が全て「１」だけ補正される。打ち抜き孔Ｈ１について言えば、当初の座標（０，０）が（０，１）に補正される。これにより、打ち抜き孔Ｈ１を用いて穿孔する際のダイ支持手段２９の位置がＹ軸のプラス方向に「１」だけずれることで、パンチ支持手段１４に対してパンチ１３がＹ軸のマイナス方向に「１」だけずれたのを相殺し、パンチ１３の刃部１３ｂをダイ２６の打ち抜き孔Ｈ１に精密に嵌合させて刃部１３ｂの破損を防止することができる。

以上の説明では、パンチ支持手段１４に対するパンチ１３のＸ軸方向のずれを検出する際に第１Ｘ軸タッチセンサ４２及び第２Ｘ軸タッチセンサ４３の両方を使用しているが、例えば第１Ｘ軸タッチセンサ４２だけを使用しても同様の効果を得ることができる。即ち、第１Ｘ軸タッチセンサ４２で検出される座標が本来は（５０，３０）であるべきところ、それが（４９，３０）であれば、パンチ支持手段１４に対してパンチ１３がＸ軸のプラス方向に「１」だけずれたことが検出される。同様にして、パンチ支持手段１４に対するパンチ１３のＹ軸方向のずれを検出する際に第１Ｙ軸タッチセンサ４４及び第２Ｙ軸タッチセンサ４５の両方を使用する代わりに、例えば第１Ｙ軸タッチセンサ４４だけを使用しても同様の効果を得ることができる。即ち、第１Ｙ軸タッチセンサ４４で検出される座標が本来は（６０，２０）であるべきところ、その座標が（６０，２１）であれば、パンチ支持手段１４に対してパンチ１３がＹ軸のマイナス方向に「１」だけずれたことが検出される。

第１Ｘ軸タッチセンサ４２及び第２Ｘ軸タッチセンサ４３の一方だけ、あるいは第１Ｙ軸タッチセンサ４４及び第２Ｙ軸タッチセンサ４５の一方だけを使用すれば済む場合は、パンチ１３の柄部１３ａの直径が変化しない場合であり、パンチ１３を交換して柄部１３ａの直径が変化した可能性がある場合には、第１Ｘ軸タッチセンサ４２及び第２Ｘ軸タッチセンサ４３の両方を使用し、且つ第１Ｙ軸タッチセンサ４４及び第２Ｙ軸タッチセンサ４５の両方を使用する必要がある。

その理由は、パンチ１３の柄部１３ａの直径が変化すると、その柄部１３ａがタッチセンサに接触したときの座標に柄部１３ａの半径の変化分に相当するずれが生じるが、パンチ１３の柄部１３ａの直径の大小はダイの打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５に対するパンチ１３の刃部１３ｂの位置ずれの原因にはならない。それにも関わらず、ＮＣプログラミング制御ユニット３１は、前記ずれがパンチ支持手段１４に対するパンチ１３のずれに起因するものであるのか、あるいはパンチ１３の柄部１３ａの直径の変化に起因するものであるのか判別できないからである。

この場合、前述したように、第１Ｘ軸タッチセンサ４２を用いて検出したＸ座標と、第２Ｘ軸タッチセンサ４３を用いて検出したＸ座標との中点を基準点Ｐ０のＸ座標とし、第１Ｙ軸タッチセンサ４４を用いて検出したＹ座標と、第２Ｙ軸タッチセンサ４５を用いて検出したＹ座標との中点を基準点Ｐ０のＹ座標とすることで、パンチ１３の柄部１３ａの直径の変化の影響を排除し、パンチ支持手段１４に対するパンチ１３の位置ずれだけを精密に検出することができる。

次に、穿孔プレス装置１の作用を図１３のフローチャートに基づいて説明する。

先ずステップＳ１でインジェクタプレートＷｂの機種が変更されている場合には、ステップＳ２で新たな機種のダイ２６の打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５の座標、ダイ傾斜角度、ダイ回転角度等のデータをＮＣプログラミング制御ユニット３１に入力する。続くステップＳ３でパンチ１３あるいはダイ２６が交換されたか否かを判断する。機種が変更されている場合には基本的にパンチ１３あるいはダイ２６も交換され、また機種が変更されていない場合でも、後述するように所定の加工回数に達するとパンチ１３あるいはダイ２６が交換される。

前記ステップＳ３でパンチ１３あるいはダイ２６が交換された場合には、ステップＳ４で上述した初期設定を行う。即ち、パンチ１３の刃部１３ｂを例えば打ち抜き孔Ｈ１に嵌合させ、そのときのパンチ支持手段１４のＸ座標及びＹ座標が共に０になるように較正を行うと共に、パンチ１３の柄部１３ａを第１、第２Ｘ軸タッチセンサ４２，４３及び第１、第２Ｙ軸タッチセンサ４４，４５に接触させ、基準点Ｐ０の座標を確認しておく。そしてステップＳ５で加工時間タイマをスタートし、ステップＳ６で加工回数カウンタをリセットする。加工回数カウンタは、パンチ１３及びダイ２６の各々について別個に設けられる。

続くステップＳ７で加工時間タイマのカウント時間が所定値（実施例では５分）に達する度に、ステップＳ８で第１、第２Ｘ軸タッチセンサ４２，４３及び第１、第２Ｙ軸タッチセンサ４４，４５にパンチ１３の柄部１３ａを接触させてパンチ支持手段１４に対するパンチ１３の位置ずれ量を検出し、ステップＳ９で位置ずれ量が所定値未満であれば、ステップＳ１０でＮＣプログラミング制御ユニット３１に記憶されている打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５の座標を位置ずれ量に基づいて補正する。一方、前記ステップＳ９で位置ずれ量が所定値以上であれば、ステップＳ１１でエラーメッセージを出力し、ステップＳ１２で穿孔プレス装置１の作動を停止する。

前記ステップＳ７で加工時間タイマのカウント時間が所定値に達していなければ、ステップＳ１３で穿孔プレス装置１により板状ワークＷａに穿孔プレス加工を施し、ステップＳ１４で加工時間タイマをインクリメントすると共に、ステップＳ１５で加工回数カウンタをインクリメントする。そしてステップＳ１６で加工回数カウンタが所定値に達すると、ステップＳ１７でパンチ１３あるいはダイ２６を交換する。実施例では、パンチ１３に関する前記所定値は２万ショット、ダイ２６に関する前記所定値は板状ワークＷｂの１万個分に設定される。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、ダイ支持手段２９をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定し、パンチ支持手段１４をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に支持しても良いし、パンチ支持手段１４をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動不能に固定し、ダイ支持手段２９をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に支持しても良い。

また本発明はインジェクタプレートＷｂ以外の任意の板状ワークの加工に適用することができ、ダイ２６に設けられる打ち抜き孔Ｈ１〜Ｈ２５の個数、大きさ及び角度は、得るべき製品に応じて任意に設定されるものである。

またタッチセンサ４２〜４５に代えて、非接触式のセンサを用いることができる。

本発明の実施例に係る穿孔プレス装置の正面図 図１の２方向矢視図 図１の３方向矢視図 図３の４−４線断面図 ダイの拡大平面図 図５の６−６線断面図 図５の７−７線断面図 パンチホルダの縦断面図 図８の９部拡大図 穿孔プレス装置の作用説明図 穿孔された板状ワークの一例を示す平面図 パンチの位置ずれの補正手順の説明図 穿孔プレス装置の作用を説明するフローチャート パンチの刃部とダイの打ち抜き孔との干渉を示す図

１ 穿孔プレス装置
２ 機枠
１３ パンチ
１３ａ 柄部
１３ｂ 刃部
１４ パンチ支持手段
２１ 回転体
２２ ダイ傾斜角度割り出し装置
２３ ダイホルダ
２５ ダイ回転角度割り出し装置
２６ ダイ
２９ ダイ支持手段
３１ 制御手段
３１ａ 位置ずれ検出手段
４２ 第１Ｘ軸タッチセンサ
４３ 第２Ｘ軸タッチセンサ
４４ 第１Ｙ軸タッチセンサ
４５ 第２Ｙ軸タッチセンサ
Ｐ０ 基準点
Ａ 第１回転軸線
Ｂ 第２回転軸線
Ｈ１〜Ｈ２５ 打ち抜き孔
Ｗａ，Ｗｂ 板状ワーク
θ１，θ２ 打ち抜き孔の角度

Claims (4)

1. 機枠（２）と、この機枠（２）にＺ軸方向に移動し得るように取り付けられるパンチ支持手段（１４）と、上面に対する角度（θ１，θ２）が異なる複数の打ち抜き孔（Ｈ１〜Ｈ２５）が設けられたダイ（２６）を支持するダイホルダ（２３）、及び、前記機枠（２）によってＺ軸方向に直交する第１回転軸線（Ａ）の周りに回転可能に支承され、前記ダイホルダ（２３）を前記ダイ（２６）の上面に垂直な第２回転軸線（Ｂ）の周りに回転可能に支持する回転体（２１）を備えたダイ支持手段（２９）と、前記回転体（２１）の、前記第１回転軸線（Ａ）周りの回転角度を調節するダイ傾斜角度割り出し装置（２２）と、前記ダイホルダ（２３）の、前記第２回転軸線（Ｂ）周りの回転角度を調節するダイ回転角度割り出し装置（２５）と、前記パンチ支持手段（１４）に柄部（１３ａ）を支持されるパンチ（１３）と、前記ダイ（２６）の打ち抜き孔（Ｈ１〜Ｈ２５）の予め記憶された座標に基づいて、前記ダイ支持手段（２９）に対する前記パンチ支持手段（１４）の相対位置をＺ軸方向と直交し且つ互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向にＮＣプログラミング制御する制御手段（３１）とを備え、
   前記パンチ（１３）の柄部（１３ａ）の先端の刃部（１３ｂ）と前記ダイ（２６）の打ち抜き孔（Ｈ１〜Ｈ２５）との協働により、前記ダイ（２６）上にセットされた板状ワーク（Ｗａ，Ｗｂ）に穿孔する穿孔プレス装置であって、
   前記制御手段（３１）は、前記パンチ支持手段（１４）に対する前記パンチ（１３）のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれ量を、前記機枠（２）に設けた基準点（Ｐ０）に対して前記パンチ（１３）が所定の位置関係にあるときの前記パンチ支持手段（１４）の座標に基づいて検出する位置ずれ検出手段（３１ａ）を備えていて、その検出手段（３１ａ）が検出した位置ずれ量に基づいて前記座標を補正することを特徴とする穿孔プレス装置。
2. 前記穿孔プレス装置は、前記パンチ（１３）の柄部（１３ａ）が接触したことを検出するタッチセンサ（４２〜４５）を備えており、前記位置ずれ検出手段（３１ａ）は、そのタッチセンサ（４２〜４５）の出力に基づいて前記パンチ（１３）が前記基準点（Ｐ０）に対して所定の位置関係にあることを検出することを特徴とする、請求項１に記載の穿孔プレス装置。
3. 前記タッチセンサ（４２〜４５）は、前記基準点（Ｐ０）を挟んでＸ軸方向の両側に等距離だけ離間した位置に配置される第１、第２Ｘ軸タッチセンサ（４２，４３）と、前記基準点（Ｐ０）を挟んでＹ軸方向の両側に等距離だけ離間した位置に配置される第１、第２Ｙ軸タッチセンサ（４４，４５）とを備えることを特徴とする、請求項２に記載の穿孔プレス装置。
4. 前記制御手段（３１）は、その制御手段（３１）による前記座標の補正を、所定の加工時間の経過毎に行うことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の穿孔プレス装置。
   

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