JP4698006B2 - 板材加工機の板材位置決め装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は板材加工機の板材位置決め装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
パンチプレスなどの板材加工機における板材位置決め装置は、通常、X軸キャリッジをY軸キャリッジ上に設け、このX軸キャリッジに複数のワーククランプが装着してある。
【0003】
上述の板材加工機において板材位置決め装置の移動範囲を越える(例えば、X軸方向が移動範囲を越える)長尺のワークの端部を加工する場合、ワークの自動掴み替え(オートリポジショニング)を行って加工を行っている。
【0004】
また、板材を把持したワーククランプ装置の周囲には、パンチとワーククランプとが干渉するために加工不能領域(いわゆるデッドゾーン)ができる。
【0005】
この加工不能領域を加工するために、ワーククランプの板材に対するクランプ位置を自動変更可能にする手段(いわゆるクランプポジショナー)を備えた板材加工機の板材位置決め装置もある。
【0006】
例えば、特開平11−300439号公報には、複数のワーククランプのそれぞれに、駆動用のモータを設けてワーククランプをX軸に沿って自走可能にし、ワーククランプの板材に対するクランプ位置を変更可能した板材加工機の板材位置決め装置の技術が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の板材加工機における板材位置決め装置において、ワークの自動掴み替えを行う場合には、一度X軸キャリッジを原点に戻す必要がある。
【0008】
また、上述の特開平11−300439号に開示される板材加工機の板材位置決め装置においては、板材の位置決めおよびクランプ位置の変更時に、モータ駆動用のケーブルを引きずるのでケーブル切断の危険性がある。また、板材の位置決め時においては、ワーククランプに備えたそれぞれのモータの同期を完全にとらないと故障する恐れがある。
【0009】
本発明は上述の如き問題を解決するために成されたものであり、本発明の課題は、複数のワーククランプを個別にまたは同時にX軸方向に移動させることが可能な板材加工機の板材位置決め装置において、ワーククランプに個別のX軸駆動モータを必要とせず、また同期運転不要の単独駆動源を用いた新規な板材加工機の板材位置決め装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する手段として請求項1に記載の板材加工機の板材位置決め装置は、Y軸方向に移動位置決め自在のY軸キャリッジベースと、該Y軸キャリッジベースにX軸方向へ移動移動位置決め自在の複数個のワーククランプ装置を設けた板材加工機の板材位置決め装置において、前記Y軸キャリッジベースにX軸送りねじとしてのボールねじスプライン軸を設け、前記ワーククランプ装置のそれぞれに前記ボールねじスプライン軸に螺合するボールねじナットと、スプライン係合するスプラインナットとを回転自在に設け、該スプラインナットの回転を前記ボールねじナットへ伝達可能または該ボールねじナットの回転を規制可能なトランスミッションを設け、該トランスミッションは前記ボールねじスプライン軸に平行なクラッチ入力軸を回転可能に設けると共に、該クラッチ入力軸の一端部にクラッチディスクを一体的に設け、前記クラッチ入力軸側にスプライン軸部を有するクラッチ出力軸を回転可能に設け、前記クラッチディスクに係脱可能なクラッチディスクとブレーキディスクとを備えた軸体を前記クラッチ入力軸のスプライン軸部にスプライン係合して設け、前記クラッチ入力軸へ前記スプラインナットの回転を伝達する第一伝達手段を設けると共に、前記クラッチ出力軸の回転を前記ボールねじナットに伝達する第二伝達手段を設け、前記可動体を軸方向に進退させるクラッチシリンダを設けてなり、前記複数個のワーククランプ装置を同時にまたは個別にX軸方向へ移動位置決め可能に設けてなることを要旨とするものである。
【0011】
請求項2に記載の板材加工機の板材位置決め装置は、請求項1に記載の板材加工機の板材位置決め装置において、前記第一伝達手段は、前記スプラインナットに第一歯付きプーリを設けると共に前記クラッチ駆動軸に第二歯付きプーリを設け、該第一、第二歯付きプーリ間に歯付きベルトを掛け回して設け、前記第二伝達手段は、前記クラッチ出力軸に第三歯付きプーリを設けると共に前記ボールねじナットに第四歯付きプーリを設け、該第三、第四歯付きプーリ間に歯付きベルトを掛け回して設け、前記第一歯付きプーリから第四歯付きプーリまでの最終段速比が1/1になるように設けてなることを要旨とするものである
【0013】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【0014】
図1は、本発明に係わる板材位置決め装置を適用した門型の本体フレームを有するタレットパンチプレスの正面図である。図2は図1のII-II線に沿って見た図である。
【0015】
図1によく示されるように、タレットパンチプレス1は門型の本体フレーム3を有しており、本体フレーム3は下部フレーム5と上部フレーム7の間を左右のコラム9(a,b)で連結し、下部フレーム5と上部フレーム7の間に作業空間11が形成してある。
【0016】
タレットパンチプレス1には、多数のパンチ13およびダイ15を着脱自在に支承した上部タレットディスク17と下部タレットディスク19が対向して設けてある。この上下のタレットディスク(17、19)は、図示省略の回転駆動手段により上下タレットディスク(17、19)を水平方向に同期回転させて、所望する金型(パンチとダイ)を加工中心位置21に回転割り出しすることができるように設けてある。
【0017】
上下タレットディスク(17、19)の回転により、加工中心位置21に割出しされたパンチ13を打圧する打撃子23を下面に備えたラム25が上下動自在に設けてある。ラム25の駆動手段は図示省略してあるが、このラム駆動手段には、油圧シリンダを使用した公知の油圧駆動方式、或いは偏心クランク機構を使用した公知の機械方式を用いることができる。
【0018】
前記作業空間11の右方には、すなわち上下タレットディスク(17、19)の右方には板材位置決め装置27が設けてある。
【0019】
図1、図2に示す様に、板材位置決め装置27は、Y軸方向に移動自在のY軸キャリッジベース29と、このY軸キャリッジベース29上をX軸方向(Y軸に直交する方向)に移動自在の複数(実施例では4個)のワーククランプ装置31(a,b,c,d)などで構成してある。
【0020】
上述のY軸キャリッジベース29は、前記下部フレーム5に設けた固定ワークテーブル33上をX軸方向に跨いで下部フレーム5の両側へ延伸して設けてあり、このY軸キャリッジベース29には、固定ワークテーブル33の両側をY軸方向へY軸キャリッジベース29と一体的に移動するサイドテーブル34が設けてある。
【0021】
なお、固定ワークテーブル33とサイドテーブル34は同一高さのワーク支持面を有している。
【0022】
また、上述のY軸キャリッジベース29は、前記下部フレーム5の両脇に設けたY軸ガイドレール35、37に移動自在に設けると共に、前記本体フレーム3のコラム9aに設けたY軸駆動モータ36に回転駆動されるY軸駆動ねじ38に螺合するナット部材40に一体的に連結してある。
【0023】
したがって、図示省略のNC制御装置によりY軸駆動モータ36を適宜に駆動することによって、Y軸キャリッジベース29をY軸方向の任意の位置に位置決めすることができる。
【0024】
また図3によく示されるように、前記Y軸キャリッジベース29の左側面には、X軸方向に延伸するX軸ガイドレール39が設けてある。Y軸キャリッジベース29の上には、前記X軸ガイドレール39に平行なX軸送りねじとしてのボールねじスプライン軸41がY軸キャリッジベース29の端部に設けた一対の軸受け43(a,b)に両端部を回転自在に軸支してある。また、上述のボールねじスプライン軸41の端部には、X軸駆動モータ42が設けてある。
【0025】
前記X軸ガイドレール39には、前述のワーククランプ装置31のハウジング44がガイド部材45を介してX軸方向に移動自在に係合してある。なお、X軸ガイドレール39およびガイド部材45には、例えばリニアモーションベアリング(市販品名LMガイド)を使用することができる。
【0026】
図3、図4によく示される様に、前記ワーククランプ装置31のハウジング44には、2個のアンギュラー玉軸受け47aと47bとが取付てある。このアンギュラー玉軸受け47aの内輪は、前記ボールねじスプライン軸41にスプライン係合するスプラインナット49となっている。また、ラジアル玉軸受け47bの内輪は、前記ボールねじスプライン軸41に螺合するボールねじナット51となっている。
【0027】
なお、ラジアル玉軸受け47aと47bには、市販の複列アンギュラー玉軸受けの如きラジアル玉軸受けを使用し、このラジアル玉軸受けに前記スプラインナット49またはボールねじナット51を取付ける構成にすることもできる。
【0028】
図4に示すように、前記ワーククランプ装置31のハウジング44には、スプラインナット49の回転をボールねじナット51へ伝達可能またはこのボールねじナット51の回転を規制可能なクラッチ・ブレーキ53を有するトランスミッション55が設けてある。
【0029】
次に上述のトランスミッション55について説明する。前記ハウジング44の上部には、前記ボールねじスプライン軸41と平行にクラッチ入力軸57が複数のラジアル玉軸受け59により回転可能に設けてある。このクラッチ入力軸57の右端部には環状の櫛歯60を備えたクラッチディスク61が設けてある。
【0030】
上述のクラッチディスク61の右方(図4において右側)には、前記クラッチ入力軸57と同軸のクラッチ出力軸63が複数のラジアル玉軸受け65により回転可能に設けてある。このクラッチ出力軸63の左側端部はスプライン溝67が形成してある。なお、上述のラジアル玉軸受け65は前記ハウジング44の上部に複数のボルトで一体的に固定した軸受けハウジング66に設けてある。
【0031】
前記環状の櫛歯60に係合可能な環状の櫛歯68を備えたクラッチディスク69の軸体71が、前記スプライン溝67に軸方向に移動可能に係合してある。この軸体71は、前記クラッチディスク69から若干右方へ延伸して設けてあり、その右側端部には、前記クラッチディスク69の外径より若干小径の環状スペーサ73を介して環状のブレーキディスク75が複数のボルト77で一体的に結合してある。なお、ブレーキディスク75の外径は環状スペーサ73の外径より若干大径に形成してある。
【0032】
また、前記クラッチディスク69と環状スペーサ73の間には、クラッチディスク69の外径と同径のスラスト軸受け79が設けてある。なお、このスラスト軸受けと環状スペーサ73との間には若干の間隙dが設けてある。
【0033】
前記ブレーキディスク75の表面には、摩擦材で製作した環状のブレーキパッド81aが張り付けてあり、またこのブレーキパッド81aに当接係合可能な同様のブレーキパッド81bが前記軸受けハウジング66に設けてある。
【0034】
前記ワーククランプ装置31のハウジング44の上部には、クラッチ作動用の空圧シリンダ83が設けてある。空圧シリンダ83のピストン85のピストンロッド87は前記クラッチ出力軸63の上方をクラッチ出力軸63に平行に進退可能に設けてある。また、ピストンロッド85には前記環状スペーサ73の外径部を挟持する二股のフォーク89が取付てある。また、上述のピストン85とヘッドカバー91との間には、ピストン85を常時突出させるように作用するスプリング93が設けてある。
【0035】
前記スプラインナット49の回転をクラッチ入力軸57に伝達するための第一伝達手段として、スプラインナット49には歯数Zaの第一歯付きプーリ95を設けると共に、クラッチ入力軸57には歯数Zbの第二歯付きプーリ97を設け、この第一、第二歯付きプーリ(95,97)の間に歯付きベルト99が掛け回してある。
【0036】
また、前記クラッチ出力軸63の回転を前記ボールねじナット51に伝達するための第二伝達手段として、クラッチ出力軸63には、歯数Zcの第三歯付きプーリ101を設けると共に、前記ボールねじナット51には歯数Zdの第四歯付きプーリ103を設け、この第三、第四歯付きプーリ間(101,103)に歯付きベルト105が掛け回してある。
【0037】
なお、前記第一歯付きプーリ95のスプラインナット49への取付および第四歯付きプーリのボールねじナット51への取付は、複数のボルト96によって取付てある。また、第二歯付きプーリ97のクラッチ入力軸57への取付および第三歯付きプーリ101のクラッチ出力軸63への取付はキー98とスナップリング100によって取付てある。
【0038】
また、上述の実施の形態における第一歯付きプーリ95と第二歯付きプーリ97の速比ε12は、Za/Zb=2に、第三歯付きプーリ101と第四歯付きプーリ103の速比ε34は、Zd/Zc=1/2に設定してある。したがって、第一歯付きプーリ95と第四歯付きプーリ103間の速比ε14は、ε14=ε1234=1となる。
【0039】
上記構成において、クラッチ作動用の空圧シリンダ83を操作する方向切換弁(図示省略)を作動させ、ピストンロッド側の空圧を大気圧に解放すれば、図4に示すように、ピストンロッド87はスプリング93によって空圧シリンダ83から前進した状態となる。
【0040】
その結果、ブレーキディスク75に係合するフォーク89によって、クラッチディスク69は、ブレーキディスク75のブレーキパッド81aが固定ブレーキパッド81bに当接する位置まで移動する。この状態において、クラッチ出力軸63の回転はブレーキディスク75によって規制(ブレーキON)されると同時に、クラッチディスク61とクラッチディスク69の係合が解放(クラッチOFF)されるように設けてある。
【0041】
逆に、空圧シリンダ83のピストンロッド87側に空圧を作用させて、ピストンロッド87を左側へ移動させれば、クラッチディスク61とクラッチディスク69が係合すると同時に、クラッチ出力軸63のブレーキが解放されてクラッチ出力軸63の回転が可能となる。
【0042】
図4に示す如く、クラッチ・ブレーキ53のクラッチがOFF、ブレーキがONの状態のときボールねじスプライン軸41を回転駆動すれば、スプラインナット49はボールねじスプライン軸41と共に回転するが、その回転はクラッチ出力軸63には伝達されない。一方、クラッチ出力軸63の回転はブレーキで規制されているためボールねじナット51は回転不能である。その結果、ワーククランプ装置31がX軸方向に移動することになる。
【0043】
次に、クラッチ・ブレーキ53のクラッチがON、ブレーキがOFFの状態のときボールねじスプライン軸41を回転駆動すれば、ボールねじスプライン軸41の回転は、スプラインナット49を介してボールねじナット51に伝達されることになる。
【0044】
このとき、前述のように第一歯付きプーリ95と第四歯付きプーリ103間の速比ε14が1なので、ボールねじスプライン軸41の回転は1:1でボールねじナット51に伝達される。また、ボールねじナット51の回転方向は、第一、第二伝達手段の構成からボールねじスプライン軸41と同一である。
【0045】
したがって、例えば、ボールねじスプライン軸41が右方向に1回転すると、ボールねじナット51も右方向に1回転し、ボールねじスプライン軸41とボールねじナット51間のX軸方向の相対的移動が生じない。その結果、ワーククランプ装置31はX軸方向へ移動せずに停止状態を維持することになる。
【0046】
なお、上述のベルトとプーリによる伝達手段の代わりにギヤトレインによる伝達手段を使用することもできる。また、噛み合いクラッチに代えて摩擦クラッチを使用することも可能である。
【0047】
また、前記ワーククランプ装置31には、公知の板材クランプ装置を利用できる。実施の形態においては、その一例として、クランプベース111に対して上部クランプレバー113を空圧シリンダ115によって作動させる方式のクランプ装置31を示してある。
【0048】
【発明の効果】
請求項1〜請求項発明によれれば、質量の大きいX軸キャリッジを介さずに一本の駆動軸によって直接複数のワーククランプを個別にまたは同時に移動位置決めすることができるので位置決めを高速に行うことが可能となる。
【0049】
また、ワーククランプに個別の駆動モータを設けていないので、位置決め時にモータ駆動用のケーブルを引きずることがなく、ケーブル切断の危険性がない。
【0050】
ワーククランプ装置に個別の駆動モータを有する従来の装置に比較し、複数のワーククランプ装置の移動位置決めを一本の駆動軸によって行うので個別の駆動モータの同期をとる必要がなく制御が簡単である。
【0051】
板材を把持したワーククランプ装置の周囲の加工不能領域を加工するときには、任意のワーククランプ装置を個別に移動待避させ、また長尺材の加工時には複数のワーククランプの板材に対するクランプ位置を同時に自動変更可能にする手段としても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる板材位置決め装置を適用した門型の本体フレームを有するタレットパンチプレスの正面図。
【図2】図1のII-II線に沿って見た図。
【図3】図2のIII矢視図。
【図4】図3のIV-IV線に沿って見た部分断面図。
【符号の説明】
1 タレットパンチプレス
3 本体フレーム
5 下部フレーム
7 上部フレーム
9(a,b) コラム
11 作業空間
13 パンチ
15 ダイ
17 上部タレットディスク
19 下部タレットディスク
21 加工中心位置
23 打撃子
25 ラム
27 板材位置決め装置
29 Y軸キャリッジベース
31(a,b,c,d) ワーククランプ装置
33 固定ワークテーブル
34 サイドテーブル
35、37 Y軸ガイドレール
36 Y軸駆動モータ
39 X軸ガイドレール
41 ボールねじスプライン軸
42 X軸駆動モータ
43(a,b) 軸受け
45 ガイド部材
47(a,b) アンギュラー玉軸受け
49 スプラインナット
51 ボールねじナット
53 クラッチ・ブレーキ
55 トランスミッション
57 クラッチ入力軸
59 ラジアル玉軸受け
60 環状の櫛歯
61 クラッチディスク
63 クラッチ出力軸
65 ラジアル玉軸受け
66 軸受けハウジング
67 スプライン溝
68 環状の櫛歯
69 クラッチディスク
71 軸体
73 環状スペーサ
75 ブレーキディスク
77 ボルト
79 スラスト軸受け
81(a,b) ブレーキパッド
83 空圧シリンダ
85 ピストン
87 ピストンロッド
89 フォーク
91 ヘッドカバー
93 スプリング
95 第一歯付きプーリ
97 第二歯付きプーリ
99 歯付きベルト
101 第三歯付きプーリ
103 第四歯付きプーリ
105 歯付きベルト
111 クランプベース
113 上部クランプレバー
115 空圧シリンダ

Claims (2)

  1. Y軸方向に移動位置決め自在のY軸キャリッジベースと、該Y軸キャリッジベースにX軸方向へ移動移動位置決め自在の複数個のワーククランプ装置を設けた板材加工機の板材位置決め装置において、前記Y軸キャリッジベースにX軸送りねじとしてのボールねじスプライン軸を設け、前記ワーククランプ装置のそれぞれに前記ボールねじスプライン軸に螺合するボールねじナットと、スプライン係合するスプラインナットとを回転自在に設け、該スプラインナットの回転を前記ボールねじナットへ伝達可能または該ボールねじナットの回転を規制可能なトランスミッションを設け、前記トランスミッションは、前記ボールねじスプライン軸に平行なクラッチ入力軸を回転可能に設けると共に、該クラッチ入力軸の一端部にクラッチディスクを一体的に設け、前記クラッチ入力軸側にスプライン軸部を有するクラッチ出力軸を回転可能に設け、前記クラッチディスクに係脱可能なクラッチディスクとブレーキディスクとを備えた軸体を前記クラッチ入力軸のスプライン軸部にスプライン係合して設け、前記クラッチ入力軸へ前記スプラインナットの回転を伝達する第一伝達手段を設けると共に、前記クラッチ出力軸の回転を前記ボールねじナットに伝達する第二伝達手段を設け、前記可動体を軸方向に進退させるクラッチシリンダを設けてなり、前記複数個のワーククランプ装置を同時にまたは個別にX軸方向へ移動位置決め可能に設けたことを特徴とする板材加工機の板材位置決め装置。
  2. 請求項1に記載の板材加工機の板材位置決め装置において、前記第一伝達手段は、前記スプラインナットに第一歯付きプーリを設けると共に前記クラッチ駆動軸に第二歯付きプーリを設け、該第一、第二歯付きプーリ間に歯付きベルトを掛け回して設け、前記第二伝達手段は、前記クラッチ出力軸に第三歯付きプーリを設けると共に前記ボールねじナットに第四歯付きプーリを設け、該第三、第四歯付きプーリ間に歯付きベルトを掛け回して設け、前記第一歯付きプーリから第四歯付きプーリまでの最終段速比が1/1になるように設けたことを特徴とする板材加工機の板材位置決め装置
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