JP4751127B2 - 自動プログラミング装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動プログラミング装置および板材加工装置に係り、特に、板材を加工する際に板材の加工する部位の近くを板押さえするものに関する。

従来より、加工効率向上のために、パンチ加工からタッピング加工までを連続工程で行えるように、パンチプレスにタッピング装置やタッピング金型などを組み込むことがある。

このうち、パンチプレスに組み込んだタッピング装置の一例としては、例えば特開平８−７１８４８号公報に開示されているものがあり、直線運動を回転運動に変換する装置１００（同公報の図１）と、該変換装置１００を用いたプレス機械用回転工具装置１を有している。

この構成により、ラム（同公報の図１では打撃子（ストライカ）Ｓ）を下降させれば、本願の図１３に示すように、ダイ７３上のワークＷを板押さえ７０で押さえた状態で、下降するラムの直線運動が回転運動に変換されてタッピング工具であるタップ７１に伝達されるので、該タップ７１が回転しながら下降することにより、前記ワークＷの下孔７２にタッピング加工を施す。
特開平８−７１８４８号公報

しかし、前記特開平８−７１８４８号公報では、タップ７１（本願の図１３）を回転させながら下降させるというタップ制御動作と、板押さえ７０を下降させてワークＷの上面を押さえるという板押さえ制御動作が、前述したラムという同じ駆動源により行われる。

従って、タップ７１が回転しながら下降することにより、ワークＷの下孔７２に食い込めば食い込む程、板押さえ７０もワークＷ上面をより強く押さえつけるようになり、そのため、次のような課題が発生する。

（１）既に有るねじ孔７４の周辺が潰され、ねじ孔７４が硬くなるので、下孔７２のタッピング加工ができない。

即ち、タッピングの加工位置である下孔７２の周囲（ワーク領域Ａ）に、既にタッピング加工され雌ねじが切られたねじ孔７４が有る場合に、板押さえ７０でワーク領域Ａが押さえつけられると、その領域Ａが潰されるので、ねじ孔７４が狭くなる。

その結果、ねじ孔７４には、例えば雄ねじが切られた対応するボルトが螺合しにくくなり、該ねじ孔７４は硬くなって使用できなくなるので、図９の場合には、下孔７２のタッピング加工ができない。

（２）バーリング部をタッピング加工する場合には、バーリング部を潰さないようにするために、加工ピッチが制限される。

即ち、ワークＷ上に所定の間隔で形成されたバーリング部（例えば本願の図３に相当）をタッピング加工する場合には、例えば両側のバーリング部の部分を前記板押さえ７０（本願の図９）が強く押さえつけると、バーリング部が潰されてしまい、このバーリング部のタッピング加工が不能になる。

つまり、板押さえ７０で押さえつけられないようなワークＷ上のバーリング部しかタッピング加工ができず、このため、各バーリング部の間隔、即ち加工ピッチが制限されてしまう。

（３）下孔７２の周囲に成形部などの突起物が有る場合には、タッピング加工ができない。

即ち、加工位置である下孔７２（本願の図９）の周囲に突起物である例えば成形部がある場合には、この成形部を前記板押さえ７０が強く押さえつけると、成形部が潰されてしまい、製品としての価値が無くなる。

その結果、このような成形部が有るワークについては、タッピング加工ができない。

このように、従来は、既述したように、タップ７１（本願の図１３）を回転させながら下降させるというタップ制御動作と、板押さえ７０を下降させてワークＷの上面を押さえさせるという板押さえ制御動作が、同じ駆動源（ラム）により行われるので、タップ７１の下降に伴って板押さえ７０も下降し、該板押さえ７０で下孔７２の周囲のワーク領域Ａが押し潰されることにより、前記（１）〜（３）で述べたように、ねじ孔７４が硬くなるなどの不都合が生じ、そのため、タッピング加工が困難若しくは不能となり、又は加工ピッチが制限されることにより、加工効率が極めて低下している。

この課題を解決するために、板押さえを行わない方法、及び板押さえ７０の一部をバーリングや成形部などの突起物から逃がしながら加工を行って、該突起物との干渉を防止する方法が考えられる。

しかし、前者の方法では、加工中にワークＷが反ってしまい、タップ７１が折れることがあり、また、後者の方法では、逃がす箇所（板押さえ７０の一部）が予め定まっているので、その逃がす箇所に対応するような位置にバーリングなどの突起物が形成されたワークしか加工ができず、同様に、加工ピッチが制限されてしまう。

このため、別工程でタッピング加工を行わざるを得ず、加工効率が低下する。

そこで、ワーク上の所定の加工位置に対してタッピング加工を行なうタップの制御動作と、該加工位置の周辺のワーク部分を押さえる板押さえの制御動作とをそれぞれ独立して行なうと共に、前記板押さえで押さえられるワーク部分にバーリング等に突出部が有るか無いかを判断し、その後、突出部の有無に応じてラムのストローク量を変えるタッピング加工方法を考えることができる。

しかし、前記タッピング加工方法において、板押さえで押さえられるワーク部分にバーリング等に突出部が有るか無いかを、加工機のオペレータが判断するとなると、オペレータの判断ミスによる加工不良が発生するおそれが生じ、また、オペレータの判断を要するためにＣＡＤ・ＣＡＭ工程に要する時間が長くなるという問題がある。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、板材を加工する際、オペレータの判断ミスによる加工不良が発生するおそれ回避し、また、ＣＡＤ・ＣＡＭ工程に要する時間を短縮することができる自動プログラミング装置を提供することを目的とする。

本発明は、板材に加工を施す板材加工装置の加工プログラムを作成する自動プログラミング装置において、前記加工に使用される各金型の情報を予め記憶してある金型情報記憶手段と、前記板材に加工を施すための図形データと前記金型情報記憶手段に記憶してある各金型の情報とに基づいて、前記加工に使用される金型を割り付ける金型割付手段と、前記金型割付手段によって割り付けられた金型と、前記板材に形成される他の成形部との干渉を自動的にチェックする干渉チェック手段と、前記干渉チェック手段のチェック結果に応じて、前記金型による前記板材への加工パターンを設定する加工パターン設定手段とを備え、前記金型割付手段によって割り付けられた金型は、前記板材に加工を施す部位と前記加工を施す部位に対して相対的に移動自在であると共に前記加工のために前記板材を押さえる板押さえ部位とを備えている上金型と、前記上金型と協働して前記板材を挟み込んで前記板材を押さえる下金型とで構成されており、前記干渉チェック手段は、前記上金型の板押さえ部位と当接する前記板材の部位に、前記板材から突出した他の成形部が存在するか否かをチェックすると共に、前記下金型と当接する前記板材の部位に、前記板材から突出した他の成形部が存在するか否かをチェックする手段であり、前記加工パターン設定手段は、前記干渉チェック手段により他の成形部が存在しないと判断された場合には、前記下金型と前記上金型の板押さえ部位との間の距離が前記板材の板厚とほぼ等しくなるまで、前記下金型に前記上金型の板押さえ部位を相対的に接近させて前記板材を挟み込み前記板材に加工を施す加工パターンを設定する手段であり、また、前記加工パターン設定手段は、前記干渉チェック手段により他の成形部が存在すると判断された場合には、前記下金型と前記上金型の板押さえ部位との間の距離が前記板材の板厚と前記他の成形部の高さとの和とほぼ等しくなるまで、前記下金型に前記上金型の板押さえ部位を相対的に接近させて前記板材を挟み込み前記板材に加工を施す加工パターンを設定する手段であることを特徴とするものである。

本発明によれば、板材を加工する際、オペレータの判断ミスによる加工不良が発生するおそれ回避し、また、ＣＡＤ・ＣＡＭ工程に要する時間を短縮することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態に係る板材加工装置３００と、板材の加工プログラムを作成して前記板材加工装置３００に供給する自動プログラミング装置４００を示す図である。

なお、説明の便宜のため、水平方向の一方向をＹ軸方向（図１の左右方向）とし、Ｙ軸方向に垂直な水平方向をＸ軸方向（図１の紙面に垂直な方向）とし、上下方向をＺ軸方向（図１の上下方向）とする。

板材加工装置（たとえば、タレットパンチプレス）３００は、フレーム３０１を備えている。このフレーム３０１は、Ｙ軸方向に延びた下部フレーム３０３と、この下部フレーム３０３の長手方向の両端部で上方向に立設された各コラム３０５、３０７と、これらの各コラム３０５、３０７の上部でＹ軸方向に延びた上部フレーム３０９とを備えて環状に形成されている。

上部フレーム３０９の下側には、円板状の上部タレット３１１が設けられ、下部フレーム３０３の上側には、上部タレット３１１と対向して円板状の下部タレット３１３が設けられている。上部タレット３１１には、複数種のパンチＰを配置することができるようになっており、下部タレット３１３には、複数種のダイＤを配置することができるようになっている。上部フレーム３０９には、流体圧シリンダ等のアクチュエータ３１５で駆動するストライカ３１７が設けられている。

下部フレーム３０３の上側には、板材（ワーク）Ｗを保持して移動位置決め自在なワーク移動位置決め装置３１９が設けられている。ワーク移動位置決め装置３１９は、サーボモータ等のアクチュエータで下部フレーム３０３に対してＹ軸方向に移動位置決め自在になっているキャリッジベース３２１と、サーボモータ等のアクチュエータでキャリッジベース３２１に対してＸ軸方向に移動位置決め自在になっているキャリッジ３２３と、このキャリッジ３２３に設けられワークＷの一端部を把持等することにより保持することができるクランプ装置３２５とを備えている。

そして、自動プログラミング装置４００で作成された加工プログラムを受け取った制御装置３２７の制御の下、ワーク移動位置決め装置３１９で移動位置決めされたワークＷの所望の位置に、ストライカ３１７と所望のパンチＰと所望のダイＤとを用い、適宜加工を行なうことができるようになっている。

なお、前記パンチＰ、ダイＤとして、板材に孔をあけるもの、図９（ａ）に示すバーリング加工をするもの、図９（ｂ）に示すようなルーバーを成形するもの、図２に示すように板材Ｗを仮に押さえて板材Ｗにタッピング加工をするもの等を考えることができる。

次に、上部タレット３１１のパンチＰと下部タレット３１３のダイＤとを用いたパンチプレス（タッピング加工）について説明する。

図２は、パンチプレスを示し、該パンチプレスは、よく知られているように、上部ホルダ１（上部タレット３１１）と下部ホルダ２２１（下部タレット３１３）を有し、上方には、上部ホルダ１に装着されたパンチＰを打圧するラム５（ストライカ３１７）が配置されている。

図２には、本実施形態に係るタッピング加工方法を実施するための金型回転割り出し装置７に装着されたタッピング装置３５が開示されている（例えば、ＷＯ２００４／０３７４８２の図１、図３）。

上記金型回転割り出し装置７は、本来は、上部ホルダ１側と下部ホルダ２２１側に設けられている双方を同期させることにより、例えば方向性を有する打ち抜き孔をパンチ加工する金型（パンチとダイ）の回転角度を割り出すものであるが、本実施形態では、上部ホルダ１側の金型回転割り出し装置７だけを、タップ４７の回転手段として用い、ダイＤ上のワークＷの加工位置（例えば、下孔２）に対してタッピング加工を行なう。

このため、上部ホルダ１上の金型ホルダ２１には、パンチの代わりにタッピング装置３５が取り付けられ、このタッピング装置３５のタップ４７を前記金型回転割り出し装置７で回転させるようになっている。

また、前記ラム５は、既述したように、本来は、パンチを打圧することにより、パンチとダイによりワークＷにパンチ加工を行なうが、本実施形態では、このラム５を、タップホルダ４５下端の板押さえ５１の制御に用いる。

更に、既述したように、前記金型回転割り出し装置７とエアーブロー装置８などは、板押さえ５１の制御動作とは独立した、前記タップ４７の制御動作に用いる。

前記金型ホルダ２１は、上部ホルダ１上面にガイドピン２３とリフトスプリング２７を介して上下動自在に支持されたスライダ２５を有し、該スライダ２５は、リフトプレート２９に一体的に取り付けられている。

上記リフトプレート２９には、ホルダ筒３１が固定され、該ホルダ筒３１は、前記金型回転割り出し装置７の回転筒１１に挿入され、該ホルダ筒３１には、前記タッピング装置３５が取り付けられている。

このタッピング装置３５は、シャンク本体３７と、ヘッドホルダ５７と、ヘッド部材６５により構成されている。

即ち、タッピング装置３５は、前記ホルダ筒３１より若干径が小さいシャンク本体３７を有し、該シャンク本体３７の下端には、タップ４７より下方に突出した板押さえ５１が、回転自在に取り付けられている。

また、シャンク本体３７は、キー３９、キー溝４１を介して、前記回転筒１１に係合し、該シャンク本体３７は回転筒１１に対して上下動自在であり、また、回転筒１１の回転に従って回転するようになっている。

シャンク本体３７の上端は、ホルダ筒３１の内方突出部３３に対して、係止リング５３を介して回転自在に取り付けられ、該シャンク本体３７の上端には、ヘッドホルダ５７が回転自在に取り付けられている。

このヘッドホルダ５７に形成された大径孔５７Ｈの上部には、ガイドピン６７と板押さえ用の弾性部材６９を介して、ヘッド部材６５が上下動自在に取り付けられている。

この構成により、例えば後述する各パターンにより予め設定された所定のストローク量だけ、ラム５を下降させ、板押さえ５１でワークＷの上面を押さえる場合には、次の動作が行われる。

即ち、ラム５が下降して前記ヘッド部材６５を打圧すると、先ず、比較的弱い復元力のリフトスプリング２７が撓んで、タッピング装置３５を搭載した金型ホルダ２１全体が下降することにより、シャンク本体３７下端の板押さえ５１が、該当するワークＷ上面に当接し、更に、ラム５を僅かに下降させると、今度は、比較的強い復元力の弾性部材６９が撓んで、板押さえ５１が前記ワークＷ上面を強固に固定する。

この場合、本実施形態明によれば、この板押さえ５１の制御動作の後は、既述したように、該板押さえ５１の制御動作とは独立したタップ４７の制御動作が行われるので、上記板押さえ以降、タップ４７が下降しても板押さえ５１は押圧されずにそのままの位置を保持し、該板押さえ５１によりワークＷ上面は、潰されない。

上記タッピング装置３５を構成するシャンク本体３７には、下端にタップ４７を備えたタップホルダ４５が内蔵され、該タップホルダ４５は、キー４３、キー溝５５を介して、該シャンク本体３７に係合している。

これにより、タップホルダ４５は、シャンク本体３７に対して上下動自在であり、また、前記回転筒１１を介してシャンク本体３７が回転すると、該タップホルダ４５が回転するようになっている。

上記タップホルダ４５は、上方に延びてシャンク本体３７に形成した大径孔３７Ｈに進入し、該大径孔３７Ｈの底部とフランジ４５Ｆ間の弾性部材４９を介して上方に付勢され、該タップホルダ４５は、既述したヘッドホルダ５７と後述する押圧ロッド５９の下端に当接している。

前記押圧ロッド５９は、上方に延びて既述したヘッドホルダ５７の大径孔５７Ｈに進入し、該押圧ロッド５９は、衝撃吸収手段である弾性部材６３を介してピストン６１に支持され、該ピストン６１は、既述したヘッド部材６５に当接している。

また、タップホルダ４５には貫通孔４５Ｈが、押圧ロッド５９には貫通孔５９Ｈが、ピストン６１には貫通孔６１Ｈが、ヘッド部材６５にはより大径の貫通孔６５Ｈが、ラム５には噴出口５Ｈがそれぞれ形成され、これら貫通孔と噴出口は連通している。

この構成により、ラム５がヘッド部材６５に当接して、前述したように、シャンク本体３７下端の板押さえ５１がワークＷ上面を強固に固定した状態で、エアーブロー装置８からオイルミストが混入されたエアーブローを供給すれば、該エアーブローは、該ラム５の噴出口５Ｈからヘッド部材６５の貫通孔６５Ｈを通ってピストン６１を押圧する。

これにより、ピストン６１は、下降を開始し、弾性部材６３と押圧ロッド５９を介して、タップホルダ４５を下降させるので、タップ４７も下降してワークＷ上の加工位置（例えば下孔２）と係合し、金型回転割り出し装置７で回転したタップ４７により、タッピング加工が行われる。

また、エアーブローに混入されたオイルミストは、ラム５の噴出口５Ｈからヘッド部材６５の貫通孔６５Ｈを通って、ピストン６１、押圧ロッド５９、タップホルダ４５にそれぞれ形成された前記貫通孔６１Ｈ、５９Ｈ、４５Ｈを通過することにより、タップ４７に到達すると共に、ヘッド部材６５などの潤滑部に進入し、潤滑と冷却を行なう。

一方、金型回転割り出し装置７の回転筒１１は、上部ホルダ１に回転自在に取り付けられ、該回転筒１１の上部には、ウォームホイール１３が固定されている。

この構成により、モータなどを介して前記ウォームホイール１３を回転させれば、回転筒１１が回転するので、該回転筒１１に係合したシャンク本体３７が回転し、従って、該シャンク本体３７に係合しているタップホルダ４５を回転することにより、その下端のタップ４７も回転する。

従って、金型回転割り出し装置７によりタップ４７を回転させながら、既述したエアーブロー装置８により下降させることにより、前術したようにタッピング加工が行われる。

また、下部ホルダ２２１のダイＤには、タッピング加工状態検出用の作動子２２７、例えばプランジャが内蔵され、該プランジャ２２７は、弾性部材２３１により上方に付勢され、常態においては、図示するように、ダイ本体２２５の天井に当接している。

そして、このときは、後述するエアー源２４９と該プランジャ２２７とが連通していないので、接続路２５１の圧力は高圧を維持し、圧力センサ２５３はＯＮ状態である。

上記プランジャ２２７の上部には、ワーク支持部２２３の中央に形成された開口２３３に適合する当接部２３５が設けられている。

この構成により、前記金型回転割り出し装置７とエアーブロー装置８を介して、前記タップ４７を回転させながら下降させ（図４のステップＳ３）、該タップ４７を下降端に到達させたときに（図４のステップＳ５のＹＥＳ）、タップ４７は（図２）、ワークＷ上の下孔２に食い込むことによりそれに係合し、その間にタッピング加工を行ってワークＷを貫通し、前記プランジャ２２７の当接部２３５を押圧することにより、該プランジャ２２７を下降させる。

これにより、プランジャ２２７の周溝２４３とダイ本体２２５のエアー噴射口２４５が連通するので、該プランジャ２２７とエアー源２４９とが連通し、エアー源２４９からのエアーは、エアー通路２４７を介して外部に排出され、接続路２５１の圧力が低下することにより、圧力センサ２５３はＯＦＦになる。

そして、タップ４７が下降端に到達した後、該タップ４７を完全に上昇させれば、タップ４７に押圧されていたプランジャ２２７も弾性部材２３１の復元力により付勢されてダイ本体２２５の天井に当接し、該プランジャ２２７はエアー源２４９と連通しなくなるので、接続路２５１の圧力は再度高圧となり、圧力センサ２５３はＯＮになる。

従って、本実施形態によるタッピング加工状態検出方法によれば、タッピング加工終了後、圧力センサ２５３のＯＮ・ＯＦＦ状態を検知することにより、加工前、加工中、加工後における圧力センサ２５３が、前述したように、ＯＮ→ＯＦＦ→ＯＮと変化したことが分かれば、タッピング加工状態は正常であると判断する。

しかし、上記のＯＮ→ＯＦＦ→ＯＮとは異なる変化を圧力センサ２５３が呈した場合には、タッピング加工状態は異常であると判断し、該異常事態を認識することにより、該当するアラーム表示をすると共に機械を非常停止させ、前述したように、加工前、加工中、加工後における全体のタッピング加工状態を明らかにすることにより、タッピング加工状態の正否の判断対象を拡大すると共に、作業者が復旧作業を容易に行えるようにし、タッピング加工の円滑化を図ることとした。

次に、自動プログラミング装置４００について説明する。

図３は、自動プログラミング装置４００の概略構成を示すブロック図である。

自動プログラミング装置４００は、ＣＰＵやメモリを備えたパソコン等のコンピュータで構成されている。自動プログラミング装置４００には、板材（ワーク）Ｗに加工を施すための図形データを作成する図形データ作成手段４０２と、前記板材Ｗの加工に使用される各金型（図１に示す各パンチＰ、ダイＤ、およびタレットパンチプレス３００に設置されていない他のパンチＰ、ダイＤも含む）の情報を予め記憶してある金型情報記憶手段４０４と、前記板材Ｗに加工を施すための図形データと前記金型情報記憶手段４０４に記憶してある各金型の情報とに基づいて前記板材Ｗの加工に使用される金型を割り付ける金型割付手段４０６と、この金型割付手段４０６によって割り付けられた金型と前記板材Ｗに形成される他の成形部との干渉を自動的にチェックする干渉チェック手段４０８と、この干渉チェック手段４０８のチェック結果に応じて、前記金型による前記板材Ｗへの加工パターンを設定する加工パターン設定手段（プレスパターン設定手段）４１０とが設けられている。

なお、金型情報としては、金型の機能、形状、サイズ、レンジ等を考えることができる。

また、図３に示すように、自動プログラミング装置４００に材料情報記憶手段４１２や成形形状情報記憶手段４１４を設け、金型割付手段４０６で金型を割り付ける際、材料の形態や材質に係る材料情報を記憶してある材料情報記憶手段４１２や成形形状情報記憶手段４１４に記憶されている情報を用いることもある。

また、前記自動プログラミング装置４００には、たとえば、キーボードやマウスで構成される入力部（入力手段）４１６が設けられており、金型情報記憶手段４０４等の内容を入力しまたは内容を書き換えることができるようになっている。なお、図形データ作成手段４０２で図形データを作成する代わりに、入力部４１６を介して図形データを入力してもよい。

さらに、自動プログラミング装置４００には、たとえば、ＣＲＴやＬＣＤで構成された表示部（表示手段）４１８が設けられており、干渉チェック手段４０８でのチェックの結果等を表示してオペレータに示すことができるようになっている。

さらに、自動プログラミング装置４００には、加工（ＣＡＭ）データ作成手段４２０が設けられている。この加工データ作成手段４２０は、加工パターン設定手段４１０で設定された加工パターンを含む加工データを作成するものである。加工（ＣＡＭ）データ作成手段４２０で作成された加工データ（ＮＣデータ）は、出力部４２２を介して、図１に示す制御装置３２７に出力されるようになっている。

ここで、金型割付手段４０６で割付けられた金型が図２に示すような金型である場合における干渉チェック手段４０８の干渉チェックや加工パターン設定手段４１０のパターン設定について説明する。

なお、図２に示す金型は、板材Ｗに加工を施す部位（タップ４７）とこの加工を施す部位に対して相対的に移動自在であると共に前記加工のために前記板材Ｗを仮に押さえる板押さえ部位（板押さえ５１）とを備えている上金型と、前記上金型と協働して前記板材Ｗを挟み込んで前記板材Ｗを仮に押さえる下金型（ワーク支持部２２３を備えた下金型）とで構成されている。

図２に示す金型の場合、干渉チェック手段４０８は、前記上金型の板押さえ部位と当接する前記板材Ｗの部位に、前記板材Ｗから突出した他の成形部（たとえば、図９（ａ）に示すバーリングや図９（ｂ）に示すルーバー）が存在するか否かをチェックすると共に、前記下金型と当接する前記板材Ｗの部位に、前記板材Ｗから突出した他の成形部が存在するか否かをチェックするようになっている。

そして、干渉チェック手段４０８により他の成形部が存在しないと判断された場合には、加工パターン設定手段４１０は、図１０（ａ）や図１２に示すように、前記下金型と前記上金型の板押さえ部位との間の距離が前記板材Ｗの板厚とほぼ等しくなるまで、前記下金型に前記上金型の板押さえ部位を相対的に接近させて前記板材Ｗを挟み込み前記板材Ｗにタッピング加工を施す加工パターンを設定するようになっている。

一方、干渉チェック手段４０８により他の成形部が存在すると判断された場合には、加工パターン設定手段４１０は、図１０（ｂ）や図１１に示すように、前記下金型と前記上金型の板押さえ部位との間の距離が前記板材Ｗの板厚と前記他の成形部の高さとの和とほぼ等しくなるまで、前記下金型に前記上金型の板押さえ部位を相対的に接近させて前記板材Ｗを挟み込み前記板材Ｗにタッピング加工を施す加工パターンを設定するか、もしくは、前記他の成形部が形成される前に、前記下金型と前記上金型の板押さえ部位との間の距離が前記板材Ｗの板厚とほぼ等しくなるまで、前記下金型に前記上金型の板押さえ部位を相対的に接近させて前記板材Ｗを挟み込み前記板材Ｗに加工を施す加工パターンを設定するようになっている。

なお、干渉チェック手段４０８により他の成形部が存在すると判断された場合であって、前記他の成形部がバーリング等の押圧力に強い形状（上金型と下金型との押圧力に対して剛性の高い形状；上金型と下金型とで挟み込まれたときに塑性変形しない剛性を備えた形状）であるときには、前記下金型と前記上金型の板押さえ部位との間の距離が前記板材の板厚と前記他の成形部の高さとの和とほぼ等しくなるまで、前記下金型に前記上金型の板押さえ部位を相対的に接近させて前記板材Ｗを挟み込み前記板材Ｗに加工を施す加工パターンを、加工パターン設定手段４１０で設定し、一方、干渉チェック手段４０８により他の成形部が存在すると判断された場合であって、前記他の成形部がルーバー等の押圧力に弱い形状（上金型と下金型との押圧力に対して剛性の低い形状；上金型と下金型とで挟み込まれたときに塑性変形する剛性しか備えていない形状）であるときには、前記他の成形部が形成される前に、前記下金型と前記上金型の板押さえ部位との間の距離が前記板材の板厚とほぼ等しくなるまで、前記下金型に前記上金型の板押さえ部位を相対的に接近させて前記板材を挟み込み前記板材に加工を施す加工パターンを加工パターン設定手段４１０で設定するようにしてもよい。

ところで、図７や図８で示すように、金型割付手段４０６によって割り付けられた上金型の板押さえ部位のうちで前記板材Ｗを挟み込む際前記板材Ｗに当接する面は、たとえば、前記タップ４７を囲むようにして所定の外径φＡと所定の内径φＢとを備えたリング状で平面状に形成されており、金型割付手段４０６によって割り付けられた下金型の部位のうちで前記板材Ｗを挟み込む際前記板材Ｗに当接する面は、前記上金型の板押さえ部位の当接面と同心であって、所定の外径φＡ’と所定の内径φＢ’とを備えたリング状で平面状に形成されている。

そして、干渉チェック手段４０８は、前記上金型の板押さえ部位と当接する前記板材のリング状の部位に、前記板材Ｗから前記上金型の方向に突出した他の成形部が存在するか否かをチェックすると共に、前記下金型と当接する前記板材のリング状の部位に、前記板材から前記下金型の方向に突出した他の成形部が存在するか否かをチェックするようになっている。

次に、板材加工装置３００の動作について説明する。

図４は、板材加工装置３００の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、オペレータが加工対象になっている板材Ｗを板材加工装置３００にセットし、板材加工装置３００の制御装置３２７が、自動プログラミング装置４００から加工データ（少なくとも、タッピング加工に係る加工データ）を受け取る。

前記受け取った加工データに基づき、ステップＳ３で、ラムを下降させて板材Ｗを板押さえすると共に、タップを金型回転割り出し装置で回転させながらエアーブローによりタッピング加工する。

ステップＳ５で、タップが下降端に到達したか否かを検出し、下降端に到達していない場合には、ステップＳ３に戻り、下降端に到達した場合には、ステップＳ７で、タップの回転と下降とを停止し、タップを逆転し上昇させる。ラムも上昇させて板押さえを解除する。

ステップＳ９で、総ての加工が終了したか否かを判断し、加工が残っている場合には、ステップＳ３に戻って他のタッピング加工等を板材Ｗに施す。一方、総ての加工が終了した場合には、板材加工装置３００の動作を終了し、オペレータが加工対象になっている板材を板材加工装置３００から取り外す。

次に、自動プログラミング装置４００の動作について説明する。

図５は、自動プログラミング装置４００の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２１において、図形データ作成手段４０２で作成された図形データと金型情報記憶手段４０４に記憶されている金型情報とに基づいて、金型割付手段４０６で板材Ｗの加工に使用される金型（タッピング金型を含む金型）を割り付ける。

ステップＳ２３で、総てのタッピング金型についての干渉チェックが終了したか否かを判断する。終了している場合には、ステップＳ２５で干渉チェックを完了し、加工パターン設定手段４１０で加工パターンを設定し、加工データ作成手段４２０で加工データを作成し、この作成した加工データを、出力部４２２を介して制御装置４２７に出力する。

一方、ステップＳ２３で、総てのタッピング金型についての干渉チェックが終了していないと判断した場合には、ステップＳ２７で、金型割付手段４０６で割り付けられた各金型のなかから１つのタッピング金型を選択し、ステップＳ２９で、この選択した金型についての干渉チェックが有効か否かを判断し、有効でない場合にはステップＳ２３に戻り、有効である場合には、ステップＳ３１で、選択された金型のうちの上金型（図２の板押さえ５１）の干渉領域を割り付ける。

続いて、ステップＳ３３で、前記選択された上金型の干渉領域に、他の成形部が存在するか否かを、干渉チェック手段４０８でチェックする。なお、ステップＳ３３において、前述したように自動で干渉チェックをすると共に、ステップＳ３１での割り付け結果を表示部４１８で表示し、オペレータが干渉を確認することができるようにしてもよい。

ステップＳ３３でのチェックの結果、他の成形部が存在しない場合にはステップＳ２３に戻る。一方、ステップＳ３３でのチェックの結果、他の成形部が存在する場合には、ステップＳ３５で、前記干渉する他の成形部が上向き（上金型方向に突出）であるか否かを判断する。

ステップＳ３５において、前記干渉する他の成形部が上向きであると判断された場合には、加工パターン設定手段４１０で加工パターンを設定し（ステップＳ３７）、ステップＳ２３に戻る。一方、ステップＳ３５において、前記干渉する他の成形部が下向きであると判断された場合には、ステップＳ３９で、選択された金型のうちの下金型（図２のワーク支持部２２３）の干渉領域を割り付ける。

続いて、ステップＳ４１で、前記選択された下金型の干渉領域に、他の成形部が存在するか否かを、干渉チェック手段４０８でチェックする。なお、ステップＳ４１において、前述したように自動で干渉チェックをすると共に、ステップＳ３９での割り付け結果を表示部４１８で表示し、オペレータが干渉を確認することができるようにしてもよい。

ステップＳ４１でのチェックの結果、他の成形部が存在しない場合には、加工パターン設定手段４１０で干渉なしの加工パターンを設定し（ステップＳ４５）、ステップＳ４１でのチェックの結果、他の成形部が存在する場合には、加工パターン設定手段４１０で干渉有りの加工パターンを設定し（ステップＳ４３）ステップＳ２３に戻る。

これらのステップを総てのタッピング金型の干渉チェックが完了するまで繰り返し、総て完了した場合、ステップＳ２５で干渉チェック完了となる。

ここで、前記ステップＳ３１〜ステップＳ４５について具体的に説明する。

図８に示すように、板材Ｗへ上金型の干渉領域Ｔ１を割り付ける（ステップＳ３１）。この領域Ｔ１に他の成形部（たとえば、図９（ａ）に示すような上向きのバーリング）が存在するか否かを判断する（ステップＳ３３）。領域Ｔ１に他の成形部Ｐ１が存在している場合には、他の成形部Ｐ１が上向きか否かを判断する（Ｓ３５）。

上向きである場合には、干渉ありの加工パターンを設定する（Ｓ３７）。より詳しく説明すると、図１０（ｂ）や図１１（ｂ）で示すように、パンチ下面（板押さえ５１の下面）と、下金型の上面（ワーク支持部２２３）との間の距離が、板材Ｗの厚さとＰ１の高さとの和にほぼ等しくなるまで、板押さえ５１をストロークさせて、板材Ｗを板押さえするような加工パターンを設置する。なお、他の成形部が複数種類存在する場合には、最も高さの高い成形部が選択されることになる。

また、図８に示すように、板材Ｗへ下金型の干渉領域Ｔ２を割り付ける（ステップＳ３９）。この領域Ｔ２に他の成形部（下向きのバーリング）Ｐ２が存在するか否かを判断する（ステップＳ４１）。

領域Ｔ２に他の成形部（下向きのバーリング）Ｐ２が存在する場合には、干渉ありの加工パターンを設定する（Ｓ４３）。

より詳しく説明すると、図１０（ｂ）や図１１（ａ）で示すように、パンチ下面（板押さえ５１の下面）と、下金型の上面（ワーク支持部２２３）との間の距離が、板材Ｗの厚さとＰ２の高さとの和にほぼ等しくなるまで、板押さえ５１をストロークさせて、板材Ｗを板押さえするような加工パターンを設置する。

一方、領域Ｔ１や領域Ｔ２に、他の成形部が存在しない場合には、干渉なしの加工パターンを設定する（Ｓ４５）。より詳しく説明すると、図１０（ａ）や図１２で示すように、パンチ下面（板押さえ５１の下面）と、下金型の上面（ワーク支持部２２３）との間の距離が、板材Ｗの厚さにほぼ等しくなるまで、板押さえ５１をストロークさせて、板材Ｗを板押さえするような加工パターンを設置する。

すなわち、前記ステップＳ２７からステップＳ４５では、金型割付段階で割り付けられた金型と、板材Ｗに形成される他の成形部との干渉を自動的にチェックし、このチェック結果に応じて、金型による板材Ｗへの加工パターンを設定していることになる。

次に、自動プログラミング装置４００の動作の変形例について説明する。

図６は、自動プログラミング装置４００の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ５１において、ステップＳ２１の場合と同様に、板材Ｗへの加工に使用される金型の割り付け等が行なわれ、Ｓ５３において、ステップＳ２３の場合と同様に、総てのタッピング金型についての干渉チェックが終了したか否かが判断される。

総てのタッピング金型についての干渉チェックが終了している場合は、ステップＳ５５で干渉チェックを完了し、加工パターン設定手段４１０で加工パターンを設定し、図５に示す場合と同様に、加工データ作成手段４２０で加工データ（プレスパターンを区別するコードが自動生成されたＮＣプログラムを含むプログラム）を作成し（ステップＳ５７）、この作成した加工データを、出力部４２２を介して制御装置４２７に出力する。

一方、ステップＳ５３で、総てのタッピング金型についての干渉チェックが終了していないと判断した場合には、ステップＳ５９で、金型割付手段４０６で割り付けられた各金型のなかから１つの金型を選択し、ステップＳ６１で、この選択した金型についての干渉チェックが有効か否かを判断し、有効でない場合にはステップＳ５３に戻り、有効である場合には、ステップＳ６３で、パンチ（上金型；板押さえ５１）干渉領域に存在している他の成形部が上向きであるか否かを判断する。他の成形部が下向きである場合には、ステップＳ６９に移行する。

ステップＳ６３において他の成形部が上向きである場合には、ステップＳ６５で前記他の成形部が前記パンチと干渉するか否かをチェックし、干渉する場合には、ステップＳ３７の場合と同様に、ステップＳ６７で加工パターンを設定し、ステップＳ５３に戻る。干渉しない場合には、ステップＳ６９に移行し、ダイ（下金型）の干渉領域に存在している他の成形部が下向きであるか否かを判断する。なお、前記ステップＳ６５において、ステップＳ３３の場合と同様に、金型の割り付け結果を表示部４１８で表示してもよい。

ステップＳ６９において、ダイ干渉領域に存在している他の成形部が下向きであるか否かを判断し、下向きではない場合には、ステップＳ５３に戻り、下向きである場合には、ステップＳ７１に移行する。

ステップＳ７１では、前記他の成形部が前記ダイと干渉するか否かをチェックし、干渉する場合には、ステップＳ３７の場合と同様に、ステップＳ７３で加工パターンを設定し、ステップＳ５３に戻る。干渉しない場合には、ステップＳ５３に戻る。なお、前記ステップＳ７１において、ステップＳ４１の場合と同様に、金型の割り付け結果を表示部４１８で表示してもよい。

これらのステップを総てのタッピング金型の干渉チェックが完了するまで繰り返し、総てが完了したらステップＳ５５で干渉チェック完了となる。

自動プログラミング装置４００によれば、板材加工のために割り付けられた金型と、板材に形成される他の成形部との干渉を自動的にチェックし、このチェック結果に応じて、金型による板材への加工パターンを設定するので、板材加工装置３００のオペレータの判断ミスによる加工不良を排除することができ、ＣＡＤ・ＣＡＭ工程に要する時間を短縮することができる。

また、自動プログラミング装置４００で作成された加工プログラムを用い、板材加工装置３００で板材Ｗの加工を行なえば、他の成形部の存否にかかわらず、加工パターン設定手段４１０により、板材Ｗへの加工パターンが設定されるので、板材Ｗへの加工を回避することなく板材Ｗへの加工を確実に行なうことができ、別の加工装置で板材Ｗに別途加工を行なう必要がなくなり、効率良く加工を行なうことができる。

また、自動プログラミング装置４００で作成された加工プログラムを用いた板材加工装置３００で板材Ｗの加工を行なえば、他の成形部の形状に適した適宜の加工パターンを設定することができ、効率の良い適切な加工を行なうことができる。

なお、本実施形態で説明した板材加工装置３００、自動プログラミング装置４００を、板材加工システムとして把握してもよい。

すなわち、板材に加工を施す板材加工手段と、前記板材加工手段によって前記板材が動くことを防止するために、加工する部材の近傍で前記板材の厚さ方向から、第１の挟み込み用部材と第２挟み込み用の部材とで前記板材を挟み込んで前記板材を保持する板材保持手段と、前記板材保持手段で保持される板材の部位（前記各挟み込み用部材が当接する部位）に、前記板材の厚さ方向で突出している突出部位が存在しているか否かを検出する突出部位検出手段と、前記突出部位検出手段の検出結果に応じて、前記板材保持手段による前記板材の挟み込みの際の前記第１の挟み込み部材と前記第２の挟み込み部材との間の距離を制御する制御手段とを有する板材加工システムとして把握してもよい。

なお、前記突出部位検出手段は、前記板材の一方の面に存在している突起部位のうちの最大高さの突出部位の高さと、前記板材の他方の面に存在している突起部位のうちの最大高さの突出部位の高さとを検出可能なようになっているものとする。

また、前記制御手段は、前記板材の厚さ方向の両方の面（前記板材保持手段で保持される板材の部位の面）に突出物が存在している場合には、前記板材の板厚と前記板材の一方の面の最大高さの突出物の高さと前記板材の他方の面の最大高さの突出物の高さとを加えた距離までもしくは前記距離よりもごく僅かに小さい距離まで、前記各挟み込みよう部材間の距離を近づけるようになっているものとする。

また、前記制御手段は、前記板材の厚さ方向の一方の面（前記板材保持手段で保持される板材の部位の面）にのみ突出物が存在している場合には、前記板材の板厚と前記板材の一方の面の最大高さの突出物の高さとを加えた距離までもしくは前記距離よりもごく僅かに小さい距離まで、前記各挟み込みよう部材間の距離を近づけるようになっているものとする。

また、前記制御手段は、前記板材の厚さ方向の他方の面（前記板材保持手段で保持される板材の部位の面）にのみ突出物が存在している場合には、前記板材の板厚と前記板材の他方の面の最大高さの突出物の高さとを加えた距離までもしくは前記距離よりもごく僅かに小さい距離まで、前記各挟み込みよう部材間の距離を近づけるようになっているものとする。

さらに、前記制御手段は、前記板材の厚さ方向の両面（前記板材保持手段で保持される板材の部位の面）に突出物が存在していない場合には、前記板材の板厚と等しい距離もしくは前記距離よりもごく僅かに小さい距離まで、前記各挟み込みよう部材間の距離を近づけるようになっているものとする。

また、本実施形態で説明した板材加工装置３００、自動プログラミング装置４００を、板材を載置するために前記ベース部材に設けられていると共に前記板材と当接するリング状で平面状の載置部位を備えた板材載置部材と、前記板材載置部材の上部で前記ベース部材に対して上下方向に移動自在に設けられ、前記板材載置部位の面に垂直な方向から眺めたときに前記板材載置部位のほぼ中央部に位置していると共に、前記板材にタッピング加工を施すためのタップを保持自在なタップホルダと、前記板材にタッピング加工を施すために、前記タップホルダを回転させつつ前記板材載置部材に対して接近・離反する方向に移動させるタップホルダ移動手段と、前記板材載置部材の上部で前記タップホルダから僅かに離れて設けられ前記板材と当接するリング状で平面状の当接部位（前記載置部位と平行な当接部位）を備え前記ベース部材に対し前記タップホルダとは別個に上下方向に移動自在に設けられ前記板材載置部位の面に垂直な方向から眺めたときに、前記タップホルダを囲むように設けられていると共に、前記タップホルダで保持されたタップによるタッピング加工の際、前記板材が動かないように前記板材載置部材と協働で前記板材を挟んで押さえる板材押さえ部材と、前記板材を挟み込むために前記板材押さえ部材を前記タップホルダとは別個に前記板材載置部材に対して接近・離反する方向に移動させる板材押さえ部材移動手段と、前記タッピング加工をするために前記板材載置部材と前記板材押さえ部材とで前記板材を挟み込むときに前記板材押さえ部材または前記積載載置部材が前記板材に設けられた突出部と干渉するか否かを判断する干渉チェック手段と、前記板材載置部材に当接する前記板材の部位（前記板材載置部材のリング状で平面状の板材載置部位に当接する前記板材の部位）に前記板材の厚さ方向で前記板材載置部材側に突出している突出部位が存在しているか否かを検出する第１の突出部位検出手段と、前記板材押さえ部材に当接する前記板材の部位（前記板材押さえ部材のリング状で平面状の板材当接部位）に前記板材の厚さ方向で前記板材押さえ部材側に突出している突出部位が存在しているか否かを検出する第２の突出部位検出手段と、前記各突出部位検出手段の検出結果に応じて板材押さえ部材移動手段による前記板材押さえ部材の移動ストロークを制御しまたは前記各突出部位が形成される前に前記タッピング加工を行なうかのいずれかを行なうように制御する制御手段とを有するタッピング加工システムとして把握してもよい。

本発明の実施形態に係る板材加工装置と、板材の加工プログラムを作成して前記板材加工装置に供給する自動プログラミング装置を示す図である。 本実施形態に係るタッピング加工方法を実施するための金型回転割り出し装置に装着されたタッピング装置を示す図である。 自動プログラミング装置の概略構成を示すブロック図である。 板材加工装置の動作を示すフローチャートである。 自動プログラミング装置の動作を示すフローチャートである。 自動プログラミング装置の動作を示すフローチャートである。 金型の形態を示す図である。 金型と他の成形部との干渉状態を示す図である。 他の成形部の具体的形態を示す図である。 板材の板押さえのパターンを示す図である。 板材の板押さえのパターンを示す図である。 板材の板押さえのパターンを示す図である。 従来の板材の板押さえのパターンを示す図である。

符号の説明

３００ 板材加工装置
４００ 自動プログラミング装置
４０２ 図形データ作成手段
４０４ 金型情報記憶手段
４０６ 金型割付手段
４０８ 干渉チェック手段
４１０ 加工パターン設定手段

Claims (1)

1. 板材に加工を施す板材加工装置の加工プログラムを作成する自動プログラミング装置において、
   前記加工に使用される各金型の情報を予め記憶してある金型情報記憶手段と；
   前記板材に加工を施すための図形データと前記金型情報記憶手段に記憶してある各金型の情報とに基づいて、前記加工に使用される金型を割り付ける金型割付手段と；
   前記金型割付手段によって割り付けられた金型と、前記板材に形成される他の成形部との干渉を自動的にチェックする干渉チェック手段と；
   前記干渉チェック手段のチェック結果に応じて、前記金型による前記板材への加工パターンを設定する加工パターン設定手段と；を備え、
   前記金型割付手段によって割り付けられた金型は、前記板材に加工を施す部位と前記加工を施す部位に対して相対的に移動自在であると共に前記加工のために前記板材を押さえる板押さえ部位とを備えている上金型と、前記上金型と協働して前記板材を挟み込んで前記板材を押さえる下金型とで構成されており、
   前記干渉チェック手段は、前記上金型の板押さえ部位と当接する前記板材の部位に、前記板材から突出した他の成形部が存在するか否かをチェックすると共に、前記下金型と当接する前記板材の部位に、前記板材から突出した他の成形部が存在するか否かをチェックする手段であり、
   前記加工パターン設定手段は、前記干渉チェック手段により他の成形部が存在しないと判断された場合には、前記下金型と前記上金型の板押さえ部位との間の距離が前記板材の板厚とほぼ等しくなるまで、前記下金型に前記上金型の板押さえ部位を相対的に接近させて前記板材を挟み込み前記板材に加工を施す加工パターンを設定する手段であり、
   また、前記加工パターン設定手段は、前記干渉チェック手段により他の成形部が存在すると判断された場合には、前記下金型と前記上金型の板押さえ部位との間の距離が前記板材の板厚と前記他の成形部の高さとの和とほぼ等しくなるまで、前記下金型に前記上金型の板押さえ部位を相対的に接近させて前記板材を挟み込み前記板材に加工を施す加工パターンを設定する手段であることを特徴とする自動プログラミング装置。

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