JP7046471B1

JP7046471B1 - プレス加工装置

Info

Publication number: JP7046471B1
Application number: JP2021532094A
Authority: JP
Inventors: 宏小林
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-04-04
Anticipated expiration: 2040-12-23
Also published as: JPWO2022137372A1; CN114981024A; WO2022137372A1

Abstract

本開示は、プレス加工動作時においてワークの姿勢を正常な状態で維持するプレス加工装置を提供することを目的とする。本開示のプレス加工装置は、パンチ（４０）及びクレイドル（５０）を備えている。パンチ（４０）は、内部を貫通する空気孔（４５）を有している。空気孔（４５）を真空状態にすることにより吸着下面（４８）にて基材（３０）またはワーク（３１）を吸着する第１の吸着動作が行える。クレイドル（５０）は内部を貫通する空気孔（５５）を有している。空気孔（５５）を真空状態にすることにより吸着上面（５８）にてワーク（３１）を吸着する第２の吸着動作が行える。パンチ（４０）によって基材（３０）を打ち抜いてワーク（３１）を得るプレス加工動作時において、上記第１及び第２の吸着動作のうち少なくとも一つの吸着動作が実行される。

Description

本開示は、パンチによって基材を打ち抜きワークを製作するプレス加工装置に関し、特にワークの製作からワークの搬送までの自動化を図ったプレス加工装置に関する。

基材を打ち抜き、ワークを製作する従来のプレス加工装置として例えば特許文献１に開示されたプレス装置や特許文献２で開示された打ち抜きプレス金型がある。

特許文献１に開示されたプレス装置は、打抜き後のワークの落下や蓄積によって、ワークが傷付き、変形することを防止し、次工程へ供給している。その結果、プレス装置は自動化及び省力化を可能にしている。

特許文献２に開示された打ち抜きプレス金型は、平板をパンチにより打ち抜き加工する際、パンチの下端部に付着してダイの上に上がる「かす上がり」等を防止している。

図１９及び図２０は従来のプレス加工装置９の断面構造を示す説明図である。図１９はプレス加工装置９によってプレス加工動作を実行する直前の初期状態を示し、図２０はプレス加工動作の実行時の状態を示している。図１９及び図２０それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。

図１９に示すように、プレス加工装置９は上型１１０、ストリッパプレート１１７、下型１２０及びワーク集積装置１５０を主要構成要素として含んでいる。下型１２０はダイプレート１２１及びダイライナ１２２を有しており、ダイライナ１２２上にダイプレート１２１が設けられる。

ダイプレート１２１は加工対象の基材１３０を載置可能な基材載置領域Ｒ１２１を有している。初期状態では基材載置領域Ｒ１２１上に基材１３０が載置されている。基材載置領域Ｒ１２１は中央にダイプレート１２１を貫通したダイプレート空間１２１ａを有している。

上型１１０は、一対の昇降ガイド１１１、一対のバネ部材１１３及びパンチ１４０を主要構成要素として含んでいる。

上型１１０の下方に一対のバネ部材１１３を介してストリッパプレート１１７が設けられる。ストリッパプレート１１７は中央部にパンチ通過領域Ｒ１１７を有している。

一対の昇降ガイド１１１は、上型１１０が上昇及び下降する際、垂直方向（Ｚ方向）に沿って移動するようにストリッパプレート１１７から上型１１０の上面にかけて設けられる。

パンチ１４０は上型１１０の上面に設けられるパンチ押えプレート１１４によって、上型１１０の中央部に固定される。また、パンチ１４０の先端部分は、ストリッパプレート１１７のパンチ通過領域Ｒ１１７を通過可能に設けられる。パンチ１４０の先端部分はダイプレート１２１のダイプレート空間１２１ａと対向している。

ワーク集積装置１５０は、下型１２０の下方に設けられ、プレス加工動作時に製作されたワーク１３１がダイプレート空間１２１ａから落下する際、落下したワーク１３１を収容する。

従来のプレス加工装置９は、図１９で示す初期状態から、上型１１０を下降させることにより、同時にパンチ１４０を下降させて、図２０に示すように、プレス加工動作を実行する。

プレス加工動作時において、ダイプレート１２１の上面にストリッパプレート１１７の下面が接触した状態でストリッパプレート１１７が固定配置される。その後、パンチ１４０の先端部分がパンチ通過領域Ｒ１１７を通過した後、ダイプレート空間１２１ａに侵入する。この際、パンチ１４０の先端部分によって基材１３０が打ち抜かれることにより、ワーク１３１が製作され、ワーク１３１はダイプレート空間１２１ａ及びその下方の中空領域を落下して、下型１２０の下方に配置されたワーク集積装置１５０に収容される。

特開平５－３１８００３号公報特許第５０４６０４８号公報

上述したように、従来のプレス加工装置９は、パンチ１４０によって基材１３０を打ち抜いてワーク１３１を製作する際、打ち抜いたワーク１３１を下方に落下させている。すなわち、プレス加工動作時に、ダイプレート１２１のダイプレート空間１２１ａ及びその下方の中空領域をワーク１３１が落下する中空落下状態が必ず存在する。

ワーク１３１は中空落下状態時に姿勢が乱れる可能性が高い。なぜなら、ワーク１３１が中空領域で傾き、回転するため、常に同じ姿勢（同じ面）となるようにワーク１３１を管理することが極めて困難であるからである。

したがって、図２０に示すように、中空領域の下方にワーク集積部となるワーク集積装置１５０が配置されている場合、ワーク１３１の姿勢が乱れることにより、ワーク集積装置１５０にてワーク１３１が変形したり、ワーク１３１に傷が付いたりする問題点があった。

また、ワーク１３１（基材１３０）の上面と下面で材質が異なっており、かつ、ワーク１３１に対する次工程において、ワーク１３１の上面または下面に対する処理が行われる場合を考える。この場合、ワーク１３１の上下関係が本来の状態と異なると、次工程が正しく実行されなくなるという問題点があった。

本開示では、上記のような問題点を解決し、プレス加工動作時においてワークの姿勢を正常な状態で維持するプレス加工装置を提供することを目的とする。

本開示にかかるプレス加工装置は、加工対象の基材を打ち抜いてワークを製作するプレス加工装置であって、前記基材を載置可能な基材載置領域を有するダイプレートと、内部を貫通する第１の空気孔を有し、前記基材を打ち抜いて前記ワークを得るためのパンチと、内部を貫通する第２の空気孔を有するワーク保持部材とを備え、前記第１の空気孔は前記パンチの下方に存在する吸着下面に到達し、前記第２の空気孔は前記ワーク保持部材の上方に存在する吸着上面に到達し、前記プレス加工装置は、前記パンチの前記吸着下面にて下方に存在する吸着対象物を吸着するように、前記第１の空気孔を真空状態にする第１の吸着動作を実行する第１の空圧回路と、前記ワーク保持部材の前記吸着上面にて上方に存在する吸着対象物を吸着するように、前記第２の空気孔を真空状態にする第２の吸着動作を実行する第２の空圧回路と、前記パンチ用の第１の昇降駆動機構、前記ワーク保持部材用の第２の昇降駆動機構、前記第１及び第２の空圧回路を制御して、前記基材載置領域上に前記基材が載置されている初期状態から、前記ワークを得るプレス加工動作を実行制御する制御部とをさらに備え、前記基材載置領域は、前記パンチの前記吸着下面に対向する位置に、貫通したダイプレート空間を有し、前記初期状態において、前記パンチは前記ダイプレートの上方に配置され、前記ワーク保持部材は前記ダイプレートの下方に配置されており、前記第１及び第２の吸着動作は実行されておらず、前記プレス加工動作は、(a) 前記ダイプレート空間内に前記吸着上面が位置するように前記ワーク保持部材を上昇させるステップと、(b) 前記ステップ(a)の後に実行され、前記第１の吸着動作の実行を開始させた後、前記ダイプレート空間内に前記吸着下面が位置するように前記パンチを下降させるステップとを備え、前記ステップ(b)の実行時に前記基材が前記パンチによって打ち抜かれることにより前記ワークが得られ、前記ステップ(b)の実行後、前記ワークは、前記ダイプレート空間内において前記パンチの前記吸着下面と前記ワーク保持部材の前記吸着上面との間に挟まれ、かつ、前記ワークの上面は前記パンチの前記吸着下面に吸着され、(c) 前記ステップ(b)の後に実行され、前記第２の吸着動作の実行を開始させるステップをさらに備え、前記ステップ(c)の実行後、前記ワークの上面は前記パンチの前記吸着下面に吸着され、かつ、前記ワークの下面は前記ワーク保持部材の前記吸着上面に吸着され、(d) 前記ステップ(c)の後に実行され、前記第１の吸着動作の実行を停止させた後、前記パンチを上昇させるステップをさらに備え、前記ステップ(d)の実行後、前記ワークの下面は前記ワーク保持部材の前記吸着上面に吸着される。

本開示のプレス加工装置において、制御部の制御下で上述したステップ(a)～ステップ(d)を含むプレス加工動作が自動的に実行される。

ステップ(b)の実行期間において、ワークは、パンチの吸着下面に吸着された状態で、吸着下面とワーク保持部材の吸着上面との間に挟まれる。ステップ(c)の実行期間において、ワークは、パンチの吸着下面及びワーク保持部材の吸着上面に吸着された状態で、吸着下面と吸着上面との間に挟まれる。さらに、ステップ(d)の実行期間において、ワークはワーク保持部材の吸着上面にて吸着される。

したがって、プレス加工動作のステップ(b)～(d)の実行中において、ワークに対し第１及び第２の吸着動作のうち少なくとも一方が必ず実行されている。

その結果、本開示のプレス加工装置は、プレス加工動作の実行中においてワークの姿勢を正常な状態で一定に保つことができるため、ワークの姿勢が乱れることに起因する変形等の不具合を確実に回避することができる。

本開示の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本実施の形態のプレス加工装置の構造を示す説明図（その１）である。本実施の形態のプレス加工装置の構造を示す説明図（その２）である。本実施の形態のプレス加工装置の構造を示す説明図（その３）である。本実施の形態のプレス加工装置の構造を示す説明図（その４）である。本実施の形態のプレス加工装置の構造を示す説明図（その５）である。図１で示したダイプレート及びダイライナの詳細構造を示す説明図（その１）である。ダイプレート及びダイライナの詳細構造を示す説明図（その２）である。ダイプレート及びダイライナの詳細構造を示す説明図（その３）である。図１で示したクレイドルの詳細構造を示す説明図（その１）である。クレイドルの詳細構造を示す説明図（その２）である。クレイドルの詳細構造を示す説明図（その３）である。クレイドルの詳細構造を示す説明図（その４）である。本実施の形態のプレス加工装置の制御系統を示すブロック図である。本実施の形態のプレス加工装置のプレス加工動作及びワーク搬送動作の処理手順を示すフローチャートである。プレス加工動作時におけるプレス加工装置の動作状態を示す断面図（その１）である。プレス加工動作時におけるプレス加工装置の動作状態を示す断面図（その２）である。プレス加工動作時におけるプレス加工装置の動作状態を示す断面図（その３）である。プレス加工動作時におけるプレス加工装置の動作状態を示す断面図（その４）である。従来のプレス加工装置の断面構造を示す説明図（その１）である。従来のプレス加工装置の断面構造を示す説明図（その２）である。

図１～図５は、本実施の形態のプレス加工装置１の構造を示す説明図である。図１及び図３はプレス加工装置１の断面構造を示す断面図であり、図２はプレス加工装置１の上面構造を示す平面図であり、図４はプレス加工装置１の全体構造を示す斜視図であり、図５はプレス加工装置１の側面構造を示す側面図である。なお、図１は図２のＢ－Ｂ断面の構造を示し、図３は図２のＡ－Ａ断面の構造を示している。また、図１～図５それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。

これらの図に示すように、本実施の形態のプレス加工装置１は上型１０。下型２０、ストリッパプレート１７及びクレイドル５０を主要構成要素として含んでいる。

下型２０はダイプレート２１及びダイライナ２２を有しており、ダイライナ２２上にダイプレート２１が設けられる。

ダイプレート２１は加工対象の基材３０を載置可能な基材載置領域Ｒ２１を有している。プレス加工動作の実行直前の初期状態では基材載置領域Ｒ２１上に基材３０が載置される。基材載置領域Ｒ２１は中央にダイプレート２１を貫通したダイプレート空間２１ａを有している。

ダイライナ２２は中央にダイライナ２２を貫通したダイライナ空間２２ａを有している。ダイライナ空間２２ａはダイライナ空間２２ａに繋がる位置に設けられる。

以下、下型２０からダイプレート２１及びダイライナ２２を除いた部分を「下型２０の本体部」と称する場合がある。

下型２０の本体部はダイプレート空間２１ａに繋がる中空領域となる開口領域２０ａを有している。

上型１０は、一対の昇降ガイド１１、一対のバネ部材１３及びパンチ４０を主要構成要素として含んでいる。上型１０の下方に一対のバネ部材１３を介してストリッパプレート１７が設けられる。また、上型１０には一対のガイド通過領域Ｒ１０が設けられ、一対のガイド通過領域Ｒ１０は上型１０を貫通して設けられる。

ストリッパプレート１７は中央部にパンチ通過領域Ｒ１７を有しており、一対の昇降ガイド１１の下方部分に固定されている。

一対の昇降ガイド１１は垂直方向（Ｚ方向）に沿って設けられる。一対の昇降ガイド１１の中央領域は一対のガイド通過領域Ｒ１０内に存在し、下方領域がストリッパプレート１７に固定される。一対の昇降ガイド１１それぞれの立設方向である垂直方向に沿って、ストリッパプレート１７の上昇及び下降が可能なように、一対のガイド通過領域Ｒ１０は一対の昇降ガイド１１の中央部を収容している。

このように、一対の昇降ガイド１１は、ストリッパプレート１７が上昇及び下降する際、垂直方向（Ｚ方向）に沿って移動するように、ストリッパプレート１７から上型１０の上面にかけて設けられる。

また、上型１０の上面に一対の昇降ガイド１１に対応して一対のサポートプレート１５が設けられる。一対のサポートプレート１５は、昇降ガイド１１が垂直方向に沿って移動可能に設けられる。

但し、一対のサポートプレート１５は、一対の昇降ガイド１１の下降長を制限するストッパー機能を有している。したがって、一対のサポートプレート１５によって、上型１０の下面とのストリッパプレート１７の上面との最大間隔が制限される。

パンチ４０は上型１０の上面に設けられるパンチ押えプレート１４によって、上型１０の中央部に固定される。したがって、パンチ４０は上型１０の移動に連動して移動する。

また、パンチ４０の上方領域が上型１０内に固定されており、上型１０の下面から露出したパンチ４０の先端部分は、ストリッパプレート１７のパンチ通過領域Ｒ１７を通過可能に設けられる。

さらに、パンチ４０は、垂直方向（Ｚ方向）に沿って内部を貫通する空気孔４５を有し、この空気孔４５はパンチ４０の先端部分の下面である吸着下面４８に到達している。

後述する空圧回路４による第１の吸着動作によって空気孔４５が真空状態に設定されると、吸着下面４８にて下方に存在する下方対象物となる基材３０の上面またはワーク３１の上面を吸着することができる。パンチ４０の空気孔４５は空圧回路４によって空圧が制御される第１の空気孔となる。

前述したダイプレート２１のダイプレート空間２１ａはパンチ４０の吸着下面４８に対向する位置に設けられる。すなわち、ＸＹ平面で平面視して、ダイプレート空間２１ａは吸着下面４８に合致し、吸着下面４８より少し大きい形状を呈している。

一方、下型２０の基材載置領域Ｒ２１の下方にワーク保持部材であるクレイドル５０が設けられる。クレイドル５０は頭部５１と軸部５２とを主要構成要素として含んでおり、頭部５１は上方に突出した先端部５１ａを有している。

クレイドル５０は垂直方向に沿って内部を貫通する空気孔５５を有している。空気孔５５は、軸部５２から頭部５１の先端部５１ａにかけて、先端部５１ａの上面である吸着上面５８に到達するように設けられる。

後述する空圧回路５による第２の吸着動作によって空気孔５５内を真空状態にすることにより、吸着上面５８にて上方に存在する上方対象物となるワーク３１の下面を吸着することができる。ワーク保持部材であるクレイドル５０の空気孔５５は、空圧回路５によって空圧が制御される第２の空気孔となる。

図２～図５に示すように、一対のガイド機構１８は、上型１０が垂直方向に沿って移動可能なように、上型１０の上方から下型２０にかけて設けられる。

図３に示すように、一対のシリンダ６０は本体部６０ｍ及びロッド６５を主要構成要素として含んでいる。本体部６０ｍは下型２０の下方に配置され、ロッド６５は本体部６０ｍの上部から、下型２０及び上型１０を貫通し、上型１０の上面にてワッシャ１６により固定される。したがって、ロッド６５の先端部分にて上型１０に固定される。

一対のシリンダ６０はそれぞれロッド６５の伸縮動作に伴い、上型１０に対する昇降動作（上昇動作＋下降動作）が可能となる。

したがって、一対のシリンダ６０それぞれのロッド６５の伸縮動作によって、上型１０に固定されたパンチ４０の昇降動作が可能となる。このように、一対のシリンダ６０は、パンチ４０用の第１の昇降機構として機能する。

図２及び図４に示すように、下型２０の上面上に一対の水平ガイド１２が設けられる。一対の水平ガイド１２は互いにＸ方向に沿って延在することにより、一対の水平ガイド１２間に配置される基材３０が蛇行しないように位置決めすることができる。

図６～図８はダイプレート２１及びダイライナ２２の詳細構造を示す説明図である。図６はダイプレート２１及びダイライナ２２が下型２０に取り付けられた状態を示す斜視図であり、図７はダイプレート２１及びダイライナ２２が下型２０から取り外された状態を示す説明図である。図８は、上型１０及び下型２０の１／４相当領域を除去した全体構造を示す説明図である。なお、図６～図８それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。

これらの図に示すように、ダイプレート２１及びダイライナ２２は、Ｙ方向を長辺、Ｘ方向を短辺とした平面視して矩形状を呈している。そして、ダイプレート２１及びダイライナ２２は下型２０の本体部から着脱可能に設けられる。

ダイプレート２１は中央部において、上面から下面にかけて貫通するダイプレート空間２１ａを有している。このダイプレート空間２１ａのＸＹ平面における平面形状はパンチ４０の吸着下面４８に合致し、少し広い形状を有している。ダイライナ２２は中央部において、上面から下面にかけて貫通するダイライナ空間２２ａを有している。

図６に示すように、下型２０の本体部に設けられた凹部にダイライナ２２、ダイプレート２１の順で積み重ねて設けられる。したがって、厚みの異なる複数種のダイライナ２２のうち一のダイライナ２２を適宜選択することにより、ダイプレート２１の厚みを一定にしても、ダイプレート２１及びダイライナ２２の組合せ構造の厚みを調整することができる。

下型２０の凹部にダイプレート２１及びダイライナ２２を取り付けた状態において、ダイライナ２２のダイライナ空間２２ａはＸＹ平面で平面視してダイプレート空間２１ａを含み、ダイプレート空間２１ａより十分広い形状を呈している。

また、下型２０の本体部はダイライナ２２の下方において、平面視してダイライナ空間２２ａにほぼ合致した形状の開口領域２０ａを有している。

図９～図１２はワーク保持部材であるクレイドルの詳細構造を示す説明図である。図９はクレイドル５０の全体構成を示す斜視図であり、図１０は頭部５１の上面構造を示す平面図である。図１１及び図１２はそれぞれクレイドル５０の断面構造を示す断面図である。図１１は図１０のＣ－Ｃ断面構造を示し、図１２は図１０のＤ－Ｄ断面構造を示している。図９～図１２それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。

これらの図に示すように、クレイドル５０は頭部５１及び軸部５２を主要構成要素として含んでいる。軸部５２は垂直方向（Ｚ方向）を高さ方向とした円柱形状を呈しており、頭部５１は垂直方向を高さ方向とした略円柱形状を呈している。

頭部５１の断面積は軸部５２の断面積よりも大きく、軸部５２の上面上に頭部５１が設けられる。ＸＹ平面で平面視して頭部５１の中心と軸部５２の中心とが一致するように、軸部５２上に頭部５１が設けられる。

頭部５１は、本体部５１ｍ、固定部材５３、一対のボルト５６及び先端部５１ａを主要構成要素として含んでいる。頭部５１の本体部５１ｍ上に固定部材５３が一対のボルト５６によって取り付けられる。

固定部材５３はダイプレート２１に接触する場合を考慮して、プラスチックスを構成材料としており、中央にＸ方向に沿って延びる溝部５１ｂを有している。溝部５１ｂの中心領域は先端部５１ａを囲むように幅広構造を呈している。

溝部５１ｂの底面から＋Ｚ方向に伸びて円筒状の先端部５１ａが設けられる。先端部５１ａの上面が吸着上面５８となり、この吸着上面５８に到達するように空気孔５５が設けられる。先端部５１ａの空気孔５５は、ＸＹ平面で平面視して頭部５１の中心になるように設けられる。

図１１及び図１２に示すように、第２の空気孔である空気孔５５は軸部５２の底面から頭部５１の本体部５１ｍを経由して先端部５１ａの吸着上面５８にかけて形成される。したがって、空気孔５５は先端部５１ａの上面である吸着上面５８に到達している。

さらに、空気孔５５は軸部５２の底面から先端部５１ａの吸着上面５８にかけて径（直径）が３段階で段階的に短縮される径短縮構造を有している。

本実施の形態のクレイドル５０における空気孔５５は、上述した径短縮構造を有することにより、吸着上面５８での空気孔５５の径を最小限に抑え、かつ、吸着上面５８の直近まで比較的大きな径を確保することにより、空気孔５５を真空状態にした時の吸着上面５８における吸着力を大きくすることができる。

クレイドル５０を垂直方向に沿って上昇させた際、先端部５１ａはダイプレート２１のダイプレート空間２１ａ内に挿入可能な形状を有しており、頭部５１の本体部５１ｍは、下型２０の本体部の開口領域２０ａ及びダイライナ２２のダイライナ空間２２ａ内を通過できる形状を有している。

図１３は本実施の形態のプレス加工装置１の制御系統を示すブロック図である。同図に示すように、制御部３は吸着制御信号ＳＣ４及びＳＣ５、シリンダ制御信号ＳＣ６０、駆動機構制御信号ＳＣ７並びに搬送機構制御信号ＳＣ８を出力することにより、後に詳述するプレス加工動作及び搬送動作を実行制御する。

制御部３は、空圧回路４に吸着制御信号ＳＣ４を出力することにより空圧回路４による第１の吸着動作を制御する。

図１３に示すように、パンチ４０に対応して第１の空圧回路である空圧回路４が設けられる。空圧回路４は、吸着制御信号ＳＣ４に基づき、第１の吸着動作を実行する。

具体的には、吸着制御信号ＳＣ４が第１の吸着動作の実行開始を指示する場合、空圧回路４はパンチ４０の空気孔４５内の圧力を真空状態にして、吸着下面４８にて基材３０の上面またはワーク３１の上面を吸着する第１の吸着動作を実行する。

一方、吸着制御信号ＳＣ４が第１の吸着動作の実行終了を指示する場合、空圧回路４は、空気孔４５に微量なエアーを送ることにより、空気孔４５内を真空状態から非真空状態にして第１の吸着動作を終了させ、基材３０またはワーク３１を吸着状態から解放する。

このように、空圧回路４は、吸着制御信号ＳＣ４に基づき、空気孔４５が到達するパンチ４０の吸着下面４８にて下方に存在する吸着対象物（基材３０またはワーク３１）を吸着するように、空気孔４５を真空状態にする第１の吸着動作を実行する。

なお、空圧回路４は第１の吸着動作を実行すると、第１の吸着動作の終了を指示する吸着制御信号ＳＣ４を受けるまで、第１の吸着動作を継続して実行する。

さらに、制御部３は空圧回路５に吸着制御信号ＳＣ５を出力することにより、空圧回路５による第２の吸着動作を制御する。

図１３に示すように、クレイドル５０に対応して第２の空圧回路である空圧回路５が設けられる。空圧回路５は、吸着制御信号ＳＣ５に基づき、クレイドル５０の空気孔５５の圧力を真空状態にして、吸着上面５８にてワーク３１を吸着する第２の吸着動作を実行する。

具体的には、吸着制御信号ＳＣ５が第２の吸着動作の実行開始を指示する場合、空圧回路５はクレイドル５０の空気孔５５内の圧力を真空状態にして、吸着上面５８にてワーク３１の下面を吸着する第２の吸着動作を実行する。

一方、吸着制御信号ＳＣ５が第２の吸着動作の実行終了を指示する場合、空圧回路５は、空気孔５５に微量なエアーを送ることにより、空気孔５５内を真空状態から非真空状態にして第２の吸着動作を終了させ、ワーク３１を吸着状態から解放する。

このように、空圧回路５は、吸着制御信号ＳＣ５に基づき、空気孔５５が到達するクレイドル５０の吸着上面５８にて上方に存在する吸着対象物（ワーク３１）の下面を吸着するように、空気孔５５を真空状態にする第２の吸着動作を実行する。

なお、空圧回路５は第２の吸着動作を実行すると、第２の吸着動作の終了を指示する吸着制御信号ＳＣ５を受けるまで、第２の吸着動作を継続して実行する。

また、制御部３はシリンダ制御信号ＳＣ６０を一対のシリンダ６０に出力することにより、一対のシリンダ６０による昇降動作を実行制御する。

具体的には、シリンダ制御信号ＳＣ６０が上昇動作を指示する場合、一対のシリンダ６０はロッド６５を＋Ｚ方向に所定長分、伸ばすことにより、上型１０及び上型１０に固定されたパンチ４０を上昇させる上昇動作を実行する。

一方、シリンダ制御信号ＳＣ６０が下降動作を指示する場合、一対のシリンダ６０は、ロッド６５を－Ｚ方向に所定長分、縮めることにより、上型１０及び上型１０に固定されたパンチ４０を下降させる下降動作を実行する。

このように、一対のシリンダ６０は、シリンダ制御信号ＳＣ６０に基づき、パンチ４０に対する昇降動作（上昇動作＋下降動作）を実行する。すなわち、一対のシリンダ６０はパンチ４０用の第１の昇降機構として機能する。

さらに、制御部３は駆動機構制御信号ＳＣ７を昇降駆動機構７に出力することにより、昇降駆動機構７による昇降動作を実行制御する。

具体的には、駆動機構制御信号ＳＣ７が上昇動作を指示する場合、昇降駆動機構７はクレイドル５０を所定の上昇位置まで上昇させる上昇動作を実行する。

一方、駆動機構制御信号ＳＣ７が下降動作を指示する場合、昇降駆動機構７はクレイドル５０を所定の下降位置まで下降させる下降動作を実行する。

このように、昇降駆動機構７は、駆動機構制御信号ＳＣ７に基づき、クレイドル５０に対する昇降動作（上昇動作＋下降動作）を実行する。すなわち、昇降駆動機構７はクレイドル５０用の第２の昇降機構として機能する。

また、制御部３は搬送機構制御信号ＳＣ８を水平方向搬送機構８に出力することにより、水平方向搬送機構８による搬送動作を実行制御する。

具体的には、搬送機構制御信号ＳＣ８が搬送動作を指示する場合、水平方向搬送機構８は、予め設定された搬送位置までクレイドル５０を水平方向に沿って移動させる搬送動作を実行する。

このように、水平方向搬送機構８は、搬送機構制御信号ＳＣ８に基づき、クレイドル５０に対する水平方向に沿った搬送動作を実行する。すなわち、水平方向搬送機構８はクレイドル５０用の水平方向搬送機構として機能する。

なお、昇降駆動機構７及び水平方向搬送機構８は既存技術にて実現できる。昇降駆動機構７及び水平方向搬送機構８の動力源として、例えば、エアーシリンダの伸縮動作が考えられる。

このように、制御部３は、一対のシリンダ６０（パンチ４０用の第１の昇降駆動機構）、昇降駆動機構７（クレイドル５０用の第２の昇降駆動機構）、空圧回路４及び空圧回路５を制御して、基材載置領域Ｒ２１上に載置されている初期状態の基材３０からワーク３１を得るプレス加工動作の実行制御を行う。

さらに、制御部３は、昇降駆動機構７及び水平方向搬送機構８（クレイドル５０用の搬送機構）を制御して、吸着上面５８にてワーク３１を吸着しているクレイドル５０を搬送位置まで搬送するワーク搬送動作を実行制御する。

図１４は、制御部３の制御下で行うプレス加工装置１のプレス加工動作及びワーク搬送動作の処理手順を示すフローチャートである。図１５～図１８はプレス加工動作時におけるプレス加工装置１の動作状態を示す断面図である。図１５～図１８それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。

図１５に示すように、プレス加工動作の実行直前は、ダイプレート２１の基材載置領域Ｒ２１上に基材３０が載置されている初期状態に設定されている。

図１５に示すように、初期状態において、パンチ４０は、ダイプレート２１の上方にダイプレート２１に基材載置領域Ｒ２１と接触しない位置に配置される。クレイドル５０は、ダイプレート２１の下方に基材載置領域Ｒ２１と接触（重複）しない位置に配置される。また、初期状態では、空圧回路４による第１の吸着動作及び空圧回路５による第２の吸着動作は共に実行されていない。

このような初期状態から、制御部３の制御下で、パンチ４０により基材３０を打ち抜いてワーク３１を得るプレス加工動作が自動的に実行される。プレス加工動作は図１４で示すステップＳ１～Ｓ６の工程を含んでいる。

以下、図１４を参照してプレス加工動作の処理手順を説明する。処理手順の説明時に適宜、図１５～図１８を引用する。

まず、ステップＳ１において、制御部３は、上昇動作を指示する駆動機構制御信号ＳＣ７を昇降駆動機構７に出力することにより、クレイドル５０を上昇させる。

その結果、図１６に示すように、クレイドル５０は、先端部５１ａの吸着上面５８がダイプレート２１のダイプレート空間２１ａ（図１５参照）内に位置する高さまで上昇する。同時に、頭部５１の本体部５１ｍはダイライナ空間２２ａ及び開口領域２０ａ（図１５参照）内に位置することなる。

次に、ステップＳ２において、制御部３は、第１の吸着動作の実行開始を指示する吸着制御信号ＳＣ４を空圧回路４に出力することにより、空圧回路４によってパンチ４０の吸着動作を開始させる。

すなわち、空圧回路４による空圧制御により空気孔４５を真空状態にしてパンチ４０の吸着下面４８にて下方対象物となる基材３０の上面を吸着可能な状態に設定する。

その後、ステップＳ３において、制御部３は下降を指示するシリンダ制御信号ＳＣ６０をシリンダ６０に出力することにより、シリンダ６０のロッド６５を－Ｚ方向に縮めて上型１０と共にパンチ４０を下降させる。

上型１０の下降に伴いストリッパプレート１７がダイプレート２１の上面に接触する。その後も上型１０は下降するため、一対のバネ部材１３の弾性力によって、ストリッパプレート１７は基材３０を基材載置領域Ｒ２１上で安定性良く固定する。

そして、パンチ４０の吸着下面４８がダイプレート空間２１ａ内に侵入し、クレイドル５０の吸着上面５８に接近する位置まで、パンチ４０は下降される。

その結果、図１７に示すように、ステップＳ３の実行時において、パンチ４０の先端部分によってワーク３１が打ち抜かれることによりワーク３１が得られる。この際、パンチ４０はパンチ押えプレート１４によって固定されているため、パンチ４０が上方に浮き上がることはない。

ステップＳ３の実行後、ワーク３１は、ダイプレート空間２１ａ内においてパンチ４０の吸着下面４８とクレイドル５０の吸着上面５８との間に挟まれる。

この際、基材載置領域Ｒ２１上には、ワーク３１が打ち抜かれた後の基材３０の残存基材３３が残る。残存基材３３は、一対のバネ部材１３の弾性力が付与されたストリッパプレート１７によって飛び散ることなく固定される。

ステップＳ３の実行期間において、空圧回路４による第１の吸着動作が継続して実行されている。このため、ステップＳ３の実行時に、基材３０の上面とパンチ４０の吸着下面４８とが接触すると基材３０の上面は吸着下面４８にて吸着され、ワーク３１が得られた後もワーク３１の上面は吸着下面４８にて引き続き吸着される。したがって、ワーク３１の姿勢（上下関係）は、初期状態の基材３０の姿勢から変化することはなく正常状態を維持する。

その後、ステップＳ４において、第２の吸着動作の実行開始を指示する吸着制御信号ＳＣ５を空圧回路５に出力することにより、空圧回路５によってクレイドル５０の吸着動作を開始させる。

すなわち、空圧回路５による空圧制御により空気孔５５を真空状態にしてクレイドル５０の吸着上面５８にて上方対象物となるワーク３１の下面を吸着することができる。

その結果、ステップＳ４の実行後は、吸着下面４８と吸着上面５８との間に挟まれたワーク３１に関し、ワーク３１の上面は吸着下面４８にて吸着され、かつ、ワーク３１の下面は吸着上面５８にて吸着される。

したがって、ステップＳ４の実行期間中においても、ワーク３１の姿勢は変化することなく正常な状態で維持される。

次に、ステップＳ５において、制御部３は第１の吸着動作の実行終了を指示する吸着制御信号ＳＣ４を空圧回路４に出力することにより、パンチ４０の吸着動作を終了させる。

すなわち、空圧回路４による空圧制御により空気孔４５に微量なエアーを送ることにより、空気孔４５を真空状態から非真空状態にして、パンチ４０の吸着下面４８からワーク３１の上面を解放する。

その結果、ステップＳ５の実行後は、吸着下面４８と吸着上面５８との間に挟まれたワーク３１に関し、ワーク３１の下面は吸着上面５８にて吸着される。

したがって、ステップＳ５の実行期間中においても、ワーク３１の姿勢は変化することなく正常な状態が維持される。

その後、ステップＳ６において、制御部３は上昇を指示すシリンダ制御信号ＳＣ６０を一対のシリンダ６０に出力することにより、図１８に示すように、上型１０と共にパンチ４０を上昇させる。すなわち、パンチ４０は初期状態に戻る。

その結果、ステップＳ６の実行後も第２の吸着動作は継続されているため、ワーク３１の下面は吸着上面５８にて吸着される。したがって、ステップＳ６の実行期間中においても、ワーク３１の姿勢は変化することなく正常な状態で維持される。

このように、本実施の形態のプレス加工装置１において、制御部３の制御下でステップＳ１～Ｓ６を含むプレス加工動作は自動的に実行される。

ステップＳ３の実行期間において、ワーク３１は、パンチ４０の吸着下面４８に吸着された状態で、吸着下面４８とクレイドル５０の吸着上面５８との間に挟まれる。

ステップＳ４の実行期間において、ワーク３１は、パンチ４０の吸着下面４８及びクレイドル５０の吸着上面５８に吸着された状態で、吸着下面と吸着上面との間に挟まれる。

さらに、ステップＳ５及びＳ６の実行期間において、ワーク３１はクレイドル５０の吸着上面５８にて吸着される。

したがって、プレス加工動作によって、ワーク３１が得られた後の全ステップである、ステップＳ３～Ｓ６の実行中において、ワーク３１に対し、パンチ４０の吸着下面４８にて行う第１の吸着動作及びクレイドル５０の吸着上面５８にて行う第２の吸着動作のうち少なくとも一方の吸着動作が必ず実行されている。

その結果、本実施の形態のプレス加工装置１は、プレス加工動作の実行中においてワーク３１の姿勢を正常な状態で一定に保つことができる効果を奏する。したがって、プレス加工動作によってワーク３１の姿勢が乱れることに起因する変形等の不具合が生じることはない。

図１４に示すように、本実施の形態のプレス加工装置１において、プレス加工動作の実行後、以下のステップＳ７及びステップＳ８を含むワーク搬送動作が実行される。

以下、図１４を参照してワーク搬送動作の処理手順を説明する。処理手順の説明時に適宜、図１５を引用する。

ステップＳ７において、制御部３は下降を指示する駆動機構制御信号ＳＣ７を昇降駆動機構７に出力することにより、クレイドル５０を下降させ、図１５で示す初期状態に戻す。この際、クレイドル５０による第２の吸着動作は継続される。

その結果、ステップＳ７の実行時においても、ワーク３１の下面は吸着上面５８にて吸着される。

最後に、ステップＳ８において、制御部３は指定された搬送位置までの搬送を指示する搬送機構制御信号ＳＣ８を水平方向搬送機構８に出力することにより、クレイドル５０を水平方向に搬送して搬送位置まで移動させる。この際、クレイドル５０による第２の吸着動作は継続されている。

その結果、ステップＳ８の実行時においても、ワーク３１の下面は吸着上面５８にて吸着される。

搬送位置に搬送されたワーク３１に対し、次工程が行われる。次工程として、例えば、ワーク３１の上面あるいは下面に対して行う超音波接合処理等が考えられる。

このように、本実施の形態のプレス加工装置１において、制御部３の制御下で上述したステップＳ７及びＳ８含むワーク搬送動作が自動的に実行される。ステップＳ７及びＳ８の実行期間において、ワーク３１の下面はクレイドル５０の吸着上面５８にて常に吸着されている。

したがって、本実施の形態のプレス加工装置１は、ワーク搬送動作の実行中においてワーク３１の姿勢を常に一定に保つことができるため、ワーク３１を正常な姿勢の状態で搬送位置まで搬送することができる。

その結果、本実施の形態のプレス加工装置は、常に正しい上下関係でワーク３１を搬送位置まで搬送することができるため、ワーク３１の上面と下面との材質が異なっていても、搬送位置にてワークの上面または下面に対する処理を誤りなく正常に行うことができる。

本開示は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、本開示がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１プレス加工装置
３制御部
４，５空圧回路
７昇降駆動機構
８水平方向搬送機構
１０上型
１３バネ部材
１７ストリッパプレート
２０下型
２１ダイプレート
Ｒ２１基材載置領域
２１ａダイプレート空間
２２ダイライナ
３０基材
３１ワーク
３３残存基材
４０パンチ
４５，５５空気孔
４８吸着下面
５０クレイドル
５８吸着上面
６０シリンダ

Claims

加工対象の基材を打ち抜いてワークを製作するプレス加工装置であって、
前記基材を載置可能な基材載置領域を有するダイプレートと、
内部を貫通する第１の空気孔を有し、前記基材を打ち抜いて前記ワークを得るためのパンチと、
内部を貫通する第２の空気孔を有するワーク保持部材とを備え、
前記第１の空気孔は前記パンチの下方に存在する吸着下面に到達し、前記第２の空気孔は前記ワーク保持部材の上方に存在する吸着上面に到達し、
前記プレス加工装置は、
前記パンチの前記吸着下面にて下方に存在する吸着対象物を吸着するように、前記第１の空気孔を真空状態にする第１の吸着動作を実行する第１の空圧回路と、
前記ワーク保持部材の前記吸着上面にて上方に存在する吸着対象物を吸着するように、前記第２の空気孔を真空状態にする第２の吸着動作を実行する第２の空圧回路と、
前記パンチ用の第１の昇降駆動機構、前記ワーク保持部材用の第２の昇降駆動機構、前記第１及び第２の空圧回路を制御して、前記基材載置領域上に前記基材が載置されている初期状態から、前記ワークを得るプレス加工動作を実行制御する制御部とをさらに備え、
前記基材載置領域は、前記パンチの前記吸着下面に対向する位置に、貫通したダイプレート空間を有し、
前記初期状態において、前記パンチは前記ダイプレートの上方に配置され、前記ワーク保持部材は前記ダイプレートの下方に配置されており、前記第１及び第２の吸着動作は実行されておらず、
前記プレス加工動作は、
(a) 前記ダイプレート空間内に前記吸着上面が位置するように前記ワーク保持部材を上昇させるステップと、
(b) 前記ステップ(a)の後に実行され、前記第１の吸着動作の実行を開始させた後、前記ダイプレート空間内に前記吸着下面が位置するように前記パンチを下降させるステップとを備え、前記ステップ(b)の実行時に前記基材が前記パンチによって打ち抜かれることにより前記ワークが得られ、前記ステップ(b)の実行後、前記ワークは、前記ダイプレート空間内において前記パンチの前記吸着下面と前記ワーク保持部材の前記吸着上面との間に挟まれ、かつ、前記ワークの上面は前記パンチの前記吸着下面に吸着され、
(c) 前記ステップ(b)の後に実行され、前記第２の吸着動作の実行を開始させるステップをさらに備え、前記ステップ(c)の実行後、前記ワークの上面は前記パンチの前記吸着下面に吸着され、かつ、前記ワークの下面は前記ワーク保持部材の前記吸着上面に吸着され、
(d) 前記ステップ(c)の後に実行され、前記第１の吸着動作の実行を停止させた後、前記パンチを上昇させるステップをさらに備え、前記ステップ(d)の実行後、前記ワークの下面は前記ワーク保持部材の前記吸着上面に吸着される、
プレス加工装置。
請求項１記載のプレス加工装置であって、
前記制御部は、前記第２の昇降駆動機構、及び前記ワーク保持部材用の搬送機構を制御して、前記ワークを搬送位置まで移動させるワーク搬送動作をさらに実行制御し、
前記ワーク搬送動作は前記プレス加工動作の後に実行され、
(e) 前記第２の吸着動作の実行を停止させることなく、前記ワーク保持部材を下降させるステップと、
(f) 前記ステップ(e)の後に実行され、前記第２の吸着動作の実行を停止させることなく、前記ワーク保持部材を搬送位置まで水平方向に沿って移動させるステップとをさらに備える、
プレス加工装置。
請求項１または請求項２に記載のプレス加工装置であって、
前記第２の空気孔は下方から前記吸着上面にかけて径が段階的に短くなる径短縮構造を有する、
プレス加工装置。