JPH11290967A - パンチプレス用タッピング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タップ駆動系の簡素化とタッピングの高速化
を図る。 【解決手段】 パンチ金型１を昇降させるラム５により
タップ工具６の昇降送りを行うようにすると共に、タッ
プ工具６に対して回転動力を与える回転動力付与手段８
を設ける。この回転動力付与手段８およびラム５の昇降
送りを制御する制御手段２５を設ける。この制御手段２
５は、ラム５の昇降ストローク内でタップ刃１５がワー
クＷに対して加工を行う範囲において、回転を付与する
ように制御するものとする。回転動力付与手段８は、回
転金型の回転手段で兼用しても良い。カートリッジ式や
タレット式のパンチプレスに応用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カートリッジ式
のパンチプレスやタレット式のパンチプレス等に装備さ
れるパンチプレス用タッピング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】パンチプ
レスによる加工の応用範囲を広げるため、パンチプレス
にタッピング装置を取付けることがある。従来のタレッ
ト式のパンチプレスでは、図９に一例を示すように、プ
レスフレーム１０１の側面に多軸（または単軸）のタッ
ピング装置１０２を取付け、パンチ加工とタッピングと
の複合加工を行っている。

【０００３】しかし、同図のタッピング装置１０２の配
置では、パンチ中心位置Ｏ１とタッピング位置Ｏ２とに
大きな（数百ミリの）オフセット量Ｌがあるため、タッ
ピング可能な範囲が制限される欠点を持つ。すなわち、
テーブル１０３上の板材ワークＷは、ワークホルダ１０
４で把持されて前後左右に送られるが、前記オフセット
量Ｌのため、ワークホルダ１０４の移動による横方向
（Ｘ軸方向）の送り可能な範囲が、タッピング位置Ｏ２
に十分に対応できない。

【０００４】このような問題点を解決するため、タッピ
ング専用の駆動源を設けて、タレット内にタッピング装
置を搭載したものや、タレットにおける回転金型の設置
ステーションに減速機付きのタッピング装置を搭載した
ものが案出されている。しかし、これらのタッピング装
置は、回転動力のみしか与えられず、タッピングに必要
な送りはマスタスクリューを用い、回転を送り運動に変
換することで行っている。パンチホルダ内やダイホルダ
内にマスタスクリューを収容することは、機構の複雑化
を招き、またリードの異なるタップを使用する場合は、
タップだけでなく、マスタスクリューの交換も必要とな
る。また、マスタスクリューを用いた形式では、タップ
刃が上昇待機位置からワークに噛み込むまでの空転時も
加工時と同じ送り速度で送らなければならず、タップ加
工の時間が長くなる。

【０００５】この発明の目的は、タップ駆動系の簡素化
と、タッピングの高速化が図れるパンチプレス用タッピ
ング装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のパンチプレス
用タッピング装置は、パンチ金型を昇降させるラムによ
りタップ工具の昇降送りが行われるパンチプレス用タッ
ピング装置であって、タップ工具に対して回転動力を与
える回転動力付与手段を設けたものである。このよう
に、タッピング装置に回転動力と送り動力を別個に与え
ることで、タッピング装置の簡素化と高速化が図れる。
タッピング装置内にマスタスクリューを用いる必要がな
いため、構造を簡素化でき、リードの異なるタップ加工
のためにマスタスクリューを交換する必要もなくなる。
また、回転動力と送り動力を別個に与えることから、早
送りが可能となり、そのためタップ刃が上昇待機位置か
らワークに噛み込むまでの空転時間が短縮でき、タッピ
ングの高速化、高生産性を実現できる。送り動力は、パ
ンチ金型を昇降させるラムで与えるので、別個にタッピ
ングの送り専用の駆動源を必要とせず、構造が簡略化さ
れる。

【０００７】この発明において、前記回転動力付与手段
の回転およびラムの昇降送りを制御する制御手段を設
け、この制御手段は、ラムの昇降ストローク内でタップ
刃がワークに対して加工を行う範囲において、前記タッ
プ刃に回転を付与するように制御するものとしても良
い。このように、タップ刃がワークに対して加工を行う
範囲において、前記タップ刃に回転を付与するように制
御することにより、早送りが可能となり、空転時間が減
って高速加工が実現できる。

【０００８】前記制御手段は、タップ刃のリードに応じ
た最適な昇降送りとなるようにラムを制御するものとす
ることが好ましい。これにより、タップ刃が種々異なる
リードのものに交換されても、無理な負荷が作用せず、
加工が確実に行える。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図４と共に説明する。このパンチプレス用タッピング
装置は、パンチ金型１を昇降させるラム５によりタップ
工具６の昇降送りを行うようにし、かつタップ工具６に
対して回転動力を与える回転動力付与手段８を設けたも
のである。ラム５は、ラム昇降駆動手段９により昇降駆
動される。ラム昇降駆動手段９は、昇降送りの速度制御
が可能なものであり、油圧式のものであっても、またサ
ーボモータとこのサーホモータの回転をラム５の直線運
動に変換する手段であっても良い。

【００１０】パンチ金型１およびダイ金型２は、上下の
金型保持具３，４に設置される。これら金型保持具３，
４は、複数の金型ステーションＴを有しており、任意の
金型ステーションＴがラム５の位置に一致するように、
金型割出手段１０の駆動で、ラム５に対して相対的に移
動させられる。金型保持具３，４は、カートリッジまた
はタレット等からなり、タレットの場合は、金型割出手
段１０はタレットを回転させる駆動手段で構成される。
金型保持具３，４がカートリッジである場合は、カート
リッジを直線的に移動させるカートリッジ移動手段、ま
たはラム５を平行移動させるラム位置移動手段、または
カートリッジ移動手段およびラム位置移動手段の両方
で、金型割出手段１０が構成される。

【００１１】タップ工具６は、上下の金型保持具３，４
のいずれかに設置される。この例では、タップ工具６
は、上側の金型保持具３の一個所または複数個所の金型
ステーションＴに設置され、各タップ工具６と対応して
下側の金型保持具３にタップ工具受け具７が設置され
る。金型保持具３の各金型ステーションＴは、上下に貫
通した金型設置孔で形成され、これら金型ステーション
Ｔのうち、一部のものは、金型設置孔内に内筒１２が回
転自在に設置される。タップ工具６は、この内筒１２内
に昇降のみ自在に設置され、内筒１２を回転動力付与手
段８で回転させることにより、内筒１２と共に回転させ
られる。内筒１２は、回転金型の設置用に設けられたも
のであり、回転金型も内筒１２に昇降のみ自在に設置さ
れる。回転金型は、パンチ中心回りの回転角度を種々変
えた状態でパンチ動作することにより、一つの金型で各
種の方向のパンチ加工を行えるようにした非円形の金型
のことである。回転金型については、その一例を後に図
８と共に説明する。

【００１２】タップ工具６は、内筒１２内に、スライダ
とスプリング（いずれも図示せず）によって適切な高さ
で支持され、かつキー１８により内筒１２に対して回り
止めされている。タップ工具６は、内筒１２に昇降自在
に嵌合した工具ホルダ１６と、この工具ホルダ１６内に
昇降自在に嵌合したチャック付き昇降体１７とを有し、
チャック付き昇降体１７に各種のタップ刃１５が交換自
在に装着される。チャック付き昇降体１７は、上端の頭
部６ａがラム５で押し付けられて下降動作するものであ
り、工具ホルダ１６に対して復帰ばね１９で上昇付勢さ
れ、上昇端がストッパで規制されている。工具ホルダ１
６の先端にはウレタンゴム等からなるストリッパ２０が
回転自在に取付けられ、タッピング時のワーク傷を防止
する。なお、チャック付き昇降体１７には、ばねやラチ
ェット等からなる周知の送り誤差吸収手段（図示せず）
を設け、タップ刃１５の破損を防止するようにしても良
い。

【００１３】回転動力付与手段８はモータ等からなり、
減速手段２１を介して内筒１２に回転伝達する。減速手
段２１は、内筒１２に一体に設けられたウォームホイル
２２と、これに噛み合うウォーム２３とからなるが、こ
れに限らず、平歯車や、ベルト、ボール減速機など、各
種のものが使用できる。回転動力付与手段８は、金型保
持具３に設置される回転金型を回転させる駆動源で兼用
させてある。このように、タップ工具６の回転に回転金
型の回転駆動源を兼用させることにより、タップ工具６
の昇降送りにラム昇降駆動手段９を利用することと相ま
って、タッピング用動力として新たな駆動源を設ける必
要がなくなり、タレットまたはカートリッジ等からなる
金型保持具３の構造を簡素化できる。

【００１４】なお、パンチ金型１およびタップ工具６
は、ラム５に頭部１ａ，６ａを係合させて引き上げる強
制引き上げ形式のものとしても、またばね復元力で上昇
復帰する自然復帰形式のものとしても良い。

【００１５】制御系を説明する。制御手段２５は、タッ
プ回転制御部２６およびタップ昇降制御部２７を有し、
これらの制御部２６，２７により、回転動力付与手段８
およびラム昇降駆動手段９が各々制御される。制御手段
２５は、パンチプレスの全体を制御するコンピュータ式
の数値制御装置およびプログラマブルコントローラから
なる制御装置の一部などで構成される。制御手段２５の
タップ回転制御部２６は、ラム５の昇降ストローク内の
うち、タップ刃１５がワークＷに対して加工を行う範囲
において、タップ工具６に回転を付与するように制御す
る。また、制御手段２５のタップ昇降制御部２７は、タ
ップ工具情報記憶手段２８に設定されたタップ種類およ
びリードの情報に基づき、選択されたタップ工具６にお
けるタップ刃１５のリードに応じた最適な昇降送りとな
るように、ラム昇降駆動手段９を制御する。制御手段２
５は、詳しくは図４の流れ図に示す処理を行う。

【００１６】上記構成の動作を図４の流れ図および図２
と共に説明する。タッピングに際して、タップ工具６
は、ラム５と対応する加工位置へ位置決めされる（Ｓ
１）。この後、タップ工具６は、所定高さまで、すなわ
ちタップ刃１５の先端がワークＷに触れるまで、または
予め設定された高さまで、ラム５によって早送りされる
（Ｓ２）。

【００１７】所定高さまで早送りされると、金型動力付
与手段８が動作を開始し、内筒１２にキー１８で連結さ
れたタップ６が回転する（Ｓ３）。この際、ラム軸の制
御手段であるタップ昇降制御部２７は、タップ刃１５の
リードに応じて送り速度を決定し、回転と同期して送り
を行う。このとき、チャック付き昇降体１７に送り誤差
吸収手段を備えている場合は、リードよりも大きな送り
を与えたり、小さな送りを与えたり、あるいは加工の途
中で送り速度を変えても、支障なく加工が行える。な
お、タップ刃１５の折損監視装置（図示せず）を設け、
タップ折損を検出した場合に、制御装置２５は、即座に
タッピングを停止し、またはタップ工具６の逆転および
戻し送りを行うようにすることが好ましい。所定深さま
でタッピングが終了し、またはタップ工具６が設定され
た高さまで下降すると、タップ工具６の回転と送りは停
止する（Ｓ４）。停止は、回転と送りの両方が同時に停
止することが望ましいが、チャック付き昇降体１７に送
り誤差吸収手段を備えている場合は、回転と送りの停止
タイミングをずらせた方が好ましい場合もある。

【００１８】この後、タップ刃１５の抜き取りを行う
（Ｓ５）。タップ刃１５の抜き取りも、タップ工具６の
逆転と同期した送り（戻り）によって行われるが、チャ
ック付き昇降体１７に送り誤差吸収手段を設けている場
合は、前記と同様に必ずしも同期させる必要はない。タ
ップ工具６をラム５による強制引き上げ形式のものとし
た場合は、タップ逆転と完全に同期したタップ戻しが可
能である。タップ工具６をスプリングの復元力のみによ
る自然復帰形式とした場合は、そのスプリング復元力を
用いてタップ刃１５を引き抜くことになる。この場合
に、タップ抜き取り開始と同時にラム５を待機位置まで
引き上げてスプリングの力で徐々に引き抜かれるのを待
っても良いし、ラム５を回転と同期して引き上げ、スプ
リング復元力を制御しても良い。また、タップ工具６に
戻し専用の動力（空気圧など）を与えても良い。

【００１９】タップ刃１５がワークＷから完全に引き抜
かれると、タップ工具６の逆転を停止し（必ずしも停止
させなくても良い）、タップ工具６を早戻しする（Ｓ
６）。タップ刃１５がワークＷから完全に引き抜かれた
ことは、ラム５が所定高さまで上がったことや、タップ
工具６が所定回転数逆転したことや、あるいは適宜設け
たセンサで認識することにより判断できる。タップ工具
６が所定の待機高さ（例えば、ワークＷやこのタップ工
具６を移動してもタップ工具６がワークＷやプレス機本
体と干渉しない高さ）まで復帰すると、タッピングの１
サイクルが終了する（Ｓ７）。この後、別のワーク位置
で再びタッピングを行う場合は、図４のステップＳ１に
戻って前記の動作を繰り返す（Ｓ８）。この場合に、使
用金型ステーションＴを変えて異なる径のタップ工具６
を用いてタッピングを行っても良い。また、タッピング
の終了後、使用金型ステーションＴを変えて、パンチ加
工や成形加工を行っても良く、また加工を終了しても良
い。

【００２０】なお、上記実施形態では、上側の金型保持
具３にタップ工具６を設置した場合につき説明したが、
タップ工具は下側の金型保持具３に設置しても良い。そ
の場合、回転するダイホルダ（またはダイと似た形状の
タップホルダ）に取付けられたタップに対して、上方か
らラム５でワークＷを押し付ける送り方式となる。

【００２１】図５ないし図８は、このパンチプレス用タ
ッピング装置を装備したカートリッジ式のパンチプレス
の一例を示す。このパンチプレス機は、加工手段である
プレス機本体３２と、金型マガジン３３と、カートリッ
ジ交換手段３４とで構成される。プレス機本体３２に
は、金型保持具である上下一対のカートリッジ３７，３
８が、カートリッジ移動手段３９の駆動で進退可能に設
置され、パンチおよびダイとなる上下の金型１，２は、
各々複数ずつ上側のカートリッジ３７および下側のカー
トリッジ３８に設置される。前記パンチ金型１およびダ
イ金型２のうちの一部のものが、回転金型１Ａ，２Ａと
され、またカートリッジ３７，３８の一部に、金型に代
えて、図１の実施形態におけるタップ工具６およびタッ
プ工具受け具７が設置される。金型マガジン３３は、上
下一対のカートリッジ３７，３８を格納するカートリッ
ジ格納部３３ａを複数個並べたものであり、プレス機本
体３２のテーブル４０に沿って設けられている。カート
リッジ交換手段３４は、プレス機本体３２と金型マガジ
ン３３の各カートリッジ格納部３３ａとの間でカートリ
ッジ３７，３８の自動交換を行う手段であり、金型マガ
ジン３３に沿って設けられたレール４１と、このレール
４１上を走行する台車４２とを備える。

【００２２】プレス機本体３２は、フレーム４３にカー
トリッジ移動手段３９およびラム昇降駆動手段９を設置
したものであり、テーブル４０上で板材のワークＷを移
動させるワーク移動手段３５を備える。ワーク移動手段
４１は、ワークＷを一方向（横方向Ｘ）に移動させるも
のであり、テーブル４０上のワークＷの一端を把持する
複数のワークホルダ３５が、前記一方向Ｘに進退するキ
ャリッジ３５ａに設けられている。カートリッジ移動手
段３９は、図１の実施形態における金型割出手段１０と
なるものであり、上下のカートリッジドライブ部材４
４，４５と、これらを進退させるボールねじおよびサー
ボモータ等からなる進退駆動手段４６，４７とで構成さ
れる。カートリッジドライブ部材４４，４５は、カート
リッジ３７，３８を案内するレール４８，４９上に進退
自在に設置され、連結手段５０でカートリッジ３７，３
８と連結される。ラム昇降駆動手段９は、図１と共に説
明したものであるが、この例では、サーボモータおよび
ボールねじ等からなるラム位置移動手段５１により、前
後方向Ｙ、つまりカートリッジ３７，３８の移動方向と
平行に進退可能としてある。これにより、ワークＷの加
工位置の位置決めは、左右方向Ｘについては、ワーク移
動手段３５によるワークＷの移動で、また前後方向Ｙに
ついてはラム昇降駆動手段９の移動により行われる。な
お、ラム昇降駆動手段９を位置固定とし、ワーク移動手
段３５でワークＷを２軸Ｘ，Ｙ方向に移動させるように
しても良い。

【００２３】図７および図８に示すカートリッジ３７で
は、回転金型１Ａは、タップ工具６と並べて設置してあ
る。回転金型１Ａは、タップ工具６と同様に、金型ステ
ーションＴの前記内筒１２内に、昇降のみ自在に設置し
たものであり、内筒１２に昇降自在に嵌合する金型ホル
ダ５２と、この金型ホルダ５２内に昇降自在に保持され
た剪断刃体５３とを有する。剪断刃体５３は、上端の頭
部がラム５で押し付けられて下降動作するものであり、
工具ホルダ５２に対して復帰ばね５４で上昇付勢され、
上昇端がストッパで規制されている。工具ホルダ５２の
先端にはウレタンゴム等からなるストリッパ５５が取付
けられている。ダイ側の回転金型２Ａは、パンチ側の回
転金型１Ａと同様にウォーム付きの内筒を介して下側の
カートリッジ３７に設置され、パンチ側の回転金型１Ａ
に対する回転動力付与手段８と同様な回転動力付与手段
で回転させられるが、昇降は不能とされる。

【００２４】回転金型１Ａおよびタップ工具６には、共
通の伝達軸５６を介して回転動力付与手段８から回転が
伝達される。回転動力付与手段８は、その駆動源となる
モータ８ａがカートリッジドライブ部材４５に設置さ
れ、軸継手５７を介してカートリッジ３７上の伝達軸５
６に回転伝達する。軸継手５７は、互いに噛み合う一対
の継手部材５７ａ，５７ｂからなる。伝達軸５６に、回
転金型１Ａおよびタップ工具６の減速手段２１を構成す
るウォーム２３が設けられている。

【００２５】このように、回転金型１Ａとタップ工具６
とを兼用の回転動力付与手段８で回転させることが実現
でき、カートリッジ３７，３８の構成が簡素化できる。

【００２６】

【発明の効果】この発明のパンチプレス用タッピング装
置は、パンチ金型を昇降させるラムによりタップ工具の
昇降送りを行い、タップ工具に対する回転動力は別の回
転動力付与手段で与えるようにしたため、タップ駆動系
が簡素化され、かつタッピングの高速化が図れる。前記
回転動力付与手段の回転およびラムの昇降送りを制御す
る制御手段を設け、ラムの昇降ストローク内でタップ刃
がワークに対して加工を行う範囲において、タップ工具
に回転を付与するように制御ものとした場合は、早送り
が可能で、空転時間が短縮でき、前記のタッピングの高
速化が実現できる。前記制御手段が、タップ刃のリード
に応じた最適な昇降送りとなるようにラムを制御するも
のである場合は、タップ刃が種々異なるリードのものに
交換されても、無理な負荷が作用せず、確実なタップ加
工が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるパンチプレス用
タッピング装置のタップ工具の断面図と制御系の概念構
成のブロック図とを示す説明図である。

【図２】タップ工具の各動作状態の断面図である。

【図３】タップ工具とこれに回転伝達する減速手段を示
す平面図である。

【図４】制御手段のタッピング動作の流れ図である。

【図５】同タッピング装置を装備したカートリッジ式パ
ンチプレスの平面図である。

【図６】同パンチプレスの主要な駆動系を模式的に示す
側面図である。

【図７】カートリッジおよびカートリッジドライブ部材
の平面図である。

【図８】回転金型およびタップ工具をカートリッジに設
置した状態を示す断面図である。

【図９】従来例の平面図である。

【符号の説明】

１…パンチ金型 １Ａ…回転金型 ２…ダイ金型 ２Ａ…回転金型 ３，４…金型保持体 ５…ラム ６…タップ工具 ８…回転動力付与手段 ９…ラム昇降駆動手段 １０…金型割出手段 １２…内筒 １５…タップ刃 １６…工具ホルダ １７…チャック付き昇降体 ２１…減速手段 ２５…制御手段 ３２…プレス機本体 ３３…金型マガジン ３４…カートリッジ交換手段 ３５…ワーク移動手段 ３７，３８…カートリッジ ３９…カートリッジ移動手段 ５１…ラム位置移動手段 Ｗ…ワーク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パンチ金型を昇降させるラムによりタッ
   プ工具の昇降送りが行われるパンチプレス用タッピング
   装置であって、タップ工具に対して回転動力を与える回
   転動力付与手段を設けたパンチプレス用タッピング装
   置。
2. 【請求項２】 前記回転動力付与手段の回転およびラム
   の昇降送りを制御する制御手段を設け、この制御手段
   は、ラムの昇降ストローク内でタップ刃がワークに対し
   て加工を行う範囲において、前記タップ工具に回転を付
   与するように制御する請求項１記載のパンチプレス用タ
   ッピング装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、タップ刃のリードに応
   じた最適な昇降送りとなるようにラムを制御する請求項
   ２記載のパンチプレス用タッピング装置。