JPH1177180A - パンチプレス機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パンチ工具のワークホルダへの干渉を確実に
防止しながら、ワークホルダに極力近い箇所まで加工範
囲を広げることを可能とする。 【解決手段】 パンチプレス機は、ワークＷを把持して
加工位置Ｐまでテーブル１４上で送り可能なワークホル
ダ１５と、加工位置ＰでワークＷに対して加工を行うパ
ンチ機構１２を備える。このパンチプレス機に、パンチ
機構１２とワークホルダ１５とが干渉したことを検出す
るワークホルダ干渉検知手段５０と、この手段の検知結
果に基づいてパンチ機構１２を制御する検知結果対応制
御手段５１とを設ける。前記干渉検知手段５０は、ワー
クホルダ１５が加工位置Ｐの周辺のセーフティゾーン５
３に侵入した場合だけ有効とする。

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、ワークホルダで
ワークの送りを行う形式のパンチプレス機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のパンチプレス機として、
パンチ工具の寸法に応じてパンチ機構のパンチ加工位置
の周辺をセーフティゾーンとして設定し、パンチプレス
機のプログラム運転中において、ワークホルダ位置が上
記セーフティゾーン内に入っていないかどうかを絶えず
チェックし、ワークホルダ位置がセーフティゾーン内に
入っていれば、ワークホルダがパンチ工具と干渉する可
能性があるものと判定してアラームを出力し加工を停止
するようにしたものが知られている。この場合、パンチ
プレス機がアラームを出力して停止したとき、オペレー
タがパンチ加工位置とワークホルダとの位置関係を観察
して、相互に干渉するかどうかを判断し、干渉しないと
判断すれば運転再開の指令を入力してパンチ加工を実行
させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記セーフティゾーン
は、その設定を容易にするために、パンチ位置を中心と
した方形状とされる。この場合に、セーフティゾーンを
あまり大きく設定し過ぎると、ワークホルダとパンチ工
具とが干渉しないにも係わらず、機械を停止させる範囲
が広くなってしまう。逆に狭すぎると、何らかの誤差や
ミスの発生により、ワークホルダをパンチで打ち抜いて
しまうことになる。また、セーフティゾーンは方形状と
されているため、そのコーナ部は他の部分と比較して、
ワークホルダから遠くに離れた位置までゾーン内とさ
れ、無駄に機械を停止させることになる。いずれにして
も、セーフティゾーンを設けて停止させること自体が、
加工範囲を狭くするといった問題がある。停止した場合
に、前記のようにオペレータの判断で加工を行う場合も
あるが、人手が必要な上に、機械の稼働率を低下させる
ことになる。

【０００４】この発明は、このような課題を解消し、ワ
ークホルダに極力近い箇所まで加工範囲を広げることが
でき、かつオペレータの判断に頼ることなくパンチ機構
とワークホルダの干渉を確実に判断でき、誤判断による
機械の損傷の恐れのないパンチプレス機を提供すること
を目的とする。この発明の他の目的は、制御の簡易を図
ることである。この発明のさらに他の目的は、サイクル
タイムの低下を防止してワークホルダの干渉判断が確実
に行えるようにし、かつパンチの駆動系に無理な負荷が
作用することがなく、機械寿命の向上が図れるようにす
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の構成を実施形
態に対応する図１と共に説明する。このパンチプレス機
は、ワーク（Ｗ）を把持し、前記ワーク（Ｗ）の所望の
加工部位を加工位置（Ｐ）までテーブル上で搬送可能な
ワークホルダ（１５）と、前記加工位置（Ｐ）でワーク
（Ｗ）に対して加工を行うパンチ機構（１２）と、前記
パンチ機構（１２）とワークホルダ（１５）とが干渉し
たことを検出するワークホルダ干渉検知手段（５０）
と、この手段（５０）の検知結果に基づいて前記パンチ
機構（１２）を制御する検知結果対応制御手段（５１）
とを備えたものである。この構成によれば、パンチ機構
（１２）とワークホルダ（１５）とが実際に干渉したか
否かをワークホルダ干渉検知手段（５０）が判断し、そ
の判断結果に応じて以後のパンチ機構（１２）の動作を
検知結果対応制御手段（５１）が制御する。そのため、
無駄に干渉回避のための動作停止領域を大きくすること
なく、ワークホルダ（１５）に極力近い箇所まで加工範
囲を広げることができる。また、実際にパンチ機構（１
２）とワークホルダ（１５）とが干渉することを検出す
るため、検出が確実に行え、干渉の誤判断による機械の
損傷の恐れを無くすことができる。

【０００６】上記構成において、前記加工位置（Ｐ）の
周囲または前記ワークホルダ（１５）の周囲にセーフテ
ィゾーン（５３，…）を設け、このセーフティゾーン
（５３，…）にワークホルダ（１５）または加工位置
（Ｐ）が相対的に侵入したか否かを検出するワークホル
ダ侵入検出手段（４８）を設け、前記パンチ機構（１
２）の次パンチ動作待機状態時において、前記ワークホ
ルダ（１２）の移動によりセーフティゾーン（５３，
…）へ侵入状態となったときに、前記ワークホルダ干渉
検知手段（５０）の検出機能を有効とする侵入時検知実
行手段（４９）を設けても良い。この構成の場合、セー
フティゾーン（５３，…）にワークホルダ（１５）また
は加工位置（Ｐ）が相対的に侵入したことをワークホル
ダ侵入検出手段（４８）が検出したときだけ、ワークホ
ルダ干渉検知手段（５０）が作動し、通常時は加工をそ
のまま続行する。そのため、干渉によるワークホルダの
損傷を確実に防止しながら、干渉検出に必要な時間を極
力抑えて、パンチプレス機のサイクルタイムを短縮する
ことができる。しかも簡単な制御で済む。また、上記構
成において、前記ワークホルダ干渉検知手段（５０）
は、前記パンチ機構（１２）のパンチ工具（６）を低速
でワーク（Ｗ）に近接させ、パンチ機構（１２）とワー
クホルダ（１５）との干渉を検知するものとしても良
い。この構成の場合、低速でパンチ工具（６）をワーク
（Ｗ）に接近させるので、干渉した場合でもパンチ工具
（６）やワークホルダ（１５）に無理な力が付加される
ことがなく、パンチ工具（６）やワークホルダ（１５）
が損傷するのを防止できる。また、セーフティゾーン
（５３，…）に侵入したときだけ低速にするので、サイ
クルタイムが長くなることを防止できる。

【０００７】

【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７と共に説明する。図２および図３はこの実施形態
のパンチプレス機を示す破断側面図および平面図であ
る。このパンチプレス機は、側面形状がＣ字状のパンチ
フレーム１の上フレーム１ａおよび下フレーム１ｂに、
工具保持体である上タレット２および下タレット３が互
いに同軸状に設置されたタレットパンチプレスである。
すなわち、パンチフレーム１の上フレーム１ａには回転
軸４を介して上タレット２が回転自在に設けられ、下フ
レーム１ｂには回転軸５を介して下タレット３が回転自
在に設けられている。上タレット２はパンチ工具６を嵌
入させる複数のパンチホルダ孔を円周上に配列したもの
であり、下タレット３は各パンチ工具６に対応する複数
のダイ工具７を同様に円周上に配列したものである。

【０００８】上下タレット２，３の割出駆動機構８は、
共通の割出モータ９の駆動を上下タレット２，３に対し
て振り分けたチェーン機構１０，１１で伝達するように
構成されている。パンチ機構１２は、加工位置であるパ
ンチ位置Ｐでラム１３によりパンチ工具６を昇降させる
ものであり、上フレーム１ａに設置されている。下フレ
ーム１ｂの前部にはワークテーブル１４が設置されてお
り、ワークテーブル１４に設けられたワークホルダ１５
によりワークである板材Ｗが把持されてテーブル１４上
で加工位置（パンチ位置）Ｐに送り込まれる。

【０００９】図１に示すように、パンチ機構１２は、ト
グル機構１６と進退駆動機構１７とからなり、トグル機
構１６は、上端が支点部材１８に、下端がラム１３に各
々揺動自在に連結されて中間部で屈曲自在な屈曲レバー
１９と、この屈曲レバー１９の屈曲部に連結されて水平
方向に進退動作可能な進退レバー２０とからなる。進退
駆動機構１７は、駆動源であるサーボモータ２１と、ク
ランク２２とを有し、サーボモータ２１の回転出力が出
力ギヤ２３、入力ギヤ２４を介してクランク２２に伝え
られ、クランクアーム２５の回転が連接棒２６を介して
上記進退レバー２０の進退動作に変換される。

【００１０】図３に示すように、ワークテーブル１４
は、ベッド２７に固定された中央の固定テーブル２８
と、レール２９上を前後（Ｙ軸方向）に移動する左右の
スライドテーブル３０ａ，３０ｂとで構成される。固定
テーブル２８は、前部固定テーブル２８ａと後部固定テ
ーブル２８ｂとからなり、後部固定テーブル２８ｂには
その中間部に下タレット３が回転可能に設けられてい
る。

【００１１】ワークホルダ１５はワーク送り装置３１に
よって送られる。ワーク送り装置３１は、両側のスライ
ドテーブル３０ａ，３０ｂと一体に形成されて前後移動
するキャリッジ３２を有し、キャリッジ３２にはクロス
スライド３３が搭載されている。キャリッジ３２は、ベ
ッド２７に設置したＹ軸サーボモータ３４と、これに直
結したＹ軸方向の送りねじ３５と、キャリッジ３２に設
けられ送りねじ３５に噛み合うボールナット３６とで前
後に進退駆動される。クロススライド３３は、キャリッ
ジ３２の端部に設置したＸ軸サーボモータ３７と、これ
に直結したＸ軸方向の送りねじ３８と、クロススライド
３３に設けられ送りねじ３８に噛み合うボールナット３
９とで左右に進退駆動されるものであり、複数のワーク
ホルダ１５が左右に並べて取り付けられている。

【００１２】ベッド２７に設置したＹ軸サーボモータ３
４はエンコーダ４０を有し、これによってキャリッジ３
２のＹ軸座標値データ、つまりワークホルダ１５のＹ軸
座標値データが出力される。また、キャリッジ３２の端
部に設置したＸ軸サーボモータ３７にもエンコーダ４１
が設けられ、これによってクロススライド３３のＸ軸座
標値データ、つまりワークホルダ１５のＸ軸座標値デー
タが出力される。すなわち、２つのエンコーダ４０，４
１の出力によってワークホルダ１５の現在位置が特定さ
れる。スライドテーブル３０ａ，３０ｂの前後移動とク
ロススライド３３の左右移動とにより、板材Ｗの所望の
加工部位を加工位置Ｐに送ることができる。

【００１３】次に、図１と共に制御系の構成を説明す
る。制御装置４２は、パンチプレス機の全体を制御する
手段であり、コンピュータ式の数値制御装置と、プログ
ラマブルコントローラと、各軸のサーボコントローラと
を備える。制御装置４２の一部で、主制御手段４３、パ
ンチ機構制御手段４４、ワーク送り制御手段４５、工具
指令手段４６、工具情報記憶手段４７、ワークホルダ侵
入検出手段４８、および侵入時検知実行手段４９が構成
される。主制御手段４３は、加工プログラムを解読して
各軸の駆動指令やシーケンス制御指令を出力する手段で
あり、パンチ機構制御手段４４に１パンチ毎のパンチ動
作を行わせる指令を与える機能と、ワーク送り制御手段
４５にワーク送り動作を行わせる指令を与える機能とを
備える。

【００１４】パンチ機構制御手段４４は、パンチ駆動用
のサーボモータ２１を制御する手段であり、制御プログ
ラムおよびその実行手段であるコンピュータからなるソ
フトウェアサーボ等のサーボコントローラで構成され
る。このパンチ機構制御手段４４はワークホルダ干渉検
知手段５０と検知結果対応制御手段５１とを有する。ワ
ークホルダ干渉検知手段５０は、パンチ機構１２とワー
クホルダ１５とが干渉したことを検出する手段であり、
具体的にはパンチ工具６を低速で板材Ｗに接近させ、パ
ンチ機構１２とワークホルダ１５との干渉を検知する。
その検知は、図６に示すようにパンチ工具６のストリッ
パ５２がワークホルダ１５に干渉して、パンチ工具６の
降下が制限されるときのサーボモータ２１の負荷電流
（または負荷トルク）等を検出することなどにより行わ
れる。その負荷電流は、サーボコントローラまたはサー
ボモータ２１に設けられた負荷電流検出器５５で検出さ
れる。検知結果対応制御手段５１は、上記ワークホルダ
干渉検知手段５０がパンチ機構１２とワークホルダ１５
との干渉を検知したときに、アラームを出力しかつパン
チ機構１２を停止させ、干渉を検知しないときは、通常
のパンチ駆動モードを維持する手段である。

【００１５】工具情報記憶手段４７は、加工プログラム
に設定されたパンチ工具情報を記憶するメモリ領域、あ
るいはこれらの情報を所定の換算テーブルまたは工具マ
スタファイル等と照合して得られる二次情報の記憶領域
からなり、工具情報パンチ工具情報と共に、各パンチ工
具６の寸法に対応させてパンチ位置Ｐの周囲に設定され
る方形状の加工位置セーフティゾーン５３（図４）の座
標値データも記憶される。

【００１６】工具指令手段４６は、加工プログラムに設
定された工具情報に基づき、主制御手段４３の制御によ
り、割出駆動機構８に対して、パンチ工具６およびダイ
工具７をパンチ位置Ｐに割出指令する手段である。

【００１７】ワーク送り制御手段４５は、主制御手段４
３の制御により、Ｙ軸サーボモータ３４およびＸ軸サー
ボモータ３７を駆動して、板材Ｗを把持するワークホル
ダ１５の送りを行い、板材Ｗの所望の加工部位をパンチ
機構１２のパンチ位置Ｐに位置合わせする手段である。

【００１８】ワークホルダ侵入検出手段４８は、上記加
工位置セーフティゾーン５３にワークホルダ１５が侵入
したか否かを検出する手段である。なお、ワークホルダ
１５の周囲に所定範囲のワークホルダセーフティゾーン
５４（図４）を設定する場合は、このワークホルダセー
フティゾーン５４の座標値をワークホルダ侵入検出手段
４８等に設けられる記憶部４８ａに記憶しておく。この
場合、ワークホルダ侵入検出手段４８は、ワークホルダ
１５の移動によりワークホルダセーフティゾーン５４に
加工位置Ｐが侵入したか否かを検出する。

【００１９】侵入時検知実行手段４９は、パンチ機構１
２が次のパンチ動作に入る前の待機状態にある時に、ワ
ークホルダ１５の移動によりワークホルダ１５が加工位
置セーフティゾーン５３へ侵入状態となったことを知ら
せるワークホルダ侵入検出手段４８からの検出信号に応
答して、パンチ機構制御手段４４のワークホルダ干渉検
知手段５０に対して、その検出機能を有効にする手段で
ある。

【００２０】次に、上記パンチプレス機のワークホルダ
干渉検出動作を、図７に示すフロー図を参照して説明す
る。パンチ機構１２が次のパンチ動作に入る前の待機状
態にある時に（ステップＳ１）、ワーク送り制御手段４
５で制御されるワークホルダ１５の移動によりワークホ
ルダ１５が加工位置Ｐのセーフティゾーン５３へ侵入状
態となると、これをワークホルダ侵入検出手段４８が検
出し（ステップＳ２）、その検出信号に応答して侵入時
検知実行手段４９がパンチ機構制御手段４４におけるワ
ークホルダ干渉検知手段５０の検出機能を有効にする。
これにより、パンチ機構１２を無負荷で下降するのに十
分な必要推力にサーボモータ２１の推力を制限して下降
する。この下降過程の間、ワークホルダ干渉検知手段５
０は、電流またはトルク値等で検出される負荷を監視し
て、パンチ機構１２とワークホルダ１５との干渉の有無
を判定する（ステップＳ３，Ｓ４）。この場合に、板材
Ｗに接触するまでに干渉を示す負荷変動を検出した場合
には、即座に干渉有りと判定する。また、推力制限に引
っ掛かって最終端に到達しなかった場合にも干渉有りと
判定する。この干渉有りの判定に応じて、パンチ機構制
御手段４４における検知結果対応制御手段５１は、アラ
ームを出力しパンチ機構１２を停止させる（ステップＳ
５）。図５の曲線Ａは、この低速降下時のパンチ工具位
置の変化を示す。

【００２１】ステップＳ２において、セーフティゾーン
５３へのワークホルダ１５の侵入をワークホルダ侵入検
出手段４８が検出しない場合は、これに応答して侵入時
検知実行手段４９がパンチ機構制御手段４４を通常のパ
ンチ駆動モードに戻し（ステップＳ６）、その後、通常
のパンチ動作が行われる（ステップＳ７）。

【００２２】また、ステップＳ４において、ワークホル
ダ１５がパンチ機構１２と干渉していないと判定される
と、この判定に応じて検知結果対応制御手段５１がパン
チ機構制御手段４４を通常のパンチ駆動モードに戻し
（ステップＳ６）、その後、図５に曲線Ｂで示すように
通常のパンチ動作が行われる（ステップＳ７）。

【００２３】このように、このパンチプレス機では、オ
ペレータの判断に頼ることなく、パンチ機構１２とワー
クホルダ１５との干渉の有無判断および以後の動作が自
動的に行われるので、パンチプレス機の稼働率が向上す
る。また、ワークホルダ侵入検出手段４８によって、加
工位置セーフティゾーン５３にワークホルダ１５が侵入
したと判定されたときだけ、ワークホルダ干渉検知手段
５０による干渉有無の検知が行われるので、低速下降に
よる干渉有無検知の動作を極力少なく抑えることがで
き、パンチプレス機のサイクルタイムが長くなることが
防止できる。また、ワークホルダ干渉検知手段５０によ
る干渉検知は、パンチ工具６を低速で板材Ｗに近接させ
るものであるため、干渉した場合でも、パンチ工具６や
ワークホルダ１５に無理な力が加わることがなく、パン
チ工具６やワークホルダ１５を傷つけることがない。

【００２４】なお、上記実施形態では、ワークホルダ侵
入検出手段４８により、パンチ位置Ｐの周囲に設定した
加工位置セーフティゾーン５３に、ワークホルダ１５が
侵入しているか否かを判定するようにしたが、ワークホ
ルダ侵入検出手段４８は、加工位置セーフティゾーン５
３にワークホルダセーフティゾーン５４が侵入したか否
かを判定するようにしても良い。また、上記実施形態で
は、セーフティゾーン５３への侵入の検出により、自動
的にパンチ機構１２に干渉検出動作（図７のステップＳ
３）に移行させるように構成したが、操作スイッチ（図
示せず）を設けておいて、干渉検出動作（ステップＳ
３）を人手によるスイッチ操作で開始させるようにして
も良い。その場合、ワークホルダ侵入検出手段４８によ
る侵入検出信号に応答してアラームを発生させて機械を
停止させるようにし、前記開始用の操作スイッチを人手
でスイッチオンとすることにより、そのオン信号に応答
して干渉検出動作を開始させるようにする。

【００２５】

【発明の効果】この発明のパンチプレス機は、ワークを
把持し、前記ワークの所望の加工部位を加工位置までテ
ーブル上で搬送可能なワークホルダと、前記加工位置で
ワークに対して加工を行うパンチ機構と、前記パンチ機
構とワークホルダとが干渉したことを検出するワークホ
ルダ干渉検知手段と、この手段の検知結果に基づいて前
記パンチ機構を制御する検知結果対応制御手段とを備え
たため、誤判断による機械の損傷の恐れを生じることな
く、ワークホルダに極力近い箇所まで加工範囲を広げる
ことができる。前記構成において、前記加工位置の周囲
または前記ワークホルダの周囲にセーフティゾーンを設
け、このセーフティゾーンにワークホルダまたは加工位
置が相対的に侵入したか否かを検出するワークホルダ侵
入検出手段を設け、前記パンチ機構の次パンチ動作待機
状態時に、前記ワークホルダの移動によりセーフティゾ
ーンへ侵入状態となったときに、前記ワークホルダ干渉
検知手段の検出機能を有効とする侵入時検知実行手段を
設けた場合は、必要時のみパンチ工具とワークホルダと
の干渉を検知する制御が、簡易な制御で実現でき、サイ
クルタイムが長くなることを防止できる。前記構成にお
いて、前記ワークホルダ干渉検知手段を、前記パンチ機
構のパンチ工具を低速でワークに近接させ、パンチ機構
とワークホルダとの干渉を検知するものとした場合に
は、パンチ機構とワークホルダとが干渉した場合でもパ
ンチ工具やワークホルダに無理な力が負荷されることが
なく、パンチ工具やワークホルダが損傷するのを防止で
きる。また、セーフティゾーンに侵入したときだけ低速
にするので、サイクルタイムが長くなることを防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るパンチプレス機の
概略の構成を示す模式図である。

【図２】同パンチプレス機の破断側面図である。

【図３】同パンチプレス機の平面図である。

【図４】同パンチプレス機における加工位置セーフティ
ゾーンとワークホルダセーフティゾーンとを示す説明図
である。

【図５】同パンチプレス機における干渉検知時およびパ
ンチ動作時のパンチ工具の速度曲線の一例を示す説明図
である。

【図６】同パンチプレス機におけるパンチ工具とワーク
ホルダとの干渉を示す説明図である。

【図７】同パンチプレス機の干渉検出動作を示すフロー
図である。

【符号の説明】

６…パンチ工具 １２…パンチ機構 １４…ワークテーブル １５…ワークホルダ ４８…ワークホルダ侵入検出手段 ４９…侵入時検知実行手段 ５０…ワークホルダ干渉検知手段 ５１…検知結果対応制御手段 ５３…加工位置セーフティゾーン ５４…ワークホルダセーフティゾーン Ｐ…加工位置 Ｗ…板材（ワーク）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを把持し、前記ワークの所望の加
   工部位を加工位置までテーブル上で搬送可能なワークホ
   ルダと、前記加工位置でワークに対して加工を行うパン
   チ機構と、前記パンチ機構とワークホルダとが干渉した
   ことを検出するワークホルダ干渉検知手段と、この手段
   の検知結果に基づいて前記パンチ機構を制御する検知結
   果対応制御手段とを備えたパンチプレス機。
2. 【請求項２】 前記加工位置の周囲または前記ワークホ
   ルダの周囲にセーフティゾーンを設け、このセーフティ
   ゾーンにワークホルダまたは加工位置が相対的に侵入し
   たか否かを検出するワークホルダ侵入検出手段を設け、
   前記パンチ機構の次パンチ動作待機状態時において、前
   記ワークホルダの移動によりセーフティゾーンへ侵入状
   態となったときに、前記ワークホルダ干渉検知手段の検
   出機能を有効とする侵入時検知実行手段を設けた請求項
   １記載のパンチプレス機。
3. 【請求項３】 前記ワークホルダ干渉検知手段は、前記
   パンチ機構のパンチ工具を低速でワークに近接させ、パ
   ンチ機構とワークホルダとの干渉を検知するものとした
   請求項２記載のパンチプレス機。