KR20070007210A

KR20070007210A - 천공 장치, 천공용 금형, 천공 방법 및 천공용 금형의 위치결정 고정 방법

Info

Publication number: KR20070007210A
Application number: KR1020067027132A
Authority: KR
Inventors: 가즈히꼬 가또
Original assignee: 베아크 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2007-01-12
Also published as: WO2004110665A1; JP4522366B2; CN1784277A; KR20070007211A; CN101125429B; CN101028718A; CN101125429A; TW200502072A; JPWO2004110665A1; KR100771764B1; KR20060003345A; KR100770476B1; TWI248391B; KR100770477B1

Abstract

시트 형상의 피가공물(W)에 천공을 실시하기 위한 펀칭용 금형(820) 및 다이용 금형(830)으로 이루어지는 천공용 금형(810)을 갖는 천공 기구(800)와, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830) 사이에 개재하는 시트 형상의 피가공물(W)에 긴장력을 부여하기 위한 수단을 구비한 천공 장치(100)이며, 천공 기구(800)는 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830) 사이의 공극(G)이 시트 형상의 피가공물(W)의 두께보다도 큰 상태에서 천공을 실시하는 천공 기구이다. 이로 인해, 본 발명의 천공 장치(100)는 비용의 저렴화 및 금형 구조의 간소화를 도모할 수 있는 동시에 품질상의 신뢰성을 높일 수 있고, 또는 천공을 고속화하는 것이 용이한 천공 장치가 된다.

천공용 금형, 다이용 금형, 펀칭용 금형, 피가공물, 천공 장치, 천공 기구

Description

천공 장치, 천공용 금형, 천공 방법 및 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법{DEVICE, DIE, AND METHOD OF PUNCHING, AND METHOD OF POSITIONING AND FIXING PUNCHING DIE}

도1은 실시 형태에 관한 천공 장치를 도시하는 정면도.

도2는 실시 형태에 관한 천공 장치를 도시하는 평면도.

도3은 도2의 A-A 단면도.

도4는 실시 형태에 관한 천공 장치의 천공 기구를 도시하는 사시도.

도5는 도4의 국부 단면도.

도6은 실시 형태에 관한 천공 장치의 천공 기구를 도시하는 측면도.

도7은 실시 형태에 관한 천공 장치의 천공 기구를 도시하는 평면도.

도8은 도7의 B-B 단면도.

도9는 도8의 A부를 확대하여 도시하는 단면도.

도10은 실시 형태에 관한 천공용 금형을 도시하는 사시도.

도11은 실시 형태에 관한 천공용 금형을 도시하는 도면.

도12는 실시 형태에 관한 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법을 설명하기 위해 도시하는 흐름도.

도13은 실시 형태에 관한 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법을 실시하기 위 해 이용하는 스페이서를 도시하는 평면도.

도14는 종래의 천공 장치를 도시하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 천공 장치

200 : 장치 본체

222 : 이동형의 클램퍼

232, 233 : 고정형의 클램퍼

300 : 조출 기구

400 : 권취 기구

500 : 장력 기구

510 : 승강 롤러

600 : 장력 기구

610 : 승강 롤러

700 : 테이블 이동 기구

710 : 제1 테이블 이동 기구

720 : 제2 테이블 이동 기구

712, 722 : 테이블

724 : 프레임

724A, 724B : 다리부

724C : 천정부

730 : 고정형의 클램퍼

742, 744, 752, 754 : 롤 샤프트

800 : 천공 기구

810 : 천공용 금형

820 : 펀칭용 금형

820A : 수용 구멍

820F, 820G : 핀 끼워 맞춤 구멍

830 : 다이용 금형

830A : 관통 구멍

830B, 830C : 핀 삽통 구멍

840 : 발광 소자

850, 851 : 펀칭

870 : 캠 샤프트

880 : 촬상 소자

900 : 천공용 금형 위치 결정 고정 기구

910, 911 : 체크 부재

920, 921 : 위치 결정용 핀

a : 중심축

P : 스페이서

P₁, P₂ : 핀 삽통 구멍

W : 피가공물

본 발명은, 시트 형상의 피가공물에 천공을 실시하는 경우에 사용하는 데 자람직한 천공 장치, 천공용 금형, 천공 방법 및 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 금속 시트, 프린트 기판, 가요성 기판 등의 피가공물에 천공을 실시하기 위해서는, 펀칭용 금형과 다이용 금형 사이에 피가공물을 개재시켜 펀칭용 금형의 펀칭을 다이용 금형의 다이 구멍에 끼워 맞춤으로써 행한다.

종래, 이러한 종류의 피가공물의 천공에는, 도14에 도시한 바와 같은 천공 장치가 이용되고 있다[예를 들어, 특허 문헌 1(일본 특허 공개 제2002-263750호 공보) 참조].

이 천공 장치에 대해, 도14를 이용하여 설명하면 천공 장치(1)는 펀칭용 금형(2) 및 다이용 금형(3)을 구비하고 있다.

펀칭용 금형(2)은, 도14의 (a)에 도시한 바와 같이 배킹 플레이트(4), 펀칭 플레이트(5) 및 스트립퍼(6)를 갖고, 가이드 플레이트(7)의 하단부에 부착용 플레이트(8)를 통해 배치되어 있다. 그리고, 승강 기구(도시하지 않음)의 구동에 의해 가이드 플레이트(7) 및 부착용 플레이트(8)와 함께 승강하도록 구성되어 있다. 배킹 플레이트(4)는 가이드 플레이트(7)에 부착용 플레이트(8)를 통해 고정되어 있다. 펀칭 플레이트(5)는 스트립퍼(6)를 삽통 가능한 펀칭(5a)를 갖고, 배킹 플레이트(4)에 고정되어 있다. 스트립퍼(6)는 돌출부(6a)를 갖고, 펀칭 플레이트(5)의 하방에 승강 가능하게 배치되어 있다.

가이드 플레이트(7)는 승강 기구(도시하지 않음)에 가이드 축(9)을 통해 연결되어 있다. 부착용 플레이트(8)에는 압축 스프링(10)을 수용하는 스프링 수용 구멍(8a)이 마련되어 있다. 압축 스프링(10)의 하단부에는 배킹 플레이트(4) 및 펀칭 플레이트(5)를 삽통하는 스트립퍼 가이드 핀(11)이 부착되어 있다. 스트립퍼 가이드 핀(11)의 선단부에는 스트립퍼(6)가 부착되어 있다.

한편, 다이용 금형(3)은, 도14의 (b)에 도시한 바와 같이 다이 플레이트(12)를 갖고, 펀칭용 금형(2)의 하방에 배치되어 있다. 다이 플레이트(12)에는 펀칭(5a)를 끼워 맞춤 가능한 다이 구멍(12a)이 마련되어 있다.

이와 같이 구성된 천공 장치(1)를 이용하여 피가공물에 천공을 실시하기 위해서는, 다이용 금형(3)의 다이 플레이트(12) 상에 피가공물(도시하지 않음)을 적재한 후, 미리 상측 대기 위치에 배치된 펀칭용 금형(2)을 하강시킴으로써 행한다.

이 경우, 펀칭용 금형(2)이 하강하면, 스트립퍼(6)의 돌출부(6a)가 다이 플레이트(12) 상의 피가공물에 접촉한다. 이 상태로부터 펀칭용 금형(2)이 더 하강하면, 스트립퍼(6)의 돌출부(6a)가 피가공물을 다이 플레이트(12) 상에 압접한다. 이로 인해, 스트립퍼(6)가 다이 플레이트(12) 상의 피가공물을 압접한 상태에서 펀 칭(5a)가 다이 플레이트(12)로부터 하방으로 돌출하여 다이 구멍(12a)에 끼워 맞추어 피가공물에 천공이 실시된다.

펀칭용 금형(2)이 상승할 때에는, 스트립퍼(6)가 다이 플레이트(12) 상의 피가공물을 압접한 대로의 상태에서, 펀칭(5a)가 피가공물의 다이 구멍(12a)으로부터 빠져 나가기 때문에, 원활한 천공 동작이 실현된다.

[특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2002-263750호 공보(도6)]

그런데, 상기한 천공 장치에 있어서는 피가공물의 천공을 원활하게 행하기 위해 스트립퍼를 필요로 하기 때문에, 부품 개수가 커져 비용이 높아질 뿐만 아니라, 금형 구조가 복잡하게 된다는 과제가 있었다.

또한, 천공시에는 스트립퍼가 피가공물을 다이 플레이트에 압접하는 것이기 때문에, 피가공물이 손상되기 쉽고, 품질상의 신뢰성이 저하한다는 과제도 있었다.

또한, 천공시에는 펀칭용 금형 전체가 승강할 필요가 있기 때문에, 천공을 고속화하는 것이 용이하지 않다는 과제도 있었다.

본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 비용의 저렴화 및 금형 구조의 간소화를 도모할 수 있는 동시에 품질상의 신뢰성을 높일 수 있고, 게다가 천공을 고속화하는 것이 용이한 천공 장치, 천공용 금형 및 천공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 천공용 금형의 위치 결정 작업의 간소화를 도모할 수 있는 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 발명의 천공 장치는 시트 형상의 피가공물에 천공을 실시하기 위한 펀칭용 금형 및 다이용 금형으로 이루어지는 천공용 금형을 갖는 천공 기구와, 상기 펀칭용 금형과 상기 다이용 금형 사이에 개재하는 시트 형상의 피가공물에 긴장력을 부여하기 위한 수단을 구비한 천공 장치이며, 상기 천공 기구는 펀칭용 금형과 다이용 금형 사이의 공극이 시트 형상의 피가공물의 두께보다도 큰 상태에서 천공을 실시하는 천공 기구인 것을 특징으로 한다.

이로 인해, 본 발명의 천공 장치에 따르면, 펀칭용 금형과 다이용 금형 사이에 개재하는 피가공물에 긴장력이 부여된 상태에서 천공 동작이 행해지기 때문에, 시트 형상의 피가공물의 굴곡이 효과적으로 억제되어, 그 결과 피가공물에 대해 정확한 각도로 천공 동작이 행해지고, 펀칭이 피가공물로부터 원활하게 빠지게 된다. 이로 인해, 펀칭용 금형과 다이용 금형 사이의 공극이 시트 형상의 피가공물의 두께보다도 큰 상태에서 천공을 실시하는 것이 가능해진다. 즉, 종래 필요한 스트립퍼를 불필요로 할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 천공 장치에 따르면, 부품 개수를 삭감할 수 있어 비용의 저렴화 및 금형 구조의 간소화를 도모할 수 있다.

또한, 피가공물을 비압박 상태로 한 상태에서 천공이 실시되도록 되기 때문에, 피가공물에 대한 손상 발생을 확실하게 억제할 수 있어 품질상의 신뢰성을 높일 수도 있다.

또, 이러한 효과는 천공 장치가 롤 형상의 피가공물을 시트 형상으로 조출하는 조출 기구와 시트 형상의 피가공물을 롤 형상으로 권취하는 권취 기구를 구비한 천공 장치인 경우에, 특히 큰 것이 된다.

또한, 펀칭용 금형과 다이용 금형 사이의 공극이 시트 형상의 피가공물의 두께보다도 큰 상태에서 천공을 실시하기 때문에, 천공시에는 펀칭용 금형 자체는 승강할 필요가 없어져 펀칭만이 승강함으로써 충분하기 때문에, 천공을 고속화하는 것이 용이해진다.

(2) 상기 (1)에 기재된 천공 장치에 있어서는, 상기 천공 기구는 펀칭용 금형과 다이용 금형 사이의 공극이 0.10 ㎜ 내지 5.0 ㎜인 상태에서 천공을 실시하는 것이 바람직하다.

여기서, 공극을 0.10 ㎜ 이상으로 한 것은 공극을 0.10 ㎜ 미만으로 하면 비교적 두꺼운 피가공물을 천공할 수 없게 되는 경우가 생기기 때문이다. 이 관점으로부터 말하면, 공극을 0.20 ㎜ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.30 ㎜ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 공극을 5.0 ㎜ 이하로 한 것은 공극이5.0 ㎜를 넘으면 펀칭의 선단부와 다이 구멍과의 위치 정밀도를 확보하는 것이 용이하지 않기 때문이고, 또한 천공시에 펀칭의 진직도를 유지하는 것이 용이하지 않기 때문이다. 이 관점에서 말하면, 공극을 3.0 ㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 2.0 ㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 천공 장치에 있어서는, 상기 천공 기구는 상기 펀칭용 금형과 상기 다이용 금형 사이에 가이드 핀이 개재하지 않는 상태에서 천공을 실시하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 펀칭용 금형과 다이용 금형 사이에 대면적의 피가공물을 적재하는 것이 가능하게 되므로, 대면적의 피가공물에 천공을 실시할 수 있 게 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 천공 장치에 있어서는, 시트 형상의 피가공물을 끼우기 위한 상하 2개의 롤 샤프트를 피가공 영역 양측에 각각 구비한 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 시트 형상의 피가공물의 굴곡이 더 효과적으로 억제된다.

또, 이 효과는 천공 장치가 롤 형상의 피가공물을 시트 형상으로 조출하는 조출 기구와 시트 형상의 피가공물을 롤 형상으로 권취하는 권취 기구를 구비한 천공 장치인 경우에, 상기한 (1)인 경우와 같이, 특히 큰 것이 된다.

(5) 본 발명의 천공 장치는 시트 형상의 피가공물에 천공을 실시하기 위한 펀칭용 금형 및 다이용 금형으로 이루어지는 천공용 금형을 갖는 천공 기구와, 천공 장치의 천공용 금형 부착부에 상기 천공용 금형을 위치 결정 고정하기 위한 천공용 금형 위치 결정 고정 기구를 구비한 천공 장치이며, 이 천공용 금형 위치 결정 고정 기구는 상하 방향으로 이동 가능한 적어도 2개의 위치 결정용 핀을 갖고, 상기 천공용 금형 부착부에는 상기 위치 결정용 핀을 끼워 맞추는 핀 위치 결정용 구멍이 마련되고, 상기 다이용 금형에는 상기 위치 결정용 핀을 삽통 가능한 핀 삽통 구멍이 마련되고, 상기 펀칭용 금형에는 상기 위치 결정용 핀을 끼워 맞춤 가능한 핀 끼워 맞춤 구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

이로 인해, 본 발명의 천공 장치에 따르면, 위치 결정용 핀을 상하하는 만큼의 간단한 조작으로, 펀칭용 금형과 다이용 금형과의 위치 결정 및 천공 장치의 천 공용 금형 부착부와 다이용 금형과의 위치 결정을 고정밀도로 행할 수 있다.

따라서, 천공 장치의 천공용 금형 부착부와 천공용 금형과의 위치 정밀도가 높아지기 때문에, 피가공물에 있어서의 천공 위치의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 펀칭용 금형과 다이용 금형과의 위치 정밀도가 높아지기 때문에, 돌기 부재의 버어가 생기지 않는 깨끗한 천공을 행할 수 있다. 또, 전용의 천공용 금형 위치 조정 장치가 불필요해져 천공 장치의 저비용화를 도모할 수 있다는 효과도 있다.

또, 이러한 효과는 천공 장치가 롤 형상의 피가공물을 시트 형상으로 조출하는 조출 기구와 시트 형상의 피가공물을 롤 형상으로 권취하는 권취 기구를 구비한 천공 장치인 경우에, 상기한 (1) 또는 (4)인 경우와 같이, 특히 큰 것으로 된다.

또한, 본 발명의 천공 장치에 있어서의 특징을 상기 (1) 또는 (4)에 기재된 천공 장치에 추가함으로써, 더 우수한 천공 장치가 된다.

(6) 본 발명의 천공 장치는 직각으로 교차하는 2개의 방향으로 이동 가능한 테이블을 갖는 테이블 이동 기구와, 이 테이블 이동 기구의 테이블에 배치되고, 시트 형상의 피가공물에 천공을 실시하기 위한 펀칭용 금형 및 다이용 금형으로 이루어지는 천공용 금형을 갖는 천공 기구를 구비한 천공 장치이며, 상기 테이블 상에는 서로 대향하는 2개의 다리부 및 이들 2개의 다리부를 연결하는 천정부를 갖는 문 형태의 프레임이 세워 설치되고, 이 프레임의 천정부에는 상기 펀칭용 금형이 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

이로 인해, 본 발명의 천공 장치에 따르면, 펀칭용 금형을 부착하는 프레임의 강성이 확실하게 높아진다.

따라서, 다이용 금형에 대한 펀칭용 금형의 위치 정밀도를 높일 수 있어 천공에 의한 돌기 부재의 버어의 발생을 방지할 수 있는 동시에, 천공의 고속화에 대응할 수 있다.

또, 이러한 효과는 천공 장치가 롤 형상의 피가공물을 시트 형상으로 조출하는 조출 기구와 시트 형상의 피가공물을 롤 형상으로 권취하는 권취 기구를 구비한 천공 장치인 경우에, 상기한 (1), (4) 또는 (5)인 경우와 같이, 특히 큰 것으로 된다.

또한, 본 발명의 천공 장치에 있어서의 특징을 상기 (1), (4) 또는 (5)에 기재된 천공 장치에 추가함으로써, 더 우수한 천공 장치가 된다.

(7) 본 발명의 천공 장치는 롤 형상의 피가공물을 시트 형상으로 조출하는 조출 기구와, 시트 형상의 피가공물을 롤 형상으로 권취하는 권취 기구와, 상기 조출 기구와 상기 권취 기구 사이에 배치되고, 시트 형상의 피가공물에 천공을 실시하기 위한 펀칭용 금형 및 다이용 금형으로 이루어지는 천공용 금형을 갖는 천공 기구를 구비한 천공 장치이며, 상기 조출 기구와 상기 천공 기구 사이 및 상기 천공 기구와 상기 권취 기구 사이에 각각 배치되고, 피가공물을 이완ㆍ긴장시키기 위한 승강 롤러를 갖는 한 쌍의 장력 기구를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

이로 인해, 본 발명의 천공 장치에 따르면, 각 장력 기구의 승강 롤러의 상승에 의해 피가공물이 이완하고, 또한 승강 롤러의 하강에 의해 피가공물이 다시 긴장한다.

따라서, 장시간에 걸치는 조출ㆍ권취 동작에 의해 발생하는 피가공물의 사행 이동을 해소할 수 있어 양호한 천공 가공을 실시할 수 있다.

본 발명의 천공 장치에 있어서의 특징을 상기 (1), (4), (5) 또는 (6)에 기재된 천공 장치에 추가함으로써, 더 우수한 천공 장치가 된다.

(8) 본 발명의 천공 장치는, 직각으로 교차하는 2개의 방향으로 이동 가능한 테이블을 갖는 테이블 이동 기구와, 이 테이블 이동 기구의 테이블에 배치되고, 시트 형상의 피가공물에 천공을 실시하기 위한 펀칭용 금형 및 다이용 금형으로 이루어지는 천공용 금형을 갖는 천공 기구를 구비한 천공 장치이며, 상기 펀칭용 금형 및 상기 다이용 금형 중 어느 한 쪽의 금형에는 피가공물측에 개구하는 촬영용의 관통 구멍이 마련되고, 이 관통 구멍의 중심축 상에는 피가공물의 천공 위치를 판독하기 위한 촬상 소자가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이로 인해, 본 발명의 천공 장치에 따르면, 촬상 소자에 의해 펀칭용 금형 및 다이용 금형의 평면 내에서 천공 위치의 판독이 가능해진다.

따라서, 촬상 소자에 의한 천공 위치의 판독으로부터 천공용 금형의 천공 위치에 도달하기까지의 수평 이동 시간을 단축할 수 있어, 천공 가공의 고속화를 도모할 수 있다.

또한, 촬상 소자에 의한 천공 위치의 판독을 피가공물에 수직인 방향으로부터 행할 수 있기 때문에, 판독 정밀도를 높일 수 있다.

또, 상기한 효과는 천공 장치가 롤 형상의 피가공물을 시트 형상으로 조출하는 조출 기구와 시트 형상의 피가공물을 롤 형상으로 권취하는 권취 기구를 구비한 천공 장치인 경우에, 특히 큰 것으로 된다.

또한, 본 발명의 천공 장치에 있어서의 특징을 상기 (1), (4), (5), (6) 또는 (7)에 기재된 천공 장치에 추가함으로써, 더 우수한 천공 장치가 된다.

상기 (8)에 기재된 천공 장치에 있어서는, 상기 관통 구멍의 중심축은 상기 어느 한 쪽의 금형의 중심축에 일치하고 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 관통 구멍으로부터 각 펀칭까지의 수평 거리가 동일한 치수가 되고, 촬상 소자에 의한 천공 위치의 판독으로부터 각 펀칭의 천공 위치에 도달하기까지의 수평 이동 시간을 동일한 시간으로 설정할 수 있다.

또, 천공 목적(예를 들어, 관통 구멍을 개방하는 경우)에 의해서는, 촬상 소자에 의한 천공 위치의 판독을 행하지 않는 것으로 할 수도 있다.

(9) 상기 (8)에 기재된 천공 장치에 있어서, 상기 펀칭용 금형 및 상기 다이용 금형 중 상기 관통 구멍이 마련된 금형과 다른 금형에는, 상기 관통 구멍의 중심축 상에 위치하고, 또한 피가공물측에 개구하는 수용 구멍이 마련되고, 이 수용 구멍에는 피가공물을 조명하는 발광 소자가 수용되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 발광 소자로부터의 조명광이 피가공물의 조명에 유효하게 이용된다. 그리고, 피가공물을 투과한 빛이 촬상 소자에 판독됨으로써 천공 위치의 판독이 효과적으로 행해진다.

(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 천공 장치에 있어서는, 상기 펀칭용 금형은 이 펀칭용 금형에 있어서의 중심축을 포함하는 가상 평면에 따라서 배치된 복수의 펀칭 삽통 구멍을 갖고, 상기 다이용 금형은 상기 복수의 펀칭 삽통 구멍에 대응하는 복수의 다이 구멍을 갖고, 상기 각 펀칭 삽통 구멍에 대응하는 각 펀칭은 캠축의 회전에 의해 서로 다른 승강로 내에서 이동 가능하게 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 캠축의 회전 영역을 변경함으로써, 복수의 펀칭 중 어떠한 펀칭을 선택하여 피가공물의 천공에 사용할 수 있다.

(11) 상기 (10)에 기재된 천공 장치에 있어서는, 상기 펀칭 금형은 상기 중심축을 포함하는 동시에 상기 가상 평면과는 다른 가상 평면에 따라서 배치된 별도의 복수의 펀칭 삽통 구멍을 더 갖고, 상기 다이용 금형은 상기 별도의 복수의 펀칭 삽통 구멍에 대응하는 별도의 복수의 다이 구멍을 갖고, 상기 펀칭용 금형 및 상기 다이용 금형은 천공 장치의 천공용 금형 부착부의 상면과 수직인 가상 기준선의 주위에 있어서의 복수의 주위 방향 위치에 착탈 가능하게 부착되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 펀칭용 금형 및 다이용 금형에 있어서의 부착 위치를 변경함으로써, 원하는 방향으로 배열하는 복수의 펀칭을 선택하여 피가공물의 천공에 사용할 수 있다.

(12) 본 발명의 천공용 금형은 시트 형상의 피가공물에 천공을 실시하기 위한 펀칭용 금형, 다이용 금형 및 이들 펀칭용 금형과 다이용 금형과의 위치 결정을 행하기 위한 적어도 2개의 위치 결정용 핀을 갖는 천공용 금형이며, 상기 다이용 금형에는 상기 위치 결정용 핀을 삽통 가능한 핀 삽통 구멍이 마련되고, 상기 펀칭용 금형에는 상기 위치 결정용 핀을 끼워 맞춤 가능한 핀 끼워 맞춤 구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

이로 인해, 본 발명의 천공용 금형에 따르면, 위치 결정용 핀을 상하하는 만큼의 간단한 조작으로, 펀칭용 금형과 다이용 금형과의 위치 결정 및 천공 장치의 천공용 금형 부착부와 다이용 금형과의 위치 결정을 고정밀도로 행할 수 있다.

(13) 본 발명의 천공 방법은 시트 형상의 피가공물에 천공을 실시하기 위한 펀칭용 금형 및 다이용 금형으로 이루어지는 천공용 금형을 갖는 천공 기구를 구비한 천공 장치를 이용하고, 상기 펀칭용 금형과 상기 다이용 금형 사이에 개재하는 시트 형상의 피가공물에 긴장력을 부여한 상태에서, 피가공물에 천공을 실시하는 천공 방법이며, 상기 펀칭용 금형과 상기 다이용 금형 사이의 공극이 시트 형상의 피가공물의 두께보다도 큰 상태에서 천공을 실시하는 것을 특징으로 한다.

이로 인해, 본 발명의 천공 방법에 따르면, 펀칭용 금형과 다이용 금형 사이에 개재하는 피가공물에 긴장력을 부여한 상태에서 천공 동작을 행하기 때문에, 시트 형상의 피가공물의 굴곡이 효과적으로 억제되어, 그 결과 피가공물에 대해 정확한 각도로 천공 동작이 행해져 펀칭이 피가공물로부터 원활하게 빠지게 된다. 이로 인해, 펀칭용 금형과 다이용 금형 사이의 공극이 시트 형상의 피가공물의 두께보다도 큰 상태에서 천공을 실시하는 것이 가능해진다. 즉, 종래 필요한 스트립퍼 를 불필요로 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 천공 방법에 따르면, 천공 장치의 부품 개수를 삭감할 수 있어 비용의 저렴화 및 금형 구조의 간소화를 도모할 수 있다.

또한, 피가공물을 비압박 상태로 한 상태에서 천공을 실시하게 되기 때문에, 피가공물에 대한 손상 발생을 확실하게 억제할 수 있어 품질상의 신뢰성을 높일 수 있다.

또, 이러한 효과는 천공 장치가 시트 형상의 피가공물이 롤 형상의 피가공물을 시트 형상으로 조출하는 조출 기구와 시트 형상의 피가공물을 롤 형상으로 권취하는 권취 기구를 구비한 천공 장치인 경우에, 특히 큰 것으로 된다.

(14) 본 발명의 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법은 핀 위치 결정용 구멍을 갖는 천공용 금형 부착부와, 시트 형상의 피가공물에 천공을 실시하기 위한 핀 끼워 맞춤 구멍 부착의 다이용 금형으로 이루어지는 천공용 금형을 갖는 천공 기구를 구비한 천공 장치에 있어서, 상기 천공용 금형을 상기 천공용 금형 부착부에 위치 결정 고정하는 방법이며, 위치 결정용 핀을 상기 핀 삽통 구멍 및 상기 핀 끼워 맞춤 구멍에 끼워 맞추어 천공용 금형 조립체를 형성하는 공정과, 상기 천공용 금형 조립체를 상기 천공 기구에 있어서의 소정 위치에 배치하는 공정과, 상기 위치 결정용 핀을 하강시켜 상기 위치 결정용 구멍에 끼워 맞추고 나서, 상기 다이용 금형을 상기 다이용 금형측의 천공용 금형 부착부에 고정하는 동시에 상기 펀칭용 금형을 상기 펀칭용 금형측의 천공용 금형 부착부에 고정하는 공정과, 상기 위치 결정용 핀을 더 하강시켜 상기 핀 끼워 맞춤 구멍과의 끼워 맞춤을 해제하여 상기 천공용 금형 조립체를 분해하는 공정을, 이 순서로 갖는 것을 특징으로 한다.

이로 인해, 본 발명의 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법에 따르면, 위치 결정용 핀을 상하하는 만큼의 간단한 조작으로, 펀칭용 금형과 다이용 금형과의 위치 결정 및 테이블과 다이용 금형과의 위치 결정을 고정밀도로 행할 수 있다.

따라서, 테이블과 천공용 금형과의 위치 정밀도가 높아지기 때문에, 피가공물에 있어서의 천공 위치의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 펀칭용 금형과 다이용 금형과의 위치 정밀도가 높아지기 때문에, 돌기 부재의 버어가 생기지 않는 깨끗한 천공을 행할 수 있다. 또, 전용의 천공용 금형 위치 조정 장치가 불필요해져 천공 장치의 저비용화를 도모할 수 있다는 효과도 있다.

또, 이러한 효과는 천공 장치가 롤 형상의 피가공물을 시트 형상으로 조출하는 조출 기구와 시트 형상의 피가공물을 롤 형상으로 권취하는 권취 기구를 구비한 천공 장치인 경우에, 특히 큰 것으로 된다.

(15) 상기 (14)에 기재된 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법에 있어서는, 상기 천공용 금형 조립체를 형성하는 공정에 있어서는, 상기 펀칭용 금형과 상기 다이용 금형 사이에 핀 삽통 구멍을 갖고, 0.10 ㎜ 내지 5.0 ㎜의 두께를 갖는 스페이서를 미리 개재시켜 천공용 금형 조립체를 형성하고, 상기 천공용 금형 조립체 를 분해하는 공정에서는 상기 펀칭용 금형과 상기 다이용 금형 사이에 개재하는 상기 스페이서를 제거하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 소정의 스페이서를 이용하는 만큼의 간단한 방법으로, 펀칭용 금형과 다이용 금형 사이의 공극의 크기를 0.10 ㎜ 내지 5.0 ㎜의 범위로 매우 높은 정밀도로 제어할 수 있다. 또, 소정의 공극이 개방되도록 펀칭용 금형과 다이용 금형을 분리할 필요가 없어지기 때문에, 펀칭용 금형 하면과 다이용 금형 상면과의 평행도를 매우 높은 것으로 할 수 있다. 또한, 이로 인해 위치 결정용 핀을 상하할 때에, 위치 결정용 핀과 핀 삽통 구멍 및 핀 끼워 맞춤 구멍 사이에서 스커핑이 발생하는 것을 방지할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 이는 핀 삽통 구멍 및 핀 끼워 맞춤 구멍의 내경과 위치 결정용 핀의 외경과의 치수 차이를 매우 작은 치수로 설정할 수 있는 것을 의미한다. 이에 의해, 펀칭용 금형과 다이용 금형과의 상대적인 수평 방향의 위치 정밀도를 높일 수 있어 천공에 의한 돌기 부재 버어의 발생 방지 및 천공의 고속화에 효과가 있다.

이하, 본 발명의 천공 장치, 천공용 금형, 천공 방법 및 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법에 관해서, 도면에 도시하는 실시 형태에 따라서 설명한다.

우선, 실시 형태에 관한 천공 장치, 천공용 금형 및 천공 방법에 대해, 도1 내지 도11을 이용하여 설명한다. 도1은 실시 형태에 관한 천공 장치를 도시하는 정면도이다. 도2는 실시 형태에 관한 천공 장치를 도시하는 평면도이다. 도3은 도2의 A-A 단면도이다.

도4는 실시 형태에 관한 천공 장치의 천공 기구를 도시하는 사시도이다. 도5는 도4의 국부 단면도이다. 도6은 실시 형태에 관한 천공 장치의 천공 기구를 도시하는 측면도이다. 도7은 실시 형태에 관한 천공 장치의 천공 기구를 도시하는 평면도이다. 도8은 도7의 B-B 단면도이다. 도9는 도8의 A부를 확대하여 도시하는 단면도이다. 도10은 실시 형태에 관한 천공용 금형을 도시하는 사시도이다. 도11은 실시 형태에 관한 천공용 금형을 도시하는 도면이다. 도11의 (a)는 평면도이며, 도11의 (b)는 도11의 (a)의 C-C 단면도[단, 도11의 (b)에 있어서는 측면으로부터 보이는 부분은 생략하여 정면으로부터 보이는 부분만을 이어서 표시하고 있음]이다.

또, 이하의 설명에 있어서는 서로 직교하는 3개의 방향을 각각 X축 방향(도1에 있어서의 지면에 평행으로 좌우 방향) Y축 방향(도1에 있어서의 지면에 수직인 방향) 및 Z축 방향(도1에 있어서의 지면에 평행 또한 X축에 직교하는 방향)으로 한다.

천공 장치(100)는, 도1 내지 도3에 도시한 바와 같이 각종의 기구(후술함)를 탑재ㆍ고정하기 위한 장치 본체(200)와, 롤 형상의 피가공물(W)을 시트 형상으로 조출하기 위한 조출 기구(300)와, 이 조출 기구(300)로부터 조출된 시트 형상의 피가공물(W)을 천공 후에 권취하기 위한 권취 기구(400)와, 이 권취 기구(400)와 조출 기구(300) 사이의 피가공물(W)을 긴장ㆍ이완하기 위한 한 쌍의 장력 기구(500, 600)와, 이들 한 쌍의 장력 기구(500, 600) 사이에 개재하는 테이블 이동 기구(700)와, 이 테이블 이동 기구(700)에 의해 이동하고 피가공물(W)에 천공을 실시 하기 위한 천공 기구(800)와, 이 천공 기구(800)의 천공용 금형을 테이블 상에 위치 결정 고정하기 위한 천공용 금형 위치 결정 고정 기구(900)를 구비하고 있다.

장치 본체(200)는 평면 대략 직사각형의 기계 다이에 의해 구성되어 있다. 장치 본체(200)의 배면측에는, 각 기구 등을 설정 프로그램에 의해 구동 제어하는 컨트롤러(도시하지 않음)를 내장하는 컨트롤러 박스(210)가 배치되어 있다. 장치 본체(200)의 X축 방향(좌우 방향) 양측부에는, 수직부(220A, 230A) 및 수평부(220B, 230B)를 갖는 대략 L자 형상의 수직 상승벽(220, 230)이 세워 설치되어 있다. 또한, 장치 본체(200)의 X축 방향 양측부에는, 각 수직 상승벽(220, 230)의 후방에 위치하는 롤러 지지대(240, 250)가 각각 세워 설치되어 있다.

수직 상승벽(220, 230)에는 소정의 곡률을 갖고, 두꺼운 피가공물(W)을 안내하는 가이드면(221, 231)이 설치되어 있다. 수직 상승벽(220, 230)의 수직부(220A, 230A)에는 피가공물(W)을 파지 가능한 이동형의 클램퍼(222), 고정형의 클램퍼(232)가 각각 배치되어 있다. 수직 상승벽(230)의 수평부(230B)에는 피가공물(W)을 파지 가능한 고정형의 클램퍼(233)가 배치되어 있다.

천공 기구(800)의 상류측[조출 기구(300)측]에는, 도4 내지 도7에 도시한 바와 같이 피가공물(W)을 끼우기 위한 상하 2개의 롤 샤프트(742, 744)가 마련되고, 천공 기구(800)의 하류측[권취 기구(400)측]에는 피가공물(W)을 끼우기 위한 상하 2개의 롤 샤프트(752, 754)가 설치되어 있다. 피가공물(W)은 하방의 롤 샤프트(742, 752) 상에 세트되고, 이 피가공물(W) 상에 상방의 롤 샤프트(744, 754)가 설치된다. 이에 의해, 피가공물(W)은 상방의 롤 샤프트(744, 754)의 자중에 의해, 이러한 롤 샤프트 사이에 끼워진다. 이들 4개의 롤 샤프트(742, 744, 752, 754)는 볼 베어링에 의해 회전 가능하게 되어 있고, 피가공물(W)의 이동이 방해하지 않게 되어 있다.

*조출 기구(300)는, 도1 내지 도3에 도시한 바와 같이 조출 롤러(310) 및 가이드 롤러(320, 321)를 갖고 있다.

조출 롤러(310)는 롤러 지지대(240)의 상방 단부에 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 토크 모터(330)의 구동에 의한 회전에 의해 롤 형상의 피가공물(W)을 시트 형상으로 조출하도록 구성되어 있다.

가이드 롤러(320, 321)는 X축 방향으로 소정의 간격을 갖고 병설되어 있다. 그리고, 좌측의 가이드 롤러(320)에 있어서는 두껍거나 얇은 피가공물을 안내하도록 구성되고, 우측의 가이드 롤러(321)에 있어서는 얇은 피가공물을 안내하도록 구성되어 있다.

권취 기구(400)는 권취 롤러(410) 및 가이드 롤러(420, 421)를 갖고 있다. 권취 롤러(410)는 롤러 지지대(250)의 상방 단부에 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 토크 모터(430)의 구동에 의한 회전에 의해 시트 형상의 피가공물(W)을 롤 형상으로 권취하도록 구성되어 있다.

가이드 롤러(420, 421)는 X축 방향으로 소정의 간격을 갖고 병설되어 있다. 그리고, 좌측의 가이드 롤러(420)에 있어서는 얇은 피가공물을 안내하도록 구성되고, 우측의 가이드 롤러(421)에 있어서는 두껍거나 얇은 피가공물을 안내하도록 구 성되어 있다.

장력 기구(500, 600) 중 좌측의 장력 기구(500)는 승강 롤러(510)를 갖고, 조출 기구(300)의 하방에 배치되고, 또한 장치 본체(200)의 좌측부에 설치되어 있다. 승강 롤러(510)는 롤러축(510A)이 승강 가이드(530)에 슬라이더(540)를 개재하여 회전ㆍ승강 자유자재로 피봇 지지되어 있다. 그리고, 실린더(520)의 구동에 의한 상승에 의해 피가공물(W)을 이완시키고, 또한 자중에 의한 하강에 의해 긴장시키도록 각각 구성되어 있다.

우측의 장력 기구(600)는 승강 롤러(610)를 갖고, 권취 기구(400)의 하방에 배치되고, 또한 장치 본체(200)의 우측부에 설치되어 있다. 승강 롤러(610)는 롤러축(610A)이 승강 가이드(630)에 슬라이더(640)를 개재하여 회전ㆍ승강 자유자재로 피봇 지지되어 있다. 그리고, 실린더(620)의 구동에 의한 상승에 의해 피가공물(W)을 이완시키고, 또한 자중에 의한 하강에 의해 긴장시키도록 각각 구성되어 있다.

테이블 이동 기구(700)는, 도3에 도시한 바와 같이 제1 테이블 이동 기구(710) 및 제2 테이블 이동 기구(720)를 구비하고 있다.

제1 테이블 이동 기구(710)는 스크류 샤프트(711) 및 테이블(712)을 갖고 있다. 스크류 샤프트(711)는 수평 가로 방향(X축 방향)으로 연장하고, 장치 본체(200)의 표면 폭 방향 중앙부에 회전 가능하게 피봇 지지되어 있다. 그리고, 서보 모터(713)의 구동에 의해 회전할 수 있게 구성되어 있다. 테이블(712)은 장치 본체(200) 상 및 스크류 샤프트(711) 상에 진퇴 자유자재로 보유 지지되고, 서보 모터(713)의 구동에 의한 스크류 샤프트(711)의 회전에 의해 X축 방향으로 진퇴할 수 있게 구성되어 있다.

제2 테이블 이동 기구(720)는 스크류 샤프트(721) 및 테이블(722)을 갖고 있다. 스크류 샤프트(721)는 수평 세로 방향(Y축 방향)으로 연장하고, 테이블(712)의 표면에 회전 가능하게 피봇 지지되어 있다. 그리고, 서보 모터(723)(도2 참조)의 구동에 의해 회전할 수 있게 구성되어 있다. 테이블(722)은 천공용 금형 위치 결정 고정 기구(900)의 위치 결정용 핀(후술함)에 끼워 맞추는 위치 결정용 구멍(도시하지 않음)을 갖고, 테이블(712) 상 및 스크류 샤프트(721) 상에 진퇴 자유자재로 보유 지지되어 있다. 그리고, 서보 모터(723)의 구동에 의한 스크류 샤프트(721)의 회전에 의해 Y축 방향으로 진퇴할 수 있게 구성되어 있다. 테이블(722)의 권취 기구(400)측에는, 피가공물(W)을 파지하여 조출 기구(300)측으로부터 권취 기구(400)측에 공급하는 고정형의 클램퍼(730)가 배치되어 있다.

테이블(722)의 상면 중앙부에는, 도4 내지 도7에 도시한 바와 같이 서로 대향하는 2개의 다리부(724A, 724B) 및 이들 2개의 다리부(724A, 724B)를 연결하는 천정부(724C)를 갖는 문 형태(コ자 형상)의 프레임(724)이 세워 설치되어 있다.

또, 2개의 다리부(724A, 724B) 사이의 치수는 피가공물(W)의 폭 방향 치수보다 큰 치수로 설정되어 있다.

여기서는 도시하지 않지만, 천공용 금형 부착부는 펀칭용 금형 부착부와 다이용 금형 부착부를 갖고 있다. 펀칭용 금형 부착부는 프레임(724)에 마련되고, 다이용 금형 부착부는 테이블(722)에 설치되어 있다.

천공 기구(800)는 천공용 금형(810)을 갖고, 제2 테이블 이동 기구(720)의 테이블(722)에 배치되어 있다.

천공용 금형(810)은 펀칭용 금형(820) 및 다이용 금형(830)으로 이루어지고, 피가공물(W)에 대해 천공을 실시하도록 구성되어 있다.

펀칭용 금형(820)은, 도11에 도시한 바와 같이 베이스(821), 플레이트 부착용 블록(822) 및 펀칭 플레이트(823)를 갖고, 전체가 단 형상(플랜지부 부착)의 블록체에 의해 형성되어 있다. 그리고, 프레임(724)의 천정부(724C)에 체크 부재(910)(도5 참조)를 개재하여 부착되어 있다. 펀칭용 금형(820)의 중앙부에는 피가공물측에 개구하는 단 형상의 수용 구멍(820A)이 마련되어 있다. 수용 구멍(820A)에는 피가공물(W)을 조명하는 발광 소자(840)(도8 및 도9에 도시함)가 수용되어 있다. 이에 의해, 발광 소자(840)로부터의 조명광이 피가공물(W)의 조명에 유효하게 이용된다.

펀칭용 금형(820)의 중앙부 부근에는 수용 구멍(820A)의 중심축을 포함하는 가상 평면에 따라서 배치된 2개의 제1 펀칭 삽통 구멍(820B, 820C) 및 수용 구멍(820A)의 중심축을 포함하여 상기한 가상 평면에 직교하는 별도의 가상 평면에 따라서 배치된 2개의 제2 펀칭 삽통 구멍(820D, 820E)이 마련되어 있다. 제1 펀칭 삽통 구멍(820B, 820C)에는, 도9 및 도10에 도시한 바와 같이 1 세트의 펀칭(850, 851)가 삽통되어 있다. 또한, 제2 펀칭 삽통 구멍(820D, 820E)에서도 제1 펀칭 삽통 구멍(820B, 820C)과 마찬가지로, 1 세트의 펀칭(도시하지 않음)가 삽통되어 있다. 펀칭용 금형(820)의 모서리부(서로 대향하는 모서리부)에는, 제1 펀칭 삽통 구멍(820B, 820C) 및 제2 펀칭 삽통 구멍(820D, 820E)의 외주부이며, 서로 등간격(180°)을 두고 주위 방향으로 병렬하는 2개의 핀 끼워 맞춤 구멍(820F, 820G)이 마련되어 있다.

펀칭(850, 851)는, 도8 내지 도10에 도시한 바와 같이 서보 모터(860)에 의해 회전하는 캠 샤프트(870)에 대해, 롤러 샤프트(871, 872) 등을 통해 연결되어 있다. 그리고, 각 펀칭(850, 851)가 서보 모터(860)의 구동에 의한 캠 샤프트(870)의 회전에 의해 서로 다른 승강로 내에서 이동 가능하게 구성되어 있다. 이로 인해, 캠 샤프트(860)의 회전 영역을 변경함으로써, 펀칭(850, 851) 중 어떠한 펀칭[본 실시 형태에서는 펀칭(850)]를 선택하여 피가공물(W)의 천공에 사용할 수 있다. 서보 모터(860) 및 캠 샤프트(870)는 프레임(724)의 천정부(724C)에 배치되어 있다.

또, 펀칭(850, 851)가 동일 직경의 펀칭인 경우에는, 예를 들어 동일 직경의 천공 실시시에 펀칭(850)가 파손되면, 펀칭(850) 대신에 펀칭(851)를 사용할 수 있고, 펀칭(850)의 부착ㆍ제거 교환이 불필요하게 된다.

또한, 펀칭(850, 851)가 서로 다른 직경의 펀칭(예를 들어, 관통 구멍 뚫기용의 펀칭와 가이드 구멍 뚫기용의 펀칭)인 경우에는, 서로 다른 직경의 천공을 실시할 수 있어 구멍 뚫기 대상의 변경에 의한 펀칭(850, 851)의 부착ㆍ제거 교환이 불필요하게 된다.

다이용 금형(830)은, 도11의 (b)에 도시한 바와 같이 플레이트 부착용 블랙(831) 및 다이 플레이트(832)를 갖고, 전체가 단 형상(플랜지부 부착)의 블록체 에 의해 형성되어 있다. 그리고, 펀칭용 금형(820)의 하방에 배치되고, 또한 테이블(722)에 체크 부재(911)(도5 참조)를 개재하여 부착되어 있다. 또한, 다이용 금형(830)은 펀칭용 금형(820)과 마찬가지로, 중심축(a)의 주위에 있어서의 2개의 주위 방향 위치에 착탈 가능하게 부착되어 있다. 이로 인해, 다이용 금형(830) 및 펀칭용 금형(820)에 있어서의 부착 위치를 변경함으로써, 2 세트의 펀칭 중 1 세트의 펀칭(850, 851)를 선택하여 피가공물(W)의 천공에 사용할 수 있다.

또, 펀칭용 금형 및 다이용 금형의 형상을 육각형 또는 팔각형으로 함으로써, 펀칭용 금형 1개에 대해 3 세트 또는 4 세트의 펀칭을 마련하는 것도 가능하게 된다.

다이용 금형(830)의 중앙부에는, 도11의 (b)에 도시한 바와 같이 수용 구멍(820A)의 중심축(a) 상에 위치하고, 또한 피가공물(W)측에 개구하는 촬영용의 관통 구멍(830A)이 마련되어 있다. 다이용 금형(830)의 모서리부에는 핀 끼워 맞춤 구멍(820F, 820G)에 각각 대응하고, 또한 서로 등간격(180°)을 갖고 주위 방향으로 병렬하는 핀 삽통 구멍(830B, 830C)이 마련되어 있다.

다이용 금형(830)[다이 플레이트(832)]에는 제1 펀칭 삽통 구멍(820B, 820C) 및 제2 펀칭 삽통 구멍(820D, 820E)에 대응하는 다이 구멍(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 다이용 금형(830)에 있어서의 관통 구멍(830A)의 중심축(a) 상에는, 피가공물(W)의 천공 위치를 판독하기 위한 촬상 소자(880)(도8에 도시함)가 배치되어 있다. 이에 의해, 촬상 소자(880)[관통 구멍(830A)]로부터 각 펀칭(850, 851)까지의 수평 거리가 동일한 치수가 되기 때문에, 촬상 소자(880)에 의한 천공 위치 의 판독으로부터 각 펀칭(850, 851)[천공용 금형(810)]의 천공 위치에 도달하기까지의 수평 이동 시간을 동일한 시간으로 설정할 수 있다.

또한, 발광 소자(840)에 의한 조명광이 피가공물(W)을 투과하여 촬상 소자(880)에 판독함으로써, 천공 위치의 판독이 효과적으로 행해진다.

천공용 금형 위치 결정 고정 기구(900)는, 도5, 도10 및 도11의 (b)에 도시한 바와 같이 체크 부재(910, 911) 및 위치 결정용 핀(920, 921)을 갖고 있다. 그리고, 천공용 금형(810)에 의한 천공 실시 상태에 있어서, 펀칭용 금형(820) 및 다이용 금형(830) 사이에 피가공물(W)의 두께보다 큰 상하 방향 치수를 갖는 공극(G)을 형성하도록 구성되어 있다.

또, 공극(G)의 상하 방향 치수는, 예를 들어 피가공물(W)의 두께가 0.10 ㎜일 때에는 0.40 ㎜로 한다. 또한, 펀칭(850, 851)의 직경은 천공 대상에 의해서도 다르지만, 예를 들어 0.10 ㎜ 내지 5.0 ㎜로 한다.

체크 부재(910)는 프레임(724)의 천정부(724C)에 부착되고, 체크 부재(911)는 테이블(722)의 폭 방향 중앙부에 부착되어 있다. 그리고, 체크 부재(910)에 의해 펀칭용 금형(820)을 프레임(724)의 천정부(724C)에 고정하고, 체크 부재(911)에 의해 다이용 금형(830)을 테이블(722)의 폭 방향 중앙부[펀칭용 금형(820)의 하방]에 고정하도록 구성되어 있다.

*위치 결정용 핀(920, 921)은, 도10 및 도11에 도시한 바와 같이 펀칭용 금형(820)의 핀 끼워 맞춤 구멍(820F, 820G)에 대해 끼워 맞춤 가능한, 또한 다이용 금형(830)의 핀 삽통 구멍(830B, 830C)에 대해 삽통 가능한, 또는 테이블(722)에 마련된 위치 결정용 구멍(도시하지 않음)에 대해 끼워 맞추는 원주체에 의해 형성되어 있다. 위치 결정용 핀(920, 921)의 하단부에는 핀 직경 방향으로 관통하고, 또한 핀 조작자(930, 931)의 편심축(930A, 931A)이 삽통하는 긴 구멍(920A, 921A)이 각각 마련되어 있다. 그리고, 위치 결정용 핀(920, 921)이 핀 조작자(930, 931)의 회전 조작에 의해 상하 방향으로 각각 이동하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 천공 장치(100)를 이용하여 피가공물(W)에 천공을 실시하기 위해서는, 다음에 도시한 바와 같이 하여 행한다.

우선, 펀칭용 금형(820)[펀칭 플레이트(823)와 다이용 금형(830)(다이 플레이트(832)] 사이에 피가공물(W)을 개재시킨다. 이 경우, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830) 사이에는 천공용 금형 위치 결정 고정 기구(900)에 의해 피가공물(W)의 두께보다 큰 치수로 설정된 공극(G)(도11에 도시함)이 형성되어 있다.

이어서, 조출 기구(300), 권취 기구(400) 및 테이블 이동 기구(700)[제1 테이블 이동 기구(710)]를 동기하여 구동하고, 피가공물(W)을 조출측으로부터 권취측에 정량 공급한다. 이 때, 피가공물(W)에는 고정형의 클램퍼(730)에 의한 파지력이 부여되고, 이동형의 클램퍼(222) 및 고정형의 클램퍼(232, 233)에 의한 파지력은 해제되어 있다.

그 후, 이동형의 클램퍼(222)가 조출측으로부터 권취측으로 왕복 이동하고, 이 왕복 이동 위치로 피가공물(W)에 파지력을 부여하는 동시에, 고정형의 클램퍼(232)가 파지력을 부여하고 나서, 고정형의 클램퍼(730)에 의한 파지력을 해제한 다.

고정형의 클램퍼(730)에 의한 파지력이 해제되면, 이동형의 클램퍼(222)가 파지력을 부여한 상태에서 권취측으로부터 조출측으로 왕복 이동한다. 이에 의해, 피가공물(W)에는 이동형의 클램퍼(222) 및 고정형의 클램퍼(232)에 의한 긴장력이 부여된다. 이로 인해, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830) 사이에 개재하는 시트 형상의 피가공물(W)에 있어서의 굴곡이 억제된 상태로 되어 있다.

이 때, 시트 형상의 피가공물(W)은 상방의 롤 샤프트(744, 754)와 하방의 롤 샤프트(742, 752) 사이에 끼워져 있기 때문에, 굴곡이 더 효과적으로 억제된 상태로 되어 있다.

그리고, 촬상 소자(880)에 의해 피가공물(W)의 기준 마크(천공 위치를 판독하기 위한 표시 마크)가 검출되면, 제1 테이블 이동 기구(710)의 구동에 의해 천공용 금형(810)[펀칭용 금형(820) 및 다이용 금형(830)]을 천공 영역에 이송한다.

그리고, 테이블 이동 기구(700)의 구동에 의해 직각으로 교차하는 2개의 수평 방향에 따라서 천공용 금형(810)을 이동시키고, 캠 샤프트(870)의 회전에 의한 펀칭(850)의 승강에 의해 피가공물(W)에 천공을 실시한다. 이 경우, 캠 샤프트(870)의 회전 영역을 변경함으로써, 펀칭(850) 대신에 펀칭(851)를 피가공물(W)의 천공에 사용할 수 있다.

*이렇게 하여, 피가공물(W)에 천공이 실시된다.

또, 장시간에 걸치는 천공(조출ㆍ권취 동작)에 의해 발생하는 피가공물(W)의 사행 이동을 해소하기 위해, 장력 기구(500, 600)의 승강 롤러(510, 610)를 적절하게 상승시켜 피가공물(W)에 대한 긴장력을 해제하는 것이 바람직하다.

이상으로, 실시 형태에 관한 천공 장치(100), 천공용 금형(810) 및 천공 방법은, 이하의 (A) 내지 (E)에 나타낸 바와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(A) 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830) 사이에 개재하는 피가공물(W)에 긴장력이 부여된 상태에서 천공 동작이 행해지기 때문에, 시트 형상의 피가공물(W)의 굴곡이 효과적으로 억제되어, 그 결과 피가공물(W)에 대해 정확한 각도로 천공 동작이 행해지고, 펀칭이 피가공물(W)로부터 원활하게 빠지게 된다. 이로 인해, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830) 사이의 공극(G)이 시트 형상의 피가공물(W)의 두께보다도 큰 상태에서 천공을 실시하는 것이 가능해진다. 즉, 종래 필요한 스트립퍼를 불필요로 할 수 있게 된다. 따라서, 부품 개수를 삭감할 수 있어 비용의 저렴화 및 금형 구조의 간소화를 도모할 수 있다.

또한, 피가공물(W)을 비압박 상태로 한 상태에서 천공이 실시되도록 되기 때문에, 피가공물(W)에 대한 손상 발생을 확실하게 억제할 수 있어 품질상의 신뢰성을 높일 수도 있다.

또한, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830) 사이의 공극(G)이 시트 형상의 피가공물(W)의 두께보다도 큰 상태로 천공을 실시하기 때문에, 천공시에는 펀칭용 금형(820) 자체는 승강할 필요가 없어져 펀칭(850, 851)만이 승강함으로써 충분하기 때문에, 천공을 고속화하는 것이 용이해진다.

(B) 프레임(724)이 서로 대향하는 2개의 다리부(724A, 724B) 및 이들 2개의 다리부(724A, 724B)를 연결하는 천정부(724C)를 갖는 문 형태의 프레임이기 때문에, 펀칭용 금형(820)을 부착하는 프레임(724)의 강성이 확실하게 높여진다.

이로 인해, 다이용 금형(830)에 대한 펀칭용 금형(820)의 위치 정밀도를 높일 수 있어 천공에 의한 돌기 부재의 버어의 발생을 방지할 수 있는 동시에, 천공의 고속화에 대응할 수 있다.

(C) 피가공물(W)을 이완ㆍ긴장시키기 위한 승강 롤러(510, 610)를 갖는 한 쌍의 장력 기구(500, 600)를 구비하였으므로, 각 장력 기구(500, 600)의 승강 롤러(510, 610)의 상승에 의해 피가공물(W)이 이완하고, 또한 하강에 의해 피가공물(W)이 다시 긴장한다.

이로 인해, 장시간에 걸치는 조출ㆍ권취 동작에 의해 발생하는 피가공물의 사행 이동을 해소할 수 있어 양호한 천공 가공을 실시할 수 있다.

(D) 피가공물(W)의 천공 위치를 판독하기 위한 촬상 소자(880)가 관통 구멍(830A)의 중심축(a) 상에 배치되어 있기 때문에, 촬상 소자(880)에 의해 펀칭용 금형(820) 및 다이용 금형(830)의 평면 내에서 천공 위치의 판독이 가능해진다.

이로 인해, 촬상 소자(880)에 의한 천공 위치의 판독으로부터 천공용 금형(810)의 천공 위치에 도달하기까지의 수평 이동 시간을 단축할 수 있어 천공 가공의 고속화를 도모할 수 있다.

또한, 촬상 소자(880)에 의한 천공 위치의 판독을 피가공물(W)에 수직인 방향으로부터 행할 수 있기 때문에, 판독 정밀도를 높일 수 있다.

(E) 천공용 금형 위치 결정 고정 기구(900)는 상하 방향으로 이동 가능한 2 개의 위치 결정용 핀(920, 921)을 갖고, 천공용 금형 부착부에는 위치 결정용 핀(920, 921)을 끼워 맞추는 핀 위치 결정용 구멍이 마련되고, 다이용 금형(830)에는 위치 결정용 핀(920 , 921)을 삽통 가능한 핀 삽통 구멍(830B, 830C)이 마련되고, 펀칭용 금형(820)에는 위치 결정용 핀(920, 921)을 삽통 가능한 핀 끼워 맞춤 구멍(820F, 820G)이 마련되어 있다.

*이로 인해, 위치 결정용 핀(920, 921)을 상하하는 만큼의 간단한 조작으로, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830)과의 위치 결정 및 천공 장치(800)의 천공용 금형 부착부와 다이용 금형(830)과의 위치 결정을 고정밀도로 행할 수 있다.

따라서, 천공 장치(800)의 천공용 금형 부착부와 천공용 금형(810)과의 위치 정밀도가 높아지기 때문에, 피가공물(W)에 있어서의 천공 위치의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830)과의 위치 정밀도가 높아지기 때문에, 돌기 부재의 버어가 생기지 않는 깨끗한 천공을 행할 수 있다. 또, 전용의 천공용 금형 위치 조정 장치가 불필요해져 천공 장치의 저비용화를 도모할 수 있다는 효과도 있다.

다음에, 실시 형태에 관한 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법에 대해, 도5 및 도10 내지 도13을 이용하여 설명한다. 도12는 실시 형태에 관한 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법을 설명하기 위해 도시하는 흐름도이다. 도13은 실시 형태에 관한 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법을 실시하기 위해 이용하는 스페이서를 평면도이다.

실시 형태에 관한 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법은「천공용 금형 조립체의 형성 공정」,「천공용 금형 조립체의 배치 공정」,「펀칭용 금형ㆍ다이용 금형의 부착 공정」및「천공용 금형 조립체의 분해 공정」이 순차 실시되기 때문에, 이들 각 공정을 순차 설명한다.

또, 실시 형태에 관한 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법에 이용하는 위치 결정용 핀(920, 921)은 천공용 금형 조립체의 형성 전에 있어서는 다이용 금형(830)의 핀 삽통 구멍(830B, 830C)에 끼워 맞추고, 그 상측 단부가 다이용 금형(830)의 상방에 노출되어 있는 것으로 한다.

1. 천공용 금형 조립체의 형성 공정

우선, 미리 공극(G)(도11에 도시함)의 상하 방향 치수(예를 들어 400 ㎛)보다 조금 작은 치수로 설정된 두께(예를 들어 395 ㎛)를 갖는 스페이서(P)(도13에 도시함)를, 펀칭용 금형(820)[펀칭 플레이트(823)]과 다이용 금형(830)[다이 플레이트(832)] 사이에 개재시켜 천공용 금형 조립체를 형성한다(도12의 스텝 S1). 이 때, 위치 결정용 핀(920, 921)을 핀 삽통 구멍(P₁, P₂)에 삽통시켜 다이 플레이트(832) 상에 스페이서(P)를 적재하고, 또한 위치 결정용 핀(920, 921)을 핀 끼워 맞춤 구멍(820F, 820G)에 끼워 맞추어 스페이서(P) 상에 펀칭용 금형(820)을 적재함으로써, 천공용 금형 조립체가 형성된다.

2. 천공용 금형 조립체의 배치 공정

다음에,「천공용 금형 조립체의 형성 공정」으로 형성된 천공용 금형 조립체 를, 천공 기구(800)(도5에 도시함)에 있어서의 상하의 부착 위치(서로 평행한 부착면) 사이에 개재시킨다(도12의 스텝 S2).

3. 펀칭용 금형ㆍ다이용 금형의 부착 공정

다음에, 핀 조작자(930, 931)(도10에 도시함)를 회전 조작함으로써, 위치 결정용 핀(920, 921)을 하방으로 이동시켜 테이블(722)의 위치 결정용 구멍(도시하지 않음)에 끼워 맞춘다. 이에 의해, 다이용 금형(830)의 테이블(722)에 대한 위치 결정을 정밀도 좋게 행할 수 있다. 이 때, 위치 결정용 핀(920, 921)은 스페이서(P)의 핀 삽통 구멍(P₁, P₂)을 삽통하고, 펀칭용 금형(820)의 핀 끼워 맞춤 구멍(820F, 820G)에 끼워 맞춘 상태이다.

다음에, 천공용 금형 위치 결정 고정 기구(900)의 체크 부재(911)에 의해 천공 기구(800)의 하방 부착 위치에 다이용 금형(830)을 부착한다. 이 경우, 다이용 금형(830)의 부착이 위치 결정용 핀(920, 921)에 의해 다이용 금형(830)을 위치 결정하여 행해지기 때문에, 그 위치 정밀도가 높아진다.

다음에, 천공 기구(800)의 상방 부착 위치에 펀칭용 금형(820)을 위치 결정하고 나서, 천공용 금형 위치 결정 고정 기구(900)의 체크 부재(910)에 의해 펀칭용 금형(820)을 부착한다(도12의 스텝 S3).

4. 천공용 금형 조립체의 분해 공정

그 후, 핀 조작자(930, 931)를 회전 조작함으로써, 위치 결정용 핀(920, 921)을 또한 하방으로 이동시켜 핀 끼워 맞춤 구멍(820F, 820G)과의 끼워 맞춤을 해제하는 동시에 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830) 사이의 스페이서(P)를 제거한다(도12의 스텝 S4). 이에 의해, 천공용 금형 조립체가 분해된다. 이 때, 위치 결정용 핀(920, 921)의 상방 단부는 다이용 금형(830)의 핀 삽통 구멍(830B, 830C) 내에 수용된 상태에 있다.

스페이서(P)가 제거되면, 펀칭용 금형(820)[펀칭 플레이트(823)]과 다이용 금형(830)[다이 플레이트(832)] 사이에는, 고정밀도 또한 고평행도로 설정된 공극(G)이 형성된다.

이렇게 하여, 천공용 금형(810)이 천공 기구(800)에 대해 위치 결정 고정된다.

이상과 같이, 실시 형태에 관한 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법에 따르면, 위치 결정용 핀(920, 921)을 상하하는 만큼의 간단한 조작으로, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830)과의 위치 결정 및 테이블(722)과 다이용 금형(830)과의 위치 결정을 고정밀도로 행할 수 있다.

이로 인해, 테이블(722)과 천공용 금형(810)과의 위치 정밀도가 높아지기 때문에, 피가공물(W)에 있어서의 천공 위치의 정밀도를 높일 수 있다. 또, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830)과의 위치 정밀도가 높아지기 때문에, 돌기 부재의 버어가 생기지 않는 깨끗한 천공을 행할 수 있다. 또, 전용의 천공용 금형 위치 조정 장치가 불필요해져 천공 장치의 저비용화를 도모할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 실시 형태에 관한 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법에 있어서는, 천공용 금형 조립체의 형성 공정에서는, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830) 사이 에, 핀 삽통 구멍(P₁, P₂)을 갖고, 0.10 ㎜ 내지 5.0 ㎜의 두께를 갖는 스페이서(P)를 미리 개재시켜 천공용 금형 조립체를 형성하고, 천공용 금형 조립체의 분해 공정에서는 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830) 사이에 개재하는 스페이서(P)를 제거하도록 구성되어 있다.

이에 의해, 소정의 스페이서(P)를 이용하는 만큼의 간단한 방법으로, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830) 사이의 공극의 크기를 0.10 ㎜ 내지 5.0 ㎜의 범위로 매우 높은 정밀도로 제어할 수 있다. 또, 소정의 공극이 개방되도록 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830)을 분리할 필요가 없어지기 때문에, 펀칭용 금형(820)의 하면과 다이용 금형(830)의 표면과의 평행도를 매우 높은 것으로 할 수 있다. 또한, 이로 인해 위치 결정용 핀(920, 921)을 상하할 때에, 위치 결정용 핀(920, 921)과 핀 삽통 구멍(830B, 830C) 및 핀 끼워 맞춤 구멍(820F, 820G) 사이에서 스커핑이 발생하는 것을 방지할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 이는 핀 삽통 구멍(830B, 830C) 및 핀 끼워 맞춤 구멍(820F, 820G)의 내경과 위치 결정용 핀(920, 921)의 외경과의 치수 차이를 매우 작은 치수로 설정할 수 있는 것을 의미한다. 이에 의해, 펀칭용 금형(820)과 다이용 금형(830)과의 상대적인 수평 방향의 위치 정밀도를 높일 수 있어 천공에 의한 돌기 부재 버어의 발생 방지 및 천공의 고속화에 효과가 있다.

이상, 본 발명의 천공 장치, 천공용 금형, 천공 방법 및 천공용 금형의 위치 결정 고정 방법에 관해서 상기의 실시 형태에 따라서 설명하였지만, 본 발명은 상 기의 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지의 형태에 있어서 실시하는 것이 가능하고, 예를 들어 다음과 같은 변형도 가능하다.

(1) 상기의 실시 형태에 있어서는, 롤 형상으로부터 시트 형상으로 조출된 피가공물에 대해 천공을 실시하는 천공 장치에 적용하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 단책 형상의 피가공물에 대해 천공을 실시하는 천공 장치에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

(2) 상기의 실시 형태에 있어서는 피가공물에 대해 천공용 금형이 이동하는 방식의 천공 장치에 적용하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 천공용 금형에 대해 피가공물이 이동하는 방식의 천공 장치에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 시트 형상의 피가공물에 천공을 실시하는 경우에 사용하는 데 바람직한 천공 장치를 제공할 수 있다.

Claims

직각으로 교차하는 2개의 방향으로 이동 가능한 테이블을 갖는 테이블 이동 기구와,

상기 테이블에 배치되고, 시트 형상의 피가공물에 천공을 실시하기 위한 펀칭용 금형 및 다이용 금형으로 이루어지는 천공용 금형을 갖는 천공 기구를 구비한 천공 장치이며,

상기 펀칭용 금형 및 상기 다이용 금형 중 어느 한 쪽의 금형에 있어서의 대략 중앙부에는, 피가공물측으로 개구되는 촬영용 관통 구멍이 마련되고,

이 관통 구멍을 거쳐서 피가공물의 천공 위치를 판독하는 촬상 소자가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 장치.
제1항에 있어서, 상기 펀칭용 금형 및 상기 다이용 금형 중 상기 관통 구멍이 마련된 금형과 상이한 금형에는, 상기 관통 구멍의 중심축 상에 위치하고, 또한 피가공물측으로 개구되는 수용 구멍이 마련되고,

이 수용 구멍에는 피가공물을 조명하는 발광 소자가 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펀칭용 금형은 이 펀칭용 금형에 있어서의 중심축을 끼고서 배치된 복수의 펀칭 삽통 구멍을 갖고,

상기 다이용 금형은 상기 복수의 펀칭 삽통 구멍에 대응하는 복수의 다이 구멍을 갖고,

상기 펀칭용 금형은 상기 복수의 펀칭 삽통 구멍 중 어느 쪽의 펀칭 삽통 구멍에 있어서의 펀치를 천공 동작시킬지를 선택하기 위한 펀칭 선택 장치를 더 갖는 것을 특징으로 하는 천공 장치.
제3항에 있어서, 상기 펀칭용 금형은 이 펀칭용 금형에 있어서의 중심축을 끼고서 가상 평면과는 상이한 가상 평면을 따라서 배치된 별도의 복수의 펀칭 삽통 구멍을 더 갖고,

상기 다이용 금형은 상기 별도의 복수의 펀칭 삽통 구멍에 대응하는 별도의 복수의 다이 구멍을 갖고,

상기 펀칭 선택 장치는 상기 복수의 펀칭 삽통 구멍 및 상기 별도의 복수의 펀칭 삽통 구멍 중 어느 쪽의 펀칭 삽통 구멍에 있어서의 펀치를 천공 동작시킬지를 선택하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 천공 장치.
제4항에 있어서, 상기 펀칭용 금형 및 상기 다이용 금형은 중심축의 주위에 있어서의 복수의 주위 방향 위치에 착탈 가능하게 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 장치.