WO2014188539A1 - 切断装置、および切断方法 - Google Patents
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- B23D27/00—Machines or devices for cutting by a nibbling action
Definitions
- the present invention relates to a cutting device and a cutting method for cutting a plate-shaped workpiece.
- nibblers are widely known as cutting devices for cutting plate-like workpieces (for example, steel plates) (for example, see Patent Document 1).
- a nibler includes a cylindrical case, a punch provided inside the case and reciprocating in the vertical direction, and a die provided below the case.
- the nibler cuts the workpiece by continuously punching the workpiece with a punch while moving in a predetermined direction with a plate-like workpiece interposed between the case and the die.
- the nibler configured as described above, after the punch punches out the workpiece, the workpiece comes into contact with the side surface of the punch. Therefore, as the punch rises, the part of the workpiece that contacts the punch is lifted and falls due to the elastic force of the workpiece. That is, the workpiece is lifted intermittently with the reciprocating motion of the punch, and the workpiece is vibrated. When the workpiece vibrates, the position of the workpiece portion of the workpiece is not stable, so that it is difficult to accurately cut the workpiece with the nibler. Moreover, since the part lifted by the punch in the workpiece falls and collides with the die, undesirable noise is generated in the work environment.
- An object of the present invention is to provide a technique capable of cutting a workpiece with high accuracy by suppressing vibration of the workpiece at low cost.
- a cutting device is a cutting device for cutting a plate-shaped workpiece, and includes a nibler that continuously punches the workpiece, and at least one fluid ejecting device that ejects fluid onto the surface of the workpiece.
- the nibler has a cylindrical case, a punch blade for punching the workpiece, a punch accommodated in the case so as to reciprocate in the vertical direction, and a lower part of the case A die provided on the die, and configured to continuously punch the workpiece interposed between the case and the die with the punch while moving in a predetermined direction.
- the fluid is ejected from the ejection port in a direction in which the punch is close to the die, and the ejection port of the fluid ejection device includes: Characterized in that it is arranged in the vicinity of the punch blade serial punch.
- the ejection port of at least one of the fluid ejection devices is located at least on one side and the other side in a direction perpendicular to the vertical direction and the moving direction of the nibbler, relative to the punch blade of the punch Preferably they are arranged.
- the cutting method according to the present invention is a cutting method for cutting a plate-shaped workpiece, and has a cylindrical case and a punch blade for punching out the workpiece, and reciprocates in the vertical direction.
- a first step of preparing a nibler comprising a punch housed in a case and a die provided below the case; and a direction in which the punch approaches the die toward the surface of the workpiece
- a third step wherein the fluid is ejected to a portion of the workpiece in the vicinity of the punch blade using the fluid ejecting apparatus.
- workpiece vibration can be suppressed at low cost and the workpiece can be cut with high accuracy.
- FIG.2 The figure which shows the cutting device which concerns on this invention.
- A is sectional drawing which shows the cutting device based on this invention
- b is the AA line end view in Fig.2 (a).
- cutting device 1 which is one embodiment of a cutting device concerning the present invention is explained.
- the vertical direction in FIG. 1 is defined as the vertical direction of the cutting device 1.
- the cutting device 1 is a device for cutting the workpiece W.
- the cutting device 1 cuts the workpiece W so that the scrap portion Ws that is an unnecessary portion of the workpiece W is cut out.
- the cutting device 1 can be configured such that the operator grips and manually cuts the workpiece W, or is configured to automatically cut the workpiece W by being attached to a robot arm. Is also possible.
- the workpiece W is a plate material (for example, a steel plate) as a cutting target of the cutting device 1.
- the workpiece W is mounted on the mounting table P, and is disposed so that the scrap portion Ws is not positioned on the mounting table P. The contact portion of the workpiece W with the mounting table P is pressed toward the mounting table P by the clamp C.
- the workpiece W is fixed by being clamped by the mounting table P and the clamp C only in the part (hereinafter referred to as “product part”) that will eventually become a product. Therefore, the scrap part Ws cut by the cutting device 1 falls down by its own weight and is appropriately discarded.
- the cutting device 1 includes a nibler 10 and a fluid ejection device 20.
- the nibler 10 is a device that continuously punches the workpiece W while moving in a predetermined direction, and includes a case 11, a punch 12, and a support portion 13. And a die 14 and a drive unit 15. Note that a horizontal white arrow in FIG. 2A indicates the moving direction of the nibler 10 (strictly speaking, the cutting device 1).
- the case 11 is formed in a substantially cylindrical shape extending in the vertical direction, and its lower end is opened. Inside the case 11, a punch 12 is accommodated so as to be slidable in the vertical direction. A support portion 13 for supporting the case 11 and the die 14 is fixed to the inner peripheral surface of the case 11.
- the punch 12 is configured to reciprocate in the vertical direction at a predetermined frequency and punch the workpiece W.
- the punch 12 has a punch blade 12a and a connecting portion 12b.
- the punch blade 12a has a substantially horseshoe-shaped cross-sectional shape, and a blade tip for punching the workpiece W is formed at the lower end.
- the punch blade 12a is configured to protrude downward from the lower end of the case 11 and to enter a die hole 14a of a later-described die 14 when the punch 12 reaches bottom dead center.
- the connecting portion 12 b is connected to the driving portion 15 so that the punch 12 reciprocates in the vertical direction by the driving portion 15.
- the support portion 13 is a member for supporting the case 11 and the die 14.
- the upper end of the support portion 13 is fixed to the inner peripheral surface of the case 11 and extends downward from the inside of the case 11.
- the support portion 13 has a shape such that an opening along the cross-sectional shape of the punch blade 12 a is formed on the lower end surface of the case 11. That is, a space for storing the punch 12 is formed between the portion of the support portion 13 fitted in the case 11 and the case 11, and the space is formed at the lower end surface of the case 11. It has a shape along the cross-sectional shape of the punch blade 12a.
- a die 14 is fixed to the lower end portion of the support portion 13.
- the die 14 is provided below the case 11 so as to sandwich the workpiece W with the case 11.
- the die 14 has a substantially cylindrical shape, and is fixed to the support portion 13 so as to cover the lower end portion of the support portion 13.
- the die 14 has a die hole 14a and a discharge hole 14b.
- the die hole 14a is formed so that the punch blade 12a of the punch 12 enters when the punch 12 reaches the bottom dead center.
- the die hole 14a has a shape that follows the cross-sectional shape of the punch blade 12a, and is open to the upper end surface of the die 14, and the portion of the support portion 13 that is inserted into the die 14 and the die 14 Is formed between.
- the discharge hole 14 b is a hole for discharging the substantially crescent-shaped scrap S punched from the workpiece W by the punch 12 to the outside of the die 14.
- the discharge hole 14b is formed on the side surface of the die 14 and communicates with the die hole 14a.
- the drive unit 15 is configured to reciprocate the punch 12 in the vertical direction at a predetermined frequency.
- the drive unit 15 includes a connecting unit 15a, a rod 15b, and a motor 15c.
- the connecting portion 15 a is connected to the connecting portion 12 b of the punch 12.
- the rod 15b is connected to the motor 15c and the connecting portion 15a so as to transmit the power of the motor 15c to the connecting portion 15a.
- the motor 15c is configured to transmit power to the connecting portion 15a via the rod 15b.
- the rotational motion of the motor 15c (see the arrow on the motor 15c in FIG. 2) is converted into the vertical motion of the connecting portion 15a via the rod 15b.
- the nibler 10 moves in a predetermined direction with the workpiece W interposed between the case 11 and the die 14, and moves the punch 12 in the vertical direction (the direction in which the punch 12 approaches and separates from the die 14). ), The workpiece W can be punched continuously.
- the fluid ejection device 20 is formed in a tubular shape extending in the vertical direction, and is configured to eject fluid downward (toward the surface of the workpiece W) from an ejection port 20a formed at the lower end thereof. .
- the fluid ejecting device 20 is controlled by a predetermined control device so that the fluid is ejected at a predetermined pressure when the nibler 10 processes the workpiece W.
- the fluid ejection device 20 is provided such that the positional relationship with respect to the nibler 10 is maintained.
- the fluid ejection device 20 is fixed to the outer peripheral side surface of the case 11 in the nibler 10, and the ejection port 20a is located on the side of the punch blade 12a.
- a gas such as compressed air and a liquid such as water and cutting oil can be employed.
- compressed air it is preferable to employ compressed air. .
- the fluid ejection device 20 is arranged such that the ejection port 20 a is positioned in the vicinity of the surface of the workpiece W.
- the fluid ejecting apparatus 20 is disposed such that the ejection port 20a is separated from the surface of the workpiece W by a predetermined dimension, and is disposed so that the fluid can be ejected to the surface of the workpiece W from a short distance.
- the fluid ejection device 20 is disposed so that the ejection port 20 a is positioned in the vicinity of the punch blade 12 a of the punch 12.
- the fluid ejecting device 20 is disposed so as to eject a fluid to a portion of the workpiece W in the vicinity of the punch blade 12a.
- the ejection port 20a of the fluid ejection device 20 is disposed on the moving direction side of the nibler 10 with respect to the punch blade 12a.
- the fluid ejection device 20 is located at a location where the ejection port 20a is outside the case 11 and advances from the punch blade 12a in the moving direction of the nibler 10 (rightward in FIG. 2B). Is arranged.
- the spray port 20 a of the fluid ejecting device 20 is disposed in the vicinity of the punch blade 12 a of the punch 12, that is, the portion of the workpiece W that may be lifted by the punch 12, that is, the punch blade of the workpiece W A fluid is jetted from above at a predetermined pressure toward the vicinity of 12a.
- the force which resists the force of the lifting direction by the punch 12 acts on the workpiece W by the fluid ejected from the ejection port 20a, and the portion of the workpiece W which contacts the punch blade 12a is It is possible to suppress intermittent lifting along with the reciprocating motion.
- the vibration of the workpiece W can be suppressed, the workpiece W can be cut with high accuracy and noise generated when the workpiece W collides with the die 14 can be suppressed. Furthermore, since the vibration of the workpiece W can be suppressed without fixing the scrap portion Ws or the like, the cost required for cutting the workpiece W can be reduced. In addition, the distance between the case 11 and the die 14 is reduced to the same level as the thickness of the workpiece W (the vertical dimension in FIG. 2A), and changes are made so as to restrict the shape of the workpiece that the nibler 10 can cut. Therefore, the vibration of the workpiece W can be suppressed.
- work W is suppressed by injecting the fluid to the surface of the workpiece
- the pressure at which the fluid ejecting apparatus 20 ejects the fluid is set to such an extent that the workpiece W is not lifted by the punch 12.
- the fluid ejecting device 20 is fixed to the case 11 of the nibler 10, the fluid can be ejected along the movement trajectory simply by moving the nibler 10, and the vibration of the workpiece W can be achieved with a simple configuration. Can be suppressed.
- one fluid ejection device 20 is provided, but the number is not limited, and a plurality of fluid ejection devices can be provided.
- a plurality of fluid ejection devices can be provided.
- FIG. 3 it is possible to provide three fluid ejection devices 20A, 20B, and 20C.
- Each of the fluid ejecting apparatuses 20A, 20B, and 20C is configured to eject a fluid to a portion of the workpiece W in the vicinity of the punch blade 12a, similarly to the fluid ejecting apparatus 20.
- the white arrow in FIG. 3 has shown the moving direction of the nibler 10 (strictly, the cutting device 1).
- the fluid ejection device 20 ⁇ / b> A is disposed in the same manner as the fluid ejection device 20. Specifically, the fluid ejection device 20A is arranged so that the ejection port 20Aa is located outside the case 11 and is located at a place that advances from the punch blade 12a in the moving direction of the nibler 10 (right direction in FIG. 3). Has been.
- the fluid ejection device 20 ⁇ / b> B has an ejection port 20 ⁇ / b> Ba disposed on one side (upper side in FIG. 3) in a direction perpendicular to the vertical direction and the moving direction of the nibler 10 with respect to the punch blade 12 a.
- the ejection port 20Ba is outside the case 11, and is one of the vertical direction from the punch blade 12a and the direction orthogonal to the moving direction of the nibler 10 (upward direction in FIG. 3). It is arranged to be located in the advanced place.
- the ejection port 20Ca is disposed on the other side (lower side in FIG. 3) in the vertical direction and the direction perpendicular to the moving direction of the nibler 10 with respect to the punch blade 12a.
- the ejection port 20Ca is located outside the case 11, and the other side of the vertical direction from the punch blade 12a and the direction of movement of the nibler 10 (downward direction in FIG. 3). It is arranged to be located in the advanced place.
- the fluid ejecting devices 20 ⁇ / b> B and 20 ⁇ / b> C are provided in addition to the fluid ejecting device 20 ⁇ / b> A arranged in the same manner as the fluid ejecting device 20, when the workpiece W is cut, the fluid ejecting device 20 ⁇ / b> B
- the fluid is ejected to the scrap portion Ws of the workpiece W, and the fluid ejecting apparatus 20C ejects the fluid to the product portion of the workpiece W.
- the vibration of the work W can be further suppressed.
- the fluid ejecting apparatus 20B ejects fluid to the scrap portion Ws that is not fixed and easily generates vibration
- vibration of the workpiece W can be effectively suppressed.
- the fluid ejection device 20C ejects fluid from above onto the product portion of the workpiece W, the product portion of the workpiece W is pressed toward the mounting table P by the fluid. Thereby, the product part of the workpiece W can be fixed without providing the clamp C for fixing the product part of the workpiece W. Therefore, the cost required for cutting the workpiece W can be reduced.
- a fluid ejection device having a wide range of ejection ports in the vicinity of the punch blade 12a may be provided.
- a fluid ejection device 20 ⁇ / b> D having an arc-shaped ejection port 20 ⁇ / b> Da along the outer peripheral shape of the case 11.
- the fluid ejection device 20D is configured so that the ejection port 20Da moves from the punch blade 12a in the movement direction of the nibler 10 (right direction in FIG. 3) to the vertical direction from the punch blade 12a and the movement of the nibler 10 outside the case 11. It is deformed along the outer peripheral shape of the case 11 so as to extend to one (the upward direction in FIG.
- one fluid ejecting apparatus 20D can be caused to function in substantially the same manner as the three fluid ejecting apparatuses 20A, 20B, and 20C.
- the present invention can be used for a cutting device and a cutting method for cutting a plate-shaped workpiece.
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Abstract
Description
そのため、パンチの上昇に伴って、ワークにおけるパンチに接触する部分が持ち上げられ、ワークの弾性力によって落下する。つまり、パンチの往復運動に伴って、ワークが断続的に持ち上げられることとなり、ワークに振動が生じる。
ワークが振動している場合には、ワークの被加工部分の位置が安定しないため、ニブラによって精度良くワークを切断することが困難となる。
また、ワークにおけるパンチに持ち上げられた部分が落下してダイスに衝突するため、作業環境上、望ましくない騒音が発生することとなる。
しかしながら、ワークの不要部分は、ニブラによって切除された後、自重落下させるため、固定することが困難である。ワークの不要部分を固定するためには、複雑な機構の装置が必要となり、ワークの切断に要するコストが悪化する点で不利である。
しかしながら、ニブラによってワークを切断する際、ケースおよびダイスがワークに干渉し、ニブラによって切断できるワークの形状が制約される点で不利である。
なお、説明の便宜上、図1における上下方向を切断装置1の上下方向と定義する。
ワークWは、切断装置1の切断対象としての板材(例えば、鋼板)である。ワークWは、載置台Pに載置されており、スクラップ部Wsが載置台P上に位置しないように配置されている。ワークWにおける載置台Pとの接触部分は、クランプCによって載置台Pに向けて押圧されている。つまり、ワークWは、その最終的に製品となる部分(以下、「製品部分」と記す)のみが載置台PおよびクランプCによって挟持されることによって固定されている。そのため、切断装置1によって切除されたスクラップ部Wsは、下方に自重落下し、適宜廃棄されることとなる。
なお、図2(a)における水平方向の白塗り矢印は、ニブラ10(厳密には、切断装置1)の移動方向を示している。
ケース11の内部には、パンチ12が上下方向に摺動可能に収納されている。
ケース11の内周面には、ケース11とダイス14とを支持するための支持部13が固定されている。
パンチ刃12aは、略馬蹄状の断面形状を有し、下端には、ワークWを打ち抜くための刃先が形成されている。パンチ刃12aは、パンチ12が下死点に達した際には、ケース11の下端から下方に突出し、後述のダイス14のダイス穴14aに進入するように構成されている。
連結部12bは、駆動部15によってパンチ12が上下方向に往復運動するように、駆動部15に連結されている。
支持部13の下端部には、ダイス14が固定されている。
ダイス穴14aは、パンチ12が下死点に達した際に、パンチ12のパンチ刃12aが進入するように形成されている。詳細には、ダイス穴14aは、パンチ刃12aの断面形状に沿った形状で、ダイス14の上端面に開口しており、支持部13におけるダイス14内に嵌挿されている部分とダイス14との間に形成されている。
排出穴14bは、パンチ12によってワークWから打ち抜かれた略三日月状のスクラップSをダイス14の外部へ排出するための穴である。排出穴14bは、ダイス14の側面に形成され、ダイス穴14aと連通している。
連結部15aは、パンチ12の連結部12bと連結されている。
ロッド15bは、モータ15cの動力を連結部15aに伝達するように、モータ15cと連結部15aとに接続されている。
モータ15cは、ロッド15bを介して、連結部15aに動力を伝達するように構成されている。モータ15cの回転運動(図2におけるモータ15c上の矢印参照)は、ロッド15bを介して、連結部15aの上下運動に変換される。
なお、流体噴射装置20から噴射させる流体として、圧縮空気等の気体、ならびに水および切削油等の液体を採用可能であるが、コストおよび作業効率等の観点から、圧縮空気を採用することが好ましい。
図2(b)に示すように、流体噴射装置20は、噴射口20aがパンチ12のパンチ刃12aの近傍に位置するように配置されている。換言すれば、流体噴射装置20は、ワークWにおけるパンチ刃12aの近傍部分に流体を噴射するように配置されている。本実施形態においては、流体噴射装置20の噴射口20aは、パンチ刃12aよりもニブラ10の移動方向側に配置されている。詳細には、流体噴射装置20は、噴射口20aがケース11の外方であって、パンチ刃12aからニブラ10の移動方向(図2(b)における右方向)に進んだ場所に位置するように配置されている。
そのため、ニブラ10のみでワークWを切断した場合、パンチ12の往復運動に伴って、ワークWにおけるパンチ刃12aに接触する部分が断続的に持ち上げられることとなり、ワークWに振動が生じる。
これにより、ワークWには、噴射口20aから噴射される流体によって、パンチ12による持ち上げ方向の力に抗する力が作用することとなり、ワークWにおけるパンチ刃12aに接触する部分が、パンチ12の往復運動に伴って断続的に持ち上げられることを抑制できる。
したがって、ワークWの振動を抑制することができるため、精度良くワークWの切断を行うことができると共に、ワークWがダイス14に衝突することによって発生する騒音を抑制することができる。
更に、スクラップ部Ws等を固定することなく、ワークWの振動を抑制できるため、ワークWの切断に要するコストを低減できる。
また、ケース11とダイス14との距離をワークWの厚み(図2(a)における上下寸法)と同程度にまで小さくする等、ニブラ10が切断できるワークの形状を制約するような変更を加えることなく、ワークWの振動を抑制できる。
また、流体をワークWの表面に噴射することによってワークWの振動を抑制するため、種々の形状のワークに対応することができる。
なお、流体噴射装置20が流体を噴射する圧力は、ワークWがパンチ12によって持ち上げられない程度に設定される。より小さい圧力でワークWの振動を抑制するため、できる限り、ワークWにおけるパンチ刃12aに近い部分に流体を噴射することが好ましい。
ワークWにおけるパンチ刃12aに極めて近い部分に流体を噴射するために、ケース11とパンチ刃12aとの隙間から流体を噴射するような流体噴射装置を構成することも可能である。
また、流体噴射装置20は、ニブラ10のケース11に固定されているので、ニブラ10を移動させるだけで、その移動軌跡に沿って流体を噴射することができ、簡単な構成でワークWの振動を抑制することができる。
例えば、図3に示すように、三つの流体噴射装置20A・20B・20Cを設けることが可能である。
流体噴射装置20A・20B・20Cは、それぞれ流体噴射装置20と同様に、ワークWにおけるパンチ刃12aの近傍部分に流体を噴射するように構成されている。
なお、図3における白塗り矢印は、ニブラ10(厳密には、切断装置1)の移動方向を示している。
流体噴射装置20Bは、その噴射口20Baがパンチ刃12aよりも、上下方向およびニブラ10の移動方向に直交する方向の一方側(図3における上側)に配置されている。詳細には、流体噴射装置20Bは、その噴射口20Baがケース11の外方であって、パンチ刃12aから上下方向およびニブラ10の移動方向に直交する方向の一方(図3における上方向)に進んだ場所に位置するように配置されている。
流体噴射装置20Cは、その噴射口20Caがパンチ刃12aよりも、上下方向およびニブラ10の移動方向に直交する方向の他方側(図3における下側)に配置されている。詳細には、流体噴射装置20Cは、その噴射口20Caがケース11の外方であって、パンチ刃12aから上下方向およびニブラ10の移動方向に直交する方向の他方(図3における下方向)に進んだ場所に位置するように配置されている。
このように、三つの流体噴射装置20A・20B・20Cが、ワークWにおけるパンチ刃12aの周囲の複数箇所に対して流体を噴射するため、ワークWの振動を更に抑制することができる。
特に、流体噴射装置20Bは、固定されておらず、振動が生じ易いスクラップ部Wsに流体を噴射するため、ワークWの振動を効果的に抑制できる。
更に、流体噴射装置20Cは、ワークWの製品部分に上方から流体を噴射するため、ワークWの製品部分が流体によって載置台Pに向けて押圧されることとなる。
これにより、ワークWの製品部分を固定するためのクランプCを設けることなく、ワークWの製品部分を固定することができる。
したがって、ワークWの切断に要するコストを低減できる。
例えば、図5に示すように、ケース11の外周形状に沿った円弧状の噴射口20Daを有する流体噴射装置20Dを設けることが可能である。
流体噴射装置20Dは、ケース11の外方において、噴射口20Daがパンチ刃12aからニブラ10の移動方向(図3における右方向)に進んだ場所から、パンチ刃12aから上下方向およびニブラ10の移動方向に直交する方向の一方(図5における上方向)および他方(図5における下方向)に進んだ場所に及ぶように、ケース11の外周形状に沿って変形されている。
これにより、一つの流体噴射装置20Dを、三つの流体噴射装置20A・20B・20Cと略同様に機能させることができる。
10 ニブラ
11 ケース
12 パンチ
12a パンチ刃
14 ダイス
20 流体噴射装置
20a 噴射口
W ワーク
Ws スクラップ部
Claims (3)
- 板状のワークを切断するための切断装置であって、
前記ワークを連続的に打ち抜くニブラと、前記ワークの表面に流体を噴射する、少なくとも一つの流体噴射装置と、を具備し、
前記ニブラは、筒状のケースと、前記ワークを打ち抜くためのパンチ刃を有し、上下方向に往復運動するように前記ケースの内部に収納されるパンチと、前記ケースの下方に設けられるダイスと、を備え、前記ケースと前記ダイスとの間に介在された前記ワークを、所定の方向に移動しつつ、前記パンチによって連続的に打ち抜くように構成され、
前記流体噴射装置は、前記流体が噴射する噴射口を有し、前記パンチが前記ダイスに近接する方向に、前記噴射口から前記流体を噴射するように構成され、
前記流体噴射装置の噴射口は、前記パンチのパンチ刃の近傍に配置される、
ことを特徴とする切断装置。 - 少なくとも一つの前記流体噴射装置の噴射口は、前記パンチのパンチ刃よりも、上下方向および前記ニブラの移動方向に直交する方向の一方側および他方側の少なくとも一方に配置される、
ことを特徴とする請求項1に記載の切断装置。 - 板状のワークを切断するための切断方法であって、
筒状のケースと、前記ワークを打ち抜くためのパンチ刃を有し、上下方向に往復運動するように前記ケースの内部に収納されるパンチと、前記ケースの下方に設けられるダイスと、を備えるニブラを用意する第一の工程と、
前記パンチが前記ダイスに近接する方向に、前記ワークの表面に向けて流体を噴射する流体噴射装置を用意する第二の工程と、
前記ニブラを所定の方向に移動させつつ、前記ケースと前記ダイスとの間に介在された前記ワークを、前記パンチによって連続的に打ち抜く第三の工程と、を含み、
前記第三の工程においては、前記流体噴射装置を用いて、前記ワークにおける前記パンチ刃の近傍部分に前記流体を噴射させる、
ことを特徴とする切断方法。
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