JP2017087224A - パンチ装置および打ち抜き加工方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記パンチ装置の制御・管理手段が、せん断動作中の打抜き刃にかかる応力を測定するせん断応力測定手段を有し、前記せん断応力測定手段で得た経時的なせん断応力の変動曲線のデータを予め記憶した基準せん断応力の変動曲線と比較し、両者の一致度から打抜き刃の状態を判定し判定結果を出力する打ち抜き金型寿命判定手段を有し、
前記制御・管理手段が、打ち抜き金型部の打抜き動作を開始する際に前記打ち抜き金型寿
命判定手段の最新の判定結果に従って打抜き動作の開始が可能な場合に打抜き動作を開始することを特徴とするパンチ装置である。
(1)前記制御・管理手段が、加工開始前に前記打ち抜き金型寿命判定手段の最新の判定結果を読み出し、該判定結果に従って、打抜き動作の可否を定める。
(2)打抜き動作の開始が可能であれば打抜き動作シーケンスを実行する。
(3)打抜き動作を行い、前記せん断応力測定手段が動作中の経時的なせん断応力の変動曲線のデータを測定し記憶手段に記憶する。
(4)前記打ち抜き金型寿命判定手段が、前記せん断応力の変動曲線のデータを予め用意した基準せん断応力変動曲線のデータと比較し、両データの一致度から打抜き刃の状態を判定する。
(5)前記制御・管理手段は、前記打ち抜き金型寿命判定手段によって打抜き動作の続行が不可能と判定した場合は、停止信号を出力して前記打抜き動作シーケンスを停止する。(6)打抜き動作の続行が可能であると判定した場合は、前記打抜き動作シーケンスを続行する。
(多面付けリードフレーム)
図1(a)にリードフレーム用金属帯状材10の平面図を示す。リードフレーム用金属帯状材10は、空孔11で縁取りした個片のリードフレームを多面付けして構成する。
図2に、パンチ装置の制御・管理手段100と打ち抜き金型部110のブロック構成を示す。制御・管理手段100は、打ち抜き金型部110に設置したせん断応力測定手段101と、打ち抜き金型寿命判定手段102と、打抜き動作制御部103で構成する。
図4に、打ち抜き金型部110の側面図を示す。打ち抜き金型部110は、打抜き刃111とダイ112で構成する。そのうち、打抜き刃111には、制御・管理手段100のせん断応力測定手段101を設置する。
制御・管理手段100は、せん断応力測定手段101の検出信号の時間変化のグラフ(せん断応力の変動曲線)を記憶手段に記憶する。そして、制御・管理手段100の打ち抜き金型寿命判定手段102が、せん断応力測定手段101が検出したせん断応力の変動曲線を予め記憶手段に記憶しておいた基準せん断応力の変動曲線と比較して、打ち抜き金型の寿命を判定する演算処理を行う。
打ち抜き金型部110の打抜き刃111に、圧電素子、歪みゲージ、光ファイバ圧力センサなどの圧力センサを用いたせん断応力測定手段101を設置する。
また、打ち抜き金型寿命判定手段102は、被加工物の種類に応じて、基準せん断応力の変動曲線と、せん断応力測定手段101が検出したせん断応力の変動曲線を比較する判定基準を設定する、判定基準設定手段を有する。
次に、本発明のパンチ装置の動作を図3から図5を参照して説明する。パンチ装置の制御・管理手段100は、図3のフローチャートに示す手順で動作する。本実施形態では、厚さ50μmのリードフレーム用金属帯状材10を打ち抜き加工する。
パンチ装置の制御・管理手段100は、加工開始前に、打ち抜き金型寿命判定手段102の最新の判定結果を読み出す。
その最新の判定結果が、パンチプレスの動作開始が可能である事を示していれば、打抜き動作シーケンスを開始し、ステップS3に進む。
打抜き動作シーケンスを開始した場合は、図4のように、パンチ装置の一連の打抜き加工動作を実行し、打抜き刃111とダイ112で構成する打ち抜き金型部110で、リードフレーム用金属帯状材10を打ち抜き加工する。
パンチ装置による被加工物の打ち抜き加工の際に、制御・管理手段100は、せん断応力測定手段101を用いて、打抜き刃111とダイ112による打ち抜き金型による打ち抜き加工の打抜き刃111のせん断応力を測定する。そして、そのせん断応力の検出信号の時間変化のグラフ(せん断応力の変動曲線)を記憶手段に記憶する。
次に、制御・管理手段100の打ち抜き金型寿命判定手段102は、予め記憶手段に記憶しておき基準にした基準せん断応力の変動曲線のデータと、せん断応力測定手段101が検出したせん断応力の変動曲線のデータを比較する演算を実行する。
理想的な切断加工が行われる際のせん断応力の変動曲線は、図5(a)のような時間変化をする。そのせん断応力の変動曲線を、基準せん断応力の変動曲線として、予め、制御・管理手段100が記憶手段に記憶しておく。図5で、Xは時間軸をあらわし、Yはせん断応力の値をあらわす。
先ず、図6(1)の様に、図5(a)の基準せん断応力の変動曲線に対して、その曲線上の各点P(X,Y)を、微細寸法単位ΔXとΔYで分割した微細格子区画を単位にした2次元のXY平面の該当する区画に配置した第1の2次元画像データを作成する。
次に、第3の2次元画像データのグラフの太さを更に太らせた図8(5)の様な第5の2次元画像データを作成する。そして、第2の2次元画像データにおけるせん断応力の変動曲線の点の集合から第5の2次元画像データと重なる点を消去した図8(6)の様な第6の2次元画像データを作成する。
変動曲線の画像の2点が残ったが、第2の比較処理の結果の第6の2次元画像データでは、せん断応力の変動曲線の全て点が消去される。この場合は、「シーケンスNG」と判定する。
一方、第2の比較処理での第6の2次元画像データにおいても、せん断応力の変動曲線の画像の点が消去されず残る場合は、打ち抜き金型が寿命を終えたと判定し「動作停止」を指示する判定をする。
測定結果のせん断応力の変動曲線が基準せん断応力の変動曲線に近く判定結果が「良好、動作続行」と判定された場合はステップS3からの動作を継続し、また、「シーケンスNG」と判定された場合は、ステップS1からの動作に進む。
第2の実施形態では、厚さ12μmのリードフレーム用金属帯状材10を打ち抜き加工する。
本実施形態では、厚さ12μmのリードフレーム用金属帯状材10を打ち抜き加工する。
パンチ装置の制御・管理手段100は、加工開始前に、打ち抜き金型寿命判定手段102の最新の判定結果を読み出す。
その最新の判定結果が、パンチプレスの動作開始が可能である事を示していれば、打抜き動作シーケンスを開始し、ステップS3に進む。
打抜き動作シーケンスを開始した場合は、図4のように、パンチ装置の一連の打抜き加工動作を実行し、打抜き刃111とダイ112で構成する打ち抜き金型部110で、リードフレーム用金属帯状材10を打ち抜き加工する。
パンチ装置による被加工物の打ち抜き加工の際に、制御・管理手段100は、せん断応力測定手段101を用いて、打抜き刃111とダイ112による打ち抜き金型による打ち抜き加工の打抜き刃111のせん断応力を測定する。そして、そのせん断応力の検出信号の時間変化のグラフ(せん断応力の変動曲線)を記憶手段に記憶する。
測定結果のせん断応力の変動曲線と基準曲線の比較演算
次に、制御・管理手段100の打ち抜き金型寿命判定手段102は、予め記憶手段に記憶しておき基準グラフにした基準せん断応力の変動曲線のデータと、せん断応力測定手段101が検出したせん断応力の変動曲線のデータを比較する演算を実行する。
先ず、図6(1)の様に、図5(a)の基準せん断応力の変動曲線に対して、その曲線上の各点P(X,Y)を、微細寸法単位ΔXとΔYで分割した微細格子区画を単位にした2次元のXY平面の該当する区画に配置した第1の2次元画像データを作成する。
次に、第3の2次元画像データのグラフの太さを更に太らせた第5の2次元画像データ
を作成する。そして、第2の2次元画像データにおけるせん断応力の変動曲線の点の集合から第5の2次元画像データと重なる点を消去した第6の2次元画像データを作成する。
一方、第1の比較処理での第3の2次元画像データでせん断応力の変動曲線の画像の点が消去されず残り、第2の比較処理での第6の2次元画像データにおいても、せん断応力の変動曲線の画像の点が消去されず残る場合は、打ち抜き金型が寿命を終えたと判定し「動作停止」を指示する判定をする。
測定結果のせん断応力の変動曲線が基準せん断応力の変動曲線に近く判定結果が「良好、動作続行」と判定された場合はステップS3からの動作を継続し、また、「シーケンスNG」と判定された場合は、ステップS1からの動作に進む。
第3の実施形態では、図9(a)の様なリードフレーム用金属帯状材10を、上記の実施形態のパンチ装置を用いて、1回目の打ち抜き金型によって、図9(b)の様に、第1の打ち抜き空孔15aを打ち抜く。次に、2回目の打ち抜き金型によって、図9(c)の様に、第2の打ち抜き空孔15bを打ち抜く。
11・・・空孔
12・・・補助枠
13・・・桟フレーム
14・・・打ち抜き部
15a・・・第1の打ち抜き空孔
15b・・・第2の打ち抜き空孔
100・・・制御・管理手段
101・・・せん断応力測定手段
102・・・打ち抜き金型寿命判定手段
103・・・打抜き動作制御部
110・・・打ち抜き金型部
111・・・打抜き刃
112・・・ダイ
Claims (4)
- 少なくとも一対の打抜き刃を備え、そのせん断力で薄板品を打ちぬき加工するパンチ装置であって、
前記パンチ装置の制御・管理手段が、せん断動作中の打抜き刃にかかる応力を測定するせん断応力測定手段を有し、前記せん断応力測定手段で得た経時的なせん断応力の変動曲線のデータを予め記憶した基準せん断応力の変動曲線と比較し、両者の一致度から打抜き刃の状態を判定し判定結果を出力する打ち抜き金型寿命判定手段を有し、
前記制御・管理手段が、打ち抜き金型部の打抜き動作を開始する際に前記打ち抜き金型寿命判定手段の最新の判定結果に従って打抜き動作の開始が可能な場合に打抜き動作を開始することを特徴とするパンチ装置。 - 請求項1に記載のパンチ装置を用いた打抜き加工方法が以下の(1)〜(6)の手順であることを特徴とする打ち抜き加工方法。
(1)前記制御・管理手段が、加工開始前に前記打ち抜き金型寿命判定手段の最新の判定結果を読み出し、該判定結果に従って、打抜き動作の可否を定める。
(2)打抜き動作の開始が可能であれば打抜き動作シーケンスを実行する。
(3)打抜き動作を行い、前記せん断応力測定手段が動作中の経時的なせん断応力の変動曲線のデータを測定し記憶手段に記憶する。
(4)前記打ち抜き金型寿命判定手段が、前記せん断応力の変動曲線のデータを予め用意した基準せん断応力変動曲線のデータと比較し、両データの一致度から打抜き刃の状態を判定する。
(5)前記制御・管理手段は、前記打ち抜き金型寿命判定手段によって打抜き動作の続行が不可能と判定した場合は、停止信号を出力して前記打抜き動作シーケンスを停止する。(6)打抜き動作の続行が可能であると判定した場合は、前記打抜き動作シーケンスを続行する。 - 複数箇所の打抜き動作によって打ち抜き部の製品1つを個別化して打ち抜くことを特徴とする請求項2に記載の打ち抜き加工方法。
- 薄板品の種類毎に、せん断応力の変動曲線のデータを基準せん断応力変動曲線のデータと比較し一致度を判定する判定基準を変えて打抜き刃の状態を判定することを特徴とする請求項2または3に記載の打ち抜き加工方法。
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