JP2503337B2 - 油圧プレス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧プレス、特に、板
材を把持するワークホルダと、把持された板材を加工す
るための油圧ヘッドとを備えた油圧プレスに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、板材に孔開け加工や絞り加工等を
行うタレットパンチプレス機として、油圧シリンダを駆
動源とする油圧駆動型のものが用いられている。パンチ
プレス機では金型のヒットレートが１分間あたり数百と
いうように極めて高いため、従来はモータを駆動源とす
るクランク式のものに限定されていた。しかし、油圧装
置の改善により高速動作が可能となり、油圧式のパンチ
プレス機が用いられてきている。

【０００３】この種の油圧式のパンチプレス機では、油
圧シリンダのストローク量を調整できるため、ストロー
ク量を最小限に抑えてヒットレートを向上させ、クラン
ク式のものと変わらないサイクルで加工を行うことがで
きる。たとえば、工具交換時だけ工具を上死点に上昇さ
せ、それ以外のときには工具を許容し得る最下限に待機
させておき、ストロークを最小限に抑えることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】油圧式のパンチプレス
機では、ストロークを最小限に抑えてプレス加工を行う
場合には、工具の下面とテーブルとの隙間がクランク式
のものに比べて小さくなる。このため、板材を把持する
ワークホルダと油圧シリンダの先端に係合する工具との
干渉が問題になる。つまり、前記隙間が小さくなると、
ワークホルダの上面より工具の下面が下方に位置し、ワ
ークホルダが工具に接触するおそれが生じる。

【０００５】これを解決するために、ワークホルダによ
る工具の移動中に、ワークホルダが工具と干渉するか否
かを検出し、これを検出したときに油圧シリンダのスト
ロークを変更することが考えられる。しかし、移動中に
ワークホルダの干渉を検出したり、油圧シリンダのスト
ロークを変更したりすると、そのために種々の制御ルー
チンが必要となり、加工時間が長くなる。

【０００６】本発明の目的は、加工時間を短縮するとと
もに、ワークホルダと油圧ヘッドとの干渉を防止するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る油圧プレス
は、板材を把持して位置決めするワークホルダと、上昇
端と下降端との間を往復駆動して前記ワークホルダに把
持された板材を加工する油圧ヘッドとを備えた油圧プレ
スにおいて、前記ワークホルダの位置決め移動に際して
前記油圧ヘッドとの干渉の可能性を判定する干渉判定手
段と、この干渉判定手段により干渉の可能性がないと判
定されたとき、前記油圧ヘッドの前記上昇端から下降端
への下降動作と前記ワークホルダの板材位置決め動作と
を並行して行い、前記干渉判定手段により干渉の可能性
があると判定されたとき、前記ワークホルダによる板材
位置決め動作の完了を待って前記下降動作を開始するよ
うに前記油圧ヘッドおよびワークホルダを制御する制御
手段とを備えたものである。複数行からなる加工プログ
ラムの加工中の行の次の行を先読みする先読み手段をさ
らに備え、上記干渉判定手段は、前記先読み手段の先読
み結果に基づいて上記干渉の可能性を判定するものでも
よい。又、前記上昇端と下降端との間の所定の待機位置
に、下降途中の前記油圧ヘッドの先端が到達したか否か
を判定するヘッド位置判定手段をさらに備え、前記制御
手段は、前記干渉判定手段により干渉の可能性がないと
判定された場合の油圧ヘッドと板材位置決めとの並行動
作過程において、板材位置決めが完了するまでは油圧ヘ
ッド先端を前記所定の待機位置より下方へ移動させない
ものでもよい。

【０００８】

【作用】本発明に係る油圧プレスでは、ワークホルダに
より板材が保持されて位置決め移動され、油圧ヘッドが
上昇端から下降端まで下降してワークホルダで位置決め
された板材が加工される。一方、干渉判定手段がワーク
ホルダの位置決め移動に際して前記油圧ヘッドとの干渉
の可能性を判定する。そして、この干渉判定手段により
干渉の可能性がないと判定されたとき、油圧ヘッドの上
昇端から下降端への下降動作とワークホルダの板材位置
決め動作とを並行して行い、干渉判定手段により干渉の
可能性があると判定されたとき、ワークホルダによる板
材位置決め動作の完了を待って下降動作を開始するよう
に油圧ヘッドおよびワークホルダを制御手段が制御す
る。これにより干渉しない場合にワークホルダの移動中
に油圧ヘッドの下降を行え、加工時間を短縮できる。ま
た、干渉する場合には、油圧ヘッドの上昇端から下降端
への下降動作を位置決め完了後に開始しているので、干
渉を確実に防止できる。さらに、干渉の可能性の有無に
係わらず、油圧ヘッドを上昇端と下降端との間で移動さ
せるだけでよいので、複雑なストローク制御が不要にな
る。 また、先読み手段の先読み結果に基づいて干渉の可
能性を判定する場合には、干渉の可能性を作業中に確実
に判断できる。 さらに、干渉の可能性がないと判定した
場合の油圧ヘッドと板材位置決めとの並行動作過程にお
いて、板材位置決めが完了するまで油圧ヘッド先端を所
定の待機位置より下方に移動させない場合には、板材位
置決めが油圧ヘッド下降より時間を要する場合でも、加
工時間をできる限り短縮しつつ、確実な板材加工を実現
できる。

【０００９】

【実施例】図１及び図２は本発明の一実施例による油圧
プレスである油圧パンチプレス機を示している。ここで
は、タレットパンチプレス機を例にとる。パンチプレス
機１は、主に、下部フレーム２と、下部フレーム２の上
方に配置された上部フレーム３と、上部フレーム３を後
方で支持するスロート部４とから構成されている。下部
フレーム２の上面中央には、固定テーブル１０が配置さ
れている。下部フレーム２の上面両側部には、１対のガ
イドレール５，６が配置されている。ガイドレール５，
６上には、キャリッジ７が奥行き方向（Ｙ軸方向）に移
動可能に配置されている。キャリッジ７には、固定テー
ブル１０の両側方に配置された移動テーブル８，９が固
定されている。キャリッジ７には、板材１１を配置する
ための１対のワークホルダ１３，１４が装着されたクロ
ススライド１５が、左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能に
設けられている。

【００１０】キャリッジ７をＹ軸方向に移動させる移動
機構は、移動テーブル９の下方に配置されている。この
移動機構は、サーボモータ１６と、これに連結されたボ
ールねじ１７と、ボールねじ１７に螺合するボールナッ
ト１８とから構成されている。ボールナット１８は、移
動テーブル９の下面に固定されている。一方、クロスス
ライド１５をＸ軸方向に移動させる移動機構は、キャリ
ッジ７内に配置されている。この移動機構は、キャリッ
ジ７の一端に配置されたサーボモータ２０と、これに連
結されたボールねじ２１と、ボールねじ２１に螺合する
ボールナット２３とから構成されている。ボールナット
２３は、クロススライド１５に固定されている。

【００１１】上部フレーム３には、複数のパンチを収納
する上タレット１２が回動可能に設けられている。上タ
レット１２内には、油圧シリンダ（図３）により昇降す
るパンチヘッドが設けられている。一方、下部フレーム
２側には、複数のダイを収納する下タレット２２が上タ
レット１２に対向配置されている。また、加工位置にあ
るパンチ及びダイ並びに油圧シリンダ等によって加工部
２４が構成されている。

【００１２】スロート部４内には、図３に示すように制
御装置３０が設けられている。この制御装置３０は、コ
ントローラとしてのＣＮＣ３１、ＭＭＣ３２及びＰＭＣ
３３を備えている。各コントローラ間ではウィンドウを
介してデータの授受が高速で行われるようになってい
る。ＣＮＣ３１は、板材１１をＸ軸方向及びＹ軸方向に
移動させるためのサーボモータ１６，２０の制御を行う
ものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含んでい
る。ＭＭＣ３２は、種々の処理を高級言語を用いて処理
可能なものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含ん
でいる。ＭＭＣ３２は、加工プログラムの加工中の次の
行の内容を先読みするとともに、先読みした内容から、
ワークホルダ１３，１４と加工部２４とが干渉するか否
かを判定する。この判定は、たとえば、先読みしたステ
ップの内容にある加工位置と前ステップの加工位置とを
結ぶ軌跡が、ワークホルダ１３，１４の先端の位置の座
標の近傍にあるか否かにより行われる。ＰＭＣ３３は、
油圧の制御やタレットの駆動等の制御を行うものであ
り、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含んでいる。

【００１３】ＭＭＣ３２及びＰＭＣ３３には、ＤＳＣ
（ディジタル・サーボ・コントローラ）３６が接続され
ている。ＤＳＣ３６は油圧シリンダ４０の位置及び速度
をサーボ制御するためのコントローラであり、ＭＭＣ３
２及びＰＭＣ３３から与えられた位置情報及び速度情報
に応じて速度制御部３８に速度指令を出力する。速度制
御部３８は、ＤＳＣ３６から与えられた速度指令に応じ
て加工部２４の加工速度（シリンダ４０の昇降速度）を
フィードバック制御するためのものであり、速度アンプ
及び積分回路等から構成されている。また、ＰＭＣ３３
には圧力制御部５０が接続されている。圧力制御部５０
は油圧シリンダ４０の圧力制御を行うためのものであ
る。

【００１４】加工位置上には、油圧シリンダ４０が上下
に配置されている。油圧シリンダ４０のピストンロッド
先端には、加工部２４を構成するパンチ４１の頭部が係
合し得る係合部４２が取り付けられている。油圧シリン
ダ４０には、電気油圧式４ポート３位置サーボ弁４４が
接続されている。サーボ弁４４のスプールにはサーボコ
ントロールコイル４５及びフィードバック検出器４６が
設けられている。サーボコントロールコイル４５には、
速度制御部３８からの制御信号が入力されている。ま
た、フィードバック検出器４６の検出信号は速度制御部
３８に入力されており、スプールの移動量が速度制御部
３８によってフィードバック制御される。これにより、
サーボ弁４４を通過する流量が制御され、油圧シリンダ
４０の昇降速度が制御されるようになっている。また、
油圧シリンダ４０には、ピストンの位置検出を行う位置
検出器４７が設けられている。位置検出器４７の出力
は、Ａ／Ｄ変換器４８を介してＤＳＣ３６に入力されて
いる。

【００１５】一方、圧力制御部５０にはＰＭＣ３３から
圧力指令が与えられる。圧力制御部５０はこれを電気信
号に変換し、比例電磁式リリーフ弁５１に与える。ま
た、リリーフ弁５１は、ポンプ５２及びこれを駆動する
モータ５３を含む油圧回路５４に接続されている。この
油圧回路５４には他のアクチュエータを制御するための
油圧機器５５が接続されている。油圧回路５４の油圧ラ
インはサーボ弁４４に接続されている。

【００１６】図４に示すように、ＭＭＣ３２には、キー
ボード３４、ＣＲＴ３５、ホストコンピュータとの接続
用のホストインターフェイス３７及び他の入出力部が接
続されている。またＣＮＣ３１には、Ｘ軸及びＹ軸の制
御を行うための軸制御部３９が接続されている。さら
に、ＰＭＣ３３には、上タレット１２及び下タレット２
２を駆動するためのタレット駆動部１９や他の入出力部
が接続されている。

【００１７】次に、制御装置３０の制御動作について図
５に示す制御フローチャートに基づいて説明する。ま
ず、ステップＳ１でテーブルの原点への移動等の初期設
定を行う。ステップＳ２では、たとえばホストコンピュ
ータからホストインターフェイス３７を介して加工プロ
グラムを読み込み、ＣＮＣ３１内のＲＡＭに格納する。
ステップＳ３では、作業者による作業開始指令を待つ。
作業開始指令が入力されるとステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では加工プログラムの１ステップを読み込
む。続いてステップＳ５では、加工プログラムの次ステ
ップを読み込む。ステップＳ４での処理はＣＮＣ３１で
行われ、ステップＳ５での処理はＭＭＣ３２で行われ
る。ステップＳ６では、ステップＳ４で読み込んだステ
ップの内容が加工指令を意味するものであるか否かを判
断する。ステップＳ７では、ステップＳ５で読み込んだ
次ステップの内容から、次ステップにおいてワークホル
ダ１３，１４と加工部２４とが干渉するか否かを判断す
る。この判断は前述したように、ＭＭＣ３２で行われ、
このステップの加工位置と次ステップの加工位置とを結
ぶ軌跡がワークホルダ１３，１４の先端位置の近傍にあ
るか否かにより判断する。

【００１８】ステップＳ８では、ステップＳ４で読み込
んだ内容が他の指令を意味するものであるか否かを判断
する。ステップＳ９では、読み込んだステップの内容が
終了を意味するものであるか否かを判断する。ステップ
Ｓ９での判断がＹＥＳの場合には処理を終了する。また
ＮＯの場合にはステップＳ４に戻る。一方、ステップＳ
６で加工を意味する指令と判断した場合にはステップＳ
１０に移行する。

【００１９】ステップＳ１０では加工ルーチンを実行す
る。この加工ルーチンでは、図６に示すように、ステッ
プＳ２１で、後述するステップＳ１１で干渉フラグがセ
ットされているか否かを判断する。干渉フラグがセット
されている（干渉の危険性有り）と判断するとステップ
Ｓ２２に移行する。ステップＳ２２以降では、まず板材
１１を所定の位置に移動させ、位置決め完了後に油圧ヘ
ッドを駆動する。

【００２０】すなわち、まずステップＳ２２では干渉フ
ラグをリセットする。ステップＳ２３では、クロススラ
イド１５及びキャリッジ７の移動を開始し、板材１１の
移動を開始させる。ステップＳ２４では、板材１１の加
工位置が所定位置に到達するのを待つ。板材１１の加工
位置が所定位置に到達するとステップＳ２５に移行す
る。ステップＳ２５では板材１１の移動を停止する。ス
テップＳ２６では油圧シリンダ４０の下降を開始する。
ステップＳ２７では油圧シリンダ４０が下降端に到達す
るのを待つ。油圧シリンダ４０が下降端に到達するとス
テップＳ２８に移行する。ステップＳ２８では下降を停
止させる。ステップＳ２９では、油圧シリンダ４０の上
昇を開始する。ステップＳ３０では油圧シリンダ４０が
上昇端に到達するのを待つ。油圧シリンダ４０が上昇端
に到達するとステップＳ３１に移行する。ステップＳ３
１では油圧シリンダ４０の上昇を停止する。油圧シリン
ダ４０の上昇が停止するとメインルーチンに戻る。

【００２１】一方、ステップＳ２１で干渉フラグがセッ
トされていない（干渉の危険性無し）と判断するとステ
ップＳ３２に移行する。ステップＳ３２以降では、板材
１１の位置決めが完了するより以前に油圧ヘッドの駆動
を開始する。すなわち、ステップＳ３２では、油圧シリ
ンダ４０の下降を開始するとともに、板材１１の移動を
開始する。ステップＳ３３では、板材１１が所定の加工
位置に到達したか否か、すなわち位置決めが完了したか
否かを判断する。板材１１の位置決めが完了していない
場合にはステップＳ３４に移行する。ステップＳ３４で
は、油圧シリンダ４０が所定の待機位置に到達したか否
かを判断する。この待機位置は、パンチ工具先端がワー
クホルダ１３，１４の最上面より上方になるように設定
されており、板材移動中に下降中のパンチ工具がワーク
ホルダ１３，１４あるいは板材１１に接触しないように
なっている。油圧シリンダ４０が待機位置に到達してい
ないと判断したときにはステップＳ３３に戻る。油圧シ
リンダ４０が待機位置に到達したと判断するとステップ
Ｓ３５に移行する。ステップＳ３５では油圧シリンダ４
０の下降を停止する。ステップＳ３６では、板材の位置
決め完了を待つ。板材１１の位置決めが完了するとステ
ップＳ３７に移行する。ステップＳ３７では油圧シリン
ダ４０を再度下降させる。

【００２２】ステップＳ３３で板材１１の位置決めが完
了したと判断した場合、またはステップＳ３７での処理
が終了した場合にはステップＳ２７に移行し、油圧シリ
ンダ４０が下降端に到達するのを待つ。その後、前記同
様にステップＳ２８〜ステップＳ３１の処理を実行す
る。一方、ステップＳ７で先読みした次ステップの内容
によりワークホルダ１３，１４が加工部２４に干渉する
と判断した場合にはステップＳ１１に移行し、干渉フラ
グをセットし、ステップＳ８に移行する。この干渉フラ
グは、次ステップの加工において干渉が生じることを示
している。

【００２３】ステップＳ８で他の指令と判断した場合に
はステップＳ１２に移行し、その指令に応じた他の処理
を実行し、ステップＳ９に移行する。このように本実施
例では、干渉の有無を先読みして判断し、加工時には干
渉の有無により、干渉がある場合には板材が所定の加工
位置に到達してから油圧シリンダを下降させ、板材１１
の加工の開始を行う。また、干渉がない場合には、油圧
シリンダ４０の加工開始と板材１１の移動開始とを同時
に行うとともに、板材１１の移動終了前に油圧シリンダ
４０が所定位置より下降してしまう場合には、油圧シリ
ンダ４０を所定の位置に待機させる。

【００２４】これにより、加工時間を短縮できるととも
に、加工部２４とワークホルダとの干渉を防止できる。 〔他の実施例〕前 記実施例では、油圧プレスとしてタレットパンチプレ
ス機を例に説明したが、シャーリング機やベンダー等の
他の油圧プレスにも本発明を適用できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係る油圧プレスでは、干渉しな
い場合にワークホルダの移動中に油圧ヘッドの下降を行
え、加工時間を短縮できる。また、干渉する場合には、
油圧ヘッドの上昇端から下降端への下降動作を位置決め
完了後に開始しているので、干渉を確実に防止できる。
さらに、干渉の可能性の有無に係わらず、油圧ヘッドを
上昇端と下降端との間で移動させるだけでよいので、複
雑なストローク制御が不要になる。 また、先読み手段の
先読み結果に基づいて干渉の可能性を判定する場合に
は、干渉の可能性を作業中に確実に判断できる。 さら
に、干渉の可能性がないと判定した場合の油圧ヘッドと
板材位置決めとの並行動作過程において、板材位置決め
が完了するまで油圧ヘッド先端を所定の待機位置より下
方に移動させない場合には、板材位置決めが油圧ヘッド
下降より時間を要する場合でも、加工時間をできる限り
短縮しつつ、確実な板材加工を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による油圧プレスである油圧
パンチプレス機の全体斜視図。

【図２】その平面概略図。

【図３】油圧パンチプレス機の制御装置の概略ブロック
図。

【図４】制御装置のブロック図。

【図５】制御動作を示すフローチャート。

【図６】加工処理の内容を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ パンチプレス機 １３，１４ ワークホルダ ２４ 加工部 ３０ 制御装置 ３２ ＭＭＣ ３３ ＰＭＣ ４０ 油圧シリンダ ４１ パンチ ４３ ダイ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材を把持して位置決めするワークホル
   ダと、上昇端と下降端との間を往復駆動して前記ワーク
   ホルダに把持された板材を加工する油圧ヘッドとを備え
   た油圧プレスにおいて、 前記ワークホルダの位置決め移動に際して前記油圧ヘッ
   ドとの干渉の可能性を判定する干渉判定手段と、 この干渉判定手段により干渉の可能性がないと判定され
   たとき、前記油圧ヘッドの前記上昇端から下降端への下
   降動作と前記ワークホルダの板材位置決め動作とを並行
   して行い、前記干渉判定手段により干渉の可能性がある
   と判定されたとき、前記ワークホルダによる板材位置決
   め動作の完了を待って前記下降動作を開始するように前
   記油圧ヘッドおよびワークホルダを制御する制御手段
   と、 を備えた事を特徴とする油圧プレス。
2. 【請求項２】 複数行からなる加工プログラムの加工中
   の行の次の行を先読みする先読み手段をさらに備え、上
   記干渉判定手段が、前記先読み手段の先読み結果に基づ
   いて上記干渉の可能性を判定する請求項１記載の油圧プ
   レス。
3. 【請求項３】 前記上昇端と下降端との間の所定の待機
   位置に、下降途中の前記油圧ヘッドの先端が到達したか
   否かを判定するヘッド位置判定手段をさらに備え、前記
   制御手段は、前記干渉判定手段により干渉の可能性がな
   いと判定された場合の油圧ヘッドと板材位置決めとの並
   行動作過程において、板材位置決めが完了するまでは油
   圧ヘッド先端を前記所定の待機位置より下方へ移動させ
   ない請求項１又は請求項２記載の油圧プレス。