JP4522366B2 - 穿孔装置 - Google Patents
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Description
従来、この種の被加工物の穿孔には、図14に示すような穿孔装置が用いられている(例えば、特許文献1参照。)。
この穿孔装置について、図14を用いて説明すると、穿孔装置1は、パンチ用金型2及びダイ用金型3を備えている。
この場合、パンチ用金型2が下降すると、ストリッパ6の突出部6aがダイプレート12上の被加工物に当接する。この状態からパンチ用金型2がさらに下降すると、ストリッパ6の突出部6aが被加工物をダイプレート12上に圧接する。このため、ストリッパ6がダイプレート12上の被加工物を圧接した状態でパンチ5aがダイプレート12から下方に突出してダイ孔12aに嵌合し、被加工物に穿孔が実施される。
パンチ用金型2が上昇する際には、ストリッパ6がダイプレート12上の被加工物を圧接したままの状態で、パンチ5aが被加工物のダイ孔12aから抜けていくため、円滑な穿孔動作が実現する。
また、穿孔時には、ストリッパが被加工物をダイプレートに圧接するものであるため、被加工物が損傷し易く、品質上の信頼性が低下するという課題もあった。
また、穿孔時には、パンチ用金型全体が昇降する必要があるため、穿孔を高速化するのが容易ではないという課題もあった。
また、本発明は、穿孔用金型の位置決め作業の簡素化を図ることができる穿孔用金型の位置決め固定方法を提供することを目的とする。
また、被加工物を非押圧状態にした状態で穿孔が実施されるようになるため、被加工物に対する損傷発生を確実に抑制することができ、品質上の信頼性を高めることもできる。
なお、これらの効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、特に大きいものとなる。
また、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で穿孔を実施するため、穿孔時には、パンチ用金型自体は昇降する必要がなくなり、パンチのみが昇降することで足りるため、穿孔を高速化するのが容易となる。
ここで、空隙を0.10mm以上としたのは、空隙を0.10mm未満とすると比較的厚い被加工物を穿孔することができなくなる場合が生じるからである。この観点から言えば、空隙を0.20mm以上とすることがより好ましく、0.30mm以上とすることがさらに好ましい。また、空隙を5.0mm以下としたのは、空隙が5.0mmを超えるとパンチの先端部とダイ孔との位置精度を確保するのが容易ではなくなるからであり、また、穿孔時にパンチの真直度を維持するのが容易ではなくなるからである。この観点から言えば、空隙を3.0mm以下とすることがより好ましく、2.0mm以下とすることがさらに好ましい。
このように構成することにより、パンチ用金型とダイ用金型との間に大面積の被加工物を載置することが可能になるため、大面積の被加工物に穿孔を実施することができるようになる。
このように構成することにより、シート状の被加工物のたわみがさらに効果的に抑制される。
なお、この効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構を備えた穿孔装置である場合に、上記した(1)の場合と同様に、特に大きいものとなる。
従って、穿孔装置の穿孔用金型取り付け部と穿孔用金型との位置精度が高まるため、被加工物における穿孔位置の精度を高めることができる。また、パンチ用金型とダイ用金型との位置精度が高まるため、切片の返りの出ないきれいな穿孔を行うことができる。また、専用の穿孔用金型位置調整装置が不要となり穿孔装置の低コスト化を図ることができるという効果もある。
なお、これらの効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、上記した(1)又は(4)の場合と同様に、特に大きいものとなる。
また、本発明の穿孔装置における特徴を上記(1)又は(4)に記載の穿孔装置に追加することにより、さらに優れた穿孔装置となる。
従って、ダイ用金型に対するパンチ用金型の位置精度を高めることができ、穿孔による切片の返りの発生を防止することができるとともに、穿孔の高速化に対応することができる。
なお、これらの効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、上記した(1)、(4)又は(5)の場合と同様に、特に大きいものとなる。
また、本発明の穿孔装置における特徴を上記(1)、(4)又は(5)に記載の穿孔装置に追加することにより、さらに優れた穿孔装置となる。
従って、長時間にわたる繰り出し・巻き取り動作によって発生する被加工物の蛇行移動を解消することができ、良好な穿孔加工を実施することができる。
本発明の穿孔装置における特徴を上記(1)、(4)、(5)又は(6)に記載の穿孔装置に追加することにより、さらに優れた穿孔装置となる。
従って、撮像素子による穿孔位置の読み取りから穿孔用金型の穿孔位置に到達するまでの水平移動時間を短縮することができ、穿孔加工の高速化を図ることができる。
また、撮像素子による穿孔位置の読み取りを被加工物に垂直な方向から行うことができるため、読み取り精度を高めることができる。
なお、上記した効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、特に大きいものとなる。
また、本発明の穿孔装置における特徴を上記(1)、(4)、(5)、(6)又は(7)に記載の穿孔装置に追加することにより、さらに優れた穿孔装置となる。
このように構成することにより、貫通孔から各パンチまでの水平距離が同一の寸法となり、撮像素子による穿孔位置の読み取りから各パンチの穿孔位置に到達するまでの水平移動時間を同一の時間に設定することができる。
なお、穿孔目的(例えば、スルーホールを明ける場合)によっては、撮像素子による穿孔位置の読み取りを行わないこととすることもできる。
このように構成することにより、発光素子からの照明光が被加工物の照明に有効利用される。そして、被加工物を透過した光が撮像素子に読み取られることにより穿孔位置の読み込みが効果的に行われる。
このように構成することにより、カム軸の回動領域を変更することにより、複数のパンチのうちいずれかのパンチを選択して被加工物の穿孔に使用することができる。
このように構成することにより、パンチ用金型及びダイ用金型における取付位置を変更することにより、所望の方向に配列する複数のパンチを選択して被加工物の穿孔に使用することができる。
従って、穿孔装置の穿孔用金型取り付け部と穿孔用金型との位置精度が高まるため、被加工物における穿孔位置の精度を高めることができる。また、パンチ用金型とダイ用金型との位置精度が高まるため、切片の返りの出ないきれいな穿孔を行うことができる。また、専用の穿孔用金型位置調整装置が不要となり穿孔装置の低コスト化を図ることができるという効果もある。
また、被加工物を非押圧状態にした状態で穿孔を実施することになるため、被加工物に対する損傷発生を確実に抑制することができ、品質上の信頼性を高めることもできる。
なお、これらの効果は、穿孔装置が、シート状の被加工物がロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、特に大きいものとなる。
また、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で穿孔を実施するため、穿孔時には、パンチ用金型自体は昇降する必要がなくなり、パンチのみが昇降することで足りるため、穿孔を高速化するのが容易となる。
従って、テーブルと穿孔用金型との位置精度が高まるため、被加工物における穿孔位置の精度を高めることができる。また、パンチ用金型とダイ用金型との位置精度が高まるため、切片の返りの出ないきれいな穿孔を行うことができる。また、専用の穿孔用金型位置調整装置が不要となり穿孔装置の低コスト化を図ることができるという効果もある。
なお、これらの効果は、穿孔装置が、ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構とシート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構とを備えた穿孔装置である場合に、特に大きいものとなる。
このように構成することにより、所定のスペーサを用いるだけの簡単な方法で、パンチ用金型とダイ用金型との間の空隙の大きさを0.10mm〜5.0mmの範囲で極めて高い精度で制御することができる。また、所定の空隙が開くようにパンチ用金型とダイ用金型とを分離する必要がなくなるため、パンチ用金型下面とダイ用金型上面との平行度を極めて高いものにすることができる。さらに、このことから、位置決め用ピンを上下する際に、位置決め用ピンとピン挿通孔及びピン嵌合孔との間でかじりが発生するのを防止することができるという効果もある。
また、このことは、ピン挿通孔及びピン嵌合孔の内径と位置決め用ピンの外径との寸法差を極めて小さい寸法に設定することができることを意味する。これにより、パンチ用金型とダイ用金型との相対的な水平方向の位置精度を高めることができ、穿孔による切片の返りの発生の防止及び穿孔の高速化に効果がある。
[図2]実施形態に係る穿孔装置を示す平面図。
[図3]図2のA−A断面図。
[図4]実施形態に係る穿孔装置の穿孔機構を示す斜視図。
[図5]図4の局部断面図。
[図6]実施形態に係る穿孔装置の穿孔機構を示す側面図。
[図7]実施形態に係る穿孔装置の穿孔機構を示す平面図。
[図8]図7のB−B断面図。
[図9]図8のA部を拡大して示す断面図。
[図10]実施形態に係る穿孔用金型を示す斜視図。
[図11]実施形態に係る穿孔用金型を示す図。
[図12]実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法を説明するために示すフローチャート。
[図13]実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法を実施するために用いるスペーサを示す平面図。
[図14]従来の穿孔装置を示す断面図。
繰り出しローラ310は、ローラ支持台240の上方端部に回転自在に支承されている。そして、トルクモータ330の駆動による回転によってロール状の被加工物Wをシート状に繰り出すように構成されている。
ガイドローラ320,321は、X軸方向に所定の間隔をもって並設されている。そして、左方のガイドローラ320にあっては厚手又は薄手の被加工物を案内するように構成され、右方のガイドローラ321にあっては薄手の被加工物を案内するように構成されている。
巻き取りローラ410は、ローラ支持台250の上方端部に回転自在に支承されている。そして、トルクモータ430の駆動による回転によってシート状の被加工物Wをロール状に巻き取るように構成されている。
ガイドローラ420,421は、X軸方向に所定の間隔をもって並設されている。そして、左方のガイドローラ420にあっては薄手の被加工物を案内するように構成され、右方のガイドローラ421にあっては厚手又は薄手の被加工物を案内するように構成されている。
第1テーブル移動機構710は、スクリューシャフト711及びテーブル712を有している。スクリューシャフト711は、水平横方向(X軸方向)に延在し、装置本体200の上面幅方向中央部に回転自在に軸支されている。そして、サーボモータ713の駆動によって回転し得るように構成されている。テーブル712は、装置本体200上及びスクリューシャフト711上に進退自在に保持され、サーボモータ713の駆動によるスクリューシャフト711の回転によってX軸方向に進退し得るように構成されている。
なお、2つの脚部724A,724B間の寸法は、被加工物Wの幅方向寸法より大きい寸法に設定されている。
穿孔用金型810は、パンチ用金型820及びダイ用金型830からなり、被加工物Wに対して穿孔を実施するように構成されている。
また、パンチ850,851が互いに異なる径のパンチ(例えば、スルーホール孔明け用のパンチとガイド孔明け用のパンチ)である場合には、互いに異なる径の穿孔を実施することができ、孔明け対象の変更によるパンチ850,851の取り付け・取り外し交換が不要になる。
なお、パンチ用金型及びダイ用金型の形状を六角形又は八角形にすることにより、パンチ用金型1個に対して3組又は4組のパンチを設けることも可能になる。
また、発光素子840による照明光が、被加工物Wを透過して撮像素子880に読み取られることにより、穿孔位置の読み込みが効果的に行われる。
なお、空隙Gの上下方向寸法は、例えば、被加工物Wの厚さが0.10mmのときには、0.40mmとする。また、パンチ850,851の直径は、穿孔対象によっても異なるが、例えば、0.10mm〜5.0mmとする。
固定型のクランパ730による把持力が解除されると、移動型のクランパ222が把持力を付与したまま巻き取り側から繰り出し側に復動する。これにより、被加工物Wには移動型のクランパ222及び固定型のクランパ232による緊張力が付与される。このため、パンチ用金型820とダイ用金型830との間に介在するシート状の被加工物Wにおけるたわみが抑制された状態になっている。
このようにして、被加工物Wに穿孔が実施される。
また、被加工物Wを非押圧状態にした状態で穿孔が実施されるようになるため、被加工物Wに対する損傷発生を確実に抑制することができ、品質上の信頼性を高めることもできる。
また、パンチ用金型820とダイ用金型830との間の空隙Gがシート状の被加工物Wの厚さよりも大きい状態で穿孔を実施するため、穿孔時には、パンチ用金型820自体は昇降する必要がなくなり、パンチ850,851のみが昇降することで足りるため、穿孔を高速化するのが容易となる。
このため、ダイ用金型830に対するパンチ用金型820の位置精度を高めることができ、穿孔による切片の返りの発生を防止することができるとともに、穿孔の高速化に対応することができる。
このため、長時間にわたる繰り出し・巻き取り動作によって発生する被加工物の蛇行移動を解消することができ、良好な穿孔加工を実施することができる。
このため、撮像素子880による穿孔位置の読み取りから穿孔用金型810の穿孔位置に到達するまでの水平移動時間を短縮することができ、穿孔加工の高速化を図ることができる。
また、撮像素子880による穿孔位置の読み取りを被加工物Wに垂直な方向から行うことができるため、読み取り精度を高めることができる。
このため、位置決め用ピン920,921を上下するだけの簡単な操作で、パンチ用金型820とダイ用金型830との位置決め及び穿孔装置800の穿孔用金型取り付け部とダイ用金型830との位置決めを高精度に行うことができる。
従って、穿孔装置800の穿孔用金型取り付け部と穿孔用金型810との位置精度が高まるため、被加工物Wにおける穿孔位置の精度を高めることができる。また、パンチ用金型820とダイ用金型830との位置精度が高まるため、切片の返りの出ないきれいな穿孔を行うことができる。また、専用の穿孔用金型位置調整装置が不要となり穿孔装置の低コスト化を図ることができるという効果もある。
実施形態に係る穿孔用金型の位置決め固定方法は、「穿孔用金型組立体の形成工程」、「穿孔用金型組立体の配置工程」、「パンチ用金型・ダイ用金型の取り付け工程」及び「穿孔用金型組立体の分解工程」が順次実施されるため、これら各工程を順次説明する。
まず、予め空隙G(図11に図示)の上下方向寸法(例えば400μm)より少し小さい寸法に設定された厚さ(例えば395μm)をもつスペーサP(図13に図示)を、パンチ用金型820(パンチプレート823)とダイ用金型830(ダイプレート832)との間に介在させて穿孔用金型組立体を形成する(図12のステップS1)。このとき、位置決め用ピン920,921をピン挿通孔P1,P2に挿通させてダイプレート832上にスペーサPを載置し、さらに位置決め用ピン920,921をピン嵌合孔820F,820Gに嵌合してスペーサP上にパンチ用金型820を載置することにより、穿孔用金型組立体が形成される。
次に、「穿孔用金型組立体の形成工程」で形成された穿孔用金型組立体を、穿孔機構800(図5に図示)における上下の取付位置(互いに平行な取付面)間に介在させる(図12のステップS2)。
次に、ピン操作子930,931(図10に図示)を回動操作することにより、位置決め用ピン920,921を、下方に移動させてテーブル722の位置決め用孔(図示せず。)に嵌合させる。これにより、ダイ用金型830のテーブル722に対する位置決めを精度良く行うことができる。このとき、位置決め用ピン920,921は、スペーサPのピン挿通孔P1,P2を挿通し、パンチ用金型820のピン嵌合孔820F,820Gに嵌合したままである。
次に、穿孔機構800の上方取付位置にパンチ用金型820を位置決めしてから、穿孔用金型位置決め固定機構900のチャック部材910によってパンチ用金型820を取り付ける(図12のステップS3)。
その後、ピン操作子930,931を回動操作することにより、位置決め用ピン920,921をさらに下方に移動させてピン嵌合孔820F,820Gとの嵌合を解除するとともにパンチ用金型820とダイ用金型830との間のスペーサPを除去する(図12のステップS4)。これにより、穿孔用金型組立体が分解される。このとき、位置決め用ピン920,921の上方端部は、ダイ用金型830のピン挿通孔830B,830C内に収容された状態にある。
スペーサPが除去されると、パンチ用金型820(パンチプレート823)とダイ用金型830(ダイプレート832)との間には、高精度かつ高平行度に設定された空隙Gが形成される。
このようにして、穿孔用金型810が穿孔機構800に対して位置決め固定される。
このため、テーブル722と穿孔用金型810との位置精度が高まるため、被加工物Wにおける穿孔位置の精度を高めることができる。また、パンチ用金型820とダイ用金型830との位置精度が高まるため、切片の返りの出ないきれいな穿孔を行うことができる。また、専用の穿孔用金型位置調整装置が不要となり穿孔装置の低コスト化を図ることができるという効果もある。
Claims (8)
- ロール状の被加工物をシート状に繰り出す繰り出し機構と、
シート状の被加工物をロール状に巻き取る巻き取り機構と、
シート状の被加工物の搬送方向に平行なX軸方向に進退可能な第1テーブル及び前記第1テーブルの上で前記X軸方向に直交するY軸方向に進退可能な第2テーブルを有するテーブル移動機構と、
前記第2テーブルに配設され、シート状の被加工物に穿孔を実施するためのパンチ用金型及びダイ用金型からなる穿孔用金型を有する穿孔機構と、
前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間に介在するシート状の被加工物に緊張力を付与するための手段とを備えた穿孔装置であって、
前記穿孔機構は、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間の空隙がシート状の被加工物の厚さよりも大きい状態で、前記パンチ用金型と前記ダイ用金型との間にガイドピンが介在しない状態で、かつ、前記パンチ用金型のパンチのみが昇降動作を行っている状態で、シート状の被加工物に穿孔を実施する穿孔機構であり、
前記第2テーブル上には、互いに対向する2つの脚部及びこれら2つの脚部を連結する天井部を有する門型のフレームが立設され、
前記第2テーブルには、前記ダイ用金型が取り付けられており、
前記フレームの天井部には、前記パンチ用金型が取り付けられ、
前記穿孔装置は、前記穿孔装置の穿孔用金型取り付け部に前記穿孔用金型を位置決め固定するための穿孔用金型位置決め固定機構をさらに備え、
この穿孔用金型位置決め固定機構は、上下方向に移動可能な少なくとも2本の位置決め用ピンを有し、
前記穿孔用金型取り付け部には、前記位置決め用ピンを嵌合するピン位置決め用孔が設けられ、
前記ダイ用金型には、前記位置決め用ピンを挿通可能なピン挿通孔が設けられ、
前記パンチ用金型には、前記位置決め用ピンを嵌合可能なピン嵌合孔が設けられていることを特徴とする穿孔装置。 - 請求項1に記載の穿孔装置において、
前記第1テーブルに配設され、シート状の被加工物を挟むための上下2本の回転自在のロールシャフトを被加工領域の両側のそれぞれに備えたことを特徴とする穿孔装置。 - 請求項1又は2に記載の穿孔装置において、
前記繰り出し機構と前記穿孔機構との間及び前記穿孔機構と前記巻き取り機構との間にそれぞれ配設され、被加工物を弛緩・緊張させるための昇降ローラを有する一対のテンション機構とをさらに備えたことを特徴とする穿孔装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の穿孔装置において、
前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型のうちいずれか一方の金型におけるほぼ中央部には、被加工物側に開口する撮影用の貫通孔が設けられ、
この貫通孔を介して被加工物の穿孔位置を読み取る撮像素子が配設されていることを特徴とする穿孔装置。 - 請求項4に記載の穿孔装置において、
前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型のうち前記貫通孔が設けられた金型と異なる金型には、前記貫通孔の中心軸上に位置し、かつ、被加工物側に開口する収容孔が設けられ、
この収容孔には、被加工物を照明する発光素子が収容されていることを特徴とする穿孔装置。 - 請求項4又は5に記載の穿孔装置において、
前記パンチ用金型は、このパンチ用金型における中心軸を挟んで配置された複数のパンチ挿通孔を有し、
前記ダイ用金型は、前記複数のパンチ挿通孔に対応する複数のダイ孔を有し、
前記パンチ用金型は、前記複数のパンチ挿通孔のうちいずれのパンチ挿通孔におけるパンチを穿孔動作させるかを選択するためのパンチ選択装置をさらに有することを特徴とする穿孔装置。 - 請求項6に記載の穿孔装置において、
前記パンチ金型は、このパンチ用金型における中心軸を挟んで前記仮想平面とは異なる仮想平面に沿って配置された別の複数のパンチ挿通孔をさらに有し、
前記ダイ用金型は、前記別の複数のパンチ挿通孔に対応する別の複数のダイ孔を有し、
前記パンチ選択装置は、前記複数のパンチ挿通孔及び前記別の複数のパンチ挿通孔のうちいずれのパンチ挿通孔におけるパンチを穿孔動作させるかを選択する機能を有することを特徴とする穿孔装置。 - 請求項7に記載の穿孔装置において、
前記パンチ用金型及び前記ダイ用金型は、中心軸の周囲における複数の周方向位置に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする穿孔装置。
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