JP4553493B2 - パンチプレス - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ストライカによりパンチホルダに保持されたパンチを打圧して、ダイホルダに保持されたダイとの協働によりパンチング加工を行うパンチプレスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
金型選択における従来のパンチプレスとしてはストライカは固定位置でタレット等に載った金型側が移動するタイプIと、ストライカが動き金型側が固定というタイプIIとが知られている。
【0003】
タイプIの従来技術は、回転タレットに金型を載置するタレットパンチプレスの例ではあるが、実公平7−47140号公報等で知られている2本の金型を直線移動する単独のストライカにて選択打圧する方式である。すなわち、タレットの回転位置決めとストライカの直線移動を組み合わせて金型を最終的に選択するタイプのものである。
【0004】
タイプIIの従来技術は、金型位置の安定性、加工機の大きさ(設備面積あたりの生産性の高さ)等高精度加工においてはより有利なタイプと言える。このタイプIIにおける一例としては、図15を参照するに、ストライカ機構301では、パンチホルダ303にセットされている複数個の金型(パンチ)Pの上方に、各パンチPのヘッドを個々に打圧するストライカ305を複数個備えたストライカホルダ307が設けられており、ストライカホルダ307の上方にラム309が、前後左右(X軸方向およびY軸方向)に往復移動自在に設けられている。
【0005】
そして、パンチPを打圧する際には、ラム309自体がX軸方向およびY軸方向へ移動して所望のパンチPを選択し、このパンチPの上のストライカ305の上方に位置決めした後、上下方向(Z軸方向)へ下降せしめ、このストライカ305を打圧することによりパンチング加工が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タイプIの従来技術にあっては、回転タレットによる金型の割出しを前提にしており、金型を装着する金型穴をタレットに加工する際の精度が問題となる。従来のタレットパンチプレスで行ってきた板金加工一般の世界では問題にならなかったが、電子部品業界など薄板をプレスマシンで一体成形することで極めて高い精度を実現してきたものと同レベルの精度の製品加工をパンチプレスで代替して行うとすると、タレットの回転中心と各金型穴の中心間での距離が高レベルで同一になることが求められるが、現在のタレットの製造過程における加工は極めて困難な作業となり、できたとしても高コストとなろう。すなわち、位置決めにタレットなどの回転部材を伴うことは高精度加工に不向きと言える。更に言えば、金型を配置した大重量の回転タレットの位置決め停止精度及び位置決めスピードにも限界があった。実公平7−47140号公報においては、歩留まりを上げるためにタレットとその中で回動する回転筒の2系統の回転位置決めが必要であり精度出しがより困難となる。
【0007】
また、図15に示したタイプIIの従来の技術にあっては、ラム309は、パンチPを打圧するものであり、高負荷に耐え、上下の駆動機構を有し、これをX軸方向およびY軸方向へ移動させるとすると、その移動に必要とされる案内装置や駆動機構などが複雑となり容量も大きな物になり、高コストで、エネルギー消費も増えるという問題があった。
【0008】
この発明の目的は、以上のような従来の技術の問題点に着目してなされたものであり、高精度の加工が可能な薄板用のパンチプレスを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1による発明のパンチプレスは、ベースフレーム上に装着したダイホルダの上方位置に矩形状のパンチホルダを固定して設け、このパンチホルダ上に多条多列に配置されたパンチを多数設けると共に、このパンチホルダの上方位置に上記パンチを打圧自在のストライカをXY平面内に位置決め自在に支持したストライカ支持フレームを設け、且つ上記ストライカ支持フレームの上方位置に、上記ストライカが移動するXY平面域をカバーする打圧面を有するラムを上下移動自在に設け、前記ダイホルダを前方向へ引き出し自在に設けたこと、を特徴とするものである。
【0010】
従って、パンチング加工を行う際には、固定ホルダに載置された金型群から所望の金型の上方に軽量のストライカのみを移動して金型を選択し、単純に上下移動するラムによりストライカを介してパンチを打圧してパンチング加工を行う。
而して、ラムの機構の省エネ化が図られると共に、回転タレットの構成を排し、加工中のパンチホルダとダイホルダは固定して芯出し精度向上に徹しながらも、金型選択のスピードの向上が図られる。
【0011】
更に、ダイ交換やメンテナンス等の場合には、ダイホルダを作業者側の前方向へ引き出すことができるので、作業を効率よく行うことができる。また、パンチホルダは、左右端が強固にベースフレームに固定して設けられているから、パンチホルダ支持部の剛性があがり、その歪みを受けないので、加工精度の向上が見込まれる。
【0012】
請求項2による発明のパンチプレスは、ベースフレーム上に装着したダイホルダの上方位置にパンチホルダの左右端を強固に前記ベースフレームに支持したブリッジ構造に固定して設け、前記ダイホルダ及びパンチホルダに対をなすダイ及びパンチを各々XY平面内に多条多列に配置して設け、このパンチホルダの上方位置にパンチを打圧自在のストライカをXY平面内に移動自在に支持したストライカ支持フレームを設け、且つ上記ストライカ支持フレームの上方位置に上記ストライカをストライカの位置によらず打圧自在のラムを上下動自在に設け、前記ダイホルダを前方向へ引き出し自在に設けたこと、を特徴とするものである。
【0013】
従って、請求項1に対応した特徴を備えると共に、更に、パンチホルダは、左右端が強固にベースフレームに支持したブリッジ構造に固定して設けられているから、パンチホルダ支持部の剛性があがり、更にブリッジはラムを支持する構造物とは別体で、その歪みを受けないので、加工精度の向上が見込まれる。
【0014】
請求項3による発明のパンチプレスは、請求項1または2記載のパンチプレスにおいて、前記ストライカ支持フレームが、水平方向へ移動自在に設けられていること、を特徴とするものである。
【0015】
従って、固定のパンチホルダのパンチの交換作業やメンテナンスを行うには、ホルダ上面を空ける必要がある。従ってパンチホルダ上面を覆い、ストライカを移動自在に支持するスライド枠ごと後方である水平方向へ後方の退避位置まで移動させることでホルダ上面の空間を確保するものである。これによりパンチの交換作業やパンチホルダのメンテナンスが容易かつ簡単に行われる。
【0016】
この構成は、上下のパンチとダイの芯合わせは加工精度に多大な影響を与えるが、ストライカ中心とパンチヘッドの中心はそれ程厳密にしなくともパンチの下降時の直進性に影響を与えないことを理由にしている。従って、悪影響を及ぼさないストライカ側を水平方向へ退避させることで、精度を落とさずに作業性の向上が図られる。
【0017】
請求項4による発明のパンチプレスは、請求項1、2または3に記載のパンチプレスにおいて、前記ラムを、ベースフレームに立設した少なくとも4本の支柱に支持された天井フレームの上記各支柱に囲繞された中央付近に設け、これに対応して、パンチホルダおよびダイホルダを前記各支柱に囲繞されて設けたこと、を特徴とするものである。
【0018】
従って、加工時に発生する大きな力を、剛性の高い立方体状の構造によって、支えられるので、この空間の中央部付近に配置されたダイホルダやパンチホルダ、ストライカ支持フレームに撓みや歪みが生じることを極力抑えられるから、加工精度を高めることができる。更にパンチホルダはラムを支える天井フレームとは別体のブリッジ構造に支えられているので、全体構造に生じる歪みをパンチホルダが受けることもないのでこの点においても加工精度の向上を図ることができる。
【0019】
請求項5による発明のパンチプレスは、請求項1から4に記載のパンチプレスにおいて、板状ワークの対向する両辺をクランプするクランプ部が、パンチホルダとダイホルダとの隙間に進入自在とすべく、クランプ部の上下高さを、該隙間より低く設け、かつクランプ部の平面幅を上下高さより広く設けると共に、X軸、Y軸方向に位置決め自在であるクランプ装置を後方向に備えたことを特徴とするものである。
【0020】
従って、高精度薄板加工において、より高い精度を追求する場合、まず第1点目としてパンチの上下のストローク量を抑えるため、パンチホルダとダイホルダの上下の隙間はより狭い方が望ましい。また、第2点目として、板状ワークをその両辺をクランプする構造にすることで、ワーク撓みを抑え、安定した保持による位置決めを行うことも高精度加工に求められる。但し、後者の場合、歩留まりが悪化しないようにクランプアームをこの隙間に挿入自在としなければならない。以上の第1点、第2点の各々の要求は、隙間を小さくする要請と、クランプアーム剛性をあげるためにクランプアーム高さを確保したという、相反する事象を解決する必要がある。そこで、クランプ部の高さを押さえそこで失う剛性を補うために幅をもたせる構造としたのである。この形状により、特に位置決め時に生じる水平方向の応力に対向して、クランプされたワークを安定的に保持できると共に、パンチとダイの間隙を小さくすることができる。このような構成のクランプ装置をダイホルダの引き出し方向と逆方向である後方側に配したので、前方で行われる作業性を損なうこともない。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0022】
図1〜図3には、この発明に係るパンチプレス1の全体が示されている。この高精度パンチプレス1では、加工中の全体構造の撓みや振動を極力抑える構造を採用している。すなわち、基台3の上面に設けられている厚板のベースプレート5の前後左右各端部に4本の剛性の高い太い支柱7がボルト9により固定されており、7の上側には天井フレーム11がボルト13により固定されている。なお、ベースプレート5の前側中央には窪み15(図7参照)が設けられており、後述するダイホルダの下面のスペースを稼ぐことにより作業者が行うダイ交換作業をし易いようになっている。
【0023】
前記天井フレーム11の上面には補強リブ17が前後左右に設けられており、補強された天井フレーム11の中央には開口19が設けられている。天井フレーム11の後側(図2において右側)の補強リブ17には打圧用駆動モータ21が回転軸23を上方に向けて設けられており、回転軸23には駆動プーリ25が取り付けられている。
【0024】
前記天井フレーム11の開口19には、上下の外力に対して強力な軸受け27により回転自在に支持された駆動用ボールネジ29が上下方向に延伸して設けられており、この駆動用ボールネジ29の上端部には従動プーリ31が取り付けられている。この従動プーリ31と前述の駆動プーリ25とにはベルト33が巻回されている。
【0025】
前記駆動用ボールネジ29の左右両側(図1において左右両側)には一対のラム用ガイドレール35が上下方向に平行に延伸して設けられており、ラム用ガイドレール35に沿ってラム37が上下に移動自在に設けられている。なお、図示は省略するが、ラム37には前記ラム用ボールネジ29に螺合して上下移動するボールナットが取り付けられている。また、ラム37の下面には、平板状の打圧面39が設けられている。
【0026】
従って、打圧用駆動モータ21がベルト33を回転走行させてラム用ボールネジ29を回転させると、これに螺合するボールナットを介して、ラム37がラム用ガイドレール35に沿って上下方向へ移動する。
【0027】
基台3のベースプレート5と天井フレーム11との間において、前記ベースプレート5上の端部(図1において左右端)には支持台41が設けられており、この支持台41に左右端を支持された中間フレーム43が水平に設けられて、ブリッジ構造を構成している。この中間フレーム43の中央部における開口45には複数個(ここでは、例えば3個×4列の12個)のパンチPを矩形域に配置したパンチホルダ47が一体的に設けられている。なお、パンチホルダ47の前列左右外側(図3において左側上下外側)には、各々インデックスパンチ49が装着されている。
【0028】
また、図1に図4から図6を併せて参照するに、中間フレーム43の上面左右両端部(図4において上下端部)には、台51が前後方向(図4において左右方向)であるY軸方向に長く設けられており、この各台51の上面には前後方向であるY軸方向にガイドレール53が延伸して設けられている。
【0029】
この各ガイドレール53の上には、スライド枠として、例えばガイドレール53に沿って移動自在の複数のスライダ55を底面に備えた左右一対の左右フレーム57L、57Rと、各左右フレーム57L、57Rの前端(図4において左端)を連結する前フレーム57Fと、各左右フレーム57L、57Rの後端(図4において右端)を連結する後フレーム57Bからなる矩形枠状のストライカ支持フレーム59を有している。従って、ストライカ支持フレーム59はガイドレール53上を前後方向(図4において左右方向)であるY軸方向に移動自在となっている。
【0030】
ストライカ支持フレーム59の左フレーム57Lの前端付近にはサーボモータ61が設けられており、このサーボモータ61の回転軸には駆動プーリ63が取り付けられている。
【0031】
また、ストライカ支持フレーム59の左右両端付近には、Y軸方向に延伸する回転シャフト69L,69Rが適宜軸受け65,67を介して回転自在に支持されている。回転シャフト69Lの前端付近における前述のサーボモータ61の駆動プーリ63に対応する位置には従動プーリ71が取り付けられており、駆動プーリ63と従動プーリ71とには駆動ベルト73が巻回されている。
【0032】
回転シャフト69Lと69Rの各々の前端および後端にタイミングプーリ75F、75B、77F、77Bが取り付けられており、前後のタイミングベルト79F、79Bが各々巻回されている。また、左フレーム57Lの前後両端部と右フレーム57Rの前後両端部を各々連結する前後一対のストライカ用ガイドシャフト81F、81Bが左右方向であるX方向(図4において上下方向)へ延伸して設けられている。
【0033】
図4、図6を参照するに、前述のタイミングベルト79F、79Bの一部に連結プレート83を介して固定されると共に前述のストライカ用ガイドシャフト81F、81Bに沿って左右に往復移動自在な前後のストライカ用スライダ85F、85Bが設けられており、このストライカ用スライダ85F、85Bを連結する一対のガイドシャフト87が前後方向(Y軸方向)に設けられている。
【0034】
図4を参照するに、後側のストライカ用スライダ85Bにはストライカ移動用の第1シリンダ89が設けられており、この第1シリンダ89のピストンロッド91の先端には、前述の一対のガイドシャフト87に沿って移動自在の中間スライダ93が取り付けられている。
【0035】
さらに、中間スライダ93の左側にはストライカ移動用の第2シリンダ95が取り付けられており、この第2シリンダ95のピストンロッド97の先端にはストライカホルダ99が前述のガイドシャフト87に沿って移動自在に設けられている。前記ストライカホルダ99の中央部には、常時は上方に突出しているストライカ101が下降可能に設けられている。
【0036】
上記構成により、サーボモータ61が駆動ベルト73を介して回転シャフト69L,69Rを回転駆動せしめるると、この回転シャフト69L、69Rの前後に設けられているタイミングベルト79F、79Bが同期して回転走行し、前後のストライカ用スライダ85F、85Bを介してストライカホルダ99は左右方向であるX軸方向に移動・位置決めされる。
【0037】
ストライカホルダ99のY軸方向の位置決めは、前述の第1、第2シリンダ89,95の伸縮で決定される。第1及び第2シリンダ89,95は伸縮位置と伸び位置の2位置のみ位置決め可能なエアシリンダであるが、図4に示される本実施例では、金型はY軸方向に3列であり、3箇所の位置決めで全ての金型に対する選択が可能となるので、この構成で足り得る。ここで、シリンダの縮み位置をオフ、伸び位置オン、図4におけるY軸方向の右側の列を第1列、中央を第2列、左側を第3列と定義すると、第1列に位置決めする場合は、第1,第2シリンダ89,95ともオフ、第2列に位置決めする場合は、第1シリンダ89をオン、第2シリンダ95をオフとし、第3列に位置決めする場合は、第1,第2シリンダ89,95ともオンとすればいい。
【0038】
以上のように本実施例においては、サーボモータ61と駆動ベルト73によりストライカ用スライダ85F,85BをX軸方向に位置決めを行い、第1,第2のシリンダ89,95の伸縮によりY軸方向の位置決めを行い、最終的にXYテーブルにおけるストライカホルダ99の位置決めが完了し、所望のパンチの選択がスピーディーに可能となるものである。
【0039】
なお、上下の金型であるパンチPとダイDの芯出しの精度は、加工精度に極めて重大な影響を与えるものであるが、パンチPとこれを打圧するストライカ101の芯のずれは加工精度に与える影響は少ない。従って、本願においては、精度よりもスピードの要求がされる金型選択に対して、上記のような構成で軽量のストライカ101のみをXYテーブル内でスピーディーに位置決め可能な構成とするものである。
【0040】
なお、前述のラム37下端の打圧面39は、図1、図2および図13に示されているように、ストライカ101の移動範囲もしくは、パンチP、ダイDの金型群の配置範囲のいずれかをカバーする大きさとなっているので、ストライカ101を所望のパンチPの上方に位置決めし、ラム37を下降させるとストライカ101を介して所望のパンチPを打圧することができる。
【0041】
また、パンチホルダ47のパンチPの交換や補修を行う場合には、ストライカ支持フレーム59全体をガイドレール53に沿って奥側(図4において右側)へ移動させることによりパンチホルダ47の上方が解放されるので、パンチPの交換やパンチホルダ47まわりのメンテナンスの作業を容易にかつ簡単に行うことができる。更に、上述したように、高精度な位置決めが要求されないストライカ101側のみを退避させることで、パンチホルダ47及びパンチPの安定を欠くこともない。
【0042】
再び図1〜図3を参照するに、ベースプレート5の上面手前側(図2において左側)には、複数個のダイDが装着可能なダイホルダ103が設けられている。
図7及び図8を併せて参照するに、このダイホルダ103の前列左右外側にはインデックスダイ105、107が回転可能に装着されている。このインデックスダイ105、107の下部外周には平ギヤ109が設けられており、この平ギヤ109に噛合するウォームギヤ111がダイホルダ103に設けられている。なお、ダイホルダ103の前面(図7において下側端面)には取っ手113が取り付けられている。
【0043】
図9を参照するに、前記ダイホルダ103の下面は、セットされた状態では、基台3のベースプレート5の上面に設けられている昇降式フリーベアリング115により支持されて、しかもスプリング117によりベアリング119を上方へ付勢しているので、小さな力で引き出すことができる。
【0044】
再び図8を参照するに、ダイホルダ103の左右両側面位置に対応するベースプレート5の上面には、ダイホルダ103の前後方向(図8において左右方向)の位置決めをするための本体側突当てブロック121がボルト123により取り付けられている。
【0045】
また、ダイホルダ103の左右両側面の前端下部(図8において左端部下部)にはダイホルダ側突当てブロック125がボルト127により取り付けられており、前記本体側突当てブロック121に突き当てることによりダイホルダ103の前後方向の位置決めが行われる。
【0046】
また、ベースプレート5の奥側端面(図8において右側端面)には、ストッパプレート129がボルト131によりベースプレート5の上面から上方に突出して取り付けられており、このストッパプレート129の中央にはダンパー133が引っ込み可能に設けられている。このダンパー133は、ダイホルダ103を送り込んでストッパプレート129に当接する際の衝撃を吸収するものである。
【0047】
さらに、ベースプレート5の下方における基台3にはダイホルダ固定ブロック135が回転軸137回りに上下方向に旋回可能に設けられており、このダイホルダ固定ブロック135を上下旋回させるためのダイホルダ固定用シリンダ139が基台3に設けられている。このダイホルダ固定用シリンダ139は、ダイホルダ固定ブロック135の上端部に設けられている切欠き部141によりダイホルダ103のダイホルダ側突当てブロック125を本体側突当てブロック121に押し付けて前後方向に固定している。
【0048】
また、図7を参照するに、ダイホルダ103の左右方向の位置決めを行うための中心位置決めブロック143が基台3のベースプレート5の中央部前端に設けられており、この中心位置決めブロック143を挟んでダイホルダ103の左右方向の位置決めを行うために、例えばゴムなどの弾性部材からなる一対の中心位置決めローラ145がダイホルダ103の下部前端に設けられている。
【0049】
この一対の中心位置決めローラ145の外周面の間隔は、ベースプレート5の中心位置決めブロック143の幅よりもわずかに狭く設定されており、ダイホルダ103をセットした際には両方の中心位置決めローラ145により中心位置決めブロック143を確実に挟むようになっている。さらに、ダイホルダ103のセット位置に対応してベースプレート5の上面には、左右一対の油圧式のダイホルダクランプ装置147が設けられている。
【0050】
図7および図8を参照するに、基台3のベースプレート5の窪み15の左右両外側において、ダイホルダ103の左右両側面に対応する位置には、ダイホルダ支持レール149が前後方向であるY軸方向へ延伸して設けられており、このダイホルダ支持レール149には複数のダイホルダ搬送用ローラ151が適宜の間隔で回転自在に設けられている。また、ダイホルダ支持レール149の前側(図7において下側)には、ダイホルダ103を引き出した際に前方へ脱落しないように例えばローラなどのストッパ153がボルト155により取り付けられている。
【0051】
上記構成により、ダイDの交換やメンテナンス等のためダイホルダ103を前方へ引き出す際には、左右のダイホルダクランプ装置147をアンクランプすると共に、ダイホルダ固定用シリンダ139により、ダイホルダ固定ブロック135を手前に旋回させてダイホルダ固定ブロック135と本体側突当てブロック121との間に固定しているダイホルダ側突当てブロック125を解放する。そして、作業者は、ダイホルダ103の取っ手113を手前に引っ張って、図7において二点鎖線で示した位置までダイホルダ103を手前に引き出す。
【0052】
なお、ダイホルダ搬送用ローラ151の前方にはストッパ153が設けられているので、引き出しすぎて前方へ脱落するのを防止することができる。
【0053】
また、ダイホルダ103を引き出した状態において、ベースプレート5の前側中央には窪み15(図7参照)が設けられており、作業者が作業し易いようになっているから、引き出したダイホルダ103の下面より手を入れて装着されたダイDを上方へ押し出しながら、上方からダイDを引き抜くことになる。
【0054】
一方、ダイDを装着してダイホルダ103をセットする際には、ダイホルダ搬送用ローラ151の上にダイホルダ103を真っ直ぐに載せ、作業者が取っ手113をもって押し込み、ダイホルダ103の中心位置決めローラ145によりベースプレート5の中心位置決めブロック143を挟み込んで左右方向の位置決めを行うと共に、ダイホルダ側突当てブロック125を本体側突当てブロック121に突き当てて前後方向の位置決めを行う。
【0055】
この際、ダイホルダ103の前端面がダンパー133に当たって衝撃を吸収するので、ダイホルダ側突当てブロック125と本体側突当てブロック121とが激しく衝突するのを防止することができる。
【0056】
そして、ダイホルダ固定用シリンダ139によりダイホルダ固定ブロック135を上方へ旋回させて、ダイホルダ側突当てブロック125を本体側突当てブロック121に押し付けて固定すると共に、ダイホルダクランプ装置147によりダイホルダ103の左右をクランプして固定する。
【0057】
一方、再び図1および図3を参照するに、中間フレーム43上面の左右両端部には、左右のインデックスダイ105、107およびインデックスパンチ49を回転割出しするために左右のインデックス用駆動モータ157が設けられており、回転軸には駆動プーリ159が取り付けられている。
【0058】
また、インデックス用駆動モータ157の下方には、中央側(図1において本体の中央側)の端部がインデックスパンチ49回転用の図示省略のウォームギヤに接続されているインデックスパンチ用駆動軸161が水平方向に設けられており、軸受け163、165により回転自在に支持されている。
【0059】
このインデックスパンチ用駆動軸161の外側端部には従動プーリ167が取り付けられており、前述の駆動プーリ159と従動プーリ167とに第1のベルト169が巻回されている。さらに、従動プーリ167の内側に隣接して、伝達用駆動プーリ171が取り付けられている。
【0060】
前記インデックスパンチ用駆動軸161の下方には、インデックスダイ105、107を割り出すためのウォームギヤ111を回転させるための本体側インデックスダイ用駆動軸173が水平に設けられており、軸受け175、177により回転自在に支持されている。
【0061】
この本体側インデックスダイ用駆動軸173の外側端部付近における前述の伝達用駆動プーリ171の下方位置には従動プーリ179が取り付けられており、伝達用駆動プーリ171と従動プーリ179とに第2のベルト181が巻回されている。また、図10を参照するに、本体側インデックスダイ用駆動軸173の中央側端部(図10において左側端部)には、本体側接続部として例えば接続凸部183が設けられている。
【0062】
一方、図7および図11を併せて参照するに、インデックスダイ105、107を割り出すためのウォームギヤ111には、ダイホルダ側インデックスダイ用駆動軸185の中央側端部が取り付けられている。また、図10を参照するに、このダイホルダ側インデックスダイ用駆動軸185の外側端部(図10において右側端部)には、前述の本体側インデックスダイ用駆動軸173に設けられている接続凸部183に勘合する接続凹部187が取り付けられている。
【0063】
図11を参照するに、ダイホルダ103の前端面の左右両端部には、センサ用ブラケット189がボルト191により取り付けられており、各々外側(図11において右側)に張り出している。センサ用ブラケット189の最外側端部には、検出ピン193がスプリング195により奥側(図11において上方)に付勢されて突出している。前記検出ピン193の内側(図11において左側)には、ロックピン197が前後方向に移動可能に設けられており、連結プレート198により前述の検出ピン193と一体的に前後移動するようになっている。
【0064】
上記構成により、接続凸部183が接続凹部187に嵌合した状態では、本体側インデックスダイ用駆動軸173の回転力がダイホルダ側インデックスダイ用駆動軸185に伝達されてウォームギヤ111が回転される。このようにダイホルダ103を本体にセットした状態では、図7に示されているように、検出ピン193が本体側インデックスダイ用駆動軸173の軸受け177に当接して前方(図7において下方)へ押し出されているので、ロックピン197も一体的に前方へ移動してダイホルダ側インデックスダイ用駆動軸185から離れている。
【0065】
一方、図10に示されているように、接続凸部183が水平の状態では、左右のダイホルダクランプ装置147をアンクランプすると共に、ダイホルダ固定用シリンダ139によりダイホルダ固定ブロック135を解放して、ダイホルダ103を前方に引き出すと、本体側インデックスダイ用駆動軸173からダイホルダ側インデックスダイ用駆動軸185を切り離すことができる。
【0066】
このように、ダイホルダ103を切り離した状態では、図11に示されているように、検出ピン193がスプリング195により本体側(図11において上側)に押し出されるので、ロックピン197も一体的に本体側に押し出され、ダイホルダ側インデックスダイ用駆動軸185の接続凹部187にロックピン197が嵌合してダイホルダ側インデックスダイ用駆動軸185をロックし、インデックスダイ105、107が回転しないように固定する。
【0067】
これにより、ダイDの交換やメンテナンスのためにダイホルダ103を取り出す際に、本体側インデックスダイ用駆動軸173とダイホルダ側インデックスダイ用駆動軸185を切り離すことができる。
【0068】
また、ロックピン197によりダイホルダ側インデックスダイ用駆動軸185の接続凹部187を水平に保持するので、インデックスダイ105、107を基準位置に保持することができ、ダイホルダ103をセットする際に、本体側インデックスダイ用駆動軸173とダイホルダ側インデックスダイ用駆動軸185を接続することができる。
【0069】
図12には、ダイホルダ103が確実にセットされて固定されているかを確認するためのエアキャッチセンサ199が示されている。このエアキャッチセンサ199はベースプレート5に設けられており、エアー供給口201からエアーを吹き込み、吹出し口203から常時エアーを吹き出す。
【0070】
適正にダイホルダ103がセットされている場合には、ダイホルダ103に取り付けられている検出用ブラケット204と前述の吹出し口203との間隔dは、例えば0.01〜0.4mm程度に設定されている。この間隔のときに所定の圧力例えば500kgf程度の圧力が検出されるが、間隔が大きい場合には圧力が小さくなり、間隔が小さい場合には圧力が大きくなるので、ダイホルダ103が適性にセットされたか否かを容易に確認することができる。
【0071】
再び図2、図3および図14を参照するに、基台3のベースプレート5の中央より後側部分(図2において右側部分)上面には一対のX軸ガイドレール205がX軸方向(図3において上下方向)に延伸して設けられており、各X軸ガイドレール205に沿って移動自在の複数のX軸スライダ207を介してX軸キャレッジ209がX軸方向へ移動自在に設けられている。
【0072】
前記一対のX軸ガイドレール205の間には、X軸ボールネジ211がX軸方向に延びて回転自在に設けられており、X軸ボールネジ211の一端(図3において上側端部)はジョイント213(図3参照)を介してX軸モータ215に連結されている。なお、X軸キャレッジ209には、前述のX軸ボールネジ211に螺合したX軸ボールナット217が取り付けられている。
【0073】
前記X軸キャレッジ209の上面には一対のY軸ガイドレール219がY軸方向(図3において左右方向)に設けられており、各Y軸ガイドレール219に沿って移動自在のY軸スライダ221を介してY軸キャレッジ223がY軸方向へ移動自在に設けられている。
【0074】
前記一対のY軸ガイドレール219の間には、Y軸ボールネジ225がY軸方向に延びて回転自在に設けられており、Y軸ボールネジ225の一端(図3において右側端部)はベルト227(図3参照)を介してY軸モータ229に連結されている。なお、Y軸キャレッジ223には、前述のY軸ボールネジ225に螺合したY軸ボールナット231が取り付けられている。
【0075】
前記Y軸キャレッジ223の上面の左右両側端部(図3において上下両側端部)にはクランプ装置232のうちの各々前後方向に延びるクランプアーム233が設けられており、ワークWの左右両端部を全幅にわたってクランプするようになっている。従って、特に薄く剛性の低いワークWを確実にクランプして、加工中に撓まないようにしている。
【0076】
上記構成により、クランプアーム233によりワークWの左右両端部を全長にわたってクランプし、X軸モータ215によりX軸ボールネジ211を回転させることによりX軸キャレッジ209をX軸方向に移動位置決めすると共に、Y軸モータ229によりY軸ボールネジ225を回転させることによりY軸キャレッジ223をY軸方向に移動位置決めして、ワークWを所望の位置に位置決めすることができる。
【0077】
また、クランプアーム233の構造について説明すると、クランプアーム233の高さはフィードクリアランスの制約からなるべく低いものが望ましい。クランプアーム233の高さを低くすれば当然クランプアーム233の剛性は当然低下するので、これをカバーするためにはクランプアーム233の幅を大きくする必要が生じる。従って、図14に示される実施例においては、特に基部の幅Aω2は、クランプアーム233の高さAhより大きな値となっている。更には、先端部の基部の幅aω1もAhより大きいことが望ましい。
【0078】
その結果、クランプアーム233の高さを押さえそこで失う剛性を補うために幅をもたせる構造としたのである。この形状により、特に位置決め時に生じる水平方向の応力に対向して、クランプされたワークWを安定的に保持できると共に、パンチPとダイDの間隙を小さくすることができる。更には、クランプ装置232を後方に配したので、ダイホルダ103が引き出される方向である前方の作業性を損なうこともない。
【0079】
以上の結果から、特に図13に見るように、ベースフレーム5、天板(天井フレーム)11、7により囲繞される剛性の高い立方形状の空間内に、前方へ引き出し自在のダイホルダ103と、別体のブリッジ構造に固定されたパンチホルダ47と、所望のパンチPを選択すべくXY平面に位置決め自在のストライカ101と、水平方向へストライド自在のストライカ支持フレーム59と、上下動自在のラム37を設け、パンチホルダ47とダイホルダ103の間隙に進入自在でかつワークWの対向する両端を保持するクランプアーム233を備えたので、金型の芯だしを高精度に実現できると共に、パンチストローク量の低減、金型選択のスピードアップと低エネルギー化も実現可能となる。また、ストライカ支持フレーム59やダイホルダ103のスライド機構により、パンチホルダ47およびダイホルダ103の上面スペースを十分に確保できるので、金型交換などのメンテナンス性を損なうこともない。
【0080】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によるパンチプレスでは、パンチング加工を行う際には、固定ホルダに載置された金型群から所望の金型の上方に軽量のストライカのみを移動して金型を選択し、単純に上下移動するラムによりストライカを介してパンチを打圧してパンチング加工を行う。而して、ラムの機構の省エネ化が図られると共に、回転タレットの構成を排し、加工中のパンチホルダとダイホルダは固定して芯出し精度向上に徹しながらも、金型選択のスピードの向上を図ることができる。
【0082】
更に、ダイ交換やメンテナンス等の場合には、ダイホルダを作業者側の前方向へ引き出すことができるので、作業を効率よく行うことができる。その結果、ダイホルダの上方には障害物がなくなり、容易に金型交換等を行うことができる。
また、加工に際しては、一方の金型であるダイを装着したダイホルダの位置決めを行なえば良いので、高精度の位置決めを行うことができる。
【0083】
更に、パンチホルダは、左右端が強固にベースフレームに固定して設けられているから、パンチホルダ支持部の剛性があがり、その歪みを受けないので、加工精度の向上を見込むことができる。
【0084】
請求項2の発明によるパンチプレスでは、請求項1に対応した特徴を備えると共に、更にパンチホルダは、左右端が強固にベースフレームに支持したブリッジ構造に固定して設けられているから、パンチホルダ支持部の剛性があがり、更にブリッジはラムを支持する構造物とは別体で、その歪みを受けないので、加工精度の向上を見込むことができる。
【0085】
請求項3の発明によるパンチプレスでは、固定のパンチホルダのパンチの交換作業やメンテナンスを行うには、ホルダ上面を空ける必要がある。従ってパンチホルダ上面を覆い、ストライカを移動自在に支持するスライド枠ごと後方の退避位置まで移動させることでホルダ上面の空間を確保することができる。これによりパンチの交換作業やパンチホルダのメンテナンスを容易かつ簡単に行うことができる。
【0086】
この構成は、上下のパンチとダイの芯合わせは加工精度に多大な影響を与えるが、ストライカ中心とパンチヘッドの中心はそれ程厳密にしなくともパンチの下降時の直進性に影響を与えないことを理由にしている。従って、悪影響を及ぼさないストライカ側を退避させ、パンチホルダ側は固定とすることで、精度を落とさずに作業性の向上を図ることができる。
【0087】
請求項4の発明によるパンチプレスでは、加工時に発生する大きな力を、剛性の高い立方体状の構造によって、支えられるので、この空間の中央部付近に配置されたダイホルダやパンチホルダ、ストライカ支持フレームに撓みや歪みが生じることを極力抑えられるから、加工精度を高めることができる。
【0088】
更にパンチホルダはラムを支える天井フレームとは別体のブリッジ構造に支えられているので、全体構造に生じる歪みをパンチホルダが受けることもないのでこの点においても加工精度の向上を図ることができる。
【0089】
請求項5の発明によるパンチプレスでは、高精度薄板加工において、より高い精度を追求する場合、まず第1点目としてパンチの上下のストローク量を抑えるため、パンチホルダとダイホルダの上下の隙間はより狭い方が望ましい。また、第2点目として、板状ワークをその両辺をクランプする構造にすることで、ワーク撓みを抑え、安定した保持による位置決めを行うことも高精度加工に求められる。但し、後者の場合、歩留まりが悪化しないようにクランプアームをこの隙間に挿入自在としなければならない。以上の第1点、第2点の各々の要求は、隙間を小さくする要請と、クランプアームの剛性をあげるためにクランプアーム高さを確保したという、相反する事象を解決する必要がある。そこで、クランプ部の高さを押さえそこで失う剛性を補うために幅をもたせる構造としたのである。この形状により、特に位置決め時に生じる水平方向の応力に対向して、クランプされたワークを安定的に保持できると共に、パンチとダイの間隙を小さくすることができる。このような構成のクランプ装置をダイホルダの引き出し方向と逆方向である後方側に配したので、前方で行われる作業性を損なうこともない。
【図面の簡単な説明】
【図1】パンチプレスの全体正面図である。
【図2】図1中II方向から見た側面図である。
【図3】図2中III−III位置における断面図である。
【図4】ストライカ支持フレームを示す平面図である。
【図5】図4中V方向から見た側面図である。
【図6】図4中VI方向から見た正面図である。
【図7】ダイホルダを示す平面図である。
【図8】図7中VIII−VIII線に沿った断面図である。
【図9】ダイホルダを支持するフリーベアリングを示す断面図である。
【図10】本体側インデックスダイ用駆動軸と、ダイホルダ側インデックスダイ用駆動軸の接続部である。
【図11】図7におけるXI部分の拡大図である。
【図12】エアキャッチセンサの拡大図である。
【図13】パンチプレスの全体概略斜視図である。
【図14】ワーク移動位置決め装置の平面図である。
【図15】従来のパンチプレスにおけるストライカ機構を示す概略図である。
【符号の説明】
1 パンチプレス
5 ベースプレート(ベースフレーム)
7 支柱
11 天井フレーム
37 ラム
47 パンチホルダ
59 ストライカ支持フレーム
101 ストライカ
103 ダイホルダ
Claims (5)
- ベースフレーム上に装着したダイホルダの上方位置に矩形状のパンチホルダを固定して設け、このパンチホルダ上に多条多列に配置されたパンチを多数設けると共に、このパンチホルダの上方位置に上記パンチを打圧自在のストライカをXY平面内に位置決め自在に支持したストライカ支持フレームを設け、且つ上記ストライカ支持フレームの上方位置に、上記ストライカが移動するXY平面域をカバーする打圧面を有するラムを上下移動自在に設け、前記ダイホルダを前方向へ引き出し自在に設けたこと、を特徴とするパンチプレス。
- ベースフレーム上に装着したダイホルダの上方位置にパンチホルダの左右端を強固に前記ベースフレームに支持したブリッジ構造に固定して設け、前記ダイホルダ及びパンチホルダに対をなすダイ及びパンチを各々XY平面内に多条多列に配置して設け、このパンチホルダの上方位置にパンチを打圧自在のストライカをXY平面内に移動自在に支持したストライカ支持フレームを設け、且つ上記ストライカ支持フレームの上方位置に上記ストライカをストライカの位置によらず打圧自在のラムを上下動自在に設け、前記ダイホルダを前方向へ引き出し自在に設けたこと、を特徴とするパンチプレス。
- 前記ストライカ支持フレームが、水平方向へ移動自在に設けられていること、を特徴とする請求項1または2記載のパンチプレス。
- 前記ラムを、ベースフレームに立設した少なくとも4本の支柱に支持された天井フレームの上記各支柱に囲繞された中央付近に設け、これに対応して、パンチホルダおよびダイホルダを前記各支柱に囲繞されて設けたこと、を特徴とする請求項1、2または3に記載のパンチプレス。
- 板状ワークの対向する両辺をクランプするクランプ部が、パンチホルダとダイホルダとの隙間に進入自在とすべく、クランプ部の上下高さを、該隙間より低く設け、かつクランプ部の平面幅を上下高さより広く設けると共に、X軸、Y軸方向に位置決め自在であるクランプ装置を後方向に備えたことを特徴とする請求項1から4に記載のパンチプレス。
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