JP5102589B2 - 板金加工システム及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、板金加工システム及びその方法に係り、加工機（タレットパンチプレス等）で使用する金型を格納する金型ラックと、加工機と金型ラックとの間において交換する金型を複数仮置きするバッファタレットと、加工機と前記バッファタレットとの間で金型交換を行うツールチェンジャと、バッファタレットと金型ラックとの間で金型交換を行うトラバーサとを備えた、板金加工システム及びその方法に関する。

従来、例えば、加工機（タレットパンチプレス等）に対して金型交換のための機械構成の場合、金型交換の対象がストレージタレットと加工機間のみとなっている。

そして、金型交換の起動条件は加工機が現在実行中の加工プログラム中に記載された工具交換指令（Ｔ７桁指令）を読み込んだときＡＴＣ(Auto:Tool:Changer)制御装置が加工機とストレージタレット間の金型交換を起動する仕組みになっている。

特許文献１を参照。
特開２００６−３２６６１１号公報

このような、従来の金型交換の機械構成の場合、使用する金型を実装しているストレージタレット自体が上下２段構造（上段主に小口径／下段主に大口径）となっており金型交換動作が起動されてから垂直方向の大きな軸移動が発生し、金型交換タクトに大きな影響を与えていた。

また、金型交換動作の対象が加工機（タレットパンチプレス等）とストレージタレット間となっており、運転中にストレージタレットの金型に対し何等かの作業を行うことができない構成になっていた。

さらに、金型交換指令の起動条件が実行中の加工プログラム上に記載されたＴ７桁指令となっていたため加工プログラムのカウンタが、その行の実行をしないと起動することができず、金型を事前に準備する等の金型交換タクト向上に対する施策が実施できない状況であった。

一方、仮に事前に金型を準備するための情報が生成でき、その情報をＡＴＣ制御装置が認識できたとしても、メカ構造上下段の金型を取りにいった場合、ツールチェンジャアームが加工機のスライド軸の動作範囲（パスライン以下）になってしまい結果的にメカ的、制御的な両面から効率良く加工対象の金型の事前準備ができない状況にあった。

請求項１に係る発明は、金型を選択しワークに対し加工を行う加工機と、
前記加工機で使用する金型を格納する金型ラックと、
前記加工機と前記金型ラックとの間において交換する金型を複数仮置きするバッファタレットと、
前記加工機と前記バッファタレットとの間で金型交換を行うツールチェンジャと、
前記バッファタレットと前記金型ラックとの間で金型交換を行うトラバーサと、
前記金型交換の制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段の制御により、前記ツールチェンジャは前記加工機において加工プログラムを逐次実行するときの金型交換指令に基づき金型交換を実行するとともに、
前記トラバーサは前記加工プログラムより事前に作成された金型交換情報に基づき金型交換可能なバッファステーションに対して順次金型交換を実行するものであり、前記制御手段は、前記金型ラックに対し出し入れする金型に対応して更新される金型ラック装着情報と、前記金型ラックに装着された金型の所在を管理するものであり、常に所在情報が更新されるラック金型所在情報と、実行中の加工プログラムを読み込みその中に金型交換指令が存在した場合に、金型交換の有無を自動的に判断するためのタレット金型所在情報と、前記バッファタレットと前記金型ラック間の金型交換を行うために用意され、前記バッファステーションの所在を管理するためのバッファ金型装着情報と、金型交換指令により所在が本体タレットまたは前記金型ラック以外となった全での金型を対象にその移動中の状態を監視するための移動中金型情報とに基づき動作の制御をする板金加工システムである。

請求項２に係る発明は、前記金型交換情報を作成する場合において、当該加工プログラムで使用する金型が見つからない場合には警告を発する手段を備えた請求項１に記載の板金加工システムである。

請求項３に係る発明は、前記加工機が加工運転中において、前記金型ラックの金型を取り出しあるいは新たな金型を格納する金型段取りステーションを備えた請求項１又は２に記載の板金加工システムである。

請求項４に係る発明は、複数の加工プログラムの加工順序と加工枚数を定義する加工スケジュールをもとに連続運転する場合において、
前記加工機が運転中に、次に実行する加工プログラムについての金型交換情報を作成する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の板金加工システムである。

請求項５に係る発明は、前記ツールチェンジャが金型交換する場合に前記バッファタレットに交換すべき金型が装着されていない場合には、前記トラバーサに対して当該金型の交換を指令する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の板金加工システムである。

請求項６に係る発明は、金型を選択しワークに対し加工を行う加工機と、前記加工機で使用する金型を格納する金型ラックと、前記加工機と前記金型ラックとの間において交換する金型を複数仮置きするバッファタレットと、前記加工機と前記バッファタレットとの間で金型交換を行うツールチェンジャと、前記バッファタレットと前記金型ラックとの間で金型交換を行うトラバーサと、前記金型交換の制御を行う制御手段とを備え金型交換を行う板金加工方法であって、
前記制御手段の制御により、前記ツールチェンジャは前記加工機において加工プログラムを逐次実行するときの金型交換指令に基づき金型交換を実行するとともに、
前記トラバーサは前記加工プログラムより事前に作成された金型交換情報に基づき金型交換可能なバッファステーションに対して順次金型交換を実行するものであり、
前記制御手段は、前記金型ラックに対し出し入れする金型に対応して更新される金型ラック装着情報と、前記金型ラックに装着された金型の所在を管理するものであり、常に所在情報が更新されるラック金型所在情報と、実行中の加工プログラムを読み込みその中に金型交換指令が存在した場合に、金型交換の有無を自動的に判断するためのタレット金型所在情報と、前記バッファタレットと前記金型ラック間の金型交換を行うために用意され、前記バッファステーションの所在を管理するためのバッファ金型装着情報と、金型交換指令により所在が本体タレットまたは前記金型ラック以外となった全での金型を対象にその移動中の状態を監視するための移動中金型情報とに基づき動作の制御をする板金加工方法である。

本発明によれば、バッファタレットに、次ぎに加工機（タレットパンチプレス等）の本体タレットにセットする必要のある金型を事前準備するとともに、加工機の本体タレットとバッファタレット間の金型交換を可能にしたツールチェンジャにより金型交換タクトを大幅に削減することができる。

また、加工機のテーブル動作範囲とトラバーサの動作範囲が重ならないため、加工中自由にバッファタレットに対し金型の入れ換えを行うことが可能になる。

なお、金型交換の有無判断をする際に、他タスクとの通信等が無くなり高速に行うことが可能となる。また、専用のＭコード等を必要としない。さらに、ＡＴＣ動作意識した加工プログラム作成上の制約を減少させることが可能となる。

図１及び図２を参照し、この発明に係る板金加工システム１の一実施の形態を説明する。図１は板金加工システム１を正面から見た構成図である。図２は図１において矢印ＡＲ方向から見たときに、本体タレット７、バッファタレット３３、金型ラック５５等の位置関係を示した図である。

この板金加工システム１は、加工機を備えているが、本例では加工機としてタレットパンチプレス３を例に説明する。

そして、タレットパンチプレス３は上部フレーム３Ｕと下部フレーム３Ｌとを備え、この上部フレーム３Ｕと下部フレーム３Ｌの間にギャップ部５を有している。

一方、このギャップ部５内において、上部タレット７Ｕと下部タレット７Ｌから成る本体タレット７を備えている。より詳細には、上部フレーム３Ｕに上部タレット７Ｕが回転割出し自在に支持されている。また、この上部タレット７Ｕに対向して、下部フレーム３Ｌに下部タレット７Ｌが回転割出し自在に支持されている。

なお、上部フレーム３Ｕの加工位置に対応する場所には、ラムシリンダ９が設けられている。

上部タレット７Ｕの径は下部タレット７Ｌの径に比べて小さく、下部タレット７Ｌの図１中、右側端部は上部タレット７Ｕからはみ出している。上部タレット７Ｕには複数のパンチＰが交換自在に設けられており、下部タレット７Ｌには複数のダイＤが交換自在に設けられている。なお、下部タレット７Ｌの金型交換位置下方には、金型交換時にダイＤを持ち上げるためのダイ持ち上げシリンダ１３が設けられている。

また、ギャップ部５には、ワークテーブル１５が設けられており、このワークテーブル１５の上側にはＹ軸モータ１７およびＹ軸ボールネジ１９によりＹ軸方向に移動位置決め自在のキャレッジベース２１が設けられている。このキャレッジベース２１には、ワークＷをクランパ２３によりクランプして図示しないＸ軸移動機構によりＸ軸方向に移動位置決め自在のＸキャレッジ２５が設けられている。

従って、クランパ２３によりクランプされたワークＷはワークテーブル１５に支持され、Ｘキャレッジ２５によりＸ軸方向に位置決めされ、Ｙ軸モータ１７がＹ軸ボールネジ１９を回転させてキャレッジベース２１をＹ軸方向に移動させて位置決めされる。そして、上部タレット７Ｕおよび下部タレット７Ｌを回転させて加工に用いるパンチＰおよびダイＤを加工位置に割り出し、ラムシリンダ９によりラム１１を下降させてワークＷを加工する。

一方、板金加工システム１には、図１中タレットパンチプレス３の金型交換位置に隣接して、ツールチェンジャーアーム３１およびバッファタレット３３を備えたツールチェンジャ３５Ａが設けられている。

ツールチェンジャーアーム３１には、上部にパンチＰ交換用のパンチ用アーム３７が設けられており、パンチ用アーム３７の先端にはパンチＰを把持するためのパンチグリッパ３９を備えている。このパンチ用アーム３７の下側にはダイＤ交換用のダイ用アーム４１が設けられており、ダイ用アーム４１の先端にはダイＤを把持するためのダイグリッパ４３を備えている。これらパンチ用アーム３７およびダイ用アーム４１は、モータ４５によりネジ部材４７を回転させて上下移動され、また、回転される。

一方、バッファタレット３３には、複数のパンチＰを収納可能な上部バッファタレット３３Ｕ、複数のダイＤを収納可能な下部バッファタレット３３Ｌが設けられており、モータ５１により回転して交換するパンチＰおよびダイＤを交換位置に割出し可能となっている。

上記構成により、パンチＰおよびダイＤを交換する場合には、上部タレット７Ｕおよび下部タレット７Ｌにおける交換前のパンチＰおよびダイＤを金型交換位置に割り出し、ダイ持ち上げシリンダ１３によりエジェクターパイプ（図示しない）を下部タレット７Ｌの上面まで押し上げておき、それぞれパンチ用アーム３７のパンチグリッパ３９により上部タレット７ＵからパンチＰを取り出し、ダイ用アーム４１のダイグリッパ４３により下部タレット７ＬからダイＤを取り出す。

そして、パンチ用アーム３７およびダイ用アーム４１を１８０度回転させ、バッファタレット３３の所定位置に旧パンチＰおよびダイＤを装着する。ここで、パンチ用アーム３７およびダイ用アーム４１を上下動させないように本体タレット７の位置と、バッファタレット３３の位置を予め合わせておくことが望ましい。

また、逆に、パンチ用アーム３７およびダイ用アーム４１をバッファタレット３３側に移動させ、パンチグリッパ３９およびダイグリッパ４３によりバッファタレット３３に装着されているパンチＰおよびダイＤを取り出し、上部タレット７Ｕ・下部タレット７Ｌにパンチ用アーム３７およびダイ用アーム４１を１８０度回転させてパンチＰおよびダイＤの装着を行う。

さらに、図１中、ツールチェンジャ３５Ａの金型交換位置に隣接して、トラバーサーアーム５３を備えたトラバーサ３５Ｂが設けられている。

トラバーサーアーム５３には、上部にパンチＰ交換用のパンチ用アーム５７が設けられており、パンチ用アーム５７の先端にはパンチＰを把持するためのパンチグリッパ５９を備えている。このパンチ用アーム５７の下側にはダイＤ交換用のダイ用アーム６１が設けられており、ダイ用アーム６１の先端にはダイＤを把持するためのダイグリッパ６３を備えている。これらパンチ用アーム５７およびダイ用アーム６１は、不図示のモータによりアームキャレッジ６５を介して支柱６７に対して上下左右移動可能であるとともに回転自在に構成されている。

そして、上記支柱６７は、ベースキャレッジ６９に固定され、このベースキャレッジ６９はＸ軸方向に延伸したレール７１を不図示のモータにより移動位置決め自在に構成されている。そして、Ｘ軸方向に並べられた複数の金型ラック５５まで前記レール７１上をキャレッジ６９を移動させ金型ラック５５に収納されている金型を交換可能に構成されている。

なお、金型ラック５５には、複数のパンチＰ、複数のダイＤを収納する棚７３が複数段設けられている。

上記構成により、バッファタレット３３のパンチＰおよびダイＤを金型ラック５５に対して交換する場合には、バッファタレット３３における交換前のパンチＰおよびダイＤを金型交換位置に割り出し、それぞれパンチ用アーム５７のパンチグリッパ５９により上部バッファタレット３３ＵからパンチＰを取り出し、ダイ用アーム６１のダイグリッパ６３により下部バッファタレット３３ＬからダイＤを取り出す。

そして、パンチ用アーム５７およびダイ用アーム６１を上下左右に移動して、金型ラック５５の所定位置に旧パンチＰおよびダイＤを収納する。

また、逆に、パンチ用アーム５７およびダイ用アーム６１を金型ラック５５側に上下左右移動させ、パンチグリッパ５９およびダイグリッパ６３により金型ラック５５に収納されているパンチＰおよびダイＤを取り出し、パンチ用アーム５７およびダイ用アーム６１を上下左右移動させてパンチＰおよびダイＤをバッファタレット３３に装着する。

ここで、図２に示すように、本体タレット７はエリアＥＲ１内に配置されており、金型ラック５５はエリアＥＲ２内に配置されており、バッファタレット３３はエリアＥＲ１とエリアＥＲ２の間のエリアＥＲ３内に配置されている。このような配置により、板金加工システム１の小スペース化できるとともに、交換時間も短縮できる。

上記のように構成された板金加工システム１の制御手段の制御を説明する。加工機本体制御装置８１は前記タレットパンチプレス３に接続されている。

タレットパンチプレス３の加工機本体制御装置８１は、表示部８３と、入力部８５と、本体制御部８７とを備えている。表示部８３は、タレットパンチプレス３の運転状況、実行中の加工プログラム等の表示を行う。入力部８５は、タッチパネルとして機能し、タレットパンチプレス３の操作機能をメニュー表示する。本体制御部８７は、読み込んだ加工プログラムＫＰに従いワークＷを加工すべくタレットパンチプレス３を制御する。

また、ツールチェンジャ３５Ａ及びトラバーサ３５ＢはＡＴＣ制御装置８９に接続されている。このＡＴＣ(Auto:Tool:Chennger)制御装置８９は、第１ＡＴＣ制御部９１と、第２ＡＴＣ制御部９３とを備えている。

さらに、前記加工機本体制御装置８１と前記ＡＴＣ制御装置８９とはコントローラ９５に通信ケーブル９７を介して接続されている。

図２〜図５を参照し、板金加工システム１の制御構成を詳しく説明する。

また、以下の説明で、タレットパンチプレス３が加工プログラムＫＰを逐次実行するときにツールチェンジャ３５Ａに対し要求する金型交換係る情報は金型交換指令（請求項記載）に含まれ、トラバーサ３５Ｂが加工プログラムＫＰより事前に作成され金型交換可能なバッファステーションに対して順次金型交換を実行するための情報は金型交換情報（請求項記載）に含まれる。

初めに、図２を参照し、ラックステーション、バッファステーション、タレットステーションについて説明する。

金型ラック５５の各棚７３には金型を収納する複数の収納部（例えば穴Ａ）が形成されており、当該各収納部をラックステーションという。ラックステーションには、他のラックステーションと識別するＮｏ．が付けられる（例えば、Ｔ番号）。

また、バッファタレット３３（上部バッファタレット４９Ｕ及び下部バッファタレット４９Ｌ）には金型を収納する複数の収納部（例えば穴Ｂ）が形成されており、当該各収納部をバッファステーションという。

本体タレット７（上部タレット７Ｕ、下部タレット７Ｌ）には金型を収納する複数の収納部（例えば穴Ｃ）が形成されており、当該各収納部をタレットステーションという。タレットステーションには、他のタレットステーションと識別するＮｏ．が付けられる（例えば、Ｔ番号）。

そして、金型は本体タレット７、バッファタレット３３、金型ラック５５間を矢印ＡＲ１、ＡＲ２方向に移動し交換される。

加工スケジュールＫＳを説明する。図３に示すように、タレットパンチプレス３の加工すべき製品に関しての、加工プログラムＫＰ、使用金型情報（レンジサイズ、形状、寸法、角度）、素材情報（材質、板厚）、加工枚数等を含む。

さらに、当該加工スケジュールＫＳは、ワークＷを加工すべき複数の加工プログラムＫＰの順序についても取り決められており、その順序に従って、当該タレットパンチプレス３は連続運転を行う。

金型ラック装着情報を説明する。金型ラック５５に装着された全ての金型情報を登録しており、段取りステーションにおいて出し入れする金型に対応して情報が更新される。

金型ラック装着情報の構成要素として、ラックステーションＮｏ．／金型レンジ／形状／寸法／角度等を含む。

ラック金型所在情報を説明する。金型ラック５５に装着された全ての金型の所在を管理するものであり、ＡＴＣ制御装置８９あるいはトラバーサ３５Ｂによる金型交換動作の実行状況により、常に所在情報を更新する。

ラック金型所在情報の構成要素として、ラックステーションＮｏ．／金型レンジ／現在の所在（本体タレット７あるいはバッファタレット３３）／ＡＴＣ金型交換座標等を含む。

工具交換指令（Ｔ７桁）を説明する。加工プログラムＫＰ内でプレス動作の工具指令として記述されるものであり、本情報は、アルファベットのＴに７桁の数字を付加した構成になっている（例えば、T201 101 1）。

７桁コードは上位から３桁で加工で選択する本体のタレットＮｏ．［２０１］を示す。次の３桁により、金型ラックのラックステーションＮｏ．［１０１］を示す。７桁目はダイの選択を示す［１］。すなわち、１つのラックステーションＮｏ．に複数のダイをセットすることが可能である。

Ｔ羅列データＲＤを説明する。図３に示すように、コントローラ９５により、実行する加工スケジュールＫＳに含まれる加工プログラムＫＰ上に記載された全ての工具交換指令（Ｔ７桁コード）を抜粋し、トラバーサ３５Ｂが金型ラック５５からバッファタレット３３迄の金型交換を実施する工具番号を示す。

トラバーサ３５Ｂは指令されたＴ７桁コードに関してその所在をラック金型情報で確認し、バッファ金型装着情報を参照して当該金型レンジの空き状況等を確認して金型ラック５５からバッファタレット３３迄の金型交換動作を実行する。構成要素は工具交換指令（Ｔ７桁）である。なお、当該金型のレンジ種別はラック金型所在情報により判断する。

タレット金型所在情報を説明する。加工機本体制御装置８１は実行中の加工プログラムＫＰの１ブロックを読み込みその中に工具交換指令が存在した場合、本情報を参照して金型交換の有無を自動的に判断する。

指令された工具が本体タレット７（上部タレット７Ｕ、下部タレット７Ｌ）上の所定のタレットステーションに装着されていた場合はそのまま加工を実行し、装着されていない場合は、ＡＴＣ制御装置８９に対し、金型交換要求を通知する。本情報はバッファタレット３３と本体タレット７（上部タレット７Ｕ、下部タレット７Ｌ）間で金型交換動作が実行された時点で更新される。

構成要素として、タレットステーションＮｏ．／金型レンジ／金型の装着状態（現在の所在）／パンチＰ・ダイＤ毎のヒット数等を含む。

バッファ金型装着情報を説明する。バッファタレット３３と金型ラック３３間の金型交換を効率良く行うために用意されたバッファステーションの所在情報を管理するデータをいう。バッファタレット３３は、高効率の金型交換動作を可能とするためフリーロケーションとなっている。本情報では、ステーションにラックＮｏ．何番の金型が現在在籍しているかを管理する。

構成要素として、バッファステーションＮｏ．／在籍している金型のステーションＮｏ．／金型レンジ情報／金型交換座標等を含む。

移動中金型情報とは、Ｔ羅列データＲＤまたは、本体よりの金型交換指令により所在が本体タレット７（上部タレット７Ｕ、下部タレット７Ｌ）または金型ラック５５以外となった全での金型を対象にその移動中の状態を監視する情報をいう。

移動を開始した金型（Ｔ７桁情報で管理）に現在位置を表す所在と最終目的地の属性（移動属性）を付加し、目的地に到達した時点で本情報管理から除外される。

動作中に加工が停止した場合は全ての移動中の金型の移動属性を金型ラックにする。再起動された状態で移動中の金型が再度別の目的地に設定された場合、移動属性を更新する。

構成要素として、移動中金型情報（Ｔ７桁）／現在の所在／移動属性等を含む。

段取りステーションとは、主に以下の２点を実現するために配置される。すなわち、加工機が製品加工実行中に停止させる事無く、金型ラック５５内の金型を更新する（段取りする）。実行中以外の加工プログラムを指定・スケジューリングまたは実行中の加工プログラムＫＰで使用しない金型の出し入れ、金型ラック５５に対し新規登録を行う。

また、金型の方向性（角度）／形状／ステーションセットミス等の手作業にて生じるミスを無くす。

図４は板金加工システム１の制御構成を示す。板金加工システム１は、コントローラ９５と、加工機本体制御装置８１と、ＡＴＣ制御装置８９とを備え、前記加工機本体制御装置８１は本体制御部８７を備え、前記ＡＴＣ制御装置８９は、第１ＡＴＣ制御部９１と、第２ＡＴＣ制御部（ラック制御部）９３とを備えている。

前記コントローラ９５は、板金加工システム１全体のコントロールをするとともに、加工スケジュールＫＳに基づき、加工プログラムＫＰを用意する加工スケジュール取り込み部９５Ａ、当該加工に不足する金型を表示して金型ラック５５に段取りすることを促す使用金型確認部９５Ｂ、金型が充足する場合には金型交換のためのＴ羅列データＲＤを作成するＴ羅列データ作成部９５Ｃを含む。

前記本体制御部８７はタレットパンチプレス３を制御するとともに、金型交換をＡＴＣ制御装置８９に指示するものであり、少なくとも、コントローラ９５から転送される加工プログラムＫＰを読み込む加工プログラム読み込み部８７Ａ、金型交換が必要な場合にＡＴＣ制御部装置８９に交換を指示する金型交換処理部８７Ｂ、加工の制御を行う加工動作部８７Ｃを含む。

第１ＡＴＣ制御部９１は、本体タレット７（上部タレット７Ｕ、下部タレット７Ｌ）とバッファタレット３３（上部タレット３３Ｕ、下部タレット３３Ｌ）間の金型の交換を制御するもので、交換すべき金型がバッファタレット３３に無い場合には、第２ＡＴＣ制御部（ラック制御部）９３に金型挿入を指示する。

第２ＡＴＣ制御部（ラック制御部）９３は、段取りステーションで金型を出し入れする金型登録部９３Ａ、第１ＡＴＣ制御部９１からの指示に基づき金型ラック５５からバッファタレット３３に金型を直接挿入する金型ダイレクト挿入部９３Ｂ、所定のタイミングで移動中金型情報を参照して不要な金型が見つかったならば金型ラック移動する金型抜き取り部９３Ｃ、コントローラ９５が作成するＴ羅列データＲＤをもとに順次金型を金型ラック５５からバッファタレット３３に挿入する金型挿入部９３Ｄを含み、これらの処理はトラバーサ３５Ｂを動作させて、金型ラック５５とバッファタレット３３間の金型を移動するものであり、それぞれの処理が干渉しないように排他的に管理されて実行するものである。

図５を参照し、板金加工システム１の動作を説明する。

ステップＳ１−１からステップＳ１−４は段取りプロセスを示す。

ステップＳ１−１では、加工スケジュール取り込み部９５Ａが、加工スケジュールＫＳを作成あるいは外部より取り込む。

ステップＳ１−２では、使用金型確認部９５Ｂが加工プログラムＫＰで使用する金型が金型ラック情報に存在しているか否かを判断する。加工プログラムＫＰで使用する金型が金型ラック装着情報に存在しない場合には、当該不足する金型をラック５５に装着するように警告（段取情報）を発し処理をステップＳ１−４に移す。上記の処理は加工スケジュールＫＳに含まれる全ての加工プログラムＫＰに対して行う。

加工スケジュールＫＳに含まれる全ての加工プログラムＫＰで使用する金型が金型ラック５５に存在する場合は処理をステップＳ１−３に移す。

ステップＳ１−３では、Ｔ羅列データ作成部９５Ｃが、実行すべき加工スケジュールＫＳに含まれる全ての加工プログラムＫＰにおいて使用する工具情報交換指令を抽出し、その交換順に並べたＴ羅列データを作成しメモリ１０１に記憶する。

作成が完了したならば、コントローラ９５が、加工プログラムＫＰをメモリ１０３に記憶して本体制御部８７に転送するとともに、Ｔ羅列データＲＤを第２ＡＴＣ制御部（ラック制御部）９３に転送する。

ステップＳ１−４では、作業者は、この警告を見て、不足する金型を段取りステーションから投入してから再度処理を実行するか、当該加工プログラムの実行を取りやめるかについて選択する。

ステップＳ２−１〜ステップＳ２−５は加工プロセスを示す。

ステップＳ２−１では、加工プログラム読み込み部８７Ａが、コントローラ９５から転送された加工プログラムＫＰを１ブロック（効率的な処理を可能とする処理範囲）単位ずつ順次読み込む。

ステップＳ２−２では、金型交換処理部８７Ｂが、読み込んだブロックに工具交換指令がある場合は、タレット金型所在情報を参照し、該当タレットステーションＮｏ．に指定ラックステーションＮｏ．の金型があれば、当該タレットステーションＮｏ．を選択金型として選択動作する。

そして、該当タレットステーションＮｏ．に指定ラックステーションＮｏ．の金型が無ければ、該当タレットステーションＮｏ．取り出す金型のラックステーションＮｏ．挿入する金型のラックステーションＮｏ．を指定して第１ＡＴＣ制御部９１に金型交換を指令し、当該タレットステーションＮｏ．の金型交換動作が終了後、該当タレットステーションＮｏ．を選択金型として選択動作する（ステップＳ２−４の処理）。

ステップＳ２−３では、加工動作部８７Ｃが、当該ブロックの加工を実行する。次ブロックがあれば、最初の処理ステップＳ２−１に戻り、無ければ終了する。

ステップＳ２−４では、第１ＡＴＣ制御部９１が、本体制御部８７より金型交換指令を受け取ったならば、バッファ金型装着情報を参照し、下記の動作１〜動作３の制御を行う。

動作１：指定されたタレットステーションＮｏ．の金型を抜き出して、空のバッファステーションＮｏ．に移動する。

動作２：挿入するラックステーションＮｏ．の金型がバッファタレット３３内にあれば、装着されているバッファステーションＮｏ．から指定タレットステーションＮｏ．に金型を移動する。

動作３：バッファ金型装着情報／タレット金型所在情報／移動中金型情報／金型ラック金型装着情報を全て更新する。

移動中金型情報の更新について詳しく説明すると、動作１においては、バッファ金型装着情報を参照して、抜き出した金型の移動先バッファステーションＮｏ．を決定した段階で、移動中金型について新規に管理するものとしてデータを生成し、その所在と属性の項目について、所在［タレット］、属性［バッファ］と記録する。

次にツールチェンジャアーム３１のパンチ用アーム３７，ダイ用アーム４１が移動し指定本体タレットステーションＮｏ．に装着されている金型をパンチグリッパ３９，ダイグリッパ４１がクランプした時点では、所在［チェンジャ］、属性［バッファ］と変化し、指定したバッファステーションで金型をアンクランプした時点で所在［バッファ］、属性［ラック］となる。

動作２においては、タレットステーションに挿入する金型が装着されているバッファステーションＮｏ．の金型をツールチェンジャアーム３１のパンチグリッパ３９，ダイグリッパ４３が金型をクランプした時点で、所在、属性は所在［バッファ］、属性［タレット］から所在［チェンジャ］、属性［タレット］に変化し、指定タレットステーションＮｏ．で金型をアンクランプした時点で、当該金型の移動は完了したものとして管理データは削除される。

これは、各タレット（本体タレット７、バッファタレット３３）あるいは金型ラック５５以外に位置する金型が、これから使用するものか、すでに使用を終わったものかの判別を属性で行うとともに、何等かのトラブルでシステムがダウンした場合に、それぞれの金型の所在を明確にして、復旧処理を容易にするためである。

該当するタレットステーションＮｏ．の金型がバッファタレット３３内に無ければ、交換すべきバッファステーションＮｏ．というラックステーションＮｏ．を指定して金型交換を第２ＡＴＣ制御部（ラック制御機能）９３に指令し、当該バッファステーションＮｏ．の金型交換が終了した後、タレットステーションＮｏ．間において金型交換動作を実行するとともにバッファ金型装着情報／タレット金型所在情報／移動中金型情報／金型ラック金型装着情報を全て変更する。

ステップＳ２−５では、金型ダイレクト挿入部９３Ｂは、第１ＡＴＣ制御部９１からの金型交換指令を受け取ったならば、指定されたバッファステーションＮｏ．に該当ステーションＮｏ．の金型を装着する金型交換を実行するとともに、金型ラック装着情報／移動中金型情報を更新しメモリ１０５に記憶する。

詳細に動作を説明すると、動作を開始する時点で、所在［ラック］、属性［バッファ］、として指定ラックステーションＮｏ．の金型のデータを新規に作成し、トラバーサ３５Ｂが指定のラックステーションＮｏ．の位置に移動し、金型をクランプした時点で、所在［トラバーサ］、属性［バッファ］と変化し、バッファの指定ステーションにおいて金型をアンクランプすると所在［バッファ］、属性［タレット］と変化してバッファステーションへの金型移動動作を終了する。

ステップＳ３−１及びステップＳ３−２は金型交換段取りプロセスを示す。

ステップＳ３−１では、金型挿入部９３Ｄがコントローラ９５から転送されたＴ羅列データに記載されている交換金型を記載順に金型ラック５５からバッファタレット３３のバッファステーションに挿入する。

金型はレンジサイズごとにその径が異なっているいるため、バッファステーションのレンジサイズと交換できないという制限がある。このため、Ｔ羅列データＲＤの記載順に金型を単純に挿入するだけではなく、バッファステーションに空きがない場合には、空きバッファステーションのレンジに対応する後に記載する金型を先に交換することにより、金型交換効率全体を高めている。

具体的には、Ｔ羅列データＲＤの先頭の１行を読み込む。

交換すべきラックステーションＮｏ．の金型と同一レンジのバッファステーションに空きがあるかどうかを検索し、空きが無ければ、当該金型交換を諦め、Ｔ羅列データＲＤの次の交換金型情報を読み込む。

空きがあれば、該当移動中金型情報において、当該交換金型が所在［バッファ］、属性［タレット］と設定されている場合は、次の挿入動作に移り、それ以外の場合には当該金型交換を諦め、Ｔ羅列データＲＤの次の交換金型情報を読み込む。

指定のラックステーションＮｏ．の金型をトラバーサアーム５３がクランプし、挿入するバッファステーションに移動してアンクランプして挿入を完了する。この動作においても、先に説明したように移動中金型情報は、その動作とともに更新される。

挿入動作が完了したならば、当該交換金型をＴ羅列データＲＤから削除する。再度先頭から読み込み処理を繰り返すことにより、Ｔ羅列データＲＤ内の全ての金型をバッファタレットに挿入して、当該Ｔ羅列データＲＤの処理を終了する。

ステップＳ３−２では、金型抜き取り部９３Ｃが、移動中金型情報を所定のタイミングで参照し、金型ラック５５に戻すべき金型がバッファステーションにある場合（すなわち所在［バッファ］、属性［ラック］の金型を見つけた場合）に、その金型を金型ラック５５に移動する処理を行う。

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。

本発明に係る板金加工システムの概略構成を示す概略図である。 板金加工システムの各機械の配置を説明する説明図である。 板金加工システムのデータを説明する説明図である。 板金加工システムの制御構成を説明する説明図である。 板金加工システムの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 板金加工システム
３ タレットパンチプレス
３Ｕ 上部フレーム
３Ｌ 下部フレーム
５ ギャップ部
７Ｕ 上部タレット
７Ｌ 下部タレット
１１ ラム
１３ シリンダ
１５ ワークテーブル
１７ Ｙ軸モータ
１９ Ｙ軸ボールネジ
２１ キャレッジベース
２３ クランパ
２５ Ｘキャレッジ
２７ ポジションシリンダ
２９ フォーミングシリンダ
３１ ツールチェンジャアーム
３３ バッファタレット
３５Ａ ツールチェンジャ
３５Ｂ トラバーサ
Ｐ パンチ
Ｄ ダイ
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. 金型を選択しワークに対し加工を行う加工機と、
   前記加工機で使用する金型を格納する金型ラックと、
   前記加工機と前記金型ラックとの間において交換する金型を複数仮置きするバッファタレットと、
   前記加工機と前記バッファタレットとの間で金型交換を行うツールチェンジャと、
   前記バッファタレットと前記金型ラックとの間で金型交換を行うトラバーサと、
   前記金型交換の制御を行う制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段の制御により、前記ツールチェンジャは前記加工機において加工プログラムを逐次実行するときの金型交換指令に基づき金型交換を実行するとともに、
   前記トラバーサは前記加工プログラムより事前に作成された金型交換情報に基づき金型交換可能なバッファステーションに対して順次金型交換を実行するものであり、
   前記制御手段は、前記金型ラックに対し出し入れする金型に対応して更新される金型ラック装着情報と、前記金型ラックに装着された金型の所在を管理するものであり、常に所在情報が更新されるラック金型所在情報と、実行中の加工プログラムを読み込みその中に金型交換指令が存在した場合に、金型交換の有無を自動的に判断するためのタレット金型所在情報と、前記バッファタレットと前記金型ラック間の金型交換を行うために用意され、前記バッファステーションの所在を管理するためのバッファ金型装着情報と、金型交換指令により所在が本体タレットまたは前記金型ラック以外となった全での金型を対象にその移動中の状態を監視するための移動中金型情報とに基づき動作の制御をすることを特徴とする板金加工システム。
2. 前記金型交換情報を作成する場合において、当該加工プログラムで使用する金型が見つからない場合には警告を発する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の板金加工システム。
3. 前記加工機が加工運転中において、前記金型ラックの金型を取り出しあるいは新たな金型を格納する金型段取りステーションを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の板金加工システム。
4. 複数の加工プログラムの加工順序と加工枚数を定義する加工スケジュールをもとに連続運転する場合において、
   前記加工機が運転中に、次に実行する加工プログラムについての金型交換情報を作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の板金加工システム。
5. 前記ツールチェンジャが金型交換する場合に前記バッファタレットに交換すべき金型が装着されていない場合には、前記トラバーサに対して当該金型の交換を指令することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の板金加工システム。
6. 金型を選択しワークに対し加工を行う加工機と、前記加工機で使用する金型を格納する金型ラックと、前記加工機と前記金型ラックとの間において交換する金型を複数仮置きするバッファタレットと、前記加工機と前記バッファタレットとの間で金型交換を行うツールチェンジャと、前記バッファタレットと前記金型ラックとの間で金型交換を行うトラバーサと、前記金型交換の制御を行う制御手段とを備え金型交換を行う板金加工方法であって、
   前記制御手段の制御により、前記ツールチェンジャは前記加工機において加工プログラムを逐次実行するときの金型交換指令に基づき金型交換を実行するとともに、
   前記トラバーサは前記加工プログラムより事前に作成された金型交換情報に基づき金型交換可能なバッファステーションに対して順次金型交換を実行するものであり、
   前記制御手段は、前記金型ラックに対し出し入れする金型に対応して更新される金型ラック装着情報と、前記金型ラックに装着された金型の所在を管理するものであり、常に所在情報が更新されるラック金型所在情報と、実行中の加工プログラムを読み込みその中に金型交換指令が存在した場合に、金型交換の有無を自動的に判断するためのタレット金型所在情報と、前記バッファタレットと前記金型ラック間の金型交換を行うために用意され、前記バッファステーションの所在を管理するためのバッファ金型装着情報と、金型交換指令により所在が本体タレットまたは前記金型ラック以外となった全での金型を対象にその移動中の状態を監視するための移動中金型情報とに基づき動作の制御をすることを特徴とする板金加工方法。

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