JPH0360824A - 板材加工装置における加工方法およびその加工方法に用いるワーククランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） この発明は、板材加工装置である例えばパンチプレス、
パンチ・レーザ複合加工機等における加工方法およびそ
の加工方法に用いるワーククランプ装置に関する。

（従来の技術） 従来、板材加工装置であるパンチプレスやパンチ・レー
ザ複合加工機等に４３いて、ワークはワーククランプ装
置で把持され、ＮＣ等の指令によりスライド部材等で位
置決めされた後、加工点においてパンチングあるいはレ
ーザ加工等が行なわれる。

この時、加工する形状、位置などの関係からワーククラ
ンプ装置のワーク把持部がパンチあるいはレーザの加工
点に接近した場合、ワーク把持部とタレットで保持され
た金型あるいはレーザ用のＺ軸ヘッドとが干渉する。こ
の干渉による破損を防止するため、パンチ加工点の近く
では、オーバライド領域を設けて、ワーク把持部が金型
等と干渉しないことを確認したときのみ、パンチ加工が
可能となるるようにしていた。また、レーザ加工点の近
くでは、Ｚ軸ヘッドとワーク把持部が干渉しないように
、周囲をデッドゾーン領域にして、ワーク把持部の接近
およびレーザ加工ができないようにされているのが一般
的である。

上述しｔこ以外のワーククランプ装置の干渉防止手段と
しては、クランプを回転させたり、後退させたりして干
渉を防ぐ方法とか、クランプポジションのごとく、クラ
ンプをキャレツジのＸ軸方向に移動させるようにして、
予めクランプ位置をプログラムしておくことにより、そ
の干渉を避ける対策がとられていた。

（発明が解決しようとする課題） ところで、従来の板材加工装置にお（プるワーククラン
プを回避させる方法のうち、オーバライド領域を設ける
方法は、金型とワーク把持部とが干渉しないことを必ず
確認しなければならない上に、その判断が目視で行なわ
れるため、誤った判断により金型やワーククランプ装置
を破損することが多かった。

また、デッドゾーン領域とする方法は、材料の歩留りの
低下のみならず、加工中に機械を一端停止させクランプ
の位置を移動させな番プればならないという問題があっ
た。

クランプを回転させる方法では、クランプ動作とクラン
プ回転用に別々の駆ａ機構および配管、制御等が必要と
なり、また、回転させたとぎクランプ相互が干渉しない
よう、クランプの数を少なくせねばならず、クランブノ
〕の低下、あるいは、ワークの形状に応じた最適な配管
ができないという問題があった。

クランプを前進後退させる方法では、上Ｊしたクランプ
を回転させる方法と同様に別々の駆り機構および配管、
制御が必要となる。特に、クランプ全体が例えばダイあ
るいはりポジベース、レーザ加工用のカートリッジ等の
上を通過したり、あるいは、成形加工（バーリング、ル
ーバ等）を行なう場合とか、ストリップミス等により材
料が持−七がる時には、クランプ全体を必ずその段差あ
るいは持上げる分だけスムーズに上界させなければなら
ない。しかし、これが不可能であるため、クランプの破
損あるいはワークの変形を引き起こす。

またクランプ取付位置の移動もできないため、ワークの
形状、サイズ、加工形状等に応じてクランプを最適な位
置に配置することができない。

クランプポジションによる方法では、機械的に大がかり
となる上に、クランプの移動中に加工が中断されるため
に、つかみ換えが多くなり、トータルロス時間もかなり
多くなる。また、予め作業者がクランプの位置と加工位
置との関係を、その都度計算し、クランプを移動させる
ようなプログラムを作成しなければならず、つかみ換え
が多くなるどプログラムも非常に複雑となる。

従って、間違い等が多くなるために、プログラムミスに
よる金型およびクランプ等の破損を防止するため、従来
のオーバライド領域あるいはデッドゾーン領域も相変ら
ず必要となる。また、クランプがＸ軸方向に逃げる方式
のために、パンチあるいはレーザによりクランプ側のワ
ーク端を連続加工する場合には、Ｘ軸の両端ではクラン
プの逃げようがなく、加工できない部分ができるが、加
工を中断しなければならないという問題があった。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、クラン
プと金型あるいはＺ＠等との干渉領域を検出し、クラン
プを離脱後退させ、干渉領域を外れると自動復帰させ、
クランプ自体を」１下方向に摺動させると、クランプの
取付位置を設定自在とし、１　ｇ６のコンパクト化と、
クランプの破損防止を図ると共に、作業性の向上を図っ
た板材加工装置における加工方法およびその加工方法に
用いるワーククランプ装置を提供することにある。

「発明の構成］ （課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、この発明は、スライド部材
にワーククランプ装置を係止部材を介して左右方向に位
置設定自在に設け、そのワーククランプ装置のクランプ
部材を弾機を介してＺ軸方向に摺動自在に設けてなる板
材加工装置において、Ｚ軸あるいは金型に前記クランプ
部材が接近し干渉領域に入ると検出体にて検知し、接近
した前記クランプ部材のワーク把持部の把持を解除退避
させ、干渉領域を外れると前記クランプ部材は自動復帰
し再度ワークを把持せしめてワークに板材加工を行なう
板材加工装置における加工方法である。

また、上述したごとき本発明によるクランプ方法に用い
るクランプ位置は、板材加工装置におけるスライド部材
に係止部材を備えたワーククランプ装置を係合し、この
ワーククランプ装置のクランプ部材を弾機を介してＺ軸
方向に摺動自在に設けると共にワークを把持するクラン
パをネイルブレートに回動自在に設け、前記クランパの
反把持側を流体圧作動のシリンダに係止した楔体の傾斜
面に摺接して設け、前記スライド部材の左右方向に設け
たドグに当離自在な検出体を前記ワーククランプ′ｖｉ
装置に設けて板材加工装置におけるワーククランプ装置
を構成した。

（作用〉 この発明の板材加工装置における加工方法およびその加
工方法に用いるワーククランプ装置を採用することによ
り、板材加工装置におけるスライド部材に、左右方向の
自在な位置に係止部材によりワーククランプ装置を固定
することができ、クランプ位置をワークの形状、サイズ
等に応じてＲ適な位置に移動配首することが可能となる
。また、ワーククランプ装置のクランプ部材は弾機を介
してＺ軸方向に摺動自在となっているので、ダイ、カー
トリッジ、リポジベース等の部分を問題なく通過でき、
ワークの浮上りにも追従が可能である。

更に、ワークランプ装置のクランプ部材が、板材加工装
置のＺ軸あるいは金型等に接近した際、スライド部材の
左右方向に設けたドグにワーククランプ装置に設けた検
出体が接触検知する。検出体の検知信号よりクランパを
楔体の傾斜面を介して押圧しワークを把持せしめた流体
圧作動のシリンダを切換えて、ワークの把持を解放する
と共に、干渉領域外ヘクランブ部材を退避させる。干渉
領域を外れると再びシリンダが自動的に作動し、クラン
プ部材が前進すると共にクランパによりワークを把持す
る。

而して、クランプ部材と金型あるいはＺ軸等との干渉を
未然に防止し、加工を中断することなく、クランプの解
放、退避、復帰、再クランプ等の一連の動作がスムーズ
にでき、コンパクトに機構と制御により作業性の向上が
図られる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に塁づいて詳細に説明す
る。

理解を容易にするため、板材加工装置としてパンチレス
機械の全体的構成について概略的に説明する。

第７図を参照するに、パンチプレス機械１は、上部フレ
ーム３と下部フレーム５が一体化されて門型フレーム７
を構成している。この門型フレーム７に図示を省略した
が電ｔ！ＪＩａ等により照動部材を介してラムが上下動
自在に設けである。前記上部フレーム３には上部タレッ
ト９が回転自在に垂設され、前記上部タレット９と対向
して下部タレット１１が下部フレーム５上に回転自在に
設けである。

上記構成により、ラムの昇降により上部タレット９の円
周上に設けたパンチ（図示省略）を押圧してパンチが下
部タレット１１の円周上に設けたグイと陽動してパンチ
ング加工が行なわれる。

一方、門型フレーム７内に設けたスライド部材１３にワ
ーククランプ装備１５が支承され、そのワーククランプ
袋間１５のクランプ部材１７にてワークＷの片端を把持
する。

上記構成により、ワークＷはクランプ部材１７で把持さ
れ、ＮＣ装置等からの指令値に応じてスライド部材１３
によりＸ軸、Ｙ＠方向に移動し１上、下部タレット９，
１１間の所定の位置に位置決めされる。上、下部タレッ
ト９．１１も同様に指令値に応じて回転し、゛所定の金
型（パンチとダイ）が加工点に位置決めされパンチング
加工が施される。

スライド部材１３に係合したワーククランプ装置１５に
ついて、更に詳細に説明する。

第１図乃至第６図を参照するに、第１図にはパンチング
機械１にワーククランプ装置１５を装備した例が示され
、第２図にはレーザ加工機１９にワーククランプ装置１
５を装備した例が示されている。なお、ワーククランプ
装置１５としては、両者とも具用できるものである。

ワーククランプ装置１５は、第１図および第３図に示さ
れているように大別して、スライド部材１３に位階設定
自在に係止する係止部材２１と、クランプ部材１７と、
ワーク把持部２３と、ワーク端部２３が干渉領域に入っ
たことを検出する検出体２５とより構成されている。

係止部材２１は、スライド部材１３のキャリッジ２７（
一部図示省略）に一体的に設けたクランププレート２９
にクランプボディ３１が係合されている。このクランク
ボディ３１はワーククランプ装置１５のクランプ部材１
７を支承していて、前記クランプボディ３１をクランプ
プレート２９に係止するため、クランププレート２つの
摺動面３３に当接するロックプレート３５がガイドネジ
３７により移動自在（第１図に８３いて紙面に対し直交
する方向）にクランクボディ３１に絹付けられている。

更に、前記ロックプレート３５を押圧するクランプレバ
−３９がクランプボディ３１に螺合しである。

上記構成により、クランプレバ−３９をゆるめ、クラン
ププレート２つの摺動面３３とロックプレート３５間に
隙間を生ぜしめて、クランクボディ３１をＸ＠力方向第
１図において紙面に対し直交する方向）に移動させ所定
の位置にてクランプレバ−３９を締め上げるとロックプ
レート３５を介してクランプボディ３１はキャリッジ２
７に固定され位置決めがなされる。

クランプ部材１７は、シリンダ４１を構成するシリンダ
ボディ４３と後述するワーク把持部２３とが一体的に組
込まれて構成されている。

シリンダボディ４３は前記クランプボディ３１に係止し
た複数のガイドシャフト４５にブツシュ４７を介して係
合され上下動自存に設けられている。（第６図参照） 更に、第３図および第５図に示すごとく、前記クランプ
ボディ３１にシリンダボディ４３の自重をバランスさせ
るため、複数の大角ボルト４９がクランプボディ３１を
貫通してシリンダボディ４３の」二面に立設し、穴付ボ
ルト４９とクランプボディ３１間に弾機５１が内蔵され
ている。また、複数のプリロードバネ５３がクランクボ
ディ３１とシリンダボディ４３間に装着され、プリロー
ドバネ５３を押圧する止ネジ５５がクランプボディ３１
に設けられている。なお、第５図に示す符号５６はスト
ッパビンでシリンダボディ４３の下限を決定するもので
ある。

上記構成により、クランプ部材１７はクランクボディ３
１に対し、クランプ部材１７の自重は弾機５１によりバ
ランスされ、プリロードバネ５３により所定のプリロー
ドが負荷されているので、クランプ部材１７はＺ＠方向
（第１図において上下方向）へ移動自在となっている。

次にシリンダ４１とワーク把持部２３の構成について、
第１図、第３図および第５図を参照して説明する。

シリンダボディ４３内にピストン５７がＫＷされ、ピス
トン５７のピストンロッド５９の先端に、球面軸受６１
を介して楔体６３が設けられている。

シリンダ４１に導入口６５より後部圧力室６７に圧力流
体が流入する。なお、ピストン５７の前側には圧縮リタ
ーンバネ６９が装着されている。

ワーク把持部２３には、前記シリンダボディ４３の先端
にボルト７１にて一体的に装着したクランパガイド７３
が設けれている。このクランパガイド７３の下面に設け
たネイルプレートガイド７５に案内され前後進自在にな
るネイルプレート７７が設けられ、そのネイルプレート
７７には両側より突出したストッパ部７９により、前進
限（第３図において左側）とじて前記ネイルプレートガ
イド７５に設けた突当て而８１にて停止する。また、ネ
イルプレート７７に設けた長穴８３内に前記楔体６３に
固着したビン８５が挿入され楔体６３のガイドとなる。

ネイルプレート７７の左右側（第３図において上下側）
にはサイドブロック８７が一体的に設けられ、そのサイ
ドブロック８７にヒンジビン８つがかけ渡され、ヒンジ
ビン８９にはクランパ９１が回動自在に装着されている
。前記サイドブロック８７の先端側（第１図において左
側〉にはサイドゲージ９３が設けられ、ワークＷの接面
が当接しＹ軸方向の基準位衛決めとなる。

前記クランパ９１は先端部に円弧状のクランパ而９５が
形成され、後端部には前記楔体６３に形成した傾斜面９
７に摺接する球面を備えた接触子９９が係合されている
。更に、クランパ９１と楔体６３間には圧縮ブツシュバ
ネ１０１が装着されている。

上記構成により、ワーククランプ装置１５にてワークＷ
をクランプする時は、スライド部材１３とキャリッジ２
７は原点位置まで復帰し、まず、第１図に示す実線位置
で、ワークＷをサイドゲージ９３に突当てた状態のまま
、図示省略をしたバルブＶＪ換用フートスイッチ等を踏
み、バルブを切換える。バルブが切換えられると圧縮エ
アーあるいは圧油が導入口６５よりシリンダ４１の後部
圧力室６７内へ供給され、ピストン５７は圧縮リターン
バネ６９に抗して前進（第１図において左方向へ）する
。

ピストン５７の前進によりピストンロッド５９に係止し
た楔体６３は前進し、楔体６３に設けた傾斜面９７によ
りクランパ９１はヒンジビン８９を回動中心として反時
計方向へ回動する。クランパ９１の回動により、クラン
パ９１の先端クランプ面９５にてワークＷの表面を押圧
し、ネイルプレート７７と協動してワークＷを把持する
。

その把持ノ〕は、楔体６３の傾斜面９７による楔効果に
よりシリンダ抑圧が拡大され、■形状をしたクランパ９
１はヒンジビン８９を中心として左右の良さを異にして
いるので、距離の比はテコとなって更に拡大され大きな
把持力を発生させることができる。なお、ワークＷのず
れ等を防止するために、図示を省略したがワークＷを把
持するネイルプレート７７とクランパ９１のクランプ面
９５には筋目等の加工が施されている。また、シリンダ
４１へ供給していた圧縮エアーあるいは圧油がバルブを
切換えて排出されることにより、シリンダ４１に内蔵し
た圧縮リターンバネ６９の弾機力によりピストン５７は
旧位買に復帰し、ワークＷの把持を解放する。

次に、ワーク把持部２３が金型あるいはＺ軸に干渉する
干渉領域に入ったことを検出する検出体２５の構成は、
第１図、第３図および第４図を参照するに、キャリッジ
２７に設けたドグ１０３に当離自在にクランプボディ３
１側に複数の検出器１０５（例えばリミットスイッチ、
あるいは接触式の検出体等）を作動させるローラ１０７
が一体的に設けられている。なお、第２図に示す符号１
０９はＺ＠ヘッドであり、レーザ光をガイド、集光して
上下動する； 上記構成により、パンチング加工あるいはレーザ加工時
に、第１図に示すごとく、パンチプレス機械１の上部タ
レット９の加工点Ａ・、あるいは第２図に示すごとく、
レーザ加工機１９の加工点Ａにワーク把持部２３が接近
すると、ワーク把持部２３が干渉し破損する。そのため
、干渉領域に入ると干渉を回避する必要がある。

干渉を回避するため、Ｙ軸方向は図示を省略したがドグ
とリミットスイッチ等で検知し、Ｘ軸方向はドグ１０３
と検出体２５との検知により干渉領域にワーク把持部２
３が入ったことを検出する。

その両方が検出した領域、すなわち、従来のオーバーラ
イド領域あるいはデッドゾーン領域に入ったワーククラ
ンプ装置１５のみが、その検出信号によりシリンダ４１
の流体圧供給系路を切換え、シリンダ４１より圧縮エア
ーあるいは圧油を排出する。

シリンダ４１内の圧縮エアーあるいは圧し１１が排出さ
れると、圧縮リターンバネ６つと圧縮ブツシュバネ１０
１の弾撥力によりピストン５７は引込み、ピストンロッ
ド５つと連動する楔体６３も移動する。従って、クラン
パ９１のクランプ面９５は開き、ワーク１Ｎの把持を解
放する。更にピストン５７が後退すると、楔体６３に固
定されたビン８５はネイルプレート７７に設けた長穴８
３の端部に当接し、ネイルプレート７７を一緒に移動さ
せ、第１図８３よび１７２図に示すＡ点よりＢ点へスト
ロークしてワーク端部２３を退避させる。

なお、通常ワーククランプ装ｆｆｆｆ１５は３〜４個使
用されているので、干渉領域に入らない他のワーククラ
ンプ装置１５は把持状態を継続中である。

従って、ワークＷは所定の位置に保たれ加工が続行され
加工を中断する必要がない。

干渉領域の加工を終了し、退避したワーククランプ装置
１５が干ｔ’Ｊ　’Ａ戦域外出たことを、検出体２５に
より検知すると、再びシリンダ４１内へ圧縮エアーある
いは圧油が供給され、ピストン５７が前進すると共に楔
体６３が前進する。なお、楔体６３の摺動抵抗よりも圧
縮ブツシュバネ１０１の弾撥力を若干強く設定し、クラ
ンパ９１が作動する前に、圧縮ブツシュバネ１０１に押
されて、クランパ９１、サイドブロック８７、じンジビ
ン８９、ネイルプレート７７、サイドゲージ９３等のワ
ーク把持部材が前進する。

ネイルプレート７７に設けたストッパ部７９がクランバ
ノＪイド７３の突当て面８１に当接し、正確に旧位置に
復＠停＋Ｌする。ネイルプレート７７が前進限にて停止
後、更に押圧され圧縮ブツシュバネ１０１を押圧して前
述したごとぎ動作により、ワークＷは強力にクランプさ
れる。

上ｊホしたごとく、パンデプレスＩＩｖｉ１の上部タレ
ット９あるいはレーザ加工機１９のＺ＠１０９ヘワーク
クランプ装置１５が接近し、干渉領域に入ると検出体２
５にて検知してワーク把持部２３を自動的に解放、退避
させ、干渉領域を外れたことを検知して元の位置に復帰
後ワークをクランプする。

その一連動作と共にワーククランプ装置１５のクランプ
部材１７を上下方向に摺動可能とし、更にワーククラン
プ装置下５をキャレッジ２７に取付ける位置も移動変更
の可能なようにしである。

そのため、ワーク把持部２３は金型、Ｚ軸あるいはヘッ
ド等との干渉がなく、破損を未然に防止でき、加工を中
断することなく、クランプの回避動作、および旧位置へ
の正確な復帰と両クランプ等の一連の動作がスムーズに
且つ簡潔にでき、コンパクトな機構、および制ｕＩｌｌ
で実現することができ作業性の向上を図ることができる
。

また、クランプ部材１７は上下方向に追従が可能なため
、ダイ、カートリッジ、リボジベース等の部分を問題な
く通過することができ、成形加工あるいはストリップミ
ス時等のワークの持上りによるワーククランプ装置１５
の破唄を防止でき、ワークの変形等の問題もなくなる。

更に、ワーククランプ装置１５の設置位置をワークの形
状、サイズ等に応じてＲ適な位置に移動Ｎｆｆｆするこ
とが可能なため、加工に応じてクランプを逃か寸′ため
にその位置を予めプログラムしておくような繁雑な作業
を必要とすることもなくなる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実施
し得るものである。

［発明の効果ｊ 以上のことき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、ワーククランプ装置と金型あるいはＺ軸
等との干渉領域を未然に検出回避し、その領域外で旧位
ｎに復帰せしめると共に、クランプ自体が上下方向に＋
ｉ動し、且つクランプ取付位置の移動が可能な機構を備
えている。

而して、ワーククランプ装置の破損を未然に防止でき、
加工を中断する必要がないので、作業性の向上が図られ
、コンパクトな機構、及び制御で実現することができる
。また、クランプ自体が上下方向に摺動するので、ダイ
、）Ｊ−’ｒ−リッジ、リボジベース等の部分を問題な
く通過でき、成形加■あるいはストリップミス時等のワ
ークの持上りにも追従でき、破損することなく、ワーク
の変形等の問題もなくなる。更に、クランプ位置をワー
クの形状、ナイス等に応・じて最適な位置に移動配置す
ることが可能となり、生産性の向上を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る主要部を示し、第７図における
■矢視部の拡大断面図、第２図はレーザ加工機にこの発
明を採用した説明図、第３図は第１図における平面図、
第４図は第１図おけるｒＶ−■線に沿った拡大断面図、
第５図は第１図におけるＶ−Ｖ線に沿った拡大断面図、
第６図は第１図におけるＶｌ−Ｖｌ線に沿った拡大断面
図、第７図はこの発明を実施する一実施例のパンチプレ
ス機械の斜視説明図である。 １・・・パンチプレス機械　９・・・上部タレット１３
・・・スライド部材 １５・・・ワーククランプ装置 １７・・・クランプ部材　２１・・・係止部材２３・・
・ワーク把持部　２５・・・検出体４１・・・シリンダ
　５１・・・弾機 ６３・・・楔体　７７・・・ネイルプレート９１・・・
クランパ　８７・・・傾斜函１０３・・・ドグ　１０５
・・・検出器１０９・・・Ｚ軸ヘッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スライド部材にワーククランプ装置を係止部材を
   介して左右方向に位置設定自在に設け、そのワーククラ
   ンプ装置のクランプ部材を弾機を介してＺ軸方向に摺動
   自在に設けてなる板材加工装置において、Ｚ軸あるいは
   金型に前記クランプ部材が接近し干渉領域に入ると検出
   体にて検知し、接近した前記クランプ部材のワーク把持
   部の把持を解除退避させ、干渉領域を外れると前記クラ
   ンプ部材は自動復帰し再度ワークを把持せしめてワーク
   に板材加工を行なうことを特徴とする板材加工装置にお
   ける加工方法。
2. （２）板材加工装置におけるスライド部材に係止部材を
   備えたワーククランプ装置を係合し、このワーククラン
   プ装置のクランプ部材を弾機を介してＺ軸方向に摺動自
   在に設けると共にワークを把持するクランパをネイルプ
   レートに回動自在に設け、前記クランパの反把持側を流
   体圧作動のシリンダに係止した楔体の傾斜面に摺接して
   設け、前記スライド部材の左右方向に設けたドグに当離
   自在な検出体を前記ワーククランプ装置に設けてなるこ
   とを特徴とする板材加工装置におけるワーククランプ装
   置。