JPH07100195B2

JPH07100195B2 - レ−ザによるパンチプレスの金型識別装置

Info

Publication number: JPH07100195B2
Application number: JP30401286A
Authority: JP
Inventors: 武司橋村
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1995-11-01
Anticipated expiration: 2010-11-01
Also published as: JPS63157731A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、レーザによるパンチプレスの金型識別装置
に関する。

（従来の技術）例えばタレットパンチプレスにおいては、NCプログラム
上での金型の指定はその金型の形状そのものではなく金
型の取り付けられたタレットのステーション番号を指定
することにより行われる。このため、加工開始に際して
は、所定のステーションに所定の金型が装着されている
ことを確認する必要がある。従来、この確認作業は専ら
人手により行われていた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記のごとき金型確認作業は、タレット
の直上にフレームの天井が近接していることも起因し
て、かなり無理な姿勢をとらざるを得ず、労多く、タレ
ットは多数のステーションを有しているため多大の作業
時間を要していた。

これら事情はタレットパンチプレスに限られず、直線上
にステーションを備えたパンチプレスについても同様で
ある。

そこで、この発明は、上記問題点を改善し、ステーショ
ンに装着した金型を自動的に認識することができるパン
チプレスの金型識別装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するためこの発明では、金型装着部に装
着された金型の端面から所定距離離れて一方向に移動す
る光学体支持部材を設け、該支持部材に該支持部材の移
動方向に沿って入射され幅方向に走査されるレーザ光の
向きを変え該レーザ光を前記金型の端面に対し法線方向
から照射する光学体を設け、前記レーザ光の金型端面か
らの反射光の方向及び量の変化に基いて前記金型の端面
形状を検出する形状検出手段を設けてレーザ光によるパ
ンチプレスの金型識別装置を構成した。

（作用）この発明では、金型端面と平行な方向から入射される走
査レーザ光を金型端面に照射し、端面から反射されるレ
ーザ光の方向及び量に基いて金型端面の形状を検出す
る。

（実施例）第１図はこの発明の一実施例に係る金型識別装置を備え
たタレットパンチプレスの全体図である。

図示のように、タレットパンチプレス１は、上タレット
３と下タレット５とを有している。上タレット３は円周
上に複数の上金型（パンチ）を装着可能の複数のパンチ
装着部を備えて成る。又、下タレット５は、前記上タレ
ット３に対し、前記パンチと対を為して使用される下金
型（ダイ）を装着可能の複数のダイ装着部を備えて成
る。

上タレット３及び下タレット５は加工用のパンチ及びダ
イを図右方向に位置する加工部（パンチセンター）に提
供すべく同期して回転されるようになっている。

前記加工部の上方位置にはストライカ７が設けられてい
る。ストライカ７は、所定のタイミングで迅速に降下さ
れ、前記パンチの頭部を押圧することにより、前記パン
チと前記ダイとの間で、図示しないワークピースの所定
位置に所定の穴明け加工を施すものである。

前記タレット3,5の右方に位置するクランプ装置９は、
図示しない板状のワークピースの一端を把持し、該ワー
クピースの所定位置を前記加工部に位置せしめるもので
ある。このために、該クランプ装置９はXY平面内を移動
するキャリッジ11に固定され、該キャリッジ11は、タレ
ットパンチプレス１に接続されたNC装置13で駆動される
ようになっている。

NC装置13は、図示しないＸ軸及びＹ軸駆動用のサーボモ
ータを介して前記キャリッジ11を駆動制御すると共に、
前記加工部に所定の金型が来るよう、タレット3,5の回
転を制御する。

NC装置13の操作面には、各種指令やデータを入力するた
めの複数のキー装置15が備えられていると共に、CRT17
が設けられている。

一方、本例に示したタレットパンチプレスには、前記加
工部に検出部19を望ませることが可能な金型識別装置21
が設けられている。

第２図はパンチ及びダイを備えたタレット3,5と共に金
型識別装置21を拡大して示す金型識別装置の正面図であ
る。

金型識別装置21は、前記タレットパンチプレス１の上側
フレームに吊架され前記タレット3,5の外周に沿って加
工部から金型装着部（第１図の正面）まで配設されたガ
イドレール23に支持されている。

ガイドレール23の側面には長手方向にラック25が設けら
れ、該ラック25には、ガイドレール23に沿って移動可能
の弧上移動体27のピニオン29が噛合されている。該ピニ
オン29は図示しないモータによって駆動され、該ピニオ
ン29の回転により、弧上移動体27を前記加工部から金型
装着部にかけて移動させることができるようになってい
る。このため、ガイドレール23と弧上移動体27との間に
は適宜複数のローラ31が設けられている。

前記弧上移動体27には、モータM₁の駆動によって上下動
可能の昇降部材33が設けられている。昇降部材33の下面
にはラック37を有するスライドガイド35が設けられてい
る。

前記スライドガイド35には、長手方向に沿って移動可能
の態様で水平移動体39が設けられている。

水平移動体39にはモータM₂が設けられている。モータM₂
は、前記ラック37と噛合するピニオン41と結合されてお
り、該ピニオン41を回転駆動することにより、水平移動
体39を前記タレット3,5の半径方向に移動させることが
可能である。

水平移動体39の基板39aにはボールねじ43を貫通させた
パルスモータ59が設けられ、該パルスモータM₃を回転駆
動することにより、ボールねじ43を前記タレット3,5の
半径方向に向けて移動させることができるようになって
いる。

前記ボールねじ43のタレット側には、前記検出部19が取
付けられている。検出部19の詳細は第３図〜第５図で詳
述する。

検出部19は前記両タレット3,5の間の間隙ｄ間に挿入可
能のよう、その厚みは1.5〜2cm程度に構成されている。

なお、第２図には、上タレット３にパンチ47を装着し、
下タレット５にダイ49を装着した状態が示されている。

第３図は水平移動体39と検出部19の拡大正面図、第４図
はその平面図である。

基板39aのタレット端には、レール取付板51が固定さ
れ、該レール取付板51には、タレット側に向けてガイド
レール53が延設されている。ガイドレール53の中間には
上下方向に貫通する通孔55が形成され、該通孔55中を２
枚のプリズム取付部材57が前記ガイドレール53に沿って
タレット方向に摺動可能に装着されている。

前記プリズム取付部材57の一方は、前記ボールねじ43の
先端に固定され、前記取付板57は、パルスモータM₃の駆
動によってタレット3,5に対し接近離反されるものであ
る。

前記プリズム取付板57の間には、接合されて直方体を為
す態様で２枚のプリズム63,65が図示の如く対称的に取
付けられている。両プリズム63,65の上又は下面の所定
の位置にはタレット半径方向と直交する方向に線状のフ
ォトダイオード67,79が取付けられている。

前記レール取付板51と前記パルスモータM₃との間にはレ
ーザスキャナ71が固定的に設けられている。レーザスキ
ャナ71は、その内部にレーザ光源71a,反射ミラー71b,ポ
リゴンミラー71c,fθレンズ71dから成る平面走査機構を
有している。ポリゴンミラー71cは、図示しないモータ
によって水平面内で回転され、反射ミラー71bからのレ
ーザ光をｆθレンズ71dの入力面に向けて所定周期で走
査するものである。ｆθレンズ71dは、ポリゴンミラー7
1cから入力された走査レーザ光を前記通孔55方向に向け
て一水平面内で照射するものである。このような平面走
査機構はファクシミリ等OA機器に使用されているものと
変わるところがない。

前記プリズム取付板57には、前記レーザスキャナ71から
照射されたレーザ光LBを、通過させるための通孔が設け
られている。

第５図はプリズム63,65の詳細とレーザ光LBの通過経路
を示す正面説明図である。

プリズム65は、入力面65aと、ハーフミラー面65bと、出
力面65cとを有している。プリズム63は、入力面63aと、
全反射面63bと、ハーフミラー面63aとを有している。

上記構成のプリズム構成において、プリズム65の入力面
65aに入力されたレーザ光LBは、ハーフミラー面65bで、
プリズム63の全反射面63bに向けてのレーザ光LBUと、プ
リズム65の出力面65cに向けてのレーザ光LBDとに分割さ
れる。

プリズム65の出力面に向けて照射されたレーザ光LBD
は、ダイ49の端面49aで反射され、プリズム65に対し所
定の位置に配置されたフォトダイオード69で吸収され
る。これにより、フォトダイオードは所定の電圧信号を
出力する。端面49a以外の所に照射されたレーザ光LBD
は、フォトダイオード69上に確実に照射されないので、
この場合、フォトダイオード69の出力電圧は略ゼロであ
る。

一方、プリズム63に入力されたレーザ光LBUは、全反射
面63bで全反射され、一部のレーザ光をパンチ47の端面4
7aに向けて出力する。そして、この出力光は端面47aで
反射され、前記同様フォトダイオード67で吸収される。
この場合もフォトダイオード67は所定の電圧信号を出力
する。

なお、本例では、レーザスキャナ71の出力軸上に一部の
レーザ光が逆流され得るが、この逆流は、アイソレータ
を配設することにより適宜除去することができるもので
ある。

第４図において一平面上を走査されるレーザ光LBは、あ
る時刻において各金型端面で反射され又は反射されず、
フォトダイオード67,69から所定の電圧信号が出力され
る。

上記構成において、パルスモータM₃への指令信号を適切
にすることにより、検出部19は、第２図において左右に
進退自在であり、0.1mm以下の単位で細かく制御可能で
ある。

又、検出部19をタレット3,5の外部に引き出した状態で
昇降部材33を上昇させ、かつ、弧上移動体27をタレット
3,5の回りに移動することにより、検出部19を加工部又
は金型装着部のいずれかに移動可能である。

そこで、今、検出部19を、例えば加工部に位置せしめ、
プリズム63,65を各金型47,49の外周位置に位置せしめた
状態から、第６図に示した電気回路を動作させることに
より、金型認識を行うことが可能である。

第６図は、前記パルスモータM₃、及び、前記レーザスキ
ャナ71を制御し、前記フォトダイオード67,69からの電
圧信号を取り込んでパンチ47及びダイ49を識別する電気
回路のブロック図である。

図示の如く同期信号発生回路73には、パルスモータ駆動
回路75と、スキャナ指令回路77と、電気信号取り込み回
路79が接続されている。同期信号発生回路73は、第７図
（ａ）に示すように、所定周波の同期信号SSを出力す
る。

パルスモータ駆動回路75は、第７図（ｂ）に示すよう
に、前記同期信号SSに基いて前記プリズム取付部材57を
所定速度で前記タレット3,5方向に押し進める。

前記スキャン指令回路77は、前記同期信号SSに基いて、
ポリゴンミラー71cを１パルス当り1/nだけ等速で回転さ
せ（ｎはポリゴンミラー71cの角数）、第７図（Ｃ）に
示すように、パンチ47及びダイ49の端面に対するレーザ
光LBU及びLBDのスポット軌跡LBKを平行に描かせる。こ
のために、レーザスキャナ71には、ポリゴンミラー71c
のモータ71mをフィードバック制御する速度検出部81を
備えた駆動回路83が設けられている。又、レーザスキャ
ナ71には、温度補償や光量補償を行うための温度検出部
85、光量検出部87、を備えた光源駆動回路89が設けられ
ている。

電気信号取り込み回路79は、前記同期信号SSに基いて、
より微小なタイミングで前記フォトダイオード67,69か
ら電圧信号を入力し、これをパルス信号に変換し、所定
のタイミングで出力する。

電気信号取り込み回路79には、カウンタ91が接続されて
いる。カウンタ91は電気信号取り込み回路79が出力した
パルス信号のパルス数をカウントする。

カウンタ91には画像作画回路93が接続されている。画像
作画回路93には、前記同期信号発生回路73、及び、演算
回路95、ウィンドウ処理回路97が接続されている。

画像作画回路93は、第７図に示した軌跡LBKを通ってパ
ンチ47及びダイ49の端面47a,49aに照射されるレーザ光L
BU,LBDの反射光によるフォトダイオード67,69の出力に
基いて、第７図に示したパンチ47及びダイ49の形状47b
（端面47aの外形）及び49b（端面49aの内形）をメモリ
上に作画する。

演算回路95は、形状47b,49bに基いて、パンチ寸法を演
算する。

前記ウィンドウ処理回路97及び前記演算回路95には表示
ドライバ99が接続されている。表示ドライバ99は、前記
ウィンドウ回路97を介してCRT17に金型形状を表示させ
ると共に、演算回路95から出力された寸法データを表示
させるものである。

第８図に、CRT17の表示例を示した。

第８図左方縦２列に示す表示は、上方がパンチ47の端面
形状を示す図、下方がダイ49の端面形状を示す図であ
る。

第８図左方の図は中央の図に対し、ウィンドウ処理を施
した図である。

第８図には、寸法が表示されていないが、寸法表示も適
宜行われる。又、タレット3,5のステーション番号（Sxx
x）も適宜表示できる。ただし、金型番号（Txxx）は、
金型の形状のみから判断することはできないので、この
表示は表示すべき形状と金型ファイルとを照合し、金型
番号を検索することにより行われる。

以上、第２図〜第５図に示した金型識別装置及び第６図
〜第８図に示した処理により、CRT17に金型形状の表示
が行われ、タレット3,5の所定のステーション又は、全
ステーションに取付けられている金型を識別することが
できる。

検出精度は、プリズム67,69と金型までの距離、プリズ
ム取付部材57の移動精度、フォトダイオード63,67の検
出精度等の条件により定まるが、本例では、これを±0.
1mm程度とすることができるので、ダイ49のクリアラン
ス差まで検出することが可能である。又、金型ファイル
との照合を行う場合には、より確実に所定の金型である
と識別することが可能である。

なお、全ステーションの金型を識別したい場合、CRT17
に各金型についての順次の表示を行うことも可能である
が、より適宜を図らって、前記金型ファイルを適用し、
ステーション番号と、該ステーションに取付けられてい
る金型番号との対応表を表示するようにしても良い。

識別は、これから加工を開始するNCテープからステーシ
ョン番号を読取って、読取ったステーション番号につい
てのみ実施しても良い。

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、適宜の設計的変更を行うことにより、他の態様でも
実施し得るものである。

［発明の効果］以上の通り、この発明によれば、レーザ光の走査によっ
て金型形状を検出し、検出した金型形状からタレットの
所定のステーションに取付けられている金型を識別する
ようにしたので、容易、確実に金型識別をすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも実施例を示し、第１図はタレットパンチ
プレスの正面図、第２図は金型識別装置の詳細を示す正
面図、第３図は金型識別装置の検出部を拡大して示す正
面図、第４図はその平面図、第５図はプリズムの作用を
示す正面説明図、第６図は電気回路のブロック図、第７
図は電気回路の作用を示す説明図、第８図は表示例の説
明図である。 17…CRT 19…検出部 21…金型識別装置 23…弧上移動体 33…昇降部材 39…水平移動体 43…ボールねじ 47…パンチ 49…ダイ 63,65…プリズム 67,69…フォトダイオード 71…レーザスキャナ LB,LBU,LBD…レーザ光 M₃…パルスモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金型装着部に装着された金型の端面から所
定距離離れて一方向に移動する光学体支持部材を設け、
該支持部材に該支持部材の移動方向に沿って入射され幅
方向に走査されるレーザ光の向きを変え該レーザ光を前
記金型の端面に対し法線方向から照射する光学体を設
け、前記レーザ光の金型端面からの反射光の方向及び量
の変化に基いて前記金型の端面形状を検出する形状検出
手段を設けたことを特徴とするレーザ光によるパンチプ
レスの金型識別装置。
【請求項２】前記光学体は、入射されたレーザ光を入射
方向と直交する２方向に振り分け対向配設された金型の
両端面にレーザ光を照射するものであり、前記形状検出
手段は、両金型から反射されたレーザ光に基いて両金型
の端面形状を検出するものである特許請求の範囲第１項
に記載のレーザによるパンチプレスの金型識別装置。