JPH10263740A - 数値制御逐次成形装置及び数値制御逐次成形方法 - Google Patents
数値制御逐次成形装置及び数値制御逐次成形方法Info
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- JPH10263740A JPH10263740A JP9085794A JP8579497A JPH10263740A JP H10263740 A JPH10263740 A JP H10263740A JP 9085794 A JP9085794 A JP 9085794A JP 8579497 A JP8579497 A JP 8579497A JP H10263740 A JPH10263740 A JP H10263740A
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- elasto
- axis direction
- plate material
- processed
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D31/00—Other methods for working sheet metal, metal tubes, metal profiles
- B21D31/06—Deforming sheet metal, tubes or profiles by sequential impacts, e.g. hammering, beating, peen forming
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 打撃に対する被加工板材の板厚方向での支持
を工夫して、被加工板材の任意の三次元自由曲面成形が
可能な数値制御逐次成形装置と方法を提供する。 【解決手段】 数値制御駆動装置の工具取付部１０にパ
ンチ１１を取り付け、固定台１４上の保持具１５に被加
工板材１２の周縁を固定し、かつ台座１６上の弾塑性板
２３に接触させる。パンチ１１を高速で振動させ、被加
工板材１２を板厚方向に一定の深さずつ打撃しつつパン
チ１１を移動させて弾塑性板２３とともに凹ませる。第
１の同一等高面部Ｓ１を均一に窪ませて下面に張り出さ
せたら、次に加工する等高面部Ｓ２との板厚方向の位置
の差だけ台座１６とパンチ１１の位置を所定量だけ下げ
る。すると弾塑性板２３の窪みが復元し、第１等高面部
Ｓ１の下面が平坦になった弾塑性板２３の上面に接す
る。そこで第２等高面部Ｓ２に対する打撃加工を行う。
を工夫して、被加工板材の任意の三次元自由曲面成形が
可能な数値制御逐次成形装置と方法を提供する。 【解決手段】 数値制御駆動装置の工具取付部１０にパ
ンチ１１を取り付け、固定台１４上の保持具１５に被加
工板材１２の周縁を固定し、かつ台座１６上の弾塑性板
２３に接触させる。パンチ１１を高速で振動させ、被加
工板材１２を板厚方向に一定の深さずつ打撃しつつパン
チ１１を移動させて弾塑性板２３とともに凹ませる。第
１の同一等高面部Ｓ１を均一に窪ませて下面に張り出さ
せたら、次に加工する等高面部Ｓ２との板厚方向の位置
の差だけ台座１６とパンチ１１の位置を所定量だけ下げ
る。すると弾塑性板２３の窪みが復元し、第１等高面部
Ｓ１の下面が平坦になった弾塑性板２３の上面に接す
る。そこで第２等高面部Ｓ２に対する打撃加工を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に薄板材の加工
に適する数値制御逐次成形装置及び数値制御逐次成形方
法に関する。
に適する数値制御逐次成形装置及び数値制御逐次成形方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄板材を三次元形状に加工する方法に
は、総金型を用いたプレス成形法や、成形しようとする
被加工板材の片側を金型で拘束し、被加工板材の反対側
にロール工具を押し付けて所定の形状に成形するスピニ
ング成形法がある。また、液圧プレスや爆圧成形のよう
に、雄型または雌型の片方をなくすことができる成形方
法が知られている。さらに、多品種少量向けの生産方法
として、特開平７−１３２３２９号公報に開示の逐次張
り出し成形法のような方法も知られている。
は、総金型を用いたプレス成形法や、成形しようとする
被加工板材の片側を金型で拘束し、被加工板材の反対側
にロール工具を押し付けて所定の形状に成形するスピニ
ング成形法がある。また、液圧プレスや爆圧成形のよう
に、雄型または雌型の片方をなくすことができる成形方
法が知られている。さらに、多品種少量向けの生産方法
として、特開平７−１３２３２９号公報に開示の逐次張
り出し成形法のような方法も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらプレス成
形法では、雄・雌金型の製作費用が高く、これが製品価
格に上乗せされるため、製品単価を抑えるために量産品
にしか適用できず、スピニング成形法では、片方の金型
は省略できるが、回転による成形法であるため、回転体
形状の製品以外は成形できないという問題がある。また
液圧プレスや爆圧成形法では、装置が大型化し、製造原
価が高いという問題がある。
形法では、雄・雌金型の製作費用が高く、これが製品価
格に上乗せされるため、製品単価を抑えるために量産品
にしか適用できず、スピニング成形法では、片方の金型
は省略できるが、回転による成形法であるため、回転体
形状の製品以外は成形できないという問題がある。また
液圧プレスや爆圧成形法では、装置が大型化し、製造原
価が高いという問題がある。
【０００４】このような問題点を改良したものとして、
上述した特開平７−１３２３２９号公報に開示の逐次張
り出し成形法が提案されており、多品種少量生産に向け
た逐次成形法として画期的な方法である。この方法は、
薄板状の被加工板材の一面側から固定工具を、他面側か
ら移動工具を押し当て、移動工具を固定工具の周りで等
高面移動させることによりしごき成形をするものであ
る。従って、常に被加工板材の同一箇所に固定工具の先
端が押圧接触することになり、このため、被加工板材を
まったく任意の自由曲面に成形するという点では若干の
制約があった。
上述した特開平７−１３２３２９号公報に開示の逐次張
り出し成形法が提案されており、多品種少量生産に向け
た逐次成形法として画期的な方法である。この方法は、
薄板状の被加工板材の一面側から固定工具を、他面側か
ら移動工具を押し当て、移動工具を固定工具の周りで等
高面移動させることによりしごき成形をするものであ
る。従って、常に被加工板材の同一箇所に固定工具の先
端が押圧接触することになり、このため、被加工板材を
まったく任意の自由曲面に成形するという点では若干の
制約があった。
【０００５】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なしたもので、成形にはいわゆる繰り返し打撃を採用
し、打撃に対する被加工板材の板厚方向での支持を工夫
して、被加工板材の任意の三次元自由曲面成形を可能と
した数値制御逐次成形装置及び数値制御逐次成形方法を
提供することを目的とする。
なしたもので、成形にはいわゆる繰り返し打撃を採用
し、打撃に対する被加工板材の板厚方向での支持を工夫
して、被加工板材の任意の三次元自由曲面成形を可能と
した数値制御逐次成形装置及び数値制御逐次成形方法を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の数値制御逐次成
形装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成す
るために、打撃工具をＺ軸方向に往復駆動制御しかつＸ
−Ｙ軸方向に移動制御する装置と、被加工板材をＸ−Ｙ
平面に沿って保持するとともにＺ軸方向で移動しないよ
うに固定する装置と、上記被加工板材をＸ−Ｙ平面に沿
って載置する台と、該台をＺ軸方向に移動制御する装置
と、及び上記台上にあって上記被加工板材と上記台の間
に介在する弾塑性を有する部材とからなることを特徴と
する。
形装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成す
るために、打撃工具をＺ軸方向に往復駆動制御しかつＸ
−Ｙ軸方向に移動制御する装置と、被加工板材をＸ−Ｙ
平面に沿って保持するとともにＺ軸方向で移動しないよ
うに固定する装置と、上記被加工板材をＸ−Ｙ平面に沿
って載置する台と、該台をＺ軸方向に移動制御する装置
と、及び上記台上にあって上記被加工板材と上記台の間
に介在する弾塑性を有する部材とからなることを特徴と
する。
【０００７】同請求項２に係るものは、上記被加工板材
の加工すべき面の反対面を上記弾塑性部材の表面に接触
させつつ、上記打撃工具により上記被加工板材に打撃を
加えて上記弾塑性部材とともに窪ませ、次に、上記台を
所定量だけＺ軸方向で上記被加工板材から離れるように
移動させて上記弾塑性部材の窪みを復元させる工程を、
加工終了後における上記被加工板材の等高面をなす部位
ごとに、下方の等高面部位から上方の等高面部位へ順次
に行うことを特徴とする。
の加工すべき面の反対面を上記弾塑性部材の表面に接触
させつつ、上記打撃工具により上記被加工板材に打撃を
加えて上記弾塑性部材とともに窪ませ、次に、上記台を
所定量だけＺ軸方向で上記被加工板材から離れるように
移動させて上記弾塑性部材の窪みを復元させる工程を、
加工終了後における上記被加工板材の等高面をなす部位
ごとに、下方の等高面部位から上方の等高面部位へ順次
に行うことを特徴とする。
【０００８】同請求項３に係るものは、互いに直交する
Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸を有する数値制御駆動装置の工具取付
部に打撃加工用の加工工具を取り付け、上記数値制御駆
動装置の基台上に、弾塑性を有する部材を介在させて被
加工板材をＸ−Ｙ平面に沿って支持しかつＺ軸方向に沿
う該被加工板材の板厚方向への移動を数値制御可能な台
を設け、上記被加工板材の周縁部を前記基台にＺ軸方向
で移動しないように固定保持し、上記打撃工具により上
記被加工板材の加工すべき面に打撃を加えて上記弾塑性
部材とともに窪ませ、次に、上記台を所定量だけＺ軸方
向で上記被加工板材から離れるように移動させて上記弾
塑性部材の窪みを復元させるとともに、上記打撃工具を
上記被加工板材の板厚方向に上記台と同調移動させる工
程を、加工終了後における上記被加工板材の等高面をな
す部位ごとに、下方の等高面部位から上方の等高面部位
へ順次に行うことを特徴とする。
Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸を有する数値制御駆動装置の工具取付
部に打撃加工用の加工工具を取り付け、上記数値制御駆
動装置の基台上に、弾塑性を有する部材を介在させて被
加工板材をＸ−Ｙ平面に沿って支持しかつＺ軸方向に沿
う該被加工板材の板厚方向への移動を数値制御可能な台
を設け、上記被加工板材の周縁部を前記基台にＺ軸方向
で移動しないように固定保持し、上記打撃工具により上
記被加工板材の加工すべき面に打撃を加えて上記弾塑性
部材とともに窪ませ、次に、上記台を所定量だけＺ軸方
向で上記被加工板材から離れるように移動させて上記弾
塑性部材の窪みを復元させるとともに、上記打撃工具を
上記被加工板材の板厚方向に上記台と同調移動させる工
程を、加工終了後における上記被加工板材の等高面をな
す部位ごとに、下方の等高面部位から上方の等高面部位
へ順次に行うことを特徴とする。
【０００９】同請求項４に係るものは、打撃工具をＺ軸
方向に往復駆動制御する装置と、被加工板材をＸ−Ｙ平
面に沿って保持するとともにＺ軸方向に移動制御できる
ようにクランプする装置と、上記被加工板材をＸ−Ｙ平
面に沿って載置する台と、該台上にあって上記被加工板
材と上記台の間に介在する弾塑性を有する部材と、上記
クランプ装置、上記台、上記Ｚ軸方向移動制御装置及び
上記弾塑性部材を一体的にＸ、Ｙ及びＺ軸方向に移動制
御する装置からなり、上記被加工板材の加工すべき面を
上記弾塑性部材の表面に接触させつつ、上記打撃工具に
より上記被加工板材に打撃を加えて上記弾塑性部材とと
もに窪ませ、次に、上記台を所定量だけＺ軸方向で上記
被加工板材から離れるように移動させて上記弾塑性部材
の窪みを復元させるとともに、上記打撃工具をＺ軸方向
に上記台と同調移動させる工程を、加工終了後における
上記被加工板材の等高面をなす部位ごとに、下方の等高
面部位から上方の等高面部位へ順次に行うことを特徴と
する。
方向に往復駆動制御する装置と、被加工板材をＸ−Ｙ平
面に沿って保持するとともにＺ軸方向に移動制御できる
ようにクランプする装置と、上記被加工板材をＸ−Ｙ平
面に沿って載置する台と、該台上にあって上記被加工板
材と上記台の間に介在する弾塑性を有する部材と、上記
クランプ装置、上記台、上記Ｚ軸方向移動制御装置及び
上記弾塑性部材を一体的にＸ、Ｙ及びＺ軸方向に移動制
御する装置からなり、上記被加工板材の加工すべき面を
上記弾塑性部材の表面に接触させつつ、上記打撃工具に
より上記被加工板材に打撃を加えて上記弾塑性部材とと
もに窪ませ、次に、上記台を所定量だけＺ軸方向で上記
被加工板材から離れるように移動させて上記弾塑性部材
の窪みを復元させるとともに、上記打撃工具をＺ軸方向
に上記台と同調移動させる工程を、加工終了後における
上記被加工板材の等高面をなす部位ごとに、下方の等高
面部位から上方の等高面部位へ順次に行うことを特徴と
する。
【００１０】また請求項５の数値制御逐次成形方法は、
上記目的を達成するために、Ｚ軸方向に移動制御される
台上に弾塑性を有する部材を介して載置するとともにＺ
軸方向での位置を固定した被加工板材の加工すべき部位
に、Ｚ軸方向に往復駆動制御する打撃工具により打撃を
加えて上記弾塑性部材とともに窪ませる工程と、上記台
を所定量だけＺ軸方向で上記被加工板材から離れるよう
に移動させて上記弾塑性部材の窪みを復元させる工程と
を、加工終了後における上記被加工板材の等高面をなす
部位ごとに、下方の等高面部位から上方の等高面部位へ
順次に行うことを特徴とする。
上記目的を達成するために、Ｚ軸方向に移動制御される
台上に弾塑性を有する部材を介して載置するとともにＺ
軸方向での位置を固定した被加工板材の加工すべき部位
に、Ｚ軸方向に往復駆動制御する打撃工具により打撃を
加えて上記弾塑性部材とともに窪ませる工程と、上記台
を所定量だけＺ軸方向で上記被加工板材から離れるよう
に移動させて上記弾塑性部材の窪みを復元させる工程と
を、加工終了後における上記被加工板材の等高面をなす
部位ごとに、下方の等高面部位から上方の等高面部位へ
順次に行うことを特徴とする。
【００１１】なお本明細書において「装置」というとき
は、当該「装置」が果たすべき機能を実現可能な機械的
あるいは電気、電子的な構成、機構、構造、装置、手段
等のすべてを包括的に含むものであり、いわゆる機械、
道具、設備等に限定されるものではない。
は、当該「装置」が果たすべき機能を実現可能な機械的
あるいは電気、電子的な構成、機構、構造、装置、手段
等のすべてを包括的に含むものであり、いわゆる機械、
道具、設備等に限定されるものではない。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は、本発明に係る数値制御逐次
成形装置の一実施形態を示す平面図、図２は同正面図、
図３は同側面図である。図中１は、互いに直交する３軸
を有する数値制御駆動装置で、基台２上に一対のＸ軸方
向のスライドウェイ３ａ、３ｂを固定し、両スライドウ
ェイ３ａ、３ｂ間に掛け渡したＹ軸方向のコラム４に主
軸ヘッド部５を搭載し、Ｘ軸ＡＣサーボモータ６、Ｙ軸
ＡＣサーボモータ７、Ｚ１主軸ＡＣサーボモータ８及び
Ｚ２軸ＡＣサーボモータ９により、主軸ヘッド部５の工
具取付部１０に取り付けた打撃加工用のパンチ１１を駆
動制御するようになっている。Ｚ１主軸ＡＣサーボモー
タ８はパンチ１１をＺ軸方向に所定の周期で振動させ、
Ｚ２軸ＡＣサーボモータ９はパンチ１１をＺ軸方向で移
動させるものである。もちろん、数値制御駆動装置とし
ては図示の例のものに限定されず、互いに直交する３軸
を有するものであれば種々の形式のものを採用し得る。
参照して説明する。図１は、本発明に係る数値制御逐次
成形装置の一実施形態を示す平面図、図２は同正面図、
図３は同側面図である。図中１は、互いに直交する３軸
を有する数値制御駆動装置で、基台２上に一対のＸ軸方
向のスライドウェイ３ａ、３ｂを固定し、両スライドウ
ェイ３ａ、３ｂ間に掛け渡したＹ軸方向のコラム４に主
軸ヘッド部５を搭載し、Ｘ軸ＡＣサーボモータ６、Ｙ軸
ＡＣサーボモータ７、Ｚ１主軸ＡＣサーボモータ８及び
Ｚ２軸ＡＣサーボモータ９により、主軸ヘッド部５の工
具取付部１０に取り付けた打撃加工用のパンチ１１を駆
動制御するようになっている。Ｚ１主軸ＡＣサーボモー
タ８はパンチ１１をＺ軸方向に所定の周期で振動させ、
Ｚ２軸ＡＣサーボモータ９はパンチ１１をＺ軸方向で移
動させるものである。もちろん、数値制御駆動装置とし
ては図示の例のものに限定されず、互いに直交する３軸
を有するものであれば種々の形式のものを採用し得る。
【００１３】また数値制御駆動装置１の基台２上には、
薄板状である被加工板材１２を支持する受台１３を搭載
してある。この受台１３は、基台２上にボルト止めした
固定台１４と、被加工板材１２の周縁を保持するために
固定台１４の上部に取り付けた保持具１５と、固定台１
４の内側に配した台座１６と、台座１６に係るＺ軸方向
の衝撃を受け止めるため及びＺ軸方向で往復移動させる
ための一対の楔形の受け１７、１８及び下側の受け１８
をＸ軸方向に往復駆動するためのＺ３軸ＡＣサーボモー
タ１９とからなる。
薄板状である被加工板材１２を支持する受台１３を搭載
してある。この受台１３は、基台２上にボルト止めした
固定台１４と、被加工板材１２の周縁を保持するために
固定台１４の上部に取り付けた保持具１５と、固定台１
４の内側に配した台座１６と、台座１６に係るＺ軸方向
の衝撃を受け止めるため及びＺ軸方向で往復移動させる
ための一対の楔形の受け１７、１８及び下側の受け１８
をＸ軸方向に往復駆動するためのＺ３軸ＡＣサーボモー
タ１９とからなる。
【００１４】台座１６は、四隅を油圧等を利用したショ
ックアブソーバ２０・・・により支持し、下面にはＸ軸
方向に沿って一対の受け１７、１７を平行に配置して固
定してある。下側の受け１８は、固定台１４上にＸ軸方
向に沿って配したスライドガイド２１上でＸ軸方向に沿
ってＺ３軸ＡＣサーボモータ１９により往復駆動制御で
きるようにしてある。受け１７、１８の間は、連結部材
２２により互いに離れないように連結してある。また台
座１６上には、弾塑性を有する材料で形成した弾塑性板
２３を載置してある。なお、受台１３の機構、構造等も
図示の例のものに限定されず、台座１６をＺ軸方向で往
復移動させ得るものでかつ移動量を制御できるものであ
れば、種々の形式のものを採用し得る。
ックアブソーバ２０・・・により支持し、下面にはＸ軸
方向に沿って一対の受け１７、１７を平行に配置して固
定してある。下側の受け１８は、固定台１４上にＸ軸方
向に沿って配したスライドガイド２１上でＸ軸方向に沿
ってＺ３軸ＡＣサーボモータ１９により往復駆動制御で
きるようにしてある。受け１７、１８の間は、連結部材
２２により互いに離れないように連結してある。また台
座１６上には、弾塑性を有する材料で形成した弾塑性板
２３を載置してある。なお、受台１３の機構、構造等も
図示の例のものに限定されず、台座１６をＺ軸方向で往
復移動させ得るものでかつ移動量を制御できるものであ
れば、種々の形式のものを採用し得る。
【００１５】Ｚ３軸ＡＣサーボモータ１９は、上述した
Ｚ２軸ＡＣサーボモータ９と同調して駆動制御されるよ
うになっている。即ち、パンチ１１をＺ軸方向で昇降さ
せる量がＺ３軸ＡＣサーボモータ１９による台座１６の
昇降量と同調するように昇降を駆動制御する。
Ｚ２軸ＡＣサーボモータ９と同調して駆動制御されるよ
うになっている。即ち、パンチ１１をＺ軸方向で昇降さ
せる量がＺ３軸ＡＣサーボモータ１９による台座１６の
昇降量と同調するように昇降を駆動制御する。
【００１６】なお、パンチ１１のＺ軸方向の振動は、上
述の例のようにＡＣサーボモータ等の電動機による回転
−往復運動で作り出してもよいし、油圧・空圧を利用し
てもよい。また被加工板材１２を保持する保持具１５に
ついては、上述の例のように断面をコ字状とし被加工板
材１２の周縁をはさみボルトで締め付けるという方法だ
けでなく、油圧クランプ等の締結手段を採用してもよ
い。
述の例のようにＡＣサーボモータ等の電動機による回転
−往復運動で作り出してもよいし、油圧・空圧を利用し
てもよい。また被加工板材１２を保持する保持具１５に
ついては、上述の例のように断面をコ字状とし被加工板
材１２の周縁をはさみボルトで締め付けるという方法だ
けでなく、油圧クランプ等の締結手段を採用してもよ
い。
【００１７】次に本発明に係る数値制御逐次成形方法の
一実施形態を、図４を参照しつつ、上述の実施形態装置
の動作とともに説明する。まず数値制御駆動装置１の工
具取付部１０にパンチ１１を取り付け、固定台１４上の
保持具１５で薄板状の被加工板材１２の周縁を固定す
る。その状態で、Ｚ３軸ＡＣサーボモータ１９により下
側の受け１８を上側の受け１７の下側に滑り込ませ、台
座１６のＺ軸方向の位置を加工開始位置にセットすると
ともに、台座１６を下面側から支持し、パンチ１１によ
り加えられる台座１６への打撃に耐え得る状態とする。
また、Ｚ２軸ＡＣサーボモータ９によりパンチ１１を台
座１６の昇降量に対応させて昇降させ、所定の位置にセ
ットする（図４Ａ）。この状態で被加工板材１２は未加
工であり、台座１６上の弾塑性板２３に全面的に接して
いる。
一実施形態を、図４を参照しつつ、上述の実施形態装置
の動作とともに説明する。まず数値制御駆動装置１の工
具取付部１０にパンチ１１を取り付け、固定台１４上の
保持具１５で薄板状の被加工板材１２の周縁を固定す
る。その状態で、Ｚ３軸ＡＣサーボモータ１９により下
側の受け１８を上側の受け１７の下側に滑り込ませ、台
座１６のＺ軸方向の位置を加工開始位置にセットすると
ともに、台座１６を下面側から支持し、パンチ１１によ
り加えられる台座１６への打撃に耐え得る状態とする。
また、Ｚ２軸ＡＣサーボモータ９によりパンチ１１を台
座１６の昇降量に対応させて昇降させ、所定の位置にセ
ットする（図４Ａ）。この状態で被加工板材１２は未加
工であり、台座１６上の弾塑性板２３に全面的に接して
いる。
【００１８】そして、Ｚ１主軸ＡＣサーボモータ８によ
りパンチ１１をＺ軸方向、即ち被加工板材１２の板厚方
向に高速で振動させつつ、パンチ１１の先端部により被
加工板材１２をその板厚方向に一定の深さずつ打撃して
凹ませてゆく（図４Ｂ）。このとき、台座１６上の弾塑
性板２３は、被加工板材１２に下方への張り出し部分１
２ａが形成されるのに伴ってともに窪む。即ち、被加工
板材１２は張り出し部分１２ａが弾塑性板２３内に食い
込む形で成形される。もちろん加工中は、被加工板材１
２を保持する台座１６と、パンチ１１との板厚方向の距
離が常に一定になるような指令を図示せぬ制御装置によ
り与え、少なくともＺ１主軸ＡＣサーボモータ８、Ｚ２
軸ＡＣサーボモータ９及びＺ３軸ＡＣサーボモータ１９
の作動を制御する。
りパンチ１１をＺ軸方向、即ち被加工板材１２の板厚方
向に高速で振動させつつ、パンチ１１の先端部により被
加工板材１２をその板厚方向に一定の深さずつ打撃して
凹ませてゆく（図４Ｂ）。このとき、台座１６上の弾塑
性板２３は、被加工板材１２に下方への張り出し部分１
２ａが形成されるのに伴ってともに窪む。即ち、被加工
板材１２は張り出し部分１２ａが弾塑性板２３内に食い
込む形で成形される。もちろん加工中は、被加工板材１
２を保持する台座１６と、パンチ１１との板厚方向の距
離が常に一定になるような指令を図示せぬ制御装置によ
り与え、少なくともＺ１主軸ＡＣサーボモータ８、Ｚ２
軸ＡＣサーボモータ９及びＺ３軸ＡＣサーボモータ１９
の作動を制御する。
【００１９】図４Ｂはパンチ１１による打撃加工を開始
した状態を示すが、この打撃加工は、張り出し部分１２
ａを打撃加工により広げてゆき、図４Ｃに示すように、
Ｘ−Ｙ平面に沿って同一等高面をなす第１等高面部Ｓ１
を均一の深さで下面側に張り出させるものである。そし
て、図４Ｃに示すように均一の深さに窪んだ第１等高面
部Ｓ１を形成したところで第１の加工工程を終了し、Ｚ
３軸ＡＣサーボモータ１９により下側の受け１８を上側
の受け１７の下側から引き出し、上側の受け１７を連結
部材２２を介して所定量だけ引き下ろし、台座１６の位
置を下げる。
した状態を示すが、この打撃加工は、張り出し部分１２
ａを打撃加工により広げてゆき、図４Ｃに示すように、
Ｘ−Ｙ平面に沿って同一等高面をなす第１等高面部Ｓ１
を均一の深さで下面側に張り出させるものである。そし
て、図４Ｃに示すように均一の深さに窪んだ第１等高面
部Ｓ１を形成したところで第１の加工工程を終了し、Ｚ
３軸ＡＣサーボモータ１９により下側の受け１８を上側
の受け１７の下側から引き出し、上側の受け１７を連結
部材２２を介して所定量だけ引き下ろし、台座１６の位
置を下げる。
【００２０】この台座１６を下げる量は、第１等高面部
Ｓ１の未加工面からの張り出し量に対応させる。する
と、図４Ｄに示すように、弾塑性板２３の窪みが復元
し、第１等高面部Ｓ１の下面が平坦になった弾塑性板２
３の上面に接する状態となる。また、台座１６の移動に
対応させてＺ２軸ＡＣサーボモータ９によりパンチ１１
の位置も下げ、次の加工の対象となる同じく同一等高面
をなす第２等高面部Ｓ２の加工に備える。
Ｓ１の未加工面からの張り出し量に対応させる。する
と、図４Ｄに示すように、弾塑性板２３の窪みが復元
し、第１等高面部Ｓ１の下面が平坦になった弾塑性板２
３の上面に接する状態となる。また、台座１６の移動に
対応させてＺ２軸ＡＣサーボモータ９によりパンチ１１
の位置も下げ、次の加工の対象となる同じく同一等高面
をなす第２等高面部Ｓ２の加工に備える。
【００２１】図４Ｅは、第２等高面部Ｓ２に対するパン
チ１１による打撃加工を開始した状態を示す。この打撃
加工の第２工程も、Ｘ−Ｙ平面に沿って同一等高面をな
す第２等高面部Ｓ２を第１等高面部Ｓ１と同様に、均一
の深さに窪ませるものである。そして、図４Ｆに示すよ
うに第２等高面部Ｓ２が均一の深さに窪んで張り出し量
が一定になったところで第２の加工工程を終了する。さ
らに第３以降の等高面部の加工工程があれば、上述の加
工、動作を繰り返す。第２の加工工程以降の工程におい
てパンチ１１及び台座１６を下げる量は、連続する加工
工程間において成形対象とする等高面の高さの差とな
る。
チ１１による打撃加工を開始した状態を示す。この打撃
加工の第２工程も、Ｘ−Ｙ平面に沿って同一等高面をな
す第２等高面部Ｓ２を第１等高面部Ｓ１と同様に、均一
の深さに窪ませるものである。そして、図４Ｆに示すよ
うに第２等高面部Ｓ２が均一の深さに窪んで張り出し量
が一定になったところで第２の加工工程を終了する。さ
らに第３以降の等高面部の加工工程があれば、上述の加
工、動作を繰り返す。第２の加工工程以降の工程におい
てパンチ１１及び台座１６を下げる量は、連続する加工
工程間において成形対象とする等高面の高さの差とな
る。
【００２２】上記の成形は、数値制御駆動装置１の各部
の動作制御やパンチ１１の動作経路をマイクロコンピュ
ータのプログラムによるため、プログラムを変更するだ
けで被加工板材１２を任意の三次元形状に加工できる。
プログラムの作成には、市販の三次元ＣＡＤ／ＣＡＭシ
ステムや、立体モデルから直接カメラで撮影して画像処
理することにより生成した三次元データを用いる手法
等、被加工板材１２の板厚方向に等高線で輪切りにした
情報を扱えるものであれば、種々公知の手段を採用でき
る。
の動作制御やパンチ１１の動作経路をマイクロコンピュ
ータのプログラムによるため、プログラムを変更するだ
けで被加工板材１２を任意の三次元形状に加工できる。
プログラムの作成には、市販の三次元ＣＡＤ／ＣＡＭシ
ステムや、立体モデルから直接カメラで撮影して画像処
理することにより生成した三次元データを用いる手法
等、被加工板材１２の板厚方向に等高線で輪切りにした
情報を扱えるものであれば、種々公知の手段を採用でき
る。
【００２３】なお、本実施形態の装置、方法では、被加
工板材１２の板厚方向に輪切りして等高線をなす等高面
部を、一度に被加工板材１２の全面にわたって同じ張り
出し量となるように加工するが、各加工部位は、例えば
図５に示すように、それぞれ異なる形状であっても構わ
ない。また、加工しようとする部位の下面が必ず弾塑性
板２３の上面に接して台座１６に保持されるので、各加
工部位の等高面部の段数が揃っている必要もない。
工板材１２の板厚方向に輪切りして等高線をなす等高面
部を、一度に被加工板材１２の全面にわたって同じ張り
出し量となるように加工するが、各加工部位は、例えば
図５に示すように、それぞれ異なる形状であっても構わ
ない。また、加工しようとする部位の下面が必ず弾塑性
板２３の上面に接して台座１６に保持されるので、各加
工部位の等高面部の段数が揃っている必要もない。
【００２４】さらに、本発明の実施形態としては、数値
制御駆動装置１を、ターレットパンチプレスのようにパ
ンチ１１の位置がＸ軸及びＹ軸方向では固定で、Ｚ軸方
向に振動させ得るだけのものとし、受台１３を固定し、
被加工材１２をＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向で位置を制御しつ
つ移動できるような保持機構を有する構成とすることも
可能である。このようにすると、ＡＴＣ（自動工具交換
装置）との組合せでパンチ交換も可能になり、また複雑
で重い主軸ヘッド部５を移動させるのではなく比較的軽
い被加工材１２側を移動させることになるため、駆動手
段であるサーボモータ等も小型のものを採用でき、装置
全体としても小型化を図れるようになる。なお、Ｚ１主
軸ＡＣサーボモータ８によりパンチ１１が必ず上死点で
止まり、かつ受台１３とパンチ１１の間から被加工材１
２を取り出せる構造とすれば、Ｚ２軸ＡＣサーボモータ
９も省略可能である。
制御駆動装置１を、ターレットパンチプレスのようにパ
ンチ１１の位置がＸ軸及びＹ軸方向では固定で、Ｚ軸方
向に振動させ得るだけのものとし、受台１３を固定し、
被加工材１２をＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向で位置を制御しつ
つ移動できるような保持機構を有する構成とすることも
可能である。このようにすると、ＡＴＣ（自動工具交換
装置）との組合せでパンチ交換も可能になり、また複雑
で重い主軸ヘッド部５を移動させるのではなく比較的軽
い被加工材１２側を移動させることになるため、駆動手
段であるサーボモータ等も小型のものを採用でき、装置
全体としても小型化を図れるようになる。なお、Ｚ１主
軸ＡＣサーボモータ８によりパンチ１１が必ず上死点で
止まり、かつ受台１３とパンチ１１の間から被加工材１
２を取り出せる構造とすれば、Ｚ２軸ＡＣサーボモータ
９も省略可能である。
【００２５】なお、弾塑性板２３については、種々のも
のを採用できるが、ネオプレンゴム、ウレタンゴム、発
泡ウレタンエラストマー等が考えられ、それらの硬度は
種々選択すればよい。
のを採用できるが、ネオプレンゴム、ウレタンゴム、発
泡ウレタンエラストマー等が考えられ、それらの硬度は
種々選択すればよい。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上説明してきたようなものな
ので、打撃工具で被加工板材の板厚方向に張り出し加工
する際に、被加工板材とその台を、常に加工工具の先端
から材料の板厚方向に一定の距離だけ離れた位置に相対
移動させるだけでなく、台上に配した弾塑性部材内に被
加工板材が食い込む形で成形されるので、加工中に被加
工板材が台から浮き上がることなく接し続け、打撃工具
の圧力を台で受け止めることができることにより、破断
させることなく被加工板材を一定の深さに張り出し成形
できるという効果がある。また、加工の順序を等高面順
に処理することにより、これから加工しようとする部位
の深さが常に最も深くなるため、任意の自由曲面の成形
において被加工板材の凸部と台の干渉を考慮する必要が
なく、等高面順に処理すること以外に工程上の制限がな
く加工できるようになるという効果がある。
ので、打撃工具で被加工板材の板厚方向に張り出し加工
する際に、被加工板材とその台を、常に加工工具の先端
から材料の板厚方向に一定の距離だけ離れた位置に相対
移動させるだけでなく、台上に配した弾塑性部材内に被
加工板材が食い込む形で成形されるので、加工中に被加
工板材が台から浮き上がることなく接し続け、打撃工具
の圧力を台で受け止めることができることにより、破断
させることなく被加工板材を一定の深さに張り出し成形
できるという効果がある。また、加工の順序を等高面順
に処理することにより、これから加工しようとする部位
の深さが常に最も深くなるため、任意の自由曲面の成形
において被加工板材の凸部と台の干渉を考慮する必要が
なく、等高面順に処理すること以外に工程上の制限がな
く加工できるようになるという効果がある。
【図１】本発明に係る数値制御逐次成形装置の一実施形
態を示す平面図である。
態を示す平面図である。
【図２】同正面図である。
【図３】同側面図である。
【図４】図１ないし３の実施形態装置による被加工板材
の張り出し成形工程を示す断面図である。
の張り出し成形工程を示す断面図である。
【図５】同張り出し成形加工後の被加工板材を上面側か
ら見た破断斜視図である。
ら見た破断斜視図である。
１ 数値制御駆動装置 ２ 基台 ５ 主軸ヘッド部 ６ Ｘ軸ＡＣサーボモータ ７ Ｙ軸ＡＣサーボモータ ８ Ｚ１主軸ＡＣサーボモータ ９ Ｚ２軸ＡＣサーボモータ １０ 工具取付部 １１ パンチ １２ 被加工板材 １２ａ 被加工板材の張り出し部分 １３ 受台 １４ 固定台 １５ 保持具 １６ 台座 １７、１８ 楔形の受け １９ Ｚ３軸ＡＣサーボモータ ２３ 弾塑性板 Ｓ１ 第１等高面部 Ｓ２ 第２等高面部
Claims (5)
- 【請求項１】 打撃工具をＺ軸方向に往復駆動制御しか
つＸ−Ｙ軸方向に移動制御する装置と、 被加工板材をＸ−Ｙ平面に沿って保持するとともにＺ軸
方向で移動しないように固定する装置と、 上記被加工板材をＸ−Ｙ平面に沿って載置する台と、 該台をＺ軸方向に移動制御する装置と、及び上記台上に
あって上記被加工板材と上記台の間に介在する弾塑性を
有する部材と、からなることを特徴とする数値制御逐次
成形装置。 - 【請求項２】 上記被加工板材の加工すべき面の反対面
を上記弾塑性部材の表面に接触させつつ、上記打撃工具
により上記被加工板材に打撃を加えて上記弾塑性部材と
ともに窪ませ、 次に、上記台を所定量だけＺ軸方向で上記被加工板材か
ら離れるように移動させて上記弾塑性部材の窪みを復元
させる工程を、 加工終了後における上記被加工板材の等高面をなす部位
ごとに、下方の等高面部位から上方の等高面部位へ順次
に行うことを特徴とする請求項１の数値制御逐次成形装
置。 - 【請求項３】 互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を有す
る数値制御駆動装置の工具取付部に打撃加工用の加工工
具を取り付け、 上記数値制御駆動装置の基台上に、弾塑性を有する部材
を介在させて被加工板材をＸ−Ｙ平面に沿って支持しか
つＺ軸方向に沿う該被加工板材の板厚方向への移動を数
値制御可能な台を設け、 上記被加工板材の周縁部を前記基台にＺ軸方向で移動し
ないように固定保持し、上記打撃工具により上記被加工
板材の加工すべき面に打撃を加えて上記弾塑性部材とと
もに窪ませ、 次に、上記台を所定量だけＺ軸方向で上記被加工板材か
ら離れるように移動させて上記弾塑性部材の窪みを復元
させるとともに、上記打撃工具を上記被加工板材の板厚
方向に上記台と同調移動させる工程を、 加工終了後における上記被加工板材の等高面をなす部位
ごとに、下方の等高面部位から上方の等高面部位へ順次
に行うことを特徴とする数値制御逐次成形装置。 - 【請求項４】 打撃工具をＺ軸方向に往復駆動制御する
装置と、 被加工板材をＸ−Ｙ平面に沿って保持するとともにＺ軸
方向に移動制御できるようにクランプする装置と、 上記被加工板材をＸ−Ｙ平面に沿って載置する台と、 該台上にあって上記被加工板材と上記台の間に介在する
弾塑性を有する部材と、 上記クランプ装置、上記台、上記Ｚ軸方向移動制御装置
及び上記弾塑性部材を一体的にＸ、Ｙ及びＺ軸方向に移
動制御する装置からなり、 上記被加工板材の加工すべき面を上記弾塑性部材の表面
に接触させつつ、上記打撃工具により上記被加工板材に
打撃を加えて上記弾塑性部材とともに窪ませ、 次に、上記台を所定量だけＺ軸方向で上記被加工板材か
ら離れるように移動させて上記弾塑性部材の窪みを復元
させるとともに、 上記打撃工具をＺ軸方向に上記台と同調移動させる工程
を、 加工終了後における上記被加工板材の等高面をなす部位
ごとに、下方の等高面部位から上方の等高面部位へ順次
に行うことを特徴とする数値制御逐次成形装置。 - 【請求項５】 Ｚ軸方向に移動制御される台上に弾塑性
を有する部材を介して載置するとともにＺ軸方向での位
置を固定した被加工板材の加工すべき部位に、Ｚ軸方向
に往復駆動制御する打撃工具により打撃を加えて上記弾
塑性部材とともに窪ませる工程と、 上記台を所定量だけＺ軸方向で上記被加工板材から離れ
るように移動させて上記弾塑性部材の窪みを復元させる
工程とを、 加工終了後における上記被加工板材の等高面をなす部位
ごとに、下方の等高面部位から上方の等高面部位へ順次
に行うことを特徴とする数値制御逐次成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9085794A JPH10263740A (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 数値制御逐次成形装置及び数値制御逐次成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9085794A JPH10263740A (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 数値制御逐次成形装置及び数値制御逐次成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10263740A true JPH10263740A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=13868804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9085794A Pending JPH10263740A (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 数値制御逐次成形装置及び数値制御逐次成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10263740A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006110595A (ja) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Kanazawa Univ | 塑性変形型造形方法およびその装置 |
| JP2009233676A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Japan Aircraft Mfg Co Ltd | 成形方法 |
| JP2019081189A (ja) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | 明生 関口 | 逐次成形方法 |
| CN114206520A (zh) * | 2019-05-07 | 2022-03-18 | 菲戈机械工具公司 | 具有弹性工具加工的增量式板材成形系统 |
| KR102495176B1 (ko) * | 2021-09-14 | 2023-02-06 | 한국생산기술연구원 | 점진 성형 장치 |
-
1997
- 1997-03-18 JP JP9085794A patent/JPH10263740A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006110595A (ja) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Kanazawa Univ | 塑性変形型造形方法およびその装置 |
| JP2009233676A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Japan Aircraft Mfg Co Ltd | 成形方法 |
| JP2019081189A (ja) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | 明生 関口 | 逐次成形方法 |
| CN114206520A (zh) * | 2019-05-07 | 2022-03-18 | 菲戈机械工具公司 | 具有弹性工具加工的增量式板材成形系统 |
| US20230019825A1 (en) * | 2019-05-07 | 2023-01-19 | Figur Machine Tools Llc | Incremental sheet forming system with resilient tooling |
| US11819898B2 (en) * | 2019-05-07 | 2023-11-21 | Figur Machine Tools Llc | Incremental sheet forming system with resilient tooling |
| US20240042507A1 (en) * | 2019-05-07 | 2024-02-08 | Figur Machine Tools Llc | Incremental sheet forming system with resilient tooling |
| US12076772B2 (en) | 2019-05-07 | 2024-09-03 | Figur Machine Tools Llc | Incremental sheet forming system with resilient tooling |
| KR102495176B1 (ko) * | 2021-09-14 | 2023-02-06 | 한국생산기술연구원 | 점진 성형 장치 |
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