JPH11314127A - パンチプレスにおける金型自動交換方法及び金型自動交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データを受け取ってからの動作を高速化する
と共に全てのクリアランスが揃っていない場合でもユー
ザーの判断で最適とは言えないクリアランスの金型を使
用できるようにする。 【解決手段】 金型配置指令を受けて、タレットステー
ションの所定位置に着脱自在に設けられた金型を、その
金型配置指令に応じて選ばれた、該金型ストック部３に
ストックされた交換金型と交換するパンチプレス１にお
ける金型自動交換方法であって、前記金型配置指令を、
前記タレットステーションのどの位置に前記金型を配置
するかを指示するタレット番号と、パンチ収納棚４９に
配置されるパンチＰのうちどのパンチを使用するかを指
示するストレージ番号と、ダイ収容棚５１に配置される
ダイＤのうちどのダイを使用するかを指示するダイ番号
とを一ブロックとして指令する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パンチプレスにお
ける金型自動交換装置及び金型自動交換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、タレットパンチプレスにおける
本体フレームには、円盤形状の回転可能な上タレットと
下タレットよりなるタレットステーションが設けられて
おり、その上タレットには複数のパンチが周方向に適宜
な間隔で設けられ、同様に下タレットにも複数のダイが
周方向に適宜な間隔で設けられている。

【０００３】パンチとダイはそれぞれパンチホルダ、ダ
イホルダに保持されており、これらパンチホルダ及びダ
イホルダは、それぞれのタレットに形成されたホルダ装
着部に対して水平方向から着脱自在に設けられている。

【０００４】そして、このタレットパンチプレスの隣接
する位置には、タレットステーションに配置された金型
と交換するための複数の金型をストックする金型収納装
置と、タレットステーションに設けられた金型を金型収
納装置に設けられた金型と交換する金型交換装置とが設
けられている。

【０００５】このタレットパンチプレスにおいては、加
工プログラムに応じて必要な金型が金型収納装置から金
型交換装置によって取り出され、タレットステーション
に配置されていた金型と交換して、該加工プログラムに
応じた加工がワークに対して行われるようになされてい
る。

【０００６】ところで、従来パンチプレスは、パンチ及
びダイが一対一のセットという概念のため、データ作成
機（自動プログラミング装置）も通常、パンチの形状、
寸法を登録し、それを基に加工プログラムデータを作成
するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、パンチの形
状、寸法のみを基準に加工プログラムデータを作成する
と、１本のパンチに対して複数のクリアランスを持ち加
工する材料（ワーク厚）によってダイを自動的に交換す
る、ダイ交換機構付きのパンチプレスを動かすデータを
作成することができない。

【０００８】一部に、情報としてダイクリアランスを持
たせている場合もあるが、クリアランス情報を基にする
と、ＮＣ装置にデータからどのダイを使用するか判断す
る機構が必要となり、スタートがかかってから機械が動
き出すまでに時間がかかってしまう。また、全てのクリ
アランスが揃っていない金型を搭載してしまったとき、
機械が停止したり、人が意図するクリアランスと異なっ
たものを使用し、加工不良を起こす場合もある。

【０００９】上述の課題を解決するために、本発明は、
一本のパンチに対して複数のクリアランスを有するダイ
を備えている場合でも、金型を自動交換できるデータを
作成できるようにし、また、データを受け取ってからの
動作を高速化すると共に全てのクリアランスが揃ってい
ない場合でもユーザーの判断で最適とは言えないクリア
ランスの金型を使用することのできる、パンチプレスに
おける金型自動交換装置及び金型自動交換方法を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、タレットステ
ーションに配置された金型と、パンチ収納棚及びダイ収
納棚からなる金型ストック部に配置された交換金型とを
交換する金型配置指令を、タレットステーションのどの
位置にその交換金型を配置するかを指示するタレット番
号と、パンチ収納棚に配置されるパンチのうちどのパン
チを使用するかを指示するストレージ番号と、ダイ収容
棚に配置されるダイのうちどのダイを使用するかを指示
するダイ番号とを一ブロックとして指令するようにした
ものである。

【００１１】すなわち、タレットステーション、パンチ
収納棚及びダイ収納棚に配置させる金型（パンチ、ダ
イ）の配置位置（番地）を決めて、それらの番地を一ブ
ロックとして指令する。このようにすることで、どのパ
ンチに対してどのダイを使用しているかが容易に判り、
データ修正時の間違いも削減できるようになり、また、
データを受け取ってからの制御部（ＮＣ部）は、金型の
形状、寸法を判断する必要が無く処理が高速となる。ま
た、ダイ情報を形状、寸法、クリアランスではなく番地
情報としているため、指令に対し制御部（ＮＣ部）での
判断が無く機械の実動作が素早く行われる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１３】＜金型自動交換装置の構成＞本実施形態の
パンチプレスにおける金型自動交換装置は、図１に示す
ように、ワークに所望の打ち抜き加工を行うパンチプレ
ス１と、このパンチプレス１のタレットステーションに
配置される金型に別の金型（交換金型）を供給するため
の金型をストックして置く金型ストック部３と、金型の
交換を行うチェンジャである金型交換部５と、ＣＡＤ／
ＣＡＭ部７と、パンチプレス１の機械動作を制御するパ
ンチプレス本体のＮＣ部９と、金型ストック部３と金型
交換部５の動作を制御する自動交換装置の制御部である
ＮＣ部１１とから構成されている。

【００１４】パンチプレス１は、図２及び図３に示すよ
うに、主としてワークＷを加工位置に移動させ位置決め
を行うワーク搬送部と、ワークＷに所望の打ち抜き加工
を行うパンチング加工部とを有してなる。

【００１５】ワーク搬送部は、枠体構造とされたフレー
ム１３の中央に開口する略矩形状をなす空隙部１５に設
けられる固定テーブル１７と、その両側に設けられる一
対の可動テーブル１９、１９と、これら可動テーブル１
９、１９を連結するキャリッジベース２１と、このキャ
リッジベース２１に移動自在に設けられるキャリッジ２
３と、このキャリッジ２３に設けられるワークＷをクラ
ンプするクランパー２５、２５とを備えている。

【００１６】キャリッジベース２１は、フレーム１３の
左端に設けられたＹ軸駆動モータ２７により、前記可動
テーブル１９、１９と一体となって図３中矢印Ｙ軸方向
に移動自在とされている。そして、このキャリッジベー
ス２１に移動自在に設けられるキャリッジ２３は、Ｘ軸
駆動モータ２９によって、図３中矢印Ｘ方向に移動自在
とされている。

【００１７】パンチング加工部は、パンチＰとダイＤを
着脱自在に配置させるタレットステーションと、加工位
置に配置されたパンチＰを打撃するラム３１とからなっ
ている。タレットステーションは、上フレーム３３に回
転自在に設けられる上タレット３５と、下フレーム３７
に回転自在に設けられる下タレット３９とから構成され
ている。上タレット３５は、円盤形状とされており、形
状・寸法の異なる複数種類のパンチＰを周方向に沿って
着脱自在に配置させている。下タレット３９も同様に円
盤形状とされており、やはり形状・寸法の異なる複数種
類のダイＤを周方向に沿って着脱自在に配置させてい
る。

【００１８】このタレットステーションでは、下タレッ
ト３９に装着されたダイＤを容易に交換することができ
るように、上タレット３５は下タレット３９より小型と
されると共に、それぞれのタレット回転軸４１、４３が
偏芯して設けられている。これにより、ダイ交換位置に
おけるダイＤの上方が上タレット３５によって覆われる
ことがないため、ダイ交換作業が容易なものとなる。

【００１９】ラム３１は、上フレーム３３に上下動自在
に設けられており、上タレット３５及び下タレット３９
が回転し加工位置へ割り出し位置決めされたパンチＰを
打撃するようになっている。これにより、その打撃され
るパンチＰとこれと対向するダイＤとによって、ワーク
Ｗに所望の打ち抜き加工がなされる。

【００２０】上記構成のパンチプレス１は、図１に示す
ように、パンチプレス本体のＮＣ部９によって駆動制御
されるようになされている。そして、このＮＣ部９に
は、ＣＰＵ（演算部）８１が設けられており、このＣＰ
Ｕ８１が加工プログラム８３を読み出してワークＷに所
望のパンチング加工を行うようにパンチプレス１に指令
する。パンチプレス１は、この指令に応じてワークＷに
所望のパンチング加工を施す。

【００２１】前記金型ストック部３は、ベースフレーム
４５の中央に回転自在に設けられた棚回転軸４７に取り
付けられるパンチ収納棚４９及びダイ収納棚５１とを有
している。棚回転軸４７は、棚回転用サーボモータ５３
の駆動により回転自在とされており、後述する自動交換
装置のＮＣ部１１によってその回転が制御されるように
なされている。

【００２２】パンチ収納棚４９は、円盤形状をなす貯蔵
棚（ストレージ）として形成されており、ダイ収納棚５
１よりも上方位置に設けられている。そして、このパン
チ収納棚４９には、複数種類のパンチＰが周方向に着脱
自在として配置されている。一方のダイ収納棚５１も同
様に、円盤形状をなす貯蔵棚として形成されており、パ
ンチ収納棚４９の下に設けられている。そして、このダ
イ収納棚５１は、一本のパンチＰに対し各ワーク厚に応
じて用意したクリアランスの異なる数種類のダイＤそれ
ぞれを配置させるために、そのクリアランスの数に応じ
た段数を備えている。例えば、３種類のクリアランスを
用意した場合は、ダイ収納棚５１は３つ用意することに
なる。

【００２３】そして、これら各ダイ収納棚５１には、各
クリアランス毎に整理したダイＤが着脱自在に周方向に
沿って配置される。例えば、３つのダイ収納棚５１を有
する場合は、上段のダイ収納棚５１にはクリアランス
０．１５ｍｍのダイＤを配置し、中段のダイ収納棚５１
にはクリアランス０．３ｍｍのダイＤを配置し、下段の
ダイ収納棚５１にはクリアランス０．４ｍｍのダイＤを
配置する。さらに、図４に示すように、パンチ収納棚４
９に配置されるパンチＰと同一線上（垂直方向において
同一線上）に、そのパンチＰに応じた各クリアランスを
有したダイＤを各ダイ収納棚５１に配置する。このよう
にすることで、パンチＰとダイＤの方向等のセットミス
が目視により簡単に確認できる。

【００２４】金型交換部５は、上タレット３５に装着さ
れた金型を取り出しパンチ収納棚４９にストックした別
の金型と交換するチェンジャ機構であり、パンチＰを把
持し保持するパンチ保持部５３と、ダイＤを把持し保持
するダイ保持部５５と、これらを昇降自在とするパンチ
昇降部５７及びダイ昇降部５９とを有している。

【００２５】パンチ昇降部５７は、ベースフレーム４５
に立設されたガイドフレーム６１の先端と該ベースフレ
ーム４５との間に垂直に設けられたボールねじ６３に設
けられており、パンチ昇降用サーボモータ６５とこのボ
ールねじ６３によって昇降自在とされている。同様に、
ダイ昇降部５９も、ボールねじ６７及びダイ昇降用サー
ボモータ６９によって昇降自在とされている。

【００２６】パンチ保持部５３は、パンチ昇降部５７に
旋回自在とされるパンチ交換アーム７１の先端に取り付
けられており、ダイ保持部５５も同様に、ダイ昇降部５
９に旋回自在とされるダイ交換アーム７３の先端に取り
付けられている。そして、これらパンチ交換アーム７１
とダイ交換アーム７３は、ガイドフレーム６１の先端と
ベースフレーム４５との間に垂直に設けられたスプライ
ン軸７５と、ギア機構７７、７９と、旋回用サーボモー
タ８７により水平面内において旋回自在とされている。

【００２７】上記構成の金型ストック部３と金型交換部
５は、自動交換装置のＮＣ部１１によって制御されてい
る。このＮＣ部１１には、ＣＰＵ（演算部）８５が設け
られており、このＣＰＵ８５が金型所在地管理データ８
９を読み出し後述する金型配置指令を前記金型ストック
部３と金型交換部５に指令し、その指令に基づいてこれ
ら金型ストック部３と金型交換部５を駆動制御させる。
金型配置指令は、前記ＣＡＤ／ＣＡＭ部７で作成され
る。

【００２８】＜金型配置指令のデータ作成＞次に、金型
配置指令のデータ作成方法について説明する。金型配置
指令は、図１に示すＣＡＤ／ＣＡＭ部７で加工プログラ
ムを作成する際に、この加工プログラムと同時に作成
（設定）する。金型配置指令は、Ｔコード（工具コー
ド）として指令する。

【００２９】Ｔコードは、例えば＊＊＊□□□△とす
る。＊は、タレットステーションのどの位置に交換金型
を配置するかを指示するタレット番号（金型を配置する
番地）、□はパンチ収納棚４９に配置されるパンチＰの
うちどのパンチを使用するかを指示するストレージ番号
（パンチＰを配置する番地）、△はダイ収納棚５１に配
置されるダイのうちどのダイを使用するかを指示するダ
イ番号（ダイＤの棚番号）をそれぞれ表す。

【００３０】タレット番号、ストレージ番号及びダイ番
号をさらに詳しく説明すると、タレット番号は、タレッ
トステーションの周方向における所定位置にそれぞれ配
置する金型のセット位置を表す番地を表すもので、例え
ば３桁の数字で表示する。同様に、ストレージ番号は、
パンチ収納棚４９の周方向における所定位置にそれぞれ
配置されるパンチＰのセット位置を表すもので、例えば
３桁の数字で表示する。一方、ダイ番号は、棚段の番号
を表し、例えば上段（１段目）の棚を１、中段（２段
目）の棚を２、下段（３段目）の棚を３として表示す
る。

【００３１】金型配置指令を設定する前に、先ず、金型
ストック部３に搭載する交換金型をリストアップし、必
要なクリアランスのダイＤの有無を確認する。次に、ダ
イ収納棚５１の何段目にどのクリアランスのダイＤを載
せるかを決定する。例えば、１段目のダイ収納棚５１に
は、クリアランス０．１５ｍｍのダイＤ、２段目のダイ
収納棚５１には、クリアランス０．３ｍｍのダイＤ、３
段目のダイ収納棚５１にはクリアランス０．４ｍｍのダ
イＤをそれぞれ載せる。

【００３２】そして、これらパンチＰ及びダイＤよりな
る金型所在地管理データ８９を作成する。金型所在地管
理データ８９は、例えば表１に示すように、パンチ収納
棚４９の各パンチ配置位置（ストレージ番号）にパンチ
Ｐが配置されているか否かを○、×の記号で表示すると
共に、そのパンチＰと同一線上にある各ダイＤの有無を
同様の記号で表す。○はパンチＰ又はダイＤがあること
を表し、×はパンチＰ又はダイＤが無いことを表す。ま
た、ここには、金型をメンテナンスする場合の情報とし
て、金型形状・寸法等を入力することもできる。

【００３３】なお、表１中、ダイ１は１段目のダイ収納
棚５１、ダイ２は２段目のダイ収納棚５１、ダイ３は３
段目のダイ収納棚５１を表す。また、タレット番号の欄
は、初めは空欄である。この欄には、加工プログラムに
従って金型がタレットステーションに移動すると、その
タレット番号が入力される。

【００３４】

【表１】 次に、ＣＡＤ／ＣＡＭ部７は、最もダイＤの搭載数の多
い段の金型配置パターンＰＴ１を、表２に示すように作
成する。表２には、パンチＰ及びダイＤの形状・寸法を
入力すると共に、タレット番号、ストレージ番号及びダ
イ番号を入力する。そして、この金型配置パターンを、
ダイ収納棚５１の残りの段数分複写する。本実施形態で
は、ダイ収納棚５１を３段としているので、残りの２つ
のダイ収納棚５１に配置する金型配置パターンＰＴ２、
ＰＴ３を作成する。複写した金型配置パターンを、それ
ぞれの段に応じて、ダイ番号を変更し、そのクリアラン
スに応じたダイＤが無い金型を削除する。また、使用頻
度が低く、適正クリアランスが無い金型で、他のクリア
ランスを使用しても構わない場合は、例えば表３中四角
で囲む部分に示すように、使用するダイＤのダイ番号を
入力する。

【００３５】以上のようにして、各ダイ収納棚５１の棚
段に対応する金型配置パターンＰＴ１〜ＰＴ３を作成
し、これらを登録する。金型配置パターンＰＴ１〜ＰＴ
３は、それぞれのダイ収納棚５１に応じたクリアランス
が判るように名称を設定する。例えば、表２中上欄右上
に示すように、板厚Ｔ１ｍｍ〜Ｔ２ｍｍ等のように表示
する。そして、ＣＡＤ／ＣＡＭ部７で加工プログラムを
作成する際に、使用するワークＷの板厚及び材料に適し
た金型配置パターンＰＴ１〜ＰＴ３を選択し、それを人
によって自動又は手動で金型割付を行う。

【００３６】

【表２】

【表３】 ＜金型自動交換方法＞次に、上述のパンチプレスにおけ
る金型自動交換方法について説明する。自動交換装置の
ＮＣ部１１におけるＣＰＵ８５より、金型配置指令を金
型ストック部３と金型交換部５に出力する。なお、ここ
での金型配置指令は、タレット番号、ストレージ番号及
びダイ番号を一ブロックとしたＴコードとして指令す
る。

【００３７】すると、この指令を受けて、金型所在地管
理データ８９の中からその指令に応じたストレージ番号
を探し出し、そのストレージ番号に金型があれば、前記
した金型交換部５の機械動作によって金型ストック部３
のパンチ収納棚４９よりパンチＰを、ダイ収納棚５１よ
りダイＤをそれぞれ取り出す。

【００３８】そして、金型交換部５によって取り出され
たパンチＰとダイＤは、前記金型配置指令に応じたダイ
番号のタレットステーションにそれぞれセットされる。
これらパンチＰとダイＤがタレットステーションにセッ
トされると、表１に示した金型所在地管理データ８９の
タレット欄にそのタレット番号が書き込まれる。

【００３９】このように、本実施形態では、金型配置指
令を、タレット番号、ストレージ番号、ダイ番号をＴコ
ードで表示した一ブロックとして指令しているため、ど
のパンチに対してどのダイを使用しているかが容易に判
り、データ修正時の間違いも削減できるようになり、ま
た、データを受け取ってからのＮＣ部は、金型の形状、
寸法を判断する必要が無く処理が高速となる。つまり、
ダイ情報を形状・寸法若しくはクリアランスではなく番
地情報としているため、指令に対しＮＣ部での判断が無
く機械の実動作が素早く行われる。

【００４０】また、パンチ用のＴコードと別にダイ用の
アドレスを設けている場合、人がＮＣデータ編集時に誤
ってどちらかだけ削除してしまったりすると、機械や金
型の破損につながる恐れがあるが、Ｔコード１ブロック
でパンチとダイの組み合わせを指令するため、削除や誤
った変更を行っても、アラームとなるか最悪でも不適当
クリアランスでの打ち抜きによる加工不良程度にとどめ
ることができる。

【００４１】また、ＣＡＤ／ＣＡＭ部７（自動プログラ
ミング装置）での金型登録がダイ番号を任意に設定でき
るため、段数分のダイＤが揃っていない場合でもユーザ
ーの判断で最適とは言えないクリアランスの金型を使用
することができる。

【００４２】以上、本発明を適用した具体的な一実施形
態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制
限されることなく種々の変更が可能である。

【００４３】上述の実施形態では、本発明をタレットパ
ンチプレスに適用したが、タレット無しのパンチプレス
に適用しても同様の効果がある。なお、タレット無しの
パンチプレスでは、金型配置指令を、金型を配置させる
ステーション番号又はストレージ番号のどちらかと、ダ
イ番号を一ブロックとして指令する。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４５】本発明によれば、金型配置指令を、タレッ
ト番号、ストレージ番号、ダイ番号をＴコードで表示し
た一ブロックとして指令しているため、どのパンチに対
してどのダイを使用しているかが容易に判断でき、デー
タ修正時の間違いも削減できる。

【００４６】また、本発明によれば、データを受け取っ
てからのＮＣ部は、金型の形状、寸法を判断する必要が
無いため、処理が高速となる。

【００４７】また、本発明によれば、ＣＡＤ／ＣＡＭ部
（自動プログラミング装置）での金型登録がダイ番号を
任意に設定できるため、段数分のダイＤが揃っていない
場合でもユーザーの判断で最適とは言えないクリアラン
スの金型を使用することができ、機械が停止するのを防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のパンチプレスにおける金型自動交
換装置のブロック図である。

【図２】本実施形態のパンチプレスにおける金型自動交
換装置の正面図である。

【図３】本実施形態のパンチプレスにおける金型自動交
換装置の平面図である。

【図４】パンチと同一線上にクリアランスの異なる数種
類のダイを配置した状態を示す模式図である。

【符号の説明】

１ パンチプレス ３ 金型ストック部 ５ 金型交換部 ７ ＣＡＤ／ＣＡＭ部 ９ パンチプレス本体のＮＣ部 １１ 自動交換装置のＮＣ部 ４９ パンチ収納棚 ５１ ダイ収納棚

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数種類のパンチそれぞれを所定位置に
   配置させるパンチ収納棚と、このパンチ収納棚に配置さ
   れる一本のパンチに対し各ワーク厚に応じて用意したク
   リアランスの異なる数種類のダイそれぞれを、該パンチ
   と同一線上となるように各クリアランス毎に整理して各
   棚に配置する複数棚からなるダイ収納棚とを備えた金型
   ストック部を有し、金型配置指令を受けて、タレットス
   テーションの所定位置に着脱自在に設けられた金型を、
   その金型配置指令に応じて選ばれた、該金型ストック部
   にストックされた交換金型と交換するパンチプレスにお
   ける金型自動交換方法であって、 前記金型配置指令を、前記タレットステーションのどの
   位置に前記交換金型を配置するかを指示するタレット番
   号と、パンチ収納棚に配置されるパンチのうちどのパン
   チを使用するかを指示するストレージ番号と、ダイ収容
   棚に配置されるダイのうちどのダイを使用するかを指示
   するダイ番号とを一ブロックとして指令することを特徴
   とするパンチプレスにおける金型自動交換方法。
2. 【請求項２】 前記金型配置指令は、前記金型ストック
   部に搭載する交換金型をリストアップし必要なクリアラ
   ンスのダイの有無を確認した後、前記ダイ収納棚の何段
   目にどのクリアランスのダイを載せるかを決定し、最も
   ダイの搭載数の多い棚段の金型配置パターンを作成し、
   それらの金型配置パターンをダイ収納棚の残りの段数分
   複写してその段に応じてダイ番号を変更し、それぞれの
   棚段に対応する金型配置パターンを作成し、その金型配
   置パターンの中から使用する金型配置パターンを選択し
   て作成されることを特徴とする請求項１記載のパンチプ
   レスにおける金型自動交換方法。
3. 【請求項３】 パンチプレスのタレットステーションに
   着脱自在に配置されたパンチとダイとからなる金型を、
   金型配置指令に基づいて、金型ストック部に配置された
   複数の交換金型のうちから該金型配置指令に応じて選ば
   れた交換金型と交換するパンチプレスにおける金型自動
   交換装置において、 前記金型ストック部を、複数種類のパンチそれぞれを所
   定位置に配置させるパンチ収納棚と、このパンチ収納棚
   に配置される一本のパンチに対し各ワーク厚に応じて用
   意したクリアランスの異なる数種類のダイそれぞれを、
   該パンチと同一線上となるように各クリアランス毎に整
   理して各棚に配置させる複数段からなるダイ収納棚とか
   ら構成したことを特徴とするパンチプレスにおける金型
   自動交換装置。
4. 【請求項４】 前記金型配置指令を、前記タレットステ
   ーションのどの位置に前記交換金型を配置するかを指示
   するタレット番号と、パンチ収納棚に配置されるパンチ
   のうちどのパンチを使用するかを指示するストレージ番
   号と、ダイ収容棚に配置されるダイのうちどのダイを使
   用するかを指示するダイ番号とを一ブロックとして指令
   する制御部を有していることを特徴とする請求項３記載
   のパンチプレスにおける金型自動交換装置。