JP7481870B2 - パンチプレス装置、および折損検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、パンチプレス装置および折損検出方法に関する。

従来、一台のパンチプレス装置で複数の形状のパンチプレス加工を行うことが可能な装置が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に示すパンチプレス装置では、加工工具の先端の折損を検出するための監視装置が設けられている。監視装置としては、感応ピストンを備えた監視シリンダが金型ごとに設けられており、折損を確認する際には監視シリンダに圧縮空気を送りこまれる。加工工具の先端が破損していない場合には、感応ピストンのピストンロッドが加工工具の先端に突き当てられる。一方、加工工具が折損した場合には、先端が存在しないため、破損していない場合に比べてピストンロッドの移動ストロークが長くなる。このストロークの差を検出することによって折損の検出が行われる。

特開２０１５－１００８４８号公報

しかしながら、特許文献１では、使用する金型の全てに監視シリンダを設ける必要があり、金型の機構が複雑になるともに金型作成のコストも高くなる。

本発明は、簡易に金型の折損を検出可能なパンチプレス装置および折損検出方法を提供することを目的とする。

発明にかかるパンチプレス装置は、パンチ、ストリッパおよびダイを有する金型を用いてワークの加工を行い、金型を交換可能なパンチプレス装置であって、加工部と、検出部と、制御部と、を備える。加工部は、第１駆動部と、第２駆動部と、装着部と、を有し、ワークの加工を行う。第１駆動部は、パンチを装着可能であって装着されたパンチを駆動する。第２駆動部は、ストリッパを装着可能であって装着されたストリッパを駆動する。装着部は、ダイを装着可能である。検出部は、パンチの折損を検出する。制御部は、第１駆動部および第２駆動部を制御してストリッパからパンチを突出させ、検出部によってパンチの折損を検出する。

発明にかかる折損検出方法は、金型を交換可能なパンチプレス装置を用いて、パンチ、ストリッパおよびダイを有する金型のパンチの折損を検出する折損検出方法であって、突出工程と、検出工程と、を備える。突出工程は、パンチおよびストリッパをダイから離間させた状態で、パンチをストリッパから突出させる。検出工程は、ストリッパから突出したパンチの折損を検出する。

本発明によれば、簡易に金型の折損を検出可能なパンチプレス装置および折損検出方法を提供することができる。

本発明にかかる実施の形態のパンチプレス機の外観を示す図。 図１に示すパンチプレス機の正面図。 図１のパンチプレス機で用いる金型を示す斜視図。 図３の金型の正断面図。 図１の金型搬送部によって加工部から金型が取り外される状態を示す図。 図１の金型搬送部によって加工部から金型が取り外される状態を示す断面模式図。 図１の金型搬送部近傍の拡大図。 図７の金型搬送部をＸ方向側から視た斜視図。 図７の把持機構の拡大図。 図１のパンチプレス装置のクランパ退避部を示す側面図。 クランパ部の退避状態と把持状態を示す平面図。 図１のパンチプレス装置における折損検出部、退避部材および金型の配置関係を示す正面図。 図１のパンチプレス装置における折損検出部、退避部材および金型の配置関係を示す正面図。 図１のパンチプレス装置における折損検出部、退避部材および金型の配置関係を示す平面図。 図１のパンチプレス装置の制御構成を示すブロック図。 図１のパンチプレス装置の動作を示すフロー図。 （ａ）～（ｄ）図１のパンチプレス装置のパンチ加工を説明するための模式図。 （ａ）～（ｃ）図１のパンチプレス装置を用いた折損検出を説明するための模式図。

以下、本発明にかかる実施の形態のパンチプレス装置１について図面を参照しながら説明する。

＜構成＞
（パンチプレス機の外観概要）
図１は、本実施の形態のパンチプレス装置１の全体概要を示す斜視図である。図２は、本実施の形態のパンチプレス装置１の全体概要を示す正面図である。

本実施の形態のパンチプレス装置１は、メインフレーム１１と、ベッド１２と、ワーク搬送部１３と、加工部１４と、金型収納部１５と、金型搬送部１６と、クランパ退避部１８（図１２Ａ参照）と、折損検出部２０（検出部の一例）（図１２Ａ参照）と、コントローラ３０（制御部の一例）（図１４参照）と、を備える。

メインフレーム１１は、ベッド１２上に配置されている。ワーク搬送部１３は、ＺＸ平面上においてワークを移動させる。加工部１４は、後述する金型１７が装着可能であり、装着された金型１７を用いてワークにパンチ加工を行う。加工部１４は、メインフレーム１１の下側に配置されている。金型収納部１５は、メインフレーム１１に設けられており、複数の金型１７を収納する。金型搬送部１６は、金型収納部１５と加工部１４の間で金型１７の受け渡しを行う。

なお、水平方向のうちメインフレーム１１に沿った方向をＸ方向とし、鉛直方向をＹ方向とし、水平方向のうちＸ方向に垂直な方向をＺ方向とする。Ｚ方向のうち、金型搬送部１６からメインフレーム１１に向かう方向をＺ１方向とし、その反対方向をＺ２方向とする。なお、本明細書における「水平」、「垂直」、および「鉛直」の記載はいずれも厳密な意味ではなく、誤差等も含む。

（メインフレーム、ベッド）
メインフレーム１１は、門型構造であり、ベッド１２上に立設している。メインフレーム１１は、２枚の板状のフレーム部材２１、２２を有している。フレーム部材２１、２２は、門型であり、主面が鉛直方向に沿うように配置されている。また、フレーム部材２１とフレーム部材２２は、互いに対向して配置されている。

フレーム部材２１、２２のうち一方のフレーム部材２１の外側向きの主面２１ａには、金型収納部１５が設けられている。主面２１ａの上端部と下端部には、レール２３、２４が配置されている。レール２３、２４は、Ｘ方向に沿って配置されている。このレール２３、２４に沿って、後述する金型搬送部１６が移動する。

（ワーク搬送部）
ワーク搬送部１３は、メインフレーム１１の下方にメインフレーム１１と交差するように配置されている。ワーク搬送部１３は、ワーク移動部３１と、キャリッジ３２と、複数のクランパ部３３と、を有する。

ワーク移動部３１は、細長い角柱状であって、メインフレーム１１の下方においてメインフレーム１１と交差するようにＺ軸方向に沿って配置されている。ワーク移動部３１は、図示しないモータの駆動力によってＸ方向に沿って移動可能である。ワーク移動部３１は、その加工部１４側の側面の上下に２本のレール３４、３５を有している。レール３４、３５は、Ｚ方向に沿って配置されている。レール３４とレール３５は、互いに平行に配置されている。

キャリッジ３２は、Ｚ方向に移動可能にワーク移動部３１に設けられている。キャリッジ３２は、ワーク移動部３１側の側面にスライダ３６、３７を有している（図２参照）。スライダ３６はレール３４と嵌合し、スライダ３７はレール３５と嵌合する。これによって、キャリッジ３２は、ワーク移動部３１に沿ってＺ方向に移動できる。

複数のクランパ部３３は、ワークを挟んで保持する。複数のクランパ部３３は、キャリッジ３２に固定されている。複数のクランパ部３３は、Ｚ方向に並んで配置されている。

これにより、複数のクランパ部３３が固定されたキャリッジ３２が、Ｚ方向に移動し、キャリッジ３２が支持されたワーク移動部３１がＸ方向に移動できる。

このようなワーク搬送部１３によって、複数のクランパ部３３によって保持されたワークを加工部１４に対してＺＸ平面に移動させることができる。

なお、ワーク搬送部１３の下側には、搬送時にワークを支えるテーブル１９が配置されている。

（金型）
次に、加工部１４で使用される金型１７について説明する。

図３は、金型１７を示す斜視図である。図４は、金型１７の正断面図である。

金型１７は、パンチ４１と、ストリッパ４２と、ダイ４３と、を有する。各部材の配置関係は、パンチ４１とダイ４３の間にストリッパ４２が配置されていれば特に限定されるものではないが、通常、上からパンチ４１、ストリッパ４２、ダイ４３の順に配置されている。

ストリッパ４２とダイ４３によってワークを挟み込んでパンチ４１をダイ４３側に駆動することによってワークに加工が行われる。

パンチ４１は、図４に示すように、パンチチップ５１と、クランプシャフト５２と、把持リング５３と、を有する。

パンチチップ５１は、所望の形状であり、ワークにパンチ加工を行う部分である。

クランプシャフト５２は、外周部が加工部１４に装着されて係止保持される。クランプシャフト５２はパンチチップ５１に固定されている。クランプシャフト５２の外周部には全周にわたって断面Ｖ字形状の係止溝５２ａが形成されている。

把持リング５３は、金型搬送部１６による搬送用であり、クランプシャフト５２のパンチチップ５１側の端部の外周に配置されている。把持リング５３は、クランプシャフト５２に固定されている。把持リング５３の外周部には、全周にわたって周方向の断面がＶ字形状の把持溝５３ａが形成されている。把持リング５３の外周部には、図３に示すように、軸芯方向に垂直な断面がＶ字形状である、一対の切り込み５３ｂ、５３ｂが設けられている。一対の切り込み５３ｂのＶ字形状は、軸芯に向かって互いに対向するように形成されている。

ストリッパ４２は、パンチ４１の外周に下方から挿入されて配置されている。ストリッパ４２は、パンチ４１に上下に摺動可能になっている。ストリッパ４２の外周部には、全周にわたって断面Ｖ字形状の把持溝４２ａが形成されている。また、図３に示すように、ストリッパ４２の外周部には、軸芯方向に垂直な断面がＶ字形状である、一対の切り込み４２ｂ、４２ｂが設けられている。図３では、一方の切り込み４２ｂのみ示している。一対の切り込み４２ｂのＶ字形状は、軸芯に向かって互いに対向するように形成されている。なお、周方向において、ストリッパ４２の切り込み４２ｂ（図３参照）は、パンチ４１の切り込み５３ｂと同じ位置に形成されている。

ストリッパ４２の上面４２ｃには、図４に示すように円柱状の空間である凹部４２ｄが形成されている。凹部４２ｄには、パンチ４１の把持リング５３が挿入可能である。ストリッパ４２は、上下方向に形成された貫通孔４２ｅを有している。貫通孔４２ｅは、凹部４３ｄの底面に形成されている。貫通孔４２ｅは、パンチチップ５１に対応する位置に設けられている。貫通孔４２ｅには、パンチ４１のパンチチップ５１が挿入可能である。パンチチップ５１は、貫通孔４２ｅを介してワークに加工を行う。

ダイ４３は、加工時に、ストリッパ４２の下側に配置される。図３に示すように、ダイ４３の外周部には、全周にわたって周方向の断面がＶ字形状の把持溝４３ａが形成されている。また、ダイ４３の外周部には、軸芯方向に垂直な断面がＶ字形状の一対の切り込み４３ｂが形成されている。図３には、一方の切り込み４３ｂのみが示されている。一対の切り込み４３ｂのＶ字形状は、軸芯に向かって互いに対向するように形成されている。なお、周方向において、ダイ４３の切り込み４３ｂは、図３に示すように、ストリッパ４２の切り込み４２ｂとパンチ４１の切り込み５３ｂと同じ位置に形成されている。

ダイ４３のストリッパ４２側の上面４３ｃには、パンチチップ５１に対応する位置に凹部４３ｄが形成されている。ストリッパ４２を介して、パンチチップ５１の先端５１ａが、凹部４３ｄに挿入されワークに加工が行われる。

（加工部）
図５は、後述する金型搬送部１６によって加工部１４に金型１７を装着または加工部１４から金型１７を取り外す状態を示す図である。図６は、後述する金型搬送部１６によって加工部１４に金型１７を装着または加工部１４から金型１７を取り外す状態を示す断面模式図である。

加工部１４は、図５に示すように、上プレス部６１と、下プレス部６２と、を有する。

上プレス部６１には、後述する金型搬送部１６によってパンチ４１とストリッパ４２が装着される。

上プレス部６１には、図６に示すように、パンチシリンダ部６３（第１駆動部の一例）と、パンチクランプ爪６４と、ストリッパシリンダ部６５（第２駆動部の一例）が設けられている。

パンチシリンダ部６３は、シリンダを有し、装着されたパンチ４１を上下動させる。パンチシリンダ部６３は、クランプシャフト５２のＶ形状の係止溝５２ａに係合する突起６３ａを有する。パンチクランプ爪６４は、パンチクランプシリンダ（図示せず）の作動により下方に移動されてパンチシリンダ部６３との間でクランプシャフト５２を把持する。

ストリッパシリンダ部６５は、シリンダを有し、装着されたストリッパ４２を上下動させる。ストリッパシリンダ部６５は、ストリッパ４２のＶ字形状の把持溝４２ａに係合する突起６５ａを有する。図示されていないが、上プレス部６１には、ストリッパ４２の外周を把持するストリッパクランプ爪が設けられている。ストリッパクランプ爪は、シリンダによって可動し、ストリッパ４２を保持または取り外し可能に開放する。

下プレス部６２は、ダイシリンダ部６６を有する。ダイシリンダ部６６には、ダイ４３が装着される。ダイシリンダ部６６は、シリンダを有し、装着されたダイ４３を上下動させる。ダイシリンダ部６６には、ダイ４３の外周をクランプするダイクランプ爪が（図示せず）設けられている。ダイクランプ爪は、シリンダによって可動し、ストリッパ４２を保持または取り外し可能に開放する。

加工部１４の上プレス部６１にパンチ４１およびストリッパ４２を装着し、下プレス部６２にダイ４３を装着し、メインフレーム１１に昇降可能に支持されたラム（図示せず）を下降させることによって、パンチ４１とダイ４３の間に配置されたワークを加工することができる。

また、加工部１４は、後述する図１４に示すようにパンチ４１、ストリッパ４２およびダイ４３の位置を検知する第１位置センサ６７、第２位置センサ６８および第３位置センサ６９を備えている。第１位置センサ６７はパンチ４１の上下方向の位置を検知し、第２位置センサ６８はストリッパ４２の上下方向の位置を検知し、第３位置センサ６９はダイ４３の上下方向の位置を検知する。

（金型収納部）
金型収納部１５は、複数の金型１７を収納する。金型収納部１５は、メインフレーム１１のフレーム部材２１の主面２１ａに設けられている。金型収納部１５は、水平に配置された複数の板状部材を有している。板状部材は、主面２１ａに対して垂直に設けられており、棚を形成している。

複数の金型１７は、金型収納部１５に正面視しおいて千鳥状に配置されている。これにより、決められたスペースにおいて出来るだけ多くの金型を収納することができる。

（金型搬送部）
図７は、図１の金型搬送部１６近傍の拡大図である。図８は、Ｘ方向側から視た金型搬送部１６の斜視図である。

金型搬送部１６は、メインフレーム１１に支持されている。金型搬送部１６は、第１移動部８１と、第２移動部８２と、把持部８３と、を有する。

第１移動部８１は、本体部９１と、モータ９２と、スライダ取り付け部９３、９４と、一対のレール９５と、ラック９６と、を有する。

本体部９１は、複数の棒状のフレーム部材によって構成されており、鉛直方向に長く形成され、外形が略三角柱である。スライダ取り付け部９３は、第１移動部８１のフレーム部材２１側の面９１ａの上寄りの部分に、主面２１ａに対向するように配置されている。スライダ取り付け部９３には、フレーム部材２１の上方に配置されたレール２３に嵌合するスライダ９９（図７参照）が取り付けられる。スライダ取り付け部９４は、第１移動部８１のフレーム部材２１側の面９１ａの下端の部分に主面２１ａに対向するように配置されている。スライダ取り付け部９４には、レール２４と嵌合するスライダが取り付けられる。

モータ９２は、スライダ取り付け部９３のフレーム部材２１とは反対側の面に配置されるように本体部９１に固定されている。モータ９２の軸は、スライダ取り付け部９３を貫通してフレーム部材２１側に突出しており、その突出部分にはピニオン９７が設けられている。ピニオン９７は、レール２３に沿って配置されたラック（図示せず）と噛み合っている。モータ９２が回転すると、ピニオン９７が回転し、ラックとの嵌合により、第１移動部８１はレール２３、２４に沿ってＸ方向に移動する。

一対のレール９５は、面９１ａと垂直な本体部９１の面９１ｂに設けられている。一対のレール９５の各々は、上下方向に沿って設けられている。ラック９６は、一対のレール９５の内側に上下方向に沿って配置されている。ラック９６は、第２移動部８２のピニオン１０７と噛み合っている。

第２移動部８２は、図８に示すように、ブラケット１０１と、複数のスライダ１０２と、モータ１０３と、取付部１０４と、モータ１０５とを有している。ブラケット１０１は、面９１ｂに沿って配置された平面部１０１ａを有する部材である。複数のスライダ１０２は、平面部１０１ａの第１移動部８１側の面に固定されており、一対のレール９５と鉛直方向に移動可能に嵌合している。モータ１０３は、平面部１０１ａの第１移動部８１とは反対側の面に固定されており、その出力軸が平面部１０１ａを貫通している。この出力軸にピニオン１０７が固定されており、上述したラック９６と噛み合っている。

取付部１０４は、Ｚ方向に沿って形成されており、把持部８３をＺ方向に移動可能に支持する。取付部１０４の側面には、Ｚ方向に沿って一対のレール１０６が配置されている。

モータ１０５は、取付部１０４のフレーム部材２１と反対側の端に設けられている。モータ１０５の出力軸と連結されたボールネジ（図示せず）がＺ方向に配置されている。

把持部８３は、ハンド部１１１と、ハンド部１１１を支持する支持部１１２とを有する。支持部１１２は、取付部１０４側に複数のスライダ１１３を有しており、スライダ１１３がレール１０６に嵌合している。また、支持部１１２は、取付部１０４のボールネジと嵌合するナット部（図示せず）を有している。モータ１０５が回転するとボールネジが回転し、ボールネジと嵌合するナット部が固定されている支持部１１２がレール１０６に沿ってＺ方向に移動できる。

ハンド部１１１は、支持部１１２に支持されている。ハンド部１１１は、把持機構１２１、１２２と、アーム部１２３と、切換シリンダ１２４と、を有する。

アーム部１２３は、支持部１１２の支持板１１２ａに水平方向に回転可能に取り付けられている。アーム部１２３の回転軸１２３ｃが図８に図示されている。アーム部１２３は、平面視においてＶ字形状であり、Ｖ字の２つの先端に把持機構１２１と把持機構１２２が設けられている。

なお、把持機構１２１、１２２は、双方とも金型１７を把持するものであり、金型１７を交換する際に一方が加工部１４に装着する金型１７を把持し、他方が加工部１４から取り外した金型１７を把持する。

把持機構１２１、１２２は同様の構成であるため、把持機構１２１を例に挙げて説明する。図９は、把持機構１２１の拡大図である。把持機構１２１は、一対の第１ハンド１３１と、一対の第２ハンド１３２と、一対の第３ハンド１３３と、シリンダ１３４とを備える。

第１ハンド１３１と、第２ハンド１３２と、第３ハンド１３３は、アーム部１２３の先端部１２３ａに回動可能に取り付けられている。第１ハンド１３１、第２ハンド１３２、および第３ハンド１３３は上から順に配置されている。

一対の第１ハンド１３１は、水平方向に対向するように配置されている。一対の第１ハンド１３１は、パンチ４１の把持リング５３を把持する。一対の第１ハンド１３１は、薄板状であり、アーム部１２３の先端から突出している。一対の第１ハンド１３１は、その基端部がアーム部１２３の先端部１２３ａに回動可能に取り付けられている。各々の第１ハンド１３１の先端部には、内側に向かって突出した爪１３１ａが形成されている。一対の第１ハンド１３１は、シリンダ１３４の駆動によって開閉機構（図示せず）を介して基端を中心に爪１３１ａ側が開閉する（矢印Ｄ参照）。一対の第１ハンド１３１は、閉じられることによって把持リング５３の把持溝５３ａ（図３参照）に嵌り、更に爪１３１ａが、切り込み５３ｂに嵌ることによって、パンチ４１を把持する。

一対の第２ハンド１３２は、水平方向に対向するように配置されている。一対の第２ハンド１３２は、ストリッパ４２を把持する。一対の第２ハンド１３２は、薄板状であり、アーム部１２３の先端部１２３ａから突出している。一対の第２ハンド１３２は、その基端部がアーム部１２３の先端に回動可能に取り付けられている。各々の第２ハンド１３２の先端部には、内側に向かって突出した爪１３２ａが形成されている。一対の第２ハンド１３２は、シリンダ１３４の駆動によって開閉機構（図示せず）を介して基端を中心に爪１３２ａ側が開閉する（矢印Ｄ参照）。一対の第２ハンド１３２は、閉じられることによってストリッパ４２の把持溝４２ａ（図３参照）に嵌り、更に爪１３２ａが、切り込み４２ｂに嵌ることによって、ストリッパ４２を把持する。

一対の第３ハンド１３３は、水平方向に対向するように配置されている。なお、図９では片方のみ示されている。一対の第３ハンド１３３は、ダイ４３を把持する。一対の第３ハンド１３３は、薄板状であり、アーム部１２３の先端部１２３ａから突出している。一対の第３ハンド１３３は、その基端部がアーム部１２３の先端に回動可能に取り付けられている。各々の第３ハンド１３３の先端部には、内側に向かって突出した爪１３３ａが形成されている。一対の第３ハンド１３３は、シリンダ１３４の駆動によって開閉機構（図示せず）を介して基端を中心に爪１３３ａ側が開閉する（矢印Ｄ参照）。一対の第３ハンド１３３は、閉じられることによってダイ４３の把持溝４３ａに嵌り、更に爪１３３ａが、切り込み４３ｂに嵌ることによって、ダイ４３を把持する。

図８に示す切換シリンダ１２４は、把持機構１２１と把持機構１２２の切換を行う。切換シリンダ１２４の先端は、アーム部１２３に立設されたピン１２３ｂに連結されている。切換シリンダ１２４が先端を伸縮することによって、アーム部１２３が回転軸１２３ｃを中心に回転し、把持機構１２１と把持機構１２２の一方が加工部１４または金型収納部１５に正対するように切り換えることができる（矢印Ｅ参照）。

（クランパ退避部）
クランパ退避部１８は、ワークのクランパ部３３の近傍を加工する際にクランパ部３３を加工部１４の加工領域から退避させる。

図１０は、クランパ退避部１８の構成を示す側面図である。図１１は、クランパ部３３の退避状態と把持状態を示す平面図である。図１２Ａおよび図１２Ｂは、クランパ退避部１８、金型１７および後述する折損検出部２０の配置関係を示す正面図である。図１２Ａおよび図１２Ｂでは、クランパ退避部１８、金型１７および後述する折損検出部２０以外の構成は、二点鎖線で示す。

クランパ退避部１８は、図１０に示すように、加工領域ドグ７１（取付部材の一例）と、駆動シリンダ７２（第３駆動部の一例）と、を有する。加工領域ドグ７１は、加工部１４の上プレス部６１の周囲に配置されている。加工領域ドグ７１は、図１１に示すように平面視において円弧状の円弧状部分７１ａを有する。この円弧状部分７１ａに後述する退避ローラ３３６が当接する。

駆動シリンダ７２は、図１２Ａに示すように、２つ設けられており、各々の駆動シリンダ７２は、上下方向に沿って上プレス部６１に並んで配置されている。駆動シリンダ７２は、図１２Ｂに示すように、下方に向かって伸びるロッド７２ａを有しており、ロッド７２ａの先端が、加工領域ドグ７１に接続されている。駆動シリンダ７２の駆動によってロッド７２ａが上下動し、加工領域ドグ７１が上下移動する。なお、図１０および図１２Ｂは、加工領域ドグ７１が下方に移動した状態を示している。図１２Ａは、加工領域ドグ７１が上方に移動した状態を示している。加工領域ドグ７１が下方に移動した状態において、クランパ部３３を退避させることができる。

また、クランパ退避部１８は、後述する図１４に示すように加工領域ドグ７１の上下方向の位置を検知する第４位置センサ７３を備えている。

図１１では、左側のクランパ部３３がワークＷから退避した状態となっており、右側のクランパ部３３がワークＷを把持した状態となっている。クランパ部３３の構成については従来と同様であるため、詳細な説明は省略するが、クランパ部３３は、把持部３３０と、クランパ本体３３１と、クランパ支持部材３３２と、圧縮バネ３３３と、ロックシリンダ３３４と、クランパシリンダ３３５と、退避ローラ３３６と、を有する。

クランパ本体３３１は、キャリッジ３２（図２参照）に固定されている。把持部３３０は、ワークＷを把持する。クランパ支持部材３３２は、クランパ本体３３１に退避可能に構成されている。圧縮バネ３３３は、クランパ支持部材３３２をクランパ本体３３１から押し出す方向に付勢している。ロックシリンダ３３４は、クランパ支持部材３３２をクランパ本体３３１に固定または固定解除する。クランパシリンダ３３５は、把持部３３０を開閉させる。退避ローラ３３６は、図１０および図１１の左側図に示すように、加工領域ドグ７１の円弧状部分７１ａに当接し、加工領域ドグ７１からの押圧力をクランパ支持部材３３２に伝える。

図１１には、パンチ加工領域Ｗ１が示されている。このように、ワークＷの端を加工する際には、加工領域ドグ７１によって退避ローラ３３６が押されてクランパ支持部材３３２が圧縮バネ３３３の付勢力に対抗して押し戻されることによって把持部３３０がパンチ加工領域Ｗ１から退避している。なお、加工領域ドグ７１に退避ローラ３３６が当接するのと同時に、クランパシリンダ３３５の駆動によって把持部３３０によるワークＷの把持が解除され、ロックシリンダ３３４によるクランパ支持部材３３２のクランパ本体３３１に対する固定も解除される。この解除は、当接をセンサで検出して行われてもよいし、座標に基づいて行われてもよい。

（折損検出部）
折損検出部２０は、パンチ４１の先端５１ａの折損の検出を行う。上述した図１２Ａは、パンチ４１の先端５１ａの折損検出を行っていない状態を示す図である。図１２Ｂは，パンチ４１の先端５１ａの折損検出を行っている状態を示す図である。図１３は、折損検出部２０、クランパ退避部１８および金型１７の配置関係を示す平面図である。

図１２Ａに示すように、折損検出部２０は、加工領域ドグ７１に設けられている。折損検出部２０としては、例えば透過型の光電センサを用いることができる。折損検出部２０は、投光部２０ａと受光部２０ｂとを有している。

図１３に示すように加工領域ドグ７１は、上プレス部６１を取り囲むように形成されている。投光部２０ａと受光部２０ｂは、金型１７の中心軸を挟んで互いに対向するように加工領域ドグ７１に取り付けられている。

図１２Ａでは、高さ方向において加工領域ドグ７１が上プレス部６１の上部に位置しており、パンチ４１の先端５１ａはストリッパ４２の内側に配置されている。

図１２Ａに示す状態から図１２Ｂに示すように、パンチシリンダ部６３およびストリッパシリンダ部６５の制御によってストリッパ４２の貫通孔４２ｅからパンチチップ５１の先端５１ａが突出する。また、駆動シリンダ７２の駆動によって、加工領域ドグ７１は上プレス部６１の下部に移動される。この状態では、加工領域ドグ７１は、投光部２０ａからの光がストリッパ４２の下側を通過する位置に移動されている。

図１３に示すように投光部２０ａと受光部２０ｂは、金型１７の中心軸を挟んで配置されているため、図１２Ｂに示す状態では投光部２０ａから投射された光はストリッパ４２の貫通孔４２ｅから下方に突出したパンチチップ５１の先端５１ａを通過する。

パンチチップ５１の先端５１ａが折損していない場合には、投光部２０ａから投射された光は先端５１ａに遮られ、受光部２０ｂの受光量が少なくなる。一方、先端５１ａが折損している場合には、投光部２０ａから投射された光は先端５１ａによって遮られないため受光部２０ｂによる受光量が多くなる。このため、所定の閾値を設定し、受光量が閾値より大きい場合には、先端５１ａが折損していると検出し、受光量が閾値よりも小さい場合には、折損していないと判断される。

（コントローラ）
図１４は、本実施の形態のパンチプレス装置の制御構成を示すブロック図である。

コントローラ３０は、ＣＰＵあるいはＧＰＵ等のプロセッサと、記憶装置と、を含む。プロセッサは、パンチプレス装置１の自動制御のための処理を行う。記憶装置は、ＲＡＭ或いはＲＯＭなどのメモリ、およびＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）或いはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの補助記憶装置を含む。記憶装置は、自動制御のためのデータ及びプログラムを記憶している。データおよびプログラムは、作業者によって設定することもできる。このプログラムとして、後述する図１５に示すフローを実行するプログラムが含まれていてもよい。

コントローラ３０には、第１位置センサ６７、第２位置センサ６８、第３位置センサ６９の検出信号が入力される。コントローラ３０は、各検出信号に基づいて、所定のモーションを実行するようにパンチシリンダ部６３、ストリッパシリンダ部６５およびダイシリンダ部６６を駆動する。これによって、パンチ４１、ストリッパ４２およびダイ４３によってワークに加工を行うことができる。

また、ワークを加工する際には、コントローラ３０は、ワーク搬送部１３および金型搬送部１６の制御も行う。

また、コントローラ３０には、第４位置センサ７３の検出信号が入力される。コントローラ３０は、検出信号に基づいて、駆動シリンダ７２を駆動することによって、加工領域ドグ７１の位置を上下動させる。ワークを加工する際に、加工領域ドグ７１を下方に移動させることによって、クランパ部３３を加工領域に侵入しないように退避させることができる。加工領域ドグ７１には、折損検出部２０が設けられているため、コントローラ３０は、駆動シリンダ７２を駆動することによって、折損検出部２０の位置も上下動可能である。

コントローラ３０は、加工終了後、金型収納前にパンチシリンダ部６３、ストリッパシリンダ部６５および駆動シリンダ７２を制御することによって、ストリッパ４２からパンチ４１の先端５１ａを突出させ、折損検出部２０の位置を移動して先端５１ａの折損の検出を行う。

コントローラ３０は、投光部２０ａを制御して光を照射し、受光部２０ｂの受光量に基づいてパンチ４１の先端５１ａが折損しているか否か検出する。

＜動作＞
次に、本実施の形態のパンチプレス装置１の動作を示すとともに、折損検出方法についても述べる。

図１５は、本実施の形態のパンチプレス装置１を用いた動作を示すフロー図である。

図１５では、１つの金型１７を用いたパンチ加工の動作について示す。図１６（ａ）～（ｄ）は、パンチ加工を説明するための模式図である。図１７（ａ）～（ｃ）は、折損検出を説明するための模式図である。なお、図１６（ａ）～図１６（ｄ）では、折損検出部２０およびクランパ退避部１８は図示を省略する。

はじめに、ステップＳ１０において、コントローラ３０は、金型搬送部１６によって所望の金型１７の搬送を行う。この際、把持部８３の位置がモータ９２によってＸ方向に移動し、モータ１０３によってＹ方向に移動する（図８参照）。モータ９２およびモータ１０３を制御することによって、主面２１ａに平面上に収納された所望の金型１７に正対した位置に把持部８３を移動することができる。次に、モータ１０５を駆動することによって、把持部８３の把持機構１２１、１２２のうちいずれかの把持機構がフレーム部材２１に向かってＺ１方向に沿って移動し、第１ハンド１３１、第２ハンド１３２および第３ハンド１３３でパンチ４１、ストリッパ４２およびダイ４３を把持する。次に、金型１７を把持した状態で、モータ１０５を駆動することによって把持部８３をＺ２方向に沿ってフレーム部材２１から離間するように移動し、金型１７が金型収納部１５から取り出される。そして、モータ９２およびモータ１０３を制御して、加工部１４に正対するように把持部８３が移動され、金型収納部１５から取り出した金型１７を把持する把持機構が加工部１４の正面に配置される。

次に、ステップＳ２０において、図６に示すように、コントローラ３０は把持機構１２１を加工部１４に向かってＺ１方向に移動して加工部１４に金型１７が装着される。

次に、ステップＳ３０において、図１６（ａ）に示すように、コントローラ３０は、ワーク搬送部１３を駆動して加工部１４の間にワークＷの加工を行う部分を配置する。

次に、ステップＳ４０において、図１６（ｂ）に示すように、コントローラ３０は、ダイシリンダ部６６を駆動してダイシリンダ部６６に装着されているダイ４３をワークＷに下方から当接させる。

次に、ステップＳ５０において、図１６（ｃ）に示すように、コントローラ３０は、ストリッパシリンダ部６５を制御して、ストリッパシリンダ部６５に装着されているストリッパ４２を上方からワークＷに当接させる。これによって、ダイ４３とストリッパ４２によってワークＷが挟み込まれる。

次に、ステップＳ６０において、図１６（ｄ）に示すように、コントローラ３０は、パンチシリンダ部６３を駆動して、パンチシリンダ部６３に装着されているパンチ４１を下方に移動してワークＷにパンチ加工を行う。

次に、ステップＳ７０において、コントローラ３０は、パンチシリンダ部６３、ストリッパシリンダ部６５およびダイシリンダ部６６を駆動して、パンチ４１およびストリッパ４２を上方に移動し、ダイ４３を下方に移動させることによって、ワークＷからパンチ４１、ストリッパ４２およびダイ４３を離間させる。

次に、コントローラ３０は、装着されている金型１７による加工が終了したか否かを判断し、ステップＳ８０において、終了していないと判定した場合には、制御をステップＳ３０に戻す。そして、コントローラ３０は、ステップＳ８０において終了していると判定するまで、ステップＳ３０～ステップＳ７０の制御を繰り返し行う。

次に、ステップＳ８０において装着されている金型１７による加工が終了したと判定した場合には、コントローラ３０は、制御をステップＳ９０に進め、折損検出を行う。

なお、金型１７による加工が終了したときには、図１７（ａ）に示すように、パンチシリンダ部６３、ストリッパシリンダ部６５およびダイシリンダ部６６を駆動して、パンチ４１およびストリッパ４２が上方に移動され、ダイ４３が下方に移動されている。

ステップＳ９０において、図１７（ｂ）に示すように、コントローラ３０は、パンチシリンダ部６３およびストリッパシリンダ部６５を制御し、パンチ４１のパンチチップ５１の先端５１ａをストリッパ４２から下方に突出させる。

次に、ステップＳ１００において、図１７（ｃ）に示すように、コントローラ３０は、駆動シリンダ７２を制御することによって、加工領域ドグ７１を下方に移動し、加工領域ドグ７１に配置されている折損検出部２０の投光部２０ａと受光部２０ｂを先端５１ａを挟む位置に移動する。

次に、ステップＳ１１０において、コントローラ３０は、投光部２０ａから光を照射して受光部２０ｂによる受光量を取得して、パンチ４１の先端５１ａの折損の判定を行う。

ステップＳ１１０において、先端５１ａの折損を検出した場合には、ステップＳ１２０において、コントローラ３０はパンチプレス装置１を停止する。

一方、ステップＳ１１０において先端５１ａが折損してないと判定された場合には、ステップＳ１３０において、コントローラ３０は、金型１７の交換を行う。このとき、把持機構１２１、１２２の一方は、次に使用する金型１７を把持しているため、加工部１４に装着されている金型１７は、把持していない方の把持機構によって把持されて加工部１４から取り外される。そして、把持機構に把持されている次に使用する金型１７が加工部１４に装着される。

次に、ステップＳ１４０において、加工部１４から取り外された金型１７が金型収納部１５に搬送されて収納される。

以上のように、金型を交換する際に、パンチ４１の先端５１ａの折損の検出を行うことができる。

なお、次に使用する金型１７が存在しない場合には、ステップＳ１３０において金型１７が加工部１４から取り外されてステップＳ１４０において金型１７が金型収納部１５に搬送されて制御が終了する。

＜特徴＞
（１）
本実施の形態のパンチプレス装置１は、パンチ４１、ストリッパ４２およびダイ４３を有する金型１７を用いてワークの加工を行い、金型１７を交換可能なパンチプレス装置であって、加工部１４と、折損検出部２０（検出部の一例）と、コントローラ３０（制御部の一例）と、を備える。加工部１４は、パンチシリンダ部６３（第１駆動部の一例）と、ストリッパシリンダ部６５（第２駆動部の一例）と、ダイシリンダ部６６（装着部の一例）と、を有し、ワークＷの加工を行う。パンチシリンダ部６３は、パンチ４１を装着可能であって装着されたパンチ４１を駆動する。ストリッパシリンダ部６５は、ストリッパ４２を装着可能であって装着されたストリッパ４２を駆動する。ダイシリンダ部６６は、ダイ４３を装着可能である。折損検出部２０は、パンチ４１の折損を検出する。コントローラ３０は、パンチシリンダ部６３およびストリッパシリンダ部６５を制御してストリッパ４２からパンチ４１を突出させ、折損検出部２０によってパンチ４１の折損を検出する。

このように、金型１７を交換可能なパンチプレス装置１においてパンチ４１とストリッパ４２を独立して駆動させることによって、パンチ４１をストリッパ４２から突出させることができる。

このため、突出したパンチ４１の先端５１ａの折損の検出を折損検出部２０で容易に検出することができる。

（２）
本実施の形態のパンチプレス装置１では、折損検出部２０は、光電センサである。

このように光電センサを設けることによって、パンチ４１のパンチチップ５１の先端５１ａに投射した光の検出によって先端５１ａの折損の有無を検出することができる。

（３）
本実施の形態のパンチプレス装置１では、コントローラ３０は、金型１７の交換の際に、パンチ４１の折損を検出する。

これにより、加工の流れを停止させずに、折損の検出を行うことができる。また、金型１７の収納前若しくは使用前に折損を検出することができる。

（４）
本実施の形態のパンチプレス装置１では、コントローラ３０は、金型１７を用いたワークＷの加工後、異なる金型１７を用いる前に、金型１７のパンチ４１の折損を検出する。

これにより、金型１７を収納する前に折損を検出することができる。

（５）
本実施の形態のパンチプレス装置１は、加工領域ドグ７１（取付部材の一例）と、駆動シリンダ７２（第３駆動部の一例）と、を更に備える。加工領域ドグ７１は、折損検出部２０が取り付けられている。駆動シリンダ７２は、加工領域ドグ７１を駆動する。コントローラ３０は、パンチ４１の折損を検出する際に、駆動シリンダ７２を駆動して折損検出部２０をストリッパ４２から突出したパンチ４１の先端５１ａの位置に移動させる。

これにより、パンチ４１のパンチチップ５１の先端５１ａの位置に折損検出部２０を移動させて折損の検知を行うことができる。

（６）
本実施の形態のパンチプレス装置１は、ワーク搬送部１３を更に備える。ワーク搬送部１３は、ワークＷをクランプする複数のクランパ部３３を有する。加工領域ドグ７１は、クランパ部３３を退避させる退避部材を兼ねる。

これにより、折損検出部２０を取りつけるための取付部材を別途設ける必要がなく、部品点数を増加させずに折損検出部２０を取り付けることが可能となる。

（７）
本実施の形態の折損検出方法は、金型１７を交換可能なパンチプレス装置１を用いて、パンチ４１、ストリッパ４２およびダイ４３を有する金型１７のパンチ４１の折損を検出する折損検出方法であって、ステップＳ９０（突出工程の一例）と、ステップＳ１１０（検出工程の一例）と、を備える。

このように、金型１７を交換可能なパンチプレス装置１においてパンチ４１をストリッパ４２から突出させることができる。このため、突出したパンチの折損の検出を容易に検出することができる。

また、折損を検出した際には、装置を停止させてもよいし、折損を検知した金型を使用せずに他の加工のみ継続させてもよい。

（８）
本実施の形態の折損検出方法では、ステップＳ９０およびステップＳ１１０は、金型１７の交換の際に行う。

これにより、加工の流れを停止させずに、折損の検出を行うことができる。また、金型１７の収納前若しくは使用前に折損を検出することができる。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施の形態では、折損検出部２０は加工領域ドグ７１に配置されているが、加工領域ドグ７１に限らなくてもよく、別部材に取り付けられていてもよい。折損検出部２０が別部材に取り付けられている場合、折損検出部２０がストリッパ４２およびパンチ４１の上下動の範囲内に配置されていれば、別部材が上下動しなくてもよい。

（Ｂ）
上記実施の形態では、折損検出部２０として透過型の光電センサが用いられていたが、これに限定されるものではなく、反射した光を検出する反射型の光電センサが用いられてもよく、要するにパンチ４１の先端５１ａの折損を検出可能であればよい。

（Ｃ）
上記実施の形態では、金型１７によるパンチ加工の終了後に折損の検出を行っているが、加工部１４に装着後、パンチ加工を行う前に折損の検出を行ってもよい。

（Ｄ）
上記実施の形態では、ダイ４３が装着されるダイシリンダ部６６はダイ４３を上下動可能であるが、上下動せずにダイ４３が装着されるだけでもよい。

（Ｅ）
上記実施の形態では、パンチ４１の折損を検出した場合、パンチプレス装置１を停止しているが、停止させずに折損を検出した金型１７を用いた加工をスキップしてもよく、また、折損を検出した金型１７を用いた製品を集積してもよい。

本発明によれば、簡易に金型の折損を検出可能な効果を有し、パンチプレス装置などとして有用である。

１ ：パンチプレス装置
１４ ：加工部
２０ ：折損検出部
３０ ：コントローラ
４１ ：パンチ
４２ ：ストリッパ
４３ ：ダイ
６３ ：パンチシリンダ部
６５ ：ストリッパシリンダ部
６６ ：ダイシリンダ部

Claims (8)

1. パンチ、ストリッパおよびダイを有する金型を用いてワークの加工を行い、前記金型を交換可能なパンチプレス装置であって、
   ベッドと、
   前記ベッド上に配置されたメインフレームと、
   前記メインフレームに設けられ、複数の金型が収納される金型収納部と、
   前記パンチを装着可能であって装着された前記パンチを駆動する第１駆動部と、前記ストリッパを装着可能であって装着された前記ストリッパを駆動する第２駆動部と、前記ダイを装着可能な装着部と、を有し、１つの前記金型が装着可能な、前記ワークの加工を行う加工部と、
   前記メインフレームに支持され、前記金型収納部と前記加工部との間で前記金型の受け渡しを行う金型搬送部と、
   前記パンチの折損を検出する検出部と、
   前記金型搬送部を駆動して、前記加工部に装着されている前記金型を交換する際に、前記第１駆動部および前記第２駆動部を制御して前記ストリッパから前記パンチを突出させ、前記検出部によって前記パンチの折損を検出する制御部と、を備えた、
   パンチプレス装置。
2. 前記検出部は、光電センサである、
   請求項１に記載のパンチプレス装置。
3. 前記制御部は、前記金型を用いた前記ワークの加工後、異なる金型を用いる前に、前記金型の前記パンチの折損を検出する、
   請求項１または２に記載のパンチプレス装置。
4. 前記検出部が取り付けられた取付部材と、
   前記取付部材を駆動する第３駆動部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記パンチの折損を検出する際に、前記第３駆動部を駆動して前記検出部を前記ストリッパから突出した前記パンチの先端の位置に移動させる、
   請求項１～３のいずれか１項に記載のパンチプレス装置。
5. 前記ワークをクランプする複数のクランパ部を有するワーク搬送部を更に備え、
   前記取付部材は、前記クランパ部を退避させる退避部材を兼ねる、
   請求項４に記載のパンチプレス装置。
6. 前記第３駆動部は、前記取付部材を上下方向に駆動し、
   前記取付部材は、前記加工部に装着された前記金型の前記ワーク搬送部側を覆う、
   請求項５に記載のパンチプレス装置。
7. 金型交換可能なパンチプレス装置を用いて、パンチ、ストリッパおよびダイを有する金型の前記パンチの折損を検出する折損検出方法であって、
   前記パンチプレス装置は、
   ベッドと、
   前記ベッド上に配置されたメインフレームと、
   前記メインフレームに設けられ、複数の金型が収納される金型収納部と、
   前記パンチを装着可能であって装着された前記パンチを駆動する第１駆動部と、前記ストリッパを装着可能であって装着された前記ストリッパを駆動する第２駆動部と、前記ダイを装着可能な装着部と、を有し、１つの前記金型が装着可能な、前記ワークの加工を行う加工部と、
   前記メインフレームに支持され、前記金型収納部と前記加工部との間で前記金型の受け渡しを行う金型搬送部と、
   前記パンチの折損を検出する検出部と、を備え、
   前記金型搬送部を駆動して、前記加工部に装着されている前記金型を交換する際に、前記パンチおよび前記ストリッパを前記ダイから離間させた状態で、前記パンチを前記ストリッパから突出させる突出工程と、
   前記ストリッパから突出した前記パンチの折損を検出する検出工程と、を備えた、
   折損検出方法。
8. 前記突出工程および前記検出工程は、前記金型の交換の際に行う、
   請求項７に記載の折損検出方法。

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