JP5525849B2

JP5525849B2 - 数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法

Info

Publication number: JP5525849B2
Application number: JP2010027696A
Authority: JP
Inventors: 匡横山
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2030-02-10
Also published as: JP2011164977A

Description

本発明は数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法に関する。

板材加工機の一種である数値制御装置付きパンチプレスにおいて、このパンチプレス機のＸ軸方向の加工範囲より長い寸法を有する板材からなるワークを加工する場合、自動ワーク掴み換え機能を使用することによりＸ軸方向の加工範囲を超えるワークの加工を行うことができる（特許文献１）。

しかし、ワークの自動供給／搬出装置を備えていない、いわゆる単体機で上述の自動ワーク掴み換え機能を使用した加工を行う場合、板材加工機のテーブルの前後に補助テーブルを設置するが、前側に補助テーブルを設置することは、ワークの供給時に障害となるため前側には設置しないことが多い。また、一回のクランプで加工できる加工範囲を超える量が比較的に小さい場合には、ほとんど補助テーブルを設置しないことが多い。

上述の自動ワーク掴み換え機能を使用した加工において、ワークが板材加工機のテーブルからはみ出す状態であっても、そのまま継続して加工を行っているのが通常である。

なお、この自動ワーク掴み換え機能は、ワーククランプの近傍を加工しなければならない製品の時に、ワーククランプを逃がして加工する手段としてもしばしば利用されるものである。

特公平７−２４８７９号公報

上述の如く、ワークが板材加工機のテーブルからＸ軸方向にはみ出すと同時に、はみ出した状態でＹ軸方向にも移動するので、狭い工場ではパンチプレス機の近傍で作業を行うケースも多く、掴み換えが実行されたことに気が付かず、作業者がワークに接触して怪我をするなどの危険な状態となる。

本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、数値制御装置付き板材加工機において、通常の加工時および掴み換え（リポジショニング）がある加工時におけるワークのワークテーブルからのオーバーハング（はみ出し）を、加工プログラムから自動的にチェックしてアラーム表示すると同時に、板材位置決め装置の軸移動を停止させ、前記アラームを作業者が確認後に再起動指令を行ったときに加工を再開させることができると共に、加工完了後の原点復帰時にもオーバーハング（はみ出し）を、加工プログラムから自動的にチェックしてアラーム表示すると同時に、板材位置決め装置の軸移動を停止させる、２重の運転監視システムによる安全運転を行うことができる数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法を提供することである。

上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法は、自動ワーク掴み換え機構を有する板材位置決め装置を備えた数値制御装置付き板材加工機において、加工プログラムに付加されたワークのサイズ情報から得られるワークのサイズデータと、加工プログラムの加工指令値から得られる座標データとから、前記加工指令値に移動位置決めされる前記ワークが前記板材加工機のワークテーブルからオーバーハングするか否かを前記数値制御装置において演算して求め、オーバーハングする場合、または、前記加工プログラムにおける掴み換え指令値から得られる座標データから、前記板材位置決め装置の原点位置にセットされた前記ワークの掴み換え方向と、掴み換えの移動距離とを求め、前記ワークが前記ワークテーブルからオーバーハングする量を前記数値制御装置において演算して求めた場合には、このオーバーハングを知らせるアラームを表示装置に表示するか否かを有効または無効に設定するアラーム表示スイッチの状態を調べて、このアラーム表示スイッチが有効である場合には、アラームを表示装置に表示すると同時に、前記板材位置決め装置の軸移動を停止させ、前記アラームを作業者が確認後に再起動指令を行ったときに、軸移動速度自動設定ダイアログボックスにより設定した前記板材位置決め装置の軸移動速度で、前記加工指令値における加工を再開し、または次の加工指令座標値へ前記ワークを移動させて加工を継続させて実行し、前記アラーム表示スイッチが無効である場合にはアラームを前記表示装置に表示せず、かつ前記板材位置決め装置の軸移動を停止せずに加工を継続することを要旨とするものである。

請求項２に記載の数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法は、請求項１に記載の数値制御装置付き板材加工機において、前記加工プログラムにおいてワークの掴み換えが複数回実行される場合には、前記掴み換えを実行する毎にワークの掴み換え方向と、掴み換えの移動距離とを前記数値制御装置において演算して求めた後、オーバーハングを知らせるアラームを表示装置に表示するか否かを有効または無効に設定するアラーム表示スイッチの状態を調べることを要旨とするものである。

請求項３に記載の数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法は、請求項２に記載の数値制御装置付き板材加工機において、複数回の掴み換えの実行後の掴み換えの移動距離を積算し、この積算された移動距離から、掴み換え方向が原点を基準にして、加工開始当初の位置（±０）か、または正方向か負方向かを判断し、加工開始当初の位置（±０）または正方向の場合には板材位置決め装置の原点復帰を実行して加工を終了し、負方向の場合にはオーバーハングを知らせるアラームを表示装置に表示するか否かを有効または無効に設定するアラーム表示スイッチの状態を調べ、該アラーム表示スイッチが有効である場合には、アラームを表示装置に表示すると同時に、前記板材位置決め装置の軸移動を停止させ、前記アラームを作業者が確認後に再起動指令を行ったときに前記板材位置決め装置の原点復帰を実行して加工を終了し、前記アラーム表示スイッチが無効である場合には、、前記板材位置決め装置の軸移動を停止させずに原点復帰を実行して加工を終了させることを要旨とするものである。

本発明によれば、通常の加工時および掴み換え（リポジショニング）がある加工時におけるワークのワークテーブルからのオーバーハング（はみ出し）を、加工プログラムから自動的にチェックしてアラーム表示すると同時に、板材位置決め装置の軸移動を停止させ、前記アラームを作業者が確認後に再起動指令を行ったときに加工を再開させることができると共に、加工完了後の原点復帰時にもオーバーハング（はみ出し）を、加工プログラムから自動的にチェックしてアラーム表示すると同時に、板材位置決め装置の軸移動を停止させる、２重の運転監視システムによる安全運転を行うことができる。

本願発明に係る数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法における通常の加工時における安全運転方法を説明するフローチャート。本願発明に係る数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法における掴み換えがある加工の場合の安全運転方法のフローチャート。本願発明に係る数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法における加工完了後に続く原点復帰時の安全運転方法のフローチャート。通常加工の加工状況を示したもので、図４ａはワークを原点にセットした図、図４ｂは加工時のオーバーハング状態を示す図（図７のＡ−Ａ断面）。掴み換えがある場合の加工状況を示したもので、図５ａは掴み換え時、図５ｂは掴み換え後の加工再開時におけるオーバーハング状態を示す図（図７のＡ−Ａ断面）。加工完了後に続く原点復帰時時に掴み換え量が「−」方向である場合のオーバーハング状態を示す図（図７のＡ−Ａ断面）。公知の数値制御装置付きタレットパンチプレスの概要を説明する正面図。

以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。

図７は本願発明に係る数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法を適用可能な公知のタレットパンチプレスの正面図を示したものであり、以下にその概要を説明する。

タレットパンチプレス１は、複数のワーククランプ装置３を備えたＸ軸キャリッジ５とＹ軸キャリッジ７からなる板材位置決め装置９を備えている。Ｙ軸キャリッジ７は、門型の本体フレーム１１の下部フレーム１１ｂ上をＹ軸方向に移動位置決め自在に設けてあり、前記Ｘ軸キャリッジ５は前記Ｙ軸キャリッジ７上をＹ軸に直交するＸ軸方向に移動位置決め自在に設けてある。

前記門型フレーム１１の上部フレーム１１ｕには複数の上部金型（図示省略）を装着した上部タレット１３が回転位置決め自在に設けてあり、前記下部フレーム１１ｂには、前記上部タレット１３の下方に上部タレット１３と同期して回転する下部タレット（図示省略）が回転位置決め自在に設けてあり、この下部タレットに前記上部金型に対応する複数の下部金型（図示省略）を装着してある。

また、前記上部フレーム１１ｕには、自動ワーク掴み換えを行う時に、ワークＷをワークテーブル上に押圧固定するためのシリンダなどからなる一対のワーク固定手段１５が設けてある。なお、タレットパンチプレスの動作は公知文献に詳しいので説明を省略する。

図１〜図３は、本願発明に係る数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法のフローチャートである。

通常の加工時における安全運転方法を図１を参照しながら説明する。

ステップＳ１では加工プログラムから、例えば、ワーク寸法を設定するプログラム「Ｇ０６Ｘ２５００Ｙ１２７０」からワークのＸ寸法、Ｘ＝２５００を読み込んで記憶装置（図示省略）に記憶する。また、ステップＳ２では一回のクランプ（掴み換えなし）で加工可能なワークのＸ軸方向の最大寸法、すなわち１クランプ移動量（機械に依存する固有値であり、この説明例では、Ｘ＝２０００）を読み込んで記憶装置（図示省略）に記憶する。

次のステップＳ３において、加工プログラム、例えば、「Ｇ９０Ｘ４００Ｙ３００Ｔ１１０」から加工位置のＸ座標、Ｘ＝４００を読み込み、この際のクランプのＸ移動量としては、Ｘ＝１６００となり、掴み換えなしでは加工ができない領域のワークのＸ寸法Ａ_Xとし、ワークテーブルのＸ寸法をＴ_X（機械に依存する固有値でありタレットパンチプレス１のテーブルのＸ寸法の半分であり、１クランプの移動量とほぼ同じなので、この説明例では、Ｔ_X＝２０００とする。）とするとき、次の（式１）と（式２）とを前記数値制御装置（図示省略）において演算して求め、式２が満足される場合には、ワークがワークテーブルからオーバーハングするものと判断する（ステップＳ４）。

Ａ_X＝ワークのＸ寸法−１クランプ移動量・・・（式１）

Ｔ_X＜Ａ_X＋Ｘ移動量・・・（式２）

ワークのＸ寸法がＸ＝２５００の場合には、Ａ_Xは（式１）から、Ａ_X＝２５００−２０００＝５００となる。よって（式２）は、Ｔ_X＝２０００＜５００＋１６００となり、ワークがワークテーブルからオーバーハングするものと判断される（ステップＳ４）。

ワークがワークテーブルからオーバーハングする場合には（ステップＳ５Ａ）、オーバーハングすることを知らせるアラームを表示装置（図示省略）に表示すると同時に、前記板材位置決め装置の軸移動を停止させる（ステップＳ６）。

このアラーム表示を作業者が確認して、確認後に再起動指令を行った場合（ステップＳ７）、前記加工指令値「Ｘ４００Ｙ３００」が指定する座標に移動して加工を再開する（ステップＳ８、Ｓ９）。

なお、前記再起動指令は、ワークテーブルから離隔した位置に設けた操作盤（図示省略）から指令可能であり、かつ前記再起動指令時の軸移動速度を設定した速度に自動切換可能である。

ステップＳ８の加工指令値「Ｘ４００Ｙ３００」の後に、次の加工指令値があるか無いかを判断し（ステップＳ１０）、次の加工指令値がない場合には続けてリポジショニング指令（掴み換え指令）があるかないかを判断（ステップＳ１１）する。

リポジショニング指令がある場合には、後述の図２記載のフローチャートにおける入口「Ａ」に移動する。また、リポジショニング指令（掴み換え指令）がないときには、後述の図３記載のフローチャートの入口「Ｂ」に移動する。

前記ステップＳ４の判断で、オーバーハングがないと判断された場合（ステップＳ５Ｂ）には、前記ステップＳ８に移行し、ステップＳ８以降のプログラムサイクルを実行する。

図４（ａ、ｂ）は上述の通常の加工時における安全運転方法による加工状況を示したものであり、例えば、ワークのＸ寸法がＸ＝２５００（mm）、一回のクランプ（掴み換えなし）で加工可能なＸ軸方向の最大寸法がＸ＝２０００（mm）であるとき、加工位置のＸ座標がＸ＝４００（mm）とすると、この際のクランプのＸ移動量としてはＸ＝１６００（mm）となり、ワークＷはワークテーブルの後側（図４においては、上側）に１００（mm）だけオーバーハングすることを示している（図４ｂ参照）。

次に、掴み換え（リポジショニング）がある加工の場合の安全運転方法を図２を参照しながら説明する。

始めに、加工プログラムから、例えば、ワーク寸法を設定するプログラム「Ｇ０６Ｘ２５００Ｙ１２７０」からワークのＸ寸法、Ｘ＝２５００を読み込んで記憶装置（図示省略）に記憶する（ステップＳ１２）。

また、ステップステップＳ１３では一回のクランプ（掴み換えなし）で加工可能なワークのＸ軸方向の最大寸法、すなわち１クランプ移動量（機械に依存する固有値であり、この説明例では、Ｘ＝２０００）を読み込んで記憶装置（図示省略）に記憶する。

ステップＳ１４において加工プログラムのリポジショニング指令値、例えば「Ｇ２７Ｘ−５００」を読み込み、掴み換え方向と掴み換え量とを記憶装置に記憶する（ステップＳ１５）。この例の場合では、掴み換え方向が「−」、掴み換え量が「５００」である。

次いで、この掴み換えが初めてか否かを判断し（ステップＳ１６）、初めての場合は、ワークのオーバーハング量と方向とを判断する（ステップＳ１７Ａ）。
上述のリポジショニング指令値の例では、「−」方向に５００mmクランプが移動するので、ワークがワークテーブルの前側に最大で５００mmオーバーハングするものと判断する。

次いで、オーバーハングを知らせるアラームを表示装置に表示するのを有効または無効に設定するアラーム表示スイッチの状態を調べて（ステップＳ１８）、有効である場合には、そのアラームを表示すると同時に、前記板材位置決め装置の軸移動を停止させる（ステップＳ１９Ａ）。

上述のアラームを作業者が確認してから、再起動指令をかけると共に、必要に応じて再起動時の前記板材位置決め装置の軸移動速度を軸移動速度自動設定ダイアログボックス（図示省略）により設定して（ステップＳ２０）、次の加工指令座標値へ前記ワークが移動され加工が実行される（ステップＳ２１）。

上述のステップＳ２１の次の加工プログラムがリポジショニング指令か否かを指令値に「Ｇ２７」が在るか否かで判断（ステップＳ２２）し、リポジショニング指令でない通常の加工指令であれば、前記ステップＳ２１に戻る。

このステップＳ２１とステップＳ２２とのループにおいて、ステップＳ２２がリポジショニング指令になるまで加工プログラムを実行する。ステップＳ２２がリポジショニング指令であれば、このループを抜けて、次のステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２３で、ステップＳ２２のリポジショニング指令の後に、加工完了の指令、すなわち原点復帰の指令「Ｇ５０」があるか否かを判断し、加工完了の指令、すなわち原点復帰の指令「Ｇ５０」がある場合には、後述する図３記載のフローチャートに示す入口「Ｂ」に移動する。

前記ステップＳ２３のリポジショニング指令の後に、加工完了の指令（原点復帰の指令「Ｇ５０」）がない場合には、前記ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４からステップＳ２３の間の指令を実行する。

また、前記ステップ１６において、初めての掴み換えではないと判断された場合には、前回までに行われた掴み換えの方向と、その量に今回の方向と量を加えてオーバーハング量と方向とを判断（ステップＳ１７Ｂ）すると共に、前記アラーム表示を有効または無効に設定するアラーム表示スイッチの状態を調べて（ステップＳ１８）、これが有効である場合には、前記ステップＳ１９Ａ以下を実行する。

また、無効である場合には、前記アラームを表示せずに前記板材位置決め装置を次の加工指令座標へ移動し（ステップＳ２１）、以後、前記加工完了指令があるまで加工プログラムを実行する。

図５（ａ、ｂ）は、掴み換え（リポジショニング）がある加工の場合の安全運転方法による加工状況を示したものであり、掴み換え方向がＸ軸方向の−方向で、掴み換え量が５００（mm）である場合、掴み換え後の加工再開時には、ワークＷはワークテーブルの前側（図５においては、上側）に、最大５００（mm）オーバーハングすることを示したものである（図５ｂ参照）。

図３は、加工完了後に続く原点復帰時の安全運転方法を説明するものである。
入口「Ｂ」に続くステップＳ２４では、前記リポジショニング指令（ステップＳ２２）後の加工完了指令、すなわち原点復帰指令Ｇ５０（ステップＳ２３）の後に、それ迄に記憶された掴み換え方向と、掴み換え量（複数回の掴み換えを行った場合は、積算した方向と掴み換え量）が、加工開始時の状態に戻っているか否かを判断する。

すなわち、加工開始時の状態（掴み換え方向が±０とする）または「＋」方向か、或いは「−」方向であるかを判断し、掴み換え方向が±０または「＋」方向である場合には、原点復帰を行ってもワークが原点側へオーバーハングすることはないので原点復帰を実行して加工終了とする（ステップＳ２４Ａ、ステップＳ２７）。

ステップＳ２４で、記憶された掴み換え方向が加工開始時の状態に対して「−」方向である場合には、原点復帰を行うとワークが原点側へオーバーハングして危険であるので、前記アラーム表示スイッチの状態を調べて（ステップＳ２４Ｂ）、アラーム表示スイッチが有効である場合には、例えば、「前側にワークがはみ出すので危険」などのアラームを表示すると同時に、前記板材位置決め装置の軸移動を停止させる（ステップＳ２５Ａ）。

作業者が上述のアラームを確認して、ワークテーブルから離隔した位置に設けた操作盤から再起動指令をかけたら原点復帰を実行して加工を終了する（ステップＳ２６、ステップＳ２７）。

前記アラーム表示スイッチの状態が無効である場合には、前記板材位置決め装置の軸移動を停止させずに原点復帰（ステップＳ２５Ｂ）を実行して加工を終了する（ステップＳ２７）。

図６（ａ、ｂ）は、加工完了後に続く原点復帰時の安全運転方法による加工状況を示したものであり、記憶された掴み換え方向が加工開始時の状態に対して「−」方向である場合の原点復帰時には、ワークが原点側へオーバーハングすることを示したものである（図６ｂ参照）。

なお、アラーム表示スイッチの有効、無効を選択することにより、軸移動の停止の有無を切り換える方法を説明したが、ワークの自動供給／搬出装置を備え複数のワークを連続して自動的に加工を行うオンライン運転中はアラーム表示スイッチを自動的に無効とし、ワークを手動で供給／搬出して、１枚毎加工を行うオフライン運転を行う場合は作業者の安全のためにアラーム表示スイッチを自動的に有効としてもよい。

また、オフライン運転の場合でも、板材加工機のテーブルの前後に作業者の安全を確保する補助テーブルが設置されている場合は、アラーム表示スイッチを自動的に無効としてもよい。

１タレットパンチプレス
３ワーククランプ装置
５Ｘ軸キャリッジ
７Ｙ軸キャリッジ
９板材位置決め装置
１１本体フレーム
１１ｂ下部フレーム
１１ｕ上部フレーム
１３上部タレット
Ｗワーク

Claims

自動ワーク掴み換え機構を有する板材位置決め装置を備えた数値制御装置付き板材加工機において、加工プログラムに付加されたワークのサイズ情報から得られるワークのサイズデータと、加工プログラムの加工指令値から得られる座標データとから、前記加工指令値に移動位置決めされる前記ワークが前記板材加工機のワークテーブルからオーバーハングするか否かを前記数値制御装置において演算して求め、オーバーハングする場合、または、前記加工プログラムにおける掴み換え指令値から得られる座標データから、前記板材位置決め装置の原点位置にセットされた前記ワークの掴み換え方向と、掴み換えの移動距離とを求め、前記ワークが前記ワークテーブルからオーバーハングする量を前記数値制御装置において演算して求めた場合には、このオーバーハングを知らせるアラームを表示装置に表示するか否かを有効または無効に設定するアラーム表示スイッチの状態を調べて、このアラーム表示スイッチが有効である場合には、アラームを表示装置に表示すると同時に、前記板材位置決め装置の軸移動を停止させ、前記アラームを作業者が確認後に再起動指令を行ったときに、軸移動速度自動設定ダイアログボックスにより設定した前記板材位置決め装置の軸移動速度で、前記加工指令値における加工を再開し、または次の加工指令座標値へ前記ワークを移動させて加工を継続させて実行し、前記アラーム表示スイッチが無効である場合にはアラームを前記表示装置に表示せず、かつ前記板材位置決め装置の軸移動を停止せずに加工を継続することを特徴とする数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法。
請求項１に記載の数値制御装置付き板材加工機において、前記加工プログラムにおいてワークの掴み換えが複数回実行される場合には、前記掴み換えを実行する毎にワークの掴み換え方向と、掴み換えの移動距離とを前記数値制御装置において演算して求めた後、オーバーハングを知らせるアラームを表示装置に表示するか否かを有効または無効に設定するアラーム表示スイッチの状態を調べることを特徴とする数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法。
請求項２に記載の数値制御装置付き板材加工機において、複数回の掴み換えの実行後の掴み換えの移動距離を積算し、この積算された移動距離から、掴み換え方向が原点を基準にして、加工開始当初の位置（±０）か、または正方向か負方向かを判断し、加工開始当初の位置（±０）または正方向の場合には板材位置決め装置の原点復帰を実行して加工を終了し、負方向の場合にはオーバーハングを知らせるアラームを表示装置に表示するか否かを有効または無効に設定するアラーム表示スイッチの状態を調べ、該アラーム表示スイッチが有効である場合には、アラームを表示装置に表示すると同時に、前記板材位置決め装置の軸移動を停止させ、前記アラームを作業者が確認後に再起動指令を行ったときに前記板材位置決め装置の原点復帰を実行して加工を終了し、前記アラーム表示スイッチが無効である場合には、、前記板材位置決め装置の軸移動を停止させずに原点復帰を実行して加工を終了させることを特徴とする数値制御装置付き板材加工機の安全運転方法。