专利名称：冲床的金属模管理方法
技术领域：
本发明涉及具有金属模交换装置的冲床金属模管理方法。
背景技术：
作为用1台冲床来进行多种形状冲压加工的装置，以前广泛地使用转塔式冲床。该转塔式冲床在上下成对的转塔上，分别设有上金属模(冲头)和下金属模(冲模)，计算该上下两金属模在压力锤处的位置以便进行工件的冲孔。作为一种能够加工批量数比100-5000批量程度小的多品种少量生产型的加工装置，已经被市场所接受。
但是，近年来交货期短的更小批量、多品种产品加工的要求日趋强烈，而先有的转塔式冲床最多也只能安装70个金属模，故不能充分满足这种要求，成为一个有待解决的问题。
另外，业已提出了在转塔式冲床上以附设或分开的方式设置有存放多个金属模的金属模存放部(金属模仓库)，并具有从该金属模存放部将金属模供给加工头部的自动金属模交换装置的转塔式冲床，并将这种冲床实用化。
然而，在上述这种具有自动金属模交换装置的转塔式冲床中，由于要求将加工中使用的金属模从金属模存放部迅速且正确地供给加工头部，故必须对金属模存放部内的金属模存放地址及金属模的使用次数等进行顺畅的管理。以前，作为这种金属模管理方法，有例如日本特公平4-50088号公报所公开的提案，该提案的转塔式冲床金属模管理方法是将各金属模附有固定的金属模编号，同时在主文件中记录与该金属模编号和其它金属模编号对应的金属模形状、尺寸，而且在主文件中更新记录金属模的使用次数。在这种情况下，上下两金属模的管理通常是根据附在上金属模或下金属模的某一方的金属模编号进行的。
在转塔式冲床中，上金属模和下金属模在加工过程中是成对使用的，改变这些上金属模和下金属模的组合，能够相应地进行不同板厚和材质的加工。然而，在上述先有的金属模管理方法中，例如根据下金属模的金属模信息来进行上下两个金属模的管理，所以，当改变上金属模和下金属模的组合进行加工时，不能进行每个金属模的寿命管理、金属模间隙管理等，因此存在有难以管理加工的操作信息及实现自动化作业等问题。
此外，在上述先有金属模管理方法中，由于根据金属模存放部的地址信息调用金属模，故金属模配置有错时便不能用正确的金属模进行加工，从而产生成品不良的问题。
本发明可解决上述问题，其目的在于提供一种顺畅地进行加工操作信息管理，并能够使金属模交换完全自动化、而且能够避免成品不良的冲床金属模管理方法。
发明公开本发明根据上金属模和下金属模组合的金属模组合生成组合金属模信息从而进行金属模管理。
总之，本发明涉及的冲床金属模管理方法的特点在于，在具有金属模交换装置的冲床中，存储着加工中必需的上金属模及下金属模各自固有的金属模信息、以及使这些上金属模及下金属模形成加工中使用的金属模组合时的组合金属模信息，并存储着与该组合金属模信息对应的上述金属模组合在冲床内的存放地址；加工时根据上述组合金属模信息调用所需的金属模组合，从而进行金属模的交换。
本发明中，为保持加工中所必需的上金属模及下金属模各自固有的金属模信息，在将这些上、下金属模供给冲床时，存储各自的金属模信息，并存储着上、下两金属模在加工中金属模组合时的组合金属模信息。而且存储着与该组合金属模信息对应的上述金属模组合在冲床内的存放地址，加工时，根据上述组合金属模信息调用所需的金属模组合，从而进行金属模的交换。这样，根据所定的金属模组合进行加工后的有关上、下备金属模使用次数的信息、及重研磨金属模后有关重研磨信息等，在每次这些金属模进行加工或每次重研磨这些金属模时都予以更新。并存储在数值控制部分或金属模自身。另外变更上金属模和下金属模的组合时，生成新的组合金属模信息并存储该组合金属模信息。
上述有关组合金属模信息及其存放地址信息，可以存储在该冲床的数值控制部分，也可以存储在与冲床另外设置的外部数值控制部分内。
此外，上述组合金属模信息最好包含形状、尺寸、金属模间隙等各项信息。
作为本发明优选实施状态，在金属模的固有金属模信息中，可以由金属模自身保存固定信息、由该冲床的数值控制部分保存存更新信息。在这种情况下，作为固定信息可包含金属模的制造编号及制造年月日信息。另外，也可以在金属模表面标识上条形码，由读出装置读出该条形码，从而将固定信息传入数值控制部分。或者在金属模表面标识上识别数，由读出装置读出与该识别数对应的另外设置的条形码标签，从而将固定信息传入数值控制部分。
此外，作为其它的实施状态，也可以将金属模固有的金属模信息全部保存在金属模自身内。在这种情况下，最好在金属模中埋入磁性片，由该磁性片保存金属模信息，或在金属模中埋入IC(集成电路)片，由该IC片保存金属模信息。
本发明中，读入上金属模及下金属模的各自金属模信息时，最好比较这些上金属模及下金属模的各自形状、尺寸及间隙，以便判断该上下两金属模的组合是否合适。在这种情况下，可以将上、下两金属模的组合在上金属模及下金属模的各自形状和尺寸相等时及在上金属模及下金属模的各自形状相同尺寸不相等而间隙处于能够使用的范围内时判断为是合适的。
因此，本发明是根据使上、下两金属模形成在加工时使用的金属模组合时的组合金属模信息进行金属模的管理，故能够进行合适的金属模寿命管理，同时能够使金属模交换完全自动化，并且能够完全避免制成品不良。
本发明其它目的，由后述的详细说明可以明确。然而，虽然详细的说明及具体实施例是对最好的实施状态进行说明，但在本发明的思想及范围内所作的种种变更及变形，对于专业人员从上述详细的说明即能清楚，故下面仅叙述具体的实施例。
附图的简单说明图1至图5是用于说明应用本发明之冲床金属模管理方法的具体实施例的图。
图1是本发明一个实施例的冲床平面图，图2是图1中从II-II方向看的正面图。
图3是图2的右侧面图。
图4是显示金属模保持体中金属模保持状态的侧面图。
图5是用于金属模自动交换控制的数值控制部分框图。
实施发明的最佳状态下面，参照
本发明的冲床金属模管理方法的具体实施例。
图1至图3表示有关本发明一个实施例的冲床的整体结构。图1是该冲床的平面图，图2是图1中从II-II方向看的视图，图3是图2的右侧面图。
如这些图所示，本实施例的冲床中，固定床身2上竖向设置着门型构造的主机架1，在该主机架1的下方，与该主机架1交叉设置着移动工作台3。并且，在上述主机架1的纵向中央稍偏一方的位置设置着轴线设定在上下方向上的加工中心5。在该加工中心5中，为使压头能向下动作，在下端部设有加工头部5a，在与该加工头部5a相对的固定床身2上设置着安装有下金属模的固定台5b。另外，在上述移动工作台3的一方侧部设置着带有工件夹紧装置4a的工件滑架4，该移动工作台3和工件滑架4用众所周知的方法搭载工件并进行移动。
在离开与上述主机架1所需距离的位置处，与该主机架1的轴线平行地设置着方形的金属模仓库10，在该金属模仓库10与上述主机架1之间设置着金属模传送装置6。该金属模传送装置6配备有与金属模仓库10及主机架1平行设置的行走导轨6A；沿着该行走导轨6A能够行走的ATC(自动工具变换器)滑架6B；能相对于该ATC滑架6B升降的升降轴机架6C；在该升降轴机架6C的下端水平设置的移动轴机架6D；能沿着移动轴机架6D移动的托架6E；能相对于托架6E在所需角度水平旋转的金属模柄6F。其中，上述行走导轨6A的一端(图1、图2的右端部)相对于主机架1及金属模仓库10突出，在该突出部的侧方(图1的下方)设置着(图中未画出)的材料搬出用输送机。另外，在与该突出部的上述材料搬出用输送机相对侧(图1的上方)设置着已消耗金属模的交换部分。
上述金属模仓库10呈横长形，其两端分别通过轴承12、12以可自由旋转的方式支承在与主机架1不同的仓库支承机架7、7的上部，并且，该金属模仓库配备有由这些轴承12、12支承着的支承轴11；沿该支承轴11的周围轴线固定的多个金属模保持机构(图中未画出)；以及使上述支承轴11在所需的旋转角内分度旋转的仓库分度驱动装置13。其中，金属模保持机构配备有按等分圆周方向设置的多个金属模保持体14(参见图4)；在一个金属模保持机构中，沿支承轴11周围设置着3个金属模保持体14，并且沿支承轴11周围配置4个金属模保持机构，沿支承轴11方向配置5个金属模保持机构，共计配置有20个。因此，金属模仓库10一共可存放300个金属模15。
如图4所示，金属模15由冲头(上金属模)16；该冲头附设的冲孔模板17以及冲模(下金属模)18组成，这三者组合保持在上述金属保持体14的金属模保持部。
上述金属模柄6F相对于如前所述的托架6E能够在所需角度水平旋转，并且，能够在金属模交付平面与对于加工中心5的加工头部5a及固定台5b的金属模供给交换平面之间升降。且在该金属模柄6F中设置有从成为旋转中心的基部突出并且从平面看成V字形的2个臂19、19。各臂19、19的顶端部设置有将金属模15以组合状态夹持的夹持机构(图中未画出)。
具有这样结构的冲床连接着用于驱动控制该冲床的NC(数控)装置。该NC装置由图中未画出的上位电子计算机或FDD装置输入的NC程序驱动。
图5显示了用于控制金属模自动交换(ATC)的数值控制部分的框图。
如图所示，该数值控制部分设有3个处理器20、21、22。处理器20通过系统总线23连接着ROM(只读存储器)24，RAM(随机存取存储器)25，非易失性存储器26，串行输入输出(SIO)27，2个数字输入输出(DIO)28、29，此外，还连接着轴控制回路30，此回路用于分别使金属模仓库10旋转，使滑架6B行走，使托架6E升降及前后运动，使金属模柄6F旋转。而且，该轴控制回路30连接着伺服放大器31，各伺服放大器31分别连接着与冲床32对应的轴驱动马达，另外冲床32还连接着数字输入输出(DIO)29。
另外，上述处理器21通过系统总线33连接着ROM34、RAM35、非易失性存储器36，并且还连接着数字输入输出(DIO)37及2个串行输入输出(SIO)38、39，串行输入输出(SIO)39则连接着读取金属模信息等的条形码读出器40。
上述处理器22通过系统总线41分别连接着ROM42、RAM43、非易失性存储器44、而且还连接着串行输入输出(SIO)45，该串行输入输出(SIO)45则连接着用于各种信息输入的触摸面板46。
此外，系统总线23与系统总线41，系统总线33与系统总线41互相连接；数字输入输出(DIO)28与数字输入输出(DIO)37、串行输入输出(SIO)27与串行输入输出(SIO)38互相连接。
在实施例中，将例如金属模形状、冲头高度等金属模固有的信息(冲头专用数据及冲模专用数据)赋予冲头16及冲模18，并生成将冲孔模板17加入这些冲头16及冲模18形成金属模组合时的组合金属模信息(公共数据)，根据该组合金属模信息进行金属模管理。
具体地说，由激光标识等将分别与各金属模对应的识别数赋予各冲头16及各冲模18，并将与这些各识别数对应的条形码标签贴到设置在机械操作部的条形码管理面板上。然后，由条形码读出器40读取在金属模操作时与安装金属模的识别数相对应的条形码标签，由此将金属模的固有信息及该金属模在金属模仓库10中的存放数据(存放地址信息)存入非易失性存储器36。其中，有关冲头16的条形码数据主要有形状(长方等)，尺寸(5×50mm等)，冲头高度，制造年月日，制造编号；有关冲模18的条形码数据则主要有形状、尺寸，间隙(0.2mm等)，冲模高度，制造年月日，制造编号。另外，输入数值控制部分的数据主要有，作为冲头16和冲模18的公共数据的形状、尺寸、间隙等各种数据；作为冲头16专用数据的有冲头高度、高度减少量、冲压数、极限冲压数、制造年月日、制造编号；作为冲模18专用数据的有冲模高度、高度减少量、冲压数、极限冲压数，制造年月日、制造编号。
在实施例的冲床中，将新购入的金属模(冲头及冲模)存放到金属模仓库10内时的数据构造如下所述。
操作者用条形码读出器40读入冲头16及冲模18各自的条形码，数值控制部分检查冲头16的形状与冲模18的形状是否相同，不相同的情况则为错误。而在冲头16的形状和冲模18的形状相同的情况，则进一步检查冲头16的尺寸与冲模18的尺寸是否相同，当形状、尺寸都相同时，若判定冲头16和冲模18的组合是正确的，则进行数据的输入。与此相反，当形状相同尺寸不等时，检查由冲头16的尺寸所求出的外刃闭曲线a是否将由冲模18的尺寸所求出的内刃闭曲线包含在该冲模18的间隙外侧均匀扩展的闭曲线b内，而且这2个闭曲线a、b的距离是否在任何位置都相等。不相等时则为错误，相等时则由操作者判断将该2条闭曲线a、b的距离作为新的间隙是否合适。
在这样构成的数据中，就冲头16和冲模18的公共数据而言，形状、尺寸直接使用冲头16的条形码数据，间隙直接使用冲模18的条形码数据，或将上述新值计算后使用。此外，在冲头16的专用数据中，冲头高度、制造年月日、制造编号直接使用冲头16的条形码数据，而高度减少量、冲压数置为0，极限冲压数则由操作者从触摸面板46输入。另外，在冲模18的专用数据中，冲模高度、制造年月日、制造编号直接使用冲模18的条形码数据，而高度减少量、冲压数则置为0，极限冲压数也由操作者从触摸面板46输入。
另一方面，在驱动冲床32的加工程序数据中附加有使用金属模信息(组合金属模信息)，根据该组合金属模信息给出操作指令。
根据上述结构，加工程序起动时，根据组合金属模信息调出金属模仓库10中存放的所要求的金属模，同时选择与该组合金属模信息对应的金属模存放地址，为了由金属模柄6F取出所需的金属模，由处理器20控制轴控制回路30。这样，借助于金属模仓库10的旋转，滑架6B的行走，托架6E的升降及前后运动，金属模柄6F的旋转等各种操作，可将金属模仓库10内的金属模15夹持在金属模柄6F内并传送到加工中心5。在该加工中心5的加工头部5a及固定台5b分别安装有冲头16、冲孔模板17及冲模18。在这种情况下，当公共数据一致的金属模冲头专用数据的冲压数超过极限冲压数时，或冲模专用数据的冲压数超过极限冲压数时，就不选择该金属模。
另一方面，用于使安装在加工中心5的金属模15进行加工的图中末画出的控制部中的控制数据，通过图中未画出的串行输入输出提供给非易失性存储器36，由此对该非易失性存储器36中存储的金属模使用次数数据进行更新。因此，加工中每进行一次冲压，则数值控制部存储着的对应于当前安装在加工中心5中冲头16和冲模18的冲头专用数据的冲压数及冲模专用数据的冲压数均增加1。
下面，说明冲头16及冲模18之一的冲压数超过极限冲压数的金属模从金属模仓库10出库，研磨后再入库的情况。
从金属模仓库10取出所需的金属模时，操作者用触摸面板46指定要出库的金属模，将所需的金属模取出并消除其公共数据，在冲头专用数据及冲模专用数据中加上出库的标记。然后，由条形码读出器40读入金属模研磨后冲头16及冲模18各自的条形码，由数值控制部分进行与上述新的金属模入库时相同的检查，生成新的公共数据。另外，就冲头专用数据及冲模专用数据而言，在加有出库标记的冲头专用数据或冲模专用数据中，若冲头或冲模条形码中的制造年月日、制造编号没有相同的，则以与上述新的金属模入库时相同的方式生成新的数据；若有相等的，则将其数据直接使用，由操作者通过触摸面板46对高度减少量，冲压数数据进行必要的修正。
另外，为了能改变冲头16和冲模18的组合，在金属模每次出库变更组合后再入库的情况下，就进行与上述研磨后再入库相同的处理。
本实施例中，由于是根据组合金属模信息进行金属模管理的，所以能够分别管理冲头的使用次数(寿命)和冲模的使用次数(寿命)，即使在冲头和冲模组合改变了的情况下，也能够进行不丢失以前冲压数的严密的寿命管理。另外，由于入库时能够进行冲头和冲模组合检查，故能够可靠地防止单纯的组合错误。这样，加工程序和加工机械之间的操作能够完全自动化，从而能够完全避免发生加工程序和加工后的成品不一致的错误。
在实施例中，说明了在金属模中附设识别数以及配备与该识别数相对应的条形码标签，若使用能进行高密度记录信息的二维条形码，则可用金属模上5mm见方大小标记条形码。这时，金属模的一部分设有缺口，将条形码标记在该缺口部，从而能够防止摩擦掉条形码。另外，作为二维条形码的例子，可以列举维利码(三菱商事)，数据码(伊藤忠电子)，力ルラ码(力ルラ系统)，PDF417(奥林巴斯符号)等。
此外，本实施例中，在金属模固有的金属模信息中，固定信息(读入专用信息)由金属模自身保存，而更新信息由冲床的数值控制部分保存，但也可以有这样的实施例，即将金属模固有的金属模信息全部由金属模自身保存。作为一个例子，在金属模中埋入磁性片或IC片，由这些磁性片等保存金属模信息。
例如，在金属模中埋入磁性片的情况下，作为冲头16中保存的数据(主要的)有形状(长方等)、尺寸(5×50mm等)、冲头高度、高度减少量(初值为0)、冲压数(初值为0)、极限冲压数(初值为0)；作为冲模18中保存的数据(主要的)有形状、尺寸、间隙(0.2mm等)、冲模高度、高度减少量(初值为0)、冲压数(初值为0)、极限冲压数(初值为0)。另外，数值控制部分输入的数据(主要的)中，作为冲头16和冲模18的公共数据有形状、尺寸、间隙等各数据，作为冲头16的专用数据有冲头高度、高度减少量、冲压数、极限冲压数，作为冲模18的专用数据有冲模高度、高度减少量、冲压数和极限冲压数。
在按上述方式埋入磁性片的情况下，操作者进行入库处理时，会自动地读入磁性片数据，数值控制部分进行与上述利用条形码标签的情况相同的数据检查。而且，在所构成的数据中，对冲头16和冲模18的公共数据来说，形状、尺寸直接使用了冲头16的磁性片数据，间隙则直接使用冲模18的磁性片数据，或使用上述新的计算值。另外，就冲头专用数据及冲模专用数据而言，所有数据均直接使用了冲头的磁性片数据及冲模的磁性片数据。但高度减少量、冲压数、极限冲压数则要根据需要由操作者从触摸面板46修正输入。
当操作者进行出库处理时，分别将冲头专用数据中的高度减少量、冲压数、极限冲压数写入冲头的磁性片，将冲模专用数据中的高度减少量、冲压数、极限冲压数写入冲模的磁性片，并将公共数据、冲头专用数据、冲模专用数据全部消去。
使用这种磁性片，由于没有必要记忆研磨中的冲头专用数据和冲模专用数据等，故数值控制部分的存储器容量可以减小，并且，由于研磨中的冲头专用数据、冲模专用数据和条形码数据也不需要相关数据(制造年月日，制造编号)，故数值控制部分的存储器容量可以减小。还有，由于条形码是光学式的，故其抗污染性差，而与此相反，磁性片安装在金属模上则不会有问题，故容易实现金属模数据的读写自动化。
本实施例中说明的是将组合金属模信息等记忆在冲床的数值控制部分，也可以将这些信息记忆在与冲床分开设置的外部控制装置中。
另外，在本实施例中，冲头及冲模分别附有金属模ID(冲头ID、冲模ID)，冲孔模板是作为冲头的附属物来加以处理的，但特别是金属模在成形模的情况下最好给冲孔模板也附设冲孔模板ID。
如上所述，可以看出，本发明能进行多种变更。这种变更与本发明的思想及范围不矛盾，并且，对于专业人员来说，上述所有明确变形、变更都包含在权利要求的范围内。
权利要求
1. 冲床的金属模管理方法，其特征在于，在配备有金属模交换装置的冲床中，存储着加工所必需的上金属模及下金属模各自固有的金属模信息，以及这些上金属模及下金属模在加工中金属模组合时的组合金属模信息，并且，存储着与该组合金属模信息相对应的上述金属模组合在冲床内的存放地址，加工时，根据上述组合金属模信息调用所需的金属模组合，从而进行金属模的交换。
2. 如权利要求1所述的冲床的金属模管理方法，其特征在于，上述组合金属模信息及上述存放地址等有关信息存储在所述冲床的数值控制部分。
3. 如权利要求1或2所述的冲床的金属模管理方法，其特征在于，上述组合金属模信息中包含有形状、尺寸、金属模间隙等各种信息。
4. 如权利要求2或3所述的冲床的金属模管理方法，其特征在于，在金属模的固有金属模信息中，固定信息保存在金属模自身，更新信息保存在该冲床的数值控制部分。
5. 如权利要求4所述的冲床的金属模管理方法，其特征在于，上述固定信息包含金属模的制造编号及制造年月日信息。
6. 如权利要求4或5所述的冲床的金属模管理方法，其特征在于，在金属模表面标识上条形码，由读出装置读出该条形码，从而将上述固定信息传入所说的数值控制部分。
7. 如权利要求4或5所述的冲床的金属模管理方法，其特征在于，在金属模表面标识上识别数，由读出装置读出与该识别数相应而另外设置的条形码标签，从而将上述固定信息传入上述数值控制部分。
8. 如权利要求1至3中的任意一项所述的冲床的金属模管理方法，其特征在于，金属模的固有金属模信息全部由金属模自身保存。
9. 如权利要求8所述的冲床的金属模管理方法，其特征在于，在金属模中埋入磁性片，由该磁性片保存上述金属模信息。
10. 如权利要求8所述的冲床的金属模管理方法，其特征在于，在金属模中埋入IC片，由该IC片保存上述金属模信息。
11. 如权利要求1或2所述的冲床的金属模管理方法，其特征在于，调入上述上金属模及下金属模的各自金属模信息时，比较这些上金属模及下金属模各自的形状、尺寸及间隙后，判断该上、下两金属模的组合是否合适。
12. 如权利要求11所述的冲床的金属模管理方法，其特征在于，上述上金属模及下金属模各自的形状和尺寸相等时，及上述上金属模及下金属模各自的形状相等尺寸不相等但间隙在可以使用的范围内时，判断上述上、下两金属模的组合是合适的。
全文摘要
由条形码读出器读取金属模操作时附设在安装金属模中的与识别数相对应的条形码标签，将冲头及冲模各自的固有金属模信息，以及这些冲头及冲模在加工中用作金属模组合时的组合金属模信息存入非易失性存储器。并且存储与该组合金属模信息相对应的金属模组合在冲床内的存放地址，加工时，根据组合金属模信息调用所需的金属模组合，从而进行金属模的交换。
文档编号B21D37/04GK1115969SQ94190803
公开日1996年1月31日 申请日期1994年10月14日 优先权日1993年10月19日
发明者鎌田郁夫 申请人:株式会社小松制作所