JP2000271655A - 曲げ加工方法及び曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの特性値等のばらつきに影響されず
に、また試し曲げをすること無しに、該ワークを所望の
曲げ角度とする。 【解決手段】 下板押えブロック５を、サーボモータ３
７によるボールネジ３５によって相対的に上板押えブロ
ック３に対して接近させて、ワークＷの折曲げ加工時に
おける該ワークＷの曲げ角度を角度検出センサー１５に
よって検出しながら該ワークＷを折曲げ加工するに際し
て、少なくとも前記ワークＷを適宜の曲げ角度にするに
至るまでのボールネジ３５の位置情報及び該ワークＷが
曲げられるときのサーボモータ３７の負荷である曲げ圧
力データと、前記適宜曲げ角度とされた状態からさらに
一定量折り曲げたときの曲げ圧力データと、ワークＷの
材質、板厚及び幅のデータとからオーバーベンドする量
を求め、前記量だけ該ワークＷをオーバーベンドさせ
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、曲げ加工方法及び
曲げ加工装置に関し、詳細には、素材（ワーク）の特性
等に影響されることなく且つ試し曲げをせずに高精度に
ワークを折り曲げることのできる曲げ加工方法及び曲げ
加工装置を提供することにある。

【０００２】

【従来の技術】従来より曲げ加工装置におけるワークの
曲げ角度は、種々の要因から目的とする曲げ角度とする
ことは非常に困難である。その要因としては、素材メー
カの違いやロットの違いにより、ワークの板厚、ヤング
率、降伏点等がばらつくこと、または、一枚の板材の中
でも場所により残留応力、板厚等がばらつくこと等が原
因である。

【０００３】その他、油圧シリンダーをラムの駆動源と
している場合や室温の変化が激しい場合は、一日の内で
も加工装置のフレームに撓みが生じ、曲げ角度がばらつ
く。また、素材のロール目によっても曲げ角度がばらつ
く。

【０００４】このため、画像処理を応用して曲げ角度を
検出する手法や、曲げ荷重を検出し、これが特定の値に
なるように駆動軸を制御する手法が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像処
理を使用する手法では、画像処理時間がかかるため加工
効率が悪く、また画像処理装置が高価であるという問題
がある。一方、駆動軸を制御する手法では、素材によっ
て所望の曲げ角度における曲げ荷重が異なるため、曲げ
角度の精度アップに対して限定的な効果しか望めない。

【０００６】そこで本発明は、上述の課題を解決するた
めに提案されたものであって、素材の特性値等のばらつ
きに影響されることなく、また試し曲げをせずに高精度
の曲げ加工を効率良く行うことができる曲げ加工方法及
び曲げ加工装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の曲げ加工方法
は、上型又は下型の何れか一方を、金型を支持する可動
部を備えた駆動手段によって相対的に接近させて、ワー
クの折曲げ加工時における該ワークの曲げ角度をセンサ
ーによって検出しながら該ワークを折曲げ加工するに際
して、少なくとも前記ワークを適宜の曲げ角度にするに
至るまでの前記可動部の位置データ及び該ワークが曲げ
られるときの前記駆動手段の負荷データと、前記適宜曲
げ角度とされた状態からさらに一定量折り曲げたときの
前記負荷データと、前記ワークの材質、板厚及び幅のデ
ータとからオーバーベンドする量を求め、前記量だけ該
ワークをオーバーベンドさせることを特徴とする。

【０００８】本発明の曲げ加工装置は、何れか一方を相
対的に接近させてワークを所望の曲げ角度に折曲げ加工
する上型及び下型と、前記上型又は前記下型のうち前記
ワークが曲げられる側に設けられ、前記ワークに接触又
は非接触で該ワークの折曲げ時における該ワークの曲げ
角度を検出するセンサーと、前記上型又は前記下型の何
れかを他方の型へと接近させる、金型を支持する可動部
を備えた駆動手段と、前記可動部の位置を検出する位置
検出手段と、前記ワークが曲げられるときの前記駆動手
段の負荷データを検出する負荷検出手段と、前記ワーク
が適宜の曲げ角度にされた状態から所定量だけオーバー
ベンドさせるべく前記駆動手段を駆動制御する制御部と
を備えたことを特徴とする。

【０００９】本発明では、少なくともワークを適宜の曲
げ角度にするに至るまでの可動部の位置データ及び該ワ
ークが曲げられるときの駆動手段の負荷データと、前記
適宜曲げ角度とされた状態からさらに一定量折り曲げた
ときの負荷データと、ワークの材質、板厚及び幅のデー
タとからオーバーベンドする量を求め、その求めた量だ
け該ワークをオーバーベンドさせているため、素材の特
性値等のばらつきに影響されずに、また試し曲げをする
こと無しに、前記ワークを所望の曲げ角度となし得る。

【００１０】

【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。

【００１１】本実施形態の曲げ加工装置１は、図１に示
すように、何れか一方を相対的に接近させてワークＷを
所望の曲げ角度に折曲げ加工する上型である上板押えブ
ロック３と、下型である下板押えブロック５と、ワーク
Ｗの折曲げ時における該ワークＷの曲げ角度を検出する
センサーである曲げ角度検出装置７とを備えている。上
板押えブロック３は、図１に示すように、ベースブロッ
ク９を介して曲げ加工装置１の装置本体（図示は省略す
る）に取り付けられている。このベースブロック９に
は、下板押えブロック５へと垂下する支持部材１１が取
り付けられており、その支持部材１１の先端に上板押え
金型１３が取り付けられている。

【００１２】上板押え金型１３には、図１及び図２に示
すように、ワークＷの曲げ角度を検出するための曲げ角
度検出装置７を構成する角度検出センサー１５が設けら
れている。かかる角度検出センサー１５には、上板押え
金型１３の先端ＰＯに対する水平方向（図１中左右方
向）位置を検出するための検出子１７が設けられてい
る。

【００１３】検出子１７は、図１に示すように、絶縁体
１９により上板押え金型１３から電気的に絶縁されてい
てスプリングバネ２１により常時右方向に付勢されてい
る。そして、この検出子１７は、図２に示すように、ネ
ジ２３の回動動作によって上板押え金型１３の先端ＰＯ
に対する突出量ＤＯ（すなわち、初期位置）を調整自在
となしている。

【００１４】また、検出子１７が上記スプリングバネ２
１の付勢力に抗して図１中左方向へ押し込まれる量に比
例して電気的抵抗値が変化するようになっており、この
電気的抵抗値の変化により検出子１７の先端ＰＳの上記
上板押え金型１３の先端ＰＯに対する位置関係を検出す
ることができる。そして、この位置関係から上記ワーク
Ｗの曲げ角度が検出できるようになっている。

【００１５】一方、下板押えブロック５の上部には、図
１に示すように、上に開口する矩形状のフレーム２５が
設けられている。このフレーム２５の内部には、下板押
え金型２７と曲げ金型であるベンドビーム２９が、該フ
レーム２５に対して固定されない状態で設けられてい
る。また、フレーム２５の内面には、後述するように下
板押え金型２７の上下動をガイドするためのガイドレー
ル３１が上下方向に設けられている。

【００１６】そして、上記フレーム２５の下面には、図
１に示すように、該フレーム２５を支持するための中央
部分が空洞とされた支持部材３３が固定されている。こ
の支持部材３３は、下板押え金型２７及びベンドビーム
２９を上板押え金型１３に対して接近させる駆動手段に
よって、上記フレーム２５と一体的に上下動するように
なされている。駆動手段としては、例えばボールネジ３
５をサーボモータ３７によって駆動させてフレーム２５
を上下動させる昇降機構を駆動手段として使用する。

【００１７】上記サーボモータ３７には、可動部である
上記フレーム２５、支持部材３３又はボールネジ３５の
何れかの移動量を常時検出するための位置検出手段であ
る位置検出器３９が設けられている。かかる位置検出器
３９は、例えばアブソリュート式のロータリーエンコー
ダーからなり、その検出結果を制御部であるＮＣ装置６
１に入力するようになっている。

【００１８】上記支持部材３３の内部には、図１に示す
ように、ガスバネ４１が設けられており、このガスバネ
４１の先端には上記した下板押え金型２７が固定されて
いて、常に一定の上向きの力を該下板押え金型２７に付
勢している。なお、下板押え金型２７は、上記したガイ
ドレール３１に沿って上下移動自在とされているが、図
示しないストッパーにより上記フレーム２５から飛び出
して外れないようになされている。

【００１９】上記サーボモータ３７を駆動しボールネジ
３５を進出させて上記支持部材３３を上昇させると、こ
の支持部材３３に設けられたガスバネ４１も上昇するの
で、該ガスバネ４１の先端に固定された下板押え金型２
７が上昇して、当該下板押え金型２７と上記上板押え金
型１３との協働で上記ワークＷがクランプされる。さら
に、ワークＷをクランプした後も支持部材３３を上昇さ
せると、上記ガスバネ４１が圧縮され、このガスバネ４
１による付勢力によって、上記ワークＷが一定の押圧力
でクランプされることになる。

【００２０】また、下板押え金型２７の下側には、図１
に示すように、ベンドビーム２９の移動を制御する押さ
えブロック４３が設けられている。この押さえブロック
４３には、ベンドビーム２９に設けられる車輪５１が当
接する曲面切欠き４５が設けられている。

【００２１】上記ベンドビーム２９の上部は、図１に示
すように、下板押え金型２７に設けられているローラ４
７とフレーム２５の内面に設けられているローラ４９に
より挟まれて、上下方向の移動及び若干の回動が許容さ
れている。また、上記ベンドビーム２９の下方左側に
は、上記フレーム２５の底面及び上記曲面切欠き４５を
転動する車輪５１が設けられている。

【００２２】さらに、上記フレーム２５の内面下部に
は、図示省略のバネにより上記ベンドビーム２９の下部
右側を常に一定の力で図１中左方向へ押すローラ５３が
内方向に突設されている。上記ベンドビーム２９は、上
記車輪５１が上記押さえブロック４３の曲面切欠き４５
により上方に持ち上がらないように押さえられているた
め、フレーム２５の内部から脱落しないように保持され
ている。

【００２３】従って、上板押え金型１３と下板押え金型
２７によりワークＷをクランプした後、さらに支持部材
３３を上昇させると、ベンドビーム２９が押えブロック
４３に対して相対的に上昇することになるので、押えブ
ロック４３の曲面切欠き４５により車輪５１が右方向に
押されると共に上昇する。これに伴い、ベンドビーム２
９の先端ＰＢは、図１中左上方へ曲線を描きながら上昇
してワークＷに対して曲げ加工を行う。

【００２４】また、この曲げ加工装置には、図１に示す
ように、角度検出センサー１５と下板押えブロック５と
の間に電源スイッチ５５及び電源５７が設けられてお
り、これらに接続される形態で比較器５９が設けられて
いる。この比較器５９に入力された信号は、ＮＣ装置７
に入力されるようになっている。

【００２５】上記比較器５９は、角度検出センサー１５
と下板押えブロック５との間の電圧を基準電圧、すなわ
ち検出子１７にワークＷが接触していない初期状態にお
ける電圧と比較して変化が生じたときに、該ワークＷが
角度検出センサー１５に接触したと判断して信号をＮＣ
装置６１に出力するようになっている。

【００２６】また、この曲げ加工装置には、ワークＷが
曲げられるときの負荷、例えばモータのトルクやワーク
の曲げ加工に要する圧力、すなわち負荷を検出する負荷
検出手段である曲げ圧力検出装置６３が設けられてい
る。かかる曲げ圧力検出装置６３は、ワーク曲げ時にお
ける曲げ圧力を常時検出するようになっており、その結
果をＮＣ装置６１に入力している。

【００２７】次に、上記構成の曲げ加工装置を用いてワ
ークＷを折曲げ加工する曲げ加工方法について、図３に
示すフローチャート及び図４に示す加工工程図を参照し
ながら詳細に説明する。

【００２８】先ず、ステップＳ０において、電源を入れ
てスタートし、ＮＣ装置６１の制御によりサーボモータ
３７を駆動しボールネジ３５を回転させることにより、
該ボールネジ３５を上方に進出させる。すると、ステッ
プＳ１において、図４（ａ）に示すように、このボール
ネジ３５に押されて下板押えブロック５が上昇して上記
下板押え金型２７と上記上板押え金型１３とによって上
記ワークＷがクランプされる。このとき、ＮＣ装置６１
は、ステップＳ２において、下板押え金型２７側の可動
部（例えばボールネジ３５、支持部材３３またはフレー
ム２５）の位置Ｄ_０ を位置検出器３９より取得しメモ
リーに記憶する。

【００２９】次に、ステップＳ３において、図４（ｂ）
に示すように、角度検出センサー１５の検出子１７とワ
ークＷとが接触する手前まで（適宜の曲げ角度となるま
で）下板押えブロック５を上昇させ、該角度検出センサ
ー１５の電源スイッチ５５をオンさせる（ステップＳ
４）。そして、ステップＳ５において、ＮＣ装置６１の
制御によりスキップ送りで下板押えブロック５を上昇さ
せ、ステップＳ６でワークＷが角度検出センサー１５に
接触したか否かを判定する。接触していない場合（Ｎ
Ｏ）は、ステップＳ５に戻り、、ワークＷが角度検出セ
ンサー１５に接触したことを検出するまで該下板押えブ
ロック５を上昇させる。

【００３０】角度検出センサー１５がワークＷに接触し
たことを比較器５９からの信号により検出したら（ＹＥ
Ｓ）、ステップＳ７において、図４（ｃ）に示すよう
に、上記下板押えブロック５のスキップ送りを停止す
る。そして、ステップＳ８において、ＮＣ装置６１は、
このときのボールネジ３５の位置Ｄ_１ を位置検出器３
９より取得しメモリーに記憶する。また、曲げ圧力検出
装置６３によって、このときの曲げ圧力値Ｐ_０ を取得
する。

【００３１】次に、ステップＳ９において、図５（ａ）
に示すように、角度検出センサー１５にワークＷが接触
したことを検出してから一定量Ｄ_２ （この一定量と
は、具体的にどの程度の量であるのか？また、一定量上
昇させる理由は？）だけ下板押えブロック５を上昇させ
る。そして、ステップＳ１０において、ＮＣ装置６１
は、曲げ圧力検出装置６３からそのときの曲げ圧力値Ｐ
_１ を取得しメモリーに格納する。次に、ステップＳ１
１において、ＮＣ装置６１は、（Ｄ_１ −Ｄ_０ ）、（Ｐ
_１ −Ｐ_０ ）、ワークＷの材質、板厚、曲げ幅、金型な
どの各種データから、オーバーベンド量Ｄ_３ を計算す
る。

【００３２】なお、ここに言うオーバーベンド量とは、
角度検出センサー１５にワークＷが接触して一定量曲げ
加工してからのストローク量をいう。

【００３３】次に、ステップＳ１２において、図５
（ｂ）に示すように、オーバーベンド量Ｄ_３ だけ下板
押えブロック５を上昇させる。この結果、ワークＷは、
所望の曲げ角度に折曲げられることになる。そして、ス
テップＳ１３において、図５（ｃ）に示すように、下板
押えブロック５を下降させ、次のステップＳ１４で角度
検出センサー１５の検出子１７がスプリングバネ２１の
復帰力により原点位置まで戻り、電源スイッチ５５をオ
フにし、ステップＳ１５で曲げ加工を終了する。

【００３４】以上のように、本実施形態では、ワークを
適宜の曲げ角度にするに至るまでの可動部の位置データ
と、該ワークが曲げられるときの曲げ圧力データと、前
記状態からさらに一定量折り曲げたときの曲げ圧力デー
タと、ワークの材質、板厚及び幅のデータとから求めた
量をオーバーベンド量として、さらにこの量だけオーバ
ーベンドさせていることから、メーカやロットの違いに
よる素材の特性値等のばらつき、ロール目方向の違いに
よるばらつき、一枚のシート上の加工場所による特性値
のばらつき等に影響されずに、また試し曲げをすること
無しに、前記ワークを所望の曲げ角度とすることができ
る。また、曲げ加工のＤＮＣ運転（ＤＮＣ運転について
説明して下さい）が可能となり、２４時間の無人運転シ
ステムが実現でき、曲げ加工装置のコストを安価なもの
とすることができる。

【００３５】図６及び図７には、別の実施形態が示され
ている。すなわち、図６及び図７においては、上述した
曲げ加工装置と同様の考えを、上型としてのパンチ６５
と下型としてのダイ６７との協働によりワークＷを所望
の角度に折り曲げる一般的なベンダーに適用し、パンチ
６５の先端に角度検出センサー１５と同様の角度検出セ
ンサー６９を取り付け、スプリング７１によって角度検
出センサー６９を斜め下方へ付勢した構成としてあり、
パンチ６５をダイ６７に押し込むタイプの曲げ加工装置
とした例である。

【００３６】図６（ａ）には、パンチ６５とダイ６７が
ワークＷの表面に位置決めされた状態が示されており、
同図（ｂ）には、角度検出センサー６９とワークＷが接
触する手前の状態が示されており、同図（ｃ）には、角
度検出センサー６９とワークＷが接触した状態が示され
ている。図７（ａ）には、角度検出センサー６９とワー
クＷとが接触してから一定量だけパンチ６５を押し込ん
だ状態が示されており、同図（ｂ）には、計算によって
求めたオーバーベンド量分パンチ６５を押し込んだ状態
が示されている。このような構成としても、上述した図
１に示す実施形態のものと同様の効果を得ることができ
る。

【００３７】以上、本発明を適用した具体的な実施形態
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。例えば、角度検
出センサー１５としては、前述したようなものに限ら
ず、デジタルゲージのような接触式のものや、あるいは
非接触式の静電容量型、うず電流型等のセンサを使用す
ることができる。

【００３８】また、位置検出器３９には、リニアスケー
ルやレゾバル等を使用することもできる。曲げ角度検出
装置６３には、ロードセルを使用するものやモータの電
流値変化によって検出するもの等が適用できる。

【００３９】また、上述の実施形態では、位置検出器３
９で検出する位置は、上述したように上板押え金型１３
及び下板押え金型２７とによってワークＷをクランプし
た位置の他に、ワークＷをクランプする手前の位置、ク
ランプしてから一定量の位置、ある一定の曲げ圧力値に
なった位置であってもよい。

【００４０】また、角度検出センサー１５にワークＷが
接触した後のデータ取得位置は、ある曲げ圧力だけ増加
したときの可動部の位置でもよい。また、曲げ幅の大き
い曲げ加工をする場合は、ワークＷの長手方向に複数個
の角度検出センサー１５を金型に装備することにより、
曲げの通り精度を高めることができる。

【００４１】

【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。

【００４２】本発明の曲げ加工方法によれば、少なくと
もワークを適宜の曲げ角度にするに至るまでの可動部の
位置データ及び該ワークが曲げられるときの駆動手段の
負荷データと、前記適宜曲げ角度とされた状態からさら
に一定量折り曲げたときの負荷データと、ワークの材
質、板厚及び幅のデータとからオーバーベンドする量を
求め、その求めた量だけ該ワークをオーバーベンドさせ
ているため、素材の特性値等のばらつきに影響されず
に、また試し曲げをすること無しに、前記ワークを所望
の曲げ角度とすることができる。

【００４３】また、本発明の曲げ加工装置によれば、可
動部の位置を検出する位置検出手段と、ワークが曲げら
れるときの駆動手段の負荷を検出する負荷検出手段とを
備えており、それらによって検出される位置データと、
負荷データと、ワークの材質、板厚及び幅のデータとか
らオーバーベンドさせる所定量を求めて、その量分オー
バーベンドさせるものであるから、素材の特性値等のば
らつきに影響されずに、また試し曲げをすること無し
に、前記ワークを所望の曲げ角度とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の曲げ加工装置の構成図である。

【図２】検出子の先端と上板押え金型の先端との位置関
係を示す要部拡大図である。

【図３】本実施形態の曲げ加工方法を示すフローチャー
トである。

【図４】本実施形態の曲げ加工方法における各工程をそ
れぞれ示す工程図であり、（ａ）はワーククランプ状
態、（ｂ）は下板押えブロックの上昇状態、（ｃ）は角
度検出センサーとワークとの接触状態である。

【図５】本実施形態の曲げ加工方法における各工程をそ
れぞれ示す工程図であり、（ａ）はワークとの接触を検
出してから一定量だけ下板押えブロックを上昇させた状
態、（ｂ）は計算により求めたオーバーベンド量だけ下
板押えブロックを上昇させた状態、（ｃ）は曲げ加工終
了状態である。

【図６】本実施形態の他の例を示す工程図であり、
（ａ）はパンチとダイによりワークを位置決めした状
態、（ｂ）は角度検出センサーとワークが接触する手前
の状態、（ｃ）は角度検出センサーとワークが接触した
状態である。

【図７】本実施形態の他の例を示す工程図であり、
（ａ）は角度検出センサーに接触してから一定量だけパ
ンチを押し込んだ状態、（ｂ）は計算により求めたオー
バーベンド量だけパンチを押し込んだ状態である。

【符号の説明】

１ 曲げ加工装置 ３ 上板押えブロック ５ 下板押えブロック ７ 曲げ角度検出装置 １３ 上板押え金型 １５ 角度検出センサー １７ 検出子 ２９ ベンドビーム ３５ ボールネジ ３７ モータ ３９ 位置検出器 ６１ ＮＣ装置 ６３ 曲げ圧力検出装置 ６５ パンチ ６７ ダイ ６９ 角度検出センサー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上型又は下型の何れか一方を、金型を支
   持する可動部を備えた駆動手段によって相対的に接近さ
   せて、ワークの折曲げ加工時における該ワークの曲げ角
   度をセンサーによって検出しながら該ワークを折曲げ加
   工するに際して、 少なくとも前記ワークを適宜の曲げ角度にするに至るま
   での前記可動部の位置データ及び該ワークが曲げられる
   ときの前記駆動手段の負荷データと、前記適宜曲げ角度
   とされた状態からさらに一定量折り曲げたときの前記負
   荷データと、前記ワークの材質、板厚及び幅のデータと
   からオーバーベンドする量を求め、前記量だけ該ワーク
   をオーバーベンドさせることを特徴とする曲げ加工方
   法。
2. 【請求項２】 何れか一方を相対的に接近させてワーク
   を所望の曲げ角度に折曲げ加工する上型及び下型と、 前記上型又は前記下型のうち前記ワークが曲げられる側
   に設けられ、前記ワークに接触又は非接触で該ワークの
   折曲げ時における該ワークの曲げ角度を検出するセンサ
   ーと、 前記上型又は前記下型の何れかを他方の型へと接近させ
   る、金型を支持する可動部を備えた駆動手段と、 前記可動部の位置を検出する位置検出手段と、 前記ワークが曲げられるときの前記駆動手段の負荷デー
   タを検出する負荷検出手段と、 前記ワークが適宜の曲げ角度にされた状態から所定量だ
   けオーバーベンドさせるべく前記駆動手段を駆動制御す
   る制御部とを備えたことを特徴とする曲げ加工装置。
3. 【請求項３】 前記所定量は、少なくとも前記ワークを
   所定の曲げ角度にするに至るまでの前記可動部の位置デ
   ータ及び該ワークが曲げられるときの前記駆動手段の負
   荷データと、前記適宜曲げ角度とされた状態からさらに
   一定量折り曲げたときの前記駆動手段の負荷データと、
   前記ワークの材質、板厚及び幅のデータとから求めた量
   としたことを特徴とする請求項２記載の曲げ加工装置。