JP2000326035A - 線材曲げ加工機械と曲げ加工方法 - Google Patents

線材曲げ加工機械と曲げ加工方法

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Kei Katsuyama
圭 勝山
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21FWORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F1/00Bending wire other than coiling; Straightening wire
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/02Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
    • B21D7/024Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member
    • B21D7/025Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member and pulling or pushing the ends of the work

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料の剛性の高低に関わらず精度の高い加工
が可能な線材曲げ加工機械と曲げ加工方法とを提供す
る。 【解決手段】 曲げ型13と、クランプ11と、プレッ
シャー12とで線材21を挟時し、制御部16から目標
位置と現在位置との偏差に比例する移動指令と、目標位
置と現在位置との偏差の時間積分に比例する移動指令と
を曲げ型13を駆動するサーボモータ15に与え、現在
位置が目標位置に到達した時点で時間積分に比例する移
動指令を停止することにより、この移動指令に基づいて
サーボモータ15を介して曲げ型13を所望の角度だけ
回転させて線材21を所望の半径で目標位置まで曲げる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は線材曲げ加工機械と
その加工方法に関し、特に曲げ加工精度の高い線材曲げ
加工機械とその加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の線材曲け加工機械は、所望の半径
の曲げ曲面を有し回転可能な曲げ型と、曲げ型の直線部
に線材を押圧して線材を固定して曲げ型の回転に対応し
て曲げ型の回転中心と同心で回転移動するクランプと、
線材の曲げ部を前記曲げ型の反対面で保持して曲げ型の
回転に対応して線材の配置方向に移動するプレッシャー
とを有し、線材曲け加工方法として、プレッシャーで線
材背部を押さえ、クランプと曲げ型で線材先端を挟持
し、曲げ型を回転すると同時にプレッシャーを線材に沿
って前進させ、線材を曲げ型に沿って引き曲げる方法が
用いられていた。
【0003】曲げ型はサーボモータによって回転駆動さ
れ、その制御方式は目標位置と現在位置との偏差に比例
する指令をサーボモータに与えることにより位置制御を
行い、所望の曲げ角度を発生させるものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のサーボモータの
制御方法では、曲げ型の回転角度が目標角度に到達して
いない場合でも、線材の反発力と制御部からの移動指令
(目標角度と現在角度の差に比例しており、目標角度に
近づくほど小さくなる)によるサーボモータのトルクと
が等しくなり、曲げ型の回転軸の回転が停止してしまう
ことがある。つまり、剛性の高い材料を曲げる場合、サ
ーボモータが目標位置に到達する前に停止してしまい、
製品精度が低下してしまうという問題点がある。
【0005】本発明の目的は、材料の剛性の高低に関わ
らず精度の高い加工が可能な線材曲げ加工機械と曲げ加
工方法とを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の線材曲げ加工機
械は、所望の半径の曲げ曲面を有し回転可能な曲げ型
と、曲げ型の直線部に線材を押圧してその線材を固定
し、曲げ型の回転に対応してその曲げ型の回転中心と同
心で回転移動するクランプと、線材の曲げ部を曲げ型の
反対面で保持し、その曲げ型の回転に対応して線材の配
置方向に移動するプレッシャーと、曲げ型を回転駆動す
るサーボモータと、サーボモータを駆動制御する制御部
とを備えた線材曲け加工機械であり、制御部がサーボモ
ータに対し、目標位置と現在位置との偏差に比例する移
動指令と、目標位置と現在位置との偏差の時間積分に比
例する移動指令とを与え、現在位置が目標位置に到達し
た時点で時間積分に比例する移動指令を停止する演算手
段および制御手段とを有する。
【0007】本発明の線材曲げ加工方法は、所望の半径
の曲げ曲面を有し回転可能な曲げ型と、曲げ型の直線部
に線材を押圧してその線材を固定し、曲げ型の回転に対
応してその曲げ型の回転中心と同心で回転移動するクラ
ンプと、線材の曲げ部を曲げ型の反対面で保持し、その
曲げ型の回転に対応して線材の配置方向に移動するプレ
ッシャーとで線材を挟時するステップと、目標位置と現
在位置との偏差に比例する移動指令と、目標位置と現在
位置との偏差の時間積分に比例する移動指令とを曲げ型
を駆動するサーボモータに与え、現在位置が目標位置に
到達した時点で時間積分に比例する移動指令を停止する
ステップと、移動指令に基づいて駆動されるサーボモー
タを介して曲げ型を回転させて線材を所望の半径で目標
位置まで曲げるステップと、を備える。上述の従来技術
の問題点は、目標位置より手前で反発力よりサーボモー
タのトルクの方が大きくなるように制御することで解決
できる。本発明では、曲げ型を駆動するサーボモータに
対する通常の曲げ型の現在位置と目標位置の差に比例す
る移動指令に加え、曲げ型の現在位置と目標位置の差を
時間積分ずる演算を行い、この演算結果に比例する移動
指令をサーボモータに与えることにより、必要なトルク
を発生させているので目標位置まで正確に移動させるこ
とができ精度の高い加工が可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態
の線材曲け加工機械の曲げ動作開始前の模式的部分平面
図であり、図2は本発明の実施の形態の線材曲け加工機
械の曲げ動作開始後の模式的部分平面図である。
【0009】従来例のサーボモータが目標位置に到達す
る前に停止してしまい、製品精度が低下してしまうとい
う問題点を、目標位置より手前で反発力よりサーボモー
タのトルクの方が大きくなるように制御することで解決
した。本発明では、曲げ型13を駆動するサーボモータ
15に曲げ型13の現在位置と目標位置の差に比例する
通常の移動指令と合わせて、曲げ型の現在位置と目標位
置の差を時間積分ずる演算を行い、この演算の結果に比
例する移動指令をサーボモータ15に指令することによ
り、必要なトルクを発生させている。
【0010】本発明の実施の形態の線材曲け加工機械
は、所望の半径の曲げ曲面を有し回転可能な曲げ型13
と、曲げ型13の直線部に線材21を押圧して線材21
を固定し、曲げ型13の回転に対応して曲げ型13の回
転中心と同心で回転移動するクランプ11と、線材21
の曲げ部を曲げ型13の反対面で保持し、曲げ型13の
回転に対応して線材21の配置方向に移動するプレッシ
ャー12と、曲げ型13を回転駆動するサーボモータ1
5と、サーボモータ15を駆動制御する制御部16とを
備えている。
【0011】制御部16はサーボモータ15に対し、目
標位置と現在位置との偏差に比例する移動指令と、目標
位置と現在位置との偏差の時間積分に比例する移動指令
とを与え、現在位置が目標位置に到達した時点で時間積
分に比例する移動指令を停止する演算手段および制御手
段とを有する 次に、本発明の実施の形態の線材曲け加工方法について
図面を参照して説明する。図3は本発明の実施の形態の
線材曲け加工を用いた線材曲け加工方法のフローチャー
トである。
【0012】加工処理を開始すると(S11)、曲げ型
13と、クランプ11と、プレッシャー12とで線材2
1を挟時する(S12)。曲げ動作を開始すると(S1
3)、目標位置と現在位置との偏差を算出し、偏差に比
例ゲインを乗じてA値を算出し、偏差の時間積分を行っ
て積分ゲインを乗じてB値を算出し、A値+B値によ
り、サーボモータ15に移動指令を行い(S14)、偏
差が0以下でなければ(S15N)、ステップS14に
戻って偏差の算出からのステップを繰り返す。偏差が0
以下となれば(S15Y)、目標位置と現在位置との偏
差を算出し、偏差に比例ゲインを乗じた値でサーボモー
タに移動指令を与えることによって目標位置でサーボモ
ータ15の駆動を停止させ(S16)、線材21を曲げ
型13と、クランプ11と、プレッシャー12とから取
り外し(S17)、加工処理を終了する(S18)。
【0013】具体的に説明すると、クランプ11、プレ
ッシャー12および曲げ型13で線材21を挟持する
(図1参照)。曲げ型13はサーボモータ14で駆動さ
れる。曲げ型13はサーボモータ14を駆動ずると曲げ
型回転軸中心14を中心に回転する。曲げ動作が行われ
ると、クランプ11は線材21を挟持しつつ曲げ型13
と共に移動する。プレッシャー12は曲げ動作中に線材
21に沿つて前進し、曲げ動作終了時のクランプ11と
プレッシャー12との成す角度が線材21の曲げ角度と
なる(図2参照)。従って線材21の曲げ角度はサーボ
モータ15の回転角によって制御できる。
【0014】この曲げ工程において、曲げ型13を駆動
するサーボモータ15に対し、制御部16から所望の製
品の曲げ角度となるような指令として、(目標位置−現
在位置)×比例ゲイン・・・(式1)で算出される指令
と、(目標位置−現在位置)の時間積分×積分ゲイン・
・・(式2)で算出される指令との和を与える。
【0015】このことによって、(式1)で算出された
比例ゲインによる指令で生成されて現在位置が目標位置
に近づくのに比例して減少するサーボモータ15のトル
クと、線材の反発力とが、目標位置に達する前に釣り合
ったとしても、(式2)で算出された積分ゲインによる
指令が時聞の経過とともに増大するので反発力に打ち勝
って曲げ型13を所望の位置まで移動させ、線材21を
所望の角度まで曲げることができる。曲げ型13の回転
角が目標位置に達した時点で、(式1)の算出値は0と
なるが、(式2)の算出値は0とならないため、曲げ型
13の回転角のオーバーシュートが発生し曲げ角度が所
望のものより大きくなってしまう。これを防ぐため、曲
げ型13の回転角が目標位置に達した時点で(式2)の
演算を停止し、(式1)による指令のみをサーボモータ
15に与えサーボモータ15を停止させる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による線材
曲げ加工装置と曲げ加工方法とを用いることにより、剛
性の高い線材でも、精度の高い曲げ加工を施すことが可
能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の線材曲け加工機械の曲げ
動作開始前の模式的部分平面図である。
【図2】本発明の実施の形態の線材曲け加工機械の曲げ
動作開始後の模式的部分平面図である。
【図3】本発明の実施の形態の線材曲け加工を用いた線
材曲け加工方法のフローチャートである。
【符号の説明】
11 クランプ 12 プレッシャー 13 曲げ型 14 曲げ型回転軸中心 15 サーボモータ 16 制御部 S11〜S21 ステップ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所望の半径の曲げ曲面を有し回転可能な
    曲げ型と、 前記曲げ型の直線部に線材を押圧して該線材を固定し、
    前記曲げ型の回転に対応して該曲げ型の回転中心と同心
    で回転移動するクランプと、 前記線材の曲げ部を前記曲げ型の反対面で保持し、該曲
    げ型の回転に対応して前記線材の配置方向に移動するプ
    レッシャーと、 前記曲げ型を回転駆動するサーボモータと、 前記サーボモータを駆動制御する制御部とを備えた線材
    曲け加工機械において、 前記制御部が前記サーボモータに対し、目標位置と現在
    位置との偏差に比例する移動指令と、目標位置と現在位
    置との偏差の時間積分に比例する移動指令とを与え、現
    在位置が目標位置に到達した時点で時間積分に比例する
    移動指令を停止する演算手段および制御手段とを有する
    ことを特徴とする線材曲げ加工機械。
  2. 【請求項2】 所望の半径の曲げ曲面を有し回転可能な
    曲げ型と、前記曲げ型の直線部に線材を押圧して該線材
    を固定し、前記曲げ型の回転に対応して該曲げ型の回転
    中心と同心で回転移動するクランプと、前記線材の曲げ
    部を前記曲げ型の反対面で保持し、該曲げ型の回転に対
    応して前記線材の配置方向に移動するプレッシャーとで
    前記線材を挟時するステップと、 目標位置と現在位置との偏差に比例する移動指令と、目
    標位置と現在位置との偏差の時間積分に比例する移動指
    令とを前記曲げ型を駆動するサーボモータに与え、現在
    位置が目標位置に到達した時点で時間積分に比例する移
    動指令を停止するステップと、 前記移動指令に基づいて駆動される前記サーボモータを
    介して前記曲げ型を回転させて前記線材を所望の半径で
    目標位置まで曲げるステップと、を備えたことを特徴と
    ずる線材曲げ加工方法。
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