JP2001205340A - 曲げ加工方法および曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲げ加工中に生じるワークの板厚の変化を考
慮してＤ値を算出することにより高精度の曲げ加工を行
うことのできる曲げ加工方法および曲げ加工装置を提供
する。 【解決手段】 加工前板厚Ｔ１を板厚測定手段４１によ
り測定し、これと加工データからスプリングバック量演
算手段２７がスプリングバック量Δθを算出し、これか
ら挟み込み角度演算手段２９が挟み込み角度θ１を算出
する。挟み込み角度θ１に対するパンチＰの相対的スト
ローク量をストローク演算手段３３が算出し、挟み込み
角度θ１の曲げ加工に対するパンチ直下におけるワーク
Ｗの曲率半径ρをワーク曲率半径演算手段３１が算出
し、ワーク曲率半径ρと加工前板厚Ｔ１から加工後板厚
Ｔ２を板厚演算手段３５が算出して、加工前板厚Ｔ１と
加工後板厚Ｔ２と挟み込み角度θ１から最終的なパンチ
のストローク量ＳＴＢを最終ストローク演算手段３７が
算出した後、ストローク指令部３９が曲げ加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、パンチを相対的
にストロークさせてダイとの協働によりワークの曲げ加
工を行う曲げ加工方法および曲げ加工装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、曲げ加工を行う際に、パンチ
とダイの相対距離であるＤ値を制御することにより所望
の角度を得るようにしている。このような曲げ加工に際
して、ワークの板厚を測定し、この板厚をＮＣ装置に入
力して所望の曲げ角度（例えば９０度）に対するＤ値を
計算し、曲げ加工を行うのが一般的である。

【０００３】また、特開昭６３−１５７７２２号公報に
示されているように、ラムを昇降させるサーボモータの
トルクからダイに対するパンチの相対的な加圧力を測定
し、トルクの立ち上がり位置をワークの上面位置として
板厚を検出することも行われている。

【０００４】さらに、特開平６−７４７４６号公報に示
されているように、ラムを駆動するボールネジのバック
ラッシュに基づく、リニアスケールの値とＮＣ装置の指
令値との差が発生する時点を、パンチがワークに接触す
る基準点として板厚の測定を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような特開昭６３−１５７７２２号公報に示されている
場合も、特開平６−７４７４６号公報に示されている場
合も、曲げ加工中にワークの実際の板厚が変化（減少）
する現象が生じるが、この板厚の減少分を考慮してＤ値
を算出したものではなく、曲げ加工スタート時のパンチ
とワークの接触位置検出に基づいてワークの板厚を検出
している。従って、Ｄ値が、曲げ加工が完全にスタート
した後の板厚変化（減少）をとらえて算出されたもので
はないため、目標角度を正確に得ることができないとい
う問題がある。

【０００６】この発明の目的は、以上のような従来の技
術の問題点に着目してなされたものであり、曲げ加工中
に生じるワークの板厚の変化を考慮してＤ値を算出する
ことにより高精度の曲げ加工を行うことのできる曲げ加
工方法およ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】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明の曲げ加工方法は、入力され
たワーク条件、金型条件および曲げ加工条件等の加工デ
ータに基づいてパンチを相対的にストロークさせて、ダ
イの内部に設けられダイのＶ溝に突出して上下移動自在
の変位計により、パンチのダイに対する相対的ストロー
ク量を直接検出してパンチの相対的ストロークを制御す
る曲げ加工方法において、前記ワークの曲げ加工前の板
厚を測定し、この測定されたワークの加工前板厚および
前記加工データに基づいてワークのスプリングバック量
を算出し、算出されたスプリングバック量に基づいて挟
み込み角度を算出し、この挟み込み角度に対して曲げ加
工を行うためのパンチの相対的ストローク量を算出し、
前記挟み込み角度に対して曲げ加工を行った場合のパン
チ直下におけるワークの曲率半径を算出し、算出された
ワーク曲率半径と前記ワークの加工前板厚に基づいて曲
げ加工終了時におけるワークの加工後板厚を算出し、前
記ワークの加工前板厚および加工後板厚と前記挟み込み
角度に基づいて最終的なパンチのストローク量を算出
し、前記変位計によりストロークを監視しながら前記最
終的なストローク量となるようにパンチを相対的に移動
させて曲げ加工を行うこと、を特徴とするものである。

【０００８】従って、ワーク条件、金型条件および曲げ
加工条件等の加工データを入力して、パンチを相対的に
ストロークさせてダイとの協働によりワークの曲げ加工
を行う際に、ワークを曲げ加工する前の加工前板厚を測
定し、入力されている加工データおよび加工前板厚から
加工後におけるワークのスプリングバック量を算出す
る。この算出されたスプリングバック量に基づいて所望
の曲げ角度に対する挟み込み角度を算出し、この挟み込
み角度で曲げ加工を行う際のパンチの相対的ストローク
量を算出すると共に前記挟み込み角度に対して曲げ加工
を行った場合のパンチ直下におけるワークの曲率半径を
算出する。この算出されたワークの曲率半径とワークの
加工前板厚に基づいて曲げ加工終了時におけるワークの
加工後板厚を算出し、加工前板厚および加工後板厚と挟
み込み角度に基づいて最終的なパンチのストローク量を
算出した後、この最終的なストローク量に対して実際に
パンチを相対的に移動させ、ダイの内部に設けられダイ
のＶ溝に突出して上下移動自在の変位計によりパンチの
相対的変位を直接検出しながら曲げ加工を行う。

【０００９】請求項２による発明の曲げ加工装置は、入
力手段により入力されたワーク条件、金型条件および曲
げ加工条件等の加工データに基づいてパンチを相対的に
ストロークさせて、ダイの内部に設けられダイのＶ溝に
突出して上下移動自在の変位計により、パンチのダイに
対する相対的ストローク量を直接検出してパンチの相対
的ストロークを制御する曲げ加工装置であって、前記ワ
ークの曲げ加工前の加工前板厚を測定する板厚測定手段
と、この測定されたワークの加工前板厚および前記加工
データに基づいて前記ワークのスプリングバック量を算
出するスプリングバック量演算手段と、算出されたスプ
リングバック量に基づいて挟み込み角度を算出する挟み
込み角度演算手段と、この挟み込み角度に対して曲げ加
工を行うためのパンチの相対的ストローク量を算出する
ストローク演算手段と、前記挟み込み角度に対して曲げ
加工を行った場合のパンチ直下におけるワークの曲率半
径を算出するワーク曲率半径演算手段と、算出されたワ
ーク曲率半径と前記ワークの加工前板厚に基づいて曲げ
加工終了時の加工後板厚を算出する板厚演算手段と、前
記ワークの加工前板厚および加工後板厚と前記挟み込み
角度に基づいて最終的なパンチのストローク量を算出す
る最終ストローク演算手段と、前記変位計によりストロ
ークを監視しながら前記最終的なストローク量に基づい
てパンチを相対的に移動させて曲げ加工を行うストロー
ク指令部と、を備えてなることを特徴とするものであ
る。

【００１０】従って、パンチを相対的にストロークさせ
てダイとの協働によりワークの曲げ加工を行う際に、ワ
ークの曲げ加工前の加工前板厚を板厚測定手段により測
定し、この測定されたワークの加工前板厚および加工デ
ータに基づいてスプリングバック量演算手段によりワー
クのスプリングバック量を算出し、算出されたスプリン
グバック量に基づいて挟み込み角度演算手段が挟み込み
角度を算出して、この挟み込み角度に対して曲げ加工を
行うためのパンチの相対的ストローク量をストローク演
算手段により算出する。そして、前記挟み込み角度に対
して曲げ加工を行った場合のパンチ直下におけるワーク
の曲率半径をワーク曲率半径演算手段により算出し、こ
の算出されたワーク曲率半径と加工前板厚に基づいて曲
げ加工終了時におけるワークの加工後板厚を板厚演算手
段により算出して、加工前板厚および加工後板厚と挟み
込み角度に基づいて最終的なパンチのストローク量を最
終ストローク演算手段により算出した後、変位計により
ストロークを監視しながらストローク指令部の指令によ
り最終的なストローク量に対して実際にパンチを相対的
に移動させ、ダイの内部に設けられダイのＶ溝に突出し
て上下移動自在の変位計によりパンチの相対的変位を直
接検出しながら曲げ加工を行う。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図１および図２には、この発明に係る曲げ
加工装置であるプレスブレーキ１が示されている。な
お、プレスブレーキ１自体はすでによく知られているも
のなので、概略のみ説明する。

【００１３】プレスブレーキ１は、全面中央部にギャッ
プＧを有する全体Ｃ字状の左右の側板３Ｌ、３Ｒが立設
されており、この側板３Ｌ、３Ｒの上部前面にはラムで
ある上部テーブル５Ｕが上下移動自在に設けられてい
る。この上部テーブル５Ｕは、下端部にパンチＰが交換
自在に装着されており、側板３Ｌ、３Ｒの上部に設けら
れている上下シリンダ７により上下移動する。

【００１４】一方、側板３Ｌ、３Ｒの下部前面には、上
端にダイＤが交換自在に装着されている下部テーブル５
Ｌが設けられている。なお、ダイＤの上部にはワークＷ
の曲げ加工を行うためのＶ溝９（図３，図４参照）が、
ダイＤの長手方向に設けられている。また、プレスブレ
ーキ１の近傍には、上下シリンダ７等を制御する制御装
置１１が設けられている。

【００１５】上記構成により、パンチＰとダイＤの間に
位置決めされたワークＷに対してパンチＰを上下シリン
ダ７により下降させて、パンチＰとダイＤとの協働によ
りワークＷの曲げ加工を行う。

【００１６】図３，図４を併せて参照するに、ダイＤの
内部にはダイＤの長手方向に複数の変位計１３が設けら
れている。この変位計１３では、スプリング１５により
常時上方へ付勢されてダイＤのＶ溝９に上下移動自在に
突出する検出ピン１７が設けられており、この検出ピン
１７の上下位置を検出するリニアスケール１９が設けら
れている。

【００１７】従って、パンチＰにより押し曲げられたワ
ークＷが検出ピン１７を下方へ押し、この時の検出ピン
１７の上下位置をリニアスケール１９により検出して、
図４に示されているように、検出ピン１７の上端部とダ
イＤの上面との距離を刃間距離ＳＴとして求め、パンチ
Ｐのストローク位置を検出する。

【００１８】図５を参照するに、制御装置１１では、中
央処理装置であるＣＰＵ２１を有しており、このＣＰＵ
２１には、種々のデータを入力するキーボードのごとき
入力手段２３や種々のデータを表示するＣＲＴのごとき
出力手段２５が接続されている。さらに、変位計１３が
接続されており、検出信号が伝達されるようになってい
る。

【００１９】また、ＣＰＵ２１には、入力された曲げ条
件に基づいてスプリングバック量Δθを算出するスプリ
ングバック量演算手段２７と、スプリングバック量Δθ
に基づいて挟み込み角度θ１を算出する挟み込み角度演
算手段２９と、挟み込み角度θ１に基づいてパンチＰ直
下におけるワークＷの曲率半径ρを算出するワーク曲率
半径演算手段３１と、曲げ加工開始前における真の板厚
である加工前板厚Ｔ１に基づく目標挟み込み角度θ１を
得るストローク演算手段３３と、算出されたワークＷの
曲率半径ρと加工前板厚Ｔ１から曲げ加工終了時ｔ１の
加工後板厚Ｔ２を算出する板厚演算手段３５と、加工前
板厚Ｔ1と加工後板厚Ｔ2から最終のストローク（底位
置）を算出する最終ストローク演算手段３７と、が接続
されている。なお、上下シリンダ７に指令してパンチＰ
を昇降させるストローク指令部３９もＣＰＵ２１に接続
されている。

【００２０】次に、図６〜図１０を参照して、この発明
に係る曲げ加工方法について説明する。

【００２１】スタートしたら（ステップＳＳ）、入力手
段２３により、目標曲げ角度θや金型条件であるダイ溝
角度ＤＡ、ダイＶ幅Ｖ、ダイ肩アールＤＲ、パンチ先端
アールＰＲ、また材料条件としてｎ乗硬化指数、ヤング
率Ｅ、塑性係数Ｆ等の曲げ条件を入力する（ステップＳ
１）。

【００２２】ノギス等の板厚測定手段４１によりワーク
Ｗの板厚測定を行って真の板厚である加工前板厚Ｔ１図
８参照）を入力手段２３から入力し（ステップＳ２）、
板厚演算手段３５が、加工前板厚Ｔ１で曲げ計算を実施
して、ストローク量ＳＴおよび曲げ加工後のワークＷの
パンチＰ直下の加工後板厚Ｔ２を求める（ステップＳ
３）。

【００２３】図９を参照するに、最終ストローク演算手
段３７が、ワークＷ下面の目標底位置ＳＴ０を、ＳＴ０
＝ＳＴ−（Ｔ１−Ｔ２）から算出して（ステップＳ
４）、目標底位置ＳＴ０まで曲げ加工を実施する（ステ
ップＳ５）。

【００２４】図７を参照するに、前記曲げ加工において
は、前述のステップＳ１およびステップＳ２において入
力された曲げ角度θ、ワークＷの実板厚Ｔ１、曲げ長さ
Ｂ、摩擦係数μ、ダイ溝角度ＤＡ、ダイＶの幅Ｖ、ダイ
肩アールＤＲ、パンチ先端アールＰＲ、材料条件として
のｎ乗硬化指数、ヤング率Ｅ、塑性係数Ｆ等の曲げ条件
から（ステップＳ６）、スプリングバック量演算手段２
７がスプリングバック量Δθを算出する（ステップＳ
７）。すなわち、Δθ＝ｆ１（θ１、Ｔ１、Ｂ、μ、Ｄ
Ａ、Ｖ、ＤＲ、ＰＲ、ｎ、Ｅ、Ｆ）からスプリングバッ
ク量Δθを算出する。

【００２５】次いで、挟み込み角度演算手段２９が、目
標曲げ角度θからスプリングバック量Δθを除して挟み
込み角度θ１を算出する。すなわち、θ１＝θ−Δθか
ら算出される（ステップＳ８）。

【００２６】ワーク曲率半径演算手段３１が。算出され
た挟み込み角度θ１で曲げ加工された時のパンチＰ直下
におけるワークＷの曲率半径ρを、ρ＝ｆ３（θ１、Ｔ
１、Ｂ、μ、ＤＡ、Ｖ、ＤＲ、ＰＲ、ｎ、Ｆ）により算
出する（ステップＳ９）。そして、図１０を参照する
に、板厚演算手段３５が、挟み込み角度θ１で曲げ加工
を行った後のパンチＰ直下の加工後板厚Ｔ２を、Ｔ２＝
ｆ４（ρ、Ｔ１）から算出する（ステップＳ１０）。

【００２７】ストローク演算手段３３は、曲げ加工中の
ワークＷの板厚が加工前板厚Ｔ１であるとした時の目標
挟み込み角度θ１に対する仮の目標底位置となるパンチ
ストロークＳｔを、Ｓｔ＝ｆ２（θ１、Ｔ１、Ｂ、μ、
ＤＡ、Ｖ、ＤＲ、ＰＲ、ｎ、Ｆ）から算出する（ステッ
プＳ１１）。

【００２８】曲げ加工中にワークＷの板厚が減少して現
実のワークＷの底位置がずれるため、先に求めた仮の目
標底位置Ｓｔを板厚減少分（Ｔ１−Ｔ２）だけ上方へシ
フトさせてパンチＰの底位置を修正する（ステップＳ１
２）。すなわち、最終底位置のパンチストロークＳＴＢ
は、ＳＴＢ＝Ｓｔ−（Ｔ１−Ｔ２）より得られるので、
ストローク指令部３９はこのパンチストロークＳＴＢで
パンチＰのストロークを制御して曲げ加工を行う（ステ
ップＳ１３）。

【００２９】そして、図６に戻って、曲げ加工を終了す
る（ステップＳＥ）。

【００３０】以上の結果から、曲げ加工に伴うワークＷ
の板厚の減少を考慮して最終的なパンチＰのストローク
量を算出し、このストローク量に基づいて曲げ加工を行
うので、高精度な曲げ加工を行うことができる。

【００３１】なお、この発明は前述の発明の実施の形態
に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、
その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述
の発明の実施の形態においては、パンチＰが昇降してワ
ークＷの曲げ加工を行うプレスブレーキ１について説明
したが、ダイＤが昇降するタイプのプレスブレーキでも
まったく同様に適用することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よる曲げ加工方法では、ワーク条件、金型条件および曲
げ加工条件等の加工データを入力して、パンチを相対的
にストロークさせてダイとの協働によりワークの曲げ加
工を行う際に、ワークを曲げ加工する前の加工前板厚を
測定し、入力されている加工データおよび加工前板厚か
ら加工後におけるワークのスプリングバック量を算出す
る。この算出されたスプリングバック量に基づいて所望
の曲げ角度に対する挟み込み角度を算出し、この挟み込
み角度で曲げ加工を行う際のパンチの相対的ストローク
量を算出すると共に前記挟み込み角度に対して曲げ加工
を行った場合のパンチ直下におけるワークの曲率半径を
算出する。この算出されたワーク曲率半径とワークの加
工前板厚に基づいて曲げ加工終了時におけるワークの加
工後板厚を算出し、加工前板厚および加工後板厚と挟み
込み角度に基づいて最終的なパンチのストローク量を算
出した後、この最終的なストローク量に対して実際にパ
ンチを相対的に移動させ、ダイの内部に設けられダイの
Ｖ溝に突出して上下移動自在の変位計によりパンチの相
対的変位を直接検出しながら曲げ加工を行うので、曲げ
加工に伴う板厚の減少を考慮した高精度の曲げ加工を行
うことができる。

【００３３】請求項２の発明による曲げ加工装置では、
パンチを相対的にストロークさせてダイとの協働により
ワークの曲げ加工を行う際に、ワークの曲げ加工前の加
工前板厚を板厚測定手段により測定し、この測定された
ワークの加工前板厚および加工データに基づいてスプリ
ングバック量演算手段によりワークのスプリングバック
量を算出し、算出されたスプリングバック量に基づいて
挟み込み角度演算手段が挟み込み角度を算出して、この
挟み込み角度に対して曲げ加工を行うためのパンチの相
対的ストローク量をストローク演算手段により算出す
る。そして、前記挟み込み角度に対して曲げ加工を行っ
た場合のパンチ直下におけるワークの曲率半径をワーク
曲率半径演算手段により算出し、この算出されたワーク
曲率半径と加工前板厚に基づいて曲げ加工終了時におけ
るワークの加工後板厚を板厚演算手段により算出して、
加工前板厚および加工後板厚と挟み込み角度に基づいて
最終的なパンチのストローク量を最終ストローク演算手
段により算出した後、変位計によりストロークを監視し
ながらストローク指令部の指令により最終的なストロー
ク量に対して実際にパンチを相対的に移動させ、ダイの
内部に設けられダイのＶ溝に突出して上下移動自在の変
位計によりパンチの相対的変位を直接検出しながら曲げ
加工を行うので、曲げ加工に伴う板厚の減少を考慮した
高精度の曲げ加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる曲げ加工装置としてのプレス
ブレーキを示す正面図である。

【図２】図１中II方向から見た側面図である。

【図３】変位計を示す断面図である。

【図４】刃間距離を示す説明図である。

【図５】制御装置の構成を示すブロック図である。

【図６】この発明にかかる曲げ加工方法を示すフローチ
ャートである。

【図７】曲げによるワークの板厚減少をストローク制御
に反映するフローチャートである。

【図８】ワークの加工前板厚を示す説明図である。

【図９】ワークの加工後板厚を示す説明図である。

【図１０】ワークの曲率半径と加工後板厚の関係を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ プレスブレーキ（曲げ加工装置） ９ Ｖ溝 １３ 変位計 ２３ 入力手段 ２７ スプリングバック量演算手段 ２９ 挟み込み角度演算手段 ３１ ワーク曲率半径演算手段 ３３ ストローク演算手段 ３５ 板厚演算手段 ３７ 最終ストローク演算手段 ３９ ストローク指令部 ４１ 板厚測定手段 Ｐ パンチ Ｄ ダイ Ｗ ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 英勝 神奈川県秦野市南ヶ丘２−２ Ｆターム(参考） 4E063 AA01 BA07 FA05 JA07 LA10 LA15 LA17

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されたワーク条件、金型条件および
   曲げ加工条件等の加工データに基づいてパンチを相対的
   にストロークさせて、ダイの内部に設けられダイのＶ溝
   に突出して上下移動自在の変位計により、パンチのダイ
   に対する相対的ストローク量を直接検出してパンチの相
   対的ストロークを制御する曲げ加工方法において、前記
   ワークの曲げ加工前の板厚を測定し、この測定されたワ
   ークの加工前板厚および前記加工データに基づいてワー
   クのスプリングバック量を算出し、算出されたスプリン
   グバック量に基づいて挟み込み角度を算出し、この挟み
   込み角度に対して曲げ加工を行うためのパンチの相対的
   ストローク量を算出し、前記挟み込み角度に対して曲げ
   加工を行った場合のパンチ直下におけるワークの曲率半
   径を算出し、算出されたワーク曲率半径と前記ワークの
   加工前板厚に基づいて曲げ加工終了時におけるワークの
   加工後板厚を算出し、前記ワークの加工前板厚および加
   工後板厚と前記挟み込み角度に基づいて最終的なパンチ
   のストローク量を算出し、前記変位計によりストローク
   を監視しながら前記最終的なストローク量となるように
   パンチを相対的に移動させて曲げ加工を行うこと、を特
   徴とする曲げ加工方法。
2. 【請求項２】 入力手段により入力されたワーク条件、
   金型条件および曲げ加工条件等の加工データに基づいて
   パンチを相対的にストロークさせて、ダイの内部に設け
   られダイのＶ溝に突出して上下移動自在の変位計によ
   り、パンチのダイに対する相対的ストローク量を直接検
   出してパンチの相対的ストロークを制御する曲げ加工装
   置であって、前記ワークの曲げ加工前の加工前板厚を測
   定する板厚測定手段と、この測定されたワークの加工前
   板厚および前記加工データに基づいて前記ワークのスプ
   リングバック量を算出するスプリングバック量演算手段
   と、算出されたスプリングバック量に基づいて挟み込み
   角度を算出する挟み込み角度演算手段と、この挟み込み
   角度に対して曲げ加工を行うためのパンチの相対的スト
   ローク量を算出するストローク演算手段と、前記挟み込
   み角度に対して曲げ加工を行った場合のパンチ直下にお
   けるワークの曲率半径を算出するワーク曲率半径演算手
   段と、算出されたワーク曲率半径と前記ワークの加工前
   板厚に基づいて曲げ加工終了時の加工後板厚を算出する
   板厚演算手段と、前記ワークの加工前板厚および加工後
   板厚と前記挟み込み角度に基づいて最終的なパンチのス
   トローク量を算出する最終ストローク演算手段と、前記
   変位計によりストロークを監視しながら前記最終的なス
   トローク量に基づいてパンチを相対的に移動させて曲げ
   加工を行うストローク指令部と、を備えてなることを特
   徴とする曲げ加工装置。