JP2004034074A - 曲げ加工方法、曲げ加工機、及び温間金型装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】マグネシウムやテンレス等の難加工材からなるワークに対して曲げ加工を場合であっても、ワークＷの曲げ部にひび，割れが発生することを防止しつつ、ワークの曲げ部の曲げ半径を容易に小さくすることができる曲げ加工方法を提供する。
【解決手段】本体フレームの下部に設けられた下部テーブル１３と、本体フレーム上部に上下方向へ移動可能に設けられた上部テーブル１７と、下型５のＶ溝５ａの溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられかつワークＷの曲げ部Ｗａに接触してワークＷの曲げ部を加熱するヒータ２９と、ヒータを上方向へ付勢可能な付勢部材３３と備えるようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】本体フレームの下部に設けられた下部テーブル１３と、本体フレーム上部に上下方向へ移動可能に設けられた上部テーブル１７と、下型５のＶ溝５ａの溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられかつワークＷの曲げ部Ｗａに接触してワークＷの曲げ部を加熱するヒータ２９と、ヒータを上方向へ付勢可能な付勢部材３３と備えるようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲げ加工方法、曲げ加工機、及び温間金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な曲げ加工機について簡単に説明すると、次のようになる。
【０００３】
前記曲げ加工機は、上型の先端部を下型のＶ溝内に相対的に進入させることにより、前記下型に支持された板状のワークに対して曲げ加工を行うものであって、本体フレームをベースとしている。前記本体フレームの下部には、左右方向へ延びた下部テーブルが設けられており、この下部テーブルの上側には、前記下型が着脱可能に取付けられている。また、前記本体フレームの上部には、左右方向へ延びた上部テーブルが上下方向へ移動可能に設けられており、この上部テーブルの下側には、前記上型が着脱可能に取付けられている。更に、前記本体フレームの左側上部と右側上部には、前記上部テーブルを上下方向へ移動させる曲げ加工用油圧シリンダがそれぞれ設けられている。
【０００４】
従って、ワークの曲げ部が前記Ｖ溝の溝中心部の真上に位置するように、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めする。そして、前記曲げ加工用油圧シリンダの作動により前記上部テーブルを下方向へ移動させて、前記上型の先端部を前記下型の前記Ｖ溝内に進入させる。これによって、ワークの曲げ角度が所定の曲げ角度になるように、ワークに対して曲げ加工（冷間曲げ加工）を行うことができる。
【０００５】
また、ワークに対して温間曲げ加工を行う場合にあっては、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めする前に、前記本体フレームの近傍に配置したワーク加熱装置によりワークの曲げ部周辺（曲げ部を含む）を加熱してワークの曲げ部周辺を曲げ易くしておく。
【０００６】
【発明が解決しようとｎする課題】
ところで、マグネシウムやステンレス等の難加工材からなるワークに対して前述のような冷間曲げ加工を行う場合にあっては、大きな曲げ荷重を必要とし、前記上部テーブルを前記下部テーブルに対して相対的に移動させるアクチュエータが大型化するという問題がある。更に、上記の場合には、ワークの曲げ部にひび，割れの発生を防止しつつワークの曲げ部の曲げ半径を小さくすることが容易でないという問題がある。
【０００７】
また、難加工材からなるワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めする前に、ワークの曲げ部周辺を加熱しておいても、曲げ加工時にワークの曲げ部付近の温度が急激に低下することがあり、上記の問題を完全に解決することはできない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、上型の先端部を下型のＶ溝内に相対的に進入させることにより、前記下型に支持された板状のワークに対して曲げ加工を行う曲げ加工方法において、
ワークの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、前記下型に設けられたヒータが、ワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明にあっては、上型の先端部を下型のＶ溝内に相対的に進入させることにより、前記下型に支持された板状のワークに対して曲げ加工を行う曲げ加工機において、
本体フレームと、
前記本体フレームの下部に設けられ、上側に前記下型が取付けられる下部テーブルと、
前記本体フレームの上部に前記下部テーブルに対して相対的に上下方向へ移動可能に設けられ、下側に前記上型が取付けられる上部テーブルと、
前記下型の前記Ｖ溝の溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられ、ワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱するヒータと、
前記ヒータを上方向へ付勢可能な付勢部材と、
を備えてなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明特定事項によると、ワークの曲げ部が前記Ｖ溝の溝中心部の真上に位置するように、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めする。そして、前記上部テーブルを前記下部テーブルに対して相対的に下方向へ移動させて、前記上型の先端部を前記下型の前記Ｖ溝内に相対的に進入させる。これによって、ワークの曲げ角度が所定の曲げ角度になるように、ワークに対して曲げ加工を行うことができる。
【００１１】
ここで、前記ヒータが前記下型の前記Ｖ溝の溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられてあって、前記ヒータが前記付勢部材により上方向へ付勢されるため、ワークの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱することできる。
【００１２】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項２に記載の発明特定事項の他に、曲げ加工前の通常状態の下で、前記ヒータの上面の高さ位置が前記下型の上面の高さ位置と略同じになるように構成してなることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明特定事項によると、請求項２に記載の発明特定事項による作用の他に、曲げ加工前の通常状態の下で前記ヒータの上面の高さ位置が前記下型の上面の高さ位置と略同じであるため、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めしたときから、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱することできる。
【００１４】
請求項４に記載の発明にあっては、請求項２又は請求項３に記載の発明特定事項の他に、前記上部テーブル，前記下部テーブルのうち少なくともいずれかのテーブルを動作させるアクチュエータと、
入力データに基づいて加工データを算出する加工データ算出手段と、
前記下型，前記上型，前記下部テーブル，前記上部テーブル，前記本体フレームのうちの適数のプレス構成部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記適数のプレス構成部材の温度変化に基づいて前記ヒータの加熱に伴う前記適数のプレス構成部材の熱変形量を算出する熱変形量算出手段と、
前記熱変形量に基づいて前記加工データを補正する加工データ補正手段と、
補正された加工データに基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段と、
を備えてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明特定事項によると、請求項２又は請求項３に記載の発明特定事項による作用の他に、前記加工データ算出手段によって前記入力データに基づいて加工データを算出する一方、前記温度検出手段によって前記適数のプレス構成部材の温度を検出し、前記熱変形量算出手段によって前記適数のプレス構成部材の温度変化に基づいて前記ヒータの加熱に伴う前記適数のプレス構成部材の前記熱変形量を算出する。そして、前記加工データ補正手段によって前記熱変形量に基づいて前記加工データを補正し、前記アクチュエータ制御手段によって補正された加工データに基づいて前記アクチュエータを制御して少なくとも前記いずれかのテーブルを動作させる。
【００１６】
請求項５に記載の発明にあっては、板状のワークの曲げ部を加熱しつつワークに対して曲げ加工を行うために用いられる温間金型装置において、
Ｖ溝を有する下型と、
前記下型の前記Ｖ溝の溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられ、ワークの曲げ部に接触してワークの曲げ部を加熱するヒータと、
前記下型に設けられ、前記ヒータを上方向へ付勢可能な付勢部材と、
を備えてなることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明特定事項によると、前記ヒータが前記下型の前記Ｖ溝の溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられてあって、前記ヒータが前記付勢部材により上方向へ付勢されるため、ワークの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱することできる。
【００１８】
請求項６に記載の発明にあっては、請求項５に記載の発明特定事項の他に、曲げ加工前の通常状態の下で、前記ヒータの上面の高さ位置が前記下型の上面の高さ位置と略同じになるように構成してなることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明特定事項によると、請求項５に記載の発明特定事項による作用の他に、曲げ加工前の通常状態の下で前記ヒータの上面の高さ位置が前記下型の上面の高さ位置と略同じであるため、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めしたときから、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱することできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工方法を説明する図であって、図２は、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機の正面図であって、図３は、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機の側断面図であって、図４は、本発明の実施の形態に係わる制御ブロック図である。
【００２２】
ここで、「前」は、図１及び図３において左，図２において紙面向かって表のことをいい、「後」は、図１及び図３において右，図２において紙面向かって裏のことをいい、「左」は、図１及び図３において紙面に向かって裏，図２において左のことをいい、「右」は、図１及び図３において紙面に向かって表，図２において右のことをいい、「上」は、図１から図３において上，「下」は、図１から図３において下のことをいう。
【００２３】
図１から図３に示すように、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機１は、上型３の先端部を下型５のＶ溝５ａ内に進入させることにより、下型５に支持された板状のワークＷに対して曲げ加工を行う機械であって、本体フレーム７をベースとしている。ここで、本体フレーム７は、左右に離隔した一対の側板９Ｌ，９Ｒと、一対の側板９Ｌ，９Ｒを連結する複数の連結部材１１とを備えている。
【００２４】
一対の側板９Ｌ，９Ｒの下部には、左右方向へ延びた下部テーブル１３が設けられており、この下部テーブル１３の上側には、下型５が下型取付具１５（図１においては省略している）を介して着脱可能に取付けられている。一対の側板９Ｌ，９Ｒの上部には、左右方向へ延びた上部テーブル１７が上下方向へ移動可能に設けられており、この上部テーブル１７の下側には、上型３が上型取付具１９（図１においては省略している）を介して着脱可能に取付けられている。そして、一対の側板９Ｌ，９Ｒの上部には、上部テーブル１７を上下方向へ移動させる曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒが設けられている。なお、上部テーブル１７を上下方向へ移動させる代わりに、下部テーブル１３を上下方向へ移動させるようにしても差し支えない。
【００２５】
下部テーブル１３の下側の適宜位置には、一対のクラウニング用油圧シリンダ２３が設けてあり、一対のクラウニング用油圧シリンダ２３は、下部テーブル１３の中央部を上部テーブル１７側（上側）へ加圧することによってワークＷの曲げ長さ方向に亘って曲げ角度のばらつきを抑制するものである。
【００２６】
ここで、一対のクラウニング用油圧シリンダ２３による加圧力の和（ＰＣ）と一対の曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒによる加圧力の和（ＰＬ＋ＰＲ）の関係を示すものとして、クラウニング圧力比率（以下、適宜にＣＣという）があり、ＣＣは、次のように与えられる。
【００２７】
ＣＣ＝｛ＰＣ／（ＰＬ＋ＰＲ）｝×１００％
また、ワークＷを下型５に対して前後方向へ位置決めするため、本体フレーム７における上部テーブル１７の後側には、バックゲージ２５が前後方向へ位置調節可能に設けられており、このバックゲージ２５はワークＷの後端面が突き当たり可能な突き当て面２５ａを有している。
【００２８】
図２に示すように、下型５のＶ溝５ａの溝中心部には、ガイド穴２７が形成されており、このガイド穴２７には、ワークＷの曲げ部Ｗａに接触してワークＷの曲げ部Ｗａを加熱するヒータ２９がヒータ支持部材３１を介して上下方向へ移動可能に設けられている。また、ガイド穴２７におけるヒータ支持部材３１の下側には、ヒータ２９を上方向へ付勢可能なスプリング３３が設けられており、曲げ加工前の通常状態の下で、ヒータ支持部材３１の一部がガイド穴２７のストッパ部（図示省略）に下方向から突き当たってヒータ２９の上面の高さ位置が下型５の上面の高さ位置と略同じになるように構成してある。ここで、下型５と、ヒータ２７と、ヒータ支持部材３１と、スプリング３３とによって、ワークＷの曲げ部Ｗａを加熱してワークＷに対して曲げ加工を行うために用いられる温間金型装置が構成される。
【００２９】
なお、ガイド穴２７及びヒータ２９をそれぞれ左右方向へ延びるように構成したり、又はガイド穴２７及びヒータ２９をそれぞれ左右方向へ適宜間隔に複数設けるようにしたりする等、適宜の変更をすることができる。また、前記温間金型装置からヒータ支持部材３１を省略してスプリング３３によってヒータ２９を直接付勢するようにしてもよい。
【００３０】
図４に示すように、曲げ加工機１は曲げ加工制御システム３５を備えており、このプレス加工制御システム３５はワークＷに対して高精度な曲げ加工を行うためのシステムであって、詳細に以下のようになる。
【００３１】
即ち、曲げ加工制御システム３５は、ＣＰＵ３７と、入力部３９と、記憶部４１と、加工データ算出部４３と、複数の温度センサ４５と、熱変形量算出部４７と、加工データ補正部４９と、シリンダ制御部５１とを主要な構成要素としている。
【００３２】
入力部３９は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、機械データ、ワークデータ、製品データ等の入力データを入力するものである。ここで、前記機械データとは、例えば上部テーブル１７と下部テーブル１３の所定箇所の寸法，上部テーブル１７と下部テーブル１３のヤング率等のことをいい、前記ワークデータとは、例えばワークＷの曲げ部Ｗａの左右方向の長さ，ワークＷのヤング率等のことをいい、前記製品データとは、例えば曲げフランジ，所定の曲げ角度等のことをいう。
【００３３】
記憶部４１は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、種々のデータ等を記憶するものである。
【００３４】
加工データ算出部４３は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、前記入力データに基づいて加工データを算出するものである。ここで、前記加工データとは、本発明の実施の形態にあっては、ワークＷの曲げ角度が前記所定の曲げ角度になるための上型３の先端部と下型５のＶ溝５ａの溝底部の高さ間隔（以下、適宜にＤ値という）のデータ、及びクラウニング圧力比率（ＣＣ）のデータことをいう。また、Ｄ値のデータを算出するＤ値算出式、及びＣＣのデータを算出するＣＣ算出式は、実験的に求められてあって記憶部３５に記憶されている。
【００３５】
また、複数の温度センサ４５は、ＣＰＵ３７に電気的に接続してあって、下型５の前面に左右方向へ適宜間隔に適宜に配置されている。
【００３６】
熱変形量算出部４７は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、下型５の温度変化に基づいてヒータ２９の加熱に伴う下型５をはじめとする機械系フレーム（上型３、下部テーブル１３、上部テーブル１７、側板９Ｌ，９Ｒ等）の熱変形量（熱膨張量）を算出するもである。ここで、下型５をはじめとする機械系フレームの熱変形量を算出する計算式は、実験的に求められてあって記憶部４１に記憶されている。
【００３７】
加工データ補正部４９は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、下型５をはじめとする機械系フレームの前記熱変形量に基づいて加工データ（Ｄ値のデータ及びＣＣのデータ）を補正するものである。ここで、Ｄ値のデータの補正値（補正式を含む）、及びＣＣのデータの補正値（補正式を含む）は、実験的に求められてあって記憶部４１に記憶されている。
【００３８】
シリンダ制御部５１は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、補正された加工データ（Ｄ値のデータ、及びＣＣのデータ）に基づいて曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒ及びクラウニング用油圧シリンダ２３を制御するものである。
【００３９】
次に、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工方法について、作用を含めて説明する。
【００４０】
ワークＷを後方向へ移動させて、ワークＷの後端面をバックゲージ２５のワークＷの曲げ部ＷａがＶ溝５ａの溝中心部の真上に位置するように、ワークＷを下型５に対して前後方向へ位置決めする（図１（ａ）参照）。そして、一対の曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒの作動により上部テーブル１７を下方向へ移動させて、上型３の先端部を下型５のＶ溝５ａ内に進入させる共に、一対のクラウニング用油圧シリンダ２３の作動により下部テーブル１３の中央部を上部テーブル１７側（上側）へ加圧する。これによって、ワークＷの曲げ長さ方向に亘って曲げ角度のばらつきを抑制しつつ、ワークＷの曲げ角度が前記所定の曲げ角度になるように、ワークＷに対して曲げ加工を行うことができる（図１（ｂ）参照）。
【００４１】
ここで、曲げ加工前の通常状態の下でヒータ２９の上面の高さ位置が下型５の上面の高さ位置と略同じであって、ヒータ２９が下型５のＶ溝５ａの溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられ、かつヒータ２９がスプリング３３により上方向へ付勢されるため、ワークＷを下型５に対して前後方向へ位置決めしたときから、ワークＷの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、ヒータ２９がワークＷの曲げ部Ｗａに接触しつつワークＷの曲げ部Ｗａを加熱することできる。
【００４２】
更に、ワークＷを曲げる過程において、加工データ算出部４３によって前記入力データに基づいて前記加工データ（Ｄ値のデータ及びＣＣのデータ）を算出する一方、複数の温度センサ４５によって下型５の温度を検出し、熱変形量算出部４７によって下型５の温度変化に基づいてヒータ２９の加熱に伴う下型５をはじめとする機械系フレームの前記熱変形量を算出する。なお、本発明の実施の形態にあっては、下型５の温度変化に基づいて下型５をはじめとする機械系フレームの前記熱変形量を算出しているが、下型５の他に下部テーブル１３、上部テーブル１７等の温度を検出し、下型５をはじめとする機械系フレームの温度変化に基づいて機械系フレームの前記熱変形量を算出してもよい。
【００４３】
そして、加工データ補正部４９によって前記熱変形量に基づいて前記加工データを補正し、シリンダ制御部５１によって補正された加工データに基づいて一対の曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒを制御して上部テーブル１７を下方向へ移動させると共に、一対のクラウニング用油圧シリンダ２３を制御して下部テーブル１３の中央部を上部テーブル１７側へ加圧する。なお、前記熱変形量の算出、前記加工データの補正は、ワークＷの曲げ角度が前記所定の曲げ角度になるまで、繰り返して多数回行ってもよい。
【００４４】
以上の如き、本発明の実施の形態によれば、ワークＷを下型５に対して前後方向へ位置決めしたときから、ワークＷの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、ヒータ２９がワークＷの曲げ部Ｗａに接触しつつワークＷの曲げ部Ｗａを加熱するため、マグネシウムやステンレス等の難加工材からなるワークＷに対して曲げ加工を行う場合であっても、大きな曲げ荷重を不要として、上部テーブル１７を上下方向へ移動させる一対の曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒが大型化することを回避できると共に、ワークＷの曲げ部Ｗａにひび，割れが発生することを防止しつつ、ワークＷの曲げ部Ｗａの曲げ半径を容易に小さくすることができる。
【００４５】
また、ヒータ２９の加熱に伴う下型５の前記熱変形量に基づいて前記加工データを補正しているため、前記熱変形量も加味して一対の曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒ及び一対のクラウニング用油圧シリンダ２３を制御でき、ワークＷの曲げ加工精度の向上を図ることができる。
【００４６】
なお、本発明は、前述の発明の実施の形態の説明に限るものではなく、例えば、下型５の熱変形量を算出するだけでなく、上型３、下部テーブル１３、上部テーブル１７、側板９Ｌ，９Ｒの熱変形量を算出し、これらの熱変形量を含めて前記加工データの補正を行うようにしてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１から請求項６のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、ワークの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱するため、マグネシウムやステンレス等の難加工材からなるワークに対して曲げ加工を行う場合であっても、大きな曲げ荷重を不要として、前記上部テーブルを前記下部テーブルに対して相対的に移動させるアクチュエータが大型化することを回避できると共に、ワークの曲げ部にひび，割れが発生することを防止しつつ、ワークの曲げ部の曲げ半径を容易に小さくすることができる。特に、請求項３又は請求項６に記載の発明によれば、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めしたときから、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱することができるため、前述の効果が更に向上するものである。
【００４８】
請求項４に記載の発明によれば、前述の効果の他に、前記熱変形量に基づいて前記加工データを補正しているため、前記熱変形量も加味して前記アクチュエータを制御でき、ワークの曲げ加工精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる曲げ加工方法を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機の側断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる制御ブロック図である。
【符号の説明】
１ 曲げ加工機
３ 上型
５ 下型
７ 本体フレーム
１３ 下部テーブル
１７ 上部テーブル
２１Ｌ，２１Ｒ 曲げ加工用油圧シリンダ
２３ クラウニング用油圧シリンダ
２９ ヒータ
３３ スプリング
４３ 加工データ算出部
４５ 温度センサ
４７ 熱変形量算出部
４９ 加工データ補正部
５１ シリンダ制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲げ加工方法、曲げ加工機、及び温間金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な曲げ加工機について簡単に説明すると、次のようになる。
【０００３】
前記曲げ加工機は、上型の先端部を下型のＶ溝内に相対的に進入させることにより、前記下型に支持された板状のワークに対して曲げ加工を行うものであって、本体フレームをベースとしている。前記本体フレームの下部には、左右方向へ延びた下部テーブルが設けられており、この下部テーブルの上側には、前記下型が着脱可能に取付けられている。また、前記本体フレームの上部には、左右方向へ延びた上部テーブルが上下方向へ移動可能に設けられており、この上部テーブルの下側には、前記上型が着脱可能に取付けられている。更に、前記本体フレームの左側上部と右側上部には、前記上部テーブルを上下方向へ移動させる曲げ加工用油圧シリンダがそれぞれ設けられている。
【０００４】
従って、ワークの曲げ部が前記Ｖ溝の溝中心部の真上に位置するように、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めする。そして、前記曲げ加工用油圧シリンダの作動により前記上部テーブルを下方向へ移動させて、前記上型の先端部を前記下型の前記Ｖ溝内に進入させる。これによって、ワークの曲げ角度が所定の曲げ角度になるように、ワークに対して曲げ加工（冷間曲げ加工）を行うことができる。
【０００５】
また、ワークに対して温間曲げ加工を行う場合にあっては、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めする前に、前記本体フレームの近傍に配置したワーク加熱装置によりワークの曲げ部周辺（曲げ部を含む）を加熱してワークの曲げ部周辺を曲げ易くしておく。
【０００６】
【発明が解決しようとｎする課題】
ところで、マグネシウムやステンレス等の難加工材からなるワークに対して前述のような冷間曲げ加工を行う場合にあっては、大きな曲げ荷重を必要とし、前記上部テーブルを前記下部テーブルに対して相対的に移動させるアクチュエータが大型化するという問題がある。更に、上記の場合には、ワークの曲げ部にひび，割れの発生を防止しつつワークの曲げ部の曲げ半径を小さくすることが容易でないという問題がある。
【０００７】
また、難加工材からなるワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めする前に、ワークの曲げ部周辺を加熱しておいても、曲げ加工時にワークの曲げ部付近の温度が急激に低下することがあり、上記の問題を完全に解決することはできない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、上型の先端部を下型のＶ溝内に相対的に進入させることにより、前記下型に支持された板状のワークに対して曲げ加工を行う曲げ加工方法において、
ワークの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、前記下型に設けられたヒータが、ワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明にあっては、上型の先端部を下型のＶ溝内に相対的に進入させることにより、前記下型に支持された板状のワークに対して曲げ加工を行う曲げ加工機において、
本体フレームと、
前記本体フレームの下部に設けられ、上側に前記下型が取付けられる下部テーブルと、
前記本体フレームの上部に前記下部テーブルに対して相対的に上下方向へ移動可能に設けられ、下側に前記上型が取付けられる上部テーブルと、
前記下型の前記Ｖ溝の溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられ、ワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱するヒータと、
前記ヒータを上方向へ付勢可能な付勢部材と、
を備えてなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明特定事項によると、ワークの曲げ部が前記Ｖ溝の溝中心部の真上に位置するように、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めする。そして、前記上部テーブルを前記下部テーブルに対して相対的に下方向へ移動させて、前記上型の先端部を前記下型の前記Ｖ溝内に相対的に進入させる。これによって、ワークの曲げ角度が所定の曲げ角度になるように、ワークに対して曲げ加工を行うことができる。
【００１１】
ここで、前記ヒータが前記下型の前記Ｖ溝の溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられてあって、前記ヒータが前記付勢部材により上方向へ付勢されるため、ワークの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱することできる。
【００１２】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項２に記載の発明特定事項の他に、曲げ加工前の通常状態の下で、前記ヒータの上面の高さ位置が前記下型の上面の高さ位置と略同じになるように構成してなることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明特定事項によると、請求項２に記載の発明特定事項による作用の他に、曲げ加工前の通常状態の下で前記ヒータの上面の高さ位置が前記下型の上面の高さ位置と略同じであるため、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めしたときから、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱することできる。
【００１４】
請求項４に記載の発明にあっては、請求項２又は請求項３に記載の発明特定事項の他に、前記上部テーブル，前記下部テーブルのうち少なくともいずれかのテーブルを動作させるアクチュエータと、
入力データに基づいて加工データを算出する加工データ算出手段と、
前記下型，前記上型，前記下部テーブル，前記上部テーブル，前記本体フレームのうちの適数のプレス構成部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記適数のプレス構成部材の温度変化に基づいて前記ヒータの加熱に伴う前記適数のプレス構成部材の熱変形量を算出する熱変形量算出手段と、
前記熱変形量に基づいて前記加工データを補正する加工データ補正手段と、
補正された加工データに基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段と、
を備えてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明特定事項によると、請求項２又は請求項３に記載の発明特定事項による作用の他に、前記加工データ算出手段によって前記入力データに基づいて加工データを算出する一方、前記温度検出手段によって前記適数のプレス構成部材の温度を検出し、前記熱変形量算出手段によって前記適数のプレス構成部材の温度変化に基づいて前記ヒータの加熱に伴う前記適数のプレス構成部材の前記熱変形量を算出する。そして、前記加工データ補正手段によって前記熱変形量に基づいて前記加工データを補正し、前記アクチュエータ制御手段によって補正された加工データに基づいて前記アクチュエータを制御して少なくとも前記いずれかのテーブルを動作させる。
【００１６】
請求項５に記載の発明にあっては、板状のワークの曲げ部を加熱しつつワークに対して曲げ加工を行うために用いられる温間金型装置において、
Ｖ溝を有する下型と、
前記下型の前記Ｖ溝の溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられ、ワークの曲げ部に接触してワークの曲げ部を加熱するヒータと、
前記下型に設けられ、前記ヒータを上方向へ付勢可能な付勢部材と、
を備えてなることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明特定事項によると、前記ヒータが前記下型の前記Ｖ溝の溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられてあって、前記ヒータが前記付勢部材により上方向へ付勢されるため、ワークの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱することできる。
【００１８】
請求項６に記載の発明にあっては、請求項５に記載の発明特定事項の他に、曲げ加工前の通常状態の下で、前記ヒータの上面の高さ位置が前記下型の上面の高さ位置と略同じになるように構成してなることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明特定事項によると、請求項５に記載の発明特定事項による作用の他に、曲げ加工前の通常状態の下で前記ヒータの上面の高さ位置が前記下型の上面の高さ位置と略同じであるため、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めしたときから、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱することできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工方法を説明する図であって、図２は、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機の正面図であって、図３は、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機の側断面図であって、図４は、本発明の実施の形態に係わる制御ブロック図である。
【００２２】
ここで、「前」は、図１及び図３において左，図２において紙面向かって表のことをいい、「後」は、図１及び図３において右，図２において紙面向かって裏のことをいい、「左」は、図１及び図３において紙面に向かって裏，図２において左のことをいい、「右」は、図１及び図３において紙面に向かって表，図２において右のことをいい、「上」は、図１から図３において上，「下」は、図１から図３において下のことをいう。
【００２３】
図１から図３に示すように、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機１は、上型３の先端部を下型５のＶ溝５ａ内に進入させることにより、下型５に支持された板状のワークＷに対して曲げ加工を行う機械であって、本体フレーム７をベースとしている。ここで、本体フレーム７は、左右に離隔した一対の側板９Ｌ，９Ｒと、一対の側板９Ｌ，９Ｒを連結する複数の連結部材１１とを備えている。
【００２４】
一対の側板９Ｌ，９Ｒの下部には、左右方向へ延びた下部テーブル１３が設けられており、この下部テーブル１３の上側には、下型５が下型取付具１５（図１においては省略している）を介して着脱可能に取付けられている。一対の側板９Ｌ，９Ｒの上部には、左右方向へ延びた上部テーブル１７が上下方向へ移動可能に設けられており、この上部テーブル１７の下側には、上型３が上型取付具１９（図１においては省略している）を介して着脱可能に取付けられている。そして、一対の側板９Ｌ，９Ｒの上部には、上部テーブル１７を上下方向へ移動させる曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒが設けられている。なお、上部テーブル１７を上下方向へ移動させる代わりに、下部テーブル１３を上下方向へ移動させるようにしても差し支えない。
【００２５】
下部テーブル１３の下側の適宜位置には、一対のクラウニング用油圧シリンダ２３が設けてあり、一対のクラウニング用油圧シリンダ２３は、下部テーブル１３の中央部を上部テーブル１７側（上側）へ加圧することによってワークＷの曲げ長さ方向に亘って曲げ角度のばらつきを抑制するものである。
【００２６】
ここで、一対のクラウニング用油圧シリンダ２３による加圧力の和（ＰＣ）と一対の曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒによる加圧力の和（ＰＬ＋ＰＲ）の関係を示すものとして、クラウニング圧力比率（以下、適宜にＣＣという）があり、ＣＣは、次のように与えられる。
【００２７】
ＣＣ＝｛ＰＣ／（ＰＬ＋ＰＲ）｝×１００％
また、ワークＷを下型５に対して前後方向へ位置決めするため、本体フレーム７における上部テーブル１７の後側には、バックゲージ２５が前後方向へ位置調節可能に設けられており、このバックゲージ２５はワークＷの後端面が突き当たり可能な突き当て面２５ａを有している。
【００２８】
図２に示すように、下型５のＶ溝５ａの溝中心部には、ガイド穴２７が形成されており、このガイド穴２７には、ワークＷの曲げ部Ｗａに接触してワークＷの曲げ部Ｗａを加熱するヒータ２９がヒータ支持部材３１を介して上下方向へ移動可能に設けられている。また、ガイド穴２７におけるヒータ支持部材３１の下側には、ヒータ２９を上方向へ付勢可能なスプリング３３が設けられており、曲げ加工前の通常状態の下で、ヒータ支持部材３１の一部がガイド穴２７のストッパ部（図示省略）に下方向から突き当たってヒータ２９の上面の高さ位置が下型５の上面の高さ位置と略同じになるように構成してある。ここで、下型５と、ヒータ２７と、ヒータ支持部材３１と、スプリング３３とによって、ワークＷの曲げ部Ｗａを加熱してワークＷに対して曲げ加工を行うために用いられる温間金型装置が構成される。
【００２９】
なお、ガイド穴２７及びヒータ２９をそれぞれ左右方向へ延びるように構成したり、又はガイド穴２７及びヒータ２９をそれぞれ左右方向へ適宜間隔に複数設けるようにしたりする等、適宜の変更をすることができる。また、前記温間金型装置からヒータ支持部材３１を省略してスプリング３３によってヒータ２９を直接付勢するようにしてもよい。
【００３０】
図４に示すように、曲げ加工機１は曲げ加工制御システム３５を備えており、このプレス加工制御システム３５はワークＷに対して高精度な曲げ加工を行うためのシステムであって、詳細に以下のようになる。
【００３１】
即ち、曲げ加工制御システム３５は、ＣＰＵ３７と、入力部３９と、記憶部４１と、加工データ算出部４３と、複数の温度センサ４５と、熱変形量算出部４７と、加工データ補正部４９と、シリンダ制御部５１とを主要な構成要素としている。
【００３２】
入力部３９は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、機械データ、ワークデータ、製品データ等の入力データを入力するものである。ここで、前記機械データとは、例えば上部テーブル１７と下部テーブル１３の所定箇所の寸法，上部テーブル１７と下部テーブル１３のヤング率等のことをいい、前記ワークデータとは、例えばワークＷの曲げ部Ｗａの左右方向の長さ，ワークＷのヤング率等のことをいい、前記製品データとは、例えば曲げフランジ，所定の曲げ角度等のことをいう。
【００３３】
記憶部４１は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、種々のデータ等を記憶するものである。
【００３４】
加工データ算出部４３は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、前記入力データに基づいて加工データを算出するものである。ここで、前記加工データとは、本発明の実施の形態にあっては、ワークＷの曲げ角度が前記所定の曲げ角度になるための上型３の先端部と下型５のＶ溝５ａの溝底部の高さ間隔（以下、適宜にＤ値という）のデータ、及びクラウニング圧力比率（ＣＣ）のデータことをいう。また、Ｄ値のデータを算出するＤ値算出式、及びＣＣのデータを算出するＣＣ算出式は、実験的に求められてあって記憶部３５に記憶されている。
【００３５】
また、複数の温度センサ４５は、ＣＰＵ３７に電気的に接続してあって、下型５の前面に左右方向へ適宜間隔に適宜に配置されている。
【００３６】
熱変形量算出部４７は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、下型５の温度変化に基づいてヒータ２９の加熱に伴う下型５をはじめとする機械系フレーム（上型３、下部テーブル１３、上部テーブル１７、側板９Ｌ，９Ｒ等）の熱変形量（熱膨張量）を算出するもである。ここで、下型５をはじめとする機械系フレームの熱変形量を算出する計算式は、実験的に求められてあって記憶部４１に記憶されている。
【００３７】
加工データ補正部４９は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、下型５をはじめとする機械系フレームの前記熱変形量に基づいて加工データ（Ｄ値のデータ及びＣＣのデータ）を補正するものである。ここで、Ｄ値のデータの補正値（補正式を含む）、及びＣＣのデータの補正値（補正式を含む）は、実験的に求められてあって記憶部４１に記憶されている。
【００３８】
シリンダ制御部５１は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されてあって、補正された加工データ（Ｄ値のデータ、及びＣＣのデータ）に基づいて曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒ及びクラウニング用油圧シリンダ２３を制御するものである。
【００３９】
次に、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工方法について、作用を含めて説明する。
【００４０】
ワークＷを後方向へ移動させて、ワークＷの後端面をバックゲージ２５のワークＷの曲げ部ＷａがＶ溝５ａの溝中心部の真上に位置するように、ワークＷを下型５に対して前後方向へ位置決めする（図１（ａ）参照）。そして、一対の曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒの作動により上部テーブル１７を下方向へ移動させて、上型３の先端部を下型５のＶ溝５ａ内に進入させる共に、一対のクラウニング用油圧シリンダ２３の作動により下部テーブル１３の中央部を上部テーブル１７側（上側）へ加圧する。これによって、ワークＷの曲げ長さ方向に亘って曲げ角度のばらつきを抑制しつつ、ワークＷの曲げ角度が前記所定の曲げ角度になるように、ワークＷに対して曲げ加工を行うことができる（図１（ｂ）参照）。
【００４１】
ここで、曲げ加工前の通常状態の下でヒータ２９の上面の高さ位置が下型５の上面の高さ位置と略同じであって、ヒータ２９が下型５のＶ溝５ａの溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられ、かつヒータ２９がスプリング３３により上方向へ付勢されるため、ワークＷを下型５に対して前後方向へ位置決めしたときから、ワークＷの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、ヒータ２９がワークＷの曲げ部Ｗａに接触しつつワークＷの曲げ部Ｗａを加熱することできる。
【００４２】
更に、ワークＷを曲げる過程において、加工データ算出部４３によって前記入力データに基づいて前記加工データ（Ｄ値のデータ及びＣＣのデータ）を算出する一方、複数の温度センサ４５によって下型５の温度を検出し、熱変形量算出部４７によって下型５の温度変化に基づいてヒータ２９の加熱に伴う下型５をはじめとする機械系フレームの前記熱変形量を算出する。なお、本発明の実施の形態にあっては、下型５の温度変化に基づいて下型５をはじめとする機械系フレームの前記熱変形量を算出しているが、下型５の他に下部テーブル１３、上部テーブル１７等の温度を検出し、下型５をはじめとする機械系フレームの温度変化に基づいて機械系フレームの前記熱変形量を算出してもよい。
【００４３】
そして、加工データ補正部４９によって前記熱変形量に基づいて前記加工データを補正し、シリンダ制御部５１によって補正された加工データに基づいて一対の曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒを制御して上部テーブル１７を下方向へ移動させると共に、一対のクラウニング用油圧シリンダ２３を制御して下部テーブル１３の中央部を上部テーブル１７側へ加圧する。なお、前記熱変形量の算出、前記加工データの補正は、ワークＷの曲げ角度が前記所定の曲げ角度になるまで、繰り返して多数回行ってもよい。
【００４４】
以上の如き、本発明の実施の形態によれば、ワークＷを下型５に対して前後方向へ位置決めしたときから、ワークＷの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、ヒータ２９がワークＷの曲げ部Ｗａに接触しつつワークＷの曲げ部Ｗａを加熱するため、マグネシウムやステンレス等の難加工材からなるワークＷに対して曲げ加工を行う場合であっても、大きな曲げ荷重を不要として、上部テーブル１７を上下方向へ移動させる一対の曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒが大型化することを回避できると共に、ワークＷの曲げ部Ｗａにひび，割れが発生することを防止しつつ、ワークＷの曲げ部Ｗａの曲げ半径を容易に小さくすることができる。
【００４５】
また、ヒータ２９の加熱に伴う下型５の前記熱変形量に基づいて前記加工データを補正しているため、前記熱変形量も加味して一対の曲げ加工用油圧シリンダ２１Ｌ，２１Ｒ及び一対のクラウニング用油圧シリンダ２３を制御でき、ワークＷの曲げ加工精度の向上を図ることができる。
【００４６】
なお、本発明は、前述の発明の実施の形態の説明に限るものではなく、例えば、下型５の熱変形量を算出するだけでなく、上型３、下部テーブル１３、上部テーブル１７、側板９Ｌ，９Ｒの熱変形量を算出し、これらの熱変形量を含めて前記加工データの補正を行うようにしてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１から請求項６のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、ワークの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱するため、マグネシウムやステンレス等の難加工材からなるワークに対して曲げ加工を行う場合であっても、大きな曲げ荷重を不要として、前記上部テーブルを前記下部テーブルに対して相対的に移動させるアクチュエータが大型化することを回避できると共に、ワークの曲げ部にひび，割れが発生することを防止しつつ、ワークの曲げ部の曲げ半径を容易に小さくすることができる。特に、請求項３又は請求項６に記載の発明によれば、ワークを前記下型に対して前後方向へ位置決めしたときから、前記ヒータがワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱することができるため、前述の効果が更に向上するものである。
【００４８】
請求項４に記載の発明によれば、前述の効果の他に、前記熱変形量に基づいて前記加工データを補正しているため、前記熱変形量も加味して前記アクチュエータを制御でき、ワークの曲げ加工精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる曲げ加工方法を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機の側断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる制御ブロック図である。
【符号の説明】
１ 曲げ加工機
３ 上型
５ 下型
７ 本体フレーム
１３ 下部テーブル
１７ 上部テーブル
２１Ｌ，２１Ｒ 曲げ加工用油圧シリンダ
２３ クラウニング用油圧シリンダ
２９ ヒータ
３３ スプリング
４３ 加工データ算出部
４５ 温度センサ
４７ 熱変形量算出部
４９ 加工データ補正部
５１ シリンダ制御部
Claims (6)
- 上型の先端部を下型のＶ溝内に相対的に進入させることにより、前記下型に支持された板状のワークに対して曲げ加工を行う曲げ加工方法において、
ワークの曲げが進行して曲げ加工が終了するまで、前記下型に設けられたヒータが、ワークの曲げ部に接触しつつワークの曲げ部を加熱するようにしたことを特徴とする曲げ加工方法。 - 上型の先端部を下型のＶ溝内に相対的に進入させることにより、前記下型に支持された板状のワークに対して曲げ加工を行う曲げ加工機において、
本体フレームと、
前記本体フレームの下部に設けられ、上側に前記下型が取付けられる下部テーブルと、
前記本体フレームの上部に前記下部テーブルに対して相対的に上下方向へ移動可能に設けられ、下側に前記上型が取付けられる上部テーブルと、
前記下型の前記Ｖ溝の溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられ、ワークの曲げ部に接触してワークの曲げ部を加熱するヒータと、
前記ヒータを上方向へ付勢可能な付勢部材と、
を備えてなることを特徴とする曲げ加工機。 - 曲げ加工前の通常状態の下で、前記ヒータの上面の高さ位置が前記下型の上面の高さ位置と略同じになるように構成してなることを特徴とする請求項２に記載の曲げ加工機。
- 前記上部テーブル，前記下部テーブルのうち少なくともいずれかを動作させるアクチュエータと、
入力データに基づいて加工データを算出する加工データ算出手段と、
前記下型，前記上型，前記下部テーブル，前記上部テーブル，前記本体フレームのうちの適数のプレス構成部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記適数のプレス構成部材の温度変化に基づいて前記ヒータの加熱に伴う前記適数のプレス構成部材の熱変形量を算出する熱変形量算出手段と、
前記熱変形量に基づいて前記加工データを補正する加工データ補正手段と、
補正された加工データに基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段と、
を備えてなることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の曲げ加工機。 - 板状のワークの曲げ部を加熱しつつワークに対して曲げ加工を行うために用いられる温間金型装置において、
Ｖ溝を有する下型と、
前記下型の前記Ｖ溝の溝中心部に上下方向へ移動可能に設けられ、ワークの曲げ部に接触してワークの曲げ部を加熱するヒータと、
前記下型に設けられ、前記ヒータを上方向へ付勢可能な付勢部材と、
を備えてなることを特徴とする温間金型装置。 - 曲げ加工前の通常状態の下で、前記ヒータの上面の高さ位置が前記下型の上面の高さ位置と略同じになるように構成してなることを特徴とする請求項５に記載の温間金型装置。
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