【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、曲げ成形装置で過去に生産されたワークとほぼ同一のワークの生産を短時間で再現することができる曲げ成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、帯状板材の曲げ成形装置は、特開平３−１６５９４１号公報に記載されているようにカムによりパンチを作動させ、素材を押し曲げるように構成されている。
このような従来装置における成形装置は、例えば図１に示される如き形状の帯状板材１０を加工する場合、図２に示すように金属の帯状板材１０をクランプ１２とダイ１１で固定しパンチ２０１を図示の如く作動させることで曲げ成形加工を実施する。
【０００３】
また、一般に金属の板材に圧力を加え変形を加えた後、前記圧力を解放すると図３に示される如く、圧力を加えた帯状板材１０にスプリングバック現象が発生する。したがって、圧力解放前後で板材１０の形状が異なる。
そこで、通常、曲げ成形加工では前記スプリングバック現象の発生を見越し、例えば図１の如き４５度の曲げた成形品１０を得る場合、前記板材を４５度以上曲げられるようにパンチ及びダイの形状を設計されたものを使用する。
しかしながら、そのように設計されたパンチ及びダイを用いてもなおスプリングバック現象が生じ、曲げ成形加工結果が所望する角度にならない場合がある。
この原因の多くは、パンチがダイによりその直進運動が妨げられる位置まで移動した後、板材に所定の変形を確実に生ぜしめるのに必要なパンチ加圧力が該板材に加えられていないことにある。
【０００４】
このような問題に対し従来、曲げ成形加工を開始する前に、カム曲面に沿って直進運動するパンチの突出量を調整することで曲げ成形加工精度に最も影響するパンチ加圧力の調整を行っていた。
しかしながら、所望する曲げ加工結果を得るまでに熟練の作業者がパンチ突出量の調整作業を行っても、短くて半日、長くて三日程度の時間を要し、曲げ成形装置の稼働率向上を妨げる要因となっていた。
また、そのように調整がなされたカムであっても、メンテナンス等の理由によりカムを装置から一旦取り外した後、再度装置に取り付ける場合、カム取り外し前と同じ成形加工結果を得るには、再度半日程度のカム取り付け調整時間を必要とする。
更には、カム等の変更はなくとも、加工に使用する素材のロットが変わるたびに曲げ成形加工結果が異なることから、その都度カムの取り付け調整を実施する必要がある。
【０００５】
この課題を解決するため、従来カムの回転をサーボモータ等で駆動し且つ回転を制御する手段が前記特開平３−１６５９４１号公報で提案されている。
そのような提案に従えば、カムの回転量を数値制御で定量的に調整し且つ調整値を再利用することで前記カム調整を容易に再現できるうえ、カムの回転量を自在に設定することが可能であることから、従来の課題であったカム曲面の修正の困難さを解決することができ、且つ同一のカムであっても、カムの回転量及び方向を自在に設定することで異なる製品の曲げ成形加工を容易に実施することが可能となった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記提案ではパンチ作動量を如何に制御するかについて、提案がなされているが、メンテナンス等の理由によりカムを装置から一旦取り外した後、再度装置に取り付けた場合であっても、過去に生産されたワークとほぼ同一のワークの生産を如何に短時間で再現するかについて考慮されていない。
従来の曲げ成形装置は、短時間に大量の製品を加工すること達成しているが、同一の装置で異なる製品を生産するためには、所定の曲げ加工を実行するパンチ及びカムの段取り変えの作業が必要である。
また、昨今の製造業では、必要な時に必要な量の製品を生産し、出荷する生産管理手法が浸透しつつあるが、この生産管理手法に従えば、曲げ成形装置には、多品種の製品を少量づつ生産する、すなわち、パンチ及びカムの交換回数を増加することが求められる。
【０００７】
しかしながら、従来の曲げ成形装置では、パンチ及びカムの段取り替えに前述の如く半日程度の時間を要することから、この生産管理手法に従うと一ヶ月あたりの当該装置の稼働時間が大きく減少する。
また、前記提案では、パンチの加圧力調整に係わるカムの回転量を数値で定量的に調整することを可能としていることから、例えば、カム回転量の数値を記憶することで、カムの再装着後、該記憶された回転量を再設定することにより曲げ成形加工の条件を容易且つ短時間で再現することが可能である。
その場合、該記憶されたカム回転量の数値は、その数値を記憶した時にカム及びパンチが曲げ成形装置に装着されていた状態と同じ状態ならば、その成形加工に適した値である。
【０００８】
しかしながら、従来の曲げ成形装置では、カム及びパンチを曲げ成形装置から取り外し、再度装置へ装着する場合、取り付け誤差などにより、元通りの状態に再現することが困難である。
よって、従来の曲げ成形装置では、記憶されたカム回転量の数値を再利用しても過去の生産とほぼ同一のワーク生産ができるとは限らず、カム及びパンチの段取り替え後に回転量調整作業を再び行う必要がある。
従って、当該曲げ成形装置では、前記提案をもってしてもパンチ及びカムの段取り替え後に調整作業を必粟とすることは避けられない。
【０００９】
そこで、本発明は、曲げ成形装置で過去に生産されたワークとほぼ同一のワークの生産を短時間で再現することができる曲げ成形装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の曲げ成形装置は、カム曲線に従ってパンチを移動させることにより、板状金属を所定の形状に成形する曲げ成形装置において、前記パンチに発生する加圧力または前記パンチ駆動モータの電流値を測定し且つ記憶する構成を有している。
この構成により、本発明の曲げ成形装置は、過去に生産されたワークとほぼ同一のワークの生産を再現する情報を記憶することができる。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明の曲げ成形装置では、前記カムは、一回転の所定回転角度範囲に少なくとも第１のカム圧力角範囲と、これに接続した第２のカム圧力角範囲とを有し、前記第２のカム圧力角が前記第１のカム圧力角より小さく、且つ前記第２のカム圧力角範囲で前記パンチの作動量増分値が一定であり、前記加圧力または電流値を測定するセンサーと、前記測定の結果を記憶する記憶装置との構成を有している。
この構成により、本発明の曲げ成形装置は、精密に調整されたパンチ加圧力を測定し、且つ記憶することができる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の曲げ成形装置は、少なくとも前記測定された加圧力または電流値、それら加圧力または電流値の発生に使用した前記カム及びパンチ、前記板状金属の材質、ロット情報、並びに曲げ角度指定値を加工条件として関連付け、その加工条件を前記記憶装置に記憶する構成を有している。
この構成により、本発明の曲げ成形装置は、過去に生産されたワークとほぼ同一のワークの生産を再現できる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の曲げ成形装置は、前記加工条件を使用し、曲げ成形装置の過去に生産されたワークとほぼ同一のワークの生産を再現する構成を有している。
この構成により、本発明の曲げ成形装置は、精密に調整されたパンチ加圧力で過去に生産されたワークとほぼ同一のワークの生産を再現できる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明に係わる実施例を図１に示される如く帯状板材１０を４５度押し曲げる曲げ成形加工を例にとり、説明図を交えて説明する。
【００１５】
図１に図示される形状の曲げ成形加工を実施するには、例えば図２に示す如く、曲げ成形加工を実施する装置にパンチ２０１、ダイ１１及び帯状板材１０を固定するクランプ１２等を装備する。
この曲げ成形加工は、ダイ１１とクランプ１２で帯状板材１０を固定し、且つパンチ２０１を所定の方向に作動させることにより実施する。
【００１６】
図４、図５は、曲げ成形加工時に作動するパンチ２０１とパンチの作動にかかわるカム２００の作動原理図であり、以下これについて説明する。
パンチ２０１は、少なくともパンチのカム接触端２０２が常にカム２００に接触する程度の力をバネ２０４から受け、また、パンチ２０１は、カム２００の形状に従い、且つそのカムの回転によりガイド２０３に沿って押し出され、且つバネ２０４の作用により引き戻される。
また、カム２００は、減速機２０７を介してサーボモータ２０５により回転され、且つサーボモータ２０５は、制御器２０６により駆動制御される。
【００１７】
本実施例のカム２００は、第１のカム圧力角範囲２１３と第２のカム圧力角範囲２１４を持ち、当該第２のカム圧力角が当該第１のカム圧力角より小さく、且つ第２のカム圧力角範囲でパンチの被成形物方向への進出量増分値が一定となるよう構成されている。
ここでカム圧力角とは、カムとパンチとの接触点における、法線とパンチの運動方向と、のなす角度のことであり、これを図５で説明すると、カム２００とパンチ接触端２０２との接点を通る接線に直交する法線とパンチ２０１の軸線と、の交差角度αである。
【００１８】
カム２００の設計は、図８の如き表を使用し、カムの回転に伴うパンチ押出し量を特定する。本実施例においては、図８に示すように、カムの回転とパンチ押し出し量との比（パンチ押し出し量／カム回転角度）が第１の所定値（直線２０８の傾き）である第１のカム圧力角範囲２１３と、カムの回転とパンチ押し出し量との比が上記第１の所定値より小さい第２の所定値（直線２０９の傾き）である第２のカム圧力角範囲２１４とを有している。
このように、直線２０８と直線２０９は、それぞれ所定の傾きを有している。
つまり、第１および第２のカム圧力角範囲２１３、２１４でのカムの単位角度当たりのパンチ押し出し量がそれぞれ所定値である。したがって、第１および第２のカム圧力角範囲における当該各カム圧力角もそれぞれほぼ所定値となる。
第１および第２のカム圧力角範囲２１３、２１４における、パンチ作動量（押し出し量）２１０、２１１並びにそれらに対応するカム回転角度２１３、２１４は、次に示す点を考慮し設定する。
【００１９】
はじめにパンチ２０１が曲げ成形加工を完了するために必要な総作動量２１２と、パンチ２０１の移動のために使用するカム２００の総回転角度範囲２１５と、を設定する。
次に被成形物へのパンチ加圧力調整を行う第２のカム圧力角範囲内パンチ作動量２１１とそれに対応するカム回転角度範囲２１４とを設定する。
なお、第２のカム圧力角範囲２１４は、パンチの被成形物への加圧力調整を精密に行うことを主たる目的としている。
【００２０】
この目的を達成するためには、パンチ加圧力２１６は、カムの回転に対して急激に上昇することのない特性を持てばよく、例えばカム２００の回転角度の増分に対するパンチ突出量を示す直線２０９の傾きが小さくなるように第２のカム圧力角範囲開始カム回転角度２１７、第２のカム圧力角範囲終了カム回転角度２１８、および第２のカム圧力角範囲内パンチ作動量（突出量）２１１を設定すればよい。
【００２１】
次に総作動量２１２から第２のカム圧力角範囲内パンチ作動量２１１を差し引いた第１のカム圧力角範囲内パンチ作動量２１０と、総回転角度範囲２１５から第２のカム圧力角範囲内カム回転角度範囲２１４を差し引いた第１のカム圧力角範囲内カム回転角度範囲２１３とを求める。
なお第１のカム圧力角範囲内パンチ作動量２１０は、図８に図示されているように直線的に作動量を増分させてもよいが、放物線状または、正弦波状のパターンに沿って増分させてもよい。
【００２２】
次に図８に図示されるパンチ作動量とカム回転角度の関係に従い、パンチ２０１を作動させるカム２００の形状を一般的に知られた手作業による手法で設計する。
なお、前記手法とは、カムを任意の角度、例えば５度で分割し、その分割された角度ごとにおけるカム中心からのパンチ２０１作動量を図８の表から算出し、さらに、分割された角度ごとのパンチ２０１作動量を図面上にプロットし、該プロットされた点を滑らかにつなぐことでカム２００の形状を設計することである。また、前記手法の如く、図面上に点をプロットせず、ＣＡＤ上でプロットを実施し、さらにプロットされた点をスプライン曲線等で滑らかにつなぐことでカム２００の形状を設計してもよい。
また、少なくとも第１のカム圧力角範囲内パンチ作動量２１０、第２のカム圧力角範囲内パンチ作動量２１１、総作動量２１２、総回転角度範囲２１５、第２のカム圧力角範囲開始カム回転角度２１７、および第２のカム圧力角範囲終了カム回転角度２１８をコンピュータにデータ入力することでカム２００の形状を自動設計してもよい。
【００２３】
さらに、設計された前記カムを製作し、図４に図示される少なくともカム２００とパンチ２０１とカムの回転駆動源となるサーボモータ２０５とサーボモータの回転を制御する制御機器２０６と減速機２０７の構成からなる作動機器３１０に組込み、更に前記作動機器を図６に示される如き曲げ成形装置に装着する。
カム２００は、サーボモータ２０５に連結して回転させてもよいが、好ましくは、減速機２０７を介し連結することで、加圧力調整の分解能を更に上げ、且つより小さな容量のサーボモータで曲げ成形加工に必要十分なカム作動力を発生させてもよい。
また、サーボモータ２０５と制御器２０６でカム２００の回転角を制御することにより、例えば図９に図示する如く、同一のカムであっても加圧力を調整するカム２００のカム回転角度上限値２２０を様々に変更することで、異なる形状のワークを生産することも可能となる。
また、図１０に示すようにカム４０５の回転開始基準４００である０度を境にカム単位回転あたりのパンチ押し出し量（パンチ押し出し量／カム回転角度）を例えば４つ（４つの直線４０１、４０２、４０３、４０４で表される）、すなわち４つのカム圧力角範囲を設定し、且つそれに対応するように図１１に示すカム４０５を設計及び製作し、そのカム４０５を正転、逆転するサーボモータと制御機器とを組み合わせることで、１枚のカムであってもより多彩な製品形状の加工ができるようにしてもよい。
【００２４】
次に図８に示すパンチ作動パターンに従い、図２に図示する動作でワーク１０に曲げ成形加工を行う前に実施するワーク１０への加圧力調整と、該加圧力の測定、並びに測定結果の記憶と、の実施例を説明する。
加圧力調整は、はじめにカム２００を第２のカム圧力角範囲２１４の開始位置として設定する第２のカム圧力角範囲開始カム回転角度２１７まで回転することで、図２に図示される如き帯状板材（ワーク）１０の押し曲げを実施する。
続いて、特に図示しないが一般的に使用される手動パルス発生器または数値入力機器等の外部入力機器からサーボモータ制御器２０６に回転量のデータを入力することでカム２００を更に回転させる。
カム２００の回転に従い、パンチ２０１は、ダイ１１により作動（突出）を妨げられる位置まで移動し、且つ更にカム２００を回転させることで所望の曲げ成形加工結果を得るに必要と想定される加圧力を帯状板材１０に加える。
【００２５】
パンチ２０１には、例えばピエゾセンサーや歪ゲージのようにパンチ２０１にかかる圧力の変化を電気信号に置き換えて出力する圧力センサー３００を装着する。
圧力センサー３００の信号は、変換機３０１において、予め決められている電気信号の変化量に相当する加圧力へ変換する変換式またはテーブルに従い、パンチ２０１にかかる加圧力データに変換し、且つ該加圧力データは、コンピュータ３０４を介して記憶装置３０５に記憶する。
また、パンチ２０１にかかる加圧力に変化が生じるときは、パンチ２０１の加圧力発生源であるサーボモータ２０５の負荷が変動する、すなわち、該サーボモータに流れる電流値が変化することとなる。
よって、この加圧力の測定には、該サーボモータに供給される電流値の変動を測定する電流センサー３０２を使用してもよい。
電流センサー３０２を使用する場合は、測定された電流値を変換機３０３において、予め決められるサーボモータに流れる電流値に相当する加圧力に変換する変換式またはテーブルに従い、パンチ２０１にかかる加圧力データに変換し、且つコンピュータ３０４を介して記憶装置３０５に保存してもよいが、測定された電流値を記憶装置３０５にコンピュータ３０４を介して保存してもよい。
【００２６】
次に一旦加圧力を解放し、帯状板材１０の曲げ成形加工結果を検査する。
前記検査は、ノギス等の計測機器を使用し人手により検査を行ってもよいが画像処理機器とコンピュータとソフトウェアを組み合わせて、自動的に計測し、且つ検査を行ってもよい。
【００２７】
前記検査の結果、帯状板材１０が所望する角度に曲げられていない場合は、パンチ２０１にかける加圧力を増加するべく、カム２００を更に回転するようサーボモータ制御器２０６に回転量のデータを入力し、また帯状板材１０が所望する角度以上に曲げられている場合は、加圧力を減少させるためカム２００の回転角度を減らすようにサーボモータ制御器２０６に回転量のデータを入力する。
【００２８】
帯状板材１０の曲げ成形加工が所望する結果を得られるまで以上の作業を繰り返し実施し、且つ最終的に得られるパンチ２０１の加圧力データを記憶装置３０５に保存する。
前記繰り返し作業は、人手により実施してもよいが、好ましくは前記画像処理機器等とソフトウェアを組み合わせて、自動的に実施してもよい。
また、加圧力データの測定は、前述のように加圧力調整中に実施してもよいが、ワーク生産を実施中、常時パンチ２０１にかかる加圧力を測定することで実施してもよく、例えば、ワークを１０個生産する毎に１回加圧力測定を行ってもよいし、また、ワークを１０個生産した時の平均の加圧力を加圧力データとして記憶してもよい。
また、加圧力データの測定作業を実施する前、もしくは後に、該加圧力データの発生にかかわる、カム２００、パンチ２０１、帯状板材１０の材質、ロット情報、並びに曲げ角度指定値と、を記憶装置３０５にコンピュータ３０４を介して該加圧力データに関連付けて記憶する。
【００２９】
本実施例の曲げ成形装置は、図６に図示されるようにカム２００及びパンチ２０１等が組み込まれた作動機器３１０が複数個装着されている。
このような構成を持つ装置では、該関連付けたデータを図７のマトリックスに図示する如く、縦方向にカム番号、パンチ番号、曲げ角度、並びにワーク素材の材質とロット番号と、のデータを管理し、且つこのマトリックスの横方向に複数の作動機器を管理する。
このマトリックスは、その関連付けたデータを崩さず、記憶装置３０５に保存する。
なお、カム番号、パンチ番号とは、製作されたカム、パンチを識別する固有の番号であり、また、曲げ角度とは、所定のワーク曲げ角度であり、また材質とは、ワーク生産に使用する帯状板材の材質であり、また、ロット番号とは、該板材が素材メーカーで生産された素材のロットの番号である。
【００３０】
本実施例では、図２に図示されるワーク曲げ加工動作を行うため、図６に図示する作動機器３１０（作動機器Ｎｏ３）に組み込まれるパンチのみを突出し、他の作動機器は、突出動作を行わない。
ワークへの加圧力は、前述のピエゾセンサー、歪ゲージ等の圧力センサーまたは、電流センサー等により測定される。
この加圧力の最大値が、図７で図示されるマトリックスの加圧力データの行と作動機器Ｎｏ３の列が交差するセルに保持される。
この加圧力の全体のプロファイルを保持してもよい。
同時に、この曲げ加工の条件として与えられた曲げ角度は、図７で図示されるマトリックスの曲げ角度データの行と作動機器Ｎｏ３の列が交差するセルに保持する。
また、Ｎｏ１、２、４、５、６、７の作動機器は、特に加工動作を行うことがないので、該所定のセルを空欄とする。
【００３１】
次に、本実施例では、曲げ成形装置で過去に生産されたワークとほぼ同一のワークの生産を短時間で再現するために、このマトリックスに保持されるデータを使用する。
このマトリックスに保持されるデータを使用して、段取り替えを実施する手順は、以下のとおりである。
はじめに、記憶された当該マトリックスのデータを参照し、当該曲げ成形装置に装着する帯状板材と、パンチと、カムと、を選び、該装置に取り付ける。
なお、パンチ及びカムの装着は、特に図示しない、ＮＣ工作機械等で一般的に使用されている自動的に所定のツールを交換する装置を組み込むことで、マトリックスに記憶された情報に従い、所定のパンチ及びカムに自動交換してもよい。
【００３２】
次に、パンチ２０１にかかる加圧力の調整を実施する。
この調整は、前記外部入力機器からサーボモータ２０６に回転量のデータを入力することでカム２００を回転させ、パンチ２０１を突出させる。
上記動作は、パンチ２０１に発生する加圧力を圧力センサー３００、または、電流センサー３０２で測定し、その測定値が、マトリックスに記憶された加圧力データと一致するまで実施する。
そして、この測定値と、加圧力データが一致したところで、カム２００の回転動作を停止する。
その回転動作の停止位置までに与えた回転指令量が、過去に生産されたワークとほぼ同一のワークを生産するパンチ２０１を突出するためのカム２００の回転指令値である。
この回転指令値は、段取り替え後のカム２００の回転指令値としてサーボモータ制御器２０６に設定される。
また、コンピュータ３０４に上記調整作業を自動実行するソフトウェアを適用することで、調整作業を自動化してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、曲げ成形装置で過去に生産されたワークとほぼ同一のワークの生産を短時間で再現することができる曲げ成形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】帯状板材の曲げ成形加工で得られる成形品の一例である。
【図２】帯状板材の曲げ成形加工動作の説明図である。
【図３】スプリングバック現象の説明図である。
【図４】および
【図５】はパンチ加圧力測定装置の簡単な説明図である。
【図６】実施例における曲げ成形装置の構成例である。
【図７】実施例における加圧力データマトリックスの構成例である。
【図８】実施例におけるカム圧力角範囲の設定例である。
【図９】実施例における加圧力調整位置に相当するカム回転角度の設定例である。
【図１０】実施例における２つ以上のカム圧力角範囲の設定例である。
【図１１】実施例における２つ以上のカム圧力角範囲を持つカムの形状例である。
【符号の説明】
１０ 帯状板材（ワーク）
１１ ダイ
１２ クランプ
１００、２００、４０５ カム
２０１ パンチ
２０５ サーボモータ
２０６ サーボモータ制御器
２０７ 減速機
２１３ 第１のカム圧力角範囲
２１４ 第２のカム圧力角範囲
２１０ 第１のカム圧力角範囲内パンチ作動量
２１１ 第２のカム圧力角範囲内パンチ作動量
２１２ 総作動量
２１５ 総回転角度範囲
２１６ パンチ加圧力
３００ 圧力センサー
３０２ 電流センサー
３０１、３０３ 変換器
３０４ コンピュータ
３０５ 記憶装置
４０１ 第１のカム圧力角範囲のパンチ突出変化量を示す。
４０２ 第２のカム圧力角範囲のパンチ突出変化量を示す。
４０３ 第３のカム圧力角範囲のパンチ突出変化量を示す。
４０４ 第４のカム圧力角範囲のパンチ突出変化量を示す。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a bending apparatus capable of reproducing, in a short time, the production of a work substantially the same as a work previously produced by the bending apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a belt-shaped plate material bending apparatus is configured to operate a punch by a cam to push and bend a material as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-165941.
In the case of processing a strip 10 having a shape as shown in FIG. 1, for example, the forming apparatus in such a conventional apparatus fixes a metal strip 10 with a clamp 12 and a die 11 and fixes a punch 201 as shown in FIG. The bending process is performed by operating as shown.
[0003]
In general, when a pressure is released after a metal plate is deformed by applying a pressure to the metal plate, a springback phenomenon occurs in the band-shaped plate 10 to which the pressure is applied as shown in FIG. Therefore, the shape of the plate material 10 differs before and after the pressure is released.
Therefore, in general, in the bending process, the occurrence of the springback phenomenon is anticipated. For example, when a molded product 10 bent at 45 degrees as shown in FIG. 1 is obtained, the shapes of the punch and the die are set so that the plate material can be bent by 45 degrees or more. Use the designed one.
However, even when a punch and a die designed in such a manner are used, a spring-back phenomenon still occurs, and the bending result may not be a desired angle.
This is often due to the fact that, after the punch has been moved to a position where its linear movement is impeded by the die, the punching force necessary to reliably cause the plate to undergo a predetermined deformation is not applied to the plate. .
[0004]
Conventionally, in order to solve such a problem, before starting the bending process, the punch pressure, which most affects the bending process accuracy, is adjusted by adjusting the protrusion amount of the punch that moves linearly along the cam curved surface. Was.
However, even if a skilled worker adjusts the amount of punch protrusion until a desired bending result is obtained, it takes a short time of about half a day and a long time of about three days to improve the operation rate of the bending apparatus. It was a hindrance factor.
In addition, even if the cam is adjusted in such a manner, when the cam is once removed from the apparatus for maintenance or the like and then attached to the apparatus again, in order to obtain the same molding processing result as before the removal of the cam, it takes another half day. It requires a certain amount of cam mounting adjustment time.
Further, even if there is no change in the cam or the like, the result of the bending process is different each time the lot of the material used for the process is changed. Therefore, it is necessary to adjust the mounting of the cam each time.
[0005]
In order to solve this problem, a means for driving the rotation of a cam by a servomotor or the like and controlling the rotation has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-165941.
According to such a proposal, it is possible to easily reproduce the cam adjustment by quantitatively adjusting the rotation amount of the cam by numerical control and reuse the adjustment value, and to freely set the rotation amount of the cam. Is possible, it is possible to solve the difficulty of correcting the curved surface of the cam, which is a conventional problem, and even if the same cam is used, the cam rotation amount and the direction can be freely set to differ. It has become possible to easily carry out bending processing of products.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above proposal, how to control the punch operation amount is proposed, but even if the cam is once removed from the device for the reason of maintenance and the like, and then re-attached to the device, even in the past, No consideration is given to how to reproduce the production of a work almost identical to the produced work in a short time.
The conventional bending machine achieves processing of a large number of products in a short time.However, in order to produce different products with the same device, it is necessary to change the setup of punches and cams that perform predetermined bending. Work is needed.
Also, in the recent manufacturing industry, a production management method of producing and shipping a required amount of products when needed is becoming popular, but according to this production management method, a wide variety of products are required for bending equipment. In small quantities, i.e., the number of punch and cam replacements is required to be increased.
[0007]
However, in the conventional bending apparatus, it takes about half a day to change the punch and cam, as described above. Therefore, according to this production management method, the operating time of the apparatus per month is greatly reduced.
Further, in the above proposal, since the rotation amount of the cam related to the adjustment of the pressing force of the punch can be quantitatively adjusted by a numerical value, for example, by storing the numerical value of the cam rotation amount, the re-mounting of the cam can be performed. Thereafter, by resetting the stored rotation amount, it is possible to easily and quickly reproduce the conditions of the bending process.
In this case, the stored numerical value of the cam rotation amount is a value suitable for the forming process if the cam and the punch are in the same state as the state where the cam and the punch were mounted on the bending apparatus when the numerical value was stored.
[0008]
However, in the conventional bending apparatus, when the cam and the punch are removed from the bending apparatus and mounted on the apparatus again, it is difficult to reproduce the original state due to a mounting error or the like.
Therefore, in the conventional bending machine, even if the stored numerical value of the cam rotation amount is reused, it is not always possible to produce almost the same work as the past production. Need to do again.
Therefore, in the bending apparatus, it is inevitable that the adjustment work is required after the setup of the punch and the cam is changed even with the proposal.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide a bending apparatus capable of reproducing, in a short time, the production of a work substantially identical to a work previously produced by the bending apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a bending apparatus of the present invention is a bending apparatus for forming a sheet metal into a predetermined shape by moving a punch in accordance with a cam curve. It has a configuration for measuring and storing the current value of the punch drive motor.
With this configuration, the bending apparatus of the present invention can store information that reproduces the production of a work that is substantially the same as a work that has been produced in the past.
[0011]
In order to solve the above problem, in the bending apparatus according to the present invention, the cam includes at least a first cam pressure angle range within a predetermined rotation angle range of one rotation, and a second cam pressure angle range connected to the first cam pressure angle range. And the second cam pressure angle is smaller than the first cam pressure angle, and the working amount increment of the punch is constant in the second cam pressure angle range. It has a configuration of a sensor for measuring a current value and a storage device for storing a result of the measurement.
With this configuration, the bending apparatus of the present invention can measure and store the precisely adjusted punch pressure.
[0012]
Further, in order to solve the above-mentioned problem, the bending apparatus of the present invention includes at least the measured pressing force or current value, the cam and the punch used for generating the pressing force or the current value, and the plate-like metal. The material, the lot information, and the bending angle designation value are associated as processing conditions, and the processing conditions are stored in the storage device.
With this configuration, the bending apparatus of the present invention can reproduce the production of a work that is substantially the same as a work that has been produced in the past.
[0013]
Further, in order to solve the above problems, the bending apparatus of the present invention has a configuration that reproduces the production of a work substantially the same as the work previously produced by the bending apparatus using the processing conditions. I have.
With this configuration, the bending apparatus of the present invention can reproduce the production of a work almost identical to a work produced in the past with a precisely adjusted punch pressure.
[0014]
【Example】
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to an explanatory diagram, taking as an example a bending forming process of pressing and bending a band-shaped plate material 45 as shown in FIG.
[0015]
In order to carry out the bending process of the shape shown in FIG. 1, for example, as shown in FIG. 2, a device for performing the bending process is equipped with a punch 201, a die 11, a clamp 12 for fixing the strip-shaped plate material 10, and the like. .
This bending process is performed by fixing the band-shaped plate material 10 with the die 11 and the clamp 12 and operating the punch 201 in a predetermined direction.
[0016]
4 and 5 are operation principle diagrams of the punch 201 that operates at the time of the bending process and the cam 200 that is involved in the operation of the punch, which will be described below.
The punch 201 receives at least a force from the spring 204 such that the cam contact end 202 of the punch always contacts the cam 200, and the punch 201 follows the shape of the cam 200 and rotates along the guide 203 by the rotation of the cam. It is pushed out and pulled back by the action of the spring 204.
The cam 200 is rotated by a servomotor 205 via a speed reducer 207, and the servomotor 205 is drive-controlled by a controller 206.
[0017]
The cam 200 of the present embodiment has a first cam pressure angle range 213 and a second cam pressure angle range 214, the second cam pressure angle is smaller than the first cam pressure angle, and the second cam pressure angle is smaller than the first cam pressure angle. The configuration is such that the amount of increase in the amount of advance of the punch in the direction of the workpiece is constant within the cam pressure angle range.
Here, the cam pressure angle is the angle between the normal line and the direction of movement of the punch at the point of contact between the cam and the punch. This will be described with reference to FIG. Is the intersection angle α between the normal line perpendicular to the tangent line passing through the contact point and the axis of the punch 201.
[0018]
The design of the cam 200 uses a table as shown in FIG. 8 and specifies the punch extrusion amount accompanying the rotation of the cam. In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the first cam (the ratio of the cam rotation to the punch extrusion amount (punch extrusion amount / cam rotation angle)) is a first predetermined value (inclination of the straight line 208). It has a pressure angle range 213 and a second cam pressure angle range 214 in which the ratio between the rotation of the cam and the amount of punching out is a second predetermined value (slope of the straight line 209) smaller than the first predetermined value. ing.
Thus, the straight line 208 and the straight line 209 each have a predetermined inclination.
That is, in the first and second cam pressure angle ranges 213 and 214, the punch pushing amount per unit angle of the cam is a predetermined value. Therefore, each of the cam pressure angles in the first and second cam pressure angle ranges also becomes substantially a predetermined value.
In the first and second cam pressure angle ranges 213 and 214, the punch operation amounts (extrusion amounts) 210 and 211 and the corresponding cam rotation angles 213 and 214 are set in consideration of the following points.
[0019]
First, a total operation amount 212 required for the punch 201 to complete the bending processing and a total rotation angle range 215 of the cam 200 used for moving the punch 201 are set.
Next, a punch operation amount 211 within the second cam pressure angle range for adjusting the pressing force of the workpiece and a corresponding cam rotation angle range 214 are set.
The second cam pressure angle range 214 is mainly intended to precisely adjust the pressing force of the punch to the molding object.
[0020]
In order to achieve this object, the punch pressure 216 only needs to have a characteristic that does not rise sharply with the rotation of the cam. For example, a straight line 209 indicating the amount of punch protrusion with respect to the increment of the rotation angle of the cam 200 The second cam pressure angle range start cam rotation angle 217, the second cam pressure angle range end cam rotation angle 218, and the punch actuation amount (projection amount) 211 within the second cam pressure angle range so that the inclination of the second cam pressure angle range becomes smaller. Should be set.
[0021]
Next, the punch operation amount 210 within the first cam pressure angle range obtained by subtracting the punch operation amount 211 within the second cam pressure angle range from the total operation amount 212, and the punch operation amount 210 within the second cam pressure angle range from the total rotation angle range 215. A cam rotation angle range 213 within the first cam pressure angle range obtained by subtracting the cam rotation angle range 214 is obtained.
The first cam pressure angle range punch operation amount 210 may be increased linearly as shown in FIG. 8, but may be increased along a parabolic or sinusoidal pattern. You may.
[0022]
Next, according to the relationship between the amount of punch operation and the cam rotation angle shown in FIG. 8, the shape of the cam 200 for operating the punch 201 is designed by a generally known manual method.
Note that the above-mentioned method is to divide the cam into arbitrary angles, for example, 5 degrees, calculate the amount of operation of the punch 201 from the center of the cam at each of the divided angles from the table in FIG. That is, the shape of the cam 200 is designed by plotting the amount of operation of the punch 201 for each of the points on the drawing and connecting the plotted points smoothly. Further, as in the above-described method, the shape of the cam 200 may be designed by performing plotting on CAD without plotting points on the drawing and connecting the plotted points smoothly with a spline curve or the like.
In addition, at least the first cam pressure angle range punch operation amount 210, the second cam pressure angle range punch operation amount 211, the total operation amount 212, the total rotation angle range 215, and the second cam pressure angle range start cam rotation The shape of the cam 200 may be automatically designed by inputting the angle 217 and the end cam rotation angle 218 of the second cam pressure angle range into a computer.
[0023]
Further, the designed cam is manufactured, and at least a cam 200, a punch 201, a servo motor 205 serving as a rotation drive source of the cam, a control device 206 for controlling the rotation of the servo motor, and a speed reducer 207 shown in FIG. It is incorporated into the operating device 310 having the above configuration, and the operating device is mounted on a bending apparatus as shown in FIG.
The cam 200 may be connected to the servomotor 205 for rotation, but preferably, connected via a speed reducer 207 to further increase the resolution of the pressing force adjustment and to bend with a smaller capacity servomotor. A cam operating force sufficient for processing may be generated.
Further, by controlling the rotation angle of the cam 200 by the servo motor 205 and the controller 206, for example, as shown in FIG. By variously changing, it is also possible to produce works having different shapes.
Also, as shown in FIG. 10, the punching amount per unit cam rotation (punching amount / cam rotation angle) is set to, for example, four (four straight lines 401 and 402) at 0 ° which is the rotation start reference 400 of the cam 405. , 403, 404), ie, four cam pressure angle ranges are set, and a cam 405 shown in FIG. 11 is designed and manufactured so as to correspond thereto, and the cam 405 is rotated forward and backward. By combining the control device with the control device, it is possible to process a wider variety of product shapes with a single cam.
[0024]
Next, in accordance with the punch operation pattern shown in FIG. 8, the pressure applied to the work 10 is adjusted before the workpiece 10 is bent by the operation shown in FIG. 2, the pressure is measured, and the measurement result is stored. Will be described.
The pressing force adjustment is performed by first rotating the cam 200 to the second cam pressure angle range start cam rotation angle 217 which is set as the start position of the second cam pressure angle range 214, thereby obtaining a belt-shaped plate member as shown in FIG. (Work) 10 is pressed and bent.
Subsequently, the cam 200 is further rotated by inputting rotation amount data to the servo motor controller 206 from an external input device such as a generally used manual pulse generator or a numerical input device (not shown).
According to the rotation of the cam 200, the punch 201 moves to a position where the operation (projection) is hindered by the die 11, and the pressing force assumed to be necessary to obtain a desired bending process result by further rotating the cam 200. Is added to the belt-shaped plate material 10.
[0025]
A pressure sensor 300 such as a piezo sensor or a strain gauge that outputs a change in pressure applied to the punch 201 by converting it into an electric signal is attached to the punch 201.
The signal from the pressure sensor 300 is converted by the converter 301 into pressure data applied to the punch 201 in accordance with a conversion formula or table for converting the pressure into a pressure corresponding to a predetermined amount of change in the electric signal. The pressure data is stored in the storage device 305 via the computer 304.
When the pressure applied to the punch 201 changes, the load of the servomotor 205, which is the source of the pressure applied to the punch 201, fluctuates, that is, the current flowing through the servomotor changes.
Therefore, the current sensor 302 that measures the fluctuation of the value of the current supplied to the servomotor may be used for measuring the pressing force.
When the current sensor 302 is used, the pressure data applied to the punch 201 is converted in the converter 303 according to a conversion formula or a table for converting the measured current value into a pressing force corresponding to a predetermined current value flowing through the servomotor. , And may be stored in the storage device 305 via the computer 304. Alternatively, the measured current value may be stored in the storage device 305 via the computer 304.
[0026]
Next, the pressure is once released, and the result of the bending of the band-shaped plate 10 is inspected.
The inspection may be performed manually using a measuring instrument such as a caliper, or may be automatically measured and inspected by combining an image processing apparatus, a computer, and software.
[0027]
As a result of the inspection, when the strip-shaped plate member 10 is not bent to a desired angle, the rotation amount data is input to the servo motor controller 206 so as to further rotate the cam 200 in order to increase the pressing force applied to the punch 201. If the belt-shaped plate member 10 is bent to a desired angle or more, the data of the rotation amount is input to the servo motor controller 206 so as to reduce the rotation angle of the cam 200 in order to reduce the pressing force.
[0028]
The above operations are repeatedly performed until the desired result is obtained by bending the band-shaped plate material 10, and the finally obtained pressure data of the punch 201 is stored in the storage device 305.
The repetitive work may be performed manually, but preferably may be performed automatically by combining the image processing device or the like with software.
Further, the measurement of the pressing force data may be performed during the pressing force adjustment as described above, or may be performed by constantly measuring the pressing force applied to the punch 201 during the work production, for example, Alternatively, the pressing force measurement may be performed once each time ten works are produced, or the average pressing force when ten works are produced may be stored as the pressing force data.
Further, before or after the measurement of the pressing force data is performed, the cam 200, the punch 201, the material of the strip-shaped plate material 10, the lot information, and the bending angle designation value related to the generation of the pressing force data are stored in the storage device. 305 is stored via the computer 304 in association with the pressure data.
[0029]
As shown in FIG. 6, the bending apparatus of this embodiment is provided with a plurality of operating devices 310 in which a cam 200, a punch 201 and the like are incorporated.
In an apparatus having such a configuration, as shown in the matrix of FIG. 7, the associated data manages data of a cam number, a punch number, a bending angle, and the material and lot number of a work material in the vertical direction. And a plurality of operating devices are managed in the horizontal direction of the matrix.
The matrix is stored in the storage device 305 without destroying the associated data.
The cam number and the punch number are unique numbers for identifying the manufactured cam and the punch, the bending angle is a predetermined bending angle of the work, and the material is used for the work production. The material of the band-shaped plate material, and the lot number is the number of the lot of the material produced by the material manufacturer of the plate material.
[0030]
In the present embodiment, in order to perform the workpiece bending operation illustrated in FIG. 2, only the punch incorporated in the operating device 310 (operating device No. 3) illustrated in FIG. 6 protrudes, and the other operating devices perform the protruding operation. Absent.
The pressure applied to the work is measured by a pressure sensor such as a piezo sensor or a strain gauge, or a current sensor.
The maximum value of the pressing force is held in a cell where the row of the pressing force data in the matrix illustrated in FIG. 7 and the column of the operating device No. 3 intersect.
The entire profile of the pressing force may be held.
At the same time, the bending angle given as a condition for the bending is held in a cell where the row of the bending angle data in the matrix shown in FIG.
In addition, since the working devices of Nos. 1, 2, 4, 5, 6, and 7 do not particularly perform a processing operation, the predetermined cell is left blank.
[0031]
Next, in this embodiment, the data held in this matrix is used in order to reproduce in a short time the production of a work substantially the same as the work previously produced by the bending apparatus.
The procedure for performing the setup change using the data held in this matrix is as follows.
First, referring to the stored data of the matrix, a strip-shaped plate, a punch, and a cam to be mounted on the bending apparatus are selected and attached to the apparatus.
The punch and the cam are mounted by incorporating a device (not shown) for automatically changing a predetermined tool generally used in NC machine tools or the like, according to the information stored in the matrix. The punch and the cam may be automatically replaced.
[0032]
Next, adjustment of the pressing force applied to the punch 201 is performed.
In this adjustment, the cam 200 is rotated by inputting data of the amount of rotation to the servo motor 206 from the external input device, and the punch 201 is projected.
The operation described above is performed until the pressure applied to the punch 201 is measured by the pressure sensor 300 or the current sensor 302 and the measured value matches the pressure applied data stored in the matrix.
Then, when the measured value matches the pressure data, the rotation of the cam 200 is stopped.
The rotation command amount given up to the stop position of the rotation operation is the rotation command value of the cam 200 for projecting the punch 201 that produces a work almost identical to the work produced in the past.
This rotation command value is set in the servo motor controller 206 as the rotation command value of the cam 200 after the setup change.
Further, the adjustment work may be automated by applying software for automatically executing the adjustment work to the computer 304.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a bending apparatus capable of reproducing, in a short time, the production of a work substantially identical to a work previously produced by the bending apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a molded product obtained by bending a band-shaped plate material.
FIG. 2 is an explanatory view of a bending operation of a band-shaped plate material.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a springback phenomenon.
FIG. 4 and FIG. 5 are simple explanatory views of a punch pressure measuring device.
FIG. 6 is a configuration example of a bending apparatus in an embodiment.
FIG. 7 is a configuration example of a pressing force data matrix in the embodiment.
FIG. 8 is a setting example of a cam pressure angle range in the embodiment.
FIG. 9 is a setting example of a cam rotation angle corresponding to a pressing force adjustment position in the embodiment.
FIG. 10 is a setting example of two or more cam pressure angle ranges in the embodiment.
FIG. 11 is an example of a cam shape having two or more cam pressure angle ranges in the embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Strip-shaped plate (work)
11 Die 12 Clamp 100, 200, 405 Cam 201 Punch 205 Servo motor 206 Servo motor controller 207 Reducer 213 First cam pressure angle range 214 Second cam pressure angle range 210 Punch operation within first cam pressure angle range Amount 211 second cam pressure angle range punch operation amount 212 total operation amount 215 total rotation angle range 216 punch pressure 300 pressure sensor 302 current sensor 301, 303 converter 304 computer 305 storage device 401 first cam pressure angle range Shows the amount of change in the punch protrusion.
402 shows the amount of change in punch protrusion in the second cam pressure angle range.
403 shows the amount of change in punch protrusion in the third cam pressure angle range.
404 shows the amount of change in punch protrusion in the fourth cam pressure angle range.
