JP2004249303A

JP2004249303A - 長尺ワーク材の曲げ加工装置

Info

Publication number: JP2004249303A
Application number: JP2003040522A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ichiyanagi; 健一柳; Shinjiro Sato; 慎二郎佐藤; Norimasa Fujii; 紀匡藤井
Original assignee: Tama TLO Co Ltd
Current assignee: Tama TLO Co Ltd
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】多品種少量生産の場合にも無駄な動きがなく、かつワーク材を押圧挟持する力を、ワーク材の材質や厚さ、位置により精密に調節することができるワーク材ガイド手段を具備した長尺材の曲げ加工装置を提供する。
【解決手段】曲げ加工ヘッドと、この曲げ加工ヘッドに長尺ワーク材をその終端部より押圧部材を介して軸方向に押圧供給するワーク材供給装置を具備する長尺ワーク材の曲げ加工装置において、
前記曲げ加工ヘッドと前記終端部間に、前記軸方向と直交して前記長尺ワーク材をスライド可能に押圧挟持すると共に、この挟持を開放して前記押圧部材の通過を可能とする複数ユニットのワーク材ガイド手段を設けた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動ダイスによる３次元曲げ加工ヘッドを有する長尺ワーク材の曲げ加工装置におけるワーク材の坐屈防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人の先願である特許文献（１）には、可動ダイスによる３次元曲げ加工ヘッドを有する長尺ワーク材の曲げ加工装置が開示されている。その概要を図８により説明する。図８は長尺ワーク材の曲げ加工装置の側面図であり、装置は曲げ加工ヘッド２及びワーク材料供装置３を備えている。
【０００３】
曲げ加工ヘッド２は、長尺ワーク材１を挿通させるガイド穴５ａをもつガイドパイプ６を中心部に設けたベース板７と、ガイドパイプ６から前方に送られる長尺ワーク材１に曲げ力を加えるための可動ダイス８を中心に設けた可動板９と、ベース板７と可動板９に渡って設置され油圧シリンダ１０及びその両端の自在継手１１からなる６個の伸縮装置１２とから構成されている。
【０００４】
ベース板７に対する可動板９の位置（距離、ずれ）、傾斜等を設定するために、伸縮装置１２の伸縮によって並進３自由度と回転３自由度の計６自由度の運動を行なうパラレルリンク機構が形成されている。
【０００５】
図８において、長尺ワーク材１は簡単のために短く表示されているが、現実の加工では数メートル又はそれ以上になり、ワーク材の終端部から軸方向に加工ヘッドに押し通し供給しようとした場合、ワーク材の途中において坐屈が発生するため、これを防止するための何らかのガイド手段を必要とする。
【０００６】
図９は、特許文献（２）で開示されている長尺管材等の押圧搬送装置の主要部斜視図である。この装置におけるガイド手段の特徴は、管材をスライド可能に挟んで対向すると共に開閉操作可能な一対のＬ字状形材（固定長尺形材）２０１，２０２を具備する点にある。
【０００７】
管材を押すための走行ユニット２０３は、走行棒２０３ａとこの走行棒の外周に互いに１８０°離れた位置に形成された一対の駆動力伝達板２０３ｂ，２０３ｃよりなる。駆動力伝達板２０３ｂ，２０３ｃは、対向配置された固定長尺形材２０１，２０２の隙間２０４，２０５を介して外部に張り出されている。この張り出された駆動力伝達板２０３ｂ，２０３ｃが搬送用のチェーンベルト２０６，２０７に固定されている。
【０００８】
【特許文献】
（１）特開２００２−３４６６４０「長尺材の曲げ加工装置」
（２）特開平４−１８７３３０「長尺管材等の押圧搬送装置」
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の固定長尺形材による方式では、曲げ加工を行なう管材をガイド手段にセットする際いつも固定長尺形材の開閉を行なうため、次のような問題点がある。
（１）管材を量産する場合等においては、管材を所定の位置にセットする際に毎回、固定長尺形材の開閉動作が必要になり、多種少量生産では無駄な動きとなる。
（２）長さの違う管材を曲げ加工する場合は、最長の管材長さに合わせた固定長尺形材を用意しなければならない。このため短い管材を加工する際にも最長管材用の固定長尺形材を開閉することになり、同じく多種少量生産では無駄な動きとなる。
（３）またこの方式では、連続した一体の管材を挟持して押す力は管材全体に渡って一定であり、場所によって変えることができない。
【００１０】
本発明の目的は、多品種少量生産の場合にも無駄な動きがなく、ワーク材を押圧挟持する力を、ワーク材の材質や厚さ、位置により精密に調整することができるワーク材ガイド手段を具備した長尺材の曲げ加工装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の構成は次の通りである。
（１）曲げ加工ヘッドと、この曲げ加工ヘッドに長尺ワーク材をその終端部より押圧部材を介して軸方向に押圧供給するワーク材供給装置を具備する長尺ワーク材の曲げ加工装置において、
前記曲げ加工ヘッドと前記終端部間に、前記軸方向と直交して前記長尺ワーク材をスライド可能に押圧挟持すると共に、この挟持を開放して前記押圧部材の通過を可能とする複数ユニットのワーク材ガイド手段を設けたことを特徴とする、長尺ワーク材の曲げ加工装置。
【００１２】
（２）前記ワーク材ガイド手段の各ユニットは、前記軸方向と直交して前記長尺ワーク材をスライド可能に押圧挟持する一対のアーム部と、これらアーム部を前記長尺ワーク材に対して前進及び後退操作する操作部とで構成されたことを特徴とする、請求項１記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
【００１３】
（３）前記操作部は、空気圧又は油圧で駆動されるシリンダで実現されたことを特徴とする、請求項２記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
【００１４】
（４）前記操作部は、前記長尺ワーク材の長さに応じて必要数ユニットのアーム部を前進操作し、他ユニットのアーム部を後退操作することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
【００１５】
（５）前記操作部は、前記アーム部による前記長尺ワーク材の押圧挟持力を調節する機能を具備することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
【００１６】
（６）前記押圧挟持力の調節機能を、前記操作部のユニット毎に独立して設けたことを特徴とする、請求項５記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
【００１７】
（７）前記操作部における空気圧又は油圧で駆動されるシリンダは、サーボ制御装置によりシリンダ内の圧力が制御されることを特徴とする、請求項２乃至７のいずれかに記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
【００１８】
（８）前記操作部は、前記アーム部によりスプリング手段を介して前記長尺ワーク材を押圧挟持することを特徴とする、請求項５乃至７のいずれかに記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
【００１９】
（９）前記操作部は、サーボ制御装置により前記アーム部材の位置決め制御を実行すると共に、シリンダへの操作圧力と前記アーム部による負荷圧力との差圧に基づいて前記位置決めを修正する機能を具備することを特徴とする、請求項２乃至請求項８記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
【００２０】
（１０）前記差圧を検出する圧力センサの感度調節により、前記アーム部による前記ワーク材の押圧挟持部に前記スプリング手段のバネ定数設定と等価な機能を持たせたことを特徴とする、請求項８又は９記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図１は本発明を適用した長尺ワーク材の曲げ加工装置の一例を示す構成図であり、図８の従来装置で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。図１（Ａ）は、曲げ加工ヘッド２を省略して長尺ワーク材１の上方より矢印Ｐ方向より見た平面図であり、ワーク材供給装置３が右端に配置されている。
【００２２】
ワーク材終端部１ａは、ワーク材供給装置３の押圧部材３ａより押し棒３ｂを介して矢印Ｗで示すように軸方向に押し出される。押圧部材３ａには、押し出し棒３ｂと直交する方向に一対のボールネジ機構３ｃ，３ｄが形成され、移動可能とされている。
【００２３】
図１（Ｂ）は、曲げ加工ヘッド２を左端に有する側面図である。１０１乃至１０５は、曲げ加工ヘッド２とワーク材終端部１ａ間に設けられた５ユニットのワーク材ガイド手段である。これらワーク材ガイド手段は、固定部材１０６及び１０７で支持され、長尺ワーク材１の軸方向と直交してこの長尺ワーク材をスライド可能に押圧挟持すると共に、この挟持を開放して前記押圧部材３ａの通過を可能とするように操作される。
【００２４】
図２（Ａ）は、長尺ワーク材の挟持を開放しているワーク材ガイド手段１０１を、押圧部材３ａの後方より矢印Ｑ方向に見た正面図である。図２（Ｂ）は、長尺ワーク材を挟持しているワーク材ガイド手段１０２を、押圧部材３ａの前方より矢印Ｑ方向に見た正面図である。
【００２５】
挟持を開放している図２（Ａ）において、ワーク材ガイド手段１０１は、長尺ワーク材の軸方向と直交してこれをスライド可能に押圧挟持する一対のアーム部１０１ａ及び１０１ｂと、これらアーム部を長尺ワーク材に対して前進及び後退操作する操作部１０１ｃ及び１０１ｄとを有する。
【００２６】
これら操作部は、空気圧又は油圧で駆動されるシリンダで実現され、図示ではアーム部１０１ａ及び１０１ｂを後退操作し、押圧部材３ａの通過を可能とするように開放されている。１０１ｅ及び１０１ｆは、アーム部１０１ａ及び１０１ｂの先端に取り付けられた把持金具である。
【００２７】
挟持状態の図２（Ｂ）において、ワーク材ガイド手段１０２の要素１０２ａ乃至１０２ｆは、ワーク材ガイド手段１０１の要素１０１ａ乃至１０１ｆと同じであり、アーム部材１０２ａ及び１０２ｂが前進操作され、長尺ワーク材１を把持金具１０２ｅ及び１０２ｆで押圧挟持している。他のワーク材ガイド手段１０３乃至１０５の構成並びに挟持及び開放動作も同じであるため、説明を省略する。
【００２８】
各ユニットの操作部は、長尺ワーク材の長さに応じて必要数ユニットのアーム部を前進操作して長尺ワーク材を挟持し、他ユニットのアーム部を後退操作する。即ち、加工のスタート前では、長尺ワーク材の全長にわたってワーク材ガイド手段は長尺ワーク材を挟持している。
【００２９】
加工が始まり、押圧部材３ａが前進して最初のワーク材ガイド手段１０１の位置の手前まで来ると、操作部１０１ｃ及び１０１ｄにより、アーム部１０１ａ及び１０１ｂが後退操作されて挟持が開放され、押圧部材３ａは最初のワーク材ガイド手段１０１の位置を通過して前進する。押圧部材３ａが次のワーク材ガイド手段１０２の位置の手前に来ると、アーム部１０２ａ及び１０２ｂが後退操作され、挟持が開放されて押圧部材３ａはこのワーク材ガイド手段１０２の位置を通過して更に前進する。以下同様の動作で押圧部材３ａは最終位置まで送られる。
【００３０】
従来の押し通し曲げ加工機の座屈防止用の固定長尺形材は、前述のように、加工する長尺ワーク材の最大長さによって長さが決まり、多品種少量生産の場合、短いワーク材の加工の際も同じ固定長尺形材を開閉していた。
【００３１】
これに対して、夫々が独立して長尺ワーク材の挟持及び開放操作される複数のワーク材ガイド手段を使用する本発明では、加工するワーク材の長さに応じて挟持操作するワーク材ガイド手段を選択し、必要なワーク材ガイド手段だけを順次動作させて効率よく加工を行なうことが可能になる。
【００３２】
本発明によれば、ワーク材ガイド手段のアーム部を前進後退させる操作部に空気圧又は油圧シリンダを使うことにより、長尺ワーク材の挟持部の押圧力を調節することができ、より高品質の長尺ワーク材の曲げ加工が可能になる。
【００３３】
次に、挟持押圧の調節を実現するための実施形態を、図３乃至図７の機能ブロック図により説明する。以下、ワーク材ガイド手段１０１を代表として説明する。図３は、請求項５の構成を実現するものであり、操作部１０１ｃ，１０１ｄは、アーム部１０１ａ，１０１ｂによる長尺ワーク材１の押圧挟持力を調節する機能を具備する。
【００３４】
１０８は空気圧又は油圧による圧力発生源である。圧力発生源からの加圧流体は、圧力調節弁１０９を経て、更に方向切換弁１０１ｇ，１０１ｈを介して操作部の１０１ｃ，１０１ｄのシリンダに供給される。この方向切換により、アーム部１０１ａ，１０１ｂの前進，後退が操作される。１１０は制御装置であり、各ユニットの方向切換弁の切換方向を指令する。Ｓ１は、方向切換弁１０１ｇ，１０１ｈに対する切換え指令信号である。
【００３５】
このような構成において、アーム部１０１ａ，１０１ｂによる挟持押圧は、圧力調節弁１０９により操作部への供給空気圧又は油圧を調節することで実現される。この機能を利用することにより、長尺ワーク材の材質に応じて又は肉厚が薄い場合や表面状態に傷をつけたくない場合等に、この押圧力を小さくして挟持部に弾力性を持たせることができる。
【００３６】
図４は、請求項６の構成を実現するものであり、図３との相違点は、各ユニットの操作部毎に独立した圧力調節弁を具備せしめた点である。圧力発生源１０８からの加圧流体は、圧力調節弁１０１ｉ，１０１ｊを介して方向切換弁１０１ｇ，１０１ｈに供給される。この構成により、各ユニットの挟持押圧はユニット毎の圧力調節弁で別々に設定が可能となり、より微妙な条件の曲げ加工が可能になる。
【００３７】
図５は、請求項７の構成を実現するものであり、各ユニットの操作部を構成する空気圧又は油圧で駆動されるシリンダは、サーボ制御装置によりシリンダ内の圧力が制御される。図３との対比で説明すれば、圧力調節弁１０９に代えてサーボ弁１１１を設け、このサーボ弁の出力圧を測定する圧力センサ１１２の測定値をサーボ制御装置１１３に導き、この測定値が所定の目標値となるようにサーボ弁１１１の開度が調節される。このような構成により、各ユニットの挟持押圧を精密に調節することが可能となる。
【００３８】
図６は、請求項８の構成を実現するものであり、各ユニットの操作部はアーム部によりスプリング手段を介して長尺ワーク材を押圧挟持する。１０１ｋはアーム部１０１ａと把持金具１０１ｅ間に挿入されたスプリング手段、１０１ｌはアーム部１０１ｂと把持金具１０１ｆ間に挿入されたスプリング手段である。このような構成により、各ユニットの挟持押圧はスプリング手段で調節される。尚、図３における圧力調節弁１０９の位置には、安全用圧力調節弁１１４が挿入されている。
【００３９】
図７は、請求項９及び請求項１０の構成を実現するものであり、各ユニットの操作部は、サーボ制御装置によりアーム部材の位置決め制御を実行すると共に、シリンダへの操作圧力とアーム部による負荷圧力との差圧に基づいて位置決めを修正する機能を具備する。１０１ｍはアーム部１０１ａの位置センサであり、位置の測定値がサーボ制御装置１１５に入力される。同様に、１０１ｎはアーム部１０１ｂの位置センサであり、位置の測定値がサーボ制御装置１１６に入力される。
【００４０】
圧力センサ１０１ｐ及び１０１ｑは、操作部１０１ｃのシリンダへの操作圧力及びアーム部１０１ａによる負荷圧力を測定し、測定値をサーボ制御装置１１５に入力する。同様に圧力センサ１０１ｒ及び１０１ｓは、操作部１０１ｄのシリンダへの操作圧力及びアーム部１０１ｂによる負荷圧力を測定し、測定値をサーボ制御装置１１６に入力する。
【００４１】
サーボ制御装置１１５及び１１６は、操作部１０１ｃ及び１０１ｄのシリンダにおける操作圧力とアーム部による負荷圧力との差圧を検出し、この差圧が所定の目標値となるように、アーム部１０１ａ及び１０１ｂの位置を修正する。
【００４２】
尚、サーボ制御装置１１５及び１１６は、各ユニットの方向切換弁への指令信号を発信する。尚、図３における圧力調節弁１０９の位置には、サーボ元圧調整用圧力調節弁１１７が挿入されている。
【００４３】
このようなサーボ制御系において、差圧を検出するための圧力センサ１０１ｐ乃至１０１ｓの感度を調節することにより、図６に示したアーム部による押圧挟持部にスプリング手段を設けた場合の、バネ定数を任意に設定することと等価な機能を持たせることが可能であり、より精密な挟持押圧の調節が実現できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果を期待することができる。
（１）加工するワーク材の長さが頻繁に変わるような多種少量生産の場合に、必要な長尺ワーク材の長さに合わせて選択されたワーク材ガイド手段のアーム部を前進操作すればよく、従来装置の様に最長のワーク材の長さに合わせた固定長尺形材を開閉する操作に比較して無駄な動きを排除でき、多種少量生産の生産効率を向上させることができる。
（２）長尺ワーク材の長さに合わせて、使用しないワーク材ガイド手段のアーム部を後退操作しておけば、ワーク材供給装置の押圧部材のスタート位置をより前進した位置に設定でき、ワーク材の長さに応じて最短の時間で加工ができる。
（３）曲げ加工される長尺ワーク材の挟持押圧をワーク材の種類や厚さ、位置により精密に調節することが可能であり、高精度の曲げ加工の品質向上に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した長尺ワーク材の曲げ加工装置の一例を示す構成図である。
【図２】本発明で使用されるワーク材ガイド手段の構成及び動作説明図である。
【図３】ワーク材ガイド手段による挟持押圧の調節を行なうための実施形態を示す機能ブロック図である。
【図４】ワーク材ガイド手段による挟持押圧の調節を行なうための他の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図５】ワーク材ガイド手段による挟持押圧の調節を行なうための更に他の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図６】ワーク材ガイド手段による挟持押圧の調節を行なうための更に他の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図７】ワーク材ガイド手段による挟持押圧の調節を行なうための更に他の実施形態を示す機能ブロック図である。
【図８】特許文献（１）記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置の側面図である。
【図９】特許文献（２）記載の長尺管材等の押圧搬送装置の主要部斜視図である。
【符号の説明】
１長尺ワーク材
１ａワーク材終端部
２曲げ加工ヘッド
３ワーク材供給装置
３ａ押圧部材
３ｂ押し棒
３ｃ，３ｄボールネジ機構
６ガイドパイプ
７ベース板
８可動ダイス
９可動板
１０油圧シリンダ
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５ワーク材ガイド手段
１０６，１０７固定部材

Claims

曲げ加工ヘッドと、この曲げ加工ヘッドに長尺ワーク材をその終端部より押圧部材を介して軸方向に押圧供給するワーク材供給装置を具備する長尺ワーク材の曲げ加工装置において、
前記曲げ加工ヘッドと前記終端部間に、前記軸方向と直交して前記長尺ワーク材をスライド可能に押圧挟持すると共に、この挟持を開放して前記押圧部材の通過を可能とする複数ユニットのワーク材ガイド手段を設けたことを特徴とする、長尺ワーク材の曲げ加工装置。
前記ワーク材ガイド手段の各ユニットは、前記軸方向と直交して前記長尺ワーク材をスライド可能に押圧挟持する一対のアーム部と、これらアーム部を前記長尺ワーク材に対して前進及び後退操作する操作部とで構成されたことを特徴とする、請求項１記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
前記操作部は、空気圧又は油圧で駆動されるシリンダで実現されたことを特徴とする、請求項２記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
前記操作部は、前記長尺ワーク材の長さに応じて必要数ユニットのアーム部を前進操作し、他ユニットのアーム部を後退操作することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
前記操作部は、前記アーム部による前記長尺ワーク材の押圧挟持力を調節する機能を具備することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
前記押圧挟持力の調節機能を、前記操作部のユニット毎に独立して設けたことを特徴とする、請求項５記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
前記操作部における空気圧又は油圧で駆動されるシリンダは、サーボ制御装置によりシリンダ内の圧力が制御されることを特徴とする、請求項２乃至７のいずれかに記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
前記操作部は、前記アーム部によりスプリング手段を介して前記長尺ワーク材を押圧挟持することを特徴とする、請求項５乃至７のいずれかに記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
前記操作部は、サーボ制御装置により前記アーム部材の位置決め制御を実行すると共に、シリンダへの操作圧力と前記アーム部による負荷圧力との差圧に基づいて前記位置決めを修正する機能を具備することを特徴とする、請求項２乃至請求項８記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。
前記差圧を検出する圧力センサの感度調節により、前記アーム部による前記ワーク材の押圧挟持部に前記スプリング手段のバネ定数設定と等価な機能を持たせたことを特徴とする、請求項８又は９記載の長尺ワーク材の曲げ加工装置。