JP2005230882A - 曲げ加工装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 構成が簡単であって、動作を迅速に行い、油漏れなどの環境上の問題が無く、高精度なクラウニング手段を有する曲げ加工装置及びその方法を提供する。
【解決手段】 曲げ加工装置は、金型ホルダ１３、１４を介して金型Ｐ、Ｄが装着された上部テーブル１と下部テーブル２のいずれか一方のテーブルを移動させ、両金型Ｐ、Ｄの協働によりワークＷに曲げ加工を施す。この曲げ加工装置は、クラウニング手段Ｔを複数有し、該クラウニング手段Ｔは、上記いずれか一方のテーブル１、２側に設けられた一対の回転部材３Ａ、３Ｂと、該一対の回転部材３Ａ、３Ｂのうちの一方の回転部材３Ｂを回転させる回転駆動源Ｍから成り、金型ホルダ１３、１４を押圧することにより、対向する他方のテーブル２、１側へ突出した所定の凸形状ｃを形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、曲げ加工時のたわみを相殺する所定のクラウニング曲線を得るためのクラウニング手段を備えた曲げ加工装置及びその装置を使用する曲げ加工方法に関する。

従来のプレスブレーキは、例えば図１０に示す構成を有し、曲げ加工時には、ワークＷから曲げ反力を受けるので、機械系のたわみ（上下テーブル、金型、側板などのたわみ）が発生する。

このうち、上部テーブル５０、下部テーブル５１のたわみに関しては、ワークＷの曲げ反力により、図示するように、それぞれ上向き、下向きに凹状にたわんでしまう。

その結果、ワークＷの実際の曲げ角度が目標値（例えば９０°）と異なり、また、図１１に示すように、該ワークＷの長手方向に沿った曲げ角度α、β、γが均一でなくなって、通り精度が悪くなることにより、加工精度が低下するなど種々の弊害が発生する。

これを回避するために、従来は、例えば特許第３１５３６２８号公報や特開昭５８−３２０号公報などに開示されているように、前記（図１０）した凹状のたわみを相殺すべく反対方向の凸状のたわみを発生させるような所定のクラウニング曲線を、テーブルに付与している。
特許第３１５３６２８号公報 特開昭５８−３２０号公報

しかし、上記特許第３１５３６２８号公報に開示されている手段は、下部テーブルの両側に設けられているクラウニングシリンダであり、このため、下部テーブルを補強する必要があり、３枚構造テーブルとしなければならない。

この結果、構成が極めて複雑となり、また、クラウニングシリンダが油圧式であるために、油漏れや油の汚染といった環境上の問題を内包し、更に、油圧式は、一般には、きめ細かな調整が困難であり、精度が低い。

また、上記特開昭５８−３２０号公報に開示されている手段は、中間板に設けられた楔を、シリンダを駆動源とする調整機構を用いて、自動的に移動させるものである。

その結果、同様に、構成が極めて複雑となり、また、上記駆動シリンダを油圧式とした場合には、同様に、油漏れや油の汚染といった環境上の問題を内包し、きめ細かな調整が困難であり、精度が低い。

更に、調整機構が左右に移動するのに時間を要し、そのため、楔の移動調整に時間がかかり、動作が迅速に行われない。

本発明の目的は、構成が簡単であって、動作を迅速に行い、油漏れなどの環境上の問題が無く、高精度なクラウニング手段を有する曲げ加工装置及びその方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、図１〜図９に示すように、
金型ホルダ１３、１４を介して金型Ｐ、Ｄが装着された上部テーブル１と下部テーブル２のいずれか一方のテーブルを移動させ、両金型Ｐ、Ｄの協働によりワークＷに曲げ加工を施す曲げ加工装置において、
上記いずれか一方のテーブル１、２側に設けられた一対の回転部材３Ａ、３Ｂと、該一対の回転部材３Ａ、３Ｂのうちの一方の回転部材３Ｂを回転させる回転駆動源Ｍから成り、金型ホルダ１３、１４を押圧することにより、対向する他方のテーブル２、１側へ突出した所定の凸形状ｃを形成するクラウニング手段Ｔを複数設けたことを特徴とする曲げ加工装置、及び
（１）加工条件に基づいて、曲げ工程別に、所定の凸形状曲線ｃを演算し、
（２）その後、曲げ工程ごとに、複数のクラウニング手段Ｔを構成する各一対の回転部材３Ａ、３Ｂを回転駆動させることにより、所定の凸形状曲線ｃを得ることを特徴する曲げ加工方法という技術的手段を講じている。

上記本発明の構成によれば、クラウニング手段Ｔを構成する一対の回転部材３Ａ、３Ｂを、例えば回転くさび機構３により、回転駆動源Ｍを、モータ（例えばサーボモータＭ）によりそれぞれ構成したことにより、構成が極めて簡単になり、また、動作方式を、従来の油圧式と（前記特許第３１５３６２８号公報や特開昭５８−３２０号公報などに開示された）異なり、サーボモータＭによる電子式としたことにより、動作が迅速に行われ、油漏れなどの環境上の問題が無く、きめ細かな調整が可能であって、精度が高くなる。

従って、本発明の構成によれば、構成が簡単であって、動作を迅速に行い、油漏れなどの環境上の問題が無く、高精度なクラウニング手段を有する曲げ加工装置及びその方法を提供することができる。

以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して、説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す全体図である。

図１に示す曲げ加工装置は、例えばラムである上部テーブル１を下降させることにより、、ワークＷを曲げ加工する下降式のプレスブレーキである。

このプレスブレーキは、上部テーブル１に中間板１３を介して装着されたパンチＰと、下部テーブル２にダイホルダ１４を介して装着されたダイＤを有している。

この場合、ラム１の駆動源としては、油圧式駆動源（例えば油圧シリンダ）、又は図示するような電磁式駆動源などがあり、該ラム１の両側後部に固定されたナット１２には、各側板２６の上部に設置された例えばＡＣサーボモータＭ_L 、Ｍ_R のボールねじ１１が螺合している。

この構成により、後述するＮＣ装置２４のラム駆動制御部２４Ｆを介して、上記ＡＣサーボモータＭ_L 、Ｍ_R を作動させれば、上部テーブル１が下降し、パンチＰとダイＤによりワークＷに所定の曲げ加工を施すことができる（図９のステップ１０９）。

下部テーブル２（図１）の上面には、ベースプレート８が設けられ、該ベースプレート８には、例えばサーボモータＭが内蔵されている。

上記サーボモータＭ（図２）の出力軸１５は、ベースプレート８から上方に突出し、該出力軸１５は、後述する一対の回転部材３Ａ、３Ｂの一方の回転部材３Ｂに対して、キー１０を介して係合している。

この一対の回転部材３Ａ、３Ｂは、図３に示すように、回転くさび機構により構成され、該回転くさび機構３は、よく知られているように、傾斜した接合面４Ｂ、５Ｂを有する一方の回転部材３Ｂの上に、対応する傾斜した接合面４Ａ、５Ａを有する他方の回転部材３Ａを回転自在に設けたものである。

この回転くさび機構３は（図２）、前記ベースプレート８上に設置され、該回転くさび機構３を構成する回転部材３Ａ、３Ｂの中央部に形成された空隙６Ａ、６Ｂを介して、ガイドピン９が設けられている。

上記ガイドピン９は、金型（ダイ）ホルダ１４の下面に挿入され、該ダイホルダ１４は、前記回転くさび機構３のうちの回転部材３Ａの上面に支持されている。

この回転くさび機構３とサーボモータＭによりクラウニング手段Ｔを構成し、このようなクラウニング手段Ｔを（図４）、下部テーブル２の長手方向（Ｘ軸方向）に複数設けておく。

これにより、後述するクラウニング手段駆動制御部２４Ｈを（図１）介して、サーボモータＭを所定量だけ回転させれば、回転くさび機構３の一方の回転部材３Ｂが回転し、それに伴って、他方の回転部材３Ａが上昇することにより、ダイホルダ１４が押圧される。

従って、ダイＤに対して、所定量のたわみを付与することができ、全体として所定の凸形状曲線、即ち所定のクラウニング曲線ｃを得ることができる（図７、図８）。

また、上記複数のクラウニング手段Ｔ（図４）を構成するそれぞれの回転くさび機構３の間には、保持手段７（例えばエアシリンダ）が設けられ、回転くさび機構３を駆動させる際に、ダイＤとダイホルダ１４をこの保持手段７で保持することにより、回転くさび機構３の負担が軽くなり、従って、所定のクラウニング曲線ｃを（図７、図８）より一層容易に得ることができる。

このようなダイＤ（図４）、ダイホルダ１４、回転くさび機構３、サーボモータＭ、及びベースプレート８を１ユニットとすれば、構成が一層簡単になり、また、このユニットを後付け仕様として利用可能である。

尚、前記クラウニング手段Ｔは（図１〜図４）、下部テーブル２側に複数設けた場合を詳述したが、既述したラムである上部テーブル１側に複数設けても、また上部テーブル１側の金型ホルダ、即ち中間板１３に（図５）複数設けてもよい。

上記構成を有するプレスブレーキのＮＣ装置２４は（図１）、ＣＰＵ２４Ａと、入出力部２４Ｂと、記憶部２４Ｃと、金型情報演算部２４Ｄと、ラム情報演算部２４Ｅと、ラム駆動制御部２４Ｆと、クラウニング情報演算部２４Ｇと、クラウニング手段駆動制御部２４Ｈと、保持手段駆動制御部２４Ｊにより構成されている。

ＣＰＵ２４Ａは、本発明を実施するための動作手順（例えば図９に相当）に従ってクラウニング情報演算部２４Ｇ、クラウニング手段駆動制御部２４Ｈなど図１に示す装置全体を制御する。

入出力部２４Ｂは、例えばキーボードやスイッチなどの操作部材から成る入力部、液晶やＣＲＴなどの画面から成る出力部で構成され、製品情報（図９のステップ１０１）、加工プログラムなどを入力し、入力結果は画面で確認できるようになっている。

この場合、製品情報としては、例えばＣＡＤ情報があり、ワークＷの板厚、材質、曲げ長さ、曲げ角度、曲げ位置などを含み、これらが展開図、立体図により構成されている。

記憶部２４Ｃは（図１）、例えば、前記製品情報を用い、加工条件（例えばワークＷの板厚、曲げ長さなど、その他金型Ｐ、Ｄの形式、機械条件など）を考慮して、曲げ工程ごとに、クラウニング情報演算部２４Ｇなどが演算した結果を、データベースとして（図６）記憶しておく。

金型情報演算部２４Ｄは（図１）、上記加工条件に基づいて、曲げ工程ごとに、使用される金型（形状、長さなど）、金型レイアウト（加工ステーション）を演算し（図９のステップ１０２）、演算結果は、同様に、金型情報として前記記憶部２４Ｃに記憶される（図６）。

ラム情報演算部２４Ｅは（図１）、加工条件に基づいて、曲げ工程別に、ラムである上部テーブル１のストローク量ｓ１、ｓ２を演算し（図９のステップ１０３）、演算結果は、ラム情報として同様に記憶部２４Ｃに記憶される（図６）。

ラム駆動制御部２４Ｆは（図１）、曲げ工程ごとに、ラム１を所定のストローク量ｓ１、ｓ２だけ下降させることにより、該ラム１に装着されたパンチＰと、下部テーブル２に装着されたダイＤにより、ワークＷに曲げ加工を施す（図９のステップ１０９）。

クラウニング情報演算部２４Ｇは（図１）、図示するように、クラウニング曲線算出部２４Ｇ１と回転量算出部２４Ｇ２により構成されている。

このうち、クラウニング曲線算出部２４Ｇ１は、加工条件に基づいて、曲げ工程別に、既述したクラウニング手段Ｔにより得られるべきクラウニング曲線ｃを算出する（図９のステップ１０４）。

これにより、既述したように（図１０）、曲げ加工時に発生する機械系のたわみ（上下テーブル、金型、側板などのたわみ）が相殺され、ワークＷ（図１）全長における所望の曲げ角度に相当する金型Ｐ、Ｄ間の刃間距離が得られる。

また、回転量算出部２４Ｇ２は（図１）、同様に曲げ工程別に、該クラウニング手段Ｔを構成する回転くさび機構３のサーボモータＭの回転量ｒを算出する（図９のステップ１０５）。

そして、これら算出されたクラウニング曲線ｃと、サーボモータＭの回転量ｒは、クラウニング情報として、前記記憶部２４Ｃに記憶され（図６）、後述するクラウニング手段駆動制御部２４Ｈが動作する場合に参照するようになっている（図９のステップ１０７、１０８）。

クラウニング手段駆動制御部２４Ｈは（図１）、既述したように、前記したクラウニング曲線算出部２４Ｇ１が算出したクラウニング曲線ｃが得られるように（図９のステップ１０８）、クラウニング情報を（図６）参照しつつ、回転くさび機構３のサーボモータＭを回転駆動する。

また、保持手段駆動制御部２４Ｊは（図１）、前記回転量算出部２４Ｇ２によるサーボモータＭの回転量ｒ算出後（図９のステップ１０５）、回転くさび機構３の回転の（図９のステップ１０７）前に、予めエアシリンダ７を（図４）を上昇させ、ダイＤとダイホルダ１４を下方から保持しておく（図９のステップ１０６）。

これにより、前記したように、実際に回転くさび機構３が駆動する際に（図９のステップ１０７）、該回転くさび機構３のくさび調整に影響を与えないようにすることにより、その負担を軽減し、所定のクラウニング曲線ｃが（図７、図８）より一層容易に得られるようにしている。

以下、上記構成を有する本発明の動作を図９に基づいて説明する。

（１）クラウニング情報などの情報演算動作。
図９のステップ１０１において、製品情報を入力し、ステップ１０２において、曲げ工程ごとに金型、金型レイアウトを演算し、ステップ１０３において、ラムのストローク量ｓ１、ｓ２を演算し、ステップ１０４において、クラウニング曲線ｃを算出し、ステップ１０５において、サーボモータＭの回転量ｒを算出する。

即ち、ＮＣ装置２４の（図１）入出力部２４Ｂを介して、製品情報が、入力されると、それを検知したＣＰＵ２４Ａは、金型情報演算部２４Ｄとラム情報演算部２４Ｅとクラウニング情報演算部２４Ｇを制御し、加工条件を考慮し、曲げ工程ごとに、金型情報などを演算させ、演算が終了すると、それら情報をデータベースとして、記憶部２４Ｃに記憶させる（図６）。

（２）情報演算後の動作。
（２）−Ａ エアシリンダ７によるダイＤとダイホルダ１４の保持動作。
図９のステップ１０６において、エアシリンダ７を上昇させ、ダイＤとダイホルダ１４を保持させる。

即ち、ＣＰＵ２４Ａは（図１）、前記（１）の演算動作が終了したことを検知すると、保持手段駆動制御部２４Ｊを制御し、複数のクラウニング手段Ｔ（図４）のうちの駆動対象である回転くさび機構３の位置に相当するエアシリンダ７を上昇させる。

これにより、ダイＤとダイホルダ１４を下方から保持し、その後の回転くさび機構３による動作を容易にしておく。

この場合、ワークＷの（図１）曲げ長さなどを考慮し、全てのエアシリンダ７を上昇させることもできる。

（２）−Ｂ エアシリンダ７による保持動作後の動作。
図９のステップ１０７において、サーボモータＭを回転させ、ステップ１０８において、所定のクラウニング曲線ｃを得た後、ステップ１０９において、曲げ加工を行う。

即ち、ＣＰＵ２４Ａは（図１）、前記保持手段駆動制御部２４Ｊによるエアシリンダ７の上昇動作が終了したことを検知すると、クラウニング手段駆動制御部２４Ｈを制御することにより、所定のクラウニング手段Ｔを構成する回転くさび機構３のサーボモータＭを回転させ、所定のクラウニング曲線ｃを得る。

この場合、クラウニング手段駆動制御部２４Ｈは、クラウニング情報を（図６）参照することにより、曲げ工程ごとに、所定のサーボモータＭを所定量ｒ１１、ｒ１２・・・だけ回転させるが、所定のクラウニング曲線ｃ１、ｃ２・・・を得るためには、例えば次のような方法がある。

例えば、図７に示すように、所定位置にある回転くさび機構３を、個別に駆動させてダイＤを徐々に上昇させることにより（図７（Ａ）→図７（Ｂ）→・・・・）、所定の凸形状曲線、即ち所定のクラウニング曲線を段階的に作成し、最後に所望の曲線ｃを得る（図７（Ｚ））。

また、例えば、図８に示すように、複数の回転くさび機構３を、同時に同一量だけ回転駆動させてダイＤを一度に同じ高さ位置まで上昇させ（図８（Ａ））、その後、左右端部の回転くさび機構３のみ反対方向に回転駆動させることにより、所定のクラウニング曲線ｃを得る（図８（Ｂ））。

このようにして所定のクラウニング曲線ｃを得た後、ワークＷを（図１）ダイＤ上に載せ、該ワークＷを位置決め後、ＣＰＵ２４Ａは、ラム駆動制御部２４Ｆを介して、ラム１を所定のストローク量ｓ１、ｓ２だけ下降させることにより、曲げ加工を行う。

かかる一連の動作を（図９のステップ１０６〜ステップ１０９）、例えば曲げ工程１（図６）について行ったとすれば、その後は、図９のステップ１１０において、加工終了か否かを判断し、終了しない場合には（ＮＯ）、ステップ１０６に戻り、例えば次の曲げ工程２について同じ動作を繰り返し、終了した場合には（ＹＥＳ）、全ての動作を停止する（ＥＮＤ）。

上記のとおり、本発明は、クラウニング手段を備えた曲げ加工装置及びその装置を使用する曲げ加工方法に利用可能であり、具体的には、クラウニング手段を上部テーブル側に設けた、又は上部テーブルの中間板に設けたプレスブレーキにも適用され、また、下部テーブルが上昇して曲げ加工を行う上昇式プレスブレーキに、更には、ラムの駆動方式が電磁式ではなく、油圧式のプレスブレーキにも適用される。

本発明の実施形態を示す全体図である。 本発明を構成するクラウニング手段Ｔの側面図である。 本発明のクラウニング手段Ｔを構成する回転くさび機構３の斜視図である。 本発明を構成するクラウニング手段Ｔの全体正面図である。 本発明を構成するクラウニング手段Ｔの他の実施例を示す図である。 本発明によるクラウニング情報とラム情報のデータベースを示す図である。 本発明による曲げ加工方法の第１実施例を示す図である。 本発明による曲げ加工方法の第２実施例を示す図である。 本発明の動作を説明するためのフローチャートである。 従来技術におけるたわみ変形を示す図である。 従来技術における課題説明図である。

符号の説明

１ 上部テーブル
２ 下部テーブル
３ 回転くさび機構
３Ａ、３Ｂ 回転部材
４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ 接合面
６Ａ、６Ｂ 空隙
７ 保持手段
８ ベースプレート
９ ガイドピン
１０ キー
１１ ボールねじ
１２ ナット
１３ 中間板
１４ ダイホルダ
１５ 出力軸
２４ ＮＣ装置
２４Ａ ＣＰＵ
２４Ｂ 入出力部
２４Ｃ 記憶部
２４Ｄ 金型情報演算部
２４Ｅ ラム情報演算部
２４Ｆ ラム駆動制御部
２４Ｇ クラウニング情報演算部
２４Ｇ１ クラウニング曲線算出部
２４Ｇ２ 回転量算出部
２４Ｈ クラウニング手段駆動制御部
２４Ｊ 保持手段駆動制御部
Ｍ_N 、Ｍ_L 、Ｍ モータ
Ｐ パンチ
Ｔ クラウニング手段
Ｗ ワーク
ｃ クラウニング曲線
ｒ サーボモータＭの回転量
ｓ１、ｓ２ 上部テーブル１のストローク量

Claims (7)

1. 金型ホルダを介して金型が装着された上部テーブルと下部テーブルのいずれか一方のテーブルを移動させ、両金型の協働によりワークに曲げ加工を施す曲げ加工装置において、
   上記いずれか一方のテーブル側に設けられた一対の回転部材と、該一対の回転部材のうちの一方の回転部材を回転させる回転駆動源から成り、金型ホルダを押圧することにより、対向する他方のテーブル側へ突出した所定の凸形状を形成するクラウニング手段を複数設けたことを特徴とする曲げ加工装置。
2. 上記クラウニング手段を構成する一対の回転部材が、回転くさび機構により、回転駆動源が、モータによりそれぞれ構成されている請求項１記載の曲げ加工装置。
3. 上記複数のクラウニング手段を構成する各一対の回転部材の間には、金型と金型ホルダを保持する保持手段が設けられている請求項１記載の曲げ加工装置。
4. 上記保持手段が、エアシリンダにより構成されている請求項３記載の曲げ加工装置。
5. （１）加工条件に基づいて、曲げ工程別に、所定の凸形状曲線を演算し、
   （２）その後、曲げ工程ごとに、複数のクラウニング手段を構成する各一対の回転部材を回転駆動させることにより、所定の凸形状曲線を得ることを特徴する曲げ加工方法。
6. 上記（２）において、複数のクラウニング手段を構成する各一対の回転部材を、個別に回転駆動させる請求項５記載の曲げ加工方法。
7. 上記（２）において、複数のクラウニング手段を構成する各一対の回転部材を、同時に同一量だけ回転駆動させた後、左右端部の各一対の回転部材のみを、反対方向に回転駆動させる請求項５記載の曲げ加工方法。

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