JP2007083260A - Apparatus for working metallic sheet, and method for manufacturing blade for wind mill using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属板加工装置及びこれを用いた風車用ブレードの製造方法に関し、より詳しくは、金属板に曲率半径の異なる曲面を連続的に形成可能な金属板加工装置及びこれを用いた風車用ブレードの製造方法に関する。 The present invention relates to a metal plate processing apparatus and a method of manufacturing a windmill blade using the same, and more specifically, a metal plate processing apparatus capable of continuously forming curved surfaces having different curvature radii on a metal plate and a windmill using the same. The present invention relates to a manufacturing method for a blade.
従来から、金属板を曲げ加工するためのロール曲げ機として、回転駆動する下ロールが並列に配設され、下ロールの上方に位置し、シート材(金属板)の進行に伴って従動する上ロールが配設されており、横方向から見て3本のロールの回転中心を三角形の頂点とするように形成されているロール曲げ機が知られている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, as a roll bending machine for bending a metal plate, a lower roll to be rotationally driven is arranged in parallel, positioned above the lower roll, and driven by the progress of the sheet material (metal plate). There is known a roll bending machine in which rolls are disposed and formed so that the rotation center of the three rolls is the apex of a triangle when viewed from the side (see, for example, Patent Document 1).
一方、起動時や低風速域でも風車を効率よく回すことができる高効率な風力発電機用風車の風車用ブレードとして、低いレイノルズ数で高い揚力係数を備えた翼型であって、該翼下面の後縁部に切欠部が形成されている風車用ブレードが知られている(例えば特許文献2参照)。かかる風車用ブレードは、平坦な金属板を、所定区間ごとに連続的に異なる曲率半径の曲面に加工することにより、低いレイノルズ数で高い揚力係数を備えた翼型に形成されている。
しかしながら、従来のロール曲げ機は、自動化されておらず、金属板に曲率半径の異なる曲面を連続的に形成する場合には、(1)金属板の送り量を計測し、(2)その位置に形成すべき曲率半径に見合った間隔にロールを設定し、(3)所定のスピードで所定長さだけ金属板を送り出し、(4)金属板が次の曲率半径となる位置まで送り出されたら、(5)つぎの曲率半径に見合った間隔となるようにロールを設定し直す、というような、非常に煩雑な工程を手動で行う必要があった。そのため、例えば翼型の風車用ブレードのように、曲率半径の異なる曲面が連続して形成されてなるものを量産することは困難であった。 However, the conventional roll bending machine is not automated, and when continuously forming curved surfaces with different radii of curvature on a metal plate, (1) measure the feed amount of the metal plate, and (2) its position When the roll is set at an interval corresponding to the radius of curvature to be formed, (3) the metal plate is sent out for a predetermined length at a predetermined speed, and (4) the metal plate is sent to the position where the next radius of curvature is reached, (5) It was necessary to manually perform a very complicated process such as resetting the roll so as to obtain an interval corresponding to the next radius of curvature. For this reason, it has been difficult to mass-produce a product in which curved surfaces having different radii of curvature are continuously formed, such as blade blades for wind turbines.
また、翼型の風車用ブレードの前端部(図4符号K9参照)のように、連続する曲面のうち、一部の曲率半径が小さい場合には、ロール曲げ機を用いて一方の端部から他方の端部に向かって連続的に加工していくと、折れ曲がった金属板がロール曲げ機と干渉してしまい、金属板が変形したりロール曲げ機が故障したりすることがあった。また、これを防止するために、操作者が常にロール曲げ機のそばに待機して、所定のタイミングでロール曲げ機を止めるなどの作業を行う必要が生じていた。 Also, like the front end of the blade for the blade wind turbine (see Fig. 4 numeral K 9), of the continuous curved surface, when a portion of the radius of curvature is small, one end by a roll bending machine When the metal plate is continuously processed from one end to the other end, the bent metal plate interferes with the roll bending machine, and the metal plate may be deformed or the roll bending machine may break down. In order to prevent this, it has been necessary for the operator to always stand by the roll bending machine and to perform work such as stopping the roll bending machine at a predetermined timing.
本発明は、かかる問題を解決するために成されたものであり、金属板に曲率半径の異なる曲面を連続的に形成可能な金属板加工装置を提供することを課題とする。
また、本発明は、翼型の風車用ブレードを効率的に精度良く製造可能な風車用ブレードの製造方法を提供することを課題とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a metal plate processing apparatus capable of continuously forming curved surfaces having different curvature radii on a metal plate.
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a blade for wind turbines capable of efficiently manufacturing a blade blade for wind turbines with high accuracy.
本発明に係る金属板加工装置は、金属板に曲率半径の異なる曲面を連続的に形成する金属板加工装置であって、側方からみて三角形の各頂点の位置に、互いに平行に配置され、回転可能に支持された3本のロールと、前記3本のロールのうちの1本のロールと他の2本のロールの中間位置とのロール間隔を近接離間させるロール移動手段と、前記3本のロールのうち少なくとも1本を回転させるロール回転手段と、前記1本のロールと、前記他の2本のロールとの間に挿通された前記金属板の送り量を計測する送り量計測手段と、前記ロール回転手段と前記ロール移動手段とを制御する制御手段と、前記金属板の加工に関する金属板加工データを前記制御手段に入力する入力手段と、を備え、前記金属板加工データは、前記金属板の厚さと、前記金属板の弾性係数と、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径と、を含み、前記制御手段は、前記金属板加工データに基づいて、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径毎に、前記3本のロールの回転速度と、前記ロール間隔と、を計算するとともに、前記送り量計測手段によって計測された前記金属板の送り量と、計算された前記回転速度及び前記ロール間隔と、に基づいて、前記ロール回転手段と前記ロール移動手段とを制御することを特徴とする。 The metal plate processing apparatus according to the present invention is a metal plate processing apparatus that continuously forms curved surfaces with different radii of curvature on the metal plate, and is arranged in parallel to each other at the positions of the respective vertices of the triangle as viewed from the side. Three rolls supported in a rotatable manner, a roll moving means for bringing a roll interval between one roll of the three rolls and an intermediate position between the other two rolls close to each other, and the three rolls A roll rotating means for rotating at least one of the rolls; a feed amount measuring means for measuring a feed amount of the metal plate inserted between the one roll and the other two rolls; A control means for controlling the roll rotating means and the roll moving means; and an input means for inputting metal plate processing data relating to the processing of the metal plate to the control means. The thickness of the metal plate, An elastic coefficient of the metal plate and a radius of curvature at a predetermined position of the metal plate after processing, and the control means is configured to determine the predetermined position of the metal plate after processing based on the metal plate processing data. For each radius of curvature, the rotational speed of the three rolls and the roll interval are calculated, the feed amount of the metal plate measured by the feed amount measuring means, the calculated rotational speed and The roll rotating means and the roll moving means are controlled based on the roll interval.
かかる構成によれば、制御手段によって、入力手段から入力された金属板加工データに基づいて、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径毎に、3本のロールの回転速度とロール間隔とが計算される。そして、制御手段によって、計算された回転速度とロール間隔と計測された金属板の送り量とに基づいて、ロール回転手段とロール移動手段とが制御される。これにより、金属板に曲率半径の異なる曲面を連続的に形成することができる。 According to such a configuration, the rotation speed and roll interval of the three rolls for each radius of curvature at a predetermined position of the metal plate after processing based on the metal plate processing data input from the input unit by the control unit. And are calculated. The control means controls the roll rotating means and the roll moving means based on the calculated rotation speed, the roll interval, and the measured feed amount of the metal plate. Thereby, the curved surface from which a curvature radius differs can be continuously formed in a metal plate.
また、金属板を曲げ加工する場合、曲率半径が小さいほどロールと金属板との間にすべりが発生するが、加工すべき曲率半径に応じてロールの回転速度を調整するため、すべりの発生を抑制することができる。そのため、金属板の加工精度を高めることができる。 Also, when bending a metal plate, the smaller the radius of curvature, the more slip occurs between the roll and the metal plate. However, since the rotation speed of the roll is adjusted according to the radius of curvature to be processed, the occurrence of slip occurs. Can be suppressed. Therefore, the processing accuracy of the metal plate can be increased.
なお、曲率半径は、曲率半径を導き出せるデータであればよく、曲率半径自体に限られるものではない。例えば、曲率半径Rと逆数の関係にある曲率1/Rを金属板加工データとして用いてもよい。また、金属板の弾性係数は、弾性係数を導き出せるデータであればよく、例えば、金属板の材質と弾性係数の関係を予め記憶させておき、金属板の材質を入力するようにしてもよい。
The radius of curvature is not limited to the radius of curvature itself, as long as it is data from which the radius of curvature can be derived. For example, the
また、前記制御手段は、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径が所定の曲率半径以下である場合に、当該所定位置での曲率半径を無限大とみなして、前記ロール間隔を計算するのが好ましい。 In addition, when the radius of curvature at the predetermined position of the metal plate after processing is equal to or less than the predetermined radius of curvature, the control means regards the radius of curvature at the predetermined position as infinite and calculates the roll interval. It is preferable to do this.
このようにすると、金属板加工装置は、金属板の加工後の曲率半径が所定の曲率半径以下である部分について、この部分の曲率半径を無限大として扱うこととなる。そのため、金属板加工装置は、加工後の曲率半径が所定の曲率半径以下である部分を平坦な部分として認識し、その部分に曲げ加工を行うことなく所定範囲を先送りして、その後の部分の曲げ加工を行う。すなわち、かかる金属板加工装置によれば、所定の曲率半径以下の部分の加工を後回しにして、金属板に連続的に曲げ加工を施すことができる。なお、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径が所定の曲率半径以下である場合には、金属板に曲げが生じないようにロール間隔を調節するのがよい。 If it does in this way, a metal plate processing apparatus will treat the curvature radius of this part as infinite about the part whose curvature radius after processing of a metal plate is below a predetermined curvature radius. Therefore, the metal plate processing apparatus recognizes a portion where the radius of curvature after processing is equal to or less than a predetermined radius of curvature as a flat portion, and advances the predetermined range without bending the portion, Bending is performed. That is, according to this metal plate processing apparatus, the metal plate can be continuously bent after the processing of the portion having a predetermined radius of curvature or less is postponed. In addition, when the curvature radius in the predetermined position of the said metal plate after a process is below a predetermined curvature radius, it is good to adjust a roll space | interval so that a metal plate may not bend.
ここで、曲げ加工後に反り返った金属板が金属板加工機に干渉してしまう限界の曲率半径を、前記「所定の曲率半径」に設定すれば、加工された金属板と金属板加工機との干渉を防止することができる。限界の曲率半径については、金属板加工機の形状や構成に基づいて適宜設定するのが望ましい。 Here, if the limit curvature radius at which the bent metal plate interferes with the metal plate processing machine is set to the “predetermined radius of curvature”, the processed metal plate and the metal plate processing machine Interference can be prevented. The limit curvature radius is preferably set as appropriate based on the shape and configuration of the metal plate processing machine.
また、前記制御手段は、前記入力手段より入力された前記金属板加工データと、予め記憶された金属板の弾性係数と金属板の曲率半径と前記ロール間隔との相関データと、に基づいて、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径毎に、前記ロール間隔を計算するロール間隔計算部と、前記ロール間隔計算部によって計算された前記ロール間隔と、前記送り量計測手段によって計測された前記金属板の送り量と、に基づいて、前記ロール移動手段を制御するロール移動手段制御部と、前記入力手段より入力された金属板加工データと、予め記憶された金属板の弾性係数と金属板の曲率半径と前記3本のロールの回転速度との相関データと、に基づいて、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径毎に、前記3本のロールの回転速度を計算するロール回転速度計算部と、前記ロール回転速度計算部によって計算された前記3本のロールの回転速度と、前記送り量計測手段によって計測された前記金属板の送り量と、に基づいて、前記ロール回転手段を制御するロール回転手段制御部と、を備えるように構成するのが良い。 Further, the control means, based on the metal plate processing data input from the input means, and correlation data between the elastic coefficient of the metal plate, the radius of curvature of the metal plate and the roll interval stored in advance, For each radius of curvature at a predetermined position of the metal plate after processing, the roll interval calculation unit for calculating the roll interval, the roll interval calculated by the roll interval calculation unit, and the feed amount measuring means are measured. Further, based on the feed amount of the metal plate, a roll moving means control unit for controlling the roll moving means, metal plate processing data input from the input means, and a previously stored elastic coefficient of the metal plate Based on the correlation data between the curvature radius of the metal plate and the rotation speed of the three rolls, the rotation of the three rolls for each curvature radius at a predetermined position of the metal plate after processing. Based on a roll rotation speed calculation unit that calculates a degree, a rotation speed of the three rolls calculated by the roll rotation speed calculation unit, and a feed amount of the metal plate measured by the feed amount measuring unit And a roll rotation means controller for controlling the roll rotation means.
かかる構成によれば、制御手段は、金属板の弾性係数と金属板の曲率半径と前記ロール間隔との相関データを備えることから、制御手段によって、かかる相関データと金属板加工データとに基づいて、加工すべき曲率半径毎にロール間隔が計算される。また、制御手段は、金属板の弾性係数と金属板の曲率半径と前記3本のロールの回転速度との相関データを備えることから、制御手段によって、かかる相関データと金属板加工データとに基づいて、加工すべき曲率半径毎にロールの回転速度が計算される。そして、かかる計算結果と、金属板の送り量とに基づいて、ロール回転手段およびロール移動手段が制御される。これにより、金属板に曲率半径の異なる曲面を連続的に形成することができる。 According to such a configuration, since the control means includes correlation data of the elastic coefficient of the metal plate, the radius of curvature of the metal plate, and the roll interval, the control means uses the correlation data and the metal plate processing data based on the correlation data. The roll interval is calculated for each curvature radius to be processed. Further, since the control means includes correlation data of the elastic coefficient of the metal plate, the radius of curvature of the metal plate, and the rotation speed of the three rolls, the control means uses the correlation data and the metal plate processing data based on the correlation data. Thus, the rotation speed of the roll is calculated for each curvature radius to be processed. Based on the calculation result and the feed amount of the metal plate, the roll rotating means and the roll moving means are controlled. Thereby, the curved surface from which a curvature radius differs can be continuously formed in a metal plate.
なお、前記ロール間隔計算部は、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径が所定の曲率半径以下である場合に、当該所定位置での曲率半径を無限大とみなして、前記ロール間隔を計算するのが好ましい。また、制御装置は、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径が所定の曲率半径以下であるか否かを判定する曲率半径判定部を備えるのが好ましい。 In addition, the roll interval calculation unit regards the radius of curvature at the predetermined position as infinite when the radius of curvature at the predetermined position of the metal plate after processing is equal to or less than the predetermined radius of curvature. Is preferably calculated. Moreover, it is preferable that a control apparatus is provided with the curvature radius determination part which determines whether the curvature radius in the predetermined position of the said metal plate after a process is below a predetermined curvature radius.
また、前記ロール移動手段は、可動型と固定型とを備える油圧プレス機であり、前記1本のロール及び前記2本のロールのうち、いずれか一方が前記可動型に回転可能に固定され、いずれか他方が前記固定型に回転可能に固定されているのが好ましい。 Further, the roll moving means is a hydraulic press machine having a movable mold and a fixed mold, and one of the one roll and the two rolls is rotatably fixed to the movable mold, It is preferable that one of the other is rotatably fixed to the fixed mold.
かかる構成によれば、油圧プレス機に3本ロールを組み合わせるという簡易な構成で、金属板に曲率半径の異なる曲面を連続的に形成可能な金属板加工装置を得ることができる。 According to this configuration, it is possible to obtain a metal plate processing apparatus capable of continuously forming curved surfaces having different curvature radii on a metal plate with a simple configuration in which three rolls are combined with a hydraulic press.
また、前記ロール回転手段は、サーボモータからなり、前記送り量計測手段は、前記サーボモータの回転量に基づいて、前記金属板の送り量を計測するように構成するのが良い。 The roll rotating means may be a servo motor, and the feed amount measuring means may be configured to measure the feed amount of the metal plate based on the rotation amount of the servo motor.
かかる構成によれば、前記ロール回転手段は、サーボモータからなり、前記送り量計測手段は、前記サーボモータの回転量に基づいて、前記金属板の送り量を計測することから、サーボモータによって、ロール回転手段と送り量計測手段とを兼用することができる。換言すれば、サーボモータによって金属板の送り量を高精度に制御することができる。そのため、加工精度が向上するとともに、部品点数を少なくすることができる。 According to such a configuration, the roll rotating unit is composed of a servo motor, and the feed amount measuring unit measures the feed amount of the metal plate based on the rotation amount of the servo motor. The roll rotating means and the feed amount measuring means can be used together. In other words, the feed amount of the metal plate can be controlled with high accuracy by the servo motor. Therefore, the processing accuracy is improved and the number of parts can be reduced.
また、金属板加工装置は、前記金属板の後端部と前記3本のロールとの間隔を計測するバックゲージをさらに備え、前記制御手段は、前記送り量計測手段によって計測された前記金属板の送り量と、前記バックゲージによって計測された前記金属板の後端部と前記3本のロールとの間隔と、を比較し、両者が異なる場合に、前記バックゲージによって計測された前記金属板の後端部と前記3本のロールとの間隔に基づいて、前記金属板の送り量を補正するように構成するのが良い。 The metal plate processing apparatus further includes a back gauge for measuring a distance between a rear end portion of the metal plate and the three rolls, and the control unit is configured to measure the metal plate measured by the feed amount measuring unit. And the distance between the three rolls measured by the back gauge and the distance between the three rolls, and the two are different, the metal plate measured by the back gauge. It is preferable that the feed amount of the metal plate is corrected on the basis of the distance between the rear end portion and the three rolls.
かかる構成によれば、金属板加工装置は、前記金属板の後端部と前記3本のロールとの間隔を計測するバックゲージをさらに備えることから、金属板の後端部と3本のロールとの間隔に基づいて金属板の送り量(すなわち実際の金属板の送り量)を算出することができる。そのため、3本のロールと金属板との間にすべりが生じて、3本のロールの回転量から算出した金属板の送り量と実際の金属板の送り量とが一致しなくなった場合でも、バックゲージによる計測結果に基づいて、金属板の送り量を補正することができる。そのため、正確な金属板の送り量に基づいて金属板を精度よく加工することができる。 According to such a configuration, the metal plate processing apparatus further includes the back gauge for measuring the distance between the rear end portion of the metal plate and the three rolls, and therefore the rear end portion of the metal plate and the three rolls. The metal plate feed amount (that is, the actual metal plate feed amount) can be calculated on the basis of the interval. Therefore, even if slip occurs between the three rolls and the metal plate and the feed amount of the metal plate calculated from the rotation amount of the three rolls does not match the actual feed amount of the metal plate, The feed amount of the metal plate can be corrected based on the measurement result by the back gauge. Therefore, the metal plate can be processed with high accuracy based on the accurate feed amount of the metal plate.
また、本発明に係る風車用ブレードの製造方法は、所定の曲率半径よりも大きい曲率半径の曲面が連続してなる上面及び下面と、前記上面と前記下面とを繋ぎ、所定の曲率半径以下の曲面からなる前端面と、によって翼型に構成された風車用ブレードの製造方法であって、請求項2に記載の金属板加工装置を用いて前記金属板に前記上面及び前記下面を形成する工程と、その後に他の金属板加工装置を用いて前記前端面を形成する工程と、を含み、前記所定の曲率半径は、その曲率半径で前記金属板の一部を加工した場合に、前記金属板の加工済みの部分が請求項2に記載の金属板加工装置に干渉する曲率半径であり、前記他の金属板加工装置は、前記所定の曲率半径で前記金属板を加工した場合でも、前記金属板の加工済みの部分が干渉しない形状に構成されていることを特徴とする。
The method for manufacturing a wind turbine blade according to the present invention connects an upper surface and a lower surface in which curved surfaces having a curvature radius larger than a predetermined curvature radius are continuous, the upper surface and the lower surface, and has a predetermined curvature radius or less. A method of manufacturing a blade for a wind turbine configured in an airfoil shape by a front end surface formed of a curved surface, wherein the upper surface and the lower surface are formed on the metal plate using the metal plate processing apparatus according to
かかる方法によれば、請求項2に記載の金属板加工装置によって、風車用ブレードの上面と下面が先行して加工される。すなわち、金属板加工装置は、前端面に相当する部分を自動的にとばして加工するので、請求項2に係る金属板加工装置と金属板とが干渉する(ぶつかり合う)ことがない。そして、その後に他の金属板加工装置で前端面に相当する部分が加工されるので、風車用ブレードを効率的かつ精度良く容易に製造することができる。
他の金属板加工装置としては、前記2本のロールからみて前記1本のロールの反対側の部分に、移動手段などが配置されていない構造のものを用いるのが好ましい。このような金属板加工装置としては、手動式の3本ロールなどを用いることができる。
According to this method, the upper surface and the lower surface of the wind turbine blade are processed in advance by the metal plate processing apparatus according to
As another metal plate processing apparatus, it is preferable to use a device having a structure in which a moving means or the like is not disposed on the opposite side of the one roll as viewed from the two rolls. As such a metal plate processing apparatus, a manual three-roll or the like can be used.
本発明によれば、金属板に曲率半径の異なる曲面を連続的に形成可能な金属板加工装置を提供することができる。そのため、金属板の加工が容易になり、生産性の向上、加工精度の向上を図ることができる。
また、本発明によれば、翼型の風車用ブレードを効率的に製造可能な風車用ブレードの製造方法を提供することができる。そのため、翼型の風車用ブレードを効率的かつ精度良く容易に製造可能になり、翼型の風車用ブレードの生産性の向上を図ることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metal plate processing apparatus which can form continuously the curved surface from which a curvature radius differs in a metal plate can be provided. Therefore, processing of the metal plate is facilitated, and productivity and processing accuracy can be improved.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a wind turbine blade capable of efficiently manufacturing a blade-type wind turbine blade. Therefore, it is possible to easily and efficiently manufacture the blade-type windmill blade, and it is possible to improve the productivity of the blade-type windmill blade.
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、本実施形態では、本発明に係る金属板加工装置を風車用のブレードの製造に適用した例を用いて説明する。
図1は、本実施形態に係る金属板加工装置の構成を示した斜視図である。図2は、本実施形態に係る金属板加工装置を示したブロック図である。図3は、本実施形態に係る金属板加工装置の動作を示したフロー図である。図4は、風車用ブレードの形状を示した側面図である。図5は、金属板加工データ記憶テーブルの一例を示した図である。図6は、金属板の弾性係数と金属板の曲率半径とロール間隔との相関データを示した概念図である。図7は、金属板の弾性係数と金属板の曲率半径と3本のロールの回転速度との相関データを示した概念図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, in the present embodiment, description will be given using an example in which the metal plate processing apparatus according to the present invention is applied to manufacture of a blade for a windmill.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a metal plate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing the metal plate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the metal plate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 4 is a side view showing the shape of the wind turbine blade. FIG. 5 is a diagram showing an example of a metal plate processing data storage table. FIG. 6 is a conceptual diagram showing correlation data among the elastic coefficient of the metal plate, the radius of curvature of the metal plate, and the roll interval. FIG. 7 is a conceptual diagram showing correlation data among the elastic coefficient of the metal plate, the radius of curvature of the metal plate, and the rotation speed of the three rolls.
[金属板加工装置1の構成]
金属板加工装置1は、金属板Bに連続的に曲げ加工を施す装置であり、図1に示すように、側方からみて三角形の頂点位置に配置された3本のロール2(以下、「3本ロール2」という場合がある。)と、この3本ロール2を回転自在に支持するロール移動手段たる油圧プレス機3と、3本ロール2を回転駆動させるロール回転手段たるサーボモータ4と、油圧プレス機3とサーボモータ4とを制御する制御手段たる制御装置5と、を備えて構成されている。また、金属板加工装置1は、金属板Bの後端部Baと3本ロール2との間隔を測定するバックゲージ6を備えている。また、サーボモータ4と制御装置5との間には、サーボモータ4の回転を調節するアンプ7が介設されている。また、制御装置5は、キーボードやマウスなどの入力装置8(入力手段)と、ディスプレイなどの出力装置9と、を備えている。
[Configuration of Metal Plate Processing Apparatus 1]
The metal
ここで、本実施形態に係る金属板加工装置1を用いて製造する風車用ブレード10について説明する。
風車用ブレード10は、図4に示すように、飛行機の翼のような形に形成されており、曲率半径R(R1,R2,…)の異なる曲面が連続する上面11および下面12と、この上面11と下面12とを繋ぐ前端面13と、から構成されている。本実施形態の風車用ブレード10は、曲率半径Rの異なる14個の曲面が連続して構成されている。また、本実施形態の風車用ブレード10は、下面12の後端に切り欠き部14を有しており、側面からみて「つ」の字形を呈している。
なお、本明細書においては、説明の便宜上、揚力が作用する面を上面11、その反対側の面を下面12と称することとする。
Here, the
As shown in FIG. 4, the
In the present specification, for convenience of explanation, the surface on which lift acts is referred to as the
(3本ロール2)
3本ロール2は、図1に示すように、金属板Bを挟み込んで金属板Bに曲げ加工を施すとともに、回転によって金属板Bを送り出す役割を担う装置であり、3本の金属製の円柱体から構成されている。3本ロール2は、上方に配置された第1のロール2aと、下方に配置された第2のロール2b及び第3のロール2cとから構成されている。3本ロール2の各ロール2a,2b,2cは、図2に示すように、側方からみて三角形の各頂点に位置しており、互いに平行に且つ離間して配置されている。本実施形態においては、第1のロール2aの径が、第2のロール2b及び第3のロール2cの径よりも大きく構成されている。
(3 rolls 2)
As shown in FIG. 1, the three
ここで、第1のロール2aは、図2に示すように、第2のロール2bと第3のロール2cとの中間位置の直上に配置されている。なお、ロール間隔Dが小さくなるほど金属板Bの曲率半径Rは小さくなり、ロール間隔Dが大きくなるほど金属板Bの曲率半径Rは大きくなる。また、本実施形態においては、風力発電機用風車の長尺な風車用ブレード10(図4参照)を加工できるように、3本ロール2も長尺に構成されている。3本ロール2の長さは3m〜4m程度にするのが好ましい。
第1のロール2aは、後記するサーボモータ4によって回転駆動させられる駆動ロールである。また、第2のロール2bおよび第3のロール2cは、この駆動ロールの回転に追従して回転する従動ロールである。
Here, as shown in FIG. 2, the
The
(油圧プレス機3)
油圧プレス機3は、第2のロール2bと第3のロール2cの中間位置に対して、第1のロール2aを近接離間させる役割を担う装置であり、油圧によって上下動可能な可動型31と、可動型31に対向して配置された固定型32とから構成されている。
(Hydraulic press 3)
The
可動型31は、例えば油圧ポンプと油圧シリンダ(図示省略)によって上下方向に移動可能に構成されている。また、可動型31は、図2に示すように、ブラケット31aを介して第1のロール2aを回転可能に支持している。具体的には、ブラケット31aは、下方の一部が切り欠かれた略円形断面を呈する凹溝31bと、この凹溝31bの内周面に回転可能に配置された複数のベアリングロール31c,31c,…と、を備えており、第1のロール2aを凹溝31bの中に回転可能に保持できるようになっている。また、凹溝31bは、下向きに開口している。そして、第1のロール2aは、その外周面の一部が凹溝31bの開口部から突出するように配置されている。このようなブラケット31aを用いると、第1のロール2aのたわみを防止することができ、好適である。
The
固定型32は、固定された型であり、図2に示すように、ブラケット32aを介して第2のロール2b及び第3のロール2cを、平行かつ離間した状態で回転可能に保持している。具体的には、ブラケット32aは、半円形断面を呈する2つの凹溝32b,32bと、この凹溝32b,32bの内周面に臨むように配置された複数のベアリングロール32c,32c…とから構成されている。
The fixed
(サーボモータ4)
サーボモータ4は、3本ロール2を回転させる役割を担う装置であり、図1に示すように、第1のロール2aの一方の側端部に連結されている。サーボモータ4は、回転量を精密に制御可能であるとともに、回転速度Vも制御可能になっている。サーボモータ4は、アンプ7に接続されており、アンプ7によって回転量と回転速度Vを調節される。また、サーボモータ4は、第1のロール2aの上下動に伴って上下動可能に構成されている。
また、アンプ7は、サーボモータ4の回転量を後記する制御装置5に送信するようになっている。サーボモータ4の回転量は金属板Bの送り量に比例することから、アンプ7は送り量計測手段として機能する。
(Servo motor 4)
The
The
(制御装置5)
制御装置5は、油圧プレス機3とサーボモータ4とを制御する役割を担うものであり、例えば演算装置やメモリ装置を備えるコンピュータに制御プログラムをインストールして構成されている。制御装置5は、図2に示すように、ロール間隔計算部51と、ロール移動手段制御部52と、ロール回転速度計算部53と、ロール回転手段制御部54と、データ記憶部55と、送り量補正部56と、送り量判定部57と、曲率半径判定部58と、を備えている。
(Control device 5)
The
また、制御装置5には、キーボードやマウスやドライブ装置(図示省略)などの入力装置8が接続されており、出力装置9に表示される入力画面にしたがって、金属板Bの材質や厚さや加工寸法(図4参照)などの加工データ(以下、「金属板加工データ」という場合がある。)を入力できるようになっている。
In addition, an
(ロール間隔計算部51)
ロール間隔計算部51は、加工後における金属板Bの所定位置での曲率半径R毎に、3本ロール2のロール間隔D(図2参照)を計算するものである。具体的には、ロール間隔計算部51は、入力装置8を介して金属板Bの弾性係数Eと、金属板Bの厚さtと、金属板Bの加工寸法(図4参照)とが入力されると、予め記憶された金属板Bの弾性係数Eと金属板Bの曲率半径Rとロール間隔Dとの相関データ55a(以下、「第1相関データ55a」と適宜省略する。)に基づいて、曲率半径R毎に3本ロール2のロール間隔Dを計算する。計算されたロール間隔D(D1,D2,D3,…)は、図5に示すように、データ記憶部55の金属板加工データ記憶テーブル55cに、曲率半径R(R1,R2,R3,…)ごとに記憶される。
(Roll interval calculator 51)
The roll
ここで、第1相関データ55aは、図6に示すように、曲率半径Rが大きいほど単位厚さでのロール間隔Daが大きくなるとともに、金属板Bの弾性係数Eが大きいほど単位厚さでのロール間隔Daが小さくなる関係になっている。このようにして求めた単位厚さでのロール間隔Daに金属板Bの厚さtを乗算することにより、金属板Bの厚さtに対応するロール間隔Dを得ることができる。第1相関データ55aは、データ記憶部55に予め記憶されている。
なお、第1相関データ55aのロール間隔Daは、金属板Bの弾性による復元力(もどり)を考慮して若干小さめに設定されている。すなわち、金属板Bに曲げ加工を施した場合、曲げられた金属板Bは、材料の弾性によって元に戻る方向に若干変形(復元)する。第1相関データ55aは、曲げられた金属板Bが元に戻る方向に若干変形した状態で、所定の曲率半径になるように、金属板Bの戻り量(バックリング)を考慮して規定されている。
Here, as shown in FIG. 6, the
The roll interval Da of the
(ロール移動手段制御部52)
ロール移動手段制御部52は、油圧プレス機3の可動型31を上下動させてロール間隔Dを制御する役割を担うものである。ロール移動手段制御部52は、アンプ7(送り量計測手段)から送信された3本ロール2の回転量(すなわち金属板Bの送り量)に基づいて、金属板加工データ記憶テーブル55cを参照して、現在の金属板Bの加工部位の曲率半径Rに応じたロール間隔Dを抽出するように構成されている。そして、ロール移動手段制御部52は、抽出したロール間隔Dに基づいて油圧プレス機3の可動型31を、ひいては第1のロール2aを上下動させるようになっている。
(Roll moving means controller 52)
The roll moving means
(ロール回転速度計算部53)
ロール回転速度計算部53は、加工後における金属板Bの所定位置での曲率半径R毎に、3本ロール2の回転速度V(図5参照)を計算するものである。具体的には、ロール回転速度計算部53は、入力装置8を介して金属板Bの弾性係数Eと、金属板Bの厚さtと、金属板Bの加工寸法(図4参照)とが入力されると、予め記憶された金属板Bの弾性係数Eと金属板Bの曲率半径Rと回転速度Vとの相関データ55b(以下、「第2相関データ55b」と適宜省略する。)に基づいて、曲率半径R毎に3本ロール2の回転速度Vを計算する。計算された回転速度V(V1,V2,V3,…)は、図5に示すように、データ記憶部55の金属板加工データ記憶テーブル55cに、曲率半径R(R1,R2,R3,…)ごとに記憶される。
(Roll rotation speed calculation unit 53)
The roll rotation
ここで、第2相関データ55bは、図7に示すように、曲率半径Rが大きいほど回転速度Vが速くなるとともに、金属板Bの弾性係数Eが大きいほど回転速度Vが遅くなる関係になっている。このように制御すると、金属板Bの曲率半径Rが大きい場合でも、回転速度Vが遅くなり、金属板Bと3本ロール2とが滑りにくくなる。第2相関データ55bは、データ記憶部55に予め記憶されている。
Here, as shown in FIG. 7, the second correlation data 55b has a relationship in which the rotational speed V increases as the radius of curvature R increases, and the rotational speed V decreases as the elastic coefficient E of the metal plate B increases. ing. By controlling in this way, even when the radius of curvature R of the metal plate B is large, the rotational speed V is slowed and the metal plate B and the three
(ロール回転手段制御部54)
ロール回転手段制御部54は、サーボモータ4の回転速度Vと回転量を制御する役割を担うものである。ロール回転手段制御部54は、アンプ7(送り量計測手段)から送信された3本ロール2の回転量(すなわち金属板Bの送り量)に基づいて、金属板加工データ記憶テーブル55cを参照して、現在の金属板Bの加工部位の曲率半径Rに応じた回転速度Vを抽出するように構成されている。ロール回転手段制御部54は、抽出した回転速度Vをアンプ7に送信し、サーボモータ4の回転速度Vを制御するようになっている。
(Roll rotating means controller 54)
The roll rotation means
また、ロール回転手段制御部54は、金属板加工データ記憶テーブル55cを参照して、現在の金属板Bの加工部位に応じた区間長Kに相当する分だけ、サーボモータ4を回転させる、すなわち、回転量を制御するようになっている。
Further, the roll rotation means
(データ記憶部55)
データ記憶部55は、第1相関データ55aと、第2相関データ55bと、金属板加工データ記憶テーブル55c(図5参照)と、を記憶する機能を担うものであり、メモリ装置などで構成されている。データ記憶部55は、演算装置からの求めに応じて、記憶されたデータの読み出し/書き込みを自在に行うことができるようになっている。
(Data storage unit 55)
The
(送り量補正部56)
送り量補正部56は、サーボモータ4の回転数から計測される金属板Bの送り量と、バックゲージ6で計測される金属板Bの送り量と、を比較して、両者が異なる場合に、バックゲージ6で計測される金属板Bの送り量を基準として、金属板Bの送り量を補正する機能を担うものである。これにより、3本ロール2と金属板Bとの間にすべりが生じた場合でも、次の曲率半径Rに変化する位置まで金属板Bを確実に送り出すことができる。そのため、金属板Bを高精度に加工することができる。補正された送り量は、送り量判定部に送られるようになっている。
(Feed amount correction unit 56)
The feed
(送り量判定部57)
送り量判定部57は、金属板Bの送り量が金属板Bの全長に達したか否かを判定する機能を担うものである。送り量判定部57は、判定の結果をロール移動手段制御部52およびロール回転手段制御部53に送るように構成されている。そして、金属板Bの送り量が金属板Bの全長に達した場合には、ロール移動手段制御部52およびロール回転手段制御部53が金属板Bの加工を終了するようになっている。一方、金属板Bの送り量が金属板Bの全長に達していない場合には、ロール移動手段制御部52およびロール回転手段制御部53が、次の曲率半径Rに合わせてロール間隔Dや回転速度Vを調節するようになっている。
(Feed amount determination unit 57)
The feed
(曲率半径判定部58)
曲率半径判定部58は、加工後における金属板Bの所定位置での曲率半径Rが所定の曲率半径以下であるか否かを判定するものである。曲率半径判定部58は、ロール間隔計算部51及びロール回転速度計算部53と入力装置8との間に介在されている。曲率半径判定部58は、入力装置8から金属板加工データが入力されると、その中の金属板Bの加工後の曲率半径Rについて、所定の曲率半径以下か否か判定を行い、加工後の曲率半径Rが所定の曲率半径以下である場合に、その部分の曲率半径Rを無限大(∞)、すなわち平坦な部分として、ロール間隔計算部51及びロール回転速度計算部53に出力するようになっている。
(Curvature radius determination unit 58)
The curvature
そして、ロール間隔計算部51は、曲率半径Rが無限大の場合に対応するロール間隔Dを計算するようになっている。また、ロール回転速度計算部53は、曲率半径Rが無限大の場合に対応するロール回転速度を計算するようになっている。
なお、曲率半径Rが無限大の場合(曲げ加工を行わない場合)に対応するロール間隔Dとしては、第1のロール2aの半径をr1、第2のロール2b及び第3のロール2cの半径をr2、金属板Bの厚さをtとすると、ロール間隔D=r1+r2+tとするのが良い。このようにすれば、金属板Bに曲げ加工を施すことなく、金属板Bを送り出すことができる。
And the roll space |
As the roll distance D corresponding to the case of the curvature radius R is infinite (if not performed bending), the radius of the
(バックゲージ6)
バックゲージ6は、金属板Bの後端部Baと3本ロール2との間隔を計測する装置であり、図1に示すように、レール6c上を駆動するバックゲージ本体6aと、バックゲージ本体6aの上面から上方に延出して金属板Bの後端部Baに当接するゲージ部6b,6bと、から構成されている。バックゲージ6は、3本ロール2の回転によって金属板Bが所定長さだけ送り出されると、金属板Bの後端部Baに当接する位置まで移動して、金属板Bの後端部Baと3本ロール2との間隔を計測するようになっている。バックゲージ6は、かかる金属板Bの後端部Baと3本ロール2との間隔と、金属板Bの全長とから、金属板Bの送り量を算出し、制御装置5に送信するように構成されている。
(Back gauge 6)
The
(アンプ7)
アンプ7は、サーボモータ4の回転速度Vと回転量を調節するものであり、サーボモータ4と制御装置5との間に介設されている。アンプ7は、ロール回転手段制御部54からの命令に基づいて、サーボモータ4の回転速度Vと回転量を調節するようになっている。また、アンプ7は、サーボモータ4の回転量、すなわち金属板Bの送り量を検出して制御装置5に送信するようになっている。
(Amplifier 7)
The
(入力装置8)
入力装置8は、金属板加工データを入力するための装置であり、キーボードやマウスのほか、スキャナ装置で画像を読み込んだり、ドライブ装置でデータを読み込むようにしてもよい。本実施形態では、金属板加工データとして、金属板Bの弾性係数Eと、金属板Bの厚さtと、加工後における金属板Bの形状寸法と、を入力するようになっている。入力された金属板加工データは、ロール間隔計算部51及びロール回転速度計算部53で処理されて、金属板加工データ記憶テーブル55cに記憶される。
なお、金属板Bの弾性係数は、金属板Bの材質を用いて間接的に入力するようにしてもよい。具体的には、金属板Bの材質と弾性係数との関係を予めデータ記憶部55に記憶させておき、入力された金属板Bの材質から金属板Bの弾性係数が自動的に計算されるように構成してもよい。
(Input device 8)
The
Note that the elastic coefficient of the metal plate B may be indirectly input using the material of the metal plate B. Specifically, the relationship between the material of the metal plate B and the elastic coefficient is stored in the
(出力装置9)
出力装置9は、ディスプレイ装置で構成されており、金属板加工データの入力画面などを表示するようになっている。かかる入力画面の指示に基づいて金属板加工データが入力される。
(Output device 9)
The
[金属板加工装置1の動作]
つづいて、金属板加工装置1の動作について説明する。図3は、本実施形態に係る金属板加工装置の動作を示したフロー図である。
[Operation of metal plate processing apparatus 1]
It continues and demonstrates operation | movement of the metal
はじめに、入力装置8を用いて、制御装置5に、金属板Bの弾性係数Eと、金属板Bの厚さtと、加工後における金属板Bの形状寸法と、を入力する(ステップS1)。
First, using the
金属板加工データが制御装置5に入力されると、曲率半径判定部58は、加工後における金属板Bの形状寸法のうち、各部分の曲率半径Rnが所定の曲率以下であるか否かを判定する(ステップS2)。
When the metal plate machining data is input to the
そして、所定の曲率以下であると判定された場合(ステップS2,Yes)は、当該部分の曲率半径Rnを∞に設定する(ステップS3)。すなわち、所定の曲率半径以下に加工される部分については、加工する必要がない(平坦である)とみなされることとなる。
また、所定の曲率半径よりも大きい部分については、その曲率半径Rのまま処理が続行される(ステップS2,No)。
And when it determines with it being below a predetermined curvature (step S2, Yes), the curvature radius Rn of the said part is set to (infinity) (step S3). In other words, a portion that is processed to have a radius of curvature equal to or less than a predetermined curvature radius is regarded as not needing processing (is flat).
Further, for a portion larger than the predetermined radius of curvature, the processing is continued with the radius of curvature R (step S2, No).
つぎに、ロール間隔計算部51は、入力された金属板Bの弾性係数Eと金属板Bの厚さtと加工後における金属板Bの形状寸法と、予め記憶された第1相関データ55aと、に基づいて、加工後における金属板Bの曲率半径R毎に、ロール間隔Dを計算する(ステップS4)。
計算されたロール間隔Dは、各曲率半径Rに関連付けられて、金属板加工データ記憶テーブル55cに記憶される。
Next, the roll
The calculated roll interval D is associated with each curvature radius R and stored in the metal plate processing data storage table 55c.
また、金属板加工データが制御装置5に入力されると、ロール回転速度計算部53は、入力された金属板Bの弾性係数Eと加工後における金属板Bの形状寸法と、予め記憶された第2相関データ55bと、に基づいて、加工後における金属板Bの曲率毎に、3本ロール2の回転速度Vを計算する(ステップS5)。
計算された回転速度Vは、各曲率半径Rに関連付けられて、金属板加工データ記憶テーブル55cに記憶される。
When the metal plate processing data is input to the
The calculated rotation speed V is associated with each curvature radius R and stored in the metal plate processing data storage table 55c.
つぎに、金属板Bの送り量を計測する(ステップS6)。本実施形態では、サーボモータ4の回転量から金属板Bの送り量が計測される。サーボモータ4の回転量は、アンプ7から制御装置5に送られる。
Next, the feed amount of the metal plate B is measured (step S6). In the present embodiment, the feed amount of the metal plate B is measured from the rotation amount of the
つぎに、ロール移動手段制御部52によって、金属板Bの送り量に対応する曲率半径Rに合わせてロール間隔Dが調節される(ステップS7)。例えば、計測された金属板Bの送り量がゼロである場合、これに対応する曲率半径R=R1となる。そして、ロール移動手段制御部52によって、曲率半径R1に対応するロール間隔D=D1に設定される。
Next, the roll distance D is adjusted by the roll moving
また、ロール回転手段制御部54によって、金属板Bの送り量に対応する曲率半径Rに合わせて3本ロール2の回転速度Vが調節される(ステップS8)。例えば、計測された金属板Bの送り量がゼロである場合、これに対応する曲率半径R=R1となる。そして、ロール回転手段制御部54によって、曲率半径R1に対応する回転速度V=V1に設定される。
Further, the rotation speed V of the three
なお、本実施形態においては、ステップS4およびステップS5において、曲率半径R毎のロール間隔Dと回転速度Vとを計算したが、これに限られるものではなく、予め記憶された第1相関データ55aと第2相関データ55bとを参照して、ステップS7及びステップS8で、その都度ロール間隔Dと回転速度Vとを計算してもよい。
In this embodiment, the roll interval D and the rotation speed V for each radius of curvature R are calculated in step S4 and step S5. However, the present invention is not limited to this, and the
3本ロール2のロール間隔Dと回転速度Vの設定が完了すると、ロール回転手段制御部54は、設定された回転速度Vで3本ロール2を回転させ、次の曲率半径Rに変化する位置まで金属板Bを送り出す(ステップS9)。例えば、金属板Bの現在の送り量がゼロである場合には、区間長K1だけ金属板Bが送り出される。このとき、3本ロール2は、曲率半径R1に対応したロール間隔D1に設定されているため、区間長K1の範囲に曲率半径R1の曲面が形成されることとなる。また、3本ロール2は、曲率半径R1に対応する回転速度V1で回転しているため、金属板Bと3本ロール2との間にすべりが発生し難い。
When the setting of the roll interval D and the rotation speed V of the three
このとき、本実施形態において、風車用ブレード10の前端面13に相当する区間K9は、図4に示すように、区間K1から順番に曲げ加工を行っていくと、前端面13に相当する区間K9の曲げ加工を行った際に加工の済んだ区間K1〜K8が、金属板加工装置1の油圧プレス機3の可動型31にぶつかってしまう程度の曲率半径R9に加工する必要があるが、ステップS3において曲率半径R9=∞とみなされているため、区間K9については曲げ加工が行われず、平坦なまま金属板Bが送り出されることとなる。
また、本実施形態における風車用ブレード10の区間K14は、もともと平坦な部分であり、加工を必要としない。金属板加工装置1は、このような部分についても、曲げ加工を行わずに、平坦なままで金属板Bを送り出す。
At this time, in this embodiment, the section K 9 corresponding to the front end face 13 of the
Further, the section K 14 of the
サーボモータ4で計測した金属板Bの送り量が所定の区間長Kに等しくなると、バックゲージ6によって金属板Bの送り量が計測される(ステップS10)。すなわち、所定の区間長Kだけ金属板Bが送られると、金属板Bの後端部Baに当接する位置までバックゲージ6が前進し、3本ロール2と金属板Bの後端部Baとの間隔が計測される。
When the feed amount of the metal plate B measured by the
つぎに、送り量補正部56によって、サーボモータ4の回転量から計測した金属板Bの送り量と、バックゲージ6で計測した金属板Bの送り量とが比較される。このとき、3本ロール2と金属板Bとの間にすべりが生じていると、両者の値は不一致となる。そして、両者の値が異なる場合には、バックゲージ6によって計測された金属板Bの後端部Baと3本ロール2との間隔に基づいて、金属板Bの送り量が補正される(ステップS11)。なお、両者の差が許容誤差以下である場合には、両者の値は等しいと判断される。風車用ブレード10の加工の場合、許容誤差は±5mm程度にするのがよい。
Next, the feed
送り量補正部56によって送り量が補正された場合(ステップS11,Yes)、ステップS9に戻って、次の曲率半径Rに変化する位置までさらに金属板Bを送り出す。そして、バックゲージ6で計測した送り量が、サーボモータ4で計測した送り量と等しくなるまでステップS9〜ステップS11を繰り返す。
When the feed amount is corrected by the feed amount correction unit 56 (Yes in step S11), the process returns to step S9, and the metal plate B is further fed to the position where the next curvature radius R is changed. Steps S9 to S11 are repeated until the feed amount measured by the
送り量補正部56によって送り量が補正されなかった場合、すなわち、バックゲージ6で計測した送り量が、サーボモータ4で計測した送り量と等しくなった場合(ステップS11,No)、送り量判定部57によって、金属板Bがすべて送られたか否かが判定される(ステップS12)。そして、金属板Bがすべて送られていない場合には(ステップS12,No)ステップS7に戻り、次の曲率半径Rに対応するロール間隔D、回転速度Vに3本ロール2を設定する。例えば、このときの金属板Bの送り量がL1である場合には、つぎに加工すべき曲率半径R2に合わせて、ロール間隔D=D2、回転速度V=V2に設定される。
When the feed amount is not corrected by the feed
一方、金属板Bの送り量が、金属板Bの全長L14(図5参照)に等しい場合には、金属板Bがすべて送られて加工が終了したと判断され(ステップS12,Yes)、金属板加工装置1による金属板Bの加工が終了する。
On the other hand, when the feed amount of the metal plate B is equal to the total length L 14 of the metal plate B (see FIG. 5), it is determined that all the metal plates B have been sent and the processing is finished (step S12, Yes). Processing of the metal plate B by the metal
つぎに、加工済みの部分と干渉しない他の金属板加工装置(図示省略)に金属板Bを設置して、曲げ加工を後回しにした区間K9について、曲げ加工を施す(ステップS13)。これにより、風車用ブレード10の製造(曲げ加工)が完了する。
Next, the metal plate B is installed in another metal plate processing apparatus (not shown) that does not interfere with the processed portion, and the bending process is performed on the section K 9 where the bending process is postponed (step S13). Thereby, manufacture (bending process) of the
以上、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。 As mentioned above, although the best form for implementing this invention was demonstrated in detail with reference to drawings, this invention is not limited to this embodiment, It can change suitably.
例えば、本実施形態においては、本発明に係る金属板加工装置を、風力発電機の風車用ブレード10の製造に適用した場合について説明したが、これに限られるものではなく、曲率の異なる曲面が連続する金属板の加工であれば適用可能であることは言うまでもない。
For example, in the present embodiment, the case where the metal plate processing apparatus according to the present invention is applied to the manufacture of the
また、本実施形態においては、3本ロール2の移動手段として、油圧プレス機3を用いたが、これに限られるものではなく、コンピュータによって制御可能に構成されているものであれば、どのような移動手段を用いてもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、バックゲージ6によって金属板Bの実際の送り量を計測し、サーボモータ4によって計測される送り量を補正することとしたが、金属板Bと3本ロール2との間にすべりが生じない場合には、かかる機能は省略してもよい。
In the present embodiment, the actual feed amount of the metal plate B is measured by the
1 金属板加工装置
2 3本ロール
3 油圧プレス機(ロール移動手段)
4 サーボモータ(ロール回転手段)
5 制御装置(制御手段)
51 ロール間隔計算部
52 ロール移動手段制御部
53 ロール回転速度計算部
54 ロール回転手段制御部
55 データ記憶部
55a 第1相関データ
55b 第2相関データ
55c 金属板加工データ記憶テーブル
56 送り量補正部
57 送り量判定部
58 曲率半径判定部
6 バックゲージ
7 アンプ
8 入力装置
9 出力装置
10 風車用ブレード
11 上面
12 下面
13 前端面
B 金属板
D ロール間隔
R 曲率半径
V 回転速度
DESCRIPTION OF
4 Servo motor (roll rotation means)
5 Control device (control means)
51 Roll
Claims (7)
側方からみて三角形の各頂点の位置に、互いに平行に配置され、回転可能に支持された3本のロールと、
前記3本のロールのうちの1本のロールと他の2本のロールの中間位置とのロール間隔を近接離間させるロール移動手段と、
前記3本のロールのうち少なくとも1本を回転させるロール回転手段と、
前記1本のロールと、前記他の2本のロールとの間に挿通された前記金属板の送り量を計測する送り量計測手段と、
前記ロール回転手段と前記ロール移動手段とを制御する制御手段と、
前記金属板の加工に関する金属板加工データを前記制御手段に入力する入力手段と、を備え、
前記金属板加工データは、前記金属板の厚さと、前記金属板の弾性係数と、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径と、を含み、
前記制御手段は、
前記金属板加工データに基づいて、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径毎に、前記3本のロールの回転速度と、前記ロール間隔と、を計算するとともに、
前記送り量計測手段によって計測された前記金属板の送り量と、計算された前記回転速度及び前記ロール間隔と、に基づいて、前記ロール回転手段と前記ロール移動手段とを制御することを特徴とする金属板加工装置。 A metal plate processing apparatus for continuously forming curved surfaces with different curvature radii on a metal plate,
Three rolls arranged parallel to each other and rotatably supported at the position of each vertex of the triangle when viewed from the side;
Roll moving means for bringing the roll interval between one roll of the three rolls and the middle position of the other two rolls close to each other;
Roll rotating means for rotating at least one of the three rolls;
A feed amount measuring means for measuring a feed amount of the metal plate inserted between the one roll and the other two rolls;
Control means for controlling the roll rotating means and the roll moving means;
Input means for inputting metal plate processing data relating to the processing of the metal plate to the control means,
The metal plate processing data includes a thickness of the metal plate, an elastic coefficient of the metal plate, and a radius of curvature at a predetermined position of the metal plate after processing,
The control means includes
Based on the metal plate processing data, for each radius of curvature at a predetermined position of the metal plate after processing, the rotational speed of the three rolls and the roll interval are calculated,
The roll rotation unit and the roll moving unit are controlled based on the feed amount of the metal plate measured by the feed amount measurement unit and the calculated rotation speed and roll interval. Metal plate processing equipment.
加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径が所定の曲率半径以下である場合に、当該所定位置での曲率半径を無限大とみなして、前記ロール間隔を計算することを特徴とする請求項1に記載の金属板加工装置。 The control means includes
When the curvature radius at a predetermined position of the metal plate after processing is equal to or less than a predetermined curvature radius, the roll interval is calculated by regarding the curvature radius at the predetermined position as infinite. Item 2. The metal plate processing apparatus according to Item 1.
前記入力手段より入力された前記金属板加工データと、予め記憶された金属板の弾性係数と金属板の曲率半径と前記ロール間隔との相関データと、に基づいて、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径毎に、前記ロール間隔を計算するロール間隔計算部と、
前記ロール間隔計算部によって計算された前記ロール間隔と、前記送り量計測手段によって計測された前記金属板の送り量と、に基づいて、前記ロール移動手段を制御するロール移動手段制御部と、
前記入力手段より入力された金属板加工データと、予め記憶された金属板の弾性係数と金属板の曲率半径と前記3本のロールの回転速度との相関データと、に基づいて、加工後における前記金属板の所定位置での曲率半径毎に、前記3本のロールの回転速度を計算するロール回転速度計算部と、
前記ロール回転速度計算部によって計算された前記3本のロールの回転速度と、前記送り量計測手段によって計測された前記金属板の送り量と、に基づいて、前記ロール回転手段を制御するロール回転手段制御部と、を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の金属板加工装置。 The control means includes
Based on the metal plate processing data input from the input means, and the correlation data of the elastic coefficient of the metal plate, the radius of curvature of the metal plate and the roll interval stored in advance, the metal plate after processing is processed. For each radius of curvature at a predetermined position, a roll interval calculator that calculates the roll interval;
Based on the roll interval calculated by the roll interval calculation unit and the feed amount of the metal plate measured by the feed amount measuring unit, a roll moving unit control unit that controls the roll moving unit;
Based on the metal plate processing data input from the input means, and the correlation data between the elastic coefficient of the metal plate, the radius of curvature of the metal plate and the rotation speed of the three rolls stored in advance, after processing A roll rotation speed calculation unit for calculating a rotation speed of the three rolls for each radius of curvature at a predetermined position of the metal plate;
Roll rotation for controlling the roll rotation means based on the rotation speed of the three rolls calculated by the roll rotation speed calculation unit and the feed amount of the metal plate measured by the feed amount measurement means. The metal plate processing apparatus according to claim 1, further comprising a means control unit.
前記送り量計測手段は、前記サーボモータの回転量に基づいて、前記金属板の送り量を計測することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の金属板加工装置。 The roll rotating means comprises a servo motor,
5. The metal plate processing apparatus according to claim 1, wherein the feed amount measuring unit measures a feed amount of the metal plate based on a rotation amount of the servo motor. .
前記制御手段は、
前記送り量計測手段によって計測された前記金属板の送り量と、前記バックゲージによって計測された前記金属板の後端部と前記3本のロールとの間隔と、を比較し、
両者が異なる場合に、前記バックゲージによって計測された前記金属板の後端部と前記3本のロールとの間隔に基づいて、前記金属板の送り量を補正することを特徴とする請求項5に記載の金属板加工装置。 A back gauge for measuring a distance between a rear end portion of the metal plate and the three rolls;
The control means includes
Comparing the feed amount of the metal plate measured by the feed amount measuring means with the distance between the rear end of the metal plate and the three rolls measured by the back gauge;
6. The feed amount of the metal plate is corrected based on a distance between a rear end portion of the metal plate and the three rolls measured by the back gauge when they are different. The metal plate processing apparatus as described in.
請求項2に記載の金属板加工装置を用いて前記金属板に前記上面及び前記下面を形成する工程と、
その後に他の金属板加工装置を用いて前記前端面を形成する工程と、を含み、
前記所定の曲率半径は、その曲率半径で前記金属板の一部を加工した場合に、前記金属板の加工済みの部分が請求項2に記載の金属板加工装置に干渉する曲率半径であり、
前記他の金属板加工装置は、前記所定の曲率半径で前記金属板を加工した場合でも、前記金属板の加工済みの部分が干渉しない形状に構成されていることを特徴とする風車用ブレードの製造方法。 An airfoil is constituted by an upper surface and a lower surface in which curved surfaces having a curvature radius larger than a predetermined curvature radius are continuous, and a front end surface that connects the upper surface and the lower surface and has a curved surface having a predetermined curvature radius or less. A method of manufacturing a blade for a windmill,
Forming the upper surface and the lower surface on the metal plate using the metal plate processing apparatus according to claim 2;
And then forming the front end surface using another metal plate processing apparatus,
The predetermined radius of curvature is a radius of curvature at which a processed portion of the metal plate interferes with the metal plate processing apparatus according to claim 2 when a part of the metal plate is processed with the radius of curvature.
The other metal plate processing apparatus is configured to have a shape in which a processed portion of the metal plate does not interfere even when the metal plate is processed with the predetermined radius of curvature. Production method.
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