JP2012143806A

JP2012143806A - 曲げ加工装置及び曲げ加工方法

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Publication number: JP2012143806A
Application number: JP2011005687A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kobayashi; 晋小林
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2012-08-02

Abstract

【課題】上部テーブルの移動ストロークを同一のボールねじで担うことによる不具合を解消する。
【解決手段】パンチＰを備える上部テーブル３を上部テーブル支持部材７に対して上下動可能とし、この上下方向の移動を、第２の駆動機構を構成する高負荷用サーボモータ４９の駆動により回転する高負荷用ボールねじ４３で行う。上部テーブル３を上部テーブル支持部材７とともに上下動させる第１の駆動機構は、低負荷用サーボモータ３１の駆動により回転するボールねじ２５によって、スライド部材２１を左右方向に移動させ、これに伴ないリンク機構１１が伸縮作動する。リンク機構１１を伸長させて、上部テーブル３を上部テーブル支持部材７とともに下降させた状態で、高負荷用サーボモータ４９の駆動により上部テーブル３をさらに下降させて曲げ加工を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、一対の型を互いに接近移動させることで板状のワークを折り曲げ加工する曲げ加工装置に関する。

従来、曲げ加工装置としてのプレスブレーキは、例えば下記特許文献１に記載されているように、パンチを備えた上部テーブルを、ダイを備えた下部テーブルに対して接近移動させることで、ダイ上にセットした板状のワークを曲げ加工している。その際、上部テーブルを上下動させる駆動機構として、高速低負荷の性能を備えるクイックアプローチ用駆動モータと、低速高負荷の性能を備える曲げ加工用駆動モータとを備えている。

そして、加工を行う際には、クイックアプローチ用駆動モータの駆動によって、上部テーブルを、ボールねじを介して下降させてパンチをワークに接近させ、その後、曲げ加工用駆動モータの駆動によって、上部テーブルを、上記と同一のボールねじを介して下降させてパンチとダイとによりワークを曲げ加工する。

特許第３９４６５１５号公報

しかしながら、上記した従来の曲げ加工装置では、同一のボールねじを利用して、高速低負荷のクイックアプローチ動作と低速高負荷の曲げ加工動作とを行っているため、ボールねじによる上部テーブルの移動ストロークが長くなりがちで、長いストロークで設計することにコスト的にも無理が生じている。

そこで、本発明は、一方の型支持部材の移動ストロークを同一のボールねじで担うことによる不具合を解消することを目的としている。

本発明は、一対の型を互いに接近移動させることで板状のワークを折り曲げ加工する曲げ加工装置であって、前記一対の型のうちの一方を支持する第１の型支持部材を、前記一対の型のうちの他方を支持する第２の型支持部材に対して接近離反移動させる構成とし、前記第１の型支持部材を前記第２の型支持部材に対し、リンク機構に連結した可動部材とともに加工直前の位置まで接近移動させる第１の駆動機構と、この第１の駆動機構により前記第１の型支持部材を加工直前の位置まで接近移動させた状態から、前記第１の型支持部材を前記可動部材に対して移動させつつ前記第２の型支持部材に対しさらに接近移動させて加工を行わせるボールねじを備える第２の駆動機構と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、第１の駆動機構により、第１の型支持部材を、リンク機構に連結した可動部材とともに加工直前の位置まで接近移動させた状態から、ボールねじを備える第２の駆動機構により、第１の型支持部材を可動部材に対して移動させつつ第２の型支持部材に対しさらに接近移動させて加工を行わせるようにしたため、一方の型支持部材である第１の型支持部材の移動ストロークを同一のボールねじで担うことによる不具合、すなわち長い移動ストロークで設計することにコスト的な無理が生じる事態を回避することができる。

本発明の一実施形態を示すプレスブレーキの正面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１に対し第１の駆動機構によって上部テーブルを加工直前位置まで下降させた状態を示す正面図である。図１のＢ矢視図である。図１のプレスブレーキによる曲げ加工動作を（ａ）から（ｃ）まで順を追って示す作用説明図で、（ａ）は待機位置、（ｂ）は加工直前位置、（ｃ）は加工後の状態をそれぞれ示す。図５での加工に使用するダイよりも高さの低いダイを使用した場合の作用説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１、図２に示すように、本発明の一実施形態に係わる曲げ加工装置としてのプレスブレーキ１は、パンチＰを下端に備える上部テーブル３と、ダイＤを上端に備える下部テーブル５とを、上下方向に互い対向した状態で配置している。ここで、パンチＰとダイＤとで一対の型を構成し、上部テーブル３は一対の型のうちの一方を支持する第１の型支持部材を、下部テーブル５は一対の型のうちの他方を支持する第２の型支持部材を、それぞれ構成している。

ワークＷに対して曲げ加工を行う際には、上部テーブル３が、設置固定状態の下部テーブル５に対して上下方向（図１、図２中でＺ方向）に接近離反移動する。

上部テーブル３の左右方向（図１中でＸ方向）中央部の図２中で左右方向（図２中でＹ方向）両側には、ガイド部となるガイド板３ａの下部を固定して一体化させている。このガイド板３ａの上端部は、図２に示すように、可動部材としての上部テーブル支持部材７をＹ方向両側から挟むように配置して、上部テーブル支持部材７に対し図示しないガイドレールを介して上下動可能としている。また、ガイド板３ａは、パンチＰ及び上部テーブル３の曲げ負荷による撓み量を低減させるべく断面２次モーメントを上げるのを目的としている。

上部テーブル支持部材７は、プレスブレーキ１の装置フレーム９に対し、図１中で左右両側に配置したリンク機構１１により連結されて上部テーブル３とともに上下動可能である。なお、装置フレーム９は、図１中で左右一対設けてあってそれぞれが図１中で紙面に直交する方向（Ｙ方向）に平行な板状部材で構成している。

リンク機構１１（リンク機構全体）は、図２に示すように上部テーブル支持部材７をＹ方向両側から挟むようにして一対設けてあり、装置フレーム９の上部に設けたリンク取付ブロック９ａに、上方の一端を回動支持軸１３を介して回動可能に連結してあるフレーム側リンク１５と、上部テーブル支持部材７に下方の一端を回動支持軸１７を介して回動可能に連結してある可動部材側リンクである支持部材側リンク１９とを備えている。なお、回動支持軸１３と回動支持軸１７とは、図１に示すようにＸ方向位置が一致している。

そして、これら各リンク１５，１９の他端は、回動支持軸１３，１７相互の中間位置にてＸ方向に延設配置しているスライド部材２１に、回動支持軸２３を介して回動可能に連結している。スライド部材２１は、装置フレーム９に対しリンク機構１１を介してＸ方向及びＺ方向に移動可能である。

図１は、回動支持軸２３が回動支持軸１３，１７よりもＸ方向右側に位置してスライド部材２１が同方向に移動変位している。このときフレーム側リンク１５と支持部材側リンク１９とがほぼ９０度の角度をなすように屈曲していて、上部テーブル支持部材７が上昇限に位置し、この図１のリンク機構１１の状態を上死点位置とする。

これに対し図３は、スライド部材２１が図１に対してＸ方向左側かつＺ方向下方に移動変位し、回動支持軸２３が回動支持軸１３，１７相互を結ぶＺ方向の直線上の中間に位置している。このときフレーム側リンク１５と支持部材側リンク１９とはＺ方向に延びる直線状となって、上部テーブル支持部材７が下降限に位置し、この図３のリンク機構１１の状態を下死点位置とする。

図１に示すように、スライド部材２１のＸ方向左側の端部には、低負荷用ボールねじ２５を設けている。低負荷用ボールねじ２５のねじ軸２７の先端側（Ｘ方向右側）は、スライド部材２１の端部に装着してあるナット２９にねじ込んであり、ねじ軸２７の基端側は低負荷用サーボモータ３１に連結している。すなわち、低負荷用サーボモータ３１の駆動によりねじ軸２７が回転することで、ナット２９を一体に備えるスライド部材２１がＸ方向にスライド移動する。

スライド部材２１と低負荷用サーボモータ３１との間には、モータ支持フレーム３５を配置している。モータ支持フレーム３５は、図２では省略しているが、図１に示すように装置フレーム９のＸ方向外側に近接した位置にあって、装置フレーム９に図１中で紙面裏側の端部を連結して一体化している。

上記したモータ支持フレーム３５は、図１に示すように、装置フレーム９よりも厚さが薄い板状部材で構成してあり、上端部に、図４に示すように、ねじ軸２７が移動可能に挿入される凹部３５ａを形成している。モータ支持フレーム３５のスライド部材２１と反対側にはモータ取付ブラケット３７を配置し、モータ取付ブラケット３７に低負荷用サーボモータ３１を取り付けている。

モータ取付ブラケット３７は、低容量サーボモータ３１を直接固定する固定部３７ａと、固定部３７ａの図４中で上下方向に相当するＹ方向両端からモータ支持フレーム３５に向けて突出する一対のローラ支持部３７ｂとを備えている。このローラ支持部３７ｂのねじ軸２５側にローラ３９を、Ｙ方向に平行な支持軸４１を介して回転可能に取り付けている。

ローラ３９は、ローラ支持部３７ｂよりもモータ支持フレーム３５側に突出していて、該モータ支持フレーム３５に外周面が接触しつつ回転しながらＺ方向に移動可能である。その際、モータ取付ブラケット３７とモータ支持フレーム３５との間には、モータ取付ブラケット３７をモータ支持フレーム３５側に向けて押し付けるスプリング（図示せず）を設けることで、ローラ３９をモータ支持フレーム３５に押し付けている。

したがって、低負荷用サーボモータ３１の駆動により、ボールねじ２５及びリンク機構１１を介して上部テーブル３が上部テーブル支持部材７とともにＺ方向に移動するときに、ローラ３９がモータ支持フレーム３５に押し付けられつつ回転しながら、低負荷用サーボモータ３１及びスライド部材２１が一体となってＺ方向に移動する。

上記したリンク機構１１、低負荷用ボールねじ２５、低負荷用サーボモータ３１などにより第１の駆動機構を構成しており、低負荷用サーボモータ３１は制御装置３３から出力される制御信号の入力を受けて駆動する。

上部テーブル３のＸ方向両端部上面と上部テーブル支持部材７のＸ方向両端部下面とは、ボールねじとしての高負荷用ボールねじ４３によって互いに連結している。高負荷用ボールねじ４３のねじ軸４５の図１中で下部側の先端側は、上部テーブル３上に装着してあるナット４７にねじ込んであり、ねじ軸４５の基端側は、上部テーブル支持部材７に回転可能かつ軸方向移動不能に取り付けている。なお、ねじ軸４５の中心軸線は、図３に示すようにリンク機構１１が直線状となった下死点位置でリンク機構１１の直線上に位置している。

また、上部テーブル支持部材７のＸ方向両端部には、高負荷用サーボモータ４９を取り付けてあり、高負荷用サーボモータ４９の下部に突出する駆動軸５１には駆動プーリ５３を装着している。一方、ねじ軸４５の長手方向ほぼ中間部には、従動プーリ５５を固定してあり、この従動プーリ５５と駆動プーリ５３とをタイミングベルト５７により連結している。

すなわち、高負荷用サーボモータ４９の駆動によって、駆動プーリ５３、タイミングベルト５７及び従動プーリ５５を介してねじ軸４５が回転し、ねじ軸４５をねじ込んであるナット４７を備える上部テーブル３が、上部テーブル支持部材７に対してＺ方向に移動する。

上記した高負荷用ボールねじ４３、高負荷用サーボモータ４９などにより第２の駆動機構を構成しており、高負荷用サーボモータ４９についても、低負荷用サーボモータ３１と同様に、制御装置３３の制御信号に基づいて駆動する。

ここで、第２の駆動機構における高負荷用ボールねじ４３のねじ軸４５は、第１の駆動機構における低負荷用ボールねじ２５のねじ軸２７に比較して、より太くより高精度に製造してある。

次に、上記したプレスブレーキ１による曲げ加工動作について説明する。まず、図５を参照しつつ、ダイＤが、図６のダイＤに比較してＶ幅ａが大きく高さｂが高い場合について説明する。この場合には、図５（ａ）に示すように、リンク機構１１を屈曲させた上死点位置とした状態で、高負荷用サーボモータ４９を駆動し、上部テーブル３を、同じく上死点位置とした状態の図６（ａ）の位置より高い位置となる上昇端位置（待機位置）に、上部テーブル支持部材７に対して上昇移動させる。

この高負荷用サーボモータ４９による上昇端位置までの移動量は、図５（ｂ）に示すように、リンク機構１１を直線状とした下死点位置で、パンチＰの先端がワークＷの表面にほぼ接触する状態（ピンチングポイントＰＰ）となるような移動量に相当する。すなわち、上記した上部テーブル３の上昇端位置までの移動量は、ワークＷの板厚を一定とすれば、ダイＤの高さｂによって変化する。つまり、図５のように図６よりも高さｂが高いダイＤを使用する場合は、ピンチングポイントＰＰがより上方位置となるので、その分上昇端位置までの移動量を増大させておく必要がある。

次に、図５（ａ）の待機位置で、低負荷用サーボモータ３１を、低負荷用ボールねじ２５を介してスライド部材２１を引き込むよう駆動させて、リンク機構１１を図５（ｂ）に示すような直線状とする。これにより、上部テーブル３が上部テーブル支持部材７とともに下降し、パンチＰの先端がワークＷの表面にほぼ接触するピンチングポイントＰＰとなる。

続いて、上記図５（ｂ）の状態で、高負荷用サーボモータ４９を駆動して高負荷用ボールねじ４３により、図５（ｃ）に示すように、上部テーブル３を上部テーブル支持部材７に対して下降させることで、パンチＰとダイＤとの間でワークＷを曲げ加工する。

一方、図６に示すように、ダイＤが、図５のダイＤに比較してＶ幅ａが小さく高さｂが低い場合については、図６（ａ）のリンク機構１１を屈曲させた上死点位置で、高負荷用サーボモータ４９の駆動による上部テーブル３の上昇量を、図５の場合より少なくしておく。すなわち、この時点での図５（ａ）と図６（ａ）での上部テーブル３のＺ方向位置は、ダイ高さｂの低い図６（ａ）のほうが、その分下部テーブル５に、より接近してより下方に位置していることになる。

したがって、図６の場合にも、図５の場合と同様に、図６（ａ）の状態で低負荷用サーボモータ３１を駆動して、リンク機構１１を直線状とすることで、図６（ｂ）のようにパンチＰをピンチングポイントＰＰとすることができる。その後は、高負荷用サーボモータ４９の駆動により、図６（ｃ）に示すように、上部テーブル３を上部テーブル支持部材７に対して下降させることで、パンチＰとダイＤとの間でワークＷを曲げ加工する。

ワークＷの曲げ加工後は、図５、図６いずれの場合も、高負荷用サーボモータ４９を加工時とは逆方向に回転駆動して図５（ｂ）、図６（ｂ）の状態に戻し、さらに低負荷用サーボモータ３１も逆転駆動して図５（ａ）、図６（ａ）の待機位置に戻し、次の加工に備える。

このように、本実施形態では、図５（ａ）、図６（ａ）の待機位置で示すように、高負荷用ボールねじ４３を駆動することで、ダイＤの高さｂに合わせて、事前に上部テーブル３の上昇端位置を決定できる。

そして、上部テーブル３を、上記した上昇端位置とした状態で、低負荷用サーボモータ３１により加工直前のピンチングポイントＰＰ位置となるまで下部テーブル５に接近移動させた状態から、高負荷用サーボモータ４９により、上部テーブル３を上部テーブル支持部材７に対して移動させつつさらに接近移動させて加工を実施している。

この場合、上部テーブル３の加工直前位置までの長いストロークの移動は、低負荷用サーボモータ３１の駆動による低負荷用ボールねじ２５の高速回転によって、リンク機構１１を介して素早く行える。その後の上部テーブル３の加工時での短いストロークの移動は、高負荷用サーボモータ４９の駆動による高負荷用ボールねじ４３の低速回転によって高精度に行え、ワークＷを目標とする曲げ角度に精度よく加工することができる。

このため、上部テーブルの移動ストロークを、従来のように同一のボールねじで担うことによる、長いストロークで設計することでコスト的に無理が生じるなどの不具合を解消することができる。

また、本実施形態は、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、パンチＰがピンチングポイントＰＰとなる位置まで上部テーブル３を下降させた状態で、リンク機構１１がＺ方向すなわち加工時でのワークＷに対する加圧方向に沿って直線状となる下死点位置となっている。このため、加工時での高負荷を、直線状となった簡素な構成のリンク機構１１によって効率よく受けることができる。

１プレスブレーキ（曲げ加工装置）
３上部テーブル（第１の型支持部材）
５下部テーブル（第２の型支持部材）
７上部テーブル支持部材（可動部材）
９装置フレーム
１１リンク機構（第１の駆動機構）
１５フレーム側リンク
１９支持部材側リンク（可動部材側リンク）
２５低負荷用ボールねじ（第１の駆動機構）
３１低負荷用サーボモータ（第１の駆動機構）
４３高負荷用ボールねじ（ボールねじ、第２の駆動機構）
４５高負荷用ボールねじのねじ軸
４９高負荷用サーボモータ（第２の駆動機構）
Ｐパンチ（一対の型のうち一方）
Ｄダイ（一対の型のうち他方）
Ｗワーク

Claims

一対の型を互いに接近移動させることで板状のワークを折り曲げ加工する曲げ加工装置であって、前記一対の型のうちの一方を支持する第１の型支持部材を、前記一対の型のうちの他方を支持する第２の型支持部材に対して接近離反移動させる構成とし、前記第１の型支持部材を前記第２の型支持部材に対し、リンク機構に連結した可動部材とともに加工直前の位置まで接近移動させる第１の駆動機構と、この第１の駆動機構により前記第１の型支持部材を加工直前の位置まで接近移動させた状態から、前記第１の型支持部材を前記可動部材に対して移動させつつ前記第２の型支持部材に対しさらに接近移動させて加工を行わせるボールねじを備える第２の駆動機構と、を有することを特徴とする曲げ加工装置。
前記第１の駆動機構は、前記可動部材に一端を回動可能に連結する可動部材側リンクと、曲げ加工装置の装置フレームに一端を回動可能に連結するフレーム側リンクとを備える前記リンク機構を有し、このリンク機構は、前記第１の駆動機構により前記第１の型支持部材を加工直前の位置まで接近移動させた状態で、前記可動部材側リンクとフレーム側リンクとが前記接近移動方向に対応した直線状となることを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工装置。
前記第２の駆動機構は、前記第１の型支持部材と前記可動部材とを連結するねじ軸を備えた前記ボールねじで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の曲げ加工装置。
一対の型を互いに接近移動させることで板状のワークを折り曲げ加工する曲げ加工方法であって、第１の駆動機構により、前記一対の型のうちの一方を支持する第１の型支持部材を、前記一対の型のうちの他方を支持する第２の型支持部材に対し、リンク機構に連結した可動部材とともに加工直前の位置まで接近移動させ、この接近移動させた状態から、ボールねじを備える第２の駆動機構により、前記第１の型支持部材を前記可動部材に対して移動させつつ前記第２の型支持部材に対しさらに接近移動させて前記ワークを曲げ加工することを特徴とする曲げ加工方法。
前記第１の駆動機構は、前記可動部材に一端を回動可能に連結する可動部材側リンクと、曲げ加工装置の装置フレームに一端を回動可能に連結するフレーム側リンクとを備える前記リンク機構を有し、このリンク機構の可動部材側リンクとフレーム側リンクとを前記接近移動方向に対応した直線状となるように、前記第１の型支持部材を加工直前の位置まで前記第２の型支持部材に接近移動させ、その後、前記第１の型支持部材と前記可動部材とを連結するねじ軸を備えた前記ボールねじにより、第１の型支持部材を前記可動部材に対して移動させつつ前記第２の型支持部材に対しさらに接近移動させてワークを曲げ加工することを特徴とする請求項４に記載の曲げ加工方法。