JP2018069250A - 曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造でありながら検出素子による被検出部の分解能を上げてワークの曲げ角度を高精度に検出する。
【解決手段】ワークの折れ線を挟んで形成される両平板部が接する一対の可動ダイと、一対の可動ダイの間に向けて往復動するパンチと、本体に設けられてパンチによるワークの曲げに伴い一対の可動ダイを互いに逆方向へ回転自在に支持する一対の支持部と、一対の可動ダイのいずれか一方又は両方の回転角度を検出する角度検出部とを備え、一対の可動ダイは、一対の支持部に対して回転自在に摺接する凸状曲面部と、一対の可動ダイの回転に連動する回転子と、を有し、角度検出部は、一対の可動ダイのいずれか一方又は両方の回転子に設けられる被検出部と、本体側に設けられる検出素子と、を有し、回転子において被検出部が、一対の可動ダイの回転中心から凸状曲面部までの回転半径よりも回転半径を長くした円弧状となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、板金などからなる板状のワークを金型によりＶ形などに曲げるために用いられる、プレスブレーキなどの曲げ加工装置に関する。

従来、この種の曲げ加工装置として、ワークＷの曲げ角度を検出する曲げ角度検出装置が、隣接する複数の分割ダイの間に取り付けられ、パンチと分割ダイとの協働によるワークＷの曲げ加工に追従して、２つの回転子が回動すると、スプリングで引っ張られたワイヤを介してリニアスケールが作動し、リニアスケールの移動量を読取りヘッドで検出して回転子の回転角を検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１２１２１６号公報

しかし乍ら、このような従来の曲げ加工装置では、ワークを曲げ加工するパンチ及び複数の分割ダイに加えて曲げ角度検出装置の回転子、スプリング、ワイヤ、リニアスケール及び読取りヘッドが必要になるため、その構造が複雑で部品点数が多くメンテナンスが面倒であるとともに、故障が発生し易く安定性に劣るという問題があった。

このような課題を解決するために本発明に係る曲げ加工装置は、ワークの折れ線を挟んで形成される両平板部が接する一対の可動ダイと、前記一対の可動ダイの間に向けて往復動するパンチと、本体に設けられて前記パンチによる前記ワークの曲げに伴い前記一対の可動ダイを互いに逆方向へ回転自在に支持する一対の支持部と、前記一対の可動ダイのいずれか一方又は両方の回転角度を検出する角度検出部と、を備え、前記一対の可動ダイは、前記一対の支持部に対して回転自在に摺接する凸状曲面部と、前記一対の可動ダイの回転に連動する回転子と、を有し、前記角度検出部は、前記一対の可動ダイのいずれか一方又は両方の前記回転子に設けられる被検出部と、前記本体側に設けられる検出素子と、を有し、前記回転子において前記被検出部が、前記一対の可動ダイの回転中心から前記凸状曲面部までの回転半径よりも回転半径を長くした円弧状となっていることを特徴とする。

本発明の実施形態に係る曲げ加工装置の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が曲げ加工前の縦断正面図、（ｂ）がワークを１３５度曲げ加工した状態の縦断正面図、（ｃ）がワークを９０度曲げ加工した状態の縦断正面図である。 下型の斜視図であり、（ａ）が曲げ加工前の斜視図、（ｂ）がワークを１３５度曲げ加工した状態の斜視図、（ｃ）がワークを９０度曲げ加工した状態の斜視図である。 下型の一部切欠斜視図であり、（ａ）が曲げ加工前の一部切欠斜視図、（ｂ）がワークを１３５度曲げ加工した状態の一部切欠斜視図、（ｃ）がワークを９０度曲げ加工した状態の一部切欠斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る曲げ加工装置Ａは、図１〜図３に示すように、板状のワークＷを、下型となる一対の可動ダイ１，２と上型のパンチ３との協働により、Ｖ形などに折り曲げる曲げ加工用プレス機である。ワークＷとしては、例えば鉄、ステンレス、アルミニウムなどの板金又はそれに類似する薄板が用いられ、パンチ３の先端部３ａと当接により折れ線Ｗ１を挟んで両平板部Ｗ２，Ｗ３が所定角度に押し曲げ（突き曲げ）られる。
曲げ加工装置Ａは、プレスブレーキ（図示しない）などに組み込まれて使用される。
曲げ加工装置Ａがプレスブレーキに組み込まれる場合には、ワークＷの曲げ過程でワークＷの曲げ角度を検出し、この曲げ角度が無線又は有線でＮＣにフィードバックされることにより、パンチ３の移動量を調整してワークＷの曲げ角度が自動修正可能になる。

詳しく説明すると、本発明の実施形態に係る曲げ加工装置Ａは、ワークＷが接する一対の可動ダイ１，２と、可動ダイ１，２の間に向けて往復動するパンチ３と、ワークＷの曲げに伴って一対の可動ダイ１，２を互いに逆方向へ回転自在に支持する一対の支持部４，５と、を主要な構成要素として備えている。
さらに、一対の可動ダイ１，２を回転復帰させるための弾性体６，７と、一対の可動ダイ１，２のいずれか一方又は両方の回転角度を検出するための角度検出部８，９と、を備えている。
一対の支持部４，５及び弾性体６，７は、本体Ｂに設けられる。
本体Ｂの具体例として図１〜図３に示される例の場合には、ワークＷの折れ線Ｗ１と平行な本体Ｂの幅寸法がモジュール化されている。本体Ｂの幅寸法よりも長尺なワークＷの曲げ加工は、ワークＷの幅寸法に合わせて複数の本体Ｂを並べ、幅方向に並んだ複数の可動ダイ１，２と、ワークＷの幅寸法よりも長いパンチ３との間に挟み込んで行うように構成される。

一対の可動ダイ１，２は、断面略半円形又はそれに類似した形の棒状に形成される。可動ダイ１，２は、ワークＷの両平板部Ｗ２，Ｗ３と対向して着脱自在に接する接触面１ａ，２ａと、後述する一対の支持部４，５に向けて突出する凸状曲面部１ｂ，２ｂと、を有している。
接触面１ａ，２ａは、図１（ａ）及び図２（ａ）に示される曲げ加工前の状態で、それぞれの端部同士が互い接近して連続する同一平面状（水平状）に配置されている。
接触面１ａ，２ａには、ワークＷの曲げに伴い接触面１ａ，２ａと擦れて擦り傷が発生しないように、例えばウレタンやポリエステルなどの合成樹脂やゴムや炭素繊維やシリコンなどからなるクッション材（図示しない）を設けることが好ましい。
クッション材の形状としては、接触面１ａ，２ａの一部にその表面が突出して埋め込まれる紐状、接触面１ａ，２ａの略全体を被覆するシート状などが挙げられる。
さらに、一対の可動ダイ１，２のいずれか一方又は両方は、可動ダイ１，２の回転と連動する回転子１１，２１を有している。
回転子１１，２１は、可動ダイ１，２の凸状曲面部１ｂ，２ｂから本体Ｂ側へ突出する扇形に形成され、回転子１１，２１において本体Ｂと対向する先端側（円弧側）には、後述する角度検出部８，９の被検出部８ａ，９ａが設けられる。

一対の支持部４，５は、本体Ｂの先端面にその軸方向へ連続して形成される。支持部４，５は、可動ダイ１，２の凸状曲面部１ｂ，２ｂが回転自在に摺接する凹状曲面部４ａ，５ａを有している。
凹状曲面部４ａ，５ａは、パンチ３の接近移動によるワークＷの曲げに伴って一対の可動ダイ１，２を互いに逆方向へ回転させる形状に形成される。
これにより、パンチ３の接近移動でワークＷを介して力が接触面１ａ，２ａの端部に作用すると、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示されるように凸状曲面部１ｂ，２ｂが摺動回転して接触面１ａ，２ａがそれぞれ傾斜する。
また、可動ダイ１，２の凸状曲面部１ｂ，２ｂ及び支持部４，５の凹状曲面部４ａ，５ａは、後述する弾性体６，７の付勢力バランスの調整又はその他の手段で、パンチ３の接近移動によるワークＷの曲げに伴い可動ダイ１，２の回転角度をそれぞれ同じ角度ずつ逆方向へ回転させることが好ましい。この場合、可動ダイ１，２の接触面１ａ，２ａは、ワークＷの曲げ角度の半分に相当する角度だけ傾斜することになる。

さらに、本体Ｂには、凹状曲面部４ａ，５ａの間にパンチ３を接近移動させるために十分な凹溝Ｂ１が形成され、ワークＷの曲げに伴って接触面１ａ，２ａの傾斜が所定角度に到達すると、両者間に凹溝Ｂ１と連通する隙間が生じるように構成している。
この隙間の具体例として図１〜図３に示される例の場合には、ワークＷの曲げ角度が曲げ加工前の０度では、図１（ａ）及び図２（ａ）に示されるように、凸状曲面部１ｂ，２ｂが互いに接近している。ワークＷの曲げ角度が１３５度位に通達し、図示例では接触面１ａ，２ａの傾斜角度が共に６７．５度になっても、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示されるように、凸状曲面部１ｂ，２ｂがまだ接近している。しかし、ワークＷの曲げ角度が９０度に到達し、図示例では接触面１ａ，２ａの傾斜角度が共に４５度になる頃には、図１（ｃ）及び図２（ｃ）に示されるように、凸状曲面部１ｂ，２ｂが互いに離隔して、両者間に隙間が生じ、この隙間を通ってワークＷの折れ線Ｗ１の部位が凹溝Ｂ１に進入するように設定されている。
また、その他の例として図示しないが、前記隙間及び凹溝Ｂ１の形状を図示例以外の形状に変更することも可能である。
さらに、本体Ｂにおいて回転子１１，２１の先端側（円弧側）と対向する箇所には、後述する角度検出部８，９の検出素子８ｂ，９ｂを設けるための固定面Ｂ２，Ｂ３が形成される。

弾性体６，７は、バネ材などの弾性変形可能な材料からなり、可動ダイ１，２の凸状曲面部１ｂ，２ｂから本体Ｂに亘って設けられる。
これにより、凸状曲面部１ｂ，２ｂの中心部位を常時本体Ｂ側へ引っ張って、曲げ加工後のワークＷが取り出されると、可動ダイ１，２を逆向きに回転させる。このため、可動ダイ１，２の接触面１ａ，２ａが、図１（ａ）及び図２（ａ）に示される加工前の状態に戻る。
弾性体６，７の具体例として図２及び図３に示される例の場合には、本体Ｂに空間部Ｂｓを露出して形成し、空間部Ｂｓ内に弾性体６，７として圧縮バネを着脱自在に装着している。
また、その他の例として図示しないが、弾性体６，７を図示例以外の構造に変更することも可能である。

角度検出部８，９は、一対の可動ダイ１，２のいずれか一方又は両方の回転子１１，２１に設けられる被検出部８ａ，９ａと、一対の支持部４，５が設けられる本体Ｂ側に設けられる検出素子８ｂ，９ｂと、を有している。
被検出部８ａ，９ａは、磁気テープや磁気スケールを含む周期的に磁化された（異種の磁極が交互に配置された）帯状体などの磁気的な受動素子や光学的な受動素子やこれらに類似するものからなる。被検出部８ａ，９ａは、回転子１１，２１の円弧側に配置され、回転子１１，２１の回転に伴って被検出部８ａ，９ａが回転移動する。被検出部８ａ，９ａは、可動ダイ１，２の回転中心１ｏ，２ｏから凸状曲面部１ｂ，２ｂまでの回転半径よりも長い円弧状となっている。このため、被検出部８ａ，９ａの周長は、凸状曲面部１ｂ，２ｂの周長に比べて長くなり、その分だけ多数の磁極を所定（ミクロン単位）のピッチで配置することが可能になる。
検出素子８ｂ，９ｂは、磁気抵抗センサ（ＭＲセンサ）を含む磁気センサなどの磁気的な能動素子や光センサなどの光学的な能動素子やこれらに類似するものからなる。検出素子８ｂ，９ｂは、本体Ｂの固定面Ｂ２，Ｂ３に回転子１１，２１側の被検出部８ａ，９ａと対向して配置される。

角度検出部８，９の具体例として図１〜図３に示される例の場合には、モジュール化された一対の可動ダイ１，２に対して回転子１１，２１が一つずつ突設される。
回転子１１，２１の先端に形成される円弧面１１ａ，２１ａには、被検出部８ａ，９ａとして磁気テープなどの周期的に磁化された帯状体を、円弧面１１ａ，２１ａに沿って屈曲させ貼着するか又は他の固着手段で固定している。
本体Ｂには、回転子１１，２１の回転スペースがそれぞれ凹状に形成され、これら回転スペースの凹状底面に固定面Ｂ２，Ｂ３を形成する。固定面Ｂ２，Ｂ３には、検出素子８ｂ，９ｂとして磁気センサを固定面Ｂ２，Ｂ３から回転子１１，２１に向け突出固定している。
また、その他の例として図示しないが、回転子１１，２１の円弧面１１ａ，２１ａに代えて、回転子１１，２１の先端側面などに弓形の被検出部８ａ，９ａを貼着又は固定したり、回転スペースの凹状底面以外の凹状側面などに固定面Ｂ２，Ｂ３を形成して検出素子８ｂ，９ｂを固定したり、回転子１１，２１の回転スペースを図示例以外の形状に変更することも可能である。

ところで、被検出部８ａ，９ａが配置される回転子１１，２１の先端側（円弧側）と、検出素子８ｂ，９ｂが配置される固定面Ｂ２，Ｂ３との位置関係は、検出素子８ｂ，９ｂによる被検出部８ａ，９ａの検出を常に同じ状態で行うため、被検出部８ａ，９ａと検出素子８ｂ，９ｂとの間隔を一定に保つ必要がある。
そこで図示例の場合には、被検出部８ａ，９ａが配置される回転子１１，２１の先端の円弧面１１ａ，２１ａを、可動ダイ１，２の回転中心１ｏ，２ｏからの半径が均等な同心円に形成している。
これにより、接触面１ａ，２ａの傾斜角度に関係なく、回転子１１，２１の先端の円弧面１１ａ，２１ａ及び被検出部８ａ，９ａと、固定面Ｂ２，Ｂ３及び検出素子８ｂ，９ｂとの間隔が常に等しくなる。

このような本発明の実施形態に係る曲げ加工装置Ａによると、可動ダイ１，２の回転と連動する回転子１１，２１に設けられる角度検出部８，９の被検出部８ａ，９ａを、一対の可動ダイ１，２の回転中心１ｏ，２ｏから凸状曲面部１ｂ，２ｂまでの回転半径よりも回転半径が長い円弧状にしている。
これにより、被検出部８ａ，９ａの周長が凸状曲面部１ｂ，２ｂの周長に比べ長くなって、その分だけ多数の磁極が所定のピッチで配置可能となる。
したがって、簡単な構造でありながら検出素子８ｂ，９ｂによる被検出部８ａ，９ａの分解能を上げてワークＷの曲げ角度を高精度に検出することができる。
その結果、ワークを曲げ加工するパンチ及び複数の分割ダイに加えて曲げ角度検出装置の回転子、スプリング、ワイヤ、リニアスケール及び読取りヘッドが必要な従来のものに比べ、ワークＷの曲げ加工とワークＷの曲げ角度検出の両方に可動ダイ１，２が使用されるため、全体的なの構造を簡素化でき、部品点数も少なくなる。これにより、全体的なメンテナンスが簡単で且つ故障も発生し難くて安定性に優れる。

特に、一対の支持部４，５は、ワークＷの曲げにより一対の可動ダイ１，２の凸状曲面部１ｂ，２ｂがそれぞれ同じ角度ずつ逆方向へ回転する凹状曲面部４ａ，５ａを有することが好ましい。
この場合には、パンチ３によるワークＷの曲げに伴って可動ダイ１，２の回転角度がそれぞれ同じ角度ずつ逆方向へ回転する。このため、可動ダイ１，２の回転角度のいずれか一方のみを検出し、この検出値を２倍すれば、ワークＷの曲げ角度となる。
したがって、一対の可動ダイ１，２の両方に角度検出部８，９を備えなくとも片方のみでワークＷの曲げ角度を正確に検出することができる。
その結果、全体的なの構造を更に簡素化でき、部品点数も極めて少なくなる。これにより、全体的なメンテナンスがより簡単で且つ故障も更に発生し難くて安定性の向上が図れる。

さらに、回転体１１，２１に被検出部８ａ，９ａとして周期的に磁化された帯状体を貼着し、検出素子８ｂ，９ｂとして磁気センサを用いることが好ましい。
この場合には、回転体１１，２１に対する被検出部８ａ，９ａの設置が帯状体の貼着のみで完了する。
したがって、角度検出部８，９の設置構造を簡素化することができる。
その結果、角度検出部８，９のメンテナンスが非常に簡単で且つ故障が発生した際の修理も容易で作業性に優れる。

なお、前示の実施形態において図示例では、本体Ｂの幅寸法をモジュール化したが、これに限定されず、本体Ｂの幅寸法を曲げ加工するワークＷの幅寸法よりも長く形成してもよい。
さらに、回転子１１，２１の円弧面１１ａ，２１ａに被検出部８ａ，９ａとして磁気テープなどの周期的に磁化された帯状体を固定し、本体Ｂの固定面Ｂ２，Ｂ３に検出素子８ｂ，９ｂとして磁気センサを固定したが、これに限定されず、被検出部８ａ，９ａとして光学的な受動素子などを設けたり、検出素子８ｂ，９ｂとして光センサなどの光学的な能動素子などを設けたり変更しても良い。

Ａ 曲げ加工装置 Ｂ 本体
１，２ 可動ダイ １ｂ，２ｂ 凸状曲面部
１ｏ，２ｏ 回転中心 １１，２１ 回転子
１１ａ，２１ａ 円弧面 ３ パンチ
４，５ 支持部 ４ａ，５ａ 凹状曲面部
８，９ 角度検出部 ８ａ，９ａ 被検出部
８ｂ，９ｂ 検出素子 Ｗ ワーク
Ｗ１ 折れ線 Ｗ２，Ｗ３ 平板部

Claims (3)

1. ワークの折れ線を挟んで形成される両平板部が接する一対の可動ダイと、
   前記一対の可動ダイの間に向けて往復動するパンチと、
   本体に設けられて前記パンチによる前記ワークの曲げに伴い前記一対の可動ダイを互いに逆方向へ回転自在に支持する一対の支持部と、
   前記一対の可動ダイのいずれか一方又は両方の回転角度を検出する角度検出部と、を備え、
   前記一対の可動ダイは、前記一対の支持部に対して回転自在に摺接する凸状曲面部と、前記一対の可動ダイの回転に連動する回転子と、を有し、
   前記角度検出部は、前記一対の可動ダイのいずれか一方又は両方の前記回転子に設けられる被検出部と、前記本体側に設けられる検出素子と、を有し、前記回転子において前記被検出部が、前記一対の可動ダイの回転中心から前記凸状曲面部までの回転半径よりも回転半径を長くした円弧状となっていることを特徴とする曲げ加工装置。
2. 前記一対の支持部は、前記ワークの曲げにより前記一対の可動ダイの凸状曲面部がそれぞれ同じ角度ずつ逆方向へ回転する凹状曲面部を有することを特徴とする請求項１記載の曲げ加工装置。
3. 前記回転体に前記被検出部として磁気テープを貼着し、前記検出素子として磁気抵抗センサを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の曲げ加工装置。

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