JP2019104019A - ロール成形部品の製造装置および製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本開示で製造されるロール成形部品、並びに、このロール成形部品となる前の素材である被加工材について、図1〜図3並びに図4(A)〜(E)を参照して具体的に説明する。
次に、本実施の形態に係るロール成形部品の製造装置について、図5(A),(B)を参照して具体的に説明する。
次に、本実施の形態に係る製造装置10Aにおいて、制御部30がロール移動部32を制御して、支点ロール11に対する曲げロール12の相対位置を変化させて、得られるロール成形部品20に対して曲率変化部位20b(図1参照),曲率変化部位20e(図2参照)、もしくは第一曲率変化部位20hまたは第二曲率変化部位20j(図3参照)を形成する構成について、図7および図8を参照して具体的に説明する。
次に、ロール成形部品20の曲率半径の変化と、曲げロール12の相対位置の変化との関係について、図9(A)および(B)を参照して具体的に説明する。曲げロール12は、本実施の形態では、ベンディング経路に対して交差(直交)する方向にストローク移動するので、曲げロール12の相対位置を「ストローク位置」と称する。
前述した製造装置10Aは、図5(A)に示すように、制御部30が曲率半径データベース31を参照する構成であったが、本開示はこれに限定されない。例えば、図10に示す製造装置10Bは、曲率半径データベース31を備えていない構成である。すなわち、本開示においては、製造装置10Aが備える曲率半径データベース31は必須構成ではなく、製造装置10Bのように制御部30およびロール移動部32を備え、曲率半径データベース31を備えない構成であってもよい。
11:支点ロール
11a:支点ロール当接位置
12:曲げロール
12a:曲げロール当接位置
13:搬送ロール
14:成形ロール部
15:支点ロール対
15a:支点ロール当接位置
20,20A,20B,20C:ロール成形部品
20a,20c,20d,20f,20g,20i,20k:一定曲率部位
20b,20e:曲率変化部位
20h:第一曲率変化部位
20j:第二曲率変化部位
20p:ロール成形部品の基準端
20q:ロール成形部品の単位部位
21:長尺型材(被加工材)
21p:長尺型材の基準端
21q:長尺型材の単位部位
22:長尺板材(被加工材)
30:制御部
31:曲率半径データベース
32:ロール移動部
33:ロール対位置調整部
Claims (13)
- 被加工材である長尺板材または長尺型材をその長手方向に沿ってロールベンディング加工することにより、その長手方向に沿って曲率が連続的に変化する部位を含むロール成形部品を製造する製造装置であって、
前記被加工材のベンディング経路の上流側に位置し、ベンディング加工時に前記被加工材を支持するか、または、曲げの支点となる支点ロールと、
当該支点ロールの前記ベンディング経路の下流側に位置し、前記被加工材に曲げを付与する曲げロールと、
前記支点ロールの位置を基準として、前記曲げロールの位置を相対的に変化させるように、当該支点ロールおよび当該曲げロールの少なくとも一方を移動させるロール移動部と、
制御部と、
を備え、
前記被加工材に前記支点ロールが当接する位置を支点ロール当接位置とし、
前記被加工材に前記曲げロールが当接する位置を曲げロール当接位置とし、
前記ロール成形部品の長手方向を複数の単位間隔に区分したときに、前記ロール成形部品におけるそれぞれの前記単位間隔に対応する単位部位についての曲率半径の設計値を設計曲率半径とし、
前記支点ロール当接位置において前記被加工材に付与される曲率半径を初期曲率半径とし、
前記ロール成形部品における前記設計曲率半径を実現するために、前記曲げロール当接位置から前記被加工材が送出されるときに当該被加工材に残存する曲率半径を、最終曲率半径としたときに、
前記初期曲率半径は、前記被加工材への曲げの付与によるスプリングバックが生じる前に、当該被加工材に対して付与される曲率半径として設定され、
前記被加工材が前記支点ロールおよび前記曲げロールの間に搬送された時点で、前記支点ロール当接位置に位置する前記単位部位を支点ロール単位部位とし、前記曲げロール当接位置に位置する前記単位部位を曲げロール単位部位とし、これらの間に位置する前記単位間隔ごとに対応する前記単位部位を中間単位部位としたときに、
前記制御部は、
前記支点ロール単位部位に対して、当該単位部位に対応する前記初期曲率半径を付与し、かつ、前記曲げロール単位部位に対して、当該単位部位に対応する前記設計曲率半径を付与するべく、
前記中間単位部位に対して、前記初期曲率半径から前記設計曲率半径に連続的に変化させるように設定される中間曲率半径が付与され、前記曲げロール単位部位に前記設計曲率半径が付与された場合における、当該中間単位部位および当該曲げロール単位部位における曲げ位置の変化量を積算し、
この積算値に基づいて、前記支点ロールおよび前記曲げロールの少なくとも一方を移動させるように、当該ロール移動部を駆動することを特徴とする、
ロール成形部品の製造装置。 - 前記単位部位が前記支点ロール単位部位であったときに付与された前記初期曲率半径の値と、当該単位部位が前記中間単位部位である間に変化するひずみまたは曲げモーメントとから、前記中間曲率半径が設定されていることを特徴とする、
請求項1に記載のロール成形部品の製造装置。 - 前記単位部位が前記支点ロール単位部位から前記曲げロール単位部位に移行するに伴って、当該単位部位における前記ひずみまたは前記曲げモーメントが暫時的に低減するものとして、前記中間曲率半径が設定されることを特徴とする、
請求項2に記載のロール成形部品の製造装置。 - 前記ロール成形部品の全ての前記単位部位において、少なくとも前記設計曲率半径および前記初期曲率半径が、曲率半径データベースとして事前に準備されており、
前記制御部は、前記曲率半径データベースを参照して、前記積算量を算出することを特徴とする、
請求項1または2に記載のロール成形部品の製造装置。 - さらに、前記支点ロールにおける前記ベンディング経路の上流側に位置し、前記被加工材を当該支点ロールに向けて搬送する搬送ロールを備えていることを特徴とする、
請求項1から4のいずれか1項に記載のロール成形部品の製造装置。 - 前記支点ロールの位置が固定され、前記曲げロールのみ前記ロール移動部により移動するよう構成されていることを特徴とする、
請求項1から5のいずれか1項に記載のロール成形部品の製造装置。 - 前記曲率半径データベースを構成する前記初期曲率半径としては、少なくとも前記被加工材の物性に基づいて複数の異なる値が設定されており、
前記制御部は、前記初期曲率半径の異なる値に応じて、前記ロール移動部を制御することを特徴とする、
請求項1から6のいずれか1項に記載のロール成形部品の製造装置。 - 前記曲げロールにより曲げが付与される直前の前記被加工材は、その断面方向における折返し部位または折曲げ部位を含む断面構造を有することを特徴とする、
請求項1から7のいずれか1項に記載のロール成形部品の製造装置。 - 前記ロール成形部品は、その長手方向に沿って幅および厚さの少なくとも一方が連続的に変化する部位を含むものであることを特徴とする、
請求項1から8のいずれか1項に記載のロール成形部品の製造装置。 - 前記被加工材に対して、その長手方向に幅および厚さの少なくとも一方を連続的に変化させる成形ロール部をさらに備えていることを特徴とする、
請求項9に記載のロール成形部品の製造装置。 - 前記支点ロールおよび前記曲げロールの少なくとも一方が、前記被加工材を挟み込むロール対として構成され、
前記ロール対の位置を前記被加工材に対して面直となるように調整する、ロール対位置調整部をさらに備えていることを特徴とする、
請求項1から10のいずれか1項に記載のロール成形部品の製造装置。 - 前記ロール成形部品が航空機用の骨格部材であることを特徴とする、
請求項1から11のいずれか1項に記載のロール成形部品の製造装置。 - 被加工材である長尺板材または長尺型材をその長手方向に沿ってロールベンディング加工することにより、その長手方向に沿って曲率が連続的に変化する部位を含むロール成形部品を製造する方法であって、
前記被加工材のベンディング経路の上流側に位置する支点ロールにより、ベンディング加工時に前記被加工材が支持されるか、または、前記被加工材の曲げの支点が前記支点ロールになっており、
前記支点ロールの前記ベンディング経路の下流側に位置する曲げロールにより、前記被加工材に曲げが付与され、
前記支点ロールの位置を基準として、前記曲げロールの位置を相対的に変化させるように、ロール移動部により、当該支点ロールおよび当該曲げロールの少なくとも一方を移動し、
前記被加工材に前記支点ロールが当接する位置を支点ロール当接位置とし、
前記被加工材に前記曲げロールが当接する位置を曲げロール当接位置とし、
前記ロール成形部品の長手方向を複数の単位間隔に区分したときに、前記ロール成形部品におけるそれぞれの前記単位間隔についての曲率半径の設計値を設計曲率半径とし、
前記支点ロール当接位置において前記被加工材に付与される曲率半径を初期曲率半径とし、
前記ロール成形部品における前記設計曲率半径を実現するために、前記曲げロール当接位置から前記被加工材が送出されるときに当該被加工材に残存する曲率半径を、最終曲率半径としたときに、
前記初期曲率半径は、前記被加工材への曲げの付与によるスプリングバックが生じる前に、当該被加工材に対して付与される曲率半径として設定され、
前記被加工材が前記支点ロールおよび前記曲げロールの間に搬送された時点で、前記支点ロール当接位置に位置する前記単位部位を支点ロール単位部位とし、前記曲げロール当接位置に位置する前記単位部位を曲げロール単位部位とし、これらの間に位置する前記単位間隔ごとに対応する前記単位部位を中間単位部位としたときに、
前記支点ロール単位部位に対して、当該単位部位に対応する前記初期曲率半径を付与し、かつ、前記曲げロール単位部位に対して、当該単位部位に対応する前記設計曲率半径を付与するべく、
前記中間単位部位に対して、前記初期曲率半径から前記設計曲率半径に連続的に変化させるように設定される中間曲率半径を付与し、前記曲げロール単位部位に前記設計曲率半径が付与された場合における、当該中間単位部位および当該曲げロール単位部位における曲げ位置の変化量を積算し、
この積算値に基づいて、前記ロール移動部および前記支点ロールおよび前記曲げロールの少なくとも一方を前記ロール移動部により移動することを特徴とする、
ロール成形部品の製造方法。
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