JP2020104120A - 曲げ加工システム及び曲げ加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークに対しパンチをプレス成形するたびに、各プレスラインにおけるプレス後の曲げ角を高精度に計測する。【解決手段】曲げ加工システムは、ワークを支持するダイと、ワークをプレスするパンチと、計測装置と、演算装置と、を備え、計測装置は、パンチの真下の中央計測箇所と、中央計測箇所よりもワーク送り方向上流側の複数の上流計測箇所と、中央計測箇所よりもワーク送り方向下流側の複数の下流計測箇所とを含み、演算装置は、中央計測箇所と、中央計測箇所に最も近い第1上流計測箇所と、中央センサに最も近い第1下流計測箇所についての各計測値に基づきプレス前曲げ角を算出し、少なくとも2つの上流計測箇所及び少なくとも2つの下流計測箇所についての計測値のプレス前後の差分に基づき、曲げ角変化量を算出し、プレス前曲げ角に曲げ角変化量を加算してプレス後曲げ角を算出する。【選択図】図5
Description
本発明は、板材などのワークを曲げ加工するための曲げ加工システム及び曲げ加工方法に関する。
従来から、長尺のダイとパンチを含む曲げ加工装置(例えば、プレスブレーキ装置)を用いて、板状のワークの一部又は全体を湾曲した形状に成形する曲げ加工方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。具体的に、この曲げ加工方法では、ワークをピッチ送りすることによりワークに対しパンチをプレスする位置(以下、「プレスライン」)をずらしながら、ワークに対して複数回のプレス曲げを行う。
このようなワークの曲げ加工作業は、ワークが目標どおりの形状に成形されているかを適宜確認しながら進められる。現状の確認作業では、複数(例えば5〜10)のプレスラインに対して曲げ加工した後に、これらプレスラインに形成された曲げ角が目標とする曲げ角に一致するか否かの確認を、作業者がデプスゲージなどを用いて手作業で行っている。
上述の確認作業では、プレスラインに形成された曲げ角が目標とする曲げ角から大きく乖離していた場合、乖離の生じていたプレスラインに対して再度プレスするために、ワークをピッチ送り方向とは逆方向に戻す必要が生じていた。これは作業者にとって手間と時間のかかる作業となっていた。このため、ワークに対しパンチをプレスするたびに、そのプレスラインに目標とする形状が形成されているかを確認できるシステムが望まれている。一方で、ワークの目標曲率が極めて小さい場合、言い換えれば各プレスラインに形成すべき目標の曲げ角が極めて小さい場合があり、上述のシステムを実現するためには、各プレスラインにおけるプレス後の曲げ角を高精度に計測できることが必要となる。
そこで、本発明は、ワークに対しパンチをプレスするたびに、各プレスラインにおけるプレス後の曲げ角を高精度に計測できる曲げ加工システム及び曲げ加工方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る曲げ加工システムは、ピッチ送りされる板状のワークに対して曲げ成形を行う曲げ加工システムであって、ワーク送り方向に互いに離間する一対の反力部を有し、下方から前記ワークを支持するダイと、前記ワーク送り方向に対し直交する方向に延び、前記ダイの上方から前記一対の反力部の間に向かって下降することにより前記ワークをプレスするパンチと、前記ワーク上において前記ワーク送り方向に互いに離間して並ぶ少なくとも5つの箇所について、所定の基準面からの距離を計測する計測装置と、前記計測装置の複数の計測値に基づき、前記ワークにおけるプレス後の曲げ角を算出する演算装置と、を備え、前記ワーク上の前記少なくとも5つの箇所は、前記パンチの真下に位置する中央計測箇所と、前記中央計測箇所よりも前記ワーク送り方向の上流側に位置する複数の上流計測箇所と、前記中央計測箇所よりも前記ワーク送り方向の下流側に位置する複数の下流計測箇所とを含み、前記演算装置は、前記中央計測箇所、前記複数の上流計測箇所のうち前記中央計測箇所に最も近い第1上流計測箇所、及び前記複数の下流計測箇所のうち前記中央計測箇所に最も近い第1下流計測箇所に対して、前記計測装置が前記パンチによるプレス前に計測した計測値に基づき、前記パンチによるプレス前の曲げ角であるプレス前曲げ角を算出し、前記複数の上流計測箇所のうちの少なくとも2つの上流計測箇所と、前記複数の下流計測箇所のうちの少なくとも2つの下流計測箇所に対して、前記計測装置が前記パンチによるプレスの前後に計測した計測値の差分に基づき、曲げ角変化量を算出し、前記プレス前曲げ角に前記曲げ角変化量を加算することにより、前記パンチによるプレス後の曲げ角であるプレス後曲げ角を算出する。
上記の構成によれば、パンチの真下の中央計測箇所とそれに最も近い上流計測箇所及び下流計測箇所についての計測値に基づきプレス前曲げ角を算出するため、パンチをプレスする前の微小なプレス前曲げ角を精度良く算出できる。また、プレスによってどの程度曲げられたかを計測装置の計測値の差分で曲げ角変化量を算出し、プレス前曲げ角及び曲げ角変化量に基づき、プレス後曲げ角を算出するため、プレス後の曲げ角を高精度に算出することができる。従って、ワークに対しパンチをプレスするたびに、各プレスラインにおけるプレス後の曲げ角を高精度に計測できる。
上記の曲げ加工システムにおいて、前記ワーク上の前記第1上流計測箇所及び前記第1下流計測箇所は、前記ワーク送り方向における前記一対の反力部の間に配置されてもよい。この構成によれば、前記第1上流計測箇所及び前記第1下流計測箇所がワーク送り方向における一対の反力部の外側にある場合に比べて、プレス前曲げ角をより高精度に算出することができる。
上記の曲げ加工システムにおいて、前記演算装置は、前記ワーク送り方向における前記中央計測箇所と前記第1下流計測箇所との間に、前記ワークにおける既に前記パンチによりプレスされたプレス済み部が存在する場合には、前記プレス済み部に対して算出したプレス後曲げ角と、前記第1下流計測箇所についての計測値とを用いて、前記ワーク送り方向における前記中央計測箇所と前記第1下流計測箇所との間に前記プレス済み部が存在しなかったと仮定した場合の前記第1下流計測箇所についての計測値の推定値を算出し、
前記中央計測箇所及び前記第1上流計測箇所についての各計測値並びに前記推定値に基づき、前記プレス前曲げ角を算出してもよい。この構成によれば、プレス済み部に形成された曲げ形状の影響を排除してプレス前曲げ角を算出できるため、より高精度にプレス前曲げ角を算出することができる。
前記中央計測箇所及び前記第1上流計測箇所についての各計測値並びに前記推定値に基づき、前記プレス前曲げ角を算出してもよい。この構成によれば、プレス済み部に形成された曲げ形状の影響を排除してプレス前曲げ角を算出できるため、より高精度にプレス前曲げ角を算出することができる。
上記の曲げ加工システムにおいて、前記計測装置は、前記ワーク送り方向に互いに離間して並置された少なくとも5つの変位センサを含み、前記少なくとも5つの変位センサは、前記パンチの真下に配置され、前記基準面から前記中央計測箇所までの距離を計測する中央センサと、前記中央センサよりも前記ワーク送り方向の上流側に配置され、前記基準面から前記複数の上流計測箇所までの距離をそれぞれ計測する複数の上流センサと、前記中央センサよりも前記ワーク送り方向の下流側に配置され、前記基準面から前記複数の下流計測箇所までの距離をそれぞれ計測する複数の下流センサと、を含んでもよい。この構成によれば、計測箇所ごとに変位センサを用意するため、ワーク送り方向に隣り合う2つの計測箇所の間隔を容易に変更できる。
上記の曲げ加工システムにおいて、前記複数の上流センサは、前記第1上流センサよりも前記ワーク送り方向の上流側に配置された第2上流センサ及び第3上流センサを含み、前記複数の下流センサは、前記第1下流センサよりも前記ワーク送り方向の下流側に配置された第2下流センサ及び第3下流センサを含み、前記第1〜第3上流センサの各計測値の関係、及び前記第1〜第3下流センサの各計測値の関係が所定の関係を満たすか否かを判定し、前記第1〜第3上流センサの各計測値の関係が前記所定の関係を満たさない場合には、前記第1〜第3上流センサのいずれかに異常があると判定し、前記第1〜第3下流センサの各計測値の関係が前記所定の関係を満たさない場合には、前記第1〜第3下流センサのいずれかに異常があると判定する異常判定部を備えてもよい。この構成によれば、第1〜第3上流センサ並びに第1〜第3下流センサの計測値の信頼性を向上することができる。
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る曲げ加工方法は、板状のワークをピッチ送りする作業と、ワーク送り方向に対し直交する方向に延びるパンチを前記ワークのプレス予定箇所に対しプレスすることにより、前記プレス予定位置に曲げ角を形成する作業とを繰り返して、前記ワークを曲げ加工する曲げ加工方法であって、前記ワークをピッチ送りした後に、前記ワーク送り方向に互いに離間して並ぶ前記ワーク上の少なくとも5つの箇所について、所定の基準面からの距離を計測し、前記5つの箇所が、前記パンチの真下に位置する中央計測箇所と、前記中央計測箇所よりも前記ワーク送り方向の上流側の複数の上流計測箇所と、前記中央計測箇所よりも前記ワーク送り方向の下流側の複数の下流計測箇所とを含む、プレス前計測工程と、前記中央計測箇所、前記複数の上流計測箇所のうち前記中央計測箇所に最も近い第1上流計測箇所、及び前記複数の下流計測箇所のうち前記中央計測箇所に最も近い第1下流計測箇所についての3つの計測値に基づき、前記パンチによるプレス前の曲げ角であるプレス前曲げ角を算出する、プレス前曲げ角算出工程と、前記パンチにより前記ワークの前記中央計測箇所をプレスするプレス工程と、前記パンチによるプレス後に、前記複数の上流計測箇所のうちの少なくとも2つの上流計測箇所と、前記複数の下流計測箇所のうちの少なくとも2つの下流計測箇所とを計測するプレス後計測工程と、前記プレス前計測工程と前記プレス後計測工程の計測値の差分に基づき、曲げ角変化量を算出する、変化量算出工程と、前記プレス前曲げ角に前記曲げ角変化量を加算ことにより、前記パンチによるプレス後の曲げ角であるプレス後曲げ角を算出する、プレス後曲げ角算出工程と、を含む。
上記の方法によれば、パンチの真下の真下に位置する中央計測箇所とそれに最も近い第1上流計測箇所及び第1下流計測箇所についての計測値に基づきプレス前曲げ角を算出するため、パンチをプレスする前の微小なプレス前曲げ角を精度良く算出できる。また、プレスによってどの程度曲げられたかをプレス前後の計測値の差分で曲げ角変化量を算出し、プレス前曲げ角及び曲げ角変化量に基づき、プレス後の曲げ角を算出するため、プレス後の曲げ角を高精度に算出することができる。従って、ワークに対しパンチをプレスするたびに、各プレスライン(プレス予定箇所)におけるプレス後の曲げ角を高精度に計測できる。
本発明によれば、ワークに対しパンチをプレス成形するたびに、各プレスラインにおけるプレス後の曲げ角を高精度に計測できる曲げ加工システム及び曲げ加工方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態に係る曲げ加工システム及び曲げ加工方法について、図面を参照しながら説明する。
<第1実施形態>
(曲げ加工システム)
図1は、本発明の一実施形態に係る曲げ加工システム1Aの概略側面図及び概略平面図である。図2は、曲げ加工システム1Aの構成を示すブロック図である。曲げ加工システム1Aは、ピッチ送りされる板状のワークWに対して、目標とする曲面に近づくように曲げ加工するためのものである。具体的には、曲げ加工システム1Aは、板状のワークWをピッチ送りする作業と、ワークWをピッチ送りする方向(以下、「ワーク送り方向」と呼ぶ。)に直交し、且つ鉛直方向に対して直交する方向に延びるパンチ12をワークWに押し付ける作業とを繰り返して、ワークWを所定の形状に曲げ加工する。曲げ加工システム1Aは、曲げ加工装置10、変位センサ群(本発明の「計測装置」に相当)20及び制御装置(本発明の「演算装置」に相当)30を備える。
(曲げ加工システム)
図1は、本発明の一実施形態に係る曲げ加工システム1Aの概略側面図及び概略平面図である。図2は、曲げ加工システム1Aの構成を示すブロック図である。曲げ加工システム1Aは、ピッチ送りされる板状のワークWに対して、目標とする曲面に近づくように曲げ加工するためのものである。具体的には、曲げ加工システム1Aは、板状のワークWをピッチ送りする作業と、ワークWをピッチ送りする方向(以下、「ワーク送り方向」と呼ぶ。)に直交し、且つ鉛直方向に対して直交する方向に延びるパンチ12をワークWに押し付ける作業とを繰り返して、ワークWを所定の形状に曲げ加工する。曲げ加工システム1Aは、曲げ加工装置10、変位センサ群(本発明の「計測装置」に相当)20及び制御装置(本発明の「演算装置」に相当)30を備える。
曲げ加工装置10は、ワークWに対してプレス曲げを行う。図1に示すように、曲げ加工装置10は、ワークWを下方から支持するダイ11と、ダイ11の上方に配置されたパンチ12を含む。ダイ11及びパンチ12は、ワーク送り方向に対し直交する方向(図1紙面に垂直な方向)に長尺である。ワークWは、ダイ11及びパンチ12の間にセットされる。なお、ワーク送り方向におけるダイ11より上流側と下流側には、ダイ11とともにワークWを支持する複数のローラ19が配置される。
図3に、本実施形態の曲げ加工システム1Aにより曲げ加工されるワークWの一例を示す。ワークWは、比較的に大きな基板101である。図3に示した例では、ワークWは、鉄道車両の側構体の一部であり、基板101は車両長手方向に延びる長方形状の外板である。また、基板101には、車両長手方向に並ぶ複数の窓用開口102と、ドア用開口103が形成されている。
但し、ワークWは、必ずしも鉄道車両の側構体の一部である必要はなく、鉄道車両の屋根構体の一部であってもよい。あるいは、ワークWは、鉄道車両の流線形の先頭車両の一部であって、プレス曲げによって円錐状やその他の複雑な形状に加工されてもよい。さらには、ワークWは、例えば、船舶の船体の一部であってもよいし、建設機械の筐体の一部であってもよい。
ワークWの曲げ加工を開始する前に、ワークW上におけるパンチ12をプレスするプレス予定位置(プレスライン,プレス箇所)Pと、プレス予定位置Pに形成する予定の目標曲げ角αとが予め計画される。なお、以下では、便宜上、予め定められたプレス予定位置Pについて、そのプレス予定位置Pが既にパンチ12によりプレスされた箇所(プレス済み部)か否かで区別せず、「プレスラインP」と称して説明する。図3には、ワークWに対し定められた複数のプレスラインPの一部(i番目、i+1番目、i+2番目にプレスされる予定のプレスラインPi,Pi+1,Pi+2)が示されている。複数のプレスラインPは、ワークWの特定の方向、すなわちダイ11の上でピッチ送りされる方向に互いに離間するように定められている。
図1に戻って、曲げ加工装置10におけるパンチ12の上方には、ダイ11と同程度の長さの固定フレーム13が配置されている。固定フレーム13の両側端部は、複数のロッド14によりダイ11の両側端部に連結されている。
上述したパンチ12は、可動フレーム15に保持されている。可動フレーム15は、鉛直方向に摺動可能にロッド14に支持されている。可動フレーム15と固定フレーム13の間には、複数の油圧シリンダ16が設けられている。油圧シリンダ16は、可動フレーム15を介してパンチ12をワークWに押し付けたりワークWから離間させたりする。油圧シリンダ16は、制御装置30により制御される。制御装置30についての詳細は後述する。
ダイ11は、ワーク送り方向に互いに離間する一対の反力部11a,11bを有する。ワークWは、これら一対の反力部11a,11bの間の中間位置にプレスラインPが来るようにピッチ送りされる。そして、上述したパンチ12が、ダイ11の上方から、ダイ11の一対の反力部11a,11bの間に向かって下降することにより、ワークWがプレスされる。こうして、ワークWのプレスラインPに曲げ部分が成形される。この曲げ部分の形状(即ち、曲げ角の大きさ)は、パンチ12のストローク量に依存する。
変位センサ群20は、ワークWより下方(ダイ11の上端部より下方)に位置し、かつワーク送り方向に互いに離間して並置された少なくとも5つの変位センサにより構成される。図2に示すように、本実施形態では、変位センサ群20は、中央センサ21、第1上流センサ22、第2上流センサ23、第3上流センサ24、第1下流センサ25、第2下流センサ26、及び第3下流センサ27を含む。変位センサ群20が含む変位センサ21〜27は、所定の基準面(例えば一対の反力部11a,11bの下端部を通過する水平な面)からワークWまでの鉛直方向の距離をそれぞれ計測する。変位センサ群20が含む変位センサ21〜27は、例えば、接触式センサである。
図4は、曲げ加工装置10の一部拡大側面断面図である。中央センサ21、第1上流センサ22、第2上流センサ23、第3上流センサ24、第1下流センサ25、第2下流センサ26、及び第3下流センサ27は、隣り合う2つのセンサ間の間隔が予め定めた距離となるようにワーク送り方向に並んでいる。以下、ワークWにおいて、変位センサ21〜27が変位を計測する箇所(本例では、接触式センサである変位センサ21〜27とワークWとの接触位置)を、それぞれ計測位置M1〜M7と称する。変位センサ21〜27は、ワークW上の計測位置M1〜M7に上面視してそれぞれ重なる。
中央センサ21は、パンチ12の真下に配置されている。ここで、「パンチ12の真下」の「真下」とは、厳密に真下である必要はなく、実質的に真下にあればよい。例えば、平面視したときにパンチ12と中央センサ21とのズレが、一対の反力部11a,11bの間隔の20%の範囲内にある場合は、「中央センサ21がパンチ12の真下にある」と解される。
第1上流センサ22、第2上流センサ23及び第3上流センサ24は、中央センサ21よりもワーク送り方向の上流側に配置される。また、第1下流センサ25、第2下流センサ26、及び第3下流センサ27は、中央センサ21よりもワーク送り方向の下流側に配置される。
第1上流センサ22は、3つの上流センサ22〜24のうち中央センサ21に最も近い位置に配置されている。また、第1下流センサ25は、3つの下流センサ25〜27のうち中央センサ21に最も近い位置に配置されている。第1上流センサ22及び第1下流センサ25は、ワーク送り方向における一対の反力部11a,11bの間に配置される。すなわち、第1上流センサ22は、ワーク送り方向における上流側の反力部11aと中央センサ21の間に配置され、第1下流センサ25は、ワーク送り方向における下流側の反力部11bと中央センサ21の間に配置される。
第2上流センサ23は、第1上流センサ22よりもワーク送り方向の上流側に配置され、第3上流センサ24は、第2上流センサ23よりもワーク送り方向の上流側に配置されている。また、第2上流センサ23及び第3上流センサ24は、ダイ11の外側、すなわちダイ11よりもワーク送り方向の上流側に配置されている。第2下流センサ26は、第1下流センサ25よりもワーク送り方向の下流側に配置され、第3下流センサ27は、第2下流センサ26よりもワーク送り方向の下流側に配置されている。第2下流センサ26及び第3下流センサ27は、ダイ11の外側、すなわちダイ11よりもワーク送り方向の下流側に配置されている。
制御装置30は、各種の演算処理を実行するCPUなどの演算部と、当該演算部で実行される演算のための各種プログラムを記憶するハードディスク、ROM、RAMなどの記憶部を有する。図2には、制御装置30の機能的構成が示されている。制御装置30は、曲げ加工制御部31、曲げ角算出部32、及び異常判定部33を含み、これらの機能部31〜33は、上記CPU等のハードウェア及び上記ROM等に記憶されたソフトウェア等を組み合わせて構築される。制御装置30は1つのユニットにより構成されていなくてもよく、複数のユニットにより構成されてもよい。
曲げ加工制御部31は、曲げ加工装置10の動作を制御する。具体的には、曲げ加工制御部31は、ワークWに対してパンチ12が所定のストローク量だけ押し付けられるよう、油圧シリンダ16を駆動する。
曲げ角算出部32は、曲げ角算出処理を実行する。曲げ角算出処理では、曲げ角算出部32は、上記の7つの変位センサ21〜27の計測値に基づき、ワークWにおけるパンチ12によるプレス後の曲げ角を算出する。
異常判定部33は、上流センサ22〜24に異常があるか否か、及び下流センサ25〜27のいずれかに異常があるか否かを判定する。
次に、曲げ角算出部32による曲げ角算出処理の流れについて、図5を参照して説明する。
まず曲げ角算出処理が実行されるタイミングについて説明する。曲げ角算出処理は、パンチ12の真下にプレスラインPがくるようにワークWがピッチ送りされるたびに実行される。詳しく説明すると、曲げ加工システム1Aによる曲げ加工方法では、ワークWの曲げ加工を開始する前に、ワークWに対して、プレス予定のプレスラインPと、プレスラインPに形成する予定の目標曲げ角αとが予め計画される。その後、曲げ加工装置10を用いたワークWの曲げ加工において、パンチ12の鉛直下方にプレスラインPがくるようにワーク送り方向にワークWをピッチ送りする作業と、当該プレスラインPに目標曲げ角αが形成されるようにパンチ12をプレスする作業とが交互に繰り返される。曲げ角算出処理では、プレスラインPに目標とする曲げ角αが形成されたか否かの判定用に、パンチ12によるプレスによってプレスラインPに形成された曲げ角(以下、「プレス後曲げ角」と称する。)を算出する。
[プレス前計測]
曲げ角算出処理では、ピッチ送りされた直後のワークWのプレスラインPにパンチ12をプレスする前に、まず変位センサ群20の各変位センサでワークWまでの鉛直方向の距離を計測する。具体的には、曲げ角算出部32は、変位センサ群20から計測値を取得し、プレス前計測データとして制御装置30の記憶部に記憶する(ステップS1:プレス前計測工程)。つまり、プレス前計測データには、中央センサ21、第1上流センサ22、第2上流センサ23、第3上流センサ24、第1下流センサ25、第2下流センサ26、及び第3下流センサ27からの7つの計測値が含まれる。
曲げ角算出処理では、ピッチ送りされた直後のワークWのプレスラインPにパンチ12をプレスする前に、まず変位センサ群20の各変位センサでワークWまでの鉛直方向の距離を計測する。具体的には、曲げ角算出部32は、変位センサ群20から計測値を取得し、プレス前計測データとして制御装置30の記憶部に記憶する(ステップS1:プレス前計測工程)。つまり、プレス前計測データには、中央センサ21、第1上流センサ22、第2上流センサ23、第3上流センサ24、第1下流センサ25、第2下流センサ26、及び第3下流センサ27からの7つの計測値が含まれる。
[プレス前曲げ角の算出]
プレス前計測の後、曲げ角算出部32は、プレス前計測データが含む7つの計測値のうち、中央センサ21、第1上流センサ22及び第1下流センサ25の計測値に基づき、パンチ12によるプレス前の曲げ角であるプレス前曲げ角を算出する(ステップS2:プレス前曲げ角算出工程)。
プレス前計測の後、曲げ角算出部32は、プレス前計測データが含む7つの計測値のうち、中央センサ21、第1上流センサ22及び第1下流センサ25の計測値に基づき、パンチ12によるプレス前の曲げ角であるプレス前曲げ角を算出する(ステップS2:プレス前曲げ角算出工程)。
プレス前曲げ角の算出方法について、図6を参照して具体的に説明する。図6は、プレス前曲げ角の算出について説明する模式図である。図6に示した例は、i番目のプレスラインPiに対してパンチ12でプレスする前に、当該プレスラインPiの曲げ角Aiを算出するものとして説明する。なお、通常、ワークWは平板であり、パンチ12でプレスする前のプレスラインPiの曲げ角Aiは極めて小さいが、図6では、分りやすさの観点から、実際に算出される曲げ角Aiより強調して大きく示している。
図6には、ワークWにおける中央センサ21の計測位置M1(中央計測箇所)、第1上流センサ22の計測位置M2(第1上流計測箇所)、及び第1下流センサ25の計測位置M5(第1下流計測箇所)が示されている。また、図6では、直前にプレスしたi−1番目のプレスラインPi−1が、第1下流センサ25の計測位置M5よりワーク送り方向下流側に配置されている。
曲げ角算出部32は、中央センサ21、第1上流センサ22、及び第1下流センサ25の計測値、並びに、中央センサ21と第1上流センサ22の間のワーク送り方向の距離、及び、中央センサ21と第1下流センサ25の間のワーク送り方向の距離から、計測位置M1,M2,M5の近似円弧W’(具体的には近似円弧W’の曲率半径)を求める。曲げ角算出部32は、求めた近似円弧W’に内接する多角形であって、隣り合うプレスラインP間の距離(プレスピッチ)を各辺の長さとする多角形を求める。なお、図6では、プレスラインPi−1,Pi間のプレスピッチを符号ai−1で示し、プレスラインPi,Pi+1間のプレスピッチを符号aiで示す。曲げ角算出部32は、この多角形における頂点を中央センサ21の計測位置M1の外角を、プレス前曲げ角Aiとして幾何学的に算出する。
[プレス前曲げ角の算出における補正]
上記のプレス前曲げ角の算出方法は、ワークWにおける第1上流センサ22の計測位置M2から第1下流センサ25の計測位置M5にわたって、ワーク形状が円弧に概ね近似されることを前提とする。しかし、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間(つまり、ワークにおける計測位置M1と計測位置M5の間)に、プレスラインP、すなわち既にパンチ12で曲げ加工された箇所が存在すると、この前提が崩れることになる。このため、本実施形態では、曲げ角算出部32は、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間に、プレスラインP、つまりワークWにおける既にパンチ12によりプレスされたプレス済み部が存在する場合には、第1下流センサ25による計測値に対して補正を行う。
上記のプレス前曲げ角の算出方法は、ワークWにおける第1上流センサ22の計測位置M2から第1下流センサ25の計測位置M5にわたって、ワーク形状が円弧に概ね近似されることを前提とする。しかし、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間(つまり、ワークにおける計測位置M1と計測位置M5の間)に、プレスラインP、すなわち既にパンチ12で曲げ加工された箇所が存在すると、この前提が崩れることになる。このため、本実施形態では、曲げ角算出部32は、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間に、プレスラインP、つまりワークWにおける既にパンチ12によりプレスされたプレス済み部が存在する場合には、第1下流センサ25による計測値に対して補正を行う。
プレス前曲げ角の算出における補正について、図7を参照して具体的に説明する。図7は、プレス前曲げ角の算出における補正について説明する模式図である。図7に示した例でも、図6の例と同様、i番目のプレスラインPiに対してパンチ12でプレスする前に、当該プレスラインPiの曲げ角を算出するものとして説明する。図7には、ワークWにおける中央センサ21の計測位置M1及び第1下流センサ25の計測位置M5が示されている。また、図7の例では、ワークW上の計測位置M1と計測位置M5の間(ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間)に1つのプレスラインP、すなわち直前にプレスしたプレスラインPi−1のみが存在する場合が示される。
図7では、ワークW上の計測位置M1と計測位置M5の間(ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間)にプレスラインPi−1が存在しなかったと仮定した場合の第1下流センサ25による計測位置がM5’で示されている。曲げ角算出部32は、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間にプレスラインPi−1が存在しなかったと仮定した場合の第1下流センサ25による計測値を推定する。
この推定には、プレス済みのプレスラインPi−1に対する曲げ角算出処理での算出結果を用いる。具体的には、曲げ角算出処理では、最終的に後述するステップS7で、パンチ12によるプレス後の曲げ角であるプレス後曲げ角Bを算出する。算出されたプレス後曲げ角Bは、プレス後計測データとして制御装置30の記憶部に記憶されている。プレスラインPi−1に対して算出したプレス後曲げ角をBi−1とし、計測位置M5の実測値と計測位置M5’の推定される計測値との差分(つまり、計測位置M5と計測位置M5’の距離)をΔZとすると、下記の式(1)が成り立つ。
ΔZ=(X−ai−1cosγ)tan(Bi−1+γ)−(X−ai−1cosγ)tanγ ・・・(1)
ここで、γは、プレスラインPとプレスラインPi−1とを結ぶ面と水平面とのなす角であり、Xは、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との距離であり、ai−1は、プレスラインPi−1,P間のプレスピッチである。
ΔZ=(X−ai−1cosγ)tan(Bi−1+γ)−(X−ai−1cosγ)tanγ ・・・(1)
ここで、γは、プレスラインPとプレスラインPi−1とを結ぶ面と水平面とのなす角であり、Xは、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との距離であり、ai−1は、プレスラインPi−1,P間のプレスピッチである。
さらに、プレスラインPとプレスラインPi−1とを結ぶ面と水平面とのなす角をγが微小である(|γ|≪0)ことから、上記式(1)は、下記式(2)のように近似される。
ΔZ≒(X−ai−1)tanBi−1 ・・・(2)
ΔZ≒(X−ai−1)tanBi−1 ・・・(2)
こうして実際の計測位置M5と、中央センサ21と第1下流センサ25との間にプレスラインPi−1が存在しなかったと仮定した場合に推定される計測位置M5’との差分ΔZが得られる。曲げ角算出部32は、第1下流センサ25による計測値の代わりに、計測値からΔZを減算した推定値を用いて、図6と同様の方法で、近似円弧W’’(図7の破線参照)を求め、プレス前曲げ角Aiを算出する。
以上のように、曲げ角算出部32は、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間に、プレスラインPが存在する場合には第1下流センサ25の計測値を補正する。つまり、プレス前曲げ角算出工程では、まず曲げ角算出部32は、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間にプレスラインPが存在するか否かを判定する。この判定は、例えば中央センサ21と第1下流センサ25の間隔Xと、プレスラインPi−1,Pi間のプレスピッチai−1とに基づき実行可能である。曲げ角算出部32は、中央センサ21と第1下流センサ25との間にプレスラインPが存在しない場合は、補正が不要であるため、図6の例で示した方法でプレス前曲げ角を算出する。曲げ角算出部32は、中央センサ21と第1下流センサ25との間にプレスラインPが存在する場合は、図7の例で示した方法のように、中央センサ21と第1下流センサ25との間にプレスラインPが存在しないと仮定した場合の第1下流センサ25の計測値の推定値を求め、この推定値を用いてプレス前曲げ角を算出する。
なお、図7の例では、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間に1つのプレスラインPのみが存在する場合が説明されたが、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間にプレスラインPが複数存在する場合も同様の補正を行なう。すなわち、ワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間に複数のプレスラインPが存在しなかったと仮定した場合の第1下流センサ25の計測位置M5’を幾何的に求める。
[プレス成形の実行]
プレス前曲げ角を算出した後、曲げ加工制御部31は、パンチ12を下降させて、ワークWの中央位置をプレスする(ステップS3:プレス工程)。
プレス前曲げ角を算出した後、曲げ加工制御部31は、パンチ12を下降させて、ワークWの中央位置をプレスする(ステップS3:プレス工程)。
[プレス後計測]
ワークWがパンチ12によりプレスされた後、曲げ角算出部32は、変位センサ群20から計測値を取得し、プレス後計測データとして記憶する(ステップS4:プレス後計測工程)。つまり、プレス後計測データには、中央センサ21、第1上流センサ22、第2上流センサ23、第3上流センサ24、第1下流センサ25、第2下流センサ26、及び第3下流センサ27からの7つの計測値が含まれる。
ワークWがパンチ12によりプレスされた後、曲げ角算出部32は、変位センサ群20から計測値を取得し、プレス後計測データとして記憶する(ステップS4:プレス後計測工程)。つまり、プレス後計測データには、中央センサ21、第1上流センサ22、第2上流センサ23、第3上流センサ24、第1下流センサ25、第2下流センサ26、及び第3下流センサ27からの7つの計測値が含まれる。
[プレス前後の曲げ角変化量の算出]
曲げ角算出部32は、プレス前計測とプレス後計測とで計測された計測値の差分に基づき、プレス前後の曲げ角の変化量である曲げ角変化量を算出する(ステップS5:変化量算出工程)。
曲げ角算出部32は、プレス前計測とプレス後計測とで計測された計測値の差分に基づき、プレス前後の曲げ角の変化量である曲げ角変化量を算出する(ステップS5:変化量算出工程)。
曲げ角変化量の算出について、図8を参照して説明する。図8は、変位センサ21〜27の位置とプレス前後の計測値の差分との関係を示すグラフである。横軸は、ワーク送り方向に並ぶ各変位センサ21〜27の位置を示しており、例えば最上流にある第3上流センサ24からの距離である。縦軸は、各変位センサ21〜27のプレス後の計測値とプレス前の計測値との差分である。このグラフ上に、変位センサ21〜27の計測結果をプロットした点が、それぞれ、点Q1〜Q7で示される。なお、このグラフでは、横軸が点Q1を通過しているが、横軸は点Q1を通過していなくてもよい。さらに、このグラフ上に、上流センサ22〜24についての3つのプロット点Q2〜Q4の近似直線L1と、下流センサ25〜27についての3つのプロット点Q5〜Q7の近似直線L2が示される。曲げ角算出部32は、近似直線L1とL2とのなす角を、曲げ角変化量Δθとして算出する。具体的には、近似直線L1の傾きに相当する、横軸と近似直線L1のなす角θ1と、近似直線L2の傾きに相当する、横軸と近似直線L2のなす角θ2とから、曲げ角変化量Δθを下記式(3)で求める。
Δθ=|θ1|+|θ2| ・・・(3)
Δθ=|θ1|+|θ2| ・・・(3)
近似直線L1,L2の求め方は、特に限定されない。例えば、2点Qi,Qjを結ぶ直線の傾きをθijと表すとすると、近似直線L1,L2は、下記式(4)で表わすθ1,θ2を傾きとする直線として求めてもよい。
θ1=(θ23+θ34+θ24)/3, θ2=(θ56+θ67+θ57)/3 ・・・(4)
また、近似直線L1,L2は、最小二乗法で求めた直線であってもよい。
θ1=(θ23+θ34+θ24)/3, θ2=(θ56+θ67+θ57)/3 ・・・(4)
また、近似直線L1,L2は、最小二乗法で求めた直線であってもよい。
[計測異常の判定]
本実施形態の曲げ角変化量Δθの算出では、異常判定部33が、第1〜第3上流センサ22〜24の各計測値の関係が所定の関係を満たすか否かを判定する。各計測値の関係が所定の関係を満たすとは、図8の第1〜第3上流センサ22〜24についてのプロットQ2,Q3,Q4がほぼ同じ直線上にあるという関係にあることである。具体的には、異常判定部33は、上記の2点を結ぶ直線の傾きに相当する角θ23,θ34,θ24がほぼ同じ値にあるか、より詳しくは|θ23−θ34|,|θ23−θ24|,|θ34−θ24|が所定の閾値T以内である場合に、プロットQ2,Q3,Q4がほぼ同じ直線上にあると判定する。
本実施形態の曲げ角変化量Δθの算出では、異常判定部33が、第1〜第3上流センサ22〜24の各計測値の関係が所定の関係を満たすか否かを判定する。各計測値の関係が所定の関係を満たすとは、図8の第1〜第3上流センサ22〜24についてのプロットQ2,Q3,Q4がほぼ同じ直線上にあるという関係にあることである。具体的には、異常判定部33は、上記の2点を結ぶ直線の傾きに相当する角θ23,θ34,θ24がほぼ同じ値にあるか、より詳しくは|θ23−θ34|,|θ23−θ24|,|θ34−θ24|が所定の閾値T以内である場合に、プロットQ2,Q3,Q4がほぼ同じ直線上にあると判定する。
そして、異常判定部33は、第1〜第3上流センサ22〜24の各計測値の関係が上述の関係を満たす場合、具体的に、|θ23−θ34|,|θ23−θ24|,|θ34−θ24|がいずれも所定の閾値T以内である場合には、第1〜第3上流センサ22〜24がいずれも正常であると判定する。異常判定部33は、第1〜第3上流センサ22〜24の各計測値の関係が上述の関係を満たさない場合、具体的に、|θ23−θ34|,|θ23−θ24|,|θ34−θ24|のいずれかが所定の閾値Tより大きい場合には、第1〜第3上流センサ22〜24のいずれかに異常があると判定する。
異常判定部33は、同様の方法で、第1〜第3下流センサ25〜27の各計測値の関係が所定の関係を満たすか否かを判定する。そして、異常判定部33は、第1〜第3下流センサ25〜27の各計測値の関係が上述の関係を満たさない場合、第1〜第3下流センサ25〜27のいずれかに異常があると判定する。
[プレス後曲げ角の算出]
曲げ角変化量を算出した後、曲げ角算出部32は、プレス前曲げ角Aに曲げ角変化量Δθを加算することにより、パンチ12によるプレス後の曲げ角であるプレス後曲げ角Bを算出する(ステップS6:プレス後曲げ角算出工程)。従って、プレスラインPiのプレス後曲げ角Biは、プレスラインPiについて求めたプレス前曲げ角Ai及び曲げ角変化量Δθiを用いて、下記式(5)のように示される。
Bi = Ai +Δθi ・・・(5)
曲げ角変化量を算出した後、曲げ角算出部32は、プレス前曲げ角Aに曲げ角変化量Δθを加算することにより、パンチ12によるプレス後の曲げ角であるプレス後曲げ角Bを算出する(ステップS6:プレス後曲げ角算出工程)。従って、プレスラインPiのプレス後曲げ角Biは、プレスラインPiについて求めたプレス前曲げ角Ai及び曲げ角変化量Δθiを用いて、下記式(5)のように示される。
Bi = Ai +Δθi ・・・(5)
曲げ角算出部32は、算出したプレスラインPiのプレス後曲げ角Biを、プレス後計測データとして制御装置30の記憶部に記憶し、曲げ角算出処理を終了する。
こうして得られたプレスラインPiのプレス後曲げ角Biは、プレスラインPiの目標曲げ角αと比較される。プレスラインPiに目標曲げ角αが形成されていると判断された場合、次のプレスラインPi+1にプレスするためにワークWはピッチ送りされる。プレスラインPiに目標曲げ角αが形成されていないと判断された場合、再度パンチ12を下降させてプレスラインPiにプレスし、上述のステップS3〜S6を実行する。なお、プレスラインPiのプレス後曲げ角BiとプレスラインPiの目標曲げ角αとの比較は、作業者により行われてもよいし、制御装置30により行われてもよい。
以上に説明したように、本実施形態に係る曲げ加工システム1Aによれば、プレス後曲げ角を算出するために、まずプレス前計測を実行する。例えば目標曲げ角αが0.1°以下である場合など、各プレスラインPに形成する予定の目標曲げ角αが極めて小さい場合がある。このような場合、ワークWの歪みなどの影響によるワークWの湾曲が無視できない。そこで、本実施形態では、パンチ12の真下の中央センサ21とそれに最も近い第1上流センサ22及び第1下流センサ25の計測値に基づきプレス前曲げ角を算出して、パンチ12をプレスする前の微小なプレス前曲げ角を精度良く算出する。また、プレスによってどの程度曲げられたかを変位センサ22〜27の計測値の変化量(差分)で曲げ角変化量を算出する。パンチ12によるプレス前後の計測値の差により求めた曲げ角変化量は、ワークWの自重やワークWの支持状態などによる影響を極力排除した値である。こうして求めたプレス前曲げ角及び曲げ角変化量に基づき、プレス後曲げ角を算出する。このため、プレス後の曲げ角を高精度に算出することができる。従って、ワークWに対しパンチ12をプレスするたびに、各プレスラインPにおけるプレス後曲げ角を高精度に計測できる。
また、本実施形態では、第1上流センサ22による計測箇所である計測位置M2及び第1下流センサ25による計測箇所である計測位置M5がワーク送り方向における一対の反力部11a,11bの間に配置される。このため、計測位置M2及び計測位置M5がワーク送り方向における一対の反力部11a,11bの外側にある場合に比べて、プレス前曲げ角をより高精度に算出することができる。
また、本実施形態では、曲げ角算出部32が、ワークW上の計測位置M1と計測位置M5の間(言い換えればワーク送り方向における中央センサ21と第1下流センサ25との間)に、プレスラインP、すなわちワークWにおける既にパンチ12によりプレスされたプレス済み部が存在する場合には、プレス済み部に対して算出したプレス後曲げ角と、第1下流センサ25の計測値とを用いて、ワークW上の計測位置M1と計測位置M5の間にプレス済み部が存在しなかったと仮定した場合の第1下流センサ25による計測値の推定値を算出する。そして、中央センサ21及び第1上流センサ22の計測値並びに推定値に基づき、プレス前曲げ角を算出する。これにより、プレス済み部に形成された曲げ形状の影響を排除してプレス前曲げ角を算出できるため、より高精度にプレス前曲げ角を算出することができる。
また、本実施形態では、異常判定部33が第1〜第3上流センサ22〜24の各計測値の関係、及び第1〜第3下流センサ25〜27の各計測値の関係が所定の関係を満たすか否かを判定し、第1〜第3上流センサ22〜24の各計測値の関係が所定の関係を満たさない場合には、第1〜第3上流センサ22〜24のいずれかに異常があると判定し、第1〜第3下流センサ25〜27の各計測値の関係が所定の関係を満たさない場合には、第1〜第3下流センサ25〜27のいずれかに異常があると判定する。このため、第1〜第3上流センサ22〜24並びに第1〜第3下流センサ25〜27の計測値の信頼性を向上することができる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る曲げ加工システム1Bについて、図9を参照して説明する。本実施形態では、ワークWを昇降する複数の昇降装置50を備える。なお、以下の説明では、便宜上、パンチ12が延びる方向をX方向、ワーク送り方向をY方向、鉛直上向き方向をZ方向と呼ぶこともある。
次に、第2実施形態に係る曲げ加工システム1Bについて、図9を参照して説明する。本実施形態では、ワークWを昇降する複数の昇降装置50を備える。なお、以下の説明では、便宜上、パンチ12が延びる方向をX方向、ワーク送り方向をY方向、鉛直上向き方向をZ方向と呼ぶこともある。
複数の昇降装置50は、互いに協動して1つのワークWを昇降する装置である。複数の昇降装置50は、上記のプレス前計測及びプレス後計測の際にワークWを持ち上げる。なお、複数の昇降装置50は、ワークWのピッチ送りも行ってもよい。本実施形態では、曲げ加工装置10のワーク送り方向における上流側に、複数(例えば4つ)の昇降装置50aがダイ11の延びる方向に並んで配置され、曲げ加工装置10のワーク送り方向における下流側に、複数(例えば4つ)の昇降装置50bがダイ11の延びる方向に並んで配置される。但し、昇降装置50a,50bの数や配置は特に制限されない。
各昇降装置50は、保持部51と、保持部51を移動させる移動装置52を有する。本実施形態では、ワークWの端縁に支持具61が取り付けられている。支持具61は、ワークWの端部を把持し、当該端部に固定される固定部62と、保持部51に保持される被保持部63を有する。被保持部63は、X方向に棒状に延びており、保持部51は、上方に開口した、被保持部63に係合可能なフック形状である。移動装置52により保持部51を移動させて棒状に延びる被保持部63を引っ掛けることにより、保持部51は被保持部63を保持する。
移動装置52は、互いに直交する3軸方向、具体的には上述のX方向、Y方向及びZ方向に保持部51を移動させる。移動装置52は、X方向移動モジュール53、Y方向移動モジュール54及びZ方向移動モジュール55を備える。本実施形態における移動装置52では、下方からY方向移動モジュール54、X方向移動モジュール53及びZ方向移動モジュール55の順に連結される。
より詳しくは、Y方向移動モジュール54は、Y方向に延びる第1ベース部(図示せず)と、第1ベース部に対してY方向に移動可能な第1スライド部(図示せず)と、第1ベース部に対してY方向に第1スライド部をスライド駆動させる第1駆動部(図示せず)を有する。第1ベース部は、例えば台座56上に配置される。
X方向移動モジュール53は、X方向に延びる第2ベース部(図示せず)と、第2ベース部に対してX方向に移動可能な第2スライド部(図示せず)と、第2ベース部に対してX方向に第2スライド部をスライド駆動させる第2駆動部(図示せず)を有する。第2ベース部は、第1スライド部に固定され、当該第1スライド部と一体的に移動する。
Z方向移動モジュール55は、Z方向に延びる第3ベース部55aと、第3ベース部55aに対してZ方向に移動可能な第3スライド部55bと、第3ベース部55aに対してZ方向に第3スライド部55bをスライド駆動させる第3駆動部(図示せず)を有する。第3ベース部55aは、第2スライド部に固定され、当該第2スライド部と一体的に移動する。また、保持部51は、第3スライド部55bに固定され、第3スライド部55bと一体的に移動する。
移動装置52の上述した第1駆動部、第2駆動部及び第3駆動部は、制御装置30により制御される。即ち、制御装置30は、曲げ加工装置10の動作だけでなく、昇降装置50の動作も制御する。
本実施形態では、上述したプレス前計測及びプレス後計測が、ワークWがダイ11やローラ19により支持された状態ではなく、昇降装置50により持ち上げられた状態で行われる。
具体的には、第1実施形態で説明した曲げ角算出処理において、ステップS1の前に、昇降装置50によるワークWを持ち上げる工程が入り、ステップS1とステップS3の間に、昇降装置50によるワークWをダイ11上に下す工程が入る。また、ステップS4の前に、昇降装置50によるワークWを持ち上げる工程が入り、ステップS4の後に、昇降装置50によるワークWをダイ11上に下す工程が入る。
本実施形態でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、プレス前計測及びプレス後計測が、ワークWがダイ11やローラ19により支持された状態ではなく、昇降装置50により持ち上げられた状態で行われる。このため、計測時のワークWの支持状態を明確に把握することができる。これにより、例えば、ワークWの自重による撓み量を容易に推定することができ、撓み量を考慮して、プレス後曲げ角を精度良く算出することが可能になる。
<その他の実施形態>
本発明は上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
本発明は上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、変位センサ21〜27は、それぞれ接触式センサであったが、変位センサ21〜27は、レーザセンサなどの別の種類の変位センサであってもよい。また、上記実施形態では、上記実施形態では、本発明の計測装置に対応する変位センサ群20が少なくとも5つ(7つ)の変位センサにより構成されていたが、本発明の計測装置は、4つ以下の変位センサにより構成されていてもよい。本発明の計測装置は、パンチの真下に位置する中央計測箇所と、中央計測箇所よりもワーク送り方向の上流側に位置する複数の上流計測箇所と、中央計測箇所よりもワーク送り方向の下流側に位置する複数の下流計測箇所を含む、ワーク上の少なくとも5つの箇所を計測するものであればよい。つまり、本発明の計測装置は、中央計測箇所、複数の上流計測箇所及び複数の下流計測箇所を含むワーク上の少なくとも5つの箇所のうち、複数箇所を計測できる変位センサを含んでもよい。例えば本発明の計測装置は、ラインセンサ(一次元センサ)又は面センサ(二次元センサ)であってもよい。例えばラインセンサを用いて上述したワーク上の少なくとも5つの箇所のうちの複数箇所について計測する場合、当該ラインセンサは、それが計測するライン上に前記複数箇所が含まれるように配置すればよい。
また、上記実施形態では、曲げ角算出部32は、プレス後曲げ角の算出工程において、中央センサ21以外の全ての変位センサ22〜27を用いてプレス後曲げ角を算出したが、本発明はこれに限定されない。例えば、曲げ角算出部32は、第2及び第3上流センサ23,24並びに第2及び第3下流センサ26,27の計4つの変位センサの計測値に基づき、プレス後曲げ角を算出してもよい。
また、上記実施形態では、変位センサ群20が7つの変位センサ21〜27により構成されていたが、例えば本発明の曲げ加工システムは、5つの変位センサ、すなわち中央センサと、2つの上流センサ、及び2つの下流センサを備える構成であってもよい。この場合、プレス後曲げ角の算出工程において、プレス後曲げ角は、2つの上流センサ及び2つの下流センサの計4つの変位センサにより算出される。
上記実施形態では、制御装置30が曲げ角算出部32として機能したが、曲げ角の算出は、曲げ加工装置10を制御する制御装置30と異なる別の演算装置が行なってもよい。
また、上記実施形態では、第1上流センサ22及び第1下流センサ25は、ワーク送り方向における一対の反力部11a,11bの間に配置されたが、一対の反力部11a,11bの間隔が比較的狭い場合には、第1上流センサ22及び第1下流センサ25は、ワーク送り方向における一対の反力部11a,11bの外側に配置されてもよい。また、一対の反力部11a,11bの間隔が比較的広い場合には、第2上流センサ23及び第2下流センサ26は、ワーク送り方向における一対の反力部11a,11bの間に配置されてもよい。
また、上記実施形態で図や式を用いて説明された、プレス前曲げ角の算出における補正方法や、計測異常の判定方法は、本発明を制限するものではなく、種々の変更が可能である。
1A,1B :曲げ加工システム
10 :曲げ加工装置
11 :ダイ
11a,11b:反力部
12 :パンチ
20 :変位センサ群(計測装置)
21 :中央センサ
22 :第1上流センサ
23 :第2上流センサ
24 :第3上流センサ
25 :第1下流センサ
26 :第2下流センサ
27 :第3下流センサ
30 :制御装置(演算装置)
W :ワーク
10 :曲げ加工装置
11 :ダイ
11a,11b:反力部
12 :パンチ
20 :変位センサ群(計測装置)
21 :中央センサ
22 :第1上流センサ
23 :第2上流センサ
24 :第3上流センサ
25 :第1下流センサ
26 :第2下流センサ
27 :第3下流センサ
30 :制御装置(演算装置)
W :ワーク
Claims (6)
- ピッチ送りされる板状のワークに対して曲げ成形を行う曲げ加工システムであって、
ワーク送り方向に互いに離間する一対の反力部を有し、下方から前記ワークを支持するダイと、
前記ワーク送り方向に対し直交する方向に延び、前記ダイの上方から前記一対の反力部の間に向かって下降することにより前記ワークをプレスするパンチと、
前記ワーク上において前記ワーク送り方向に互いに離間して並ぶ少なくとも5つの箇所について、所定の基準面からの距離を計測する計測装置と、
前記計測装置の複数の計測値に基づき、前記ワークにおけるプレス後の曲げ角を算出する演算装置と、を備え、
前記ワーク上の前記少なくとも5つの箇所は、前記パンチの真下に位置する中央計測箇所と、前記中央計測箇所よりも前記ワーク送り方向の上流側に位置する複数の上流計測箇所と、前記中央計測箇所よりも前記ワーク送り方向の下流側に位置する複数の下流計測箇所とを含み、
前記演算装置は、
前記中央計測箇所、前記複数の上流計測箇所のうち前記中央計測箇所に最も近い第1上流計測箇所、及び前記複数の下流計測箇所のうち前記中央計測箇所に最も近い第1下流計測箇所に対して、前記計測装置が前記パンチによるプレス前に計測した計測値に基づき、前記パンチによるプレス前の曲げ角であるプレス前曲げ角を算出し、
前記複数の上流計測箇所のうちの少なくとも2つの上流計測箇所と、前記複数の下流計測箇所のうちの少なくとも2つの下流計測箇所に対して、前記計測装置が前記パンチによるプレスの前後に計測した計測値の差分に基づき、曲げ角変化量を算出し、
前記プレス前曲げ角に前記曲げ角変化量を加算することにより、前記パンチによるプレス後の曲げ角であるプレス後曲げ角を算出する、曲げ加工システム。 - 前記ワーク上の前記第1上流計測箇所及び前記第1下流計測箇所は、前記ワーク送り方向における前記一対の反力部の間に配置される、請求項1に記載の曲げ加工システム。
- 前記演算装置は、前記ワーク送り方向における前記中央計測箇所と前記第1下流計測箇所との間に、前記ワークにおける既に前記パンチによりプレスされたプレス済み部が存在する場合には、前記プレス済み部に対して算出したプレス後曲げ角と、前記第1下流計測箇所についての計測値とを用いて、前記ワーク送り方向における前記中央計測箇所と前記第1下流計測箇所との間に前記プレス済み部が存在しなかったと仮定した場合の前記第1下流計測箇所についての計測値の推定値を算出し、
前記中央計測箇所及び前記第1上流計測箇所についての各計測値並びに前記推定値に基づき、前記プレス前曲げ角を算出する、請求項1又は2に記載の曲げ加工システム。 - 前記計測装置は、前記ワーク送り方向に互いに離間して並置された少なくとも5つの変位センサを含み、
前記少なくとも5つの変位センサは、
前記パンチの真下に配置され、前記基準面から前記中央計測箇所までの距離を計測する中央センサと、
前記中央センサよりも前記ワーク送り方向の上流側に配置され、前記基準面から前記複数の上流計測箇所までの距離をそれぞれ計測する複数の上流センサと、
前記中央センサよりも前記ワーク送り方向の下流側に配置され、前記基準面から前記複数の下流計測箇所までの距離をそれぞれ計測する複数の下流センサと、を含む、請求項1に記載の曲げ加工システム。 - 前記複数の上流センサは、前記第1上流センサよりも前記ワーク送り方向の上流側に配置された第2上流センサ及び第3上流センサを含み、
前記複数の下流センサは、前記第1下流センサよりも前記ワーク送り方向の下流側に配置された第2下流センサ及び第3下流センサを含み、
前記第1〜第3上流センサの各計測値の関係、及び前記第1〜第3下流センサの各計測値の関係が所定の関係を満たすか否かを判定し、前記第1〜第3上流センサの各計測値の関係が前記所定の関係を満たさない場合には、前記第1〜第3上流センサのいずれかに異常があると判定し、前記第1〜第3下流センサの各計測値の関係が前記所定の関係を満たさない場合には、前記第1〜第3下流センサのいずれかに異常があると判定する異常判定部を備える、請求項4に記載の曲げ加工システム。 - 板状のワークをピッチ送りする作業と、ワーク送り方向に対し直交する方向に延びるパンチを前記ワークのプレス予定箇所に対しプレスすることにより、前記プレス予定箇所に曲げ角を形成する作業とを繰り返して、前記ワークを曲げ加工する曲げ加工方法であって、
前記ワークをピッチ送りした後に、前記ワーク送り方向に互いに離間して並ぶ前記ワーク上の少なくとも5つの箇所について、所定の基準面からの距離を計測し、前記5つの箇所が、前記パンチの真下に位置する中央計測箇所と、前記中央計測箇所よりも前記ワーク送り方向の上流側の複数の上流計測箇所と、前記中央計測箇所よりも前記ワーク送り方向の下流側の複数の下流計測箇所とを含む、プレス前計測工程と、
前記中央計測箇所、前記複数の上流計測箇所のうち前記中央計測箇所に最も近い第1上流計測箇所、及び前記複数の下流計測箇所のうち前記中央計測箇所に最も近い第1下流計測箇所についての3つの計測値に基づき、前記パンチによるプレス前の曲げ角であるプレス前曲げ角を算出する、プレス前曲げ角算出工程と、
前記パンチにより前記ワークの前記中央計測箇所をプレスするプレス工程と、
前記パンチによるプレス後に、前記複数の上流計測箇所のうちの少なくとも2つの上流計測箇所と、前記複数の下流計測箇所のうちの少なくとも2つの下流計測箇所とを計測するプレス後計測工程と、
前記プレス前計測工程と前記プレス後計測工程の計測値の差分に基づき、曲げ角変化量を算出する、変化量算出工程と、
前記プレス前曲げ角に前記曲げ角変化量を加算ことにより、前記パンチによるプレス後の曲げ角であるプレス後曲げ角を算出する、プレス後曲げ角算出工程と、を含む、曲げ加工方法。
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