JP2529312B2 - バックゲ―ジの初期値設定方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は板材加工機で板材に高精度な板材加工を施
すために板材を正確に位置決めするバックゲージの初期
値設定方法およびその装置に関する。

（従来の技術） 従来、プレスブレーキなどの折曲げ加工機や切断加工
機などの板材加工機では、加工位置の後側へ加工位置に
対して接近離反自在なバックゲージが設けられている。
そのバックゲージの前部には左右方向へ移動自在な複数
の突当て部材が支承されている。

而して、板材に板材加工を施す際には、板材の大きさ
に応じて複数の突当て部材間の長さを予め設定する。次
いでバックゲージを加工位置から予め設定した長さ位置
まで移動せしめた後、板材の端辺をバックゲージにおけ
る突当て部材の突当て面に突当て位置決めがなされてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、前述したバックゲージによる板材位置決め
設定は、機械原点からバックゲージを移動せしめてバッ
クゲージの移動量を算出すると共に、バックゲージの移
動量検出はリミットスイッチとドグとの作用で行なって
いた。そのため、バックゲージの移動量設定にかなりの
時間がかかると共に、その都度算出するのに大変面倒で
ある。また、バックゲージの位置決めは高精度でなくわ
ずかなバラツキが生じて正確かつ高精度な位置決めが出
来ず、延いては板材の高精度加工ができないことにつな
がっていた。

さらに、板材を把持するクランプ装置にロボットハン
ドを備えた板材加工機で板材の位置決めを行なう場合に
は、ロボットハンドよる把み替え時による誤差を考量し
て高精度な位置決めをすることができなかった。

この発明の目的は上記問題点を改善するため、正確か
つ、高精度な板材の位置決めを行ない高精度な加工を可
能にすると共に位置決め設定を容易にしたバックゲージ
の初期設定方法およびその装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は上記目的を達成するために、第１の発明
は、板材に板材加工を施す板材加工機における加工位置
の後側へ加工位置に対し接近離反自在に設けたバックゲ
ージの前部に測長センサを設け、その測長センサを前記
加工位置に取付けられた下型の後面に自動的に当接せし
めて予め設定した長さL₁，L₂による測長センサの出力値
V₁，V₂を検出し、その長さL₁，L₂を基にしてL₁とL₂との
間の適宜な長さL₀に対応する測長センサの出力値V₀を初
期値に設定するバックゲージの初期値設定方法である。

第２の発明は、板材に板材加工を施す板材加工機にお
ける加工位置の後側へ加工位置に対し接近離反自在に設
けたバックゲージと、そのバックゲージの前部に設けた
測長センサと、その測長センサを前記加工位置に取付け
られた下型の後面に自動的に当接せしめて予め設定した
長さL₁，L₂による測長センサの出力値V₁，V₂を検出して
記憶する長さL₁，L₂の出力値メモリと、その長さL₁，L₂
の出力値メモリに記憶された長さL₁，L₂の出力値V₁，V₂
を基にして長さL₁とL₂との間の適宜な長さL₀に対応する
測長センサの出力値V₀を初期値に設定する初期値設定部
とを、備えてなるバックゲージの初期値設定装置を構成
した。

（作用） この発明のバックゲージの初期値設定方法およびその
装置を採用することにより、板材加工機における加工位
置の後側へ加工位置に対し接近離反自在に設けたバック
ゲージに測長センサを設ける。前記加工位置に取付けら
れた下型の後面に測長センサを自動的に当接せしめて原
点復帰を行なう。測長センサを自動的に前進させて予め
設定した長さL₁となるよう当接して測長センサで出力値
V₁を検出し、さらに自動的に前進させて予め設定した長
さL₂となるよう当接して測長センサで出力値V₂を検出す
る。

その検出された長さL₁，L₂の出力値V₁，V₂を一旦メモ
リに記憶させる。メモリに記憶された長さL₁，L₂の出力
値V₁，V₂と長さL₁，L₂を初期値設定部に取込んで、L₁と
L₂との間の適宜な長さL₀に対応する測長センサで検出さ
れた出力値V₀が初期値に設定される。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第５図を参照するに、板材加工機としての板材折曲げ
加工装置１は、例えばプレスブレーキ等よりなるもので
あって、この板材折曲げ加工装置１の前側にマニピュレ
ータ３が装着してある。また板材折曲げ加工装置１の側
部には、板材Ｗを収容したマガジン部５が設けられると
共に、折曲げ後の製品Ｐを次工程に搬送する搬送装置７
が配置されている。上記マガジン部５や搬送装置７の構
成は一般的な構成でよいものであるから、その詳細につ
いての説明は省略する。

前記板材折曲げ加工装置１は、一般的なプレスブレー
キと同様に、上部フレーム９を備えると共に下部フレー
ム11を備えており、上部フレーム９には上型13が着脱自
在に装着されている。また下部フレーム11には下型15が
装着されている。

公知のように、上記構成のごとき板材折曲げ加工装置
１においては、上下のフレーム9,11の一方を昇降作動
し、上型13と下型15とを係合することにより、上型13と
下型15との間に介在された板材Ｗの折曲げ加工を行うも
のである。

なお、詳細な図示を省略するが、本実施例においては
下部フレーム11が昇降するように構成されている。

さらに板材折曲げ加工装置１には、前後方向（第６図
において左右方向:Y軸方向）の板材Ｗの位置決めを行う
バックゲージ17が前後方向へ移動位置決め自在に設けら
れている。このバックゲージ17の複数箇所には、板材Ｗ
の当接を検出する測長センサ19が装着してある。上記測
長センサ19は、例えば直動形のポテンションメータのご
とく、測定行程が比較的長い線形トランスジューサより
なるものである。

上記構成により、通常の手段によって予め位置決めさ
れたバックゲージ17に板材Ｗを当接して位置決めすると
き、複数箇所の各測長センサ19の出力が所定の出力値に
一致したか否かを検知することにより、板材Ｗの端縁が
上下の金型13,15による加工位置である折曲げ線（以
下、必要により曲げ軸Ｃと呼称する）と平行であるか否
かを知ることができ、板材Ｗの正確な位置決めを行うこ
とができる。

上記測長センサ19からの出力信号は、上部フレーム９
に装着された一般的な数値制御装置21に入力される。こ
の数値制御装置21は、板材折曲げ加工装置１における各
作動部の作動や前記バックゲージ17の作動および前記マ
ニピュレータ３の作動を制御するもので、前記各測長セ
ンサ19からの出力信号が入力されたときには、各測長セ
ンサ19の出力値が所望の出力値となるように、マニピュ
レータ３の作動を制御するものである。

前記マニピュレータ３は、本実施例においては昇降自
在な下部フレーム11に一体的に取付けたベースプレート
23に装着されている。

より詳細には、上記ベースプレート23は、下型15の長
手方向に沿う左右方向（Ｘ軸方向）に延伸してあり、こ
のベースプレート23の前面に第１移動台25がＸ軸方向に
移動自在に支承されている。この第１移動台25には、前
記ベースプレート23に備えたＸ軸方向のラック杆27に噛
合したピニオン（図示省略）が回転自在に設けられてい
ると共に、上記ピニオンを回転駆動するための第１サー
ボモータ29が設けられている。なお、第１サーボモータ
29がピニオンを回転駆動するための動力伝達機構は一般
的な構成でよいので、その詳細については説明を省略す
る。前記第１サーボモータ29は、例えばステッピングモ
ータ等よりなるものであって、エンコーダのごとき位置
検出装置を備えている。

上記構成により、第１サーボモータ29を作動すること
によって第１移動台25をＸ軸方向に移動することがで
き、かつ基準位置に対する第１移動台25のＸ軸方向の移
動位置を検知することができる。

第５図，第６図より明らかなように、前記第１移動台
25には、上部側が前後方向（Ｙ軸方向）に拡大した扇形
状部31が設けてあり、この扇形状部31の上部には円弧状
のラック部材33が設けられている。このラック部材33に
は、ラック部材33に沿ってＹ軸方向に移動自在の第２移
動台35が支承されている。この第２移動台35には、ラッ
ク部材33に噛合したピニオン（図示省略）が回転自在に
設けられていると共に、上記ピニオンを回転駆動る第２
サーボモータ37が装着されている。この第２サーボモー
タ37は、第１サーボモータ29と同様にエンコーダのごと
き位置検出装置を備えているものである。

上記構成により、第２サーボモータ37を駆動すること
によって、第２移動台35はラック部材33に沿って円弧状
にＹ軸方向に移動される。上記第２移動台35のＹ軸方向
の位置は、第２サーボモータ37に備えた位置検出装置に
よって検知される。

第５図，第６図より明らかなように、前記第２移動台
35には、第２移動台35の移動方向に対して直交する上下
のＺ軸方向に移動自在な昇降支柱39が支承されている。
この昇降支柱39には上下方向のラックが形成してある。
このラックと噛合したピニオン（図示省略）が前記第２
移動台35に回転自在に支承されており、かつこのピニオ
ンを回転駆動する第３サーボモータ41が第２移動台35に
装着されている。この第３サーボモータ41は第１サーボ
モータ29と同様に位置検出装置を備えているものであ
る。

上記構成により、昇降支柱39は、第３サーボモータ41
の駆動によって上下動され、かつ上下動位置は位置検出
装置によって検知されることが理解されよう。

前記昇降支柱39の上部には、Ｙ軸方向に延伸したアー
ム43が適宜に固定してある。このアーム43の先端部に
は、板材Ｗの一側縁部を把持自在な板材把持装置45が装
着してある。より詳細には、第５図，第６図に示される
ように、板材把持装置45は、Ｘ軸と平行なＢ軸を中心と
して上下方向に回動自在に設けられていると共に、上記
Ｂ軸と直交するＡ軸を中心として旋回自在に設けられて
いる。

上記Ａ軸を中心として板材把持装置45を旋回するため
の第４サーボモータ47およびＢ軸を中心として板材把持
装置45を上下に回動するための第５サーボモータ49が前
記アーム43に装着されている。上記第4,第５のサーボモ
ータ47,49は、前述の第１サーボモータ29と同様に位置
検出装置を備えているものである。なお、第４サーボモ
ータ47によって板材把持装置45をＡ軸回りに旋回するた
めの動力伝達機構や、第５サーボモータ49によって上下
に回動するための動力伝達機構は種々の構成を採ること
ができるものであり、この構成に特徴を有するものでは
ないので、その詳細については説明を省略する。

再び第５図を参照するに、前記下部フレーム11あるい
はベースプレート23の一側部には、板材Ｗを一時的に把
持自在な補助把持装置51が装着してあると共に、サイド
ゲージ装置53が適宜のブラケットを介して装着されてい
る。

上記補助把持装置51は、板材Ｗを把持するための上部
ジョー55と下部ジョー57を備えており、上記上部ジョー
55の上下動は図示省略のアクチュエータによって行なわ
れるものである。

前記サイドゲージ装置53は、マニピュレータ３と板材
把持装置45に把持された板材Ｗの一側縁との位置関係を
検出するときに使用されるもので側方センサ59を備えて
いる。この側方センサ59は、前記バックゲージ17に備え
られた測長センサ19と同様に、直動形のポテンションメ
ータのごとき線形トランジューサよりなるものである。
この側方センサ59の出力値は前記装置制御装置21に入力
されるものである。

上記構成により、板材Ｗは板材把持装置45に把持さ
れ、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向へ移動されると共に、Ａ
軸、Ｂ軸の回りに回動されて、上型13と下型15の協動で
種々な形状に折曲げ加工がなされることになる。

前記板材折曲げ加工装置１に設けられたバックゲージ
17のみを取り出した概略側面図が第２図の（Ａ）に示さ
れている。すなわち、バックゲージ17の本体61内には、
前後方向第２図の（Ａ）において左右方向へ延伸したボ
ールねじ63が回転自在に支承されている。そのボールね
じ63の後部第２図の（Ａ）において左部には第６サーボ
モータ65が連動連結されており、その第６サーボモータ
65は前記本体61に固定されている。また、第６サーボモ
ータ65には位置を検出するためエンコーダのごとき位置
検出器67が設けられている。

前記ボールねじ65にはナット部材69が螺合されてお
り、そのナット部材69には左右方向第２図の（Ａ）にお
いて紙面に対し直交する方向へ延伸したストレッチ71が
一体化されている。そのストレッチ71には少なくとも２
個以上の複数の測長センサ19が設けられている。

バックゲージ17の前方には板材折曲げ加工装置１にお
ける加工位置に下型15が設けられている。下型15は例え
ば折曲げ用のＶ溝を有したダイからなっており、そのＶ
溝中心と後面までの長さαを測定し予め設定しておく。
しかも、Ｖ溝中心をバックゲージ原点O_Bとする。

第２図の（Ａ）において、第６サーボモータ65を駆動
すると、ボールねじ63が回転しナット部材69,ストレッ
チ71を介して各測長センサ19が前進する。

測長センサ19が前進して下型15の左側面に当接したの
を位置検出器67で検出した後、さらに測長センサ19を設
定した長さL₁だけ前進させると第２図の（Ｂ）に示した
状態となる。その時における測長センサ19の出力値V₁が
検出される。

出力値V₁が検出された後、再度さらに測長センサ19を
設定した長さL₂だけ前進させると第２図の（Ｃ）に示し
た状態となる。その時における測長センサ19の出力値V₂
が検出される。

この測長センサ19の移動長さL₁，L₂と出力値V₁，V₂の
関係を表わすと、第３図に示すごとき状態の直線式が求
められ、測長センサ19の性能が予め設定される。この直
線をもとにして、長さL₁とL₂との間の適宜な長さL₀に対
する出力値V₀の初期値が設定されることになる。

而して第２図の（Ｄ）に示した如く、板材Ｗの左側縁
からW_Lだけ離れた位置に折曲げを行なおうとする場合
は、測長センサ19を下型15の左側面から、W_L−（α＋
L₀）だけ後退させて板材Ｗを測長センサ19に突当てる。
さらに測長センサ19の出力値がV₀になるまで後退させる
ことによって短時間で正確な位置決めがされると共に高
精度な折曲げ製品を得ることができる。

なお、測長センサ19は単に１個のみでなく少なくとも
２個使用し、上述した動作を行い、板材Ｗの平行出しが
必ず行なわれる。

次に、上述した測長センサ19の初期値設定を行なうた
めの制御ブロック図が第１図に示されている。

第１図において、数値制御装置21のCPU73には、I/O75
を介して例えば予め設定した長さα，L₁，L₂などを入力
したりするキーボードや、あるいはその都度の状態を表
示したりする表示装置の入出力装置77が接続されてい
る。CPU73にはA/D79を介して測長センサ19が接続されて
おり、かつ増巾装置81,I/O83を介してそれぞれバックゲ
ージ17の第６サーボモータ65,位置検出器67が接続され
ている。

CPU73には増巾装置85を介して軸制御部87が接続され
ており、軸制御部87によりマニュプレータ３の各軸モー
タ（第１〜第５サーボモータ）が制御される。

測長センサ19によって長さL₁，L₂の出力値V₁，V₂が検
出されて、その出力値V₁，V₂がCPU73に接続された長さL
₁，L₂の出力値メモリ89,91に一旦記憶される。

その長さL₁，L₂の出力値メモリ89,91に接続された初
期値設定部93に、出力値V₁，V₂が取り込まれる。初期値
設定部93には予め入出力装置77より長さL₁，L₂が取込ま
れているから、初期値設定部93では第３図に示した長さ
と出力値との関係が求められる。初期値設定部93で設定
した長さL₀の出力値V₀がL₀長さの出力値メモリ95に一旦
記憶された後、板材Ｗの位置決めを行なう際に出力され
る。

CPU73には加工プログラムが接続されており、その加
工プログラムが記憶され、その加工プログラムによりバ
ックゲージあるいは折曲げ加工の動作が行なわれること
になる。

バックゲージ17の初期値設定動作が第４図のフローチ
ャートに示されている。すでに初期値設定の動作は説明
してあるので、第４図のフローチャートでは簡単に説明
すると、ステップで原点復帰指令が出されてステップ
で原点復帰が完了したかどうかを判断している。原点
復帰が完了すると、ステップで長さL₁の位置決め指令
が出される。ステップで位置決め完了したかどうかを
判断し、位置決めが完了すると、測長センサ19による長
さL₁に対する出力値V₁の出力値メモリ89に記憶される。

ステップでL₂位置決め指令が出され、ステップで
位置決め完了したかどうかを判断し、位置決めが完了す
ると、ステップで測長センサ19で長さL₂による出力値
V₂が入力されて長さL₂の出力値メモリ91に記憶される。
次いで、出力値V₁，V₂が初期値設定部93に取込まれて初
期値L₀，V₀の設定がなされることになる。

このように、バックゲージ17の原点O_Bを下型15の例え
ばＶ溝中心に設定すると共に、バックゲージ17の測長セ
ンサ19による初期値を設定することによって、板材加工
例えば折曲げ加工すべき板材Ｗの位置決めを短時間でか
つ正確に、しかも容易に行なうことができる。延いて
は、従来より高精度な板材加工製品を得ることができ
る。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。この実施例では板材加工機として
折曲げ加工装置特にプレスブレーキに適用した例で説明
したが、プレスブレーキ以外の折曲げ加工装置あるいは
剪断機さらには板材Ｗを加工位置の後側で位置決めする
その他の板材加工機にも対応可能である。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、こ
の発明によれば、板材加工機における加工位置の後側へ
加工位置に対し接近離反自在に設けたバックゲージに測
長センサを設け、前記加工位置に取付けられた下型の後
面に測長センサを自動的に当接せしめて原点復帰を行な
い、さらに測長センサを自動的に前進させて予め設定し
た長さL₁になるよう当接して測長センサで出力値V₁を検
出し、さらに自動的に前進させて予め設定した長さL₂と
なるよう当接して測長センサで出力値V₂を検出する。そ
の検出された長さL₁，L₂による測長センサの出力値V₁，
V₂が一旦メモリに記憶され、さらにメモリに記憶された
出力値V₁，V₂と長さL₁，L₂を初期値設定部に取込んで、
L₁とL₂との間の適宜な長さL₀に対応する測長センサの出
力値V₀が初期値として自動的で正確かつ短時間、しかも
容易に設定されるから板材の位置決めを高精度に行なう
ことができる。延しいては、板材加工された板材加工製
品は高精度なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した一実施例の数値制御装置の
制御ブロック図、第２図の（Ａ）はこの発明の主要部を
示し、測長センサを備えたバックゲージの概略側面図、
第２図の（Ｂ）〜（Ｄ）はバックゲージの初期設定を説
明する説明図である。 第３図は初期設定部の内容を示し、長さと出力値との関
係を表わしている。第４図はバックゲージの初期設定を
行なうフローチャートである。 第５図はこの発明を実施した折曲げ加工装置の斜視図、
第６図は第５図における側面図である。 １…板材折曲げ加工装置（板材加工機） ３…マニュプレータ、15…下型 17…バックゲージ、19…測長センサ 21…数値制御装置、65…第６サーボモータ 67…位置検出器、73…CPU 89…長さL₁の出力値メモリ 91…長さL₁の出力値メモリ 93…初期値設定部

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板材に板材加工を施す板材加工機における
   加工位置の後側へ加工位置に対し接近離反自在に設けた
   バックゲージの前部に測長センサを設け、その測長セン
   サを前記加工位置に取付けられた下型の後面に自動的に
   当接せしめて予め設定した長さL₁，L₂による測長センサ
   の出力値V₁，V₂を検出し、その長さL₁，L₂を基にして長
   さL₁とL₂との間の適宜な長さL₀に対応する測長センサの
   出力値V₀を初期値に設定することを特徴とするバックゲ
   ージの初期値設定方法。
2. 【請求項２】前記測長センサが少なくとも２個以上であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のバック
   ゲージの初期値設定方法。
3. 【請求項３】前記板材加工機における加工位置の前側に
   はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向へ移動自在かつＡ軸およびＢ軸
   を中心に回動自在なワークを把持するマニュピュレータ
   が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のバックゲージの初期値設定方法。
4. 【請求項４】板材に板材加工を施す板材加工機における
   加工位置の後側へ加工位置に対し接近離反自在に設けた
   バックゲージと、そのバックゲージの前部に設けた測長
   センサと、その測長センサを前記加工位置に取付けられ
   た下型の後面に自動的に当接せしめて予め設定した長さ
   L₁，L₂による測長センサの出力値V₁，V₂を検出して記憶
   する長さL₁，L₂の出力値メモリと、その長さL₁，L₂の出
   力値メモリに記憶された長さL₁，L₂による測長センサの
   出力値V₁，V₂を基にして長さL₁とL₂との間の適宜な長さ
   L₀に対応する測長センサの出力値V₀を初期値に設定する
   初期値設定部とを、備えてなることを特徴とするバック
   ゲージの初期値設定装置。