JP3394141B2 - 曲げ角度補正方法およびそれを用いるプレスブレーキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３軸以上の駆動軸
にて駆動される駆動金型と、この駆動金型に対向配置さ
れる固定金型との協働によって板状のワークを折り曲げ
る際の曲げ角度補正方法およびその補正方法を用いて高
精度の曲げ加工が行えるようにしたプレスブレーキに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の折曲げ機として、図１８
に示されているようなプレスブレーキ５１が知られてい
る。このプレスブレーキ５１においては、ラム５２と固
定テーブル５３とが対向配置されるとともに、固定テー
ブル５３の両端部に一対のサイドフレーム５４，５５が
一体に設けられ、各サイドフレーム５４，５５の上端部
に設けられる油圧シリンダ５６，５６によってラム５２
が昇降動されるように構成されている。そして、ラム５
２の下端部には上型（パンチ）５７が、固定テーブル５
３の上面には下型（ダイ）５８がそれぞれ配置され、こ
れら上型５７と下型５８との間に板状のワークを挿入し
て油圧シリンダ５６，５６を作動させることにより、こ
れら上型５７と下型５８との間でワークを挟圧して所要
の曲げ角度に折り曲げるようにされている。

【０００３】ところで、このようなプレスブレーキ５１
を用いてワークの曲げ加工を行うと、ラム５２および固
定テーブル５３のたわみによってワークの中央部分と両
端部分との間に角度差が生じる、所謂中開き現象が発生
するという不具合があった。このため、従来より、ラム
もしくはテーブルにたわみ補償機構を設けることにより
中開き現象を補正することが行われている。このたわみ
補償機構の代表的なものとしては、例えば特開平２−５
５６２２号公報に記載されているような、くさび装置を
用いるクラウニング機構、もしくは例えば特開平６−５
５２１８号公報に記載されているような、油圧シリンダ
ーを用いるクラウニング機構がある。

【０００４】また、１度の曲げ加工で精度の良い曲げ加
工品を得る方法としては、本出願人の提案になる特開平
７−２６５９５７号公報に記載のものがある。この公報
に記載の方法では、ワークの曲げ加工中に目標曲げ角度
の手前（仮の追い込み位置）で角度計測を行い、この計
測値と、スプリングバック量のデータとワークの曲げ角
度−金型追い込み量の関係に基づき最終追い込み位置を
求め、この最終追い込み位置まで金型の追い込みを行う
ことにより材料のばらつきの影響を受けずに精度良く曲
げ加工を行うようにしている。

【０００５】一方、３軸以上の駆動軸を有するプレスブ
レーキにおいて、ラムのたわみを検出するたわみ検出装
置を設け、このたわみ検出装置の検出値に基づいて各駆
動軸を制御するようにしたものが、実開平６−５４４１
６号公報において開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−５５６２２号公報に記載のようなくさび装置を用い
るものでは、ワークの加圧中におけるクラウニングの変
更が構造上困難であるという問題点があり、また特開平
６−５５２１８号公報に記載のような油圧シリンダーを
用いるものでは、加圧中の変更は可能であるが、クラウ
ニングによる追い込み量を直接管理するわけではなく、
油圧を管理するのみであるために、追い込み量に対して
はオープンループであって正確な追い込みが行えないと
いう問題点がある。

【０００７】また、特開平７−２６５９５７号公報に記
載の方法を用いる場合には、補正の追い込みを正確に行
えるかどうかが曲げの精度を大きく左右するため、追い
込み量が正確に管理されることが重要になる。しかし、
この方法を用い、クラウニングによる追い込み量を計測
してフィードバックするようにしたとしても、加圧軸と
クラウニング装置とは機構も制御方法も異なるために、
曲げ角度計測により補正追い込み量を求めた後、加圧軸
とクラウニング装置とで別々の制御量に変換し、さらに
それぞれの動作遅れなども勘案して制御を行う必要があ
るため、制御が複雑になるという問題点がある。

【０００８】さらに、実開平６−５４４１６号公報に記
載のものでは、機械のたわみによる中開き現象のような
角度誤差は曲げの途中で補正することは可能であるが、
ワークの長手方向のばらつきによる角度差、すなわちワ
ークの長手方向にわたって均一な追い込みが可能となっ
ても、長手方向にわたるワークの板厚や塑性的な特性が
徐々に変化していることにより均一に曲がらない現象に
ついては解決することができない。

【０００９】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、曲げの途中での多点の角度計測
と、多軸の駆動機構との組み合わせにより、ワークの全
長にわたってシンプルで正確な追い込みが可能であり、
材料のばらつきの影響を受けずに１度の曲げ加工で精度
の高い曲げ角度を得ることのできる曲げ角度補正方法お
よびそれを用いるプレスブレーキを提供することを目的
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述さ
れた目的を達成するために、本発明による曲げ角度補正
方法は、３軸以上の駆動軸にて駆動される駆動金型と、
この駆動金型に対向配置される固定金型との協働によっ
て板状のワークを折り曲げる際の曲げ角度補正方法であ
って、曲げ加工途中でワークの曲げ角度を検出するとと
もに、この検出される曲げ角度と目標曲げ角度との偏差
をワークの両端とそれら両端を除く中央部の少なくとも
３箇所で求め、この求められる偏差に基づいて角度検出
位置での前記駆動金型の補正追い込み量を求め、この補
正追い込み量から、ワークの両端を結ぶ線と中央部とに
おける固定金型支持用のテーブルのたわみ量差から曲線
補間により得られるクラウニング補正値と、このクラウ
ニング補正値とワーク両端のテーブルたわみ量差とから
得られる傾き補正値とを求め、これらの補正値から各駆
動軸位置における最終追い込み量を求めることを特徴と
するものである。

【００１１】本発明による曲げ角度補正方法において
は、曲げ加工途中でワークの曲げ角度が検出され、この
検出される曲げ角度と目標曲げ角度との偏差が、ワーク
の両端とそれら両端を除く中央部の少なくとも３箇所で
求められ、この求められた偏差に基づいて、角度検出位
置での前記駆動金型の補正追い込み量が求められ、この
補正追い込み量から、ワークの両端を結ぶ線と中央部と
における固定金型支持用のテーブルのたわみ量差から曲
線補間により得られるクラウニング補正値と、このクラ
ウニング補正値とワーク両端のテーブルたわみ量差とか
ら得られる傾き補正値とが求められ、これらの補正値か
ら各駆動軸位置における最終追い込み量が求められる。
こうして、ワークの長手方向にわたる板厚や塑性的な特
性の変化等によって均一に曲がらない現象が生じていて
も、クラウニング補正値と傾き補正値とを合わせた各駆
動軸位置での補正値が自動的に求められるので、曲げ角
度の補正を容易に行うことができ、ワーク全長にわたっ
て均一でかつ精度の高い曲げ角度を得ることが可能とな
る。

【００１２】また、本発明によるプレスブレーキは、３
軸以上の駆動軸にて駆動される駆動金型と、この駆動金
型に対向配置される固定金型との協働によって板状のワ
ークを折り曲げるプレスブレーキであって、 （ａ）ワークの加工条件，ワークの目標曲げ角度に対す
るスプリングバック角度の関係およびワークの曲げ角度
に対する駆動金型の追い込み量の関係を記憶する記憶手
段、 （ｂ）曲げ加工途中にワークの長手方向に沿う少なくと
も３箇所位置でワークの曲げ角度を検出する曲げ角度検
出手段、 （ｃ）前記記憶手段に記憶されているワークの加工条件
およびワークの目標曲げ角度に対するスプリングバック
角度の関係より前記駆動金型の各駆動軸毎の仮の追い込
み位置を演算するとともに、この仮の追い込み位置にて
前記曲げ角度検出手段により検出されるワークの曲げ角
度と、前記記憶手段に記憶されているワークの目標曲げ
角度に対するスプリングバック角度の関係およびワーク
の曲げ角度に対する駆動金型の追い込み量の関係から、
角度検出位置での前記駆動金型の補正追い込み量を演算
する演算手段、 （ｄ）この演算手段により演算される各角度検出位置で
の補正追い込み量から、ワークの両端を結ぶ線と中央部
とにおける固定金型支持用のテーブルのたわみ量差から
曲線補間により得られるクラウニング補正値と、このク
ラウニング補正値とワーク両端のテーブルたわみ量差と
から得られる傾き量補正値とを求め、これらの補正値か
ら各駆動軸位置における最終追い込み位置を求める補間
演算手段および （ｅ）前記駆動金型を前記仮の追い込み位置まで駆動し
た後最終追い込み位置まで駆動する金型駆動手段を備え
ることを特徴とするものである。

【００１３】本発明によるプレスブレーキにおいては、
ワークの曲げ加工に際して、記憶手段に記憶されている
ワークの加工条件，ワークの目標曲げ角度に対するスプ
リングバック角度の関係およびワークの曲げ角度に対す
る駆動金型の追い込み量の関係から駆動金型の仮の追い
込み位置が演算され、この仮の追い込み位置まで金型駆
動手段により駆動金型が駆動されてその位置で曲げ角度
検出手段によりワークの長手方向に沿う少なくとも３箇
所位置でのワークの曲げ角度が検出される。次いで、こ
の検出された曲げ角度と予め記憶手段に記憶されている
ワークの目標曲げ角度に対するスプリングバック角度の
関係およびワークの曲げ角度に対する駆動金型の追い込
み量の関係から、前記仮の追い込み位置での前記駆動金
型の補正追い込み量が求められ、更にその補正追い込み
量から、ワークの両端を結ぶ線と中央部とにおける固定
金型支持用のテーブルのたわみ量差から曲線補間により
得られるクラウニング補正値と、このクラウニング補正
値とワーク両端のテーブルたわみ量差とから得られる傾
き量補正値とが求められ、これらの補正値から各駆動軸
位置での最終追い込み位置が求められる。そして、この
求められた最終位置まで駆動金型が駆動されて曲げ加工
が完了する。

【００１４】こうして、曲げ加工途中における一度の角
度検出で、曲げ位置が左右方向に偏心している場合であ
ってもワークの長手方向位置において正確な追い込みを
行うことができ、高精度の曲げ加工を短時間で行うこと
ができる。

【００１５】前記曲げ角度検出手段は、前記固定金型を
支持するテーブルの前面および／または後面に設けられ
るレールに沿ってそのテーブルの長手方向に移動自在に
装着されるのが良い。こうすることで、ワークの長手方
向に沿う任意の位置での曲げ角度を精度良く検出するこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明による曲げ角度補正
方法およびそれを用いるプレスブレーキの具体的な実施
の形態につき、図面を参照しつつ説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施例に係るプレスブレ
ーキの正面図、図２は同プレスブレーキの側面図、図３
は本実施例の制御システム構成を示すブロック図であ
る。

【００１８】本実施例のプレスブレーキにおいては、固
定のテーブル１と、このテーブル１に対位して昇降駆動
されるラム２とが備えられ、テーブル１の上面にはダイ
保持装置３を介してＶ字状の型溝を有するダイ（下金
型）４が保持され、ラム２の下部にはダイ４に対向して
パンチ（上金型）５がパンチ保持装置６を介して取り付
けられている。

【００１９】前記テーブル１の両端部には一対のサイド
フレーム７，８が一体に設けられ、各サイドフレーム
７，８の上端部を連結するように支持フレーム９が設け
られている。この支持フレーム９には複数個（本実施例
では４個）のラム駆動装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１
０ｄが取り付けられており、これらラム駆動装置１０ａ
〜１０ｄの下端部にラム２が揺動自在に連結されてい
る。こうして、ラム駆動装置１０ａ〜１０ｄの作動によ
ってラム２が昇降動されることにより、パンチ５とダイ
４との間に介挿されるワークＷが折り曲げられるように
なっている。

【００２０】各ラム駆動装置１０ａ〜１０ｄは、後方に
設けられるＡＣサーボモータ１１ａ〜１１ｄを駆動源と
してその駆動力をタイミングベルト１２を介してラム２
に連結されているボールスクリュー１３に伝え、このボ
ールスクリュー１３によってサーボモータ１１ａ〜１１
ｄの回転駆動力を上下方向の移動力に変換してワークＷ
に対する加圧力を発生するように構成されている。

【００２１】前記ラム２の上下位置は、各ラム駆動装置
１０ａ〜１０ｄの駆動軸位置に対応して設けられるリニ
アエンコーダ（インクリメンタルエンコーダ）１４ａ〜
１４ｄによって検出され、その検出データがＮＣ装置１
９ａに入力されることにより、各軸位置に応じてサーボ
アンプ１５ａ〜１５ｄを介して各サーボモータ１１ａ〜
１１ｄがフィードバック制御され、かつそれらサーボモ
ータ１１ａ〜１１ｄのモータ軸に取り付けられるブレー
キ１６ａ〜１６ｄが機械制御装置（シーケンサ）によっ
て制御されるようになっている。ここで、前記リニアエ
ンコーダ１４ａ〜１４ｄは、各サイドフレーム７，８に
沿うように設けられる２枚のサイドプレートと、左右の
サイドプレートを連結するビームとにより構成される補
正ブラケット１７に支持されている。このような構成に
より、これらリニアエンコーダ１４ａ〜１４ｄは、サイ
ドフレーム７，８の負荷変化による変形の影響を受ける
ことがなく、ラム２の各軸毎の絶対位置を計測すること
が可能である。なお、前記サーボモータ１１ａ〜１１ｄ
のモータ軸には、各サーボモータ１１ａ〜１１ｄの現在
位置を検出するためのエンコーダ（アブソリュートエン
コーダ）１８ａ〜１８ｄが付設され、これらエンコーダ
１８ａ〜１８ｄによる検出データによっても各サーボア
ンプ１５ａ〜１５ｄが制御されるようになっている。

【００２２】前述のラム駆動装置１０ａ〜１０ｄを制御
するためのＮＣ装置２９および機械制御装置（シーケン
サ）を含む制御装置２０はプレスブレーキの本体フレー
ムの側部に取り付けられており、また曲げデータ等の入
力用のキーボード，各種データを表示する表示器および
各種スイッチ類を含む操作盤２１は、支持フレーム９に
旋回自在なアーム２２を介して吊り下げられている。さ
らに、本体フレームの側部下方には足踏み操作用のフー
トスイッチ２３が設けられている。

【００２３】前記テーブル１の前面および後面には各３
基ずつ計６基の角度計測ユニット２５が左右方向に延設
されるリニアガイド２６に沿って移動自在に設けられて
いる。この角度計測ユニット２５は、ワークＷの折り曲
げ外面上に線状投光像を投影するスリット状の光源２６
と、この光源２６による線状投光像を撮像するＣＣＤカ
メラ２７とを備える構成とされ、このＣＣＤカメラ２７
によって撮像される画像を曲げ角度演算部２８にて処理
することでワークＷの曲げ角度が算出される。なお、こ
の演算結果はＮＣ装置２９に入力されるようになってい
る。

【００２４】ＮＣ装置２９においては、使用金型諸元
（パンチ先端半径，パンチ高さ，ダイ高さ，ダイＶ溝
幅，Ｖ溝角度，Ｖ溝肩半径など）、ワーク緒元（材質，
抗張力，板厚など）、曲げ条件（曲げ角度，曲げ長さ，
曲げ位置偏心量など）の曲げ加工データが入力されると
ともに、曲げ加工途中の曲げ角度計測を目標曲げ角度の
どれだけ手前で行うか、またワーク両端から左右方向に
どれだけ入った位置で計測を行うかなどの計測条件が入
力される加工条件入力部３０が設けられ、この加工条件
入力部３０から入力される情報に基づいて計測位置演算
部３１において左右方向の曲げ角度計測位置が演算さ
れ、この演算結果により各角度計測ユニット２５が所要
位置に移動されるようになっている。

【００２５】また、このＮＣ装置２９においては、前記
加工条件入力部３０から入力される加工条件に応じて、
曲げ加工における角度計測位置，計測工程番号および許
容差等のデータ、データベース更新用のサンプリング条
件（回数，角度）および曲げ角度の合否判定条件等の各
種条件を設定する計測・合否条件設定部３２と、曲げ角
度に対するラム２の追い込み量の関係に係るデータが登
録されている曲げ角度〜追い込み量データ部３３と、目
標曲げ角度に対するスプリングバック角度の関係に係る
データが登録されているスプリングバックデータ部３４
と、曲げ角度演算部２８からのデータにより曲げ加工の
完了したワークの曲げ精度を判定する合否判定部３５
と、前記曲げ角度〜追い込み量データ部３３およびスプ
リングバックデータ部３４からの各データ，加工条件入
力部３０からのデータおよび曲げ角度演算部２８からの
データによりラム２の各角度計測位置での最終追い込み
量を演算する各計測位置での追い込み量演算部３６と、
加工条件入力部３０からのデータによりラム２の各駆動
軸での仮の追い込み位置（下限位置）を演算するととも
に、前記各計測位置での追い込み量演算部３６からのデ
ータに基づきラム駆動軸での最終追い込み量を演算し、
その演算結果を各ラム駆動装置１０ａ〜１０ｄに出力す
るラム駆動軸での追い込み量演算部（補間演算部）３７
とが備えられ、更に曲げ角度演算部２８からのデータを
一時保管して前記曲げ角度〜追い込み量データ部３３に
新規データもしくは更新データを登録するとともに、演
算フォームの設定と係数演算とを行う曲げ角度〜追い込
み量データ更新処理部３８と、同じく曲げ角度演算部２
８からのデータを一時保管してスプリングバックデータ
部３４に新規データもしくは更新データを登録するとと
もに、演算フォームの設定と係数演算とを行うスプリン
グバックデータ更新処理部３９とが備えられている。

【００２６】次に、本実施例の曲げ加工工程を図４に示
されているフローチャートによって説明する。

【００２７】Ａ〜Ｂ：曲げ角度計測モードであるか否か
を判定し（ステップＡ）、計測モードでないというとき
には通常モードで曲げ加工を実行して（ステップＢ）、
フローを終了する。一方、計測モードであるというとき
にはステップＣへ進む。なお、曲げ加工を曲げ角度計測
モードで実行するか否かは外部スイッチにてオペレータ
により設定する。

【００２８】Ｃ〜Ｅ：加工条件入力部３０からワーク情
報（材質，曲げ線長さ，曲げ角度等），金型情報（型高
さ，Ｖ溝幅，Ｖ角度，パンチＲ等），機械情報（剛性，
スピード仕様，ストローク仕様等）等の加工条件を入力
し（ステップＣ）、次いで曲げ角度の計測条件である角
度計測ユニット２５の長手方向位置やセッティング状態
を設定する（ステップＤ）。そして、前記加工条件およ
び計測条件に応じて角度計測ユニット２５の長手方向位
置を演算する（ステップＥ）。

【００２９】Ｆ：各金型駆動軸における仮の下限値、言
い換えれば曲げ角度計測時の下限値を演算する。この演
算内容については後述の図６に示されるフローチャート
によって詳述する。

【００３０】Ｇ〜Ｊ：ＮＣ装置２９を起動すると（ステ
ップＧ）、角度計測ユニット２５が計算された位置まで
移動する。次に、パンチ５とダイ４との間にワークＷを
セットし（ステップＨ）、金型駆動軸を仮の下限位置ま
で駆動し曲げ加工を行う（ステップＩ）。次いで、この
仮の下限位置で角度計測ユニット２５により角度計測を
行うとともに、計測結果を表示する（ステップＪ）。

【００３１】Ｋ〜Ｌ：すべての計測角が目標曲げ角度
（ＷＡ）−スプリングバック角度（ＳＢ）＋定数（ここ
で、定数は許容差などの値）より小さな値であるか否
か、言い換えればラム２が最終下限値に達しているか否
かを判定する。そして、この判定の結果、最終下限値に
達していないときには、各角度計測位置における補正追
い込み量を演算する。この補正追い込み量は、図５に示
されているように、予め曲げ加工条件により層別して登
録されている曲げ角度−追い込み量カーブから、計測角
度をＦＡとするときに図の（Ｄ₀ −Ｄ₁ ）として求めら
れる。なお、この補正追い込み量の計算は各角度計測位
置において行われる。

【００３２】Ｍ：各角度計測位置における補正追い込み
量から、各金型駆動軸における最終下限値を補間演算に
より求める。この演算内容については後述の図１０に示
されるフローチャートによって詳述する。

【００３３】Ｎ〜Ｐ：すべての計測角が目標曲げ角度
（ＷＡ）−スプリングバック角度（ＳＢ）＋定数に達し
た場合に、ラム２を上昇させ（ステップＮ）、次いで曲
げ加工精度の確認を行うか否かを判定する（ステップ
Ｏ）。そして、精度確認を行わない場合にはフローを終
了し、精度確認を行う場合には曲げ角度の計測を行って
その計測値を表示する（ステップＰ）。この場合、ラム
２の上昇によりワークＷが倒れて角度計測が出来なくな
るのを防止するために、角度計測はワークＷを軽くクラ
ンプした状態で行うのが望ましい。

【００３４】Ｑ〜Ｓ：計測角度が許容範囲内にあるか否
かを見て（ステップＱ）、許容範囲内にあるというとき
にはフローを終了する。一方、許容範囲内にないという
ときには曲げ加工が失敗したということなので、強制下
限修正を行うか否かを判定し（ステップＲ）、修正を行
う場合には最終下限値の修正を行って（ステップＳ）フ
ローを終了し、修正を行わない場合にはそのままフロー
を終了する。なお、最終下限値の修正方法としては、図
５に示される曲げ角度−追い込み量の関係より補正追い
込み量を求め、後述する補間演算によって各駆動軸の最
終下限値を求めるようにすれば良い。

【００３５】次に、前述の図４に示されるフローチャー
トにおけるステップＦ、すなわち各金型駆動軸における
仮の下限値を演算するための手順を図６を参照しつつ説
明する。

【００３６】Ｆ１：入力される曲げ加工データである、
ワーク材質ＭＡＴ，板厚ＷＴ，製品目標曲げ角度ＷＡ，
スプリングバック角度ＳＢ，成形中の内側曲げ半径Ｆ
Ｒ，パンチ先端半径ＰＲ，ダイＶ溝幅ＤＶ，ダイＶ溝角
度ＤＡ，ダイＶ肩半径ＤＲなどの成形性要因に関するデ
ータに基づき、まずパンチ先端食い込み量ＧＲを求め
る。このパンチ先端食い込み量ＧＲは、ワーク材質ＭＡ
Ｔ，板厚ＷＴ，製品目標曲げ角度ＷＡ，パンチ先端半径
ＰＲ，ダイＶ溝幅ＤＶによって次式のように一義的に求
められる。 ＧＲ＝ｆ（ＭＡＴ，ＷＴ，ＷＡ，ＰＲ，ＤＶ） なお、関数ｆは予め実験もしくはシミュレーションによ
って決定されているものとする。

【００３７】Ｆ２：角度計測時の目標曲げ角度ＦＡ’を
計算する。この目標曲げ角度ＦＡ’は、次式で与えられ
る。 ＦＡ’＝ＷＡ−ＳＢ＋ＡＡ ここで、ＡＡは、目標の何度手前で角度計測を行うかの
値である。

【００３８】Ｆ３：曲げ形成のみの追い込み量ＰＥＩ
（図７参照）を次式により求める。 ＰＥＩ＝（ｇ−ｈ）×ｔａｎ（９０°−ＦＡ’／２）−
ｉ−ｊ ここで、 ｇ＝ＤＶ／２＋ＤＲ×ｔａｎ（９０°−ＤＡ／２）／２ ｈ＝（ＤＲ＋ＷＴ）×ｓｉｎ（９０°−ＦＡ’／２） ｉ＝（ＤＲ＋ＷＴ）×ｃｏｓ（９０°−ＦＡ’／２）−
ＤＲ ｊ＝ＦＲ×（１／ｃｏｓ（９０°−ＦＡ’／２）−１） である。したがって、成形性要因による追い込み量ＰＥ
は次式で求められる。 ＰＥ＝ＰＥＩ＋ＧＲ

【００３９】Ｆ４〜Ｆ５：次に、機械的要因を加味した
追い込み量ＰＥを得るために、各部の変形状態を図８に
示されるようにモデル化し、負荷時の機械的変形を考慮
した下限位置を次のように求める。すなわち、加圧条件
入力部３０から前述の成形性要因に関するデータの他
に、パンチ高さＰＨ，ダイ高さＤＨ，ワーク曲げ長さＷ
Ｌ，ワーク曲げ位置ＷＰＰなどのデータが入力され、こ
れらデータに基づいてラム２の負荷変位ＥＵＴ，テーブ
ル１の負荷変位ＥＬおよびテーブル１の各軸位置でのた
わみ量ＤＬｉ（ｉ＝１，２，３，４）が求められる。こ
こで、この機械的要因の中で特に問題となるのはラム２
およびテーブル１の負荷変位である。

【００４０】テーブルたわみ量ＤＬｉは、両端支持はり
に等分布荷重が加わった場合の各位置における曲げたわ
み量ＹＢｉおよびせん断たわみ量ＹＳｉに実験等から求
めた差分係数ＤＬＣＯＲを乗じて求められる。曲げたわ
み量ＹＢｉおよびせん断たわみ量ＹＳｉは次のように求
められる。図９に示されるように、軸位置のＡ点からの
距離をＡＸＰとすると、 軸位置がＡＣ間にあるとき（０≦ＡＸＰ＜ＬＡのと
き） ＹＢ＝−（ＲＡ／６×ＡＸＰ³ ＋Ｃ１×ＡＸＰ）／（Ｅ
×Ｉ） ＹＳ＝Ｋ×ＲＡ×ＡＸＰ／（Ｇ×Ａ） 軸位置がＣＤ間にあるとき（ＬＡ≦ＡＸＰ＜ＬＢのと
き） ＹＢ＝−（ＲＡ／６×ＡＸＰ³ −ＷＱ／２４×（ＡＸＰ
−ＬＡ）⁴ ＋Ｃ１×ＡＸＰ）／（Ｅ×Ｉ） ＹＳ＝（ＲＡ×ＡＸＰ−ＷＱ／２×（ＡＸＰ−ＬＡ））
×Ｋ／（Ｇ×Ａ） 軸位置がＤＢ間にあるとき（ＬＢ≦ＡＸＰ＜ＬＬのと
き） ＹＢ＝−（ＲＡ／６×ＡＸＰ³ −ＷＢＦ／６×（ＡＸＰ
−ＬＥ）³ ＋Ｃ５×ＡＸＰ＋Ｃ６）／（Ｅ×Ｉ） ＹＳ＝（ＲＡ×ＡＸＰ−ＷＢＦ×（ＡＸＰ−ＬＥ）² ×
Ｋ／（Ｇ×Ａ）

【００４１】したがって、実験等により得られる軸位置
ｉでのたわみ量ＤＬｉは、次式で表される。 ＤＬｉ＝（ＹＢ＋ＹＳ）×ＤＬＣＯＲ ここで、 ＹＢ：曲げたわみ量 Ａ：断面積 ＹＳ：せん断たわみ量 ＲＡ：Ａ点での反力 Ｅ：縦弾性係数 ＷＱ：単位長さ当た
りの荷重 Ｇ：横弾性係数 ＷＢＦ：総荷重 Ｉ：断面二次モーメント Ｃ１，Ｃ５，Ｃ６：
定数 Ｋ：せん断応力比 なお、各定数Ｃ１，Ｃ５，Ｃ６は次式で与えられる。 Ｃ５＝（ＷＢＦ／２×（ＬＢ−ＬＥ）² −ＷＢＦ／６×
（ＬＢ−ＬＡ）² ＋ＺＺ／ＬＢ）×ＬＢ／ＬＬ Ｃ１＝（ＺＺ＋Ｃ５×（ＬＢ−ＬＬ））／ＬＢ Ｃ６＝ＷＢＦ／６×（ＬＬ−ＬＥ）³ −ＲＡ／６×ＬＬ
³ −Ｃ５×ＬＬ ただし、 ＺＺ＝ＷＢＦ／２４×（ＬＢ−ＬＡ）³ −ＷＢＦ／６×
（ＬＢ−ＬＥ）³ ＋ＷＢＦ／６×（ＬＬ−ＬＥ）³ −Ｒ
Ａ／６×ＬＬ³

【００４２】また、ラム２およびテーブル１の負荷変位
ＥＵＴ，ＥＬおよびテーブルたわみの差分係数ＤＬＣＯ
Ｒは、予め実験もしくはシミュレーションを行い、加工
条件が与えられると一義的に定まる実験式を求めておけ
ば即座に得ることができる。

【００４３】Ｆ６：こうして、各軸の下限値ＤＰＴｉを
計算する。図８に示されている例の場合、第３軸位置で
の目標値ＤＰＴ３は次式で表される。 ＤＰＴ３＝ＰＨ＋ＤＨ−ＰＥ−ＥＵＴ−ＥＬ−ＤＬ３ 同様にして第１軸，第２軸および第４軸についても演算
を行うことにより各駆動軸位置での下限値を求めること
ができる。

【００４４】また、前述の図４に示されるフローチャー
トにおけるステップＭ、すなわち各金型駆動軸における
最終下限値を補間演算により求めるための手順を図１０
を参照しつつ説明する。

【００４５】Ｍ１：仮の下限値の計算時に求められてい
る曲げ荷重ＢＦを基に計測位置でのテーブルたわみ量を
求める（図１１参照）。例えばワーク中央におけるテー
ブルたわみ量ＣＷＸＣは、ワーク中央での曲げによるた
わみ量ＹＢが次式 ＹＢ＝−（ＲＡ／６×ＷＰＸＣ³ ＋Ｃ１×ＷＰＸＣ）／
（Ｅ×Ｉ_Z ） で表され、ワーク中央でのせん断によるたわみ量ＹＳが
次式 ＹＳ＝（ＲＡ×ＷＰＸＣ−ＷＱ／２×（ＷＰＸＣ−Ｌ
Ａ）² ）×Ｋ／（Ｇ×Ａ） で表されることから、次式で与えられる。 ＣＷＸＣ＝ＹＢ＋ＹＳ ここで、ＷＱ：単位長さ当たりの曲げ荷重 ＲＡ：テーブル左端での反力 Ｉ_Z ：断面２次モーメント Ｅ：縦弾性係数 Ｇ：横弾性係数 Ｋ，Ａ，Ｃ１：その他の定数 同様にして、ワーク左端でのテーブルたわみ量ＣＷＸＬ
およびワーク右端でのテーブルたわみ量ＣＷＸＲも求め
る。ここで、仮の下限値での目標曲げ角度ＦＡ’と、最
終追い込み時の目標曲げ角度（ＷＡ−ＳＢ）はごく近い
値であり、両者における曲げ荷重の差は無視することが
できる。なお、計測位置、言い換えればテーブル１の左
端からワークＷの両端位置および中央位置は、テーブル
支点間距離をＬＬ，曲げ位置偏心量をＷＰＰ，ワーク曲
げ長さをＷＬとすると、次式で表される（図１２参
照）。 ワーク中央 ＷＰＸＣ＝ＬＬ／２＋ＷＰＰ ワーク左端 ＷＰＸＬ＝ＷＰＸＣ−ＷＬ／２ ワーク右端 ＷＰＸＲ＝ＷＰＸＣ＋ＷＬ／２

【００４６】Ｍ２：前記補正追い込み量より、ワーク左
右端位置の各補正追い込み量ＨＳＴＬ，ＨＳＴＲを結ぶ
線と、中央位置の補正量ＨＳＴＣとの差ＣＷＰＣＨを次
式により求める（図１３参照）。ここで、ＨＳＴＬ，Ｈ
ＳＴＲ，ＨＳＴＣは各角度計測位置での補正追い込み量
である。 ＣＷＰＣＨ＝ＨＳＴＣ−（ＷＰＸＣ−ＷＰＸＬ）×（Ｈ
ＳＴＲ−ＨＳＴＬ）／（ＷＰＸＲ−ＷＰＸＬ）−ＨＳＴ
Ｌ また、曲げ荷重から求めた計測位置でのテーブルたわみ
からも同様にワーク左右端位置の各テーブルたわみＣＷ
ＸＬ，ＣＷＸＲと中央のテーブルたわみＣＷＸＣとの差
ＣＷＸＣＨを次式により求める（図１１参照）。 ＣＷＸＣＨ＝ＣＷＸＣ−（ＷＰＸＣ−ＷＰＸＬ）×（Ｃ
ＷＸＲ−ＣＷＸＬ）／（ＷＰＸＲ−ＷＰＸＬ）−ＣＷＸ
Ｌ

【００４７】Ｍ３：目標位置計算時に計算されているテ
ーブル中央および各駆動軸位置の曲げ荷重によるテーブ
ルのたわみ量を基に、前記ステップＭ２にて得られたＣ
ＷＰＣＨとＣＷＸＣＨの比率から各駆動軸位置でのクラ
ウニング補正量に換算する（図１４参照）。例えば第１
軸におけるクラウニング補正量ＣＷＨＨ１は、この第１
軸位置の曲げ荷重によるテーブルたわみ量をＤＬ１とし
て次式で表される。 ＣＷＨＨ１＝ＤＬ１×ＣＷＰＣＨ／ＣＷＸＣＨ−ＣＷＨ
ＨＬ ここで、ＣＷＨＨＬは計測位置の左端を基準として値を
求めていることを示す補正係数であり、次式によって求
められる。 ＣＷＨＨＬ＝ＣＷＸＬ×ＣＷＰＣＨ／ＣＷＸＣＨ 他の軸についても同様にして求める。一般式は次式で与
えられる。 ＣＷＨＨｉ＝ＤＬｉ×ＣＷＰＣＨ／ＣＷＸＣＨ−ＣＷＨ
ＨＬ （ｉ＝１，２，３，４）

【００４８】Ｍ４：クラウニング補正量を差し引いたワ
ーク両端での補正量を次式により求めることにより、ク
ラウニング補正分を含んだ傾き量を求める（図１５参
照）。 ＣＷＨＴＬ＝ＨＳＴＬ−ＣＷＸＬ×ＣＷＰＣＨ／ＣＷＸ
ＣＨ ＣＷＨＴＲ＝ＨＤＴＲ−ＣＷＸＲ×ＣＷＰＣＨ／ＣＷＸ
ＣＨ

【００４９】Ｍ５：前のステップＭ４での演算結果を基
に、各駆動軸位置での傾き量ＣＡＫＫｉを次式により求
める（図１５参照）。 ＣＡＫＫｉ＝（ＡＰＰｉ−ＡＰＰ１）×（ＣＷＨＴＲ−
ＣＷＨＴＬ）／（ＷＰＸＲ−ＷＰＸＬ）−ＣＡＫＫＬ （ｉ＝１，２，３，４） ここで、ＣＡＫＫＬは計測位置の左端を基準として値を
求めていることを示す補正係数であり、次式によって求
められる。 ＣＡＫＫＬ＝（ＷＰＸＬ−ＡＰＰ１）×（ＣＷＨＴＲ−
ＣＷＨＴＬ）／（ＷＰＸＲ−ＷＰＸＬ）−ＣＡＫＫＬ こうして、各軸位置において傾き補正量を得ることがで
きる。

【００５０】Ｍ６：各駆動軸位置の補正追い込み量を得
るために、ステップＭ３において求められたクラウニン
グ補正量およびステップＭ５において求められた傾き補
正量を足し合わせ、かつワーク左端の補正量ＨＳＴＬを
加算することにより、次式によって各駆動軸位置での補
正追い込み量ＤＰＳＨｉを得る（図１６参照）。 ＤＰＳＨｉ＝ＨＳＴＬ＋ＣＷＨＨｉ＋ＣＡＫＫｉ （ｉ＝１，２，３，４）

【００５１】Ｍ７：各駆動軸の仮の下限値から補正追い
込み量を減算することにより、次式にて最終下限値ＤＰ
ＴＬｉを求める。ここで、減算処理が行われているの
は、この最終下限値ＤＰＴＬｉが下端を基準にしている
値であることによる。 ＤＰＴＬｉ＝ＤＰＴｉ−ＤＰＳＨｉ （ｉ＝１，２，
３，４）

【００５２】本実施例では、最終下限値を補間演算する
のに機械のたわみ曲線を基にして行うものとしたが、前
述のＨＳＴＬ，ＨＳＴＲ，ＨＳＴＣを図１７に示される
ような２次曲線で近似補間するようにしても良い。ま
た、１次曲線（直線）で近似補間することもできる。

【００５３】本実施例では、角度計測ユニットをテーブ
ルの片側に３基ずつ計６基設けたものを説明したが、本
実施例にように角度計測ユニットをワークの長手方向に
移動可能に構成すれば、片側１基もしくは２基の角度計
測ユニットを移動させることによりワークの３箇所の計
測を行っても良い。また、種々の条件でワークの片側の
折り曲げ外面のみの計測しか行えない場合には、他側の
計測可能な外面の角度計測結果を２倍することにより最
終曲げ角度を得るようにしても良い。

【００５４】本実施例では、角度計測ユニットとして、
スリット状の光源とＣＣＤカメラとよりなる構成のもの
を用いたが、この角度計測ユニットとしては、他の接触
式のものや静電容量式のものなどいろいろなタイプのも
のを用いることができる。

【００５５】本実施例においては、ワークの左右両端と
中央の３箇所を計測して補正するものを説明したが、計
測位置を明確にすることにより４箇所以上の曲げ角度を
計測して補正する実施例も可能である。この場合にも、
やはりワーク両端の補正量を基準にしてそれらを結ぶ線
とその間の補正量との差からクラウニング補正量を求
め、両端の補正量から傾き補正量、左端の補正量から角
度の全体補正量を３箇所の場合と同様にして求めること
ができる。

【００５６】本実施例においては、ラムの駆動源として
ＡＣサーボモータとボールスクリューとを用いるものを
説明したが、この駆動源としては他に油圧ユニットとシ
リンダを用いることもできる。

【００５７】本実施例においては、ラムの駆動軸が４軸
の場合について説明したが、この駆動軸としては３軸で
あっても良いし、５軸以上であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係るプレスブレー
キの正面図である。

【図２】図２は、本実施例のプレスブレーキの側面図で
ある。

【図３】図３は、本実施例のプレスブレーキの制御シス
テム構成を示すブロック図である。

【図４】図４は、本実施例の曲げ加工工程を示すフロー
チャートである。

【図５】図５は、曲げ角度と追い込み量との関係を示す
グラフである。

【図６】図６は、各金型駆動軸における仮の下限値を演
算するための手順を示すフローチャートである。

【図７】図７は、エアベント加工におけるダイとワーク
とパンチとの幾何学的関係を示す図である。

【図８】図８は、各部の変形形状を説明する図である。

【図９】図９は、テーブルたわみの計算式を説明する図
である。

【図１０】図１０は、各金型駆動軸における最終下限値
の補間演算手順を示すフローチャートである。

【図１１】図１１は、テーブルたわみ量の計算内容を説
明する図である。

【図１２】図１２は、計測位置の計算内容を説明する図
である。

【図１３】図１３は、補正値によるクラウニング量の計
算内容を説明する図である。

【図１４】図１４は、各駆動軸位置でのクラウニング補
正量の計算内容を説明する図である。

【図１５】図１５は、クラウニング補正分を含んだ傾き
量および各駆動軸位置での傾き補正量の計算内容を説明
する図である。

【図１６】図１６は、各駆動軸位置の補正値の計算内容
を説明する図である。

【図１７】図１７は、最終下限値の補間演算の他の例を
説明する図である。

【図１８】図１８は、従来のプレスブレーキを示す図で
ある。

【符号の説明】

１ テーブル ２ ラム ４ ダイ（下金型） ５ パンチ（上金型） １０ａ〜１０ｄ ラム駆動装置 １１ａ〜１１ｄ サーボモータ １２ タイミングベルト １３ ボールスクリュー １４ａ〜１４ｄ リニアエンコーダ １５ａ〜１５ｄ サーボアンプ １６ａ〜１６ｄ ブレーキ １７ 補正ブラケット １８ａ〜１８ｄ エンコーダ ２５ 角度計測ユニット ２８ 曲げ角度演算部 ２９ ＮＣ装置 ３０ 加工条件入力部 ３１ 計測位置演算部 ３６ 各計測位置での追い込み量演算部 ３７ ラム駆動軸での追い込み量演算部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３軸以上の駆動軸にて駆動される駆動金
   型と、この駆動金型に対向配置される固定金型との協働
   によって板状のワークを折り曲げる際の曲げ角度補正方
   法であって、 曲げ加工途中でワークの曲げ角度を検出するとともに、
   この検出される曲げ角度と目標曲げ角度との偏差をワー
   クの両端とそれら両端を除く中央部の少なくとも３箇所
   で求め、この求められる偏差に基づいて角度検出位置で
   の前記駆動金型の補正追い込み量を求め、この補正追い
   込み量から、ワークの両端を結ぶ線と中央部とにおける
   固定金型支持用のテーブルのたわみ量差から曲線補間に
   より得られるクラウニング補正値と、このクラウニング
   補正値とワーク両端のテーブルたわみ量差とから得られ
   る傾き補正値とを求め、これらの補正値から各駆動軸位
   置における最終追い込み量を求めることを特徴とする曲
   げ角度補正方法。
2. 【請求項２】 ３軸以上の駆動軸にて駆動される駆動金
   型と、この駆動金型に対向配置される固定金型との協働
   によって板状のワークを折り曲げるプレスブレーキであ
   って、 （ａ）ワークの加工条件，ワークの目標曲げ角度に対す
   るスプリングバック角度の関係およびワークの曲げ角度
   に対する駆動金型の追い込み量の関係を記憶する記憶手
   段、 （ｂ）曲げ加工途中にワークの長手方向に沿う少なくと
   も３箇所位置でワークの曲げ角度を検出する曲げ角度検
   出手段、 （ｃ）前記記憶手段に記憶されているワークの加工条件
   およびワークの目標曲げ角度に対するスプリングバック
   角度の関係より前記駆動金型の各駆動軸毎の仮の追い込
   み位置を演算するとともに、この仮の追い込み位置にて
   前記曲げ角度検出手段により検出されるワークの曲げ角
   度と、前記記憶手段に記憶されているワークの目標曲げ
   角度に対するスプリングバック角度の関係およびワーク
   の曲げ角度に対する駆動金型の追い込み量の関係から、
   角度検出位置での前記駆動金型の補正追い込み量を演算
   する演算手段、 （ｄ）この演算手段により演算される各角度検出位置で
   の補正追い込み量から、ワークの両端を結ぶ線と中央部
   とにおける固定金型支持用のテーブルのたわみ量 差から
   曲線補間により得られるクラウニング補正値と、このク
   ラウニング補正値とワーク両端のテーブルたわみ量差と
   から得られる傾き量補正値とを求め、これらの補正値か
   ら各駆動軸位置における最終追い込み位置を求める補間
   演算手段および （ｅ）前記駆動金型を前記仮の追い込み位置まで駆動し
   た後最終追い込み位置まで駆動する金型駆動手段を備え
   ることを特徴とするプレスブレーキ。
3. 【請求項３】 前記曲げ角度検出手段は、前記固定金型
   を支持するテーブルの前面および／または後面に設けら
   れるレールに沿ってそのテーブルの長手方向に移動自在
   に装着される請求項２に記載のプレスブレーキ。