JP3427138B2 - 曲げ加工方法 - Google Patents
曲げ加工方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金型を板材に押し当てる
ことで板材を曲げる曲げ加工方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】パンチヘッドを板材に押し当てて曲げ加
工を行う場合、板材の材料物性に応じてスプリングバッ
ク量が変化するために、パンチヘッドを板材に当接させ
た状態でパンチヘッドを移動させる量である押し込み量
を板材に応じて変更しなくては目標曲げ角度に板材を曲
げることができない。このために、曲げ加工時にパンチ
ヘッドの移動量とパンチヘッドにかかる力とを測定し、
その板材の目標曲げ角度に対応するスプリングバック量
を推測しながらパンチヘッドを下降させることで、板材
の曲げ加工を行うことを特願平５−１５５７８５号にお
いて提案した。 【０００３】これは、曲げ加工時にパンチヘッドにかか
る力を測定するためにパンチヘッドを片持ち梁とすると
ともにパンチヘッドに歪みゲージを取り付けてパンチヘ
ッドにかかる軸方向力及び水平方向力を測定することが
できるようにしておき、そしてパンチヘッドをどこまで
押し下げるかの最終押し込み量を、材料物性や測定した
力を代入する解析モデル情報やデータベース情報から取
得する板材のスプリングバック量の推測値を加味して算
出し、この最終押し込み量までパンチヘッドを押し下げ
た後、パンチヘッドを上昇させることで、板材がスプリ
ングバックした時に所要の曲げ角度となっている曲げ加
工を行うとともに、パンチヘッドを上昇させて除荷した
時に板材に生じるスプリングバック量の実測値をフィー
ドバックして上記解析モデル情報やデータベース情報を
修正することで、より正確なスプリングバック量の推測
値を導くことができるようにしているものである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この場合、最終押し込
み量は、上述のように、目標曲げ角度と、その板材を押
し込む際にパンチヘッドにかかる力や板材についての解
析モデル情報あるいはデータベース情報から取得するス
プリングバック量の推測値とから決定しているわけであ
るが、スプリングバック量の推測値の精度が低く、これ
故に、目標曲げ角度に対して±３０′以内の高精度な曲
げ加工を行うには、スプリングバック量のフィードバッ
クによる上記推測値の修正を何度も繰り返さなくてはな
らず、また±１０′以内の精度を得ることは困難であっ
た。 【０００５】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところはより高精度の曲げ加工
を簡便に行うことができる曲げ加工方法を提供するにあ
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る曲
げ加工方法は、パンチヘッドを被加工材に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、被加工材の目標曲げ
角度に対応するスプリングバック量を推測し、目標曲げ
角度と推測したスプリングバック量とから求めた押し込
み曲げ角度となるまで被加工材をパンチヘッドで押し込
む曲げ加工方法において、パンチヘッドで押し込む時に
パンチヘッドにかかる力から所定の曲げ角度に対応する
スプリングバック量を推測して所定の曲げ角度とこれに
対応するスプリングバック量とから求めた押し込み曲げ
角度まで被加工材の押し込みを行った後、一旦除荷する
ことで被加工材をスプリングバックさせて、この時点で
の被加工材の曲げ角度の測定値と上記所定の曲げ角度と
の角度誤差を求め、この角度誤差によって上記目標曲げ
角度に対応するスプリングバック量を補正し、目標曲げ
角度と補正後のスプリングバック量とから押し込み曲げ
角度を求めて、この押し込み曲げ角度となるようにパン
チヘッドの押し込み量を制御するとともに、上記角度誤
差算出のための曲げ角度測定を曲げ加工途中で行う曲げ
加工方法であり、上記曲げ角度測定にあたり、パンチヘ
ッドの下面及びパンチヘッドのダイ側の側面に配した距
離センサーでダイまでの距離を測定してパンチヘッドと
被加工材との接触点の座標を求めてこの座標と上記距離
センサーで求めたパンチから被加工材までの距離とから
曲げ角度を導き、さらにスプリングバック量の推測にあ
たり、被加工材を音圧で加振した際の被加工材の振動変
位を上記距離センサーで検出して該検出結果から求めた
被加工材のヤング率の実測値を用いることに特徴を備え
ている。 【０００７】 【作用】本発明の曲げ加工方法によれば、被加工材のス
プリングバック量の推測値の精度が高くなくとも、その
被加工材の曲げ特性を実測で求めた角度誤差によって補
正することができるために、高精度な曲げ加工を行うこ
とができるものであり、しかも、角度誤差算出のための
曲げ角度測定をその被加工材に対する目標曲げ角度への
曲げ加工途中で行うために、１回の曲げ工程で高精度な
曲げ加工を行うことができる。しかも、パンチヘッドに
距離センサーを設けて曲げ角度を測定している上に、被
加工材の音圧による加振でヤング率を実測するために、
スプリングバック量の推測値の精度を高めることができ
て曲げ加工の精度を高めることができる。 【０００８】 【０００９】 【実施例】以下本発明を、図３に示すように、ダイ３に
よって一端側が固定された片持ち状態の被加工材１をパ
ンチヘッド２によって上方から下方へ押し込むことで被
加工材１に曲げ加工を行う場合について詳述すると、パ
ンチヘッド２として、対の歪ゲージ２１，２１が両側面
に取り付けられている歪検出部２０を介してプレス機の
上型にセットされるものを用いるとともに、被加工材１
を押し込んでいる時に被加工材１に接触するダイ３側の
下端縁が所要の曲率半径の曲面とされているものを用い
る。上記歪ゲージ２１，２１は、被加工材１をパンチヘ
ッド２で押圧している時にパンチヘッド２にかかる鉛直
方向の荷重Ｆｙと水平方向の荷重Ｆｘ並びにモーメント
Ｍ1 を測定するもので、この測定値は、スプリングバッ
ク量の推測に利用する。また、パンチヘッド２による被
加工材１の押し込み量Ｕと、被加工材１の曲げ角度θを
測定することができるようにしておく。 【００１０】そして、被加工材１の塑性係数Ｃの初期値
と目標曲げ角度αとを曲げ加工についての有限要素法に
よる剛塑性シミュレーションモデル（または弾塑性シミ
ュレーションモデル）に与えて、パンチヘッド２による
被加工材１の押圧を開始し、オンラインで上記モーメン
トＭ1 や荷重Ｆｘ，Ｆｙ、押し込み量Ｕ、曲げ角度θを
取り込み、被加工材１の曲げ角度θと荷重Ｆｙとパンチ
ヘッド２の押し込み量Ｕとの相関である図２に示すθ＝
ｆ（Ｕ）のモデル曲線（Ｆ−Ｕ曲線）と上記測定値とを
比較して、塑性係数Ｃを推定し、この推定塑性係数Ｃで
上記曲線を修正して、修正後のモデルによって、目標曲
げ角度αに対応するスプリングバック量を推測して押し
込み曲げ角度θｎを求める。 【００１１】つまり、押し込み曲げ角度θｎまで被加工
材１を押し曲げた時の被加工材１のスプリングバック量
の推測値をγとする時、 θｎ−γ＝α となる角度θｎを求める。ここにおけるスプリングバッ
ク量の推測値γは、図３に示すように、ダイ３の端と被
加工材１との接点を原点Ｏとし、水平方向にＸ軸、垂直
方向にＹ軸をとった時、原点Ｏからパンチヘッド２と被
加工材１との接触点Ｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）まで被加工材１を
ｎ個の要素に分割し、ｉ番目の要素の傾きをθｉ、節点
ｉの座標を（Ｘｉ，Ｙｉ）、原点Ｏから節点ｉまでの長
さをＳｉ、節点ｉにかかる曲げモーメントをＭｉとする
時、 【００１２】 【式１】 【００１３】によって導いている。図中Ｅはヤング率、
Ｉは断面２次モーメント、ηは曲げ剛性の修正量であ
り、初期ではゼロの値を用いる。そして、求めた押し込
み角度θｎを得ることができる押し込み量Ｕを演算し、
図４(a)に示すように、上記押し込み角度θｎまで被加
工材１を曲げる。この後、図４(b)に示すように、パン
チヘッド２を一旦上昇させることで除荷して被加工材１
をスプリングバックさせ、スプリングバックした状態の
被加工材１の曲げ角度θｎ’を測定し、目標曲げ角度α
と測定曲げ角度θｎ’との角度誤差θｄを求める。 【００１４】次いで求めた角度誤差θｄを押し込み角度
θｎにオフセット値として加えて θｎ2−γ＋θｄ＝α となる角度θｎ2を再度求めて、この押し込み角度θｎ2
を得ることができる押し込み量Ｕを演算し、図４(c)に
示すように、上記押し込み角度θｎ2まで被加工材１を
曲げる。この後、パンチヘッド２を上昇させることで除
荷して被加工材１をスプリングバックさせ、スプリング
バックした状態の被加工材１の曲げ角度θｎ’を測定す
る。この測定曲げ角度θｎ’と目標曲げ角度αとの差が
図１に示す場合、±１０′以内であれば目標とする曲げ
加工がなされたとしてこの曲げ加工を終了し、上記差が
±１０′を越える時には、今度は塑性係数Ｃと修正量η
とを求めて、得られた塑性係数ＣからＦ−Ｕ曲線の修正
を行うとともにスプリングバック量の推測値の修正を行
い、ここから新たな押し込み曲げ角度θｎと押し込み量
Ｕとを求め、再度のパンチヘッド２による被加工材１の
押し込みを行う。 【００１５】ここにおいて、上記角度誤差θｄをオフセ
ット値として用いた補正をまず行う場合と、この補正を
行わずに上記修正量ηで補正を行う場合（従来例）とを
比較すると、後者の場合には当初の修正量ηの値が大き
くなりすぎるために、修正量ηを求める動作を何度も繰
り返さなくては結果的に最適と考えられる修正量ηを導
くことができなかったのに対して、前者の場合には、修
正量ηを必要としないかあるいは当初から絞り込んだ修
正量ηを導くことができたために、目標曲げ角度αの曲
げ加工を所要の精度で行うにあたっての補正値を求める
動作の回数が大幅に削減された。つまりは、高精度な曲
げ加工を行うのに要する時間を大幅に短縮することがで
きた。また、目標曲げ角度αが２０°〜７０°の範囲に
おいて、±１０′の高精度な曲げ加工を行うことができ
た。 【００１６】上記実施例においては、オフセット値とし
て用いている角度誤差θｄを求める測定のための曲げ角
度として、上述のように目標曲げ角度αを用いたが、こ
の場合、演算によって求めている幾何学的な押し込み曲
げ角度と被加工材１の測定で求めた曲げ角度との差の補
正もなされることになるために、角度誤差θｄとして、
最も適切な値を採用することができる。しかし、最初に
推測したスプリングバック量が実際の値より大きい時に
は、最初の押し込みで、実際の曲げ角度θが目標曲げ角
度αを上回ってしまうことになる。 【００１７】これを避けるために、目標曲げ角度αとは
別に測定のための所定の曲げ角度を設定するとともに、
この所定の曲げ角度として目標曲げ角度αより小さい値
を用いることが好ましい。ただし、曲げ角度によってス
プリングバック量も変わってくることからも推察される
ように、所定の曲げ角度が目標曲げ角度αに近いほど適
切な角度誤差θｄを得ることができることから、所定の
曲げ角度としては、図２に「測定点」として示している
ように、押し込み過ぎにならない範囲で目標曲げ角度α
に近い値を採用することが望ましい。尚、角度誤差θｄ
をオフセット値として加えた後の押し込み曲げ角度θｎ
は、上記の所定の曲げ角度ではなく、目標曲げ角度αに
対して求める。 【００１８】いずれにしても、被加工材１の目標曲げ角
度までの曲げ加工の途中で角度誤差を求めて押し込み量
を修正することは、ある被加工材１について、押し込み
動作そのものは複数回となるものの１回の曲げ工程で目
標曲げ角度に曲げることができることになる。ところ
で、スプリングバック量の推測には前記式１から明らか
なように、被加工材１のヤング率Ｅが必要であるが、こ
のヤング率Ｅは次のようにして実測し、この実測値を用
いれば、スプリングバック量の推測値の精度を更に高め
ることができる。すなわち、図５に示すように、被加工
材１の下部をスピーカー４０を発信源とする音圧で加振
し、被加工材１の上部で被加工材１の振動変位を変位計
４１で検出して、周波数分析装置４２により被加工材１
の曲げの一次共振周波数ｆ 1 を求め、次のヤング率算出
式 【００１９】 【式２】 【００２０】Ｍ：被加工材の重量 Ｗ：被加工材の幅 Ｌ：被加工材の長さ ｔ：被加工材の厚さ でヤング率Ｅを求める。上記変位計４１としては、レー
ザー変位計が好適である。 【００２１】図６は、上記曲げ加工方法に用いることが
できる曲げ加工装置を示しており、パンチヘッド２とこ
れを保持しているパンチホルダー２２の上下動をステッ
ピングモータ２５で行うものするとともに、押し込み量
を計測するためのリニアゲージ５を設けている。また、
曲げ角度θの測定のために、ここでは図７にも示すよう
に、パンチヘッド２の下面に距離センサー６を設けると
ともに、パンチヘッド２のダイ３側の側面に距離センサ
ー７を設けている。レーザー変位計であるこれら距離セ
ンサー６，７は、夫々被加工材１までの距離と、ダイ３
までの距離（クリアランス）を測定し、後者からパンチ
ヘッド１と被加工材１との接触点Ｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）の座
標を、この座標と前者の測定値とから曲げ角度θを導い
ている。パンチヘッド２において、曲げ角度θや上記座
標を測定することができるようにしているわけであり、
別途測定手段を設ける必要がないものであり、またレー
ザー変位計を用いることで、非接触で測定できるように
しているわけである。前記ヤング率測定のための変位計
と共用することもできる。 【００２２】図８は前記曲げ加工方法を行う場合の曲げ
加工装置の制御フローを示している。 【００２３】 【発明の効果】以上のように本発明の曲げ加工方法は、
パンチヘッドを被加工材に押し付けて被加工材に曲げ加
工を行うにあたり、被加工材の目標曲げ角度に対応する
スプリングバック量を推測し、目標曲げ角度と推測した
スプリングバック量とから求めた押し込み曲げ角度とな
るまで被加工材をパンチヘッドで押し込む曲げ加工方法
において、パンチヘッドで押し込む時にパンチヘッドに
かかる力から所定の曲げ角度に対応するスプリングバッ
ク量を推測して所定の曲げ角度とこれに対応するスプリ
ングバック量とから求めた押し込み曲げ角度まで被加工
材の押し込みを行った後、一旦除荷することで被加工材
をスプリングバックさせて、この時点での被加工材の曲
げ角度の測定値と上記所定の曲げ角度との角度誤差を求
め、この角度誤差によって上記目標曲げ角度に対応する
スプリングバック量を補正し、目標曲げ角度と補正後の
スプリングバック量とから押し込み曲げ角度を求めて、
この押し込み曲げ角度となるようにパンチヘッドの押し
込み量を制御することから、被加工材のスプリングバッ
ク量の推測値の精度が高くなくとも、実測で求めた角度
誤差によって補正することができるものであり、高精度
な曲げ加工を的確に行うことができるものである。しか
も角度誤差算出のための曲げ角度測定を曲げ加工途中で
行う時には、１回の曲げ工程で高精度な曲げ加工を行う
ことができる。 【００２４】しかも、パンチヘッドに距離センサーを設
けて曲げ角度を測定している上に、被加工材の音圧によ
る加振でヤング率を実測するために、スプリングバック
量の推測値の精度を高めることができて曲げ加工の精度
を高めることができる。 【００２５】
ことで板材を曲げる曲げ加工方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】パンチヘッドを板材に押し当てて曲げ加
工を行う場合、板材の材料物性に応じてスプリングバッ
ク量が変化するために、パンチヘッドを板材に当接させ
た状態でパンチヘッドを移動させる量である押し込み量
を板材に応じて変更しなくては目標曲げ角度に板材を曲
げることができない。このために、曲げ加工時にパンチ
ヘッドの移動量とパンチヘッドにかかる力とを測定し、
その板材の目標曲げ角度に対応するスプリングバック量
を推測しながらパンチヘッドを下降させることで、板材
の曲げ加工を行うことを特願平５−１５５７８５号にお
いて提案した。 【０００３】これは、曲げ加工時にパンチヘッドにかか
る力を測定するためにパンチヘッドを片持ち梁とすると
ともにパンチヘッドに歪みゲージを取り付けてパンチヘ
ッドにかかる軸方向力及び水平方向力を測定することが
できるようにしておき、そしてパンチヘッドをどこまで
押し下げるかの最終押し込み量を、材料物性や測定した
力を代入する解析モデル情報やデータベース情報から取
得する板材のスプリングバック量の推測値を加味して算
出し、この最終押し込み量までパンチヘッドを押し下げ
た後、パンチヘッドを上昇させることで、板材がスプリ
ングバックした時に所要の曲げ角度となっている曲げ加
工を行うとともに、パンチヘッドを上昇させて除荷した
時に板材に生じるスプリングバック量の実測値をフィー
ドバックして上記解析モデル情報やデータベース情報を
修正することで、より正確なスプリングバック量の推測
値を導くことができるようにしているものである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この場合、最終押し込
み量は、上述のように、目標曲げ角度と、その板材を押
し込む際にパンチヘッドにかかる力や板材についての解
析モデル情報あるいはデータベース情報から取得するス
プリングバック量の推測値とから決定しているわけであ
るが、スプリングバック量の推測値の精度が低く、これ
故に、目標曲げ角度に対して±３０′以内の高精度な曲
げ加工を行うには、スプリングバック量のフィードバッ
クによる上記推測値の修正を何度も繰り返さなくてはな
らず、また±１０′以内の精度を得ることは困難であっ
た。 【０００５】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところはより高精度の曲げ加工
を簡便に行うことができる曲げ加工方法を提供するにあ
る。 【０００６】 【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る曲
げ加工方法は、パンチヘッドを被加工材に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、被加工材の目標曲げ
角度に対応するスプリングバック量を推測し、目標曲げ
角度と推測したスプリングバック量とから求めた押し込
み曲げ角度となるまで被加工材をパンチヘッドで押し込
む曲げ加工方法において、パンチヘッドで押し込む時に
パンチヘッドにかかる力から所定の曲げ角度に対応する
スプリングバック量を推測して所定の曲げ角度とこれに
対応するスプリングバック量とから求めた押し込み曲げ
角度まで被加工材の押し込みを行った後、一旦除荷する
ことで被加工材をスプリングバックさせて、この時点で
の被加工材の曲げ角度の測定値と上記所定の曲げ角度と
の角度誤差を求め、この角度誤差によって上記目標曲げ
角度に対応するスプリングバック量を補正し、目標曲げ
角度と補正後のスプリングバック量とから押し込み曲げ
角度を求めて、この押し込み曲げ角度となるようにパン
チヘッドの押し込み量を制御するとともに、上記角度誤
差算出のための曲げ角度測定を曲げ加工途中で行う曲げ
加工方法であり、上記曲げ角度測定にあたり、パンチヘ
ッドの下面及びパンチヘッドのダイ側の側面に配した距
離センサーでダイまでの距離を測定してパンチヘッドと
被加工材との接触点の座標を求めてこの座標と上記距離
センサーで求めたパンチから被加工材までの距離とから
曲げ角度を導き、さらにスプリングバック量の推測にあ
たり、被加工材を音圧で加振した際の被加工材の振動変
位を上記距離センサーで検出して該検出結果から求めた
被加工材のヤング率の実測値を用いることに特徴を備え
ている。 【０００７】 【作用】本発明の曲げ加工方法によれば、被加工材のス
プリングバック量の推測値の精度が高くなくとも、その
被加工材の曲げ特性を実測で求めた角度誤差によって補
正することができるために、高精度な曲げ加工を行うこ
とができるものであり、しかも、角度誤差算出のための
曲げ角度測定をその被加工材に対する目標曲げ角度への
曲げ加工途中で行うために、１回の曲げ工程で高精度な
曲げ加工を行うことができる。しかも、パンチヘッドに
距離センサーを設けて曲げ角度を測定している上に、被
加工材の音圧による加振でヤング率を実測するために、
スプリングバック量の推測値の精度を高めることができ
て曲げ加工の精度を高めることができる。 【０００８】 【０００９】 【実施例】以下本発明を、図３に示すように、ダイ３に
よって一端側が固定された片持ち状態の被加工材１をパ
ンチヘッド２によって上方から下方へ押し込むことで被
加工材１に曲げ加工を行う場合について詳述すると、パ
ンチヘッド２として、対の歪ゲージ２１，２１が両側面
に取り付けられている歪検出部２０を介してプレス機の
上型にセットされるものを用いるとともに、被加工材１
を押し込んでいる時に被加工材１に接触するダイ３側の
下端縁が所要の曲率半径の曲面とされているものを用い
る。上記歪ゲージ２１，２１は、被加工材１をパンチヘ
ッド２で押圧している時にパンチヘッド２にかかる鉛直
方向の荷重Ｆｙと水平方向の荷重Ｆｘ並びにモーメント
Ｍ1 を測定するもので、この測定値は、スプリングバッ
ク量の推測に利用する。また、パンチヘッド２による被
加工材１の押し込み量Ｕと、被加工材１の曲げ角度θを
測定することができるようにしておく。 【００１０】そして、被加工材１の塑性係数Ｃの初期値
と目標曲げ角度αとを曲げ加工についての有限要素法に
よる剛塑性シミュレーションモデル（または弾塑性シミ
ュレーションモデル）に与えて、パンチヘッド２による
被加工材１の押圧を開始し、オンラインで上記モーメン
トＭ1 や荷重Ｆｘ，Ｆｙ、押し込み量Ｕ、曲げ角度θを
取り込み、被加工材１の曲げ角度θと荷重Ｆｙとパンチ
ヘッド２の押し込み量Ｕとの相関である図２に示すθ＝
ｆ（Ｕ）のモデル曲線（Ｆ−Ｕ曲線）と上記測定値とを
比較して、塑性係数Ｃを推定し、この推定塑性係数Ｃで
上記曲線を修正して、修正後のモデルによって、目標曲
げ角度αに対応するスプリングバック量を推測して押し
込み曲げ角度θｎを求める。 【００１１】つまり、押し込み曲げ角度θｎまで被加工
材１を押し曲げた時の被加工材１のスプリングバック量
の推測値をγとする時、 θｎ−γ＝α となる角度θｎを求める。ここにおけるスプリングバッ
ク量の推測値γは、図３に示すように、ダイ３の端と被
加工材１との接点を原点Ｏとし、水平方向にＸ軸、垂直
方向にＹ軸をとった時、原点Ｏからパンチヘッド２と被
加工材１との接触点Ｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）まで被加工材１を
ｎ個の要素に分割し、ｉ番目の要素の傾きをθｉ、節点
ｉの座標を（Ｘｉ，Ｙｉ）、原点Ｏから節点ｉまでの長
さをＳｉ、節点ｉにかかる曲げモーメントをＭｉとする
時、 【００１２】 【式１】 【００１３】によって導いている。図中Ｅはヤング率、
Ｉは断面２次モーメント、ηは曲げ剛性の修正量であ
り、初期ではゼロの値を用いる。そして、求めた押し込
み角度θｎを得ることができる押し込み量Ｕを演算し、
図４(a)に示すように、上記押し込み角度θｎまで被加
工材１を曲げる。この後、図４(b)に示すように、パン
チヘッド２を一旦上昇させることで除荷して被加工材１
をスプリングバックさせ、スプリングバックした状態の
被加工材１の曲げ角度θｎ’を測定し、目標曲げ角度α
と測定曲げ角度θｎ’との角度誤差θｄを求める。 【００１４】次いで求めた角度誤差θｄを押し込み角度
θｎにオフセット値として加えて θｎ2−γ＋θｄ＝α となる角度θｎ2を再度求めて、この押し込み角度θｎ2
を得ることができる押し込み量Ｕを演算し、図４(c)に
示すように、上記押し込み角度θｎ2まで被加工材１を
曲げる。この後、パンチヘッド２を上昇させることで除
荷して被加工材１をスプリングバックさせ、スプリング
バックした状態の被加工材１の曲げ角度θｎ’を測定す
る。この測定曲げ角度θｎ’と目標曲げ角度αとの差が
図１に示す場合、±１０′以内であれば目標とする曲げ
加工がなされたとしてこの曲げ加工を終了し、上記差が
±１０′を越える時には、今度は塑性係数Ｃと修正量η
とを求めて、得られた塑性係数ＣからＦ−Ｕ曲線の修正
を行うとともにスプリングバック量の推測値の修正を行
い、ここから新たな押し込み曲げ角度θｎと押し込み量
Ｕとを求め、再度のパンチヘッド２による被加工材１の
押し込みを行う。 【００１５】ここにおいて、上記角度誤差θｄをオフセ
ット値として用いた補正をまず行う場合と、この補正を
行わずに上記修正量ηで補正を行う場合（従来例）とを
比較すると、後者の場合には当初の修正量ηの値が大き
くなりすぎるために、修正量ηを求める動作を何度も繰
り返さなくては結果的に最適と考えられる修正量ηを導
くことができなかったのに対して、前者の場合には、修
正量ηを必要としないかあるいは当初から絞り込んだ修
正量ηを導くことができたために、目標曲げ角度αの曲
げ加工を所要の精度で行うにあたっての補正値を求める
動作の回数が大幅に削減された。つまりは、高精度な曲
げ加工を行うのに要する時間を大幅に短縮することがで
きた。また、目標曲げ角度αが２０°〜７０°の範囲に
おいて、±１０′の高精度な曲げ加工を行うことができ
た。 【００１６】上記実施例においては、オフセット値とし
て用いている角度誤差θｄを求める測定のための曲げ角
度として、上述のように目標曲げ角度αを用いたが、こ
の場合、演算によって求めている幾何学的な押し込み曲
げ角度と被加工材１の測定で求めた曲げ角度との差の補
正もなされることになるために、角度誤差θｄとして、
最も適切な値を採用することができる。しかし、最初に
推測したスプリングバック量が実際の値より大きい時に
は、最初の押し込みで、実際の曲げ角度θが目標曲げ角
度αを上回ってしまうことになる。 【００１７】これを避けるために、目標曲げ角度αとは
別に測定のための所定の曲げ角度を設定するとともに、
この所定の曲げ角度として目標曲げ角度αより小さい値
を用いることが好ましい。ただし、曲げ角度によってス
プリングバック量も変わってくることからも推察される
ように、所定の曲げ角度が目標曲げ角度αに近いほど適
切な角度誤差θｄを得ることができることから、所定の
曲げ角度としては、図２に「測定点」として示している
ように、押し込み過ぎにならない範囲で目標曲げ角度α
に近い値を採用することが望ましい。尚、角度誤差θｄ
をオフセット値として加えた後の押し込み曲げ角度θｎ
は、上記の所定の曲げ角度ではなく、目標曲げ角度αに
対して求める。 【００１８】いずれにしても、被加工材１の目標曲げ角
度までの曲げ加工の途中で角度誤差を求めて押し込み量
を修正することは、ある被加工材１について、押し込み
動作そのものは複数回となるものの１回の曲げ工程で目
標曲げ角度に曲げることができることになる。ところ
で、スプリングバック量の推測には前記式１から明らか
なように、被加工材１のヤング率Ｅが必要であるが、こ
のヤング率Ｅは次のようにして実測し、この実測値を用
いれば、スプリングバック量の推測値の精度を更に高め
ることができる。すなわち、図５に示すように、被加工
材１の下部をスピーカー４０を発信源とする音圧で加振
し、被加工材１の上部で被加工材１の振動変位を変位計
４１で検出して、周波数分析装置４２により被加工材１
の曲げの一次共振周波数ｆ 1 を求め、次のヤング率算出
式 【００１９】 【式２】 【００２０】Ｍ：被加工材の重量 Ｗ：被加工材の幅 Ｌ：被加工材の長さ ｔ：被加工材の厚さ でヤング率Ｅを求める。上記変位計４１としては、レー
ザー変位計が好適である。 【００２１】図６は、上記曲げ加工方法に用いることが
できる曲げ加工装置を示しており、パンチヘッド２とこ
れを保持しているパンチホルダー２２の上下動をステッ
ピングモータ２５で行うものするとともに、押し込み量
を計測するためのリニアゲージ５を設けている。また、
曲げ角度θの測定のために、ここでは図７にも示すよう
に、パンチヘッド２の下面に距離センサー６を設けると
ともに、パンチヘッド２のダイ３側の側面に距離センサ
ー７を設けている。レーザー変位計であるこれら距離セ
ンサー６，７は、夫々被加工材１までの距離と、ダイ３
までの距離（クリアランス）を測定し、後者からパンチ
ヘッド１と被加工材１との接触点Ｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）の座
標を、この座標と前者の測定値とから曲げ角度θを導い
ている。パンチヘッド２において、曲げ角度θや上記座
標を測定することができるようにしているわけであり、
別途測定手段を設ける必要がないものであり、またレー
ザー変位計を用いることで、非接触で測定できるように
しているわけである。前記ヤング率測定のための変位計
と共用することもできる。 【００２２】図８は前記曲げ加工方法を行う場合の曲げ
加工装置の制御フローを示している。 【００２３】 【発明の効果】以上のように本発明の曲げ加工方法は、
パンチヘッドを被加工材に押し付けて被加工材に曲げ加
工を行うにあたり、被加工材の目標曲げ角度に対応する
スプリングバック量を推測し、目標曲げ角度と推測した
スプリングバック量とから求めた押し込み曲げ角度とな
るまで被加工材をパンチヘッドで押し込む曲げ加工方法
において、パンチヘッドで押し込む時にパンチヘッドに
かかる力から所定の曲げ角度に対応するスプリングバッ
ク量を推測して所定の曲げ角度とこれに対応するスプリ
ングバック量とから求めた押し込み曲げ角度まで被加工
材の押し込みを行った後、一旦除荷することで被加工材
をスプリングバックさせて、この時点での被加工材の曲
げ角度の測定値と上記所定の曲げ角度との角度誤差を求
め、この角度誤差によって上記目標曲げ角度に対応する
スプリングバック量を補正し、目標曲げ角度と補正後の
スプリングバック量とから押し込み曲げ角度を求めて、
この押し込み曲げ角度となるようにパンチヘッドの押し
込み量を制御することから、被加工材のスプリングバッ
ク量の推測値の精度が高くなくとも、実測で求めた角度
誤差によって補正することができるものであり、高精度
な曲げ加工を的確に行うことができるものである。しか
も角度誤差算出のための曲げ角度測定を曲げ加工途中で
行う時には、１回の曲げ工程で高精度な曲げ加工を行う
ことができる。 【００２４】しかも、パンチヘッドに距離センサーを設
けて曲げ角度を測定している上に、被加工材の音圧によ
る加振でヤング率を実測するために、スプリングバック
量の推測値の精度を高めることができて曲げ加工の精度
を高めることができる。 【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】曲げ加工方法の一実施例のフローチャートであ
る。 【図２】同上の曲げ角度と押し込み量との特性図であ
る。 【図３】(a)は同上のパンチヘッドとダイと被加工材の
説明図、(b)は同上のシミュレーションモデルの説明図
である。 【図４】(a)(b)(c)は同上の動作を示す正面図である。 【図５】(a)はヤング率の実測のための構成を示す説明
図、(b)は被加工材を示す斜視図である。 【図６】曲げ加工装置の一実施例の概略正面図である。 【図７】同上のパンチヘッドの拡大断面図である。 【図８】同上の動作を示すフローチャートである。 【符号の説明】 １ 被加工材 ２ パンチヘッド ３ ダイ
る。 【図２】同上の曲げ角度と押し込み量との特性図であ
る。 【図３】(a)は同上のパンチヘッドとダイと被加工材の
説明図、(b)は同上のシミュレーションモデルの説明図
である。 【図４】(a)(b)(c)は同上の動作を示す正面図である。 【図５】(a)はヤング率の実測のための構成を示す説明
図、(b)は被加工材を示す斜視図である。 【図６】曲げ加工装置の一実施例の概略正面図である。 【図７】同上のパンチヘッドの拡大断面図である。 【図８】同上の動作を示すフローチャートである。 【符号の説明】 １ 被加工材 ２ パンチヘッド ３ ダイ
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21D 5/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 パンチヘッドを被加工材に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、被加工材の目標曲げ
角度に対応するスプリングバック量を推測し、目標曲げ
角度と推測したスプリングバック量とから求めた押し込
み曲げ角度となるまで被加工材をパンチヘッドで押し込
む曲げ加工方法において、パンチヘッドで押し込む時に
パンチヘッドにかかる力から所定の曲げ角度に対応する
スプリングバック量を推測して所定の曲げ角度とこれに
対応するスプリングバック量とから求めた押し込み曲げ
角度まで被加工材の押し込みを行った後、一旦除荷する
ことで被加工材をスプリングバックさせて、この時点で
の被加工材の曲げ角度の測定値と上記所定の曲げ角度と
の角度誤差を求め、この角度誤差によって上記目標曲げ
角度に対応するスプリングバック量を補正し、目標曲げ
角度と補正後のスプリングバック量とから押し込み曲げ
角度を求めて、この押し込み曲げ角度となるようにパン
チヘッドの押し込み量を制御するとともに、上記角度誤
差算出のための曲げ角度測定を曲げ加工途中で行う曲げ
加工方法であり、上記曲げ角度測定にあたり、パンチヘ
ッドの下面及びパンチヘッドのダイ側の側面に配した距
離センサーでダイまでの距離を測定してパンチヘッドと
被加工材との接触点の座標を求めてこの座標と上記距離
センサーで求めたパンチから被加工材までの距離とから
曲げ角度を導き、さらにスプリングバック量の推測にあ
たり、被加工材を音圧で加振した際の被加工材の振動変
位を上記距離センサーで検出して該検出結果から求めた
被加工材のヤング率の実測値を用いることを特徴とする
曲げ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23188594A JP3427138B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 曲げ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23188594A JP3427138B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 曲げ加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0890086A JPH0890086A (ja) | 1996-04-09 |
| JP3427138B2 true JP3427138B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=16930560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23188594A Expired - Fee Related JP3427138B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 曲げ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427138B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4543498B2 (ja) * | 2000-05-19 | 2010-09-15 | 株式会社アマダ | パネルベンダ制御装置 |
| ITUD20020210A1 (it) | 2002-10-11 | 2004-04-12 | Antonio Codatto | Procedimento e dispositivo per la piegatura di elementi, |
| JP4524573B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-08-18 | マツダ株式会社 | プレス成形品形状の予測方法、予測プログラム及び該プログラムを記録した記録媒体並びにプレス成形方法 |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP23188594A patent/JP3427138B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0890086A (ja) | 1996-04-09 |
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