JP3434981B2 - 長尺材の矯正装置及び矯正方法 - Google Patents
長尺材の矯正装置及び矯正方法Info
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Description
タのガイドレールなどの長尺材の曲がりを矯正するため
の長尺材の矯正装置及び矯正方法に関するものである。
うな長尺材の真直度をプレス矯正により得る方法として
は、ローラレベラによる矯正方法、及び局部曲げ押しに
よる矯正方法などが知られている。これらのうち、ロー
ラレベラによる矯正方法は、上下に交互に配置した多数
のローラの間に長尺材を通すことにより、長尺材を繰り
返し曲げ、曲率を徐々に小さくしていく方法である。ま
た、局部曲げ押しによる矯正方法は、2個の受型をスパ
ン調整可能に配置し、長尺材の矯正部分をこれらの受型
に当てた状態で、押型を介してスパン中間部をプレスで
押圧する方法であり、このようなプレス作業は、長尺材
を所定のピッチで送りながら繰り返し行われる。
法もある。この方法は、局部を押圧する度に、次の押圧
位置及び押し込み量を見極め、所望の真直度を得るまで
試行錯誤的に矯正動作と測定動作とを繰り返すものであ
る。
従来の長尺材の矯正装置は、長尺材の局部を押圧するプ
レス部分と、長尺材の全長の曲がりを測定する部分と、
押圧位置及び押し込み量を決める演算部分と、長尺材を
その押圧位置へ移動させる搬送機とを備えている。
わたる曲がり形状を測定し、その形状から数箇所の押圧
位置、及び各々の位置での押し込み量を演算する。この
後、搬送機により長尺材を押圧位置へ移動させ、求めら
れた押し込み量を与える。このようにしてプレス矯正が
完了した後、全長にわたる測定を再度行い、所望の真直
度が得られたかどうかを確認する。精度が悪い場合に
は、必要な真直度が得られるまで上記の作業を繰り返
す。
例えば特開昭57−146422号公報、特開平1−3
09724号公報、特開平7−9032号公報及び特開
平7−265954号公報等に示されたものが知られて
いる。
尺材の矯正方法のうち、ローラレベラを用いた方法は、
H型鋼の矯正等に用いられており、一回の通過で曲がり
矯正を行えるため効率が良いものの、長尺材の曲がり形
状とは無関係に過度な変形を与えるため、その矯正精度
が±25mm/12m程度であり、十分な真直度が得ら
れない。
は、長尺材の局部を押圧する度に次の押圧位置及び押し
込み量を見極める必要があるため、熟練した作業者の勘
と経験に頼った作業でしか必要な矯正精度を得ることが
できず、効率が非常に悪い。
動的に行う方法では、プレスを行う前に、長尺材の全長
にわたる曲がり量を測定し、押圧位置と押し込み量とを
演算しておく必要があるため、長尺材の全長を精度良く
測定する測定器が必要であり、大きなスペースを占有す
るとともに、設備費用が膨大なものとなる。また、押圧
位置と押し込み量とを事前に決めてしまうため、全ての
押圧位置において長尺材を極めて精度良く塑性変形させ
なければ、長尺材の全長にわたる真直度を得ることがで
きない。しかし、エレベータのガイドレール等では、素
材の成分や形状の微妙な違いにより、精度良く塑性変形
させることは難しく、所望の真直度が得られるまで何度
も作業を繰り返す必要がある。
ることを課題としてなされたものであり、高精度の真直
度を効率良く得ることができる長尺材の矯正装置及び矯
正方法を得ることを目的とする。
尺材の矯正装置は、長尺材の曲がりをプレス矯正するプ
レス機本体と、このプレス機本体に長尺材を所定のピッ
チで搬送する搬送装置と、プレス機本体に設けられ、プ
レス機本体に搬送された長尺材のプレス矯正前のスパン
の曲がり量、及びプレス矯正後のスパンの曲がり量をそ
れぞれ検出する複数個のセンサと、長尺材のプレス矯正
前のスパンの曲がり量及びプレス矯正後のスパンの曲が
り量の履歴から、プレス機本体における押し込み量を算
出する演算装置と、この演算装置からの情報に応じてプ
レス機本体及び搬送装置を制御する制御装置とを備えた
ものである。
は、センサとして、長尺材までの距離を検出する少なく
とも4個の測長センサを用いたものである。
は、センサを等間隔で設け、センサの間隔と長尺材の搬
送ピッチとを同じにしたものである。
は、プレス機本体に対して長尺材を両方向へ搬送可能に
するとともに、5個のセンサを等間隔で設け、中央の3
個のセンサによりプレス矯正後のスパンの曲がり量を測
定し、長尺材の搬送方向の上流側から3個のセンサによ
りプレス矯正前のスパンの曲がり量を測定するようにし
たものである。
は、長尺材を挟持しボールねじの回転により長尺材の長
手方向へ移動するレールクランプ装置を有し、プレス機
本体に対して長尺材を搬送する搬送装置を備えたもので
ある。
は、プレス機本体に対して長尺材を所定のピッチで搬送
するとともに、プレス機本体により長尺材をスパン毎に
順次プレス矯正する長尺材の矯正方法であって、プレス
機本体に搬送された長尺材のプレス矯正前のスパンに与
えたい塑性変形量を、そのスパンの曲がり量及びプレス
矯正後のスパンの曲がり量の履歴から求め、与えたい塑
性変形量からプレス機本体における押し込み量を求める
ものである。
は、プレス機本体への投入端からn番目のスパンに与え
たい塑性変形量dnを、式dn=Σδ′K-1+δnにより求
めるものである。但し、δnはn番目のスパンの矯正前
の曲がり量、δ′K-1はK−1番目のスパンの矯正後の
曲がり量、δ′K-1の総和範囲はK=2〜nである。
は、プレス機本体への投入端からn番目のスパンに与え
たい塑性変形量dnを、プレス矯正後の1番目からn−
1番目までのスパンを区画する点P1〜Pn-1における最
小2乗直線と点Pnとの距離γnがゼロとなるようにして
求めるものである。
は、プレス機本体におけるプレス幅の半分のピッチで長
尺材を搬送するものである。
について説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による長
尺材のプレス矯正装置を示す側面図、図2は図1の平面
図であり、この例では、長尺材としてエレベータのガイ
ドレールを矯正する装置を示す。
プレス矯正するプレス機本体、2はプレス機本体1の両
側に設けられ、プレス機本体1に対してガイドレールを
搬送する搬送装置であり、これらの搬送装置2には、ガ
イドレールを挟持してガイドレールの長手方向へ移動す
るレールクランプ装置3がそれぞれ設けられている。ま
た、レールクランプ装置3は、ボールねじ3aの回転に
より移動されるようになっている。4はプレス機本体1
における押し込み量を算出する演算装置、5は矯正装置
全体を制御する制御装置、6はガイドレールを支持する
フリーローラである。
して示す平面図である。図において、11は長尺材とし
てのガイドレールであり、エレベータのガイドレール1
1としては、例えば5m、又は4mのものがある。12
は固定台、13はガイドレール11の長手方向へ移動可
能に固定台12に設けられている一対の受け型、14は
固定台12に対向して設けられ、固定台12に接離する
方向へ移動可能な可動台、15はガイドレール11の長
手方向へ移動可能に可動台14に設けられている一対の
押し型である。
ール11の位置決めを行うガイドローラ、17〜20は
ガイドレール11の長手方向に沿って等間隔に設けら
れ、それぞれガイドレール11の局部的な曲がり量を検
出する第1ないし第4のセンサであり、これらのセンサ
17〜20としては、例えば接触式の測長センサが使用
される。
5は図1のプレス機本体1における押し込み量の求め方
を説明するための説明図、図6は図1の装置の動作を説
明するためのフローチャートである。まず、図4に示す
ように、ガイドレール11の先端部P1が第3のセンサ
19の位置に達するまで、図1の左側の搬送装置2によ
りガイドレール11が搬送され、プレス機本体1に投入
される(ステップS1)。
7,18,19により、これからプレスされる矯正前の
スパンP1P3間の曲がり量が測定される(ステップS
2)。即ち、センサ17,18,19で測定されたガイ
ドレール11までの距離をそれぞれL1,L2,L3とす
れば、スパンP1P3間の曲がり量δ1は、δ1=|L2|
−|L1+L3|/2で表される。
変形量が演算装置4により算出される(ステップS
3)。ここで、スパンP1P3間はガイドレール11の端
部であり、初回プレス矯正となるため、与えたい塑性変
形量d1は、そのままd1=δ1となる。
れた閾値以上であるかどうかが判別される(ステップ
4)。この閾値は、プレス機本体1の精度等に応じて決
められるものであり、例えば0.2mm程度に設定する
ことができる。与えたい塑性変形量d1が閾値以上であ
れば、押し型15による押し込み量F1が、式F1=Kd
1から算出される(ステップS5)。
定数である。即ち、加重試験機を用いて、ある押し込み
量に対して除荷後のガイドレール11の塑性変形量を求
める。このような実験を、押し込み量を変えて何回も行
い、得られた離散的なデータから最小2乗法により近似
直線を求め、その直線からKを求める。
れるとともに、ガイドレール11が押し型15と受け型
13との間のプレス位置まで搬送、即ちセンサ17〜2
0の1ピッチ分だけ搬送され(ステップS6)、押し込
み量F1によりプレス矯正される(ステップS7)。こ
のとき、受け型13及び押し型15は、それぞれガイド
レール11の長手方向へ移動可能になっているため、受
け型13及び押し型15のいずれか一方を開、他方を閉
とすることにより、ガイドレール11の曲がりの向きに
合わせてプレス矯正することができる。
も小さかった場合には、押し込み量を求めたりプレス矯
正したりすることなく、直ちにセンサ17〜20の1ピ
ッチ分だけ搬送される(ステップS8)。
又はプレス矯正なしで単にガイドレール11が搬送され
た後、ガイドレール11が最後尾まで搬送されたかどう
かが判別され(ステップS9)、最後尾であれば作業は
終了、最後尾でなければ次のスパンの矯正作業が行われ
ることになる。
の部分の曲がり量δ2=|L3|−|L2+L4|/2だけ
でなく、直前にプレス矯正されたスパンP1P3の矯正後
の曲がり量δ′1=|L2|−|L1+L3|/2が第2な
いし第4のセンサ18〜20により測定される。そし
て、スパンP2P4に対する与えたい塑性変形量はd
2は、d2=δ′1+δ2となる。以後のスパンについて
も、同様の動作が繰り返される。
ある。図において、スパンPn-1Pn +1間はこれからプレ
ス矯正が行われるスパン、スパンP1P3間〜スパンP
n-2Pn間は既にプレス矯正が行われたスパンである。ま
た、Lnは、センサ17〜20とガイドレール11との
間の距離である。そして、スパンPn-1Pn+1間の曲がり
量δnは、δn=|Ln|−|Ln-1+Ln+1|/2で表さ
れる。また、既にプレス矯正されたスパンPn-2Pn間の
曲がり量δ′n-1は、δ′n-1=|Ln-1|−|Ln -2+L
n|/2で表される。
たい塑性変形量dnは、次式で求められる。 dn=Σδ′K-1+δn 但し、δ′K-1の総和範囲は、K=2〜nとする。
的精度の悪いものを用いたとすると、各スパンにおける
局部的な真直度は、その矯正精度に依存したものとなる
のは勿論である。しかし、スパンPn-1Pn+1間における
与えたい塑性変形量dnを上式により求め、ガイドレー
ル11の先端部から順次プレス矯正を繰り返すことによ
り、プレス機本体1の矯正精度が比較的悪いままであっ
ても、ガイドレール11の全長にわたる真直度は高精度
なものとなる。
との関係は、素材の成分や寸法精度等により、例えば約
0.1〜0.2mm/500mm程度のばらつきが生じ
る。これに対し、始めに全長の曲がりを測定し、押圧位
置と押し込み量とを決めてしまう従来の方法では、全長
にわたる高精度の真直度を得るためには、全てのスパン
においてプレスの精度をかなり上げる必要があり、実際
には何度も矯正作業を繰り返すことになる。
りの履歴をフィードバックして、次にプレス矯正するス
パンに与えたい塑性変形量を決めるため、プレス矯正の
精度はそのままで、ガイドレール11をうまく曲げて行
き、全長にわたる真直度としては良い結果を得ることが
できる。
検出できるが、上記の例では4個のセンサ17〜20を
用いたので、これらのセンサ17〜20は固定したまま
で、δnとδ′n-1とを同時に検出することができる。
5の間隔の半分を、センサ17〜20のピッチ、及びガ
イドレール11の搬送ピッチとすることにより、スパン
の半分ずつでプレス位置を重複させることができ、プレ
ス分岐点での曲がりを矯正することができる。
ールねじ3aにより駆動されるので、位置決め精度が高
く、搬送ピッチの変更も容易に行うことができる。
レール11の長手方向へ移動可能になっているが、一対
の受け型13の間隔及び一対の押し型15の間隔をそれ
ぞれ調整可能とすれば、同一のプレス機本体1において
ガイドレール11にかかる曲げモーメント等を変えるこ
とができ、従ってガイドレール11の種類等に応じて最
適な間隔を選択することができ、プレスの精度自体を向
上させることができる。
施の形態2によるプレス機本体における押し込み量の求
め方を説明するための説明図である。この例では、スパ
ンPn-1Pn+1間における与えたい塑性変形量dnを求め
る方法として、プレス矯正後の曲がりの履歴をフィード
バックする際に最小2乗法が用いられる。図7におい
て、既に矯正を行った点P1〜Pn-1における最小2乗直
線Xは、点P1〜Pnと近似直線との間の距離をそれぞれ
γ′K(K=1,・・・・・,n−1)とすれば、 Σ(γ′K-1)2→最小 となるようにして求めることができる。但し、(γ′
K-1)2の総和範囲は、K=2〜nである。
たい塑性変形量dnは、既に矯正した点P1〜Pn-1にお
ける最小2乗直線と点Pnとの距離γnがゼロとなるよう
に与えてやればよい。他の装置構成及び動作について
は、上記実施の形態1と同様である。
形量を求める演算はやや複雑になるが、全長にわたる真
直度をより高精度にすることができる。
3の上下方向の曲がり矯正のみについて示したが、断面
T字状のエレベータのガイドレール11では、前後方向
及びそれに直角な方向(BG方向)への曲がりを矯正す
る必要があるため、このような場合、例えば前後方向へ
の曲がりを矯正した後、ガイドレール11を反転装置に
より90゜反転させた後、前後方向の矯正時とは逆方向
へガイドレール11を搬送しながらBG方向への曲がり
を同様に矯正すればよい。
ス機本体1に対して往復させて矯正する場合、図8に示
すように、第5のセンサ21を他のセンサ17〜20と
等間隔で設けることにより、図7の矢印ABいずれの方
向へガイドレール11を搬送しても実施の形態1と同様
のプレス矯正を行うことができる。即ち、図7の矢印A
方向へ搬送する場合は、実施の形態1と同様であるた
め、第1ないし第3のセンサ17,18,19により矯
正前の曲がり量が測定され、第2ないし第4のセンサ1
8,19,20により矯正後の曲がり量が測定される。
また、図7の矢印B方向へ搬送する場合には、第3ない
し第5のセンサ19,20,21により矯正前の曲がり
量が測定され、第2ないし第4のセンサ18,19,2
0により矯正後の曲がり量が測定される。
3個のセンサにより行うことができるため、3個のセン
サを長尺材の長手方向へ移動させれば、作業効率及び測
定精度はやや低下するが、矯正前及び矯正後の曲がり量
を3個のセンサのみで測定することも可能ではある。
て接触式の測長センサを示したが、例えば非接触式のレ
ーザ式測長センサ等であっもよい。
ベータのガイドレール11を示したが、例えばH型鋼等
の鋼材など、矯正が必要となるものであれば、種々の長
尺材にこの発明は適用できる。
長尺材の矯正装置は、プレス機本体に複数個のセンサを
設け、プレス機本体に搬送された長尺材のプレス矯正前
のスパンの曲がり量とプレス矯正後のスパンの曲がり量
とをそれぞれ検出し、プレス矯正後のスパンの曲がり量
の履歴を加味してプレス機本体における押し込み量を算
出するようにしたので、プレス矯正の精度を特に向上さ
せることなく、長尺材の全長にわたる真直度を効率良く
高精度にすることができる。
ンサとして、長尺材までの距離を検出する少なくとも4
個の測長センサを用いたので、簡単な構成により長尺材
の矯正前及び矯正後の曲がり量を同時に検出することが
できる。
ンサを等間隔で設け、センサの間隔と長尺材の搬送ピッ
チとを同じにしたので、長尺材の矯正前及び矯正後の曲
がり量を効率良く検出することができる。
レス機本体に対して長尺材を両方向へ搬送可能にすると
ともに、5個のセンサを等間隔で設け、中央の3個のセ
ンサによりプレス矯正後のスパンの曲がり量を測定し、
長尺材の搬送方向の上流側から3個のセンサによりプレ
ス矯正前のスパンの曲がり量を測定するようにしたの
で、長尺材の断面2方向への矯正作業をセンサを移動さ
せることなく連続して行うことができ、作業性が向上す
る。
イドレールを挟持しボールねじの回転によりガイドレー
ルの長手方向へ移動するレールクランプ装置を有し、プ
レス機本体に対してガイドレールを搬送する搬送装置を
備えたので、長尺材の位置決め精度を向上させることが
できるとともに、搬送ピッチの変更・調整も容易に行う
ことができる。
レス機本体に搬送された長尺材のプレス矯正前のスパン
に与えたい塑性変形量を、そのスパンの曲がり量及びプ
レス矯正後のスパンの曲がり量の履歴から求め、与えた
い塑性変形量からプレス機本体における押し込み量を求
めるので、プレス矯正の精度を特に向上させることな
く、長尺材の全長にわたる真直度を効率良く高精度にす
ることができる。
レス機本体への投入端からn番目のスパンに与えたい塑
性変形量dnを、式dn=Σδ′K-1+δn(但し、δnは
n番目のスパンの矯正前の曲がり量、δ′K-1はK−1
番目のスパンの矯正後の曲がり量、δ′K-1の総和範囲
はK=2〜n。)により求めるようにしたので、簡単な
演算により長尺材の全長にわたる真直度を効率良く高精
度にすることができる。
レス機本体への投入端からn番目のスパンに与えたい塑
性変形量dnを、プレス矯正後の1番目からn−1番目
までのスパンを区画する点P1〜Pn-1における最小2乗
直線と点Pnとの距離γnがゼロとなるようにして求める
ようにしたので、真直度をさらに高精度にすることがで
きる。
レス機本体におけるプレス幅の半分のピッチで長尺材を
搬送するようにしたので、スパンの半分ずつでプレス位
置を重複させることができ、プレス分岐点での曲がりを
矯正することができる。
ス矯正装置を示す側面図である。
面図である。
め方を説明するための説明図である。
ャートである。
における押し込み量の求め方を説明するための説明図で
ある。
の要部を示す平面図である。
装置、3a ボールねじ、4 演算装置、5 制御装
置、11 ガイドレール(長尺材)、17〜21セン
サ。
Claims (9)
- 【請求項1】 プレス機本体に対して長尺材を所定のピ
ッチで搬送するとともに、上記プレス機本体により上記
長尺材をその端部からスパン毎に順次プレス矯正する長
尺材の矯正装置であって、 上記 長尺材の曲がりをプレス矯正するプレス機本体と、 このプレス機本体に上記長尺材を所定のピッチで搬送す
る搬送装置と、 互いに等間隔に、かつ3個1組で上記プレス機本体に設
けられ、上記プレス機本体に搬送された上記長尺材のプ
レス矯正前のスパンの曲がり量、及びプレス矯正後のス
パンの曲がり量をそれぞれ検出する複数個のセンサと、上記プレス矯正後のスパンの曲がり量をフィードバック
して、上記 プレス矯正前のスパンの曲がり量と上記プレ
ス矯正後のスパンの曲がり量の履歴とから、上記プレス
機本体における押し込み量を算出する演算装置と、 この演算装置からの情報に応じて上記プレス機本体及び
上記搬送装置を制御する制御装置とを備えていることを
特徴とする長尺材の矯正装置。 - 【請求項2】 上記長尺材の搬送方向の上流側から第1
ないし第4のセンサが互いに等間隔に設けられ、上記第
1、第2及び第3のセンサによりプレス矯正前のスパン
の曲がり量が測定され、上記第2、第3及び第4のセン
サによりプレス矯正後のスパンの曲がり量が測定される
ことを特徴とする請求項1記載の長尺材の矯正装置。 - 【請求項3】 センサが等間隔で設けられており、上記
センサの間隔と長尺材の搬送ピッチとが同じであること
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の長尺材の矯正
装置。 - 【請求項4】 プレス機本体に対して長尺材が両方向へ
搬送可能になっているとともに、5個のセンサが等間隔
で設けられており、中央の3個のセンサによりプレス矯
正後のスパンの曲がり量が測定され、上記長尺材の搬送
方向の上流側から3個のセンサによりプレス矯正前のス
パンの曲がり量が測定されるようになっていることを特
徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の長
尺材の矯正装置。 - 【請求項5】 長尺材を挟持し、ボールねじの回転によ
り上記長尺材の長手方向へ移動するクランプ装置を有
し、プレス機本体に対して上記長尺材を搬送する搬送装
置を備えていることを特徴とする請求項1ないし請求項
4のいずれかに記載の長尺材の矯正装置。 - 【請求項6】 プレス機本体に対して長尺材を所定のピ
ッチで搬送するとともに、上記プレス機本体により上記
長尺材をその端部からスパン毎に順次プレス矯正する長
尺材の矯正方法であって、上記プレス機本体に搬送され
た長尺材のプレス矯正前のスパンに与えたい塑性変形量
を、そのスパンの曲がり量と、フィードバックされたプ
レス矯正後のスパンの曲がり量の履歴とから求め、上記
与えたい塑性変形量から上記プレス機本体における押し
込み量を求めることを特徴とする長尺材の矯正方法。 - 【請求項7】 プレス機本体への投入端からn番目のス
パンに与えたい塑性変形量dnは、n番目のスパンの矯
正前の曲がり量をδn、K−1番目のスパンの矯正後の
曲がり量をδ′K-1、δ′K-1の総和範囲をK=2〜nと
すると、 dn=Σδ′K-1+δn により求められることを特徴とする請求項6記載の長尺
材の矯正方法。 - 【請求項8】 プレス機本体への投入端からn番目のス
パンに与えたい塑性変形量dnは、プレス矯正後の1番
目からn−1番目までのスパンを区画する点P1〜Pn-1
における最小2乗直線と点Pnとの距離γnがゼロとなる
ようにして求められることを特徴とする請求項6記載の
長尺材の矯正方法。 - 【請求項9】 プレス機本体におけるプレス幅の半分の
ピッチで長尺材を搬送することを特徴とする請求項6な
いし請求項8のいずれかに記載の長尺材の矯正方法。
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1996
- 1996-08-16 JP JP21641896A patent/JP3434981B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH1058039A (ja) | 1998-03-03 |
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