JP3439231B2 - ロール成形方法 - Google Patents

ロール成形方法

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JP3439231B2 JP06619093A JP6619093A JP3439231B2 JP 3439231 B2 JP3439231 B2 JP 3439231B2 JP 06619093 A JP06619093 A JP 06619093A JP 6619093 A JP6619093 A JP 6619093A JP 3439231 B2 JP3439231 B2 JP 3439231B2
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光弘 小沢
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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、金属モール等の成形方
法に関するもので、自動車用モール、ドアフレーム、そ
の他住宅用窓枠等の建材品をロール成形する際に利用さ
れるロール成形方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】世の中では、ロール成形が長尺部品を連
続成形できるという理由でよく使われ、注目されてい
る。特にケージロール成形方法は、成形ロールの位置、
傾きが自由に簡単な操作で設定できることから、フレキ
シブル性に富むという利点があるため注目されている。
しかし、成形中に被加工材の幅方向に不均一な変形が生
ずることからどうしてもそり、ねじれが発生するという
問題があった。従来、金属モールの成形方法として、
許第1646346号がある。この方法では経験に基づ
いたロール圧下量の調整あるいは成形ロールの傾斜によ
りそり、ねじれを調整することになる。しかし、問題点
として成形品の形状をくずさないために圧下量を大きく
変更できないため効果が小さいこと、また効果の現われ
方がわかりにくいため(変化の仕方が複雑、予知難)試
行錯誤の繰り返しが多くなるということがあった。 【0003】また、特開昭63−215319号があ
る。この方法は、成形完了後に矯正用のロールでそり、
ねじれを矯正する方法である。しかし、問題点として工
程が増える、また単に曲げ、ねじり変形を与えてひずみ
分布を変えようとするため十分大きな矯正効果が得られ
ず、無理をすると断面が変形することがあった。 【0004】 【発明が解決しょうとする課題】本発明者等は上記従来
技術の問題点に鑑み、詳細な研究を重ね、以下のことに
着眼し本発明をなすに至ったものである。通常、ロール
成形においてそり、ねじれが発生するが、被加工材の横
断面を図1のように4分割して考えた場合、例えば左右
方向のそりを無くすためにロール位置を左右に移動する
と、左右方向でバランスをとることができても左あるい
は右半分の上下で新たな不均一が生じる。また上下にロ
ール位置を変えると、上下のバランスをとることはでき
ても、左右方向で新たな不均一が生じることになる。そ
こで、ひとつのスタンドのロール位置調整をX方向だけ
でなく、同時にY方向にも移動すると、そり、ねじれは
様々に変化するが、図1に示した4領域がバランスする
ようなロール位置が存在するのではないかと考え、本発
明をなすに至ったものである。 【0005】本発明は、最終工程に近い成形ロールを被
加工材の進行方向に直角の平面内で移動し、この成形ロ
ールによって成形することによりそり、ねじれを同時に
抑制することができるロール成形方法を提供することを
目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明のロール成形方法
は、板状の被加工材の一部分を拘束して変形を与える小
ロールよりなる多数の成形ロールを配置し、該成形ロー
ルによって上記被加工材を段階的成形するロール成形
方法であって、最終工程に近い成形ロールの前後の成形
ロールによって被加工材をずれないように保持した状態
で、上記最終工程に近い成形ロールを被加工材の進行方
向にほぼ直角の平面内で2次元的に移動し、上記最終工
程に近い成形ロールによって、成形完了品のねじれ、そ
りが小さくなるようにロール成形を行なうことを特徴と
する。 【0007】成形ロールは、成形完了品の断面形状の変
形、縁波あるいはロールきずなどの外観不良を起こさな
い範囲で移動できる。また、移動する成形ロールの前後
の成形ロールにおいて被加工材がずれないためには、上
下のロールの凹凸の開き角度や先端の半径が小さいほう
がよく、最終工程に近い成形ロールの場合は、一般にこ
れらが小さいので、ほとんどの場合問題は無いが、最終
工程から離れた成形ロールで凹凸の開き角度や先端の半
径が大きい場合は、ずれやすい方向にこれを止めるサイ
ドロールを利用することが望ましい。 【0008】 【作用】本発明のロール成形方法において、最終工程に
近い成形ロールの位置を被加工材の進行方向にほぼ直角
の平面内で、成形の際に2次元的に移動することによ
り、そり、ねじれを抑制することができるのは、以下の
通りであると推定される。すなわち、そり、ねじれの原
因となっている不均一な長手方向伸びひずみと反対のひ
ずみ分布を新たに加えるので、ねじれの主要因である成
形完了品の不均一な長手方向の伸びひずみを均一化する
ことができる。このことをより具体的に説明する。一般
に、曲げ成形を行うと、例えば図2のように長さl0
被加工材1の折曲げられる側の端2の長さはl0 +Δl
0 になるが、曲げコーナ3はl0 のままである。したが
って、このロールを通過後、伸びた量Δl0 は余ること
になり釣合いをとるために被加工材1全体がゆがんで、
そり、ねじれ等が発生する。 【0009】これに対して本発明のように、成形ロール
の位置を被加工材1の進行方向にほぼ直角の平面内で、
2次元的にb1 からb2 に移動することにより(図
3)、被加工材の端2の伸び量が小さくなってΔlE
なり、曲げコーナ3において伸び量の増大が図られ、端
2の長さは伸び量が減少して伸び、ひずみの幅方向分布
が変化する。その結果、他の成形ロールで発生した伸び
ひずみの幅方向分布と合成されて均一化が図られ、そ
り、ねじれを緩和することができる。また、本発明のロ
ール成形方法は、曲げ成形中に行なうため断面形状をゆ
がめることなくひずみ分布を大きく変えることができ、
さらに曲げ成形により生ずる不均一な長手方向の伸びひ
ずみを生じないようにするのでその効果が大きい。 【0010】本発明における成形ロールの位置の移動
は、最終工程に近い成形ロールで行う。最終工程から遠
い成形ロールでは、そり、ねじれを抑制するための調整
はしない。最終工程から遠い成形ロールで行なう場合
は、その後の成形で新たな不均一ひずみが大きく発生す
るので効果が無くなるか、その効果が小さく、効果があ
る場合でも成形完了品における効果の現われ方が複雑で
予測が難しいためである。 【0011】本発明において、成形完了品のそり、ねじ
れ量を把握する方法には、特に限定はなく、例えばレー
ザ等の光学的あるいは機械的な方法で行えばよい。ま
た、ロール位置を移動する方法にも、特に限定はなく、
例えば成形ロールあるいは成形ロールスタンドをステッ
ピングモータや油圧シリンダなどを使って移動して行
う。 【0012】 【発明の効果】本発明のロール成形方法によれば、最終
工程に近い成形ロールの位置を被加工材の進行方向にほ
ぼ直角の平面内で、成形の際に2次元的に移動すること
により、被加工材に発生したそり、ねじれをほぼ完全に
抑制することができる。 【0013】 【実施例】(実施例1) 使用した装置は、図4に示すような構成からなる。その
加工部は、ピンチロールスタンド4に設置されたピンチ
ロール41、入側駆動ロールスタンド5に設置された入
側駆動ロール51、アイドラロールスタンド6に設置さ
れたアイドラロール61、No 1〜No 14までの14
段の無駆動小ロール群7及び出側駆動ロールスタンド8
に設置された出側駆動ロール81から成っている。上記
14段の無駆動小ロール群7は、図5、図7に示すごと
く、板状の被加工材の一部分を拘束して変形を与える小
ロール(ケージロール)よりなる。被加工材1は、その
横端面をガイドするローラを備えたピンチロール41で
挿入位置(高さおよび横方向)、傾きおよび方向が決め
られ、入側駆動ロール51に挿入される。 【0014】ここで最初の曲げ加工が行なわれるととも
に、送り力が与えられる。そして被加工材1は、アイド
ラロール61を経て成形用の無駆動小ロール7を通り、
出側駆動ロール81に達し、ここで成形品9となって引
き出される。No 1〜No 14の成形ロールスタンド7
および出側駆動のロール81の位置は全て図5に示す左
右、上下(あるいは圧下)方向にサーボモータ駆動ある
いは手動によって調整できるようになっている。傾きの
調整もサーボモータ駆動あるいは手動で調整できる。N
o 1〜No 14の成形ロールスタンド7の上ロールの加
圧力は油圧シリンダで与えられる。 サーボモータによ
って駆動するロールの位置、傾き、及び駆動ロールの回
転数等は、あらかじめ入力したデータにもとづいて、専
用のマイクロコンピュータからの指令により設定され
る。 【0015】入側駆動ロール51の周速は5.54m/
min(回転数21rpm,平均径84mm)、出側駆
動ロール81は周速5.86m/min(9.4rp
m,平均径198.6mm)とし、被加工材1に張力が
加わるようになっている。またロール圧下力は入側駆動
ロール51では170kgf、出側駆動ロール81では
160kgf、No 1〜No 14の成形ロール7では2
2kgfとし、アイドラロール61の間隙は被加工材1
の板厚とした。成形対象は、図6に示すモールである。
被加工材は、板厚0.4mm、幅41.8mmのSUS
430コイル材である。 【0016】成形完了品9のそり、ねじれ量は、最初は
目視で検知し、そのそり、ねじれの大きさに対応して被
加工材の進行方向に直角な平面内で2次元的に最終成形
ロール直前の成形ロールNo 13の位置を移動する。そ
の際、成形ロールを図7に示すようにその初期設定位置
の周囲において移動し、そり量、ねじれ量が共に小さく
なる方向にロールを移動する。図中Aは初期設定位置
を、また・は成形ロールを移動した位置を示す。そり、
ねじれ量が目視で判定しにくい程度に小さくなったら、
平面体を成形完了品9に当てて目視あるいはダイヤルゲ
ージで検出し、その値が目標値になるまで成形ロールN
o 13を移動して成形する。このようにして、最終成形
ロール直前の成形ロールNo 13を被加工材の進行方向
に直角な平面内でX方向およびY方向に移動して成形完
了品のそり、ねじれを求めた。その結果を図8に示した
が、この図において、そりは実線、ねじれは点線で示
す。図8に示すように、成形ロールNo 13をX方向、
Y方向にそれぞれ個別に移動した場合、そり、ねじれは
それぞれの変化を示す。例えば基準の位置AからY方向
に−1.5mm移動するとそり量は小さくなるがねじれ
量は逆に大きくなり、一方X方向に−4.0mm移動す
るとそり量はゼロになるがねじれは無くならない。この
ようにX方向、Y方向それぞれ個別に移動しただけでは
そり、ねじれを共にゼロにすることはできない。しか
し、例えばX方向に−4.0mm、Y方向に2.5mm
移動して被加工材を成形するというように、X方向とY
方向に同時に移動すると、より、そり、ねじれを共に無
くすことができることがわかる。なお、本実施例におい
て入側および出側の駆動ロールの周速は結果にそれほど
影響をおよぼすものではなく、例えば8〜10m/mi
nの場合にも同様な結果を示した。 【0017】(実施例2)本実施例2のロール成形方法
は、実施例1のロール成形方法に、センサおよびサーボ
モータを用いてそり、ねじれを自動調整するシステムを
導入したものである。この方法は、成形完了品のそり、
ねじれ量をセンサにより自動計測し、そのそり、ねじれ
量からコンピュータによりロール位置を演算し、その結
果にもとづき最終成形ロール直前の成形ロールの位置を
サーボモータにより調整する構成からなる。そり、ねじ
れ量の計測は、一定距離を隔てた同一面に軽度に接触さ
せた2本の棒状の触手を有するセンサによって行なっ
た。その触手は、転動体あるいは低摩擦の摺動体を表面
部に有する棒状体で、成形品に接触させた際に棒状の触
手の両端の各々の変位量を測定する機構を有している。
このセンサにより求めた変位量から前記コンピュータに
よってそれぞれの触手の変位および傾き、すなわち成形
品の面の変位および傾きを求め、その差をそり量および
ねじれ量とした。本実施例2のロール成形方法によれ
ば、極めて短時間にそり、ねじれ量をほぼゼロにするこ
とができた。
【図面の簡単な説明】 【図1】被加工材の横断面を4つの領域に区分した状態
を示した図である。 【図2】従来の曲げ成形における被加工材の端と曲げコ
ーナの軌跡長さを示す図である。 【図3】本発明の曲げ成形における被加工材の端と曲げ
コーナの軌跡長さを示す図である。 【図4】実施例で使用した装置の概略図である。 【図5】実施例で使用した成形ロ−ルのロ−ル位置の移
動方向を示す図である。 【図6】実施例1で使用した成形対象品の断面を示す概
略図である。 【図7】実施例1においてNo 13成形ロールのロール
位置の移動方向を示す図である。 【図8】実施例1においてNo 13成形ロールの位置と
成形品のそり、ねじれ量の関係を示した図である。 【符号の説明】 1 被加工材 2 被加工材の端 3 被加工材の曲げコーナ 41 ピンチロール 51 入側駆動ロール 61 アイドラロール 7 無駆動小ロール 81 出側駆動ロール 9 成形品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松居 正夫 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1株式会社 豊田中央研究所内 (72)発明者 小沢 光弘 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイ シン精機株式会社内 (72)発明者 武田 伸 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイ シン精機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−64122(JP,A) 特公 昭59−35688(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21D 5/06

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 板状の被加工材の一部分を拘束して変形
    を与える小ロールよりなる多数の成形ロールを配置し、
    該成形ロールによって上記被加工材を段階的成形する
    ロール成形方法であって、 最終工程に近い成形ロールの前後の成形ロールによって
    被加工材をずれないように保持した状態で、上記最終工
    程に近い成形ロールを被加工材の進行方向にほぼ直角の
    平面内で2次元的に移動し、上記最終工程に近い成形ロ
    ールによって、成形完了品のねじれ、そりが小さくなる
    ようにロール成形を行なうことを特徴とするロール成形
    方法。
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JP4884170B2 (ja) * 2006-11-07 2012-02-29 日鐵住金建材株式会社 ロール成形装置における曲げ点ずれ修正装置

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