JP3575926B2 - 折曲げ機における折曲げ角度補正方法および補正装置 - Google Patents
折曲げ機における折曲げ角度補正方法および補正装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３軸以上の駆動軸を有するラムに支持される駆動金型（パンチ）と、このラムに対向配置されて両端部が固定されるテーブルに支持される固定金型（ダイ）との協働によって板状のワークを折り曲げる折曲げ機における折曲げ角度補正方法および補正装置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１１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５２の下端部には上型（パンチ）５７が、固定テーブル５３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際に、ワークが機械の中心線Ｃに対して左右いずれかの方向に偏って位置決めされたときには、この偏った側のサイドフレームが他方のサイドフレームより大きく変形するために曲げ加工後のワークの曲げ角度が各端部において一致しなくなるという問題点があった。このような問題点に対処したものとして、特開平７−３９９３９号公報に開示されているものがある。この公報に記載の技術によれば、目標とする曲げ角度に対応する軸毎の動作量だけ左右一対の駆動機構によりラムを２軸駆動した後に、被加工物の両端部の曲げ角度を計測し、これら実測される曲げ角度と目標曲げ角度との誤差に応じて軸毎の動作量を修正するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報（特開平７−３９９３９号公報）に記載のものでは、被加工物の両端の曲げ角度差の補正については傾き量を調整することにより行うことが可能であるが、中開きがあってクラウニングの調整が必要になった場合には、そのクラウニング調整をどの箇所でどれだけ行えば良いかを知ることができない。また、機械中心とワーク中心とが異なる所謂偏心曲げの場合に、クラウニング調整によって傾き量を見直すことが必要であり、ワーク全長にわたって高精度の曲げ角度を得ようとしたときに両端の角度補正だけでは補正しきれないという問題点がある。
【０００５】
また、これら従来例のものはいずれも、左右各１軸ずつ計２軸のラム駆動軸を有するプレスブレーキに適用されるものであるために、演算により求められたテーブルの変形形状に適合するように適正なラムの変形を与えることが困難であるという問題点もある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消することを目的として、材料，機械その他の要因によって目標折曲げ角度にワークが折り曲がらなくても、両端と中央部との角度差を入力することにより簡単に補正することができ、これによってワークの全長にわたって中開きのない均一で、かつ精度の高い曲げ角度を得ることのできる折曲げ機における折曲げ角度補正方法および補正装置を提供することにある。
【０００７】
【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、本発明による折曲げ機における折曲げ角度補正方法は、
３軸以上の駆動軸により昇降駆動されるラムに支持される駆動金型と、このラムに対向配置されて両端部が固定されるテーブルに支持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折曲げ機における折曲げ角度補正方法であって、
曲げ加工条件に基づいて前記各駆動軸位置における前記駆動金型と固定金型との最接近距離を演算し、この演算結果に基づいてラム目標位置を求める行程と、
曲げ加工済みのワークの折曲げ角度と目標折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箇所で求める行程と、
この求められる偏差に基づいて、テーブルたわみ量から各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値を求める行程と、
前記ラム目標位置および前記補正値に基づいて、前記ラムを各駆動軸毎に制御しながら同時に駆動し、テーブルの変形形状に適合するようにラムに適正な変形を与える行程と
を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明による折曲げ角度補正方法によれば、曲げ加工条件に基づいて各駆動軸位置における駆動金型と固定金型との最接近距離が演算され、この演算結果に基づいてラム目標位置が求められる。また、曲げ加工済みのワークの折曲げ角度と目標折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を各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値に換算することによりその補正値が求められる。そして、前記ラム目標位置および前記補正値に基づいて、前記ラムを各駆動軸毎に制御しながら同時に駆動され、テーブルの変形形状に適合するようにラムに適正な変形が与えられる。このように、材料，機械その他の要因によって目標とする折曲げ角度にワークが折り曲がらなくても、両端および中央部の目標折曲げ角度との角度差を入力するだけで、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、折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な曲げ角度を得ることが可能となる。
【０００９】
本発明において、前記補正値を求める行程は、
前記偏差に基づいてワークの両端を結ぶ線と前記中央部とのテーブルたわみ量差から得られるクラウニング補正値を求める行程と、
このクラウニング補正値によるワーク両端のテーブルたわみ量差とワークの左右の曲げ角度差とから得られる傾き量補正値を求める行程と、
前記クラウニング補正値と前記傾き量補正値とから各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値を求める行程
とを備えるのが好ましい。
【００１０】
次に、本発明による折曲げ機における折曲げ角度補正装置は、
３軸以上の駆動軸により昇降駆動されるラムに支持される駆動金型と、このラムに対向配置されて両端部が固定されるテーブルに支持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折曲げ機における折曲げ角度補正装置であって、
（ａ）曲げ加工条件に基づいて前記各駆動軸位置における前記駆動金型と固定金型との最接近距離を演算し、この演算結果に基づいてラム目標位置を演算するラム目標位置演算手段、
（ｂ）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箇所における、曲げ加工済みのワークの折曲げ角度と目標折曲げ角度との偏差に係るデータを入力する入力手段、
（ｃ）この入力手段から入力されるデータに基づいて、テーブルたわみ量から各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値を演算する補正値演算手段および
（ｄ）前記ラム目標位置演算手段および前記補正値演算手段の演算結果に基づいて、前記ラムを各駆動軸毎に制御しながら同時に駆動し、テーブルの変形形状に適合するようにラムに適正な変形を与えるラム駆動手段
を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明においては、ラム目標位置演算手段により、曲げ加工条件に基づいて各駆動軸位置における駆動金型と固定金型との最接近距離が演算され、この演算結果に基づいてラム目標位置が演算される。また、曲げ加工済みのワークの折曲げ角度と目標折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が入力手段によって入力されると、その入力データに基づいて補正値演算手段により各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値が演算される。そして、前記ラム目標位置演算手段および前記補正値演算手段の演算結果に基づいて、前記ラムが各駆動軸毎に制御しながら同時に駆動され、テーブルの変形形状に適合するようにラムに適正な変形が与えられる。こうして、材料，機械その他の要因によって目標とする折曲げ角度にワークが折り曲がらなくても、両端および中央部の目標折曲げ角度との角度差を入力するだけで、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、その補正値に基づいてラムが各駆動軸毎に制御されるので、入力データに基づいて折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な曲げ角度を得ることが可能となる。
【００１２】
前記補正値演算手段は、ワークの両端を結ぶ線と中央部とのテーブルたわみ量差から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によるワーク両端のテーブルたわみ量差とワークの左右の曲げ角度差とから得られる傾き量補正値とを各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値に換算することにより補正値を演算するものであるのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による折曲げ機における折曲げ角度補正方法および補正装置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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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，１０ｄ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が折り曲げられるようになっている。
【００１７】
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〜１１ｄの回転駆動力を上下方向の移動力に変換してワークに対する加圧力を発生するように構成されている。
【００１８】
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１９ａ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。
【００１９】
前述のラム駆動装置１０ａ〜１０ｄを制御するためのＮＣ装置１９ａおよび機械制御装置（シーケンサ）１９ｂ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２１，各種データを表示する表示器２２および各種スイッチ類２３を含む操作盤２４は、支持フレーム９に旋回自在なアーム２５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２６が設けられている。
【００２０】
このような構成からなるプレスブレーキにおいては、操作盤２４より入力される使用金型諸元（パンチ先端半径，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（折曲げ角度，折曲げ長さ，折曲げ位置偏心量など）の曲げ加工データに基づき、ワークの曲げ角度が目標曲げ角度になるように材料もしくは板厚のばらつきや金型の摩耗などの不確定な要因を除いたパンチ５とダイ４との最接近距離が各駆動軸位置毎に演算され、この演算結果に基づいてラム２の目標下限位置が演算され、その目標位置になるようにサーボモータ１１ａ〜１１ｄによって各軸が同時に接近，離反され、目標位置になったか否かが各軸におけるラム位置のフィードバック信号で各軸毎に監視，制御される。
【００２１】
ところで、前述のようにラム位置を各軸毎に監視，制御して曲げ加工を行ったとしても、板厚や抗張力の違いもしくは金型摩耗などにより実際の曲げ角度が目標とする希望の曲げ角度に一致しない場合がある。このような事情に鑑み、本実施例のプレスブレーキでは、既に曲げ加工済みのワーク（もしくは試し曲げを行ったワーク）の両端および中央の曲げ角度を計測するとともに、この計測される曲げ角度と所望の目標曲げ角度との偏差に係るデータを入力手段としての操作盤２４から入力することにより各駆動軸位置の補正値を演算するようにされている。次に、この曲げ角度補正のための演算手順を図４に示されるフローチャートおよび図５〜図１０に示される説明図に基づいて説明する。
【００２２】
Ｓ１：曲げ加工済みのワークにおいて計測された折曲げ角度と目標折曲げ角度との偏差から、ワークＷの両端と中央の３箇所での軸の移動量の補正値を操作盤２４から入力する。
【００２３】
Ｓ２：入力データであるワーク曲げ長さと曲げ位置のデータを基に、測定位置、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を計算する（図５参照）。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、これら測定位置は次式で表される。
▲１▼ワーク中央
ＷＰＸＣ＝ＬＬ／２＋ＷＰＰ
▲２▼ワーク左端
ＷＰＸＬ＝ＷＰＸＣ−ＷＬ／２
▲３▼ワーク右端
ＷＰＸＲ＝ＷＰＸＣ＋ＷＬ／２
【００２４】
Ｓ３：目標位置計算時に求められている曲げ荷重ＢＦを基に測定位置でのテーブルたわみ量を求める（図６参照）。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モーメントによるたわみ量ＹＢが次式
ＹＢ＝−（ＲＡ／６×ＷＰＸＣ３ ＋Ｃ１×ＷＰＸＣ）／（Ｅ×ＩＺ ）
で表され、ワーク中央でのせん断力によるたわみ量ＹＳが次式
ＹＳ＝（ＲＡ×ＷＰＸＣ−ＷＱ／２×（ＷＰＸＣ−ＬＡ）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
ＩＺ ：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。
【００２５】
Ｓ４：ステップＳ１で入力された補正値から、ワーク左右端位置の各補正量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７参照）。
ＣＷＰＣＨ＝ＨＳＴＣ−（ＷＰＸＣ−ＷＰＸＬ）×（ＨＳＴＲ−ＨＳＴＬ）／（ＷＰＸＲ−ＷＰＸＬ）−ＨＳＴＬ
また、曲げ荷重から求めた測定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ＣＷＸＬ，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６参照）。
ＣＷＸＣＨ＝ＣＷＸＣ−（ＷＰＸＣ−ＷＰＸＬ）×（ＣＷＸＲ−ＣＷＸＬ）／（ＷＰＸＲ−ＷＰＸＬ）−ＣＷＸＬ
【００２６】
Ｓ５：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Ｓ４にて得られたＣＷＰＣＨ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８参照）。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−ＣＷＨＨＬ
ここで、ＣＷＨＨＬは測定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−ＣＷＨＨＬ
（ｉ＝１，２，３，４）
【００２７】
Ｓ６：クラウニング補正量を差し引いたワーク両端での補正値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９参照）。
ＣＷＨＴＬ＝ＨＳＴＬ−ＣＷＸＬ×ＣＷＰＣＨ／ＣＷＸＣＨ
ＣＷＨＴＲ＝ＨＤＴＲ−ＣＷＸＲ×ＣＷＰＣＨ／ＣＷＸＣＨ
【００２８】
Ｓ７：前のステップＳ６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９参照）。
ＣＡＫＫｉ＝（ＡＰＰｉ−ＡＰＰ１）×（ＣＷＨＴＲ−ＣＷＨＴＬ）／（ＷＰＸＲ−ＷＰＸＬ）−ＣＡＫＫＬ
（ｉ＝１，２，３，４）
ここで、ＣＡＫＫＬは測定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。
【００２９】
Ｓ８：各駆動軸位置の補正量を得るために、ステップＳ５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Ｓ７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量ＤＰＳＨｉを得る（図１０参照）。
ＤＰＳＨｉ＝ＨＳＴＬ＋ＣＷＨＨｉ＋ＣＡＫＫｉ
（ｉ＝１，２，３，４）
【００３０】
本実施例においては、軸の移動量の補正値を入力するものとしたが、目標曲げ角度との角度差を入力するようにしても、この角度差のデータを、各曲げ緒元データを用いて軸移動量のデータに容易に変換することができる。
【００３１】
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値を基準にしてそれらを結ぶ線とその間の補正値との差からクラウニング補正量を求め、両端の補正値から傾き補正量、左端の補正値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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、曲げ角度補正のための演算手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、測定位置の計算内容を説明する図である。
【図６】図６は、テーブルたわみ量の計算内容を説明する図である。
【図７】図７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８】図８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９】図９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１０】図１０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１１】図１１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）
７，８ サイドフレーム
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
１９ａ ＮＣ装置
１９ｂ 機械制御装置（シーケンサ）
２１ キーボード
２２ 表示器
２４ 操作盤
２６ フートスイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、３軸以上の駆動軸を有するラムに支持される駆動金型（パンチ）と、このラムに対向配置されて両端部が固定されるテーブルに支持される固定金型（ダイ）との協働によって板状のワークを折り曲げる折曲げ機における折曲げ角度補正方法および補正装置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１１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５２の下端部には上型（パンチ）５７が、固定テーブル５３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際に、ワークが機械の中心線Ｃに対して左右いずれかの方向に偏って位置決めされたときには、この偏った側のサイドフレームが他方のサイドフレームより大きく変形するために曲げ加工後のワークの曲げ角度が各端部において一致しなくなるという問題点があった。このような問題点に対処したものとして、特開平７−３９９３９号公報に開示されているものがある。この公報に記載の技術によれば、目標とする曲げ角度に対応する軸毎の動作量だけ左右一対の駆動機構によりラムを２軸駆動した後に、被加工物の両端部の曲げ角度を計測し、これら実測される曲げ角度と目標曲げ角度との誤差に応じて軸毎の動作量を修正するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報（特開平７−３９９３９号公報）に記載のものでは、被加工物の両端の曲げ角度差の補正については傾き量を調整することにより行うことが可能であるが、中開きがあってクラウニングの調整が必要になった場合には、そのクラウニング調整をどの箇所でどれだけ行えば良いかを知ることができない。また、機械中心とワーク中心とが異なる所謂偏心曲げの場合に、クラウニング調整によって傾き量を見直すことが必要であり、ワーク全長にわたって高精度の曲げ角度を得ようとしたときに両端の角度補正だけでは補正しきれないという問題点がある。
【０００５】
また、これら従来例のものはいずれも、左右各１軸ずつ計２軸のラム駆動軸を有するプレスブレーキに適用されるものであるために、演算により求められたテーブルの変形形状に適合するように適正なラムの変形を与えることが困難であるという問題点もある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消することを目的として、材料，機械その他の要因によって目標折曲げ角度にワークが折り曲がらなくても、両端と中央部との角度差を入力することにより簡単に補正することができ、これによってワークの全長にわたって中開きのない均一で、かつ精度の高い曲げ角度を得ることのできる折曲げ機における折曲げ角度補正方法および補正装置を提供することにある。
【０００７】
【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、本発明による折曲げ機における折曲げ角度補正方法は、
３軸以上の駆動軸により昇降駆動されるラムに支持される駆動金型と、このラムに対向配置されて両端部が固定されるテーブルに支持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折曲げ機における折曲げ角度補正方法であって、
曲げ加工条件に基づいて前記各駆動軸位置における前記駆動金型と固定金型との最接近距離を演算し、この演算結果に基づいてラム目標位置を求める行程と、
曲げ加工済みのワークの折曲げ角度と目標折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箇所で求める行程と、
この求められる偏差に基づいて、テーブルたわみ量から各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値を求める行程と、
前記ラム目標位置および前記補正値に基づいて、前記ラムを各駆動軸毎に制御しながら同時に駆動し、テーブルの変形形状に適合するようにラムに適正な変形を与える行程と
を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明による折曲げ角度補正方法によれば、曲げ加工条件に基づいて各駆動軸位置における駆動金型と固定金型との最接近距離が演算され、この演算結果に基づいてラム目標位置が求められる。また、曲げ加工済みのワークの折曲げ角度と目標折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を各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値に換算することによりその補正値が求められる。そして、前記ラム目標位置および前記補正値に基づいて、前記ラムを各駆動軸毎に制御しながら同時に駆動され、テーブルの変形形状に適合するようにラムに適正な変形が与えられる。このように、材料，機械その他の要因によって目標とする折曲げ角度にワークが折り曲がらなくても、両端および中央部の目標折曲げ角度との角度差を入力するだけで、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、折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な曲げ角度を得ることが可能となる。
【０００９】
本発明において、前記補正値を求める行程は、
前記偏差に基づいてワークの両端を結ぶ線と前記中央部とのテーブルたわみ量差から得られるクラウニング補正値を求める行程と、
このクラウニング補正値によるワーク両端のテーブルたわみ量差とワークの左右の曲げ角度差とから得られる傾き量補正値を求める行程と、
前記クラウニング補正値と前記傾き量補正値とから各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値を求める行程
とを備えるのが好ましい。
【００１０】
次に、本発明による折曲げ機における折曲げ角度補正装置は、
３軸以上の駆動軸により昇降駆動されるラムに支持される駆動金型と、このラムに対向配置されて両端部が固定されるテーブルに支持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折曲げ機における折曲げ角度補正装置であって、
（ａ）曲げ加工条件に基づいて前記各駆動軸位置における前記駆動金型と固定金型との最接近距離を演算し、この演算結果に基づいてラム目標位置を演算するラム目標位置演算手段、
（ｂ）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箇所における、曲げ加工済みのワークの折曲げ角度と目標折曲げ角度との偏差に係るデータを入力する入力手段、
（ｃ）この入力手段から入力されるデータに基づいて、テーブルたわみ量から各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値を演算する補正値演算手段および
（ｄ）前記ラム目標位置演算手段および前記補正値演算手段の演算結果に基づいて、前記ラムを各駆動軸毎に制御しながら同時に駆動し、テーブルの変形形状に適合するようにラムに適正な変形を与えるラム駆動手段
を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明においては、ラム目標位置演算手段により、曲げ加工条件に基づいて各駆動軸位置における駆動金型と固定金型との最接近距離が演算され、この演算結果に基づいてラム目標位置が演算される。また、曲げ加工済みのワークの折曲げ角度と目標折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が入力手段によって入力されると、その入力データに基づいて補正値演算手段により各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値が演算される。そして、前記ラム目標位置演算手段および前記補正値演算手段の演算結果に基づいて、前記ラムが各駆動軸毎に制御しながら同時に駆動され、テーブルの変形形状に適合するようにラムに適正な変形が与えられる。こうして、材料，機械その他の要因によって目標とする折曲げ角度にワークが折り曲がらなくても、両端および中央部の目標折曲げ角度との角度差を入力するだけで、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、その補正値に基づいてラムが各駆動軸毎に制御されるので、入力データに基づいて折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な曲げ角度を得ることが可能となる。
【００１２】
前記補正値演算手段は、ワークの両端を結ぶ線と中央部とのテーブルたわみ量差から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によるワーク両端のテーブルたわみ量差とワークの左右の曲げ角度差とから得られる傾き量補正値とを各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値に換算することにより補正値を演算するものであるのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による折曲げ機における折曲げ角度補正方法および補正装置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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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，１０ｄ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が折り曲げられるようになっている。
【００１７】
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〜１１ｄの回転駆動力を上下方向の移動力に変換してワークに対する加圧力を発生するように構成されている。
【００１８】
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１９ａ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。
【００１９】
前述のラム駆動装置１０ａ〜１０ｄを制御するためのＮＣ装置１９ａおよび機械制御装置（シーケンサ）１９ｂ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２１，各種データを表示する表示器２２および各種スイッチ類２３を含む操作盤２４は、支持フレーム９に旋回自在なアーム２５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２６が設けられている。
【００２０】
このような構成からなるプレスブレーキにおいては、操作盤２４より入力される使用金型諸元（パンチ先端半径，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（折曲げ角度，折曲げ長さ，折曲げ位置偏心量など）の曲げ加工データに基づき、ワークの曲げ角度が目標曲げ角度になるように材料もしくは板厚のばらつきや金型の摩耗などの不確定な要因を除いたパンチ５とダイ４との最接近距離が各駆動軸位置毎に演算され、この演算結果に基づいてラム２の目標下限位置が演算され、その目標位置になるようにサーボモータ１１ａ〜１１ｄによって各軸が同時に接近，離反され、目標位置になったか否かが各軸におけるラム位置のフィードバック信号で各軸毎に監視，制御される。
【００２１】
ところで、前述のようにラム位置を各軸毎に監視，制御して曲げ加工を行ったとしても、板厚や抗張力の違いもしくは金型摩耗などにより実際の曲げ角度が目標とする希望の曲げ角度に一致しない場合がある。このような事情に鑑み、本実施例のプレスブレーキでは、既に曲げ加工済みのワーク（もしくは試し曲げを行ったワーク）の両端および中央の曲げ角度を計測するとともに、この計測される曲げ角度と所望の目標曲げ角度との偏差に係るデータを入力手段としての操作盤２４から入力することにより各駆動軸位置の補正値を演算するようにされている。次に、この曲げ角度補正のための演算手順を図４に示されるフローチャートおよび図５〜図１０に示される説明図に基づいて説明する。
【００２２】
Ｓ１：曲げ加工済みのワークにおいて計測された折曲げ角度と目標折曲げ角度との偏差から、ワークＷの両端と中央の３箇所での軸の移動量の補正値を操作盤２４から入力する。
【００２３】
Ｓ２：入力データであるワーク曲げ長さと曲げ位置のデータを基に、測定位置、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を計算する（図５参照）。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、これら測定位置は次式で表される。
▲１▼ワーク中央
ＷＰＸＣ＝ＬＬ／２＋ＷＰＰ
▲２▼ワーク左端
ＷＰＸＬ＝ＷＰＸＣ−ＷＬ／２
▲３▼ワーク右端
ＷＰＸＲ＝ＷＰＸＣ＋ＷＬ／２
【００２４】
Ｓ３：目標位置計算時に求められている曲げ荷重ＢＦを基に測定位置でのテーブルたわみ量を求める（図６参照）。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モーメントによるたわみ量ＹＢが次式
ＹＢ＝−（ＲＡ／６×ＷＰＸＣ３ ＋Ｃ１×ＷＰＸＣ）／（Ｅ×ＩＺ ）
で表され、ワーク中央でのせん断力によるたわみ量ＹＳが次式
ＹＳ＝（ＲＡ×ＷＰＸＣ−ＷＱ／２×（ＷＰＸＣ−ＬＡ）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
ＩＺ ：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。
【００２５】
Ｓ４：ステップＳ１で入力された補正値から、ワーク左右端位置の各補正量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７参照）。
ＣＷＰＣＨ＝ＨＳＴＣ−（ＷＰＸＣ−ＷＰＸＬ）×（ＨＳＴＲ−ＨＳＴＬ）／（ＷＰＸＲ−ＷＰＸＬ）−ＨＳＴＬ
また、曲げ荷重から求めた測定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ＣＷＸＬ，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６参照）。
ＣＷＸＣＨ＝ＣＷＸＣ−（ＷＰＸＣ−ＷＰＸＬ）×（ＣＷＸＲ−ＣＷＸＬ）／（ＷＰＸＲ−ＷＰＸＬ）−ＣＷＸＬ
【００２６】
Ｓ５：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Ｓ４にて得られたＣＷＰＣＨ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８参照）。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−ＣＷＨＨＬ
ここで、ＣＷＨＨＬは測定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−ＣＷＨＨＬ
（ｉ＝１，２，３，４）
【００２７】
Ｓ６：クラウニング補正量を差し引いたワーク両端での補正値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９参照）。
ＣＷＨＴＬ＝ＨＳＴＬ−ＣＷＸＬ×ＣＷＰＣＨ／ＣＷＸＣＨ
ＣＷＨＴＲ＝ＨＤＴＲ−ＣＷＸＲ×ＣＷＰＣＨ／ＣＷＸＣＨ
【００２８】
Ｓ７：前のステップＳ６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９参照）。
ＣＡＫＫｉ＝（ＡＰＰｉ−ＡＰＰ１）×（ＣＷＨＴＲ−ＣＷＨＴＬ）／（ＷＰＸＲ−ＷＰＸＬ）−ＣＡＫＫＬ
（ｉ＝１，２，３，４）
ここで、ＣＡＫＫＬは測定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。
【００２９】
Ｓ８：各駆動軸位置の補正量を得るために、ステップＳ５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Ｓ７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量ＤＰＳＨｉを得る（図１０参照）。
ＤＰＳＨｉ＝ＨＳＴＬ＋ＣＷＨＨｉ＋ＣＡＫＫｉ
（ｉ＝１，２，３，４）
【００３０】
本実施例においては、軸の移動量の補正値を入力するものとしたが、目標曲げ角度との角度差を入力するようにしても、この角度差のデータを、各曲げ緒元データを用いて軸移動量のデータに容易に変換することができる。
【００３１】
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値を基準にしてそれらを結ぶ線とその間の補正値との差からクラウニング補正量を求め、両端の補正値から傾き補正量、左端の補正値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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、曲げ角度補正のための演算手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、測定位置の計算内容を説明する図である。
【図６】図６は、テーブルたわみ量の計算内容を説明する図である。
【図７】図７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８】図８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９】図９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１０】図１０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１１】図１１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）
７，８ サイドフレーム
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
１９ａ ＮＣ装置
１９ｂ 機械制御装置（シーケンサ）
２１ キーボード
２２ 表示器
２４ 操作盤
２６ フートスイッチ
Claims (4)
- ３軸以上の駆動軸により昇降駆動されるラムに支持される駆動金型と、このラムに対向配置されて両端部が固定されるテーブルに支持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折曲げ機における折曲げ角度補正方法であって、
曲げ加工条件に基づいて前記各駆動軸位置における前記駆動金型と固定金型との最接近距離を演算し、この演算結果に基づいてラム目標位置を求める行程と、
曲げ加工済みのワークの折曲げ角度と目標折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箇所で求める行程と、
この求められる偏差に基づいて、テーブルたわみ量から各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値を求める行程と、
前記ラム目標位置および前記補正値に基づいて、前記ラムを各駆動軸毎に制御しながら同時に駆動し、テーブルの変形形状に適合するようにラムに適正な変形を与える行程と
を備えることを特徴とする折曲げ機における折曲げ角度補正方法。 - 前記補正値を求める行程は、
前記偏差に基づいてワークの両端を結ぶ線と前記中央部とのテーブルたわみ量差から得られるクラウニング補正値を求める行程と、
このクラウニング補正値によるワーク両端のテーブルたわみ量差とワークの左右の曲げ角度差とから得られる傾き量補正値を求める行程と、
前記クラウニング補正値と前記傾き量補正値とから各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値を求める行程
とを備えることを特徴とする請求項１に記載の折曲げ機における折曲げ角度補正方法。 - ３軸以上の駆動軸により昇降駆動されるラムに支持される駆動金型と、このラムに対向配置されて両端部が固定されるテーブルに支持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折曲げ機における折曲げ角度補正装置であって、
（ａ）曲げ加工条件に基づいて前記各駆動軸位置における前記駆動金型と固定金型との最接近距離を演算し、この演算結果に基づいてラム目標位置を演算するラム目標位置演算手段、
（ｂ）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箇所における、曲げ加工済みのワークの折曲げ角度と目標折曲げ角度との偏差に係るデータを入力する入力手段、
（ｃ）この入力手段から入力されるデータに基づいて、テーブルたわみ量から各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値を演算する補正値演算手段および
（ｄ）前記ラム目標位置演算手段および前記補正値演算手段の演算結果に基づいて、前記ラムを各駆動軸毎に制御しながら同時に駆動し、テーブルの変形形状に適合するようにラムに適正な変形を与えるラム駆動手段
を備えることを特徴とする折曲げ機における折曲げ角度補正装置。 - 前記補正値演算手段は、ワークの両端を結ぶ線と中央部とのテーブルたわみ量差から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によるワーク両端のテーブルたわみ量差とワークの左右の曲げ角度差とから得られる傾き量補正値とを各駆動軸の軸位置におけるラムの移動量の補正値に換算することにより補正値を演算するものである請求項３に記載の折曲げ機における折曲げ角度補正装置。
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