JP3590073B2 - 折曲げ機用角度検出方法およびその角度検出装置並びに角度センサ - Google Patents
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Description
技術分野
この発明は、例えばプレスブレーキ等のごとき折曲げ加工機によって折曲げられた板状にワークの折曲げ角度を検出する方法及び装置並びにその装置に使用する角度センサに関する。
背景技術
図13を参照するに、従来より、プレスブレーキ（図示省略）に備えたパンチＰとダイＤとの協働で折曲げ加工された被測定物であるワークＷの折曲げ角度２θを検出する構成の１例としては、検出子101を昇降させて検出子101の先端を曲げ上げられたワークＷの下面に当接させることにより曲げ上げ角度θを求め、これを二倍して折曲げ角度２θを求める構成がある。
上記構成の角度検出装置103としては、ダイＤを装着するダイベース105の上にシリンダ等の昇降装置107を設け、この昇降装置107により検出子101を図13中上方向へ上昇させてワークＷの下面に当接させる。この時の検出子101の上昇位置を、例えば検出子101と一体で昇降するラック109およびこのラック109に歯合するピニオン111と、このピニオン111に接続されたパルスエンコーダ113により測定して折曲げ角度２θを検出する構成である。
また、非接触式の撮像手段により曲げ上げられたワークの端面を撮像し、この撮像データを画像処理で処理することによりワークの曲げ角度を検出することも行われている。
さらに、光源および集光レンズを備えた筐体を回動可能に設け、かつ上記集光レンズの焦点位置に対応して円弧状に多数の受光素子を配置し、前記光源からワークへ照射された反射光を前記集光レンズによって円弧状に配置した受光素子の位置へ集光し、受光量が最大となる受光素子の位置を検出して、ワークの折曲げ角度を検出する構成もある。
しかしながら、このような従来の技術にあっては、ワークＷに当接した検出子101の位置を測定することにより求められたワークＷの位置と、ダイＤの位置関係から折曲げ角度を求めるため高精度の角度検出が困難であるという問題がある。
また、ワークＷに検出子101を当接させて角度の検出を行うため、検出子101の接触の強さによっては曲げ上げられたワークＷに変形を生じさせて曲げ角度に変化を生じさせるおそれがあるという問題がある。
また、画像処理装置を用いる場合には、非接触式なので接触による変化を生じさせるおそれはないものの装置が非常に高価なものとなると共にワークの端面しか計測できないという問題がある。
回転する集光レンズの焦点位置に対応して多数の受光素子を円弧状に配置する構成においては、受光素子が集光レンズの焦点位置から僅かでもずれると正確な測定が難しくなるので、高精度を必要とするものであるという問題がある。
この発明の目的は、以上のような従来の問題に鑑みてなされたものであり、折り曲げられたワークの面の角度を接触することなく検出することにより高精度の角度検出を行うことのできる折曲げ機用角度検出方法およびその角度検出装置並びに角度センサを提供することにある。
発明の開示
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明の折曲げ機用角度検出方法では、光源を間にして互に反対位置に複数の光学センサを備えた角度センサの前記光源から被測定物へ検出光を照射し、前記光源と光学センサとが配置された平面内において前記角度センサを正逆方向へ回動させ、一方の光学センサによる受光量が最大になった時の角度センサの回動角度と他方の光学センサによる受光量が最大になった時の角度センサの回動角度とに基づいて前記被測定物の角度を検出すること、を特徴とするものである。
従って、回動する角度センサの光源から発せられた検出光が被測定物に当たって反射してきた反射光を、この光源を間にして反対側に位置する複数の光学センサで受光し、各光学センサにおける受光量がピークとなる角度センサの角度から被測定物の角度を測定する。すなわち、例えば光源から対称の等距離に各光学センサを設けた構成においては、各光学センサにおける受光量が最大となる時の角度センサの回動角度の中間位置において、検出光が被測定物に垂直に照射されることから被測定物の角度を検出する。
請求項２に係る発明の折曲げ機用角度検出方法では、光源を中心とする対称位置に少なくとも一対の光学センサを備えた角度センサの前記光源から被測定物へ検出光を照射し、前記光源と光学センサとが配置された平面内において前記角度センサを正逆方向へ回動させ、前記一対の光学センサによる受光量が等しくなった時における基準位置からの角度センサの回動角度に基づいて前記被測定物の角度を検出すること、を特徴とするものである。
従って、回動する角度センサの光源から発せられた検出光が被測定物に当たって反射してきた反射光を、この光源から対称の等距離にある対の光学センサで受光し、各光学センサにおける受光量が等しくなった時の角度センサの回動角度から被測定物の角度を測定する。すなわち、光源から対称の等距離にある各光学センサにおける受光量が等しくなる時に、光源から被測定物に対して垂直に検出光が照射されることから被測定物の角度を検出する。
請求項３に係る発明の折曲げ機用角度検出装置では、検出光を被測定物に発する光源を間にして互に反対位置に前記被測定物からの反射光を受光する複数の光学センサを備えると共に前記光源と光学センサとが配置された平面内において正逆方向へ回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記光学センサにより受光された前記反射光のピーク値を検出するピーク値検出部と、このピーク値検出部により検出されたピーク値に対応すべく前記回動角度検出器により検出された角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算する角度算出部と、を備えてなることを特徴とするものである。
従って、角度センサを正逆方向へ回動させながら光源から被測定物へ検出光を照射し、光源に対して対称位置に設けられた複数の光学センサが被測定物からの反射光を受光する。このときの受光量を、回動角度検出器により検出される角度センサの回動角度と同期して保持しておき、この受光量のデータに基づいてピーク値検出部が受光量のピーク値を検出する。角度算出部は、各光学センサにおけるピーク値に対応する角度センサの回動角度を回動角度検出器により検出し、この回動角度に基づいて被測定物の角度を演算して求める。
請求項４に係る発明の折曲げ機用角度検出装置では、検出光を被測定物に発する光源を中心とする対称位置に前記被測定物からの反射光を受光する少なくとも一対の光学センサを備えると共に前記光源と光学センサとが配置された平面内において正逆方向へ回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記一対の各光学センサにより受光された前記反射光の受光量が互に等しくなるときに前記回動角度検出器により検出された角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算する角度算出部と、を備えてなることを特徴とするものである。
従って、角度センサを正逆方向へ回動させながら光源から被測定物へ検出光を照射し、光源に対して対称位置に設けられた少なくとも一対の光学センサが被測定物からの反射光を受光する。前記一対の光学センサによる受光量が等しくなったときにおける角度センサの回動角度を回動角度検出器が検出し、この回動角度に基づいて角度算出部が被測定物の角度を検出する。
請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載の角度検出装置において、角度センサは被測定物の曲げ線に対して直交する方向に位置調節可能に設けてある。
したがって、被測定物の最終的な折曲げ角度に対して最適な位置に角度センサを位置決めして折曲げ角度を検出することができる。
請求項６に係る発明は、請求項3,4又は５に記載の角度検出装置において、角度センサは被測定物の曲げ線に平行な方向に位置調節可能に設けてある。
したがって、被測定物の折曲げ線の長さが変化する場合であっても、被測定物の左右両端部および中央部等に位置決めでき、被測定物の複数箇所の折曲げ角度を検出することができる。
請求項７に係る発明は、被測定物へ検出光を照射するための光源と、前記被測定物からの反射光を受光する光学センサとを備えてなる角度センサにおいて、前記光源を間にして互に反対位置に複数の光学センサを備えてなる角度センサである。
したがって、光源から被測定物へ照射された反射光を複数の光学センサでもって同時に検出することができ、また、角度センサを正逆方向に回動してそれぞれの光学センサの受光量が最大となる位置を検出することができる。
請求項８に係る発明の折曲げ機用角度検出方法は、検出光の照射および反射光の受光を同時に行う角度センサの光源から検出光を被測定物に照射すると共に、前記角度センサを被検出物の曲げ線に平行な回転軸回りに回動させ、被検出物からの反射光の最大受光量およびその時の角度センサの回動角度を求め、このときの回動角度から被検出物の角度を検出すること、を特徴とするものである。
従って、回動する角度センサの光源から検出光を被検出物に発すると同時に、この被検出物からの反射光を同軸で受光し、この受光量が最大となる角度センサの回動角度から被検出物の角度を算出する。
請求項９による発明の折曲げ機用角度検出装置は、検出光を被検出物に発する光源および被検出物からの反射光を受光する光学センサを有すると共に被検出物の曲げ線に平行な回転軸回りに回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記光学センサにより受光された前記反射光の最大受光量を検出する最大受光量検出部と、この最大受光量検出部により最大受光量が得られた時の角度センサの回動角度を検出する最大受光量角度検出部と、この最大受光量角度検出部により得られた回動角度から被検出物の角度を算出する角度算出部と、を備えてなることを特徴とするものである。
従って、角度センサを回動させながら光源から被検出物へ検出光を照射すると同時に同軸位置にある光学センサが被検出物からの反射光を受光する。この受光量の最大を最大受光量検出部により検出すると共に、最大受光量が検出された時の角度センサの回動角度を最大受光量角度検出部により検出する。角度算出器は、得られた角度センサの回動角度に基づいて被検出物の角度を演算して求める。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明に係る折曲げ機用角度検出装置を示すブロック図である。
図２は、この発明に係る折曲げ機用角度検出方法の手順を示すフローチャートである。
図３は、センサヘッドの構造および動作を示す側面図である。
図4A,図4Bは、センサヘッドにおける検査光の動きを示す説明図である。
図５は、センサヘッドの回動角度に対する受光器による受光量の変化を示すグラフである。
図６は、角度検出装置におけるセンサヘッドの動作を示す説明図である。
図７は、角度検出装置におけるセンサヘッド部分の第２例を示す説明図である。
図８は、この発明に係る折曲げ機用角度検出装置を示すブロック図である。
図９は、この発明に係る折曲げ機用角度検出方法の手順を示すフローチャートである。
図10は、センサヘッドの構造および動作を示す側面図である。
図11は、折曲げ機用角度検出方法およびその角度検出装置の原理を示す説明図である。
図12は、センサヘッドの回動角度に対する受光量の変化を示すグラフである。
図13は、従来の折曲げ機用角度検出方法およびその角度検出装置を示す説明図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の実施の形態の例を図面に基づいて説明する。なお、この発明に係る折曲げ機用角度検出方法およびその角度検出装置並びに角度センサを適用する例えばプレスブレーキ等の加工機は通常使用されているものなので、詳細な説明は省略する。
図３には、この発明に係る折曲げ機用角度検出装置１における角度センサとしてのセンサヘッド３が示されている。図３において、パンチＰとの協働で被測定物であるワークＷに折曲げ加工を行うダイＤを装着するダイベース５上に、センサヘッド３が設けられている。このセンサヘッド３は、例えばパルスモータなどのごとき回転駆動装置（図示省略）により、ダイＤおよびパンチＰの長手方向すなわちワークＷの曲げ線と平行な回転軸RC（図６参照）回りに回動自在に設けられている。図示省略の移動装置により曲げ線方向（図３中紙面直交方向）へ移動自在に設けられている。
図４（Ａ），（Ｂ）を参照するに、前記センサヘッド３の前面７の中央には、この前面７に直交する方向（垂直な方向）へ検出光であるレーザ光BMを発する光源である投光器９が設けられている。また、前記センサヘッド３の前面７において前記投光器９を挟んで等距離の位置に、光学センサである第一受光器11および第二受光器13が設けられている。
すなわち、前記光源９と複数の光学センサ11,13は、光源９から照射されるレーザ光BMの光軸を含む同一平面内に配置してあり、センサヘッド３は上記平面内において回動可能に設けてある。
なお、本例においては、光源９を間にして光学センサ11,13は等距離の対称位置に設けてあるが、上記光学センサ11,13は必ずしも対称位置に限るものではなく、光源９を間にして互に反対位置に位置し、光源９から各光学センサ11,13までの距離が予め知っていれば、各光学センサ11,13を利用してワークＷの曲げ角度検出に使用し得るものである。
図６を併せて参照するに、前述の回転軸RCは、投光器９から発せられるレーザ光BMの光軸と同軸上にあってこのレーザ光BMに直交し、且つこのレーザ光BMの光軸、投光器９、前記第一受光器11および第二受光器13を含む平面に垂直に設けてある。そして、センサヘッド３は、図示省略の駆動装置によりこのような回転軸RC回りに回動するようになっている。
次に、図１を参照して、折曲げ機用角度検出装置１の制御系統の機能構成について説明する。第一受光器11および第二受光器13は各々プリアンプ15、17を介して受光器切換スイッチ19に接続されており、この受光器切換スイッチ19により第一受光器11または第二受光器13からの受光信号が選択される。この選択された受光信号は、バンドパスフィルタ21により所定の幅の周波数の信号のみ通過させてアンプ23により増幅して同期読取回路25に入力される。
この同期読取回路25では、投光器９からのレーザ光BMの投光との同期をはかって第一受光データメモリ27または第二受光データメモリ29に受光データをメモリし、この受光データに基づいてピーク値検出部31が受光信号のピーク値を検出して、回動角度検出器33がセンサヘッド３の回動角度を算出することにより、角度算出部35がワークＷの折曲げ角度を求める。
すなわち、プレスブレーキ等の折曲げ加工機を制御する制御装置から曲げ加工が完了した旨の信号を受けると、計測制御部37は受光器切換スイッチ19に受光器選択信号を発して第一受光器11または第二受光器13を選択して、所定の回転角度だけセンサヘッド３を回転させることによりワンステップ駆動を行わしめ、同期読取回路25にワンステップ駆動完了信号を発して、受光データのサンプリングとセンサヘッド３の回動角度の同期をはかる。同期読取回路25の同期は変調器39での変調信号との同期である。
次に、図４および図５を参照して、ワークＷの曲げ角度２・θを検出する原理について説明する。
図４（Ａ）を参照するに、センサヘッド３が図に示されるように回動角度がθ１となる位置に回動すると、投光器９からワークＷの表面に照射されたレーザ光BMが反射して、第一受光器11により受光される反射光量が最大になる。図４（Ｂ）を参照するに、同様にしてセンサへッド３の回動角度がθ２となる位置に回動すると第二受光器13により受光されるレーザ光BMの反射光量が最大になる。なお、図４（Ａ）（Ｂ）においては、基準となる角度が０度（すなわち水平）の場合について図示している。
図５には、このときのセンサヘッド３の回動角度に対する反射光の受光量の変化が示されており、一般的にセンサヘッド３の傾き角度が基準角度θ（図４に示された例はθ＝０度の場合である）に対して、反時計回り方向へθ１の時に受光器11による受光量が最大となり、またセンサヘッド３の傾き角度が基準角度θに対して時計回り方向へθ２の時に第二受光器13による受光量が最大となることがわかる。
第一受光器11および第二受光器13は、前述のように投光器９から等距離に設けられているので、図５において第一受光器11の受光量が最大となる時のセンサヘッド３の水平位置（すなわち、θ＝０）からの回動角度θ１と、第二受光器13の受光量が最大となる時のセンサヘッド３の水平位置からの回動角度θ２との中間位置において、レーサ光BMが折曲げ加工されたワークＷに対して垂直に投光されることになる。これより、折曲げられたワークＷの角度θは、θ＝（θ１＋θ２）/2より得られる。ここで、θ１およびθ２において、例えば時計回り方向を正に、反時計回り方向を負と採るものとする。
次に、図２に図１および図６を併せて参照して、前述の角度検出装置１を用いてワークＷの折り曲げ角度を求める方法の手順について説明する。
まず、角度検出動作を開始すると（ステップSS）、曲げ加工中に図示省略の移動装置によりセンサヘッド３を曲げ線に平行に計測位置へ移動させる（ステップS1）。目標曲げ角度２・θに対してθ−α（図６参照）だけセンサヘッド３を回転軸RC回りに回転させて角度検出動作の準備をしておく（ステップS2）。ここで、目標曲げ角度θを設定する際に、スプリングバック量を考慮しておき、θ±αの間に確実にワークＷが入るように設定しておく。
曲げ加工が完了したら（ステップS3）、計測制御部37が第一受光器選択信号を受光器切換スイッチ19に出力して第一受光器11を選択する（ステップS4）。計測開始角度であるθ−α位置にあるセンサヘッド３を図示省略の回転駆動装置により時計回り方向へ所定の角度ごとにワンステップづつ回転させる（ステップS5）。このとき、計測制御部37から同期読取回路25へワンステップ駆動完了信号を発し、センサヘッド３の回転と同期して第一受光器11の受光量を計測して第一受光データメモリ27にデータを格納する（ステップS6）。
センサヘッド３の回動角度がθ＋αに達するまでステップ５以降の工程を繰り返し、θ＋αに達したら（ステップS7）、計測制御部37が受光器切換スイッチ19に第二受光器選択信号を出力して第二受光器13を選択する（ステップS8）。ここで、αの値は投光器９と第一および第二受光器11、13との距離およびセンサヘッド３と測定するワークＷとの距離等により設定されるが、例えば10度程度に設定される。
第一受光器11による測定のためθ＋α位置に回転移動したセンサヘッド３を回転駆動装置により反時計回り方向へ所定の角度ごとにワンステップづつ回転させる（ステップS9）。このとき、計測制御部37から同期読取回路25へワンステップ駆動完了信号を発し、センサヘッド３の回転と同期して第二受光器13の受光量を計測して第二受光データメモリ29にデータを格納する（ステップS10）。
センサヘッド３の回動角度がθ−αに達するまで前記ステップ９以降の工程を繰り返し、θ−αに達したら（ステップS11）、第一受光データメモリ27に記憶されているデータ列から、ピーク値検出部31が第一受光器11による受光量のピーク値を検索する（ステップS12）。同様にして、第二受光データメモリ29に記憶されているデータ列から第二受光器による受光量のピーク値を検索する（ステップS13）。
このようにして得られた第一受光器11のピーク値に対応するセンサヘッド３の角度θ１および第二受光器13のピーク値に対応するセンサヘッド３の角度θ２から、角度算出部35がワークＷの折曲げ角度θを算出して（ステップS14）、角度検出動作を完了する（ステップSE）。
なお、この発明は前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の実施の形態においては、センサヘッド３をダイベース５上で曲げ線方向に移動可能且つ回動可能に設けたが、プレスブレーキのベッドに上下移動、前後移動可能に取付けることも可能である。これにより、さらに広範囲の曲げ角度の計測に対応することができる。
すなわち、図７に示すように、ワークＷの折曲げ線と平行に延伸したガイド部37をダイベース５又は近接した位置に設け、このガイド部37に沿って移動可能に設けた移動位置決め部材39に複数のガイドロッド41を垂直に立設すると共にネジ43を立設し、このネジ43に上下動可能に螺合したナット部材45を、前記センサヘッド３を支持した支持部材47に回転可能に備えた構成とすることにより、センサヘッド３を上下方向に位置調節することができ、ワークＷの折曲げ角度に対して最適な高さ位置に位置決めしてワークの折曲げ角度の検出を行うことができるものである。
また、前述の説明においては、第１の受光器11の受光量がピーク値を示したときのセンサヘッド３の回転位置と第２の受光器13に受光量がピーク値を示したときのセンサヘッド３の回転位置との中間位置を算出することによってワークＷの折曲げ角度を検出しているが、第1,第２の受光器11,13の受光量が互に等しくなるセンサヘッド13の回転位置を検出し、この回転位置に基いてワークＷの折曲げ角度を検出することができる。
上述の場合、投光器９からワークＷへ照射されたレーザの反射光を第1,第２の受光器11,13によって同時に検出し、かつ第1,第２の受光器11,13の検出値が等しくなったか否かを比較する比較手段を設け、この比較手段の比較結果が等しくなるようにモータを正逆回転する構成とすることによって容易に実施することができる。
図８〜図12は第２の実施の形態例を示すものである。
図10において、パンチＰとの協働で被検出物であるワークＷに折曲げ加工を行うダイＤを装着するダイベース55上に、角度検出装置51のセンサヘッド53が設けられている。このセンサヘッド53は、後述するモータＭ（図８参照）の回転駆動により、ダイＤおよびパンチＰの長手方向すなわちワークＷの曲げ線と平行な回転軸RC（図11参照）回りに回動自在に設けられている。また、図示省略の移動装置により曲げ線方向（図10中紙面直交方向）へ移動自在に設けられている。
図８を併せて参照するに、前記センサヘッド53では、光源57から発せられたレーザ光BMをコリメータ59により平行光線とし、ビームスプリッタ61を透過して被検出物であるワークＷに検出光を照射する。
一方、ワークＷに当たって反射してきた反射光RBMは、ビームスプリッタ61により方向を変えられ、さらに反射鏡63で方向を変えられて光学フィルタ65およびフォトダイオードのような光学センサとしてのディテクタ67により所定の領域の光のみを選別して電気信号に変換して受光信号として送られる。
このようにして得られた受光信号は、バンドパスフィルタ69により所定の幅の周波数の信号のみ通過させてアンプ71により増幅して同期読取回路73に入力され、変調器75を介して送られてくる光源57からのレーザ光BMの照射の信号により同期を図っている。
同期読取回路73によりレーザ光BMの照射と同期している受光信号は、比較器77に送られ、最大の受光信号を選んで最大受光量検出部としての最大値メモリ59に記憶されると共に、センサヘッド53を回動させるためのサーボモータＭに設けられているエンコーダのごとき回動角度検出器81に送られ、このときのセンサヘッド53の回動角度を検出して最大受光量角度検出部であると共に角度算出部である角度メモリ83に記憶するようになっている。
すなわち、プレスブレーキを制御する制御装置から曲げ加工が完了した旨の信号を駆動回路85が受けると、モータＭを制御して所定の回転角度だけセンサヘッド53を回転させることによりワンステップ駆動を行わしめ、同時に比較器77にワンステップ駆動完了信号を発してセンサヘッド53の回動角度と同期してその時の受光信号をそれ以前の受光信号と比較して、最大の受光信号を最大値メモリ79に記憶すると共に、センサヘッド53の回動角度を角度メモリ83に記憶する。
次に、図11を参照して、ワークＷの曲げ角度２・θを検出する原理について説明する。
センサヘッド53から、曲げ加工が完了したワークＷに対して検出光であるレーザ光BMが照射されると、ワークＷの表面に対する入射角度に応じてセンサヘッド53により受光される反射光の光量が変化する。このことから、ワークＷの曲げ加工の完了後、目標曲げ角度２・θに対して±α（ここで、αは例えば５〜10度程度が採用され得る）の範囲でセンサヘッド53を回動させながらレーザ光BMを照射して、センサヘッド53が受光する受光量の分布を求める。
図11を参照するに、センサヘッド53からワークＷの表面に垂直にレーザ光BMが発せられた場合には同じ経路をたどって反射光RBMがセンサヘッド53により受光されることは明らかである。
図12を併せて参照するに、前述のようにして求めた受光量の分布においては、ワークＷに垂直にレーザ光BMが照射されたときに最大ピークが得られることから、最大ピークに対応するセンサヘッド53の回動角度を求めて、この回動角度を基にしてワークＷの曲げ角度θとして検出する。ここで、曲げ角度は、θの２倍となることは言うまでもない。
次に、図９に基づいて、前述の折曲げ機用角度検出装置51を用いてワークＷの曲げ上げ角度を求める方法の手順について説明する。
角度検出動作を開始すると（ステップSS）、曲げ加工の動作中にセンサヘッド53を曲げ線と平行に計測位置まで移動させ（ステップSS1）、モータＭにより目標曲げ角度２・θに対して回転軸回りにθ−αだけセンサヘッド53を回動させて計測開始に備える（ステップSS2）。また、最大値メモリ79および角度メモリ83をゼロクリアする（ステップSS3）。
曲げ加工が完了したか否かを判断し（ステップSS4）、完了したならば計測に移る。センサヘッド53からワークＷに照射されたレーザ光BMの反射光RBMを受光し、受光量を計測する（ステップSS5）。計測された受光量をそれまでの最大値と比較して（ステップSS6）、それまでの最大値よりも大きい場合には最大値メモリ79を今回検出した受光量で更新し、同時に角度メモリ83を今回のセンサヘッド53の回動角度で更新する（ステップSS7）。
一方、ステップSS6において、計測された受光量がそれまでの最大値よりも大きくない場合およびステップSS7において最大値を更新した後、センサヘッド53の回動角度がθ＋αか否かを判断し（ステップSS8）、小さい場合にはセンサヘッド53をワンステップ回動させてステップSS5に戻り、以降の手順を繰り返す（ステップSS9）。
センサヘッド53の回動角度がθ＋αに至った場合には、角度メモリ83に記憶されている回動角度からワークＷの曲げ角度２・θを算出して（ステップSS10）、角度検出動作を終了する（ステップSE）。
なお、前述の実施の形態においては、センサヘッド53をダイベース55上で曲げ線方向に移動可能且つ回動可能に設けたが、プレスブレーキのベッドに上下移動、前後移動可能に取付けることも可能である。これにより、さらに広範囲の曲げ角度の計測に対応することができる。
また、計測値を全て記憶して計測終了後に記憶したデータ別に曲線当てはめを行い、その曲線から最大受光量が得られた角度を算出する方法もある。この方法ではセンサヘッド53の計測回動角度以下の精度で角度計測が可能になる。また、本説明ではパンチ，ダイによる加圧状態での計測になっているが、計測時の状態はこれに限られるものではない。
なお、ワーク表面の状態によって反射率が小さい場合には、例えば適宜の反射テープを貼るなど適宜の処理を行うことによって容易に対応することができ、ワークの表面状態に影響されることなく実施し得るものである。
本発明は前述したごとき実施例に限るものではなく、適宜の変更を行うことによってはその他の態様でも実施し得るものである。例えば投光器と受光器に代えて適宜の電磁波や超音波を送信する送信器と受信器とを用いた構成とすることも可能である。
この場合、図1,図８の構成において、光学系の構成に関する構成を、電磁波や超音波に代えたことに対応した構成に変更するものであり、角度検出装置の構成は、検出波を被測定物に発する送信源を間にして互に反対位置に前記被測定物からの反射波を受信する複数のセンサを備えると共に前記送信源と各センサとが配置された平面内において正逆方向へ回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記光学センサにより受信された前記反射波のピーク値を検出するピーク値検出部と、このピーク値検出部により検出されたピーク値に対応すべく前記回動角度検出器により検出された角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算する角度算出部と、を備えた構成となる。
また、検出波を被測定物に発する送信源を中止とする対称位置に前記被測定物からの反射波を受信する少なくとも一対のセンサを備えると共に前記送信源と各センサとが配置された平面内において正逆方向へ回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記一対の各センサにより受信された前記反射波の強度が互に等しくなるときに前記回動角度検出器により検出された角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算する角度算出部と、を備えてなる構成となるものである。
また、さらに、検出波を被検出物に発する送信源および被検出物からの反射波を受信するセンサを有すると共に被検出物の曲げ線に平行な回転軸回りに回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記センサにより受信された前記反射波のピーク値を検出するピーク値検出部と、このピーク値検出部によりピーク値が得られた時の角度センサの回動角度を検出する角度検出部と、この角度検出部により得られた回動角度から被検出物の角度を算出する角度算出部と、を備えてなる構成となるものである。
そして、角度センサは、被測定物へ検出波を照射するための送信源と、前記被測定物からの反射波を受信するセンサとを備えてなる角度センサにおいて、前記送信源を間にして互に反対位置に複数のセンサを備えてなる構成となるものである。
産業上の利用可能性
以上説明したように、請求項１の発明による折曲げ機用角度検出方法では、回動する角度センサの光源から発せられた検出光が被測定物に当たって反射してきた反射光を、角度センサにおいてこの光源を間にして互に反対位置に位置する光学センサで受光し、各光学センサにおける受光量がピークとなる角度センサの角度から被測定物の角度を測定する。すなわち、非接触式の角度センサにより角度の検出を行うため、従来のようにワークに外力を与えて変形させるおそれがなく、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
請求項２の発明による折曲げ機用角度検出方法では、回動する角度センサの光源から発せられた検出光が被測定物に当たって反射してきた反射光を、角度センサにおいてこの光源から対称の等距離にある対の光学センサで受光し、各光学センサにおける受光量が互に等しくなった時の角度センサの回動角度から被測定物の角度を測定する。すなわち、非接触式の角度センサにより角度の検出を行うため、従来のようにワークＷに外力を与えて変形させるおそれがなく、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
請求項３の発明による折曲げ機用角度検出装置では、角度センサを正逆方向へ回動させながら光源から被測定物へ検出光を照射し、光源を間にして互に反対位置に設けられた複数の光学センサが被測定物からの反射光を受光する。このときの受光量を、回動角度検出器により検出される角度センサの回動角度と同期して保持しておき、この受光量のデータに基づいてピーク値検出部が受光量のピーク値を検出して、角度検出器が各光学センサにおけるピーク値に対応する角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算して求めるので、従来のようにワークＷに直接または間接的に接触して変形させるおそれがなく、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
請求項４の発明による折曲げ機用角度検出装置では、角度センサを正逆方向へ回動させながら光源から被測定物へ検出光を照射し、光源に対して対称位置に設けられた少なくとも一対の光学センサが被測定物からの反射光を受光し、この一対の光学センサの受光量が互に等しくなった時における角度センサの回動角度を回動角度検出器が検出して、この回動角度に基づいて角度算出部が被測定物の角度を検出するので、従来のようにワークＷに直接または間接的に接触して変形させるおそれがなく、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載の角度検出装置において、角度センサは被測定物の曲げ線に対して直交する方向に位置調節可能に設けてあるから、被測定物（ワーク）の最終的な折曲げ角度に対して最適な位置に位置せしめることができ、種々の折曲げ角度に対応して精度良く検出し得るものである。
請求項６に係る発明は、請求項3,4又は５に記載の角度検出装置において、角度センサは被測定物の曲げ線に平行な方向に位置調節可能に設けてあるから、被測定部の左右両端部及び中央部等の複数個所に対応して折曲げ角度の検出を容易に行うことができる。
請求項７に係る発明は、被測定物へ検出光を照射するための光源と、前記被測定物からの反射光を受光する光学センサとを備えてなる角度センサにおいて、前記光源を間にして互に反対位置に複数の光学センサを備えてなるものであるから、光源から被測定物へ照射された検出光の反射光を複数の光学センサによって同時に検出することができると共に、角度センサを正逆方向に回動する場合にはそれぞれの光学センサのピーク値を個別に検出することができる。
請求項８の発明による折曲げ機用角度検出方法では、回動する角度センサの光源から検出光を被検出物に発すると同時に、この被検出物からの反射光を同軸で受光し、この受光量が最大となる角度センサの回動角度から被検出物の角度を算出するので、非接触式の角度センサにより角度の検出を行うことができ、従来にようにワークに外力を与えて変形させるおそれがなく、またセンサ自体も調整状態が経時変化を受けるおそれがないので、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
請求項９の発明による折曲げ機用角度検出装置では、角度センサを回動させながら光源から被検出物へ検出光を照射すると同時に同軸位置にある光学センサが被検出物からの反射光を受光する。この受光量の最大を最大受光量検出部により検出すると共に、最大受光量が検出された時の角度センサの回動角度を回動角度検出器により検出し、角度算出部が得られた角度センサの回動角度に基づいて被検出物の角度を演算して求めるので、従来のようにワークに直接または間接的に接触して変形させるおそれがなく、またセンサ自体も調整状態が経時変化を受けるおそれがないので、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
この発明は、例えばプレスブレーキ等のごとき折曲げ加工機によって折曲げられた板状にワークの折曲げ角度を検出する方法及び装置並びにその装置に使用する角度センサに関する。
背景技術
図13を参照するに、従来より、プレスブレーキ（図示省略）に備えたパンチＰとダイＤとの協働で折曲げ加工された被測定物であるワークＷの折曲げ角度２θを検出する構成の１例としては、検出子101を昇降させて検出子101の先端を曲げ上げられたワークＷの下面に当接させることにより曲げ上げ角度θを求め、これを二倍して折曲げ角度２θを求める構成がある。
上記構成の角度検出装置103としては、ダイＤを装着するダイベース105の上にシリンダ等の昇降装置107を設け、この昇降装置107により検出子101を図13中上方向へ上昇させてワークＷの下面に当接させる。この時の検出子101の上昇位置を、例えば検出子101と一体で昇降するラック109およびこのラック109に歯合するピニオン111と、このピニオン111に接続されたパルスエンコーダ113により測定して折曲げ角度２θを検出する構成である。
また、非接触式の撮像手段により曲げ上げられたワークの端面を撮像し、この撮像データを画像処理で処理することによりワークの曲げ角度を検出することも行われている。
さらに、光源および集光レンズを備えた筐体を回動可能に設け、かつ上記集光レンズの焦点位置に対応して円弧状に多数の受光素子を配置し、前記光源からワークへ照射された反射光を前記集光レンズによって円弧状に配置した受光素子の位置へ集光し、受光量が最大となる受光素子の位置を検出して、ワークの折曲げ角度を検出する構成もある。
しかしながら、このような従来の技術にあっては、ワークＷに当接した検出子101の位置を測定することにより求められたワークＷの位置と、ダイＤの位置関係から折曲げ角度を求めるため高精度の角度検出が困難であるという問題がある。
また、ワークＷに検出子101を当接させて角度の検出を行うため、検出子101の接触の強さによっては曲げ上げられたワークＷに変形を生じさせて曲げ角度に変化を生じさせるおそれがあるという問題がある。
また、画像処理装置を用いる場合には、非接触式なので接触による変化を生じさせるおそれはないものの装置が非常に高価なものとなると共にワークの端面しか計測できないという問題がある。
回転する集光レンズの焦点位置に対応して多数の受光素子を円弧状に配置する構成においては、受光素子が集光レンズの焦点位置から僅かでもずれると正確な測定が難しくなるので、高精度を必要とするものであるという問題がある。
この発明の目的は、以上のような従来の問題に鑑みてなされたものであり、折り曲げられたワークの面の角度を接触することなく検出することにより高精度の角度検出を行うことのできる折曲げ機用角度検出方法およびその角度検出装置並びに角度センサを提供することにある。
発明の開示
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明の折曲げ機用角度検出方法では、光源を間にして互に反対位置に複数の光学センサを備えた角度センサの前記光源から被測定物へ検出光を照射し、前記光源と光学センサとが配置された平面内において前記角度センサを正逆方向へ回動させ、一方の光学センサによる受光量が最大になった時の角度センサの回動角度と他方の光学センサによる受光量が最大になった時の角度センサの回動角度とに基づいて前記被測定物の角度を検出すること、を特徴とするものである。
従って、回動する角度センサの光源から発せられた検出光が被測定物に当たって反射してきた反射光を、この光源を間にして反対側に位置する複数の光学センサで受光し、各光学センサにおける受光量がピークとなる角度センサの角度から被測定物の角度を測定する。すなわち、例えば光源から対称の等距離に各光学センサを設けた構成においては、各光学センサにおける受光量が最大となる時の角度センサの回動角度の中間位置において、検出光が被測定物に垂直に照射されることから被測定物の角度を検出する。
請求項２に係る発明の折曲げ機用角度検出方法では、光源を中心とする対称位置に少なくとも一対の光学センサを備えた角度センサの前記光源から被測定物へ検出光を照射し、前記光源と光学センサとが配置された平面内において前記角度センサを正逆方向へ回動させ、前記一対の光学センサによる受光量が等しくなった時における基準位置からの角度センサの回動角度に基づいて前記被測定物の角度を検出すること、を特徴とするものである。
従って、回動する角度センサの光源から発せられた検出光が被測定物に当たって反射してきた反射光を、この光源から対称の等距離にある対の光学センサで受光し、各光学センサにおける受光量が等しくなった時の角度センサの回動角度から被測定物の角度を測定する。すなわち、光源から対称の等距離にある各光学センサにおける受光量が等しくなる時に、光源から被測定物に対して垂直に検出光が照射されることから被測定物の角度を検出する。
請求項３に係る発明の折曲げ機用角度検出装置では、検出光を被測定物に発する光源を間にして互に反対位置に前記被測定物からの反射光を受光する複数の光学センサを備えると共に前記光源と光学センサとが配置された平面内において正逆方向へ回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記光学センサにより受光された前記反射光のピーク値を検出するピーク値検出部と、このピーク値検出部により検出されたピーク値に対応すべく前記回動角度検出器により検出された角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算する角度算出部と、を備えてなることを特徴とするものである。
従って、角度センサを正逆方向へ回動させながら光源から被測定物へ検出光を照射し、光源に対して対称位置に設けられた複数の光学センサが被測定物からの反射光を受光する。このときの受光量を、回動角度検出器により検出される角度センサの回動角度と同期して保持しておき、この受光量のデータに基づいてピーク値検出部が受光量のピーク値を検出する。角度算出部は、各光学センサにおけるピーク値に対応する角度センサの回動角度を回動角度検出器により検出し、この回動角度に基づいて被測定物の角度を演算して求める。
請求項４に係る発明の折曲げ機用角度検出装置では、検出光を被測定物に発する光源を中心とする対称位置に前記被測定物からの反射光を受光する少なくとも一対の光学センサを備えると共に前記光源と光学センサとが配置された平面内において正逆方向へ回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記一対の各光学センサにより受光された前記反射光の受光量が互に等しくなるときに前記回動角度検出器により検出された角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算する角度算出部と、を備えてなることを特徴とするものである。
従って、角度センサを正逆方向へ回動させながら光源から被測定物へ検出光を照射し、光源に対して対称位置に設けられた少なくとも一対の光学センサが被測定物からの反射光を受光する。前記一対の光学センサによる受光量が等しくなったときにおける角度センサの回動角度を回動角度検出器が検出し、この回動角度に基づいて角度算出部が被測定物の角度を検出する。
請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載の角度検出装置において、角度センサは被測定物の曲げ線に対して直交する方向に位置調節可能に設けてある。
したがって、被測定物の最終的な折曲げ角度に対して最適な位置に角度センサを位置決めして折曲げ角度を検出することができる。
請求項６に係る発明は、請求項3,4又は５に記載の角度検出装置において、角度センサは被測定物の曲げ線に平行な方向に位置調節可能に設けてある。
したがって、被測定物の折曲げ線の長さが変化する場合であっても、被測定物の左右両端部および中央部等に位置決めでき、被測定物の複数箇所の折曲げ角度を検出することができる。
請求項７に係る発明は、被測定物へ検出光を照射するための光源と、前記被測定物からの反射光を受光する光学センサとを備えてなる角度センサにおいて、前記光源を間にして互に反対位置に複数の光学センサを備えてなる角度センサである。
したがって、光源から被測定物へ照射された反射光を複数の光学センサでもって同時に検出することができ、また、角度センサを正逆方向に回動してそれぞれの光学センサの受光量が最大となる位置を検出することができる。
請求項８に係る発明の折曲げ機用角度検出方法は、検出光の照射および反射光の受光を同時に行う角度センサの光源から検出光を被測定物に照射すると共に、前記角度センサを被検出物の曲げ線に平行な回転軸回りに回動させ、被検出物からの反射光の最大受光量およびその時の角度センサの回動角度を求め、このときの回動角度から被検出物の角度を検出すること、を特徴とするものである。
従って、回動する角度センサの光源から検出光を被検出物に発すると同時に、この被検出物からの反射光を同軸で受光し、この受光量が最大となる角度センサの回動角度から被検出物の角度を算出する。
請求項９による発明の折曲げ機用角度検出装置は、検出光を被検出物に発する光源および被検出物からの反射光を受光する光学センサを有すると共に被検出物の曲げ線に平行な回転軸回りに回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記光学センサにより受光された前記反射光の最大受光量を検出する最大受光量検出部と、この最大受光量検出部により最大受光量が得られた時の角度センサの回動角度を検出する最大受光量角度検出部と、この最大受光量角度検出部により得られた回動角度から被検出物の角度を算出する角度算出部と、を備えてなることを特徴とするものである。
従って、角度センサを回動させながら光源から被検出物へ検出光を照射すると同時に同軸位置にある光学センサが被検出物からの反射光を受光する。この受光量の最大を最大受光量検出部により検出すると共に、最大受光量が検出された時の角度センサの回動角度を最大受光量角度検出部により検出する。角度算出器は、得られた角度センサの回動角度に基づいて被検出物の角度を演算して求める。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明に係る折曲げ機用角度検出装置を示すブロック図である。
図２は、この発明に係る折曲げ機用角度検出方法の手順を示すフローチャートである。
図３は、センサヘッドの構造および動作を示す側面図である。
図4A,図4Bは、センサヘッドにおける検査光の動きを示す説明図である。
図５は、センサヘッドの回動角度に対する受光器による受光量の変化を示すグラフである。
図６は、角度検出装置におけるセンサヘッドの動作を示す説明図である。
図７は、角度検出装置におけるセンサヘッド部分の第２例を示す説明図である。
図８は、この発明に係る折曲げ機用角度検出装置を示すブロック図である。
図９は、この発明に係る折曲げ機用角度検出方法の手順を示すフローチャートである。
図10は、センサヘッドの構造および動作を示す側面図である。
図11は、折曲げ機用角度検出方法およびその角度検出装置の原理を示す説明図である。
図12は、センサヘッドの回動角度に対する受光量の変化を示すグラフである。
図13は、従来の折曲げ機用角度検出方法およびその角度検出装置を示す説明図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の実施の形態の例を図面に基づいて説明する。なお、この発明に係る折曲げ機用角度検出方法およびその角度検出装置並びに角度センサを適用する例えばプレスブレーキ等の加工機は通常使用されているものなので、詳細な説明は省略する。
図３には、この発明に係る折曲げ機用角度検出装置１における角度センサとしてのセンサヘッド３が示されている。図３において、パンチＰとの協働で被測定物であるワークＷに折曲げ加工を行うダイＤを装着するダイベース５上に、センサヘッド３が設けられている。このセンサヘッド３は、例えばパルスモータなどのごとき回転駆動装置（図示省略）により、ダイＤおよびパンチＰの長手方向すなわちワークＷの曲げ線と平行な回転軸RC（図６参照）回りに回動自在に設けられている。図示省略の移動装置により曲げ線方向（図３中紙面直交方向）へ移動自在に設けられている。
図４（Ａ），（Ｂ）を参照するに、前記センサヘッド３の前面７の中央には、この前面７に直交する方向（垂直な方向）へ検出光であるレーザ光BMを発する光源である投光器９が設けられている。また、前記センサヘッド３の前面７において前記投光器９を挟んで等距離の位置に、光学センサである第一受光器11および第二受光器13が設けられている。
すなわち、前記光源９と複数の光学センサ11,13は、光源９から照射されるレーザ光BMの光軸を含む同一平面内に配置してあり、センサヘッド３は上記平面内において回動可能に設けてある。
なお、本例においては、光源９を間にして光学センサ11,13は等距離の対称位置に設けてあるが、上記光学センサ11,13は必ずしも対称位置に限るものではなく、光源９を間にして互に反対位置に位置し、光源９から各光学センサ11,13までの距離が予め知っていれば、各光学センサ11,13を利用してワークＷの曲げ角度検出に使用し得るものである。
図６を併せて参照するに、前述の回転軸RCは、投光器９から発せられるレーザ光BMの光軸と同軸上にあってこのレーザ光BMに直交し、且つこのレーザ光BMの光軸、投光器９、前記第一受光器11および第二受光器13を含む平面に垂直に設けてある。そして、センサヘッド３は、図示省略の駆動装置によりこのような回転軸RC回りに回動するようになっている。
次に、図１を参照して、折曲げ機用角度検出装置１の制御系統の機能構成について説明する。第一受光器11および第二受光器13は各々プリアンプ15、17を介して受光器切換スイッチ19に接続されており、この受光器切換スイッチ19により第一受光器11または第二受光器13からの受光信号が選択される。この選択された受光信号は、バンドパスフィルタ21により所定の幅の周波数の信号のみ通過させてアンプ23により増幅して同期読取回路25に入力される。
この同期読取回路25では、投光器９からのレーザ光BMの投光との同期をはかって第一受光データメモリ27または第二受光データメモリ29に受光データをメモリし、この受光データに基づいてピーク値検出部31が受光信号のピーク値を検出して、回動角度検出器33がセンサヘッド３の回動角度を算出することにより、角度算出部35がワークＷの折曲げ角度を求める。
すなわち、プレスブレーキ等の折曲げ加工機を制御する制御装置から曲げ加工が完了した旨の信号を受けると、計測制御部37は受光器切換スイッチ19に受光器選択信号を発して第一受光器11または第二受光器13を選択して、所定の回転角度だけセンサヘッド３を回転させることによりワンステップ駆動を行わしめ、同期読取回路25にワンステップ駆動完了信号を発して、受光データのサンプリングとセンサヘッド３の回動角度の同期をはかる。同期読取回路25の同期は変調器39での変調信号との同期である。
次に、図４および図５を参照して、ワークＷの曲げ角度２・θを検出する原理について説明する。
図４（Ａ）を参照するに、センサヘッド３が図に示されるように回動角度がθ１となる位置に回動すると、投光器９からワークＷの表面に照射されたレーザ光BMが反射して、第一受光器11により受光される反射光量が最大になる。図４（Ｂ）を参照するに、同様にしてセンサへッド３の回動角度がθ２となる位置に回動すると第二受光器13により受光されるレーザ光BMの反射光量が最大になる。なお、図４（Ａ）（Ｂ）においては、基準となる角度が０度（すなわち水平）の場合について図示している。
図５には、このときのセンサヘッド３の回動角度に対する反射光の受光量の変化が示されており、一般的にセンサヘッド３の傾き角度が基準角度θ（図４に示された例はθ＝０度の場合である）に対して、反時計回り方向へθ１の時に受光器11による受光量が最大となり、またセンサヘッド３の傾き角度が基準角度θに対して時計回り方向へθ２の時に第二受光器13による受光量が最大となることがわかる。
第一受光器11および第二受光器13は、前述のように投光器９から等距離に設けられているので、図５において第一受光器11の受光量が最大となる時のセンサヘッド３の水平位置（すなわち、θ＝０）からの回動角度θ１と、第二受光器13の受光量が最大となる時のセンサヘッド３の水平位置からの回動角度θ２との中間位置において、レーサ光BMが折曲げ加工されたワークＷに対して垂直に投光されることになる。これより、折曲げられたワークＷの角度θは、θ＝（θ１＋θ２）/2より得られる。ここで、θ１およびθ２において、例えば時計回り方向を正に、反時計回り方向を負と採るものとする。
次に、図２に図１および図６を併せて参照して、前述の角度検出装置１を用いてワークＷの折り曲げ角度を求める方法の手順について説明する。
まず、角度検出動作を開始すると（ステップSS）、曲げ加工中に図示省略の移動装置によりセンサヘッド３を曲げ線に平行に計測位置へ移動させる（ステップS1）。目標曲げ角度２・θに対してθ−α（図６参照）だけセンサヘッド３を回転軸RC回りに回転させて角度検出動作の準備をしておく（ステップS2）。ここで、目標曲げ角度θを設定する際に、スプリングバック量を考慮しておき、θ±αの間に確実にワークＷが入るように設定しておく。
曲げ加工が完了したら（ステップS3）、計測制御部37が第一受光器選択信号を受光器切換スイッチ19に出力して第一受光器11を選択する（ステップS4）。計測開始角度であるθ−α位置にあるセンサヘッド３を図示省略の回転駆動装置により時計回り方向へ所定の角度ごとにワンステップづつ回転させる（ステップS5）。このとき、計測制御部37から同期読取回路25へワンステップ駆動完了信号を発し、センサヘッド３の回転と同期して第一受光器11の受光量を計測して第一受光データメモリ27にデータを格納する（ステップS6）。
センサヘッド３の回動角度がθ＋αに達するまでステップ５以降の工程を繰り返し、θ＋αに達したら（ステップS7）、計測制御部37が受光器切換スイッチ19に第二受光器選択信号を出力して第二受光器13を選択する（ステップS8）。ここで、αの値は投光器９と第一および第二受光器11、13との距離およびセンサヘッド３と測定するワークＷとの距離等により設定されるが、例えば10度程度に設定される。
第一受光器11による測定のためθ＋α位置に回転移動したセンサヘッド３を回転駆動装置により反時計回り方向へ所定の角度ごとにワンステップづつ回転させる（ステップS9）。このとき、計測制御部37から同期読取回路25へワンステップ駆動完了信号を発し、センサヘッド３の回転と同期して第二受光器13の受光量を計測して第二受光データメモリ29にデータを格納する（ステップS10）。
センサヘッド３の回動角度がθ−αに達するまで前記ステップ９以降の工程を繰り返し、θ−αに達したら（ステップS11）、第一受光データメモリ27に記憶されているデータ列から、ピーク値検出部31が第一受光器11による受光量のピーク値を検索する（ステップS12）。同様にして、第二受光データメモリ29に記憶されているデータ列から第二受光器による受光量のピーク値を検索する（ステップS13）。
このようにして得られた第一受光器11のピーク値に対応するセンサヘッド３の角度θ１および第二受光器13のピーク値に対応するセンサヘッド３の角度θ２から、角度算出部35がワークＷの折曲げ角度θを算出して（ステップS14）、角度検出動作を完了する（ステップSE）。
なお、この発明は前述の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の実施の形態においては、センサヘッド３をダイベース５上で曲げ線方向に移動可能且つ回動可能に設けたが、プレスブレーキのベッドに上下移動、前後移動可能に取付けることも可能である。これにより、さらに広範囲の曲げ角度の計測に対応することができる。
すなわち、図７に示すように、ワークＷの折曲げ線と平行に延伸したガイド部37をダイベース５又は近接した位置に設け、このガイド部37に沿って移動可能に設けた移動位置決め部材39に複数のガイドロッド41を垂直に立設すると共にネジ43を立設し、このネジ43に上下動可能に螺合したナット部材45を、前記センサヘッド３を支持した支持部材47に回転可能に備えた構成とすることにより、センサヘッド３を上下方向に位置調節することができ、ワークＷの折曲げ角度に対して最適な高さ位置に位置決めしてワークの折曲げ角度の検出を行うことができるものである。
また、前述の説明においては、第１の受光器11の受光量がピーク値を示したときのセンサヘッド３の回転位置と第２の受光器13に受光量がピーク値を示したときのセンサヘッド３の回転位置との中間位置を算出することによってワークＷの折曲げ角度を検出しているが、第1,第２の受光器11,13の受光量が互に等しくなるセンサヘッド13の回転位置を検出し、この回転位置に基いてワークＷの折曲げ角度を検出することができる。
上述の場合、投光器９からワークＷへ照射されたレーザの反射光を第1,第２の受光器11,13によって同時に検出し、かつ第1,第２の受光器11,13の検出値が等しくなったか否かを比較する比較手段を設け、この比較手段の比較結果が等しくなるようにモータを正逆回転する構成とすることによって容易に実施することができる。
図８〜図12は第２の実施の形態例を示すものである。
図10において、パンチＰとの協働で被検出物であるワークＷに折曲げ加工を行うダイＤを装着するダイベース55上に、角度検出装置51のセンサヘッド53が設けられている。このセンサヘッド53は、後述するモータＭ（図８参照）の回転駆動により、ダイＤおよびパンチＰの長手方向すなわちワークＷの曲げ線と平行な回転軸RC（図11参照）回りに回動自在に設けられている。また、図示省略の移動装置により曲げ線方向（図10中紙面直交方向）へ移動自在に設けられている。
図８を併せて参照するに、前記センサヘッド53では、光源57から発せられたレーザ光BMをコリメータ59により平行光線とし、ビームスプリッタ61を透過して被検出物であるワークＷに検出光を照射する。
一方、ワークＷに当たって反射してきた反射光RBMは、ビームスプリッタ61により方向を変えられ、さらに反射鏡63で方向を変えられて光学フィルタ65およびフォトダイオードのような光学センサとしてのディテクタ67により所定の領域の光のみを選別して電気信号に変換して受光信号として送られる。
このようにして得られた受光信号は、バンドパスフィルタ69により所定の幅の周波数の信号のみ通過させてアンプ71により増幅して同期読取回路73に入力され、変調器75を介して送られてくる光源57からのレーザ光BMの照射の信号により同期を図っている。
同期読取回路73によりレーザ光BMの照射と同期している受光信号は、比較器77に送られ、最大の受光信号を選んで最大受光量検出部としての最大値メモリ59に記憶されると共に、センサヘッド53を回動させるためのサーボモータＭに設けられているエンコーダのごとき回動角度検出器81に送られ、このときのセンサヘッド53の回動角度を検出して最大受光量角度検出部であると共に角度算出部である角度メモリ83に記憶するようになっている。
すなわち、プレスブレーキを制御する制御装置から曲げ加工が完了した旨の信号を駆動回路85が受けると、モータＭを制御して所定の回転角度だけセンサヘッド53を回転させることによりワンステップ駆動を行わしめ、同時に比較器77にワンステップ駆動完了信号を発してセンサヘッド53の回動角度と同期してその時の受光信号をそれ以前の受光信号と比較して、最大の受光信号を最大値メモリ79に記憶すると共に、センサヘッド53の回動角度を角度メモリ83に記憶する。
次に、図11を参照して、ワークＷの曲げ角度２・θを検出する原理について説明する。
センサヘッド53から、曲げ加工が完了したワークＷに対して検出光であるレーザ光BMが照射されると、ワークＷの表面に対する入射角度に応じてセンサヘッド53により受光される反射光の光量が変化する。このことから、ワークＷの曲げ加工の完了後、目標曲げ角度２・θに対して±α（ここで、αは例えば５〜10度程度が採用され得る）の範囲でセンサヘッド53を回動させながらレーザ光BMを照射して、センサヘッド53が受光する受光量の分布を求める。
図11を参照するに、センサヘッド53からワークＷの表面に垂直にレーザ光BMが発せられた場合には同じ経路をたどって反射光RBMがセンサヘッド53により受光されることは明らかである。
図12を併せて参照するに、前述のようにして求めた受光量の分布においては、ワークＷに垂直にレーザ光BMが照射されたときに最大ピークが得られることから、最大ピークに対応するセンサヘッド53の回動角度を求めて、この回動角度を基にしてワークＷの曲げ角度θとして検出する。ここで、曲げ角度は、θの２倍となることは言うまでもない。
次に、図９に基づいて、前述の折曲げ機用角度検出装置51を用いてワークＷの曲げ上げ角度を求める方法の手順について説明する。
角度検出動作を開始すると（ステップSS）、曲げ加工の動作中にセンサヘッド53を曲げ線と平行に計測位置まで移動させ（ステップSS1）、モータＭにより目標曲げ角度２・θに対して回転軸回りにθ−αだけセンサヘッド53を回動させて計測開始に備える（ステップSS2）。また、最大値メモリ79および角度メモリ83をゼロクリアする（ステップSS3）。
曲げ加工が完了したか否かを判断し（ステップSS4）、完了したならば計測に移る。センサヘッド53からワークＷに照射されたレーザ光BMの反射光RBMを受光し、受光量を計測する（ステップSS5）。計測された受光量をそれまでの最大値と比較して（ステップSS6）、それまでの最大値よりも大きい場合には最大値メモリ79を今回検出した受光量で更新し、同時に角度メモリ83を今回のセンサヘッド53の回動角度で更新する（ステップSS7）。
一方、ステップSS6において、計測された受光量がそれまでの最大値よりも大きくない場合およびステップSS7において最大値を更新した後、センサヘッド53の回動角度がθ＋αか否かを判断し（ステップSS8）、小さい場合にはセンサヘッド53をワンステップ回動させてステップSS5に戻り、以降の手順を繰り返す（ステップSS9）。
センサヘッド53の回動角度がθ＋αに至った場合には、角度メモリ83に記憶されている回動角度からワークＷの曲げ角度２・θを算出して（ステップSS10）、角度検出動作を終了する（ステップSE）。
なお、前述の実施の形態においては、センサヘッド53をダイベース55上で曲げ線方向に移動可能且つ回動可能に設けたが、プレスブレーキのベッドに上下移動、前後移動可能に取付けることも可能である。これにより、さらに広範囲の曲げ角度の計測に対応することができる。
また、計測値を全て記憶して計測終了後に記憶したデータ別に曲線当てはめを行い、その曲線から最大受光量が得られた角度を算出する方法もある。この方法ではセンサヘッド53の計測回動角度以下の精度で角度計測が可能になる。また、本説明ではパンチ，ダイによる加圧状態での計測になっているが、計測時の状態はこれに限られるものではない。
なお、ワーク表面の状態によって反射率が小さい場合には、例えば適宜の反射テープを貼るなど適宜の処理を行うことによって容易に対応することができ、ワークの表面状態に影響されることなく実施し得るものである。
本発明は前述したごとき実施例に限るものではなく、適宜の変更を行うことによってはその他の態様でも実施し得るものである。例えば投光器と受光器に代えて適宜の電磁波や超音波を送信する送信器と受信器とを用いた構成とすることも可能である。
この場合、図1,図８の構成において、光学系の構成に関する構成を、電磁波や超音波に代えたことに対応した構成に変更するものであり、角度検出装置の構成は、検出波を被測定物に発する送信源を間にして互に反対位置に前記被測定物からの反射波を受信する複数のセンサを備えると共に前記送信源と各センサとが配置された平面内において正逆方向へ回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記光学センサにより受信された前記反射波のピーク値を検出するピーク値検出部と、このピーク値検出部により検出されたピーク値に対応すべく前記回動角度検出器により検出された角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算する角度算出部と、を備えた構成となる。
また、検出波を被測定物に発する送信源を中止とする対称位置に前記被測定物からの反射波を受信する少なくとも一対のセンサを備えると共に前記送信源と各センサとが配置された平面内において正逆方向へ回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記一対の各センサにより受信された前記反射波の強度が互に等しくなるときに前記回動角度検出器により検出された角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算する角度算出部と、を備えてなる構成となるものである。
また、さらに、検出波を被検出物に発する送信源および被検出物からの反射波を受信するセンサを有すると共に被検出物の曲げ線に平行な回転軸回りに回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記センサにより受信された前記反射波のピーク値を検出するピーク値検出部と、このピーク値検出部によりピーク値が得られた時の角度センサの回動角度を検出する角度検出部と、この角度検出部により得られた回動角度から被検出物の角度を算出する角度算出部と、を備えてなる構成となるものである。
そして、角度センサは、被測定物へ検出波を照射するための送信源と、前記被測定物からの反射波を受信するセンサとを備えてなる角度センサにおいて、前記送信源を間にして互に反対位置に複数のセンサを備えてなる構成となるものである。
産業上の利用可能性
以上説明したように、請求項１の発明による折曲げ機用角度検出方法では、回動する角度センサの光源から発せられた検出光が被測定物に当たって反射してきた反射光を、角度センサにおいてこの光源を間にして互に反対位置に位置する光学センサで受光し、各光学センサにおける受光量がピークとなる角度センサの角度から被測定物の角度を測定する。すなわち、非接触式の角度センサにより角度の検出を行うため、従来のようにワークに外力を与えて変形させるおそれがなく、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
請求項２の発明による折曲げ機用角度検出方法では、回動する角度センサの光源から発せられた検出光が被測定物に当たって反射してきた反射光を、角度センサにおいてこの光源から対称の等距離にある対の光学センサで受光し、各光学センサにおける受光量が互に等しくなった時の角度センサの回動角度から被測定物の角度を測定する。すなわち、非接触式の角度センサにより角度の検出を行うため、従来のようにワークＷに外力を与えて変形させるおそれがなく、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
請求項３の発明による折曲げ機用角度検出装置では、角度センサを正逆方向へ回動させながら光源から被測定物へ検出光を照射し、光源を間にして互に反対位置に設けられた複数の光学センサが被測定物からの反射光を受光する。このときの受光量を、回動角度検出器により検出される角度センサの回動角度と同期して保持しておき、この受光量のデータに基づいてピーク値検出部が受光量のピーク値を検出して、角度検出器が各光学センサにおけるピーク値に対応する角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算して求めるので、従来のようにワークＷに直接または間接的に接触して変形させるおそれがなく、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
請求項４の発明による折曲げ機用角度検出装置では、角度センサを正逆方向へ回動させながら光源から被測定物へ検出光を照射し、光源に対して対称位置に設けられた少なくとも一対の光学センサが被測定物からの反射光を受光し、この一対の光学センサの受光量が互に等しくなった時における角度センサの回動角度を回動角度検出器が検出して、この回動角度に基づいて角度算出部が被測定物の角度を検出するので、従来のようにワークＷに直接または間接的に接触して変形させるおそれがなく、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載の角度検出装置において、角度センサは被測定物の曲げ線に対して直交する方向に位置調節可能に設けてあるから、被測定物（ワーク）の最終的な折曲げ角度に対して最適な位置に位置せしめることができ、種々の折曲げ角度に対応して精度良く検出し得るものである。
請求項６に係る発明は、請求項3,4又は５に記載の角度検出装置において、角度センサは被測定物の曲げ線に平行な方向に位置調節可能に設けてあるから、被測定部の左右両端部及び中央部等の複数個所に対応して折曲げ角度の検出を容易に行うことができる。
請求項７に係る発明は、被測定物へ検出光を照射するための光源と、前記被測定物からの反射光を受光する光学センサとを備えてなる角度センサにおいて、前記光源を間にして互に反対位置に複数の光学センサを備えてなるものであるから、光源から被測定物へ照射された検出光の反射光を複数の光学センサによって同時に検出することができると共に、角度センサを正逆方向に回動する場合にはそれぞれの光学センサのピーク値を個別に検出することができる。
請求項８の発明による折曲げ機用角度検出方法では、回動する角度センサの光源から検出光を被検出物に発すると同時に、この被検出物からの反射光を同軸で受光し、この受光量が最大となる角度センサの回動角度から被検出物の角度を算出するので、非接触式の角度センサにより角度の検出を行うことができ、従来にようにワークに外力を与えて変形させるおそれがなく、またセンサ自体も調整状態が経時変化を受けるおそれがないので、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
請求項９の発明による折曲げ機用角度検出装置では、角度センサを回動させながら光源から被検出物へ検出光を照射すると同時に同軸位置にある光学センサが被検出物からの反射光を受光する。この受光量の最大を最大受光量検出部により検出すると共に、最大受光量が検出された時の角度センサの回動角度を回動角度検出器により検出し、角度算出部が得られた角度センサの回動角度に基づいて被検出物の角度を演算して求めるので、従来のようにワークに直接または間接的に接触して変形させるおそれがなく、またセンサ自体も調整状態が経時変化を受けるおそれがないので、高精度の角度検出を行うことができる。また、画像処理装置のような高価な装置を必要としないので、装置全体が安価に構成できる。
Claims (6)
- 光源を間にして互に反対位置に複数の光学センサを備えた角度センサの前記光源から被測定物へ検出光を照射し、前記角度センサを前記光源と光学センサとが配置された平面内において前記角度センサを正逆方向へ回動させ、一方の光学センサによる受光量が最大になった時の角度センサの回動角度と他方の光学センサによる受光量が最大になった時の角度センサの回動角度とに基づいて前記被測定物の角度を検出すること、を特徴とする折曲げ機用角度検出方法。
- 光源を中心とする対称位置に少なくとも一対の光学センサを備えた角度センサの前記光源から被測定物へ検出光を照射し、前記光源と光学センサとが配置された平面内において前記角度センサを正逆方向へ回動させ、前記一対の光学センサによる受光量が互に等しくなったときにおける基準位置からの角度センサの回動角度に基づいて前記被測定物の角度を検出すること、を特徴とする折曲げ機用角度検出方法。
- 検出光を被測定物に発する光源を間にした互に反対位置に前記被測定物からの反射光を受光する複数の光学センサを備えると共に前記光源と光学センサとが配置された平面内において正逆方向へ回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記光学センサにより受光された前記反射光のピーク値を検出するピーク値検出部と、このピーク値検出部により検出されたピーク値に対応すべく前記回動角度検出器により検出された角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算する角度算出部と、を備えてなることを特徴とする角度検出装置。
- 検出光を被測定物に発する光源を中心とする対称位置に前記被測定物からの反射光を受光する少なくとも一対の光学センサを備えると共に前記光源と光学センサとが配置された平面内において正逆方向へ回動自在の角度センサと、所定の基準位置に対する前記角度センサの回動角度を検出する回動角度検出器と、前記一対の各光学センサにより受光された前記反射光の受光量が互に等しくなるときに前記回動角度検出器により検出された角度センサの回動角度に基づいて被測定物の角度を演算する角度算出部と、を備えてなることを特徴とする角度検出装置。
- 請求項３又は４に記載の角度検出装置において、角度センサは被測定物の曲げ線に対して直交する方向に位置調節可能に設けてあることを特徴とする角度検出装置。
- 請求項3,4又は５に記載の角度検出装置において、角度センサは被測定物の曲げ線に平行な方向に位置調節可能に設けてあることを特徴とする角度検出装置。
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