JP3844571B2

JP3844571B2 - パネルベンダにおける中抜き制御方法及びその装置

Info

Publication number: JP3844571B2
Application number: JP28631897A
Authority: JP
Inventors: 健一郎坂本
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2017-10-20
Also published as: JPH11123463A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパネルベンダにおける中抜き制御方法及びその装置、特にトップダイとボトムダイによりワークを挟み、曲げ金型により折曲げ加工を施すパネルベンダにおいて、一方のフランジ先端が外側を、他方のフランジ先端が内側を向いているワークを押さえているトップダイを、中寄せしながらオフセットするようにした中抜き制御方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ワークＷの（図５）４辺を自動的に折り曲げることにより、製品を大量に生産する場合には、しごき折曲げ加工機と称されるパネルベンダが使用されている。
【０００３】
このパネルベンダは、例えば図４（Ａ）に示す構成を有し、トップダイ３１とボトムダイ３２によりワークＷを挟み、曲げ金型３３を上下に旋回移動することにより、該ワークＷを折り曲げる。
【０００４】
上記パネルベンダは、その前方に、ワーク搬送・位置決め装置であるマニピュレータ３４を備えている。
【０００５】
このマニピュレータ３４は、ワークＷを回転軸３５により上下方向に把持し、加工する辺の回転割り出しを行いながら該ワークＷをパネルベンダへ供給する。また、マニピュレータ３４は、モータ３８とボールねじ３７とナット３６から成る駆動系により、パネルベンダ側へ位置決め自在となっている。
【０００６】
例えば、図５（Ａ）に示すワークＷの辺を▲１▼、▲２▼、▲３▼、▲４▼の順に折り曲げる場合には、先ず、該ワークＷの中央部を回転軸３５で把持し、モータ３８を回転させることにより、パネルベンダ側へ位置決めし、次に、回転軸３５を回転させることにより、▲１▼→▲２▼→▲３▼→▲４▼の順に回転割り出しを行って、該当する辺を曲げ加工する。
【０００７】
その場合、ワークＷを上から押さえるトップダイ３１の詳細は、図４（Ｂ）（図４（Ａ）の矢印ｂから見た図）に示され、真ん中のセンタ金型３１Ａと、左側の押さえ金型３１Ｂと、右側の押さえ金型３１Ｃにより構成され、エアシリンダにより、センタ金型３１Ａは上下動可能に、左の押さえ金型３１Ｂどうしの間隔、又は押さえ金型３１Ｃどうしの間隔はワークＷの大きさにより、伸縮自在となっている。
【０００８】
そして、図示するように、▲１▼と▲２▼の短辺を曲げた後、長辺▲３▼（図５（Ａ））を曲げる場合には、長辺▲３▼の長さに合うように、トップダイ３１を構成する左側の押さえ金型３１Ｂと右側の押さえ金型３１Ｃのうちの中側の２つをそれぞれ選択して、ワークＷを押さえる。
【０００９】
ところが、長辺▲３▼を曲げた後、図４（Ｂ）の状態のままでトップダイ３１を上昇させようとすると、破線部分のイとロで示すように、内側を向いているフランジの先端Ｆ１とＦ２が、トップダイ３１と干渉する。従って、後述するトップダイ３１の中抜き動作が必要となる。
【００１０】
例えば、図５（Ａ）に示すワークＷの短辺▲１▼、▲２▼を先に曲げ、次に長辺▲３▼を曲げる場合には、図６（Ａ）に示すように、該ワークＷをトップダイ３１とボトムダイ３２により挟む。
【００１１】
この状態で、エアシリンダを駆動してセンタ金型３１Ａを上昇させ（図６（Ｂ））、次いで、後述するＰＷ軸２０（図２（Ａ））を移動させることにより、左右の押さえ金型３１Ｂと３１Ｃをセンタ金型３１Ａ側に中寄せして、フランジ部分との干渉を避け（図６（Ｃ））、最後に、トップダイ３１全体を上昇させる（図６（Ｄ）））。
【００１２】
このようにして、トップダイ３１を中寄せしてから上昇させるという中抜き動作を行い、トップダイ３１とフランジ部分との干渉を避けている。
【００１３】
因に、図５（Ｂ）に示すワークＷの短辺▲１▼、▲２▼を先に曲げ、次に長辺▲３▼を曲げる場合にも、図７（Ａ）に示すように、該ワークＷをトップダイ３１とボトムダイ３２により挟む。
【００１４】
しかし、この場合には、フランジの先端Ｆ１とＦ２がいずれも外側を向いているので、トップダイ３１を直接に上昇させても（図７（Ｂ））、該ワークＷとの干渉は起こらず、図６のような中抜き動作は不要である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図５（Ｃ）に示すワークＷを折り曲げる場合には、中抜き動作を行う場合に、次のような課題がある。
【００１６】
即ち、図５（Ｃ）に示すワークＷの短辺▲１▼、▲２▼を先に曲げ、次に長辺▲３▼を曲げる場合には、図８（Ａ）に示すように、該ワークＷをトップダイ３１とボトムダイ３２により挟み、エアシリンダを駆動してセンタ金型３１Ａを上昇させ（図８（Ｂ））、次いで、ＰＷ軸２０（図２（Ａ））を移動させることにより、左右の押さえ金型３１Ｂと３１Ｃをセンタ金型３１Ａ側に中寄せする（図８（Ｃ））。
【００１７】
しかし、この場合、短辺▲２▼のフランジの先端Ｆ２は内側を向いているが、短辺▲１▼のフランジの先端Ｆ１が外側を向いているので、図８（Ｃ）の破線部分ハで示すように、ワークＷとトップダイ３１との干渉が生じる。
【００１８】
この結果、ワークＷとトップダイ３１との干渉により、該トップダイ３１の中抜き動作が中断され、また該ワークＷが変形する等の弊害が生じ、ワークＷの加工効率が低下する。
【００１９】
本発明の目的は、パネルベンダにおいて、ワークを押さえているトップダイの中寄せとオフセットを同時に行うことにより、ワークとの干渉を無くし、トップダイの中抜き動作を可能にしてワークの加工効率の向上を図ることにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、図１〜図５に示すように、
トップダイ３１を構成する左右の押さえ金型３１Ｂ、３１Ｃを中寄せするＰＷ軸２０と、トップダイ３１全体をオフセットするＰＯ軸２１を有し、該トップダイ３１とボトムダイ３２によりワークＷを挟み、曲げ金型３３で折曲げ加工を施すパネルベンダにおいて、
（１）ワークＷの形状を判別するステップと、
（２）ワークＷの先曲げの辺▲１▼、▲２▼の一方のフランジの先端が外側に、他方のフランジの先端が内側に向いていると判別した場合に、上記ＰＷ軸２０の移動量とＰＯ軸２１の移動量を算出するステップと、
（３）各移動量に基づいて、ＰＷ軸２０とＰＯ軸２１とを所定の時間内に同時に移動させる場合の加速度、速度、及び減速度を算出するステップと、
（４）各加速度、速度、及び減速度に基づいて指令値を算出し、各指令値により、トップダイ３１を中寄せしながらオフセットするステップから成ることを特徴とするパネルベンダにおける中抜き制御方法、
及びトップダイ３１を構成する左右の押さえ金型３１Ｂ、３１Ｃを中寄せするＰＷ軸２０と、トップダイ３１全体をオフセットするＰＯ軸２１を有し、該トップダイ３１とボトムダイ３２によりワークＷを挟み、曲げ金型３３で折曲げ加工を施すパネルベンダにおいて、
ワークＷの形状を判別するワーク判別手段２Ｂ１と、
該ワーク判別手段２Ｂ１により、ワークＷの先曲げの辺▲１▼、▲２▼の一方のフランジの先端が外側に、他方のフランジの先端が内側に向いていると判別された場合に、上記ＰＷ軸２０の移動量とＰＯ軸２１の移動量を算出する移動量算出手段２Ｂ２と、
該移動量算出手段２Ｂ２により算出された各移動量に基づいて、ＰＷ軸２０とＰＯ軸２１とを所定の時間０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３内に同時に移動させる場合の加速度、速度、及び減速度を算出する加減速度算出手段２Ｂ３と、
該加減速度算出手段２Ｂ３により算出された各加速度、速度、及び減速度に基づいて指令値を算出し、各指令値により、トップダイ３１を中寄せしながらオフセットするトップダイ制御手段５から成ることを特徴とするパネルベンダにおける中抜き制御装置という技術的手段を講じている。
【００２１】
従って、本発明の構成によれば、先曲げの辺の一方のフランジ先端が外側を、他方のフランジ先端が内側を向いているワークを押さえているトップダイの中寄せとオフセットを同時に行うことができる。
【００２２】
このため、トップダイとワークとの干渉が無くなり、トップダイの中抜き動作が可能になって、ワークの加工効率の向上を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して、説明する。
図１は本発明の実施形態の全体図であり、参照符号１は入力手段、２は演算手段、３は記憶手段、４はシーケンサ、５はトップダイ制御手段である。
【００２４】
上記入力手段１は、本発明の動作の手順を定めたプログラム３Ａを作成するキーボードであり、該プログラム３Ａは、後述する演算手段２を介して記憶手段３に格納される（信号Ｓ１、Ｓ２）。
【００２５】
上記演算手段２は、例えばパソコンであり、前記プログラム３Ａを元にして制御コードを生成すると共に、該制御コードの動作手順により、後述する中抜き制御に必要な位置決めデータを生成し、更に図１の装置全体の制御を掌どる。
【００２６】
この演算手段２は、制御コード生成部２Ａと位置決めデータ生成部２Ｂにより構成されている。
【００２７】
制御コード生成部２Ａは、記憶手段３に格納されているフランジの高さや底寸法等のワークデータであるプログラム３Ａと、金型寸法や各軸のストローク等加工に必要な基本データであるパラメータ３Ｂを呼び出すことにより（信号Ｓ２）、制御コードを生成し、該制御コードをシーケンサ４へ伝送する（信号Ｓ３）。
【００２８】
位置決めデータ生成部２Ｂは、ワークＷの形状を判別することにより、後述するＰＷ軸２０とＰＯ軸２１が同時に移動する場合の加速度、速度、及び減速度（図３（Ｄ））を算出して、それらを位置決めデータとしてシーケンサ４へ伝送する（信号Ｓ３）。
【００２９】
そして、この位置決めデータ生成部２Ｂは、ワーク判別手段２Ｂ１と移動量算出手段２Ｂ２と加減速度算出手段２Ｂ３により構成されている。
【００３０】
ワーク判別手段２Ｂ１は、パネルベンダ（図４（Ａ））の加工対象であるワークＷの形状を判別する。例えば、中抜き動作の場合には（図３）、ワークＷの先曲げの辺▲１▼、▲２▼の一方のフランジの先端Ｆ１が外側に、他方のフランジの先端Ｆ２が内側に向いているか（図３（Ｂ）の上図）、又は同様の場合に、一方のフランジの先端Ｆ１と他方のフランジの先端Ｆ２が共に内側を向いているか（図３（Ｂ）の下図）の判別を行う。
【００３１】
移動量算出手段２Ｂ２は、前記ワーク判別手段２Ｂ１により、ワークＷの先曲げの辺▲１▼、▲２▼の一方のフランジの先端が外側に、他方のフランジの先端が内側に向いていると判別された場合に（図３（Ｂ）の上図）、後述するＰＷ軸２０の移動量Ｐｗｍ＝ＰｗｍＬ＋ＰｗｍＲ（図３（Ａ）のステップ１０２）とＰＯ軸２１の移動量Ｐｏｍ＝ＰｗｍＬ−ＰｗｍＲ（図３（Ａ）のステップ１０３）を算出する。
【００３２】
加減速度算出手段２Ｂ３は、前記移動量算出手段２Ｂ２により算出された各移動量に基づいて、ＰＷ軸２０とＰＯ軸２１とを所定の時間０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３内に同時に移動させる場合の加速度、速度、及び減速度を算出する（図３（Ａ）のステップ１０４、図３（Ｄ））。
【００３３】
また、上記シーケンサ４は、演算手段２から伝送された制御コードと位置決めデータを一旦格納し、制御タイミングを調整することにより（信号Ｓ４、Ｓ５）、後述するトップダイ制御手段５へ伝送する。
【００３４】
更にトップダイ制御手段５は、上記加減速度算出手段２Ｂ３により算出された各加速度、速度、及び減速度に基づいて指令値を算出し（図３（Ａ）のステップ１０５）、各指令値により、トップダイ３１を中寄せしながらオフセットする（図３（Ａ）のステップ１０６）。
【００３５】
このトップダイ制御手段５は、ＰＷ軸２０を中寄せ制御するＰＷ軸制御部５ＡとＰＯ軸２１をオフセット制御するＰＯ軸制御部５Ｂにより構成され、ＰＷ軸制御部５Ａは、位置決めユニット５Ａ１とサーボアンプ５Ａ２とサーボモータ５Ａ３とエンコーダ５Ａ４により、ＰＯ軸制御部５Ｂは、位置決めユニット５Ｂ１とサーボアンプ５Ｂ２とサーボモータ５Ｂ３とエンコーダ５Ｂ４により、それぞれ構成されている。
【００３６】
このうち、位置決めユニット５Ａ１と５Ｂ１は、シーケンサ４を介して伝送されたＰＷ軸２０とＰＯ軸２１の加速度、速度、及び減速度に基づき、目標値としての指令値をそれぞれ算出し、サーボアンプ５Ａ２と５Ｂ２は、各指令値を増幅し、サーボモータ５Ａ３と５Ｂ３は、各指令値により回転しそれぞれＰＷ軸２０とＰＯ軸２１を同時に移動させる。
【００３７】
また、サーボモータ５Ａ３と５Ｂ３には、ＰＷ軸２０とＰＯ軸２１がそれぞれ結合されている。
【００３８】
このうち、ＰＷ軸２０は、図２（Ａ）に示すように、互いに逆向きにネジが切られた第１軸２０Ａと第２軸２０Ｂにより構成され、サーボモータ５Ａ３が或る方向に回転すると、トップダイ３１を構成する左右の押さえ金型３１Ｂ、３１Ｃを離反させることにより（上図）、中寄せ戻しを行い、またサーボモータ５Ａ３が反対方向に回転すると、左右の押さえ金型３１Ｂ、３１Ｃを接近させることにより（下図）、中寄せを行う。
【００３９】
更に、ＰＯ軸２１は、図２（Ｂ）に示すように、トップダイ３１を構成する左右の押さえ金型３１Ｂ、３１Ｃを支持するクランプビーム２２に設けられ、（上図）、トップダイ３１全体を右方又は左方へ変位させることにより（下図）、オフセットを行う。
【００４０】
エンコーダ５Ａ４と５Ｂ４は、各指令値を位置決めユニット５Ａ１と５Ｂ１へフィードバックすることにより、目標値と現在値との差が誤差信号として検出され、トップダイ３１が正確に位置決めされるようになっている。
【００４１】
以下、上記構成を有する本発明による中抜き動作を、図３に基づいて説明する。
【００４２】
先ず、ステップ１０１においては、ワークＷの形状を判別し、図３（Ｂ）の上図に示すように、ワークＷの先曲げの辺▲１▼、▲２▼（図５（Ｃ））の一方のフランジの先端Ｆ１が外側に、他方のフランジの先端Ｆ２が内側に向いていると判別した場合には（ＹＥＳ）、次のステップ１０２に進む。
【００４３】
ステップ１０２においては、ＰＷ軸２０の移動量Ｐｗｍ＝ＰｗｍＬ＋ＰｗｍＲが算出される。
【００４４】
即ち、中寄せ前の位置を基準として、中寄せ後の押さえ金型３１Ｂと３１Ｃの左右端の移動量ＰｗｍＬとＰｗｍＲをそれぞれ算出し、両者を加算すれば、ＰＷ軸２０の移動量Ｐｗｍ＝ＰｗｍＬ＋ＰｗｍＲが算出される。
【００４５】
次いで、ステップ１０３において、ＰＯ軸２１の移動量Ｐｏｍ＝ＰｗｍＬ−ＰｗｍＲを算出する。
【００４６】
即ち、中寄せ前の位置を基準として、中寄せ後の押さえ金型３１Ｂと３１Ｃの中心の移動量は、図３（Ｂ）と図３（Ｃ）から明らかなように、ＰＯ軸２１の移動量Ｐｏｍ＝ＰｗｍＬ−ＰｗｍＲとなる。
【００４７】
更に、ステップ１０４において、各移動量に基づいて、ＰＷ軸２０とＰＯ軸２１とを所定の時間内に同時に移動させる場合の加速度、速度、及び減速度を算出する。
【００４８】
即ち、本発明は、例えば図３（Ｄ）に示す連続した時間０〜ｔ１とｔ１〜ｔ２とｔ２〜ｔ３内において、ＰＷ軸２０とＰＯ軸２１とを同時に移動させることにより、トップダイ３１を中寄せしながらオフセットし、ワークＷとの干渉を避けようとするものである。
【００４９】
従って、ＰＷ軸２０とＰＯ軸２１とが同時に、０〜ｔ１では加速運動を行い、ｔ１〜ｔ２では等速運動を行い、ｔ２〜ｔ３では減速運動を行うように、加速度、速度、減速度をそれぞれ設定する必要がある。
【００５０】
このため、加減速度算出手段２Ｂ２においては、上記移動量算出手段２Ｂ２により算出したＰＷ軸２０の移動量Ｐｗｍ＝ＰｗｍＬ＋ＰｗｍＲと、ＰＯ軸２１の移動量Ｐｏｍ＝ＰｗｍＬ−ＰｗｍＲに基づき、２軸直線補間が可能なように、加速度、速度、及び減速度をそれぞれ算出する。
【００５１】
次いで、ステップ１０５において、各加速度、速度、及び減速度に基づいて指令値を算出し、ステップ１０６において、各指令値により、トップダイ３１を中寄せしながらオフセットする。
【００５２】
即ち、前記算出した各指令値により、ＰＷ軸２０とＰＯ軸２１が２軸補間動作を行うので（図３（Ｅ））、ＰＷ軸２０はトップダイ３１の中寄せを行い、それと同時にＰＯ軸２１はトップダイ３１のオフセットを行う。
【００５３】
従って、図３（Ｅ）の破線部分ニで示すように、トップダイ３１とワークＷとの干渉は無くなり、最後に、ステップ１０７において、トップダイ３１を上昇させることにより、該トップダイ３１の中抜き動作は完了する。
【００５４】
尚、上記ステップ１０１において、図３（Ｂ）の下図に示すように、ワークＷの先曲げの辺▲１▼、▲２▼の一方のフランジの先端Ｆ１と他方のフランジの先端Ｆ２が共に内側を向いていると判別した場合には（ＮＯ）、ステップ１０８へ進み、従来どおり、トップダイ３１の中寄せのみを行い（図７）、ステップ１０７において、トップダイ３１を上昇させる。
【００５５】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明によれば、パネルベンダにおける中抜き制御方法を、先曲げの辺の一方のフランジ先端が外側を、他方のフランジ先端が内側を向いているワークを押さえているトップダイを中寄せしながらオフセットすることにより、該トップダイの中抜き動作を行うように構成し、この中抜き制御方法の実施に直接使用する装置を、ワーク判別手段と移動量算出手段と加減速度算出手段とトップダイ制御手段により構成したことにより、パネルベンダにおいて、ワークを押さえているトップダイの中寄せとオフセットを同時に行うことにより、ワークとの干渉を無くし、トップダイの中抜き動作を可能にしてワークの加工効率の向上を図るという技術的効果を奏することとなった。
【００５６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す全体図である。
【図２】本発明を構成するＰＷ軸２０とＰＯ軸２１の説明図である。
【図３】本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の対象であるパネルベンダの説明図である。
【図５】ワークの形状の種別を示す図である。
【図６】トップダイ３１の中抜き動作の説明図である。
【図７】トップダイ３１の中抜き動作を行わない場合の説明図である。
【図８】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１入力手段
２演算手段
３記憶部
２Ａ制御コード生成部
２Ｂ位置決めデータ生成部
２Ｂ１ワーク判別手段
２Ｂ２移動量算出手段
２Ｂ３速度算出手段
４シーケンサ
５トップダイ制御手段
Ｗワーク

Claims

トップダイを構成する左右の押さえ金型を中寄せするＰＷ軸と、トップダイ全体をオフセットするＰＯ軸を有し、該トップダイとボトムダイによりワークを挟み、曲げ金型で折曲げ加工を施すパネルベンダにおいて、
（１）ワークの形状を判別するステップと、
（２）ワークの先曲げの辺の一方のフランジの先端が外側に、他方のフランジの先端が内側に向いていると判別した場合に、上記ＰＷ軸の移動量とＰＯ軸の移動量を算出するステップと、
（３）各移動量に基づいて、ＰＷ軸とＰＯ軸とを所定の時間内に同時に移動させる場合の加速度、速度、及び減速度を算出するステップと、
（４）各加速度、速度、及び減速度に基づいて指令値を算出し、各指令値により、トップダイを中寄せしながらオフセットするステップから成ることを特徴とするパネルベンダにおける中抜き制御方法。
トップダイを構成する左右の押さえ金型を中寄せするＰＷ軸と、トップダイ全体をオフセットするＰＯ軸を有し、該トップダイとボトムダイによりワークＷを挟み、曲げ金型で折曲げ加工を施すパネルベンダにおいて、
ワークの形状を判別するワーク判別手段と、
該ワーク判別手段により、ワークＷの先曲げの辺の一方のフランジの先端が外側に、他方のフランジの先端が内側に向いていると判別された場合に、上記ＰＷ軸の移動量とＰＯ軸の移動量を算出する移動量算出手段と、
該移動量算出手段により算出された各移動量に基づいて、ＰＷ軸とＰＯ軸とを所定の時間内に同時に移動させる場合の加速度、速度、及び減速度を算出する加減速度算出手段と、
該加減速度算出手段により算出された各加速度、速度、及び減速度に基づいて指令値を算出し、各指令値により、トップダイを中寄せしながらオフセットするトップダイ制御手段から成ることを特徴とするパネルベンダにおける中抜き制御装置。
上記トップダイ制御手段が、ＰＷ軸制御部とＰＯ軸制御部により構成されている請求項２記載のパネルベンダにおける中抜き制御装置。