JP4040452B2 - ワーク折曲げ加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、折曲げ加工を行なった場合にスプリングバックを生じるワークの折曲げ加工装置に係り、さらに詳細には、検出したスプリングバック量を補正してワークの折曲げ加工を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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ワークの折曲げ加工を行う場合、ワークの折曲げ加工を行うための金型としてのパンチとダイとの係合位置関係（例えばラムの移動位置）とワークの折曲げ角度との関係に基いて、係合位置関係と折曲げ角度の関係を示す関係式（近似式）を求め、この関係式により目標とする折曲げ角度に対応するパンチとダイとの係合位置関係を演算し、この演算した係合位置関係となるようにラムを駆動してワークの折曲げ加工を行うことが行われている。
【０００３】
しかし、ワークの折曲げ加工を行った後に、ワークに対する加圧力を解除すると、ワークはスプリングバックを生じて目標角度より大きな折曲げ角度になるので、前記目標角度付近においてのスプリングバック量を検出し、この検出したスプリングバック量だけ補正してワークの折曲げ加工が行なわれている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２８８１２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えばＶ溝の角度が８８°のダイ及び先端角が８８°のパンチを用いて板状のワークの折曲げ加工を行なうと、ワークの負荷中（加工中）の曲げ角度と除荷後のスプリングバック角度（スプリングバック量）との関係は、ワークの折曲げ角度が９０°付近になるまではほぼ直線的に大きくなり、この９０°付近より折曲げ角度が小さくなると、スプリングバック量が急激に小さくなることが知られている（平成元年、塑性加工春季講演会、講演論文集、第２７５〜２７８頁、図８参照）。
【０００６】
ところが、前記特許文献１においては、ワークの負荷中の折曲げ角度とスプリングバック量との関係はほぼ一定であると見なして、単に検出したスプリングバック量だけの補正を行ってワークの折曲げ加工を行うにすぎないものであるから、より高精度の折曲げ加工を行うことができないものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述したごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、ワークの折曲げ加工を行なうためのパンチ又はダイの一方を相対的に接近離反する方向へ移動するための金型駆動手段と、前記パンチとダイによるワークの折曲げ加工時の加圧力を検出するための加圧力検出手段と、前記パンチとダイとの係合位置関係を検出するための位置検出手段と、前記パンチとダイによるワークの折曲げ加工時にワークの折曲げ角度を検出するための折曲げ角度検出手段と、前記位置検出手段と折曲げ角度検出手段との検出値に基いて前記パンチとダイとの係合位置関係及びスプリングバック量を含む各種の演算を行うための演算手段と、この演算手段の演算結果に基いて前記金型駆動手段を制御するための制御手段と、前記スプリングバック量の補正値を求める際の係数を格納した係数メモリとを備え、前記係数メモリは、ある所定の折曲げ角度を境にして異なる係数を格納しているものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明するに、理解を容易にするために、板状のワーク折曲げ加工を行う折曲げ加工装置の一例としてのプレスブレーキの全体的構成について概略的に説明する。
【００１４】
図１を参照するに折曲げ加工装置の一例としてのプレスブレーキ１は、Ｃ形のサイドフレーム３の上下に上下のテーブル５，７を上下に対向して備え、上下のテーブル５，７の一方（本例においては上部テーブル）をラムとして上下動可能に設けてある。
【００１５】
前記上部テーブル（ラム）５の下部には、下部テーブル７の上部に装着した下部金型（ダイ）９と協働して板状のワークＷの折曲げ加工を行うための上部金型（パンチ）１１が装着してあり、かつ前記ラム５を上下動して金型１１を上下動するための金型駆動手段１３の一例として油圧シリンダが設けられている。
【００１６】
既に知られているように、前記ダイ９はワークＷの折曲げ加工を行うためのＶ溝を備えた構成であり、前記パンチ１１によりワークＷを加圧してパンチ１１の先端部（下端部）とダイ９のＶ溝とを係合することにより、ワークＷの折曲げ加工を行うものであり、ワークＷの折曲げ角度は、前記パンチ１１とダイ９との係合位置関係を調節することにより、所望の角度に折曲げ可能である。
【００１７】
そこで、前記パンチ１１とダイ９との係合位置関係を検出するために、前記ラム５の上下位置を検出するための例えばリニアセンサ等のごとき位置検出手段１５が設けられていると共に、ワークＷの加圧力を検出するための圧力センサ等のごとき加圧力検出手段１７が設けられており、さらに、前記パンチ１１とダイ９との係合によるワークＷの折曲げ角度を時々刻々に検出するための折曲げ角度検出手段１９が設けられている。さらにプレスブレーキ１の制御を行うためのＣＮＣ装置のごとき制御装置２１が備えられている。
【００１８】
上記構成において、従来は、制御装置２１の制御の下に金型駆動手段１３を駆動してラム５を上下動し、前記パンチ１１とダイ９とを係合することによりワークＷの折曲げ加工を行うものであり、前記パンチ１１とダイ９との係合位置関係は位置検出手段１５によってラム５の原点位置からの移動位置を検出することによって常に検出されている。そして、ワークＷの折曲げ加工時の加圧力は加圧力検出手段１７によって常に検出され、かつワークＷの折曲げ角度は折曲げ角度検出手段１９によって常に検出されているものである。
【００１９】
従来、ワークＷをエアーベンド（前記特許文献１参照）によって所望の角度に折曲げ加工する場合、上記所望角度になるまでワークの折曲げ加工を行い、かつ加圧力が零になるように除荷してスプリングバック量を検出し、この検出したスプリングバック量だけ補正するように、ワークＷを再び折曲げ加工するものである。
【００２０】
すなわち、従来はワークの折曲げ角度に拘わりなくスプリングバック量は常にほぼ一定と見なしてスプリングバック量の補正を行っているものであって、上記スプリングバック量だけ補正するようにワークＷを再度折曲げ加工したときのスプリングバック量を考慮していないので、より高精度の折曲げ加工を行うことができないものであった。
【００２１】
そこで、本実施形態においては、検出したスプリングバック量だけ補正するのではなく、上記スプリングバック量だけ補正したときのスプリングバック量を考慮して、検出したスプリングバック量の補正値を求めて、この求めた補正値を採用してワークＷの再度の折曲げ加工を行うものである。
【００２２】
図２を参照するに、前記制御装置２１においての制御手段２３には、加工プログラムや各種データ等を入力するための入力手段２５が接続してあると共に前記金型駆動手段１３，位置検出手段１５，加圧力検出手段１７及び折曲げ角度検出手段１９が接続してある。そして、前記制御手段２３には、前記スプリングバック量を含む各種の演算を行うための演算手段２７が備えられていると共に、スプリングバック量の補正を行うための係数を格納する格納手段（係数メモリ）２９が備えられている。
【００２３】
上記格納手段２９に格納される係数は、前記ダイ９のＶ溝の角度（例えば８７°以下、８８°，９０°等）と前記パンチ１１の先端角度（例えば８７°以下、８８°，９０°等）のように、ダイ９のＶ溝の角度とパンチ１１の先端角度に対応して予め実験的に求められた所定角度（例えば９０°，９２°，９４°）を境にして、上記所望角度以上の折曲げ角度の加工の場合にはｋ１，上記所定角度以下の角度となる折曲げ角度の加工の場合にはｋ２のように、予め実験的，経験的に求められた異なる係数であって、ｋ１＞１，ｋ２＜１の関係にある。
【００２４】
すなわち、前記所定角度以上の折曲げ角度であるエアーベンドの場合には、スプリングバック量は折曲げ角度が小さくなるに従って増加する傾向にあるのでｋ１＞１に設定してあり、前記所定角度以下の折曲げ角度である場合にはスプリングバック量が急激に減少する傾向にあるので、ｋ２＜１に設定してある。
【００２５】
したがって、前記所定角度以上の折曲げ角度の折曲げ加工時には検出したスプリングバック量の補正値は検出値より大きくなり、所定角度以下の折曲げ角度の折曲げ加工時のスプリングバック量の補正値は、検出値より小さくなるものである。なお、前記所定角度に折曲げ加工する場合には、ｋ１，ｋ２のどちらの係数を採用しても良いものである。
【００２６】
なお、前記格納手段２９に対する係数ｋの格納は、パンチ，ダイの金型条件やワークの材質条件等に対応して予め格納してもよく、またワークの折り曲げ加工を行う際の金型条件やワークの条件等に対応して、その都度格納しても良いものである。
【００２７】
ところで、前記金型駆動手段１３，位置検出手段１５，加圧力検出手段１７及び折曲げ角度検出手段１９等の構成は、公知の従来の各種構成を採用可能であるから、上記各種手段１３，１５，１７，１９の構成についての詳細な説明は省略する。
【００２８】
さて、以上のごとき構成において、ワークＷの折曲げ加工を行うには、先ず、入力手段２５から入力された製品情報（例えば目標角度Ａ等）、金型条件（ダイ９におけるＶ溝の角度，Ｖ溝のＶ幅，Ｖ溝の上縁の微小半径である型Ｒ，パンチ１１における先端部の微小半径である先端Ｒ等）および材料条件（板厚、抗張力等）に基いて、前記目標角度Ａよりも僅かに大きい（例えば２°〜３°位大きい）折曲げ角度Ｂ（Ｂ＝Ａ＋２°〜３°）となるパンチ１１とダイ９との係合位置関係を示すＤ値Ｄ１を演算手段２７により演算する（ステップＳ１）。
【００２９】
上記Ｄ値は、例えばパンチ１１とダイ９とを係合した位置を原点位置とした場合には、上記原点位置からパンチ１１の先端部までの距離で表わすことができ、前記原点位置からのパンチ１１の移動位置を位置検出手段１５により検出することによって容易に検出することができるものである。なお、パンチ１１とダイ９とが最も離反したときにおけるパンチ１１の位置を原点位置とすることも可能であり、この場合には、ワークＷの板厚を考慮して、ダイ９上のワークＷの折曲げ加工を行うために、ダイ９のダイ溝に対してパンチ１１の先端部が相対的に突入した突入深さとして表わすこともできるものである。
【００３０】
すなわち、換言すれば、前記Ｄ値は、ダイ９とパンチ１１との相対的な位置関係，例えば駆動手段１３によって移動されるラム移動位置として表わすことができるものである。
【００３１】
次に、前記パンチ１１とダイ９との係合位置関係が前記Ｄ値Ｄ１の関係となるようにパンチ１１とダイ９とを係合し、ワークＷを加圧したときにおけるワークＷの折曲げ角度θ１を検出する（ステップＳ２）。この際、パンチ１１の先端部がワークＷに当接してワークＷの折曲げ加工を開始した後の所望のラム位置（パンチ位置）を位置検出手段１５により検出し、かつ折曲げ角度検出手段１９によって上記所望のラム位置でのワークＷの折曲げ角度を検出する。そして、この検出したラム位置（Ｄ値）と折曲げ角度との関係及び前記演算したＤ値Ｄ１と折曲げ角度Ｂとの関係に基いて、ワークＷの折曲げ角度とＤ値との関係式を求めるものである。なお、前記特許文献１に記載されているように、関係式の求め方としては、複数箇所におけるラム位置（Ｄ値）に対応して折曲げ角度を検出し、この検出したラム位置と折曲げ角度に基いてＤ値と折曲げ角度との関係式を求めてもよいものである。
【００３２】
その後、前記Ｄ値Ｄ１と検出した前記折曲げ角度θ１に基づき、前記関係式により前記目標角度ＡとなるであろうＤ値Ｄ２を演算手段２７によって演算する（ステップＳ３）。そして、この演算したＤ値Ｄ２の係合位置関係となるように前記パンチ１１とダイ９とを係合してワークＷの折曲げ加工を行ったときのワークの折曲げ角度θ２を折曲げ角度検出手段１９によって検出する（ステップＳ４）。
【００３３】
この検出した折曲げ角度θ２と目標角度Ａとの差（θ２−Ａ）が許容値Ｑ１に等しいか又は小さいか否かを判別し（ステップＳ５）、（θ２−Ａ）＞Ｑ１のときには、前記Ｄ値Ｄ２を補正してＤ値を微小量大きな（Ｄ２＋ｎ・ｄ１）（ｎは整数）とする（ステップＳ６）。そして、Ｄ値（Ｄ２＋ｄ１）の係合位置関係となるように前記パンチ１１とダイ９との係合位置関係を補正したときのワークＷの折曲げ角度θ２を検出し（ステップＳ７）、この検出した折曲げ角度θ２と前記目標角度Ａとの差（θ２−Ａ）が前記許容値Ｑ１に等しいか又は小さいか否かを判別すること（ステップＳ５）を繰り返し、検出した折曲げ角度θ２と目標角度Ａとの差（θ２−Ａ）が許容値Ｑ１に等しいか又は小さくなるまで、Ｄ値Ｄ２を補正してパンチ１１とダイ９との係合位置関係を補正することを繰り返す（ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７を繰り返すこと）。
【００３４】
前記ステップＳ５において（θ２−Ａ）≦Ｑ１となったときにはθ２＝θ３に設定する（ステップＳ８）と共に、位置検出手段１５によってパンチ１１とダイ９との係合位置関係を検出する。その後、パンチ１１とダイ９との係合状態を次第に解除して加圧力を除荷し（ステップＳ９）、前記加圧力検出手段１７によってワークＷに対する加圧力がほぼ零となったときのワークＷの折曲げ角度θ４を折曲げ角度検出手段１９によって検出する（ステップＳ１０）。
【００３５】
そして、前記折曲げ角度θ３，θ４に基いてスプリングバック量（θ４−θ３）を前記演算手段２７により演算し（ステップＳ１１）、かつ前記目標角度Ａに対応して前記格納手段２９に格納されている係数ｋ１又はｋ２の一方（以下ｋで表わす）を選択し、この選択した係数ｋを前記スプリングバック量（θ４−θ３）に乗算してスプリングバック量の補正値｛ｋ・（θ４−θ３）｝を演算手段２７によって演算する（ステップＳ１２）。この補正値｛ｋ・（θ４−θ３）｝と前記目標角度Ａに基いて、第２の目標角度Ｃ＝｛Ａ−ｋ・（θ４−θ３）｝を演算する（ステップＳ１３）。
【００３６】
次に、上記第２の目標角度ＣとなるであろうＤ値Ｄ３を、Ｄ値と折曲げ角度との前記関係式を用いて演算手段２７により演算する（ステップＳ１４）。そして、前記Ｄ値Ｄ３より僅かに浅い係合位置関係（Ｄ３−ｅ１）となるようにＤ値を補正して、パンチ１１とダイ９との係合位置関係を補正したときの折曲げ角度θ５を検出する（ステップＳ１５）。
【００３７】
この場合、Ｄ値Ｄ３を補正することなく、パンチ１１とダイ９との係合位置関係がＤ値Ｄ３となるように係合してワークＷの折曲げ加工を行うことも可能であるが、前記Ｄ値と折曲げ角度との関係式は実験式的なものであって、必ずしも絶対的なものでないので、一応念のために、パンチ１１とダイ９との係合位置関係は、前記Ｄ値Ｄ３より僅かに浅い係合位置関係（Ｄ３−ｅ１）においてワークＷの折曲げ加工を行うことが望ましいものである。
【００３８】
前記ステップＳ１５において検出した折曲げ角度θ５と前記第２の目標角度Ｃとの差（θ５−Ｃ）が第２の許容値Ｑ２に等しいか又は小さいか否かを判別し（ステップＳ１６）、等しいか又は小さいときにはワークＷの折曲げ加工を終了する（ステップＳ１７）。
【００３９】
しかし、ステップＳ１６において、（θ５−Ｃ）＞Ｑ２の場合には、前記Ｄ値（Ｄ３−ｅ１）を（Ｄ３−ｅ２）に補正し（ステップＳ１８）、この補正したＤ値（Ｄ３−ｅ２）の係合位置関係となるように前記パンチ１１とダイ９とを係合したときのワークの折曲げ角度θ５を検出する（ステップＳ１９）ことを繰り返す（ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ１９を繰り返す）ことにより、（θ５−Ｃ）≦Ｑ２とすることができるものである。なお、前記数値ｅ１，ｅ２，…，ｅｎは、級数的にＤ３に近づく数値であるので、前記ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ１９を数回繰り返すと、（θ５−Ｃ）≦Ｑ２となるものである。
【００４０】
以上のごとき説明より理解されるように、従来は、例えば折曲げ角度αの製品を得ようとする場合、折曲げ角度αでのスプリングバック量α１を検出し、この検出したスプリングバック量α１だけ補正した折曲げ角度（α＋α１）にワークを折曲げ加工することにより、スプリングバック量α１が相殺されて折曲げ角度αの製品が得られるものとしている。すなわち、折曲げ角度（α＋α１）においてのスプリングバック量α２が考慮されていないので、折曲げ角度（α＋α１）の折曲げ加工を行なうと、製品の折曲げ角度は［（α＋α１）−α２］となり、必ずしも折曲げ角度αとなるものではない。
【００４１】
しかし、本実施形態においては、前記折曲げ角度αでのスプリングバック量α１を加算した角度（α＋α１）でワークの折曲げ加工を行った場合には新たなスプリングバック量α２が生じることを考慮して、前記スプリングバック量α１に係数ｋを乗算してスプリングバック量の補正値ｋ・α１≒α２として、折曲げ角度（α＋ｋ・α１）で折曲げ加工を行うことにより、｛（α＋ｋ・α１）−α２｝≒αとするものであるから、従来よりもより高精度の折曲げ加工を行うことができるものである。
【００４２】
【発明の効果】
以上のごとき説明より理解されるように、本発明においては、目標角度付近にワークを折曲げ加工して検出したスプリングバック量の補正値を求めて、この補正値分を補正してワークの折曲げ加工を行うものであるから、より高精度の折曲げ加工を行うことができ、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワーク折曲げ加工装置の一例としてのプレスブレーキの説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るワーク折曲げ加工装置の主要な構成を示すむ機能ブロック図である。
【図３】ワークの折曲げ加工を示すフローチャートの説明図である。
【図４】ワークの折曲げ加工を示すフローチャートの説明図である。
【図５】ワークの折曲げ加工を示すフローチャートの説明図である。
【符号の説明】
１ プレスブレーキ
９ 下部金型（ダイ）
１１ 上部金型（パンチ）
１３ 金型駆動手段
１５ 位置検出手段
１７ 加圧力検出手段
１９ 折曲げ角度検出手段
２１ 制御装置
２３ 制御手段
２５ 入力手段
２７ 演算手段
２９ 格納手段（係数メモリ）

Claims (1)

1. ワークの折曲げ加工を行なうためのパンチ又はダイの一方を相対的に接近離反する方向へ移動するための金型駆動手段と、前記パンチとダイによるワークの折曲げ加工時の加圧力を検出するための加圧力検出手段と、前記パンチとダイとの係合位置関係を検出するための位置検出手段と、前記パンチとダイによるワークの折曲げ加工時にワークの折曲げ角度を検出するための折曲げ角度検出手段と、前記位置検出手段と折曲げ角度検出手段との検出値に基いて前記パンチとダイとの係合位置関係及びスプリングバック量を含む各種の演算を行うための演算手段と、この演算手段の演算結果に基いて前記金型駆動手段を制御するための制御手段と、前記スプリングバック量の補正を行う際の係数を格納した係数メモリとを備え、前記係数メモリは、ある所定の折曲げ角度を境にして異なる係数を格納していることを特徴とするワーク折曲げ加工装置。

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