JP4209740B2

JP4209740B2 - 板材折曲げ加工装置及びワーク固定方法

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Publication number: JP4209740B2
Application number: JP2003282480A
Authority: JP
Inventors: 克明諏訪部
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2023-07-30
Also published as: JP2005046889A

Description

本発明は、板状のワークのしごき曲げを行う板材折曲げ加工装置におけるワークの固定方法及び板材折曲げ加工装置に係り、さらに詳細には、ワークの材質、板厚、折曲げ線長さに応じて適正なクランプ力でもってワークを押圧固定する板材折曲げ加工装置及びそのワーク固定方法に関する。

従来、板状のワークの折曲げ加工を行う板材折曲げ加工装置には種々の形式の折曲げ加工装置がある。板材折曲げ加工装置としてのタンジェントベンダーやしごき曲げ機は、ワークを支持するボトムダイに対して上下動自在のトップダイによってワークを押圧固定し、このボトムダイとトップダイによって押圧固定されたワークの、上記ボトムダイとトップダイとの間から突出した部分を、上下方向に移動自在の曲げ型によって上下方向に折曲げる構成である。

前述のごとき板材折曲げ加工装置において、前記トップダイを上下動するための駆動装置としては、油圧シリンを利用した構成や、偏心機構（クランク機構）を利用した構成がある（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−１３７９５４号公報

前記特許文献１に記載のように、油圧シリンダによってトップダイを上下動してボトムダイとトップダイとによってワークを挟持固定するとき、前記ボトムダイとトップダイとによるワークのクランプ力は、前記油圧シリンダへ供給する圧油の油圧を制御することにより比較的容易に制御することができる。

しかし、また、特許文献１に記載されているように、偏心軸を回転することによってトップダイを上下動する構成においては、トップダイが最下降してボトムダイと当接したときに前記偏心軸が下死点となるように予め調整してある。そして、前記ボトムダイとトップダイとの間にワークを挟持すると、前記偏心軸を支持したコネクティングアームにワークの板厚分に相当する弾性変形を生じるので、このコネクティングアームの前記弾性変形を利用して、ボトムダイとトップダイとの間にワークを強固に挟持固定するものである。

上記構成によれば、ボトムダイとトップダイとの間にワークを強固に挟持固定することができるので、曲げ型によってワークを上下方向に折曲げるとき、ワークが移動するようなことがないという利点がある。しかし、ワークが同一材質、同一板厚であっても、ワークの折曲げ線長さが短い場合には、ワークを折曲げる際の抵抗は小さく、折曲げ加工時にワークが移動しないように挟持固定するクランプ力は、前記折曲げ線長さに対応して小さくてよいことになる。

しかし、従来は、ワークの折曲げ線長に拘りなく、ワークの板厚分に相当する弾性変形を前記コネクティングアームに与え、必要以上に大きなクランプ力でもってワークを挟持固定することがある。この場合、場合によってはクランプ力が必要以上に大きいことによりワークに圧痕を生じることがある。

本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたものでワークを支持するボトムダイと、上記ボトムダイに対してワークを押圧固定自在かつ上下動自在のトップダイと、上記トップダイを上下動するための回転機構を支持した回転機構支持部材と、前記ボトムダイとトップダイによって挟持固定されたワークを折曲げるための曲げ型とを備えてなる板材折曲げ加工装置におけるワーク固定方法であって、前記回転機構を所定の回転速度で回転し、前記ボトムダイ上のワークに前記トップダイが当接したことを検出したときに、前記回転機構の回転を所定の減速度で減速して停止し、前記回転機構の停止時における前記回転機構支持部材の弾性変形を利用して前記トップダイにより前記ワークを前記ボトムダイへ押圧固定する板材折曲げ加工装置におけるワーク固定方法である。

また、本発明は、ワークを支持するボトムダイと、上記ボトムダイに対してワークを押圧固定自在かつ上下動自在のトップダイと、上記トップダイを上下動するための回転機構を支持した回転機構支持部材と、前記ボトムダイとトップダイによって挟持固定されたワークを折曲げるための曲げ型とを備えてなる板材折曲げ加工装置であって、上記板材折曲げ加工装置の動作を制御するためのシーケンサと、前記ボトムダイ上のワークに前記トップダイが当接したことを検出するための当接検出手段と、ワークの材質、板厚、曲げ線長さによって必要なクランプ力を演算する演算手段と、上記演算手段の演算結果に基いて前記回転機構の回転速度、前記回転機構支持部材の撓ませ量及び前記当接検出手段がワークに対するトップダイの当接を検出してからの前記回転機構の減速時間を演算して前記シーケンサへ演算データを転送する制御装置とを備えている構成である。

また、本発明は、ワークを支持するボトムダイと、上記ボトムダイに対してワークを押圧固定自在かつ上下動自在のトップダイと、上記トップダイを上下動するための回転機構を支持した回転機構支持部材と、前記ボトムダイとトップダイによって挟持固定されたワークを折曲げるための曲げ型とを備えてなる板材折曲げ加工装置であって、上記板材折曲げ加工装置の動作を制御するためのシーケンサと、前記ボトムダイ上のワークに前記トップダイが当接したことを検出するための当接検出手段と、前記シーケンサへ加工プログラムのデータを転送するＮＣ装置とを備え、このＮＣ装置は、入力されたＮＣ加工プログラムを解析するプログラム解析部と、前記プログラム解析部によって解析されたワークの材質、板厚、曲げ線長さによって必要なクランプ力を演算する演算手段と、上記演算手段の演算結果に基いて前記回転機構の回転速度、前記回転機構支持部材の撓ませ量及び前記トップダイがワークに当接したことを検出してからの前記回転機構の減速時間を演算する第２の演算手段とを備えている構成である。

本発明によれば、トップダイを上下動するための回転機構を支持した回転機構支持部材の弾性変形を利用して、トップダイとボトムダイとの間にワークを挟持固定するとき、前記ボトムダイ上のワークにトップダイが当接した位置を基準位置として、前記回転機構を所望角度回転することによって前記回転機構支持部材に必要量だけ弾性変形を生じさせるものであり、必要以上に大きなクランプ力を生じるようなことはないものである。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明するに、先ず、理解を容易にするために、板材折曲げ加工装置の全体的構成について概念的、概略的に説明する。

図１を参照するに、板材折曲げ加工装置１は、固定フレーム３を備えており、この固定フレーム３の前側（図１において右側）には下部テーブル５が一体的に取付けてある。そして、この下部テーブル５の上部には左右方向（図１において紙面に垂直な方向）に長いボトムダイ７が一体的に取付けてある。

前記固定フレーム３の後側には枢軸９を介して可動フレーム１１の後部が上下方向へ揺動可能に枢着してあり、この可動フレーム１１の前側には、前記下部テーブル１１に対向した上部テーブル１３が一体的に取付けてある。そして、この上部テーブル１３の下部には、前記ボトムダイ７に支持された板状のワークＷを上記ボトムダイ７に対して押圧固定自在のトップダイ１５が取付けてある。

前記下部テーブル５に対して前記上部テーブル１３を上下動して、前記ボトムダイ７とトップダイ１５との間にワークＷを挟持固定するために、前記上部テーブル１３を上下動するための回転機構１７が設けられている。

すなわち、本実施形態においては、前記回転機構１７は偏心機構、クランク機構などよりなるものであって、前記可動フレーム１１の前側で前記上部テーブル１３の上側には回転軸１９が回転自在に支持されており、この回転軸１９の偏心位置に備えた偏心軸２１には、前記回転機構１７を支持する弓形の回転機構支持部材（クランプアーム）２３の上部が嵌合してある。そして、前記クランプアーム（回転機構支持部材）２３の下部は、ヒンジピン２５を介して前記固定フレーム３の前側部分に枢支されている。

したがって、サーボモータ（図１には図示省略）を駆動して前記回転軸１９を回転すると、この回転軸１９に備えた偏心軸２１がクランプアーム２３の上部に嵌合してあることにより、可動フレーム１１は枢軸９を中心として上下に揺動することになる。よって、可動フレーム１１の前端側に設けられた上部テーブル１３は下部テーブル５に対して上下動し、前記下部テーブル５の上部に備えたボトムダイ７と上部テーブル１３の下部に備えたトップダイ１５によって板状のワークＷの挟持固定を行い得るものである。

前記ボトムダイ７とトップダイ１５との間に挟持固定されたワークＷの後方向（図１において左方向）への突出部分を上下方向に折曲げ加工するための曲げ型２７が上下動可能に設けられている。上記曲げ型２７の構成や曲げ型２７を上下動するための構成は公知であり、従来の公知の構成を採用可能であるから、前記曲げ型２７及び曲げ型２７を上下動するための構成については説明を省略する。

前記構成において、前記ボトムダイ７に対して前記トップダイ１５が当接したときに、前記偏心軸２１が回転軸１９の上死点に位置するように予め調整してあるので、前記ボトムダイ７とトップダイ１５によってワークＷを挟持固定し、前記偏心軸２１が上死点に位置するように前記回転軸１９を回転すると、前記ワークＷの板厚に相当する分の伸び（弾性変形）が前記クランプアーム２３に生じることになる。すなわち、前記クランプアーム２３に生じた弾性変形を利用して、トップダイ１５によってワークＷをボトムダイ７へ強力に押圧固定するものであるから、強力な挟持固定を行い得るものである。

ところで、ワークＷが同一材質、同一厚さであっても、折曲げ線長が短い場合に、前述のごとくワークＷを強力に押圧固定すると、ワークＷに圧痕を生じることがあるので、ワークＷが同一材質、同一厚さであっても、折曲げ線長に対応してクランプ力（トップダイ１５でもってワークＷをボトムダイ７へ押圧固定する力）を調節可能であることが望ましいものである。換言すれば、前記曲げ型２７を上下動してワークＷの折曲げ加工を行うとき、ワークＷに位置ずれを生じないように、また圧痕を生じないように、適正なクランプ力でもってワークＷの押圧固定を行うことが望ましいものである。

そこで、本実施形態においては、常に適正なクランプ力でもってワークＷの押圧固定を行うように構成してある。

すなわち、前記板材折曲げ加工装置１の制御を行うためのシーケンサ２９には、位置決めユニット３１が接続してあり、この位置決めユニット３１にはサーボアンプ３３を介して、前記回転軸１９を回転するためのサーボモータ３５が接続してある。そして、このサーボモータ３５には、サーボモータ３５の回転を検出するためのロータリーエンコーダ３７が接続してあると共に前記トップダイ１５がボトムダイ７上のワークＷに当接したことを検出するための当接検出手段３９が接続してある。

前記ロータリーエンコーダ３７は、前記サーボモータ３５の回転位置を検出するための回転位置検出手段をなすものであり、また、前記位置決めユニット３１へフィードバックされる単位時間当りのパルス数を計時することによって前記サーボモータ３５の回転速度を検出することができるものであるから、前記ロータリーエンコーダ３７はサーボモータ３５の回転速度検出手段の一部を構成することができるものである。なお、サーボモータ３５の回転速度を検出するための回転速度検出手段としては、タコメータを前記サーボモータ３５に接続した構成とすることも可能である。

前記当接手段検出手段３９としては、サーボモータ３５のトルク変化を検出するトルクメータや、サーボモータ３５の負荷変動を検出するためにサーボモータ３５の電流値の変化を検出する電流計や、トップダイ１５の下降時にトップダイ１５がワークＷに当接すると下降を停止するので、前記トップダイ１５の下降停止を検出する手段など種々の構成を採用することができるものである。

前記シーケンサ２９に対して前記サーボモータ３５の制御を行うためのデータを転送するための制御装置４１には、ディスプレイなどのごとき表示手段４３が接続してあると共にワークＷの材質、板厚、折曲げ加工する部分の曲げ線長さ等、ワークＷの折曲げ加工に必要なデータを入力するための入力手段４５が接続してある。

そして、前記制御装置４１には、前記入力手段４５から入力されたワークＷの材質、板厚、折曲げ線長に基いて、前記曲げ型２７がワークＷの折曲げ加工を行うに必要な力を演算すると共に、前記曲げ型２７によるワークＷの折曲げ加工時にワークＷを動かないように前記トップダイ１５がワークＷをクランプするクランプ力を演算するための第１の演算手段４７が備えられている。

また、制御装置４１には、第２の演算手段４９が備えられている。この第２の演算手段４９は、前記第１の演算手段４３の演算結果としてのクランプ力を得るための前記クランプアーム（回転機構支持部材）２３の弾性変形量（撓ませ量）を演算するものである。また、第２の演算手段４９は、前記撓ませ量に対応してパラメータファイル５１から選択したパラメータと前記撓ませ量に基いて、前記ボトムダイ７とトップダイ１５との間隔が最大に開いた状態にあるとき、すなわち前記回転軸１９が上死点位置から最大角度回動した位置（スタート位置）から前記回転軸１９の回転を開始して所定の加速度Ａでもって加速して所定の回転速度Ｖに達した後、前記トップダイ１５がワークＷに当接したことを検知したときから前記回転軸１９が所定の減速度Ｂで減速するときの減速時間Ｔを演算するものである。

すなわち、第２の演算手段４９は、前記トップダイ１５がワークＷに当接したときからの前記クランプアーム２３の撓み量が前記第１の演算手段４７によって演算された撓ませ量に等しくなるように、前記トップダイ１５がワークＷに当接したときからの前記回転軸１９の回転角を演算し、この演算した回転角の位置に回転軸１９を停止する時間を演算するものである。そして、前記第２の演算手段４９の演算結果は制御コード化手段５３によって制御コード化され、前記シーケンサ２９に対して制御情報として転送されるものである。

したがって、上記構成によれば、入力手段４５からワークＷの材質、板厚、折曲げ線長等の必要なデータを制御装置４１に入力すると、第１の演算手段４７において、上記ワークＷの材質、板厚、折曲げ線等に基き、曲げ型２７によってワークＷの折曲げを行うに必要な力が演算されると共に、前記曲げ型２７によってワークＷの折曲げ加工を行うときにワークＷを動かないように押圧固定するためのクランプ力が演算される。

上記第１の演算手段４７によって演算されたクランプ力に基づき、第２の演算手段においては上記クランプ力を得るために必要なクランプアーム２３の撓み量が演算されると共に、この撓み量と撓み量に対応してパラメータファイル５１から選択されたパラメータに基いて回転軸１９の所定の回転速度Ｖが演算され、かつ前記トップダイ１５がワークＷに当接したときからの所定の減速度での減速時間Ｔが演算される。そして、この第２の演算手段４９の演算結果は制御コード化手段によりコード化されて制御情報としてシーケンサ２９に転送される。

シーケンサ２９は、転送されて来た制御情報に基き、位置決めユニット３１を介してサーボモータ３５の回転を制御し、前記回転軸１９の回転を制御することになる。最上昇位置にあるトップダイ１５を下降すべく回転軸１９が回転されると、回転軸１９に備えた偏心軸２１は次第に上死点位置方向へ回転することになる。そして、回転軸１９の回転速度が所定の回転速度Ｖに達した後に、前記トップダイ１５がワークＷに当接すると、当接検出手段３９によって前記当接が検出される。

上述のように、当接検出手段３９によってワークＷに対するトップダイ１５の当接が検出されると、前記回転軸１９の回転は一定の減速度Ｂでもって減速され、かつ前記当接検出時から所定時間経過すると、回転軸１９の回転が停止される。この回転軸１９の回転停止位置は、回転軸１９に備えた偏心軸２１が上死点に達しない位置であって、前記トップダイ１５がワークＷに当接したときにおける偏心軸２１の位置から偏心軸２１は前記上死点側へ適正角度回転してクランプアーム２３を適正量撓ませた位置である。この際のクランプアーム２３の撓み量は、前記曲げ型２７によってワークＷの折曲げを行う際にワークＷを動かないように押圧固定するためのクランプ力を得るための撓み量である。

したがって、ワークＷの折曲げ加工を行うに当って、ワークＷの折曲げを行う際に必要な力に対してワークＷを押圧固定するためのクランプ力が必要以上に大きくなるようなことがなく、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。

図３は前記制御装置４１の第２の実施形態を示すもので、前述した実施形態と同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。この第２の実施形態においての制御装置４１はＮＣ装置であって、入力手段としてＮＣ加工プログラム入力手段５５から入力されたＮＣ加工プログラムを解析するプログラム解析部５７を備えた構成である。

上記構成においては入力されたＮＣプログラムをプログラム解析手段５７によって解析してワークの材質、板厚、曲げ線長さを求め、この求めたワークの材質、板厚、曲げ線長さのデータを第１の演算手段４７に入力する構成である。なお、その他の構成は前述した第１の実施形態と同一の構成であるから、その作用等についての説明は省略する。

なお、前述の実施形態においては、トップダイ１５がワークＷに当接したことを検出したときに一定の減速度で回転軸１９の回転を減速し、かつ所定の時間経過後に回転軸１９の回転を停止する旨説明した。しかし、回転軸１９を停止する構成としては、トップダイ１５がワークＷに当接したときの回転軸１９の回転位置を回転位置検出手段によって検出し、この検出した回転位置を基にして、必要なクランプ力を得るためのクランプアーム２３の撓ませ量を演算すると共に、上記撓ませ量に相当する回転軸１９の回転角を演算し、前記検出した回転位置から上記演算した回転角だけ回転軸１９を回転して停止する構成とすることもできるものである。

本発明を適用する板状折曲げ加工装置の概念的、概略的な説明図である。制御装置の第１例を示す説明図である。制御装置の第２例を示す説明図である。回転軸の回転速度等の説明図である。

符号の説明

１板材折曲げ加工装置
３固定フレーム
５下部テーブル
７ボトムダイ
１１可動フレーム
１３上部テーブル
１５トップダイ
１７回転機構
１９回転軸
２１偏心軸
２３回転機構支持部材（クランプアーム）
２７曲げ型
２９シーケンサ
３５サーボモータ
３９当接検出手段
４１制御装置
４７第１の演算手段
４９第２の演算手段
５１パラメータファイル
５５ＮＣ加工プログラム入力手段
５７プログラム解析部

Claims

ワークを支持するボトムダイと、上記ボトムダイに対してワークを押圧固定自在かつ上下動自在のトップダイと、上記トップダイを上下動するための回転機構を支持した回転機構支持部材と、前記ボトムダイとトップダイによって挟持固定されたワークを折曲げるための曲げ型とを備えてなる板材折曲げ加工装置におけるワーク固定方法であって、前記回転機構を所定の回転速度で回転し、前記ボトムダイ上のワークに前記トップダイが当接したことを検出したときに、前記回転機構の回転を所定の減速度で減速して停止し、前記回転機構の停止時における前記回転機構支持部材の弾性変形を利用して前記トップダイにより前記ワークを前記ボトムダイへ押圧固定することを特徴とする板材折曲げ加工装置におけるワーク固定方法。
ワークを支持するボトムダイと、上記ボトムダイに対してワークを押圧固定自在かつ上下動自在のトップダイと、上記トップダイを上下動するための回転機構を支持した回転機構支持部材と、前記ボトムダイとトップダイによって挟持固定されたワークを折曲げるための曲げ型とを備えてなる板材折曲げ加工装置であって、上記板材折曲げ加工装置の動作を制御するためのシーケンサと、前記ボトムダイ上のワークに前記トップダイが当接したことを検出するための当接検出手段と、ワークに材質、板厚、曲げ線長さによって必要なクランプ力を演算する演算手段と、上記演算手段の演算結果に基いて前記回転機構の回転速度、前記回転機構支持部材の撓ませ量及び前記当接検出手段がワークに対するトップダイの当接を検出してからの前記回転機構の減速時間を演算して前記シーケンサへ演算データを転送する制御装置とを備えていることを特徴とする板材折曲げ加工装置。
ワークを支持するボトムダイと、上記ボトムダイに対してワークを押圧固定自在かつ上下動自在のトップダイと、上記トップダイを上下動するための回転機構を支持した回転機構支持部材と、前記ボトムダイとトップダイによって挟持固定されたワークを折曲げるための曲げ型とを備えてなる板材折曲げ加工装置であって、上記板材折曲げ加工装置の動作を制御するためのシーケンサと、前記ボトムダイ上のワークに前記トップダイが当接したことを検出するための当接検出手段と、前記シーケンサへ加工プログラムのデータを転送するＮＣ装置とを備え、このＮＣ装置は、入力されたＮＣ加工プログラムを解析するプログラム解析部と、前記プログラム解析部によって解析されたワークの材質、板厚、曲げ線長さによって必要なクランプ力を演算する演算手段と、上記演算手段の演算結果に基いて前記回転機構の回転速度、前記回転機構支持部材の撓ませ量及び前記トップダイがワークに当接したことを検出してからの前記回転機構の減速時間を演算する第２の演算手段とを備えていることを特徴とする板材折曲げ加工装置。