JP4268012B2 - 折曲げ角度検出方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレスブレーキによって板状のワークの折曲げ加工を行うときの折曲げ角度検出方法及び装置並びにプレスブレーキ、ダイに関する。

プレスブレーキによって板状のワークの折曲げ加工を行うとき、ワークの折曲げ角度を検出するために種々の折曲げ角度検出装置が開発されている。プレスブレーキによってワークの折曲げ加工を行うとき、ワークはＶ字形状に折曲げ加工されるものであって、ワークの折曲げ線から前側部分の傾斜角と後側部分の傾斜角とを検出し、前後の両方の傾斜角に基いてワークの折曲げ角度を検出しているものである。

すなわち、プレスブレーキによってワークの折曲げ加工を行うとき、ワークの前側部分の水平に対する傾斜角（水平に対する跳ね上り量）と後側部分の傾斜角とが必ずしも等しくなるとは限らないので、ワークの前側部分及び後側部分の傾斜角を検出する必要があるものである。なお、本発明に関係する先行例としては特許文献１がある。
特開２００１−１２１２１６号公報

前記特許文献１に記載の折曲げ角度検出装置の構成は、図８に概略的に示すように、分割したダイＤの間に配置したフレーム本体１０１に支持部材１０３を上下動可能に備え、この支持部材１０３の上部に回動自在に備えた前後の回転体１０５Ａ，１０５Ｂがワークの前側部分、後側部分の傾斜に追従して回動することにより、ワークの前側部分及び後側部分の傾斜角を個別に検出するように構成してある。すなわち、前記回転体１０５Ａ，１０５Ｂが回動すると、紐状部材１０７Ａ，１０７Ｂを介してリニアスケール１０９Ａ，１０９Ｂを作動することにより、前記回転体１０５Ａ，１０５Ｂの回転角を検出するように構成してある。

上記構成によれば、回転体１０５Ａ，１０５Ｂがワークの前側部分、後側部分の傾斜に追従して、前記前側部分、後側部分の傾斜角を検出するので、折曲げ加工中のワークの折曲げ角度を正確に検出することができる。なお、ワークの前側部分、後側部分の傾斜角を検出する構成としては、前記ダイＤの前側と後側に光学的に距離を検出する距離センサを配置し、この距離センサによってワークの折曲げ角度を検出する構成も開発されている。

前述のように、ワークの折曲げ角度を検出するためのセンサをダイの前後に配置する構成においては、折曲げ加工中のワークの折曲げ角度を正確に検出することができる。しかし、従来は、ワークの初期状態はダイの前後に亘って水平状態にあることを前提とするものであり、例えばワークの一端側に立上り部が折曲げ加工してあって、Ｌ字形状に予め折曲げ加工してある場合であって、前記立上り部が下側になるようにダイ上にワークをセットすると、前記立上り部は立下り部となるものである。

したがって、予めＬ字形状に折曲げ加工してあるワークを上下逆にしてダイ上にセットすると、立下り部となった部分がセンサと干渉することがあり、折曲げ加工が不可能になることや、折曲げ加工が可能な場合であっても、立下り部の存在により初期状態が異なり、正確な折曲げ角度を検出することができないことがある。

また、本発明は、プレスブレーキによって折曲げ加工されるワークの折曲げ角度を検出するための折曲げ角度検出装置において、プレスブレーキに備えたダイにおける曲げ溝の幅方向の中心を通る垂直線に対する前記ワークの折曲げ角度の二等分線の傾斜角を検出するための傾斜角検出手段と、水平に対する前記ワークの回転角を検出するための回転角検出手段とを備え、前記傾斜角検出手段が、前記ダイにおける曲げ溝の幅方向の中心を通る中心線を中心として前記幅方向の対称位置に配置した一対の接触子を備え、この一対の接触子の上端部を折曲げ加工時のワークの下面に接触自在に設けると共に、この一対の接触子の下端部を揺動自在に支持する揺動部材を設けてなり、かつこの揺動部材の揺動角を検出するための揺動角検出手段を備えた構成からなることを特徴とする折曲げ角度検出装置。

本発明によれば、ワークの折曲げ角度を二等分する二等分線の傾斜角を検出すると共にワークの前側又は後側の傾斜角（回転角）を検出することによってワークの折曲げ角度を検出するものであるから、前記傾斜角（回転角）を検出するための検出手段は前側又は後側の一方に設ければよいものであり、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。

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、折曲げ角度検出装置を備えたプレスブレーキについて概略的に説明する。

図１を参照するに、プレスブレーキ１は、板状のワーク（図１には図示省略））の折曲げ加工を行うためのパンチＰを着脱交換可能に装着した上部テーブル３と、前記パンチＰと対応するダイＤを着脱交換可能に装着した下部テーブル５とを備えた構成であって、前記上部テーブル３又は下部テーブル５の適宜一方を上下動するために、油圧シリンダ又はサーボモータのごときアクチュエータ７を備えている。本実施形態においては、上部テーブル３を上下動するために、前記アクチュエータ７はフレーム９の上部に備えられている。

前記パンチＰとダイＤとの協働によってワークの折曲げ加工を行うとき、上記ワークの折曲げ線から前側の部分の上方向への傾斜角を検出するために、前記ダイＤの前側には、ワークの前記前側部分の上方向への回転角（傾斜角）を検出するための回転角検出装置（回転角検出手段）１１がダイＤの長手方向に適宜間隔に備えられている。上記回転角検出装置１１は、前記ダイＤの前側に上下動自在に設けられた昇降ビーム１３上に装着されている。

上記昇降ビーム１３は前記ダイＤの長手方向（左右方向）に長く設けてあり、複数の回転角検出装置１１を同時に上下動するための上下作動手段を構成するものであって、上記昇降ビーム１３を上下動する構成としては、楔機構、リンク機構など種々の昇降機構を採用することができる。また上記昇降機構を動作する構成としては、例えばエアーシリンダ等のごときアクチュエータを駆動源とする構成や、手動レバーなどのごとき手動機構とすることができるものである。要するに、前記昇降ビーム１３を上下動し得る構成であれば、どのような構成であっても良いものである。

前記回転角検出装置１１は、ワークＷの水平に対する上方向への回転角（傾斜角）を検出するためのものであって、図２に概念的、概略的に示すように構成してある。なお、上記回転角検出装置１１をダイＤの前側（図２において右側）に配置した場合について例示するが、前記回転角検出装置１１は、ダイＤの後側に配置しても良いものである。

前記回転角検出装置１１は、図２に概念的、概略的に示すように、昇降機構１５によって上下動される前記昇降ビーム１３上に装着してある。上記昇降機構１５としては、前記ダイＤの長手方向に長い回動軸１７に備えたレバー１９によって前記昇降ビーム１３を支持した構成でもって例示してある。

上記構成により、回動軸１７を回動してレバー１９を上下に回動すると、レバー１９に支持された昇降ビーム１３が上下動することとなり、この昇降ビーム１３に支持されている複数の回転角検出装置１１が同時に上下動されるものである。すなわちワークの前側部分の傾斜角は複数箇所で検出されるものである。

前記回転角検出装置１１は、前記昇降ビーム１３に支持されたベース部材２１と、このベース部材２１に相対的に上下動自在に支持された昇降部材２３とを備えており、上記ベース部材２１と昇降部材２３との間には、昇降部材２３をベース部材２１に対して弾性的に支持する例えばコイルスプリングなどのごとき弾性支持手段２５を備えている。

前記昇降部材２３の上部には、ワークＷのダイＤより前側の部分の下面に常に面接触してワークＷの前側部分の上方向への回動に追従自在の扇形状の回転検出子２７が枢軸２９を介して回転自在に支持されている。そして、上記回転検出子２７の回転角（ワークＷの前側部分の傾斜角）を検出するために、前記回転検出子２７には例えばチェン等のごとき適宜の紐状部材３１が連結してある。

すなわち、前記紐状部材３１の一端部は、図２において前記回転検出子２７が反時計回り方向に回動したときに直ちに引っ張られる位置に連結してあり、この紐状部材３１の他端部には、前記昇降部材２３に上下動自在に支持されたリニアスケール３３が連結してある。前記リニアスケール３３は、例えばコイルスプリング等のごとき弾性部材３５によって常に下方向に牽引されている。そして、前記リニアスケール３３の移動を検出するために、前記昇降部材２３には検出ヘッド３７が備えられている。

前記回転検出子２７がワークＷに接触する接触面２７Ａは、常態においては水平状態にあり、かつダイＤの上面と同一高さ又はダイＤの上面より僅かに低い位置に位置しているものである。

前記構成において、回転検出子２７が、ワークＷの折り曲がりに追従して、図２において、反時計回り方向に回転すると、紐状部材３１が引かれてリニアスケール３３が上方向へ移動されるので、このリニアスケール３３の上方向への移動量を検出することにより、前記回転検出子２７の回転角を検出でき、延いては、ワークＷの前側部分の上方向への回転角すなわち傾斜角を検出することができるものである。

ところで、ワークＷの前側部分の傾斜角を検出する構成としては、前記リニアスケール３３等に代えて、枢軸２９にパルスエンコーダ等のごとき回転検出器を連動連結する構成とすることも可能である。また、図２に想像線で概略的に示すように、ワークＷにマグネットＭｇによて磁着したパルスエンコーダ等のごとき回転検出器３９の回転軸に重り４１を取付けた構成とすることも可能である。すなわち、ワークＷの前側部分（後側部分も同じ）の水平に対する上方向への回転角（傾斜角）を検出するための回転角検出手段の構成は種々の構成を採用することができるものである。

前記ダイＤに備えた曲げ溝ＤＶの幅方向（前後方向）の中心を通る垂直線ＬＡに対する前記ワークＷの折曲げ角度Ａを二等分する二等分線ＬＢの傾斜角θを検出するために、前記ダイＤの一部に傾斜角検出手段４１が設けられている。すなわち、前記ダイＤには、前記曲げ溝ＤＶの幅方向の中心を通る中心線を中心として前記幅方向の対称位置に一対の距離検出手段４３Ａ，４３Ｂが備えられている。

より詳細には、前記ダイＤの幅方向の対称位置には上下方向の貫通孔４５Ａ，４５Ｂが形成してあり、この貫通孔４５Ａ，４５Ｂ内には、折曲げ加工時のワークＷの下面に上端部が接触自在のピン状の接触子４７Ａ，４７Ｂが上下動自在に挿入されている。上記一対の接触子４７Ａ，４７Ｂの上端部はダイＤにおける曲げ溝ＤＶ内に突出してあり、その上端は、常態においてはダイＤの上面とほぼ等しい高さ位置にある。

前記ダイＤの下側に備えた配置空間４９内には、前記各接触子４７Ａ，４７Ｂの上下動を検出するための一対のリニアセンサ５１Ａ，５１Ｂが配置してあると共に、前記各接触子４７Ａ，４７Ｂを上方向へ押圧付勢するための例えばコイルスプリング等のごとき弾性部材５３Ａ、５３Ｂが配置してある。

したがって、ダイＤ上に水平に載置したワークＷをパンチＰによって押圧して折曲げ加工を行うとき、ダイＤの曲げ溝ＤＶ内へのワークＷの進入量を、前記リニアセンサ５１Ａ，５１Ｂによって検出することができるものである。よって、前記リニアセンサ５１Ａ，５１Ｂの検出値の差を求めることにより、前記垂直線ＬＡに対する前記二等分線ＬＢの傾斜角θを検知することができるものである。

なお、ダイＤの曲げ溝ＤＶに対するワークＷの進入量を検出する構成としては、前記接触子４７Ａ，４７Ｂ及びリニアセンサ５１Ａ，５１Ｂを備えた構成に代えて、前記リニアセンサ５１Ａ，５１Ｂの位置に、レーザ光線を利用した距離センサを配置して、前記曲げ溝ＤＶに対するワークＷの進入量を光学的に検出する構成とすることもできるものである。

前記垂直線ＬＡに対する前記二等分線ＬＢの傾斜角θを検出するために、前記リニアセンサ５１Ａ，５１Ｂは差分演算手段５５に接続してある。この差分演算手段５５は、前記リニアセンサ５１Ａの検出値とリニアセンサ５１Ｂの検出値との差分ΔＹを演算するものである。

前記回転角検出装置１１におけるリニアスケール３３の検出ヘッド３７は、当該検出ヘッド３７の検出値によるリニアスケール３３のストローク値を前記回転検出子２７の回転角度に換算する角度換算手段５７に接続してある。そして、この角度換算手段５７によって求めた前記回転検出子２７の回転角αと前記差分ΔＹとに基き、演算手段５９において前記傾斜角θが演算されると共に、この傾斜角θと前記回転検出子２７の回転角αとに基いてワークＷの折曲げ角度Ａが演算されるものである。

前記傾斜角θは、前記差分ΔＹと回転角αとの関数として、θ≒ｆ（ΔＹ，α）として表されるものであり、ワークＷの折曲げ角度Ａが７５°〜１００°の範囲の場合には、θ≒ｆ（ΔＹ）として表されるものである。実際のワークＷの折曲げ加工時における前記傾斜角θは、約３°以下であって非常に小さいものであり、前記回転検出子２７の回転角αに対して非常に小さいため、前記傾斜角θは、θ＝ＫΔＹ（Ｋ：係数）として表される。

ここで、前記係数Ｋと回転検出子２７の回転角αとの関係を実測値により求めると、図３に示すごとき関係にある。そこで、前記係数Ｋと回転角αとの関係を予めデータテーブル化してデータテーブル６１として設けられている。

したがって、前記演算手段５９は、前記リニアセンサ５１Ａ，５１Ｂの検出値の差分ΔＹと、前記回転検出子２７の回転角α及びデータテーブル６１に格納されている係数Ｋに基いて傾斜角θを演算し、この傾斜角θと前記回転角αとに基いてワークＷの折曲げ角度Ａを演算するものである。なお、角度Ａは幾何学的に求めることができるので、その求め方の説明は省略する。

以上のごとき構成において、ダイＤ上にワークＷを水平に載置した状態にあるとき、昇降機構１５における回動軸１７を時計回り方向に回動すると、昇降ビーム１３がレバー１９によって上昇されるので、回転角検出装置１１における昇降部材２３は弾性支持手段２５を介して上昇される。そして、回転検出子２７における接触面２７ＡがワークＷの下面に接触した状態においては、弾性支持手段２５が圧縮されて、昇降部材２３に対して昇降ビーム１３、ベース部材２１が相対的に上昇されるものである。

前述のごとく、ダイＤ上にワークＷが水平に載置され、回転検出子２７の接触面２７ＡがワークＷの下面に接触した状態にあるとき、プレスブレーキにおけるパンチＰが相対的に下降して、ワークＷを加圧すると、ワークＷの一部がダイＤの曲げ溝ＤＶ内へ加圧進入されることとなり、ワークＷの折曲げ加工が行われる。

ワークＷの一部がダイＤの曲げ溝ＤＶ内へ進入すると、ダイＤに備えた一対の接触子４７Ａ，４７ＢがワークＷによって下方向へ押圧され、弾性部材５３Ａ，５３Ｂの付勢力に抗して下降される。この一対の接触子４７Ａ，４７Ｂの下降量が前記リニアセンサ５１Ａ，５１Ｂによって検出され、その検出値の差分ΔＹが差分演算手段５５によって演算される。

前述のように、パンチＰによってワークＷの一部がダイＤの曲げ溝ＤＶ内へ押圧されてワークＷの折曲げ加工が開始されると、ワークＷの前側部分と後側部分が上方向へ次第に回動され、ワークＷはＶ字形状に折曲げ加工されることになる。この際、前記昇降部材２３は弾性支持手段２５によって上方向へ付勢されており、かつ回転接触子２７の接触面２７ＡがワークＷの前側部分の下面に常に接触した状態にあるので、ワークＷの前側部分の上方向への回転角、すなわち前記前側部分の傾斜角αは前記回転接触子２７の追従回転によって検出されるものである。

そして、前記差分ΔＹ、回転接触子２７の回転角α及びデータテーブル６１の係数Ｋに基いて前記傾斜角θが演算され、この傾斜角θと前記回転角αとに基いてワークＷの折曲げ角度Ａが求められるものである。すなわち、ダイＤの前側又は後側の一側に回転角検出装置１１を配置した構成でもってワークＷの折曲げ角度Ａを正確に検知することができるものである。

換言すれば、ダイＤの前後両側に回転角検出装置１１を配置する必要がないので、例えば立上り部を備えることによってＬ字形状に予め折り曲げ加工してあるワークの前記立上り部を下側にして折曲げ加工を行うような場合であっても、何等の問題を生じることなくワークＷの折曲げ加工を行うことができると共に、ワークＷの折曲げ角度の検出を正確に行うことができ、前述したごとき従来の問題を解消することができるものである。

ところで、前記説明においては、ダイＤに一対の接触子４７Ａ，４７Ｂを備え、ダイＤとは別個に回転角検出装置１１を備えた構成の場合について説明した。

しかし、分割したダイＤの間に配置自在の板状のブラケット５９（図４参照）を設け、このブラケット５９に前記回転角検出装置１１を上下動可能に備えると共に、前記傾斜角検出手段４１を前記ブラケット５９に備えた構成とすることもできる。すなわち、回転角検出装置１１と傾斜角検出手段４１とをユニット化した構成とすることも可能である。なお、前述した構成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。

上記構成とすることにより、分割したダイＤの間へブラケット５９を配置することにより、回転角検出装置１１と傾斜角検出手段４１との複数箇所への配置を容易に行うことができるものである。また、ダイＤに貫通孔４５Ａ，４５Ｂを設ける必要がないので、従来の分割ダイの間に容易に配置することができ、従来のプレスブレーキへの適用が容易である。

図５〜図７は、前記傾斜角検出手段４１の第２の実施形態を示すものである。

第２の実施形態に係る傾斜角検出手段６１は、分割したダイＤの間へ配置自在のブラケット又はダイＤに装着されている。本例においては、ダイＤに傾斜角検出手段６１を備えた構成について例示するが、ダイＤの厚さを薄く形成した場合には、ダイＤが前記ブラケットに相当することになるものである。

前記傾斜角検出手段６１は、前記ダイＤに固定した一対の板状のガイド部材６３を備えており、この一対のガイド部材６３の間の下部にはベースブロック６５が一体的に固定してあり、このベースブロック６５の上方には、箱状の昇降部材６７が上下動自在に備えられている。そして、前記ベースブロック６５と前記昇降部材６７との間には、前記昇降部材６７を弾性的に支持するコイルスプリング等のごとき適宜の弾性支持部材６８が介在してある。

そして、前記昇降部材６７には、ヒンジピン６９を介してＴ字形状の揺動部材７１が揺動自在に支持されている。上記ヒンジピン６９は、前記ダイＤにおける曲げ溝ＤＶの幅方向の中心を通る垂直平面（側面視の場合には垂直線となる）内に水平に位置しているものである。前記揺動部材７１と前記昇降部材６７との間には、前記揺動部材７１の上面を常に水平に保持し、かつＴ字形状の揺動部材７１における垂下部７１Ａを垂直に保持すべく作用する一対のコイルスプリング等のごとき弾性部材７３Ａ，７３Ｂが介在してある。

前記揺動部材７１の上面の対称位置には、前記接触子４７Ａ，４７Ｂに相当する接触子７５Ａ，７５Ｂの下端部が当接してある。そして、前記昇降部材６７には例えばポテンショメータ等のごときリニアセンサ７７が装着してあり、このリニアセンサ７７に移動自在に備えた作動子（図示省略）と前記垂下部７１Ａの下端部は、ロッド部材、紐状部材などのごとき適宜の連結部材（図示省略）を介して連結してある。

したがって、上記構成においては、ダイＤ上にワークＷを載置して折曲げ加工を行うとき、ダイＤの曲げ溝ＤＶ内へ進入されるワークの一部によって一対の接触子７５Ａ，７５Ｂが下方向へ押圧される。ここで、一対の接触子７５Ａ，７５Ｂが等しく押圧下降されるときには、前記揺動部材７１は揺動することなく、下方向への押圧力がヒンジピン６９を介して昇降部材６７へ伝達されるので、上記昇降部材６７は弾性支持部材６８の付勢力に抗して下降されることになる。この際、揺動部材７１は揺動することがないので、リニアセンサ７７は中立位置に位置し、ワークの折曲げ角度の二等分線の傾斜角θは零であることを検知するものである。

ワークＷの折曲げ加工時に、ワークの折曲げ角度を二等分する二等分線が垂直に対して傾斜することにより、前記一対の接触子７５Ａ，７５Ｂの下方向への押圧量が異なると、前記揺動部材７１は、ヒンジピン６９を中心として、図７において時計回り方向又は反時計回り方向に回動し揺動されるので、その回動方向及び回動量は前記リニアセンサ７７によって検出されるものである。したがって、上記リニアセンサ７７の検出値によって前記二等分線の傾斜方向、傾斜角を検出することができるものである。

上記構成においては、一対の接触子７５Ａ，７５Ｂの動作量の差分を揺動部材７１の揺動角として検出するので、リニアセンサ７７は１個でよいこととなり、構成がより簡素化できると共により安価な構成となるものである。

本発明の実施形態に係るプレスブレーキの概略的な説明図である。 折曲げ角度検出装置の全体的構成を概念的、概略的に例示した説明図である。 データテーブルの内容の説明図である。 折曲げ角度検出装置の第２例を示す説明図である。 傾斜角検出手段の第２例を示す斜視説明図である。 一部を取り外して内部を示した第２の傾斜検出手段の斜視説明図である。 一部を取り外して内部を示した第２の傾斜検出手段の斜視説明図である。 従来の折曲げ角度検出装置の構成を概略的に示した斜視説明図である。

符号の説明

１…プレスブレーキ
３…上部テーブル
５…下部テーブル
１１…回転角検出装置
１３…昇降ビーム
１５…昇降機構
２１…ベース部材
２３…昇降部材
２５…弾性支持手段
２７…回転検出子
３３…リニアスケール
３７…検出ヘッド
４１…傾斜角検出手段
４３Ａ，Ｂ…距離検出手段
４７Ａ，Ｂ…接触子
５１Ａ，Ｂ…リニアセンサ
５５…差分演算手段
５７…角度換算手段
５９…演算手段
６０…データテーブル
６１…傾斜角検出手段
６７…昇降部材
７１…揺動部材
７５Ａ，Ｂ…接触子
７７…リニアセンサ

Claims (1)

1. プレスブレーキによって折曲げ加工されるワークの折曲げ角度を検出するための折曲げ角度検出装置において、プレスブレーキに備えたダイにおける曲げ溝の幅方向の中心を通る垂直線に対する前記ワークの折曲げ角度の二等分線の傾斜角を検出するための傾斜角検出手段と、水平に対する前記ワークの回転角を検出するための回転角検出手段とを備え、前記傾斜角検出手段が、前記ダイにおける曲げ溝の幅方向の中心を通る中心線を中心として前記幅方向の対称位置に配置した一対の接触子を備え、この一対の接触子の上端部を折曲げ加工時のワークの下面に接触自在に設けると共に、この一対の接触子の下端部を揺動自在に支持する揺動部材を設けてなり、かつこの揺動部材の揺動角を検出するための揺動角検出手段を備えた構成からなることを特徴とする折曲げ角度検出装置。

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