JP4474133B2

JP4474133B2 - 板材折曲げ加工装置

Info

Publication number: JP4474133B2
Application number: JP2003288035A
Authority: JP
Inventors: 雅樹及川
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2023-08-06
Also published as: JP2005052877A

Description

本発明は、板状のワークの折曲げ加工を行う折曲げ加工方法及び装置に係り、さらに詳細には、ボトムダイとトップダイによって上下方向から挟持された板状のワークを上下動自在のベンドビームによって上下方向に折曲げ加工するとき、補正データの収集及び折曲げ加工の自動化が容易に行われ得る板材の折曲加工方法及び装置に関する。

板状のワークＷをしごき曲げする板材折曲げ加工装置は、図７に概念的，概略的に示すように、ボトムダイ１に対して上下動自在のトップダイ３を備え、上記ボトムダイ１とトップダイ３によって上下方向から挟持された板状のワークＷの、前記ボトムダイ１，トップダイ３から突出した部分を上下方向に折曲げ加工するための上下のベンドダイ５を備えたベンドビーム７を上下方向（Ｚ軸方向）へ移動可能かつ前後方向（Ｙ軸方向）へ移動可能に備えた構成である。そして、前記ベンドビーム７をＹ軸方向へ移動するためのＹ軸用サーボモータ９を備えると共に、前記ベンドビーム７をＺ軸方向へ移動するためのＺ軸用サーボモータ１１を備えた構成である。

上記構成により、前記ボトムダイ１とトップダイ３によって挟持固定されたワークＷの突出した部分ＷＡに対して、前記Ｚ軸用サーボモータ１１を制御して前記ベンドビーム７を上下動すると共に、前記Ｙ軸用サーボモータ９を制御して前記ベンドビーム７を前後動することにより、ベンドダイ５によってワークＷの前記突出部分ＷＡを所望の角度Ａに折曲げることができるものである。

前記突出部分ＷＡの折曲げ角度の測定は、前記ボトムダイ１とトップダイ３による挟持で解放し、一旦取り外して測定するのが一般的であるが、前記ベンドビーム７に左右方向（Ｘ軸方向）に長いガイド部材１３を設け、このガイド部材１３に移動自在に支持されたキャリッジ１５に上下一対のセンサ１７Ａ，１７Ｂを備えた角度測定手段１９を設け、この角度測定手段１９によって前記突出部分ＷＡの傾斜角を検出することにより、前記突出部分ＷＡの折曲げ角度θを検出する構成が開発されている（例えば特許文献１参照）。
特開平７−２７５９５２号公報

上記特許文献１に記載の構成によれば、前記Ｙ軸用サーボモータ９及びＺ軸用サーボモータ１１を指定値に従って作動してワークＷの突出部分ＷＡを所望の角度Ａに折曲げ加工を行った後、前記角度測定手段１９によって前記突出部分ＷＡの折曲げ角度を自動的に測定することにより、スプリングバック量αを検出することができるものである。したがって、突出部分ＷＡのスプリングバック量αの補正を行うことができるものである。

ところが、前記スプリングバック量の測定は、ワークの突出部分を目標角度より僅かに甘い角度に折曲げ加工し、このときの戻り量をスプリングバック量としているものである。そして、目標角度に対してスプリングバック量の補正を行って、再度折曲げ加工を行うものである。ここで、折曲げ角度が目標角度の許容範囲に入らない場合は数回の折曲げ加工を行い、スプリングバック量の修正を行うものである。この場合、その都度ワークを変えるのではワークの無駄が多くなり、また同一ワークに数回の折曲げ加工を行う場合にはワークの状態が変化するので、正確なスプリングバック量を求めることが難しいものである。

本発明は、ボトムダイとトップダイによって上下方向から挟持された板状のワークを上下方向に折曲げるためのベンドダイを上下動自在に備えてなる板材折曲げ加工装置において、ＣＡＤで生成された製品図面データ及びＣＡＭで生成された加工用の基本データを格納したデータサーバと、ワークを目標角度に折曲げるための基本データを格納するための基本データメモリと、目標角度を格納する目標角度メモリと、折曲げ角度と補正係数との関係の補正係数データを格納した補正係数データテーブルと、前記ワークの折曲げ加工後の実際の折曲げ角度を測定するための角度測定手段と、折曲げ加工時の折曲げ角度と前記角度測定手段による測定角度に基いてスプリングバック量を演算すると共に、前記補正係数データテーブルに格納されている補正係数に基いて補正値を演算し、また前記基本データと前記補正値により送りデータを演算する演算手段と、前記補正値を格納する補正データテーブルと、予め設定された目標角度と前記測定角度とを比較する比較手段とを備え、前記加工用の基本データと前記補正係数データテーブルに予め格納されている補正値に基づく送りデータにより前記ベンドダイを制御して折曲げ加工を行い、折曲げ後に測定した折曲げ角度が目標角度の許容値以内か否かを判別し、許容値以内の場合には後続のワークに対して同一の折曲げ加工を行い、許容値を越える場合にはスプリングバック量を演算すると共に前記補正係数に基いて補正値を演算し、前記送りデータと演算して求めた補正値に基づく新たな送りデータに基づく折曲げ加工を行い、この折曲げ後に再度測定した折曲げ角度が目標角度の許容値以内になるまで折曲げ加工を繰り返すことを特徴とするものである。

前記構成により、本発明によれば、ワークを所望の角度に折曲げ加工する場合のスプリングバック量の補正値を正確に得ることができ、この得られた正確な補正値を用いてワークの折曲げ加工を行うことにより、次のワークに対しては１回の折曲げ加工動作でもって正確に折曲げ加工を行うことができるものである。

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、本実施形態に係る板材折曲げ加工装置の機械的構成は、前述した従来の構成と同様の構成であるから、説明が重複することになるので、機械的構成についての説明は省略する。

図１を参照するに、板材折曲げ加工装置の制御を行うＣＮＣ制御装置のごとき制御装置２１の主要な構成を概念的，概略的に示すと、上記制御装置２１には各種の入力を行うための入力手段２３が接続してあると共に前記角度測定手段１９が接続してある。そして、前記制御装置２１には各種の演算処理を行う演算手段２５が備えられていると共に、各種データの比較を行う比較手段２７が備えられている。

また、前記制御装置２１には、前記ワークＷを目標角度（所望の角度）Ａに折曲げ加工を行うときに、前記Ｙ軸用サーボモータ９及びＺ軸用サーボモータ１１を制御するための基本データを格納するための基本データメモリ２９が備えられていると共に補正係数データテーブル３１が備えられている。さらに、前記制御装置２１には、補正値を格納するための補正データテーブル３３，目標角度Ａを格納する目標角度メモリ３５が備えられていると共に前記Ｙ軸用のサーボモータ９，Ｚ軸用サーボモータ１１の制御を行うモータ制御装置３７が接続されている。

前記基本データメモリ２９に格納される基本データは、図２（Ａ）に示すように、ワークＷの材質，板厚，折曲げ線長さ，目標角度Ａ毎によって、基準位置からの前記ベンドダイ５のＹ軸方向，Ｚ軸方向の移動位置を予め演算によって求めた基本的な位置データである。したがって、ワークＷにスプリングバックがなければ、基本データに従って前記サーボモータ９，１１を制御し、ベンドダイ５によってワークＷの折曲げ加工を行うことにより、ワークＷを目標角度に折曲げることができるものである。

しかし、ワークＷにはスプリングバックが存在するので、ワークＷを目標角度に折曲げるには、補正データテーブル３３に格納してある補正値を加算する必要があるものである。

前記補正係数データテーブル３１には、ワークＷの材質，素材（同一材質であってもメーカーの相違によるワークの相違）毎に、予め実験的に求めた折曲げ角度範囲と折曲げ回数と補正係数との関係を示すデータが格納されているものである。例えば図３（Ａ）は、折曲げ角度範囲（目標角度Ａの範囲）が１８０°＞Ａ≧１２０°の場合における折曲げ回数と補正係数との関係を示し、図３（Ｂ），図３（Ｃ）は、同様に１２０°＞Ａ≧９３°，９３°＞Ａ≧９０°の場合における折曲げ回数と補正係数との関係を示すものである。

前記補正データテーブル３３に格納される補正値のデータは、図２（Ｂ）に示すように、ワークＷの材質，素材，板厚，折曲げ線長さ，折曲げ角度毎に、前記ベンドダイ５のＺ軸方向，Ｙ軸方向の補正値を示すデータである。

図４は、前記基本データを生成するための構成の一例を概念的，概略的に示すものである。すなわち、ＣＡＤ３１で生成された製品図面データをデータサーバ３３に格納し、この格納されたＣＡＤデータをＣＡＭ３５により読み出してワークＷを折曲げ加工するための加工データ（基本データ）を生成し、この生成した基本データを前記データサーバ３３に格納するものである。そして、前記データサーバ３３に格納されている必要な基本データを、前記制御装置２１によって読み出すものである。

以上のごとき構成において、製品データを入力手段２３から制御装置２１へ入力すると（ステップＳ１）、前記データサーバ３３に格納されているＣＡＤデータが検索されると共に基本データ（加工データ）が検索され、製品データに対応した基本データが読み出されて（ステップＳ２）、基本データメモリ２９に格納されると共に、目標角度メモリ３５にワークＷの折曲げ角度（目標角度）が格納される。

その後、上記基本データに基いてモータ制御手段３７の制御の下にサーボモータ９，１１を駆動し、ベンドダイ５をＺ軸方向，Ｙ軸方向へ移動して、ボトムダイ１とトップダイ３によって挟持固定されたワークＷの突出部分ＷＡの第１回目の折曲げ加工を行う（ステップＳ３）。この場合、ワークＷを目標角度Ａより折曲げ過ぎないように、目標角度Ａより僅かに甘い角度（Ａ０）を目標角度として第１回目の折曲げ加工を行うものである。

そして、ワークＷを前記甘い角度（Ａ０）に折曲げ加工を行った後、前記ベンドダイ５を元の位置に戻した状態において、角度測定手段１９によってワークＷの突出部分ＷＡの折曲げ角度θを自動的に測定し（ステップＳ４）、前記甘い角度（Ａ０）と測定した角度θに基いてスプリングバック量αを演算する（ステップＳ５）。また、測定角度θと目標角度Ａとを比較手段２７において比較し、測定角度θが目標角度Ａの許容値内であるか否かを判別する（ステップＳ６）。

上記第１回目の折曲げ加工は、目標角度Ａより甘い角度（Ａ０）に折曲げ加工を行ったものであり、かつスプリングバック量αの補正を行なっていない状態での折曲げ加工であるから、当然のこととして前記許容値外になるものである。

前述のごとく、ワークＷの第１回目の折曲げ加工を行った後、前記甘い角度（Ａ０）に対応した折曲げ回数と補正係数との関係を示すデータを検索し、折曲げ回数が１回時の補正係数（補正値）を求め（ステップＳ７）、前記基本データに加算して送りデータを生成し（ステップＳ８）、再び前記ワークＷの突出部分の折曲げ加工を行う（ステップＳ３）。そして、前記ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６を繰り返す。

上記ステップＳ６において、測定角度θが目標角度Ａの許容値内である場合には、前記補正係数を補正値として補正データテーブル３３に格納する（ステップＳ９）。上記測定角度θが目標角度Ａの許容値内でない場合には、測定角度θが目標角度Ａの許容値内になるまで、前記ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を繰り返すものである。この場合、補正係数は、ワークＷの折曲げ回数毎に次第に小さく変化するものであり、許容値内となったときの補正値は補正係数の総和となるものである。

前述のように、前記ワークＷに複数回の折曲げ加工を繰り返し行って、測定角度θが目標角度Ａの許容値になった場合であっても、この場合の補正値は、ワークＷの折曲げ加工を複数回繰り返した場合の補正値であるから、補正データテーブル３３に格納された補正値により前記基本データの補正を行ってワークＷの折曲げ加工を行った場合、第１回目の折曲げ加工による折曲げ角度が目標角度Ａの許容値内になるとは限らないものである。

そこで、前記補正データテーブル３３に格納された補正値により基本データの補正を行い（ステップＳ２０）、次のワークＷの第１回目の折曲げ加工を行う（ステップＳ２１）。そして、前記目標角度Ａと測定角度θとの比較を行い、測定角度θが前記目標角度Ａの許容値内である場合には、補正値を補正データテーブルに格納し（ステップＳ２７）、後続のワークに対して同一の折曲げ加工を行う。

前記測定角度θが目標角度Ａの許容値内でない場合には、スプリングバック量αを演算すると共に、前述したステップＳ７，Ｓ８に準じたステップＳ２５，Ｓ２６の処理を行い、新たな送りデータを生成し、測定角度θが目標角度Ａの許容値内になるまで、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２３，Ｓ２５，Ｓ２６を繰り返すものである。この場合の補正値は、使用した補正係数の総和となるものである。

この場合、２枚目のワークＷの第１回目の折曲げ加工から基本データの補正を行った送りデータによってワークＷの折曲げ加工を行うものであるから、２枚目のワークＷの折曲げ加工回数は、１枚目のワークの折曲げ加工回数に比較して極めて少ない回数であるから、２枚目のワークＷの折曲げ加工によって補正データテーブル３３に格納され更新された補正値は信頼性の極めて高い補正データである。

したがって、３枚目のワークＷの折曲げ加工を行う場合には、補正データテーブル３３に格納されている補正値によって基本データの補正を行い、この補正された基本データ（加工データ）によってワークＷの１回目の折曲げ加工を行うと、折曲げ角度が目標角度Ａの許容値内になるものである。なお、念のために再度折曲げ角度を角度測定手段１９によって測定し、目標角度Ａの許容値内でない場合には、前述した２枚目のワークＷと同様に折曲げ角度が目標角度Ａの許容値内になるように数回の折曲げ加工を行い、補正データテーブル３３の補正値を更新することにより、４枚目以降のワークの折曲げ加工は、１回の折曲げ加工でもって折曲げ角度が目標角度Ａの許容値内になるものである。

したがって、多数枚のワークの折曲げ加工を行う場合、最初の正確な補正値が得られるまでに多少の時間を要するものの、以後の折曲げ加工を能率良く行うことができるものである。なお、信頼性の極めて高い補正値のデータが予め補正データテーブル３３に格納してある場合には、１枚目のワークの折曲げ加工から正確な折曲げ角度に折曲げ加工を行うことができ、能率良く行うことができるものである。

ところで、前述した説明においては、データサーバ３３に格納してある加工データ（基本データ）を制御装置２１に読み出してワークの折曲げ加工を行う旨の説明をした。しかし、基本データ（加工データ）は、ワークＷの材質，板厚，目標角度など、ワークＷの折曲げ加工に必要なデータを入力手段２３から制御装置２１に入力すると、演算手段２５によって加工データが演算処理されて、基本データメモリ２９に格納される構成であっても良いものである。

本発明に係る板材折曲げ加工装置を制御するための制御装置における主要な構成を概念的，概略的に示した機能ブロック図である。基本データ，補正値データを示す説明図である。補正係数を示す説明図である。基本データを生成するブロック図を示す説明図である。補正データテーブルに補正値を格納する動作を示すフローチャートである。補正データテーブルに補正値を格納する動作を示すフローチャートである。板材折曲げ加工装置における主要部の機械的構成を示す概念的、概略的な説明図である。

符号の説明

１ボトムダイ
３トップダイ
５ベンドダイ
９Ｙ軸用サーボモータ
１１Ｚ軸用サーボモータ
１９角度測定手段
２１制御装置
２３入力手段
２５演算手段
２７基本データメモリ
２９補正係数データテーブル
３１ＣＡＤ
３３データサーバ
３５ＣＡＭ

Claims

ボトムダイとトップダイによって上下方向から挟持された板状のワークを上下方向に折曲げるためのベンドダイを上下動自在に備えてなる板材折曲げ加工装置において、ＣＡＤで生成された製品図面データ及びＣＡＭで生成された加工用の基本データを格納したデータサーバと、ワークを目標角度に折曲げるための基本データを格納するための基本データメモリと、目標角度を格納する目標角度メモリと、折曲げ角度と補正係数との関係の補正係数データを格納した補正係数データテーブルと、前記ワークの折曲げ加工後の実際の折曲げ角度を測定するための角度測定手段と、折曲げ加工時の折曲げ角度と前記角度測定手段による測定角度に基いてスプリングバック量を演算すると共に、前記補正係数データテーブルに格納されている補正係数に基いて補正値を演算し、また前記基本データと前記補正値により送りデータを演算する演算手段と、前記補正値を格納する補正データテーブルと、予め設定された目標角度と前記測定角度とを比較する比較手段とを備え、前記加工用の基本データと前記補正係数データテーブルに予め格納されている補正値に基づく送りデータにより前記ベンドダイを制御して折曲げ加工を行い、折曲げ後に測定した折曲げ角度が目標角度の許容値以内か否かを判別し、許容値以内の場合には後続のワークに対して同一の折曲げ加工を行い、許容値を越える場合にはスプリングバック量を演算すると共に前記補正係数に基いて補正値を演算し、前記送りデータと演算して求めた補正値に基づく新たな送りデータに基づく折曲げ加工を行い、この折曲げ後に再度測定した折曲げ角度が目標角度の許容値以内になるまで折曲げ加工を繰り返すことを特徴とする板材折曲げ加工装置。