JP4543498B2 - パネルベンダ制御装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はパネルベンダ制御装置、特に曲げ加工時にワークの実際の曲げ角度を確認することにより、自動的に角度補正を行って完全無人運転を可能にしたパネルベンダ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、パネルベンダにおいては、ワークの曲げ加工方式として、正曲げ加工と逆曲げ加工がある。
【0003】
正曲げ加工は、図(A)に示すように、トップダイ31とボトムダイ32で挟んだワークWの先端部を、ベンドビーム33の下曲げ刃33Bにより上方に折曲げ、フランジF1を加工する方式である。
【0004】
一方、逆曲げ加工は、図(B)に示すように、トップダイ31とボトムダイ32で挟んだワークWの先端部を、ベンドビーム33の上曲げ刃33Aにより下方に折曲げ、フランジF2を加工する方式である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、従来のパネルベンダにおいては、次の課題がある。
【0007】
曲げ加工時に、実際の曲げ角度を確認することができない。
【0008】
即ち、正曲げ加工の場合でも(図(A))、逆曲げ加工の場合でも(図(B))、ワークWの実際の曲げ角度θが本来の曲げ角度と異なるときには、角度補正を行うことにより、該ワークWを再加工しなければならない。
【0009】
しかし、従来は、実際の曲げ角度は、ワークWがパネルベンダ本体から搬出された後にしか確認できなかった。
【0010】
このため、ワークWを搬出後、初めて曲げ角度θを測定して手動で角度補正を行わなければならず、手間と時間がかかっていた。
【001
本発明の目的は、パネルベンダにおいて、曲げ加工時にワークの実際の曲げ角度を確認することにより、自動的に角度補正を行って完全無人運転を可能にすることにある。
【001
【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、
ベンドビーム33とワークWとの接触状態又は非接触状態を検知する検知手段10を設け、該検知手段10(図2)は、曲げ加工時にベンドビーム33とワークWとトップダイ31から成る電気回路に電流が流れ導通したことを検知する導通検知装置により構成された導通センサ、又は曲げ加工時にワークの歪を検知する歪ゲージにより構成されているフォースセンサから成り、ベンドビーム33が曲げ加工後のワークWに接触した状態で後退し該検知手段10を介して両者の非接触状態が検知されたときのベンドビーム33がワークWから離れる瞬間のベンドビーム33刃先位置(a、d)に基づいてワークWの実際の曲げ角度θを算出する演算手段1が設けられていることを特徴とするパネルベンダ制御装置という技術的手段を講じている。
【001
従って、本発明の構成によれば、上記接触・非接触状態検知手段10を(図2)設けたことにより、該接触・非接触状態検知手段10を介してベンドビーム33とワークWとの非接触状態を検知したときのベンドビーム33刃先位置(a、d)(図7)に基づいてワークWの実際の曲げ角度θを算出し、これにより曲げ加工時にワークの実際の曲げ角度を確認することができるので、自動的に角度補正を行って完全無人運転を行うことが可能となる。
【0014
【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、図示するパネルベンダ30は、トップダイ31とボトムダイ32によりワークWを挟み、ベンドビーム33を上下に旋回移動することにより、該ワークWを折り曲げるようになっている。
【0015
ベンドビーム33は、上曲げ刃33Aと下曲げ刃33Bを有し、モータ駆動する偏心軸であるA軸20とD軸21により(図3)、前後方向と上下方向に移動するようになっている。
【0016
また、トップダイ31は、モータ駆動する偏心軸であるZ軸24により(図4)上下動するクランプビーム37に支持されている。
【0017
このパネルベンダ30の前方には、フロントテーブル40を介して、ワーク搬送・位置決め装置であるマニピュレータ47が設置されている。
【0018
このマニピュレータ47は、ワークWを上側タレット35と下側タレット36で上下方向に把持し、サーボモータ42により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30へ供給する。
【0019
マニピュレータ47は、ナット43を介してサーボモータ45で回転駆動するボールねじ(Y軸)44に螺合しており、パネルベンダ30側へ位置決め自在となっている。
【002
このような構成を有するパネルベンダ30には、図2に示すように、上記ベンドビーム33とワークWとの接触状態又は非接触状を検知する検知手段10が設けられている。
【002
この接触・非接触状態検知手段10は、例えば導通センサ又はフォースセンサにより構成されている。
【002
このうち導通センサは、曲げ加工時にベンドビーム33とワークWとトップダイ31から成る電気回路に電流が流れ導通したことを検知する導通検知装置により構成されている。
【002
また、フォースセンサは、曲げ加工時にワークの歪を検知する歪ゲージにより構成されている。
【0024
いずれの場合にも、接触・非接触状態検知手段10は、ベンドビーム33とワークWとの接触状態又は非接触状態を検知したときには、オン信号ON又はオフ信号OFFを後述する演算手段1に送出する。
【0025
本発明によれば、この接触・非接触状態検知手段10を用い、ワークWの実際の曲げ角度θを(図7)算出する(図5のステップ104)。
【0026
例えば、本発明において、上記接触・非接触状態検知手段10を(図2)介して演算手段1がベンドビーム33とワークWとの非接触状態を検知した場合に(図6のステップ104AのYES))、θ=f(a,d,t,ir)(図7)に従ってワークWの実際の曲げ角度θを算出する(図6のステップ104B)。
【0027
そして、所定の角度θ0 に等しくないときには(図6のステップ104CのNO)補正量を算出し(図6のステップ104D)再度曲げ加工を行うように(図6のステップ104E)A軸20とD軸21を制御する。
【0028
即ち、ベンドビーム33の刃先位置の座標を(a、d)とし(図7)、ワークWの板厚をt、内アールをirとすると、よく知られているように、ワークWの曲げ角度θは、これらの関数としてθ=f(a,d,t,ir)・・・(1)で表される。
【0029
従って、曲げ加工後に(図5のステップ102)、ベンドビーム33が後退して(図5のステップ103)ワークWから離反し、接触・非接触状態検知手段10が両者の非接触状態を検知しオフ信号OFFが(図2)送出された場合に、このオフ信号OFFを受信した演算手段1は(図1)、ベンドビーム33がワークWから離れる瞬間の刃先位置(a、d)を算出すると共に、前記(1)式に従ってワークWの実際の曲げ角度θを算出する(図5のステップ104)。
【000】
そして、演算手段1は、上記算出した実際の曲げ角度θと、本来の所定の角度θ0 との差から、A軸20とD軸21のパルス数により補正量を求め、再度曲げ加工を行うようにA軸20とD軸21を制御する。
【001】
一方、上記接触・非接触状態検知手段10を含むパネルベンダ30の制御装置は、図1に示すように、演算手段1と、入力手段2と、表示手段3と、シーケンサ4と、A軸制御手段5と、D軸制御手段6と、Y軸制御手段7と、Z軸制御手段8を有する。
【002】
演算手段1は、例えばパソコンであり、ワークWの板厚t(図7)や内アールirなどのワーク情報を内容とするプログラムと、A軸20とD軸21のストローク量などの機械情報を内容とするパラメータを呼び出して制御コード化し、それをシーケンサ4へ伝送する。
【003】
制御コード化の例としては、本発明の動作手順(図5〜図7)がある。
【004】
シーケンサ4は、演算手段1から伝送された制御コードを一旦格納し、タイミングを調整しながらA軸制御手段5などに送信する。
【005】
A軸制御手段5は、A軸20を制御することにより、ベンドビーム33を前後方向へ移動させ、位置決めユニット5Aとサーボアンプ5Bとサーボモータ5Cとエンコーダ5Dにより構成されている。
【006】
即ち、A軸制御手段5は、位置決めユニット5Aとサーボアンプ5Bを介して所定の数のパルスをサーボモータ5Cに与え、該サーボモータ5Cの回転位置をエンコーダ5Dを介して位置決めユニット5Aにフィードバックすることにより、目標値との誤差が最小になるように、A軸20を正確に制御する。
【007】
例えば、本発明において、ベンドビーム33を曲げ位置Bに位置決めしワークWを曲げ加工した後に(図5のステップ102)、A軸制御手段5は、A軸20を制御してベンドビーム33を後退させる(図5のステップ103)。
【008】
この場合、ワークWは、所定のスプリングバック量δを(図7)有し、曲げ加工後に一定の速度で戻るので、このときのワークWの戻り速度をワーク情報として前記プログラム(図1)に組み込んでおき、演算手段1がA軸制御手段5を介してA軸20を制御しベンドビーム33を後退させる場合には、ワークWの戻り速度よりも遅い速度で移動させる。
【009】
D軸制御手段6は、D軸21を制御することにより、ベンドビーム33を上下方向へ移動させ、位置決めユニット6Aとサーボアンプ6Bとサーボモータ6Cとエンコーダ6Dにより構成されている。
【000】
即ち、D軸制御手段6は、位置決めユニット6Aとサーボアンプ6Bを介して所定の数のパルスをサーボモータ6Cに与え、該サーボモータ6Cの回転位置をエンコーダ6Dを介して位置決めユニット6Aにフィードバックすることにより、目標値との誤差が最小になるように、D軸21を正確に制御する。
【001】
例えば、本発明において、ワークWの実際の曲げ角度θを算出し(図5のステップ104)、所定の動作を行った後は(図6の各ステップ)、D軸制御手段6は、D軸21を制御してベンドビーム33を下降させ終了位置Cに位置決めする(図5のステップ105)。
【002】
Y軸制御手段7は、Y軸44を制御することにより、マニピュレータ47を前後方向へ移動させ、位置決めユニット7Aとサーボアンプ7Bとサーボモータ7C(図1の下図ではサーボモータ45)とエンコーダ7Dにより構成されている。
【003】
即ち、Y軸制御手段7は、位置決めユニット7Aとサーボアンプ7Bを介して所定の数のパルスをサーボモータ7Cに与え、該サーボモータ7Cの回転位置をエンコーダ7Dを介して位置決めユニット7Aにフィードバックすることにより、目標値との誤差が最小になるように、Y軸44を正確に制御する。
【0044
Z軸制御手段8は、Z軸24を制御することにより、クランプビーム37を上下方向へ移動させ、位置決めユニット8Aとサーボアンプ8Bとサーボモータ8Cとエンコーダ8Dにより構成されている。
【0045
即ち、Z軸制御手段8は、位置決めユニット8Aとサーボアンプ8Bを介して所定の数のパルスをサーボモータ8Cに与え、該サーボモータ8Cの回転位置をエンコーダ8Dを介して位置決めユニット8Aにフィードバックすることにより、目標値との誤差が最小になるように、Z軸24を正確に制御する。
【0046
以下、上記構成を有する本発明による動作を図5〜図7に基づいて説明する。
【0047
図5のステップ101において、ベンドビーム33を準備位置Aに位置決めし、ステップ102において、ベンドビーム33を曲げ位置Bに位置決めし、曲げ加工を行い、ステップ103において、ベンドビーム33をワークWに接触させた状態で後退させ、ステップ104において、ワークWの実際の曲げ角度θを算出し、ステップ105において、ベンドビーム33を終了位置Cに位置決めする。
【0048
この場合、前記したように、曲げ加工後は、上記ステップ103において、ベンドビーム33がワークWと接触状態を保持したまま後退するように、該ベンドビーム33をワークWのスプリングバックに基づく戻り速度よりも遅い速度で移動させ、ステップ104において、該ワークWの実際の曲げ角度θを算出する。
【0049
このステップ104の詳細は、図6に示されており、ステップ104Aにおいて、非接触状態か否かを判断し、非接触状態でない場合には(NO)ステップ103に戻って同じ動作を繰り返し、非接触状態の場合には(YES)、ステップ104Bにおいて、実際の曲げ角度θを算出する。
【0050
即ち、前記したように、ベンドビーム33が後退して(図5(C))ワークWから離反し、接触・非接触状態検知手段10が(図5(D))両者の非接触状態を検知しオフ信号OFFが送出された場合に、このオフ信号OFFを受信した演算手段1は(図1)、ベンドビーム33がワークWから離れる瞬間の刃先位置(a、d)を算出すると共に、前記θ=f(a,d,t,ir)(図7)に従ってワークWの実際の曲げ角度θを算出する。
【0051
その後、図6のステップ104Cにおいて、所定の角度θ0 か否かを判断し、所定の角度θ0 でない場合には(NO)、ステップ104Dにおいて、補正量を算出し、ステップ104Eにおいて、再度曲げ加工を行う。
【002】
即ち、演算手段1は(図1)、上記算出した実際の曲げ角度θと、本来の所定の角度θ0 とを比較し、両者が等しくない場合には、A軸20とD軸21のパルス数により補正量を求め、再度曲げ加工を行うようにA軸20とD軸21を制御する。
【0053
再度曲げ加工を行った後は、図6のステップ104Bに戻って、再度そのワークWの実際の曲げ角度θを算出し、ステップ104Cにおいて、その実際の曲げ角度θが所定の角度θ0 に等しい場合には(YES)、次段のステップ105に進み、ベンドビーム33を終了位置Cに位置決めして動作を終了する。
【0054
このように、本発明によれば(図5〜図7)、曲げ加工時にワークの実際の曲げ角度を確認することにより、自動的に角度補正を行うことができ、それにより、完全無人運転が可能となる。
【0055
【発明の効果】
上記のとおり、本発明の構成によれば、ベンドビームとワークとの接触状態又は非接触状態を検知する接触・非接触状態検知手段を設けた。
【0056
従って、本発明によれば、上記接触・非接触状態検知手段を介してベンドビームとワークとの非接触状態を検知したときのベンドビーム刃先位置に基づいてワークの実際の曲げ角度を算出し、これにより曲げ加工時にワークの実際の曲げ角度を確認することができるので、自動的に角度補正を行って完全無人運転を行うことが可能となるという効果がある。
【0057
更に、本発明においては、正曲げ加工、逆曲げ加工にかかわらず、曲げ加工時にワークの実際の曲げ角度を確認することができるという効果もある。
【0058
【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】本発明を構成する接触・非接触状態検知手段10の説明図である。
【図3】本発明を構成するA軸20とD軸21の説明図である。
【図4】本発明を構成するZ軸24の説明図である。
【図5】本発明の動作を説明するためのフローチャートである。
【図6】図5におけるステップ103の詳細図である。
【図7】本発明における曲げ角度θの算出方法を説明する図である。
【図】従来技術の課題を説明する図である。
【符号の説明】
1 演算手段
2 入力手段
3 表示手段
4 シーケンサ
5 A軸制御手段
5A 位置決めユニット
5B サーボアンプ
5C サーボモータ
5D エンコーダ
6 D軸制御手段
6A 位置決めユニット
6B サーボアンプ
6C サーボモータ
6D エンコーダ
7 Y軸制御手段
7A 位置決めユニット
7B サーボアンプ
7C サーボモータ
7D エンコーダ
8 Z軸制御手段
8A 位置決めユニット
8B サーボアンプ
8C サーボモータ
8D エンコーダ
20 A軸
21 D軸
24 Z軸
30 パネルベンダ
31 トップダイ
32 ボトムダイ
33 ベンドビーム
33A 上曲げ刃
33B 下曲げ刃
35 上側タレット
36 下側タレット
40 フロントテーブル
41 回転軸
42、45
サーボモータ
43 ナット
44 ボールねじ
47 マニピュレータ

Claims (1)

  1. ベンドビームとワークとの接触状態又は非接触状態を検知する検知手段を設け、該検知手段は、曲げ加工時にベンドビームとワークとトップダイから成る電気回路に電流が流れ導通したことを検知する導通検知装置により構成された導通センサ、又は曲げ加工時にワークの歪を検知する歪ゲージにより構成されているフォースセンサから成り、ベンドビームが曲げ加工後のワークに接触した状態で後退し該検知手段を介して両者の非接触状態が検知されたときのベンドビームがワークから離れる瞬間のベンドビーム刃先位置に基づいてワークの実際の曲げ角度を算出する演算手段が設けられていることを特徴とするパネルベンダ制御装置。
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