JP4598216B2

JP4598216B2 - 曲げ加工方法および曲げ加工装置

Info

Publication number: JP4598216B2
Application number: JP2000008304A
Authority: JP
Inventors: 純一小山; 一成今井; 均小俣; 修羽山; 英勝池田
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2020-01-17
Also published as: JP2001198627A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダイの内部に設けられてダイのＶ溝に突出して上下移動自在の変位計により、パンチのダイに対する相対的ストローク値を直接検出してパンチの相対的ストロークを制御する曲げ加工方法および曲げ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に示されているように、曲げ加工装置である例えばプレスブレーキにおいてパンチＰとダイＤとの協働でワークＷに曲げ加工を行う際に、所定の曲げ角度を得るべくパンチＰとダイＤとの間隔を測定するために、ラム１０１の上下位置を検出するラム位置検出手段１０３が設けられている。そして、金型条件やワーク条件等を考慮して、Ｄ値を計算により求めて前記ラム位置検出手段１０３でＤ値を制御して曲げ加工を行っている。
【０００３】
ところが、所定のＤ値を計算して、そのＤ値となるようにパンチＰとダイＤとの相対距離を制御しても、曲げ加工中のワークＷからの曲げ反力により、側板の撓み、上下テーブルの撓み、金型の撓み等の機械系の撓みが発生するためこのたわみ分を補正しなければ正確な角度の曲げ加工を行うことができない。しかし、この機械系の撓みを正確に算出して補正するのは非常に困難である。
【０００４】
そこで、例えば実公平６−４９３７４号公報に示されているような曲げ加工方法のように、機械系の撓みを考慮しなくてもよいように、Ｄ値を直接検出するものがある。すなわち、図１２に示されているように、この位置検出手段１０５では、ダイＤのＶ溝１０７に突出して上下移動自在の検出ピン１０９をダイＤの内部に設け、この検出ピン１０９の上下移動を変位計１１１で検出する。
【０００５】
従って、パンチＰが下降してワークＷを下方へ折り曲げると、曲げられているワークＷの下面が前記検出ピン１０９に当接してこれを押し下げるので、この検出ピン１０９の下降量を変位計１１１により検出して、Ｄ値を直接検出するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の技術にあっては、１ストロークにて所定角度となるようなＤ値を正確に算出することは極めて困難であるという問題がある。
【０００７】
この発明の目的は、以上のような従来の技術の問題点に着目してなされたものであり、精度の高いＤ値を求めることにより精度の高い曲げ加工を行うことのできる曲げ加工方法および曲げ加工装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１による発明の曲げ加工方法は、ダイの内部に設けられダイのＶ溝に突出して上下移動自在の変位計により、パンチのダイに対する相対的ストローク値を直接検出してパンチの相対的ストロークを制御する曲げ加工方法において、曲げ加工されるワーク条件、金型条件、目標曲げ角度等の種々の条件を入力し、予めデータベースに記憶されているところの曲げ角度と、前記変位計において上下動自在な検出ピンの上端部と前記ダイの上面との間の刃間距離との関係を示す計算式のデータから前記入力された条件に対応するパンチの相対的ストローク値を求め、この相対的ストローク値だけパンチを相対的にストロークさせてダイとの協働により曲げ加工を行い、曲げられたワークを取り出して曲げ角度を実測し、この実測角度と前記目標角度との差が公差内でない場合にはこの差に基づいて前記データベースに記憶されている前記計算式のデータを平行移動により修正し、修正後の計算式のデータに基づいてパンチの相対的なストローク値を求め、この求めたストローク値だけパンチを相対的にストロークさせて追い曲げを行い、実測角度と前記目標角度との差が公差内に納まるまで前記計算式のデータの修正および追い曲げを繰り返すこと、を特徴とするものである。
【００１４】
請求項２による発明の曲げ加工装置は、ダイの内部に設けられダイのＶ溝に突出して上下移動自在の変位計により、パンチのダイに対する相対的ストローク値を直接検出してパンチの相対的ストロークを制御する曲げ加工装置であって、曲げ加工されるワーク条件、金型条件、目標曲げ角度等の種々の条件を入力する入力手段と、前記入力手段から入力された条件に対応しての曲げ角度と、前記変位計において上下動自在な検出ピンの上端部と前記ダイの上面との間の刃間距離との関係を算出するための計算式のデータを記憶してあるデータベースと、曲げられたワークを取り出して実測した曲げ角度の実測角度と前記目標角度との差が公差内であるか否かを判断する比較判断部と、前記実測角度と前記目標角度との差が公差内でない場合にはこの差に基づいて前記データベースに記憶されている前記計算式のデータを平行移動により修正するデータ修正部と、修正された計算式の計算によって得られたパンチの相対的ストローク値に基づいてパンチを相対的にストロークさせるストローク指令部と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１および図２には、この発明に係る曲げ加工装置であるプレスブレーキ１が示されている。なお、プレスブレーキ１自体はすでによく知られているものなので、概略のみ説明する。
【００２２】
プレスブレーキ１は、全面中央部にギャップＧを有する全体Ｃ字状の左右の側板３Ｌ、３Ｒが立設されており、この側板３Ｌ、３Ｒの上部前面にはラムである上部テーブル５Ｕが上下移動自在に設けられている。この上部テーブル５Ｕは、下端部にパンチＰが交換自在に装着されており、側板３Ｌ、３Ｒの上部に設けられている上下シリンダ７により上下移動する。
【００２３】
一方、側板３Ｌ、３Ｒの下部前面には、上端にダイＤが交換自在に装着されている下部テーブル５Ｌが設けられている。なお、ダイＤの上部にはワークＷの曲げ加工を行うためのV溝９（図４参照）が、ダイＤの長手方向に設けられている。また、プレスブレーキ１の近傍には、上下シリンダ７等を制御する制御装置１１が設けられている。
【００２４】
上記構成により、パンチＰとダイＤの間に位置決めされたワークＷに対してパンチＰを上下シリンダ７により下降させて、パンチＰとダイＤとの協働によりワークＷの曲げ加工を行う。
【００２５】
図３を併せて参照するに、ダイＤの内部にはダイＤの長手方向に複数の変位計１３が設けられている。この変位計１３では、スプリング１５により常時上方へ付勢されてダイＤのV溝９に上下移動自在に突出する検出ピン１７が設けられており、この検出ピン１７の上下位置を検出するリニアスケール１９がスプリング１５の下方に設けられている。
【００２６】
従って、パンチＰにより押し曲げられたワークＷが検出ピン１７を下方へ押し、この時の検出ピン１７の上下位置をリニアスケール１９により検出して、図４に示されているように、検出ピン１７の上端部とダイＤの上面との距離を刃間距離ＳＴとして求める。
【００２７】
図５を参照するに、制御装置１１では、中央処理装置であるＣＰＵ２１を有しており、このＣＰＵ２１には、種々のデータを入力するキーボードのごとき入力手段２３や種々のデータを表示するＣＲＴのごとき出力手段２５が接続されている。また、ＣＰＵ２１には、後述するデータベース２７と、後述する方法によりデータベース２７を修正するデータ修正部２９と、曲げ加工されたワークＷの曲げ角度の実測角度を目標角度と比較する比較判断部３１と、上下シリンダ７を制御してパンチＰのストロークを制御するストローク指令部３３とが接続されている。さらに、変位計１３が接続されており、検出信号が伝達されるようになっている。
【００２８】
次に、図６〜図１０を参照して、この発明に係る曲げ加工方法について説明する。
【００２９】
スタートしたら（ステップＳＳ）、曲げ角度θや金型条件であるダイ溝角度ＤＡ、ダイＶ幅Ｖ、ダイ肩アールＤＲ、パンチ先端アールＰＲ、また材料条件としてｎ乗硬化指数、ヤング率Ｅ、塑性係数Ｆおよび板厚ｔ等の曲げ条件を入力する（ステップＳ１）。
【００３０】
図７に示されているようなデータベース２７に記憶されている曲げ角度と刃間距離との関係を示すグラフや計算式により、所望の曲げ角度（ここでは９０度）に仕上がるような挟み込み角度での刃間距離ＳＴ１を求める（ステップＳ２）。すなわち、このような曲げ角度と刃間距離ＳＴ１との関係を示すグラフや計算式では、実際の曲げ角度である仕上がり角度と、予め材料ごとに材料条件からスプリングバック量を計算して考慮した挟み込み角度が示されているので、挟み込み角度を求めることができる。
【００３１】
そして、曲げ加工を開始し（ステップＳ３）、図８に示されているように、変位計１３を見ながらステップＳ２で得られた目標刃間距離ＳＴ１への追い込みを行う（ステップＳ４）。目標刃間距離ＳＴ１に達したら除荷する（ステップＳ５）。
【００３２】
パンチＰをダイＤから離してワークＷを取り出し（ステップＳ６）、仕上がり角度θ´を測定する（ステップＳ７）。そして、仕上がり角度が公差内か否かを判断して（ステップＳ８）、公差内であると判断したら、この時の材料条件および曲げ条件に対する最終刃間距離ＳＴとして記録して（ステップＳ９）、終了する（ステップＳＥ）。
【００３３】
一方、ステップＳ８において、公差内でないと判断された場合には、曲げ角度θと刃間距離ＳＴ１との関係を修正して修正後の刃間距離ＳＴ２を得る（ステップＳ１０）。この修正方法として、ヤング率Ｅは変化しないと仮定して修正する方法と、ｎ値は変化しないと仮定して修正する方法がある。ここで、目標曲げ角度θが９０度の場合を例にとって説明する。
【００３４】
まず、図９を参照するに、ヤング率Ｅすなわちスプリングバックは変化しないと仮定する修正方法では、修正前の目標曲げ角度である９０度に対する刃間距離ＳＴ１と、実際の仕上がり角度θ´との交点Ｐ１を通るように直線を修正する。挟み込み角度と仕上がり角度の角度差が修正前と修正後で変化しないので、目標曲げ角度９０度と測定された仕上がり角度θ´との差θ´−９０だけ、挟み角度線および仕上がり角度線をずれ量がその時の角度に比例するように一点を中心としてずらす（図９中破線で表示）。その結果、修正後の刃間距離ＳＴ２は、目標曲げ角度９０度と仕上がり角度の直線との交点Ｐ２から得られる。
【００３５】
なお、その他挟み角度線および仕上がり角度線をずらす方法として、ずれ量を平行にオフセットする方法や材料定数逆算にて各角度での刃間距離を再計算する方法等がある。
【００３６】
また、ｎ値すなわち塑性域は変化しないと仮定する修正方法では、挟み込み角度は変化しないので、図１０に示されているように、目標曲げ角度９０度と測定された仕上がり角度θ´との差θ´−９０だけ、仕上がり角度線をずらす（図１０中破線で表示）。
【００３７】
なお、仕上がり角度線をずらす方法として、ずれ量がその時の角度に比例するように、一点を中心としてずらす方法の他に、ずれ量を平行にオフセットする方法や材料定数逆算にて各角度での刃間距離を再計算する方法等があるのは、ヤング率Ｅを変化しないと仮定する方法の場合と同様である。
【００３８】
続いて、先に曲げ加工したワークＷを再セットして追い込み加工を開始し（ステップＳ１１）、ステップＳ４に戻って以降の工程を繰り返す。ここで、先に測定された仕上がり角度θ´が９０度以下の場合には、すでに曲げすぎているので先に加工したワークＷを用いずに、新しいワークＷを用いて曲げ加工をやり直す。
【００３９】
以上の結果から、第一回目の曲げ加工による曲げ角度を測定して、実測角度と目標角度との差に基づいて、曲げ角度と刃間距離ＳＴとの関係を示すグラフや計算式を修正するので、曲げ角度に対する正確な刃間距離ＳＴを得ることができる。これにより、同じ材料のワークＷに付いて、一度の曲げ加工で正確な角度の曲げ加工を行うことができる。
【００４０】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パンチとダイとの協働によりワークの曲げ加工を行う際に、曲げ反力により生じる側板の撓み、上下テーブルの撓み、金型の撓み等の機械系の撓みを考慮しなくてもよいように、ダイに設けられた変位計によりパンチのダイに対する相対的ストローク値を直接検出してパンチのストロークを制御して曲げ加工を行う。この際、ワーク条件、金型条件、目標曲げ角度等の種々の条件を入力し、この入力条件に対応するパンチの相対的ストローク値を予めデータベースに記憶されているところの曲げ角度と、前記変位計において上下動自在な検出ピンの上端部と前記ダイの上面との間の刃間距離との関係を示す計算式のデータにより求め、この相対的ストローク値だけパンチを相対的にストロークさせてダイとの協働により曲げ加工を行う。そして、曲げられたワークを取り出して曲げ角度を実測し、この実測角度と前記目標角度との差が公差内でない場合にはこの差に基づいてデータベースに記憶されている前記計算式のデータを平行移動により修正すると共に追い曲げを行い、実測角度と目標角度との差が公差内に納まるまで繰り返す。これにより、その後同じ条件で曲げ加工を行う場合には、修正された計算式のデータを用いて一度で正確な曲げ角度に曲げ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る曲げ加工装置であるプレスブレーキを示す正面図である。
【図２】図１中II方向から見た側面図である。
【図３】変位計を示す断面図である。
【図４】刃間距離を示す説明図である。
【図５】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明に係る曲げ加工方法の工程を示すフローチャートである。
【図７】角度と刃間距離の関係を示すグラフである。
【図８】曲げ加工の状態を示す断面図である。
【図９】ヤング率は変化しないと仮定した場合の角度と刃間距離の関係の修正を示すグラフである。
【図１０】 n値は変化しないと仮定した場合の角度と刃間距離の関係の修正を示すグラフである。
【図１１】従来の曲げ加工装置におけるＤ値の検出方法を示す説明図である。
【図１２】従来より知られている直接Ｄ値を測定する変位計を示す断面図である。
【符号の説明】
１プレスブレーキ（曲げ加工装置）
９Ｖ溝
１３変位計
２３入力手段
２７データベース
２９データ修正部
３１比較判断部
３３ストローク指令部
Ｗワーク
Ｐパンチ
Ｄダイ

Claims

ダイの内部に設けられダイのＶ溝に突出して上下移動自在の変位計により、パンチのダイに対する相対的ストローク値を直接検出してパンチの相対的ストロークを制御する曲げ加工方法において、曲げ加工されるワーク条件、金型条件、目標曲げ角度等の種々の条件を入力し、予めデータベースに記憶されているところの曲げ角度と、前記変位計において上下動自在な検出ピンの上端部と前記ダイの上面との間の刃間距離との関係を示す計算式のデータから前記入力された条件に対応するパンチの相対的ストローク値を求め、この相対的ストローク値だけパンチを相対的にストロークさせてダイとの協働により曲げ加工を行い、曲げられたワークを取り出して曲げ角度を実測し、この実測角度と前記目標角度との差が公差内でない場合にはこの差に基づいて前記データベースに記憶されている前記計算式のデータを平行移動により修正し、修正後の計算式のデータに基づいてパンチの相対的なストローク値を求め、この求めたストローク値だけパンチを相対的にストロークさせて追い曲げを行い、実測角度と前記目標角度との差が公差内に納まるまで前記計算式のデータの修正および追い曲げを繰り返すこと、を特徴とする曲げ加工方法。
ダイの内部に設けられダイのＶ溝に突出して上下移動自在の変位計により、パンチのダイに対する相対的ストローク値を直接検出してパンチの相対的ストロークを制御する曲げ加工装置であって、曲げ加工されるワーク条件、金型条件、目標曲げ角度等の種々の条件を入力する入力手段と、前記入力手段から入力された条件に対応しての曲げ角度と、前記変位計において上下動自在な検出ピンの上端部と前記ダイの上面との間の刃間距離との関係を算出するための計算式のデータを記憶してあるデータベースと、曲げられたワークを取り出して実測した曲げ角度の実測角度と前記目標角度との差が公差内であるか否かを判断する比較判断部と、前記実測角度と前記目標角度との差が公差内でない場合にはこの差に基づいて前記データベースに記憶されている前記計算式のデータを平行移動により修正するデータ修正部と、修正された計算式の計算によって得られたパンチの相対的ストローク値に基づいてパンチを相対的にストロークさせるストローク指令部と、を備えてなることを特徴とする曲げ加工装置。