JP4700801B2 - 曲げ加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状のワークに対して曲げ加工を行う曲げ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な曲げ加工機は、上部テーブルと下部テーブルを上下に対向して備えており、上部テーブルの下側には上部金型としてのパンチが備えてあって、下部テーブルの上側には下部金型としてのダイが備えてある。ここで、一方のテーブル、例えば下部テーブルは、左右に離隔した一対の油圧シリンダの作動により接近離反する上下方向（接近方向、離反方向））へ移動するものであり、下部テーブルの移動速度は、フットペダルの踏み加減又はＮＣ装置等の制御装置に入力された速度データによって設定される。
【０００３】
従って、板状のワークをダイに支持せしめて、一対の油圧シリンダの作動により下部テーブルを上下方向へ移動させる。これによって、パンチとダイを協働させて、ワークに対して曲げ加工を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上部金型がワークに接触して下部金型に最接近するまでの曲げ行程中において、一方のテーブルの前記接近方向の移動速度が適切でないと、以下の問題が生じる。即ち、ワークの材質が柔らかかったり、又はワークの厚さが薄かった場合に、曲げ行程中の一方のテーブルの前記接近方向の移動速度が速すぎると、ワークに腰折れが生じ、曲げ加工精度が悪化する。また、曲げフランジの長さが長い場合に、曲げ行程中の一方のテーブルの移動速度が速すぎると、曲げフランジの跳ね返り速度が速くなり、作業の安全性において好ましくない。更に、曲げ行程中の一方のテーブルの移動速度が遅すぎると、作業時間が必要以上に長くなり、生産性が悪化するという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
請求項１に記載の発明にあっては、下側に上部金型を備えた上部テーブルと、上側に下部金型を備えた下部テーブルのうちの一方のテーブルを、他方のテーブルに対して接近離反する接近方向及び離反方向へ移動させることにより、板状のワークに対して曲げ加工を行う曲げ加工方法において、
曲げ行程中の一方のテーブルの上記接近方向の移動速度が、一方のテーブルの固有の最高機械速度と、ワークが硬い場合には係数が大きくかつワークが柔らかい場合には係数が小さくなるようなワークの材質による係数とワークの硬度との関係（図３に明確に示されている関係）から求めたワークの材質による係数と、ワークの厚さが厚い場合には係数が大きくかつワークの厚さが薄い場合には係数が小さくなるようなワークの厚さによる係数とワークの厚さとの関係（図４に明確に示されている関係）から求めたワークの厚さによる係数と、曲げフランジが短い場合には係数が大きくかつ曲げフランジが長い場合には係数が小さくなる製品形状による係数と曲げフランジの長さとの関係（図５に明確に示されている関係）から求めた製品形状による係数と、Ｖ幅及び肩Ｒが大きい場合には係数が大きくかつＶ幅及び肩Ｒが小さい場合には係数（図６に明確に示されている関係）が小さくなるような金型による係数とＶ幅及び肩Ｒとの関係から求めた金型による係数との積によって決定される曲げ行程用最適速度になるようにし、
戻り行程中の前記一方のテーブルの前記離反方向の移動速度が、一方のテーブルの最高機械速度と、前記製品形状による係数と曲げフランジの長さとの関係から求めた製品形状による係数と、前記金型による係数とＶ幅及び肩Ｒとの関係から求めた金型による係数との積によって決定される戻り行程用最適速度になるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明にあっては、下側に上部金型を備えた上部テーブルと、上側に下部金型を備えた下部テーブルのうちの一方のテーブルを、他方のテーブルに対して接近離反する接近方向及び離反方向へ複数回移動させることにより、曲げ順に従って板状のワークの複数の被加工部対して連続して曲げ加工を行う曲げ加工方法において、
各被加工部に対して曲げ加工を行うときにおける曲げ行程中の一方のテーブルの上記接近方向の移動速度が、一方のテーブルの固有の最高機械速度と、ワークが硬い場合には係数が大きくかつワークが柔らかい場合には係数が小さくなるようなワークの材質による係数とワークの硬度との関係（図３に明確に示されている関係）から求めたワークの材質による係数と、ワークの厚さが厚い場合には係数が大きくかつワークの厚さが薄い場合には係数が小さくなるようなワークの厚さによる係数とワークの厚さとの関係（図４に明確に示されている関係）から求めたワークの厚さによる係数と、曲げフランジが短い場合には係数が大きくかつ曲げフランジが長い場合には係数が小さくなる製品形状による係数と曲げフランジの長さとの関係（図５に明確に示されている関係）から求めた製品形状による係数と、Ｖ幅及び肩Ｒが大きい場合には係数が大きくかつＶ幅及び肩Ｒが小さい場合には係数が小さくなるような金型による係数とＶ幅及び肩Ｒとの関係（図６に明確に示されている関係）から求めた金型による係数との積によって決定される曲げ行程用最適速度になるようにし、
各被加工部に対して曲げ加工を行うときにおける戻り行程中の前記一方のテーブルの前記離反方向の移動速度が、一方のテーブルの最高機械速度と、前記製品形状による係数と曲げフランジの長さとの関係から求めた製品形状による係数と、前記金型による係数とＶ幅及び肩Ｒとの関係から求めた金型による係数との積によって決定される戻り行程用最適速度になるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１又は請求項２に記載の発明特定事項の他に、接近行程中の前記一方のテーブルの前記接近方向の移動速度が、一方のテーブルの最高機械速度と、前記製品形状による係数と曲げフランジの長さとの関係から求めた製品形状による係数と、前記製品形状による係数との積によってによって決定される接近行程用最適速度になるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図８に示すように、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機１は、左右（図１において左右）に離隔した一対のサイドフレーム３Ｌ，３Ｒをベースにしており、一対のサイドフレーム３Ｌ，３Ｒは上部連結部材５及び下部連結部材７等を介して連結してある。一対のサイドフレーム３Ｌ，３Ｒの上部（図８において上部）には上部テーブル９が左右方向へ延伸して設けてあり、一対のサイドフレーム３Ｌ，３Ｒの下部にはこの上部テーブル９に上下に対向した下部テーブル１１が左右方向へ延伸して設けてある。
【００１５】
上部テーブル９の下側には着脱可能な上部金型としてのパンチＰが左右方向へ適宜間隔に複数備えてあり、下部テーブル１１の上側には着脱可能な下部金型としてのダイＤが左右方向へ適宜間隔に複数備えてある。ここで、パンチＰ及びダイＤを複数備えることにより、ワークＷの複数の被加工部に対して曲げ順に従って順次曲げ加工を行うことができる。なお、上部テーブル９の下側に上部金型としてのダイＤを備え、かつ下部テーブル１１の上側に下部金型としてのパンチＰを備えても差し支えない。
【００１６】
また、上部テーブル９は一対のサイドフレーム３Ｌ，３Ｒに対してガイド部材（図示省略）を介して上下方向へ移動自在であって、一対のサイドフレーム３Ｌ，３Ｒには下部テーブル１１を上下方向へ移動させる油圧シリンダ１３Ｌ，１３Ｒがそれぞれ設けてある。なお、下部テーブル１１を上下方向へ移動させる代わりに、上部テーブル９を上下方向へ移動させるようにしても差し支えない。
【００１７】
本発明の実施の形態に係わる曲げ加工機は、図２に示すようなＮＣ制御システム１５を備えており、このＮＣ制御システム１５は上位ＮＣ制御システム１７に電気的に接続してある。上記ＮＣ制御システム１５は、ＣＰＵ１９と、キーボード等の入力部２１と、曲げ順設定部２３と、金型選択部２５と、速度演算部２７と、記憶部２９と、シリンダ制御部３１を有してあって、シリンダ制御部３１には油圧シリンダ（作動油の流量を調節する流量調節弁を含む）１３Ｌ，１３Ｒが電気的に接続してある。なお、上記曲げ順記憶部２３、上記金型選択部２５、上記測度演算部２７は、上位ＮＣ制御システム１７に格納されてもよい。
【００１８】
上記ＮＣ制御システム１５は、上位ＮＣ制御システム１７から機械データ、ワークデータ、製品データからなる曲げ加工条件を受け取れるようになっている。ここで、上記機械データには、下部テーブル１１の固有の最高機械速度Ｖ_max、図７に示すようなダイＤのＶ幅及び肩Ｒ等が含まれる。また、上記ワークデータには、ワークＷの材質、ワークＷの厚さ等が含まれる。更に、上記製品データには、曲げフランジＷａ（図１参照）の長さ、製品展開図、製品立体姿勢図等が含まれる。なお、曲げフランジＷａとは、曲げ加工によって形成される曲げ片であって、金型Ｐ，Ｄよりも作業者側或いはこの反対側（作業者側の反対側）に位置する曲げ片のことをいう。
【００１９】
上記入力部２１は、適宜のデータを入力するものである。なお、上位ＮＣ制御システム１７から曲げ加工条件を受け取る代わりに、入力部２１に曲げ加工条件を直接入力するようにしても差し支えない。
【００２０】
上記曲げ順設定部２３は、曲げ加工条件に基づいて曲げ順設定プログラムを実行することにより、板状のワークＷの複数の被加工部に対して行う曲げ加工を行う場合における曲げ順を設定するものである。上記金型選択部２５は、曲げ加工条件に基づいて金型選択プログラム実行することにより、各被加工部に曲げ加工を行うときに使用するパンチＰ及びダイＤをそれぞれ選択するものである。
【００２１】
上記速度演算部２７は、ワークＷにおける各被加工部に対して曲げ加工を行う場合における曲げ行程中の曲げ行程用最適速度Ｖ_aを演算するものである。ここで、曲げ行程とは、パンチＰの先端がワークＷに接触してからパンチＰとダイＤが最接近するまでの行程のことをいい、曲げ行程用最適速度Ｖ_aは被加工部の数だけ演算される。上記曲げ行程用最適速度Ｖaを示すと、次のようになる。
【００２２】
即ち、Ｖ_a＝Ｖ_max×Ｆ₁×Ｆ₂×Ｆ₃×Ｆ₄
ここで、Ｆ₁は、ワークＷの材質による係数であって、図３に示すように、ワークＷの材質が硬い場合には大きくかつワークＷの材質が柔らかい場合には小さくなるものである。Ｆ₂は、ワークＷの厚さによる係数であって、図４に示すように、ワークＷの厚さが厚い場合には大きくかつワークＷの厚さが薄い場合には小さくなるものである。Ｆ₃は、製品形状による係数であって、図５に示すように、曲げフランジＷａが短い場合には大きくかつ曲げフランジＷａが長い場合には小さくなるものである。Ｆ₄は、金型Ｐ，Ｄによる係数であって、図７に示すように、ダイＤのＶ幅及び肩Ｒが大きい場合には大きくかつダイＤのＶ幅及び肩Ｒが小さい場合には小さくなるものである。
【００２３】
なお、Ｆ₃、Ｆ₄については、ワークＷの曲げフランジＷａの先端部（或いは曲げフランジＷａの重心部）の速度が所定のしきい値を越えないように適宜の係数に設定することもできる。また、Ｆ₃については、例えば、曲げフランジＷａの重心が先端側にある場合には、補正することが望ましい。
【００２４】
また、上記速度演算部２７は、曲げ加工行程用最適速度Ｖ_aの他に、ワークＷにおける各被加工部に対して曲げ加工を行うときにおける接近行程中の接近行程用最適速度Ｖ_bを演算するものである。ここで、接近行程とは、下部テーブル１１が上方向の移動を開始してからパンチＰの先端がワークＷに接触するまでの行程のことをいい、接近行程用最適速度Ｖ_bは被加工部の数だけ演算される。上記接近行程用最適速度Ｖ_bを示すと、次のようになる。
【００２５】
即ち、Ｖ_b＝Ｋ×Ｖ_max×Ｆ₃
ここで、Ｋは、接近行程用最適速度を演算するときの所定の係数であって、Ｆ₃は、上述と同様に、製品形状による係数であるが、曲げフランジＷａの長さは考慮されず、例えば、短辺曲げ加工を行った後に長辺曲げ加工を行う場合等に考慮される適宜の係数のことをいう。
【００２６】
更に、上記速度演算部２７は、曲げ行程用最適速度Ｖ_a及び接近行程用最適速度Ｖ_bの他に、ワークＷにおける各被加工部に対して曲げ加工を行うときにおける戻り行程中の戻り行程用最適速度Ｖ_cを演算するものである。ここで、戻り行程とは、パンチＰがダイＤに最接近してから下部テーブル１１が下方向へ移動するときの行程のことをいい、戻り行程用最適速度Ｖ_cは被加工部の数だけ演算される。上記戻り行程用最適速度Ｖ_cを示すと、次のようになる。
【００２７】
即ち、Ｖ_c＝Ｌ×Ｖ_max×Ｆ₃×Ｆ₄
ここで、Ｌは、戻り行程用最適速度Ｖ_cを演算するときの所定の係数であって、Ｆ₃、Ｆ₄は、曲げ行程用最適速度を演算する場合における製品形状による係数、金型による係数と同様である。
【００２８】
前記記憶部２９は、上位ＮＣ制御システム１７から受け取った曲げ加工条件、曲げ順設定部２３により設定された曲げ順、金型選択部２５により選択された金型Ｐ，Ｄ、速度演算部２７により演算された最適速度Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_cの他、種々のデータを記憶するものである。
【００２９】
前記シリンダ制御部３１は、下部テーブル１１の上方向の移動速度が接近行程中にあっては接近行程用最適速度Ｖ_aになり、曲げ行程中にあって曲げ行程用最適速度Ｖ_bになるよう一対の油圧シリンダ１３Ｌ，１３Ｒを制御するものである。また、シリンダ制御部３１は、下部テーブル１１の下方向の移動速度（戻り速度）が戻り行程用最適速度Ｖ_cになるように一対の油圧シリンダ１３Ｌ，１３Ｒを制御するものである。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態に係わる曲げ加工方法について、作用を含めて説明する。
【００３１】
ＮＣ制御システム１５は、上位ＮＣ制御システム１７から曲げ加工条件を受け取って、曲げ順設定部２３により曲げ加工条件に基づいて曲げ順プログラムを実行することにより、図４に示すように、ワークＷにおける複数（例え３つ）の被加工部に対して曲げ加工を行う場合における曲げ順を設定する。更に、次に、金型選択部２５により曲げ条件に基づいて金型選択プログラムを実行することにより、曲げ順に従って３つの被加工部を曲げるときに使用する金型（Ｐ₁，Ｄ₁）、（Ｐ₁，Ｄ₁）、（Ｐ₃，Ｄ₃）をそれぞれ選択する。
【００３２】
曲げ順の設定及び金型Ｐ，Ｄの選択が終了した後に、速度演算部２７により曲げ順に従って３つの被加工部を曲げるときの下部テーブル１１の最適移動速度Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_cをそれぞれ演算する。ここで、ワークＷの材質による係数がＦ_1m、ワークＷの厚さによる係数がＦ_2t 、曲げ順に従って３つの被加工部を曲げるときに使用する金型Ｐ，Ｄによる係数がそれぞれＦ_3d、Ｆ_3d、Ｆ_3g、曲げ順に従って３つの被加工部を曲げるときの製品形状による係数がそれぞれＦ_4S、Ｆ_4S 、Ｆ_4uである場合には、次のようになる。
【００３３】
即ち、１回目の曲げ加工を行うときの下部テーブル１１の最適移動速度Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_cは、
曲げ行程用最適移動速度 Ｖ_a＝Ｖ_max×Ｆ_1m×Ｆ_2t×Ｆ_3d×Ｆ_{4 s}
接近行程用最適移動速度 Ｖ_b＝Ｋ×Ｖ_max×Ｆ_3d
離反行程用最適移動速度 Ｖ_c＝Ｌ×Ｖ_max×Ｆ_3d×Ｆ_4s
になり、
２回目の曲げ加工を行うときの下部テーブル１１の最適移動速度Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_cは、
曲げ行程用最適移動速度 Ｖ_a＝Ｖ_max×Ｆ_1m×Ｆ_2t×Ｆ_3d×Ｆ_{4 s}
接近行程用最適移動速度 Ｖ_b＝Ｋ×Ｖ_max×Ｆ_3d
離反行程用最適移動速度 Ｖ_c＝Ｌ×Ｖ_max×Ｆ_3d×Ｆ_4s
になり、
３回目の曲げ加工を行うときの下部テーブル１１の最適移動速度Ｖ_a、Ｖ_b、Ｖ_cは、
曲げ行程用最適移動速度 Ｖ_a＝Ｖ_max×Ｆ_1m×Ｆ_2t×Ｆ_3g×Ｆ_{4 u}
接近行程用最適移動速度 Ｖ_b＝Ｋ×Ｖ_max×Ｆ_3g
離反行程用最適移動速度 Ｖ_c＝Ｌ×Ｖ_max×Ｆ_3g×Ｆ_4u
になる。
【００３４】
速度演算部２７により最適移動速度Ｖ_a、Ｖ_b、V_cを演算した後に、金型Ｐ，Ｄに対するワークＷの位置決めを適宜に行いつつ、一対の油圧シリンダ１３Ｌ，１３Ｒの作動により下部テーブル１１を上部テーブル９に接近離反する上下方向へ３回往復移動させる。これによって、曲げ順に従ってワークＷの３つの被加工部に対して連続して曲げ加工を行うことができる。ここで、各被加工部に対して曲げ加工を行うときにおける接近行程中、曲げ行程中の下部テーブル１１の上方向の移動速度が接近行程用最適移動速度Ｖ_b、曲げ行程用最適移動速度Ｖ_aになるようにし、戻り行程中の下部テーブル１１の下方向の移動速度が戻り行程用最適移動速度Ｖ_cになるようにする。
【００３５】
以上のごとき、本発明の実施の形態によれば、各被加工部に対して曲げ加工を行うときにおける接近行程中、曲げ行程中の下部テーブル１１の上方向の移動速度が接近行程用最適移動速度Ｖ_b、曲げ行程用最適移動速度Ｖ_aになるようにし、戻り行程中の下部テーブル１１の下方向の移動速度が戻り行程用最適移動速度Ｖ_cになるようしているため、下部テーブル１１の移動速度を極力速くして生産性の向上を図りつつ、ワークＷの腰折れをなくして曲げ加工精度の向上を図ると共に、曲げフランジＷ_aの跳ね返り速度が速くなることを抑制して作業の安全性を確保することができる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載の発明によれば、曲げ行程中の前記一方のテーブルの移動速度が、一方のテーブルの固有の最高機械速度と、ワークの材質による係数と、ワークの厚さによる係数と、製品形状による係数と、金型による係数との積によって決定される曲げ行程用最適速度になるようにしているため、一方のテーブルの移動速度を極力速くして生産性の向上を図りつつ、ワークの腰折れをなくして曲げ加工精度の向上を図ると共に、曲げフランジの跳ね返り速度が速くなることを抑制して作業の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 曲げ順、選択された金型、最適速度の説明図である。
【図２】 ＮＣ制御システムを示す図である。
【図３】 ワークの材質による係数とワークの硬度との関係を示す図である。
【図４】 ワークの厚さによる係数とワークの厚さとの関係を示す図である。
【図５】 製品形状による係数と曲げフランジの長さとの関係を示す図である。
【図６】 金型による係数とＶ幅、肩Ｒとの関係を示す図である。
【図７】 ダイを示す図である。
【図８】 曲げ加工機の正面図である。
【符号の説明】
１ 曲げ加工機
９ 上部テーブル
１１ 下部テーブル
１３Ｌ，１３Ｒ 油圧シリンダ
１５ ＮＣ制御システム
２３ 曲げ順設定部
２５ 金型選択部
２７ 測度演算部
３１ シリンダ制御部

Claims (3)

1. 下側に上部金型を備えた上部テーブルと、上側に下部金型を備えた下部テーブルのうちの一方のテーブルを、他方のテーブルに対して接近離反する接近方向及び離反方向へ移動させることにより、板状のワークに対して曲げ加工を行う曲げ加工方法において、
   曲げ行程中の一方のテーブルの上記接近方向の移動速度が、一方のテーブルの固有の最高機械速度と、ワークが硬い場合には係数が大きくかつワークが柔らかい場合には係数が小さくなるようなワークの材質による係数とワークの硬度との関係から求めたワークの材質による係数と、ワークの厚さが厚い場合には係数が大きくかつワークの厚さが薄い場合には係数が小さくなるようなワークの厚さによる係数とワークの厚さとの関係から求めたワークの厚さによる係数と、曲げフランジが短い場合には係数が大きくかつ曲げフランジが長い場合には係数が小さくなる製品形状による係数と曲げフランジの長さとの関係から求めた製品形状による係数と、Ｖ幅及び肩Ｒが大きい場合には係数が大きくかつＶ幅及び肩Ｒが小さい場合には係数が小さくなるような金型による係数とＶ幅及び肩Ｒとの関係から求めた金型による係数との積によって決定される曲げ行程用最適速度になるようにし、
   戻り行程中の前記一方のテーブルの前記離反方向の移動速度が、一方のテーブルの最高機械速度と、前記製品形状による係数と曲げフランジの長さとの関係から求めた製品形状による係数と、前記金型による係数とＶ幅及び肩Ｒとの関係から求めた金型による係数との積によって決定される戻り行程用最適速度になるようにしたことを特徴とする曲げ加工方法。
2. 下側に上部金型を備えた上部テーブルと、上側に下部金型を備えた下部テーブルのうちの一方のテーブルを、他方のテーブルに対して接近離反する接近方向及び離反方向へ複数回移動させることにより、曲げ順に従って板状のワークの複数の被加工部対して連続して曲げ加工を行う曲げ加工方法において、
   各被加工部に対して曲げ加工を行うときにおける曲げ行程中の一方のテーブルの上記接近方向の移動速度が、一方のテーブルの固有の最高機械速度と、ワークが硬い場合には係数が大きくかつワークが柔らかい場合には係数が小さくなるようなワークの材質による係数とワークの硬度との関係から求めたワークの材質による係数と、ワークの厚さが厚い場合には係数が大きくかつワークの厚さが薄い場合には係数が小さくなるようなワークの厚さによる係数とワークの厚さとの関係から求めたワークの厚さによる係数と、曲げフランジが短い場合には係数が大きくかつ曲げフランジが長い場合には係数が小さくなる製品形状による係数と曲げフランジの長さとの関係から求めた製品形状による係数と、Ｖ幅及び肩Ｒが大きい場合には係数が大きくかつＶ幅及び肩Ｒが小さい場合には係数が小さくなるような金型による係数とＶ幅及び肩Ｒとの関係から求めた金型による係数との積によって決定される曲げ行程用最適速度になるようにし、
   各被加工部に対して曲げ加工を行うときにおける戻り行程中の前記一方のテーブルの前記離反方向の移動速度が、一方のテーブルの最高機械速度と、前記製品形状による係数と曲げフランジの長さとの関係から求めた製品形状による係数と、前記金型による係数とＶ幅及び肩Ｒとの関係から求めた金型による係数との積によって決定される戻り行程用最適速度になるようにしたことを特徴とする曲げ加工方法。
3. 接近行程中の前記一方のテーブルの前記接近方向の移動速度が、一方のテーブルの最高機械速度と、前記製品形状による係数と曲げフランジの長さとの関係から求めた製品形状による係数と、前記製品形状による係数との積によってによって決定される接近行程用最適速度になるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の曲げ加工方法。

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