JP4761659B2 - 曲げ加工方法及び曲げ加工装置における片伸び値指定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状のワークに曲げ加工を行う際に、特に段曲げ加工の伸び値を正確に検出する曲げ加工方法及び曲げ加工装置における片伸び値指定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、曲げ加工装置としての例えばプレスブレーキにおいては、パンチとダイとの協働により、板状のワークに曲げ加工が行われる際に、予め入力されたダイV幅V、ダイ肩アールDR、ダイ溝角度DA、パンチ先端アールPR、パンチ角度PAなどの金型データと、板厚t、摩擦係数μなどの曲げ条件やワークのヤング率E、ポアソン比、F値、n値などの材料定数といったワークデータと、ラムのストロークなどの機械データとから、数多くの情報に基づいて段曲げ加工の伸び値が計算されていた。
【0003】
この計算された伸び値に基づいてワークが展開され、ブランク加工され、曲げ加工が行われていた。
【0004】
ここで片伸びとは、パンチ先端部とダイ溝により曲げ加工を行った場合、曲げられるワークのパンチ両側斜面の先端部付近のワークにアールができることによる「見かけ上の伸び」が発生するのでそのワークの片方の側の「見かけ上の伸び量」をいう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の曲げ加工方法及びその装置においては、上記の伸び値の計算方法では、V曲げの伸び値を求めるように計算されていたので、実際の段曲げの伸び値に合わないという問題点があった。
【0006】
また、伸び値を計算するためには、金型データ、ワークデータ、機械情報などの数多くの情報が必要であるという問題点があった。
【0007】
また、上記のように伸び値の計算値が実際の加工状態と合っていないことから、曲げ加工では試し曲げが行われ、仕上がり寸法を実測することにより曲げ伸び値が求められているので、段曲げは通常のV曲げに比較して曲げ加工の段取り時間を必要とするという問題点があった。
【0008】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、板厚と曲げ角度のわずか2つの情報により正確な段曲げの伸び値を演算して曲げ加工を行い得る曲げ加工方法及び曲げ加工装置における片伸び値指定装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1によるこの発明の曲げ加工方法は、パンチとダイとの協働によってワークに段曲げ加工を行う際、
予め種々の段曲げ加工あるいは段曲げ加工のシミュレーションを行うに当り、段曲げ角度が90°の場合には跳上げタイプの段曲げ金型及び水平タイプの段曲げ金型の両方の金型についても行い、ワークの板厚と段曲げ角度と片伸び値との関係により、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係による近似式を算出してデータベースとして記憶しておき、実際の曲げ加工時に指定された板厚と段曲げ角度の2つのデータを上記のデータベースへ取り込ませてデータベースの近似式に基づいて片伸び値を演算して曲げ加工を行うことを特徴とするものである。
【0010】
したがって、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係の近似式が予め算出されてデータベースとして記憶され、板厚と段曲げ角度のわずか2つのデータだけの少ないパラメータで、上記の近似式に基づいて、より正確な段曲げの片伸び値が簡単に求められる。予め試し段曲げ加工が行われる必要もなく、曲げ加工が上記の片伸び値に基づいて効率的に正確に行われる。
【0011】
請求項2によるこの発明の曲げ加工装置における片伸び値指定装置は、予め種々の段曲げ加工あるいは段曲げ加工のシミュレーションを行うに当り、段曲げ角度が90°の場合には跳上げタイプの段曲げ金型及び水平タイプの段曲げ金型の両方の金型についても行い、ワークの板厚と段曲げ角度と片伸び値との関係により、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係による近似式を算出する演算装置と、この演算装置により演算された近似式をデータベースとして記憶するデータベースファイルと、このデータベースファイルの近似式に実際の曲げ加工時における板厚と段曲げ角度を指定して取り込ませて片伸び値を演算する片伸び値演算装置と、を備えてなることを特徴とするものである。
【0012】
したがって、請求項1記載の作用と同様であり、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係の近似式が予め算出されてデータベースとして記憶され、板厚と段曲げ角度のわずか2つのデータだけの少ないパラメータで、上記の近似式に基づいて、より正確な段曲げの片伸び値が簡単に求められる。予め試し段曲げ加工が行われる必要もなく、曲げ加工が上記の片伸び値に基づいて効率的に正確に行われる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の曲げ加工方法及び曲げ加工装置における片伸び値指定装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0014】
図3を参照するに、本実施の形態に係わる曲げ加工装置としての例えばプレスブレーキ1の可動金型としての例えばパンチPと固定金型としての例えばダイDからなる金型で板状のワークWが段曲げ加工される状態を示している。
【0015】
プレスブレーキ1はすでに既知のものであるため、詳細な説明は省略して概略のみ説明する。プレスブレーキ1は、立設された図示せざるサイドフレームの上部前面に油圧シリンダなどの上下駆動手段により上下動可能なラム3が設けられており、このラム3の下部にはパンチ装着部を介してパンチPが着脱可能に装着されている。一方、サイドフレームの下部前面には下部テーブル5が固定して設けられており、この下部テーブル5の上面にはダイDが着脱可能に装着されている。
【0016】
なお、図3に示されているパンチPとダイDは、跳上げタイプの段曲げ金型7であり、図4に示されているパンチPとダイDは、水平タイプの段曲げ金型9である。
【0017】
また、プレスブレーキ1にはラム3の上下動作のストロークを自動的に制御すると共に段曲げ加工の片伸び値を算出するための制御装置11が設けられている。
【0018】
制御装置11としては、図1に示されているように、中央処理装置としてのCPU13に種々のデータを入力するためのキーボードなどの入力装置15と、種々のデータを表示するためのCRTなどの表示装置17が接続されている。
【0019】
また、CPU13には、入力装置15から入力された金型データとしてダイDV幅V、ダイD肩アールDR、ダイD溝角度DA、パンチP先端アールPR、パンチP角度PA、パンチP傾斜長さPL、ワークWデータとして板厚t、摩擦係数μ、ワークWフランジ長さL、曲げ角度θなどの曲げ加工条件を記憶するメモリ19が接続されている。
【0020】
また、CPU13には、予め種々の段曲げ加工あるいは段曲げ加工のシミュレーションを行ってワークWの板厚と段曲げ角度と片伸び値との関係により、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係による近似式を算出する演算装置21と、この演算装置21により演算された近似式をデータベースとして記憶するデータベースファイル23と、このデータベースファイル23の近似式に基づいて実際の曲げ加工時における板厚と段曲げ角度を指定して取り込ませて片伸び値を演算する片伸び値演算装置25が接続されている。
【0021】
なお、上記の制御装置11のうちで、片伸び値を演算するための例えば演算装置21、データベースファイル23、片伸び値演算装置25を備えた自動プログラミング装置などの数値制御装置を、プレスブレーキの制御装置11とは別途設けても構わない。
【0022】
上記構成により、演算装置21を用いて上記の近似式を算出する過程について説明する。
【0023】
予め、種々の板厚及び材質の異なるワークW毎にプレスブレーキ1を用いて段曲げ加工を行って、片伸び値を求める。段曲げ角度θ毎に材質、板厚、段差、片伸び値の関係をまとめてグラフに表した。
【0024】
例えば、図5に示されているような段曲げ角度θが90°の場合については、上記のように求められた片伸び値αと段差H1との関係グラフでは、図7に示されているように板厚tにより片伸び値αが異なっているが、同板厚tでは段差量H1や材質が異なっていても片伸び値αがほぼ一定である。つまり、段曲げの片伸び値αは、段差量H1と材質の影響が小さいことが分かる。
【0025】
なお、図7においては、ワークWは材質Aの板厚tが3.2mm、材質Bの板厚tが1.2mm、材質Cの板厚tが1.0mm, 1.6mm, 2.0mmを使用している。
【0026】
また、段曲げ角度θが90°の場合の片伸び値αと板厚tとの関係グラフでは、図9に示されているように片伸び値αは、材質の違いに係わらず板厚tにほぼ正比例することが分かる。また、材質の影響が小さい。なお、図9においては、ワークWは材質Aの板厚tが0.5〜3.2mm、材質Bの板厚tが0.8〜1.0mm、材質Cの板厚tが0.5〜2.0mm、材質Dの板厚tが0.8〜1.5mm、材質Eの板厚tが1.2〜2.0mmを使用している。
【0027】
また、図6に示されているような段曲げ角度θが45°の場合についても、上記の上記の段曲げ角度θが90°の場合と同様である。つまり、片伸び値αと段差H1との関係グラフでは、図8に示されているように段曲げの片伸び値αは、段差量と材質の影響が小さく、また、片伸び値αと板厚tとの関係グラフでは、図10に示されているように片伸び値αは、材質の違いに係わらず板厚tにほぼ正比例する。
【0028】
以上のことから、段曲げは、通常のV曲げのV/t(V幅/板厚t)を極端に小さくしたときの曲げ(コイニングに近い状態)と考えれば、片伸び値αに対する材質の影響が小さいといえる。
【0029】
図11及び図12を参照するに、各段曲げ角度θ毎に、片伸び値α/板厚t(%)と板厚tとの関係をグラフに表すと、例えば、段曲げ角度θが90°であるときは、片伸び値α/板厚t(%)は板厚tの違いに係わらずほぼ75%で一定となり、段曲げ角度θが45°であるときは、片伸び値α/板厚t(%)は板厚tの違いに係わらずほぼ25%で一定となることが分かる。
【0030】
したがって、段曲げの片伸び値αが材質に影響されずに、特に板厚tのみに影響を受けることと、段曲げ角度θが一定ならば片伸び値α/板厚t(%)も一定となることから、段曲げ角度θと片伸び値α/板厚t(%)との関係は、図13に示されているようなグラフで表される。
【0031】
上記の図13のグラフは、予め、種々の板厚及び材質の異なるワークW毎にプレスブレーキ1を用いて段曲げ加工を行って、あるいは、段曲げ加工シミュレーションにて得られたデータから演算装置21により演算されたものである。そして、図13のグラフの曲線の近似式は演算装置21により計算されてデータベースファイル23に記憶される。
【0032】
例えば、片伸び値α/板厚t(%)は片伸び比(Y=α/t)として表すと、
近似式としては、Y=Aθ2+Bθ、あるいは、Y=Cθ+Dとして計算される。
【0033】
ただし、θ=段曲げ角度で、A,B,C,D=近似式定数である。
【0034】
したがって、片伸び値αは、
α=t・Y=t・(Aθ2+Bθ)、
あるいは、α=t・(Cθ+D)となり、
α=f(t,θ)として表される。
【0035】
以上のように、上記のα=f(t,θ)が演算装置21により計算されて予めデータベースファイル23に記憶される。
【0036】
したがって、実際の段曲げ加工の際には、入力装置15により製品図面情報あるいはCADデータに基づいて、図2に示されているように板厚t、段差量H1,H2,あるいは段曲げ角度θが入力されると、データベースファイル23の近似式α=f(t,θ)に基づいて片伸び値演算装置25により正確な片伸び値αが容易に算出される。この算出された片伸び値αを用いて実際のワークWの段曲げ加工が行われる。なお、入力されたデータとして段曲げ角度θが与えられず、段差量H1とH2だけである場合は、段曲げ角度θ=tan−1H1/H2にて求められる。
【0037】
ちなみに、ワークWに対して実際の実験値の片伸び値と上記のように近似式を使用して本発明の方法にて片伸び値を演算し、この演算された片伸び値とを比較して誤差を計算すると、この誤差範囲は図14に示されているように誤差の平均値が−0.003mmで、標準偏差値が0.069となるバラツキが小さいヒストグラムで表される。
【0038】
したがって、上記の誤差範囲は実際の段曲げ加工の際の一般的な許容誤差に対してほとんど無視できるほど小さいので、本発明の方法にて得られた片伸び値は実際の片伸び値を正確に表していると言える。
【0039】
以上のように、板厚tに対する片伸び値αの比率(片伸び比Y%)と段曲げ角度θとに相関関係があることが分かったので、この相関関係の近似式Y=f(θ)を予め算出してα=f(t,θ)の近似式をデータベースとしておくことにより、板厚tと段曲げ角度θのわずか2つのデータだけの少ないパラメータで、より正確な段曲げの片伸び値が簡単に得られ、試し曲げ加工を行うことなく上記の片伸び値に基づいて曲げ加工が効率的に正確に行われる。
【0040】
なお、この発明は前述した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。また、実施の形態において、実際の段曲げ加工に用いる段曲げ金型にて実際の加工条件によりシミュレーションを行って図9〜図13までの関係をグラフに表わすことも可能である。
【0041】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項1の発明によれば、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係の近似式を予め算出してデータベースとしておくことにより、板厚と段曲げ角度のわずか2つのデータだけの少ないパラメータで、上記の近似式に基づいて、より正確な段曲げの片伸び値を簡単に求めることができ、この片伸び値に基づいて曲げ加工を効率的に正確に行うことができる。
【0042】
請求項2の発明によれば、請求項1記載の効果と同様であり、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係の近似式を予め算出してデータベースとしておくことにより、板厚と段曲げ角度のわずか2つのデータだけの少ないパラメータで、上記の近似式に基づいて、より正確な段曲げの片伸び値を簡単に求めることができ、この片伸び値に基づいて曲げ加工を効率的に正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御装置の構成ブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態の段曲げ加工されたワークの状態説明図である。
【図3】本発明の実施の形態で用いられるプレスブレーキの跳上げタイプの金型により段曲げ加工される状態説明図である。
【図4】本発明の実施の形態で用いられるプレスブレーキの水平タイプの金型により段曲げ加工される状態説明図である。
【図5】段曲げ角度90°の金型による段曲げ加工状態説明図である。
【図6】段曲げ角度45°の金型による段曲げ加工状態説明図である。
【図7】段曲げ角度90°における段差と片伸び値との関係グラフである。
【図8】段曲げ角度45°における段差と片伸び値との関係グラフである。
【図9】段曲げ角度90°における板厚と片伸び値との関係グラフである。
【図10】段曲げ角度45°における板厚と片伸び値との関係グラフである。
【図11】段曲げ角度90°における片伸び値/板厚(片伸び比Y)と板厚との関係グラフである。
【図12】段曲げ角度45°における片伸び値/板厚(片伸び比Y)と板厚との関係グラフである。
【図13】本発明の実施の形態を示すもので、段曲げ全データにおける片伸び比Yと段曲げ角度との関係を示すグラフである。
【図14】本発明の実施の形態における計算による片伸び値と実際の片伸び値との誤差を表すヒストグラムである。
【符号の説明】
1 プレスブレーキ
3 ラム
5 下部テーブル
7 跳上げタイプの段曲げ金型
9 水平タイプの段曲げ金型
11 制御装置
15 入力装置
19 メモリ
21 データベースファイル
23 データベース演算装置
25 片伸び値演算装置
Claims (2)
- パンチとダイとの協働によってワークに段曲げ加工を行う際、
予め種々の段曲げ加工あるいは段曲げ加工のシミュレーションを行うに当り、段曲げ角度が90°の場合には跳上げタイプの段曲げ金型及び水平タイプの段曲げ金型の両方の金型についても行い、ワークの板厚と段曲げ角度と片伸び値との関係により、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係による近似式を算出してデータベースとして記憶しておき、実際の曲げ加工時に指定された板厚と段曲げ角度の2つのデータを上記のデータベースへ取り込ませてデータベースの近似式に基づいて片伸び値を演算して曲げ加工を行うことを特徴とする曲げ加工方法。 - 予め種々の段曲げ加工あるいは段曲げ加工のシミュレーションを行うに当り、段曲げ角度が90°の場合には跳上げタイプの段曲げ金型及び水平タイプの段曲げ金型の両方の金型についても行い、ワークの板厚と段曲げ角度と片伸び値との関係により、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係による近似式を算出する演算装置と、この演算装置により演算された近似式をデータベースとして記憶するデータベースファイルと、このデータベースファイルの近似式に実際の曲げ加工時における板厚と段曲げ角度を指定して取り込ませて片伸び値を演算する片伸び値演算装置と、を備えてなることを特徴とする曲げ加工装置における片伸び値指定装置。
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