JP4889170B2 - 曲げ加工方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、曲げ加工方法及びその装置に関する。
【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を用いて公称板厚が例えば１mmのワークに対して曲げ加工が行われる際に、例えば所定角度が９０°になるときのパンチの先端とダイのＶ溝底部との距離、つまり刃間距離Ｄ０値が演算にて求められる。このＤ０値を用いて実際の板厚が１mmのワークに対して曲げ加工にて試し曲げが行われて、曲げ角度が所定角度の９０°となっているかどうかを試される。
【０００３】
２枚目以降のワークに対しては上記の刃間距離Ｄ０値にて曲げ加工が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の曲げ加工においては、試し曲げ加工にて所定角度の９０°が得られた刃間距離Ｄ０値を用いて２枚目以降のワークに対して曲げ加工が行われても実際には所定角度の９０°にはならないという問題点があった。その原因としては、公称板厚といっても実際のワークの板厚には約±５％程度のバラツキがあるからである。
【０００５】
そのために、所定角度の許容範囲から外れた製品に対しては手直しを行う必要が生じてくるので、生産効率が低下するという問題点があった。
【０００６】
この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、板厚にバラツキのあるワークに対して自動的にアゴ開き量が調整されて常時所定角度に曲げ加工を行い得る曲げ加工方法及びその装置を提供することにある。
【０００７】
【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、ワークの公称板厚、所定の曲げ角度を含む曲げ加工条件を入力し、この曲げ加工条件に基づいて公称板厚に対してバラツキとなる任意の板厚において所定の曲げ角度となる金型の実際の実刃間距離と、この任意の異なる板厚間における実刃間距離の差分と、その際の曲げ荷重とから、前記公称板厚における板厚のバラツキと曲げ角度との関係において板厚のバラツキの影響を受けることのない曲げ角度となる側板のアゴ開き定数を予め最適側板たわみ定数として算出し、この最適側板たわみ定数と曲げ加工中に検出した検出曲げ荷重とを基にして側板たわみ量を算出し、この算出した側板たわみ量とワークの公称板厚に対する実際の実刃間距離とから演算した値を最終指令刃間距離としてワークの曲げ加工を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
したがって、最適側板たわみ定数を用いて曲げ加工中のワークの実際の板厚に対応する側板たわみ量が自動的に算出され、この算出された側板たわみ量が実際の曲げ加工に反映される。つまり、上記の側板たわみ量により板厚のバラツキを補正するように実際の刃間距離が調整されるので、ワークは板厚のバラツキの影響をほとんど受けることなく所定の曲げ角度に曲げ加工される。
【０００９】
請求項２によるこの発明の曲げ加工装置は、において、ワークの公称板厚、所定の曲げ角度を含む曲げ加工条件を入力する加工条件入力手段を設け、
この加工条件入力手段にて入力された公称板厚に対してバラツキとなる任意の板厚において所定の曲げ角度となる実際の実刃間距離と、この任意の異なる板厚間における実刃間距離の差分と、その際の曲げ荷重とから、前記公称板厚における板厚のバラツキと曲げ角度との関係において板厚のバラツキの影響を受けることのない曲げ角度となる側板のアゴ開き定数を最適側板たわみ定数として算出する最適側板たわみ定数算出手段を設け、
前記最適側板定数算出手段にて算出した最適側板たわみ定数と曲げ加工中に検出した検出曲げ荷重とから側板たわみ量を算出する側板たわみ量算出手段を設け、
この側板たわみ量算出手段にて算出した側板たわみ量と公称板厚において所定の曲げ角度となる実際の実刃間距離とから演算した値を最終指令刃間距離としてワークの曲げ加工を行うべく指令を与える曲げ加工指令部を設けてなることを特徴とするものである。
【００１０】
したがって、請求項１記載の作用と同様であり、最適側板たわみ定数を用いて曲げ加工中のワークの実際の板厚に対応する側板たわみ量が自動的に算出され、この算出された側板たわみ量が実際の曲げ加工に反映される。つまり、上記の側板たわみ量により板厚のバラツキを補正するように実際の刃間距離が調整されるので、ワークは板厚のバラツキの影響をほとんど受けることなく所定の曲げ角度に曲げ加工される。
【００１１】
【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。
【００１２】
図２および図３には、プレス機械としての一例の例えば油圧式のプレスブレーキ１の全体が示されている。このプレスブレーキ１では、左右に立設された側板３Ｌ、３Ｒを有し、この側板３Ｌ、３Ｒの上部前端面にはラムとしての上部テーブル５Ｕを上下移動自在に設けられていると共に、側板３Ｌ、３Ｒの下部前面には固定した下部テーブル５Ｌを備えている。
【００１３】
上部テーブル５Ｕの下端部には、中間板７を介してパンチＰが交換自在に設けられている。また、下部テーブル５Ｌの上端部には、ダイベース９を介してダイＤが交換自在に設けられている。
【００１４】
なお、上部テーブル５Ｕの高さ位置を測定するためのラム位置検出手段としてのリニアスケール１１が設けられており、既知である中間板７およびパンチＰの高さを用いてダイＤとの間隔を求めることができる。
【００１５】
左右の側板３Ｌ、３Ｒの上部前面には油圧シリンダ１３Ｌ、１３Ｒが各々設けられており、この油圧シリンダ１３Ｌ、１３Ｒのピストン１５Ｌ、１５Ｒに装着されているピストンロッド１７Ｌ、１７Ｒに前述の上部テーブル５Ｕが取り付けられている。
【００１６】
上記の左右の油圧シリンダ１３Ｌ、１３Ｒに対しては、まったく同様の油圧回路が設けられているので、以下においては、右側の油圧シリンダ１３Ｒについて説明することとする。
【００１７】
ラムである上部テーブル５Ｕを上下移動させる油圧シリンダ１３Ｒのシリンダヘッド側シリンダ室１９は、配管２１を介して双方向ポンプ２３の一方の側に接続されている。また、配管２１の途中には、油圧シリンダ１３Ｒのシリンダヘッド側シリンダ室１９の配管２１の油圧を検出して曲げ荷重を検出するための圧力検出手段である油圧センサ２５が取り付けられている。なお、プレスブレーキ１の油圧回路等を制御する制御装置２７がプレスブレーキｌに隣接して設けられている。
【００１８】
また、上記の油圧センサ２５より双方向ポンプ２３側の配管２１の途中には配管２９が接続されており、チェック弁３１を介してオイルタンク３３に接続されている。なお、双方向ポンプ２３は、サーボモータ３５により作動する。また、シリンダヘッド側シリンダ室１９は、配管３７によりプレフィル弁３９を介してオイルタンク３３に接続されている。
【００１９】
一方、油圧シリンダ１３のロッド側シリンダ室４１には、ロッド側のシリンダ側配管４３が接続されており、このロッド側のシリンダ側配管４３にはカウンタバランス弁４５と速度切換え弁４７が並列に設けられている。これらカウンタバランス弁４５と速度切換え弁４７は、双方向ポンプ側配管４９により双方向ポンプ２３の他方の側に接続されている。
【００２０】
また、双方向ポンプ側配管４９の途中には配管５１が接続されており、この配管５１はチェック弁５３を介してオイルタンク３３に接続されている。なお、曲げ荷重を検出するための圧力検出手段としては前述した油圧センサ２５に換えて双方向ポンプ側配管４９内の圧力を検出する油圧センサ（図示省略）が設けられても構わない。
【００２１】
上記構成により、サーボモータ３５の回転により双方向ポンプ２３を正方向へ回転させ、オイルタンク３３からチェック弁５３、配管５１を経て配管２１を通ってシリンダヘッド側シリンダ室１９に作動油を供給すると、ピストン１５Ｒが下降して上部テーブル５ＵおよびパンチＰが下降する。
【００２２】
一方、サーボモータ３５により双方向ポンプ２３を逆方向に回転させると、作動油はオイルタンク３３からチェック弁３１、配管２９を経て双方向ポンプ側配管４９、速度切換え弁４７のチェック弁およびシリンダ側配管４３を通ってロッド側シリンダ室４１に供給され、ピストンロッド１７Ｒが上昇して上部テーブル５ＵおよびパンチＰを上昇させる。
【００２３】
なお、上部テーブル５Ｕの上下位置はリニアスケール１１により検出される。また、ロッド側シリンダ室４１の圧力が所定値よりも高くなると、パイロット信号５５によりプレフィル弁３９が開き、シリンダヘッド側シリンダ室１９からプレフィル弁３９を通って作動油が直接オイルタンク３３に送られるようになっている。
【００２４】
図１を参照するに、制御装置２７には、中央処理装置としてのＣＰＵ５７に、材質、抗張力、公称板厚、曲げ長さ、フランジ長さ、曲げ角度などのワーク条件や、金型のＰＲ（パンチ先端Ｒ），ＰＡ（パンチ先端角度），ＶＡ（ダイ角度）、ＶＲ（ダイ肩Ｒ）、Ｖ（Ｖ幅）などの金型条件からなる曲げ加工条件を入力するためのキーボードやタッチパネルなどの加工条件入力手段５９と、入力された曲げ加工条件のデータなどを画面で表示するＣＲＴなどの表示手段６１が接続されている。
【００２５】
また、上記のＣＰＵ５７には、上記の加工条件入力手段５９により入力されたワーク条件や金型条件などの曲げ加工条件や、後述の各算出手段より算出した最適側板たわみ定数、公称板厚に対するバラツキとなる任意の板厚における金型の刃間距離などのデータベース、理論式などのデータを記憶するメモリ６３が接続されている。
【００２６】
さらに、上記のＣＰＵ５７には、公称板厚に対してバラツキとなる任意の板厚において所定の曲げ角度となる刃間距離と、この任意の異なる板厚間における刃間距離の差分と、その際の曲げ荷重とから最適側板たわみ定数を算出する最適側板たわみ定数算出手段６５と、この最適側板たわみ定数算出手段６５にて算出した最適側板たわみ定数と曲げ加工中に検出した検出曲げ荷重とから側板たわみ量を算出する側板たわみ量算出手段６７が接続されている。
【００２７】
さらに、上記のＣＰＵ５７には、上記の側板たわみ量算出手段６７にて算出した側板たわみ量を公称板厚において所定の曲げ角度となる実際の実刃間距離Ｄ１値から減算した値を最終指令刃間距離Ｄ２値として算出する最終指令刃間距離算出手段としての例えば最終Ｄ値算出手段６９と、この最終Ｄ値算出手段６９にて算出した最終指令刃間距離Ｄ２値にて曲げ加工を行うべく指令を与える曲げ加工指令部７１が接続されている。
【００２８】
上記構成により、バラツキのある板厚のワークＷであっても、ワークＷの公称板厚に対して所定の曲げ角度となる金型の刃間距離Ｄ１値が、変更されなくとも板厚のバラツキに対応して確実に所定の曲げ角度にて曲げ加工を行うことができる。以下、例を挙げてその作用について説明する。なお、この実施の形態では、以下、「刃間距離」を単に「刃間」という。
【００２９】
図４及び図５を参照するに、各種の曲げ加工条件下においては、ワークＷの公称板厚に対するバラツキの任意の板厚に対して所定の曲げ角度となる最適な側板たわみ定数としての例えば最適アゴ開き定数ＦＣ’が存在する。この発明ではこの最適アゴ開き定数ＦＣ’に注目し、最適アゴ開き定数ＦＣ’を用いて曲げ加工中のワークＷの実際の板厚に対応する側板たわみ量としての例えばアゴ開き量Ｇを自動的に算出して所定の曲げ角度θとなるように実際の実刃間距離（Ａ−ｄ）を調整するものである。したがって、各種の曲げ加工条件下における最適アゴ開き定数ＦＣ’を予め求めることがこの発明のポイントとなる。
【００３０】
図４では、ダイＤに位置決めされたワークＷに対してパンチＰを下降せしめて曲げ加工を行う状態が示されており、公称板厚ｔに対してはさみ角度θが90°となるようにしたときのダイＤの上面からパンチＰの先端までの距離ｄは、ワーク条件、金型条件から容易に計算される。ここで、プレスブレーキ１の側板３Ｌ、３Ｒはたわむので、公称板厚ｔの曲げ角度を90°にするためにはパンチＰがアゴ開き量Ｇの分だけさらに下降される必要がある。アゴ開き定数をＫ、その際の油圧シリンダ１３の油圧力をＦとすると、アゴ開き量ＧはＧ＝Ｋ×Ｆ／２で計算される。
【００３１】
したがって、ダイＤの上面から実際に下降されたパンチＰの先端までの距離Ｄは、Ｄ＝ｄ＋Ｇから計算されるので、公称板厚ｔにおいて曲げ角度９０°となるＮＣ指令刃間距離ＮＣＤは、ＮＣＤ＝Ａ−Ｄで計算される。ただし、Ａはダイ深さである。
【００３２】
また、実際の板厚ｔ’に対して上記のＮＣ指令刃間距離ＮＣＤになるようにパンチＰを下降せしめて曲げ加工が行われるときのはさみ角度θは、
θ＝２sin-1｛(V/2)／√〔(V2/4)＋ｄ2〕｝−２sin-1｛t’／√〔(V2/4)＋ｄ2〕｝
の計算式で算出される。
【００３３】
なお、ＶはＶ幅であり、Ｄ＝Ａ−ＮＣＤであるゆえに、ｄ＝Ｄ−Ｇとなる。ただし、Ｇ＝Ｋ×Ｆ／２で、Ｆ＝Ｌ×(t’/ t）2×ＰＨである。
【００３４】
以上の計算式から、アゴ開き定数Ｋを種々に変更して公称板厚ｔに対するバラツキの範囲内にある任意の板厚t’におけるはさみ角度θを計算することにより、各アゴ開き定数Ｋにおけるバラツキの板厚t’と曲げ角度との関係が得られる。
【００３５】
例えば、図６を参照するに、金型角度が88°、Ｖ幅が6mm、材質がＳＰＣＣ、公称板厚が1.00mm、曲げ長さが1000mm、曲げ荷重Ｐが11tonfであるとき、アゴ開き定数Ｋが0.006mm/tonfと、0.1mm/tonfと、0.2mm/tonfと、0.132mm/tonfとの各アゴ開き定数Ｋにおけるバラツキの板厚t’と曲げ角度との関係が図示されている。
【００３６】
この曲げ加工条件下では図６に示されているようにアゴ開き定数Ｋが0.132mm/tonfであるときは、曲げ角度は板厚のバラツキの影響をほとんど受けないことが分かる。換言すれば、アゴ開き定数Ｋが0.132mm/tonfであれば板厚のバラツキを考える必要がないことになるので、最適アゴ開き定数ＦＣ’は0.132mm/tonfとなる。
【００３７】
また、図７を参照するに、金型角度が88°、Ｖ幅が10mm、材質がＳＰＣＣ、公称板厚が1.60mm、曲げ長さが2500mm、曲げ荷重Ｐが42.5tonfであるとき、アゴ開き定数Ｋが0.006mm/tonfと、0.1mm/tonfと、0.132mm/tonfと、0.054mm/tonfとの各アゴ開き定数Ｋにおけるバラツキの板厚t’と曲げ角度との関係が図示されている。
【００３８】
この曲げ加工条件下では図７に示されているように最適アゴ開き定数ＦＣ’は0.054mm/tonfである。図６の曲げ加工条件下における最適アゴ開き定数ＦＣ’である0.132mm/tonfを用いると、板厚が厚くなると曲げ角度が甘く（大きく）なる。したがって、最適アゴ開き定数ＦＣ’はそれぞれの曲げ加工条件により変化している。
【００３９】
また、図８を参照するに、金型角度が88°、Ｖ幅が6mm、材質がＡＬ、公称板厚が1.00mm、曲げ長さが500mm、曲げ荷重Ｐが2.6tonfであるとき、アゴ開き定数Ｋが0.006mm/tonfと、0.563mm/tonfと、0.054mm/tonfと、0.132mm/tonfとの各アゴ開き定数Ｋにおけるバラツキの板厚t’と曲げ角度との関係が図示されている。
【００４０】
この曲げ加工条件下では図８に示されているように最適アゴ開き定数ＦＣ’は0.563mm/tonfである。アゴ開き定数Ｋが非常に小さい時は曲げ荷重が小さいと曲げ角度のバラツキが大きくなる。つまり、曲げ荷重の小さい曲げ加工を行う時、板厚のバラツキや停止精度などの影響を受けやすいことが分かる。
【００４１】
また、図９を参照するに、金型角度が88°、Ｖ幅が25mm、材質がＳＰＣＣ、公称板厚が4.00mm、曲げ長さが1860mm、曲げ荷重Ｐが80.0tonfであるとき、アゴ開き定数Ｋが0.009mm/tonfと、0.003mm/tonfと、0.024mm/tonfと、0.07mm/tonfとの各アゴ開き定数Ｋにおけるバラツキの板厚t’と曲げ角度との関係が図示されている。
【００４２】
この曲げ加工条件下では図９に示されているように最適アゴ開き定数ＦＣ’は0.07mm/tonfである。なお、この図では最大加圧能力が80.0tonfで曲げを行った場合でも、板厚が厚くなると曲げ角度はきつく（小さく）なっている。
【００４３】
以下に、図５に示されているワークＷのうちの材質がＳＰＣＣで公称板厚が１mmを例にとってより詳しく説明する。ただし、この場合に用いられるプレスブレーキ１のタイプが図５（もしくは図６）で用いられたプレスブレーキ１のタイプと異なるので、図１０と図１１に示されているように曲げ荷重と最適アゴ開き定数ＦＣ’の値が図５（もしくは図６）に示されているのと異なっている。すなわち、曲げ加工条件が同じであってもプレスブレーキ１のタイプが異なると、当然ながら曲げ荷重と最適アゴ開き定数ＦＣ’の値は異なってくる。
【００４４】
まず最初のステップでは、曲げ加工が行われる前に先立って、加工条件入力手段５９により曲げ加工条件が入力され、メモリ６３に記憶される。すなわち、ワーク条件としては材質がＳＰＣＣ、抗張力が32kgf/mm2、公称板厚が1mm、曲げ長さが1000mm、所定の曲げ角度が90°であり、金型条件としてはＰＡが88°、ＰＲが0.6mm、ＶＡが88°、ＶＲが0.4mm、Ｖ幅が6mmである。
【００４５】
次のステップでは、最適側板たわみ定数算出手段６５により最適アゴ開き定数ＦＣ’が算出される。図１０に示されているように公称板厚1.0mmに対して±5％ずつを1％刻みで板厚を振り分ける。つまり、この表では公称板厚1.0mmに対して0.950mm〜1.050mmが板厚のバラツキの範囲としている。
【００４６】
振り分けられた各板厚で曲げ角度が90°となるための実刃間Ｄ1（実際の刃間距離）と、その際の曲げ荷重Ｐが算出される。実刃間Ｄ1と曲げ荷重Ｐはアルゴリズムにて計算される。なお、実刃間Ｄ1と曲げ荷重Ｐを計算するために必要なパラメータは上記のワーク条件と金型条件である。
【００４７】
次に、公称板厚1.0mmで90°になる実刃間1.678292と各振り分けた板厚で90°になる実刃間Ｄ1との差分が計算される。例えば、板厚が0.950mmにおける実刃間差分は−0.057868（＝1.620424−1.678292）となる。なお、このときの曲げ荷重Ｐは5.785976tonfと計算される。したがって、各振り分けた板厚毎の90°になる実刃間Ｄ1と曲げ荷重Ｐと実刃間差分の値は図１０に示されている通りである。
【００４８】
図１０の表から曲げ荷重Ｐと実刃間差分との関係は、図１１に示されているように近似的に２次式ｙ＝0.0699ｘ−0.4609，Ｒ2＝0.9995で表され、この２次式の傾き0.0699が「最適アゴ開き定数ＦＣ’」として計算される。この「最適アゴ開き定数ＦＣ’」は上述したように最適側板たわみ定数算出手段６５により計算される。
【００４９】
なお、この実施の形態では図１０の表の各値は演算により算出されたものであるが、実験による測定値であっても構わない。測定値の場合はデータベースとしてメモリ６３に予め記憶される。
【００５０】
上記の最適アゴ開き定数ＦＣ’が用いられることにより、公称板厚で所定の曲げ角度90°になるＮＣ指令刃間Ｄ２値は、振り分けた板厚に対して同じＮＣ指令刃間ＮＣＤとして使用しても得られる曲げ角度は90°になる。つまり、ワークＷの板厚がばらついても同じＮＣ指令刃間Ｄ２値にすることにより曲げ角度90°になるので、板厚のバラツキを考慮する必要がなくなる。
【００５１】
すなわち、図４を参照して説明すると、実際の曲げ加工時には曲げ荷重Ｐに応じて側板３Ｌ、３Ｒがたわむので、曲げ角度θになるための実刃間（Ａ−ｄ）はＮＣ指令刃間ＮＣＤにアゴ開き量Ｇを加算した値となる。
【００５２】
で表される。ただし、アゴ開き量Ｇ＝曲げ荷重Ｐ×アゴ開き定数Ｋである。
【００５３】
上記の計算式に基づいて、図１０にて各振り分けた板厚に対するアゴ開き量Ｇを計算し、この計算された各アゴ開き量Ｇと実刃間Ｄ１とからＮＣ指令刃間ＮＣＤを計算すると、図１２に示される表のようになる。この表において、公称板厚1mmのときに所定の曲げ角度（目標角度）が90°となる指令刃間距離1.218399が最終指令刃間距離としての例えばＮＣ指令刃間Ｄ２値となる。
【００５４】
したがって、ＮＣ指令刃間Ｄ２値は、公称板厚1mmに対する所定曲げ角度90°とする実際の実刃間Ｄ1値（=1.678292）から、演算にて求めたＤ1値における曲げ荷重Ｐ（=6.579295）と最適アゴ開き定数ＦＣ’（=0.0699）を乗算して計算したアゴ開き量Ｇ（=0.459892721）を減算して求められる。
【００５５】
上記のＮＣ指令刃間Ｄ２値（=1.218399）が２枚目以降のワークＷの最終指令刃間距離として制御装置２７へ入力されることとなる。
【００５６】
図１３を参照するに、上述した最適アゴ開き定数0.0699における公称板厚で90°になるＮＣ指令刃間Ｄ２値で各振り分けた板厚にて曲げ加工を行ったときの実際の仕上がり曲げ角度は、バラツキ幅が0.073°（＝4.38’）となり、ほとんどばらつかないでほぼ目標角度となっている。
【００５７】
なお、上述した図１０，図１２，図１３の曲げ荷重Ｐは計算値としたが、実圧力から測定した実測の曲げ荷重を用いても構わない。
【００５８】
以上ことから、プレスブレーキ１におけるアゴ開き定数Ｋを積極的にコントロールして適正アゴ開き定数ＦＣ’にすることにより、ワークＷの曲げ角度はワークＷの板厚のバラツキの影響をほとんど受けない。
【００５９】
次に、アゴ開き定数Ｋをコントロールする方法について説明する。
【００６０】
一つの方法は、図１４に示されている検出板７３の支点を動かしてアゴ開き定数Ｋをメカ的にコントロールすることである。プレスブレーキ１の側板３Ｌには側板たわみ量（アゴ開き量Ｇ）を検出するための検出板７３が図１４において逆向きＵ字状に取り付けられている。この例では検出板７３の下部はプレスブレーキ１の下部テーブル５Ｌに固定されており、検出板７３の上部は前方端側（図１４において右端側）に支点となる連結シャフト７５を介して側板３Ｌに連結されている。したがって、実際の曲げ加工時には曲げ荷重の大きさに応じて側板３Ｌがたわむときに検出板７３が追従し、アゴ開き量Ｇが検出されるのである。
【００６１】
上記の連結シャフト７５の支点位置が前後方向に移動可能とされることにより、検出板７３が側板３Ｌ、３Ｒの補正板としての機能も兼用される。つまり、連結シャフト７５の支点位置が後方へ移動されるに連れて曲げモーメントが大きくなるのでアゴ開き量Ｇは減少することになる。したがって、連結シャフト７５の支点位置を積極的に前後方向に移動することにより、アゴ開き定数Ｋを自在にコントロールすることができる。
【００６２】
２つ目の方法は、図１５に示されているように曲げ荷重Ｐをリアルタイムに計測して、その曲げ荷重Ｐに比例した目標値に変更することにより実質的なアゴ開き量Ｇをコントロールすることである。
【００６３】
より詳しくは図１５を参照するに、公称板厚に対して所定の曲げ角度を得るための金型のストローク量Ｄ（図４においてＮＣ指令刃間ＮＣＤとなるＤ値）が予め制御装置２７から指令として与えられる。このときの油圧シリンダ１３Ｌ，１３Ｒの加圧力、つまり曲げ荷重Ｐ（tonf）は油圧センサ２５により検出される。この曲げ荷重Ｐ（tonf）と、制御装置２７に与えられた最適アゴ開き定数ＦＣ’（mm/tonf）とからコントロール量ΔＧ’（＝ＦＣ’×Ｐ）（mm）が制御装置２７により自動的に算出される。実際のバラツキのある板厚に対するストローク量の目標値としては、金型のストローク量Ｄに上記の算出されたコントロール量ΔＧ’が加算されたもの（Ｄ＋ΔＧ’）となる。
【００６４】
したがって、上記の目標値（Ｄ＋ΔＧ’）となるようにロッド側シリンダ室４１に接続される速度切換え弁４７に指令が与えられて油圧シリンダ１３Ｌ，１３Ｒの加圧力が常時最適アゴ開き定数ＦＣ’に基づくものとなるように自動的に調整される。
【００６５】
例えば、曲げ加工条件が前述した図６に示されたように、材質がＳＰＣＣ、公称板厚が1.00mm、Ｖ幅が6mm、曲げ長さが1000mm、曲げ荷重Ｐが11tonfであるとき、最適アゴ開き定数ＦＣ’は0.132mm/tonfであるので、目標値はＤ＋ΔＧ’＝Ｄ＋0.132×Ｐとなる。ワークＷは板厚のバラツキの影響をほとんど受けずに所定の曲げ角度で折り曲げられる。
【００６６】
３つ目の方法としては、バラツキの大きい板厚のワークＷ、つまり曲げ角度のバラツキを少なくしたい曲げ加工条件のみに対応できるようなバネダイホルダ（低剛性ダイホルダ）を使用するものである。バネダイホルダのバネの強さを変更することにより、側板たわみによる影響をコントロールできるので、アゴ開き定数Ｋを積極的にコントロールできる。
【００６７】
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。
【００６８】
【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、最適側板たわみ定数を用いて曲げ加工中のワークの実際の板厚に対応する側板たわみ量を自動的に算出できるので、この算出した側板たわみ量を実際の曲げ加工に反映できる。つまり、上記の側板たわみ量により板厚のバラツキを補正するように実際の刃間距離を調整できるので、板厚のバラツキの影響をほとんど受けることなくすべてのワークに対して所定の曲げ角度の曲げ加工を行うことができる。
【００６９】
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、最適側板たわみ定数を用いて曲げ加工中のワークの実際の板厚に対応する側板たわみ量を自動的に算出できるので、この算出した側板たわみ量を実際の曲げ加工に反映できる。つまり、上記の側板たわみ量により板厚のバラツキを補正するように実際の刃間距離を調整できるので、板厚のバラツキの影響をほとんど受けることなくすべてのワークに対して所定の曲げ角度の曲げ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るプレスブレーキの制御装置のブロック図である。
【図２】この発明に係るプレスブレーキの正面図である。
【図３】図２の右側面図である。
【図４】この発明に係る概略的な曲げ加工状態図である。
【図５】１つの曲げ加工条件における最適アゴ開き定数を示すグラフである。
【図６】他の曲げ加工条件における最適アゴ開き定数を示すグラフである。
【図７】他の曲げ加工条件における最適アゴ開き定数を示すグラフである。
【図８】他の曲げ加工条件における最適アゴ開き定数を示すグラフである。
【図９】他の曲げ加工条件における最適アゴ開き定数を示すグラフである。
【図１０】公称板厚に対するバラツキの板厚が所定の曲げ角度になる実刃間と曲げ荷重と実刃間差分を示す図表である。
【図１１】図１０の表に基づく曲げ荷重と刃間差分との関係を示すグラフである。
【図１２】図１１から求められるバラツキの板厚毎のアゴ開き量とＮＣ指令刃間を示す図表である。
【図１３】最適アゴ開き定数に基づき曲げ加工したときのバラツキの板厚毎の曲げ角度である。
【図１４】この発明に係るアゴ開き定数Ｋをコントロールする方法を示す説明図である。
【図１５】この発明に係るアゴ開き定数Ｋをコントロールする方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ プレスブレーキ
３Ｌ，３Ｒ 側板
５Ｕ 上部テーブル（ラム）
５Ｌ 下部テーブル
１１ リニアスケール（ラム位置検出手段）
１３Ｌ，１３Ｒ 油圧シリンダ
１９ シリンダヘッド側シリンダ室
２３ 双方向ポンプ
２５ 油圧センサ（圧力検出手段）
２７ 制御装置
４１ ロッド側シリンダ室
４３ シリンダ側配管
４７ 速度切換え弁
６５ 最適側板たわみ定数算出手段
６７ 側板たわみ量算出手段
６９ 最終Ｄ値算出手段（最終指令刃間距離算出手段）
７１ 曲げ加工指令部
７３ 検出板
７５ 連結シャフト
【発明の属する技術分野】
この発明は、曲げ加工方法及びその装置に関する。
【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を用いて公称板厚が例えば１mmのワークに対して曲げ加工が行われる際に、例えば所定角度が９０°になるときのパンチの先端とダイのＶ溝底部との距離、つまり刃間距離Ｄ０値が演算にて求められる。このＤ０値を用いて実際の板厚が１mmのワークに対して曲げ加工にて試し曲げが行われて、曲げ角度が所定角度の９０°となっているかどうかを試される。
【０００３】
２枚目以降のワークに対しては上記の刃間距離Ｄ０値にて曲げ加工が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の曲げ加工においては、試し曲げ加工にて所定角度の９０°が得られた刃間距離Ｄ０値を用いて２枚目以降のワークに対して曲げ加工が行われても実際には所定角度の９０°にはならないという問題点があった。その原因としては、公称板厚といっても実際のワークの板厚には約±５％程度のバラツキがあるからである。
【０００５】
そのために、所定角度の許容範囲から外れた製品に対しては手直しを行う必要が生じてくるので、生産効率が低下するという問題点があった。
【０００６】
この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、板厚にバラツキのあるワークに対して自動的にアゴ開き量が調整されて常時所定角度に曲げ加工を行い得る曲げ加工方法及びその装置を提供することにある。
【０００７】
【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、ワークの公称板厚、所定の曲げ角度を含む曲げ加工条件を入力し、この曲げ加工条件に基づいて公称板厚に対してバラツキとなる任意の板厚において所定の曲げ角度となる金型の実際の実刃間距離と、この任意の異なる板厚間における実刃間距離の差分と、その際の曲げ荷重とから、前記公称板厚における板厚のバラツキと曲げ角度との関係において板厚のバラツキの影響を受けることのない曲げ角度となる側板のアゴ開き定数を予め最適側板たわみ定数として算出し、この最適側板たわみ定数と曲げ加工中に検出した検出曲げ荷重とを基にして側板たわみ量を算出し、この算出した側板たわみ量とワークの公称板厚に対する実際の実刃間距離とから演算した値を最終指令刃間距離としてワークの曲げ加工を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
したがって、最適側板たわみ定数を用いて曲げ加工中のワークの実際の板厚に対応する側板たわみ量が自動的に算出され、この算出された側板たわみ量が実際の曲げ加工に反映される。つまり、上記の側板たわみ量により板厚のバラツキを補正するように実際の刃間距離が調整されるので、ワークは板厚のバラツキの影響をほとんど受けることなく所定の曲げ角度に曲げ加工される。
【０００９】
請求項２によるこの発明の曲げ加工装置は、において、ワークの公称板厚、所定の曲げ角度を含む曲げ加工条件を入力する加工条件入力手段を設け、
この加工条件入力手段にて入力された公称板厚に対してバラツキとなる任意の板厚において所定の曲げ角度となる実際の実刃間距離と、この任意の異なる板厚間における実刃間距離の差分と、その際の曲げ荷重とから、前記公称板厚における板厚のバラツキと曲げ角度との関係において板厚のバラツキの影響を受けることのない曲げ角度となる側板のアゴ開き定数を最適側板たわみ定数として算出する最適側板たわみ定数算出手段を設け、
前記最適側板定数算出手段にて算出した最適側板たわみ定数と曲げ加工中に検出した検出曲げ荷重とから側板たわみ量を算出する側板たわみ量算出手段を設け、
この側板たわみ量算出手段にて算出した側板たわみ量と公称板厚において所定の曲げ角度となる実際の実刃間距離とから演算した値を最終指令刃間距離としてワークの曲げ加工を行うべく指令を与える曲げ加工指令部を設けてなることを特徴とするものである。
【００１０】
したがって、請求項１記載の作用と同様であり、最適側板たわみ定数を用いて曲げ加工中のワークの実際の板厚に対応する側板たわみ量が自動的に算出され、この算出された側板たわみ量が実際の曲げ加工に反映される。つまり、上記の側板たわみ量により板厚のバラツキを補正するように実際の刃間距離が調整されるので、ワークは板厚のバラツキの影響をほとんど受けることなく所定の曲げ角度に曲げ加工される。
【００１１】
【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。
【００１２】
図２および図３には、プレス機械としての一例の例えば油圧式のプレスブレーキ１の全体が示されている。このプレスブレーキ１では、左右に立設された側板３Ｌ、３Ｒを有し、この側板３Ｌ、３Ｒの上部前端面にはラムとしての上部テーブル５Ｕを上下移動自在に設けられていると共に、側板３Ｌ、３Ｒの下部前面には固定した下部テーブル５Ｌを備えている。
【００１３】
上部テーブル５Ｕの下端部には、中間板７を介してパンチＰが交換自在に設けられている。また、下部テーブル５Ｌの上端部には、ダイベース９を介してダイＤが交換自在に設けられている。
【００１４】
なお、上部テーブル５Ｕの高さ位置を測定するためのラム位置検出手段としてのリニアスケール１１が設けられており、既知である中間板７およびパンチＰの高さを用いてダイＤとの間隔を求めることができる。
【００１５】
左右の側板３Ｌ、３Ｒの上部前面には油圧シリンダ１３Ｌ、１３Ｒが各々設けられており、この油圧シリンダ１３Ｌ、１３Ｒのピストン１５Ｌ、１５Ｒに装着されているピストンロッド１７Ｌ、１７Ｒに前述の上部テーブル５Ｕが取り付けられている。
【００１６】
上記の左右の油圧シリンダ１３Ｌ、１３Ｒに対しては、まったく同様の油圧回路が設けられているので、以下においては、右側の油圧シリンダ１３Ｒについて説明することとする。
【００１７】
ラムである上部テーブル５Ｕを上下移動させる油圧シリンダ１３Ｒのシリンダヘッド側シリンダ室１９は、配管２１を介して双方向ポンプ２３の一方の側に接続されている。また、配管２１の途中には、油圧シリンダ１３Ｒのシリンダヘッド側シリンダ室１９の配管２１の油圧を検出して曲げ荷重を検出するための圧力検出手段である油圧センサ２５が取り付けられている。なお、プレスブレーキ１の油圧回路等を制御する制御装置２７がプレスブレーキｌに隣接して設けられている。
【００１８】
また、上記の油圧センサ２５より双方向ポンプ２３側の配管２１の途中には配管２９が接続されており、チェック弁３１を介してオイルタンク３３に接続されている。なお、双方向ポンプ２３は、サーボモータ３５により作動する。また、シリンダヘッド側シリンダ室１９は、配管３７によりプレフィル弁３９を介してオイルタンク３３に接続されている。
【００１９】
一方、油圧シリンダ１３のロッド側シリンダ室４１には、ロッド側のシリンダ側配管４３が接続されており、このロッド側のシリンダ側配管４３にはカウンタバランス弁４５と速度切換え弁４７が並列に設けられている。これらカウンタバランス弁４５と速度切換え弁４７は、双方向ポンプ側配管４９により双方向ポンプ２３の他方の側に接続されている。
【００２０】
また、双方向ポンプ側配管４９の途中には配管５１が接続されており、この配管５１はチェック弁５３を介してオイルタンク３３に接続されている。なお、曲げ荷重を検出するための圧力検出手段としては前述した油圧センサ２５に換えて双方向ポンプ側配管４９内の圧力を検出する油圧センサ（図示省略）が設けられても構わない。
【００２１】
上記構成により、サーボモータ３５の回転により双方向ポンプ２３を正方向へ回転させ、オイルタンク３３からチェック弁５３、配管５１を経て配管２１を通ってシリンダヘッド側シリンダ室１９に作動油を供給すると、ピストン１５Ｒが下降して上部テーブル５ＵおよびパンチＰが下降する。
【００２２】
一方、サーボモータ３５により双方向ポンプ２３を逆方向に回転させると、作動油はオイルタンク３３からチェック弁３１、配管２９を経て双方向ポンプ側配管４９、速度切換え弁４７のチェック弁およびシリンダ側配管４３を通ってロッド側シリンダ室４１に供給され、ピストンロッド１７Ｒが上昇して上部テーブル５ＵおよびパンチＰを上昇させる。
【００２３】
なお、上部テーブル５Ｕの上下位置はリニアスケール１１により検出される。また、ロッド側シリンダ室４１の圧力が所定値よりも高くなると、パイロット信号５５によりプレフィル弁３９が開き、シリンダヘッド側シリンダ室１９からプレフィル弁３９を通って作動油が直接オイルタンク３３に送られるようになっている。
【００２４】
図１を参照するに、制御装置２７には、中央処理装置としてのＣＰＵ５７に、材質、抗張力、公称板厚、曲げ長さ、フランジ長さ、曲げ角度などのワーク条件や、金型のＰＲ（パンチ先端Ｒ），ＰＡ（パンチ先端角度），ＶＡ（ダイ角度）、ＶＲ（ダイ肩Ｒ）、Ｖ（Ｖ幅）などの金型条件からなる曲げ加工条件を入力するためのキーボードやタッチパネルなどの加工条件入力手段５９と、入力された曲げ加工条件のデータなどを画面で表示するＣＲＴなどの表示手段６１が接続されている。
【００２５】
また、上記のＣＰＵ５７には、上記の加工条件入力手段５９により入力されたワーク条件や金型条件などの曲げ加工条件や、後述の各算出手段より算出した最適側板たわみ定数、公称板厚に対するバラツキとなる任意の板厚における金型の刃間距離などのデータベース、理論式などのデータを記憶するメモリ６３が接続されている。
【００２６】
さらに、上記のＣＰＵ５７には、公称板厚に対してバラツキとなる任意の板厚において所定の曲げ角度となる刃間距離と、この任意の異なる板厚間における刃間距離の差分と、その際の曲げ荷重とから最適側板たわみ定数を算出する最適側板たわみ定数算出手段６５と、この最適側板たわみ定数算出手段６５にて算出した最適側板たわみ定数と曲げ加工中に検出した検出曲げ荷重とから側板たわみ量を算出する側板たわみ量算出手段６７が接続されている。
【００２７】
さらに、上記のＣＰＵ５７には、上記の側板たわみ量算出手段６７にて算出した側板たわみ量を公称板厚において所定の曲げ角度となる実際の実刃間距離Ｄ１値から減算した値を最終指令刃間距離Ｄ２値として算出する最終指令刃間距離算出手段としての例えば最終Ｄ値算出手段６９と、この最終Ｄ値算出手段６９にて算出した最終指令刃間距離Ｄ２値にて曲げ加工を行うべく指令を与える曲げ加工指令部７１が接続されている。
【００２８】
上記構成により、バラツキのある板厚のワークＷであっても、ワークＷの公称板厚に対して所定の曲げ角度となる金型の刃間距離Ｄ１値が、変更されなくとも板厚のバラツキに対応して確実に所定の曲げ角度にて曲げ加工を行うことができる。以下、例を挙げてその作用について説明する。なお、この実施の形態では、以下、「刃間距離」を単に「刃間」という。
【００２９】
図４及び図５を参照するに、各種の曲げ加工条件下においては、ワークＷの公称板厚に対するバラツキの任意の板厚に対して所定の曲げ角度となる最適な側板たわみ定数としての例えば最適アゴ開き定数ＦＣ’が存在する。この発明ではこの最適アゴ開き定数ＦＣ’に注目し、最適アゴ開き定数ＦＣ’を用いて曲げ加工中のワークＷの実際の板厚に対応する側板たわみ量としての例えばアゴ開き量Ｇを自動的に算出して所定の曲げ角度θとなるように実際の実刃間距離（Ａ−ｄ）を調整するものである。したがって、各種の曲げ加工条件下における最適アゴ開き定数ＦＣ’を予め求めることがこの発明のポイントとなる。
【００３０】
図４では、ダイＤに位置決めされたワークＷに対してパンチＰを下降せしめて曲げ加工を行う状態が示されており、公称板厚ｔに対してはさみ角度θが90°となるようにしたときのダイＤの上面からパンチＰの先端までの距離ｄは、ワーク条件、金型条件から容易に計算される。ここで、プレスブレーキ１の側板３Ｌ、３Ｒはたわむので、公称板厚ｔの曲げ角度を90°にするためにはパンチＰがアゴ開き量Ｇの分だけさらに下降される必要がある。アゴ開き定数をＫ、その際の油圧シリンダ１３の油圧力をＦとすると、アゴ開き量ＧはＧ＝Ｋ×Ｆ／２で計算される。
【００３１】
したがって、ダイＤの上面から実際に下降されたパンチＰの先端までの距離Ｄは、Ｄ＝ｄ＋Ｇから計算されるので、公称板厚ｔにおいて曲げ角度９０°となるＮＣ指令刃間距離ＮＣＤは、ＮＣＤ＝Ａ−Ｄで計算される。ただし、Ａはダイ深さである。
【００３２】
また、実際の板厚ｔ’に対して上記のＮＣ指令刃間距離ＮＣＤになるようにパンチＰを下降せしめて曲げ加工が行われるときのはさみ角度θは、
θ＝２sin-1｛(V/2)／√〔(V2/4)＋ｄ2〕｝−２sin-1｛t’／√〔(V2/4)＋ｄ2〕｝
の計算式で算出される。
【００３３】
なお、ＶはＶ幅であり、Ｄ＝Ａ−ＮＣＤであるゆえに、ｄ＝Ｄ−Ｇとなる。ただし、Ｇ＝Ｋ×Ｆ／２で、Ｆ＝Ｌ×(t’/ t）2×ＰＨである。
【００３４】
以上の計算式から、アゴ開き定数Ｋを種々に変更して公称板厚ｔに対するバラツキの範囲内にある任意の板厚t’におけるはさみ角度θを計算することにより、各アゴ開き定数Ｋにおけるバラツキの板厚t’と曲げ角度との関係が得られる。
【００３５】
例えば、図６を参照するに、金型角度が88°、Ｖ幅が6mm、材質がＳＰＣＣ、公称板厚が1.00mm、曲げ長さが1000mm、曲げ荷重Ｐが11tonfであるとき、アゴ開き定数Ｋが0.006mm/tonfと、0.1mm/tonfと、0.2mm/tonfと、0.132mm/tonfとの各アゴ開き定数Ｋにおけるバラツキの板厚t’と曲げ角度との関係が図示されている。
【００３６】
この曲げ加工条件下では図６に示されているようにアゴ開き定数Ｋが0.132mm/tonfであるときは、曲げ角度は板厚のバラツキの影響をほとんど受けないことが分かる。換言すれば、アゴ開き定数Ｋが0.132mm/tonfであれば板厚のバラツキを考える必要がないことになるので、最適アゴ開き定数ＦＣ’は0.132mm/tonfとなる。
【００３７】
また、図７を参照するに、金型角度が88°、Ｖ幅が10mm、材質がＳＰＣＣ、公称板厚が1.60mm、曲げ長さが2500mm、曲げ荷重Ｐが42.5tonfであるとき、アゴ開き定数Ｋが0.006mm/tonfと、0.1mm/tonfと、0.132mm/tonfと、0.054mm/tonfとの各アゴ開き定数Ｋにおけるバラツキの板厚t’と曲げ角度との関係が図示されている。
【００３８】
この曲げ加工条件下では図７に示されているように最適アゴ開き定数ＦＣ’は0.054mm/tonfである。図６の曲げ加工条件下における最適アゴ開き定数ＦＣ’である0.132mm/tonfを用いると、板厚が厚くなると曲げ角度が甘く（大きく）なる。したがって、最適アゴ開き定数ＦＣ’はそれぞれの曲げ加工条件により変化している。
【００３９】
また、図８を参照するに、金型角度が88°、Ｖ幅が6mm、材質がＡＬ、公称板厚が1.00mm、曲げ長さが500mm、曲げ荷重Ｐが2.6tonfであるとき、アゴ開き定数Ｋが0.006mm/tonfと、0.563mm/tonfと、0.054mm/tonfと、0.132mm/tonfとの各アゴ開き定数Ｋにおけるバラツキの板厚t’と曲げ角度との関係が図示されている。
【００４０】
この曲げ加工条件下では図８に示されているように最適アゴ開き定数ＦＣ’は0.563mm/tonfである。アゴ開き定数Ｋが非常に小さい時は曲げ荷重が小さいと曲げ角度のバラツキが大きくなる。つまり、曲げ荷重の小さい曲げ加工を行う時、板厚のバラツキや停止精度などの影響を受けやすいことが分かる。
【００４１】
また、図９を参照するに、金型角度が88°、Ｖ幅が25mm、材質がＳＰＣＣ、公称板厚が4.00mm、曲げ長さが1860mm、曲げ荷重Ｐが80.0tonfであるとき、アゴ開き定数Ｋが0.009mm/tonfと、0.003mm/tonfと、0.024mm/tonfと、0.07mm/tonfとの各アゴ開き定数Ｋにおけるバラツキの板厚t’と曲げ角度との関係が図示されている。
【００４２】
この曲げ加工条件下では図９に示されているように最適アゴ開き定数ＦＣ’は0.07mm/tonfである。なお、この図では最大加圧能力が80.0tonfで曲げを行った場合でも、板厚が厚くなると曲げ角度はきつく（小さく）なっている。
【００４３】
以下に、図５に示されているワークＷのうちの材質がＳＰＣＣで公称板厚が１mmを例にとってより詳しく説明する。ただし、この場合に用いられるプレスブレーキ１のタイプが図５（もしくは図６）で用いられたプレスブレーキ１のタイプと異なるので、図１０と図１１に示されているように曲げ荷重と最適アゴ開き定数ＦＣ’の値が図５（もしくは図６）に示されているのと異なっている。すなわち、曲げ加工条件が同じであってもプレスブレーキ１のタイプが異なると、当然ながら曲げ荷重と最適アゴ開き定数ＦＣ’の値は異なってくる。
【００４４】
まず最初のステップでは、曲げ加工が行われる前に先立って、加工条件入力手段５９により曲げ加工条件が入力され、メモリ６３に記憶される。すなわち、ワーク条件としては材質がＳＰＣＣ、抗張力が32kgf/mm2、公称板厚が1mm、曲げ長さが1000mm、所定の曲げ角度が90°であり、金型条件としてはＰＡが88°、ＰＲが0.6mm、ＶＡが88°、ＶＲが0.4mm、Ｖ幅が6mmである。
【００４５】
次のステップでは、最適側板たわみ定数算出手段６５により最適アゴ開き定数ＦＣ’が算出される。図１０に示されているように公称板厚1.0mmに対して±5％ずつを1％刻みで板厚を振り分ける。つまり、この表では公称板厚1.0mmに対して0.950mm〜1.050mmが板厚のバラツキの範囲としている。
【００４６】
振り分けられた各板厚で曲げ角度が90°となるための実刃間Ｄ1（実際の刃間距離）と、その際の曲げ荷重Ｐが算出される。実刃間Ｄ1と曲げ荷重Ｐはアルゴリズムにて計算される。なお、実刃間Ｄ1と曲げ荷重Ｐを計算するために必要なパラメータは上記のワーク条件と金型条件である。
【００４７】
次に、公称板厚1.0mmで90°になる実刃間1.678292と各振り分けた板厚で90°になる実刃間Ｄ1との差分が計算される。例えば、板厚が0.950mmにおける実刃間差分は−0.057868（＝1.620424−1.678292）となる。なお、このときの曲げ荷重Ｐは5.785976tonfと計算される。したがって、各振り分けた板厚毎の90°になる実刃間Ｄ1と曲げ荷重Ｐと実刃間差分の値は図１０に示されている通りである。
【００４８】
図１０の表から曲げ荷重Ｐと実刃間差分との関係は、図１１に示されているように近似的に２次式ｙ＝0.0699ｘ−0.4609，Ｒ2＝0.9995で表され、この２次式の傾き0.0699が「最適アゴ開き定数ＦＣ’」として計算される。この「最適アゴ開き定数ＦＣ’」は上述したように最適側板たわみ定数算出手段６５により計算される。
【００４９】
なお、この実施の形態では図１０の表の各値は演算により算出されたものであるが、実験による測定値であっても構わない。測定値の場合はデータベースとしてメモリ６３に予め記憶される。
【００５０】
上記の最適アゴ開き定数ＦＣ’が用いられることにより、公称板厚で所定の曲げ角度90°になるＮＣ指令刃間Ｄ２値は、振り分けた板厚に対して同じＮＣ指令刃間ＮＣＤとして使用しても得られる曲げ角度は90°になる。つまり、ワークＷの板厚がばらついても同じＮＣ指令刃間Ｄ２値にすることにより曲げ角度90°になるので、板厚のバラツキを考慮する必要がなくなる。
【００５１】
すなわち、図４を参照して説明すると、実際の曲げ加工時には曲げ荷重Ｐに応じて側板３Ｌ、３Ｒがたわむので、曲げ角度θになるための実刃間（Ａ−ｄ）はＮＣ指令刃間ＮＣＤにアゴ開き量Ｇを加算した値となる。
【００５２】
【００５３】
上記の計算式に基づいて、図１０にて各振り分けた板厚に対するアゴ開き量Ｇを計算し、この計算された各アゴ開き量Ｇと実刃間Ｄ１とからＮＣ指令刃間ＮＣＤを計算すると、図１２に示される表のようになる。この表において、公称板厚1mmのときに所定の曲げ角度（目標角度）が90°となる指令刃間距離1.218399が最終指令刃間距離としての例えばＮＣ指令刃間Ｄ２値となる。
【００５４】
したがって、ＮＣ指令刃間Ｄ２値は、公称板厚1mmに対する所定曲げ角度90°とする実際の実刃間Ｄ1値（=1.678292）から、演算にて求めたＤ1値における曲げ荷重Ｐ（=6.579295）と最適アゴ開き定数ＦＣ’（=0.0699）を乗算して計算したアゴ開き量Ｇ（=0.459892721）を減算して求められる。
【００５５】
上記のＮＣ指令刃間Ｄ２値（=1.218399）が２枚目以降のワークＷの最終指令刃間距離として制御装置２７へ入力されることとなる。
【００５６】
図１３を参照するに、上述した最適アゴ開き定数0.0699における公称板厚で90°になるＮＣ指令刃間Ｄ２値で各振り分けた板厚にて曲げ加工を行ったときの実際の仕上がり曲げ角度は、バラツキ幅が0.073°（＝4.38’）となり、ほとんどばらつかないでほぼ目標角度となっている。
【００５７】
なお、上述した図１０，図１２，図１３の曲げ荷重Ｐは計算値としたが、実圧力から測定した実測の曲げ荷重を用いても構わない。
【００５８】
以上ことから、プレスブレーキ１におけるアゴ開き定数Ｋを積極的にコントロールして適正アゴ開き定数ＦＣ’にすることにより、ワークＷの曲げ角度はワークＷの板厚のバラツキの影響をほとんど受けない。
【００５９】
次に、アゴ開き定数Ｋをコントロールする方法について説明する。
【００６０】
一つの方法は、図１４に示されている検出板７３の支点を動かしてアゴ開き定数Ｋをメカ的にコントロールすることである。プレスブレーキ１の側板３Ｌには側板たわみ量（アゴ開き量Ｇ）を検出するための検出板７３が図１４において逆向きＵ字状に取り付けられている。この例では検出板７３の下部はプレスブレーキ１の下部テーブル５Ｌに固定されており、検出板７３の上部は前方端側（図１４において右端側）に支点となる連結シャフト７５を介して側板３Ｌに連結されている。したがって、実際の曲げ加工時には曲げ荷重の大きさに応じて側板３Ｌがたわむときに検出板７３が追従し、アゴ開き量Ｇが検出されるのである。
【００６１】
上記の連結シャフト７５の支点位置が前後方向に移動可能とされることにより、検出板７３が側板３Ｌ、３Ｒの補正板としての機能も兼用される。つまり、連結シャフト７５の支点位置が後方へ移動されるに連れて曲げモーメントが大きくなるのでアゴ開き量Ｇは減少することになる。したがって、連結シャフト７５の支点位置を積極的に前後方向に移動することにより、アゴ開き定数Ｋを自在にコントロールすることができる。
【００６２】
２つ目の方法は、図１５に示されているように曲げ荷重Ｐをリアルタイムに計測して、その曲げ荷重Ｐに比例した目標値に変更することにより実質的なアゴ開き量Ｇをコントロールすることである。
【００６３】
より詳しくは図１５を参照するに、公称板厚に対して所定の曲げ角度を得るための金型のストローク量Ｄ（図４においてＮＣ指令刃間ＮＣＤとなるＤ値）が予め制御装置２７から指令として与えられる。このときの油圧シリンダ１３Ｌ，１３Ｒの加圧力、つまり曲げ荷重Ｐ（tonf）は油圧センサ２５により検出される。この曲げ荷重Ｐ（tonf）と、制御装置２７に与えられた最適アゴ開き定数ＦＣ’（mm/tonf）とからコントロール量ΔＧ’（＝ＦＣ’×Ｐ）（mm）が制御装置２７により自動的に算出される。実際のバラツキのある板厚に対するストローク量の目標値としては、金型のストローク量Ｄに上記の算出されたコントロール量ΔＧ’が加算されたもの（Ｄ＋ΔＧ’）となる。
【００６４】
したがって、上記の目標値（Ｄ＋ΔＧ’）となるようにロッド側シリンダ室４１に接続される速度切換え弁４７に指令が与えられて油圧シリンダ１３Ｌ，１３Ｒの加圧力が常時最適アゴ開き定数ＦＣ’に基づくものとなるように自動的に調整される。
【００６５】
例えば、曲げ加工条件が前述した図６に示されたように、材質がＳＰＣＣ、公称板厚が1.00mm、Ｖ幅が6mm、曲げ長さが1000mm、曲げ荷重Ｐが11tonfであるとき、最適アゴ開き定数ＦＣ’は0.132mm/tonfであるので、目標値はＤ＋ΔＧ’＝Ｄ＋0.132×Ｐとなる。ワークＷは板厚のバラツキの影響をほとんど受けずに所定の曲げ角度で折り曲げられる。
【００６６】
３つ目の方法としては、バラツキの大きい板厚のワークＷ、つまり曲げ角度のバラツキを少なくしたい曲げ加工条件のみに対応できるようなバネダイホルダ（低剛性ダイホルダ）を使用するものである。バネダイホルダのバネの強さを変更することにより、側板たわみによる影響をコントロールできるので、アゴ開き定数Ｋを積極的にコントロールできる。
【００６７】
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。
【００６８】
【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、最適側板たわみ定数を用いて曲げ加工中のワークの実際の板厚に対応する側板たわみ量を自動的に算出できるので、この算出した側板たわみ量を実際の曲げ加工に反映できる。つまり、上記の側板たわみ量により板厚のバラツキを補正するように実際の刃間距離を調整できるので、板厚のバラツキの影響をほとんど受けることなくすべてのワークに対して所定の曲げ角度の曲げ加工を行うことができる。
【００６９】
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、最適側板たわみ定数を用いて曲げ加工中のワークの実際の板厚に対応する側板たわみ量を自動的に算出できるので、この算出した側板たわみ量を実際の曲げ加工に反映できる。つまり、上記の側板たわみ量により板厚のバラツキを補正するように実際の刃間距離を調整できるので、板厚のバラツキの影響をほとんど受けることなくすべてのワークに対して所定の曲げ角度の曲げ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るプレスブレーキの制御装置のブロック図である。
【図２】この発明に係るプレスブレーキの正面図である。
【図３】図２の右側面図である。
【図４】この発明に係る概略的な曲げ加工状態図である。
【図５】１つの曲げ加工条件における最適アゴ開き定数を示すグラフである。
【図６】他の曲げ加工条件における最適アゴ開き定数を示すグラフである。
【図７】他の曲げ加工条件における最適アゴ開き定数を示すグラフである。
【図８】他の曲げ加工条件における最適アゴ開き定数を示すグラフである。
【図９】他の曲げ加工条件における最適アゴ開き定数を示すグラフである。
【図１０】公称板厚に対するバラツキの板厚が所定の曲げ角度になる実刃間と曲げ荷重と実刃間差分を示す図表である。
【図１１】図１０の表に基づく曲げ荷重と刃間差分との関係を示すグラフである。
【図１２】図１１から求められるバラツキの板厚毎のアゴ開き量とＮＣ指令刃間を示す図表である。
【図１３】最適アゴ開き定数に基づき曲げ加工したときのバラツキの板厚毎の曲げ角度である。
【図１４】この発明に係るアゴ開き定数Ｋをコントロールする方法を示す説明図である。
【図１５】この発明に係るアゴ開き定数Ｋをコントロールする方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ プレスブレーキ
３Ｌ，３Ｒ 側板
５Ｕ 上部テーブル（ラム）
５Ｌ 下部テーブル
１１ リニアスケール（ラム位置検出手段）
１３Ｌ，１３Ｒ 油圧シリンダ
１９ シリンダヘッド側シリンダ室
２３ 双方向ポンプ
２５ 油圧センサ（圧力検出手段）
２７ 制御装置
４１ ロッド側シリンダ室
４３ シリンダ側配管
４７ 速度切換え弁
６５ 最適側板たわみ定数算出手段
６７ 側板たわみ量算出手段
６９ 最終Ｄ値算出手段（最終指令刃間距離算出手段）
７１ 曲げ加工指令部
７３ 検出板
７５ 連結シャフト
Claims (2)
- ワークの公称板厚、所定の曲げ角度を含む曲げ加工条件を入力し、この曲げ加工条件に基づいて公称板厚に対してバラツキとなる任意の板厚において所定の曲げ角度となる金型の実際の実刃間距離と、この任意の異なる板厚間における実刃間距離の差分と、その際の曲げ荷重とから、前記公称板厚における板厚のバラツキと曲げ角度との関係において板厚のバラツキの影響を受けることのない曲げ角度となる側板のアゴ開き定数を予め最適側板たわみ定数として算出し、この最適側板たわみ定数と曲げ加工中に検出した検出曲げ荷重とを基にして側板たわみ量を算出し、この算出した側板たわみ量とワークの公称板厚に対する実際の実刃間距離とから演算した値を最終指令刃間距離としてワークの曲げ加工を行うことを特徴とする曲げ加工方法。
- ワークの公称板厚、所定の曲げ角度を含む曲げ加工条件を入力する加工条件入力手段を設け、
この加工条件入力手段にて入力された公称板厚に対してバラツキとなる任意の板厚において所定の曲げ角度となる実際の実刃間距離と、この任意の異なる板厚間における実刃間距離の差分と、その際の曲げ荷重とから、前記公称板厚における板厚のバラツキと曲げ角度との関係において板厚のバラツキの影響を受けることのない曲げ角度となる側板のアゴ開き定数を最適側板たわみ定数として算出する最適側板たわみ定数算出手段を設け、
この最適側板定数算出手段にて算出した最適側板たわみ定数と曲げ加工中に検出した検出曲げ荷重とから側板たわみ量を算出する側板たわみ量算出手段を設け、
この側板たわみ量算出手段にて算出した側板たわみ量と公称板厚において所定の曲げ角度となる実際の実刃間距離とから演算した値を最終指令刃間距離としてワークの曲げ加工を行うべく指令を与える曲げ加工指令部を設けてなることを特徴とする曲げ加工装置。
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