JP5595969B2

JP5595969B2 - 矯正プレス

Info

Publication number: JP5595969B2
Application number: JP2011097876A
Authority: JP
Inventors: 正史田渡
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2031-04-26
Also published as: JP2012228706A

Description

本発明は、矯正プレスに関する。さらに詳しくは、厚板鋼板等の部分変形、たとえば鋼板等の部分部分で緩やかに盛り上ったりへこんだりした変形を無くし平坦に修正する矯正プレスに関する。

厚板鋼板等の矯正プレスとして、特許文献１の従来技術がある。このような従来技術の基本構造は、被矯正プレートの幅方向に移動する上型を備えたプレス本体と被矯正プレートをその長手方向(プレス幅方向に対し直角な方向)に搬送する搬送用ローラーテーブルにより構成されている。
この従来技術では、被矯正プレートの個々の変形部分に上型を一致させるために、被矯正プレートの長手方向に対しては搬送用ローラーテーブルを用いて被矯正プレートを移動させ、被矯正プレートの幅方向に関してはラムの移動装置を用いて上型を移動させている。そして、被矯正プレートの各変形部分は一般的に上型と２箇所の下型(敷き板)、あるいは上型２箇所(敷板)と下型により３点曲げ矯正される。
なお、被矯正プレートの一般的な諸元は、概略厚み１０〜100mm×幅1500〜3500mm×長さ5000〜15000mmといった大きさである。

上記従来技術での矯正作業は、つぎのようにして行われる。
１）まず、被矯正プレートにおいて変形が大きく矯正が必要とする変形部位を把握する。
２）上型の幅方向移動とプレートの長手方向移動により、変形部位と上型中心を概略一致させ、押圧して矯正する。
３）矯正のためのプレス矯正が適切に行われたかどうかの判断を行う。
４）上記２）３）を繰返し、被矯正プレート全面に渡る矯正を行う。

矯正が適切に行われたどうかの判断は、被矯正プレートの平面からの変形状態を計測して行う。そして、この計測はプレスの入り側および／または出側の被矯正プレート上部に幅方向にわたり複数台設置された距離計(レーザーや超音波などを用いた公知の計測器)によりプレート上面までの距離を計測することにより行われる。また、この計測は、被矯正プレートをその長手方向に搬送用ローラーテーブルで移動させながら、プレート全面に渡って行われる。このようにして計測した結果が許容値以内であれば矯正完了と判断され、許容値以上であれば再矯正が必要と判断される。

前記２）における矯正作業は、個々の変形部分を概ねプレスの上型の直下となるように位置させ、基本的には下記のような手順で行われる。
２１）被矯正プレートの長手方向には搬送用ローラーテーブルにより移動させる。なお、この動作は、搬送用ローラーテーブルを上昇させ、被矯正プレートを搬送レベルまで持ち上げた状態で、ローラーを回転させることにより行われる。
２２）被矯正プレートの幅方向にはラム移動装置により上型を移動させる。そして、上型を回転させて変形部の長手方向に合わせる。
２３）矯正負荷を作用させる前に、搬送用ローラーテーブルを下げ、被矯正プレートをベッド上面に預ける。
２４）上型を下降させ、下型との間で被矯正プレートＰを３点曲げする。

以上のように、矯正のためのプレス動作(加圧する)をさせた後で、前記３）に示す適正な矯正が実施されたかどうかが確認されるのであり、前述した距離計を用いる場合には、矯正のためのプレス動作後、距離計が設置されている場所まで被矯正プレートを移動させて測定し、適正な矯正がおこなわれたどうかを判断している。
このため、矯正プレートの移動に時間を消費するので、作業効率が良くない。また、距離計を用いず、手作業により定規を矯正部分に当て、平坦度を目視により判断することもあるが、この場合は作業能率が非常に悪く、さらに、プレス内作業であるため安全な作業とはいえない。

特開平６−２６９８５７号公報

本発明は上記事情に鑑み、能率よく、かつ正確に適切な矯正を行うことができる矯正プレスを提供することを目的とする。

第１発明の矯正プレスは、被矯正プレートを載せるベッドと、該ベッドの上方から被矯正プレートを押圧する上型を有する矯正プレスであって、前記被矯正プレートの平坦度を測定する平坦度計を備えており、該平坦度計が、レーザー光投射器とカメラとからなり、前記レーザー光投射器と前記カメラとが少なくとも１対用いられ、該レーザー光投射器はプレスフレームの左右方向の一側に設置され、前記カメラは他側に設置されており、かつ前記レーザー光投射器は、レーザー光を被矯正プレートの上面に照射できる位置に配置されており、前記カメラは、前記被矯正プレートに照射された前記レーザー光を撮影できる位置であって、前記レーザー光の照射方向に対し前記被矯正プレートの送り方向においてオフセットした位置に配置されていることを特徴とする。
第２発明の矯正プレスは、第１発明において、前記レーザー光投射器と前記カメラとが２対用いられ、右側レーザー光投射器はプレスフレームの幅方向の一側に、左側カメラはプレスフレームの幅方向の他側に設置され、左側レーザー光投射器はプレスフレームの幅方向の一側に、右側カメラはプレスフレームの幅方向の他側に設置され、右側レーザー光投射器から前記被矯正プレートの右半分に照射されたレーザー光を左側カメラで検出し、左側レーザー光投射器から被矯正プレートの左半分に照射されたレーザー光を右側カメラで検出するようにしたことを特徴とする。
第３発明の矯正プレスは、第１または第２発明において、前記矯正プレスは、そのプレスフレームが、ベッド部と、クラウン部と、それらの左右両端部において、前後に離間した位置で前記ベッド部と前記クラウン部を連結する４本のコラムとからなることを特徴とする。
第４発明の矯正プレスは、第３発明において、前記矯正プレスは、その被矯正プレートの幅（Ｗ）に対する前後のコラム間の開口寸法（ＳＯ）の大きさがＳＯ／Ｗ≧0.3であることを特徴とする。
第５発明の矯正プレスは、第１、第２、第３または第４発明において、前記矯正プレスは、前記ベッドから、被矯正プレートを上方に押し上げ及び下降させるサポートローラを備えていることを特徴とする。

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）矯正プレス動作後、平坦度計を用いることにより、被矯正プレートを移動することなく、また手作業で矯正後の平坦度を測定することなく、即時に矯正が行えたかどうかの判断を行える。したがって、矯正作業の後、平坦度が許容値内に入っていない場合は直ちに再矯正することが可能となる。しかも、被矯正プレートに照射したレーザー光をカメラで撮影して矯正の程度を判断するので、安全であり正確に判断できる。
ｂ）カメラとレーザー光投射器が対向して配置されているので、被矯正プレート上に照射されたレーザー光をカメラで撮影しやすくなる。
第２発明によれば、各対のカメラとレーザー光投射器は、被矯正プレートの幅方向の半分づつを分担してレーザー光を照射し撮影すればよいので、高さ方向の設置位置を低くできる。このため、プレスストロークを必要以上に長く設計することなく、平坦度を測定でき、プレスをコンパクトにできる。
第３発明によれば、前後左右の４本のコラムでプレスフレームの強度を確保できるので、前後のコラム間の寸法を大きく設計できる。このため、カメラのオフセット量を充分に確保でき、カメラが被矯正プレート上に照射されたレーザー光を斜めから見て、変形程度を正確に確認することができる。
第４発明によれば、カメラにより被矯正プレート上に照射されたレーザー光を観測するのに必要最小限のサイドオープニング寸法は確保できているので、矯正の程度を正確に確認することが可能となる。
第５発明によれば、被矯正プレートの搬送時、サポートローラで被矯正プレートを支持するので、前後のローラーテーブル間における被矯正プレートの自重による変形を防止でき、被矯正プレートの変形状態を精度よく測定することができる。

本発明の第１実施形態に係る矯正プレスの要部正面図である。図１の矯正プレスにおける要部平面図である。本発明の第１実施形態に係る矯正プレスの正面図である。図３の矯正プレスの側面図である。図３の矯正プレスの断面図である。図３のサポートローラ装置６を示す拡大正面図である。図６のサポートローラ装置６を示す側面図である。図６のサポートローラ装置６を示す平面図である。本発明における平坦度計を用いたモニタ方法の説明図である。本発明の第２実施形態に係る矯正プレスの要部平面図である。図１０の矯正プレスにおける要部正面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の第１実施形態に係る矯正プレスＡの基本構造を図３〜図５に基づき説明する。
同図において、１は下部フレーム（ベース部ともいう。以下同じ。）、２は上部フレーム（クラウン部ともいう。以下同じ。）、３は下部フレーム１と上部フレーム２を連結するコラムである。コラム３は４本用いられ、下部フレーム１の四隅と上部フレーム２の四隅の間に配置されている。そして、下部フレーム１とコラム３と上部フレーム２との間は、４本のタイロッド４で強固に緊締されている。このような３分割一体型のプレス構造は、コラム３とタイロッド４でプレスフレームの基本的な強度を確保でき、かつ前後のコラム３，３間の寸法も大きくとりやすいという特徴がある。

下部フレーム１の上面には、ベッド５が設けられ、下部フレーム１とベッド５の内部にはサポートローラ装置６が設けられている。
上部フレーム２には、上型７の横移動機構と回転機構と押圧機構が配置されている。これらの横移動機構、回転機構、押圧機構は油圧シリンダや油圧モータ等を用いた公知の装置である。
サポートローラ装置６の詳細については後述する。また、矯正プレスＡの入側と出側には搬送ローラコンベア８，９が配置されており、被矯正プレートＰを搬入し搬出できるようになっている。

つぎに、平坦度計の詳細を図１および図２に基づき説明する。
平坦度計はレーザー光投射器１０とカメラ２０から構成される。
レーザー光投射器１０は、矯正プレスＡの入側に向って右側において、適宜の取付金具を介してプレス近傍の基礎上に設置されている。カメラ２０は向って左側において、適宜の取付金具を介してプレスフレームに取付けるか、プレス近傍の基礎上に設置されている。
なお、レーザー光投射器１０とカメラ２０の取付位置は左右逆であってもよい。

図１に示すように、高さ方向の取付位置は、レーザー光投射器１０においてはレーザー光が上型７で妨げられない高さであり、カメラ２０においてはカメラの視野が上型７で妨げられない高さである。
図２に示すように、プレスＡの奥行き方向（被矯正プレートＰの搬入方向であり、図では上下方向）の取付位置は、レーザー光投射器１０においては、レーザー光を被矯正プレートＰに対し、その送り方向（矢印方向）に直交して照射できる位置である。そして、カメラ２０においては、カメラに取り込む光線が、被矯正プレートＰの送り方向において、レーザー照射光に対しオフセットした位置である。オフセット量を符号Ｏｓで示す。

ところで、図２に示すように、コラム３は左右両サイドにおいて前後方向（図２では下方が前、上方が後方に対応する）に離間して、それぞれ２本が配置されている。このような前後のコラム３，３間の開口をサイドオープニングという。
既述のごとく３分割一体型フレームは、サイドオープニング寸法(ＳＯ)を大きく設計できるので、後述するように、レーザー光投射器１０からの光線に対し、被矯正プレートＰ送り方向におけるオフセット量Ｏｓを大きくして、カメラ２０を配置でき、変形部分の計測を正確に行うことができるという利点が生ずる。

このサイドオープニング開口ＳＯの大きさは、被矯正プレートＰの幅Ｗに対し、ＳＯ／Ｗ≧0.3の関係であることが好ましい。
サイドオープニンゲ寸法ＳＯ（図２、図４参照)は、それが大きいほどカメラ視野角Φ１を大きくでき検出精度が高くなるが、当然、必要以上に大きく設計するとプレス自体が大きくなり経済性に欠けた設備となる。本発明者が鋭意実験した結果によれば、被矯正プレートの幅（Ｗ）に対する必要なサイドオープニング寸法（ＳＯ）の関係式は、ＳＯ／Ｗが0.3以上であれば、計測可能であることが見出された。

つぎに、サポートローラ装置６の詳細を図６〜図８に基づき説明する。
サポートローラ装置６は複数基のサポートローラ６０からなり、図示の実施形態では図８に示すように、入側（図中、下が入側）で４基、中間で３基、出側（図中、上が出側）で４基の計１１基が装備されている。なお、装備数は任意であり、１０基以下でもよく、１２基以上でもあってもよく、要はプレス前後の搬送ローラコンベア８，９と共に被矯正プレートＰを移動させることができればよい。

各サポートローラ６０は、同一構成であり、図６および図７に示すように、下部フレーム１に取付けられた油圧シリンダ６１と、下部フレーム１のガイド孔に貫通したガイドロッド６２と、ガイドロッド６２の上端にローラホルダ６３とローラホルダ６３に回転自在に軸支されたローラ６４とからなる。ローラホルダ６３は、ベッド５に形成したガイド凹部６５内を上下動自在に挿入されている。

上記構成に基づき、油圧シリンダ６１の伸縮動作によって、ガイドロッド６２が昇降すると、ローラホルダ６３が同様に昇降し、ローラ６４で支持している被矯正プレートＰをベッド５上から少し上昇させて移動させ、下降させてベッド５上に載置することができる。
これらの複数基のサポートローラ６０により被矯正プレートＰの搬送時に、サポートローラ６０で被矯正プレートＰを支持するので、前後の搬送ローラコンベア８，９（図４参照）間における被矯正プレートＰの自重による変形を防止でき、被矯正プレートＰの変形状態を精度よく測定することができる。
とくに、被矯正プレートＰの先端と尾端近傍の自重による曲がりの影響が出る領域の平坦度も十分精度良く計測できるという利点がある。

再び図１および図２に基づき、本発明の平坦度計の詳細を説明する。
レーザー光投射器１０からのレーザー光は、被矯正プレートＰの長手方向(搬送方向)に直角な方向から照射される。カメラ２０はその被矯正プレートＰ上に照射されたレーザー光を斜め上方から見ることにより、被矯正プレートＰの平坦度の測定が可能になる。そして、図２に示すカメラ平面視野角度Φ１が大きいほど、また図１に示すカメラ立面視野角度Φ２が大きいほど、被矯正プレートＰに照射されたレーザー光を見易く(計測しやすく)なり、計測精度が向上する。

すなわち、被矯正プレートＰに変形が生じていれば、そこに照射されたレーザー光をオフセットした位置から見ると、被矯正プレートＰの変形状態に沿った波状に観察される。また、被矯正プレートＰが平坦であれば直線に見える。このため、被矯正プレートＰの変形の有無や変形の度合を正確に把握することができる。
また、被矯正プレートＰの全体をカメラで撮影した後、演算処理を行うと、変形の度合を地図の等高線のような高低差でモニター上に表示することもできるので、このような表示によって変形具合を把握してもよい。

なお、Φ１＝０の場合、被矯正プレートＰ上に照射されたレーザー光をカメラ２０で認識することはできない(直線(＝平面)と観測される)。しかし、図１に示すように、レーザー光の照射角度θが大きい(高い位置に取り付ける)ときは、変形の大きな(急峻度の大きな)被矯正プレートＰにでもレーザー光を照射することが可能となるのである。

本実施形態における矯正作業は基本的に従来技術と同様に行われ、以下の１）〜３）が実行される。
（１）被矯正プレートＰの全体にわたり矯正を必要とする変形部位を把握する。
この作業では、平坦度計による計測は、被矯正プレートＰの幅方向には一度に行い、長手方向には搬送ローラコンベアで搬送しながら連続的に行う。
（２）被矯正プレートＰの変形部位をラムで押圧して矯正する。
（３）矯正が適切に行われたかどうかを判断する。
この作業では、個々の矯正個所を平坦度計で計測することにより行う。

図９は上記判断作業（１）と（３）で行う平坦度計による計測要領を示している。
Ｉ：上型７が右側ストローク端まで横行しており、その直下部分の被矯正プレートＰをレーザー光投射器１０からレーザー光を照射し、カメラ２０で撮影している。
II：上型６が右側ストローク端から少し左に寄った状態で、上型７の右端と被矯正プレートＰの右端が揃っている。そして、上型６の直下部分をレーザー光投射器１０からレーザー光を照射し、カメラ２０で撮影している。
III：上型６の左端がプレス中心線に揃っている。そして、上型７の直下部分の被矯正プレートＰをレーザー光投射器１０からレーザー光を照射し、カメラ２０で撮影している。
IV：上型６の中心がプレス中心線に揃っている。そして、上型７の直下部分の被矯正プレートＰをレーザー光投射器１０からレーザー光を照射し、カメラ２０で撮影している。
上記Ｉ〜IVは被矯正プレートＰの右半分の計測要領であるが、右半分も同様にして計測される。

上記のように、レーザー光の照射範囲とカメラ撮像範囲を被矯正プレートＰの全幅にわたって移動させながら平坦度を確認していき、また矯正が適切に行われたか否かを確認する。
そして、矯正が不充分であれば、その部分を上型７で加圧し再矯正を加えればよい。
このようにして、１ヵ所の矯正が終了すれば次の矯正個所に移るが、その際は被矯正プレートＰを長手方向に送るか、上型７を横移動させるか、あるいは両方を移動させ、次の変形部分を矯正に移ればよい。

つぎに第２実施形態に係る矯正プレスＢを説明する。
図１に示す第１実施形態では示す１対のレーザー光投射器１０及びカメラ２０を設置して、被矯正プレートの平坦度を計測しているが、要求される被矯正プレートＰの平坦度の大きさ(変形の大きさ：具体的には急峻度により定義される)、要求される測定精度、幾何学的条件などによりレーザー光が被矯正プレートＰまで到達しない場合やカメラ２０の視野角度Φ１、Φ２が被矯正プレート全幅をカバーできない場合には、レーザー光投射器１０、カメラ２０を複数設置すればよい。第２実施形態は、このような要請に応えるもので、レーザー光投射器１０及びカメラ２０をプレスの幅方向両側に１セットづつ設置したものである。

図１０および図１１に示すように、本実施形態では、レーザー光投射器１０とカメラ２０は２対用いられ、右側レーザー光投射器10Rはプレスフレームの幅方向（図１０および図１１の左右方向、以下同じ）の一側に、左側カメラ20Lはプレスフレームの幅方向の他側に設置され、左側レーザー光投射器10Lはプレスフレームの幅方向の他側に、右側カメラ20Rは幅方向の一側に設置されている。そして、右側レーザー光投射器10Rから被矯正プレートＰの右半分に照射されたレーザー光を左側カメラ20Lで検出し、左側レーザー光投射器10Lから被矯正プレートＰの左半分に照射されたレーザー光を右側カメラ20Rで検出するように構成されている。

本実施形態によれば、各対のカメラ20R,20Lとレーザー光投射器10R,10Lは、被矯正プレートＰの幅方向の半分づつを分担してレーザー光を照射し撮影すればよいので、高さ方向の設置位置を低くできる。このため、プレスストロークを必要以上に長く設計することなく、平坦度を測定でき、プレスをコンパクトにできる。
また、このように構成することにより、レーザー出力を小さくすることができ安全性を確保することが可能となる。さらに、グラフィックの際の分解能が向上するという利点がある。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。たとえば、レーザー光投射器は被矯正プレートＰの搬送方向に対して厳密に直交する方向からレーザー光を投射するように設けたものに限られず、前記直交角度から少しズレた角度からレーザー光を投射するようにレーザー光投射器を設けたものも本発明に含まれる。

５ベッド
６上型
７上型
１０レーザー光投射器
２０カメラ

Claims

被矯正プレートを載せるベッドと、該ベッドの上方から被矯正プレートを押圧する上型を有する矯正プレスであって、
前記被矯正プレートの平坦度を測定する平坦度計を備えており、該平坦度計が、レーザー光投射器とカメラとからなり、
前記レーザー光投射器と前記カメラとが少なくとも１対用いられ、該レーザー光投射器はプレスフレームの左右方向の一側に設置され、前記カメラは他側に設置されており、
かつ
前記レーザー光投射器は、レーザー光を被矯正プレートの上面に照射できる位置に配置されており、
前記カメラは、前記被矯正プレートに照射された前記レーザー光を撮影できる位置であって、前記レーザー光の照射方向に対し前記被矯正プレートの送り方向においてオフセットした位置に配置されている
ことを特徴とする矯正プレス。
前記レーザー光投射器と前記カメラとが２対用いられ、
右側レーザー光投射器はプレスフレームの幅方向の一側に、左側カメラはプレスフレームの幅方向の他側に設置され、
左側レーザー光投射器はプレスフレームの幅方向の一側に、右側カメラはプレスフレームの幅方向の他側に設置され、
右側レーザー光投射器から前記被矯正プレートの右半分に照射されたレーザー光を左側カメラで検出し、左側レーザー光投射器から被矯正プレートの左半分に照射されたレーザー光を右側カメラで検出するようにした
ことを特徴とする請求項１記載の矯正プレス。
前記矯正プレスは、そのプレスフレームが、ベッド部と、クラウン部と、それらの左右両端部において、前後に離間した位置で前記ベッド部と前記クラウン部を連結する４本のコラムとからなる
ことを特徴とする請求項１または２記載の矯正プレス。
前記矯正プレスは、その被矯正プレートの幅（Ｗ）に対する前後のコラム間の開口寸法（ＳＯ）の大きさがＳＯ／Ｗ≧0.3である
ことを特徴とする請求項３記載の矯正プレス。
前記矯正プレスは、前記ベッドから、被矯正プレートを上方に押し上げ及び下降させるサポートローラを備えている
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の矯正プレス。