JP5856742B2 - 曲げ加工機におけるクラウニング装置及び曲げ加工機におけるクラウニング補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、板材を曲げ加工する曲げ加工機において、上部テーブルのたわみに合わせて下部テーブルをたわませて補正するクラウニング装置及びクラウニング補正方法に関する。

曲げ加工機は上部テーブルのパンチと下部テーブルのダイとの間に板材を配置し、上部テーブル及び下部テーブルとの間で曲げ圧力を板材に作用させることにより板材の曲げ加工を行っている。このような曲げ加工機においては、曲げ加工時における上部テーブルのたわみに対して下部テーブルを油圧シリンダによって強制的にたわませて補正するクラウニング装置を備えている（特許文献１参照）。

図７はこの従来の曲げ加工機に用いられているクラウニング装置を示し、下部テーブルをたわませるクラウニングシリンダ１００は下部テーブルの所定箇所に配置される。クラウニングシリンダ１００は管路１３０を介して油圧ポンプ１１０及び油圧タンク１２０に連結されており、油圧ポンプ１１０及びバルブの作動によりクラウニングシリンダ１００が下部テーブルにクラウニング圧力をさせることにより下部テーブルをたわませるようになっている。この曲げ加工機においては、上部テーブルを駆動する駆動源としても油圧シリンダを用いている。

ところで、近年、上部テーブルを駆動するために、サーボモータとボールネジシャフトの組み合わせによる電動式のサーボベンダを用いた曲げ加工機が知られている（例えば、特許第３９４６５１５号公報参照）。このサーボベンダは、ボールネジシャフトに螺合したナットをサーボモータによって回転させることによりボールネジシャフトを上下動させて上部テーブルを上下動させている。これにより上部テーブル側ではいわゆる油圧レス化が可能となり、電動化、省エネ化が可能となっている。

特開平１０−２１１５２２号公報

しかしながら、従来の曲げ加工機においては、下部テーブルをたわませるために図７に示す油圧ポンプ１１０、油圧タンク１２０やバルブを備えた油圧回路を用いているため、上部テーブルの電動化、省エネ化が可能となっていても、下部テーブル側のクラウニング装置の電動化、省エネ化が依然としてなされていない。このため、曲げ加工機全体に対して電動化、省エネ化ができていないという問題がある。

そこで本発明は、曲げ加工機全体を電動化、省エネ化することが可能なクラウニング装置及びクラウニング補正方法を提供することを目的とする。

１）の発明は、電動機の駆動力で昇降する上部テーブルと、前記上部テーブルの加圧力を受けて前記上部テーブルに装着されたパンチとで板材に曲げ加工を行うダイが装着された下部テーブルと、を備えた曲げ加工機に用いられ、前記上部テーブルのたわみに対する前記下部テーブルのたわみ量を補正するクラウニング装置であって、
前記上部テーブルの加圧力を受ける受圧シリンダと、
前記下部テーブルの所定位置に設けられて前記下部テーブルに所定のたわみを発生させるクラウニングシリンダと、
前記クラウニングシリンダと前記受圧シリンダとを連結し前記受圧シリンダが受圧した圧力を前記クラウニングシリンダへ伝達し前記クラウニングシリンダを作動させる油圧管路と、
前記上部テーブルのたわみに対して前記下部テーブルのたわみを一致させるクラウニング位置を予め測定した、たわみ量−クラウニング位置テーブルを有し、前記たわみ量−クラウニング位置テーブルに基づいて、前記上部テーブルの加圧力の程度に応じて前記たわみに対するクラウニング位置を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
２）の発明は、１）に記載の曲げ加工機におけるクラウニング装置であって、
前記クラウニングシリンダは前記上部テーブルのたわみに対して前記下部テーブルのたわみ量を一致させる位置に位置変更可能となっていることを特徴とする。
３）の発明は、電動機の駆動力で昇降する上部テーブルと、前記上部テーブルの加圧力を受けて前記上部テーブルに装着されたパンチとで板材に曲げ加工を行うダイが装着された下部テーブルと、を備えた曲げ加工機に用いられたクラウニング装置により、前記上部テーブルのたわみに対する前記下部テーブルのたわみ量を補正するクラウニング補正方法であって、
前記クラウニング装置を、前記上部テーブルの加圧力を受ける受圧シリンダと、前記下部テーブルの所定位置に設けられて前記下部テーブルに所定のたわみを発生させるクラウニングシリンダと、前記クラウニングシリンダと前記受圧シリンダとを連結し前記受圧シリンダが受圧した圧力を前記クラウニングシリンダへ伝達し前記クラウニングシリンダを作動させる油圧管路と、を備えたものとし、
前記上部テーブルのたわみに対して前記下部テーブルのたわみを一致させるクラウニング位置を予め測定してたわみ量−クラウニング位置テーブルを求めておき、前記たわみ量−クラウニング位置テーブルに基づいて前記上部テーブルの加圧力の程度に応じて前記たわみに対するクラウニング位置を制御するクラウニング位置制御ステップを含むことを特徴とする。

１）〜３）の発明によれば、曲げ加工機全体を電動化、省エネ化することができ、板材を精度良く曲げ加工することができる。

本発明の一実施形態が適用される曲げ加工機の全体構造を示す正面図である。 図１における要部の構造を示す正面図である。 本発明に用いられるテーブルを説明するグラフである。 本発明の別の実施形態の要部の構造を示す正面図である。 板材のセンターベンドにおける曲げ長さに対するクラウニングシリンダ位置を示すグラフである。 板材のオフセットベンドにおける曲げ長さに対するクラウニングシリンダ位置を示すグラフである。 従来のクラウニング装置を示すブロック図である。

図１〜図３は本発明の一実施形態を示し、図１は一実施形態が適用される曲げ加工機１の全体の正面図、図２は受圧シリンダ及びクラウニングシリンダを示す正面図、図３は制御に用いるグラフである。

図１に示すように曲げ加工機１は上部テーブル２と、下部テーブル３と、受圧シリンダ５と、クラウニング装置７とを備えている。

上部テーブル２は下部テーブル３との対向面（下面）にパンチ１１が装着され、下部テーブル３はパンチ１１に対向するダイ１２を上面に装着されている。上部テーブル２は下部テーブル３に対して昇降し、これによりパンチ１１及びダイ１２によって板材に圧力を加えて板材を曲げ加工する。

上部テーブル２の昇降は電動機（サーボモータ）の駆動力により行われ、サーボモータ２１と、上部テーブル２に取り付けられたボールネジシャフト２２とを有している。ボールネジシャフト２２にはナット２３が螺合しており、このナット２３がサーボモータ２１の回転軸に連結されている。このような構造ではサーボモータ２１を正逆回転させてボールネジシャフト２２を上下動させることにより上部テーブル２を昇降させることが可能となっている。このようなサーボ駆動機構２０を用いることにより上部テーブル２に対して油圧回路を用いる必要がなく、上部テーブル２の電動化、省エネ化が可能となっている。

受圧シリンダ５は下部テーブル３の下面に当接するように複数が取り付けられており、上部テーブル２の加圧力を下部テーブル３が受けることにより、受圧シリンダ５は下部テーブル３を介して上部テーブル２の加圧力を受けるようになっている。

クラウニング装置７は下部テーブル３の内部に配置された複数のクラウニングシリンダ１４と、それぞれのクラウニングシリンダ１４と受圧シリンダ５とを連結する油圧管路１６とを備えている。それぞれのクラウニングシリンダ１４は、下部テーブル３の内部に配置された状態で伸長動作することにより下部テーブル３にたわみを発生させる。このたわみは、上部テーブル２のたわみに一致するようになされるものであり、クラウニングシリンダー位置を正確に制御することにより上部テーブル２のたわみに対する下部テーブル３のたわみ量を補正するようになっている。

図２に示すように、油圧管路１６は対応した受圧シリンダ５及びクラウニングシリンダ１４を直接に連結する管路である。受圧シリンダ５及びクラウニングシリンダ１４を直接連結することにより油圧管路１６は密閉型油圧回路となっている。このように密閉型油圧回路からなる油圧管路１６においては、受圧シリンダ５の面積とクラウニングシリンダ１４の面積との比に応じた圧力をクラウニングシリンダ１４が下部テーブル３に作用させることができ、下部テーブル３をたわませることができる。例えば、クラウニングシリンダ１４の面積が受圧シリンダ５の面積の１．５倍の面積比であれば、クラウニングシリンダ１４は加圧力の１５０％のクラウニング圧力を発生することができる。

このような構造では、受圧シリンダ５が受けた上部テーブル２からの加圧力がクラウニングシリンダ１４に直接に伝達されるため、クラウニングシリンダ１４によって下部テーブル３をたわませることができる。従って、クラウニングシリンダ１４を駆動するための油圧ポンプ、油圧タンク等からなる油圧回路が下部テーブル３側に不要となり、曲げ加工機１の全体を電動化、省エネ化することができる。又、油圧回路が不要となり、油圧回路を油が循環することによる発熱がない。このため、熱による油の劣化を防止することができ、メンテナンス回数を削減することができる。

クラウニング装置７には、制御手段（図示省略）が設けられている。図３は制御手段に格納されているたわみ量−クラウニング位置テーブルであり、制御手段はこのテーブルに基づいてクラウニングシリンダ１４が下部テーブル３に作用させる位置を制御する。図３においては、下部テーブル３のクラウニングシリンダ位置が横軸にプロットされ、たわみ量が縦軸にプロットされている。

図３に示すブラフは、ＦＥＭ解析や実験等によって予め求められるものであり、例えばたわみ量がｃ１のときはａ１のクラウニング位置、たわみ量がｃ２のときはａ２のクラウニング位置となっている。制御手段は下部テーブル３のたわみ量を補正すべく下部テーブル３に加えるクラウニング位置をコントロールする。これにより上部テーブル２の加圧力に対して下部テーブル３をたわませることができる。このような制御は、制御手段がクラウニングシリンダー位置を制御することにより行うことができる。このような制御を行うことにより、クラウニングシリンダ１４による下部テーブル３のたわみ量を正確に制御でき、板材を精度良く曲げ加工することができる。

図４は本発明の別の実施形態を示す。この実施形態においては、下部テーブル３に対してクラウニングシリンダ１４を位置変更可能とするものである。下部テーブル３のたわみ量（クラウニング量）は曲げ加工される板材の曲げ長さに応じてたわみ量が変動するため、この実施形態は板材の曲げ長さに応じてクラウニングシリンダ１４の位置を変更可能とするものである。クラウニングシリンダ１４の位置変更は手動、自動により適宜行われる。図４における符号１０はクラウニングシリンダ１４の位置変更方向を示す。

図５は板材をセンターベンドする場合におけるクラウニング位置を板材の曲げ長さに対応させてプロットしてあり、図６はオフセットベンドする場合におけるクラウニング位置を板材の曲げ長さに対応させてプロットしてある。

センターベンドにおいては、クラウニングシリンダ位置が板材の曲げ長さに応じてａ１〜ａ２の範囲で変動する。センターベンドにおいては、板材の曲げ長さに応じてたわみ量を一致させるようにクラウニングシリンダ１４の位置変更を行う。これにより上部テーブル２及び下部テーブル３のたわみ形状を一致させることができ、板材を精度良く曲げ加工することができる。

オフセットベンドにおいては、クラウニングシリンダ１４の圧力が板材の曲げ長さに応じてａ１＋ａ２／２〜ａ２％の範囲で変動する。このためオフセットベンドにおいては、センターベンドのように大きな位置変更を必要としないが、この場合にも板材の曲げ長さに応じてクラウニングシリンダ１４の位置を変更して上部テーブル２及び下部テーブル３のたわみ形状を一致させることにより板材を精度良く曲げ加工することができる。

１ 曲げ加工機
２ 上部テーブル
３ 下部テーブル
５ 受圧シリンダ
７ クラウニング装置
１１ パンチ
１２ ダイ
１４ クラウニングシリンダ
１６ 油圧管路
２０ 駆動機構

Claims (3)

1. 電動機の駆動力で昇降する上部テーブルと、前記上部テーブルの加圧力を受けて前記上部テーブルに装着されたパンチとで板材に曲げ加工を行うダイが装着された下部テーブルと、を備えた曲げ加工機に用いられ、前記上部テーブルのたわみに対する前記下部テーブルのたわみ量を補正するクラウニング装置であって、
   前記上部テーブルの加圧力を受ける受圧シリンダと、
   前記下部テーブルの所定位置に設けられて前記下部テーブルに所定のたわみを発生させるクラウニングシリンダと、
   前記クラウニングシリンダと前記受圧シリンダとを連結し前記受圧シリンダが受圧した圧力を前記クラウニングシリンダへ伝達し前記クラウニングシリンダを作動させる油圧管路と、
   前記上部テーブルのたわみに対して前記下部テーブルのたわみを一致させるクラウニング位置を予め測定した、たわみ量−クラウニング位置テーブルを有し、前記たわみ量−クラウニング位置テーブルに基づいて、前記上部テーブルの加圧力の程度に応じて前記たわみに対するクラウニング位置を制御する制御手段と、
   を備えていることを特徴とする曲げ加工機におけるクラウニング装置。
2. 請求項１記載の曲げ加工機におけるクラウニング装置であって、
   前記クラウニングシリンダは前記上部テーブルのたわみに対して前記下部テーブルのたわみ量を一致させる位置に位置変更可能となっていることを特徴とする曲げ加工機におけるクラウニング装置。
3. 電動機の駆動力で昇降する上部テーブルと、前記上部テーブルの加圧力を受けて前記上部テーブルに装着されたパンチとで板材に曲げ加工を行うダイが装着された下部テーブルと、を備えた曲げ加工機に用いられたクラウニング装置により、前記上部テーブルのたわみに対する前記下部テーブルのたわみ量を補正するクラウニング補正方法であって、
   前記クラウニング装置を、前記上部テーブルの加圧力を受ける受圧シリンダと、前記下部テーブルの所定位置に設けられて前記下部テーブルに所定のたわみを発生させるクラウニングシリンダと、前記クラウニングシリンダと前記受圧シリンダとを連結し前記受圧シリンダが受圧した圧力を前記クラウニングシリンダへ伝達し前記クラウニングシリンダを作動させる油圧管路と、を備えたものとし、
   前記上部テーブルのたわみに対して前記下部テーブルのたわみを一致させるクラウニング位置を予め測定してたわみ量−クラウニング位置テーブルを求めておき、前記たわみ量−クラウニング位置テーブルに基づいて前記上部テーブルの加圧力の程度に応じて前記たわみに対するクラウニング位置を制御するクラウニング位置制御ステップを含むことを特徴とする曲げ加工機におけるクラウニング補正方法。

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