JP6497172B2 - Metal processing apparatus and metal member manufacturing method - Google Patents

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  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

本発明は、金属材に対して曲げ加工を施す金属加工装置、及び当該金属加工装置を用いた金属部材の製造方法に関する。   The present invention relates to a metal processing apparatus that performs bending on a metal material, and a metal member manufacturing method using the metal processing apparatus.

自動車や各種機械に用いられる金属製の構造部材には、高強度、軽量、小型であること等が求められている。例えば、自動車業界においては、燃費向上や衝突安全性の向上といった観点から、自動車部品の高強度化及び軽量化に対する要請はますます厳しくなっている。   Metal structural members used in automobiles and various machines are required to have high strength, light weight, and small size. For example, in the automobile industry, demands for increasing the strength and weight of automobile parts are becoming stricter from the viewpoint of improving fuel efficiency and collision safety.

このような構造部材の中には、屈曲した形状を有するものが少なくない。そこで、例えば鋼管のような長尺の金属材に対して曲げ加工を施すための様々な技術が開発されている。   Many such structural members have a bent shape. Therefore, various techniques for bending a long metal material such as a steel pipe have been developed.

例えば、特許文献1、2には、鋼管の一端を把持するとともに当該鋼管をその長手方向に送り出す送出機構と、送り出された鋼管を案内支持する支持機構と、鋼管を局部的に加熱する加熱機構と、鋼管の加熱された部位を冷却する冷却機構と、当該鋼管の他端において当該鋼管を挟持して加熱された鋼管の部位に曲げ荷重を付加する挟持機構と、を備える熱間曲げ加工装置が開示されている。   For example, in Patent Documents 1 and 2, a feed mechanism that holds one end of a steel pipe and feeds the steel pipe in the longitudinal direction thereof, a support mechanism that guides and supports the fed steel pipe, and a heating mechanism that locally heats the steel pipe And a cooling mechanism that cools the heated portion of the steel pipe, and a clamping mechanism that sandwiches the steel pipe at the other end of the steel pipe and adds a bending load to the heated portion of the steel pipe. Is disclosed.

特許文献1に記載の技術では、上記熱間曲げ加工装置において、曲げ加工後の鋼管が目標品質となるように、予め決定された制御パターンに基づいて前記送出機構及び前記挟持機構の駆動が制御されるとともに、加工中の鋼管の変位情報及び/又は温度情報に基づいて前記支持機構、前記加熱機構及び前記冷却機構のうちの少なくとも1つ以上の機構の駆動が制御される。また、特許文献2に記載の技術では、上記熱間曲げ加工装置において、挟持機構であるマニピュレータに作用する荷重及び/又は加速度を測定し、その測定値と目標値との偏差が大きい場合に、警報を発して加工を中断する制御が行われる。   In the technique described in Patent Document 1, in the hot bending apparatus, driving of the feeding mechanism and the clamping mechanism is controlled based on a predetermined control pattern so that the steel pipe after bending has a target quality. At the same time, driving of at least one of the support mechanism, the heating mechanism, and the cooling mechanism is controlled based on displacement information and / or temperature information of the steel pipe being processed. Further, in the technique described in Patent Literature 2, in the hot bending apparatus, when the load and / or acceleration acting on the manipulator that is the clamping mechanism is measured, and the deviation between the measured value and the target value is large, Control that issues an alarm and interrupts machining is performed.

このように、特許文献1、2に記載の技術によれば、加工中の鋼管や挟持機構(マニピュレータ)の状態に基づいて曲げ加工が制御されるため、目標品質が得られるように精度良く曲げ加工を行うことが可能になる。なお、特許文献1、2に記載の技術は、いわゆる3次元熱間曲げ焼き入れ(3DQ:3 Dimensional Hot Bending and Quench)技術と呼ばれる技術に関するものである。   As described above, according to the techniques described in Patent Documents 1 and 2, since the bending process is controlled based on the state of the steel pipe or the clamping mechanism (manipulator) being processed, the bending is performed with high accuracy so as to obtain the target quality. Processing can be performed. Note that the techniques described in Patent Documents 1 and 2 relate to a so-called three-dimensional hot bending and quenching (3DQ: 3 Dimensional Hot Bending and Quench) technique.

また、例えば、特許文献3には、曲げ型と、前記曲げ型の周りを公転可能な締め型と、により鋼管を挟持し、前記締め型を公転させることによって前記パイプを曲げ加工する曲げ加工装置において、前記鋼管の両端に挿入される端末加工用パンチが設けられた曲げ加工装置が開示されている。特許文献3に記載の曲げ加工装置によれば、鋼管の曲げ加工とともに、当該鋼管の端末加工も容易に行うことが可能となる。   Further, for example, Patent Document 3 discloses a bending apparatus that sandwiches a steel pipe by a bending die and a clamping die that can revolve around the bending die, and bends the pipe by revolving the clamping die. The bending apparatus provided with the punch for terminal processing inserted in the both ends of the said steel pipe is disclosed. According to the bending apparatus described in Patent Document 3, it is possible to easily perform terminal processing of the steel pipe as well as bending of the steel pipe.

特開2008−23573号公報JP 2008-23573 A 特開2012−228714号公報JP 2012-228714 A 特開2006−159282号公報JP 2006-159282 A

ここで、曲げ加工装置を用いて長期間に渡って加工を行ううちに、鋼管と摺動する部位(例えば特許文献1、2に記載の熱間曲げ加工装置における支持機構等)が摩耗し、その寸法が変化してしまうことがある。鋼管と摺動する部位が摩耗すると、当該部位と鋼管との間の隙間が基準値よりも拡大してしまうため、鋼管の意図せぬ変位を引き起こす恐れがあり、加工精度の低下につながる可能性がある。   Here, while performing processing over a long period of time using a bending apparatus, a portion that slides with a steel pipe (for example, a support mechanism in the hot bending apparatus described in Patent Documents 1 and 2) wears out. The dimensions may change. If the part that slides with the steel pipe wears out, the gap between the part and the steel pipe will be larger than the reference value, which may cause unintended displacement of the steel pipe, which may lead to a decrease in machining accuracy. There is.

特に、特許文献1、2に記載されているような3DQ用の熱間曲げ加工装置では、挟持機構としてマニピュレータを用いて鋼管を把持し、曲げ加工を行うため、例えば、特許文献3に記載されているような型に嵌めて鋼管を挟持して曲げ加工を施す曲げ加工装置よりも、加工装置自体の機械的な剛性が比較的低いと考えられる。従って、3DQ用の熱間曲げ加工装置では、鋼管が挟持機構による理想的な挟持位置及び/又は支持機構による理想的な支持位置からずれてしまう可能性が高く、曲げ不足、加熱ムラ、冷却ムラ等が発生しやすく、結果として加工精度が悪化しやすいことが懸念される。そのため、3DQ用の熱間曲げ加工装置では、加工精度向上のために、挟持機構及び/又は支持機構での鋼管の変位に対する対策が非常に重要となる。   In particular, in a hot bending apparatus for 3DQ as described in Patent Documents 1 and 2, since a steel pipe is gripped and bent using a manipulator as a clamping mechanism, it is described in, for example, Patent Document 3 It is considered that the mechanical rigidity of the processing apparatus itself is relatively lower than that of a bending apparatus that is fitted into a mold and sandwiches a steel pipe to perform bending. Therefore, in the hot bending apparatus for 3DQ, there is a high possibility that the steel pipe will deviate from the ideal clamping position by the clamping mechanism and / or the ideal supporting position by the support mechanism, resulting in insufficient bending, uneven heating, and uneven cooling. Etc. are likely to occur, and as a result, the processing accuracy is likely to deteriorate. Therefore, in the hot bending apparatus for 3DQ, a countermeasure against the displacement of the steel pipe in the clamping mechanism and / or the support mechanism is very important for improving the processing accuracy.

この点に関して、特許文献1には、上記のように、鋼管の変位に基づいて熱間曲げ加工装置の駆動を制御する技術が記載されている。当該技術を用いれば、支持機構の摩耗に起因する鋼管の変位を考慮して曲げ加工を行うことができる可能性がある。   In this regard, Patent Document 1 describes a technique for controlling the driving of a hot bending apparatus based on the displacement of a steel pipe as described above. If this technique is used, there is a possibility that bending can be performed in consideration of the displacement of the steel pipe caused by the wear of the support mechanism.

しかしながら、特許文献1には、鋼管の変位を測定するための具体的な方法は記載されていない。例えば、特許文献1に示される熱間曲げ加工装置では、金属材に対して実際に曲げ加工が行われるのは、加熱機構によって熱せられた部位である。そのため、加工精度を高めるために、支持機構、加熱機構及び冷却機構は互いに近接して配置されている。加工中の鋼管の変位を精度良く測定するためには、当該変位は、実際に曲げ加工が行われる加熱機構近傍において測定されることが好ましいが、上記のように支持機構、加熱機構及び冷却機構は互いに近接して配置されているために、これらの機構の周辺に測定用の機器を配置することはスペース的に困難である。また、非接触式の変位計を用いたとしても、加熱機構の周辺には、冷却機構における冷却水の飛散や、加熱機構における加熱コイルからの高周波ノイズ等が存在するため、高精度な変位の測定は困難であると考えられる。   However, Patent Document 1 does not describe a specific method for measuring the displacement of the steel pipe. For example, in the hot bending apparatus disclosed in Patent Document 1, it is a portion heated by a heating mechanism that is actually bent on a metal material. Therefore, the support mechanism, the heating mechanism, and the cooling mechanism are arranged close to each other in order to increase the processing accuracy. In order to accurately measure the displacement of the steel pipe during processing, the displacement is preferably measured in the vicinity of the heating mechanism in which bending is actually performed. However, as described above, the support mechanism, the heating mechanism, and the cooling mechanism. Since they are arranged close to each other, it is difficult to place measuring instruments around these mechanisms. Even if a non-contact displacement meter is used, there is high-precision displacement due to the presence of high-frequency noise from the cooling coil in the cooling mechanism and high-frequency noise from the heating coil in the heating mechanism. Measurement is considered difficult.

また、特許文献2には、上記のように、挟持機構(マニピュレータ)に作用する荷重に基づいて熱間曲げ加工装置の駆動を制御する技術が記載されている。マニピュレータに作用する荷重は、鋼管に負荷される曲げ荷重の反力(加工反力)であるため、当然、当該曲げ荷重を反映したものであり得る。支持機構の摩耗に起因して鋼管が変位すれば、当該鋼管に意図した曲げ荷重が加わらないと考えられるため、マニピュレータにおいて測定される加工反力も低下すると考えられる。従って、当該技術を用いれば、支持機構の摩耗に起因する鋼管の変位を考慮して曲げ加工を行うことができる可能性がある。   Patent Document 2 describes a technique for controlling driving of a hot bending apparatus based on a load acting on a clamping mechanism (manipulator) as described above. Since the load acting on the manipulator is a reaction force (processing reaction force) of the bending load applied to the steel pipe, it can naturally reflect the bending load. If the steel pipe is displaced due to the wear of the support mechanism, it is considered that the intended bending load is not applied to the steel pipe, so that the machining reaction force measured by the manipulator is also lowered. Therefore, if this technique is used, there is a possibility that bending can be performed in consideration of the displacement of the steel pipe due to wear of the support mechanism.

しかしながら、特許文献2に記載の技術では、マニピュレータは鋼管の端部を把持しているため、マニピュレータにおいて測定される加工反力と、加工部位において実際に鋼管に作用している荷重との間には誤差が存在する。加工が進むにつれて鋼管は軸方向に送られていくため、当該マニピュレータと加工部位との距離は広がり、この誤差はより大きなものとなる。当該誤差の原因の一つとしては、例えば、マニピュレータに作用する、焼き入れ後の鋼管の弾性変形による荷重が挙げられる。また、曲げ加工の後半に大変形を行う場合には、マニピュレータと加工部位との距離が長いために、マニピュレータは高速で駆動され得る。このような高速駆動時には、マニピュレータの駆動部に高い負荷が掛かり、マニピュレータを構成するアームや減速機等の変形によりマニピュレータの制御点がずれる。その結果、マニピュレータには高荷重が負荷され得る。このような高速駆動に起因してマニピュレータに発生する高荷重も、上記誤差の一因となり得る。   However, in the technique described in Patent Document 2, since the manipulator grips the end of the steel pipe, between the machining reaction force measured by the manipulator and the load actually acting on the steel pipe at the machining site. There is an error. As the processing proceeds, the steel pipe is sent in the axial direction, so that the distance between the manipulator and the processing part increases, and this error becomes larger. One of the causes of the error is, for example, a load acting on the manipulator due to elastic deformation of the steel pipe after quenching. Further, when a large deformation is performed in the second half of the bending process, the manipulator can be driven at a high speed because the distance between the manipulator and the processing site is long. During such high-speed driving, a high load is applied to the driving unit of the manipulator, and the control point of the manipulator is shifted due to deformation of an arm, a speed reducer, or the like constituting the manipulator. As a result, a high load can be applied to the manipulator. A high load generated in the manipulator due to such high-speed driving can also contribute to the error.

また、マニピュレータにおいて測定される加工反力に基づいて、支持機構の摩耗に起因する鋼管の変位を補正するような曲げ加工を行うためには、支持機構の摩耗量とマニピュレータにおいて測定される加工反力との相関を取る必要がある。しかしながら、上記のように、マニピュレータには、弾性変形による荷重や、自身の高速駆動による荷重等、様々な要因による荷重が複雑に作用し、それらが加工反力の測定値に影響を及ぼすため、上記相関を得ることは容易ではない。支持機構の摩耗量が事前に予測できれば、当該予測値に基づいてマニピュレータによって鋼管に付加する曲げ荷重を補正することができる可能性はあるが、支持機構に生じる摩耗は不均一であるため、その摩耗量を予測することは難しく、このような制御を行うことは困難である。   Also, in order to perform bending work that corrects the displacement of the steel pipe caused by the wear of the support mechanism based on the work reaction force measured by the manipulator, the amount of wear of the support mechanism and the work reaction measured by the manipulator It is necessary to correlate with force. However, as described above, the manipulator is subjected to a complicated load due to various factors such as a load due to elastic deformation and a load due to its own high-speed drive, and these affect the measurement value of the processing reaction force. It is not easy to obtain the above correlation. If the amount of wear of the support mechanism can be predicted in advance, the bending load applied to the steel pipe by the manipulator may be corrected based on the predicted value, but the wear that occurs in the support mechanism is uneven. It is difficult to predict the amount of wear, and it is difficult to perform such control.

更に、特許文献3に記載の曲げ加工装置には、曲げ加工を行う曲げ型及び締め型の前段に、鋼管を挟持して支持する支持機構(ワイパ型及び圧力型)が存在する。特許文献3に記載の曲げ加工装置においても、特許文献1、2に記載の熱間曲げ加工装置と同様に、当該支持機構の摩耗により、鋼管の加工精度が低下する恐れがある。しかしながら、特許文献3に記載の技術では、鋼管の状態を測定し、その測定結果に基づいて加工条件を変更する制御自体が行われておらず、上記支持機構における摩耗も当然考慮されていない。   Furthermore, the bending apparatus described in Patent Document 3 includes a support mechanism (wiper type and pressure type) that sandwiches and supports a steel pipe in front of a bending die and a clamping die that perform bending. Also in the bending apparatus described in Patent Document 3, as with the hot bending apparatus described in Patent Documents 1 and 2, there is a risk that the processing accuracy of the steel pipe may decrease due to wear of the support mechanism. However, in the technique described in Patent Document 3, the control itself of measuring the state of the steel pipe and changing the processing conditions based on the measurement result is not performed, and the wear in the support mechanism is naturally not taken into consideration.

このように、従来、金属材に曲げ加工を施す金属加工装置においては、曲げ加工中に当該金属材を支持する支持機構の摩耗に注目し、当該摩耗に起因する曲げ荷重の変化を高精度に検出する技術については、十分に検討が行われていなかった。   As described above, conventionally, in a metal processing apparatus that performs bending on a metal material, attention is paid to the wear of a support mechanism that supports the metal material during the bending process, and a change in the bending load caused by the wear is accurately detected. The detection technology has not been fully studied.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、金属材に曲げ加工を施す際に、当該金属材に負荷される曲げ荷重の変化を高精度に検出することが可能な、新規かつ改良された金属加工装置及び金属部材の製造方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to accurately change the bending load applied to the metal material when bending the metal material. It is an object of the present invention to provide a new and improved metal processing apparatus and a method of manufacturing a metal member that can be detected in a simple manner.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、金属材の長手方向の一部位において前記金属材を支持する支持機構と、前記金属材の他の部位において当該金属材を挟持するとともに前記金属材に曲げ荷重を付加する挟持機構と、を備え、前記支持機構には、前記金属材に前記曲げ荷重が負荷される際に前記支持機構に作用する加工反力を測定する測定機構が設けられ、前記支持機構は、基材と測定部材とを有し、前記測定部材は、前記基材の一端よりも前記測定部材の長手方向に突出した突出部を有し、前記測定機構は、前記突出部に生じた歪を測定する、金属加工装置が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, a support mechanism that supports the metal material at one site in the longitudinal direction of the metal material, and the metal material is sandwiched at another site of the metal material. And a clamping mechanism that applies a bending load to the metal material, and the support mechanism includes a measurement mechanism that measures a processing reaction force acting on the support mechanism when the bending load is applied to the metal material. is provided et is, the support mechanism includes a base material and the measuring member, said measuring member has a protrusion protruding in the longitudinal direction of the measuring member than the one end of the substrate, the measuring mechanism is that to measure the strain generated in the protrusion, metalworking apparatus is provided.

また、当該金属加工装置は、前記支持機構において測定された加工反力に基づいて、前記金属材における曲げ不良の発生を検出する曲げ不良検出部と、曲げ不良が発生した旨の警報を発する警報装置と、を更に備え、前記曲げ不良検出部によって曲げ不良の発生が検出された場合に、前記警報装置が警報を発する、又は、前記金属材に対する曲げ加工のために前記挟持機構の駆動を制御する加工制御部が前記金属材に対する加工を中止してもよい。   In addition, the metal processing apparatus includes a bending failure detection unit that detects the occurrence of bending failure in the metal material based on the processing reaction force measured in the support mechanism, and an alarm that issues an alarm that a bending failure has occurred. An alarm device, and when the occurrence of bending failure is detected by the bending failure detection unit, the alarm device issues an alarm, or controls the driving of the clamping mechanism for bending the metal material The processing control unit that performs the processing may stop processing the metal material.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、金属材の長手方向の一部位において前記金属材を支持する支持機構と、前記金属材の他の部位において当該金属材を挟持するとともに前記金属材に曲げ荷重を付加する挟持機構と、を備え、前記支持機構は、前記金属材に前記曲げ荷重が負荷される際に前記支持機構に作用する加工反力を測定する測定機構と、前記支持機構と前記金属材との間の隙間量を減少させるように前記支持機構を移動させる駆動機構と、前記駆動機構の駆動を制御する駆動制御部と、を更に備え、前記駆動制御部は、前記支持機構において測定された前記加工反力に基づいて、当該加工反力が目標加工反力に追従するように、前記駆動機構の駆動を制御して前記支持機構を移動させる、金属加工装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a support mechanism that supports the metal material at one site in the longitudinal direction of the metal material, and the metal material at another site of the metal material. And a clamping mechanism that applies a bending load to the metal material, and the support mechanism measures a reaction force acting on the support mechanism when the bending load is applied to the metal material. A measurement mechanism; a drive mechanism that moves the support mechanism so as to reduce a gap amount between the support mechanism and the metal material; and a drive control unit that controls driving of the drive mechanism, drive control part, based on the processing reaction force measured in the support mechanism, as the processing reaction force follows the target processing reaction force to move the supporting mechanism by controlling the driving of said drive mechanism The metal processing equipment It is subjected.

また、当該金属加工装置は、前記支持機構の後段に設けられ、前記金属材の長手方向における一部位を加熱する加熱機構と、前記加熱機構の後段に設けられ、前記金属材の前記加熱機構によって加熱された部位を冷却する冷却機構と、を更に備え、前記挟持機構によって、前記前記金属材の前記加熱機構によって加熱された部位に対して曲げ荷重が負荷され、前記金属材の曲げ加工が行われてもよい。   In addition, the metal processing apparatus is provided at a subsequent stage of the support mechanism, and is provided at a subsequent stage of the heating mechanism and a heating mechanism that heats a part of the metal material in the longitudinal direction. A cooling mechanism for cooling the heated portion, and a bending load is applied to the portion of the metal material heated by the heating mechanism by the clamping mechanism, and the metal material is bent. It may be broken.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、金属材の長手方向の一部位において前記金属材を支持する支持機構と、前記金属材の他の部位において当該金属材を挟持するとともに前記金属材に曲げ荷重を付加する挟持機構と、を備える金属加工装置を用いた金属部材の製造方法であって、前記金属加工装置の前記支持機構は、基材と測定部材とを有し、前記測定部材は、前記基材の一端よりも前記測定部材の長手方向に突出した突出部を有しており、前記金属材に前記曲げ荷重が負荷される際に前記支持機構に作用する加工反力を測定する測定機構によって、前記突出部に生じた歪が測定される、金属部材の製造方法が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a support mechanism that supports the metal material at one site in the longitudinal direction of the metal material, and the metal material at another site of the metal material. And a holding mechanism for applying a bending load to the metal material, and a metal member manufacturing method using a metal processing apparatus, wherein the support mechanism of the metal processing apparatus includes a base material and a measurement member. The measuring member has a protruding portion protruding in the longitudinal direction of the measuring member from one end of the base material, and the measuring mechanism is provided with the support mechanism when the bending load is applied to the metal material. There is provided a method for manufacturing a metal member , in which a strain generated in the protruding portion is measured by a measuring mechanism that measures a working reaction force acting thereon .

また、当該金属部材の製造方法においては、前記支持機構において測定された加工反力に基づいて、前記金属材における曲げ不良の発生が検出され、前記曲げ不良の発生が検出された場合に、前記金属材に対する加工が中止される、又は、曲げ不良が発生した旨の警報が発せられてもよい。   Further, in the manufacturing method of the metal member, when the occurrence of a bending failure in the metal material is detected based on the processing reaction force measured in the support mechanism, and the occurrence of the bending failure is detected, An alarm may be issued that processing on the metal material is stopped or that a bending failure has occurred.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、金属材の長手方向の一部位において前記金属材を支持する支持機構と、前記金属材の他の部位において当該金属材を挟持するとともに前記金属材に曲げ荷重を付加する挟持機構と、を備える金属加工装置を用いた金属部材の製造方法であって、前記支持機構に設けられる測定機構によって、前記金属材に前記曲げ荷重が負荷される際に前記支持機構に作用する加工反力が測定され、前記支持機構に、前記支持機構と前記金属材との間の隙間量を減少させるように前記支持機構を駆動する駆動機構、が設けられ、前記支持機構において測定された前記加工反力に基づいて、当該加工反力が目標加工反力に追従するように、前記駆動機構を介して前記支持機構が駆動される、金属部材の製造方法が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a support mechanism that supports the metal material at one site in the longitudinal direction of the metal material, and the metal material at another site of the metal material. And a clamping mechanism for applying a bending load to the metal material, and a metal member manufacturing method using a metal processing apparatus, wherein the bending force is applied to the metal material by a measurement mechanism provided in the support mechanism. Driving reaction force acting on the support mechanism when a load is applied is measured, and the support mechanism is driven to drive the support mechanism so as to reduce a gap amount between the support mechanism and the metal material. mechanism, is provided, on the basis of the machining reaction force measured in the support mechanism, as the processing reaction force follows the target processing reaction force, the support mechanism via the drive mechanism Ru is driven, Metal part The method of manufacturing is provided.

また、当該金属部材の製造方法においては、前記金属加工装置は、前記支持機構の後段に設けられ、前記金属材の長手方向における一部位を加熱する加熱機構と、前記加熱機構の後段に設けられ、前記金属材の前記加熱機構によって加熱された部位を冷却する冷却機構と、を更に備え、前記挟持機構によって、前記前記金属材の前記加熱機構によって加熱された部位に対して曲げ荷重が負荷されることにより、前記金属材の曲げ加工が行われてもよい。   In the metal member manufacturing method, the metal processing apparatus is provided at a subsequent stage of the support mechanism, and is provided at a subsequent stage of the heating mechanism for heating a part of the metal material in the longitudinal direction and the heating mechanism. A cooling mechanism that cools a portion of the metal material heated by the heating mechanism, and a bending load is applied to the portion of the metal material heated by the heating mechanism by the clamping mechanism. By doing so, the metal material may be bent.

以上説明したように本発明によれば、金属材に曲げ加工を施す際に、当該金属材に負荷される曲げ荷重の変化を高精度に検出することが可能になる。   As described above, according to the present invention, when bending a metal material, it is possible to detect a change in bending load applied to the metal material with high accuracy.

本発明の第1の実施形態に係る金属加工装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the metal processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す支持機構のA−A断面における断面図である。It is sectional drawing in the AA cross section of the support mechanism shown in FIG. 支持機構の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a support mechanism. ガイドシューの一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of a guide shoe. ガイドシューによる加工反力の測定原理について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the measurement principle of the process reaction force by a guide shoe. 図1に示す制御装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the control apparatus shown in FIG. 第1の実施形態に係る金属部材の製造方法のより手順の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the manufacturing method of the metal member which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第2の実施形態に係る金属加工装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of 1 structure of the metal processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 駆動機構による測定用シューの駆動について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the drive of the shoe for a measurement by a drive mechanism. 駆動機構による測定用シューの駆動について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the drive of the shoe for a measurement by a drive mechanism. 図7に示す制御装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the control apparatus shown in FIG. 第2の実施形態に係る金属加工装置において行われるフィードバック制御の概要を示すブロック線図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of the feedback control performed in the metal processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る金属部材の製造方法のより手順の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the manufacturing method of the metal member which concerns on 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施形態に係る金属加工装置の一構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one structural example of the metal processing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 実験に用いた鋼管の加工形状を示す図である。It is a figure which shows the processing shape of the steel pipe used for experiment. 実験に用いた支持機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the support mechanism used for experiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

(1.第1の実施形態)
(1−1.金属加工装置の構成)
図1を参照して、本発明の第1の実施形態に係る金属加工装置の構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る金属加工装置の一構成例を示す図である。図1では、第1の実施形態に係る金属加工装置の水平断面を上方から見た様子を示している。なお、図1を含む以下に示す図面では、説明のため、一部の構成部材の大きさを誇張して表現している場合があり、各図面において図示される各構成部材の相対的な大きさは、必ずしも実際の構成部材間における大小関係を正確に表現するものではない。
(1. First embodiment)
(1-1. Configuration of metal processing apparatus)
With reference to FIG. 1, the structure of the metal processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a metal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state in which a horizontal section of the metal processing apparatus according to the first embodiment is viewed from above. In addition, in the drawings shown below including FIG. 1, the size of some of the constituent members may be exaggerated for the sake of explanation, and the relative sizes of the constituent members illustrated in the respective drawings. This does not necessarily accurately represent the magnitude relationship between actual components.

図1を参照すると、第1の実施形態に係る金属加工装置10は、金属材1をその長手方向に間欠的に又は連続的に送り出す送出機構110と、送り出された金属材1を案内支持する支持機構120と、金属材1を局部的に加熱する加熱機構130と、加熱された金属材1の部位を冷却する冷却機構140と、金属材1を挟持して加熱された金属材1の部位に曲げ荷重を付加する挟持機構150と、が、金属材1の長手方向に沿ってこの順に配置されて構成される。また、金属加工装置10には、送出機構110、加熱機構130、冷却機構140及び挟持機構150の駆動を制御することにより、金属材1を長手方向に移動させながら当該金属材1に対して熱間曲げ加工を施す、制御装置160が備えられる。金属加工装置10は、いわゆる3DQに対応した金属加工装置である。   Referring to FIG. 1, a metal processing apparatus 10 according to the first embodiment guides and supports a feed mechanism 110 that feeds a metal material 1 intermittently or continuously in a longitudinal direction thereof, and the fed metal material 1. The support mechanism 120, the heating mechanism 130 for locally heating the metal material 1, the cooling mechanism 140 for cooling the heated metal material 1 part, and the metal material 1 part heated by sandwiching the metal material 1 A pinching mechanism 150 for applying a bending load to the metal member 1 is arranged in this order along the longitudinal direction of the metal material 1. Further, the metal processing apparatus 10 controls the driving of the delivery mechanism 110, the heating mechanism 130, the cooling mechanism 140, and the clamping mechanism 150, so that the metal material 1 is heated while moving the metal material 1 in the longitudinal direction. A control device 160 that performs inter-bending processing is provided. The metal processing apparatus 10 is a metal processing apparatus compatible with so-called 3DQ.

ここで、以下の説明では、一例として、金属材1が鋼管である場合について説明する。ただし、第1の実施形態はかかる例に限定されず、金属材1は、例えば中実の棒鋼等、棒状の金属材であれば他の部材であってもよい。また、金属材1は、曲げ加工が可能な金属であればよく、その材質は鉄鋼に限定されない。金属材1は、例えば、鉄鋼、特殊鋼の他、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン等、各種の金属であってよい。   Here, the following description demonstrates the case where the metal material 1 is a steel pipe as an example. However, the first embodiment is not limited to such an example, and the metal material 1 may be another member as long as it is a rod-shaped metal material such as a solid steel bar. Moreover, the metal material 1 should just be a metal which can be bent, and the material is not limited to steel. The metal material 1 may be, for example, various metals such as aluminum, aluminum alloy, and titanium in addition to steel and special steel.

(送出機構)
送出機構110は、金属材1の一端を把持するとともに、制御装置160からの制御により当該金属材1を長手方向に連続的又は間欠的に移動させる。送出機構110としては、例えば特許文献1、2に例示される従来の3DQに係る金属加工装置の送出機構と同様のものが用いられてよい。例えば、送出機構110は、ACサーボモータ又は油圧サーボモータ等の駆動源や、当該駆動源の回転動力を直線運動に変換するボールねじ等の機械要素から構成され得る。あるいは、送出機構110は、油圧シリンダーやエアシリンダー等のシリンダー装置によって構成されてもよい。当該ボールねじや、当該シリンダー装置のピストンロッド等によって金属材1の端部が押圧されることにより、金属材1が長手方向に押し出されることになる。
(Sending mechanism)
The delivery mechanism 110 holds one end of the metal material 1 and moves the metal material 1 continuously or intermittently in the longitudinal direction under the control of the control device 160. As the delivery mechanism 110, for example, the same delivery mechanism of a conventional metal processing apparatus according to 3DQ exemplified in Patent Documents 1 and 2 may be used. For example, the delivery mechanism 110 can be composed of a drive source such as an AC servo motor or a hydraulic servo motor, or a mechanical element such as a ball screw that converts the rotational power of the drive source into a linear motion. Alternatively, the delivery mechanism 110 may be configured by a cylinder device such as a hydraulic cylinder or an air cylinder. When the end of the metal material 1 is pressed by the ball screw or the piston rod of the cylinder device, the metal material 1 is pushed out in the longitudinal direction.

なお、以下の説明では、送出機構110によって金属材1が押し出される方向をx軸方向とも呼称する。また、当該x軸方向と互いに直交する2方向をそれぞれy軸方向及びz軸方向とも呼称する。z軸方向が上下方向に対応する。   In the following description, the direction in which the metal material 1 is pushed out by the delivery mechanism 110 is also referred to as the x-axis direction. Two directions orthogonal to the x-axis direction are also referred to as a y-axis direction and a z-axis direction, respectively. The z-axis direction corresponds to the vertical direction.

(支持機構)
支持機構120は、例えば金属材1の長手方向の一部位において当該金属材1の外周を覆うように配置されるガイドシューによって構成され、当該金属材1を案内支持する。第1の実施形態では、支持機構120に、自身に作用する荷重を検出する測定機構が備えられる。つまり、支持機構120は、金属材に負荷される曲げ荷重によって当該支持機構120に作用する反力(すなわち加工反力)を測定する機能を有する。支持機構120によって測定された加工反力(測定加工反力)の値は、制御装置160に送信される。
(Support mechanism)
The support mechanism 120 is configured by, for example, a guide shoe disposed so as to cover the outer periphery of the metal material 1 at one portion in the longitudinal direction of the metal material 1, and guides and supports the metal material 1. In the first embodiment, the support mechanism 120 is provided with a measurement mechanism that detects a load acting on the support mechanism 120. That is, the support mechanism 120 has a function of measuring a reaction force (that is, a processing reaction force) acting on the support mechanism 120 by a bending load applied to the metal material. The value of the machining reaction force (measured machining reaction force) measured by the support mechanism 120 is transmitted to the control device 160.

後述するように、金属加工装置10では、実際に金属材1に対して曲げ加工が施されるのは、加熱機構130によって加熱された部位である。そのため、加工精度を向上させるために、支持機構120は、加熱機構130に近接して配置される。従って、支持機構120において測定される加工反力は、金属材1に負荷される曲げ荷重をより正確に反映したものであると言える。実際、実施例として下記表2に示すように、本発明者らによる検討の結果、支持機構120と金属材1との隙間量と、支持機構120において検出された加工反力と、加工後の金属材1における寸法誤差との間には高い相関があることが分かった。これは、支持機構120において加工反力を測定することにより、支持機構120の摩耗に起因する曲げ荷重の低下を高精度に検出することが可能になることを示している。つまり、第1の実施形態によれば、支持機構120において測定される加工反力に基づいて、金属材1に負荷される曲げ荷重の変化、及び当該曲げ荷重の変化に伴う金属材1の加工精度の変化を、高精度に検出することが可能になる。   As will be described later, in the metal processing apparatus 10, it is the portion heated by the heating mechanism 130 that is actually bent on the metal material 1. Therefore, in order to improve the processing accuracy, the support mechanism 120 is disposed in the vicinity of the heating mechanism 130. Therefore, it can be said that the processing reaction force measured in the support mechanism 120 more accurately reflects the bending load applied to the metal material 1. Actually, as shown in Table 2 below as an example, as a result of the examination by the present inventors, the gap amount between the support mechanism 120 and the metal material 1, the processing reaction force detected in the support mechanism 120, and the post-processing It was found that there is a high correlation with the dimensional error in the metal material 1. This indicates that by measuring the processing reaction force in the support mechanism 120, it is possible to detect a decrease in bending load due to wear of the support mechanism 120 with high accuracy. That is, according to the first embodiment, based on the processing reaction force measured by the support mechanism 120, the bending load applied to the metal material 1 and the processing of the metal material 1 accompanying the change in the bending load. A change in accuracy can be detected with high accuracy.

具体的には、第1の実施形態では、金属加工装置10に、支持機構120による測定加工反力と、加工後の金属材1における寸法誤差との相関についての情報が少なくとも格納された、加工反力DB170が設けられる。測定加工反力と寸法誤差との相関は、金属材1の材質(鋼管の炭素濃度等)、形状(鋼管の管径等)、送り速度、曲げ量(屈曲部の半径R)等の加工条件に応じて変化し得るため、当該相関は、例えば製品ごと、加工部位ごとに事前に取得され、加工反力DB170に保存されている。制御装置160は、当該加工反力DB170を参照することにより、現在加工中の製品及び部位に対応する測定加工反力と寸法誤差との相関に基づいて、測定加工反力が、寸法誤差が許容範囲に収まるような妥当な値であるかどうかを判定する機能を有する。   Specifically, in the first embodiment, the metal processing apparatus 10 stores at least information on the correlation between the measured processing reaction force by the support mechanism 120 and the dimensional error in the metal material 1 after processing. A reaction force DB 170 is provided. The correlation between the measured processing reaction force and the dimensional error depends on the processing conditions such as the material of the metal material 1 (steel pipe carbon concentration, etc.), shape (steel pipe diameter, etc.), feed rate, bending amount (bending radius R) Therefore, the correlation is acquired in advance for each product or each processing site and stored in the processing reaction force DB 170, for example. The control device 160 refers to the machining reaction force DB 170, and based on the correlation between the measured machining reaction force and the dimensional error corresponding to the product and part currently being machined, the measured machining reaction force allows the dimensional error. It has a function of determining whether or not the value is within a range.

制御装置160は、測定加工反力が、許容される寸法誤差に応じて決定される所定のしきい値以下である場合には、曲げ不良が発生している又は発生する恐れがあると判定する。また、制御装置160は、測定加工反力が、当該所定のしきい値よりも大きい場合には、曲げ不良が発生していないと判定する。金属加工装置10では、当該判定結果に基づいて、例えば加工を中止したり、警報を発したりといった、曲げ不良の発生を抑制するような所定のアクションが実行され得る。   When the measured processing reaction force is equal to or less than a predetermined threshold value determined according to an allowable dimensional error, the control device 160 determines that a bending defect has occurred or is likely to occur. . Moreover, the control apparatus 160 determines with the bending defect not having generate | occur | produced when the measurement process reaction force is larger than the said predetermined threshold value. In the metal processing apparatus 10, based on the determination result, for example, a predetermined action that suppresses the occurrence of bending failure, such as stopping the processing or issuing an alarm, can be executed.

なお、支持機構120のより詳細な構成については、下記(1−2.支持機構の構成)で改めて説明する。また、制御装置160のより詳細な機能については、下記(1−3.制御装置の機能)で改めて説明する。   Note that a more detailed configuration of the support mechanism 120 will be described later in (1-2. Configuration of Support Mechanism). Further, more detailed functions of the control device 160 will be described later (1-3. Functions of the control device).

(加熱機構)
加熱機構130は、例えば長手方向の一部位において金属材1の外周を覆うように配置される加熱コイルによって構成され、金属材1を局部的に加熱する。制御装置160からの制御により当該加熱コイルに高周波電流が印加されることにより、金属材1が局部的に加熱されることとなる。なお、加熱機構130としては、例えば特許文献1、2に例示される従来の3DQに係る金属加工装置の加熱機構と同様のものが用いられてよい。
(Heating mechanism)
The heating mechanism 130 is configured by, for example, a heating coil disposed so as to cover the outer periphery of the metal material 1 at one site in the longitudinal direction, and locally heats the metal material 1. When the high frequency current is applied to the heating coil under the control of the control device 160, the metal material 1 is locally heated. In addition, as the heating mechanism 130, the thing similar to the heating mechanism of the metal processing apparatus which concerns on the conventional 3DQ illustrated by patent document 1, 2, for example may be used.

(冷却機構)
冷却機構140は、例えば長手方向の一部位において金属材1の外周を覆うように配置される水冷ジャケットによって構成され、金属材1の加熱機構130によって加熱された部位を冷却する。あるいは、冷却機構140は、金属材に対して冷却媒体を噴霧するノズルによって構成されてもよい。制御装置160からの制御により、冷却ジャケット及び/又はノズルへの冷却媒体の供給が適宜制御されることにより、金属材1の冷却が行われる。なお、冷却機構140としては、例えば特許文献1、2に例示される従来の3DQに係る金属加工装置の冷却機構と同様のものが用いられてよい。
(Cooling mechanism)
The cooling mechanism 140 is constituted by, for example, a water-cooling jacket disposed so as to cover the outer periphery of the metal material 1 at one site in the longitudinal direction, and cools the site heated by the heating mechanism 130 of the metal material 1. Or the cooling mechanism 140 may be comprised by the nozzle which sprays a cooling medium with respect to a metal material. The metal material 1 is cooled by appropriately controlling the supply of the cooling medium to the cooling jacket and / or the nozzle under the control of the control device 160. In addition, as the cooling mechanism 140, the thing similar to the cooling mechanism of the metal processing apparatus which concerns on the conventional 3DQ illustrated by patent document 1, 2, for example may be used.

(挟持機構)
挟持機構150は、例えば産業用ロボットのマニピュレータによって構成され、金属材1の送出機構110によって把持される端部とは逆側の端部を挟持するとともに、当該金属材1に対して曲げ荷重を付加する。第1の実施形態では、挟持機構150を構成するマニピュレータは、少なくとも6自由度を有するように構成されており、金属材1に対して、x軸方向、y軸方向及びz軸方向に対する荷重と、これら3軸周りの回転方向への荷重を与えることができる。従って、金属加工装置10によれば、金属材1に対する3次元の曲げ加工が実現され得る。ただし、挟持機構150の構成はかかる例に限定されず、挟持機構150は、金属材1に対して所定の方向に曲げ荷重を付加可能であれば、他の構成であってもよい。挟持機構150としては、例えば特許文献1、2に例示される従来の3DQに係る金属加工装置の挟持機構と同様のものが用いられてよい。
(Clamping mechanism)
The clamping mechanism 150 is constituted by, for example, a manipulator of an industrial robot. The clamping mechanism 150 clamps an end opposite to the end gripped by the feeding mechanism 110 of the metal material 1 and applies a bending load to the metal material 1. Append. In the first embodiment, the manipulator configuring the clamping mechanism 150 is configured to have at least six degrees of freedom, and loads on the metal material 1 in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction A load in the rotation direction around these three axes can be applied. Therefore, according to the metal processing apparatus 10, a three-dimensional bending process for the metal material 1 can be realized. However, the configuration of the clamping mechanism 150 is not limited to this example, and the clamping mechanism 150 may have another configuration as long as a bending load can be applied to the metal material 1 in a predetermined direction. As the holding mechanism 150, for example, the same holding mechanism as that of a conventional metal processing apparatus according to 3DQ exemplified in Patent Documents 1 and 2 may be used.

金属加工装置10では、以上説明した送出機構110、加熱機構130、冷却機構140及び挟持機構150の駆動が、制御装置160によって互いに連動して制御されることにより、金属材1が所望の形状に加工される。具体的には、制御装置160によって、送出機構110によって長手方向に送り出した金属材1を支持機構120で案内支持しながら、加熱機構130によって局部的に加熱し、加熱された金属材1の部位に挟持機構150によって曲げ荷重を付加し、その直後に冷却機構140によって金属材1の加熱された部位が冷却されるように、金属加工装置10を構成する各機構が制御される。   In the metal processing apparatus 10, the drive of the delivery mechanism 110, the heating mechanism 130, the cooling mechanism 140, and the clamping mechanism 150 described above is controlled in conjunction with each other by the control device 160, so that the metal material 1 has a desired shape. Processed. Specifically, the control device 160 locally heats the metal material 1 sent out in the longitudinal direction by the delivery mechanism 110 by the support mechanism 120 while locally supporting the metal material 1 by the heating mechanism 130, and the heated metal material 1 part. Each mechanism constituting the metal processing apparatus 10 is controlled such that a bending load is applied by the clamping mechanism 150 and immediately after that, the heated portion of the metal material 1 is cooled by the cooling mechanism 140.

このように、金属加工装置10において、実際に金属材1に対して曲げ加工が施されるのは、加熱機構130に対応する位置である。従って、金属加工装置10においては、加工精度を向上させるために、加熱機構130と、加熱機構130の前段に設けられる支持機構120と、加熱機構130の後段に設けられる冷却機構140と、は、できるだけ近接して配置される。   As described above, in the metal processing apparatus 10, the metal material 1 is actually bent at a position corresponding to the heating mechanism 130. Therefore, in the metal processing apparatus 10, in order to improve processing accuracy, the heating mechanism 130, the support mechanism 120 provided in the front stage of the heating mechanism 130, and the cooling mechanism 140 provided in the subsequent stage of the heating mechanism 130 are: Place as close as possible.

以上、図1を参照して、第1の実施形態に係る金属加工装置10の構成について説明した。   The configuration of the metal processing apparatus 10 according to the first embodiment has been described above with reference to FIG.

ここで、金属加工装置10では、長期間に渡って加工を行ううちに、支持機構120を構成するガイドシューの内壁が、金属材1と摺動することにより摩耗してしまうことがある。ガイドシューの内壁が摩耗すると、当該ガイドシューと金属材1との間の隙間が基準値よりも拡大してしまい、金属材1が本来の位置から変位し、曲げ荷重が目標値よりも低下してしまう恐れがある。曲げ荷重が低下すれば、加工精度が悪化し、曲げ不良の発生につながる。   Here, in the metal processing apparatus 10, the inner wall of the guide shoe constituting the support mechanism 120 may be worn due to sliding with the metal material 1 while processing is performed for a long period of time. When the inner wall of the guide shoe is worn, the gap between the guide shoe and the metal material 1 becomes larger than the reference value, the metal material 1 is displaced from its original position, and the bending load is lowered from the target value. There is a risk that. If the bending load decreases, the processing accuracy deteriorates, leading to the occurrence of bending defects.

これに対して、従来、例えば特許文献1、2には、第1の実施形態に係る金属加工装置10と同様の3DQに係る金属加工装置において、金属材の加工精度を向上させる技術が記載されている。例えば、特許文献1には、鋼管の変位を測定し、当該変位量に応じて加工装置の駆動を制御する技術が記載されている。また、例えば、特許文献2には、鋼管に対して曲げ荷重を付加する機構(第1の実施形態における挟持機構150に対応する)において測定された加工反力に基づいて加工装置の駆動を制御する技術が記載されている。   On the other hand, for example, Patent Documents 1 and 2 describe techniques for improving the processing accuracy of a metal material in a metal processing apparatus according to 3DQ similar to the metal processing apparatus 10 according to the first embodiment. ing. For example, Patent Document 1 describes a technique for measuring the displacement of a steel pipe and controlling the driving of the machining apparatus according to the amount of displacement. Further, for example, in Patent Document 2, the driving of the machining apparatus is controlled based on a machining reaction force measured in a mechanism for applying a bending load to the steel pipe (corresponding to the clamping mechanism 150 in the first embodiment). The technology to do is described.

本発明者らは、特許文献1、2に記載の技術を適用することにより、上記のような支持機構120の摩耗に起因する加工精度の低下に対応することができるかどうかについて検討を行った。   The present inventors have examined whether or not it is possible to cope with a decrease in processing accuracy due to wear of the support mechanism 120 as described above by applying the techniques described in Patent Documents 1 and 2. .

特許文献1に記載の技術を適用する場合には、摩耗に伴う支持機構120における金属材1の変位を、高精度に測定することが必要となる。しかしながら、上記のように、金属加工装置10においては、支持機構120、加熱機構130及び冷却機構140は、互いに近接して配置される。従って、支持機構120における金属材1の変位を測定するための機器を、当該支持機構120の近傍に配置することはスペース的に困難である。また、非接触式の変位計を用いたとしても、支持機構120周辺には、加熱機構130における加熱コイルからの高周波ノイズや、冷却機構140における冷却水の飛散等が存在し得るため、高精度な変位の測定は困難であると考えられる。   When applying the technique described in Patent Document 1, it is necessary to measure the displacement of the metal material 1 in the support mechanism 120 due to wear with high accuracy. However, as described above, in the metal processing apparatus 10, the support mechanism 120, the heating mechanism 130, and the cooling mechanism 140 are arranged close to each other. Therefore, it is difficult in terms of space to arrange a device for measuring the displacement of the metal material 1 in the support mechanism 120 in the vicinity of the support mechanism 120. Even if a non-contact type displacement meter is used, high-frequency noise from the heating coil in the heating mechanism 130, splashing of cooling water in the cooling mechanism 140, and the like may exist around the support mechanism 120. It is considered difficult to measure the displacement.

また、特許文献2に記載の技術については、挟持機構150において測定される加工反力が、金属材1に負荷される曲げ荷重を精度良く反映しているものであれば、当該加工反力の低下量に応じて、支持機構120における摩耗量や、当該摩耗に起因する曲げ荷重の低下量を検出できるはずである。しかしながら、上記のように、金属材1に対して実際に曲げ加工が行われるのは、加熱機構130によって熱せられた部位である。装置の構成上、挟持機構150と金属材1の加工部位とは互いに離れた位置に存在しているため、挟持機構150において測定される加工反力と、加工部位において実際に金属材1に作用している曲げ荷重との間には誤差が存在する。当該誤差は、例えば、金属材1の焼き入れ後の弾性変形によって挟持機構150に作用する荷重や、挟持機構150自身の駆動に起因して挟持機構150に作用する荷重等、多様な要因によるものであるため、当該誤差を精度良く補正することは困難である。また、支持機構120の摩耗は不均一に進行するものであるため、支持機構120の摩耗量を事前に予測することも難しい。   In addition, regarding the technique described in Patent Document 2, if the machining reaction force measured by the clamping mechanism 150 accurately reflects the bending load applied to the metal material 1, It should be possible to detect the amount of wear in the support mechanism 120 and the amount of decrease in bending load due to the wear according to the amount of decrease. However, as described above, the bending process is actually performed on the metal material 1 in the portion heated by the heating mechanism 130. Due to the configuration of the apparatus, since the holding mechanism 150 and the processing part of the metal material 1 exist at positions separated from each other, the processing reaction force measured by the holding mechanism 150 and the actual action on the metal material 1 at the processing part. There is an error with the bending load being applied. The error is caused by various factors such as a load acting on the clamping mechanism 150 due to elastic deformation after quenching of the metal material 1 and a load acting on the clamping mechanism 150 due to the driving of the clamping mechanism 150 itself. Therefore, it is difficult to accurately correct the error. In addition, since the wear of the support mechanism 120 proceeds unevenly, it is difficult to predict the wear amount of the support mechanism 120 in advance.

このように、特許文献1、2に記載の技術では、曲げ加工中における支持機構120の摩耗に注目し、当該摩耗に起因する曲げ荷重の変化を高精度に検出する技術については、十分に検討が行われていなかったと言える。   As described above, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, paying attention to the wear of the support mechanism 120 during the bending process, a technique for detecting a change in bending load caused by the wear with high accuracy is sufficiently examined. It can be said that was not done.

一方、上述したように、第1の実施形態では、支持機構120自身が加工反力を測定する機能を有する。上記のように、支持機構120は、加熱機構130に近接して配置されるため、金属材1の加工部位の近くに位置している。従って、支持機構120において測定される加工反力は、挟持機構150において測定される加工反力よりも、金属材1に負荷される曲げ荷重をより正確に反映したものであると言える。例えば、実施例として下記表2に示すように、支持機構120と金属材1との隙間量と、支持機構120による測定加工反力と、加工後の金属材1における寸法誤差との間には高い相関が存在する。このように、第1の実施形態によれば、支持機構120において加工反力を測定することにより、支持機構120の摩耗に起因する曲げ荷重の低下を高精度に検出することが可能になる。また、曲げ荷重の低下に伴う加工精度の低下(すなわち曲げ不良の発生)を高精度に検出することができる。   On the other hand, as described above, in the first embodiment, the support mechanism 120 itself has a function of measuring the processing reaction force. As described above, since the support mechanism 120 is disposed in the vicinity of the heating mechanism 130, the support mechanism 120 is located near the processing site of the metal material 1. Therefore, it can be said that the processing reaction force measured by the support mechanism 120 reflects the bending load applied to the metal material 1 more accurately than the processing reaction force measured by the clamping mechanism 150. For example, as shown in Table 2 below as an example, there is a gap between the support mechanism 120 and the metal material 1, a measured reaction force by the support mechanism 120, and a dimensional error in the metal material 1 after processing. There is a high correlation. As described above, according to the first embodiment, by measuring the processing reaction force in the support mechanism 120, it is possible to detect a decrease in the bending load due to wear of the support mechanism 120 with high accuracy. In addition, it is possible to detect with high accuracy a decrease in processing accuracy (that is, occurrence of bending failure) accompanying a decrease in bending load.

更に、第1の実施形態では、金属加工装置10において、曲げ荷重の低下を検出した結果、例えば寸法誤差が許容範囲から外れていると判断された場合には、加工を中断したり、警報を発したりといった、曲げ不良の発生を抑制するための所定のアクションが行われ得る。これにより、曲げ不良の発生が好適に抑制され得る。   Furthermore, in the first embodiment, as a result of detecting a decrease in the bending load in the metal processing apparatus 10, for example, when it is determined that the dimensional error is outside the allowable range, the processing is interrupted or an alarm is issued. Predetermined actions for suppressing the occurrence of bending defects, such as firing, can be performed. Thereby, generation | occurrence | production of a bending defect can be suppressed suitably.

なお、曲げ不良の検出に応じて警報が発せられる場合には、金属加工装置10には、例えば、スピーカ等の音声出力装置及び/又はランプ等の表示装置によって構成される警報装置が設けられ得る。曲げ不良の発生が検出された場合には、当該警報装置が駆動され、音及び/又は光等によって、曲げ不良が発生した旨の警報が発せられ得る。   In the case where an alarm is issued in response to the detection of a bending defect, the metal processing apparatus 10 may be provided with an alarm device configured by, for example, an audio output device such as a speaker and / or a display device such as a lamp. . When the occurrence of a bending failure is detected, the alarm device is driven, and a warning that a bending failure has occurred can be issued by sound and / or light.

(1−2.支持機構の構成)
図2Aを参照して、支持機構120の構成についてより詳細に説明する。図2Aは、図1に示す支持機構120のA−A断面における断面図である。図2Aでは、金属材1が断面形状が円形の鋼管である場合における支持機構120の一構成例を示している。
(1-2. Configuration of support mechanism)
With reference to FIG. 2A, the structure of the support mechanism 120 is demonstrated in detail. FIG. 2A is a cross-sectional view of the support mechanism 120 shown in FIG. FIG. 2A shows a configuration example of the support mechanism 120 when the metal material 1 is a steel pipe having a circular cross-sectional shape.

図2Aを参照すると、支持機構120は、複数のガイドシュー121によって構成される。各ガイドシュー121は、所定の厚みの側壁を有する円筒を円周方向における所定の角度の分切り出した形状を有しており、複数のガイドシュー121が、金属材1の外周を長手方向に覆うように配置される。   Referring to FIG. 2A, the support mechanism 120 includes a plurality of guide shoes 121. Each guide shoe 121 has a shape obtained by cutting a cylinder having a side wall with a predetermined thickness by a predetermined angle in the circumferential direction, and the plurality of guide shoes 121 cover the outer periphery of the metal material 1 in the longitudinal direction. Are arranged as follows.

図示する例では、4つのガイドシュー121によって支持機構120が構成されているが、支持機構120を構成するガイドシュー121の数はかかる例に限定されず、任意であってよい。ただし、後述するように、ガイドシュー121には測定機構(例えば歪みゲージ)が搭載され、金属材1の押圧による当該ガイドシュー121の変形量に応じた加工反力が測定され得る。従って、ガイドシュー121は、少なくとも測定したい加工反力の方向に当該ガイドシュー121が位置するように、その配置及び数が設定され得る。例えば、金属材1の曲げ加工が所定の平面内で行われる場合であれば、当該平面内に少なくとも1つのガイドシュー121が存在するように、支持機構120が構成され得る。   In the illustrated example, the support mechanism 120 is configured by the four guide shoes 121, but the number of guide shoes 121 configuring the support mechanism 120 is not limited to this example, and may be arbitrary. However, as will be described later, a measurement mechanism (for example, a strain gauge) is mounted on the guide shoe 121, and a processing reaction force corresponding to the deformation amount of the guide shoe 121 due to the pressing of the metal material 1 can be measured. Therefore, the arrangement and number of the guide shoes 121 can be set so that the guide shoes 121 are positioned at least in the direction of the machining reaction force to be measured. For example, if the bending of the metal material 1 is performed in a predetermined plane, the support mechanism 120 can be configured such that at least one guide shoe 121 exists in the plane.

図2Aでは、金属材1と各ガイドシュー121との隙間を誇張して図示しているが、実際には、当該隙間は、金属材1の移動及び支持がともに適切に行われるように適宜調整されている。例えば、当該隙間が小さ過ぎると、金属材1がガイドシュー121の内壁と摺動してしまい、金属材1の軸方向への円滑な移動が妨げられる可能性がある。一方、当該隙間が大き過ぎると、金属材1の中心軸の位置が安定しないため、加工時に所望の曲げ荷重を付加することが困難になる可能性がある。従って、当該隙間は、金属材1の移動及び支持がともに適切に行われるように適宜調整されている。   In FIG. 2A, the gap between the metal material 1 and each guide shoe 121 is exaggerated, but actually, the gap is appropriately adjusted so that both the movement and support of the metal material 1 are appropriately performed. Has been. For example, if the gap is too small, the metal material 1 slides with the inner wall of the guide shoe 121, and smooth movement of the metal material 1 in the axial direction may be hindered. On the other hand, if the gap is too large, the position of the central axis of the metal material 1 is not stable, which may make it difficult to apply a desired bending load during processing. Therefore, the gap is appropriately adjusted so that both the movement and support of the metal material 1 are appropriately performed.

なお、支持機構120の構成は図2Aに示す例に限定されず、支持機構120は、金属材1の形状に応じて適宜構成されてよい。例えば、図2Bは、支持機構120の他の構成例を示す図である。図2Bは、図2Aと同様に、図1に示すA−A断面に対応する断面図であるが、図2Bでは、金属材1が断面形状が矩形の鋼管である場合における支持機構120の一構成例を示している。   The configuration of the support mechanism 120 is not limited to the example illustrated in FIG. 2A, and the support mechanism 120 may be appropriately configured according to the shape of the metal material 1. For example, FIG. 2B is a diagram illustrating another configuration example of the support mechanism 120. 2B is a cross-sectional view corresponding to the AA cross section shown in FIG. 1, as in FIG. 2A, but in FIG. 2B, one of the support mechanisms 120 when the metal material 1 is a steel pipe having a rectangular cross-sectional shape. A configuration example is shown.

図2Bに示すように、金属材1が断面形状が矩形の鋼管である場合には、例えば、当該金属材1の断面の4辺のそれぞれに対して、矩形の形状を有するガイドシュー121が配置される。金属材1が断面形状が矩形の鋼管である場合であっても、図2Aに示す例と同様に、少なくとも測定したい加工反力の方向にガイドシュー121が位置するように、当該ガイドシュー121の配置及び数が設定され得る。   As shown in FIG. 2B, when the metal material 1 is a steel pipe having a rectangular cross-sectional shape, for example, a guide shoe 121 having a rectangular shape is disposed on each of the four sides of the cross-section of the metal material 1. Is done. Even when the metal material 1 is a steel pipe having a rectangular cross-sectional shape, as in the example shown in FIG. 2A, the guide shoe 121 is positioned so that the guide shoe 121 is positioned at least in the direction of the processing reaction force to be measured. The arrangement and number can be set.

図3を参照して、ガイドシュー121の構成についてより詳細に説明する。図3は、ガイドシュー121の一構成例を示す図である。図3では、一例として、図2Bに示す矩形のガイドシュー121の構成を図示している。   The configuration of the guide shoe 121 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the guide shoe 121. In FIG. 3, the structure of the rectangular guide shoe 121 shown in FIG. 2B is illustrated as an example.

図3を参照すると、ガイドシュー121は、略長方形形状の基材122の表面に、板状の測定部材123が取り付けられて構成される。基材122は、例えば鋼材等の比較的剛性の高い材料によって形成される。一方、測定部材123は、例えば樹脂等の比較的剛性の低い材料によって形成される。   Referring to FIG. 3, the guide shoe 121 is configured by attaching a plate-shaped measuring member 123 to the surface of a substantially rectangular base material 122. The base material 122 is formed of a material having relatively high rigidity such as a steel material. On the other hand, the measurement member 123 is formed of a material having relatively low rigidity such as a resin.

測定部材123は、その長手方向の長さが、基材122の長手方向の長さよりも長くなるように構成されている。そして、ガイドシュー121は、その長手方向の一端において、測定部材123の端が、基材122の端よりも突出するように構成される。これにより、測定部材123の基材122の端よりも突出している突出部124は、片持ち梁として機能し得る。   The measuring member 123 is configured such that the length in the longitudinal direction is longer than the length in the longitudinal direction of the substrate 122. The guide shoe 121 is configured such that the end of the measurement member 123 protrudes from the end of the base material 122 at one end in the longitudinal direction. Thereby, the protrusion part 124 which protrudes rather than the edge of the base material 122 of the measurement member 123 can function as a cantilever.

測定部材123の表面(基材122が取り付けられる面とは逆側の面)上の、測定部材123の突出部124に対応する領域には、長手方向に沿って歪みゲージ125が設けられる。当該歪みゲージ125は、支持機構120に設けられる測定機構の一例である。歪みゲージ125により、測定部材123の突出部124の変形量及び、測定部材123に作用した荷重が測定され得る。   A strain gauge 125 is provided along the longitudinal direction in a region corresponding to the protrusion 124 of the measurement member 123 on the surface of the measurement member 123 (the surface opposite to the surface to which the base material 122 is attached). The strain gauge 125 is an example of a measurement mechanism provided in the support mechanism 120. The strain gauge 125 can measure the amount of deformation of the protruding portion 124 of the measurement member 123 and the load acting on the measurement member 123.

更に、測定部材123の表面には、測定部材123の長手方向の両端に対応する部位に、表面方向に向かって突起する突起部126が設けられる。後述する図4に示すように、ガイドシュー121は、測定部材123の表面が金属材1と対向するように配置されるため、突起部126が設けられることにより、金属材1が曲げられて測定部材123と接触する際に、金属材1が当該突起部126と接触し、歪みゲージ125とは接触しないこととなるため、歪みゲージ125の破損が防止される。   Further, on the surface of the measurement member 123, protrusions 126 that protrude toward the surface direction are provided at portions corresponding to both ends of the measurement member 123 in the longitudinal direction. As shown in FIG. 4 to be described later, the guide shoe 121 is arranged so that the surface of the measurement member 123 faces the metal material 1, and therefore, by providing the projection 126, the metal material 1 is bent and measured. When the metal member 1 comes into contact with the member 123, the metal material 1 comes into contact with the projection 126 and does not come into contact with the strain gauge 125, so that the strain gauge 125 is prevented from being damaged.

図4は、ガイドシュー121による加工反力の測定原理について説明するための説明図である。図4では、図1に示す構成のうち、支持機構120及び金属材1のみを抜き出して図示している。   FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the measurement principle of the processing reaction force by the guide shoe 121. 4, only the support mechanism 120 and the metal material 1 are extracted from the configuration shown in FIG.

ここで、第1の実施形態では、支持機構120は、図3に示すような加工反力の測定機能を有するガイドシュー121と、測定機能を有しないガイドシューと、によって構成されてよい。加工反力を測定したい方向にだけ測定機能を有するガイドシュー121が配置されれば十分だからである。以下の説明では、区別のため、測定機能を有するガイドシュー121のことを測定用シュー121とも呼称し、測定機能を有しないガイドシューのことを固定シューとも呼称する。固定シューは、金属材1を案内及び支持する機能を果たせばよいため、例えば略長方形の鋼材等であってよい。   Here, in the first embodiment, the support mechanism 120 may be configured by a guide shoe 121 having a processing reaction force measurement function as shown in FIG. 3 and a guide shoe having no measurement function. This is because it is sufficient if the guide shoe 121 having a measuring function is arranged only in the direction in which the processing reaction force is to be measured. In the following description, for the sake of distinction, the guide shoe 121 having a measurement function is also called a measurement shoe 121, and the guide shoe having no measurement function is also called a fixed shoe. The fixed shoe only needs to fulfill the function of guiding and supporting the metal material 1 and may be, for example, a substantially rectangular steel material.

図4に示す例では、支持機構120において、金属材1をy軸方向において挟むように2つのガイドシューが配置されているが、y軸の正方向に測定用シュー121が配置されており、y軸の負方向には固定シュー127が配置されている。つまり、図4に示す構成は、金属材1がy軸の正方向に曲げられた際の加工反力を測定するためのものである。   In the example shown in FIG. 4, in the support mechanism 120, two guide shoes are arranged so as to sandwich the metal material 1 in the y-axis direction, but a measurement shoe 121 is arranged in the positive direction of the y-axis, A fixed shoe 127 is arranged in the negative direction of the y-axis. That is, the configuration shown in FIG. 4 is for measuring the processing reaction force when the metal material 1 is bent in the positive direction of the y-axis.

図4に示すように、測定用シュー121及び固定シュー127は、その長手方向が金属材1の長手方向と略平行になるように配置される。このとき、測定用シュー121は、測定部材123の表面が金属材1と対向するように、かつ、測定部材123の片持ち梁として機能する突出部124が、金属材1が送り出される方向(すなわちx軸の正方向)に位置するように配置される。   As shown in FIG. 4, the measurement shoe 121 and the fixed shoe 127 are arranged so that their longitudinal directions are substantially parallel to the longitudinal direction of the metal material 1. At this time, in the measuring shoe 121, the protruding portion 124 that functions as a cantilever of the measuring member 123 is arranged so that the surface of the measuring member 123 faces the metal member 1 and the metal member 1 is fed out (that is, (Positive direction of x-axis)

この状態で、金属材1に対して、金属材1をy軸の正方向に曲げる加工が行われたとすると、変形した金属材1が、測定用シュー121のx軸の正方向の端部、すなわち、測定用シュー121の測定部材123の突出部124と接触し、当該突出部124がy軸の正方向に押圧され、当該方向に変形する。図3に示すように、突出部124には歪みゲージ125が設けられているため、当該突出部124の変形量、及び、当該突出部124に加えられた荷重(すなわち加工反力)が検出され得る。   In this state, if the metal material 1 is processed to bend the metal material 1 in the positive direction of the y-axis, the deformed metal material 1 becomes the end of the measuring shoe 121 in the positive direction of the x-axis, That is, it contacts with the protruding portion 124 of the measuring member 123 of the measuring shoe 121, and the protruding portion 124 is pressed in the positive direction of the y-axis and deformed in that direction. As shown in FIG. 3, since the protruding portion 124 is provided with the strain gauge 125, the deformation amount of the protruding portion 124 and the load applied to the protruding portion 124 (that is, the processing reaction force) are detected. obtain.

このように、図4に示す構成であれば、金属材1がy軸の正方向に曲げられた際の加工反力が、当該y軸の正方向に配置された測定用シュー121によって測定されることとなる。金属材1が他の方向に曲げられた際の加工反力を測定したい場合であれば、その方向にも同様に測定用シュー121を配置すればよい。   As described above, in the configuration shown in FIG. 4, the processing reaction force when the metal material 1 is bent in the positive direction of the y axis is measured by the measuring shoe 121 arranged in the positive direction of the y axis. The Rukoto. If it is desired to measure the processing reaction force when the metal material 1 is bent in another direction, the measuring shoe 121 may be similarly arranged in that direction.

以上、支持機構120の構成、及び支持機構120を構成するガイドシュー121(測定用シュー121)の構成について詳細に説明した。なお、図3に示す測定用シュー121の構成はあくまで一例であり、測定用シュー121の構成はかかる例に限定されない。測定用シュー121は、金属材1を案内支持するとともに、自身に作用する荷重を測定可能に構成されればよく、その構成は任意であってよい。例えば、上述した構成例では、測定用シュー121における荷重測定機構として歪みゲージ125が用いられていたが、当該荷重測定機構としては、例えば圧電素子等、歪みゲージ125以外の他の力センサが用いられてもよい。   The configuration of the support mechanism 120 and the configuration of the guide shoe 121 (measurement shoe 121) that configures the support mechanism 120 have been described above in detail. The configuration of the measurement shoe 121 shown in FIG. 3 is merely an example, and the configuration of the measurement shoe 121 is not limited to this example. The measurement shoe 121 only needs to be configured to guide and support the metal material 1 and to be able to measure the load acting on the metal material 1, and the configuration may be arbitrary. For example, in the configuration example described above, the strain gauge 125 is used as the load measuring mechanism in the measurement shoe 121. However, for example, a force sensor other than the strain gauge 125 such as a piezoelectric element is used as the load measuring mechanism. May be.

(1−3.制御装置の機能)
図5を参照して、図1に示す制御装置160の機能構成について説明する。図5は、図1に示す制御装置160の機能構成を示すブロック図である。図5では、説明のため、制御装置160とともに、加工反力DB170も併せて図示している。
(1-3. Functions of control device)
With reference to FIG. 5, a functional configuration of control device 160 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the control device 160 shown in FIG. In FIG. 5, the processing reaction force DB 170 is also shown together with the control device 160 for explanation.

制御装置160は、支持機構120による測定加工反力に基づいて、金属材1における曲げ不良の発生を検出する。制御装置160は、例えばCPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Pocessor)等の各種のプロセッサ、又は、当該プロセッサが搭載された情報処理装置等である。制御装置160を構成するプロセッサが所定のプログラムに従って動作されることにより、上述した制御装置160の機能が実現され得る。   The control device 160 detects the occurrence of a bending failure in the metal material 1 based on the measured reaction force by the support mechanism 120. The control device 160 is, for example, various processors such as a CPU (Central Processing Unit) and a DSP (Digital Signal Processor), or an information processing device on which the processor is mounted. The functions of the control device 160 described above can be realized by operating the processor constituting the control device 160 according to a predetermined program.

図5を参照すると、制御装置160は、その機能として、曲げ不良判定部161を有する。なお、図示は省略するが、制御装置160は、その機能として、金属材1を所望の形状に曲げ加工するために、金属加工装置10の送出機構110、加熱機構130、冷却機構140及び挟持機構150の駆動を適宜制御する加工制御部も有する。制御装置160における当該加工制御部の機能は、一般的な既存の3DQに係る金属加工装置における機能と同様であるため、ここではその詳細な説明は省略する。   If FIG. 5 is referred, the control apparatus 160 will have the bending defect determination part 161 as the function. Although illustration is omitted, as a function of the control device 160, in order to bend the metal material 1 into a desired shape, the feeding mechanism 110, the heating mechanism 130, the cooling mechanism 140, and the clamping mechanism of the metal processing device 10 are used. A machining control unit that appropriately controls the driving of 150 is also provided. Since the function of the processing control unit in the control device 160 is the same as the function of a general existing metal processing device according to 3DQ, detailed description thereof is omitted here.

曲げ不良判定部161は、支持機構120による測定加工反力と、当該測定加工反力と加工後の金属材1における寸法誤差との相関から定められるしきい値とを比較することにより、金属材1における曲げ不良の発生の有無を判定する。   The bending failure determination unit 161 compares the measured reaction force by the support mechanism 120 with a threshold value determined from the correlation between the measured reaction force and a dimensional error in the metal material 1 after processing. 1 is determined whether or not a bending failure occurs.

具体的には、曲げ不良判定部161には、支持機構120から、測定加工反力についての情報が入力される。支持機構120における加工反力の測定は、曲げ加工中に所定のタイミングで随時実行されてよく、曲げ不良判定部161には、当該測定タイミングに応じて、所定のタイミングで随時測定加工反力についての情報が入力されてよい。   Specifically, information about the measurement processing reaction force is input from the support mechanism 120 to the bending failure determination unit 161. The measurement of the processing reaction force in the support mechanism 120 may be performed at any time during the bending process, and the bending failure determination unit 161 may determine the measurement reaction force at any time according to the measurement timing. May be entered.

また、曲げ不良判定部161は、加工反力DB170にアクセス可能に構成されている。加工反力DB170には、支持機構120による測定加工反力と、加工後の金属材1における寸法誤差と、の相関についての情報が、製品ごと、加工部位ごとに対応付けられて格納されている(下記表1を参照)。また、加工反力DB170には、正常な加工を行うための加工反力の目標値(目標加工反力)についての情報も併せて格納されている。下記表1に示す例では、加工反力DB170には、製品ごと、加工部位ごとにおける、目標加工反力に対する測定加工反力の割合についての情報が格納されている。曲げ不良判定部161は、加工反力DB170を参照することにより、寸法誤差が許容範囲を超えると考えられる測定加工反力の値を、曲げ不良発生のしきい値として設定し、測定加工反力と当該しきい値とを比較することにより、曲げ不良の発生を検出する。   Moreover, the bending defect determination part 161 is comprised so that the process reaction force DB170 can be accessed. The processing reaction force DB 170 stores information on the correlation between the measured processing reaction force by the support mechanism 120 and the dimensional error in the processed metal material 1 in association with each product and each processing site. (See Table 1 below). The processing reaction force DB 170 also stores information about a target value (target processing reaction force) of a processing reaction force for performing normal processing. In the example shown in Table 1 below, the machining reaction force DB 170 stores information on the ratio of the measured machining reaction force to the target machining reaction force for each product and each machining site. The bending failure determination unit 161 refers to the processing reaction force DB 170 to set a value of a measured processing reaction force that is considered to have a dimensional error exceeding an allowable range as a threshold value for occurrence of a bending failure. And the threshold value are compared to detect the occurrence of bending failure.

例えば、曲げ不良判定部161は、加工反力DB170を参照することにより、現在加工中の製品及び加工部位においては、測定加工反力が目標加工反力から30%低下した場合に、寸法誤差が許容範囲を超える旨の情報を得ることができる。この場合、曲げ不良判定部161は、目標加工反力よりも30%低い値を曲げ不良の判定のしきい値として設定し、支持機構120による測定加工反力と、当該しきい値との比較を行う。   For example, the bending failure determination unit 161 refers to the machining reaction force DB 170, and in the product and the machining part currently being machined, when the measured machining reaction force is reduced by 30% from the target machining reaction force, the dimensional error is increased. Information that exceeds the allowable range can be obtained. In this case, the bending failure determination unit 161 sets a value 30% lower than the target processing reaction force as a threshold value for determining a bending failure, and compares the measured processing reaction force by the support mechanism 120 with the threshold value. I do.

なお、当該目標加工反力としては、予め計算された、対象としている曲げ加工を行う際に金属材1に負荷されるべき適切な荷重値が用いられる。当該適切な荷重値は、金属材1の材質(鋼管の炭素濃度等)、形状(鋼管の管径等)、送り速度、曲げ量(屈曲部の半径R)等に応じて決定され得るため、これらの加工条件が定まっていれば、シミュレーションによって事前に計算することが可能である。   As the target processing reaction force, an appropriate load value that is calculated in advance and is to be applied to the metal material 1 when performing the target bending process is used. The appropriate load value can be determined according to the material of the metal material 1 (carbon concentration of the steel pipe, etc.), shape (tube diameter of the steel pipe, etc.), feed rate, bending amount (radius R of the bent portion), etc. If these machining conditions are determined, they can be calculated in advance by simulation.

支持機構120による測定加工反力が、上記しきい値よりも大きい場合には、寸法誤差は許容範囲内であると考えられるため、曲げ不良判定部161は、曲げ不良は発生していないと判定する。一方、支持機構120による測定加工反力が、上記しきい値以下である場合には、寸法誤差が許容範囲を超えている又は超える危険性が高いと考えられるため、曲げ不良判定部161は、曲げ不良が発生していると判定する。曲げ不良判定部161による曲げ不良発生の判定処理は、曲げ加工中に、支持機構120によって加工反力が測定される度に随時実行され得る。   If the measured reaction force by the support mechanism 120 is larger than the threshold value, the dimensional error is considered to be within an allowable range, so the bending failure determination unit 161 determines that no bending failure has occurred. To do. On the other hand, when the measured processing reaction force by the support mechanism 120 is equal to or less than the above threshold value, it is considered that there is a high risk that the dimensional error exceeds or exceeds the allowable range. It is determined that bending failure has occurred. The determination process for the occurrence of bending failure by the bending failure determination unit 161 can be executed whenever the processing reaction force is measured by the support mechanism 120 during the bending process.

曲げ不良判定部161は、判定結果を、例えば金属加工装置10に設けられている警報装置や、送出機構110、加熱機構130、冷却機構140及び挟持機構150の駆動を制御する加工制御部(図示せず。)等に提供する。当該判定結果に基づいて、例えば警報装置において警報が発せられたり、加工制御部によって加工が中止されたりする。   The bending defect determination unit 161 determines the determination result based on, for example, an alarm device provided in the metal processing apparatus 10, a processing control unit that controls driving of the delivery mechanism 110, the heating mechanism 130, the cooling mechanism 140, and the clamping mechanism 150 (FIG. Not shown.) Etc. Based on the determination result, for example, an alarm is issued in the alarm device, or the processing is stopped by the processing control unit.

なお、曲げ不良判定部161は、曲げ不良の発生の判定に用いるしきい値を適宜設定することにより、曲げ不良の発生の危険性を検出してもよい。例えば、しきい値が、実際に曲げ不良が発生すると考えられる値よりも高い値に設定されてもよい。これにより、曲げ不良が発生しそうになった段階で、警報が発せられたり、加工が中止されたりといった所定のアクションが実行され得るため、曲げ加工の発生を未然に防止することが可能になる。   Note that the bending failure determination unit 161 may detect the risk of occurrence of bending failure by appropriately setting a threshold value used for determining the occurrence of bending failure. For example, the threshold value may be set to a value higher than a value at which a bending defect is actually considered to occur. As a result, when a bending failure is about to occur, a predetermined action such as an alarm can be issued or machining can be stopped, so that it is possible to prevent the occurrence of bending.

加工反力DB170は、例えば、HDD等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等の、各種の情報を記憶可能な記憶装置によって構成される。加工反力DB170には、例えば下記表1に示すような、支持機構120による測定加工反力と、加工後の金属材1における寸法誤差と、の相関についての情報が少なくとも格納されている。当該相関は、金属材1の材質(鋼管の炭素濃度等)、形状(鋼管の管径等)、送り速度、曲げ量(屈曲部の半径R)等の加工条件に応じて変化し得るため、当該相関は、例えば製品ごと、加工部位ごとに事前に取得され、加工反力DB170に格納される。   The processing reaction force DB 170 is configured by a storage device that can store various types of information, such as a magnetic storage device such as an HDD, a semiconductor storage device, an optical storage device, or a magneto-optical storage device. The processing reaction DB 170 stores at least information about the correlation between the measured processing reaction force by the support mechanism 120 and the dimensional error in the metal material 1 after processing, as shown in Table 1 below, for example. Since the correlation can vary depending on the processing conditions such as the material of the metal material 1 (carbon concentration of the steel pipe, etc.), shape (tube diameter of the steel pipe, etc.), feed rate, bending amount (radius R of the bent portion), etc. The correlation is acquired in advance for each product and each processing site, for example, and stored in the processing reaction force DB 170.

また、加工反力DB170には、下記表1に示すように、支持機構120と金属材1との間の隙間量と、支持機構120による測定加工反力と、の相関についての情報が併せて格納されていてもよい。当該相関は、後述する第2の実施形態における金属加工装置20の駆動制御に用いられるものであるため、ここではその詳細についての説明は省略する。以上説明した第1の実施形態における制御のみを行う場合であれば、加工反力DB170には、当該隙間量についての情報は含まれなくてもよい。   In addition, as shown in Table 1 below, the processing reaction force DB 170 also includes information on the correlation between the amount of gap between the support mechanism 120 and the metal material 1 and the measured processing reaction force by the support mechanism 120. It may be stored. Since the correlation is used for drive control of the metal processing apparatus 20 in the second embodiment to be described later, a detailed description thereof is omitted here. If only the control in the first embodiment described above is performed, the processing reaction force DB 170 may not include information on the gap amount.

Figure 0006497172
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以上、図5を参照して、図1に示す制御装置160の機能構成について説明した。以上説明したように、第1の実施形態によれば、支持機構120による測定加工反力に基づいて、金属材1における曲げ不良の発生又は曲げ不良の発生の危険性が検出される。上記(1−1.金属加工装置の構成)で説明したように、金属加工装置10においては、支持機構120は、金属材1の加工部位の近傍に位置しているため、支持機構120による測定加工反力は、例えば挟持機構150等他の部位において測定される加工反力よりも、金属材1に負荷される曲げ荷重をより正確に反映したものであると言える。従って、支持機構120による測定加工反力を用いて曲げ不良の発生を判定することにより、曲げ不良の発生を高精度に検出することが可能になる。   The functional configuration of the control device 160 shown in FIG. 1 has been described above with reference to FIG. As described above, according to the first embodiment, the occurrence of bending failure or the risk of occurrence of bending failure in the metal material 1 is detected based on the measured processing reaction force by the support mechanism 120. As described in (1-1. Configuration of metal processing apparatus) above, in the metal processing apparatus 10, the support mechanism 120 is located in the vicinity of the processing site of the metal material 1, and thus measurement by the support mechanism 120 is performed. It can be said that the processing reaction force more accurately reflects the bending load applied to the metal material 1 than the processing reaction force measured at other parts such as the clamping mechanism 150. Therefore, it is possible to detect the occurrence of bending failure with high accuracy by determining the occurrence of bending failure using the measured reaction force by the support mechanism 120.

(1−4.金属部材の製造方法)
図6を参照して、第1の実施形態に係る金属部材の製造方法について説明する。図6は、第1の実施形態に係る金属部材の製造方法のより手順の一例を示すフロー図である。なお、図6に示す処理手順は、以上説明した金属加工装置10において実行される金属部材の製造方法に対応している。
(1-4. Manufacturing method of metal member)
With reference to FIG. 6, the manufacturing method of the metal member which concerns on 1st Embodiment is demonstrated. FIG. 6 is a flowchart showing an example of a procedure of the metal member manufacturing method according to the first embodiment. The processing procedure shown in FIG. 6 corresponds to the metal member manufacturing method executed in the metal processing apparatus 10 described above.

図6を参照すると、第1の実施形態に係る金属部材の製造方法では、まず、金属材1に対する曲げ加工中に、支持機構120において加工反力が測定される(ステップS101)。なお、当該曲げ加工としては、一般的な既存の3DQに係る加工と同様の加工が行われるため、当該曲げ加工を行うための具体的な処理手順についての説明は省略する。   Referring to FIG. 6, in the metal member manufacturing method according to the first embodiment, first, a working reaction force is measured in the support mechanism 120 during bending of the metal material 1 (step S <b> 101). In addition, as the said bending process, since the process similar to the process which concerns on general existing 3DQ is performed, description about the specific process sequence for performing the said bending process is abbreviate | omitted.

次に、支持機構120による測定加工反力が所定のしきい値と比較される(ステップS103)。当該しきい値としては、図5に示す加工反力DB170に格納されている、支持機構120による測定加工反力と加工後の金属材1における寸法誤差との相関についての情報に基づいて、当該寸法誤差が許容範囲を超える又は超える危険性が高いと考えられる加工反力の値が設定される。なお、ステップS103に示す処理は、図5に示す曲げ不良判定部161によって実行され得る。   Next, the measured processing reaction force by the support mechanism 120 is compared with a predetermined threshold value (step S103). As the threshold value, based on the information about the correlation between the measured processing reaction force by the support mechanism 120 and the dimensional error in the metal material 1 after processing, which is stored in the processing reaction force DB 170 shown in FIG. A value of the processing reaction force that is considered to have a high risk that the dimensional error exceeds or exceeds the allowable range is set. In addition, the process shown to step S103 may be performed by the bending defect determination part 161 shown in FIG.

ステップS103で測定加工反力がしきい値よりも大きいと判断された場合には、加工後の金属材1に生じる寸法誤差は許容範囲内である、すなわち、曲げ不良は生じないと考えられる。従って、この場合には、ステップS101に戻り、次の測定タイミングで、支持機構120によって加工反力が測定されるまで待機する。   If it is determined in step S103 that the measured processing reaction force is greater than the threshold value, the dimensional error that occurs in the metal material 1 after processing is within an allowable range, that is, it is considered that no bending failure occurs. Accordingly, in this case, the process returns to step S101 and waits until the processing reaction force is measured by the support mechanism 120 at the next measurement timing.

一方、ステップS103で測定加工反力がしきい値以下であると判断された場合には、加工後の金属材1に生じる寸法誤差は許容範囲を超える又は超える危険性が高い、すなわち曲げ不良が生じ得ると考えられる。従って、この場合には、ステップS105に進み、加工中止又は警報等の、曲げ不良の発生を抑制するための所定のアクションが実行される。   On the other hand, if it is determined in step S103 that the measured processing reaction force is equal to or less than the threshold value, the dimensional error generated in the metal material 1 after processing has a high risk of exceeding or exceeding the allowable range, that is, there is a bending failure. It is possible that Accordingly, in this case, the process proceeds to step S105, and a predetermined action for suppressing the occurrence of bending failure, such as processing stop or warning, is executed.

以上、図6を参照して、第1の実施形態に係る金属部材の製造方法について説明した。   The metal member manufacturing method according to the first embodiment has been described above with reference to FIG.

(2.第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、第1の実施形態と同様に、支持機構において加工反力が測定されるが、その後の処理が異なる。第2の実施形態では、金属加工装置において、支持機構による測定加工反力に基づいて、当該測定加工反力が目標加工反力に追従するようなフィードバック制御が行われる。具体的には、第2の実施形態では、支持機構のガイドシュー(測定用シュー)が駆動可能に構成され、当該支持機構の摩耗に起因して低下した加工反力を補うように、当該測定用シューの駆動が制御される。
(2. Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, as in the first embodiment, the processing reaction force is measured in the support mechanism, but the subsequent processing is different. In the second embodiment, in the metal processing apparatus, feedback control is performed such that the measured processing reaction force follows the target processing reaction force based on the measured processing reaction force by the support mechanism. Specifically, in the second embodiment, the guide shoe (measuring shoe) of the support mechanism is configured to be drivable, and the measurement is performed so as to compensate for the processing reaction force that is reduced due to wear of the support mechanism. The drive of the shoe is controlled.

ここで、第2の実施形態に係る金属加工装置は、図1に示す第1の実施形態に係る金属加工装置10に対して、支持機構120のガイドシュー121(測定用シュー121)に駆動機構が追加されたものに対応する。また、第2の実施形態に係る金属加工装置には、第1の実施形態に係る制御装置160に代わって、金属加工装置の曲げ加工に係る制御を行うとともに当該駆動機構の駆動を制御する機能を有する制御装置260が備えられる。第2の実施形態に係る金属加工装置のその他の構成は、第1の実施形態に係る金属加工装置10と略同様であるため、以下の第2の実施形態についての説明では、第1の実施形態と重複する事項についてはその記載を省略し、第1の実施形態との相違点について主に説明を行う。   Here, the metal processing apparatus according to the second embodiment is driven by the guide shoe 121 (measuring shoe 121) of the support mechanism 120 with respect to the metal processing apparatus 10 according to the first embodiment shown in FIG. Corresponds to the one added. In addition, the metal processing apparatus according to the second embodiment has a function of performing control related to bending of the metal processing apparatus and controlling the drive of the drive mechanism instead of the control apparatus 160 according to the first embodiment. A control device 260 is provided. The other configuration of the metal processing apparatus according to the second embodiment is substantially the same as that of the metal processing apparatus 10 according to the first embodiment. Therefore, in the description of the second embodiment below, the first implementation will be described. The description overlapping with the form is omitted, and differences from the first embodiment will be mainly described.

(2−1.金属加工装置の構成)
図7を参照して、本発明の第2の実施形態に係る金属加工装置の構成について説明する。図7は、本発明の第2の実施形態に係る金属加工装置の一構成例を示す図である。図7では、第2の実施形態に係る金属加工装置の水平断面を上方から見た様子を示している。
(2-1. Configuration of metal processing equipment)
With reference to FIG. 7, the structure of the metal processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a metal processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 shows a state in which a horizontal section of the metal processing apparatus according to the second embodiment is viewed from above.

図7を参照すると、第2の実施形態に係る金属加工装置20は、金属材1をその長手方向に間欠的に又は連続的に送り出す送出機構110と、送り出された金属材1を案内支持する支持機構220と、金属材1を局部的に加熱する加熱機構130と、加熱された金属材1の部位を冷却する冷却機構140と、金属材1を挟持して加熱された金属材1の部位に曲げ荷重を付加する挟持機構150と、が、金属材1の長手方向に沿ってこの順に配置されて構成される。また、金属加工装置20には、金属加工装置20の駆動を制御する制御装置260、及び加工反力DB170が備えられる。   Referring to FIG. 7, the metal processing apparatus 20 according to the second embodiment guides and supports the feed mechanism 110 that feeds the metal material 1 intermittently or continuously in the longitudinal direction thereof, and the fed metal material 1. The support mechanism 220, the heating mechanism 130 for locally heating the metal material 1, the cooling mechanism 140 for cooling the heated metal material 1 part, and the metal material 1 part heated by sandwiching the metal material 1 A pinching mechanism 150 for applying a bending load to the metal member 1 is arranged in this order along the longitudinal direction of the metal material 1. In addition, the metal processing apparatus 20 includes a control device 260 that controls driving of the metal processing apparatus 20 and a processing reaction force DB 170.

ここで、送出機構110、加熱機構130、冷却機構140及び挟持機構150、並びに加工反力DB170は、第1の実施形態で説明したものと同様であるため、その詳細な説明は省略する。また、制御装置260は、送出機構110、加熱機構130、冷却機構140及び挟持機構150の駆動を制御することにより、金属材1を長手方向に移動させながら当該金属材1に対して熱間曲げ加工を施す機能を有するが、当該機能も第1の実施形態に係る制御装置160が有する機能と同様であるため、その詳細な説明は省略する。   Here, since the delivery mechanism 110, the heating mechanism 130, the cooling mechanism 140, the clamping mechanism 150, and the processing reaction force DB 170 are the same as those described in the first embodiment, detailed descriptions thereof are omitted. Further, the control device 260 controls the driving of the delivery mechanism 110, the heating mechanism 130, the cooling mechanism 140, and the clamping mechanism 150, thereby hot bending the metal material 1 while moving the metal material 1 in the longitudinal direction. Although it has the function to process, since the said function is also the same as the function which the control apparatus 160 which concerns on 1st Embodiment has, the detailed description is abbreviate | omitted.

支持機構220は、例えば金属材1の長手方向の一部位において当該金属材1の外周を覆うように配置されるガイドシューによって構成され、当該金属材1を案内支持する。なお、第2の実施形態では、支持機構220を構成するガイドシューとしては、第1の実施形態と同様に、図3に示す測定用シュー121が用いられる。従って、第2の実施形態においても、測定用シュー121によって、より正確に加工反力を測定することが可能になる。また、当該測定用シュー121の配置位置及び配置数が加工反力の測定方向を考慮して適宜設定されてよいことや、測定用シュー121及び固定シュー127が組み合わされて支持機構220が構成されてよいことも、第1の実施形態と同様であってよい。   The support mechanism 220 is configured by a guide shoe that is disposed so as to cover the outer periphery of the metal material 1 at one part in the longitudinal direction of the metal material 1, for example, and guides and supports the metal material 1. In the second embodiment, the measurement shoe 121 shown in FIG. 3 is used as the guide shoe constituting the support mechanism 220, as in the first embodiment. Therefore, also in the second embodiment, the processing reaction force can be measured more accurately by the measuring shoe 121. Further, the arrangement position and the number of the arrangement of the measurement shoes 121 may be appropriately set in consideration of the measurement direction of the processing reaction force, or the support mechanism 220 is configured by combining the measurement shoes 121 and the fixed shoes 127. It may be the same as in the first embodiment.

第2の実施形態では、支持機構220に、測定用シュー121を駆動するための駆動機構(図示せず)が設けられる。当該駆動機構は、例えばモータ等の動力源を有するアクチュエータによって構成され、測定用シュー121を所定の方向に移動させる機能を有する。第2の実施形態では、制御装置260は、上述した送出機構110、加熱機構130、冷却機構140及び挟持機構150の駆動を制御する機能とともに、支持機構220における測定用シュー121の駆動を制御する機能を有する。なお、制御装置260の機能については、下記(2−2.制御装置の機能)で詳しく説明する。   In the second embodiment, the support mechanism 220 is provided with a drive mechanism (not shown) for driving the measurement shoe 121. The drive mechanism is configured by an actuator having a power source such as a motor, for example, and has a function of moving the measurement shoe 121 in a predetermined direction. In the second embodiment, the control device 260 controls the driving of the measurement shoe 121 in the support mechanism 220 as well as the function of controlling the driving of the delivery mechanism 110, the heating mechanism 130, the cooling mechanism 140, and the clamping mechanism 150 described above. It has a function. The function of the control device 260 will be described in detail below (2-2. Function of the control device).

図8及び図9は、駆動機構による測定用シュー121の駆動について説明するための説明図である。図8及び図9では、図7に示す構成のうち、支持機構220及び金属材1のみを抜き出して図示している。   8 and 9 are explanatory diagrams for explaining the driving of the measurement shoe 121 by the drive mechanism. 8 and 9, only the support mechanism 220 and the metal material 1 are extracted from the configuration shown in FIG.

例えば、支持機構220の駆動機構(図示せず)は、図8に示すように、測定用シュー121を、金属材1の方向に対して並進駆動させるように構成される。測定用シュー121が並進駆動可能に構成されることにより、測定用シュー121の摩耗により測定用シュー121と金属材1との隙間が拡大して加工反力が低下した場合に、測定用シュー121と金属材1との隙間を減少させるように当該測定用シュー121を移動させることができるため、加工反力を適切な値に補正することが可能になる。例えば、一般的に想定され得る条件として、並進方向へのストロークが1(mm)以下、駆動速度が800(mm/s)程度、加工時に負荷され得る荷重が5(kN)程度とすれば、駆動機構は、ボールねじ等の一般的な直動機構を用いて実現可能である。   For example, the drive mechanism (not shown) of the support mechanism 220 is configured to drive the measurement shoe 121 in translation with respect to the direction of the metal material 1 as shown in FIG. By configuring the measurement shoe 121 so that it can be translated, the measurement shoe 121 is reduced when the clearance between the measurement shoe 121 and the metal material 1 increases due to wear of the measurement shoe 121 and the processing reaction force decreases. Since the measurement shoe 121 can be moved so as to reduce the gap between the metal member 1 and the metal material 1, the processing reaction force can be corrected to an appropriate value. For example, as a condition that can be generally assumed, if the stroke in the translation direction is 1 (mm) or less, the driving speed is about 800 (mm / s), and the load that can be applied during processing is about 5 (kN), The drive mechanism can be realized by using a general linear motion mechanism such as a ball screw.

また、例えば、支持機構220の駆動機構(図示せず)は、図9に示すように、測定用シュー121を、水平面内(x−y平面内)で回転駆動させるように構成される。測定用シュー121が回転駆動可能に構成されることにより、測定用シュー121の摩耗により測定用シュー121と金属材1との隙間が拡大して加工反力が低下した場合に、測定用シュー121と金属材1との隙間を減少させるように当該測定用シュー121を移動させることができるため、加工反力を適切な値に補正することが可能になる。例えば、一般的に想定され得る条件として、回転方向(傾き方向)へのストロークが±0.5(度)、駆動速度が70(rpm)程度、加工時に負荷され得るトルクが1(kN・m)程度とすれば、駆動機構は、一般的な高出力トルクモータと適切な減速比を有する減速機を組み合わせることによって実現可能である。   Further, for example, as shown in FIG. 9, the drive mechanism (not shown) of the support mechanism 220 is configured to rotationally drive the measurement shoe 121 in the horizontal plane (in the xy plane). Since the measurement shoe 121 is configured to be rotatable, the measurement shoe 121 is reduced when the clearance between the measurement shoe 121 and the metal material 1 increases due to wear of the measurement shoe 121 and the processing reaction force decreases. Since the measurement shoe 121 can be moved so as to reduce the gap between the metal member 1 and the metal material 1, the processing reaction force can be corrected to an appropriate value. For example, generally assumed conditions include a stroke in the rotation direction (inclination direction) of ± 0.5 (degrees), a driving speed of about 70 (rpm), and a torque that can be applied during processing is 1 (kN · m). The driving mechanism can be realized by combining a general high output torque motor and a reduction gear having an appropriate reduction ratio.

第2の実施形態では、支持機構220は、上記の並進駆動機構のみを有していてもよいし、上記の回転駆動機構のみを有していてもよいし、両者を有していてもよい。支持機構220の駆動機構は、制御装置260からの制御により、支持機構220による測定加工反力が目標加工反力に追従するように、測定用シュー121を並進駆動及び/又は回転駆動させる。この際の駆動量(並進及び/又は回転の移動量)は、加工反力DB170に格納されている、支持機構220と金属材1との間の隙間量と、測定加工反力と、の相関に基づいて決定され得る。このような支持機構220の駆動制御が行われることにより、支持機構220の摩耗に起因して加工反力が低下した場合であっても、その低下分を補うように支持機構220が駆動されることとなり、曲げ不良の発生を抑制することができる。   In the second embodiment, the support mechanism 220 may include only the translation drive mechanism described above, may include only the rotation drive mechanism described above, or may include both. . The drive mechanism of the support mechanism 220 drives the measurement shoe 121 in translation and / or rotation so that the measurement reaction force by the support mechanism 220 follows the target reaction force under the control of the control device 260. The driving amount (translational and / or rotational movement amount) at this time is a correlation between the amount of clearance between the support mechanism 220 and the metal material 1 stored in the machining reaction force DB 170 and the measured machining reaction force. Can be determined based on By performing the drive control of the support mechanism 220 as described above, the support mechanism 220 is driven so as to compensate for the decrease even when the processing reaction force is reduced due to wear of the support mechanism 220. That is, the occurrence of bending defects can be suppressed.

以上、図7を参照して、第2の実施形態に係る金属加工装置20の構成について説明した。以上説明したように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、支持機構220に加工反力を測定する測定機能が設けられることにより、曲げ加工中における曲げ荷重の変化をより正確に測定することが可能になる。また、第2の実施形態では、支持機構220による測定加工反力に基づいて、当該測定加工反力が目標加工反力に追従するようなフィードバック制御が行われる。従って、曲げ不良の発生を抑制することが可能になる。   The configuration of the metal processing apparatus 20 according to the second embodiment has been described above with reference to FIG. As described above, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the support mechanism 220 is provided with a measurement function for measuring the processing reaction force, thereby changing the bending load during the bending process. Can be measured more accurately. In the second embodiment, feedback control is performed such that the measured machining reaction force follows the target machining reaction force based on the measured machining reaction force by the support mechanism 220. Therefore, it becomes possible to suppress the occurrence of bending defects.

なお、例えば上記特許文献1に記載の技術においても、第2の実施形態における支持機構220に対応する機構が駆動可能に構成されており、加工中の鋼管の変位情報及び/又は温度情報に基づいて当該支持機構の駆動が制御されることが記載されている。しかしながら、特許文献1に記載の技術では、当該支持機構は、鋼管の捩じりを補助するような鋼管の軸周りの回転駆動しかすることができない。従って、特許文献1に記載の技術では、支持機構の摩耗に起因する曲げ不足を補うように支持機構を駆動させることはできない。一方、第2の実施形態では、支持機構220が、並進駆動及び/又は回転駆動可能に構成される。従って、曲げ方向を含む平面内で支持機構220を駆動させることができるため、支持機構の摩耗に起因する曲げ不足を補うような駆動制御が可能になる。   For example, also in the technique described in Patent Document 1, the mechanism corresponding to the support mechanism 220 in the second embodiment is configured to be drivable, and is based on displacement information and / or temperature information of the steel pipe being processed. It is described that the drive of the support mechanism is controlled. However, in the technique described in Patent Document 1, the support mechanism can only be driven to rotate around the axis of the steel pipe so as to assist the twisting of the steel pipe. Therefore, with the technique described in Patent Document 1, the support mechanism cannot be driven so as to compensate for insufficient bending due to wear of the support mechanism. On the other hand, in the second embodiment, the support mechanism 220 is configured to be capable of translational driving and / or rotational driving. Accordingly, since the support mechanism 220 can be driven in a plane including the bending direction, it is possible to perform drive control that compensates for insufficient bending due to wear of the support mechanism.

(2−2.制御装置の機能)
図10を参照して、図7に示す制御装置260の機能構成について説明する。図10は、図7に示す制御装置260の機能構成を示すブロック図である。なお、図10では、説明のため、制御装置260とともに、支持機構120のガイドシュー121を駆動する駆動機構228と、加工反力DB170と、を併せて図示している。
(2-2. Functions of control device)
With reference to FIG. 10, a functional configuration of control device 260 shown in FIG. 7 will be described. FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of the control device 260 shown in FIG. In FIG. 10, for the sake of explanation, the drive mechanism 228 that drives the guide shoe 121 of the support mechanism 120 and the processing reaction force DB 170 are shown together with the control device 260.

制御装置260は、支持機構120による測定加工反力に基づいて、当該測定加工反力が目標加工反力に追従するように、支持機構220の駆動を制御する。制御装置260は、例えばCPUやDSP等の各種のプロセッサ、又は、当該プロセッサが搭載された情報処理装置等である。制御装置260を構成するプロセッサが所定のプログラムに従って動作されることにより、上述した制御装置260の機能が実現され得る。   The control device 260 controls the drive of the support mechanism 220 based on the measured machining reaction force by the support mechanism 120 so that the measured machining reaction force follows the target machining reaction force. The control device 260 is, for example, various processors such as a CPU and a DSP, or an information processing device on which the processor is mounted. The functions of the control device 260 described above can be realized by operating the processor constituting the control device 260 according to a predetermined program.

図10を参照すると、制御装置260は、その機能として、制御量算出部261と、駆動制御部262と、を有する。なお、図示は省略するが、制御装置260は、その機能として、金属材1を所望の形状に曲げ加工するために、金属加工装置20の送出機構110、加熱機構130、冷却機構140及び挟持機構150の駆動を適宜制御する加工制御部も有する。制御装置260における当該加工制御部の機能は、一般的な既存の3DQに係る金属加工装置における機能と同様であるため、ここではその詳細な説明は省略する。   Referring to FIG. 10, the control device 260 includes a control amount calculation unit 261 and a drive control unit 262 as its functions. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, in order that the control apparatus 260 may bend the metal material 1 in a desired shape as the function, the sending mechanism 110 of the metal processing apparatus 20, the heating mechanism 130, the cooling mechanism 140, and the clamping mechanism A machining control unit that appropriately controls the driving of 150 is also provided. Since the function of the processing control unit in the control device 260 is the same as the function of a general existing metal processing device according to 3DQ, detailed description thereof is omitted here.

制御量算出部261は、支持機構120による測定加工反力に基づいて、ガイドシュー121を駆動させる際の制御量(ガイドシュー121の移動量)を算出する。具体的には、制御量算出部261には、支持機構220から、測定加工反力についての情報が入力される。支持機構220における加工反力の測定は、曲げ加工中に所定のタイミングで随時実行されてよく、制御量算出部261には、当該測定タイミングに応じて、所定のタイミングで随時測定加工反力についての情報が入力されてよい。   The control amount calculation unit 261 calculates a control amount (amount of movement of the guide shoe 121) when driving the guide shoe 121 based on the measured processing reaction force by the support mechanism 120. Specifically, the control amount calculation unit 261 receives information about the measured processing reaction force from the support mechanism 220. The processing reaction force measurement in the support mechanism 220 may be performed at any time during the bending process at a predetermined timing, and the control amount calculation unit 261 determines the measurement reaction force at any time at the predetermined timing according to the measurement timing. May be entered.

また、制御量算出部261は、加工反力DB170にアクセス可能に構成されている。加工反力DB170には、支持機構220(すなわちガイドシュー121)と金属材1との間の隙間量と、支持機構220による測定加工反力と、の相関についての情報が、製品ごと、加工部位ごとに対応付けられて格納されている(上記表1を参照)。また、加工反力DB170には、目標加工反力についての情報も併せて格納されている。上記表1に示す例では、加工反力DB170には、製品ごと、加工部位ごとにおける、目標加工反力に対する測定加工反力の割合についての情報が格納されている。制御量算出部261は、加工反力DB170を参照することにより、測定加工反力が目標加工反力に達するために必要な、測定用シュー121と金属材1との間の隙間量の低減量(すなわち、目標加工反力と測定加工反力との差分に対応する測定用シュー121の移動量)を算出することができる。   Further, the control amount calculation unit 261 is configured to be accessible to the machining reaction force DB 170. In the processing reaction force DB 170, information on the correlation between the amount of the gap between the support mechanism 220 (that is, the guide shoe 121) and the metal material 1 and the measured processing reaction force by the support mechanism 220 is stored for each product and processing site. Are stored in association with each other (see Table 1 above). The processing reaction force DB 170 also stores information about the target processing reaction force. In the example shown in Table 1 above, the processing reaction force DB 170 stores information about the ratio of the measured processing reaction force to the target processing reaction force for each product and each processing site. The control amount calculation unit 261 refers to the machining reaction force DB 170 to reduce the amount of gap between the measurement shoe 121 and the metal material 1 necessary for the measured machining reaction force to reach the target machining reaction force. (That is, the amount of movement of the measuring shoe 121 corresponding to the difference between the target machining reaction force and the measured machining reaction force) can be calculated.

なお、第1の実施形態と同様に、目標加工反力としては、予め計算された、対象としている曲げ加工を行う際に金属材1に負荷されるべき適切な荷重値が用いられる。当該目標加工反力は、金属材1の加工条件に基づいてシミュレーションによって事前に計算され取得され得る。また、加工反力DB170には、上記表1に示すように、支持機構120による測定加工反力と、加工後の金属材1における寸法誤差と、の相関についての情報が併せて格納され得るが、当該相関は、上述した第1の実施形態における金属加工装置10の駆動制御に用いられるものであるため、第2の実施形態における制御のみを行う場合であれば、加工反力DB170には、当該寸法誤差についての情報は含まれなくてもよい。   As in the first embodiment, an appropriate load value to be applied to the metal material 1 when performing the target bending process is used as the target process reaction force. The target processing reaction force can be calculated and acquired in advance by simulation based on the processing conditions of the metal material 1. Further, as shown in Table 1 above, the processing reaction force DB 170 can store information on the correlation between the measured processing reaction force by the support mechanism 120 and the dimensional error in the metal material 1 after processing. Since the correlation is used for drive control of the metal processing apparatus 10 in the first embodiment described above, if only the control in the second embodiment is performed, the processing reaction force DB 170 includes: Information about the dimensional error may not be included.

制御量算出部261は、算出した移動量についての情報を、駆動制御部262に提供する。駆動制御部262は、制御量算出部261によって算出された移動量についての情報に基づいて、当該移動量に応じた分だけ測定用シュー121を移動させるように、駆動機構228を駆動させる。   The control amount calculation unit 261 provides information on the calculated movement amount to the drive control unit 262. The drive control unit 262 drives the drive mechanism 228 based on the information about the movement amount calculated by the control amount calculation unit 261 so as to move the measurement shoe 121 by an amount corresponding to the movement amount.

駆動機構228は、例えばモータ等の動力源を有するアクチュエータによって構成され、測定用シュー121を所定の方向に移動させる機能を有する。駆動機構228は、図8に示すように測定用シュー121を並進駆動させるように構成されてもよいし、図9に示すように測定用シュー121を回転駆動させるように構成されてもよい。あるいは、並進駆動及び回転駆動をともに行わせるように構成されてもよい。   The drive mechanism 228 is configured by an actuator having a power source such as a motor, for example, and has a function of moving the measurement shoe 121 in a predetermined direction. The drive mechanism 228 may be configured to translate the measurement shoe 121 as shown in FIG. 8, or may be configured to rotationally drive the measurement shoe 121 as shown in FIG. Or you may be comprised so that both a translation drive and a rotational drive may be performed.

図11を参照して、以上説明した金属加工装置20において行われるフィードバック制御についてより詳細に説明する。図11は、第2の実施形態に係る金属加工装置20において行われるフィードバック制御の概要を示すブロック線図である。   With reference to FIG. 11, the feedback control performed in the metal processing apparatus 20 demonstrated above is demonstrated in detail. FIG. 11 is a block diagram showing an overview of feedback control performed in the metal working apparatus 20 according to the second embodiment.

図11を参照すると、金属加工装置20において行われるフィードバック制御では、制御器301において、測定用シュー121を駆動させる際の制御量として、目標加工反力と測定加工反力との差分に対応する測定用シュー121の移動量が算出される。なお、制御器301は、上述した制御量算出部261と同様の機能を果たすものである。   Referring to FIG. 11, in the feedback control performed in the metal processing apparatus 20, the controller 301 corresponds to the difference between the target processing reaction force and the measured processing reaction force as a control amount when driving the measurement shoe 121. The amount of movement of the measurement shoe 121 is calculated. The controller 301 performs the same function as the control amount calculation unit 261 described above.

制御器301によって算出された制御量に基づいて、アクチュエータ303が駆動され、測定用シュー305が駆動される。このとき、アクチュエータ303は、直動機構に係るもの及び/又は回転機構に係るものであり、測定用シュー305は、上記制御量に応じた分だけ、測定用シュー305と金属材1との隙間を小さくするように並進駆動及び/又は回転駆動される。なお、アクチュエータ303は上述した駆動機構228に対応する。また、測定用シュー305は、上述した測定用シュー121と同様のものである。   Based on the control amount calculated by the controller 301, the actuator 303 is driven and the measurement shoe 305 is driven. At this time, the actuator 303 is related to the linear motion mechanism and / or the rotation mechanism, and the measurement shoe 305 is a gap between the measurement shoe 305 and the metal material 1 by an amount corresponding to the control amount. It is translated and / or rotationally driven so as to reduce the. The actuator 303 corresponds to the drive mechanism 228 described above. The measurement shoe 305 is the same as the measurement shoe 121 described above.

測定用シュー305には歪みゲージ307が取り付けられており、その測定値(すなわち測定加工反力)が、所定のタイミングで随時制御器301に入力される。歪みゲージ307は、図3に示す歪みゲージ125に対応するものであり、測定用シュー305における荷重測定機構の一例である。金属加工装置20では、金属材1の曲げ加工中に、加工反力が測定される度に、随時、以上説明した一連の動作が繰り返される。従って、曲げ加工中における測定加工反力が目標加工反力に追従するように金属加工装置20が制御されることとなり、曲げ不良の発生が抑制され得る。   A strain gauge 307 is attached to the measurement shoe 305, and a measured value (that is, a measured processing reaction force) is input to the controller 301 at any time at a predetermined timing. The strain gauge 307 corresponds to the strain gauge 125 shown in FIG. 3 and is an example of a load measuring mechanism in the measurement shoe 305. In the metal processing apparatus 20, the series of operations described above are repeated as needed every time the processing reaction force is measured during bending of the metal material 1. Therefore, the metal working apparatus 20 is controlled so that the measured working reaction force during the bending process follows the target working reaction force, and the occurrence of defective bending can be suppressed.

以上、図10を参照して、図7に示す制御装置260の機能構成について説明する。また、図11を参照して、第2の実施形態に係る金属加工装置20において行われるフィードバック制御について説明した。   The functional configuration of the control device 260 shown in FIG. 7 will be described above with reference to FIG. Moreover, with reference to FIG. 11, the feedback control performed in the metal processing apparatus 20 which concerns on 2nd Embodiment was demonstrated.

(2−3.金属部材の製造方法)
図12を参照して、第2の実施形態に係る金属部材の製造方法について説明する。図12は、第2の実施形態に係る金属部材の製造方法のより手順の一例を示すフロー図である。なお、図12に示す処理手順は、以上説明した金属加工装置20において実行される金属部材の製造方法に対応している。
(2-3. Manufacturing method of metal member)
With reference to FIG. 12, the manufacturing method of the metal member which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated. FIG. 12 is a flowchart showing an example of the procedure of the metal member manufacturing method according to the second embodiment. The processing procedure shown in FIG. 12 corresponds to the metal member manufacturing method executed in the metal processing apparatus 20 described above.

図12を参照すると、第2の実施形態に係る金属部材の製造方法では、まず、金属材1に対する曲げ加工中に、支持機構220において加工反力が測定される(ステップS201)。なお、当該曲げ加工としては、一般的な既存の3DQに係る加工と同様の加工が行われるため、当該曲げ加工を行うための具体的な処理手順についての説明は省略する。   Referring to FIG. 12, in the metal member manufacturing method according to the second embodiment, first, during the bending process on the metal material 1, the processing reaction force is measured in the support mechanism 220 (step S <b> 201). In addition, as the said bending process, since the process similar to the process which concerns on general existing 3DQ is performed, description about the specific process sequence for performing the said bending process is abbreviate | omitted.

次に、支持機構220において測定された加工反力と、目標加工反力と、に基づいて、支持機構220の制御量が算出される(ステップS203)。具体的には、ステップS203では、加工反力DB170に格納されている、支持機構220(すなわち測定用シュー121)と金属材1との間の隙間量と、測定加工反力と、の相関に基づいて、目標加工反力と測定加工反力との差分を補うために必要な測定用シュー121の移動量が、支持機構220を駆動する際の制御量として算出される。   Next, a control amount of the support mechanism 220 is calculated based on the machining reaction force measured in the support mechanism 220 and the target machining reaction force (step S203). Specifically, in step S203, the correlation between the amount of clearance between the support mechanism 220 (that is, the measurement shoe 121) and the metal material 1 stored in the machining reaction force DB 170 and the measured machining reaction force is calculated. Based on this, the amount of movement of the measurement shoe 121 necessary to compensate for the difference between the target machining reaction force and the measured machining reaction force is calculated as a control amount when driving the support mechanism 220.

次に、算出された制御量に基づいて、支持機構220が駆動される(ステップS205)。具体的には、ステップS205では、測定用シュー121と金属材1との間の隙間を小さくするように、測定用シュー121が並進駆動及び/又は回転駆動される。これにより、測定用シュー121と金属材1との間の隙間の拡大に起因する加工反力の低下が補われることとなる。   Next, the support mechanism 220 is driven based on the calculated control amount (step S205). Specifically, in step S205, the measurement shoe 121 is driven to translate and / or rotate so as to reduce the gap between the measurement shoe 121 and the metal material 1. As a result, the reduction in the processing reaction force due to the enlargement of the gap between the measuring shoe 121 and the metal material 1 is compensated.

第2の実施形態に係る金属部材の製造方法では、以上説明したステップS201〜ステップS205における処理が、曲げ加工中に、支持機構220によって加工反力が測定されるタイミングで随時繰り返される。   In the metal member manufacturing method according to the second embodiment, the processes in steps S201 to S205 described above are repeated at any time during the bending process at the timing when the processing reaction force is measured by the support mechanism 220.

以上、図12を参照して、第2の実施形態に係る金属部材の製造方法について説明した。   The metal member manufacturing method according to the second embodiment has been described above with reference to FIG.

(3.第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態について説明する。上述した第1及び第2の実施形態は、加熱した金属材1に対して加工を施す、いわゆる3DQに係る金属加工装置に関するものであった。第3の実施形態は、例えば上記特許文献3に記載されているような、金属材1を加熱することなく曲げ加工を行う、より一般的な金属加工装置に関するものである。第3の実施形態に係る金属加工装置は、特許文献3に例示される一般的な金属加工装置の、曲げ加工時に金属材を支持する支持機構に、加工反力を測定する機能が追加されたものに対応する。
(3. Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. 1st and 2nd embodiment mentioned above was related with the metal processing apparatus based on what is called 3DQ which processes with respect to the heated metal material 1. FIG. The third embodiment relates to a more general metal processing apparatus that performs bending without heating the metal material 1 as described in Patent Document 3, for example. In the metal processing apparatus according to the third embodiment, a function of measuring a processing reaction force is added to a support mechanism that supports a metal material at the time of bending of a general metal processing apparatus exemplified in Patent Document 3. Corresponding to things.

(3−1.金属加工装置の構成)
図13を参照して、本発明の第3の実施形態に係る金属加工装置の構成について説明する。図13は、本発明の第3の実施形態に係る金属加工装置の一構成例を示す斜視図である。
(3-1. Configuration of metal processing apparatus)
With reference to FIG. 13, the structure of the metal processing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 13 is a perspective view showing a configuration example of a metal processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.

図13を参照すると、第3の実施形態に係る金属加工装置30は、鋼管等の長尺の金属材1に曲げ加工を施す金属加工装置である。金属加工装置30は、支持機構320と、挟持機構350と、を有する。また、金属加工装置30には、支持機構320及び挟持機構350の駆動を制御することにより、金属材1に対して曲げ加工を施す、制御装置360が備えられる。更に、第1及び第2の実施形態と同様に、金属加工装置30には、加工反力と寸法誤差との相関、及び/又は隙間量と加工反力との相関が格納された加工反力DB170が設けられる。   If FIG. 13 is referred, the metal processing apparatus 30 which concerns on 3rd Embodiment is a metal processing apparatus which performs a bending process on elongate metal materials 1, such as a steel pipe. The metal processing apparatus 30 includes a support mechanism 320 and a clamping mechanism 350. In addition, the metal processing apparatus 30 includes a control device 360 that performs bending on the metal material 1 by controlling the driving of the support mechanism 320 and the clamping mechanism 350. Further, similarly to the first and second embodiments, the metal working apparatus 30 stores a work reaction force in which a correlation between a work reaction force and a dimensional error and / or a correlation between a gap amount and a work reaction force is stored. A DB 170 is provided.

挟持機構350は、金属材1の曲げ半径に応じた形状を有する円筒形状の曲げ型351と、当該曲げ型351との間で金属材1を挟持する締め型353と、を有する。曲げ型351の外周には、金属材1の形状に応じた溝352が形成されており、当該溝352に嵌合するように金属材1が配置される。   The clamping mechanism 350 includes a cylindrical bending mold 351 having a shape corresponding to the bending radius of the metal material 1 and a clamping mold 353 that clamps the metal material 1 between the bending mold 351. A groove 352 corresponding to the shape of the metal material 1 is formed on the outer periphery of the bending die 351, and the metal material 1 is disposed so as to fit into the groove 352.

締め型353の、金属材1を介して曲げ型351と対向する面にも、同じく金属材1の形状に応じた溝354が形成される。締め型353は、アクチュエータ357によって曲げ型351の方向(図中y軸方向)に移動可能に構成されている。金属材1が曲げ型351の溝352に嵌合された状態で、締め型353が曲げ型351に向かって移動されることにより、曲げ型351の溝352及び締め型353の溝354の双方に嵌合するように、曲げ型351及び締め型353によって金属材1が挟持される。   A groove 354 corresponding to the shape of the metal material 1 is also formed on the surface of the clamping die 353 facing the bending die 351 through the metal material 1. The fastening mold 353 is configured to be movable in the direction of the bending mold 351 (in the y-axis direction in the figure) by an actuator 357. With the metal material 1 fitted in the groove 352 of the bending die 351, the fastening die 353 is moved toward the bending die 351, so that both the groove 352 of the bending die 351 and the groove 354 of the fastening die 353 are provided. The metal material 1 is clamped by the bending die 351 and the fastening die 353 so as to be fitted.

曲げ型351及び締め型353は、ともに、水平面内で回転可能に構成される曲げアーム355上に固定的に設置される。曲げアーム355は、アクチュエータ356によって、円筒形状の曲げ型351の中心軸を回転軸として水平面内で回転可能に構成されており、曲げアーム355とともに曲げ型351及び締め型353も水平面内で回転する。金属材1を挟持した状態で、アクチュエータ356によって曲げ型351及び締め型353が回転駆動されることにより、金属材1が曲げ型351の外周に沿うように曲げられることとなる。   Both the bending mold 351 and the clamping mold 353 are fixedly installed on a bending arm 355 configured to be rotatable in a horizontal plane. The bending arm 355 is configured to be rotatable in a horizontal plane by using an actuator 356 with the central axis of the cylindrical bending mold 351 as a rotation axis. The bending mold 351 and the clamping mold 353 also rotate in the horizontal plane together with the bending arm 355. . In a state where the metal material 1 is sandwiched, the bending material 351 and the fastening die 353 are rotated by the actuator 356, so that the metal material 1 is bent along the outer periphery of the bending material 351.

支持機構320は、挟持機構350に近接して設けられ、金属材1に対する曲げ加工時に当該金属材1を支持する。支持機構320は、金属材1をその長手方向の一部領域で挟持するように構成される、ワイパ型321及び圧力型323を有する。曲げ加工時には、当該ワイパ型321及び当該圧力型323によって金属材1が挟持された状態で加工が行われる。つまり、支持機構320は、曲げ加工時に、金属材1から曲げ荷重に対応する加工反力を受けることとなる。   The support mechanism 320 is provided in the vicinity of the pinching mechanism 350 and supports the metal material 1 when bending the metal material 1. The support mechanism 320 includes a wiper mold 321 and a pressure mold 323 configured to sandwich the metal material 1 in a partial region in the longitudinal direction. At the time of bending, the processing is performed in a state where the metal material 1 is sandwiched between the wiper mold 321 and the pressure mold 323. That is, the support mechanism 320 receives a processing reaction force corresponding to the bending load from the metal material 1 during the bending process.

ワイパ型321は、金属材1の長手方向において曲げ型351に隣接して設置される。曲げ型351の金属材1と当接する面には、当該金属材1の形状に応じた溝322が設けられている。   The wiper mold 321 is installed adjacent to the bending mold 351 in the longitudinal direction of the metal material 1. A groove 322 corresponding to the shape of the metal material 1 is provided on the surface of the bending die 351 that contacts the metal material 1.

金属材1を介してワイパ型321と対向する位置に、圧力型323が設置される。曲げ型351と同様に、圧力型323にも、金属材1と当接する面に、当該金属材1の形状に応じた溝324が設けられる。圧力型323は、アクチュエータ326によってワイパ型321の方向(図中y軸方向)に移動可能に構成されている。圧力型323がワイパ型321に向かって移動されることにより、ワイパ型321の溝322及び圧力型323の溝354の双方に嵌合するように、ワイパ型321及び圧力型323によって金属材1が挟持される。   A pressure die 323 is installed at a position facing the wiper die 321 through the metal material 1. Similar to the bending die 351, the pressure die 323 is also provided with a groove 324 corresponding to the shape of the metal material 1 on the surface in contact with the metal material 1. The pressure mold 323 is configured to be movable in the direction of the wiper mold 321 (the y-axis direction in the figure) by an actuator 326. When the pressure die 323 is moved toward the wiper die 321, the metal material 1 is moved by the wiper die 321 and the pressure die 323 so as to fit in both the groove 322 of the wiper die 321 and the groove 354 of the pressure die 323. It is pinched.

また、圧力型323は、摺動台325上に配置されている。摺動台325は、アクチュエータ327によって、金属材1の長手方向に移動可能に構成されており、当該摺動台325とともに圧力型323も長手方向に移動する。挟持機構350が回転駆動され金属材1が曲げられると同時に、摺動台325及び圧力型323も金属材1の長手方向(すなわち挟持機構350の回転方向)に移動するように、アクチュエータ327が駆動される。これにより、曲げ加工が行われている間にも、ワイパ型321及び圧力型323によって金属材1が支持されることとなる。   Further, the pressure die 323 is disposed on the slide base 325. The slide base 325 is configured to be movable in the longitudinal direction of the metal material 1 by an actuator 327, and the pressure die 323 is also moved in the longitudinal direction together with the slide base 325. The actuator 327 is driven so that the holding mechanism 350 is rotationally driven and the metal material 1 is bent, and at the same time, the slide base 325 and the pressure die 323 are moved in the longitudinal direction of the metal material 1 (that is, the rotational direction of the clamping mechanism 350). Is done. As a result, the metal material 1 is supported by the wiper mold 321 and the pressure mold 323 even during the bending process.

制御装置360は、支持機構320及び挟持機構350の駆動を制御することにより、金属材1に対して曲げ加工を施す。具体的には、金属加工装置30における曲げ加工では、まず、金属材1が、曲げ型351の溝352、及びワイパ型321の溝322に嵌合するように配置される。この際、金属材1の加工部位が曲げ型351に当接するように、当該金属材1の長手方向の位置が調整されている。この状態で、制御装置360によってアクチュエータ357、326が駆動されることにより、締め型353及び圧力型323が金属材1の方向に向かって並進駆動され、曲げ型351及び締め型353と、ワイパ型321及び圧力型323と、によって金属材1が挟持される。   The control device 360 performs bending on the metal material 1 by controlling the driving of the support mechanism 320 and the clamping mechanism 350. Specifically, in the bending process in the metal processing apparatus 30, first, the metal material 1 is disposed so as to fit into the groove 352 of the bending mold 351 and the groove 322 of the wiper mold 321. At this time, the position of the metal material 1 in the longitudinal direction is adjusted so that the processed portion of the metal material 1 contacts the bending die 351. In this state, when the actuators 357 and 326 are driven by the control device 360, the clamping mold 353 and the pressure mold 323 are driven to translate toward the metal material 1, and the bending mold 351, the clamping mold 353, and the wiper mold are driven. The metal material 1 is sandwiched between the 321 and the pressure die 323.

次いで、制御装置360によってアクチュエータ356が駆動されることにより、曲げアーム355(すなわち締め型353及び圧力型323)が回転駆動される。また、当該回転駆動と同期して、制御装置360によってアクチュエータ327も駆動され、摺動台325(すなわち圧力型323)が曲げアーム355の回転方向と同じ方向に並進駆動される。曲げアーム355の回転駆動により、曲げ型351の外周に巻回されるように金属材1が曲げ加工される。また、当該回転駆動と同期した摺動台325の並進駆動により、ワイパ型321及び圧力型323によって支持された状態で、金属材1が曲げ加工されることとなる。   Next, when the actuator 356 is driven by the control device 360, the bending arm 355 (that is, the clamping die 353 and the pressure die 323) is rotationally driven. Further, in synchronization with the rotational drive, the actuator 327 is also driven by the control device 360, and the slide base 325 (that is, the pressure die 323) is translated in the same direction as the rotation direction of the bending arm 355. By rotating the bending arm 355, the metal material 1 is bent so as to be wound around the outer periphery of the bending die 351. Further, the metal material 1 is bent while being supported by the wiper mold 321 and the pressure mold 323 by the translational drive of the slide base 325 synchronized with the rotation drive.

ここで、第1及び第2の実施形態と同様に、支持機構320には、当該支持機構320に作用する荷重、すなわち加工反力を測定する機能が備えられる。例えば、支持機構320を構成するワイパ型321及び圧力型323の少なくともいずれかに、当該ワイパ型321及び圧力型323の少なくともいずれかに作用する加工反力を検出するための歪みゲージ(図示せず)が設けられ得る。当該歪みゲージの測定値は、曲げ加工中に、所定のタイミングで随時、制御装置360に送信される。図13では、ワイパ型321に設けられる歪みゲージから測定値が制御装置360に送信される様子を、模擬的に、ワイパ型321から制御装置360に向かう矢印で図示している。   Here, as in the first and second embodiments, the support mechanism 320 has a function of measuring a load acting on the support mechanism 320, that is, a processing reaction force. For example, a strain gauge (not shown) for detecting a machining reaction force acting on at least one of the wiper mold 321 and the pressure mold 323 on at least one of the wiper mold 321 and the pressure mold 323 constituting the support mechanism 320. ) May be provided. The measured value of the strain gauge is transmitted to the control device 360 at any time during the bending process at a predetermined timing. In FIG. 13, a state in which a measurement value is transmitted from the strain gauge provided in the wiper mold 321 to the control device 360 is schematically illustrated by an arrow from the wiper mold 321 to the control device 360.

制御装置360は、第1の実施形態に係る制御装置160又は第2の実施形態に係る制御装置260と同様の機能を有し得る。   The control device 360 may have the same function as the control device 160 according to the first embodiment or the control device 260 according to the second embodiment.

例えば、制御装置360は、第1の実施形態と同様に、支持機構320による測定加工反力に基づいて、金属材1における曲げ不良の発生を検出することができる。制御装置360は、加工反力DB170を参照することにより、測定加工反力と寸法誤差との相関を用いて、上記のような第1の実施形態と同様の制御を行うことができる。曲げ不良が検出された場合には、制御装置360は、加工を中止したり、警報を発したりする処理を行うことができる。なお、警報が発せられる場合であれば、金属加工装置30には、第1の実施形態に係る金属加工装置10と同様に、例えば、スピーカ等の音声出力装置及び/又はランプ等の表示装置によって構成される警報装置が設けられ、当該警報装置によって、音及び/又は光等によって曲げ不良が発生した旨の警報が発せられ得る。   For example, the control device 360 can detect the occurrence of a bending failure in the metal material 1 based on the measured processing reaction force by the support mechanism 320 as in the first embodiment. The control device 360 can perform the same control as in the first embodiment as described above by using the correlation between the measured processing reaction force and the dimensional error by referring to the processing reaction force DB 170. When a bending failure is detected, the control device 360 can perform processing for stopping the processing or issuing an alarm. In the case where an alarm is issued, the metal processing device 30 is provided with a sound output device such as a speaker and / or a display device such as a lamp, as in the metal processing device 10 according to the first embodiment. A configured alarm device may be provided, and an alarm to the effect that bending failure has occurred due to sound and / or light or the like may be issued by the alarm device.

あるいは、制御装置360は、第2の実施形態と同様に、支持機構320による測定加工反力に基づいて、当該測定加工反力が目標加工反力に追従するように、支持機構320の駆動を制御することができる。制御装置360は、加工反力DB170を参照することより、隙間量と測定加工反力との相関を用いて、上記のような第2の実施形態と同様の制御を行うことができる。この場合、制御装置360は、アクチュエータ326の駆動を適宜制御して圧力型323を金属材1に向かって並進駆動させることにより、加工反力が目標加工反力に追随するように、圧力型323と金属材1との間の隙間量を調節することができる。図13に示す例では、圧力型323には並進駆動機構(すなわちアクチュエータ326)しか設けられていないが、第2の実施形態と同様に、圧力型323には当該並進駆動機構とともに又は当該並進駆動機構に代えて、回転駆動機構が設けられてもよい。   Alternatively, similarly to the second embodiment, the control device 360 drives the support mechanism 320 based on the measured machining reaction force by the support mechanism 320 so that the measured machining reaction force follows the target machining reaction force. Can be controlled. The control device 360 can perform the same control as in the second embodiment as described above by using the correlation between the gap amount and the measured machining reaction force by referring to the machining reaction force DB 170. In this case, the control device 360 appropriately controls the driving of the actuator 326 to translate the pressure die 323 toward the metal material 1 so that the machining reaction force follows the target machining reaction force. The amount of the gap between the metal member 1 and the metal material 1 can be adjusted. In the example shown in FIG. 13, the pressure die 323 is provided with only the translation drive mechanism (that is, the actuator 326). However, as in the second embodiment, the pressure die 323 is provided with the translation drive mechanism or the translation drive. Instead of the mechanism, a rotation drive mechanism may be provided.

以上、図13を参照して、本発明の第3の実施形態に係る金属加工装置30の構成について説明した。以上説明したように、加熱処理を行わずに曲げ加工を行う金属加工装置(すなわち3DQに対応していない金属加工装置)においても、支持機構320に加工反力を測定する機能を設けることにより、曲げ加工時の加工反力をより正確に測定することができ、曲げ荷重の変化をより精度良く検出することが可能になる。従って、支持機構320に摩耗が生じ、所望の加工反力が得られなくなった場合であっても、そのことをより正確に検出し、例えば警報を発したり、加工反力を補うようにフィードバック制御を行ったりといった、曲げ不良の発生を抑制するような所定のアクションを取ることができる。   The configuration of the metal processing apparatus 30 according to the third embodiment of the present invention has been described above with reference to FIG. As described above, even in a metal processing apparatus that performs bending without performing heat treatment (that is, a metal processing apparatus that does not support 3DQ), by providing the support mechanism 320 with a function of measuring a processing reaction force, The processing reaction force during bending can be measured more accurately, and a change in bending load can be detected with higher accuracy. Therefore, even when the support mechanism 320 is worn and a desired processing reaction force cannot be obtained, this is detected more accurately, and for example, an alarm is issued or feedback control is performed to compensate for the processing reaction force. It is possible to take a predetermined action that suppresses the occurrence of bending defects such as

なお、第3の実施形態に係る金属部材の製造方法は、例えば第1の実施形態と同様の制御が行われる場合であれば図6を参照して説明した処理手順と同様であり、第2の実施形態と同様の制御が行われる場合であれば図12を参照して説明した処理手順と同様であるため、その詳細な説明は省略する。   Note that the metal member manufacturing method according to the third embodiment is similar to the processing procedure described with reference to FIG. 6 if the same control as in the first embodiment is performed, for example. If the same control as in the embodiment is performed, the processing procedure is the same as that described with reference to FIG.

本発明に係る支持機構において、測定加工反力と寸法誤差との相関、及び隙間量と測定加工反力との相関を高精度に求めることが可能であることを確認するために、図3に示す測定用シュー121を用いて、実際に金属材1に対する曲げ加工を行い、加工時の加工反力を測定した。金属加工装置としては、図1に示す金属加工装置10と同様の構成を有する、3DQに対応した金属加工装置を用いた。   In the support mechanism according to the present invention, in order to confirm that the correlation between the measured machining reaction force and the dimensional error and the correlation between the gap amount and the measured machining reaction force can be obtained with high accuracy, FIG. Using the measuring shoe 121 shown, the metal material 1 was actually bent and the processing reaction force during the processing was measured. As the metal processing apparatus, a metal processing apparatus corresponding to 3DQ having the same configuration as that of the metal processing apparatus 10 shown in FIG. 1 was used.

実験では、金属材1として、断面形状が矩形形状である鋼管1を用い、当該鋼管1を図14に示す形状に加工した。図14は、実験に用いた鋼管1の加工形状を示す図である。図14に示すように、加工後の鋼管1の形状は、鋼管1の長手方向における中央の所定の長さの領域が、当該長手方向と垂直な一方向に突出した形状である。鋼管1の管径d1は40(mm)、突出量d2は60(mm)、加工後の鋼管1の長さLは600(mm)である。   In the experiment, a steel pipe 1 having a rectangular cross-sectional shape was used as the metal material 1, and the steel pipe 1 was processed into the shape shown in FIG. FIG. 14 is a diagram showing a processed shape of the steel pipe 1 used in the experiment. As shown in FIG. 14, the shape of the steel pipe 1 after processing is a shape in which a region having a predetermined length in the center in the longitudinal direction of the steel pipe 1 protrudes in one direction perpendicular to the longitudinal direction. The pipe diameter d1 of the steel pipe 1 is 40 (mm), the protrusion amount d2 is 60 (mm), and the length L of the steel pipe 1 after processing is 600 (mm).

図15は、実験に用いた支持機構120の構成を示す図である。図15では、実験用いた金属加工装置の構成のうち、支持機構120及び鋼管1のみを抜き出して図示している。図14に示す形状は、鋼管1に対して水平面内での曲げ加工を4回行うことにより実現可能であるため、図15に示すように、当該水平面内(図示する例ではx−y平面内)において金属材1を挟む方向の一側に測定用シュー121を配置し、他側に固定シュー127を配置して、支持機構120を構成した。   FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of the support mechanism 120 used in the experiment. In FIG. 15, only the support mechanism 120 and the steel pipe 1 are extracted and shown in the configuration of the metal processing apparatus used in the experiment. Since the shape shown in FIG. 14 can be realized by bending the steel pipe 1 four times in the horizontal plane, as shown in FIG. 15, the horizontal plane (in the example shown, in the xy plane). ), The measuring shoe 121 is arranged on one side in the direction in which the metal material 1 is sandwiched, and the fixed shoe 127 is arranged on the other side to constitute the support mechanism 120.

実験では、測定用シュー121の摩耗を模擬するために、測定用シュー121と鋼管1との間の隙間量が0.1(mm)である場合、及び当該隙間量が0.5(mm)である場合のそれぞれの場合において、鋼管1に対する曲げ加工を行い、加工中における加工反力及び加工後の鋼管1における寸法誤差を測定した。0.1(mm)は隙間量が比較的小さい状態を模擬しており、金属加工装置は、隙間量が0.1(mm)のときに目標加工反力が得られるように調整されている。0.5(mm)は、測定用シュー121が摩耗した後の隙間量が比較的大きい状態を模擬している。固定シュー127と鋼管1との隙間量は0.1(mm)で固定している。なお、実験に用いた隙間量「0.1(mm)」及び「0.5(mm)」は、摩耗の進行による加工反力の低下を確認するためにあくまで一例として用いた値である。   In the experiment, in order to simulate the wear of the measuring shoe 121, when the gap amount between the measuring shoe 121 and the steel pipe 1 is 0.1 (mm), and the gap amount is 0.5 (mm). In each case, the steel pipe 1 was bent, and the reaction force during processing and the dimensional error in the steel pipe 1 after processing were measured. 0.1 (mm) simulates a state in which the gap amount is relatively small, and the metal processing apparatus is adjusted so as to obtain a target machining reaction force when the gap amount is 0.1 (mm). . 0.5 (mm) simulates a state in which the gap amount after the measurement shoe 121 is worn is relatively large. The gap between the fixed shoe 127 and the steel pipe 1 is fixed at 0.1 (mm). Note that the gap amounts “0.1 (mm)” and “0.5 (mm)” used in the experiment are values used as an example only to confirm a decrease in the reaction force due to the progress of wear.

実験結果を下記表2に示す。   The experimental results are shown in Table 2 below.

Figure 0006497172
Figure 0006497172

表2に示すように、測定用シュー121と鋼管1との間の隙間量が大きくなった場合に、測定用シュー121による測定加工反力が低下することが確認できた。また、隙間量の増大による測定加工反力の低下により、寸法誤差が悪化することも確認できた。再現性の確認のため、複数の鋼管1に対して同様の実験を繰り返し行ったところ、上記の結果とほぼ同様の結果が得られた。当該結果から、第1及び第2の実施形態に示す測定用シュー121を用いることにより、測定加工反力と寸法誤差との相関、及び隙間量と測定加工反力との相関を高精度に得ることが可能であることが確認された。   As shown in Table 2, it was confirmed that when the gap amount between the measuring shoe 121 and the steel pipe 1 was increased, the measurement processing reaction force by the measuring shoe 121 was reduced. It was also confirmed that the dimensional error deteriorated due to the decrease in the measurement reaction force due to the increase in the gap amount. In order to confirm reproducibility, the same experiment was repeatedly performed on the plurality of steel pipes 1, and almost the same result as above was obtained. From the result, by using the measurement shoe 121 shown in the first and second embodiments, the correlation between the measurement processing reaction force and the dimensional error and the correlation between the gap amount and the measurement processing reaction force are obtained with high accuracy. It was confirmed that it was possible.

第1及び第2の実施形態では、例えば表2に示すような情報が、製品ごと、加工部位ごとに、加工反力DB170に格納され得る。例えば、第1の実施形態に係る制御を行う場合において、鋼管1を図14に示す形状に加工する際に許容される寸法誤差が0.3(mm)であるとすれば、表2に示す関係から、許容される測定加工反力の下限値は、約276(N)であることが分かる。従って、図5に示す曲げ不良判定部161は、曲げ不良発生の判定の基準となるしきい値を、276(N)又はばらつきを考慮した276(N)よりも若干大きい値に設定し、測定用シュー121による測定加工反力と、当該しきい値とを比較することにより、鋼管1における曲げ不良の発生を検出することができる。   In the first and second embodiments, for example, information as shown in Table 2 can be stored in the processing reaction force DB 170 for each product and each processing site. For example, in the case of performing the control according to the first embodiment, if the dimensional error allowed when processing the steel pipe 1 into the shape shown in FIG. 14 is 0.3 (mm), it is shown in Table 2. From the relationship, it can be seen that the lower limit of the allowable measurement reaction force is about 276 (N). Therefore, the bending failure determination unit 161 shown in FIG. 5 sets the threshold value used as a criterion for determining the occurrence of bending failure to a value slightly larger than 276 (N) or 276 (N) considering variation. The occurrence of bending failure in the steel pipe 1 can be detected by comparing the measured processing reaction force by the shoe 121 and the threshold value.

また、例えば、第2の実施形態に係る制御を行う場合であれば、表2に示す関係から、測定用シュー121による測定加工反力に基づいて、そのときの測定用シュー121と鋼管1との隙間量を求めることができる。例えば、276(N)近傍の加工反力が測定されたとすれば、そのときの測定用シュー121と鋼管1との隙間量は約0.5(mm)であることが分かる。従って、図10に示す制御量算出部261は、現在の隙間量0.5(mm)を正常な隙間量である0.1(mm)まで小さくするような測定用シュー121の移動量を、当該測定用シュー121の制御量として算出する。そして、図10に示す駆動制御部262によって、当該制御量に基づいて測定用シュー121が駆動される。これにより、測定加工反力が目標加工反力に追従するようなフィードバック制御を行うことができ、曲げ不良の発生を抑制することが可能になる。   Further, for example, if the control according to the second embodiment is performed, based on the measurement reaction force by the measurement shoe 121 from the relationship shown in Table 2, the measurement shoe 121 and the steel pipe 1 at that time Can be obtained. For example, if the processing reaction force in the vicinity of 276 (N) is measured, it can be seen that the gap amount between the measuring shoe 121 and the steel pipe 1 at that time is about 0.5 (mm). Therefore, the control amount calculation unit 261 shown in FIG. 10 sets the movement amount of the measurement shoe 121 so as to reduce the current gap amount 0.5 (mm) to the normal gap amount 0.1 (mm). This is calculated as a control amount of the measurement shoe 121. Then, the measurement shoe 121 is driven by the drive control unit 262 shown in FIG. 10 based on the control amount. Thereby, it is possible to perform feedback control such that the measured machining reaction force follows the target machining reaction force, and it is possible to suppress the occurrence of bending defects.

(4.補足)
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
(4. Supplement)
The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

1 金属材(鋼管)
10、20、30 金属加工装置
110 送出機構
120、220、320 支持機構
121 測定用シュー
130 加熱機構
140 冷却機構
150 挟持機構
160、260、360 制御装置
170 加工反力DB
1 Metal material (steel pipe)
10, 20, 30 Metal processing device 110 Delivery mechanism 120, 220, 320 Support mechanism 121 Measuring shoe 130 Heating mechanism 140 Cooling mechanism 150 Holding mechanism 160, 260, 360 Control device 170 Processing reaction force DB

Claims (8)

金属材の長手方向の一部位において前記金属材を支持する支持機構と、
前記金属材の他の部位において当該金属材を挟持するとともに前記金属材に曲げ荷重を付加する挟持機構と、
を備え、
前記支持機構には、前記金属材に前記曲げ荷重が負荷される際に前記支持機構に作用する加工反力を測定する測定機構が設けられ、
前記支持機構は、基材と測定部材とを有し、
前記測定部材は、前記基材の一端よりも前記測定部材の長手方向に突出した突出部を有し、
前記測定機構は、前記突出部に生じた歪を測定する、
金属加工装置。
A support mechanism for supporting the metal material at one site in the longitudinal direction of the metal material;
A sandwiching mechanism that sandwiches the metal material at another part of the metal material and applies a bending load to the metal material;
With
Wherein the support mechanism, the bending measurement mechanism in which the load to measure the processing reaction force acting on the support mechanism when the load is provided, et al is in the metallic material,
The support mechanism has a base material and a measurement member,
The measuring member has a protruding portion protruding in the longitudinal direction of the measuring member from one end of the base material,
The measurement mechanism measures the strain generated in the protrusion,
Metal processing equipment.
前記支持機構において測定された加工反力に基づいて、前記金属材における曲げ不良の発生を検出する曲げ不良検出部と、
曲げ不良が発生した旨の警報を発する警報装置と、
を更に備え、
前記曲げ不良検出部によって曲げ不良の発生が検出された場合に、前記警報装置が警報を発する、又は、前記金属材に対する曲げ加工のために前記挟持機構の駆動を制御する加工制御部が前記金属材に対する加工を中止する、
請求項1に記載の金属加工装置。
Based on the processing reaction force measured in the support mechanism, a bending failure detection unit that detects the occurrence of bending failure in the metal material,
An alarm device that issues an alarm that a bending failure has occurred;
Further comprising
When the occurrence of a bending failure is detected by the bending failure detection unit, the alarm device issues an alarm, or a processing control unit that controls the driving of the clamping mechanism for bending the metal material is the metal Stop processing on materials,
The metal processing apparatus according to claim 1.
金属材の長手方向の一部位において前記金属材を支持する支持機構と、
前記金属材の他の部位において当該金属材を挟持するとともに前記金属材に曲げ荷重を付加する挟持機構と、
を備え、
前記支持機構は、
前記金属材に前記曲げ荷重が負荷される際に前記支持機構に作用する加工反力を測定する測定機構と、
前記支持機構と前記金属材との間の隙間量を減少させるように前記支持機構を移動させる駆動機構と、
前記駆動機構の駆動を制御する駆動制御部と、
を更に備え、
前記駆動制御部は、前記支持機構において測定された前記加工反力に基づいて、当該加工反力が目標加工反力に追従するように、前記駆動機構の駆動を制御して前記支持機構を移動させる、
金属加工装置。
A support mechanism for supporting the metal material at one site in the longitudinal direction of the metal material;
A sandwiching mechanism that sandwiches the metal material at another part of the metal material and applies a bending load to the metal material;
With
The support mechanism is
A measurement mechanism for measuring a reaction force acting on the support mechanism when the bending load is applied to the metal material;
A drive mechanism for moving the support mechanism to reduce the amount of clearance between the metal member and the support mechanism,
A drive control unit for controlling the drive of the drive mechanism;
Further comprising
The drive control part, based on the processing reaction force measured in the support mechanism, as the processing reaction force follows the target processing reaction force, moves said support mechanism by controlling the driving of said drive mechanism Ru is,
Metal processing equipment.
前記支持機構の後段に設けられ、前記金属材の長手方向における一部位を加熱する加熱機構と、
前記加熱機構の後段に設けられ、前記金属材の前記加熱機構によって加熱された部位を冷却する冷却機構と、
を更に備え、
前記挟持機構によって、前記前記金属材の前記加熱機構によって加熱された部位に対して曲げ荷重が負荷されることにより、前記金属材の曲げ加工が行われる、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属加工装置。
A heating mechanism that is provided at a subsequent stage of the support mechanism and heats a part of the metal material in the longitudinal direction;
A cooling mechanism that is provided at a subsequent stage of the heating mechanism and cools a portion of the metal material heated by the heating mechanism;
Further comprising
Bending of the metal material is performed by applying a bending load to the portion heated by the heating mechanism of the metal material by the clamping mechanism.
The metal processing apparatus of any one of Claims 1-3.
金属材の長手方向の一部位において前記金属材を支持する支持機構と、前記金属材の他の部位において当該金属材を挟持するとともに前記金属材に曲げ荷重を付加する挟持機構と、を備える金属加工装置を用いた金属部材の製造方法であって、
前記金属加工装置の前記支持機構は、基材と測定部材とを有し、
前記測定部材は、前記基材の一端よりも前記測定部材の長手方向に突出した突出部を有しており、
前記金属材に前記曲げ荷重が負荷される際に前記支持機構に作用する加工反力を測定する測定機構によって、前記突出部に生じた歪が測定される、
金属部材の製造方法。
A metal comprising: a support mechanism that supports the metal material at one site in the longitudinal direction of the metal material; and a clamping mechanism that clamps the metal material at another site of the metal material and applies a bending load to the metal material. A method of manufacturing a metal member using a processing apparatus,
The support mechanism of the metal processing apparatus has a base material and a measurement member,
The measuring member has a protruding portion protruding in the longitudinal direction of the measuring member from one end of the base material,
Strain generated in the protrusion is measured by a measurement mechanism that measures a processing reaction force acting on the support mechanism when the bending load is applied to the metal material .
A method for producing a metal member.
前記支持機構において測定された加工反力に基づいて、前記金属材における曲げ不良の発生が検出され、
前記曲げ不良の発生が検出された場合に、前記金属材に対する加工が中止される、又は、曲げ不良が発生した旨の警報が発せられる、
請求項5に記載の金属部材の製造方法。
Based on the processing reaction force measured in the support mechanism, the occurrence of bending failure in the metal material is detected,
When the occurrence of the bending failure is detected, the processing for the metal material is stopped, or an alarm that a bending failure has occurred is issued,
The manufacturing method of the metal member of Claim 5.
金属材の長手方向の一部位において前記金属材を支持する支持機構と、前記金属材の他の部位において当該金属材を挟持するとともに前記金属材に曲げ荷重を付加する挟持機構と、を備える金属加工装置を用いた金属部材の製造方法であって、
前記支持機構に設けられる測定機構によって、前記金属材に前記曲げ荷重が負荷される際に前記支持機構に作用する加工反力が測定され、
前記支持機構に、前記支持機構と前記金属材との間の隙間量を減少させるように前記支持機構を駆動する駆動機構、が設けられ、
前記支持機構において測定された前記加工反力に基づいて、当該加工反力が目標加工反力に追従するように、前記駆動機構を介して前記支持機構が駆動される、
金属部材の製造方法。
A metal comprising: a support mechanism that supports the metal material at one site in the longitudinal direction of the metal material; and a clamping mechanism that clamps the metal material at another site of the metal material and applies a bending load to the metal material. A method of manufacturing a metal member using a processing apparatus,
By a measurement mechanism provided in the support mechanism, a processing reaction force acting on the support mechanism when the bending load is applied to the metal material is measured,
The support mechanism is provided with a drive mechanism that drives the support mechanism so as to reduce the amount of gap between the support mechanism and the metal material,
Based on the processing reaction force measured in the support mechanism, as the processing reaction force follows the target processing reaction force, the support mechanism via the drive mechanism Ru is driven,
A method for producing a metal member.
前記金属加工装置は、
前記支持機構の後段に設けられ、前記金属材の長手方向における一部位を加熱する加熱機構と、
前記加熱機構の後段に設けられ、前記金属材の前記加熱機構によって加熱された部位を冷却する冷却機構と、
を更に備え、
前記挟持機構によって、前記前記金属材の前記加熱機構によって加熱された部位に対して曲げ荷重が負荷されることにより、前記金属材の曲げ加工が行われる、
請求項5〜7のいずれか1項に記載の金属部材の製造方法。
The metal processing apparatus is
A heating mechanism that is provided at a subsequent stage of the support mechanism and heats a part of the metal material in the longitudinal direction;
A cooling mechanism that is provided at a subsequent stage of the heating mechanism and cools a portion of the metal material heated by the heating mechanism;
Further comprising
Bending of the metal material is performed by applying a bending load to the portion heated by the heating mechanism of the metal material by the clamping mechanism.
The manufacturing method of the metal member of any one of Claims 5-7.
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