JPH01299711A

JPH01299711A - 知能曲げプレス

Info

Publication number: JPH01299711A
Application number: JP13040088A
Authority: JP
Inventors: Akitake Makinouchi; 昭武牧野内; Hideo Ogawa; 秀夫小川
Original assignee: AMINO TEKKOSHO KK
Current assignee: AMINO TEKKOSHO KK
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1989-12-04
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: JP2517361B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は知能曲げプレスに関するものである。

〔従来の技術とその技術的課題〕

金属板、プラチック板、複合板の曲げ加工手段としてプ
レスが汎用されている。ところで、この種曲げ加工に関
し、最近では高精度化、多品種少量生産、操作の容易化
が要求されているが、従来の曲げプレスは、ポンチ、ダ
イス、カウンタパッド、バックゲージを備えているもの
の、その制御に関しては、せいぜい、加工前に測定した
板厚情報に基いて、バックゲージの移動、曲げの終了点
をＮＧにより位置制御する程度であり、制御の基準とな
る加工条件の設定は１作業者がそれまでの経験により、
適宜判断し、決定しているのが現状であった。

このため、精度向上には限界があり、また高度の熟練を
要するため操作性が悪く、さらにテスト曲げを行う必要
が生じて、１枚単位のロット生産の要求に答えることが
できないという問題があった。これは特に同種または異
種材料の積層板の曲げ加工が増す傾向と共に強くなって
いる。

本発明は前記のような問題を解消するために創案された
もので、その目的とするところは、複合板を含む各種材
料を、熟練を要さず簡易にしかも精度良く曲げ加工する
ことができ、多品種少量生産や無人化に適したこの種曲
げプレスを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明は、最終加工条件をいち
いち入力することなく、システム自体で自動的に加工に
必要な情報を思考１判断、設定して曲げ加工するように
したもので、すなわち、ポンチを昇降する精密駆動要素
、左右のダイス間隔を変化させる精密駆動要素およびダ
イスに配される被加工材の位置を可変にする精密駆動要
素とを備えた加工機能部と、被加工材の材料特性と最終形状の情報から加工過程のシ
ミュレーションを行って最適加工条件と加工工程を算出
する判断機能部と、前記判断機能部からの信号に応じて１以上の精密駆動要
素の駆動量信号を演算して所定の精密駆動要素を駆動さ
せる制御機能部と、加工機能部に設けられ、前記制御機能部からの信号で開
始された加工途中での力と位置を検出してその信号を制
御機能部にフィードバックする計測機能部を備えたことを特徴とするものである前記精密駆動要素は、たとえばパルスモータ。

サーボモータ、ステッピングモータ等が用いられる。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図と第２図は本発明による知能曲げプレスの一例を
概略的に示すもので、Ａは加工機能部、Ｂは判断機能部
、Ｃは制御機能部、Ｄは計Ｈ１ｌ１機能部である。

加工機能部Ａは、本体フレーム５を有し、該本体フレー
ム５の上側にポンチ１を取付けるスライド６が、下側に
はダイス２，２と、その間にあってＵ曲げ時等に背圧を
加えてスプリングバックを減少させるためのカウンタパ
ッド３が配され、ダイス２，２の上面に対応する側部に
は被加工材Ｗの曲げ位置を設定するためのバックゲージ
４が配されている。この実施例ではポンチが昇降する形
式を採用しているが、これに限定されないことは勿論で
ある。

スライド６は本体フレーム５の頂部に設けたパルスモー
タ１ａとボールねじ１ｂにより昇降されるようになって
いる。ダイス２，２はダイコントローラ２０．２０に搭
載され、本体フレーム５に設けたパルスモータ２ａとタ
ーンバックル形のボールねじ２ｂにより互いに逆方向に
等量移動し得るようになっている。カウンタパッド３は
、本体フレーム５の下部に設けたパルスモータ３ａとボ
ールねじ３ｂにより昇降されるようになっている。

また、バックゲージ４は、パルスモータ４ａとボールね
じ４ｂによりプレス幅と直角方向に移動されるようにな
っている。

判断機能部Ｂは、計算機たとえばマイクロコンピュータ
９を備え、最終加工条件を一切入力することなく、入力
手段１０から被加工材Ｗの材料特性と最終形状をインプ
ットすることで、所定のプログラムに従って計算を行い
、最適加工条件と加工工程を設定する機能すなわち、成
形過程のシミュレート機能ａ１と、加工力算出機能ａ２
と、適正加工条件算出機能ａ、を備えている。

具体的に述べると、被加工材の「材料特性」とは、板厚
、ヤング率、ポアソン比、降伏強さ、加工硬化指数が挙
げられ、これと最終形状すなわち１曲げ寸法１曲げ角度
により塑性力学的解析が行われ。

荷重−ストローク、スプリングバック量の算出、基本的
加工条件を設定する。加工条件とは、実際の加工に使用
しているポンチ先端半径に対する適正ダイス溝などであ
る。

そして、これらの条件で計数的にあるいは好ましくは画
面上で曲げ過程のシミュレーションが行われる。このシ
ミュレーションの手法としてたとえば有限要素法が用い
られる。そのための要素分割の例を第３図（ａ）（ｂ）
に示す。第４図（ａ）（ｂ）は曲げ過程のシミュレーシ
ョンの例であり、スブリングパック後の状態も示される
。

制御機能部Ｃは、ＣＰＵＩＩを備え、判断機能部Ｂで計
算された最適な加工力と加工条件が入力されることによ
り、前記パルスモータｌａ、２ａ。

３ａ、４ａの選択と、選択されたパルスモータ１ａ、２
ａ、３ａ、４ａの駆動量信号を作成する。

この駆動量信号は出力ポートｌｌａからドライバ１２に
送られ、電源装置１３からの出力を、選択的に所要のパ
ルスモータｌａ、２ａ、３ａ、４ａにある順序で与える
。すなわち、まずバックゲージ４が被加工材の曲げ線に
最適な位置となるように動き、ついでダイス２，２が単
に板厚の変化に応するだけに留まらず、材料特性に対し
最適な溝幅（反りや割れが起こらないような幅）となる
よ゛うに動かされる。そしてこの状態でポンチ１が所定
の速度とストローク長さで動かされる。

計測機能部りは、加工機能部Ａに装備されており、ロー
ドセルで代表される荷重検出要素７ａ。

７ｂ、７ｃと、ダイヤルゲージ、マイクロメータ、マグ
ネットスケール、ロータリエンコーダで代表される変位
検出要素８ａ、８ｂと、それらの出力を増幅するアンプ
１５ａ、１６ａと、記録機器１７と、アンプ１５ａ、１
６ａからの出力をＡ／Ｄ変換器１８を介して入力ポート
ｌｌｂからＣＰＵ１１にフィードバックする回路を有し
ている。実施例では、荷重検出要素７ａ、７ｂ、７ｃが
スライド６とダイコントローラ２０．２０に設けられ、
変位検出要素８ａ、８ｂが本体フレーム５とスライド６
に設けられ、これらにより曲げ過程での加工力と位置と
を検出するようにしている。

これらの情報はＣＰＵＩ　１にフィードバックされるこ
とで設定条件と比較され、必要に応じ、駆動量信号に補
正がかけられ、インラインで加工条件を修正することも
できる。さらに、加工工程によっては、所定の荷重に達
したところでダイ制御用のパルスモータ２ａに信号が送
られ、材質に即した適正ダイス幅が調整される。

前記判断機能部Ａにおける加工過程シミュレートと、加
工力算出と、適正加工条件算出のプログラムは第５図に
例示されるフローチャートにより実行される。

すなわち、まずステップ■で要素分割が行われ、次にス
テップ■■でインプットされた材料特性の読み込みと、
基準面型寸法たとえばポンチ先端の半径、ダイスの溝幅
、ダイス肩の曲率などの読み込みが行われる。次いでス
テップ■で境界条件が、　セットされる。境界条件とは
、たとえば成形開始時の工具と被加工材との接触点、ポ
ンチとダイスのいずれが昇降するか、ダイスの溝幅がポ
ンチストロークに追従して変化するか否か（曲げ開始か
ら終了まで同一節点に板面に直角な変位増分を与えるか
）などである。

ついで、ステップ■で有限要素法による変形形態の計算
すなわち変形過程のシミュレーションが開始され、ステ
ップ■で加工力すなわち加工力の変化の計算がなされる
。

変形過程のシミュレーションが進むと、ステップ■で所
定の曲げ角に到達したか否かの判断がなされ、所定の曲
げ角に達していなければ、判断はＮｏとなり、ステップ
■に戻って境界条件の更新が行われ、ステップ■の判断
がＹＥＳになるまで■■■を繰り返す。ステップ■でＹ
ＥＳの条件が成立すると、次ぎのステップ［相］で曲げ
角が適正な製品形状か否かが判断され、ＮＯであればス
テップ０により曲げ型寸法の変更信号が出され、ステッ
プ■■■■が繰り返される。

ステップ［相］がＹＥＳとなれば、ステップ＠でシミュ
レーション結果の出力すなわち変形過程の出力が送出さ
れ、ステップ０で加工力の出力、ステップ■で加工条件
たとえば適正ポンチ寸法、ダイス寸法、ダイス溝幅、ダ
イス溝幅を広げる時期と大きさ等が出力され、これでプ
ログラムは終了し、ステップ０［相］の信号は制御機能
部Ｃに送られる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によるときには、いちいち被加工材
の加工条件を入力することなく、自動的に材料特性と製
品形状に最適な加工条件の設定と修正が行われるため、
ことさらテスト曲げを行うことなく、また熟練を要する
ことなく、高精度な曲げを行うことができるという優れ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による知能曲げプレスの概要を示す説明
図、第２図は各部の構成を示す説明図、第３図（ａ）（
ｂ）は要素分割例を示す説明図、第４図（ａ）（ｂ）は
第３図による加工過程シミュレーションを例示する説明
図、第５図は本発明の判断プログラムを示すフローチャ
ートである。Ａ・・・加工機能部、Ｂ・・・判断機能部、Ｃ・・・制
御機能部、Ｄ・・・計測機能部、１・・・ポンチ、１ａ
・・・パルスモータ、２，２ダイス、２ａ・・・パルス
モータ、３・・・カウンタパッド、３ａ・・・パルスモ
ータ、４・・・ダイヤルゲージ、４ａ・・・パルスモー
タ、６・・・スライド、７　ａ　、　７　ｂ　、　７　
ｃ−荷重検出要素、８ａ。８ｂ・・・変位量検出要素

Claims

【特許請求の範囲】ポンチを昇降する精密駆動要素、左右のダイス間隔を変
化させる精密駆動要素およびダイスに配される被加工材
の位置を調整する精密駆動要素とを備えた加工機能部と
、被加工材の材料特性と最終形状の情報から加工過程のシ
ミュレーションを行って最適加工条件と加工工程を算出
する判断機能部と、前記判断機能部からの信号に応じて精密駆動要素の駆動
量信号を演算して所定の精密駆動要素を駆動させる制御
機能部と。加工機能部に設けられ、前記制御機能部からの信号で開
始された加工途中での力と位置を検出してその信号を制
御機能部にフィードバックする計測機能部を備えたことを特徴とする知能曲げプレス。