JPH0367448B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は条材の成形加工における制御方法に関
するものである。

従来の技術 従来、船舶のロンジ材などの条材を冷間曲げ加
工する場合、所定の曲げ形状に対して経験的に得
られたスプリングバツク量を見込んだ曲げ量まで
曲げ、スプリングバツク後の形状を測定し、所定
の形状が得られないときには、再度補正のための
加工を行つている。

発明が解決しようとする問題点 上記従来構成によれば、条材のロツト毎にヤン
グ率が異なり、またその寸法精度がロツト毎に異
なることから、断面２次モーメントが異なり、さ
らにその矯正方法などにより内部の残留応力分布
が異なる。したがつてスプリング係数が各条材ご
とに異なり、目標の曲がり量を得るために数回の
補正曲げ、修正曲げを必要とし、数置制御を用い
た成形機では、加工時間が長くなるという問題点
がある。

本発明は上記問題点を解消した条材の成形加工
における制御方法を提供することを目的とする。

問題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明の条材の成形
加工における制御方法は、成形加工すべき１本の
条材を、送り→曲げ加工→送り→曲げ加工を繰返
しながら所定の形状に成形加工する際に、並設し
た左右両支点に上記条材をあてがい、初回曲げ時
には予め計算したスプリングバツク係数に基づい
て両支点間の力点において条材に所定の加圧力を
付与し、それにつづく除荷工程でその条材の荷重
−変位の関係をサンプリングし、そのサンプリン
グ値に基づいてスプリングバツク係数を修正する
とともに曲げ装置がもつ固有の誤差を検出し、次
にその修正スプリングバツク係数および曲げ装置
がもつ固有の誤差に基づいて条材に加圧力を付与
するものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。まず第４図において、１は条材曲げ加工装置
であつて、機枠２と、その機枠２に支持されて、
それぞれ矢印イ，ロ方向へ移動自在な支点金型
３，４と、両点金型３，４の間において、ガイド
レール５に矢印ハ，ニ方向移動自在に支持された
力点用中央金型６と、その中央金型６に加圧検出
器７≪たとえばロードセル≫を介して接続された
加工装置８≪たとえば油圧シリンダ≫とから構成
されている。なお両支点金型３，４の支点Ｒ，Ｌ
および中央金型６の力点Ｚは図示を省略してあ
る。９は条材Ｋを支持するスタンドである。

上記構成において、両支点金型３，４の支点
Ｒ，Ｌに条材Ｋをあてがい、初回曲げ時には予め
計算したスプリングバツク係数に基づいて両支点
Ｒ，Ｌ間の力点Ｔにおいて条材Ｋに加圧装置８で
所定の加圧力Ｐを付与する。次に加圧装置８の加
圧力Ｐを減少させていき、その除荷工程で後述す
るその条材Ｋの荷重−変位の関係をサンプリング
し、そのサンプリング値に基づいてスプリングバ
ツク係数を修正し、次にその修正スプリングバツ
ク係数に基づいて加圧装置８により１回だけ所定
の加圧力Ｐを付与して所定どうりに曲げ加工され
た条材Ｋを得るものである。

以下、本発明実施例の原理を説明する。まず直
線状の条材Ｋを曲げ加工し、全加工後の所定の形
状の曲線を加工曲線Ｅとした場合、この加工曲線
Ｅを第１図に示すように表わすものとする。すな
わち条材Ｋの両端ホ，ヘを結ぶ直線をＵ軸とし、
条材Ｋの先端ホを通りＵ軸に直角な直線をＶ軸と
し、Ｕ−Ｖ座標系により加工曲線Ｅを表わす。

そして条材Ｋは第２図に示すように、左右に配
設されたコンベアＭ，Ｎ≪第４図では図示を省略
≫上に載置され、左方より右方へ断続的に送られ
る。両コンベアＭ，Ｎ間の各支点金型３，４内に
は右支点Ｒと左支点Ｌとが設けられ、中央金型８
には力点Ｔが設けられている。中央金型８の移動
方向ハ，ニをＹ軸とし、そのＹ軸に直角な方向を
Ｘ軸とする。また加圧検出器７の検出値をP_Lと
し、中央金型８の位置を検出する位置検出器P_Sを
設け、各支点金型３，４のＸ−Ｙ座標系により位
置を検出する位置検出器R_S、L_Sを設けてある。
さらに条材Ｋの送り量については、条材Ｋの曲げ
中立軸に沿つて距離を計ることができる位置検出
器A_Sを設けてある。

第４図においてはスプリング直線であり、材
料力学的には次式で表わされる。

Ｐ＝ｋ（δ−δ₀） ただしｋ＝３（ｌ＋ｒ）EI／（ｌ×ｒ）³ Ｅ…ヤング率 Ｉ…条材Ｋの断面２次モーメント ｒ：支点Ｒと力点Ｔとの間の距離 ｌ：支点Ｌと力点Ｔとの間の距離 は実際に条材Ｋを曲げた時の荷重−変位線図
である。はスプリングバツク直線から荷重−
変位線図を引いた曲線である。

荷重−変位線図において、Ａ点は初回曲げに
おいて加圧力Ｐが加わつたところで、スプリング
バツク直線に基づいてＢ点まで条材Ｋは弾性変
形する。またＢ点以降は条材Ｋが弾塑性変形す
る。

またこれとは逆に曲線では、A′→B′→C′と
なつて変化していく。このためスプリングバツク
直線と荷重−変位線図との交点Ｃは曲線が
零になつたところである。

次にＣ点から加圧装置８の加圧力Ｐを少しづつ
減少させる除荷工程でその条材Ｋの荷重−変位の
関係をサンプリングするわけであるが、条材Ｋの
曲げ方向が今までと異なるため、その荷重−変位
線図は、除荷開始時に下向きに凸の曲線トとな
る。サンプリングはその凸の曲線トを除き、具体
的にはＣ−Ｐ間の3/4〜1/4の区間αでおこなう。
これらサンプリングデータを最小２乗法を用いて
スプリングバツク係数を求め、点Ｄからこの傾き
を用いて点Ｐを求める。また除荷開始点Ｃよりス
プリングバツク係数を用いて点Ｑを求める。点Ｐ
と点Ｑとの差が曲げ装置がもつ固有の誤差ａとな
る。それを式で示せば次のようになる ａ＝δ_p−δ_Q この値は曲げ加工機１と条材Ｋの種類が決まれ
ば決まる固定値である。

したがつて点Ｄから再び負荷して除荷後、点Ｚ
にくるためには、目標点Ｚからオフセツト量ａを
引いた点、すなわち点Ｒよりスプリングバツク係
数を用いて点Ｅを求めればよい。

すなわち直線REを修正スプリングバツク直線
とすれば、′＝′−で前回と同じく′が
零となる点で除荷すれば、除荷後は点Ｚと一致す
る。

上記のように初めての曲げ加工では、初回曲
げ、補正曲げを行なつたが、次からの曲げ位置で
の加圧では、スプリングバツク係数および曲げ装
置がもつ固有の誤差ａがすでに求まつているの
で、これらの値を用い、１回の曲げで最適曲げ加
工が可能である。

上記実施例では、点Ｚからのスプリングバツク
係数を計算し、直線を仮定したが、無条件で点
Ｚ、すなわちδ₀まで曲げた後の除荷工程でスプリ
ングバツク係数、オフセツト量ａを計測計算し、
上記の′＝′−の方法で最終目標点Ｅを求め
てもよい（他の実施例）。

発明の効果 以上述べたごとく本発明によれば、まず予め計
算したスプリングバツク係数に基づいて初回曲げ
を行ない、それにつづく除荷工程でその条材の荷
重−変位の関係をサンプリングして実際のスプリ
ングバツク係数を求め、この値を用いて次の曲げ
位置からは１回の曲げで条材を正確に曲げること
ができるものである。したがつて船舶のロンジ材
などの条材では一本当り通常20〜30ヶ所の曲げ加
工をおこなうが、従来初期曲げそして補正曲げ再
補正曲げなどをおこなつていたものが、初めの一
ヶ所の曲げのみ初期曲げ、補正曲げをおこなつた
が次の曲げ個所から初期曲げでのみ正確に曲がる
ため曲げ加工時間は約半分に短縮できた。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し、第１図は成形加
工後の条材の平面図、第２図は条材の曲げ加工状
態を示す概略平面図、第３図は加圧力と曲げ量と
の関係を示すグラフ、第４図は条材曲げ加工装置
の概略斜視図である。 １……条材曲げ加工装置、３，４……支点金
型、６……中央金型、７……加圧検出器、８……
加圧装置、Ｒ、Ｌ……支点、Ｔ……力点、Ｋ……
条材、Ｐ……加圧力、……スプリングバツク直
線、……荷重−変位線図、′……修正スプリ
ングバツク直線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 成形加工すべき１本の条材を、送り→曲げ加
   工→送り→曲げ加工を繰返しながら所定の形状に
   成形加工する際に、並設した左右両支点に上記条
   材をあてがい、初回曲げ時には予め計算したスプ
   リングバツク係数に基づいて両支点間の力点にお
   いて条材に所定の加圧力を付与し、それにつづく
   除荷工程でその条材の荷重−変位の関係をサンプ
   リングし、そのサンプリング値に基づいてスプリ
   ングバツク係数を修正するとともに曲げ装置がも
   つ固有の誤差を検出し、次にその修正スプリング
   バツク係数および曲げ装置がもつ固有の誤差に基
   づいて条材に加圧力を付与することを特徴とする
   条材の成形加工における制御方法。