JPH05212450A - 長尺材の曲げ加工方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 長尺材の曲げ加工を行なう曲げ加工機構部か
ら前側へ突出したワークの突出部分が自重によって変形
したり、曲げ加工時に腰折れ現象を生じることのない曲
げ加工方法及び装置を提供する。 【構成】 長尺のワークＷを長手方向へ移動可能に支持
するワーク支持装置３の前側に配置した曲げ加工機構部
５を作動して上記ワークＷの曲げ加工を行なう際、上記
曲げ加工機構部５より前側において前記ワークＷの所望
部分を支持する支持部１５を、前記ワークＷの曲げ加工
により位置変化する上記所望部分の位置変化に対応する
ように移動して、支持部１５によりワークの所望部分を
支持し乍ら前記曲げ加工機構部５によりワークの曲げ加
工を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば配管用パイ
プ，建築用ウィンドウ枠，車両用装飾，あるいは構造部
材など種々の長尺材を二次元的あるいは三次元的に曲げ
加工する曲げ加工方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関連する先行例としては、例え
ば特公昭５８−４３１６５号，特公平２−４９１７３号
等がある。

【０００３】上記先行例等にも示されているように、長
尺材を二次元的あるいは三次元的に曲げ加工する曲げ加
工装置は、長尺のワークを長手方向へ移動可能に支持す
るワーク支持装置の前側に、上記ワークの曲げ加工を行
なう曲げ加工機構部を配置した構成が一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記構成のごとき従来
の曲げ加工装置によって長尺のワークの曲げ加工を行な
う場合は、ワーク支持装置側から曲げ加工機構部側へワ
ークを所定寸法送り込んだ後に、あるいはワークを曲げ
加工機構部へ送り込み乍ら前記曲げ加工機構部を作動す
ることにより、ワークの曲げ加工を行なっている。

【０００５】上述のごとくワークの曲げ加工を行なうと
き、前記曲げ加工機構部からのワークの突出長が比較的
短い場合にはあまり問題はない。しかし、曲げ加工機構
部からのワークの突出長がある程度大きくなると、ワー
クの材質，断面形状等にもよるが、ワークの自重でもっ
て弾性変形域を越えてワークに塑性変形を生じたり、曲
げ加工時に曲げ加工速度に対してワーク自身のイナーシ
ャにより先端部側の追従が遅れる傾向にあって、曲げ加
工機構部分においてワークに腰折れ現象を生じることが
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述のごとき従
来の問題に鑑みてなされたもので、本発明の方法は、長
尺のワークを長手方向へ移動可能に支持するワーク支持
装置の前側に配置した曲げ加工機構部を作動して上記ワ
ークの曲げ加工を行なう際、上記曲げ加工機構部より前
側において前記ワークの所望部分を支持する支持部を、
前記ワークの曲げ加工により位置変化する上記所望部分
の位置変化に対応するように移動して、上記支持部によ
りワークの所望部分を支持し乍ら前記曲げ加工機構部に
よりワークの曲げ加工を行なう曲げ加工方法である。

【０００７】また、曲げ加工装置は、長尺のワークを長
手方向へ移動可能に支持するワーク支持装置の前側に、
上記ワークの曲げ加工を行なう曲げ加工機構部を配置
し、この曲げ加工機構部によって曲げ加工される前記ワ
ークの所望部分を、この所望部分の位置変化に対応して
支持する支持部を備えてなるワーク補助支持装置を前記
曲げ加工機構部の前側に配置してなるものである。

【０００８】

【作用】前述のごとき構成により、曲げ加工機構部を作
動して長尺のワークの曲げ加工を行なうとき、上記曲げ
加工機構部の前側において支持部が曲げ加工されるワー
クの所望部分を、この所望部分の位置変化に対応するよ
うに移動して支持するものである。したがって、ワーク
の曲げ加工機構部より前の重量は支持部によって支持さ
れることとなり、ワークの自重による塑性変形域に及ぶ
変形を阻止することができる。また、曲げ加工時にワー
ク自身のイナーシャの影響により先端部側の移動が遅れ
る傾向にあることを抑制することができ、腰折れ現象を
防止することができる。

【０００９】

【実施例】図１に示すように、本実施例に係る長尺材の
曲げ加工装置１は、長尺のワークＷを長手方向へ移動可
能に支持するワーク支持装置３を備えており、このワー
ク支持装置３の前側（図１においては右側）には、ワー
クＷの曲げ加工を行なう曲げ加工機構部５が配置してあ
る。また、上記ワーク支持装置３の後側には、ワーク支
持装置３を通過して前記曲げ加工機構部５へワークＷを
送りこむためのワーク送り装置７が配置されている。

【００１０】上記ワーク支持装置３には、ワークＷの送
り量を検出する送り量検出センサ９が設けられている。
この送り量検出センサ９は、ワークＷに接触して回転す
るローラを備えたロータリーエンコーダ等よりなるもの
であって、その検出値はコンピュータ等の制御装置１１
に入力される。

【００１１】上記送り量検出センサ９は、前記曲げ加工
機構部５に対するワークＷの送り量（送り寸法）を検出
し得れば良いもので、例えばワーク送り装置７の移動量
を検出する構成でも、また例えばワーク送り装置７を作
動するサーボモータの回転数を検出してワークＷの送り
量を演算する構成でも良いものである。

【００１２】なお、前記ワーク支持装置３は、ワークＷ
を長手方向へ移動可能に支持すれば良いものであり、か
つ公知の構成で良いものであるから、ワーク支持装置３
の構成および作用についての詳細な説明は省略する。

【００１３】前記曲げ加工機構部５にはワークＷの先端
部を検出する適宜の先端検出センサ１３が設けられてい
る。

【００１４】上記曲げ加工機構部５は前記制御装置１１
の制御の下に制御作動されるものである。この曲げ加工
機構部５の構成は公知の構成で良いものであり、例え
ば、ワークＷの断面形状に対応して形成された曲げ金型
を、ワークＷの長手方向（Ｚ軸方向）に対して直交する
Ｘ軸方向，Ｙ軸方向へ移動可能及び／又は上記Ｘ，Ｙ，
Ｚ軸回りに曲げ金型を回動可能に構成してある。

【００１５】なお、上記曲げ加工機構部５の構成は、前
述した先行例に示されるような公知の構成でも良いもの
であるから、曲げ加工機構部５のより詳細な構成，作用
等についての説明は省略する。

【００１６】前記ワーク送り装置７は、前記制御装置１
１の制御の下に送材作用，送材停止等を行なうべく制御
作動されるもので、このワーク送り装置７の構成は、例
えば旋盤に対して棒材の供給を行なう棒材供給装置（オ
ートローダ）のごとき構成や適宜の構成で良いものであ
る。なお、ワーク送り装置７の構成は公知であるので、
より詳細な説明は省略する。

【００１７】上記構成において、制御装置１１の制御の
下にワークＷの送りを制御すると共に、曲げ加工機構部
５における曲げ金型のＸ軸，Ｙ軸方向への移動及び／又
はＸ，Ｙ，Ｚ軸回りの曲げ金型の回動を適宜に制御する
ことにより、ワークＷは二次元的あるいは三次元的に曲
げ加工され得るものである。

【００１８】既に理解されるように、ワークＷの曲げ加
工は曲げ加工機構部５の部分において行なわれるもので
あるから、ワーク送り装置７によるワークＷの送り込み
が次第に進むと、前記曲げ加工機構部５から前側へ送り
出されたワークＷの部分が次第に長大になる。

【００１９】すなわちワークＷは曲げ加工機構部５によ
って適宜に曲げ加工されるものであるが、ワークＷの先
端部側（曲げ加工機構部５より前側の部分）は前記曲げ
加工機構部５によって片持式に支持される態様となる。
したがって、前記曲げ加工機構部５から前側へのワーク
Ｗの突出長が長大になると、突出部分の自重によってワ
ークＷに僅かな変形を生じて加工精度を低下することが
あり、また曲げ加工機構部５による曲げ加工時に腰折れ
現象を生じることがある。

【００２０】そこで、本実施例においては、前記曲げ加
工機構部５の前側において、曲げ加工機構部５から前側
へ突出した部分の所望位置を支持する支持部１５を備え
たワーク補助支持装置１７が設けてある。

【００２１】上記ワーク補助支持装置１７は、本実施例
においては例えば溶接ロボット等のごとき適宜の多関節
ロボットにより例示してある。このワーク補助支持装置
１７は、前記制御装置１１の制御の下に制御駆動される
サーボモータ１９の駆動によってワークＷの長手方向で
ある前後方向（図１において左右方向）へ往復動される
スライドベース２１を備えており、このスライドベース
２１上に旋回台２３を水平に旋回可能に備えている。そ
して、上記旋回台２３に多関節のアーム部２５を備えて
おり、このアーム部２５の先端部に前記支持部１５を備
えてなるものである。

【００２２】上記構成より理解されるように、本実施例
においては、ワーク補助支持装置１７はワークＷの長手
方向へ移動可能な多関節ロボットよりなるものであっ
て、この多関節ロボットにおけるアーム部２５の先端部
に支持部１５を備えてなるものである。

【００２３】前記支持部１５の構成としては、ワークＷ
の所望位置を支持する構成であればどのような構成でも
良く、例えば図２に示すように、ワークＷを把持自在の
フィンガー２７をハンド部に備え、かつ当該ハンド部が
アーム部２５の軸心回りに矢印Ａ方向へ回動可能である
ことが望ましい。

【００２４】上記構成により、上記支持部１５は三次元
的に移動することができ、ワークＷの所望位置を支持し
た状態においてワークＷの複雑な曲げ形状に対応し得る
ものである。

【００２５】以上のごとき構成により、前述したように
制御装置１１の制御の下に曲げ加工機構部５等を作動し
てワークＷの曲げ加工を行なうとき、曲げ加工機構部５
から前側へ突出した部分のワークＷの適宜位置を支持部
１５により支持する。そして、ワークＷの曲げ加工が進
行するに従って前記適宜位置が位置変化するとき、その
位置変化に対応して支持部１５が移動するようにワーク
補助支持装置１７を制御装置１１により制御することに
より、前記曲げ加工機構部５から前側へのワークＷの突
出部分の突出長が比較的長大な場合であっても、上記突
出部分が自重によって変形することや、前記曲げ加工機
構部５による曲げ加工時に生じ勝ちの腰折れ現象を防止
することができる。

【００２６】前記支持部１５がワークＷを支持する部分
は、曲げ加工機構部５から前側へのワークＷの突出部分
が自重によって変形すること、及び曲げ加工時の腰折れ
現象を防止し得る箇所であればワークＷのどの部分でも
良く、例えばワークＷの先端部であっても良い。しか
し、前記自重による変形や曲げ加工時の腰折れ現象を効
果的に防止すること、及び前記支持部１５の移動範囲を
比較的小さく抑制するには、曲げ加工機構部５からのワ
ークＷの突出部分の重心位置付近であることが望まし
い。

【００２７】前述のごとく、曲げ加工機構部５によって
ワークＷの曲げ加工を行なうときに、上記曲げ加工機構
部５から前側へ突出したワークＷの突出部分の所望位置
を支持部１５により支持し、ワークＷの曲げ加工の進行
によって上記所望位置が位置変化した場合であっても、
その位置変化に対応して前記支持部１５によりワークＷ
の前記所望位置を支持すべく、前記ワーク補助支持装置
１７を制御装置１１により制御するには、ワークＷの曲
げ形状に応じて前記所望位置の三次元の座標位置を予め
演算し、予めプログラム化しておくことにより実施し得
るものである。

【００２８】前記ワーク補助支持装置１７における支持
部１５のＸ，Ｙ，Ｚ方向の座標位置や各軸心回りの回動
位置等を制御するためのデータは、次のごとき手段によ
って容易に求めることができる。

【００２９】すなわち、ワークＷの支持すべき所望位置
を定め、ワークＷの曲げ加工が進行するに従って前記所
望位置がどのように変化するかをコンピュータのシミュ
レーション手段２９によって予めシミュレーションする
ことにより、前記所望位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の座標位置
及び回動位置を移動軌跡として数値的に得ることができ
る。

【００３０】従って、前記シミシュレーション手段２９
によって得られたデータに基いてワーク補助支持装置１
７及びその支持部１５の位置，姿勢等を制御することに
より、前述したごとく、ワークＷの所望位置の位置変化
に対応して前記支持部１５が上記所望位置を容易に支持
することができるものである。

【００３１】前述のごとくシミュレーション手段２９に
よってワークＷの所望位置の座標データを得たにも拘ら
ず、ワークＷのスプリングバックの影響によって前記座
標データがそのまま使用困難な場合には、補正値入力手
段３１によりスプリングバックを考慮して上記座標デー
タの補正を行なうか、又は上記座標データを基礎にして
ワークＷの試し曲げ加工を行ない、この試し曲げ加工の
データを加味して補正することが望ましい。

【００３２】前述のごとくワークＷの所望位置をワーク
補助支持装置１７における支持部１５により支持してワ
ークＷの曲げ加工を行なうに当って、ワークＷの曲げ加
工が終了するまで前記支持部１５が常に同一箇所（例え
ば先端部付近）を支持する構成であっても良い。

【００３３】しかし、ワークＷの曲げ加工が進行して曲
げ加工機構部５からのワークＷの突出部分の突出長が長
大になると、ワークの僅かな曲げ角度であっても前記同
一箇所は大きく位置変化することとなるので、ワークＷ
の前記突出部分が比較的長くなる場合には、ワークＷの
前記突出部分がある程度長くなる毎に、前記支持部１５
がワークＷを支持する支持位置を変更することが望まし
い。この場合の変更位置の座標データも、前記シミュレ
ーション手段２９によって容易に得ることができる。

【００３４】なお、ワーク補助支持装置１７における支
持部１５によってワークＷの所望位置を支持し乍らワー
クＷの曲げ加工を行ない、ワークＷの曲げ加工を終了し
た後は、前記ワーク補助支持装置１７を前方向（図１に
おいて右方向）へ移動して、ワークＷの後端部を曲げ加
工機構部５から引出した後に、ワーク補助支持装置１７
を水平に旋回することにより、前記支持部１５によりワ
ークＷを支持した状態においてワークＷを搬出位置へ搬
出することができる。

【００３５】ところで、本実施例においては、前記ワー
ク補助支持装置１７が多関節ロボットよりなる場合につ
いて説明したが、本発明は前記実施例に限ることなく、
その他の態様でも実施可能である。

【００３６】例えば図３に示すように、ガイドレール３
３に沿ってＺ軸方向へ移動可能な第１スライダ３５にＸ
軸方向へ移動可能な第２スライダ３７を設け、かつこの
第２スライダ３７に矢印Ｂ方向に旋回可能な旋回台３９
を設ける。そして、この旋回台３９に、Ｙ軸方向へ伸縮
可能なアーム４１を設け、このアーム４１の先端部に、
支持部としてのハンド４３を軸４５の回りに回動可能に
設ける。

【００３７】上記構成により、各スライダ等の各作動部
をサーボモータ等を用いて制御駆動することにより前記
ワーク補助支持装置１７と同様の効果を奏し得るもので
ある。

【００３８】また、長尺材の曲げ加工装置としては、曲
げ加工装置１に限ることなく、例えば図４に例示する曲
げ加工装置５１に対しても実施可能である。

【００３９】この曲げ加工装置５１は、丸棒あるいは丸
パイプのワークＷの曲げ加工を行なう装置であって、ワ
ークＷを挟持固定可能に支持するワーク支持装置５３を
備えており、このワーク支持装置５３の前側には曲げ加
工機構部５５が配置してある。また、上記ワーク支持装
置５３の後側には、ワークＷの送材作用を行なうワーク
送り装置５７が配置してある。

【００４０】前記曲げ加工機構部５５は水平に旋回可能
な旋回台５９を備えており、この旋回台５９の旋回中心
部にはワークＷの径に対応した周溝を備えた円板状の曲
げ型６１が装着してある。また上記旋回台５９には、上
記曲げ型６１に対してワークＷを押圧する押圧型６３が
装着されており、この押圧型６３は、旋回台５９に装着
した例えば流体圧シリンダのごとき押圧用のアクチュエ
ータ６５の押圧作動部材６７に連結されている。

【００４１】したがって、この曲げ加工機構部５５にお
いては、押圧型６３によりワークＷを曲げ型６１に押圧
した状態において、旋回台５９を図４において時計回り
方向へ回動することにより、ワークＷの１部を円弧状に
折曲げ加工することができる。

【００４２】前記ワーク送り装置５７は、ワークＷの適
宜位置（例えば後端部）を保持して前記曲げ加工機構部
５５へワークＷを送材する作用をなすものであって、こ
のワーク送り装置５７に備えられたワーククランプ５７
Ｃは、前記ワークＷを軸心回りに回動可能に設けられて
いる。

【００４３】したがって、曲げ加工装置５１において
は、曲げ加工機構部５５の水平な旋回によるワークＷの
曲げ加工と、ワーククランプ５７ＣによるワークＷの軸
心回りの回動とを適宜に制御してワークＷの折曲げ加工
を行なうことにより、ワークＷを二次元的，三次元的に
折曲げ加工し得ることが理解されよう。

【００４４】ところで、上述の曲げ加工装置５１におい
ても、曲げ加工機構部５５から前側へ突出した部分のワ
ークＷを支持することが望ましいものである。したがっ
て、上記曲げ加工装置５１の前側にワーク補助支持装置
１７が配置してある。

【００４５】よって、曲げ加工装置５１によるワークＷ
の折曲げ加工時にも、前述の実施例と同様に、ワークＷ
の突出部分が自重によって変形することや、折曲げ加工
時の腰折れ現象等を防止し得るものである。

【００４６】すなわち本発明は種々の態様でもって実施
し得るものである。

【００４７】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、要するに、本発明によれば、ワークＷの曲げ
加工を行なう曲げ加工機構部５から前側へ突出したワー
クＷの突出部分の所望位置がワーク補助支持装置１７の
支持部１５によって支持されるので、上記突出部分が自
重によって変形することや、前記曲げ加工機構部５によ
る曲げ加工時に生じ勝ちにある腰折れ現象を効果的に防
止することができ、より精度の良い曲げ加工を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概略的な平面説明図であ
る。

【図２】本発明の実施例に係る補助支持部の説明図であ
る。

【図３】本発明の他の実施例を示す説明図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

３ ワーク支持装置 ５ 曲げ加工機構部 ７ ワーク送り装置 １５ 支持部 １７ ワーク補助支持装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺のワークを長手方向へ移動可能に支
   持するワーク支持装置の前側に配置した曲げ加工機構部
   を作動して上記ワークの曲げ加工を行なう際、上記曲げ
   加工機構部より前側において前記ワークの所望部分を支
   持する支持部を、前記ワークの曲げ加工により位置変化
   する上記所望部分の位置変化に対応するように移動し
   て、上記支持部によりワークの所望部分を支持し乍ら前
   記曲げ加工機構部によりワークの曲げ加工を行なうこと
   を特徴とする長尺材の曲げ加工方法。
2. 【請求項２】 長尺のワークを長手方向へ移動可能に支
   持するワーク支持装置の前側に、上記ワークの曲げ加工
   を行なう曲げ加工機構部を配置し、この曲げ加工機構部
   によって曲げ加工される前記ワークの所望部分を、この
   所望部分の位置変化に対応して支持する支持部を備えて
   なるワーク補助支持装置を前記曲げ加工機構部の前側に
   配置してなることを特徴とする長尺材の曲げ加工装置。