JPH066210B2 - 板材加工機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、板材（以下、ワークピースとも呼ぶ）上の
加工基準線を検出し、検出した加工基準線に基いて高精
度の加工を行うことができる板材加工機械に関する。

［従来技術の説明］ 従来の板材加工機械では、板材端線を基準としてゲージ
ングするか、板材にけがき線を入れ、このけがき線を目
視で所定の位置に合わせるようにして板材の位置ないし
姿勢を規定していた。

しかしながら、板材端線によるゲージングは当該端縁が
精度良好に仕上げられている場合のみ可能であり、けが
き線等を併せて使用することが必要となる。

又、板材上にけがき線を入れ、このけがき線を加工機械
の所定位置に目視で合わせる場合には、この目視作業に
多くの労を要し、かつ、目視であるがため加工精度を悪
くする恐れがあるという問題点がある。

［発明の目的］ この発明は上記問題点を改善し、板材上の加工基準線を
自動検出し、検出された基準線に基いて高精度の加工を
行うことができる板材加工機械を提供することを目的と
する。

［発明の概要］ 上記目的を達成するため、この発明では、板材加工機械
を、計測面に光ビームを照射し前記計測面上に円状軌跡
を描かせるビーム軌跡形成手段と、前記計測面からの反
射光の強度を検出する反射光検出手段と、該手段で検出
された反射光の有無ないし強度を前記軌跡と対応させ前
記軌跡と被検出線との交差位置を演算する交差位置演算
手段と、を備えて構成される線位置検出装置と、該装置
によって検出された被加工板材上の基準線位置に基いて
前記被加工板材の位置及び姿勢を規定する規定手段と、
該手段によって規定された被加工板材を加工する板材加
工手段と、を有せしめて構成し、線位置検出装置で検出
された加工基準線に基いて所定の加工を行うようにし
た。

［実施例の説明］ 第１図はけがき線を検出する線位置検出装置を取付けた
板材折曲げ加工機械の正面図、第２図は同右側面図、第
３図は同背面図である。第４図は線位置検出装置のセン
サ部分の詳細を示す断面図、第５図は線位置検出装置の
計測回路のブロック図、第６図は線位置検出装置の軌跡
説明図、第７図は線位置検出装置の検出状態を示す説明
図である。

第１図〜第３図を参照するに、板状のワークピースＷの
折曲げ加工を行なうための折曲げ加工機械１は、概略的
には下型３を支承する箱状の機台５を備えており、この
基台５の左右両側部に設けたガイド部材７Ｒ，７Ｌには
それぞれガイドポスト９Ｒ，９Ｌが垂直方向に上下動自
在に支承されている。前記下型３と協働してワークピー
スＷの折曲げ加工を行なう上型１１を支承した上部テー
ブル（ラム）１３の左右両側部は、左右の各ガイドポス
ト９Ｒ，９Ｌの上部に支承されている。上記各ガイドポ
スト９Ｒ，９Ｌの下部は、機台５に回転自在に支承され
た偏心軸（クランク軸）１５の偏心部１５Ｅにコネクテ
ィングロッド１７Ｒ，１７Ｌを介して適宜に連結されて
いる。

上記構成により、偏心軸１５を適宜に回転することによ
りガイドポスト９Ｒ，９Ｌを介して上部テーブル１３が
上下動されることとなる。したがって、下型３上にワー
クピースＷを位置せしめた後、偏心軸１５を回転して上
部テーブル１３を下降せしめ、下型３に上型１１を係合
することにより、ワークピースＷの押曲げ加工が行なわ
れ得る。

上述のごとくワークピースＷの押曲げ加工を行なうに際
して、ワークピースＷの位置決めの状態を検知するため
に、上部テーブル１３の背面には、ワークピースＷに描
かれたけがき線を光学的に検知する線位置検知装置１９
が装着されている。なお、線位置検出装置１９の検知結
果に基いてワークピースＷの位置決めを正確に行なうた
めに、前記下型３の後方（第２図においては右方）位置
には、バックゲージ装置２１が設けられている。さらに
折曲げ加工機械１には、制御盤２３と、加工すべきワー
クピースＷの板厚を検知して、そのデータを前記制御盤
２３へ出力する板厚検知装置２５が備えられている。

前記線位置検知装置１９は、上部テーブル１３の背面に
水平に備えられたガイドレール２７に支承されて左右方
向に位置調節自在な支持部材２９Ｒ，２９Ｌを備えてな
り、各支持部材２９Ｒ，２９Ｌには、各支持部材２９
Ｒ，２９Ｌをガイドレール２７に固定自在な固定ボルト
が設けられており、固定ボルトの端部にはそれぞれ締付
ノブ３１Ｒ，３１Ｌが設けられている。また各支持部材
２９Ｒ，２９Ｌには昇降部材３５Ｒ、３５Ｌが上下動自
在に設けられていると共に、各昇降部材３５Ｒ，３５Ｌ
を昇降させるための昇降用シリンダ３７Ｒ，３７Ｌが設
けられている。そして前記各昇降部材３５Ｒ，３５Ｌに
第４図に示したセンサＳＲ，ＳＬが装着されている。

第４図に線位置検出装置１９のセンサ部分の詳細図を示
した。図は、前記シリンダ３７Ｒ，３７Ｌが作動され、
センサＳ（ＳＲ，ＳＬ）がワークピースＷに接近した状
態を示している。

センサ３７（３７Ｒ，３７Ｌ）は、円形ケース３９を有
し、該ケース３９には上蓋４１が設けられている。上蓋
４１の内部には、発光ダイオード４３と、該ダイオード
４３から発光されたレーザ光をケース軸心（光軸）下方
に計測ビームとして収容し投光するコリメーション４５
とを収納するコリメーションホルダ４７が取付けられて
いる。

前記ケース３９の中心部には、中空の回転軸４９が設け
られ、該軸４９はモータ５１によって光軸の回りに回転
自在となっている。回転軸４９の上端にはエンコーダ５
３が配設され、モータ５１によって回転される回転軸４
９の現在位置を回転角度に応じたパルス信号で計測可能
となっている。回転軸４９の下端には中心部に明けた穴
の真下に配設され前記回転軸４９の内部上方からのビー
ムＬＢを光軸に対し直角外方向に曲げるプリズム５５
と、該プリズム５５で曲げられたビームＬＢをワークピ
ースＷ上の所定位置Ｐに照射する鏡５７と設けた回転プ
レート５９が取付けられている。

位置Ｐは、回転軸４９の回転によってワークピースＷ上
に所定直径Ｄ（例えば１０mm）の円軌跡を描く位置であ
る。

一方、ケース３９の底部には、ガラス製の透明プレート
６１が固定的に設けられた、該透明プレート６１の中心
上面には前記ワークピースＷの前記位置Ｐから反射する
レーザビームＬＢの反射強度を電圧値で検出するフォト
センサ６３が取付けられている。フォトセンサ６３の直
径は前記軌跡の直径Ｄより十分小径とされている。透明
プレート６１の回りには遮光カバー６５が設けられてい
る。

第５図に示すように、線位置検出装置４９の計測回路６
７は、ＮＣ位置６９の１部が利用されて構成されてい
る。

計測回路６７は、ＮＣ装置６９側の計測指令部７１と、
けがき線検出部７３と、バックゲージ駆動信号出力部７
５と、発光ダイオード４３の駆動装置７７と、シリンダ
３７（３７Ｒ，３７Ｌ）の駆動装置７９と、モータ５１
の駆動装置８１と、フォトセンサ６３の増幅器８３と、
前記エンコーダ５３と、で構成されている。

計測指令部７１は、けがき線を検出すべき時点で、発光
ダイオードの駆動装置７７と、シリンダ３７の駆動装置
７７と、モータ５１の駆動装置７９とにそれぞれ駆動信
号を出力する。

発光ダイオード４３の駆動装置７７は、駆動信号を受
け、発光ダイオード４３に所定の電圧を供給し、発光ダ
イオード４３から所定のレーザを発振させるものであ
る。

シリンダ３７の駆動装置７９は、駆動信号を受け、シリ
ンダ３７（３７Ｒ，３７Ｌ）を作動し、センサＳ（Ｓ
Ｒ，ＳＬ）の下端をワークピースＷの上面に接近させる
ものである。

モータ５１の駆動装置８１は、駆動信号を受け、モータ
５１を回転駆動するものである。この回転は、駆動装置
７９がシリンダ３７を作動し、センサＳが下方に降下し
て後駆動されるものであり、センサＳの回転プレート５
９を丁度１回転させるものである。

けがき線検出部７３は、前記エンコーダ５３からのパル
ス信号と増幅器８３からの検出信号Ｖを入力し、回転プ
レート５９の回転位置θに対して検出信号Ｖを対応さ
せ、後述する演算によってけがき線の位置を検出するも
のである。

バックゲージ駆動信号出力部７５はけがき線の検出値に
基いてバックゲージ駆動信号（補正信号）を生成し、こ
れをバックゲージ駆動装置２１Ａに出力する。バックゲ
ージ駆動装置２１Ａは、前記バックゲージ装置２１の駆
動部分である。

上記構成の板材折曲装置及び線位置検出装置について、
その作用を説明する。

まず、ワークピースＷには、第６図に示すように、正確
な折曲げ位置を指定するため、けがき線８５が加工され
る。このけがき線８５は図示しないけがき線加工手段
（タレットパンチプレス等の機械でも良いし、人手によ
るものでも良い）によって加工されるものである。けが
き線８５は、折曲位置に加工することもできるが、ここ
では、折曲げ位置よりも、第２図において寸法だけ前
部側に加工されるものとする。この寸法は、金型３，
１１位置と、線位置検出装置１９の配設位置との間の寸
法として設定されるものである。

次に、第２図に示したバックゲージ装置２１が作動さ
れ、バックゲージ先端にワークピースＷの後端を当接す
ると、この時点で、けがき線８５は、センサＳの略真下
に来る。

そこで、オペレータは、ノブ３１Ｒ，３１Ｌを操作して
両センサＳＲ，ＳＬの間隔を調整し、バックゲージにワ
ークピースの後端面を押し当てたままで、前記制御盤２
３の所定のスイッチを操作すると、線位置検出装置１９
が作動開始する。作動概要は次の如くである。

まず、第３図に示したシリンダ３７Ｒ、３７Ｌが作動
し、第４図に示したように、カバー６５の下端がワーク
ピースＷよりほんの少し上（０．５〜１mm位）になるま
でそれぞれ下降する。カバー６５はワークピースＷの反
り等のため誤ってワークピースＷに当ったとしても破損
することがないよう、ゴム等柔軟な材料で作られてい
る。

次に、センサＳの発光ダイオード４３が発光し、モータ
５１によって回転軸４９が回転し、第６図に示したよう
に、ワークピースＷ上にレーザビームＬＢが照射され直
径Ｄの円軌跡８７が描かれる。

今、センサＳＲの有している座標をxyとし、この座標xy
の原点０上にセンサＳＲの光軸が位置し、回転プレート
５９は、第６図においてθ＝０の位置Ｐ_ｏから右回りに
１回転するとする。

第７図に示すように、フォトセンサ５５は、軌跡８７に
おける反射鏡度を回転角θに応じて検出する。検出信号
Ｖは、けがき線８５との交点Ｐ_１の前後おいて、２つの
大きな谷を有している。この谷は、断面Ｖ字状のけがき
線８５のＶ字側面で反射光が弱くなることに基いて形成
されるものである。検出電圧Ｖと、谷の中間位置におけ
る反射強度を考慮して設定される比較電圧Ｖｃとの交点
をθ_３，θ_４，及びθ_６，θ_７とし、θ_３，θ_４の中間
点をθ_５、θ_６とθ_７の中間点をθ_８、θ_５とθ_８の中
間点をθ_９とする。

第５図に示したけがき線検出部７３は、第６図、第７図
に示した関係から、位置Ｐ_１（ｘ_１，ｙ_１）を、 ｘ_１＝−（Ｄ／２）・cosθ_９ … ｙ_１＝（Ｄ／２）・sinθ_９ … として求める。もう１つの交点Ｐ_２についても、同様に
して、その座標値（ｘ_２，ｙ_２）を求めることができ
る。

けがき線検出部７３は以上の如くして求めた、点Ｐ_１と
点Ｐ_２の中点（Ｐ_１＋Ｐ_２）／２を以ってけがき線８５
が通る位置とする。同様に他方のセンサＳＬもけがき線
８５が通る位置を演算する。

以上により、けがき線８５が通る位置が両センサＳＲ，
ＳＬによってそれぞれ検出され、両バックゲージに対す
るずれΔがバッゲージ駆動信号出力部７５で演算さ
れ、ここから、バックゲージ駆動装置２１Ａに補正信号
が出力される。バックゲージ駆動信号２１ＡはずれΔ
を補正すべく、ずれΔをに見合った量だけそれぞれ補
正移動し、けがき線８５がセンサＳの真下にくるように
する。

オペレータは、バックゲージ装置２１の作動後ワークピ
ースＷをバックゲージに突当てた状態でフットペタル装
置（図示せず）を操作し、上型１１を降下させ、ワーク
ピースＷを所定の形に折曲げ加工する。

以上示した線位置検出装置１９は、間隔を置いた２つの
センサで構成され、両センサで検出されたけがき線を結
ぶことがけがき線の位置を検出したが、これは、折曲げ
加工機械に合わせた設計例を示したものであり、１つの
センサＳＲ又はＳＬでけがき線８５を検出することがで
きることは勿論である。

又、以上の実施例では、線をけがき線の例で示したが、
線は線状マーク、板材端縁等であっても同様である。

［発明の効果］ 以上の通り、この発明に係る板材加工機械によれば、板
材上のけがき線、基準マーク、端縁等基準線を自動検出
し、検出された基準線に基いて高精度の加工を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は線位置検出装置を取付けた板材折曲げ加工機械
の正面図、第２図は同右側面図、第３図は同背面図であ
る。第４図は線位置検出装置のセンサ部分の詳細を示す
断面図、第５図は線位置検出装置の計測回路のブロック
図、第６図は線位置検出装置の軌跡説明図、第７図は線
位置検出装置の検出状態を示す説明図である。 １…折曲げ加工機械 １９…線位置検出装置 ４３…発光ダイオード ４５…コリメータ ４７…コリメータホルダ ４９…回転軸 ５３…エンコーダ ５５…プリズム ５７…ミラー ５９…回転プレート ６１…透明プレート ６３…フォトセンサ Ｓ（ＳＲ，ＳＬ）…センサ ＬＢ…レーザビーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】計測面に光ビームを照射し前記計測面上に
   円状軌跡を描かせるビーム軌跡形成手段と、前記計測面
   からの反射光の強度を検出する反射光検出手段と、該手
   段で検出された反射光の有無ないし強度を前記軌跡と対
   応させ前記軌跡と被検出線との交差位置を演算する交差
   位置演算手段と、を備えて構成される線位置検出装置
   と、該装置によって検出された被加工板材上の基準線に
   基いて前記被加工板材の加工位置及び加工姿勢を規定す
   る板材規定手段と、該手段によって規定された被加工板
   材を加工する板材加工手段と、を有して構成される板材
   加工機械。
2. 【請求項２】前記線位置検出装置は、前記基準線方向に
   距離を隔てて一対設けられ、両検出装置で検出された基
   準線位置を結ぶことにより前記板材上の基準線が検出さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の板
   材加工機械。