JPH1058042A - 帯刃の曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯刃Ｗが通るスリットをもつ固定ダイ７と、
そのスリット出口において帯刃Ｗに押圧力を与える可動
ダイ８と、帯刃Ｗを送る送材ローラ３を有する帯刃の曲
げ加工装置において、曲げ加工のときに帯刃Ｗに制御さ
れない「伸び」および「すべり」が生じ、全体寸法が所
定寸法より大きくなり、抜型基板の溝にぴったり嵌り合
わないという問題があった。この発明はその問題を解決
する。 【解決手段】 帯刃Ｗの曲げ加工実行中に生ずる長手方
向の変位量を測定するエンコーダ１５を設け、この測定
値に基づいてコンピュータ１０が次の所定送り量から補
正値を減算したのち、送材ローラ３を駆動するモータ６
に操作信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙、プラスチック
シート、皮革等を押切るためのトムソン刃等の帯刃の自
動曲げ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 特開昭６３−３０９３２８号公報に
は、図５に示す通り、帯刃を通す型材２０の出口近傍
に、円弧経路Ａ−Ａに沿って駆動される押し具２２を設
けると共に、型材２０の背後に一対の送りローラ２３を
設け、帯刃Ｗを型材２０の出口から微小量ｅづつ間欠的
に送り出しながら、帯刃の送りが停止しているときに、
押し具２２を一定量移動させて帯刃Ｗを押圧することに
より帯刃Ｗを一定角度ａだけ折り曲げ、この操作を繰り
返し実行することにより、例えば、図６に示すような半
径ｒ、全曲げ角度Ａの所望の曲げ加工を行う帯刃の曲げ
加工方法が開示されている。

【０００３】帯刃Ｗを送る送りローラ２３は、上記した
曲げ加工の際の間欠的微小送りのほかに、一つの曲げ加
工終了後、次の曲げ加工を開始するまでの所定長さの定
寸送りにも共用されている。そのため、送りローラ２３
を回転駆動するモータとして、例えばステッピングモー
タが用いられ、コンピュータ等の制御部からの指令に従
い、微小送り及び定寸送りが実行される。

【０００４】また、他の従来技術として、上記したよう
に押し具２２を所定の一定量移動させて帯刃Ｗを微小な
一定角度ａだけ折り曲げることの繰り返しでなく、押し
具２２を強大な力で一度だけ帯刃Ｗに作用させることに
より、図７に示すような非常に曲率半径が小さく曲げ角
度がほぼ９０°の、いわゆる「１回曲げ」の方法が知ら
れており、図５の装置を用いて、実施することができ
る。

【０００５】このようにして曲げ加工された帯刃は、一
枚の基板にレーザ加工または糸ノコの切削加工により刻
設された所定形状の溝に植設されて抜型が製作される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図８に曲げ加工部の拡
大図を模式的に示す。（Ａ）図は加工前の状態を示し、
（Ｂ）図は加工実行終期の状態を示す。型材２０（固定
ダイ）に保持された帯刃Ｗの点Ａに押し具２２（可動ダ
イ）の押圧力Ｆが作用すると、型材２０の押圧力Ｆの受
け側のエッジＢ点を支点として帯刃Ｗは曲げモーメント
Ｍを受けて塑性変形する。

【０００７】このような状態において曲げ加工が実行さ
れると、曲げ加工による塑性変形のため、曲げの外側で
大きな引張が生ずると同時に内側で小さな圧縮が生じ、
エッジＢ点と帯刃表面の間に多少のすべりが生ずる。ま
た、押し具２２の刃先が帯刃表面をよくキャッチせず、
作用点にすべりが生ずると、曲げ加工の有効仕事量が減
殺されて、曲げの外側での引張量と内側での圧縮量も減
少する。

【０００８】その結果、曲げ加工点よりも十分後方にお
いて、帯刃Ｗは全体として前方へ引っ張られる。そして
十分後方における任意の定点Ｋは位置Ｐ１からＰ２へ変
位する。この「変位量ε」は、帯刃Ｗの材質、表面の摩
擦係数、ダイの材質、摩耗度等により変動し、制御不能
であり、かつ予測不能である。

【０００９】このような理由により、曲げ加工に際して
帯刃Ｗに制御し得ない「変位」が生ずるため、曲げ加工
された帯刃の全体寸法が所定寸法よりも大きくなり、そ
の結果、所定形状寸法通りに刻設された抜型基板の溝
に、曲げ加工された帯刃が嵌り合わないという問題があ
った。

【００１０】そこで本発明の第一の解決課題は、この問
題を解消し、紙、プラスチックシート、皮革等の加工す
べき所定寸法通りに帯刃を加工する帯刃の曲げ加工装置
を提供することである。

【００１１】この第一の課題が解決されたあとに第二の
解決すべき課題が存在する。帯刃に塑性変形を生じさせ
る非常に強い荷重が加えられるため、送材手段が帯刃を
拘束していると、送材手段にまで強い引張力が及ぶと共
に、固定ダイと可動ダイのある曲げ加工部と送材手段の
間を結ぶテーブルにも強い圧縮荷重が作用し、それらの
荷重に耐えながら加工寸法精度を維持しようとすれば、
機械各部の寸法が重厚にならざるを得ない。

【００１２】これに対し、送材手段の駆動モータとし
て、保持トルクを制御できるモータを使用して、曲げ加
工の前に保持トルクを下げるか零にして送りローラをフ
リーの状態にし、送材の前に保持トルクを上げてスリッ
プを生じさせないよう構成することができるがモータの
種類の選択肢が狭くなり、かつ、モータの制御が複雑に
なるという問題が生ずる。

【００１３】そこで本発明の第二の解決課題は、モータ
の保持トルクを制御することなく、帯刃の曲げ加工時に
送材手段、テーブル等の曲げ加工以外の部分に徒らに抗
力を生じさせない、帯刃の曲げ加工装置を提供すること
である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の帯刃の曲げ加工
装置は、帯刃の通過するスリットが形成された固定ダイ
と、その固定ダイのスリット出口に近接して変位し帯刃
の側面に押圧力を与える可動ダイと、帯刃を上記スリッ
トを通過させて送る送材手段を有し、上記スリットの出
口から突出静止している帯刃に上記可動ダイを押圧して
帯刃を折り曲げる装置において、帯刃の曲げ加工実行中
に生ずる帯刃の長手方向の変位量を測定する計測手段
と、その変位量またはそれに基づいて算出された量を上
記送材手段の次の所定送り量から減算する補正演算手段
と、上記送材手段の駆動モータとドライブローラの間に
設けられたワンウェイクラッチを有することを特徴とし
ている。

【００１５】本発明の計測手段は、帯刃側面に接触して
回転するローラの軸と係合するエンコーダであることが
好ましい。また、計測手段として磁気スケールとその変
位を検知する磁気ヘッドを用いることができる。この場
合、磁気スケールを固定側に設ける方式と変位側に設け
る方式がある。

【００１６】本発明の計測手段は、そのほか、例えば光
学的格子を用いるなど、公知の微小長さ測定技術を用い
て実施することができる。ワンウェイクラッチとは、内
輪と外輪の相対的回転方向に空転（クラッチ解放）方向
とかみ合い（クラッチ連結）方向とがあるクラッチをい
う。

【００１７】

【作用】図７とともに説明したように、曲げ加工実行中
には、可動刃の引張力とそれに対抗する抗力により、さ
まざまな「すべり」や「塑性変形」を生じるが、それら
の現象は制御し得ないばかりか、曲げ加工の都度変動し
たり、経時変化を起こし加工精度を高める上で非常に厄
介である。しかし本発明によれば、諸々の現象の総合さ
れた結果が、曲げ加工点よりも十分後方、例えば、固定
刃のスリット入口より後方における「帯刃Ｗの曲げ加工
実行中に生ずる帯刃長手方向の変位量ε」として測定さ
れ、それに基いて補正が行われるので、加工精度を容易
に高めることができる。

【００１８】また、送材手段の駆動モータとドライブロ
ーラの間にワンウェイクラッチが設けられているので、
送材実行時にモータが駆動されるとワンウェイクラッチ
がかみ合い状態になってモータの回転角に応じた量の送
材が行われ、反対に帯刃に送り方向の力が作用してドラ
イブローラが送り方向に回転しようとするとワンウェイ
クラッチが直ちに空転状態になってドライブローラはフ
リーになる。

【００１９】

【発明の実施の態様】図１に本発明を実施した帯刃自動
曲げ加工装置の側面図を示し、図２にその要部平面図を
示す。テーブル１上の、図において右から左へ向って刃
先を上に向けた帯刃Ｗが供給される。ロール状に巻かれ
た帯刃は、まず、レベラー２により巻きぐせが矯正さ
れ、つづいて左右一対の送材用ローラ３を通って帯刃曲
げ機４に供給される。

【００２０】送材用ローラ３は、例えばステッピングモ
ータ６により駆動され、コンピュータ１０により、停止
状態と所定量の送材工程が交互に繰り返される。帯刃曲
げ機４は、帯刃の通過するスリットが形成された固定ダ
イ７と、その固定ダイのスリット出口に近接して変位し
帯刃の側面に押圧力を与える可動ダイ８と、その可動ダ
イ８を所定向きに所定量変位駆動するためのステッピン
グモータ９より成り、このステッピングモータ９はコン
ピュータ１０により駆動制御されて、帯刃をそのまま通
過させる休止状態と、所定の押圧工程と上記送材用ロー
ラ３の微小送り工程とが繰り返されて所望の曲率半径と
所望の曲げ角をもつ曲げ工程を交互に実行する。また、
左右交互に強力な曲げ加工を繰り返すことにより疲労破
壊による切断を実行する。

【００２１】送材用ローラ３は、ステッピングモータ６
により駆動されるドライブローラ３Ａと、圧縮バネ１１
により帯刃Ｗを弾力的に挟持するピンチローラ３Ｂより
成る。ドライブローラ３Ａの軸１２には大歯車１３が設
けられ、これと係合する小歯車１４の軸にエンコーダ１
５が取付けられている。このエンコーダ１５は軸の回転
角をパルス信号数に変換してコンピュータ１０に入力す
る。

【００２２】ステッピングモータ６とドライブローラ３
Ａの間にワンウェイクラッチ５が設けられており、ドラ
イブローラ３Ａの軸の上には着脱自在の逆転用ハンドル
５０が設けられている。ワンウェイクラッチ５は、図３
（Ａ）に拡大部分断面図を例示するように、外輪５１と
内輪５２の間に特殊断面形状のカム５３が全円周上にわ
たって配設されている。このカム５３の外輪５１との接
点Ａと、内輪５２との接点Ｂを結ぶ線ＡＢは、内外輪の
中心線ＯＰに対しストラットアングルθだけ傾斜してい
る。カム５３の紙面と垂直方向の両端には下側の切欠か
かれた段部５４があって、その段部５４に圧縮スプリン
グ５４が通っており、このスプリング５４の復元力がカ
ム５３に反時計方向の回転モーメントを与えて、内外輪
と軽く接触させている。外輪５１と内輪５２の間隔は、
カム５３の軸方向の外側に設けられたボールベアリング
（図示せず）により厳格に規定されている。

【００２３】これらの作用は、外輪（または内輪）を黒
矢印の方向に回転させると自由に回転し、内輪（または
外輪）に回転が伝達されない「空転」状態になり、これ
と反対に、外輪（または内輪）を白矢印の方向に回転さ
せると外輪・カム・内輪は一体となって内輪（または外
輪）に動力を伝達する「かみ合い」状態になる。カム５
３の形状には種々のものがあり、例えば図３（Ｂ）に示
すように、保持器５４により所定の間隔を保って全円周
上に配設されているものもある。

【００２４】図４は、コンピュータ１０のプログラムの
フローチャートを示す。この加工プログラムとは別に、
曲げの曲率半径、曲げ角度、直線部のスパン長さ等の設
計データ、並びに前回の曲げ加工により生じた補正デー
タがＲＡＭに記録されている。まず、次に実行すべき設
計データが読込まれる（３１）。直線の定寸送りの場
合、所定の送り寸法から前回の曲げ加工により生じた補
正値が減算されて（３２）、補正後の送り量に相当する
送材が実行される（３３）。送材用ローラがステッピン
グモータ６により駆動されるので、送り長さはパルス数
に換算して出力される。

【００２５】曲げ加工の場合、まず、曲げデータから１
回に行う微小送りピッチｅと繰返し回数Ｎが算出され、
その値がメモリに一時記憶される。その際送りピッチ、
曲げ角度が一定でなくともよい（３４）。次に、微小送
りと曲げの繰返し工程のうちの初回の工程が実行され
る。すなわち、１回の送りピッチｅから前回の曲げ加工
による補正値の減算（３５）、補正後の量の微小送り
（３６）、１回に行う曲げ角度分だけ可動ダイを駆動
（３７）、可動ダイの復帰（３８）、エンコーダ１５か
ら今回の曲げ角度分の曲げ加工実行時における変位量を
読込み（３９）、変位量から経験則に基づく補正値の算
出（４０）の各ステップが実行される。最後に、残り回
数演算Ｎ−１→Ｎが実行され（４１）たのち、Ｎ＝０か
否かが判断され（４２）、Ｎ≠０のときはステップ３５
に戻り、同じプログラムがＮ回繰返される。

【００２６】補正値の算出（４０）ステップの必要の有
無は、別のメモリから転送される設計データの内容に依
存する。例えば、その設計データが図９（Ａ）に示すよ
うな曲げ代を省いたものであって、このデータに基づき
図９（Ｂ）に示すような曲げ加工を行う場合は、この補
正演算は不可欠である。この場合、最初の工程が定寸送
り工程であれば、その後に実行される最初の曲げ加工工
程により実測された変位量εに補正を施しても、最初の
定寸送り工程により送られた直線部分の寸法が、曲げ加
工により生じた長さδだけ長くなる。この過長分δは現
実には０．１ｍｍ程度であって、これを無視しても実用
上支障はない場合もある。支障のあるケースでは、これ
を経験則により予め補正しておけばよい。

【００２７】また、Ｎ回の微小送りを行う加工にも、こ
れを応用できる。このプログラムの他の実施例として、
Ｎ回の微小送りごとに補正を行わず、一連のＮ回の曲げ
加工が終わったのちに、一連のＮ回の曲げ加工中に計測
されたエンコーダのデータの総和に基づいて唯１回の補
正を行うことができる。

【００２８】本発明のエンコーダ配設位置は、図１の実
施例に示したもののほか、帯刃Ｗに当接する独立した計
測用ローラを設けてもよく、或いはクランプによる直線
型送材装置の場合は、平面型の磁気シート等を用いて帯
刃の長手方向の変位量を計測してもよい。

【００２９】本発明の送材手段のモータとして、ステッ
ピングのモータのほか、例えばサーボモータを用いるこ
とができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、曲げ加工の際に塑性変
形が生じても常に設計通りの所定寸法の帯刃の加工が得
られる。従って、同じ設計に基づきコンピュータに制御
されて刻設加工された抜型基板の溝にぴったり嵌り合
う。１回に曲げる角度が大きい、いわゆる「１回曲げ」
加工において特にその効果が大きい。

【００３１】また本発明によれば、送材手段の駆動モー
タと送りローラの間にワンウェイクラッチを設けている
ので、駆動モータの制御が簡単になり、曲げ加工実行中
に帯刃が自由に引張られるので曲げ加工部以外に大きな
抗力が発生せず、しかも送材時の送り量が正確に保持さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明実施例の側面図である。

【図２】は、上記実施例の要部平面図である。

【図３】は、上記実施例のワンウェイクラッチ５の拡大
部分断面図である。

【図４】は、上記実施例のコンピュータ１０のプログラ
ムの内容を示すフローチャートである。

【図５】は、従来例の平面図である。

【図６】は、従来例の作用説明図である。

【図７】は、他の従来例の作用説明図である。

【図８】は、本発明の解決課題の説明図である。

【図９】は、本発明の補正演算手段の一実施例の説明図
である。

【符号の説明】

１・・・・テーブル ３・・・・送材用ローラ ４・・・・帯刃曲げ機 ５・・・・ワンウェイクラッチ ６・・・・ステッピングモータ（送材用） ７・・・・固定ダイ ８・・・・可動ダイ ９・・・・ステッピングモータ（可動ダイ用） １０・・・・コンピュータ １１・・・・圧縮バネ １３・・・・大歯車 １４・・・・小歯車 １５・・・・エンコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 昭三 大阪府八尾市楠根町３丁目39番地 株式会 社塚谷刃物製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯刃の通過するスリットが形成された固
   定ダイと、その固定ダイのスリット出口に近接して変位
   し帯刃の側面に押圧力を与える可動ダイと、帯刃を上記
   スリットを通過させて送る送材手段を有し、上記スリッ
   トの出口から突出静止している帯刃に、上記可動ダイを
   押圧して帯刃を折り曲げる装置において、帯刃の曲げ加
   工実行中に生ずる帯刃の長手方向の変位量を測定する計
   測手段と、その変位量またはそれに基づいて算出された
   量を上記送材手段の所定送り量から減算する補正演算手
   段と、上記送材手段の駆動モータとドライブローラの間
   に設けられたワンウェイクラッチを有することを特徴と
   する帯刃の曲げ加工装置。
2. 【請求項２】 上記計測手段が、帯刃側面に接触して回
   転するローラの軸と係合するエンコーダである、請求項
   １に記載の帯刃の曲げ加工装置。
3. 【請求項３】 上記計測手段が、曲げ加工実行中の帯刃
   にクランプされて帯刃と一体に変位する磁気スケール
   と、その磁気スケールの変位量を検知する磁気ヘッドで
   ある、請求項１に記載の帯刃の曲げ加工装置。
4. 【請求項４】 上記計測手段が、固定された磁気スケー
   ル等の直線型測距装置と、その磁気スケール等の直線型
   測距装置の変位量を検知するため、曲げ加工実行中の帯
   刃にクランプされて帯刃と一体に変位する磁気ヘッドで
   ある、請求項１に記載の帯刃の曲げ加工装置。