JPH1110236A

JPH1110236A - 角度検出装置

Info

Publication number: JPH1110236A
Application number: JP16426697A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Takizawa; 豊滝沢
Original assignee: AMUTETSUKU KK; Amada Metrecs Co Ltd; Amtech Corp
Current assignee: AMUTETSUKU KK; Amada Metrecs Co Ltd; Amtech Corp
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】ワーク表面の凹凸の影響を受けることなく、
ワークのたおれを生じない状態で検出することにより高
精度の角度検出を行うことのできる折曲げ角度検出装置
を提供する。【解決手段】検出ヘッド２９に設けられている投光器
３７から検出光ＬＢを被測定物Ｗに照射させながら揺動
手段３５により検出ヘッド２９を被測定物Ｗの傾斜方向
へ揺動させ、被測定物Ｗからの反射光を投光器３７から
の検出光の照射軸ＬＢＣと交差する方向に傾斜して検出
ヘッド２９に設けられている受光器収納穴４１に埋没し
た状態で設けられている第一受光器３９Ａおよび第二受
光器３９Ｂにより受光する。このため、反射光を受光器
３９の正面付近から受光することができると共に被測定
物Ｗからの乱反射光を受光するのを防止することができ
るので、受光信号のピークを明確に認識することがで
き、高精度の角度検出を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は角度検出装置に係
り、さらに詳しくは、折曲げ加工機において折り曲げら
れたワークの曲げ角度の検出等に好適な角度検出装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８を参照するに、折曲げ加工機により
折り曲げられたワークＷの折曲げ角度を測定するものと
して従来より一般的な折曲げ角度検出装置１０１が示さ
れている。この折曲げ角度検出装置１０１では、折曲げ
加工機であるプレスブレーキ（図示省略）に備えたパン
チＰとダイＤとの協働で折曲げ加工された被測定物であ
るワークＷの折曲げ角度２θを、検出子１０３を上昇さ
せて検出子１０３の先端を曲げられたワークＷの下面に
当接させることにより曲げ角度θを求め、これを二倍し
て折曲げ角度２θを求めるものである。

【０００３】すなわち、このような折曲げ角度検出装置
１０１では、ダイＤを装着するダイベース１０５の上に
シリンダ等の昇降装置１０７を設け、この昇降装置１０
７により検出子１０３を図８中上方向へ上昇させてワー
クＷの下面に当接させる。このときの検出子１０３の上
昇位置を、例えば検出子１０３と一体で昇降するラック
１０９およびこのラック１０９に噛合するピニオン１１
１と、このピニオン１１１に接続されたパルスコーダ１
１３により測定して折曲げ角度２θを検出するものであ
る。

【０００４】また、図１０には、実公昭６２−２２２６
１号公報に示されている折曲げ角度検出装置１１５が示
されている。この折曲げ角度検出装置１１５はプレスブ
レーキ１１７の前方（図１０中左方向）に設けられてお
り、検出子１１９が斜めに昇降自在に設けられている。
この検出子１１９の下端部はシリンダ１２１により軽く
上向きに付勢されており、検出子１１９の前側にはラッ
ク１２３が一体的に設けられている。このラック１２３
の前側には、ラック１２３に噛合するピニオン１２５を
備えたロータリエンコーダのごとき位置測定器１２７が
設けられており、ＮＣ装置１２９に接続されている。

【０００５】すなわち、ダイＤの上昇に伴ってワークＷ
が折曲げ加工されると、ダイＤの前側にあるワークＷが
跳ね上がるので、シリンダ１２１の付勢力により跳ね上
がるワークＷに追従して検出子１１９を上昇させる。位
置測定器１２７は折曲げ加工に伴って上昇する検出子１
１９の位置を加工中常時測定してＮＣ装置１２９に伝達
しており、ＮＣ装置１２９がこの検出子１１９の位置か
らワークＷが所望の目標角度まで折曲げられたことを認
識すると、ダイＤの上昇を停止して折曲げ加工を完了す
るものである。

【０００６】しかしながら、このような折曲げ角度検出
装置１１５では、検出子１１９の先端がワークＷに点接
触するものであり接触するワークＷの表面の凹凸に大き
く左右されるため測定精度が悪くなるという問題があ
る。また、折曲げ角度が極めて大きな鈍角の場合には、
検出子１１９のストロークが極めて短くなり、特に曲げ
線の近傍に折曲げ角度検出装置１１５を設けた場合には
ストロークが極めて短くなるため、測定精度が低下する
という問題がある。

【０００７】このような問題を解決するために、検出子
１１９の先端に回転自在な追従板を設けたり、検出子１
１９の移動を増幅して折曲げ角度を測定することが行わ
れている。

【０００８】また、非接触式の撮像手段により曲げられ
たワークの端面を撮像し、この撮像データを画像処理で
処理することによりワークの曲げ角度を検出することも
行われている。

【０００９】さらに、光源および集光レンズを備えた筐
体を回動可能に設け、且つ上記集光レンズの焦点位置に
対応して円弧状に多数の受光素子を配置し、前記光源か
らワークへ照射された反射光を前記集光レンズによって
円弧状に配置した受光素子の位置へ集光し、受光量が最
大となる受光素子の位置を検出して、ワークの折曲げ角
度を検出するものもある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
図８に示されているような従来の技術にあっては、ワー
クＷに当接した検出子１０３の位置を測定することによ
り求められたワークＷの位置と、ダイＤの位置関係から
折曲げ角度を求めるため高精度の角度検出が困難である
という問題がある。

【００１１】また、ワークＷに検出子１０３を当接させ
て角度の検出を行うため、検出子１０３の接触の強さに
よっては曲げられたワークＷに変形を生じさせて曲げ角
度に変化を生じさせるおそれがあるという問題がある。

【００１２】また、検出子１０３をワークＷに当接させ
て曲げ角度を測定するときに、図９に示されているよう
に、ワークＷのたおれ（たおれ角；Ａ）による精度が悪
化するという問題がある。

【００１３】また、前述の図１０に示されている折曲げ
角度検出装置１１５や、この折曲げ角度検出装置１１５
の検出子１１９の先端に板を設けたり、検出子１１９の
移動を増幅して折曲げ角度を測定するものであっても、
ワークＷの曲げ線に対する一方の側の角度のみ測定して
いるため、ワークＷがたおれを起こして高精度の折曲げ
角度測定ができないという問題がある。さらに、検出子
１１９が当接する側のワークＷが極端に短い場合には、
検出子１１９がワークＷから脱落して測定できなくなる
という問題がある。

【００１４】また、画像処理装置を用いる場合には、非
接触式なので接触による変化を生じさせるおそれはない
ものの、装置が高価なものとなると共にワークの端面し
か計測できないという問題がある。

【００１５】さらに、回転する集光レンズの焦点位置に
対応して多数の受光素子を円弧状に配置するものにおい
ては、受光素子が集光レンズの焦点位置からわずかでも
ずれると正確な測定が困難になるので、高精度を必要と
するという問題がある。

【００１６】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、ワーク表面の凹凸の
影響を受けることなく、ワークのたおれを生じない状態
で検出することにより高精度の角度検出を行うことので
きる折曲げ角度検出装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明の角度検出装置は、角度を測
定する被測定物の傾斜方向へ揺動自在の検出ヘッドと、
この検出ヘッドを揺動せしめる揺動手段とを有し、前記
検出ヘッドが、前記被測定物に対して検出光を照射する
投光器と、この投光器に対して揺動方向両側において検
出ヘッド前面に開口して設けられると共に前記投光器か
らの検出光の照射軸と交差する方向に傾斜して設けられ
た一対の受光器収納穴と、前記被測定物からの反射光を
受光すべく前記受光器収納穴に設けられている第一受光
器および第二受光器と、を備えてなることを特徴とする
ものである。

【００１８】従って、検出ヘッドに設けられている投光
器から検出光を被測定物に照射させながら揺動手段によ
り検出ヘッドを被測定物の傾斜方向へ揺動させ、被測定
物からの反射光を投光器からの検出光の照射軸と交差す
る方向に傾斜して検出ヘッドに設けられている受光器収
納穴に各々収納されている第一受光器および第二受光器
により受光する。

【００１９】請求項２による発明の角度検出装置は、角
度を測定する被測定物の傾斜方向へ揺動自在の検出ヘッ
ドと、この検出ヘッドを揺動せしめる揺動手段とを有
し、前記検出ヘッドが、前記被測定物に対して検出光を
照射する投光器と、この投光器に対して揺動方向両側に
おいて検出ヘッド前面に開口して設けられた一対の受光
器収納穴と、前記被測定物からの反射光を受光すべく前
記受光器収納穴の内部に埋没した状態で設けられている
第一受光器および第二受光器と、を備えてなることを特
徴とするものである。

【００２０】従って、検出ヘッドに設けられている投光
器から検出光を被測定物に照射させながら揺動手段によ
り検出ヘッドを被測定物の傾斜方向へ揺動させ、被測定
物からの反射光を検出ヘッドの前面に開口して設けられ
ている受光器収納穴に各々埋没した状態で収納されてい
る第一受光器および第二受光器により受光する。

【００２１】請求項３による発明の角度検出装置は、角
度を測定する被測定物の傾斜方向へ揺動自在の検出ヘッ
ドと、この検出ヘッドを揺動せしめる揺動手段とを有
し、前記検出ヘッドが、前記被測定物に対して検出光を
照射する投光器と、この投光器に対して揺動方向両側に
おいて検出ヘッド前面に開口して設けられると共に前記
投光器からの検出光の照射軸と交差する方向に傾斜して
設けられた一対の受光器収納穴と、前記被測定物からの
反射光を受光すべく前記受光器収納穴の内部に埋没した
状態で設けられている第一受光器および第二受光器と、
を備えてなることを特徴とするものである。

【００２２】従って、検出ヘッドに設けられている投光
器から検出光を被測定物に照射させながら揺動手段によ
り検出ヘッドを被測定物の傾斜方向へ揺動させ、被測定
物からの反射光を投光器からの検出光の照射軸と交差す
る方向に傾斜して検出ヘッドに設けられている受光器収
納穴に埋没した状態で設けられている第一受光器および
第二受光器により受光する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。なお、この発明に係る角
度検出装置を適用する折曲げ加工機としてのプレスブレ
ーキ等の加工機は通常使用されているものなので詳細な
説明は省略することとして、概略のみ説明する。

【００２４】図５および図６には、折曲げ加工機として
のプレスブレーキ１の全体が示されている。このプレス
ブレーキ１では、Ｃ形フレーム３の下部前面には下部テ
ーブル５を有し、この下部テーブル５の上端にはダイＤ
が交換自在に装着されている。一方、Ｃ形フレーム３の
上部前面には上部テーブル７が設けられており、この上
部テーブル７の下端部にはパンチＰが交換自在に装着さ
れている。また、このプレスブレーキ１の近傍には制御
装置であるＮＣ装置９が設けられている。

【００２５】従って、パンチＰとダイＤの間にセットさ
れたワークＷに対して、ＮＣ装置９の制御により下部テ
ーブル５を図示省略の油圧シリンダ等で上昇させて、パ
ンチＰとダイＤとの協働でワークＷに折曲げ加工を行う
ものである。

【００２６】前記下部テーブル５の前面上部には、図６
中左右方向に沿ってガイドレール１１が設けられてお
り、このガイドレール１１は図６に示されているよう
に、プレスブレーキ１の右側（左側または両側でも良
い）にはみ出して設けられている。このはみ出した部分
に対応するダイＤの延長上には、一辺の傾斜角度が正確
に一定（例えば４５度）の精度チェックブロック１３が
交換自在に設けられている。

【００２７】図７を参照するに、前記精度チェックブロ
ック１３は、ワークＷが当接する傾斜角度αが既知（例
えば４５度）の固定面１５と、ワークＷがずり落ちない
ように係止するための係止部１７を有している。従っ
て、ワークＷの曲げられた一方の面の角度φを測定する
ことにより、ワークＷの曲げ角度２・θは、２・θ＝φ
＋αにより正確に求めることができる。

【００２８】再び図５および図６に戻って、前記ガイド
レール１１の上には、スライダ１９が図６中左右方向へ
移動・位置決め自在に設けられており、このスライダ１
９には曲げ上げたワークＷの一面の傾斜を測定する角度
検出装置２１がブラケット２３を介して設けられてい
る。

【００２９】図２を参照するに、前記ブラケット２３の
上には前後方向（図２中左右方向）にガイドレール２５
が設けられており、このガイドレール２５に沿って前後
方向へ移動可能のスライダ２７設けられている。このス
ライダ２７の上には前記角度検出装置２１が設けられて
いる。この角度検出装置２１は検出ヘッド２９を有して
おり、この検出ヘッド２９は検出ヘッド２９の前面中央
に回転中心Ｐ₀を有する歯車３１と一体的に回転するよ
うに支持されている。また、前記歯車３１と噛合するウ
ォーム歯車３３が回転自在に設けられており、このウォ
ーム歯車３３は揺動手段であるモータ３５により回転駆
動されるようになっている。

【００３０】従って、モータ３５がウォーム歯車３３を
回転させると、このウォーム歯車３３と噛合する歯車３
１が回転駆動されるので、検出ヘッド２９は前面中央を
中心として所望の角度だけ上下方向（図２中上下方向）
に揺動される。

【００３１】図１を参照するに、前記検出ヘッド２９
は、中央部分に発光素子である投光器としてのレーザ投
光器３７を有し、このレーザ投光器３７の揺動方向上下
（図１中上下）には例えばフォトダイオードから成る第
一受光器３９Ａおよび第二受光器３９Ｂを有している。
検出ヘッド２９の内部には前記第一受光器３９Ａおよび
第二受光器３９Ｂを収納するために一対の受光器収納穴
４１が設けられており、この一対の受光器収納穴４１は
ワークＷの表面から反射してくるレーザ光ＬＢを正面か
ら受け易くするために、受光側（図１中右側）の延長に
おいてレーザ投光器３７の照射軸ＬＢＣと交差する方向
に傾いて設けられている。照射軸ＬＢＣに対する受光器
収納穴４１の角度βは、検出ヘッド２９とワークＷとの
間隔にもよるが例えば１０度程度が望ましい。そして、
前記第一受光器３９Ａおよび第二受光器３９Ｂは、その
先端に設けられているレンズ部４３がレーザ投光器３７
の外部に露出しないように各受光器収納穴４１の内部に
埋没した状態で設けられている。

【００３２】次に、前述の検出ヘッド２９を用いてワー
クＷの曲げ角度２・θを検出する原理について説明す
る。

【００３３】図３を参照するに、揺動する検出ヘッド２
９のレーザ投光器３７から発せられるレーザ光ＬＢは、
ワークＷの表面で反射して第一受光器３９Ａまたは第二
受光器３９Ｂにより受光され、信号に変換されてＮＣ装
置９に伝達される。すなわち、検出ヘッド２９の角度が
θ１となる位置まで回動したときに受光器収納穴４１の
傾斜角度がワークＷからの反射光の角度に近くなって受
光器収納穴４１の内部に設けられている第一受光器３９
Ａに達して受光されるので、ＮＣ装置９は図４に示され
ているように、ワークＷの表面からの乱反射光の影響を
受けることなく反射光量のピークを明確に認識すること
ができる。

【００３４】図４には、検出ヘッド２９の回動角度に対
する反射光の受光量の変化が示されている。すなわち、
一般的に検出ヘッド２９の回動角度が基準角度θ（図４
に示されている例ではθ＝０度の場合である）に対し
て、反時計回り方向へθ₁度だけ回転したときに第一受
光器３９Ａによる受光量が最大となり、また、検出ヘッ
ド２９の回動角度が基準角度θに対して時計回り方向に
θ₂度だけ回転したときに第二受光器３９Ｂによる受光
量が最大となることがわかる。

【００３５】第一受光器３９Ａおよび第二受光器３９Ｂ
は、レーザ投光器３７から等距離に設けられているの
で、図４において第一受光器３９Ａの受光量が最大とな
るときの検出ヘッド２９の角度θ₁と、第二受光器３９
Ｂの受光量が最大となるときの検出ヘッド２９の角度θ
₂との中間位置において、レーザ投光器３７からのレー
ザ光ＬＢが曲げられたワークＷに垂直に投光されること
がわかる。これより、曲げられたワークＷの角度２θ
は、２・θ＝θ₁＋θ₂より得られる。

【００３６】次に、前述の角度検出装置２１を用いて折
曲げ加工されたワークＷの折り曲げ角度を測定する動作
について説明する。

【００３７】図２を参照するに、プレスブレーキ１の前
面に設けられているガイドレール１１に沿ってスライダ
１９を移動させると共に、このスライド１９に設けられ
ているブラケット２３上のガイドレール２５に沿って角
度検出装置２１を曲げ角度が測定されるワークＷに対向
する位置に移動させる。

【００３８】モータ３５によりウォーム歯車３３を回転
させて検出ヘッド２９を上下方向（図１中上下方向）に
揺動させながらレーザ投光器３７からレーザ光ＬＢをワ
ークＷの下面に向けて照射し、ワークＷからの反射光を
第一受光器３９Ａまたは第二受光器３９Ｂにより受光す
る。この第一受光器３９Ａまたは第二受光器３９Ｂは受
光した光量を電気信号に換えてＮＣ装置９に伝達する。
ＮＣ装置９は、前述した図４に示されているような波形
からワークＷの曲上げ角度を求め、ワークＷの曲げ角度
を求める。

【００３９】以上の結果から、ワークＷで反射したレー
ザ光ＬＢは受光器収納穴４１の内部に収納されている第
一受光器３９Ａおよび第二受光器３９Ｂにより受光され
るので、ワークＷ表面における乱反射の影響を受けにく
く、受光信号のピークが明確に検出される。これにより
高精度の曲げ角度検出が可能になる。例えば、図１１の
ごとく亜鉛メッキ鋼板は従来実線で示したように、乱反
射成分が極めて多く、ピーク値が求めずらいが、本発明
は点線で示したように、乱反射成分が減少しヒーク値が
明確になる。

【００４０】なお、この発明は前述の発明の実施の形態
に限定されることなく、適宜な変更を行なうことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、
前述の実施の形態においては下部テーブル５を昇降させ
て折曲げ加工を行う折曲げ加工機について説明したが、
上部テーブル７を昇降させる折曲げ加工機についても全
く同様に適用できる。

【００４１】また、前述の実施の形態においては角度検
出装置２１を１個設けた場合について説明したが、角度
検出装置２１を２個以上設けるようにしてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よる角度検出装置では、検出ヘッドに設けられている投
光器から検出光を被測定物に照射させながら揺動手段に
より検出ヘッドを被測定物の傾斜方向へ揺動させ、被測
定物からの反射光を投光器からの検出光の照射軸と交差
する方向に傾斜して検出ヘッドに設けられている受光器
収納穴に各々収納されている第一受光器および第二受光
器により受光するので、反射光を受光器の正面付近から
受光することができる。このため、受光信号のピークを
明確に認識することができ、高精度の角度検出を行うこ
とができる。

【００４３】請求項２の発明による角度検出装置では、
検出ヘッドに設けられている投光器から検出光を被測定
物に照射させながら揺動手段により検出ヘッドを被測定
物の傾斜方向へ揺動させ、被測定物からの反射光を検出
ヘッドの前面に開口して設けられている受光器収納穴に
各々埋没した状態で収納されている第一受光器および第
二受光器により受光するので、被測定物からの乱反射光
を受光することを防止して高精度の角度検出を行うこと
ができる。

【００４４】請求項３の発明による角度検出装置では、
検出ヘッドに設けられている投光器から検出光を被測定
物に照射させながら揺動手段により検出ヘッドを被測定
物の傾斜方向へ揺動させ、被測定物からの反射光を投光
器からの検出光の照射軸と交差する方向に傾斜して検出
ヘッドに設けられている受光器収納穴に埋没した状態で
設けられている第一受光器および第二受光器により受光
する。このため、反射光を受光器の正面付近から受光す
ることができると共に被測定物からの乱反射光を受光す
るのを防止することができるので、受光信号のピークを
明確に認識することができ、高精度の角度検出を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る角度検出装置における検出ヘッ
ドの構成図である。

【図２】この発明に係る角度検出装置をプレスブレーキ
に取付けた状態を示す拡大図である。

【図３】検出ヘッドにより折曲げ角度を測定する原理を
示す説明図である。

【図４】検出ヘッドにより折曲げ角度を測定する原理を
示すグラフである。

【図５】この発明に係る角度検出装置を適用した折曲げ
加工機としてのプレスブレーキを示す側面図である。

【図６】この発明に係る角度検出装置を適用した折曲げ
加工機としてのプレスブレーキを示す正面図である。

【図７】精度チェックブロックを用いて折曲げ角度を測
定する状態を示す説明図である。

【図８】従来より一般的な折曲げ角度検出装置を示す側
面図である。

【図９】ワークの折曲げ角度を測定する際に生じたワー
クのずれを示す側面図である。

【図１０】従来より一般的な別の角度検出装置を示す側
面図である。

【図１１】従来と本発明における角度θとセンサ出力と
の関係を示した図である。

【符号の説明】

２１角度検出装置２９検出ヘッド３５モータ（揺動手段）３７レーザ投光器（投光器）３９Ａ第一受光器３９Ｂ第二受光器４１受光器収納穴Ｗワーク（被測定物）ＬＢレーザ光（検出光）ＬＢＣ照射軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】角度を測定する被測定物の傾斜方向へ揺
動自在の検出ヘッドと、この検出ヘッドを揺動せしめる
揺動手段とを有し、前記検出ヘッドが、前記被測定物に
対して検出光を照射する投光器と、この投光器に対して
揺動方向両側において検出ヘッド前面に開口して設けら
れると共に前記投光器からの検出光の照射軸と交差する
方向に傾斜して設けられた一対の受光器収納穴と、前記
被測定物からの反射光を受光すべく前記受光器収納穴に
設けられている第一受光器および第二受光器と、を備え
てなることを特徴とする角度検出装置。
【請求項２】角度を測定する被測定物の傾斜方向へ揺
動自在の検出ヘッドと、この検出ヘッドを揺動せしめる
揺動手段とを有し、前記検出ヘッドが、前記被測定物に
対して検出光を照射する投光器と、この投光器に対して
揺動方向両側において検出ヘッド前面に開口して設けら
れた一対の受光器収納穴と、前記被測定物からの反射光
を受光すべく前記受光器収納穴の内部に埋没した状態で
設けられている第一受光器および第二受光器と、を備え
てなることを特徴とする角度検出装置。
【請求項３】角度を測定する被測定物の傾斜方向へ揺
動自在の検出ヘッドと、この検出ヘッドを揺動せしめる
揺動手段とを有し、前記検出ヘッドが、前記被測定物に
対して検出光を照射する投光器と、この投光器に対して
揺動方向両側において検出ヘッド前面に開口して設けら
れると共に前記投光器からの検出光の照射軸と交差する
方向に傾斜して設けられた一対の受光器収納穴と、前記
被測定物からの反射光を受光すべく前記受光器収納穴の
内部に埋没した状態で設けられている第一受光器および
第二受光器と、を備えてなることを特徴とする角度検出
装置。