JPS6182933A - 三本ロール曲げ加工方法 - Google Patents
三本ロール曲げ加工方法Info
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- JPS6182933A JPS6182933A JP20503784A JP20503784A JPS6182933A JP S6182933 A JPS6182933 A JP S6182933A JP 20503784 A JP20503784 A JP 20503784A JP 20503784 A JP20503784 A JP 20503784A JP S6182933 A JPS6182933 A JP S6182933A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bending
- roll
- workpiece
- radius
- bending roll
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
- B21D5/14—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by passing between rollers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、三本ロール曲げ加工において、特に山形材
または溝形材を自動制御で所望の曲率に曲げることので
きる三本ロール曲は加工装置に関する。
または溝形材を自動制御で所望の曲率に曲げることので
きる三本ロール曲は加工装置に関する。
従来、この種の装置の代表例として、第９図に示すピラ
ミッド型三本ロール曲げ加工装置があった。図において
、（１）は曲げロール、（２） 、 （３）は駆動ロー
ルで、これ等のロールは通常二等辺三角形に配置されて
いる。なお、（４）は鋼材等でなる被加工材、ここでは
ワークである。
ミッド型三本ロール曲げ加工装置があった。図において
、（１）は曲げロール、（２） 、 （３）は駆動ロー
ルで、これ等のロールは通常二等辺三角形に配置されて
いる。なお、（４）は鋼材等でなる被加工材、ここでは
ワークである。
次に、動作について説明する。曲げ加工開始前には、曲
げロール（１）は第９図に示す位置よりも上方に位置し
、駆動ロール（２） 、 （３）と曲げロール（１ンと
の間に開放された状態にある。この状態でワーク（４）
を、曲げ加工を屍始する側の一端を駆動ロール（２）。
げロール（１）は第９図に示す位置よりも上方に位置し
、駆動ロール（２） 、 （３）と曲げロール（１ンと
の間に開放された状態にある。この状態でワーク（４）
を、曲げ加工を屍始する側の一端を駆動ロール（２）。
（３）に載せ、次に、曲げロール（１）を下降させてワ
−り（４）を加圧して曲げ、所望の曲げ半径となるよう
に変形させる。次いで、駆動ロール（２／ 、 （３）
を回転駆動して、連続的な曲げ加工が行われる。この際
、曲げロール（１）の回転は、ワーク（４）が駆動ロー
ル（２）。
−り（４）を加圧して曲げ、所望の曲げ半径となるよう
に変形させる。次いで、駆動ロール（２／ 、 （３）
を回転駆動して、連続的な曲げ加工が行われる。この際
、曲げロール（１）の回転は、ワーク（４）が駆動ロー
ル（２）。
（３ンの回転により移動させられることによって従動す
る。
る。
このよう゛に、三本ロール曲げ加工は、簡単な原理でワ
ーク（４）を曲げ加工でき、しかも金型の不要な汎用性
の高い曲げ加工方法として、板材や平角材、アングル材
あるいは棒材などの一様な断面の鋼材などの曲げに広く
用いられている。
ーク（４）を曲げ加工でき、しかも金型の不要な汎用性
の高い曲げ加工方法として、板材や平角材、アングル材
あるいは棒材などの一様な断面の鋼材などの曲げに広く
用いられている。
しかしながら、この加工方法にも大きな欠点がある。即
ち、ワーク（４）を所望の半径に曲げるには、先ず曲げ
ロール（υの圧下ストロークをおおよその位置に設定し
て曲げ加工を行い、加工されたワーク（４）に所定の半
径に製作されたゲージを当ててオペレータが経験的にチ
ェックし、曲げロール（１）を更に追い込んで加工し、
再びゲージを当てて結果をみる。こうした作業を繰返し
て、所望の曲げ半径の加工を行えるようになる。
ち、ワーク（４）を所望の半径に曲げるには、先ず曲げ
ロール（υの圧下ストロークをおおよその位置に設定し
て曲げ加工を行い、加工されたワーク（４）に所定の半
径に製作されたゲージを当ててオペレータが経験的にチ
ェックし、曲げロール（１）を更に追い込んで加工し、
再びゲージを当てて結果をみる。こうした作業を繰返し
て、所望の曲げ半径の加工を行えるようになる。
この曲げ加工においては、曲げ半径の弾性的な戻り、即
ちスプリングバックの現像が必ず生じ、この量が曲げ半
径の部材の断面形状、あるいは材質によって変化するの
で、建屋的に予測することは困難である。しかも、加工
時には、ワーク（４）の曲率が駆動ロール（２）と（３
）の間で一様とならずに複雑に変化するので、所望の曲
げ半径に加工するためには、経験的な曲げロール（りの
ストローク設定と、ゲージ合せの繰返しによらねばなら
ないという問題があった。
ちスプリングバックの現像が必ず生じ、この量が曲げ半
径の部材の断面形状、あるいは材質によって変化するの
で、建屋的に予測することは困難である。しかも、加工
時には、ワーク（４）の曲率が駆動ロール（２）と（３
）の間で一様とならずに複雑に変化するので、所望の曲
げ半径に加工するためには、経験的な曲げロール（りの
ストローク設定と、ゲージ合せの繰返しによらねばなら
ないという問題があった。
なお、上記スプリングバックやロール間でのワークの変
形は、ワークの断面形状が矩形や、形あるいはＨ形など
断面が上下左右に対称で、いわゆる中立面（加工の際、
応力が０の面）が断面の厚みの中央になる場合には、比
較的容易に予測できるが、一般的には非常に複雑となる
。
形は、ワークの断面形状が矩形や、形あるいはＨ形など
断面が上下左右に対称で、いわゆる中立面（加工の際、
応力が０の面）が断面の厚みの中央になる場合には、比
較的容易に予測できるが、一般的には非常に複雑となる
。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、三本ロール曲げ加工において所望の曲げ半径即ち
加工目標半径に加工するための曲げロールの押込量を解
析に基づき演算し、曲げ加工を自動制御できるようにす
ることを目的とする。
ので、三本ロール曲げ加工において所望の曲げ半径即ち
加工目標半径に加工するための曲げロールの押込量を解
析に基づき演算し、曲げ加工を自動制御できるようにす
ることを目的とする。
また、この発明の別の発明は、上記目的に加えて高精度
Ｉζ加工できる三本ロール曲げ加工装置を得ることを目
的としている。
Ｉζ加工できる三本ロール曲げ加工装置を得ることを目
的としている。
この発明に係る三本ロール曲げ加工装置は、被加工材の
断面寸法、被加工材の材料特性、駆動ロール間距離、曲
げロール及び２個の駆動ロールのそれぞれの径、加工目
標半径を入力とし、この入力情報から曲げロール押込量
演算手段で曲げロールの押込量を算出し、その出力によ
り曲げロールの押込量を制御するようにしたものである
。
断面寸法、被加工材の材料特性、駆動ロール間距離、曲
げロール及び２個の駆動ロールのそれぞれの径、加工目
標半径を入力とし、この入力情報から曲げロール押込量
演算手段で曲げロールの押込量を算出し、その出力によ
り曲げロールの押込量を制御するようにしたものである
。
また、この発明の別の発明に係る三本ロール曲げ加工装
置は、上記のものにおいて、曲げ加工された被加工材の
半径を計測し、加工目標半径との比較により加工状態を
判定し、加工不足を判定すると、繰り返えし曲げ加工と
曲げ半径の計測を行なうよう自動制御するようにしたも
のである。
置は、上記のものにおいて、曲げ加工された被加工材の
半径を計測し、加工目標半径との比較により加工状態を
判定し、加工不足を判定すると、繰り返えし曲げ加工と
曲げ半径の計測を行なうよう自動制御するようにしたも
のである。
この発明においては、曲げロールの押込量を曲げロール
演算手段により算出し、その出力により曲げロールの押
込量を制御するので、簡単に被加工材を曲げ加工するこ
とができる。
演算手段により算出し、その出力により曲げロールの押
込量を制御するので、簡単に被加工材を曲げ加工するこ
とができる。
また、この発明の別の発明においては、曲げ加工された
被加工材の半径を計測し、加工目標半径との比較により
加工状態を判定し加工不足を判定すると繰り返えし曲げ
加工処理及び曲げ半径計測を行なうので、より高Ｍ度な
加工ができる。
被加工材の半径を計測し、加工目標半径との比較により
加工状態を判定し加工不足を判定すると繰り返えし曲げ
加工処理及び曲げ半径計測を行なうので、より高Ｍ度な
加工ができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図の全体構成図において、卯は全体の制御を行うパーソ
ナルコンピュータ等のＣＰＴＪであり、インターフェイ
ス（６）、モータ制御回路（ロ）を介し、曲げ加工機（
６）の曲げロール（υの押込量を制御して曲げ加工を行
い、さらに加工後のワーク（４）すなわち被加工材の曲
げ半径を計測機ａＱ、インターフェイス（６）を介しく
：ＰＬＩ Ｑ３に取込むように構成している。
図の全体構成図において、卯は全体の制御を行うパーソ
ナルコンピュータ等のＣＰＴＪであり、インターフェイ
ス（６）、モータ制御回路（ロ）を介し、曲げ加工機（
６）の曲げロール（υの押込量を制御して曲げ加工を行
い、さらに加工後のワーク（４）すなわち被加工材の曲
げ半径を計測機ａＱ、インターフェイス（６）を介しく
：ＰＬＩ Ｑ３に取込むように構成している。
曲げ加工機（６）は通常二等辺三角形に配置された曲げ
ロール（１）と駆動ロール（２）（３）並びに曲げロー
ル（１）の押込量を与えるサーボモータ（５）から構成
されている。また計測機ＱＱはプローブ先端を球状また
はナイフェツジ状ｆこ仕上げたリニアスケール等の２本
のセンサ（７Ｊ （８）並びにそれらセンサ（ｎ 、
Ｃ８）を固定した支粋具を所定圧でワーク（４）Ｉζ押
し当てるモータシリ、ンダ（９）から構成されている。
ロール（１）と駆動ロール（２）（３）並びに曲げロー
ル（１）の押込量を与えるサーボモータ（５）から構成
されている。また計測機ＱＱはプローブ先端を球状また
はナイフェツジ状ｆこ仕上げたリニアスケール等の２本
のセンサ（７Ｊ （８）並びにそれらセンサ（ｎ 、
Ｃ８）を固定した支粋具を所定圧でワーク（４）Ｉζ押
し当てるモータシリ、ンダ（９）から構成されている。
次に上記実施例の動作を第２図を参照しながら説明する
。第２図は、曲げ加工ｉｐＪ＠Ｊの方法を示すフローチ
ャートである。
。第２図は、曲げ加工ｉｐＪ＠Ｊの方法を示すフローチ
ャートである。
曲げ加工機（６）ｆζワーク（６）をセットした後ＣＰ
Ｕ仰にて対話形式でワーク（４）の断面寸法および材料
特性データ（ヤング率と降伏応力における歪の値）を入
力すると共ｆζ加工目標半径及びロール間距離とロール
の径を与える。ｃｐｕａ３では、それらデータ入力値に
基づき既に記憶された演算プログラム即ち、曲げロール
押込量演算手段に従い曲げロール（υの押込量ｉ１を求
め、インターフェース（２）。
Ｕ仰にて対話形式でワーク（４）の断面寸法および材料
特性データ（ヤング率と降伏応力における歪の値）を入
力すると共ｆζ加工目標半径及びロール間距離とロール
の径を与える。ｃｐｕａ３では、それらデータ入力値に
基づき既に記憶された演算プログラム即ち、曲げロール
押込量演算手段に従い曲げロール（υの押込量ｉ１を求
め、インターフェース（２）。
モータ制御回路（２）を介してサーボモータ（５）をｔ
ｉｇ動する曲げロール制御手段で曲げロール（１）を所
定鮎押込みワーク（４）を加圧し変形させる。次に駆動
ロール（２） 、 （３）を回転駆動して第１の曲げ加
工を行う。
ｉｇ動する曲げロール制御手段で曲げロール（１）を所
定鮎押込みワーク（４）を加圧し変形させる。次に駆動
ロール（２） 、 （３）を回転駆動して第１の曲げ加
工を行う。
この際、第１図には記していないが、連続した曲げ加工
を行うためワーク（４）が曲げ加工中に駆動ロール（２
Ｊ 、 （３）から外れないようにワーク（４）の長さ
に対応した駆動ロール（２７、（３７の回転数をあらか
じめＣＰ（Ｊ（Ｅで制御している。。
を行うためワーク（４）が曲げ加工中に駆動ロール（２
Ｊ 、 （３）から外れないようにワーク（４）の長さ
に対応した駆動ロール（２７、（３７の回転数をあらか
じめＣＰ（Ｊ（Ｅで制御している。。
ｓ１次の曲げ加工完了後、計測機ａｑのモータシリンダ
（９）を駆動しセンサ（７） ＃ （８）をワーク（４
）に押し当て、それら寸法の夏化瓜をインターフェース
（２）を介してｃｐｕａに取り込み、既に記憶された演
算プログラムに従い、曲げ半径Ｒｍｌを求める（即ち半
径計測手段）。計画機σｑは測疋後、モータシリンダ（
９ンで所定位置に戻るように制御している。
（９）を駆動しセンサ（７） ＃ （８）をワーク（４
）に押し当て、それら寸法の夏化瓜をインターフェース
（２）を介してｃｐｕａに取り込み、既に記憶された演
算プログラムに従い、曲げ半径Ｒｍｌを求める（即ち半
径計測手段）。計画機σｑは測疋後、モータシリンダ（
９ンで所定位置に戻るように制御している。
ＣＰｔＪ（至）では第１次曲げ加工後、半径計測手段で
求められた曲げ半径Ｒｍ、の結果から加工目標値Ｒ０お
よびあらかじめ設定された誤差上△Ｒとの比較を行う。
求められた曲げ半径Ｒｍ、の結果から加工目標値Ｒ０お
よびあらかじめ設定された誤差上△Ｒとの比較を行う。
Ｒｍｌがしく。±ΔＲ内であれば加工完了となる。また
Ｒｍ４が（Ｒｇ＋−ム１／）Ｊり小さければオーバーベ
ンドの状態であり、加工不良としてＣＰＵ ＱａＩζ出
力し不良ランプを点灯し加工完了となる。さらに、Ｒｍ
ｌが（Ｒｏ十ΔＲ）より大きいければ曲げ不足の状態で
あり、第２次曲げ加工を行う。第２次曲げ加工の曲げロ
ール（１）の押込量δ２はあら〃）しめＣＰＵＱａに記
憶された押込量増分Δδをプラスしてδｔ ＋ ｉ−１
δで与えられる。以後実際の曲げ半径Ｒｍ Ｊが加工目
標値のあらかじめ設定された誤差内におさまるまでＣＰ
Ｕ（Ｌｌで曲げ加工機（６）、計測機（８）を＠御しな
がら繰り返えし曲げ加工を自動で行なう。
Ｒｍ４が（Ｒｇ＋−ム１／）Ｊり小さければオーバーベ
ンドの状態であり、加工不良としてＣＰＵ ＱａＩζ出
力し不良ランプを点灯し加工完了となる。さらに、Ｒｍ
ｌが（Ｒｏ十ΔＲ）より大きいければ曲げ不足の状態で
あり、第２次曲げ加工を行う。第２次曲げ加工の曲げロ
ール（１）の押込量δ２はあら〃）しめＣＰＵＱａに記
憶された押込量増分Δδをプラスしてδｔ ＋ ｉ−１
δで与えられる。以後実際の曲げ半径Ｒｍ Ｊが加工目
標値のあらかじめ設定された誤差内におさまるまでＣＰ
Ｕ（Ｌｌで曲げ加工機（６）、計測機（８）を＠御しな
がら繰り返えし曲げ加工を自動で行なう。
ここで、以上述べた曲げロール押込量演算手段を実現し
、この曲げロール（υのストローク即ち押込量を決める
ためには詳細な材料力学的解析が必要である。以下に第
８図に示すような溝形材について、解析の方法を示す。
、この曲げロール（υのストローク即ち押込量を決める
ためには詳細な材料力学的解析が必要である。以下に第
８図に示すような溝形材について、解析の方法を示す。
まず、前提条件として材料の応力−歪曲線を数式化する
必要がある。形材のうち、精度を要する部材に使われる
ものは一般に素材製造工程で引抜加工で仕上げられる。
必要がある。形材のうち、精度を要する部材に使われる
ものは一般に素材製造工程で引抜加工で仕上げられる。
この町うな材料は、最終工程での加工硬化により、応力
（σ）と歪（ε）の関係は一般に第４図のようになり と表現できる。
（σ）と歪（ε）の関係は一般に第４図のようになり と表現できる。
最初にスプリングバックの解析について述べる。
まず、曲げ加工時の中立軸の位置を求める。これは断面
全体で ｆσｄＡ＝ｏ ｃｌＡ：？！’＆小而遣 面
（２）を解くことにより求才るが、ａ２δ図に示す
ように溝の上限と弾性域の相対位置関係１こより、次の
８つのケースに分かれる。なお、図中ａ、 ｂ、 ｃ、
ｄは断面の各寸法、ｈは中立面の位置を表す寸法であ
る。また、応力分布の正負の符号はこの場合、曲げ中心
が下側にある場合を急足している。
全体で ｆσｄＡ＝ｏ ｃｌＡ：？！’＆小而遣 面
（２）を解くことにより求才るが、ａ２δ図に示す
ように溝の上限と弾性域の相対位置関係１こより、次の
８つのケースに分かれる。なお、図中ａ、 ｂ、 ｃ、
ｄは断面の各寸法、ｈは中立面の位置を表す寸法であ
る。また、応力分布の正負の符号はこの場合、曲げ中心
が下側にある場合を急足している。
ケースｌ；第８図（イ）に被加工材の断面図、それに対
応した応力分布を（二ンにボすが、溝の上面（ν座標で
示すと−（ｄ−ｈ））が弾性域より下側の場合、これを
歪で表現すると ・・・・・・ （３） Ｃ８：降伏応力における歪の
値となる。
応した応力分布を（二ンにボすが、溝の上面（ν座標で
示すと−（ｄ−ｈ））が弾性域より下側の場合、これを
歪で表現すると ・・・・・・ （３） Ｃ８：降伏応力における歪の
値となる。
ケース２；第８図（ロ）に被加工材の断面図、それに対
応した応力分布を（ホ）に示すが、溝の上面が弾性域の
中にある場合、同様１ｖ−表現するとケース８；第８図
（ハ）に被加工材の断面図、それに対応した応力分布を
（ヘノに示すが、潟の上面が弾性域止り上側の場合。同
様に 第４図の応力−歪曲線の場合、各ケースの中立軸は ｈ ＝ ｆ、 （ａｔ ｂｅ Ｃ１ｄ ）−−−−−・
−・−ケースｌ■ ｈ ”＝ ｆ２ （ａ、 ｂ、 Ｃｏ ｄｏ
Ｒｅ Ｅｇ ン・・・ ス −ス ２） （５
）” ”” ’８ （ａ、ｂ、Ｃ，ｄ ）−＝・−ケー
ス８と表現される。
応した応力分布を（ホ）に示すが、溝の上面が弾性域の
中にある場合、同様１ｖ−表現するとケース８；第８図
（ハ）に被加工材の断面図、それに対応した応力分布を
（ヘノに示すが、潟の上面が弾性域止り上側の場合。同
様に 第４図の応力−歪曲線の場合、各ケースの中立軸は ｈ ＝ ｆ、 （ａｔ ｂｅ Ｃ１ｄ ）−−−−−・
−・−ケースｌ■ ｈ ”＝ ｆ２ （ａ、 ｂ、 Ｃｏ ｄｏ
Ｒｅ Ｅｇ ン・・・ ス −ス ２） （５
）” ”” ’８ （ａ、ｂ、Ｃ，ｄ ）−＝・−ケー
ス８と表現される。
次に曲げ加工によって生ずるモーメントＭを求める。モ
ーメントは次式で求められる。
ーメントは次式で求められる。
Ｍ＝ｆＶｄＡ （７）
各スースにおけるＭは次のように表現できる。
Ｍ ＝ ｇ、 （ａｌ ｂ、 ｃｅ ｄｌ Ｅ、εｓ＠
Ｒ） −ケースＩＭ Ｓｇ２ （ａｓ ｂｅ Ｃｏ
ｄｏ Ｅｅ εｓ＊ Ｒ） ”’ ケース２’
（８）Ｍ ；ｇ３ （ａｓ ｂｅ Ｃｇ ｄｓ Ｌ
Ｇｂ＊ Ｒ） ”’ ケース８さて、スプリングバッ
クは加工によって生じた曲げモーメントＮＩが弾性的に
解放される過程であり、この過程では次式が成立する。
Ｒ） −ケースＩＭ Ｓｇ２ （ａｓ ｂｅ Ｃｏ
ｄｏ Ｅｅ εｓ＊ Ｒ） ”’ ケース２’
（８）Ｍ ；ｇ３ （ａｓ ｂｅ Ｃｇ ｄｓ Ｌ
Ｇｂ＊ Ｒ） ”’ ケース８さて、スプリングバッ
クは加工によって生じた曲げモーメントＮＩが弾性的に
解放される過程であり、この過程では次式が成立する。
Ｒ：負荷時の中立面の半径
ＲＵ：除荷後の中立向の半径（刀ロエ目標半径）Ｉ：断
面二次モーメント ただし、スプリングバックの際の中立面の位置は加工時
の中立面とは異なるので、（２）式により求める必要が
ある。
面二次モーメント ただし、スプリングバックの際の中立面の位置は加工時
の中立面とは異なるので、（２）式により求める必要が
ある。
ここまでの解析の目的は、目標とする製品の加工目標半
径、すなわち踪荷後の半径ＲＵを与えて、加工時の半径
Ｒを求めることにある。そのためには、（６）式及び（
３）式を（９）式に代入すればよい。これを実行すると
、ケースｌ；第８図８の場合はＲＬを変数とする８次式
が得られ、この３次式＝０の解が求める加工時の中立面
の半径となる。３次式の解を求めるｆζはパソコンなど
のＣＰＵを用いて分割法、ニュートン法などを利用すれ
ばよい。ケース２の場合は、（９）式はさらに高次式と
なり、また、（６）式のｈにもＲが含まれているが、や
はり分割法などで解を求めることができる。
径、すなわち踪荷後の半径ＲＵを与えて、加工時の半径
Ｒを求めることにある。そのためには、（６）式及び（
３）式を（９）式に代入すればよい。これを実行すると
、ケースｌ；第８図８の場合はＲＬを変数とする８次式
が得られ、この３次式＝０の解が求める加工時の中立面
の半径となる。３次式の解を求めるｆζはパソコンなど
のＣＰＵを用いて分割法、ニュートン法などを利用すれ
ばよい。ケース２の場合は、（９）式はさらに高次式と
なり、また、（６）式のｈにもＲが含まれているが、や
はり分割法などで解を求めることができる。
以上のようにして、ワークの断面形状、材料特性、除荷
後の半径（所望とする加工目標半径）。
後の半径（所望とする加工目標半径）。
及びロール間距離と各ロールの径をＣＰＵにインプット
すれば、加工時に与えるべき中立面の半径が求まる。
すれば、加工時に与えるべき中立面の半径が求まる。
次に、既に述べたように、加工時にはロール間でワーク
が複雑な変形を受ける。従って、上記の加工時に与える
べき中立面の半径Ｒを実現するための曲げロールのスト
ロークを決めるために、詳細な解析が必要となる。
が複雑な変形を受ける。従って、上記の加工時に与える
べき中立面の半径Ｒを実現するための曲げロールのスト
ロークを決めるために、詳細な解析が必要となる。
以下に、その解析法を示す。
第５図（ａ）は加工時ｉζおけるロール間でのワーりの
変形状態を示したもので、（１）が曲げロール、（２Ｊ
、（３）は駆動ロールで（２）が入口側、（３）が出口
側を示す。（４）は溝形材のワークである。
変形状態を示したもので、（１）が曲げロール、（２Ｊ
、（３）は駆動ロールで（２）が入口側、（３）が出口
側を示す。（４）は溝形材のワークである。
ワーク（４）は駆動ロール（２）との接解点から曲げ変
形を受け、その鼠は曲げロール（ＩＪに近づくとともに
大きくなり、ついには塑性変形を生じる。ワークが曲は
ロール（１７を通過するとスプリングバックが生じ始め
、このスプリングバックは駆動ロール（３）に達するま
で続いて、駆動ロール（３）との接触点で変形を終了す
る。上記塑性変形の開始点はワーク（４）の中立面がワ
ークの厚みの中央と一致しないため、図に示すようにワ
ーク（４）の上下の面で異なっている。節単のため、こ
の変形を第５図（ｂ）のように近似する。すなわち、塑
性変形開始点がワーク（４）の上下の面で一致するとす
る。
形を受け、その鼠は曲げロール（ＩＪに近づくとともに
大きくなり、ついには塑性変形を生じる。ワークが曲は
ロール（１７を通過するとスプリングバックが生じ始め
、このスプリングバックは駆動ロール（３）に達するま
で続いて、駆動ロール（３）との接触点で変形を終了す
る。上記塑性変形の開始点はワーク（４）の中立面がワ
ークの厚みの中央と一致しないため、図に示すようにワ
ーク（４）の上下の面で異なっている。節単のため、こ
の変形を第５図（ｂ）のように近似する。すなわち、塑
性変形開始点がワーク（４）の上下の面で一致するとす
る。
このように近似した時の各部の寸法符号を第６図によう
にとる。
にとる。
図中、ｒ＆緑は中立面の位置を示す。χ軸は、駆動ロー
ル（２；、（３）との接触点におけるワーク（４）の中
立軸から、内側に向けてとった。Ｕ軸はワーク（４）の
たわみを示す座標で、駆動ロール（２Ｊ Ｉ （３１と
の接触点における中立軸から下刃に向けてとった。
ル（２；、（３）との接触点におけるワーク（４）の中
立軸から、内側に向けてとった。Ｕ軸はワーク（４）の
たわみを示す座標で、駆動ロール（２Ｊ Ｉ （３１と
の接触点における中立軸から下刃に向けてとった。
未知数はＹ（曲げロール（１）と駆動ロール（２］、（
３）の相対位置）、α、β、γ（それぞれ、ワークとロ
ール（２）、 （３） 、 （１ンとの恢触角）、ｔ２
２ ｅ ｌＢ ＜それぞれ、χ＝０の点から曲げロール
（１）との接触点における中立軸までのχカ向の距離）
、ｖ２．ｖｇ（それぞれ、曲げロール（１）との接触点
における中立軸のたわみ）及びＶ！２（駆動ロール（２
）との接触点における中立軸の位置（χ＝０）から、塑
性変形開始点までの距離（χ座標用の９個であるが、Ｖ
１２の値は、第３図において弾塑性境界におけるｙ座標
かＲｅｓと表わされることから、Ｒε８＝ｈ（又はａ−
ｈ）すなわち、弾塑性境界がワーク（４）の上（又は下
）面に一致するとおくことにより求められる。
３）の相対位置）、α、β、γ（それぞれ、ワークとロ
ール（２）、 （３） 、 （１ンとの恢触角）、ｔ２
２ ｅ ｌＢ ＜それぞれ、χ＝０の点から曲げロール
（１）との接触点における中立軸までのχカ向の距離）
、ｖ２．ｖｇ（それぞれ、曲げロール（１）との接触点
における中立軸のたわみ）及びＶ！２（駆動ロール（２
）との接触点における中立軸の位置（χ＝０）から、塑
性変形開始点までの距離（χ座標用の９個であるが、Ｖ
１２の値は、第３図において弾塑性境界におけるｙ座標
かＲｅｓと表わされることから、Ｒε８＝ｈ（又はａ−
ｈ）すなわち、弾塑性境界がワーク（４）の上（又は下
）面に一致するとおくことにより求められる。
このような変形は、入口側を片持梁のたわみとして、ま
た、出口側ではスプリングバックが進行するとして、扱
うことにより解くことができる。
た、出口側ではスプリングバックが進行するとして、扱
うことにより解くことができる。
以下、入口側と出口側にわけて説明する。
ｌ）入口側
基礎式は
ｄ２ｖ／ｄＺ２＝−１／ＲＣ１□
−θ＝ｄｖ／ｄχ αη
式αＱで一１／Ｒは弾性斐／δ域ではＭ ／ Ｅ １に
等しいとおき、また、塑性変形開始点以降は式（８）を
Ｒについて解いてＭ＝ｐχ（曲げモーメントは第７図に
示すような直線分布となる）とおくことにより、式αＯ
の右辺をχで表わせる。
等しいとおき、また、塑性変形開始点以降は式（８）を
Ｒについて解いてＭ＝ｐχ（曲げモーメントは第７図に
示すような直線分布となる）とおくことにより、式αＯ
の右辺をχで表わせる。
境界条件として
χ＝Ｏでθ＝ｄ、ｖ＝＝０
χ＝Ｖ１２でたわみ及びたわみ角が連続χ＝１２で ｄ
２ ｖ／ｄＺ２ニー１／′Ｒ１，θ＝７ｔ Ｖ”＝Ｖ
２を与え、弐〇〇、Ｑｌｌを解くと各ケースにつき、そ
れぞれ、たわみに関する式、たわみ角に関する式を得る
。また、幾何学的関係により各ケース共通で１！２＋（
ＤＩ／２＋ａ−ｗ）ｓｉｎ７＋（Ｄ２／２＋ｕ）ｓｉｎ
ｒｙ＝Ｘ ＵＶ２ ＋Ｙ−（Ｄ＋／ ２ ＋ａ ｗ
）ＣＱＳ −ｒ ＋（喝／ ２ ＋ｕ ）ＣＯＳα（
ｋｌの２式を得る。
２ ｖ／ｄＺ２ニー１／′Ｒ１，θ＝７ｔ Ｖ”＝Ｖ
２を与え、弐〇〇、Ｑｌｌを解くと各ケースにつき、そ
れぞれ、たわみに関する式、たわみ角に関する式を得る
。また、幾何学的関係により各ケース共通で１！２＋（
ＤＩ／２＋ａ−ｗ）ｓｉｎ７＋（Ｄ２／２＋ｕ）ｓｉｎ
ｒｙ＝Ｘ ＵＶ２ ＋Ｙ−（Ｄ＋／ ２ ＋ａ ｗ
）ＣＱＳ −ｒ ＋（喝／ ２ ＋ｕ ）ＣＯＳα（
ｋｌの２式を得る。
２）出口側
この場合はワークの変形がトップロールと出口側ロール
の間におけるスプリングバックであり、ＲとＭの関係を
Ｍ／ＥＩ＝ｌ／Ｒ−１／ＲＵ１Ｍ＝ｑχとし式αｑに代
入すればよい。
の間におけるスプリングバックであり、ＲとＭの関係を
Ｍ／ＥＩ＝ｌ／Ｒ−１／ＲＵ１Ｍ＝ｑχとし式αｑに代
入すればよい。
境界条件として
χ＝Ｏで θ＝β、ｖ＝０
χ＝Ａ、で θ＝−γ、ｖ＝ｖ８
を用いると、各ケース共通でたわみに関する式とたわみ
角に関する式を得る。また、幾何学的関係により式す、
ａａと同様な式が得られる。
角に関する式を得る。また、幾何学的関係により式す、
ａａと同様な式が得られる。
以下テ、Ｙｅ （ｅｍ Ｂｅ Ｔ、４ ＊ １８ ＊
Ｖ２＋ ＶＢの８つの未知数に対し、式（２）、 （ｉ
’Ｊを含めて８つの式が得られたことになる。これらの
式は非線形方程式であるが、噛αさα、ｃｏｓαさ０
＊ ４３Ｘ １２などとおくことにより線形化して初期
値を求め、ニュートン・ラプソン法などによって遂次近
似すれば求める曲げロールの位ＫＹを得て、曲げロール
の押込量を知ることができる。
Ｖ２＋ ＶＢの８つの未知数に対し、式（２）、 （ｉ
’Ｊを含めて８つの式が得られたことになる。これらの
式は非線形方程式であるが、噛αさα、ｃｏｓαさ０
＊ ４３Ｘ １２などとおくことにより線形化して初期
値を求め、ニュートン・ラプソン法などによって遂次近
似すれば求める曲げロールの位ＫＹを得て、曲げロール
の押込量を知ることができる。
第８図は以上の解析を￥験粕果と比較したものである。
素材は、銀入銅引抜材で材料特性はＥ＝１０７００ 、
Ｃ３＝ ０．００２６４ 、 断ｉＪし状はａ＝＝
９．７４゜ｂ＝４５ 、 ｃ＝＝８０ 、 ｄ＝４．９
ｍ＋である。横軸は曲げロールの押込み量すなわちワー
クのたわみ爪である。押込量の計算値は実験値より下回
るものの、傾向的にもよい一致を示しており、誤差の補
正を行なえば、かなり正確な曲げ加工が可能である。
Ｃ３＝ ０．００２６４ 、 断ｉＪし状はａ＝＝
９．７４゜ｂ＝４５ 、 ｃ＝＝８０ 、 ｄ＝４．９
ｍ＋である。横軸は曲げロールの押込み量すなわちワー
クのたわみ爪である。押込量の計算値は実験値より下回
るものの、傾向的にもよい一致を示しており、誤差の補
正を行なえば、かなり正確な曲げ加工が可能である。
実際の加工においては、オーバーベンドを起さないよう
、押込量をやや少な目に段違し、既に示したような方法
で、計測と加工をくり返して目標値に近づけていく。
、押込量をやや少な目に段違し、既に示したような方法
で、計測と加工をくり返して目標値に近づけていく。
なお、上記実施例では曲げロール（１）の位置ぎめをサ
ーボモータ駆動のボールねじて行なう場合について示し
たが油圧サーボやステッピングモータを使ってもよい。
ーボモータ駆動のボールねじて行なう場合について示し
たが油圧サーボやステッピングモータを使ってもよい。
また、計１５ＪＪｍ ｃｏは中央に固定プローブ、両側
にセンサを配したものを示したが１、逆に中央に１本の
センサ、両側に固建プローブを配したものを用いてもよ
い。
にセンサを配したものを示したが１、逆に中央に１本の
センサ、両側に固建プローブを配したものを用いてもよ
い。
また、実施例におい゛Ｃワーク（４）は溝膨材の場合を
示したが、平角材及びＴ形材は溝形材の特殊ケースと見
なすことができるため、平角材及びＴ形材の加工（こも
利用できる。
示したが、平角材及びＴ形材は溝形材の特殊ケースと見
なすことができるため、平角材及びＴ形材の加工（こも
利用できる。
この発明は以上説明したとおり、被加工材の断面寸法、
被加工材の材料特性、駆動ロール間距離、曲げロールと
２個の駆動ロールのそれぞれの径、及び加工目標半径を
入力とし、上記入力情報から曲げロール押込量を算出し
、曲げロールの押し込みを自動制御できるようにしたの
で、簡単に被加工材の曲げ加工を行なうことができると
いう効果がある。
被加工材の材料特性、駆動ロール間距離、曲げロールと
２個の駆動ロールのそれぞれの径、及び加工目標半径を
入力とし、上記入力情報から曲げロール押込量を算出し
、曲げロールの押し込みを自動制御できるようにしたの
で、簡単に被加工材の曲げ加工を行なうことができると
いう効果がある。
また、別の発明は、曲げ加工された被加工材の曲げ半径
を計測する手段を設は加工状態を判定し、加工不足を判
定すると、繰り返えし曲げ加工と曲げ半径の計測を行な
うようにしたので、極めて高精度の曲げ加工を行なえる
という効果がある。
を計測する手段を設は加工状態を判定し、加工不足を判
定すると、繰り返えし曲げ加工と曲げ半径の計測を行な
うようにしたので、極めて高精度の曲げ加工を行なえる
という効果がある。
第１図はこの発１の一実施例による三本ロール曲げ加工
機の全体構成図、第２図はこの発明の一実施例による加
工方法のフローチャート、第８図（イ）、（ロ）、（ハ
）はこの発明の基となる解析を説明するための８つのケ
ースを示す溝形材の断面図、にう（ホ）、（へ）はそれ
ぞれ（イ）、（ロ）、（ハ）の応力分布を示す概念図、
第４図はこの発明の基となる解析を説明するための応力
（σ）と歪（ε）の関係を示す特性図、第５図Ｃａ）、
（ｂ）、 （ｃ）はそれぞれこの発明の基となる解析
を説明するための概念図で、（ａｌは加工時におけるロ
ール間でのワークの変形状態を示し、（ｂ）は（ａ）に
おけるワークのＡ−Ａ線断面図であり、点線の矢印方向
から見たもの、Ｃｃ）は（ａ）のワークの変形状態を近
似したものである。第６図は、この発明の基となる解析
を説明するための概念図で第６図（ｃ）においてワーク
の変形状態を近似した時の各部の寸法符号を示している
。第７図はこの発明の基となる解析を説明するための特
性図で曲げモーメントを示している。第８図は、実験結
果と解析結果を比較した特性図である。第９図は、従来
の三本ロール曲げ加工装置’を示ず構成図である。 図において、（ｌ目Ｊ曲げロール、（２＋１（３）は駆
動ロール、（４）は被加工材、（５）はサーボ・モータ
、ＯＱは計測機、（ロ）はモータ制御回路、饅はインタ
ーフェイス、（至）はｃｐｖである。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
機の全体構成図、第２図はこの発明の一実施例による加
工方法のフローチャート、第８図（イ）、（ロ）、（ハ
）はこの発明の基となる解析を説明するための８つのケ
ースを示す溝形材の断面図、にう（ホ）、（へ）はそれ
ぞれ（イ）、（ロ）、（ハ）の応力分布を示す概念図、
第４図はこの発明の基となる解析を説明するための応力
（σ）と歪（ε）の関係を示す特性図、第５図Ｃａ）、
（ｂ）、 （ｃ）はそれぞれこの発明の基となる解析
を説明するための概念図で、（ａｌは加工時におけるロ
ール間でのワークの変形状態を示し、（ｂ）は（ａ）に
おけるワークのＡ−Ａ線断面図であり、点線の矢印方向
から見たもの、Ｃｃ）は（ａ）のワークの変形状態を近
似したものである。第６図は、この発明の基となる解析
を説明するための概念図で第６図（ｃ）においてワーク
の変形状態を近似した時の各部の寸法符号を示している
。第７図はこの発明の基となる解析を説明するための特
性図で曲げモーメントを示している。第８図は、実験結
果と解析結果を比較した特性図である。第９図は、従来
の三本ロール曲げ加工装置’を示ず構成図である。 図において、（ｌ目Ｊ曲げロール、（２＋１（３）は駆
動ロール、（４）は被加工材、（５）はサーボ・モータ
、ＯＱは計測機、（ロ）はモータ制御回路、饅はインタ
ーフェイス、（至）はｃｐｖである。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (5)
- （１）被加工材の断面寸法、被加工材の材料特性、駆動
ロール間距離、曲げロールと２個の駆動ロールのそれぞ
れの径、加工目標半径を入力とし、上記入力情報から曲
げロール押込量を算出する曲げロール押込量演算手段、
この曲げロール押込量演算手段の出力に基づき上記曲げ
ロールの押込量を制御する曲げロール制御手段を備えた
三本ロール加工装置。 - （２）被加工材の断面寸法、被加工材の材料特性、駆動
ロール間距離、曲げロール及び２個の駆動ロールのそれ
ぞれの径、加工目標半径を入力とし、上記入力情報から
曲げロール押込量を算出する曲げロール押込量演算手段
、この曲げロール押込量演算手段の出力に基づき上記曲
げロールの押込量を制御する曲げロール制御手段を備え
たものにおいて、曲げロールの押込により曲げ加工され
た上記被加工材の半径を計測する半径計測手段、この半
径計測手段の出力と、上記加工目標半径との比較により
、上記被加工材の加工状態が加工不足、加工完了および
加工不良のうちのいずれかを判定する加工状態判定手段
を備え、加工不足を判定すると、曲げロールを所定押込
量増分押し込み、半径計測手段で被加工の半径を計測し
、その出力に基づき加工状態判定手段で加工状態を判定
するという過程を加工完了又は加工不良を判定するまで
繰返すようにした三本ロール曲げ加工装置。 - （３）曲げロール押込量演算手段の出力に基づく曲げロ
ールの押し込みは、演算値より少なめとすることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の三本ロール曲げ加工
装置。 - （４）加工判定手段において加工完了を判定すると、加
工を完了するようにした特許請求の範囲第２項記載の三
本ロール曲げ加工装置。 - （５）加工判定手段において加工不良を判定すると、不
良表示を行ない加工を完了するようにした特許請求の範
囲第２項記載の三本ロール曲げ加工装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20503784A JPS6182933A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 三本ロール曲げ加工方法 |
| DE3519382A DE3519382C2 (de) | 1984-05-30 | 1985-05-30 | Mehrwalzenbiegevorrichtung |
| US06/942,061 US4761979A (en) | 1984-05-30 | 1986-12-15 | Roller bending apparatus equipped with a curvature measuring unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20503784A JPS6182933A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 三本ロール曲げ加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182933A true JPS6182933A (ja) | 1986-04-26 |
| JPH0242012B2 JPH0242012B2 (ja) | 1990-09-20 |
Family
ID=16500396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20503784A Granted JPS6182933A (ja) | 1984-05-30 | 1984-09-29 | 三本ロール曲げ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6182933A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02224822A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Rikio Atobe | ベンダー用金型装置 |
| JPH02268926A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Rikio Atobe | ベンダーの制御装置 |
| JP2007083260A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Kikukawa Kogyo Kk | 金属板加工装置及びこれを用いた風車用ブレードの製造方法 |
| JP2010260105A (ja) * | 2009-05-06 | 2010-11-18 | Cml Internatl Spa | 所定の半径で細長いワークピースを連続的に曲げるための装置 |
| JP2011053208A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-03-17 | Cml Internatl Spa | 細長いワークピースの内弧または外弧の部分の長さを測定する方法 |
| CN102989849A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-03-27 | 江苏海狮机械集团有限公司 | 双支点可变径卷管装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522717A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-10 | Nec Corp | Method of manufacturing magnetic head |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP20503784A patent/JPS6182933A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522717A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-10 | Nec Corp | Method of manufacturing magnetic head |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02224822A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Rikio Atobe | ベンダー用金型装置 |
| JPH0530529B2 (ja) * | 1989-02-27 | 1993-05-10 | Rikio Atobe | |
| JPH02268926A (ja) * | 1989-04-11 | 1990-11-02 | Rikio Atobe | ベンダーの制御装置 |
| JP2007083260A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Kikukawa Kogyo Kk | 金属板加工装置及びこれを用いた風車用ブレードの製造方法 |
| JP2010260105A (ja) * | 2009-05-06 | 2010-11-18 | Cml Internatl Spa | 所定の半径で細長いワークピースを連続的に曲げるための装置 |
| JP2011053208A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-03-17 | Cml Internatl Spa | 細長いワークピースの内弧または外弧の部分の長さを測定する方法 |
| CN102989849A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-03-27 | 江苏海狮机械集团有限公司 | 双支点可变径卷管装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0242012B2 (ja) | 1990-09-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |