JPH0120928B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はプレスブレーキに係り、されに詳細
には、フレームの変位量を検出すると共に折曲げ
角度のフイードバツク制御機能を備えたプレスブ
レーキに関する。

従来、プレスブレーキにおいて、材料の所定の
折曲げ作業を行なう場合、パンチとダイとの間に
材料を挿入し、何回か試し曲げを行つて必要とす
る角度になるようにパンチ、ダイの係合状態を調
整していた。

このため折曲げ作業を開始するまでに多くの時
間や、手間を要し、従つて効率良い作業を行なう
ことができなかつた。

また設定角度までの試し曲げは、作業者の経験
や感にたよることが多く、精度の良い折曲げ加工
を行なうのが困難であつた。

この発明は、上記従来の諸問題を有効に解決し
たもので、その目的とするところは、被加工物の
板厚、抗張力、折曲げ長さ、ダイの型溝巾、及び
必要とする折曲げ角度等を入力とすることによ
り、パンチとダイとの接近距離を自動的に制御
し、試し曲げを行なわずに効率の良い折曲げ作業
を行ないうるようにしたプレスブレーキを提供す
るものである。

以下、添附図面に基づいて、この発明の好適一
実施例を説明する。

第１図〜第３図は、この発明を実施したプレス
ブレーキ本体１の正面図と側面図と平面図とを示
し、このプレスブレーキ本体１は、左右に立設し
たフレーム３の上方に左右方向に長い上部エプロ
ン５を固定し、図示しない油圧シリンダにより下
部エプロン７を昇降させながらパンチ５ａとダイ
７ａとにより加工を行なう形式のものである。

下部エプロン７には、左右に支持体９が固定さ
れ、この支持体９に設けられたボールねじ１１
（第４図参照）の回転によりストレツチ１３が前
進、後退する。またストレツチ１３の前面には、
複数の突当て１５が左右方向に移動自在に設けら
れ、被加工物の折曲フランジ長さを設定する際に
は、突当て１５に被加工物を係合させて寸法出し
を行なうものである。

上記突当て１５の部分を、第４図に基づいて更
に詳細に説明すると、前記ストレツチ１３は、左
右の支持体に取付けられたガイド１７及びボール
ねじ１１を介して前後移動自在に取付けられてお
り、ボールねじ１１はフレーム３に固定されたモ
ータ１９によりスプライン軸２１、ギヤ２３を介
して回転する。

またボールねじ１１の回転量、即ち突当ての移
動距離は、ボールねじ１１の後端に取付けられた
エンコーダ２５により検出されモータ１９の回転
を制御するものである。

なお、下部エプロン７に装着するダイ７ａの高
さが変更になる場合には、ストレツチ１３に設け
られたハンドル２７を回動させることによりスト
レツチ１３が上下方向に移動し、突当て１５を設
定高さにまで移動させる。

次に、第５図は下部エプロン７の昇降作動を制
御する制御機構を示し、この制御機構は、下部エ
プロン７の長手方向中央部に設けられた係止片２
９に係脱自在のレバー３１が下部エプロン７の裏
側にもうけられた図示しないフレームに固定され
た軸３７を介して回転体３５、軸３３により回動
自在にもうけられている。

また図示しないフレームには、下部エプロン７
の上限バルブ３９が固定されており、上限バルブ
３９のスプール４１は、図示しないフレームに固
定された板ばね４３を介してレバー３１の一端に
係合している。

前記回転体３５は、ピン４５、レバー４７を介
して送りねじ４９の一端に連結されており、送り
ねじ４９はフレーム３に固定されたケース５１に
回転自在に軸支されている。

送りねじ４９の他端部には、ギヤ５３を介して
スプライン係合するクラツチ５５が連結されてお
り、このクラツチ５５の連結部には、レバー５７
を介して手動ハンドル５９が連結されている。レ
バー５７は、クラツチ５５の切換えを行なうもの
であり、手動ハンドル５９の回転を送りねじ４９
に伝える場合は、前記レバー５７を第５図で右方
向に押しクラツチ５５を右方向へ移動させて、ス
プライン係合により手動ハンドル５９の回転を伝
えるものである。

前記送りねじ４９に設けられたギヤ５３には、
エンドレス状のベルト６１が回装され、このベル
ト６１は、前記ケース５１に回転自在に軸支され
たエンコーダの如き検出器６３の軸６５に嵌着さ
れたギヤ６５ａに掛回されている。

また、上記検出器６３には、ギヤ６７を介して
ベルト６９が回装され、このベルト６９はケース
５１に回転自在に軸支されたクラツチ７１の軸７
３に一体的に固定されたギヤ７５に掛回されてい
る。クラツチ７１の一端には、ケース５１に取付
けられたモータ７７の軸７９が連結され、モータ
７７の一端にはタコジエネレータ８１が固定され
ている。

以上のように、手動ハンドル５９又はモータ７
７の回転により、送りねじ４９が回転し、回転体
３５を軸３７を中心に回動させレバー３１と係止
片２９の係合距離すなわち下部エプロン７の上昇
ストロークを制御するものである。

下部エプロン７を上昇させる場合は、ポンプ８
３よりシリンダー８５へ圧油を供給すると、下部
エプロン７は上昇するが、係止片２９も一体に上
昇する。そしてレバー３１に係合すると、レバー
３１は軸３３を中心に反時計方向へ回動し上限バ
ルブ３９のスプール４１を板バネ４３に抗して押
し下げ、ポンプ８３よりシリンダー８５への圧油
の供給を上限バルブ３９よりタンクＴ側へ放出
し、下部エプロン７の上昇を停止させる。

なお、第１図において８７は、被加工物加工に
必要とする折曲角度を入力し、パンチ５ａとダイ
７ａとの接近距離を自動的に制御するための制御
盤である。

前記フレーム３の内側には、第２図及び第６図
に示すように、被加工物Ｗの加工の際、プレスブ
レーキ本体１の変位置を検出するための検出板１
２１が設けられている。

この検出板１２１は、第７図に示すように、フ
レーム３の上方の係止板１２３に一体化された軸
１２５に回転自在に軸支され、また検出板１２１
の下方には、フレーム３に軸支された軸１２７に
回転自在な回転体１２９が設けられ、検出板１２
１の上下方向の移動を案内するように設けられて
いる。

検出板１２１には、第８図、第９図に示すよう
に、上下方向、回転方向に調整自在な検出器１３
１が設けられており、この検出器１３１は、フレ
ーム３より突出した係止板１３０に当接するよう
に取付けられている。

前記制御盤８７は、第１０図に示すように主と
して電源スイツチ８９と、モード選択スイツチ９
１と、手動送り速度選択スイツチ９３と、フアン
クシヨンキー９５と、工程データ設定キー９７と
が設けられている。

フアンクシヨンキー９５は、各工程（１動作）
を規定するのに必要なパラメータの設定を行なう
工程データ設定キー９５ａと、上記のデータ設定
の内容を表示する工程データ表示９５ｂと、工程
の実行順序の設定を行なう工程設定キー９５ｃ
と、上記で設定された被加工物Ｗについて補助機
能パラメータ及び補正量を設定するＭ設定キー９
５ｄと、連続運転に先立つて運転するワーク番号
を指定するワーク呼出しキー９５ｅと、Ｌ軸、Ｄ
軸の現在位置および速度を表示する位置速度表示
９５ｆと、システム上の各種パラメータを設定す
るPA設定キー９５ｇと、パンチヤーを起動し、
必要なデータを紙テープに打出すPU起動キー９
５ｈと、警報内容の表示を行なう自己診断キー９
５ｉとから構成されている。

次に、上記のような制御盤８７に所定のデータ
を入力して被加工物Ｗを折曲げる場合には、折曲
げる為に必要とするパンチ５ａを上部エプロン５
に取付け、また必要とするＶ型のダイ７ａを下部
エプロン７へ取付ける。

そして、被加工物を折曲げる場合、先ず取付け
られたパンチ５ａとダイ７ａとの芯合せをする必
要がある。即ちパンチ５ａの先端とダイ７ａの型
溝との中心が垂直線上になければならない。

そこで被加工物Ｗをダイ７ａ上に載せないでパ
ンチ５ａとダイ７ａとを接近させる。この操作は
前述の第５図において、シリンダ８５へポンプ８
３から圧油等の作動圧流体を送り込むと下部エプ
ロン７が上昇する。この場合、パンチ５ａとダイ
７ａとの係合において、過度な荷重がかかると座
屈等の損傷が上部エプロン５と、下部エプロン７
に生ずるため、下部エプロン７の上昇位置を制御
する必要がある。

そこで、パンチ５ａとダイ７ａの係合の場合、
手動ハンドル５９の回転により、送りねじ４９を
回転させ回転体３５を回動させてレバー３１を上
方向に移動させる。このレバー３１の上方向の移
動の際、下部エプロン７の係止片２９はレバー３
１を押圧し続ける。この結果、レバー３１は押圧
されるため、上限バルブ３９のスプール４１を押
し、ポンプ８３からの作動圧流体をタンクＴに放
出する。

即ち、手動ハンドル５９の回転により、下部エ
プロン７は、上限バルブ３９の作用で小さい加圧
力で上昇する。

このようにして、パンチ５ａとダイ７ａとが係
合すると、その下部エプロン７のストローク点を
原点として設定する。

下部エプロン７の上昇ストロークの原点を設定
する場合、パンチ５ａとダイ７ａとが係合し、加
圧したことによつてフレーム３が上方向に変位を
生じ、この変位置によつて下部エプロン７のスト
ローク原点とする。

次にシリンダー８５の作動圧流体を放出し、下
部エプロン７を下降させる。設定された内容に基
づいて下部エプロン７の上昇ストロークを制御す
るようにモータ７７と検出器６３とでレバー３１
の位置を制御し、ダイ７ａ上に被加工物Ｗを載置
し折曲げを行なう。この場合、実際の加圧力B_F
が検出されていないゆえ、まず理論値D₁の位置、
又はD₁＝Ｖ／２＋Ｔ−0.1のストローク位置に下部エ プロン７を停止させる。

この値では加圧力が発生するゆえ、フレーム３
の上方向の変位置を検出器１３１で検出し、理論
値D₁よりフレーム３の上方向の変位置を差引く
ように下部エプロン７を上昇制御する。

フレーム３の上方向の変位により実際の加圧力
B_Fが演算され、補正値δが決定され、下部エプ
ロン７のストロークＤが求められ、このＤ値にな
るように下部エプロン７を制御する。

なお、フレーム３の変位量により、加圧力B_F
を演算する以外に、下部エプロン７の昇降を案内
する部材の変位量または、上部エプロン５の上方
向の変位量も加圧力B_Fで演算できる。

更に下部エプロン７の圧力を検出し加圧力B_F
を演算することも可能である。

また上部エプロン５の変位量は、ひずみ測定器
等により検出可能である。

このような状態から、所定形状の折曲げ加工を
行なう場合、先ず制御盤８７にデータ設定、工程
設定等の入力操作を行なう。

この入力操作は、第１０図に示す制御盤８７の
フアンクシヨンキー９５と、工程データ設定キー
９７とを使用して、被加工物Ｗの板厚Ｔと、抗張
力Ｓ、折曲げ長さＢ、必要とする折曲げ角度Ａ、
ダイ（下型）の型溝巾Ｖの数値を夫々入力する。

なお、パンチ先端のアールRpの種類は少なく、
また変更されることが少ないゆえあらかじめある
値が設定されている。

また、ダイ７ａの肩アールRd、及びダイ７ａ
のＶ角度θは、ダイ７ａの型溝の巾Ｖにより決定
される。特殊な場合は、更にRd，θも入力でき
る。K₁は、端面処理係数であり、特に被加工物
Ｗの端面状態が悪い場合に入力する。

K₂は使用する機械によつて、あらかじめ設定
された値であり、機械を変更しない限りは設定し
直す必要はない。

以上のようなデータ設定が終了したらフアンク
シヨンキー９５の工程設定キー９５ｃを押して、
被加工物Ｗの順次折曲げる順序を設定する。また
これと同時に補助機能Ｍを設定する。

以上の設定は、第１１図のブロツク線図に示す
ように手動設定８９と、テープ入力によるテープ
設定９１とがあり、手動設定された内容は、演算
部９３、記憶部９５を経てテープパンチヤー９７
でテープにパンチすることもできる。そして、上
記設定された内容にもとづき、NC演算部９９で
演算し、検出器６３で常にフイードバツクしつつ
増巾器１０３を介して、モータ７７を制御する。
そして下部エプロン７のストロークを、上記モー
タ７７と検出器６３とでレバー３１の位置を制御
し、ダイ７ａ上に被加工物Ｗを載置して折曲げ加
工を行なう。

また突当て１５の位置決めも、モータ１９とエ
ンコーダ２５とで制御するものである。

次に、被加工物Ｗの折曲げる過程を第１２図〜
第１４図を参照して理論的に説明すると以下のよ
う解析される。

即ち、被加工物Ｗは、パンチ５ａの先端Rpと
ダイ７ａの肩アールRdにより折曲げられる。

パンチ５ａとダイ７ａが接近するにつれ、被加
工物Ｗはパンチ先端により折曲げられダイの肩ア
ールの接触点は順次移動する。

被加工物Ｗの折曲げ内アールは、各種の条件に
より変化するが、折曲げ内アール＝Ｖ／Ｑの関係に なる。Ｑ＝（Ｖ，Ｔ，Ａ，σ，K₁） K₁は被加工物の端面処理係数、Ｖ；ダイの型
溝巾、Ｔ；被加工物の板厚、Rp；パンチ先端ア
ール、Rd；ダイの肩アール、θ；ダイの型溝に
おけるＶ角度、Ａ；被加工物Ｗの曲げ角度。

１２図において被加工物の折曲げ状態を分析し
ているが、曲げ角度Ａに対してパンチとダイの接
近距離を求めればよい。すなわちパンチ先端とダ
イの型溝底部までの距離を求めればよい。

１２図より Z₁＋（Ｉ−Ｖ／Ｑ）＋Ｊ＋Ｋ＝Ｖ／２tan（90−θ／
２） Ｉ＝Ｖ／Ｑ・１／sinＡ／２ …… Ｊ＝Ｔ／sinＡ／２ …… １３図より Ｋ＝Ｖ／２tan（90−θ／２）−Ｍ−Ｎ …… Ｒ＝（cosＡ＋θ／４／cosＡ−θ／４−tan180−θ／
４）Rd…… Ｍ＝（１−sinＡ＋θ／４／cosＡ−θ／４）Rd…… 式より Ｎ＝〔Ｖ／２−（cosＡ＋θ／４／cosＡ−θ／４−tan1
80−θ／４）Rd〕 tan（90−Ａ／２） …… ，式を代入 ∴Ｋ＝Ｖ／２tan（90‐θ／２）‐M‐N=Ｖ／２tan（90
‐θ／２） ‐(1‐sinＡ＋θ／４／cosＡ‐θ／４）Rd‐〔Ｖ／２
‐(cosＡ＋θ／４／cosＡ‐θ／４ ‐tan180‐θ／４）×Rd〕tan（90‐Ａ／２） …… Z₁＝Ｖ／２tan（90−θ／２）−（Ｉ−Ｖ／Ｑ）−Ｊ
−Ｋに、 ，，式を代入し Z₁＝〔Ｖ／２−（cosＡ＋θ／４／cosＡ−θ／４−tan1
80−θ／４）Rd〕 tan（90−Ａ／２）＋（１−sinＡ＋θ／４／cosＡ−
θ／４）Rd −（Ｖ／Ｑ＋Ｔ）１／sinＡ／２＋Ｖ／Ｑ …… パンチ先端とダイの型溝のＶ角度との係合点
は、パンチ先端がアールである為、ダイ角度θが
交差した点ではない。

そこでパンチ先端とダイ型溝の底部までの距離
を求める為には、１２図のQ₁を求めD₁を求める。

Q₁＝（１／cos（90−θ／２）−１）Rp …… ∴D₁＝Ｖ／２tan（90−θ／２）−Z₁−Q₁ゆえ，
式 を代入 D₁＝Ｖ／２tan（90−θ／２）−Ｖ／Ｑ＋（Ｖ／
Ｑ＋Ｔ）１／sinＡ／２−（１−sinＡ＋θ／４／cosＡ
−θ／４）Rd −〔Ｖ／２−cosＡ＋θ／４／cosＡ−θ／４−
tan（180−θ／４）Rd〕×tan180−Ａ／２−（１／cos
（90−θ／２−１）Rp…… 式は被加工物を折曲げる場合のパンチ先端
と、ダイの底部の距離であるが、この式は他の式
にも置換できる。後述するが式は、ダイの形状
により変更される。

すなわち D₁＝｛Ｔ，Ａ，Rd，Rp，Ｖ（Ｕ）｝ …… と示すことができる。

しかし式は被加工物を折曲げる際に生ずる特
性を加味していない。

すなわち、以下の条件を付加する必要がある。

被加工物にパンチ先端が食い込む量の補正値を
δ₂とする。

上部エプロン、下部エプロンの加圧力により長
手方向にたかむ量の補正値をδ₃とする。

δ₄は前述の如く被加工物の弾性変位量の補正値
である。δ₄の値は実際に折曲げた際の角度と折曲
げ後加圧力を取り除いた際の角度の差による補正
値である。

δ₄は折曲げ角度Ａ、板厚Ｔ、ダイの型溝の巾Ｖ
（Ｕ）の函数として表わすことができる。

δ₄＝｛Ａ，Ｔ，Ｖ（Ｕ），σ，Rp｝ かくして被加工物を折曲げる際に生ずる特性を
加味したパンチの先端とダイ型溝の底までの距離
Ｄは、 Ｄ＝D₁−（δ₂＋δ₃＋δ₄） ＝｛Ｖ（Ｕ）₂T，Ａ，Rd）｝ −〔（BF，Ｂ，σ）＋（BF，Ｂ，K₂） ＋｛Ａ，Ｔ，Ｖ（Ｕ），σ，Rp｝ と表わすことができる。すなわち Ｄ＝｛Ｖ（Ｕ）₂T，Ａ，Rd，Rp｝ −｛BF，Ｂ，σ，Rp，AT，Ｖ（Ｕ），K₂｝ １４図はＵ型状のダイの場合のパンチ先端とダ
イの距離である。この場合は、Ｄの原点設定方法
にいろいろあるゆえ（パンチの先端角度とダイの
肩アールによる係合で原点を出す方法、Ｕ型のダ
イの底部に、Ｖ型状の原点設定ダイを設け原点を
出す方法→いずれにしても１４図においてパン
チ、ダイの左右方向の芯合せも同時に行なう必要
がある。） 式のZ₁に相当する部分だけ表わす。

Z₂＝Ｕ／２＋Rd（１−cosＡ／２）／tanＡ／２＋Rd（
１−sinＡ／２） Z₁＝Z₂−Ｕ／Ｑ＋Ｔ／sinＡ／２＋Ｕ／Ｑ＝Ｕ／Ｑ＋Ｕ
／２＋Rd（１−cosＡ／２／tanＡ／２＋Rd（１−sinＡ
／２）＝Ｕ／Ｑ＋Ｔ／sinＡ／２ すなわち、Z₁＝（Ｕ，Ｔ，Ａ，Rd）と表わす
ことができ、式相当する。

以上の理論的解析からも明らかなように、制御
盤８７に、被加工物Ｗの使用Ｖ巾、及びＶ溝角度
θ、肩アールＲ、板厚Ｔ、折り曲げ長さＢ、抗張
力Ｓ等の折曲げに必要なデータと、希望する折曲
げ角度Ａを入力することによつて、自動的にパン
チ５ａとダイ７ａとの接近距離を制御できるもの
である。

なお、上記の実施例は、下部エプロン７が昇降
するプレスブレーキについて説明したが上部エプ
ロン５が昇降するプレスブレーキにも適用できる
ことは言うまでもない。

以上のごとき実施例の説明より理解されるよう
に、この発明においては、パンチ５ａとダイ７ａ
とを係合して板状の被加工物Ｗの折曲げ加工を行
うプレスブレーキにおいて、プレスブレーキのフ
レーム３の上部から吊設した検出板１２１と、検
出板１２１の上下の変位を検出して前記フレーム
３の変位量を検出する検出器１３１と、被加工物
Ｗの板厚Ｔ、折曲げ角度Ａ、ダイ７ａの肩アール
Rd、パンチ先端アールRpおよびダイ７ａの型溝
巾Ｖによりダイ７ａの底部からパンチ５ａの先端
までの距離の理論値D₁を演算し、前記被加工物
Ｗの折曲げ加工時における前記検出器１３１の検
出値に基いて加圧力BFを演算し、この加圧力
BF、被加工物Ｗの折曲げ長さＢ、板厚Ｔ、抗張
力σ、折曲げ角度Ａおよびダイ７ａの型溝巾Ｖに
よりプレスブレーキにおける機械的特性および被
加工物の弾性的特性を加味した補正値δを演算
し、この補正値δと前記理論値D₁とにより、ダ
イ７ａの底部からパンチ５ａの先端までの制御す
べき距離Ｄを演算する演算部と、この演算部にお
いて演算された距離Ｄに基いて、パンチ５ａとダ
イ７ａとの係合状態をフイードバツク制御するフ
イードバツク制御部と、を備えてなるものである
から、設定角度への被加工材の折曲げが容易なも
のである。すなわち本発明によれば、従来のよう
な試し曲げを必要とせず、作業能率が向上すると
共に、フレームの変形量を検出器１３１により実
際に検出し、その検出値を加味して補正を行つて
折曲げを行うので、フレームの実際の変位量を考
慮して折曲げ加工を行うこととなり、精度の良い
折曲げ加工が行われ得るものである。

なお、この発明は上記の実施例に限定されず、
他の実施態様により行なうことも可能であり、ま
た特許請求の範囲に付した番号は、技術的範囲を
限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施したプレスブレーキ本
体の正面図、第２図は第１図の側面図、第３図は
第１図の平面図、第４図は突当て部分の作動機構
を示す説明図、第５図は下部エプロンの昇降作動
制御する制御機構を示す説明図、第６図はプレス
ブレーキ本体の側面に取付けられた検出板の側面
図、第７図は第６図の―矢視拡大側面図、第
８図、第９図は、検出板の変位量を検出する検出
器の正面図と側面図、第１０図は制御盤の設定ボ
ードを示す説明図、第１１図は制御盤による制御
方法をブロツク線図に表わした説明図、第１２図
〜第１４図は、被加工物を折曲げる過程の理論的
解析を説明るす説明図であつて、第１２図、第１
３図は被加工物の折曲げ状態を分析した加工説明
図、第１４図は型状のダイの場合のパンチ先端と
ダイとの距離を設定するための説明図である。 図面中の主要な符号の説明、５ａ…パンチ、７
ａ…ダイ、Ｗ…被加工物、１…プレスブレーキ本
体、８７…制御盤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パンチ５ａとダイ７ａとを係合して板状の被
   加工物Ｗの折曲げ加工を行うプレスブレーキにお
   いて、プレスブレーキのフレーム３の上部から吊
   設した検出板１２１と、検出板１２１の上下の変
   位を検出して前記フレーム３の変位量を検出する
   検出器１３１と、被加工物Ｗの板厚Ｔ、折曲げ角
   度Ａ、ダイ７ａの肩アールRd、パンチ先端アー
   ルRpおよびダイ７ａの型溝巾Ｖによりダイ７ａ
   の底部からパンチ５ａの先端までの距離の理論値
   D₁を演算し、前記被加工物Ｗの折曲げ加工時に
   おける前記検出器１３１の検出値に基いて加圧力
   BFを演算し、この加圧力BF、被加工物Ｗの折曲
   げ長さＢ、板厚Ｔ、抗張力σ₁、折曲げ角度Ａおよ
   びダイ７ａの型溝巾Ｖによりプレスブレーキにお
   ける機械的特性および被加工物の弾性的特性を加
   味した補正値δを演算し、この補正値δと前記理
   論値D₁とにより、ダイ７ａの底部からパンチ５
   ａの先端までの制御すべき距離Ｄを演算する演算
   部と、この演算部において演算された距離Ｄに基
   いて、パンチ５ａとダイ７ａとの係合状態をフイ
   ードバツク制御するフイードバツク制御部と、を
   備えてなることを特徴とするプレスブレーキ。