JPH0347628A - 板材加工機におけるバックゲージ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、板材加工機で板材に高精度な板材加工を行
なうために板材を正確に位置決めする板材加工機におけ
るバックゲージ装置に関する。

（従来の技術） 従来、板材加工機としての例えば板材をクランプし移動
させるマニュプレークを備えたプレスブレーキでは、板
材をクランプしたマニュピユレータを移動させて板材を
バックゲージ装置の突当て部材に突当てる際、マニュピ
レータ自体は板材を突当て部材に突当てる力制御ができ
ない。そのため、板材の位置決めを正確に行なうために
、バックゲージ装置には複数のポテンションメータが装
備されている。

板材がポテンションメータに突当り、寸法に対して各ポ
テンションメータが基準内に入ったことを確認したうえ
で、ポテンションメータの信号がコントローラに取込ま
れて、下部フレームが上昇し曲げ加工が行なわれるよう
になっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来のマニュプレークを備えたブレ
スブレキにおける一連の曲げ作業において、板材の正確
な曲げ寸法を得るためには、バックゲージ装置の位置決
めおよびポテンションメータによる確認という一連の動
作を行なうが、現状のバックゲージ装置自体の機構およ
び制御方法が複雑であるという問題があった すなわち、従来のバックゲージ装置は回転形モータおよ
びボールねじを用いた回転・直線変換機構より構成され
ているから、これ以上の小型・計量化は困難である。

さらに、従来のバックゲージ装置は、下部フレムに片持
ち構造で取付けられているから、バックゲージ装置によ
る曲げモーメントによって下部フレームが変形するため
、高精度な曲げ加工ができないという問題かあった。

この発明の目的は、上記の問題を改善するため、バック
ゲージ装置そのものを小型・軽量化すると共に、下部フ
レームの変形も少なくし、高精度な曲げ加工を可能に（
７た板材加工機におけるバックゲージ装置を提供するこ
とにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、板材に板材加
工を行なう板材加工機における加工位置の後方へ加工位
置に対して接近離反自在に設けられた板材加工機におけ
るバックゲージ装置であって、前後方向へ延伸した固定
子と、この固定子の一側に設けられ前後方向へ延伸した
位置センサと、前記固定子に対して前後方向へ移動自在
であるとともに、ストレッチ部材を介して突当て部材を
有した可動子と、この可動子を前進さゼ突当て部材を目
標位置まで位置決めする位置決め時には速度フィードバ
ック系を付加しかつサーボ系のゲインを高くして高速位
置決めを行なうと共に板材を突当て部材に突当てる突当
て時には速度フィードバック系を除去しかつサーボ系の
ゲインを低く制御し７低速位置決めを行なうリニアサー
ボモータと、を備えて板材加工機におけるバックゲージ
装置を構成した。

（作用） この発明の板材加工機におけるバッグージ装置を採用す
ることにより、板材加工機で板材に板材加工を行なう際
、予めバックゲージ装置のリニアサーボモータを駆動さ
せて突当て部材を備えた可動子を固定子に対して加工位
置側へ移動させ位置センサで検出される目標位置まで高
速にて位置決めされる。次いで、板材を突当て部材に突
当てる際には低速にて位置決めされる。

したがって、バックゲージ装置そのものは従来のものと
比べて小型・軽量化されると共に、板材の位置決めが正
確に行なわれる。さらに下部フレームの変形も少な（、
高精度な曲げ加工が行なわれる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１０図および第１１図を参照するに、板材加工機とし
ての板材折曲げ加工装置１は、例えばプレスブレーキ等
よりなるものであって、この板材折曲げ加工装置１の前
側にマニビュ１７−タ３が装着しである。また板材折曲
げ加工装置］の側部には、板材Ｗを収容したマガジン部
５が設けられると共に、折曲げ後の製品Ｐを次工程に搬
送する搬送装置７が配置されてれいる。上記マガジン部
５や搬送装置７の構成は一般的な構成でよいものである
から、その詳細についての説明は省略する。

前記板材折曲げ加工装置１は、−膜内なプレスブレーキ
と同様に、上部フレーム９を備えると共に下部フレーム
１．１を備えており、」二部フレーム９には上型１３が
着脱自在に装着されている。また下部フレーム１１には
下型１５が装着されている。

公知のように、上記構成のごとき板材折曲げ加工装置１
においては、上下のフレーム９．１１の一方を昇降作動
し、上型１３と下型１５とを係合することにより、上型
１３と下型１５との間に介在された板材Ｗの折曲げ加工
を行うものである。

なお、詳細な図示を省略するが、本実施例においては下
部フレーム１１が昇降するように構成されている。

さらに板材折曲げ加工装置１には、前後方向（第１１図
において左右方向：Ｙ軸方向）の板材Ｗの位置決めを行
うバックゲージ装置１７が前後方向へ移動位置決め自在
に設けられている。

前記マニピュレータ３は１本実施例においては昇降自在
な下部フレーム１１に一体的に取付けたベースプレート
１つに装着されている。

より詳細には、上記ベースプレート１つは、下型１５の
長手方向に沿う左右方向（Ｘ軸方向）に延伸（２てあり
、このベースプレ−ト１９の前面に第１移動台２１がＸ
軸方向に移動自在に支承されている。この第１移動台２
］には、前記ベースプレート１つに備えたＸ軸方向のラ
ック杆２３に噛合したピニオン（図示省略）が回転自在
に設けられていると共に、上記ピニオンを回転駆動する
ための第１サーボモータ２５が設けられている。なお、
第１サーボモータ２５がピニオンを回転駆動するための
動力伝達機構は一般的な構成でよいので、その詳細につ
いては説明を省略する。前記第１サーボモータ２５は、
例えばステッピングモータ等よりなるものであって、エ
ンコーダのごとき位置検出装置を備えている。

上記構成により、第１サーボモータ２５を作動すること
によって第１移動台２１をＸ軸方向に移動することがで
き、かつ基準位置に対する第１移動台２１のＸ軸方向の
移動位置を検知することができる。

第１０図、第１１図より明らかなように、前記第１移動
台２１には、上部側が前後方向（Ｙ軸方向）に拡大した
扇形状部２７が設けてあり、この扇形状部２７の上部に
は円弧状のラック部材２つが設けられている。このラッ
ク部材２９には、ラック部材２９に沿ってＹ軸方向に移
動自在の第２移動台３１が支承されている。この第２移
動台３１には、ラック部材２つに噛合したピニオン（図
示省略）が回転自在に設けられていると共に、上記ピニ
オンを回転駆動る第２サーボモータ３３が装着されてい
る。この第２サーボモータ３３は、第１サーボモータ２
５と同様にエンコーダのごとき位置検出装置を備えてい
るものである。

上記構成により、第２サーボモ・−夕３３を駆動するこ
とによって、第２移動台３１はラック部材２９に沿って
円弧状にＹ軸方向に移動される。上記第２移動台３１の
Ｙ軸方向の位置は、第２ナボモー・夕３３に備えた位置
検出装置によって検知される。

第１０図、第１１図より明らかなように、前記第２移動
台３１には、第２移動台３１の移動方向に対して直交す
る上下のＺ軸方向に移動自在な昇降支柱３５が支承され
ている。この昇降支柱３５には上下方向のラックが形成
しである。このラックと噛合したピニオン（図示省略）
が前記第２移動台３１に回転自在に支承されており、か
つこのピニオンを回転駆動する第３サーボモータ３７が
第２移動台３１に装着されている。この第３サーボモー
タ３７は第１サーボモータ２５と同様に位置検出装置を
備えているものである。

上記構成により、昇降支柱３５は、第３サーボモータ３
７の駆動によって上下動され、かつ上下動位置は位置検
出装置によって検知されることが理解されよう。

前記昇降支柱３５の上部には、Ｙ軸方向に延伸したアー
ム３つが適宜に固定しである。このアム３９の先端部に
は、板材Ｗの一側縁部を把持自在な板材把持゛装置４１
が装着しである。より詳細には、第１０図、第１１図に
示されるように、板材把持装置４１は、Ｘ軸と平行なり
軸を中心として上下方向に回動自在に設けられていると
共に、上記Ｂ軸と直交するＡ軸を中心として旋回自在に
設けられている。

上記Ａ軸を中心として板材把持装置４１を旋回するため
の第４サーボモータ４３およびＢ軸を中心として板材把
持装置４１を上下に回動するための第５サーボモータ４
５が前記アーム３９に装着されている。上記第４．第５
のサーボモータ４３゜４５は、前述の第１サーボモータ
２５と同様に位置検出装置を備えているものである。な
お、第４サーボモータ４３によって板材把持装置４１を
Ａ軸回りに旋回するための動力伝達機構や、第５サーボ
モータ４５によって上下に回動するための動力伝達機構
は種々の構成を採ることができるものであり、この構成
に特徴を有するものではないので、その詳細については
説明を省略する。

再び第１０図を参照するに、前記下部フレーム１１ある
いはベースプレート１つの一側部には、板材Ｗを一時的
に把持自在な補助把持装置４７が装着しであると共に、
サイドゲージ装置４９が適宜のブラケットを介して装着
されている。

上記補助把持装置４７は、板材Ｗを把持するための上部
ジョー５１と下部ジョー５３を備えており、上記上部ジ
ョー５１の上下動は図示省略のアクチュエータによって
行なわれるものである。

前記サイドゲージ装置４９は、マニピュレータ３と板材
把持装置４１に把持された板材Ｗの一側縁との位置関係
を検出するときに使用されるもので側方センサ５５を備
えている。この側方センサ５５は、例えば、直動形のポ
テンションメータのごとき線形トランジューサよりなる
ものである。

上記構成により、板材Ｗは板材把持装置４１に把持され
、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向へ移動されると共に、Ａ軸
、Ｂ軸の回りに回動されて、上型１３と下型１５の協動
で種々な形状に折曲げ加工がなされることになる。

前記バックゲージ装置１７は、第１図および第２図に示
されているように、Ｆ部フレーム１．１の上部後壁に取
付けられＹ軸方向へ延伸したリニアサーボモータの固定
子５７と、この固定子５７の一側わに設けられた例えば
マグネットスケール等の位置センサ５９と、固定子５７
の長手方向すなわちＹ軸方向へ軸受６１を介して移動自
在な可動子６３などから構成されている。

この可動子６３にはＸ軸方向・＼延伸したストレッチ６
５が設（ブられており、このストレッチ６５には適宜な
間隔で複数の突当て部材６７が備えられている。

上記構成により、リニアサーボモータを駆動させると、
固定子５７に対して可動子６３か軸受６１を介してＹ軸
方向へ移動されるから、ストレッチ６５を介して突当て
部材６７も同方向に移動されることとなる。なお、突当
て部材６７がＹ軸方向へ移動される移動位置は位置セン
サ５９に常に検出れさるようになっている。

再び、第１１図を参照するに、板材折曲げ加工装置１は
板材折曲げ加工装置コントローラ６９によって制御され
、マニピュレータ３はマニュプレータコントローラ７１
によって制御され、さらに、バックゲージ装置７３はバ
ックゲージ装置コントローラ７３によって制御される。

しかも、板材折曲げ加工装置コントローラ６９とマニュ
プレータコントローラ７１．このマニュブレータコント
ローラ７とバックゲージ装置コントローラ７３とは互い
に接続されていて、信号のやりとりが行なわれるように
なっている。

前記バックゲージ装置コントローラ７３の制御構成ブロ
ック図が第３図に示されている。第３図においてバック
ゲージコントローラ７３は、偏差カウンター７５．ゲイ
ン７７、Ｄ／Ａ変換器７９゜サーボアンプ８１．リニア
サーボモータ８３．Ｆ／Ｖ変換器８５゜スイッチＳＷＩ
などで構成されており、リニアサーボモータ８３には前
記位置センサ５９が接続されている。

移動指令は指令パルスとして偏差カウンター７５に与え
られ、位置検出器５つからのフィードバックパルスも偏
差カウンターに７５に与えられる。

バックゲージ装置コントローラ７３には速度モードと位
置モードが設けられており、この速度モードと位置モー
ドを切換えて制御されるようになっている。速度モード
はリニアサーボモータ８３移動時のモードである。

例えば第４図には偏差カウンター７５のたまりパルスと
Ｄ／Ａ変換器７９の出力との関係においてゲイン７７の
大小によるグラフが示されている。

また、第５図には時間と速度指令との関係においてゲイ
ン７７の大小に対するりニアサーボモータ８３の応答に
よるグラフが示されている。さらに、第６図には時間と
速度指令との関係においてダンピング大小による位置決
め指令の相違が示されている。

速度モードでは第４図、第５図に示されていることから
、ゲイン７７を大きくし、指令に対するリニアサーボモ
ータ８３の追従性をよくしている。

また、第６図に示されていることから、速度ループ系を
付加して（スイッチＳＷＩをＯＮ）、制御系にダンピン
グを与え、位置決め時間を短かくしている。

位置モードはリニアサーボモータ８３の位置決めモード
であり、第３図においてゲイン７７を小さくすることに
より、マニュプレータ３が板材Ｗに突当て部材６７に突
当てたとき、板材Ｗが変形しないようにリニアサーボモ
ータ旦３が後方に移動されるのである。

すなわち、リニアサーボモータ８３が位置決めポイント
に停止していない状態（たまりパルス−±１パルス以内
）でマニュブレーク３が板材Ｗを突当て部材６７に突当
てる。リニアサーボモータ８３は後方に押されて移動す
る。すると、位置センサ５９からのフィードバックパル
スが偏差カウンター７５に入力される。

ゲイン７７が小さいため第７図から判るように、Ｄ／Ａ
変換器７つの出力は小さい。制御系に積分動作を含まな
いようにしておけば、たまりパルスとリニアサーボモー
タ８３の推力との関係は第８図に示すようになるため、
リニアモータ８３の発生推力は小さい。

したがって、板材Ｗを変形することなく、リニアサーボ
モータ８３は板材Ｗに押されて後方へ移動する。マニュ
プレータ３が突当手動作を完了し７たときの偏差カウン
ター７５の値がリニアサーボモータ８３の位置決めポイ
ントからの移動１である。この値から現時点の曲げ寸法
を正確に得ることができる。

また、目標とする曲げ寸法と異なる場合は、リニアサー
ボモータ８３の移動量に基づいてマニュプレータ３の位
置を修正し、正確な曲げ寸法を得ることができる。

なお、第７図、第８図中に示したように、偏差カウンタ
ー７５のたまりパルスに対してＤ／Ａ変換器７９の出力
に飽和特性を持たせると、リニアサーボモータ８３の推
力も飽和特性を示すようになる。したがって、リニアサ
ーボ８３は一定の力で板材Ｗを押し返すことができる。

次に、バックゲージ装置１７を用いた曲げ動作を第９図
に示されたフローチャートを基にして説明する。第９図
において、ステップＳ１で速度モードでリニアサーボを
目標位置まで移動させる。

ステップＳ２で目標位置にリニアサーボモータ８３が位
置決めを行なった後、リニアサーボモータ８３の制御モ
ードを位置モードに変更する。

ステップＳ３ではバックゲージ装置コントローラ７３は
マニュプレークコントローラ７１に位置決め完了信号を
出力させる。ステップＳ４でマニュブレータ３が板材Ｗ
を突当て部材６７に突当てる。

ステップＳ５においては、板材Ｗがリニアサーボモータ
８３の後方を押すため、リニアサーボモータ８３も板材
Ｗに押されて後方に移動する。この移動量をマニュプレ
ータコントローラ７１に出力させる。なお、リニアサー
ボモータ８３は（存置モードで制御されており、サーボ
ゲインを充分低くシテいるため、マニュプレータ３が板
材Ｗを突き当てても、板材Ｗを変形させることがない３
゜ステップＳ６で、上記移動量に基づいて、マニュブレ
ーク３の位置を修正し、正確な曲げ寸法を出す。ステッ
プＳ７で板材Ｗと突当て部材６７との干渉を防止するた
めに、突当て部材６７を後方へ移動させる。ステップＳ
８では下部フレーム１１を上昇させ、上型１３と下型１
５との協働により板材Ｗを曲げる。

板材Ｗの曲げが完了すると、ステップＳ１の手前に戻り
、予め予定された枚数の曲げをステップ８１〜Ｓ８に基
づき行なって終了する。

このように、バックゲージ装置１７はリニアサーボモー
タ８３によるダイレクトドライブのため高速位置決めを
行なうことができる。またリニアサーボモータ８３は固
定子５７と可動子６３とからなっていて、機構が簡単で
部品点数がすくなく高信頼を得ることができる。

突当て部材６７にマニュプレーク３が板材Ｗを突当てた
ときに、リニアサーボモータ８３で曲ケ寸法誤差（曲げ
寸法）計測を行なうことができるから、従来よりもバッ
クゲージ装置１７は簡単な構造となる。

また、板材Ｗの曲げ寸法は、リニアサーボモータ８３に
付加された位置センサ５９で行なうので、高精度の曲げ
寸法計測ができ、延いては高精度な曲げ加工を行なうこ
とができる。

リニアサーボモータ８３を用いているため、バックゲー
ジ装置１７の小型・軽量化ができ、延いては、下部フレ
ーム１１の変形を小さくできるため、高精度な曲げ加工
を行なうことができる。バックゲージ装置１７はリニア
サーボモータ８３による駆動のため低騒音を図ることが
できる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の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。本実施例では例えばリニアサーボモ
ータ８３としてリニアパルスモータを用いることができ
るが、リニアＡ、　Ｃモータ、リニアＤＣモータ、リニ
アインダクションモータなどであってもよい。また、位
置センサ５９は例えばマグネットスケールが使用される
が、これ以外に回転形エンコーダや、ラックとピニオン
方式であっても構わない。軸受６１はころがり軸受ばか
りでなくリニアガイドでもよい。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、板材加工機で板材に板材加工を行なう際
、予めバックゲージ装置のリニアサーボモータを駆動さ
せて突当て部材を加工位置側へ移動させ位置センサで検
出される目標位置まで高速にて位置決めすることかでき
る。次いて、板材を突当て部材に突当てる際には低速に
て位置することができる。

したがって、バックゲージ装置の駆動源としてリニアサ
ーボモータを用いているのでバックゲジそのものを小型
・軽量化することができると共に板材の位置決めを正確
に行なうことができる。

また、下部フレームの変形も少なく、高精度な曲げ加工
を行なうことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の主要部を示し、第１１図における■
矢視部の拡大図、第２図はバックゲージ装置に使用され
るリニアモータ部の斜視図、第３図はバックゲージ装置
コントローラの制御構成ブロック図、第４図〜第８図は
バックゲージ装置コントローラ内の特性を示し、第４図
はゲイン大小による偏差カウンターたまりパルスとＤ／
Ａ変換器出力との関係図、第５図は速度指令に対するゲ
イン大小時のりニアモータ応答の関係図、第６図は速度
指令に対するダンピング大小による位置決め時間の関係
図、第７図はゲイン小による偏差カウンターたまりパル
スとＤ／Ａ変換器出力との関係図、第８図はゲイン小に
よる偏差カウンターたまりパルスとりニアモータの推力
との関係図、第９図はバックゲージ装置を用いた曲げ動
作のフローチャート、第１０図は板材加工機の一実施例
である板材折曲げ加工装置の斜視図、第１１図は第１０
図における側面図で各コントローラを付加したものであ
る。 １・・・板材折曲げ加工装置（板材加工機）３・・・マ
ニュプレータ　　　１１・・・下部フレーム１３・・・
上型　　　　　　　１５・・・下型１７・・・バックゲ
ージ装置　５７・・・固定子５９・・・位置センサ　　
　　６３・・・可動子６５・・・ストレッチ　　　　６
７・・突当て部材８３・・・リニアサーボモータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 板材に板材加工を行なう板材加工機における加工位置の
   後方へ加工位置に対して接近離反自在に設けられた板材
   加工機におけるバックゲージ装置であって、前後方向へ
   延伸した固定子と、この固定子の一側に設けられ前後方
   向へ延伸した位置センサと、前記固定子に対して前後方
   向へ移動自在であるとともに、ストレッチ部材を介して
   突当て部材を有した可動子と、この可動子を前進させ突
   当て部材を目標位置まで位置決めする位置決め時には速
   度フィードバック系を付加しかつサーボ系のゲインを高
   くして高速位置決めを行なうと共に板材を突当て部材に
   突当てる突当て時には速度フィードバック系を除去しか
   つサーボ系のゲインを低く制御し低速位置決めを行うリ
   ニアサーボモータと、を備えてなることを特徴とする板
   材加工機におけるバックゲージ装置。