JPH05138254A - ベンダーにおける板厚測定方法及び測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークが小さい場合や板厚が薄い場合でも自
動的に高精度に測定することのできるベンダーの板厚測
定装置を提供する。 【構成】 上部テーブル（ラム）９を上下移動させるＡ
Ｃサーボモータ（駆動手段）１７に設けられた内部位置
検出手段２２が検出する上部テーブル９位置と上部テー
ブル９の外部に設けられたリニアスケール（外部位置検
出手段）２１が検出した上部テーブル９位置との位置偏
差を求める。そして、この求められた位置偏差に基づい
て上部テーブル速度を求め、上部テーブル速度が変化す
る点を基準としてワークの板厚を測定する。このため、
従来の測定方法のように、ＡＣサーボモータ１７のトル
クの変化点を基準にする場合に比べて基準点が明確に判
断されるので、板厚が薄い場合等でも高精度の板厚測定
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はベンダーにおける板厚
測定方法及び測定装置に係り、さらに詳しくは、フルク
ローズドループ方式により制御するベンダーにおける板
厚測定方法及び測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、最も初歩的な板厚測定方法
は、ノギス等の計測機器を用いて直接板厚を測定するも
のである。しかし、ワークを曲げるたびごとに計測をす
る必要があるので時間がかかるし、加工作業の自動化を
妨げる。

【０００３】このため、サーボモータの回転軸からパン
チ金型の位置検出を行ったり、ラムを上下させるボール
ネジの回転角度を検出することによりパンチ金型の位置
検出を自動的に行ういわゆるセミクローズドループ方式
が採用されて、一々ワークの板厚を測定する必要がなく
なった。

【０００４】しかし、この測定方法では機械の位置精度
はボールネジの精度によりばらつきが生じるし、最終的
な制御対象であるラムよりも手前で位置検出を行う方式
であるため、精度が悪いという問題がある。

【０００５】そこで、ベンダーのラムに装着したパンチ
金型がワークに接触した時の位置の偏差を利用して板厚
を測定する方法（いわゆるフルクローズドループ方式）
が提案されている。すなわち、ラムを上下させるサーボ
モータに装備されたエンコーダによるパンチ金型の検出
位置と、ラムに装備されて直接ラムの上下移動を計測す
るリニアスケールによる検出位置との偏差を利用してワ
ークの板厚を自動的に計測する方法であるため、高精度
の測定が可能になった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、パンチ金型がワークに接触
したときの圧力が小さいと（小さなワークや薄いワーク
の場合）、接触した時点が明確でなく検知位置の判断が
困難になり、必ずしも高精度の測定が可能ではなかっ
た。

【０００７】この発明の目的は、このような従来の技術
に着目してなされたものであり、ワークが小さい場合や
板厚が薄い場合でも自動的に高精度に測定することので
きるベンダーの板厚測定装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るベンダー
における板厚測定方法は、上記の目的を達成するため
に、制御部からの指令パルスが駆動手段を制御すること
によりラムを上下移動せしめて曲げ加工を行うベンダー
における板厚測定方法にして、駆動手段に設けられた内
部位置検出手段が検出するラム位置とラムの外部に設け
られた外部位置検出手段が検出したラム位置との位置偏
差を求め、求められた位置偏差に基づいてラム速度を求
め、このラム速度が変化する点を基準としてワークの板
厚を測定することを特徴とするものである。

【０００９】そして、その測定装置は、パンチ金型また
はダイ金型を装着して上下移動自在に設けられたラム
と、このパンチ金型またはダイ金型に対向するダイ金型
またはパンチ金型を装着した固定テーブルと、前記ラム
を上下移動せしめる駆動手段と、この駆動手段を制御す
る制御部を備えたベンダーであって、前記駆動手段に装
備されてラムの位置を検出する内部位置検出手段を設け
ると共に、外部からラムの位置を検出する外部位置検出
手段を設け、且つ前記内部位置検出手段が検出したラム
位置と前記外部位置検出手段が検出したラム位置を比較
してラム速度を算出する演算部を前記制御部に設けたも
のである。

【００１０】

【作用】この発明に係るベンダーにおける板厚測定方法
及び測定装置によれば、ラムを上下移動させる駆動手段
に設けられた内部位置検出手段が検出するラム位置とラ
ムの外部に設けられた外部位置検出手段が検出したラム
位置との位置偏差を求める。そして、この求められた位
置偏差に基づいて演算部がラム速度を求め、ラム速度が
変化する点を基準としてワークの板厚を測定する。この
ため、従来の測定方法のように、駆動手段のトルクの変
化点を基準にする場合に比べて基準点が明確に判断され
るので、板厚が薄い場合等でも高精度の板厚測定ができ
る。

【００１１】

【実施例】以下この発明の好適な一実施例を図面に基づ
いて説明する。

【００１２】図５及び図６にはベンダー１の全体構成を
示している。このベンダー１では、上端面にダイ金型３
を装着した下部テーブル５がフレームに固定されてい
る。そして、ダイ金型３に対向するパンチ金型７を下端
面に装着した上部テーブル９が、上下移動自在に設けら
れており、パンチ金型７がダイ金型３に接近係合するこ
とで両金型３、７間に配置されたワークＷを曲げ加工す
る。

【００１３】上部テーブル９にはボールねじ１１の上端
部が螺合されており、このボールねじ１１には下方にお
いてプーリ１３が装着されている。プーリ１３は制御部
としてのＮＣ装置１５により制御されるＡＣサーボモー
タ１７へタイミングベルト１９，プーリ２０を介して連
結されており、ＡＣサーボモータ１７がボールネジ１１
を回転駆動することにより上部テーブル９が上下移動す
ることになる。

【００１４】また、上部テーブル９には、外部から上部
テーブル９の上下位置を検出するための外部位置検出手
段としてのリニアスケール２１が左右に設けられてい
る。ＡＣサーボモータ１７には、その回転から上部テー
ブル９の位置を検出するエンコーダのごとき内部位置検
出手段２２が設けられている。

【００１５】一方、ＮＣ装置１５の制御内容の概略を図
１に基づいて説明する。ＮＣ装置１５は主制御部２３
と、演算部を含む位置制御部２５及び速度制御部２７な
どからなっており、この速度制御部２７を介してＡＣサ
ーボモータ１７の回転を制御する。ＡＣサーボモータ１
７には例えばタコジェネレータのような速度検出器２９
が設けられており、上部テーブル９の速度を検出して速
度制御部２７にフィードバックしている。また、ＡＣサ
ーボモータ１７により上下移動する上部テーブル９の位
置は、上部テーブル９から独立して設けられている前述
のリニアスケール２１により測定される。そして、この
リニアスケール２１により検出された上部テーブル９の
位置は位置帰還パルスＲＰとして位置制御部２５にフィ
ードバックされる。

【００１６】このように構成されたいわゆるフルクロー
ズドループ方式のサーボ機構では、以下のように制御が
行われる。主制御部２３は位置制御部２５に上部テーブ
ル９の位置指令を発し、位置制御部２５は指令された位
置に基づいて上部テーブル９の速度指令を速度制御部２
７へ発する。そして、速度制御部２７は速度指令に従っ
てＡＣサーボモータ１７の回転速度等を制御する。一
方、リニアスケール２１により検出された上部テーブル
９の位置は、位置帰還パルスＲＰとして位置制御部２５
にフィードバックされ、このリニアスケール２１により
検出された位置と、主制御部２３から位置制御部２５に
発した指令との差を求めて位置偏差量を得る。位置制御
部２５は、この位置偏差量に基づいて次式で速度を算出
して、 速度＝位置偏差量×６０×ループゲイン…… 1 速度制御部２７へ速度指令を発してＡＣサーボモータ１
７の回転速度を制御する。

【００１７】ここで、ループゲインとはサーボ機構の特
性を表すものであり、ループゲインの値が高いほど適応
性がよいことを示すものである。

【００１８】図２を合わせて参照して、前述の制御によ
る上部テーブル９の時間に対する位置及び速度の変化を
説明する。ここで、図中実線は板厚が厚いワークＷを、
また破線は板厚が薄いワークＷを曲げ加工する場合を示
している。上部テーブル９は上死点Ｐ０から等速度で下
降しているので速度の変化はなく、位置は直線的に下が
っている。そして、パンチ金型７がワークＷに接触する
（図中Ｐ１点）と上部テーブル９の下降は一旦停止する
のでリニアスケール２１の値は変化しなくなり、位置帰
還パルスＲＰが止まってしまう。これは、図３に示すよ
うな、ギヤとギヤの隙間、いわゆるバックラッシュによ
るものである。従って、位置偏差量が増加するため、 1
式より速度が増加するのである。図においては、上部テ
ーブル９の位置の変化点はあまり明確ではないが、速度
の変化点は明確にわかる。これにより、この速度の変化
点を板厚測定の基準点とするのである。そして、再び上
部テーブル９が下降を始めると速度が再び元の速度に戻
る。

【００１９】なお、以上の制御による実験結果を図４に
示しているが、前述したように速度の変化点が明瞭にな
っているのがわかる。

【００２０】以上のように、板厚測定の基準点、すなわ
ちパンチ金型７の先端がワークＷの上面に接触した点を
正確に検出することができる。一方、ワークＷの下面位
置はダイ金型３の上端と一致しているため、パンチ金型
７の先端がダイ金型３の上端位置に位置するときの上部
テーブル９位置（ワーク下面位置という）は既知の値で
ある。従って、基準点位置とワーク下面位置との差から
ワークＷの板厚が正確に得られる。

【００２１】このように、上部テーブル９を上下移動さ
せるＡＣサーボモータ１７に設けられた内部位置検出手
段２２が検出する上部テーブル９位置と上部テーブル９
の外部に設けられたリニアスケール２１が検出した上部
テーブル９位置との位置偏差を求め、この求められた位
置偏差に基づいて上部テーブル速度を求めることによ
り、上部テーブル速度が変化する点を基準としてワーク
の板厚を測定する。このため、従来の測定方法のよう
に、ＡＣサーボモータ１７のトルクの変化点を基準にす
る場合に比べて基準点が明確に判断されるので、板厚が
薄い場合等でも高精度の板厚測定ができる。

【００２２】尚、上記実施例においては、上部テーブル
９が下降して曲げ加工を行う場合について述べたが、こ
れに限らず下部テーブル５を上昇させて曲げ加工を行う
場合についても全く同様である。

【００２３】

【発明の効果】この発明に係るベンダーにおける板厚測
定方法及び測定装置は以上説明したような構成のもので
あり、ラムを上下移動させる駆動手段に設けられた内部
位置検出手段が検出するラム位置とラムの外部に設けら
れた外部位置検出手段が検出したラム位置との位置偏差
を求める。そして、この求められた位置偏差に基づいて
ラム速度を求め、ラム速度が変化する点を基準としてワ
ークの板厚を測定する。このため、従来の測定方法のよ
うに、駆動手段のトルクの変化点を基準にする場合に比
べて基準点が明確に判断されるので、板厚が薄い場合等
でも高精度の板厚測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るベンダーにおける板厚測定方法
の一例を示すブロック図である。

【図２】曲げ加工時におけるラム位置及びラム速度の時
間的変化をしめすグラフである。

【図３】ボールネジにおけるバックラッシュを示す概略
説明図である。

【図４】ラム位置、ＡＣサーボモータのトルク、ＡＣサ
ーボモータの回転数の時間に対する変化を示した実験結
果である。

【図５】この発明に係る板厚測定方法を使用するベンダ
ーを示す斜視図である。

【図６】図５中矢視VI方向からみた側面図である。

【符号の説明】

１ ベンダー ３ ダイ金型 ５ 下部テーブル（固定テーブル） ７ パンチ金型 ９ 上部テーブル（ラム） １５ ＮＣ装置（制御部） １７ ＡＣサーボモータ（駆動手段） ２１ リニアスケール（外部位置検出手段） ２２ 内部位置検出手段 ２５ 位置制御部（演算部） Ｗ ワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御部からの指令パルスが駆動手段を制
   御することによりラムを上下移動せしめて曲げ加工を行
   うベンダーにおける板厚測定方法にして、駆動手段に設
   けられた内部位置検出手段が検出するラム位置とラムの
   外部に設けられた外部位置検出手段が検出したラム位置
   との位置偏差を求め、求められた位置偏差に基づいてラ
   ム速度を求め、このラム速度が変化する点を基準として
   ワークの板厚を測定することを特徴とするベンダーにお
   ける板厚測定方法。
2. 【請求項２】 パンチ金型またはダイ金型を装着して上
   下移動自在に設けられたラムと、このパンチ金型または
   ダイ金型に対向するダイ金型、またはパンチ金型を装着
   した固定テーブルと、前記ラムを上下移動せしめる駆動
   手段と、この駆動手段を制御する制御部を備えたベンダ
   ーであって、前記駆動手段に装備されてラムの位置を検
   出する内部位置検出手段を設けると共に、外部からラム
   の位置を検出する外部位置検出手段を設け、且つ前記内
   部位置検出手段が検出したラム位置と前記外部位置検出
   手段が検出したラム位置を比較してラム速度を算出する
   演算部を前記制御部に設けたことを特徴とするベンダー
   における板厚測定装置。