JPH05293550A - ワーク曲げ加工機の加工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ワークの曲げ角度が油温、環境温度、ワークの
板厚、材料特性に影響されることなく、その加工精度が
向上する。 【構成】試し曲げにより圧力と下部テーブルの速度また
は変位から外乱を推定し、ワークの曲げ加工時に曲げ力
と下部テーブル変位との特性データを収集する試し曲げ
モードと、ワーク曲げ時に圧力と下部テーブル変位との
特性データを収集し、前記試しモードで得た曲げ力と下
部テーブル変位との特性データと比較して最終曲げ角度
を得るための圧力を算出し板厚と材料特性による圧力補
正値を算出し最終曲げ角度を得るための圧力指令として
フィードバックされるシリンダ圧力との偏差を補償し圧
力制御をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレスブレーキ等の曲
げ加工装置において、ワークの曲げ角度が油温、環境温
度に依存しない曲げ加工機を実現するワーク曲げ加工機
の曲げ加工方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プレスブレーキは、機台の前面に
設けられたカバーとの間に、複数の流体圧シリンダが設
けられ、中央流体圧シリンダが急速上昇用メインシリン
ダで、左右流体圧シリンダが遅速上昇用サブシリンダで
ある。このメインシリンダおよびサブシリンダにより駆
動される下部テーブルが設けられ、その上面にはダイが
装着されている。前記機台より左右上方に立設けられた
側板に上部テーブルが立設され、その下面にはパンチが
装着されている。

【０００３】図１２は従来のプレスブレーキの油圧回路
図を示す。油圧回路は、主としてメインシリンダ１、サ
ブシリンダ３、上限バルブ（圧力制御弁）５、遅速用ソ
レノイドバルブ７、急速用ソレノイドバルブ９、チェッ
クバルブ１１，１３，１５、ポンプ１７および下部テー
ブル１９等からなる。

【０００４】ソレノイドバルブ１５をソレノイドバルブ
７に切替えて、サブシリンダ７を遅速上昇させ、ワーク
を前記パンチおよびダイにより挟持し、曲げ加工を行う
ものである。

【０００５】このとき、下部テーブル１９が変位Ｘs す
ることにより、上限バルブ５のスプール５ａが押されて
流量Ｑを制御する。これにより、弁圧差△Ｐが発生し、
（Ｐ−△Ｐ）・Ａ（ただしＡはシリンダの断面積）の力
と、曲げワークの反力とが釣合った下部テーブル１９の
変位により、下部テーブル１９を停止させる。このよう
な一連の油圧操作により、ワークの曲げ角度が決定され
る。

【０００６】次に、急速上昇から下部テーブル１９が停
止するまでの動作を説明すれば、 （１）急速上昇から遅速上昇へとソレノイドバルブ７の
切替えにより切替えられる。

【０００７】（２）切替え時点では、上昇バルブ５の弁
圧差△ｐが小さい。従って、曲げ力は下部テーブル１９
を上昇させる力の方がワークの曲げによる反力よりも大
きく、下部テーブル１９が上昇する。

【０００８】（３）下部テーブル１９が上昇することに
より、上限バルブ５のスプール５ａが変位し、上限バル
ブ５の弁圧差△Ｐが大きくなる。

【０００９】（４）弁圧差△Ｐが大きくなると、曲げ力
が小さくなる。この曲げ力（テーブル１９を上昇させる
力）と曲げ反力とが釣合った下部テーブル１９の変位が
設定される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の曲げ
加工方法には、次のような問題があった。

【００１１】（ａ）上限バルブ５の弁圧差△Ｐは、スプ
ール５ａの変位Ｘｓ、油温および動粘度の関数となって
いるために、油温が変化することにより弁圧差△Ｐが大
きく変化する。

【００１２】（ｂ）油温の変化により、シリンダのクー
ロン摩擦力が変化する。

【００１３】（ｃ）環境温度の変化により、プレスブレ
ーキのフレームが伸縮する。従って、下部テーブル１９
の変位Ｘs 、フィードバックを上限バルブ５のスプール
５ａの開度指令としているために、ワークの曲げ角度が
変化する。

【００１４】（ｄ）ワークの板厚および材料特性を考慮
することができない。

【００１５】このような問題点により、環境温度、油温
が変化すると、これに伴ってワークの曲げ角度が変化
し、ワークの板厚、材料特性のバラツキが曲げ角度に影
響し、目的とする曲げ角度を得ることが困難であった。

【００１６】本発明の目的は、上記問題点を改善するた
めに、ワークの曲げ角度が油温、環境温度、ワークの板
厚、材料特性にに影響されることなく、その加工精度が
向上するワーク曲げ加工機の曲げ加工方法および装置を
提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、機台に設けられた上部テーブルと、この
上部テーブルの下面に設けられたパンチと、前記機台に
設けられ油圧シリンダにより駆動される下部テーブル
と、この下部テーブルの上面に設けられ前記パンチとの
間にワークを挟み曲げるダイと、前記下部テーブルに先
端部が近接して設けられこの下部テーブルが変位するこ
とにより前記先端部が押されて流量を制御する圧力制御
弁とを有し、この流量の変化により生じた前記シリンダ
の圧力と断面積とを乗算した力と曲げワークの反力とが
釣合う下部テーブルの変位で前記下部テーブルを停止さ
せるワーク曲げ加工機において、試し曲げにより圧力と
前記下部テーブルの速度または変位から外乱を推定し、
前記ワークの曲げ加工時に曲げ力と下部テーブル変位と
の特性データを収集し、ワーク曲げ時に圧力と下部テー
ブル変位との特性データを収集する位置指令モードによ
り得た曲げ力と下部テーブル変位との特性データと比較
して、最終曲げ角度を得るための圧力を算出し板厚と材
料特性による圧力補正値を算出し、最終曲げ角度を得る
圧力指令モードにより圧力指令を出力し、フィードバッ
クされる前記シリンダの圧力との偏差を補償し圧力制御
をすることを特徴とするワーク曲げ加工機の曲げ加工方
法である。

【００１８】また、他の態様によれば、試し曲げにより
圧力と前記下部テーブルの速度または変位から外乱を推
定し、前記ワークの曲げ加工時に曲げ力と下部テーブル
変位との特性データを収集する試し曲げモードと、ワー
ク曲げ時に圧力と下部テーブル変位との特性データを収
集し、前記試しモードで得た曲げ力と下部テーブル変位
との特性データと比較して、板厚と材料特性による圧力
補正値を算出し最終曲げ角度を得るための圧力指令とす
る圧力指令モードとからなる位置圧力指令部と；前記位
置圧力指令部の圧力指令とフィードバックされる流量変
化を生じた圧力との偏差を補償する補償器を経て前記圧
力制御弁に与えて圧力制御をする圧力制御部と；を備え
ることを特徴とするワーク曲げ加工機の曲げ加工装置で
ある。

【００１９】

【作用】本発明のワーク曲げ加工機の曲げ加工方法およ
び装置を採用することにより、試し曲げにより圧力と前
記下部テーブルの速度または変位から外乱を推定し、前
記ワークの曲げ加工時に曲げ力と下部テーブル変位との
特性データを収集し、ワーク曲げ時に圧力と下部テーブ
ル変位との特性データを収集する位置指令モードにより
得た曲げ力と下部テーブル変位との特性データと比較し
て、最終曲げ角度を得るための圧力を算出し、板厚と材
料特性による圧力補正値を算出し最終曲げ角度を得るた
めの圧力指令として出力する圧力指令モードにより、フ
ィードバックされるシリンダの圧力との偏差を補償し圧
力制御をすることによって、ワークの曲げ角度が油温、
環境温度、ワークの板厚、材料特性に影響されることな
く、その加工精度が向上する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて、詳
細に説明する。

【００２１】図１１は本発明が実施された油圧式プレス
ブレーキの正面図を示す。図において油圧式プレスブレ
ーキ２１は、図の左端にコンピュータを内蔵する油圧式
制御装置２３と、押ボタン装置２５およびフートスイッ
チ２７とを付属している。

【００２２】プレスブレーキ２１は、機台前面に前カバ
ー２９を設け、機台と前カバー２９との間に図１に示す
ような複数の流体圧シリンダ１，３が設けられている。
中央流体圧シリンダが急速上昇用メインシリンダ１で、
左右の流体圧シリンダが遅速上昇用（曲げ加工用）シリ
ンダ３とする。

【００２３】このメインシリンダ１およびサブシリンダ
３によって駆動される下部テーブル１９の上面には、ダ
イ３１が固着され、機台より左右上方に立設された側板
３３，３５には、上部テーブル３７が固着され、その下
面にパンチ３９が固着されている。

【００２４】図１は本発明の曲げ加工装置における一実
施例の制御ブロック図を示す。図において制御装置２３
の制御回路は、圧力センサ４１、シリンダ・断面積乗算
器４３、下部テーブル・金型自重演算器４５、ワーク曲
げ反力演算器４７、シリンダクーロン摩擦力演算器４
９、１／ｍｓ演算器５１、１／ｓ演算器５３、テーブル
変位検出器５５および本発明の特徴である位置・圧力指
令部５７と圧力制御部５９とから構成されている。ここ
に、ｍは可動部質量、ｓはラプラス演算子である。

【００２５】位置・圧力指令部５７は、位置指令モード
（試し曲げモード）と圧力指令モード（圧力トレースモ
ード）との２モードから形成される。

【００２６】図２に示すように位置指令モードでは、Ｐ
ＩＤ演算器６１に作業者が曲げ角度（下部テーブル１９
の変位量）を入力し、制御装置２３より下部テーブル１
９の変位指令パターンを入力する。

【００２７】急速上昇時に圧力（Ｐ−△Ｐ）および下部
テーブル速度ｖt ( または変位ｖr）により、下部テー
ブル・金型自重演算器４５による下部テーブル・金型自
重演Ｆw およびシリンダクーロン摩擦力演算器４９によ
るシリンダークーロン摩擦力Ｆf を推定する。

【００２８】また、図３および図４に示すように、ワー
ク曲げ時に圧力およびテーブル変位データを収集する。
ここに、ａ，ｂは金型３１，３９がワークを挟持する点
である。

【００２９】なお、図５に示すようにこの下部テーブル
・金型自重演Ｆw およびシリンダークーロン摩擦力Ｆf
が推定されているので、図３，図４により曲げ力−テー
ブル変位特性ｃを求めることができる。

【００３０】次に、図６に示すように圧力指令モードで
は、圧力パターントレース発信器６３か設けられ、位置
指令モードで収集されたず圧力−時間特性を圧力指令Ｐ
c として出力する。

【００３１】急速上昇時にシリンダ圧力（Ｐ−△Ｐ）お
よび下部テーブル速度ｖt ( または変位ｖr ）により、
下部テーブル・金型自重演算器４５による下部テーブル
・金型自重演Ｆw およびシリンダクーロン摩擦力演算器
４９によるシリンダークーロン摩擦力Ｆf を推定する。

【００３２】また、図７および図８に示すように、ワー
ク曲げ時に圧力およびテーブル変位データを収集する。

【００３３】なお、図９に示すように、図７，図８によ
ってワーク曲げ時の曲げ圧力−下部テーブル変位データ
ｄを収集し、図１０に示すように位置指令モードで求め
た曲げ力−下部テーブル変位特性ｃ（図５）と比較する
ものとする。

【００３４】この曲げ圧力−下部テーブル変位特性にお
いて、傾きＫおよひ圧力差Ｐ1 とを比較して、このデー
タベースから最終曲げ角度を得るためのシリンダ圧力
（Ｐ−△Ｐ）を算出する。

【００３５】このシリンダ圧力（Ｐ−△Ｐ）に、下部テ
ーブル１９と金型自重Ｆw およびクーロン摩擦力Ｆf を
補償するための圧力を加算して圧力指令Ｐc として、圧
力制御部５９へ出力する。

【００３６】圧力制御部５９では、圧力指令Ｐc が圧力
センサ４１からフィードバックされたシリンダ圧力（Ｐ
−△Ｐ）との偏差が補償器６５により補償されて、圧力
制御弁５に入力する。この圧力制御弁５から出力される
弁圧差△Ｐがポンプ圧力Ｐへフィードバックされるもの
とする。

【００３７】以上のように、本制御回路は、マイナール
ープとして位置・圧力指令部５７および圧力制御部５９
を装着することにより、油温、動粘度に影響されず、圧
力制御が可能となり、高精度な曲げ加工が実現されるも
のである。

【００３８】また、熟練作業者による試し曲げを行い圧
力カーブを正確にトレースするから、未熟な作業者によ
るも同一レベルの高精度曲げ加工が実現可能である。

【００３９】なお、曲げ力−下部テーブル変位データに
基づいて曲げ加工を行うから、曲げ加工機が熱変形して
も、高精度加工が実現可能である。

【００４０】さらに、ワークの板厚、材料特性（ヤング
率等）を、曲げ圧力−下部テーブル変位特性と、データ
ベースとから算出し、圧力制御に補正をかけることがで
きるために、ワークの板厚、材料特性が変化しても、高
精度加工が実現可能であるるさらにまた、温度により変
化する油圧シリンダのクーロン摩擦力を曲げ加工ごとに
推定し、これを補償することにより高精度な曲げ加工が
可能である。

【００４１】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、適宜の設計的変更を行うことにより、他
の態様においても実施することが可能である。

【００４２】

【発明の効果】上述の説明ですでに明らかなように、本
発明のワーク曲げ加工機の加工方法および装置は、試し
曲げにより圧力と前記下部テーブルの速度または変位か
ら外乱を推定し、前記ワークの曲げ加工時に曲げ力と下
部テーブル変位との特性データを収集し、ワーク曲げ時
に圧力と下部テーブル変位との特性データを収集する位
置指令モードにより得た曲げ力と下部テーブル変位との
特性データと比較して、最終曲げ角度を得るための圧力
を算出し、板厚と材料特性による圧力補正値を算出し最
終曲げ角度を得るための圧力指令として出力する圧力指
令モードにより、フィードバックされるシリンダ圧力と
の偏差を補償し圧力制御をすることによって、従来技術
の問題点が有効に解決され、ワークの曲げ角度が油温、
環境温度、ワークの板厚、材料特性にに影響されること
なく、その加工精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の曲げ加工装置における一実施例の制御
ブロック図である。

【図２】図１の位置圧力司令部における位置指令モード
のブロック図である。

【図３】図２のワーク曲げ時の圧力図である。

【図４】図２のワーク曲げ時の下部テーブル変位図であ
る。

【図５】図３および図４による曲げ力−下部テーブル変
位特性図である。

【図６】図１の位置圧力司令部における圧力指令モード
のブロック図である。

【図７】図６のワーク曲げ時の圧力図である。

【図８】図６のワーク曲げ時の下部テーブル変位図であ
る。

【図９】図７および図８による曲げ圧力−下部テーブル
変位特性図である。

【図１０】位置指令モードの曲げ力−下部テーブル変位
特性と圧力指令モードの曲げ圧力−下部テーブル変位特
性との比較図である。

【図１１】本発明が実施された油圧式プレスブレーキの
正面図である。

【図１２】従来のプレスブレーキの油圧回路図である。

【符号の説明】 １ メインシリンダ ３ サブシリンダ ５ 圧力制御弁 １９ 下部テーブル ２１ プレスブレーキ ２３ 制御装置 ３１ ダイ ３９ パンチ ５７ 位置・圧力指令部 ５９ 圧力制御部 ６１ ＰＩＤ補償器 ６５ 補償器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機台に設けられた上部テーブルと、この
   上部テーブルの下面に設けられたパンチと、前記機台に
   設けられ油圧シリンダにより駆動される下部テーブル
   と、この下部テーブルの上面に設けられ前記パンチとの
   間にワークを挟み曲げるダイと、前記下部テーブルに先
   端部が近接して設けられこの下部テーブルが変位するこ
   とにより前記先端部が押されて流量を制御する圧力制御
   弁とを有し、この流量の変化により生じた前記シリンダ
   の圧力と断面積とを乗算した力と曲げワークの反力とが
   釣合う下部テーブルの変位で前記下部テーブルを停止さ
   せるワーク曲げ加工機において、試し曲げにより圧力と
   前記下部テーブルの速度または変位から外乱を推定し、
   前記ワークの曲げ加工時に曲げ力と下部テーブル変位と
   の特性データを収集し、ワーク曲げ時に圧力と下部テー
   ブル変位との特性データを収集する位置指令モードによ
   り得た曲げ力と下部テーブル変位との特性データと比較
   して、最終曲げ角度を得るための圧力を算出し板厚と材
   料特性による圧力補正値を算出し、最終曲げ角度を得る
   圧力指令モードにより圧力指令を出力し、フィードバッ
   クされる前記シリンダの圧力との偏差を補償し圧力制御
   をすることを特徴とするワーク曲げ加工機の曲げ加工方
   法。
2. 【請求項２】 機台に設けられた上部テーブルと、この
   上部テーブルの下面に設けられたパンチと、前記機台に
   設けられ油圧シリンダにより駆動される下部テーブル
   と、この下部テーブルの上面に設けられ前記パンチとの
   間にワークを挟み曲げるダイと、前記下部テーブルに先
   端部が近接して設けられこの下部テーブルが変位するこ
   とにより前記先端部が押されて流量を制御する圧力制御
   弁とを有し、この流量の変化により生じた弁圧差と前記
   シリンダの断面積とを乗算した力と曲げワークの反力と
   が釣合う下部テーブルの変位で前記テーブルを停止させ
   る曲げ加工機において；試し曲げにより圧力と前記下部
   テーブルの速度または変位から外乱を推定し、前記ワー
   クの曲げ加工時に曲げ力と下部テーブル変位との特性デ
   ータを収集する位置指令モードと、ワーク曲げ時に圧力
   と下部テーブル変位との特性データを収集し、前記試し
   モードで得た曲げ力と下部テーブル変位との特性データ
   と比較して板厚と材料特性による圧力補正値を算出し最
   終曲げ角度を得るための圧力指令とする圧力指令モード
   とからなる位置圧力指令部と；前記位置圧力指令部の圧
   力指令に基づきフィードバックされる流量変化を生じた
   圧力との偏差を補償する補償器を経て前記圧力制御弁に
   与える圧力制御部と；を備えることを特徴とするワーク
   曲げ加工機の曲げ加工装置。