JPH0780555A

JPH0780555A - ロールベンダーのスプリングバック係数算出方法

Info

Publication number: JPH0780555A
Application number: JP24753193A
Authority: JP
Inventors: Isao Mori; 勇夫森
Original assignee: Daido Machinery Ltd; Daido Kikai Seisakusho KK
Current assignee: Daido Machinery Ltd; Daido Kikai Seisakusho KK
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1995-03-28
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JP3371212B2

Abstract

(57)【要約】【目的】上ロールと２つの下ロールからなるロールベ
ンダーにより金属板を曲げ加工するに際し、スプリング
バック係数を容易に算出し得る方法を提供する。【構成】昇降可能な上ロールと２つの下ロールからな
り、上ロールと下ロールとの間に金属板を通過させて円
筒状の曲げを付与するロールベンダーにおいて、前記曲
げ加工中に昇降する金属板に接触しつつ昇降し得る回転
部材の昇降量を検出して、この昇降量により該金属板の
曲げ加工時における曲率を算出し、前記算出から求めた
金属板の曲げ加工時における曲率から、該金属板に固有
のスプリングバック係数を算出し、この算出されたスプ
リングバック係数に従って、前記ロールベンダーにおけ
る各種の制御データを補正することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ロールベンダーのス
プリングバック係数算出方法に関し、更に詳しくは、上
ロールおよび該上ロールの斜め左右に配置した２つの下
ロールからなるロールベンダーにより金属板を曲げ加工
して所要曲率の円筒体を形成するに際し、該ロールベン
ダーの制御に必要なスプリングバック係数を容易に算出
して、曲げ加工後の円筒体に生ずるスプリングバックに
よる曲率の相違を未然に防止可能としたスプリングバッ
ク係数算出方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】図９および図１０に示すように、１本の上
ロール１０と、該上ロール１０の斜め下方の左右に夫々
配設した２本の下ロール１２,１４との間に所要長さの
金属板１６を通過させ、これら上ロール１０および２本
の下ロール１２,１４によって、該金属板に円筒状の曲
げ加工を付与するロールベンダーが広く知られている。
このロールベンダーの基本構成に関しては、被加工対象
物である金属板の曲げ加工を良好な精度で効率良く行な
うために、例えば特公昭３７−１５７０号公報に示す如
く、下側のロールを水平方向に左右にシフト可能に構成
したものや、また特公昭４６−７４５１号公報に示す如
く、上ロールを所定の範囲内で、該ロールの中心軸線を
通過する垂線に沿って上昇または下降させるよう構成し
たものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来知られているロー
ルベンダーを使用して、金属板を円筒体に曲げ加工する
に際し以下の難点が指摘される。すなわち曲げ加工に供
される金属板は、その材料に固有の弾性を有している。
従ってロールベンダーにより、所要曲率の円筒体を形成
するべく金属板に強制的な曲げ加工を施しても、得られ
た円筒体の曲率は期待値の範囲内に収まらず、所期の曲
率よりも大きくなってしまう不都合がある。これは目標
値とする曲率にまで曲げ加工がなされた後に、前記金属
素材に固有の弾性に起因して該素材に曲げが若干戻るた
めであって、これを一般に「スプリングバック」と称す
る。このためロールベンダーを稼動させるに際しては、
予め熟練した作業者が金属板を該ロールベンダーに通し
て試し曲げを行ない、その結果に従って上下のロール群
の動作を微調整することが行なわれている。例えば、ロ
ールベンダーに設定される金属板の曲率を、本来必要と
される曲率よりも小さめに設定し、曲げ加工が終ってス
プリングバックを生じた状態の円筒体の曲率が、所期の
曲率に収まっているように操作するのがこれである。し
かしこの操作は作業者に熟練した経験と勘を要し、しか
も何回か試し曲げするために材料と時間の無駄を生ずる
欠点がある。

【０００４】なお曲げ加工が施される材料に固有のスプ
リングバック係数は、以下の数式により算出し得るよう
になっている。ここで、Ｋはスプリングバック係数である。また、ｒ₁
は曲げ加工により得られた所期の曲率内径を示し、ｒ₂
は曲げ加工後のスプリングバックにより、若干戻りを生
じた状態での曲率内径を示す。Ｓは、曲げ加工が施され
る材料(金属板)の板厚を示す(何れも図８を参照)。従っ
て、このスプリングバック係数Ｋを算出し、これをロー
ルベンダーにおけるコンピュータ制御データに入力する
ことが行なわれている。しかし所期の曲率内径である
「ｒ₁」および戻りを生じた後の曲率内径である「ｒ₂」を、
瞬時に算出することは極めて困難である。このため、曲
げ加工を施した円筒体の曲率内径をその都度測定してデ
ータ入力する必要があり、熟練者に頼る場合と同じく多
くの時間と手間とを要しているのが実情である。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、前述した１つの上ロール
と、該上ロールの斜め下方に配置した左右２つの下ロー
ルとからなるロールベンダーにより、所要長の金属板を
円筒体に曲げ加工するに際して、金属板の曲げ加工を行
なった際にスプリングバックを生じて、得られた円筒体
の曲げ精度に支障を来す如き不都合を未然に防ぎ得るス
プリングバック係数算出方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を克服し、所期
の目的を好適に達成するため、本発明に係るロールベン
ダーのスプリングバック係数算出方法は、中心軸を通る
垂線に沿って昇降可能に設けた上ロールと、この垂線を
挟んで被加工材料の入側と出側とに夫々配設した２つの
下ロールとからなり、これら上ロールと２つの下ロール
との間に被加工材料である金属板を通過させることによ
り、該金属板に円筒状の曲げを付与するロールベンダー
において、前記曲げ加工中に昇降する金属板に接触しつ
つ昇降し得る回転部材の昇降量を検出して、この昇降量
により該金属板の曲げ加工時における曲率を算出し、前
記算出から求めた金属板の曲げ加工時における曲率か
ら、該金属板に固有のスプリングバック係数を算出し、
この算出されたスプリングバック係数に従って、前記ロ
ールベンダーにおける各種の制御データを補正するよう
にしたことを特徴とする。

【０００７】

【実施例】次に、本発明に係るロールベンダーのスプリ
ングバック係数算出方法につき、好適な実施例を挙げ
て、添付図面を参照しながら以下説明する。なおロール
ベンダーの基本構成を図１１に示す。すなわちロールベ
ンダーにおける上ロール１０は、その中心軸を通過する
垂線Ｓ₀に沿って段階的または連続的に昇降可能となっ
ている。また上ロール１０の垂線Ｓ₀を挟んで斜め右側
に位置する下ロール１２(材料入り側)および該垂線Ｓ₀
を挟んで斜め左側に位置する下ロール１４(材料出側)
は、前記垂線をＳ₀を基準として、材料送り方向(＋)ま
たは反送り方向(−)へ一体的に変位可能となっている。
そして金属板１６の曲げ加工は、上ロール１０が垂線Ｓ
₀に沿いつつ所要タイミングで昇降する動作と、下ロー
ル１２,１４が垂線Ｓ₀を基準として金属板１６の送り方
向または反送り方向へ所要タイミングで一体的に変位す
る動作とによって達成される。但し上ロール１０の昇降
駆動機構および２つの下ロール１２,１４の変位駆動機
構は、公知の構成であるので説明しない。

【０００８】図４〜図６は、本発明に係るロールベンダ
ーのスプリングバック係数算出方法を好適に実施し得る
装置の一例を示すものである。このスプリングバック係
数算出装置は、ロールベンダーにおける下ロール１２,
１４の間に昇降自在に配設される計測ロール２０と関係
的に設けられている。すなわちロールベンダーにより金
属板の曲げ加工を実施するには、１本の上ロール１０と
２本の下ロール１２,１４とを所要のタイミングで正転
方向または逆転方向に回転させ、金属板１６を材料送り
出し方向(＋)または反送り出し方向(−)に必要量だけ前
進・後退させる制御が重要となる。この制御を精度良く
達成するためには、金属板１６が材料送り出し方向(＋)
または反送り出し方向(−)に前進・後退させられる送り
量を正確に知る必要がある。そこで本願の出願人は、金
属板の曲げ加工を好適に実施する補助装置として、２つ
の下ロール１２,１４の間に計測ロール２０を昇降自在
に配設する提案を行ない、その基本内容について特願平
５−１２０７８９号に詳細に開示した。

【０００９】実施例に示すスプリングバック係数算出装
置は、前記の計測ロール２０と関係的に以下の如く配設
される。例えば、ロールベンダーにおける平行な２つの
下ロール１２,１４の間に形成される空間中に、小径の
計測ロール２０が一対の昇降フレーム２２,２２を介し
て回転自在に支持されている。すなわち計測ロール２０
は、一対の昇降フレーム２２,２２に水平に軸支した長
尺の回転軸２４に固設してある。対をなす昇降フレーム
２２,２２は、左右同じ構成になっているので、一方の
昇降フレームに関してのみ説明する。殊に図６に示すよ
うに、昇降フレーム２２は垂直なガイド軸２６,２６の
頂部に固定され、これらガイド軸２６,２６は各対応の
基台２８,２８に昇降自在に挿通支持されている。なお
基台２８,２８は、ロールベンダーの基礎フレーム３０
に固定されている。

【００１０】基礎フレーム３０には、図４に示すよう
に、前記回転軸２４の直下でかつこれと平行に共通軸３
２が、軸受３４,３４を介して回転自在に枢支してあ
る。この共通軸３２の一端部には、第１ピニオン３６お
よび第２ピニオン３８が固定されると共に、他端部には
第１ピニオン３６だけが固定されている。また図６に示
す如く、前記昇降フレーム２２の内側に棒状をなす第１
ラック４２が垂直に固定され、この第１ラック４２は前
記共通軸３２の第１ピニオン３６に噛合している。更に
ロールベンダーにおける基礎フレーム３０の側面に流体
圧シリンダ３９が水平に配設され、該シリンダ３９から
延出するピストンロッド４０の先端に、棒状をなす第２
ラック４４が固定されて水平に延在している。この第２
ラック４４は、前記共通軸３２の第２ピニオン３８に噛
合している。従って流体圧シリンダ３９を正逆方向に進
退駆動すれば、第２ラック４４と第２ピニオン３８との
噛合作用下に前記共通軸３２は正転方向または逆転方向
に回転する。すると共通軸３２の両端に夫々固定した第
１ピニオン３６と第１ラック４２との噛合作用下に、前
記一対をなす昇降フレーム２２は、計測ロール２０を備
えた回転軸２４と共に一体的に水平姿勢を保持した状態
のまま昇降し得る(図１および図２参照)。

【００１１】流体圧シリンダ３９は、ロールベンダーの
稼動時は常に付勢状態に保持され、そのピストンロッド
４０をシリンダバレルから延出させるに至っている。従
って、前記計測ロール２０は、図１に示すように、常に
は最大限に上昇して、前記金属板１６が通過する水平な
パスラインＰＬより僅か上方に延出位置している。また
前記共通軸３２には、パルス発生器等からなる昇降量計
測手段４８が接続され、前記対をなす昇降フレーム２
２,２２、換言すれば計測ロール２０の昇降量に応じた
パルスを発生可能になっている。なお計測ロール２０に
は、焼入鋼を材質とするリングが外嵌めされ、該計測ロ
ール２０の最大上昇時に水平に送給される金属板１６の
下面に接触して、該計測ロール２０をスリップすること
なく追従的に自由回転させる。回転軸２４の一端部に
は、パルス発生器等からなる回転計測手段４６が接続し
てあるので、金属板１６に対する前記計測ロール２０の
追従回転により、該金属板１６の送り量をパルス発生数
により検出可能である。このように計測ロール２０を金
属板１６に直接当接させて、その送り量を計測するため
にスリップすることが殆どなく、該金属板１６の送り量
を正確に計測することができる。

【００１２】次に、実施例に係る曲げ加工時のスプリン
グバック係数算出装置の作用を以下に説明する。ロール
ベンダーにより金属板１６の円弧曲げを実施するに際
し、先ず図１に示すように、上ロール１０をパスライン
ＰＬより上に位置させ、このパスラインＰＬに沿って金
属板１６を下ロール１２,１４の上へ水平に送り込む。
このとき計測ロール２０は、この金属板１６に下方から
押し上げ状態で当接している。次いで図２に示す如く、
上ロール１０をパスラインＰＬより下方へ強制的に下降
させると共に、上下のロールを材料送り方向へ駆動する
ことにより、金属板１６には曲げ加工が施されて行く。
金属板１６が２つの下ロール１２,１４の間で湾曲され
つつ下降するに伴い、これに下方から当接している前記
計測ロール２０も同期的に下降して行き、その下降量は
前記共通軸３２に設けた回転パルス発生手段４８から生
ずるパルス数として出力される。

【００１３】このように金属板１６に曲げ加工を施して
図２に示す円筒体を形成した後に、前記上ロール１０を
上昇させると、この上ロール１０と下ロール１２,１４
とによる該金属板１６へのクランプが解除される。前記
上ロール１０が上昇すると、曲げ加工がなされたばかり
の円筒体に前記スプリングバックが作用するに至る。こ
のため図３に示す如く、円筒体(金属板１６)の曲率が増
大する方向に変化する結果として、該金属板１６はスプ
リングバックした量だけ僅かに上昇する。すなわち、円
筒体に下方から押し上げ状態で当接していた計測ロール
２０も同期的に上昇し、その上昇量は前記回転パルス発
生手段４８から生ずるパルス数として出力される。この
回転パルス発生手段４８からの信号は、図示しない制御
回路中で演算処理を行なうことにより前記円筒体の曲率
を求め、これを液晶ディスプレィ等にリアルタイムに表
示してもよい。このときロールベンダーの操作者は、曲
げ加工中の円筒体の曲率を視覚により把握し得るので極
めて便利である。

【００１４】前記計測ロール２０の昇降量は、前記回転
パルス発生手段４８から生ずるパルス数を基礎として演
算し得る。従って、金属板１６に曲げ加工を施した際の
円筒体における巻き内半径(すなわち曲率)を、図２に示
すように上ロール１０と下ロール１２,１４とで金属板
１６をクランプした場合と、図３に示すように上ロール
１０を上昇させて該金属板１６に対するクランプを解除
した場合とに分けて算出し、これらの曲率を前述した以
下の数式に代入することにより、スプリングバック係数
を簡単に求めることができる。Ｋ：スプリングバック係数、ｒ₁：曲げ加工により得ら
れた所期の曲率内径、ｒ₂：曲げ加工後のスプリングバ
ックにより、若干戻りを生じた状態での曲率内径、Ｓ：
曲げ加工が施される材料(金属板)の板厚

【００１５】そこで、金属板１６に曲げ加工を施した際
の円筒体の巻き内半径ｒを、前記計測ロール２０の下降
量から算出する場合の計算例を以下に挙げて説明する。
図７は、金属板１６に曲げ加工を施す際の一工程図であ
る。この図において、Ｒ：巻き外半径、ｒ：巻き内半
径、ｔ：金属板の板厚、ａ：下ロール半径(１５０)、
ｂ：測定値、ｃ：下ロール間のピッチの半分(２２５)、
ｙ：測定値(直線状をなす金属板からの下降量)を夫々示
している。ここで(Ｒ＋ａ)²＝(Ｒ＋ｂ)²＋ｃ² より、Ｒ²＋２Ｒａ＋ａ²＝Ｒ²＋２Ｒｂ＋ｂ²＋ｃ² ２Ｒａ−２Ｒｂ＝ｂ²＋ｃ²−ａ² ２Ｒ(ａ−ｂ)＝ｂ²＋ｃ²−ａ² ここで、Ｒ＝ｒ＋ｔ，ｂ＝ａ−ｙを代入すると、よって、この巻き内半径ｒは、先に述べた曲げ加工により得られ
た所期の曲率内径ｒ₁に該当する。

【００１６】計算例(1) 金属板１６が、実測値でｙ＝２
０mm下ったとき(ｔ＝３０)、

【００１７】計算例(2) 金属板１６が、実測値でｙ＝５
０mm下ったとき(ｔ＝３０)

【００１８】前述の如く巻き内半径ｒ₁が求められたな
らば、同様の手法によって、図３に示す上ロール１０の
上昇により金属板１６に対するクランプを解除した際の
巻き内半径ｒ₂を求める。この巻き内半径ｒ₂は、曲げ加
工後のスプリングバックにより若干戻りを生じた状態で
の曲率内径を示している。このようにして得られた所期
の曲率内径ｒ₁と、スプリングバックを生じた状態での
曲率内径ｒ₂と、金属板１６の板厚Ｓとを、以下の式に
代入することにより、スプリングバック係数が算出され
る。なお、これら数式の計算は、ロールベンダーの制御系に
内蔵させたコンピュータにより瞬時に実行される。そし
て得られたスプリングバック係数は、該ロールベンダー
における各種制御データを補正するためそのまま取り込
まれる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係るロール
ベンダーのスプリングバック係数算出方法によれば、１
つの上ロールと、該上ロールの斜め下方に配置した左右
２つの下ロールとからなるロールベンダーにより、所要
長の金属板を円筒体に曲げ加工するに際して、金属板の
曲げ加工を行なった際にスプリングバックを生じて、得
られた円筒体の曲げ精度に支障を来す如き不都合を未然
に防ぐことができる。従って、巻き精度の優れた円筒体
が得られる有益な効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスプリングバック係数算出方法を
実施する装置の側面図である。

【図２】本発明に係るスプリングバック係数算出方法を
実施する装置の側面図である。

【図３】本発明に係るスプリングバック係数算出方法を
実施する装置の側面図である。

【図４】本発明に係るスプリングバック係数算出方法を
実施する装置の一例を示す正面図である。

【図５】本発明に係るスプリングバック係数算出方法を
実施する装置の一例を示す側面図である。

【図６】本発明に係るスプリングバック係数算出方法を
実施する装置の一例を示す斜視図である。

【図７】金属板に曲げ加工を施す際の一工程図である。

【図８】曲げ加工により得られた金属板の所期の曲率内
径と、曲げ加工後のスプリングバックにより若干戻りを
生じた状態での金属板の曲率内径を示す説明図である。

【図９】従来技術に係る円筒体の曲げ加工方法の一工程
を示す説明図である。

【図１０】従来技術に係る円筒体の曲げ加工方法の一工
程を示す説明図である。

【図１１】従来技術に係る円筒体の曲げ加工方法の一工
程を示す説明図である。

【符号の説明】

１０上ロール１２下ロール１４下ロール１６金属板２０回転部材Ｓ₀垂線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心軸を通る垂線(S₀)に沿って昇降可能
に配設した上ロール(10)と、この垂線(S₀)を挟んで被加
工材料の入側と出側とに夫々配設した２つの下ロール(1
2,14)とからなり、これら上ロール(10)および２つの下
ロール(12,14)の間に被加工材料である金属板(16)を通
過させることにより、該金属板(16)に円筒状の曲げを付
与するロールベンダーにおいて、前記曲げ加工に伴い昇降する金属板(16)に接触して昇降
可能な回転部材(20)の昇降量を検出して、この昇降量に
より該金属板(16)の曲げ加工時における曲率を算出し、この算出された金属板(16)の曲げ加工時における曲率か
ら、該金属板(16)に固有のスプリングバック係数を算出
し、この算出されたスプリングバック係数に従って、前記ロ
ールベンダーにおける各種の制御データを補正するよう
にしたことを特徴とするロールベンダーのスプリングバ
ック係数算出方法。
【請求項２】前記２つの下ロール(12,14)は、前記垂
線(S₀)を基準として材料送り方向(＋)または反送り方向
(−)へ一体的に変位可能になっている請求項１記載のロ
ールベンダーのスプリングバック係数算出方法。
【請求項３】前記回転部材(20)は２つの下ロール(12,
14)の間に昇降自在に配設され、これと接触する金属板
(16)の送り量をパルス数により検出可能な回転計測手段
(46)を備えた計測ロールである請求項１記載のロールベ
ンダーのスプリングバック係数算出方法。