JPH079034A - 曲げ加工方法及びその装置 - Google Patents
曲げ加工方法及びその装置Info
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- JPH079034A JPH079034A JP15578593A JP15578593A JPH079034A JP H079034 A JPH079034 A JP H079034A JP 15578593 A JP15578593 A JP 15578593A JP 15578593 A JP15578593 A JP 15578593A JP H079034 A JPH079034 A JP H079034A
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Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 精度の高い曲げ加工を簡便に行うことができ
る。 【構成】 パンチヘッド３を被加工材９に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、パンチヘッドの押し
込み方向先端に該パンチヘッドが設けられている片持ち
梁である歪検出部２に生じる歪からパンチヘッド３にか
かる力を測定し、この測定した力に基づいてパンチヘッ
ド３の押し込み量を制御する。
る。 【構成】 パンチヘッド３を被加工材９に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、パンチヘッドの押し
込み方向先端に該パンチヘッドが設けられている片持ち
梁である歪検出部２に生じる歪からパンチヘッド３にか
かる力を測定し、この測定した力に基づいてパンチヘッ
ド３の押し込み量を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金型を板材に押し当てる
ことで板材を曲げる曲げ加工方法及びその装置に関する
ものである。
ことで板材を曲げる曲げ加工方法及びその装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】パンチヘッドを板材に押し当てて曲げ加
工を行う場合、板材の材料物性（曲げ特性）に応じてス
プリングバック量が変化するために、パンチヘッドを板
材に当接させた状態でパンチヘッドを移動させる量であ
る押し込み量を板材に応じて変更しなくては所要の曲げ
角度を得ることができない。このために、曲げ加工時に
パンチヘッドの移動量とパンチヘッドにかかる力とを測
定しながらパンチヘッドを下降させることで、板材の曲
げ下降を行うことが提案されている。
工を行う場合、板材の材料物性（曲げ特性）に応じてス
プリングバック量が変化するために、パンチヘッドを板
材に当接させた状態でパンチヘッドを移動させる量であ
る押し込み量を板材に応じて変更しなくては所要の曲げ
角度を得ることができない。このために、曲げ加工時に
パンチヘッドの移動量とパンチヘッドにかかる力とを測
定しながらパンチヘッドを下降させることで、板材の曲
げ下降を行うことが提案されている。
【０００３】図１５は曲げ加工時にパンチヘッドにかか
る力を測定するための従来の構成を示しており、水平部
と鉛直部とを有する歪検出部２における鉛直部の下端に
パンチヘッド３を設けて、歪検出部２における水平部と
垂直部とに夫々貼り付けた歪ゲージ７によって、パンチ
ヘッド３にかかる軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを測
定することができるようにしておき、そしてパンチヘッ
ド３をどこまで押し下げるかの最終押し込み量を、解析
モデル情報あるいはデータベース情報から取得する板材
９のスプリングバック量を加味して算出し、この最終押
し込み量までパンチヘッドを押し下げた後、パンチヘッ
ド３を上昇させれば、板材９がスプリングバックした時
に所要の曲げ角度となっている曲げ加工を行うことがで
き、またこの時にパンチヘッド３にかかる力とパンチヘ
ッド３の移動量とから推定することができる板材９のス
プリングバック量をフィードバックすることで、より正
確な曲げ角度の曲げ加工を行うことができる。
る力を測定するための従来の構成を示しており、水平部
と鉛直部とを有する歪検出部２における鉛直部の下端に
パンチヘッド３を設けて、歪検出部２における水平部と
垂直部とに夫々貼り付けた歪ゲージ７によって、パンチ
ヘッド３にかかる軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを測
定することができるようにしておき、そしてパンチヘッ
ド３をどこまで押し下げるかの最終押し込み量を、解析
モデル情報あるいはデータベース情報から取得する板材
９のスプリングバック量を加味して算出し、この最終押
し込み量までパンチヘッドを押し下げた後、パンチヘッ
ド３を上昇させれば、板材９がスプリングバックした時
に所要の曲げ角度となっている曲げ加工を行うことがで
き、またこの時にパンチヘッド３にかかる力とパンチヘ
ッド３の移動量とから推定することができる板材９のス
プリングバック量をフィードバックすることで、より正
確な曲げ角度の曲げ加工を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のもので
は、歪検出部の水平部と垂直部の両方の歪からパンチヘ
ッドにかかる力を測定するために、歪検出のための部材
数が多くなる上に測定される歪からパンチヘッドにかか
る力を演算するための回路構成が複雑となってしまって
いる。
は、歪検出部の水平部と垂直部の両方の歪からパンチヘ
ッドにかかる力を測定するために、歪検出のための部材
数が多くなる上に測定される歪からパンチヘッドにかか
る力を演算するための回路構成が複雑となってしまって
いる。
【０００５】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは精度の高い曲げ加工を
簡便に行うことができる曲げ加工方法及びその装置を提
供するにある。
であり、その目的とするところは精度の高い曲げ加工を
簡便に行うことができる曲げ加工方法及びその装置を提
供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る曲
げ加工方法は、パンチヘッドを被加工材に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、パンチヘッドの押し
込み方向先端に該パンチヘッドが設けられた片持ち梁で
ある歪検出部に生じる歪からパンチヘッドにかかる力を
測定し、この測定した力に基づいてパンチヘッドの押し
込み量を制御することを特徴とし、また本発明に係る曲
げ加工装置は、パンチヘッドの押し込み方向先端に該パ
ンチヘッドが設けられた片持ち梁である歪検出部を備え
るとともに、この歪検出部に生ずる歪を測定する歪測定
部材と、歪測定部材で得た測定値からパンチヘッドにか
かる力を求めるとともにこの力に基づいてパンチヘッド
の押し込み量を制御する制御手段とを備えていることに
特徴を有している。
げ加工方法は、パンチヘッドを被加工材に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、パンチヘッドの押し
込み方向先端に該パンチヘッドが設けられた片持ち梁で
ある歪検出部に生じる歪からパンチヘッドにかかる力を
測定し、この測定した力に基づいてパンチヘッドの押し
込み量を制御することを特徴とし、また本発明に係る曲
げ加工装置は、パンチヘッドの押し込み方向先端に該パ
ンチヘッドが設けられた片持ち梁である歪検出部を備え
るとともに、この歪検出部に生ずる歪を測定する歪測定
部材と、歪測定部材で得た測定値からパンチヘッドにか
かる力を求めるとともにこの力に基づいてパンチヘッド
の押し込み量を制御する制御手段とを備えていることに
特徴を有している。
【０００７】
【作用】本発明によれば、片持ち梁である歪検出部に設
けた歪測定部材のみによって、パンチヘッドの押し込み
量を制御して所要の曲げ加工を行うことができる。
けた歪測定部材のみによって、パンチヘッドの押し込み
量を制御して所要の曲げ加工を行うことができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、図１に示す実施例では、プレス機の上型における
パンチ取付部１の下面から下方に垂下された歪検出部２
の下端にパンチヘッド３を設けるとともに、歪検出部２
の両側面において上下方向３カ所に、３対の歪ゲージＡ
１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３を貼り付けてある。
なお、各対は歪検出部２に対して軸対象となる位置に配
してある。歪ゲージは歪が発生すると電気抵抗が変化す
る抵抗素子であるが、半導体ゲージのように感度の高い
ものであることが好ましい。
ると、図１に示す実施例では、プレス機の上型における
パンチ取付部１の下面から下方に垂下された歪検出部２
の下端にパンチヘッド３を設けるとともに、歪検出部２
の両側面において上下方向３カ所に、３対の歪ゲージＡ
１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３を貼り付けてある。
なお、各対は歪検出部２に対して軸対象となる位置に配
してある。歪ゲージは歪が発生すると電気抵抗が変化す
る抵抗素子であるが、半導体ゲージのように感度の高い
ものであることが好ましい。
【０００９】そしてこれら３対６枚の歪ゲージの出力か
ら、パンチヘッド３で板材９を押圧することで被加工材
４に曲げを施す時にパンチヘッド３に発生する軸方向力
Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを求めて、図２あるいは図３に
示すフローに基づく板材９の曲げ加工にあたってのパン
チヘッド３の下降量の制御を行っているのであるが、上
記軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは、次のようにして
求めている。
ら、パンチヘッド３で板材９を押圧することで被加工材
４に曲げを施す時にパンチヘッド３に発生する軸方向力
Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを求めて、図２あるいは図３に
示すフローに基づく板材９の曲げ加工にあたってのパン
チヘッド３の下降量の制御を行っているのであるが、上
記軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは、次のようにして
求めている。
【００１０】すなわち、歪ゲージの貼り付け位置ｉにお
いて歪検出部２に生ずる曲げモーメントをＭｉ、曲げモ
ーメントのみによる応力をσＭｉ、全歪をεＡｊ，εＢ
ｊ、曲げモーメントのみによる歪をεＭｉ、軸力のみに
よる歪をεＦとし、さらに歪検出部２の弾性係数をＥ、
断面係数をＺ、パンチヘッド２における板材９との接触
点の中心からの距離をｅとすると、 Ｍ１＝Ｆｘ・（ｌ−ｌ1 ）−Ｆｚ・ｅ Ｍ２＝Ｆｘ・（ｌ−ｌ2 ）−Ｆｚ・ｅ σＭｉ＝Ｅε・Ｍｉ＝Ｍｉ／Ｚ したがって、軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは Ｆｘ＝Ｚ・Ｅ・εＭ1 ・εＭ2 ／ｌ2 Ｆｚ＝Ｅ・εＦ として求めることができる。
いて歪検出部２に生ずる曲げモーメントをＭｉ、曲げモ
ーメントのみによる応力をσＭｉ、全歪をεＡｊ，εＢ
ｊ、曲げモーメントのみによる歪をεＭｉ、軸力のみに
よる歪をεＦとし、さらに歪検出部２の弾性係数をＥ、
断面係数をＺ、パンチヘッド２における板材９との接触
点の中心からの距離をｅとすると、 Ｍ１＝Ｆｘ・（ｌ−ｌ1 ）−Ｆｚ・ｅ Ｍ２＝Ｆｘ・（ｌ−ｌ2 ）−Ｆｚ・ｅ σＭｉ＝Ｅε・Ｍｉ＝Ｍｉ／Ｚ したがって、軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは Ｆｘ＝Ｚ・Ｅ・εＭ1 ・εＭ2 ／ｌ2 Ｆｚ＝Ｅ・εＦ として求めることができる。
【００１１】また、εＭ1 は歪ゲージＡ１，Ｂ１を備え
た図４(a)のブリッジ回路で、εＭ2 は歪ゲージＡ２，Ｂ
２を備えた図４(b)のブリッジ回路で、εＦの値は歪ゲ
ージＡ３，Ｂ３を備えた図４(c)のブリッジ回路で簡便
に求めることができる。図中Ｒは基準抵抗であり、εＭ
1 及びεＭ2 を求めるものにおいては温度補償効果を有
している。そして、このようなブリッジ回路を形成する
回路パターンを備えた回路板５あるいは回路パターンそ
のものを、図５に示すように、歪検出部２における歪ゲ
ージの貼り付け面以外の面に取り付けると、配線の簡略
化及び断線の危険性の減少を図ることができる。回路パ
ターンを歪検出部２表面に直接形成する場合は、歪検出
部２の表面に樹脂コーティングあるいはセラミック溶射
で絶縁層を形成し、この上に銅箔を貼り付けた後にエッ
チング処理を施したり、金属層を溶射することによって
形成する。
た図４(a)のブリッジ回路で、εＭ2 は歪ゲージＡ２，Ｂ
２を備えた図４(b)のブリッジ回路で、εＦの値は歪ゲ
ージＡ３，Ｂ３を備えた図４(c)のブリッジ回路で簡便
に求めることができる。図中Ｒは基準抵抗であり、εＭ
1 及びεＭ2 を求めるものにおいては温度補償効果を有
している。そして、このようなブリッジ回路を形成する
回路パターンを備えた回路板５あるいは回路パターンそ
のものを、図５に示すように、歪検出部２における歪ゲ
ージの貼り付け面以外の面に取り付けると、配線の簡略
化及び断線の危険性の減少を図ることができる。回路パ
ターンを歪検出部２表面に直接形成する場合は、歪検出
部２の表面に樹脂コーティングあるいはセラミック溶射
で絶縁層を形成し、この上に銅箔を貼り付けた後にエッ
チング処理を施したり、金属層を溶射することによって
形成する。
【００１２】図６に示すように、ブリッジ回路を構成す
る歪ゲージと基準抵抗とをフレキシブル基板６上に形成
して、このフレキシブル基板６を歪検出部２に貼り付け
るようにしてもよい。この場合の歪ゲージＡ１，Ｂ１は
たとえばニクロム抵抗体からなるフレキシブル基板６上
にパターン作成で形成できるものとしておく。基準抵抗
Ｒは外付けであってもよい。また、フレキシブル基板６
としては、歪検出部２の材料と線膨張係数において差が
ないものが望ましく、歪検出部２が普通綱材からなる時
は、フェノール樹脂あるいはポリイミド樹脂からなるフ
レキシブル基板６を用いる。
る歪ゲージと基準抵抗とをフレキシブル基板６上に形成
して、このフレキシブル基板６を歪検出部２に貼り付け
るようにしてもよい。この場合の歪ゲージＡ１，Ｂ１は
たとえばニクロム抵抗体からなるフレキシブル基板６上
にパターン作成で形成できるものとしておく。基準抵抗
Ｒは外付けであってもよい。また、フレキシブル基板６
としては、歪検出部２の材料と線膨張係数において差が
ないものが望ましく、歪検出部２が普通綱材からなる時
は、フェノール樹脂あるいはポリイミド樹脂からなるフ
レキシブル基板６を用いる。
【００１３】より正確な曲げ加工を行うには、図７に示
すように、歪検出部２がたわむことによって生ずるパン
チヘッド３と板材９との接触位置の変化量Δｅを Δｅ＝ｌ２（２Ｆｘ・ｌ＋３Ｆｚ・ｅ）／３（２Ｅ・Ｉ
＋Ｆｚ・ｌ２） として求めて、この変化量Δｅに基づいて、パンチヘッ
ド３と板材９との接触位置を補正することができるよう
にしておくとよい。計測荷重及び押し込み量の高精度化
を図ることができる。図８あるいは図９は、この接触位
置補正を行う場合のフローの例を示している。
すように、歪検出部２がたわむことによって生ずるパン
チヘッド３と板材９との接触位置の変化量Δｅを Δｅ＝ｌ２（２Ｆｘ・ｌ＋３Ｆｚ・ｅ）／３（２Ｅ・Ｉ
＋Ｆｚ・ｌ２） として求めて、この変化量Δｅに基づいて、パンチヘッ
ド３と板材９との接触位置を補正することができるよう
にしておくとよい。計測荷重及び押し込み量の高精度化
を図ることができる。図８あるいは図９は、この接触位
置補正を行う場合のフローの例を示している。
【００１４】図１０に示すように、歪検出部２に２対４
個の歪ゲージＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２を貼り付けただけ
の場合でも、上記実施例の場合より精度が落ちることに
なるものの、やはりεＭｉ，εＦを算出してＦｘ，Ｆｚ
を求めることができる。この時、ブリッジ回路を使用せ
ずに、歪ゲージを貼り付けた場所の全歪から εＭ1 ＝（εＢ1 −εＡ1 ）／２ εＭ2 ＝（εＢ2 −εＡ2 ）／２ εＦ＝（εＢ2 ＋εＡ2 ）／２ の演算を行って、εＭ1 ，εＭ2 ，εＦを算出すると、
表裏面の歪が明白となり、この結果、歪検出部２のたわ
みによる軸力の影響で表裏面の曲げモーメントのみによ
る歪量に差が発生してもこれを補正することができる。
個の歪ゲージＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２を貼り付けただけ
の場合でも、上記実施例の場合より精度が落ちることに
なるものの、やはりεＭｉ，εＦを算出してＦｘ，Ｆｚ
を求めることができる。この時、ブリッジ回路を使用せ
ずに、歪ゲージを貼り付けた場所の全歪から εＭ1 ＝（εＢ1 −εＡ1 ）／２ εＭ2 ＝（εＢ2 −εＡ2 ）／２ εＦ＝（εＢ2 ＋εＡ2 ）／２ の演算を行って、εＭ1 ，εＭ2 ，εＦを算出すると、
表裏面の歪が明白となり、この結果、歪検出部２のたわ
みによる軸力の影響で表裏面の曲げモーメントのみによ
る歪量に差が発生してもこれを補正することができる。
【００１５】図１１に示す実施例は、図１及び図４に示
した実施例における温度補償をより正確に行うことがで
きるようにしたもので、パンチ取付部１の下面から一対
の歪検出部２，２を下方に垂下するとともに、同一特性
を有している両歪検出部２，２のうちの一方に曲げ加工
を担うパンチヘッド３を設け、パンチヘッド３を備えて
いない歪検出部２には、パンチヘッド３を備えている歪
検出部２に設けた温度補償も担う歪ゲージＡ３，Ｂ３と
同一特性の一対の温度補償用歪ゲージβ，βを設けてあ
る。この温度補償は基本的には計測用歪ゲージαと温度
補償用歪ゲージβとで図１２(a)に示すようにブリッジ
回路を構成することで実現することができるわけである
が、図４(c)に対応させる場合、図１２(b)に示す構成の
ブリッジ回路とする。
した実施例における温度補償をより正確に行うことがで
きるようにしたもので、パンチ取付部１の下面から一対
の歪検出部２，２を下方に垂下するとともに、同一特性
を有している両歪検出部２，２のうちの一方に曲げ加工
を担うパンチヘッド３を設け、パンチヘッド３を備えて
いない歪検出部２には、パンチヘッド３を備えている歪
検出部２に設けた温度補償も担う歪ゲージＡ３，Ｂ３と
同一特性の一対の温度補償用歪ゲージβ，βを設けてあ
る。この温度補償は基本的には計測用歪ゲージαと温度
補償用歪ゲージβとで図１２(a)に示すようにブリッジ
回路を構成することで実現することができるわけである
が、図４(c)に対応させる場合、図１２(b)に示す構成の
ブリッジ回路とする。
【００１６】ところで、片持ち梁である歪検出部２は、
歪が大きく且つ弾性域の広い材料、つまり弾性係数が小
さく、降伏応力あるいは降伏歪の大きい材料で形成して
おくことが好ましく、パンチヘッド３は、耐摩耗性が高
く且つ変形しにくい材料で形成しておくことが好まし
い。たとえば、歪検出部２はニッケルクロム鋼で、パン
チヘッド３はダイス鋼を用いるのである。この場合、測
定範囲が広くなる上に感度も高くなる。
歪が大きく且つ弾性域の広い材料、つまり弾性係数が小
さく、降伏応力あるいは降伏歪の大きい材料で形成して
おくことが好ましく、パンチヘッド３は、耐摩耗性が高
く且つ変形しにくい材料で形成しておくことが好まし
い。たとえば、歪検出部２はニッケルクロム鋼で、パン
チヘッド３はダイス鋼を用いるのである。この場合、測
定範囲が広くなる上に感度も高くなる。
【００１７】また、歪検出部２は、その軸力のみによる
歪が大きくて変形（先端部のたわみ）が小さくなる形状
としておくことが望ましい。この点について詳しく説明
すると、歪検出部２の許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍ、
測定歪範囲をεＦａ，εＭａ以上、許容最大たわみをδ
ａとし、許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍが発生している
時の軸力のみによる歪、モーメントのみによる歪、全
歪、モーメント及びたわみを各々εＦｍ，εＭｍ，ε
ｍ，Ｍｍ，δｍとし、さらに歪検出部２の断面積をＡ、
断面２次モーメントをＩ、降伏歪をεｙとすると、 Ｍｍ＝Ｆｘｍ・ｅ−Ｆｘｍ・ｌ εＦｍ＝Ｆｚｍ／Ｅ・Ａ εＭｍ＝Ｍｍ・ｈ／２Ｅ・Ｉ となり、歪検出部２が蘇生変形しない条件は εｍ＝εＦｍ＋εＭｍ＜εｙ … 1) で表されるために、 εｙ＞（Ｆｚｍ／Ａ＋Ｍｍ・ｈ／２Ｉ）／Ｚ … 2) となる。また測定歪範囲の条件より、弾性係数は εＦｍ＞εＦａ … 3) εＭｍ＞εＭａ … 4) の両式を満足しなくてはならない。ここで、式3)より Ｅ＜Ｆｚｍ／ＡεＦａ … 5) 式4)より Ｅ＜Ｍｍｈ／２ＩεＭｍ … 6) たわみ量は少ない事が望ましいので δｍ＜δａ … 7) 式7)より Ｉ＞（Ｆｘｍ・ｌ3 ／３＋Ｆｚｍ・ｅ・ｌ2 ／２）／δａ・Ｅ … 8) 式3)、4)より Ｉ＜Ｍｍ・ｈ／２Ｅ・εＭａ … 9) Ａ＜Ｆｚｍ／Ｅ・εＦａ … 10） よって、上記式８），９），１０）を満たす形状とすれ
ばよい。
歪が大きくて変形（先端部のたわみ）が小さくなる形状
としておくことが望ましい。この点について詳しく説明
すると、歪検出部２の許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍ、
測定歪範囲をεＦａ，εＭａ以上、許容最大たわみをδ
ａとし、許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍが発生している
時の軸力のみによる歪、モーメントのみによる歪、全
歪、モーメント及びたわみを各々εＦｍ，εＭｍ，ε
ｍ，Ｍｍ，δｍとし、さらに歪検出部２の断面積をＡ、
断面２次モーメントをＩ、降伏歪をεｙとすると、 Ｍｍ＝Ｆｘｍ・ｅ−Ｆｘｍ・ｌ εＦｍ＝Ｆｚｍ／Ｅ・Ａ εＭｍ＝Ｍｍ・ｈ／２Ｅ・Ｉ となり、歪検出部２が蘇生変形しない条件は εｍ＝εＦｍ＋εＭｍ＜εｙ … 1) で表されるために、 εｙ＞（Ｆｚｍ／Ａ＋Ｍｍ・ｈ／２Ｉ）／Ｚ … 2) となる。また測定歪範囲の条件より、弾性係数は εＦｍ＞εＦａ … 3) εＭｍ＞εＭａ … 4) の両式を満足しなくてはならない。ここで、式3)より Ｅ＜Ｆｚｍ／ＡεＦａ … 5) 式4)より Ｅ＜Ｍｍｈ／２ＩεＭｍ … 6) たわみ量は少ない事が望ましいので δｍ＜δａ … 7) 式7)より Ｉ＞（Ｆｘｍ・ｌ3 ／３＋Ｆｚｍ・ｅ・ｌ2 ／２）／δａ・Ｅ … 8) 式3)、4)より Ｉ＜Ｍｍ・ｈ／２Ｅ・εＭａ … 9) Ａ＜Ｆｚｍ／Ｅ・εＦａ … 10） よって、上記式８），９），１０）を満たす形状とすれ
ばよい。
【００１８】図１３及び図１４は、上記特性を満足する
歪検出部２の形状例を示すもので、図１３に示すもので
は軸方向のリブを、図１４に示すものでは軸方向の溝を
設けて、リブで囲まれたところや溝の底面に歪ゲージを
配置することで歪ゲージへの接触防止もなされるように
している。以上の実施例における歪ゲージに代えて、歪
検出部２に格子状の印を付すとともに、この格子の変化
をカメラで撮像することによって歪を検出するようにし
てもよい。
歪検出部２の形状例を示すもので、図１３に示すもので
は軸方向のリブを、図１４に示すものでは軸方向の溝を
設けて、リブで囲まれたところや溝の底面に歪ゲージを
配置することで歪ゲージへの接触防止もなされるように
している。以上の実施例における歪ゲージに代えて、歪
検出部２に格子状の印を付すとともに、この格子の変化
をカメラで撮像することによって歪を検出するようにし
てもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明においては、片持ち
梁である歪検出部に設けた歪測定部材のみによって、パ
ンチヘッドの押し込み量を制御して所要の曲げ加工を行
うことができるものであり、精度の高い曲げ加工を簡便
に行うことができる。
梁である歪検出部に設けた歪測定部材のみによって、パ
ンチヘッドの押し込み量を制御して所要の曲げ加工を行
うことができるものであり、精度の高い曲げ加工を簡便
に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の概略説明図である。
【図２】同上のフローチャートである。
【図３】同上の他のフローチャートである。
【図４】(a)(b)(c)は夫々各歪ゲージを構成部材とする
ブリッジ回路の回路図である。
ブリッジ回路の回路図である。
【図５】実施例の部分斜視図である。
【図６】他の実施例の部分斜視図である。
【図７】他の実施例の説明図である。
【図８】同上のフローチャートである。
【図９】同上の他のフローチャートである。
【図１０】別の例の説明図である。
【図１１】さらに他の例の説明図である。
【図１２】(a)は温度補償のための基本的ブリッジ回路
の回路図、(b)は一実施例への適用例の場合の回路図で
ある。
の回路図、(b)は一実施例への適用例の場合の回路図で
ある。
【図１３】(a)は他の実施例の説明図、(b)及び(c)は夫
々断面形状例を示す断面図である。
々断面形状例を示す断面図である。
【図１４】(a)は別の実施例の説明図、(b)及び(c)は夫
々断面形状例を示す断面図である。
々断面形状例を示す断面図である。
【図１５】従来例の説明図である。
【符号の説明】 ２ 歪検出部 ３ パンチヘッド Ａ１，Ｂ１〜Ａ３，Ｂ３ 歪ゲージ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年８月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 曲げ加工方法及びその装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金型を板材に押し当てる
ことで板材を曲げる曲げ加工方法及びその装置に関する
ものである。
ことで板材を曲げる曲げ加工方法及びその装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】パンチヘッドを板材に押し当てて曲げ加
工を行う場合、板材の材料物性に応じてスプリングバッ
ク量が変化するために、パンチヘッドを板材に当接させ
た状態でパンチヘッドを移動させる量である押し込み量
を板材に応じて変更しなくては所要の曲げ角度を得るこ
とができない。このために、曲げ加工時にパンチヘッド
の移動量とパンチヘッドにかかる力とを測定しながらパ
ンチヘッドを下降させることで、板材の曲げ加工を行う
ことが提案されている。
工を行う場合、板材の材料物性に応じてスプリングバッ
ク量が変化するために、パンチヘッドを板材に当接させ
た状態でパンチヘッドを移動させる量である押し込み量
を板材に応じて変更しなくては所要の曲げ角度を得るこ
とができない。このために、曲げ加工時にパンチヘッド
の移動量とパンチヘッドにかかる力とを測定しながらパ
ンチヘッドを下降させることで、板材の曲げ加工を行う
ことが提案されている。
【０００３】図１５は曲げ加工時にパンチヘッドにかか
る力を測定するための従来の構成を示しており、水平部
と鉛直部とを有する歪検出部２における鉛直部の下端に
パンチヘッド３を設けて、歪検出部２における水平部と
垂直部とに夫々貼り付けた歪ゲージ７によって、パンチ
ヘッド３にかかる軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを測
定することができるようにしておき、そしてパンチヘッ
ド３をどこまで押し下げるかの最終押し込み量を、解析
モデル情報あるいはデータベース情報から取得する板材
９のスプリングバック量を加味して算出し、この最終押
し込み量までパンチヘッドを押し下げた後、パンチヘッ
ド３を上昇させれば、板材９がスプリングバックした時
に所要の曲げ角度となっている曲げ加工を行うことがで
き、またこの時にパンチヘッド３にかかる力とパンチヘ
ッド３の移動量とから推定することができる板材９のス
プリングバック量をフィードバックすることで、より正
確な曲げ角度の曲げ加工を行うことができる。
る力を測定するための従来の構成を示しており、水平部
と鉛直部とを有する歪検出部２における鉛直部の下端に
パンチヘッド３を設けて、歪検出部２における水平部と
垂直部とに夫々貼り付けた歪ゲージ７によって、パンチ
ヘッド３にかかる軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを測
定することができるようにしておき、そしてパンチヘッ
ド３をどこまで押し下げるかの最終押し込み量を、解析
モデル情報あるいはデータベース情報から取得する板材
９のスプリングバック量を加味して算出し、この最終押
し込み量までパンチヘッドを押し下げた後、パンチヘッ
ド３を上昇させれば、板材９がスプリングバックした時
に所要の曲げ角度となっている曲げ加工を行うことがで
き、またこの時にパンチヘッド３にかかる力とパンチヘ
ッド３の移動量とから推定することができる板材９のス
プリングバック量をフィードバックすることで、より正
確な曲げ角度の曲げ加工を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のもので
は、歪検出部の水平部と垂直部の両方の歪からパンチヘ
ッドにかかる力を測定するために、歪検出のための部材
数が多くなり、測定精度が低下する上に測定される歪か
らパンチヘッドにかかる力を演算するための回路構成が
複雑となってしまっている。
は、歪検出部の水平部と垂直部の両方の歪からパンチヘ
ッドにかかる力を測定するために、歪検出のための部材
数が多くなり、測定精度が低下する上に測定される歪か
らパンチヘッドにかかる力を演算するための回路構成が
複雑となってしまっている。
【０００５】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは精度の高い曲げ加工を
簡便に行うことができる曲げ加工方法及びその装置を提
供するにある。
であり、その目的とするところは精度の高い曲げ加工を
簡便に行うことができる曲げ加工方法及びその装置を提
供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る曲
げ加工方法は、パンチヘッドを被加工材に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、パンチヘッドの押し
込み方向先端に該パンチヘッドが設けられた片持ち梁で
ある歪検出部に生じる歪からパンチヘッドにかかる力を
測定し、この測定した力に基づいてパンチヘッドの押し
込み量を制御することを特徴とし、また本発明に係る曲
げ加工装置は、パンチヘッドの押し込み方向先端に該パ
ンチヘッドが設けられた片持ち梁である歪検出部を備え
るとともに、この歪検出部に生ずる歪を測定する歪測定
部材と、歪測定部材で得た測定値からパンチヘッドにか
かる力を求めるとともにこの力に基づいてパンチヘッド
の押し込み量を制御する制御手段とを備えていることに
特徴を有している。
げ加工方法は、パンチヘッドを被加工材に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、パンチヘッドの押し
込み方向先端に該パンチヘッドが設けられた片持ち梁で
ある歪検出部に生じる歪からパンチヘッドにかかる力を
測定し、この測定した力に基づいてパンチヘッドの押し
込み量を制御することを特徴とし、また本発明に係る曲
げ加工装置は、パンチヘッドの押し込み方向先端に該パ
ンチヘッドが設けられた片持ち梁である歪検出部を備え
るとともに、この歪検出部に生ずる歪を測定する歪測定
部材と、歪測定部材で得た測定値からパンチヘッドにか
かる力を求めるとともにこの力に基づいてパンチヘッド
の押し込み量を制御する制御手段とを備えていることに
特徴を有している。
【０００７】
【作用】本発明によれば、片持ち梁である歪検出部に設
けた歪測定部材から得られる歪量に基づいて、パンチヘ
ッドの押し込み量を制御して所要の曲げ加工を行うこと
ができる。
けた歪測定部材から得られる歪量に基づいて、パンチヘ
ッドの押し込み量を制御して所要の曲げ加工を行うこと
ができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、図１に示す実施例では、プレス機の上型における
パンチ取付部１の下面から下方に垂下された歪検出部２
の下端にパンチヘッド３を設けるとともに、歪検出部２
の両側面において上下方向３カ所に、３対の歪ゲージＡ
１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３を貼り付けてある。
なお、各対は歪検出部２に対して軸対象となる位置に配
してある。歪ゲージは歪が発生すると電気抵抗が変化す
る抵抗素子であるが、半導体ゲージのように感度の高い
ものであることが好ましい。
ると、図１に示す実施例では、プレス機の上型における
パンチ取付部１の下面から下方に垂下された歪検出部２
の下端にパンチヘッド３を設けるとともに、歪検出部２
の両側面において上下方向３カ所に、３対の歪ゲージＡ
１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３を貼り付けてある。
なお、各対は歪検出部２に対して軸対象となる位置に配
してある。歪ゲージは歪が発生すると電気抵抗が変化す
る抵抗素子であるが、半導体ゲージのように感度の高い
ものであることが好ましい。
【０００９】そしてこれら３対６枚の歪ゲージの出力か
ら、パンチヘッド３で被加工材である板材９を押圧する
ことで板材９に曲げを施す時にパンチヘッド３に発生す
る軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを求めて、図２ある
いは図３に示すフローに基づく板材９の曲げ加工にあた
ってのパンチヘッド３の下降量の制御を行っているので
あるが、上記軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは、次の
ようにして求めている。
ら、パンチヘッド３で被加工材である板材９を押圧する
ことで板材９に曲げを施す時にパンチヘッド３に発生す
る軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを求めて、図２ある
いは図３に示すフローに基づく板材９の曲げ加工にあた
ってのパンチヘッド３の下降量の制御を行っているので
あるが、上記軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは、次の
ようにして求めている。
【００１０】すなわち、歪ゲージの貼り付け位置ｉにお
いて歪検出部２に生ずる曲げモーメントをＭｉ、曲げモ
ーメントのみによる応力をσMi 、全歪をεAj ，εBj 、曲
げモーメントのみによる歪をεMi 、軸力のみによる歪を
εF とし、さらに歪検出部２の弾性係数をＥ、断面係数
をＺ、パンチヘッド２と板材９との接触点の歪検出部中
心からの距離をｅとすると、Ｍ1 ＝Ｆｘ・（ｌ−ｌ1 ）−Ｆｚ・ｅＭ2 ＝Ｆｘ・（ｌ−ｌ2 ）−Ｆｚ・ｅσMi ＝Ｅ・εMi ＝Ｍｉ／Ｚ したがって、軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは Ｆｘ＝Ｚ・Ｅ・（εMi−εM2）／ｌ2 Ｆｚ＝Ｅ・εF として求めることができる。
いて歪検出部２に生ずる曲げモーメントをＭｉ、曲げモ
ーメントのみによる応力をσMi 、全歪をεAj ，εBj 、曲
げモーメントのみによる歪をεMi 、軸力のみによる歪を
εF とし、さらに歪検出部２の弾性係数をＥ、断面係数
をＺ、パンチヘッド２と板材９との接触点の歪検出部中
心からの距離をｅとすると、Ｍ1 ＝Ｆｘ・（ｌ−ｌ1 ）−Ｆｚ・ｅＭ2 ＝Ｆｘ・（ｌ−ｌ2 ）−Ｆｚ・ｅσMi ＝Ｅ・εMi ＝Ｍｉ／Ｚ したがって、軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは Ｆｘ＝Ｚ・Ｅ・（εMi−εM2）／ｌ2 Ｆｚ＝Ｅ・εF として求めることができる。
【００１１】また、εM1 は歪ゲージＡ１，Ｂ１を備えた
図４(a)のブリッジ回路で、εM2 は歪ゲージＡ２，Ｂ２
を備えた図４(b)のブリッジ回路で、εF の値は歪ゲー
ジＡ３，Ｂ３を備えた図４(c)のブリッジ回路で簡便に
求めることができる。図中Ｒは、温度あるいは歪検出部
の変形により抵抗値が変化しない基準抵抗であり、ε M1
及びεM2 を求める回路構成においては温度補償効果を有
している。そして、このようなブリッジ回路を形成する
回路パターンを備えた回路板５あるいは回路パターンそ
のものを、図５に示すように、歪検出部２における歪ゲ
ージの貼り付け面以外の面に取り付けると、配線の簡略
化及び断線の危険性の減少を図ることができる。回路パ
ターンを歪検出部２表面に直接形成する場合は、歪検出
部２の表面に樹脂コーティングあるいはセラミック溶射
で絶縁層を形成し、この上に銅箔を貼り付けた後にエッ
チング処理を施したり、金属層を溶射することによって
形成する。
図４(a)のブリッジ回路で、εM2 は歪ゲージＡ２，Ｂ２
を備えた図４(b)のブリッジ回路で、εF の値は歪ゲー
ジＡ３，Ｂ３を備えた図４(c)のブリッジ回路で簡便に
求めることができる。図中Ｒは、温度あるいは歪検出部
の変形により抵抗値が変化しない基準抵抗であり、ε M1
及びεM2 を求める回路構成においては温度補償効果を有
している。そして、このようなブリッジ回路を形成する
回路パターンを備えた回路板５あるいは回路パターンそ
のものを、図５に示すように、歪検出部２における歪ゲ
ージの貼り付け面以外の面に取り付けると、配線の簡略
化及び断線の危険性の減少を図ることができる。回路パ
ターンを歪検出部２表面に直接形成する場合は、歪検出
部２の表面に樹脂コーティングあるいはセラミック溶射
で絶縁層を形成し、この上に銅箔を貼り付けた後にエッ
チング処理を施したり、金属層を溶射することによって
形成する。
【００１２】図６に示すように、ブリッジ回路を構成す
る歪ゲージと基準抵抗とをフレキシブル基板６上に形成
して、このフレキシブル基板６を歪検出部２に貼り付け
るようにしてもよい。この場合の歪ゲージＡ１，Ｂ１は
たとえばニクロム抵抗体からなるフレキシブル基板６上
にパターン作成で形成できるものとしておく。基準抵抗
Ｒは外付けであってもよい。また、フレキシブル基板６
としては、歪検出部２の材料と線膨張係数において差が
ないものが望ましく、歪検出部２が普通綱材からなる時
は、フェノール樹脂あるいはポリイミド樹脂からなるフ
レキシブル基板６を用いる。
る歪ゲージと基準抵抗とをフレキシブル基板６上に形成
して、このフレキシブル基板６を歪検出部２に貼り付け
るようにしてもよい。この場合の歪ゲージＡ１，Ｂ１は
たとえばニクロム抵抗体からなるフレキシブル基板６上
にパターン作成で形成できるものとしておく。基準抵抗
Ｒは外付けであってもよい。また、フレキシブル基板６
としては、歪検出部２の材料と線膨張係数において差が
ないものが望ましく、歪検出部２が普通綱材からなる時
は、フェノール樹脂あるいはポリイミド樹脂からなるフ
レキシブル基板６を用いる。
【００１３】より正確な曲げ加工を行うには、図７に示
すように、歪検出部２がたわむことによって生ずるパン
チヘッド３と板材９との接触位置の変化量Δｅを Δｅ＝ｌ2 ・（２Ｆｘ・ｌ＋３Ｆｚ・ｅ）／３・（２Ｅ
・Ｉ＋Ｆｚ・ｌ2 ） として求めて、この変化量Δｅに基づいて、パンチヘッ
ド３と板材９との接触位置ｅを補正することができるよ
うにしておくとよい。計測荷重及び押し込み量の高精度
化を図ることができる。図８あるいは図９は、この接触
位置補正を行う場合のフローの例を示している。
すように、歪検出部２がたわむことによって生ずるパン
チヘッド３と板材９との接触位置の変化量Δｅを Δｅ＝ｌ2 ・（２Ｆｘ・ｌ＋３Ｆｚ・ｅ）／３・（２Ｅ
・Ｉ＋Ｆｚ・ｌ2 ） として求めて、この変化量Δｅに基づいて、パンチヘッ
ド３と板材９との接触位置ｅを補正することができるよ
うにしておくとよい。計測荷重及び押し込み量の高精度
化を図ることができる。図８あるいは図９は、この接触
位置補正を行う場合のフローの例を示している。
【００１４】図１０(a)に示すように、歪検出部２に２
対４個の歪ゲージＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２を貼り付けた
だけの場合でも、やはりεMi ，εF を算出してＦｘ，Ｆ
ｚを求めることができる。この時、図１０(b)(c)(d)(e)
に示すブリッジ回路を用いて、歪ゲージを貼り付けた場
所の全歪からεM1 ＝（εB1 −εA1 ）／２εM2 ＝（εB2 −εA2 ）／２εF ＝（εB2 ＋εA2 ）／２ の演算を行って、εM1，εM2，εF を算出すると、表裏
面の歪が明白となり、この結果、歪検出部２のたわみに
よる軸力の発生のために表裏面の曲げモーメントのみに
よる歪量に差が発生してもこれを補正することができ
る。
対４個の歪ゲージＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２を貼り付けた
だけの場合でも、やはりεMi ，εF を算出してＦｘ，Ｆ
ｚを求めることができる。この時、図１０(b)(c)(d)(e)
に示すブリッジ回路を用いて、歪ゲージを貼り付けた場
所の全歪からεM1 ＝（εB1 −εA1 ）／２εM2 ＝（εB2 −εA2 ）／２εF ＝（εB2 ＋εA2 ）／２ の演算を行って、εM1，εM2，εF を算出すると、表裏
面の歪が明白となり、この結果、歪検出部２のたわみに
よる軸力の発生のために表裏面の曲げモーメントのみに
よる歪量に差が発生してもこれを補正することができ
る。
【００１５】図１１に示す実施例は、図１及び図４(c)
に示した実施例における温度補償をより正確に行うこと
ができるようにしたもので、パンチ取付部１の下面から
一対の歪検出部２，２を下方に垂下するとともに、同一
特性を有している両歪検出部２，２のうちの一方に曲げ
加工を担うパンチヘッド３を設け、パンチヘッド３を備
えていない歪検出部２には、パンチヘッド３を備えてい
る歪検出部２に設けた歪ゲージＡ３，Ｂ３と同一特性の
一対の温度補償用歪ゲージβ，βを設けて、図４(c)に
対応するものとして、図１２(b)に示す構成のブリッジ
回路とする。図４(a)(b)や図１０に示した場合に対応さ
せる時には、図１１中の歪ゲージＡ３，Ｂ３のいずれか
一方の計測用歪ゲージαと、温度補償用歪ゲージβ，β
の一方とで図１２(a)に示すブリッジ回路を構成する。
に示した実施例における温度補償をより正確に行うこと
ができるようにしたもので、パンチ取付部１の下面から
一対の歪検出部２，２を下方に垂下するとともに、同一
特性を有している両歪検出部２，２のうちの一方に曲げ
加工を担うパンチヘッド３を設け、パンチヘッド３を備
えていない歪検出部２には、パンチヘッド３を備えてい
る歪検出部２に設けた歪ゲージＡ３，Ｂ３と同一特性の
一対の温度補償用歪ゲージβ，βを設けて、図４(c)に
対応するものとして、図１２(b)に示す構成のブリッジ
回路とする。図４(a)(b)や図１０に示した場合に対応さ
せる時には、図１１中の歪ゲージＡ３，Ｂ３のいずれか
一方の計測用歪ゲージαと、温度補償用歪ゲージβ，β
の一方とで図１２(a)に示すブリッジ回路を構成する。
【００１６】ところで、片持ち梁である歪検出部２は、
歪が大きく且つ弾性域の広い材料、つまり弾性係数が小
さく、降伏応力あるいは降伏歪の大きい材料で形成して
おくことが好ましく、パンチヘッド３は、耐摩耗性が高
く且つ変形しにくい材料で形成しておくことが好まし
い。たとえば、歪検出部２はニッケルクロム鋼で、パン
チヘッド３はダイス鋼を用いるのである。この場合、測
定範囲が広くなる上に感度も高くなる。
歪が大きく且つ弾性域の広い材料、つまり弾性係数が小
さく、降伏応力あるいは降伏歪の大きい材料で形成して
おくことが好ましく、パンチヘッド３は、耐摩耗性が高
く且つ変形しにくい材料で形成しておくことが好まし
い。たとえば、歪検出部２はニッケルクロム鋼で、パン
チヘッド３はダイス鋼を用いるのである。この場合、測
定範囲が広くなる上に感度も高くなる。
【００１７】また、歪検出部２は、その軸力のみによる
歪が大きくて変形（先端部のたわみ）が小さくなる形状
としておくことが望ましい。この点について詳しく説明
すると、歪検出部２の許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍ、
測定歪範囲をεFa ，εMa 以上、許容最大たわみをδａと
し、許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍが発生している時の
軸力のみによる歪、モーメントのみによる歪、全歪、モ
ーメント及びたわみを各々εFm ，εMm ，εm ，Ｍｍ，δ
ｍとし、さらに歪検出部２の断面積をＡ、断面２次モー
メントをＩ、降伏歪をεy とすると、 Ｍｍ＝Ｆｚｍ・ｅ−Ｆｘｍ・ｌεFm ＝Ｆｚｍ／Ｅ・ＡεMm ＝Ｍｍ・ｈ／２・Ｅ・Ｉ となり、歪検出部２が塑性変形しない条件はεm ＝εFm ＋εMm ＜εy … 1) で表されるために、 εy ＞（Ｆｚｍ／Ａ＋Ｍｍ・ｈ／２・Ｉ）／Ｅ … 2) となる。また測定歪範囲の条件より、弾性係数はεFm ＞εFa … 3)εMm ＞εMa … 4) の両式を満足しなくてはならない。ここで、式3)より Ｅ＜Ｆｚｍ／Ａ・εFa … 5) 式4)より Ｅ＜Ｍｍ・ｈ／２・Ｉ・εMm … 6) たわみ量は少ない事が望ましいので δｍ＜δａ … 7) 式7)より Ｉ＞（Ｆｘｍ・ｌ3 ／３＋Ｆｚｍ・ｅ・ｌ2 ／２）／δａ・Ｅ … 8) 式3)、4)より Ｉ＜Ｍｍ・ｈ／（２・Ｅ・εMa） … 9) Ａ＜Ｆｚｍ／（Ｅ・εFa） … 10） よって、上記式８），９），１０）を満たす形状とすれ
ばよい。
歪が大きくて変形（先端部のたわみ）が小さくなる形状
としておくことが望ましい。この点について詳しく説明
すると、歪検出部２の許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍ、
測定歪範囲をεFa ，εMa 以上、許容最大たわみをδａと
し、許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍが発生している時の
軸力のみによる歪、モーメントのみによる歪、全歪、モ
ーメント及びたわみを各々εFm ，εMm ，εm ，Ｍｍ，δ
ｍとし、さらに歪検出部２の断面積をＡ、断面２次モー
メントをＩ、降伏歪をεy とすると、 Ｍｍ＝Ｆｚｍ・ｅ−Ｆｘｍ・ｌεFm ＝Ｆｚｍ／Ｅ・ＡεMm ＝Ｍｍ・ｈ／２・Ｅ・Ｉ となり、歪検出部２が塑性変形しない条件はεm ＝εFm ＋εMm ＜εy … 1) で表されるために、 εy ＞（Ｆｚｍ／Ａ＋Ｍｍ・ｈ／２・Ｉ）／Ｅ … 2) となる。また測定歪範囲の条件より、弾性係数はεFm ＞εFa … 3)εMm ＞εMa … 4) の両式を満足しなくてはならない。ここで、式3)より Ｅ＜Ｆｚｍ／Ａ・εFa … 5) 式4)より Ｅ＜Ｍｍ・ｈ／２・Ｉ・εMm … 6) たわみ量は少ない事が望ましいので δｍ＜δａ … 7) 式7)より Ｉ＞（Ｆｘｍ・ｌ3 ／３＋Ｆｚｍ・ｅ・ｌ2 ／２）／δａ・Ｅ … 8) 式3)、4)より Ｉ＜Ｍｍ・ｈ／（２・Ｅ・εMa） … 9) Ａ＜Ｆｚｍ／（Ｅ・εFa） … 10） よって、上記式８），９），１０）を満たす形状とすれ
ばよい。
【００１８】図１３及び図１４は、上記特性を満足する
歪検出部２の形状例を示すもので、図１３に示すもので
は軸方向のリブを、図１４に示すものでは軸方向の溝を
設けて、リブで囲まれたところや溝の底面に歪ゲージを
配置することで歪ゲージへの接触防止もなされるように
している。以上の実施例における歪ゲージに代えて、歪
検出部２に格子状の印を付すとともに、この格子の変化
をカメラで撮像することによって歪を検出するようにし
てもよい。
歪検出部２の形状例を示すもので、図１３に示すもので
は軸方向のリブを、図１４に示すものでは軸方向の溝を
設けて、リブで囲まれたところや溝の底面に歪ゲージを
配置することで歪ゲージへの接触防止もなされるように
している。以上の実施例における歪ゲージに代えて、歪
検出部２に格子状の印を付すとともに、この格子の変化
をカメラで撮像することによって歪を検出するようにし
てもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明においては、片持ち
梁である歪検出部に設けた歪測定部材から得られる歪量
に基づいて、パンチヘッドの押し込み量を制御して所要
の曲げ加工を行うことができるものであり、精度の高い
曲げ加工を簡便に行うことができる。
梁である歪検出部に設けた歪測定部材から得られる歪量
に基づいて、パンチヘッドの押し込み量を制御して所要
の曲げ加工を行うことができるものであり、精度の高い
曲げ加工を簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の概略説明図である。
【図２】同上のフローチャートである。
【図３】同上の他のフローチャートである。
【図４】(a)(b)(c)は夫々各歪ゲージを構成部材とする
ブリッジ回路の回路図である。
ブリッジ回路の回路図である。
【図５】実施例の部分斜視図である。
【図６】他の実施例の部分斜視図である。
【図７】他の実施例の説明図である。
【図８】同上のフローチャートである。
【図９】同上の他のフローチャートである。
【図１０】(a)は別の例の説明図、(b)(c)(d)(e)は夫々
各歪ゲージを構成部材とするブリッジ回路の回路図であ
る。
各歪ゲージを構成部材とするブリッジ回路の回路図であ
る。
【図１１】さらに他の例の説明図である。
【図１２】(a)は温度補償のための基本的ブリッジ回路
の回路図、(b)は一実施例への適用例の場合の回路図で
ある。
の回路図、(b)は一実施例への適用例の場合の回路図で
ある。
【図１３】(a)は他の実施例の説明図、(b)及び(c)は夫
々断面形状例を示す断面図である。
々断面形状例を示す断面図である。
【図１４】(a)は別の実施例の説明図、(b)及び(c)は夫
々断面形状例を示す断面図である。
々断面形状例を示す断面図である。
【図１５】従来例の説明図である。
【符号の説明】 ２ 歪検出部 ３ パンチヘッド Ａ１，Ｂ１〜Ａ３，Ｂ３ 歪ゲージ
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１０】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１３】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１４】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年５月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 曲げ加工方法及びその装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金型を板材に押し当てる
ことで板材を曲げる曲げ加工方法及びその装置に関する
ものである。
ことで板材を曲げる曲げ加工方法及びその装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】パンチヘッドを板材に押し当てて曲げ加
工を行う場合、板材の材料物性に応じてスプリングバッ
ク量が変化するために、パンチヘッドを板材に当接させ
た状態でパンチヘッドを移動させる量である押し込み量
を板材に応じて変更しなくては所要の曲げ角度を得るこ
とができない。このために、曲げ加工時にパンチヘッド
の移動量とパンチヘッドにかかる力とを測定しながらパ
ンチヘッドを下降させることで、板材の曲げ加工を行う
ことが提案されている。
工を行う場合、板材の材料物性に応じてスプリングバッ
ク量が変化するために、パンチヘッドを板材に当接させ
た状態でパンチヘッドを移動させる量である押し込み量
を板材に応じて変更しなくては所要の曲げ角度を得るこ
とができない。このために、曲げ加工時にパンチヘッド
の移動量とパンチヘッドにかかる力とを測定しながらパ
ンチヘッドを下降させることで、板材の曲げ加工を行う
ことが提案されている。
【０００３】図１５は曲げ加工時にパンチヘッドにかか
る力を測定するための従来の構成を示しており、水平部
と鉛直部とを有する歪検出部２における鉛直部の下端に
パンチヘッド３を設けて、歪検出部２における水平部と
垂直部とに夫々貼り付けた歪ゲージ７によって、パンチ
ヘッド３にかかる軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを測
定することができるようにしておき、そしてパンチヘッ
ド３をどこまで押し下げるかの最終押し込み量を、解析
モデル情報あるいはデータベース情報から取得する板材
９のスプリングバック量を加味して算出し、この最終押
し込み量までパンチヘッドを押し下げた後、パンチヘッ
ド３を上昇させれば、板材９がスプリングバックした時
に所要の曲げ角度となっている曲げ加工を行うことがで
き、またこの時にパンチヘッド３にかかる力とパンチヘ
ッド３の移動量とから推定することができる板材９のス
プリングバック量をフィードバックすることで、より正
確な曲げ角度の曲げ加工を行うことができる。
る力を測定するための従来の構成を示しており、水平部
と鉛直部とを有する歪検出部２における鉛直部の下端に
パンチヘッド３を設けて、歪検出部２における水平部と
垂直部とに夫々貼り付けた歪ゲージ７によって、パンチ
ヘッド３にかかる軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを測
定することができるようにしておき、そしてパンチヘッ
ド３をどこまで押し下げるかの最終押し込み量を、解析
モデル情報あるいはデータベース情報から取得する板材
９のスプリングバック量を加味して算出し、この最終押
し込み量までパンチヘッドを押し下げた後、パンチヘッ
ド３を上昇させれば、板材９がスプリングバックした時
に所要の曲げ角度となっている曲げ加工を行うことがで
き、またこの時にパンチヘッド３にかかる力とパンチヘ
ッド３の移動量とから推定することができる板材９のス
プリングバック量をフィードバックすることで、より正
確な曲げ角度の曲げ加工を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のもので
は、歪検出部の水平部と垂直部の両方の歪からパンチヘ
ッドにかかる力を測定するために、歪検出のための部材
数が多くなり、測定精度が低下する上に測定される歪か
らパンチヘッドにかかる力を演算するための回路構成が
複雑となってしまっている。
は、歪検出部の水平部と垂直部の両方の歪からパンチヘ
ッドにかかる力を測定するために、歪検出のための部材
数が多くなり、測定精度が低下する上に測定される歪か
らパンチヘッドにかかる力を演算するための回路構成が
複雑となってしまっている。
【０００５】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは精度の高い曲げ加工を
簡便に行うことができる曲げ加工方法及びその装置を提
供するにある。
であり、その目的とするところは精度の高い曲げ加工を
簡便に行うことができる曲げ加工方法及びその装置を提
供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る曲
げ加工方法は、パンチヘッドを被加工材に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、パンチヘッドの押し
込み方向先端に該パンチヘッドが設けられた片持ち梁で
ある歪検出部に生じる歪からパンチヘッドにかかる力を
測定し、この測定した力に基づいてパンチヘッドの押し
込み量を制御することを特徴とし、また本発明に係る曲
げ加工装置は、パンチヘッドの押し込み方向先端に該パ
ンチヘッドが設けられた片持ち梁である歪検出部を備え
るとともに、この歪検出部に生ずる歪を測定する歪測定
部材と、歪測定部材で得た測定値からパンチヘッドにか
かる力を求めるとともにこの力に基づいてパンチヘッド
の押し込み量を制御する制御手段とを備えていることに
特徴を有している。
げ加工方法は、パンチヘッドを被加工材に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、パンチヘッドの押し
込み方向先端に該パンチヘッドが設けられた片持ち梁で
ある歪検出部に生じる歪からパンチヘッドにかかる力を
測定し、この測定した力に基づいてパンチヘッドの押し
込み量を制御することを特徴とし、また本発明に係る曲
げ加工装置は、パンチヘッドの押し込み方向先端に該パ
ンチヘッドが設けられた片持ち梁である歪検出部を備え
るとともに、この歪検出部に生ずる歪を測定する歪測定
部材と、歪測定部材で得た測定値からパンチヘッドにか
かる力を求めるとともにこの力に基づいてパンチヘッド
の押し込み量を制御する制御手段とを備えていることに
特徴を有している。
【０００７】
【作用】本発明によれば、片持ち梁である歪検出部に設
けた歪測定部材から得られる歪量に基づいて、パンチヘ
ッドの押し込み量を制御して所要の曲げ加工を行うこと
ができる。
けた歪測定部材から得られる歪量に基づいて、パンチヘ
ッドの押し込み量を制御して所要の曲げ加工を行うこと
ができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、図１に示す実施例では、プレス機の上型における
パンチ取付部１の下面から下方に垂下された歪検出部２
の下端にパンチヘッド３を設けるとともに、歪検出部２
の両側面において上下方向３カ所に、３対の歪ゲージＡ
１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３を貼り付けてある。
なお、各対は歪検出部２に対して軸対象となる位置に配
してある。歪ゲージは歪が発生すると電気抵抗が変化す
る抵抗素子であるが、半導体ゲージのように感度の高い
ものであることが好ましい。
ると、図１に示す実施例では、プレス機の上型における
パンチ取付部１の下面から下方に垂下された歪検出部２
の下端にパンチヘッド３を設けるとともに、歪検出部２
の両側面において上下方向３カ所に、３対の歪ゲージＡ
１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３を貼り付けてある。
なお、各対は歪検出部２に対して軸対象となる位置に配
してある。歪ゲージは歪が発生すると電気抵抗が変化す
る抵抗素子であるが、半導体ゲージのように感度の高い
ものであることが好ましい。
【０００９】そしてこれら３対６枚の歪ゲージの出力か
ら、パンチヘッド３で被加工材である板材９を押圧する
ことで板材９に曲げを施す時にパンチヘッド３に発生す
る軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを求めて、図２ある
いは図３に示すフローに基づく板材９の曲げ加工にあた
ってのパンチヘッド３の下降量の制御を行っているので
あるが、上記軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは、次の
ようにして求めている。
ら、パンチヘッド３で被加工材である板材９を押圧する
ことで板材９に曲げを施す時にパンチヘッド３に発生す
る軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘを求めて、図２ある
いは図３に示すフローに基づく板材９の曲げ加工にあた
ってのパンチヘッド３の下降量の制御を行っているので
あるが、上記軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは、次の
ようにして求めている。
【００１０】すなわち、歪ゲージの貼り付け位置ｉにお
いて歪検出部２に生ずる曲げモーメントをＭｉ、曲げモ
ーメントのみによる応力をσＭｉ 、全歪をεＡｊ ，ε
Ｂｊ 、曲げモーメントのみによる歪εＭｉ 、軸力のみに
よる歪をεＦ とし、さらに歪検出部２の弾性係数をＥ、
断面係数をＺ、パンチヘッド２と板材９との接触点の歪
検出部中心からの距離をｅとすると、Ｍ１ ＝Ｆｘ・（１−１１）−Ｆｚ・ｅＭ２ ＝Ｆｘ・（１−１２）−Ｆｚ・ｅσＭｉ ＝Ｅ・σＭｉ ＝Ｍｉ／Ｚ したがって、軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは Ｆｘ＝Ｚ・Ｅ・（εＭｉ−εＭ２）／１２ Ｆｚ＝Ｅ・εＦ として求めることができる。
いて歪検出部２に生ずる曲げモーメントをＭｉ、曲げモ
ーメントのみによる応力をσＭｉ 、全歪をεＡｊ ，ε
Ｂｊ 、曲げモーメントのみによる歪εＭｉ 、軸力のみに
よる歪をεＦ とし、さらに歪検出部２の弾性係数をＥ、
断面係数をＺ、パンチヘッド２と板材９との接触点の歪
検出部中心からの距離をｅとすると、Ｍ１ ＝Ｆｘ・（１−１１）−Ｆｚ・ｅＭ２ ＝Ｆｘ・（１−１２）−Ｆｚ・ｅσＭｉ ＝Ｅ・σＭｉ ＝Ｍｉ／Ｚ したがって、軸方向力Ｆｚ及び水平方向力Ｆｘは Ｆｘ＝Ｚ・Ｅ・（εＭｉ−εＭ２）／１２ Ｆｚ＝Ｅ・εＦ として求めることができる。
【００１１】また、εＭ１ は歪ゲージＡ１，Ｂ１を備え
た図４（ａ）のブリッジ回路で、εＭ２ は歪ゲージＡ
２，Ｂ２を備えた図４（ｂ）のブリッジ回路で、εＦ の
値は歪ゲージＡ３，Ｂ３を備えた図４（ｃ）のブリッジ
回路で簡便に求めることができる。図中Ｒは、温度ある
いは歪検出部の変形により抵抗値が変化しない基準抵抗
であり、εＭ１ 及びεＭ２ を求める回路構成においては
温度補償効果を有している。そして、このようなブリッ
ジ回路を形成する回路パターンを備えた回路板５あるい
は回路パターンそのものを、図５に示すように、歪検出
部２における歪ゲージの貼り付け面以外の面に取り付け
ると、配線の簡略化及び断線の危険性の減少を図ること
ができる。回路パターンを歪検出部２表面に直接形成す
る場合は、歪検出部２の表面に樹脂コーティングあるい
はセラミック溶射で絶縁層を形成し、この上に銅箔を貼
り付けた後にエッチング処理を施したり、金属層を溶射
することによって形成する。
た図４（ａ）のブリッジ回路で、εＭ２ は歪ゲージＡ
２，Ｂ２を備えた図４（ｂ）のブリッジ回路で、εＦ の
値は歪ゲージＡ３，Ｂ３を備えた図４（ｃ）のブリッジ
回路で簡便に求めることができる。図中Ｒは、温度ある
いは歪検出部の変形により抵抗値が変化しない基準抵抗
であり、εＭ１ 及びεＭ２ を求める回路構成においては
温度補償効果を有している。そして、このようなブリッ
ジ回路を形成する回路パターンを備えた回路板５あるい
は回路パターンそのものを、図５に示すように、歪検出
部２における歪ゲージの貼り付け面以外の面に取り付け
ると、配線の簡略化及び断線の危険性の減少を図ること
ができる。回路パターンを歪検出部２表面に直接形成す
る場合は、歪検出部２の表面に樹脂コーティングあるい
はセラミック溶射で絶縁層を形成し、この上に銅箔を貼
り付けた後にエッチング処理を施したり、金属層を溶射
することによって形成する。
【００１２】図６に示すように、ブリッジ回路を構成す
る歪ゲージと基準抵抗とをフレキシブル基板６上に形成
して、このフレキシブル基板６を歪検出部２に貼り付け
るようにしてもよい。この場合の歪ゲージＡ１，Ｂ１は
たとえばニクロム抵抗体からなるフレキシブル基板６上
にパターン作成で形成できるものとしておく。基準抵抗
Ｒは外付けであってもよい。また、フレキシブル基板６
としては、歪検出部２の材料と線膨張係数において差が
ないものが望ましく、歪検出部２が普通綱材からなる時
は、フェノール樹脂あるいはポリイミド樹脂からなるフ
レキシブル基板６を用いる。
る歪ゲージと基準抵抗とをフレキシブル基板６上に形成
して、このフレキシブル基板６を歪検出部２に貼り付け
るようにしてもよい。この場合の歪ゲージＡ１，Ｂ１は
たとえばニクロム抵抗体からなるフレキシブル基板６上
にパターン作成で形成できるものとしておく。基準抵抗
Ｒは外付けであってもよい。また、フレキシブル基板６
としては、歪検出部２の材料と線膨張係数において差が
ないものが望ましく、歪検出部２が普通綱材からなる時
は、フェノール樹脂あるいはポリイミド樹脂からなるフ
レキシブル基板６を用いる。
【００１３】より正確な曲げ加工を行うには、図７に示
すように、歪検出部２がたわむことによって生ずるパン
チヘッド３と板材９との接触位置の変化量Δｅを Δｅ＝１２・（２Ｆｘ．１＋３Ｆｚ・ｅ）／３・（２Ｅ
・Ｉ＋Ｆｚ・１２ ） として求めて、この変化量Δｅに基づいて、パンチヘッ
ド３と板材９との接触位置ｅを補正することができるよ
うにしておくとよい。計測荷重及び押し込み量の高精度
化を図ることができる。図８あるいは図９は、この接触
位置補正を行う場合のフローの例を示している。
すように、歪検出部２がたわむことによって生ずるパン
チヘッド３と板材９との接触位置の変化量Δｅを Δｅ＝１２・（２Ｆｘ．１＋３Ｆｚ・ｅ）／３・（２Ｅ
・Ｉ＋Ｆｚ・１２ ） として求めて、この変化量Δｅに基づいて、パンチヘッ
ド３と板材９との接触位置ｅを補正することができるよ
うにしておくとよい。計測荷重及び押し込み量の高精度
化を図ることができる。図８あるいは図９は、この接触
位置補正を行う場合のフローの例を示している。
【００１４】図１０（ａ）に示すように、歪検出部２に
２対４個の歪ゲージＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２を貼り付け
ただけの場合でも、やはりεＭｉ ，εＦ を算出してＦ
ｘ，Ｆｚを求めることができる。この時、図１０（ｂ）
（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示すブリッジ回路を用いて、歪ゲ
ージを貼り付けた場所の全歪からεＭ１ ＝（εＢ１ −εＡ１ ）／２εＭ２ ＝（εＢ２ −εＡ２ ）／２εＦ ＝（εＢ２ ＋εＡ２ ）／２ の演算を行って、εＭ１，εＭ２，εＦ を算出すると、
表裏面の歪が明白となり、この結果、歪検出部２のたわ
みによる軸力の発生のために表裏面の曲げモーメントの
みによる歪量に差が発生してもこれを補正することがで
きる。
２対４個の歪ゲージＡ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２を貼り付け
ただけの場合でも、やはりεＭｉ ，εＦ を算出してＦ
ｘ，Ｆｚを求めることができる。この時、図１０（ｂ）
（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示すブリッジ回路を用いて、歪ゲ
ージを貼り付けた場所の全歪からεＭ１ ＝（εＢ１ −εＡ１ ）／２εＭ２ ＝（εＢ２ −εＡ２ ）／２εＦ ＝（εＢ２ ＋εＡ２ ）／２ の演算を行って、εＭ１，εＭ２，εＦ を算出すると、
表裏面の歪が明白となり、この結果、歪検出部２のたわ
みによる軸力の発生のために表裏面の曲げモーメントの
みによる歪量に差が発生してもこれを補正することがで
きる。
【００１５】図１１に示す実施例は、図１及び図４
（ｃ）に示した実施例における温度補償をより正確に行
うことができるようにしたもので、パンチ取付部１の下
面から一対の歪検出部２，２を下方に垂下するととも
に、同一特性を有している両歪検出部２，２のうちの一
方に曲げ加工を担うパンチヘッド３を設け、パンチヘッ
ド３を備えていない歪検出部２には、パンチヘッド３を
備えている歪検出部２に設けた歪ゲージＡ３，Ｂ３と同
一特性の一対の温度補償用歪ゲージβ，βを設けて、図
４（ｃ）に対応するものとして、図１２（ｂ）に示す構
成のブリッジ回路とする。図４（ａ）（ｂ）や図１０に
示した場合に対応させる時には、図１１中の歪ゲージＡ
３，Ｂ３のいずれか一方の計測用ゲージαと、温度補償
用歪ゲージβ，βの一方とで図１２（ａ）に示すブリッ
ジ回路を構成する。
（ｃ）に示した実施例における温度補償をより正確に行
うことができるようにしたもので、パンチ取付部１の下
面から一対の歪検出部２，２を下方に垂下するととも
に、同一特性を有している両歪検出部２，２のうちの一
方に曲げ加工を担うパンチヘッド３を設け、パンチヘッ
ド３を備えていない歪検出部２には、パンチヘッド３を
備えている歪検出部２に設けた歪ゲージＡ３，Ｂ３と同
一特性の一対の温度補償用歪ゲージβ，βを設けて、図
４（ｃ）に対応するものとして、図１２（ｂ）に示す構
成のブリッジ回路とする。図４（ａ）（ｂ）や図１０に
示した場合に対応させる時には、図１１中の歪ゲージＡ
３，Ｂ３のいずれか一方の計測用ゲージαと、温度補償
用歪ゲージβ，βの一方とで図１２（ａ）に示すブリッ
ジ回路を構成する。
【００１６】ところで、片持ち梁である歪検出部２は、
歪が大きく且つ弾性域の広い材料、つまり弾性係数が小
さく、降伏応力あるいは降伏歪の大きい材料で形成して
おくことが好ましく、パンチヘッド３は、耐摩耗性が高
く且つ変形しにくい材料で形成しておくことが好まし
い。たとえば、歪検出部２はニッケルクロム鋼で、パン
チヘッド３はダイス鋼を用いるのである。この場合、測
定範囲が広くなる上に感度も高くなる。
歪が大きく且つ弾性域の広い材料、つまり弾性係数が小
さく、降伏応力あるいは降伏歪の大きい材料で形成して
おくことが好ましく、パンチヘッド３は、耐摩耗性が高
く且つ変形しにくい材料で形成しておくことが好まし
い。たとえば、歪検出部２はニッケルクロム鋼で、パン
チヘッド３はダイス鋼を用いるのである。この場合、測
定範囲が広くなる上に感度も高くなる。
【００１７】また、歪検出部２は、その軸力のみによる
歪が大きくて変形（先端部のたわみ）が小さくなる形状
としておくことが望ましい。この点について詳しく説明
すると、歪検出部２の許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍ、
測定歪範囲をεＦａ ，εＭａ 以上、許容最大たわみをδ
ａとし、許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍが発生している
時の軸力のみによる歪、モーメントのみによる歪、全
歪、モーメント及びたわみを各々εＦｍ ，εＭｍ ，
εｍ ，Ｍｍ，δｍとし、さらに歪検出部２の断面積を
Ａ、断面２次モーメントをＩ、降伏歪をεｙとすると、 Ｍｍ＝Ｆｚｍ・ｅ−Ｆｘｍ・１εＦｍ ＝Ｆｚｍ／Ｅ・ＡεＭｍ ＝Ｍｍ・ｈ／２・Ｅ・Ｉ となり、歪検出部２が塑性変形しない条件はεｍ ＝εＦｍ ＋εＭｍ ＜εｙ … １） で表されるために、 εｙ ＞（Ｆｚｍ／Ａ＋Ｍｍ・ｈ／２・Ｉ）／Ｅ … ２） となる。また測定歪範囲の条件より、弾性係数はεＦｍ ＞εＦａ … ３）εＭｍ ＞εＭａ ＞ … ４） の両式を満足しなくてはならない。ここで、式３）より Ｅ＜Ｆｚｍ／Ａ・εＦａ …５） 式４）より Ｅ＜Ｍｍ・ｈ／２・Ｉ・εＭｍ …６） たわみ量は少ない事が望ましいので δｍ＜δａ … ７） 式７）より Ｉ＞（Ｆｘｍ・１３／３＋Ｆｚｍ・ｅ・１２／２）／δａ・Ｅ … ８） 式３）、４）より Ｉ＜Ｍｍ・ｈ／（２・Ｅ・εＭａ … ９） Ａ＜Ｆｚｍ／（Ｅ・εＦａ … １０） よって、上記式８），９），１０）を満たす形状とすれ
ばよい。
歪が大きくて変形（先端部のたわみ）が小さくなる形状
としておくことが望ましい。この点について詳しく説明
すると、歪検出部２の許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍ、
測定歪範囲をεＦａ ，εＭａ 以上、許容最大たわみをδ
ａとし、許容最大荷重をＦｚｍ，Ｆｘｍが発生している
時の軸力のみによる歪、モーメントのみによる歪、全
歪、モーメント及びたわみを各々εＦｍ ，εＭｍ ，
εｍ ，Ｍｍ，δｍとし、さらに歪検出部２の断面積を
Ａ、断面２次モーメントをＩ、降伏歪をεｙとすると、 Ｍｍ＝Ｆｚｍ・ｅ−Ｆｘｍ・１εＦｍ ＝Ｆｚｍ／Ｅ・ＡεＭｍ ＝Ｍｍ・ｈ／２・Ｅ・Ｉ となり、歪検出部２が塑性変形しない条件はεｍ ＝εＦｍ ＋εＭｍ ＜εｙ … １） で表されるために、 εｙ ＞（Ｆｚｍ／Ａ＋Ｍｍ・ｈ／２・Ｉ）／Ｅ … ２） となる。また測定歪範囲の条件より、弾性係数はεＦｍ ＞εＦａ … ３）εＭｍ ＞εＭａ ＞ … ４） の両式を満足しなくてはならない。ここで、式３）より Ｅ＜Ｆｚｍ／Ａ・εＦａ …５） 式４）より Ｅ＜Ｍｍ・ｈ／２・Ｉ・εＭｍ …６） たわみ量は少ない事が望ましいので δｍ＜δａ … ７） 式７）より Ｉ＞（Ｆｘｍ・１３／３＋Ｆｚｍ・ｅ・１２／２）／δａ・Ｅ … ８） 式３）、４）より Ｉ＜Ｍｍ・ｈ／（２・Ｅ・εＭａ … ９） Ａ＜Ｆｚｍ／（Ｅ・εＦａ … １０） よって、上記式８），９），１０）を満たす形状とすれ
ばよい。
【００１８】図１３及び図１４は、上記特性を満足する
歪検出部２の形状例を示すもので、図１３に示すもので
は軸方向のリブを、図１４に示すものでは軸方向の溝を
設けて、リブで囲まれたところや溝の底面に歪ゲージを
配置することで歪ゲージへの接触防止もなされるように
している。以上の実施例における歪ゲージに代えて、歪
検出部２に格子状の印を付すとともに、この格子の変化
をカメラで撮像することによって歪を検出するようにし
てもよい。
歪検出部２の形状例を示すもので、図１３に示すもので
は軸方向のリブを、図１４に示すものでは軸方向の溝を
設けて、リブで囲まれたところや溝の底面に歪ゲージを
配置することで歪ゲージへの接触防止もなされるように
している。以上の実施例における歪ゲージに代えて、歪
検出部２に格子状の印を付すとともに、この格子の変化
をカメラで撮像することによって歪を検出するようにし
てもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明においては、片持ち
梁である歪検出部に設けた歪測定部材から得られる歪量
に基づいて、パンチヘッドの押し込み量を制御して所要
の曲げ加工を行うことができるものであり、精度の高い
曲げ加工を簡便に行うことができる。
梁である歪検出部に設けた歪測定部材から得られる歪量
に基づいて、パンチヘッドの押し込み量を制御して所要
の曲げ加工を行うことができるものであり、精度の高い
曲げ加工を簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の概略説明図である。
【図２】同上のフローチャートである。
【図３】同上の他のフローチャートである。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は夫々各歪ゲージを構成部
材とするブリッジ回路の回路図である。
材とするブリッジ回路の回路図である。
【図５】実施例の部分斜視図である。
【図６】他の実施例の部分斜視図である。
【図７】他の実施例の説明図である。
【図８】同上のフローチャートである。
【図９】同上の他のフローチャートである。
【図１０】（ａ）は別の例の説明図、（ｂ）（ｃ）
（ｄ）（ｅ）は夫々各歪ゲージを構成部材とするブリッ
ジ回路の回路図である。
（ｄ）（ｅ）は夫々各歪ゲージを構成部材とするブリッ
ジ回路の回路図である。
【図１１】さらに他の例の説明図である。
【図１２】（ａ）は温度補償のための基本的ブリッジ回
路の回路図、（ｂ）は一実施例への適用例の場合の回路
図である。
路の回路図、（ｂ）は一実施例への適用例の場合の回路
図である。
【図１３】（ａ）は他の実施例の説明図、（ｂ）及び
（ｃ）は夫々断面形状例を示す断面図である。
（ｃ）は夫々断面形状例を示す断面図である。
【図１４】（ａ）は別の実施例の説明図、（ｂ）及び
（ｃ）は夫々断面形状例を示す断面図である。
（ｃ）は夫々断面形状例を示す断面図である。
【図１５】従来例の説明図である。
【符号の説明】 ２ 歪検出部 ３ パンチヘッド Ａ１，Ｂ１〜Ａ３，Ｂ３ 歪ゲージ
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１０】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１３】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１４】
Claims (15)
- 【請求項１】 パンチヘッドを被加工材に押し付けて被
加工材に曲げ加工を行うにあたり、パンチヘッドの押し
込み方向先端に該パンチヘッドが設けられた片持ち梁で
ある歪検出部に生じる歪からパンチヘッドにかかる力を
測定し、この測定した力に基づいてパンチヘッドの押し
込み量を制御することを特徴とする曲げ加工方法。 - 【請求項２】 片持ち梁である歪検出部の軸方向３箇所
において歪検出部に生ずる歪を測定して、これら歪の測
定値からパンチヘッドにかかる力を求めていることを特
徴とする請求項１記載の曲げ加工方法。 - 【請求項３】 片持ち梁である歪検出部の軸方向２箇所
において歪検出部に生ずる歪を測定して、これら歪の測
定値からパンチヘッドにかかる力を求めていることを特
徴とする請求項１記載の曲げ加工方法。 - 【請求項４】 パンチヘッドにおける被加工材との接触
位置のずれを求めて、このずれから押し込み量の補正を
行うことを特徴とする請求項１記載の曲げ加工方法。 - 【請求項５】 歪測定時に温度補償手段による温度補償
を行うことを特徴とする請求項１記載の曲げ加工方法。 - 【請求項６】 歪の測定部材として歪ゲージを用いると
ともに、歪ゲージと基準抵抗とによるブリッジ回路を用
いることを特徴とする請求項２または３記載の曲げ加工
方法。 - 【請求項７】 歪の測定部材から得られた全歪のデータ
から、曲げモーメントのみによる歪εＭｉと軸力のみに
よる歪εＦとを算出し、ここからパンチヘッドにかかる
力を求めていることを特徴とする請求項２または３記載
の曲げ加工方法。 - 【請求項８】 片持ち梁である歪検出部のたわみによる
軸力についての補正を行うことを特徴とする請求項７記
載の曲げ加工方法。 - 【請求項９】 パンチヘッドの押し込み方向先端に該パ
ンチヘッドが設けられた片持ち梁である歪検出部を備え
るとともに、この歪検出部に生ずる歪を測定する歪測定
部材と、歪測定部材で得た測定値からパンチヘッドにか
かる力を求めるとともにこの力に基づいてパンチヘッド
の押し込み量を制御する制御手段とを備えていることを
特徴とする曲げ加工装置。 - 【請求項１０】 歪検出部は弾性係数が小であり且つ降
伏応力あるいは降伏歪が大である材料で形成されている
ことを特徴とする請求項９記載の曲げ加工装置。 - 【請求項１１】 歪検出部はニッケルクロム鋼で形成さ
れ、パンチヘッドはダイス鋼で形成されていることを特
徴とする請求項１０記載の曲げ加工装置。 - 【請求項１２】 歪検出部は、軸力による歪が大となり
且つたわみが小となる形状に形成されていることを特徴
とする請求項９記載の曲げ加工装置。 - 【請求項１３】 歪検出部はその軸方向に走るリブもし
くは溝を備え、歪の測定部材は複数のリブで囲まれた位
置、もしくは溝の底部に配されていることを特徴とする
請求項１２記載の曲げ加工装置。 - 【請求項１４】 歪測定部材は歪ゲージであり、歪ゲー
ジを構成部材とするブリッジ回路が歪検出部に取り付け
られていることを特徴とする請求項９記載の曲げ加工装
置。 - 【請求項１５】 歪測定部材は歪ゲージであり、歪ゲー
ジを構成部材とするブリッジ回路がフレキシブル基板上
に形成されて、このフレキシブル基板が歪検出部に取り
付けられていることを特徴とする請求項９記載の曲げ加
工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15578593A JP3491294B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 曲げ加工方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15578593A JP3491294B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 曲げ加工方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH079034A true JPH079034A (ja) | 1995-01-13 |
| JP3491294B2 JP3491294B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=15613371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15578593A Expired - Fee Related JP3491294B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 曲げ加工方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3491294B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005199336A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Amada Co Ltd | 金型及び同金型に使用する歪みセンサユニット |
| JP2009109495A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Schott Ag | ひずみセンサ用パッケージ |
| JP2010046698A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Toyota Motor Corp | プレス加工用金型アセンブリとプレス装置 |
| WO2019131605A1 (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-04 | ミネベアミツミ株式会社 | ひずみゲージ、センサモジュール |
| JP2020071189A (ja) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | ユニパルス株式会社 | 力検出器、力検出器を備えたアームロボット及び力検出器の製造方法 |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP15578593A patent/JP3491294B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111758012A (zh) * | 2017-12-28 | 2020-10-09 | 美蓓亚三美株式会社 | 应变片及传感器模块 |
| US11448560B2 (en) | 2017-12-28 | 2022-09-20 | Minebea Mitsumi Inc. | Strain gauge and sensor module |
| JP2023118854A (ja) * | 2017-12-28 | 2023-08-25 | ミネベアミツミ株式会社 | ひずみゲージ、センサモジュール |
| JP2020071189A (ja) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | ユニパルス株式会社 | 力検出器、力検出器を備えたアームロボット及び力検出器の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3491294B2 (ja) | 2004-01-26 |
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