JPH1085841A - 板材の曲げ加工方法及びこの曲げ方法を利用した板材加工機並びに曲げ金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲げ補正データを用いることなく高精度な曲
げ位置への金型の位置決めを行うことにより高精度の曲
げ加工を行うことのできる板材の曲げ加工方法及びその
装置を提供する。 【解決手段】 けがき線ＫＬに沿って板材Ｗの曲げ加工
を行う際に、曲げ用押え金型２７に設けられているけが
き線検出装置４５がけがき線ＫＬを検出し、座標測定装
置４７が座標値を得る。演算処理装置４９が検出された
けがき線ＫＬと曲げ用押え金型２７Ｌの位置関係や角度
を算出し、必要な場合には補正指令装置５１により曲げ
用押え金型２７とけがき線ＫＬとの位置関係等を補正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は板材の曲げ加工方
法及びこの加工方法を利用した板材加工機並びに曲げ金
型に係り、さらに詳しくは、けがき線に沿って曲げ加工
を行う板材の曲げ加工方法及びこの加工方法を利用した
板材加工機並びに曲げ金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空中に保持された板材に対し
てレーザ加工機と左右のロボットにより加工を行うタイ
プの複合加工機においては、機械的にレーザ加工機の
Ｘ、Ｙ、Ｚの通りと左右ロボットの通りを合せた後、実
際に試し加工を行い加工された板材を測定して必要な補
正を行うという方法が採られている。

【０００３】

【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、板材の全面において高精度
加工を行おうとすると、板材面に対して細かいメッシュ
で補正データを得る必要がある。すなわち、補正値測定
を行った後補正データをメモリし、加工時にメモリされ
たデータを取り出して加工に反映させる必要があり、加
工工程が煩雑になるという問題がある。

【０００４】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、曲げ補正データを用
いることなく高精度な曲げ位置への曲げ用押え金型の位
置決めを行うことにより高精度の曲げ加工を行うことの
できる板材の曲げ加工方法及びこの加工方法を利用した
板材加工機並びに曲げ金型を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明の板材の曲げ加工方法は、一
対の曲げ用押え金型のうちの一方に設けられているけが
き線検出装置により曲げ線に沿ってけがかれているけが
き線の位置及び曲げ用押え金型に対する角度を検出し、
前記曲げ用押え金型の先端を前記けがき線に合せた後、
曲げ金型により板材の曲げ加工を行うことを特徴とする
ものである。

【０００６】従って、曲げ用押え金型のけがき線検出装
置が板材にけがかれているけがき線を検出して、曲げ用
押え金型との位置関係を検出するので、曲げ用押え金型
の位置を補正することによりけがき線に曲げ用押え金型
の先端を正確に合せることができる。このため、従来の
ように曲げ補正データを測定したりメモリしたりする必
要がない。

【０００７】請求項２による発明の板材の曲げ加工方法
は、請求項１記載のけがき線が加工製品の内側となる面
にけがかれていることを特徴とするものである。

【０００８】従って、製品完成後はけがき線は内側に隠
れるので外観を害しない。

【０００９】請求項３による発明の板材の曲げ加工方法
は、請求項１または２記載のけがき線がレーザ加工機に
よりけがかれていることを特徴とするものである。

【００１０】従って、レーザ加工機及び曲げ加工機を有
する複合加工機においてはけがき、切断、曲げ等を同一
機械で行うことができる。

【００１１】請求項４による発明の板材加工機は、一対
の曲げ用押え金型を板材にけがかれたけがき線に合せて
曲げ加工を行う板材加工機であって、この曲げ用押え金
型の少なくとも一方に設けられているけがき線検出装置
と、このけがき線検出装置からの信号によりけがき線の
座標を求める座標測定装置と、この座標測定装置により
得られた座標から前記曲げ用押え金型に対するけがき線
の位置及び傾き角度を算出する演算処理装置と、この演
算処理装置により得られた位置及び角度に基づいて前記
曲げ用押え金型の先端を前記けがき線に合せるべく曲げ
用押え金型を板材に対して相対的に移動させる補正指令
装置と、を備えてなることを特徴とするものである。

【００１２】従って、けがき線に沿って板材の曲げ加工
を行う際に、曲げ用押え金型に設けられているけがき線
検出装置がけがき線を検出し、このけがき線の座標を座
標測定装置により求め、この座標値に基づいて演算処理
装置がけがき線と曲げ用押え金型の位置関係や角度を算
出し、必要な場合には補正指令装置により曲げ用押え金
型と板材との位置関係等を補正する。

【００１３】請求項５による発明の板材加工機は、請求
項４記載のけがき線検出装置が曲げ用押え金型に設けら
れた複数のセンサを備えてなることを特徴とするもので
ある。

【００１４】従って、複数のセンサによりけがき線を検
出するので曲げ用押え金型とけがき線のずれ角度を検出
することができる。

【００１５】請求項６による発明の板材加工機は、請求
項４または５記載の板材加工機が、けがき線をけがくこ
とのできるレーザ加工機を備えてなることを特徴とする
ものである。

【００１６】従って、レーザ加工機及び曲げ加工機を有
する複合加工機においてはけがき、切断、曲げ等を同一
機械で行うことができる。

【００１７】請求項７による発明の板材加工機は、請求
項４または５記載の曲げ用押え金型を装着して曲げ加工
を行うことのできるロボットを備えてなることを特徴と
するものである。

【００１８】従って、板材加工機のロボットが曲げ用押
え金型をけがき線に合せて板材の曲げ加工を行う。

【００１９】請求項８による発明の曲げ金型は、けがき
線等加工物に施されている位置情報を検出するための位
置検出装置を少なくとも１個を備えたことを特徴とする
ものである。

【００２０】従って、例えばけがき線に沿って曲げ金型
で曲げ加工を行う際に、位置情報としてのけがき線を位
置検出装置で検出することにより、正確な曲げ加工が行
われる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基づいて説明する。

【００２２】図２には、板材加工機としての三次元板材
加工機１の全体が示されている。この三次元板材加工機
１は、内部を視認できるほぼ半球状のカバー３を有して
いる。このカバー３には、板材Ｗの搬入及び製品の搬出
のための図示省略の出入口が設けられている。

【００２３】前記カバー３の内部には、ベース５上に門
型のフレーム７が立設されている。このフレーム７にお
ける上部梁９の上面にはガイドレール１１がＸ軸方向
（図２中紙面直角方向）へ敷設されており、このガイド
レール１１の上をガイド部材１３によりＸ軸方向へ移動
・位置決め自在のＸ軸キャレッジ１５が設けられてい
る。

【００２４】前記Ｘ軸キャレッジ１５の側面（図２中紙
面上面）には、Ｚ軸キャレッジ１７がＹ軸方向及びＺ軸
方向へ移動・位置決め自在に設けられている。このＺ軸
キャレッジ１７の下端にはレーザ加工機としての三次元
レーザ加工ヘッド１９が設けられており、Ｚ軸キャレッ
ジ１７の昇降に伴い一体で昇降する。この加工ヘッド１
９の下端にはレーザビームＬＢを照射するノズル２１が
装着されている。

【００２５】一方、ベース５上における左右両側（図２
中左右両側）には、ロボット２３Ｌ、２３Ｒが相対向し
て設けられている。このロボット２３Ｌ、２３Ｒは各々
Ａ軸回りに３６０度回転自在のアーム２５を有してお
り、このアーム２５の先端には板材Ｗを挟んで曲げ加工
を行うための曲げ用押え金型２７Ｌ、２７Ｒを各々装着
している。なお、図示は省略するが、前記ロボット２３
Ｌ、２３Ｒの近辺には、ロボット２３Ｌ、２３Ｒに装着
される工具を交換するための金型マガジンが設けられて
いる。

【００２６】また、前記ベース５上の中央にはＸ軸方向
にガイドレール２９が敷設されており、このガイドレー
ル２９上を車輪３１により移動する板材シャトル３３が
設けられている。この板材シャトル３３は、板材Ｗを中
央部に固定する板材ホルダ３５が加工に対応して９０度
ごとに４ポジション回転移動可能に設けられている。

【００２７】なお、三次元板材加工機１の近傍には、前
記レーザ加工ヘッド１９およびロボット２３Ｌ、２３Ｒ
の各軸と、レーザ出力を制御するためのＮＣ装置３７が
設けられている。また、板材ホルダ３５に保持される板
材Ｗの大きさは、例えば１２１９×１２１９ｍｍであ
る。

【００２８】すなわち、前記三次元レーザ加工ヘッド１
９は前述のようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動・位置決め自
在であり、さらにノズル２１はＷ軸方向へ一定量移動自
在となっている。また、三次元レーザ加工ヘッド１９は
Ａ軸及びＣ軸方向へ回転自在となっているので、全体と
してＸ、Ｙ、Ｚ、Ｗの４直線軸と、Ａ軸、Ｃ軸の２回転
軸から６軸で構成されている。また、前記ロボット２３
Ｌ、２３Ｒは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３直線軸とアーム２
５の中心Ａを回転軸とする４軸で構成されている。

【００２９】従って、板材ホルダ３５に保持された板材
Ｗを三次元板材加工機１によって穴加工や製品の切断加
工を行い、ロボット２３Ｌ、２３Ｒの曲げ用押え金型２
７Ｌ、２７Ｒ等を取り替えることにより成形加工や曲げ
加工を行うことができる。また、必要であれば、三次元
板材加工機１により溶接加工を行って、製品を作製す
る。

【００３０】図３には、前記ロボット２３Ｌ、２３Ｒに
装着される曲げ用押え金型２７Ｌ、２７Ｒおよび曲げ金
型３９が示されている。左のロボット２３Ｌのアーム２
５Ｌに装着されている曲げ用押え金型２７Ｌには、板材
Ｗの曲げ角度を検出する角度検出器４１が設けられてい
る。

【００３１】一方、右のロボット２３Ｒのアーム２５Ｒ
の先端には金型ブロック４３が装着されており、この金
型ブロック４３内部には曲げ用押え金型２７Ｌ、２７Ｒ
と共に曲げ金型３９が設けられている。

【００３２】従って、左の曲げ用押え金型２７Ｌと右の
曲げ用押え金型２７Ｒにより板材Ｗを挟み、右の曲げ金
型３９を図示省略の駆動手段によりＹ軸左方向（図３中
左方向）へ押出して曲げ金型３９の先端を左下方へ移動
させることにより板材Ｗの曲げ加工を行う。このため、
左の曲げ用押え金型２７Ｌの先端を折り曲げ位置である
板材Ｗのけがき線ＫＬ（図７参照）に正確に合せること
が曲げ精度に大きく影響する。

【００３３】図４〜図６には、前記左のロボット２３Ｌ
および左の曲げ用押え金型２７Ｌの詳細が示されてい
る。図４を参照するに、曲げ用押え金型２７Ｌにはけが
き線検出装置として間隔ＸＬで一対のセンサ４５Ｌ、４
５Ｒが埋め込まれており、板材Ｗにけがかれているけが
き線ＫＬ（図７参照）を確認できるようになっている。
また、駆動モータＭでシャフトＳを回転させることによ
り、アーム２５Ｌを介して左の曲げ用押え金型２７Ｌが
図４において左右方向へ移動されるようになっている。

【００３４】図１を参照するに、前記ＮＣ装置３７は、
前記センサ４５Ｌ、４５Ｒからの検出信号を受けてけが
き線ＫＬの座標値を求める座標測定装置４７と、この座
標測定装置４７からの座標値に基づいて曲げ用押え金型
２７Ｌとけがき線ＫＬの相対的位置および角度等を求め
る演算処理装置４９と、演算処理の結果曲げ用押え金型
２７Ｌの位置補正の必要がある場合にロボット２３Ｌ、
２３Ｒの各軸を制御する補正指令装置５１とを有してい
る。

【００３５】図７を併せて参照するに、けがき線ＫＬと
曲げ用押え金型２７Ｌとの位置関係が角度θだけずれて
いる場合の補正は、図７中ロボット２３Ｌを−Ｚ軸方向
（図７中下方向）に軸送りして曲げ用押え金型２７Ｌを
移動させ、センサ４５Ｌがけがき線ＫＬを検出したとき
のＺ座標値ＺＬを座標測定装置４７が読み込む。さらに
−Ｚ軸方向へ軸送りして、センサ４５Ｒがけがき線ＫＬ
を検出したときのＺ座標値ＺＲを座標測定装置４７が読
み込む。

【００３６】得られた座標値ＺＬ、ＺＲから、演算処理
装置４９がロボット２３ＬのＡ軸回りの補正量を算出す
る。すなわち、θ＝ sin^-1｛（ＺＲ−ＺＬ）／ＸＬ｝が
得られる。補正指令装置５１は、ロボット２３Ｌ、２３
ＲのＡ軸に対する駆動手段に指令して、この補正量θだ
けアーム２５Ｌを回転させて曲げ用押え金型２７Ｌの角
度を補正する。

【００３７】次いで、再びロボット２３Ｌを＋Ｚ軸方向
および−Ｚ軸方向へ移動させて角度をチェックし、さら
に曲げ用押え金型２７Ｌの先端位置をけがき線に合せた
後、曲げ加工を行う。

【００３８】次に、図８を参照して三次元板材加工機１
による一連の加工動作について説明する。

【００３９】図８（Ａ）に示されるような製品Ｐを製作
するために、図８（Ｂ）中二点鎖線で示される曲げ線
（すなわち、けがき線ＫＬ）をレーザ加工ヘッド１９に
よりけがく。このとき、このけがき線ＫＬに沿って内側
に曲げ加工される側の面にけがく。

【００４０】次に、図８（Ｂ）中実線で示される切断線
ＣＬに沿ってレーザ加工ヘッド１９により切断する。こ
のとき、完全に切断してしまうと製品が落下してしまう
ため、製品を保持できるように加工の邪魔とならない位
置に図示省略のミクロジョイントが設けられている。

【００４１】レーザ加工が完了すると、左右のロボット
２３Ｌ、２３Ｒを移動させて左ロボット２３Ｌの曲げ用
押え金型２７Ｌの先端を前記けがき線ＫＬに合せる。な
お、レーザ加工ヘッド１９の座標系とロボット２３Ｌ、
２３Ｒの座標系は合せてあるので曲げ用押え金型２７Ｌ
はほぼけがき線ＫＬの位置に合せられるが、板材Ｗのた
わみや金型によっては合わない場合があるので、曲げ用
押え金型２７Ｌに設けられている一対のセンサ４５Ｒ，
４５Ｌを用いて、前述したような手順で曲げ用押え金型
２７Ｌをけがき線ＫＬに正確に合せる。

【００４２】左の曲げ用押え金型２７Ｌの先端をけがき
線ＫＬに正確に合せたら左右の曲げ用押え金型２７Ｌ、
２７Ｒにより板材Ｗを挟持し、右の曲げ金型３９を移動
させて左の曲げ用押え金型２７Ｌ側に曲げ加工を行う。
その後、製品Ｐを板材Ｗから切り離して加工を完了す
る。

【００４３】以上の結果から、一対のセンサ４５Ｒ，４
５Ｌがけがき線ＫＬを自動で検出し、曲げ用押え金型２
７Ｌとけがき線ＫＬのずれを自動で補正するので、従来
のように補正データを測定およびメモリ等することな
く、その時の板材Ｗや曲げ金型３９等の状態に合せて曲
げ用押え金型２７Ｌを確実にけがき線ＫＬ位置に合せる
ことができる。また、ロボット２３Ｌ、２３Ｒの機械精
度ではなく、レーザ加工の寸法精度を基準にして曲げ加
工を行うことができる。

【００４４】また、けがき線ＫＬは曲げの内側にけがか
れることになるので、製品の外観を損ねない。

【００４５】なお、この発明は前述の実施の形態に限定
されることなく、適宜な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。すなわち、前述の実
施の形態においてはレーザ加工ヘッド１９及び曲げ用の
ロボット２３Ｌ、２３Ｒを有する複合加工機である板材
加工機１について説明したが、その他の曲げ加工機にも
広く適用することができる。

【００４６】また、けがきをレーザ加工により行った場
合について説明したが、これに限るものではなく、ま
た、曲げ加工時のみならず成形加工時の金型の位置決め
にも適用することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よる板材の曲げ加工方法では、曲げ用押え金型のけがき
線検出装置が板材にけがかれているけがき線を検出し
て、曲げ用押え金型との位置関係を検出するので、曲げ
用押え金型の位置を補正することによりけがき線に正確
に合せることができる。このため、従来のように曲げ補
正データを測定したりメモリしたりすることなく高精度
の板材加工を行うことができる。

【００４８】請求項２の発明による板材の曲げ加工方法
では、製品完成後はけがき線は内側に隠れるので外観を
害しない製品を製作することができる。

【００４９】請求項３の発明による板材の曲げ加工方法
では、レーザ加工機及び曲げ加工機を有する複合加工機
においては、けがき、切断、曲げ等を同一機械で行うこ
とができるので、加工精度を高め且つ加工効率の向上を
図ることができる。

【００５０】請求項４の発明による板材加工機では、け
がき線に沿って板材の曲げ加工を行う際に、曲げ用押え
金型に設けられているけがき線検出装置がけがき線を検
出し、このけがき線の座標を座標測定装置により求め、
この座標値に基づいて演算処理装置がけがき線と曲げ用
押え金型の位置関係や角度を算出するので、けがき線に
対する曲げ用押え金型の正確な位置を求めることができ
る。これにより、必要な場合には補正指令装置が曲げ用
押え金型と板材との位置関係等を補正するので、高精度
の加工を行うことができる。

【００５１】請求項５の発明による板材加工機では、複
数のセンサがけがき線を検出するので曲げ用押え金型と
けがき線のずれ角度を検出することができる。

【００５２】請求項６の発明による板材加工機では、レ
ーザ加工機及び曲げ加工機を有する複合加工機において
は、けがき、切断、曲げ等を同一機械で行うことができ
るので、加工効率の向上を図ることができる。

【００５３】請求項７の発明による板材加工機では、板
材加工機のロボットが曲げ用押え金型をけがき線に合せ
て板材の曲げ加工を行う。

【００５４】請求項８の発明による曲げ金型では、例え
ばけがき線に沿って曲げ金型で曲げ加工を行う際に、位
置情報としてのけがき線を位置検出装置で検出すること
により、正確な曲げ加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る板材の曲げ加工方法を適用する
板材加工機のＮＣ装置を示すブロック構成図である。

【図２】板材加工機の全体を示す正面図である。

【図３】ロボットにおける曲げ用押え金型および加工の
状態を示す正面図である。

【図４】左の曲げ用押え金型の詳細図である。

【図５】図４中Ｖ方向から見た側面図である。

【図６】図４中VI方向から見た断面図である。

【図７】センサにより曲げ用押え金型とけがき線の成す
角度を求める説明図である。

【図８】板材加工機によリ加工された製品および加工前
の板材を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 板材加工機 １９ レーザ加工ヘッド（レーザ加工機） ２３ ロボット ２７ 曲げ用押え金型 ４５ センサ（けがき線検出装置） ４７ 座標測定装置 ４９ 演算処理装置 ５１ 補正指令装置 ＫＬ けがき線

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の曲げ用押え金型のうちの一方に設
   けられているけがき線検出装置により曲げ線に沿ってけ
   がかれているけがき線の位置及び曲げ用押え金型に対す
   る角度を検出し、前記曲げ用押え金型の先端を前記けが
   き線に合せた後、曲げ金型により板材の曲げ加工を行う
   ことを特徴とする板材の曲げ加工方法。
2. 【請求項２】 前記けがき線が加工製品の内側となる面
   にけがかれていることを特徴とする請求項１記載の板材
   の曲げ加工方法。
3. 【請求項３】 前記けがき線がレーザ加工機によりけが
   かれていることを特徴とする請求項１または２記載の板
   材の曲げ加工方法。
4. 【請求項４】 一対の曲げ用押え金型を板材にけがかれ
   たけがき線に合せて曲げ加工を行う板材加工機であっ
   て、この曲げ用押え金型の少なくとも一方に設けられて
   いるけがき線検出装置と、このけがき線検出装置からの
   信号によりけがき線の座標を求める座標測定装置と、こ
   の座標測定装置により得られた座標から前記曲げ用押え
   金型に対するけがき線の位置及び傾き角度を算出する演
   算処理装置と、この演算処理装置により得られた位置及
   び角度に基づいて前記曲げ用押え金型の先端を前記けが
   き線に合せるべく曲げ用押え金型を板材に対して相対的
   に移動させる補正指令装置と、を備えてなることを特徴
   とする板材加工機。
5. 【請求項５】 前記けがき線検出装置が曲げ用押え金型
   に設けられた複数のセンサを備えてなることを特徴とす
   る請求項４記載の板材加工機。
6. 【請求項６】 前記板材加工機が、けがき線をけがくこ
   とのできるレーザ加工機を備えてなることを特徴とする
   請求項４または５記載の板材加工機。
7. 【請求項７】 前記曲げ用押え金型を装着して曲げ加工
   を行うことのできるロボットを備えてなることを特徴と
   する請求項４または５記載の板材加工機。
8. 【請求項８】 けがき線等加工物に施されている位置情
   報を検出するための位置検出装置を少なくとも１個を備
   えたことを特徴とする曲げ金型。