KR101802429B1

KR101802429B1 - 프레스 브레이크

Info

Publication number: KR101802429B1
Application number: KR1020167022207A
Authority: KR
Inventors: 마사키 구리하라; 마사히로 니시야마
Original assignee: 가부시키가이샤 아마다 홀딩스
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2035-02-12
Also published as: EP3112040A1; JP6243752B2; US20170066025A1; CN106061638B; TW201540488A; US10549331B2; CN106061638A; EP3112040A4; KR20160108508A; EP3112040B1; JP2015157306A; TWI635949B; WO2015129459A1

Abstract

좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)의 하부에 하부 테이블(9)을 구비하고, 상기 사이드 프레임(5L, 5R)의 상부에 상기 하부 테이블(9)에 대향한 상부 테이블(7)을 구비하고, 상기 상부 테이블(7) 또는 하부 테이블(9)의 한쪽을 램(ram)으로 하여 상하동 가능하게 구비하는 동시에, 상기 램을 상하동하기 위한 좌우의 상하 구동 수단(11L, 11R)을 상기 양 사이드 프레임(5L, 5R)에 구비한 프레스 브레이크로서, 상기 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)에서의 내측면 및 외측면의 양 측면에, 각 사이드 프레임(5L, 5R)의 변형을 검출하기 위한 변형 검출 센서(15A, 15B, 15C, 15D)를 구비함으로써, 사이드 프레임의 좌우 방향으로의 휨을 캔슬하여 상하 방향의 휨을 검출할 수 있다.

Description

프레스 브레이크{PRESS BRAKE}

본 발명은 프레스 브레이크(press brake)에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 프레스 브레이크에서의 좌우의 사이드 프레임의 상하 방향의 휨량(변형량)[amount of vertical deflection (strain)]}을 정확하게 검출하는 기능을 구비한 프레스 브레이크에 관한 것이다.

잘 알려져 있는 바와 같이, 프레스 브레이크는 C갭(C gap)을 구비한 좌우의 사이드 프레임의 상부 측에 상부 테이블을 구비하고, 이 상부 테이블과 상하 방향에 대향한 하부 테이블을, 좌우의 사이드 프레임의 하부측에 구비한 구성이다. 그리고, 상하의 테이블의 적절히 한쪽을 램(ram)으로 하여 상하동 가능하게 구비하고, 이 램을 상하동하기 위한 좌우의 상하 구동 수단을 상기 양 사이드 프레임에 구비하고 있다. 그리고, 좌우의 사이드 프레임의 상하 방향의 변형량(휨량)을 검출함으로써 상기 상하 구동 수단에 의한 가압력을 연산하고, 이 연산 결과에 기초하여 상기 상하동 구동 수단의 가압력을 제어하는 것이 행해지고 있다. 관련 기술은 일본 공개특허 평5―57353호(특허 문헌 1) 및 일본 공개특허 평7―24530호(특허 문헌 2)에 예시된다.

일본 공개특허 평5―57353호 일본 공개특허 평7―24530호

상기 특허 문헌 1에 기재된 구성은, 좌우의 사이드 프레임에 구비된 C갭에 근접한 위치로서, 사이드 프레임의 내측면에 휨하중 검출기를 구비한 구성이다. 보다 상세하게는, 상기 휨하중 검출기는, 상기 C갭에서의 접선이 수직형으로 되는 위치에 구비되어 있기 때문에, 사이드 프레임에서의 상기 C갭이 개방되도록 사이드 프레임에 상하 방향의 휨이 생겼을 때에서의 휨량이 작은 부분에 구비되어 있다. 또한, 사이드 프레임의 내측면에 구비되어 있는 것이므로, 램의 상하동 등의 가감속(加減速) 시의 진동 등에 의해 사이드 프레임이 좌우 방향으로 휨이 생기면, 이 좌우 방향의 휨도 검출하는 것이며, 사이드 프레임의 상하 방향의 휨만을 검출하는 것은 곤란하다.

상기 특허 문헌 2에 기재된 구성에 있어서는, 도 2, 도 3의 기재로부터 명백한 바와 같이, 좌우의 사이드 프레임에서의 C갭에 있어서 사이드 프레임의 전면(前面)에 부하 검출 수단으로서의 변형 게이지가 장착되어 있다. 변형 게이지는 곡면에 장착할 수는 없기 때문에, 상기 부하 검출 수단은, C갭에 있어서 수직인 평면에 장착되어 있다. 특허 문헌 2에 기재된 구성에 의하면, 부하 검출 수단에 의한 검출에, 사이드 프레임의 좌우 방향의 휨이 영향을 주는 것은 적기는 하지만, C갭에서의 수직인 평면에 부하 검출 수단이 장착되어 있는 것에 의해, 예를 들면, 공작물의 절곡 가공 시에 상기 C갭이 개방되도록 상하 방향의 휨이 생겼을 때, 상하 방향의 휨이 적은 위치이며, 사이드 프레임에 작용하는 부하에 의한 상하 방향의 휨을 보다 고정밀도로 검출하기 위해서는 문제가 있다.

본 발명은, 전술한 바와 같이 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 좌우의 사이드 프레임의 하부에 하부 테이블을 구비하고, 상기 사이드 프레임의 상부에 상기 하부 테이블에 대향한 상부 테이블을 구비하고, 상기 상부 테이블 또는 하부 테이블의 한쪽을 램으로 하여 상하동 가능하게 구비하는 동시에, 상기 램을 상하동하기 위한 좌우의 상하 구동 수단을 상기 양 사이드 프레임에 구비한 프레스 브레이크로서, 상기 좌우의 사이드 프레임에서의 내측면 및 외측면의 양 측면에, 각 사이드 프레임의 변형을 검출하기 위한 변형 검출 센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 프레스 브레이크의 전체적 구성을 개념적, 개략적으로 나타낸 정면 설명도이다.
도 2는, 상기 프레스 브레이크의 측면 설명도이다.
도 3은, 사이드 프레임에 대한 변형 검출 센서의 장착 구성을 나타낸 설명도이다.
도 4는, 내외의 변형 검출 센서의 출력을 그대로 나타낸 경우의 설명도이다.
도 5는, 내외의 양 변형 검출 센서의 출력을 평균화한 경우의 설명도이다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시형태에 관한 프레스 브레이크(1)는, C갭(3)을 형성한 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)을 구비하고 있다. 이 양 사이드 프레임(5L, 5R)의 상부에는 상부 테이블(7)이 구비되어 있고, 하부에는, 상부 테이블(7)과 상하로 대향한 하부 테이블(9)이 구비되어 있다. 상기 상부 테이블(7)은 램으로서 상하동 가능하게 구비되어 있고, 상기 램[상부 테이블(7)]을 상하동하기 위해, 상기 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)의 상부에는, 예를 들면, 유압(油壓) 실린더나 서보 모터·볼나사 기구(機構) 등으로 이루어지는 좌우의 상하 구동 수단(11L, 11R)이 구비되어 있다. 또한, 상기 상부 테이블(7)의 좌우 양측의 상하동 위치를 검출하기 위해, 리니어 센서 등과 같은 상하 위치 검출 수단(13L, 13R)이 좌우 양측에 구비되어 있다. 그리고, 상기 구성과 같은 프레스 브레이크는 이미 잘 알려진 구성이므로, 프레스 브레이크(1)의 전체적 구성에 대한 보다 상세한 설명은 생략한다.

상기 구성에 있어서, 상하의 테이블(7, 9)에 장착한 상하의 금형(8P, 8D)에 의한 판형의 공작물(W)의 절곡 가공 시에서의 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)의 굴곡량(변형량)을 검출하기 위해, 상기 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)에서의 외측면 및 내측면에는 각각 변형 검출 센서(strain detecting sensor)(15A,15B,15C,15D)가 구비되어 있다. 좌측의 사이드 프레임(5L)에서의 외측면에 장착한 변형 검출 센서(15A)와 내측면에 장착한 변형 검출 센서(15B)는 쌍을 이루는 것이다. 또한, 우측의 사이드 프레임(5R)에 장착한 변형 검출 센서(15C, 15D)는 마찬가지로 쌍을 이루는 것이다.

좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)의 외측면, 내측면에 각각 구비한 변형 검출 센서(15A, 15B) 및 (15C, 15D)의 각각은 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)을 사이로 하여 좌우 대칭 위치에 구비되어 있다. 환언하면, 외측 및 내측의 각각의 변형 검출 센서(15A, 15B) 및 (15C, 15D)는 서로 대향한 위치 관계에 있다. 그리고, 각각의 상기 변형 검출 센서(15A, 15B, 15C, 15D)는, 상하의 금형에 의해 공작물을 가압했을 때, 사이드 프레임(5L, 5R)에 있어서 변형이 생기기 쉬운 개소(箇所)에 구비되어 있다.

보다 상세하게는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 사이드 프레임(5L, 5R)에 구비한다. C갭(3)의 최하부에 수평으로 접하는 접선(L)을 가로지르고, 또한 상기 접선(L)에 대하여 후방측(도 2에 있어서 우측)이 높아지도록 경사지게 장착되어 있다. 환언하면, 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)에 있어서 상기 접선(L)보다 하측 부분(17L)은 변형이 적은 베이스 부분을 이루는 것이며, 상기 접선(L)으로부터 위쪽에 세워 설치된 스탠딩 부분(17S)은, 상하의 금형(8P, 8D)에 의해 공작물(W)을 가압할 때, C갭이 개방되도록 휨이 생긴 경우, 도 2에 있어서 상부가 우측 방향으로 변형이 생기기 쉬운 부분이다. 환언하면, 상기 변형 검출 센서(15A, 15B, 15C, 15D)는, 상기 C갭(3)에 대한 접선의 방향이 수평 방향으로부터 수직 방향으로 변화하는 변화율이 큰 위치 부근으로서, 가압시에 응력이 집중되어 사이드 프레임(5L, 5R)에 변형이 생기기 쉬운 위치이다. 따라서, 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)에서의 휨량(변형량)을 고정밀도로 검출할 수 있다.

그런데, 변형 검출 센서(15A∼15D)에서의 변형 게이지를 장착하는 개소는, 변형을 검출하려고 하는 개소로서 평면부일 필요가 있다. 그러나, 평면부라도 어느 정도의 정밀도가 양호한 평면도(平面度)가 필요하다. 여기서, 변형 검출 센서(15A∼15D)를 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)에 장착하기 위해, 사이드 프레임(5L, 5R)의 내외 양면에, 절삭 가공이나 연삭(硏削) 가공에 의해 정밀도가 양호한 측정 평면을 형성하는 것도 가능하다. 그러나, 사이드 프레임(5L, 5R)의 내외 양면에 정밀도가 양호한 측정 평면을 형성하는 것은 매우 어렵기 때문에, 본 실시형태에 있어서는 다음과 같은 구성을 채용하고 있다.

즉, 변형 검출 센서(15A∼15D)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 장착 나사 등과 같은 적절한 복수의 장착구(19)에 의해 사이드 프레임(5L, 5R)에 일체로 장착 가능한 변형 측정 플레이트(21)를 구비하고 있다. 이 변형 측정 플레이트(21)는 사이드 프레임(5L, 5R)과 동일 재질의 금속판으로서, 측정 평면(21F)은 변형 게이지(23)를 미리 설정한 소정의 가압력으로 가압하는 데 적합한 고정밀도의 평면으로 형성하고 있다. 상기 변형 게이지(23)는, 상기 변형 측정 플레이트(21)의 측정 평면과 지지 블록(25)과의 사이에 협지된 상태에 있다.

상기 지지 블록(25)은, 가압 부재(27)에 형성한 오목부 내에 있어서, 도 3에 있어서 지면(紙面)에 수직인 방향 및 상하 방향으로의 이동이 규제된 상태에 있고, 또한 상기 가압 부재(27)에 의해 소정의 가압력으로 가압되어 있다. 상기 가압 부재(27)는, 상기 가압 부재(27)를 관통하여 상기 변형 측정 플레이트(21)에 나사장착한 체결 볼트(29)와 상기 가압 부재(27)와의 사이에 탄력 장착한 코일 스프링 등과 같은 탄성 부재(31)의 가압력에 기인하는 소정의 압압력(押壓力)에 의해 가압되고 있다. 따라서, 상기 변형 게이지(23)는, 변형 측정 플레이트(21)의 측정 평면(21F)에 대하여, 상기 탄성 부재(31)의 가압력에 의해 미리 설정된 소정의 압압력에 의해 가압되고 있다.

이미 이해하고 있는 바와 같이, 변형 측정 플레이트(21)에서의 측정 평면(21F)에 대한 변형 게이지(23)의 압압력은 항상 일정하므로, 상기 측정 평면(21F)에 대하여 변형 게이지(23)를 가압한 상태에 있는 상기 변형 측정 플레이트(21)를 장착구(19)에 의해 사이드 프레임(5L, 5R)의 내외 양면에 장착함으로써, 상기 변형 측정 플레이트(21)에서의 측정 평면(measuring flat surface)(21F)에 대하여 변형 게이지(23)를 소정의 압압력으로 가압한 동일 조건 하에서 사이드 프레임(5L, 5R)에 변형 검출 센서(15A∼15D)를 장착할 수 있다. 즉, 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)의 내외 양면에 대한 변형 검출 센서(15A∼15D)의 장착을, 동일 조건 하에서 용이하게 행할 수 있다.

그리고, 상기 체결 볼트(29)의 나사 부분을 길게 형성하고, 상기 변형 측정 플레이트(21)를 관통하여, 체결 볼트(29)를 사이드 프레임(5L, 5R)에 직접 체결하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 장착구(19)를 생략하는 것이 가능하며, 구성의 간소화를 도모할 수 있다.

그런데, 상기 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)의 변형을 검출하여, 상기 상하 구동 수단(11L, 11R)의 출력을 제어하기 위해, 예를 들면, CNC 등과 같은 제어 장치(33)(도 1 참조)가 구비되어 있다. 이 제어 장치(33)에는, 상기 변형 검출 센서(15A, 15B)의 검출값 A, B를 가산하고 평균값을 연산하는, 즉 (A＋B)/2를 연산하는 연산 수단(35A)이 구비되어 있다. 또한, 상기 변형 검출 센서(15C, 15D)의 검출값 C, D의 평균값을 연산하는 연산 수단(35B)이 구비되어 있다.

상기 제어 장치(33)에는, 상기 상하 구동 수단(11L, 11R)의 출력을 미리 설정한 설정값 메모리(37A, 37B)가 구비되어 있다. 또한, 상기 제어 장치(33)에는, 상기 각 연산 수단(35A, 35B)의 연산 결과와 각각의 상기 설정값 메모리(37A, 37B)의 설정값을 비교하는 비교 수단(39A, 39B)이 구비되어 있다. 상기 비교 수단(39A, 39B)은, 상기 연산 수단(35A, 35B)의 연산 결과와 설정값 메모리(37A, 37B)에 저장된 설정값을 비교하여, 각각의 상기 상하 구동 수단(11L, 11R)의 출력을, 설정값 메모리(37A, 37B)에 저장된 설정값과 같아지도록 제어하는 기능을 가진다.

이상과 같은 구성에 있어서, 좌우의 상하 구동 수단(11L, 11R)을 구동시키고, 상하의 금형(8P, 8D)에 의해 공작물(W)의 가압을 행하면, 그 반력(反力)에 의해 사이드 프레임(5L, 5R)은 상하 방향으로 휨(변형)이 생기게 된다. 그리고, 사이드 프레임(5L, 5R)의 변형량은 변형 검출 센서(15A, 15B, 15C, 15D)에 의해 검출된다. 이 검출된 변형량에 기초하여, 상기 상하 구동 수단(11L, 11R)에 의한 가압력을 연산할 수 있어, 상기 상하 구동 수단(11L, 11R)의 출력을 원하는 출력으로 제어할 수 있다.

그런데, 전술한 바와 같이 상하 구동 수단(11L, 11R)을 구동시켜 상부 테이블(7)을 상하동할 때, 예를 들면, 가감속 시의 진동 등에 의해, 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)은, 도 1에 있어서 좌우 방향으로 진동하는 경우가 있다. 이 때, 사이드 프레임(5L, 5R)의 상부가 좌측 방향으로 휨이 생기면, 사이드 프레임(5L)의 외측면에는 축소가 생기고, 내측면에는 신장이 생기게 된다. 반대로, 사이드 프레임(5R)에 있어서는, 외측면으로 신장이 생기고, 내측면에는 축소가 생기게 된다. 그리고, 각 사이드 프레임(5L, 5R)에서의 외측면, 내측면의 좌우 방향의 휨량은 각각의 변형 검출 센서(15A, 15B, 15C, 15D)에 의해 검출된다.

따라서, 사이드 프레임(5L, 5R)의 외측면 또는 내측면의 일측면에만 변형 검출 센서를 구비한 구성에 있어서는, 도 4의 (A)에 나타낸 검출값 A 또는 B 중 한쪽만으로 되는 것이며, 사이드 프레임(5L, 5R)의 상하 방향의 변형과 좌우 방향으로의 휨을 합한 상태로 검출한다. 따라서, 공작물(W)의 절곡 가공 시에서의 가압력에 의한 사이드 프레임(5L, 5R)의 변형량을 정확하게 검출하는 것은 어려운 것이며, 좌우의 상하 구동 수단(11L, 11R)의 가압력을 정확하게 제어하는 것이 어렵다.

그런데, 본 실시형태에 있어서는, 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)에서의 내외의 양면에 변형 검출 센서(15A∼15D)를 구비한 구성이므로, 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)에서의 좌우 방향으로의 휨에 기인하는 축소, 신장을 동시에 검출하여, 도 4의 (B)에 나타낸 바와 같이, 내외의 각각의 변형 검출 센서(15A, 15B)의 평균값을 연산할 수 있어, 좌우의 사이드 프레임(5L, 5R)에 작용하는 상하 방향의 변형량(휨량)을 정확하게 검출할 수 있다. 즉, 상하 구동 수단(11L, 11R)의 가압력에 기인하는 사이드 프레임(5L, 5R)의 상하 방향의 휨량을 정확하게 검출할 수 있다. 따라서, 검출한 상하 방향의 휨량을 기초로 하여 각각의 상하 구동 수단(11L, 11R)의 가압력을 연산할 수 있고, 이 연산 결과에 기초하여, 상기 상하 구동 수단(11L, 11R)의 출력을 정확하게 제어할 수 있게 되어, 고정밀도의 벤딩 가공을 행할 수 있다.

그런데, 본 발명은 전술한 바와 같은 실시형태만에 한정되지 않고, 적절한 변경을 행함으로써, 그 외의 형태로 실시 가능한 것이다. 예를 들면, 변형 검출 센서(15A∼15D)를 구비하는 위치로서는, C갭(3)의 하측 위치에 한정되지 않고, 도 2에 상상선으로 나타낸 바와 같이, C갭(3)에서의 상측 위치로서, C갭(3)에 대한 접선이 수평 방향으로부터 수직 방향으로 변화하는 위치 부근에 구비하는 것도 가능하다. 그리고, C갭(3)의 형상으로서는, 도 2에 나타낸 바와 같은 형상에 한정되지 않고, 각종 형상을 채용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 프레스 브레이크에서의 좌우의 사이드 프레임에서의 내측면 및 외측면의 양 측면에 변형 검출 센서를 구비한 구성이므로, 사이드 프레임에 좌우 방향의 휨을 생긴 경우, 쌍을 이룰뿐인 변형 검출 센서는 사이드 프레임의 신장을 검출하고, 다른 쪽의 변형 검출 센서는 축소를 검출하게 된다. 따라서, 한 쌍의 변형 검출 센서의 검출에 의해 사이드 프레임의 좌우 방향으로의 휨을 캔슬하여 상하 방향의 휨을 검출할 수 있다.

(미국 지정)

본 국제 특허 출원은 미국 지정에 관한 것이며, 2014년 2월 25일자에 출원된 일본 특허 출원 제2014―033970호에 대하여 미국 특허법 제119조(a)에 기초한 우선권의 이익을 원용하고, 상기 개시 내용을 인용한다.

Claims

좌우의 사이드 프레임의 하부에 하부 테이블을 구비하고, 상기 사이드 프레임의 상부에 상기 하부 테이블에 대향한 상부 테이블을 구비하고, 상기 상부 테이블 또는 상기 하부 테이블의 한쪽을 램(ram)으로 하여 상하동 가능하게 구비하는 동시에, 상기 램을 상하동하기 위한 좌우의 상하 구동 수단을 상기 양 사이드 프레임에 구비한 프레스 브레이크(press brake)로서,
상기 좌우의 사이드 프레임에서의 내측면 및 외측면의 양 측면에, 각각의 상기 사이드 프레임의 변형을 검출하기 위한 변형 검출 센서(strain detecting sensor)를 적어도 한 쌍 포함하고,
한 쌍의 상기 변형 검출 센서 중, 한쪽의 상기 변형 검출 센서는 상기 사이드 프레임의 신장을 검출하고, 다른 쪽의 상기 변형 검출 센서는 상기 사이드 프레임의 축소를 검출함으로써, 상기 한 쌍의 변형 검출 센서에 의해 상기 각 사이드 프레임의 좌우 방향으로의 휨에 기초하는 축소와 신장을 동시에 검출하는,
프레스 브레이크.
제1항에 있어서,
상기 변형 검출 센서는, 상기 좌우의 사이드 프레임의 C갭(C gap)에 있어서 상기 C갭에 대한 접선의 방향이 수평 방향으로부터 수직 방향으로 변화하는 위치 부근으로서, 또한 내측 및 외측은 서로 대향 관계에 있는 위치에 구비되는, 프레스 브레이크.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 변형 검출 센서는, 상기 사이드 프레임에 일체로 장착 가능한 변형 측정 플레이트의 변형 측정면에 변형 게이지를 미리 설정된 소정의 가압력으로 가압하고 있는, 프레스 브레이크.
제1항 또는 제2항에 있어서,
좌우의 상기 상하 구동 수단의 제어를 행하는 제어 장치에, 상기 좌우의 사이드 프레임에서의 내외의 변형 검출 센서의 검출값의 평균값을 연산하는 연산 수단을 포함하는, 프레스 브레이크.