JP2014036969A - 加工機におけるワーク板厚検出装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの板厚に応じて、より正確にワークのピンチング位置を検出することができ、正確なベンディング加工を行うことができる。
【解決手段】 ワークの設定板厚情報および前記基準ゲージの板厚情報からワークＷの設定板厚に近い基準板厚のゲージを基準ゲージより選択し、その選択されたゲージへ、板厚検知カメラを移動して、ゲージの板厚を検知する。次に、ワークへ板厚検知カメラを移動し、ワークの板厚を検知し、検知されたゲージの板厚と検知されたワークの板厚とを減算し、得られた減算値に、選択されたゲージの板厚の公称値を加算して、ワークの板厚値とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ベンディングマシン等の板状のワークを加工する加工機におけるワーク板厚検出装置および方法に関し、特に、ワークの板厚に関係なく、正確なワーク板厚を測定することができるワーク板厚検出装置および方法に関するものである。

一般に、従来のベンディングマシン等の板状のワークを曲げ加工する加工機においては、曲げデータとして、正確な板厚でなく公称板厚を入力することが多く、その板厚の差が曲げ角度の加工精度に影響を与えていた。

板厚を事前に測定して入力する方法も考えられるが手間がかかり、簡単で安価そして正確な計測装置が望まれていた。

従来、ワーク板厚の検出方法としては、以下のような方法があった。

図５は、従来のワーク板厚の検出方法の説明図である。

図５（ａ）に示すように、まず、従来のワーク板厚検出装置は、ダイ１ａの上端位置と同じ高さに、その上端が位置するように配置された第１の測定部材３ａと、第１の測定部材３ａに対して上下に移動するように設けられた第２の測定部材３ｂと、その第２の測定部材３ｂに設けられた電圧計５とを有している。

そして、第２の測定部材３ｂは、その先端が円錐状に尖っており、第１の測定部材３ａに対して上下に移動して先端が第１の測定部材３ａに接触するようになっており、図５（ａ）に示すように、第２の測定部材３ｂの先端を第１の測定部材３ａに接触させ、その状態で、電圧計５により第２の測定部材３ｂへ流れる電流電圧を測定し、その測定された電流電圧をゼロと認識して、原点出しゼロリセット処理を行う。

次に、図５（ｂ）に示すように、ダイ１ａおよび第１の測定部材３ａの上にワークＷを載置し、第２の測定部材３ｂを下方へ移動させ、第１の測定部材３ａ上のワークＷの上面に、第２の測定部材３ｂの先端を接触させ、その状態で、電圧計５により第２の測定部材３ｂへ流れる電流電圧を測定し、その測定された電流電圧に所定の係数を掛けて板厚としていた。

なお、先行技術文献はありませんでした。

しかしながら、上記従来のワーク板厚検出方法では、比較的に板厚が薄いワークにおいては、測定誤差も小さいが、板厚が厚いワークの場合、大きな測定誤差が生じてしまう問題があった。

すなわち、例えば、ゼロリセット処理後に、板厚が１〜２ｍｍのワークを測定する場合、測定精度を＋１％とすると、測定誤差は、０.０１〜０.０２ｍｍとさほど大きくならないが、板厚が６ｍｍのワークを測定する場合、測定精度を＋１％とすると、測定誤差は、０.０６ｍｍとなり、測定精度を５％とすると、測定誤差は、０.３ｍｍと非常に大きくなってしまう。

従って、特に、板厚が厚いワークにおいては、正確なワーク板厚の測定ができず、それにより、不明確に測定されたワーク板厚に基づいてベンディング加工を行うと、所望の曲げ角度を得られない問題が生じていた。

本発明は上述の問題を解決するためのものであり、請求項１に係る発明は、ワークの加工を行う加工機において、前記ワークの板厚を検出するワーク板厚検出装置であって、
対象物の板厚を検知する板厚検知手段と、
前記板厚検知手段で検知されて複数の基準の板厚を提供する複数のゲージからなる基準ゲージと、
前記ワークと前記基準ゲージとの間で前記板厚検知手段を移動させる移動手段と、
前記ワークの情報および前記基準ゲージの情報を記憶する記憶手段と、
以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程処理を制御する制御手段と、を有するワーク板厚検出装置である。

（Ａ）前記記憶手段よりの前記ワークの情報および前記基準ゲージの情報から前記ワークＷの設定板厚に近い基準板厚のゲージを基準ゲージより選択する工程と、
（Ｂ）前記工程（Ａ）において選択されたゲージへ、前記板厚検知手段を前記移動手段により移動する工程と、
（Ｃ）前記板厚検知手段により前記選択されたゲージの板厚を検知する工程と、
（Ｄ）前記ワークへ、前記板厚検知手段を前記移動手段により移動する工程と、
（Ｅ）前記板厚検知手段により前記ワークの板厚を検知する工程と、
（Ｆ）前記工程（Ｃ）において検知された前記選択されたゲージの板厚と、前記工程（Ｅ）において検知された前記ワークの板厚とを減算する工程と、
（Ｇ）前記工程（Ｆ）において得られた減算値に、前記記憶手段よりの前記選択されたゲージの板厚情報を加算して、前記ワークの板厚とする工程。

請求項２に係る発明は、前記板厚検知手段が、前記ワークを位置決めするための突き当てのワーク接触面に設けられた板厚検知カメラからなることを特徴とする請求項１に記載のワーク板厚検出装置である。

請求項３に係る発明は、前記記憶手段よりの前記選択されたゲージの板厚情報が、前記選択されたゲージの公称値であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のワーク板厚検出装置である。

請求項４に係る発明は、前記加工機がベンディングマシンからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワーク板厚検出装置である。

請求項５に係る発明は、対象物の板厚を検知する板厚検知手段と、前記板厚検知手段で検知されて複数の基準の板厚を提供する複数のゲージからなる基準ゲージと、ワークと前記基準ゲージとの間で前記板厚検知手段を移動させる移動手段と、前記ワークの情報および前記基準ゲージの情報を記憶する記憶手段とを有して、制御手段の制御の基に前記ワークの加工を行う加工機において、前記ワークの板厚を検出するワーク板厚検出方法であって、
（Ａ）前記制御手段により、前記記憶手段よりの前記ワークの情報および前記基準ゲージの情報から前記ワークＷの設定板厚に近い基準板厚のゲージを基準ゲージより選択する工程と、
（Ｂ）前記制御手段により、前記工程（Ａ）において選択されたゲージへ、前記板厚検知手段を前記移動手段を用いて移動する工程と、
（Ｃ）前記制御手段により、前記板厚検知手段により前記選択されたゲージの板厚を検知する工程と、
（Ｄ）前記制御手段により、前記ワークへ、前記板厚検知手段を前記移動手段を用いて移動する工程と、
（Ｅ）前記制御手段により、前記板厚検知手段により前記ワークの板厚を検知する工程と、
（Ｆ）前記制御手段により、前記工程（Ｃ）において検知された前記選択されたゲージの板厚と前記工程（Ｅ）において検知された前記ワークの板厚とを減算する工程と、
（Ｇ）前記制御手段により、前記工程（Ｆ）において得られた減算値に、前記記憶手段よりの前記選択されたゲージの板厚情報を加算して、前記ワークの板厚とする工程と、を有するワーク板厚検出方法である。

請求項６に係る発明は、前記記憶手段よりの前記選択されたゲージの板厚情報が、前記選択されたゲージの公称値であることを特徴とする請求項５に記載のワーク板厚検出方法である。

本発明によれば、ワークの板厚に応じて、より正確にワークのピンチング位置を検出することができ、正確なベンディング加工を行うことができるようになる。

本発明を実施した加工機の概略を示す全体正面図である。 図１に示した加工機におけるダイとパンチ回りの概略図であり、（ａ）は、側面側から見た側面図であり、（ｂ）、（ｃ）は、背面側から見た背面図である。 図１に示した加工機の制御装置９に関する概略構成を示すブロック図である。 図３に示した制御装置９によるワーク板厚検出動作のフローチャートである。 従来のワーク板厚の検出方法の説明図である。

図１は、本発明を実施した加工機の概略を示す全体正面図であり、図２は、図１に示したダイとパンチ回りの概略図であり、（ａ）は、側面側から見た側面図であり、（ｂ）、（ｃ）は、背面側から見た背面図である。

図１に示すように、この加工機（ベンディングマシン）７は、下部に設けられた第１の曲げ工具としてのダイ７ａに対して、上部に設けられた第２の曲げ工具としてのパンチ７ｂをＤ軸（図２（ａ）参照）に沿ってスライド動作させることにより、ダイ７ａとパンチ７ｂとの間に搬入されたワークを、ダイ７ａとパンチ７ｂとによって曲げ加工するように構成されている。

そして、図２および図３に示すように、このベンディングマシン７には、ワークＷの板厚を測定するワーク板厚検出装置が設けられ、このワーク板厚検出装置は、ワークＷを位置決めするための突き当て１３のワーク接触面１３ａに設けられた板厚検知カメラ１５と、突き当て１３の板厚検知カメラ１５で検知されて複数の基準の板厚を提供する複数のゲージからなる基準ゲージ１７と、板厚検知カメラ１５をワークＷと基準ゲージ１７との間で移動させる移動手段１９（図３参照）と、板厚検知カメラ１５で検知された基準ゲージ１７の板厚の情報と、板厚検知カメラ１５で検知されたワークＷの厚さの情報との差分を得て、その差分と基準ゲージ１７の公称値とからワークＷの板厚を計算する制御装置９とを有している。なお、制御装置９は、後述するように、加工機全体の制御をつかさどるようになっている。

ここで、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、基準ゲージ１７は、複数の基準の板厚を提供する複数の板厚のゲージ１７ａ〜１７ｅを有しており、ワーク板厚検知カメラ１５は、基準ゲージ１７およびワークＷの間を移動し、基準ゲージ１７およびワークＷの画像情報を得るようになっている。なお、ここでは、ゲージ１７ａは、公称値が１ｍｍのゲージとなっており、ゲージ１７ｂは、公称値が１.５ｍｍのゲージとなっており、ゲージ１７ｃは、公称値が３ｍｍのゲージとなっており、ゲージ１７ｄは、公称値が６ｍｍのゲージとなっており、ゲージ１７ｅは、公称値が９ｍｍのゲージとなっている。

なお、上記カメラ移動手段１９は、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、板厚検知カメラ１５をワークＷと基準ゲージ１７との間で移動させるものであり、例えば、バックゲージの軸を用いてモーターやアキュームレータを動力として設け、その動力を、ＣＰＵ２５の制御の基にドライバで制御するようにしても良いし、他の機構で移動させるようにしても良い。

なお、ここでは、ワーク板厚検知カメラ１５は、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、基準ゲージ１７およびワークＷの間を、水平方向に移動する構成となっていたが、基準ゲージ１７を、ワークＷに対して垂直方向に設け、ワーク板厚検知カメラ１５を、基準ゲージ１７およびワークＷの間を垂直方向に移動する構成としても良い。なお、ここでは、その基準ゲージ１７は、ワークＷの水平方向に、例えば、支持部材等に取り付けられた構成となっている。

また、板厚検知カメラ１５を、突き当て１３のワーク接触面１３ａに設けるように構成したが、突き当て１３と離れて独立して設けても良い。

また、図１に示すように、制御装置９には、所定画像の表示を行うと共に、オペレータからの指示を入力する入力表示部１１が設けられている。

そして、制御装置９の制御の基に、入力表示部１１により入力設定された曲げ加工動作に従い、上述した曲げ加工が行われるようになっている。

図３は、図１に示したベンディングマシン７の制御装置９の概略構成を示すブロック図である。

この制御装置９は、前述した板厚検知カメラ１５よりの検知結果に基づいて、ワークＷの板厚の検出を行うワーク板厚検出装置としても機能するようになっている。

図３に示すように、ベンディングマシン７の制御装置９は、ＲＯＭ２１およびＲＡＭ２３がバスを介して接続されたＣＰＵ２５を有しており、ＣＰＵ２５には、さらに、バスを介して、上述した板厚検知カメラ１５、板厚検知カメラ１５の移動手段１９、入力部と表示部とを兼ねる上記入力表示部１１、ワークＷおよび基準ゲージ１７の情報を記憶したデータベース２７が接続されている。

また、上記ＣＰＵ２５には、バスを介して、パンチ７ｂの装着された上部テーブルを上下に駆動するためのシリンダ２９を駆動するためのドライバ３１も接続されるようになっている。

ここでは、ＣＰＵ２５が、入力表示部１１よりのオペレータからの設定や指示に従い、データベース２７内のパンチやダイのデータおよび製品形状データや被加工部材（ワークＷ）のデータおよび基準ゲージ１７のデータを用いると共に、ＲＯＭ２１よりのコンピュータプログラムに従ってＲＡＭ２３を用いて、後述するようにワークＷの板厚の検出を行うと共に、入力設定された曲げ加工動作を行うようになっている。

次に、図４および図２を参照してワーク板厚検出装置によるワーク板厚検出方法について説明する。

図４は、図３に示したワークＷ板厚検出装置によるワークＷ板厚検出動作のフローチャートである。

まず、動作モードがワーク板厚検出モードとなると、図４のステップ１０１において、これから測定しようとするワークＷの設定板厚に一番近い板厚のゲージが基準ゲージ１７より選択される。

すなわち、ＣＰＵ２５は、加工処理する予定のワークＷの設定板厚情報および基準ゲージ１７の公称値を、データベース２７等より得て、そのワークＷの設定板厚情報を基準ゲージ１７の公称値の情報と比較し、そのワークＷの板厚に一番近い板厚のゲージを選択する。

この実施形態では、ワークＷの設定板厚が、７ｍｍとなっており、選択されるゲージは、板厚６ｍｍのゲージ１７ｄとなる。

次に、ステップ１０３において、板厚検知カメラ１５が、カメラ移動手段により、選択されたゲージの撮像位置に移動させる。この実施形態では、図２（ｂ）に示すように、板厚検知カメラ１５が、板厚６ｍｍのゲージ１７ｄの撮像位置に移動される。

そして、ステップ１０５において、板厚検知カメラ１５により、選択されたゲージが撮像される。この実施形態では、板厚検知カメラ１５が、ゲージ１７ｄを撮像する。

そして、ステップ１０７において、板厚検知カメラ１５により撮像されたゲージ１７ｄの画像情報から、ゲージ１７ｄの板厚測定値が得られる。ここでは、ＣＰＵ２５により、ゲージ１７ｄの画像情報が解析されてゲージ１７ｄの板厚測定値が得られる。この実施形態では、ゲージ１７ｄの板厚測定値は、測定精度を３％とすると、６.１８ｍｍとなる。

次に、ステップ１０９において、図２（ｃ）に示すように、板厚検知カメラ１５が、カメラ移動手段により、板厚７ｍｍのワークＷの撮像位置に移動される。

そして、ステップ１１１において、板厚検知カメラ１５により、板厚７ｍｍのワークＷが撮像される。

そして、ステップ１１３において、板厚検知カメラ１５により撮像されたワークＷの画像情報から、ワークＷの板厚測定値が得られる。ここでは、ＣＰＵ２５により、ワークＷの画像情報が解析されてワークＷの板厚測定値が得られる。この実施形態では、ワークＷの板厚測定値は、測定精度を＋３％とすると、７.２１ｍｍとなる。すなわち、このままでは、０.２１ｍｍの測定誤差が生まれることとなる。

次に、ステップ１１５において、ＣＰＵ２５により、ワークＷの板厚測定値から選択されたゲージの板厚測定値が減算されて減算値が得られる。

この実施形態では、ワークＷの板厚測定値である７.２１ｍｍから、ゲージ１７ｄの板厚測定値である６.１８ｍｍが減算されて、１.０３ｍｍの減算値が得られる。

次に、ステップ１１７において、ＣＰＵ２５により、基準ゲージ１７ｄの公称値に、ステップ１１５において得られた減算値が加算され、ワークＷの正式な板厚の測定値が得られる。

この実施形態では、基準ゲージ１７ｄの６ｍｍの公称値に、１.０３ｍｍの減算値を加算して、７.０３ｍｍのワークＷの正式な板厚測定値が得られる。

すなわち、この７.０３ｍｍのワークＷの正式な板厚測定値を、ステップ１１３において得られたワークＷの板厚測定値である７.２１ｍｍと比較すると、より誤差の少ない測定が達成されたこがわかる。

このように、このワークＷ板厚検出方法によれば、板厚検知カメラ１５により、直接的にワークＷを測定した場合と比べて、より正確な測定値を得ることができることがわかる。

この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、以下のように適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。

上述した実施形態では、板厚検知カメラ１５により、ワークおよび基準ゲージを測定するようにしていたが、図５に示すような電圧計を使用した測定装置を使用してワークおよび基準ゲージを測定するようにしても良い。

１ａ ダイ
３ａ 第１の測定部材
３ｂ 第２の測定部材
５ 電圧計
７ 加工機（ベンディングマシン）
７ａ ダイ
７ｂ パンチ
９ 制御装置
１１ 入力表示部
１３ａ ワーク接触面
１５ 板厚検知カメラ
１７ 基準ゲージ
１９ カメラ移動手段
２７ データベース
２９ シリンダ
３１ ドライバ

Claims (6)

1. ワークの加工を行う加工機において、前記ワークの板厚を検出するワーク板厚検出装置であって、
   対象物の板厚を検知する板厚検知手段と、
   前記板厚検知手段で検知されて複数の基準の板厚を提供する複数のゲージからなる基準ゲージと、
   前記ワークと前記基準ゲージとの間で前記板厚検知手段を移動させる移動手段と、
   前記ワークの情報および前記基準ゲージの情報を記憶する記憶手段と、
   以下の（Ａ）〜（Ｄ）の工程処理を制御する制御手段と、を有するワーク板厚検出装置。
   （Ａ）前記記憶手段よりの前記ワークの情報および前記基準ゲージの情報から前記ワークＷの設定板厚に近い基準板厚のゲージを基準ゲージより選択する工程と、
   （Ｂ）前記工程（Ａ）において選択されたゲージへ、前記板厚検知手段を前記移動手段により移動する工程と、
   （Ｃ）前記板厚検知手段により前記選択されたゲージの板厚を検知する工程と、
   （Ｄ）前記ワークへ、前記板厚検知手段を前記移動手段により移動する工程と、
   （Ｅ）前記板厚検知手段により前記ワークの板厚を検知する工程と、
   （Ｆ）前記工程（Ｃ）において検知された前記選択されたゲージの板厚と、前記工程（Ｅ）において検知された前記ワークの板厚とを減算する工程と、
   （Ｇ）前記工程（Ｆ）において得られた減算値に、前記記憶手段よりの前記選択されたゲージの板厚情報を加算して、前記ワークの板厚とする工程。
2. 前記板厚検知手段が、前記ワークを位置決めするための突き当てのワーク接触面に設けられた板厚検知カメラからなることを特徴とする請求項１に記載のワーク板厚検出装置。
3. 前記記憶手段よりの前記選択されたゲージの板厚情報が、前記選択されたゲージの公称値であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のワーク板厚検出装置。
4. 前記加工機がベンディングマシンからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワーク板厚検出装置。
5. 対象物の板厚を検知する板厚検知手段と、前記板厚検知手段で検知されて複数の基準の板厚を提供する複数のゲージからなる基準ゲージと、ワークと前記基準ゲージとの間で前記板厚検知手段を移動させる移動手段と、前記ワークの情報および前記基準ゲージの情報を記憶する記憶手段とを有して、制御手段の制御の基に前記ワークの加工を行う加工機において、前記ワークの板厚を検出するワーク板厚検出方法であって、
   （Ａ）前記制御手段により、前記記憶手段よりの前記ワークの情報および前記基準ゲージの情報から前記ワークＷの設定板厚に近い基準板厚のゲージを基準ゲージより選択する工程と、
   （Ｂ）前記制御手段により、前記工程（Ａ）において選択されたゲージへ、前記板厚検知手段を前記移動手段を用いて移動する工程と、
   （Ｃ）前記制御手段により、前記板厚検知手段により前記選択されたゲージの板厚を検知する工程と、
   （Ｄ）前記制御手段により、前記ワークへ、前記板厚検知手段を前記移動手段を用いて移動する工程と、
   （Ｅ）前記制御手段により、前記板厚検知手段により前記ワークの板厚を検知する工程と、
   （Ｆ）前記制御手段により、前記工程（Ｃ）において検知された前記選択されたゲージの板厚と前記工程（Ｅ）において検知された前記ワークの板厚とを減算する工程と、
   （Ｇ）前記制御手段により、前記工程（Ｆ）において得られた減算値に、前記記憶手段よりの前記選択されたゲージの板厚情報を加算して、前記ワークの板厚とする工程と、を有することを特徴とするワーク板厚検出方法。
6. 前記記憶手段よりの前記選択されたゲージの板厚情報が、前記選択されたゲージの公称値であることを特徴とする請求項５に記載のワーク板厚検出方法。

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