JP2015199104A - Bending system, v-groove position measuring device and bending method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、曲げ加工システム、V溝位置測定装置及び曲げ加工方法に関する。 The present invention relates to a bending system, a V-groove position measuring device, and a bending method.
板金製品では、意匠性の観点から、板金の曲げ部分の曲率半径は出来るだけ小さいことが望ましい。例えば、特許文献1には、曲げ加工前の板金にV溝を塑性加工で形成し、このV溝の底を曲げ加工の曲げ線として折り曲げて、板金の曲げ部分を形成する加工方法が記載されている。特許文献1に記載の加工方法では、曲げ部分の曲率半径を小さく形成することが可能になり、結果として、板金製品の美観を良好にすることができる。 In sheet metal products, it is desirable that the radius of curvature of the bent portion of the sheet metal is as small as possible from the viewpoint of design. For example, Patent Document 1 describes a processing method for forming a bent portion of a sheet metal by forming a V groove on a sheet metal before bending by plastic working and bending the bottom of the V groove as a bending line for bending. ing. In the processing method described in Patent Document 1, it is possible to form a bent portion with a small radius of curvature, and as a result, it is possible to improve the appearance of the sheet metal product.
このような板金の曲げ加工では、生産性を向上させるために、例えば、高速、高精度で自動的に曲げ加工ができるパネルベンダーを用いて行われることがある(例えば、特許文献2、3参照)。パネルベンダーを用いて曲げ加工する場合、様々な板金のサイズに対応する目的で、板金の一端のみをクランプしてから板金は折り曲げられる。 In order to improve productivity, such bending of a sheet metal may be performed using, for example, a panel bender that can automatically perform bending at high speed and high accuracy (see, for example, Patent Documents 2 and 3). ). In the case of bending using a panel bender, the sheet metal is bent after clamping only one end of the sheet metal for the purpose of accommodating various sheet metal sizes.
一般に、パネルベンダーは、V溝の形成位置の設計値に基づいて板金をクランプする。しかしながら、実際の設計では、加工装置の精度や作業者の熟練度、要求される部品の精密さ等に応じて公差が設定されるため、公差の範囲内で、V溝の実際の形成位置は、設計上の形成位置に対して微小にずれる。これにより、V溝の実際の形成位置からずれた位置を曲げ線として折り曲げられる場合があり、曲げ部を高い精度で安定して形成することが困難であった。 Generally, a panel bender clamps a sheet metal based on a design value of a V groove forming position. However, in the actual design, tolerances are set according to the accuracy of the processing device, the skill level of the operator, the precision of the required parts, etc., so the actual formation position of the V-groove is within the tolerance range. , It slightly deviates from the design formation position. Thereby, the position shifted from the actual formation position of the V-groove may be bent as a bending line, and it is difficult to stably form the bent portion with high accuracy.
本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、板金の曲げ部を高い精度で安定して形成することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to stably form a bent portion of a sheet metal with high accuracy.
上述の目的を達成するために、本発明に係る曲げ加工システムは、V溝位置測定装置とクランパーと曲げ加工機とを備える。V溝位置測定装置は、板部材の表面に形成されたV溝の形成位置を測定するために用いられる。クランパーは、V溝位置測定装置の測定結果に基づいて、板部材を保持しつつ、板部材のV溝の形成位置を折り曲げ位置に調整する。曲げ加工機は、クランパーに固定された板部材を、V溝の形成位置を曲げ線として折り曲げる。 In order to achieve the above object, a bending system according to the present invention includes a V-groove position measuring device, a clamper, and a bending machine. The V-groove position measuring device is used to measure the formation position of the V-groove formed on the surface of the plate member. The clamper adjusts the formation position of the V groove of the plate member to the bending position while holding the plate member based on the measurement result of the V groove position measuring device. The bending machine bends the plate member fixed to the clamper with the formation position of the V groove as a bending line.
本発明によれば、V溝位置測定装置の測定結果に基づいて、クランパーが板部材のV溝の形成位置を折り曲げ位置に調整して、曲げ加工機が、V溝の形成位置を曲げ線として板部材を折り曲げる。このため、V溝の実際の形成位置を曲げ線として、板部材の曲げ加工をすることが可能になる。これにより、板金の曲げ部を高い精度で安定して形成することができる。 According to the present invention, based on the measurement result of the V-groove position measuring device, the clamper adjusts the V-groove formation position of the plate member to the bending position, and the bending machine uses the V-groove formation position as the bending line. The plate member is bent. Therefore, the plate member can be bent using the actual formation position of the V-groove as a bending line. Thereby, the bending part of sheet metal can be formed stably with high accuracy.
以下、本実施の形態に係る曲げ加工システムについて、図1〜図12を用いて説明する。なお、理解を容易にするために、XYZ座標を設定し、適宜参照する。 Hereinafter, the bending system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In order to facilitate understanding, XYZ coordinates are set and referred to as appropriate.
曲げ加工システム10は、図1に示すように、V溝位置測定装置20と、パネルベンダー30と、パネルベンダー30を制御する制御装置40とを有する。また、曲げ加工システム10には、外部記憶装置50が接続されている。曲げ加工システム10は、例えば、図2A及び図2Bに示すように、V溝101が形成された鋼板100を曲げ加工し、曲げ部102を形成するために用いられる。
As shown in FIG. 1, the
鋼板100は、磁石に引き寄せられるような磁性を帯びた素材から形成されている。鋼板100は、本実施の形態においては、表面103と+Y側の端面104とがなす辺100AがX軸方向に平行で、表面103と−X側の端面105とがなす辺100BがY軸方向に平行である長方形板状に形成されている。また、鋼板100の+Z側の表面103には、V溝101が形成されている。
The
V溝101は、辺100Aに平行な線状になるように形成されている。図3A及び図3Bに示すように、鋼板100の厚みtは、例えば、0.8mm以上1.6mm以下の範囲内にある。V溝101の深さDは、例えば、鋼板100の厚みtが1.6mmである場合、0.8mmである。ただし、V溝101の深さDは、任意であり、鋼板100の素材の組成、厚み、曲げ角度等により適宜変更される。なお、本実施の形態において、曲げ部102の曲げ角度θ1は、90°である。
The V-
V溝101は、図1に示すV溝加工機200によって形成される。V溝加工機200は、例えば、コンピュータによって数値制御されるNC(Numerical Control)工作機械である。このV溝加工機200は、V溝101の形状に対応したエンドミルを有し、このエンドミルを用いて切削加工を行う。また、V溝加工機200は、ケーブル等を介して外部記憶装置50に接続されている。
The
V溝位置測定装置20は、図4に示すように、鋼板100のV溝101の形成位置を測定するために用いられる。V溝位置測定装置20は、センサヘッド21、コントローラ22、ディスプレイ等を有する非接触レーザ変位計から構成されている。センサヘッド21は、XY平面に平行移動可能に設けられている。また、センサヘッド21は、光学センサを備えている。この光学センサは、鋼板100にレーザ光を照射して、鋼板100に反射されたレーザ光を受光する。そして、照射から受光までの時間に応じた信号をコントローラ22に出力する。コントローラ22は、センサヘッド21の光学センサから出力された信号に基づいて、V溝101の形成位置を算出する。そして、図1に示すように、V溝101の形成位置を示す位置情報を制御装置40に通知する。なお、V溝位置測定装置20の測定精度は、例えば、±0.002mmである。
As shown in FIG. 4, the V-groove
パネルベンダー30は、図5に示すように、鋼板100を折り曲げるための曲げ加工機であり、汎用の曲げ加工機と比較して高速、高精度で自動加工を実現できる生産性の高いNC工作機械である。パネルベンダー30は、曲げ加工機30a及びクランパー34を有する。曲げ加工機30aは、パンチ31と、鋼板100を固定するためのブランクホルダ32、33と、を有する。
As shown in FIG. 5, the
パンチ31は、例えば、サーボモータやボールネジに機械的に接続されることにより、上下方向(+Z方向及び−Z方向)及び前進後退方向(−Y方向及び+Y方向)に移動可能に設けられている。パンチ31は、YZ断面がC字形状となるように形成されている。パンチ31の端部には、鋼板100に当接する下曲げ当接部31a、上曲げ当接部31bが形成されている。
The
ブランクホルダ32、33は、曲げ加工が施されているときの鋼板100の位置ずれを防ぐために用いられる。ブランクホルダ32は、上下方向(+Z方向及び−Z方向)に移動可能に設けられており、ブランクホルダ33の配置面33a(+Z側の面)に配置された鋼板100を上側から押え付けることで、鋼板100を保持する。
The
クランパー34は、鋼板100を固定するとともに、鋼板100を保持して移動させるために用いられる。クランパー34は、XY平面に平行移動可能、且つ、Z軸回りに回転可能に設けられている。このクランパー34の内部には、電圧が印加されることにより、磁性体との間に吸引力が生じる永久磁石が収納されている。この永久磁石の吸引力に基づいて、クランパー34は、磁性を帯びた素材からなる鋼板100を、所定の折り曲げ位置でクランプする。
The
制御装置40は、図1を参照するとわかるように、ケーブル等を介して、V溝位置測定装置20、パネルベンダー30、及び外部記憶装置50に接続されている。また、制御装置40は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、記憶部、表示部、入力部、及び上記各部を相互に接続するシステムバスを含んで構成されている。
As can be seen from FIG. 1, the
外部記憶装置50は、V溝101の設計上の形成位置を示す設計値情報を記憶している。詳しくは、外部記憶装置50は、例えば、図6に示すように、V溝101の設計中心線A0を示す情報を、設計値情報として記憶している。この設計中心線A0は、図6に示すように、鋼板100の辺100Aから設計中心線A0までの距離L0とした場合、下記式(1)で表すことができる(ただし、鋼板100の辺100Aと辺100Bとが交わる頂点C0を原点とする。)。
Y=−(L0) …(1)
The
Y =-(L0) (1)
次に、上述のように構成された曲げ加工システム10を用いて、鋼板100に曲げ部102を形成する工程について説明する。
Next, the process of forming the bending
先ず、図1に示すように、V溝加工機200は、外部記憶装置50に記憶された設計値情報を取得する。そして、図7A及び図7Bに示すように、V溝加工機200は、取得した設計値情報に基づいて、鋼板100にV溝101を形成する。V溝101は、設計値通りに形成された場合には、図6に示すように、式(1)で表される設計中心線A0に沿って形成される。しかしながら実際には、図8に示すように、V溝101は、部品精度に問題のない公差の範囲内で、例えば、設計中心線A0に対して僅かにずれた加工中心線A1に沿って形成されることがある。
First, as shown in FIG. 1, the V-
次に、図9に示すように、V溝位置測定装置20は、V溝101の形成位置を測定する。詳しくは、V溝位置測定装置20は、先ず、鋼板100の端面104上の任意の測定始点C11から、測定始点C11を通り、端面104に直交する直線(Y軸方向に平行な直線)と加工中心線A1とが交わる形成位置点C12までの距離L11を測定する。続いて、V溝位置測定装置20は、鋼板100の端面104上の任意の測定始点C21から、測定始点C21を通り端面104に直交する直線(Y軸方向に平行な直線)と加工中心線A1とが交わる形成位置点C22までの距離L21を測定する。V溝位置測定装置20は、距離L11、L21と、頂点C0から測定始点C11までの距離L12、頂点C0から測定始点C21までの距離L22に基づいて、形成位置点C12、C22のXY座標を検出する。
Next, as shown in FIG. 9, the V-groove
V溝101の実際の形成位置の加工中心線A1は、例えば、上述のように検出された形成位置点C12のXY座標(L12、−L11)と、形成位置点C22のXY座標(L22、−L21)とを通る1次関数の式で表すことができる。以上により、V溝位置測定装置20は、この形成位置点C12、C22を通る直線の式を、V溝101の形成位置として測定する。V溝位置測定装置20は、測定を完了すると、上記式で表される加工中心線A1を示す情報を、V溝101の実際の形成位置を示す実測値情報として制御装置40に通知する。
The machining center line A1 of the actual formation position of the
なお、形成位置点C12、C22の位置は、鋼板100のサイズ等に応じて適宜設定される。しかしながら、測定精度の観点から、形成位置点C12は、V溝101の−X側の端部近傍で検出されることが望ましく、形成位置点C22は、V溝101の+X側の端部近傍で検出されることが望ましい。
The positions of the formation position points C12 and C22 are appropriately set according to the size of the
V溝101が測定された鋼板100は、図10に示すように、例えば、クランパー34によって、ブランクホルダ33の配置面33a上に搬送される。
As shown in FIG. 10, the
次に、制御装置40は、図1に示すように、外部記憶装置50から設計値情報を取得するとともに、V溝位置測定装置20から実測値情報を取得する。そして、制御装置40は、設計上のV溝101の形成位置と、V溝位置測定装置20によって測定されたV溝101の形成位置とを比較して、折り曲げ位置を算出する処理を行う。そして、鋼板100の折り曲げ位置を決定し、折り曲げ位置を示す情報をパネルベンダー30に通知する。
Next, as illustrated in FIG. 1, the
次に、パネルベンダー30のクランパー34は、図11Aに示すように、制御装置40からの折り曲げ位置を示す情報に基づいて、鋼板100の折り曲げ位置を調整しつつ、鋼板100を適切な折り曲げ位置に移動させる。例えば、クランパー34は、加工中心線A1と設計中心線A0とが交わる交点C3を中心に回転することで、適切な折り曲げ位置に鋼板100を配置して固定する。これにより、クランパー34は、図11Bに示すように、V溝101の加工中心線A1と設計中心線A0とを一致させる。
Next, as shown in FIG. 11A, the
次に、図12に示すように、ブランクホルダ33の配置面33aに配置された鋼板100を、+Z側からブランクホルダ32が押圧する。これにより、鋼板100は、ブランクホルダ32、33に挟まれて強固に固定される。続いて、パンチ31を移動させることで、パンチ31の上曲げ当接部31bが、鋼板100の−X側の端部を押し上げる。すると、鋼板100は、V溝101を基点に徐々に折れ曲がっていく。やがて、図2B及び図3Bに示すように、鋼板100に曲げ部102が形成される。この結果、図11Bを参照するとわかるように、設計中心線A0と一致する加工中心線A1を曲げ線として曲げ加工することができる。
Next, as shown in FIG. 12, the
以上、説明したように、本実施の形態に係る曲げ加工システム10では、V溝位置測定装置20が測定したV溝101の形成位置の実測値に基づいて、クランパー34が、鋼板100を保持しつつ、鋼板100のV溝101の形成位置を折り曲げ位置に調整して固定する。このため、V溝101の実際の形成位置を曲げ線として鋼板100の曲げ加工をすることができる。
As described above, in the
一般に、パネルベンダー30は、V溝101の形成位置の設計値に基づいて、クランパー34が鋼板100の折り曲げ位置を調整して鋼板100を固定する。しかしながら、実際の設計では、加工装置の精度や作業者の熟練度、要求される部品の精密さ等に応じて公差が設定される。このため、この公差の範囲内で、V溝101の形成位置の設計値と実測値との間に微小なずれが生じる。これにより、V溝101の実際の形成位置を曲げ線として曲げ加工ができない場合があり、曲げ部102の精度を安定させることが困難であった。
In general, in the
これに対して、本実施の形態に係る曲げ加工システム10では、V溝位置測定装置20が実際に測定したV溝101の形成位置の実測値に基づいて、鋼板100の曲げ加工をする。このため、V溝101の実際の形成位置を曲げ線として、鋼板100の曲げ加工をすることができる。したがって、鋼板100の曲げ部102を高い精度で作成することができ、結果として、鋼板100の曲げ部102を高い精度で安定して作成することが可能になる。
In contrast, in the
また、曲げ加工機として、パネルベンダー30ではなく、汎用の曲げ加工機を用いる場合、作業者が自らの手で鋼板100の外形を基準に位置決めして、鋼板100をクランプしない状態で鋼板100に曲げ加工を施す。このため、曲げパンチがV溝101に嵌り込むことで、鋼板100が微調整され、V溝101の実際の形成位置を曲げ線として、鋼板100の曲げ加工をすることができる。しかしながら、汎用の曲げ加工機では、パネルベンダー30と比較して、生産効率が悪く、多くの鋼板製品を製造することが困難である。
Moreover, when using a general-purpose bending machine instead of the
これに対して、本実施の形態に係る曲げ加工システム10では、パネルベンダー30を用いているため、多くの鋼板製品を短時間で生産することが可能になる。
On the other hand, in the
また、V溝101の公差を出来るだけ小さく設計することも考えられるが、V溝101の成形コストが高くなり、結果として、曲げ加工された板金製品の製造コストも高くなるおそれがある。
Although it is conceivable to design the tolerance of the V-
これに対して、本実施の形態に係る曲げ加工システム10では、V溝位置測定装置20が実際に測定したV溝101の形成位置の実測値に基づいて、鋼板100の曲げ加工をするため、公差を大きく確保する設計が可能になり、結果として、曲げ加工された板金製品の製造コストを抑制することができる。
On the other hand, in the
また、本実施の形態では、制御装置40が、V溝位置測定装置20によって測定されたV溝101の形成位置(詳しくは、加工中心線A1)と、設計上のV溝101の形成位置(詳しくは、設計中心線A0)とを比較して、折り曲げ位置を算出する処理を行う。このため、V溝101の実際の形成位置を曲げ線として、鋼板100の曲げ加工をより正確に行うことができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、V溝位置測定装置20は、図9に示すように、V溝101の加工中心線A1上の形成位置点C12、C22の2つの位置を測定し、2つの位置に基づいてV溝101の形成位置を求める。このため、V溝101の実際の形成位置を正確に測定することができる。結果として、V溝101の実際の形成位置に沿って、鋼板100の曲げ加工をより正確に行うことができる。
In the present embodiment, the V-groove
また、本実施の形態では、V溝位置測定装置20は、センサヘッド21、コントローラ22、ディスプレイ等を有する非接触レーザ変位計から構成されている。このため、V溝101の実際の形成位置を正確に測定することができ、V溝101の実際の形成位置に沿って、鋼板100の曲げ加工をすることができる。また、カメラ等の撮像手段を用いた画像処理を行うことによりV溝101の形成位置を測定する場合と比較して、曲げ加工にかかるコストを抑制することができる。また、ノギスを用いてV溝101の形成位置を測定する場合と比較して、多くの鋼板製品の生産効率を向上させることができる。
In the present embodiment, the V-groove
上述の曲げ加工システム10を用いて作成された曲げ部102を有する鋼板100は、例えば、高い意匠性が求められるエレベータの扉等に用いられる。
The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等によって限定されるものではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited by the said embodiment etc.
例えば、本実施の形態では、曲げ加工システム10の加工対象は鋼板100である。しかしながら、これに限られない。加工対象は、曲げ加工を施すことができる素材からなるものであれば、鋼板100以外の材料からなっていてもよい。
For example, in the present embodiment, the processing target of the bending
また、本実施の形態に係る曲げ加工システム10では、V溝位置測定装置20は、V溝101の実際の形成位置を示す実測値情報を制御装置40に通知する。しかしながら、これに限られない。例えばV溝位置測定装置20の実測値情報を、直接パネルベンダー30に通知し、パネルベンダー30が、V溝位置測定装置20の測定結果に基づいて、鋼板100を折り曲げてもよい。
Further, in the
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。 Various embodiments and modifications can be made to the present invention without departing from the broad spirit and scope of the present invention. The above-described embodiments are for explaining the present invention and do not limit the scope of the present invention.
10 曲げ加工システム、20 V溝位置測定装置、21 センサヘッド、22 コントローラ、30 パネルベンダー、30a 曲げ加工機、31 パンチ、31a 下曲げ当接部、31b 上曲げ当接部、32,33 ブランクホルダ、33a 配置面、34 クランパー、40 制御装置、50 外部記憶装置、100 鋼板(板部材)、100A,100B 辺、101 V溝、102 曲げ部、103 表面、104,105 端面、200 V溝加工機、A0 設計中心線、A1 加工中心線、L0,L11,L12,L21,L22 距離、t 厚み、θ1 曲げ角度、C0 頂点、C11 測定始点(第1測定始点)、C21 測定始点(第2測定始点)、C12 形成位置点(第1形成位置点)、C22 形成位置点(第2形成位置点)、C3 交点。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記V溝位置測定装置の測定結果に基づいて、前記板部材を保持しつつ、前記板部材の前記V溝の形成位置を折り曲げ位置に調整するクランパーと、
前記クランパーに固定された前記板部材を、前記V溝の形成位置を曲げ線として折り曲げる曲げ加工機と、
を備える曲げ加工システム。 A V-groove position measuring device for measuring the formation position of the V-groove formed on the surface of the plate member;
A clamper that adjusts the formation position of the V-groove of the plate member to a bending position while holding the plate member based on the measurement result of the V-groove position measuring device;
A bending machine for bending the plate member fixed to the clamper with the formation position of the V-groove as a bending line;
Bending system with
前記板部材の一方の端面上の第1測定始点から、前記第1測定始点を通り前記端面に直交する直線と前記加工中心線とが交わる前記第1形成位置点までの第1距離を測定し、
前記板部材の前記端面上の第2測定始点から、前記第2測定始点を通り前記端面に直交する直線と前記加工中心線とが交わる前記第2形成位置点までの第2距離を測定し、
前記第1距離及び前記第2距離に基づいて、前記第1形成位置点及び前記第2形成位置点を検出する請求項3に記載の曲げ加工システム。 The V-groove position measuring device is
A first distance from a first measurement start point on one end face of the plate member to the first formation position point where a straight line passing through the first measurement start point and perpendicular to the end face intersects with the processing center line is measured. ,
Measuring a second distance from a second measurement start point on the end face of the plate member to the second formation position point where the straight line passing through the second measurement start point and perpendicular to the end face and the processing center line intersect;
The bending system according to claim 3, wherein the first formation position point and the second formation position point are detected based on the first distance and the second distance.
前記V溝の加工中心線上の一端側近傍の第1形成位置点と、他端側近傍の第2形成位置点とを検出し、前記第1形成位置点及び前記第2形成位置点に基づいて前記V溝の形成位置を規定するV溝位置測定装置。 A V-groove position measuring device comprising a non-contact laser displacement meter for measuring a formation position of a V-groove formed on the surface of a plate member,
A first formation position point in the vicinity of one end side on the machining center line of the V groove and a second formation position point in the vicinity of the other end side are detected, and based on the first formation position point and the second formation position point A V-groove position measuring device for defining a formation position of the V-groove.
クランパーが、前記V溝位置測定装置の測定結果に基づいて、前記板部材を保持しつつ、前記板部材の前記V溝の形成位置を折り曲げ位置に調整する工程と、
曲げ加工機が、前記クランパーに固定された前記板部材を、前記V溝の形成位置を曲げ線として折り曲げる工程と、
を含む曲げ加工方法。 A step in which the V-groove position measuring device measures the formation position of the V-groove formed in the plate member;
A step of adjusting a formation position of the V-groove of the plate member to a bending position while holding the plate member based on a measurement result of the V-groove position measurement device;
A bending machine bending the plate member fixed to the clamper with the formation position of the V-groove as a bending line;
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