JP5851813B2 - 板状ワークの湾曲保持装置および湾曲保持方法ならびに湾曲成形方法 - Google Patents
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Description
即ち、本発明に係る板状ワークの湾曲保持装置の第1の態様は、板状ワークを、その弾性変形範囲内で湾曲させて保持するための湾曲保持装置であって、前記板状ワークの湾曲断面に直交する方向から見て、該板状ワークの一方の面の互いに離れた2点に当接可能な2つの支持点と、同じく前記板状ワークの湾曲断面に直交する方向から見て、前記板状ワークの他方の面に、前記支持点に挟まれる位置で当接可能な少なくとも1つの加圧点と、前記2つの支持点と前記加圧点の少なくとも一方を、前記板状ワークの板厚方向に進退させる進退駆動手段と、前記加圧点に加わる荷重を検出する荷重検出手段と、前記荷重検出手段からの荷重データが入力され、所定の荷重が加わるように前記進退駆動手段を駆動させる制御手段とを具備してなり、前記制御手段は、前記板状ワークを湾曲させながらショットを投射してピーン成形を行う場合において、前記荷重検出手段から入力される荷重データの減少が停止した時点、または所定の荷重値に達した時点で、前記ショットの投射を停止させる制御を行うことを特徴とする。
また、例えば、板状ワークを湾曲保持した状態でピーン加工を施し、板状ワークが湾曲した形状を保つように塑性変形させる場合には、上記構成とすることにより、簡素な構成で板状ワークに正確な湾曲率を付与することができる。即ち、湾曲する前の板状ワークの高さと、支持点の高さとの相対関係に拘わらず、支持点は板状ワークに当たったら、その高さで止まってその位置を保持する機能があれば、あとは荷重検出手段により加圧点に加わる荷重を検出しながら、加圧点の方だけを板状ワーク側に移動させることにより、板状ワークを湾曲させることができる。
さらに、上記構成とした場合、湾曲保持された板状ワークにショットが投射されてピーン加工が進むにつれ、板状ワークが平坦に戻ろうとする反力が減少し、荷重検出手段から制御手段に入力される荷重データが減少していく。したがって、この荷重データの減少が停止した時点、または所定の荷重値に達した時点で、板状ワークの湾曲加工が完了したと判断でき、ピーン加工を終了することができる。このため、ピーン加工に費やされる時間を必要最小限とし、加工時間の短縮および省力化に貢献することができる。
また、支持点や加圧点を共に複数設け、これらを全て板状ワークの面方向に移動可能にした場合には、複雑な複合曲面にも容易に対応することができる。さらに、板状ワークに当接させる支持点および加圧点の数を、板状ワークの大きさに合った数量に調整することができる。
本実施形態における湾曲保持装置1は、平面視(図5参照)で矩形(長方形)に形成されている。説明の便宜上、その一辺(短手方向)に沿う方向をX軸方向と呼び、他辺(長手方向)に沿う方向をY軸方向と呼び、高さ方向をZ軸方向と呼ぶ。
さらに、全ての支持点25aおよび加圧点40aは、その進退駆動手段である支持ユニット23および加圧ユニット33によって、それぞれ独立的にZ軸方向に進退させることができる。これらの制御は全て制御ユニット6により行われる。
まず、図6(a)に示すように、板状ワークWがワーク支持ローラ50の上に載置される。この時、支持ユニット23の支持ロッド25(支持点25a)と、加圧ユニット33の上段加圧ロッド40(加圧点40a)は板状ワークWに接触していない。このため、板状ワークWの重量がワーク支持ローラ50によって保持される。板状ワークWの高さは、ローラ昇降機構49の高さ調整ハンドル52(図4参照)によってZ軸方向に調整することができる。
(1)リニアスケール29,45から支持点25aと加圧点40aの進退位置データを入力され、支持点25aと加圧点40aが所定の進退位置となるようにサーボモータ27とサーボモータ37を駆動させて、板状ワークWを湾曲保持する。
(2)ロードセル41から加圧点40aに加わる荷重データが入力され、所定の荷重が加わるようにサーボモータ37を駆動させて、板状ワークWを湾曲保持する。この制御は(1)の制御と共に行ってもよい。
(3)湾曲率計測器8から湾曲率データを入力され、所定の湾曲率となるようにサーボモータ37を駆動させて、板状ワークWを湾曲保持する。この制御は(1),(2)の制御と共に行ってもよい。
4 インテグラル・スキン
6 制御ユニット(制御手段)
7 反力吸収装置
8 湾曲率計測器(湾曲率検出手段)
23 支持ユニット(進退駆動手段)
25 支持ロッド
25a 支持点
27,37 サーボモータ(アクチュエータ)
28 ボールねじ機構
29,45 リニアスケール(進退位置検出手段)
33 加圧ユニット(進退駆動手段)
40 上段加圧ロッド
40a 加圧点
41 ロードセル(荷重検出手段)
50 ワーク支持ローラ(ワーク支持部材)
51 スプリング(付勢手段)
Ls 支持点の間隔(第1の間隔)
Lp 加圧点の間隔(第2の間隔)
Lc 中心線
W 板状ワーク
Claims (12)
- 板状ワークを、その弾性変形範囲内で湾曲させて保持するための湾曲保持装置であって、
前記板状ワークの湾曲断面に直交する方向から見て、前記板状ワークの一方の面の互いに離れた2点に当接可能な2つの支持点と、
同じく前記板状ワークの湾曲断面に直交する方向から見て、前記板状ワークの他方の面に、前記支持点に挟まれる位置で当接可能な少なくとも1つの加圧点と、
前記2つの支持点と前記加圧点の少なくとも一方を、前記板状ワークの板厚方向に進退させる進退駆動手段と、
前記加圧点に加わる荷重を検出する荷重検出手段と、
前記荷重検出手段からの荷重データが入力され、所定の荷重が加わるように前記進退駆動手段を駆動させる制御手段と、
を具備してなり、
前記制御手段は、前記板状ワークを湾曲させながらショットを投射してピーン成形を行う場合において、前記荷重検出手段から入力される荷重データの減少が停止した時点、または所定の荷重値に達した時点で、前記ショットの投射を停止させる制御を行うことを特徴とする板状ワークの湾曲保持装置。 - 前記板状ワークの湾曲断面に直交する方向から見て、前記2点の支持点が第1の間隔で前記板状ワークの一方の面に当接し、2点の前記加圧点が前記第1の間隔よりも狭い第2の間隔で前記板状ワークの他方の面に当接し、
前記第1の間隔の中心点と前記第2の間隔の中心点とが合致していることを特徴とする請求項1に記載の板状ワークの湾曲保持装置。 - 前記支持点と前記加圧点の少なくとも一点は、前記板状ワークの面方向に独立的に移動可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の板状ワークの湾曲保持装置。
- 前記進退駆動手段は、全ての前記支持点および前記加圧点をそれぞれ独立的に進退させることができるように設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の板状ワークの湾曲保持装置。
- 前記板状ワークを下方から支持するワーク支持部材を有し、
前記ワーク支持部材は、付勢手段により下方から付勢され、
前記付勢手段の付勢強度は、前記板状ワークの自重を支持することができ、かつ前記板状ワークが湾曲成形された際において、該板状ワークが撓ることにより加わる反力を吸収できる程度に設定されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の板状ワークの湾曲保持装置。 - 前記ワーク支持部材は転動体であり、その上に載置された前記板状ワークを面方向に送ることができることを特徴とする請求項5に記載の板状ワークの湾曲保持装置。
- 前記支持点を進退させる前記進退駆動手段は、アクチュエータの動力をボールねじ機構を介して前記支持点に伝達する構成であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の板状ワークの湾曲保持装置。
- 前記支持点と前記加圧点との、各々の進退位置を検出する進退位置検出手段と、
前記進退位置検出手段からの進退位置データが入力され、所定の進退位置となるように前記進退駆動手段を駆動させる制御手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の板状ワークの湾曲保持装置。 - 前記板状ワークの湾曲率を検出する湾曲率検出手段と、
前記湾曲率検出手段からの湾曲率データが入力され、所定の湾曲率となるように前記進退駆動手段を駆動させる制御手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の板状ワークの湾曲保持装置。 - 板状ワークを、その弾性変形範囲内で湾曲させて保持しながら、ショットを投射してピーン成形を行うための湾曲保持方法であって、
前記板状ワークの一方の面に少なくとも2つの支持点を当接させ、
前記板状ワークの他方の面の、前記支持点に挟まれる位置に少なくとも1つの加圧点を当接させ、
前記支持点と前記加圧点の少なくとも一方を、前記板状ワークの板厚方向に進めることにより前記板状ワークを湾曲させるとともに、
前記加圧点に加わる荷重を検出し、この荷重データの減少が停止した時点、または所定の荷重値に達した時点で、前記ショットの投射を停止させることを特徴とする板状ワークの湾曲保持方法。 - 前記板状ワークの湾曲断面に直交する方向から見て、2点の前記支持点を第1の間隔で前記板状ワークの一方の面に当接させる一方、2点の前記加圧点を前記第1の間隔よりも狭い第2の間隔で前記板状ワークの他方の面に当接させ、
前記第1の間隔の中心点と前記第2の間隔の中心点とを合致させた状態で前記板状ワークを湾曲保持することを特徴とする請求項10に記載の板状ワークの湾曲保持方法。 - 請求項1から9に記載の板状ワークの湾曲保持装置を用いて板状ワークを湾曲保持しながら、該板状ワークの一方の面からショットを投射してピーン成形を施すことにより、前記板状ワークを湾曲させることを特徴とする板状ワークの湾曲成形方法。
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