JPH06269857A - 矯正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プレス押込量算出の基礎となるデータを随時
学習により更新できるようにして正確なプレス押込み量
を算出して矯正工程の効率化を図る。 【構成】 金属素材４の形状を測定する測定装置１と、
プレス７の押込量を検出する押込量検出手段１４と、金
属素材４の変形量を検出してプレスの素材の実際の矯正
量を検出する矯正量検出手段１４と、プレスの押込み量
とこれに対応する矯正量のデータが金属素材の種類ごと
に格納された記憶装置１３と、測定装置１から与えられ
た金属素材の形状データに基づき、前記矯正量から矯正
に必要なプレスの押込み量を算出するとともに、この押
込量での実際の矯正量を基準として矯正量データを補正
し、前記矯正量データを補正値で更新する演算装置１１
を設けて構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば棒材、軸材、エ
レベータ用ガイドレール等の曲がり修正に利用する矯正
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エレベータ用ガイドレール等の
長尺な金属材について、所望の真直度を出す必要がある
場合、その曲りが許容範囲内であるかどうかを測定し、
許容値以上の曲がりのある部分はプレス等の加工により
矯正する必要がある。従来、この種の矯正装置の例とし
ては、図８に示す装置が知られている。

【０００３】この図８において、符号１は、金属材の形
状から歪みを測定する測定器を搭載した自走式の歪み測
定装置で、この歪み測定装置１が走行するレール２の一
側方には、複数台の搬送ローラ３が適当な間隔を置いて
設置されている。この搬送ローラ３の傍らには、長尺材
４の位置決めを行うための位置決めローラ５が設けら
れ、また、それぞれ搬送ローラ３の間には、長尺材４を
９０°向きを変えるための横転台６が設置されている。
ここで、長尺材４の曲りを矯正するプレス装置７は、搬
送ローラ３および横転台６の配列の一端側に設けられ、
矯正された長尺材４が、下流に設置される搬送ローラ８
と横転台９に受け渡されるようになっている。なお、搬
送ローラ３、横転台６、矯正プレス７のプレス位置、搬
送ローラ８、横転台９は、一直線上に配置されている。

【０００４】次に、長尺材４の従来の矯正工程につい
て、説明する。搬送ローラ３に載って搬入された長尺材
４は、位置決めローラ５によって測定位置に位置決めさ
れる。この長尺材４の形状は、長尺材４に平行にレール
２を介して移動する歪み測定装置１によって測定され、
その測定データは制御装置１０の備える演算装置に入力
される。この演算装置は、測定データから矯正が必要な
矯正点と、矯正量を算出する。このようにして、長尺材
４の全測定点についての測定が一通り終了すると、ふた
たび搬送ローラ３が回転して、長尺材４はプレス装置７
に搬入される。この場合、制御装置１０は、長尺材４の
算出された矯正点がちょうどプレスヘッドの位置にくる
ように搬送ローラ３の回転を制御する。

【０００５】矯正プレス装置７は搬入された長尺材４の
矯正点を加圧して真っ直ぐになるように矯正を施す。一
通りの矯正が終了すると、長尺材４の曲りを再測定する
ために、搬送ローラ３が逆回転して、長尺材４を上流側
に搬送してから、再度歪み測定装置１による形状測定が
行われる。この測定の結果、なお許容範囲以上の曲りが
検出された場合には、上述と同様の工程を繰り返すこと
によって、再矯正が加えられる。なお、長尺材４の形状
によっては、２方向の曲りが矯正される。この場合、１
方向での矯正が終了すると、横転台６によって９０゜長
尺材４の向きを変えて測定および矯正の工程が行なわれ
るようになっている。

【０００６】以上のように曲りのある長尺材の場合、そ
れを真っ直ぐに矯正するためには、プレス装置７のプレ
スヘッドの押込み量を適切に制御しなければならない。
従来は、予めプレスヘッドの押込み量を金属材料試験の
測定データ等に基づいて次のように算出している。すな
わち、図５は、実験的に得られたプレスヘッドの押込量
ｘとそのときの押込量ｘによって得られる矯正量ｙの関
係を示すグラフである。押込量ｘが小さい時は、押込量
ｘと矯正量ｙの関数は双曲線で近似され、押込み量が大
きくなる領域では、矯正量は比例して大きくなる。この
押込み量ｘと、矯正量ｙは、次のような関係式で表され
る。

【０００７】θ＝（ｔａｎ^-1Ａ）／２ ａ＝ｂ／ｔａｎθ であるから、 Ｋ＝（ａ² ＋ｂ² ）（ｘ＋Ｂ／Ａ）ｓｉｎθ・ｃｏｓθ Ｌ＝ｂ² ｓｉｎ² θ−ａ² ｃｏｓ² θ とすれば、Ｋ、Ｌを用いて、

【０００８】

【数１】 と表される。

【０００９】ここで、Ａ：直線部分の矯正曲線の傾き Ｂ：矯正曲線のｙ軸切片 ｂ：ｘ軸交点と双曲線部分との距離である。

【００１０】従って、長尺材をある矯正点で、例えば、
矯正量ｙ１だけ矯正したい場合には、図５のグラフから
算出された押込み量ｘ１で矯正している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな押込み量は、金属素材のサンプルを用いて行った実
験データを基礎として算出しているので、例えば、素材
の材質や含まれる微妙な成分の違いによって、特性が変
るため、正確な押込み量の算出ができないことがある。
このため、図に示すように、矯正量ｙ１だけ矯正したい
場合に、このときに算出された押込み量ｘ１でプレスヘ
ッドを押込むと、実際には、実際の矯正量ｙ２だけ矯正
されてしまうことがある。このように押込み量の算出が
不正確であると、何度も何度も矯正の繰り返さなけれ
ず、矯正に時間がかかってしまうという問題点がある。

【００１２】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、プレス押込量算出の基礎となる
データを随時学習により更新できるようにして正確なプ
レス押込み量を算出して矯正工程の効率化を図ることの
できる矯正装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、金属素材の形状を測定し、算出した矯正
点、矯正量に基づいてプレス装置を制御し連続的に金属
素材を矯正する矯正装置において、金属素材の形状を測
定する測定装置と、プレスの押込量を検出する押込量検
出手段と、前記金属素材の変形量を検出してプレスの素
材の実際の矯正量を検出する矯正量検出手段と、プレス
の押込み量とこれに対応する矯正量のデータが金属素材
の種類ごとに格納６れた記憶装置と、前記測定装置から
与えられた金属素材の形状データに基づき、前記矯正量
から矯正に必要なプレスの押込み量を算出するととも
に、この押込量での実際の矯正量を基準として矯正量デ
ータを補正し、前記矯正量データを補正値で更新する演
算装置とを具備したことを特徴とする矯正装置。

【００１４】

【作用】本発明によれば、プレスの押込み量算出におい
て、実験データなどにより、金属素材の種類ごとに蓄積
した矯正データを現在矯正している金属材料の特性を加
味して随時データを更新することができるので、この学
習機能を通じて整形するのに要求される矯正量に対し、
適切なプレスの押込み量を算出することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明による矯正装置の一実施例につ
いて添付の図面を参照して説明する。図１は、本実施例
による矯正装置の主要部を模式的に表した図であり、前
述した図７の矯正装置の構成要素と同一の構成要素に
は、同一の符号を付してあるものである。長尺材４は、
搬送ローラ３、８によって搬送され、この搬送経路に沿
って、長尺材４の形状からその歪み量を測定する歪み測
定装置１と、長尺材４を反転させる横転装置６、９と、
プレス装置７とが配設されている。

【００１６】プレス装置７は、３点式のプレス装置で、
搬送ローラ３、８の間に設置される。このプレス装置７
の場合、プレスヘッド７ａ、７ｂ、７ｃのうち、プレス
ヘッド７ｂ、７ｃで長尺材４を支持し、中間のプレスヘ
ッド７ａを長尺材４の矯正位置に押込んで曲りを矯正す
る。また、プレスヘッド７ａに対向するように、プレス
装置７による押込量および長尺材４の実際の矯正量を検
出する手段としては、移動量測定器１４が配置されてい
る。この場合、移動量測定器１４のプローブ１４ａは、
プレスヘッド７ａに向かって付勢されているので、その
先端は長尺材４に常時接触するようになっている。

【００１７】次に、符号１０は、矯正装置の各部の動作
を制御する制御装置で、後述するように、押込量算出の
基礎となるデータを補正する演算装置１１と、入出力部
１２と、記憶装置１３とを備えている。

【００１８】前記入出力部１２には、歪み測定装置１、
搬送ローラ３、８、横転台６、９およびプレス矯正装置
７が接続されており、これらの各装置と制御装置１０と
の間の信号のやり取りを行う。演算装置１１は、歪み測
定器１、移動量測定器１４からの計測データと、記憶装
置１３に格納されている矯正量データとから長尺材４の
矯正点、プレスヘッド７ａの押込み量を算出するほか、
予め決められた工程プログラムに従って、搬送ローラー
３、８、横転台６、９、プレス矯正装置７の運転を制御
するものである。

【００１９】次に、矯正工程の流れについて図７の流れ
図を参照して説明する。まず、真直度測定装置１が長尺
材４に平行に自走して長尺材４の真直度を測定する（ス
テップＳ１）。この測定した形状データは、入出力部１
２を介して演算装置１１に導入される。演算装置１１
は、規定の許容値以上の歪みのある部位を矯正が必要な
矯正点として特定するとともに、その部分を平坦に整形
するのに必要な要求矯正量を算出し、さらに、この要求
矯正量から、図５に示す矯正量データに基づいてプレス
ヘッド７ａによる押込み量を演算する（ステップＳ
２）。

【００２０】ここで、矯正量データは、各種の金属素材
の構造部材の試料について、収集した実験データを解析
して得たデータであり、従来技術の説明で既述した矯正
曲線として表わされる。この矯正量データは、特定材質
の特定構造ごとに、例えば、弾性係数、断面形状を基準
に分類した同種の金属素材ごとに予め用意されて記憶装
置１３に格納されているものである。

【００２１】しかして、図２乃至図４は、矯正工程中の
プレスヘッド７ａ乃至７ｃ、移動量測定器１４の動作を
説明する図である。このうち、図２は矯正前、図３はプ
レスヘッド７ａを押込んで矯正したところを表し、図４
は矯正後をそれぞれ表している。

【００２２】プレスヘッド７ａは、前記で算出した押込
み量だけ押込まれるように、移動量測定器１４によって
その移動量が測定されながら前進する（ステップＳ
３）。矯正点では、長尺材４の変形とともに移動量測定
器１４のプローブ１４ａが押込まれるので、実際の押込
み量ｘをプローブ１４ａの変位として測定することがで
きる（ステップＳ４）。この押込み量データは入出力部
１２を介して演算装置１１に入力される。

【００２３】次に、演算装置１１は、算出した押込み量
と、実際の押込み量ｘとを比較する（ステップＳ５）。
プレスヘッド７ａは、算出した押込み量と、実際の押込
み量ｘとが一致するまで前進し、一致すればプレスヘッ
ド７ａはもとの位置に復帰し（ステップＳ６）、これに
より、この矯正点における矯正が終了する。次に、図４
に示すように、プレスヘッド７ａが後退したことによ
り、長尺材４には、その弾性的な性質から復元力が作用
するので、実際の矯正量ｙは押込量ｘよりも小さいもの
となる。プローブ１４ａはこの長尺材４の変形に追随し
て変位するので、実際の矯正量を測定することができる
（ステップＳ７）。この実際の矯正量と、記憶装置の矯
正量データから、押込量を次のようにして補正する。

【００２４】長尺材４と同じ材質の素材では、前記従来
技術で説明したように、押込み量ｘと矯正量ｙとの関係
が図５に示すような関数の矯正曲線で表されるものとす
る。例えば、長尺材４の形状測定のデータから算出した
矯正点Ｐ１における要求矯正量ｙ１に対しては、その時
のプレス押込み量は、ｘ１と算出される。この押込み量
ｘ１で実際に押込んだ後、実際の矯正量を移動量測定装
置で測定した結果、矯正点における実際の矯正量がｙ２
であったとすると、要求矯正量ｙ１よりも実際の矯正量
ｙ２の方が大きいので、長尺材４の実際の特性と、矯正
量データとの間にはかなりの誤差があり、その結果、必
要以上にプレスヘッド７ａを押込みすぎたことになる。
そこで、次回の矯正からは押しすぎないようにするため
に、矯正量データを補正する必要がある。この補正の手
法を説明するグラフが図６である。

【００２５】すなわち、この金属材料の矯正曲線は押込
み量ｘ１のときに矯正量ｙ２となるようになっており、
矯正曲線のｙ軸切片を表す定数Ｂに誤差があると考え
て、矯正量曲線をｘ軸に平行に移動して、実際の矯正量
ｙ１が矯正曲線上にのるようにｙ軸切片をＢ’に補正す
る（ステップＳ８）。このように補正することにより、
次回からは押込み量ｘ２が実際の矯正量ｙ１に対応する
押込み量となるので、実際の特性に適合した矯正を行う
ことができる。記憶装置１３の矯正量データは、補正さ
れたデータに更新される。

【００２６】なお、実際の矯正量が矯正曲線から大きく
ずれることも考えられる。この場合は、この値のずれは
プレス装置等の誤動作等に原因するものであると考え、
データの更新は行わない。また、測定誤差等を見込ん
で、システムの精度に応じて例えば、実際の矯正量の８
０％の値に基づいてデータを補正するといったようにす
ることで、より正確なデータの更新が行われる。このよ
うに矯正曲線を補正することにより、次回の矯正から
は、要求矯正量がｙ１と設定された場合には、プレスの
押込み量はｘ２となり、プレスを押しすぎることがなく
なる。しかも、各測定点における実際の矯正量の測定に
基づき金属材料の特性に合せてデータを更新していくい
わゆる学習機能を働かせることによって、矯正曲線は実
際の矯正特性を表す曲線に収束していくので、データの
精度が高まっていくことになる。

【００２７】なお、以上の実施例は長尺材の曲り矯正を
例に説明したが、本発明は、この実施例に限定されるも
のではなく、平面的な金属製パネルの矯正にも適用でき
ることは勿論である。また、矯正データの学習機能につ
いても、矯正曲線のｙ軸切片を表す定数の学習機能につ
いて説明したが、矯正データを蓄積することによって他
の定数Ａ、ｂについても、学習機能を働かせることによ
って、よりよい精度の矯正を行うことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、金属素材の形状データから矯正に必要なプレ
スの押込み量を算出するとともに、この押込量での実際
の矯正量を基準として矯正量データを補正し、前記矯正
量データを補正値で更新している。このため、実際に矯
正している金属素材の特性に合致するように、矯正デー
タは次第にその正確さを増すので、プレスの押込み量を
適切に算出できる。従って、精度の高い矯正が行えるの
で、従来のように同一矯正点に対する繰り返し回数が減
り矯正工程の短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による矯正装置の全体構成を表したブロ
ック図。

【図２】プレス装置による矯正の様子を示す図で、矯正
前の長尺材とプレスヘッドの動作を表した説明図。

【図３】プレス装置による矯正の様子を示す図で、矯正
中の長尺材とプレスヘッドの動作を表した説明図。

【図４】プレス装置による矯正の様子を示す図で、矯正
後の長尺材とプレスヘッドの動作を表した説明図。

【図５】押込み量の算出の従来の手法による矯正量と押
込み量の関係を表すグラフ。

【図６】本発明において、押込み量の補正に利用する矯
正量と押込み量の関係を表すグラフ。

【図７】矯正工程の工程の流れを表した流れ図。

【図８】従来の矯正装置の全体の構成を表わした外観
図。

【符号の説明】

１ 歪み測定装置 ３ 搬送ローラー ４ 長尺材 ６ 横転台 ７ プレス装置 ７ａ〜７ａ プレスヘッド ８ 搬送ローラー ９ 横転台 １０ 制御装置 １１ 演算装置 １２ 入出力部 １３ 記憶装置 １４ 移動量測定器 Ａ 直線部分の矯正曲線の傾き Ｂ 矯正曲線のｙ軸切片 ｂ ｘ軸交点と双曲線部分との距離

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属素材の形状を測定し、算出した矯正
   点、矯正量に基づいてプレス装置を制御し連続的に金属
   素材を矯正する矯正装置において、 金属素材の形状を測定する測定装置と、 プレスの押込量を検出する押込量検出手段と、 前記金属素材の変形量を検出してプレスの素材の実際の
   矯正量を検出する矯正量検出手段と、 プレスの押込み量とこれに対応する矯正量のデータが金
   属素材の種類ごとに格納された記憶装置と、 前記測定装置から与えられた金属素材の形状データに基
   づき、前記矯正量から矯正に必要なプレスの押込み量を
   算出するとともに、この押込量での実際の矯正量を基準
   として矯正量データを補正し、前記矯正量データを補正
   値で更新する演算装置とを具備したことを特徴とする矯
   正装置。