JPH10113721A - 折曲げ機における折曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３軸以上のラム駆動軸を有する折曲げ機にお
いて、各駆動軸の発生加圧力の制限値を適正な値に設定
することにより、金型破損の危険性を回避するととも
に、精度良く曲げ加工を行えるようにする。 【解決手段】 ３軸以上の駆動軸を有するラムの各駆動
軸の駆動を制御するための曲げ加工データに基づいて各
駆動軸毎の発生加圧力の制限値を演算し、この制限値を
越えないようにラムを各駆動軸毎に駆動制御する構成と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３軸以上の駆動軸
を有するラムに支持される駆動金型（パンチ）と、この
ラムに対向配置されて両端部が固定されるテーブルに支
持される固定金型（ダイ）との協働によって板状のワー
クを折り曲げる折曲げ機における折曲げ加工装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の折曲げ機として、図１３
に示されているようなプレスブレーキ５１が知られてい
る。このプレスブレーキ５１においては、ラム５２と固
定テーブル５３とが対向配置されるとともに、固定テー
ブル５３の両端部に一対のサイドフレーム５４，５５が
一体に設けられ、各サイドフレーム５４，５５の上端部
に設けられる油圧シリンダ５６，５６によってラム５２
が昇降動されるように構成されている。そして、ラム５
２の下端部には上型（パンチ）５７が、固定テーブル５
３の上面には下型（ダイ）５８がそれぞれ配置され、こ
れら上型５７と下型５８との間に板状のワークを挿入し
て油圧シリンダ５６，５６を作動させることにより、こ
れら上型５７と下型５８との間でワークを挟圧して所要
の曲げ角度に折り曲げるようにされている。

【０００３】ところで、このようなプレスブレーキにお
いて、機械の設定加圧力は、通常、曲げ加工に必要な加
圧力に余裕分を加算した値に設定され、これによってパ
ンチとダイとの隙間の設定不良等に基づきワークに必要
以上の加圧力が作用することによる金型の損傷を防ぐよ
うにされている。

【０００４】また、この図１３に示すような左右に１軸
ずつ計２軸のラム駆動軸を有するプレスブレーキの場合
に、各駆動軸の発生力に制限を加える技術が特公平７−
１６７１６号公報において提案されている。この公報に
記載のプレスブレーキでは、ワークの折曲げ中心が機械
中心から左右いずれかの方向に偏る所謂偏心曲げの場合
に、曲げに必要な加圧力は同じでも曲げる位置によって
各駆動軸の発生力の制限値を変えるように構成されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３軸以
上のラム駆動軸を有するプレスブレーキにおいては、例
えば板厚が薄くて曲げ長さが長いワークと、板厚が厚く
て曲げ長さが短いワークとで曲げ加工に必要な加圧力が
等しくなる場合があるというように、曲げ加工に必要な
加圧力が同じであっても曲げ長さの大小によって各駆動
軸の発生加圧力の制限値が異なる値となることから、ワ
ークの曲げ位置のみならず曲げ長さに応じて各駆動軸の
発生加圧力の制限値を変化させることが必要である。

【０００６】もし、この発生加圧力の制限値を適正な値
に設定しない場合には、例えば常に最大加圧力が発生可
能とすると、曲げ加工位置不良があった場合に金型が破
損する可能性があって大変危険であり、逆に、曲げ位置
および曲げ長さに関係なく必要曲げ加圧力のみを制限値
とした場合に曲げ位置によっては加圧力不足になり曲げ
加工精度不良につながったり、曲げ長さが短いときに加
圧力が大きすぎて金型の破損につながってしまうといっ
た問題点がある。

【０００７】本発明は、このような問題点を解消するこ
とを目的として、３軸以上のラム駆動軸を有する折曲げ
機において、各駆動軸の発生加圧力の制限値を適正な値
に設定することにより、金型破損の危険性を回避すると
ともに、精度良く曲げ加工を行うことのできる折曲げ機
における折曲げ加工装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述さ
れた目的を達成するために、本発明による折曲げ機にお
ける折曲げ加工装置は、３軸以上の駆動軸を有するラム
に支持される駆動金型と、このラムに対向配置されて両
端部が固定されるテーブルに支持される固定金型との協
働によって板状のワークを折り曲げる折曲げ機における
折曲げ加工装置であって、（ａ）各駆動軸の駆動を制御
するための曲げ加工データを入力する入力手段、（ｂ）
この入力手段により入力される曲げ加工データに基づい
て各駆動軸毎の発生加圧力の制限値を演算する制限値演
算手段および（ｃ）この制限値演算手段の演算結果に基
づいて前記ラムを各駆動軸毎に駆動するラム駆動手段を
備えることを特徴とするものである。

【０００９】本発明においては、３軸以上の駆動軸を有
するラムの各駆動軸の駆動を制御するための曲げ加工デ
ータ（例；固定金型のＶ幅寸法，ワーク板厚，ワーク曲
げ長さ，ワーク抗張力等）に基づいて各駆動軸毎の発生
加圧力の制限値が演算され、この制限値を越えないよう
にラムが各駆動軸毎に駆動される。これによって、３軸
以上の駆動軸を有する折曲げ機において、曲げ長さおよ
び曲げ位置の違いによる１軸当たりの必要発生加圧力を
得ることが可能となるため、曲げ加工に必要な加圧力が
同じで曲げ長さが異なる場合であっても、あるいは左右
いずれかの方向に偏って曲げ加工を行う場合であって
も、曲げ加工位置の設定不良等による金型の破損を極力
抑えることが可能となり、かつ設定加圧力不足による曲
げ角度精度不良の発生を回避して精度の高い曲げ加工を
実現することが可能となる。

【００１０】本発明において、前記制限値演算手段は、
前記入力手段より入力される曲げ加工データから曲げ加
工に必要な加圧力を求め、この加圧力に機械特有の余裕
増分を加えたものを基に、ワーク曲げ長さおよび曲げ位
置に応じて各駆動軸の発生加圧力の制限値を演算するも
のであるのが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明による折曲げ機にお
ける折曲げ加工装置の具体的な実施の形態につき、図面
を参照しつつ説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例に係るプレスブレ
ーキの正面図、図２は同プレスブレーキの側面図、図３
は本実施例の制御システム構成を示すブロック図であ
る。

【００１３】本実施例のプレスブレーキにおいては、固
定のテーブル１と、このテーブル１に対位して昇降駆動
されるラム２とが備えられ、テーブル１の上面にはダイ
保持装置３を介してＶ字状の型溝を有するダイ（下金
型）４が保持され、ラム２の下部にはダイ４に対向して
パンチ（上金型）５がパンチ保持装置６を介して取り付
けられている。

【００１４】前記テーブル１の両端部には一対のサイド
フレーム７，８が一体に設けられ、各サイドフレーム
７，８の上端部を連結するように支持フレーム９が設け
られている。この支持フレーム９には複数個（本実施例
では４個）のラム駆動装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１
０ｄが取り付けられており、これらラム駆動装置１０ａ
〜１０ｄの下端部にラム２が揺動自在に連結されてい
る。こうして、ラム駆動装置１０ａ〜１０ｄの作動によ
ってラム２が昇降動されることにより、パンチ５とダイ
４との間に介挿されるワークが折り曲げられるようにな
っている。

【００１５】各ラム駆動装置１０ａ〜１０ｄは、後方に
設けられるＡＣサーボモータ１１ａ〜１１ｄを駆動源と
してその駆動力をタイミングベルト１２を介してラム２
に連結されているボールスクリュー１３に伝え、このボ
ールスクリュー１３によってサーボモータ１１ａ〜１１
ｄの回転駆動力を上下方向の移動力に変換してワークに
対する加圧力を発生するように構成されている。

【００１６】前記ラム２の上下位置は、各ラム駆動装置
１０ａ〜１０ｄの駆動軸位置に対応して設けられるリニ
アエンコーダ（インクリメンタルエンコーダ）１４ａ〜
１４ｄによって検出され、その検出データがＮＣ装置１
９ａに入力されることにより、各軸位置に応じてサーボ
アンプ１５ａ〜１５ｄを介して各サーボモータ１１ａ〜
１１ｄがフィードバック制御され、かつそれらサーボモ
ータ１１ａ〜１１ｄのモータ軸に取り付けられるブレー
キ１６ａ〜１６ｄが機械制御装置によって制御されるよ
うになっている。ここで、前記リニアエンコーダ１４ａ
〜１４ｄは、各サイドフレーム７，８に沿うように設け
られる２枚のサイドプレートと、左右のサイドプレート
を連結するビームとにより構成される補正ブラケット１
７に支持されている。このような構成により、これらリ
ニアエンコーダ１４ａ〜１４ｄは、サイドフレーム７，
８の負荷変化による変形の影響を受けることがなく、ラ
ム２の各軸毎の絶対位置を計測することが可能である。
なお、前記サーボモータ１１ａ〜１１ｄのモータ軸に
は、各サーボモータ１１ａ〜１１ｄの現在位置を検出す
るためのエンコーダ（アブソリュートエンコーダ）１８
ａ〜１８ｄが付設され、これらエンコーダ１８ａ〜１８
ｄによる検出データによっても各サーボアンプ１５ａ〜
１５ｄが制御されるようになっている。

【００１７】前述のラム駆動装置１０ａ〜１０ｄを制御
するためのＮＣ装置１９ａおよび機械制御装置（シーケ
ンサ）１９ｂを含む制御装置２０はプレスブレーキの本
体フレームの側部に取り付けられており、また曲げデー
タ等の入力用のキーボード２１，各種データを表示する
表示器２２および各種スイッチ類２３を含む操作盤２４
は、支持フレーム９に旋回自在なアーム２５を介して吊
り下げられている。さらに、本体フレームの側部下方に
は足踏み操作用のフートスイッチ２６が設けられてい
る。

【００１８】このような構成からなるプレスブレーキに
おいては、操作盤２４より入力される曲げ加工データに
基づき、ワークの曲げ角度が目標曲げ角度になるように
パンチ５とダイ４との最接近距離が各駆動軸位置毎に演
算され、この演算結果に基づいてラム２の目標下限位置
が演算され、その目標位置になるようにサーボモータ１
１ａ〜１１ｄによって各軸が同時に接近，離反され、目
標位置になったか否かが各軸におけるラム位置のフィー
ドバック信号で各軸毎に監視，制御される。

【００１９】ところで、前述のような構成のプレスブレ
ーキにおいて、図４に模式的に示されているように、機
械中心でワークＷの曲げ加工を行うと、ラム２が４軸Ｐ
₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ ，Ｐ₄ で駆動されるために、ワークＷの
曲げ長さＬによって各軸が負担する曲げ荷重は図５に示
されるように変化する。すなわち、この図５において、
曲げ長さＬが短い場合には中央の２軸Ｐ₂ ，Ｐ₃ がほと
んどの曲げ荷重を負担するが、曲げ長さＬが長くなるに
つれて両端の２軸Ｐ₁ ，Ｐ₄ の負担が増してくる。そし
て、曲げ長さＬが機械長さ付近になると、ほぼ４軸均等
に荷重を負担するようになる。また、そのような荷重負
担が得られるように各軸の軸位置が設定されている。例
えば中央の軸Ｐ₂ ，Ｐ₃ が負担する１軸当たりの荷重比
率Ｓｐは次式のような２次式で近似することができる。 Ｓｐ＝Ｃ１×Ｌ² ＋Ｃ２ ・・・ ただし、Ｃ１，Ｃ２：定数

【００２０】次に、図６に示されるように、ワークＷの
曲げ位置が機械中心から左右方向に偏心量ｘだけずれて
曲げ加工が行われる偏心曲げの場合には、図７（ａ）
（ｂ）（ｃ）に示されるように、曲げ長さＬと偏心量ｘ
とに応じて各軸の負担する荷重が変化する。この図７か
ら明らかなように、荷重負担の大きい軸に注目すると、
曲げ長さＬが短いとき（本実施例では１８００ｍｍ以下
のとき）には、偏心量ｘが０から交点位置ｘ₁ までの間
は軸Ｐ₃ が最も負担が大きく、偏心量ｘが交点位置ｘ₁
より大きい領域では軸Ｐ₄ が最も負担が大きい。また、
曲げ長さＬがある程度長くなると（本実施例では１８０
０ｍｍ以上）、偏心量ｘを大きく取れないこともある
が、偏心量ｘに関係なく軸Ｐ₃ より大きくなることはな
い。

【００２１】ここで、交点位置ｘ₁ は曲げ長さＬに対し
て次式のように２次式で近似できる（図８参照）。 ｘ₁ ＝Ｃ３×Ｌ² ＋Ｃ４ ・・・ また、荷重比率Ｓｐは偏心量ｘに対して次式で近似でき
る（図９参照）。 （１）０≦ｘ＜ｘ₁ のとき Ｓｐ＝ｓｉｎ（（ｘ／Ｐｃ11＋１／Ｐｃ12）×π）＋Ｃ５ ・・・ （２）ｘ≧ｘ₁ のとき Ｓｐ＝Ｐｃ13×ｘ＋Ｐｃ14 ・・・ ただし、Ｃ３〜Ｃ５：定数 Ｐｃ11〜Ｐｃ14：曲げ長さＬを変数とする値 なお、式においてｘ＝０のときは前記式と同等の値
になる。

【００２２】前述のようにして荷重比率Ｓｐが求められ
ると、曲げ長さＬおよび曲げ位置（偏心量ｘ）の違いに
よる１軸当たりの設定加圧力は、曲げに必要な加圧力Ｂ
Ｆ（機械特有の余裕増分を含む）にその求められた荷重
比率Ｓｐを乗じた値として得られる。こうして、曲げ作
業におけるワークＷの加圧動作中に各軸の加圧力がその
設定加圧力を越えないように制限することで、必要以上
の加圧力の発生を防ぐことができるとともに、曲げ長さ
Ｌの短いワークの曲げもしくは偏心曲げを行っても加圧
力不足とならず、精度の良い曲げ加工を実現することが
できる。

【００２３】前述のような加圧力の設定は図１０のフロ
ーチャートに示される手順にしたがって行われる。次に
この手順を順次に説明する。

【００２４】Ｓ１〜Ｓ２：入力手段としての操作盤２４
から、各駆動軸を駆動制御するための曲げ加工データ
（ダイ４のＶ幅寸法，ワーク板厚，ワーク抗張力等）を
入力するとともに、ワークＷの曲げ長さＬおよび偏心量
ｘを入力する。 Ｓ３：１軸が発生する最大加圧力から曲げ長さＬの違い
による機械の最大加圧能力を得る。この曲げ長さによる
機械の最大荷重の変化は図１１に示されているとおりで
ある。なお、こうして得られる加圧力ＢＦに基づき、入
力された曲げ加工条件から曲げ作業が機械能力で可能か
否かを次式によって判定することも可能である。 ＰＦ＝Ｐａｘ／（ＢＦ×Ｓｐ） ただし、ＰＦ：加圧能力値 Ｐａｘ：１軸の最大発生加圧力 ＢＦ：曲げに必要な加圧力

【００２５】Ｓ４〜Ｓ５：加圧力を操作盤２４から入力
すると、ＮＣ装置１９ａにおいてはその入力された加圧
力が最大加圧能力以下であるか否かを判断し、最大加圧
能力以下である場合には設定を完了し、最大加圧能力を
越えている場合には、表示器２２にその旨を表示する。
なお、この表示がなされた場合には、オペレータが加圧
力を再入力するか（Ｓ４）あるいは再度ステップＳ１に
戻る。

【００２６】次に、曲げ作業は図１２に示される手順に
したがって行われる。

【００２７】Ｔ１〜Ｔ２：曲げ作業中、言い換えればラ
ム２の動作中における１軸当たりの発生加圧力が、前述
のようにして設定された加圧力（制限荷重）を超過して
いるか否かを判断し、超過していない場合であって、他
に異常がない場合には曲げ作業を終了する。ここで、１
軸当たりの発生加圧力は、サーボモータ１１ａ〜１１ｄ
がそのトルクを発生させるために必要とする電流値と比
例関係にあることから、各軸のサーボモータの電流値が
操作盤２４により設定された加圧力に相当する１軸当た
りの電流値内に収まるようにＮＣ装置１９ａにより各サ
ーボアンプ１５ａ〜１５ｄに指令が出され、各サーボア
ンプ１５ａ〜１５ｄはそのように電流値を制限するよう
に制御を行うものである。

【００２８】Ｔ３〜Ｔ４：１軸当たりの発生加圧力が設
定加圧力を超過している場合もしくは設定加圧力を超過
していなくても他に異常がある場合には作業を中断し
て、異常要因の除去後に再度フローに戻る。

【００２９】なお、実際の曲げ作業においては、フート
スイッチ２６の運転ペダルを踏むと、パンチ５がワーク
Ｗに急接近後、発生加圧力に制限を設けて低速下降動作
（加圧動作）によってワークＷの曲げ加工を行い、任意
の曲げ角度まで下降して後、高速上昇動作を行って上限
で停止することにより１工程の動作が終了する。

【００３０】本実施例においては、４軸の中から最も荷
重比率Ｓｐの大きな軸に合わせて全ての軸の発生加圧力
を設定するものを説明したが、各軸についての曲げ長さ
および曲げ位置による発生荷重比率を求めて各軸別々に
発生加圧力を制御するようにしても良い。

【００３１】本実施例においては、ラム（可動部材）に
上金型を取り付け、テーブル（固定部材）に下金型を取
り付ける、いわゆるオーバードライブ式のプレスブレー
キについて説明したが、本発明は、ラム（可動部材）に
下金型を取り付け、テーブル（固定部材）に上金型を取
り付ける、いわゆるアンダードライブ式のプレスブレー
キに対しても適用できるのは言うまでもない。

【００３２】本実施例においては、ラムの駆動源として
ＡＣサーボモータとボールスクリューとを用いるものを
説明したが、この駆動源としては他に油圧ユニットとシ
リンダを用いることもできる。

【００３３】本実施例においては、ラムの駆動軸が４軸
の場合について説明したが、この駆動軸としては３軸で
あっても良いし、５軸以上であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係るプレスブレー
キの正面図である。

【図２】図２は、本実施例のプレスブレーキの側面図で
ある。

【図３】図３は、本実施例のプレスブレーキの制御シス
テム構成を示すブロック図である。

【図４】図４は、機械中心でワークの曲げを行う場合の
模式図である。

【図５】図５は、曲げ長さに対する１軸当たりの荷重比
率の関係を示すグラフである。

【図６】図６は、偏心曲げを行う場合の模式図である。

【図７】図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、偏心曲げにおける
偏心量に対する１軸当たりの荷重比率の関係を示すグラ
フである。

【図８】図８は、曲げ長さに対する交点位置の関係を示
すグラフである。

【図９】図９は、偏心量に対する荷重比率の関係を示す
グラフである。

【図１０】図１０は、加圧力の設定手順を示すフローチ
ャートである。

【図１１】図１１は、曲げ長さによる機械の最大荷重の
変化を示すグラフである。

【図１２】図１２は、曲げ作業手順を示すフローチャー
トである。

【図１３】図１３は、従来のプレスブレーキを示す図で
ある。

【符号の説明】

１ テーブル ２ ラム ４ ダイ（下金型） ５ パンチ（上金型） ７，８ サイドフレーム １０ａ〜１０ｄ ラム駆動装置 １１ａ〜１１ｄ サーボモータ １２ タイミングベルト １３ ボールスクリュー １４ａ〜１４ｄ リニアエンコーダ １５ａ〜１５ｄ サーボアンプ １６ａ〜１６ｄ ブレーキ １７ 補正ブラケット １８ａ〜１８ｄ エンコーダ １９ａ ＮＣ装置 １９ｂ 機械制御装置（シーケンサ） ２１ キーボード ２２ 表示器 ２４ 操作盤 ２６ フートスイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３軸以上の駆動軸を有するラムに支持さ
   れる駆動金型と、このラムに対向配置されて両端部が固
   定されるテーブルに支持される固定金型との協働によっ
   て板状のワークを折り曲げる折曲げ機における折曲げ加
   工装置であって、（ａ）各駆動軸の駆動を制御するため
   の曲げ加工データを入力する入力手段、（ｂ）この入力
   手段により入力される曲げ加工データに基づいて各駆動
   軸毎の発生加圧力の制限値を演算する制限値演算手段お
   よび（ｃ）この制限値演算手段の演算結果に基づいて前
   記ラムを各駆動軸毎に駆動するラム駆動手段を備えるこ
   とを特徴とする折曲げ機における折曲げ加工装置。
2. 【請求項２】 前記制限値演算手段は、前記入力手段よ
   り入力される曲げ加工データから曲げ加工に必要な加圧
   力を求め、この加圧力に機械特有の余裕増分を加えたも
   のを基に、ワーク曲げ長さおよび曲げ位置に応じて各駆
   動軸の発生加圧力の制限値を演算するものである請求項
   １に記載の折曲げ機における折曲げ加工装置。