JPH10328743A

JPH10328743A - 曲げ装置

Info

Publication number: JPH10328743A
Application number: JP14972697A
Authority: JP
Inventors: Gustavson Jukka; グスタフソンユッカ; Kara Youko; カラヨウコ; Koskinen Encio; コスキネンエンシオ; Sarpaneva Ontrei; サルパネバオントレイ
Original assignee: Kvaerner Masa Yards Oy
Current assignee: Meyer Turku Oy
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1998-12-15
Anticipated expiration: 2017-06-06
Also published as: JP4043550B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大型球形タンクの赤道プロフィール材を効率
的に製作する装置の提供。【解決手段】アルミニウム・プロフィール材、特にＬ
ＮＧタンクに関する赤道プロフィール材を製造するため
のプレス曲げ装置において、プレス機２が制御、計測装
置３に連結されていて、赤道プロフィール材を曲げ加工
時、および計測装置に基づいて曲げ制御を行なう際に、
被加工材の反発作用と捩れを考慮に入れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前段部
分に記載した曲げ装置、およびプレス機におけるアルミ
ニウム製プロフィール材（形材）を曲げ加工するための
曲げ方法に関するものである。特に、本発明は排他的で
はないが、ＬＮＧタンク用の赤道プロフィール材の製造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】液化
ガスを貯蔵、輸送するために用いられる球形タンクは大
型で、通常、直径が約４０ｍもある。大型球形タンクの
赤道領域においては特別なプロフィール材が用いられ、
プレス曲げ加工によって所望曲率に形成しなければなら
ない。曲げ加工される赤道プロフィール材は、通常、長
さ約１５ｍ、高さ約１ｍで、厚さほぼ２００mmを有し、
その重量は５０００ｋｇを超える。完成した被加工材は
高い寸法精度に関して条件に合致しなければならない。
被加工材の寸法の故に、曲げ加工や、検査のため計測、
および曲げの最終制御は実行が困難である。特に、計測
および曲げ加工においては被加工材のスプリングバック
（弾性的な変形回復）を考慮しなければならない。ま
た、プレス機における被加工材の正確な移動ということ
も、その重量が大きいために困難である。さらに、赤道
プロフィール材は中央水平面に関して非対称断面になっ
ており、典型的には中央平面よりも下側箇所における方
が、中央平面よりも上側の対応箇所よりも厚くなってい
る。従って、前記プロフィールは曲げ加工の間に捩れる
傾向があり、一般的には曲げ加工中の捩れを防止するた
めの特別な工程を採用するか、あるいは曲げ加工した後
に捩れを除去するための修正工程を施すかのいずれかが
必要となる。

【０００３】従来の技術による曲げ装置は米国特許第３
３３３４４５と、日本公報ＪＰ−６１−１９９５１７お
よびＪＰ−６１−１９９５１８に開示されている。これ
らの装置は、曲げ加工中の彎曲あるいはスプリングバッ
クを既に考慮に入れて、概ね対照的な被加工材を曲げる
装置である。被加工材を制御して動かすための従来技術
による計測装置が日本公報ＪＰ−５１−３１３３０に開
示されている。

【０００４】本発明の目的は、赤道プロフィール材の曲
げ加工段階、計測段階および調整曲げ段階、すなわち、
捩れだけではなく反発作用とスプリングバックの両者を
考慮に入れた調整曲げ段階が単一の工作ステーションで
特に効率的な方法で行なうことができ、従って、好まし
くは、全ての工作段階が１プロセスで実行されるような
曲げ装置を提供することにある。本発明の他の目的は、
曲げプレス機中で被加工材を簡単かつ正確に移動させる
ことにある。実際の経験によれば、本発明装置を用いる
と、多くの場合、２倍を超える生産性の増加がある。さ
らに、正しく計測された被加工材が得られ、従って球形
タンクの組立をより簡単なものにしている。別体計測ス
テーションが不要なので、空間も節約できる。

【０００５】本発明の目的は、請求項１に記載したよう
な方法によって達成される。赤道プロフィール材のスプ
リングバックが装置の制御プログラム中に計算によって
組み込まれているので、所望の曲げ結果は普通は２つの
曲げ段階のみで達成される。もしも、加工プログラム
が、プレスの動きの後ごとに計測トランスデューサーに
よる赤道プロフィール材の形状計測を含んでいれば、所
望形状からの偏差は曲げプレスの動きの直後に確認され
る。調整作用は直ちに行なわれる。プロフィール材の曲
げ加工は２つの曲げ工具、すなわち、曲げ部分の外側に
おける雌工具と、曲げ部分の内側における雄工具とを用
いて行なわれる。この場合には、非対称プロフィール材
の捩れは、少なくとも２台のパワーシリンダー、すなわ
ち、１台は曲げ加工しようとしているプロフィール材の
一端に近いところで作動するパワーシリンダー、他の１
台は前記曲げ工具を強制的に合体させるために、プロフ
ィール材の反対側端部に近いところで作動するパワーシ
リンダー、この２台を使用することによって、曲げ加工
中に制御することができる。プレス機の制御とそれに要
する修正作用とのために、自動的なコンピューターによ
る計算が行なわれる。

【０００６】コンピューター計算において、いわゆるＦ
ＥＭプログラム、すなわち有限要素法プログラムあるい
はその類似法を用いると有利であり、そのプログラムに
よって、当業界においてよく知られているように、計算
作業や、形状測定作業、および付加的な修正作業とは、
正確かつ迅速に行なわれる。このプログラムはまたプロ
フィールの非対称的な断面のみならず被加工材の特性を
考慮しており、そのために修正曲げ加工が簡単に行なわ
れる。この曲げ加工は信頼性の高い方法で、しかも実際
的には自動的に機能する。

【０００７】被加工材は大きく重いが、それにもかかわ
らずそれは工作ステーションにおいては正確に動かさな
ければならない。プレス機内では、プレス機の爪に近い
ところに配置された駆動される移送ローラによって被加
工材が動かされる。従って、曲げ加工と計測作業とに対
して作業員はたった１人で済む。曲率半径が正確である
ことが重要である。このことは、被加工材を１つの曲げ
位置から他の曲げ位置へ５〜３０ｃｍ，好ましくは約１
０ｃｍというほんの短い距離を動かすことによって達成
される。被加工材の移動距離は曲げポイントに接近して
配置された計測車輪によって計測される。この車輪は移
送ローラのコンピューター制御装置に連結されている。
この装置は正確かつ迅速な移動をほとんど完全に自動的
に実行する。

【０００８】被加工材は摩擦力を最小限に減少させるエ
アクッション装置によって支持可能である。もしも、プ
レス機が過剰曲げを修正するために適した工具を有する
場合には、修正作業は曲げ加工と同一の工作ステーショ
ンにおいて迅速に実行することができる。過剰曲げを伸
ばすための工具は被加工材を曲げるための工具と同一で
あるが、その設置位置が被加工材の曲げ平面に関して逆
転していること、また工具の形状に関してプロフィール
材の非対称性を考慮に入れておく必要がある点において
異なっている。

【０００９】本発明またプロフィール材の曲げ方法、お
よび折曲されたプロフィール材に関するものであり、そ
の曲げ加工は本発明による方法あるいは装置によって実
行される。

【００１０】本発明についての添付図面を引用して詳細
に説明する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図においては、１は５０００ＫＮ
を超える押圧力を加えることのできる曲げプレス機２を
有する計測・曲げステーションを示している。球形タン
クの赤道プロフィール材４の曲げ加工を制御するための
計測装置３と、被加工材の形状に適合した曲げ工具５と
が存在する。該プロフィール材は、その長さ方向に亘っ
て均一な断面を有するが、中央水平面（すなわち、プロ
フィール材の頂部エッヂと底部エッヂとから等距離にあ
る水平面）に関して非対称的になっている。プレス機
は、安定した基礎に固定された剛性の大きな本体６を有
する。計測装置３は、被加工材を計測して、その計測値
をコンピューターからなる制御装置（図示せず）に供給
するための計測トランスデューサーを有し、これは好ま
しくは曲げ位置の両側において２台存在する。図２に示
したように、各計測位置において２つのトランスデュー
サー７が存在し、その１つはプロフィール材の頂部エッ
ヂに近く、他の１つはプロフィール材の底部エッヂに近
い。

【００１２】赤道プロフィール材４は矢印８ａ，８ｂに
よって示した方向へ動かされる。前記計測トランスデュ
ーサー７は矢印９ａ，９ｂの方向において調節が可能で
ある。プレス機２中で赤道プロフィール材４を動かすた
めに、モータ駆動される移送ローラの対１０ａ，１１ａ
と１０ｂ，１１ｂが使用される。これらのローラは計測
システム（図示せず）の制御ユニットから自動的に制御
命令を受けるか、または手動制御によって受ける。プレ
ス機の両側に移送ローラが存在する場合には固定機能が
得られる。ローラ１１ａと１１ｂは被加工材４を移送ロ
ーラ１０ａ，１０ｂに対して安定的に押し付ける押圧ロ
ーラである。

【００１３】赤道プロフィール材４の長手方向の移動量
を計測するための計測車輪１２が存在している。プレス
機の両側において、エアクッション基礎によって支持さ
れ被加工材支持体１３ａ，１３ｂが存在する。それらは
横方向の支持要素１４ａ，１４ｂを有する。支持体１３
ａ，１３ｂは床上を簡単に移動でき、被加工材に追従す
るとともに、その重量を支えることができる。

【００１４】計測トランスデューサー７は、各種の高さ
において赤道プロフィール材４を計測するために、垂直
方向に移動できるように作られている。またそれらを垂
直方向に移動させる必要がないようにするために、多数
のトランスデューサー７を設けてもよい。

【００１５】プレス機は、被加工材を曲げるための、実
線で示された工具５ａを有する。該工具５ａは、被加工
材の曲げ部の外側における雌工具と、曲げ部の内側にお
ける雄工具とから成っている。該工具５ａは、外側およ
び内側の工具支持体５に取り付けられている。

【００１６】曲げ加工の開始時点においては、赤道プロ
フィール材４の一端は、プレス機２内の第１曲げ位置に
位置され、赤道プロフィール材の他端は、プレス機の一
方の側における２つの支持体１３ａ，１３ｂによって支
持されている。トランスデューサー７を含む計測システ
ムは、被加工材の彎曲とスプリングバックとを監視する
作業のために調整されている。もしも、彎曲を修正しな
ければならない場合には、トランスデューサー７が、連
続的な曲げ作業および矯正作業のために必要なデータ
を、連続的な計測によって正しい結果が得られるまで提
供する。次に、赤道プロフィール材４は次の曲げ位置に
まで移動され、これは代表的には以前の位置から約１０
ｃｍ離れている。このように説明してきた操作が赤道プ
ロフィール材４の全長に亘って繰り返される。この作業
を進めている間には、エアクッションに支えられた支持
体１３ａ，１３ｂは時々刻々調節しなければならず、あ
るいはその数を増加あるいは減少させなければならな
い。それらもまた被加工材に対して自動的に追従するよ
うに調節されている。

【００１７】図２は雄の曲げ工具５ａを支持した内側の
工具支持体を駆動するように配置された、２つのシリン
ダー１５′と１５″を示している。該シリンダーは垂直
方向に離隔して配置されており、シリンダー１５′は、
非対称プロフィール材４の上部エッヂ４′の近くで、雄
型曲げ工具５ａに作用し、一方、シリンダー１５″
は、非対称プロフィール材４の下部エッヂ４″の近くに
おいて雄型曲げ工具５ａに作用する。前記工具支持体
５、および従って曲げ工具５ａは、シリンダー１５′、
１５″の軸線に対して直角になった水平軸線の周りで揺
動することができる。この配置のゆえに、プロフィール
材の一方のエッヂに対して、他方のエッヂに対するより
も大きな圧力をかけて、プロフィール材が曲げ加工中に
捩れるのを防ぐことができる。曲げ加工中にトランスデ
ューサー７を用いた計測を行なうことにより、制御装置
は、曲げ結果を修正し、かつプロフィールの捩れを防止
または修正するための制御信号を、雄型曲げ工具のシリ
ンダーに供給することができる。

【００１８】各計測位置における２つのトランスデュー
サー７が垂直方向で離隔されているため、前記制御装置
はトランスデューサーによって供給された計測力、プロ
フィールが曲げ加工中に捩られてしまったかどうかを決
定することができる。捩れを防ぐために前記曲げ工具５
ａが作動する場合には、前記計測値は、プロフィールが
曲げ加工中に許容できない程度までには捩られていない
ことを確認するために使用することができる。

【００１９】第１段階において、むしろ最終的な形状に
近い粗曲げ加工を行ない、次に第２段階において最終曲
げ加工を行なうことが利点である。従って、特に良好な
曲げ結果が得られる。曲げ位置を互いに接近して選択す
ることによって、赤道プロフィールは特に正確に曲げら
れるだろう。

【００２０】プレス機は過剰曲げを真直化方向に戻すた
めの、破線で示した工具５ｂを有していてもよい。該
雄、雌型工具５ｂは被加工材を曲げるための雄、雌型工
具５ａと類似しているが、その相対的な位置が被加工材
の曲げ平面に関して逆転している点において異なる。従
って、被加工材を曲げるための雌型工具５ａは曲げ部の
外側に配置され、雄型工具５ａは曲げ部の内側に配置さ
れ、過剰曲げを伸ばすための雌型工具５ｂは曲げ部の内
側に配置され、雄型工具５ｂは曲げ部の外側に配置され
ている。自然に、各工具の表面の形状は、その工具が係
合するプロフィール材の側部と一致する。

【００２１】本発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、添付した特許請求の範囲内において幾つかの修正
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による曲げ装置の模式的平面図。

【図２】図１に示された曲げ装置の要部欠截側面図。

【符号の説明】

１曲げステーション２曲げプレス機３計測装置４赤道プロフィール材５曲げ工具７トランスデューサー１０ａ，１０ｂローラ１１ａ，１１ｂローラ１２計測車輪１３ａ，１３ｂ被加工材支持体１４ａ，１４ｂ支持要素

フロントページの続き (72)発明者エンシオコスキネンフィンランド国マスク，タルビキンティエ６ (72)発明者オントレイサルパネバフィンランド国ツルク，ブラヘンカツ６ビー 30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非対称断面を有し、上部および下部エッ
ヂを有するアルミニウム製プロフィール材（４，４′，
４″）をプレス機（２）で曲げ加工するための曲げ装置
において、プロフィール材をプレス機を通して移動させるための手
段（１０ａ，１１ａ，１０ｂ，１１ｂ）と、その長さ方向に沿って間隔をおかれた複数の曲げ箇所に
おける独立した曲げ操作でプロフィール材（４，４′，
４″）を曲げるための手段（５，５ａ，５ｂ）であっ
て、該曲げ手段がプロフィール材の上部エッヂ（４′）
の近くで該プロフィール材に作用するように位置した少
なくとも１台の第１パワーシリンダー（１５′）と、プ
ロフィール材の下部エッヂ（４″）の近くで該プロフィ
ール材に作用するように位置した第２パワーシリンダー
（１５″）とを有する、該曲げ手段と、プレス機と組み合わされて、プロフィール材の曲げと、
計測結果に基づく曲げ制御の決定との両方に対して、プ
ロフィール材のスプリングバックと捩れの両者を考慮す
る制御および計測装置（７）とを有する曲げ装置。
【請求項２】制御装置は、プレス機内に配置されて、
曲げ過程とその精度とを制御し、曲げられたプロフィー
ル材の計測点検が、該プロフィール材が静止位置に位置
している間に、各曲げ操作後にプレス機において行なわ
れる請求項１に記載された曲げ装置。
【請求項３】各曲げ操作に際しての曲げ箇所の近いと
ころでプロフィール材（４，４′，４″）の形状を測定
する計測トランスデューサー（７）を有し、計測トラン
スデューサーが制御装置に接続されて実際の曲げと所望
の曲げ結果とを比較し、制御装置はプレス機を制御して
必要とされる追加の曲げ加工または再曲げ加工を実行
し、プロフィール材のスプリングバックと捩れを考慮す
る請求項２に記載された曲げ装置。
【請求項４】垂直方向において離隔された位置におい
て被加工材（４，４′，４″）と係合するための、少な
くとも第１および第２のトランスデューサー（７）を有
する請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載さ
れた曲げ装置。
【請求項５】プロフィール材のスプリングバックと捩
れを考慮するための計算が有限要素法あるいはその類似
方法による請求項１から請求項４までのいずれか１項に
記載された曲げ装置。
【請求項６】前記移動させるための手段は、曲げるた
めの手段（５，５ａ，５ｂ）の付近にローラ（１０ａ，
１１ａ，１０ｂ，１１ｂ）を有する請求項１から請求項
５までのいずれか１項に記載された曲げ装置。
【請求項７】前記複数の曲げ箇所が、５〜３０ｃｍ
（好ましくは１０〜２０ｃｍ）の間隔になされている請
求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された曲
げ装置。
【請求項８】プロフィール材と接触して、一つの曲げ
箇所から別の曲げ箇所へのプロフィール材の動きを計測
する計測車輪（１２）を有する請求項１から請求項７ま
でのいずれか１項に記載された曲げ装置。
【請求項９】プロフィール材を移動可能に支持する、
エアクッション支持装置（１３）を更に有する請求項１
から請求項８までのいずれか１項に記載された曲げ装
置。
【請求項１０】プレス機は、過剰な曲げを修正する装
置を有する請求項１から請求項９までのいずれか１項に
記載された曲げ装置。
【請求項１１】請求項１から請求項１０までのいずれ
か１項に記載される装置により曲げられたプロフィール
材。
【請求項１２】プレス機により非対称断面を有する金
属、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の
プロフィール材（４，４′，４″）を所望の最終形状に
曲げる方法であり、プロフィール材を、少なくとも１回の通過において段階
的に、プレス機を通して移動させることと、該通過時あ
るいは各々の通過時に、各段階的な移動停止の時間中
に、プロフィール材の長さ方向に沿って間隔を置いた曲
げ箇所で別の曲げ操作をプロフィール材（４）に対して
行なうこととを含み、各曲げ操作において、プロフィール材に力を加えて、当
初の位置からプロフィール材を曲げ、該曲げ力が、曲げ
操作の間にプロフィール材が捩れる傾向を修正するため
に、プロフィール材の長さ方向に直角な方向において非
均一であり、プロフィール材に加えられた力を解除し
て、前記最終位置から前記中間位置までプロフィール材
の弾性によるスプリングバックが生じ、プロフィール材
が中間位置にある時に、前記所望の最終プロフィール材
形状を達成するための理想位置からのプロフィール材の
誤差を計測し、計測された誤差に基づき以後の曲げ操作
を調整する方法。
【請求項１３】各曲げ操作に関して、プロフィール材
を曲げるために力を加える段階と、加えた力を解除する
段階と、プロフィール材の前記誤差を計測する段階とが
１回あるいはそれ以上の回数だけ繰り返され、従ってプ
ロフィール材の曲げと計測とが２段階あるいはそれ以上
の段階において生じる請求項１２に記載された方法。
【請求項１４】各曲げ操作において、当初位置から中
間位置までのプロフィール材の曲げ操作が、自動的に制
御される請求項１２または請求項１３に記載された方
法。
【請求項１５】前記曲げ操作は、所望の最終プロフィ
ール材形状と、プロフィール材のスプリングバック特性
と捩れ特性と前記誤差とを考慮に入れるようにプログラ
ムされたコンピューター制御手段により制御される請求
項１４に記載された方法。
【請求項１６】異なる曲げ位置へのプレス機を通るプ
ロフィール材の移動も、自動的に制御される請求項１２
から請求項１４までのいずれか１項に記載された方法。
【請求項１７】プロフィール材は、プレス機の反対側
で移動可能なエアクッション手段により支持される請求
項１２から請求項１６までのいずれか１項に記載された
方法。
【請求項１８】前記複数の曲げ箇所が、５〜３０ｃｍ
（好ましくは１０〜２０ｃｍ）の間隔で離れている請求
項１２から請求項１７までのいずれか１項に記載された
方法。