KR20230041625A - 스프링 백량 예측 방법, 이형 철근의 굽힘 가공 방법 - Google Patents

스프링 백량 예측 방법, 이형 철근의 굽힘 가공 방법 Download PDF

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마사히로 사사다
이쿠호 마츠쿠마
사토시 히가키
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학교법인 도시샤
도요 겐세쓰 고키 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 이형 철근의 굽힘 가공 시의 스프링 백량을 간단하게 정밀도 좋게 예측하는 예측 방법, 이형 철근의 굽힘 가공 방법을 제공한다.
(해결 수단) 이형 철근(30)을 철근 굽힘 장치(1)에 공급하는 철근 공급 스텝 S1과, 공급된 이형 철근을 굽힘 가공한 후, 이형 철근으로의 굽힘력을 해제한 상태에서, 굽힘 각도를 측정하는 제1 굽힘 각도 측정 스텝 S2와, 굽힘력이 해제된 철근을 추가로 굽힘 가공한 후, 굽힘력을 재차 해제한 상태에서, 굽힘 각도를 측정하는 제2 굽힘 각도 측정 스텝 S3과, 제2 굽힘 각도 측정 스텝을 1회 또는 복수회 실행한 후에, 제1 굽힘 각도 측정 스텝 및 제2 굽힘 각도 측정 스텝의 측정 결과를 이용하여, 굽힘 가공 각도와 스프링 백량의 관계를 예측하는 스프링 백 예측 스텝 S4를 구비하고, 굽힘 가공 각도는, 나중의 스텝의 쪽을 크게 하는 스프링 백량 예측 방법. 그리고 예측 결과를 사용한 이형 철근의 굽힘 가공 방법.

Description

스프링 백량 예측 방법, 이형 철근의 굽힘 가공 방법{SPRING BACK PREDICTION METHOD AND DEFORMED BAR BENDING METHOD}
본 발명은, 이형 철근의 굽힘 가공 시의 스프링 백량의 예측 방법, 이형 철근의 굽힘 가공 방법에 관한 것이다.
금속 부재의 굽힘 가공 시에는, 스프링 백이 발생하는 것이 알려져 있고, 스프링 백량을 고려한 가공을 행하는 것이 필요하다.
파이프 등의 금속 장척 부재의 굽힘 가공에 있어서의 스프링 백량의 예측을 행하는 기술이 기재된 것으로서, 특허문헌 1, 2가 있다.
특허문헌 1에는, 파이프 등의 장척 부재 스프링 백 파라미터를 계산하기 위해, 테스트 파이프에 대해서, 한 쌍의 굽힘 가공을 행하고, 그 결과의 굽힘각을 측정하는 점이 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 관의 굽힘 가공 시에 있어서, 상이한 2회의 시험 굽힘 가공을 행한 결과에 기초하여 스프링 백량을 예측하는 점이 기재되어 있다.
일본공표특허공보 2011-508674호 일본공개특허공보 소48-103067호
특허문헌 1, 2의 예측 기술은, 모두, 굽힘 대상이 일률적인 부재인 것을 전제로 하여, 상이한 테스트 파이프에 대하여, 혹은, 교정용 파이프의 상이한 개소의 굽힘 개소에 대하여 굽힘 가공을 행한 결과에 기초하여 스프링 백량을 예측하는 것이다. 그러나, 이형 철근과 같이, 축 방향 및, 둘레 방향의 단면이 일률적이지 않은 부재의 스프링 백량의 예측에 적용한 경우, 오차가 커진다. 즉, 이형 철근과 같이, 축 방향 및, 둘레 방향의 단면이 일률적이지 않은 부재의 굽힘 가공에 있어서는, 굽힘 장치로의 부착 태양, 굽힘 위치 등에 의해, 굽힘 가공의 거동이 변화하기 때문에, 상이한 부재, 혹은, 상이한 개소의 굽힘 결과를 이용한 경우에는, 오차가 커진다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 이형 철근의 굽힘 가공 시의 스프링 백량을 간단하게 정밀도 좋게 예측하는 예측 방법 및, 예측 결과를 사용한 이형 철근의 굽힘 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 과제는 하기 수단에 의해 달성할 수 있다.
〔1〕
굽힘 가공의 지점을 구성하는 지점 부재와, 상기 지점 부재의 둘레를 회전 운동하는 역점 부재를 구비하는 철근 굽힘 장치를 사용하여, 이형 철근의 굽힘 가공 시의 스프링 백량을 예측하는 스프링 백량 예측 방법으로서,
상기 이형 철근을 상기 철근 굽힘 장치에 공급하는 철근 공급 스텝과,
상기 역점 부재를 회전 운동시켜 공급된 상기 이형 철근을 소정의 굽힘 가공 각도로 굽힘 가공한 후, 상기 이형 철근에 대한 상기 역점 부재의 굽힘력을 해제한 상태에서, 상기 이형 철근의 굽힘 각도를 측정하는 제1 굽힘 각도 측정 스텝과,
상기 역점 부재의 굽힘력이 해제된 철근을, 추가로 다른 굽힘 가공 각도로 굽힘 가공한 후, 상기 이형 철근에 대한 상기 역점 부재의 굽힘력을 해제한 상태에서, 상기 이형 철근의 굽힘 각도를 측정하는 제2 굽힘 각도 측정 스텝과,
상기 제2 굽힘 각도 측정 스텝을 1회 또는 복수회 실행한 후에, 상기 제1 굽힘 각도 측정 스텝의 측정 결과와, 상기 제2 굽힘 각도 측정 스텝의 측정 결과를 이용하여, 상기 굽힘 가공 각도와 스프링 백량의 관계를 예측하는 스프링 백 예측 스텝을 구비하고,
상기 제2 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 상기 다른 굽힘 가공 각도는, 직전에 행한 상기 제1 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 상기 소정의 굽힘 가공 각도, 또는 직전에 행한 상기 제2 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 상기 다른 굽힘 가공 각도보다 큰 각도인, 스프링 백량 예측 방법.
〔2〕
〔1〕에 기재된 스프링 백량 예측 방법으로서,
상기 제1 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 상기 소정의 굽힘 가공 각도 및, 상기 제2 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 상기 다른 굽힘 가공 각도는, 당해 예측 결과를 이용하여 이형 철근의 굽힘 가공을 행할 때의 목표 굽힘 각도에 기초하여 정하는, 스프링 백량 예측 방법.
〔3〕
〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 스프링 백량 예측 방법을 이용하는 이형 철근의 굽힘 가공 방법으로서,
스프링 백량의 예측에 사용한 철근 굽힘 장치를 사용하여, 공급된 이형 철근을, 목표 굽힘 각도와 스프링 백량의 예측 결과에 기초하여 결정한, 설정 굽힘 가공 각도로 굽힘 가공하는, 이형 철근의 굽힘 가공 방법.
〔4〕
〔3〕에 기재된 이형 철근의 굽힘 가공 방법으로서,
스프링 백량의 예측에 사용한 이형 철근을, 추가로, 상기 설정 굽힘 가공 각도까지 굽힘 가공하는, 이형 철근의 굽힘 가공 방법.
〔1〕의 스프링 백량 예측 방법에 의하면, 이형 철근의 굽힘 가공 시의 스프링 백량을 간단하게 정밀도 좋게 예측하는 예측 방법을 제공할 수 있다.
〔2〕의 스프링 백량 예측 방법에 의하면, 스프링 백량의 예측에 있어서, 굽힘 각도 측정 스텝의 굽힘 가공 각도의 설정을, 목표 굽힘 각도를 기준으로 함으로써, 목표 굽힘 각도에 적합한 소정 각도 간격이 되도록 배분할 수 있어, 스프링 백량의 예측을 위한 최적의 굽힘 가공 각도의 선택이 가능해진다.
〔3〕의 이형 철근의 굽힘 가공 방법에 의하면, 스프링 백량 예측 결과를 사용함으로써, 오차가 적은 이형 철근의 굽힘 가공 방법을 제공할 수 있다.
즉, 굽힘 가공의 실기를 스프링 백량의 예측에 사용한 철근 굽힘 장치로서 사용함으로써, 예측 수치의 오차를 작게 할 수 있고, 이 결과, 스프링 백량의 매우 정확한 예측을 할 수 있기 때문에, 이형 철근을 매우 정확한 목표 굽힘 각도로 굽힐 수 있다.
〔4〕의 이형 철근의 굽힘 가공 방법에 의하면, 이형 철근을 굽힘 가공할 때에, 그 목표 굽힘 각도에 있어서의 스프링 백량은, 굽힘 가공하는 철근 자신의 스프링 백량의 측정에 기초하는 데이터이기 때문에, 매우 정확한 예측으로 설정 굽힘 가공 각도를 결정할 수 있어, 매우 정확 굽힘 가공이 가능하다.
도 1은 본 발명의 스프링 백량 예측 방법에 이용하는 철근 굽힘 장치의 일 예의 주요부 사시도이다.
도 2는 철근 굽힘 장치의 제어계를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 가공 대상인 이형 철근의 일 예를 나타내는 확대도로서, (a)는, 이형 철근의 외면 및 축 방향의 단면을 나타내는 부분 단면도이고, (b)는, (a)에 있어서의 A-A 단면도이다.
도 4는 스프링 백량 예측 방법의 플로우차트이다.
도 5는 스프링 백량 예측 방법에 있어서, 각 스텝에서의 철근의 굽혀진 상태를 나타내는 철근 굽힘 장치의 개략 평면도이다.
도 6은 역점 부재의 회전 각도와 스프링 백량(각도)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 스프링 백량 예측 방법을 이용한 철근의 굽힘 가공 방법의 일 예의 플로우차트이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 스프링 백량 예측 방법, 이형 철근의 굽힘 가공 방법에 대해서, 도 1∼도 7을 참조하여 설명한다.
도 1에는, 본 발명의 스프링 백량 예측 방법에 이용하는 철근 굽힘 장치의 일 예의 주요부 사시도를 나타낸다.
도 1에 나타내는 철근 굽힘 장치(1)는, 이형 철근(30)(이하, 간단히, 「철근」이라고 함)을 굽힘 가공하는 장치이다. 철근 굽힘 장치(1)는, 굽힘 가공 시에 있어서 굽히는 방향을 특정하는 기준 평면을 구성하는 평탄한 기준면부(5)와, 기준면부(5) 상에 있어서 굽힘 가공의 지점을 구성하는 지점 부재(10)와, 지점 부재(10)의 둘레를 기준면부(5)를 따르도록 선회하는 역점 부재(20)와, 기준면부(5) 상에 있어서 철근(30)의 일단을 움직이지 않도록 보유지지하는 단부 보유지지부(6)와, 철근의 굽혀진 상태를 촬영 가능한 촬영 장치(15)와, 장치 전체를 제어하는 제어부(2) 등을 구비하고 있다.
역점 부재(20)는, 기준면부(5)에 직교하는 축선 VL의 방향으로 연장 돌출된 선회 구동축(20a)에 회전 가능하게 형성된 롤러 부재로 구성되어 있고, 이 롤러 부재의 외주면이 철근(30)에 맞닿아 당해 철근(30)에 굽힘력을 부여한다. 또한, 선회 구동축(20a)은, 스텝핑 모터를 이용한 구동계에서 구동되고, 제어부(2)를 통하여 선회 각도를 정확하게 제어할 수 있도록 구성되어 있다.
촬영 장치(15)는, 철근(30)의 굽힘 각도를 검출하기 위한 것이다. 예를 들면, 각도의 측정은, 촬영 장치(15)로 촬영한 동영상에 기초한 디지털 화상 상관법에 의해 굽힘 각도를 구한다. 그리고, 이 철근 굽힘 장치(1)를 이용하여, 철근(30)을 소정 각도 굽혔을 때에 굽힘 각도가 되돌아오는 양, 소위, 스프링 백량(Δθ)을 후술하는 바와 같이 측정할 수 있다.
도 2에는, 철근 굽힘 장치(1)의 제어계의 블록도를 나타낸다.
철근 굽힘 장치(1)는, 그의 제어에 있어서는, 특별히 제한하는 것은 아니지만, 예를 들면, 도 2에 나타내는 바와 같은 구성으로 할 수 있다. 제어부(2)에는, 카메라 등을 구비하는 촬영 장치(15)에 의해 촬영한 화상(동영상)의 데이터가 공급되고, 이 화상 데이터가 스프링 백량의 측정에 이용된다. 또한, 기억부(4)는, 굽힘 가공에 필요한 각종 데이터, 측정 데이터 등을 기억하여 장치 제어에 이용한다. 조작부(18)는, 굽힘 가공에 필요한 각종 데이터의 입력이나 장치 동작에 필요한 정보의 입력이나 동작 지시를 행한다. 또한, 선회 구동부(8)는, 제어부(2)에 의해 제어되는 역점 부재(20)를 선회시키는 선회 구동축(20a)의 선회 위치를 제어하여, 선회 각도를 정확하게 제어한다.
도 3에는, 본 발명의 가공 대상인 철근(30)의 일 예를 나타내는 확대도로서, (a)는, 철근(30)의 외면 및 축 방향의 단면을 나타내는 부분 단면도를 나타내고, (b)는, (a)에 있어서의 A-A 단면도를 나타낸다.
본 실시 형태에 있어서 굽힘 가공에 사용하는 철근(30)은, 철근 표면(30s)에, 예를 들면, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 철근 길이 방향으로 형성된 2개의 리브(31)와, 철근 원둘레 방향으로 리브(31) 사이에 형성된 다수의 마디(32)에 의해 요철이 형성된 형상이다. 2개의 리브(31)는, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 철근 원둘레 방향으로 180도 떨어져 형성되어 있다. 또한, 마디(32)는, 철근 원둘레 방향에 있어서 약간 경사지도록 형성되고, 추가로 리브(31)를 사이에 두고 축 방향으로 교대로 어긋난 위치에 형성되어 있다. 또한, 리브(31)는, 도 3의 예에서는 마디(32)보다도 높게 형성되어 있지만, 동일한 높이라도 좋고, 리브(31)의 부분이, 철근(30)의 최외경 D를 구성하고 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 철근(30)의 스프링 백량 예측 방법에 대해서 설명한다. 도 4에는, 스프링 백량 예측 방법의 플로우차트를 나타내고, 도 5에는, 스프링 백량 예측 방법에 있어서, 각 스텝에서의 철근의 굽혀진 상태를 나타내는 철근 굽힘 장치의 개략 평면도를 나타낸다.
또한, 역점 부재(20)의 회전 운동 각도(도면 중에 있어서 시계 회전 방향의 철근(30)의 회전 운동 각도)에 대해서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 철근(30)이 직선 상태(도시의 상태)의 기준선 DL과 굽혀진 부분의 직선 BL이 이루는 회전 각도(θ)를 나타낸다.
여기에서, 촬영 장치(15)의 카메라는, 기준면부(5)에 직교하는 방향으로부터 촬영하고 있다. 즉, 촬영 장치(15)의 배치는, 철근(30)의 기준선 DL과 굽혀진 철근(30)의 부분의 직선 BL을 정확하게 측정할 수 있는 배치로 되어 있다.
우선, 스프링 백량 예측 방법에 대해서 개략을 설명한다.
스프링 백량 예측 방법에 있어서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 철근 굽힘 장치(1)에 철근(30)을 세트하는 철근 공급 스텝 S1, 다음으로, 철근(30)을 맨 처음에 굽힘 가공을 행한 각도에서의 스프링 백량을 측정하는 제1 굽힘 각도 측정 스텝 S2, 그 다음으로, 보다 큰 각도까지 굽힘 가공을 행한 각도의 위치에서의 스프링 백량을 측정하는 제2 굽힘 각도 측정 스텝 S3, 추가로, 제1 및, 제2 굽힘 각도 측정 스텝(S2, S3)의 측정 결과를 이용하여, 굽힘 가공 각도와 스프링 백량의 관계를 예측하는 스프링 백 예측 스텝 S4를 실시한다.
스프링 백량 예측 방법의 각 스텝에 대해서, 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
우선, 철근 공급 스텝 S1을 실시한다. 이 철근 공급 스텝 S1은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 철근(30)을, 철근 굽힘 장치(1)의 소정의 위치에 세트한다. 이것은, 철근(30)의 측면을 지점 부재(10)에 접하도록(거의 접하도록) 함과 함께, 단부 보유지지부(6)에서 철근(30)을 기준면부(5) 상에 위치 결정·고정한다.
또한, 철근(30)의 세트 방향은, 특히, 도 3에 나타낸 형상의 경우, 리브(31)가 기준면부(5)에 직교하는 방향으로 나열되는 방향으로 세트한다. 이것은, 이 철근(30)의 최외경 D가 철근 표면(30s)의 부분에 비해 비교적 크게 구성되어 있는 경우, 최외경 D(도 3 참조)의 부분과 교차하는 방향으로 굽힘 가공함으로써, 철근(30)의 비틀어짐을 회피한다. 따라서, 리브(31)와 같은 부분이 없는 철근(30)에 있어서는, 세트의 방향은 특별히 제한하는 것은 아니다.
다음으로, 제1 굽힘 각도 측정 스텝 S2를 실시한다. 이 제1 굽힘 각도 측정 스텝 S2는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 역점 부재(20)를 회전시켜, 철근(30)을 소정의 굽힘 가공 각도(θ1＝90도)까지 굽힌다. 그 후, 역점 부재(20)를 역방향(반시계 회전의 방향)으로 약간 회전시켜, 철근(30)에 대한 역점 부재(20)의 굽힘력을 해제한다. 이 굽힘력의 해제 상태에서, 철근(30)의 굽힘 각도를 측정하고, θ1의 상태로부터 굽힘 각도가 되돌아오는 스프링 백량(Δθ1)을 측정한다. 또한, 역방향의 회전의 양은, 특별히 특정하는 것이 아니라, 스프링 백량을 측정할 수 있는 정도이면 좋다.
다음으로, 제2 굽힘 각도 측정 스텝 S3을 실시한다. 이 제2 굽힘 각도 측정 스텝 S3은, 역점 부재(20)의 굽힘력이 해제된 철근(30)에 대하여, 도 5에 나타내는 바와 같이, 재차 역점 부재(20)를 시계 회전의 방향으로 회전 운동시켜, 다음의 굽힘 가공 각도(θ2＝120도)까지 굽힌다. 그 후, 역점 부재(20)를 역방향으로 약간 회전시켜 철근(30)에 대한 역점 부재(20)의 굽힘력을 재차 해제한다. 이 굽힘력의 해제 상태에서, 철근(30)의 굽힘 각도를 측정하고, θ2의 상태로부터 굽힘 각도가 되돌아오는 스프링 백량(Δθ2)을 측정한다.
다음으로, 2회째의 제2 굽힘 각도 측정 스텝 S3을 실시한다. 이 2회째의 제2 굽힘 각도 측정 스텝 S3은, 1회째보다도 큰 각도로 실시한다. 이 경우도, 역점 부재(20)의 굽힘력이 해제된 철근(30)에 대하여, 재차 역점 부재(20)를 시계 회전의 방향으로 굽힘 가공 각도(θ3＝150도)까지 회전 운동시키고 나서, 역점 부재(20)를 역방향으로 회전시켜 철근(30)에 대한 역점 부재(20)의 굽힘력을, 재차 해제한다. 이 굽힘력의 해제 상태에서, 철근(30)의 굽힘 각도를 측정하고, θ3의 상태로부터 굽힘 각도가 되돌아오는 스프링 백량(Δθ3)을 측정한다.
다음으로, 3회째의 제2 굽힘 각도 측정 스텝 S3을 실시한다. 이 3회째의 제2 굽힘 각도 측정 스텝 S3은, 더욱 큰 각도로 실시한다. 이 경우도, 역점 부재(20)의 굽힘력이 해제된 철근(30)에 대하여, 재차 역점 부재(20)를 시계 회전의 방향으로 굽힘 가공 각도(θ4＝180도)까지 회전 운동시키고 나서, 역점 부재(20)를 역방향으로 회전시켜 철근(30)에 대한 역점 부재(20)의 굽힘력을 재차 해제한다. 이 굽힘력의 해제 상태에서, 철근(30)의 굽힘 각도를 측정하고, θ4의 상태로부터 굽힘 각도가 되돌아오는 스프링 백량(Δθ4)을 측정한다.
다음으로, 스프링 백 예측 스텝 S4를 실시한다. 이 스프링 백 예측 스텝 S4는, 전술의 90도(θ1), 120도(θ2), 150도(θ3) 및, 180도(θ4)의 각 굽힘 가공 각도에 있어서의 스프링 백량(Δθ)의 측정 결과를 이용하는 공정이다. 즉, 측정 결과에 기초하여, 소정 각도에 있어서의 스프링 백량(Δθ)을 예측할 수 있다.
여기에서, 스프링 백량(Δθ)의 예측에 대해서 실험 데이터에 기초하여 설명한다. 또한, 도 6에는, 역점 부재의 회전 각도와 스프링 백량(각도)의 관계를 그래프로 나타낸다.
전술의 제1 굽힘 각도 측정 스텝 S2 및 제2 굽힘 각도 측정 스텝 S3의 측정에서 얻어진 데이터는, 예를 들면, 도 6의 그래프에 나타내는 바와 같이 표현된다. 이 그래프는, 종축에 스프링 백량(Δθ)을, 횡축에 역점 부재(20)의 회전 각도(철근(30)의 굽힘 가공 각도 θ)를 나타낸다. 이 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 스프링 백량(Δθ)은, 굽힘 가공 각도 θ와의 관계가, θ＝f(θ)로서 관계식을 정의할 수 있는 것을 나타내고 있다. 이 관계식이, 종래 기술에 나타나는 바와 같이, 일률적인 부재에 대한 상이한 시료, 혹은 동일 시료의 상이한 개소의 굽힘 결과를 이용한 경우와 마찬가지로 일차식이라고 하면, Δθ＝aθ＋b로 표현된다. 또한, 철근(30)의 굵기나 형상이 상이한 경우에는, 그래프의 경사 각도(계수 a) 및 정수 b가 상이한 함수로서 표현된다.
도 6에 나타낸 예에서는, 제2 굽힘 각도 측정 스텝 S3을 3회 행했지만, 적어도 1회 행하면 좋다. 또한, 제1 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 소정의 굽힘 각도를 90도(θ1), 제2 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 다른 굽힘 각도를, 120도(θ2), 150도(θ3) 및, 180도(θ4)로 했을 때의 측정 결과에 기초하여, 굽힘 가공 각도와 스프링 백량의 관계를 예측했지만, 소정의 굽힘 각도 및, 다른 굽힘 각도는 상기한 값에 한정되지 않는다. 예를 들면, 후술하는 굽힘 가공에 있어서의 목표 굽힘 각도 θs에 따라서, 적절히 선택할 수 있다.
예를 들면, 최종적인 굽힘 각도인 목표 굽힘 각도 θs가 90도인 경우, 도 6에 나타낸 예와 같이, 180도까지 굽힘 가공하여 예측을 행할 필요는 없고, 굽힘 가공 각도가 0도에서 90도까지의 적절한 각도에 있어서의 복수의 각도에서의 굽힘 가공 시의 스프링 백량을 측정하면 좋다. 즉, 스프링 백량의 예측에 계속해서, 예측에 이용한 철근과 동종류의 철근의 굽힘 가공을 행하는 경우의 목표 굽힘 각도에 기초하여, 제1 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 소정의 굽힘 각도 및, 제2 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 다른 굽힘 각도를 정하면 좋다. 또한, 제1 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 소정의 굽힘 각도 및, 제2 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 다른 굽힘 각도를 정함에 있어서는, 적절히 분산한 각도로 정하는 것이 바람직하다.
이하, 전술의 스프링 백량 예측 방법을 이용한 철근(30)의 굽힘 가공 방법에 대해서, 설명한다. 도 7에는, 스프링 백량 예측 방법을 이용한 철근의 굽힘 가공 방법의 일 예의 플로우차트를 나타낸다. 도 7에 나타내는 굽힘 가공은, 도 4에 나타내는 예측 방법에 이용한 굽힘 가공 개소를, 목표 굽힘 각도 θs로 굽힘 가공하는 경우의 예이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 철근(30)의 굽힘 가공 방법을 실시함에 있어서, 철근(30)을 철근 굽힘 장치(1)에 세트하고, 철근 공급 스텝 S1에서 스프링 백 예측 스텝 S4까지의 공정을 실시한다. 이 스프링 백 예측 스텝 S4까지 공정을 실시한 후에, 이 예측 데이터를 사용하여, 동일한 철근 굽힘 장치(1)에 의해 실가공 스텝 S5로 이행한다.
도 6에 나타내는 측정 결과에 기초하여 예측한 후에, 추가로 굽힘 가공하여 소정의 각도, 예를 들면 200도로 굽힘 가공하는 경우, 상기 측정 결과로부터 구한 일차 함수를 이용하여, θt－Δθt＝200이 되는 각도 θt까지 역점 부재(20)를 회전시켜 굽힘 가공한다. 즉, θt＝(200＋b)/(1－a)까지 역점 부재를 회전시키면, 스프링 백량(Δθt)만큼 되돌아오기 때문에, 최종적인 굽힘 각도(목표 굽힘 각도 θs)가 200도가 된다.
이와 같이, 도 7에 나타내는 굽힘 가공 방법은, 실제의 굽힘 가공을 행하는 철근(30)을 철근 굽힘 장치(1)에 세트하고, 스프링 백량 예측을 위한 양 각도 측정 스텝 S2, S3을 실시하여 데이터를 취득하고, 최종 굽힘 각도까지의 근소한 시간동안에 연산(스텝 S4)을 실시하여, 설정 굽힘 가공 각도로 가공하는 것이다. 즉, 역점 부재(20)의 최종 선회 각도를, 예측한 스프링 백량에 기초하여 구한 굽힘 가공 각도까지 선회시켜, 목표 굽힘 각도 θs의 제품을 얻는 것이다.
스프링 백량의 예측에 이용한 철근의, 다른 개소의 굽힘 가공 및, 스프링 백량의 예측에 이용한 철근과 그의 재질, 사이즈 그리고 형상이 동일한 동종의 철근의 굽힘 가공 시에 있어서는, 굽힘 상태의 재현성이 유지되는 경우에는, 굽힘 가공 개소마다, 스프링 백량의 예측을 행하지 않도록 할 수도 있다. 즉, 최초에 세트한 철근에 의해 스프링 백 예측 스텝 S4까지의 공정을 실시하여, 굽힘 가공 각도와 스프링 백량의 관계를 철근 굽힘 장치(1)에 기억시켜 둔다. 그리고, 이 기억 데이터를 기초로, 그 후의 다수의 굽힘 가공을 실시한다. 이 경우, 철근의 철근 제조 메이커, 제조 로트가 동일한 경우에는, 동종 철근에 대하여 최초의 예측 결과에 기초하여, 오차가 적은 굽힘 가공을 행할 수 있다. 한편, 제조 로트가 바뀌거나, 철근의 제조 메이커가 바뀌거나 한 경우 등은, 스프링 백 예측을 행하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 실시 형태의 스프링 백량 예측 방법에 있어서는, 철근(30)을 철근 굽힘 장치(1)에 공급하여 굽힘 가공의 지점 부재(10)를 중심으로 역점 부재(20)로 굽힐 때에, 철근(30)의 굽힘 가공 시에 역점 부재(20)에 의한 굽힘력을 해제하고, 그 때의 당해 철근(30)의 스프링 백량(Δθ)을 측정하는 굽힘 각도 측정 스텝을, 동일한 부위에서 상이한 굽힘 가공 각도로 복수회 행한다. 이 복수회의 스프링 백량의 측정 결과에 기초하여, 특정의 굽힘 가공 각도에 있어서의 당해 철근(30)의 스프링 백량(Δθ)을 예측하기 때문에, 측정이 하기 쉽고, 특정의 굽힘 가공 각도에 있어서의 스프링 백량을, 신속 또한 정밀도 좋게 예측할 수 있다. 이 결과, 철근 굽힘 가공에 있어서의 스프링 백량의 예측을 위한 작업 검토 시간이 필요없게 되어, 단시간 또한 신속한 철근 굽힘 가공이 가능하게 된다.
또한, 스프링 백량(Δθ)의 예측에 있어서, 굽힘 각도 측정 스텝의 측정 각도, 즉 굽힘 가공 각도의 설정을, 목표 굽힘 각도 θs를 기준으로 함으로써, 목표 굽힘 각도 θs에 적합한 각도가 되도록 배분할 수 있어, 스프링 백량의 정확한 예측을 위한 최적의 각도의 선택이 가능해진다.
본 실시 형태의 스프링 백량 예측 방법에 있어서는, 철근(30)의 굽힘 가공 각도의 측정은, 굽힘 가공의 기준면부(5)에 직교하는 방향으로부터 촬영한 화상을 이용하기 때문에, 이차원 화상으로서 각도 데이터(위치 변위 데이터)를 취할 수 있고 연산이 용이해져, 스프링 백량 예측 처리의 고속화를 가능하게 한다.
또한, 본 실시 형태의 스프링 백량 예측 방법에 있어서는, 제2 굽힘 각도 측정 스텝 S3의 실행 횟수를 특정하는 것은 아니지만, 2회 이상 실행함으로써, 3회 이상의 스프링 백량의 측정을 행하고, 이에 따라, 보다 많은 측정 데이터에 기초한 정확한 예측이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태의 굽힘 가공 방법에 있어서는, 굽힘 가공의 실기를 스프링 백량의 예측에 사용한 철근 굽힘 장치(1)와 실제의 생산에 사용하는 철근 굽힘 장치(1)가 동일하기 때문에, 예측 수치의 오차를 작게 할 수 있다. 이 결과, 스프링 백량의 매우 정확한 예측을 할 수 있어, 철근(30)을 매우 정확한 목표 굽힘 각도 θs로 굽힐 수 있다. 또한, 굽힘 가공을 행하는 실제의 장치 외에 테스트용의 장치가 필요없게 되어, 설비의 절약을 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 굽힘 가공 방법에서는, 철근(30)을 굽힘 가공할 때에, 굽힘 가공하는 철근 자신의 스프링 백량의 측정값에 기초하는 스프링 백량을 예측하고 있기 때문에, 매우 정확한 굽힘 가공을 가능하게 한다.
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정하는 것이 아니라, 본 발명의 범주에 있어서 적절히 변경할 수 있다.
또한, 전술의 실시 형태에 있어서는, 도 3에 나타내는 철근(30)의 형상의 경우에 대해서 설명했지만, 리브(31)나 마디(32) 등에 의한 요철 형상은, 다른 형상이라도 좋다.
1 : 철근 굽힘 장치
5 : 기준면부(기준 평면)
10 : 지점 부재
15 : 촬영 장치
20 : 역점 부재
30 : 철근(이형 철근)

Claims (4)

  1. 굽힘 가공의 지점을 구성하는 지점 부재와, 상기 지점 부재의 둘레를 회전 운동하는 역점 부재를 구비하는 철근 굽힘 장치를 사용하여, 이형 철근의 굽힘 가공 시의 스프링 백량을 예측하는 스프링 백량 예측 방법으로서,
    상기 이형 철근을 상기 철근 굽힘 장치에 공급하는 철근 공급 스텝과,
    상기 역점 부재를 회전 운동시켜 공급된 상기 이형 철근을 소정의 굽힘 가공 각도로 굽힘 가공한 후, 상기 이형 철근에 대한 상기 역점 부재의 굽힘력을 해제한 상태에서, 상기 이형 철근의 굽힘 각도를 측정하는 제1 굽힘 각도 측정 스텝과,
    상기 역점 부재의 굽힘력이 해제된 철근을, 추가로 다른 굽힘 가공 각도로 굽힘 가공한 후, 상기 이형 철근에 대한 상기 역점 부재의 굽힘력을 해제한 상태에서, 상기 이형 철근의 굽힘 각도를 측정하는 제2 굽힘 각도 측정 스텝과,
    상기 제2 굽힘 각도 측정 스텝을 1회 또는 복수회 실행한 후에, 상기 제1 굽힘 각도 측정 스텝의 측정 결과와, 상기 제2 굽힘 각도 측정 스텝의 측정 결과를 이용하여, 상기 굽힘 가공 각도와 스프링 백량의 관계를 예측하는 스프링 백 예측 스텝을 구비하고,
    상기 제2 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 상기 다른 굽힘 가공 각도는, 직전에 행한 상기 제1 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 상기 소정의 굽힘 가공 각도, 또는 직전에 행한 상기 제2 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 상기 다른 굽힘 가공 각도보다 큰 각도인, 스프링 백량 예측 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 상기 소정의 굽힘 가공 각도 및, 상기 제2 굽힘 각도 측정 스텝에 있어서의 상기 다른 굽힘 가공 각도는, 당해 예측 결과를 이용하여 이형 철근의 굽힘 가공을 행할 때의 목표 굽힘 각도에 기초하여 정하는, 스프링 백량 예측 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 스프링 백량 예측 방법을 이용하는 이형 철근의 굽힘 가공 방법으로서,
    스프링 백량의 예측에 사용한 철근 굽힘 장치를 사용하여, 공급된 이형 철근을, 목표 굽힘 각도와 스프링 백량의 예측 결과에 기초하여 결정한, 설정 굽힘 가공 각도로 굽힘 가공하는, 이형 철근의 굽힘 가공 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    스프링 백량의 예측에 사용한 이형 철근을, 추가로, 상기 설정 굽힘 가공 각도까지 굽힘 가공하는, 이형 철근의 굽힘 가공 방법.
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