(57)【要約】【課題】板材を目標とする角度に正確に折り曲げることができるプレスブレーキを提供する。【解決手段】摩擦係数計算部２１４は、板材をパンチ金型とダイ金型とで挟んだ状態でスライドテーブルを移動させて板材を曲げているときに、ダイ金型の肩部と板材との間で発生する摩擦の摩擦係数μを計算する。スライド制御部２０１は、摩擦係数計算部２１４が計算した摩擦係数μに基づく摩擦係数μ１を含むパラメータPrm1を用いて、板材を最終曲げ角度に曲げるために必要なスライドテーブルの移動量を計算する。スライド制御部２０１は、スライドテーブルを計算した移動量だけ移動させるように制御する。【選択図】図３
2015188887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチ金型を保持するための上部テーブルと、
Ｖ字形またはＵ字形の溝を有するダイ金型を保持するための下部テーブルと、
前記上部テーブルと前記下部テーブルとの一方を移動自在のスライドテーブル、他方を固定テーブルとし、前記スライドテーブルを前記固定テーブルに近付く方向に移動させる移動機構と、
板材を前記パンチ金型と前記ダイ金型とで挟んだ状態で前記移動機構によって前記スライドテーブルを移動させて前記板材を曲げているときに、前記ダイ金型の上端面と前記溝との境界部である肩部と前記板材との間で発生する摩擦の摩擦係数を計算する摩擦係数計算部と、
前記摩擦係数計算部が計算した摩擦係数に基づく第１の摩擦係数を含む第１のパラメータを用いて、前記板材を最終曲げ角度に曲げるために必要な前記スライドテーブルの第１の移動量を計算し、前記スライドテーブルを前記移動機構によって前記第１の移動量だけ移動させるように制御するスライド制御部と、
を備えることを特徴とするプレスブレーキ。
【請求項２】
前記板材を曲げているときに、前記板材にかかる曲げ荷重を計算する曲げ荷重計算部と、
前記板材を曲げているときに、前記ダイ金型に対して、前記スライドテーブルの移動方向と直交する方向にかかる水平荷重を計測する水平荷重計測器と、
前記板材を曲げているときに、前記板材の曲げ角度である挟み角を計測する角度計測器と、
をさらに備え、
前記摩擦係数計算部は、前記曲げ荷重計算部が計算した曲げ荷重と、前記水平荷重計測器が計測した水平荷重と、前記角度計測器が計測した挟み角とを用いて、前記板材の摩擦係数を計算する
ことを特徴とする請求項１記載のプレスブレーキ。
【請求項３】
前記水平荷重をＦｘ、前記曲げ荷重の１／２を垂直荷重Ｆｙ、水平荷重Ｆｘと垂直荷重Ｆｙとの合力をＦＲ、前記挟み角をＣＡ、摩擦係数をμとすると、前記摩擦係数計算部は、摩擦係数μを、
μ＝sin-1(Ｆｙ／ＦＲ)−CA/2
に基づいて計算する
ことを特徴とする請求項２記載のプレスブレーキ。
【請求項４】
前記スライド制御部は、前記板材の摩擦係数の固定値である第２の摩擦係数を含む第２のパラメータを用いて、前記板材を前記最終曲げ角度よりも大きい仮曲げ角度に曲げるために必要な前記スライドテーブルの第２の移動量を計算し、前記スライドテーブルを前記移動機構によって前記第２の移動量だけ移動させるように制御し、
前記摩擦係数計算部は、前記スライドテーブルが、前記板材を前記仮曲げ角度に曲げる仮曲げ位置に到達するまでの１または複数のタイミングで前記ダイ金型と前記板材との間で発生する摩擦の摩擦係数を計算し、
前記摩擦係数計算部が摩擦係数を計算したら、前記スライド制御部が用いるパラメータを、前記第２のパラメータから前記第１のパラメータへと更新するパラメータ更新部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレスブレーキ。
【請求項５】
板材を、上部テーブルに保持されたパンチ金型と、下部テーブルに保持され、Ｖ字形またはＵ字形の溝を有するダイ金型とで挟み、前記上部テーブルと前記下部テーブルとの一方を移動自在のスライドテーブル、他方を固定テーブルとし、前記スライドテーブルを前記固定テーブルの方向へと順次移動させて前記板材を曲げ、
前記板材を曲げているときに、前記ダイ金型の上端面と前記溝との境界部である肩部と前記板材との間で発生する摩擦の摩擦係数を計算し、
計算された摩擦係数に基づく第１の摩擦係数を含む第１のパラメータを用いて、前記板材を最終曲げ角度に曲げるために必要な前記スライドテーブルの第１の移動量を計算し、
前記スライドテーブルを前記第１の移動量だけ移動させることによって、前記板材を前記最終曲げ角度に曲げた状態に加工する
ことを特徴とするプレスブレーキの制御方法。
【請求項６】
前記板材を曲げているときに、前記板材にかかる曲げ荷重を計算し、
前記板材を曲げているときに、前記ダイ金型に対して、前記スライドテーブルの移動方向と直交する方向にかかる水平荷重を計測し、
前記板材を曲げているときに、前記板材の曲げ角度である挟み角を計測し、
前記曲げ荷重と前記水平荷重と前記挟み角とを用いて、前記板材の摩擦係数を計算する
ことを特徴とする請求項５記載のプレスブレーキの制御方法。
【請求項７】
前記水平荷重をＦｘ、前記曲げ荷重の１／２を垂直荷重Ｆｙ、水平荷重Ｆｘと垂直荷重Ｆｙとの合力をＦＲ、前記挟み角をＣＡ、摩擦係数をμとすると、摩擦係数μを、
μ＝sin-1(Ｆｙ／ＦＲ)−CA/2
に基づいて計算する
ことを特徴とする請求項６記載のプレスブレーキの制御方法。
【請求項８】
前記板材の摩擦係数の固定値である第２の摩擦係数を含む第２のパラメータを用いて、前記板材を前記最終曲げ角度よりも大きい仮曲げ角度に曲げるために必要な前記スライドテーブルの第２の移動量を計算し、
前記スライドテーブルを前記第２の移動量だけ移動させるように制御し、
前記スライドテーブルが、前記板材を前記仮曲げ角度に曲げる仮曲げ位置に到達するまでの１または複数のタイミングで前記ダイ金型と前記板材との間で発生する摩擦の摩擦係数を計算し、
摩擦係数を計算したら、前記スライドテーブルの移動量を計算するために用いるパラメータを、前記第２のパラメータから前記第１のパラメータへと更新する
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のプレスブレーキの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレスブレーキ及びプレスブレーキの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレスブレーキは、パンチ金型を装着する金型ホルダが取り付けられた上部テーブルと、ダイ金型を装着する金型ホルダが取り付けられた下部テーブルとを備える。板材を曲げ加工する際には、オペレータは、それぞれの金型ホルダにパンチ金型とダイ金型とを装着する。プレスブレーキは、上部テーブル（スライドテーブル）を下部テーブル（固定テーブル）へと下降させて、板材をパンチ金型とダイ金型とで挟んで折り曲げる。
【０００３】
板材を目標とする角度に正確に折り曲げるには、パンチ金型が板材に接触した後の上部テーブルの下降量（ストローク量）を適切に設定することが必要である。
【０００４】
板材をパンチ金型とダイ金型とで挟んで折り曲げる際、板材とダイ金型の肩部とが線接触することによって摩擦が発生する。板材とダイ金型の肩部との間で発生する摩擦の大きさが異なれば、板材を加工するのに必要な曲げ荷重が異なり、必要なストローク量が異なることになる。
【０００５】
従来においては、板材の製造会社より提供される板材の摩擦係数や、ＦＥＭ（File Element Method）解析によって得た摩擦係数の値を、ストローク量を計算する際のパラメータの１つとして用いている。従来においては、板材の材料が異なっても、同じ摩擦係数を用いることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３６９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の摩擦係数は、アモントン−クーロンの摩擦法則に基づくものである。この摩擦法則に基づく摩擦係数は、摩擦力が接触面に加わる垂直荷重に比例する場合の値であり、比較的小さな垂直荷重で成立する値である。
【０００８】
プレスブレーキによる大きな荷重をかける曲げ加工においては、材料が塑性変形して変形抵抗が発生し、摩擦力が増大する。よって、摩擦力と垂直荷重との比例関係は失われるため、摩擦係数の真値はアモントン−クーロンの摩擦法則に基づく摩擦係数とは異なる値を示すと考えられる。
【０００９】
よって、板材の製造会社より提供される板材の摩擦係数やＦＥＭ解析によって得た摩擦係数の値をパラメータとして用いて、板材を目標とする角度に折り曲げるのに必要なストローク量を計算しても、板材を目標とする角度に正確に折り曲げることができないことがある。
【００１０】
本発明は、板材を目標とする角度に折り曲げるのに必要なスライドテーブルのストローク量を従来よりも正確に計算することができ、板材を目標とする角度に従来よりも正確に折り曲げることができるプレスブレーキ及びプレスブレーキの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、パンチ金型を保持するための上部テーブルと、Ｖ字形またはＵ字形の溝を有するダイ金型を保持するための下部テーブルと、前記上部テーブルと前記下部テーブルとの一方を移動自在のスライドテーブル、他方を固定テーブルとし、前記スライドテーブルを前記固定テーブルに近付く方向に移動させる移動機構と、板材を前記パンチ金型と前記ダイ金型とで挟んだ状態で前記移動機構によって前記スライドテーブルを移動させて前記板材を曲げているときに、前記ダイ金型の上端面と前記溝との境界部である肩部と前記板材との間で発生する摩擦の摩擦係数を計算する摩擦係数計算部と、前記摩擦係数計算部が計算した摩擦係数に基づく第１の摩擦係数を含む第１のパラメータを用いて、前記板材を最終曲げ角度に曲げるために必要な前記スライドテーブルの第１の移動量を計算し、前記スライドテーブルを前記移動機構によって前記第１の移動量だけ移動させるように制御するスライド制御部とを備えることを特徴とするプレスブレーキを提供する。
【００１２】
上記のプレスブレーキにおいて、前記板材を曲げているときに、前記板材にかかる曲げ荷重を計算する曲げ荷重計算部と、前記板材を曲げているときに、前記ダイ金型に対して、前記スライドテーブルの移動方向と直交する方向にかかる水平荷重を計測する水平荷重計測器と、前記板材を曲げているときに、前記板材の曲げ角度である挟み角を計測する角度計測器とをさらに備え、前記摩擦係数計算部は、前記曲げ荷重計算部が計算した曲げ荷重と、前記水平荷重計測器が計測した水平荷重と、前記角度計測器が計測した挟み角とを用いて、前記板材の摩擦係数を計算することが好ましい。
【００１３】
上記のプレスブレーキにおいて、前記水平荷重をＦｘ、前記曲げ荷重の１／２を垂直荷重Ｆｙ、水平荷重Ｆｘと垂直荷重Ｆｙとの合力をＦＲ、前記挟み角をＣＡ、摩擦係数をμとすると、前記摩擦係数計算部は、摩擦係数μを、μ＝sin-1(Ｆｙ／ＦＲ)−CA/2に基づいて計算することができる。
【００１４】
上記のプレスブレーキにおいて、前記スライド制御部は、前記板材の摩擦係数の固定値である第２の摩擦係数を含む第２のパラメータを用いて、前記板材を前記最終曲げ角度よりも大きい仮曲げ角度に曲げるために必要な前記スライドテーブルの第２の移動量を計算し、前記スライドテーブルを前記移動機構によって前記第２の移動量だけ移動させるように制御し、前記摩擦係数計算部は、前記スライドテーブルが、前記板材を前記仮曲げ角度に曲げる仮曲げ位置に到達するまでの１または複数のタイミングで前記ダイ金型と前記板材との間で発生する摩擦の摩擦係数を計算し、前記摩擦係数計算部が摩擦係数を計算したら、前記スライド制御部が用いるパラメータを、前記第２のパラメータから前記第１のパラメータへと更新するパラメータ更新部をさらに備えることが好ましい。
【００１５】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、板材を、上部テーブルに保持されたパンチ金型と、下部テーブルに保持され、Ｖ字形またはＵ字形の溝を有するダイ金型とで挟み、前記上部テーブルと前記下部テーブルとの一方を移動自在のスライドテーブル、他方を固定テーブルとし、前記スライドテーブルを前記固定テーブルの方向へと順次移動させて前記板材を曲げ、前記板材を曲げているときに、前記ダイ金型の上端面と前記溝との境界部である肩部と前記板材との間で発生する摩擦の摩擦係数を計算し、計算された摩擦係数に基づく第１の摩擦係数を含む第１のパラメータを用いて、前記板材を最終曲げ角度に曲げるために必要な前記スライドテーブルの第１の移動量を計算し、前記スライドテーブルを前記第１の移動量だけ移動させることによって、前記板材を前記最終曲げ角度に曲げた状態に加工することを特徴とするプレスブレーキの制御方法を提供する。
【００１６】
上記のプレスブレーキの制御方法において、前記板材を曲げているときに、前記板材にかかる曲げ荷重を計算し、前記板材を曲げているときに、前記ダイ金型に対して、前記スライドテーブルの移動方向と直交する方向にかかる水平荷重を計測し、前記板材を曲げているときに、前記板材の曲げ角度である挟み角を計測し、前記曲げ荷重と前記水平荷重と前記挟み角とを用いて、前記板材の摩擦係数を計算することが好ましい。
【００１７】
上記のプレスブレーキの制御方法において、前記水平荷重をＦｘ、前記曲げ荷重の１／２を垂直荷重Ｆｙ、水平荷重Ｆｘと垂直荷重Ｆｙとの合力をＦＲ、前記挟み角をＣＡ、摩擦係数をμとすると、摩擦係数μを、μ＝sin-1(Ｆｙ／ＦＲ)−CA/2に基づいて計算することができる。
【００１８】
上記のプレスブレーキの制御方法において、前記板材の摩擦係数の固定値である第２の摩擦係数を含む第２のパラメータを用いて、前記板材を前記最終曲げ角度よりも大きい仮曲げ角度に曲げるために必要な前記スライドテーブルの第２の移動量を計算し、前記スライドテーブルを前記第２の移動量だけ移動させるように制御し、前記スライドテーブルが、前記板材を前記仮曲げ角度に曲げる仮曲げ位置に到達するまでの１または複数のタイミングで前記ダイ金型と前記板材との間で発生する摩擦の摩擦係数を計算し、摩擦係数を計算したら、前記スライドテーブルの移動量を計算するために用いるパラメータを、前記第２のパラメータから前記第１のパラメータへと更新することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のプレスブレーキ及びプレスブレーキの制御方法によれば、板材を目標とする角度に折り曲げるのに必要なスライドテーブルのストローク量を従来よりも正確に計算することができ、板材を目標とする角度に従来よりも正確に折り曲げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態のプレスブレーキを示す構成図である。
【図２】板材をパンチ金型とダイ金型とで折り曲げる途中の状態を、図１の側面方向から見た概略的な拡大図である。
【図３】図１中のプレスブレーキ装置２０の機能的な具体的内部構成例を示すブロック図である。
【図４】ストローク量の更新動作を説明するための概念図である。
【図５】板材をパンチ金型とダイ金型とで折り曲げる際に板材及びダイ金型にかかる力を説明するための部分拡大断面図である。
【図６】図５中の水平荷重Ｆｘと垂直荷重Ｆｙとの合力ＦＲと垂直荷重Ｆｙとがなす三角形を示す図である。
【図７】板材を加工中に計算した摩擦係数の履歴の例を示す図である。
【図８】一実施形態のプレスブレーキの動作及び一実施形態のプレスブレーキの制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、一実施形態のプレスブレーキ及びプレスブレーキの制御方法について、添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図１に示す一実施形態のプレスブレーキは、概略的には、プレスブレーキ制御装置２０と、移動自在のスライドテーブルである上部テーブル３０と、固定テーブルである下部テーブル４０とを備える。プレスブレーキ制御装置２０は、ＮＣ装置によって構成することができる。プレスブレーキ制御装置２０には、入力装置１０が接続されている。
【００２３】
上部テーブル３０は、左右に設けたメインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒによって、上下動される。上部テーブル３０は、下部テーブル４０に近付く方向及び下部テーブル４０から離れる方向に位置制御される。メインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒは、上部テーブル３０を移動させる移動機構である。
【００２４】
下部テーブル４０は、左右に設けたクラウニングシリンダ４５Ｌ，４５Ｒによって、上部テーブル３０方向へのクラウニングが制御される。クラウニングシリンダ４５Ｌ，４５Ｒによるクラウニングの制御動作については説明を省略する。
【００２５】
図１においては、メインシリンダとクラウニングシリンダの数を２個ずつとしているが、これに限定されるものではない。
【００２６】
上部テーブル３０には図示していない上部金型ホルダが取り付けられ、下部テーブル４０には図示していない下部金型ホルダが取り付けられている。上部金型ホルダにはパンチ金型３１が装着され、下部金型ホルダにはダイ金型４１が装着されている。
【００２７】
パンチ金型３１とダイ金型４１は、それぞれ、直接的または間接的に上部テーブル３０と下部テーブル４０に保持されていればよい。曲げ加工の対象である板材Ｗは、パンチ金型３１とダイ金型４１とによって挟まれて折り曲げられる。
【００２８】
オペレータが板材Ｗの加工の開始を指示すると、プレスブレーキ制御装置２０は、加工開始の指示に応答して、メインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒを制御する。
【００２９】
プレスブレーキ制御装置２０は、スライド制御部２０１と曲げ荷重計算部２０２とを有する。また、プレスブレーキ制御装置２０は、カウンタ入力部204L，204Rと、Ｄ／Ａ変換器205L，205Rと、Ａ／Ｄ変換器２０６とを有する。
【００３０】
Ｄ／Ａ変換器205L，205Rと及びＡ／Ｄ変換器２０６を、プレスブレーキ制御装置２０の外部に設けてもよい。
【００３１】
図１においては、プレスブレーキ制御装置２０の概略的な内部構成を示している。プレスブレーキ制御装置２０のより具体的な内部構成については後述する。
【００３２】
スライド制御部２０１は、上部テーブル３０を下降または上昇させる際の位置を制御するためのデジタル値よりなる制御データを生成する。Ｄ／Ａ変換器205L，205Rは、制御データをアナログ値よりなる制御値に変換する。制御値は、増幅器３２Ｌ，３２Ｒに入力される。
【００３３】
増幅器３２Ｌ，３２Ｒは、制御値を増幅してモータ３３Ｌ，３３Ｒに供給する。モータ３３Ｌ，３３Ｒは、双方向回転ポンプ３４Ｌ，３４Ｒを正転または逆転させる。
【００３４】
双方向回転ポンプ３４Ｌ，３４Ｒを正転させることによって、メインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒを下降させることができる。双方向回転ポンプ３４Ｌ，３４Ｒを逆転させることによって、メインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒを上昇させることができる。
【００３５】
メインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒの上側の油圧室には圧力センサ３６Ｌ，３６Ｒが接続されている。圧力センサ３６Ｌ，３６Ｒは、メインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒのヘッド３５ｈ側の圧力（以下、ヘッド圧力）を検出する。
【００３６】
メインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒの下側の油圧室には圧力センサ３７Ｌ，３７Ｒが接続されている。圧力センサ３７Ｌ，３７Ｒは、メインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒのロッド３５ｒ側の圧力（以下、ロッド圧力）を検出する。
【００３７】
圧力センサ３６Ｌ，３６Ｒ，３７Ｌ，３７Ｒは、単位面積当たりの圧力の検出値をＡ／Ｄ変換器２０６へと供給する。Ａ／Ｄ変換器２０６は、圧力センサ３６Ｌ，３６Ｒ，３７Ｌ，３７Ｒそれぞれの検出値をデジタル値に変換して、曲げ荷重計算部２０２に供給する。
【００３８】
曲げ荷重計算部２０２は、上部テーブル３０による曲げ荷重（加圧力）を、以下の式（１）に基づいて求める。曲げ荷重計算部２０２は、パンチ金型３１を板材Ｗに接触させて板材Ｗを加工している曲げ加工時に曲げ荷重を求める。
【００３９】
曲げ荷重＝ヘッド圧力×ヘッド面積−ロッド圧力×ロッド面積−上部テーブル３０の自重    …（１）
【００４０】
ヘッド面積とはメインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒのヘッド３５ｈの上面の面積を合計した面積である。ロッド面積とは、メインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒそれぞれ、ヘッド３５ｈの下面の面積から、ロッド３５ｒの上端面の面積を除いた面積を合計した面積である。即ち、ロッド面積とは、メインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒのヘッド３５ｈの下面におけるロッド３５ｒの周囲の面積を合計した面積である。
【００４１】
プレスブレーキ制御装置２０は、上部テーブル３０の自重を示す値を予め保持している。上部テーブル３０の自重は、上部テーブル３０にパンチ金型３１を装着した状態の自重とするのがよい。
【００４２】
位置検出器３８Ｌ，３８Ｒは、上部テーブル３０の上下方向の位置を検出する。位置検出器３８Ｌ，３８Ｒは、上部テーブル３０の位置をカウンタの値として検出することができる。位置検出器３８Ｌ，３８Ｒは、位置検出値（カウント値）をカウンタ入力部204L，204Rへと供給する。これによって、プレスブレーキ制御装置２０は、上部テーブル３０の上下方向の位置を知ることができる。
【００４３】
ダイ金型４１の上端部には、ダイ金型４１に加わる水平荷重を計測するためのロードセル５１が取り付けられている。後述する図２に、ロードセル５１の詳細が示されている。水平荷重とは、ダイ金型４１に対して、上部テーブル３０の移動方向と直交する方向（水平方向）にかかる荷重である。ここでの水平方向とは、紙面に直交するプレスブレーキの前後方向である。
【００４４】
図１に示すように、ロードセル５１は、ダイ金型４１の手前側の面と、図１では見えていないダイ金型４１の奥側の面との双方にダイ金型４１に接触した状態で取り付けられている。ロードセル５１は、ダイ金型４１に加わる水平荷重を計測する水平荷重計測器の一例である。
【００４５】
ダイ金型４１の手前側の面側と奥側の面側の双方に、板材Ｗの曲げ角度を計測するための角度計測器５２が配置されている。
【００４６】
図２は、板材Ｗをパンチ金型３１とダイ金型４１とで折り曲げる途中の状態を、図１の側面方向から見た概略的な拡大図である。図２に示すように、ダイ金型４１はＶ字形溝４１ｖを有する。ダイ金型４１は、Ｖ字形溝４１ｖの代わりにＵ字形溝を有する場合もある。
【００４７】
板材Ｗをパンチ金型３１とダイ金型４１とで挟み、上部テーブル３０を下部テーブル４０の方向へと順次移動させることによって板材Ｗを折り曲げるとき、板材Ｗとダイ金型４１の肩部４１ｓとが線接触して摩擦が発生する。肩部４１ｓとは、ダイ金型４１の上端面とＶ字形溝４１ｖまたはＵ字形溝との境界部である。
【００４８】
図２に示すように、一対のロードセル５１はダイ金型４１を挟むようにダイ金型４１に取り付けられている。一対の角度計測器５２は、ダイ金型４１及び一対のロードセル５１を挟むように下部テーブル４０の所定位置に取り付けられている。
【００４９】
角度計測器５２は、本体部５２ｂと、本体部５２ｂに対して出没自在の突出部５２ｐとを有する。
【００５０】
パンチ金型３１が下降して、ダイ金型４１上に置かれた板材Ｗに荷重がかかると、板材Ｗの図２の左右方向の端部は板材Ｗの曲げの程度に応じて上方へと変位する。角度計測器５２の突出部５２ｐは、板材Ｗの端部が上方へと変位するのに応じて上方へと突出する。
【００５１】
よって、角度計測器５２は、突出部５２ｐの突出量に基づいて、板材Ｗの曲げ角度である挟み角を計測することができる。２つの角度計測器５２それぞれが計測する角度の合計値が挟み角となる。
【００５２】
図１に示すように、プレスブレーキ制御装置２０には、ロードセル５１が計測した水平荷重を示す計測値と、角度計測器５２が計測した板材Ｗの挟み角を示す計測値とが入力される。
【００５３】
ロードセル５１より出力される水平荷重を示す計測値や、角度計測器５２より出力される挟み角を示す計測値がアナログ値であれば、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル値に変換すればよい。ロードセル５１及び角度計測器５２より出力される計測値は、アナログ値であってもデジタル値であってもよい。
【００５４】
図３を用いて、プレスブレーキ制御装置２０の機能的な具体的内部構成及び動作について説明する。プレスブレーキ制御装置２０は、図１ではそれぞれ図示が省略されているパラメータ設定部２１１，挟み角取得部２１２，水平荷重取得部２１３，摩擦係数計算部２１４，履歴記憶部２１５，パラメータ更新部２１６を有する。
【００５５】
パラメータ設定部２１１には、入力装置１０によって、板材Ｗを所定の曲げ角度に加工するのに必要な種々のパラメータが設定される。
【００５６】
パラメータは、例えば、板材Ｗの板厚、板材Ｗの材質を特定するための特性値、平坦な板材Ｗが仮曲げ角度まで曲げられるまでの荷重と上部テーブル３０のストローク量との関係から算出されるｎ値やＣ値と称される計算値等である。板材Ｗの特性値は、例えば、摩擦係数、ヤング率、耐力、ポアソン比である。
【００５７】
板材Ｗの仮曲げ角度とは、板材Ｗの目標とする最終的な曲げ角度に３〜５°程度の角度を加算した角度である。最終的な曲げ角度を例えば９０°とすると、仮曲げ角度は９３〜９５°となる。最終的な曲げ角度は９０°に限定されない。本実施形態では、仮曲げ角度を９３°とする。
【００５８】
パラメータ設定部２１１には、入力装置１０によって、摩擦係数の初期値として固定値（例えば０．３）を含むパラメータPrm0が設定される。摩擦係数の固定値を摩擦係数μ０とする。
【００５９】
パラメータ設定部２１１に設定するパラメータPrm0を構成する具体的なパラメータは上記の例に限定されるものではない。パラメータ設定部２１１は、摩擦係数μ０を含む板材Ｗを所定の曲げ角度に加工するのに必要なパラメータを設定すればよい。
【００６０】
パラメータ設定部２１１に設定されたパラメータPrm0はパラメータ更新部２１６を介して、スライド制御部２０１に入力される。スライド制御部２０１は、入力されたパラメータPrm0に基づいて、板材Ｗを曲げ角度９０°に加工するために必要な上部テーブル３０のストローク量を求める。
【００６１】
また、スライド制御部２０１は、パラメータPrm0に基づいて、板材Ｗを仮曲げ角度９３°に加工するために必要な上部テーブル３０のストローク量を求める。
【００６２】
図４において、上部テーブル３０が板材Ｗへの接触開始位置から下部テーブル４０の方向へと移動するストロークStr0は、板材Ｗを曲げ角度９０°に加工するために必要な、パラメータPrm0に基づく計算上のストロークである。
【００６３】
スライド制御部２０１は、ストロークStr0のストローク量D90_Prm0と、板材Ｗを仮曲げ角度９３°に加工するために必要なストローク量D93_Prm0を求める。
【００６４】
計算上、上部テーブル３０をストローク量D90_Prm0だけ移動させれば、板材Ｗが曲げ角度９０°に加工される。しかしながら、実際の摩擦係数が摩擦係数μ０として設定した０．３でない場合には、最終曲げ位置で板材Ｗの曲げ角度は９０°にはならないことがある。
【００６５】
図３に戻り、挟み角取得部２１２は、２つの角度計測器５２それぞれが計測する角度の計測値を合計して挟み角データを生成し、挟み角データを摩擦係数計算部２１４に供給する。挟み角データは、後述する挟み角ＣＡの値を示す。
【００６６】
水平荷重取得部２１３は、２つのロードセル５１それぞれが計測する水平荷重の計測値を平均値化し、平均値化した計測値を水平荷重データとして摩擦係数計算部２１４に供給する。水平荷重データは、後述する水平荷重Ｆｘの値を示す。
【００６７】
摩擦係数計算部２１４は、板材Ｗの加工中に、次のようにして、板材Ｗとダイ金型４１の肩部４１ｓとの間で発生する摩擦の摩擦係数を計算する。
【００６８】
図５は、パンチ金型３１が板材Ｗに押し当てられることによって板材Ｗが曲げられている状態を示す拡大断面図である。図５は、図２におけるパンチ金型３１が板材Ｗに接触している位置を中心とした右側の部分を示している。図５では、パンチ金型３１の図示を省略している。
【００６９】
図５に示すように、板材Ｗには、パンチ金型３１によって曲げ荷重ＢＦがかかっている。曲げ荷重計算部２０２は、式（１）に基づいて、曲げ荷重ＢＦを求める。曲げ荷重ＢＦは、摩擦係数計算部２１４に入力される。
【００７０】
ダイ金型４１の一方の肩部４１ｓにかかる垂直荷重Ｆｙは、ＢＦ／２で求めることができる。垂直荷重Ｆｙは、ダイ金型４１の上端面に対して垂直な方向で曲げ荷重ＢＦとは反対方向の荷重である。摩擦係数計算部２１４は、入力された曲げ荷重ＢＦに基づいて一方の肩部４１ｓにかかる垂直荷重Ｆｙを求める。
【００７１】
曲げ荷重ＢＦがかかっている位置を中心として、図５では図示されていない板材Ｗの左側の部分の裏面と、板材Ｗの右側の裏面とがなす角度が挟み角ＣＡである。図５には、曲げ荷重ＢＦの方向と板材Ｗの右側の裏面とがなす角度がCA/2として示されている。摩擦係数計算部２１４には、挟み角データが示す挟み角ＣＡが入力される。
【００７２】
肩部４１ｓには、ダイ金型４１の上端面に対して平行な方向で板材Ｗ側へと向かう水平荷重Ｆｘがかかる。摩擦係数計算部２１４には、水平荷重データが示す水平荷重Ｆｘが入力される。
【００７３】
図５に示すように、水平荷重Ｆｘと垂直荷重Ｆｙとの合力はＦＲである。合力ＦＲは、次の式（２）で求めることができる。
【００７４】
【数１】
2015188887.tif 000003
【００７５】
本来、肩部４１ｓからの反力の方向は、板材Ｗの面に対して垂直な一点鎖線にて示す垂線Lpwの方向である。しかしながら、板材Ｗとダイ金型４１との間には摩擦があるため、反力の方向は、垂線Lpwの方向よりも垂直荷重Ｆｙ側へとずれる。
【００７６】
合力ＦＲは、板材Ｗとダイ金型４１との間の摩擦を考慮したときの反力である。垂線Lpwと合力ＦＲの方向とがなす角度は、摩擦係数μで表すことができる。摩擦係数μが角度とみなすことができることは公知である。
【００７７】
図５に示すように、垂線Lpwと水平荷重Ｆｘの方向とがなす角度はCA/2である。水平荷重Ｆｘの方向と合力ＦＲの方向とがなす角度は、CA/2＋μである。
【００７８】
図５における合力ＦＲと垂直荷重Ｆｙとを辺とする直角三角形は、図６のように表すことができる。図６に示す三角形の底辺と合力ＦＲの方向とがなす角はCA/2＋μである。
【００７９】
三角比より、式（３）の関係を満たす。
sin(CA/2＋μ)＝Ｆｙ／ＦＲ    …（３）
【００８０】
式（３）より、摩擦係数μは式（４）で表される。摩擦係数計算部２１４は、式（４）に基づいて、摩擦係数μを計算する。
μ＝sin-1(Ｆｙ／ＦＲ)−CA/2    …（４）
【００８１】
摩擦係数計算部２１４は、板材Ｗの曲げ加工中に、所定の時間間隔で計算した摩擦係数μの値を履歴として履歴記憶部２１５に記憶させる。
【００８２】
図７は、履歴記憶部２１５が記憶する履歴の一例を概念的に示している。上部テーブル３０の位置は、理解を容易にするため便宜上記載している。図７に示す例では、摩擦係数μに加えて、摩擦係数μを計算した時刻、曲げ荷重ＢＦと挟み角ＣＡを履歴記憶部２１５が記憶する履歴としているが、必ずしも曲げ荷重ＢＦと挟み角ＣＡを記憶する必要はない。
【００８３】
図７に示す例では、履歴記憶部２１５は、上部テーブル３０の位置が仮曲げ位置を越えた後も摩擦係数μ等の値を記憶している。履歴記憶部２１５は、上部テーブル３０の位置が仮曲げ位置を越えたら、摩擦係数μ等の値を記憶しなくてもよい。
【００８４】
摩擦係数計算部２１４は、履歴記憶部２１５に記憶させた摩擦係数μの履歴を用いて、摩擦係数の更新値を求める。一例として、摩擦係数計算部２１４は、図７に示す履歴の仮曲げ位置での摩擦係数μの値を摩擦係数の更新値とすることができる。
【００８５】
他の例として、摩擦係数計算部２１４は、図７に示す履歴の仮曲げ位置よりも所定距離だけ上方の位置から仮曲げ位置までの複数の摩擦係数μの値に基づいて、摩擦係数の更新値を計算してもよい。摩擦係数計算部２１４は、複数の摩擦係数μの値の平均値を更新値とすることができる。
【００８６】
さらに他の例として、摩擦係数計算部２１４は、仮曲げ位置に至るまでの摩擦係数μの値の変化に基づいて仮曲げ位置を越えた位置の摩擦係数μの値を予想値として計算し、予想値を含む複数の摩擦係数μの値に基づいて、摩擦係数の更新値を計算してもよい。
【００８７】
摩擦係数計算部２１４は、上部テーブル３０が、板材Ｗを仮曲げ角度に曲げる仮曲げ位置に到達するまでの１または複数のタイミングで摩擦係数μを計算すればよい。１つのタイミングのみで摩擦係数μを計算する場合には、仮曲げ位置での摩擦係数μの値を計算するのがよい。勿論、図７の履歴に示すように、複数のタイミングで摩擦係数μを計算するのがよい。
【００８８】
摩擦係数計算部２１４には、スライド制御部２０１より、上部テーブル３０の位置情報が入力される。よって、摩擦係数計算部２１４は、上部テーブル３０が仮曲げ位置に到達したことを知ることができる。
【００８９】
このように、摩擦係数計算部２１４は、仮曲げ位置での摩擦係数μの値を含む１または複数の摩擦係数μの値を用いて、摩擦係数の更新値を求める。摩擦係数計算部２１４が求めた摩擦係数の更新値を摩擦係数μ１とする。摩擦係数μ１は、パラメータ更新部２１６に入力される。
【００９０】
パラメータ更新部２１６は、パラメータPrm0を、摩擦係数μ１を含むパラメータPrm1に更新して、スライド制御部２０１に供給する。
【００９１】
スライド制御部２０１は、パラメータPrm1が入力されたら、パラメータPrm1に基づいて、板材Ｗを曲げ角度９０°に加工するために必要な上部テーブル３０のストローク量を改めて求める。
【００９２】
図４において、上部テーブル３０が板材Ｗへの接触開始位置から下部テーブル４０の方向へと移動するストロークStr1は、板材Ｗを曲げ角度９０°に加工するために必要な、パラメータPrm1に基づく計算上のストロークである。ストロークStr1のストローク量をD90_Prm1とする。
【００９３】
ハッチングを付して示すストロークStr20は、上部テーブル３０をストローク量D93_Prm0だけ実際に移動させたストロークである。板材Ｗを曲げ角度９０°に加工するためには、ストロークStr20の後に、上部テーブル３０を、新たに求めたストロークStr1の最終曲げ位置とするためのストロークStr21を続ければよい。
【００９４】
ストロークStr21のストローク量は、ストローク量D90_Prm0とストローク量D90_Prm1との差分である。スライド制御部２０１は、ストロークStr20に続けて、ストローク量D90_Prm0とストローク量D90_Prm1との差分だけ上部テーブル３０を移動させるよう、メインシリンダ３５Ｌ，３５Ｒを制御すればよい。
【００９５】
図４では、ストロークStr1のストローク量D90_Prm1をストロークStr0のストローク量D90_Prm0よりも大きくしているが、逆に、ストロークStr1のストローク量D90_Prm1がストロークStr0のストローク量D90_Prm0よりも小さくなる場合も起こり得る。
【００９６】
図８に示すフローチャートを用いて、本実施形態のプレスブレーキにおける一連の動作、及び、本実施形態のプレスブレーキの制御方法による処理を説明する。
【００９７】
図８において、オペレータが入力装置１０によって板材Ｗの加工開始の操作をすると、プレスブレーキ制御装置２０は、ステップＳ０１にて、板材Ｗの加工を開始するようプレスブレーキを制御する。具体的には、スライド制御部２０１は、上部テーブル３０を下降させてパンチ金型３１を板材Ｗに接触させ、上部テーブル３０をさらに下降させて板材Ｗに曲げ荷重をかける。
【００９８】
プレスブレーキ制御装置２０（曲げ荷重計算部２０２）は、ステップＳ０２にて、曲げ荷重ＢＦを取得する。プレスブレーキ制御装置２０（摩擦係数計算部２１４）は、ステップＳ０３にて、ＢＦ／２によって垂直荷重Ｆｙを求める。
【００９９】
プレスブレーキ制御装置２０（挟み角取得部２１２）は、ステップＳ０４にて、板材Ｗの挟み角ＣＡを取得する。プレスブレーキ制御装置２０（水平荷重取得部２１３）は、ステップＳ０５にて、水平荷重Ｆｘを取得する。
【０１００】
プレスブレーキ制御装置２０（摩擦係数計算部２１４）は、ステップＳ０６にて、式（２）に基づいて、水平荷重Ｆｘと垂直荷重Ｆｙとの合力ＦＲを求める。プレスブレーキ制御装置２０（摩擦係数計算部２１４）は、ステップＳ０７にて、式（４）に基づいて、パンチ金型３１が板材Ｗに接触することによって実際に発生している摩擦の摩擦係数μを計算する。
【０１０１】
プレスブレーキ制御装置２０（スライド制御部２０１）は、ステップＳ０８にて、上部テーブル３０が図４で説明した仮曲げ位置に到達したか否かを判定する。仮曲げ位置に到達したか否かを、接触開始位置からの距離値で判定してもよいし、最終曲げ位置からの距離値で判定してもよい。
【０１０２】
前者の場合には、現在の距離値が仮曲げ位置を示す距離値より小さければ、上部テーブル３０が仮曲げ位置に到達していないということになる。後者の場合には、現在の距離値が仮曲げ位置を示す距離値より大きければ、上部テーブル３０が仮曲げ位置に到達していないということになる。
【０１０３】
プレスブレーキ制御装置２０は、上部テーブル３０が仮曲げ位置に到達したと判定されなければ（NO）、処理をステップＳ０２に戻し、ステップＳ０２〜Ｓ０８を繰り返す。
【０１０４】
ステップＳ０８にて上部テーブル３０が仮曲げ位置に到達したと判定されれば（YES）、プレスブレーキ制御装置２０（パラメータ更新部２１６）は、ステップＳ０９にて、仮曲げ位置までに計算した摩擦係数μを用いてパラメータを更新する。
【０１０５】
具体的には、パラメータ更新部２１６は、摩擦係数μ０を含むパラメータPrm0を、摩擦係数の更新値である摩擦係数μ１を含むパラメータPrm1に更新する。
【０１０６】
プレスブレーキ制御装置２０（スライド制御部２０１）は、ステップＳ１０にて、パラメータPrm1に基づいて、板材Ｗを曲げ角度９０°に加工するために必要な上部テーブル３０の最終曲げ位置を計算する。
【０１０７】
プレスブレーキ制御装置２０（スライド制御部２０１）は、ステップＳ１１にて、上部テーブル３０を最終曲げ位置まで下降させる。これによって、板材Ｗは、曲げ角度９０°に曲げ加工される。オペレータが入力装置１０によって上部テーブル３０を上昇させる操作をすると、プレスブレーキ制御装置２０（スライド制御部２０１）は、ステップＳ１２にて、上部テーブル３０を上昇させて板材Ｗを加工する処理を終了する。
【０１０８】
以上のように、本実施形態においては、摩擦係数計算部２１４は、板材Ｗを曲げているときに、ダイ金型４１と板材Ｗとの間で発生する摩擦の摩擦係数μを計算する。
【０１０９】
スライド制御部２０１は、摩擦係数μに基づく摩擦係数μ１（第１の摩擦係数）を含むパラメータPrm1（第１のパラメータ）を用いて、板材Ｗを最終曲げ角度に曲げるために必要な上部テーブル３０のストローク量D90_Prm1（第１の移動量）を計算する。スライド制御部２０１は、上部テーブル３０をストローク量D90_Prm1だけ移動させるように制御する。
【０１１０】
よって、本実施形態によれば、板材Ｗを目標とする角度に折り曲げるのに必要な上部テーブル３０のストローク量を従来よりも正確に計算することができ、板材Ｗを目標とする角度に従来よりも正確に折り曲げることが可能となる。
【０１１１】
曲げ荷重計算部２０２は、板材Ｗを曲げているときに、板材Ｗにかかる曲げ荷重ＢＦを計算する。水平荷重計測器５１は、板材Ｗを曲げているときに、ダイ金型４１に対して、上部テーブル３０の移動方向と直交する方向にかかる水平荷重Ｆｘを計測する。角度計測器５２は、板材Ｗを曲げているときに、板材Ｗの曲げ角度である挟み角ＣＡを計測する。
【０１１２】
摩擦係数計算部２１４は、曲げ荷重ＢＦと、水平荷重Ｆｘと、挟み角ＣＡとを用いて、板材Ｗの摩擦係数μを計算することができる。
【０１１３】
スライド制御部２０１は、板材Ｗの摩擦係数の固定値である摩擦係数μ０（第２の摩擦係数）を含むパラメータPrm0（第２のパラメータ）を用いて、板材Ｗを仮曲げ角度に曲げるために必要な上部テーブル３０のストローク量D93_Prm0（第２の移動量）を計算する。
【０１１４】
仮曲げ角度は最終曲げ角度よりも大きい角度であり、例えば最終曲げ角度より３〜５°程度大きい角度がよい。
【０１１５】
スライド制御部２０１は、上部テーブル３０をストローク量D93_Prm0だけ移動させるように制御する。摩擦係数計算部２１４は、上部テーブル３０が、板材Ｗを仮曲げ角度に曲げる仮曲げ位置に到達するまでの１または複数のタイミングで摩擦係数μを計算する。
【０１１６】
パラメータ更新部２１６は、摩擦係数計算部２１４が摩擦係数を計算したら、スライド制御部２０１が用いるパラメータを、パラメータPrm0からパラメータPrm1へと更新する。
【０１１７】
よって、本実施形態によれば、板材Ｗを実際に曲げ加工しているときにダイ金型４１と板材Ｗとの間で発生する摩擦の摩擦係数μを計算することができる。本実施形態によれば、上部テーブル３０を、実際に計算した摩擦係数μを含むパラメータPrm1に基づいて、板材Ｗを最終曲げ角度に曲げるのに必要なストローク量だけ移動させることができる。
【０１１８】
従って、板材Ｗは、従来よりも正確な最終曲げ角度に曲げられた状態に加工されることになる。
【０１１９】
本実施形態によれば、材料が異なる板材Ｗそれぞれの実際の摩擦係数μを求めることができるため、それぞれの材料に適した最終曲げ角度で板材Ｗを加工することが可能となる。
【０１２０】
本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本実施形態においては、上部テーブル３０をスライドテーブル、下部テーブル４０を固定テーブルとしたが、下部テーブル４０をスライドテーブル、上部テーブル３０を固定テーブルとすることも可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
３０  上部テーブル
３１  パンチ金型
３５Ｌ，３５Ｒ  メインシリンダ（移動機構）
４０  下部テーブル
４１  ダイ金型
４１ｓ  肩部
４１ｖ  Ｖ字形溝
５１  水平荷重計測器
５２  角度計測器
２０１  スライド制御部
２０２  曲げ荷重計算部
２１４  摩擦係数計算部
２１６  パラメータ更新部
【図１】
2015188887.tif 000004
【図２】
2015188887.tif 000005
【図３】
2015188887.tif 000006
【図４】
2015188887.tif 000007
【図５】
2015188887.tif 000008
【図６】
2015188887.tif 000009
【図７】
2015188887.tif 000010
【図８】
2015188887.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月4日(2014.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2015188887.tif 000012