(57)【要約】【課題】板材の中にある板材片を、板材片の幅よりも狭い曲げ工具を用いて加工することができる板材曲げ装置を提供する。【解決手段】制御装置２に所定の曲げ工程の動作を行わせる追い曲げ制御手段１０を備える。上記所定の曲げ工程は、板材送り機構５２に、板材片Ｗａの所定の部分を曲げ工具４６，４７の位置Ｐに位置させる第１工程と、位置決めされた板材片Ｗａの所定の部分Ｌａを曲げ工具により曲げる第２工程を含む。また、板材Ｗを幅方向に移動させて板材片Ｗａの未曲げ部分を曲げ工具４６，４７の位置に位置させる第３工程と、第２工程および第３工程を繰り返して未曲げ部分を無くして行く第４工程とを含む。追い曲げ制御手段１０は、上記第１工程から第４工程を、少なくとも２回行い、この繰り返し毎に、板材片Ｗａの曲げ角度θが深くなるように、曲げ動作量を順次深くする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材端を把持して板材を板材平面方向に移動させ、所定位置に位置決めする板材送り機構と、位置決めされた板材の中にあり周囲が孔となって片持ち状に延びる板材片を、板材片の幅よりも狭い幅の曲げ工具を用いて上方または下方に曲げる曲げ加工機構と、上記板材送り機構および曲げ加工機構の制御を行う制御装置と、この制御装置に所定の曲げ工程の動作を行わせる追い曲げ制御手段とを備え、
上記所定の曲げ工程は、板材送り機構に、上記板材片の所定の部分を曲げ工具の位置に位置させる第１工程と、位置決めされた板材片の所定の部分を曲げ工具により曲げる第２工程と、板材送り機構に、板材を幅方向に移動させて板材片の未曲げ部分を曲げ工具の位置に位置させる第３工程と、第２工程および第３工程を繰り返して未曲げ部分を無くして行く第４工程とを含むものとした板材曲げ装置。
【請求項２】
上記第１工程における上記板材片の所定の部分は、板材片の幅方向の一端部であり、上記第３工程における板材の幅方向の移動は、板材片の他端側への移動とした請求項１記載の板材曲げ装置。
【請求項３】
上記追い曲げ制御手段は、上記第１工程から第４工程を、少なくとも２回行い、この繰り返し毎に、板材片の曲げ角度が深くなるように曲げ工具の曲げ動作量を順次深くするように制御するものとした請求項１または請求項２に記載の板材曲げ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、板材に工具幅よりも幅の広い板材片を曲げる板材曲げ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板材の曲げ加工では、プレスブレーキが一般に用いられている。しかし、図１０に示すように、板材Ｗの内部に切り起こし片状の板材片Ｗａを曲げ加工する場合は、プレスブレーキでは加工できない。そのため、一般的には、専用のプレス型を製作して１ショットで曲げるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、板材片Ｗａの幅Ｌが広い場合、大きなプレス型が必要になり、またその大きなプレス型を駆動できるプレス荷重等の付与機構が必要であり、装置全体が大きくなる。しかも、専用のプレス型を用いるため、そのプレス型の製作費や製作納期が多くかかるうえ、板材片Ｗａの曲げ高さＨが金型形状で決定され、また幅寸法Ｌも一定の加工しかできない。そのため幅寸法Ｌ、高さＨ（曲げ角度θ）等の種々異なる曲げ加工を行うことが困難である。
【０００４】
この発明の目的は、板材の中にある板材片を、板材片の幅よりも狭い曲げ工具を用いて加工することができる板材曲げ装置を提供することである。
この発明の他の目的は、効率良く、かつねじれ部分の少ない綺麗な曲げ加工が行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、曲げ深さの深い加工を綺麗にできるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明を実施形態に対応する図１と共に説明する。この板材曲げ装置は、板材端を把持して板材（Ｗ）を板材平面方向に移動させ、所定位置に位置決めする板材送り機構（５２）と、位置決めされた板材（Ｗ）の中にあり周囲が孔（Ａ）となって片持ち状に延びる板材片（Ｗａ）を、板材片（Ｗａ）の幅（Ｌ）よりも狭い幅の曲げ工具（４６，４７）を用いて上方または下方に曲げる曲げ加工機構（６０）と、上記板材送り機構（５２）および曲げ加工機構（６０）の制御を行う制御装置（２）と、この制御装置（２）に所定の曲げ工程の動作を行わせる追い曲げ制御手段（１０）とを備える。
この追い曲げ制御手段（１０）で行う上記所定の曲げ工程は、板材送り機構（５２）に、上記板材片（Ｗａ）の所定の部分（Ｌａ）を曲げ工具の位置（Ｐ）に位置させる第１工程と、位置決めされた板材片（Ｗａ）の所定の部分（Ｌａ）を曲げ工具（４６，４７）により曲げる第２工程と、板材送り機構（５２）に、板材（Ｗ）を幅方向に移動させて板材片（Ｗａ）の未曲げ部分を曲げ工具（４６，４７）の位置に位置させる第３工程と、第２工程および第３工程を繰り返して未曲げ部分を無くして行く第４工程とからなる。
この構成によると、追い曲げ制御手段（１０）を設けることにより、曲げ工具（４６，４７）による１回の曲げ動作の後、板材（Ｗ）を幅方向に移動させて板材片（Ｗａ）の未曲げ部分を曲げ工具（４６，４７）の位置に位置させ、次の曲げ動作を行うようにしたため、板材（Ｗ）の中にある板材片（Ｗａ）を、板材片（Ｗａ）の幅（Ｌ）よりも狭い工具幅（Ｂ）の曲げ工具（４６，４７）を用いて加工することができる。
【０００６】
この発明方法において、上記第１工程における上記板材片（Ｗａ）の所定の部分（Ｌａ）は、板材片（Ｗａ）の幅方向の一端部とし、上記第３工程における板材（Ｗ）の幅方向の移動は、板材片（Ｗａ）の他端側への移動としても良い。
このように板材片（Ｗａ）の曲げ加工を、一端部から他端部側へ順次行うことにより、効率良く加工でき、かつねじれ部分の少ない綺麗な曲げ加工が行える。
【０００７】
上記追い曲げ制御手段（１０）は、上記第１工程から第４工程を、少なくとも２回行い、この繰り返し毎に、板材片（Ｗａ）の曲げ角度（θ）が深くなるように曲げ工具（４６，４７）の曲げ動作量を順次深くするように制御するものとして良い。
これにより、板材片（Ｗａ）は、目標の曲げ角度よりも浅い角度で曲げる動作が繰り返されることになり、一度に行う曲げ角度量が少ないため、曲げ深さの深い加工を綺麗に行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この板材曲げ装置は、加工機本体１と、この加工機本体１を制御する制御装置２とでなる。加工機本体１は、板材端を把持して板材Ｗを板材平面方向に移動させ、所定位置に位置決めする板材送り機構５２と、曲げ加工機構６０とを備える。曲げ加工機構６０は、位置決めされた板材Ｗの中にあり周囲が孔Ａとなって片持ち状に延びる板材片Ｗａを、板材片Ｗａの幅Ｌよりも狭い幅の曲げ工具４６，４７を用いて上方または下方に曲げるものである。曲げ加工機構６０は、上方または下方のいずれか片方の曲げ加工が可能なものであれば良いが、この実施形態では上方および下方の任意の方向に曲げ加工が可能なものとしてある。ただし、図１は上方へ曲げる場合の状態を示している。制御装置２は、加工機本体１の板材送り機構５２および曲げ加工機構６０の制御が可能なものであり、この制御装置１に、所定の曲げ工程の動作を行わせる追い曲げ制御手段１０が設けられている。まず、加工機本体１の具体的構成例を説明する。
【０００９】
図３，図４は加工機本体１の全体を示す。この加工機本体１は、タレット式のパンチプレスにおいて、曲げ加工機能を付加したものであり、曲げ加工機構６０の他にパンチ加工機構５８を有している。上記板材送り機構５２および各加工機構５８，６０は、共通のフレーム４１に設置されている。板材送り機構５２は、テーブル５３上に載せられた板材Ｗの任意箇所を加工位置Ｐへ送る手段である。この板材送り機構５２は、前後（Ｙ方向）移動するキャリッジ５４に、左右（Ｘ方向）移動するクロススライド５５を設置し、板材Ｗの端部を把持するワークホルダ５６をクロススライド５５に取付けたものである。キャリッジ５４，クロススライド５５は、サーボモータ等からなる各軸の駆動源７４，７５により進退駆動される。
【００１０】
パンチ加工手段５８は、パンチ加工を行うパンチ側およびダイ側の工具４４，４５をそれぞれ設置した上下の工具支持体４２，４３と、パンチ側の工具４４を駆動するためにラム４８を昇降するパンチ駆動手段４９と、希望の工具４４，４５が加工位置Ｐに来るように工具支持体４２，４３を動作させる工具割出機構（図示せず）とを備える。工具支持体４２，４３はタレットからなり、その円周方向に並んで設けられた各工具ステーションにパンチ側およびダイ側の工具４４，４５が支持される。パンチ駆動手段４９は、サーボモータ等からなる駆動源７７の回転駆動を、クランク機構等の回転・直線運動変換機構５０を介してラム４８に伝達するものである。
【００１１】
曲げ加工機構６０は、図５に示す上下の曲げ工具４６，４７を有し、板材Ｗの突片Ｗａを上方および下方の任意方向に曲げ加工可能とされている。曲げ加工機構６０は、上記曲げ工具４６，４７と、その工具支持体４２，４３と、上側の曲げ工具４６の昇降駆動を行う駆動源７７と、下側の曲げ工具４７における曲げ型６４の昇降駆動を行う上記駆動源７８と、曲げ工具４６，４７を工具中心回りに回転割出する駆動源（「Ｃ軸駆動源」と称す）７６とを備える。工具支持体４２，４３は、上記タレットであり、上記工具ステーションのうちの１か所または複数箇所に、パンチ工具４４およびダイ工具４５（図３，図４）に代えて曲げ工具４６，４７がそれぞれ設置される。上側の曲げ工具４６を昇降駆動する駆動源７７は、パンチ工具４４を昇降駆動する駆動源で兼ねており、上記ラム４８を介して曲げ工具４６が昇降させられる。
【００１２】
上下の曲げ工具４６，４７は、それぞれ工具本体４６ａ，４７ａに固定されたクランプ型６１，６２と、これらクランプ型６１，６２に沿って昇降自在に設置された曲げ型６３，６４（図６参照）とを有する。上側の曲げ工具４６はその工具本体４６ａが工具支持体４２に昇降自在に設置され、下側の曲げ工具４７は工具本体４７ａが工具支持体４３に固定設置されている。曲げ型６３，６４は、図６のように板材接触部６３ａ，６４ａの幅である工具幅Ｂが幅狭のものであり、上記曲げ加工として中曲げが可能である。中曲げは、例えば図８のように、板材Ｗの中間部分に設けられて基端を除く周囲が孔Ａとなった片持ち状の板材片Ｗａを曲げる曲げ加工のことである。
【００１３】
下曲げに際しては、図７（Ａ）のように上方に待機していた上側の曲げ工具４６の全体が駆動源７７（図５）により下降させられる。クランプ型６１が板材Ｗを下側のクランプ型６２とで挟み付けた後は、曲げ工具４６の曲げ型６３のみが下降する。これにより板材Ｗが下側に曲げられる（図７（Ｂ））。
上曲げに際しては、下曲げと同じく、上側の曲げ工具４６の全体が駆動源７７により下降させられ、クランプ型６１が板材Ｗを下側のクランプ型６２に挟み付けるが、この後は、上側の曲げ工具４６の下降を止め、下側の曲げ工具４７における曲げ型６４を駆動源７８により上昇させる。この上昇動作により、図７（Ｃ）のように板材Ｗが上側に曲げられる。
上下の曲げ工具４６，４７は、上記のように工具中心回りに回転自在に設置さており、図７（Ｂ）のように下曲げを行うときと、同図（Ｃ）のように上曲げを行うときとで、曲げ工具４６，４７の割出角度を１８０°回転させることにより、下曲げした突片Ｗａをさらに上曲げするＺ字状等の２段の曲げ加工が行える。
【００１４】
図２は制御装置２の概要を示す。制御装置２は、数値制御装置およびプログラマブルコントローラからなり、加工プログラム３を演算制御部５で解読して実行する。演算制御部５は、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、および制御プログラムにより構成される。演算制御部５は、加工プログラム３に従い、各軸の駆動源７４〜７８を、ポジションコントローラ７３を介して、または直接に制御する指令を出力する。
【００１５】
図１と共に、制御装置２の具体的構成を説明する。演算制御部５は、概念的に区別した各手段である背景処理・実行部６と、板材送り機構制御部７と、曲げ加工機構制御部８とを有する。背景処理・実行部６は、加工プログラム３を解読して背景処理等を行い、加工プログラム３のうちの板材送り命令および曲げ命令を、板材送り機構制御部７および曲げ加工機構制御部８にそれぞれ転送する。板材送り機構制御部７は板材送り機構５２の各軸の駆動源７４，７５を制御する手段である。曲げ加工機構制御部７は、曲げ機構６０を構成するラム軸の駆動源７７、下曲げ軸の駆動源７８、およびＣ軸の駆動源７６（図２，図５）を制御する手段である。加工プログラム３のうちのシーケンス制御命令は、演算制御部５からシーケンス制御手段９に転送され、加工機本体１のシーケンス制御が行われる。加工プログラム３は、加工機本体１に種々の動作を行わせる各命令が、命令種類を示すコードによって動作順に記述されたものである。加工プログラム３は加工プログラムメモリ４に記憶される。
【００１６】
追い曲げ制御手段１０は、加工プログラム３のうち、所定の曲げ工程の動作を行わせるプログラム部分３ａで構成される。上記所定の曲げ工程を、上曲げを例として説明する。上記所定の曲げ工程は、板材送り機構５２に、板材片Ｗａの所定の部分Ｌａを曲げ工具４６，４７の位置（上記加工位置Ｐ）に位置させる第１工程と、位置決めされた板材片Ｗａの所定の部分Ｌａを曲げ工具４６，４７により曲げる第２工程と、板材送り機構５２に、板材Ｗを幅方向に移動させて板材片Ｗａの未曲げ部分を曲げ工具４６，４７の位置に位置させる第３工程と、第２工程および第３工程を繰り返して未曲げ部分を無くして行く第４工程とからなる。これら第１〜第３工程は、それぞれ第１工程の命令Ｒ１、第２工程の命令Ｒ２、第３工程の命令Ｒ３、第４工程の命令Ｒ４により構成される。第１工程の命令Ｒ１は板材送り機構５２の各軸の板材送り命令である。第２工程の命令Ｒ２は、曲げ機構６０の各駆動源７７，７８を駆動する命令である。第３工程の命令Ｒ３は、板材送り命令であり、その送り方向は板材片Ｗａの幅方向とする。送り量ΔＬ（図８）は、例えば曲げ工具６３，６４の工具幅Ｂよりも若干狭い幅とされる。この場合、各回の工具位置は若干の重なり量αが生じる。第４工程の命令Ｒ４は、第２工程の命令Ｒ２と第３工程の命令Ｒ３を繰り返させる命令である。
【００１７】
上記所定の部分Ｌａは、板材片Ｗａの基端における最初に曲げ加工を行う幅方向部分である。この所定の部分Ｌａは、板材片Ｗａの幅方向の何処であっても良いが、例えば、板材片Ｗａの幅方向の一端部とすることが好ましい。この場合に上記第３工程における板材Ｗの幅方向の移動は、板材片Ｗａの他端側への移動とすることが好ましい。
【００１８】
追い曲げ制御手段１０は、上記の第１工程から第４工程を、少なくとも２回行い、この繰り返し毎に、板材片Ｗａの曲げ角度θが深くなるように、曲げ工具４６，４７の曲げ動作量を順次深くするように制御する。上記曲げ動作量は、例えばデプス量ｈ（図９）である。デプス量ｈは、板材Ｗの曲げ工具当たり側の面よりも、曲げ工具４６，４７の曲げ型６３，６４を突出させる量である。上曲げの場合は、曲げ型６４を突出させる量である。
この第１工程から第４工程を繰り返すための加工プログラム３の構成は、第１〜第４の工程を行うプログラム部分３ａと同様な内容のプログラム部分３ａ′がｎ回（ｎは１以上の整数）分並べられ、各回のプログラム部分３ａ′は、曲げ角度θに対応する指令値が順次深くなるものとされる。繰り返し記述する代わりに、同じプログラム部分３ａを曲げの繰り返し分だけ繰り返し実施さるものとし、繰り返し時に曲げ角度θに対応する指令値を設定増分だけ増加させるようにしても良い。
【００１９】
上記構成の動作を説明する。図８〜図１０は、板材片Ｗａの形成から曲げ加工完了までの一連の動作を示す。まず曲げ加工の前段階として、図８に示すように板材Ｗの中に、周囲が孔Ａとなってその孔Ａ内に片持ち状に延びる板材片Ｗａを加工する。この加工は、この加工機本体１におけるパンチ加工機構５８によって行われる。
このように加工された板材片Ｗａが、その板材片幅Ｌよりも狭い工具幅Ｂの曲げ工具４６，４７を用い、追い曲げ制御手段１０の実行によって、次のように第１〜第４の工程を繰り返して曲げ加工される。
【００２０】
▲１▼．第１工程。
板材片Ｗａの所定の部分Ｌａを、板材送り機構５２による送り動作によって、曲げ工具４６，４７の位置である加工位置Ｐに位置させる。所定の部分Ｌａは、板材片Ｗａの基端における最初に曲げ加工を行う幅方向部分である。
▲２▼．第２工程。
この位置決めされた板材片Ｗａの所定の部分Ｌａを、曲げ工具４６，４７により曲げる。上曲げの場合、上側の曲げ工具４６における押え型６１で板材Ｗの上面を押さえておき、下側の曲げ工具４７の曲げ型６４を、所定のデプス量ｈ（図９）まで上昇させる動作となる。このときのデプス量ｈは、板材片Ｗａの曲げ加工完成時の曲げ角度θのうちの一部の所定角度Δθとなるようにしておく。この所定角度Δθは、曲げ品質により決定され、例えば、目標角度が９０°である場合に、１°あるいは２°等の微小な角度とされ、曲げ品質によっては、２０°，あるいは３０°等の角度とすることもできる。
▲３▼．第３工程。
板材Ｗを、板材片Ｗａの幅方向（図示の例ではＸ軸方向）に所定の送り量（送りピッチ）ΔＬだけ移動させて、板材片Ｗａの未曲げ部分を曲げ工具４６，４７の位置に位置させる。この移動は板材送り機構５２により行わせる。上記送り量ΔＬは、工具幅の４分の３程度に大き目にとることもできる。
▲４▼．第４工程。
上記送り量（ピッチ）ΔＬの移動の後、曲げ工具４６，４７による曲げ動作（第２工程）を行い、その後に再度送り量（ピッチ）ΔＬの送りを行う（第３工程）という動作を繰り返す。この曲げとピッチ送りの繰り返しを、板材片Ｗａの幅Ｌの全体まで行い、最初の所定角度の曲げを板材片Ｗａの全幅に渡って行う。
【００２１】
▲５▼．第１工程〜第４工程の繰り返し。
第１工程から第４工程による板材片Ｗａの前幅Ｌにわたる曲げ動作を、少なくとも２回行う。例えば、目標角度が９０°である場合に９０回あるいは４５回行う。曲げ品質によっては、３〜５回行うものとしてもよい。この繰り返し過程では、繰り返し毎、すなわち板材片Ｗａの全幅Ｌの曲げを行って板材片Ｗａの最初の加工側端に戻る毎に、曲げ工具４６，４７の曲げ動作量であるデプス量ｈを順次深くし、板材片Ｗａの曲げ角度θを次第に深くする。
【００２２】
このように、曲げ工具４６，４７を用い、微小送りピッチ（ΔＬ）の追い曲げを、デプス量ｈを順次増加させて複数回繰り返すことにより、板材片Ｗａの幅Ｌに満たない工具幅Ｂの曲げ工具４６，４７によって曲げることができる。このように汎用の曲げ工具４６，４７を用いて、工具サイズに制限されない曲げ加工が実現でき、また曲げ長さＬ、および曲げ角度θ（曲げ高さＨ）を可変にする加工が可能になる。上記の曲げ深さを順次深くする加工により、曲げ深さの深い曲げ加工であっても、綺麗に加工することができる。
【００２３】
なお、上記実施形態では、送り量（送りピッチ）ΔＬを工具幅Ｂよりも短くしたが、送り量ΔＬを工具幅Ｂよりも長くし、間隔を開けて曲げ加工することも可能である。その場合全幅加工後の次の全幅加工では、間隔を開けた箇所に曲げ工具４６，４７が位置するようにすることが好ましい。
【００２４】
【発明の効果】
この発明の板材曲げ装置は、板材端を把持して板材を板材平面方向に移動させ、所定位置に位置決めする板材送り機構と、位置決めされた板材の中にあり周囲が孔となって片持ち状に延びる板材片を、板材片の幅よりも狭い幅の曲げ工具を用いて上方または下方に曲げる曲げ加工機構と、上記板材送り機構および曲げ加工機構の制御を行う制御装置と、この制御装置に所定の曲げ工程の動作を行わせる追い曲げ制御手段とを備え、上記所定の曲げ工程は、板材送り機構に、上記板材片の所定の部分を曲げ工具の位置に位置させる第１工程と、位置決めされた板材片の所定の部分を曲げ工具により曲げる第２工程と、板材送り機構に、板材を幅方向に移動させて板材片の未曲げ部分を曲げ工具の位置に位置させる第３工程と、第２工程および第３工程を繰り返して未曲げ部分を無くして行く第４工程とを含むものとしたため、板材の中にある板材片を、板材片の幅よりも狭い曲げ工具を用いて加工することができる。
上記第１工程における上記板材片の所定の部分が、板材片の幅方向の一端部であり、上記第３工程における板材の幅方向の移動を、板材片の他端側への移動とした場合は、効率良く、かつねじれ部分の少ない綺麗な曲げ加工が行える。
上記追い曲げ制御手段が、上記第１工程から第４工程を少なくとも２回行い、この繰り返し毎に、板材片の曲げ角度が深くなるように曲げ工具の曲げ動作量を順次深くするように制御するものとした場合は、曲げ深さの深い加工を綺麗に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる板材曲げ装置の概念構成を示すブロック図である。
【図２】その制御装置と駆動源の概略を示すブロック図である。
【図３】同板材曲げ装置における加工機本体の平面図である。
【図４】同加工機本体の側面図である。
【図５】曲げ加工機構の破断正面図である。
【図６】同曲げ加工機構の曲げ工具における曲げ型の斜視図である。
【図７】下曲げおよび上曲げの過程を示す説明図である。
【図８】工具幅よりも幅の広い板材片の曲げ加工方法を示す加工前の板材の平面図である。
【図９】曲げ角度を順次深める説明図である。
【図１０】板材片の曲げ加工完了状態の斜視図である。
【符号の説明】
１…加工機本体
２…制御装置
３…加工プログラム
５…演算制御部
１０…追い曲げ制御手段
４６，４７…曲げ工具
５２…板材送り機構
５８…パンチ加工機構
６０…曲げ加工機構
６１，６２…クランプ型
６３，６４…曲げ型
７４〜７８…駆動源
ａ，ａ′…プログラム部分
Ａ…孔
Ｂ…工具幅
Ｌａ…所定の部分
ΔＬ…送り量
Ｈ…曲げ高さ
ｈ…デプス量
Ｐ…加工位置
Ｗ…板材
Ｗａ…板材片
θ…曲げ角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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