(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチとダイとの協働によってワークに段曲げ加工を行う際、
予め種々の段曲げ加工あるいは段曲げ加工のシミュレーションを行うに当り、段曲げ角度が９０°の場合には跳上げタイプの段曲げ金型及び水平タイプの段曲げ金型の両方の金型についても行い、ワークの板厚と段曲げ角度と片伸び値との関係により、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係による近似式を算出してデータベースとして記憶しておき、実際の曲げ加工時に指定された板厚と段曲げ角度の２つのデータを上記のデータベースへ取り込ませてデータベースの近似式に基づいて片伸び値を演算して曲げ加工を行うことを特徴とする曲げ加工方法。
【請求項２】
予め種々の段曲げ加工あるいは段曲げ加工のシミュレーションを行うに当り、段曲げ角度が９０°の場合には跳上げタイプの段曲げ金型及び水平タイプの段曲げ金型の両方の金型についても行い、ワークの板厚と段曲げ角度と片伸び値との関係により、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係による近似式を算出する演算装置と、この演算装置により演算された近似式をデータベースとして記憶するデータベースファイルと、このデータベースファイルの近似式に実際の曲げ加工時における板厚と段曲げ角度を指定して取り込ませて片伸び値を演算する片伸び値演算装置と、を備えてなることを特徴とする曲げ加工装置における片伸び値指定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状のワークに曲げ加工を行う際に、特に段曲げ加工の伸び値を正確に検出する曲げ加工方法及び曲げ加工装置における片伸び値指定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、曲げ加工装置としての例えばプレスブレーキにおいては、パンチとダイとの協働により、板状のワークに曲げ加工が行われる際に、予め入力されたダイＶ幅Ｖ、ダイ肩アールＤＲ、ダイ溝角度ＤＡ、パンチ先端アールＰＲ、パンチ角度ＰＡなどの金型データと、板厚ｔ、摩擦係数μなどの曲げ条件やワークのヤング率Ｅ、ポアソン比、Ｆ値、ｎ値などの材料定数といったワークデータと、ラムのストロークなどの機械データとから、数多くの情報に基づいて段曲げ加工の伸び値が計算されていた。
【０００３】
この計算された伸び値に基づいてワークが展開され、ブランク加工され、曲げ加工が行われていた。
【０００４】
ここで片伸びとは、パンチ先端部とダイ溝により曲げ加工を行った場合、曲げられるワークのパンチ両側斜面の先端部付近のワークにアールができることによる「見かけ上の伸び」が発生するのでそのワークの片方の側の「見かけ上の伸び量」をいう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の曲げ加工方法及びその装置においては、上記の伸び値の計算方法では、Ｖ曲げの伸び値を求めるように計算されていたので、実際の段曲げの伸び値に合わないという問題点があった。
【０００６】
また、伸び値を計算するためには、金型データ、ワークデータ、機械情報などの数多くの情報が必要であるという問題点があった。
【０００７】
また、上記のように伸び値の計算値が実際の加工状態と合っていないことから、曲げ加工では試し曲げが行われ、仕上がり寸法を実測することにより曲げ伸び値が求められているので、段曲げは通常のＶ曲げに比較して曲げ加工の段取り時間を必要とするという問題点があった。
【０００８】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、板厚と曲げ角度のわずか２つの情報により正確な段曲げの伸び値を演算して曲げ加工を行い得る曲げ加工方法及び曲げ加工装置における片伸び値指定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明の曲げ加工方法は、パンチとダイとの協働によってワークに段曲げ加工を行う際、
予め種々の段曲げ加工あるいは段曲げ加工のシミュレーションを行うに当り、段曲げ角度が９０°の場合には跳上げタイプの段曲げ金型及び水平タイプの段曲げ金型の両方の金型についても行い、ワークの板厚と段曲げ角度と片伸び値との関係により、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係による近似式を算出してデータベースとして記憶しておき、実際の曲げ加工時に指定された板厚と段曲げ角度の２つのデータを上記のデータベースへ取り込ませてデータベースの近似式に基づいて片伸び値を演算して曲げ加工を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
したがって、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係の近似式が予め算出されてデータベースとして記憶され、板厚と段曲げ角度のわずか２つのデータだけの少ないパラメータで、上記の近似式に基づいて、より正確な段曲げの片伸び値が簡単に求められる。予め試し段曲げ加工が行われる必要もなく、曲げ加工が上記の片伸び値に基づいて効率的に正確に行われる。
【００１１】
請求項２によるこの発明の曲げ加工装置における片伸び値指定装置は、予め種々の段曲げ加工あるいは段曲げ加工のシミュレーションを行うに当り、段曲げ角度が９０°の場合には跳上げタイプの段曲げ金型及び水平タイプの段曲げ金型の両方の金型についても行い、ワークの板厚と段曲げ角度と片伸び値との関係により、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係による近似式を算出する演算装置と、この演算装置により演算された近似式をデータベースとして記憶するデータベースファイルと、このデータベースファイルの近似式に実際の曲げ加工時における板厚と段曲げ角度を指定して取り込ませて片伸び値を演算する片伸び値演算装置と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１２】
したがって、請求項１記載の作用と同様であり、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係の近似式が予め算出されてデータベースとして記憶され、板厚と段曲げ角度のわずか２つのデータだけの少ないパラメータで、上記の近似式に基づいて、より正確な段曲げの片伸び値が簡単に求められる。予め試し段曲げ加工が行われる必要もなく、曲げ加工が上記の片伸び値に基づいて効率的に正確に行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の曲げ加工方法及び曲げ加工装置における片伸び値指定装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図３を参照するに、本実施の形態に係わる曲げ加工装置としての例えばプレスブレーキ１の可動金型としての例えばパンチＰと固定金型としての例えばダイＤからなる金型で板状のワークＷが段曲げ加工される状態を示している。
【００１５】
プレスブレーキ１はすでに既知のものであるため、詳細な説明は省略して概略のみ説明する。プレスブレーキ１は、立設された図示せざるサイドフレームの上部前面に油圧シリンダなどの上下駆動手段により上下動可能なラム３が設けられており、このラム３の下部にはパンチ装着部を介してパンチＰが着脱可能に装着されている。一方、サイドフレームの下部前面には下部テーブル５が固定して設けられており、この下部テーブル５の上面にはダイＤが着脱可能に装着されている。
【００１６】
なお、図３に示されているパンチＰとダイＤは、跳上げタイプの段曲げ金型７であり、図４に示されているパンチＰとダイＤは、水平タイプの段曲げ金型９である。
【００１７】
また、プレスブレーキ１にはラム３の上下動作のストロークを自動的に制御すると共に段曲げ加工の片伸び値を算出するための制御装置１１が設けられている。
【００１８】
制御装置１１としては、図１に示されているように、中央処理装置としてのＣＰＵ１３に種々のデータを入力するためのキーボードなどの入力装置１５と、種々のデータを表示するためのＣＲＴなどの表示装置１７が接続されている。
【００１９】
また、ＣＰＵ１３には、入力装置１５から入力された金型データとしてダイＤＶ幅Ｖ、ダイＤ肩アールＤＲ、ダイＤ溝角度ＤＡ、パンチＰ先端アールＰＲ、パンチＰ角度ＰＡ、パンチＰ傾斜長さＰＬ、ワークＷデータとして板厚ｔ、摩擦係数μ、ワークＷフランジ長さＬ、曲げ角度θなどの曲げ加工条件を記憶するメモリ１９が接続されている。
【００２０】
また、ＣＰＵ１３には、予め種々の段曲げ加工あるいは段曲げ加工のシミュレーションを行ってワークＷの板厚と段曲げ角度と片伸び値との関係により、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係による近似式を算出する演算装置２１と、この演算装置２１により演算された近似式をデータベースとして記憶するデータベースファイル２３と、このデータベースファイル２３の近似式に基づいて実際の曲げ加工時における板厚と段曲げ角度を指定して取り込ませて片伸び値を演算する片伸び値演算装置２５が接続されている。
【００２１】
なお、上記の制御装置１１のうちで、片伸び値を演算するための例えば演算装置２１、データベースファイル２３、片伸び値演算装置２５を備えた自動プログラミング装置などの数値制御装置を、プレスブレーキの制御装置１１とは別途設けても構わない。
【００２２】
上記構成により、演算装置２１を用いて上記の近似式を算出する過程について説明する。
【００２３】
予め、種々の板厚及び材質の異なるワークＷ毎にプレスブレーキ１を用いて段曲げ加工を行って、片伸び値を求める。段曲げ角度θ毎に材質、板厚、段差、片伸び値の関係をまとめてグラフに表した。
【００２４】
例えば、図５に示されているような段曲げ角度θが９０°の場合については、上記のように求められた片伸び値αと段差Ｈ１との関係グラフでは、図７に示されているように板厚ｔにより片伸び値αが異なっているが、同板厚ｔでは段差量Ｈ１や材質が異なっていても片伸び値αがほぼ一定である。つまり、段曲げの片伸び値αは、段差量Ｈ１と材質の影響が小さいことが分かる。
【００２５】
なお、図７においては、ワークＷは材質Ａの板厚ｔが3.2mm、材質Ｂの板厚ｔが1.2mm、材質Ｃの板厚ｔが1.0mm， 1.6mm， 2.0mmを使用している。
【００２６】
また、段曲げ角度θが９０°の場合の片伸び値αと板厚ｔとの関係グラフでは、図９に示されているように片伸び値αは、材質の違いに係わらず板厚ｔにほぼ正比例することが分かる。また、材質の影響が小さい。なお、図９においては、ワークＷは材質Ａの板厚ｔが0.5〜3.2mm、材質Ｂの板厚ｔが0.8〜1.0mm、材質Ｃの板厚ｔが0.5〜2.0mm、材質Ｄの板厚ｔが0.8〜1.5mm、材質Ｅの板厚ｔが1.2〜2.0mmを使用している。
【００２７】
また、図６に示されているような段曲げ角度θが４５°の場合についても、上記の上記の段曲げ角度θが９０°の場合と同様である。つまり、片伸び値αと段差Ｈ１との関係グラフでは、図８に示されているように段曲げの片伸び値αは、段差量と材質の影響が小さく、また、片伸び値αと板厚ｔとの関係グラフでは、図１０に示されているように片伸び値αは、材質の違いに係わらず板厚ｔにほぼ正比例する。
【００２８】
以上のことから、段曲げは、通常のＶ曲げのＶ／ｔ（Ｖ幅／板厚ｔ）を極端に小さくしたときの曲げ（コイニングに近い状態）と考えれば、片伸び値αに対する材質の影響が小さいといえる。
【００２９】
図１１及び図１２を参照するに、各段曲げ角度θ毎に、片伸び値α／板厚ｔ（％）と板厚ｔとの関係をグラフに表すと、例えば、段曲げ角度θが９０°であるときは、片伸び値α／板厚ｔ（％）は板厚ｔの違いに係わらずほぼ７５％で一定となり、段曲げ角度θが４５°であるときは、片伸び値α／板厚ｔ（％）は板厚ｔの違いに係わらずほぼ２５％で一定となることが分かる。
【００３０】
したがって、段曲げの片伸び値αが材質に影響されずに、特に板厚ｔのみに影響を受けることと、段曲げ角度θが一定ならば片伸び値α／板厚ｔ（％）も一定となることから、段曲げ角度θと片伸び値α／板厚ｔ（％）との関係は、図１３に示されているようなグラフで表される。
【００３１】
上記の図１３のグラフは、予め、種々の板厚及び材質の異なるワークＷ毎にプレスブレーキ１を用いて段曲げ加工を行って、あるいは、段曲げ加工シミュレーションにて得られたデータから演算装置２１により演算されたものである。そして、図１３のグラフの曲線の近似式は演算装置２１により計算されてデータベースファイル２３に記憶される。
【００３２】
例えば、片伸び値α／板厚ｔ（％）は片伸び比（Ｙ＝α／ｔ）として表すと、
近似式としては、Ｙ＝Ａθ２＋Ｂθ、あるいは、Ｙ＝Ｃθ＋Ｄとして計算される。
【００３３】
ただし、θ＝段曲げ角度で、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ＝近似式定数である。
【００３４】
したがって、片伸び値αは、
α＝ｔ・Ｙ＝ｔ・（Ａθ２＋Ｂθ）、
あるいは、α＝ｔ・（Ｃθ＋Ｄ）となり、
α＝ｆ（ｔ，θ）として表される。
【００３５】
以上のように、上記のα＝ｆ（ｔ，θ）が演算装置２１により計算されて予めデータベースファイル２３に記憶される。
【００３６】
したがって、実際の段曲げ加工の際には、入力装置１５により製品図面情報あるいはＣＡＤデータに基づいて、図２に示されているように板厚ｔ、段差量Ｈ１，Ｈ２，あるいは段曲げ角度θが入力されると、データベースファイル２３の近似式α＝ｆ（ｔ，θ）に基づいて片伸び値演算装置２５により正確な片伸び値αが容易に算出される。この算出された片伸び値αを用いて実際のワークＷの段曲げ加工が行われる。なお、入力されたデータとして段曲げ角度θが与えられず、段差量Ｈ１とＨ２だけである場合は、段曲げ角度θ＝tan−１Ｈ１／Ｈ２にて求められる。
【００３７】
ちなみに、ワークＷに対して実際の実験値の片伸び値と上記のように近似式を使用して本発明の方法にて片伸び値を演算し、この演算された片伸び値とを比較して誤差を計算すると、この誤差範囲は図１４に示されているように誤差の平均値が−０．００３mmで、標準偏差値が０．０６９となるバラツキが小さいヒストグラムで表される。
【００３８】
したがって、上記の誤差範囲は実際の段曲げ加工の際の一般的な許容誤差に対してほとんど無視できるほど小さいので、本発明の方法にて得られた片伸び値は実際の片伸び値を正確に表していると言える。
【００３９】
以上のように、板厚ｔに対する片伸び値αの比率（片伸び比Ｙ％）と段曲げ角度θとに相関関係があることが分かったので、この相関関係の近似式Ｙ＝ｆ（θ）を予め算出してα＝ｆ（ｔ，θ）の近似式をデータベースとしておくことにより、板厚ｔと段曲げ角度θのわずか２つのデータだけの少ないパラメータで、より正確な段曲げの片伸び値が簡単に得られ、試し曲げ加工を行うことなく上記の片伸び値に基づいて曲げ加工が効率的に正確に行われる。
【００４０】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。また、実施の形態において、実際の段曲げ加工に用いる段曲げ金型にて実際の加工条件によりシミュレーションを行って図９〜図１３までの関係をグラフに表わすことも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係の近似式を予め算出してデータベースとしておくことにより、板厚と段曲げ角度のわずか２つのデータだけの少ないパラメータで、上記の近似式に基づいて、より正確な段曲げの片伸び値を簡単に求めることができ、この片伸び値に基づいて曲げ加工を効率的に正確に行うことができる。
【００４２】
請求項２の発明によれば、請求項１記載の効果と同様であり、板厚に対する片伸び値の比率と段曲げ角度との相関関係の近似式を予め算出してデータベースとしておくことにより、板厚と段曲げ角度のわずか２つのデータだけの少ないパラメータで、上記の近似式に基づいて、より正確な段曲げの片伸び値を簡単に求めることができ、この片伸び値に基づいて曲げ加工を効率的に正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の段曲げ加工されたワークの状態説明図である。
【図３】本発明の実施の形態で用いられるプレスブレーキの跳上げタイプの金型により段曲げ加工される状態説明図である。
【図４】本発明の実施の形態で用いられるプレスブレーキの水平タイプの金型により段曲げ加工される状態説明図である。
【図５】段曲げ角度９０°の金型による段曲げ加工状態説明図である。
【図６】段曲げ角度４５°の金型による段曲げ加工状態説明図である。
【図７】段曲げ角度９０°における段差と片伸び値との関係グラフである。
【図８】段曲げ角度４５°における段差と片伸び値との関係グラフである。
【図９】段曲げ角度９０°における板厚と片伸び値との関係グラフである。
【図１０】段曲げ角度４５°における板厚と片伸び値との関係グラフである。
【図１１】段曲げ角度９０°における片伸び値／板厚（片伸び比Ｙ）と板厚との関係グラフである。
【図１２】段曲げ角度４５°における片伸び値／板厚（片伸び比Ｙ）と板厚との関係グラフである。
【図１３】本発明の実施の形態を示すもので、段曲げ全データにおける片伸び比Ｙと段曲げ角度との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施の形態における計算による片伸び値と実際の片伸び値との誤差を表すヒストグラムである。
【符号の説明】
１  プレスブレーキ
３  ラム
５  下部テーブル
７  跳上げタイプの段曲げ金型
９  水平タイプの段曲げ金型
１１  制御装置
１５  入力装置
１９  メモリ
２１  データベースファイル
２３  データベース演算装置
２５  片伸び値演算装置
【図１】
0004761659.tif 000002
【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】
0004761659.tif 000009
【図９】
0004761659.tif 000010
【図１０】
0004761659.tif 000011
【図１１】
0004761659.tif 000012
【図１２】
0004761659.tif 000013
【図１３】
0004761659.tif 000014
【図１４】
0004761659.tif 000015