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発明の名称 プレス加工機の制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−52800
公開日 平成10年(1998)2月24日
出願番号 特願平8−210061
出願日 平成8年(1996)8月8日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】前田 弘 (外2名)
発明者 越智 良行
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 第1型(10)を第2型(20)の側に移動させ、上記第2型(20)に配置されたワーク(18,19)を上記第1型(10)と上記第2型(20)との間に挟み込んで加圧成形するプレス加工機の制御装置において、上記第1型(10)の第2型(20)に対する相対位置を計測する位置計測手段(30)と、上記第1型(10)とワーク(18,19)との接触を検知する接触検知手段(6)と、上記第1型(10)と上記ワーク(18,19)との接触検知時における上記位置計測手段(30)による計測値に基づいて上記ワーク(18,19)の厚みを算出する厚み演算手段(7)と、上記厚み演算手段(7)により算出されたワーク(18,19)の算出厚みと予め設定されているワークの設定厚みとの偏差に応じて、この偏差が解消されるよう上記第1型(10)の上記第2型(20)に対する下死点位置(A)を変更補正する補正手段(8)とを備えていることを特徴とするプレス加工機の制御装置。
【請求項2】 請求項1において、接触検知手段(6)は、位置計測手段(30)による計測値の単位時間あたりの変化量を第1型(10)の第2型(20)側への移動速度として算出する速度演算部(4)と、上記移動速度の急減に基づいて上記第1型(10)とワーク(18,19)との接触を判定する接触判定部(5)とにより構成されていることを特徴とするプレス加工機の制御装置。
【請求項3】 請求項1において、厚み演算手段(7)により算出されたワークの算出厚みが、予め設定された許容範囲よりも大値側にあるときに、第1型(10)の第2型(20)側への移動を停止させる自動停止手段(9)を備えることを特徴とするプレス加工機の制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークを加圧して成形するプレス加工機の制御装置に関し、さらに詳しくは、ワークの厚みや曲げ角度等の加工条件が入力設定され、この設定値に応じて上記プレス加工機の作動を制御する制御装置に係る。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種のプレス加工機の制御装置として、プレス加工機の油圧シリンダに供給される作動油の流量及び圧力をサーボ弁等によって変更調整することにより、ワークの加工条件に合わせて上記プレス加工機の作動を制御するものが知られている(例えば、特開平2−6021号公報参照)。このプレス加工機は、油圧シリンダのロッドに連結された上型がこの油圧シリンダに供給される作動油により下死点位置まで下降され、上記上型と下型とにより板状のワークを挟み込んで曲げ加工するように構成されており、上記プレス加工機の作動を制御する制御装置は、上記ワークの板厚や曲げ角度等の加工条件の設定入力を受け、この設定値に基づいて算出した下死点位置まで上記上型を下降させるようになっている。このため、上記ワークの板厚や曲げ角度等が変わっても、これらの値を入力設定し直すだけで上記ワークを設定通りに曲げ加工することができるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、同じ仕様のワークであっても、その実際の板厚には寸法許容差の範囲内でばらつきがある。このため、上記従来のプレス加工機の制御装置においては、加工条件が正確に入力設定されていても、上記ワークの実際の曲げ角度がばらつき、加工精度が低下する場合も起こり得る。このことを、図2及び図5に基づいて説明すると、図2に示すように、設定通りの正確な板厚を有するワーク(18)を曲げ加工する場合には、予め設定された加工条件に基づいて算出された下降目標高さ(A)まで上型(1)を下降させることにより、上記ワーク(18)を正確に設定通りの曲げ角度(α)に加工することができるが、図5に示すように、設定された板厚よりも薄めのワーク(19)を曲げ加工する場合には、上記上型(1)を上記下降目標高さ(A)まで下降させても、この上型(1)の上記ワーク(19)に対する変位量が相対的に不足するため、上記ワーク(19)を設定通りの曲げ角度(α)に加工することができず、製品の曲げ角度にばらつきを生じる。また、作業者が間違って異なる板厚仕様のワークを加工しようとする場合もあり、このとき、上記の異なる板厚仕様のワークの板厚が過大であると、上記上型(1)の先端が潰れるなどして破損する恐れがある上に、プレス加工機自体の故障を招くおそれがあるという問題がある。
【0004】本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ワークの板厚のばらつきによらず、正確かつ自動的に設定通りのプレス加工を行い得るようにするとともに、作業者が間違って厚過ぎるワークを加工しようとした場合にも、型の破損や装置自体の故障を防止することにある。
【0005】
【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記載の発明は、第1型(10)を第2型(20)の側に移動させ、上記第2型(20)に配置されたワーク(18,19)をこの第2型(20)と上記第1型(10)との間に挟み込んで加圧成形するプレス加工機の制御装置を前提とする。このものにおいて、上記第1型(10)の第2型(20)に対する相対位置を計測する位置計測手段(30)と、上記第1型(10)とワーク(18,19)との接触を検知する接触検知手段(6)とを設ける。そして、上記第1型(10)と上記ワーク(18,19)との接触検知時における上記位置計測手段(30)による計測値に基づいて上記ワーク(18,19)の厚みを算出する厚み演算手段(7)と、この厚み演算手段(7)により算出されたワーク(18,19)の算出厚みと予め設定されている薄板の設定厚みとの偏差に応じて、この偏差が解消されるよう上記第1型(10)の上記第2型(20)に対する下死点位置(A)を変更補正する補正手段(8)とを備える構成とするものである。
【0006】上記の構成の場合、第1型(10)とワーク(18,19)との接触が接触検知手段(6)により検知され、この接触検知時に位置計測手段(30)により計測される上記第1型(10)の第2型(20)に対する相対位置に基づいて、厚み演算手段(7)により、上記ワーク(18,19)の実際の厚みが算出される。そして、この算出厚みが予め設定された設定厚みよりも薄い場合、補正手段(8)により、それらの偏差に応じて下死点位置(A)が第2型(20)寄りに変更補正される。このため、上記第1型(10)の上記ワーク(19)に対する変位量が相対的に加増され、このワーク(19)が設定通りの曲げ角度に加工される。反対に、上記算出厚みが予め設定された設定厚みよりも厚い場合、それらの偏差に応じて下死点位置(A)が第2型(20)から離れる側に変更補正されるため、上記と同様にワークの厚みのばらつきが吸収されてこのワークが設定通りの曲げ角度に加工される。つまり、ワーク(18,19)の厚みのばらつきにかかわらず、正確かつ自動的に設定通りのプレス加工を行うことが可能になる。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明における接触検知手段(6)として、位置計測手段(30)による計測値の単位時間あたりの変化量を第1型(10)の第2型(20)側への移動速度として算出する速度演算部(4)と、この移動速度の急減に基づいて上記第1型(10)とワーク(18,19)との接触を判定する接触判定部(5)とにより構成するものである。
【0008】上記の構成の場合、請求項1記載の発明における接触検知手段(6)の構成が具体的に特定される。すなわち、第1型(10)は、ワーク(18,19)に接触すると同時にこのワーク(18,19)から強い反力を受け、これにより、第2型(20)側への移動速度が急速に減少することになる。そして、速度演算部(4)により算出される上記移動速度の急減に基づき、接触判定部(5)により、上記第1型(10)と上記ワーク(18,19)との接触が確実に判定され、これにより、上記請求項1記載の発明による作用を確実に得ることが可能になる。
【0009】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、厚み演算手段(7)により算出されたワークの算出厚みが、予め設定された許容範囲よりも大値側にあるときに、第1型(10)の第2型(20)側への移動を停止させる自動停止手段(9)を備える構成とするものである。
【0010】上記の構成の場合、請求項1記載の発明において、作業者が誤って過大な厚みを有するワークを加工しようとした場合、厚み演算手段(7)により自動的に算出された上記ワークの算出厚みに基づき、自動停止手段(9)により、第1型(10)の第2型(20)側への移動が自動的に停止される。このため、上記第1型(10)や第2型(20)の破損が防止され、さらに、プレス加工機自体の故障を防止することが可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【0012】図1は、本発明の実施形態に係るプレス加工機の制御装置をプレスブレーキに適用した例を示し、1は第1型(10)としての上型、2は第2型(20)としての下型、3,3は位置計測手段(30)としての一対のリニアスケールである。また4は上記上型(1)の上記下型(2)側への下降速度を算出する速度演算部、5は上記上型(1)とワークである鋼製の薄板(18,19)(図2及び図3参照)との接触を判定する接触判定部であり、これらの速度演算部(4)と接触判定部(5)とにより、上記上型(1)と上記薄板(18,19)との接触を検知する接触検知手段(6)が構成されている。さらに、7は上記薄板(18,19)の板厚を算出する厚み演算手段、8は上記上型(1)の下死点位置である下降目標高さ(A:図2参照)を変更補正する補正手段、9は上記上型(1)等の破損を防止するためにこの上型(1)の下降を停止させる自動停止手段である。なお、40は上記速度演算部(4)から上記自動停止手段(9)までを備えたコントロールユニットであり、12は上記上型(1)の作動制御を行うための作動制御手段、14は上記薄板(18,19)の加工条件に対応する上記下降目標高さ(A)等の作動データが設定されているメモリ部である。
【0013】上記上型(1)は、図示省略のフレームにより図1における上下(以下、単に上下という)に移動可能に支持されるとともに、同図における左右(以下、単に左右という)の両側位置に配設された一対の油圧シリンダ(13,13)により往復駆動されるラム(11)と、左右に延びる柱状に形成されて上記ラム(11)の下面に下方に突出するよう配設された楔状部(1a:図2参照)とにより構成されている。また、上記下型(2)は、テーブル(21)の上面において、上記楔状部(1a)よりも横幅の広い柱状に形成されてこの楔状部(1a)の真下位置に平行に配設されており、上面に上記上型(1)の楔状部(1a)を緩やかに内嵌するV字状断面の溝部(2a:図2参照)が形成されている。そして、上記一対の油圧シリンダ(13,13)に供給される油圧力によって上記上型(1)の楔状部(1a)が上記下降目標高さ(A)まで一定速度で下降されることにより、上記下型(2)の上部に配置された鋼板等の薄板(18,19)が、上記楔状部(1a)と上記溝部(2a)との間に挟み込まれて曲げ加工されるようになっている。
【0014】上記一対のリニアスケール(3,3)は、それぞれ、柱状の本体部(3a)と、この本体部(3a)に同軸に嵌挿されて軸線方向に移動可能なロッド(3b)とを備え、これらの本体部(3a)とロッド(3b)との相対変位に応じてパルス信号を出力するように構成されている。そして、上記各本体部(3a)が上記各油圧シリンダ(13)のシリンダ側に取り付けられる一方、上記各ロッド(3b)が上記ラム(11)側に取り付けられており、このラム(11)の下降又は上昇に応じてパルス信号を出力するようになっている。そして、上記一対のリニアスケール(3,3)からのパルス信号は、それぞれ、カウンタ(31)により計数されるようになっており、これらの計数値に基づいて上記上型(1)の上記下型(2)に対する相対位置が計測されるようになっている。
【0015】上記速度演算部(4)は、カウンタ(31)における各リニアスケール(3)からのパルス信号の計数値を読み込み、この各計数値の単位時間あたりの変化量を、それぞれ、上型(1)の右側の下降速度と左側の下降速度として算出する。また、上記接触判定部(5)は、上記速度演算部(4)により算出された上記各下降速度値を読み込み、一定に保持されているこれらの下降速度のうちの少なくとも何れか一方が低下し、かつ、この低下量が予め設定されている判定量に等しいか又は大きいとき、上記上型(1)と薄板(18,19)とが接触したと判定して接触判定信号を出力するように構成されている。ここで、上記判定量としては、例えば、溝部(2a)の開口幅を20mmとして1mm厚のアルミニウム板材を曲げ加工する場合には、1mm/sec.とすればよい。通常、プレスブレーキによって薄板を曲げ加工する場合、上記溝部(2a)の開口幅は、板厚の6倍程度に設定されるため、上記の開口幅が20mmの場合と比較して上記薄板の反力が格段に大きくなる。従って、判定量を1mm/sec.とすることにより、上記接触判定部(5)において、上型(1)と薄板(18,19)との接触を確実に判定することができる。
【0016】上記厚み演算手段(7)は、上記接触判定部(5)からの接触判定信号を受け、この接触判定信号が入力されたときの上記カウンタ(31)における各パルス信号の計数値を読み込み、この各計数値に基づいて薄板(18,19)の板厚を算出するように構成されている。すなわち、上型(1)の楔状部(1a)の下端と下型(2)の上面との上下方向の間隔が零となる基準位置が予め作動データとしてメモリ部(14)に設定されており、上記基準位置での上記カウンタ(31)の計数値と上記接触判定信号が入力されたときの計数値との差に基づいて上記薄板(18,19)の板厚を算出するようになっている。
【0017】上記補正手段(8)は、厚み演算手段(7)により算出された薄板(18,19)の算出板厚を読み込み、この算出板厚から予め設定された薄板の設定板厚を減算して偏差を求め、この偏差に応じて下降目標高さ(A)を上下に変更補正するようになっている。具体的には、次式に示すように上記偏差の値に補正率を乗算して上記下降目標高さ(A)の補正量(d)を算出し、上記偏差が正であれば、上記補正量(d)の分だけ下降目標高さ(A)を上方に変更補正する一方、上記偏差が負であれば、上記補正量(d)の分だけ上記下降目標高さ(A)を下方に変更補正するようになっている。ここで、補正量(d) = 偏差量 / sin{曲げ角度(α)/2}
である。
【0018】上記自動停止手段(9)は、厚み演算手段(7)により算出された薄板(18,19)の算出板厚を読み込み、この算出板厚から予め設定されている設定板厚を減算した偏差が予め設定された許容範囲(例えば、上記設定板厚の値の20%)よりも大きいとき、上記薄板の実際の板厚が上記設定板厚に対して過大であると判定して上記作動制御手段(12)に対して停止信号を出力するよう構成されている。そして、この停止信号を受けた上記作動制御手段(12)は、上型(1)の下降を停止させるとともに表示部(図示省略)に警告メッセージを表示させるようになっている。
【0019】なお、上記作動制御手段(12)は上型(1)の作動を制御するための制御信号をDA変換器(15)を介してドライバ(16)に送るようになっており、上記制御信号に応じて上記ドライバ(16)から入力される電流値に応じてサーボ弁(17)の開度が変更調整されることにより、一対の油圧シリンダ(13,13)に供給される作動油量が変更調整されるようになっている。また、薄板(18,19)の板厚や曲げ角度等の加工条件は、図示省略の操作盤により入力設定されるようになっている。
【0020】以下に、上記制御装置における具体的な制御を図4に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0021】まず、ステップS1で、一対の油圧シリンダ(13,13)に作動油を供給して上型(1)を加圧下降させる。この際、サーボ弁(17)の開度の制御により、上記上型(1)の下降速度を一定に制御する。ステップS2では、一対のリニアスケール(3,3)の各々から入力されるパルス信号のカウンタ(31)における計数値を読み込み、これらの各計数値のそれぞれに基づいて上記上型(1)の左右両側の各下降速度を算出する。そして、ステップS3では、上記ステップS2で算出された各下降速度のそれぞれの低下量を判定量と比較し、上記各低下量のうちの何れか一方が上記判定量に等しいか又は大きいときに上記ステップS2に戻る一方、上記各低下量が両方ともに上記判定量よりも小さいときにステップS4に進む。
【0022】ステップS4では、上記上型(1)と薄板(18,19)とが接触したと判定してステップS5に進み、この接触判定時における上記カウンタ(31)の各計数値に基づいて上記薄板(18,19)の板厚を算出する。ステップS6では、上記薄板(18,19)の算出板厚を読み込み、この算出板厚が薄板(18,19)の設定板厚に対して許容範囲内にある(すなわち、過大でない)と判定したときにステップS7に進む。そして、ステップS7で、上記算出板厚と上記設定板厚との偏差が解消されるようにこの偏差に応じて下降目標高さ(A)を補正し、ステップS8では、上記上型(1)を上記補正後の下降目標高さ(A´:図3参照)まで下降させてプレス加工を終了する。
【0023】一方、上記ステップS6において、薄板の算出板厚が許容範囲にない(すなわち、過大である)と判定したときには、ステップS9に進み、上記上型(1)の下降を自動的に停止させるとともに表示部に警告メッセージを表示させる。そして、ステップS10において作業者による選択入力を受け、プレス加工を続行するよう入力された場合は上記ステップS7に進む一方、プレス加工を中止するよう入力された場合は、ステップS11に進み、上記上型(1)を上昇させてプレス加工を中止する。
【0024】なお、上記フローチャート中、ステップS2が速度演算部(4)を、ステップS3及びステップS4が接触判定部(5)を構成しており、ステップS5が厚み演算手段(7)を構成している。また、ステップS6及びステップS9が自動停止手段(9)を、ステップS7が補正手段を構成している。
【0025】つぎに、上記実施形態の作用・効果を図2及び図3に基づいて説明する。
【0026】図2に示すように、薄板(18)が正確に設定通りの板厚を有する場合には、上型(1)が下降目標位置(A)まで下降されることにより、上記薄板(18)が設定通りの曲げ角度に加工される。また、図3に示すように、薄板(19)の実際の板厚にばらつきがあり、例えば、設定板厚よりも薄めの場合には、厚み演算手段(7)によって自動的に算出された上記薄板(19)の実際の板厚と上記設定板厚との偏差に基づいて、補正手段により、下降目標高さ(A)の補正量(d)が算出され、この補正量(d)の分だけ上記下降目標高さ(A)が自動的に下方に変更補正されるため、上型(1)がより下型(2)の近くの下降目標位置(A´)まで下降される。反対に、薄板の実際の板厚が設定板厚よりも厚めの場合には、上記と同様、薄板の実際の板厚と設定板厚との偏差に応じて下降目標高さ(A)が自動的に上方に変更補正される。この結果、上記薄板の板厚のばらつきを吸収してこれらの薄板(19)を設定通りの曲げ角度(α)に加工することができる。
【0027】さらに、作業者が誤ってサイズの異なる薄板を加工しようとした場合、この薄板の実際の板厚が許容範囲にない(すなわち、設定板厚に対して過大である)としても、厚み演算手段(7)により上記薄板の実際の板厚が自動的に算出され、自動停止手段(9)により、上型(1)の下降が自動的に停止されるため、上記上型(1)や下型(2)の破損やプレス加工機自体の故障を防止することができる。
【0028】<他の実施形態>なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、位置計測手段(30)としてのリニアスケール(3)をラム(11)の左右両側位置に1つずつ配設しているが、これに限らず、リニアスケール(3)は1つだけでもよく、反対に、3つ以上でも構わない。また、位置計測手段(30)として、リニアスケール以外の計測機器を用いてもよい。
【0029】上記実施形態では、プレスブレーキに適用して曲げ加工を行っているが、これに限らず、例えば、絞り加工等の他のプレス加工にも適用することが可能である。
【0030】上記実施形態では、薄板(18,19)を加圧する場合に適用するようにしているが、これに限らず、例えば、厚板を加工する場合にも適用可能である。
【0031】上記実施形態では、上型(1)と下型(2)とを用いて薄板(18,19)を上下方向から加圧するようにしているが、これに限らず、例えば、水平方向から加圧するようにしてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発明におけるプレス加工機の制御装置によれば、ワーク(18,19)の実際の厚みを自動的に算出してこの算出厚みに基づいて第1型(10)の下死点位置(A)を自動的に補正することにより、上記ワーク(18,19)の厚みのばらつきを吸収してこのワーク(18,19)を設定通りの曲げ角度(α)に加工することができ、これにより、正確かつ自動的に設定通りのプレス加工を行うことができる。
【0033】請求項2記載の発明によれば、速度演算部(4)により算出される算出速度の低下に基づき、接触判定部(5)により、第1型(10)とワーク(18,19)との接触を確実に判定することができ、これにより、上記請求項1記載の発明による効果を確実に得ることができる。
【0034】請求項3記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明による効果に加えて、作業者が過って過大な厚みを有するワークを加工しようとしたときでも、自動停止手段(9)により、第1型(10)の第2型(20)に対する移動を自動的に停止させることができ、これにより、上記第1型(10)や第2型(20)の破損やプレス加工機自体の故障を防止することができる。




 

 


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