JP2002178037A - 板金加工方法及び板金加工システム、並びに板金加工システムに用いるブランク加工装置、ワーク板厚測定装置、スプリングバック測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予めブランキング工程にて、曲げ加工するブ
ランク材の真の板厚あるいはスプリングバック量を検出
しておくことにより、試し曲げを不要とし、あるいは試
し曲げ回数を減少させ、効率的な曲げ加工を可能とす
る。 【解決手段】 ブランキング工程において、ワークに対
してサンプル材とブランク材を微細連結部を残して加工
形成し、前記ワークの任意の位置における板厚と、サン
プル材による曲げ加工時のスプリングバック量のうちの
少なくとも一つを検出し、材料特性の定量的なデータが
計算され制御装置７へ格納される。前記板厚とスプリン
グバック量のうちの少なくとも一つの情報がブランキン
グ工程後の曲げ加工工程における曲げ加工装置５の制御
装置９へ送信され、曲げ加工の段階で制御パラメータと
して曲げ加工制御に組み込まれるので、試し曲げ加工を
行うことなく第１番目の加工から目標とする曲げ角度が
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、試し曲げを不要
とする板金加工方法及び板金加工システム、並びに板金
加工システムに用いるブランク加工装置、ワーク板厚測
定装置、スプリングバック測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、切削加工や鋳造で製作されていた
構造部品は、軽量かつ高剛性、素材歩留まりの向上など
の理由から板金加工部品に置き換わる傾向にあり、これ
に伴い、板金加工には更なる高精度化が要求されてい
る。

【０００３】板金加工精度には、穴明け寸法精度、切断
幅寸法精度、および曲げ角度精度があり、このうち高い
曲げ角度精度を得るためには最もレベルの高い熟練度が
必要となっている。この熟練度の軽減を目的として既に
種々の曲げ角度検出装置・機構等が開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の板金
加工システムのいずれを用いた場合でも、前述したニー
ズに応える高精度曲げ加工を行う場合には、従来から行
われている試し曲げ加工工程がそのまま必要であるとい
う問題点があった。

【０００５】また、プレスブレーキに搭載されている曲
げ加工制御装置においても、高度な演算を行うことによ
り最初の加工から目標とする角度が得られるような取り
組みがなされている（高精度化アルゴリズム）が、現状
では上記と同様に試し曲げ加工工程は不要となっていな
い。

【０００６】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、予めブランキング工程にて、
曲げ加工するブランク材の真の板厚あるいはスプリング
バック量を検出しておくことにより、試し曲げを不要と
し、あるいは試し曲げ回数を減少させ、効率的な曲げ加
工を可能とする板金加工方法及び板金加工システムを提
供することにある。

【０００７】

【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によるこの発明の板金加工方法は、ブランキ
ング工程において、ワークに対してサンプル材とブラン
ク材を微細連結部を残してブランク加工形成し、前記ワ
ークの任意の位置における板厚と、サンプル材による曲
げ加工時のスプリングバック量のうちの少なくとも一つ
を検出し、前記板厚とスプリングバック量のうちの少な
くとも一つの情報をブランキング工程後の曲げ加工工程
における曲げ加工装置の制御装置へ送信し、この送信さ
れた板厚とスプリングバック量のうちの少なくとも一つ
のデータと他の曲げデータとを用いて曲げ加工における
ラム制御値を算出して曲げ加工を行うことを特徴とする
ものである。

【０００８】したがって、曲げ加工の前工程となるパン
チングやレーザ切断などのブランク加工工程では、ブラ
ンク加工と同時に曲げ加工に必要な材料特性の定量的な
データとしてワークの板厚とスプリングバック量のうち
の少なくとも一つが検出される。このワークの板厚とス
プリングバック量のうちの少なくとも一つがプレスブレ
ーキを用いた曲げ加工の段階で制御パラメータとして曲
げ加工制御に組み込まれるので、試し曲げ加工を行うこ
となく第１番目の加工から目標とする曲げ角度となる曲
げ製品が得られる。

【０００９】請求項２によるこの発明の板金加工システ
ムは、ワークに対してサンプル材とブランク材を微細連
結部を残してブランク加工形成可能で、前記ワークの任
意の位置における板厚と、曲げ加工時のサンプル材によ
る曲げ加工時のスプリングバック量のうちの少なくとも
一つを検出可能なワーク特性検出ユニットを備えたブラ
ンク加工装置と、このブランク加工装置に備えられたワ
ーク特性検出ユニットで検出されたワークの板厚とスプ
リンバック量のうちの少なくとも一つのデータと他の曲
げデータとを用いて曲げ加工におけるラム制御値を算出
して曲げ加工を行う曲げ加工装置と、からなることを特
徴とするものである。

【００１０】したがって、請求項１記載の作用と同様で
あり、曲げ加工の前工程となるパンチングやレーザ切断
などのブランク加工工程では、ブランク加工と同時に曲
げ加工に必要な材料特性の定量的なデータとしてワーク
の板厚とスプリングバック量のうちの一つが検出され
る。このワークの板厚とスプリングバック量のうちの少
なくとも一つがプレスブレーキを用いた曲げ加工の段階
で制御パラメータとして曲げ加工制御に組み込まれるの
で、試し曲げ加工を行うことなく第１番目の加工から目
標とする曲げ角度となる曲げ製品となる曲げ製品が得ら
れる。

【００１１】請求項３によるこの発明のブランク加工装
置は、ワークに対してサンプル材とブランク材を微細連
結部を残してブランク加工形成可能で、前記ワークの任
意の位置における板厚と、曲げ加工時のサンプル材によ
る曲げ加工時のスプリングバック量のうちの少なくとも
一つを検出可能なワーク特性検出ユニットを備えてなる
ことを特徴とするものである。

【００１２】したがって、ブランク加工装置では、曲げ
加工の前工程のブランク加工と同時に曲げ加工に必要な
材料特性の定量的なデータとしてワークの板厚やスプリ
ングバック量のうちの少なくとも一つが検出されるの
で、このワークの板厚やスプリングバック量のうちの少
なくとも一つが曲げ加工の段階で制御パラメータとして
用いられる。

【００１３】請求項４によるこの発明のブランク加工装
置は、請求項３記載のブランク加工装置において、ワー
ク特性検出ユニットが、ワークのサンプル材をダイと協
働して曲げ加工可能なプローブ部材を上下動自在に設
け、このプローブ部材に対して相対的に上下動自在なセ
ンサプレートを設けると共にこのセンサプレートを前記
プローブ部材の下端より所定長さ下方へ突出せしめるよ
うに常時下方へ付勢して設け、前記プローブ部材とセン
サプレートとの上下方向の相対的位置の差を検出する位
置検出手段を設け、既知の基準板厚測定時におけるプロ
ーブ部材の先端とセンサプレートの先端が一致したとき
の前記位置検出手段による基準位置情報と、前記ワーク
の板厚測定時におけるプローブ部材の先端とセンサプレ
ートの先端が一致したときの前記位置検出手段による測
定位置情報とに基づきワークの板厚を算出する板厚演算
装置を設けてなるワーク板厚測定装置であることを特徴
とするものである。

【００１４】したがって、所定位置に位置決めされたワ
ークに対してプローブ部材が下降をはじめるとまずセン
サプレートが接触する。その後センサプレートはワーク
に接触を保持されたままプローブ部材がワークに接触
し、プローブ部材の先端とセンサプレートの先端が一致
した時の測定位置情報が位置検出手段により検出され
る。予め既知の基準板厚を測定した際にプローブ先端と
センサプレート先端が一致した時の基準位置情報が位置
検出手段により検知されているので、この基準位置情報
と前記測定位置情報との差に基づきサンプル材、ブラン
ク材の板厚が算出される。

【００１５】請求項５によるこの発明のブランク加工装
置は、請求項３記載のブランク加工装置において、ワー
ク特性検出ユニットが、ワークのサンプル材をダイと協
働して曲げ加工可能なプローブ部材を上下動自在に設
け、このプローブ部材に対して相対的に上下動自在なセ
ンサプレートを設けると共にこのセンサプレートを前記
プローブ部材の下端より所定長さ下方へ突出せしめるよ
うに常時下方へ付勢し且つ曲げ加工時においてワーク内
側両側面に接触自在に設け、前記プローブ部材とセンサ
プレートとの上下方向の相対的位置の差を検出する位置
検出手段を設け、プローブ部材の所定ストローク時にお
けるプローブ部材とセンサプレートとの前記位置検出手
段による曲げ位置情報と、前記プローブ部材をサンプル
材から離反せしめてサンプル材がスプリンバックを起こ
した時におけるプローブ部材とセンサプレートとの前記
位置検出手段によるスプリングバック位置情報と、の差
に基づきサンプル材のスプリングバック量を算出するス
プリングバック演算装置を設けてなるスプリングバック
測定装置であることを特徴とするものである。

【００１６】したがって、プローブ部材が所定ストロー
クだけ下降してサンプル材が折り曲げられた時の曲げ位
置情報が位置検出手段により検出される。次いで、プロ
ーブ部材をサンプル材から離反せしめてサンプル材がス
プリンバックを起こした時のスプリングバック位置情報
が位置検出手段により検出される。このスプリングバッ
ク位置情報と前記曲げ位置情報との差に基づきサンプル
材のスプリングバック量が算出される。

【００１７】請求項６によるこの発明のワーク板厚測定
装置は、ワークのサンプル材をダイと協働して曲げ加工
可能なプローブ部材を上下動自在に設け、このプローブ
部材に対して相対的に上下動自在なセンサプレートを設
けると共にこのセンサプレートを前記プローブ部材の下
端より所定長さ下方へ突出せしめるように常時下方へ付
勢して設け、前記プローブ部材とセンサプレートとの上
下方向の相対的位置の差を検出する位置検出手段を設
け、既知の基準板厚測定時におけるプローブ部材の先端
とセンサプレートの先端が一致したときの前記位置検出
手段による基準位置情報と、前記ワークの板厚測定時に
おけるプローブ部材の先端とセンサプレートの先端が一
致したときの前記位置検出手段による測定位置情報とに
基づきワークの板厚を算出する板厚演算装置を設けてな
ることを特徴とするものである。

【００１８】したがって、所定位置に位置決めされたワ
ークに対してプローブ部材が下降をはじめるとまずセン
サプレートが接触する。その後センサプレートはワーク
に接触を保持されたままプローブ部材がワークに接触
し、プローブ部材の先端とセンサプレートの先端が一致
した時の測定位置情報が位置検出手段により検出され
る。予め既知の基準板厚を測定した際にプローブ先端と
センサプレート先端が一致した時の基準位置情報が位置
検出手段により検知されているので、この基準位置情報
と前記測定位置情報との差に基づきサンプル材、ブラン
ク材の板厚が算出される。

【００１９】請求項７によるこの発明のスプリングバッ
ク測定装置は、ワークのサンプル材をダイと協働して曲
げ加工可能なプローブ部材を上下動自在に設け、このプ
ローブ部材に対して相対的に上下動自在なセンサプレー
トを設けると共にこのセンサプレートを前記プローブ部
材の下端より所定長さ下方へ突出せしめるように常時下
方へ付勢し且つ曲げ加工時においてワーク内側両側面に
接触自在に設け、前記プローブ部材とセンサプレートと
の上下方向の相対的位置の差を検出する位置検出手段を
設け、プローブ部材の所定ストローク時におけるプロー
ブ部材とセンサプレートとの前記位置検出手段による曲
げ位置情報と、前記プローブ部材をサンプル材から離反
せしめてサンプル材がスプリンバックを起こした時にお
けるプローブ部材とセンサプレートとの前記位置検出手
段によるスプリングバック位置情報と、の差に基づきサ
ンプル材のスプリングバック量を算出するスプリングバ
ック演算装置を設けてなることを特徴とするものであ
る。

【００２０】したがって、プローブ部材が所定ストロー
クだけ下降してサンプル材が折り曲げられた時の曲げ位
置情報が位置検出手段により検出される。次いで、プロ
ーブ部材をサンプル材から離反せしめてサンプル材がス
プリンバックを起こした時のスプリングバック位置情報
が位置検出手段により検出される。このスプリングバッ
ク位置情報と前記曲げ位置情報との差に基づきサンプル
材のスプリングバック量が算出される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の板金加工方法及び
板金加工システムの実施の形態について図面を参照して
説明する。

【００２２】図１を参照するに、板金加工システム１に
おいては、一般に用いられるブランク加工装置にはタレ
ットパンチプレス３などのパンチプレスや、レーザ加工
機あるいはパンチレーザ複合加工機などがある。ブラン
ク加工装置にはワークＷの板厚および曲げ加工時のスプ
リングバック量を検出できるワーク特性検出ユニットが
装着されている。

【００２３】したがって、上記のブランク加工装置で
は、パンチングやレーザ切断が行われてブランク加工が
行われるのと同時にワーク特性検出ユニットにより板厚
測定及びスプリングバック量検出が行われる。そして、
次工程の曲げ加工機としての例えばプレスブレーキ５に
よる曲げ加工時には、上記の板厚及びスプリングバック
量のデータが制御パラメータとして用いられることによ
り、従来から行われている試し曲げ工程が不要となる。
つまり、板厚及びスプリングバック量のデータにより、
引張強さσ、加工硬化係数ＣなどのワークＷの材料特性
が得られるので、この得られた材料特性が曲げ加工時に
用いられる。

【００２４】本発明の基本的な考え方を説明すると、高
精度曲げ加工を行うためには、プレスブレーキ５を用い
た曲げ加工では、金型間でワークＷを挟み込んだ状態
で、 制御目標曲げ角度α＝図面指示角度θ＋スプリングバッ
ク角度ε となるように可動テーブルの位置決め制御が行われる必
要がある。

【００２５】しかも、図面指示角度θに高精度に到達せ
しめるには、ダイＶ溝幅寸法、ダイ肩半径、パンチ先端
半径からなる金型寸法と、板厚ｔ、引張り強さσからな
る材料特性と、の条件が明確である必要がある。なお、
板厚ｔは二乗で関係があり、引張り強さσは相関が強い
ものである。

【００２６】同様に、スプリングバック角度εを把握す
るための必要な条件は、目標曲げ角度θと、板厚ｔ、加
工硬化係数Ｃ、指数ｎ、弾性係数からなる材料特性と、
パンチ先端半径からなる金型寸法が明確である必要があ
る。そして、加工硬化係数Ｃおよび指数ｎについてはσ
＝Ｃεｎの関係がある。

【００２７】また、金型寸法は加工に用いる金型型番を
明確にすれば一義的に決まってくるものである。

【００２８】以上のことから、図面指示角度θを精度良
く得るためには、それぞれの角度と相関の強いワークＷ
の板厚ｔと引張り強さ相当値（引張り強さを代表できる
数値）を把握できれば良いことになる。

【００２９】したがって、スプリングバック角度εは引
張り強さσと強い相関があるので、スプリングバック角
度εの測定値は前述した高精度な図面指示角度θを得る
ための条件に適用できる。すなわち、本発明ではスプリ
ングバック角度εがワークＷの引張り強さσを代表でき
る数値として扱われている。

【００３０】また、周知のとおり、圧延方向に平行な曲
げ加工と直角方向の曲げ加工とでは、同じ制御を実施し
ても曲げ力除荷後の角度は異なる。これはそれぞれの方
向での引張り強さσの差が最も大きな要因と考えられ
る。従って、いずれの方向においても高精度な曲げ角度
を得るためには、圧延方向に平行な方向と、直角な方向
との個別の引張り強さσを代表できる数値（材料特性
値）を把握し、曲げ加工時にこれらを使い分けることが
必要になる。

【００３１】以上の事柄を踏まえて、本発明の板金加工
システム１では、まずブランク材となる部材（後述のサ
ンプル材も含む）の板厚ｔが測定され、続いてパンチン
グあるいはレーザ切断などのブランク加工が行われ、そ
のまま同一クランプの状態でサンプル材の圧延方向に平
行な曲げ加工と直角な曲げ加工が例えば曲げ角度９０°
で行われる。そして、それぞれの曲げ加工毎に９０°に
曲げた時のスプリングバック量εを測定し、これらの測
定値を材料特性値としてブランク加工装置の制御装置７
内に格納する。以降プレスブレーキ５を用いた曲げ加工
時に、これらの材料特性値が参照される。

【００３２】すなわち、プレスブレーキ５の制御装置９
では、ブランク加工装置の制御装置７の上記の材料特性
値を受け取り、この材料特性値を曲げ角度制御アルゴリ
ズムに組み込むことにより可動テーブルの位置決め制御
が実施される。例えば、実測した板厚ｔがそのまま用い
られ、かつ曲げ方向（圧延方向に対して平行／直角）毎
に引張り強さ相当値が使い分けられることにより、試し
曲げ加工を行うことなく、最初の加工から目標とする角
度を高精度に得ることができる。

【００３３】図１を参照するに、本実施の形態ではブラ
ンク加工装置としての例えばタレットパンチプレス３を
用いて説明する。

【００３４】なお、タレットパンチプレス３は公知なも
のであるので概略的に説明すると、ベース１１の両側に
立設したサイドフレーム１３に上部フレーム１５の両側
が支持された態様のフレーム構造に構成されている。上
部フレーム１５の下部には、多種類のパンチＰを着脱交
換自在に備えた円盤状の上部タレット１７が回転自在に
装着されている。ベース１１の上面には、上部タレット
１７に対向した下部タレット１９が回転自在に装着され
ており、この下部タレット１９には、多種類のパンチＰ
と対向した多数のダイＤが円弧状に配置され且つ着脱交
換自在に装着されている。上部タレット１７の軸心と下
部タレット１９の軸心とは同一軸心に配置されており、
この上部タレット１７と下部タレット１９は、制御装置
７の制御によって、同方向へ同期して回転される。

【００３５】前記上部タレット１７および下部タレット
１９の回転によって所望のパンチＰとダイＤが加工位置
にあるラム２１（打圧部材）の下方へ割出し位置決めさ
れる。

【００３６】また、タレットパンチプレス３には加工テ
ーブル２３に載置された板状のワークＷを前後左右方向
へ移動位置決めするためのワーク移動位置決め装置２５
が設けられている。このワーク移動位置決め装置２５
は、加工テーブル２３の図１において右端にＹ軸方向へ
移動自在なキャレッジベース２７が設けられており、こ
のキャレッジベース２７にはワークＷをクランプする複
数のワーククランプ２９を備えたキャレッジ３１がＸ軸
方向へ移動自在に設けられている。なお、ワーク移動位
置決め装置２５は制御装置７によって制御される。

【００３７】制御装置７は、中央処理装置としての例え
ばＣＰＵ３３にキーボード等の入力装置３５並びにＣＲ
Ｔなどの表示装置３７が接続され、この入力装置３５と
表示装置３７を操作して製品の立体姿図や展開図などを
作成し且つどのように加工するかを決めた加工プログラ
ムが作成され、メモリ３９に記憶される。この加工プロ
グラムに基づいてタレットパンチプレス３のパンチング
加工が制御される。

【００３８】上記構成により、制御装置７の加工プログ
ラムに基づいて、ワークＷがワーク移動位置決め装置２
５により加工位置に位置決めされた後に、ラム２１によ
ってパンチＰが打圧されることにより、パンチＰとダイ
Ｄとの協働によってワークＷにパンチング加工が行わ
れ、例えば図２に示されているようなブランク材４１が
得られる。

【００３９】図２を参照するに、サンプル材としての例
えばサンプルＡは図２中の圧延方向に平行な曲げ加工を
行う時のスプリングバック量εを求める場合に用いら
れ、サンプル材としての例えばサンプルＢは圧延方向に
直角な曲げ加工を行う時のスプリングバック量εを求め
る場合に用いられる。

【００４０】ブランクＡとブランクＢは製品の展開形状
であり、図中の点線部分（Ｃ、Ｄ）を折り曲げることに
より製品の最終形状（この例では箱）が得られる。サン
プルＡ、サンプルＢとも図３で示されているようにミク
ロジョイント接合された状態となっており、この状態の
ままサンプル材の９０°曲げ加工が行われることとな
る。なお、ブランクＡ、ブランクＢも同様にミクロジョ
イント接合された状態である。

【００４１】ミクロジョイントの幅は実際上０．２ｍｍ
以下であるため曲げ角度への影響は極めて少なく、接合
されていない場合とほぼ同等のスプリングバック量εが
得られる。サンプルＡの曲げ加工で得られるスプリング
バック量εは、図２に示されているＣ部がプレスブレー
キ５を用いて曲げられる場合に参照され、同様にサンプ
ルＢはＤ部の曲げ加工を行う場合に参照される。

【００４２】以上のように、ブランク部材の加工と同一
工程で、スプリングバック量εの検出を目的としたサン
プル材（平行／直角の２種類）を加工しておくことが本
発明の特徴の一つである。

【００４３】次に、本発明の実施の形態の主要部を構成
するワーク特性検出ユニットとしての例えば測定ユニッ
ト４３について説明する。この測定ユニット４３はスプ
リングバック量εの検出および板厚測定が可能である。

【００４４】図４及び図５を参照するに、測定ユニット
４３はプローブモジュールとダイモジュールとの２つの
モジュールに区分できる。本実施の形態では、前者をタ
レットパンチプレス３の上部タレット１７に組み込み、
後者を下部タレット１９に組み込んでいるが、両者を組
み合わせて単独の装置として設けても構わない。この場
合、ワークＷの位置決め制御が可能な範囲であればどの
位置に設けても良く、レーザ加工機やパンチレーザ複合
機へ設ける場合に有効である。

【００４５】プローブユニット４５はプローブ部材とし
ての例えばプローブ４７とセンサプレート４９で構成さ
れている。プローブ４７は曲げ加工時のパンチ金型に相
当し、ラム２１が下降するとストライカ５１を経由して
プローブ４７自体も下降する。このプローブ４７とダイ
５３との間でワークＷを挟み込むことにより曲げ加工が
行われる。なお、ラム２１の変位量は、図示省略の別の
部材に装着されている位置検出手段により検出できるよ
うに構成されている。

【００４６】センサプレート４９はプローブ４７に対し
て相対的に上下方向に移動できる構造になっており、プ
ローブ４７の下端より所定長さ（本実施の形態ではｘ
１）下方へ突出せしめるようにスプリング５５により常
時下方へ付勢されている。また、センサプレート４９の
上端は図示省略の別の部材に装着されているフォトスイ
ッチ５７により検出でき、センサプレート４９の変位量
は図４中の位置センサ５９で検出できるようになってい
る。なお、フォトスイッチ５７および位置センサ５９
は、制御装置７のＣＰＵ３３に接続されている。

【００４７】次に、上述した測定ユニット４３を用いて
一連の板厚検出とスプリングバック量検出の動作につい
て説明する。なお、板厚検出とスプリングバック量検出
はそれぞれ独立した動作として行われても構わない。

【００４８】まず、本実施の形態における板厚検出の原
理を説明する。

【００４９】図４及び図５を参照するに、プローブユニ
ット４５を下降させて行くと、まずセンサプレート４９
の先端がワークＷとしての例えばサンプル材の表面に突
き当たり、続いてプローブ４７の先端が突き当たる。こ
の間、センサプレート４９は図７中のに示されている
ようにプローブ４７に対して相対的に変位量ｘ１だけ上
昇してプローブ４７の先端が突き当たった状態、すなわ
ちプローブ４７の先端とセンサプレート４９の先端の上
下方向の位置が一致した状態でフォトスイッチ５７がＯ
Ｎとなる（図７中のＳ点）。

【００５０】予め、板厚が明確となっている基準板の基
準板厚ｔ１にプローブユニット４５を下降させて押し当
て、フォトスイッチ５７がＯＮになったときのプローブ
ユニット４５の位置が位置センサ５９で読み取られ、メ
モリ３９に記憶される。

【００５１】プローブユニット４５がサンプル材の折曲
げ線に位置決めされ、サンプル材の折曲げ加工開始時、
上述したように図７中のを経過してプローブユニット
４５がサンプル材に押し当てられて、図７中のＳ点にて
フォトスイッチ５７がＯＮになった時のラム２１位置ｔ
２が検出される。この時点で、ブランク材４１の測定板
厚が、板厚演算装置６１により測定版厚＝基準板厚ｔ１
＋（ｔ１−ｔ２）の式で求められる。なお、（ｔ１−ｔ
２）は基準板厚に対する実際の板厚誤差である。なお、
上記の板厚演算装置６１は図１に示されているように制
御装置７のＣＰＵ３３に電気的に接続されている。

【００５２】次に、本実施の形態におけるスプリングバ
ック量εの検出の原理を説明する。

【００５３】ラム２１の下降動作によりプローブ４７が
下降を継続し曲げ加工が行われる。このとき、センサプ
レート４９の変位量は図７中のからへ移行する。

【００５４】そして、図６（Ａ）に示されているように
サンプル材がプローブ４７により目標とする曲げ角度θ
１（本実施の形態ではθ１＝９０°）の位置に到達した
時点でセンサプレート４９の変位量が位置センサ５９で
検出され、メモリ３９に記憶される。この時、センサプ
レート４９の左右面角ａ，ｂ（図４のａ，ｂ）は曲げら
れたサンプル材の内面に当たっている。

【００５５】続いて曲げ荷重を除荷するためにラム２１
を上昇せしめてプローブ４７も上昇させると、サンプル
材の曲げ角度θ２は図６（Ｂ）に示されているようにス
プリングバックにより広がるために、図７中ので示さ
れているようにセンサプレート４９が下降した状態とな
る。この間、センサプレート４９の左右角部（図６中の
ａ，ｂ）は常にサンプル材の内面に接触している。

【００５６】スプリングバックが終了してセンサプレー
ト４９の下降も停止した時点でセンサプレート４９の変
位量が位置センサ５９で検出され、スプリングバック前
とスプリングバック後の位置センサ５９による検出値の
差がスプリングバック演算装置６３により計算され、こ
の変位量をｘ２とすると、この値がスプリングバック量
εと等価（スプリングバック相当値）となる。なお、上
記のスプリングバック演算装置６３は図１に示されてい
るように制御装置７のＣＰＵ３３に電気的に接続されて
いる。

【００５７】また、プローブユニット４５は変位量ｘ２
の検出が終了した時点で図７中のに示されているよう
に上昇せしめられる。

【００５８】次に、本実施の形態では曲げ加工装置とし
て例えばプレスブレーキ５を用いて説明する。

【００５９】図１を参照するに、プレスブレーキ５は公
知なものであるので概略的に説明すると、本実施の形態
に係わるプレスブレーキ５は、下降式油圧プレスブレー
キを対象としているが、上昇式のプレスブレーキ或いは
油圧式でなくクランクなどの機械式のプレスブレーキで
あっても構わない。

【００６０】下降式の油圧式プレスブレーキ５はパンチ
Ｐが上下動自在な可動テーブルすなわち例えば上部テー
ブル６５の下面に複数の中間板６７を介して装着され固
定されている。ダイＤは固定テーブルとしての例えば下
部テーブル６９の上面に装着され固定されている。した
がって、上部テーブル６７が下降し、パンチＰとダイＤ
との協働によりパンチＰとダイＤの間で板材のワークＷ
の曲げ加工が行われる。

【００６１】本体フレームを構成する図２において左右
のサイドフレーム７１，７３の上部には、左軸及び右軸
油圧シリンダ７５，７７が装備されており、これらの左
軸及び右軸油圧シリンダ７５，７７のピストンロッド７
９の下端にラムとしての上部テーブル６７が連結されて
いる構造である。また、左右のサイドフレーム７１，７
３の下部には下部テーブル６９が固定されている。

【００６２】また、上記のプレスブレーキ５にはＮＣ制
御装置等の制御装置９が備えられており、制御装置９と
しては、中央処理装置としてのＣＰＵ８１に、ワークＷ
の材質、板厚、加工形状、金型条件、曲げの目標角度、
加工プログラム等のデータを入力する曲げ加工条件入力
手段としての例えば入力装置８３とＣＲＴなどの表示装
置８５と、この入力されたデータや、タレットパンチプ
レス３で得られた板厚やスプリングバック量などの材料
特性データを記憶するメモリ８７が接続されている。

【００６３】また、前記ＣＰＵ８１には、材料特性デー
タが曲げ制御アルゴリズムに取り入れられて作成された
曲げ加工プログラムファイル８９が接続されている。

【００６４】また、上記のＣＰＵ８１には、材料特性デ
ータや金型情報等の他のデータに基づいてラム制御値
（Ｄ値）を作成するためのＤ値演算装置９１が接続され
ている。なお、このＤ値演算装置９１では、ブランク加
工装置側のパンチＰとダイＤに基づいて検出したスプリ
ングバック値を用いて、プレスブレーキ５に装着された
異なるパンチＰ、ダイＤにより曲げ加工が行われると所
定角度にならない場合があるので、プレスブレーキ５側
ではブランク加工装置側と異なるパンチＰ、ダイＤにて
加工が行われるときはＤ値に補正をかけるように構成さ
れている。

【００６５】次に、本実施の形態の板金加工システム１
の標準的な手順について説明する。

【００６６】ブランク加工装置としての例えばタレット
パンチプレス３において、ブランク加工開始となると、
まず、ワークＷが測定ユニット４３の取り付け位置に位
置決めされる。測定ユニット４３を用いて板厚が測定さ
れる。図２ではサンプルＡ、サンプルＢ、およびブラン
クＡ、ブランクＢの板厚が測定されることとなる。な
お、サンプルＡ、サンプルＢ、およびブランクＡ、ブラ
ンクＢのすべての板厚を測定せず、これらを代表して１
つのサンプル又はブランクに対して板厚が測定されても
構わない。

【００６７】続いて、サンプルＡ、サンプルＢ、ブラン
クＡ、ブランクＢの各部材の外周の切断加工が行われ
る。この時、いずれの部材もミクロジョイントにて接合
される。

【００６８】切断加工が終了した段階で、再度、サンプ
ル材が測定ユニット４３の直下の位置になるように位置
決めされる。この状態で例えば９０°曲げ加工が実施さ
れ、この時のスプリングバック量εの測定が行われる。
サンプルＡ、サンプルＢの両者について同様の操作が行
われ、材料の圧延方向に平行な曲げ加工を行った場合の
スプリングバック量εと直角な方向でのスプリングバッ
ク量εの２種類が抽出される。

【００６９】以上のように測定された板厚、スプリング
バック量ε、曲げ加工に用いた金型条件は、例えば図８
に示されているような配列で制御装置７内のメモリ３９
に格納される。なお、製品の曲げ線には圧延方向に平行
な曲げ線あるいは垂直な曲げ線のいずれかしかない場合
は、該当する曲げ線を有するサンプルＡあるいはサンプ
ルＢに対してのみスプリングバック量εが測定される。

【００７０】次に、穴明け・切断加工が終了した段階
で、図２におけるブランクＡ，ブランクＢのように製品
となる部材がワークＷから分離されて、プレスブレーキ
５を用いた曲げ加工に移行する。この曲げ加工において
試し曲げ加工が行われることなく、第一番目の曲げ加工
から目標とする角度を得るためには、既にタレットパン
チプレス３の制御装置７のメモリ３９に記憶されている
図８に示されているような配列データが、プレスブレー
キ５の曲げ制御アルゴリズムに取り入れられる必要があ
る。この場合、前記配列データがプレスブレーキ５の制
御装置９に受け渡される方法として２種類が考えられ
る。

【００７１】一つは、ブランク材４１にマークを印字し
たり、あるいはバーコードラベルを貼り付けたりして、
直接マーキングを施す方法である。マーキングの種類と
しては既に多用されている二次元バーコード、あるいは
ＱＲコードを利用できる。また、マーキング処理として
は一般市販品を利用できる。たとえば、印字の場合はイ
ンクジェットユニット、ラベル貼り付けの場合はラベル
プリンタ等がある。

【００７２】この場合、当該のマークは前述した配列デ
ータとの連係付けを行っておき、プレスブレーキ５によ
る曲げ加工開始時に、例えば市販のバーコードリーダを
用いてコードを読み込むことにより、連係付けられてい
る配列データを抽出することができる。以降、この配列
データがタレットパンチプレス３の制御装置７のメモリ
３９から送信されてプレスブレーキ５の制御装置９の曲
げ加工プログラムファイル８９の曲げ制御アルゴリズム
に組み込まれ、曲げ加工制御を実施すれば良いこととな
る。

【００７３】もう一つは、データ通信回線を用いる方法
である。前述した測定ユニット４３を用いて収集した配
列データが通信回線を用いて制御装置７内に格納され、
プレスブレーキ５による曲げ加工開始時、通信回線を経
由して直接配列データがプレスブレーキ５の制御装置９
内に取り込まれることにより、以降前述と同様に曲げ加
工制御が実施される。

【００７４】なお、タレットパンチプレス３にて得られ
たブランク材４１は次工程のプレスブレーキ５により曲
げ加工が行われるので、前述したタレットパンチプレス
３の制御装置７では図１に示されているようにプレスブ
レーキ５の制御装置９へ送信されるように構成されてい
る。

【００７５】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。前述した実施の形態で
は測定ユニット４３を用いた場合の検出動作を説明して
いるが、公知の曲げ角度検出装置および板厚検出装置を
組み合わせても可能である。

【００７６】

【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、曲げ加
工の前工程となるパンチングやレーザ切断などのブラン
ク加工工程では、ブランク加工と同時に曲げ加工に必要
な材料特性の定量的なデータとしてワークの板厚とスプ
リングバック量の少なくとも一つが検出される。このワ
ークの板厚とスプリングバック量の少なくとも一つがプ
レスブレーキを用いた曲げ加工の段階で制御パラメータ
として曲げ加工制御に組み込まれるので、試し曲げ加工
を行うことなく第１番目の加工から目標とする曲げ角度
となる曲げ製品を得ることができる。

【００７７】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、曲げ加工の前工程となるパンチング
やレーザ切断などのブランク加工装置では、ブランク加
工と同時に曲げ加工に必要な材料特性の定量的なデータ
としてワークの板厚とスプリングバック量の少なくとも
一つが検出される。このワークの板厚とスプリングバッ
ク量の少なくとも一つがプレスブレーキを用いた曲げ加
工の段階で制御パラメータとして曲げ加工制御に組み込
まれるので、試し曲げ加工を行うことなく第１番目の加
工から目標とする曲げ角度となる製品を得ることができ
る。

【００７８】請求項３の発明によれば、ブランク加工装
置では、曲げ加工の前工程のブランク加工と同時に曲げ
加工に必要な材料特性の定量的なデータとしてワークの
板厚とスプリングバック量の少なくとも一つを検出でき
るので、このワークの板厚とスプリングバック量の少な
くとも一つを曲げ加工の段階で制御パラメータとして用
いることができる。

【００７９】請求項４の発明によれば、所定位置に位置
決めされたワークに対してプローブ部材を下降せしめて
センサプレートを接触せしめる。その後センサプレート
をワークに接触せしめたままプローブ部材がワークに接
触した時点で、プローブ部材の先端とセンサプレートの
先端が一致する。この時位置検出手段により検出される
測定位置情報と、予め既知の基準板厚を測定した際にプ
ローブ先端とセンサプレート先端を一致せしめた時に位
置検出手段により検出された基準位置情報との差に基づ
き、サンプル材、ブランク材の板厚を容易に且つ正確に
算出できる。

【００８０】請求項５の発明によれば、プローブ部材を
所定ストロークだけ下降せしめてサンプル材を折り曲げ
た時に位置検出手段により検出される曲げ位置情報と、
プローブ部材をサンプル材から離反せしめてサンプル材
がスプリンバックを起こした時に位置検出手段により検
出されるスプリングバック位置情報との差に基づき、サ
ンプル材のスプリングバック量を容易に且つ正確に算出
できる。

【００８１】請求項６の発明によれば、ワーク板厚測定
装置では、所定位置に位置決めされたワークに対してプ
ローブ部材を下降せしめてセンサプレートを接触せしめ
る。その後センサプレートをワークに接触せしめたまま
プローブ部材がワークに接触した時点で、プローブ部材
の先端とセンサプレートの先端が一致する。この時位置
検出手段により検出される測定位置情報と、予め既知の
基準板厚を測定した際にプローブ先端とセンサプレート
先端を一致せしめた時に位置検出手段により検出された
基準位置情報との差に基づき、サンプル材、ブランク材
の板厚を容易に且つ正確に算出できる。

【００８２】請求項７の発明によれば、スプリングバッ
ク測定装置では、プローブ部材を所定ストロークだけ下
降せしめてサンプル材を折り曲げた時に位置検出手段に
より検出される曲げ位置情報と、プローブ部材をサンプ
ル材から離反せしめてサンプル材がスプリンバックを起
こした時に位置検出手段により検出されるスプリングバ
ック位置情報との差に基づき、サンプル材のスプリング
バック量を容易に且つ正確に算出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すもので、板金加工シ
ステムの概略説明図である。

【図２】本発明の実施の形態のブランク材の一例を示す
平面図である。

【図３】図２におけるサンプル材の詳細説明図である。

【図４】本発明の実施の形態のワーク特性検出ユニット
の概略説明図である。

【図５】図４の右側面図である。

【図６】（Ａ）はサンプル材を曲げ加工状態の正面図
で、（Ｂ）はサンプル材をスプリングバック状態の正面
図である。

【図７】板厚測定及びスプリングバック量測定時のセン
サプレートの変位量を示すグラフである。

【図８】本発明の実施の形態を示すもので、測定された
板厚、スプリングバック量ε、曲げ加工に用いた金型条
件などの配列データの表である。

【符号の説明】

１ 板金加工システム ３ タレットパンチプレス（ブランク装置） ５ プレスブレーキ（曲げ加工装置） ７ 制御装置（タレットパンチプレスの） ９ 制御装置（プレスブレーキの） ２１ ラム ３９ メモリ ４１ ブランク材 ４３ 測定ユニット（ワーク特性検出ユニット） ４５ プローブユニット ４７ プローブ ４９ センサプレート ５３ ダイ ５９ 位置センサ（位置検出手段） ５７ フォトスイッチ ６１ 板厚演算装置 ６３ スプリングバック演算装置 ８７ メモリ ８９ 曲げ加工プログラムファイル ９１ Ｄ値演算装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E048 EA04 MA08 MA09 MA11 MA12 4E063 AA01 BA07 JA01 LA02 LA03 LA10 LA15 LA19 LA20

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブランキング工程において、ワークに対
   してサンプル材とブランク材を微細連結部を残して加工
   形成し、前記ワークの任意の位置における板厚と、サン
   プル材による曲げ加工時のスプリングバック量のうちの
   少なくとも一つを検出し、 前記板厚とスプリングバック量のうちの少なくとも一つ
   の情報をブランキング工程後の曲げ加工工程における曲
   げ加工装置の制御装置へ送信し、この送信された板厚と
   スプリングバック量のうちの少なくとも一つのデータと
   他の曲げデータとを用いて曲げ加工におけるラム制御値
   を算出して曲げ加工を行うことを特徴とする板金加工方
   法。
2. 【請求項２】 ワークに対してサンプル材とブランク材
   を微細連結部を残して加工形成可能で、前記ワークの任
   意の位置における板厚と、曲げ加工時のサンプル材によ
   る曲げ加工時のスプリングバック量のうちの少なくとも
   一つを検出するワーク特性検出ユニットを備えたブラン
   ク加工装置と、 このブランク加工装置に備えられたワーク特性検出ユニ
   ットで検出されたワークの板厚とスプリンバック量のう
   ちの少なくとも一つのデータと他の曲げデータとを用い
   て曲げ加工におけるラム制御値を算出して曲げ加工を行
   う曲げ加工装置と、からなることを特徴とする板金加工
   システム。
3. 【請求項３】 ワークに対してサンプル材とブランク材
   を微細連結部を残して加工形成可能で、前記ワークの任
   意の位置における板厚と、曲げ加工時のサンプル材によ
   る曲げ加工時のスプリングバック量のうちの少なくとも
   一つを検出するワーク特性検出ユニットを備えてなるこ
   とを特徴とするブランク加工装置。
4. 【請求項４】 ワーク特性検出ユニットが、ワークのサ
   ンプル材をダイと協働して曲げ加工可能なプローブ部材
   を上下動自在に設け、このプローブ部材に対して相対的
   に上下動自在なセンサプレートを設けると共にこのセン
   サプレートを前記プローブ部材の下端より所定長さ下方
   へ突出せしめるように常時下方へ付勢して設け、前記プ
   ローブ部材とセンサプレートとの上下方向の相対的位置
   の差を検出する位置検出手段を設け、既知の基準板厚測
   定時におけるプローブ部材の先端とセンサプレートの先
   端が一致したときの前記位置検出手段による基準位置情
   報と、前記ワークの板厚測定時におけるプローブ部材の
   先端とセンサプレートの先端が一致したときの前記位置
   検出手段による測定位置情報とに基づきワークの板厚を
   算出する板厚演算装置を設けてなるワーク板厚測定装置
   であることを特徴とする請求項３記載のブランク加工装
   置。
5. 【請求項５】 ワーク特性検出ユニットが、ワークのサ
   ンプル材をダイと協働して曲げ加工可能なプローブ部材
   を上下動自在に設け、このプローブ部材に対して相対的
   に上下動自在なセンサプレートを設けると共にこのセン
   サプレートを前記プローブ部材の下端より所定長さ下方
   へ突出せしめるように常時下方へ付勢し且つ曲げ加工時
   においてワーク内側両側面に接触自在に設け、前記プロ
   ーブ部材とセンサプレートとの上下方向の相対的位置の
   差を検出する位置検出手段を設け、プローブ部材の所定
   ストローク時におけるプローブ部材とセンサプレートと
   の前記位置検出手段による曲げ位置情報と、前記プロー
   ブ部材をサンプル材から離反せしめてサンプル材がスプ
   リンバックを起こした時におけるプローブ部材とセンサ
   プレートとの前記位置検出手段によるスプリングバック
   位置情報と、の差に基づきサンプル材のスプリングバッ
   ク量を算出するスプリングバック演算装置を設けてなる
   スプリングバック測定装置であることを特徴とする請求
   項３記載のブランク加工装置。
6. 【請求項６】 ワークのサンプル材をダイと協働して曲
   げ加工可能なプローブ部材を上下動自在に設け、このプ
   ローブ部材に対して相対的に上下動自在なセンサプレー
   トを設けると共にこのセンサプレートを前記プローブ部
   材の下端より所定長さ下方へ突出せしめるように常時下
   方へ付勢して設け、前記プローブ部材とセンサプレート
   との上下方向の相対的位置の差を検出する位置検出手段
   を設け、既知の基準板厚測定時におけるプローブ部材の
   先端とセンサプレートの先端が一致したときの前記位置
   検出手段による基準位置情報と、前記ワークの板厚測定
   時におけるプローブ部材の先端とセンサプレートの先端
   が一致したときの前記位置検出手段による測定位置情報
   とに基づきワークの板厚を算出する板厚演算装置を設け
   てなることを特徴とするワーク板厚測定装置。
7. 【請求項７】 ワークのサンプル材をダイと協働して曲
   げ加工可能なプローブ部材を上下動自在に設け、このプ
   ローブ部材に対して相対的に上下動自在なセンサプレー
   トを設けると共にこのセンサプレートを前記プローブ部
   材の下端より所定長さ下方へ突出せしめるように常時下
   方へ付勢し且つ曲げ加工時においてワーク内側両側面に
   接触自在に設け、前記プローブ部材とセンサプレートと
   の上下方向の相対的位置の差を検出する位置検出手段を
   設け、プローブ部材の所定ストローク時におけるプロー
   ブ部材とセンサプレートとの前記位置検出手段による曲
   げ位置情報と、前記プローブ部材をサンプル材から離反
   せしめてサンプル材がスプリンバックを起こした時にお
   けるプローブ部材とセンサプレートとの前記位置検出手
   段によるスプリングバック位置情報と、の差に基づきサ
   ンプル材のスプリングバック量を算出するスプリングバ
   ック演算装置を設けてなることを特徴とするスプリング
   バック測定装置。