弯曲机械及其运转方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN00130646.4

申请日:

2000.10.08

公开号:

CN1292309A

公开日:

2001.04.25

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):B21D 5/01申请日:20001008授权公告日:20051228终止日期:20111008|||授权|||专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)变更项目:申请人变更前权利人:村田机械株式会社变更后权利人:村田机械株式会社变更项目:地址变更前:日本京都府变更后:日本京都府变更项目:共同申请人变更前权利人:阿米太克株式会社变更后权利人:登记生效日:2004.12.3|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

B21D5/01; B23Q17/00

主分类号:

B21D5/01; B23Q17/00

申请人:

村田机械株式会社; 阿米太克株式会社

发明人:

伊藤俊逸; 后藤忠敏

地址:

日本京都府

优先权:

1999.10.07 JP 286744/1999

专利代理机构:

永新专利商标代理有限公司

代理人:

黄剑锋

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内容摘要

弯曲机械及其运转方法运转方法,能把结构紧凑的角度测量仪内置到金属模具中并进行高精度的加工。用以直线状延伸的上模及下模进行弯曲加工,把角度测量仪内置到上模中。该测量仪由连杆式的角部接触工具和计测该工具变位的诱导型直线位置检测器构成。为学习而运转时,测量弯曲过程中上模的位置、载荷及其弯曲角度,之后测量弹性变形回复后的弯曲角度。依各测量值相互关系得到进行弯曲机械的弯曲角度控制的可调整部分的下一次修正值。

权利要求书

1、一种弯曲机械,是在把板材用直线状延伸的阳模与阴模
夹持住进行弯曲加工的弯曲机械,其特征是,把用于计测由该
阴、阳模进行弯曲的板材的弯曲角度的角度测量仪组装到阳模
内,所述角度测量仪包括:与板材的弯曲加工的凹角部的两面接
触、产生与角部成形面间的开度角对应的直线位置变位的角部接
触工具;及用于测量该角部接触工具直线位置变位的诱导型直线
位置检测器。
2、根据权利要求1记载的弯曲机械,其特征是,所述直线位
置检测器是利用电流相位角的变化检测直线位置的变位的,并具
有把直线位置检测用的线圈的温度特性与数个线圈或阻抗装置的
输出相抵消、进行补偿功能。
3、根据权利要求1或2所记载的弯曲机械,其特征是,所述
阳模由沿模宽方向并列的数个分割模形成,通过变更分割模的排
列个数,可以使模宽变更,在任何一个分割模的分割模相互间的
侧端面上设有容纳凹部,所述角度测量仪容纳在该容纳凹部中。
4、一种弯曲机械的运转方法,是如权利要求1或2或3所记载
的弯曲机械运转的方法,其特征是,测量弯曲过程中作为阳模的
上模的升降位置、作用在上模上的载荷及板材的弯曲角度,在该
弯曲过程之后,测量在上模的某种程度的恢复状态或上模的加压
缓冲状态下的板材弹性变形恢复后的弯曲角度,根据所测量的上
模的升降位置、作用在上模上的载荷、板材的弯曲角度及弹性恢
复后的弯曲角度的相互关系,得到进行弯曲机械的弯曲角度控制
的可调整部分的下一次修正值。
5、一种弯曲机械的运转方法,其特征是,是如权利要求4所
记载的弯曲机械的运转方法,预备把弯曲过程中的上模的升降位
置、作用到上模上的载荷以及板材弯曲角度的相互关系分类成数
种特性曲线的特性曲线图表、以及把与弹性变形回复后的弯曲角
度对应的所述可调整部分的下一次修正值给予所述每一种特性曲
线的修正值换算数据,对照前面的特性曲线图表,选择与弯曲过
程中所测量的上模的升降位置、作用到上模上的载荷以及板材弯
曲角度对应的特性曲线,把弯曲过程后的所述弹性变形回复后的
弯曲角度用所选择的修正值换算数据换算,得到可调整部分的下
一次修正值。
6、一种弯曲机械的运转方法,是如权利要求5所记载的弯曲
机械的运转方法,其特征是,所述弯曲机械可改变作为阴模的下
模的底面高度,让上模下降到把板材压到下模底面上的状态下进
行弯曲,所述可调整部分是下模的底面高度,从所述修正值换算
数据所得到的下一次修正值是所述底面高度的修正值。
7、一种弯曲机械的运转方法,是如权利要求5所记载的弯曲
机械的运转方法,其特征是,所述弯曲机械用作为阳模的上模向
下模的进入量的调整来确定弯曲角度,并且,所述可调整部分是
上模,由所述修正值换算数据所得到的下一次修正值,是上模进
一步从板材弯曲角度成为目标角度的上模升降位置下降的相对于
过行程目标值的修正值。
8、根据权利要求6所记载的弯曲机械的运转方法,其特征
是,弯曲过程中所产生的上模的升降位置、作用到上模上的载荷
以及板材弯曲角度的关系的特性曲线,是对应于载荷峰值点到目
标角度的上模的行程以及目标角度到最低点的上模的行程进行分
类的。
9、一种弯曲机械,是如权利要求1或2或3所记载的弯曲机
械,具有进行弯曲角度控制的可调整部分,其特征是,
设置有学习控制装置,该学习控制装置包括:
把弯曲过程中的上模的升降位置、作用到上模上的载荷以及
板材弯曲角度的相互关系分类成数种特性曲线的特性曲线图表;
把与弹性变形回复后的弯曲角度对应的所述可调整部分的下
一次修正值给予所述每一种特性曲线的修正值换算数据;
测量弯曲过程中上模的升降位置、作用到上模上的载荷以及
板材的弯曲角度的装置;
测量弯曲后上模某种程度的恢复状态或上模加压缓冲状态下
的板材弹性变形回复后的弯曲角度的装置;
根据弯曲过程中所得到的上模的升降位置、作用到上模上的
载荷以及板材的弯曲角度值,选择所述特性曲线图表的相应的特
性曲线,根据所选择的特性曲线,借助于所述修正值换算数据,
生成与弹性变形回复后的弯曲角度对应的可调整部分的下一次修
正值的修正值生成装置。

说明书

弯曲机械及其运转方法

本发明涉及弯板机等弯曲机械及其运转方法,特别是关于一
边进行弯曲一边进行角度检测的技术。

以往,弯板机等弯曲机械,为了进行加工中弯曲角度的控制
或判断被加工的板材弯曲角度的好与否等,通过联机进行弯曲角
度的测量。在弯曲机械中,作为联机测量弯曲角度的角度测量
仪,一般来说,采用设置在上模附近、并通过测量仪插脱机构在
板材的弯曲加工部进行插脱的结构。除此之外,也有一部分提出
在上模中内置角度测量仪的技术。

作为采用上述测量仪插脱机构的技术,把平行连杆状的角部
接触工具插入板材的弯曲加工部,让该角部接触工具与板材的角
部成形面接触,用旋转式编码器计测所产生的连杆结合部的直线
位置的变位(日本特许第2630720号公报等)。因此,板材的姿
势很难把握,而且只能在与板材的厚度变动的影响无关或与构成
板材凹角部的两面尺寸无关的情况下进行测量。

但是,由于要把角部接触工具的直线位置的变位变换成编码
器的旋转,在该运动变换部所产生的微小误差限制了测量精度,
因而,很难进一步提高测量精度。另外,由于必须使用测量仪插
脱机构,致使测量用的装置整体大型化,而且还要设置数个角度
测量仪,很难进行离开板材弯曲线方向的数个位置的角度测量。
因此,人们希望这种数个位置的测量能确保原有弯曲加工的精
度。

如果上述角度测量仪内置在上模中,虽然数个位置的设置比
较容易进行,但是,由于旋转式编码器是在纵横及深度方向上共
同具有某种程度的尺寸的立体形状,因而,内置到弯板机的上模
这样的扁平部件内很困难。弯板机的上模,其厚度约为例如数个
毫米的程度,在这样扁平的弯板机模中,对弯板机的模强度没有
影响就能内置到其中的角度测量仪,目前几乎还没有实用的例
子。

作为把角度测量仪内置到弯板机上模中的提案例子,有把宽
度彼此不同的两个扫描部件插入板材的凹角部、让各自的两端与
凹角部的两面接触、由该扫描部件进入凹角部的深度之差换算弯
曲角度的方案。各扫描部件采用盘状或杆状等结构。进入深度之
差用PSD(位置反应检波器)等光学传感器检测。

但是,光学传感器受热会变弱,随着弯曲加工的发热等有可
能降低测量精度。此外,正因为角度测量仪是内置结构,必须把
上模作成分割结构,不但使上模结构复杂化,而且降低了上模的
强度,为了对此进行补救,就必须使上模大型化。

再者,在板材的弯曲加工中,有称作弹性变形回复的现象、
即因板材的弹性使弯曲角度回复的现象发生,结果带来了不但要
进行高精度的检测、而且检测还要花费时间的问题。例如,在检
测弹性变形回复后的弯曲角度时,要求弯曲载荷一度降低,这
时,板材的姿势会发生变化,这种姿势的变化与柔软相适应也成
为一个课题。因此,需要对内置角度测量仪的弯曲机械进行改
进,开发出这种弯曲机械的有效的运转方法。

除此之外,作为设置在弯曲机械上的角度测量仪,有应用图
像处理的角度测量仪,这种角度测量仪用半导体激光把狭缝光照
射在被测量物上,用CCD摄像机对弯曲部的图像进行摄像,求出
弯曲角度。但是,这种角度测量仪,因周围的亮度有变动,要以
最大程度地把握计测精度,结果,使结构复杂并提高了成本。

因此,本发明的目的是,提供一种可把结构紧凑的角度测量
仪内置到金属模具中,一边可进行弯曲加工,一边可进行高精度
角度测量的弯曲机械。

本发明的另一目的是,可在不受信号衰减的影响下进行测
量,并可进行高精度角度测量,而且利用简单的结构,进行排除
温度变化的影响的角度测量。

本发明的再一目的是,通过金属模的分割,使角度测量仪很
容易内置到金属模具中。

本发明的再一目的是,提供一种使用内置到上模中的角度测
量仪,进行与弹性变形回复相对应的高精度的弯曲加工的弯曲机
械的运转方法。

为达到上述目的,本发明采取以下技术方案:

一种弯曲机械,是在把板材用直线状延伸的阳模与阴模夹持
住进行弯曲加工的弯曲机械,其特征是,把用于计测由该阴、阳
模进行弯曲的板材的弯曲角度的角度测量仪组装到阳模内,所述
角度测量仪包括:与板材的弯曲加工的凹角部的两面接触、产生
与角部成形面间的开度角对应的直线位置变位的角部接触工具;
及用于测量该角部接触工具直线位置变位的诱导型直线位置检测
器。

所记载的弯曲机械,其特征是,所述直线位置检测器是利用
电流相位角的变化检测直线位置的变位的,并具有把直线位置检
测用的线圈的温度特性与数个线圈或阻抗装置的输出相抵消、进
行补偿功能。

所记载的弯曲机械,其特征是,所述阳模由沿模宽方向并列
的数个分割模形成,通过变更分割模的排列个数,可以使模宽变
更,在任何一个分割模的分割模相互间的侧端面上设有容纳凹
部,所述角度测量仪容纳在该容纳凹部中。

一种弯曲机械的运转方法,是如权利要求1或2或3所记载的
弯曲机械运转的方法,其特征是,测量弯曲过程中作为阳模的上
模的升降位置、作用在上模上的载荷及板材的弯曲角度,在该弯
曲过程之后,测量在上模的某种程度的恢复状态或上模的加压缓
冲状态下的板材弹性变形恢复后的弯曲角度,根据所测量的上模
的升降位置、作用在上模上的载荷、板材的弯曲角度及弹性恢复
后的弯曲角度的相互关系,得到进行弯曲机械的弯曲角度控制的
可调整部分的下一次修正值。

一种弯曲机械的运转方法,其特征是,是如权利要求4所记
载的弯曲机械的运转方法,预备把弯曲过程中的上模的升降位
置、作用到上模上的载荷以及板材弯曲角度的相互关系分类成数
种特性曲线的特性曲线图表、以及把与弹性变形回复后的弯曲角
度对应的所述可调整部分的下一次修正值给予所述每一种特性曲
线的修正值换算数据,对照前面的特性曲线图表,选择与弯曲过
程中所测量的上模的升降位置、作用到上模上的载荷以及板材弯
曲角度对应的特性曲线,把弯曲过程后的所述弹性变形回复后的
弯曲角度用所选择的修正值换算数据换算,得到可调整部分的下
一次修正值。

一种弯曲机械的运转方法,是如权利要求5所记载的弯曲机
械的运转方法,其特征是,所述弯曲机械可改变作为阴模的下模
的底面高度,让上模下降到把板材压到下模底面上的状态下进行
弯曲,所述可调整部分是下模的底面高度,从所述修正值换算数
据所得到的下一次修正值是所述底面高度的修正值。

一种弯曲机械的运转方法,是如权利要求5所记载的弯曲机
械的运转方法,其特征是,所述弯曲机械用作为阳模的上模向下
模的进入量的调整来确定弯曲角度,并且,所述可调整部分是上
模,由所述修正值换算数据所得到的下一次修正值,是上模进一
步从板材弯曲角度成为目标角度的上模升降位置下降的相对于过
行程目标值的修正值。

所记载的弯曲机械的运转方法,其特征是,弯曲过程中所产
生的上模的升降位置、作用到上模上的载荷以及板材弯曲角度的
关系的特性曲线,是对应于载荷峰值点到目标角度的上模的行程
以及目标角度到最低点的上模的行程进行分类的。

一种弯曲机械,是如权利要求1或2或3所记载的弯曲机械,
具有进行弯曲角度控制的可调整部分,其特征是,

设置有学习控制装置,该学习控制装置包括:

把弯曲过程中的上模的升降位置、作用到上模上的载荷以及
板材弯曲角度的相互关系分类成数种特性曲线的特性曲线图表;

把与弹性变形回复后的弯曲角度对应的所述可调整部分的下
一次修正值给予所述每一种特性曲线的修正值换算数据;

测量弯曲过程中上模的升降位置、作用到上模上的载荷以及
板材的弯曲角度的装置;

测量弯曲后上模某种程度的恢复状态或上模加压缓冲状态下
的板材弹性变形回复后的弯曲角度的装置;

根据弯曲过程中所得到的上模的升降位置、作用到上模上的
载荷以及板材的弯曲角度值,选择所述特性曲线图表的相应的特
性曲线,根据所选择的特性曲线,借助于所述修正值换算数据,
生成与弹性变形回复后的弯曲角度对应的可调整部分的下一次修
正值的修正值生成装置。

本发明的弯曲机械,是在把板材用直线状延伸的阳模与阴模
夹持住进行弯曲加工的弯曲机械,其特征是,把用于计测由该
阴、阳模进行弯曲的板材的弯曲角度的角度测量仪组装到阳模
内,所述角度测量仪具有诱导型直线位置检测器。

根据这种结构,由于把角度测量仪组装到阳模中,因此,可
进行弯曲过程中的角度检测。另外,随着阳模弯曲加工等的升
降,角度测量仪进入板材弯曲部,不需要用于测量角度测量仪的
进退驱动的专用机械。角度测量仪具有诱导型直线位置检测器。
而诱导型直线位置检测器是小型、精度高的结构,很实用化。把
这样的结构使用到角度测量仪中,可进行高精度的角度检测。由
于弯板机比较小,向扁平的压力机型阳模的组装也很容易进行。
作为诱导型直线位置检测器,可以使用插动变压器或相位移位结
构型等种种形式。

具体地,上述角度测量仪具有例如与板材的弯曲加工的凹角
部的两面接触、产生与角部成形面间的开度角对应的直线位置变
位的角部接触工具;及用于测量该角部接触工具直线位置变位的
诱导型直线位置检测器。

直线位置检测器是利用电流相位角的变化检测直线位置的变
位的,并具有把直线位置检测用的线圈的温度特性与数个线圈或
阻抗装置的输出相抵消、进行补偿的功能。

用相位角的变化进行位置检测时,可以进行不受信号衰减影
响的检测,并进行高精度的位置检测。另外,直线位置检测器具
有把直线位置检测用的线圈的温度特性与数个线圈或阻抗装置的
输出相抵消、进行补偿的功能,因此,很容易进行排除温度变化
影响的位置检测。结果,可以在不受随着弯曲加工的发热的影响
的前提下进行测量,不需要对应于运转时间等的修正。

具体地,这样的直线位置检测器是具有例如由同相交流信号
励磁的数个线圈、进行直线变位使上述线圈的阻抗变化的磁性响
应部件以及运算电路的结构。在这种情况下,上述运算电路把上
述数个线圈的输出电压组合在一起,生成数个交流输出信号。从
该数个交流输出信号的振幅值的相关关系检测与直线位置的变位
对应的相位角。

上述阳模由沿模宽方向并列的数个分割模形成,通过变更分
割模的排列个数,可以使模宽变更。在这种情况下,在任何一个
分割模的分割模相互间的侧端面上设有容纳凹部,上述角度测量
仪容纳在该容纳凹部中。

这样,在沿模宽方向并列的分割模的分割面上形成凹部,把
角度测量仪容纳在该凹部中,在这种场合,可以把用于模宽变更
的分割用到角度测量仪的内置方面,使角度测量仪很容易向模内
内置。另外,由于角度测量仪的容纳凹部配设在分割模之间的侧
端面上,因而,可以在上模的模宽方向的数个位置设置角度测量
仪,检测弯曲部的原来的数个位置的弯曲角度,确保弯曲加工的
原有的精度。另外,把角度测量仪设在彼此间的两侧的分割模,
对于使用位置来说,可在例如同时排列的状态和非选择状态下进
行变更。

本发明的弯曲机械的运转方法,是使本发明上述任一种结构
的弯曲机械运转的方法,测量弯曲过程中作为阳模的上模的升降
位置、作用在上模上的载荷及板材的弯曲角度,在该弯曲过程之
后,测量在上模的某种程度的恢复状态或上模的加压缓冲状态下
的板材弹性变形恢复后的弯曲角度,根据所测量的上模的升降位
置、作用在上模上的载荷、板材的弯曲角度及弹性恢复后的弯曲
角度的相互关系,得到进行弯曲机械的弯曲角度控制的可调整部
分的下一次修正值。另外,上模的升降位置如果以升降动作的速
度曲线来确定,就可以根据时间得知该上模的升降位置,因而可
用时间间接地表示。本发明的其它观点的运转方法的情况,也可
以用时间来表示上模的升降位置。

在板材的弯曲加工中,产生上模的升降位置、作用到上模上
的载荷以及板材弯曲角度的相互的给定关系,弹性变形回复量也
受这些关系的影响。因此,在弯曲加工中,测量上模的升降位
置、作用到上模上的载荷以及板材的弯曲角度,同时测量弹性变
形回复后的弯曲角度,从这些测量值的相互关系中得到受弯曲机
械的弯曲角度影响的可调整部分的下一次修正值,由此,可使下
一次的弯曲加工在高精度下进行。弹性变形回复后的弯曲角度在
继续弯曲加工、上模的某种程度的恢复状态或上模的加压缓冲状
态下进行测量,因而,可以测量实际中产生弹性变形回复的状态
下的角度,能用内置在上模中的角度测量仪简单地且高精度地进
行检测。该弯曲机械的运转方法也可以仅在例如试验弯曲时采
用,之后,用试验弯曲时得到的下一次修正值进行修正并运转。

在该弯曲机械的运转方法中,预备把弯曲过程中的上模的升
降位置、作用到上模上的载荷以及板材弯曲角度的相互关系分类
成数种特性曲线的特性曲线图表、以及把与弹性变形回复后的弯
曲角度对应的上述可调整部分的下一次修正值给予上述每一种特
性曲线的修正值换算数据,对照前面的特性曲线图表,选择与弯
曲过程中所测量的上模的升降位置、作用到上模上的载荷以及板
材弯曲角度对应的特性曲线,把弯曲过程后的上述弹性变形回复
后的弯曲角度用所选择的修正值换算数据换算,得到可调整部分
的下一次修正值。

弹性变形回复后的弯曲角度和弯曲角度控制用的可调整部分
的调整量的关系曲线,由弯曲过程中所产生的上模的升降位置、
作用到上模上的载荷以及板材弯曲角度的相互关系分类成数种特
性曲线,每一种特性曲线有共同的趋势,通过研究可以掌握。例
如即使板材的板厚、材质发生变化,也可以利用上述各测量值的
关系进行特性曲线化。因此,预备上述特性曲线图表以及特性曲
线图表之外的修正值换算数据,用弯曲过程中得到的各测量值选
择特性曲线后,用所选择的特性曲线修正值换算数据进行换算,
得到可调整部分的下一次修正值,由此,可以简化高精度的弯曲
加工,省去复杂的运算,并能迅速地进行。在根据弹性变形回复
后的弯曲角度并用修正值换算数据等得到下一次修正值时,可以
按照原样处理弯曲角度,也可以用弹性变形回复后的弯曲角度和
目标角度的误差等进行处理。

在本发明的弯曲机械的运转方法中,弯曲机械的种类、作为
阴模的下模的底面高度可以改变,在上模下降到把板材压到下模
底面上的状态下进行弯曲,在这种场合,上述可调整部分是下模
的底面高度,从上述修正值换算数据所得到的下一次修正值是上
述底面高度的修正值。

在本发明的弯曲机械的运转方法中,弯曲机械的种类用作为
阳模的上模向下模的进入量的调整来确定弯曲角度,在这种场
合,上述可调整部分是上模。由上述修正值换算数据所得到的下
一次修正值,是上模进一步从板材弯曲角度成为目标角度的上模
升降位置下降的相对于过行程目标值的修正值。

在上述下模的底面高度可改变的形式的弯曲机械的运转方法
的场合,弯曲过程中所产生的上模的升降位置、作用到上模上的
载荷以及板材弯曲角度的关系的特性曲线,是对应于载荷峰值点
到目标角度的上模的行程以及目标角度到最低点的上模的行程进
行分类的。

研究结果表明,可以利用这样的载荷峰值点的前后行程进行
特性曲线的分类,由此,可更进一步沿通用化趋势进行特性曲线
化。

本发明的另一观点的弯曲机械,是本发明上述任一结构的弯
曲机械,具有进行弯曲角度控制的可调整部分,其特征是,

设置有下述学习控制装置,该学习控制装置包括:

把弯曲过程中的上模的升降位置、作用到上模上的载荷以及
板材弯曲角度的相互关系分类成数种特性曲线的特性曲线图表;

把与弹性变形回复后的弯曲角度对应的上述可调整部分的下
一次修正值给予上述每一种特性曲线的修正值换算数据;

测量弯曲过程中上模的升降位置、作用到上模上的载荷以及
板材的弯曲角度的装置;

测量弯曲后上模某种程度的恢复状态下的板材弹性变形回复
后的弯曲角度的装置;

根据弯曲过程中所得到的上模的升降位置、作用到上模上的
载荷以及板材的弯曲角度值,选择上述特性曲线图表的相应的特
性曲线,根据所选择的特性曲线,借助于上述修正值换算数据,
生成与弹性变形回复后的弯曲角度对应的可调整部分的下一次修
正值的修正值生成装置。

通过设置这种结构的学习控制装置,能够实施得到本发明上
述的特性曲线化的下一次修正值的运转方法。

本发明的优良效果:

本发明的弯曲机械,把用于计测板材弯曲角度的角度测量仪
组装到阳模内,上述角度测量仪具有诱导型直线位置检测器,因
此,可以把结构紧凑的角度测量仪内置到金属模具中,一边进行
弯曲加工,一边进行高精度的角度测量。

上述角度测量仪是用电流相位角的变化进行检测的,并具有
把线圈的温度特性与数个线圈或阻抗装置的输出相抵消进行补偿
的功能,在这种情况下,不会出现信号衰减的问题,能进行更高
精度的角度测量,而且能够用简单的结构进行排除温度变化的影
响的角度测量。

在阳模由沿模宽方向并列的数个分割模形成的场合,分割模
相互间的侧端面设置有容纳凹部,用于容纳角度测量仪,在这种
情况下,由于角度测量仪内置的原因,不需要对金属模进行分
割,可以很容易地把角度测量仪内置到金属模内。

本发明的弯曲机械的运转方法,利用内置到上模中的角度测
量仪,进行与弹性变形回复对应的高精度的弯曲加工。特别是在
预备对弯曲过程中所产生的上模升降位置、作用到上模上的载荷
以及板材弯曲角度的相互关系进行分类的特性曲线图表、以及把
与弹性变形回复对应的下一次修正值给予每一种特性曲线的修正
值换算数据的情况下,不管板厚或材质等的情况怎样,都能得到
弯曲角度的目标角度,能进行学习控制所产生的适当的修正,对
于与弹性变形回复对应的高精度的弯曲加工来说,能够简单地进
行控制并迅速地进行。

以下参照附图,详细说明本发明的实施例。

图1是本发明一实施例的弯曲机械的正面图。

图2是该弯曲机械的侧视图。

图3(A)~(C)分别是该弯曲机械上模的分割模的断面
图、正面图及侧视图。

图4(A)是该分割模尖端部的放大侧视图,(B)是其变形
例的侧视图。

图5(A)是表示内置到弯曲机械中的角度测量仪与上模的剖
视正面图,(B)是其侧视图。

图6是角度测量仪动作说明图。

图7是表示弯曲机械下模与上模关系的侧视图。

图8是表示弯曲机械下模变形例与上模关系的侧视图。

图9是表示弯曲机械下模另一变形例与上模关系的侧视图。

图10(A)~(C)分别是表示角度测量仪直线位置检测器的
外观透视图、沿线圈轴向的断面图以及与该线圈有关的电路图。

图11是该直线位置检测器的检测动作说明图。

图12是表示直线位置检测器的变形例的与线圈有关的电路
图。

图13是表示直线位置检测器的另一变形例的与线圈有关的电
路图。

图14是表示直线位置检测器的再一变形例的与线圈有关的电
路图。

图15是表示直线位置检测器的再一变形例的与线圈有关的电
路图。

图16是表示直线位置检测器的再一变形例的与线圈有关的电
路图。

图17是表示直线位置检测器的再一变形例的剖视透视图。

图18是表示直线位置检测器的电路图。

图19是表示直线位置检测器测量电路的一个例子的方框图。

图20是表示直线位置检测器测量电路的另一个例子的方框
图。

图21是表示弯曲机械控制系统的方框图。

图22是表示该控制系统的弯曲机械的运转方法程序方框图。

图23是表示弯曲机械控制系统再一例子的方框图。

图24是控制系统的学习控制装置的方框图。

图25是控制系统的学习控制的程序方框图。

图26是表示在控制系统中进行学习控制时各种信号关系的曲
线图。

图27是表示弯曲机械控制系统再一例子的方框图。

图28是控制系统的学习控制装置的方框图。

图29是表示在该控制系统中进行学习控制时各种信号关系的
曲线图。

实施发明的形式

对本发明的一实施例与附图一起进行说明。图1是备有角度
测量仪的弯曲机械的主视图,图2是其侧视图。该弯曲机械是弯
板机,在工作台1上安装有构成阴模的直线状下模2,在压头3的
下端安装有构成阳模的上模4。压头3通过其两侧的导向件5可自
由升降地设置在工作台1上,并由压头升降驱动装置6升降驱动。
压头升降驱动装置6由电动马达或液压缸等组成,在任意位置可
进行升降位置的控制。

下模2及上模4沿各自模宽方向分割为数个分割模2A、4A。通
过选择分割模2A、4A的排列个数,可以改变模宽。该模宽的变更
通过用分割模选择机构(图中未示),使分割模2A、4A在加工使
用时的使用位置(图示位置)和退避位置之间移动来进行。在上
模4的一部分或全部的分割模4A上,设置有角度测量仪9。

在工作台1上,在下模2的前后位置设置有板材支持架7和量
规8。要弯曲的板材W置于板材支持架7上,并插入到下模2,直到
与量规8接触的位置。通过压头3使上模4下降,在作为阴模的下
模2与作为阳模的上模4的夹持作用下,把板材W弯曲成V字状。

下模2在本实施例中为3点工作台用下模,如图7所示,具有
方形的下模槽2a。另外,下模2具有可变底部2aa,其槽深通过
可变底部2aa的上下位置的调整来改变。可变底部2aa通过底面
高度调整机构29进行上述位置的调整。底面高度调整机构29由与
可变底部2aa的倾斜底面接触并可自由进退的锥状部件29a、使
该锥状部件29a进退的丝杠机构29b及驱动用的马达29c构成。

上模4,其尖端部4a作成锐角状的V字形断面形状,其尖端缘
4aa作成钝角V字形断面或圆弧状曲面的断面形状。上模4的厚度
与下模2的槽宽相比,十分薄。

在使用这种3点工作台用的下模2的场合,板材W的弯曲是通
过把上模4下降到使板材W到达下模2的槽底的位置来进行的。板
材W的弯曲角度由下模2的槽宽及槽深大致地确定,再加上作用到
板材W上的弯曲载荷即、使上模4下降的加压压力和上模4的圆弧
状或钝角状的尖端缘4aa的断面形状的要素来确定。

下模2除了用于图7的3点工作台用结构外,也可以用于图8所
示的空气工作台用结构或图9所示的平底用结构,在空气工作台
用结构或平底用结构的下模2的场合,作为其模面的下模槽2b、
2c的任何一方作成V形槽状,但是,下模2与板材W的接触点,在
空气工作台用结构中为下模槽2b的开口缘4ba,在平底用结构中
为下模槽4c的槽底附近部4ca。

板材W的弯曲角度在空气工作台及平底结构中,是通过下模
槽2b的槽宽、槽两侧面所呈的角度,上模4的尖端缘4aa的断面
形状以及上模2向下模内伸入的量来确定的。

图3示出了上模4的一个分割模4A。分割模4A在上部设有与上
述分割模选择机构配合的配合部10,在构成分割模相互邻接的面
的侧端面上设有角度测量仪的容纳凹部11。该容纳凹部11作成上
下延伸的槽状,在该容纳凹部11内设置有图5所示的角度测量仪
9。

角度测量仪9由角部接触工具12和诱导型直线位置检测器13
构成,容纳在各角度测量仪容纳凹部11的下部及上部。角部接触
工具12与形成被测量物的板材W弯曲加工的凹角部的两侧角部形
成面a、a接触,沿Y方向产生与角部形成面a、a之间的开度角α
对应的直线位置的变位。直线位置检测器13测量该角部接触工具
12的直线位置的变位。

角部接触工具12具有进入板材W的凹角部内、与两侧角部形
成面a、a接触的接触部件14以及随着该接触部件14的变位产生
朝凹角部的进入方向(上下方向)Y的直线位置变位的直线变位
部件15。直线位置检测器13具有线圈16、在该线圈16内沿直线
方向自由进退的杆状磁性响应部件17,该磁性响应部件17固定在
角部接触工具12的直线变位部件15上。

接触部件14由4个连杆14a~14d组成的平行连杆机构构成,
这些连杆14a~14d由上下隔开的两个支持销18、19和左右隔开
的两个连接销20、20顺次连接在一起。上侧支持销18设置在直
线变位部件15上,由导向件21导向,只能在上下方向的给定范围
(导向件长度范围)自由地移动。下侧支持销19与直线变位部件
15隔开而设置,由导向件22导向,使其只能在上下方向的给定游
动范围(导向件长度范围)自由地移动。下侧支持销19为基准位
置侧支持销,上侧支持销18为变位侧支持销。左右连接销20、
20可任意地自由移动。上述导向件21、22作成在相邻的两侧分
割模4A、4A的侧端面上所形成的对峙的一对导向槽,支持销
18、19从连杆14a~14d向两侧突出,该突出部分可自由移动地
嵌合到导向件21、22上。基准位置侧导向件22设定成游动范围
比较小的形式。另外,基准位置侧导向件22也可以如图4(B)所
示的变形例那样,作成能产生支持销19沿横向移动的游动的形
式。

在图5中,直线变位部件15以仅可沿上下方向自由移动的方
式设置在分割模4A上,并由复位用弹性体25朝下方施力。复位用
弹性体25由压缩螺旋弹簧组成,并设置在直线变位部件15上突设
的轴部15a的外周上。该复位用弹性体25及直线变位部件15的一
部分容纳在角度测量仪容纳部11内所设置的下方深槽部11a内。

磁性响应部件17,其轴心位于与上下支持销18、19垂直相交
的位置,并朝上方突出固定在直线变位部件15上。线圈16的端子
群16a设置在线圈16的上部,从置于分割模4A上的配线孔23导
出。

角度测量仪9,考虑其构成部件时,要使分割模4A成为设置
直线位置检测器13的线圈16并自由进退地支持角部接触工具12
的接触工具导向部件。

诱导型直线位置检测器13是利用电磁诱导原理来检测直线位
置变位的装置,也包括一般的差动变压器或输出具有与检测对象
直线位置相关的电流相位角的交流信号的相位移位型直线位置检
测器。在该例子中,诱导型直线位置检测器13采用下述构成。

该直线位置检测器13如图10所示,是把线圈只作成初级线圈
的结构。该例示出了在分别具有表示正弦及余弦函数特性的振幅
的两种交流输出信号中,得到电角度从0度到360度的全部范围的
振幅变化的例子。图10(A)是由外观概略图表示的该直线位置
检测器13的线圈16与磁性响应部件17的物理配置关系的一个例
子,图10(B)是线圈轴向的断面概略图,图10(C)示出了线
圈16的电路的一个例子。图10所示的位置检测装置用于检测检测
对象的直线位置,例如,当线圈16相对固定时,磁性响应部件17
根据检测对象的变位作相对的直线变位。

磁性响应部件17是磁性特性相对线圈变化的材质的部件,由
磁性体或良导电体组成。磁性响应部件17只有一部分为磁性体或
良导电体也可以,但是,在该例子中,全部都是磁性体或良导电
体,例如,为金属丝之类的细销状部件。

线圈16沿检测对象的变位方向顺次排列有由交流电源50所产
生的同相检测信号sinωt励磁的数个线圈Lα、LA、LB、LC、
LD、Lβ。通过磁性响应部件17相对于线圈16的相对位置的变
化,与该位置相对应,各线圈Lα、LA、LB、LC、LD、Lβ的电感
发生变化,磁性响应部件17的端部17a在从一个线圈的一端变位
到另一端期间,该线圈两端之间的电压逐渐增加或逐渐减少。

在该例中,线圈数目为6个,其中与4个线圈LA、LB、LC、
LD对应的范围是有效检测范围。一个线圈的长度为K时,其4倍的
长度4K为有效检测范围。有效检测范围的前后分别设置的一个线
圈Lα、Lβ为辅助线圈。辅助线圈Lα、Lβ是为了得到可靠的余弦
函数特性而设置的,在不需要追求精度的场合,可以省略。各线
圈Lα、LA、LB、LC、LD、Lβ不需要设置成物理可分离的独立线
圈,在一连串线圈的中间设置端子、各端子之间为单个线圈的形
式也是可行的。

模拟运算电路40、41,包括电阻电路群RS1、RS2和运算放
大器OP1、OP2,并通过端子43、44、45、46、47、48、49分别
取出各线圈Lα、LA、LB、LC、LD、Lβ的端子间电压Vα、VA、
VB、VC、VD、Vβ,通过对这些端子间电压进行加法运算和/或减
法运算,生成与检测对象位置(磁性响应部件17的端部17a进入
线圈16内的位置)对应的分别表示依据给定周期函数特性的振幅
的数个交流输出信号sinθsinωt及cosθsinωt。把这些交流输出
信号sinθsinωt及cosθsinωt输入给相位检测电路42,检测该振
幅函数sinθ及cosθ的相位角成分θ,由此,可无条件地检测出检
测对象位置,线圈16的线圈数量或配置等并不限于图示的位置,
可以进行各种变更。另外,各端子43~49的输出也可以进行数字
处理。

为了用小型结构进行高精度的角度检测,将该图例的诱导型
直线位置检测器13用于角度测量仪9中,这样,可把角度测量仪9
结构紧凑地容纳到弯曲机械的上模4内,用简单构成进行精度高
的弯曲加工。

下文具体地说明该直线位置检测器13的作用。磁性响应部件
17相对各线圈接近或进入的配合量越增加,各线圈自己的电感越
增加,该部件的端部从一个线圈的一端变位到另一端期间,该线
圈的两端间电压也递增地变化。由于数个线圈Lα、LA、LB、
LC、LD、Lβ沿着检测对象的变位方向顺次排列,因此,磁性响
应部件相对于这些线圈的位置根据检测对象的变位随之相对地变
位,如图11(A)所示,轮流引起各线圈的两端间电压Vα、VA、
VB、VC、VD、Vβ的递增变化。在图(A)中,在某一线圈输出电
压倾斜的区间,磁性响应部件17的端部从该线圈的一端向另一端
变位。典型地,磁性响应部件17的端部从某一线圈的一端向另一
端变位期间所产生的该线圈两端间电压的递增变化曲线,可以模
拟正弦或余弦函数的90度范围的函数值变化。因此,通过把各线
圈输出电压Vα、VA、VB、VC、VD、Vβ分别适当地组合、进行加
法运算和/或减法运算,生成与检测对象位置对应的分别具有表
示正弦及余弦函数特性的振幅的两个交流输出信号sinθsinωt及
cosθsinωt。

即是说,在模拟运算电路信号40中,通过用下述(1)式运
算线圈LA、LB、LC、LD的输出电压VA、VB、VC、VD,可以得到
图11(B)所示的表示正弦函数特性振幅曲线的交流输出信号,
并将其用等价的“sinθsinωt”表示。

(VA-VB)+(VD-VC)……………………………(1)

另外,在模拟运算电路41中,通过用下述(2)式运算线圈
Lα、LA、LB、LC、LD、Lβ输出电压Vα、VA、VB、VC、VD、Vβ,
可以得到图11(B)所示的表示余弦函数特性振幅曲线的交流输
出信号。另外,图11(B)所示的余弦函数特性振幅曲线实际上
是负余弦函数特性即、“-cosθsinωt”,相对于正弦函数特性
来说,是相差90度的曲线,因此相当于余弦函数特性。所以,将
此称作余弦函数特性的交流输出信号,下文用等价的
“cosθsinωt”表示。

(VA-Vα)+(VB-VC)+(VB-VD)……………(2)

另外,代替(2)式的运算,也可以用下述(2′)式进行运
算。

(VA-Vα)+(VB-VC)-VD……………………(2′)

通过把用(2)式求出的负余弦函数特性的交流输出信号“-
cosθsinωt”进行电流的180度相位的颠倒处理,实际上可以生
成用cosθsinωt表示的信号,以此作为余弦函数特性的交流输出
信号,也是可行的。但是,在后一级的相位检测电路(振幅相位
变换电路)42中,例如,用“-cosθsinωt”的形式对余弦函数
特性的交流输出信号进行减法运算使用时,依然可使用负余弦函
数特性的交流输出信号“-cosθsinωt”。另外,代替(2)式的
运算,用下述(2″)式进行运算,实际上也能构生成余弦函数
特性的交流输出信号“cosθsinωt”。

(Vα-VA)+(VC-VB)+(VD-Vβ)………………(2′′)

作为各交流输出信号的振幅成分的正弦及余弦函数的相位角
e与检测对象位置对应,90度范围的相位角θ与一个线圈的长度K
对应。因此,4K长度的有效检测范围与从相位角θ的0度到360度
的范围对应。这样,通过检测该相位角θ,就可以无条件地检测
出4K长度范围的检测对象位置。

下文说明温度特性的补偿。各线圈的阻抗与温度对应地变
化,其输出电压Vα、VA、VB、VC、VD、Vβ也随之变动。例如,
在图11(A)中相对于实线曲线来说,用虚线表示的各电压朝一
个方向增加或减少地变动。但是,通过对此进行加减运算合成而
得到的正弦及余弦函数特性的交流输出信号sinθsinωt及
cosθsinωt,相对于图11(B)的实线曲线来说,虚线所表示的
曲线表现为正负两方向的振幅变化。如果用振幅系数A来表示该
振幅变化,就会有Asinθsinωt及Acosθsinωt成立,该振幅系数
A根据周边环境温度而变化,该变化在两个交流输出信号中表现
为相同的。由此可明显地看出,表示温度特性的振幅系数A对于
正弦及余弦函数的相位角θ没有影响。因此,在该实施例中,能
自动地进行温度补偿,有望获得高精度的位置检测。

通过用相位检测电路(或振幅相位变换装置)42计测正弦及
余弦函数特性的交流输出信号sinθsinωt及cosθsinωt的振幅函
数sinθ与cosθ的相位成分θ,可以无条件地检测出检测相对位
置。作为该相位检测电路42可以采用例如特开平9-126809号公
报所公开的技术。或者使用公知的把用于处理旋转变压器
(resolver)输出的R-D换流器作为该相位检测电路42使用。

如图11(B)所示,正弦及余弦函数特性的交流输出信号
sinθsinωt和cosθsinωt的振幅特性,在保持角度e与检测对象
位置x为线性时,不能表示为真正的正弦及余弦函数特性。但
是,在相位检测电路42中,从外观上看,该交流输出信号
sinθsinωt和cosθsinωt可以分别作为具有正弦及余弦函数的振
幅特性的形式进行相位检测处理。结果,所检测的相位角θ相对
于检测对象位置x不表示为线性特性。不过,在位置检测中,这
样的检测输出数据(所检测的相位角θ)与实际的检测对象位置
的非直线性是不太重要的问题。也就是说,利用给定的反复再现
性可以进行位置检测。此外,如果需要的话,可以利用适当的数
据变换图表对相位检测电路42的输出数据进行数据变换,由此,
能很容易地保持检测输出数据与实际的检测对象位置之间的正确
的线性特性。因此,在该说明书中叙述的具有正弦与余弦函数振
幅特性的交流输出信号sinθsinωt和cosθsinωt,不需要表示为
真正的正弦与余弦函数特性,如图11(B)所示,实际上成为三
角波形状也是可以的,并且可按照需要表示其倾斜程度。即是
说,表现为与正弦等三角函数类似的周期函数。再者,在图11
(B)的例子中,如果改变观点、把其转动中心的刻度定为θ、而
该刻度由所需要的非线性刻度组成的话,当把转动中心的刻度定
为x时,即使外观上好像是三角波形状,但依然可以称作与θ有关
的正弦函数或余弦函数。

正弦与余弦函数特性的交流输出信号sinθsinωt和
cosθsinωt的振幅函数sine及cose的相位成分e的变位范围并不
限于上述实施例的从0度360度的全部范围,也可以在比该范围窄
的有限角度范围内变化。在这种场合,可以简化线圈结构。在以
微小变位为目的的情况下等,有效检测范围比较窄,因此,在这
种场合,可能检测的相位范围可以是不满360度的适当的范围。
除此之外,由于根据检测目的,可以把可能检测的相位范围选择
在不满360度的适当范围,因此,可适用于各种场合。下文描述
这些变形例。

图12示出了可以产生从0度180度范围的相位变化的例子。在
这种场合,线圈16由与有效检测范围对应的两个线圈LA、LB及
其前后分别设置的一个辅助线圈Lα、Lβ构成。在模拟运算电路
53中,输入各线圈的端子间电压Vα、VA、VB、Vβ,并用例如下
述(3)式进行运算,生成表示正弦函数特性的振幅曲线的交流
输出信号sinθsinωt,再用下述(4)式进行积算,生成表示余
弦函数特性的振幅曲线的交流输出信号cosθsinωt。

VA-VB………………………………(3)

(VA-Vα)+(VB-Vβ)……………(4)

图13示出了可以产生从0度90度范围的相位变化的例子。在
这种场合,线圈16由与有效检测范围对应的一个线圈LA及其前后
分别设置的一个辅助线圈Lα、Lβ构成。在模拟运算电路54中,
输入各线圈的端子间电压Vα、VA、Vβ,并用例如下述(5)式进
行运算,生成表示正弦函数特性的振幅曲线的交流输出信号
sinθsinωt,再用下述(6)式进行运算,生成表示余弦函数特
性的振幅曲线的交流输出信号cosθsinωt。

VA-Vβ………………………………(5)

VA-Vα………………………………(6)

在上述各例中,在有效检测范围前后分别设置了辅助线圈
Lα、Lβ,不过,这些辅助线圈Lα、Lβ可以省略。图14就是这样
的一个例子,该图表示的是能产生从0度到180度范围的相位变化
的例子。

在这种情况下,用减法运算电路55对线圈LA、LB的两端电压
VA、VB进行减法运算,由此,可以用该减法运算结果“VA-VB”
生成正弦函数特性的交流输出信号sinθsinωt。此外,用加法电
路运算56对线圈LA、LB的两端电压VA、VB进行加法运算,用减
法运算电路58,从该加法运算结果VA+VB中减去定电压发生电路
57所产生的定电压VN,以该减法运算结果“VA+VB-VN”就可以
生成余弦函数特性的交流输出信号cosθsinωt。因此,由定电压
发生电路57所产生的定电压VN保持着与线圈LA、LB的温度特性
变化相同的温度特性而变化着。结果,定电压发生电路57可以采
用具有与线圈LA或LB同等特性的虚设线圈。并由相同励磁交流信
号进行励磁。

作为直线位置检测器13的另一个例子,可以采用只设置一个
与有效检测范围对应的线圈的形式。在这种情况下,与一个线圈
的线圈长度K对应的有效检测范围的相位变化幅度不满90度。图
15示出了这样的一个例子,设置有一个线圈LA,在该线圈LA上
串联连接电阻元件RI。由此,根据磁性响应部件17的变位,线圈
LA的端子间电压VA的振幅成分递增地变化时,与之对应,电阻元
件RI的端子间电压压降VR的振幅成分递减地变化。如果以该电阻
元件RI的端子间电压压降VR为正弦函数特性的交流输出信号
sinθsinωt、以线圈LA的端子间电压VA为余弦函数特性的交流输
出信号cosθsinωt的话,正弦函数与余弦函数就能和交叉或不满
90度的幅的角度范围的特性相对应。因此,通过把这些交流输出
信号输入到相位检测电路42中,就可以无条件地检测出该不满90
度的幅的角度范围的相位角θ。

图16是图15的变形例,代替电阻元件RI,设置有虚设线圈
LN。该虚设线圈LN与受磁性响应部件17的变位影响的检测用线
圈LA串联连接在一起,但是,该虚设线圈LN并不受磁性响应部件
17变位的影响,运算电路59根据给定的运算式子,计算这些电压
VA、VN,例如通过“VA+VN”的运算,可以生成正弦函数特性的
交流输出信号sinθsinωt、并通过“VA-VN”的运算,生成余弦
函数特性的交流输出信号cosθsinωt。

图17示出了诱导型直线位置检测器13利用初级线圈及次级线
圈的例子。该直线位置检测器包括线圈16和磁性响应部件17,线
圈16具有单相交流励磁的初级线圈和配置在与直线变位方向有关
的不同位置的数个次级线圈,磁性响应部件17设置成使磁性响应
部件26沿直线变位方向以给定的间距多次重复,并用随着各次级
线圈配置的错位而不同的振幅函数特性,使各次级线圈感应根据
检测对象直线位置调幅的诱导输出交流信号。各振幅函数以磁性
响应部件26反复移动的间距为一个循环,使次级线圈感应的各诱
导输出交流信号分别周期地变化。另外,这种形式的直线位置检
测器13在例如特开平10-153402号公报中已经公开。

磁性响应部件17包括销状芯部17a和以上述给定的间距反复
移动地配置在该芯部17a周围的磁性响应部件26。磁性响应部件
26是磁性体或良导电体,也可以是磁铁。芯部17a的材料没有特
别的限定。如果需要,磁性响应部件17,也可以采用使有磁性响
应部件26的位置与没有磁性响应部件26的位置之间受线圈16影
响的磁性响应特性不同的结构。

线圈16包括由单相交流信号励磁的初级线圈PW1~PW5和配
置在相对于直线变位方向Y的不同位置的数个次级线圈SW1~
SW4。初级线圈PW1~PW5的个数为1个或适当的数个,其配置也
可以进行适当的选择。

利用该直线位置检测器13,根据检测对象的直线位置的变
化,使磁性响应部件17的磁性响应部件26相对于线圈16的对应
位置产生变化,这样,初级线圈PW1~PW5与各次级线圈SW1~
SW4之间的磁性结合根据检测对象的直线位置而变化,因此,在
次级线圈SW1~SW4中,以随着各次级线圈SW1~SW4配置的错位
而不同的振幅函数特性,感应出根据检测对象的直线位置调幅的
诱导输出交流信号。各次级线圈SW1~SW4感应的各诱导输出交
流信号,与初级线圈PW1~PW5一起由单相交流信号共同励磁,
因此,其电流相位相同,其振幅函数以相当于磁性响应部件26反
复移动间距的一个间距p的变位量为一个循环,分别周期地变
化。

4个次级线圈SW1~SW4在磁性响应部件26反复移动间距的一
个间距p的范围内按照给定的间隔配置着,在各次级线圈SW1~
SW4中产生的各诱导输出交流信号的振幅函数按照所希望的特性
进行设定。例如,在采用旋转变压器型的位置检测装置的情况
下,各次级线圈SW1~SW4中产生的诱导输出交流信号的振幅函
数设定成分别相当于正弦函数、余弦函数、负正弦函数、负余弦
函数等。例如,该图17所示那样,把一个间距p的范围分割为4,
在每p/4的各分割位置排列的各次级线圈SW1~SW4。由此,可以
把各次级线圈SW1~SW4中产生的诱导输出交流信号的振幅函数
设定成分别相当于正弦函数、余弦函数、负正弦函数、负余弦函
数。

图18是线圈16的电路图,在初级线圈PW1~PW5上外加有共
同的励磁交流信号(为了便于说明,用sinωt表示)。根据该初
级线圈PW1~PW5的励磁,在各次级线圈SW1~SW4中,感应出具
有与磁性响应部件17的磁性响应部件26相对于线圈16的对应位
置对应的振幅值的交流信号。各诱导电压值用与检测对象直线位
置x对应的两相函数特性sinθ、cosθ及其反相函数特性-sinθ、-
cosθ表示。即是说,各次级线圈SW1~SW4的诱导输出信号,分
别在用与检测对象直线位置x对应的两相函数特性sinθ、cosθ及
其反相函数特性-sinθ、-cosθ调幅的状态下输出。此外,θ与x
成比例,其关系有例如θ=2π(x/p)成立。为了便于说明,省略
了与线圈的匝数等其它条件有关的系数,并以次级线圈SW1为正
弦相,将其输出信号用“sinθ·sinωt”表示,以次级线圈SW2
为余弦相,将其输出信号用“cosθ·sinωt”表示,另外,以次
级线圈SW3为负正弦相,将其输出信号用“-sinθ·sinωt”表
示,以次级线圈SW4为负余弦相,将其输出信号用“-
cosθ·sinωt”表示,通过把正弦相与负正弦相的诱导输出进行
微分合成,可得到具有正弦函数的振幅函数的第一输出交流信号
(2sinθ·sinωt)。另外,通过把余弦相与负余弦相的诱导输
出进行微分合成,可得到具有余弦函数的振幅函数的第二输出交
流信号(2cosθ·sinωt)。此外,为了简化表现方式,省略系
数“2”,在下文中,第一输出交流信号用“sinθ·sinωt”表
示,第二输出交流信号用“cosθ·sinωt”表示。

于是,把以对应于检测对象直线位置y的第一函数值sinθ为
振幅值的第一输出交流信号A=sinθ·sinωt和以对应于相同检测
对象直线位置y的第二函数值cosθ为振幅值的第二输出交流信号
B=cosθ·sinωt输出。可以理解,根据这种线圈结构,能够在直
线位置检测装置中得到与旋转型位置检测装置的以往公知的旋转
变压器所得到的同样的相同交流的、具有两相振幅函数的两个输
出交流信号(正弦输出与余弦输出)。因而,在这种构成的直线
位置检测装置中得到两相输出交流信号(A=sinθ·sinωt与
B=cosθ·sinωt),能以与以往公知的旋转变压器的输出同样的
方法来使用。另外,如上文所述,4个次级线圈SW1~SW4在磁性
响应部件26的反复移动间距的一个间距p的范围内按给定的间距
配置的结构,使线圈16整体尺寸为大致对应于磁性响应部件26的
一个间距范围的比较小的尺寸。结果,可使直线位置检测装置整
体结构小型化。

如上文所述,根据上述结构的诱导型直线位置检测装置13,
构成线性式位置检测装置,并能从线圈16的次级线圈SW1~SW4
输出与旋转型旋转变压器同样的两相输出交流信号
(A=sinθ·sinωt与B=cosθ·sinωt)。因此,采用适当的数字
相位检测电路,就能通过数字相位检测检测出上述正弦函数sinθ
与余弦函数cosθ的相位值θ,由此得到直线位置x的位置检测数
据。

例如,图19示出了采用公知的R-D(旋转变压器数字)换流
器的例子。从线圈16的次级线圈SW1~SW4输出的旋转变压器型
的两相输出交流信号A=sin9·sinωt与B=cosθ·sinωt分别输入
到模拟乘法运算器60、61中。顺序相位发生电路62中产生相位
角φ的数字数据,并从正弦·余弦发生电路63产生与该相位角φ对
应的正弦值sinφ和余弦值cosφ的模拟信号。在减法器64中求出
两个乘法运算器60、61的输出信号之差,用该减法器64的输出
控制顺序相位发生电路62的相位发生动作。当减法器64的输出为
0时,可以得到相位角θ数字数据。

根据温度变化等,线圈16的初级线圈及次级线圈的阻抗发生
变化,由此使次级交流输出信号的电交流相位ωt产生误差,这
在上述的相位检测电路中自动地与sinωt相位误差相抵消。

图20示出了适用于上述诱导型直线位置检测装置13的相位检
测电路的另一个例子。该例子是上述公报(特开平10-153402
号)所揭示的技术,其说明省略。

接着,与图21一起说明该弯曲机械的控制系统的一个例子。
弯曲机械控制装置70是用于控制弯曲机械的弯曲动作的装置,具
有数值控制机能等。弯曲机械控制装置70一边测量角度测量仪9
的弯曲角度,一边进行弯曲控制,角度测量仪9的电路部35的输
出通过测量值修正装置36输入给弯曲机械控制装置70。

测量值修正装置36具有把直线位置检测器13的电路部35所得
到的直线位置计测值变换成角度数据的处理功能,并且在向该角
度数据变换时根据角部接触工具12的特性进行修正。即是说,角
部接触工具12可与上下支持销18、19一起上下移动,直线位置
检测器13的测量值与角度值的关系不是比例关系,为了描绘成给
定的特性曲线,要进行依据该特性曲线的修正,测量值控制装置
36所得到的弯曲角度用弯曲机械控制装置70的显示装置39显
示。

下文与图22一起说明弯曲机械的运转方法及板材弯曲角度的
测量动作的概况。首先,使压头3下降,开始弯曲(R1)。让上
模4进入下模2内,由此,使板材W在上模4与下模2之间弯曲。下
模2用于如图7所示的3点工作台时,上模4下降到可移动的最低
点。即是说,上模4下降到使弯曲的板材W与下模2的底面接触并
进行弯曲,然后,压头3转换为上升(R2)。下模2在用于图8所
示的空气工作台的场合,上模4下降到较弯曲角度目标值的上模4
的高度更低的给定过行程量下方(过行程目标值)之后,压头3
转换为上升。期间,板材W的弯曲角度由角度测量仪9测量并同时
进行弯曲加工。

在测定板材W的弹性变形回复后的弯曲角度的场合,在上模4
转换为上升之前,解除压头升降驱动装置6对压头3的加压
(R3),通过该加压的解除,可用角度测量仪9测量实际产生弹
性变形回复后的板材W弯曲部的弯曲角度(R4)。进行这种测量
之后,让压头3上升复位(R5)。

角度测量仪9所进行的角度测量是按照图6所示的方式进行
的。如图6(A)所示,由平行连杆组成的角部接触工具12进入弯
曲部内之前,复位用弹性体25给直线变位部件15施加下降的力,
这使安装在直线变位部件15上的上侧支持销18及设置在其下方的
与直线变位部件15隔开的下侧支持销19处在压到上模4上所设置
的任何一个槽状导向件21、22的下端的状态。因而,角部接触工
具12处于使平行连杆为扁平的形态。

上模4进入下模2内并进行某种程度的弯曲时,角度测量仪9
与上模4一起进入板材W的弯曲部内,由平行连杆组成的角部接触
工具12,在其下侧两个连杆14c、14d的侧边分别沿着板材W的凹
角部的两侧面的情况下倾斜。因此,角部接触工具12克服复位用
弹性体25的弹性恢复力,产生使平行连杆的横宽变窄的变形,随
着该变形的产生,用于固定角部接触工具12的上侧支持销18的直
线变位部件15上升。这时,由于下侧支持销19可在导向件22内
上下自由地运动,因而,下侧支持销19也随着弯曲角度的变深而
上升。结果,直线变位部件15上升到与板材W的弯曲角度不成比
例关系而是保持给定的关系曲线的量的上方。

该直线变位部件15的上升作为杆状磁性响应部件17的上升,
并由直线位置检测器13检测,该直线位置变位的检测值由测量值
修正装置36(图21)变换成弯曲角度。这样,可进行弯曲角度的
测量。

下文与图23~图26一起说明进行3点工作台的弯曲机械情况
下的学习控制的控制系统。弯曲机械控制装置70具有弯曲控制装
置71和学习控制装置72。

弯曲控制装置71是用于控制弯曲机械的整体装置,由根据加
工程序(图中未示)进行控制的计算机式数值控制装置(图中未
示)及可编程序控制器等构成。备有压头升降控制装置73及下模
高度控制装置74。压头升降控制装置73是给压头升降驱动装置6
施加驱动指令、使压头3根据弯曲角度的目标角度进行给定的升
降动作的装置。压头升降控制装置73一边监视用于检测压头3的
行程位置的压头位置检测装置37的检测值、由弯曲载荷检测装置
38检测的弯曲载荷以及角度测量仪9的弯曲角度测量值,一边进
行升降控制。弯曲载荷检测装置38由设置在成为压头升降驱动装
置6的压头气缸上的压力检测装置或测力传感器等构成。在由测
力传感器构成的情况下,设置在上模4或压头3上。下模高度控制
装置74是根据弯曲角度的目标角度控制下模2的可变底2aa的高
度的装置,把高度调整指令施加给下模高度调整装置29。下模高
度控制装置74具有修正部75,并具有根据从外部提供的修正值对
与目标角度θM对应的下模底面高度进行修正的功能。

学习控制装置72是从弯曲过程中的各种测量值生成修正值并
给予弯曲控制装置71的装置,把下模底面高度的下一次的修正值
给予修正部75。

学习控制装置72是进行图25流程图所示的处理、生成下一次
修正值的装置。如图24所示,具有特性曲线图表76、弯曲过程中
的测量装置77、产品弯曲角度测量装置78及修正值生成装置
79。

特性曲线图表76是记忆装置,把弯曲过程中产生的上模4的
升降位置、作用在上模4上的载荷以及板材W的弯曲角度的相互关
系分类成数种特性曲线,从上述的相互关系中选择特性曲线的序
号,进行设定。弯曲过程中的测量装置77是用于测量弯曲过程中
的上模4的升降位置、作用在上模4上的载荷以及板材W的弯曲角
度的装置,具有载荷峰值点检测装置80和压头气缸运动检测装置
81。修正值生成装置79由特性曲线检测部82和修正值生成部83
组成。修正值生成部83用于记忆修正值换算数据84,该修正值换
算数据84是把与产品弯曲角度(弹性变形回复后的弯曲角度)对
应的下模底面高度的下一次修正值θh给予每个特性曲线检测部82
所设定各特性曲线的数据。修正值换算数据84可以是关系式,也
可以是图表。产品弯曲角度测量装置78具有用给定的定时取入弹
性变形回复后的角度的角度检测部85和压头气缸控制装置86。

下文说明用该学习控制装置72进行学习控制的弯曲机械的运
转方法。首先,与图26一起说明一次弯曲过程中的各部指令值及
测量值。压头3的行程位置(Ps)从上升待机位置下降到下模底
面高度位置(最低点),再上升复位到上升待机位置。下模底面
高度位置是上模4把板材W压到下模2上的状态下的高度的位置。
压头3按照RS1~RS4所示的作为压头升降驱动装置6的压头气缸
各过程的速度指令例子,在下降过程中,在到达接近下模2的给
定高度之前高速下降,然后,切换成低速并继续下降,在最低点
以给定时间连续加压,停止后以低速上升,再切换成高速并上升
到上升待机位置。在这一过程中,压头气缸从最低点以上升动作
移动时,压力降低到某种程度的值(缓冲压力)。

弯曲角度的检测角度θs示出了压头3下降、使上模4与下模2
上的板材W接触时开始弯曲的180度以下的值,是在压头3到达最
低点之前逐渐变小的角度。压头3在最低点降低压力时,或稍微
上升时,检测角度θs根据板材W的弹性变形回复稍有恢复。之
后,到上模4与下模2脱离之前,角度测量仪9使角部接触工具12
相对于板材W的挤压力变弱,因而,检测角度θs逐渐恢复到原来
的180度的值上。

弯曲载荷检测装置38的检测载荷(压头气缸的载荷)WD,从
压头3下降使上模4与板材W接触时开始产生,并当随着弯曲的进
行成为屈服状态时,载荷值一度急剧下降。把该降低开始时的点
称为载荷峰值点WDD。载荷降低后,上模4处在压到下模2的底面上
的状态,由此,检测载荷WD再度上升,之后,在压头3上升并使
上模4与下模2脱离之前,检测载荷WD逐渐降低并返回到0。

如图25的流程图所示,在学习控制中,在压头的下降过程
中,载荷峰值点检测装置80监视检测载荷WD,并检测载荷峰值点
WDD(步骤S1)。在检测压头气缸的最低点之前,进行载荷峰值点
的监视以及最低点的监视(步骤S1、S4),在这期间,检测从载
荷峰值点到目标角度θM的压头气缸的行程量或时间(测量量A)
(S2),同时,检测从目标角度θM到最低点的压头气缸的行程量
或时间(测量量B)(S3)。载荷峰值点的检测是在超时检测过
程(S7)中监视到达给定时间之前进行了检测与否的,并在超时
的场合输出计测误差信号。在压头3到达最低点的情况下,当压
头3上升时,检测弹性变形回复量(测量量C)(S5)。弹性变形
回复量的检测能获得角度检测部85所得到的弹性变形回复后的检
测角度(产品弯曲角度)θ2与压到下模2上时的检测角度θ1
差。在图24中,用于计算弹性变形回复量的装置在图中省略。图
24的特性曲线检测部82从这样测量的各测量量A~C中选择特性
曲线图表76的相应的特性曲线,并把经过选择的特性曲线标志符
号(特性曲线序号)传递给修正值生成部83。

下文具体说明特性曲线的选择。特性曲线图表76预先、即进
行学习控制之前,通过脱机等生成。该生成是基于过去弯曲加工
中的测量结果或实验值、模拟结果等制作的。具体地,特性曲线
图表76除了把从载荷峰值点WDD到目标角度θM的压头气缸的行程量
或时间(测量量A)作为设定图表群来设定外,还把各个成为图
表的特性曲线序号表格(S1~Sn)作为设定表格群来设定。在一
个特性曲线序号的表格中,记录从目标角度θM到最低点的压头气
缸的行程量或时间(测量量B)以及按照与弹性变形回复量(测
量量C)的关系确定的特性曲线序号(1,2,……)。图24的特
性曲线检测部82首先从测量量A中选择相应的特性曲线序号表
格,然后,再从所选择的特性曲线序号表格中选择由测量量B及
测量量C的关系确定的特性曲线序号(1,2,……)。

修正值生成部83在每一特性曲线中,以弯曲角度误差(θD)
与下一次修正值θh的关系曲线作为修正值换算数据84来设定。把
角度检测部85中所得到的弹性变形回复后的检测角度(产品弯曲
角度)θ2与目标角度(θM)进行比较,用修正值生成部83,根据
相应的特性曲线的关系曲线,把该弯曲角度误差(θD)变换成下
一次修正值θh。把这样生成的下一次修正值θh输入给弯曲控制装
置41的下模高度控制装置44中的修正部45。在下一次弯曲加工
时,把相对于弯曲角度目标值的下模高度控制成用下一次修正值
θh修正的高度并进行弯曲加工。下一次修正值θh可以用于原来的
修正中,另外,也可以用于与数次弯曲加工中的下一次修正值θh
的结果或适当的测量结果等一起利用统计学处理的值进行修正的
情况。这样,可以进行3点工作台中的学习控制,另外,用该学
习控制所进行的修正,是在例如改变弯曲角度的目标值或板厚、
材质等时进行的,也可以在反复进行相同条件的加工时实施不使
用学习控制功能的加工。

下文以图27~图29一起说明空气工作台的弯曲机械情况下进
行学习控制的控制系统。弯曲机械控制装置70具有弯曲控制装置
71A和学习控制装置72A。弯曲控制装置71A如同图23的例子,由
根据加工程序进行控制的计算机式数值控制装置及可编程序控制
器构成。弯曲控制装置71A备有压头升降控制装置73A,但不具
有图23例子的下模高度控制装置74,在该压头升降控制装置73A
是设有修正部75。压头升降控制装置73A一边监视压头位置检测
装置37的行程位置、弯曲载荷检测装置38检测的弯曲载荷以及角
度测量仪9的弯曲角度测量值,一边进行升降控制。修正部75A具
有根据从外部提供的修正值对与目标角度对应的过行程目标值进
行修正的功能。

学习控制装置72A如图28所示,包括特性曲线图表76A、载
荷峰值点检测装置80A、特性曲线检测部82A、弹性变形回复后
的角度检测部85A、修正值生成部83A以及向NC装置输出的控制
部86A。通过特性曲线检测部82A和修正值生成部83A构成修正值
生成装置79A。向NC装置输出的控制部86A,具有为了进行弹性
变形回复后的角度测量,使压头3从后述的过行程目标值按照给
定高度一度再次上升、下降之后进行上升恢复移动的动作(复
算)的功能,用具有该功能的部分和角度检测部85A构成产品弯
曲角度测量装置78A。NC装置是弯曲机械装置73A中进行数值控
制的装置部分。

特性曲线图表76A预先(即进行学习控制之前)通过脱机等
生成。该生成是基于过去弯曲加工中的测量结果或实验值、模拟
结果等制作的。具体地,特性曲线图表76A除了把从载荷峰值点
WDD到目标角度θM的压头气缸的行程量(该量在该例中用时间代
用)进行分类之外,还把特性曲线进行分类。

修正值生成部83A对每一个特性曲线来说,以产品弯曲角度
θ2与目标角度θM的误差θD以及过行程目标值Pso的下一次修正值PA
的关系曲线为修正换算数据84A进行设定。

其它各部的功能与下文运转方法的叙述一起说明。

下文说明用该学习控制装置72A进行学习控制的弯曲机械的
运转方法。

首先,与图29一起说明一次弯曲过程中的各部动作及测量值
等。压头3按照压头行程位置Ps的曲线所示那样,从是死点等上
升待机位置下降到过行程目标值Pso处,之后,为了检测板材W的
弹性变形回复和不但弯曲角度,一度上升、再次下降之后,上升
到上升待机位置。

弯曲角度的检测角度θs是压头3下降、上模4与下模2上的板
材W接触时开始弯曲的180度以下的值,成为压头3到达过行程目
标值Pso之前逐渐变小的角度。之后,在压头3上升时到上模4与
下模2脱离之前,由于角度测量仪9的角部接触工具12相对于板材
W的挤压力变弱,因而,检测角度θs逐渐恢复到原来的180度的
值上。下面说明弹性变形回复的关系。

弯曲载荷检测装置38的检测载荷(压头气缸的载荷)WD,从
压头3下降使上模4与板材W接触时开始产生,并当随着弯曲的进
行成为屈服状态时,载荷值一度急剧下降。把该降低开始时的点
称为载荷峰值点WDD。载荷降低后,上模4到达过行程目标值Pso
处,在变换成上升期间,检测载荷WD因塑性加工特性暂时再度上
升,但是,压头3进一步上升,直到上模4与下模2脱离之前,检
测载荷WD逐渐降低并返回到零。

图28中的学习控制装置72A的载荷峰值点检测装置80A,监
视检测载荷WD,并检测载荷峰值点WDD。特性曲线检测部82A监视
载荷峰值点检测装置80A的检测信号,角度测量仪9的检测角度
θs及时间,并检测出载荷峰值点WDD的检测之后到检测角度θs变
成目标角度θM的时间Δt。该时间Δt间接地示出了载荷峰值点的检
测之后到变成目标角度θM的压头3的行程。特性曲线检测部82A对
照特性曲线图表76A选择这样的检测时间Δt(压头行程)或弯曲
特性的特性曲线。特性曲线检测部82A进一步根据该检测的时间
Δt(压头行程)输出下一次的过行程目标值Pso。

产品弯曲角度测量装置78A监视检测角度θs及检测载荷WD
在弯曲过程之后,检测板材W产生弹性变形回复时的板材W的弯曲
角度。具体地,在压头3到达过行程目标值Pso时,通过输出控制
部86A的控制,压头3一度上升并再度下降。即是说,进行复算动
作。角度检测部85A在输出控制部86A输入复算动作的开始信号
时,监视检测载荷WD,并把检测载荷WD上升时的角度测量仪9的检
测角度θs作为产品弯曲角度θ2进行检测。即是说,在复算动作
中,当上模4再次挤压板材W时,产生检测载荷WD。利用该检测载
荷WD的上升,得到测量时间。根据复算动作产生的再度挤压所进
行的角度检测,是在角度测量仪9的角部接触工具12可靠地挤压
到板材W上的状态下进行的,因此,提高了检测精度。

把这样检测的产品弯曲角度θ2与目标角度θM进行比较,把其
误差θD用修正值生成部83A变换成过行程目标值的修正值Pa并进
行输出。修正值生成部83A选择与特性曲线检测部82A检测的特
性曲线对应的关系曲线,根据该关系曲线把误差θD换算成修正值
Pa。

从修正值生成部83A输出的下一次修正值Pa输入给修正部
75,修正部75根据下一次修正值Pa对特性曲线检测部82A输出的
过行程目标值Pso进行修正。根据该修正后的过行程目标值Pso-
Pa,控制下一次弯曲加工中的压头3的过行程。这样进行学习控
制。

本发明的优良效果:

本发明的弯曲机械,把用于计测板材弯曲角度的角度测量仪
组装到阳模内,上述角度测量仪具有诱导型直线位置检测器,因
此,可以把结构紧凑的角度测量仪内置到金属模具中,一边进行
弯曲加工,一边进行高精度的角度测量。

上述角度测量仪是用电流相位角的变化进行检测的,并具有
把线圈的温度特性与数个线圈或阻抗装置的输出相抵消进行补偿
的功能,在这种情况下,不会出现信号衰减的问题,能进行更高
精度的角度测量,而且能够用简单的结构进行排除温度变化的影
响的角度测量。

在阳模由沿模宽方向并列的数个分割模形成的场合,分割模
相互间的侧端面设置有容纳凹部,用于容纳角度测量仪,在这种
情况下,由于角度测量仪内置的原因,不需要对金属模进行分
割,可以很容易地把角度测量仪内置到金属模内。

本发明的弯曲机械的运转方法,利用内置到上模中的角度测
量仪,进行与弹性变形回复对应的高精度的弯曲加工。特别是在
预备对弯曲过程中所产生的上模升降位置、作用到上模上的载荷
以及板材弯曲角度的相互关系进行分类的特性曲线图表、以及把
与弹性变形回复对应的下一次修正值给予每一种特性曲线的修正
值换算数据的情况下,不管板厚或材质等的情况怎样,都能得到
弯曲角度的目标角度,能进行学习控制所产生的适当的修正,对
于与弹性变形回复对应的高精度的弯曲加工来说,能够简单地进
行控制并迅速地进行。

弯曲机械及其运转方法.pdf_第1页
第1页 / 共60页
弯曲机械及其运转方法.pdf_第2页
第2页 / 共60页
弯曲机械及其运转方法.pdf_第3页
第3页 / 共60页
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弯曲机械及其运转方法运转方法,能把结构紧凑的角度测量仪内置到金属模具中并进行高精度的加工。用以直线状延伸的上模及下模进行弯曲加工,把角度测量仪内置到上模中。该测量仪由连杆式的角部接触工具和计测该工具变位的诱导型直线位置检测器构成。为学习而运转时,测量弯曲过程中上模的位置、载荷及其弯曲角度,之后测量弹性变形回复后的弯曲角度。依各测量值相互关系得到进行弯曲机械的弯曲角度控制的可调整部分的下一次修正值。。

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