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技術 長尺物の加工方法及び加工装置

出願人 日清紡メカトロニクス株式会社
発明者 市川道春
出願日 2018年8月10日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2018-151664
公開日 2020年2月20日 (10ヶ月経過) 公開番号 2020-025971
状態 未査定
技術分野 板・棒・管等の曲げ 打抜き・穴抜き
主要キーワード 穴明加工 プッシャー装置 二次加工後 測定位置データ 位置決め移動 反り形状 ウネリ 不合格品
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年2月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

長尺物加工物の端面にウネリ等の寸法的な問題があっても被加工物の端面からの寸法を規定値におさめるための長尺物の加工方法及び加工装置を提供すること。

解決手段

長尺物の被加工物の加工方法を、前記被加工物の端面を2個以上設けた基準ブロックに突き当てる工程(1)と、前記工程(1)の後に前記被加工物の端面位置を測定する工程(2)と、前記工程(2)により得られた前記被加工物の複数個所の端面位置データを演算手段で演算処理する工程(3)と、前記端面測定位置データを前記演算手段で演算処理する工程(4)と、前記工程(4)で演算処理された補正データに基づき所定の加工を行う工程(5)とを含む加工方法とした。

概要

背景

従来から、長尺物加工物(例えば、寸法の大きな鋼板)を加工する場合に、加工物の端面を基準にしてプレス等で穴開け加工することがある。このような場合に、加工物の寸法が長いため、その端面は、図6のようにその加工物wの長さ10m当り5mm程度のウネリ(以下、ウネリには反り形状も含めるものとする)を有するものがある。そのような状態の加工物wに穴開加工を行うと以下のような問題が発生する。図6に従ってその問題について説明する。図6は、従来の方法で穴開加工を行った後に曲げ加工を行った状態を模式的に示したものである。図6に示したとおり加工物wにはウネリがあり、そのウネリが大きいと基準ブロック910(基準位置)で加工物を位置決めして加工装置で穴hを加工した際に、端面から穴hまでの距離はd2からD2までの間でバラツキが生じる。このため穴開加工時及び加工物wを破線Cで曲げ加工等すると穴hと端面までの距離もd2からD2でバラツキが生じる。破線Cから端面Tまでの距離D3も変わってしまう。このバラツキの幅(d2からD2)が製品規定値の範囲外になっていると製品は不良品となってしまう。加工に使用した材料は、長尺の鋼板であり高価である。従ってその損失は大きい。
以上の事情から加工物wにウネリが有っても規定値を満足する製品が得られるような加工を行う加工方法及び加工装置が求められていた。

概要

長尺物の加工物の端面にウネリ等の寸法的な問題があっても被加工物の端面からの寸法を規定値におさめるための長尺物の加工方法及び加工装置を提供すること。 長尺物の被加工物の加工方法を、前記被加工物の端面を2個以上設けた基準ブロックに突き当てる工程(1)と、前記工程(1)の後に前記被加工物の端面位置を測定する工程(2)と、前記工程(2)により得られた前記被加工物の複数個所の端面位置データを演算手段で演算処理する工程(3)と、前記端面測定位置データを前記演算手段で演算処理する工程(4)と、前記工程(4)で演算処理された補正データに基づき所定の加工を行う工程(5)とを含む加工方法とした。

目的

本発明は、上記のような長尺物の被加工物の端面にウネリ等の寸法的な問題があっても、被加工物の端面からの寸法を規定値におさめるための長尺物の加工方法及び加工装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

長尺物被加工物加工方法であって、前記被加工物の端面を2個以上設けた基準ブロックに突き当てる工程(1)と、前記工程(1)の後に、前記被加工物の端面位置を測定する工程(2)と、前記工程(2)により得られた前記被加工物の複数個所の端面位置データを演算手段で演算処理する工程(3)と、前記端面測定位置データを前記演算手段で演算処理する工程(4)と、前記工程(4)で演算処理された補正データに基づき所定の加工を行う工程(5)とを含むことを特徴とする被加工物の加工方法。

請求項2

請求項1に記載の加工方法を使用した長尺物の被加工物の加工装置であって、前記被加工物の長尺側の端面に突き当てる2個以上の基準ブロックと、前記基準ブロックに突き当てした前記被加工物の端面位置を測定する測定装置と、前記測定装置にて測定し得られた複数個所の前記被加工物の端面位置測定データに基づき加工位置の補正データを演算処理する演算手段とを備え演算手段で演算処理された加工位置の補正データに基づき所定の加工を行うことを特徴とする加工装置。

請求項3

前記測定装置は、1個とし前記被加工物の長尺側に沿って移動させ被加工物の複数個所の端面位置データを測定することを特徴とする請求項2に記載の加工装置。

請求項4

前記測定装置は、2個以上複数個設け前記被加工物の端面位置データを同時に測定することを特徴とする請求項2に記載の加工装置。

請求項5

前記測定装置で測定された前記端面位置データの最大値最小値の差をウネリ量とし、そのウネリ量に閾値を設け、ウネリ量が閾値よりも大きい場合には、当該被加工物は加工前に不合格品と判断する機能を有していることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれかに記載の加工装置。

技術分野

0001

本発明は、寸法の長い鋼板などの長尺物被加工物に穴開等の所定の加工を行う加工方法及び加工装置に関する。

背景技術

0002

従来から、長尺物の加工物(例えば、寸法の大きな鋼板)を加工する場合に、加工物の端面を基準にしてプレス等で穴開け加工することがある。このような場合に、加工物の寸法が長いため、その端面は、図6のようにその加工物wの長さ10m当り5mm程度のウネリ(以下、ウネリには反り形状も含めるものとする)を有するものがある。そのような状態の加工物wに穴開加工を行うと以下のような問題が発生する。図6に従ってその問題について説明する。図6は、従来の方法で穴開加工を行った後に曲げ加工を行った状態を模式的に示したものである。図6に示したとおり加工物wにはウネリがあり、そのウネリが大きいと基準ブロック910(基準位置)で加工物を位置決めして加工装置で穴hを加工した際に、端面から穴hまでの距離はd2からD2までの間でバラツキが生じる。このため穴開加工時及び加工物wを破線Cで曲げ加工等すると穴hと端面までの距離もd2からD2でバラツキが生じる。破線Cから端面Tまでの距離D3も変わってしまう。このバラツキの幅(d2からD2)が製品規定値の範囲外になっていると製品は不良品となってしまう。加工に使用した材料は、長尺の鋼板であり高価である。従ってその損失は大きい。
以上の事情から加工物wにウネリが有っても規定値を満足する製品が得られるような加工を行う加工方法及び加工装置が求められていた。

発明が解決しようとする課題

0003

本発明は、上記のような長尺物の被加工物の端面にウネリ等の寸法的な問題があっても、被加工物の端面からの寸法を規定値におさめるための長尺物の加工方法及び加工装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0004

上記の課題を解決するための第1発明の加工方法は、以下の特徴を有する。
長尺物の被加工物の加工方法であって、
前記被加工物の端面を2個以上設けた基準ブロックに突き当てる工程(1)と、
前記工程(1)の後に、前記被加工物の端面位置を測定する工程(2)と、
前記工程(2)により得られた前記被加工物の複数個所の端面位置データを演算手段にて演算処理する工程(3)と、
前記端面測定位置データを前記演算手段にて演算処理する工程(4)と、
前記工程(4)で演算処理された補正データに基づき所定の加工を行う工程(5)と
を含む。

0005

第1発明の加工方法は、以下の効果が発現する。
加工する長尺物の被加工物の端面を2個以上の基準ブロックに突き当てし、位置決めする。その後に加工装置に設けられた端面位置を測定する測定装置により被加工物の端面位置を測定する。これにより被加工物の端面の形状を測定することができる。この複数個の端面位置の測定データを演算手段で演算処理し、その測定結果に基づきその加工位置を補正し穴開加工等を行う。被加工物の端面にウネリがあっても穴開加工した被加工物及びその後の加工が施された製品を規定値におさめることができる。

0006

上記課題を解決するための第2発明の加工装置は以下の特徴を有している。
第1発明の加工方法を使用した長尺物の被加工物の加工装置であって、
前記被加工物の長尺側の端面に突き当てる2個以上の基準ブロックと、
前記基準ブロックに突き当てした前記被加工物の端面位置を測定する測定装置と、
前記測定装置にて測定し得られた複数個所の前記被加工物の端面位置測定データに基づき加工位置の補正データを演算処理する演算手段と
を備え演算手段で演算処理された加工位置の補正データに基づき所定の加工を行う。

0007

第2発明の加工装置によれば、第1発明と同様の効果が発現する。更にその加工方法を長尺物のH鋼角パイプにも適用可能である。

0008

第3発明の加工装置は、第2発明において以下の特徴を有する。
前記測定装置は、1個とし前記被加工物の長尺側に沿って移動させ被加工物の複数個所の端面位置データを測定する。

0009

第3発明の加工装置においては、被加工物の長尺側の端面の位置は1個の測定装置を移動させながら複数箇所測定し、端面の形状を測定する。被加工物の性状ロットにより測定箇所を適宜増減させることができる。従って端面の形状をより正確に測定することが可能となる。このような測定方法により測定された端面位置測定データに基づき加工位置を補正して加工するので、製品の加工精度は更に向上する。

0010

第4発明の加工装置は、第2発明において以下の特徴を有する。
前記測定装置は、2個以上複数個設け前記被加工物の端面位置を同時に測定する。

0011

第4発明の加工装置は、端面位置の測定装置を複数個設けているので同時に測定することが可能であり製品の加工時間を短縮することができ、生産性が向上する。

0012

第5発明の加工装置は、第2発明から第4発明のいずれかにおいて以下の特徴を有する。
前記測定装置で測定された前記端面位置データの最大値最小値の差をウネリ量とし、そのウネリ量に閾値を設け、ウネリ量が閾値よりも大きい場合には、当該被加工物は加工前に不合格品と判断する機能を有している。

0013

第5発明の加工装置は、演算手段で演算処理された端面位置の測定データに基づきその端面位置の基準ブロックに対する相対位置からその最大値と最小値の差をウネリ量とし、そのウネリ量がある所定の閾値内にあるか否か判定することができる。そのウネリ量が閾値を超えた場合は、加工する位置データを補正して加工することが不可能であることから加工をせず、被加工物を加工装置から払い出しをする。このような被加工物は、加工していないので、ウネリ量が適正になるように修正リサイクルすることが可能であり歩留まりが向上する。

図面の簡単な説明

0014

本発明の加工方法及び加工装置にて加工する製品の一例の説明図である。
本発明の加工装置の概略図である。
本発明の加工装置に使用される端面位置測定装置の説明図である。
本発明の加工装置にセットした被加工物の端面の測定方法の説明図である。
被加工物への加工位置の補正データの作成方法及び加工方法の説明図。
従来の加工方法の説明図である。

発明を実施するための最良の形態

0015

次に、本発明の実施の形態例を図により説明する。
図1は本発明の加工方法及び加工装置にて加工する製品の一例の説明図、図2は本発明の加工装置の概略図、図3は本発明の加工装置に使用される端面位置測定装置の説明図、図4は本発明の加工装置にセットした被加工物の端面の測定方法の説明図、図5は被加工物への加工位置の補正データの作成方法及び加工方法の説明図、図6は従来の加工方法の説明図である。

0016

<1>被加工物W
本発明の加工方法及び加工装置にて加工する被加工物Wは図1(a)に示した長尺物の鋼板を例に説明する。被加工物Wには反り等のウネリが有るが、図1(a)ではウネリが無い状態で被加工物Wの形状を描いている。長尺側の長さは約10mから15m程度であり、幅は1m程度である。この長尺物の被加工物Wは、長尺側の端面Tから所定寸法L1の位置に穴Hが複数個所加工されたものである。製品は、例えば、この穴開けを行った被加工物Wを端面位置からL2の位置(図1(a)の破線Cの位置)で曲げ加工を行い図1(b)のように断面がコの字状を呈する部材である。但し被加工物Wの端面にはウネリ量Uが有るので、穴Hの端面Tからの位置もl2からL2の幅でバラバラとなってしまう。この被加工物Wの端面のウネリ量Uは、被加工物Wの長尺側の寸法10mから15m程度に対して数mm程度であるが、5mmを超えると穴開加工そのもの及び後工程(曲げ加工等)に悪影響を与え、L1寸法やL2寸法が規定値外となり製品は不良品となる。図1(b)では、被加工物の端面のウネリが存在するので、加工後の形状を誇張して山形になるように描いている。以降の本発明の加工方法及び加工装置の説明は、図1(a)の状態の被加工物を対象にして行う。尚本発明の加工方法及び加工装置は、図1(a)に示した板状の長尺物の被加工物に限定されるのもではなく、長尺物のH鋼や角パイプ等にも適用可能である。

0017

<2>加工装置の構成
本発明の加工方法を使用した加工装置の構成を図2により説明する。図2において、10は本発明の加工装置である。加工装置10は、加工部(穴開部)100、投入部200、払出部300及び演算手段400から構成されている。加工部100は、被加工物Wに穴H等の加工を行う部位であり、プレス装置でもある。投入部200には、被加工物Wの位置決め、端面位置の測定、及び被加工物Wのクランプ及び位置決め移動を行う部位である。払出部300は、加工部100にて加工完了した被加工物Wを後工程に払出す機能を有している。

0018

投入部200は、被加工物Wの長尺側の端面位置決め用の基準ブロック210、端面位置測定装置220、クランプ装置250、及び図示されていない被加工物Wの支持部が設けられている。基準ブロック210は、本図では2個設けられているが、2個以上複数個設けても良い。端面位置測定装置220は、本図では8個個設けられているがこれに限定されるものではなく、被加工物Wの長尺側の寸法に応じて適宜増減させれば良い。端面位置測定装置の構成は別途詳述する。クランプ装置250は、本図では3個設けているが、被加工物Wの長尺側の寸法に応じて適宜増減させれば良い。クランプ装置250は、キャリッジ240に設けられている。キャリッジ240は、図中のX方向とY方向に移動可能なレールを投入部200と払出部300のベース上に設け、クランプした後の被加工物WをX方向とY方向に移動させて所定の位置に穴開け加工する。尚本図では、X方向に走行させるレール230のみを描いている。

0019

払出部300には、ベース上に搬出用のローラコンベア310が設けられている。

0020

<3>端面位置測定装置
図3により、本発明の加工装置に使われる被加工物Wの端面位置測定装置について説明する。図3は、端面位置測定装置が上昇し被加工物Wの端面Tと接触した状態を示している。本装置220は、投入部200のベース上に8個設けている。上昇下降するアクチュエーター221をベース上に固定する。アクチュエーター221の上部に前進後退するアクチュエーター222とリニアスケール等の位置検出器223が配置されている。アクチュエーター222には、同時に前進後退するピン224が設けられている。アクチュエーター221が上昇した状態で、アクチュエーター222が前進するとピン224が被加工物Wの端面Tに接触する。その時に位置検出器223からパルス等が出力され端面位置データとして出力される。複数個(本図では8個)設けた端面位置測定装置から複数個の端面位置データが表示装置等に出力され、それらを演算手段にて演算処理する。

0021

端面位置測定装置は、図2に示すように複数個を固定して設けても良いし、1個の端面測定装置220を走行レール上を移動させて被加工物Wの長尺側の端面位置を複数箇所測定する形態でも良い。

0022

<4>被加工物の端面位置の測定方法
被加工物の端面位置は、以下の様に測定する。図4に示すように、投入部200に被加工物Wが投入されると、図示しないプッシャー装置により被加工物Wの長尺側の端面は基準ブロック210に押し付けられる。この状態の被加工物Wの端面を端面位置測定装置220が作動し測定する。ピン224が端面Tに接触し被加工物Wの端面位置が測定される。測定値は、基準ブロック210に対する被加工物Wの出入量として測定される。図5に示すようにe1からe8として測定され表示装置等に出力される。その測定値は、演算手段400にて演算処理される。演算手段400では、例えばピン224が基準ブロックを通過して被加工物Wの端面に接触した場合に正の値、基準ブロックに対して手前位置で接触した場合は負の値として演算処理される。被加工物Wの端面位置の測定値e1からe8の中で最大値と最小値の差をウネリ量Uと定義する。

0023

<5>加工位置の補正方法及び被加工物Wの加工方法
図5に示すように被加工物Wの端面位置を測定した値からウネリ量Uを求める。演算手段400等に、そのウネリ量Uの閾値Kを設定する。被加工物Wの端面形状を測定しウネリ量Uが閾値Kを超えた場合には、その被加工物Wは不良品と判定し加工部100で加工せず払出部300から装置外に搬出する。閾値Kは、最終製品要求精度にもよるが目安として被加工物Wの長尺側の長さ10mに対して約5mmであるが、これに限定されるものではない。本発明の加工装置は、このように加工前に被加工物Wの良否を判定する機能も有している。

0024

被加工物Wの端面位置を測定し、ウネリ量Uが閾値K内にあれば、加工部100で被加工物Wに所定の加工を行う。加工部100で行った加工位置の精度や二次加工後の最終製品の精度を確保するために、演算手段400内でウネリ量Uにより以下の様に加工部100にて加工する加工の補正データを作成する。その補正方法の一例を説明する。

0025

図5において被加工物Wの端面位置の測定値e1からe8によりウネリ量Uは求められている。そのウネリ量に対して加工部での穴開加工にて要求される被加工物Wの規定値を満足させるために補正量Δを演算手段400内で演算する。補正量Δは、ウネリ量Uを整数Nで除した値を用いることができる。この整数Nは、ウネリ量と製品の規定値等により設定される。このような補正量Δを加味して加工部100で穴明加工等を行うと被加工物Wの精度は規定値以内に確保される。従って後工程で加工された最終製品の精度も規定値以内に確保されることになる。

0026

また本発明の加工装置によれば、図5に示すように被加工物Wにウネリが有っても、そのウネリの形状を本発明の加工装置の端面位置測定装置で測定することができる。その測定したウネリ形状に沿って平行(端面Tから一定の距離Dで)に穴明け加工することもできる。

0027

以上のとおり本発明の加工方法及び加工装置によれば、被加工物Wにウネリが有っても、そのウネリ量が一定の範囲内にあれば、加工された被加工物Wと最終製品は合格品となり、歩留まりと生産性が格段に向上する。

0028

10加工装置
100 加工部
200投入部
210基準ブロック
220端面位置測定装置
230走行レール
240キャリッジ
250クランプ装置
300払出部
310ローラコンベア
400演算手段

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