板狀金屬材料的彎曲成形裝置以及成形方法
【專利摘要】本發(fā)明所涉及的板狀金屬材料的彎曲成形裝置(1)，其特征在于：具有多個(gè)伸縮單元(伺服螺旋千斤頂20A～20G)，它們在頂端具備能夠裝拆地吸附于板狀金屬材料3的表面的吸附單元(吸附盤10)，基端安裝于裝置基座(底座2)，能夠伸縮從基端到吸附單元的長度；使吸附單元吸附于板狀金屬材料(3)的表面，在該狀態(tài)下使伸縮單元伸縮對板狀金屬材料(3)賦予彎曲變形而進(jìn)行成形。
【專利說明】
板狀金屬材料的彎曲成形裝置以及成形方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及將金屬制的板、例如作為飛機(jī)的蒙皮利用的板狀金屬材料(板狀工件)以預(yù)定的曲率彎曲成形為圓弧狀(圓筒狀)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，飛機(jī)的外殼(橫截面大致是圓筒形)是通過將多張以預(yù)定曲率彎曲了的飛機(jī)的蒙皮(例如厚度2?1mm X寬度2.5m X長度6m到1m左右)彼此連接設(shè)為圓筒狀而得到的，所以切斷為預(yù)定尺寸的蒙皮原料(板狀材料)一張一張地由大型的彎邊機(jī)(成形設(shè)備)通過翻轉(zhuǎn)成形(tip forming)(反復(fù)進(jìn)行約125次左右約20mm間隔的3點(diǎn)彎曲(參照圖8)，如果是曲率的調(diào)整等則實(shí)施其以上的次數(shù))，以R3000mm左右的單一外形(single contour)(圓筒彎曲、一定曲率彎曲)進(jìn)行成形。然后，通過將多張成形為預(yù)定曲率的蒙皮原料(板狀材料)彼此連接，得到飛機(jī)的外殼。
[0003]在這里，飛機(jī)的蒙皮，為了輕量化而在圓筒彎曲的內(nèi)側(cè)(沖頭側(cè))形成有多個(gè)口袋槽(凹處)，實(shí)際情況是這些口袋槽(凹處)的形狀有好幾個(gè)圖案(參照圖1(B)的符號3A、圖8)0
[0004]在對具有該口袋槽(凹處)的部分進(jìn)行圓筒彎曲成形的情況下，如圖8所示，事先將與各口袋槽的尺寸和/或形狀相對應(yīng)的板材(厚紙(填充物:接近板的硬度)等)設(shè)置于口袋槽內(nèi)(埋入、嵌入)(例如，參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2等)，并在無凹凸(厚度整齊)的狀態(tài)下進(jìn)行成形，由此得到一致的外形成形品(預(yù)定曲率的圓筒彎曲成形品)。
[0005]在這里，專利文獻(xiàn)I為日本特開2012— 213792號公報(bào)，專利文獻(xiàn)2為日本特開2011 —194426 號公報(bào)。
[0006]在這里，為了得到預(yù)定的外形(曲率、輪廓)，作業(yè)者需要在每數(shù)次沖壓動(dòng)作時(shí)都計(jì)測外形并對沖頭的壓入量進(jìn)行微調(diào)整。
[0007]為了微調(diào)整沖頭的壓入量需要進(jìn)行厚紙(填充物)的厚度的微調(diào)整，將厚紙埋入到口袋槽的作業(yè)本身就復(fù)雜且花費(fèi)很多時(shí)間，而且即使是熟練的工人，在厚紙的精細(xì)的厚度調(diào)整(精細(xì)的高度調(diào)整)上也要花費(fèi)很多的時(shí)間，所以實(shí)際情況是為了成形而完成例如I張蒙皮，就要花費(fèi)例如4小時(shí)的時(shí)間。
[0008]進(jìn)一步，飛機(jī)的蒙皮原料(板狀材料)是不僅板厚薄到2?1mm左右且寬度尺寸為2.5m左右、長度尺寸(長邊方向尺寸)為6?1m左右的非常大的部件，所以在成形后由于自重而撓曲，因此實(shí)際情況是即使在該狀態(tài)下計(jì)測外形也難以高精度地檢查是否得到了預(yù)定的曲率，需要熟練。
[0009]另外，為了防止在成形時(shí)在蒙皮原料上產(chǎn)生傷痕，而在沖頭上卷繞有橡膠，并且在模具上鋪有蓋板(比蒙皮原料柔軟的部件)，所以由于它們的經(jīng)時(shí)劣化，成形精度也發(fā)生變化，所以實(shí)際情況是難以長期間以一定精度進(jìn)行成形。另外，翻轉(zhuǎn)成形法中，模具的前后的支點(diǎn)間距離(參照圖8)窄，所以用于向材料賦予變形的載荷變大，沖壓中需要高能量。
[0010]另外，以往用彎邊機(jī)(成形設(shè)備)通過翻轉(zhuǎn)成形法來成形蒙皮，所以為了接受長度尺寸(長邊方向尺寸)為6?1m左右的蒙皮原料，需要具有1m以上的面闊(管柱間隔)的大型的彎邊機(jī)。
[0011]因此，如圖7所示，彎邊機(jī)的滑塊(沖頭)產(chǎn)生撓曲，所以為了確保剛度(長度方向的撓曲抑制)，而巨大化并導(dǎo)致質(zhì)量的增大和工作能量的增大，乃至于蓄積工作能量的時(shí)間很長，根據(jù)需要將工作循環(huán)拉長，所以實(shí)際情況是生產(chǎn)效率低。
[0012]在飛機(jī)的蒙皮的圓筒彎曲成形中，以往花費(fèi)很多的作業(yè)時(shí)間的作業(yè)(與進(jìn)行厚紙的向口袋槽(凹處)的埋入作業(yè)和/或厚紙的厚度的微調(diào)整相伴的成形作業(yè))、以及材料的大小變?yōu)槊骈煻薮蠡膹澾厵C(jī)(成形設(shè)備)等，可以認(rèn)為這是利用采用翻轉(zhuǎn)成形法中的3點(diǎn)按壓(圖8)的成形方法的緣故。
[0013]由于這樣的情況，希望構(gòu)筑不管形成什么樣的圖案的口袋槽都不需要口袋槽埋入作業(yè)、能夠通過數(shù)次左右的成形工序得到產(chǎn)品形狀、進(jìn)一步不需要巨大的成形設(shè)備的新成形方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明是鑒于上述的實(shí)際情況而完成的，其目的在于提供比較而言是簡單且低成本的構(gòu)成、同時(shí)能夠高效率且高精度地以預(yù)定曲率成形(圓筒彎曲成形)出飛機(jī)的蒙皮等板狀金屬材料的板狀金屬材料的彎曲成形裝置以及方法。
[0015]因此，本發(fā)明所涉及的板狀金屬材料的彎曲成形裝置，其特征在于:
[0016]具有多個(gè)伸縮單元，該伸縮單元在頂端具備能夠裝拆地吸附于板狀金屬材料的表面的吸附單元，基端安裝于裝置基座，能夠伸縮從基端到吸附單元的長度；
[0017]使吸附單元吸附于板狀金屬材料的表面，在該狀態(tài)下使伸縮單元伸縮而對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形。
[0018]在本發(fā)明中，其特征可以在于:所述基端構(gòu)成為能夠相對于裝置基座樞動(dòng)。
[0019]在本發(fā)明中，其特征可以在于:具備能夠放開地在厚度方向上夾持板狀金屬材料的端部的夾持單元，通過由該夾持單元一邊在厚度方向上夾持板狀金屬材料的端部一邊使其相對于裝置基座轉(zhuǎn)動(dòng)，對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形。
[0020]在本發(fā)明中，其特征可以在于:所述夾持單元構(gòu)成為能夠在板狀金屬材料的寬度方向上移動(dòng)。
[0021]在本發(fā)明中，其特征可以在于:所述伸縮單元構(gòu)成為能夠控制其伸縮量。
[0022]在本發(fā)明中，其特征可以在于:在使所述多個(gè)伸縮單元向同一方向伸縮而向板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形后，使所述多個(gè)伸縮單元從內(nèi)側(cè)的伸縮單元向外側(cè)的伸縮單元依次向所述同一方向的相反方向伸縮而對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形。
[0023]本發(fā)明所涉及的板狀金屬材料的彎曲成形方法，其特征在于:
[0024]使用具有多個(gè)伸縮單元的板狀金屬材料的彎曲成形裝置，所述伸縮單元在頂端具備能夠裝拆地吸附于板狀金屬材料的表面的吸附單元，基端安裝于裝置基座，能夠伸縮從基端到吸附單元的長度；
[0025]使吸附單元吸附于板狀金屬材料的表面，在該狀態(tài)下使伸縮單元伸縮而對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形。
[0026]在本發(fā)明所涉及的板狀金屬材料的彎曲成形方法中，其特征可以在于:在使所述多個(gè)伸縮單元向同一方向伸縮而對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形后，使所述多個(gè)伸縮單元從內(nèi)側(cè)的伸縮單元向外側(cè)的伸縮單元依次向所述同一方向的相反方向伸縮而對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供比較而言是簡單且低成本的構(gòu)成、同時(shí)能夠高效且高精度地以預(yù)定曲率對飛機(jī)的蒙皮等板狀金屬材料進(jìn)行成形(圓筒彎曲成形)的板狀金屬材料的彎曲成形裝置以及方法。
【附圖說明】
[0028]圖1(A)是本實(shí)施方式所涉及的板狀金屬材料的彎曲成形裝置的平面圖(俯視圖)，圖1(B)是局部地表示要由該板狀金屬材料的彎曲成形裝置成形的板狀金屬材料的平面圖(俯視圖)，圖1(C)?圖1(E)是從寬度方向觀察該板狀金屬材料的彎曲成形裝置的側(cè)視圖。
[0029]圖2(A)?(F)是對該實(shí)施方式所涉及的板狀金屬材料的彎曲成形裝置(方法)中的成形工序的步驟I?步驟6進(jìn)行說明的側(cè)視圖。
[0030]圖3(A)?(E)是對該實(shí)施方式所涉及的板狀金屬材料的彎曲成形裝置(方法)中的成形工序的步驟7?步驟11進(jìn)行說明的側(cè)視圖。
[0031]圖4(A)是對伺服螺旋千斤頂?shù)挠伤欧妱?dòng)機(jī)進(jìn)行的相對于該實(shí)施方式所涉及的板狀金屬材料的彎曲成形裝置的底座的樞動(dòng)(擺動(dòng)角)控制的樣子進(jìn)行說明的側(cè)視圖，圖4(B)是對伺服螺旋千斤頂?shù)挠蓮椈蛇M(jìn)行的相對于該底座的自動(dòng)樞動(dòng)(擺動(dòng)角)控制的樣子進(jìn)行說明的側(cè)視圖。
[0032]圖5(A)是放大表示該實(shí)施方式所涉及的板狀金屬材料的彎曲成形裝置的兼作為夾板(clamp)的彎折部(bender)的構(gòu)成例的側(cè)視圖，圖5(B)是將其一部分提取出來而表示的平面圖(俯視圖)。
[0033]圖6(A)是對通過該實(shí)施方式所涉及的板狀金屬材料的彎曲成形裝置的伺服螺旋千斤頂以及兼作為夾板的彎折部同時(shí)以預(yù)定曲率對板狀金屬材料的兩端進(jìn)行彎曲成形的情況下的成形方法進(jìn)行說明的側(cè)視圖，圖6(B)是對以預(yù)定曲率對板狀金屬材料的一端進(jìn)行彎曲成形的情況下的成形方法進(jìn)行說明的側(cè)視圖。
[0034]圖7(A)是從板狀金屬材料的輸送方向(長度方向)觀察以往的彎邊機(jī)的圖(用于說明面闊的寬度的圖)，圖7(B)是圖7(A)的側(cè)視圖。
[0035]圖8是用于對以往的利用3點(diǎn)彎曲的圓筒彎曲成形方法進(jìn)行說明的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下，對于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的板狀金屬材料的彎曲成形裝置以及彎曲成形方法，一邊參照附圖一邊進(jìn)行說明。另外，本發(fā)明不受以下說明的實(shí)施方式限定。
[0037]
【發(fā)明人】們著眼于在飛機(jī)的蒙皮的圓筒彎曲的內(nèi)側(cè)(曲率半徑的中心側(cè))面存在多個(gè)各種形狀的口袋槽(凹處)但其外側(cè)面(相反側(cè)的面)沒有口袋槽是平坦的這一情況，構(gòu)筑了這樣的方法:吸附并拉伸該圓筒彎曲的外側(cè)(曲率半徑的中心的相反側(cè))面，通過該拉伸對蒙皮原料(板狀材料)賦予強(qiáng)制變位由此彎曲(使其具有預(yù)定曲率)成形為圓筒狀。
[0038]吸附用吸附盤(真空吸附、磁吸附等)進(jìn)行，但構(gòu)成為，吸附盤的高度方向位置(在圖2中上下方向位置)可以有伺服螺旋千斤頂(能夠控制位置的致動(dòng)器)等進(jìn)行位置控制。
[0039]具體地說，如圖1(C)?(E)、圖2?圖4所示，在本實(shí)施方式所涉及的板狀材料的彎曲成形裝置I中，經(jīng)由樞軸21a?21g在底座2上安裝有多個(gè)在頂端安裝有吸附盤10(在真空吸附的情況下為吸附杯)的伺服螺旋千斤頂20A?20G。
[0040]另外，吸附盤10相當(dāng)于本發(fā)明所涉及的吸附單元的一例，伺服螺旋千斤頂20A?20G相當(dāng)于本發(fā)明所涉及的伸縮單元的一例。另外，底座2相當(dāng)于本發(fā)明所涉及的裝置基座。[0041 ]在本實(shí)施方式中，成為飛機(jī)蒙皮等的原料的板狀材料(板狀金屬材料)3，為例如超超杜拉招(Extra-Super Duralumin，ESD) (2524T3)等金屬材料，如圖1 (A)、圖1 (B)所示，例如具有厚度2?1mm X寬度2.5m X長度6m到1m左右的尺寸。另外，如圖1 (B)所示，在板狀材料3的上表面形成(刻設(shè))有多個(gè)各種形狀的口袋槽(凹處)3A。
[0042]如圖1(C)、圖2、圖4所示，伺服螺旋千斤頂20A?20G，沿著要彎曲為圓筒狀(圓弧狀)的板狀材料3的該圓筒狀的周向(板狀材料3的寬度方向)并列配設(shè)。另外，伺服螺旋千斤頂20A?20G能夠樞動(dòng)地被支撐于樞軸21a?21g，構(gòu)成為，樞動(dòng)使得伺服螺旋千斤頂20A?20G的長度方向中心軸(伸縮方向中心軸)以朝向以要預(yù)定曲率彎曲為圓筒狀的板狀材料3的其曲率半徑的中心(以沿著圓筒的法線方向)。
[0043]另外，如圖1(A)所示，伺服螺旋千斤頂20A?20G在板狀材料3的長度方向上具備多列。在本實(shí)施方式中，在長度方向上，在伺服螺旋千斤頂20A?20G和與其相鄰的伺服螺旋千斤頂20A?20G之間，具備伺服螺旋千斤頂20H?20M。另外，在寬度方向上，伺服螺旋千斤頂20H在伺服螺旋千斤頂20A與20B之間、伺服螺旋千斤頂201在伺服螺旋千斤頂20B與20C之間配設(shè)成鋸齒狀，能夠使得吸附盤10的中心位置在長度方向上盡可能接近。
[0044]以下，將伺服螺旋千斤頂20A?20G作為所具有多個(gè)的伺服螺旋千斤頂?shù)拇磉M(jìn)行說明。
[0045]在該構(gòu)成的板狀材料的彎曲成形裝置I中，通過以下這樣的步驟進(jìn)行將板狀材料3以預(yù)定曲率彎曲為圓筒狀(圓弧狀)的成形。
[0046]在步驟I(在圖2中為SI。下同)中，如圖2(A)、圖1(C)所示，各伺服螺旋千斤頂20A?20G的吸附盤10的高度位置(各伺服螺旋千斤頂20A?20G的伸縮量)被調(diào)整成平坦的狀態(tài)。該狀態(tài)為待機(jī)狀態(tài)，在該待機(jī)狀態(tài)下將板狀材料3送入并放置于吸附盤10上方。
[0047]在步驟2(S2)中，如圖2(B)所示，由吸附盤10吸附板狀材料3的下面(沒有口袋槽一側(cè)的面)。
[0048]在步驟3(S3)中，如圖2(C)、圖1(0)所示，在從下方由兼作為夾板的彎折部3(^、3(?支撐板狀材料3的寬度方向兩端附近，并且由吸附盤10吸附板狀材料3的狀態(tài)下，通過位置控制(各伺服螺旋千斤頂20A?20G的伸縮量控制)使各伺服螺旋千斤頂20A?20G的桿20a?20g下降(收縮)并使吸附盤10下降，直到能夠得到預(yù)定曲率的預(yù)定位置為止。由此，板狀材料3的寬度方向中心附近被塑性加工為預(yù)定曲率(RlOOOmm左右)(彎曲成形為圓筒狀)。
[0049]另外，超超杜拉招的回彈(spring back)大，所以通過使其變形RlOOOmm左右，在開放了時(shí)能夠得到R3000mm左右的曲率(參照圖1 (D))。
[0050]在這里，從下方支撐板狀材料3的寬度方向兩端附近的兼作為夾板的彎折部30A、30B構(gòu)成為，與板狀材料3的彎曲變形相應(yīng)地寬度方向兩端部的位置向內(nèi)側(cè)移動(dòng)，所以能夠與其相應(yīng)地向內(nèi)側(cè)移動(dòng)。
[0051]具體地說，兼作為夾板的彎折部30A(30B)，如圖5(A)、5(B)所示那樣構(gòu)成，向?qū)挾确较虻乃揭苿?dòng)能夠通過利用線性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等而達(dá)成，上述線性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等構(gòu)成為能夠進(jìn)行螺合于旋轉(zhuǎn)螺栓301的兼作為夾板的彎折部30A的主體基座302通過由伺服電動(dòng)機(jī)303使旋轉(zhuǎn)螺栓301旋轉(zhuǎn)所進(jìn)行的相對于底座2轉(zhuǎn)動(dòng)的相對的位置控制。
[0052]在步驟4(S4)中，如圖2(D)所示，通過兼作為夾板的彎折部30A、30B將板狀材料3的寬度方向兩端夾入，使圖2(D)中左側(cè)的兼作為夾板的彎折部30B向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定角度，并且使右側(cè)的兼作為夾板的彎折部30A向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定量(預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度)(進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度位置控制)，由此將寬度方向兩端附近分別塑性加工為預(yù)定曲率(RlOOOmm左右)(彎曲成形為圓筒狀)。此時(shí)，以預(yù)先設(shè)定的控制量對伺服螺旋千斤頂20A?20G進(jìn)行位置控制并進(jìn)行控制使該吸附盤10的位置變?yōu)檫m當(dāng)?shù)奈恢?，使得能夠在寬度方向兩端附近得到預(yù)定曲率(RlOOOmm左右)。
[0053]在這里，兼作為夾板的彎折部30A、30B相當(dāng)于本發(fā)明所涉及的夾持單元的一例。
[0054]如圖2(D)和/或圖5(A)、(B)所示，兼作為夾板的彎折部30A、30B構(gòu)成為:使通過伺服電動(dòng)機(jī)304等而轉(zhuǎn)動(dòng)的爪部(夾子部)30a、30b圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸31A、31B轉(zhuǎn)動(dòng)，在與基座部30c、30d之間夾入板狀材料3的寬度方向端部，在該夾入的狀態(tài)下進(jìn)一步使爪部30a、30b以及基座部30c、30d圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸31A、31B轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定量(預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度)(進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度位置控制)，由此能夠?qū)挾确较騼啥烁浇謩e塑性加工(彎曲成形為圓筒狀)為預(yù)定曲率(RlOOOmm左右)。
[0055]另外，如圖5(A)所示，爪部(夾子部)30a、30b與基座部30c、30d的相對面分別構(gòu)成為具有RlOOOmm左右的曲率。
[0056]在步驟5(S5)中，如圖2(E)所示，通過位置控制使伺服螺旋千斤頂20A?20G中的位于寬度方向中心部分的伺服螺旋千斤頂20D的吸附盤10上升，使預(yù)定曲率(RlOOOmm左右)的彎曲區(qū)域向?qū)挾确较蚨瞬繑U(kuò)張。
[0057 ]此時(shí)，為了達(dá)成預(yù)定曲率(RlOOOmm左右)的彎曲區(qū)域的向?qū)挾确较蚨瞬康臄U(kuò)張，兼作為夾板的彎折部30A、30B也以預(yù)先設(shè)定的控制量被控制旋轉(zhuǎn)角度位置，并且其他的伺服螺旋千斤頂20A?20C、20E?20G也以預(yù)先設(shè)定的控制量被進(jìn)行位置控制，進(jìn)行控制使得相應(yīng)的吸附盤10的位置變?yōu)檫m當(dāng)?shù)奈恢谩?br>[0058]在步驟6(S6)中，如圖2(F)所示，通過位置控制使伺服螺旋千斤頂20A?20G中的寬度方向中心部分的伺服螺旋千斤頂20D的兩旁的伺服螺旋千斤頂20C、20E的吸附盤10上升，使預(yù)定曲率(RlOOOmm左右)的彎曲區(qū)域向?qū)挾确较蚨瞬窟M(jìn)一步擴(kuò)張。
[0059 ]此時(shí)，為了達(dá)成預(yù)定曲率(RlOOOmm左右)的彎曲區(qū)域的向?qū)挾确较蚨瞬康臄U(kuò)張，兼作為夾板的彎折部30A、30B也以預(yù)先設(shè)定的控制量被控制旋轉(zhuǎn)角度位置，并且其他的伺服螺旋千斤頂20A、20B、20F、20G也以預(yù)先設(shè)定的控制量被進(jìn)行位置控制，進(jìn)行控制使得相應(yīng)的吸附盤10的位置變?yōu)檫m當(dāng)?shù)奈恢谩?br>[0060]在步驟7(S7)中，同樣，如圖3(A)所示，通過位置控制使伺服螺旋千斤頂20A?20G中的伺服螺旋千斤頂20B、20C、20D、20E、20F的吸附盤10上升，使預(yù)定曲率(RlOOOmm左右)的彎曲區(qū)域向?qū)挾确较蚨瞬窟M(jìn)一步擴(kuò)張。對于兼作為夾板的彎折部30A、30B、其他的伺服螺旋千斤頂20A、20G，與步驟6同樣進(jìn)行控制。
[0061]在步驟8(S8)中，如圖3(B)、圖1 (E)所示，通過位置控制使伺服螺旋千斤頂20A?20G的所有的吸附盤10上升，將預(yù)定曲率(RlOOOmm左右)的彎曲區(qū)域擴(kuò)張到寬度方向端部。
[0062]這樣，在使伺服螺旋千斤頂20A?20G(多個(gè)伸縮單元)向同一方向(在圖2、圖3中向下)伸縮而向板狀材料3賦予彎曲變形而進(jìn)行成形后(步驟3、4)，從內(nèi)側(cè)的伺服螺旋千斤頂20D(在如伺服螺旋千斤頂20H?20M那樣在中心附近具有2個(gè)的情況下(20J、20K)為該2個(gè))向外側(cè)的伺服螺旋千斤頂20A、20G依次(逐漸)向上述同一方向的相反方向(在圖2、圖3中向上)伸縮而向板狀材料3賦予彎曲變形而進(jìn)行成形(步驟步驟5、6、7、8)，從而能夠使預(yù)定曲率的彎曲變形從內(nèi)側(cè)向外側(cè)逐漸擴(kuò)張開去，所以能夠遍及板狀材料3的寬度方向全域均等地以比較小的的曲率高精度地成形。
[0063]在步驟9(S9)中，如圖3(C)所示，在步驟8中使預(yù)定曲率(RlOOOmm左右)的彎曲區(qū)域到達(dá)寬度方向端部而成形結(jié)束，所以將兼作為夾板的彎折部30A、30B放開。
[0064]在步驟1(SlO)中，如圖3(D)所示，由測力傳感器等檢測作用于伺服螺旋千斤頂20A?20G的各桿20a?20g的載荷，對伺服螺旋千斤頂20A?20G的桿位置(桿長)進(jìn)行位置控制使得作用于各桿20a?20g的載荷變?yōu)榫?。由此，能夠在沒有由自重引起撓曲的狀態(tài)下，測定板狀材料3的外形(曲率、輪廓)，檢查是否得到了預(yù)定的外形(曲率、輪廓)。
[0065]因此，與以往那樣在板狀材料3由于自重而撓曲的狀態(tài)下進(jìn)行測定的情景相比，能夠高精度地獲取實(shí)際的外形(曲率、輪廓)。
[0066]另外，在本實(shí)施方式所涉及的板狀材料的彎曲成形裝置I中，沒有如彎邊機(jī)(成形設(shè)備)那樣在板狀材料3的上方存在沖頭(滑塊)等部件，所以在成形后，在該情況下(在將板狀材料3載置于伺服螺旋千斤頂20A?20G的吸附盤10之上的狀態(tài)下)，能夠利用使用了激光的3D形狀測定機(jī)50測定板狀材料3的外形(曲率、輪廓)。因此，與在以往為了計(jì)測而從彎邊機(jī)(成形設(shè)備)暫時(shí)移動(dòng)到寬闊的場所測定板狀材料3的外形(曲率、輪廓)的情況相比，能夠有助于外形測定作業(yè)的簡略化、作業(yè)時(shí)間的削減等，進(jìn)而能夠謀求生產(chǎn)效率的提高。
[0067]基于在步驟1(SlO)中測定的結(jié)果來判斷是否得到了預(yù)定的外形(曲率、輪廓)，在沒有得到預(yù)定的外形(曲率、輪廓)的情況下，反復(fù)進(jìn)行步驟3到步驟10，考慮目標(biāo)值與測定值的差而執(zhí)行伺服螺旋千斤頂20A?20G的吸附盤10的位置控制從而得到預(yù)定的外形(曲率、輪廓)。
[0068]另一方面，在步驟10中得到了預(yù)定的外形(曲率、輪廓)的情況下，向步驟Il(Sll)前進(jìn)，如圖3(E)所示，將伺服螺旋千斤頂20A?20G的吸附盤10的吸附放開，將板狀材料3開放并向外部送出。
[0069]在這里，如圖2、圖4等所示，本實(shí)施方式所涉及的伺服螺旋千斤頂20A?20G構(gòu)成為，作為其輸出部的桿20a?20g能夠相對于伺服螺旋千斤頂20A?20G主體伸縮(上下運(yùn)動(dòng))。
[0070]具體地說，構(gòu)成為，能夠通過由電動(dòng)機(jī)一邊控制內(nèi)置的螺桿的旋轉(zhuǎn)量一邊使內(nèi)置的螺桿旋轉(zhuǎn)，從而控制桿20a?20g的伸縮量。而且，在桿20a?20g的頂端，經(jīng)由球面接頭和/或自由接頭等能夠擺動(dòng)地安裝有吸附盤10。
[0071]另外，如圖4(A)所示，伺服螺旋千斤頂20A?20G，能夠圍繞樞軸21a?21g樞動(dòng)地安裝于底座2，但構(gòu)成為能夠由例如伺服電動(dòng)機(jī)22a?22g控制其樞動(dòng)量(轉(zhuǎn)動(dòng)量)。
[0072]根據(jù)該構(gòu)成，在通過吸附盤10吸附板狀材料3而進(jìn)行彎曲加工時(shí)，能夠相對于板狀材料3的彎曲，使桿20a?20g的伸縮方向(長度方向中心軸)一直與法線方向一致，所以能夠高效率且正確地以預(yù)定曲率對板狀材料3進(jìn)行彎曲。
[0073]另外，如圖4(B)所示，也能夠設(shè)為這樣的構(gòu)成:代替伺服電動(dòng)機(jī)22a?22g，由彈簧23a?23g將伺服螺旋千斤頂20A?20G支撐地能夠圍繞樞軸21a?21g樞動(dòng)。
[0074]通過將彈簧23a?23g的彈性力(復(fù)原力)設(shè)定得比較小(弱)，在通過吸附盤10吸附板狀材料3而進(jìn)行彎曲加工時(shí)，能夠仿照板狀材料3的彎曲而自動(dòng)地使桿20a?20g的伸縮方向(長度方向中心軸)與法線方向一致，所以能夠以簡單的構(gòu)成、高效且正確地使板狀材料3以預(yù)定曲率彎曲。
[0075]如以上那樣，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的板狀材料的彎曲成形裝置I，不如以往的彎邊機(jī)那樣進(jìn)行利用3點(diǎn)彎曲的圓筒彎曲成形，通過由吸附盤10吸附板狀材料3的一表面?zhèn)仁刮奖P10移動(dòng)從而使板狀材料3變形的方法，彎曲成形為圓筒狀，所以是簡單且低成本的構(gòu)成，并且能夠高效且高精度地以預(yù)定曲率對飛機(jī)的蒙皮等板狀材料進(jìn)行成形(圓筒彎曲成形)。
[0076]另外，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的板狀材料的彎曲成形裝置I，沒有如以往那樣使用為了確保剛度(長度方向的撓曲抑制)而巨大化的彎邊機(jī)，所以能夠謀求工作能量的削減，能夠進(jìn)一步縮短工作循環(huán)，所以能夠謀求生產(chǎn)效率的提高。
[0077]另外，翻轉(zhuǎn)成形法，模具的前后的支點(diǎn)間距離(圖8參照)窄，所以用于向材料賦予變形的載荷增大，沖壓需要高能量，但根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的板狀材料的彎曲成形裝置I，載荷的支點(diǎn)間距離(30A?30B間)大，所以能夠以比較小的載荷使其變形。
[0078]另外，作為兼作為夾板的彎折部30A、30B的動(dòng)作的一例，如圖6(A)(圖2(D)等)所示，能夠在將板狀材料3的寬度方向兩端部夾入的狀態(tài)下，將右側(cè)的兼作為夾板的彎折部30A逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將左側(cè)的兼作為夾板的彎折部30B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使板狀材料3以預(yù)定曲率彎曲變形。
[0079]進(jìn)一步，如圖6(B)所示，也能夠設(shè)想下述的工作方法:在通過兼作為夾板的彎折部30A將板狀材料3的寬度方向端部夾入的狀態(tài)下，使右側(cè)的兼作為夾板的彎折部30A逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面，左側(cè)的兼作為夾板的彎折部30B放開，由此使板狀材料3的右端側(cè)以比較小的曲率彎曲變形。
[0080]另外，在本實(shí)施方式中，作為吸附盤10除了能夠利用真空吸附外，還能夠根據(jù)板狀材料3的材質(zhì)而設(shè)為利用電磁鐵等的磁吸附等。
[0081]另外，在本實(shí)施方式中，將飛機(jī)的蒙皮設(shè)為一例對板狀材料3進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于此，只要是能夠通過吸附盤10吸附而彎曲變形的板狀材料，包含口袋槽(凹處)的有無，沒有特別限定。
[0082]另外，在本實(shí)施方式中，在圖1、圖2、圖3、圖6中，對使大致水平地放置的板狀材料3以向下凸(上為凹)的曲率變形的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此，也可以應(yīng)于以向上凸(下為凹)的曲率使板狀材料3變形的情況。
[0083]另外，在本實(shí)施方式中，利用使用激光的3D形狀測定機(jī)50測定成形后的板狀材料3的外形(曲率、輪廓)，進(jìn)行I次或者多次成形直到得到預(yù)定的外形(曲率、輪廓)，但外形(曲率、輪廓)的測定也可以通過其他方法(例如使用刻度盤等的方法)測定。
[0084]另外，在本實(shí)施方式中，對在板狀材料3的寬度方向的兩端具備作為夾持單元的兼作為夾板的彎折部30A、30B的構(gòu)成進(jìn)行了說明，但根據(jù)所要求的曲率可以將兩者省略，或者可以將至少一方省略。
[0085]另外，也可以將兼作為夾板的彎折部30A、30B的轉(zhuǎn)動(dòng)功能省略。
[0086]以上說明的實(shí)施方式只不過是用于說明本發(fā)明的例示，當(dāng)然能夠在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)施加各種變更。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種板狀金屬材料的彎曲成形裝置，其特征在于: 具有多個(gè)伸縮單元，該伸縮單元在頂端具備能夠裝拆地吸附于板狀金屬材料的表面的吸附單元，基端安裝于裝置基座，能夠伸縮從基端到吸附單元的長度； 使吸附單元吸附于板狀金屬材料的表面，在該狀態(tài)下使伸縮單元伸縮對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板狀金屬材料的彎曲成形裝置，其特征在于: 所述基端構(gòu)成為能夠相對于裝置基座樞動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的板狀金屬材料的彎曲成形裝置，其特征在于: 具備能夠放開地在厚度方向上夾持板狀金屬材料的端部的夾持單元，通過由該夾持單元一邊在厚度方向上夾持板狀金屬材料的端部一邊使其相對于裝置基座轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板狀金屬材料的彎曲成形裝置，其特征在于: 所述夾持單元構(gòu)成為能夠在板狀金屬材料的寬度方向上移動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板狀金屬材料的彎曲成形裝置，其特征在于: 所述伸縮單元構(gòu)成為能夠控制其伸縮量。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板狀金屬材料的彎曲成形裝置，其特征在于: 在使所述多個(gè)伸縮單元向同一方向伸縮而對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形后，使所述多個(gè)伸縮單元從內(nèi)側(cè)的伸縮單元向外側(cè)的伸縮單元依次向所述同一方向的相反方向伸縮而對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形。7.一種板狀金屬材料的彎曲成形方法，其特征在于: 使用具有多個(gè)伸縮單元的板狀金屬材料的彎曲成形裝置，所述伸縮單元在頂端具備能夠裝拆地吸附于板狀金屬材料的表面的吸附單元，基端安裝于裝置基座，能夠伸縮從基端到吸附單元的長度； 使吸附單元吸附于板狀金屬材料的表面，在該狀態(tài)下使伸縮單元伸縮而對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的板狀金屬材料的彎曲成形方法，其特征在于: 在使所述多個(gè)伸縮單元向同一方向伸縮而對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形后，使所述多個(gè)伸縮單元從內(nèi)側(cè)的伸縮單元向外側(cè)的伸縮單元依次向所述同一方向的相反方向伸縮而對板狀金屬材料賦予彎曲變形而進(jìn)行成形。
【文檔編號】B21D5/00GK105921554SQ201610108929
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】伊藤隆夫
【申請人】會(huì)田工程技術(shù)有限公司