特開 2023-152068 曲げ加工装置及び曲げ加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023152068

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】曲げ加工装置及び曲げ加工方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 7/024 20060101AFI20231005BHJP

【ＦＩ】

B21D7/024 C

B21D7/024 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022062009

(22)【出願日】2022-04-01

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 周平

(72)【発明者】

【氏名】平田 武知

【テーマコード（参考）】

4E063

【Ｆターム（参考）】

4E063AA08

4E063BC06

4E063CA02

4E063JA01

4E063LA01

4E063LA08

4E063LA19

4E063MA21

(57)【要約】

【課題】スプリングバックの発生による成型精度の低下を可及的に抑制し得る曲げ加工装置及び曲げ加工方法を提供する。
【解決手段】本曲げ加工装置は、対応する電動機を駆動するサーボドライバと、上記電動機に接続され、上記サーボドライバによって駆動された上記電動機にしたがって棒状の弾性部材に押し当てられる押圧部材と、を備える。上記サーボドライバは、上記電動機を駆動して上記押圧部材を上記弾性部材に押し当てることで、上記弾性部材を第１の曲げ角度まで曲げる第１の曲げ加工を実行し、上記第１の曲げ加工後に上記弾性部材が復元するスプリングバックを上記電動機からのフィードバック信号によって検出すると、上記第１の曲げ角度よりも大きい第２の曲げ角度まで上記弾性部材を曲げる第２の曲げ加工を実行する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対応する電動機を駆動するサーボドライバと、
前記電動機に接続され、前記サーボドライバによって駆動された前記電動機にしたがって棒状の弾性部材に押し当てられる押圧部材と、を備え、
前記サーボドライバは、
前記電動機を駆動して前記押圧部材を前記弾性部材に押し当てることで、前記弾性部材を第１の曲げ角度まで曲げる第１の曲げ加工を実行し、
前記第１の曲げ加工後に前記弾性部材が復元するスプリングバックを前記電動機からのフィードバック信号によって検出すると、前記第１の曲げ角度よりも大きい第２の曲げ角度まで前記弾性部材を曲げる第２の曲げ加工を実行する、
曲げ加工装置。

【請求項2】

前記サーボドライバは、前記第１の曲げ加工を行った後に復元した前記弾性部材に押されたことによる前記押圧部材の位置変位を基に、前記スプリングバックを検出する、
請求項１に記載の曲げ加工装置。

【請求項3】

前記サーボドライバは、前記第１の曲げ加工を行った後の前記弾性部材から前記押圧部材が受ける応力を基に、前記スプリングバックを検出する、
請求項１に記載の曲げ加工装置。

【請求項4】

前記サーボドライバは、
前記第１の曲げ加工時において前記第１の曲げ角度に曲げられた前記弾性部材から前記押圧部材が受ける第１の応力を前記フィードバック信号を基に検出し、
前記第１の曲げ角度に曲げられた前記弾性部材の第１のひずみを算出し、
前記スプリングバックによって生じた前記弾性部材の第２のひずみを算出し、
前記第１の応力と前記第１のひずみと前記第２のひずみとを基に前記弾性部材のヤング率を算出し、
記憶部に記憶された前記弾性部材の応力とひずみとの対応関係と、前記ヤング率と、前記第１のひずみと、前記第２のひずみとを基に、前記第２の曲げ角度を決定する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の曲げ加工装置。

【請求項5】

前記サーボドライバは、
前記押圧部材によって前記第１の曲げ角度に曲げられた予め用意した弾性部材から前記押圧部材が受ける第２の応力を前記フィードバック信号を基に検出し、
前記第１の曲げ角度に曲げられた前記予め用意した弾性部材の第３のひずみを算出し、
前記スプリングバックによって生じた前記予め用意した弾性部材の第４のひずみを算出し、
前記第２の応力と前記第３のひずみと前記第４のひずみとを基に前記予め用意した弾性部材のヤング率を算出し、
記憶部に記憶された前記予め用意した弾性部材の応力とひずみとの対応関係と、前記予め用意した弾性部材のヤング率と、前記第３のひずみと、前記第４のひずみとを基に、前記第２の曲げ角度を決定し、
決定した前記第２の曲げ角度を前記記憶部に記憶させる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の曲げ加工装置。

【請求項6】

前記サーボドライバは、
前記第１の曲げ加工における前記弾性部材が弾性変形から塑性変形に遷移する前の段階で、前記弾性部材から前記押圧部材が受ける第３の応力を算出し、
前記第３の応力を算出したときにおける前記弾性部材の第５のひずみを算出し、
前記第３の応力と前記第５のひずみとを基に前記弾性部材の第２のヤング率を算出し、
前記第１の曲げ加工時において前記第１の曲げ角度における前記弾性部材の第１のひずみを算出し、
記憶部に記憶された前記弾性部材の応力とひずみとの対応関係と、前記第１のひずみと、前記第２のヤング率とを用いて、前記第２の曲げ角度を決定する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の曲げ加工装置。

【請求項7】

対応する電動機を駆動するサーボドライバと、前記電動機に接続され、前記サーボドライバによって駆動された前記電動機にしたがって棒状の弾性部材に押し当てられる押圧部材と、を備える曲げ加工装置が、
前記電動機を駆動して前記押圧部材を前記弾性部材に押し当てることで、前記弾性部材を第１の曲げ角度まで曲げる第１の曲げ加工を実行し、
前記第１の曲げ加工後に前記弾性部材が復元するスプリングバックを前記電動機からのフィードバック信号によって検出すると、前記第１の曲げ角度よりも大きい第２の曲げ角度まで前記弾性部材を曲げる第２の曲げ加工を実行する、
曲げ加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、曲げ加工装置及び曲げ加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

マグネットワイヤ等によって例示される棒状の弾性部材を曲げ加工してコイルを製造する曲げ加工装置が利用されている。このような棒状の弾性部材に対して曲げ加工を行うと、弾性により形状がある程度復元する、いわゆるスプリングバックが生じ得る。そこで、このようなスプリングバックを考慮して、所望の曲げ角度よりも大きな曲げ角度で弾性部材の曲げ加工を行う曲げ加工装置が提案されている（例えば、特許文献１－３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－１２８４５５号公報

【特許文献2】特開２００５－３２４２１１号公報

【特許文献3】特開２０００－２７１６５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スプリングバックを考慮して曲げ角度を決定しても、棒状の弾性部材の個体差によっては大きなスプリングバックが生じ得る。このようなスプリングバックによって、棒状の弾性部材を加工して製造されるコイルの成型精度が低下する虞がある。

【0005】

開示の技術の１つの側面は、スプリングバックの発生による成型精度の低下を可及的に抑制し得る曲げ加工装置及び曲げ加工方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

開示の技術の１つの側面は、次のような曲げ加工装置によって例示される。本曲げ加工装置は、対応する電動機を駆動するサーボドライバと、上記電動機に接続され、上記サーボドライバによって駆動された上記電動機にしたがって棒状の弾性部材に押し当てられる押圧部材と、を備える。上記サーボドライバは、上記電動機を駆動して上記押圧部材を上記弾性部材に押し当てることで、上記弾性部材を第１の曲げ角度まで曲げる第１の曲げ加工を実行し、上記第１の曲げ加工後に上記弾性部材が復元するスプリングバックを上記電動機からのフィードバック信号によって検出すると、上記第１の曲げ角度よりも大きい第２の曲げ角度まで上記弾性部材を曲げる第２の曲げ加工を実行する。

【0007】

本曲げ加工装置によれば、フィードバック信号によってスプリングバックを検出すると、第１の曲げ加工時における第１の曲げ角度よりも大きな第２の曲げ角度で第２の曲げ加工が実行される。すなわち、本曲げ加工装置は、スプリングバックを検出すると第２の曲げ加工をさらに行うことで、検出したスプリングバックを抑制することができる。そのため、本曲げ加工装置は、スプリングバックの発生による成型精度の低下を可及的に抑制することができる。なお、本曲げ加工装置は、第２の曲げ加工を行った後にスプリングバックを検出したときは、さらに第２の曲げ加工を行ってもよい。

【0008】

ここで、本曲げ加工装置において、上記サーボドライバは、上記第１の曲げ加工を行った後に復元した上記弾性部材に押されたことによる上記押圧部材の位置変位を基に、上記スプリングバックを検出してもよい。また、本曲げ加工装置において、上記サーボドライバは、上記第１の曲げ加工を行った後の上記弾性部材から上記押圧部材が受ける応力を基
に、上記スプリングバックを検出してもよい。本曲げ加工装置では、上記位置変位や上記応力をフィードバック信号によって検出するため、スプリングバックを高精度に検出することができる。

【0009】

本曲げ加工装置は、次の特徴を備えてもよい。上記サーボドライバは、上記第１の曲げ加工時において上記第１の曲げ角度に曲げられた上記弾性部材から上記押圧部材が受ける第１の応力を上記フィードバック信号を基に検出し、上記第１の曲げ角度に曲げられた上記弾性部材の第１のひずみを算出し、上記スプリングバックによって生じた上記弾性部材の第２のひずみを算出し、上記第１の応力と上記第１のひずみと上記第２のひずみとを基に上記弾性部材のヤング率を算出し、記憶部に記憶された上記弾性部材の応力とひずみとの対応関係と、上記ヤング率と、上記第１のひずみと、上記第２のひずみとを基に、上記第２の曲げ角度を決定する。本曲げ加工装置は、このような特徴を備えることで、弾性部材の個体差に応じて好適な第２の曲げ角度を決定することができる。

【0010】

本曲げ加工装置は、次の特徴を備えてもよい。上記サーボドライバは、上記押圧部材によって上記第１の曲げ角度に曲げられた予め用意した弾性部材から上記押圧部材が受ける第２の応力を上記フィードバック信号を基に検出し、上記第１の曲げ角度に曲げられた上記予め用意した弾性部材の第３のひずみを算出し、上記スプリングバックによって生じた上記予め用意した弾性部材の第４のひずみを算出し、上記第２の応力と上記第３のひずみと上記第４のひずみとを基に上記予め用意した弾性部材のヤング率を算出し、記憶部に記憶された上記予め用意した弾性部材の応力とひずみとの対応関係と、上記予め用意した弾性部材のヤング率と、上記第３のひずみと、上記第４のひずみとを基に、上記第２の曲げ角度を決定し、決定した上記第２の曲げ角度を上記記憶部に記憶させる。このような特徴を備えた本曲げ加工装置は、弾性部材に応じた第２の曲げ角度が記憶部に記憶されているので、記憶部に記憶された第２の曲げ角度を用いて第２の曲げ加工を行うことで、スプリングバックの発生による成型精度の低下を抑制することができる。

【0011】

本曲げ加工装置は、次の特徴を備えてもよい。上記サーボドライバは、上記第１の曲げ加工における上記弾性部材が弾性変形から塑性変形に遷移する前の段階で、上記弾性部材から上記押圧部材が受ける第３の応力を算出し、上記第３の応力を算出したときにおける上記弾性部材の第５のひずみを算出し、上記第３の応力と上記第５のひずみとを基に上記弾性部材の第２のヤング率を算出し、上記第１の曲げ加工時において上記第１の曲げ角度における上記弾性部材の第１のひずみを算出し、記憶部に記憶された上記弾性部材の応力とひずみとの対応関係と、上記第１のひずみと、上記第２のヤング率とを用いて、上記第２の曲げ角度を決定する。本曲げ加工装置は、このような特徴を備えることで、第１の曲げ加工の間に弾性部材のヤング率やひずみを算出し、これらを用いて弾性部材の個体差に応じた第２の曲げ角度を決定することができる。このように第２の曲げ角度が決定されることで、スプリングバックの発生による成型精度の低下を抑制することができる。

【0012】

上記開示の技術は、曲げ加工方法の側面から把握することもできる。

【発明の効果】

【0013】

開示の技術によれば、スプリングバックの発生を可及的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、実施形態に係る曲げ曲げ加工装置の一例を示す図である。

【図2】図２は、第１金型をマグネットワイヤの長手方向から見た図である。

【図3】図３は、曲げ軸をマグネットワイヤの長手方向から見た図である。

【図4】図４は、サーボドライバが有する機能部の概略構成を示す図である。

【図5】図５は、曲げ加工装置によるマグネットワイヤの曲げ加工を模式的に示す図である。

【図6】図６は、実施形態に係る曲げ加工装置の処理フローの一例を示す図である。

【図7】図７は、第１変形例に係るサーボドライバが有する機能部の概略構成を示す図である。

【図8】図８は、記憶部に記憶される応力ひずみ線図の一例を示す図である。

【図9】図９は、第１変形例における曲げ加工装置の処理フローの一例を示す図である。

【図10】図１０は、第１変形例における曲げ加工装置によるマグネットワイヤの曲げ加工を模式的に示す図である。

【図11】図１１は、応力ひずみ線図を用いた第１金型の移動量の決定を模式的に示す図である。

【図12】図１２は、第２変形例に係るサーボドライバが有する機能部の概略構成を示す図である。

【図13】図１３は、第３変形例に係るサーボドライバが有する機能部の概略構成を示す図である。

【図14】図１４は、マグネットワイヤの応力ひずみ線図における弾性変形領域と塑性変形領域を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜実施形態＞
図１は、実施形態に係る曲げ曲げ加工装置１００の一例を示す図である。曲げ加工装置１００は、ＰＬＣ１、サーボドライバ２、モータ３、曲げ軸４、金型５０を備える。金型５０は、マグネットワイヤ２００の長手方向に並んで配置された第１金型５及び第２金型６を含む。曲げ軸４は、金型５０の下方に配置される。曲げ加工装置１００では、金属等の弾性部材で形成された線材であるマグネットワイヤ２００が曲げ軸４と金型５０との間に挿通される。そして、曲げ加工装置１００は、曲げ軸４の周囲を回転する第１金型５によって当該マグネットワイヤ２００を加圧する曲げ加工を施すことで、セグメントコンダクタコイル（以下、ＳＣコイル）を作製する。

【0016】

ＰＬＣ１は、サーボドライバ２に対する指令信号を産業用ネットワークＮ１を介して出力する。ＰＬＣ１は、予め準備されたプログラムに従う処理を実行することによって、例えば、サーボドライバ２の監視装置として機能する。産業用ネットワークＮ１は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰネットワークである。

【0017】

サーボドライバ２は、サーボモータ３に駆動電流を供給する。サーボドライバ２は、サーボモータ３からフィードバック信号を受ける。サーボドライバ２においては、それぞれ、位置制御器、速度制御器、電流制御器等を利用したフィードバック制御を行うサーボ系が形成されており、これらの信号を利用して、サーボモータ３をサーボ制御し駆動する。

【0018】

サーボモータ３は、例えばＡＣサーボモータである。サーボモータ３は、サーボドライバ２からの駆動電流を、動力線Ｎ２を介して給電される。サーボモータ３は、出力軸３１の変位を検出する。サーボモータ３は、検出された出力軸３１の変位を示すフィードバック信号を、通信線Ｎ３を介してサーボドライバ２に出力する。

【0019】

サーボモータ３によって出力されるフィードバック信号には、例えば、出力軸３１の回転位置（角度）についての情報、出力軸３１の回転速度についての情報、出力軸３１の回転方向についての情報等が含まれる。サーボモータ３が出力軸３１の回転位置、回転方向及び回転速度等の情報を取得する方式としては、例えば、公知のインクリメンタル型またはアブソリュート型の方式を採用することができる。サーボモータ３は、「電動機」の一例である。

【0020】

サーボモータ３の出力軸３１には、金型５０の第１金型５が接続される。第１金型５は、出力軸３１の回転にしたがって曲げ軸４の周囲を矢印Ａ１の方向に回転移動する。すなわち、第１金型５は、マグネットワイヤ２００を曲げ軸４に押し付ける方向に回転移動することで、マグネットワイヤ２００を曲げ加工する。また、第１金型５は、出力軸３１の回転にしたがって曲げ軸４の周囲を矢印Ａ１の逆方向に回転移動することで、曲げ加工後のマグネットワイヤ２００から離れることができる。

【0021】

図２は、第１金型５をマグネットワイヤ２００の長手方向から見た図である。第１金型５は、中心軸５２と、マグネットワイヤ２００の長手方向と直交する方向において中心軸５２を挟むように設けられる金型ガイド板５１，５１を含む。中心軸５２のマグネットワイヤ２００側の面には、平坦に形成された接触面５２ａが設けられる。マグネットワイヤ２００は、金型ガイド板５１，５１の間において接触面５２ａと接するように配置される。金型ガイド板５１，５１によってマグネットワイヤ２００が挟み込まれることで、マグネットワイヤ２００が曲げ加工中に第１金型５から脱落することが抑制される。金型ガイド板５１，５１の間隔Ｗ１は、加工対象とするマグネットワイヤ２００の太さに応じて適宜決定されればよい。第１金型５は、「押圧部材」の一例である。

【0022】

金型５０の第２金型６は、第１金型５と同等の構成を備える。すなわち、第２金型６は、金型ガイド板５１，５１の間に中心軸５２が設けられ、マグネットワイヤ２００は金型ガイド板５１，５１の間において接触面５２ａと接するように配置される。なお、第２金型６にはサーボモータ３の出力軸３１は接続されておらず、第２金型６の位置は固定されている。

【0023】

曲げ軸４は、第１金型５，第２金型６とともに、加工対象のマグネットワイヤ２００を挟み込む位置に配置される部材である。図３は、曲げ軸４をマグネットワイヤ２００の長手方向から見た図である。曲げ軸４は、曲げ芯４２と、マグネットワイヤ２００の長手方向と直交する方向において曲げ芯４２を挟むように設けられる曲げ軸ガイド４１，４１を含む。マグネットワイヤ２００は、曲げ軸ガイド４１，４１の間において外周面４２ａと接するように配置される。曲げ芯４２は、マグネットワイヤ２００の長手方向と直交する方向視において円形に形成される。すなわち、外周面４２ａは、マグネットワイヤ２００の長手方向と直交する方向視において円形の曲面を描くように形成される。なお、曲げ軸４にはサーボモータ３の出力軸３１は接続されておらず、曲げ軸４の位置は固定されている。マグネットワイヤ２００は、第２金型６と曲げ軸４によって上下方向から挟みこむように支持される。

【0024】

図４は、サーボドライバ２が有する機能部の概略構成を示す図である。サーボドライバ２は、演算装置、記憶装置等を有するコンピュータとみなすことができる。図４に示す機能部は、サーボドライバ２において所定のプログラム等が実行されることで実現される。サーボドライバ２は曲げ加工部２１、検出部２２、再曲げ加工部２３及び記憶部２４を有するが、これら以外の機能部を有していても構わない。

【0025】

曲げ加工部２１は、ＰＬＣ１からの指令に基づいてサーボモータ３をサーボ制御することで、第１金型５を駆動してマグネットワイヤ２００の曲げ加工を行う。曲げ加工部２１によるサーボ制御は、具体的には、位置制御器、速度制御器、電流制御器等を利用したフィードバック制御である。なお、位置制御器、速度制御器、電流制御器等については、制御対象であるサーボモータ３のサーボ制御が好適に行われるよう速度ゲイン等の制御パラメータが適宜設定される。曲げ加工部２１によって曲げ加工されたマグネットワイヤ２００は、例えば、設計時における規定値通りのスプリングバックが生じることで所望の曲げ角度に加工される。

【0026】

検出部２２は、曲げ加工部２１によって曲げ加工されたマグネットワイヤ２００の設計時における規定値以上のスプリングバックを検出する。検出部２２は、例えば、マグネットワイヤ２００のスプリングバックによって第１金型５が押されたことによる復元トルクをサーボモータ３からのフィードバック信号によって検出する。

【0027】

検出部２２は、記憶部２４に予め記憶された閾値以上の復元トルクを検出した場合に、マグネットワイヤ２００の規定値以上のスプリングバックを検出してもよい。また、例えば、検出部２２は、マグネットワイヤ２００のスプリングバックによって第１金型５が押されたことによる第１金型５の移動量をサーボモータ３からのフィードバック信号によって検出する。検出部２２は、記憶部２４に予め記憶された移動量の閾値以上の第１金型５の移動量を検出した場合に、マグネットワイヤ２００の規定値以上のスプリングバックを検出してもよい。

【0028】

再曲げ加工部２３は、検出部２２によって規定値以上のスプリングバックが検出されると、マグネットワイヤ２００に対して曲げ加工を行う。以下、本明細書において、再曲げ加工部２３による曲げ加工を再曲げ加工とも称する。ここで、再曲げ加工部２３による再曲げ加工では、第１金型５の移動量を曲げ加工部２１による曲げ加工の際の移動量よりも大きくする。

【0029】

記憶部２４は、サーボモータ３のサーボ制御に用いられるデータや、検出部２２がスプリングバックの検出に用いる閾値等のように、サーボドライバ２で行われる処理に関連する各種データを記憶する。

【0030】

図５は、曲げ加工装置１００によるマグネットワイヤ２００の曲げ加工を模式的に示す図である。図５Ａは、マグネットワイヤ２００に対する曲げ加工の準備段階が例示される。マグネットワイヤ２００に対する曲げ加工の準備段階では、マグネットワイヤ２００が第２金型６及び第２金型６と曲げ軸４との間に配置される。準備段階における第１金型５の位置を基準位置とも称する。基準位置では、第１金型５の接触面５２ａがマグネットワイヤ２００に接触しているものの、第１金型５はマグネットワイヤ２００に加圧していない（マグネットワイヤ２００が曲げられていない）状態となる。

【0031】

図５Ｂは、曲げ加工部２１によってマグネットワイヤ２００に対する曲げ加工が行われている状態が例示される。曲げ加工部２１は、サーボモータ３を駆動させることでマグネットワイヤ２００を曲げ軸４に押し付ける（巻き付ける）方向に第１金型５を基準位置から所定の角度θ_１だけ移動させる。このように第１金型５が移動されることで、第１金型５が押し当てられたマグネットワイヤ２００は、曲げ角度θ_１だけ曲げられることになる。所定の角度θ_１は、例えば、マグネットワイヤ２００の所望の曲げ角度であってもよい。また、所定の角度θ_１は、例えば、マグネットワイヤ２００のスプリングバックを考慮して、所望の曲げ角度よりも大きい角度であってもよい。マグネットワイヤ２００は、第１金型５が所定の角度θ_１だけ移動することで、所定の角度θ_１だけ曲げられる曲げ加工を施される。なお、図５Ｂでは、第１金型５は曲げ軸４を中心として基準位置から１８０度回転移動しているが、所定の角度θ_１が１８０度に限定されるわけではない。

【0032】

図５Ｃは、曲げ加工後のマグネットワイヤ２００で規定値以上のスプリングバックが生じた場合を例示する。スプリングバックが生じたマグネットワイヤ２００によって第１金型５の位置が基準位置の方向に向けてθ_２だけ戻される。検出部２２は、例えば、スプリングバックによる第１金型５の変位をサーボモータ３からのフィードバック信号によって検出する。検出部２２は、検出した変位が記憶部２４に記憶された閾値以上である場合に、規定値以上のスプリングバックを検出する。

【0033】

図５Ｄは、再曲げ加工部２３によって再曲げ加工を例示する。再曲げ加工部２３は、検出部２２によって規定値以上のスプリングバックが検出されると、再曲げ加工を開始する。再曲げ加工部２３は、基準位置からの角度が所定の角度θ_１＋α（α＞０）となる位置まで、第１金型５を移動させてマグネットワイヤ２００の再曲げ加工を行う。この再曲げ加工により、マグネットワイヤ２００は、所定の角度θ_１＋αだけ曲げられる再曲げ加工を施される。すなわち、再曲げ加工部２３による再曲げ加工では、曲げ加工部２１による曲げ加工よりもマグネットワイヤ２００が大きく曲げられる。

【0034】

＜処理フロー＞
図６は、実施形態に係る曲げ加工装置１００の処理フローの一例を示す図である。以下、図６を参照して、曲げ加工装置１００の処理フローの一例について説明する。

【0035】

Ｔ１では、曲げ加工部２１は、マグネットワイヤ２００に対して曲げ加工を行う。曲げ加工部２１は、例えば、基準位置から移動後の第１金型５までの角度があらかじめ記憶部２４に記憶された所定の角度θ_１となるように第１金型５を移動させることで、マグネットワイヤ２００を所定の角度θ_１だけ曲げる曲げ加工を行う。Ｔ１における曲げ加工は、「第１の曲げ加工」の一例である。

【0036】

Ｔ２では、検出部２２は、Ｔ１で曲げ加工が施されたマグネットワイヤ２００に規定値以上のスプリングバックが生じているか否かを判定する。スプリングバックの検出は、スプリングバックによって第１金型５に生じた復元トルクや第１金型５の移動量θ_２（すなわち、第１金型５の位置変位）を用いることができる。規定値以上のスプリングバックが生じている場合（Ｔ２でＹＥＳ）、処理はＴ３に進められる。規定値以上のスプリングバックが生じていない場合（Ｔ２でＮＯ）、処理は終了される。

【0037】

Ｔ３では、再曲げ加工部２３は、マグネットワイヤ２００に対する再曲げ加工を行う。再曲げ加工部２３は、例えば、Ｔ１における曲げ加工よりも基準位置からの曲げ角度が大きい所定の角度θ_１＋αだけ曲げる再曲げ加工を行う。Ｔ３における再曲げ加工は、「第２の曲げ加工」の一例である。

【0038】

＜実施形態の作用効果＞
曲げ加工後に生じるスプリングバックを考慮してマグネットワイヤ２００に対する曲げ加工を行う際の曲げ角度を決定しても、マグネットワイヤ２００の個体差によっては規定値以上のスプリングバックが生じ得る。規定値以上のスプリングバックが生じることで、曲げ加工後のマグネットワイヤ２００の曲げ角度が所望の曲げ角度に成型されない場合がある。

【0039】

本実施形態によれば、曲げ加工部２１による曲げ加工後に検出部２２によって規定値以上のスプリングバックの検出が行われる。そして、検出部２２によって規定値以上のスプリングバックが検出されると、曲げ加工部２１による曲げ加工よりも基準位置からの曲げ角度が大きい再曲げ加工が再曲げ加工部２３によって行われる。すなわち、本実施形態では、マグネットワイヤ２００の個体差によって規定値以上のスプリングバックが生じても当該スプリングバックを解消する再曲げ加工が行われることで、マグネットワイヤ２００における規定値以上のスプリングバックを可及的に抑制することができる。ひいては、本実施形態によれば、マグネットワイヤ２００の曲げ加工の精度を高めることができる。

【0040】

また、本実施形態では、曲げ加工装置１００は、第１金型５に生じた復元トルクや第１金型５の移動量θ_２（すなわち、第１金型５の位置変位）をサーボモータ３からのフィードバック信号によって検出する。そのため、本実施形態によれば、スプリングバックを高
精度に検出することができる。

【0041】

＜第１変形例＞
以上説明した実施形態では、曲げ加工装置１００は、第１金型５の移動や復元トルクを基に規定値以上のスプリングバックを検出する。そして、曲げ加工装置１００は、規定値以上のスプリングバックを検出すると、マグネットワイヤ２００を曲げ加工よりも大きく曲げる再曲げ加工が行われる。第１変形例では、検出されたスプリングバックの量を基にマグネットワイヤ２００のヤング率を算出し、算出したヤング率に応じて再曲げ加工における第１金型５の移動量（すなわち、マグネットワイヤ２００の曲げ角度）を決定する。以下、図面を参照して、第１変形例について説明する。

【0042】

図７は、第１変形例に係るサーボドライバ２ａが有する機能部の概略構成を示す図である。サーボドライバ２ａは、曲げ加工部２１に代えて曲げ加工部２１ａを、再曲げ加工部２３に代えて再曲げ加工部２３ａを備える点で、実施形態に係るサーボドライバ２とは異なる。

【0043】

曲げ加工部２１ａは、曲げ加工時にマグネットワイヤ２００から受ける応力トルクＴ_１を検出する点で、曲げ加工部２１とは異なる。曲げ加工部２１ａは、基準位置からの第１金型５の移動量がθ_１となるように位置制御によってサーボモータ３を駆動して曲げ加工を行う際にマグネットワイヤ２００から第１金型５が受ける応力トルクＴ_１をサーボモータ３からのフィードバック信号を基に検出する。

【0044】

曲げ加工部２１ａは、フィードバック信号を基に応力トルクＴ_１を検出する場合、実効トルクＴ_ａから目標トルクＴ_ｔを引いた値を応力トルクＴ_１としてもよい。また、曲げ加工部２１ａは、外乱オブザーバによって検出された応力トルクＴ_１を当該外乱オブザーバから取得してもよい。

【0045】

再曲げ加工部２３ａは、マグネットワイヤ２００のスプリングバックを検出すると、スプリングバック量Δθを算出する。そして、再曲げ加工部２３ａは、算出したスプリングバック量Δθと曲げ加工時における応力σ_１を基にマグネットワイヤ２００のヤング率を算出する。再曲げ加工部２３ａは、算出したヤング率を基に再曲げ加工における第１金型５の移動量を決定し、決定した移動量だけ第１金型５が移動するように位置制御でサーボモータ３を駆動して、再曲げ加工を行う。

【0046】

第１変形例では、さらに、予め測定されたマグネットワイヤ２００のひずみεと応力σとの対応関係が記憶部２４にされる。ひずみεと応力σとの対応関係は、例えば、応力ひずみ線図である。図８は、記憶部２４に記憶される応力ひずみ線図２４１の一例を示す図である。応力ひずみ線図２４１は、縦軸が応力σを示し、横軸がひずみεを示す。そして、応力ひずみ線図２４１では、マグネットワイヤ２００にひずみεが生じたときに生じる応力σが曲線２４１ａによって示される。

【0047】

図９は、第１変形例における曲げ加工装置１００の処理フローの一例を示す図である。また、図１０は、第１変形例における曲げ加工装置１００によるマグネットワイヤ２００の曲げ加工を模式的に示す図である。以下、図９及び図１０を参照して、第１変形例における曲げ加工の処理について説明する。

【0048】

Ｔ１１では、曲げ加工部２１ａは、マグネットワイヤ２００の曲げ加工を行う。マグネットワイヤ２００の曲げ加工が行われる前の準備段階の状態は、図５Ａと同一である。曲げ加工部２１ａは、第１金型５の基準位置からの移動量がθ１となるようにサーボモータ３を位置制御で駆動することでマグネットワイヤ２００の曲げ加工を行う。曲げ加工部２
１ａによって曲げ加工が行われている状態は、図５Ｂと同一である。曲げ加工時における第１金型５の移動量θ_１と、曲げ角度θ_１で曲げられたマグネットワイヤ２００のひずみε_１との関係は、例えば、以下の式（１）で示すことができる。

【数1】

【0049】

上記式（１）に記載のように、曲げ加工時における第１金型５の移動量θ_１は、曲げ角度θ_１で曲げられたマグネットワイヤ２００のひずみε_１に比例する値である。ひずみε_１は、「第１のひずみ」の一例である。

【0050】

Ｔ１２では、曲げ加工部２１ａは、Ｔ１１における曲げ加工時において曲げ角度θ_１だけ曲げられたマグネットワイヤ２００から第１金型５が受ける応力トルクＴ_１をサーボモータ３からのフィードバック信号を基に検出する。応力トルクＴ_１と曲げ加工時におけるマグネットワイヤ２００の応力σ_１との関係は、例えば、以下の式（２）で示すことができる。

【数2】

【0051】

上記式（２）に記載のように、応力トルクＴ_１は、曲げ加工時におけるマグネットワイヤ２００の応力σ_１に比例する値である。応力σ_１は、「第１の応力」の一例である。

【0052】

Ｔ１３では、再曲げ加工部２３ａは、サーボモータ３を位置制御で駆動することで、Ｔ１１の曲げ加工で移動した第１金型５の位置を戻す。ここで、再曲げ加工部２３ａは、第１金型５を基準位置まで戻してもよい。また、再曲げ加工部２３ａは、第１金型５を基準位置まで戻さなくとも、マグネットワイヤ２００と接触しない位置、すなわち、マグネットワイヤ２００から離れた位置にまで戻してもよい。図１０Ａでは、再曲げ加工部２３ａによってマグネットワイヤ２００と接触しない位置にまで第１金型５を戻した状態が例示される。図１０Ａでは、Ｔ１１で曲げ加工が行われたマグネットワイヤ２００において曲げ加工後の位置からΔθのスプリングバックが生じたものとする。

【0053】

Ｔ１４では、再曲げ加工部２３ａは、Ｔ１３において位置を戻した第１金型５をマグネットワイヤ２００へ向けて移動させる。再曲げ加工部２３ａは、サーボモータ３を位置制御で駆動することで、基準位置からの移動量がθ_１となるように第１金型５を移動させる。

【0054】

Ｔ１５では、再曲げ加工部２３ａは、スプリングバックが生じたか否かを判定する。再曲げ加工部２３ａは、例えば、第１金型５を基準位置からθ_１だけ移動させる途中で第１金型５とマグネットワイヤ２００とが接触した場合、スプリングバックがマグネットワイヤ２００に生じたと判定してもよい。図１０Ｂでは、Ｔ１４において移動された第１金型５がマグネットワイヤ２００と接触した状態が例示される。図１０Ｂでは、基準位置からの移動量θ_３（θ_３＜θ_１）のときに、第１金型５とマグネットワイヤ２００とが接触したものとする。

【0055】

再曲げ加工部２３ａは、例えば、サーボモータ３からのフィードバック信号によりマグネットワイヤ２００から第１金型５に対して働くトルクを検出した場合に第１金型５とマグネットワイヤ２００とが接触したと判定する。そして、再曲げ加工部２３ａは、例えば、第１金型５とマグネットワイヤ２００とが接触した場合に、スプリングバックが生じたと判定する。スプリングバックが発生したと判定した場合（Ｔ１５でＹＥＳ）、処理はＴ
１６に進められる。スプリングバックが発生したと判定しなかった場合（Ｔ１５でＮＯ）、処理は終了される。

【0056】

Ｔ１６では、再曲げ加工部２３ａは、スプリングバック量Δθを算出する。Δθの算出には、例えば、以下の式（３）を適用することができる。

【数3】

【0057】

上記式（３）に記載のように、Δθは、Ｔ１１における第１金型５の移動量θ_１から、Ｔ１５における第１金型５とマグネットワイヤ２００とが接触するまでの移動量θ_３を減算することで算出することができる。そして、スプリングバックの移動量Δθと、曲げ加工時においてθ_１だけ曲げられたマグネットワイヤ２００に生じるひずみε_１と、スプリングバックによる復元後のマグネットワイヤ２００に生じるひずみε_３との関係は、以下の式（４）によって示すことができる。

【数4】

【0058】

上記式（４）に記載のように、スプリングバック量Δθは、曲げ加工時においてマグネットワイヤ２００に生じるひずみε_１と、スプリングバックで復元したマグネットワイヤ２００に生じるひずみε_３との差に比例する。ひずみε_３は、「第２のひずみ」の一例である。

【0059】

Ｔ１７では、再曲げ加工部２３ａは、マグネットワイヤ２００のヤング率Ｅを算出する。ヤング率Ｅの算出には、例えば、以下の式（５）を適用することができる。

【数5】

【0060】

ここで、式（２）のように応力トルクＴ_１は曲げ加工時におけるマグネットワイヤ２００の応力σ_１に比例し（式（２））、Δθは（ε_１－ε_３）に比例（式（４））する。そのため、σ_１に代えてＴ_１を、（ε_１－ε_３）に代えてΔθを式（５）に適用することで、ヤング率Ｅを算出することができる。

【0061】

Ｔ１８では、再曲げ加工部２３ａは、再曲げ加工における第１金型５の移動量を決定する。再曲げ加工における第１金型５の移動量の決定では、例えば、応力ひずみ線図２４１が用いられる。図１１は、応力ひずみ線図２４１を用いた第１金型５の移動量の決定を模式的に示す図である。再曲げ加工部２３ａは、応力ひずみ線図２４１の横軸上にひずみε_１及びひずみε_３をプロットする。また、再曲げ加工部２３ａは、曲線２４１ａ上で応力σ_１プロットする。そして、応力ひずみ線図２４１上においてプロットしたひずみε_３と応力σ_１とを結ぶ直線２４１ｂの傾きを算出する。再曲げ加工部２３ａは、応力ひずみ線図２４１においてプロットしたひずみε_１から直線２４１ｂと同じ傾きの直線２４１ｃを引き、曲線２４１ａとの交点２４１ｄを求める。

【0062】

交点２４１ｄが示す応力σ_４が再曲げ加工時におけるマグネットワイヤ２００の応力を示す。応力σ_４、ヤング率Ｅ、ε_１を用いると、再曲げ加工における第１金型５の基準位置からの移動量θ_４は、以下の式（６）、（７）を用いて決定できる。θ_４は、「第２の曲げ角度」の一例である。

【数6】

【0063】

再曲げ加工部２３ａは、基準位置からの第１金型５の移動量がθ_４となるように、位置制御でサーボモータ３を駆動することで、再曲げ加工を行う。再曲げ加工を行う状態は、例えば、図１０Ｃに例示される。その後、処理はＴ１３に進められ、図１０Ｄに例示される状態となる。その後、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５の処理によってスプリングバックの検出が行われ、スプリングバックが検出されない場合には処理が終了される。なお、再曲げ加工後においてもＴ１５でスプリングバックが検出された場合には、さらにＴ１６からＴ１８の処理によって再曲げ加工がさらに行われてもよい。

【0064】

第１変形例では、曲げ加工装置１００は、曲げ加工時において曲げ角度θ_１だけ曲げられたマグネットワイヤ２００に生じる応力σ_１とひずみε_１及びスプリングバックによって復元したマグネットワイヤ２００のひずみε_３とを検出し、検出した応力σ_１、ひずみε_１、ひずみε_３を用いてマグネットワイヤ２００のヤング率Ｅを算出する。そして、予め記憶部２４に記憶したマグネットワイヤ２００の応力とひずみとの対応関係と、応力σ_１と、ひずみε_１と、ひずみε_３と、を用いて、再曲げ加工における第１金型５の基準位置からの移動量θ_４を算出する。

【0065】

そのため、第１変形例によれば、個々のマグネットワイヤ２００において生じる応力やひずみを基に再曲げ加工における第１金型５の移動量が決定されるので、マグネットワイヤ２００の個体差によってスプリングバック量に差が生じても好適な再曲げ加工を行うことができる。また、第１変形例によれば、マグネットワイヤ２００の個体差に応じて第１金型５の移動量が決定されることで、再曲げ加工の繰り返し頻度を低下させ、曲げ加工の工数を低減することができる。

【0066】

＜第２変形例＞
第１変形例では、再曲げ加工におけるマグネットワイヤ２００の個体差に応じた第１金型５の移動量を好適に決定する方法について説明した。第２変形例では、マグネットワイヤ２００のサンプルを用いて予め再曲げ加工における第１金型５の移動量を決定しておく方法について説明する。図１２は、第２変形例に係るサーボドライバ２ｂが有する機能部の概略構成を示す図である。サーボドライバ２ｂは、曲げ加工部２１に代えて曲げ加工部２１ｂを備え、再曲げ加工部２３に代えて再曲げ加工部２３ｂを備える点で、実施形態に係るサーボドライバ２とは異なる。マグネットワイヤ２００のサンプルは、「予め用意した弾性部材」の一例である。

【0067】

曲げ加工部２１ｂは、マグネットワイヤ２００のサンプルに対して曲げ加工を行い、曲げ角度θ_１で曲げられたマグネットワイヤ２００において生ずる応力σ_２とひずみε_５及びスプリングバックによって復元したマグネットワイヤ２００のサンプルのひずみε_６を算出する。そして、算出した応力σ_２とひずみε_５、ひずみε_６を用いてサンプルとして使用したマグネットワイヤ２００のヤング率Ｅを算出する。さらに、曲げ加工部２１ｂは、サンプルとして使用したマグネットワイヤ２００の応力ひずみ線図と、応力σ_２と、ひずみε_５と、ひずみε_６と、を用いて、再曲げ加工における第１金型５の基準位置からの移動量θ_２を算出する。曲げ加工部２１ｂは、算出した移動量θ_２を記憶部２４に記憶させる。応力σ_２は、「第２の応力」の一例である。ひずみε_５は、「第３のひずみ」の一例である。ひずみε_６は、「第４のひずみ」の一例である。

【0068】

再曲げ加工部２３ｂは、例えば、図６のＴ３における再曲げ加工の際には、記憶部２４に記憶させた移動量θ_２を取得し、取得した移動量θ_２だけ第１金型５が移動するようにサーボモータ３を位置制御で駆動させることで、マグネットワイヤ２００に対する再曲げ加工を行う。

【0069】

第２変形例では、マグネットワイヤ２００のサンプルを用いて再曲げ加工における第１金型５の基準位置からの移動量θ_２を予め決定しておくことで、再曲げ加工における第１金型５の移動量を再曲げ加工の度に算出しなくともよい。

【0070】

＜第３変形例＞
第１変形例では、曲げ加工が終了した時点（例えば、図５Ｂの状態）において、応力σ_１とひずみε_１を算出し、算出した応力σ_１とひずみε_１とを用いてマグネットワイヤ２００のヤング率Ｅを算出した。第３変形例では、曲げ加工においてマグネットワイヤ２００をθ_１まで曲げる途中でヤング率Ｅを算出する。図１３は、第３変形例に係るサーボドライバ２ｃが有する機能部の概略構成を示す図である。サーボドライバ２ｃは、曲げ加工部２１に代えて曲げ加工部２１ｃを備え、再曲げ加工部２３に代えて再曲げ加工部２３ｃを備える点で、実施形態に係るサーボドライバ２とは異なる。

【0071】

曲げ加工部２１ｃは、マグネットワイヤ２００の曲げ加工を行う際に、マグネットワイヤ２００が弾性変形から塑性変形に遷移する段階における応力σ_ｙとひずみε_ｙとを算出する。図１４は、マグネットワイヤ２００の応力ひずみ線図２４１における弾性変形領域と塑性変形領域を例示する図である。曲げ加工部２１ｃは、マグネットワイヤ２００のひずみがε_１に到達するよりも前のマグネットワイヤ２００が弾性変形している間（図１４の弾性変形領域に相当）でマグネットワイヤ２００のヤング率Ｅを算出する。応力σ_ｙとひずみε_ｙとを用いると、マグネットワイヤ２００のヤング率Ｅは以下の式（８）によって求めることができる。応力σ_ｙは、「第３の応力」の一例である。ひずみε_ｙは、「第５のひずみ」の一例である。式（８）で求められるヤング率Ｅは、「第２のヤング率」の一例である。

【数7】

【0072】

曲げ加工部２１ｃは、曲げ加工の終了時（図５Ｂの状態）のときに測定したひずみε_１を応力ひずみ線図２４１の横軸上にプロットする。また、曲げ加工部２１ｃは、横軸上にプロットしたひずみε_１からの傾きがヤング率Ｅとなる直線２４１ｅと曲線２４１ａとの交点２４１ｆを求める。

【0073】

交点２４１ｆが示す応力σ_５が曲げ加工部２１ｃによる曲げ加工時におけるマグネットワイヤ２００の応力を示す。応力σ_５、応力ひずみ線図２４１において応力σ_５に対応するひずみε_５、ヤング率Ｅ、ひずみε_１を用いると、曲げ加工における第１金型５の基準位置からの移動量θ_５は、以下の式（９）、（１０）を用いて決定できる。

【数8】

【0074】

再曲げ加工部２３ｃは、例えば、図６のＴ３における再曲げ加工において、基準位置からの第１金型５の移動量がθ_５となるように、サーボモータ３を位置制御で駆動させることで、マグネットワイヤ２００に対する再曲げ加工を行う。

【0075】

第３変形例では、曲げ加工部２１ｃは、曲げ加工においてマグネットワイヤ２００をθ_１まで曲げる前に、マグネットワイヤ２００のヤング率Ｅを算出する。そして、曲げ加工部２１ｃは、算出したヤング率Ｅと、ひずみε_１と、応力ひずみ線図２４１とを用いて、ひずみε_５を算出する。曲げ加工部２１ｃは、算出したひずみε_５を基に再曲げ加工時における第１金型５の移動量θ_５を決定する。第３変形例によれば、曲げ加工の対象となったマグネットワイヤ２００のヤング率Ｅを曲げ加工中に算出できるので、曲げ加工及び再曲げ加工を含むマグネットワイヤ２００の加工時間を実施形態よりも短時間とすることができる。

【0076】

以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせることができる。

【0077】

＜付記１＞
対応する電動機（３）を駆動するサーボドライバ（２）と、
前記電動機（３）に接続され、前記サーボドライバ（２）によって駆動された前記電動機（３）にしたがって棒状の弾性部材（２００）に押し当てられる押圧部材（５）と、を備え、
前記サーボドライバ（２）は、
前記電動機（３）を駆動して前記押圧部材（５）を前記弾性部材（２００）に押し当てることで、前記弾性部材（２００）を第１の曲げ角度（θ_１）まで曲げる第１の曲げ加工を実行し、
前記第１の曲げ加工後に前記弾性部材（２００）が復元するスプリングバックを前記電動機（３）からのフィードバック信号によって検出すると、前記第１の曲げ角度（θ_１）よりも大きい第２の曲げ角度（θ_１＋α）まで前記弾性部材（２００）を曲げる第２の曲げ加工を実行する、
曲げ加工装置（１００）。
＜付記２＞
対応する電動機（３）を駆動するサーボドライバ（２）と、前記電動機（３）に接続され、前記サーボドライバ（２）によって駆動された前記電動機（３）にしたがって棒状の弾性部材（２００）に押し当てられる押圧部材（５）と、を備える曲げ加工装置（１００）が、
前記電動機（３）を駆動して前記押圧部材（５）を前記弾性部材（２００）に押し当てることで、前記弾性部材（２００）を第１の曲げ角度（θ_１）まで曲げる第１の曲げ加工を実行し、
前記第１の曲げ加工後に前記弾性部材（２００）が復元するスプリングバックを前記電動機（３）からのフィードバック信号によって検出すると、前記第１の曲げ角度（θ_１）よりも大きい第２の曲げ角度（θ_１＋α）まで前記弾性部材（２００）を曲げる第２の曲げ加工を実行する、
曲げ加工方法。

【符号の説明】

【0078】

１・・ＰＬＣ
２・・サーボドライバ
２ａ・・サーボドライバ
２ｂ・・サーボドライバ
３・・サーボモータ
４・・曲げ軸
５・・第１金型
６・・第２金型
２１・・曲げ加工部
２１ａ・・曲げ加工部
２１ｂ・・曲げ加工部
２１ｃ・・曲げ加工部
２２・・検出部
２３・・再曲げ加工部
２３ａ・・再曲げ加工部
２３ｂ・・再曲げ加工部
２３ｃ・・再曲げ加工部
２４・・記憶部
３１・・出力軸
４１・・曲げ軸ガイド
４２・・曲げ芯
４２ａ・・外周面
５０・・金型
５１・・金型ガイド板
５２・・中心軸
５２ａ・・接触面
１００・・曲げ加工装置
２００・・マグネットワイヤ
２４１・・応力ひずみ線図
２４１ａ・・曲線
Ｎ１・・産業用ネットワーク
Ｎ２・・動力線
Ｎ３・・通信線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】