目次
油圧式板曲げローラーは、金属板の成形および加工において不可欠な装置です。主に、上部、下部、および側面のローラーの相対的な位置と回転運動を利用して、鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属板を連続的に曲げ、平らな板を円筒形、円弧形、円錐形、その他の曲面形状のワークピースへと徐々に成形します。
油圧式板金圧延機は構造によって操作方法が異なり、特に3本ロール式、4本ロール式、対称型、非対称型、CNC油圧式板金曲げ機では、ロールの動きや制御方法が全く同じではありません。そのため、以下の内容は一般的な油圧式3本ロール式／4本ロール式板金圧延機に基づいています。
実際の操作は、機器メーカーが提供する取扱説明書、油圧回路図、および電気図面に基づいて行う必要があります。4本ロール機は通常、上部ロール、下部ロール、および左右のサイドロールで構成されています。下部ロールとサイドロールは油圧シリンダーによって昇降され、各機構の動作は制御システムによって制御されます。
1. 油圧式板金曲げローラーの基本構造
一般的な油圧式板金圧延機は、主に以下のシステムで構成されています。
システム | 主要構成要素 | 主な機能 |
フレームシステム | 左右のフレーム、ベース、接続梁 | シート圧延工程中に主荷重を支える |
ローラーシステム | 上部ローラー、下部ローラー、側面ローラー | 板材に曲げ圧力を加える |
メインドライブシステム | 油圧モーター／電気モーター、減速機、ギアなど | ローラーを回転させる |
油圧系 | 油圧ポンプ、オイルタンク、バルブ群、シリンダー、配管 | ローラーによる昇降、クランプ、傾斜を実現する |
電気システム | 電気制御盤、PLC、接触器、センサー | 制御機器の動作 |
オペレーティング·システム | ボタン式ステーション、タッチスクリーン、またはCNCシステム | 人間と機械の相互作用とパラメータ設定 |
傾斜装置 | 傾斜シリンダー、傾斜フレーム | 成形シリンダーの取り外しを容易にする |
バランス調整／同期装置 | 同期弁、変位センサーなど | ローラーの両端で一貫した動きを確保してください。 |
安全装置 | 緊急停止ボタン、リミットスイッチ、ガードレール、安全ロープなど | 従業員が誤って危険区域に立ち入るのを防ぐ |
一般的な4本ロール式油圧板曲げ機の構造では、通常、上部ロールが主駆動および曲げ機能を担い、下部ロールは板材を固定するために使用され、両側の2つのロールは端部の予備曲げと全体の成形に使用されます。
2. オペレーターが習得すべき必須知識
操作を開始する前に、オペレーターは以下の事項を熟知しておく必要があります。
- 機械構造
- 油圧システムの作動原理
- 電気制御ボタンの機能
- 各ローラーの移動方向
- 最大許容板厚
- 最大許容シート幅
- 最小圧延径
- 最大転がり容量
- 材料強度の制限
- 最大許容使用圧力
- すべての危険区域
- 緊急停止ボタンの位置
- 正しい積み込みおよび積み下ろし方法
- ワークピースのアンロード方法
- 異常事態におけるシャットダウン手順
訓練を受けていない人や、機器の操作方法に不慣れな人は、板圧延機を単独で操作してはならない。
板圧延機の最大の安全上のリスクの一つは、回転するローラー間の挟み込み箇所です。そのため、運転中はハンドル、衣服、工具などをローラーシステムから常に遠ざけておく必要があります。関連する機器マニュアルにも、回転ローラー部分は重大な危険区域として記載されています。
3. 油圧式板金圧延機の標準操作手順
オペレーターのトレーニングを行う際は、以下の手順を直接実行できます。
① 機器の点検
↓
② 作動油を点検する
↓
③潤滑状態を確認する
↓
④ 電気系統を点検する
↓
⑤ 緊急停止装置と安全装置を確認してください
↓
⑥ 油圧ポンプを始動する
↓
⑦ 無負荷状態で各ローラーの動きを確認する
↓
⑧ プレートの仕様を確認する
↓
⑨プレートにセットする
↓
⑩プレートを中央に置きます
↓
⑪ 下側のローラーを固定する
↓
⑫ 最初の端をあらかじめ曲げておく
↓
⑬ 方向転換
↓
⑭ 2番目の端をあらかじめ曲げておく
↓
⑮ 中央部分を巻く
↓
⑯ 複数回パスした後、プレートを一周する
↓
⑰ 寸法検査
↓
⑱ 要件を満たしている
↓
⑲ 加工物を解放する
↓
⑳ 傾斜/荷降ろし
↓
㉑ 機器を清掃する
↓
㉒ 機器を確認してください
↓
機械を停止し、電源を切ってください。
4. 始業前点検
油圧式板金曲げ機を操作する上で、始業前点検は非常に重要な手順です。
1) 機械部品の検査
検査:
- フレームにひび割れがないか確認してください。
- 接続ボルトの緩みがないか確認してください。
- ローラー表面に明らかな損傷がないか確認してください。
- 上部、下部、および側面のローラーに異物が付着していないか確認してください。
- ギアが正常に作動するか確認してください。
- 連結部の緩みがないか確認してください。
- ベアリングに異常がないか確認してください。
- 傾斜装置が正常に作動しているか確認してください。
- すべてのリミット装置の信頼性を確認してください。
- ローラーの表面に特に注意してください。
ローラー表面に深刻なピット、傷、または局所的な変形が生じると、板材表面にへこみが生じ、圧延材の真円度に影響を与える可能性があります。
2) 油圧システムの点検
油圧システムは、油圧式板金圧延機の主要な動力源である。
始動前の重要なチェック項目：
① 作動油レベル
タンク内のオイルレベルゲージを確認してください。
オイルレベルが低いと、次のような問題が発生する可能性があります。
- 油圧ポンプのキャビテーション
- 不安定なシステム圧力
- 作動油温度の上昇
- アクチュエータの異常動作
- 油圧ポンプの損傷
オイルレベルが高すぎるのも不適切です。オイルレベルはメーカーの仕様に従って確認する必要があります。
② 作動油の状態
観察：
- 乳化されていますか？
- 明らかに暗くなっていますか？
- 不純物を多く含んでいますか？
- 異常な気泡はありますか？
- 目立つような臭いはありますか？
作動油の汚染は、油圧バルブ、ポンプ、シリンダーの信頼性に直接影響を与える。
③ 配管検査
検査:
- 高圧油管
- コネクタ
- バルブブロック
- シリンダー
- シール部品
明らかな油漏れがないことを確認してください。
④ 圧力計
圧力計を点検してください。
- 通常はゼロですか？
- ポインターが動かなくなっていますか？
- 表面に損傷はありますか？
- 圧力表示は異常ですか？
圧延能力を向上させるために、システム圧力を恣意的に上げないでください。
機器の最大許容圧力は、油圧システム、シリンダー、フレーム、ベアリング、およびローラーによって決定されます。
3) 潤滑システムの点検
板圧延機のベアリング、ギア、ガイドレール、および摺動部は、装置の要件に従って潤滑する必要があります。
一般的な潤滑箇所は以下のとおりです。
- ローラーベアリング
- 傾斜装置
- ガイドレール
- ギア
- リデューサー
- 滑り軸受
- 油圧機構の関連可動部品
適切な潤滑は摩擦と摩耗を低減し、機器の寿命を延ばします。一部の板金圧延機のマニュアルでは、機器の負荷と運転条件に基づいて定期的な潤滑スケジュールを設定することを推奨しています。
注記：
グリースと潤滑油は無作為に混合してはならず、機器メーカーの要求に基づいて選定する必要があります。
4) 電気系統の点検
始動前点検：
- 電源電圧
- 接地
- 電気制御盤
- PLC
- 操作ボタン
- 緊急停止ボタン
- リミットスイッチ
- トラベルスイッチ
- センサー
- モーター
- 油圧ポンプモーター
- 制御回路
特に確認すべき重要な事項：
緊急停止ボタンは通常、機器の動作を停止させることができます。
一部の板金圧延機には、モーターの逆回転による油圧ポンプの故障を防ぐための位相シーケンス保護機能が装備されている。
5．起動操作手順
ステップ1：作業エリアを片付ける
以下のものがないことを確認してください。
板金圧延機の周囲にある板金、工具、ボルト、溶接棒、昇降装置、作業員、その他の障害物。
ステップ2：主電源を接続する
主電源を入れてください。
観察する：
電源表示灯、PLC、タッチスクリーン、およびすべてのアラームメッセージ。
故障アラームが発生した場合は、まず原因を特定してください。強制的に再起動しないでください。
ステップ3：油圧式板金曲げローラーの起動
油圧ポンプステーションを起動してください。
起動直後に全負荷でのプレートローリングを行わないでください。
一部の人にとって 4本ロール油圧式曲げローラー製造元の取扱説明書には、長期間停止した後は、油圧システムが完全に正常な動作状態に戻るまで、オイルポンプを一定時間作動させてから再起動する必要があると記載されています。具体的な時間は、機械の取扱説明書に従ってください。
6. 無負荷テスト実行
正式な処理を行う前に、無負荷テストを実施する必要があります。
チェック順序：
1) 下部ローラーの昇降
観察する：
持ち上げる動作はスムーズですか？
降下はスムーズですか？
左右の端は同期していますか？
何か異常な音は聞こえますか？
2) サイドローラーリフティング
左右のローラーをそれぞれ点検してください。
確認する：
- 正しい動作方向
- スムーズな持ち上げ
- 両端で同期済み
- リミットスイッチは正常に作動しています。
3) メインローラーの正逆回転
テスト：
- 前方回転
- 逆回転
- 停止
回転方向が操作ボタンと一致していることを確認してください。
4) 傾斜装置
チェック：
- 傾斜
- リセット
- ロック
傾斜装置は、規定された条件下で操作されなければならない。
メインローラーが高速回転している間は、傾斜装置を操作することは禁止されています。
7. 板金加工
板金を正式に圧延する前に、板金の仕様を確認する必要があります。
少なくとも以下の点は知っておくべきである。
- 材料
- 材料の降伏強度
- 厚さ
- 幅
- 長さ
- ターゲット径
- 回転方向
- 事前曲げが必要かどうか
- テーパリングが必要かどうか
一般的な材料：
例えば：
- 炭素鋼
Q235、Q355など
- ステンレス鋼
304、316Lなど
- アルミ板
5052、6061など
材料によって、強度、伸び率、弾性回復率が異なります。
したがって、厚さと幅が同じQ235および304ステンレス鋼の場合、圧延パラメータを単純にコピーすることはできません。
8. 板金検査
板金を正式に圧延する前に、以下の点を確認する必要があります。
- 厚みが均一かどうか
- 幅が要件を満たしているかどうか
- 深刻な変形があるかどうか
- 亀裂があるかどうか
- 棘があるかどうか
- 表面に異物があるかどうか
板金はできる限り平らにする必要があります。
著しく不均一な板金を直接圧延機に投入すると、以下の問題が発生します。
- 板金のずれ
- 楕円形のロール形状
- 端の形状が一定しない
- 局所的な異常ストレス
9. シートの配置
シートの位置合わせは非常に重要です。
理論的には：
シートの中心線は、圧延機のローラーの中心線と正しく一致している必要があります。
シートが中心からずれている場合、以下のことが発生する可能性があります。
- 左右の端で転がり半径が異なる
- 円筒は円錐形になります
- シートのずれ
- ローラーの応力が不均一
- 製品の寸法は公差外となります。
したがって、シートを載せた後は、すぐに巻き取らないでください。まず、位置決めと位置合わせを完了させてください。
10. 4本ロール油圧板圧延機の標準圧延作業手順
一般的な4ロール油圧プレートの場合 曲げローラー 機械による完全な圧延工程は、次のように理解できます。
送り出し → センタリング → クランプ → 端部予曲げ → 反転 → 反対側端部予曲げ → 中間圧延 → 複数回丸め加工 → 成形 → 荷降ろし
1) 第一端の予備曲げ
プレートが所定の位置に配置されると、下側のローラーによって上下のローラーの間に挟み込まれる。
それから：
- 上部ローラーを始動する
- プレートをゆっくりと回転させます
- サイドローラーの位置を調整します
- プレートの端をあらかじめ曲げておく
プロセス要件を満たしたら停止する
予備曲げの主な目的は、直線部分を減らすことです。予備曲げが不十分な場合、最終的な円筒の両端に明らかな直線部分が現れる可能性があります。
2) 2番目の端部の事前曲げ
最初の端部の予備曲げ加工が完了した後：
- 下側のローラーで適切な締め付けを維持してください。
- 上部ローラーの逆回転
- 皿を返却する
- もう一方の側のローラーを調整します。
- もう一方の端をあらかじめ曲げておく
4本ロール式機械は、両端の予備曲げを容易に行うことができ、これは従来の3本ロール式機械に比べて重要な利点の1つである。
3) 中級圧延
両端をあらかじめ曲げた後、シートの中央部分を巻き始めます。
基本的なプロセス：
サイドローラーを調整 → メインローラーを始動 → シート送り → サイドローラーを調整 → 巻き取りを継続 → サイクルを繰り返す
実際の製造工程では、通常、シートを一度に最終的な直径まで圧延することはできません。
そうではなく、こうあるべきです。
徐々に圧力を加え、徐々に形を整え、何度も前後に転がしてください。
これは制御しやすい：
- 丸み
- 直径
- 残留応力
- シート偏差
- ローラー応力
11. 転がり円筒の基本的な制御方法
目標が円筒を転がすことである場合：
- 手順1：シート状の材料を軽く押して、初期の湾曲を作ります。
- ステージ2：サイドローラーからの圧力を徐々に上げていきます。
- ステージ3：ローラーの位置を回転させ、調整を続けます。
- ステージ4：複数回の往復運動を行う。
- ステージ5：目標直径に近づくにつれて、調整量を減らします。
- ステージ6：最終ラウンドを実施する。
最終段階でのローラー位置の過度な調整は避けてください。
12. 圧延工程中に、直径が目標直径に近いかどうかをどのように判断しますか？
これは以下の方法で判断できます。
- サンプル
- 外径測定
- 内径測定
- 圧延機のCNC位置表示
- レーザー測定
- キャリパー
- メジャー
- 専用の弧テンプレート
高精度な生産においては、目視検査だけでは不十分である。
13. なぜ複数の圧延工程が必要なのですか？
板金には弾性と塑性があるからです。
外部からの力が取り除かれた場合：
- 弾性変形が回復する
- 素材が元の状態に戻る
- 実際の半径は増加する可能性があります。
したがって：
ローラー上の特定の位置に到達したからといって、板金が最終的にその半径を維持するとは限りません。このスプリングバックの問題は、高強度鋼やステンレス鋼などの材料で特に顕著です。
したがって、生産には通常、以下が必要となります。
粗圧延 → 中圧延 → 細圧延 → 丸め
14．板材圧延時の重要な安全規則
以下の状況は最優先で対処しなければならない。
1) ローラーの間に絶対に手を入れないでください
これは最も重要な安全規則の一つです。
手を使わずに以下のことをしてください：
- お皿を持つ
- プレートを押してください
- プレートを引き出す
- 皿をきれいにする
- プレートの端を調整する
特にローラーの回転時。
2) プレートの移動方向には絶対に立たないでください
プレートは突然次のようになるかもしれません：
- スリップ
- ロールアップ
- ポップアップ
- シフト
- 妨害
作業員は指定された安全区域内に立つこと。
3) プレートを仕様以上の仕様で製造してはならない
例えば、装置の定格容量が16×2000mmだとしても、すべての材料を直接16mm×2000mmに圧延できるという意味ではありません。
以下の点も考慮する必要があります。
- 材料強度
- 降伏強度
- 最小ロール径
- 有効ロール幅
- プレートの状態
- 圧延方法
15. 禁止事項：著しく不均一な板金の修正
板圧延機を通常のプレス機として使用しないでください。
プレートが著しく変形している場合は、適切な水平調整装置を使用する必要があります。
強制的な矯正は、以下のような結果をもたらす可能性があります。
- ローラーへの過度のストレス
- フレーム変形
- ベアリングの損傷
- 油圧システムの過圧
- プレートの局所的な変形
16. 円錐形操作
装置が円錐運動に対応している場合、左右のローラーには適切な高さまたは位置の差が必要です。
円錐形加工を行う際には、以下の点に特に注意を払う必要があります。
- プレートセンタリング
- 左右のローラーの位置
- 円錐の小端と大端の側面方向
- プレート幅
- 円錐角
- 最小圧延径
- 許容されるローラーオフセット
円錐加工時の応力状態は、通常の円筒圧延時の応力状態とは異なる。
したがって：
円錐加工は、通常の円筒圧延のパラメータに従って単純に行うことはできない。
CNC板金圧延機の場合、メーカーが提供する円錐計算プログラムまたはプロセスパラメータを優先的に使用すべきである。
17. 成形後の荷降ろし
圧延が完了したら、すぐに無理やりワークピースを持ち上げないでください。
正しい手順は通常、以下のとおりです。
- メインローラーの回転を停止する
- ローラーを荷降ろし位置に調整する
- クランプを緩める
- 機器の構造に応じて傾斜装置を操作する
- 上部ローラーの端を開く
- 吊り上げ装置を使ってシリンダーを持ち上げてください。
- 傾斜装置をリセットする
- 上部ローラーをリセットします
- 機器の状態を確認してください
4本ロール式板金曲げ加工機には、成形された円筒をロール端から取り外せるように、通常は傾斜装置が備えられている。
18．ワークピースの持ち上げに関する注意事項
圧延された円筒は、しばしば非常に重い。
以下を使用する必要があります。
- 天井クレーン
- クレーン
- 認定された吊り上げスリング
- フック
- 特殊吊り上げ装置
リフト前点検：
- スリングの定格荷重
- 吊り上げポイント
- ワークピースの安定性
- 重心
- 昇降装置の摩耗状態
職員は以下の場所に立つことを禁じられています。
- ワークピースの下
- 工作物の回転範囲内
- 昇降路の下
19. シャットダウン手順
生産が完了したら、仕様に従って機械を停止させる必要があります。
一般的な手順：
回転を停止 → ローラーが停止 → ローラーが安全な位置に戻る → 機器を清掃 → 油圧システムを点検 → 油圧ポンプを停止 → 制御電源を停止 → 主電源を停止
機器が停止した後、以下の点も確認してください。
- オイル漏れ
- 異常な過熱
- 異常な音
- 緩んだ部品
- 板金くず
- 金属酸化物の蓄積
20. 日常メンテナンス
シフトごとのメンテナンス
推奨点検項目：
- 油圧オイルレベル
- 油圧ライン
- 油圧シリンダー
- 圧力計
- ローラー
- ベアリング
- ギア
- モーター
- リミットスイッチ
- 緊急停止
- 潤滑箇所
週次メンテナンス
検査:
- 電気制御盤
- 端子台
- ケーブル
- 油圧バルブ
- 穴継手
- ギアのかみ合い
- ガイドレール
- 傾斜装置
- 機械的な接続
月額メンテナンス
推奨点検項目：
- 油圧システム圧力
- 作動油の汚染レベル
- オイルタンク
- フィルター
- ベアリング
- ローラーの平行度
- ローラーの摩耗
- フレーム接続ボルト
21. 油圧式板金圧延機の一般的な操作ミス
エラー1：センタリングせずに直接転がす
結果：
- 円錐形
- 楕円形
- ローラー荷重の不均一性
エラー2：一度に強く押しすぎた
結果：
- ローラー応力の急激な増加
- プレートの局所的な塑性変形
- 機器の過負荷
エラー3：事前曲げなしで圧延する
結果：
- 両端に明確な直線エッジがある
- 完成品の利用率の低下
- その後の溶接が困難になる
エラー4：材料強度を無視している
Q235鋼と高強度鋼では、同じ10mm厚の鋼板でも、圧延の難易度が全く異なる場合がある。
エラー5：スプリングバックを無視します
理論上の寸法に基づいて一度に成形すると、最終的な直径が大きくなりすぎるという結果になりやすい。
エラー6：機器の過負荷
過負荷は以下のような問題を引き起こす可能性があります。
- ローラーの永久変形
- フレーム変形
- 油圧システムの損傷
- ベアリングの損傷
22．板材圧延精度を向上させるための操作技術
1) プレートのセンタリングを確認する
これは最も基本的かつ重要な条件です。
2) 適切な端部予備曲げを行う
十分な事前曲げ加工を行わないと、直線部分が過度に大きくなる。
3) マルチパスローリングを使用する
「一発で完璧にクリアする」ことを目指してはいけません。
4) 最終次元に徐々に近づく
粗圧延後、細圧延を行う。
5) 左右のローラー位置の一貫性を制御する
特に円筒形圧延の場合に有効です。
6) 材料のスプリングバックを考慮する
高強度材料やステンレス鋼は特に注意が必要です。
7) 最終ラウンド
必要に応じて、複数回の往復回転によって丸め処理を行います。
23．板圧延機の基本操作規則
日々の業務は、以下のルールに集約できます。
- 作業開始前に点検し、まず油圧系統が正常に作動するか確認してください。
- プレートは中央に配置し、ローラーは平行にしなければならない。
- 締め付けは過度に行ってはいけません。事前曲げは必須です。
- 粗圧延は複数回に分けて行い、細圧延はゆっくりと調整しながら行う。
- 過負荷は許容できません。異常が発生した場合は直ちに停止してください。
- 回転部分には手を近づけず、吊り上げ作業中は危険を避けてください。
- 作業を終える前に片付けをし、機械を停止させてから電源を切ってください。
24．要約
油圧式板曲げローラー機を正しく操作する上で重要なのは、単に「ローラーを回転させる」ことではなく、板の位置決め、クランプ力、サイドローラーの位置、圧延速度、予備曲げ量、材料のスプリングバック、最終的な丸みを同時に制御することである。
4本ロール油圧式板金圧延機では、正しい操作手順が特に重要です。その構造上、比較的容易に両端予備曲げと連続成形が可能ですが、具体的なロールの位置と圧力は、装置モデル、板厚、材質、および目標直径に基づいて決定する必要があります。
- 作業開始前に：電気系統の点検 → 油圧系統の点検 → 潤滑油の点検 → ローラーの点検 → 安全装置の点検
- 開始手順：主電源→油圧ポンプ→無負荷運転→正常運転確認
- 積載：シート材の確認 → 中央 → 位置 → クランプ
- ローリング：第一端の予備曲げ → 第二端の予備曲げ → 中間ローリング → 複数回の丸め調整
- 検査：直径を測定 → 真円度を測定 → 直線エッジを確認 → 表面を検査
- 荷降ろし：ローラーを停止 → クランプを解除 → 傾斜 → 持ち上げ
- シャットダウン手順：清掃 → 点検 → 油圧ポンプ停止 → 電源を切る
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