JP2006231345A - Bending method, metallic sheet, heating position determining program and three-dimensional shape processing apparatus - Google Patents

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To process a metallic sheet into the target shape even when it is the target shape the principal curvature of which can not be specified and also to manufacture manufactured goods having stable quality without needing a skillful technique for working it. <P>SOLUTION: A bending method is disclosed for manufacturing the manufactured goods having the target shape by deforming a bending member by heating the surface of the bending member. The bending method comprises: a line segment setting step where geodesic lines and segments orthogonally crossed with the geodesic lines on the surface of the target shape are set; full-scale drawing developing step where the target shape is developed on a full-scale drawing; heating position determining step where the heating positions are determined by using the geodesic lines and the line segments after developing the full-scale drawing and the geodesic lines and the line segments set on the target shape; heating position setting step where the heating positions are set on the surface of the planar bending member; and heating step where heat is applied to the heating positions. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより、曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法に関するものである。   The present invention relates to a bending method for manufacturing a processed product having a target shape by deforming the bending member by applying heat to the surface of the bending member.

従来、平板状の金属板を非可展曲面形状を含む所望の形状に加工していく手法の一つとして、例えば、特開２００４−７４２００号公報（特許文献１）に開示されている技術がある。
上記特許文献１には、金属板の表面に幾何学的解析により得られた角変形或いは熱収縮を起こさせる加熱線や加熱点を設定し、これら加熱線又は加熱点に沿って加熱していくことにより、平板状の金属板を所望の形状に加工する技術が開示されている。
特開２００４−７４２００号公報（第６−１４頁、第１−８図） Conventionally, as one of methods for processing a flat metal plate into a desired shape including a non-developable curved shape, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-74200 (Patent Document 1) is known. is there.
In Patent Document 1, heating lines and heating points that cause angular deformation or heat shrinkage obtained by geometric analysis on the surface of the metal plate are set, and heating is performed along these heating lines or heating points. Thus, a technique for processing a flat metal plate into a desired shape is disclosed.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-74200 (page 6-14, FIG. 1-8)

上記特許文献１の発明では、幾何学的解析において曲率線を定義し、この曲率線に基づいて、金属板の表面に加熱線や加熱点を設定している。
具体的には、まず、所望の形状モデルの曲面上に、図１５に示すように、任意の点Ｐを設定し、この点Ｐにおいて単位法線ベクトルｎ、法平面、法断面を設定する。ここで、単位法線ベクトルｎは、接平面に垂直に立てられた単位ベクトルであり、法平面はこの単位法線ベクトルｎを含む平面である。また、法断面は、この法平面と曲面Ｗの交線である。
次に、設定した法断面の微分を曲率として、法平面を単位法線ベクトルｎの周りに回転させ、その回転角θと曲率との関係を角度−曲率テーブルにプロットする。この結果、例えば、角度−曲率テーブルは、図１６に示すようなグラフとして得られる。 In the invention of Patent Document 1, a curvature line is defined in the geometric analysis, and a heating line or a heating point is set on the surface of the metal plate based on the curvature line.
Specifically, first, as shown in FIG. 15, an arbitrary point P is set on the curved surface of the desired shape model, and a unit normal vector n, a normal plane, and a normal section are set at this point P. Here, the unit normal vector n is a unit vector set up perpendicular to the tangent plane, and the normal plane is a plane including the unit normal vector n. The normal section is the intersection of the normal plane and the curved surface W.
Next, the normal plane is rotated around the unit normal vector n using the set differential of the normal section as the curvature, and the relationship between the rotation angle θ and the curvature is plotted in the angle-curvature table. As a result, for example, the angle-curvature table is obtained as a graph as shown in FIG.

続いて、この角度−曲率テーブルにおいて、最小曲率Ｋ２を抽出し、現在の点Ｐにおける最小曲率を生じる方向（ここでは、角度θｂ）に、点Ｐをわずかにずらし、移動後の点Ｐにおいて同様の手法により最小曲率を生じる方向を探し出す。同様に、図１６に示した角度−曲率テーブルにおいて、最大曲率Ｋ１抽出し、現在の点Ｐにおける最大曲率を生じる方向（ここでは、角度θａ）に、点Ｐをわずかにずらし、移動後の点Ｐにおいて同様の手法により最大曲率を生じる方向を探し出す。なお、この最大曲率Ｋ１及び最小曲率Ｋ２は、点Ｐにおける曲面Ｗの主曲率と呼ばれる。 Then, the angle - the curvature table, extracts the minimum curvature K 2, a direction resulting in minimum curvature at P the current point (in this case, the angle .theta.b) to slightly shift the point P, the point P after the movement A direction in which the minimum curvature is generated is found by a similar method. Similarly, in the angle-curvature table shown in FIG. 16, the maximum curvature K 1 is extracted, and the point P is slightly shifted in the direction (here, the angle θa) in which the maximum curvature at the current point P is generated. A direction in which the maximum curvature is generated at the point P is found by the same method. The maximum curvature K 1 and the minimum curvature K 2 are called the main curvature of the curved surface W at the point P.

そして、上述の作業を繰り返し行うことにより、曲面上における最小曲率となる複数の点、並びに、最大曲率となる複数の点を取得すると、これらの点をそれぞれ接続することにより、曲率線を曲面上に描くことができる。この結果、曲率線は、曲面Ｗ上において直交座標系を構成する。
そして、このようにして取得した曲率線による直交座標系を「目標形状（所望の形状）と部材形状（現在の金属板の形状）との差がつくる曲面」と、「部材形状の曲面」とのそれぞれに貼り付けることにより、両者の角度及びガース長さの差分を求め、これらの差分に基づいて、上述の加熱線や加熱点を設定する。 Then, by repeatedly performing the above-described operation, when a plurality of points having the minimum curvature on the curved surface and a plurality of points having the maximum curvature are obtained, the curvature lines are connected to the curved surface by connecting these points respectively. Can be drawn to. As a result, the curvature line forms an orthogonal coordinate system on the curved surface W.
And the orthogonal coordinate system by the curvature line acquired in this way is “curved surface created by difference between target shape (desired shape) and member shape (current metal plate shape)” and “curved surface of member shape”. The difference between the angle and the girth length is obtained by pasting each of them, and the above-mentioned heating line and heating point are set based on these differences.

しかしながら、上述したような曲率線により直交座標系を作成する従来の手法は、例えば、球面のように、主曲率を特定できない形状に適用することができないという問題があった。つまり、球面などでは、角度−曲率テーブルにおける曲率特性が図１６に示す点線のように、直線となってしまうため、最小曲率及び最大曲率を特定することができない。従って、上述のような加熱線や加熱点の設定をすることができず、部材を球面などに加工することができないという問題があった。   However, the conventional method for creating an orthogonal coordinate system using the curvature lines as described above has a problem that it cannot be applied to a shape such as a spherical surface where the principal curvature cannot be specified. That is, for a spherical surface or the like, the curvature characteristic in the angle-curvature table is a straight line as shown by the dotted line in FIG. 16, and therefore the minimum curvature and the maximum curvature cannot be specified. Therefore, there is a problem that the heating line and the heating point as described above cannot be set, and the member cannot be processed into a spherical surface or the like.

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、主曲率を特定することができない目標形状であっても、金属板をその目標形状に加工することができるとともに、加工に熟練した技術を要することなく安定した品質の加工品を製造することができる曲げ加工方法、金属板、加熱位置決定プログラム、及び３次元形状処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and even if the target curvature cannot be specified, the metal plate can be processed into the target shape, and the technique skilled in processing It is an object of the present invention to provide a bending method, a metal plate, a heating position determination program, and a three-dimensional shape processing apparatus that can manufacture a processed product with stable quality without requiring a large amount of work.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法であって、目標形状の表面に、測地線及び前記測地線に直交する線分を設定する線分設定過程と、前記目標形状を現図展開する現図展開過程と、現図展開後の前記測地線及び前記線分と、前記目標形状に設定した前記測地線及び前記線分とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定過程と、平板状の前記曲げ加工部材の表面に、前記加熱位置を設定する加熱位置設定過程と、前記加熱位置に熱を加える加熱過程とを具備する曲げ加工方法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention is a bending method for producing a processed product of a target shape by deforming the bent member by applying heat to the surface of the bending member, the geodesic line and the geodesic line on the surface of the target shape A line segment setting process for setting a line segment orthogonal to the current map, a current map development process for developing the target shape to the current map, the geodesic line and the line segment after the current map development, and the geodetic set to the target shape A heating position determination process for determining a heating position using a line and the line segment, a heating position setting process for setting the heating position on the surface of the flat plate-shaped bending member, and heating the heating position. A bending method comprising a heating process to be applied is provided.

本発明によれば、線分設定過程において目標形状の表面に測地線及び測地線に直交する線分を設定し、現図展開過程において、目標形状を現図展開する。例えば、ＣＡＤやＣＡＭなどの３次元形状処理装置により目標形状を再生し、線分設定過程において、この目標形状に測地線及びこの測地線に直交する線分を設定し、現図展開過程において、この目標形状を現図展開する。これにより、現図展開された展開図には、目標形状に設定した測地線及び線分に対応する線が描かれることとなる。
そして、加熱位置決定過程において、目標形状の表面に設定した測地線及び線分と、現図展開後の測地線及び線分とを用いて、加熱位置を決定する。具体的には、目標形状の表面及び原図展開後の展開図に設定した測地線毎、線分毎に、長さ、角度などの各種パラメータの差分を算出し、この算出結果に基づいて加熱量を算出して、加熱位置を決定する。より具体的には、例えば、測地線及び線分の長さの差分に基づいて収縮量を算出し、この収縮量に基づいて加熱位置を決定する。
続いて、加熱位置設定過程において、平板状の曲げ加工部材の表面に、加熱位置が設定され、加熱過程において、曲げ加工部材の表面に設定された加熱位置に熱を加えることにより、曲げ加工部材を角変形又は熱収縮させて、目標形状に曲げ加工する。 According to the present invention, a geodesic line and a line segment orthogonal to the geodesic line are set on the surface of the target shape in the line segment setting process, and the target shape is developed in the current figure development process. For example, a target shape is reproduced by a three-dimensional shape processing apparatus such as CAD or CAM, and in the line segment setting process, a geodesic line and a line segment perpendicular to the geodesic line are set in the target shape. This target shape is developed in the current figure. As a result, a line corresponding to the geodesic line and the line segment set to the target shape is drawn in the developed view developed in the current drawing.
And in a heating position determination process, a heating position is determined using the geodesic line and line segment set to the surface of the target shape, and the geodesic line and line segment after expansion | deployment of the present figure. Specifically, the difference between various parameters such as length and angle is calculated for each geodesic line and line segment set on the surface of the target shape and the development after the original development, and the heating amount is calculated based on the calculation result. Is calculated to determine the heating position. More specifically, for example, the contraction amount is calculated based on the difference between the geodesic line and the length of the line segment, and the heating position is determined based on the contraction amount.
Subsequently, in the heating position setting process, a heating position is set on the surface of the plate-shaped bending member, and in the heating process, heat is applied to the heating position set on the surface of the bending member, thereby bending the member. Is bent into a target shape by angular deformation or heat shrinkage.

本発明は、曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法であって、目標形状の表面に、測地線及び前記測地線に直交する線分を設定する第１の線分設定過程と、前記曲げ加工部材に、前記目標形状に設定した前記測地線に対応する測地線及び前記線分に対応する線分を設定する第２の線分設定過程と、前記曲げ加工部材に設定した前記測地線及び前記線分と、前記目標形状に設定した前記測地線及び前記線分とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定過程と、前記曲げ加工部材の表面に、前記加熱位置を設定する加熱位置設定過程と、前記加熱位置に熱を加える加熱過程とを具備する曲げ加工方法を提供する。   The present invention is a bending method for producing a processed product of a target shape by deforming the bent member by applying heat to the surface of the bending member, the geodesic line and the geodesic line on the surface of the target shape A first line segment setting process for setting a line segment orthogonal to the first line segment, and a geodesic line corresponding to the geodesic line set to the target shape and a line segment corresponding to the line segment are set in the bending member. Heating position determination for determining a heating position using the line segment setting process of 2, the geodesic line and the line segment set in the bending member, and the geodesic line and the line segment set in the target shape There is provided a bending method comprising: a process; a heating position setting process for setting the heating position on a surface of the bending member; and a heating process for applying heat to the heating position.

本発明によれば、目標形状の表面に測地線及び測地線に直交する線分を設定し、この測地線及び線分に対応する線分を曲げ加工部材にも設定する。例えば、ＣＡＤやＣＡＭなどの３次元形状処理装置などによって再生された目標形状並びに曲げ加工部材に対して、測地線及び線分を設定する。
そして、目標形状の表面に設定した測地線及び線分並びに曲げ加工部材に設定した測地線及び線分を用いて、加熱位置を決定し、決定した加熱位置を曲げ加工部材の表面に設定する。これにより、加工過程において、曲げ加工部材に設定された加工位置に熱を加える。このように、測地線を用いるので、目標形状が曲率線を特定できない形状であっても、曲げ加工を行うことが可能となる。 According to the present invention, the geodesic line and the line segment orthogonal to the geodesic line are set on the surface of the target shape, and the line segment corresponding to the geodesic line and the line segment is also set in the bending member. For example, a geodesic line and a line segment are set for a target shape and a bent member reproduced by a three-dimensional shape processing apparatus such as CAD or CAM.
And a heating position is determined using the geodesic line and line segment set to the surface of the target shape, and the geodesic line and line segment set to the bending process member, and the determined heating position is set to the surface of the bending process member. Thus, heat is applied to the processing position set for the bending member in the processing process. As described above, since the geodesic line is used, even if the target shape is a shape in which the curvature line cannot be specified, bending can be performed.

上記記載の曲げ加工方法において、前記加熱位置は、前記測地線及び前記線分に沿って設定されることが好ましい。
このように、測地線及び線分に沿って加熱位置が設定されることにより、曲げ加工部材の中央部にまで加熱を行うことが可能となり、高い効率、且つ、高い精度で、曲げ加工を行うことが可能となる。 In the bending method described above, the heating position is preferably set along the geodesic line and the line segment.
In this way, by setting the heating position along the geodesic line and the line segment, it becomes possible to perform heating to the center of the bending member, and bending is performed with high efficiency and high accuracy. It becomes possible.

本発明は、曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法であって、目標形状の表面に、互いに直交する測地線を設定する測地線設定過程と、前記互いに直交する測地線を用いて、目標形状を現図展開する現図展開過程と、現図展開後の前記測地線と、前記目標形状に設定した前記測地線とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定過程と、平板状の前記曲げ加工部材の表面に、前記加熱位置を設定する加熱位置設定過程と、前記加熱位置に熱を加える加熱過程とを具備する曲げ加工方法を提供する。   The present invention is a bending method for producing a processed product of a target shape by deforming the bent member by applying heat to the surface of the bent member, wherein geodesic lines orthogonal to each other are formed on the surface of the target shape. A geodesic setting process to set, a current map development process for developing the target shape using the geodesic lines orthogonal to each other, the geodesic line after the current map development, and the geodesic line set to the target shape And a heating position determination process for determining a heating position, a heating position setting process for setting the heating position on the surface of the flat plate-shaped bending member, and a heating process for applying heat to the heating position. Provided is a bending method.

本発明によれば、線分設定過程において目標形状の表面に互いに直交する測地線を設定し、現図展開過程において、目標形状を現図展開する。例えば、ＣＡＤやＣＡＭなどの３次元形状処理装置により、再生された目標形状に、互いに直交する測地線を設定し、現図展開過程において、この目標形状を現図展開する。これにより、現図展開された展開図には、目標形状に設定した互いに直交する測地線に対応する測地線が描かれることとなる。
そして、加熱位置決定過程において、目標形状の表面に設定した各測地線と、現図展開後の各測地線とを用いて、加熱位置を決定する。続いて、加熱位置設定過程において、曲げ加工部材の表面に、加熱位置が設定され、加熱過程において、曲げ加工部材の表面に設定された加熱位置に熱を加えることにより、曲げ加工部材を角変形又は熱収縮させて、目標形状に曲げ加工する。
このように、互いに直交する測地線を利用するので、測地線とこれに直交する線分を用いる場合に比べて、高い精度で目標形状及び原図展開後の形状を対比させることが可能となる。これにより、最適な位置に加熱位置を決定することが可能となり、最終的に製造される加工品を、目標形状に極めて近い形状にすることができる。この結果、加工過程や加工後に行われる修正加工を不要とすることが可能となり、作業員の労力負担を軽減できるとともに、製造効率の向上を図ることができる。 According to the present invention, geodesic lines orthogonal to each other are set on the surface of the target shape in the line segment setting process, and the target shape is developed in the current figure development process. For example, geodesic lines orthogonal to each other are set to the reproduced target shape by a three-dimensional shape processing device such as CAD or CAM, and this target shape is developed in the current diagram development process. As a result, a geodesic line corresponding to the geodesic lines orthogonal to each other set to the target shape is drawn in the developed map developed in the current map.
Then, in the heating position determination process, the heating position is determined using each geodesic line set on the surface of the target shape and each geodesic line after development of the current diagram. Subsequently, in the heating position setting process, a heating position is set on the surface of the bending member, and in the heating process, heat is applied to the heating position set on the surface of the bending member, thereby bending the bending member. Alternatively, it is heat-shrinked and bent into a target shape.
As described above, since the geodesic lines orthogonal to each other are used, it is possible to compare the target shape and the shape after the development of the original drawing with higher accuracy than in the case of using the geodesic line and the line segment orthogonal to the geodesic line. As a result, the heating position can be determined at an optimum position, and the finally manufactured work product can be shaped very close to the target shape. As a result, it becomes possible to eliminate the modification process performed after the machining process or after machining, thereby reducing the labor burden on the worker and improving the production efficiency.

本発明は、曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法であって、目標形状の表面に、互いに直交する測地線を設定する第１の線分設定過程と、前記曲げ加工部材に、前記目標形状に設定した前記測地線に対応する測地線を設定する第２の線分設定過程と、前記曲げ加工部材に設定した前記測地線と、前記目標形状に設定した前記測地線とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定過程と、前記曲げ加工部材の表面に、前記加熱位置を設定する加熱位置設定過程と、前記加熱位置に熱を加える加熱過程とを具備する曲げ加工方法を提供する。   The present invention is a bending method for producing a processed product of a target shape by deforming the bent member by applying heat to the surface of the bent member, wherein geodesic lines orthogonal to each other are formed on the surface of the target shape. The first line segment setting process to be set, the second line segment setting process for setting the geodesic line corresponding to the geodesic line set to the target shape in the bending member, and the bending member being set Using the geodesic line and the geodesic line set to the target shape, a heating position determination process for determining a heating position, a heating position setting process for setting the heating position on the surface of the bending member, There is provided a bending method comprising a heating process of applying heat to the heating position.

本発明によれば、目標形状の表面に互いに直交する測地線を設定し、この測地線に対応する測地線を曲げ加工部材にも設定する。例えば、ＣＡＤやＣＡＭなどの３次元形状処理装置により、再生された目標形状並びに曲げ加工部材に対して、上記測地線を設定する。
そして、目標形状の表面に設定した測地線並びに曲げ加工部材に設定した測地線に基づいて、加熱位置を決定し、決定した加熱位置を曲げ加工部材の表面に設定する。これにより、加工過程において、曲げ加工部材に設定された加工位置に熱を加えることにより、曲げ加工部材を目標形状に近づけることが可能となる。また、互いに直交する測地線を用いて加熱位置を決定することにより、曲げ加工部材の形状と目標形状とを極めて正確に対比することが可能となるため、加工精度を更に向上させることが可能となる。 According to the present invention, the geodesic lines orthogonal to each other are set on the surface of the target shape, and the geodesic line corresponding to the geodesic line is also set in the bending member. For example, the geodesic line is set for the reproduced target shape and the bent member by a three-dimensional shape processing apparatus such as CAD or CAM.
Then, the heating position is determined based on the geodesic line set on the surface of the target shape and the geodesic line set on the bending member, and the determined heating position is set on the surface of the bending member. Thereby, in a process, it becomes possible to make a bending process member close to a target shape by applying heat to a processing position set as a bending process member. In addition, by determining the heating position using geodesic lines orthogonal to each other, it becomes possible to compare the shape of the bent member and the target shape very accurately, so that the processing accuracy can be further improved. Become.

上記記載の曲げ加工方法において、前記加熱位置は、互いに直交する前記測地線に沿って設定されることが好ましい。
このように、互いに直交する測地線に沿って加熱位置が設定されることにより、曲げ加工部材の中央部にまで加熱を行うことが可能となり、高い効率、且つ、高い精度で、曲げ加工を行うことが可能となる。 In the bending method described above, the heating position is preferably set along the geodesic lines orthogonal to each other.
Thus, by setting the heating position along the geodesic lines orthogonal to each other, it becomes possible to perform heating to the center of the bending member, and bending is performed with high efficiency and high accuracy. It becomes possible.

本発明は、曲げ加工部材の表面に予め設定されている加熱位置に熱を加えることにより、前記曲げ加工部材を変形させ、前記曲げ加工部材を目標形状に加工する曲げ加工方法において、加工後の前記曲げ加工部材を曲率解析する過程と、前記曲率解析の結果に基づいて、修正の加熱位置を決定する過程と、前記修正の加熱位置に加熱する過程とを具備する曲げ加工方法を提供する。   The present invention provides a bending method in which the bending member is deformed by applying heat to a preset heating position on the surface of the bending member, and the bending member is processed into a target shape. There is provided a bending method comprising a step of performing curvature analysis of the bending member, a step of determining a correction heating position based on a result of the curvature analysis, and a step of heating the correction heating position.

本発明によれば、加工後の曲げ加工部材を曲面解析することによって、例えば、曲げ加工部材の歪み箇所を特定する。続いて、曲面解析により特定された歪みを解消するように、修正のための加熱位置を決定する。そして、この修正の加熱位置に加熱を行うことにより、加工後の曲げ加工部材に生じていた歪みを解消する。これにより、良質な加工品を製造することが可能となる。   According to the present invention, for example, a strained portion of a bent member is specified by analyzing the curved surface of the bent member after processing. Subsequently, a heating position for correction is determined so as to eliminate the distortion specified by the curved surface analysis. And the distortion which had arisen in the bending process member after a process is eliminated by heating to the heating position of this correction. Thereby, it becomes possible to manufacture a quality processed product.

本発明は、上記記載の曲げ加工方法を用いて加工された金属板を提供する。   The present invention provides a metal plate processed using the bending method described above.

本発明は、曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法に用いられる加熱位置決定プログラムであって、目標形状の表面に、測地線及び前記測地線に直交する線分を設定する線分設定ステップと、前記目標形状を現図展開する現図展開ステップと、現図展開後の前記測地線及び前記線分と、前記目標形状に設定した前記測地線及び前記線分とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定ステップとをコンピュータシステムに実行させる加熱位置決定プログラムを提供する。   The present invention is a heating position determination program used in a bending method for manufacturing a processed product having a target shape by deforming the bent member by applying heat to the surface of the bending member, A line segment setting step for setting a geodesic line and a line segment orthogonal to the geodesic line; a current map developing step for developing the target shape in the current map; the geodesic line and the line segment after the current map development; A heating position determination program for causing a computer system to execute a heating position determination step for determining a heating position using the geodesic line and the line segment set to a target shape is provided.

本発明は、曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法に用いられる加熱位置決定プログラムであって、目標形状の表面に、互いに直交する測地線を設定する測地線設定ステップと、目標形状を現図展開する現図展開ステップと、現図展開後の前記測地線と、前記目標形状に設定した前記測地線とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定ステップとをコンピュータシステムに実行させる加熱位置設定プログラムを提供する。   The present invention is a heating position determination program used in a bending method for manufacturing a processed product having a target shape by deforming the bent member by applying heat to the surface of the bending member, Using a geodesic line setting step for setting geodesic lines orthogonal to each other, a current map developing step for developing the target shape in the current map, the geodesic line after the current map development, and the geodesic line set in the target shape A heating position setting program for causing a computer system to execute a heating position determination step for determining a heating position is provided.

本発明は、加熱位置決定プログラムを備え、前記加熱位置決定プログラムを実行することにより、曲げ加工方法における加熱位置を決定する３次元形状処理装置であって、前記加熱位置プログラムは、目標形状の表面に、測地線及び前記測地線に直交する線分を設定する線分設定ステップと、前記目標形状を現図展開する現図展開ステップと、現図展開後の前記測地線及び前記線分と、前記目標形状に設定した前記測地線及び前記線分とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定ステップとを具備する３次元形状処理装置を提供する。   The present invention is a three-dimensional shape processing apparatus that includes a heating position determination program and determines a heating position in a bending method by executing the heating position determination program, wherein the heating position program is a surface of a target shape. A line segment setting step for setting a geodesic line and a line segment orthogonal to the geodesic line, a current map developing step for developing the target shape in the current map, the geodesic line and the line segment after the current map development, There is provided a three-dimensional shape processing apparatus comprising a heating position determination step for determining a heating position using the geodesic line and the line segment set to the target shape.

本発明は、加熱位置決定プログラムを備え、前記加熱位置決定プログラムを実行することにより、曲げ加工方法における加熱位置を決定する３次元形状処理装置であって、前記加熱位置プログラムは、目標形状の表面に、互いに直交する測地線を設定する測地線設定ステップと、目標形状を現図展開する現図展開ステップと、現図展開後の前記測地線と、前記目標形状に設定した前記測地線とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定ステップとを具備する３次元形状処理装置を提供する。   The present invention is a three-dimensional shape processing apparatus that includes a heating position determination program and determines a heating position in a bending method by executing the heating position determination program, wherein the heating position program is a surface of a target shape. A geodesic line setting step for setting geodesic lines orthogonal to each other, a current map developing step for developing the target shape to the current map, the geodesic line after the current map development, and the geodesic line set to the target shape. And a three-dimensional shape processing apparatus including a heating position determination step for determining a heating position.

本発明の曲げ加工方法によれば、曲率線ではなく、測地線を用いて加熱位置の決定を行うので、目標形状が曲率線を特定できないような形状であっても、曲げ加工部材をその目標形状に曲げ加工することができる。
また、加熱位置に熱を加えるだけで曲げ加工が実現できるため、熟練した技術を持たない作業員であっても、安定した品質の加工品を製造することが可能となる。 According to the bending method of the present invention, since the heating position is determined using a geodesic line instead of the curvature line, even if the target shape is a shape in which the curvature line cannot be specified, the bent member is the target. Can be bent into shape.
In addition, since bending can be realized only by applying heat to the heating position, even a worker who does not have skilled skills can manufacture a processed product with stable quality.

以下に、本発明にかかる曲げ加工方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
例えば、図１に示すようなＬＮＧ（Liquefied Natural Gas：液化天然ガス）船に搭載されるＭＯＳＳ方式球形タンクなどの球形の金属（球の中は空洞）を製造する場合、このＭＯＳＳ方式球形タンクを建造可能なプレートサイズに分割し、分割した各プレート（以下「分割曲面」という。）をそれぞれ個別に製造する。そして、製造した分割曲面を互いに溶接することにより、最終的にＭＯＳＳ方式球形タンクを製造する。
本実施形態では、最終的に図１に示したＭＯＳＳ方式球形タンクを製造すべく、図１における分割曲面Ｓを目標形状として、平板状の金属板を曲げ加工する場合を例に挙げて説明する。図２は、本実施形態に係る曲げ加工方法のフローチャートである。 Hereinafter, an embodiment of a bending method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
For example, when manufacturing a spherical metal (a hollow inside a sphere) such as a MOSS type spherical tank mounted on an LNG (Liquefied Natural Gas) ship as shown in FIG. 1, this MOSS type spherical tank is used. It is divided into plate sizes that can be built, and each divided plate (hereinafter referred to as “divided curved surface”) is manufactured individually. Then, the MOSS type spherical tank is finally manufactured by welding the manufactured divided curved surfaces to each other.
In this embodiment, in order to finally manufacture the MOSS type spherical tank shown in FIG. 1, a case where a flat metal plate is bent with the divided curved surface S in FIG. 1 as a target shape will be described as an example. . FIG. 2 is a flowchart of the bending method according to the present embodiment.

まず、３次元形状処理装置を用いて、実空間に存在する分割曲面Ｓの形状を再生する曲面再生処理を行う（図２のステップＳＡ１）。
これは、例えば、分割曲面Ｓの形状をレーザスキャナなどを用いて形状測定し、この形状測定結果である点群データを３次元形状処理装置に入力する。３次元形状処理装置は、この点群データに基づいて曲面再生処理を実行することにより、分割曲面Ｓを再生する。 First, using a three-dimensional shape processing apparatus, curved surface reproduction processing for reproducing the shape of the divided curved surface S existing in the real space is performed (step SA1 in FIG. 2).
For example, the shape of the divided curved surface S is measured using a laser scanner or the like, and point cloud data as a result of the shape measurement is input to the three-dimensional shape processing apparatus. The three-dimensional shape processing apparatus reproduces the divided curved surface S by executing curved surface reproduction processing based on the point cloud data.

上記３次元形状処理装置は、ＣＡＤ（Computer
Aided Design）やＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）などのコンピュータシステムであり、図３に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの主記憶装置２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの補助記憶装置３、キーボードやマウスなどの入力装置４、及びモニタやプリンタなどの出力装置５などを備えて構成されている。
補助記憶装置３には、各種プログラムが格納されており、ＣＰＵ１が補助記憶装置３から曲面再生プログラムや加熱位置決定プログラムなどをＲＡＭなどの主記憶装置２に読み出し、実行することにより、以下に詳述する種々の処理を実現させる。 The three-dimensional shape processing apparatus is a CAD (Computer
A computer system such as Aided Design (CAM) or CAM (Computer Aided Manufacturing), as shown in FIG. 3, a CPU (Central Processing Unit) 1, a RAM (Random Access Memory) or other main storage device 2, an HDD (Hard Disk) Drive) and the like, an input device 4 such as a keyboard and a mouse, and an output device 5 such as a monitor and a printer.
Various programs are stored in the auxiliary storage device 3, and the CPU 1 reads out a curved surface reproduction program, a heating position determination program, and the like from the auxiliary storage device 3 to the main storage device 2 such as a RAM, and executes them in detail below. Various processes described below are realized.

３次元形状処理装置のＣＰＵ１は、ステップＳＡ１の曲面再生処理において、まず、形状測定結果として取得された測定結果としての点群データを微分幾何解析することにより、測地線及びこれに直交する線分を設定する。ここで、測地線とは、曲面上または空間内で与えられた２点を結ぶ曲線のうち、長さが極値(ふつうは極小)をとるものをいう。平面又はユークリッド空間では直線、球面では大円の弧となる。そして、設定した測地線及びこれに直交する線分に基づき曲面を曲面解析することにより、点列座標値、特徴情報などを取得する。そして、取得したこれらの点列座標値や特徴情報などに基づいて、ガウス写像、ガウス逆写像などを行うことによって、曲面を再生する。
この結果、例えば、目標形状は、図４から図６に示すような３次元モデル（以下、目標形状の３次元形状モデルを「目標形状モデル」という。）として、３次元形状処理装置の出力装置５、例えば、モニタに映し出される。図４は、再生された目標形状モデルの上面図、図５は側面図、図６は正面図を示している。また、図４及び図６において、線分Ｇ（例として、１本のみ符号を付している。）は測地線、線分Ｌ（例として、１本のみ符号を付している。）は測地線に直交する線分である。 In the curved surface reproduction process of step SA1, the CPU 1 of the three-dimensional shape processing apparatus first performs a differential geometric analysis on the point cloud data as the measurement result acquired as the shape measurement result, so that the geodesic line and the line segment orthogonal thereto are analyzed. Set. Here, a geodesic line is a curve that connects two points given on a curved surface or in space, and has a length that is an extreme value (usually a minimum). In the plane or Euclidean space, the arc is a straight line, and the spherical surface is a great circle. Then, by analyzing the curved surface based on the set geodesic line and a line segment orthogonal to the set geodesic line, a point sequence coordinate value, feature information, and the like are acquired. Then, a curved surface is reproduced by performing Gaussian mapping, Gaussian inverse mapping, and the like based on the obtained point sequence coordinate values and feature information.
As a result, for example, the target shape is set as a three-dimensional model as shown in FIGS. 4 to 6 (hereinafter, the target shape three-dimensional shape model is referred to as “target shape model”), and the output device of the three-dimensional shape processing apparatus. 5. For example, it is displayed on the monitor. 4 is a top view of the regenerated target shape model, FIG. 5 is a side view, and FIG. 6 is a front view. In FIGS. 4 and 6, a line segment G (for example, only one symbol is attached) is a geodesic line, and a line segment L (for example, only one symbol is attached). A line segment perpendicular to the geodesic line.

このように目標形状の曲面再生がされると、続いて、この目標形状モデルを現図展開する（図２のステップＳＡ２）。つまり、３次元形状として再生された目標形状である分割曲面Ｓを２次元形状に展開する。この現図展開の手法については、例えば、地図展開におけるメルカトル図法的な正角図法に基づくものや、正角図法よりも歪みの誤差が少なく展開が可能なユニバーサル横メルカトル図法に基づくものなどが挙げられる。なお、現図展開の手法においては、現在様々な手法が提案されており、これらの手法の中から任意に選択して用いることが可能である。
これにより、図７に示すような展開図が得られることとなる。 When the curved surface of the target shape is reproduced as described above, the target shape model is subsequently developed (step SA2 in FIG. 2). That is, the divided curved surface S, which is the target shape reproduced as a three-dimensional shape, is developed into a two-dimensional shape. Examples of current map development methods include those based on Mercator orthographic projection in map development, and those based on universal horizontal Mercator projection that can be expanded with less distortion error than regular projection. It is done. Note that various methods are currently proposed for the current diagram development method, and any of these methods can be selected and used.
Thereby, a development view as shown in FIG. 7 is obtained.

このような現図展開が終了すると、加熱位置決定処理を行う（図２のステップＳＡ３）。
この加熱位置決定処理では、まず、現図展開した展開図（図７参照）に描かれている測地線Ｇ´及びこれに直交する線分Ｌ´と、目標形状モデルに設定した測地線Ｇ及びこれに直交する線分Ｌとを用いて、加熱位置を決定する。
具体的には、現図展開した平面に描かれている測地線Ｇ´及び線分Ｌ´の長さ、角度などの各種パラメータと、目標形状モデルに設定した測地線Ｇ及び線分Ｌの長さ、角度などの各種パラメータとを用いて、収縮量などを求め、この収縮量に基づいて加熱位置を決定する。 When such current drawing development is completed, a heating position determination process is performed (step SA3 in FIG. 2).
In this heating position determination process, first, the geodesic line G ′ drawn in the developed view (see FIG. 7) developed in the current figure and the line segment L ′ orthogonal thereto, the geodesic line G set in the target shape model, and The heating position is determined using the line segment L orthogonal thereto.
Specifically, various parameters such as the length and angle of the geodesic line G ′ and line segment L ′ drawn on the developed plane, and the length of the geodesic line G and line segment L set in the target shape model The shrinkage amount is obtained using various parameters such as the angle and the heating position is determined based on the shrinkage amount.

ここで、金属板を加熱することにより生ずる金属板の加熱変形としては、「角変形」と「収縮変形」とがある。「角変形」は図８に示すように、金属板の表面を主に加熱することで起こる。また、「収縮変形」は、図９に示すように、金属板の裏面まで板厚方向に加熱することで起こる。しかし、これら「角変形」、「収縮変形」はそれぞれ単独に発生するものではなく、「角変形」を起こす加熱は同時に「収縮変形」を起こし、「収縮変形」を起こす加熱は同時に「角変形」も起こすためにそれぞれが重畳される変形が起こる。また、これらの角変形、収縮変形は、図１０に示すように、加熱線を図で示すＵ方向に取った場合、この加熱線に直交する方向（図でＶ方向）に主として発生する。なお、一般的に、Ｕ方向の変形に対してＶ方向の変形は約３倍大きくなるといわれている。   Here, the heat deformation of the metal plate caused by heating the metal plate includes “angular deformation” and “shrink deformation”. As shown in FIG. 8, “angular deformation” occurs mainly by heating the surface of the metal plate. Further, as shown in FIG. 9, “shrinkage deformation” occurs by heating in the plate thickness direction to the back surface of the metal plate. However, these “angular deformation” and “shrinkage deformation” do not occur independently, heating that causes “corner deformation” simultaneously causes “shrinkage deformation”, and heating that causes “shrinkage deformation” simultaneously causes “corner deformation”. ”Will also occur, and the deformation will be superposed on each other. Also, as shown in FIG. 10, these angular deformation and contraction deformation mainly occur in a direction (V direction in the figure) perpendicular to the heating line when the heating line is taken in the U direction shown in the figure. In general, it is said that the deformation in the V direction is about three times larger than the deformation in the U direction.

従って、このような加熱変形の特性と、目標形状と展開図との差分に基づいて求めた収縮量とに基づいて、適切な位置に「熱収縮」や「角変形」を起こさせるための加熱位置を設定する。
この結果、例えば、図１１に示すような加熱位置が設定される。このように、本実施形態によれば、現図展開後の表面に、測地線Ｇ´及びこれに直交する線分Ｌ´と同じ方向に沿って、加熱位置が設定されることとなる。
なお、図１１に示す加熱位置は、マクロ的に見ると三角形状になるため、例えば、図１２に示すように、三角形状の加熱位置を設定するようにしても良い。 Therefore, based on such heat deformation characteristics and the amount of shrinkage obtained based on the difference between the target shape and the developed view, heating for causing “heat shrinkage” or “angular deformation” at an appropriate position is performed. Set the position.
As a result, for example, a heating position as shown in FIG. 11 is set. Thus, according to the present embodiment, the heating position is set on the surface after development of the current diagram along the same direction as the geodesic line G ′ and the line segment L ′ orthogonal thereto.
Since the heating position shown in FIG. 11 is triangular when viewed macroscopically, for example, a triangular heating position may be set as shown in FIG.

上述したように、現図展開後の展開図に加熱位置が決定されると、この加熱位置を平板状の曲げ加工部材の表面に設定する（図２のステップＳＡ４）。これにより、平板状の曲げ加工部材の表面には、図１１又は図１２に示したような加熱位置が設定されることとなる。
続いて、作業者は、この加熱位置に基づいて加熱を行う（ステップＳＡ５）。これにより、曲げ加工部材の測地線又はこの測地線に直交する線分に沿って角変形や収縮変形が生じ、結果的に金属板を所望の方向に曲げ加工することが可能となる。 As described above, when the heating position is determined in the developed view after development of the current drawing, this heating position is set on the surface of the plate-shaped bending member (step SA4 in FIG. 2). Thereby, the heating position as shown in FIG. 11 or FIG. 12 is set on the surface of the flat bending member.
Subsequently, the worker performs heating based on this heating position (step SA5). Thereby, angular deformation and contraction deformation occur along the geodesic line of the bending member or a line segment orthogonal to the geodesic line, and as a result, the metal plate can be bent in a desired direction.

そして、全ての加熱位置について加熱が終了すると、続いて、３次元形状処理装置（図３参照）を用いて、加工後の曲げ加工部材を３次元形状モデルとして再生する（図２のステップＳＡ６）。
具体的には、加熱後の曲げ加工部材を形状測定し、この形状測定結果として取得された測定結果としての点群データを３次元形状処理装置に入力する。３次元形状処理装置は、これらの点群データを微分幾何解析することにより、つまり曲面解析することにより、加工後の曲げ加工部材を再生する（以下、３次元形状処理装置により再生した加工後の曲げ加工部材を「加工後の曲げ加工部材モデル」という。）。なお、この再生の手法については、周知の曲面再生技術を用いることにより、容易に実現できるものである。 When the heating is completed for all the heating positions, the processed bending member is subsequently regenerated as a three-dimensional shape model using a three-dimensional shape processing apparatus (see FIG. 3) (step SA6 in FIG. 2). .
Specifically, the shape of the bent member after heating is measured, and point cloud data as a measurement result acquired as the shape measurement result is input to the three-dimensional shape processing apparatus. The three-dimensional shape processing apparatus regenerates the bent member after processing by performing differential geometric analysis on the point cloud data, that is, by analyzing the curved surface (hereinafter, the post-processing regenerated by the three-dimensional shape processing apparatus). Bending member is called “bending member model after processing”). This reproduction method can be easily realized by using a well-known curved surface reproduction technique.

続いて、加工後の曲げ加工部材モデルに対して、目標形状モデルに設定した測地線Ｇ及びこれに直交する線分Ｌに対応する測地線及び線分を設定する（図２のステップＳＡ７）。そして、両モデルに設定したこれら測地線及び線分を用いることにより、加工後の曲げ加工部材モデルと、目標形状の３次元モデルとを比較し、形状誤差が許容できる範囲にあるか否かを判断する（図２のステップＳＡ８）。
この結果、加工後の曲げ加工部材モデルと目標形状モデルとの形状誤差が、予め設定されている許容範囲外であった場合には（ステップＳＡ８において「NO」）、加工後の曲げ加工部材モデルに設定した測地線及び線分、並びに、目標形状モデルに設定した測地線Ｇ及び線分Ｌを用いて、上述したステップＳＡ３以降の処理を実行する。
このように、ステップＳＡ８において曲げ加工部材モデルと目標形状モデルとの形状誤差が許容範囲内となるまで、ステップＳＡ３からステップＳＡ８の処理を繰り返し行うことにより、曲げ加工部材を目標形状に曲げ加工することができる。 Subsequently, a geodesic line and a line segment corresponding to the geodesic line G set in the target shape model and the line segment L perpendicular to the geodesic line G are set for the bent member model after processing (step SA7 in FIG. 2). Then, by using these geodesic lines and line segments set in both models, the processed bending member model is compared with the three-dimensional model of the target shape, and whether or not the shape error is in an allowable range. Judgment is made (step SA8 in FIG. 2).
As a result, if the shape error between the bent member model after processing and the target shape model is outside the preset allowable range ("NO" in step SA8), the bent member model after processing. The above-described processing after step SA3 is executed using the geodesic line and the line segment set in (2) and the geodesic line G and the line segment L set in the target shape model.
As described above, the process of step SA3 to step SA8 is repeated until the shape error between the bending member model and the target shape model falls within the allowable range in step SA8, thereby bending the bending member into the target shape. be able to.

以上述べてきたように、本実施形態に係る曲げ加工方法によれば、測地線及びこの測地線に直交する線分を用いて、加熱位置を決定するので、目標形状が曲率線を特定できないような形状であっても、曲げ加工部材をその目標形状に曲げ加工することができる。
また、加熱位置に熱を加えるだけで曲げ加工が実現できるため、熟練した技術を持たない作業員であっても、安定した品質の加工品を製造することが可能となる。
また、加熱位置は演算処理などにより定量的に決定されるため、作業者の経験や勘によって左右されることなく、安定した品質の製品を製造することが可能となる。 As described above, according to the bending method according to the present embodiment, the heating position is determined using the geodesic line and the line segment orthogonal to the geodesic line, so that the target shape cannot specify the curvature line. Even if it is a simple shape, the bending member can be bent to the target shape.
In addition, since bending can be realized only by applying heat to the heating position, even a worker who does not have skilled skills can manufacture a processed product with stable quality.
In addition, since the heating position is quantitatively determined by arithmetic processing or the like, it is possible to manufacture a product with stable quality without being influenced by the experience and intuition of the operator.

なお、上述した実施形態では、平板状の曲げ加工部材を目標形状である分割曲面Ｓに曲げ加工する場合について述べたが、例えば、１次曲げプレスなどが行われることにより、曲げ加工部材が既に平板状をしていない場合には、図２に示したフローチャートにおいて、ステップＳＰ６から開始することにより、同様の作用効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the case where the flat bending member is bent to the divided curved surface S which is the target shape has been described. In the case of not having a flat plate shape, the same effect can be obtained by starting from step SP6 in the flowchart shown in FIG.

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る曲げ加工方法について説明する。
上述した第１の実施形態では、曲面再生や加熱位置の決定に際し、「測地線及びこれに直交する線分」を用いていた。本実施形態では、「測地線及びこれに直交する線分」に代わって「互いに直交する測地線」を用いて、曲面再生や加熱位置の決定を行う。
例えば、最終的な目標形状としたＭＯＳＳ方式球形タンクを例に挙げると、互いに直交する測地線は、図１３に示すような線群となる。 [Second Embodiment]
Next, a bending method according to the second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment described above, the “geodesic line and the line segment perpendicular to the geodesic line” are used in the curved surface regeneration and the determination of the heating position. In the present embodiment, curved surface regeneration and determination of the heating position are performed using “geodetic lines orthogonal to each other” instead of “geodetic lines and line segments orthogonal to the geodesic lines”.
For example, taking a MOSS type spherical tank as a final target shape as an example, geodesic lines orthogonal to each other are line groups as shown in FIG.

このように、本実施形態に係る曲げ加工方法によれば、「互いに直交する測地線」を利用するので、上述した第１の実施形態のように、測地線とこれに直交する線分を用いる場合に比べて、高い精度で目標形状及び原図展開後の形状を対比させることが可能となる。
つまり、上述の第１の実施形態では、互いに直交する測地線のうちの一方の測地線を他方の測地線に直交する直線として近似していたにすぎない。このため、曲面解析や現図展開の際に、このような歪みや誤差が余分に生ずることとなる。これに対して、互いに直交する測地線を用いることにより、近似により生じていた誤差や歪みを除去することが可能となるので、極めて正確に形状を把握することができる。
これにより、最適な位置に加熱位置を決定することが可能となり、最終的に製造される加工品を、目標形状に極めて近い形状にすることができる。この結果、加工過程や加工後に行われる修正加工を不要とすることが可能となり、作業員の労力負担を軽減できるとともに、製造効率の向上を図ることができる。なお、この修正加工については、次の第３の実施形態において詳述する。 As described above, according to the bending method according to the present embodiment, the “geodetic lines orthogonal to each other” are used, and thus the geodesic line and the line segment orthogonal to the geodesic line are used as in the first embodiment described above. Compared to the case, it is possible to compare the target shape and the shape after development of the original drawing with high accuracy.
In other words, in the first embodiment described above, one of the geodesic lines orthogonal to each other is only approximated as a straight line orthogonal to the other geodesic line. For this reason, such a distortion and an error are caused in the case of curved surface analysis and current drawing development. On the other hand, by using geodesic lines orthogonal to each other, it is possible to remove errors and distortions caused by approximation, so that the shape can be grasped extremely accurately.
As a result, the heating position can be determined at an optimum position, and the finally manufactured work product can be shaped very close to the target shape. As a result, it becomes possible to eliminate the modification process performed after the machining process or after machining, thereby reducing the labor burden on the worker and improving the production efficiency. This correction process will be described in detail in the third embodiment below.

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る曲げ加工方法について説明する。
一般的に、曲げ加工により加工品を製造する場合、最終工程として、仕上げ修正という過程を要する。つまり、目的形状と略同一の形状に曲げ加工された曲げ加工部材（以下「加工品」という。）において、歪みが生じている箇所を特定し、加工品に更に修正の加熱を行うことにより、この歪みを除去する。これにより、加工品の品質を更に高めることができる。
従来は、このような仕上げ加工としての修正加熱を熟練した技術をもつ作業者が実現していた。本実施形態では、このような仕上げ加工などを行う位置を演算処理により決定することにより、未熟な作業者であっても、容易に仕上げ加工をすることができるものである。 [Third Embodiment]
Next, a bending method according to the third embodiment of the present invention will be described.
Generally, when a processed product is manufactured by bending, a process of finishing correction is required as a final process. That is, in a bent member (hereinafter referred to as “processed product”) that is bent into a shape substantially the same as the target shape, a location where distortion occurs is identified, and the processed product is further heated for correction. This distortion is removed. Thereby, the quality of a processed product can further be improved.
Conventionally, an operator having skill in the correction heating as the finishing process has been realized. In the present embodiment, the position for performing such finishing processing is determined by arithmetic processing, so that even an unskilled worker can easily perform finishing processing.

本実施形態に係る曲げ加工方法においては、まず、上述した第１の実施形態に係る曲げ加工方法により製造された最終的な曲げ加工部材を曲面解析する。
例えば、図２に示したフローチャートにおけるステップＳＡ８において「ＹＥＳ」と判断されることにより、目標形状と略同一の形状に曲げ加工された加工品を曲面解析する。曲面解析では、例えば、この曲げ加工部材におけるガウス曲率分布、平均曲率分布、主曲率（最大／最小）分布などを求める。
続いて、この曲率分布において、歪みが生じている箇所を特定し、この歪みを除去するような加熱位置（以下「修正加熱位置」という。）を決定する。そして、決定した修正加熱位置を実際の加工品に設定し、この修正加熱位置に作業者が加熱を行う。 In the bending method according to the present embodiment, first, the final bending member manufactured by the bending method according to the first embodiment described above is subjected to curved surface analysis.
For example, by determining “YES” in step SA8 in the flowchart shown in FIG. 2, a curved surface analysis is performed on a workpiece that is bent into a shape substantially the same as the target shape. In the curved surface analysis, for example, a Gaussian curvature distribution, an average curvature distribution, a main curvature (maximum / minimum) distribution, and the like in this bent member are obtained.
Subsequently, in this curvature distribution, a location where distortion is generated is specified, and a heating position (hereinafter referred to as “correction heating position”) at which this distortion is removed is determined. Then, the determined corrected heating position is set to an actual processed product, and the worker performs heating at the corrected heating position.

より具体的に説明すると、例えば、加工品の曲面解析の結果、図１４に示すようなガウス曲率分布が得られた場合、中央部Ｑの曲率が偏っていることが確認できる。従って、この中央部Ｑを歪みが生じている箇所として特定し、この歪みを除去するような加熱位置を決定する。ここで、中央部Ｑの歪みを除去させるためには、この中央部Ｑの領域内において、曲率を小さくすれば良い。このためには、例えば、中央部Ｑの中央（図１４において太線で示した箇所）に加熱を行えば良いこととなる。このようにして、曲率の歪みを除去するような修正加熱位置を決定すると、決定した修正加熱位置を加工品に設定し、実際に加熱を行う。   More specifically, for example, when a Gaussian curvature distribution as shown in FIG. 14 is obtained as a result of the curved surface analysis of the processed product, it can be confirmed that the curvature of the central portion Q is biased. Accordingly, the central portion Q is specified as a location where distortion is generated, and a heating position at which this distortion is removed is determined. Here, in order to remove the distortion of the central portion Q, the curvature may be reduced in the region of the central portion Q. For this purpose, for example, heating may be performed at the center of the central portion Q (a portion indicated by a thick line in FIG. 14). Thus, when the correction heating position which removes the distortion of curvature is determined, the determined correction heating position is set to a processed product, and heating is actually performed.

以上述べてきたように、本実施形態に係る曲げ加工方法によれば、曲げ加工後の曲げ加工部材を曲面解析することによって、曲げ加工部材の歪み箇所を特定し、この曲面解析により特定された歪みを解消するように、修正のための加熱位置を決定する。これにより、未熟な作業者であっても、容易に修正加工や仕上げ加工をすることができる。これにより、安定した品質の加工品を製造することが可能となる。また、演算処理により加熱位置を求めるため、仕上げ加工などに要する時間を大幅に短縮することが可能となる。
なお、本実施形態では、具体例としてガウス曲率分布を例に挙げて説明したが、これに限られず、平均曲率分布や主曲率分布を用いて修正加熱位置を決定するようにしても良い。
また、本実施形態に係る修正加熱手法は、最終的に加工された加工品に対してのみ適用されるものではなく、例えば、曲げ加工の途中過程において、定期的に行われるものであっても良い。これにより、品質の高い曲げ加工品を効率よく製造することが可能となる。 As described above, according to the bending method according to the present embodiment, the bending part after bending is subjected to a curved surface analysis to identify a strained portion of the bending member and specified by the curved surface analysis. The heating position for correction is determined so as to eliminate the distortion. Thereby, even an unskilled worker can easily perform correction processing and finishing processing. This makes it possible to produce a processed product with stable quality. In addition, since the heating position is obtained by arithmetic processing, the time required for finishing and the like can be greatly reduced.
In the present embodiment, the Gaussian curvature distribution has been described as a specific example. However, the present invention is not limited to this, and the corrected heating position may be determined using the average curvature distribution or the main curvature distribution.
Further, the correction heating method according to the present embodiment is not applied only to a finally processed product, and may be performed periodically in the course of bending, for example. good. This makes it possible to efficiently manufacture a high-quality bent product.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
第１に、図２に示したフローチャートにおいて、ステップＳＡ５における加熱処理を機械的に自動で行わせることも可能である。すなわち、曲げ加工部材の表面上を移動可能に構成され、曲げ加工部材に加熱を行う加熱部と、曲げ加工部材に設定された加熱位置に沿って加工部を移動させ、加熱部に所定の加熱を行わせる制御部とを備える加熱装置によって、上述の加熱処理を実現するようにしても良い。
これにより、過酷な作業から作業者を解放することができるとともに、人件費を削減することができ、コストを低減させることができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
First, in the flowchart shown in FIG. 2, the heat treatment in step SA5 can be mechanically automatically performed. That is, it is configured to be movable on the surface of the bending member, and the heating unit that heats the bending member and the processing unit is moved along the heating position set in the bending member, and the heating unit is heated to a predetermined temperature. The above heat treatment may be realized by a heating device including a control unit that performs the above.
Thereby, while being able to release an operator from harsh work, a labor cost can be reduced and a cost can be reduced.

第２に、３次元形状計測は、レーザスキャナのほか、例えば、カメラを用いたものや、Ｘ−Ｙ方向（すなわち水平方向）に移動自在とされたシリンダと、このシリンダ内でＺ方向（垂直方向）に移動自在とされたピストンと、このピストンの先端に設けられ、金属板上を転動するローラとにより構成されたものであっても良い。
すなわち、ローラがシリンダおよびピストンとともに金属板上を移動していくことにより、金属板の三次元形状が把握できるようなものであっても良い。 Secondly, in addition to the laser scanner, the three-dimensional shape measurement uses, for example, a camera, a cylinder that is movable in the XY direction (that is, the horizontal direction), and a Z direction (vertical) in the cylinder. It may be constituted by a piston that is movable in the direction) and a roller that is provided at the tip of the piston and rolls on a metal plate.
That is, the roller may move on the metal plate together with the cylinder and the piston so that the three-dimensional shape of the metal plate can be grasped.

本発明の一実施形態に係る曲げ加工方法において、目標形状とする部分曲面を説明するために用いたＭＯＳＳ方式球形タンクの一例である。It is an example of the MOSS system spherical tank used in order to explain the partial curved surface made into a target shape in the bending method which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る曲げ加工方法のフローチャートである。It is a flowchart of the bending method which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る３次元形状処理装置の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the three-dimensional shape processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. ３次元形状処理装置により再生された目標形状モデルの上面図である。It is a top view of the target shape model reproduced | regenerated by the three-dimensional shape processing apparatus. ３次元形状処理装置により再生された目標形状モデルの側面図である。It is a side view of the target shape model reproduced | regenerated by the three-dimensional shape processing apparatus. ３次元形状処理装置により再生された目標形状モデルの正面図である。It is a front view of the target shape model reproduced | regenerated by the three-dimensional shape processing apparatus. 図４から図６に示した目標形状モデルを現図展開した図である。FIG. 7 is a developed view of the target shape model shown in FIGS. 4 to 6. 角変形について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an angular deformation. 収縮変形について説明するための図である。It is a figure for demonstrating shrinkage deformation. 加熱線に対して、角変形又は収縮変形などが生ずる方向を示す図である。It is a figure which shows the direction which an angular deformation | transformation or a contraction deformation | transformation produces with respect to a heating wire. 加熱位置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a heating position. 加熱位置の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a heating position. 本発明の第２の実施形態に係る曲げ加工方法において設定される互いに直交する測地線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the geodesic lines orthogonal to each other set in the bending method which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. ガウス曲率分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a Gaussian curvature distribution. 本発明に適用した曲面理論を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the curved surface theory applied to this invention. 主曲率について説明するための図である。It is a figure for demonstrating a main curvature.

符号の説明Explanation of symbols

１ ＣＰＵ
２ 主記憶装置
３ 補助記憶装置
４ 入力装置
５ 出力装置 1 CPU
2 Main storage device 3 Auxiliary storage device 4 Input device 5 Output device

Claims (12)

曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法であって、
目標形状の表面に、測地線及び前記測地線に直交する線分を設定する線分設定過程と、
前記目標形状を現図展開する現図展開過程と、
現図展開後の前記測地線及び前記線分と、前記目標形状に設定した前記測地線及び前記線分とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定過程と、
平板状の前記曲げ加工部材の表面に、前記加熱位置を設定する加熱位置設定過程と、
前記加熱位置に熱を加える加熱過程と
を具備する曲げ加工方法。 A bending method for producing a processed product having a target shape by deforming the bending member by applying heat to the surface of the bending member,
A line segment setting process for setting a geodesic line and a line segment perpendicular to the geodesic line on the surface of the target shape;
A current diagram development process of developing the target shape into a current diagram;
A heating position determination process for determining a heating position using the geodesic line and the line segment after development of the current map, and the geodesic line and the line segment set to the target shape,
A heating position setting process for setting the heating position on the surface of the plate-shaped bending member;
A bending process comprising: a heating process of applying heat to the heating position. 曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法であって、
目標形状の表面に、測地線及び前記測地線に直交する線分を設定する第１の線分設定過程と、
前記曲げ加工部材に、前記目標形状に設定した前記測地線に対応する測地線及び前記線分に対応する線分を設定する第２の線分設定過程と、
前記曲げ加工部材に設定した前記測地線及び前記線分と、前記目標形状に設定した前記測地線及び前記線分とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定過程と、
前記曲げ加工部材の表面に、前記加熱位置を設定する加熱位置設定過程と、
前記加熱位置に熱を加える加熱過程と
を具備する曲げ加工方法。 A bending method for producing a processed product having a target shape by deforming the bending member by applying heat to the surface of the bending member,
A first line segment setting process for setting a geodesic line and a line segment perpendicular to the geodesic line on the surface of the target shape;
A second line segment setting process for setting a geodesic line corresponding to the geodesic line set to the target shape and a line segment corresponding to the line segment on the bending member;
A heating position determination process for determining a heating position using the geodesic line and the line segment set in the bending member, and the geodesic line and the line segment set in the target shape,
A heating position setting process for setting the heating position on the surface of the bending member;
A bending process comprising: a heating process of applying heat to the heating position. 前記加熱位置決定過程は、前記測地線及び前記線分に沿って前記加熱位置を決定する請求項１又は請求項２のいずれかの項に記載の曲げ加工方法。   The bending method according to claim 1, wherein the heating position determination step determines the heating position along the geodesic line and the line segment. 曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法であって、
目標形状の表面に、互いに直交する測地線を設定する測地線設定過程と、
前記目標形状を現図展開する現図展開過程と、
現図展開後の前記測地線と、前記目標形状に設定した前記測地線とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定過程と、
平板状の前記曲げ加工部材の表面に、前記加熱位置を設定する加熱位置設定過程と、
前記加熱位置に熱を加える加熱過程と
を具備する曲げ加工方法。 A bending method for producing a processed product having a target shape by deforming the bending member by applying heat to the surface of the bending member,
Geodesic setting process for setting geodesic lines orthogonal to each other on the surface of the target shape,
A current diagram development process of developing the target shape into a current diagram;
A heating position determination process for determining a heating position using the geodesic line after development of the current map and the geodesic line set to the target shape;
A heating position setting process for setting the heating position on the surface of the plate-shaped bending member;
A bending process comprising: a heating process of applying heat to the heating position. 曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法であって、
目標形状の表面に、互いに直交する測地線を設定する第１の線分設定過程と、
前記曲げ加工部材に、前記目標形状に設定した前記測地線に対応する測地線を設定する第２の線分設定過程と、
前記曲げ加工部材に設定した前記測地線と、前記目標形状に設定した前記測地線とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定過程と、
前記曲げ加工部材の表面に、前記加熱位置を設定する加熱位置設定過程と、
前記加熱位置に熱を加える加熱過程と
を具備する曲げ加工方法。 A bending method for producing a processed product having a target shape by deforming the bending member by applying heat to the surface of the bending member,
A first line segment setting process for setting geodesic lines orthogonal to each other on the surface of the target shape;
A second line segment setting process for setting a geodesic line corresponding to the geodesic line set to the target shape in the bending member;
A heating position determination process for determining a heating position using the geodesic line set to the bending member and the geodesic line set to the target shape;
A heating position setting process for setting the heating position on the surface of the bending member;
A bending process comprising: a heating process of applying heat to the heating position. 前記加熱位置決定過程は、前記測地線に沿って前記加熱位置を決定する請求項４又は請求項５に記載の曲げ加工方法。   The bending method according to claim 4 or 5, wherein the heating position determination step determines the heating position along the geodesic line. 曲げ加工部材の表面に予め設定されている加熱位置に熱を加えることにより、前記曲げ加工部材を変形させ、前記曲げ加工部材を目標形状に加工する曲げ加工方法において、
加工後の前記曲げ加工部材を曲率解析する過程と、
前記曲率解析の結果に基づいて、加工後の前記曲げ加工部材の形状を修正するための修正加熱位置を決定する過程と、
前記修正の加熱位置に加熱する過程と
を具備する曲げ加工方法。 In the bending method of deforming the bending member by applying heat to a preset heating position on the surface of the bending member, and processing the bending member into a target shape,
A process of analyzing the curvature of the bent member after processing;
A process of determining a correction heating position for correcting the shape of the bent member after processing based on the result of the curvature analysis;
A bending method comprising: heating to the heating position of the correction. 請求項１から請求項７のいずれかの項に記載の曲げ加工方法を用いて加工された金属板。   A metal plate processed using the bending method according to any one of claims 1 to 7. 曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法に用いられる加熱位置決定プログラムであって、
目標形状の表面に、測地線及び前記測地線に直交する線分を設定する線分設定ステップと、
前記目標形状を現図展開する現図展開ステップと、
現図展開後の前記測地線及び前記線分と、前記目標形状に設定した前記測地線及び前記線分とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定ステップと
をコンピュータシステムに実行させる加熱位置決定プログラム。 A heating position determination program used in a bending method for deforming the bending member by applying heat to the surface of the bending member and manufacturing a workpiece having a target shape,
A line segment setting step for setting a geodesic line and a line segment perpendicular to the geodesic line on the surface of the target shape;
A current diagram development step of developing the target shape into a current diagram;
A heating position for causing a computer system to execute a heating position determination step for determining a heating position using the geodesic line and the line segment after development of the current diagram and the geodesic line and the line segment set to the target shape Decision program. 曲げ加工部材の表面に熱を加えることにより前記曲げ加工部材を変形させ、目標形状の加工品を製造する曲げ加工方法に用いられる加熱位置決定プログラムであって、
目標形状の表面に、互いに直交する測地線を設定する測地線設定ステップと、
目標形状を現図展開する現図展開ステップと、
現図展開後の前記測地線と、前記目標形状に設定した前記測地線とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定ステップと
をコンピュータシステムに実行させる加熱位置設定プログラム。 A heating position determination program used in a bending method for deforming the bending member by applying heat to the surface of the bending member and manufacturing a workpiece having a target shape,
A geodesic setting step for setting geodesic lines orthogonal to each other on the surface of the target shape;
A current figure development step for developing the target shape in the current figure;
A heating position setting program for causing a computer system to execute a heating position determination step of determining a heating position using the geodesic line after development of the current diagram and the geodesic line set to the target shape. 加熱位置決定プログラムを備え、前記加熱位置決定プログラムを実行することにより、曲げ加工方法における加熱位置を決定する３次元形状処理装置であって、
前記加熱位置プログラムは、
目標形状の表面に、測地線及び前記測地線に直交する線分を設定する線分設定ステップと、
前記目標形状を現図展開する現図展開ステップと、
現図展開後の前記測地線及び前記線分と、前記目標形状に設定した前記測地線及び前記線分とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定ステップと
を具備する３次元形状処理装置。 A three-dimensional shape processing apparatus, comprising a heating position determination program, for determining a heating position in a bending method by executing the heating position determination program,
The heating position program is:
A line segment setting step for setting a geodesic line and a line segment perpendicular to the geodesic line on the surface of the target shape;
A current diagram development step of developing the target shape into a current diagram;
A three-dimensional shape processing apparatus comprising: a heating position determining step for determining a heating position using the geodesic line and the line segment after development of the current diagram, and the geodesic line and the line segment set to the target shape . 加熱位置決定プログラムを備え、前記加熱位置決定プログラムを実行することにより、曲げ加工方法における加熱位置を決定する３次元形状処理装置であって、
前記加熱位置プログラムは、
目標形状の表面に、互いに直交する測地線を設定する測地線設定ステップと、
目標形状を現図展開する現図展開ステップと、
現図展開後の前記測地線と、前記目標形状に設定した前記測地線とを用いて、加熱位置を決定する加熱位置決定ステップと
を具備する３次元形状処理装置。 A three-dimensional shape processing apparatus, comprising a heating position determination program, for determining a heating position in a bending method by executing the heating position determination program,
The heating position program is:
A geodesic setting step for setting geodesic lines orthogonal to each other on the surface of the target shape;
A current figure development step for developing the target shape in the current figure;
A three-dimensional shape processing apparatus, comprising: a heating position determining step for determining a heating position using the geodesic line after development of the current diagram and the geodesic line set to the target shape.
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