JP2013103239A

JP2013103239A - 曲げ加工装置及び曲げ加工方法

Info

Publication number: JP2013103239A
Application number: JP2011247537A
Authority: JP
Inventors: Haruo Ura; 治男浦; Toru Miyake; 徹三宅; Naoki Obayashi; 直樹大林
Original assignee: MIRAIKIKAI Inc
Current assignee: MIRAIKIKAI Inc
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2013-05-30

Abstract

【課題】高精度な曲げ加工を可能にする。
【解決手段】１対のダイ４０１、４０２上に被加工物２２０を載置し、パンチ３０２の押し込み量に応じた負荷を被加工物２２０の複数の曲げ加工位置に加えることによって被加工物２２０を所定形状に曲げ加工する際に、被加工物２２０の形状に関連するデータを光学式測定装置本体１００で測定し、記憶部９１０に記憶した被加工物２２０の目標曲げ量を参照して、前記測定した形状に関連するデータに基づいて次回の曲げ加工におけるパンチ３０２の押し込み量を決定し、パンチ駆動部３が次回の曲げ加工においてパンチ３０２が前記押し込み量に対応する負荷を被加工物２２０へ加えるように処理部が制御する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、平板部材等の曲げ加工に適した曲げ加工装置および前記平板部材等の曲げ加工に適した曲げ加工方法に関する。

従来から、クレーンのブーム（Boom）等の加工方法として、成形金型によらないで供給材料（被加工物）の送り量とパンチ押込み量を制御することによって、金属平板部材に所定の曲げ加工を行う金属プレス加工（ラウンド曲げ加工と称す。）が採用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
クレーンのブームには高張力鋼が使用されている。高張力鋼は、軽量で強度が大きいという特性を有しているが、曲がり特性やスプリングバック特性等の材料特性のバラツキが大きい。したがって、一定の力または変位を与えて被加工物の曲げ加工を行った場合でも、被加工物は一定形状に形成され難く、精度の高い加工が難しいという問題がある。

従来、高張力鋼をブーム用の被加工物としてラウンド曲げ加工を行う場合、幅数十ｃｍ〜２ｍ程度で長さ数ｍ〜十ｍ程度の細長い平板状高張力鋼を、前記高張力鋼と同程度の長さの１対のダイ上に載置し、前記高張力鋼と同程度の大型プレス機のパンチによって数千トン程の負荷を加えて少しずつ曲げ加工処理を行う。複数の折り曲げ位置に前記曲げ加工処理を行うことによって、徐々に断面Ｕ字型の長尺部材にラウンド曲げ加工を行うようにしている。

ラウンド曲げ加工は難加工であり、曲げ加工の際に熟練した人的な作業により、物差しや測定用ジグ等を用いて形状を測定しながら、所望の形状や所望の曲げ量に加工している。
しかしながら、高張力鋼はパンチで負荷を加えられている間は曲がった状態になるものの、除荷するとスプリングバックによって形状が相当量戻るため、物差しや測定用ジグ等を用いて形状を測定しながらの加工では、加工後の正確な形状測定が煩雑であるという問題がある。また、手作業による測定では高精度な測定が困難という問題がある。

特開２００５−１１２５１４号公報特開２００８−８７８８６号公報

また、本発明は、高精度に曲げ加工を行うことが可能な曲げ加工装置を提供することを課題としている。
また、本発明は、高精度に曲げ加工を行うことが可能な曲げ加工方法を提供することを課題としている。

本発明の第１の視点によれば、ダイ上に被加工物を載置し、パンチの押し込み量に応じた負荷を前記被加工物の複数の曲げ加工位置に加えることによって前記被加工物を曲げ加工する曲げ加工装置において、前記パンチを前記ダイに近づく方向と前記ダイから離れる方向に移動させるパンチ移動手段と、前記被加工物を前記パンチの移動方向と交差する方向に送る送り手段と、前記パンチに配設され前記被加工物の形状に関連するデータを測定する測定手段と、前記各曲げ加工位置の目標曲げ量を表す目標曲げ量データを記憶する記憶手段と、前記被加工物を送るように前記送り手段を制御すると共に、前記被加工物の曲げ加工位置に前記パンチで負荷を加えるように前記パンチ移動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記被加工物の形状に関連するデータを測定するように前記測定手段を制御すると共に、前記記憶手段に記憶した目標曲げ量を参照して前記測定手段が測定した形状に関連するデータに基づいて次回の曲げ加工における前記パンチの押し込み量を決定し、次回の曲げ加工において前記パンチが前記押し込み量に対応する負荷を前記被加工物へ加えるように制御することを特徴とする曲げ加工装置が提供される。

また、本発明の第２の視点によれば、ダイ上に被加工物を載置し、パンチの押し込み量に応じた負荷を前記被加工物の複数の曲げ加工位置に加えることによって前記被加工物を曲げ加工する曲げ加工方法において、前記被加工物の形状に関連するデータを測定し、記憶手段に記憶した前記被加工物の目標曲げ量を参照して、前記測定した形状に関連するデータに基づいて次回の曲げ加工における前記パンチの押し込み量を決定し、次回の曲げ加工において前記パンチが前記押し込み量に対応する負荷を前記被加工物へ加えることを特徴とする曲げ加工方法が提供される。

本発明に係る曲げ加工装置によれば、高精度に曲げ加工を行うことが可能になる。
また、本発明に係る曲げ加工方法によれば、高精度に曲げ加工を行うことが可能になる。

本発明の実施の形態に使用する光学式測定装置本体の概要を示す外観斜視図である。本発明の実施の形態に使用する光学式測定装置本体の内部構成を示す正断面図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の使用態様を示す部分正面図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の使用態様を示す部分側面図である。本発明の実施の形態に使用する光学式測定装置の動作原理を説明する説明図である。本発明の実施の形態に使用する光学式測定装置の動作説明図である。本発明の実施の形態に使用する光学式測定装置の動作説明図である。本発明の他の実施の形態に係る曲げ加工装置の使用態様を示す部分側面図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の動作概要を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置のブロック図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の動作概要を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の動作概要を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の動作概要を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の動作概要を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の動作概要を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の動作概要を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の動作概要を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の動作概要を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置のフローチャートである。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置のフローチャートである。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置のフローチャートである。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置のフローチャートである。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置のフローチャートである。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置のフローチャートである。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置で使用するテーブルである。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置で使用するテーブルである。本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置で使用するテーブルである。

以下、本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置及び曲げ加工方法について説明する。尚、各図において、同一機能を有する部分には同一符号を付している。
図１は、本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置に使用する光学式測定装置本体１００の斜視図であり、細部を省略した概観を示す図である。

図１において、光学式測定装置本体１００の光源や検出部等の各構成要素は後述するように、概略円筒状のケース１０１内に収容されている。ケース１０１は金属等の不透光性部材によって構成されている。ケース１０１は、被加工物（図示せず）の測定に用いる測定用光をケース１０１外へ通す第２開口部１０２、被加工物で反射した測定用光をケース内部へ通す第１開口部１０３を備えている。尚、被加工物は光学式測定装置の測定対象物でもあるため、以下では、測定対象物とも称している。

図２は、光学式測定装置本体１００の正断面図であり、ケース１０１の中心軸に相当する光軸２１２に沿って切断した断面図である。
図２において、実施の形態に係る光学式測定装置は、光学式測定装置本体１００と処理部２４０を備えている。光学式測定装置は測定手段を構成している。
円板状の基板２０６には第１反射ミラーとしての第１円錐ミラー２０９が固定されている。第１円錐ミラー２０９は、頂点２１０の角度（頂角）が所定角度（本第１の実施の形態では９０度）の円錐形状を有しており、その外面（円錐面）全体が光を反射するように構成されている。第１円錐ミラー２０９の円錐軸２１１は頂点２１０を通り底面に垂直な軸である。

第１円錐ミラー２０９の頂点２１０は使用しないため、第１円錐ミラー２０９は必ずしも円錐形である必要はなく、円錐台形でもよい。即ち、第１反射ミラー２０９は、少なくとも円錐台形の光反射領域を有する部材であればよい。第１反射ミラー２０９が円錐台形状の場合、第１反射ミラー２０９の円錐軸２１１は、上側の円形面と下側の円形面の両中心を通る軸になる。

第２反射ミラーとしての第２円錐ミラー２０７が、第１円錐ミラー２０９の背面側に第１円錐ミラー２０９とは逆向きになるように基板２０６に固定されている。第２円錐ミラー２０７は頂角が９０度で、第１円錐ミラー２０９の円錐軸２１１と同じ円錐軸を有している。第２円錐ミラー２０７は、頂点２０８近傍の領域を使用するため、円錐台形ではなく円錐形に構成される。

図２の例では第１円錐ミラー２０９と第２円錐ミラー２０７は、化学的接合あるいは機械的接合によって基板２０６に取り付けて一体化した構成としているが、第１円錐ミラー２０９と第２円錐ミラー２０７は基板２０６を介さずに一体構造または化学的接合あるいは機械的接合によって一体構造化するようにしてもよい。ケース１０１の内側に、ケース１０１の中心軸に相当する光軸２１２と円錐軸２１１を一致させるための調整具２０４が基板２０６とケース１０１の間に配置されている。例えば調整具２０４をネジで構成し、前記ネジによって基板２０６をケース１０１側から光軸２１２方向へ押し出す量を調整することによって、光軸２１２と円錐軸２１１を一致させるように構成することができる。

レーザ光源２０１の光軸２０５の角度が光軸２１２と平行になるように調整するための角度調整機構２０３が設けられている。角度調整機構２０３は、光軸２１２に垂直な平面内で相互に直交する２方向（ＸＹ方向）に対する光軸２０５の角度を調整する機構である。角度調整機構２０３により、レーザ光源２０１から出力された測定用光２１６を第２円錐ミラー２０７の頂点２０８に投光させるようにレーザ光源２０１の角度を調整する。

角度調整機構２０３は取り付け具２１８によってレーザ光源２０１と連結されており、角度調整機構２０３を操作することにより、取付け具２１８を介してレーザ光源２０１の光軸２０５を光軸２１２と平行になるように調整し、レーザ光源２０１から出力された測定用光２１６を第２円錐ミラー２０７の頂点に照射させる。角度調整機構２０３によって、レーザ光源２０１の光軸２０５が光軸２１２と平行になるように初期設定される。尚、角度調整機構２０３は公知のものを用いて構成することができる。

角度調整機構２０３は支持部材２１７に固定されている。支持部材２１７は２次元変位調整機構２０２を介してケース１０１に一体に取り付けられており、ケース１０１とともに光学式測定装置本体１００のケースを構成している。
支持部材２１７とケース１０１の間には、光軸２１２と直交する平面内で互いに直交する方向（ＸＹ方向）にレーザ光源２０１を移動させて、レーザ光源２０１の光軸２０５の位置を調整する２次元変位調整機構２０２が配置されている。角度調整機構２０３及び２次元変位調整機構２０２によってレーザ光源２０１の光軸２０５と光軸２１２が一致するように調整される。尚、２次元変位調整機構２０２は公知のものを用いて構成することができる。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラまたはＣＭＯＳ（Complementary MOS）アレイ等によって構成された光検出素子２１４は第１円錐ミラー２０９の反射光を受光できるように、受光レンズ２１３を介して第１ミラー２０９に対面して配設されている。第１円錐ミラー２０９の円錐軸２１１と光検出素子２１４の受光面が直交するよう、また光検出素子２１４の座標原点が円錐軸２１１に一致するように配設されている。受光レンズ２１３と光検出素子２１４は光検出部２１５を構成している。

レーザ光源２０１から出力された測定用光２１６は、第２円錐ミラー２０７の頂点２０８を含む領域で９０度向きを変えて放射状（換言すれば円板状）に反射される。第２円錐ミラー２０７によって放射状に９０度向きを変えて反射された測定用光２１６は、第２開口部１０２を介してケース１０１外へ出力される。第２開口部１０２のケース１０１の円周方向に沿った長さを変えることにより、測定用光２１６の出力領域を変えることができる。

ケース１０１外部へ出力された放射状の測定用光２１６は、被加工物２２０を線状に照射（光切断）する。これにより、被加工物２２０は放射状の測定用光２１６によって線状に同時に照射される。被加工物２２０で反射した測定用光２１６は第１開口部１０３を介してケース１０１内へ入る。ケース１０１に入射した測定用光は、第１円錐ミラー２０９の円錐台領域の表面で反射され、受光レンズ２１３を通って光検出素子２１４によって検出される。
光検出素子２１４には、電気ケーブル２３０を介して、コンピュータによって構成された処理部２４０が接続されている。光検出素子２１４によって検出した被加工物２２０の像のデータは処理部２４０に入力される。処理部２４０では、光検出素子２１４からの像データに座標変換処理を施して被加工物２２０の形状を算出する等の処理が行われる。

ここで、レーザ光源２０１及び第２円錐ミラー２０７は、測定用光２１６によって被加工物２２０を線状に照射する照射手段を構成している。光検出部２１５は光検出手段を構成している。第１円錐ミラー２０９は、少なくとも円錐台領域を含み、被加工物２２０で反射した測定用光２１６を前記光検出手段側に反射する光反射手段を構成している。ケース１０１は、前記照射手段からの測定用光２１６を被加工物２２０側へ通すと共に被加工物２２０で反射した測定用光２１６を前記光反射手段側へ通すように、前記照射手段、光検出手段及び光反射手段を収容するケースを構成している。また、処理部２４０は、光検出手段が検出した測定用光に基づいて測定対象の形状を算出する処理手段を構成している。
尚、処理部２４０の少なくとも一部の処理機能をケース１０１内に設けるように構成することも可能である。光学式測定装置本体１００は、少なくとも前記照射手段、光検出手段、光反射手段およびこれらを収容するケース１０１を有している。

図３は、本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の正面図で、光学式測定装置本体１００をプレス機３０１に組み込んで使用する例である。尚、図３には、プレス機３０１についてはその一部のみを示している。
図３において、プレス機３０１には、ダイ（図示せず）の上方に上下動可能なようにパンチ３０２が設けられている。パンチ３０２には、ダイと対面する側に、複数の凸部３０３と凹部３０４が交互に設けられている。パンチ３０２によって、ダイ上に載置した被加工物（例えばクレーンのブームを作成するための高張力鋼の平板）２２０に負荷を加えてラウンド曲げ加工を行う。

パンチ３０２には光学式測定装置本体１００を収容するための穴が形成されており、光学式測定装置本体１００は、パンチ３０２の前記穴内に、測定用光２１６を被加工物２２０に照射すると共に被加工物２２０で反射した測定用光２１６を受光可能なように収容されている。光学式測定装置本体１００の光軸２１２とパンチ３０２の長さ方向の軸３００とが平行になるように光学式測定装置本体１００が配設されている。

レーザ光源２０１で発生した放射状の測定用光２１６は、パンチ３０２の凹部３０４を通って被加工物２２０に照射される。被加工物２２０で反射した測定用光２１６は、パンチ３０２の凹部３０４を通って、第１円錐ミラー２０９によって反射された後、受光レンズ２１３を介して光検出部２１５の光検出素子２１４によって検出され、処理部２４０によって形状の算出処理等が行われる。

図４は、本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の使用態様を示す側面図で、光学式測定装置本体１００をプレス機３０１に組み込んで使用する例である。
図４において、光学式測定装置本体１００が図３と同様に、プレス機３０１のパンチ３０２内に収容されている。
前述したとおり、光学式測定装置本体１００の光軸２１２とパンチ３０２の長さ方向の軸３００とが平行になるように光学式測定装置本体１００が配設されている。また、パンチ３０２のストローク方向（図４においてパンチ３０２の移動方向である上下方向）の軸であるパンチ軸（換言すればプレス加工を行う中心を示すプレス軸）１１０１は長さ方向の軸３００と直交する。本実施の形態では、光学式本体装置１００はパンチ軸１１０１上に配設されている。パンチ３０２を下降させて１対のダイ４０１上に載置した加工対象物２２０に負荷を加えてラウンド曲げ加工を行う。

パンチ３０２を上方に移動させて除荷した位置で、被加工物２２０の形状測定を行うことにより、被加工物２２０の曲げ形状を測定する。これにより、曲げ加工後の被加工物２２０の形状が測定され、負荷の大きさと残留曲げ角度との関係を表す曲げ特性を測定することができる。また、パンチ３０２によって被加工物２２０に負荷を与えている状態と除荷した状態の両状態で被加工物２２０の形状を測定することにより、被加工物２２０のスプリングバックの量を測定することができる。これにより、負荷の大きさとスプリングバック量との関係を表すスプリングバック特性を測定することができる。

図９は、本発明の実施の形態において加工する被加工物２２０の曲げ特性及びスプリングバック特性の例を示す特性図で、高張力鋼の例を示している。
図９において、パンチ３０２を押し込んで被加工物２２０に負荷を加えると、最大曲げ角度特性９１として示すように、パンチ３０２の押し込み量に対応する角度（最大曲げ角度と称する。）の曲げ変形が生じる。その後、パンチ３０２を引き上げて除荷すると、被加工物２２０固有のスプリングバック特性によって定まる量（スプリングバック量）だけ曲げ角度が戻り、曲げ特性９２として示すように、被加工物２２０の特性によって定まる曲げ変形（残留曲げ角度）が残る。前記残留曲げ角度が正味の曲げ角度である。

図５は、本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置に使用する光学式測定装置の動作を説明する原理図である。
図５において、レーザ光源（図示せず）からビーム状の測定用光２１６が光軸２０５に沿って、第２円錐ミラー２０７の頂点２０８に照射されると、第２円錐ミラー２０７の頂角が９０度に形成されているため、第２円錐ミラー２０７の頂点２０８の近傍領域で反射され、放射状の測定用光２１６が光軸２０５と直交する方向に出力される。

前記放射状の測定用光２１６は、被加工物２２０の内壁面を線状に照射する（光切断）。図５には、被加工物２２０としてＵ字型に曲げられた高張力鋼の一部を示しており、前記放射状の測定用光２１６は被加工物２２０の内壁面を線状に照射して反射する。５０２は放射状の測定用光２１６による光切断ラインである。
被加工物２２０の内壁面で反射した測定用光２１６は、第１円錐ミラー２０９で反射され、受光レンズ２１３で集光された後、光検出素子２１４によって検出される。
光検出素子２１４は第１円錐ミラー２０９を介して被加工物２２０を検出するため、光検出素子２１４上に結ばれる被加工物２２０の像５０１は、被加工物２２０の形状と相似の形状ではなく、第１円錐ミラー２０９による歪みを含んだ形状となる。

図６は、光検出素子２１４の検出する像が第１円錐ミラー２０９によって歪められる様子及び歪みを無くして元の像を得る処理を説明する説明図である。図６において、「受光器空間」は光検出素子２１４における空間の座標を表し、「実空間」は被加工物２２０が存在する空間の座標を表している。
図６（ａ）には、図３、図４に示したように１つの光学式測定装置本体１００をパンチ３０２に取り付けた状態で、被加工物２２０を測定する例を示している。ここでは、被加工物２２０の例として、マスターゲージと、一端側をラウンド曲げした板状の高張力鋼の例を示している。

また、図６（ｂ）には、後述するように２つの光学式測定装置本体１００をパンチ３０２に取り付けた状態で、被加工物２２０を測定する例を示している。被加工物２２０の例は、図６（ａ）と同じである。
第１円錐ミラー２０９を介して被加工物２２０を測定するため、光検出素子２１４で検出される像は、受光器空間の像として示すように歪んだ像となる。本発明の各実施の形態では、光検出素子２１４が検出した像に所定の座標変換処理を施すことにより、実空間における像を得るようにしている。

図７は、受光器空間の像を実空間の像に変換する際の変換処理を説明する説明図である。
図７（ａ）は、被加工物２２０と光学式測定装置本体の光学系（構成要素）の配置関係を示す図である。
図７（ａ）において、Ｒは第１円錐ミラー２０９の頂点２１０から被加工物２２０までの距離、ｇは第１円錐ミラー２０９の高さ（底面から頂点２１０までの距離）、φは第１円錐ミラー２０９の頂角、ｂは頂点２１０と受光レンズ２１３の中心との距離、ｆは受光レンズ２１３の中心と光検出素子２１４との距離である。

Ｚ０は第１円錐ミラー２０９の頂点２１０と第２円錐ミラー２０７の頂点２０８との間の光軸２１２に沿った距離、ρは検出素子２１４が検出した像（Ｒに対応する像）、βは検出素子２１４に入射する測定用光２１６と検出素子２１４の検出面との間の角度である。また、Ｏは実空間座標の座標原点である第１円錐ミラー２０９の頂点２１０の座標、ＯAは受光器空間座標の原点である検出素子２１４の中央の座標、Ｃは第２円錐ミラーの頂点２０８の座標（Ｚｃ，Ｙｃ）である。ここで、ｇ、φ、ｂ、ｆ、Ｚ０、Ｚｃ、Ｙｃは所定の設定値であり、既知の値である。

本実施の形態の場合、第１円錐ミラー２０９と第２円錐ミラー２０７は図２に示すように逆向きに配設されているため、Ｚ０の符号はマイナスとなる。第２円錐ミラー２０７の軸は光軸２１２に平行である。第１円錐ミラー２０９は、｜−Ｚ０｜＞｜−ｇ｜となる円錐台形の光反射領域を含む反射ミラーを使用する。即ち、Ｃ点は円錐ミラー２０９の底面の右側に位置する。

また、図７（ｂ）に示す受光器空間座標は角度ψと原点ＯAからの距離ρによって表される極座標表示であり、図７（ｃ）に示す実空間座標は角度θと原点Ｏからの距離Ｒによって表される極座標表示である。図７に示すように、受光器空間座標（ｂ）と実空間座標（ｃ）は相互にＺ軸に沿って平行移動した関係にある。受光器空間座標の原点ＯAと実空間座標の原点ＯのＺ座標は、（ｂ＋ｆ）だけ距離が離れている。実空間座標のＹ軸と受光器空間座標のη軸は平行であり又、実空間座標のＸ軸と受光器空間座標のξ軸も平行である。

図７（ｂ）の受光器空間座標から図７（ｃ）の実空間座標への変換は、下記２つの式（１）によって行うことができる。尚、第１円錐ミラー２０９を円錐台形の反射ミラーで構成した場合も下記式によって座標変換を行うことができる。
θ＝ψ−π
Ｒ＝Ｚｃ／ｔａｎ{β−(π−φ)}＋ｂ・[(ｔａｎ{(π−φ)／２}／ｔａｎ{β−(π−φ)})＋１］／(ｔａｎβ−ｔａｎ{(π−φ)／２}) ・・・（１）
但し、ｔａｎβ＝ｆ／ρである。

以上のように構成された光学式測定装置の動作を説明する。
図３、図４に示すように、光学式測定装置本体１００をプレス機３０１のパンチ３０２内に収容し、ダイ４０１上に載置した被加工物２２０にパンチ３０２によって負荷をかけ、被加工物２２０のラウンド曲げ加工を行う。パンチ３０２が所定高さに位置するときに、光学式測定装置本体１００によって被加工物２２０の形状を測定する。
例えば、パンチ３０２が最下位置にきて被加工物２２０に最大負荷を加えている状態のときと、パンチ３０２が最上位置にきて除荷した状態のときに、被加工物２２０の形状を測定する。これにより、除荷した状態での被加工物２２０の曲がり具合や、スプリングバックの大きさを測定することができる。

被加工物２２０の形状を測定する場合、レーザ光源２０１からビーム状の測定用光２１６を出力させる。前記ビーム状の測定用光２１６は第２円錐ミラー２０７によって９０度偏向するように放射状に反射される。第２円錐ミラー２０７によって反射された測定用光２１６は、第２円錐ミラー２０７の頂点２０８を中心として、光軸２１２に直交する面内で放射状に出力される。

第２円錐ミラー２０７によって反射された放射状の測定用光２１６は、第２開口部１０２及びパンチ３０２の凹部３０４を通って被加工物２２０を照射する。これにより、被加工物２２０は測定用光２１６によって線状に照射される、即ち、光切断される。
被加工物２２０で反射した測定用光は第１開口部１０３を通ってケース１０１内に入り、第１円錐ミラー２０９によって反射された後、受光レンズ２１３を通って光検出素子２１４によって検出される。光検出素子２１４は、検出した像のデータを電気ケーブル２３０を介して光学式測定装置本体１００外部の処理部２４０に出力する。
光検出素子２１４によって検出された像は、前記受光器空間座標であるため、図６に示すように歪んだ像となっている。処理部２４０は、光検出素子２１４が検出した像のデータを用いて、前記式（１）によって演算処理を行い、受光器空間座標を実空間座標に変換し、被加工物２２０の実空間における正しい像を得る。

本実施の形態に使用する光学式測定装置は、測定範囲が所定値を超える範囲では測定精度が大きく低下していくが、測定範囲は広いという特性を有している。したがって、径の大きい被加工物２２０を測定する場合等に用いて特に効果的である。
また、第１円錐ミラー２０９を用いているため、次のような効果が得られる。
即ち、被加工物２２０表面の散乱光を三角測量の原理を維持して、第１円錐面ミラー２０９で反射した測位用光２１６を光検出部２１５に導光することが可能である。
測定用光を光検出部に直接導光する場合、受光レンズ２１３は魚眼レンズ等を使わない限り遠方に配置することになり、測定対象物からの戻り光が通る開口部を大きくする必要性があると共に光学式測定装置全体が大きくなるという欠点がある。

また、魚眼レンズは均一かつ精密な集光が得られ難く、測定に不向きである。円錐ミラー２０９を用いることにより魚眼レンズが不要になり又、標準的な受光レンズによって高精度な導光が可能になる。円錐ミラー２０９で適切な位置で反射させると、測定用光２１６が被加工物２２０で反射した位置から受光レンズ２１３までの距離を短くでき、従って光路長が短くでき、光学式測定装置の寸法も円錐ミラー２０９を使用しない場合に比べて（例えば１／５程度）小さくすることが可能になる。また被加工物２２０からの戻り光のための開口部１０３も小さくできる。従って、汎用組込センサとして有効なカートリッジ化が可能になる。

また、光反射面が円錐（円錐台も可）の稜線は曲線ではなく直線であり、入射光と反射光の評価と管理を高精度で行えることから、反射で生じる歪み誤差を低減することが容易であり、高精度な測定が可能になる。また、稜線が直線であるため、座標変換を簡単な式で行うことが可能になり又、正確に行うことが可能になる。これに対して、光反射面が球面や双曲面の場合には、反射で生じる歪み誤差を低減することが困難であり、測定精度が低いという欠点がある。

また、光源２０１の光軸２０５と円錐ミラー２０９の光軸２１２が平行であるため、これらを直角に配置する場合に比べて、光学式測定装置本体１００を小型化することができ、したがって、小型な光学式測定装置を構成することが可能になる。
また、第１円錐ミラー２０９の底面と平行面をなして放射状に投光される測定用光２１６は投光距離に反比例して強度密度が減衰する。被加工物２２０に生じた散乱光は入射光方向にもっとも強く反射し、直角方向には反射しない。第１円錐ミラー２０９には垂直に近い角度の散乱光が入射するのに対して、第１円錐ミラー２０９を使用しない場合には弱い散乱光しか入射しない。第１円錐ミラー２０９を用いることにより、光エネルギを合理的に利用することができる。

また、第１円錐ミラー２０９の円錐軸２１１と直角方向にある散乱光を第１円錐ミラー２０９を介して円錐軸２１１の頂点２１０方向にある光検出素子２１４に集光するために、被加工物２２０までの工程で弱まった光密度は集光工程で逆放射、つまり受光レンズ２１３に向かって集光することで光強度密度を高める作用を有する。したがって、エネルギ効率がよく、レーザ光源２０１の出力を大きくする必要がない等の効果を奏する。

図８は、本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置に使用する光学式測定装置本体１００の他の使用態様の概要を示す側面図で、プレス機のパンチ３０２に複数の光学式測定装置１００組み込んで使用する例を示している。
図４では、パンチ３０２に１つの光学式測定装置本体１００を収容するように構成したが、図８の例では、パンチ３０２の軸１１０１を挟んで対称な位置に２つの光学式測定装置本体１００、１００を収容して測定するように構成している。

被加工物２２０が大きなＵ字形状になる場合、１つの光学式測定装置本体１００では被加工物２２０全体を測定することが困難な場合がある。しかしながら、複数の光学式測定装置本体１００、１００を用いて、各光学式測定装置本体１００、１００が測定した被加工物２２０の像を合成することにより、被加工物２２０全体の形状測定を行うことが可能になる。

パンチ３０２を下降させることにより、ダイ４０１上に載置した被加工物２２０に負荷を与えてラウンド曲げ加工を行う。このときの被加工物２２０の形状を２つの光学式測定装置本体１００、１００によって測定する。パンチ３０２を上方に上げて除荷した位置で、被加工物２２０の形状測定を行うことにより、被加工物２２０の曲げ形状を測定することができる。

また、除荷した状態と負荷を与えている状態の両方の形状を測定することにより、被加工物２２０のスプリングバック量を測定することができる。図８では、パンチ３０２によって負荷を加えた状態の被加工物２２０を実線で表し、除荷した状態の被加工物２２０を２点差線で示している。除荷した状態では、被加工物２２０はスプリングバック量だけ曲げが戻っている。

２つの光学式測定装置本体１００、１００を用いて得られた被加工物２２０の測定データについて、処理部２４０が行う処理を図６（ｂ）に示している。処理部２４０は、各光学式測定装置本体１００、１００の受光器空間座標を実空間座標に変換し、各光学式測定装置本体１００、１００の共通する所定の測定点を基準点にして各光学式測定装置本体１００、１００が検出した像を合成することにより、被加工物２２０の形状が得られる。これにより、１つの光学式測定装置では測定できないような測定対象物の全体的な形状を測定することができる。

図１０は、本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置のブロック図である。
図１０において、プレス機３０１は、パンチ軸１１０１に沿った矢印方向（ストローク方向）に上下動可能なパンチ３０２を有している。パンチ３０２内に光学式測定装置本体１００がパンチ３０２と一体に収納されている。また、パンチ３０２内には、パンチ３０２が被加工物２２０に加えている押圧力を検出するための圧力センサ９０１が収容されている。

圧力センサ９０１は、検出した圧力によって、パンチ３０２が被加工物２２０に当接しない位置にあること、２点支持位置にあること、被加工物２２０を曲げることが可能な大きさの負荷を加えている位置にあること等を検出する機能を有している。
尚、パンチ３０２が被加工物２２０に当接しない位置や２点支持位置等の検出は、圧力センサ９０１を用いずに、光学式測定装置本体１００によって検出するように構成してもよい。

プレス機３０１には、被加工物２２０の各曲げ加工位置がパンチ軸１１０１上にくるように被加工物２２０を送る送り装置９０２が配設されている。
送り装置９０２には、被加工物２２０の送り力を担うアクチュエータ９０３と、被加工物２２０の送り量を測定する送り量測定部９１４が備えられている。送り量測定部９１４は、ロータリエンコーダ等の各種エンコーダや、変位計を使用することができる。
また、プレス機３０１には姿勢支持装置９１５が取り付けられている。姿勢支持装置９１５は被加工物２２０を下側から支えることにより、被加工物２２０の転倒防止等の姿勢支持を行う。

送り装置９０２のアクチュエータ９０３、送り量測定部９１４、姿勢支持装置９１５及び光学式測定装置本体１００は処理部２４０に接続されている。
また、処理部２４０には表示部９１１、操作部９１２、パンチ３０２をパンチ軸１１０１に沿ってストローク方向に移動させるパンチ駆動部９１３が接続されている。
パンチ駆動部９１３は、処理部２４０からのパンチ駆動信号に応答して、パンチ３０２をダイ４０１、４０１に近づく方向及びダイ４０１、４０１から離れる方向（ストローク方向）に移動させる。

処理部２４０の機能をブロック図で表すと、処理部２４０は、座標変換処理手段を構成する座標変換処理部９０４、データ分離処理手段を構成するデータ分離処理部９０５、重心算出処理手段を構成する重心算出処理部９０６、特性算出処理手段を構成する特性算出処理部９１６、押し込み量算出処理手段を構成する押し込み量算出処理部９０７、送り量算出処理手段を構成する送り量算出処理部９０８、制御処理手段を構成する制御処理部９０９、記憶手段を構成する記憶部９１０を備えるように構成されている。処理部２４０はハードウェア構成とすることが可能であるが、表示部９１１及び操作部９１２とともにコンピュータによって構成することもできる。
このようにコンピュータで構成した場合には、記憶部９１０には後述するデータが記憶される他、プログラムが記憶される。処理部２４０を構成する中央処理装置（ＣＰＵ）が前記プログラムを実行することにより、ブロック図で表した処理部２４０の各機能を実現する。

座標変換処理部９０４は、光学式測定装置本体１００からの像のデータに座標変換を行う機能を備えている。前述したように、光学式測定装置本体１００から処理部２４０へ入力される像データは受光器空間座標のデータであるため歪んだ像となっている。座標変換処理部９０４は受光器空間座標の像データを実空間座標の像データに変換することにより、実空間における正しい像のデータを得る。

光学式測定装置本体１００から処理部２４０へ入力される像データは、被加工物２２０の形状に関連するデータである。前記形状に関連するデータは、少なくとも被加工物２２０の形状データが含まれるデータである。前記形状に関連するデータは、少なくとも被加工物２２０の形状データが含まれる形状に関連するデータである。また、前記形状に関連するデータは、被加工物２２０の形状データ及び姿勢データを含むデータである。前記形状に関連するデータから、被加工物２２０の形状データ、姿勢データ及び曲げ加工位置のズレ量のデータを得ることができる。

データ分離処理部９０５は、座標変換処理部９０４が得た実空間における被加工物２２０の形状に関連するデータに所定の処理を施すことにより、被加工物２２０の形状データ、姿勢データ、加工位置のズレ量のデータを各々算出処理（換言すれば、前記形状に関連するデータから前記形状データ、姿勢データ、曲げ加工位置のズレ量のデータを分離して得る処理（分離処理））する機能を有している。

重心算出処理部９０６は、データ分離処理部９０５が算出した形状データに基づいて被加工物２２０の重心位置を算出処理する機能を有している。
押し込み量算出処理部９０７は、過去の加工結果に基づいて被加工物２２０の曲げ特性を算出処理する機能や、被加工物２２０の形状データや曲げ特性データに基づいて曲げ加工量が所定量になるようにパンチ３０２の押し込み量（即ち、ダイ４０１、４０１方向へのパンチの移動量）を算出処理する機能を有している。
送り量算出処理部９０８は、被加工物２２０の当初予定の曲げ加工位置（目標曲げ加工位置と称する。）と実際の曲げ加工位置のズレ量とに基づいて、パンチ３０２が被加工物２２０の目標曲げ加工位置に負荷を加えるように、被加工物２２０の修正した送り量を算出処理する機能を有している。

制御処理部９０９は、パンチ駆動部９１３を介してパンチ３０２のストローク方向の移動制御、送り装置９０２の送り量の制御、姿勢支持装置９１５の制御をはじめとして、座標変換処理部９０４〜送り量算出処理部９０８が行わないその他の処理を行う機能を有している。制御処理部９０９は、送り量９１４からの送り量を表す信号に基づいて送り装置９０２による被加工物２２０の送り量を検出する。また、制御処理部９０９は、アクチュエータ９０３に駆動信号を送ることによって送り装置０２の送り量を制御する。送り装置９０２はアクチュエータ９０３によって駆動されて、被加工物２２０をパンチ３０２の移動方向と交差する方向（本実施の形態では直交する方向）に送ることができる。

記憶部９１０には、例えば、当初予定の曲げ加工用データ（例えば、被加工部材２２０の各目標曲げ加工位置の位置を表すデータ、各目標曲げ加工位置における曲げ量（角度で表わしたもの。）のデータ、各目標曲げ加工位置における押し込み量のデータ）、後述するような各種テーブル、曲げ加工後のデータ（例えば、曲げ加工位置を表すデータ、各曲げ加工位置において測定した曲げ量のデータ、算出した被加工部材２２０の曲げ特性のデータ、算出した被加工部材２２０のスプリングバック量のデータ）が記憶される。

処理部２４０は光学式測定装置本体１００とともに、測定手段としての光学式測定装置を構成する。また、プレス機３０１、圧力センサ９０１、送り装置９０２、アクチュエータ９０３、送り量測定部９１４、姿勢支持装置９１５、処理装置２４０、表示部９１１、操作部９１２、パンチ駆動部９１３は曲げ加工装置を構成する。
また、パンチ駆動部９１３はパンチ移動手段を構成し、送り装置９０２は送り手段を構成し、記憶部９１０は記憶手段を構成し、処理装置２４０は制御手段を構成し、姿勢支持装置９１５は姿勢支持手段を構成している。

前記パンチ移動手段は、パンチ３０２をダイ４０１、４０１に近づく方向とダイ４０１、４０１から離れる方向に移動させることができる。
前記送り手段は、被加工物２２０をパンチ３０２の移動方向と交差する方向に送ることができる。
前記測定手段は、パンチ３０２に配設され被加工物２２０の形状に関連するデータを測定することができる。
前記記憶手段は、各目標曲げ加工位置における目標曲げ量を表す目標曲げ量データを記憶することができる。

前記制御手段は、被加工物２２０を送るように前記送り手段を制御すると共に、被加工物２２０の目標曲げ加工位置にパンチで負荷を加えるように前記パンチ移動手段を制御し、又、被加工物２２０の形状に関連するデータを測定するように前記測定手段を制御すると共に、前記記憶手段に記憶した目標曲げ量を参照して前記測定手段が測定した形状に関連するデータに基づいて次回の曲げ加工におけるパンチ３０２の押し込み量を決定し、次回の曲げ加工においてパンチ３０２が前記押し込み量に対応する負荷を被加工物２２０へ加えるように制御することができる。
また、前記制御手段は、曲げ加工位置における個別の曲げ量及び／又は累積の曲げ量に基づいて次回の曲げ加工におけるパンチ３０２の押し込み量を決定し、次回の曲げ加工においてパンチ３０２が前記押し込み量に対応する負荷を被加工物２２０へ加えるように制御することができる。

また、前記制御手段は、被加工物２２０がパンチ３０２によって負荷を加えられていない第１状態と、被加工物２２０が曲がらない大きさの負荷をパンチ３０２によって加えられて１対のダイ４０１、４０１に当接している第２状態とにおいて前記測定手段が測定した被加工物２２０の形状に関連するデータから前記第１状態と第２状態間の被加工物２２０の回転量を算出し、パンチ３０２が前記第２状態において目標折り曲げ位置に負荷を加えるように、前記回転量に基づいて被加工物２２０の送り量を修正して送るよう前記送り手段を制御することができる。
また、前記姿勢支持手段は、前記制御手段が被加工物２２０の形状に関連するデータに基づいて算出した被加工物２２０の重心が１対のダイ４０１、４０１の間にないとき、被加工物２２０の姿勢を支持するための力を被加工物２２０に加えることができる。

次に、本発明の実施の形態の動作概要を説明する。
図１１は、本発明の実施の形態の動作概要を説明するための説明図で、本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置の使用態様を示す部分側面図である。
被加工物２２０は、１対のダイ４０１、４０１上に載置された長方形状の強張力鋼平板がパンチ３０２によって曲げ加工され、断面Ｕ字状で紙面に垂直な方向に所定長さに形成されたブーム用部材である。パンチ３０２には、光学式測定装置本体１００の光軸２１２とパンチ３０２の長さ方向（紙面に垂直な方向）の軸３００とが平行になるように光学式測定装置本体１００が配設されている。前述したようにして光学式測定装置本体１００によって被加工物２２０の形状に関連するデータが測定される。

被加工物２２０は、Ｕ字形状の一方の側面領域（以下、バック側側面領域と称す。）１９０１、バック側側面領域１９０１に対面する他方の側面領域（以下、フロント側側面領域と称す。）１９０２、バック側側面領域１９０１とフロント側側面領域１９０２間の底面領域１９０３、バック側側面領域１９０１と底面領域１９０３間のバック側湾曲領域１９０４、フロント側側面領域１９０２と底面領域１９０３間のフロント側湾曲領域１９０５によって構成されている。

被加工物２２０の縁部から所定長の側面領域１９０１、１９０２及び中央部所定長の底面領域１９０３は曲げ加工しない領域であり、平坦な領域である。湾曲領域１９０４、１９０５が曲げ加工によって形成される湾曲した領域である。
バック側側面領域１９０１は底面領域１９０３と直角に形成され又、フロント側側面領域１９０２は底面領域１９０３と直角に形成される。したがって、バック側側面領域１９０１とフロント側側面領域１９０２は平行に形成される。

図１１における記号の意味は次の通りである。Ｘ軸は被加工物２２０の底面領域１９０３に沿った軸、Ｚ軸はＸ軸と直交し被加工物２２０のＸ軸方向の中点を通る軸（ワーク軸）、１１０１はパンチ３０２のストローク方向の中心軸（パンチ軸又はプレス軸と称する。）である。
また、ｈｂはバック側側面領域１９０１の長さ、Ｒｂはバック側湾曲領域１９０４の曲率半径、θｂはバック側側面領域１９０１と底面領域１９０３の角度（バック側側面角度）、ｂｂはＺ軸によって２等分される底面領域１９０３のバック側の長さ、Ｈｂは底面領域１９０３とバック側側面領域１９０１の縁部（図１１のバック側の最上部）との距離である。

また、ｈｆはフロント側側面領域１９０２の長さ、Ｒｆはフロント側湾曲領域１９０５の曲率半径、θｆはフロント側側面領域１９０２と底面領域１９０３の角度（フロント側側面角度）、ｂｆはＺ軸によって２等分される底面領域１９０３のフロント側の長さ、Ｈｆは底面領域１９０３とフロント側側面領域１９０２の縁部（図１１のフロント側の最上部）との距離である。

Ｂはバック側側面領域１９０１とフロント側側面領域１９０２の距離、Ｂｂはバック側側面領域１９０１とＺ軸の距離である。Ｇ（Ｘｇ，Ｚｇ）は被加工物２２０のＸＺ座標における重心位置である。Ｓは底面領域１９０３とＺ軸の交点とパンチ軸１１０１の距離であり、パンチ軸１１０１に対する被加工物２２０の位置のズレ量である。ψはＺ軸とパンチ軸１１０１間の角度である。
被加工部材２２０が当初予定の通りの形状に完成した状態では、Ｂｂ＝Ｂ／２となり、バック側側面領域１９０１とフロント側側面領域１９０２は相互に平行に形成されると共に、底面領域１９０３と直角に形成される。

被加工物２２０の各曲げ加工位置で曲げ加工を行う都度、光学式測定装置本体１００で被加工物２２０の形状に関連するデータを測定し、側面領域１９０１、１９０２の長さｈｂ、ｈｆ、曲率半径Ｒｂ、Ｒｆ、角度θｂ、θｆ、ψ、底面領域１９０３の長さｂｂ、ｂｆ、距離Ｈｂ、Ｈｆ、Ｓ、重心位置Ｇの座標（Ｘｇ，Ｚｇ）を得る。
前記得られた測定データに基づいて被加工物２２０の形状、回転変位量、ズレ量についてのデータ等を取得し、被加工物２２０が当初予定の形状になるように被加工物２２０の各曲げ加工位置に曲げ加工を施す。

図１２は、被加工物２２０を曲げ加工する工程の概要及び曲げ加工にともなう被加工物２２０の重心位置（☆印で示す。）が、被加工物２２０の送り方向（Ｘ軸方向）に沿って変化する様子を示す説明図である。
被加工物２２０の完成した形はブームの場合、前述したように断面がＵ字型の形状である。本実施の形態では、長方形平板状の高張力鋼（被加工物２２０）の曲げ加工処理は、先ず被加工物２２０のバック側を曲げ加工し、その後、フロント側を曲げ加工するように行う。
図１２において、曲げ加工処理工程(1)〜(3)は被加工物２２０のバック側の曲げ加工処理工程を示し、曲げ加工処理工程(4)〜(7)は被加工物２２０のフロント側の曲げ加工処理工程を示している。被加工物２２０の曲げ加工処理は、バック側、フロント側ともに被加工物２２０の縁部側から中央部に向かって曲げ加工を行う。

尚、曲げ加工処理工程(1)〜(6)に示す例のように、被加工物２２０のそのときの形状により、その重心位置とは無関係に、フロント側又はバック側に転倒せずに安定した姿勢を持つことができる場合がある。しかしながら、フロント側ダイ４０１からバック側ダイ４０１方向（Ｘ軸方向）に沿った被加工物２２０の重心位置がフロント側ダイ４０１とバック側ダイ４０１の間（安定領域）内にあれば、被加工物２２０の形状とは無関係に被加工物２２０は転倒せずに安定した姿勢を保つことができる。後述するように、本実施の形態では、被加工物２２０の重心位置を考慮して、被加工物２２０の姿勢が不安定にならないようにして曲げ加工処理を行う。

曲げ加工処理工程(1)では、先ず送り装置（図示せず）により、Ｘ軸方向に沿ってフロント側ダイ４０１からバック側ダイ４０１方向（図１２では右方向）へ、平板状の被加工物２２０−１の最初の曲げ加工位置がダイ４０１、４０１の中央に位置するように送られる。Ｘ軸方向に沿った被加工物２２０の重心位置はフロント側ダイ４０１の左側にあり又、平らな形状であるため、転倒せずに安定した姿勢が得られる。

この状態で、パンチ（図示せず）を所定量押し込むことによって被加工物２２０−１の曲げ加工位置に所定の負荷を加える。これにより、被加工物２２０は破線で示すように曲げられる。その後、パンチをダイ４０１、４０１から離れる方向に引き上げて除負荷すると、スプリングバック（ＳＢ）特性によって定まる一定量（スプリングバック量）だけ曲げが戻るとともに、実線で示すように被加工物２２０の位置になる。

このときのフロント側ダイ４０１からバック側ダイ４０１方向に沿った重心位置はフロント側ダイ４０１の左側にあり又、被加工物２２０は安定な形状であるため、転倒せずに安定した姿勢が得られる。
以後、曲げ加工処理工程(3)まで、被加工物２２０をフロント側ダイ４０１からバック側ダイ４０１方向へ所定量ずつ送りながらパンチで負荷を加えることにより、所定の複数の曲げ加工位置を各々所定量曲げ加工する。

被加工物２２０のバック側の加工処理が終了すると、一旦、被加工物２２０をバック側ダイ４０１方向へ送ってフロント側の最初の曲げ加工位置（フロント側の縁部側の曲げ加工位置）をダイ４０１、４０１の中央に配置し、この状態で、フロント側の曲げ加工処理を開始する。各曲げ加工位置での曲げ加工が終了する毎に、送り装置（図示せず）により、被加工物２２０をフロント側ダイ４０１方向に所定量送って次の曲げ加工位置をダイ４０１、４０１の中央に配置し、パンチで負荷を加えて曲げ加工を行う。

フロント側の曲げ加工処理(4)〜(6)では、被加工物２２０のＸ軸方向の重心位置がダイ４０１、４０１の外側に位置しているが、被加工物２２０が安定した形状であるため、転倒せずに安定姿勢を保っている。最後の処理工程(7)では、Ｘ軸方向の重心位置がダイ４０１、４０１の間に位置しているため、被加工物２２０の形状の如何に関わらず転倒せずに安定姿勢を保つことができる。以上のようにして、被加工物２２０の曲げ加工が行われる。

図１３は、被加工物２２０を所定間隔で設けられた複数の曲げ加工位置で曲げ加工した場合に、曲げ加工にともなって変化する被加工物２２０の重心位置Ｇ（Ｘｇ，Ｚｇ）の算出方法である。図１３の例は、曲げ加工位置間の距離を一定値以上に設定しており、所定長の折れ線を複数繋ぐことによって湾曲領域を形成するようにした例である。
被加工物２２０が転倒せずに安定するか否かは、１対のダイ４０１、４０１を結ぶ方向（図１３ではＸ軸方向）の座標Ｘｇに依存している。したがって、ここでは座標Ｘｇの算出方法を示す。

図１３において、Ｘ軸はフロント側ダイ４０１の上面からバック側ダイ４０１の上面方向に沿った軸、Ｚ軸はパンチ３０２の軸でありダイ４０１、４０１の中点を通りＸ軸と直交する軸、(1)は第１回目の折り曲げ位置、(n)は第ｎ回目の折り曲げ位置、Ｓ１は被加工物２２０の一縁部から第１回目の折り曲げ位置までの長さ（バック側側面領域の長さを表す。）、Ｓｎは第（ｎ−１）回目の折り曲げ位置と第ｎ回目の折前位置間の長さ、θ１は第１回目の折り曲げ位置の曲げ角度、θｎは第ｎ回目の折り曲げ位置の曲げ角度、Ｇは被加工物２２０の重心位置で、（Ｘｇ，Ｚｇ）はそのＸＺ座標である。

被加工物２２０のＸ軸方向の長さの１／２をＬすると、被加工物２２０の重心位置ＧのＸ軸座標Ｘｇは下記式（２）によって表すことができる。
Ｘｇ＝{Ｓ_１・(Ｌ−ΣＳ_ｉ＋(Ｓ_１／２)・ｃｏｓΣθ_ｉ＋Ｓ_２・ｃｏｓΣθ_ｉ＋・・・＋Ｓ_ｎ・ｃｏｓθ_ｎ)＋Ｓ_ｎ−１・(Ｌ−ΣＳ_ｉ＋(Ｓ_ｎ−１／２)・ｃｏｓΣθ_ｉ＋・・・＋Ｓ_ｎ・ｃｏｓθ_ｎ）＋Ｓ_ｎ・(Ｌ−ΣＳ_ｉ＋(Ｓ_ｎ／２)・ｃｏｓθ_ｎ)}／Ｌ・・・（２）

図１４は、被加工物２２０の湾曲領域を連続的な滑らかな曲線で形成するようにした場合に、曲げ加工にともなって変化する被加工物２２０の重心位置Ｇ（Ｘｇ，Ｚｇ）の算出方法である。図１４の例では、曲げ加工位置間の距離を一定値以下に短くすることにより、滑らかに湾曲した湾曲領域を形成する。
図１４において、Ｘ軸はフロント側ダイ４０１の上面からバック側ダイ４０１の上面方向に沿った軸、Ｚ軸はパンチ３０２の軸でありダイ４０１、４０１の中点を通りＸ軸と直交する軸、ＲｎはＸＺ軸原点Ｏから被加工物２２０のバック側縁部までの距離、θｎは前記縁部がＸ軸となす角度、ｄｓは微少角度ｄθに対する被加工物２２０の長さ、Ｇは被加工物２２０の重心位置で（Ｘｇ，Ｚｇ）はそのＸＺ座標である。
被加工物２２０の重心位置のＸ軸座標Ｘｇは下記式によって表すことができる。

パンチ３０２で被加工物２２０に負荷を加える場合、パンチ３０２を１対のダイ４０１、４０１方向に押し込んでいくと、パンチ３０２は先ず被加工物２２０に当接し、次に、被加工物２２０を下方に押し下げていくことになる。しかしながら、被加工物２２０が１対のダイ４０１の双方に当接する状態（２点支持状態）になるまでの間は、被加工物２２０が一方のダイ４０１を支点にした状態（１点支持状態）で回転する（空回転）だけであり、被加工物２２０を曲げ加工可能な所定値以上の大きさの負荷は被加工物２２０に加えられない。

前記２点支持状態は、被加工物２２０は１対のダイ４０１の双方に当接しているが、被加工物２２０を曲げ可能な所定値以上を負荷は加えられていない状態である。
被加工物２２０が前記２点支持状態になって以降、曲げ加工可能な所定値以上の大きさの負荷がパンチ３０２によって被加工物２２０に加えられることになる。
図１５は、被加工物２２０を前記２点支持状態に保持したり、被加工物２２０が転倒しないように安定した姿勢を確保できるようにする方法を示す説明図である。
図１５（ａ）において、搬送ローラ２３０１上に平板状の被加工物２２０を載置し送り装置（図示せず）によって１対のダイ４０１、４０１方向（Ｘ軸方向）に送って、被加工物２２０の曲げ加工位置Ｍをパンチ３０２−２の真下（換言すればパンチ軸１１０１上であり又、１対のダイ４０１、４０１の中央位置）に配置する。

この状態で、パンチ３０２−２をパンチ３０２−１位置まで押し込むことにより曲げ加工位置Ｍに所定大きさの負荷を加えて被加工物２２０−１の状態に曲げ加工する。
次に、パンチ３０２をパンチ３０２−２の位置まで引き上げることによって被加工物２２０−１に対する負荷を除荷する。これにより、被加工物２２０は自重（重心モーメント）によって、フロント側ダイ４０１で一点支持された状態で回転し、被加工物２２０−２の状態になる。

次に、同図（ｂ）に示すように、搬送ローラ２３０１上の被加工物２２０−２をバック側ダイ４０１方向に送って、次の曲げ加工位置Ｍをパンチ軸１１０１上に配置して被加工物２２０−３の状態にする。この状態で、姿勢支持装置９１５を用いて、被加工物２２０−３の所定点を下方から所定高さに支持することにより、１対のダイ４０１、４０１によって被加工物２２０を支持する２点支持状態の安定した姿勢の被加工物２２０−４を作る。この状態から、パンチ３０２の押し下げ量を定めることにより、正確な押し込み量（換言すれば負荷）で被加工物２２０を加工することができ、正確な角度に曲げ加工することが可能になる。

本実施の形態で使用する姿勢支持装置９１５は、紙面と垂直な方向（Ｙ軸方向）に沿って並設された複数の支持ピン２３０３を備えている。支持ピン２３０３は、ダイ４０１、４０１の長さ（Ｙ軸方向の長さ）と等しい範囲にわたって所定間隔で、Ｙ軸方向に複数並設されている。各支持ピン２３０３は、加えられる力の大きさに応じて姿勢支持装置９１５から突出する長さが変化するように構成されており又、突出長さの固定や固定解除が可能なように構成されている。姿勢制御装置９１５として、例えばピンマトリクスを利用して構成することができる。

支持ピン２３０３の突出量を適宜調整することにより、２点支持状態を作ることができる。例えば、被加工物２２０−３の回転の支点であるフロント側ダイ４０１と支持ピン２３０３の距離をＬ、支持ピン２３０３が搬送ローラ２３０１から突出する長さをＫ、姿勢支持装置９１５が無い場合の被加工物２２０の回転角をαとすると、支点から距離Ｌ離れた位置では、Ｋ＝Ｌ・ｔａｎαだけ被加工物２２０を押し上げることで、２点支持状態を実現することが可能になる。αは光学式測定装置本体１００によって測定した被加工物２２０の形状と姿勢から求めることができる。

２点支持状態は、パンチ３０２を所定高さに維持することによっても作ることが可能であるが、パンチに不要な力が加えられることになるため、パンチ３０２の破損や故障の原因となる。本実施の形態のように姿勢支持装置９１５を用いることにより、安定した２点支持状態を作ることができ又、パンチ３０２に不要な力を与えることが無く、パンチの破損や被加工物２２０の位置ズレという問題を解消することができる。また、被加工物２２０が回転するような不安定な状態になることも防止することが可能になる。また、被加工物２２０の重心位置によっては転倒の恐れがあるが、姿勢支持装置９１５によって転倒防止等の安定姿勢の確保を行うことができる。
尚、図１５（ｂ）の例では、フロント側にのみ姿勢支持装置９１５を設けるようにしているが、バック側のみ、あるいはフロント側とバック側の双方に設けるようにしてもよい。

図１６は、被加工物２２０の曲げ加工位置の位置ズレが生じる様子を示す説明図である。
図１６において、Ｂは被加工物２２０の回転支点となるフロント側ダイ４０１とパンチ３０２のパンチ軸の距離、ｈは曲げ加工位置とパンチ３０２のパンチ軸とのズレ量、Ｐは被加工物２２０に予め設定した曲げ加工位置（目標曲げ加工位置）Ｍの間隔（ピッチ）、δは２点支持状態からパンチ３０２を押し込むストローク（押し込み量）、θは被加工物２２０の曲げ量、Ｋは実際の曲げ加工位置、βは空回転の角度である。
尚、図１６では説明を簡略化するために、パンチ３０２先端の断面形状は三角形状であり又、各ダイ４０１、４０１の支持部（図１６では各ダイ４０１、４０１の上端部）の断面形状は三角形状としている。

未加工の被加工物２２０−１に対して、パンチ３０２（その先端を矢印で示す）を所定の押し込み量だけ下方に押し込んで被加工物２２０−１の目標曲げ加工位置Ｍに所定の負荷を加えて曲げ加工する。次に、除荷を行い、被加工物２２０に対して、被加工物２２０を曲げることができない所定値以下の押圧力を加えて、２点支持状態（パンチ３０２が被加工物２２０を変形させることなく１対のダイ４０１、４０１に押しつけている状態）にある被加工物２２０−２にする。

被加工物２２０−２は、パンチ３０２を最下位置まで押し込んで曲げ加工した状態からスプリングバック量だけ曲がりが戻った状態（正味の曲げ量の状態）である。次に、パンチ３０２を被加工物２２０に接触しない初期の最上位置まで引き上げることにより、被加工物２２０−２はその重心モーメントによって被加工物２２０−３の状態に移行する。
このとき、一方のダイ４０１から他方のダイ４０１方向（即ち被加工物２２０の送り方向）への、曲げ加工位置Ｍとパンチ３０２のパンチ軸のズレ量ｈは次式で表すことができる。
ｈ＝Ｂ{１／ｃｏｓ(θ／２)−１} ・・・（４）

このように、被加工物２２０が加工されるにともない、被加工物２２０に力が加えられていない状態（非押圧状態）と２点支持状態との間の回転角度（空回転角度）が存在するため、非押圧状態で目標曲げ加工位置Ｍをパンチ軸に整合させたとしても、被加工物２２０に実際に負荷が加えられ始める２点支持状態では、空回転にともなう曲げ加工位置のズレが発生する。したがって、目標曲げ加工位置に負荷が加えられず、正確な曲げ加工ができないという問題がある。

本発明の実施の形態では、前記ズレが生じないように、被加工物２２０の送り量を修正することにより、正確な位置で曲げ加工を行えるようにして、正確な形状に曲げ加工することを可能にしている。
ズレ量は空回転角度に基づいて算出可能である。空回転角度の測定は、光学式測定装置本体１００によって、前記非押圧状態と２点支持状態における被加工物２２０の姿勢を測定し、その差から空回転角度を得ることができる。光学式測定装置本体１００による姿勢の測定は、各曲げ加工位置における曲げ加工の前に行うようにしてもよく、あるいは、前回曲げ加工を行ったときに測定した被加工物２２０の姿勢のデータを利用して今回のズレ量を算出し、適正な送り量を得るようにしてもよい。

図１７も被加工物２２０の曲げ加工位置に位置ズレが生じる様子を示す説明図で、パンチ３０２の先端の断面形状が所定の曲率半径ρを有する曲線で形成され又、各ダイ４０１、４０１が所定の曲率半径Ｒを有する例である。
図１７において、Ｂは回転の支点となるダイ４０１の中心とパンチ３０２のパンチ軸の距離、ｈは曲げ加工位置とパンチ３０２の軸とのズレ量、Ｐは被加工物２２０に予め設定した曲げ加工位置の間隔（ピッチ）、δは２点支持状態からパンチ３０２を当該曲げ加工位置における最下位置まで押し込んだときのパンチ３０２のストローク（押し込み量）、θは曲げ量、Ｍは目標曲げ加工位置である。

目標曲げ加工位置Ｍとパンチ３０２のパンチ軸とのズレ量ｈは次式で表すことができる。
ｈ≒{δ＋ρ((１／ｃｏｓα)−１)}／ｓｉｎ(θ／２)＋２πＲ・θ／３６０−Ｂ
・・・（５）
本発明の実施の形態では、このような場合でも前記ズレが生じないように、被加工物２２０の送り量を修正することにより、正確な位置で曲げ加工を行えるようにして、正確な形状に曲げ加工することを可能にしている。

図１８は、本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置及び曲げ加工方法によって被加工物を加工する動作の説明図である。
図１８の左半分は被加工物２２０のバック側を曲げ加工するときの説明、右半分は被加工物２２０のフロント側を曲げ加工するときの説明であり、前述したように、先ずバック側を加工した後、フロント側の加工を行うようにしている。

横軸は、バック側、フロント側の曲げ加工位置（曲げライン（ｌｉｎｅ）とも称する。）を示している。バック側、フロント側ともに、曲げ加工位置は９箇所（９ライン）である。縦軸は、各曲げ角度を示している。１８０１は底面領域に対する累積の曲げ角度の目標値（目標累積曲げ角度）である。各曲げ加工位置における目標累積曲げ角度は、各曲げ加工位置までの累積の曲げ角度の目標値である。バック側とフロント側の最終の曲げ加工位置における目標累積曲げ角度１８０１は、バック側、フロント側とも９０度である。

１８０２は、累積の曲げ角度が大きくなるように変動した場合の、累積の曲げ角度（曲げ加工量）と目標累積曲げ角度との差の上限値（累積上限角度）である。１８０３は、累積の曲げ角度が小さくなるように変動した場合の、累積の曲げ角度と目標累積曲げ角度との差の下限値（累積下限角度）である。
１８０４は、各曲げ加工位置において曲げ角度が大きくなるように変動した場合の、各曲げ加工位置における個別の曲げ角度と各曲げ加工位置における個別の目標曲げ角度との差の上限値（個別上限角度）である。１８０５は、各曲げ加工位置において曲げ角度が小さくなるように変動した場合の、各曲げ加工位置における個別の曲げ角度と各曲げ加工位置における個別の目標曲げ角度との差の下限値（個別下限角度）である。

累積上限角度１８０２、累積下限角度１８０３、個別上限角度１８０４、個別下限角度１８０５は、曲げ角度が大きい場合を「オーバー」、小さい場合を「アンダー」と表している。また、累積上限角度１８０２、累積下限角度１８０３、個別上限角度１８０４、個別下限角度１８０５は、バック側とフロント側は同一値に設定している。
丸印Ｋは、各曲げ加工位置における個別の曲げ角度と目標個別曲げ角度（各曲げ加工位置における曲げ角度の目標値）との差を示している。曲線１８００ｂはバック側の累積曲げ角度と目標累積曲げ角度との差を示している。曲線１８００ｆはフロント側の累積曲げ角度と目標累積曲げ角度との差を示している。
また、１８０６は、曲線１８００ｂと曲線１８００ｆの差であり、バック側の累積曲げ角度とフロント側の累積曲げ角度との差に相当し、対称性の程度（曲線１８００ｂと１８００ｆの差が小さい方が対称性がよい。）を表す。×印ＴＫ１、ＴＫ２は、フロント側とバック側の対称性を改善した点であり、この点では曲げ加工を行わずに白丸点で曲げ加工処理を行ったことを示している。

バック側の曲げ加工処理は、対称性を考慮することなく、各曲げ加工位置における個別の曲げ角度や、累積の曲げ角度が、目標曲げ角度（目標個別曲げ角度、目標累積曲げ角度）を基準として所定角度内に収まるように曲げ加工を行う。フロント側を曲げ加工する場合は、目標曲げ角度を基準としつつ、バック側との対称性を考慮しながら曲げ加工を行う。
図１８の例では、バック側の曲げ加工処理は、各曲げ加工位置における個別の曲げ角度や、累積の曲げ角度が、目標曲げ角度を基準として所定角度内に収まるように曲げ加工を行う。各曲げ加工位置において、各々１回の曲げ加工処理が行っている。これにより、曲線１８００ｂの曲げ特性で曲げ角度が０度から９０度まで曲げ加工される。

一方、フロント側の曲げ加工処理では、第１曲げ加工位置において、２回の曲げ加工（（１）と（２））では曲げ角度が目標曲げ角度に達せず不足しているため第３回目（３）の曲げ加工を行って適正な曲げ角度に加工している。第２曲げ加工位置においては、第１回目の曲げ加工（１）では曲げ角度が不足しているため、第２回の曲げ加工（２）を行って適正な曲げ角度に加工している。
第３曲げ加工位置においては、バック側との対称性を考慮して、対称性が良くなるように曲げ加工角度を修正している。即ち、第３曲げ加工位置では、個別曲げ角度が大きくなるように加工している。また、第７曲げ加工位置に置いても、バック側との対称性を考慮して、対称性が良くなるように曲げ加工量を大きくしている。

このように、本実施の形態では、各目標曲げ位置毎に予め所定の目標曲げ加工量（規定値：例えば個別の曲げ量や累積の曲げ量）を定めて、前記目標曲げ加工量を満たすように加工を進めていく。加工の途中で、曲げ加工量が目標曲げ加工量から所定範囲逸脱したとき、曲げ加工量を修正して、適正な曲げ加工量が得られるようにしている。
曲げ加工の修正例としては、一度の加工では曲げ加工量が不足する場合は同一曲げ加工位置で複数回曲げ加工を行う、あるいは、複数の曲げ加工位置の曲げ加工量を修正することにより適正な総曲げ加工量が得られるようにする等である。これにより、正確な曲げ形状を得ることが可能になる。また、対称性を考慮して曲げ加工を行うため、対称性に優れた曲げ形状を得ることが可能になる。

図１９〜図２４は処理部２４０の処理を示すフローチャートであり、処理部２４０の各構成要素の動作を示している。
図２５〜図２７は、記憶部９０９に記憶されるテーブルである。
図２５に示すテーブルは、曲げ角度が適正か否かを判定するための曲げ角度判定テーブル（第１テーブル）である。曲げ角度判定テーブルは、被加工物２２０の各曲げ加工位置（「曲げライン」）における累積の曲げ角度や各曲げ加工位置における個別の曲げ角度と、予め定めた所定の曲げ角度（規定値）との関係を示している。図２５には、曲げ加工位置が９つ（曲げラインＮｏ．１〜曲げラインＮｏ．９）の例を示している。

また、曲げ角度が規定値より所定値未満の角度の場合を「不足」、曲げ角度が規定値を基準とする所定範囲以内に入る角度の場合を「規定」、曲げ角度が規定値より所定値超える角度の場合を「過大」と示している。記号（１）の箇所は、曲げ量が適正（適正曲げ）であり、修正が不要である。記号（２）の箇所は、曲げ量が不足（曲げ不足）であり、同一の曲げ加工位置を２度押しで修正する。記号（３）の箇所は、曲げ量が過大（過大曲げ）であり、図２６に示すテーブルを参照して曲げ量の修正（計画的修正）を行う。

図２６は、各曲げ加工位置において曲げ角度判定テーブルを参照した結果過大曲げと判定した場合に、曲げ加工の修正を行う場合の加工内容を示す修正加工テーブル（第２テーブル）である。押し込み量を修正することにより、曲げ角度の修正を行う。曲げ角度の修正に必要な押し込みの修正量（修正押し込み量）は、「修正押し込み量＝修正曲げ角度／曲げ特性」なる関係式によって与えられる。曲げ特性は別途取得した曲げ特性を使用する。

図２７は、被加工物のフロント側を曲げ加工する際、曲げ加工済みのバック側形状との対称性を考慮して、フロント側の曲げ角度が適正か否かを判定して判定結果に応じた処理を行うための対称性考慮曲げ角度判定テーブル（第３テーブル）である。
本実施の形態では、被加工部材２２０のバック側の曲げ加工が終了した後、フロント側を曲げ加工するように加工順序を決めている。フロント側を加工する際、曲げ加工が完了したバック側との対称性が一定範囲になるように曲げ加工する。

図２７の対称性考慮曲げ角度判定テーブルは、フロント側ｉ番目のラインを曲げ加工する際、対称性の改善が否か及び改善が必要とすればどの程度の押し込み量が適切か示している。即ち、バック側ｉ番目の曲げラインの曲げ角度と予め定めた規定値との関係と、バック側とフロント側の（ｉ−１）番目の曲げラインまでの累積の曲げ角度の差の関係とに基づいて、フロント側ｉ番目のラインを曲げ加工する際に、どの程度の押し込みが必要かが示されている。テーブル中の数値は角度（単位は度）である。
例えば、目標押し込み量に対して、オーバー押し込み量は０．５度多め、ややオーバー押し込み量は０．３度多め、抑制押し込みは０．３度少なめの押し込み量とする。
以上のように、処理部２４０は角度判定テーブル、修正加工テーブル、対称性考慮曲げ角度判定テーブルを参照して、各曲げ加工位置における個別の曲げ角度が所定の規定値内か否か、各曲げ加工位置までの累積の曲げ角度が所定の規定値内か否か、対称性は適正化否か判定して、判定結果に応じた処理を行うようにする。

以下、図１〜図２７を参照しながら、本発明の実施の形態の動作を詳細に説明する。
処理部２４０の制御処理部９０９は、光学式測定装置本体１１０が測定した被加工物２２０の形状に関連するデータ及び記憶部９１０に記憶した目標曲げ加工位置のデータに基づいて、被加工物２２０を次の曲げ加工位置に送ったとき及び加工後に除荷したときに、被加工物２２０が転倒せずに安定するか否か（安定性）を判定する。
制御処理９０９は、転倒の恐れがあると判定した場合、姿勢支持装置９１５の支持ピン２３０３の突出量を制御して、被加工物２２０が安定するように姿勢を支持する（図１９のステップＳ１０１）。

第１ラインの曲げ加工処理の場合には、被加工物２２０は平板状のため安定した形状であり又、光学式測定装置本体１００は被加工物２２０の形状に関連するデータを測定していないため、処理ステップＳ１０１は省略することができる。
次に、制御処理部９０９は記憶部９１０に記憶した第１ラインの目標曲げ加工位置に被加工物２２０を送るようにアクチュエータ９０３を介して送り装置９０２を制御する（ステップＳ１０２）。送り装置９０２は制御処理部９０９の制御に応答して第１ラインがパンチ３０２のパンチ軸１１０１上にくるように被加工物２２０を送る。

次に、制御処理部９０９は、パンチ３０２を記憶部９１０に記憶した適正量だけ押し込むようにパンチ駆動部９１３を制御する（ステップＳ１０３）。パンチ駆動部３０１は制御処理部９０９の制御に応答してパンチ３０２を前記適正量押し込む。これにより、被加工物２２０の曲げ加工が行われる。
次に光学式測定装置本体１００及び処理部２４０は、被加工物２２０の形状に関連するデータを測定し、形状データや姿勢データの分離を行う（ステップＳ１０４）。

処理ステップＳ１０４では、図２０に示す処理が行われる。図２０において、光学式測定装置本体１００は制御処理部９０９からの測定指示に応答して、放射状の測定用光２１６によって被加工物２２０を線状（光切断ライン）に照射し、被加工物２２０で反射した測定用光を円錐ミラー２０９を介して光検出素子２１４で検出し、被加工物２２０の形状に関連するデータを処理部２４０に出力する。

これにより、処理部２４０は、光切断ラインに沿った被加工物２２０内面（光切断面）の形状に関連するデータを取得する（ステップＳ１１６）。
光学式測定装置本体１００が図８の例のように複数の場合には、処理部２４０は、各光学式測定装置本体１００が測定した被加工物２２０の形状に関連するデータを合成することにより被加工物２２０の形状に関連するデータを取得する（ステップＳ１１７）。

次に、座標変換処理部９０５は、光学式測定装置本体１００から入力された被加工物２２０の形状に関連するデータの座標変換を行う（ステップＳ１１８）。前記座標変換処理は、前述したように、受光器空間座標を実空間座標に変換して、実空間における像を得る処理である。
次に、データ分離処理部９０５は、座標変換後の被加工物２２０の形状に関連するデータから、所定角度を基準とする被加工物２２０の姿勢データを分離した後（ステップ１１９）、位置ズレ量データを分離し（ステップＳ１２０）、断面の形状データを得る（ステップＳ１２１）。

次に、重心算出処理部９０６は、データ分離処理部９０５によって得られた形状データから被加工物２２０の機械的寸法を算出し重心位置の算出処理を行う（ステップＳ１０５）。
処理ステップＳ１０５では図２１に示す処理が行なわれる。
図２１において、重心算出処理部９０６は、データ分離処理部９０５によって得られた形状データから被加工物２２０の機械的寸法（実際の寸法）を算出する（ステップＳ１２２）。次に、重心算出処理部９０６は、底面領域１９０３を基準として側面領域１９０１、１９０２の角度を算出する（ステップＳ１２３）。

次に、重心算出処理部９０６は、送り装置９０２による送り量が既知の所定量か否かを判定する（ステップＳ１２４）。重心算出処理部９０６は、処理ステップＳ１２４において送り量が所定の既知量の場合（例えば図１３に示すように各送り量が既知の所定ピッチＰの場合）、前記式（２）を用いて重心位置ＧのＸ軸座標を算出する（ステップＳ１２５）。
重心算出処理部９０６は、処理ステップＳ１２４において送り量が未知の場合（例えば図１４に示すように各送り量が微細な量の場合）、前記式（３）を用いて重心位置ＧのＸ軸座標を算出する（ステップＳ１２８）。

次に、制御処理部９０９は、重心位置ＧのＸ座標Ｘｇが１対のダイ４０１、４０１の間にあるか否かを判定する（ステップＳ１２６）。
制御処理部９０９は処理ステップＳ１２６において、重心位置ＧのＸ座標Ｘｇが１対のダイ４０１、４０１の間にあると判定した場合は、被加工物２２０が転倒することなく安定していると判定して処理ステップＳ１０６へ移行する。

一方、制御処理部９０９は処理ステップＳ１２６において、重心位置ＧのＸ座標Ｘｇが１対のダイ４０１、４０１の間にないと判定した場合は、被加工物２２０が転倒する恐れがあり不安定であると判定して、被加工物２２０の安定姿勢を確保するために姿勢指示装置９１５を制御する（ステップＳ１２７）。
処理ステップＳ１２７では、制御処理部９０９は、図１５（ｂ）に関して説明したように姿勢指示装置９１５を駆動制御する。即ち、制御処理部９０９は、姿勢支持装置９１５から支持ピン２３０３を突出させて被加工物２２０に当接せしめることにより、被加工物２２０を安定姿勢に保つようにする。

次に、特性算出処理部９１６は、被加工物２２０の曲げ特性及びスプリングバック特性を算出する（ステップＳ１０６）。
特性算出処理部９１６は処理ステップＳ１０６において、図９に関して説明したようにして、被加工物２２０の曲げ特性及びスプリングバック特性を算出する。処理ステップＳ１０６の処理では図２２に示す処理が行われる。

図２２において、特性算出処理部９１６は、被加工物２２０が前述した２点支持状態になったときのパンチ３０２の押し込み位置（換言すれば押し込み量）と、被加工物２２０の曲げ角度を検出する（ステップＳ１２９）。
圧力センサ９１５は前記２点支持状態のとき所定値の圧力を検出するように設定されており、特性算出処理部９１６は圧力センサ９１５が前記所定値の圧力を検出したとき、被加工物２２０前記２点支持状態になったと判定する。データ分離処理部９０５は、圧力センサ９１５が前記所定値の圧力を検出したとき、光学式測定細内本体１００から形状に関連するデータを取り込んで被加工物２２０の曲げ角度を算出する。

次に、制御処理部９０９は、当該曲げ加工位置に予め設定した押し込み量（目標押し込み量）以下の所定の押し込み量（押し込み位置）までパンチ３０２を押し込んで被加工物２２０に所定の負荷を加えて曲げ、処理部２４０はそのときの被加工物２２０の形状に関連するデータを光学式測定装置本体１００から取り込む。データ分離処理部９０５はそのときの被加工物２２０の曲げ角度を算出する（ステップＳ１３０）。

次に、制御処理部９０９は、目標押し込み量（目標押し込み位置）までパンチ３０２を押し込んで被加工物２２０に所定の負荷を加えて曲げ、処理部２４０はそのときの被加工物２２０の形状に関連するデータを光学式測定装置本体１００から取り込む。データ分離処理部９０５はそのときの被加工物２２０の曲げ角度を算出する（ステップＳ１３１）。
次に、制御処理部９０９はパンチ３０２を上方の初期位置まで引き上げて除荷する。処理部２４０は、除荷後の被加工物２２０の形状に関連するデータを光学式測定装置本体１００から取り込む。データ分離処理部９０５はそのときの被加工物２２０の曲げ角度を算出する（ステップＳ１３２）。

特性算出処理部９１６は、処理ステップＳ１２９〜Ｓ１３２で得られた押し込み量と曲げ角度のと関係から、被加工物２２０の曲げ特性とスプリングバック特性を算出する（ステップＳ１３３）。
次に処理部２４０は、予め定めたバック側の全ての曲げ加工位置について曲げ加工が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。本実施の形態では、バック側が９ライン、フロント側が９ラインの計１８ラインとしている。処理ステップＳ１０７ではバック側９ラインの曲げ加工が完了したか否かを判定する。

処理部２４０は、処理ステップＳ１０７においてバック側の曲げ加工が完了していないと判定すると、今回曲げ加工を行った曲げ加工位置の個別の曲げ角度と第１ラインから今回のラインまでの累積の曲げ角度が適正な角度か否かを判定する（ステップＳ１０８）。
処理部２４０は、処理ステップＳ１０８において個別或いは累積の少なくとも一方の曲げ角度が所定値に達していない（曲げ不足）と判定すると、押し込み更新量の算出及び曲げ角度の是正時事処理を行う（ステップＳ１１４）。

処理ステップＳ１１４では図２３の処理が行われる。
図２３において、制御処理部９０９は、パンチ駆動部９１３を介して当該曲げ加工位置に設定された押し込み量だけパンチ３０２を押し込んで被加工物２２０を曲げ加工する（ステップＳ１３４）。
次に、制御処理部９０９は、光学式測定装置本体１００から形状に関連するデータを取り込んで、今回の曲げ加工位置の曲げ角度とその目標曲げ角度（計画値）との差分を算出する。

次に、制御処理部９０９は、今回の曲げ加工位置までの各曲げ加工位置の曲げ角度の累積値と、累積の計画値との差分を算出する。
次に、制御処理部９０９は、図２５の曲げ角度判定テーブルを参照して、今回の曲げ角度が適正か否かを判定し方針を決定する（ステップＳ１３７）。制御処理部９０９は、処理ステップＳ１３７では、角度判定テーブルにおいて、記号（１）の箇所は、曲げ量が適正（適正曲げ）であり、修正が不要であり、処理ステップＳ１３８の処理を行うことなく処理ステップＳ１０３に移行する。記号（２）の箇所は、曲げ量が不足（曲げ不足）であり、同一の曲げ加工位置を２度押しで修正する（ステップＳ１３９）。

このとき、押し込み量算出処理部９０７は、パンチ３０２の押し込み量を、処理ステップＳ１３３で得た曲げ特性を用いて、適正な量の曲げ加工が行われるように修正した押し込み量（修正押し込み量）を算出する。制御処理部９０９は、押し込み量算出部９０７が算出した押し込み量の押し込みを行うようにパンチ駆動部９１３を介してパンチ３０２を制御する。これにより、適正な量の曲げ加工が行われる。

記号（３）の箇所は、曲げ量が過大（過大曲げ）であり、前述したように曲げ特性に基づいて次工程における押し込み量の是正量を算出して、次押し込み工程で曲げ角度を是正するようにして処理ステップＳ１０３に移行する（ステップＳ１３８）。次工程の処理ステップ１０３では、押し込み量算出処理部９０７が曲げ特性に基づいて算出した修正押し込み量だけパンチ３０２を押し込んで曲げ加工を行う。これにより、前ラインの曲げ加工で曲げが不足した場合でも、次工程で適正な曲げ量に修正することが可能になり、より正確な形状に曲げ加工することが可能になる。

制御処理部９０９は、処理ステップＳ１０８において個別或いは累積の少なくとも一方の曲げ角度が所定値を超えている（過大曲げ）と判定すると、図２６の修正加工テーブルを参照して、曲げ角度の修正（計画的修正）を行う（ステップＳ１１０）。制御処理部９０９は、パンチ駆動部９１３を介して、押し込み量を修正することにより、曲げ角度の修正を行う。

図２６の計画的修正の例では、個別曲げ角度は過大であるが累積角度が不足している場合、次ラインのみで修正するときには、次ラインの曲げ加工に予め設定してる押し込み量を所定量増やして押し込みを行う（オーバー押し込み）ことにより、次ラインでの曲げ角度が予定よりも大きい角度になるように加工する。また、個別曲げ角度は過大であるが累積角度が不足している場合、複数のライン（例えば次ラインと次々ライン）で修正するときには、次ラインと次々ラインの両方を予定よりも所定量（前記オーバー押し込みよりも小さい押し込み量）増やして押し込みを行う（均等オーバー押し込み）ことにより、次ライン及び次々ラインでの曲げ角度が予定よりも大きい角度になるように加工する。

逆に累積角度が過大な場合、次ラインのみで修正するときには、次ラインの曲げ加工に予め設定している押し込み量を所定量減らして押し込みを行う（抑制押し込み）ことにより、次ラインでの曲げ角度が予定よりも小さい角度になるように加工する。
また、累積角度が過大の場合、複数ライン（例えば次ラインと次々ライン）で修正するときには、次ラインと次々ラインの両方を予定よりも所定量（前記抑制押し込みよりも小さい押し込み量）減らして押し込みを行う（均等抑制押し込み）ことにより、次ライン及び次々ラインでの曲げ角度が予定よりも小さい角度になるように加工する。
次に、制御処理部９０９は、予め定めた全ライン数（本実施の形態では、バック側のライン数とフロント側のライン数の合計である１８ライン）の曲げ加工が完了したか否かを判定し（ステップＳ１０９）、所定のライン数の曲げ加工が完了していない場合には、ズレ量の算出と被加工物２２０の修正した送り量の算出処理を行う（Ｓ１１５）。

処理ステップＳ１１５では図２４の処理が行われる。
図２４において、重心算出処理部９０６は、被加工物２２０を所定量送った場合の重心位置を算出する（ステップＳ１４０）。次に、重心算出処理部９０６は、目標押し込み量と除荷時の重心位置を算出する（ステップＳ１４１）。
次に、送り量算出処理部９０８は、被加工物２２０がパンチ３０２によって負荷を加えられていない非押圧状態（第１状態）と、被加工物２２０が曲がらない大きさの負荷をパンチ３０２によって加えられて１対のダイ４０１、４０２に当接している２点支持状態（第２状態）とにおいて測定した被加工物２２０の形状に関連するデータから前記第１状態と第２状態間の被加工物２２０の回転量（空回転量）を算出する。

次に送り量算出処理部９０８は、パンチ３０２が前記第２状態において目標折り曲げ位置に負荷を加えるように、空回転量に基づいて被加工物２２０の送り量を修正して修正送り量を算出する。即ち、送り量算出処理部９０８は、空回転量に基づいて、式（４）又は式（５）を用いて被加工物２２０の空回転によるズレ量ｈを算出し、目標送り量をズレ量ｈで修正した修正送り量を算出する（ステップＳ１４２）。ここでズレ量ｈを算出する場合、パンチ３０２の曲率を考慮する必要が無いときは式（４）を用い、考慮する必要が有るときには式（５）を用いてズレ量ｈを算出する。

尚、空回転量の測定及びズレ量ｈの算出は、各曲げ加工位置における曲げ加工の前に空押し（曲げ加工するのではなく測定のためにパンチ３０２を第１状態と、第２状態に移動させる処理）して行うようにしてもよく、あるいは、前回曲げ加工を行ったときに測定した被加工物２２０の姿勢のデータを利用して今回の空回転角を算出し、これに基づいてズレ量を算出するようにする等、適宜選定することができる。

処理ステップＳ１０１では、被加工物２２０は前記修正送り量分の送りが行われ、被加工物２２０が２点支持状態になったとき、目標曲げ加工位置がパンチ３０２のパンチ軸上にくるように送られることになる。これにより、正確な位置が曲げ加工され、被加工物２２０は正確な形状に曲げ加工されることになる。
処理部２４０は、処理ステップＳ１０９において予め定めた全ライン数の曲げ加工が完了したと判定するとフロント側も終了したと判定して処理を終了する。

一方、処理部２４０は、処理ステップＳ１０７において、予め定めたバック側の全ての曲げ加工位置について曲げ加工が完了したと判定すると、バック側とフロント側の対象となる位置の曲げ角度の差を算出する（ステップＳ１１１）。
処理部２４０は、図２７の対称性考慮曲げ角度判定テーブルを参照して、曲げ加工済みのバック側形状との対称性を考慮してフロント側の曲げ角度が適正か否か即ち、被加工物２２０の形状に対称性を改善する必要が有るか否かを判定する（ステップＳ１１２）。

処理部２４０は、処理ステップＳ１１２において対称性改善が不要な場合は直ちに処理ステップＳ１０８に移行し、対称性改善が必要な場合は対称性考慮曲げ角度判定テーブルで定められた修正を行いながらフロント側の曲げ加工を行った後、処理ステップＳ１０８に移行する。このように、対称性を改善しながら曲げ加工を行うため、正確な形状に加工することが可能になる。

以上述べたように本発明の実施の形態に係る曲げ加工装置は、ダイ上に被加工物を載置し、パンチの押し込み量に応じた負荷を前記被加工物の複数の曲げ加工位置に加えることによって前記被加工物を曲げ加工する曲げ加工装置において、前記パンチを前記ダイに近づく方向と前記ダイから離れる方向に移動させるパンチ移動手段と、前記被加工物を前記パンチの移動方向と交差する方向に送る送り手段と、前記パンチに配設され前記被加工物の形状に関連するデータを測定する測定手段と、前記各曲げ加工位置の目標曲げ量を表す目標曲げ量データを記憶する記憶手段と、前記被加工物を送るように前記送り手段を制御すると共に、前記被加工物の曲げ加工位置に前記パンチで負荷を加えるように前記パンチ移動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記被加工物の形状に関連するデータを測定するように前記測定手段を制御すると共に、前記記憶手段に記憶した目標曲げ量を参照して前記測定手段が測定した形状に関連するデータに基づいて次回の曲げ加工における前記パンチの押し込み量を決定し、次回の曲げ加工において前記パンチが前記押し込み量に対応する負荷を前記被加工物へ加えるように制御することを特徴としている。
したがって、適正な負荷で加工することができるため、所望の形状に高精度に曲げ加工を行うことが可能になる。

また、被加工物の形状に関連するデータから第１状態と第２状態間の回転量を算出し、パンチが前記第２状態において目標曲げ加工位置に負荷を加えるように、前記回転量に基づいて前記被加工物の送り量を修正して送るようしているため、適正な位置を曲げ加工することが可能になり、正確な形状に曲げ加工することが可能になる。
また、被加工物の形状に関連するデータに基づいて算出した前記被加工物の重心が１対のダイの間にないとき、姿勢支持手段によって前記被加工物の姿勢を支持するようにしているため、被加工物が転倒等の不安定な状態になるのを抑制して安定した加工処理が可能になる。

また、本発明の実施の形態に係る曲げ加工方法は、ダイ上に被加工物を載置し、パンチの押し込み量に応じた負荷を前記被加工物の複数の曲げ加工位置に加えることによって前記被加工物を曲げ加工する曲げ加工方法において、前記被加工物の形状に関連するデータを測定し、記憶手段に記憶した前記被加工物の目標曲げ量を参照して、前記測定した形状に関連するデータに基づいて次回の曲げ加工における前記パンチの押し込み量を決定し、次回の曲げ加工において前記パンチが前記押し込み量に対応する負荷を前記被加工物へ加えることを特徴としている。
したがって、適正な負荷で加工することができるため、所望の形状に高精度に曲げ加工を行うことが可能になる。

また、前記曲げ加工位置における個別の曲げ量及び／又は累積の曲げ量に基づいて次回の曲げ加工における前記パンチの押し込み量を決定し、次回の曲げ加工において前記パンチが前記押し込み量に対応する負荷を前記被加工物へ加えるようにしているため、適正な押し込み量で正確な形状に曲げ加工することが可能になる。

また、前記被加工物が前記パンチによって負荷を加えられていない第１状態と、前記被加工物が曲がらない大きさの負荷を前記パンチによって加えられて１対の前記ダイに当接している第２状態とにおいて前記測定手段が測定した前記被加工物の形状に関連するデータから前記第１状態と第２状態間の前記被加工物の回転量を算出し、前記パンチパンチが前記第２状態において目標折り曲げ位置に負荷を加えるように、前記回転量に基づいて前記被加工物の送り量を修正して送ることを特徴としているため、適正な位置を曲げ加工することが可能になり、正確な形状に曲げ加工することが可能になる。

また、前記被加工物の形状に関連するデータに基づいて算出した前記被加工物の重心が１対の前記ダイの間にないとき、前記被加工物の姿勢を支持するための力を前記被加工物に加えることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一に記載の曲げ加工方法。
いるため、被加工物が転倒等の不安定な状態になるのを抑制して安定した加工処理が可能になる等の効果を奏する。

高張力鋼をブーム用に曲げ加工する以外にも、種々の被加工物を曲げ加工する曲げ加工装置や曲げ加工方法に適用可能である。

１００・・・光学式測定装置本体
１０１・・・ケース
１０２、１０３・・・開口部
２０１・・・レーザ光源
２０２・・・２次元変位調整機構
２０３・・・角度調整機構
２０４・・・調整具
２０６・・・基板
２０５、２１２・・・光軸
２０７、２０９・・・円錐ミラー
２０８、２１０・・・頂点
２１１・・・円錐軸
２１３・・・受光レンズ
２１４・・・光検出素子
２１５・・・光検出部
２１６・・・測定用光
２１７・・・支持部材
２１８・・・取付け具
２２０・・・測定対象物（被加工部材）
２３０・・・電気ケーブル
２４０・・・処理部
３０１・・・プレス機
３０２・・・パンチ
３０３・・・パンチ凸部
３０４・・・パンチ凹部
４０１・・・ダイ
５０１・・・像
５０２・・・光切断ライン
９０１・・・圧力センサ
９０２・・・送り装置
９０３・・・アクチュエータ
９０４・・・座標変換処理部
９０５・・・データ分離処理部
９０６・・・重心算出処理部
９０７・・・押し込み量算出処理部
９０８・・・送り量算出処理部
９０９・・・制御処理部
９１０・・・記憶部
９１１・・・表示部
９１２・・・操作部
９１３・・・パンチ駆動部
９１４・・・送り量測定部
９１５・・・姿勢支持装置
１１０１・・・パンチ軸（プレス加圧軸）

Claims

ダイ上に被加工物を載置し、パンチの押し込み量に応じた負荷を前記被加工物の複数の曲げ加工位置に加えることによって前記被加工物を曲げ加工する曲げ加工装置において、
前記パンチを前記ダイに近づく方向と前記ダイから離れる方向に移動させるパンチ移動手段と、
前記被加工物を前記パンチの移動方向と交差する方向に送る送り手段と、
前記パンチに配設され前記被加工物の形状に関連するデータを測定する測定手段と、
前記各曲げ加工位置の目標曲げ量を表す目標曲げ量データを記憶する記憶手段と、
前記被加工物を送るように前記送り手段を制御すると共に、前記被加工物の曲げ加工位置に前記パンチで負荷を加えるように前記パンチ移動手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記被加工物の形状に関連するデータを測定するように前記測定手段を制御すると共に、前記記憶手段に記憶した目標曲げ量を参照して前記測定手段が測定した形状に関連するデータに基づいて次回の曲げ加工における前記パンチの押し込み量を決定し、次回の曲げ加工において前記パンチが前記押し込み量に対応する負荷を前記被加工物へ加えるように制御することを特徴とする曲げ加工装置。
前記制御手段は、前記曲げ加工位置における個別の曲げ量及び／又は累積の曲げ量に基づいて次回の曲げ加工における前記パンチの押し込み量を決定し、次回の曲げ加工において前記パンチが前記押し込み量に対応する負荷を前記被加工物へ加えるように制御することを特徴とする請求項１記載の曲げ加工装置。
前記制御手段は、前記被加工物が前記パンチによって負荷を加えられていない第１状態と、前記被加工物が曲がらない大きさの負荷を前記パンチによって加えられて１対の前記ダイに当接している第２状態とにおいて前記測定手段が測定した前記被加工物の形状に関連するデータから前記第１状態と第２状態間の前記被加工物の回転量を算出し、前記パンチが前記第２状態において目標折り曲げ位置に負荷を加えるように、前記回転量に基づいて前記被加工物の送り量を修正して送るよう前記送り手段を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の曲げ加工装置。
前記制御手段が前記被加工物の形状に関連するデータに基づいて算出した前記被加工物の重心が１対の前記ダイの間にないとき、前記被加工物の姿勢を支持するための力を前記被加工物に加える姿勢支持手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の曲げ加工装置。
前記測定手段は、前記パンチに配設した光学式測定装置によって構成されて成り、
前記光学式測定装置は、
測定用光によって測定対象物を線状に照射する照射手段と、
測定用光を検出する光検出手段と、
少なくとも円錐台形の光反射領域を含み、前記測定対象物で反射した前記測定用光を前記光検出手段側に反射する光反射手段と、
前記照射手段からの前記測定用光を前記測定対象物側へ通すと共に前記測定対象物で反射した前記測定用光を前記光反射手段側へ通すように、少なくとも前記照射手段、光検出手段及び光反射手段を収容するケースと、
前記光検出手段が検出した測定用光に基づいて前記測定対象物の形状に関連するデータを算出する算出手段とを備えて成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の曲げ加工装置。
前記反射手段は少なくとも円錐台形の光反射領域を含む形状を有し、
前記光検出手段が受光した測定用光を、前記光検出手段の座標系から実座標系に変換して前記反射手段による像の歪みを解消する座標系変換手段を備えて成ることを特徴とする請求項５記載の曲げ加工装置。
ダイ上に被加工物を載置し、パンチの押し込み量に応じた負荷を前記被加工物の複数の曲げ加工位置に加えることによって前記被加工物を曲げ加工する曲げ加工方法において、
前記被加工物の形状に関連するデータを測定し、
記憶手段に記憶した前記被加工物の目標曲げ量を参照して、前記測定した形状に関連するデータに基づいて次回の曲げ加工における前記パンチの押し込み量を決定し、次回の曲げ加工において前記パンチが前記押し込み量に対応する負荷を前記被加工物へ加えることを特徴とする曲げ加工方法。
前記曲げ加工位置における個別の曲げ量及び／又は累積の曲げ量に基づいて次回の曲げ加工における前記パンチの押し込み量を決定し、次回の曲げ加工において前記パンチが前記押し込み量に対応する負荷を前記被加工物へ加えることを特徴とする請求項７記載の曲げ加工方法。
前記被加工物が前記パンチによって負荷を加えられていない第１状態と、前記被加工物が曲がらない大きさの負荷を前記パンチによって加えられて１対の前記ダイに当接している第２状態とにおいて前記測定手段が測定した前記被加工物の形状に関連するデータから前記第１状態と第２状態間の前記被加工物の回転量を算出し、前記パンチパンチが前記第２状態において目標折り曲げ位置に負荷を加えるように、前記回転量に基づいて前記被加工物の送り量を修正して送ることを特徴とする請求項７又は８記載の曲げ加工方法。
前記被加工物の形状に関連するデータに基づいて算出した前記被加工物の重心が１対の前記ダイの間にないとき、前記被加工物の姿勢を支持するための力を前記被加工物に加えることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一に記載の曲げ加工方法。