JP2018176185A - 変形加工支援システムおよび変形加工支援方法 - Google Patents

変形加工支援システムおよび変形加工支援方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ワークの変形加工において、目標形状までのワークの必要変形量を短時間で且つ高精度に算出する。【解決手段】変形加工支援システム１０は、基準線を含むワークＷの目標形状データＦｔを取得し、基準線が記された中間形状のワークＷから中間形状データＦｉｎを取得し、基準線同士を互いに位置決めすることによって２つのデータＦｔ、Ｆｉｎを重ね合わせ、その重なり合う２つのデータＦｔ，Ｆｉｎの間の差異に基づいてワークＷの必要変形量を算出する。基準線同士の位置決めとして、基準線それぞれに対して算出された同一長さの第１および第２の位置決め軸ＰＡ１、ＰＡ２を重ね合わせる。その後、第１の位置決め軸ＰＡ１を中心にして、中間形状データＦｉｎを目標形状データＦｔに対して相対的に回転させる。【選択図】図９Ｅ

Description

本発明は、ワークの変形加工を支援する変形加工支援システムおよび変形加工支援方法に関する。
従来より、大きなワークを変形加工する場合、例えばプレス加工機を用いることにより、ワークに対して複数回曲げ加工が行われる。ワークの複数の位置それぞれに対して曲げ加工を行うことにより、ワーク全体は目標形状に変形加工される。
変形加工終了後のワークは、目標形状に対応する形状の木型を重ねることにより、目標形状に仕上がっているか否かチェックされる。なお、ワークが大きいために、木型は複数に分割されている。
あるいは、三次元測定機を用いて、変形加工終了後のワークはその形状がチェックされる。例えば、ワークの複数部分それぞれの形状を３Ｄレーザースキャナによって三次元測定する。その測定によって取得された複数の部分形状データを、例えば特許文献１に記載するように、１つに合成してワークの全体形状データを作成する。その作成されたワークの全体形状データに基づいて、変形加工終了後のワークは、目標形状に仕上がっているか否かチェックされる。
特開平１１−６５６２８号公報
ところで、ワークの変形加工中に（例えばある曲げ加工と次の曲げ加工の間に）、その中間形状から目標形状までに必要なワークの変形量（必要変形量）、具体的にはワークの複数の位置それぞれについての必要変形量を確認する場合がある。この場合、木型を中間形状のワークに重ね、木型とワークとの間の隙間を確認することにより、目標形状までに必要な必要変形量を知ることができる。しかしながら、そのためには、ワークの複数の部分それぞれに対応する木型を重ねる必要があり、労力や時間がかかる。ワークの形状が複雑で大きい場合、木型の数が多くなるため、特に労力や時間がかかる。また、ワークと当接する木型の表面周縁部とワークとの間の隙間は視認可能であるが、木型の表面中央部とワークとの間の隙間は視認できない場合がある。
一方、三次元測定機によって取得された変形加工中のワークの中間形状データとそのワークの目標形状データとを重ね合わせて２つのデータの差異を算出することにより、目標形状までに必要なワークの複数の位置それぞれの必要変形量を算出することが可能である。
その２つの形状データの重ね合わせの手法として、「ベストフィット」技術が存在する。「ベストフィット」は、２つのデータ上の複数の類似点（特徴点）を検出し、その類似点を基準として互いに位置決めすることにより、２つのデータを重ねる手法である。例えば、類似点は、ワークに形成された穴、ワークの角部、またはワークに取り付けられたマーカーなどである。
ただし、変形加工中のワークの中間形状データと目標形状データとで曲率が大きく異なると、「ベストフィット」による２つのデータの重ね合わせ精度が低下する、または重ね合わせ自体が不可能な場合がある。また、ワークに穴が存在しない場合、変形加工の終了後にワークの外周縁が切断される場合（トリミングされる場合）、変形加工の邪魔になるためにマーカーをワークに取り付けることができない場合など、類似点が存在しない場合には「ベストフィット」自体を実行できない。そのため、ワークの複数の位置それぞれの目標形状までに必要な必要変形量の算出精度が低い、または算出できない場合がある。
そこで、本発明は、ワークの変形加工において、目標形状までに必要なワークの必要変形量を短時間で且つ高精度に算出することを課題とする。
上記技術的課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
ワークの変形加工において、ワークの中間形状と目標形状との間の差異に基づいてその中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する変形加工支援システムであって、
基準線が表面に設けられているワークの目標形状データを取得する目標形状データ取得部と、
変形加工中に、基準線が表面に記されている中間形状のワークから中間形状データを取得する中間形状データ取得部と、
基準線同士を互いに対して位置決めすることによって目標形状データと中間形状データとを重ね合わせ、その重なり合う目標形状データと中間形状データとの間の差異に基づいてワーク上の複数の位置それぞれについて必要変形量を算出する必要変形量算出部と、を有し、
必要変形量算出部が、目標形状データと中間形状データとの重ね合わせとして、
中間形状データの基準線上に第１の始点と第１の終点とを設定し、
第１の始点と第１の終点とを結ぶ直線状の第１の位置決め軸を算出し、
第１の始点に対応する第２の始点を目標形状データの基準線上に設定し、
第２の始点から第１の位置決め軸の長さと同一の距離離れた目標形状データの基準線上の点を第２の終点として算出し、
第２の始点と第２の終点とを結ぶ直線状の第２の位置決め軸を算出し、
第１の始点と第２の始点とが一致した状態で第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とが重なり合うように中間形状データと目標形状データとを重ね合わせ、
重なり合う第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを中心にして、中間形状データを目標形状データに対して相対的に回転させる、変形加工支援システムが提供される。
本発明の別の態様によれば、
ワークの変形加工において、ワークの中間形状と目標形状との間の差異に基づいてその中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する変形加工支援方法であって、
基準線が表面に設けられているワークの目標形状データを取得し、
変形加工開始前のワークの表面に対して基準線を記し、
変形加工中に、基準線が表面に記されている中間形状のワークから中間形状データを取得し、
基準線同士を互いに対して位置決めすることによって目標形状データと中間形状データとを重ね合わせ、
重なり合う目標形状データと中間形状データとの間の差異に基づいて、中間形状のワーク上の複数の位置それぞれについて必要変形量を算出し、
目標形状データと中間形状データとの重ね合わせとして、
中間形状データの基準線上に第１の始点と第１の終点とを設定し、
第１の始点と第１の終点とを結ぶ直線状の第１の位置決め軸を算出し、
第１の始点に対応する第２の始点を目標形状データの基準線上に設定し、
第２の始点から第１の位置決め軸の長さと同一の距離離れた目標形状データの基準線上の点を第２の終点として算出し、
第２の始点と第２の終点とを結ぶ直線状の第２の位置決め軸を算出し、
第１の始点と第２の始点とが一致した状態で第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とが重なり合うように中間形状データと目標形状データとを重ね合わせ、
重なり合う第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを中心にして、中間形状データを目標形状データに対して相対的に回転させる、変形加工支援方法が提供される。
本発明によれば、ワークの変形加工において、目標形状までに必要なワークの必要変形量を短時間で且つ高精度に算出することができる。
本発明の一実施の形態に係る変形加工支援システムの構成を概略的に示す図 変形加工支援システムのブロック図 目標形状データを示す図 三次元測定データを示す図 変形加工が開始される前のワークを示す図 カメラの撮影画像を示す図 中間形状データの作成を説明するための図 目標形状データへの中間形状データの重ね合わせを示す図 目標形状データへの中間形状データの重ね合わせ手順を示す図 図９Ａに続く、目標形状データへの中間形状データの重ね合わせ手順を示す図 図９Ｂに続く、目標形状データへの中間形状データの重ね合わせ手順を示す図 図９Ｃに続く、目標形状データへの中間形状データの重ね合わせ手順を示す図 図９Ｄに続く、目標形状データへの中間形状データの重ね合わせ手順を示す図 コンター図の一例を示す図 中間形状データの平行移動処理を説明するための図 平行移動後の中間形状データを示す図 変形加工支援システムの動作の流れの一例を示すフローチャート図 目標形状データに対する中間形状データの重ね合わせ処理を示すフローチャート図
本発明の一態様は、ワークの変形加工において、ワークの中間形状と目標形状との間の差異に基づいてその中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する変形加工支援システムであって、基準線が表面に設けられているワークの目標形状データを取得する目標形状データ取得部と、変形加工中に、基準線が表面に記されている中間形状のワークから中間形状データを取得する中間形状データ取得部と、基準線同士を互いに対して位置決めすることによって目標形状データと中間形状データとを重ね合わせ、その重なり合う目標形状データと中間形状データとの間の差異に基づいてワーク上の複数の位置それぞれについて必要変形量を算出する必要変形量算出部と、を有し、必要変形量算出部が、目標形状データと中間形状データとの重ね合わせとして、中間形状データの基準線上に第１の始点と第１の終点とを設定し、第１の始点と第１の終点とを結ぶ直線状の第１の位置決め軸を算出し、第１の始点に対応する第２の始点を目標形状データの基準線上に設定し、第２の始点から第１の位置決め軸の長さと同一の距離離れた目標形状データの基準線上の点を第２の終点として算出し、第２の始点と第２の終点とを結ぶ直線状の第２の位置決め軸を算出し、第１の始点と第２の始点とが一致した状態で第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とが重なり合うように中間形状データと目標形状データとを重ね合わせ、重なり合う第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを中心にして、中間形状データを目標形状データに対して相対的に回転させる。
このような一態様によれば、ワークの変形加工において、目標形状までに必要なワークの必要変形量を短時間で且つ高精度に算出することができる。
必要変形量算出部が、第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを重ね合わせた後、中間形状データの基準線における第１の始点と第１の終点との間の部分が目標形状データの基準線における第２の始点と第２の終点との間の部分に対して接するように、第２の位置決め軸に重なり合う第１の位置決め軸と直交する方向に中間形状データを平行移動させてもよい。
中間形状データ取得部として、変形加工支援システムは、ワーク全体の形状を三次元測定する３Ｄレーザースキャナと、ワーク上の基準線を撮影するカメラと、カメラの撮影画像から基準線を抽出して基準線形状データを作成する基準線形状データ作成部と、３Ｄレーザースキャナの三次元測定データと基準線形状データとを合成して中間形状データを作成する中間形状データ作成部と、を有してもよい。
あるいは、中間形状データ取得部として、変形加工支援システムは、中間形状のワークを複数の方向から撮影するカメラと、カメラによって複数の方向から撮影された複数の撮影画像データに基づいて中間形状データを作成する中間形状データ作成部と、を有してもよい。
変形加工支援システムは、必要変形量算出部によって算出されたワーク上の複数の位置それぞれの必要変形量に基づいて、コンター図を作成するコンター図作成部を有してもよい。このコンター図を参照することにより、作業者はワークＷを目標形状に仕上げるために、様々な検討を行うことができる。その結果、ワークＷは、短時間に且つ効率よく、目的の形状に仕上げられる。
目標形状データの表面全体およびワークの表面全体に格子線が設けられることにより、複数の基準線が設けられてもよい。それにより、例えば、肉厚が薄いなどの理由によってこれ以上曲げ加工できない位置の基準線で位置決めして目標形状データと中間形状データとを重ね合わせることにより、ワークの他の位置それぞれの目標形状までに必要な変形量を算出することができる。したがって、目標形状データとワークそれぞれの表面の一部に基準線を設ける場合に比べて、ワークの変形加工のやり方に関して自由度が向上する。
また、本発明の別の態様は、ワークの変形加工において、ワークの中間形状と目標形状との間の差異に基づいてその中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する変形加工支援方法であって、基準線が表面に設けられているワークの目標形状データを取得し、変形加工開始前のワークの表面に対して基準線を記し、変形加工中に、基準線が表面に記されている中間形状のワークから中間形状データを取得し、基準線同士を互いに対して位置決めすることによって目標形状データと中間形状データとを重ね合わせ、重なり合う目標形状データと中間形状データとの間の差異に基づいて、中間形状のワーク上の複数の位置それぞれについて必要変形量を算出し、目標形状データと中間形状データとの重ね合わせとして、中間形状データの基準線上に第１の始点と第１の終点とを設定し、第１の始点と第１の終点とを結ぶ直線状の第１の位置決め軸を算出し、第１の始点に対応する第２の始点を目標形状データの基準線上に設定し、第２の始点から第１の位置決め軸の長さと同一の距離離れた目標形状データの基準線上の点を第２の終点として算出し、第２の始点と第２の終点とを結ぶ直線状の第２の位置決め軸を算出し、第１の始点と第２の始点とが一致した状態で第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とが重なり合うように中間形状データと目標形状データとを重ね合わせ、重なり合う第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを中心にして、中間形状データを目標形状データに対して相対的に回転させる。
このような別態様によれば、ワークの変形加工において、目標形状までに必要なワークの必要変形量を短時間で且つ高精度に算出することができる。
第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを重ね合わせた後、中間形状データの基準線における第１の始点と第１の終点との間の部分が目標形状データの基準線における第２の始点と第２の終点との間の部分に対して接するように、第２の位置決め軸に重なり合う第１の位置決め軸と直交する方向に中間形状データを平行移動させてもよい。
中間形状データを取得するために、３Ｄレーザースキャナを用いてワーク全体の形状を三次元測定し、カメラによってワーク上の基準線を撮影し、カメラの撮影画像から基準線を抽出して基準線形状データを作成し、３Ｄレーザースキャナの三次元測定データと基準線形状データとを合成して中間形状データを作成してもよい。
あるいは、中間形状データを取得するために、カメラによって複数の方向から撮影された中間形状のワークの複数の撮影画像データに基づいて、中間形状データを作成してもよい。
ワーク上の複数の位置それぞれについて算出された必要変形量に基づいて、コンター図を作成してもよい。このコンター図を参照することにより、作業者はワークＷを目標形状に仕上げるために、様々な検討を行うことができる。その結果、ワークＷは、短時間に且つ効率よく、目的の形状に仕上げられる。
目標形状データの表面全体およびワークの表面全体に格子線が設けられることにより、複数の基準線が設けられてもよい。それにより、例えば、肉厚が薄いなどの理由によってこれ以上曲げ加工できない位置の基準線で位置決めして目標形状データと中間形状データとを重ね合わせることにより、ワークの他の位置それぞれの目標形状までに必要な変形量を算出することができる。したがって、目標形状データとワークそれぞれの表面の一部に基準線を設ける場合に比べて、ワークの変形加工のやり方に関して自由度が向上する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る変形加工支援システムの構成を概略的に示している。図２は、変形加工支援システムのブロック図である。
図１および図２に示す本実施の形態に係る変形加工支援システム１０の概略について説明する。本実施の形態に係る変形加工支援システム１０は、ワークＷに対して複数回曲げ加工を行う該ワークＷの変形加工を支援するシステムである。具体的には、変形加工支援システム１０は、詳細は後述するが、変形加工中のワークＷの中間形状（データ）とそのワークＷの目標形状（データ）とに基づいて、中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出するシステムである。
本実施の形態の場合、変形加工が開始される前のワークＷは平板状である。また、ワークＷはアルミニウム材から作製されている。さらに、本実施の形態の場合、ワークＷに対する複数回の曲げ加工（変形加工）は、プレス加工機１２によって実行される。
そのプレス加工機１２は、ワークＷの複数の位置それぞれを上側パンチ１２ａによって下方向に押圧することにより、その位置に対して曲げ加工を実行する。ワークＷの複数の位置それぞれに対して順番に曲げ加工を実行することにより、最終的にワークＷ全体が目標形状に変形加工される。
このようなワークＷの変形加工において、ある位置での変形加工中に、または、ある位置に対する曲げ加工が終了して次の別の位置に対する曲げ加工が開始されるまでの間に、作業者が、中間形状から目標形状までに必要なワークＷの変形量、すなわちワークＷの複数の位置それぞれについての必要変形量を知りたい場合がある。その中間形状から目標形状までに必要なワークＷの複数の位置それぞれについての変形量を、本実施の形態の変形加工支援システム１０は算出する。
そのために、本実施の形態の変形加工支援システム１０は、変形加工中のワークＷの形状（三次元形状）を測定する３Ｄレーザースキャナ１４と、変形加工中のワークＷを撮影するカメラ１６と、演算装置１８とを含んでいる。
３Ｄレーザースキャナ１４は、レーザーＬをワークＷ全体にわたって走査し、そのワークＷからの反射光に基づいてワークＷまでの距離を測定し、その測定した距離に基づいてワークＷの形状を三次元測定する非接触型の三次元測定機である。３Ｄレーザースキャナ１４は、ワークＷに対して曲げ加工が所定の回数行われた後、または作業者によって指定された任意のタイミングに、すなわちプレス加工機１２の上側パンチ１２ａがワークＷから離れているときに、中間形状のワークＷ全体を三次元測定する。その三次元測定データは、演算装置１８に送られる。
カメラ１６は、本実施の形態の場合、ワークＷを部分的に撮影する。そのカメラ１６は、例えば、プレス加工機１２の上側パンチ１２ａの直下に位置するワークＷの領域Ｒを撮影する。すなわち、プレス加工機１２の上側パンチ１２ａがワークＷから離れているときに、その上側パンチ１２ａによって曲げ加工された直後または曲げ加工される直前の中間形状のワークＷの領域Ｒを、撮影領域Ｒとしてカメラ１６は撮影する。そのカメラ１６の撮影画像（データ）は、演算装置１８に送られる。なお、カメラ１６は、理由は後述するが、可能な限り高い解像度を備えるものが好ましい。
演算装置１８は、図２に示すように、プレス加工機１２、３Ｄレーザースキャナ１４、およびカメラ１６に接続されている。演算装置１８は、プレス加工機１２から上側パンチ１２ａがワークＷから離れたことを示す信号（曲げ加工終了信号）を受け取ると、３Ｄレーザースキャナ１４に対して測定実行信号を送るとともに、カメラに対して撮影実行信号を送る。また、演算装置１８は、三次元測定を実行した３Ｄレーザースキャナ１４から中間形状のワークＷの三次元測定データを取得するとともに、撮影を実行したカメラ１６から中間形状のワークＷの撮影画像データを取得する。そして、演算装置１８は、それらのデータに基づいて、ワークＷの複数の位置それぞれについて中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する。なお、本実施の形態の場合、演算装置１８は、算出した必要変形量を、出力デバイス２０（例えばディスプレイ）を介して、作業者に対して出力するように構成されている。ここからは、この演算装置１８について詳細に説明する。
演算装置１８は、図２に示すように、ワークＷの目標形状データを取得する目標形状データ取得部５０と、３Ｄレーザースキャナ１４からワークＷの三次元測定データを取得する三次元測定データ取得部５２と、カメラ１６からワークＷの撮影画像を取得する撮影画像取得部５４と、取得した撮影画像を画像処理する画像処理部５６と、画像処理された撮影画像から基準線形状データを作成する基準線形状データ作成部５８と、三次元測定データと基準線形状データとに基づいて中間形状データを作成する中間形状データ作成部６０と、中間形状から目標形状までに必要なワークＷの必要変形量を算出する必要変形量算出部６２と、算出された必要変形量に基づいてコンター図を作成するコンター図作成部６４とを有する。
演算装置１８の目標形状データ取得部５０は、図３に示すように、ワークＷの目標形状データＦｔを取得する。目標形状データＦｔは、例えば、ワークＷの完成品の形状、すなわち変形加工終了後の形状を示す３ＤＣＡＤデータである。目標形状データ取得部５０は、例えば、演算装置１８に接続されたＣＡＤ装置（図示せず）から３ＤＣＡＤデータを取得する。なお、図中に示すＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、ワークＷが平板状であるときの幅方向、奥行き方向、および厚さ方向を示している。
なお、ワークＷの目標形状データＦｔは、理由は後述するが、その表面Ｆｔｓ（プレス加工機１２の上側パンチ１２ａに押圧される実際のワークＷの表面Ｗｓに対応する表面）に、基準線ＣＬｔを備えている。本実施の形態の場合、複数の基準線ＣＬｔが格子状に配列されている。
演算装置１８の三次元測定データ取得部５２は、図４に示すように、３Ｄレーザースキャナ１４からワークＷの三次元測定データＦｍを取得する。三次元測定データＦｍは、具体的には、点群データである。
なお、図５に示すように、理由は後述するが、プレス加工機１２の上側パンチ１２ａに押圧される実際のワークＷの表面Ｗｓには、基準線ＣＬが記されている。本実施の形態の場合、複数の基準線ＣＬが格子状に配列されている。例えば、複数の基準線ＣＬは、変形加工中に消えずに維持される罫書き線である。
しかし、図４に示すように、３Ｄレーザースキャナ１４によって測定されたワークＷの三次元測定データＦｍには複数の基準線ＣＬが表れていない。ワークＷの表面Ｗｓに記されている格子線（複数の基準線ＣＬ）の凹凸が小さいために、３Ｄレーザースキャナ１４では検出できずに、その三次元測定データＦｍには実質的に表れていない。これに対処するために、理由は後述するが、カメラ１６がワークＷを部分的に撮影する。
また、目標形状データＦｔの表面Ｆｔｓに格子状に配列された複数の基準線ＣＬｔとワークＷの表面Ｗｓに格子状に配列された複数の基準線ＣＬは、実質的に対応している。例えば、ワークＷの基準線のピッチは、平板状から目標形状にまでワークＷが変形加工されたときの伸びを考慮して、目標形状データＦｔの基準線のピッチに比べて小さくされている。
演算装置１８の撮影画像取得部５４は、図６に示すように、カメラ１６からワークＷの撮影画像Ｐｒを取得する。本実施の形態の場合、図１に示すようにカメラ１６がプレス加工機１２の上側パンチ１２ａの直下の撮影領域Ｒを撮影しているため、その撮影画像Ｐｒは、ワークＷの部分撮影画像である。図６に示すように、撮影画像Ｐｒには、ワークＷの表面Ｗｓに記された格子状の複数の基準線ＣＬが写っている。
演算装置１８の画像処理部５６は、カメラ１６の撮影画像Ｐｒに写る基準線ＣＬを抽出するために、撮影画像Ｐｒを画像処理する。例えば、撮影画像Ｐｒに対して輝度やコントラストの調整、輪郭強調補正などを実行する。なお、この画像処理の輝度やコントラストなどのパラメータの調整は、演算装置１８に接続された入力デバイス２２（例えばキーボードなど）を介して、作業者が行えるようにしてもよい。そのために、演算装置１８は、出力デバイス２０を介して、カメラ１６の撮影画像Ｐｒを作業者に出力する。
演算装置１８の基準線形状データ作成部５８は、図７に示すように、画像処理されたカメラ１６の撮影画像Ｐｒに写る基準線ＣＬを抽出して、その基準線形状データＦｃｌを作成する。基準線形状データＦｃｌは、三次元形状データであって、カメラ１６とその撮影領域Ｒとの位置関係に基づいて、二次元の撮影画像Ｐｒから作製される。なお、高精度に基準線形状データＦｃｌを作成するために、カメラ１６は複数あってもよい。すなわち、複数のカメラ１６それぞれが異なる方向から共通の撮影領域Ｒを撮影し、その撮影方向が異なる複数の撮影画像から三次元の基準線形状データＦｃｌを作成する。
演算装置１８の中間形状データ作成部６０は、図７に示すように、三次元測定データ取得部５２によって３Ｄレーザースキャナ１４から取得された三次元測定データＦｍと、基準線形状データ作成部５８によって作成された基準線形状データＦｃｌとを合成する。この合成により、表面Ｆｉｎｓ上に部分的に基準線ＣＬｉｎを備える中間形状のワークＷの形状データ（中間形状データ）Ｆｉｎが作成される。なお、３Ｄレーザースキャナ１４とカメラ１６との相対的な位置関係に基づいて、ワークＷ全体に対するカメラ１６の撮影領域Ｒの相対位置に対応するように、中間形状データＦｉｎ上に基準線形状データＦｃｌが配置される。
演算装置１８の必要変形量算出部６２は、目標形状データ取得部５０によって取得された目標形状データＦｔと、中間形状データ作成部６０によって作成された中間形状データＦｉｎとに基づいて、ワークＷの複数の位置それぞれについて中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する。
説明すると、必要変形量算出部６２は、図８に示すように、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎと目標形状データＦｔの対応する基準線ＣＬｔとを互いに対して位置決めすることにより、中間形状データＦｉｎを目標形状データＦｔに重ね合わせる処理（重ね合わせ処理）を実行する。
なお、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎと目標形状データＦｔの対応する基準線ＣＬｔとを互いに位置決めするために、ワークＷの複数の基準線ＣＬそれぞれおよび目標形状データＦｔの基準線ＣＬｔそれぞれは、区別可能に構成されている。例えば、基準線の太さ、形状、色（例えば点線など）などが異なる。また例えば、基準線それぞれに符号が付されている（ワークＷの場合、数字やアルファベットなどの文字や記号が刻印されている）。これにより、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎと対応する目標形状データＦｔの基準線ＣＬｔを特定することができる。
代わりとして、出力デバイス２０がディスプレイである場合、作業者がディスプレイの画面上で、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎに対応する目標形状データＦｔの基準線ＣＬｔを、入力デバイス２２を介して演算装置１８に教示してもよい。
補足すると、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎの形状と、目標形状データＦｔの対応する基準線ＣＬｔの形状は厳密には異なる。したがって、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎと目標形状データＦｔの対応する基準線ＣＬｔは、全体が完全に重なるわけではない。
ここからは、そのような中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎと目標形状データＦｔの基準線ＣＬｔの位置決めについて、一例を挙げながら、また図９Ａ〜９Ｅを参照しながら説明する。
図９Ａは、表面Ｆｉｎｓ上の１つの基準線ＣＬｉｎに沿った（すなわち基準線ＣＬｉｎを含む）平面で切断した中間形状データＦｉｎの断面と、表面Ｆｔｓ上の対応する基準線ＣＬｔに沿った（すなわち基準線ＣＬｔを含む）平面で切断した目標形状データＦｔの断面を示している。なお、形状データの断面は理解を容易にするために示されたものであって、基準線の位置決めのためにこれらの断面が必要なわけではない。
図９Ａに示すように、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎと目標形状データＦｔの基準線ＣＬｔは、形状について異なる。なお、ここでの基準線ＣＬｉｎは、これからプレス加工機１２の上側パンチ１２ａによって押圧される予定の加工領域（加工予定領域）ＷＲ、すなわちそのために目標形状と中間形状との違いを知る必要がある加工予定領域ＷＲを通過する基準線である。
図９Ａに示すように形状が異なる中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎと目標形状データＦｔの対応する基準線ＣＬｔとを互いに位置決めするために、まず、図９Ｂに示すように、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎ上において、第１の始点ＳＰ１と第１の終点ＥＰ１とが設定される。
好ましくは、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎにおける第１の始点ＳＰ１と第１の終点ＥＰ１との間の部分が目標形状と実際の中間形状との違いを知る必要がある領域（例えば加工予定領域ＷＲ）に含まれるように、第１の始点ＳＰ１と第１の終点ＥＰ１とが設定される。
なお、位置決め対象の中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎの決定や第１の始点ＳＰ１と第１の終点ＥＰ１の設定は、演算装置１８が出力デバイス２０を介して作業者に対してその決定や設定を促し、その作業者が入力デバイス２２を介して行ってもよい。
代わりとして、作業者が入力デバイス２２を介して次に上側パンチ１２ａが押圧するワーク上の位置（加工予定領域ＷＲ）を指定する、例えば出力デバイス２０に表示された中間形状データＦｉｎ上のある領域を加工予定領域ＷＲとして入力デバイス２２を介して指定してもよい。そして、その指定に基づいて、演算装置１８が、その加工予定領域ＷＲを通過する基準線ＣＬｉｎを決定するとともに、その加工予定領域ＷＲに含まれるように第１の始点ＳＰ１と第１の終点ＥＰ１を設定してもよい。
次に、図９Ｂに示すように、第１の始点ＳＰ１と第１の終点ＥＰ１とを結ぶ直線状の第１の位置決め軸ＰＡ１が算出される。すなわち、第１の位置決め軸ＰＡ１は線分である。例えば、第１の始点ＳＰ１の座標と第１の終点ＥＰ１の座標に基づいて、演算装置１８は、第１の位置決め軸ＰＡ１の延在方向や長さを算出する。
続いて、図９Ｃに示すように、第１の始点ＳＰ１に対応する第２の始点ＳＰ２を、目標形状データＦｔの基準線ＣＬｔ上に設定する。第２の始点ＳＰ２は、作業者が入力デバイス２２を介して設定してもよい。例えば、出力デバイス２０に表示された目標形状データＦｔの基準線ＣＬｔ上の点を作業者が入力デバイス２２を介して指定することにより、第２の始点ＳＰ２が設定される。
代わりとして、第１の始点ＳＰ１が複数の基準線ＣＬｉｎの交点に設定される場合、演算装置１８が、交差して第１の始点ＳＰ１を形成する中間形状データＦｉｎ上の２本の基準線ＣＬｉｎを特定し、その特定した２本の基準線ＣＬｉｎに対応する目標形状データＦｔ上の２本の基準線ＣＬｔを特定し、その特定した２本の基準線ＣＬｔの交点を第２の始点ＳＰ２として設定してもよい。
第２の始点ＳＰ２が設定されると、演算装置１８は、第１の位置決め軸ＰＡ１の長さＤと第２の始点ＳＰ２とに基づいて、第２の終点ＥＰ２を算出する。第２の終点ＥＰ２は、第２の始点ＳＰ２から距離Ｄだけ離れた基準線ＣＬｔ上に設定される。すなわち、第２の終点ＥＰ２は、第２の始点ＳＰ２を中心とする半径Ｄの円と基準線ＣＬｔとの交点であって、幾何学的に算出することができる。
第２の終点ＥＰ２が算出されると、演算装置１８は、図９Ｄに示すように、第２の始点ＳＰ２と第２の終点ＥＰ２とを結ぶ直線状の第２の位置決め軸ＰＡ２を算出する。すなわち、第２の位置決め軸ＰＡ２は、第１の位置決め軸ＰＡ１の長さＤと同一の長さを備える線分である。例えば、第２の始点ＳＰ２の座標と第２の終点ＥＰ２の座標に基づいて、演算装置１８は、第２の位置決め軸ＰＡ２の延在方向や長さを算出する。
第２の位置決め軸ＰＡ２が算出されると、図９Ｅに示すように、演算装置１８は、第１の位置決め軸ＰＡ１と第２の位置決め軸ＰＡとを互いに位置決めすることにより、中間形状データＦｉｎと目標形状データＦｔとを重ね合わせる。具体的には、第１の始点ＳＰ１と第２の始点ＳＰ２とが一致した状態で、第１の位置決め軸ＰＡ１と第２の位置決め軸ＰＡ２とが互いに位置決めされて重なり合う。第１の位置決め軸ＰＡ１と第２の位置決め軸ＰＡ２は同一の長さＤであるため、完全に重なることができる。このように第１の位置決め軸ＰＡ１と第２の位置決め軸ＰＡ２とが互いに高精度に位置決めされることにより、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎと目標形状データＦｔの基準線ＣＬとが互いに高精度に位置決めされる。
なお、第１の位置決め軸ＰＡ１と第２の位置決め軸ＰＡ２が完全に重なっていても、図９Ｅに示すように、基準線ＣＬｉｎとＣＬｔとが重なっているとは限らない。そこで、演算装置１８は、第２の位置決め軸ＰＡ２に重なる第１の位置決め軸ＰＡ１を中心にして中間形状データＦｉｎ（その基準線ＣＬｉｎ）を回転させることによってベストフィット処理を実行するように構成されている。このベストフィット処理により、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎにおける第１の始点ＳＰ１と第１の終点ＥＰ１との間の部分と目標形状データＦｔの基準線ＣＬｔにおける第２の始点ＳＰ２と第２の終点ＥＰ２との間の部分が三次元空間上で実質的に一致するように、基準線ＣＬｉｎとＣＬｔが互いに位置決めされる。なお、ここで言う「実質的に一致する」とは、完全に一致する、または、差異はあるもののその差異が許容できる範囲内である程度に一致することを言う。
それぞれの基準線ＣＬｉｎとＣＬｔを互いに対して位置決めすることによって中間形状データＦｉｎが目標形状データＦｔに適切に重なり合うと、必要変形量算出部６２は、ワークＷ上の複数の位置それぞれについて中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する。
具体的には、必要変形量算出部６２は、図９Ｅに示すように、重なる中間形状データＦｉｎと目標形状データＦｔとの間の差異に基づいて、中間形状データＦｉｎ上の複数の位置それぞれと対応する目標形状データＦｔ上の位置との間の距離を、ワークＷの対応する位置についての目標形状までに必要な必要変形量として算出する。
演算装置１８のコンター図作成部６４は、図１０に示すように、必要変形量算出部６２によって算出されたワークＷ上の複数の位置それぞれについての目標形状までに必要な必要変形量に基づいて、コンター図（等高線図）を作成する。コンター図において、必要変形量がゼロである部分は高さゼロで表現される、すなわち目標形状データＦｔの表面Ｆｔｓの高さがゼロである。また、コンター図においては、必要変形量が大きいワークＷの部分ほど高位に表現される。作成されたコンター図は、出力デバイス２０を介して作業者に対して出力される。このコンター図を参照することにより、作業者はワークＷを目標形状に仕上げるために、様々な検討を行うことができる。その結果、ワークＷは、短時間に且つ効率よく、目的の形状に仕上げられる。
なお、図９Ｅに示すように、中間形状データＦｉｎを目標形状データＦｔに重ね合わせると、加工予定領域ＷＲにおいて、上側パンチ１２ａに押圧される中間形状データＦｉｎの表面Ｆｉｎｓが、目標形状データＦｔの表面Ｆｔｓに対して反上側パンチ側（図中下側）に位置する場合がある。すなわち、上側パンチ１２ａに押圧される予定の中間形状データＦｉｎの表面Ｆｉｎｓとその上側パンチ１２ａとの間に、目標形状データＦｔの表面Ｆｔｓが存在する場合がある。
この場合、コンター図において、加工予定領域ＷＲは、中間形状から目標形状にするまでに必要な必要変形量がマイナス値である領域として出現する。そのため、コンター図を参照しても、作業者、特に経験が浅い作業者には、加工予定領域ＷＲをどのように押圧すべきか判断しにくい。
そこで、コンター図において必要変形量がマイナス値である領域が存在する場合、演算装置１８は、以下の処理を行うように構成されている。
まず、図１１Ａに示すように、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎと目標形状データＦｔとを互いに位置決めするために重ねられた第１および第２の位置決め軸ＰＡ１、ＰＡ２に対する垂線ＰＬを算出する。なお、垂線ＰＬ、基準線ＣＬｉｎにおける第１の始点ＳＰ１と第１の終点ＥＰ１との間の部分、および基準線ＣＬｔにおける第２の始点Ｓ２と第２の終点ＥＰ２との間の部分は実質的に同一平面上に存在する。
演算装置１８は、その垂線ＰＬの延在方向に中間形状データＦｉｎを平行移動させる。具体的には、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎにおける第１の始点ＳＰ１と第１の終点ＥＰ１との間の部分が目標形状データＦｔの基準線ＣＬｔにおける第２の始点ＳＰ２と第２の終点ＥＰ２との間の部分に対して接するように、中間形状データＦｉｎを目標形状データＦｔに対して相対的に平行移動させる。例えば、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎと目標形状データＦｔの基準線ＣＬｔとの間の最大距離ｄＨｍａｘが算出され、その算出した距離だけ中間形状データＦｉｎが平行移動される。
このような目標形状データＦｔに対する中間形状データＦｉｎの平行移動処理により、図１１Ｂに示すように、加工予定領域ＷＲにおいて、上側パンチ１２ａに押圧される予定の中間形状データＦｉｎの表面Ｆｉｎｓが、目標形状データＦｔの表面Ｆｔｓに対して上側パンチ側（図中上側）に位置する。これにより、コンター図において、加工予定領域ＷＲは、必要変形量がプラス値である領域として出現する。その結果、作業者は、コンター図に基づいて、ワークの加工予定領域ＷＲをどのように押圧すべきか判断しやすくなる。
ここからは、これまで説明してきた変形加工支援システム１０の演算装置１８の動作の流れの一例について、図１２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、ステップＳ１００において、変形加工支援システム１０の演算装置１８が、図３に示すような変形加工対象のワークＷの目標形状データＦｔを取得する。
次に、ステップＳ１１０において、演算装置１８は、中間形状のワークＷに対して三次元測定を実行した３Ｄレーザースキャナ１４から、図４に示すような三次元測定データＦｍを取得する。
ステップＳ１２０において、演算装置１８は、中間形状のワークＷを部分撮影したカメラ１６から、図６に示すようなワークＷの部分撮影画像Ｐｒを取得する。
ステップＳ１３０において、演算装置１８は、ステップＳ１２０で取得したカメラ１６の撮影画像Ｐｒを画像処理する。
ステップＳ１４０において、演算装置１８は、画像処理された撮影画像Ｐｒから交差線ＣＬ（すなわち交差し合う第１および第２の基準線）を抽出して、その基準線形状データＦｃｌを作成する。
ステップＳ１５０において、演算装置１８は、図７に示すように、ステップＳ１１０で取得した中間形状のワークＷの三次元測定データＦｍとステップＳ１４０で作成した基準線形状データＦｃｌとを合成して中間形状データＦｉｎを作成する。
ステップＳ１６０において、演算装置１８は、ステップＳ１００で取得した目標形状データＦｔに対してステップＳ１５０で作成した中間形状データＦｉｎを重ね合わせる重ね合わせ処理を実行する。
重ね合わせ処理の流れの一例について、図１３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
ステップＳ１６１において、演算装置１８は、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎと目標形状データＦｔの対応する基準線ＣＬｔとを互いに位置決めするために、図９Ｂに示すように、中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎに対する第１の位置決め軸ＰＡ１を算出する。
ステップＳ１６２において、演算装置１８は、図９Ｄに示すように、目標形状データＦｔの基準線ＣＬｔに対する第２の位置決め軸ＰＡ２を算出する。
ステップＳ１６３において、演算装置１８は、ステップＳ１６１で算出した第１の位置決め軸ＰＡ１とステップＳ１６２で算出した第２の位置決め軸ＰＡ２とを互いに位置決めすることにより、図９Ｅに示すように、目標形状データＦｔに中間形状データＦｉｎを重ね合わせる（ベストフィット処理を行う）。
ステップＳ１６４において、演算装置１８は、重なる中間形状データＦｉｎと目標形状データＦｔとの間の差異に基づいて、ワークＷの複数の位置それぞれについて中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する。
ステップＳ１６５において、演算装置１８は、ステップＳ１６４で算出した必要変形量に基づいて、図１０に示すようなコンター図を作成する。
ステップＳ１６６において、演算装置１８は、ステップＳ１６６で作製したコンター図において、必要変形量がマイナス値である領域が存在していないかを判定する。存在していない場合、ステップＳ１７０に進む。
一方、コンター図に必要変形量がマイナス値である領域が存在する場合、ステップＳ１６７において、演算装置１８は、図１１Ｂに示すように、目標形状データＦｔに対して中間形状データＦｉｎを平行移動させる。これにより、中間形状データＦｉｎの表面Ｆｉｎｓが目標形状データＦｔの表面Ｆｔｓに対して接する。そして、ステップＳ１６４に戻って、平行移動後における重なる中間形状データＦｉｎと目標形状データＦｔとに基づいて、必要変形量が再算出される。続くステップＳ１６５において、その再算出された必要変形量に基づいて、コンター図が再作成される。
コンター図が作成されると、図１２に示すように、Ｓ１７０において、演算装置１８は、ステップＳ１６５で作成したコンター図を、図１に示す出力デバイス２０を介して作業者に出力する。
このような本実施の形態によれば、ワークＷの変形加工において、目標形状までに必要なワークＷの必要変形量を短時間で且つ高精度に算出することができる。
具体的には、図９Ｅに示すように、同一長さの第１の位置決め軸ＰＡ１と第２の位置決め軸ＰＡ２とを互いに位置決めする。その後、第１の位置決め軸ＰＡ１を中心にして中間形状データＦｉｎ（その基準線ＣＬｉｎ）を回転させて目標形状データＦｔの対応する基準線ＣＬｔに重ね合わせるベストフィット処理が実行される。このように、ベストフィットさせるための中間形状データＦｉｎの位置姿勢の変更が第１の位置決め軸ＰＡ１を中心にする回転のみに制限されるために、中間形状データＦｉｎを目標形状データＦｔに短時間で且つ高精度に重ね合わせることができる。
すなわち、このような方法によれば、形状が互いに異なる中間形状データＦｉｎの基準線ＣＬｉｎを目標形状データＦｔの対応する基準線ＣＬｔにベストフィットさせるために、その基準線ＣＬｉｎの位置姿勢の変更が制限されないベストフィット処理に比べて、短時間で且つ高精度に、中間形状データＦｉｎを目標形状データＦｔに重ね合わせることができる。
また、本実施の形態の場合、図７に示すような中間形状データＦｉｎは、３Ｄレーザースキャナ１４の三次元測定データＦｍと、カメラ１６の撮影画像Ｐｒと、撮影画像Ｐｒから基準線を抽出して基準線形状データＦｃｌを作成する演算装置１８の基準線形状データ作成部５８と、三次元測定データＦｍと基準線形状データＦｃｌとから中間形状データＦｉｎを作成する演算装置１８の中間形状データ作成部６０とによって取得される。すなわち、これらは中間形状データ取得部として機能する。
中間形状データを取得する手段として３Ｄレーザースキャナ１４を使用することにより、大きな形状のワークＷの中間形状データを短時間で作成することができる。
さらに、本実施の形態の場合、中間形状のワーク上の複数の位置それぞれの目標形状までの必要変形量に基づいてコンター図を作成する。そのコンター図を参照した作業者は、直感的に、中間形状のワーク全体の状態、これから曲げ加工を行うべき位置やその曲げ加工量などの情報を知ることができる。
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明の実施の形態はこれに限らない。
例えば、上述の実施の形態の場合、３Ｄレーザースキャナ１４の三次元測定精度が低いために、すなわちワークＷ上の基準線を検出することができないために、その基準線を検出するための手段としてカメラ１６が補完的に使用されている。３Ｄレーザースキャナ１４がワークＷ上の基準線を検出することができる場合、すなわち三次元測定データ上に基準線が表れている場合、カメラ１６を省略することが可能である。すなわち、３Ｄレーザースキャナ１４が、基準線を含むワークの中間形状データを取得する手段として機能する。
これに関して言えば、３Ｄレーザースキャナを使用することなく、カメラによって中間形状のワークを複数の方向から撮影し、その複数の撮影画像データに基づいてワークの中間形状データを作成することも可能である。具体的には、撮影画像それぞれからワークの部分形状を抽出し、その抽出した部分形状データを１つに合成することによって中間形状データを作成する中間形状データ作成部を、演算装置が有する。この場合、カメラの撮影画像から、ワークの部分形状だけでなく、ワーク上の基準線の形状も抽出することが可能である。その結果、表面に基準線を含む中間形状データを得ることができる。
また、上述の実施の形態の場合、ワークの変形加工（複数回の曲げ加工）は、プレス加工機によって実行されているが、本発明の実施の形態はこれに限らない。例えば、ヘラ絞り加工などであってもよい。すなわち、本発明の実施の形態は、広義には、ワークの一部を除去することなくその形状を変化させるワークの変形加工に関するものである。
さらに、上述の実施の形態の場合、図３や図５に示すように、目標形状データやワークに対して、複数の基準線が格子状に設けられているが、本発明の実施の形態は、これに限らない。本発明は、基準線が少なくとも１つあれば実施可能である。ただし、ワークにおいて変形加工される任意の加工予定領域に確実に基準線が存在するためには、基準線を複数本設けるのが好ましく、さらには格子状に設けられるのがより好ましい。例えば、肉厚が薄いなどの理由によってこれ以上曲げ加工できない位置の基準線で位置決めして目標形状データと中間形状データとを重ね合わせることにより、ワークの他の位置それぞれの目標形状までに必要な変形量を算出することができる。このように、任意の加工予定領域における必要変形量を高精度に算出することができる。したがって、目標形状データとワークそれぞれの表面の一部に基準線を設ける場合に比べて、ワークの変形加工のやり方に関して自由度が向上する。
さらにまた、上述の実施の形態の場合、次に変形加工されるワークの加工予定領域は、作業者に決定されている。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、演算装置１８の必要変形量算出部６２によって算出された必要変形量が最大な領域を次に変形加工を行う領域と定義すれば、ワークの変形加工を自動化することが可能である。例えば、ワークのある領域の変形加工が完了すると、そのワークから得た中間形状データを目標形状データに重ね合わせ、目標形状にするのに必要な必要変形量が最も大きいワーク上の位置を含む領域を、次の加工領域と決定する。そして、演算装置１８が加工機（例えばプレス加工機１２）を制御し、制御された加工機がその決定された加工領域を自動的に変形加工する。これを繰り返すことにより、ワークを目標形状に自動的に変形加工することが可能である。
したがって、本発明の一態様は、広義には、ワークの変形加工において、ワークの中間形状と目標形状との間の差異に基づいてその中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する変形加工支援システムであって、基準線が表面に設けられているワークの目標形状データを取得する目標形状データ取得部と、変形加工中に、基準線が表面に記されている中間形状のワークから中間形状データを取得する中間形状データ取得部と、基準線同士を互いに対して位置決めすることによって目標形状データと中間形状データとを重ね合わせ、その重なり合う目標形状データと中間形状データとの間の差異に基づいてワーク上の複数の位置それぞれについて必要変形量を算出する必要変形量算出部と、を有し、必要変形量算出部が、目標形状データと中間形状データとの重ね合わせとして、中間形状データの基準線上に第１の始点と第１の終点とを設定し、第１の始点と第１の終点とを結ぶ直線状の第１の位置決め軸を算出し、第１の始点に対応する第２の始点を目標形状データの基準線上に設定し、第２の始点から第１の位置決め軸の長さと同一の距離離れた目標形状データの基準線上の点を第２の終点として算出し、第２の始点と第２の終点とを結ぶ直線状の第２の位置決め軸を算出し、第１の始点と第２の始点とが一致した状態で第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とが重なり合うように中間形状データと目標形状データとを重ね合わせ、重なり合う第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを中心にして、中間形状データを目標形状データに対して相対的に回転させる、変形加工支援システムである。
また、本発明の別態様は、広義には、ワークの変形加工において、ワークの中間形状と目標形状との間の差異に基づいてその中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する変形加工支援方法であって、基準線が表面に設けられているワークの目標形状データを取得し、変形加工開始前のワークの表面に対して基準線を記し、変形加工中に、基準線が表面に記されている中間形状のワークから中間形状データを取得し、基準線同士を互いに対して位置決めすることによって目標形状データと中間形状データとを重ね合わせ、重なり合う目標形状データと中間形状データとの間の差異に基づいて、中間形状のワーク上の複数の位置それぞれについて必要変形量を算出し、目標形状データと中間形状データとの重ね合わせとして、中間形状データの基準線上に第１の始点と第１の終点とを設定し、第１の始点と第１の終点とを結ぶ直線状の第１の位置決め軸を算出し、第１の始点に対応する第２の始点を目標形状データの基準線上に設定し、第２の始点から第１の位置決め軸の長さと同一の距離離れた目標形状データの基準線上の点を第２の終点として算出し、第２の始点と第２の終点とを結ぶ直線状の第２の位置決め軸を算出し、第１の始点と第２の始点とが一致した状態で第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とが重なり合うように中間形状データと目標形状データとを重ね合わせ、重なり合う第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを中心にして、中間形状データを目標形状データに対して相対的に回転させる、変形加工支援方法である。
本発明は、ワークの形状を変形させる変形加工であれば適用可能である。
１０ 変形加工支援システム
Ｆｉｎ 中間形状データ
Ｆｔ 目標形状データ
ＰＡ１ 第１の位置決め軸
ＰＡ２ 第２の位置決め軸
Ｗ ワーク

Claims (12)

  1. ワークの変形加工において、ワークの中間形状と目標形状との間の差異に基づいてその中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する変形加工支援システムであって、
    基準線が表面に設けられているワークの目標形状データを取得する目標形状データ取得部と、
    変形加工中に、基準線が表面に記されている中間形状のワークから中間形状データを取得する中間形状データ取得部と、
    基準線同士を互いに対して位置決めすることによって目標形状データと中間形状データとを重ね合わせ、その重なり合う目標形状データと中間形状データとの間の差異に基づいてワーク上の複数の位置それぞれについて必要変形量を算出する必要変形量算出部と、を有し、
    必要変形量算出部が、目標形状データと中間形状データとの重ね合わせとして、
    中間形状データの基準線上に第１の始点と第１の終点とを設定し、
    第１の始点と第１の終点とを結ぶ直線状の第１の位置決め軸を算出し、
    第１の始点に対応する第２の始点を目標形状データの基準線上に設定し、
    第２の始点から第１の位置決め軸の長さと同一の距離離れた目標形状データの基準線上の点を第２の終点として算出し、
    第２の始点と第２の終点とを結ぶ直線状の第２の位置決め軸を算出し、
    第１の始点と第２の始点とが一致した状態で第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とが重なり合うように中間形状データと目標形状データとを重ね合わせ、
    重なり合う第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを中心にして、中間形状データを目標形状データに対して相対的に回転させる、変形加工支援システム。
  2. 必要変形量算出部が、第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを重ね合わせた後、中間形状データの基準線における第１の始点と第１の終点との間の部分が目標形状データの基準線における第２の始点と第２の終点との間の部分に対して接するように、第２の位置決め軸に重なり合う第１の位置決め軸と直交する方向に中間形状データを平行移動させる、請求項１に記載の変形加工支援システム。
  3. 中間形状データ取得部として、
    ワーク全体の形状を三次元測定する３Ｄレーザースキャナと、
    ワーク上の基準線を撮影するカメラと、
    カメラの撮影画像から基準線を抽出して基準線形状データを作成する基準線形状データ作成部と、
    ３Ｄレーザースキャナの三次元測定データと基準線形状データとを合成して中間形状データを作成する中間形状データ作成部と、を有する、請求項１または２に記載の変形加工支援システム。
  4. 中間形状データ取得部として、
    中間形状のワークを複数の方向から撮影するカメラと、
    カメラによって複数の方向から撮影された複数の撮影画像データに基づいて中間形状データを作成する中間形状データ作成部と、を有する請求項１または２に記載の変形加工支援システム。
  5. 必要変形量算出部によって算出されたワーク上の複数の位置それぞれの必要変形量に基づいて、コンター図を作成するコンター図作成部を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の変形加工支援システム。
  6. 目標形状データの表面全体およびワークの表面全体に格子線が設けられることにより、複数の基準線が設けられている、請求項１から５のいずれか一項に記載の変形加工支援システム。
  7. ワークの変形加工において、ワークの中間形状と目標形状との間の差異に基づいてその中間形状から目標形状までに必要な必要変形量を算出する変形加工支援方法であって、
    基準線が表面に設けられているワークの目標形状データを取得し、
    変形加工開始前のワークの表面に対して基準線を記し、
    変形加工中に、基準線が表面に記されている中間形状のワークから中間形状データを取得し、
    基準線同士を互いに対して位置決めすることによって目標形状データと中間形状データとを重ね合わせ、
    重なり合う目標形状データと中間形状データとの間の差異に基づいて、中間形状のワーク上の複数の位置それぞれについて必要変形量を算出し、
    目標形状データと中間形状データとの重ね合わせとして、
    中間形状データの基準線上に第１の始点と第１の終点とを設定し、
    第１の始点と第１の終点とを結ぶ直線状の第１の位置決め軸を算出し、
    第１の始点に対応する第２の始点を目標形状データの基準線上に設定し、
    第２の始点から第１の位置決め軸の長さと同一の距離離れた目標形状データの基準線上の点を第２の終点として算出し、
    第２の始点と第２の終点とを結ぶ直線状の第２の位置決め軸を算出し、
    第１の始点と第２の始点とが一致した状態で第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とが重なり合うように中間形状データと目標形状データとを重ね合わせ、
    重なり合う第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを中心にして、中間形状データを目標形状データに対して相対的に回転させる、変形加工支援方法。
  8. 第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とを重ね合わせた後、中間形状データの基準線における第１の始点と第１の終点との間の部分が目標形状データの基準線における第２の始点と第２の終点との間の部分に対して接するように、第２の位置決め軸に重なり合う第１の位置決め軸と直交する方向に中間形状データを平行移動させる、請求項７に記載の変形加工支援方法。
  9. ３Ｄレーザースキャナを用いてワーク全体の形状を三次元測定し、
    カメラによってワーク上の基準線を撮影し、
    カメラの撮影画像から基準線を抽出して基準線形状データを作成し、
    ３Ｄレーザースキャナの三次元測定データと基準線形状データとを合成して中間形状データを作成する、請求項７または８に記載の変形加工支援方法。
  10. カメラによって複数の方向から撮影された中間形状のワークの複数の撮影画像データに基づいて、中間形状データを作成する、請求項７または８に記載の変形加工支援方法。
  11. ワーク上の複数の位置それぞれについて算出された必要変形量に基づいて、コンター図を作成する、請求項７から１０のいずれか一項に記載の変形加工支援方法。
  12. 目標形状データの表面全体およびワークの表面全体に格子線が設けられることにより、複数の基準線が設けられている、請求項７から１１のいずれか一項に記載の変形加工支援方法。
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