JP2022138990A

JP2022138990A - 曲げ加工装置及び曲げ加工方法

Info

Publication number: JP2022138990A
Application number: JP2021039185A
Authority: JP
Inventors: 一夫植松; Kazuo Uematsu
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2022-09-26
Anticipated expiration: 2041-03-11
Also published as: JP7656175B2

Abstract

【課題】長尺の曲げ加工部品を精度良く低コストに製造することができる曲げ加工装置及び曲げ加工方法の提供を目的とする。
【解決手段】この曲げ加工装置は、送り部１０と、支持部２０と、加熱部３０と、冷却部４０と、曲げ力付与部５０とを備える。曲げ力付与部５０は、被加工材Ｐｍを把持したまま把持部ｇの位置を三次元方向に移動させるアーム部５３ｅと、アーム部５３ｅの基端にある旋回軸ＳＡが接続され、旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿って移動するようにスライドする本体５３ａと、旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿って移動するように、本体５３ａをスライドさせる第１のスライド機構５２と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、曲げ加工装置及び曲げ加工方法に関する。

周知のように、自動車や各種機械等に用いられる、中空の屈曲した形状を有する金属製の構造部材は、軽量かつ高強度であること等が求められる。従来、この種の中空屈曲部品は、例えば、冷間の曲げ加工、プレス加工品の溶接、厚板の打ち抜き、あるいは鍛造等により製造されてきた。しかし、これらの製造方法により製造される中空屈曲部品の軽量化および高強度化には限界があり、その実現は容易なことではなかった。

近年では、例えば非特許文献１に開示されるように、いわゆるチューブハイドロフォーミング工法によりこの種の中空屈曲部品を製造することも積極的に検討されている。しかし、非特許文献１の２８頁にも記載されているように、チューブハイドロフォーミング工法には、素材となる材料の開発や成形可能な形状の自由度の拡大等といった課題があり、今後より一層の開発が必要である。

本出願人らは、このような要請に応えるために、特許文献１に記載の曲げ加工装置を開示した。図７は、この曲げ加工装置１０Ａを模式的に示す斜視図である。
図７に示すように、この曲げ加工装置１０Ａでは、支持手段１１Ａで回転可能に保持された金属材Ｐｍ（被加工材）を上流側から逐次または連続的に押し出しながら、支持手段１１Ａの下流側で曲げ加工を行う金属材の押通し曲げ加工方法において、支持手段１１Ａの下流側に設けられた可動ローラダイス１２Ａで金属材Ｐｍをクランプし、当該可動ローラダイス１２Ａの位置または／および移動速度を制御しつつ、可動ローラダイス１２Ａの入り側であり金属材Ｐｍの外周に配置した加熱手段１３Ａおよび冷却手段１４Ａを用いて、金属材Ｐｍを局部的に塑性変形が可能な温度域でかつ焼入が可能な温度域に加熱し、加熱部に曲げモーメントを付与した後に急冷する。

さらに、本出願人らは、特許文献２に記載の曲げ加工製品の製造装置も開示した。図８は、この曲げ加工製品の製造装置１０Ｂを模式的に示す平面図である。
図８に示すように、この製造装置では、鋼管Ｐｍをその長手方向へ送りながら第１の位置Ａにおいて支持するとともに、第２の位置Ｂにおいて送られる鋼管Ｐｍを部分的に加熱し、第３の位置Ｃにおいて鋼管Ｐｍの加熱された部分を冷却するとともに、第３の位置Ｃよりも下流の領域Ｄで、鋼管Ｐｍを把持する把持手段１１Ｂの位置を、第３の位置Ｃよりも鋼管Ｐｍの送り方向の上流側の空間を含むワークスペース内において鋼管Ｐｍの送り方向を含む三次元の方向へ変更して、鋼管Ｐｍの加熱された部分に曲げモーメントを与えることによって曲げ加工製品を製造する。

これら特許文献１，２に記載の装置によれば、三次元方向に屈曲する曲げ加工部を、長手方向に沿って断続的又は連続的に備える曲げ加工部品を製造することが可能になる。

国際公開第２００６／０９３００６号国際公開第２０１０／０５０４６０号

自動車技術Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．６，２００３２３～２８頁

一方、近年の需要として、バス等の大型車両に用いられる長尺の骨格部品の構造強度を増すことが求められている。しかしながら、このような骨格部品は長さが例えば３０００ｍｍにも及ぶほど長い。そのため、単に骨格部品の肉厚を増すだけでは、車体重量が大幅に増えてしまうため、その分、定員人数を減らさなくてはならない。そこで、軽量かつ高強度の骨格部品を得るために、上記特許文献１，２に開示の技術を適用することが考えられた。

しかしながら、そもそも、上記特許文献１，２の何れも、上述のような長尺部品の曲げ加工を想定しておらず、その実用化に際しての課題が多い。
具体的に言うと、まず特許文献１に開示の曲げ加工装置を用いる場合、金属材Ｐｍの先端を保持せずに曲げ加工を進めていくため、金属材Ｐｍの送り出しが進行するに従って長く飛び出した先端側が自重により下方に大きく撓んでしまい、その加工精度が保てない。しかも、この撓みに伴って生じる大きな曲げモーメントが支持手段１１Ａ及び可動ローラダイス１２Ａに集中するため、これらの軸心ずれや場合によっては破損も起こりえる。この不具合を避けるために、金属材Ｐｍの先端を何らかの手段、例えば定位置に据え付けられたロボットで保持して支えたとしても、長尺の金属材Ｐｍに合わせてロボットアームの長さを極めて長尺にしないと最後まで対応できない。しかしながら、このような長尺のロボットアームを備えたロボットの装備は現実的でなく、また出来たとしても設備建造コストの増大を招く。

また、特許文献２の場合、図８のＺ軸方向に沿った鋼管Ｐｍの加工自由度、すなわち鋼管Ｐｍの先端部の保持高さの自由度が殆ど無い。前述したような長尺部品の場合、例えわずかな曲げを順次加えていくとしても、そのわずかな曲げの累積によって先端部がＺ軸方向に大きく移動する場合もあるが、本装置ではそのような高さまで先端部を保持し続けられない。加えて言うと、特許文献２の曲げ加工装置の場合、製造後の曲げ加工部品を払い下げる際、作業者が手作業で曲げ加工部品を装置から外して払い下げ場所に積み上げることになるが、長尺であるが故に手作業での払い下げは作業負荷が高い。この不都合を解消するために払い下げ専用のロボットを併設するとしても、設備建造コストの増大を招く。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、長尺の曲げ加工部品を精度良く低コストに製造することができる曲げ加工装置及び曲げ加工方法の提供を目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用している。
（１）本発明の一態様に係る曲げ加工装置は、
一方向に長い金属製の被加工材をその送り方向に沿って送る送り部と；
前記被加工材を、前記送り部よりも下流位置で支持する支持部と；
前記被加工材を、前記支持部よりも下流位置で部分的に加熱する加熱部と；
前記被加工材を、前記加熱部よりも下流位置で冷却する冷却部と；
前記被加工材を、前記冷却部よりも下流位置で把持して曲げ力を付与する曲げ力付与部と；
を備え、
前記曲げ力付与部が、
前記被加工材を把持したまま把持位置を三次元方向に移動させるアーム部と、
前記アーム部の基端にある旋回軸が接続され、前記旋回軸が第１の移動直線軌跡に沿って移動するようにスライドするアーム基部と、
前記旋回軸が前記第１の移動直線軌跡に沿って移動するように、前記アーム基部をスライドさせる第１のスライド機構と、
を有する。
ここで、旋回軸の第１の移動直線軌跡について補足説明する。
例えば、アーム基部を移動させる装置構成として２本の互いに平行な直線レールを採用した場合は、平面視して、２本の直線レールと平行でかつ旋回軸の中心が通る仮想直線上で、この旋回軸がスライドする範囲の軌跡をもって、旋回軸の第１の移動直線軌跡とする。
また、アーム基部を移動させる装置構成として１本または３本以上の直線レールを採用した場合は、平面視して、それらと平行でかつ旋回軸の中心が通る仮想直線上で、旋回軸がスライドする範囲の軌跡をもって、旋回軸の第１の移動直線軌跡とする。
なお、旋回軸がスライドする範囲とは、部品を形成するために必要となる、前記仮想直線上における旋回軸の移動範囲である。旋回軸は、アーム基部に接続されて一体をなしてスライドするものであるので、旋回軸がスライドする範囲は、アーム基部のスライド範囲と同じである。
なお、本明細書中で「直線」と記載しているものについては、特記するものを除き、有限の長さを有する「線分」の意味で用いる。例えば「第１の移動直線軌跡」と記載したものについては、本来は加工する製品の長さに応じた有限の長さを有しているため、「第１の移動線分軌道」とするべきところであるが、一般的な用語ではないため、通例に準じて「第１の移動直線軌跡」とする。

（２）上記（１）の態様において、
前記支持部の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線と、
前記第１の移動直線軌跡と、
が平面視で重なってもよい。

（３）上記（１）の態様において、
前記第１の移動直線軌跡が、前記支持部の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線に対して、平面視でシフトしていてもよい。

（４）上記（１）～（３）の何れか１項の態様において、
前記第１の移動直線軌跡と、前記支持部の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線とが、平面視で互いに平行であってもよい。
ここで言う「平行」は、曲げ加工装置の各構成機器の配置精度及び動作精度による多少のずれを許容するものであり、厳密な平行のみに限定解釈されるものではない。ただし、ここで言う「平行」には、意図的に角度を付けたものは含まれない。

（５）上記（１）～（４）の何れか１項の態様において、
前記曲げ力付与部が、
前記旋回軸が、前記支持部の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線に対して平面視で交差する第２の移動直線軌跡に沿って移動するように、前記アーム基部がスライドする第２のスライド機構
をさらに有してもよい。
ここで言う「交差」は、前記「平面視で交差する方向」が、前記「軸線の延長線」に対し、（ａ）直角に交差する場合と、（ｂ）直角以外の角度をもって交差する場合と、の両方を包含する。
例えば、「第２の移動直線軌跡」として２本の互いに平行な直線レールを採用した場合は、平面視して、２本の直線レールと平行でかつ旋回軸の中心が通る仮想直線上で、この旋回軸がスライドする範囲の軌跡をもって、「第２の移動直線軌跡」となる。
または、１本または３本以上の直線レールを採用した場合は、平面視して、それらと平行でかつ旋回軸の中心が通る仮想直線上で、旋回軸がスライドする範囲の軌跡をもって、「第２の移動直線軌跡」となる。
よって、上記した「軸線の延長線に対して平面視で交差する方向に沿ってスライドする第２の移動直線軌跡」とは、軸線の延長線に対して平面視で交差する方向（この方向は無限長である）上に、「第２の移動直線軌跡」が存在することを意味する。よって、「第２の移動直線軌跡」は、支持部の送り方向に沿った軸線の延長線に対して平面視で交差する方向に沿った「向き（方向）」さえ有していればよい。例えば、「第２の移動直線軌跡」が、レール上において台車のレール端部からの逸脱を防止するためのリミットスイッチなどで規定される有限長であってかつ、この「第２の移動直線軌跡」が平面視で「延長線」に対して重なっていないとしても、「軸線の延長線に対して平面視で交差する方向」を有しているので、本項（５）に含まれる。

（６）上記（１）～（５）の何れか１項の態様において、
前記アーム基部が、前記第１の移動直線軌跡の向きを鉛直軸線回りに回動させる回動部をさらに有してもよい。

（７）本発明の一態様に係る曲げ加工方法は、
一方向に長い金属製の被加工材をその送り方向に沿って送る送り工程と；
前記被加工材を、第１の位置で支持する支持工程と；
前記被加工材を、前記第１の位置よりも下流の第２の位置で部分的に加熱する加熱工程と；
前記被加工材を、前記第２の位置よりも下流の第３の位置で冷却する冷却工程と；
前記被加工材を、前記第３の位置よりも下流の第４の位置でアーム部により把持し、前記アーム部による把持位置を、少なくとも前記送り方向を含む三次元方向に移動させる曲げ力付与工程と；
を有し、
前記曲げ力付与工程が、前記アーム部の基端にある旋回軸が第１の移動直線軌跡に沿ってスライドするように、前記旋回軸が接続されたアーム基部をスライドさせるアーム部移動工程を有する。
ここで、旋回軸の第１の移動直線軌跡について補足説明する。
例えば、アーム基部を移動させる装置構成として２本の互いに平行な直線レールを採用した場合は、平面視して、２本の直線レールと平行であり、旋回軸の中心が通る仮想直線上で、旋回軸がスライドする範囲の軌跡をもって、旋回軸の第１の移動直線軌跡とする。
また、アーム基部を移動させる装置構成として１本または３本以上の直線レールを採用した場合は、平面視して、それらと平行であり、旋回軸の中心が通る仮想直線上で、旋回軸がスライドする範囲の軌跡をもって、旋回軸の第１の移動直線軌跡とする。
なお、旋回軸がスライドする範囲とは、部品を形成するために必要となる、前記仮想直線における旋回軸の移動範囲である。旋回軸は、アーム基部に接続されて一体をなしてスライドするものであるので、旋回軸がスライドする範囲は、アーム基部のスライド範囲と同じである。

（８）上記（７）の態様において、
前記第１の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線と、
前記第１の移動直線軌跡と、
が平面視で重なっていてもよい。

（９）上記（７）の態様において、
前記第１の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線に対し、
前記第１の移動直線軌跡が平面視でシフトしていてもよい。
ここで言う「シフト」とは、前記第１の移動直線軌跡を前記送り方向に沿った軸線に対し平面視して前記送り方向と直交する方向に移動させて位置を変えることで互いに重ならない状態にすることを言う。すなわち、「前記第１の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線」と、「前記第１の移動直線軌跡」とが、平面視で重ならないことを、「シフト」していると言う。

（１０）上記（７）～（９）の何れか１項の態様において、
前記第１の移動直線軌跡と、前記第１の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線とが、平面視で互いに平行であってもよい。
ここで言う「平行」は、曲げ加工装置の各構成機器の配置精度及び動作精度による多少のずれを許容するものであり、厳密な平行のみに限定解釈されるものではない。

（１１）上記（７）～（１０）の何れか１項の態様において、
前記旋回軸の位置を、前記第１の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線に対して平面視で交差する第２の移動直線軌跡に沿って移動させる第１の位置調整工程をさらに有してもよい。
ここで言う「交差」は、前記「平面視で交差する方向」が、前記「軸線の延長線」に対し、（ａ）直角に交差する場合と、（ｂ）直角以外の角度をもって交差する場合との両方を包含する。

（１２）上記（７）～（１１）の何れか１項の態様において、
平面視における前記第１の移動直線軌跡の向きを鉛直軸線回りに回動させる第２の位置調整工程をさらに有してもよい。

上記（１）～（６）の態様に係る曲げ加工装置は、曲げ力付与部が、被加工材を把持したまま把持位置を三次元方向に移動させるアーム部と、アーム部の基端にある旋回軸が接続され、旋回軸が第１の移動直線軌跡に沿って移動するようにスライドするアーム基部と、旋回軸が第１の移動直線軌跡に沿って移動するように、アーム基部をスライドさせる第１のスライド機構と、を有する。
この構成によれば、曲げ加工の進行に伴って被加工材のアーム部による把持位置が移動していくが、その移動方向のうちでも最も長い送り方向の移動距離を、旋回軸の移動により賄うことができる。これにより、被加工材の把持位置をアーム部で常に把持し続けたまま、曲げ加工を最後まで行うことができる。したがって、曲げ加工中の被加工材の撓みによる正規形状からのずれを補正して高精度の曲げ加工部品を製造することができる。しかも、第１の移動直線軌跡に沿った旋回軸の移動距離によって、把持位置の送り方向に沿った移動距離を吸収できるので、長いアーム部を持つ高価なロボットを装備せずに済み、設備建造コストを下げられる。これにより、曲げ加工部品の製造コストを下げることも可能になる。

上記（７）～（１２）の態様に係る曲げ加工方法は、曲げ力付与工程が、アーム部の基端にある旋回軸が第１の移動直線軌跡に沿ってスライドするように、旋回軸が接続されたアーム基部をスライドさせるアーム部移動工程を有する。
この曲げ加工方法によれば、上記（１）～（６）の態様に係る曲げ加工装置と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、この曲げ加工方法によれば、曲げ加工の進行に伴って被加工材のアーム部による把持位置が移動していくが、その移動方向のうちでも最も長い送り方向の移動距離を、アーム部移動工程により賄うことができる。これにより、被加工材の把持位置をアーム部で常に把持し続けたまま、最後まで曲げ加工を加えることができる。したがって、曲げ加工中の被加工材の撓みによる正規形状からのずれを補正して高精度の曲げ加工部品を製造することができる。しかも、アーム部移動工程の移動距離により把持位置の送り方向に沿った移動距離を吸収できるので、長いアーム部を持つ高価な曲げ力付与部を装備せずに済み、設備建造コストを下げられる。これにより、曲げ加工部品の製造コストを下げることも可能になる。

本発明の第１実施形態に係る曲げ加工装置を模式的に示す平面図である。本発明の第２実施形態に係る曲げ加工装置を模式的に示す平面図である。本発明の第３実施形態に係る曲げ加工装置を模式的に示す平面図である。本発明の第４実施形態に係る曲げ加工装置の要部を模式的に示す平面図である。延長線ＥＸと第１の移動直線軌道ＴＲの間の相対位置関係と協調制御有無との組み合わせのバリエーションである、ＣＡＳＥ１～６を説明するための平面図である。アームの長さを説明するための平面図であり、（ａ）～（ｃ）がアームを屈曲させた状態を示し、（ｄ）がアームを直線的に伸ばした状態を示す。従来の曲げ加工装置の一例を示す斜視図である。従来の曲げ加工装置の他の例を示す斜視図である。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
以降の説明では、鋼製（金属製）で円形又は矩形の横断面形状を有する中空の被加工材Ｐｍを素材とし、この被加工材Ｐｍを曲げ加工することにより、自動車や各種機械に用いられる強度部品、補強部品または構造部品等の曲げ加工部品を製造する場合について説明する。被加工材Ｐｍとしては、円形の横断面形状を持つ円管や、矩形の横断面形状を持つ角管の他、楕円形や各種異形の横断面形状を有する鋼管にも適用可能である。さらに言うと、鋼管以外の金属管を被加工材Ｐｍとしてもよい。
なお、各実施形態において共通する構成要素には、同一符号を付してそれらの重複説明を省略する場合がある。

［第１実施形態］
［曲げ加工装置］
図１は、本実施形態に係る曲げ加工装置を模式的に示す平面図である。図１において、紙面左に向かう＋Ｘ方向は、被加工材Ｐｍの送り方向である。また、図１において、紙面下方向に向かう＋Ｙ方向は、水平面内においてＸ軸方向に直交してかつ被加工材Ｐｍの進行方向を見て左に向かう方向である。そして、紙面に対して垂直手前側を向く＋Ｚ方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方に直交する高さ方向である。ここで、＋Ｘ方向は、Ｘ軸の＋方向を意味する。＋Ｘ方向の逆方向は－Ｘ方向となる。また、Ｙ軸の＋方向を意味する。＋Ｙ方向の逆方向は－Ｙ方向となる。同様に、Ｚ軸の＋方向を意味する。＋Ｚ方向の逆方向は－Ｚ方向となる。＋Ｘ方向と－Ｘ方向の両方を含めた方向をＸ軸方向とする。また、＋Ｙ方向と－Ｙ方向の両方を含めた方向をＹ軸方向とする。同様に、＋Ｚ方向と－Ｚ方向の両方を含めた方向をＺ軸方向とする。以上の方向に関する説明は、以下の説明及びこれに続く各実施形態の説明において共通である。なお、Ｚ軸のことを鉛直軸線と呼ぶ場合がある。

図１に示すように、この曲げ加工装置は、送り部１０と、支持部２０と、加熱部３０と、冷却部４０と、曲げ力付与部５０と、制御部６０と、を備える。
（１）送り部１０
送り部１０は、送り治具１１と押し出し部１２を備え、被加工材Ｐｍを＋Ｘ方向に向かって断続的または連続的に送る。送り治具１１は、例えば、チャック機構により把持して送る構成でもよいし、接触により押すだけの構成でも良い。この送り部１０の駆動手段としては、電動サーボシリンダーを用いたタイプが例示されるが、特定型式のものに限らず、ボールネジを用いたタイプやタイミングベルトやチェーンを用いたタイプ等、公知のものが採用できる。

（２）支持部２０
支持部２０は、被加工材Ｐｍの送り方向に沿って送り部１０よりも下流にある第１の位置Ａに配置されている。本実施形態では、支持部２０としてブロックを用いている。ブロックは、被加工材Ｐｍが隙間を有して挿通することができる貫通穴２１を有する。図示を省略するが、ブロックを複数分割し、油圧シリンダーやエアシリンダーを接続し、被加工材Ｐｍを挟持して支持する構成としてもよい。また、支持部２０は、特定型式のものに限定されず、この種の支持装置として公知のものが採用できる。例えばその他の構成として、互いに対向配置される一対の孔型のロールを１組もしくは２組以上並設して用いることが可能である。
支持部２０は、図示されない搭載台上に固定配置されている。しかし、この態様のみに限定されるものではなく、支持部２０を産業用ロボットのエンドエフェクター（図示略）によって支持してもよい。
被加工材Ｐｍは、支持部２０が設置された第１の位置Ａを通過した後、さらに＋Ｘ方向へ送られる。

（３）加熱部３０
加熱部３０は、被加工材Ｐｍの送り方向に沿った第１の位置Ａよりも下流にある第２の位置Ｂに配置されている。加熱部３０は、支持部２０から送られてくる被加工材Ｐｍの長手方向の一部分における横断面の全周を加熱する。加熱部３０として誘導加熱装置を用いる。この誘導加熱装置は、被加工材Ｐｍを例えば高周波誘導加熱することができるコイルを有するものであればよく、公知のものが採用できる。加熱部３０の設置手段としては、例えば周知慣用の産業用ロボットのエンドエフェクターを例示することができるが、公知のものが採用可能である。
加熱部３０の加熱コイルは、被加工材Ｐｍの外表面から所定の距離だけ離れて、被加工材Ｐｍの長手方向の一部における横断面の全周を囲むように、配置される。そして、被加工材Ｐｍは、加熱部３０により部分的に急速加熱される。

（４）冷却部４０
冷却部４０は、被加工材Ｐｍの送り方向に沿った第２の位置Ｂよりも下流にある第３の位置Ｃに配置される。冷却部４０は、被加工材Ｐｍのうち、第２の位置Ｂで加熱された部分を急速に冷却する。被加工材Ｐｍは、冷却部４０で冷却されることによって、加熱部３０により加熱された第１の部分と、冷却部４０により冷却された第２の部分との間の部分が、高温であって変形抵抗が大幅に低下した状態となる。冷却部４０は、前記加熱コイルの下流側直後に隣接配置された一次冷却装置４１を備える。必要に応じて、この一次冷却装置４１の下流側に並べて他の冷却装置（二次冷却装置。不図示）を併設してもよいし、または、図１に示すように一次冷却装置４１のみを備えてもよい。

（５）曲げ力付与部５０
曲げ力付与部５０は、被加工材Ｐｍの送り方向に沿った第３の位置Ｃよりも下流にある第４の位置Ｄに配置される。曲げ力付与部５０は、被加工材Ｐｍの把持位置を二次元方向または三次元方向に移動させる。これにより、曲げ力付与部５０は、被加工材Ｐｍの曲げ加工を行う。
曲げ力付与部５０は、架台５１と、第１のスライド機構５２と、産業用ロボット５３とを備える。
架台５１は、第４の位置Ｄに固定配置されている。架台５１はＸ軸方向に長く、その幅方向（Ｙ軸方向）中央位置を通る第１の移動直線軌道ＴＲが、平面視で、第１の位置Ａにおける被加工材Ｐｍの軸線ＣＬの延長線ＥＸと平行でかつ、延長線ＥＸから＋Ｙ方向に寸法ｓｈだけシフトした位置に配置されている。なお、ここで言う「平行」は、曲げ加工装置の各構成機器の配置精度及び動作精度による多少のずれを許容するものであり、厳密な平行のみに限定解釈されるものではない。

第１のスライド機構５２は、一対のレール５２ａと、１本のボールねじ５２ｂと、モータ５２ｃと、台車５２ｄとを備える。
一対のレール５２ａは、架台５１の上面に、Ｘ軸方向に沿って互いに平行に敷設されている。これらレール５２ａの高さは、Ｘ軸方向の各位置において同じである。これらレール５２ａは、図１に示す平面視において、前記延長線ＥＸに平行かつ＋Ｙ方向にシフトした位置に並んで配置されている。平面視して、一対のレール５２ａに平行であり、かつ、後述するアーム部５３ｅの基端にある旋回軸ＳＡの中心が通る仮想直線ＣＬ１上で、旋回軸ＳＡの中心がスライドする範囲をもって、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲとする。アーム部５３ｅの基端とはアーム５３ｂの基端である。
本実施形態では、仮想直線ＣＬ１上の第１の移動直線軌跡ＴＲは、平面視して、一対のレール５２ａの長手方向の各位置における最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置に位置する。仮想直線ＣＬ１及び仮想直線ＣＬ１上の第１の移動直線軌跡ＴＲは、最も外側にある２本のレール５２ａ間の間隔の中央位置に位置しなくてもよい。

ここで、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲについて補足説明する。
後述する本体（アーム基部）５３ａを移動させる装置構成として、例えば本実施形態のように２本の互いに平行なレール５２ａを採用した場合は、平面視して、これら２本のレール５２ａと平行であり、旋回軸ＳＡの中心が通る仮想直線ＣＬ１上で、旋回軸ＳＡの中心がスライドする範囲の軌跡をもって、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲとする。
または、本体５３ａを移動させる装置構成として１本または３本以上の直線レールを採用した場合（不図示）は、平面視して、これら１本または３本以上の直線レールと平行であり、旋回軸ＳＡの中心が通る仮想直線ＣＬ１上で、旋回軸ＳＡの中心がスライドする範囲の軌跡をもって、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲとする。

なお、旋回軸ＳＡがスライドする範囲とは、被加工材Ｐｍから製品を形成するために必要となる、前記仮想直線ＣＬ１上における旋回軸ＳＡの移動範囲である。旋回軸ＳＡは、本体５３ａに接続されて一体をなしてスライドするものであるので、旋回軸ＳＡがスライドする範囲は、本体５３ａのスライド範囲と同じである。よって、旋回軸ＳＡと本体５３ａは、第１の移動直線軌跡ＴＲを共有する関係にある。図１の場合、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲは、一端ＴＲａ及び他端ＴＲｂ間を結ぶ線分に沿って移動する旋回軸ＳＡの軌跡であり、ボールねじ５２ｂの長さ及び一対のレール５２ａの長さよりも短い。また、第１の移動直線軌跡ＴＲは、平面視で、ボールねじ５２ｂの軸線上に重なる。

図１では、旋回軸ＳＡの移動範囲である仮想直線ＣＬ１上の第１の移動直線軌跡ＴＲは、平面視して、一対のレール５２ａのレール間隔の中央位置に一致する。この場合、産業用ロボット５３の重心バランスが安定化しやすいため好ましい。産業用ロボット５３の重心は、アーム基部（本体５３ａ）とアーム部５３ｅを含む重量を考慮する必要があるが、アーム部５３ｅは本体５３ａに比べて重量が小さいため、重心は旋回軸ＳＡの中心と考えて差支えないからである。第１の移動直線軌跡ＴＲは、最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置や、第１の移動直線軌跡ＴＲと一致しなくともよい。アーム部５３ｅが比較的長い産業用ロボットの場合は、重心バランスを考慮して、第１の移動直線軌跡ＴＲを最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置からオフセットさせても良い。また、後述する図２では、ボールねじ５２ｂの軸線についても、平面視して、一対のレール５２ａの長手方向の各位置における最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置に位置し、仮想直線ＣＬ１上の第１の移動直線軌跡ＴＲと一致する。この構成の場合、ボールねじ５２ｂに過度の力が掛からないようにできるため好ましい。ボールねじ５２ｂの軸線は、最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置や、仮想直線ＣＬ１上の第１の移動直線軌跡と一致しなくともよい。

なお、本明細書中では、「直線」と記載しているものについては、特記するものを除き、有限の長さを有する「線分」の意味で用いる。例えば上述の「第１の移動直線軌跡ＴＲ」については、本来は加工する製品の長さに応じた有限の長さを有しているため、「第１の移動線分軌道ＴＲ」とするべきところであるが、一般的な用語ではないため、通例に準じて「第１の移動直線軌跡ＴＲ」と称する。
第１の移動直線軌跡ＴＲは、図１においては送り軸ＣＬの延長線ＥＸ上に存在することを原則とするが、施工上避けられない程度のＹ軸方向のずれは許容される。ただしその場合でも送り軸ＣＬの延長線ＥＸに対し遠ざかる方向にずらすことが好ましい。

ボールねじ５２ｂは、架台５１の上面に、Ｘ軸方向に沿って敷設されている。ボールねじ５２ｂの高さは、Ｘ軸方向の各位置において同じである。ボールねじ５２ｂは、図１に示す平面視において、延長線ＥＸと平行でかつ、延長線ＥＸから＋Ｙ方向に寸法ｓｈだけシフトした位置に配置されている。ボールねじ５２ｂは、一対のレール５２ａ間の位置に、これらレール５２ａと平行に配置されている。ボールねじ５２ｂは、第３の位置Ｃに近い一端部と、第３の位置Ｃから遠い他端部との２点において、回転自在に軸支されている。
モータ５２ｃは、架台５１の上面に対して固定されている。また、モータ５２ｃは、ボールねじ５２ｂの前記他端に対して同軸に接続されており、ボールねじ５２ｂを正回転または逆回転させる。モータ５２ｃは、サーボモータであり、その回転量及び回転速度を制御部６０からの指示を受けることで制御できる。

台車５２ｄは、その下面に不図示のボールベアリングを複数備えている。これらボールベアリングは、各レール５２ａのガイドを受けながら、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に沿って直線的に走行可能である。よって、台車５２ｄは、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に沿って走行可能である。台車５２ｄの幅方向中央位置には、Ｘ軸方向に沿った軸心を持つ雌ねじ（不図示）が形成されている。この雌ねじには、ボールねじ５２ｂが挿通した状態で螺合している。したがって、モータ５２ｃを正回転させると台車５２ｄが＋Ｘ方向に向かって移動し、モータ５２ｃを逆回転させると台車５２ｄが－Ｘ方向に向かって移動する。この移動の際、台車５２ｄは、一対のレール５２ａによるガイドを受けて直線状に往復動することができる。また、モータ５２ｃの回転量を制御することにより、台車５２ｄの移動距離も任意に制御できる。よって、モータ５２ｃ及びボールねじ５２ｂの組み合わせを、スライド駆動部が備える。

上記構成を有する第１のスライド機構５２は、平面視で定位置に固定されている。より具体的には、架台５１が床面（接地面）に据え付け固定されている。このように据え付け固定した場合、産業用ロボット５３による被加工材Ｐｍへの曲げ力付与に関する制御を行いやすいという利点がある。加えて、産業用ロボット５３の支持構造の剛性向上と、それに伴う加工精度向上という利点もある。

従来の位置固定された産業用ロボット７０（図１参照）では、ハンド７３ｃのＸ軸方向に沿った移動をアーム７３ｂの動きで行っていた。本実施形態では、ハンド５３ｃのＸ軸方向に沿った移動を、台車５２ｄのＸ軸方向に沿った移動（すなわち、本体５３ａのＸ軸方向に沿った移動）のみで行うことができる。あるいは、ハンド５３ｃのＸ軸方向に沿った移動を、台車５２ｄのＸ軸方向に沿った移動とアーム部５３ｅの動きとの組み合わせにより行ってもよい。

なお、本実施形態では、旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿って移動するように本体（アーム基部）５３ａをスライドさせるスライド駆動部として、ボールねじ５２ｂ及びモータ５２ｃの組み合わせを備える場合を例示したが、本発明のスライド駆動部はこの構成のみに限定されない。本体５３ａの位置を移動させられる機構であればよく、例えばピニオンラック機構など、その他の駆動機構をスライド駆動部として採用してもよい。
同様に、本実施形態では、台車５２ｄに前記ボールベアリングを備える構成としたが、この構成のみに限られない。前記ボールベアリングの代わりに複数の車輪を台車５２ｄに備え、各レール５２ａのガイドを受けながら台車５２ｄを＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に沿って直線的に走行させてもよい。

産業用ロボット５３は、本体（アーム基部）５３ａと、アーム部５３ｅとを備える。アーム部５３ｅは、アーム５３ｂと、ハンド５３ｃとを備える。アーム部５３ｅのアーム５３ｂ及びハンド５３ｃの駆動制御は、後述の制御部６０からの指示を受けて行われる。
本体５３ａは、台車５２ｄ上に対して一体に固定されている。
アーム５３ｂは、単関節または複数関節を有し、この関節において屈曲することで、ハンド５３ｃを第４の位置Ｄにおいて三次元方向に移動させることができる。本実施形態のアーム５３ｂは、一般的な長さを有する汎用品を用いることができる。アーム５３ｂの基端には、旋回軸ＳＡが備えられている。この旋回軸ＳＡが本体５３ａに接続されることで、アーム５３ｂが本体５３ａに軸支される。また、本体５３ａには、旋回軸ＳＡをその中心軸線回りに回転駆動する旋回駆動部（不図示）が備えられている。また旋回軸ＳＡを回転させる前記旋回駆動部（不図示）は、旋回軸ＳＡ自体に内蔵されていてもよいし、あるいは、この旋回軸ＳＡが接続される本体５３ａに設けられていてもよい。また、アーム部５３ｅの各アーム間の関節箇所には、この関節を支点とする各アームの動きを駆動する駆動源（不図示）が内蔵されている。同様に、アーム５３ｂとハンド５３ｃとの接続箇所にも、アーム５３ｂに対するハンド５３ｃの相対的動作を駆動する駆動源（不図示）が内蔵されている。
ハンド５３ｃは、被加工材Ｐｍの先端部近傍にある把持部ｇを挟んで把持する。把持部ｇの位置は、被加工材Ｐｍの先端部近傍にあってハンド５３ｃにより把持される部分の、中心軸線上の位置である。なお、ハンド５３ｃは、被加工材Ｐｍをその外方より把持する構成のみに限らず、その他の保持機構を採用してもよい。例えば、ハンド５３ｃとして複数本の爪（不図示）を備え、これら爪を被加工材Ｐｍの開口端内に挿入後に開いて内方より保持する構成を採用してもよい。

（６）制御部６０
制御部６０は、送り部１０、支持部２０、加熱部３０、冷却部４０、曲げ力付与部５０、の各部動作を統合的に制御する。この制御部６０からの指示を受けて各部動作が制御されることにより、後述の曲げ加工方法が行われる。例えば、制御部６０から産業用ロボット５３と第１のスライド機構５２に対して駆動制御用の信号を送ることで、アーム部５３ｅ（アーム５３ｂ及びハンド５３ｃ）と本体５３ａを載せている台車５２ｄの動きを制御する。

以上説明のように、本実施形態の曲げ加工装置は、一方向に長い金属製の被加工材Ｐｍをその送り方向（＋Ｘ方向）に沿って送る送り部１０と；被加工材Ｐｍを、送り部１０よりも下流位置で支持する支持部２０と；被加工材Ｐｍを、支持部２０よりも下流位置で部分的に加熱する加熱部３０と；被加工材Ｐｍを、加熱部３０よりも下流位置で冷却する冷却部４０と；被加工材Ｐｍを、冷却部４０よりも下流位置で把持して曲げ力を付与する曲げ力付与部５０と；を備える。
そして、曲げ力付与部５０が、被加工材Ｐｍを把持したまま把持位置（把持部ｇの位置）を三次元方向に移動させるアーム部５３ｅと；アーム部５３ｅの基端にある旋回軸ＳＡが接続され、旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿って移動するようにスライドする本体５３ａ（アーム基部）と；旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿って移動するように、本体５３ａをスライドさせる第１のスライド機構５２と、を有する。

そして、本実施形態では、図１に示す平面視で、支持部２０の位置（第１の位置Ａ）における被加工材Ｐｍの送り方向に沿った軸線の延長線ＥＸと、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲとが、互いに平行をなしている。このように平行に配置することで、斜めに配置する場合に比べてＹ軸方向への移動ロスが減るので、Ｘ軸方向に沿ったアーム５３ｂによるハンド５３ｃの移動ストロークを最大限に利用できる。ただし、左右作り分けのように複数形状の部品を作り分ける必要がない場合は、製品形状に合わせて、平面視で平行ではなく斜めにしてもよい。一方、左右作り分けが必要である場合は、後述の第４実施形態で説明するように、ＸＹ平面上で回転させる（Ｚ軸回りに回転させる）ことも有効である。この場合、Ｚ軸回りの回転は、図示されないモータ及びギヤの組み合わせによる電動としてもよいし、あるいは、図示されないハンドル及びギヤの組み合わせによる手動としてもよい。

［曲げ加工方法］
上記構成を有する曲げ加工装置を用いた曲げ加工方法について、以下に説明する。
図１において、まず始めに、被加工材Ｐｍを、送り部１０によりその長手方向へ相対的に送りながら、第１の位置Ａに配置された支持部２０と、第４の位置Ｄに配置されたハンド５３ｃとにより支持する。なお、この時点の被加工材Ｐｍは曲げ部のない真っ直ぐな形状となっている。

このように被加工材Ｐｍを支持した後、第２の位置Ｂにおいて、送られてくる被加工材Ｐｍを加熱部３０によって部分的に急速加熱する。この時の被加工材Ｐｍの加熱温度は、鋼を素材とした場合には、被加工材Ｐｍを構成する鋼のＡｃ３点以上とすることが望ましい。Ａｃ３点以上とすることにより、加熱に続いて行われる冷却時の冷却速度を適宜設定することによって被加工材Ｐｍを焼入れすることができる。しかも、被加工材Ｐｍの変形抵抗を、部分的な曲げを加えられる程度に低下させることができる。

続いて、第３の位置Ｃにおいて、冷却部４０のノズルから冷却媒体を被加工材Ｐｍへ向けて噴射する。これにより、被加工材Ｐｍのうち加熱された部分を冷却する。被加工材Ｐｍの鋼種にもよるが、この冷却時の冷却速度を１００℃／秒以上とすることにより、曲げ部Ｐｂに焼入れを行ってその強度を高めることができる。
この冷却によって、被加工材Ｐｍに、加熱部３０により加熱された第１の部分と、冷却部４０により冷却された第２の部分とが形成される。被加工材Ｐｍの第１の部分と第２の部分との間は、高温状態にあってその変形抵抗が大幅に低下する。

第４の位置Ｄでは、被加工材Ｐｍの送りに同期して、＋Ｘ方向に向かって同じ送り速度で台車５２ｄを一対のレール５２ａ上において走行させる。この時の台車５２ｄの送り速度及び送り量は、モータ５２ｃの回転速度及び回転量を制御部６０が制御することによって調整できる。
被加工材Ｐｍを曲げずに真っ直ぐ送る場合は、把持部ｇを把持するハンド５３ｃも、平面視で延長線ＥＸに沿って移動する。この時のハンド５３ｃは、台車５２ｄと同じ送り速度及び送り量で＋Ｘ方向に移動する。なお、本体５３ａ及び旋回軸ＳＡは、台車５２ｄに対して固定されたものであるから、台車５２ｄの動きは、本体５３ａ及び旋回軸ＳＡの動きと同じである。また、ここでは、後述の「協調制御」をしない場合について説明しているが、図５等を用いて後述するように、必要に応じて協調制御を行ってもよい。
被加工材Ｐｍは、その把持部ｇがハンド５３ｃで把持されているため、Ｚ軸方向における撓みを生じることがない。また、被加工材Ｐｍが長尺で自重により撓みを生じやすい場合には、ハンド５３ｃのＺ軸方向の位置を制御することにより、撓みによる正規形状からのずれを補正できる。また、中空素材Ｐｍの造管時の残留応力や反り、その他の要因により発生しうるＹ軸方向およびＺ軸方向の正規形状からのずれについても同様に補正できる。ここで、正規形状とは、曲げ加工部品において設計形状に対し許容される公差を含めた形状を意味する。

一方、被加工材Ｐｍに曲げ力を付与する場合は、アーム５３ｂを旋回及び屈曲させることにより、被加工材Ｐｍの送りに同期しながらハンド５３ｃの把持部ｇの位置を三次元方向に変更させる。これにより、図１に示すように、被加工材Ｐｍのうちで変形抵抗が大幅に低下した部分が曲がって曲げ部Ｒが形成される。
把持部ｇの位置を＋Ｙ方向に移動させた場合には、被加工材Ｐｍに対し＋Ｙ方向に曲がる曲げ部Ｒが形成される。把持部ｇの位置を－Ｙ方向に移動させた場合には、被加工材Ｐｍに対し－Ｙ方向に曲がる曲げ部Ｒが形成される。把持部ｇの位置を＋Ｚ方向に移動させた場合には、被加工材Ｐｍに対し＋Ｚ方向に曲がる曲げ部Ｒが形成される。把持部ｇの位置を－Ｚ方向に移動させた場合には、被加工材Ｐｍに対し－Ｚ方向に曲がる曲げ部Ｒが形成される。

被加工材Ｐｍに曲げを加える場合及び加えない場合の双方において、被加工材Ｐｍが部分加熱及び冷却によって変態膨張する場合は、その伸び代を、台車５２ｄの送り速度と、ハンド５３ｃによって被加工材Ｐｍの把持部ｇに付与される速度との合成成分の速度を、被加工材Ｐｍの送り速度よりも速くすることで、吸収することもできる。その他、台車５２ｄの送り速度を被加工材Ｐｍの送り速度よりも遅くした場合は、被加工材Ｐｍの加熱部に対して圧縮を加えることもできる。逆に、台車５２ｄの送り速度を被加工材Ｐｍの送り速度よりも速くした場合は、被加工材Ｐｍの加熱部に対して引っ張りを加えることもできる。
以上説明のように、本実施形態の曲げ加工装置を用いた曲げ加工方法によれば、被加工材Ｐｍに多様な曲げ部Ｒを連続的あるいは断続的に形成して曲げ加工部品を製造することができる。加えて、上述のように被加工材Ｐｍの自重による正規形状からのＺ方向のずれも補正可能としている。

以上説明のように、本実施形態の曲げ加工方法は、一方向に長い金属製の被加工材Ｐｍをその送り方向（＋Ｘ方向）に沿って送る送り工程と；被加工材Ｐｍを、第１の位置Ａで支持する支持工程と；被加工材Ｐｍを、第１の位置Ａよりも下流の第２の位置Ｂで部分的に加熱する加熱工程と；被加工材Ｐｍを、第２の位置Ｂよりも下流の第３の位置Ｃで冷却する冷却工程と；被加工材Ｐｍを、第３の位置Ｃよりも下流の第４の位置Ｄでアーム部５３ｅにより把持し、アーム部５３ｅによる把持位置を、少なくとも送り方向を含む三次元方向に移動させる曲げ力付与工程と；を有する。そして、前記曲げ力付与工程が、アーム部５３ｅの基端にある旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿ってスライドするように、旋回軸ＳＡが接続された本体５３ａ（アーム基部）をスライドさせるアーム部移動工程を有する。
さらに、このアーム部移動工程では、第１の位置Ａにおける被加工材Ｐｍの送り方向に沿った軸線ＣＬの延長線ＥＸと、アーム５３ｂの旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲとが、平面視で平行かつ、延長線ＥＸから＋Ｙ方向に寸法ｓｈだけシフトしている。

上記本実施形態の構成及び方法に対し、従来は、図１に二点鎖線で示すように、床面上の定位置に固定された産業用ロボット７０で曲げ加工を行っていた。産業用ロボット７０は、平面視で被加工材Ｐｍの側方に離れた位置に据え付けられており、その本体７３ａが定位置に固定されている。そして、この本体７３ａから把持部ｇに向かって多関節のアーム７３ｂが延在しており、その先端にハンド７３cが接続されている。ハンド７３cにより、被加工材Ｐｍの把持部ｇを把持する。

この従来構造の場合は、被加工材Ｐｍの＋Ｘ方向に沿った送りに同期してアーム７３ｂを旋回及び伸展あるいは屈曲させながら把持部ｇを支え続けるため、従来よりも長尺（２０００ｍｍ超かつ３５００ｍｍ以下。例えば３０００ｍｍ）の被加工材Ｐｍを曲げ加工するためには、図１に示すように極めて長い全長を持つアーム７３ｂが必要となる。このような長いアーム７３ｂを備える産業用ロボット７０は高価であるため、設備建造コストの増大を招く。

Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のうち、把持部ｇの移動量としてはＸ軸方向の移動量が圧倒的に大きい。そこで、本実施形態の曲げ加工装置では、Ｘ軸方向の移動量を台車５２ｄのスライド動作によって行わせている。そのため、アーム５３ｂの全長を長くする必要がなく、汎用の産業用ロボット５３を利用できる。よって、設備建造コストを抑えられるので、曲げ加工部品を低コストに製造することが可能になる。
しかも、曲げ力付与部５０は、そのアーム５３ｂ及びハンド５３ｃのＸ軸方向に沿った移動量が大きくとれるため、この産業用ロボット５３によって図示されない払い下げ場所に、製造後の曲げ加工部品を払い下げることも可能になる。

また、本実施形態では、図１に示す平面視において、第１の移動直線軌跡ＴＲが延長線ＥＸに対して「平行」かつ「シフト」するように曲げ力付与部５０を配置している。そして、第１の移動直線軌跡ＴＲを「平行」とすることにより、第１の移動直線軌跡ＴＲの長さを最大限に生かせるので、短いアーム５３ｂを持つ汎用の産業用ロボット５３を採用できる。よって、設備建造コストを下げることができる。加えて、第１の移動直線軌跡ＴＲを「平行」とすることにより、延長線ＥＸ及び第１の移動直線軌跡ＴＲ間の相対位置を一定に保てるので、曲げ力を付与する際の制御が容易になる。

さらに、上記「平行」に加えて「シフト」を組み合わせたことにより、より安価で汎用性のある産業用ロボット５３を採用できる。よって、設備建造コストをさらに下げることが可能になる。加えて、アーム５３ｂの動きを単純にすることもできる。

延長線ＥＸと移動直線軌道ＴＲの間の相対位置関係と協調制御有無との組み合わせのバリエーションとして、例えば、図５に示すＣＡＳＥ１～６が考えられる。なお、これらＣＡＳＥ１～６は、被加工材Ｐｍを単円弧の形状に曲げ加工する場合の例示であるが、被加工材Ｐｍを単円弧以外の形状に曲げ加工する場合を除外するものではない。
協調制御の有無は、ハンド５３ｃに、移動直線軌道ＴＲ方向の動きを行わせるか否かである。より正確には、アーム５３ｂの動きによって、ハンド５３ｃに、本体５３ａ（アーム基部）に対する移動直線軌道ＴＲ方向の相対的な動きを行わせるか否かである。

ここで、先に図５の各符号について説明する。符号ｄは、アーム５３ｂを最も短く折り畳んだときの、平面視における把持部ｇの位置から旋回軸ＳＡまでの直線距離を示す。また、符号ｄ’は、先端ａ及び後端ｂを有する曲がり部品を作るのに必要な、平面視における把持部ｇの位置から旋回軸ＳＡまでの直線距離を示す。このときのアーム５３ｂは、その２本のアーム部品間の関節（図６の関節ｅ）における開き角度を１８０°に広げた状態となる。把持部ｇの位置から旋回軸ＳＡまでの直線距離ｄ、ｄ’は、アーム５３ｂの基端にある旋回軸ＳＡの中心からハンド５３ｃによる把持部ｇの位置までの間の長さを意味する。ここで言う「ハンド５３ｃによる把持部ｇの位置」とは、ハンド５３ｃにより把持される被加工材Ｐｍの把持部ｇの位置（点）に重なる、ハンド５３ｃ内の位置（点）である。

図５に示す直線距離ｄ、ｄ’と、アーム部５３ｅの動きとの関係について補足説明しておく。
図１に示す産業用ロボット５３では、ハンド５３ｃの向きを、アーム５３ｂとの取付位置に対してＺ軸回りに回転させることができる。つまり、アーム５３ｂの屈曲動作や旋回動作とは別に、ハンド５３ｃの向きも変えることができる。そのため、旋回軸ＳＡから把持部ｇの位置までの直線距離ｄ、ｄ’は、アーム５３ｂの屈曲状態と、ハンド５３ｃの向きと、によって決まる。例えば、アーム５３ｂをＸＹ平面（水平面）に沿って直線的に伸展させた状態では、旋回軸ＳＡから把持部ｇの位置までの直線距離ｄは、ハンド５３ｃの向きをアーム５３ｂと同じ伸展方向に向けた場合よりも、ハンド５３ｃの向きを前記伸展方向に対して傾けた場合の方が短くなる。また、ハンド５３ｃを平面視でアーム５３ｂの先端に鉛直下方を向けて取り付けた場合、旋回軸ＳＡから把持部ｇの位置までの直線距離ｄを、アーム５３ｂの全長に略等しくすることもできる。これら説明は、直線距離ｄ’についても同様である。
以上説明のように、図５に示す直線距離ｄ、ｄ’は、アーム５３ｂの屈曲状態と、ハンド５３ｃの向きと、の組み合わせをもって適宜実現される。

ＣＡＳＥ１～６のうち、ＣＡＳＥ１，３，５は、協調制御を行わない場合、すなわちアーム部５３ｅに移動直線軌道ＴＲ方向の動きを行わせない場合を示す。また、ＣＡＳＥ２，４，６は、協調制御を行う場合、すなわちアーム部５３ｅに移動直線軌道ＴＲ方向の動きを行わせる場合を示す。
これらＣＡＳＥ１～６のうち、本実施形態は、ＣＡＳＥ１，２に該当する。ここで、旋回軸ＳＡの移動と、アーム５３ｂによるハンド５３ｃの旋回軸ＳＡに対する相対的な動きとを、１つの動きに組み合わせる。これにより、ハンド５３ｃを、第４の位置Ｄにおいて三次元方向に移動させるが、本実施形態の場合で言うと、旋回軸ＳＡのＸ軸方向の移動の一部を、アーム部５３ｅのハンド５３ｃ及びアーム５３ｂにも分担させる。すなわち、アーム５３ｂによるハンド５３ｃの旋回軸ＳＡに対する相対的な動きとして、移動直線軌道ＴＲ方向（ここではＸ軸方向）と直交する方向（ここではＹ，Ｚ軸方向）に加え、Ｘ軸方向の動きもさせる。このようにして、ハンド５３ｃを第４の位置Ｄにおいて三次元方向に移動させることを、協調制御と言う。一方、アーム５３ｂによるハンド５３ｃの旋回軸ＳＡに対する相対的な動きに、Ｘ軸方向と直交する方向（ここではＹ，Ｚ軸方向）の動きをさせてＸ軸方向の動きを分担させないことを、協調制御を行わないと言う。
以降のＣＡＳＥ１～６の説明では、曲げ加工を、水平面上で、移動直線軌道ＴＲ方向（Ｘ軸方向)と直交する方向（Ｙ軸方向）に行うものとして説明することとする。
協調制御を行うと、アーム５３ｂの長さを長くすることなく、移動直線軌道ＴＲの長さも短くできるので好ましい。

協調制御を行わないＣＡＳＥ１では、シフト量ｓｈを、平面視での曲がり部品のＹ軸方向の曲がり量と、アーム５３ｂを平面視で最も短く折りたたんだときの前記直線距離ｄとの和の値とすることが好ましい。すなわち、シフト量ｓｈを、加工開始段階での前記直線距離ｄ’に等しくすることが好ましい。そして、加工終了段階では、アーム５３ｂを平面視で最も短く折りたたむことで前記直線距離ｄに近付けることが好ましい。それによりコンパクトな設備構成とすることができる。この場合、台車５２ｄは、従来の装置構成で産業用ロボット７０が担っていたＸ軸方向の動きを、産業用ロボット７０に代わって担うこととなる。

一方で、ＣＡＳＥ２に示すように、Ｘ軸方向の動きをアーム５３ｂにも分担させる協調制御を行うこともできる。この協調制御により、産業用ロボット５３のアーム５３ｂの長さを協調制御しない場合に比べて長くすることなく、第１の移動直線軌跡ＴＲの長さを短くすることも可能である。ＣＡＳＥ２に示すように、シフト量ｓｈを、平面視での曲がり部品のＹ軸方向の曲がり量と同じ長さとすることが好ましい。すなわち、シフト量ｓｈを、加工開始段階での前記直線距離ｄ’に等しくすることが好ましい。一方、曲げ加工途中では、アーム５３ｂを平面視で最も短く折りたたむことで前記直線距離ｄに近付けることが好ましい。そして、加工終了段階では、アーム５３ｂを平面視で最も長く伸展させることで前記直線距離ｄ’を得てかつ、ハンド５３ｃが第１の移動直線軌跡ＴＲの延長線上に位置するようにすることが好ましい。
ＣＡＳＥ１とＣＡＳＥ２を対比した場合、アーム５３ｂを伸ばしたときの前記直線距離ｄ’も、ＣＡＳＥ２の方がＣＡＳＥ１よりも短くできる。

協調制御を行う場合、本体５３ａを載せている台車５２ｄとアーム５３ｂとハンド５３ｃの各動作制御が複雑になるが、製造する曲がり部品の長さや曲がり具合によっては、トータルでの設備建造コストを低減できる場合もある。
ＣＡＳＥ１とＣＡＳＥ２では、産業用ロボット５３のアーム部５３ｅの長さが短い条件での例を示したが、産業用ロボット５３のアーム部５３ｅの長さに余裕がある場合には、協調制御により第１の移動直線軌跡ＴＲの長さをさらに短くすることもできる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態を、図２を用いて以下に説明する。
本実施形態は、上記第１実施形態で説明した構成に対し、曲げ力付与部の配置のみを変更している。よって、以下の説明においては、曲げ力付与部１５０以外の構成は上記第１実施形態の構成と同じであるとして重複説明を省略する。

［曲げ加工装置］
曲げ力付与部１５０は、被加工材Ｐｍの送り方向に沿った第３の位置Ｃよりも下流にある第４の位置Ｄに配置される。曲げ力付与部１５０は、被加工材Ｐｍの把持位置を二次元方向または三次元方向に移動させる。これにより、曲げ力付与部１５０は、被加工材Ｐｍに曲げ力を付与する。
曲げ力付与部１５０は、架台１５１と、第１のスライド機構１５２と、産業用ロボット１５３とを備える。
架台１５１は、第４の位置Ｄに固定配置されている。架台１５１はＸ軸方向に長く、後述する第１の移動直線軌跡ＴＲが、平面視で、第１の位置Ａにおける被加工材Ｐｍの軸線ＣＬの延長線ＥＸと一致するように配置されている。

第１のスライド機構１５２は、一対のレール１５２ａと、１本のボールねじ１５２ｂと、モータ１５２ｃと、台車１５２ｄとを備える。
一対のレール１５２ａは、架台１５１の上面に、Ｘ軸方向に沿って互いに平行に敷設されている。これらレール１５２ａの高さは、Ｘ軸方向の各位置において同じである。これらレール１５２ａは、図２に示す平面視において、前記延長線ＥＸに平行かつ延長線ＥＸを間に挟んで配置されている。そして、一方のレール１５２ａと延長線ＥＸとの間の間隔は、他方のレール１５２ａと延長線ＥＸとの間の間隔に等しい。ここで、平面視して、一対のレール１５２ａに平行であり、後述するアーム部１５３ｅのアーム１５３ｂの基端にある旋回軸ＳＡの中心が通る仮想直線上で、旋回軸ＳＡの中心がスライドする範囲の軌跡をもって、第１の移動直線軌跡ＴＲとする。

ここで、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲについて補足説明する。
後述する本体（アーム基部）１５３ａを移動させる装置構成として、例えば本実施形態のように２本の互いに平行なレール１５２ａを採用した場合は、平面視して、これら２本のレール１５２ａに平行であり、旋回軸ＳＡの中心が通る仮想直線上で、旋回軸ＳＡの中心がスライドする範囲の軌跡をもって、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲとする。
または、本体１５３ａを移動させる装置構成として１本または３本以上の直線レールを採用した場合（不図示）は、平面視して、旋回軸ＳＡの中心が通る仮想直線上で、旋回軸ＳＡの中心がスライドする範囲の軌跡をもって、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲとする。

なお、旋回軸ＳＡがスライドする範囲とは、被加工材Ｐｍから製品を形成するために必要となる、前記仮想直線上における旋回軸ＳＡの移動範囲である。旋回軸ＳＡは、本体１５３ａに接続されて一体をなしてスライドするものであるので、旋回軸ＳＡがスライドする範囲は、本体１５３ａのスライド範囲と同じである。よって、旋回軸ＳＡと本体１５３ａは、第１の移動直線軌跡ＴＲを共有する関係にある。図２の場合、第１の移動直線軌跡ＴＲは、一端ＴＲａ及び他端ＴＲｂ間を結ぶ直線に沿って移動する旋回軸ＳＡの軌跡であり、ボールねじ１５２ｂの長さ及び一対のレール１５２ａの長さよりも短い。

図２では、旋回軸ＳＡの移動範囲である仮想直線上の第１の移動直線軌跡ＴＲは、平面視して、一対のレール１５２ａの長手方向の各位置における最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置に一致する。この場合、産業用ロボット１５３の重心バランスが安定化しやすいため、好ましい。産業用ロボット１５３の重心は、本体１５３ａとアーム部１５３ｅを含む重量を考慮する必要があるが、アーム部１５３ｅは本体１５３ａに比べて重量が小さいため、重心の位置が旋回軸ＳＡの中心の位置に一致すると考えて差支えないからである。第１の移動直線軌跡ＴＲは、最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置や、第１の移動直線軌跡ＴＲと一致しなくともよい。アーム部１５３ｅが比較的長い産業用ロボット１５３を採用した場合は、産業用ロボット１５３全体としての重心バランスを考慮する。すなわち、第１の移動直線軌跡ＴＲを、最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置からオフセットさせても良い。

また、図２では、ボールねじ１５２ｂの軸線についても、平面視して、一対のレール１５２ａの長手方向の各位置における最も外側に位置する２本のレール１５２ａ間の中央位置に位置し、仮想直線ＣＬ１上の第１の移動直線軌跡ＴＲと一致する。この構成を採用することにより、ボールねじ１５２ｂに過度の力が掛からないようにできるため好ましい。ただし、ボールねじ１５２ｂの軸線は、最も外側に位置する２本のレール１５２ａ間の中央位置や、仮想直線ＣＬ１上の第１の移動直線軌跡ＴＲと一致しなくともよい。

第１の移動直線軌跡ＴＲは、図２に示す平面視においては延長線ＥＸと一致している。なお、ここで言う「一致」は、平面視において、曲げ加工装置の各構成機器の配置精度及び動作精度による多少のずれを許容するものであり、厳密に一致する場合のみに限定解釈されるものではない。

ボールねじ１５２ｂは、架台１５１の上面にＸ軸方向に沿って敷設されている。ボールねじ１５２ｂの高さは、Ｘ軸方向の各位置において同じである。ボールねじ１５２ｂは、図２に示す平面視において、延長線ＥＸと一致している。よって、ボールねじ１５２ｂは、一対のレール１５２ａ間の位置に、これらレール１５２ａと平行に配置されている。ボールねじ１５２ｂは、第３の位置Ｃに近い一端部と、第３の位置Ｃから遠い他端部との２点において、回転自在に軸支されている。
モータ１５２ｃは、架台１５１の上面に対して固定されている。また、モータ１５２ｃは、ボールねじ１５２ｂの前記他端に対して同軸に接続されており、ボールねじ１５２ｂを正回転または逆回転させる。モータ１５２ｃは、サーボモータであり、その回転量及び回転速度を、制御部６０からの指示を受けて制御できる。

台車１５２ｄは、その下面に不図示のボールベアリングを複数備えている。これらボールベアリングは、各レール１５２ａのガイドを受けながら、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に沿って直線的に走行可能である。よって、台車１５２ｄは、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に沿って走行可能である。台車１５２ｄの幅方向中央位置には、Ｘ軸方向に沿った軸心を持つ雌ねじ（不図示）が形成されている。この雌ねじには、ボールねじ１５２ｂが挿通した状態で螺合している。したがって、モータ１５２ｃを正回転させると台車１５２ｄが＋Ｘ方向に向かって移動し、モータ１５２ｃを逆回転させると台車１５２ｄが－Ｘ方向に向かって移動する。この移動の際、台車１５２ｄは、一対のレール１５２ａによるガイドを受けて直線状に往復動することができる。また、モータ１５２ｃの回転量を制御することにより、台車１５２ｄの移動距離も任意に制御できる。よって、モータ１５２ｃ及びボールねじ１５２ｂの組み合わせを、スライド駆動部が備える。

なお、本実施形態では、旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿って移動するように本体（アーム基部）１５３ａを第１の移動直線軌跡ＴＲに沿ってスライドさせるスライド駆動部として、ボールねじ１５２ｂ及びモータ１５２ｃの組み合わせを備える場合を例示したが、本発明のスライド駆動部はこの構成のみに限定されない。本体１５３ａの位置を移動させられる機構であればよく、例えばピニオンラック機構など、その他の駆動機構をスライド駆動部として採用してもよい。
同様に、本実施形態では、台車１５２ｄに前記ボールベアリングを備える構成としたが、この構成のみに限られない。前記ボールベアリングの代わりに複数の車輪を台車１５２ｄに備え、各レール１５２ａのガイドを受けながら台車１５２ｄを＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に沿って直線的に走行させてもよい。

産業用ロボット１５３は、本体１５３ａと、アーム部１５３ｅを備える。アーム部１５３ｅは、アーム１５３ｂと、ハンド１５３ｃとを備える。アーム部１５３ｅのアーム１５３ｂ及びハンド１５３ｃの駆動制御は、制御部６０からの指示により行われる。
本体１５３ａは、台車１５２ｄ上に対して一体に固定されている。
アーム１５３ｂは、単関節または複数関節を有し、この関節において屈曲することで、ハンド１５３ｃを第４の位置Ｄにおいて三次元方向に移動させることができる。本実施形態のアーム１５３ｂは、一般的な長さを有する汎用品を用いることができる。
ハンド１５３ｃは、被加工材Ｐｍの先端部近傍にある把持部ｇを挟んで把持する。なお、ハンド１５３ｃは、被加工材Ｐｍをその外方より把持する構成のみに限らず、その他の保持機構を採用してもよい。例えば、ハンド１５３ｃとして複数本の爪（不図示）を備え、これら爪を被加工材Ｐｍの開口端内に挿入後に開いて内方より保持する構成を採用してもよい。

以上説明のように、本実施形態の曲げ加工装置は、一方向に長い金属製の被加工材Ｐｍをその送り方向（＋Ｘ方向）に沿って送る送り部１０と；被加工材Ｐｍを、送り部１０よりも下流位置で支持する支持部２０と；被加工材Ｐｍを、支持部２０よりも下流位置で部分的に加熱する加熱部３０と；被加工材Ｐｍを、加熱部３０よりも下流位置で冷却する冷却部４０と；被加工材Ｐｍを、冷却部４０よりも下流位置で把持して曲げ力を付与する曲げ力付与部１５０と；を備える。そして、曲げ力付与部１５０が、被加工材Ｐｍを把持したまま把持位置（把持部ｇの位置）を三次元方向に移動させるアーム部１５３ｅと；アーム部１５３ｅの基端にある旋回軸ＳＡが接続され、旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿って移動するようにスライドする本体１５３ａ（アーム基部）と；旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿って移動するように、本体１５３ａをスライドさせる第１のスライド機構１５２と；を有する。
そして、本実施形態では、図２に示す平面視で、支持部２０の位置（第１の位置Ａ）における被加工材Ｐｍの送り方向に沿った軸線を延長させた延長線ＥＸと、本体１５３ａ（アーム基部）の第１の移動直線軌跡ＴＲとが重なってかつ平行をなしている。

［曲げ加工方法］
上記構成を有する曲げ加工装置を用いた曲げ加工方法について、以下に説明する。
図２において、まず始めに、被加工材Ｐｍを、送り部１０によりその長手方向へ相対的に送りながら、第１の位置Ａに配置された支持部２０と、第４の位置Ｄに配置されたハンド１５３ｃとにより支持する。なお、この時点の被加工材Ｐｍは曲げ部のない真っ直ぐな形状となっている。

第４の位置Ｄでは、被加工材Ｐｍの送りに同期して、＋Ｘ方向に向かって同じ送り速度で台車１５２ｄを一対のレール１５２ａ上において走行させる。この時の台車１５２ｄの送り速度及び送り量は、モータ１５２ｃの回転速度及び回転量を制御することによって調整できる。
被加工材Ｐｍを曲げずに真っ直ぐ送る場合は、把持部ｇを把持するハンド１５３ｃも、平面視で延長線ＥＸに沿って移動する。この時のハンド１５３ｃは、台車１５２ｄと同じ送り速度及び送り量で＋Ｘ方向に移動する。被加工材Ｐｍは、その把持部ｇがハンド１５３ｃで把持されているため、Ｚ軸方向における撓みを生じることがない。また、被加工材Ｐｍが長尺で自重により撓みを生じやすい場合には、ハンド１５３ｃのＺ軸方向の位置を制御することにより、撓みによる正規形状からのずれを補正できる。また、中空素材Ｐｍの造管時の残留応力や反り、その他の要因により発生しうるＹ軸方向およびＺ軸方向の正規形状からのずれについても同様に補正できる。

一方、被加工材Ｐｍに曲げを加える場合は、アーム１５３ｂを旋回及び屈曲させることにより、被加工材Ｐｍの送りに同期しながら把持部ｇの位置を三次元方向に変更させる。これにより、図２に示すように、被加工材Ｐｍのうちで変形抵抗が大幅に低下した部分が曲がって曲げ部Ｒが形成される。
把持部ｇの位置を＋Ｙ方向に移動させた場合には、被加工材Ｐｍに対し＋Ｙ方向に曲がる曲げ部Ｒが形成される。把持部ｇの位置を－Ｙ方向に移動させた場合には、被加工材Ｐｍに対し－Ｙ方向に曲がる曲げ部Ｒが形成される。把持部ｇの位置を＋Ｚ方向に移動させた場合には、被加工材Ｐｍに対し＋Ｚ方向に曲がる曲げ部Ｒが形成される。把持部ｇの位置を－Ｚ方向に移動させた場合には、被加工材Ｐｍに対し－Ｚ方向に曲がる曲げ部Ｒが形成される。

被加工材Ｐｍに曲げを加える場合及び加えない場合の双方において、被加工材Ｐｍが部分加熱及び冷却によって変態膨張する場合には、その伸び代を、台車１５２ｄの送り速度と、ハンド１５３ｃによって被加工材Ｐｍの把持部ｇに付与される速度との合成成分の速度を、被加工材Ｐｍの送り速度よりも速くすることで、吸収することもできる。その他、台車１５２ｄの送り速度を被加工材Ｐｍの送り速度よりも遅くした場合は、被加工材Ｐｍの加熱部に対して圧縮を加えることもできる。逆に、台車１５２ｄの送り速度を被加工材Ｐｍの送り速度よりも速くした場合は、被加工材Ｐｍの加熱部に対して引っ張りを加えることもできる。
以上説明のように、本実施形態の曲げ加工装置を用いた曲げ加工方法によれば、被加工材Ｐｍに多様な曲げ部Ｒを連続的あるいは断続的に形成して曲げ加工部品を製造することができる。

以上説明のように、本実施形態の曲げ加工方法は、一方向に長い金属製の被加工材Ｐｍをその送り方向（＋Ｘ方向）に沿って送る送り工程と；被加工材Ｐｍを、第１の位置Ａで支持する支持工程と；被加工材Ｐｍを、第１の位置Ａよりも下流の第２の位置Ｂで部分的に加熱する加熱工程と；被加工材Ｐｍを、第２の位置Ｂよりも下流の第３の位置Ｃで冷却する冷却工程と；被加工材Ｐｍを、第３の位置Ｃよりも下流の第４の位置Ｄでアーム部１５３ｅにより把持し、アーム部１５３ｅによる把持位置（把持部ｇの位置）を、少なくとも送り方向を含む三次元方向に移動させる曲げ力付与工程と；を有する。そして、前記曲げ力付与工程が、アーム部１５３ｅの基端にある旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿ってスライドするように、旋回軸ＳＡが接続された本体１５３ａ（アーム基部）をスライドさせるアーム部移動工程を有する。
さらに、このアーム部移動工程では、第１の位置Ａにおける被加工材Ｐｍの送り方向に沿った軸線ＣＬを延長させた延長線ＥＸと、アーム部１５３ｅの基部である本体１５３ａの第１の移動直線軌跡ＴＲとが、平面視で重なってかつ平行をなしている。

上記本実施形態の構成及び方法に対し、従来は、図２に二点鎖線で示すように、床面上の定位置に固定された前記産業用ロボット７０で曲げ加工を行っていた。
上記第１実施形態でも説明したように、この従来構造の場合は、被加工材Ｐｍの＋Ｘ方向に沿った送りに同期してアーム７３ｂを旋回及び屈曲させながら把持部ｇを支え続けるため、従来よりも長尺（２０００ｍｍ超かつ３５００ｍｍ以下。例えば３０００ｍｍ）の被加工材Ｐｍを曲げ加工するためには、図２に示すように極めて長い全長を持つアーム７３ｂが必要となる。このような長いアーム７３ｂを備える産業用ロボット７０は高価であるため、設備建造コストの増大を招く。

Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のうち、把持部ｇの移動量としてはＸ軸方向の移動量が圧倒的に大きい。そこで、本実施形態の曲げ加工装置では、Ｘ軸方向の移動量を台車１５２ｄのスライド動作によって行わせている。そのため、アーム部１５３ｅのアーム１５３ｂの全長を長くする必要がなく、汎用の産業用ロボット１５３を利用できる。よって、設備建造コストを抑えられるので、曲げ加工部品を低コストに製造することが可能になる。
しかも、曲げ力付与部１５０は、そのアーム部１５３ｅのアーム１５３ｂ及びハンド１５３ｃのＸ軸方向に沿った移動量が大きくとれるため、この産業用ロボット１５３によって図示されない払い下げ場所に、製造後の曲げ加工部品を払い下げることも可能になる。

さらに言うと、本実施形態では、平面視で第１の移動直線軌跡ＴＲが延長線ＥＸに重なるように、曲げ力付与部１５０を配置している。より具体的には、アーム部１５３ｅの基端にある旋回軸ＳＡの中心位置が、平面視で延長線ＥＸ上に重なるように位置している。被加工材Ｐｍの曲げは、主に前記中心軸線ＣＬを基準として、＋Ｙ方向、－Ｙ方向、＋Ｚ方向、－Ｚ方向に移動させることで行われる。そのため、本体１５３ａの位置を前記基準に予め近付けた位置に極力近付けた本実施形態の構成によれば、必要とされるアーム１５３ｂの長さを最短にできる。したがって、台車１５２ｄのＸ軸方向に沿った第１のスライド機構１５２に加えて、台車１５２ｄの位置を平面視で延長線ＥＸに重ねた配置とすることで、アーム１５３ｂの長さを最小限に抑えることができる。これにより、さらに設備建造コストを下げてより安価な曲げ加工部品を低コストに製造することが可能になる。

先に示した図５で言うと、本実施形態は、ＣＡＳＥ３，４に該当する。
ＣＡＳＥ３に示すように、協調制御を行わない場合、台車１５２ｄには、従来の装置構成で産業用ロボット７０が担っていたＸ軸方向の動きを産業用ロボット７０に代わって担わせることができる。
加工開始時には、ロボットアームの長さ、すなわちアーム部１５３ｅの長さを、アーム１５３ｂを平面視で見て最も短く折りたたんだときの長さとする。このとき、旋回軸ＳＡから把持部ｇの位置までの距離が、前記直線距離ｄとなる。そして、加工開始とともに、アーム１５３ｂによってハンド１５３ｃを本体１５３ａに対して第１の移動直線軌跡ＴＲと垂直な方向（＋Ｙ方向）に相対的に動かしていく。そして、加工終了段階で、旋回軸ＳＡから把持部ｇの位置までの距離が、前記直線距離ｄ’となるように、アーム部５３ｅの動きを制御する。

一方、ＣＡＳＥ４に示すように、協調制御を行う場合、Ｘ軸方向の動きを台車１５２ｄだけでなく、アーム部１５３ｅによるハンド１５３ｃの台車１５２ｄに対する相対的な動きとして分担させることができる。
加工開始時には、アーム部１５３ｅの長さを、アーム１５３ｂを平面視で見て最も短く折りたたんだときの長さとする。このとき、旋回軸ＳＡから把持部ｇの位置までの距離が、前記直線距離ｄとなる。そして、加工終了段階で、第１の移動直線軌跡ＴＲと垂直な方向における、旋回軸ＳＡから把持部ｇの位置までの距離が、前記直線距離ｄ’になるように制御する。すなわち、ハンド１５３ｃに本体１５３ａに対して－Ｘ方向の相対的な動きを分担させる。これにより、ＣＡＳＥ３よりもＣＡＳＥ４の方が、前記直線距離ｄ’を短くできる。この場合、協調制御は複雑になるものの、第１の移動直線軌跡ＴＲの長さを短くすることができるため、トータルでの設備建造コストを低減できる。
ＣＡＳＥ４とＣＡＳＥ５は、産業用ロボット１５３のアーム部１５３ｅの長さが短い条件での例を示したが、産業用ロボット１５３のアーム部１５３ｅの長さに余裕がある場合には、協調制御によれば第１の移動直線軌跡ＴＲの長さをさらに短くすることもできる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態を、図３を用いて以下に説明する。
本実施形態は、上記第１実施形態で説明した構成に対し、曲げ力付与部の構成および配置のみを変更している。よって、以下の説明においては、曲げ力付与部２５０以外の構成は上記第１実施形態の構成と同じであるとして重複説明を省略する。

［曲げ加工装置］
本実施形態の曲げ加工装置の曲げ力付与部２５０は、被加工材Ｐｍの送り方向に沿った第３の位置Ｃよりも下流にある第４の位置Ｄに配置される。曲げ力付与部２５０は、被加工材Ｐｍの把持位置を二次元方向または三次元方向に移動させる。これにより、曲げ力付与部２５０は、被加工材Ｐｍに曲げ力を付与する。
曲げ力付与部２５０は、基台２５４ｄと、第１のスライド機構２５２及び第２のスライド機構２５４と、産業用ロボット２５３とを備える。
架台２５１は、第４の位置Ｄにおいて＋Ｙ方向及び－Ｙ方向に移動自在に配置されている。架台２５１は、Ｘ軸方向に長く、その幅方向（Ｙ軸方向）中央位置を通る軸線が、平面視で、第１の位置Ａにおける被加工材Ｐｍの軸線ＣＬの延長線ＥＸに対して、一致、＋Ｙ方向にシフト、－Ｙ方向にシフト、の何れかに調整可能である。

第１のスライド機構２５２は、一対のレール２５２ａと、１本のボールねじ２５２ｂと、モータ２５２ｃと、台車２５２ｄとを備える。
一対のレール２５２ａは、架台２５１の上面に、Ｘ軸方向に沿って互いに平行に敷設されている。これらレール２５２ａの高さは、Ｘ軸方向の各位置において同じである。これらレール２５２ａは、図３に示す平面視において、前記延長線ＥＸに平行である。一対のレール２５２ａは、平面視で、延長線ＥＸに対して、一致、＋Ｙ方向にシフト、－Ｙ方向にシフト、の何れかに調整可能である。平面視して、一対のレール２５２ａに平行であり、後述するアーム部２５３ｅの基端にある旋回軸ＳＡの中心が通る仮想直線上で、旋回軸ＳＡの中心がスライドする範囲をもって、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲとする。

ここで、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲについて補足説明する。
後述する本体（アーム基部）２５３ａを移動させる装置構成として、例えば本実施形態のように２本の互いに平行なレール２５２ａを採用した場合は、平面視して、それら２本のレール２５２ａに平行であり、旋回軸ＳＡの中心が通る仮想直線上で、旋回軸ＳＡの中心がスライドする範囲の軌跡をもって、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲとする。
または、本体２５３ａを移動させる装置構成として１本または３本以上の直線レールを採用した場合（不図示）は、平面視して、これら１本または３本以上の直線レールに平行であり、旋回軸ＳＡの中心が通る仮想直線上で、旋回軸ＳＡの中心がスライドする範囲の軌跡をもって、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲとする。

なお、旋回軸ＳＡがスライドする範囲とは、被加工材Ｐｍから製品を形成するために必要となる、前記仮想直線もしくは前記中心軸線上における旋回軸ＳＡの移動範囲である。旋回軸ＳＡは、本体２５３ａに接続されて一体をなしてスライドするものであるので、旋回軸ＳＡがスライドする範囲は、本体２５３ａのスライド範囲と同じである。よって、旋回軸ＳＡと本体２５３ａは、第１の移動直線軌跡ＴＲを共有する関係にある。図３の場合、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲは、平面視でボールねじ２５２ｂの中心軸線上に重なる一端ＴＲａ及び他端ＴＲｂ間を結ぶ直線（線分）に沿って移動する旋回軸ＳＡの軌跡であり、ボールねじ２５２ｂの長さ及び一対のレール２５２ａの長さよりも短い。

図３では、旋回軸ＳＡの移動範囲である仮想直線上の第１の移動直線軌跡ＴＲは、平面視して、一対のレール２５２ａの長手方向の各位置における最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置に一致する。この場合、産業用ロボットの重心バランスが安定化しやすいため好ましい。産業用ロボットの重心は、本体（アーム基部）２５３ａとアーム部２５３ｅを含む重量を考慮する必要があるが、アーム部２５３ｅは本体２５３ａに比べて重量が小さいため、重心は旋回軸ＳＡの中心と考えて差支えないからである。第１の移動直線軌跡ＴＲは、最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置や、第１の移動直線軌跡ＴＲと一致しなくともよい。アーム部２５３ｅが比較的長い産業用ロボットの場合は、重心バランスを考慮して、第１の移動直線軌跡ＴＲを最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置からオフセットさせても良い。また、図２では、ボールねじ２５２ｂの軸線についても、平面視して、一対のレール２５２ａの長手方向の各位置における最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置に位置し、仮想直線ＣＬ１上の第１の移動直線軌跡ＴＲと一致する。この構成によればボールねじ２５２ｂに過度の力が掛からないようにできるため好ましい。ボールねじ２５２ｂの軸線は、最も外側に位置する２本のレール間隔の中央位置や、仮想直線ＣＬ１上の第１の移動直線軌跡ＴＲと一致しなくともよい。
第１の移動直線軌跡ＴＲは、図３の状態で延長線ＥＸと一致しているが、必要に応じて、＋Ｙ方向にシフトあるいは－Ｙ方向にシフトさせることが可能である。

ボールねじ２５２ｂは、架台２５１の上面にＸ軸方向に沿って敷設されている。ボールねじ２５２ｂの高さは、Ｘ軸方向の各位置において同じである。ボールねじ２５２ｂは、図３に示す平面視において、前記延長線ＥＸと平行に配置されている。よって、ボールねじ２５２ｂは、一対のレール２５２ａ間の位置に、これらレール２５２ａと平行に配置されている。ボールねじ２５２ｂは、前記第３の位置Ｃに近い一端部と、第３の位置Ｃから遠い他端部との２点において、回転自在に軸支されている。
モータ２５２ｃは、架台２５１の上面に対して固定されている。また、モータ２５２ｃは、ボールねじ２５２ｂの前記他端に対して同軸に接続されており、ボールねじ２５２ｂを正回転または逆回転させる。モータ２５２ｃは、サーボモータであり、その回転量を制御できる。

台車２５２ｄは、その下面に不図示のボールベアリングを複数備えている。これらボールベアリングは、各レール２５２ａのガイドを受けながら、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に沿って直線的に走行可能である。よって、台車２５２ｄは、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に沿って走行可能である。台車２５２ｄの幅方向中央位置には、Ｘ軸方向に沿った軸心を持つ雌ねじ（不図示）が形成されている。この雌ねじには、ボールねじ２５２ｂが挿通された状態で螺合している。したがって、モータ２５２ｃを正回転させると台車２５２ｄが＋Ｘ方向に向かって移動し、モータ２５２ｃを逆回転させると台車２５２ｄが－Ｘ方向に向かって移動する。この移動の際、台車２５２ｄは、一対のレール２５２ａによるガイドを受けて直線状に往復動できる。また、モータ２５２ｃの回転量を制御することにより、台車２５２ｄの移動距離も任意に制御できる。

第２のスライド機構２５４は、架台２５１と、一対のレール２５４ａと、１本のボールねじ２５４ｂと、モータ２５４ｃとを備える。
一対のレール２５４ａは、基台２５４ｄの上面に、Ｙ軸方向に沿って互いに平行に敷設されている。これらレール２５４ａの高さは、Ｙ軸方向の各位置において同じである。これらレール２５４ａは、図３に示す平面視において、前記延長線ＥＸに直交配置されている。

本体（アーム基部）２５３ａと共に架台２５１を移動させる装置構成として、例えば本実施形態のように２本の互いに平行なレール２５４ａを採用した場合は、平面視して、これら２本のレール２５４ａと平行であり、移動直線軌道ＴＲの中央位置（中点）が通る仮想直線上で、移動直線軌道ＴＲの中央位置がスライドする範囲の軌跡をもって、第２の移動直線軌跡ＴＲ１とする。
または、本体２５３ａと共に架台２５１を移動させる装置構成として１本または３本以上の直線レールを採用した場合（不図示）は、平面視して、これら１本または３本以上の直線レールと平行であり、移動直線軌道ＴＲの中央位置が通る仮想直線上で、移動直線軌道ＴＲの中央位置がスライドする範囲の軌跡をもって、第２の移動直線軌跡ＴＲ１とする。
ここで、第２の移動直線軌道ＴＲ１は、旋回軸ＳＡの中心を第１の移動直線軌跡ＴＲの中央位置（中点）に位置させた場合に、第２のスライド機構２５４によって第１の移動直線軌跡ＴＲがスライドする範囲の軌跡と一致する。

旋回軸ＳＡは、本体２５３ａに接続されて一体をなしてスライドするものであるので、旋回軸ＳＡがスライドする範囲は、本体２５３ａのスライド範囲と同じである。よって、旋回軸ＳＡの中心を第１の移動直線軌跡ＴＲの中央位置（中点）に位置させた場合、これら旋回軸ＳＡと本体２５３ａは、互いに、第２の移動直線軌跡ＴＲ１を共有する関係にある。第２の移動直線軌跡ＴＲ１は、図３に示すように、一端ＴＲ１ａ及び他端ＴＲ１ｂ間を結ぶ直線状の線分であり、ボールねじ２５４ｂの長さ及び一対のレール２５４ａの長さよりも短い。

ボールねじ２５４ｂは、基台２５４ｄの上面にＹ軸方向に沿って敷設されている。ボールねじ２５４ｂの高さは、Ｙ軸方向の各位置において同じである。ボールねじ２５４ｂは、図３に示す平面視において、前記延長線ＥＸに対して直交するように配置されている。ボールねじ２５４ｂは、一対のレール２５４ａ間の位置に、これらレール２５４ａと平行に配置されている。ボールねじ２５４ｂは、その両端の２点において、基台２５４ｄ上に、回転自在に軸支されている。
モータ２５４ｃは、基台２５４ｄの上面に対して固定されている。また、モータ２５４ｃは、ボールねじ２５４ｂの前記他端に対して同軸に接続されており、ボールねじ２５４ｂを正回転または逆回転させる。モータ２５４ｃは、サーボモータであり、その回転量及び回転速度を制御できる。

架台２５１は、その下面に不図示のボールベアリングを複数備えている。これらボールベアリングは、各レール２５４ａのガイドを受けながら、＋Ｙ方向及び－Ｙ方向に沿って直線的に走行可能である。よって、架台２５１は、＋Ｙ方向及び－Ｙ方向に沿って走行可能である。架台２５１には、Ｙ軸方向に沿った軸心を持つ雌ねじ（不図示）が形成されている。この雌ねじには、ボールねじ２５４ｂが挿通された状態で螺合している。したがって、モータ２５４ｃを正回転させると架台２５１が＋Ｙ方向に向かって移動し、モータ２５４ｃを逆回転させると架台２５１が－Ｙ方向に向かって移動する。この移動の際、架台２５１ｄは、一対のレール２５４ａによるガイドを受けて直線状に往復動することができる。また、モータ２５４ｃの回転量を、制御部６０からの指示を受けて制御することにより、架台２５１の移動距離も任意に制御できる。

なお、上記構成の第２のスライド機構２５４において、ボールねじ２５４ｂ及びモータ２５４ｃの組み合わせからなるスライド駆動部を備える場合を例示したが、これに限らず、このスライド駆動部を備えなくてもよい。この場合、架台２５１の位置固定を解除した後に、手動で架台２５１をＹ軸方向に沿って移動させてもよい。
さらには、上記構成の第２のスライド機構２５４の代わりに、図示されないクレーンを用いて、産業用ロボット２５３を載せた架台２５１をＹ軸方向に沿って移動させてもよい。この場合、Ｙ軸方向の移動後は、図示されないボルト、ピン、あるいは楔状のキーで床面に架台２５１を固定してもよい。
以上説明の第１のスライド機構２５２及び第２のスライド機構２５４の組み合わせにより、ＸＹテーブルが構成される。

なお、本実施形態では、旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿って移動するように本体（アーム基部）２５３ａをスライドさせる第１のスライド機構２５２として、ボールねじ２５２ｂ、モータ２５２ｃの組み合わせを含む構成を例示した。また、第１の移動直線軌跡ＴＲを第２の移動直線軌跡ＴＲ１に沿って移動させる第２のスライド機構２５４として、ボールねじ２５４ｂ、モータ２５４ｃの組み合わせを含む構成を例示した。しかし、これらの構成のみに限らない。すなわち、本体２５３ａの位置を二次元方向に移動させられる機構であればよく、例えばピニオンラック機構など、その他の駆動機構を採用してもよい。
また、本実施形態では、台車２５２ｄに前記ボールベアリングを備える構成としたが、この構成のみに限られない。前記ボールベアリングの代わりに複数の車輪を台車２５２ｄに備え、各レール２５２ａのガイドを受けながら台車２５２ｄをＸ軸方向に沿って直線的に走行させてもよい。
同様に、本実施形態では、架台２５１に前記ボールベアリングを備える構成としたが、この構成のみに限られない。前記ボールベアリングの代わりに複数の車輪を架台２５１に備え、各レール２５４ａのガイドを受けながら架台２５１を＋Ｙ方向及び－Ｙ方向に沿って直線的に走行させてもよい。

産業用ロボット２５３は、本体２５３ａと、アーム部２５３ｅを備える。アーム部２５３ｅは、アーム２５３ｂと、ハンド２５３ｃとを備える。これらアーム２５３ｂ及びハンド２５３ｃの駆動制御は、後述の制御部６０からの指示により行われる。

本体２５３ａは、台車２５２ｄ上に対して一体に固定されている。
アーム２５３ｂは、単関節または複数関節を有し、この関節において屈曲することで、ハンド２５３ｃを第４の位置Ｄにおいて三次元方向に移動させることができる。本実施形態のアーム２５３ｂは、一般的な長さを有する汎用品を用いることができる。アーム２５３ｂの基端には、旋回軸ＳＡが備えられている。この旋回軸ＳＡが本体２５３ａに接続されることで、アーム２５３ｂが本体２５３ａに軸支される。
ハンド２５３ｃは、被加工材Ｐｍの先端部近傍にある把持部ｇを挟んで把持する。なお、ハンド２５３ｃは、被加工材Ｐｍをその外方より把持する構成のみに限らず、その他の保持機構を採用してもよい。例えば、ハンド２５３ｃとして複数本の爪（不図示）を備え、これら爪を被加工材Ｐｍの開口端内に挿入後に開いて内方より保持する構成を採用してもよい。

以上説明のように、本実施形態の曲げ加工装置は、一方向に長い金属製の被加工材Ｐｍをその送り方向（＋Ｘ方向）に沿って送る送り部１０と；被加工材Ｐｍを、送り部１０よりも下流位置で支持する支持部２０と；被加工材Ｐｍを、支持部２０よりも下流位置で部分的に加熱する加熱部３０と；被加工材Ｐｍを、加熱部３０よりも下流位置で冷却する冷却部４０と；被加工材Ｐｍを、冷却部４０よりも下流位置で把持して曲げ力を付与する曲げ力付与部２５０と；を備える。そして、曲げ力付与部２５０が、被加工材Ｐｍを把持したまま把持位置（把持部ｇの位置）を三次元方向に移動させるアーム部２５３ｅと；アーム部２５３ｅの基端にある旋回軸ＳＡが接続され、旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿って移動するようにスライドする本体２５３ａ（アーム基部）と；旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿って移動するように、本体２５３ａをスライドさせる第１のスライド機構２５２と；を有する。

そして、本実施形態では、図３に示す平面視で、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲが、支持部２０の位置における被加工材のＰｍの送り方向に沿った軸線ＣＬの延長線ＥＸに対して相対的に＋Ｙ方向または－Ｙ方向に移動可能としている。すなわち、本実施形態では、本体２５３ａ（アーム基部）が、平面視で延長線ＥＸに直角に交差するＹ軸方向に沿った第２の移動直線軌跡ＴＲ１をさらに有する。なお、第２の移動直線軌跡ＴＲ１を、延長線ＥＸに対して直角以外の角度で交差させてもよい。

言い換えると、一対のレール２５４ａに沿った第２の移動直線軌跡ＴＲ１を、一対のレール２５２ａに沿った第１の移動直線軌跡ＴＲに対して、平面視で直角に交差させている。この構成によれば、一対のレール２５４ａに沿った第２の移動直線軌跡ＴＲ１の長さを、産業用ロボット２５３のＹ軸方向に沿った動きに最大限、活用できる。
なお、アーム部２５３ｅによる曲げ力の付与中に、第２のスライド機構２５４の動き（本体２５３ａのＹ方向の動き）を止めても良い。この場合、曲げ力の付与に関する制御を行いやすい。

第２の移動直線軌跡ＴＲ１について説明する。
本実施形態のように、例えば２本の互いに平行なレール２５４ａを採用した場合は、平面視して、これら２本のレール２５４ａと平行であり、第１の移動直線軌跡ＴＲの中央位置（中点）が通る仮想直線上で、移動直線軌道ＴＲの中央位置がスライドする範囲の軌跡をもって、第２の移動直線軌跡ＴＲ１となる。
一方、１本または３本以上の直線レールを採用した場合（不図示）は、平面視して、これら１本または３本以上の直線レールと平行であり、移動直線軌道ＴＲの中央位置が通る仮想直線上で、旋回軸ＳＡがスライドする範囲の軌跡をもって、第２の移動直線軌跡ＴＲ１となる。

よって、上記した「平面視で延長線ＥＸに直角に交差するＹ軸方向に沿った第２の移動直線軌跡ＴＲ１」とは、軸線の延長線ＥＸに対して平面視で交差する方向（この方向は無限長である）上に、第２の移動直線軌跡ＴＲ１が存在することを意味する。よって、第２の移動直線軌跡ＴＲ１は、支持部２０の送り方向に沿った軸線の延長線ＥＸに対して平面視で交差する方向に沿った「向き（方向）」さえ有していればよい。例えば、第２の移動直線軌跡ＴＲ１が、レール２５４ａ上において架台２５１がレール２５４ａの端部からの逸脱を防止するためのリミットスイッチ（不図示）などで規定される有限長であってかつ、この第２の移動直線軌跡ＴＲ１が平面視で延長線ＥＸに対して重なっていないとしても、「軸線の延長線に対して平面視で交差する方向」を有しているので、上記した「平面視で延長線ＥＸに直角に交差するＹ軸方向に沿った第２の移動直線軌跡ＴＲ１」に含まれる。

［曲げ加工方法］
上記構成を有する曲げ加工装置を用いた曲げ加工方法について、以下に説明する。本実施形態では、第４の位置Ｄにおける被加工材Ｐｍへの曲げの加え方が特徴的になっており、その他工程は上記第１実施形態で説明した通りである。したがって、上記第１実施形態における曲げ加工方法との相違部分のみを以下に説明する。

図３に示す第４の位置Ｄでは、被加工材Ｐｍの送りに同期して、＋Ｘ方向に向かって同じ送り速度で台車２５２ｄを一対のレール２５２ａ上において走行させる。この時の台車２５２ｄの送り速度及び送り量は、モータ２５２ｃの回転速度及び回転量を制御することによって調整できる。
被加工材Ｐｍを曲げずに真っ直ぐ送る場合は、把持部ｇを把持するハンド２５３ｃも、平面視で延長線ＥＸに沿って移動する。この時のハンド２５３ｃは、台車２５２ｄと同じ送り速度及び送り量で＋Ｘ方向に移動する。被加工材Ｐｍは、その先端部分がハンド２５３ｃで把持されているため、Ｚ軸方向における撓みを生じることがない。また、被加工材Ｐｍが長尺で自重により撓みを生じやすい場合には、ハンド２５３ｃのＺ軸方向の位置を制御することにより、撓みによる正規形状からのずれを補正できる。

一方、被加工材Ｐｍに曲げを加える場合は、基本的にアーム２５３ｂを旋回及び屈曲させることにより、被加工材Ｐｍの送りに同期しながら把持部ｇの位置を三次元方向に変更させる。これにより、図３に示すように、被加工材Ｐｍのうちで変形抵抗が大幅に低下した部分が曲がって曲げ部Ｒが形成される。この時、例えば被加工材Ｐｍを図３とは逆方向である－Ｙ方向に曲げる場合、本体２５３ａの位置が固定であれば、アーム２５３ｂを平面視で短くなるように極端に折り曲げる必要が生じる。しかし、アーム２５３ｂの曲げ範囲にも限界があるため、曲げ加工可能範囲を制限してしまうことになる。
これに対し、本実施形態は第２のスライド機構２５４も備えているため、アーム２５３ｂを極端に曲げる代わりに、本体２５３ａの位置を－Ｙ方向に移動できる。したがって、曲げ加工可能範囲を広くとることができる。

以上説明のように、本実施形態の曲げ加工方法は、一方向に長い金属製の被加工材Ｐｍをその送り方向（＋Ｘ方向）に沿って送る送り工程と；被加工材Ｐｍを、第１の位置Ａで支持する支持工程と；被加工材Ｐｍを、第１の位置Ａよりも下流の第２の位置Ｂで部分的に加熱する加熱工程と；被加工材Ｐｍを、第２の位置Ｂよりも下流の第３の位置Ｃで冷却する冷却工程と；被加工材Ｐｍを、第３の位置Ｃよりも下流の第４の位置Ｄでアーム部２５３ｅにより把持し、アーム部２５３ｅによる把持位置（把持部ｇの位置）を、少なくとも送り方向を含む三次元方向に移動させる曲げ力付与工程と；を有する。そして、前記曲げ力付与工程が、アーム２５３ｂの基端にある旋回軸ＳＡが第１の移動直線軌跡ＴＲに沿ってスライドするように、旋回軸ＳＡが接続された本体２５３ａ（アーム基部）をスライドさせるアーム部移動工程を有する。

さらに、このアーム部移動工程では、第１の位置Ａにおける被加工材Ｐｍの送り方向に沿った軸線ＣＬの延長線ＥＸに対し、アーム２５３ｂの基部である本体２５３ａの第１の移動直線軌跡ＴＲを平面視で＋Ｙ方向及び－Ｙ方向にシフトできる。
さらに、本実施形態の曲げ加工方法は、第１の位置Ａ（第１の位置）における被加工材Ｐｍの送り方向に沿った軸線ＣＬの延長線ＥＸに対して平面視で交差する第２の移動直線軌跡ＴＲ１（＋Ｙ方向及び－Ｙ方向に沿った第２の移動直線軌跡ＴＲ１）に沿って旋回軸ＳＡが移動（スライド）するように本体２５３ａを移動させる第１の位置調整工程をさらに有する。

本実施形態の曲げ加工装置を用いた曲げ加工方法によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果が得られる上に、曲げ加工可能範囲をさらに拡大できるという利点を有する。また、上記各実施形態と同様に、長いアーム７３ｂを備える従来の産業用ロボット７０も不要である。
なお、本実施形態では架台２５１をモータ２５４ｃの駆動力により電動で移動させたが、この構成のみに限らず、手動で＋Ｙ方向及び－Ｙ方向にスライド調整する構成としてもよい。あるいは、制御部６０からの指示をモータ２５４ｃが受けて自動的に制御する構成としてもよい。

また、一対のレール２５４ａと、１本のボールねじ２５４ｂと、基台２５４ｄとにおいて、図３に符号ＣＴで示す部分を無くしてもよい。この場合、装置設置スペース上の制約を緩和させることができる。

逆に、一対のレール２５４ａと、１本のボールねじ２５４ｂと、基台２５４ｄとを、図３の符号ＣＴに示す大きさに収めてかつ、平面視で延長線ＥＸから－Ｙ方向にシフトした位置に配置してもよい。この場合、延長線ＥＸに対し、第１の移動直線軌跡ＴＲが平面視で－Ｙ方向にシフトかつ平行に配置できる。
あるいは、符号ＣＴに示す機器配置を、平面視で延長線ＥＸから＋Ｙ方向にシフトした位置に配置してもよい。この場合、延長線ＥＸに対し、第１の移動直線軌跡ＴＲが平面視で＋Ｙ方向にシフトかつ平行に配置できる。
これら何れの場合も、小型の曲げ力付与部２５０を採用できるので、設備建造コストを下げることができる。

さらに、この場合、上記第１実施形態と同様の効果も得られる。
すなわち、本実施形態では、図３に示す平面視において、第１の移動直線軌跡ＴＲが延長線ＥＸに対して「平行」かつ「シフト」するように曲げ力付与部２５０を配置できる。
第１の移動直線軌跡ＴＲを「平行」とすることにより、第１の移動直線軌跡ＴＲの長さを最大限に生かせるので、短いアーム２５３ｂを持つ汎用の産業用ロボット２５３を採用できる。よって、設備建造コストを下げることができる。加えて、第１の移動直線軌跡ＴＲを「平行」とすることにより、延長線ＥＸ及び第１の移動直線軌跡ＴＲ間の相対位置を一定に保てるので、曲げ力を付与する際の制御が容易になる。

さらに、上記「平行」に加えて「シフト」を組み合わせたことにより、より安価で汎用性のある産業用ロボット２５３を採用できる。よって、設備建造コストをさらに下げることが可能になる。加えて、アーム２５３ｂの動きを単純にすることもできる。
なお、産業用ロボット２５３による曲げ加工力を付与する際には、その前に、第２のスライド機構２５４によるＹ軸方向の動きを停止させてロック機構などにより本体２５３ａの位置を定位置に固定してもよい。この場合、産業用ロボット２５３による曲げ加工時にＹ軸方向の振動などを抑制して曲げ加工精度を高めることができるという利点が得られる。

本実施形態の曲げ加工装置では、図３に示すように、Ｘ軸方向に沿った軌道を持つ架台２５１を、Ｙ軸方向に沿った軌道を持つとともに定位置に固定配置された基台２５４ｄ上に載せている。そして、架台２５１は、基台２５４ｄ上で、Ｙ軸方向に沿って移動可能である。産業用ロボット２５３による曲げ加工力の付与時には、前記ロック機構などによれば本体２５３ａのＹ軸方向の位置を固定できる。よって、曲げ加工力の付与時における産業用ロボット２５３の移動をＸ軸方向のみに制限できる上に、Ｙ軸方向の振動も抑制できるので、設備としての精度及び剛性が高いという利点を有する。そのため、コンパクトかつ低コストでありながらも、高精度に制御できるという優れた利点を持つ。加えて、曲げ加工力の付与時には産業用ロボット２５３がＸ軸方向に移動することを基本構成とするため、Ｘ軸方向に長くてＹ軸方向の曲げ量が比較的小さい部材の加工に、特に適している。

例えば、上記の装置構成とは逆に、Ｙ軸方向に沿った軌道を持つ架台を、Ｘ軸方向に沿った軌道を持つとともに定位置に固定配置された基台上に載せるという装置構成も選択肢としては考えられる。しかし、「長尺の曲げ加工部品を精度良く低コストに製造する」という本発明の課題を達成する観点からは、本実施形態の装置構成の方が適した選択肢となる。したがって、本実施形態では、「Ｘ軸方向に沿った軌道を持つ架台２５１を、Ｙ軸方向に沿った軌道を持つとともに定位置に固定配置された基台２５４ｄ上に載せる」装置構成を採用している。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態を、図４を用いて以下に説明する。
本実施形態は、上記第１実施形態で説明した構成に対し、曲げ力付与部の構成のみを変更している。よって、以下の説明においては、曲げ力付与部３５０以外の構成は上記第１実施形態の構成と同じであるとして重複説明を省略する。なお、図４では、説明を分かりやすくするために、アーム等の図示を省略している。産業用ロボットは、上記第１実施形態で説明した産業用ロボット５３を用いる。

［曲げ加工装置］
本実施形態の曲げ加工装置の曲げ力付与部３５０は、被加工材Ｐｍの送り方向に沿った第３の位置Ｃよりも下流にある第４の位置Ｄに配置される。曲げ力付与部３５０は、定位置に固定された前記架台５１の代わりに、架台３５１と、図示されない回動部とを備えている。この回動部により、架台３５１は、図４に示すように、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿った軸線（鉛直軸線）ＳＷを中心として、＋Ｙ方向及び－Ｙ方向に向かって水平に回動する。前記回動部は、図示されないモータを用いて駆動する電動機構であってもよいし、あるいは、手動機構であってもよい。また、平面視における軸線ＳＷの位置は、図４の位置のみに限定されず、その他の位置に設定してもよい。例えば、図４に示すように、架台３５１の長手方向中央かつ幅方向中央の付近位置に、鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿った軸線ＳＷ１を設け、この軸線ＳＷ１を中心として架台３５１を回動させてもよい。この場合、平面視における架台３５１の重心位置に軸線ＳＷ１を近付けられるので、架台３５１の回動を少ない力で行える利点がある。

なお、アーム部５３ｅによる曲げ力の付与開始前に、本体５３ａの軸線ＳＷ回りの動きをさせて、付与中は動きを止めても良い。この場合、曲げ力の付与に関する制御を行いやすい。
架台３５１の軸線ＳＷあるいはＳＷ１回りの回動は、例えば、設置面上に配置した不図示の土台上に回転機構を設け、その上に架台３５１を回動自在に接続することで実現できる。ここで、前記土台として、架台３５１をＹ軸方向に移動させる軌道を備えた土台を採用してもよい。さらに言うと、本実施形態の前記回転機構を、上記第３実施形態に対して組み合わせてもよい。

［曲げ加工方法］
上記構成を有する曲げ加工装置を用いた曲げ加工方法では、第４の位置Ｄにおける被加工材Ｐｍへの曲げの加え方が特徴的になっており、その他工程は上記第１実施形態で説明した通りである。
すなわち、被加工材Ｐｍに曲げを加える場合は、基本的にアーム５３ｂを旋回及び屈曲させることにより、被加工材Ｐｍの送りに同期しながら把持位置（把持部ｇの位置）を三次元方向に変更させる。これにより、被加工材Ｐｍのうちで変形抵抗が大幅に低下した部分が曲がって曲げ部Ｒが形成される。この時、例えば被加工材Ｐｍを＋Ｙ方向に曲げる場合、本体５３ａの位置が固定であれば、アーム５３ｂを平面視で短くなるように極端に折り曲げる必要が生じる。しかし、アーム５３ｂの曲げ範囲にも限界があるため、曲げ加工可能範囲を制限してしまうことになる。
これに対し、本実施形態は前記回動機構も備えているため、アーム５３ｂを極端に曲げる代わりに、本体５３ａの位置を＋Ｙ方向に回動できる。したがって、曲げ加工可能範囲を広くとることができる。

先に示した図５で言うと、本実施形態は、ＣＡＳＥ５，６に該当する。
ここで、台車５２ｄの動きと、アーム５３ｂによるハンド５３ｃの旋回軸ＳＡに対する相対的な動きを、１つの動きに組み合わせて、ハンド５３ｃを第４の位置Ｄにおいて三次元方向に移動させることを、協調制御と言う。具体的には、本実施形態の場合で言うと、台車５２ｄのＸ軸方向の動きの一部を、アーム部５３ｅのハンド５３ｃ及びアーム５３ｂにも分担させて、アーム５３ｂによるハンド５３ｃの旋回軸ＳＡに対する相対的な動きとして、移動直線軌道ＴＲ方向（ここではＸ’軸方向と呼ぶ）と直交する方向（ここでは水平面上でＸ’軸方向に垂直な方向であるＹ’軸方向と、鉛直方向のＺ軸方向）に加え、Ｘ’軸方向の動きもさせて、ハンド５３ｃを第４の位置Ｄにおいて三次元方向に移動させることを、協調制御と言う。一方、アーム５３ｂによるハンド５３ｃの旋回軸ＳＡに対する相対的な動きに、Ｘ’軸方向と直交する方向（Ｙ’軸方向とＺ軸方向）の動きをさせてＸ’軸方向の動きを分担させないことを、協調制御しないことを言う。

図５のＣＡＳＥ５に示す協調制御を行わない場合、被加工材Ｐｍに対し＋Ｙ方向に曲がる曲げ部Ｒを形成する際、平面視において、曲がり部品の曲げの先端ａと曲げの後端ｂとを結ぶ直線に平行をなすように、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲを配置する。すなわち、曲げ部Ｒを形成するために必要なハンド５３ｃの軌道上でかつ第１の移動直線軌跡ＴＲに最も接近する位置（曲げの先端ａの位置と曲げの後端ｂの位置）において、前記直線に直交する方向に少なくとも前記直線距離ｄだけ離れた位置を、旋回軸ＳＡが通るように第１の移動直線軌跡ＴＲを配置する必要がある。
ここで、直線距離ｄは、平面視における旋回軸ＳＡから把持部ｇの位置までの距離である。たとえば、曲げ部Ｒを形成するためのハンド５３ｃの軌道が平面視で円弧または楕円弧の一部分である場合には、曲げの先端ａおよび後端ｂにおいて前記アーム基部との距離をｄだけ離しておけばよい。

図６（ａ）～（ｃ）に示すように、アーム５３ｂは、関節ｅを介して２本のアーム部品５３ｂ１，５３ｂ２が連結されたものである。ここで、関節ｅの構造上、ハンド５３ｃの把持部ｇの位置から旋回軸ＳＡにかけての前記直線距離ｄをゼロにはできず、ある程度の距離を確保する必要がある。
従って、採用する産業用ロボット５３について最小の直線距離ｄと、曲げ部Ｒを形成するためのハンド５３ｃの軌道とに基づいて、アーム５３ｂの基端位置（旋回軸ＳＡの位置）を決め、そして、その基端位置を、本体５３ａを載せた台車５２ｄが通るように前記回動機構を構成することが好ましい。

なお、図６（ａ）～（ｄ）に示すように、アーム５３ｂを構成するアーム部品５３ｂ１の長さをＡ１（ｍｍ）、アーム部品５３ｂ２の長さをＡ２（ｍｍ）とした場合、ハンド５３ｃの角度に自由度を持たせておくためには下記の式１を満たす必要がある。ここで、直線距離ｄ’は、曲がり部Ｒを形成するために必要となる、ハンド５３ｃを本体５３ａから最も遠ざかるようにアーム５３ｂを真っ直ぐ伸ばした際の、旋回軸ＳＡから把持部ｇの位置までの最長の距離である。より具体的には、図６（ｄ）に示すように、アーム５３ｂを最も長く伸ばし、ハンド５３ｃの角度を、アームを伸ばした方向にしたときの、旋回軸ＳＡから把持部ｇの位置までの距離を示している。すなわち、図６（ｄ）は、２本のアーム部品５３ｂ１，５３ｂ２を関節ｅにおいて１８０度に開いた状態を示し、この場合の直線距離ｄ’はｄ’＝Ａ１＋Ａ２＋Ａ３となる。よって、台車５２ｄの配置の設定（第１の移動直線軌跡ＴＲの配置の設定）に際しては、ハンド５３ｃが被加工材Ｐｍの把持部ｇに届くようにするために、下式１を満足するように設定する。
なお、Ａ３は、アーム５３ｂとハンド５３ｃとの間の関節から、ハンド５３ｃの把持部ｇの位置までの長さを示す。下式１では、ハンド５３ｃを、アーム部品５３ｂ１，５３ｂ２と同じ伸展方向に向けた場合を示すが、前述した通り、ハンド５３ｃの向きを変えることにより、その長さＡ３を平面視での見た目上ゼロにすることもできる。

Ａ１＋Ａ２＋Ａ３≧ｄ’・・・（式１）

図５のＣＡＳＥ６に示す協調制御を行う場合、たとえば曲げ部Ｒの両端ではアーム５３ｂ及びハンド５３ｃをほぼ真っ直ぐに伸ばして（図６（ｄ）参照）前記直線距離ｄ’を確保し、その中間部ではむしろアーム５３ｂを縮めるなどして（図６（ａ）～（ｃ）参照）曲げ部Ｒを形成するように、アーム５３ｂ及びハンド５３ｃの動きと基部（本体５３ａ）の動きとを協調制御することができる。これにより、本体５３ａの走行長さを短くでき、設備全体の建造コストを低減することもできる。
ＣＡＳＥ５とＣＡＳＥ６では、産業用ロボット５３のアーム５３ｂの長さが短い条件での例を示したが、産業用ロボット５３のアーム５３ｂの長さに余裕がある場合には、協調制御によれば第１の移動直線軌跡ＴＲの長さをさらに短くすることもできる。

なお、産業用ロボット５３による曲げ加工力の付与時に、架台３５１の回動を停止させてさらにロック機構（不図示）等により本体５３ａの位置を定位置に固定してもよい。この場合、産業用ロボット５３による曲げ加工時にＺ軸回りの回転振動などを抑制し曲げ加工精度を高めることができるという利点が得られる。

以上説明のように、本実施形態の曲げ加工装置は、本体５３ａ（アーム基部）が、平面視で、支持部２０の位置における被加工材Ｐｍの送り方向に沿った軸線ＣＬの延長線ＥＸに対して、旋回軸ＳＡの第１の移動直線軌跡ＴＲを回動させる前記回動機構をさらに有する。
そして、本実施形態の曲げ加工方法は、平面視における第１の移動直線軌跡ＴＲの向きを鉛直軸線（Ｚ軸）回りに回動させる第２の位置調整工程をさらに有する。
本実施形態の曲げ加工装置を用いた曲げ加工方法によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果が得られる上に、曲げ加工可能範囲をさらに拡大できるという利点を有する。
なお、第２の位置調整工程における第１の移動直線軌跡ＴＲの回動は、手動で行ってもよいし、またはモータ（不図示）を用いた電動で行ってもよいし、さらには制御部６０からの指示を前記モータが受けて自動的に制御する構成としてもよい。

また、上記各実施形態では、産業用ロボットのアーム５３ｂ，１５３ｂ，２５３ｂを平面視で曲げる場合について例示したが、本発明はこの例示のみに限られない。すなわち、アーム５３ｂ，１５３ｂ，２５３ｂを側面視（つまり、鉛直面上で）で曲げる動作を行わせても良いし、あるいは、平面視と側面視との双方において、アーム５３ｂ，１５３ｂ，２５３ｂを曲げる動作を行わせても良い。また、図１～図３および図６では、各産業用ロボット５３，１５３，２５３の関節が、旋回軸ＳＡを含めて３軸である水平多関節型ロボットを例示したが、これに限らず、６軸もしくはそれ以外の関節数を持つ垂直多関節型の産業用ロボットなどを用いても良い。

以上、本発明の第１実施形態～第４実施形態を説明したが、これらの構成のみに限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を行ってもよい。例えば、上記第３実施形態に対し、上記第４実施形態を組み合わせてもよい。

本発明に係る製造方法により製造される曲げ加工部品は、例えば以下に例示する用途（ｉ）～（ｖｉｉ）に対して適用可能である。
（ｉ）例えば、フロントサイドメンバー、クロスメンバー、サイドメンバー、サスペンションメンバー、ルーフメンバー、Ａピラーのレインフォース、Ｂピラーのレインフォース、バンパーのレインフォース等といった自動車車体の構造部材
（ｉｉ）例えば、シートフレーム、シートクロスメンバー等といった自動車の強度部材や補強部材
（ｉｉｉ）自動車の排気管等の排気系部品
（ｉｖ）自転車や自動二輪車のフレームやクランク
（ｖ）電車等の車輛の補強部材、台車部品（台車枠、各種梁等）
（ｖｉ）船体等のフレーム部品、補強部材
（ｖｉｉ）家電製品の強度部材、補強部材または構造部材

本発明に係る製造方法により製造される曲げ加工部品の寸法としては、前記Ｙ軸方向に曲げ半径２０００ｍｍ、曲げ角度８．６度の曲げ力付与部を有し、その前側に２００ｍｍ、後側に２５００ｍｍの直線部を有する、全長３０００ｍｍの部材が例示できる。この寸法を持つ曲げ加工部品を従来の据え付け型の産業用ロボットで加工しようとすると、最低でもアーム部全長（アーム部を真っ直ぐに伸ばしたときの長さ）が１５００ｍｍである産業用ロボットを加工スタート位置から下流側に１５００ｍｍの位置に配置する必要がある。一方、本発明のようにスライド駆動部を備える場合、産業用ロボットのアーム部全長は６０ｍｍもあれば十分である。加工後の製品払い出しを考慮しても、１５００ｍｍものアーム部全長は不要であり、大幅に初期投資を抑制することができる。

１０送り部
２０支持部
３０加熱部
４０冷却部
５０、１５０、２５０、３５０曲げ力付与部
５２、１５２、２５２第１のスライド機構
５３ａ、１５３ａ、２５３ａ本体（アーム基部）
５３ｅ、１５３ｅ、２５３ｅアーム部
２５４第２のスライド機構
Ａ第１の位置
Ｂ第２の位置
Ｃ第３の位置
ＣＬ軸線
Ｄ第４の位置
ＥＸ延長線
Ｐｍ被加工材
ＳＡ旋回軸
ＴＲ第１の移動直線軌跡
ＴＲ１第２の移動直線軌跡

Claims

一方向に長い金属製の被加工材をその送り方向に沿って送る送り部と；
前記被加工材を、前記送り部よりも下流位置で支持する支持部と；
前記被加工材を、前記支持部よりも下流位置で部分的に加熱する加熱部と；
前記被加工材を、前記加熱部よりも下流位置で冷却する冷却部と；
前記被加工材を、前記冷却部よりも下流位置で把持して曲げ力を付与する曲げ力付与部と；
を備え、
前記曲げ力付与部が、
前記被加工材を把持したまま把持位置を三次元方向に移動させるアーム部と、
前記アーム部の基端にある旋回軸が接続され、前記旋回軸が第１の移動直線軌跡に沿って移動するようにスライドするアーム基部と、
前記旋回軸が前記第１の移動直線軌跡に沿って移動するように、前記アーム基部をスライドさせる第１のスライド機構と、
を有することを特徴とする曲げ加工装置。
前記支持部の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線と、
前記第１の移動直線軌跡と、
が平面視で重なる
ことを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工装置。
前記第１の移動直線軌跡が、前記支持部の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線に対して、平面視でシフトしている
ことを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工装置。
前記第１の移動直線軌跡と、前記支持部の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線とが、平面視で互いに平行である
ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の曲げ加工装置。
前記曲げ力付与部が、
前記旋回軸が、前記支持部の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線に対して平面視で交差する第２の移動直線軌跡に沿って移動するように、前記アーム基部がスライドする第２のスライド機構
をさらに有する
ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の曲げ加工装置。
前記アーム基部が、前記第１の移動直線軌跡の向きを鉛直軸線回りに回動させる回動部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の曲げ加工装置。
一方向に長い金属製の被加工材をその送り方向に沿って送る送り工程と；
前記被加工材を、第１の位置で支持する支持工程と；
前記被加工材を、前記第１の位置よりも下流の第２の位置で部分的に加熱する加熱工程と；
前記被加工材を、前記第２の位置よりも下流の第３の位置で冷却する冷却工程と；
前記被加工材を、前記第３の位置よりも下流の第４の位置でアーム部により把持し、前記アーム部による把持位置を、少なくとも前記送り方向を含む三次元方向に移動させる曲げ力付与工程と；
を有し、
前記曲げ力付与工程が、前記アーム部の基端にある旋回軸が第１の移動直線軌跡に沿ってスライドするように、前記旋回軸が接続されたアーム基部をスライドさせるアーム部移動工程を有する
ことを特徴とする曲げ加工方法。
前記第１の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線と、
前記第１の移動直線軌跡と、
が平面視で重なる
ことを特徴とする請求項７に記載の曲げ加工方法。
前記第１の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線に対し、
前記第１の移動直線軌跡が平面視でシフトしている
ことを特徴とする請求項７に記載の曲げ加工方法。
前記第１の移動直線軌跡と、前記第１の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線とが、平面視で互いに平行である
ことを特徴とする請求項７～９の何れか１項に記載の曲げ加工方法。
前記旋回軸の位置を、前記第１の位置における前記被加工材の前記送り方向に沿った軸線を延長した延長線に対して平面視で交差する第２の移動直線軌跡に沿って移動させる第１の位置調整工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項７～１０の何れか１項に記載の曲げ加工方法。
平面視における前記第１の移動直線軌跡の向きを鉛直軸線回りに回動させる第２の位置調整工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項７～１１の何れか１項に記載の曲げ加工方法。