JP6068086B2 - 鋼板曲げ装置および曲げ加工された鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、鋼板曲げ装置および曲げ加工された鋼板の製造方法に関する。

従来、加熱ツールを備える鋼板曲げ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、アームに設けられ、造船等に使用される鋼板の上面を加熱するための加熱ヘッド（加熱ツール）を備える曲げ加工装置（鋼板曲げ装置）が開示されている。この曲げ加工装置では、鋼板の下面側は、千鳥格子状に配置されている複数のジャッキに支持されており、複数のジャッキの先端にはそれぞれ鋼板の下面に冷却水を散水するための冷却ノズルが取り付けられている。そして、アームを移動させることによって、複数のジャッキに支持される鋼板の上面を加熱ヘッドにより線状に加熱した後、冷却ノズルから加熱後の鋼板の下面に冷却水が散水されることにより、平板状の鋼板が曲面状に加工される。

特開２０１２−５１０２２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の曲げ加工装置では、鋼板を加熱するための加熱ヘッド（加熱ツール）と鋼板に冷却水を散水するための複数の冷却ノズルとが鋼板の上面側と下面側とに分け配置されているため、装置の構成が複雑になるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、装置の構成をコンパクト化することが可能な鋼板曲げ装置および曲げ加工された鋼板の製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、第１の局面による鋼板曲げ装置は、鋼板を加熱するための加熱ツールと、冷却水を放水するための放水部とが設けられるハンドと、ハンドを移動させて加熱ツールにより鋼板を加熱するとともに、放水部から鋼板の加熱後の位置に冷却水を放水するように制御するコントローラと、ハンドに設けられ、鋼板に対して気体を噴射して、放水部から放水された冷却水をはじくように構成されている気体噴射部とを備える。

この第１の局面による鋼板曲げ装置では、上記のように、加熱ツールと冷却水を放水するための放水部とをハンドに設けることによって、加熱ツールと放水部とが共に鋼板の一方側（上面側）のハンドに配置されるので、加熱ツールと放水部とを鋼板の上面側と下面側とに分けて配置する場合と異なり、装置の構成をコンパクト化することができる。

第２の局面による曲げ加工された鋼板の製造方法は、加熱ツールが設けられるハンドを移動させて鋼板を加熱ツールにより加熱する工程と、鋼板の加熱後の位置にハンドに設けられる放水部から冷却水を放水する工程と、ハンドに設けられる気体噴射部から鋼板に対して気体を噴射して放水部から放水された冷却水をはじく工程とを備える。

この第２の局面による曲げ加工された鋼板の製造方法では、鋼板の加熱後の位置にハンドに設けられる放水部から冷却水を放水する工程を備えることによって、加熱ツールと放水部とが共に鋼板の一方側（上面側）のハンドに配置されるので、加熱ツールと放水部とを鋼板の上面側と下面側とに分けて配置する場合と異なり、装置の構成をコンパクト化することが可能な曲げ加工された鋼板の製造方法を提供することができる。

上記のように構成することによって、装置の構成をコンパクト化することができる。

本実施形態による鋼板曲げ装置の全体図である。 本実施形態による鋼板曲げ装置のロボットの全体図である。 本実施形態による鋼板曲げ装置のロボットハンドを一方側から見た図である。 図３のロボットハンドを他方側から見た図である。 図３のロボットハンドを上方から見た図である。 本実施形態による鋼板曲げ装置の距離測定センサを示す図である。 本実施形態による鋼板曲げ装置のブロック図である。 本実施形態による鋼板曲げ装置のＰＣ（パーソナルコンピュータ）の表示部を示す図である。 図８のＰＣの表示部の画面上において鋼板の輪郭が入力されている状態を示す図である。 図８のＰＣの表示部の画面上において鋼板の加熱位置が入力されている状態を示す図である。 本実施形態による鋼板曲げ装置の高周波加熱コイル部によって鋼板が加熱されている状態を示す斜視図である。 本実施形態による鋼板曲げ装置の高周波加熱コイル部によって鋼板が加熱されている状態を側方から見た図である。 本実施形態による鋼板曲げ装置の距離測定センサによって測定された鋼板までの距離に基づいて高周波加熱コイル部の姿勢を調整する動作を説明するための図である。 図１３の高周波加熱コイル部を上方から見た図である。 本実施形態による鋼板曲げ装置のロボットコントローラの動作を説明するためのフロー図である。 本実施形態による鋼板曲げ装置のカメラの取り付け動作を説明するための図である。 本実施形態による鋼板曲げ装置のカメラによる鋼板を撮像する動作を説明するための図である。

以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図１２を参照して、本実施形態による鋼板曲げ装置１００の構成について説明する。なお、図１、図２、図５、図１１および図１２では、後述する冷却水供給パイプ１６１および空気供給パイプ１７３（図３および図４参照）は、簡略化のため省略されている。

図１に示すように、鋼板曲げ装置１００は、ロボット１と、ロボットコントローラ２と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３と、オン／オフボックス４とを備えている。また、ロボット１の近傍には、後述するカメラ１９を載置するための台部５が設けられている。また、ロボット１の近傍には、ワークベット２００上に載置された鋼板２０１が配置されている。また、鋼板２０１は、上方（矢印Ｚ１方向）に反るように、曲面状に形成されている。また、鋼板２０１には、予め加熱位置を表す複数の白線２０２が設けられている。なお、ロボットコントローラ２は、「コントローラ」の一例である。また、ＰＣ３は、「入力受付部」の一例である。

図２に示すように、ロボット１は、垂直多関節ロボットからな。このロボット１は、ロボット本体１１と、ロボット本体１１の先端に取り付けられるロボットハンド１４とを含む。また、ロボット本体１１は、基台１２およびロボットアーム１３（アーム部１３ａ〜１３ｆ）を有している。基台１２は、設置面に固定されており、アーム部１３ａが基台１２に対して回転軸Ａ１まわりに回転可能に連結されている。アーム部１３ｂは、回転軸Ａ１と略直交する回転軸Ａ２まわりに回転可能に連結されている。アーム部１３ｃは、回転軸Ａ２と略平行な回転軸Ａ３まわりに回転可能に連結されている。アーム部１３ｄは、回転軸Ａ３と略直交する回転軸Ａ４まわりに回転可能に連結されている。アーム部１３ｅは、回転軸Ａ４と略直交する回転軸Ａ５まわりに回転可能に連結されている。アーム部１３ｆは、回転軸Ａ５と略直交する回転軸Ａ６まわりに回転可能に連結されている。アーム部１３ａ〜１３ｆには、各回転軸Ａ１〜Ａ６のそれぞれに対応してサーボモータおよび減速機を有するアクチュエータ（図示せず）が内蔵されている。各サーボモータは、ロボットコントローラ２に接続されており、ロボットコントローラ２からの動作指令に基づいて動作制御されるよう構成されている。

また、図３および図４に示すように、最も先端側のアーム部１３ｆには、ロボットハンド１４が取り付けられている。ここで、本実施形態では、ロボットハンド１４の平板状の取付部１４ａには、鋼板２０１を加熱するための高周波加熱コイル１５と、冷却水を放水するための放水管１６とが取り付けられている。高周波加熱コイル１５は、円柱形状を有するとともに、平板状の取付部１４ａの中央部に挿入された状態で平板状の取付部１４ａに溶接されている。そして、図示は省略した電源より高周波加熱コイル１５に高周波電流を供給することにより、鋼板２０１の表面に誘導電流が発生し加熱される。なお、ロボットハンド１４は、「ハンド」の一例である。また、高周波加熱コイル１５は、「加熱ツール」の一例である。また、放水管１６は、「放水部」の一例である。

また、本実施形態では、放水管１６は、平板状の取付部１４ａに複数（本実施形態では９本）取り付けられている。なお、放水管１６は、たとえば銅管、アルミ管、またはステンレス管などから構成されており、鋼板２０１の加熱後の位置に冷却水を放水する機能を有する。また、放水管１６は、屈曲しない直管状に形成されている。また、放水管１６の根元側（先端部１６ａ（図４参照）側とは反対側）には、柔軟性を有する材料からなり、冷却水（たとえば水道水）を供給する冷却水供給パイプ１６１が接続されている。また、複数の放水管１６は、平面視において、高周波加熱コイル１５の周囲を取り囲むように略等角度間隔（図５参照）で設けられている。

また、本実施形態では、ロボットハンド１４の平板状の取付部１４ａには、鋼板２０１の表面（上面）に対して気体（空気）を噴射する複数（本実施形態では９本）の空気噴射管１７が取り付けられている。なお、空気噴射管１７は、たとえば銅管、アルミ管、またはステンレス管等から構成されている。また、空気噴射管１７は、放水管１６よりも小さい直径（内径）を有するように構成されている。これにより、空気噴射管１７から噴射される空気の圧力を高めることが可能となる。また、空気噴射管１７の根元側（先端部１７ａ（図４参照）側とは反対側）には、柔軟性を有する材料からなり、空気を供給する空気供給パイプ１７３が接続されている。なお、空気噴射管１７は、「気体噴射部」の一例である。

また、本実施形態では、図５に示すように、空気噴射管１７は、高周波加熱コイル１５により加熱される鋼板２０１の加熱位置に入り込む放水管１６から放水された冷却水をはじくように、鋼板２０１の表面（上面）に対して気体（空気）を噴射する加熱位置用空気噴射管１７１を含む。加熱位置用空気噴射管１７１は、６本設けられている。そして、６本の加熱位置用空気噴射管１７１から鋼板２０１の加熱位置（高周波加熱コイル１５に対向する鋼板２０１の部分、図１１および図１２参照）に向かって空気を噴射することにより、鋼板２０１の加熱位置に入り込む放水管１６から放水された冷却水をはじくように構成されている。また、６本の加熱位置用空気噴射管１７１からは、常に鋼板２０１に向かって空気が噴射されている。なお、加熱位置用空気噴射管１７１は、「気体噴射部」および「第１気体噴射部」の一例である。

また、本実施形態では、図５に示すように、空気噴射管１７は、後述する距離測定センサ１８により測定される鋼板２０１の被測定部分に入り込む放水管１６から放水された冷却水をはじくように、鋼板２０１の表面（上面）に対して空気を噴射する被測定位置用空気噴射管１７２を含む。また、被測定位置用空気噴射管１７２は、３本設けられている。また、３本の被測定位置用空気噴射管１７２は、平面視において、３つの距離測定センサ１８（距離測定センサ１８ａ、１８ｂおよび１８ｃ）に対応するロボットハンド１４の位置に互いに略等角度間隔（略１２０度間隔）で設けられている。そして、３本の被測定位置用空気噴射管１７２から鋼板２０１の被測定部分（距離測定センサ１８に対向する鋼板２０１の部分、図１１および図１３参照）に向かって空気を噴射することにより、鋼板２０１の被測定部分に入り込む放水管１６から放水された冷却水をはじくように構成されている。また、３本の被測定位置用空気噴射管１７２からは、常に鋼板２０１に向かって空気が噴射されている。なお、被測定位置用空気噴射管１７２は、「気体噴射部」および「第２気体噴射部」の一例である。

また、本実施形態では、図５に示すように、９本の放水管１６および９本の空気噴射管１７は、平面視において、高周波加熱コイル１５の周囲を取り囲むように交互に平板状の取付部１４ａの外周部近傍にナット１４ｂおよび１４ｃにより固定されている。なお、空気噴射管１７と放水管１６とは、平面視において、同一の円の円上に配置されている。そして、図３、図４、図１１および図１２に示すように、空気噴射管１７は、鋼板２０１のうちの放水管１６から冷却水が放水される領域よりも高周波加熱コイル１５側の領域に空気が噴射されるように設けられている。具体的には、空気噴射管１７の先端部１７ａは、高周波加熱コイル１５側（内側）に向かって屈曲するように形成されており、空気噴射管１７の先端部１７ａが放水管１６の先端部１６ａよりも高周波加熱コイル１５側に位置するように構成されている。

また、図３および図４に示すように、ロボットハンド１４には、カメラ１９が取り付けられている。カメラ１９は、たとえば、ＣＣＤ（ＣＭＯＳ）カメラなどの２次元画像を撮像するカメラからなる。なお、カメラ１９は、ＰＣ３に接続されており（図７参照）、カメラ１９によって撮像された画像のデータは、ＰＣ３に取り込まれるように構成されている。また、カメラ１９は、ロボットハンド１４（ロボットアーム１３）に着脱可能に取り付けられている。そして、カメラ１９により鋼板２０１を撮像した後、高周波加熱コイル１５により鋼板２０１を加熱する前に、カメラ１９をロボットハンド１４から取り外す動作を行うようにロボットコントローラ２によりロボットアーム１３が操作されるように構成されている。カメラ１９は、たとえば、図示しない自動工具交換装置（Ａｕｔｏ Ｔｏｏｌ Ｃｈａｎｇｅｒ：Ａ．Ｔ．Ｃ．）によってロボットハンド１４に着脱可能に取り付けられている。

また、本実施形態では、図３〜図５に示すように、ロボットハンド１４には、平面視において、高周波加熱コイル１５を取り囲むように、鋼板２０１までの距離を測定するための複数（本実施形態では３つ）の距離測定センサ１８（距離測定センサ１８ａ、１８ｂおよび１８ｃ）が設けられている。３つの距離測定センサ１８は、平面視において、平板状の取付部１４ａの中央部に位置する高周波加熱コイル１５と外周近傍に位置する空気噴射管１７との間の位置に、略等角度間隔（１２０度間隔）で配置されている。また、距離測定センサ１８は、たとえば下方（矢印Ｚ２方向）に向かってレーザ光を出射することにより鋼板２０１までの距離を測定するセンサからなる。また、図６に示すように、距離測定センサ１８は、本体部１８１と、本体部１８１を覆うように設けられるカバー部１８２と、カバー部１８２内に空気を供給するための空気供給パイプ１８３とを含むように構成されている。そして、空気供給パイプ１８３から供給される空気によって距離測定センサ１８の本体部１８１の近傍のチリ等の異物が除去されることにより、鋼板２０１までの距離を正確に測定することが可能となる。なお、距離測定センサ１８は、「距離測定部」の一例である。

また、図７に示すように、ロボットコントローラ２には、制御部２１と記憶部２２とが設けられている。また、ロボット１、ＰＣ３、オン／オフボックス４、高周波加熱コイル１５、および、３つの距離測定センサ１８は、ロボットコントローラ２に接続されている。また、ＰＣ３は、表示部３１およびマウス３２を有する。

また、オン／オフボックス４には、電磁弁４１が接続されている。また、電磁弁４１には、放水管１６に冷却水を供給する冷却水供給パイプ１６１、空気噴射管１７に空気を供給する空気供給パイプ１７３、および、距離測定センサ１８に空気を供給する空気供給パイプ１８３が接続されている。そして、ロボットコントローラ２によりオン／オフボックス４の電磁弁４１のオンオフが制御されることにより、放水管１６への冷却水の供給、空気噴射管１７への空気の供給、および、距離測定センサ１８への空気の供給が制御されるように構成されている。

また、図８に示すように、ＰＣ３の表示部３１は、カメラ１９によって撮像された鋼板２０１の画像が表示されるように構成されている。ＰＣ３は、鋼板２０１の画像が表示された表示部３１の画面上において、鋼板２０１の輪郭の入力を受け付け可能に構成されている。なお、鋼板２０１の輪郭の入力は、ユーザ（作業者）３００により行われる。具体的には、図９に示すように、表示部３１の画面に表示された曲面状の鋼板２０１の２次元の画像上にポインタ３３を合わせた状態で、マウス３２をクリックすることにより、鋼板２０１の輪郭が入力されるように構成されている。また、表示部３１の画面に表示されている鋼板２０１の輪郭に沿ってマウス３２をクリックすることにより、鋼板２０１の輪郭が画面上で点状（点Ａ）に入力される。

また、本実施形態では、ＰＣ３は、鋼板２０１の画像に基づいて（鋼板２０１の画像が表示された表示部３１の画面上において）、鋼板２０１の加熱位置を特定して入力する際の入力を受け付けるように構成されている。なお、鋼板２０１の加熱位置の入力は、ユーザ（作業者）３００により行われる。具体的には、図１０に示すように、表示部３１の画面に表示された曲面状の鋼板２０１の２次元の画像上にポインタ３３を合わせた状態で、マウス３２（図７参照）をクリックすることにより、鋼板２０１の加熱位置が入力されるように構成されている。なお、鋼板２０１には、予め加熱位置を表す複数の白線２０２が設けられており、表示部３１の画面に表示されている鋼板２０１の加熱位置を表す白線２０２の画像に沿ってマウス３２をクリックすることにより、鋼板２０１の加熱位置が画面上で点状（点Ｂ）に入力される。なお、後述するように、点状に入力された加熱位置を通過するようにロボットアーム１３が操作されることにより、鋼板２０１が加熱される。すなわち、後述する加熱線Ｌ１〜Ｌ４に沿ってロボットアーム１３が移動するように操作される。

また、ＰＣ３は、点状に入力された鋼板２０１の加熱位置を通過して、入力された鋼板２０１の輪郭から特定される鋼板２０１の端部まで鋼板２０１を加熱する場合（図１０の加熱線Ｌ１）と、鋼板２０１の端部までは加熱せずに、点状に入力された鋼板２０１の加熱位置の間を加熱処理する場合（図１０の加熱線Ｌ２、Ｌ３）との選択を、たとえばアイコン３４をマウス３２（ポインタ３３）によって操作することにより受け付け可能に構成されている。すなわち、加熱線Ｌ１では、入力された加熱位置（点Ｂ）は、加熱線Ｌ１の実線上のみである一方、加熱線Ｌ１の全て（実線部分と点線部分との両方）において、加熱が行われる。また、加熱線Ｌ２およびＬ３では、入力された加熱位置（点Ｂ）の間のみ加熱が行われる。なお、点状に入力された鋼板２０１の加熱位置が、鋼板２０１の輪郭（端部）からはみ出している場合（図１０の加熱線Ｌ４）は、鋼板２０１の加熱は鋼板２０１の輪郭（端部）まで行われるようにロボットコントローラ２により操作されるように構成されている。

また、鋼板２０１の加熱が鋼板２０１の端部から行われるように設定された場合（たとえば図１０の加熱線Ｌ２）、図１０の点線で示される高周波加熱コイル１５のように、高周波加熱コイル１５の端部が鋼板２０１の輪郭（端部）に接する位置（つまり、高周波加熱コイル１５が鋼板２０１からはみ出さない位置）から加熱が行われるようにロボットコントローラ２により操作されるように構成されている。また、ＰＣ３は、点状に入力された鋼板２０１の加熱位置の間（点Ｂと点Ｂとの間）の加熱速度（高周波加熱コイル１５の移動速度）の入力も受け付け可能に構成されている。また、ＰＣ３は、鋼板２０１の加熱位置（点Ｂ）の上で高周波加熱コイル１５を所定時間停止する動作の入力も受け付け可能に構成されている。

ここで、本実施形態では、ロボットコントローラ２は、ＰＣ３によって受け付けられた鋼板２０１の加熱位置に基づいて（加熱線Ｌ１〜Ｌ４に沿って移動するように）、ロボットハンド１４を移動させて鋼板２０１を線状に加熱するとともに、放水管１６から鋼板２０１の加熱後の位置に冷却水を放水するように制御するように構成されている。また、ロボットコントローラ２は、ロボットハンド１４を移動させて高周波加熱コイル１５により鋼板２０１を加熱するとともに、複数（９本）の放水管１６のうちの高周波加熱コイル１５の移動方向側とは反対方向側に位置する放水管１６ｂ（図１１および図１２参照）から鋼板２０１の加熱後の位置に冷却水を放水するように制御するように構成されている。

また、ロボットコントローラ２は、表示部３１の画面に表示された曲面状の鋼板２０１の２次元の画像上においてＰＣ３によって受け付けられた鋼板２０１の加熱位置、および、３つの距離測定センサ１８により測定された鋼板２０１までの距離に基づいて、ロボットアーム１３を３次元的に操作することにより、鋼板２０１を加熱する制御を行うように構成されている。また、ロボットコントローラ２は、３つの距離測定センサ１８により測定された曲面状の鋼板２０１までの距離がそれぞれ略等しくなるようにロボットアーム１３を操作することにより、鋼板２０１に対する高周波加熱コイル１５の姿勢を３次元的に調整するように構成されている。

次に、図１３および図１４を参照して、鋼板２０１に対する高周波加熱コイル１５の姿勢の３次元的な調整について説明する。

図１３および図１４に示すように、３つの距離測定センサ１８のうちの１つの距離測定センサ１８ａにより測定された鋼板２０１までの距離（Ｚ方向の距離）が、所望の距離に略等しくなるようにロボットアーム１３を操作することにより、高周波加熱コイル１５のＺ方向の位置（高さ）が調整される。また、距離測定センサ１８ａおよび距離測定センサ１８ｂにより測定された鋼板２０１までの距離が略等しくなるように、鋼板２０１に対する高周波加熱コイル１５の姿勢が調整されることにより、高周波加熱コイル１５のＲｘ軸に対する姿勢が調整される。また、距離測定センサ１８ｂおよび距離測定センサ１８ｃにより測定された鋼板２０１までの距離が略等しくなるように、鋼板２０１に対する高周波加熱コイル１５の姿勢が調整されることにより、高周波加熱コイル１５のＲｙ軸に対する姿勢が調整される。これにより、図１２に示すように、高周波加熱コイル１５の鋼板２０１側の面と、鋼板２０１の高周波加熱コイル１５側の面とが対向する。

次に、図８〜図１７を参照して、加熱位置の入力、および、高周波加熱コイル１５による加熱を行う際の鋼板曲げ装置１００のロボットコントローラ２（ＰＣ３）の制御動作について説明する。

まず、図１５に示すように、ステップＳ１において、ロボットアーム１３が、カメラ１９が載置されている台部５(図１６参照)の近傍まで移動されるとともに、ロボットアーム１３のロボットハンド１４にカメラ１９が取り付けられるように操作される。次に、ステップＳ２において、図１７に示すように、ロボットアーム１３が鋼板２０１の上方に移動されるとともに、カメラ１９により鋼板２０１が撮像される。なお、鋼板２０１は、曲面状に形成されている一方、撮像された鋼板２０１の画像は、２次元の画像であり、２次元の鋼板２０１の画像が、ＰＣ３の表示部３１（図８参照）に表示される。次に、ステップＳ３において、ロボットアーム１３のロボットハンド１４に取り付けられたカメラ１９が取り外されて台部５に載置される。

次に、ステップＳ４において、図９に示すように、ＰＣ３の表示部３１の画面に表示された曲面状の鋼板２０１の２次元の画像上にポインタ３３を合わせた状態で、マウス３２がクリックされることにより、点状の鋼板２０１の輪郭の入力が受け付けられる。

次に、ステップＳ５において、図１０に示すように、表示部３１の画面に表示された曲面状の鋼板２０１の２次元の画像上にポインタ３３を合わせた状態で、マウス３２（図７参照）がクリックされることにより、点状の鋼板２０１の加熱位置の入力が受け付けられる。また、鋼板２０１の加熱位置の入力は、表示部３１の画面に表示されている鋼板２０１の加熱位置を表す白線２０２の画像に沿ってマウス３２をクリックすることにより行われる。また、点状に入力された鋼板２０１の加熱位置を通過して、入力された鋼板２０１の輪郭から特定される鋼板２０１の端部まで鋼板２０１を加熱する場合（たとえば図１０の加熱線Ｌ１）と、鋼板２０１の端部までは加熱せずに、点状に入力された鋼板２０１の加熱位置の間を加熱する場合（図１０の加熱線Ｌ２、Ｌ３）との選択が、たとえば画面上のアイコン３４をマウス３２（ポインタ３３）によって選択することにより受け付けられる。また、点状に入力された鋼板２０１の加熱位置の間の加熱速度（高周波加熱コイル１５の移動速度）や、鋼板２０１の加熱位置の上で高周波加熱コイル１５を所定時間停止させる動作の入力が、必要に応じて受け付けられる。

次に、ステップＳ６において、受け付けられた鋼板２０１の加熱位置に基づいて、ロボットアーム１３が鋼板２０１の近傍に移動される。この際、図１３および図１４に示すように、３つの距離測定センサ１８により測定された曲面状の鋼板２０１までの距離がそれぞれ略等しくなるようにロボットアーム１３を操作することにより、鋼板２０１に対する高周波加熱コイル１５の姿勢が３次元的に調整される。そして、ステップＳ７において、点状に入力された加熱位置（加熱線Ｌ１〜Ｌ４）を通過するようにロボットアーム１３を操作することにより、高周波加熱コイル１５による鋼板２０１の加熱が行われる。

ここで、本実施形態では、複数（９本）の放水管１６のうちの高周波加熱コイル１５の移動方向側とは反対方向側に位置する放水管１６ｂ（図１１および図１２参照）から鋼板２０１の加熱後の位置に冷却水が放水される。これにより、鋼板２０１を曲げる加工（堯鉄）が行われる。また、加熱位置用空気噴射管１７１により、鋼板２０１に対して気体（空気）が噴射されて、高周波加熱コイル１５により加熱される鋼板２０１の加熱位置に入り込む放水管１６から放水された冷却水がはじかれる。また、距離測定センサ１８による鋼板２０１までの距離の測定は、鋼板２０１の加熱の動作中常に行われている。そして、被測定位置用空気噴射管１７２により、鋼板２０１に対して空気が噴射されて、距離測定センサ１８により測定される鋼板２０１の被測定部分に入り込む放水管１６から放水された冷却水がはじかれる。このようにして、上記ステップＳ５において受け付けられた鋼板２０１の加熱位置の加熱が終了されることにより、鋼板２０１を曲げる加工（堯鉄）が終了される。

本実施形態では、上記のように、高周波加熱コイル１５と冷却水を放水するための放水管１６とをロボットハンド１４に設けることによって、高周波加熱コイル１５と放水管１６とが共に鋼板２０１の一方側（上面側）のロボットハンド１４に配置されるので、高周波加熱コイル１５と放水管１６とを鋼板２０１の上面側と下面側とに分けて配置する場合と異なり、装置の構成をコンパクト化することができる。

また、本実施形態では、上記のように、放水管１６を複数設けて、ロボットハンド１４を移動させて高周波加熱コイル１５により鋼板２０１を加熱するとともに、複数の放水管１６のうちの高周波加熱コイル１５の移動方向側とは反対方向側に位置する放水管１６から鋼板２０１の加熱後の位置に冷却水を放水するように制御するようにロボットコントローラ２を構成する。これにより、鋼板２０１の加熱前の位置に冷却水が放水されることに起因して、鋼板２０１の加熱が十分に行えなくなるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、平面視において、高周波加熱コイル１５の周囲を取り囲むように複数の放水管１６を設ける。これにより、高周波加熱コイル１５が様々な方向に移動する場合でも、容易に、加熱後の位置に冷却水を放水することができる。

また、本実施形態では、上記のように、高周波加熱コイル１５により加熱される鋼板２０１の加熱位置に入り込む放水管１６から放水された冷却水をはじくように、鋼板２０１に対して空気を噴射する加熱位置用空気噴射管１７１をロボットハンド１４に設ける。これにより、高周波加熱コイル１５により加熱される鋼板２０１の加熱位置に冷却水が入り込むことに起因して、鋼板２０１の加熱が十分に行えなくなるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、距離測定センサ１８により測定される鋼板２０１の被測定部分に入り込む放水管１６から放水された冷却水をはじくように、鋼板２０１に対して空気を噴射する被測定位置用空気噴射管１７２をロボットハンド１４に設ける。これにより、距離測定センサ１８により測定される鋼板２０１の被測定部分に冷却水が入り込むことに起因して、距離測定センサ１８による測定の精度が悪くなるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、鋼板２０１のうちの放水管１６から冷却水が放水される領域よりも高周波加熱コイル１５側の領域に空気が噴射されるように空気噴射管１７を設ける。これにより、鋼板２０１のうちの冷却水が放水される領域よりも内側に空気を噴射することができるので、鋼板２０１の加熱位置および被測定部分に冷却水が入り込むのを容易に抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、放水管１６を複数設けるとともに空気噴射管１７を複数設けて、放水管１６および空気噴射管１７を、平面視において、高周波加熱コイル１５の周囲を取り囲むように交互に設ける。これにより、複数の空気噴射管１７が高周波加熱コイル１５の周囲の偏った位置に配置される場合と異なり、鋼板２０１の加熱位置および被測定部分に冷却水が入り込むのを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、鋼板２０１を撮像するためのカメラ１９と、カメラ１９によって撮像された鋼板２０１の画像を表示する表示部３１と、鋼板２０１の画像に基づいて鋼板２０１の加熱位置を特定して入力する際の入力を受け付けるマウス３２とを設けて、マウス３２によって受け付けられた鋼板２０１の加熱位置に基づいて、ロボットハンド１４を移動させて鋼板２０１を加熱するとともに、放水管１６から鋼板２０１の加熱後の位置に冷却水を放水するように制御するようにロボットコントローラ２を構成する。これにより、ユーザ３００が鋼板２０１の近傍に移動しロボットアーム１３を把持して移動させることにより所望の動作を直接教示する場合と異なり、ユーザ３００は、所望の動作の教示のためにロボットアーム１３を移動させる必要がなく、鋼板２０１の加熱位置をＰＣ３に入力するだけで所望の動作の教示を容易に行うことができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、垂直多関節ロボットからなるロボットのロボットアームにロボットハンドが取り付けられている例を示したが、たとえば、垂直多関節ロボット以外の直交型ロボットや水平多関節ロボットにロボットハンドを取り付けてもよい。

また、上記実施形態では、複数（９本）の放水管のうちの高周波加熱コイルの移動方向側とは反対方向側に位置する１つの放水管から鋼板の加熱後の位置に冷却水を放水するように構成されている例を示したが、たとえば、高周波加熱コイルの移動方向側とは反対方向側に位置する複数の放水管から鋼板の加熱後の位置に冷却水を放水するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、ロボットハンドに９本の放水管が設けられる例を示したが、たとえば、９本以外の数の放水管がロボットハンドに設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、ロボットハンドに９本の空気噴射管が設けられる例を示したが、たとえば、９本以外の数の空気噴射管がロボットハンドに設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、空気噴射管（気体噴射管）から空気が噴射される例を示したが、たとえば、気体噴射管から鋼板に向かって空気以外の気体を噴射してもよい。

また、上記実施形態では、平面視において、空気噴射管と放水管とを同一の円の円上に配置する例を示したが、たとえば、空気噴射管を放水管よりも外側に設けるとともに、気体噴射管の先端部が放水管の先端部よりも内側に配置されるように空気噴射管を屈曲させてもよい。これによっても、鋼板のうちの放水部から冷却水が放水される領域よりも高周波加熱コイル側の領域に空気を噴射することができる。

また、上記実施形態では、たとえば銅管、アルミ管、ステンレス管からなる放水管（放水部）および空気噴射管（気体噴射部）を用いる例を示したが、たとえば、管状の部材以外の部材により鋼板に冷却水を放水する放水部および気体を噴射する気体噴射部を構成してもよい。

また、上記実施形態では、鋼板に向かってレーザ光を出射することにより鋼板までの距離を測定する距離測定センサ（距離測定部）を用いる例を示したが、たとえば、レーザ光を照射すること以外の方法により鋼板までの距離を測定する距離測定部を用いてもよい。

また、上記実施形態では、ＣＣＤ（ＣＭＯＳ）カメラなどの２次元画像を撮像するカメラを用いて鋼板を撮像する例を示したが、たとえば、３次元画像を撮像するカメラを用いて鋼板を撮像するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ユーザが、ＰＣの表示部に表示された鋼板の画像の画面上にポインタを合わせてマウスをクリックすることにより、鋼板の加工処理位置が入力される例を示したが、タッチパネル式の表示部に鋼板の画像を表示して、ユーザがタッチパネル式の表示部の画面をタッチすることにより、鋼板の加工処理位置が入力されるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、鋼板を加熱するためにロボットハンドに高周波加熱コイルを設ける例を示したが、たとえば、ガストーチ等によって鋼板を加熱するようにしてもよい。この場合、鋼板に対して空気を噴射する加熱位置用空気噴射管を省略することが可能となる。また、ガストーチは、比較的軽量であるので、ガストーチが取り付けられるロボットアーム（ロボット）を小型化することができる。

また、上記実施形態では、曲面状の鋼板を加熱する例を示したが、たとえば、平板状の鋼板を加熱するように鋼板曲げ装置を構成してもよい。

２ ロボットコントローラ（コントローラ）
１４ ロボットハンド（ハンド）
１５ 高周波加熱コイル（加熱ツール）
１６ 放水管（放水部）
１７ 空気噴射管（気体噴射部）
１８ 距離測定センサ（距離測定部）
１９ カメラ（撮像部）
３１ 表示部
３２ マウス（入力受付部）
１００ 鋼板曲げ装置
１７１ 加熱位置用空気噴射管（気体噴射部、第１気体噴射部）
１７２ 被測定位置用空気噴射管（気体噴射部、第２気体噴射部）
２０１ 鋼板

Claims (9)

1. 鋼板を加熱するための加熱ツールと、冷却水を放水するための放水部とが設けられるハンドと、
   前記ハンドを移動させて前記加熱ツールにより前記鋼板を加熱するとともに、前記放水部から前記鋼板の加熱後の位置に冷却水を放水するように制御するコントローラと、
   前記ハンドに設けられ、前記鋼板に対して気体を噴射して、前記放水部から放水された冷却水をはじくように構成されている気体噴射部とを備える、鋼板曲げ装置。
2. 前記放水部は、複数設けられ、
   前記コントローラは、前記ハンドを移動させて前記加熱ツールにより前記鋼板を加熱するとともに、前記複数の放水部のうちの前記加熱ツールの移動方向側とは反対方向側に位置する放水部から前記鋼板の加熱後の位置に冷却水を放水するように制御するように構成されている、請求項１に記載の鋼板曲げ装置。
3. 前記複数の放水部は、平面視において、前記加熱ツールの周囲を取り囲むように設けられている、請求項２に記載の鋼板曲げ装置。
4. 前記気体噴射部は、前記加熱ツールにより加熱される前記鋼板の加熱位置に入り込む前記放水部から放水された冷却水をはじくように、前記鋼板に対して気体を噴射する第１気体噴射部を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼板曲げ装置。
5. 前記鋼板までの距離を測定するための距離測定部をさらに備え、
   前記気体噴射部は、前記距離測定部により測定される前記鋼板の被測定部分に入り込む前記放水部から放水された冷却水をはじくように、前記鋼板に対して気体を噴射する第２気体噴射部を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼板曲げ装置。
6. 前記気体噴射部は、前記鋼板のうちの前記放水部から冷却水が放水される領域よりも前記加熱ツール側の領域に前記気体が噴射されるように設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼板曲げ装置。
7. 前記放水部は複数設けられるとともに、前記気体噴射部は複数設けられ、
   前記放水部および前記気体噴射部は、平面視において、前記加熱ツールの周囲を取り囲むように交互に設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の鋼板曲げ装置。
8. 前記鋼板を撮像するための撮像部と、
   前記撮像部によって撮像された前記鋼板の画像を表示する表示部と、
   前記鋼板の画像に基づいて前記鋼板の加熱位置を特定して入力する際の入力を受け付ける入力受付部とをさらに備え、
   前記コントローラは、前記入力受付部によって受け付けられた前記鋼板の加熱位置に基づいて、前記ハンドを移動させて前記鋼板を加熱するとともに、前記放水部から前記鋼板の加熱後の位置に冷却水を放水するように制御するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の鋼板曲げ装置。
9. 加熱ツールが設けられるハンドを移動させて鋼板を前記加熱ツールにより加熱する工程と、
   前記鋼板の加熱後の位置に前記ハンドに設けられる放水部から冷却水を放水する工程と、
   前記ハンドに設けられる気体噴射部から前記鋼板に対して気体を噴射して前記放水部から放水された冷却水をはじく工程とを備える、曲げ加工された鋼板の製造方法。

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