JPH09248629A - 矯正量検出方法、歪矯正方法及び歪矯正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無駄な待ち時間を無くして矯正時間を短縮し、
一括して各矯正点における矯正量を曲率半径の影響を受
けずに算出すること。 【解決手段】矯正後のワークの各矯正点における矯正量
を求める矯正量検出方法であり、ワーク全体に亘っての
矯正後の形状測定結果から、各矯正点における目標直線
からの距離を、矯正点における曲率半径の影響を受けな
い位置でのずれから算出し、この算出した距離を矯正前
のワーク形状の測定結果の各矯正点に反映した仮想目標
直線を設定し、この仮想目標直線と前記目標直線との関
係から、矯正後の各矯正点における実際の矯正量を矯正
点における曲率半径の影響を受けずに一括して算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製長尺材の矯
正後の各矯正点における矯正量を求めるための矯正量検
出方法に関する。本発明は、棒材、軸材、軌条レール等
の金属製長尺材の真直度を高めるために曲りを矯正する
歪矯正装置及び歪矯正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】軌条レールのように規定の真直度を確保
する必要のある長尺材を使用する場合、前もって長尺材
の真直度を測定しておき、許容値以上に曲がっていれば
許容範囲内に矯正してから使用するようにしている。こ
のため、ワーク（長尺材）の曲りを検出する形状測定装
置と、この形状測定装置で取得した形状データに基づい
て矯正位置及び矯正量を決定する演算装置と、ワークの
搬送装置と、プレス装置等を組み合わせて構成した自動
歪矯正装置が利用されている。

【０００３】図１４は従来の自動歪矯正装置のライン構
成を示している。同図に示すように、前工程から送られ
てきたレールをストッカ１に入れて、ストッカ１に含ま
れた搬送ローラ及び横転装置を使ってレールの姿勢及び
測定位置を移動させて測定装置２で形状データを採取す
る。測定装置２から演算装置へレールの形状データを渡
し、演算装置で形状データに基づいて矯正位置及び矯正
量を求める。演算装置は、プレス装置３を動作させてレ
ールの押込み量と弾性変形量との関係を求め、形状デー
タ、押込み量及び弾性変形量に基づいて矯正位置及び矯
正量を求める。矯正位置及び矯正量の算出方法について
は特願平５−９３３２２に一例が詳述されている。この
求めた矯正位置及び矯正量に基づいてプレス装置３を駆
動してレールの曲りを矯正する。矯正したレールはコン
ベア４によって後工程へ流されることになる。

【０００４】図１５は図１４に示す自動歪矯正装置にお
ける動作フローを示している。矯正の必要なレールが入
ってくると、レールの曲りに応じた最適な矯正位置及び
矯正量を求めるためにレール形状を測定し、矯正位置及
び矯正量が算出されるのを待ってプレス矯正を掛けてい
る。

【０００５】ある矯正点について加圧を終了すると、演
算した通りに矯正されているかどうか確認するために、
実際に変形した量（矯正量）を測定する。図１６（ａ）
〜（ｄ）に矯正量を測定際のプレスの動作工程を示して
いる。初めに押込み量に対する実際の矯正量を把握する
ため、同図（ａ）に示すようにプレス３を前進させて３
つのプレスヘッド５ａ〜５ｃに設けられた近接スイッチ
６ａ〜６ｃを全部ＯＮさせる（同図（ｂ））。

【０００６】次に、同図（ｃ）に示すようにプレス３を
後退させて３つの近接スイッチ６ａ〜６ｃのうちのどれ
か１つがＯＦＦになるところを検出する。この位置はワ
ークに対して無負荷でのチャック位置であり、押込み開
始点として求めている。

【０００７】次に、同図（ｄ）に示すように再度プレス
３を前進させて所定の押込み量となるまで前進させてワ
ークを変形させる。所定の押込み量が得られたならば、
プレス３を後退させて３つの近接スイッチ６ａ〜６ｃの
うちのどれか１つがＯＦＦになるところを検出する。こ
の検出した位置を終了点として求める。

【０００８】次に、図１７に示すように押込み開始点か
らの押込み量とプレス３を後退させたときのワークの後
退量とをプレスヘッドに設けた測定器で測定し、その結
果から矯正量を算出する。押込み量から後退量を差し引
いた残りが矯正量となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た自動歪矯正装置は、測定装置２が動作しているときに
プレス装置３は測定が終わるまで待機し、逆にプレス装
置３が動作しているときに測定装置２は矯正後のレール
形状を測定するために待機しているので、無駄な待ち時
間を生じて矯正終了までに長時間を要していた。

【００１０】また、プレス装置の矯正量を算出するため
にプレス装置３の前進及び後退を繰り返さなければなら
ないことから、所定の押込み量に対する矯正量を算出す
るまでの動作工程が多く、時間が掛かる要因となってい
た。

【００１１】また、プレスヘッドに設けられた測定器で
ワークの各点を矯正する度に各矯正点における矯正量を
算出していたので、作業効率が悪く上記同様に時間が掛
かる要因となっていた。

【００１２】また、ワークに対するチャッキング位置の
ばらつき、各近接スイッチの特性誤差によるばらつきの
ために、数ミクロン〜数十ミクロンの誤差を生じてい
た。また、図１７に示すように矯正点においてワークは
ある曲率半径をもって矯正されることになる。一方、図
１８に示すように形状の曲り変化を３点測定によりとら
えていた。したがって、個々の矯正点における押込み量
と矯正量との関係は正確にとらえることができても、矯
正点におけるワークの曲率半径の影響をとらえることが
できないため誤差が生じていた。図１７に示すように、
曲率半径を考慮した場合とそうでない場合とでは、角度
が最大でθ′＝２θの関係になるほどの誤差を生じてし
まうので、ワーク全体に亘って大きな誤差を生じてい
た。また、矯正後のワーク全体に亘っての形状を正確に
予測することも困難となり、矯正精度の低下、矯正作業
のやり直しが必要になるなどの不都合があった。

【００１３】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、効率良く装置を動作させることにより無駄
な待ち時間を無くして矯正時間を短縮でき、また矯正後
のワーク形状の測定結果から許容範囲内に入っているか
どうかの判断をすると同時に一括して各矯正点における
矯正量を各点における曲率半径の影響を受けずに算出す
ることにより、効率良く精度の高い矯正を加えることの
できる矯正量検出方法、歪矯正装置及び歪矯正方法を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。請求項１に対
応する本発明は、矯正後のワークの各矯正点における矯
正量を求める矯正量検出方法において、ワーク全体に亘
っての矯正後の形状測定結果から、各矯正点における目
標直線からの距離を、矯正点における曲率半径の影響を
受けずに算出し、この算出した距離を、矯正前のワーク
形状の測定結果の各矯正点に反映した仮想目標直線を設
定し、この仮想目標直線と前記目標直線との関係から、
矯正後の各矯正点における実際の矯正量を矯正点におけ
る曲率半径の影響を受けずに一括して算出する。

【００１５】本発明によれば、各矯正点における矯正量
が矯正点における曲率半径の影響を受けずに一括して算
出されるので、精度の高い矯正量を取得できると共に、
歪み矯正装置に適用することにより無駄な待ち時間を無
くして矯正時間を短縮することができる。

【００１６】請求項２に対応する本発明は、矯正後のワ
ークの各矯正点における矯正量を求める矯正量検出方法
において、目標とするワーク形状の基準となる目標直線
と矯正後のワーク形状とから矯正スパン以外の部分での
矯正後のワーク形状の目標直線からのずれを求め、この
求めたずれに基づいて前記目標曲線を矯正前のワーク形
状に反映させた仮想目標直線を設定し、この仮想目標直
線と矯正前のワーク形状との関係から矯正後の各矯正点
における実際の矯正量を幾何学的に算出する。

【００１７】請求項３に対応する本発明は、ワークの各
矯正点を、それぞれの矯正点について定めた矯正量に従
って加圧して矯正する歪矯正方法において、矯正すべき
ワークの荷重と歪との関係を予め求めておき、荷重計の
備えられたプレスでワークを弾性限度内において加圧
し、このときの荷重計の値とプレスのストローク量との
関係から押し込み開始点を求め、この押し込み開始点か
ら当該矯正点について定められた矯正量が得られるまで
プレスを加圧する。

【００１８】本発明によれば、プレスでワークを弾性限
度内において加圧してクランプした状態を押し込み開始
点とするので、従来の接触スイッチを使用して押し込み
開始点を定める場合に比べて、接触状態の検出に伴う誤
差が無くなり、測定精度を改善することができる。ま
た、わずかな押し込み量の変化を大きなワークの変形荷
重としてとらえることができるので、押し込み量算出の
精度が向上し、高精度の矯正が可能である。

【００１９】請求項４に対応する本発明は、矯正前のワ
ークから採取したワーク形状データに基づいて当該ワー
クの歪みを許容範囲内に矯正するための矯正点を求め、
矯正後の形状シミュレーションを行って各矯正点におけ
る矯正量を求め、この求めた矯正量をプレス押し込み量
とワークの塑性変形量との関係からプレス制御装置の押
し込み量に変換し、この押し込み量と前記矯正点とに基
づいて前記プレス矯正装置を制御することによりワーク
の歪を矯正する歪矯正装置において、ワークの目標直線
と矯正後のワークから採取したワーク形状データとから
矯正後のワーク形状の目標直線からのずれを形状変化を
起こしていない部分で求める手段と、この手段で求めた
ずれに基づいて前記目標曲線を矯正前のワーク形状に反
映させた仮想目標直線を設定する手段と、この手段で設
定した仮想目標直線と矯正前のワーク形状とに基づいて
矯正後の各矯正点における実際の矯正量を一括して算出
する手段と、この手段で算出された各矯正点の実際の矯
正量と前記形状シミュレーションにより求めた対応する
各矯正点の矯正量との偏差に基づいてプレス押し込み量
とワークの塑性変形量との関係を修正する手段とを備え
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （第１の実施の形態）第１の実施の形態は、ワークの各
矯正点をプレス装置で押し込んだ後の矯正後のワーク形
状から各矯正点における矯正量（実際にどれだけ曲がっ
たかを示す量）を求める方法についてのものである。

【００２１】図１（ａ）（ｂ）を参照して矯正量の算出
方法について説明する。同図（ａ）において、２点鎖線
で示すワーク形状Ｘ（ｋ）［ｎ１，ｎ２］、（ｋ＝ｎ1
、…ｉ，ｉ＋１，ｎ2 ）のワークを矯正したとき、矯
正後のワークが同図に実線で示すワーク形状Ｘ′（ｋ）
になったとする。［ｎ１，ｎ２］の区間における矯正点
はｐ（ｉ），ｐ（ｉ＋１）である。

【００２２】矯正後のワークは、各矯正点ｐ（ｉ），ｐ
（ｉ＋１）の矯正スパン内においてある曲率半径にて形
状変化を起こしているが、矯正スパン以外では矯正前後
で形状変化を起こしていない。矯正スパン以外の部分は
具体的には（Ｐ１〜Ｐ２とＰ１〜Ｐ２′）、（Ｐ３〜Ｐ
４とＰ３〜Ｐ４′）、（Ｐ５〜Ｐ６とＰ５〜Ｐ６′）で
ある。例えば、矯正前ワークのＰ１からＰ２までの形状
と、矯正後ワークのＰ１からＰ２′（Ｐ２に対応する）
までの形状とは同一形状となる。

【００２３】本発明では矯正スパン以外では矯正前後で
形状変化を起こしていないことを利用することにより矯
正点の曲率変化に影響を受けないで矯正量を算出するよ
うにしたものである。そのため、矯正スパンの両端部
（アンビル位置）に着目し、矯正後のワークの矯正スパ
ンの両端部における目標直線からの変位差をｄ′
（ｉ）、ｄ′′（ｉ）およびｄ′（ｉ＋１）、ｄ′′
（ｉ＋１）を求める。

【００２４】基準直線からの変位差ｄ′（ｉ）、ｄ′′
（ｉ）およびｄ′（ｉ＋１）、ｄ′′（ｉ＋１）を矯正
前のワーク形状Ｘ（ｋ）に反映させて、図１（ｂ）に示
すような仮想目標直線を求める。この仮想目標直線を決
めるために、矯正点ｐ（ｉ）について、ワーク形状Ｘ
（ｋ）上の左側アンビル位置から当該位置での変位差
ｄ′（ｉ）だけ戻した点（イ）と、ワーク形状Ｘ（ｋ）
上の左側アンビル位置から当該位置での変位差ｄ′′
（ｉ）だけ戻した点（ロ）とを求める。同様に、矯正点
ｐ（ｉ＋１）について、ワーク形状Ｘ（ｋ）上の左側ア
ンビル位置から当該位置での変位差ｄ′（ｉ＋１）だけ
戻した点（ハ）と、ワーク形状Ｘ（ｋ）上の左側アンビ
ル位置から当該位置での変位差ｄ′′（ｉ＋１）だけ戻
した点（ニ）とを求める。Ａ点とイ点とを結ぶ直線Ｍ１
を求めると共に、ロ点とハ点とを結ぶ直線Ｍ２を求め、
ニ点とＤ点とを結ぶ直線Ｍ３を求める。直線Ｍ１と直線
Ｍ２との交点をＢとし、直線Ｍ２と直線Ｍ３との交点を
Ｃとしたときの、Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄを仮想目標直線とす
る。Ａ点，Ｂ点及びＡ′点との関係を図２に示す。

【００２５】矯正後のワーク形状Ｘ′（ｋ）は、上記仮
想目標曲線を図１（ａ）に示した目標直線に一致させる
ことによって求められるので、以下の算出式に基づいて
各矯正点ｐ（ｉ），ｐ（ｉ＋１）における矯正量を算出
する。

【００２６】ここで、ある矯正点ｐ（ｉ）について矯正
量Ｄ（ｉ）は次式で算出できる。 Ｄ（ｉ）＝（Ｖ（ｉ）×Ｗ）÷（４×ｐ（ｉ）） …（１） 但し、 Ｖ（ｉ）＝Ｘ′（ｉ）＋［Ｘ′（ｉ＋１）−Ｘ′
（ｉ）］÷［ｐ（ｉ＋１）−ｐ（ｉ）］ Ｗは矯正スパンである。上式では矯正量の符号は下向き
を正としている。また、矯正点１点の場合は、ｐ（ｉ＋
１）＝ｐ（ｎ２）とする。

【００２７】また矯正後のワーク形状Ｘ′（ｋ）の矯正
点ｐ（ｉ）における変位Ｘ′（ｉ）は次式によって算出
できる。 Ｘ′（ｉ）＝Ｘ（ｉ）−［｛Ｘ（ｎ２）＋（ｐ（ｎ２）−ｐ（ｉ＋１））×２ ×Ｄ（ｉ）／（Ｗ／２）｝ ×（ｐ（ｉ）−ｐ（ｎ１））／（ｐ（ｎ２）−ｐ（ｎ１））］ …（２） 式（１），（２）はレール形状Ｘ（ｋ）の矯正点ｐ
（ｉ）における変位Ｘ（ｉ）を、矯正後の変位Ｘ′
（ｉ）にするための矯正量Ｄ（ｉ）が求められることを
示している。

【００２８】この実施の形態によれば、形状変化の生じ
ていない部分（矯正スパン以外）を利用して矯正量を算
出するようにしているので、曲率半径をもった形状変化
が生じている矯正点（矯正スパン内）の形状変化に影響
を受けずに矯正量を算出することができるので矯正量の
測定精度を向上することができる。

【００２９】また、ワークの各矯正点を連続して矯正し
た後に、矯正後のワークの全体形状を測定しておけば、
その形状測定データから各矯正点における矯正量を一括
して計算で求めることができる。

【００３０】（第２の実施の形態）第２の実施の形態
は、プレス装置の押し込み量を決定する方法に関するも
のである。ここで、プレス装置とはワークの歪を矯正す
るため装置のことである。

【００３１】矯正すべきワークについて、押し込み量と
矯正量との関係を実験により求めておき、図３に示すよ
うな押し込み量と矯正量との関係を示すデータとして記
憶しておく。例えば、ワークのサンプルを使用し、プレ
ス装置で押し込み量を多段階に分けてサンプルをプレス
する。各押し込み量を受けてサンプルが実際に曲げられ
た量（矯正量）を、第１の実施の形態に示した方法によ
って算出することにより、図３に示す押し込み量と矯正
量との関係を示すデータを用意する。

【００３２】実際にワークを矯正する場合は、ワークの
形状データと予め設定された目標曲線とを比較して、ワ
ークの目標曲線からのずれ量及び曲率からワーク許容範
囲内に矯正するための矯正位置を決定する。

【００３３】上記のようにして決定した矯正位置をプレ
スすることにより矯正した矯正後の形状をシミュレーシ
ョンし、目標曲線に対するずれ量の絶対値が最小になる
ような矯正量を決定する。

【００３４】上記のようにして決定した各矯正量に対応
する押し込み量を図３に示す押し込み量と矯正量との関
係から求め、上記各矯正位置での押し込み量を決定す
る。各矯正位置での押し込み量をプレス装置のストロー
ク量に変換して、各矯正位置とストローク量とのをセッ
トにして記憶する。

【００３５】このような実施の形態によれば、押し込み
量と矯正量との関係を前もって作成しておくと共に、矯
正後の形状をシミュレーションすることによって求めた
各矯正位置での矯正量からプレス装置のストローク量を
求めるようにしたので、ワークの形状を矯正前に測定し
てシミュレーションするだけで、以降の処理は連続して
実行できるので、一つの矯正点毎に待ち時間が発生して
いた従来の場合に比べて、作業時間を大幅に短縮するこ
とができる。

【００３６】（第３の実施の形態）第３の実施の形態で
は、図５に示すように、プレス２０のプレスヘッド２１
に荷重計２１を設け、ワークＷをプレス２０で加圧した
ときの押し込み量と荷重との関係を求め、この関係に基
づいて押し込み開始点を求める。

【００３７】矯正すべきワークについて、プレス装置を
動作させることにより各押し込み量に対して荷重計２１
が示す荷重のデータを採取し、図４に示すような押し込
み量と荷重との関係を示すデータを記憶する。図４に示
すように、ワークは弾性限度内においては押し込み量と
荷重の関係は比例または繰り返し性があり、この弾性限
度内の荷重であれば、ワークの変形（矯正量）はプレス
２０の押し込みを除去すればゼロに戻る。

【００３８】したがって、プレス加圧時に弾性限度内の
荷重ｐからすでに押し込んでいる押し込み量ｘを下記の
計算式で求め、この押し込み量ｘを基にして最終的な所
望の押し込み量が得られるまでプレスを加圧する。押し
込み量は、図４に示す押し込み量と荷重との関係から求
めることができる。

【００３９】 ｘ＝（ｄｘ／ｄｐ）・ｐ …（３） 加圧後は、プレス２０を待機位置まで後退させる。この
ような実施の形態によれば、プレス２０のプレスヘッド
２１に荷重計２１を設け、ワークＷをプレス２０で加圧
したときの押し込み量と荷重計２１の荷重との関係に基
づいて押し込み開始点を求めるようにしたので、プレス
２０の動作は待機位置から所定の押し込み量まで前進す
る動作と、また待機位置まで戻る動作の２つの工程だけ
で良いので、矯正作業の効率化を図ることができる。

【００４０】（第４の実施の形態）図６に第４の実施の
形態に係る歪矯正装置の機能ブロックを示している。こ
の歪矯正装置は、制御盤２０と、ワークを移動させる搬
送装置２１と、ワークの形状を測定する形状測定装置２
２と、ワークを加圧して歪を矯正するプレス矯正装置２
３とを備えている。制御盤２０には、搬送装置２１、形
状測定装置２２及びプレス矯正装置２３の動作を制御す
る制御装置２４と、後述する各種演算機能を備えた演算
部２５とを備えている。プレス矯正装置２３は図５に示
す装置と同様に構成されていて、プレスヘッドに荷重計
２６を内蔵している。

【００４１】ここで、演算部２５がプログラムを実行す
ることにより実現することのできる各種演算機能につい
て説明する。演算部２５は、矯正位置推論部３１におい
てワーク形状データに基づいて予め設定された目標曲線
からのずれ量および曲率からワーク形状を許容範囲内に
矯正するのに最適な矯正位置を決定し、矯正量推論部３
２において矯正後の形状シミュレーションを行い、目標
曲線に対するずれ量の絶対値が最小になるような矯正量
を各最適矯正位置について決定する。そして、ストロー
ク量決定部３３において各最適矯正位置について求めら
れた矯正量を得るのに必要なプレスの押し込み量となる
ストローク量を、プレスの押し込み量とワークの塑性変
形量（矯正量）との関係から求める。

【００４２】以上のようにして決定した最適矯正位置及
びストローク量に基づいて、制御装置２４が搬送装置２
１、形状測定装置２２及びプレス矯正装置２３の動作を
制御してワークを矯正することになるが、矯正後のワー
ク形状がシミュレーション通りに矯正されているかどう
かを確認する必要がある。

【００４３】演算部２５の実矯正量一括演算部３４にお
いて矯正前及び矯正後のワーク形状データに基づいて前
述した第１の実施の形態と同じ手法により各矯正位置の
実際の矯正量を算出する。学習演算部３５は、実矯正量
一括演算部３４で算出した各矯正位置の実際の矯正量と
シミュレーションで求めた矯正量との差から、ストロー
ク量決定部３３で使用するプレスの押し込み量とワーク
の塑性変形量との関係を更新する。

【００４４】押し込み開始位置制御部３６は、プレス矯
正装置２３に備えた荷重計２６から荷重値を取り込み、
決定した押し込み量にしたがってプレスを制御するため
に、プレスの押し込み開始点を加圧時の荷重値とプレス
のストローク量から決定する。具体的には、第３の実施
の同様にして押し込み開始点を決定し、かつプレスの加
圧動作を制御する。

【００４５】以上のように構成された実施の形態の動作
について説明する。矯正すべきワークに対する最適矯正
位置及び矯正量を決定するまでの処理について図７のフ
ローチャートを参照して説明する。まず、ワークの形状
が形状測定装置２２により測定されると（ステップＳ
１）、各測定点における測定データは演算装置２０に転
送される。演算装置２０では、曲りが許容範囲外にある
測定データが得られた場合に、各測定点について予め設
定されている目標直線とのずれ量（Ｚ）と曲率（Ｃ）と
を算出する（ステップＳ２、Ｓ３）。

【００４６】次いで、矯正位置推論３１は、ずれ量
（Ｚ）と曲率（Ｃ）とを入力として、次に述べるファジ
イ推論規則に従って矯正位置優先度を推論し、曲りが許
容範囲外にある各測定点について、その推論結果を矯正
量推論部３２に転送する（ステップＳ４）。

【００４７】ここで、矯正位置優先度のファジイ推論の
手法について説明する。ファジイ推論ルールは、ｉｆ−
ｔｈｅｎ形式で表された前件部１ｆの部分は、図８に示
すメンバシップ関数で表されている。図８（ａ）のメン
バシップ関数Ｓａは、横軸が目標直線に対するずれ量を
表し、縦軸はずれ量の大きさが「小さい」というファジ
イラベルにどの程度所属しているかという適合度を表し
ている。同様に、メンバシップ関数Ｍａは、ずれ量の大
きさが「中程度」の適合度を、メンバシップ関数Ｌａ
は、ずれ量の大きさが「大きい」という適合度をそれぞ
れ与える。図８（ｂ）のメンバシップ関数Ｓｂは、入力
の曲率に対して、曲率が「小さい」、メンバシップ関数
Ｍｂは「中程度」、メンバシップ関数Ｌｂは「大きい」
という適合度をそれぞれ与えるようになっている。図１
０（ａ）は、後件部の出力関数で、出力関数Ｓは、矯正
優先度が「低い」ことを表し、出力関数Ｍ，Ｌは、矯正
優先度が「中程度」、「高い」ことを表している。

【００４８】図９は、推論ルールをまとめて表に表した
図であり、前件部のメンバシップ関数（Ｓａ，Ｍａ，Ｌ
ａ）、（Ｓｂ，Ｍｂ，Ｌｂ）と後件部の出力関数Ｓ，
Ｍ、Ｌの対応関係を示している。

【００４９】矯正位置推論部３１は、図９の推論条件に
従って各測定点ごとに出力関数を得て、図１０（ｂ）に
示すように、これらの出力関数を合成した斜線で示す図
形の重心位置ｇの横軸に対する位置が矯正位置優先度と
なり、この矯正位置優先度の最も高い点を優先矯正位置
と決定する（ステップＳ５）。

【００５０】次に、矯正後の形状がどのようになるかに
ついてのシミュレーションを行ない、この優先矯正位置
でどんな矯正量をもって矯正しても、すべての他の測定
点のずれ量が所望の許容範囲に入っていなければ（ステ
ップＳ６のＮＯ）、この矯正位置を中心に新たに目標直
線を再設定し、上述の計算を繰り返し、他の矯正すべき
点を同様に算出していく。このようにしてすべての測定
点のずれ量が許容範囲に入れば（ステップＳ６のＹＥ
Ｓ）、矯正後のシミュレーション形状が始めの目標直線
に対して、ずれ量（Ｚ）の最大値の絶対値が最小になる
ように各矯正位置における矯正量を算出する（ステップ
Ｓ７）。

【００５１】すなわち、矯正量推論部３２は、図１１
（ａ）、（ｂ）に示すように、ある矯正位置ａにおける
仮想目標直線と目標直線とのずれ量（Ｚａ）と、隣り合
う矯正位置ｂまでの距離（Ｗａ−ｂ）と、矯正位置ｂに
おけるずれ量（Ｚｂ）と、アンビルの間隔として定めら
れる矯正スパン（Ｌ）とから仮想目標直線が真直となる
ように矯正量を求める。順次、他の矯正位置についても
同様の演算を行ない、各矯正位置における矯正量を求め
る。そして、矯正後のシミュレーション形状が始めの目
標直線に対するずれ量の最大値の絶対値が最小（ｘ）に
なるように各矯正位置における矯正量を求める。また、
矯正量に材料特性を加味して実際のプレス矯正装置２３
の押し込み量を決定する。

【００５２】こうして求められた矯正位置および矯正量
は制御装置２４に転送される。このとき、矯正量はスト
ローク量決定部３３へ渡され、そこでプレスの押し込み
量とワークの塑性変形量（矯正量）との関係にしたがっ
てプレス矯正装置２３のストローク量に変換される。こ
のストローク量が制御装置２４に矯正量に相当するパラ
メータとして転送される。

【００５３】制御装置２４は、搬送装置２１を制御し、
ワークの矯正位置をプレス矯正装置２３のプレス位置に
順次搬送する。ワークの矯正位置がプレス矯正装置２３
の位置にきたら、制御装置２４は、上記処理にて決定し
たしたストローク量となるようにプレス矯正装置２３の
所定の押し込み制御を実行する。

【００５４】このとき、押し込み開始位置制御部３６に
より、第３の実施形態と同様にして、押し込み開始点が
制御される。すなわち、ワークをプレスで加圧したとき
の押し込み量と荷重との関係を求めておき、この関係に
基づいて押し込み開始点を求める。プレス加圧時に、弾
性限度内の所定の力（荷重ｐ）でワークを加圧してクラ
ンプし、そのときの荷重値ｐからすでに押し込んでいる
押し込み量ｘを上記（３）式で求め、この押し込み量ｘ
を基にして最終的な所望の押し込み量が得られるまでプ
レスを加圧する。加圧後はプレスを待機位置まで後退さ
せる。

【００５５】以上のようにしてプレス矯正装置２３によ
り矯正処理が施されたワークの形状を形状測定装置２２
によりワーク全体に亘って測定し、この測定により採取
された矯正後のワークの形状データを実矯正量一括算出
部２５へ与える。実矯正量一括算出部２５は、事前に制
御装置２４から受け取った矯正前のワーク形状データと
今回受けとった矯正後のワーク形状データとから矯正点
における曲率半径に影響を受けずに実際に曲げられた実
矯正量を各矯正点について一括して算出する。実矯正量
一括算出部２５における実矯正量の算出原理は上記した
第１の実施形態と同じ手法を適用するものとする。すな
わち、目標直線と矯正後のワーク形状とから矯正スパン
以外の部分（第１の実施の形態ではアンビル位置）での
矯正後のワーク形状の目標直線からのずれを求め、この
求めたずれに基づいて前記目標曲線を矯正前のワーク形
状に反映させた仮想目標直線を設定し、この仮想目標直
線と矯正前のワーク形状との関係から、（１），（２）
式の関係を利用して矯正後の各矯正点における実際の矯
正量を算出する。

【００５６】実矯正量一括算出部３４で算出された各矯
正点における実際の矯正量は学習演算部３５へ渡され
る。学習演算部３５は当該ワークについて矯正前にシミ
ュレーションすることにより取得した各矯正点の矯正量
と実際の矯正量とを比較して、両者に差があればストロ
ーク量決定部３３に記憶している押し込み量とワークの
塑性変形量との関係を修正する。

【００５７】また、この実施の形態に係る歪矯正装置の
ライン構成を図１２に示し、そのライン構成に基づいた
歪矯正装置のタイムチャートを図１３に示している。こ
の歪矯正装置では、搬送装置２１によって未加工のレー
ル（ワーク）が送られてくると形状測定装置２２におい
てそのレールの形状を測定し、制御装置２４に形状デー
タとして与える。制御装置２４には当該形状データに基
づいて矯正後の形状をシミュレーションすることにより
得た矯正点及び矯正量のデータが入力される。

【００５８】プレス矯正装置２３では、加圧対象とする
レールのデータ（矯正点及び矯正量）を制御装置２４か
ら読み込み、このデータにしたがってレールを加圧し、
加圧後のワークをストッカに蓄える。その後、横転装置
によってレールの姿勢を変えて再び形状測定装置２２に
おいてそのレールの形状を測定し、制御装置２４に形状
データとして与える。この度は、この形状データに基づ
いて各矯正点での実際の矯正量が一括して求められて学
習されることになる。

【００５９】一方、前記レールがプレス矯正装置２３に
て加圧されている間に、他のレールが前工程またはスト
ッカから取り出されて形状測定装置２２に渡され、そこ
でレール形状を測定し制御装置２４に形状データとして
与えられている。形状測定装置２２では、搬送装置２１
によって送られてくるワークの形状を搬送装置２１のス
トッカにストックできる余裕がある限り次々と測定し
て、制御装置２４に形状データとして蓄える。このよう
に、形状測定装置２２とプレス矯正装置２３とは独立し
て動作している。

【００６０】このような実施の形態によれば、形状測定
装置２２とプレス矯正装置２３とは独立して動作させ、
全矯正点を加圧矯正した後にワーク形状を測定しその形
状データ等から一括して実際の矯正を求めるようにした
ので、矯正時間を大幅に短縮することができる。本発明
は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、効
率良く装置を動作させることにより無駄な待ち時間を無
くして矯正時間を短縮でき、また矯正後のワーク形状の
測定結果から許容範囲内に入っているかどうかの判断を
すると同時に一括して各矯正点における矯正量を各点に
おける曲率半径の影響を受けずに算出することにより、
効率良く精度の高い矯正を加えることのできる矯正量検
出方法、歪矯正装置及び歪矯正方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る矯正量検出方法の原理
説明図である。

【図２】第１の実施の形態におけるプレス変位ｄ（ｉ）
とＡ点の変位Ｖ（ｉ）との関係を示す図である。

【図３】第２の実施の形態における押し込み量と矯正量
との関係を示す図である。

【図４】第３の実施の形態における押し込み量と荷重と
の関係を示す図である。

【図５】第３の実施の形態におけるプレス矯正装置の構
成図である。

【図６】第４の実施の形態における歪矯正装置の機能ブ
ロック図である。

【図７】第４の実施の形態における矯正位置推論部の動
作フローを示す図である。

【図８】矯正位置推論部で使用する前件部のメンバーシ
ップ関数を示す図である。

【図９】矯正位置推論部で使用する推論条件を示す図で
ある。

【図１０】矯正位置推論部で使用する後件部のメンバー
シップ関数を示す図である。

【図１１】目標曲線と仮想目標曲線とを示す図である。

【図１２】第４の実施の形態のライン構成を示す図であ
る。

【図１３】図１２に示すライン構成でのタイムチャート
を示す図である。

【図１４】従来の歪矯正装置のライン構成を示す図であ
る。

【図１５】従来の歪矯正装置のタイムチャートを示す図
である。

【図１６】矯正量を求めるための動作工程を示す図であ
る。

【図１７】押し込み量と矯正量と弾性変形量との関係を
示す図である。

【図１８】矯正点の矯正量の測定方法を示す図である。

【符号の説明】

２０…制御盤 ２１…搬送装置 ２２…形状測定装置 ２３…プレス矯正装置 ２４…制御装置 ２５…演算部 ２６…荷重計 ３１…矯正位置推論部 ３２…矯正量推論部 ３３…ストローク量決定部 ３４…実矯正量一括演算部 ３５…学習演算部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矯正後のワークの各矯正点における矯正
   量を求める矯正量検出方法において、 ワーク全体に亘っての矯正後の形状測定結果から、各矯
   正点における目標直線からの距離を、矯正点における曲
   率半径の影響を受けない位置でのずれから算出し、この
   算出した距離を矯正前のワーク形状の測定結果の各矯正
   点に反映した仮想目標直線を設定し、この仮想目標直線
   と前記目標直線との関係から、矯正後の各矯正点におけ
   る実際の矯正量を矯正点における曲率半径の影響を受け
   ずに一括して算出することを特徴とする矯正量検出方
   法。
2. 【請求項２】 矯正後のワークの各矯正点における矯正
   量を求める矯正量検出方法において、 ワークの目標直線と矯正後のワーク形状とから矯正スパ
   ン以外の部分での矯正後のワーク形状の目標直線からの
   ずれを求め、この求めたずれに基づいて前記目標曲線を
   矯正前のワーク形状に反映させた仮想目標直線を設定
   し、この仮想目標直線と矯正前のワーク形状との関係か
   ら矯正後の各矯正点における実際の矯正量を算出するこ
   とを特徴とする矯正量検出方法。
3. 【請求項３】 ワークの各矯正点を矯正量に基づいて加
   圧し歪みを矯正する歪矯正方法において、 矯正すべきワークの荷重に対する歪の特性を予め求めて
   おき、荷重計を備えたプレスでワークを弾性限度内にお
   いて加圧し、このときの荷重計の値とプレス押し込み量
   との関係から押し込み開始点を求め、この押し込み開始
   点から当該矯正点について定められた矯正量が得られる
   までプレスを加圧することを特徴とする歪矯正方法。
4. 【請求項４】 矯正前のワークから採取したワーク形状
   データに基づいて当該ワークの歪みを許容範囲内に矯正
   するための矯正点を求め、矯正後の形状シミュレーショ
   ンを行って各矯正点における矯正量を求め、この求めた
   矯正量をプレス押し込み量とワークの塑性変形量との関
   係からプレス制御装置の押し込み量に変換し、この押し
   込み量と前記矯正点とに基づいて前記プレス矯正装置を
   制御することによりワークの歪を矯正する歪矯正装置に
   おいて、 ワークの目標直線と矯正後のワークから採取したワーク
   形状データとから矯正後のワーク形状の目標直線からの
   ずれを形状変化を起こしていない部分で求める手段と、 この手段で求めたずれに基づいて前記目標曲線を矯正前
   のワーク形状に反映させた仮想目標直線を設定する手段
   と、 この手段で設定した仮想目標直線と矯正前のワーク形状
   とに基づいて矯正後の各矯正点における実際の矯正量を
   一括して算出する手段と、 この手段で算出された各矯正点の実際の矯正量と前記形
   状シミュレーションにより求めた対応する各矯正点の矯
   正量との偏差に基づいてプレス押し込み量とワークの塑
   性変形量との関係を修正する手段とを具備したことを特
   徴とする歪矯正装置。