(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下板と側板とを組み合わせたボックス構造を有する建設機械のブームの上下板用鋼板の曲げ加工を行うブームの製造装置であって、
前記ブームの上下板用鋼板の平面に対して垂直な方向へ押圧する押圧部と、
前記押圧部によって前記上下板用鋼板に対して当接した状態で前記上下板用鋼板の曲げ加工を行う金型部と、
前記金型部に対向配置されており、前記金型部によって曲げ加工が行われる際に前記上下板用鋼板を支持する支持部と、
前記側板の曲げ変極点を基準にして前記上下板用鋼板の曲げ中心の位置を設定する曲げ中心位置設定部と、
を備えている建設機械のブームの製造装置。
【請求項２】
前記金型部によって前記上下板用鋼板が押圧される際に、前記金型部とともに前記上下板用鋼板を挟み込む位置に配置されたダイクッションを、
さらに備えている、
請求項１に記載の建設機械のブームの製造装置。
【請求項３】
前記上下板用鋼板に予め付されたマーキングを検知する検知部を、さらに備えており、
前記曲げ中心位置設定部は、前記検知部において検知されたマーキングを基準にして、前記上下板用鋼板を前記金型部の下方にセットする、
請求項１または２に記載の建設機械のブームの製造装置。
【請求項４】
前記上下板用鋼板を長手方向に搬送する搬送部を、
さらに備えており、
前記曲げ中心位置設定部は、前記搬送部によって搬送される前記上下板用鋼板の長さを計測するとともに前記側板の曲げ変極点を基準にして前記上下板用鋼板の曲げ中心位置が前記金型部の下方に配置されるように、前記搬送部を制御する搬送制御部、を有している、
請求項１から３のいずれか１項に記載の建設機械のブームの製造装置。
【請求項５】
前記曲げ中心位置設定部は、前記搬送部によって搬送される前記上下板用鋼板の長手方向における端部を検知する検知センサをさらに有している、
請求項４に記載の建設機械のブームの製造装置。
【請求項６】
前記上下板用鋼板の曲げ角度を検知する角度センサを、
さらに備えている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の建設機械のブームの製造装置。
【請求項７】
前記金型部の移動量に対する前記上下板用鋼板の曲げ角度と板厚との関係を示すテーブルを保存する記憶部と、
前記角度センサにおいて検知された曲げ角度と前記金型部の移動量とに基づいて、前記上下板用鋼板の板厚を推定する板厚推定部と、
をさらに備えている、
請求項６に記載の建設機械のブームの製造装置。
【請求項８】
前記上下板用鋼板の曲げ加工時に、曲げ中心となる位置にマーキングを行うマーキング部を、
さらに備えている、
請求項１から７のいずれか１項に記載の建設機械のブームの製造装置。
【請求項９】
前記上下板用鋼板に対して前記金型部を当接させた状態で曲げ加工を実施する際に、曲げられていく前記上下板用鋼板に追従するように移動して、前記上下板用鋼板の少なくとも一方の端部を支持する支持板を、
さらに備えている、
請求項１から８のいずれか１項に記載の建設機械のブームの製造装置。
【請求項１０】
押圧部と前記押圧部によって押し込まれる金型部と前記金型部に対向する位置に配置された支持部とを備えたプレス機械を用いて、上下板用鋼板と側板とを組み合わせたボックス構造を有する建設機械のブームの前記上下板用鋼板の曲げ加工を行うブームの製造方法であって、
前記上下板用鋼板を支持部にセットするステップと、
前記上下板用鋼板の曲げ中心位置を、前記側板の曲げ変極点を基準にしてセットするステップと、
前記上下板用鋼板における前記曲げ中心となる位置に前記金型部を押し付けて押圧して曲げ加工を行うステップと、
を備えている建設機械のブームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械のブームの製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の作業車両は、車両本体部と、車両本体部に取り付けられる作業機とを備えている。
車両本体部は、例えば、下部走行体と、下部走行体に旋回機構を介して旋回可能に装着される上部旋回体とを有する。
作業機は、互いに回動可能に接続されるブーム、アーム、バケットを有しており、上部旋回体に取り付けられる。そして、このような作業車両は、ブーム、アーム、バケットが油圧シリンダ等の駆動装置によって駆動されて揺動することによって、各種作業を行うことができる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、左右の側板とこれらをつなぐつなぎ材とからなる主部の長手方向における両端に連結部を固着した構造の建設機械のブームまたはアームを仮組みするための治具について開示されている。
さらに、特許文献２には、作業機の支持部に対してブームの取付部の位置合わせを容易に行うことが可能なブーム載置台装置について開示されている。
【０００４】
ところで、このようなブームの製造時には、屈曲部分を含む左右の側板をレーザ加工等によって形成した後、この側板の屈曲部分の形状に合わせて上板および下板をそれぞれ曲げ加工した上で、これらを溶接によって接合させたボックス構造が形成される。このとき、上下板の曲げ加工については、長手方向における一方の端部を基準にして、ロールベンダ等の曲げ加工装置を用いて行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８８１７１号公報（平成１４年７月５日公開）
【特許文献２】特開２００４−１９５５８５号公報（平成１６年７月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の建設機械のブームの製造装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された建設機械のブームの製造において、ロールベンダを用いた場合には、上下板の長手方向における一方の端部を基準にしてブームの上下板の曲げ加工が行われる。ロールベンダでは、回転させたロールを揺動させながら上下板に押し付けることで曲げ加工を行うため、基準となる一方の端部の位置がずれやすく、かつ上下板の反対側の端部に寸法誤差が集中してしまうという問題がある。
【０００７】
このため、精度の低い状態で曲げ加工された上下板が製造されてしまうおそれがある。よって、左右の側板に上板、下板をそれぞれ組み合わせて仮組みした際に、仮組みの精度が低下する、仮組みができない、等の問題が生じるおそれがある。
本発明の課題は、ブーム製造時における曲げ加工の精度を向上させることで、精度の良い仮組みを行って製品歩留まりを向上させることが可能な建設機械のブームの製造装置および製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る建設機械のブームの製造装置は、上下板と側板とを組み合わせたボックス構造を有する建設機械のブームの上下板用鋼板の曲げ加工を行うブームの製造装置であって、押圧部と、金型部と、支持部と、曲げ中心位置設定部と、を備えている。押圧部は、ブームの上下板用鋼板の平面に対して垂直な方向へ押圧する。金型部は、押圧部によって上下板用鋼板に対して当接した状態で上下板用鋼板の曲げ加工を行う。支持部は、金型部に対向配置されており、金型部によって曲げ加工が行われる際に上下板用鋼板を支持する。曲げ中心位置設定部は、側板の曲げ変極点を基準にして上下板用鋼板の曲げ中心の位置を設定する。
【０００９】
ここでは、４枚の板（左右の側板、上板、下板）を組み合わせたボックス構造を有する建設機械のブームの製造装置において、予めレーザ加工等によって屈曲部を含むように形成されている側板（ブーム）の曲げ変極点を基準にして、プレス機械（押圧部、金型部）を用いて上板、下板用の鋼板の曲げ加工を行う。
ここで、上記曲げ加工の対象となる上下板用鋼板とは、ボックス構造のブームを構成する上板と下板のうちの少なくとも一方を成形するためのワーク（鋼板）であって、それぞれが側板の形状に合わせて曲げ加工された後、仮組みされた状態で側板の上下端に溶接によって固定され、ボックス構造を有するブームが製造される。
【００１０】
通常、このような上下板用鋼板の曲げ加工を実施する際には、曲げ加工装置としてロールベンダが用いられている。このロールベンダでは、上下板用鋼板に対してロールを押し付けながら回転・揺動させて曲げ加工を行うため、曲げ量にバラつきが生じ易いという問題がある。
さらに、プレス機械を用いて上下板用鋼板の曲げ加工を実施した場合でも、上下板用鋼板の曲げ加工において、長手方向における一方の端部を基準にすると、上下板用鋼板の切り板精度は側板の加工精度と比較して低いため、他方の端部において大きな誤差が生じて、溶接前の仮組みを正確に行うことができなくなるおそれがある。
【００１１】
本発明の建設機械のブーム製造装置では、プレス機械（押圧部、金型部）を用いて曲げ加工を行うとともに、曲げ加工を行う際の上下板用鋼板の基準位置として、ブーム（側板）の曲げ変極点を基準にして行う。
これにより、ブームの曲げ変極点は長手方向におけるほぼ中央部分付近にあることから、この変極点を基準にして上下板用鋼板の曲げ加工を実施した場合には、長手方向におけるどちらか一方の端部に、上下板用鋼板の切り板精度に起因する位置ずれが集中して表れることはない。よって、上下板用鋼板に対して精度の高い曲げ加工を実施することで、上下板および側板を精度良く仮組みして互いを溶接することができる。この結果、ブームの製造歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
第２の発明に係る建設機械のブームの製造装置は、第１の発明に係る建設機械のブームの製造装置であって、金型部によって上下板用鋼板が押圧される際に、金型部とともに上下板用鋼板を挟み込む位置に配置されたダイクッションを、さらに備えている。
これにより、上下板用鋼板の曲げ中心となる位置を、金型部とともに挟み込むようにして曲げ加工を実施することができるため、曲げ加工の精度を向上させることができる。
【００１３】
第３の発明に係る建設機械のブームの製造装置は、第１または第２の発明に係る建設機械のブームの製造装置であって、上下板用鋼板に予め付されたマーキングを検知する検知部を、さらに備えている。曲げ中心位置設定部は、検知部において検知されたマーキングを基準にして、上下板用鋼板を前記金型部の下方にセットする。
これにより、例えば、曲げ加工前に予め上下板用鋼板の曲げ中心位置に付されているケガキ等のマーキングを検知して曲げ中心位置が金型部の真下にくるようにセットすることができる。
【００１４】
第４の発明に係る建設機械のブームの製造装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る建設機械のブームの製造装置であって、上下板用鋼板を長手方向に搬送する搬送部を、さらに備えている。曲げ中心位置設定部は、搬送部によって搬送される上下板用鋼板の長さを計測するとともに側板の曲げ変極点を基準にして上下板用鋼板の曲げ中心位置が金型部の下方に配置されるように、搬送部を制御する搬送制御部、を有している。
【００１５】
ここでは、上述した曲げ中心位置設定部として、上下板用鋼板を長手方向に搬送する搬送部と、ブーム（側板）の曲げ変極点を基準にして上下板用鋼板の曲げ中心位置をセットする搬送制御部とを用いて、曲げ加工の対象となる上下板用鋼板をそれぞれ長手方向に搬送しながら、曲げ変極点に合わせて上下板用鋼板の曲げ中心となる位置が配置されるように、搬送制御が行われる。
【００１６】
これにより、搬送制御部は、設計上のブーム（側板）の曲げ変極点の位置と、上下板用鋼板の長さとに基づいて、上下板用鋼板における曲げ中心となる位置が金型部の真下に配置されるように自動的に上下板用鋼板の位置をセットすることができる。
【００１７】
第５の発明に係る建設機械のブームの製造装置は、第４の発明に係る建設機械のブームの製造装置であって、曲げ中心位置設定部は、搬送部によって搬送される上下板用鋼板の長手方向における端部を検知する検知センサをさらに有している。
ここでは、搬送部によって搬送される上下板用鋼板の端部を検出する検知センサを設けている。
これにより、搬送部によって上下板用鋼板を長手方向に搬送する際に、長手方向における第１端部と第１端部の反対側の第２端部とを検知することで、第１・第２端部を検知した時間差と搬送速度とに基づいて、容易にそれぞれの上下板用鋼板の長さを検出することができる。よって、上下板用鋼板の切り板精度が低い場合でも、個々の上下板用鋼板の長さを正確に測定した上で、ブーム（側板）の曲げ変極点を基準にした曲げ加工を行うことができる。
【００１８】
第６の発明に係る建設機械のブームの製造装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係る建設機械のブームの製造装置であって、上下板用鋼板の曲げ角度を検知する角度センサを、さらに備えている。
ここでは、上述したように、ブーム（側板）の曲げ変極点を基準にして上下板用鋼板の曲げ加工を行う際には、上下板用鋼板の曲げ角度を検知する角度センサによって曲げ角度をセンシングしながら、所望の曲げ角度になるまで、上下板用鋼板に対して当接させた金型部を前進させていく。
これにより、上下板用鋼板の実際の曲げ角度をセンシングしながら曲げ加工を実施することで、金型部の移動量（押し込み量）だけで曲げ加工を実施する場合と比較して、精度の高い曲げ加工を行うことができる。
【００１９】
第７の発明に係る建設機械のブームの製造装置は、第６の発明に係る建設機械のブームの製造装置であって、記憶部と、板厚推定部と、をさらに備えている。記憶部は、金型部の移動量に対する上下板用鋼板の曲げ角度と板厚との関係を示すテーブルを保存する。板厚推定部は、角度センサにおいて検知された曲げ角度と金型部の移動量とに基づいて上下板用鋼板の板厚を推定する。
【００２０】
ここでは、曲げ加工の対象となる上下板用鋼板の板厚によって、金型部の移動量に対する曲げ角度が変化することを利用して、金型部の移動量と実際の曲げ角度とを検出して、上下板用鋼板の板厚を推定する。
これにより、板厚が異なる曲げ加工対象物の曲げ加工を行う場合でも、それぞれの板厚に応じて最適なストローク量（金型部の移動量）によって曲げ加工を実施することができる。よって、板厚のことなる上下板用鋼板によって構成される各種建設機械のブームの製造であっても、精度良く実施することができる。
【００２１】
第８の発明に係る建設機械のブームの製造装置は、第１から第７の発明のいずれか１つに係る建設機械のブームの製造装置であって、上下板用鋼板の曲げ加工時に、曲げ中心となる位置にマーキングを行うマーキング部を、さらに備えている。
ここでは、上下板用鋼板の曲げ加工時に、上下板用鋼板の曲げ中心となる位置に、マーキング部によって印をつけている。
【００２２】
ここで、上記マーキング部としては、例えば、支持部付近に設けられたレーザや突起マーカ等を用いることができる。
これにより、曲げ加工を実施すると同時に曲げ中心となった位置に、容易に印をつけることができる。よって、曲げ中心となった位置を正確に把握した状態で、側板２枚と上下板用鋼板とを組み合わせて、精度の高い仮組みを行うことができる。
【００２３】
第９の発明に係る建設機械のブームの製造装置は、第１から第８の発明のいずれか１つに係る建設機械のブームの製造装置であって、上下板用鋼板に対して金型部を当接させた状態で曲げ加工を実施する際に、曲げられていく上下板用鋼板に追従するように移動して、上下板用鋼板の少なくとも一方の端部を支持する支持板を、さらに備えている。
ここでは、金型部を押し当てて上下板用鋼板を徐々に曲げ加工している際に、曲げられていく上下板用鋼板の少なくとも一方の端部に追従するように移動しながら支持する支持板を設けている。
これにより、幅方向に対する長手方向に長い上下板用鋼板の曲げ加工を行う場合でも、少なくとも一方の端部を移動しながら支持することができるため、上下板用鋼板の自重による両端の垂れを防止して、精度の高い曲げ加工を実施することができる。
【００２４】
第１０の発明に係る建設機械のブームの製造方法は、押圧部と押圧部によって押し込まれる金型部と金型部に対向する位置に配置された支持部とを備えたプレス機械を用いて、上下板と側板とを組み合わせたボックス構造を有する建設機械のブームの上下板用鋼板の曲げ加工を行うブームの製造方法であって、上下板用鋼板を支持部にセットするステップと、上下板用鋼板の曲げ中心位置を側板の曲げ変極点を基準にしてセットするステップと、上下板用鋼板における曲げ中心となる位置に金型部を押し付けて押圧して曲げ加工を行うステップと、を備えている。
【００２５】
ここでは、４枚の板（左右の側板、上板、下板）を組み合わせたボックス構造を有する建設機械のブームの製造装置において、予めレーザ加工等によって屈曲部を含むように形成されている側板（ブーム）の曲げ変極点を基準にして、プレス機械（押圧部、金型部）を用いて上板、下板用の鋼板の曲げ加工を行う。
ここで、上記曲げ加工の対象となる上下板用鋼板とは、ボックス構造を有するブームを構成する上板と下板のうちの少なくとも一方を形成するためのワーク（鋼板）であって、それぞれが側板の形状に合わせて曲げ加工された後、仮組みされた状態で側板の上下端に溶接によって固定され、ボックス構造を有するブームが製造される。
【００２６】
通常、このような上下板用鋼板の曲げ加工を実施する際には、曲げ加工装置としてロールベンダが用いられている。このロールベンダでは、上下板用鋼板に対してロールを押し付けながら回転・揺動させて曲げ加工を行うため、曲げ量にバラつきが生じ易いという問題がある。
さらに、プレス機械を用いて上下板用鋼板の曲げ加工を実施した場合でも、上下板用鋼板の曲げ加工において、長手方向における一方の端部を基準にすると、上下板用鋼板の切り板精度は側板の加工精度と比較して低いため、他方の端部において大きな誤差が生じて、溶接前の仮組みを正確に行うことができなくなるおそれがある。
【００２７】
本発明の建設機械のブーム製造装置では、プレス機械（押圧部、金型部）を用いて曲げ加工を行うとともに、曲げ加工を行う際の上下板用鋼板の基準位置として、ブーム（側板）の曲げ変極点を基準にして行う。
これにより、ブームの曲げ変極点は長手方向におけるほぼ中央部分付近にあることから、この変極点を基準にして上下板用鋼板の曲げ加工を実施した場合には、長手方向におけるどちらか一方の端部に、上下板用鋼板の切り板精度に起因する位置ずれが集中して表れることはない。よって、上下板用鋼板に対して精度の高い曲げ加工を実施することで、上下板および側板を精度良く仮組みして互いを溶接することができる。この結果、ブームの製造歩留まりを向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る建設機械のブームの製造装置によれば、上下板用鋼板に対して精度の高い曲げ加工を実施することで、上下板および側板を精度良く仮組みして互いを溶接して、ブームの製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る曲げ加工装置を示す正面図。
【図２】図１の曲げ加工装置の制御部内に形成される制御ブロック図。
【図３】図１の曲げ加工装置によるブームの製造方法の流れを示すフローチャート。
【図４】図１の曲げ加工装置にワーク（上下板）が搬入されてきた状態を示す正面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は、図面上のワークのサイズと実際に搬入されてきたワークのサイズとを比較して、曲げ中心の位置を設定することを示す平面図。
【図６】図１の曲げ加工装置において、曲げ中心位置が金型部の真下に来るようにワークがセットされた状態を示す正面図。
【図７】図１の曲げ加工装置において、曲げ中心位置に金型部を当接させた状態で押圧して曲げ加工を行う状態を示す正面図。
【図８】図１の曲げ加工装置による曲げ加工の角度について説明する説明図。
【図９】図１の曲げ加工装置によって曲げ加工された際に突起マーカによってマーキングされた上下板の表面を示す平面図。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）は、図１の曲げ加工装置によって曲げ加工された上下板と側板とを組み合わせて仮組みする際の流れを示す図。
【図１１】図１の曲げ加工装置による鋼板の板厚推定の流れを示すフローチャート。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る曲げ加工装置の構成を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の一実施形態に係る建設機械のブームの製造装置および製造方法について、図１〜図１１を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、本実施形態では、油圧ショベル等の建設機械に作業機の一部として搭載され、左右の側板と下板および上板とを組み合わせたボックス構造を有するブームの製造工程のうち、特に、ブーム（側板）の屈曲部分の形状に合わせてワーク（上下板用鋼板）Ｗの曲げ加工を行う工程から仮組み、溶接までの工程について説明する。
ここで、ワークＷは、上下板として曲げ加工等の処理が施される鋼板であって、８ｍｍ〜１６ｍｍ程度の板厚を有している。本実施形態では、左右の側板と仮組みされるまでの上板あるいは下板の状態をワークＷと呼ぶものとする。
【００３１】
［曲げ加工装置１０全体の構成］
本実施形態に係る曲げ加工装置（建設機械のブームの製造方法）１０は、ブームＢのボックス構造を構成する上下板Ｗａ，Ｗｂとなる鋼板（ワークＷ）に対してブームの屈曲部分の形状に合わせて曲げ加工を行う装置であって、図１に示すように、油圧シリンダ（押圧部）１１、上ラム１２、パンチ（金型部）１３、支持部１４ａ，１４ｂ、角度センサ１５ａ，１５ｂ、ダイクッション１６、支持板１７ａ，１７ｂ、ガイドローラ１８ａ，１８ｂ、制御部（曲げ中心位置設定部、搬送制御部、板厚推定部、押し込み量設定部）２０、搬送部２１、光電管（検知センサ）２２および記憶部３０を備えている。
【００３２】
油圧シリンダ１１は、ワークＷの平面に対して垂直な方向にパンチ１３を移動させ、ワークＷに対してパンチ１３を当接させた状態で押圧することで、ワークＷを所望の形状に曲げ加工する。
上ラム１２は、油圧シリンダ１１とパンチ１３との間に設けられており、曲げ加工時には、パンチ１３とともに上下方向において往復移動する。
【００３３】
パンチ（金型部）１３は、曲げ加工の対象となるワークＷに対して当接して移動することで曲げ加工を行う。また、パンチ１３は、ワークＷに当接する側に、曲げ角度を規定する湾曲部を有している。
支持部１４ａ，１４ｂは、ワークＷを下方から支持する一対の支持台であって、押圧中心位置Ｘに配置されたダイクッション１６を挟み込むように配置されている。
【００３４】
角度センサ１５ａ，１５ｂは、支持部１４ａ，１４ｂの先端部分、つまりワークＷを支持する支持板１７ａ，１７ｂ側に設けられており、支持板１７ａ，１７ｂの回転角度に基づいてワークＷの曲げ角度を検知する。
ダイクッション１６は、パンチ１３によって押圧される押圧中心位置Ｘ上に配置されており、ワークＷの曲げ中心位置を下方から支持する。また、ダイクッション１６は、パンチ１３の下降に伴って上下に移動可能となっており、パンチ１３との間にワークＷを挟みこんだ状態で支持部１４ａ，１４ｂに対して下方へ移動することで、ワークＷの曲げ加工を行う。さらに、ダイクッション１６は、ワークＷと対向する面に、曲げ中心位置Ｃの位置にマーキングする突起マーカ１６ａを有している。突起マーカ１６ａは、ワークＷの面に向かって突出する突起状の部材であって、ワークＷの幅方向に沿って３つ設けられている。これにより、曲げ加工装置１０によって曲げ加工されたワークＷにおける曲げ中心の位置にマーク（印）Ｍ（図９参照）を付与することができる。このため、後述する仮組み工程において、正確に曲げ中心位置を把握した上で、ワークＷを仮組み装置５０にセットすることができる。
【００３５】
支持板１７ａ，１７ｂは、ワークＷの両端を下方から支持するとともに、パンチ１３の下降に伴ってワークＷが曲げられていくと回転軸を中心に回転することで、曲げ加工中におけるワークＷの両端の動きに追従して回動する。つまり、支持板１７ａ，１７ｂは、曲げ加工前のワークＷの搬入時には、水平方向に沿って配置されており、曲げ加工の進行に伴ってワークＷの両端に当接した状態で下方から支持するように回動する。
【００３６】
ガイドローラ１８ａ，１８ｂは、支持板１７ａ，１７ｂ上にワークＷが搬送されてくる際にワークＷを所望の方向へ誘導するために、支持板１７ａ，１７ｂの上方に所定の隙間を介して配置されている。なお、このガイドローラ１８ａ，１８ｂは、ワークＷが搬入されてきて支持板１７ａ，１７ｂ上において位置決めされた後、図示しない油圧シリンダ等によって所定の退避位置へ移動する。
【００３７】
制御部２０は、曲げ加工装置１０の全般的な制御を行うとともに、図１に示すように、角度センサ１５ａ，１５ｂ、搬送部２１および光電管２２に接続されている。また、制御部２０は、図３に示すフローチャートに従って、ワークＷの曲げ加工を実施する。なお、制御部２０によって形成される制御ブロックや詳しい制御の内容については、後段にて詳述する。
【００３８】
搬送部２１は、図４に示すように、曲げ加工前のワークＷを、支持部１４ａ，１４ｂ上に搬送する搬送装置であって、複数の搬送ローラ２１ａによって所望の方向へワークＷを搬送する。
光電管（検知センサ）２２は、搬送部２１と支持部１４ａ，１４ｂとの間に配置されており、搬送部２１によって搬送されてきたワークＷに対して下方から光を照射し、その反射光を検出するか否かによってワークＷの端部を検知する。
【００３９】
記憶部３０は、図面上のワークＷの寸法（長さ、幅、曲げ中心位置等）のデータや、パンチ１３のストローク量（移動量）に対するワークＷの曲げ角度と板厚との関係を示す各テーブルを格納している。これらのテーブルには、例えば、曲げ角度と板厚との関係を示す第１テーブルと、板厚とパンチ１３の押し込み量との関係を示す第２テーブルと、が含まれる。
【００４０】
（制御部２０）
本実施形態では、制御部２０が、記憶部３０内に記憶されている各種プログラムを読み込んで、図２に示すように、曲げ中心位置設定部２０ａ、板厚推定部２０ｂ、搬送制御部２０ｃおよび押し込み量設定部２０ｄを形成する。
搬送制御部２０ｃは、所定の搬送速度によって、長手方向に沿ってワークＷを曲げ加工装置１内へ搬送する際の搬送制御を行う。また、搬送制御部２０ｃは、ワークＷの長さを測定する際に必要なワークＷの先端部と後端部とを光電管２２によって検知できるように、ワークＷの搬送を制御する。
【００４１】
曲げ中心位置設定部２０ａは、光電管２２においてワークＷの両端が検知されたタイミングと搬送部２１における搬送速度とに基づいて、搬送部２１によって搬送されてきたワークＷの実際の長さを測定する。そして、曲げ中心位置設定部２０ａは、測定されたワークＷの実際の長さと図面上の上下板Ｗ１（図５（ａ）参照）とを比較して、図面上の上下板Ｗ１の曲げ中心位置Ｃに基づいて、搬送されてきたワークＷの曲げ中心の位置Ｃ’を設定する。
【００４２】
ここで、曲げ加工の対象となっている鋼板（ワークＷ）は、一般的に、切り板精度の低いものが用いられており、長さにバラつきがある。よって、本実施形態では、曲げ加工前に、各鋼板の長手方向における寸法（長さ）を自動的に測定することで、曲げ中心の位置を正確に設定することができる。
具体的には、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、図面上の上下板Ｗ１の長さと比較して、搬送されてきたワークＷの長さの差ｄがある場合には、図面上の上下板Ｗ１の曲げ中心位置Ｃを基準にして、ｄ／２だけ右寄りに移動した位置に、ワークＷの曲げ中心位置を設定する。なお、ワークＷの長さが図面上の上下板Ｗ１の長さよりも小さい場合でも、同様に曲げ中心位置の設定が可能である。
【００４３】
これにより、曲げ加工の対象となる鋼板の切り板精度が低い場合でも、正確に曲げ中心の位置を設定することができる。
板厚推定部２０ｂは、予め設定された所定のパンチ移動量と、記憶部３０に格納されている曲げ角度と板厚との関係を示す第１テーブルと、に基づいて、現在、曲げ加工中のワークＷの板厚を測定する。なお、上記所定のパンチ移動量とは、パンチ１３が移動原点にある位置からの移動量を意味している。
【００４４】
具体的には、支持部１４ａ，１４ｂ上にセットされたワークＷに対して当接するまでパンチ１３を下降させ（図６参照）、さらに下降させていくと、図７に示すように、ワークＷの両端が持ち上げられていく。ここで、支持板１７ａ，１７ｂは、持ち上げられていくワークＷの両端に追従するように回転軸を中心にして回動することで、曲げ加工中のワークＷの両端を下方から支持する。
【００４５】
このとき、パンチ１３が所定の移動量に達すると、板厚推定部２０ｂは、角度センサ１５ａ，１５ｂにおいて検知された曲げ角度を取得する。そして、板厚推定部２０ｂは、記憶部３０に格納されている、ワークＷの曲げ角度と板厚との関係を示す第１テーブルに基づいて、現在、曲げ下降中のワークＷの板厚を推定する。
押し込み量設定部２０ｄは、板厚推定部２０ｂにおいて推定されたワークＷの板厚に基づいて、ワークＷ板の板厚とパンチ１３の押し込み量との関係を示す第２テーブルを参照して、最終的なパンチ１３の押し込み量を設定する。つまり、押し込み量設定部２０ｄでは、ワークＷの板厚ごとに異なる曲げ加工後に生じるスプリングバックの影響を考慮して、ワークＷの板厚に対して最適なパンチ１３の押し込み量を設定する。これにより、曲げ加工後におけるワークＷの曲げ状態を、所望の形状に近づけることができる。
【００４６】
＜上板・下板の曲げ加工＞
本実施形態の曲げ加工装置１０では、上述した構成を用いて、図３に示すフローチャートに従って、曲げ加工を行う。
まず、ステップＳ１では、曲げ加工装置１０内において、搬送部２１によって、ワークＷを支持部１４ａ，１４ｂの方へ搬送する。
【００４７】
ステップＳ２では、所定の搬送速度において長手方向に沿って搬送されてくるワークＷの先端部と後端部とを検知したタイミングによって、ワークＷの長手方向における寸法（長さ）を測定する。具体的には、ワークＷの先端部と後端部とを検知した時間差と搬送速度とに基づいて、ワークＷの長さを測定する。よって、本実施形態では、ワークＷの搬入時には、一旦、ワークＷの後端部分が光電管２２の上部を通過するまでワークＷを搬送しておき、ワークＷの曲げ中心位置を押圧中心位置Ｘに合わせるように、再度、ワークＷを所望の方向へ搬送する。
【００４８】
ステップＳ３では、ステップＳ２において測定されたワークＷの長さと、図面上の上下板Ｗ１の長さとを比較して、ワークＷの曲げ中心位置Ｃ’の位置を設定する。具体的には、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、ワークＷと図面上の上下板Ｗ１との長さの差ｄの場合には、ワークＷの両端にそれぞれ寸法誤差が分散されるように、ｄ／２だけ右寄りの位置に、ワークＷの曲げ中心位置Ｃ’を設定する。
【００４９】
ステップＳ４では、図６に示すように、ステップＳ３において設定された曲げ中心位置Ｃ’が、曲げ加工装置５０の押圧中心位置Ｘ上に来るように、搬送部２１を制御する。
これにより、ワークＷごとに設定された曲げ中心位置Ｃ’と曲げ加工装置１０の押圧中心位置Ｘとを合わせた状態で、曲げ加工を実施することができる。この結果、長さにバラつきのあるワークＷの曲げ加工を行う際に一方の端部を基準にして曲げ加工を行う場合と比較して、両端に寸法誤差が分散されることになるため、他方の端部に寸法誤差が集中することはない。よって、ブームの製造歩留まりを向上させることができる。
【００５０】
ステップＳ５では、パンチ１３をワークＷの上面に当接させた状態で押圧する。
ステップＳ６では、パンチ１３が所定の移動量に達したか否かを判定する。ここで、パンチ１３が所定の移動量に達した場合には、一旦、パンチ１３の下降を停止して、ステップＳ７に移行する。
ステップＳ７では、パンチ１３の上記所定の移動量とこのときの角度センサ１５ａ，１５ｂからの出力値に基づいて、記憶部３０に格納されている第１テーブルを参照して、ワークＷの板厚を推定する。
【００５１】
具体的には、図１１のフローチャートに示すように、ステップＳ２１において、パンチ１３が所定の移動量に達すると、ステップＳ２２において、制御部２０は、角度センサ１５ａ，１５ｂからそのときのワークＷの曲げ角度を取得する。
次に、ステップＳ２３において、制御部２０は、記憶部３０にアクセスする。
次に、ステップＳ２４において、制御部２０は、パンチ１３の移動量と曲げ角度とに基づいて、第１テーブルを参照して曲げ加工中のワークＷの板厚を推定する。
【００５２】
ステップＳ８では、ステップＳ７において推定されたワークＷの板厚に基づいて、ワークＷの板厚とパンチ１３の押し込み量との関係を示す第２テーブルを参照して、パンチ１３の最終的な移動量を設定し、一旦停止させていたパンチ１３を再度移動させる。
ステップＳ９では、図７に示すように、ステップＳ８において設定された最終的な押し込み量（移動量）に到達するまで、パンチ１３を移動させ、最終的な移動量まで達するとステップＳ１０へ移行する。
【００５３】
ここで、曲げ加工装置１０による曲げ加工後のワークＷのスプリングバック（曲げ加工前の状態へ戻ろうとする力）の大きさは、板厚に応じて変化する。具体的には、ワークＷの板厚が大きい場合には、スプリングバックの量は大きく、逆に板厚が小さい場合には、スプリングバックの量は小さい。
本実施形態の曲げ加工装置１０では、曲げ加工時における曲げ形状は、図８に示すように、ワークＷの板厚の大小に応じて変化する曲げ加工後のスプリングバックの程度を考慮して、半径Ｒ１の円において曲げ角度θ１になるように設定される。つまり、曲げ形状は、パンチ１３のＲ面、曲げ角度によって決まるが、図８に示すように、ブームの曲げ湾曲線を半径Ｒ２の円の一部であって中心角θ２の円弧部分であるとすると、本実施形態では、曲げ加工時における曲げ湾曲線を、半径Ｒ１の円の一部であって中心角θ１の円弧部分になるように設定する。そして、Ｒ１，Ｒ２およびθ１，θ２の関係は、以下の関係式を満たす。
Ｒ１×θ１＝Ｒ２×θ２
【００５４】
これにより、ワークＷの板厚に応じたスプリングバックの量を考慮して、高精度なワークＷの曲げ加工を実施することができる。よって、後述する仮組み工程において、上下板Ｗａ，Ｗｂをクランプした際に、左右の側板Ｓに対して精度良く合わせることができる。
以上の工程により、ワークＷの曲げ加工が完了する。このとき、曲げ加工後のワークＷには、図９に示すように、押圧中心位置（曲げ中心位置）に設けられた突起マーカ１６ａによって形成されたマーク（印）Ｍが３つ形成される。
【００５５】
ステップＳ１０では、曲げ加工時にワークＷの曲げ中心位置に形成されたマーク（印）Ｍを基準にして、図１０（ａ）に示す仮組み装置５０を用いて、左右の側板Ｓと上下板Ｗａ，Ｗｂとを溶接するための仮組み、仮溶接を行う。
具体的には、まず、治具５１ａ〜５１ｅ上に、曲げ加工されたワークＷ（下板Ｗａ）をセットする。このとき、下板Ｗａのマーク（印）Ｍ（曲げ中心位置）の位置が、仮組み装置５０における仮組み中心位置Ｙに合致するように下板Ｗａをセットする。
【００５６】
次に、図１０（ｂ）に示すように、下板Ｗａを治具５１ａ〜５１ｅ上にクランプする。
次に、図１０（ｃ）に示すように、仮組み中心位置Ｙを基準にして、左右の側板Ｓ，Ｓをセットする。このとき、図示しない治具を用いて、左右の側板Ｓ，Ｓが左右両側からクランプされる。
次に、図１０（ｄ）に示すように、ブーム両端に設けられる接続部５２，５３をセットする。なお、この接続部５２，５３は、鋳物成形品である。
【００５７】
次に、図１０（ｅ）に示すように、左右の側板Ｓ，Ｓ上に、上板Ｗｂをセットする。このとき、図示しない治具を用いて、上板Ｗｂが上側からクランプされる。そして、この状態で、左右の側板Ｓ，Ｓに対して下板Ｗａ，上板Ｗｂを仮溶接して固定する。
ステップＳ１１では、図１０（ｅ）に示すように、仮溶接された左右の側板Ｓ，Ｓと上下板Ｗａ，Ｗｂとを、本溶接によって固定することで、高精度にボックス構造を有するブームを製造することができる。
【００５８】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、ワークＷの曲げ中心位置の設定を、制御部２０による搬送制御等によって自動的に行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５９】
例えば、予めオフラインでワークＷの長さを測定し、曲げ中心となる位置にケガキ（マーキング、印）を入れておき、図１２に示すように、搬送部２１上にＣＣＤカメラ（検知部）１２２等の光学的手段（ここでは、認識手段を含む）を配置した曲げ加工装置１１０であってもよい。
この場合には、ワークＷの搬送中にＣＣＤカメラ１２２によって印を認識し、制御部２０（搬送制御部２０ｃ）に対して認識信号を出力する。そして、ワークＷが所定速度で搬送されている場合、制御部２０（搬送制御部２０ｃ）が認識信号を受けて所定時間経過後に搬送を停止することにより、パンチ１３の中央部分に曲げ中心位置を設定することができる。
【００６０】
（Ｂ）
上記実施形態では、ワークＷの曲げ加工を実施する際における曲げ中心位置の設定を、ワークＷを長手方向に搬送する搬送部２１の搬送制御によって実施する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、曲げ加工を実施する前に、別の装置等において曲げ中心位置にマーキング処理が施されている場合には、このマーキングを検知するセンサ等を用いて曲げ中心の位置を設定するような構成であってもよい。
【００６１】
（Ｃ）
上記実施形態では、上下板の曲げ中心の位置に印をつけるためのマーキング部として、突起マーカ１６ａを用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、レーザマーカ等の他のマーキング手段を用いてもよい。
また、マーキングする位置や印の個数についても適宜変更が可能である。
【００６２】
（Ｄ）
上記実施形態では、ワークＷの長さを測定するために、ワークＷの長手方向における両端部を検知する光電管２２を設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ワークＷの先端を所定の位置で当接させた状態で後端の位置を検知することで、ワークＷの長さを測定してもよい。
【００６３】
（Ｅ）
上記実施形態では、所定のパンチ移動量に対するワークＷの曲げ角度に基づいて、ワークＷの板厚を推定し、これに基づいて最終的なパンチ１３の押し込み量を設定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６４】
例えば、ハイトセンサ等の直接的にワークの板厚を測定可能な手段を用いてワークの板厚を測定し、この測定結果に基づいて、最終的なパンチの押し込み量を設定してもよい。
この場合でも、板厚に応じた最適なパンチの押し込み量を設定することができるという、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、この場合には、予めワークの板厚が分かっているため、上記実施形態のように、ワークの板厚を推定するためのステップが不要となる。よって、パンチがワークの表面に当接した状態から所定の移動量（ストローク量）だけパンチを移動させるように制御すればよい。なお、ワークの表面にパンチが当接したタイミングについては、パンチに加わる反力を検知したタイミングをそのまま用いればよい。
【００６５】
（Ｆ）
上記実施形態では、ワークＷの曲げ角度を検知するセンサとして、支持板１７ａ，１７ｂの回転角度に基づいてワークＷの曲げ角度を検知する角度センサ１５ａ，１５ｂを用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、支持板に対して取り付けられた支持板の傾きを検知する角度センサを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の建設機械のブームの製造装置および製造方法は、上下板に対して精度の高い曲げ加工を実施することで、上下板および側板を精度良く仮組みして互いを溶接して、ブームの製造歩留まりを向上させることができるという効果を奏することから、各種建設機械に搭載されるブームの製造に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０      曲げ加工装置（建設機械のブームの製造装置）
１１      油圧シリンダ（押圧部）
１２      上ラム
１３      パンチ（金型部）
１４ａ，１４ｂ  支持部
１５ａ，１５ｂ  角度センサ
１６      ダイクッション
１６ａ    突起マーカ（マーキング部）
１７ａ，１７ｂ  支持板
１８ａ，１８ｂ  ガイドローラ
２０      制御部
２０ａ    曲げ中心位置設定部
２０ｂ    板厚推定部
２０ｃ    搬送制御部
２０ｄ    押し込み量設定部
２１      搬送部
２１ａ    搬送ローラ
２２      光電管（検知センサ）
３０      記憶部
５０      仮組み装置
５１      治具
５２      接続部
５３      接続部
１１０    曲げ加工装置（建設機械のブームの製造装置）
１２２    ＣＣＤカメラ（検知部）
Ｃ      曲げ中心位置
ｄ      差
Ｍ      マーク（印）
Ｓ      側板
Ｗ      ワーク（上下板用鋼板）
Ｗａ    下板
Ｗｂ    上板
Ｗ１    図面上の上下板
Ｘ      押圧中心位置
Ｙ      仮組み中心位置
Ｒ１，Ｒ２  半径
θ１，θ２  中心角
【図１】
0005492132.tif 000002
【図２】
0005492132.tif 000003
【図３】
0005492132.tif 000004
【図４】
0005492132.tif 000005
【図５】
0005492132.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005492132.tif 000008
【図８】
0005492132.tif 000009
【図９】
0005492132.tif 000010
【図１０】
0005492132.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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