(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手軸を有する管材及び形材等の棒状部材を平面的及び空間的に曲げ加工するための方法であって、前記長手軸に沿って前後に配置された２つのローラーシステムＡ、Ｂを使用し、前記部材を前記ローラーシステムＡによって移動させて前記ローラーシステムＢに挿入し、前記ローラーシステムＢを前記長手軸を横切る方向に移動させることによって前記棒状部材を曲げ加工する方法で、前記ローラーシステムＡが、前記長手軸からの距離を個別に調節することができると共に駆動することができる対向するローラー対からなり、前記ローラーシステムＡのローラーが少なくとも１つの断面において前記部材を部分的又は完全に取り囲み、前記部材の連続的な供給時に、前記ローラーシステムＡによって、前記部材を、ローラーシステムＡ、Ｂが配置された平面（以下、第１の平面Ｅ）において前記長手軸を中心として回転させることを特徴とする棒状部材を曲げ加工するための方法。
【請求項２】
対向する面において前記部材を保持するローラー押圧面を含む前記ローラーシステムＢによって前記部材を案内し、前記長手軸に対する前記ローラーシステムＢの横方向の移動及び前記長手軸に垂直な前記ローラーシステムＢの中心軸を中心とした回転により、制御された曲げ形状を有する前記部材の曲げ加工を行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
曲げ半径が変化した場合に、前記ローラーシステムＢの前記ローラー押圧面を前記部材の表面に対して接線方向に調節することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ローラーシステムＡ、Ｂのローラーを前記部材の前記長手軸に垂直に押しつけることができ、摩擦接触が所定の方法で調節されるように接触圧力を調節することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ローラーシステムＢが、前記部材の前記長手軸を中心として回転することができると共にさらに２つの空間軸において前記ローラーシステムＡに対して移動するように構成され、前記部材を前記ローラーシステムＢによって定義される平面に垂直に一定の速度で供給することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ねじりモーメントを前記ローラーシステムＡ、Ｂの曲げ領域に与えて前記部材のはね戻りを補償することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ローラーシステムＡが前記部材を前記長手方向に供給することができ、前記ローラーシステムＢが前記部材の前記長手軸に対して角度αで前記部材を横方向に移動させることができることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
連続的な供給時に、前記ローラーシステムＢを前記第１の平面Ｅに垂直な少なくとも１つの平面において回転させ、前記ローラーシステムＢのローラーが前記部材の表面に接線方向に押しつけられるように前記ローラーシステムＢを移動させることによって曲げ加工時に回転角βを変化させることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ローラーシステムＡ、Ｂの相対的な横方向の移動及び前記長手軸を中心とした回転によって曲げ平面を変化させることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ローラーシステムＢの出口において前記部材の曲げ部分を形状センサーによって測定し、所望の形状からのずれが生じている場合には、前記形状センサーによって測定されたずれを補償するように設定パラメータ、前記角度α、回転角β及び前記ローラーシステムＡ、Ｂの横方向の移動を調節することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ローラーシステムＡ及び／又はＢにおいて、曲げ加工時に発生する力及びモーメントを個別に測定し、正確なプロセスシミュレーション及びプロセスプランニングの改善のために使用する部材に特有の材料特性を測定値から導出することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
プロセスシミュレーション及びプロセスプランニングのために、前記ローラーシステムＡ及び／又はＢについて測定された力及びモーメントと共に、前記形状センサーから受信したデータを保存・処理することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
長手軸を有する前記部材を平面的及び空間的に曲げ加工するための請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法であって、前記長手軸に沿って前後に配置された２つのローラーシステムＡ、Ｂを使用し、前記ローラーシステムＡは前記部材を長手方向に供給し、前記ローラーシステムＢは前記部材の前記長手軸に対して横方向に移動し、前記ローラーシステムＡによって前記長手軸に沿って前記部材を連続的に供給している際に、第１の平面Ｅにおいて前記ローラーシステムＡ、Ｂを相対的に位置決めすることによって前記第１の平面Ｅにおける曲げ加工を調節し、少なくとも１つの別の平面における曲げ又はねじれを、前記部材における長手軸又は横手軸の位置を中心として前記ローラーシステムＡ、Ｂを相対的に回転させることによって調節することを特徴とする方法。
【請求項１４】
曲げ加工を行った部材の形状を少なくとも１つのセンサーによって記録してデータに変換し、前記データを装置設定補正プログラムを含む制御装置に入力することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ローラーシステムＡにおいて前記部材を前記ローラーによって摩擦移動させ、案内することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ローラーシステムＢにおいて前記部材を対向して配置されたローラー接触面によって移動させることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
曲げ加工時に、前記部材に制御された引張応力又は圧縮応力を与えることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
曲げ応力に加えて、制御されたねじり応力を前記部材に与えることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法によって製造され、空間的な構造に組み込まれる管材又は形材である曲げ加工された棒状部材であって、ねじれ領域において正確な形状に成形されていることを特徴とする部材。
【請求項２０】
調節可能な断面領域を有し、曲げ領域における断面が一定の形状データを有することを特徴とする、請求項１９に記載の部材。
【請求項２１】
長手軸を有する管材及び形材等の棒状部材を平面的及び空間的に曲げ加工するための装置であって、２つのローラーシステムＡ、Ｂを含み、前記ローラーシステムＡによって前記部材を前記長手軸に沿ってローラーシステムＢに供給し、前記ローラーシステムＢを前記長手軸を横切る方向に移動させることによって前記部材を曲げ加工するものにおいて、前記ローラーシステムＡ、Ｂは相対的に移動することができるように少なくとも１つの第１の平面Ｅに配置され、前記ローラーシステムＡは、前記長手軸からの距離を個別に調節することができると共に駆動することができる対向するローラー対からなり、前記ローラーシステムＡのローラーが少なくとも１つの断面において前記部材を部分的又は完全に取り囲み、前記部材の連続的な供給時に、前記長手軸を中心として回転して、前記部材を、前記第１の平面Ｅにおいて前記長手軸を中心として回転させることができ、前記ローラーシステムＢは、前記長手軸を中心として回転して、前記部材を、前記長手軸を中心として回転させることができることを特徴とする棒状部材を曲げ加工するための装置。
【請求項２２】
前記形材が曲げ加工され、ねじられている際に生じる力及びモーメントを測定するためのセンサーが前記ローラーシステムＡ及び／又はＢに配置されていることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記部材の曲げ部分を測定するための形状センサーが前記ローラーシステムＢの出口に配置されていることを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記センサーがプロセス制御コンピュータを介して互いに接続され、前記部材に特有の材料特性を測定すると共に正確なプロセスシミュレーション及びプロセスプランニングの改善に使用されることを特徴とする、請求項２０〜２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記ローラーシステムＡ、Ｂが、空間内の複数の軸又は少なくとも１つの平面上を互いに独立して移動することができることを特徴とする、請求項２０〜２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
前記ローラーシステムＡ、Ｂの駆動軸の回転角を個別に調節することができることを特徴とする、請求項２０〜２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
前記駆動軸が手動又は数値制御によって電子的又は油圧的に調節することができることを特徴とする、請求項２０〜２６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
前記部材の案内通路が、空間的に固定された平面において最後のローラーアセンブリの直後で終了することを特徴とする、請求項２０〜２７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
前記ローラーシステムＡ、Ｂが、異なる部材断面に合わせて前記ローラーの位置を調節することができる機構を含むことを特徴とする、請求項２０〜２８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３０】
各ローラー又は全てのローラーが異形であることを特徴とする、請求項２０〜２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
各ローラー又は全てのローラーが摩擦が最適化されたコーティングを有することを特徴とする、請求項２０〜３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
前記コーティングがポリマー、好ましくはエラストマーからなることを特徴とする、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
断面の変形を抑制するマンドレル装置を後部に有することを特徴とする、請求項２０〜３２のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載される方法及び請求項２１に記載される装置を使用して管材や形材等の棒状部材を二次元的又は三次元的に曲げ加工するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、管材を曲げ加工する場合には特にマンドレル曲げ加工機が使用されている（Ｆｒａｎｚ，Ｗ．−Ｄ．：Ｍａｓｃｈｉｎｅｌｌｅｓ  Ｒｏｈｒｂｉｅｇｅｎ．Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ  ｕｎｄ  Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ．ＶＤＩ−Ｖｅｒｌａｇ，ＩＳＢＮ  ３−１８−４００８１４−２，１９８８）。マンドレル曲げ加工機を使用して管材の三次元曲げ加工を行う場合には、曲げ加工する管材の断面をねじることによって管材を回転させる（曲げ加工を行う別の曲げ平面に移動させる）。ある曲げ平面から別の曲げ平面に移動させることによって三次元形状を得ることができる。この場合には、曲げ加工ツールによって予め決定された一定の半径しか得られない。また、マンドレル曲げ加工機を使用する場合には、形材に三次元屈曲部を形成することはできない。これは、円形の断面を有する管材とは異なり、形材を曲げ加工する場合には曲げ平面が変化すると必要なツールの断面が変化するためである。
【０００３】
また、同様に管材のみに利用され、マンドレル曲げ加工機に特殊ツールとして組み込まれる自由成形機（ｆｒｅｅ−ｆｏｒｍｅｒ）が知られている（Ｒａｓｉ  Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ  ＧｍｂＨ．：Ａｌｌｅｓ  ｕｎｔｅｒ  Ｋｏｎｔｒｏｌｌｅ  ｂｅｉｍ  Ｒｏｈｒｂｉｅｇｅｎ．Ｂｌｅｃｈ  Ｒｏｈｒｅ  Ｐｒｏｆｉｌｅ，０９．２００２．，ｐ．４０  ｆｆ）。自由成形機は圧延成形の原理に基づいて動作し、管材を平面における少なくとも３つのロール間に案内する。曲げ平面を変更するためには、管材をロール間でねじらなければならない。そのため、管材の円形の断面が非常に役立つことになる。この原理によれば、円形ではない形材は曲げロール間で詰まってしまうため、曲げ加工を行うことはできない。
【０００４】
近年は、滑りガイドを使用した自由曲げ加工機も知られている（Ｎｅｕｇｅｂａｕｅｒ  Ｒ．；Ｂｌａｕ  Ｐ．；Ｄｒｏｓｓｅｌ  Ｗ−Ｇ．：３Ｄ−Ｆｒｅｉｆｏｒｍｂｉｅｇｅｎ  ｖｏｎ  Ｐｒｏｆｉｌｅｎ．ＺＷＧ，２００１，１１−１２）。自由曲げ加工機の場合には、管材又は形材を互いにオフセットさせると共に形材を曲げ加工するガイドブッシュを通過させる。自由曲げ加工機の欠点は、強力なプッシャがさらに必要となり、その結果として生じる大きな摩擦力によって管材又は形材の表面が傷つく場合があることである。そのため、自由曲げ加工機では潤滑剤を使用しているが、加工後にワークピースから潤滑剤を除去する必要が生じる。さらなる欠点は、単位面積当たりの接触圧力が高いために高価なセラミックス材料で形成されるブッシュを形材の種類に応じて製造する必要があることである。このような自由曲げ加工機では、形材が装置から出てくる空間的な方向は、曲げ加工された部材の形状に依存する。そのため、曲げ加工された部材の空間的な曲線をその位置で正確に再現するためにガイドブッシュの複雑な多軸運動学が必要となり、そのような自由曲げ加工機は非常に複雑で高価なものとなる。また、（例えばプロセス制御のために）加工時に装置の出口で形材の形状を測定することが望ましい場合には、三次元座標を記録することができる複雑なセンサーシステムが必要となる。
【０００５】
現在使用されている装置は、長手軸に沿って形材を押し出す比較的複雑なプッシャを利用している。そのため、スラスト荷重による形材の座屈を防止するために、形材を正確に案内しなければならない。従って、加工することができる管材及び形材の全長がプッシャによって制限されることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、所望の棒状部材を二次元的又は三次元的に曲げ加工することができる方法及び装置を提供することにある。より詳細には、円形管材に加えて、所望の形材を二次元的又は三次元的に曲げ加工することができると共に管材又は形材の全長が装置の構成によって制限されない方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、請求項１に記載される方法及び請求項２１に記載される装置によって達成される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に定義されている。
【０００８】
請求項１に係る発明は、長手軸を有する管材及び形材等の棒状部材を曲げ加工するための方法であって、装置内における管材又は形材の供給を第１のローラーシステムＡ（搬送ローラー）による摩擦係合によって行う方法に関する。装置の出口には、第２のローラーシステムＢ（曲げローラー）を配置する。ローラーシステムＡを駆動装置として使用することにより、公知の装置において発生する場合の多いプッシャと曲げブッシュとの間での部材の傾斜又は歪みを防止することができる。ローラーシステムＡによって長手軸に平行に管材又は形材を供給することにより、成形領域はローラーシステムＡ，Ｂ間に固定される。本発明に係る方法では、部材に加わる応力の相互作用及び付随する成形の変動が生じることはない。
【０００９】
ローラーシステムＡのローラーは平面上に配置するか、管材又は形材の断面の周囲に配置することができ、管材又は形材の断面を部分的又は完全に取り囲む。部材の側面及び／又は前後に並んで配置された複数のローラーによって力を加える。ローラーに均一に加わる接触圧力によって、長手軸と平行に少なくとも部分的に部材を保持することができ、接触圧力を塑性範囲未満に確実に維持することができる。
【００１０】
摩擦によって良好に部材を供給するために、管材又は形材の長手軸に実質的に垂直に作用するローラーによって管材又は形材に力を加える。ローラーは、所定の表面形状及び／又は摩擦接触を最適化するコーティングを有することができる。部材の表面に弾性的に押圧されるローラーの形状により、ローラーシステムＡの保持力を有利に増加させることができる。弾性コーティングの場合には、接触圧力がより均一に分散され、剪断力によるローラーシステムＡにおける部材の塑性変形を確実に防止することができる。そのようなコーティングはポリマーからなることができる。特に有利な実施形態では、コーティングは加硫されたエラストマーの層からなる。制御された方法で調節することができる接触圧力を有するローラーシステムＡを使用することにより、厚みが異なる部材又は弾性が異なる様々な材料からなる部材をローラーシステムＢに供給することができ、保持力は所与の部分及び部材に応じて調節される。その結果、ローラーシステムＡにおける塑性変形を確実に防止することができ、成形領域における成形によって常に同一の結果が得られる。
【００１１】
ローラーシステムＡによって部材を一定の速度で供給することにより、曲げ加工された部材を一定の速度で製造することができる。このような加工は、時間制御された連続的な製造フローに有利に組み込むことができる。ローラー駆動装置により、あらゆる長さの部材を一定の速度で供給することができる。
【００１２】
装置の出口には、第２のローラーシステムＢ（曲げローラー）を配置する。ローラーシステムＢは、管材又は形材の周囲に配置されたローラー対からなる。ローラーシステムＢは独立した支持装置上に配置され、少なくとも１つの平面においてローラーシステムＡと相対的に移動することができる。管材又は形材は、管材又は形材がローラーシステム内を搬送されている時にローラーシステムＡ，Ｂの位置を相対的に変化させることによって曲げ加工する。
【００１３】
ローラーシステムＢにおける対向して配置されたローラー表面により、部材の断面に均一に横方向の力を加えることができる。ローラーによって小面積（理想的には点又は横手線）で部材を保持することにより、ローラーシステムＢは部材を接線保持することができる。より大きな保持面を有するローラーは、曲げ加工時に部材の表面と接する保持面の向きに追従する。その結果、ローラーシステムＡ，Ｂ間における部材の傾斜を確実に防止することができる。
【００１４】
１つの軸に沿ったローラーシステムＢの移動によって二次元形状の曲げ加工を行うことができる。平面的（例えば、Ｓ字形状）な形状は、固定されたローラーシステムＡに対してローラーシステムＢを適切に位置決めすることによって製造することができる。
【００１５】
有利な実施形態では、棒状部材を取り囲むローラーシステムは調節機構を含む。これにより、異なる断面を有する管材及び形材を加工することができる。このようにして、例えば、長手軸への距離を調節することができるローラーにより、様々な断面を有する非対称的な形状の部材に合わせてローラーシステムを調節ですることができる。ローラーシステムを異なる部材の断面に合わせて調節することにより、手間をかけてローラーを交換することなく、部材を直接曲げ加工することができる。また、ローラーシステムＡにおける摩擦搬送を可能とするようにロールの接触圧力を調節することができる。ローラーシステムＢのローラーは、ローラーの保持面に沿って部材の滑りを容易にする低い摩擦係数を有するように好ましくは調節され、保持面は好ましくは接線方向に案内される。
【００１６】
別の有利な実施形態では、ローラーシステムＢのローラーは同様に駆動することができる。部材は、棒状部材の長手軸に対して角度αで移動させる。ローラーの保持面における摩擦接触により、ローラーシステムＢの前方移動を増加又は減少させることによってローラーシステム間の成形領域において付加的な引張応力又は圧縮応力を与えることができる。
【００１７】
付加的な応力によって、曲げ加工時のはね戻り又は弾性変形を補償することができる。このようにして、手間のかかる再加工を行うことなく１回の成形加工によって所望の成形を行うことができる。その結果、部材の断面を維持すると共に座屈を生じさせることなく、部材（特に形材）を正確な形状に曲げ加工することができる。
【００１８】
別の有利な実施形態では、ローラーシステムＢは、第１の平面に直角な別の平面において回転角βだけ回転させることができ、ローラーシステムを移動させると、ローラーの保持面が部材の表面に接線方向に案内されるように回転角βが変化する。さらに回転させることにより、ねじり応力を成形領域に与えることができ、上述した補償を行うことができる。
【００１９】
別の有利な実施形態では、ローラーシステムＡ及び／又はＢは、適当な回転機構によって形材の長手軸を中心として回転させることができる。その結果、曲げ加工時に形材の長手軸を中心として曲げ平面を回転させることができ、第３の平面を使用して三次元的に曲げ加工された部材を得ることができる。そのため、ローラーシステムを十分に回転させることができる場合には、あらゆる空間的な曲線を形成することができる。本実施形態では、２つの駆動軸のみを使用して３つの空間方向への曲げ加工が可能となる。第１の軸は装置の出口においてローラーシステムを移動させ、形材に屈曲部を形成する。第２の軸により、ローラーシステムＡ，Ｂを回転させることによって曲げ平面を変化させ、三次元形状の曲げ加工を行うことができる。これは、同時移動させる必要がある多くの軸を有し、はるかに複雑な最新の自由成形機（ｆｒｅｅ  ｆｏｒｍｅｒ）と比較して有利である。ローラーシステムを相対的に回転させることにより、付加的なねじり応力を成形領域に与えることができ、上述した補償を行うことができる。
【００２０】
本発明の装置では、上述した自由曲げ加工機とは異なり、形材が装置に対して１つの平面のみに沿ってローラーシステムから出てくるという利点を有する。従って、加工時に形材を測定するためには、二次元座標のみを記録する比較的単純な装置で十分である。（形材が装置から接線方向に出てくる）最後のローラー対の位置を記録すると、形材の一次元測定を行うことによって完全な形状を記録することができる。
【００２１】
別の有利な実施形態では、記録されたデータを装置の制御装置に送信することにより、より正確な形状に関して半完成品の曲げ挙動の変動を補償する制御された加工を行うことができる。本発明によれば、装置の軸の設定値と曲げ加工の結果の特性関係をデータベースに保存し、加工時に制御プログラムによって考慮に入れることが特に有利である。
【００２２】
装置の軸の設定値と形材の曲げ加工の閉ループ制御の関係の原理は、Ｓ．Ｃｈａｔｔｉ，「Ｏｐｔｉｍｉｅｒｕｎｇ  ｄｅｒ  Ｆｅｒｔｉｇｕｎｇｓｇｅｎａｕｉｇｋｅｉｔ  ｂｅｉｍ  Ｐｒｏｆｉｌｂｉｅｇｅｎ」，Ｄｒ．Ｉｎｇ．ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔaｔ  Ｄｏｒｔｍｕｎｄ，Ｓｈａｋｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ  Ａａｃｈｅｎ，１９９８に記載されている。
【００２３】
別の有利な実施形態では、本発明の装置において、ローラーシステムＡとローラーシステムＢの間の曲げ領域にねじりモーメントを導入する。これにより、例えば、屈曲力を減少させたり、形材の断面が非対称である場合には、ねじり応力による望ましくないねじれを防止することができる。このようにして、特に形材の正確な形状を得ることができる。このために、形材の長手軸を中心とした装置の回転軸を、搬送用ローラーシステムと他方のローラーシステムにおいて異なる角度に設定する。これは、装置の全ての可動軸について、手動又は駆動軸のＮＣ制御（電子又は油圧制御）によって行うことができる。
【００２４】
別の有利な実施形態では、形材が半完成品として曲げ加工に導入される装置の後部にマンドレル装置を取り付ける。マンドレル装置は、マンドレル（例えば、連結式マンドレル）を成形領域において保持し、例えば中空形材において生じる可能性のある断面変形を抑制する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】装置の全体図であり、ローラーシステムＢを拡大しており、形材が曲げ加工中に平面上で固定されている。
【図２】曲げ加工装置の縦断面図であり、２つのローラーシステムＡ，Ｂのアセンブリ群を区画して示している。
【図３】一平面上での曲げ加工時の装置の前面図である。
【図４】一平面上での曲げ加工時の装置の平面図である。
【図５】曲げ方向を同時に変化させてローラーシステムＡ，Ｂを回転させることによって曲げ平面を変化させた場合の曲げ加工装置の全体図である。
【図６】曲げ平面及び曲げ方向の変化を示す正面図である。
【図７】接触形状センサーを含む装置の正面図である。
【図８】曲げ加工の閉ループ制御のための基本構成を示す。
【図９】切断ツールを含む本発明に係る曲げ加工装置を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、実施形態を参照して本発明について詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態の一例を示す。図１では、形材２を軸方向に沿って移動させるために３つの異形ローラー対１が前後に並んで設けられている。これらのローラー対はケース４に設けられており、ケース４内には、全てのローラーのための対応する駆動装置とローラー対の調整・押圧機構が設けられている。ケース４にはリング５と軸スタッブ６が取り付けられており、軸受ケース７，８内においてケース全体を回転させることができる。本実施形態では、ケースは油圧シリンダ９によって回転させ、この例の場合には９０°回転させることができる。なお、３６０°の回転を可能とする（電気又は油圧式）回転駆動装置を使用することもできる。回転運動を生じさせると共に形材を完全に取り囲むことによって、曲げ加工時に形材を長手軸を中心として回転させることができる。
【００２８】
装置の出口に位置するローラーシステム３は型状に構成され、曲げローラー３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって４つの面において形材の断面を取り囲む。形材の種類を変更する場合には、各形材の種類に応じてローラーシステムを放射方向に調節することができる。本実施形態では、ローラーシステムは曲げ加工する形材の長手軸を中心として回転させることができ、同様に駆動することができる。従って、本実施形態では、曲げ平面の変更に加えて、ねじりモーメントを加工に導入することができ、上記利点を達成することができる。曲げ半径を変化させる場合にローラーアセンブリが接線方向となるように形材の長手軸に垂直な回転軸がさらに必要となる。曲げ半径は長手軸１１に沿ってスライディングキャリッジ１０を移動させることによって形成され、キャリッジは相対位置によって曲げ半径を形成する。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態の断面図である。搬送ローラー１を含むアセンブリ群をＡで示し、曲げローラー３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを含むアセンブリ群をＢで示している。
【００３０】
図３は、図２の切断線に沿った曲げローラー３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを含む装置の正面図である。図４は装置の平面図であり、半径Ｒ１及び角度αで左曲げ加工を行うための曲げローラーアセンブリの装置設定を示している。
【００３１】
図５、図６、図７は、曲げ平面の変化を示す。ローラーシステムＡ，Ｂ（曲げローラー３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及びローラー対１のリング５）を回転させることにより、形材２が新たな曲げ方向及び曲げ平面において新たな半径Ｒ２で曲げ加工され、形材は長手軸を中心としてねじられる。また、例えば、図７では接触形状センサー１２がローラーの出口に取り付けられており、形状センサーは加工時にローラーによる曲げ部分に追従し、形材の形状を測定する。これにより、必要な曲げ形状となるように装置の軸を設定するための設定パラメータを補正することができる。
【００３２】
本発明に係る装置及び方法による所望の棒状部材の二次元的又は三次元的な曲げ加工の拡張及び補足として、形材に特有の材料特性を決定し、材料特性から導出されたデータを正確なプロセスシミュレーション及びプロセスプランニングの改善のために使用することもできる。これは、形材が曲げ加工され、ねじられている際に生じる力及びモーメントを測定するためのセンサーをローラー対Ａ及び／又はＢに設けることによって有利に達成することができる。このために、上述した形状センサーによって得られたデータと適宜組み合わせて、通常使用されるプログラムによってプロセスシミュレーション又はプロセスプランニングの改善に必要な形材に特有の材料特性を決定することができる。通常使用されるプログラムによるプロセスシミュレーションの例としては、Ｄｉｒｋｓｅｎ，Ｕ．；Ｃｈａｔｔｉ，Ｓ．；Ｋｌｅｉｎｅｒ，Ｍ．：「計算知能法に基づく３ロール曲げ加工のための閉ループ制御システム（Ｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｔｈｒｅｅ−ｒｏｌｌ−ｂｅｎｄｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）」，第８回塑性加工国際会議（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ）議事録，２００５年を参照されたい。
【００３３】
センサーシステムの設定について説明するために、図８にプロセスプランニングツールをブロック図として模式的に示す。形材２がローラーシステム３から出ると、形材２の曲げ形状が形状センサー１２によって記録され、曲げ半径Ｒｂがライン１２ａを介してプロセス制御コンピュータ１３に入力される。また、スライディングキャリッジ（１０）に配置され、曲げモーメントＭｂを測定する曲げモーメント送信器（１４）がプロセス制御コンピュータ１３に接続されている。ねじりモーメント送信器から受信したねじりモーメントＭｔと共に、制御用コンピュータ１３は加工データを正確なプロセスシミュレーション１３ａ及びプロセスプランニングの改善のために使用する。そのため、装置は、プロセス工学に関して二次元的又は三次元的な曲げ加工を最適化することができるプロセス計画ツールと呼ぶことができる。
【００３４】
本発明に係る装置は、特殊な切断ツールを使用してさらに拡張及び改良することができる。このような装置は、非常に長い半完成部品（この例では形材２）を使用したり、コイルから製造した形材を加工する用途において特に有用である。
【００３５】
図９はそのような切断ツールを示しており、切断ツールは、ローラーシステム３の曲げローラー３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの領域において本発明に係る装置の端部に取り付けられている。その結果、曲げ部品又は曲げ加工した形材２を製造した後に、形材を所定の長さを切断し、全ての次元において正確な形状に形成された曲げ部材を得ることができる。
【００３６】
なお、図９に示す切断ツールは一例である。可変長切断刃１６は、油圧式切断シリンダ１７によって動作させる。ただし、切断ツールは、剪断による切断だけではなく、複数の面に作用する回転動作を行う切断ツール又は切粉除去又は熱切断法によるものであってもよい。切断ツールの向きは、常に形材の形状に対して接線方向にあることが有利である。また、加工時に複雑な案内装置を使用することなく切断するために、切断ツールは曲げ加工装置の端部に固定することが有利である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ローラー対
２  形材
３  ローラーシステム（曲げローラー３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）
４  ケース
５  リング
６  軸スタッブ
７  軸受ケース
８  軸受ケース
９  油圧シリンダ
１０  スライディングキャリッジ
１１  直線軸
１２  形状センサー
１３  プロセス制御コンピュータ
１４  曲げモーメント送信器
１５  ねじりモーメント送信器
１６  切断刃
１７  切断シリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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