(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体座標系に従って長尺製品の形状を表現する形状データを取得する工程と、前記形状データに基づき、前記長尺製品の曲がり具合を表現する少なくとも１本のパラメトリック曲線を特定する工程と、前記パラメトリック曲線の曲率に応じて特定される各制御点ごとにパラメトリック曲線に対する接線ベクトルを算出する工程と、算出された接線ベクトルに基づきパラメトリック曲線の各制御点ごとに前記長尺製品の断面を特定する工程と、押し通し曲げ加工機の固定型を基準に特定される局部座標系を前記断面ごとに設定する工程と、局部座標系に基づき押し通し曲げ加工機の可動型の位置を算出する工程とを備えることを特徴とする押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法において、前記可動型の位置を算出するにあたって、前記局部座標系上で、前記固定型および可動型の間のアプローチ距離を特定する工程と、特定されたアプローチ距離に基づき前記局部座標系上で可動型の移動平面を規定する工程と、前記局部座標系上で移動平面および前記パラメトリック曲線の交差点を特定する工程とをさらに備えることを特徴とする押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法。
【請求項３】
全体座標系に従って長尺製品の形状を表現する形状データを取得する工程と、前記形状データに基づき、前記長尺製品の曲がり具合を表現する少なくとも１本のパラメトリック曲線を特定する工程と、前記パラメトリック曲線の曲率に応じて特定される各制御点ごとにパラメトリック曲線に対する接線ベクトルを算出する工程と、算出された接線ベクトルに基づきパラメトリック曲線の各制御点ごとに前記長尺製品の断面を特定する工程と、押し通し曲げ加工機の固定型を基準に特定される局部座標系を前記断面ごとに設定する工程と、局部座標系に基づき押し通し曲げ加工機の可動型の位置を算出する工程とをコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定型および可動型を相次いで通過する長尺材に、固定型に対する可動型の相対変位を通じて曲げ変形を施すことができる押し通し曲げ加工機に関し、特に、こういった押し通し曲げ加工機の制御に用いられる制御データを生成する制御データ作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、押し通し曲げ加工機は、固定型と、この固定型の前方に配置されて、固定型に対して相対的に変位する可動型とを備える。例えばアルミニウム製形材が固定型および可動型を相次いで通過する間に、形材の進行方向に直交する平面内で可動型が移動すると、形材に曲げ変形（塑性変形）が引き起こされる。こうした押し通し曲げ加工機では、１平面に沿った可動型の移動を通じて、２次元や３次元を問わず様々な曲がり具合の曲げ加工が形材に対して比較的に簡単に実現されることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般の工作機と同様に、押し通し曲げ加工機の動作は、例えばＮＣ（数値制御）プログラムといった制御プログラムによって制御されることができる。こうした制御プログラムでは、例えば可動型の変位量といった制御データが規定されなければならない。これまでのところ、こうした制御データは熟練した作業者の勘や経験則に基づき作成されてきた。こうした制御データを用いて製品の試作が繰り返され、試作が実施されるたびに制御データは書き換えられた。こうした試作が数十回と繰り返される結果、最終的に、所望どおりに曲げ変形を実現することができる制御データは確立された。
【０００４】
例えば特開平９−３２７７２７号公報や特開平１０−１６６０６４号公報には、熟練した作業者の勘や経験則に頼らずに制御データを作成する試みが開示される。これらの試みによれば、最初の試作の段階で大まかに最終形状に似通った試作品が形成されることができる。したがって、最初から作業者の勘や経験則に頼る必要はなく、試作や制御データの書き換えに対する労力や手間は軽減される。
【０００５】
これら公報に記載の制御データ作成方法では、可動型の位置を算出するにあたって三次元座標系のｘ座標軸が用いられる。このｘ座標軸によって形材の進行方向すなわち軸心は特定される。可動型の移動平面はこのｘ座標軸に直交する。しかしながら、実際には、曲げ変形が施された形材の軸心方向は１本の直線によって画一的に表現されることはできない。したがって、ｘ座標軸に可動型の移動平面を直交させても、可動型の移動平面は必ずしも正確に押し通し曲げ加工機の機械座標系を反映することはできない。その結果、こうした移動平面上で可動型の位置が特定されても、一般的な実用に耐えられる程度まで加工後の形状精度は高められることはできない。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、高い精度で押し通し曲げ加工を実現する制御データを生成可能な押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、全体座標系に従って長尺製品の形状を表現する形状データを取得する工程と、形状データに基づき、押し通し曲げ加工機の固定型を基準に特定される局部座標系を長尺製品の断面ごとに設定する工程と、局部座標系に基づき押し通し曲げ加工機の可動型の位置を算出する工程とを備えることを特徴とする押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法が提供される。
【０００８】
こうした制御データ作成方法によれば、長尺製品の断面に設定される局部座標系では、固定型から前方に延びる長尺製品が再現されることができる。この局部座標系上で長尺製品に対して可動型が仮想的に重ね合わせられると、可動型の位置は局部座標系上で特定されることができる。この可動型の位置は、固定型と可動型との間で形成される長尺製品の曲げ変形を反映したものとなる。こうして特定される可動型の位置に基づき可動型の移動量が算出されれば、可動型の理想的な移動量が得られることとなる。得られた移動量に基づき押し通し曲げ加工機の制御データは作成されればよい。こうして作成された制御データが押し通し曲げ加工機に供給されれば、長尺製品の形状を正確に反映した理想的な可動型の移動を実現させることが可能となる。
【０００９】
こうした押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法は、形状データに基づき、前記長尺製品の曲がり具合を表現する少なくとも１本のパラメトリック曲線を特定する工程と、パラメトリック曲線上で特定される各制御点ごとにパラメトリック曲線に対する接線ベクトルを算出する工程と、算出された接線ベクトルに基づきパラメトリック曲線の各制御点ごとに前記断面を特定する工程とをさらに備えてもよい。
【００１０】
一般に、パラメトリック曲線では、表現しようとする曲線の曲率が大きくなるほど制御点の個数は増加し、反対に、曲線の曲率が小さくなるほど制御点の個数は減少する。したがって、こうしたパラメトリック曲線の特長を生かしつつ長尺製品の各断面を規定すれば、長尺製品の曲率が大きくなればなるほど断面の枚数は増加し、その結果、曲率の大きさに応じてきめ細かく可動型の移動を制御することが可能となる。
【００１１】
可動型の位置を算出するにあたって、押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法は、前記局部座標系上で、前記固定型および可動型の間のアプローチ距離を特定する工程と、特定されたアプローチ距離に基づき前記局部座標系上で可動型の移動平面を規定する工程と、前記局部座標系上で移動平面および前記パラメトリック曲線の交差点を特定する工程とをさらに備えてもよい。前述のパラメトリック曲線が用いられると、局部座標系上で可動型の移動平面を特定するだけで、比較的に簡単に可動型の位置は特定されることができる。
【００１２】
また、第２発明によれば、長尺製品の形状を特定する全体座標系に、押し通し曲げ加工機の固定型を基準に特定される局部座標系を規定することを特徴とする押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法が提供される。かかる制御データ作成方法によれば、前述の第１発明と同様に、固定型を基準に特定される局部座標系に従って可動型の位置は特定されることができる。この可動型の位置には、固定型と可動型との間で形成される長尺製品の曲げ変形が反映される。したがって、こうして特定される可動型の位置に基づき可動型の移動量が算出されれば、可動型の理想的な移動が実現されることとなる。
【００１３】
可動型の位置を算出するにあたって、前記局部座標系は、前記長尺製品の長手方向に規定される送り位置ごとに規定し直されればよい。こうして送り位置ごとに局部座標系が規定し直されれば、長尺製品の長手方向に沿って連続的に可動型の変位を特定することが可能となる。こうして特定された連続的な変位に基づけば可動型の連続的な移動が実現されることができる。
【００１４】
さらに、第３発明によれば、コンピュータ支援設計システムから長尺製品の形状データを取得する工程と、取得した形状データに基づき、長尺製品の長手方向に規定される送り位置ごとに押し通し曲げ加工機の可動型の位置を特定する制御データを生成する工程とを備えることを特徴とする押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法が提供される。
【００１５】
近年、製品設計の分野ではいわゆるコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）が目覚ましく発展しつつある。しかしながら、これまでのところ、塑性加工の分野では、こうしたＣＡＤによって作成された製品データが効率的に用いられていないのが現状である。かかる制御データ作成方法によれば、ＣＡＤで作成された形状データを利用して簡単かつ効率的に押し通し曲げ加工機の制御データを作成することが可能となる。ここで、形状データは、前記長尺製品の曲がり具合を表現する少なくとも１本の曲線を規定することが望ましい。
【００１６】
以上のような押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法は、コンピュータで実行されるソフトウェアプログラムとして構成されてもよい。こうしたソフトウェアプログラムは、例えばＦＤ（フロッピーディスク）やＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）といった可搬性の記録媒体を通じてコンピュータに取り込まれてもよく、ＬＡＮ（構内通信網）やＷＡＮ（広域通信網）、インターネットといったネットワークを通じてコンピュータに取り込まれてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１８】
図１は押し通し曲げ加工機の全体構成を概略的に示す。この押し通し曲げ加工機１０は、長尺材１１の前進移動を案内する前後１対の型すなわち固定型１２および可動型１３と、固定型１２および可動型１３に向かって長尺材１１を送り込む送り機構１４とを備える。こうした押し通し曲げ加工機１０では、後述されるように、長尺材１１の進行方向に直交する平面内で可動型１３が移動すると、長尺材１１に曲げ変形（塑性変形）が引き起こされる。
【００１９】
送り機構１４は、例えば長尺材１１の後端に接触する押し金すなわちスライダ１５と、送りモータ１６の回転力をスライダ１５の推進力に変換するねじ軸１７とを備える。送りモータ１６の働きを通じてねじ軸１７が順方向に回転すると、その回転に応じてスライダ１５は前進し、ねじ軸１７が逆方向に回転すると、スライダ１５は後退することができる。スライダ１５の前進は長尺材１１の前進を引き起こす。スライダ１５の前進量すなわち長尺材１１の送り量はねじ軸１７の回転量すなわち送りモータ１６の回転量に応じて決定されることができる。送りモータ１６にはいわゆるサーボモータが用いられればよい。
【００２０】
こうした押し通し曲げ加工機１０では、中実の長尺材や中空の長尺材１１が加工されることができる。中空の長尺材１１は、例えばアルミニウム製の押し出し材すなわち形材や鉄製のパイプ材に代表されることができる。一般に、長尺材１１ではその全長にわたって共通の断面形状が規定される。ただし、断面形状は長尺材１１の全長にわたって常に一定である必要は必ずしもない。
【００２１】
前述の送り機構１４や固定型１２はいわゆる振り子部材１９に支持される。振り子部材１９の円柱形外周面は、図２から明らかなように、半円筒面に沿って配置される軸受け２０を通じて支持台２１に支持される。こうした振り子部材１９の働きによれば、長尺材１１は、固定型１２とともに固定型１２の中心軸２２回りで回転することができる。こうした回転は例えば長尺材１１に捻れ変形を引き起こす際に役立つ。振り子部材１９の回転は、例えばサーボモータで構成される駆動モータ２３の働きを通じて実現されればよい。
【００２２】
図２に示されるように、固定型１２には、長尺材１１の外形を象った貫通孔２４が形成される。この貫通孔２４によって長尺材１１の前進移動は案内される。長尺材１１の断面形状は、図２に示される貫通孔２４から明らかなように、円形や楕円形、三角形その他の多角形といった単純な形状であってもよいばかりでなく、その他の複雑な形状であっても差し支えない。貫通孔２４の形状は長尺材１１の断面形状に合わせ込まれればよい。
【００２３】
図２から明らかなように、中空の長尺材１１が加工される場合には、固定型１２に囲まれる長尺材１１の中空空間には芯金すなわち中子２５が差し込まれることが望ましい。周知のように、こうした押し通し曲げ加工機１０では、固定型１２側貫通孔２４の出口付近で最も大きな曲げ応力が長尺材１１に作用する。このとき、長尺材１１が中空であると、貫通孔２４の縁で長尺材１１の断面形状が押し潰されることがある。その結果、長尺材１１に対する曲げ変形の変形量に大きな誤差が生じたり長尺材１１の外周面に不要な窪みが形成されたりしてしまう。長尺材１１の内側から中子２５が接触すれば、こうした長尺材１１の押し潰しはできる限り回避されることができる。
【００２４】
図１から明らかなように、中子２５には、中子２５を前後移動させる制御モータ２６が連結される。この制御モータ２６の働きによって中子２５は長尺材１１に対して出し入れされる。しかも、本実施形態では、固定型１２の中心軸２２回りで中子２５を回転させる制御モータ２７が中子２５に連結される。この制御モータ２７は、前述のように振り子部材１９の回転に伴って固定型１２が中心軸２２回りに回転すると、この回転に応じて中子２５を中心軸２２回りに回転させることができる。制御モータ２６、２７には例えばサーボモータが用いられればよい。
【００２５】
図１および図３を参照し、可動型１３には、固定型１２と同様に、長尺材１１の外形を象った貫通孔２８が形成される。この貫通孔２８によって長尺材１１の前進移動は案内される。この貫通孔２８の形状は例えば固定型１２側貫通孔２４の形状に一致することが望ましい。
【００２６】
可動型１３は、固定型１２の中心軸２２の延長線に直交する移動平面内で移動することができる。可動型１３の移動は、例えば上下動部材２９の上下動と水平動部材３０の水平動との組み合わせによって実現される。上下動部材２９は、上下方向すなわち垂直方向に変位自在に水平動部材３０に案内される。同時に、水平動部材３０は、水平方向に変位自在に案内部材３１に支持される。上下動部材２９の変位は例えば上下動モータ３２の働きによって実現されればよく、水平動部材３０の変位は例えば水平動モータ３３の働きによって実現されればよい。例えば、上下動モータ３２や水平動モータ３３は、微小な回転角で回転軸の回転量を制御することができるサーボモータその他の駆動源から構成されればよい。
【００２７】
しかも、この可動型１３は、前述の移動平面でその位置を変えながらその姿勢を変化させることができる。こうした可動型１３の姿勢変化は、垂直方向に延びる回転軸３４が形成された回転部材３５や、水平方向に延びる１対の揺動軸３６が形成された揺動部材３７の働きを通じて実現される。上下動部材２９に形成された支持孔３８に回転軸３４が受け止められると、回転部材３５は垂直軸回りで回転することができる。その一方で、回転部材３５に形成される支持孔３９に２つの揺動軸３６が受け止められると、揺動部材３７は水平軸回りで揺動することができる。回転部材３５の回転や揺動部材３７の揺動は、個々に、例えばサーボモータで構成される駆動モータ（図示せず）の働きによって実現されればよい。ここでは、揺動軸３６の揺動中心は中心軸２２の延長線上で回転軸３４の回転中心に直交することが望ましい。
【００２８】
図４は、以上のような押し通し曲げ加工機１０が組み込まれた押し通し曲げ加工システム４１の全体構成を概略的に示す。この押し通し曲げ加工システム４１では、押し通し曲げ加工機１０の動作はＮＣコントローラ４２によって制御される。この制御を実現するにあたって、ＮＣコントローラ４２は、例えば図５に示されるように押し通し曲げ加工機１０に対して三次元機械座標系ｘｙｚを設定する。この機械座標系ｘｙｚは、例えば固定型１２の中心軸２２に重なり合うｚ座標軸と、貫通孔２４の出口が臨む１平面上で固定型１２の水平方向および垂直方向をそれぞれ規定するｘ座標軸およびｙ座標軸とを備える。
【００２９】
可動型１３の移動平面ＨＶは、機械座標系ｘｙｚのｘｙ平面に平行な姿勢に保持されることが望ましい。こうした移動平面ＨＶの設定によれば、可動型１３の位置は、機械座標系ｘｙｚに従って指定されるｘ座標値やｙ座標値によって簡単に特定されることができる。このとき、可動型１３のｚ座標値は、いわゆるアプローチ距離すなわち固定型１２および可動型１３間の距離に基づき特定されればよい。このアプローチ距離は可動型１３の移動に拘わらず一定に保持される。
【００３０】
例えば可動型１３の移動平面ＨＶと中心軸２２の延長線（機械座標系ｘｙｚのｚ座標軸）との交点は可動型１３の基準位置に設定されることができる。この基準位置に可動型１３が位置決めされると、２つの貫通孔２４、２８を相次いで通過する形材１１には移動平面ＨＶに沿った可動型１３の拘束力は加えられない。すなわち、真っ直ぐな形材１１は直進し、このとき形材１１にはいかなる曲げ変形も引き起こされない。こうして可動型１３の基準位置が特定されると、可動型１３の姿勢は、例えば機械座標系ｘｙｚに従って指定されるｙ軸（Ｖ軸）回り回転角Ｂやｘ軸（Ｈ軸）回り回転角Ａによって特定されることができる。
【００３１】
再び図４を参照し、ＮＣコントローラ４２には、エンジニアリングワークステーション（ＥＷＳ）やパーソナルコンピュータ（パソコン）といったコンピュータ装置４３で算出されたＮＣ加工プログラムが供給される。このＮＣ加工プログラムには、例えば長尺材１１の送り位置ごとに関連付けられた可動型１３の位置や姿勢といった制御データが規定される。前述の機械座標系ｘｙｚに従って可動型１３のｘ座標値やｙ座標値が指定されると、ＮＣコントローラ４２は、そういったｘ座標値やｙ座標値を確立する水平動モータ３３や上下動モータ３２の回転量を規定する駆動指令値を押し通し曲げ加工機１０に向けて出力する。機械座標系ｘｙｚに従って可動型１３のｙ軸回り回転角Ｂやｘ軸回り回転角Ａが指定されると、ＮＣコントローラ４２は、これら回転角を確立する回転部材３５や揺動部材３７の回転を引き起こす駆動モータの駆動指令値を押し通し曲げ加工機１０に向けて出力する。
【００３２】
コンピュータ装置４３には、本発明に係る押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法を実現するＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアが組み込まれる。このＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、例えば、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムを実現するＣＡＤソフトウェアの１モジュール（いわゆるアドオンソフトウェア）として機能することができる。こうしてＣＡＤソフトウェアに組み入れられれば、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、制御データ作成方法を実現するにあたって、ＣＡＤソフトウェアに組み込まれた既存の機能を流用することが可能となる。ただし、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアはＣＡＤソフトウェアに組み入れられる必要は必ずしもなく、必要とされる全ての機能をＮＣ加工プログラム作成ソフトウェア単独で備えていてもよい。ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、例えばＦＤ（フロッピーディスク）４４やＣＤ（コンパクトディスク）４５、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）、その他の可搬性記録媒体からコンピュータ装置４３に取り込まれてもよく、無線や有線を問わずネットワークを通じてコンピュータ装置４３に取り入れられてもよい。
【００３３】
本発明に係る押し通し曲げ加工機用制御データ作成方法を実現するにあたって、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、例えばＬＡＮ（構内通信網）やＷＡＮ（広域通信網）、インターネットといったネットワーク４６を通じて長尺製品の形状データを取得する。取得した形状データを用いて、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは前述のようなＮＣ加工プログラムを作成する。
【００３４】
形状データは、例えばサーバコンピュータ４７に構築される製品データベースから取り込まれればよい。製品データベースには、例えばＣＡＤ端末４８上で設計された製品のＣＡＤデータが格納されればよい。こうしたＣＡＤデータは、前述と同様に、例えばＦＤ（フロッピーディスク）やＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）、その他の可搬性記録媒体から製品データベースに取り込まれてもよく、無線や有線を問わずネットワーク４９を通じて製品データベースに取り入れられてもよい。
【００３５】
いま、例えば図６に示されるように、均一断面の形材に曲げ変形が施されて形成される長尺製品５１が設計された場面を想定する。ＣＡＤシステム上で設計された長尺製品５１はＣＡＤデータとして製品データベースに格納される。こうしたＣＡＤデータには、単一の全体座標系ＸＹＺに従って長尺製品５１の形状を表現する形状データが少なくとも含まれる。形状データには例えばワイヤフレームモデルやサーフェスモデル、ソリッドモデルといった表現方法が用いられればよい。形状データは、単一のデータ構造で長尺製品５１の断面形状とその断面形状に関連付けられる長尺製品５１の曲がり具合とを特定してもよく、そういった断面形状および曲がり具合を個別のデータ構造で特定してもよい。
【００３６】
操作者は、まず、コンピュータ装置４３上でＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアを立ち上げる。ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、操作者の入力操作に基づき製品データベースから長尺製品５１の形状データを取り込む。入力操作には例えばキーボードやマウスが用いられればよい。取り込まれた形状データに基づき、コンピュータ装置４３の画面上には長尺製品５１の三次元像が再現されることができる。この再現にあたっては、例えばＣＡＤソフトウェアの画像処理機能が用いられてもよい。
【００３７】
こうして長尺製品５１の三次元形状が確認されると、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、例えば図７に示されるように、長尺製品５１の三次元形状を特定する全体座標系ＸＹＺに、押し通し曲げ加工機１０の固定型１２を基準に特定される局部座標系すなわち機械座標系ｘｙｚを規定する。こうした機械座標系ｘｙｚは長尺製品５１の特定の断面５２ａ〜５２ｆごとに設定されればよい。こうした断面の設定方法の詳細は後述される。機械座標系ｘｙｚは、固定型１２の貫通孔２４の形状を基準に各断面５２ａ〜５２ｆに関連付けられる。
【００３８】
各断面５２ａ〜５２ｆに対する機械座標系ｘｙｚの関連付けにあたって、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、固定型１２の貫通孔２４と機械座標系ｘｙｚとの位置関係を取得する。この取得には例えばＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェース）が用いられればよい。すなわち、操作者は、例えば図８に示されるように、コンピュータ装置４３の画面上に描き出された長尺製品５１の断面形状に対して機械座標系ｘｙｚを位置合わせすればよい。このとき、機械座標系ｘｙｚのｘ座標軸やｙ座標軸の向きは、固定型１２に形成される貫通孔２４の形状すなわち中心軸２２回りの向きに応じて設定される。ｚ座標軸の向きは固定型１２の中心軸２２に一致する。固定型１２の中心軸２２は、例えば長尺製品５１の断面形状で特定される重心位置Ｇに一致することが望ましい。
【００３９】
機械座標系ｘｙｚに基づき長尺製品５１の各断面５２ａ〜５２ｆごとに固定型１２の位置および姿勢が特定されると、そういった固定型１２を基準に可動型１３の位置や姿勢は機械座標系ｘｙｚに従って読み取られることが可能となる。可動型１３の位置を読み取るにあたって、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、機械座標系ｘｙｚ上で可動型１３に関する位置ベクトルを特定する。こうした位置ベクトルは、例えば、機械座標系ｘｙｚの原点からｚ座標軸に沿ってアプローチ距離の大きさで規定される第１ベクトルと、この第１ベクトルの先端から機械座標系ｘｙｚのｙ座標軸に平行に規定される第２ベクトルと、第２ベクトルの先端から機械座標系ｘｙｚのｘ座標軸に平行に規定される第３ベクトルとの組み合わせによって特定されればよい。
【００４０】
例えば機械座標系ｘｙｚ上で可動型１３の移動平面ＨＶが特定されると、この移動平面ＨＶに交差する長尺製品５１の断面形状に従って可動型１３に関する第２ベクトルや第３ベクトルの大きさは特定されることができる。図９に示されるように、長尺製品５１の三次元像が機械座標系ｘｙｚのｙｚ平面に投影されると、投影された三次元像と移動平面ＨＶとの交差に基づき第２ベクトルの大きさすなわち可動型１３のｙ座標値は特定されることができる。このとき、移動平面ＨＶ上で長尺製品５１の接線方向５３が特定されれば、可動型１３のｘ軸回り回転角Ａが導き出されることができる。図１０に示されるように、長尺製品５１の三次元像が機械座標系ｘｙｚのｘｚ平面に投影されると、同様に、投影された三次元像と移動平面ＨＶとの交差に基づき第３ベクトルの大きさすなわち可動型１３のｘ座標値は特定されることができる。同時に、移動平面ＨＶ上で長尺製品５１の接線方向５４が特定されれば、可動型１３のｙ軸回り回転角Ｂが導き出されることができる。こうして特定されたｘ座標値に従って水平動モータ３３は制御されると同時に、特定されたｙ座標値に従って上下動モータ３２は制御されることとなる。
【００４１】
続いてＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、機械座標系ｘｙｚが設定された各断面５２ａ〜５２ｆごとに、長尺製品５１の素材となる長尺材１１の送り位置を算出する。送り位置は、長尺製品５１の長手方向に沿って計測される長尺製品５１の先端から各断面５２ａ〜５２ｆまでの距離に基づき算出されればよい。算出された各送り位置には、可動型１３のｘ座標値およびｙ座標値やｙ軸回り回転角Ｂおよびｘ軸回り回転角Ａが関連付けられる。こうして制御データは作成される。制御データにＮＣプログラムヘッダやＮＣプログラムフッタの記述が追加されると、例えば図１１に示されるようにＮＣ加工プログラムは完成する。
【００４２】
完成したＮＣ加工プログラムは最終的にＮＣコントローラ４２に供給される。ＮＣコントローラ４２は、ＮＣ加工プログラムに従って押し通し曲げ加工機１０を作動させる。図１１に示されるＮＣ加工プログラムに従えば、長尺材１１は一定の送り速度Ｆ＝６０００ｍｍ／分で固定型１２および可動型１３を通り抜ける。例えば送り位置Ｗ＝−１４２４．０００ｍｍが確立されると、可動型１３は、前述の基準位置すなわちｘｙ平面の原点位置から、ｘ座標値Ｘ＝０．０００ｍｍおよびｙ座標値Ｙ＝０．４４６ｍｍで特定される座標位置に移動する。このとき、可動型１３の姿勢は、ｙ軸回り回転角Ｂ＝０．０００度およびｘ軸回り回転角Ａ＝０．１５９度で特定される。続いて長尺材１１が送り位置Ｗ＝−１５０４．０７２ｍｍに到達すると、可動型１３は、ｘ座標値Ｘ＝０．０００ｍｍおよびｙ座標値Ｙ＝４．４０９ｍｍで特定される座標位置に移動する。このとき、可動型１３の姿勢は、ｙ軸回り回転角Ｂ＝０．０００度およびｘ軸回り回転角Ａ＝３．１５７度で規定される姿勢に変化する。こうして各送り位置Ｗを通過するたびに、可動型１３は、ｘ座標値Ｘやｙ座標値Ｙで規定される位置に移動しながら、ｙ軸回り回転角Ｂやｘ軸回り回転角Ａで規定される姿勢に変化する。隣接する送り位置Ｗ同士の間では、ｘ座標値Ｘおよびｙ座標値Ｙやｙ軸回り回転角Ｂやｘ軸回り回転角Ａは例えば等速で変化すればよい。ただし、ここでの送り位置Ｗは、スライダ１５の原点位置を基準にｚ座標軸に沿って規定される。スライダ１５の原点位置とは、例えば押し通し曲げ加工にあたってスライダ１５が前進し始める位置や加工前の待機位置をいう。
【００４３】
以上のように本発明に係る制御データ作成方法によれば、押し通し曲げ加工機１０の固定型１２を基準に特定される機械座標系ｘｙｚすなわち局部座標系に従って可動型１３の位置が決定される。しかも、局部座標系は、長尺製品５１の長手方向に規定される送り位置が変化するたびに規定し直される。したがって、固定型１２と可動型１３との間に形成される長尺製品５１の曲げ変形が必ず盛り込まれた上で可動型１３のｘ座標値やｙ座標値は特定される。その結果、可動型１３の理想的な移動量が得られる。こうした理想的な移動量は、長尺材１１に設計どおりに曲げ変形を加えるにあたって大いに役立つことができる。
【００４４】
前述のように機械座標系ｘｙｚが関連付けられる断面５２ａ〜５２ｆを決定するにあたって、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、例えば図１２に示されるように、前述の形状データに基づき長尺製品５１の曲がり具合を表現する少なくとも１本のパラメトリック曲線５５を特定する。こうしたパラメトリック曲線５５は、例えばＣＡＤソフトウェアで再現される長尺製品５１の稜線や重心線（各断面の重心を次々に結ぶ曲線）で直接的に特定されてもよく、そういった稜線や重心線などに基づきＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアで新たに作成されてもよい。
【００４５】
パラメトリック曲線５５は、例えばベジエ曲線やＢスプライン曲線、ＮＵＲＢＳ（非一様有理Ｂスプライン）曲線といった表現方法で表現されることができる。こうした表現方法では、例えば図１３に示されるように、曲線５６の曲がり具合は複数の制御点５７、５８によって規定されることができる。こういった制御点５７、５８には、表現される曲線５６上で座標値を与えるノット５７が必ず含まれる。ノット５７の配置は、隣接するノット５７間を結ぶ直線５９と、表現される曲線５６との乖離すなわちトレランスＴＯＬに基づき決定される。トレランスＴＯＬが一定に保持される結果、曲率の大きな曲線５６部分ではノット５７の間隔は狭められ、反対に曲率の小さな曲線５６部分ではノット５７の間隔は広げられる。しかも、トレランスＴＯＬが大きくなればノット５７の間隔は広げられ、トレランスＴＯＬが小さくなればノット５７の間隔は狭められる。
【００４６】
こうしてパラメトリック曲線５５上で各ノット５７の座標値が特定されると、図１４に示されるように、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、各ノット５７ごとにパラメトリック曲線５５に対して接線ベクトル６０を算出する。その結果、各ノット５７では、この接線ベクトル６０が直交する切断平面６１が特定されることができる。この切断平面６１に描き出される長尺製品５１の断面形状によって各断面５２ａ〜５２ｆは特定されることができる。こうしてパラメトリック曲線５５が利用される結果、長尺製品５１の曲率が大きくなればなるほど断面５２ａ〜５２ｆの枚数は増加し、きめ細かく可動型１３の移動を制御することが可能となる。しかも、トレランスＴＯＬの大きさを意図的に変更すれば、長尺製品５１に要求される寸法精度に応じて断面５２ａ〜５２ｆの枚数は意図的に変更されることが可能となる。
【００４７】
こうしたパラメトリック曲線５５は、各送り位置Ｗにおける可動型１３の位置すなわち移動量を算出するにあたって利用されることができる。例えば前述のように、パラメトリック曲線５５の各ノット５７ごとに規定される断面５２ａ〜５２ｆに機械座標系ｘｙｚが設定される場面を想定する。このとき、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、例えば図１５に示されるように、機械座標系ｘｙｚ上で固定型１２および可動型１３の間のアプローチ距離Ｌを特定する。このアプローチ距離Ｌは、固定型１２側貫通孔２４の出口と、基準位置に位置決めされた可動型１３との間で固定型１２の中心軸２２方向に沿って測定される。こうしたアプローチ距離Ｌは、例えば操作者の入力操作などを通じて予めＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアに取り込まれればよい。
【００４８】
特定されたアプローチ距離Ｌに基づき機械座標系ｘｙｚ上には可動型１３の移動平面ＨＶが規定される。この移動平面ＨＶを規定するにあたって、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、アプローチ距離Ｌに基づき機械座標系ｘｙｚ上のｚ座標値を規定すればよい。その結果、機械座標系ｘｙｚのｘｙ平面はｚ座標軸に沿ってアプローチ距離Ｌで平行移動させられる。こうして移動平面ＨＶが規定されると、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、移動平面ＨＶとパラメトリック曲線５５との交差点６３でｘ座標値やｙ座標値を算出する。アプローチ距離Ｌによって予めｚ座標値が特定されることから、交差点６３のｘ座標値やｙ座標値は簡単に導き出されることができる。算出されたｘ座標値やｙ座標値によって前述のような可動型１３の位置は特定されることができる。
【００４９】
前述のように機械座標系ｘｙｚのｚ座標軸が固定型１２の中心軸２２に重なり合う場合には、図１５から明らかなように、パラメトリック曲線５５は固定型１２側貫通孔２４の出口で常に固定型１２の中心軸２２に重なり合うことが望ましい。こうしたパラメトリック曲線５５は、長尺製品５１の各断面５２ａ〜５２ｆで固定型１２の中心位置を通過することとなる。ここでは、このパラメトリック曲線５５は「中立軸」と呼ばれることとする。こうした中立軸は例えば以下のように特定されることができる。
【００５０】
例えば図１６および図１７に示されるように、長尺製品５１の断面形状６５を表現する二次元データと、断面形状６５の各頂点に対応する稜線を表現する三次元データとが個別にＣＡＤデータに含まれる場面を想定する。ただし、各稜線に断面形状６５の各頂点を対応させるにあたって、各頂点に形成される角取りは無視される。すなわち、稜線は、断面形状６５の作図過程で利用される角取り以前の頂点によって描き出される。
【００５１】
ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、まず、二次元データで特定される断面形状６５の各頂点と、三次元データで特定される稜線との対応関係を取得する。この取得には例えばＧＵＩが用いられればよい。すなわち、操作者は、図１７に示されるように、コンピュータ装置４３の画面上に描き出された稜線の三次元像に基づき第１および第２ガイド線６６ａ、６６ｂを指定するとともに、同様に図１６に示されるように、画面上に描き出された断面形状６５に基づき例えば第１および第２ガイド点６７ａ、６７ｂを指定する。ここでは、指定の順番に従って、第１ガイド線６６ａと第１ガイド点６７ａとが相互に関連付けられ、第２ガイド線６６ｂと第２ガイド点６７ｂとが相互に関連付けられる。こうした指定には例えばマウス操作が用いられればよい。
【００５２】
こうして二次元データと三次元データとが関連付けられると、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、２つのガイド点６７ａ、６７ｂと固定型１２の中心位置６８との位置関係を取得する。この取得には例えばＧＵＩが用いられればよい。すなわち、操作者は、図１６に示されるように、コンピュータ装置４３の画面上に描き出される長尺製品５１の断面形状６５にｘｙ座標系を重ね合わせればよい。このとき、操作者は、固定型１２の中心位置６８に対してｘｙ座標系の座標原点（０，０）を一致させる。このｘｙ座標系の向きは前述の機械座標系ｘｙｚに従って指定されればよい。こうしてｘｙ座標系が設定されると、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、ｘｙ座標系に従って第１および第２ガイド点６７ａ、６７ｂのｘ座標値およびｙ座標値を算出する。
【００５３】
続いてＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、図１８に示されるように、三次元データで規定される２つの稜線すなわち第１および第２ガイド線６６ａ、６６ｂに対して複数の切断平面７０ａ〜７０ｆを規定する。こうした切断平面７０ａ〜７０ｆの設定にあたっては、第１および第２ガイド線６６ａ、６６ｂは各々同数の部分線に等分割されればよい。各切断平面７０ａ〜７０ｆは、部分線の分割点７１ａ〜７１ｆで第１および第２ガイド線６６ａ、６６ｂの接線に直交する。各切断平面７０ａ〜７０ｆでは、第１ガイド線６６ａと切断平面７０ａ〜７０ｆとが交差する位置で第１ガイド点６７ａは特定されることができ、第２ガイド線６６ｂと切断平面７０ａ〜７０ｆとが交差する位置で第２ガイド点６７ｂは特定されることができる。
【００５４】
こうして各切断平面７０ａ〜７０ｆ上で第１および第２ガイド点６７ａ、６７ｂの位置が特定されると、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、前述のように２つのガイド点６７ａ、６７ｂと固定型１２の中心位置６８との位置関係に基づき、切断平面７０ａ〜７０ｆ上で中心位置６８を特定する。こうして算出された中心位置６８が順番に連結されていくと、前述のパラメトリック曲線５５は描き出されることができる。
【００５５】
中心位置６８を順番に結ぶにあたって、ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、例えばパラメトリック曲線で表現される第１ガイド線６６ａを参照すればよい。ＮＣ加工プログラム作成ソフトウェアは、まず、各切断平面７０ａ〜７０ｆ上で第１ガイド線６６ａの方向ベクトルを特定する。こうした方向ベクトルは中心位置６８に平行移動させられる。その結果、隣接する２枚の切断平面７０ａ〜７０ｆ同士の間では始点ベクトルおよび終点ベクトルが特定される。こうして特定された始点ベクトルおよび終点ベクトルの間に第１ガイド線６６ａと同一次数のパラメトリック曲線は描き出される。パラメトリック曲線は始点ベクトルから終点ベクトルに向かって等変化率で曲率を変化させることができる。こうしたパラメトリック曲線が次々に描き出されていく結果、滑らかで精度の高い中立軸は得られる。その他、こうして得られるパラメトリック曲線の精度を高めるには、分割点７１ａ〜７１ｆ同士の間隔すなわち切断平面７０ａ〜７０ｆ同士の間隔は狭められることが望ましい。
【００５６】
なお、押し通し曲げ加工機１０では、前述の曲げ変形に加えて、同時に捻り変形が実現されてもよい。こうした捻り変形は振り子部材１９の回転によって実現されればよい。このとき、ＮＣコントローラ４２に供給されるＮＣ加工プログラムには、前述のように長尺材１１の送り位置ごとに関連付けられた振り子部材１９の回転位置といった制御データが含まれればよい。ＮＣコントローラ４２は、そういった回転位置を確立する駆動モータ２３の回転量を規定する駆動指令値を押し通し曲げ加工機１０に向けて出力する。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、固定型と可動型との間で形成される長尺製品の曲げ変形を反映しつつ可動型の理想的な移動を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  押し通し曲げ加工機の全体構成を概略的に示す側面図である。
【図２】  固定型の拡大正面図である。
【図３】  可動型の拡大正面図である。
【図４】  押し通し曲げ加工システムの全体構成を概略的に示す模式図である。
【図５】  機械座標系の概念を示す固定型の斜視図である。
【図６】  長尺製品の構成を概略的に示す斜視図である。
【図７】  長尺製品の各断面ごとに関連付けられる機械座標系を示す透視図である。
【図８】  断面に対する機械座標系の向きを設定するにあたって用いられるＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェース）を概略的に示す図である。
【図９】  ｙｚ平面に投影された長尺製品からｙ座標値を算出する工程を示す概念図である。
【図１０】  ｘｚ平面に投影された長尺製品からｘ座標値を算出する工程を示す概念図である。
【図１１】  ＮＣ加工プログラムの一具体例を示す図である。
【図１２】  長尺製品の曲がり具合を表現するパラメトリック曲線を示す概念図である。
【図１３】  パラメトリック曲線で特定される制御点を示す概念図である。
【図１４】  パラメトリック曲線に基づき特定される長尺製品の断面を示す概念図である。
【図１５】  パラメトリック曲線に基づき特定される可動型の位置を示す概念図である。
【図１６】  二次元データで表現される長尺製品の断面形状を示す平面図である。
【図１７】  三次元データで表現される長尺製品の稜線を示す概念図である。
【図１８】  ２本のガイド線に基づき特定される中立軸を示す概念図である。
【符号の説明】
１０  押し通し曲げ加工機、１２  固定型、１３  可動型、４４  記録媒体としてのフロッピーディスク（ＦＤ）、４５  記録媒体としてのコンパクトディスク（ＣＤ）、５１  長尺製品、５２ａ〜５２ｆ  長尺製品の断面、５５  パラメトリック曲線、５７  制御点としてのノット、６０  接線ベクトル、６３  交差点、ＨＶ  可動型の移動平面、Ｌ  アプローチ距離。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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