(57)【要約】【課題】作業者の負担を軽減する。【解決手段】ワークＷの端縁部を挟持するジョーＪＬ、ＪＲと、ジョーＪＬ、ＪＲの間に配置されてワークＷと当接する金型Ｄと、ジョーＪＬ、ＪＲの金型Ｄに対する相対的な位置および姿勢を変更する複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６とを有するストレッチフォーミングシステムであって、ジョーＪＬ、ＪＲが鉛直方向の移動が規制される以外は位置および姿勢が自由に変化可能である拘束条件の下で、金型Ｄを鉛直方向に移動させてワークＷを金型Ｄに巻きつけたときにおけるジョーＪＬ、ＪＲの金型Ｄに対する相対的な位置および姿勢の軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲを算出するジョー軌跡算出部５６と、そのジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲを実現する複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６の動作パターンを算出する制御軸動作パターン算出部５８とを有する。【選択図】図５
2014079781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの対向し合う端縁部それぞれを挟持する第１および第２のジョーと、
第１および第２のジョーの間に配置されてワークと当接する金型と、
第１および第２のジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢を変更する複数の制御軸と、
第１および第２のジョーそれぞれが鉛直方向の移動が規制される以外は位置および姿勢が自由に変化可能である拘束条件の下で、金型を鉛直方向に移動させてワークを金型に巻きつけたときにおける第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を算出するジョー軌跡算出部と、
ジョー軌跡算出部によって算出された第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を実現する複数の制御軸それぞれの動作パターンを算出する制御軸動作パターン算出部と、を有するストレッチフォーミングシステム。
【請求項２】
ワークの対向し合う端縁部それぞれを挟持する第１および第２のジョーと、
第１および第２のジョーの間に配置されてワークと当接する金型と、
第１および第２のジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢を変更する複数の制御軸と、
第１および第２のジョーそれぞれが鉛直方向の移動が規制されるとともに水平方向であって且つジョー対向方向と直交する方向に延在する回転中心線を中心とする回動が規制される以外は位置および姿勢が自由に変化可能である拘束条件の下で、金型を鉛直方向に移動させてワークを金型に巻きつけたときにおける第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を算出するジョー軌跡算出部と、
ジョー軌跡算出部によって算出された第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を実現する複数の制御軸それぞれの動作パターンを算出する制御軸動作パターン算出部と、を有するストレッチフォーミングシステム。
【請求項３】
ジョー軌跡算出部は、実際のワークの厚さに比べて薄い厚さのワークを用いて第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を算出する、請求項１または２に記載のストレッチフォーミングシステム。
【請求項４】
鉛直方向に延在する平面上において、ジョー軌跡算出部によって算出された第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置の軌跡と金型の成形面の両端縁部それぞれでの接線との第１および第２の交点を算出し、
算出した第１および第２の交点それぞれと金型の頂点との間の第１および第２の鉛直方向距離を算出し、
算出した第１の鉛直方向距離と第２の鉛直方向距離とを比較し、大きい方を第１および第２のジョーに対する金型の相対的な鉛直方向の移動量として決定する、金型移動量算出部をさらに有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のストレッチフォーミングシステム。
【請求項５】
ワークの対向し合う端縁部それぞれを挟持する第１および第２のジョーと、第１および第２のジョーの間に配置されてワークと当接する金型と、第１および第２のジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢を変更する複数の制御軸とを有し、第１および第２のジョーによってワークを金型に巻き付けて成形するストレッチフォーミング方法であって、
第１および第２のジョーそれぞれが鉛直方向の移動が規制される以外は位置および姿勢が自由に変化可能である拘束条件の下で、金型を鉛直方向に移動させてワークを金型に巻きつけたときにおける第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を算出し、
算出した第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を実現する複数の制御軸それぞれの動作パターンを算出する、ストレッチフォーミング方法。
【請求項６】
ワークの対向し合う端縁部それぞれを挟持する第１および第２のジョーと、第１および第２のジョーの間に配置されてワークと当接する金型と、第１および第２のジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢を変更する複数の制御軸とを有し、第１および第２のジョーによってワークを金型に巻き付けて成形するストレッチフォーミング方法であって、
第１および第２のジョーそれぞれが鉛直方向の移動が規制されるとともに水平方向であって且つジョー対向方向と直交する方向に延在する回転中心線を中心とする回動が規制される以外は位置および姿勢が自由に変化可能である拘束条件の下で、金型を鉛直方向に移動させてワークを金型に巻きつけたときにおける第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を算出し、
算出した第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を実現する複数の制御軸それぞれの動作パターンを算出する、ストレッチフォーミング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークをストレッチフォーミングするストレッチフォーミングシステムおよびストレッチフォーミング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ワークを所望の形状に引っ張り成形するストレッチフォーミングが行われている。ストレッチフォーミングは、例えば特許文献１に記載するように、板状のワークの対向し合う端縁部それぞれを挟持する第１および第２のジョーと、第１および第２のジョーの間に配置されてワークと当接する金型と、各ジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢を変更する複数の制御軸とを備えるストレッチフォーミング装置を用いて行われる。作業者が複数の制御軸それぞれを手動で動作させることによって各ジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢を変化させることにより、ワークが金型に巻きつけられて所望の形状にストレッチフォーミングされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５２３６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ストレッチフォーミングによって良好な成形品を得るためには、作業者は負担と熟練を要する。具体的には、ワークにしわが生じないように、またワークの厚さが全体にわたって略一様に変化するように、さらにワークと金型との間にすきまが生じないようにストレッチフォーミングを実行する必要がある。そのために、これを実現するために必要な各ジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡（変化）と、さらにその各ジョーの位置および姿勢の軌跡を実現するために必要な複数の制御軸それぞれの動作パターンとを、作業者は考える必要がある。このことは、時間がかかるために作業者にとっては負担であり、また熟練な作業者でなければ難しい。
【０００５】
そこで、本発明は、ストレッチフォーミングによって良好な成形品を得るために必要な各ジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡、すなわち複数の制御軸それぞれの動作パターンを作業者に代わって短時間で算出し、作業者の負担を軽減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、ワークの対向し合う端縁部それぞれを挟持する第１および第２のジョーと、
第１および第２のジョーの間に配置されてワークと当接する金型と、
第１および第２のジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢を変更する複数の制御軸と、
第１および第２のジョーそれぞれが鉛直方向の移動が規制される以外は位置および姿勢が自由に変化可能である拘束条件の下で、金型を鉛直方向に移動させてワークを金型に巻きつけたときにおける第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を算出するジョー軌跡算出部と、
ジョー軌跡算出部によって算出された第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を実現する複数の制御軸それぞれの動作パターンを算出する制御軸動作パターン算出部と、を有するストレッチフォーミングシステムが提供される。
【０００７】
第２の態様によれば、ワークの対向し合う端縁部それぞれを挟持する第１および第２のジョーと、
第１および第２のジョーの間に配置されてワークと当接する金型と、
第１および第２のジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢を変更する複数の制御軸と、
第１および第２のジョーそれぞれが鉛直方向の移動が規制されるとともに水平方向であって且つジョー対向方向と直交する方向に延在する回転中心線を中心とする回動が規制される以外は位置および姿勢が自由に変化可能である拘束条件の下で、金型を鉛直方向に移動させてワークを金型に巻きつけたときにおける第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を算出するジョー軌跡算出部と、
ジョー軌跡算出部によって算出された第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を実現する複数の制御軸それぞれの動作パターンを算出する制御軸動作パターン算出部と、を有するストレッチフォーミングシステムが提供される。
【０００８】
第３の態様によれば、ジョー軌跡算出部は、実際のワークの厚さに比べて薄い厚さのワークを用いて第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を算出する、第１または第２の態様に記載のストレッチフォーミングシステムが提供される。
【０００９】
第４の態様によれば、鉛直方向に延在する平面上において、ジョー軌跡算出部によって算出された第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置の軌跡と金型の成形面の両端縁部それぞれでの接線との第１および第２の交点を算出し、算出した第１および第２の交点それぞれと金型の頂点との間の第１および第２の鉛直方向距離を算出し、算出した第１の鉛直方向距離と第２の鉛直方向距離とを比較し、大きい方を第１および第２のジョーに対する金型の相対的な鉛直方向の移動量として決定する、金型移動量算出部をさらに有する、第１から第３の態様のいずれか一に記載のストレッチフォーミングシステムが提供される。
【００１０】
第５の態様によれば、ワークの対向し合う端縁部それぞれを挟持する第１および第２のジョーと、第１および第２のジョーの間に配置されてワークと当接する金型と、第１および第２のジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢を変更する複数の制御軸とを有し、第１および第２のジョーによってワークを金型に巻き付けて成形するストレッチフォーミング方法であって、第１および第２のジョーそれぞれが鉛直方向の移動が規制される以外は位置および姿勢が自由に変化可能である拘束条件の下で、金型を鉛直方向に移動させてワークを金型に巻きつけたときにおける第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を算出し、算出した第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を実現する複数の制御軸それぞれの動作パターンを算出する、ストレッチフォーミング方法が提供される。
【００１１】
第６の態様によれば、ワークの対向し合う端縁部それぞれを挟持する第１および第２のジョーと、第１および第２のジョーの間に配置されてワークと当接する金型と、第１および第２のジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢を変更する複数の制御軸とを有し、第１および第２のジョーによってワークを金型に巻き付けて成形するストレッチフォーミング方法であって、
第１および第２のジョーそれぞれが鉛直方向の移動が規制されるとともに水平方向であって且つジョー対向方向と直交する方向に延在する回転中心線を中心とする回動が規制される以外は位置および姿勢が自由に変化可能である拘束条件の下で、金型を鉛直方向に移動させてワークを金型に巻きつけたときにおける第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を算出し、
算出した第１および第２のジョーそれぞれの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡を実現する複数の制御軸それぞれの動作パターンを算出する、ストレッチフォーミング方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ストレッチフォーミングによって良好な成形品を得るために必要な各ジョーの金型に対する相対的な位置および姿勢の軌跡、すなわち複数の制御軸それぞれの動作パターンを短時間で算出することができる。その結果、作業者の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るストレッチフォーミングシステムに含まれるストレッチフォーミング装置の制御軸の構成を示すモデル図
【図２】図１に示すストレッチフォーミング装置のジョーおよび金型の概略的な斜視図
【図３】一例のストレッチフォーミングの流れを説明するための図
【図４】制御軸の動作を自動制御するための制御プログラムを作成する制御プログラム作成装置の概略的構成図
【図５】ジョー軌跡算出部によって算出されるジョーの軌跡を説明するための図
【図６】金型移動量算出部によって算出される金型上昇量を説明するための図
【図７】別のストレッチフォーミングを説明するための図
【図８】さらに別のストレッチフォーミングを説明するための図
【図９】さらに異なるストレッチフォーミングを説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係るストレッチフォーミングシステムに含まれるストレッチフォーミング装置の構成を概略的に示す図である。
【００１５】
図１に示すように、ストレッチフォーミング装置１０は、対向し合う２つのジョーＪＬ、ＪＲと、金型Ｄとを有する。ジョーＪＬ、ＪＲと金型Ｄの概略的な斜視図である図２に示すように、ジョーＪＬ、ＪＲは、板状のワークＷの対向し合う端縁部それぞれをワークＷの厚さ方向に挟持するように構成されている。金型Ｄは、ジョーＪＬ、ＪＲの間に配置され、下方からワークＷと当接するように構成されている。金型Ｄは、ワークＷと当接する曲面状の成形面ＤＳを備える。
【００１６】
なお、ストレッチフォーミング装置１０には、互いに直交し合うＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸からなるシステム座標系ΣＳが定義されている。Ｘ方向およびＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。
【００１７】
また、金型Ｄにも、図１や図２に示すように、互いに直交し合うＸＤ軸、ＹＤ軸、およびＺＤ軸からなる金型座標系ΣＤが定義されている。
【００１８】
さらに、ジョーＪＬ、ＪＲそれぞれにも、図１や図２に示すように、直交座標系であるジョー座標系ΣＪＬ、ΣＪＲが定義されている。ジョー座標系ΣＪＬ、ΣＪＲの原点は、ジョーＪＬ、ＪＲのワークＷの把持中心に位置するジョーＪＬ、ＪＲの基準点ＲＪＬ、ＲＪＲに位置する。なお、ジョーＪＬ、ＪＲがワークＷをその厚さ方向に挟持しているとき、基準点ＲＪＬ、ＲＪＲは、ジョーＪＬ、ＪＲに挟持されるワークＷの部分の中心に位置し、ジョーＪＬ、ＪＲに挟持されるワークＷの部分の表面とＺＪＬ軸、ＺＪＲ軸とが直交する。
【００１９】
ストレッチフォーミング装置１０はまた、金型Ｄの位置および姿勢を変更する金型用の制御軸として、ストレッチフォーミング装置１０のベースＢに対して金型Ｄを鉛直方向（Ｚ方向）に昇降させる金型昇降軸ＪＤ１と、金型ＤをＸ軸と平行に延びる回転中心線ＣＤ１を中心として回転させる金型チルト軸ＪＤ２とを有する。
【００２０】
ストレッチフォーミング装置１０はさらに、ジョーＪＬの位置および姿勢を変更するジョーＪＬ用の制御軸として、ストレッチフォーミング装置１０のベースＢからジョーＪＬに向かって順に、ジョーＪＬをＸ軸と平行にストロークさせるキャリッジ軸ＪＬ１と、Ｚ軸と平行に延びる回転中心線ＣＬ１を中心としてジョーＪＬを回転させるアンギュレーション軸ＪＬ２と、ジョーＪＬを水平方向（Ｘ−Ｙ平面と平行）にストロークさせるスライダ軸ＪＬ３と、スライダ軸ＪＬ３のストローク方向と平行に延びる回転中心線ＣＬ２を中心としてジョーＪＬを回転させるスイング軸ＪＬ４と、スイング軸ＪＬ４の回転中心線ＣＬ２と直交する直線方向にジョーＪＬをストロークさせるテンション軸ＪＬ５と、テンション軸ＪＬ５のストローク方向に延びる回転中心線ＣＬ３を中心としてジョーＪＬを回転させるローテーション軸ＪＬ６とを有する。なお、テンション軸ＪＬ５のストローク方向は、ジョー座標系ΣＪＬのＸＪＬ方向と一致する。
【００２１】
同様に、ストレッチフォーミング装置１０は、ジョーＪＲの位置および姿勢を変更するジョーＪＲ用の制御軸として、ストレッチフォーミング装置１０のベースＢからジョーＪＲに向かって順に、ジョーＪＲをＸ軸と平行にストロークさせるキャリッジ軸ＪＲ１と、Ｚ軸と平行に延びる回転中心線ＣＲ１を中心としてジョーＪＲを回転させるアンギュレーション軸ＪＲ２と、ジョーＪＲを水平方向（Ｘ−Ｙ平面と平行）にストロークさせるスライダ軸ＪＲ３と、スライダ軸ＪＲ３のストローク方向と平行に延びる回転中心線ＣＲ２を中心としてジョーＪＲを回転させるスイング軸ＪＲ４と、スイング軸ＪＲ４の回転中心線ＣＲ２と直交する直線方向にジョーＪＲをストロークさせるテンション軸ＪＲ５と、テンション軸ＪＲ５のストローク方向に延びる回転中心線ＣＲ３を中心としてジョーＪＲを回転させるローテーション軸ＪＲ６とを有する。なお、テンション軸ＪＲ５のストローク方向は、ジョー座標系ΣＪＲのＸＪＲ方向と一致する。
【００２２】
このような複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６により、ジョーＪＬ、ＪＲは、金型座標系ΣＤにおいて６自由度有することができる。すなわち、ジョーＪＬ、ＪＲは、金型座標系ΣＤのＸＤ方向、ＹＤ方向、およびＺＤ方向に平行移動することが可能であるとともに、ＸＤ軸、ＹＤ軸、およびＺＤ軸を中心として回転可能である。
【００２３】
加えて、ストレッチフォーミング装置１０は、１４個の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６を制御する制御部（図示せず）を有する。具体的には、ストレッチフォーミング装置１０が制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれに該制御軸を駆動する駆動シリンダ（図示せず）を有し、制御部は、その駆動シリンダを制御する。
【００２４】
制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６を駆動する駆動シリンダは、流体圧シリンダ（例えば油圧シリンダ）であって、ピストンを挟んで隣接するロッド側シリンダ室とヘッド側シリンダ室それぞれに油圧が供給される。制御部は、電磁バルブ、油圧ポンプなど（図示せず）の油圧系構成要素を制御することによってロッド側シリンダ室とヘッド側シリンダ室とにそれぞれ供給される油圧を調節し、それにより、制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの駆動シリンダを制御する。
【００２５】
ストレッチフォーミング装置１０の制御部はまた、駆動シリンダに対して、ピストン位置を制御する位置制御またはシリンダ出力を制御する圧力制御を実行するように構成されている。なお、制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれについて、駆動シリンダを位置制御するまたは圧力制御するかを作業者が選択できるように、ストレッチフォーミング装置１０は構成されている。
【００２６】
金型ルチルト軸ＪＤ２、アンギュレーション軸ＪＬ２、ＪＲ２、スイング軸ＪＬ４、ＪＲ４、およびローテンション軸ＪＬ６、ＪＲ６のような回転軸は、クランク機構を介して、駆動シリンダのロッドの進退によって所定の角度範囲でジョーＪＬ、ＪＲを回転させる。制御部が駆動シリンダを位置制御することにより、回転軸の回転中心線を中心とするジョーの角度位置が制御される。または、駆動シリンダを圧力制御することにより、回転軸のトルクが制御される。
【００２７】
金型昇降軸ＪＤ１、キャリッジ軸ＪＬ１、ＪＲ１、スライダ軸ＪＬ３、ＪＲ３、およびテンション軸ＪＬ５、ＪＲ５のような並進軸は、駆動シリンダの進退によって所定の範囲でジョーＪＬ、ＪＲをストロークさせる。制御部が駆動シリンダを位置制御することにより、並進軸のストローク範囲内におけるジョーの位置が制御される。または、駆動シリンダを圧力制御することにより、並進軸の推力が制御される。
【００２８】
このような複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれが動作することにより、ジョーＪＬ、ＪＲの金型Ｄに対する相対的な位置および姿勢が変更され、その結果としてワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳに巻きつけられてストレッチフォーミング（成形）される。
【００２９】
例えば、まず、図３（Ａ）に示すように、ジョーＪＬ、ＪＲが、ワークＷを水平方向に延在する姿勢で保持する。ジョーＪＬ、ＪＲのテンション軸ＣＬ５、ＣＲ５のストローク方向（すなわち、ＸＪＬ、ＸＪＲ方向）が水平方向と一致するように、ジョーＪＬ、ＪＲは水平姿勢をとる。
【００３０】
なお、このとき、ジョーＪＬ、ＪＲのテンション軸ＣＬ５、ＣＲ５を荷重制御（そのシリンダを圧力制御）することにより、ワークＷを所定量、例えばワーク長（図２に示すワークＷのＸ方向長さ）の１％程度ストレッチ（伸長）してもよい（以下、このようなストレッチを「プリストレッチ」と称する）。
【００３１】
次に、図３（Ｂ）に示すように、金型Ｄが上昇し、その成形面ＤＳがワークＷに当接する。
【００３２】
続いて、図３（Ｃ）に示すように、金型Ｄが上昇しつつ、ジョーＪＬ、ＪＲそれぞれの位置および姿勢が変化することにより、ワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳに巻きつけられる。なお、テンション軸ＪＬ５、ＪＲ５のストローク方向（ＸＪＬ、ＸＪＲ方向）がワークＷの延在方向（すなわち、金型ＤからジョーＪＬ、ＪＲに向かってワークＷが延在する方向）と一致するように、ジョーＪＬ、ＪＲの姿勢が変化する。そのために、例えば、ジョーＪＬ、ＪＲ本体とジョーＪＬ、ＪＲから延在するワークＷの部分との間の角度を検出する角度センサが、ジョーＪＬ、ＪＲそれぞれに設けられている。そして、テンション軸ＪＬ５、ＪＲ５のストローク方向とワークＷの延在方向とが一致するような角度を角度センサが検出し続けるように、ジョーＪＬ、ＪＲの姿勢が変化する。
【００３３】
なお、このとき、ジョーＪＬ、ＪＲによってワークＷをストレッチしつつ、ワークＷを金型Ｄに巻きつけてもよい。例えば、ジョーＪＬ、ＪＲのテンション軸ＪＬ５、ＪＲ５を荷重制御（そのシリンダを圧力制御）することにより、ワークＷは、巻きつけ開始から終了までの間に、ワークＷがワーク長の１％程度ストレッチされる（以下、このようなストレッチを、「巻きつけ時ストレッチ」と称する）。
【００３４】
そして、図３（Ｄ）に示すように、ワークＷの成形面ＤＳの端縁部における接線上にジョーＪＬ、ＪＲが到達して金型Ｄの成形面ＤＳ全体にワークＷが当接すると、ストレッチフォーミングが完了する。なお、ワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳ全体に当接した後、ジョーＪＬ、ＪＲのテンション軸ＣＬ５、ＣＲ５を荷重制御（そのシリンダを圧力制御）することにより、ワークＷを所定量、例えばワーク長の１％程度ストレッチしてもよい（以下、このようなストレッチを「ポストストレッチ」と称する）。
【００３５】
この図３に示す一例のストレッチフォーミングを、ストレッチフォーミング装置１０を含む本実施の形態のストレッチフォーミングシステムは、作業者が複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６を手動で動作させることにより、または複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６の動作を自動制御することによって実行できるように構成されている。複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６の動作を自動制御するために、本実施の形態のストレッチフォーミングシステムは、複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６の動作を自動制御するための制御プログラムを作成できるように構成されている。以下、複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６の動作を自動制御するための制御プログラムの作成について説明する。
【００３６】
まず、ストレッチフォーミング終了後に良好な成形品を得るためには、ワークＷにしわが生じないように、またワークＷの厚さが全体にわたって略一様に変化するように、さらにワークＷと金型Ｄとの間にすきまが生じないように、ジョーＪＬ、ＪＲの金型Ｄに対する相対的な位置および姿勢の軌跡（変化）（以下、「ジョーＪＬ、ＪＲの軌跡」と称する）を作業者は考える必要がある。また、そのジョーＪＬ、ＪＲの軌跡を実現する複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンを作業者は考える必要がある。しかしながら、このことは、作業者にとっては時間がかかるために負担であり、また熟練な作業者でなければ難しい。
【００３７】
そこで、本実施の形態のストレッチフォーミングシステムは、良好な成形品を得るために必要なジョーＪＬ、ＪＲの軌跡を算出するように構成されている。また、算出されたジョーＪＬ、ＪＲの軌跡を実現するために必要な複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンを算出するように構成されている。そして、その算出した動作パターンで制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれを動作させるための制御プログラムを作成するように構成されている。
【００３８】
図４は、本実施の形態のストレッチフォーミングシステムに含まれる制御プログラム作成装置の構成を概略的に示している。制御プログラム作成装置は、例えば、制御プログラムを作成するためのソフトウェアがインストールされたパーソナルコンピュータで構成される。以下、制御プログラム作成装置の構成を説明しつつ、制御プログラムの作成方法を説明する。
【００３９】
制御プログラム作成装置５０は、図４に示すように、成形条件取得部５２、ジョー軌跡算出部５４、金型移動量算出部５６、制御軸動作パターン算出部５８、ＦＥＭ解析部６０、および制御プログラム作成部６２を有する。
【００４０】
成形条件取得部５２は、ワークＷを金型Ｄに巻きつけてストレッチフォーミングするために必要な成形条件を作業者から取得するように構成されている。例えば、制御プログラム作成装置５０がパーソナルコンピュータで構成される場合、マウスやキーボード等の入力デバイスとディスプレイ等のグラフィックユーザーインターフェースとを介して作業者から成形条件を取得する。
【００４１】
成形条件取得部５２が作業者から取得する成形条件として、例えば、金型Ｄの形状、ワークＷの形状、ワークＷの材料（機械的性質）、ワークＷの初期位置および初期姿勢、ジョーＪＬ、ＪＲそれぞれの初期位置および初期姿勢、プリストレッチ量（プリストレッチによるストレッチ量）、巻きつけ時ストレッチ量（巻きつけ時のストレッチによるストレッチ量）、ポストストレッチ量（ポストストレッチによるストレッチ量）などが挙げられる。なお、ここで言う初期位置および初期姿勢は、ワークＷの金型Ｄへの巻きつけを開始するときの開始位置および開始姿勢を言う。
【００４２】
ジョー軌跡算出部５４は、成形条件取得部５２が作業者から取得した成形条件に基づいてストレッチフォーミング装置１０のモデルを用いたシミュレーションを実行することにより、良好な成形品を得るために必要な、すなわち良好にワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳに巻きつくために必要なジョーＪＬ、ＪＲの軌跡を算出するように構成されている。
【００４３】
ジョー軌跡算出部５４について説明する。まず、図３に示すように、ストレッチフォーミング中においては、金型Ｄを上昇させつつ、ジョーＪＬ、ＪＲそれぞれの位置および姿勢を変化させる。また、それを、ワークＷにしわが生じないように、ワークＷの厚さが全体にわたって略一様に変化するように、および、ワークＷと金型Ｄとの間にすきまが生じないように実行する。これを実現するためのジョーＪＬ、ＪＲの軌跡を算出する方法として、以下の方法が考えられる。
【００４４】
例えば、金型Ｄの初期位置、初期姿勢、および上昇速度、ジョーＪＬ、ＪＲの初期位置、初期姿勢、位置の変化速度、および姿勢の変化速度などのパラメータを様々に変更し、パラメータを変更する毎に対応するワークＷの変形挙動をＦＥＭ（有限要素法）解析によって演算する。それを、ワークＷが良好に変形挙動するパラメータの値が見出されるまで実行する。
【００４５】
しかしながら、このような試行錯誤的な方法は、良好な成形品を得るために必要なジョーＪＬ、ＪＲの軌跡を算出するのに多大な時間を必要とする。
【００４６】
そこで、発明者は、以下のように考察した。
【００４７】
まず、発明者は、図５（Ａ）に示すようにジョーＪＬ、ＬＲによって保持されたワークＷと当接した状態の金型Ｄをその当接方向（Ｚ方向）に移動させると、金型Ｄの移動方向（Ｚ方向）の移動のみが規制されている状態でジョーＪＬ、ＪＲがあれば、図５（Ｂ）に示すようにワークＷが良好に自然に金型Ｄの成形面ＤＳに巻きつくと考えた。すなわち、しわが生じることなく、また全体にわたってワークＷの厚さが一様に変化し、さらにワークＷと金型Ｄとの間にすきまが生じることなく、ワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳに自然に良好に巻きつくと考えた。
【００４８】
具体的に説明すると、ジョーＪＬ、ＪＲがＺ方向の移動を除いて自由状態である場合、金型ＤのＺ方向の移動によってその成形面ＤＳにワークＷが巻きついている最中においてジョーＪＬ、ＪＲの位置および姿勢が自由に変化するため、ワークＷは局所的に大きく伸びることがない（局所ひずみがほとんど生じない）と発明者は考えた。それゆえ、しわが発生しにくく、またワークＷの厚さが全体にわたって略一様に変化し、さらにワークＷと金型Ｄとの間にすきまがほとんど生じることなく、ワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳに良好に巻きつくと考えた。
【００４９】
したがって、図５（Ｂ）に示すように、ジョーＪＬ、ＪＲがＺ方向の移動を除いて自由状態であるときに金型Ｄを移動させてワークＷを金型Ｄに巻きつけたときに生じるジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲ（二点鎖線）が、良好な成形品を得るために必要なジョーＪＬ、ＪＲの軌跡に相当すると発明者は考えた。
【００５０】
さらに言えば、この考えに基づけば、上述の試行錯誤的な方法に比べて短時間で、良好な成形品を得るために必要なジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲを算出することができると発明者は考えた。
【００５１】
このような発明者の考察に基づいて、ジョー軌跡算出部５４は、ジョーＪＬ、ＪＲが鉛直方向（Ｚ方向）の移動を規制される以外は位置および姿勢が自由に変化可能である拘束条件の下で、ジョーＪＬ、ＪＲによって保持されたワークＷと当接した状態の金型Ｄを鉛直方向に移動させることによってワークＷを金型Ｄの成形面ＤＳに巻きつけるシミュレーション（巻きつけシミュレーション）を実行するように構成されている。そして、巻きつけシミュレーションの結果に基づいて、ジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲを算出するように構成されている。
【００５２】
具体的には、ジョー軌跡算出部５４は、ジョーＪＬ、ＪＲの基準点ＲＪＬ、ＲＪＲのＺ方向の移動のみを規制した拘束条件の下で、また成形条件取得部５２によって取得された成形条件に基づいて、巻きつきシミュレーションを実行する。例えば、成形条件として与えられたプリストレッチ量が２％である場合、２％ストレッチされたワークＷのモデルを用いて巻きつきシミュレーションを実行する。
【００５３】
また、ジョー軌跡算出部５４は、実際のワークＷの厚さに比べて薄い厚さのワークＷ（モデル）を用いて巻きつきシミュレーションを実行するように構成されている。その理由は、ワークＷの厚さが薄いほど、曲げ時の抵抗が生じにくい（ワークＷの曲げ剛性が小さい）ことから少ないひずみでワークＷが変形しやすく、その結果としてワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳに全体にわたって密着しやすい（すきまが生じにくい）からである。すなわち、ワークＷの厚さが薄いほど、ワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳに全体にわたって密着する理想的なジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲを算出することができる。
【００５４】
さらに、ジョー軌跡算出部５４は、金型ＤをＺ方向に可能最大移動量で移動させてワークＷを金型Ｄの成形面ＤＳに巻きつける巻きつきシミュレーションを実行するように構成されている。これは、ワークＷを金型Ｄの成形面ＤＳ全体にわたって確実に巻きつけるためである。
【００５５】
なお、ジョー軌跡算出部５４は、ワークＷと金型Ｄの成形面ＤＳとの間の摩擦係数を最大にした拘束条件の下で、巻きつきシミュレーションを実行するように構成されてもよい。これにより、巻きつきシミュレーション上において、ワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳ上を滑ることが抑制される。これにより、実機と近い条件で巻きつきシミュレーションを実行することができる。その結果、より高精度に、良好な成形品を得るために必要なジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲを算出することができる。
【００５６】
加えて、ジョー軌跡算出部５４は、巻きつきシミュレーションの結果を、作業者に対して出力するように構成されている。それにより、巻きつきシミュレーションの結果が良好であるか否かを作業者に判断させる。
【００５７】
例えば、巻きつきシミュレーションの結果として、巻きつきシミュレーション後における、ジョーＪＬ、ＪＲの位置および姿勢、金型Ｄの位置および姿勢、ワークＷの位置、姿勢、および形状などがディスプレイに表示される。これにより、巻きつきシミュレーションの結果に基づいて、制御プログラム作成装置５０によって良好なジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲが算出されたか否かを、作業者は確認することができる。また、例えば、ワークＷの形状の異常、ワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳの端縁部と接触していないなど、巻きつきシミュレーション結果が良好でない場合、作業者は、ジョーＪＬ、ＪＲおよび金型Ｄの初期位置や初期姿勢などの成形条件を適切に変更することができる。
【００５８】
作業者が巻きつきシミュレーションの結果が良好であると判断した場合、すなわち、例えばマウスやキーボードなどの入力デバイスに対して対応する操作を作業者が実行した場合、ジョー軌跡算出部５４によって算出されたジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲが確定される。
【００５９】
図４に戻り、制御プログラム作成装置５０の金型移動量算出部５６は、ジョー軌跡算出部５４によって算出された（作業者によって良好と判断された）ジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲに基づいて、金型ＤのＺ方向の移動量を算出するように構成されている。
【００６０】
上述したように、ジョー軌跡算出部５４によって算出されたジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲは、金型ＤがＺ方向に可能最大移動量したときの軌跡である。これは、ワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳ全体に確実に巻きつくジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲを求めるためである。
【００６１】
しかしながら、このようなジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲにしたがってジョーＪＬ、ＪＲの金型Ｄに対する相対的な位置および姿勢を変化させると、図５（Ｂ）に示すように、ワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳを越えて過剰に巻回されることがある。別の観点から言えば、金型ＤがＺ方向に必要以上に移動することがある。実際には、図３（Ｄ）に示すように、ワークＷの成形面ＤＳの端縁部における接線上にジョーＪＬ、ＪＲが到達するように金型ＤをＺ方向に最低限移動させれば、ワークＷが金型Ｄの成形面Ｄｓ全体に巻回される。そこで、金型移動量算出部５６は、金型Ｄの成形面ＤＳ全体にワークＷを巻回するために最低限必要とされる金型ＤのＺ方向の移動量を算出するように構成されている。
【００６２】
図６は、金型ＤのＺ方向の移動量の算出方法を説明するための図である。図６は、Ｚ−Ｘ平面と平行な、金型Ｄの断面を示している。点ＰＪＬ（Ｓ）、ＰＪＲ（Ｓ）は、ジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲの始点を示している。すなわち、始点ＰＪＬ（Ｓ）、ＰＪＲ（Ｓ）は、ストレッチフォーミングを開始する前のジョーＪＬ、ＪＲの基準点ＲＪＬ、ＲＪＲの位置を示している。一方、点ＰＪＬ（Ｆ）、ＰＪＲ（Ｆ）は、ジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲの終点を示している。すなわち、終点ＰＪＬ（Ｆ）、ＰＪＲ（Ｆ）は、ストレッチフォーミング終了後のジョーＪＬ、ＪＲの基準点ＲＪＬ、ＲＪＲの位置を示している。
【００６３】
さらに、一点鎖線ＴＬ、ＴＲは、Ｚ−Ｘ平面上における、金型Ｄの成形面ＤＳの両端縁部それぞれでの接線を示している。点ＣＬ、ＣＲは、ジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲと接線ＴＬ、ＴＲとの交点（特許請求の範囲に記載の「第１および第２の交点」に対応）を示している。
【００６４】
交点ＣＬと金型Ｄの頂点（成形面ＤＳにおいて最大高さ位置の点）ＤＴとの間のＺ方向距離（特許請求の範囲の「第１の鉛直方向距離」に対応）ＨＬは、ジョーＪＬ側のワークＷの部分が金型Ｄの成形面ＤＳに巻きつくために最低限必要な金型ＤのＺ方向の移動量に相当する。一方、交点ＣＲと金型Ｄの頂点ＤＴとの間のＺ方向距離（特許請求の範囲の「第２の鉛直方向距離」に対応）ＨＲは、ジョーＪＲ側のワークＷの部分が金型Ｄの成形面ＤＳに巻きつくために最低限必要な金型ＤのＺ方向の移動量に相当する。
【００６５】
図６に示すように、ジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲと金型Ｄの成形面ＤＳの両端縁部それぞれでの接線ＴＬ、ＴＲとの交点ＣＬ、ＣＲは、必ずしも同一の高さ位置（Ｚ方向位置）に位置するわけではない。すなわち、Ｚ方向距離ＨＬ、ＨＲが異なる場合がある。
【００６６】
Ｚ方向距離ＨＬ、ＨＲが異なる場合、ジョーＪＬ側のワークＷの部分とジョーＪＲ側のワークＷの部分の両方を金型Ｄの成形面ＤＳに巻きつけるためには、大きい方のＺ方向距離（図６においてはＨＲ）と同一の移動量で金型ＤをＺ方向に移動させる必要がある。仮に小さい方の鉛直方向距離ＨＬと同一の移動量で金型ＤをＺ方向に移動させた場合、ジョーＪＲ側のワークＷの部分が金型Ｄの成形面ＤＳの端縁部と接触できない。
【００６７】
したがって、金型移動量算出部５６は、まず、ジョー軌跡算出部５４によって算出されたジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲと、成形条件取得部５２によって取得された金型形状とに基づいて、ジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲと金型Ｄの成形面ＤＳの両端縁部それぞれでの接線ＴＬ、ＴＲとの交点ＣＬ、ＣＲを算出する。次に、金型移動量算出部５６は、算出した交点ＣＬ、ＣＲと金型Ｄの頂点ＤＴとの間のＺ方向距離ＨＬ、ＨＲを算出する。そして、Ｚ方向距離ＨＬ、ＨＲを比較し、大きい方を金型ＤのＺ方向の移動量として決定する。
【００６８】
なお、金型Ｄの成形面ＤＳの端縁部上の二点を通過する直線を接線として用い、金型ＤのＺ方向の移動量を算出するようにしてもよい。
【００６９】
また、Ｚ−Ｘ平面と平行な断面形状がＹ方向位置によって異なる金型形状の場合、以下の方法によって金型ＤのＺ方向の移動量を算出するようにしてもよい。まず、Ｙ方向位置が異なる複数のＺ−Ｘ平面それぞれにおいて、ジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲと金型Ｄの成形面ＤＳの両端縁部それぞれでの接線ＴＬ、ＴＲとの交点ＣＬ、ＣＲを算出する。次に、全ての交点ＣＬ、ＣＲそれぞれと金型Ｄの頂点ＤＴとの間のＺ方向距離を算出する。そして、算出された複数のＺ方向距離の中から最大のＺ方向距離を抽出し、抽出された最大のＺ方向距離を金型ＤのＺ方向の移動量とする。これにより、Ｚ−Ｘ平面と平行な断面形状がＹ方向位置によって異なる金型形状であっても、ワークＷを金型Ｄの成形面ＤＳ全体に巻回することができる。
【００７０】
制御プログラム作成装置５０の制御軸動作パターン算出部５８は、成形条件取得部５２によって取得された成形条件と、ジョー軌跡算出部５４によって算出されたジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲと、金型移動量算出部５８によって算出された金型ＤのＺ方向の移動量とに基づいて、複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンを算出するように構成されている。
【００７１】
制御軸動作パターン算出部５８は、成形条件取得部５２によって取得されたジョーＪＬ、ＪＲ、金型Ｄそれぞれの初期位置および初期姿勢からジョーＪＬ、ＪＲの軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲにしたがってジョーＪＬ、ＪＲ、金型Ｄそれぞれの位置および姿勢を変化させるための複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンを算出する。
【００７２】
具体的には、制御軸動作パターン算出部５８は、金型Ｄの初期位置からのＺ方向の移動量が、金型移動量算出部５６によって算出された移動量（例えば、図６に示すＺ方向距離ＨＲ）になるように複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンを算出する。また、図６を用いて説明すると、ジョーＪＬの軌跡ＰＪＬの始点ＰＪＬ（Ｓ）から点ＣＬ’までの部分と、ジョーＪＲの軌跡ＰＪＲの始点ＰＪＲ（Ｓ）から交点ＣＲまでの部分に基づいて、複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンを算出する。なお、点ＣＬ’は、図６に示すように交点ＣＲのＺ方向位置と同一位置に存在する軌跡ＰＪＬ上の点である。
【００７３】
なお、作業者から成形条件取得部５２にポストストレッチ量が成形条件として与えられている場合、そのポストストレッチ量でワークＷをポストストレッチするために必要な制御軸の動作パターンが、ジョー軌跡算出部５４および金型移動量算出部５６の算出結果に基づいて算出された制御軸の動作パターンに追加される。図３（Ｄ）に示すようにワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳ全体に当接した後に作業者から与えられたポストストレッチ量でワークＷがストレッチするように、テンション軸ＪＬ５、ＪＲ５によってワークＷを引っ張るためのテンション軸ＪＬ５、ＪＲ５の動作パターンが追加される。
【００７４】
また、巻きつけ時ストレッチ量が成形条件として成形条件取得部５２に与えられている場合、その巻きつけ時ストレッチ量でワークＷをストレッチするために必要な制御軸の動作パターンが、ジョー軌跡算出部５４および金型移動量算出部５６の算出結果に基づいて算出された制御軸の動作パターンに追加される。ワークＷの金型Ｄの成形面ＤＳへの巻きつき開始から終了するまでの間に、巻きつけ時ストレッチ量でワークＷがストレッチするように、テンション軸ＪＬ５、ＪＲ５によってワークＷを引っ張るためのテンション軸ＪＬ５、ＪＲ５の動作パターンが追加される。
【００７５】
制御プログラム作成装置５０のＦＥＭ解析部６０は、制御軸動作パターン算出部５８によって算出された複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンを用いて、ワークＷのＦＥＭ解析を実行するように構成されている。
【００７６】
具体的には、ＦＥＭ解析部６０は、制御軸動作パターン算出部５８によって算出された複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンにしたがってストレッチフォーミング装置１０がストレッチフォーミングを実行することによって生じるワークＷの変形挙動を、ＦＥＭ解析によって算出するように構成されている。そして、ＦＥＭ解析の結果を、例えばディスプレイを介して作業者に対して出力するように構成されている。それにより、ＦＥＭ解析の結果が良好であるか否かを作業者に判断させる。
【００７７】
例えば、ＦＥＭ解析の結果から、ストレッチフォーミング後のワークＷ（成形品）の部分的な厚さやひずみ量を作業者は知ることができる。それにより、良好な制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンが算出されたか否かを作業者は確認することができる。また、例えば、厚さやひずみ量が局所的に大きく異なるなど、ＦＥＭ解析の結果が良好でない場合、作業者は、プリストレッチ量などの成形条件を適切に変更することができる。
【００７８】
作業者がＦＥＭ解析の結果が良好であると判断した場合、すなわち、例えばマウスやキーボードなどの入力デバイスに対して対応する操作を作業者が実行した場合、制御軸動作パターン算出部５８によって算出された制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンが確定される。
【００７９】
制御プログラム作成装置５０の制御プログラム作成部６２は、制御軸動作パターン算出部５８によって算出された（作業者によって良好と判断された）制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンに基づいて、実機のストレッチフォーミング装置１０の複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作を自動制御するための制御プログラムを作成するように構成されている。また、制御プログラム作成部６２は、作成された制御プログラムをデータとして出力するように構成されている。
【００８０】
このように作成された制御プログラムにしたがって複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作が自動制御されることにより、ストレッチフォーミング装置１０は、ワークＷを金型Ｄの成形面ＤＳに良好に自動で巻回する。その結果、良好な成形品が作製される。
【００８１】
本実施の形態によれば、ストレッチフォーミングによって良好な成形品を得るために必要なジョーＪＬ、ＪＲそれぞれの金型Ｄに対する相対的な位置および姿勢の軌跡、すなわち複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作パターンを短時間で算出することができる。その結果、作業者の負担を軽減することができる。
【００８２】
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００８３】
例えば、上述の実施の形態の場合、図３に示すように、ストレッチフォーミングの実行中において、テンション軸ＪＬ５、ＪＲ５のストローク方向（ＸＪＬ、ＸＪＲ方向）がワークＷの延在方向（金型ＤからジョーＪＬ、ＪＲに向かってワークＷが延在する方向）と一致するように、ジョーＪＬ、ＪＲの姿勢が変化する。しかし、本発明はこれに限らない。
【００８４】
例えば、図７（Ａ）に示すように、ジョーＪＬ、ＪＲが、テンション軸ＪＬ５、ＪＲ５のストローク方向（ＸＪＬ、ＸＪＲ方向）が水平方向と一致する姿勢（水平姿勢）で、ワークＷを水平方向に延在する姿勢で保持する。そして、ジョーＪＬ、ＪＲが水平姿勢を維持した状態で金型Ｄが鉛直方向（Ｚ方向）に移動することにより、図７（Ｂ）に示すようにワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳに巻回される。
【００８５】
この場合、制御プログラム作成装置５０のジョー軌跡算出部５４は、ジョーＪＬ、ＪＲのＺ方向の移動を規制することに加えて、水平方向であって且つジョー対向方向と直交する方向（すなわち、ＹＪＬ、ＹＪＲ方向）に延在する回転中心線を中心とする回転を規制して、ジョーＪＬ、ＪＲの金型Ｄに対する相対的な位置および姿勢の軌跡ＰＪＬ、ＰＪＲを算出する。これにより、ストレッチフォーミング中においてジョーＪＬ、ＪＲが水平姿勢で維持される場合であっても、良好な成形品を実現するために必要な複数の制御軸ＪＤ１〜ＪＤ２、ＪＬ１〜ＪＬ６、ＪＲ１〜ＪＲ６それぞれの動作を自動制御する制御プログラムを作成することができる。
【００８６】
また、上述の実施の形態の場合、図２に示すように、金型Ｄの成形面ＤＳは、曲面状であるが本発明はこれに限らない。例えば、図８に示すように金型Ｄ’の成形面ＤＳ’のように平面であってもよい。本発明は、広義には、ワークが巻きつくことができる成形面を備える金型であればよい。
【００８７】
さらに、上述の実施の形態の場合、金型Ｄに巻きつけられる板状のワークＷは平板状であるが、本発明はこれに限らない。例えば、図９に示すワークＷ’のように、平板状ではなく、ジョー対向方向Ａ１と直交する方向Ａ２に湾曲する湾曲状であってもよい。この場合、ジョーは、湾曲状のワークＷ’の対向し合う端縁部を挟持することができる、いわゆるカーブドジョー（ｃｕｒｖｅｄ  ｊａｗ）である。
【００８８】
加えて、上述では、ジョーＪＬ、ＪＲは鉛直方向（Ｚ方向）に移動せず、制御プログラム作成装置５０の金型移動量算出部５６によって算出された移動量で金型ＤがＺ方向に移動するストレッチフォーミングを例に挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限らない。金型移動量算出部５６によって算出される金型ＤのＺ方向の移動量は、言い換えると、図６に示すように、ジョーＪＬ、ＪＲに対する金型Ｄの相対的なＺ方向の移動量である。したがって、金型ＤのＺ方向の移動量とジョーＪＬ、ＪＲのＺ方向の移動量との合計が、金型移動量算出部５６によって算出された移動量であればよい。すなわち、金型ＤがＺ方向に上昇するとともに、ジョーＪＬ、ＪＲがＺ方向に降下することにより、ワークＷが金型Ｄの成形面ＤＳに巻回される。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、ワークの対向し合う端縁部それぞれを挟持する２つのジョーと、２つのジョーの間に配置されてワークと当接する金型と、各ジョーと金型の位置および姿勢を変更するための複数の制御軸とを有するストレッチフォーミング装置であれば、制御軸の数に関係なく、適用可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１０        ストレッチフォーミング装置
Ｗ          ワーク
Ｄ          金型
ＪＬ、ＪＲ    ジョー
ＪＤ１        制御軸（金型昇降軸）
ＪＤ２        制御軸（金型チルト軸）
ＪＬ１、ＪＲ１  制御軸（キャリッジ軸）
ＪＬ２、ＪＲ２  制御軸（アンギュレーション軸）
ＪＬ３、ＪＲ３  制御軸（スライダ軸）
ＪＬ４、ＪＲ４  制御軸（スイング軸）
ＪＬ５、ＪＲ５  制御軸（テンション軸）
ＪＬ６、ＪＲ６  制御軸（ローテーション軸）
５０          制御プログラム作成装置
５２          成形条件取得部
５４          ジョー軌跡算出部
５６          金型移動量算出部
５８          制御軸動作パターン算出部
６０          ＦＥＭ解析部
６２          制御プログラム作成部
【図１】
2014079781.tif 000003
【図２】
2014079781.tif 000004
【図３】
2014079781.tif 000005
【図４】
2014079781.tif 000006
【図５】
2014079781.tif 000007
【図６】
2014079781.tif 000008
【図７】
2014079781.tif 000009
【図８】
2014079781.tif 000010
【図９】
2014079781.tif 000011