(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
条材を高周波誘導加熱源により加熱して曲げ加工する加工装置であって、
前記条材を受け入れて搬送する条材搬送機構と、該条材搬送機構で送られてきた前記条材を把持する条材把持機構と、該条材把持機構に把持されている状態の前記条材の全体形状の計測データを取得する条材形状データ取得機構と、該条材形状データ取得機構からの前記計測データに基づいて加熱箇所を特定する制御機構と、該制御機構の制御によって前記高周波誘導加熱源を前記加熱箇所に導くロボットアーム機構と、を備え、
前記高周波誘導加熱源に、該高周波誘導加熱源を前記条材の前記加熱箇所に接近させた際に、前記加熱箇所に対して転動可能に当接して前記高周波誘導加熱源と前記加熱箇所との間に一定のクリアランスを形成するガイド装置と、前記高周波誘導加熱源を前記条材の前記加熱箇所に向かって押し付ける付勢装置と、が備えられ、
前記ガイド装置が、前記高周波誘導加熱源に対して周囲を囲むように固定されたガイド板と、該ガイド板に備えられたベアリングとを有し、
前記ガイド板が、切り欠き部を有する馬蹄状をなすとともに、該ガイド板を、前記高周波誘導加熱源を側面視する視線より見た場合に、前記切り欠き部より前記高周波誘導加熱源が突出するように固定されていることを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項２】
条材を高周波誘導加熱源により加熱して曲げ加工する加工装置であって、
前記条材を受け入れて搬送する条材搬送機構と、該条材搬送機構で送られてきた前記条材を把持する条材把持機構と、該条材把持機構に把持されている状態の前記条材の全体形状の計測データを取得する条材形状データ取得機構と、該条材形状データ取得機構からの前記計測データに基づいて加熱箇所を特定する制御機構と、該制御機構の制御によって前記高周波誘導加熱源を前記加熱箇所に導くロボットアーム機構と、を備え、
前記高周波誘導加熱源に、該高周波誘導加熱源を保持し、前記条材の長手方向に沿って走行可能かつ前記条材に脱着可能な加熱源保持体が備えられ、
該加熱源保持体に、該加熱源保持体に対して、前記長手方向と交差する方向に前記高周波誘導加熱源をスライド移動させるスライド装置が備えられていることを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の条材曲げ加工装置において、
前記ロボットアーム機構には、前記高周波誘導加熱源に加えて、加熱後の前記条材に対して冷却流体を吹き付けて冷却する条材冷却手段が備えられていることを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、
前記制御機構は、少なくとも、前記加熱箇所を加熱する際の加熱形状及び加熱速度及び入熱量の制御を行うことを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、
前記制御機構は、前記条材を加熱する前に、該条材における基準位置を予め検出する基準位置検出機構を備え、該基準位置検出機構から得た前記基準位置に基づいて、前記加熱箇所の位置補正を行うことを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、
前記条材把持機構は、複数台備えられ、
これら条材把持機構間に固定されている前記条材に対して、捻りや曲げ等の強制曲げ力を付与できるようになっていることを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、
前記条材把持機構は、前記条材を把持したまま走行可能な走行部を備え、前記条材搬送機構を兼ねていることを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、
前記条材形状データ取得機構には、前記条材を撮像するカメラと、該カメラによって撮像された画像データを取り込んで画像処理し、前記制御機構に前記計測データとして送るための座標データを計算する画像処理用計算機と、が備えられていることを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項９】
請求項８記載の条材曲げ加工装置において、
前記カメラは、複数台が互いに間隔を置いて設けられ、
該間隔の寸法と、前記各カメラのそれぞれによって撮像された前記条材の画像データとに基づいたステレオ立体視手法により、前記座標データを得ることを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の条材曲げ加工装置において、
前記座標データは、前記条材の表面に沿った各座標位置の画像輝度を、連続線でグラフ表示したものであり、
前記画像処理用計算機は、前記連続線の変曲部分の深さ及び変曲角度等の形状に基づいて、少なくとも、前記条材に付されたマーキングと前記条材の端縁とを識別可能であることを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項１１】
請求項８〜１０の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、
前記制御機構には、前記画像処理用計算機からの前記座標データを取り入れて自らに記録されている加熱位置設定データと照合することで前記条材の加熱箇所を特定し、該加熱箇所を加熱するように前記ロボットアーム機構を動作させるロボットアーム機構制御用計算機が備えられていることを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項１２】
請求項１〜７の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、
前記条材形状データ取得機構は、前記条材の長手方向に沿って走行可能かつ前記条材に脱着可能な走行部と、該走行部の三次元位置及び傾きを検出する位置検出部とを備えていることを特徴とする条材曲げ加工装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、
前記条材は、ウェブとフェイスとを有する断面略Ｔ字状をなし、
前記フェイス側が前記ウェブ側の下側となるように前記条材把持機構で保持されていることを特徴とする条材曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、船殻外板に溶接してこれを補強する骨材となるＴロンジ条材等を高周波誘導加熱により曲げ加工する際に用いて好適な条材曲げ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
船殻の外板は、推進抵抗を低減して水中を効率良く航行するために、複雑な非可展曲面形状をもつ厚さ１０〜３０ｍｍ程度の鋼板で構成されている。この曲がり外板を加工するには、一般に線状加熱といわれる加工法が古くから知られている。これは、ガスバーナ等を用いて鋼板の表面を局部的に加熱し、その際に生成される塑性歪による鋼板の面外角変形や面内収縮変形を巧みに利用してその組合わせにより目標とする形状を得る方法であり、多くの造船所で使用されている。
【０００３】
また、かかる船殻外板には、その補強を行うべく所定の間隔で骨材が溶接されている。この骨材には、通常、Ｔ型鋼及びＬ型鋼等の条材が用いられるが、この条材も船殻外板の溶接部分に沿う曲線形状に曲げてやる必要がある。従来技術においては、この種の条材も船殻外板と同様に、ガスバーナ等を用いて条材の表面を局部的に加熱し、その際に生成される塑性歪を利用して所定形状への曲げ加工を行っている。すなわち、フレームベンダーで冷間の一次曲げ加工を行った、例えば図１８に示すようなＴ型鋼の条材であるＴロンジ条材１の所定位置を加熱し、該Ｔロンジ条材１のウエブ１ａ（図１８中の垂直面）に付した逆正接線である目通し線２が直線になるように曲げ加工を行うことにより、Ｔロンジ材１のフェース１ｂの表面（図１８中の下端面）を形成する曲線がこれを溶接する外板のフレームライン（当該外板の骨材を取り付ける位置において、この骨材を沿わせるライン；以下同じ。）の形状に一致するように成形している。このときの加熱位置及び加熱時間等の加熱条件は、作業者の勘を頼りとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く従来技術においては、作業者の永年の経験による勘に基づいて加熱点、その他の加熱条件を決定していた。かかる作業に伴う加熱点、その他の加熱条件を適切に決定する能力を備えるには約５年以上の経験が必要とされており、熟練技術者の高齢化及び不足という問題を招来している。また、この曲げ加工作業自体が重筋作業であることに加えて全ての作業を作業者の手作業によっているので、作業効率も悪く、作業に多大の時間を要するという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、条材を自動的に任意形状に曲げ加工し得る条材曲げ加工装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の請求項１記載の条材曲げ加工装置は、条材を高周波誘導加熱源により加熱して曲げ加工する加工装置であって、前記条材を受け入れて搬送する条材搬送機構と、該条材搬送機構で送られてきた前記条材を把持する条材把持機構と、該条材把持機構に把持されている状態の前記条材の全体形状の計測データを取得する条材形状データ取得機構と、該条材形状データ取得機構からの前記計測データに基づいて加熱箇所を特定する制御機構と、該制御機構の制御によって前記高周波誘導加熱源を前記加熱箇所に導くロボットアーム機構と、を備え、前記高周波誘導加熱源に、該高周波誘導加熱源を前記条材の前記加熱箇所に接近させた際に、前記加熱箇所に対して転動可能に当接して前記高周波誘導加熱源と前記加熱箇所との間に一定のクリアランスを形成するガイド装置と、前記高周波誘導加熱源を前記条材の前記加熱箇所に向かって押し付ける付勢装置と、が備えられ、前記ガイド装置が、前記高周波誘導加熱源に対して周囲を囲むように固定されたガイド板と、該ガイド板に備えられたベアリングとを有し、前記ガイド板が、切り欠き部を有する馬蹄状をなすとともに、該ガイド板を、前記高周波誘導加熱源を側面視する視線より見た場合に、前記切り欠き部より前記高周波誘導加熱源が突出するように固定されていることを特徴とする。
【０００７】
上記請求項１記載の条材曲げ加工装置によれば、条材搬送機構により条材を条材把持機構の位置まで搬送した後、これを条材把持機構に受け渡す。条材把持機構では、条材を把持してその初期位置を固定する。そして、この固定状態の条材の形状に関する計測データを条材形状データ取得機構が取得し、制御機構へと転送する。制御機構では、受け取った計測データに基づいて、最適な加熱箇所や加熱形状（所望の曲げを得るために与えるべき加熱部分の形状）や加熱速度（高周波誘導加熱源の移動速度）や入熱量（高周波誘導加熱源の出力）等の制御項目を決定し、これら制御項目に基づいてロボットアーム機構を動作制御する。ロボットアーム機構は、制御機構からの指示に従い、高周波誘導加熱源を条材の加熱箇所に近づけてこれを加熱する。この加熱処理の後、もしくは加熱処理と同時に、条材把持機構が条材に対して強制曲げを与えることで、条材が所望の曲げ形状に塑性変形して曲げ加工される。以上説明のように、条材搬入から条材固定、条材形状の計測データ取得、条材を塑性変形させるのに最適な加熱箇所の加熱、そして条材の強制曲げに至るまでの一連の条材曲げ加工処理が、自動的に行われる。
また、この条材曲げ加工装置によれば、ガイド装置により、高周波誘導加熱源と条材の加熱面との間が一定のクリアランス以下になるのが阻止される。同時に、付勢装置により、高周波誘導加熱源と条材の加熱面との間が一定のクリアランス以上になるのが阻止される。このようにして、条材の加熱面に対して高周波誘導加熱源が近づきすぎたり、もしくは離れすぎたりすることによる入熱量の変動が防止されるようになる。
また、この条材曲げ加工装置によれば、例えばウェブとフェイスとを有する断面Ｔ字状の条材の加熱を行うに際し、このウェブとフェイスとの間に形成される隅部まで加熱する場合には、ガイド板の切り欠き部をこの隅部に向けた状態で加熱することで、ガイド板が隅部に当たってこの隅部位置まで高周波誘導加熱源が行けずに加熱が不十分となるのを防ぐことができる。
【０００９】
請求項２記載の条材曲げ加工装置は、条材を高周波誘導加熱源により加熱して曲げ加工する加工装置であって、前記条材を受け入れて搬送する条材搬送機構と、該条材搬送機構で送られてきた前記条材を把持する条材把持機構と、該条材把持機構に把持されている状態の前記条材の全体形状の計測データを取得する条材形状データ取得機構と、該条材形状データ取得機構からの前記計測データに基づいて加熱箇所を特定する制御機構と、該制御機構の制御によって前記高周波誘導加熱源を前記加熱箇所に導くロボットアーム機構と、を備え、前記高周波誘導加熱源に、該高周波誘導加熱源を保持し、前記条材の長手方向に沿って走行可能かつ前記条材に脱着可能な加熱源保持体が備えられ、該加熱源保持体に、該加熱源保持体に対して、前記長手方向と交差する方向に前記高周波誘導加熱源をスライド移動させるスライド装置が備えられていることを特徴とする。
上記請求項２記載の条材曲げ加工装置によれば、条材搬送機構により条材を条材把持機構の位置まで搬送した後、これを条材把持機構に受け渡す。条材把持機構では、条材を把持してその初期位置を固定する。そして、この固定状態の条材の形状に関する計測データを条材形状データ取得機構が取得し、制御機構へと転送する。制御機構では、受け取った計測データに基づいて、最適な加熱箇所や加熱形状（所望の曲げを得るために与えるべき加熱部分の形状）や加熱速度（高周波誘導加熱源の移動速度）や入熱量（高周波誘導加熱源の出力）等の制御項目を決定し、これら制御項目に基づいてロボットアーム機構を動作制御する。ロボットアーム機構は、制御機構からの指示に従い、高周波誘導加熱源を条材の加熱箇所に近づけてこれを加熱する。この加熱処理の後、もしくは加熱処理と同時に、条材把持機構が条材に対して強制曲げを与えることで、条材が所望の曲げ形状に塑性変形して曲げ加工される。以上説明のように、条材搬入から条材固定、条材形状の計測データ取得、条材を塑性変形させるのに最適な加熱箇所の加熱、そして条材の強制曲げに至るまでの一連の条材曲げ加工処理が、自動的に行われる。
また、この条材曲げ加工装置によれば、条材の長手方向に沿って加熱源保持体を走行させたり、この走行方向と交差する方向にスライド装置によって高周波誘導加熱源をスライド移動させたりすることで、条材の全長，全面に渡って高周波誘導加熱源を行き渡らせて加熱することができる。この移動時の高周波誘導加熱源は、加熱源保持体を介して条材に支持された状態で移動するので、ロボットアーム機構の駆動制御に頼ることなく高周波誘導加熱源を三次元移動させることができる。
【００１０】
請求項３記載の条材曲げ加工装置は、請求項１または２に記載の条材曲げ加工装置において、前記ロボットアーム機構に、前記高周波誘導加熱源に加えて、加熱後の前記条材に対して冷却流体を吹き付けて冷却する条材冷却手段が備えられていることを特徴とする。
上記請求項３記載の条材曲げ加工装置によれば、ロボットアーム機構を動作させることで、高周波誘導加熱源及び条材冷却手段を条材の所望の位置に迅速に移動させた後、条材の加熱箇所を高周波誘導加熱源で加熱する。そして条材の塑性変形後、条材冷却手段により、冷却水や冷却空気などの冷却流体を条材の加熱箇所に吹き付けて冷却する。加熱箇所が複数箇所有る場合には、各箇所に高周波誘導加熱源及び条材冷却手段をロボットアーム機構で移動させて上述の加熱処理及び冷却処理を行う。
【００１１】
請求項４記載の条材曲げ加工装置は、請求項１〜３の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、前記制御機構が、少なくとも、前記加熱箇所を加熱する際の加熱形状及び加熱速度及び入熱量の制御を行うことを特徴とする。
上記請求項４記載の条材曲げ加工装置によれば、条材を所望の曲げ形状に曲げ加工するのに必要な加熱条件を定量的に指示することができるようになる。
【００１２】
請求項５記載の条材曲げ加工装置は、請求項１〜４の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、前記制御機構が、前記条材を加熱する前に、該条材における基準位置を予め検出する基準位置検出機構を備え、該基準位置検出機構から得た前記基準位置に基づいて、前記加熱箇所の位置補正を行うことを特徴とする。
上記請求項５記載の条材曲げ加工装置によれば、基準位置検出機構により、高周波誘導加熱源による加熱を行う前に条材の基準位置が確認される。そして、この求められた基準位置に基づいて、初期に求めた条材の形状が補正され、加熱開始位置等の補正が適切に行われる。
【００１３】
請求項６記載の条材曲げ加工装置は、請求項１〜５の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、前記条材把持機構が、複数台備えられ、これら条材把持機構間に固定されている前記条材に対して、捻りや曲げ等の強制曲げ力を付与できるようになっていることを特徴とする。
上記請求項６記載の条材曲げ加工装置によれば、各条材把持機構は、搬送されてきた条材の初期位置を固定する役目と、これら条材把持機構間に把持されて固定状態の条材に対して強制曲げ力を与える役目とを有している。
【００１４】
請求項７記載の条材曲げ加工装置は、請求項１〜６の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、前記条材把持機構が、前記条材を把持したまま走行可能な走行部を備え、前記条材搬送機構を兼ねていることを特徴とする。
上記請求項７記載の条材曲げ加工装置によれば、各条材把持機構は、条材を搬送する役目と、条材の初期位置を固定する役目とを兼ね備えている。
【００１５】
請求項８記載の条材曲げ加工装置は、請求項１〜７の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、前記条材形状データ取得機構に、前記条材を撮像するカメラと、該カメラによって撮像された画像データを取り込んで画像処理し、前記制御機構に前記計測データとして送るための座標データを計算する画像処理用計算機と、が備えられていることを特徴とする。
上記請求項８記載の条材曲げ加工装置によれば、条材をカメラで撮像することによって条材形状が画像データとして得られる。そして、得られた画像データは、計算機が制御用のデータとして利用できるかたちにすべく、例えば画像データの輝度分析などの計算処理を施して座標データを作成する。このようにして作成された座標データは、条材の加熱箇所の特定やその加熱箇所への高周波誘導加熱源の誘導等に利用される。
【００１６】
請求項９記載の条材曲げ加工装置は、請求項８記載の条材曲げ加工装置において、前記カメラが、複数台が互いに間隔を置いて設けられ、該間隔の寸法と、前記各カメラのそれぞれによって撮像された前記条材の画像データとに基づいたステレオ立体視手法により、前記座標データを得ることを特徴とする。
上記請求項９記載の条材曲げ加工装置によれば、各カメラ間の間隔と、各カメラで撮像された条材の画像データの視差とにより、各カメラから条材までの距離寸法と配置角度とが簡単な計算処理で得られる。これにより、各カメラに対してどの位置に条材の各座標点が有るかを正確に求めることができる。
【００１７】
請求項１０記載の条材曲げ加工装置は、請求項８または９に記載の条材曲げ加工装置において、前記座標データが、前記条材の表面に沿った各座標位置の画像輝度を、連続線でグラフ表示したものであり、前記画像処理用計算機が、前記連続線の変曲部分の深さ及び変曲角度等の形状に基づいて、少なくとも、前記条材に付されたマーキングと前記条材の端縁とを識別可能であることを特徴とする。
上記請求項１０記載の条材曲げ加工装置によれば、例えばマーキングが施された条材の座標データを取得した場合、条材の端縁とこの端縁を外れた空間との境界部分では、比較的大きな輝度落差が生じるので、この輝度落差の大きさを、連続線の深さ及び変曲角度（連続線の落ち込み角度）等として確認することができる。一方、マーキング部分で生じる連続線の変曲部分では、条材表面とマーキングとの間に生じる輝度変化は、条材の端縁で生じる輝度変化に比較して比較的小さなものとなる上に、変曲部分に入ってから出るまでの間に形成される連続線の折れ曲がり角度等により、マーキングの位置を確認することができる。このように、連続線の形状に基づいて、マーキング位置や条材の端縁位置などを識別することができる。
【００１８】
請求項１１記載の条材曲げ加工装置は、請求項８〜１０の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、前記制御機構に、前記画像処理用計算機からの前記座標データを取り入れて自らに記録されている加熱位置設定データと照合することで前記条材の加熱箇所を特定し、該加熱箇所を加熱するように前記ロボットアーム機構を動作させるロボットアーム機構制御用計算機が備えられていることを特徴とする。
上記請求項１１記載の条材曲げ加工装置によれば、画像処理計算機から座標データを取り入れた後のロボットアーム機構制御用計算機では、現在、条材保持機構に固定されている条材のどの位置にどのように加熱を加えるべきかといった情報を加熱位置設定データより読み取り、座標データ上に書き加えることで、加熱箇所の特定を行う。そして、この座標データ上の加熱箇所に高周波誘導加熱源を誘導するようにロボットアーム機構を動作させる指示を出力し、これを受け取ったロボットアーム機構は、指示通りに動作して適切な加熱箇所を正確に加熱する。
【００１９】
請求項１２記載の条材曲げ加工装置は、請求項１〜７の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、前記条材形状データ取得機構が、前記条材の長手方向に沿って走行可能かつ前記条材に脱着可能な走行部と、該走行部の三次元位置及び傾きを検出する位置検出部とを備えていることを特徴とする。
上記請求項１２記載の条材曲げ加工装置によれば、条材に沿って走行する走行部の動き（基準点からの走行距離や、鉛直方向の上下動や、走行方向に直交する左右動や、傾き）を位置検出部で捉えることで、条材形状が直接的に取得される。そして、得られた条材形状の計測データは、計算機が制御用のデータとして利用できるかたちにすべく計算処理が施され、座標データが作成される。このようにして作成された座標データは、条材の加熱箇所の特定やその加熱箇所への高周波誘導加熱源の誘導等に利用される。
【００２０】
請求項１３記載の条材曲げ加工装置は、請求項１〜１２の何れかに記載の条材曲げ加工装置において、前記条材が、ウェブとフェイスとを有する断面略Ｔ字状をなし、前記フェイス側が前記ウェブ側の下側となるように前記条材把持機構で保持されていることを特徴とする。
上記請求項１３記載の条材曲げ加工装置によれば、条材の重心位置が下側に来るため、条材を安定して保持することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る条材曲げ加工装置は、条材を高周波誘導加熱源により加熱して曲げ加工する加工装置であって、その各実施の形態の説明を図面を参照しながら以下に行うが、本発明がこれらに限定解釈されるものでないことは勿論である。
まず、図１〜図１２を参照しながら本発明の第１の実施の形態について説明する。なお、図１は、本実施形態の条材曲げ加工装置の斜視図である。また、図２は、同条材曲げ加工装置の条材曲げ加工処理部を示す平面図である。また、図３は、同条材曲げ加工装置の条材曲げ加工処理部を示す図であって、図２のＡ−Ａ線より見た正面図である。また、図４は、同条材曲げ加工装置の条材曲げ加工処理部を示す図であって、図２のＢ−Ｂ線より見た側面図である。また、図５は、同条材曲げ加工装置の高周波誘導加熱源である高周波加熱コイルの縦断面図である。また、図６は、同条材曲げ加工装置の同高周波加熱コイルを示す図であって、（ａ）は図５のＣ−Ｃ線より見た底面図であり、（ｂ）は（ａ）をＤ−Ｄ線より見た側面図である。また、図７は、同条材曲げ加工装置の条材形状データ取得機構及び制御機構を示す概略構成図である。また、図８（ａ）は同条材曲げ加工装置の条材形状データ取得機構を説明する説明図であり、図８（ｂ）はその変形例の説明図である。また、図９は同条材曲げ加工装置の同条材形状データ取得機構を説明する説明図である。また、図１０は、同条材曲げ加工装置の制御機構による条材の端縁やマーキングの識別処理状態を、計算機に画面表示した図である。また、図１１は、同条材曲げ加工装置による条材の加熱箇所を、制御機構の計算機画面に表示した図である。また、図１２（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、同条材曲げ加工装置で曲げ加工される条材の曲げ加工時の加熱位置と、曲げ加工後とを示す斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、プレス装置１０を経た条材Ｔを受け入れて搬送する条材搬送機構２０と、該条材搬送機構２０で送られてきた条材Ｔを把持する条材把持機構３０と、該条材把持機構３０に把持されている状態の条材Ｔの全体形状の計測データを取得する条材形状データ取得機構４０と、該条材形状データ取得機構４０からの前記計測データに基づいて加熱箇所を特定する制御機構（図示せず）と、該制御機構の制御によって高周波加熱コイル５０（高周波誘導加熱源）を前記加熱箇所に導くロボットアーム機構６０と、高周波加熱コイル５０に電力を供給する高周波電源７０とを備えた概略構成となっている。
【００２６】
プレス装置１０は、運び込まれた条材Ｔを間に挟み込んでこれに一次曲げ加工を加えるためのプレス機である。
条材搬送機構２０は、プレス装置１０で一次曲げ加工が施された後の条材Ｔを受け入れるローラーコンベア２１と、該ローラーコンベア２１の下方に一部が重なるように併設されたチェーンコンベア２２と、該チェーンコンベア２２上を移動可能に設置された図示されないクレーンとを備えて構成されている。
ローラーコンベア２１は、複数本のローラー２１ａを互いに等間隔ｇ１を置いて平行配置させたものであり、これらローラ２１ａが転動することで、その上面に載置された条材Ｔを矢印２１ｂ方向に移送可能となっている。
チェーンコンベア２２は、複数本の無端ベルト２２ａを互いに等間隔ｇ２を置いて平行配置させたものであり、これら無端ベルト２２ａが同期して転動することで、その上面に載置された条材Ｔを矢印２２ｂ方向に移送可能となっている。
【００２７】
そして、チェーンコンベア２２の各無端ベルト２２ａがなす四角状の平面の略半面が、ローラコンベア２１の下方に重ねられる相対配置関係となっている。ローラコンベア２１は、このようなチェーンコンベア２２の上方位置か、もしくはチェーンコンベア２２の下方位置の何れかを位置選択できるように昇降動作可能となっている。これにより、前記プレス装置１０からの条材Ｔをローラコンベア２０が受け取る際には、ローラコンベア２２がチェーンコンベア２２の上方位置となるように上昇され、転動する各ローラ２１ａ上を条材Ｔが矢印２１ｂ方向に移動することで、条材Ｔの搬入が行われる。
【００２８】
続いて、ローラコンベア２１からチェーンコンベア２２へ条材Ｔを移送する際には、ローラコンベア２２がチェーンコンベア２２の下方位置となるように下降され、自転する各無端ベルト２２ａ上を条材Ｔが矢印２２ｂ方向に移動することで、条材Ｔが前記条材把持機構３０の上方位置でかつ前記条材形状データ取得機構４０及び前記高周波加熱コイル５０及び前記ロボットアーム機構６０の下方位置へと配置される。
なお、この位置で条材Ｔは曲げ加工が施されるものであり、以下の説明においては、条材把持機構３０及び条材形状データ取得機構４０及び高周波加熱コイル５０及びロボットアーム機構６０を、まとめて条材曲げ加工処理部８０と呼ぶものとする。
【００２９】
図２及び図３に示すように、前記条材把持機構３０は、本実施の形態では２台（複数台）が備えられ、これら条材把持機構３０，３０間に固定されている条材Ｔに対して、捻りや曲げ等の強制曲げ力を付与できるようになっている。
これについて詳説すると、紙面左側の条材把持機構３０（以下、捻り方向ワーク強制装置３０Ａと称する）は、条材Ｔの下方に位置する下側捻り方向ワーク強制装置３０Ａ１と、条材Ｔの上方に位置する上側捻り方向ワーク強制装置３０Ａ２との一対で構成されている。
下側捻り方向ワーク強制装置３０Ａ１は、条材Ｔの紙面左端下部（フェースｆ）を挟持する挟持部３１ａと、該挟持部３１ａを軸線ａ周りに回転駆動させる捻り駆動部３２ａと、条材曲げ加工処理部８０のフレーム８１に固定され、捻り駆動部３２ａを上下動させる本体３３ａとを備えて構成されている。
また、上側捻り方向ワーク強制装置３０Ａ２は、条材Ｔの紙面左端上部（ウェブｗ）を挟持する挟持部３１ｂと、下側捻り方向ワーク強制装置３０Ａ１側の挟持部３１ａと連動して挟持部３１ｂに回転駆動力を与える捻り駆動部３２ｂと、フレーム８１上に沿って走行する走行部３３ｂとを備えて構成されている。
【００３０】
一方、紙面右側の条材把持機構３０（以下、曲げ方向ワーク強制装置３０Ｂと称する）は、条材Ｔの下方に位置する下側捻り方向ワーク強制装置３０Ｂ１と、条材Ｔの上方に位置する上側捻り方向ワーク強制装置３０Ｂ２との一対で構成されている。
下側捻り方向ワーク強制装置３０Ｂ１は、条材Ｔの紙面右端下部（フェースｆ）を挟持する挟持部３４ａと、該挟持部３４ａを紙面に垂直な軸線ｂ周りに回転駆動させる曲げ駆動部３５ａと、条材曲げ加工処理部８０のフレーム８１に固定され、曲げ駆動部３５ａを上下動させる本体３６ａとを備えて構成されている。
また、上側捻り方向ワーク強制装置３０Ｂ２は、条材Ｔの紙面右端上部（ウェブｗ）を挟持する挟持部３４ｂと、下側捻り方向ワーク強制装置３０Ｂ１側の挟持部３４ａと連動して挟持部３４ｂに回転駆動力を与える捻り駆動部３５ｂと、フレーム８１上に沿って走行する走行部３６ｂとを備えて構成されている。
【００３１】
これら捻り方向ワーク強制装置３０Ａ及び曲げ方向ワーク強制装置３０Ｂによれば、その挟持部３１ａ，３１ｂ，３４ａ，３４ｂで条材Ｔの両端を把持した状態で捻り駆動部３２ａ及び曲げ駆動部３５ａを同時に上昇させることで、前記各チェーンコンベア２２上より条材Ｔが水平に持ち上げられる。
そして、捻り駆動部３２ａ，３２ｂの駆動力によって挟持部３１ａ，３１ｂを軸線ａ回りに回動させた場合には、反対側が挟持部３４ａ，３４ｂで拘束されているため、条材Ｔに、その長手方向を軸線として捻りを加えることができる。
また、曲げ駆動部３５ａ，３５ｂの駆動力によって挟持部３４ａ，３４ｂを軸線ｂ回りに回動させた場合には、反対側が挟持部３１ａ，３１ｂで固定されているため、条材Ｔに、紙面上下方向に湾曲させる曲げを加えることができる。
【００３２】
したがって、これら捻り方向ワーク強制装置３０Ａ及び曲げ方向ワーク強制装置３０Ｂは、搬送されてきた条材Ｔの初期位置を固定する役目と、これら捻り方向ワーク強制装置３０Ａ及び曲げ方向ワーク強制装置３０Ｂ間に把持されて固定状態の条材Ｔに対して強制曲げ力を与える役目とを兼ね備えている。
なお、本実施の形態では、条材Ｔが、ウェブｗとフェイスｆとを有して断面略Ｔ字状をなすＴロンジ条材である場合を例に説明しているが、このような場合には、図３に示すように、フェイスｆ側がウェブｗ側の下側となるように捻り方向ワーク強制装置３０Ａ及び曲げ方向ワーク強制装置３０Ｂで保持した方が、条材Ｔの重心位置が鉛直方向下側に来るため、条材Ｔを安定して保持することができるので好ましいと言える。
【００３３】
図４に示すように、前記高周波誘導加熱コイル５０は、前記高周波電源７０からの電力供給を得ることで条材Ｔを誘導加熱する加熱体であり、前記ロボットアーム機構６０の先端に固定されている。そして、同図に示すように、ロボットアーム機構６０によって条材Ｔのウェブｗやフェースｆのどの加熱箇所に対しても接近することができ、加熱箇所に柔軟に対応できるようになっている。
そして、この高周波誘導加熱コイル５０には、図５に示すように、加熱体であるコイル５１と、該コイル５１を断熱材５２を介在させて保持し、高周波誘導加熱コイル５０を条材Ｔの加熱箇所に接近させた際に、前記加熱箇所に対して転動可能に当接して高周波誘導加熱コイル５０と前記加熱箇所との間に一定のクリアランスを形成する（すなわち、コイル５１と前記加熱箇所との間に一定のクリアランスｃを形成する）ガイド装置５３と、高周波誘導加熱コイル５０を条材Ｔの前記加熱箇所に向かって押し付ける空気ばね５４（付勢装置）とが備えられている。
【００３４】
ガイド装置５３は、図６に示すように、高周波誘導加熱コイル５０に対して周囲を囲むように固定されたガイド板５３ａと、該ガイド板５３ａに備えられた複数のベアリング５３ｂとを有し、ガイド板５３ａが、切り欠き部５３ｃを有する馬蹄状をなすとともに、該ガイド板５３ａを、高周波誘導加熱コイル５０を側面視する図６（ｂ）の視線より見た場合に、切り欠き部５３ｃより高周波誘導加熱コイル５０が外部に突出するように固定されている。
そして、このガイド装置５３によれば、高周波誘導加熱コイル５０と条材Ｔの加熱面との間が、一定のクリアランス以下になるのが阻止される。同時に、前記空気ばね５４により、高周波誘導加熱コイル５０と条材Ｔの加熱面との間が一定のクリアランス以上になるのが阻止される。このようにして、条材Ｔの加熱面に対して高周波誘導加熱コイル５０が近づきすぎたり、もしくは離れすぎたりすることによる入熱量の変動が防止されるようになっている。
さらには、切り欠き部５３ｃより高周波誘導加熱コイル５０が外部に突出するように固定したことにより、ウェブｗとフェイスｆとの間に形成される隅部まで加熱する場合には、ガイド板５３ａの切り欠き部５３ｃをこの隅部に向けた状態で加熱することで、ガイド板５３ａが隅部に当たってこの隅部位置まで高周波誘導加熱コイル５０が行けずに加熱が不十分となるのを防ぐことができるようにもなっている。
【００３５】
前記ロボットアーム機構６０の先端には、図４に示すように、高周波誘導加熱コイル５０に加えて、加熱後の条材Ｔに対して冷却水Ｗ（冷却流体。この他に冷却空気などその他の冷却流体も採用可能である）を吹き付けて冷却する冷却水スプレー装置６１（条材冷却手段）が備えられている。
このロボットアーム機構６０によれば、高周波誘導加熱コイル５０及び冷却水スプレー装置６１を条材Ｔの所望の位置に迅速に移動させた後、条材Ｔの加熱箇所を高周波誘導加熱源で加熱する。そして条材Ｔの塑性変形後、冷却水スプレー装置６１により、冷却水Ｗを条材Ｔの加熱箇所に吹き付けて冷却する。加熱箇所が複数箇所有る場合には、各箇所に高周波誘導加熱コイル５０及び冷却水スプレー装置６１をロボットアーム機構６０で移動させて上述の加熱処理及び冷却処理を行うこととなる。
【００３６】
図７に示すように、前記条材形状データ取得機構４０には、前記条材Ｔを撮像する少なくとも２台のカメラ４１，４２と、これらカメラ４１，４２によって撮像された画像データを画像キャプチャーカード４３ａを介してＬＡＮ経由で取り込む画像取り込み用パソコン４３と、制御機構９０に前記計測データとしての座標データ（後述）を送るべく、画像処理及び座標データの計算を行うための画像計測用パソコン４４とが備えられている。そして、この画像計測用パソコン４４及び画像取り込み用パソコン４３で、一組の画像処理用計算機をなしており、制御機構９０とは別に、ルータ４５を介して基幹ＬＡＮ４６に接続されている。
【００３７】
この条材形状データ取得機構４０によれば、条材Ｔをカメラ４１，４２で撮像することによって条材形状が画像取り込み用パソコン４３に画像データとして得られる。そして、得られた画像データは、制御機構９０が制御用のデータとして利用できるかたちにすべく、画像計測用パソコン４４で、例えば画像データの輝度分析などの計算処理を施して座標データを作成する。このようにして作成された座標データは、前記条材Ｔの加熱箇所の特定やその加熱箇所への前記高周波誘導加熱コイル５０の誘導等に利用される。
【００３８】
次に、カメラ４１，４２による前記座標データの取得について説明する。図８（ａ）に示すように、これら２台のカメラ４１，４２は、互いに間隔ｄを置き、条材Ｔに向けて４５度傾いて設けられ、この間隔ｄの寸法と、各カメラ４１，４２のそれぞれによって撮像された条材Ｔの画像データとに基づいたステレオ立体視手法により、前記座標データを取得する。なお、同図の符号４０ａ，４０ｂは、計測の校正作業に用いられる校正治具を示しており、その具体的な使用方法は、［ここに記載すべき内容についてお知らせ下さい］である。
これらカメラ４１，４２によれば、前記間隔ｄと、各カメラ４１，４２でそれぞれ撮像された条材Ｔの画像データ間の視差とにより、各カメラ４１，４２から条材Ｔの表面上の各座標点までの距離寸法Ｌ１、Ｌ２と配置角度とが簡単な計算処理で得られる。これにより、各カメラ４１，４２に対してどの位置に条材Ｔ上の各座標点が有るかを正確に求めることができる。
【００３９】
なお、例えば図９に示すように、板厚の判っている断面Ｔ字状の条材Ｔの全体形状を測定する場合には、この条材Ｔが、ウェブｗを境として左右対称形状であることも予め判っているので、ウェブｗの左右どちらか一方側の３点ｐ１，ｐ２，ｐ３の各座標位置を求めるだけで、長手方向のある断面における条材Ｔの断面形状を取得することができる。
すなわち、座標点ｐ８は、実測された座標点ｐ１の真下でかつフェースｆの肉厚分だけ下方位置にあるとして計算で求められる。また、座標点ｐ４〜ｐ７については、まずウェブｗの肉厚より左右の中心線ＣＬが求められ、続いてこの中心線ＣＬを境としてｐ４はｐ３の対象位置、ｐ５はｐ２の対象位置、ｐ６はｐ１の対象位置、ｐ７はｐ８の対象位置にあるとして求められる。このようにして、条材Ｔの長手方向の各断面位置における断面形状がそれぞれ設けられるので、これら断面形状を前記長手方向に連続して取得していくことで、条材Ｔの全体形状の座標データが取得される。
【００４０】
次に、この形状計測を輝度分析で求める場合についての具体例を以下に説明する。図１０は、前記画像計測用パソコン４４の表示画面を示しており、同図の上側が、前記画像取り込み用パソコン４３から受信した画像データであり、同図の下側が、この画像データの輝度分析処理結果を示している。なお、図１０の画像データについて説明すると、黒色部分が何もない空間Ｓを示し、灰色部分が条材Ｔの表面を示し、符号Ｅに示す線が条材Ｔの端縁を示し、白色部分が条材Ｔの表面に白墨等のマーキングＭを示している。
【００４１】
この画像データのうち、長方形の範囲Ｒに示す部分の輝度分布を求めたものが、前記輝度分析処理結果の図（同図では、紙面下側向きに輝度が高くなるように示されている）である。そして、同図によれば、座標データが、条材Ｔの表面に沿った各座標位置の画像輝度を連続線Ｌでグラフ表示したものとして得られるので、画像計測用パソコン４４（画像処理用計算機）が、連続線Ｌの変曲部分の深さ及び変曲角度等の形状に基づいて、条材Ｔに付されたマーキングＭと条材Ｔの端縁Ｅとを識別や、条材Ｔのウェブｗとフェースｆとの接合部分の識別などが可能となっている。
【００４２】
すなわち、条材Ｔの端縁Ｅとこの端縁Ｅを外れた空間Ｓとの境界部分では、比較的大きな輝度落差が生じるので、この輝度落差の大きさを、連続線Ｌの深さ及び変曲角度（連続線Ｌの落ち込み角度θ１）等として確認することができる。一方、マーキングＭ部分で生じる連続線Ｌの変曲部分では、条材表面とマーキングＭとの間に生じる輝度変化は、条材Ｔの端縁Ｅで生じる上述の輝度変化に比較して比較的小さなものとなる上に、変曲部分に入ってから出るまでの間に形成される連続線Ｌの折れ曲がり角度θ２等により、マーキングＭの位置を確認することができる。このように、連続線Ｌの形状に基づいて、マーキングＭの位置や端縁Ｅの位置などを識別することができる。そして、このようにして得られた、条材Ｔの形状を示す座標データは、前記制御機構９０へと送信されていく。
【００４３】
制御機構９０は、画像計測用パソコン４４（画像処理用計算機）からの前記座標データを取り入れ、自らに記録されている加熱位置設定データと照合することで、条材Ｔの加熱箇所を特定し、該加熱箇所を加熱するようにＩ／Ｏ制御カード９１ａを介して前記ロボットアーム機構６０を動作させる制御用パソコン９１（ロボットアーム機構制御用計算機。図７参照）を備えている。この制御用パソコン９１は、ロボットアーム機構６０の動作制御による前記加熱箇所の加熱形状及び加熱速度の制御に加えて、前記高周波誘導加熱コイル５０に与える電力を調節することにより、条材Ｔへの入熱量の制御も行う。
【００４４】
前記加熱位置設定データは、作業者が制御用パソコン９１に予め入力しておくことで設定される。すなわち、制御用パソコン９１を操作することで、図１１に示す加熱設定画面が表示される。この画面には、グリッドで分割された条材Ｔの平面図（上図）と側面図（下図）が表示されているので、これに、加熱開始位置の座標や、加熱終了位置の座標や、加熱速度や、冷却速度や、入熱量（高周波誘導加熱コイル５０に対して与える電力）といった各種設定項目を入力する。なお、この加熱位置設定データは、作業者が制御用パソコン９１に直接入力するものとしても良いし、もしくは、図７の基幹ＬＡＮ４６を介して他の計算端末（図示せず）より読み込むものとしても良い。
【００４５】
そして、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、条材Ｔに対する各加熱箇所Ｈの位置や加熱形状等（同図の紙面左側参照）に応じて、同図の紙面右側に示すように、条材Ｔが所望の形状となるように曲げや捻りを加えることが可能となる。なお、これら加工処理においては、高周波誘導加熱コイルによる条材加熱に加えて、前記条材把持機構３０による強制曲げが条材Ｔに対して加えられる。
【００４６】
以上説明の制御機構９０によれば、その制御用パソコン９１が、画像計測用パソコン４４から座標データを取り入れた後、現在、前記条材保持機構３０に固定されている条材Ｔのどの位置にどのように加熱を加えるべきかといった情報を前記加熱位置設定データより読み取り、座標データ上に書き加えることで、加熱箇所の特定を行う。そして、この座標データ上の加熱箇所に対応して高周波誘導加熱コイル５０を誘導するようにロボットアーム機構６０を動作させる指示を出力し、これを受け取ったロボットアーム機構６０が、指示通りに動作して適切な加熱箇所を正確に加熱する。このように、条材Ｔを所望の曲げ形状に曲げ加工するのに必要な加熱条件を定量的に指示することができるようになっている。
【００４７】
ところで、条材Ｔは加熱前後で変形を生じるので、加熱時にはこの変形量を考慮に入れてロボットアーム機構６０を制御する必要がある。すなわち、加熱箇所が複数有る場合、始めの加熱箇所を加熱すると、当然、条材Ｔが熱変形を起こすこととなる。この熱変形により、加熱後の条材Ｔは、加熱前における初期形状時に取得した座標データより部分的に位置座標がずれることとなる。したがい、初期に設定した加熱箇所が位置ずれを生じるので、間違った場所を加熱したり、または高周波誘導加熱コイル５０を条材Ｔに衝突させてしまう恐れを避けるための手段が必要となる。
【００４８】
この手段として、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、制御機構９０が、条材Ｔを加熱する前に、該条材Ｔにおける基準位置を予め検出する基準位置検出機構（図示せず）を備え、該基準位置検出機構から得た前記基準位置に基づいて、加熱箇所の位置補正を行うものとした。この基準位置検出機構を備えることにより、高周波誘導加熱コイル５０による各加熱箇所の加熱を実際に行う前に、条材Ｔの各基準位置が確認されるようになる。そして、この求められた基準位置に基づいて、初期に求めた条材Ｔの形状が補正され、各加熱箇所の加熱開始位置の補正が適切に行われる。
【００４９】
これについて詳説すると、前記基準位置検出機構として、前記高周波誘導加熱コイル５０と並んで前記ロボットアーム機構６０の先端にカメラ（図示せず）を設け、加熱を実施する前に、加熱箇所の画像データを取得し、これを輝度分析するなどして条材Ｔの基準位置（例えば端縁）を確認する。その後、得られた新たな基準位置を、初期に求めた座標データ中の基準位置と比較し、その座標差を条材Ｔの熱変形量として認識する。このようにして求められた熱変形量分だけ加熱箇所の位置座標を補正することで、正しい加熱箇所の位置座標が求められる。なお、前記基準位置検出機構としては、前記カメラの代わりに、側距離タイプの光センサなど、その他の計測器も採用可能である。
【００５０】
本実施の形態の条材曲げ加工装置の全体動作について説明する。まず、条材搬送機構２０により条材Ｔを条材把持機構３０の位置まで搬送した後、これを条材把持機構３０に受け渡す。条材把持機構３０では、条材Ｔを把持してその初期位置を固定する。そして、この固定状態の条材Ｔの形状に関する計測データを条材形状データ取得機構４０が取得し、制御機構９０へと転送する。
制御機構９０では、受け取った計測データに基づいて、最適な加熱箇所や加熱形状（所望の曲げを得るために与えるべき加熱部分の形状）や加熱速度（高周波誘導加熱コイル５０の移動速度）や入熱量（高周波誘導加熱コイル５０の出力）等の制御項目を決定し、これら制御項目に基づいてロボットアーム機構６０を動作制御する。
【００５１】
ロボットアーム機構６０は、制御機構９０からの指示に従い、高周波誘導加熱コイル５０を条材Ｔの加熱箇所に近づけてこれを加熱する。この加熱処理の後、もしくは加熱処理と同時に、条材把持機構３０が条材Ｔに対して強制曲げを与えることで、条材Ｔが所望の曲げ形状に塑性変形して曲げ加工される。
以上説明のように、条材搬入から条材固定、条材形状の計測データ取得、条材Ｔを塑性変形させるのに最適な加熱箇所の加熱、そして条材Ｔの強制曲げに至るまでの一連の条材曲げ加工処理が、自動的に行われる。
【００５２】
以上説明の本実施の形態の条材曲げ加工装置の効果について以下にまとめる。本実施の形態の条材曲げ加工装置は、条材搬送機構２０と条材把持機構３０と条材形状データ取得機構４０と制御機構９０とロボットアーム機構６０とを備えた構成を採用した。この構成によれば、条材搬送機構２０により条材搬入が自動的になされ、条材把持機構３０により条材固定が自動的になされ、条材形状データ取得機構４０により条材形状の計測データ取得が自動的になされ、高周波誘導加熱コイル５０とロボットアーム機構６０と制御機構９０により条材Ｔの最適な加熱箇所の加熱が自動的になされ、そして条材把持機構３０により条材Ｔの強制曲げが自動的になされる。
また、条材Ｔを加熱する加熱源として高周波誘導加熱コイル５０を採用することにより、所望の塑性変形を条材に与えるための加熱条件（加熱速度、入熱量など）を容易に制御できるので、従来のガスバーナによる加熱に比較して、曲げ加工処理の自動化が容易である。
したがって、従来はガスバーナにより手作業で行われていた一連の条材曲げ加工処理が自動的になされるので、条材Ｔを自動的に任意形状に曲げ加工することが可能となる。
【００５３】
また、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、ロボットアーム機構６０に、高周波誘導加熱コイル５０及び冷却水スプレー装置６１を備えた構成を採用した。この構成によれば、ロボットアーム機構６０の動作により高周波誘導加熱コイル５０及び冷却水スプレー装置６１を条材Ｔの任意位置に迅速に移動させることができ、条材Ｔのどの位置でも迅速に加熱及び冷却することが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、制御機構９０が、少なくとも、各加熱箇所を加熱する際の加熱形状及び加熱速度及び入熱量の制御を行うものとした。これによれば、条材Ｔを所望の曲げ形状に曲げ加工するのに必要な加熱条件を定量的に指示することができるため、熟練作業者並の高い作業精度で条材の加熱処理を行うことが可能となる。
【００５５】
また、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、制御機構９０が前記基準位置検出機構を備え、該基準位置検出機構から得た基準位置に基づいて各加熱箇所の位置補正を行うものとした。これによれば、高周波誘導加熱コイル５０による加熱前後では、条材Ｔが塑性変形を起こしているために初期に計測したデータとは異なった形状になるが、前記基準位置検出機構により加熱実施前に予め基準位置を確認しておくことで、各加熱箇所の位置補正が行え、適切な加熱位置に高周波誘導加熱コイル５０を導くことができる。したがって、想定していた位置と異なる位置を誤って加熱したり、高周波誘導加熱コイル５０やロボットアーム機構６０を条材Ｔに誤って衝突させてしまうことを防止することが可能となる。
【００５６】
また、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、条材把持機構３０が少なくとも２台備えられ、条材Ｔに対して捻りや曲げ等の強制曲げ力を付与できるものとした。この条材把持機構３０によれば、条材搬送機構２０によって搬送されてきた条材Ｔの初期位置を固定するための固定台としての役目に加えて、条材Ｔに対して強制曲げ力を与えて任意形状に曲げ加工する役目との両方を兼ね備えているので、これらの役目毎に別々に条材把持機構３０を設ける場合に比較して装置構成を簡素化し、装置を低コスト化することが可能となる。
【００５７】
また、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、その条材形状データ取得機構４０に、カメラ４１，４２と画像取り込み用パソコン４３及び画像計測用パソコン４４を備え、条材Ｔの撮像から座標データ計算までの一連の処理を自動的に行えるものとした。これによれば、条材Ｔの各加熱箇所の特定及びその加熱箇所への高周波誘導加熱コイル５０の誘導に際して必須である座標データを、自動的かつ素早く求めることが可能となる。
【００５８】
また、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、その条材形状データ取得機構４０に備えられている２台のカメラ４１，４２が、互いに間隔ｄを置いて設けられ、該間隔ｄの寸法と、各カメラ４１，４２それぞれによって撮像された条材Ｔの画像データとに基づいたステレオ立体視手法により、座標データを得るものとした。このステレオ立体視手法によれば、簡易な装置構成でありながらも精度良く条材Ｔの各点までの距離寸法を特定することができるので、高精度な座標データを安価な装置で得ることが可能となる。
【００５９】
また、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、条材Ｔの表面に沿った各座標位置の画像輝度を連続線Ｌでグラフ表示したものを座標データとし、画像計測用パソコン４４が、連続線Ｌの変曲部分の深さ及び変曲角度等の形状に基づいて、少なくとも、条材Ｔに付されたマーキングＭと条材Ｔの端縁Ｅとを識別できるようにした。これによれば、人目によらずに、単純な計算処理方法によって識別作業を自動処理することが可能となる。
【００６０】
また、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、制御機構９０に、画像計測用パソコン４４からの座標データを取り入れて自らに記録されている加熱位置設定データと照合することで条材Ｔの加熱箇所を特定し、該加熱箇所を加熱するようにロボットアーム機構６０を動作させる制御用パソコン９１を備える構成を採用した。この構成によれば、単純なデータ処理によって各加熱箇所の特定作業及び、各加熱箇所への高周波誘導加熱コイル５０の誘導作業を自動的に行うことが可能となる。
【００６１】
また、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、高周波誘導加熱コイル５０に、ガイド装置５３と空気ばね５４とを備える構成を採用した。この構成によれば、条材Ｔの加熱面から高周波誘導加熱コイル５０までの距離（クリアランスｃ）を一定に保つことができるので、高周波誘導加熱コイル５０を前記加熱面に対して近づけすぎたり、もしくは離しすぎたりすることによる入熱量の変動を防ぎ、計算通りの入熱量を各加熱箇所に与えることが可能となる。
【００６２】
また、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、ガイド装置５３が、ガイド板５３ａとベアリング５３ｂとを有し、ガイド板５３ａが、切り欠き部５３ｃを有する馬蹄状をなすとともに、該ガイド板５３ａを、高周波誘導加熱コイル５０を側面視する視線より見た場合に、切り欠き部５３ｃより高周波誘導加熱コイル５０のコイル５１が突出するように固定されている構成を採用した。この構成によれば、例えばウェブｗとフェイスｆとを有する断面Ｔ字状の条材Ｔの加熱を行うに際し、このウェブｗとフェイスｆとの間に形成される隅部まで加熱する場合には、ガイド板５３ａの切り欠き部５３ｃをこの隅部に向けた状態で加熱することで、ガイド板５３ａが隅部に当たってこの隅部位置まで高周波誘導加熱コイル５０のコイル５１が行けずに加熱が不十分となるのを防ぐことができる。したがって、条材Ｔの隅焼きが可能となる。
【００６３】
また、本実施の形態の条材曲げ加工装置は、条材Ｔが、ウェブｗとフェイスｆと有する断面略Ｔ字状をなし、フェイスｆ側がウェブｗ側の下側となるように条材把持機構３０で保持する構成を採用した。この構成によれば、条材Ｔの重心位置が下側に来るため、条材Ｔを安定して保持することが可能となる。
【００６４】
次に、上記第１の実施の形態の変形例として、図１３，１４を参照しながら本発明の第２の実施の形態についての説明を以下に行う。その他構成は上記第１の実施の形態と同じであるので、説明を省略する。
なお、図１３は、上記第１の実施の形態で説明した条材把持機構３０と一部異なる斜視図であり、ここでは比較のために示すものとする。また、図１４は、本実施の形態の条材曲げ加工装置に備えられている条材把持機構１００の斜視図である。
【００６５】
上記第１の実施の形態では、条材把持機構３０を、条材Ｔを上下より把持する一対の下側捻り方向ワーク強制装置３０Ａ１及び上側捻り方向ワーク強制装置３０Ａ２（もしくは、一対の下側捻り方向ワーク強制装置３０Ｂ１及び上側捻り方向ワーク強制装置３０Ｂ２）で構成するものとした。さらには、下側捻り方向ワーク強制装置３０Ａ１（もしくは、下側捻り方向ワーク強制装置３０Ｂ１）は据付固定型であり、条材Ｔの搬入は前記条材搬送機構２０のチェーンコンベア２２が行うものとしていた。
【００６６】
これに対し、本実施の形態の条材把持機構１００は、図１４に示すように、条材Ｔを把持したまま走行可能な走行部１０１を備え、前記条材搬送機構２０を兼ねた点が特徴の一つとなっている。また、この条材把持機構１００は、条材Ｔをその下側のみより保持する点が他の特徴となっている。また、この条材把持機構１００は、条材Ｔを横に寝かせた状態（すなわち、ウェブｗが水平をなし、フェースが鉛直をなす状態）で保持する点が他の特徴となっている。これらについて、以下に説明する。
【００６７】
まず、本実施の形態の条材把持機構１００の構成について説明すると、前記フレーム８１もしくは床面上に敷設されたベルトコンベアである走行部１０１と、該走行部１０１上に固定された台座部１０２と、該台座部１０２に対して昇降する昇降部１０３と、該昇降部１０３に対して水平軸回りに回動し、条材Ｔをクランプする条材把持部１０４とを備えた概略構成となっている。
そして、走行部１０１は、前記ローラーコンベア２１の下方位置と前記加工処理部８０との間に渡って敷設されており、これらの間で条材材把持部１０４が条材Ｔを保持したまま移動可能となっている。
【００６８】
したがって、本実施の形態の条材把持機構１００は、条材Ｔを搬送する役目と、条材Ｔの初期位置を固定する役目とを兼ね備えたものとなっている。これにより、別機構としての条材搬送機構が不要となるので、装置構成を簡素化することができ、装置を低コスト化することが可能である。
さらに本実施の形態の条材把持機構１００は、上述のように、条材Ｔをその下側のみより保持するものであり、上記第１の実施の形態のように条材Ｔの上方より把持する機構（上側捻り方向ワーク強制装置３０Ａ２もしくは上側捻り方向ワーク強制装置３０Ｂ２）を不要としているので、さらに装置構成を簡素化することができ、装置をさらに低コスト化することが可能である。
【００６９】
また、本実施の形態の条材把持機構１００は、上述のように、条材Ｔを横に寝かせた状態で保持するものとしているので、同図に示すようにフェースｆ側よりもウェブｗ側の方が広い面積を有している場合には、この広いフェースｆ側の面を条材把持部１０４の載置面１０４ａ上に載置することができるので、条材Ｔを極めて安定保持することが可能となっている。
【００７０】
次に、上記第１の実施の形態の変形例として、図１５を参照しながら本発明の第３の実施の形態についての説明を以下に行う。その他構成は上記第１の実施の形態と同じであるので、説明を省略する。
なお、図１３は、本実施の形態の条材曲げ加工装置を示す図であって、（ａ）は条材形状計測機構を示す斜視図であり、（ｂ）は条材に対して高周波誘導加熱源である高周波加熱コイルを装着した状態の正面図である。
【００７１】
本実施の形態では、条材Ｔの撮像と輝度分析によって条材Ｔの形状データを取得する前記条材形状データ取得機構４０の代わりに、図１５（ａ）に示すように、条材Ｔに沿って走行しながら直接的に形状データを取得する条材形状データ取得機構１１０を設けた点が特徴の一つとなっている。また、本実施の形態では、ガイド装置５３を備えた前記高周波誘導加熱コイル５０の代わりに、２体の高周波誘導加熱コイル１２１をＬ字状に保持する加熱源保持体１２０を備え、該加熱源保持体１２０を条材Ｔの長手方向に沿って走行可能に装着させる点も特徴の一つとなっている。これらの特徴点を以下に説明するが、その前に、図１５（ａ），（ｂ）の説明を行う。
【００７２】
図１５（ａ）に示すように、前記フレーム８１の上部には、その下方に固定されている条材Ｔの長手方向（ｘ方向）に沿ってその上方を走行可能な走行フレーム１１１が搭載されている。そして、この走行フレーム１１１には、ｘ方向に対して水平方向に直交するｙ方向にスライド移動するスライド部１１２が支持されている。さらに、このスライド部１１２には、鉛直方向（ｚ方向）に昇降可能な昇降アーム１１３が支持されている。そして、この昇降アーム１１３の下端には、ロータリエンコーダ１１４を介して走行体１１５が支持されている。
【００７３】
走行フレーム１１１内には、フレーム８１上を自走するためのｘ方向ＡＣモータ（図示せず）が内蔵されており、ｘ方向の座標位置を計測することが可能となっている。また、スライド部１１２内には、ｙ方向に横行するためのｙ方向ＡＣモータ（図示せず）が内蔵されており、ｙ方向の座標位置を計測することが可能となっている。また、昇降アーム１１３には、ｚ方向の座標位置を計測するための位置センサ（図示せず）が備えられている。また、前記ロータリエンコーダ１１４は、走行体１１５の傾きを計測することが可能となっている。そして、走行体１１５には、フェースｆ及びウェブｗに対してそれぞれ転動可能に当接するコロ１１５ａ，１１５ｂが備えられている。なお、符号１１６はマグネットチャックであい、符号１１７は条材Ｔを撮像するカメラである。
したがって、固定状態の条材Ｔに対して走行体１１５を装着し、ｘ方向に向かって条材Ｔに沿って走行させることで、条材Ｔの形状が、ｘ方向の座標位置変化及びｙ方向の座標位置変化及びｚ方向の座標位置変化及び走行体１１５の傾きとして得られることとなる。
【００７４】
図１５（ｂ）に示すように、前記加熱源保持体１２０は、略Ｌ字状の保持部１２２と、フェースｆの表面に沿って一方の高周波加熱コイル１２１（フェース加熱コイル）をスライド移動させる移動モータ１２３と、ウェブｗの表面に沿って他方の高周波加熱コイル１２１（ウェブ加熱コイル）をスライド移動させる移動モータ１２４と、保持部１２２を吊り下げ支持する支持アーム１２６とを備えている。そして保持部１２２は、一対のコロ１２２ａ，１２２ｂを転動自在に備えており、条材Ｔの延在方向に沿って走行可能となっている。なお、条材Ｔに対する加熱源保持体１２０の走行は、支持アーム１２６の牽引によるものとしても良いし、もしくは、保持部１２２に自走機構を設けて自走させても良い。
【００７５】
前述のように、本実施の形態の条材形状データ取得機構１１０は、条材Ｔの長手方向に沿って走行可能かつ条材Ｔに対して脱着可能な走行部である走行体１１１５と、該走行体１１５の三次元位置及び傾きを検出する位置検出部（前記ｘ方向ＡＣモータ及びｙ方向ＡＣモータ及び位置センサ及びロータリエンコーダ１１４）とを備えている。
そして、条材Ｔに沿って走行する走行体１１５の動き（基準点からの走行距離や、鉛直方向の上下動や、走行方向に直交する左右動や、傾き）を前記位置検出部で捉えることで、条材形状が直接的に取得される。そして、得られた条材形状の計測データは、計算機が制御用のデータとして利用できるかたちにすべく計算処理が施され、座標データが作成される。このようにして作成された座標データは、条材Ｔの加熱箇所の特定やその加熱箇所への高周波誘導加熱コイル１２１の誘導等に利用される。
したがって、条材Ｔの形状データ取得から座標データ計算までの一連の処理を自動的に行えるようにできるので、条材Ｔの加熱箇所の特定及びその加熱箇所への高周波誘導加熱コイル１２１の誘導に際して必須である座標データを、自動的かつ素早く求めることが可能となっている。
【００７６】
また、本実施の形態では、各高周波誘導加熱コイル１２１に、これら高周波誘導加熱コイル１２１を保持し、条材Ｔの長手方向に沿って走行可能かつ条材Ｔに対して脱着可能な加熱源保持体１２０を備え、該加熱源保持体１２０に、該加熱源保持体１２０に対して条材Ｔの長手方向と交差する方向に各高周波加熱コイル１２１をスライド移動させる移動モータ１２３，１２４（スライド装置）を備える構成を採用している。
【００７７】
これによれば、条材Ｔの長手方向に沿って加熱源保持体１２０を走行させたり、この走行方向と交差する方向に移動モータ１２３，１２４によって高周波加熱コイル１２１をスライド移動させたりすることで、条材Ｔの全長，全面に渡って高周波誘導加熱コイル１２１を行き渡らせて加熱することができる。この移動時の高周波加熱コイル１２１は、加熱源保持体１２０を介して条材Ｔに支持された状態で移動するので、複雑なロボットアーム機構を用いることなく高周波誘導加熱コイル１２１を三次元移動させることが可能となる。
また、高周波加熱コイル１２１を２台備えているため、ウェブｗとフェースｆの両方を同時に加熱して作業速度を速めたり、より複雑な曲げ加工を行わせることも可能となっている。
なお、条材Ｔの重心位置を下にして安定保持することを目的として、例えば図１６の変形例に示すように、条材Ｔを、フェイスｆ側がウェブｗ側の下側となるように保持しておく構成も勿論採用可能である。この図１６においては、本実施の形態と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７８】
次に、上記第１の実施の形態の変形例として、図１７を参照しながら本発明の第４の実施の形態についての説明を以下に行う。その他構成は上記第１の実施の形態と同じであるので、説明を省略する。
なお、図１７は、本実施の形態の条材曲げ加工装置を示す図であって、（ａ）はその要部である条材曲げ加工処理部の正面図であり、（ｂ）は（ａ）をＥ−Ｅ線より見た要部拡大断面図であり、（ｃ）は（ａ）をＤ−Ｄ線より見た拡大断面図である。
【００７９】
本実施の形態の条材曲げ加工装置は、その加熱処理部８０に、複数台配置されて列をなし、条材Ｔの延在方向の各箇所それぞれを支持する条材支持台１３０と、これら条材支持台１３０と同列に配置されて条材Ｔを把持し、強制曲げを加える少なくとも一対の条材クランプ装置１４０と、これらクランプ装置１４０で把持された条材Ｔの全体形状の計測データを取得する条材形状計測機構１５０と、該条材形状計測機構１５０からの前記計測データに基づいて加熱箇所を特定する前記制御機構９０（図１７には図示せず）と、該制御機構９０の制御によって高周波誘導加熱コイル１６０を前記加熱箇所に導く加熱源移動機構１７０とを備えた概略構成を採用している。なお、符号１８０は、左右一対の位置決め用油圧シリンダであり、各条材支持台１３０上に載置された条材Ｔの長手方向位置を左右より抑えて位置決めすることが可能となっている。
その他構成については、上記第１の実施の形態と同様の構成を備えており、説明を省略する。
【００８０】
条材支持台１３０は、図１７（ｃ）に示すように、昇降シリンダ１３１によって昇降する昇降台座１３２と、該昇降台座１３２上を条材Ｔの長手方向に直交する水平方向に水平移動シリンダ１３３によってスライドするスライド台１３４と、条材Ｔを支持して、傾転シリンダ１３５によって条材Ｔの長手方向を軸線として傾動する支持部１３６とを備えて構成されている。そして、載置される条材Ｔに応じて、支持部１３６が水平移動及び傾動することで、条材Ｔの曲がり及び捻れに追従して、適切に条材Ｔを保持可能としている。さらには、支持部１３６をスライドさせることで、条材Ｔに対して曲げ加工を加えることが可能となっている。
【００８１】
条材クランプ装置１４０は、図１７（ｂ）に示すように、床面据付の台座１４１と、条材Ｔを支持して、傾転シリンダ１４２によって条材Ｔの長手方向を軸線として傾動する支持部１４３と、該支持部１４３との間に条材Ｔをクランプシリンダ１４４によって挟持するクランプ１４５と、該クランプ１４５を条材Ｔに対して接近離間動作させるクランプ引き込みシリンダ１４６とを備えて構成されている。そして、載置される条材Ｔを支持台１４３とクランプ１４５が挟み持つことで、クランプ保持することが可能となっている。さらには、支持台１４３を傾動させることで、クランプ状態の条材Ｔに対して捻り加工を加えることが可能となっている
【００８２】
条材形状計測機構１５０は、上記第３の実施の形態で説明した条材形状データ取得機構１１０と同様のものを採用しているが、上記第１の実施の形態で説明した条材形状データ取得機構４０と同様のものも採用可能である。
高周波誘導加熱コイル１６０は、上記第３の実施の形態で説明した加熱源保持体１２０により保持された高周波誘導加熱コイル１２１と同様のものを採用しているが、上記第１の実施の形態で説明したガイド装置５３を有する高周波誘導加熱コイル５０も勿論採用可能である。
加熱源移動機構１７０は、上記第３の実施の形態で説明した加熱源保持体１２０と同様のものを採用しているが、上記第１の実施の形態で説明したロボットアーム機構６０も勿論採用可能である。
【００８３】
本実施の形態の条材曲げ加工装置によれば、条材Ｔは、各条材支持台１３０上に載置されるとともに条材クランプ装置１４０で把持されることで、その初期位置が固定される。そして、この固定状態の条材の形状に関する計測データを条材形状計測機構１５０が取得し、前記制御機構９０へと転送する。制御機構９０では、受け取った計測データに基づいて、最適な加熱箇所や加熱形状（所望の曲げを得るために与えるべき加熱部分の形状）や加熱速度（高周波誘導加熱源の移動速度）や入熱量（高周波誘導加熱源の出力）等の制御項目を決定し、これら制御項目に基づいて加熱源移動機構１７０を動作制御する。加熱源移動機構１７０は、制御機構９０からの指示に従い、高周波誘導加熱コイル１６０を条材Ｔの加熱箇所に近づけてこれを加熱する。この加熱処理の後、もしくは加熱処理と同時に、条材クランプ装置１４０が条材Ｔに対して捻りを与えたり、各条材支持台１３０が強制曲げを与えることで、条材Ｔが所望の曲げ形状に塑性変形して曲げ加工される。以上説明のように、条材固定から条材形状の計測データ取得、条材を塑性変形させるのに最適な加熱箇所の加熱、そして条材の強制曲げに至るまでの一連の条材曲げ加工処理が、自動的に行われる。
【００８４】
以上説明の本実施の形態の条材曲げ加工装置によれば、各条材支持台１３０及び条材クランプ装置１４０により条材Ｔの固定が自動的になされ、条材形状データ取得機構１５０により条材形状の計測データ取得が自動的になされ、高周波誘導加熱コイル１６０と加熱源移動機構１７０と制御機構９０により条材Ｔの最適な加熱箇所の加熱が自動的になされ、そして条材クランプ装置１４０及び条材支持台１３０により条材Ｔの強制曲げが自動的になされる。しかも、設備構成は極めてシンプルであり、装置コストを極めて低く抑えることが可能となる。
また、条材Ｔを加熱する加熱源として高周波誘導加熱コイル１６０を採用することにより、所望の塑性変形を条材Ｔに与えるための加熱条件（加熱速度、入熱量など）を容易に制御できるので、従来のガスバーナによる加熱に比較して、曲げ加工処理の自動化が容易である。
したがって、従来はガスバーナにより手作業で行われていた一連の条材曲げ加工処理が自動的になされるので、条材Ｔを自動的に任意形状に曲げ加工することが可能となる。
【００８５】
なお、上記各実施の形態では、被加工部材をＴロンジ条材としたが、条材であれば特にその断面形状を限定する必要はない。アングル材、その他の特殊形状のものであっても、また船殻外板の骨材として適用するもの以外であっても勿論良い。
【００８６】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の条材曲げ加工装置は、条材搬送機構と条材把持機構と条材形状データ取得機構と制御機構とロボットアーム機構とを備えた構成を採用した。この構成によれば、条材搬送機構により条材搬入が自動的になされ、条材把持機構により条材固定が自動的になされ、条材形状データ取得機構により条材形状の計測データ取得が自動的になされ、高周波誘導加熱源とロボットアーム機構と制御機構により条材の最適な加熱箇所の加熱が自動的になされ、そして条材把持機構により条材の強制曲げが自動的になされる。
また、条材を加熱する加熱源として高周波誘導加熱源を採用することにより、所望の塑性変形を条材に与えるための加熱条件（加熱速度、入熱量など）を容易に制御できるので、従来のガスバーナによる加熱に比較して、曲げ加工処理の自動化が容易である。
したがって、従来はガスバーナにより手作業で行われていた一連の条材曲げ加工処理が自動的になされるので、条材を自動的に任意形状に曲げ加工することが可能となる。
また、この条材曲げ加工装置は、高周波誘導加熱源に、ガイド装置と付勢装置とを備える構成を採用した。この構成によれば、条材の加熱面から高周波誘導加熱源までの距離を一定に保つことができるので、高周波誘導加熱源を前記加熱面に対して近づけすぎたり、もしくは離しすぎたりすることによる入熱量の変動を防ぎ、計算通りの入熱量を加熱箇所に与えることが可能となる。
さらに、この条材曲げ加工装置は、ガイド装置が、ガイド板とベアリングとを有し、ガイド板が、切り欠き部を有する馬蹄状をなすとともに、該ガイド板を、高周波誘導加熱源を側面視する視線より見た場合に、切り欠き部より高周波誘導加熱源が突出するように固定されている構成を採用した。この構成によれば、例えばウェブとフェイスとを有する断面Ｔ字状の条材の加熱を行うに際し、このウェブとフェイスとの間に形成される隅部まで加熱する場合には、ガイド板の切り欠き部をこの隅部に向けた状態で加熱することで、ガイド板が隅部に当たってこの隅部位置まで高周波誘導加熱源が行けずに加熱が不十分となるのを防ぐことができる。したがって、条材の隅焼きが可能となる。
【００８８】
本発明の請求項２記載の条材曲げ加工装置は、条材搬送機構と条材把持機構と条材形状データ取得機構と制御機構とロボットアーム機構とを備えた構成を採用した。この構成によれば、条材搬送機構により条材搬入が自動的になされ、条材把持機構により条材固定が自動的になされ、条材形状データ取得機構により条材形状の計測データ取得が自動的になされ、高周波誘導加熱源とロボットアーム機構と制御機構により条材の最適な加熱箇所の加熱が自動的になされ、そして条材把持機構により条材の強制曲げが自動的になされる。
また、条材を加熱する加熱源として高周波誘導加熱源を採用することにより、所望の塑性変形を条材に与えるための加熱条件（加熱速度、入熱量など）を容易に制御できるので、従来のガスバーナによる加熱に比較して、曲げ加工処理の自動化が容易である。
したがって、従来はガスバーナにより手作業で行われていた一連の条材曲げ加工処理が自動的になされるので、条材を自動的に任意形状に曲げ加工することが可能となる。
また、この条材曲げ加工装置は、高周波誘導加熱源に、該高周波誘導加熱源を保持し、条材の長手方向に沿って走行可能かつ条材に脱着可能な加熱源保持体を備え、該加熱源保持体に、これに対して、前記長手方向と交差する方向に高周波誘導加熱源をスライド移動させるスライド装置を備えた構成を採用した。この構成によれば、移動時の高周波誘導加熱源は、加熱源保持体を介して条材に支持された状態で移動するので、ロボットアーム機構の駆動制御に頼ることなく高周波誘導加熱源を三次元移動させることが可能となる。
【００８９】
また、請求項３記載の条材曲げ加工装置は、ロボットアーム機構に、高周波誘導加熱源及び条材冷却手段を備えた構成を採用した。この構成によれば、ロボットアーム機構の動作により高周波誘導加熱源及び条材冷却手段を条材の任意位置に迅速に移動させることができ、条材のどの位置でも迅速に加熱及び冷却することが可能となる。
【００９０】
また、請求項４記載の条材曲げ加工装置は、制御機構が、少なくとも、加熱箇所を加熱する際の加熱形状及び加熱速度及び入熱量の制御を行うものとした。これによれば、条材を所望の曲げ形状に曲げ加工するのに必要な加熱条件を定量的に指示することができるため、熟練作業者並の高い作業精度で条材の加熱処理を行うことが可能となる。
【００９１】
また、請求項５記載の条材曲げ加工装置は、制御機構が基準位置検出機構を備え、該基準位置検出機構から得た基準位置に基づいて加熱箇所の位置補正を行うものとした。これによれば、高周波誘導加熱源による加熱前後では、条材が塑性変形を起こしているために初期に計測したデータとは異なった形状になるが、基準位置検出機構により加熱実施前に予め基準位置を確認しておくことで、加熱箇所の位置補正が行え、適切な加熱位置に高周波誘導加熱源を導くことができる。したがって、想定していた位置と異なる位置を誤って加熱したり、高周波誘導加熱源やロボットアーム機構を条材に誤って衝突させてしまうことを防止することが可能となる。
【００９２】
また、請求項６記載の条材曲げ加工装置は、条材把持機構が複数台備えられ、条材に対して捻りや曲げ等の強制曲げ力を付与できるものとした。この条材把持機構によれば、条材搬送機構によって搬送されてきた条材の初期位置を固定するための固定台としての役目に加えて、条材に対して強制曲げ力を与えて任意形状に曲げ加工する役目との両方を兼ね備えているので、これらの役目毎に別々に条材把持機構を設ける場合に比較して装置構成を簡素化し、装置を低コスト化することが可能となる。
【００９３】
また、請求項７記載の条材曲げ加工装置は、条材把持機構が、条材を把持したまま走行可能な走行部を備えて前記条材搬送機構を兼ねたものとすることで、別機構としての条材搬送機構が不要となるので、装置構成を簡素化することができ、装置を低コスト化することが可能となる。
【００９４】
また、請求項８記載の条材曲げ加工装置は、その条材形状データ取得機構に、カメラと画像処理用計算機とを備え、条材の撮像から座標データ計算までの一連の処理を自動的に行えるものとした。これによれば、条材の加熱箇所の特定及びその加熱箇所への高周波誘導加熱源の誘導に際して必須である座標データを、自動的かつ素早く求めることが可能となる。
【００９５】
また、請求項９記載の条材曲げ加工装置は、その条材形状データ取得機構に備えられているカメラが、複数台が互いに間隔を置いて設けられ、該間隔の寸法と、各カメラそれぞれによって撮像された条材の画像データとに基づいたステレオ立体視手法により、座標データを得るものとした。このステレオ立体視手法によれば、簡易な装置構成でありながらも精度良く条材の各点までの距離寸法を特定することができるので、高精度な座標データを安価な装置で得ることが可能となる。
【００９６】
また、請求項１０記載の条材曲げ加工装置は、条材の表面に沿った各座標位置の画像輝度を連続線でグラフ表示したものを座標データとし、画像処理用計算機が、連続線の変曲部分の深さ及び変曲角度等の形状に基づいて、少なくとも、条材に付されたマーキングと条材の端縁とを識別できるようにした。これによれば、人目によらずに、単純な計算処理方法によって識別作業を自動処理することが可能となる。
【００９７】
また、請求項１１記載の条材曲げ加工装置は、制御機構に、画像処理用計算機からの座標データを取り入れて自らに記録されている加熱位置設定データと照合することで条材の加熱箇所を特定し、該加熱箇所を加熱するようにロボットアーム機構を動作させるロボットアーム機構制御用計算機を備える構成を採用した。この構成によれば、単純なデータ処理によって加熱箇所の特定作業及び、加熱箇所への高周波誘導加熱源の誘導作業を自動的に行うことが可能となる。
【００９８】
また、請求項１２記載の条材曲げ加工装置は、条材形状データ取得機構に、条材に沿って走行する走行部と、その位置検出を行う位置検出部とを備え、条材の形状データ取得から座標データ計算までの一連の処理を自動的に行えるものとした。これによれば、条材の加熱箇所の特定及びその加熱箇所への高周波誘導加熱源の誘導に際して必須である座標データを、自動的かつ素早く求めることが可能となる。
【０１００】
また、請求項１３記載の条材曲げ加工装置は、条材が、ウェブとフェイスと有する断面略Ｔ字状をなし、フェイス側がウェブ側の下側となるように条材把持機構で保持する構成を採用した。この構成によれば、条材の重心位置が下側に来るため、条材を安定して保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る条材曲げ加工装置の第１の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】同条材曲げ加工装置の条材曲げ加工処理部を示す平面図である。
【図３】同条材曲げ加工装置の条材曲げ加工処理部を示す図であって、図２のＡ−Ａ線より見た正面図である。
【図４】同条材曲げ加工装置の条材曲げ加工処理部を示す図であって、図２のＢ−Ｂ線より見た側面図である。
【図５】同条材曲げ加工装置の高周波誘導加熱源である高周波加熱コイルの縦断面図である。
【図６】同条材曲げ加工装置の同高周波加熱コイルを示す図であって、（ａ）は図５のＣ−Ｃ線より見た底面図であり、（ｂ）は（ａ）をＤ−Ｄ線より見た側面図である。
【図７】同条材曲げ加工装置の条材形状データ取得機構及び制御機構を示す概略構成図である。
【図８】（ａ）は同条材曲げ加工装置の条材形状データ取得機構を説明する説明図であり、（ｂ）はその変形例の説明図である。
【図９】同条材曲げ加工装置の同条材形状データ取得機構を説明する説明図である。
【図１０】同条材曲げ加工装置の制御機構による条材の端縁やマーキングの識別処理状態を、計算機に画面表示した図である。
【図１１】同条材曲げ加工装置による条材の加熱箇所を、制御機構の計算機画面に表示した図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、同条材曲げ加工装置で曲げ加工される条材の曲げ加工時の加熱位置と、曲げ加工後とを示す斜視図である。
【図１３】同条材曲げ加工装置に備えられている条材把持機構の斜視図である。
【図１４】本発明に係る条材曲げ加工装置の第２の実施の形態を示す図であって、条材把持機構の斜視図である。
【図１５】本発明に係る条材曲げ加工装置の第３の実施の形態を示す図であって、（ａ）は条材形状計測機構を示す斜視図であり、（ｂ）は条材に対して高周波誘導加熱源である高周波加熱コイルを装着した状態の正面図である。
【図１６】本発明に係る条材曲げ加工装置の第３の実施の形態の変形例を示す図であって、（ａ）は条材形状計測機構を示す斜視図であり、（ｂ）は条材に対して高周波誘導加熱源である高周波加熱コイルを装着した状態の正面図である。
【図１７】本発明に係る条材曲げ加工装置の第４の実施の形態を示す図であって、（ａ）はその要部である条材曲げ加工処理部の正面図であり、（ｂ）は（ａ）をＥ−Ｅ線より見た要部拡大断面図であり、（ｃ）は（ａ）をＦ−Ｆ線より見た拡大断面図である。
【図１８】条材（Ｔロンジ条材）を示す側面図である。
【符号の説明】
Ｔ・・・条材
５０，１２１，１６０・・・高周波加熱コイル（高周波誘導加熱源）
２０・・・条材搬送機構
３０・・・条材把持機構
４０・・・条材形状データ取得機構
９０・・・制御機構
６０・・・ロボットアーム機構
Ｗ・・・冷却流体
６１・・・冷却水スプレー装置（条材冷却手段）
１０１・・・走行部
４１，４２・・・カメラ
４４・・・画像計測用パソコン（画像処理用計算機）
Ｍ・・・マーキング
Ｅ・・・端縁
９１・・・制御用パソコン（ロボットアーム機構制御用計算機）
５３・・・ガイド装置
５４・・・空気ばね（付勢装置）
５３ａ・・・ガイド板
５３ｂ・・・ベアリング
５３ｃ・・・切り欠き部
１２０・・・加熱源保持体
１２３，１２４・・・移動モータ（スライド装置）
ｗ・・・ウェブ
ｆ・・・フェイス
１３０・・・条材支持台
１４０・・・条材クランプ装置
１５０・・・条材形状計測機構
１７０・・・加熱源移動機構
【図１】
0003556903.tif 000002
【図２】
0003556903.tif 000003
【図３】
0003556903.tif 000004
【図４】
0003556903.tif 000005
【図５】
0003556903.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003556903.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003556903.tif 000011
【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】
0003556903.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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