(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ加工すべき金属条材の軸線方向の小区間を加熱装置で局部的に加熱すると共にその金属条材を前記加熱装置に対して軸線方向に相対的に移動させ、同時に前記金属条材の、前記加熱装置による加熱部よりも進行方向の先端側を、旋回軸線を中心として旋回可能な曲げアームにクランプさせ、その曲げアームを、該曲げアームの旋回軸線が該旋回軸線に直角な面内で曲線状の軌跡をたどるように移動させながら旋回させ、前記金属条材に曲げモーメントを付与して前記加熱部を曲げ変形させ且つ直後に冷却する金属条材の曲げ加工方法において、前記曲げアームを、その旋回軸線が曲げ加工の曲率半径に応じた所定の曲線状の軌跡をたどるように、その軌跡上の位置及び加熱装置に対する金属条材の相対移動速度に応じた所定の速度で所定の方向に移動させながら曲げ加工を行う構成とし、更に、前記曲げアームを前記した所定の速度で所定の方向に移動させるために、前記曲げアームを前記金属条材の加熱装置に対する相対移動方向に平行なＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段と、Ｘ軸に直角なＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段を設けておき、曲げ点を原点としたＸ−Ｙ座標上における曲げアーム旋回軸線のＸ軸方向の移動速度Ｖx 及びＹ軸方向の速度Ｖy を、曲げ開始からの曲げアームの旋回角θ、曲げ開始からの時間ｔ、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長ｄのいずれかを制御用パラメータとして、数１に示す式に基づいて制御することを特徴とする金属条材の曲げ加工方法。
【数１】
0004947828.tif 000011
ただし、Ｖは前記金属条材の前記加熱装置に対する相対移動速度、μは曲げ加工時における金属条材の圧縮率、Ｌは曲げアームのアーム長、Ｒは曲げ加工の曲率半径。
【請求項２】
曲げ加工すべき金属条材の軸線方向の小区間を加熱装置で局部的に加熱すると共にその金属条材を前記加熱装置に対して軸線方向に相対的に移動させ、同時に前記金属条材の、前記加熱装置による加熱部よりも進行方向の先端側を、旋回軸線を中心として旋回可能な曲げアームにクランプさせ、その曲げアームを、該曲げアームの旋回軸線が該旋回軸線に直角な面内で曲線状の軌跡をたどるように移動させながら旋回させ、前記金属条材に曲げモーメントを付与して前記加熱部を曲げ変形させ且つ直後に冷却する金属条材の曲げ加工方法において、前記曲げアームを、その旋回軸線が曲げ加工の曲率半径に応じた所定の曲線状の軌跡をたどるように、その軌跡上の位置及び加熱装置に対する金属条材の相対移動速度に応じた所定の速度で所定の方向に移動させながら曲げ加工を行う構成とし、更に、前記曲げアームを前記した所定の速度で所定の方向に移動させるために、前記曲げアームを前記金属条材の加熱装置に対する相対移動方向に平行なＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段を設けると共にその曲げアームを前記Ｘ軸に直角なＹ軸方向には移動自在としておき、曲げ点を原点としたＸ−Ｙ座標上における曲げアーム旋回軸線のＸ軸方向の移動速度Ｖx を、曲げ開始からの曲げアームの旋回角θ、曲げ開始からの時間ｔ、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長ｄのいずれかを制御用パラメータとして、数２に示す式に基づいて制御することを特徴とする金属条材の曲げ加工方法。
【数２】
0004947828.tif 000012
ただし、Ｖは前記金属条材の前記加熱装置に対する相対移動速度、μは曲げ加工時における金属条材の圧縮率、Ｌは曲げアームのアーム長、Ｒは曲げ加工の曲率半径。
【請求項３】
曲げ加工すべき金属条材の軸線方向の小区間を加熱装置で局部的に加熱すると共にその金属条材を前記加熱装置に対して軸線方向に相対的に移動させ、同時に前記金属条材の、前記加熱装置による加熱部よりも進行方向の先端側を、旋回軸線を中心として旋回可能な曲げアームにクランプさせ、その曲げアームを、該曲げアームの旋回軸線が該旋回軸線に直角な面内で曲線状の軌跡をたどるように移動させながら旋回させ、前記金属条材に曲げモーメントを付与して前記加熱部を曲げ変形させ且つ直後に冷却する金属条材の曲げ加工方法において、前記曲げアームを、その旋回軸線が曲げ加工の曲率半径に応じた所定の曲線状の軌跡をたどるように、その軌跡上の位置及び加熱装置に対する金属条材の相対移動速度に応じた所定の速度で所定の方向に移動させながら曲げ加工を行う構成とし、更に、前記曲げアームを前記した所定の速度で所定の方向に移動させるために、前記曲げアームを前記金属条材の加熱装置に対する相対移動方向に平行なＸ軸方向には移動自在とすると共にそのＸ軸に直角なＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段を設けておき、曲げ点を原点としたＸ−Ｙ座標上における曲げアーム旋回軸線のＹ軸方向の移動速度Ｖy を、曲げ開始からの曲げアームの旋回角θ、曲げ開始からの時間ｔ、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長ｄのいずれかを制御用パラメータとして、数３に基づいて制御することを特徴とする金属条材の曲げ加工方法。
【数３】
0004947828.tif 000013
ただし、Ｖは前記金属条材の前記加熱装置に対する相対移動速度、μは曲げ加工時における金属条材の圧縮率、Ｌは曲げアームのアーム長、Ｒは曲げ加工の曲率半径。
【請求項４】
曲げ加工すべき金属条材の軸線方向の小区間を加熱装置で局部的に加熱すると共にその金属条材を前記加熱装置に対して軸線方向に相対的に移動させ、同時に前記金属条材の、前記加熱装置による加熱部よりも進行方向の先端側を、旋回軸線を中心として旋回可能な曲げアームにクランプさせ、その曲げアームを、該曲げアームの旋回軸線が該旋回軸線に直角な面内で曲線状の軌跡をたどるように移動させながら旋回させ、前記金属条材に曲げモーメントを付与して前記加熱部を曲げ変形させ且つ直後に冷却する金属条材の曲げ加工方法において、前記曲げアームを、その旋回軸線が曲げ加工の曲率半径に応じた所定の曲線状の軌跡をたどるように、その軌跡上の位置及び加熱装置に対する金属条材の相対移動速度に応じた所定の速度で所定の方向に移動させながら曲げ加工を行う構成とし、更に、前記曲げアームを前記した所定の速度で所定の方向に移動させるために、前記曲げアームを、一定位置に設定した揺動軸線を中心として揺動可能な揺動ブームに長手方向に移動可能に保持された移動台に保持させると共に、その移動台を前記揺動ブームの長手方向に移動させる移動台移動手段と前記揺動ブームを揺動させるブーム揺動手段を設けておき、前記移動台の揺動ブームに対する移動速度Ｖb 及び揺動ブームの揺動角速度ωを、曲げ開始からの曲げアームの旋回角θ、曲げ開始からの曲げアームの揺動ブームに対する旋回角ψ1及び揺動ブームの旋回角ψ2 、曲げ開始からの時間ｔ、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長ｄのいずれかを制御用パラメータとして、数４に示す式に基づいて制御することを特徴とする金属条材の曲げ加工方法。
【数４】
0004947828.tif 000014
ただし、Ｖは前記金属条材の前記加熱装置に対する移動速度、μは曲げ加工時における金属条材の圧縮率、Ｌは曲げアームのアーム長、Ｌ0 は揺動軸線と曲げ点とのＸ軸方向の距離、Ｌb は揺動軸線と曲げアーム旋回軸線との距離、Ｒは曲げ加工の曲率半径。
【請求項５】
曲げ加工すべき金属条材の軸線方向の小区間を加熱装置で局部的に加熱すると共にその金属条材を前記加熱装置に対して軸線方向に相対的に移動させ、同時に前記金属条材の、前記加熱装置による加熱部よりも進行方向の先端側を、旋回軸線を中心として旋回可能な曲げアームにクランプさせ、その曲げアームを、該曲げアームの旋回軸線が該旋回軸線に直角な面内で曲線状の軌跡をたどるように移動させながら旋回させ、前記金属条材に曲げモーメントを付与して前記加熱部を曲げ変形させ且つ直後に冷却する金属条材の曲げ加工方法において、前記曲げアームを、その旋回軸線が曲げ加工の曲率半径に応じた所定の曲線状の軌跡をたどるように、その軌跡上の位置及び加熱装置に対する金属条材の相対移動速度に応じた所定の速度で所定の方向に移動させながら曲げ加工を行う構成とし、更に、前記曲げアームを前記した所定の速度で所定の方向に移動させるために、前記曲げアームを、一定位置に設定した揺動軸線を中心として揺動自在な揺動ブームに長手方向に移動可能に保持された移動台に保持させると共にその移動台を前記揺動ブームの長手方向に移動させる移動台移動手段を設けておき、前記移動台の揺動ブームに対する移動速度Ｖb を、曲げ開始からの曲げアームの旋回角θ、曲げ開始からの曲げアームの揺動ブームに対する旋回角ψ1及び揺動ブームの旋回角ψ2 、曲げ開始からの時間ｔ、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長ｄのいずれかを制御用パラメータとして、数５に示す式に基づいて制御することを特徴とする金属条材の曲げ加工方法。
【数５】
0004947828.tif 000015
ただし、Ｖは前記金属条材の前記加熱装置に対する移動速度、μは曲げ加工時における金属条材の圧縮率、Ｌは曲げアームのアーム長、Ｌ0 は揺動軸線と曲げ点とのＸ軸方向の距離、Ｌb は揺動軸線と曲げアーム旋回軸線との距離、Ｒは曲げ加工の曲率半径。
【請求項６】
曲げ加工すべき金属条材の軸線方向の小区間を加熱装置で局部的に加熱すると共にその金属条材を前記加熱装置に対して軸線方向に相対的に移動させ、同時に前記金属条材の、前記加熱装置による加熱部よりも進行方向の先端側を、旋回軸線を中心として旋回可能な曲げアームにクランプさせ、その曲げアームを、該曲げアームの旋回軸線が該旋回軸線に直角な面内で曲線状の軌跡をたどるように移動させながら旋回させ、前記金属条材に曲げモーメントを付与して前記加熱部を曲げ変形させ且つ直後に冷却する金属条材の曲げ加工方法において、前記曲げアームを、その旋回軸線が曲げ加工の曲率半径に応じた所定の曲線状の軌跡をたどるように、その軌跡上の位置及び加熱装置に対する金属条材の相対移動速度に応じた所定の速度で所定の方向に移動させながら曲げ加工を行う構成とし、更に、前記曲げアームを前記した所定の速度で所定の方向に移動させるために、前記曲げアームを、一定位置に設けられたレールに移動可能に保持された移動台に旋回可能に設けられた揺動アームに旋回自在に保持させると共に、前記移動台を前記レールの長手方向に移動させる移動台移動手段と前記揺動アームを揺動させる揺動アーム揺動手段を設けておき、前記移動台のレールに対する移動速度Ｖb 及び揺動アームの揺動角速度ωを、曲げ開始からの曲げアームの旋回角θ、曲げ開始からの曲げアームの揺動アームに対する旋回角ψ1 及び揺動アームの旋回角ψ2 、曲げ開始からの時間ｔ、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長ｄのいずれかを制御用パラメータとして、数６に示す式に基づいて制御することを特徴とする金属条材の曲げ加工方法。
【数６】
0004947828.tif 000016
ただし、Ｖは前記金属条材の前記加熱装置に対する移動速度、μは曲げ加工時における金属条材の圧縮率、Ｌは曲げアームのアーム長、Ｌb は揺動軸線と曲げアーム旋回軸線との距離、Ｒは曲げ加工の曲率半径。
【請求項７】
曲げ加工すべき金属条材の軸線方向の小区間を加熱装置で局部的に加熱すると共にその金属条材を前記加熱装置に対して軸線方向に相対的に移動させ、同時に前記金属条材の、前記加熱装置による加熱部よりも進行方向の先端側を、旋回軸線を中心として旋回可能な曲げアームにクランプさせ、その曲げアームを、該曲げアームの旋回軸線が該旋回軸線に直角な面内で曲線状の軌跡をたどるように移動させながら旋回させ、前記金属条材に曲げモーメントを付与して前記加熱部を曲げ変形させ且つ直後に冷却する金属条材の曲げ加工方法において、前記曲げアームを、その旋回軸線が曲げ加工の曲率半径に応じた所定の曲線状の軌跡をたどるように、その軌跡上の位置及び加熱装置に対する金属条材の相対移動速度に応じた所定の速度で所定の方向に移動させながら曲げ加工を行う構成とし、更に、前記曲げアームを前記した所定の速度で所定の方向に移動させるために、前記曲げアームを、一定位置に設けられたレールに移動可能に保持された移動台に旋回自在に設けられた揺動アームに旋回自在に保持させると共に、前記移動台を前記レールの長手方向に移動させる移動台移動手段を設けておき、前記移動台のレールに対する移動速度Ｖb を、曲げ開始からの曲げアームの旋回角θ、曲げ開始からの曲げアームの揺動アームに対する旋回角ψ1 及び揺動アームの旋回角ψ2 、曲げ開始からの時間ｔ、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長ｄのいずれかを制御用パラメータとして、数７に示す式に基づいて制御することを特徴とする金属条材の曲げ加工方法。
【数７】
0004947828.tif 000017
ただし、Ｖは前記金属条材の前記加熱装置に対する移動速度、μは曲げ加工時における金属条材の圧縮率、Ｌは曲げアームのアーム長、Ｌb は揺動軸線と曲げアーム旋回軸線との距離、Ｒは曲げ加工の曲率半径。
【請求項８】
前記曲げアームの旋回軸線の現在位置と理論位置との比較を行い、その差が許容値を越える場合にはその差が小となるように制御すべき速度を補正することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の金属条材の曲げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属管等の金属条材を連続的に曲げ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属条材の曲げ加工方法として、曲げ加工すべき金属条材の軸線方向の小区間を高周波誘導子等の加熱装置で局部的に加熱すると共にその金属条材を前記加熱装置に対して軸線方向に相対的に移動させ、同時に前記金属条材の、前記加熱装置による加熱部よりも進行方向の先端側を旋回可能な曲げアームにクランプさせ、その曲げアームの旋回によって前記金属条材に曲げモーメントを付与して前記加熱部を変形させ、直後に冷却手段により冷却することにより、金属条材を連続的に曲げ加工する方法が知られている。この方法において、通常は、曲げアームの旋回軸線と加熱装置による加熱位置とを一定の位置関係に保った状態として曲げ加工を行っており、金属条材に付与する曲げ加工の曲率半径（以下曲げ半径という）は曲げアームのアーム長（旋回軸線と金属条材との距離）に等しくなっていた。しかしながら、この方法では金属条材の曲げ半径を任意に設定できないという問題があった。
【０００３】
そこで、この問題を解決する方法として、曲げ加工の進行と共に曲げアームの旋回軸線を曲線状に移動させる曲げ加工方法が提案されている（例えば、特公平３−５６８０４号公報参照）。この方法では曲げアームの旋回軸線の移動軌跡を適切に設定することで、金属条材の曲げ半径を曲げアームの有効長とは異なる所望の値にすることが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した曲げアームの旋回軸線を移動させる方法は、曲げ加工の進行と共に曲げアームの旋回軸線を所定の軌跡に沿って移動させなければならず、その制御が困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、曲げ加工の進行と共に曲げアームの旋回軸線を曲線状に移動させながら曲げ加工する方法において、曲げアームの旋回軸線の移動制御を容易に行うことの可能な金属条材の曲げ加工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、曲げ加工すべき金属条材の軸線方向の小区間を加熱装置で局部的に加熱すると共にその金属条材を前記加熱装置に対して軸線方向に相対的に移動させ、同時に前記金属条材の、前記加熱装置による加熱部よりも進行方向の先端側を、旋回軸線を中心として旋回可能な曲げアームにクランプさせ、その曲げアームを、該曲げアームの旋回軸線が該旋回軸線に直角な面内で曲線状の軌跡をたどるように移動させながら旋回させ、前記金属条材に曲げモーメントを付与して前記加熱部を曲げ変形させ且つ直後に冷却する金属条材の曲げ加工方法において、前記曲げアームを、その旋回軸線が曲げ加工の曲率半径に応じた所定の曲線状の軌跡をたどるように、その軌跡上の位置及び加熱装置に対する金属条材の相対移動速度に応じた所定の速度で所定の方向に移動させながら曲げ加工を行う構成とし、更に、前記曲げアームを前記した所定の速度で所定の方向に移動させるために、請求項１〜７に記載している数１〜数７のいずれかに基づいて制御する構成としたものである。この構成により、旋回軸線を移動させる際の移動速度を制御することによって、曲げアームの旋回軸線を所定の軌跡に沿って移動させることができ、金属条材を所望の曲げ半径に曲げ加工することができる。また、速度制御によって曲げアームの旋回軸線の位置制御を行うので制御が容易である。
【０００７】
ここで、上記した速度制御を行いながら曲げ加工を進めていく際において、曲げアームの旋回軸線の現在位置と理論位置との比較を行い、その差が許容値を越える場合にはその差が小となるように前記曲げアームの旋回軸線の移動速度を補正することが好ましい。この補正を行うことにより、曲げアームの旋回軸線を所定の軌跡に正確に沿って移動させることができ、金属条材の曲げ半径の精度を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は上記したように、曲げアームの旋回軸線が所定の経路に沿って移動するよう、その移動速度を制御しながら曲げ加工を行うことを特徴とする。以下に、その移動速度の求め方及び制御方法を具体的に説明する。
【０００９】
曲げ加工中における曲げアームの旋回軸線の軌跡は、曲げアームのアーム長及び所望の曲げ半径によって定まり、その軌跡を数式化することができる。また、曲げ加工中の任意の時間における曲げアームの旋回軸線の移動方向は、旋回軸線の移動軌跡に旋回軸線の位置で接する接線方向であり、その大きさは金属条材の加熱装置に対する移動速度に応じた値となる。従って、曲げ半径及び金属条材の加熱装置に対する相対移動速度を設定することにより、曲げアームの旋回軸線の移動軌跡及びその軌跡を移動する際の移動速度（方向を含む）を予め求めることができ、それに基づいて上記したように速度制御することで所望曲げ半径の曲げ加工を行うことができる。
【００１０】
ここで、曲げアームの旋回軸線の移動速度及び方向は、その旋回軸線の移動軌跡上の位置によって定まるので、速度制御の一つの実施形態では、旋回軸線の位置情報を制御用パラメータとして行うことができる。例えば、曲げアームの旋回軸線が、移動軌跡上に微少間隔であらかじめ設定した点に到達するごとに、その点に応じた移動速度で旋回軸線を次の点まで移動させるという動作を行えばよい。また、位置情報に代えて、他の情報を制御用パラメータとして使用することも可能である。すなわち、曲げ加工中の任意の時間における曲げアームの旋回軸線の位置は、曲げアームの旋回角（金属条材の曲げ領域の中心角に等しい）、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長、曲げ開始からの時間に対して一定の関係にあるので、これらを位置情報に代えて制御用パラメータとして使用することができる。
【００１１】
上記の曲げ加工を行うに当たって、曲げアームの旋回軸線を移動させる機構には種々なものがあるので、以下その代表例を説明する。
【００１２】
図１は本発明の第一実施形態の曲げ加工方法に用いる装置を概略的に示す平面図であり、１は曲げ加工中の金属条材である。なお、以下の説明において、曲げアームの旋回軸線に直角な面内に、金属条材１に曲げ変形を生じる位置（曲げ点ＢＰ）を原点とし、金属条材１の曲げ加工前の直線状部分に平行方向をＸ軸、直角方向をＹ軸としたＸ−Ｙ座標を想定する。
【００１３】
２は金属条材１を軸線方向（Ｘ軸方向）に前進させる条材移動装置であり、金属条材１の後端を保持してＸ軸方向に移動可能なテールストック２ａと、それをＸ軸方向に移動させるねじ軸２ｂと、それを回転駆動するモータ２ｃ等を備えている。３は金属条材１の長手方向の小区間を加熱する誘導子からなる加熱装置であり、加熱され曲げ変形を生じた直後の部分に冷却水等の冷却媒体を吹き付けて冷却する冷却手段を備えている。４は金属条材１の先端をクランプした曲げアーム、５は曲げアーム４を旋回軸線Ｏを中心として旋回可能に保持したＹ軸台車、６はＹ軸台車５をＹ軸方向に移動可能に保持すると共に自身はＸ軸方向に移動可能なＸ軸台車、７はＸ軸台車６をＸ軸方向に移動させるＸ軸台車移動装置であり、Ｘ軸台車６をＸ軸方向に移動させるねじ軸７ａとそれを回転駆動するモータ７ｂ等を備えている。８はＹ軸台車５をＹ軸方向に移動させるＹ軸台車移動装置であり、Ｙ軸台車５をＹ軸方向に移動させるねじ軸８ａとそれを回転駆動するモータ８ｂ等を備えている。これらのＹ軸台車５、Ｘ軸台車６、Ｘ軸台車移動装置７等は、曲げアーム４の旋回軸線ＯをＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段を構成しており、また、Ｙ軸台車５、Ｙ軸台車移動装置８等は、曲げアーム４の旋回軸線ＯをＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段を構成する。
【００１４】
１０は、条材移動装置２、Ｘ軸台車移動装置７、Ｙ軸台車移動装置８等を制御するコントローラ、１１はテールストック２ａの位置（従って、金属条材１の位置）を計測するための位置センサ、１２はＸ軸台車６のＸ軸方向の位置（従って、旋回軸線ＯのＸ軸方向の位置）を計測するための位置センサ、１３はＹ軸台車５のＹ軸方向の位置（従って、旋回軸線ＯのＹ軸方向の位置）を計測するための位置センサ、１４は曲げアーム４の旋回角度位置を検出する角度センサである。
【００１５】
上記構成の装置による金属条材１の曲げ加工は次のように行われる。加熱装置３で金属条材１の軸線方向の小区間を加熱した状態で条材移動装置２が金属条材１を連続的に前進させ、それによって曲げアーム４を旋回軸線Ｏを中心として旋回させて金属条材１に曲げモーメントを作用させ、金属条材１の加熱部を曲げ変形させると共にその直後に冷却手段が冷却することで金属条材１を連続的に曲げ加工してゆく。そして、この曲げ加工の際に、Ｘ軸台車移動装置７、Ｙ軸台車移動装置８がＹ軸台車５をＸ軸方向、Ｙ軸方向に、予め設定した速度（旋回軸線Ｏの位置に応じて変化する速度）で移動させ、曲げアーム４の旋回軸線Ｏを所定の軌跡に沿って移動させる。これにより、金属条材１が所望の曲げ半径に曲げられて行く。
【００１６】
次に、所望の曲げ半径を得るためのコントローラ１０による制御動作を、金属条材１の加熱装置３に対する相対移動速度を一定値Ｖとし、一定の曲げ半径Ｒでの曲げ加工を行う場合を例にとって、図２に示す略図を参照して説明する。曲げ加工の開始時には図２（ａ）に示すように、旋回アーム４の旋回軸線ＯはＹ軸上に位置している。この時の曲げアーム４の角度位置を基準位置とする（即ち、この時の曲げアーム４の旋回角θを０とする）。金属条材１に対して一定の曲げ半径Ｒでの曲げ加工を行う場合、金属条材１の曲げ開始点Ａ（曲げ加工の開始時に曲げ点ＢＰ上に位置する点）は曲げ加工の進行につれて、図２（ｂ）に示す点Ａに移動し、その点Ａと曲げ点ＢＰとの間の金属条材部分（曲げ加工領域）１ａが、Ｙ軸上の点Ｃを中心とする半径Ｒの円弧状に曲げられることとなる。そしてこの時には、曲げアーム４の旋回軸線Ｏは、点ＡＣを結ぶ線上に位置しており、曲げアームの旋回角θは金属条材１の曲げ加工領域１ａの中心角に等しくなっている。従って、曲げアーム４がこのような関係を保って旋回しながら、その旋回軸線Ｏが、曲げ開始時に位置していた位置（点Ｂで示す）から、点Ｃを中心とする円弧状の軌跡１６に沿って移動することで、所定の曲げ半径Ｒの曲げ加工を行うことができる。
【００１７】
図２（ｂ）において、曲げアーム４の旋回軸線Ｏの座標を（ｘ、ｙ）とすると、上記の関係を保つためには、曲げアーム４のアーム長をＬとすると、
ｘ＝（Ｒ−Ｌ）ｓｉｎθ                ・・・（１）
ｙ＝Ｒ−（Ｒ−Ｌ）ｃｏｓθ            ・・・（２）
となる。また、曲げ加工によって生じる金属条材１の軸線方向の圧縮率をμ、曲げ開始からの時間をｔ、金属条材１の加熱装置３に対する移動長をｄとすると、金属条材１の移動長ｄによって曲げ加工領域１ａが得られるので、次の式が得られる。
Ｖ・ｔ＝ｄ＝Ｒ・θ・μ              ・・・（３）
【００１８】
曲げアーム４の旋回軸線Ｏが図２（ｂ）に示す位置にある時の移動方向は円弧状の軌跡１６に点Ｏで接する接線方向であり、その方向の移動速度をＶr とすると、その大きさは数８に示す式（４）のようになる。
【００１９】
【数８】
0004947828.tif 000002
【００２０】
従って、旋回軸線ＯのＸ軸方向の移動速度をＶx 、Ｙ軸方向の移動速度をＶy とすると、これらの移動速度は数９に示す式（５）、（６）のようになる。
【００２１】
【数９】
0004947828.tif 000003
【００２２】
従って、図１に示す曲げ加工装置において、金属条材１を一定速度Ｖで前進させて曲げ加工するに際し、Ｘ軸台車移動装置７によってＸ軸台車６をＸ軸方向に上記式（５）に示すＶx になるように移動させ、同時にＹ軸台車移動装置８によってＹ軸台車５をＹ軸方向に上記式（６）に示すＶy になるように移動させることで、Ｙ軸台車５に保持している曲げアーム４の旋回軸線Ｏを円弧状の軌跡１６に沿って移動させることができ、その際、曲げアーム４は旋回軸線Ｏを中心として自動的に、軌跡１６上の点に対応した旋回角θに旋回し、一定曲げ半径Ｒでの曲げ加工を行うことができる。
【００２３】
コントローラ１０はこれらの速度制御を行う。すなわち、条材移動装置２を制御して金属条材１を一定速度Ｖで前進させ、それに並行して、角度センサ１４が曲げアーム４の旋回角θを検出し、その旋回角θをパラメータとしてＸ軸台車移動装置７及びＹ軸台車移動装置８を上記式（５）、（６）を満たす速度で移動させる。これにより、Ｙ軸台車５に保持している曲げアーム４の旋回軸線Ｏが円弧状の軌跡１６に沿って移動し、所定の曲げ半径Ｒでの曲げ加工が行われる。
【００２４】
上記した制御方法では、制御用パラメータとして曲げアーム４の旋回角θを用いているが、制御用パラメータはこの旋回角θに限らず、他のものを用いることも可能である。すなわち、旋回角θは、曲げ開始からの時間ｔ及び条材移動装置２による条材移動長ｄに対して上記した式（３）に示す一定の関係を持っているので、曲げ開始からの時間ｔ及び条材移動長ｄを旋回角θに代えて制御用パラメータとして使用可能である。
【００２５】
制御用パラメータとして、曲げ開始からの時間ｔとする場合には、式（５）、（６）と式（３）を変形して得た数１０に示す式（７）を用いて速度制御を行えばよい。
【００２６】
【数１０】
0004947828.tif 000004
【００２７】
すなわち、式（５）、（６）に式（７）を代入することによって、数１１に示す式（８）、（９）が得られるので、この式（８）、（９）を用いて曲げ加工時の旋回軸線Ｏの速度制御を行うことができる。具体的には、コントローラ１０が、条材移動装置２を制御して金属条材１を一定速度Ｖで前進させ、それに並行して、曲げ開始からの時間ｔをカウントし、その時間ｔをパラメータとしてＸ軸台車移動装置７及びＹ軸台車移動装置８を式（８）、（９）を満たす速度で移動させる。これにより、Ｙ軸台車５に保持している曲げアーム４の旋回軸線Ｏが円弧状の軌跡１６に沿って移動し、所定の曲げ半径Ｒでの曲げ加工が行われる。
【００２８】
【数１１】
0004947828.tif 000005
【００２９】
制御用パラメータとして、曲げ開始からの条材移動長ｄを用いる場合には、式（５）、（６）に式（７）を代入することによって数１２に示す式（１０）、（１１）を得ることができるので、その式（１０）、（１１）を用いて曲げ加工時の旋回軸線Ｏの速度制御を行うことができる。具体的には、コントローラ１０が、条材移動装置２を制御して金属条材１を一定速度Ｖで前進させ、それに並行して、位置センサ１１からの信号で移動長ｄを測定し、その移動長ｄをパラメータとしてＸ軸台車移動装置７及びＹ軸台車移動装置８を式（１０）、（１１）を満たす速度で移動させる。これにより、Ｙ軸台車５に保持している曲げアーム４の旋回軸線Ｏが円弧状の軌跡１６に沿って移動し、所定の曲げ半径Ｒでの曲げ加工が行われる。
【００３０】
【数１２】
0004947828.tif 000006
【００３１】
以上に、旋回角θ、時間ｔ又は移動距離ｄをパラメータとしてＸ軸台車移動装置７、Ｙ軸台車移動装置８による旋回軸線Ｏの移動速度Ｖx、Ｖyを所定の式を満たすように制御しながら曲げ加工を行う方法を説明した。ところで、この方法を実施した場合において、曲げ加工の進行に伴って旋回軸線Ｏが所定の軌跡１６をたどるはずであるが、何らかの理由により旋回軸線Ｏが所定の軌跡１６からずれる場合がある。そこで、この補正を行うことが好ましい。この補正を行う方法としては、旋回軸線ＯのＸ−Ｙ座標上における現在位置を位置センサ１２、１３によって測定すると共にそれと理論位置（軌跡１６）との比較を行い、その差が許容値を越える場合にはその差が小となるように前記旋回軸線Ｏ移動速度を補正する方法を挙げることができる。この補正方法の採用により、一層正確な曲げ加工を行うことができる。
【００３２】
上記実施形態は、曲げアーム４の旋回軸線ＯをＸ軸台車移動装置８、Ｙ軸台車移動装置９によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ駆動し、その時の移動速度を制御している。ところで、図１に示す装置で一定の曲げ半径Ｒでの曲げ加工を行う際、条材移動装置２による金属条材１の移動長ｄと、曲げアーム４の旋回角θと、旋回軸線Ｏの位置（座標ｘ、ｙ）には、上記式（１）、（２）、（３）に示す一定の関係がある。このため、移動長ｄと旋回軸線Ｏの一方の座標値（ｘ又はｙ）を定めれば、他の座標値及び旋回角θは一義的に定まってくる。換言すれば、曲げ加工中、曲げアーム４の旋回軸線ＯをＸ軸方向又はＹ軸方向のいずれか一方を所定位置に移動させると、Ｘ軸方向又はＹ軸方向の他方の所定位置にはその旋回軸線Ｏを強制的に移動させなくても金属条材１によって移動させられる。従って、金属条材１の剛性が十分大きく、曲げアーム４を保持している機構（Ｘ軸台車６、Ｙ軸移動台車５）の摩擦抵抗に抗して曲げアーム４の旋回軸線Ｏを移動させることができる場合には、Ｘ軸方向の移動速度又はＹ軸方向の移動速度のみを制御することで、旋回軸線Ｏを所定の軌跡１６に沿って移動させることができる。
【００３３】
曲げアーム４の旋回軸線ＯのＸ軸方向の移動速度のみを制御して曲げ加工を行う実施形態では、図１に示す装置において、Ｙ軸台車５をＸ軸台車６に対してＹ軸方向に移動自在に保持させ、Ｙ軸台車移動装置８は設けない。その他の構成は図１の装置と同様である。そして、曲げ加工中、Ｘ軸台車移動装置７を制御して、旋回軸線ＯのＸ軸方向の移動速度Ｖx を、曲げ開始からの曲げアームの旋回角θ、曲げ開始からの時間ｔ、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長ｄのいずれかを制御用パラメータとして、上記した式（５）、（８）、（１０）のいずれかを用いて制御する。これによって、旋回軸線ＯのＹ軸方向の移動速度Ｖy は自動的に式（６）、（９）、（１１）を満たす値となり、旋回軸線Ｏは所定の軌跡１６上を移動し、所定の曲げ半径Ｒでの曲げ加工が行われる。なお、この場合にも必要に応じ、旋回軸線Ｏの現在位置を検出し、それを理論位置と比較して、その差が小さくなるように、Ｘ軸方向の移動速度Ｖx を補正してもよい。
【００３４】
曲げアーム４の旋回軸線ＯのＹ軸方向の移動速度のみを制御して曲げ加工を行う実施形態では、図１に示す装置において、Ｘ軸台車６をＸ軸方向に移動自在とすると共にＸ軸台車移動装置７は設けない。その他の構成は図１の装置と同様である。そして、曲げ加工中、Ｙ軸台車移動装置８を制御して、旋回軸線ＯのＹ軸方向の移動速度Ｖy を、曲げ開始からの曲げアームの旋回角θ、曲げ開始からの時間ｔ、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長ｄのいずれかを制御用パラメータとして、上記した式（６）、（９）、（１１）のいずれかを用いて制御する。これによって、旋回軸線ＯのＹ軸方向の移動速度Ｖy は自動的に式（５）、（８）、（１０）を満たす値となり、旋回軸線Ｏは所定の軌跡１６上を移動し、所定の曲げ半径Ｒでの曲げ加工が行われる。なお、この場合にも必要に応じ、旋回軸線Ｏの現在位置を検出し、それを理論位置と比較して、その差が小さくなるように、Ｙ軸方向の移動速度Ｖy を補正してもよい。
【００３５】
以上の実施形態では、金属条材１を定位置に配置した加熱装置３に対して移動させて曲げ加工を行う場合を説明したが、本発明はこの構成に限らず、図３に示すように金属条材１を定位置に保持し、その金属条材１に沿って加熱装置３を加熱装置移動装置２０によって移動させる構成としてもよい。この場合には、加熱装置２が金属条材１に対して移動速度Ｖで移動し、その移動に応じて、曲げアーム４の旋回軸線ＯのＸ軸方向及びＹ軸方向の移動速度Ｖx及び／又はＶyを上記した式（５）、（８）、（１０）及び／又は式（６）、（９）、（１１）を満たすように制御することで、所定の曲げ半径Ｒでの曲げ加工を行うことができる。ただし、この場合には、加熱装置３の移動に連れて曲げ点ＢＰも速度Ｖで移動し、従って、曲げ点ＢＰを原点とするＸ−Ｙ座標も速度ＶでＸ軸方向に移動することとなる。前記した式（５）、（８）、（１０）及び式（６）、（９）、（１１）は曲げ点ＢＰを原点とするＸ−Ｙ座標上のものであるので、Ｘ軸台車移動装置７によるＸ軸台車６の実際の移動速度は、上記した式（５）、（８）、（１０）を、Ｘ−Ｙ座標の移動速度で補正したものとすればよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、一定の曲げ半径Ｒでの曲げ加工を行う場合を説明したが、本発明は曲げ半径を場所によって変化させる場合にも適用可能である。例えば、曲げ開始部分では曲げ半径をきわめて大きい値から所望の値Ｒまで減少させ、中間部分では一定値Ｒとし、曲げ終了部分では曲げ半径を徐々に増大するような場合には、上記した式（５）、（８）、（１０）及び式（６）、（９）、（１１）を曲げ半径の変化に応じて補正しておけばよい。
【００３７】
図４は、揺動ブーム式の曲げ加工装置を用いた実施形態を示すものである。この実施形態では、曲げアーム４を旋回軸線Ｏを中心に旋回可能に保持した移動台２２を一定位置に設定した揺動軸線Ｐを中心として揺動可能な揺動ブーム２３に長手方向に移動可能に保持させると共に、その移動台２２を揺動ブームの長手方向に移動させる移動台移動手段２４と揺動ブーム２３を揺動させるブーム揺動手段２５を設けている。また、曲げアーム４の移動台２２に対する旋回角ψ1 （図５参照）を測定する角度センサ２７、揺動ブーム２３の旋回角ψ2 を測定する角度センサ２８、移動台２２の揺動ブームに対する位置を検出する位置センサ２９等も設けている。その他の構成は、図１に示す装置と同様である。
【００３８】
図４に示す曲げ加工装置での一定曲げ半径Ｒでの曲げ加工は次のように行われる。すなわち、曲げ加工の開始時には図５（ａ）に示すように、旋回アーム４の旋回軸線ＯはＹ軸上に位置しており、揺動ブーム２３はＸ軸に平行になっている（揺動軸線ＰとＸ軸との距離を曲げアーム４のアーム長Ｌに等しく設定しているため）。この状態から、条材移動装置２が金属条材１を加熱装置３に対して一定速度Ｖで移動させ、同時に移動台移動手段２４が移動台２２を後述する速度Ｖb で移動させ、揺動ブーム２３を後述する角速度ωで揺動させる。これにより、曲げ加工開始点Ａは図５（ｂ）に示す点Ａに移動し、曲げアーム４の旋回軸線Ｏは点Ｃを中心とする円弧状の軌跡１６に沿って移動することで、所定の曲げ半径Ｒの曲げ加工が行われる。
【００３９】
この方法での曲げ加工を行う際の旋回軸線Ｏの速度（具体的には移動台２２の揺動ブーム２３に対する速度Ｖb及び、揺動ブーム２３の角速度ω）等も式（５）〜式（１１）を求めたのと同様な方法によって求めることができる。すなわち、図５（ｂ）における旋回軸線Ｏの座標（ｘ，ｙ）、旋回軸線Ｏの軌跡１６に対する接線方向の移動速度Ｖr 、曲げアーム４の旋回角θ等に対しても、上記した式（１）〜（６）が成り立ち、更に、揺動軸線Ｐと曲げ点とのＸ軸方向の距離をＬ0 、揺動軸線Ｐと曲げアーム旋回軸線Ｏとの距離をＬb とすると、数１３に示す式が得られる。
【００４０】
【数１３】
0004947828.tif 000007
【００４１】
そしてこれらの式から、数１４に示す式（１６）〜（１８）を得ることができる。
【００４２】
【数１４】
0004947828.tif 000008
【００４３】
従って、図４に示す装置を用いた場合にも、旋回軸線Ｏの速度（具体的には移動台２２の揺動ブーム２３に対する速度Ｖb 及び揺動ブーム２３の角速度ω）を曲げアーム４のＸ−Ｙ座標に対する旋回角θ、曲げアーム４の移動台２２に対する旋回角ψ1 及び揺動ブーム２３の旋回角ψ2 、曲げ開始からの時間ｔ、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長ｄのいずれかを制御用パラメータとして上記式（１６）〜（１９）に基づいて制御することで、所望半径Ｒの曲げ加工を行うことができる。
【００４４】
なお、この場合にも、金属条材１の剛性が大きく、自身に好ましくない変形を生じることなく、揺動ブーム２３或いは移動台２２を移動させることができる場合には、移動台２２の揺動ブーム２３に対する移動速度Ｖb と、揺動ブーム２３の角速度ωの両方を制御する必要はなく、いずれか一方のみ（通常は、移動速度Ｖb ）を制御すればよい。例えば、揺動ブーム２３は単に揺動軸線Ｐを中心として揺動自在としておき、移動台２２の移動速度Ｖb のみを上記式（１６）、（１７）、（１９）に基づいて制御すればよい。
【００４５】
なお、図４、図５に示す実施形態では、揺動軸線ＰとＸ軸との距離を曲げアーム４のアーム長Ｌに等しく設定しているが、これに限らず、適宜変更してもよい。その場合には、上記式（１６）〜（１９）を揺動軸線Ｐの位置に応じて補正して用いれば良い。また、曲げ半径Ｒが曲げ加工中に変化するようにすることも可能であり、その場合にも、上記式（１６）〜（１９）を曲げ半径Ｒの変化に応じて補正して用いれば良い。
【００４６】
図６は、移動式の揺動アームを用いた曲げ加工装置による実施形態を示すものである。この実施形態では、Ｘ軸に平行に設けられたレール３１に移動台３２が移動可能に保持されると共にその移動台３２を前記レール３１の長手方向に移動させる移動台移動手段３３が設けられている。移動台３２には揺動アーム３５が揺動軸線Ｑを中心として揺動可能に保持されると共にその揺動アーム３５を揺動させる揺動アーム揺動手段３６も設けられている。更に、揺動アーム３５の先端に旋回軸線Ｏを中心として曲げアーム４が旋回自在に保持されている。なお、図中、３８は移動台３２のレール３１に対する位置を検出する位置センサ、３９は曲げアーム４の揺動アーム３５に対する旋回角ψ1 （図７参照）を測定する角度センサ、４０は揺動アーム３５の旋回角ψ2 を測定する角度センサである。その他の構成は、図１に示す装置と同様である。
【００４７】
図６に示す曲げ加工装置での一定曲げ半径Ｒでの曲げ加工は次のように行われる。すなわち、曲げ加工の開始時には図７（ａ）に示すように、旋回アーム４の旋回軸線ＯはＹ軸上に位置しており、揺動アーム３５はＸ軸に平行になっている（揺動軸線ＱとＸ軸との距離を曲げアーム４のアーム長Ｌに等しく設定しているため）。この状態から、条材移動装置２が金属条材１を加熱装置３に対して一定速度Ｖで移動させ、同時に移動台移動手段３３が移動台３２を後述する速度Ｖb で移動させ、揺動アーム３５を後述する角速度ωで揺動させる。これにより、曲げ加工開始点Ａは図７（ｂ）に示す点Ａに移動し、曲げアーム４の旋回軸線Ｏは点Ｃを中心とする円弧状の軌跡１６に沿って移動することで、所定の曲げ半径Ｒの曲げ加工が行われる。
【００４８】
この方法での曲げ加工を行う際の旋回軸線Ｏの速度（具体的には移動台３２の速度Ｖb 及び揺動アーム３５の角速度ω）等も式（１６）〜式（１９）を求めたのと同様な方法によって求めることができる。すなわち、図７（ｂ）における旋回軸線Ｏの座標（ｘ，ｙ）、旋回軸線Ｏの軌跡１６に対する接線方向の移動速度Ｖr 、曲げアーム４の旋回角θ等に対しても、上記した式（１）〜（６）が成り立ち、更に、揺動軸線Ｑの座標を（ｘb ，ｙb ）とし、揺動軸線Ｐと曲げアーム旋回軸線Ｏとの距離をＬb とすると、数１５に示す式が得られる。
【００４９】
【数１５】
0004947828.tif 000009
【００５０】
そしてこれらの式から、数１６に示す式（２５）〜（２７）を得ることができる。
【００５１】
【数１６】
0004947828.tif 000010
【００５２】
従って、図６に示す装置を用いた場合にも、旋回軸線Ｏの速度（具体的には移動台３２の速度Ｖb 及び揺動アーム３５の角速度ω）を曲げアーム４のＸ−Ｙ座標に対する旋回角θ、曲げアームの揺動アーム３５に対する旋回角ψ1 及び揺動アーム３５の旋回角ψ2  、曲げ開始からの時間ｔ、曲げ開始からの金属条材の加熱装置に対する相対移動長ｄのいずれかを制御用パラメータとして上記式（２５）〜（２７）に基づいて制御することで、所望半径Ｒの曲げ加工を行うことができる。
【００５３】
なお、この場合にも、金属条材１の剛性が大きく、自身に好ましくない変形を生じることなく、揺動アーム３５或いは移動台３２を移動させることができる場合には、移動台３２のレール３１に対する移動速度Ｖb と、揺動アーム３５の角速度ωの両方を制御する必要はなく、いずれか一方のみ（通常は移動速度Ｖb ）を制御すればよい。例えば、揺動アーム３５は単に揺動軸線Ｑを中心として揺動自在としておき、移動台３２の移動速度Ｖb のみを上記式（２５）、（２７）に基づいて制御すればよい。
【００５４】
なお、図６、図７に示す実施形態では、揺動軸線ＱとＸ軸との距離を曲げアーム４のアーム長Ｌに等しく設定しているが、これに限らず、適宜変更してもよい。その場合には、上記式（２５）〜（２７）を揺動軸線Ｑの位置に応じて補正して用いれば良い。また、曲げ半径Ｒが曲げ加工中に変化するようにすることも可能であり、その場合にも、上記式（２５）〜（２７）を曲げ半径Ｒの変化に応じて補正して用いれば良い。
【００５５】
図４〜図７に示す実施形態においても、曲げ加工中、旋回軸線Ｏの現在位置を検出し、それを理論位置と比較して、その差が小さくなるように、旋回軸線Ｏの移動速度を補正することが好ましい。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明は曲げアームを旋回させながら移動させて金属条材の曲げ加工を行う方法において、前記曲げアームを、その旋回軸線が金属条材の曲げ半径に応じた所定の軌跡をたどるように、その軌跡上の位置及び加熱装置に対する金属条材の相対移動速度に応じた所定の速度で所定の方向に移動させながら曲げ加工を行う構成とし、更に、前記曲げアームを前記した所定の速度で所定の方向に移動させるために、請求項１〜７に記載している数１〜数７のいずれかに基づいて制御する構成としたことにより、制御の容易な速度制御によって旋回軸線を所定の軌跡に沿って移動させることができ、金属条材を所望の所望の曲げ半径に曲げ加工することができると共にそれを実施するための制御装置のコストダウンを図ることができるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施形態を示す概略平面図
【図２】（ａ）、（ｂ）は図１に示す実施形態における曲げ加工時の各部材の位置関係を説明する概略図
【図３】本発明の他の実施形態を示す概略平面図
【図４】本発明の更に他の実施形態を示す概略平面図
【図５】（ａ）、（ｂ）は図４に示す実施形態における曲げ加工時の各部材の位置関係を説明する概略図
【図６】本発明の更に他の実施形態を示す概略平面図
【図７】（ａ）、（ｂ）は図６に示す実施形態における曲げ加工時の各部材の位置関係を説明する概略図
【符号の説明】
１  金属条材
２  条材移動装置
３  加熱装置
４  曲げアーム
５  Ｙ軸台車
６  Ｘ軸台車
７  Ｘ軸台車移動装置
８  Ｙ軸台車移動装置
１０  コントローラ
１１、１２、１３  位置センサ
１４  角度センサ
【図１】
0004947828.tif 000018
【図２】
0004947828.tif 000019
【図３】
0004947828.tif 000020
【図４】
0004947828.tif 000021
【図５】
0004947828.tif 000022
【図６】
0004947828.tif 000023
【図７】
0004947828.tif 000024