(57)【要約】【課題】  閉ループ状のワークのスプリングバックに対する押圧量の自動調整を可能にして、加工後の品質の安定性を向上させる。【解決手段】  制御手段４３が、所定部位Ａ〜Ｄに対する押圧量Ｚ０ａ〜Ｚ０ｄを設定し、押圧量Ｚ０ａ〜Ｚ０ｄで押圧手段１１が所定部位Ａ〜Ｄを押圧する押圧工程、前回の押圧工程終了後の所定部位Ａ〜Ｄの現在位置と目標位置Ａ０〜Ｄ０との差と、所定部位Ａ〜Ｄのスプリングバック量と、相関関係データとから、追加の押圧量Ｚ２ａ〜Ｚ２ｄを設定し、追加の押圧量Ｚ２ａ〜Ｚ２ｄで押圧手段１１が所定部位Ａ〜Ｄを押圧する追加の押圧工程を行い、追加の押圧工程終了後の所定部位Ａ〜Ｄの現在位置と目標位置Ａ０〜Ｄ０との差が許容範囲内か否かを判別し、その差が許容範囲内でない場合には追加の押圧工程を行い、その差が許容範囲内である場合には追加の押圧工程を行わないようにする。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉ループ状の二次元形状に形成した金属パイプ製のワークの所定部位を三次元方向に押圧する押圧手段を備え、この押圧手段の作動により、前記ワークを、その前記所定部位が三次元方向の目標位置に位置する所定の三次元形状に形成する三次元曲げ用の加工方法であって、
前記目標位置と、前記所定部位の三次元方向での位置を検出する検出手段と、実験により得た前記所定部位の三次元方向への押圧量と前記所定部位のスプリングバック量との相関関係を示す相関関係データとに基づいて、前記押圧手段の作動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段が、
前記目標位置に基づいて、前記所定部位に対する前記押圧手段の押圧量を設定し、この押圧量で前記所定部位が押圧されるように前記押圧手段の作動を制御する押圧工程と、
前回の押圧工程の終了後に前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置と前記目標位置との差を算出し、かつ、前回の押圧量と前記所定部位の現在位置とに基づいて前記所定部位のスプリングバック量を算出し、このスプリングバック量と前記相関関係データとに基づいて、前記目標位置と前記所定部位の現在位置との差を補正し、この補正後の値を追加の押圧量に設定し、この追加の押圧量で前記所定部位が押圧されるように前記押圧手段の作動を制御する追加の押圧工程とを行い、
この追加の押圧工程の終了後に前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置と前記目標位置との差に基づいて、その差が許容範囲内か否かを判別し、その差が許容範囲内でない場合には前記追加の押圧工程を行い、その差が許容範囲内である場合には前記追加の押圧工程を行わないことを特徴とする三次元曲げ用の加工方法。
【請求項２】
前記制御手段が、前記押圧工程での前記押圧量の設定を、前記目標位置と前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置とに基づいて行うことを特徴とする請求項１に記載の三次元曲げ用の加工方法。
【請求項３】
閉ループ状の二次元形状に形成した金属パイプ製のワークの所定部位を三次元方向に押圧する押圧手段を備え、この押圧手段の作動により、前記ワークを、前記所定部位が三次元方向の目標位置に位置する所定の三次元形状に形成する三次元曲げ用の加工機であって、
前記目標位置と、前記所定部位の三次元方向での位置を検出する検出手段と、実験により得た前記所定部位の三次元方向への押圧量と前記所定部位のスプリングバック量との相関関係を示す相関関係データとに基づいて、前記押圧手段の作動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段が、
前記目標位置に基づいて、前記所定部位に対する前記押圧手段の押圧量を設定し、この押圧量で前記所定部位が押圧されるように前記押圧手段の作動を制御する押圧工程と、
前回の押圧工程の終了後に前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置と前記目標位置との差を算出し、かつ、前回の押圧量と前記所定部位の現在位置とに基づいて前記所定部位のスプリングバック量を算出し、このスプリングバック量と前記相関関係データとに基づいて、前記目標位置と前記所定部位の現在位置との差を補正し、この補正後の値を追加の押圧量に設定し、この追加の押圧量で前記所定部位が押圧されるように前記押圧手段の作動を制御する追加の押圧工程とを行い、
この追加の押圧工程の終了後に前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置と前記目標位置との差に基づいて、その差が許容範囲内か否かを判別し、その差が許容範囲内でない場合には前記追加の押圧工程を行い、その差が許容範囲内である場合には前記追加の押圧工程を行わないように構成してあることを特徴とする三次元曲げ用の加工機。
【請求項４】
前記制御手段が、前記押圧工程での前記押圧量の設定を、前記目標位置と前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置とに基づいて行うように構成してあることを特徴とする請求項３に記載の三次元曲げ用の加工機。
【請求項５】
前記所定部位を押圧する前記押圧手段の押圧部を姿勢変更可能に取り付けてあることを特徴とする請求項３又は４に記載の三次元曲げ用の加工機。
【請求項６】
前記所定部位を押圧する前記押圧部の押圧面に、前記所定部位における被押圧側の断面形状と相似の凹部を形成してあることを特徴とする請求項５に記載の三次元曲げ用の加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉ループ状の二次元形状に形成した金属パイプ製のワークの所定部位を三次元方向に押圧する押圧手段を備え、この押圧手段の作動により、前記ワークを、前記所定部位が三次元方向の目標位置に位置する所定の三次元形状に形成する三次元曲げ用の加工方法と加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、上記のような三次元曲げ用の加工方法や加工機においては、ワークに三次元方向の曲げ加工を施した後のスプリングバックに対する押圧量の自動調整を行えるようにしたものはなかった。そのため、上記のような三次元方向の曲げ加工を行う場合には、作業者が、曲げ加工を行う前に、ワークの材質や形状などから曲げ加工後のスプリングバック量を推測し、その推測したスプリングバック量を考慮して、ワークの所定部位に対する三次元方向の押圧量を設定し、その設定した押圧量でワークの所定部位を押圧手段により押圧する、といった作業工程を繰り返す試行錯誤の結果、閉ループ状の二次元形状に形成したワークを所定の三次元形状に形成するようにしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、スプリングバック量は素材の組成によっても異なることから、作業者が、スプリングバック量を的確に推測することはかなり難しく、その結果、加工後の品質が安定しないなどの不都合を招くようになっていた。特に、材料のロットが変わった場合などに、作業者が、それに対応したスプリングバック量を推測することは不可能である。
【０００４】
本発明の目的は、閉ループ状の二次元形状に形成した金属パイプ製のワークに三次元方向の曲げ加工を施した後のスプリングバックに対する押圧量の自動調整を可能にして、加工後の品質の安定性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明のうちの請求項１に記載の発明では、
閉ループ状の二次元形状に形成した金属パイプ製のワークの所定部位を三次元方向に押圧する押圧手段を備え、この押圧手段の作動により、前記ワークを、その前記所定部位が三次元方向の目標位置に位置する所定の三次元形状に形成する三次元曲げ用の加工方法であって、
前記目標位置と、前記所定部位の三次元方向での位置を検出する検出手段と、実験により得た前記所定部位の三次元方向への押圧量と前記所定部位のスプリングバック量との相関関係を示す相関関係データとに基づいて、前記押圧手段の作動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段が、
前記目標位置に基づいて、前記所定部位に対する前記押圧手段の押圧量を設定し、この押圧量で前記所定部位が押圧されるように前記押圧手段の作動を制御する押圧工程と、
前回の押圧工程の終了後に前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置と前記目標位置との差を算出し、かつ、前回の押圧量と前記所定部位の現在位置とに基づいて前記所定部位のスプリングバック量を算出し、このスプリングバック量と前記相関関係データとに基づいて、前記目標位置と前記所定部位の現在位置との差を補正し、この補正後の値を追加の押圧量に設定し、この追加の押圧量で前記所定部位が押圧されるように前記押圧手段の作動を制御する追加の押圧工程とを行い、
この追加の押圧工程の終了後に前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置と前記目標位置との差に基づいて、その差が許容範囲内か否かを判別し、その差が許容範囲内でない場合には前記追加の押圧工程を行い、その差が許容範囲内である場合には前記追加の押圧工程を行わないことを特徴とする。
【０００６】
この特徴構成によると、追加の押圧工程においては、押圧手段による所定部位の押圧を、前回の押圧工程又は追加の押圧工程を行った後に得られる実際のスプリングバック量と、実験で得た前記相関関係データとに基づいて適正に補正した押圧量で行える。
【０００７】
これにより、閉ループ状の二次元形状に形成した金属パイプ製のワークを、少ない作業工程で、その所定部位が三次元方向の目標位置に位置する所定の三次元形状に形成することができる。
【０００８】
従って、生産性の向上を図りながら加工後の品質を安定させることができる。
【０００９】
本発明のうちの請求項２に記載の発明では、上記請求項１に記載の発明において、
前記制御手段が、前記押圧工程での前記押圧量の設定を、前記目標位置と前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置とに基づいて行うことを特徴とする。
【００１０】
この特徴構成によると、押圧工程での押圧手段による所定部位の押圧を、ワークを閉ループ状の二次元形状に形成した際に生じた三次元方向の歪などによる誤差を考慮した適正な押圧量で行える。
【００１１】
これにより、閉ループ状の二次元形状に形成した金属パイプ製のワークを、より少ない作業工程で、その所定部位が三次元方向の目標位置に位置する所定の三次元形状に形成することができる。
【００１２】
従って、生産性の向上を更に図りながら加工後の品質を安定させることができる。
【００１３】
本発明のうちの請求項３に記載の発明では、
閉ループ状の二次元形状に形成した金属パイプ製のワークの所定部位を三次元方向に押圧する押圧手段を備え、この押圧手段の作動により、前記ワークを、前記所定部位が三次元方向の目標位置に位置する所定の三次元形状に形成する三次元曲げ用の加工機であって、
前記目標位置と、前記所定部位の三次元方向での位置を検出する検出手段と、実験により得た前記所定部位の三次元方向への押圧量と前記所定部位のスプリングバック量との相関関係を示す相関関係データとに基づいて、前記押圧手段の作動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段が、
前記目標位置に基づいて、前記所定部位に対する前記押圧手段の押圧量を設定し、この押圧量で前記所定部位が押圧されるように前記押圧手段の作動を制御する押圧工程と、
前回の押圧工程の終了後に前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置と前記目標位置との差を算出し、かつ、前回の押圧量と前記所定部位の現在位置とに基づいて前記所定部位のスプリングバック量を算出し、このスプリングバック量と前記相関関係データとに基づいて、前記目標位置と前記所定部位の現在位置との差を補正し、この補正後の値を追加の押圧量に設定し、この追加の押圧量で前記所定部位が押圧されるように前記押圧手段の作動を制御する追加の押圧工程とを行い、
この追加の押圧工程の終了後に前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置と前記目標位置との差に基づいて、その差が許容範囲内か否かを判別し、その差が許容範囲内でない場合には前記追加の押圧工程を行い、その差が許容範囲内である場合には前記追加の押圧工程を行わないように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
この特徴構成によると、追加の押圧工程においては、押圧手段による所定部位の押圧を、前回の押圧工程又は追加の押圧工程を行った後に得られる実際のスプリングバック量と、実験で得た前記相関関係データとに基づいて適正に補正した押圧量で行える。
【００１５】
これにより、閉ループ状の二次元形状に形成した金属パイプ製のワークを、少ない作業工程で、その所定部位が三次元方向の目標位置に位置する所定の三次元形状に形成することができる。
【００１６】
従って、生産性の向上を図りながら加工後の品質を安定させることができる。
【００１７】
本発明のうちの請求項４に記載の発明では、上記請求項３に記載の発明において、
前記制御手段が、前記押圧工程での前記押圧量の設定を、前記目標位置と前記検出手段が検出する前記所定部位の現在位置とに基づいて行うように構成してあることを特徴とする。
【００１８】
この特徴構成によると、押圧工程での押圧手段による所定部位の押圧を、ワークを閉ループ状の二次元形状に形成した際に生じた三次元方向の歪などによる誤差を考慮した適正な押圧量で行える。
【００１９】
これにより、閉ループ状の二次元形状に形成した金属パイプ製のワークを、より少ない作業工程で、その所定部位が三次元方向の目標位置に位置する所定の三次元形状に形成することができる。
【００２０】
従って、生産性の向上を更に図りながら加工後の品質を安定させることができる。
【００２１】
本発明のうちの請求項５に記載の発明では、上記請求項３又は４に記載の発明において、
前記所定部位を押圧する前記押圧手段の押圧部を姿勢変更可能に取り付けてあることを特徴とする。
【００２２】
この特徴構成によると、押圧手段の押圧部でワークの所定部位を押圧する際には、三次元方向とともにワークの内方側に変位する所定部位に対して、押圧手段の押圧部を、所定部位の変位方向に向かう適正な姿勢で作用させることができる。
【００２３】
これにより、ワークの所定部位を、目標位置に向けて無理なくスムーズに精度良く押圧変位させることができる。
【００２４】
従って、加工後の品質を安定させながら向上させることができる。
【００２５】
本発明のうちの請求項６に記載の発明では、上記請求項５に記載の発明において、
前記所定部位を押圧する前記押圧部の押圧面に、前記所定部位における被押圧側の断面形状と相似の凹部を形成してあることを特徴とする。
【００２６】
この特徴構成によると、押圧手段の押圧部でワークの所定部位を押圧する際には、押圧部の押圧面を、所定部位に対して広い面積で適切に作用させることができる。
【００２７】
これにより、押圧手段の押圧部がワークの所定部位に局部的に作用することによる変形を回避することができる。
【００２８】
従って、加工後の品質を更に安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例として、本発明に係る三次元曲げ用の加工方法及び加工機１を、作業車用キャビンに使用する左右のサイドフレームＳＦ（ワークＷの一例）を閉ループ状の二次元形状から所定の三次元形状に曲げ加工する三次元曲げ工程に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１は本発明に係る三次元曲げ用の加工機１の全体正面である。この図に示すように、三次元曲げ用の加工機１は、右側のサイドフレームＳＦに曲げ加工を施す右用の曲げ加工部２、左側のサイドフレームＳＦに曲げ加工を施す左用の曲げ加工部３、及び、それらの曲げ加工部２，３に備えた各制御対象機器の作動を制御する制御部４、などにより構成してある。
【００３１】
左右の各サイドフレームＳＦは、異形パイプＰに２元方向の曲げ加工を施して所定のループ状の二次元形状に形成した後、その両端部を溶接し、溶接箇所に研磨処理を施して所定の閉ループ状の二次元形状に形成したものである（図３参照）。異形パイプＰには、その全長にわたって一直線状に凹入する断面視「く」の字状の一対の凹部Ｐａ，Ｐｂを対向形成し、かつ、非凹入部の一方に一直線状の面取部Ｐｃを形成した断面形状が略瓢箪形のものを採用してある（図１〜５参照）。そして、その一方の凹部Ｐａが、曲面ガラスなどからなるドア（図示せず）を受け止め支持するドア受部として機能し、他方の凹部Ｐｂが、曲面ガラスなどからなるフロントパネル（図示せず）やリアパネル（図示せず）などを受け止め支持するパネル受部として機能するように形成してある。
【００３２】
図１〜４に示すように、左右の各曲げ加工部２，３は、それらのフレーム５に、サイドフレームＳＦを移載位置と加工位置とにわたって昇降搬送する昇降搬送装置６、サイドフレームＳＦの左右方向の位置決めを行う左右の第１位置決め部材７、サイドフレームＳＦの前後方向の位置決めを行う左右の第２位置決め部材８、サイドフレームＳＦが所定の三次元形状に形成されるようにサイドフレームＳＦの所定部位ａ〜ｆを受け止め支持する下型９、下型９に対するサイドフレームＳＦの固定保持を可能にする５台のクランプ装置１０、及び、サイドフレームＳＦの所定部位Ａ〜Ｄを三次元方向に押圧する４台のプレス装置（押圧手段）１１、などを備えて構成してある。
【００３３】
左右の各曲げ加工部２，３において、フレーム５は、平面視矩形状に形成した基台１２、その基台１２の左右両端部に立設した左右一対の側壁１３、及び、それらの側壁１３の上端にわたって掛け渡した天井１４、などにより構成してある。
【００３４】
昇降搬送装置６は、基台１２の中央部に配備したエアシリンダ１５の作動で、サイドフレームＳＦが載置される左右一対の支持杆１６が、下型９の載置面よりも上方に位置する移載位置と、下型９の載置面よりも下方に位置する退避位置とにわたって昇降移動するように構成してある。そして、その昇降移動により、サイドフレームＳＦを、下型９から浮上させた搬入・搬出用の移載位置と、下型９に載置した加工位置とにわたって昇降搬送する。
【００３５】
左右の第１位置決め部材７は、左右の支持杆１６に載置されるサイドフレームＳＦとの接当により、サイドフレームＳＦの下型９に対する左右方向の位置決めを行うように、左右の各側壁１３における前後中間部の下側部分に装備してある。左右の第２位置決め部材８は、左右の支持杆１６に載置されるサイドフレームＳＦとの接当により、サイドフレームＳＦの下型９に対する前後方向の位置決めを行うように、基台１２の奥側に立設してある。
【００３６】
下型９は、加工位置においてサイドフレームＳＦの前部下側部分ａを水平姿勢で受け止め支持する第１下型部材１７、加工位置においてサイドフレームＳＦの後部上下中間側部分ｂを水平姿勢で受け止め支持する第２下型部材１８、サイドフレームＳＦの前部上側部分ｃにおける三次元方向の曲げ位置や曲率を設定する第３下型部材１９、サイドフレームＳＦの後部上側部分ｄにおける三次元方向の曲げ位置や曲率を設定する第４下型部材２０、サイドフレームＳＦの上部ｅにおける三次元方向の曲げ位置や曲率を設定する第５下型部材２１、及び、サイドフレームＳＦの下部ｆにおける三次元方向の曲げ位置や曲率を設定する第６下型部材２２、などを備えて構成してある。
【００３７】
第３〜６の下方部材１９〜２２は、サイドフレームＳＦのスプリングバックを考慮して、それらのサイドフレームＳＦに作用する作用面が、対応するサイドフレームＳＦの湾曲部分の曲率よりも大きい曲率で湾曲するように形成してある。
【００３８】
５台のクランプ装置１０のうち、２台のクランプ装置１０は、サイドフレームＳＦの前部下側部分ａに作用するように基台１２の後側に左右方向に並べて配備してある。３台のクランプ装置１０は、サイドフレームＳＦの後部上下中間側部分ｂに作用するように基台１２の前側に左右方向に並べて配備してある。各クランプ装置１０は、油圧シリンダ２３の作動により、揺動式のクランプ２４が、第１下型部材１７又は第２下型部材１８により受け止め支持されたサイドフレームＳＦの前部下側部分ａ又は後部上下中間側部分ｂを、第１下型部材１７又は第２下型部材１８との間に挟持保持する挟持位置と、サイドフレームＳＦの前部下側部分ａ及び後部上下中間側部分ｂから離間して、それら前部下側部分ａ及び後部上下中間側部分ｂの第１下型部材１７及び第２下型部材１８との間での挟持保持を解除する解除位置とに揺動変位するように構成してある。そして、各クランプ装置１０により、サイドフレームＳＦの前部下側部分ａ及び後部上下中間側部分ｂを第１下型部材１７又は第２下型部材１８との間に挟持保持することにより、サイドフレームＳＦの押し曲げ時に、サイドフレームＳＦの前部下側部分ａや後部上下中間側部分ｂが、第１下型部材１７又は第２下型部材１８から浮き上がって変形することを防止してある。
【００３９】
４台のプレス装置１１のうち、１台は、サイドフレームＳＦにおける下型９の第３下型部材１９と第５下型部材２１との間に位置する前上部の所定部位Ａに作用するようにフレーム５に配備してある。１台は、サイドフレームＳＦにおける下型９の第４下型部材２０と第５下型部材２１との間に位置する後上部の所定部位Ｂに作用するようにフレーム５に配備してある。１台は、サイドフレームＳＦにおける下型９の第１下型部材１７と第６下型部材２２との間に位置する前下部の所定部位Ｃに作用するようにフレーム５に配備してある。１台は、サイドフレームＳＦにおける下型９の第２下型部材１８と第６下型部材２２との間に位置する後下部の所定部位Ｄに作用するようにフレーム５に配備してある。
【００４０】
各プレス装置１１は、サーボモータ２５からの動力を、減速機２６やカップリング２７などを介してネジ送り式のスライド機構２８に伝達し、その動力で、スライド機構２８が、左右一対のガイドレール２９に案内支持されるスライダ３０を上下方向にスライド移動させることにより、スライダ３０の下端部に備えたプレスヘッド３１が、その真下に位置するようにスライダ３０に吊り下げ支持させた上型（押圧部）３２とともに、移載位置のサイドフレームＳＦよりも上方に位置する退避位置と、加工位置のサイドフレームＳＦに作用する作用位置にわたって上下方向に移動するように構成してある。
【００４１】
図５に示すように、各プレスヘッド３１は、スライダ３０の下端部にボルト連結した基部３３や、その基部３３に中間部材３４を介して螺着したボールジョイント３５、などにより構成してある。各プレスヘッド３１の内部には、中間部材３４に螺着したリミットスイッチ３６、中間部材３４及びボールジョイント３５のボールスタッド３５Ａに上下スライド可能に支持させた操作ロッド３７、並びに、操作ロッド３７の下端部がボールジョイント３５のホルダ３５Ｂから下方に向けて突出するように付勢する押しバネ３８、などを備えてある。ボールジョイント３５のホルダ３５Ｂは、その底面を上型３２の上面に対して面接触可能な平滑面に形成してある。
【００４２】
各上型３２は、左右一対のロッド３９や引っ張りバネ４０などを介して、スライダ３０に、予め設定したサイドフレームＳＦに対する適切な基準姿勢となるように吊り下げ支持させてある。各上型３２の上面は、ホルダ３５Ｂの底面に対して面接触可能な平滑面に形成してある。各上型３２の底面（押圧面）３２Ａには、サイドフレームＳＦ（異形パイプＰ）の横外側面側の断面形状と相似形の凹部３２Ｂを形成してある。
【００４３】
このように、各上型３２の底面に上記のような凹部３２Ａを形成したことにより、各上型３２がサイドフレームＳＦの各所定部位Ａ〜Ｄに対して作用する際には、各上型３２の底面がの各所定部位Ａ〜Ｄの横外側面(曲げ加工時の上面側)に対して大きい接触面積で適切に外嵌する。又、各上型３２を上記のように吊り下げ支持することにより、各上型３２の基準姿勢からの姿勢変更や向き変更の自由度が高くなる。これにより、各上型３２がサイドフレームＳＦの各所定部位Ａ〜Ｄに対して作用する際には、各所定部位Ａ〜Ｄの三次元方向の形状変化に伴う二次元方向の形状変化にかかわらず、各上型３２の凹部３２Ａを、各所定部位Ａ〜Ｄの横外側面（被押圧側）に対して適切に接合させることができる。しかも、各プレスヘッド３１を、それらのホルダ３５Ｂの底面が上型３２の上面に作用するように構成したことにより、作用位置では、サイドフレームＳＦの形状に応じた各上型３２の姿勢変更や向き変更にかかわらず、各ホルダ３５Ｂの底面を対応する上型３２の上面に適切に面接触させることができる。その結果、サイドフレームＳＦの押し曲げ時には、サイドフレームＳＦの三次元方向での形状変化にかかわらず、各スライド機構２８の作動により発生する押圧力をサイドフレームＳＦに適正に作用させることができる。
【００４４】
図５及び図６に示すように、各リミットスイッチ３６は、対応する操作ロッド３７により押圧操作されると、オン状態に切り換わって制御部４に出力する。又、操作ロッド３７による押圧操作が解除されると、オフ状態に切り換わって制御部４に対する出力を停止する。
【００４５】
各操作ロッド３７は、対応する上型３２の上面にホルダ３５Ｂの底面が面接触すると、押しバネ３８の付勢に抗して対応するリミットスイッチ３６を押圧操作する。又、対応する上型３２の上面からホルダ３５Ｂの底面が離間すると、押しバネ３８の付勢により対応するリミットスイッチ３６の押圧操作を解除する。
【００４６】
制御部４は、サイドフレームＳＦの三次元曲げに関する制御プログラムや各種のデータを記憶した記憶手段４１、その制御プログラムや各種のデータなどに基づいてサイドフレームＳＦに対する三次元方向の押圧量を算出する演算手段４２、及び、制御プログラムに基づいて加工機１に備えた各制御対象機器の作動や各種データの受け渡しなどを制御する制御手段４３、などを備えて構成してある。
【００４７】
記憶手段４１に記憶した各種のデータには、実験により得たサイドフレームＳＦの押圧用の各所定部位Ａ〜Ｄに対する押圧量と各所定部位Ａ〜Ｄのスプリングバック量との関係から割り出した押圧量算出用の関係式や補正係数などがある。
【００４８】
制御手段４３は、左右の各曲げ加工部に備えたスタートスイッチ４４が操作されると、記憶手段４１からサイドフレームＳＦの三次元曲げに関する制御プログラムを読み込み、その制御プログラムに基づいて、スタートスイッチ４４が操作された曲げ加工部２，３の各制御対象機器の作動を制御して、二次元形状のサイドフレームＳＦに対して三次元方向の曲げ加工を施す三次元曲げ制御を開始する。
【００４９】
制御手段４３の制御対象機器としては、昇降搬送装置６のエアシリンダ１５に対する空気圧を制御する昇降用の電磁弁４５、各クランプ装置１０の油圧シリンダ２３に対する油圧を制御するクランプ用の電磁弁４６、及び、各プレス装置１１のサーボモータ２５、などがある。
【００５０】
以下、図１〜９に基づいて、この三次元曲げ用の加工機１を使用して、サイドフレームＳＦを閉ループ状の二次元形状から所定の三次元形状に曲げ加工する三次元曲げ工程での操作手順、及び、サイドフレームＳＦの三次元曲げに関する制御プログラムに基づく制御手段４３の制御作動、などについて説明する。
【００５１】
先ず、右側又は左側のサイドフレームＳＦを、対応する曲げ加工部２，３の移載位置に位置する左右の支持杆１６に、そのサイドフレームＳＦが左右の第１位置決め部材７の間に位置し、かつ、そのサイドフレームＳＦの前縁が左右の第２位置決め部材８に接当する所定位置に位置するように載置し、その所定位置への載置を目視により確認する〔図１〜３及び図４の（Ａ）参照〕。
【００５２】
その確認後、所定位置にサイドフレームＳＦを載置した曲げ加工部２，３のスタートスイッチ４４を操作する。すると、制御手段４３が、記憶手段４１に記憶したサイドフレームＳＦの三次元曲げに関する制御プログラムを読み出し、その制御プログラムに基づいて、二次元形状のサイドフレームＳＦに対して三次元方向の曲げ加工を施す三次元曲げ制御を開始する。
【００５３】
制御手段４３は、三次元曲げ制御の開始に伴って、昇降用の電磁弁４５の作動を制御してエアシリンダ１５を収縮させることにより、左右の支持杆１６を移載位置から退避位置に下降させ、退避位置にて停止させる。これにより、サイドフレームＳＦが移載位置から加工位置に下降し、その加工位置において、サイドフレームＳＦの前部下側部分ａが下型９の第１下型部材１７に受け止め支持され、かつ、サイドフレームＳＦの後部上下中間側部分ｂが下型９の第２下型部材１８に受け止め支持される〔図３及び図４の（Ａ），（Ｂ）参照）。
【００５４】
左右の支持杆１６を退避位置にて停止させた後は、クランプ用の各電磁弁４６の作動を制御して各油圧シリンダ２３を伸長させることにより、各クランプ２４を解除位置から挟持位置に揺動させて挟持位置に維持する。これにより、サイドフレームＳＦの前部下側部分ａが下型９の第１下型部材１７と２台のクランプ装置１０のクランプ２４との間に挟持固定され、又、サイドフレームＳＦの後部上下中間側部分ｂが下型９の第２下型部材１８と３台のクランプ装置１０のクランプ２４との間に挟持固定される〔図２及び図４の（Ｂ）参照〕。
【００５５】
各クランプ２４によるサイドフレームＳＦの固定後は押圧工程を開始する。この押圧工程においては、先ず、制御部４に入力されたサイドフレームＳＦの各所定部位Ａ〜Ｄの三次元方向の目標位置Ａ０〜Ｄ０に基づいて、各所定部位Ａ〜Ｄの目標位置Ａ０〜Ｄ０に対する三次元方向（下方）の押圧量Ｚ０ａ〜Ｚ０ｄを設定する。
【００５６】
尚、ここで設定される押圧量Ｚ０ａ〜Ｚ０ｄは、これらの押圧量Ｚ０ａ〜Ｚ０ｄで各所定部位Ａ〜Ｄを押圧しても、各所定部位Ａ〜Ｄが目標位置Ａ０〜Ｄ０に到達しない値である。
【００５７】
次に、各サーボモータ２５を正転作動させて各スライド機構２８を下降作動させることにより、各スライダ３０とともに各プレスヘッド３１及び各上型３２を加工位置のサイドフレームＳＦに向けて下降させる〔図４の（Ｂ）及び図７の（Ａ）〜（Ｃ）参照〕。
【００５８】
この下降により、各上型３２の凹部３２Ａが押圧するサイドフレームＳＦの各所定部位Ａ〜Ｄに外嵌し、各プレスヘッド３１のホルダ３５Ｂの底面が、対応する上型３２の上面にそれぞれのタイミングで面接触し、それらの面接触に伴って各リミットスイッチ３６がそれぞれのタイミングで押圧操作されてオフ状態からオン状態に切り換わると、それぞれのタイミングでオン状態に切り換わった各リミットスイッチ３６の出力に基づいて、各リミットスイッチ３６に対応するサーボモータ２５に備えたエンコーダ４７の出力を読み取る〔図５及び図７の（Ｂ）参照〕。
【００５９】
そして、各エンコーダ４７の出力を演算手段４２に転送し、演算手段４２により、押圧するサイドフレームＳＦの各所定部位Ａ〜Ｄの初期位置（現在位置）を算出させ、その算出結果に基づいて、先に設定した各所定部位Ａ〜Ｄに対する押圧量Ｚ０ａ〜Ｚ０ｄを補正する。例えば、サイドフレームＳＦの二次元曲げ加工時の歪みなどにより、前上部の所定部位Ａが基準位置Ｌ０よりも所定量αだけ高くなっている場合には、その高くなっている前上部の所定部位Ａの押圧量Ｚ１ａを、Ｚ１ａ＝Ｚ０ａ（設定量）＋α（所定量）とする。逆に、前上部の所定部位Ａが基準位置Ｌｏよりも所定量αだけ低くなっている場合には、その低くなっている前上部の所定部位Ａの押圧量Ｚ１ａを、Ｚ１ａ＝Ｚ０ａ（設定量）−α（所定量）とする。そして、それぞれの所定部位Ａ〜Ｄに応じて設定し、かつ、補正した後の押圧量Ｚ１ａ〜Ｚ１ｄで、各所定部位Ａ〜Ｄが、設定時間の間、三次元方向（下方）に押し込まれるように、各エンコーダ４７の出力に基づいて各サーボモータ２５の作動を制御する〔図４の（Ｃ）、図７の（Ｃ）及び図８の（Ａ）参照〕。
【００６０】
設定時間が経過すると、各サーボモータ２５を逆転作動させて各スライド機構２８を上昇作動させることにより、各スライダ３０とともに各プレスヘッド３１及び各上型３２を上昇させて加工位置のサイドフレームＳＦから離間させる〔図８の（Ｂ）参照〕。これにより押圧工程が終了する。
【００６１】
押圧工程の終了後は、追加の押圧工程を開始する。この追加の押圧工程においては、先ず、再び各サーボモータ２５を正転作動させて各スライド機構２８を下降作動させることにより、各スライダ３０とともに各プレスヘッド３１及び各上型３２を加工位置のサイドフレームＳＦに向けて下降させ、この下降により、再び各リミットスイッチ３６がそれぞれのタイミングで押圧操作されてオフ状態からオン状態に切り換わると、それぞれのタイミングでオン状態に切り換わった各リミットスイッチ３６の出力に基づいて、各リミットスイッチ３６に対応するサーボモータ２５に備えたエンコーダ４７の出力を読み取る〔図５及び図８の（Ｃ）参照〕。
【００６２】
そして、各エンコーダ４７の出力を演算手段４２に転送し、演算手段４２により、押圧工程後のサイドフレームＳＦの各所定部位Ａ〜Ｄの現在位置を算出させ、その算出した各所定部位Ａ〜Ｄの現在位置と各所定部位Ａ〜Ｄの目標位置Ａ０〜Ｄ０との差を算出させる。
【００６３】
又、演算手段４２により、押圧工程での押圧量Ｚ１ａ〜Ｚ１ｄと算出した各所定部位Ａ〜Ｄの現在位置とから、押圧した各所定部位Ａ〜Ｄのスプリングバック量を算出させ、そのスプリングバック量に基づいて、記憶手段４１に記憶した押圧量算出用の関係式や補正係数などを選定し、その選定した関係式や補正係数などに基づいて、先に算出した各所定部位Ａ〜Ｄの現在位置と各所定部位Ａ〜Ｄの目標位置Ａ０〜Ｄ０との差を補正し、この補正後の値を追加の押圧量Ｚ２ａ〜Ｚ２ｄに設定する。
【００６４】
そして、算出した各所定部位Ａ〜Ｄに対する追加の押圧量Ｚ２ａ〜Ｚ２ｄで、各所定部位Ａ〜Ｄが、設定時間の間、三次元方向（下方）に押し込まれるように、各エンコーダ４７の出力に基づいて各サーボモータ２５の作動を制御する〔図９の（Ａ）参照〕。
【００６５】
設定時間が経過すると、各サーボモータ２５を逆転作動させて各スライド機構２８を上昇作動させることにより、各スライダ３０とともに各プレスヘッド３１及び各上型３２を上昇させて加工位置のサイドフレームＳＦから離間させる〔図９の（Ｂ）参照〕。これにより、追加の押圧工程が終了する。
【００６６】
追加の押圧工程の終了後は、再び各サーボモータ２５を正転作動させて各スライド機構２８を下降作動させることにより、各スライダ３０とともに各プレスヘッド３１及び各上型３２を加工位置のサイドフレームＳＦに向けて下降させ、この下降により、再び各リミットスイッチ３６がそれぞれのタイミングで押圧操作されてオフ状態からオン状態に切り換わると、それぞれのタイミングでオン状態に切り換わった各リミットスイッチ３６の出力に基づいて、各リミットスイッチ３６に対応するサーボモータ２５に備えたエンコーダ４７の出力を読み取る〔図５及び図９の（Ｃ）参照〕。
【００６７】
そして、各エンコーダ４７の出力を演算手段４２に転送し、演算手段４２により、追加の押圧工程後のサイドフレームＳＦの各所定部位Ａ〜Ｄの現在位置を算出させ、その算出した各所定部位Ａ〜Ｄの現在位置と各所定部位Ａ〜Ｄの目標位置Ａ０〜Ｄ０との差を算出させ、この差が許容範囲内であるか否かを判別し、その差が許容範囲内でない場合には、追加の押圧工程後の各所定部位Ａ〜Ｄの現在位置に基づく追加の押圧工程を行い、その差が許容範囲内である場合には払い出し工程に移行する。
【００６８】
払い出し工程では、先ず、各サーボモータ２５を逆転作動させて各スライド機構２８を上昇作動させることにより、各スライダ３０とともに各プレスヘッド３１及び各上型３２を退避位置まで上昇させる。
【００６９】
その上昇後、クランプ用の各電磁弁４６の作動を制御して各油圧シリンダ２３を収縮させることにより、各クランプ２４を挟持位置から解除位置に揺動させて解除位置に維持する。
【００７０】
各クランプ２４を解除位置に維持した後は、昇降用の電磁弁４５の作動を制御してエアシリンダ１５を伸長させることにより、左右の支持杆１６を退避位置から退避位置に上昇させて退避位置にて停止させる。これにより、サイドフレームＳＦが加工位置から移載位置に上昇し、その移載位置において、所定の三次元形状に形成したサイドフレームＳＦを取り出すことができる。
【００７１】
尚、万が一、予め設定した回数分の追加の押圧工程を行っても、各所定部位Ａ〜Ｄの現在位置と各所定部位Ａ〜Ｄの目標位置Ａ０〜Ｄ０との差が許容範囲内に至らない場合には、各曲げ加工部２，３に備えた警報装置４８〔図６参照〕を作動させる。
【００７２】
警報装置４８が作動した場合には、各プレス装置１１に対応して備えた手動式の操作スイッチ４９〔図６参照〕による手動操作で、サイドフレームＳＦの各所定部位Ａ〜Ｄに対する三次元方向の曲げ加工を行うことにより、サイドフレームＳＦを所定の三次元形状に形成する。
【００７３】
ちなみに、この実施形態では、リミットスイッチ３６と演算手段４２とエンコーダ４７により、所定部位Ａ〜Ｄの三次元方向での位置を検出する検出手段Ｓを構成してある。
【００７４】
〔別実施形態〕
〔１〕押圧手段１１の台数、及び、押圧手段１１が押圧するワークＷの所定部位Ａ〜Ｄの数量は、ワークＷの三次元形状などに応じて種々の変更が可能である。
〔２〕ワークＷにおけるパイプＰの断面形状は、円形、楕円形、角形、あるいは凹形状など、種々の変更が可能である。
〔３〕検出手段Ｓの構成は種々の変更が可能である。例えば、リミットスイッチ３６に代えて近接スイッチなどを採用するようにしてもよく、又、エンコーダ４７に代えてスライダ３０の位置を検出するスライド式のポテンショメータなどを採用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】三次元曲げ用の加工機の全体正面図
【図２】曲げ加工部の正面図
【図３】曲げ加工部の横断平面図
【図４】曲げ加工部の要部の縦断側面図
【図５】プレスヘッドの構成及び上型の支持構造を示す要部の縦断正面図
【図６】三次元曲げ用の加工機の制御構成を示すブロック図
【図７】押圧工程での押圧手段の作動を示す要部の縦断正面図
【図８】押圧工程及び追加の押圧工程での押圧手段の作動を示す要部の縦断正面図
【図９】追加の押圧工程などでの押圧手段の作動を示す要部の縦断正面図
【符号の説明】
【００７６】
１１  押圧手段
３２  押圧部
３２Ａ  押圧面
３２Ｂ  凹部
４３  制御手段
Ａ  所定部位
Ｂ  所定部位
Ｃ  所定部位
Ｄ  所定部位
Ａ０  目標位置
Ｂ０  目標位置
Ｃ０  目標位置
Ｄ０  目標位置
Ｓ  検出手段
Ｗ  ワーク
Ｚ０ａ  押圧量
Ｚ０ｂ  押圧量
Ｚ０ｃ  押圧量
Ｚ０ｄ  押圧量
Ｚ１ａ  押圧量
Ｚ１ｂ  押圧量
Ｚ１ｃ  押圧量
Ｚ１ｄ  押圧量
Ｚ２ａ  追加の押圧量
Ｚ２ｂ  追加の押圧量
Ｚ２ｃ  追加の押圧量
Ｚ２ｄ  追加の押圧量
【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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