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特開2024-176107曲げ成形装置、曲げ成形方法、およびコンピュータプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024176107
(43)【公開日】2024-12-19
(54)【発明の名称】曲げ成形装置、曲げ成形方法、およびコンピュータプログラム
(51)【国際特許分類】
B21D 7/08 20060101AFI20241212BHJP
【ＦＩ】
B21D7/08 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023094365
(22)【出願日】2023-06-07
(71)【出願人】
【識別番号】000003609
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100160691
【弁理士】
【氏名又は名称】田邊 淳也
(74)【代理人】
【識別番号】100182718
【弁理士】
【氏名又は名称】木崎 誠司
(72)【発明者】
【氏名】大坪 将士
(72)【発明者】
【氏名】太田 英一
【テーマコード（参考）】
4E063
【Ｆターム（参考）】
4E063AA04
4E063BB02
4E063CA03
4E063LA02
4E063LA09
(57)【要約】
【課題】曲げ成形後にへこみが発生しないように長尺部材を曲げ成形する。
【解決手段】曲げ成形装置は、予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する形状予測部と、予測された曲げ成形した場合の長尺部材の形状に、狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換部と、を備え、代替形状は、長尺部材の長手方向において、へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を狙いの形状よりも小さくするとともに、所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を狙いの形状よりも大きくした形状であり、形状予測部は、予測モデルを用いて、変換部により変換された代替形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する。
【選択図】図１
【解決手段】曲げ成形装置は、予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する形状予測部と、予測された曲げ成形した場合の長尺部材の形状に、狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換部と、を備え、代替形状は、長尺部材の長手方向において、へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を狙いの形状よりも小さくするとともに、所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を狙いの形状よりも大きくした形状であり、形状予測部は、予測モデルを用いて、変換部により変換された代替形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
曲げ成形装置であって、
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する形状予測部と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換部と、
を備え、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状であり、
前記形状予測部は、前記予測モデルを用いて、前記変換部により変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する、曲げ成形装置。
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する形状予測部と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換部と、
を備え、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状であり、
前記形状予測部は、前記予測モデルを用いて、前記変換部により変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する、曲げ成形装置。
【請求項2】
請求項１に記載の曲げ成形装置であって、
前記変換部は、前記代替形状における前記長尺部材上の所定の２地点の位置関係が、前記狙いの形状における前記長尺部材上の前記所定の２地点の位置関係と同じになるように、前記狙いの形状を前記代替形状に変換する、曲げ成形装置。
前記変換部は、前記代替形状における前記長尺部材上の所定の２地点の位置関係が、前記狙いの形状における前記長尺部材上の前記所定の２地点の位置関係と同じになるように、前記狙いの形状を前記代替形状に変換する、曲げ成形装置。
【請求項3】
請求項２に記載の曲げ成形装置であって、
前記変換部は、前記所定の区間以外の区間として、前記所定の区間の両側に位置する区間の全体を選択する、曲げ成形装置。
前記変換部は、前記所定の区間以外の区間として、前記所定の区間の両側に位置する区間の全体を選択する、曲げ成形装置。
【請求項4】
請求項３に記載の曲げ成形装置であって、
前記長尺部材は、厚さと材質との少なくとも一方が異なる２種類の金属製の管材が溶接された溶接管である、曲げ成形装置。
前記長尺部材は、厚さと材質との少なくとも一方が異なる２種類の金属製の管材が溶接された溶接管である、曲げ成形装置。
【請求項5】
請求項４に記載の曲げ成形装置であって、
前記２種類の管材のそれぞれの厚さは、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、
前記２種類の管材の厚さの比は、１以上５以下である、曲げ成形装置。
前記２種類の管材のそれぞれの厚さは、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、
前記２種類の管材の厚さの比は、１以上５以下である、曲げ成形装置。
【請求項6】
請求項５に記載の曲げ成形装置であって、
前記２種類の管材のそれぞれの厚さは、１．２ｍｍ以上２．３ｍｍ以下であり、
前記２種類の管材の厚さの比は、１以上２以下である、曲げ成形装置。
前記２種類の管材のそれぞれの厚さは、１．２ｍｍ以上２．３ｍｍ以下であり、
前記２種類の管材の厚さの比は、１以上２以下である、曲げ成形装置。
【請求項7】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の曲げ成形装置であって、さらに、
前記長尺部材を送り方向に送りながら曲げ成形する曲げ成形部を備える、曲げ成形装置。
前記長尺部材を送り方向に送りながら曲げ成形する曲げ成形部を備える、曲げ成形装置。
【請求項8】
請求項７に記載の曲げ成形装置であって、さらに、
前記曲げ成形部による曲げ成形後の前記長尺部材の形状と、前記形状予測部に予測された曲げ成形された場合の前記長尺部材の形状との誤差を算出する誤差算出部と、
前記誤差算出部により算出された誤差を用いて、前記予測モデルを補正する補正部と、
を備える、曲げ成形装置。
前記曲げ成形部による曲げ成形後の前記長尺部材の形状と、前記形状予測部に予測された曲げ成形された場合の前記長尺部材の形状との誤差を算出する誤差算出部と、
前記誤差算出部により算出された誤差を用いて、前記予測モデルを補正する補正部と、
を備える、曲げ成形装置。
【請求項9】
曲げ成形方法であって、コンピュータが、
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する第１予測工程と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換工程と、
前記予測モデルを用いて、変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する第２予測工程と、
を実行し、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状である、曲げ成形方法。
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する第１予測工程と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換工程と、
前記予測モデルを用いて、変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する第２予測工程と、
を実行し、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状である、曲げ成形方法。
【請求項10】
コンピュータプログラムであって、
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する形状予測機能と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換機能と、
をコンピュータに実行させ、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状であり、
前記形状予測機能は、前記予測モデルを用いて、前記変換機能により変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する、コンピュータプログラム。
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する形状予測機能と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換機能と、
をコンピュータに実行させ、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状であり、
前記形状予測機能は、前記予測モデルを用いて、前記変換機能により変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、曲げ成形装置、曲げ成形方法、およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
管材などの長尺部材を曲げ成形する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、曲げ成形前の長尺部材における正確な位置で１８０度曲げ成形する曲げ加工装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１６１６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
曲げ成形では、成形不良の１つとして、曲げ成形後の曲率が狙いの曲率と異なり、狙いの曲率よりも大きい曲率のへこみが発生する場合がある。特許文献１に記載された曲げ加工装置では、正確な位置で曲げ成形できるものの、曲げ成形後に発生するへこみについて考慮されていない。特に、曲げ成形される部材が、厚さや材質の異なる部材が溶接された長尺部材である場合に、溶接部近傍でへこみが発生しやすい。
【0005】
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためのものであり、曲げ成形後にへこみが発生しないように長尺部材を曲げ成形することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。
【0007】
（１）本発明の一形態によれば、曲げ成形装置が提供される。この曲げ成形装置は、予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する形状予測部と、予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換部と、を備え、前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状であり、前記形状予測部は、前記予測モデルを用いて、前記変換部により変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する。
【0008】
この構成によれば、形状予測部により予測された長尺部材の曲げ成形された形状にへこみ部が発生している場合に、狙いの形状は代替形状に変換される。変換された代替形状では、長尺部材が曲げ成形された場合にへこみ部が発生する区間の曲率が小さくなるため、へこみ部が発生しづらくなる。そのため、本構成では、長尺部材は、曲げ成形後にへこみ部が発生していない形状に曲げ成形される。さらに、代替形状では、曲率を小さくする区間とは異なる区間の曲率が大きくなる。そのため、本構成では、へこみ部が発生する区間のみの曲率を変化させた場合と比較して、代替形状を、変換する前の狙いの形状により近づけることができる。
【0009】
（２）上記態様の曲げ成形装置において、前記変換部は、前記代替形状における前記長尺部材上の所定の２地点の位置関係が、前記狙いの形状における前記長尺部材上の前記所定の２地点の位置関係と同じになるように、前記狙いの形状を前記代替形状に変換してもよい。
この構成によれば、狙いの形状と代替形状とのそれぞれにおける所定の２地点の位置関係が同じになるように、狙いの形状から代替形状に変換される。そのため、例えば、曲げ成形後の長尺部材における所定の２地点が、他の部材に固定する場所であった場合に、変換後の代替形状でも他の部材に固定できる。すなわち、本構成の代替形状は、他の部材の固定位置が一致する形状として変換される。
この構成によれば、狙いの形状と代替形状とのそれぞれにおける所定の２地点の位置関係が同じになるように、狙いの形状から代替形状に変換される。そのため、例えば、曲げ成形後の長尺部材における所定の２地点が、他の部材に固定する場所であった場合に、変換後の代替形状でも他の部材に固定できる。すなわち、本構成の代替形状は、他の部材の固定位置が一致する形状として変換される。
【0010】
（３）上記態様の曲げ成形装置において、前記変換部は、前記所定の区間以外の区間として、前記所定の区間の両側に位置する区間の全体を選択してもよい。
この構成によれば、代替形状において、曲率が大きく変換される区間は、曲率が小さく変換される所定の区間の両側に位置する区間の全体である。そのため、曲率が大きく変換される区間が、所定の区間に隣接しない区間や、所定の区間以外の区間のうちの一部である場合と比較して、狙いの形状と代替形状との形状の差を小さくできる。さらに、曲率が大きく変換される所定の区間以外の区間の曲率の変化が抑制される。
この構成によれば、代替形状において、曲率が大きく変換される区間は、曲率が小さく変換される所定の区間の両側に位置する区間の全体である。そのため、曲率が大きく変換される区間が、所定の区間に隣接しない区間や、所定の区間以外の区間のうちの一部である場合と比較して、狙いの形状と代替形状との形状の差を小さくできる。さらに、曲率が大きく変換される所定の区間以外の区間の曲率の変化が抑制される。
【0011】
（４）上記態様の曲げ成形装置において、前記長尺部材は、厚さと材質との少なくとも一方が異なる２種類の金属製の管材が溶接された溶接管であってもよい。
この構成では、特にへこみ部が発生しやすい２種類の管材が溶接された溶接部を有する溶接管に対して、狙いの形状から代替形状が変換される。そのため、へこみ部が発生しやすい長尺部材に対するへこみ部の発生を効果的に抑制できる。
この構成では、特にへこみ部が発生しやすい２種類の管材が溶接された溶接部を有する溶接管に対して、狙いの形状から代替形状が変換される。そのため、へこみ部が発生しやすい長尺部材に対するへこみ部の発生を効果的に抑制できる。
【0012】
（５）上記態様の曲げ成形装置において、前記２種類の管材のそれぞれの厚さは、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、前記２種類の管材の厚さの比は、１以上５以下であってもよい。
この構成によれば、２種類の管材が溶接された溶接管のうち、へこみ部が発生しやすい管材の厚さおよび２種類の管材の厚さの比の長尺部材を曲げ成形する場合に、狙いの形状から代替形状が変換される。そのため、へこみ部が発生しやすい長尺部材に対するへこみ部の発生を効果的に抑制できる。
この構成によれば、２種類の管材が溶接された溶接管のうち、へこみ部が発生しやすい管材の厚さおよび２種類の管材の厚さの比の長尺部材を曲げ成形する場合に、狙いの形状から代替形状が変換される。そのため、へこみ部が発生しやすい長尺部材に対するへこみ部の発生を効果的に抑制できる。
【0013】
（６）上記態様の曲げ成形装置において、前記２種類の管材のそれぞれの厚さは、１．２ｍｍ以上２．３ｍｍ以下であり、前記２種類の管材の厚さの比は、１以上２以下であってもよい。
この構成によれば、２種類の管材が溶接された溶接管のうち、特にへこみ部が発生しやすい管材の厚さおよび２種類の管材の厚さの比の長尺部材を曲げ成形する場合に、狙いの形状から代替形状が変換される。そのため、特にへこみ部が発生しやすい長尺部材に対するへこみ部の発生を効果的に抑制できる。
この構成によれば、２種類の管材が溶接された溶接管のうち、特にへこみ部が発生しやすい管材の厚さおよび２種類の管材の厚さの比の長尺部材を曲げ成形する場合に、狙いの形状から代替形状が変換される。そのため、特にへこみ部が発生しやすい長尺部材に対するへこみ部の発生を効果的に抑制できる。
【0014】
（７）上記態様の曲げ成形装置において、さらに、前記長尺部材を送り方向に送りながら曲げ成形する曲げ成形部を備えていてもよい。
この構成では、従来から存在する曲げ成形部を用いて、曲げ成形後にへこみ部が発生していない長尺部材の曲げ成形を行うことができる。
この構成では、従来から存在する曲げ成形部を用いて、曲げ成形後にへこみ部が発生していない長尺部材の曲げ成形を行うことができる。
【0015】
（８）上記態様の曲げ成形装置において、さらに、前記曲げ成形部による曲げ成形後の前記長尺部材の形状と、前記形状予測部に予測された曲げ成形された場合の前記長尺部材の形状との誤差を算出する誤差算出部と、前記誤差算出部により算出された誤差を用いて、前記予測モデルを補正する補正部と、を備えていてもよい。
この構成によれば、へこみ部が発生しない代替形状に曲げ成形された後の長尺部材の形状と、形状予測部により予測された曲げ成形された場合の長尺部材の形状との誤差を用いて、予測モデルが補正される。そのため、補正された予測モデルは、狙いの形状または代替形状に曲げ成形された場合の長尺部材に発生するへこみ部を精度よく予測できる。この結果、へこみ部が発生しない代替形状への変換精度が向上する。
この構成によれば、へこみ部が発生しない代替形状に曲げ成形された後の長尺部材の形状と、形状予測部により予測された曲げ成形された場合の長尺部材の形状との誤差を用いて、予測モデルが補正される。そのため、補正された予測モデルは、狙いの形状または代替形状に曲げ成形された場合の長尺部材に発生するへこみ部を精度よく予測できる。この結果、へこみ部が発生しない代替形状への変換精度が向上する。
【0016】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、曲げ成形装置、加工装置、及びこれらの装置を備えるシステム、曲げ成形方法、これら装置及びシステムの制御方法、これら装置及びシステムにおいて実行されるコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、そのコンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態としての曲げ成形システムの概略ブロック図である。
【図2】成形装置の概略上面図である。
【図3】曲げ成形前の長尺部材の概略上面図である。
【図4】曲げ成形後の長尺部材の概略上面図である。
【図5】へこみ部を含む接合区間の概略拡大図である。
【図6】狙いの形状に曲げ成形された場合の長尺部材の内側のＣＡＥ結果の説明図である。
【図7】長尺部材の曲率と、へこみ部のへこみ量との関係を表す説明図である。
【図8】長尺部材の長手方向の位置に応じた曲率の変化を表す説明図である。
【図9】狙いの形状と代替形状とにおける接合区間の曲率の説明図である。
【図10】変換部による狙いの形状から代替形状への変換処理のフローチャートである。
【図11】長尺部材の区間の曲率を変化させる際の説明図である。
【図12】本実施形態の曲げ成形方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態としての曲げ成形システム（曲げ成形装置）１００の概略ブロック図である。本実施形態の曲げ成形システム１００は、管材などの長尺部材を狙いの形状に曲げ成形する場合に、予測モデルを用いて、長尺部材の曲げ成形後の形状を予測する。本実施形態では、予測された形状にへこみ部が発生している場合に、曲げ成形後にへこみ部が発生しないように、狙いの形状が代替形状へと変換される。曲げ成形システム１００は、長尺部材を、狙いの形状の代わりに、へこみ部が発生しない代替形状に曲げ成形する。
図１は、本発明の一実施形態としての曲げ成形システム（曲げ成形装置）１００の概略ブロック図である。本実施形態の曲げ成形システム１００は、管材などの長尺部材を狙いの形状に曲げ成形する場合に、予測モデルを用いて、長尺部材の曲げ成形後の形状を予測する。本実施形態では、予測された形状にへこみ部が発生している場合に、曲げ成形後にへこみ部が発生しないように、狙いの形状が代替形状へと変換される。曲げ成形システム１００は、長尺部材を、狙いの形状の代わりに、へこみ部が発生しない代替形状に曲げ成形する。
【0019】
曲げ成形システム１００は、図１に示されるように、長尺部材を送り方向に送りながら曲げ成形する成形装置（曲げ成形部）８０と、成形装置８０を制御する成形制御装置５０と、を備えている。
【0020】
図２は、成形装置８０の概略上面図である。成形装置８０は、図の左側から右側への送り方向ＤＲ１に沿って長尺部材ＬＧを送りながら曲げ成形する。図２に示されるように、成形装置８０は、送り方向ＤＲ１において上流側に配置されるサポートツール８２と、送り方向ＤＲ１においてサポートツール８２よりも下流側に配置される曲げツール８１と、を備えている。なお、図２に示される直交座標系ＣＳは、図３以降で示される直交座標系ＣＳと対応している。
【0021】
サポートツール８２および曲げツール８１は、長尺部材ＬＧに押し当てられることにより長尺部材ＬＧを曲げ成形する。サポートツール８２は、送り方向ＤＲ１において長尺部材ＬＧを挟み込むように配置される上流側の回転ローラＲＬ１，ＲＬ２と、送り方向ＤＲ１に沿って下流側に回転ローラＲＬ１，ＲＬ２と異なる位置かつ長尺部材ＬＧを挟み込むように配置される回転ローラＲＬ３，ＲＬ４と、を有している。４つの回転ローラＲＬ１～ＲＬ４は、Ｚ軸に平行な軸回りに回転する。
【0022】
曲げツール８１は、サポートツール８２の回転ローラＲＬ１～ＲＬ４と同じように、長尺部材ＬＧを挟み込むように配置された回転ローラＲＬ５，ＲＬ６を有している。曲げツール８１は、成形制御装置５０の制御により、ＸＹ平面上において移動可能である。曲げツール８１は、ＸＹ平面上におけるサポートツール８２に対する相対位置を変化させる。曲げツール８１の相対位置の変化量は、Ｙ軸に沿う移動量Ｄと、ＸＹ平面においてＺ軸に平行な軸回りの回転量θとで表される。なお、図２に示される成形制御装置５０が備えるセンサ２１については後述する。
【0023】
図２に示される状態では、長尺部材ＬＧは、回転ローラＲＬ２に接触する点Ｐ１と、回転ローラＲＬ３に接触する点Ｐ２と、回転ローラＲＬ６に接触する点Ｐ３との３点支持により曲げ成形されている。
【0024】
図１に示される成形制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、センサ２１と、記憶部２２と、表示部２３と、入力部２４とを備えている。成形制御装置５０は、例えば、パーソナルコンピュータ（Personal Computer）等で構成される。センサ２１は、図２に示されるように、長尺部材ＬＧのうち、送り方向ＤＲ１においてサポートツール８２と曲げツール８１との間に位置する中間部分のＹ軸に沿った変位量の実測値を検出する変位センサである。本実施形態のセンサ２１は、所定の送り量ごとに実測値を検出する。
【0025】
記憶部２２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）などで構成されている。記憶部２２は、長尺部材ＬＧが成形装置８０により曲げ成形された場合に、曲げツール８１（図２）の移動量Ｄおよび回転量θに応じて変化する曲げ成形後の長尺部材ＬＧの形状を予測する予測モデルが記憶されている。本実施形態の予測モデルは、予め、長尺部材ＬＧの厚さ等の形状および長尺部材ＬＧの材質と、移動量Ｄおよび回転量θとを変化させた複数回の長尺部材ＬＧの曲げ成形の測定結果に基づいて作成されている。予測モデルは、長尺部材ＬＧの厚さ等の形状および長尺部材ＬＧの材質と、移動量Ｄおよび回転量θと、曲げ成形後の長尺部材ＬＧの曲率とが対応付けられている。また、本実施形態の予測モデルは、曲げ成形後の長尺部材ＬＧの曲率と、センサ２１により検出されたサポートツール８２と曲げツール８１との間で検出された曲げ成形中の長尺部材ＬＧの変位量とも対応付けられている。そのため、センサ２１の検出値と、長尺部材ＬＧの形状（厚さ）および材質とから、予測モデルにより曲げ成形後の長尺部材ＬＧの形状が予測される。さらに、予測モデルにより、曲げ成形後のへこみ部のへこみ量も予測される。
【0026】
表示部２３は、各種画像を表示可能なモニタであり、ＣＰＵ１０から送信された情報に応じて、各種情報を表示する。表示部２３には、例えば、予測モデルを用いて予測された曲げ成形された場合の長尺部材ＬＧの各部の曲率やセンサ２１の検出値などが表示される。入力部２４は、各種操作を受け付けるマウスやキーボードで構成されたユーザーインターフェースである。入力部２４は、例えば、予測モデルを用いて長尺部材ＬＧが曲げ成形された場合の形状を予測する場合に、長尺部材ＬＧの形状や材質、曲げ成形後の狙いの形状などの各種設定を受け付ける。
【0027】
ＣＰＵ１０は、図示されていないＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されているプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）に展開することにより、プログラムを実行する。ＣＰＵ１０は、予測部（形状予測部）１１と、変換部１２と、成形装置８０の各部を制御する制御部１３と、測定部（誤差算出部）１４と、補正部１５として機能する。予測部１１は、記憶部２２に記憶された予測モデルを用いて、曲げ成形後の狙いの形状となるように長尺部材ＬＧを曲げ成形した場合の形状を予測する。
【0028】
変換部１２は、予測部１１により予測された曲げ成形した場合の長尺部材ＬＧの形状に、へこみ部が発生している場合に、狙いの形状を、狙いの形状とは異なる形状である代替形状に変換する。へこみ部とは、狙いの形状よりも閾値以上の誤差である部分のことである。本実施形態では、変換部１２は、狙いの形状の曲率よりも所定値以下の曲率が発生している部分をへこみ部とみなす。なお、へこみ部の判定に用いられる閾値は、記憶部２２に記憶されている。
【0029】
図３は、曲げ成形前の長尺部材ＬＧの概略上面図である。図３に示される長尺部材ＬＧは、同一の材質（ＳＴＫＭ１１Ａ）で形成されている。また、長尺部材ＬＧは、管厚が異なる２種類の金属製の第１管材ＭＴ１と第２管材ＭＴ２とが溶接された溶接管である。第１管材ＭＴ１の管厚は、１．２ｍｍである。第１管材ＭＴ１の長手方向に沿った長さＬ１は、６００ｍｍである。第２管材ＭＴ２の管厚は２．３ｍｍである。そのため、第１管材ＭＴ１と第２管材ＭＴ２との２種類の管材において、第１管材ＭＴ１に対する第２管材ＭＴ２の厚さの比は、１．９２（＝２．３ｍｍ／１．２ｍｍ）である。第２管材ＭＴ２の長手方向に沿った長さＬ１は、１５００ｍｍである。第１管材ＭＴ１および第２管材ＭＴ２の管径φ（外径）は、５０．８ｍｍである。なお、曲げ成形時には、第１管材ＭＴ１が第２管材ＭＴ２よりも先に曲げツール８１により曲げ成形される。
【0030】
図４は、曲げ成形後の長尺部材ＬＧの概略上面図である。図４には、長尺部材ＬＧが狙いの形状に曲げ成形された場合に予測された形状が破線で示され、長尺部材ＬＧが代替形状に曲げ成形された場合に予測された形状が実線で示されている。また、代替形状に曲げ成形された場合の長尺部材ＬＧの中心線が一点鎖線で示されている。なお、図４では、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿った目盛りが示されている。図４では、後述の位置Ｐａを基準（Ｘ座標およびＹ座標の原点）として、左下に第１管材ＭＴ１が位置し、右上に第２管材ＭＴ２が位置するように、長尺部材ＬＧが示されている。
【0031】
図４に示される長尺部材ＬＧでは、第１管材ＭＴ１と第２管材ＭＴ２とが溶接されている部分を含む接合部に、へこみ部が含まれている。本実施形態の変換部１２は、長尺部材ＬＧの長手方向において、へこみ部を含む接合区間ＰＴ２における曲げ成形時の曲率を狙いの形状よりも小さくした代替形状に変換する。変換部１２は、さらに、代替形状として、接合区間ＰＴ２以外の区間ＰＴ１，ＰＴ３における曲げ成形時の曲率を狙いの形状よりも大きくする。なお、区間ＰＴ１～ＰＴ４における長手方向に沿った長さは、それぞれ２００ｍｍ、１５０ｍｍ、２５０ｍｍ、２００ｍｍである。
【0032】
図４に示される位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃは、曲げ成形後の長尺部材ＬＧが他の部材に接続する接続位置である。変換部１２は、狙いの形状から代替形状に変換した場合に、長尺部材ＬＧ上の接続位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの位置関係が同じになるように、狙いの形状を代替形状へと変換する。
【0033】
図５は、へこみ部ＰＤを含む接合区間ＰＴ２の概略拡大図である。図５には、へこみ部ＰＤを含む第１管材ＭＴ１と第２管材ＭＴ２とが溶接された部分を拡大した概略上面図が示されている。図５に示されるへこみ部ＰＤのへこみ量δは、予測部１１による予測モデルを用いた形状から算出される。
【0034】
図６は、狙いの形状に曲げ成形された場合の長尺部材ＬＧａの内側のＣＡＥ（Computer Aided Engineering）結果の説明図である。図６に示される長尺部材ＬＧａは、図３～５で示される長尺部材ＬＧと異なる。長尺部材ＬＧａは、へこみ部ＰＤのへこみ量δと、曲率との関係を説明するために用いられる長尺部材の一例である。
【0035】
図６（ａ）には、長尺部材ＬＧａ全体のＣＡＥ結果が示されている。図６（ｂ）には、図６（ａ）における領域ＲＧ１を拡大したＣＡＥ結果が示されている。図６（ｂ）に示されるように、長尺部材ＬＧａのＣＡＥ結果は、長尺部材ＬＧａ上の離散した複数の座標が接続されて形成されている。本実施形態の変換部１２は、連続する３つの離散した座標の値が同一の曲率半径の円弧上に存在すると仮定して、長尺部材ＬＧａの曲率を算出している。
【0036】
図７は、長尺部材ＬＧａの曲率と、へこみ部ＰＤのへこみ量δとの関係を表す説明図である。図７に示されるように、図６に示される連続する３つの離散した座標から算出される曲率半径ｒと、円弧の長さＬと、へこみ量δと、曲率半径ｒとへこみ量δとの差ａと、円弧の中心角αとを用いると、へこみ量δは、下記式（１）のように表される。
【数1】
【0037】
図８は、長尺部材ＬＧａの長手方向の位置に応じた曲率の変化を表す説明図である。変換部１２は、図７に示される許容値を超えたへこみ量δを曲率として算出して評価する。変換部１２は、へこみ量δが許容値を超えないように、狙いの形状を代替形状へと変換する。なお、図８には、第１管材ＭＴ１と第２管材ＭＴ２との溶接部近傍の曲率変化が一点鎖線で囲われている。
【0038】
図９は、狙いの形状と代替形状とにおける接合区間ＰＴ２（図４）の曲率の説明図である。図９（ａ），（ｂ）では、長尺部材ＬＧの長手方向に沿った送り量に対する曲率の変化が示されている。図９（ａ）には、接合区間ＰＴ２にへこみ部ＰＤが存在しない代替形状の曲率変化Ｌｃ１が示されている。図９（ｂ）には、狙いの形状の曲率変化Ｌｃ２が示されている。
【0039】
図９に示される例では、接合区間ＰＴ２の曲率の閾値Ｔｈ（曲率０．５８ｍ-1）が設定されている。そのため、変換部１２は、接合区間ＰＴ２において、閾値Ｔｈ以上を超える曲率はへこみ部ＰＤと判断する。変換部１２は、へこみ部ＰＤが発生している場合に、接合区間ＰＴ２の曲率を小さくするとともに、接合区間ＰＴ２に隣接する区間ＰＴ１，ＰＴ３の曲率を大きくするように、狙いの形状を代替形状へと変換する。なお、区間ＰＴ１，ＰＴ３の曲率を大きくしても狙いの形状から代替形状に変換できない場合は、区間ＰＴ４の曲率を、狙いの形状の曲率から変更しても良い。
【0040】
図１０は、変換部１２による狙いの形状から代替形状への変換処理のフローチャートである。図１０の変換フローでは、初めに、変換部１２は、予測モデルを用いた予測部１１の曲げ成形した場合の長尺部材ＬＧに対するへこみ部ＰＤの発生有無を判定する（ステップＳ１）。へこみ部ＰＤが発生していないと判定された場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、代替形状への変換が行われずに変換フローが終了する。この場合には、長尺部材ＬＧは、狙いの形状として曲げ成形される。
【0041】
ステップＳ１の処理において、へこみ部ＰＤが発生していると判定された場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、変換部１２は、へこみ部ＰＤが発生している接合区間ＰＴ２の曲率を小さくする（ステップＳ２）。曲率を小さくする具体的な計算方法については、後述のステップＳ４の処理で説明する。
【0042】
変換部１２は、接合区間ＰＴ２の曲率を小さくした曲げ成形した場合の長尺部材ＬＧの形状において、他の部材との接続位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃのそれぞれの位置が、狙いの形状における接続位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの位置に対する所定誤差の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ３）。接続位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃのそれぞれの位置が所定の誤差の範囲内であると判定された場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、後述のステップＳ５の処理が行われる。接続位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃのそれぞれの位置が所定の誤差の範囲内ではないと判定された場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、変換部１２は、曲率を小さくした接合区間ＰＴ２以外の区間ＰＴ１，ＰＴ３の曲率を大きくする（ステップＳ４）。なお、接続位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの誤差判定に用いられる基準として所定誤差の範囲は、記憶部２２に予め記憶されている。ステップＳ２およびステップＳ４は、変換工程に相当する。
【0043】
図１１は、長尺部材ＬＧｂの区間ＰＴ１ａ～ＰＴ３ａの曲率を変化させる際の説明図である。図１１には、代替形状の曲率の算出方法を説明するために、長尺部材ＬＧと異なる長尺部材ＬＧｂが示されている。図１１には、長尺部材ＬＧｂが狙いの形状に成形された場合の円弧Ｓ（破線）および直線Ｌｒｌ，Ｌｒｒが、円弧Ｓｌ，Ｓｃ，Ｓｒで構成される代替形状に変換された場合の曲げ成形後の長尺部材ＬＧが示されている。なお、他の部材との接続位置は、Ｐａａ，Ｐｂａである。
【0044】
本実施形態の変換部１２は、狙いの形状から代替形状へと変化する場合に、狙いの形状よりも曲げ成形時における曲率を大きくする区間として、へこみ部ＰＤが発生している接合区間ＰＴ２ａの両側に位置する区間の全体を選択する。具体的には、接続位置Ｐａａと接続位置Ｐｂａとの間に弧Ｓｌ，Ｓｃ，Ｓｒのうち、接合区間ＰＴ２ａの弧Ｓｃ以外の区間ＰＴ１ａ、ＰＴ３ａが選択される。円弧Ｓｃは、へこみ部ＰＤが発生している接合区間ＰＴ２ａの変換された後のへこみ部ＰＤが発生しない円弧である。円弧Ｓｌ，Ｓｒは、接合区間ＰＴ２ａに隣接して、へこみ部ＰＤが発生していない区間ＰＴ１ａ、ＰＴ３ａである。なお、図１１に示される長尺部材ＬＧｂでは、計算を簡易化するために、円弧Ｓｌ，Ｓｃ，Ｓｒの長さは同一としている。
【0045】
図１１に示される長尺部材ＬＧｂでは、狙いの形状に曲げ成形された場合の円弧Ｓと、直線Ｌｒｌ，Ｌｒｒとの合計の長尺部材ＬＧｂの中間地点である接合部の座標（Ｘｒ＿ｃ，Ｙｒ＿ｃ）にへこみ部ＰＤが発生している。この場合に、接続位置Ｐａａ，Ｐｂａが変化しない状態で、接合区間ＰＴ２ａの曲率が小さくなった変換後の円弧Ｓｃ上において、へこみ部ＰＤが発生した座標は（Ｘｒｃ＿ｃ，Ｙｒｃ＿ｃ）に変化する。なお、直線Ｌｒｌと、直線Ｌｒｒとの長さは同一である。
【0046】
ここで、円弧Ｓの曲率半径Ｒと、角度Ａとでは、下記式（２）が成立する。
【数2】
【0047】
狙いの形状におけるへこみ部ＰＤの座標（Ｘｒ＿ｃ，Ｙｒ＿ｃ）を原点（０，０）とすると、円弧Ｓと、直線Ｌｒｌ，Ｌｒｒとの交点の座標（Ｘｒ＿ｌ，Ｙｒ＿ｌ），（Ｘｒ＿ｒ，Ｙｒ＿ｒ）は、それぞれ下記関係式（３）のように表される。
【数3】
【0048】
代替形状の接合区間ＰＴ２ａの円弧Ｓｃは、曲率半径Ｒｃと、角度Ａｃとを用いて下記式（４）のように表される。
【数4】
【0049】
ここで、代替形状における接合区間ＰＴ２ａと、区間ＰＴ１ａ，ＰＴ３ａとの円弧Ｓｌ，Ｓｃ，Ｓｒの角度Ａｌ，Ａｃ，Ａｒの合計が、変換前の狙いの形状における円弧Ｓの角度Ａに一致する必要があるため、角度について下記式（５）が成立する。
【数5】
【0050】
ここで、代替形状における円弧Ｓｌの中心角度Ａｌと、円弧Ｓｒの中心角度Ａｒとが同じであるため、角度Ａｌ，Ａｒは、上記式（５）の関係を用いて下記式（６）のように表される。
【数6】
【0051】
円弧Ｓｌ，Ｓｒは、角度Ａｌ，Ａｒを用いて下記式（７）のように表される。
【数7】
【0052】
上記関係式（２）～（７）と、代替形状の円弧Ｓｃにおける座標（Ｘｒｃ＿ｃ，Ｙｒｃ＿ｃ）とを用いて、区間ＰＴ１ａ，ＰＴ３ａのそれぞれの両端の座標は、下記関係式（８）のように表される。
【数8】
【0053】
ここで、代替形状の円弧ＳｃにおけるＸ座標のＸｒｃ＿ｃが、狙いの形状におけるへこみ部ＰＤのＸ座標のＸｒ＿ｃと一致すると、円弧Ｓｌの左側の端点のＹ座標のＹｒｌ＿ｌは、下記式（９）で表される関数Ｙ１上に位置する。または、円弧Ｓｒの右側の端点のＹ座標のＹｒｒ＿ｒは、下記式（１０）で表される関数Ｙ２上に位置する。
【0054】
【数9】
【数10】
【0055】
上記式（９），（１０）から、下記関係式（１１）が導かれる。
変換部１２は、下記式（２）～（１１）を用いて、狙いの形状から代替形状への曲率の変化を最小にした代替形状を算出する。変換部１２は、制約条件を用いて、円弧Ｓｃの曲率半径Ｒｃを決定する。例えば、本実施形態の場合、へこみ部ＰＤが生じない曲率の閾値Ｔｈに相当する曲率半径がＲｃとなる。
【数11】
【0056】
図１０のステップＳ４の処理が行われると、予測部１１は、変換後の代替形状で長尺部材ＬＧが曲げ成形された場合の形状を予測する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ５の処理は、第２予測工程に相当する。変換部１２は、予測された形状においてへこみ部があるか否かを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ５の処理で判定されるへこみ部は、接合区間ＰＴ２を含む全区間ＰＴ１～ＰＴ４に対してである。へこみ部が有ると判定された場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ２以降の処理が行われる。へこみ部がないと判定された場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、変換部１２は、へこみ部が発生していない形状を代替形状として決定し（ステップＳ７）、変換フローが終了する。すなわち、本実施形態では、狙いの形状から変換した代替形状にもへこみ部ＰＤが発生している場合には、変換部１２は、へこみ部ＰＤが発生しなくなるまで変換フローを繰り返し行う。
【0057】
図１に示される制御部１３は、成形装置８０を制御することにより、曲げ成形対象である長尺部材ＬＧを狙いの形状または代替形状に曲げ成形する。測定部１４は、センサ２１の検出値を取得する。測定部１４は、成形装置８０による曲げ成形後の長尺部材ＬＧの形状と、狙いの形状または代替形状として予測された曲げ成形された場合の長尺部材ＬＧの形状との誤差を算出する。具体的には、測定部１４は、センサ２１により取得されたサポートツール８２と曲げツール８１との間の曲げ成形中の長尺部材ＬＧの変位量と、予測モデルとから、曲げ成形後の長尺部材ＬＧの実測値を予測する。測定部１４は、実測値が、狙いの形状または代替形状に対して所定の誤差の範囲内に収まっているか否かを評価する。補正部１５は、実測値が所定の誤差の範囲内に収まっていない場合には、実測値の誤差を用いて、記憶部２２に記憶されている予測モデルを補正する。具体的には、補正部１５は、曲げツール８１の移動量Ｄ（図２）および回転量θと、曲げ成形後の長尺部材ＬＧの曲率との対応付けを補正する。なお、予測モデルの補正に用いられる所定の誤差は、記憶部２２に記憶されている。
【0058】
図１２は、本実施形態の曲げ成形方法のフローチャートである。図１２に示される成形フローでは、初めに、予測部１１は、予測モデルを用いて狙いの形状に長尺部材ＬＧを曲げ成形した場合の形状を予測する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の処理は、第１予測工程に相当する。変換部１２は、図１０に示される変換処理を行う（ステップＳ１２）。変換処理では、予測された形状にへこみ部ＰＤが発生している場合には、狙いの形状が、へこみ部ＰＤが発生しない代替形状へと変換される。
【0059】
変換処理が行われると（ステップＳ１２）、制御部１３は、成形装置８０を制御することにより、長尺部材ＬＧを狙いの形状または代替形状へと曲げ成形する（ステップＳ１３）。測定部１４は、曲げ成形時のセンサ２１の検出値を取得する（ステップＳ１４）。測定部１４は、取得された検出値から、長尺部材ＬＧの曲げ成形後の実測値が、狙いの形状または代替形状に対する誤差の範囲内か否かを評価する（ステップＳ１５）。実測値が誤差の範囲ないではないと評価された場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、補正部１５は、実測値の誤差を用いて、記憶部２２に記憶された予測モデルを補正し（ステップＳ１６）、ステップＳ１２以降の処理が繰り返される。実測値が誤差の範囲と評価された場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、成形フローは終了する。
【0060】
以上のように、本実施形態の予測部１１は、記憶部２２に記憶された予測モデルを用いて、曲げ成形後の狙いの形状となるように長尺部材ＬＧを曲げ成形した場合の形状を予測する。変換部１２は、予測部１１により予測された曲げ成形した場合の長尺部材ＬＧの形状に、へこみ部ＰＤが発生している場合に、狙いの形状を、狙いの形状とは異なる形状である代替形状に変換する。変換部１２は、長尺部材ＬＧの長手方向において、へこみ部ＰＤを含む接合区間ＰＴ２（図４）における曲げ成形時の曲率を狙いの形状よりも小さくした代替形状に変換する。変換部１２は、さらに、代替形状として、接合区間ＰＴ２以外の区間ＰＴ１，ＰＴ３における曲げ成形時の曲率を狙いの形状よりも大きくする。本実施形態では、予測部１１により予測された長尺部材ＬＧを曲げ成形された形状にへこみ部ＰＤが発生している場合に、狙いの形状は代替形状に変換される。変換された代替形状では、長尺部材ＬＧが曲げ成形された場合にへこみ部ＰＤが発生する接合区間ＰＴ２の曲率が小さくなるため、へこみ部ＰＤが発生しづらくなる。そのため、本実施形態では、長尺部材ＬＧは、曲げ成形後にへこみ部ＰＤが発生していない形状に曲げ成形される。さらに、代替形状では、曲率を小さくする接合区間ＰＴ２とは異なる区間ＰＴ１，ＰＴ３の曲率が大きくなる。そのため、本実施形態では、へこみ部ＰＤが発生する接合区間ＰＴ２のみの曲率を変化させた場合と比較して、代替形状を、変換する前の狙いの形状により近づけることができる。
【0061】
また、本実施形態の変換部１２は、狙いの形状から代替形状に変換した場合に、長尺部材ＬＧ上の接続位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの位置関係が同じになるように、狙いの形状を代替形状へと変換する。本実施形態では、狙いの形状と代替形状とのそれぞれにおける所定の２地点の位置関係が同じになるように、狙いの形状から代替形状に変換される。そのため、曲げ成形後の長尺部材ＬＧにおける他の部材との接続位置である位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ（図４）が、変換後の代替形状でも他の部材の接続位置と同じである。すなわち、本実施形態の代替形状は、他の部材の接続位置が一致する形状として変換される。
【0062】
また、本実施形態の変換部１２は、狙いの形状から代替形状へと変化する場合に、狙いの形状よりも曲げ成形時における曲率を大きくする区間として、へこみ部ＰＤが発生している接合区間ＰＴ２ａ（図１１）の両側に位置する区間の全体を選択する。具体的には、接続位置Ｐａａと接続位置Ｐｂａとの間に弧Ｓｌ，Ｓｃ，Ｓｒのうち、接合区間ＰＴ２ａの弧Ｓｃ以外の区間ＰＴ１ａ、ＰＴ３ａが選択される。本実施形態では、代替形状において、曲率が大きく変換される区間は、曲率が小さく変換される接合区間ＰＴ２ａの両側に位置する区間の全体である区間ＰＴ１ａ，ＰＴ３ａである。そのため、曲率が大きく変換される区間ＰＴ１ａ，ＰＴ３ａが、接合区間ＰＴ２ａに隣接しない区間や、接合区間ＰＴ２ａ以外の区間のうちの一部である場合と比較して、狙いの形状と代替形状との形状の差を小さくできる。さらに、曲率が大きく変換される接合区間ＰＴ２ａ以外の区間ＰＴ１ａ，ＰＴ３ａの曲率の変化が抑制される。
【0063】
また、本実施形態の図３に示される長尺部材ＬＧは、同一の材質（ＳＴＫＭ１１Ａ）で形成されている。また、長尺部材ＬＧは、管厚が異なる２種類の金属製の第１管材ＭＴ１と第２管材ＭＴ２とが溶接された溶接管である。本実施形態では、特にへこみ部ＰＤが発生しやすい２種類の管材が溶接された溶接部を有する溶接管に対して、狙いの形状から代替形状が変換される。そのため、へこみ部ＰＤが発生しやすい長尺部材ＬＧに対するへこみ部ＰＤの発生を効果的に抑制できる。
【0064】
また、本実施形態の第１管材ＭＴ１の管厚は、１．２ｍｍである。第１管材ＭＴ１の長手方向に沿った長さＬ１は、６００ｍｍである。第２管材ＭＴ２の管厚は２．３ｍｍである。そのため、第１管材ＭＴ１と第２管材ＭＴ２との２種類の管材において、第１管材ＭＴ１に対する第２管材ＭＴ２の厚さの比は、１．９２である。本実施形態では、第１管材ＭＴ１と第２管材ＭＴ２とが溶接された溶接管のうち、へこみ部ＰＤが発生しやすい管材の厚さおよび２種類の管材の厚さの比の長尺部材ＬＧを曲げ成形する場合に、狙いの形状から代替形状が変換される。そのため、へこみ部ＰＤが発生しやすい長尺部材ＬＧに対するへこみ部ＰＤの発生を効果的に抑制できる。
【0065】
また、本実施形態の成形装置８０は、長尺部材ＬＧを送り方向ＤＲ１に送りながら曲げ成形する。そのため、本実施形態では、従来から存在する成形装置８０を用いて、曲げ成形後にへこみ部ＰＤが発生していない長尺部材ＬＧの曲げ成形を行うことができる。
【0066】
また、本実施形態の測定部１４は、成形装置８０による曲げ成形後の長尺部材ＬＧの形状と、狙いの形状または代替形状として予測された曲げ成形された場合の長尺部材ＬＧの形状との誤差を算出する。補正部１５は、曲げ成形後の実測値が所定の誤差の範囲内に収まっていない場合には、実測値の誤差を用いて、記憶部２２に記憶されている予測モデルを補正する。本実施形態では、へこみ部ＰＤが発生しない代替形状に曲げ成形された後の長尺部材ＬＧの形状と、予測部１１により予測された曲げ成形された場合の長尺部材ＬＧの形状との誤差を用いて、予測モデルが補正される。そのため、補正された予測モデルは、狙いの形状または代替形状に曲げ成形された場合の長尺部材ＬＧに発生するへこみ部ＰＤを精度よく予測できる。この結果、へこみ部ＰＤが発生しない代替形状への変換精度が向上する。
【0067】
＜実施形態の変形例＞
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。また、上記実施形態において、ハードウェアによって実現されるとした構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されるとした構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。また、上記実施形態において、ハードウェアによって実現されるとした構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されるとした構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。
【0068】
＜変形例１＞
上記実施形態では、曲げ成形装置の一例である曲げ成形システム１００について説明した。しかし、曲げ成形装置は、予測モデルを用いて狙いの形状に曲げ成形した場合の長尺部材ＬＧにへこみ部ＰＤが発生すると予測された場合に、狙いの形状を代替形状へと変換する範囲で変形可能である。例えば、曲げ成形装置は、成形装置８０と、センサ２１と、記憶部２２と、表示部２３と、入力部２４とを備えておらず、制御部１３、測定部１４、および補正部１５として機能しなくてもよい。曲げ成形装置は、狙いの形状から代替形状を変換するに留まり、長尺部材ＬＧを実際に曲げ成形しなくてもよい。予測部１１は、記憶部２２に記憶された予測モデルを用いずに、通信によって他の装置から予測モデルを取得してもよい。曲げ成形装置は、表示部２３および入力部２４を備えておらず、通信によって代替形状の変換に必要な情報を他の装置から取得してもよい。曲げ成形装置は、センサ２１および測定部１４を備えておらず、曲げ成形後の長尺部材ＬＧの形状の実測値を測定しなくてもよい。また、曲げ成形装置は、補正部１５による予測モデルの補正を行わなくてもよい。
上記実施形態では、曲げ成形装置の一例である曲げ成形システム１００について説明した。しかし、曲げ成形装置は、予測モデルを用いて狙いの形状に曲げ成形した場合の長尺部材ＬＧにへこみ部ＰＤが発生すると予測された場合に、狙いの形状を代替形状へと変換する範囲で変形可能である。例えば、曲げ成形装置は、成形装置８０と、センサ２１と、記憶部２２と、表示部２３と、入力部２４とを備えておらず、制御部１３、測定部１４、および補正部１５として機能しなくてもよい。曲げ成形装置は、狙いの形状から代替形状を変換するに留まり、長尺部材ＬＧを実際に曲げ成形しなくてもよい。予測部１１は、記憶部２２に記憶された予測モデルを用いずに、通信によって他の装置から予測モデルを取得してもよい。曲げ成形装置は、表示部２３および入力部２４を備えておらず、通信によって代替形状の変換に必要な情報を他の装置から取得してもよい。曲げ成形装置は、センサ２１および測定部１４を備えておらず、曲げ成形後の長尺部材ＬＧの形状の実測値を測定しなくてもよい。また、曲げ成形装置は、補正部１５による予測モデルの補正を行わなくてもよい。
【0069】
上記実施形態では、第１管材ＭＴ１と第２管材ＭＴ２とが溶接された長尺部材ＬＧの曲げ成形について説明したが、曲げ成形の対象となる部材については、変形可能である。成形対象部材は、溶接されておらず１種類の管材で形成されてもよいし、板材等であってもよい。上記実施形態の長尺部材ＬＧでは、第１管材ＭＴ１の材質と、第２管材ＭＴ２の材質とが同じであったが、他の長尺部材では、溶接される２種類の管材の材質が異なっていてもよい。厚さと材質との少なくとも一方が異なる２種類の金属材が溶接された長尺部材が形成される場合に、２種類のそれぞれの管材の厚さは、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。さらに、２種類のそれぞれの管材の厚さは、１．２ｍｍ以上２．３ｍｍ以下が好ましい。また、２種類の管材の厚さの比は、１以上５以下が好ましく、さらに、１以上２以下が好ましい。
【0070】
本実施形態における長尺部材ＬＧとは、へこみ部ＰＤが発生して代替形状において曲率が狙いの形状よりも小さくなる区間と、それ以外の区間で曲率が大きくなる区間とのそれぞれの長さ有する部材のことを言う。また、長尺部材ＬＧ上において、必ずしも接続位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ等が予め設定されていなくてもよい。接続位置が設定されていない場合に、例えば、変換部１２は、へこみ部ＰＤを中心とする任意の長さで３分割された区間を、へこみ部ＰＤを含む曲率を小さくする区間と、曲率を大きくする２つの隣接区間として設定してもよい。上記実施形態では、図４に示されるように、接続位置Ｐａと接続位置Ｐｂとの２地点の位置関係が、狙いの形状から代替形状への変換前後で同じになるように代替形状が変換された。しかし、変換前後で位置関係が同じになる接続位置は、２地点ではなく、例えば、３地点や４地点であってもよい。
【0071】
＜変形例２＞
上記実施形態の成形装置８０は、送り方向ＤＲ１に長尺部材ＬＧを送りながら、曲げツール８１およびサポートツール８２による３点曲げによって長尺部材ＬＧを曲げ成形した。しかし、成形装置８０として、周知の曲げ成形装置を適用できる。成形装置８０は、送り方向ＤＲ１に送りながら曲げ成形を行わなくてもよい。成形装置８０は、３点曲げ以外の方法によって長尺部材ＬＧを曲げ成形してもよい。
上記実施形態の成形装置８０は、送り方向ＤＲ１に長尺部材ＬＧを送りながら、曲げツール８１およびサポートツール８２による３点曲げによって長尺部材ＬＧを曲げ成形した。しかし、成形装置８０として、周知の曲げ成形装置を適用できる。成形装置８０は、送り方向ＤＲ１に送りながら曲げ成形を行わなくてもよい。成形装置８０は、３点曲げ以外の方法によって長尺部材ＬＧを曲げ成形してもよい。
【0072】
上記実施形態のセンサ２１は、サポートツール８２と曲げツール８１との間における長尺部材ＬＧの変位量を検出したが、センサ２１が検出する変位量については変形可能である。例えば、センサ２１は、曲げツール８１により曲げ成形された後の長尺部材ＬＧの変位量を検出してもよい。センサ２１は、曲げツール８１により曲げ成形される前後の２つの変位量を検出してもよい。センサ２１の検出値に合わせて、補正部１５は、予測モデルを補正してもよい。
【0073】
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
【0074】
本発明は、以下の形態としても実現することが可能である。
［適用例１］
曲げ成形装置であって、
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する形状予測部と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換部と、
を備え、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状であり、
前記形状予測部は、前記予測モデルを用いて、前記変換部により変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する、曲げ成形装置。
［適用例２］
適用例１に記載の曲げ成形装置であって、
前記変換部は、前記代替形状における前記長尺部材上の所定の２地点の位置関係が、前記狙いの形状における前記長尺部材上の前記所定の２地点の位置関係と同じになるように、前記狙いの形状を前記代替形状に変換する、曲げ成形装置。
［適用例３］
適用例１または適用例２に記載の曲げ成形装置であって、
前記変換部は、前記所定の区間以外の区間として、前記所定の区間の両側に位置する区間の全体を選択する、曲げ成形装置。
［適用例４］
適用例１から適用例３までのいずれか一項に記載の曲げ成形装置であって、
前記長尺部材は、厚さと材質との少なくとも一方が異なる２種類の金属製の管材が溶接された溶接管である、曲げ成形装置。
［適用例５］
適用例１から適用例４までのいずれか一項に記載の曲げ成形装置であって、
前記２種類の管材のそれぞれの厚さは、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、
前記２種類の管材の厚さの比は、１以上５以下である、曲げ成形装置。
［適用例６］
適用例１から適用例５までのいずれか一項に記載の曲げ成形装置であって、
前記２種類の管材のそれぞれの厚さは、１．２ｍｍ以上２．３ｍｍ以下であり、
前記２種類の管材の厚さの比は、１以上２以下である、曲げ成形装置。
［適用例７］
適用例１から適用例６までのいずれか一項に記載の曲げ成形装置であって、さらに、
前記長尺部材を送り方向に送りながら曲げ成形する曲げ成形部を備える、曲げ成形装置。
［適用例８］
適用例１から適用例７までのいずれか一項に記載の曲げ成形装置であって、さらに、
前記曲げ成形部による曲げ成形後の前記長尺部材の形状と、前記形状予測部に予測された曲げ成形された場合の前記長尺部材の形状との誤差を算出する誤差算出部と、
前記誤差算出部により算出された誤差を用いて、前記予測モデルを補正する補正部と、
を備える、曲げ成形装置。
［適用例９］
曲げ成形方法であって、コンピュータが、
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する工程と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する工程と、
前記予測モデルを用いて、変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する工程と、
を実行し、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状である、曲げ成形方法。
［適用例１０］
コンピュータプログラムであって、
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する形状予測機能と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換機能と、
をコンピュータに実行させ、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状であり、
前記形状予測機能は、前記予測モデルを用いて、前記変換機能により変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する、コンピュータプログラム。
［適用例１］
曲げ成形装置であって、
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する形状予測部と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換部と、
を備え、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状であり、
前記形状予測部は、前記予測モデルを用いて、前記変換部により変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する、曲げ成形装置。
［適用例２］
適用例１に記載の曲げ成形装置であって、
前記変換部は、前記代替形状における前記長尺部材上の所定の２地点の位置関係が、前記狙いの形状における前記長尺部材上の前記所定の２地点の位置関係と同じになるように、前記狙いの形状を前記代替形状に変換する、曲げ成形装置。
［適用例３］
適用例１または適用例２に記載の曲げ成形装置であって、
前記変換部は、前記所定の区間以外の区間として、前記所定の区間の両側に位置する区間の全体を選択する、曲げ成形装置。
［適用例４］
適用例１から適用例３までのいずれか一項に記載の曲げ成形装置であって、
前記長尺部材は、厚さと材質との少なくとも一方が異なる２種類の金属製の管材が溶接された溶接管である、曲げ成形装置。
［適用例５］
適用例１から適用例４までのいずれか一項に記載の曲げ成形装置であって、
前記２種類の管材のそれぞれの厚さは、０．６ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、
前記２種類の管材の厚さの比は、１以上５以下である、曲げ成形装置。
［適用例６］
適用例１から適用例５までのいずれか一項に記載の曲げ成形装置であって、
前記２種類の管材のそれぞれの厚さは、１．２ｍｍ以上２．３ｍｍ以下であり、
前記２種類の管材の厚さの比は、１以上２以下である、曲げ成形装置。
［適用例７］
適用例１から適用例６までのいずれか一項に記載の曲げ成形装置であって、さらに、
前記長尺部材を送り方向に送りながら曲げ成形する曲げ成形部を備える、曲げ成形装置。
［適用例８］
適用例１から適用例７までのいずれか一項に記載の曲げ成形装置であって、さらに、
前記曲げ成形部による曲げ成形後の前記長尺部材の形状と、前記形状予測部に予測された曲げ成形された場合の前記長尺部材の形状との誤差を算出する誤差算出部と、
前記誤差算出部により算出された誤差を用いて、前記予測モデルを補正する補正部と、
を備える、曲げ成形装置。
［適用例９］
曲げ成形方法であって、コンピュータが、
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する工程と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する工程と、
前記予測モデルを用いて、変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する工程と、
を実行し、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状である、曲げ成形方法。
［適用例１０］
コンピュータプログラムであって、
予め作成された予測モデルを用いて、狙いの形状となるように長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する形状予測機能と、
予測された曲げ成形した場合の前記長尺部材の形状に、前記狙いの形状よりも閾値以上の誤差であるへこみ部が発生している場合に、前記狙いの形状を異なる形状である代替形状に変換する変換機能と、
をコンピュータに実行させ、
前記代替形状は、前記長尺部材の長手方向において、前記へこみ部を含む所定の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも小さくするとともに、前記所定の区間以外の区間における曲げ成形時の曲率を前記狙いの形状よりも大きくした形状であり、
前記形状予測機能は、前記予測モデルを用いて、前記変換機能により変換された前記代替形状となるように前記長尺部材を曲げ成形した場合の形状を予測する、コンピュータプログラム。
【符号の説明】
【0075】
１１…予測部（形状予測部）
１２…変換部
１３…制御部
１４…測定部（誤差算出部）
１５…補正部
２１…センサ
２２…記憶部
２３…表示部
２４…入力部
５０…成形制御装置
８０…成形装置（曲げ成形部）
８１…曲げツール
８２…サポートツール
１００…成形システム（曲げ成形装置）
１１０…ＣＰＵ
ＣＳ…直交座標系
ＤＲ１…送り方向
ＬＧ，ＬＧａ，ＬＧｂ…長尺部材
ＭＴ１…第１管材
ＭＴ２…第２管材
ＰＤ…へこみ部
１２…変換部
１３…制御部
１４…測定部（誤差算出部）
１５…補正部
２１…センサ
２２…記憶部
２３…表示部
２４…入力部
５０…成形制御装置
８０…成形装置（曲げ成形部）
８１…曲げツール
８２…サポートツール
１００…成形システム（曲げ成形装置）
１１０…ＣＰＵ
ＣＳ…直交座標系
ＤＲ１…送り方向
ＬＧ，ＬＧａ，ＬＧｂ…長尺部材
ＭＴ１…第１管材
ＭＴ２…第２管材
ＰＤ…へこみ部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】