CN108472706B - 变形加工支持***以及变形加工支持方法 - Google Patents

变形加工支持***以及变形加工支持方法 Download PDF

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Abstract

变形加工支持***获取包含有基准线的工件的目标形状数据，根据标记有基准线的中间形状的工件，获取中间形状数据，通过将基准线相互之间相对于彼此定位，从而对两个数据进行排列，并基于该排列的两个数据之间的差异，计算工件的需要变形量。

Description

变形加工支持***以及变形加工支持方法
技术领域
本发明涉及支持工件的变形加工的变形加工支持***以及变形加工支持方法。
背景技术
以往以来，在对大型工件进行变形加工的情况下，例如通过使用冲压加工机，对工件进行多次弯曲加工。通过对工件的多个位置分别进行弯曲加工，从而将整个工件变形加工成目标形状。
通过将变形加工结束后的工件与目标形状对应的形状的木模重叠，从而检查变形加工结束后的工件是否加工成目标形状。此外，由于工件很大，因此将木模分为多个。
或者，使用三维测量机来检查变形加工结束后的工件的形状。例如，利用3D激光扫描仪对工件的多个部分的形状均进行三维测量。例如专利文献1中所记载，将通过该测量获取的多个部分形状数据合成为一个，创建工件的整体形状数据。基于该创建的工件的整体形状数据，检查变形加工结束后的工件是否加工成目标形状。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-65628号公报
发明内容
发明要解决的问题
另一方面，在工件的变形加工中(例如某次弯曲加工与下一次弯曲加工之间)，有时会确认从该中间形状至目标形状为止所需的工件的变形量(需要变形量)、具体而言为工件的多个位置各自的需要变形量。在该情况下，将木模与中间形状的工件重叠，确认木模与工件之间的间隙，由此能够获知至目标形状为止所需的需要变形量。然而，为此，需要将工件的多个部分分别与对应的木模重叠，耗费劳动力和时间。工件的形状复杂且大的情况下，木模的数量变多，因此尤其耗费劳动力和时间。另外，会有如下情况：与工件抵接的木模的表面周缘部与工件之间的间隙能够看到，但木模的表面中央部与工件之间的间隙看不到。
另一方面，将由三维测量机获取的变形加工中的工件的中间形状数据与该工件的目标形状数据重叠，并计算两个数据的差异，由此能够计算出至目标形状为止所需的工件的多个位置分别的需要变形量。
作为该两个形状数据的重叠的手法，存在“最佳拟合(best fit)”技术。“最佳拟合”是通过检测两个数据上的多个类似点(特征点)，并以该类似点为基准相互定位，从而将两个数据重叠的方法。例如类似点是形成于工件上的孔、工件的角部、或安装于工件的标记等。
但是，变形加工中的工件的中间形状数据与目标形状数据中的曲率有较大差异时，存在采用“最佳拟合”所进行的两个数据的重叠精度降低、或重叠本身不可能的情况。另外，在工件上不存在孔的情况、变形加工结束后工件的外周缘被切断的情况(被裁剪的情况)、因妨碍变形加工而不能将标记安装于工件上的情况等类似点不存在的情况下，不能实施“最佳拟合”本身。因此，存在工件的多个位置分别的至目标形状为止所需的需要变形量的计算精度低、或不能计算出的情况。
因此，本发明的问题在于，在工件的变形加工中，短时间且高精度地计算出至目标形状为止所需的工件的需要变形量。
用于解决问题的方案
为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方案，提供一种变形加工支持***，其在工件的变形加工中，基于工件的中间形状与目标形状之间的差异，计算从该中间形状至目标形状为止所需的需要变形量，所述变形加工支持***具有：
目标形状数据获取部，其获取表面上设置有基准线的工件的目标形状数据；
中间形状数据获取部，其在变形加工中，根据表面上标记有基准线的中间形状的工件，获取中间形状数据；以及
需要变形量计算部，其通过将基准线相互之间相对于彼此定位，对目标形状数据和中间形状数据进行排列，并基于该排列的目标形状数据与中间形状数据之间的差异，对工件上的多个位置分别计算需要变形量。
根据本发明的其它方案，提供一种变形加工支持方法，其在工件的变形加工中，基于工件的中间形状与目标形状之间的差异，计算从该中间形状至目标形状为止所需的需要变形量，所述变形加工支持方法包括下述步骤：
获取表面上设置有基准线的工件的目标形状数据；
对变形加工开始前的工件的表面标记基准线；
在变形加工中，根据表面上标记有基准线的中间形状的工件，获取中间形状数据；
通过将基准线相互之间相对于彼此定位，对目标形状数据和中间形状数据进行排列；以及
基于排列的目标形状数据与中间形状数据之间的差异，对中间形状的工件上的多个位置分别计算需要变形量。
发明效果
根据本发明，能够在工件的变形加工中，短时间且高精度地计算出至目标形状为止所需的工件的需要变形量。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的变形加工支持***的结构示意图。
图2是变形加工支持***的框图。
图3是表示目标形状数据的图。
图4是表示三维测量数据的图。
图5是表示开始变形加工前的工件的图。
图6是表示摄像机的拍摄图像的图。
图7是用于说明中间形状数据的创建的图。
图8是用于说明目标形状数据与中间形状数据的重叠的图。
图9是表示相对于彼此定位前的中间形状数据的交叉线和目标形状数据的交叉线的图。
图10是表示变形加工中的工件上的交叉线的变化的图。
图11是表示相对于彼此定位后的中间形状数据的交叉线和目标形状数据的交叉线的图。
图12是表示轮廓图的一例的图。
图13是表示变形加工支持***的动作的流程的一例的流程图。
图14是用于说明本发明的第二实施方式的变形加工支持***中的中间形状数据的基准线与目标形状数据的基准线的相对于彼此的定位的图。
具体实施方式
本发明的一个方案是一种变形加工支持***，其在工件的变形加工中，基于工件的中间形状与目标形状之间的差异，计算从该中间形状至目标形状为止所需的需要变形量，所述变形加工支持***具有：目标形状数据获取部，其获取表面上设置有基准线的工件的目标形状数据；中间形状数据获取部，其在变形加工中，根据表面上标记有基准线的中间形状的工件，获取中间形状数据；以及需要变形量计算部，其通过将基准线相互之间相对于彼此定位，对目标形状数据和中间形状数据进行排列，并基于该排列的目标形状数据与中间形状数据之间的差异，对工件上的多个位置分别计算需要变形量。
根据这样的一个方案，能够在工件的变形加工中，短时间且高精度地计算出至目标形状为止所需的工件的需要变形量。
可以在目标形状数据的表面和工件的表面上均设置第一以及第二基准线，在该情况下，需要变形量计算部可以以目标形状数据上的第一基准线与中间形状数据上的第一基准线在同一平面上部分重叠、且目标形状数据上的第二基准线与中间形状数据上的第二基准线在同一平面上部分重叠的方式，将目标形状数据和中间形状数据的第一基准线相互之间以及第二基准线相互之间相对于彼此定位。
或者，需要变形量计算部可以以连接目标形状数据上的基准线的两端的虚拟直线与连接中间形状数据上的基准线的两端的虚拟直线重叠在同一直线上、且目标形状数据与中间形状数据不交叉的方式，将目标形状数据的基准线和中间形状数据的基准线相对于彼此定位。
变形加工支持***的中间形状数据获取部可以具有：3D激光扫描仪，其对工件整体的形状进行三维测量；摄像机，其对工件上的基准线进行拍摄；基准线形状数据创建部，其从摄像机的拍摄图像中提取基准线并创建基准线形状数据；以及中间形状数据创建部，其将3D激光扫描仪的三维测量数据和基准线形状数据进行合成，并创建中间形状数据。
或者，变形加工支持***的中间形状数据获取部可以具有：摄像机，其从多个方向对中间形状的工件进行拍摄；以及中间形状数据创建部，其基于由摄像机从多个方向拍摄的多个拍摄图像数据，创建中间形状数据。
变形加工支持***可以具有轮廓图创建部，其基于由需要变形量计算部计算出的工件上的多个位置各自的需要变形量，创建轮廓图。操作人员通过参照该轮廓图，能够进行各种研究，以将工件W加工成目标形状。其结果是，能够短时间且高效地将工件W加工成目标形状。
也可以通过在目标形状数据的整个表面以及工件的整个表面上设置网格线，从而设置有多条基准线。由此，例如，利用因壁的厚度薄等理由而不能进一步进行弯曲加工的位置的基准线进行定位，并对目标形状数据和中间形状数据进行排列，从而能够计算出工件的其它位置各自的至目标形状为止所需的变形量。因此，与在目标形状数据和工件的表面的一部分上设置基准线的情况相比，提高了工件的变形加工的方式的自由度。
另外，本发明的另一个方案是一种变形加工支持方法，在工件的变形加工中，基于工件的中间形状与目标形状之间的差异，计算出从该中间形状至目标形状为止所需的需要变形量，所述变形加工支持方法包括下述步骤：获取表面上设置有基准线的工件的目标形状数据；对变形加工开始前的工件的表面标记基准线；在变形加工中，根据表面上标记有基准线的中间形状的工件，获取中间形状数据；通过将基准线相互之间相对于彼此定位，对目标形状数据和中间形状数据进行排列；以及基于排列的目标形状数据与中间形状数据之间的差异，对中间形状的工件上的多个位置分别计算需要变形量。
根据该另一个方案，能够在工件的变形加工中，短时间且高精度地计算出至目标形状为止所需的工件的需要变形量。
可以在目标形状数据的表面和工件的表面上均设置第一以及第二基准线，在该情况下，目标形状数据和中间形状数据的第一基准线相互之间以及第二基准线相互之间的相对于彼此的定位，可以以目标形状数据上的第一基准线与中间形状数据上的第一基准线在同一平面上部分重叠、且目标形状数据上的第二基准线与中间形状数据上的第二基准线在同一平面上部分重叠的方式进行。
或者，也可以以连接目标形状数据上的基准线的两端的虚拟直线与连接中间形状数据上的基准线的两端的虚拟直线重叠在同一直线上、且目标形状数据与中间形状数据不交叉的方式，将目标形状数据的基准线和中间形状数据的基准线相对于彼此定位。
为了获取中间形状数据，也可以使用3D激光扫描仪对整个工件的形状进行三维测量，利用摄像机对工件上的基准线进行拍摄，从摄像机的拍摄图像中提取基准线并创建基准线形状数据，对3D激光扫描仪的三维测量数据和基准线形状数据进行合成并创建中间形状数据。
或者，为了获取中间形状数据，也可以基于由摄像机从多个方向拍摄的中间形状的工件的多个拍摄图像数据，创建中间形状数据。
也可以基于对工件上的多个位置分别计算出的需要变形量，创建轮廓图。操作人员通过参照该轮廓图，能够进行各种研究，以将工件W加工成目标形状。其结果是，能够短时间且高效地将工件W加工成目标形状。
也可以通过在目标形状数据的整个表面以及工件的整个表面上设置网格线，从而设置多条基准线。由此，例如，利用因壁的厚度薄等的理由而不能进一步进行弯曲加工的位置的基准线进行定位，并对目标形状数据和中间形状数据进行排列，从而能够计算出工件的其它位置各自的至目标形状为止所需的变形量。因此，与在目标形状数据和工件各自的表面的一部分上设置基准线的情况相比，提高了工件的变形加工方式的自由度。
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图1是本发明的第一实施方式所涉及的变形加工支持***的结构示意图，图2是变形加工支持***的框图。
对图1以及图2所示的本实施方式所涉及的变形加工支持***10的概要进行说明。本实施方式所涉及的变形加工支持***10是支持对工件W多次进行弯曲加工的该工件W的变形加工的***。具体而言，变形加工支持***10是基于变形加工中的工件W的中间形状(数据)和该工件W的目标形状(数据)，计算从中间形状至目标形状为止所需的需要变形量的***，具体将在后面详述。
在本实施方式的情况下，开始变形加工前的工件W为平板状。另外，工件W由铝材制作。而且，在本实施方式的情况下，对工件W的多次弯曲加工(变形加工)由冲压加工机12来实施。
该冲压加工机12通过上侧冲头12a将工件W的多个位置分别向下方按压，由此对该位置实施弯曲加工。通过对工件W的多个位置分别实施弯曲加工，从而对整个工件W进行变形加工。
在这种工件W的变形加工中，在该变形加工中(例如从某弯曲加工结束至下一次弯曲加工开始为止期间)，操作人员有时想要知道从中间形状至目标形状为止所需的工件W的变形量、即工件W的多个位置各自的需要变形量。本实施方式的变形加工支持***10会计算出从该中间形状至目标形状为止所需的工件W的多个位置各自的变形量。
为此，本实施方式的变形加工支持***10包括：3D激光扫描仪14，其测量变形加工中的工件W的形状(三维形状)；摄像机16，其对变形加工中的工件W进行拍摄；以及运算装置18。
3D激光扫描仪14是非接触型三维测量机，其对整个工件W扫描激光L，基于来自该工件W的反射光测量至工件W为止的距离，并基于该测量的距离对工件W的形状进行三维测量。3D激光扫描仪14对工件W进行规定次数的弯曲加工之后，或在由操作人员指定的任意时机、即冲压加工机12的上侧冲头12a从工件W离开时，对整个中间形状的工件W进行三维测量。该三维测量数据发送至运算装置18。
在本实施方式的情况下，摄像机16对工件W进行部分拍摄。该摄像机16例如对位于冲压加工机12的上侧冲头12a正下方的工件W的局部R进行拍摄。即，当冲压加工机12的上侧冲头12a从工件W离开时，摄像机16将由该上侧冲头12a刚刚实施了弯曲加工后的中间形状的工件W的局部R作为拍摄区域R进行拍摄。该摄像机16的拍摄图像(数据)发送至运算装置18。此外，摄像机16优选具备尽可能高的分辨率，其理由将在后面叙述。
如图2所示，运算装置18与冲压加工机12、3D激光扫描仪14以及摄像机16连接。运算装置18从冲压加工机12接收到表示上侧冲头12a从工件W离开的信号(弯曲加工结束信号)时，向3D激光扫描仪14发送测量执行信号，并且向摄像机发送拍摄执行信号。另外，运算装置18从执行了三维测量后的3D激光扫描仪14获取中间形状的工件W的三维测量数据，并且从执行了拍摄后的摄像机16获取中间形状的工件W的拍摄图像数据。然后，运算装置18基于这些数据，对工件W的多个位置分别计算从中间形状至目标形状为止所需的需要变形量。此外，在本实施方式的情况下，运算装置18构成为，经由输出设备20(例如显示器)将计算出的需要变形量输出给操作人员。下面对该运算装置18进行详细说明。
如图2所示，运算装置18具有：目标形状数据获取部50，其获取工件W的目标形状数据；三维测量数据获取部52，其从3D激光扫描仪14获取工件W的三维测量数据；拍摄图像获取部54，其从摄像机16获取工件W的拍摄图像；图像处理部56，其对获取到的拍摄图像进行图像处理；基准线形状数据创建部58，其根据图像处理后的拍摄图像创建基准线形状数据；中间形状数据创建部60，其基于三维测量数据和线形状数据创建中间形状数据；需要变形量计算部62，其计算从中间形状至目标形状为止所需的工件W的需要变形量；以及轮廓图创建部64，其基于计算出的需要变形量创建轮廓图。
如图3所示，运算装置18的目标形状数据获取部50获取工件W的目标形状数据Ft。目标形状数据Ft例如是表示工件W的成品的形状、即变形加工结束后的形状的3DCAD数据。目标形状数据获取部50例如从与运算装置18连接的CAD装置(图示)获取3DCAD数据。此外，图中所示的X方向、Y方向、以及Z方向表示工件W为平板状时的宽度方向、进深方向以及厚度方向。
此外，工件W的目标形状数据Ft在其表面Fts上具备多条交叉线CLt(即相互交叉的第一以及第二基准线)，其理由将在后面叙述。在本实施方式的情况下，多条交叉线CLt包含于描画在目标形状数据Ft的整个表面Fts上的网格线(由多条第一基准线和多条第二基准线构成的网格线)中。即，多条交叉线CLt配置于目标形状数据Ft的整个表面Fts上。
如图4所示，运算装置18的三维测量数据获取部52从3D激光扫描仪14获取工件W的三维测量数据Fm。具体而言，三维测量数据Fm为点云数据。
此外，如图6所示，在实际的工件W的表面Ws上标记有多条交叉线CL(即相互交叉的第一以及第二基准线)，其理由将在后面叙述。例如，多条交叉线CL是在变形加工中不消失而保持的记号线。在本实施方式的情况下，多条交叉线CL包含于标记在工件W的表面Ws上的网格线(由多条第一基准线和多条第二基准线构成的网格线)中。即，多条交叉线CL配置于工件W的整个表面Ws上。
但是，如图4所示，由3D激光扫描仪14测量的工件W的三维测量数据Fm中并未出现多条交叉线CL。由于标记在工件W的表面Ws上的网格线(多条交叉线CL)的凹凸小，因此利用3D激光扫描仪14不能检测出，从而在该三维测量数据Fm中实质上未出现。为了应对该情况，摄像机16对工件W进行部分拍摄，其理由将在后面叙述。
另外，目标形状数据Ft的表面Fts的网格线(多条交叉线CLt)和工件W的表面Ws的网格线(多条交叉线CL)实质上对应。例如，考虑到工件W从平板状变形加工为目标形状时的伸长，使工件W的网格线的间距小于目标形状数据Ft的网格线的间距。
如图6所示，运算装置18的拍摄图像获取部54从摄像机16获取工件W的拍摄图像Pr。在本实施方式的情况下，如图1所示，由于摄像机16对冲压加工机12的上侧冲头12a正下方的拍摄区域R进行拍摄，因此该拍摄图像Pr是工件W的局部拍摄图像。如图6所示，在拍摄图像Pr上拍摄有标记在工件W的表面Ws上的网格线(多条交叉线CL)。
运算装置18的图像处理部56对拍摄图像Pr进行图像处理，以提取拍摄在摄像机16的拍摄图像Pr上的交叉线CL。例如，对拍摄图像Pr进行亮度、对比度的调整、轮廓强调校正等。此外，该图像处理的亮度、对比度等参数的调整也可以由操作人员通过与运算装置18连接的输入设备22(例如键盘等)来进行。因此，运算装置18通过输出设备20将摄像机16的拍摄图像Pr输出给操作人员。
如图7所示，运算装置18的基准线形状数据创建部58提取拍摄在图像处理后的摄像机16的拍摄图像Pr上的交叉线CL(即相互交叉的第一以及第二基准线)，并创建该基准线形状数据Fcl。基准线形状数据Fcl是三维形状数据，是基于摄像机16与该拍摄区域(区域R)的位置关系，根据二维的拍摄图像Pr制作的。此外，为了高精度地创建基准线形状数据Fcl，摄像机16可以为多台。即，多台摄像机16分别从不同的方向对共同的拍摄区域R进行拍摄，并根据该拍摄方向不同的多个拍摄图像创建三维的基准线形状数据Fcl。
如图7所示，运算装置18的中间形状数据创建部60对由三维测量数据获取部52从3D激光扫描仪14获取的三维测量数据Fm、和由基准线形状数据创建部58创建的基准线形状数据Fcl进行合成。通过该合成，创建了部分地具有交叉线CLin的中间形状的工件W的形状数据(中间形状数据)Fin。此外，基于3D激光扫描仪14和摄像机16的相对位置关系，以与摄像机16的拍摄区域R相对于整个工件W的相对位置相对应的方式在中间形状数据Fin上配置基准线形状数据Fcl。
运算装置18的需要变形量计算部62基于由目标形状数据获取部50获取的目标形状数据Ft、和由中间形状数据创建部60创建的中间形状数据Fin，对工件W的多个位置分别计算从中间形状至目标形状为止所需的需要变形量。
具体地，如图8所示，需要变形量计算部62通过将中间形状数据Fin的交叉线CLin与目标形状数据Ft的对应的交叉线CLt相对于彼此定位，从而对中间形状数据Fin和目标形状数据Ft进行排列(重叠)。
此外，为了将中间形状数据Fin的交叉线CLin与目标形状数据Ft的对应的交叉线CLt相互定位，工件W的多条交叉线CL以及目标形状数据Ft的交叉线CLt均构成为能够区分。例如，构成交叉线的第一以及第二基准线的粗度、形状(例如虚线等)等不同。另外，例如，每一条交叉线上赋予有标记(在工件W的情况下，刻印有数字、字母等字符或符号)。
作为代替，在输出设备20为显示器的情况下，操作人员也可以在显示器的画面上通过输入设备22将与中间形状数据Fin的交叉线CLin对应的目标形状数据Ft的交叉线CLt示教给运算装置18。
更具体地，如图9所示，构成中间形状数据Fin的交叉线CLin的第一以及第二基准线的曲率与构成目标形状数据Ft的对应的交叉线CLt的第一以及第二基准线的曲率严格地不同。例如，构成中间形状数据Fin的某一条交叉线CLin的第一以及第二基准线LAin、LBin与构成目标形状数据Ft的对应的交叉线CLt的第一以及第二基准线LAt、LBt的曲率不同。因此，中间形状数据Fin的交叉线CLin与目标形状数据Ft的交叉线CLt并不是整体完全重叠，而是以部分重叠的方式相互定位。
作为一例，对使用了中间形状数据Fin的某一条交叉线CLin的第一以及第二基准线LAin、LBin和目标形状数据Ft的对应的交叉线CLt的第一以及第二基准线LAt、LBt的定位进行说明。
首先，如图10所示，对与中间形状数据Fin的交叉线CLin的第一以及第二基准线LAin、LBin对应的工件W的表面Ws上的交叉线CL的第一以及第二基准线LA、LB进行考察。线LA(0)、LB(0)表示工件W的变形加工开始前的第一以及第二基准线LA、LB。线LA(1)、LB(1)表示进行了工件W的弯曲加工后的第一以及第二基准线LA、LB，线LA(2)、LB(2)表示在此基础上进一步进行了弯曲加工后的第一以及第二基准线LA、LB。
如图10所示，工件W的交叉线CL的第一以及第二基准线LA、LB每进行一次弯曲加工时，其曲率都变大。另外，在第一以及第二基准线LA、LB的长度为微小的情况下(即，为摄像机16的拍摄图像上能够识别的最小限度的长度的情况下)，能够视为第一基准线LA在平面PA上变形、第二基准线LB在平面PB上变形(但前提是工件W的位置不变)。
因此，如图11所示，与这样的工件W的交叉线CL的第一基准线LA对应的、中间形状数据Fin上的交叉线CLin的第一基准线LAin和目标形状数据Ft上的交叉线CLt的第一基准线LAt能够视为存在于同一平面PA上。同样地，与工件W的第二基准线LB对应的、中间形状数据Fin的第二基准线LBin和目标形状数据Ft的第二基准线LBt能够视为存在于同一平面PB上。
因此，如图11所示，若使目标形状数据Ft上的交叉线CLt的第一基准线LAt与中间形状数据Fin上的交叉线CLin的第一基准线LAin在同一平面PA上部分重叠、且目标形状数据Ft上的交叉线CLt的第二基准线LBt与中间形状数据Fin上的交叉线CLin的第二基准线LBin在同一平面PB中部分重叠，则目标形状数据Ft的交叉线CLt和中间形状数据Fin的交叉线CLin相互定位。即，目标形状数据Ft的第一基准线LAt和中间形状数据Fin的第一基准线LAi相对于彼此定位，而且目标形状数据Ft的第二基准线LBt和中间形状数据Fin的第二基准线LBin相对于彼此定位。其结果是，能够将目标形状数据Ft与中间形状数据Fin适当地重叠。
即，适当地重叠后的目标形状数据Ft和中间形状数据Fin、与在相互定位后的目标形状数据Ft的交叉线CLt和中间形状数据Fin的交叉线CLin所对应的工件W的交叉线CL被固定的状态下进行变形加工时的工件W的形状相对应。
在通过将各条交叉线CLt、CLin相对于彼此定位，从而对目标形状数据Ft和中间形状数据Fin适当地排列(重叠)时，需要变形量计算部62对工件W上的多个位置分别计算从中间形状至目标形状为止所需的需要变形量。
具体而言，如图8所示，需要变形量计算部62基于重叠的目标形状数据Ft与中间形状数据Fin之间的差异，计算目标形状数据Ft上的多个位置各自与对应的中间形状数据Fin上的位置之间的距离，以作为工件W的对应的位置的至目标形状为止所需的需要变形量。
如图12所示，运算装置18的轮廓图创建部64基于由需要变形量计算部62计算出的工件W上的多个位置各自的至目标形状为止所需的需要变形量，创建轮廓图(等高线图)。将创建后的轮廓图通过输出设备20输出给操作人员。操作人员通过参照该轮廓图，能够进行各种研究，以将工件W加工成目标形状。其结果是，短时间且高效地将工件W加工成目标形状。
下面参照图13所示的流程图，对变形加工支持***10的运算装置18的动作的流程的一例进行说明。
首先，在步骤S100中，变形加工支持***10的运算装置18获取如图3所示的变形加工对象的工件W的目标形状数据Ft。
接下来，在步骤S110中，运算装置18从对中间形状的工件W实施了三维测量后的3D激光扫描仪14获取图4所示的三维测量数据Fm。
在步骤S120中，运算装置18从对中间形状的工件W进行了部分拍摄后的摄像机16获取图6所示的工件W的部分拍摄图像Pr。
在步骤S130中，运算装置18对在步骤S120中获取的摄像机16的拍摄图像Pr进行图像处理。
在步骤S140中，运算装置18从图像处理后的拍摄图像Pr中提取交叉线CL(即相互交叉的第一以及第二基准线)，并创建该基准线形状数据Fcl。
在步骤S150中，如图7所示，运算装置18对在步骤S110中获取的中间形状的工件W的三维测量数据Fm和对步骤S140中创建的基准线形状数据Fcl进行合成，并创建中间形状数据Fin。
在步骤S160中，如图8所示，运算装置18将在步骤S100中获取的目标形状数据Ft和在步骤S150中创建的中间形状数据Fin通过将各自的交叉线CLin、CLt相对于彼此定位，从而进行重叠(排列)。
在步骤S170中，运算装置18基于在步骤S160中重叠的目标形状数据Ft与中间形状数据Fin之间的差异，对工件W的多个位置分别计算从中间形状至目标形状为止所需的需要变形量。
在步骤S180中，运算装置18基于在步骤S170中计算出的需要变形量创建图12所示的轮廓图。
然后，在S190中，运算装置18将在步骤S180中创建的轮廓图通过图1所示的输出设备20输出给操作人员。
根据这样的本实施方式，在工件W的变形加工中，能够短时间且高精度地计算出至目标形状为止所需的工件W的需要变形量。
另外，本实施方式的情况下，如图3和图5所示，在工件W的目标形状数据Ft的整个表面Fts上设置有多条交叉线CLt(即由多条第一基准线和多条第二基准线构成的网格线)，同样地，在工件W的整个表面Fs上设置有对应的多条交叉线CL(即由多条第一基准线和多条第二基准线构成的网格线)。即，在工件W的目标形状数据Ft的整个表面Fts以及工件W的整个表面Fs上设置有构成多条交叉线的多条第一以及第二基准线。由此，能够相对于目标形状数据Ft的任意的交叉线，对对应的中间形状数据Fin的交叉线进行定位。由此，能够以工件W的任意的位置为基准(使该任意的位置的需要变形量为零)，计算其余位置各自的至目标形状为止的需要变形量。由此，例如，利用因壁的厚度薄等的理由而不能进一步进行弯曲加工的位置的交叉线进行定位，将目标形状数据和中间形状数据重叠，从而能够计算出工件的其它位置各自的至目标形状为止所需的变形量。因此，与在目标形状数据和工件的的表面的一部分上均设置交叉线的情况相比，提高了工件的变形加工的方式的自由度。
而且，在本实施方式的情况下，如图7所示的中间形状数据Fin利用3D激光扫描仪14的三维测量数据Fm、摄像机16的拍摄图像Pr、从拍摄图像Pr中提取交叉线(即相互交叉的第一以及第二基准线)并创建基准线形状数据Fcl的运算装置18的基准线形状数据创建部58、以及根据三维测量数据Fm和基准线形状数据Fcl创建中间形状数据Fin的运算装置18的中间形状数据创建部60获取。即，它们作为中间形状数据获取部发挥功能。
通过使用3D激光扫描仪14作为获取中间形状数据的手段，能够在短时间内创建大形状的工件W的中间形状数据。
更进一步，在本实施方式的情况下，基于中间形状的工件上的多个位置各自的至目标形状为止的需要变形量创建轮廓图。参照该轮廓图，操作人员能够直观地获知中间形状的整个工件的状态、接下来应进行弯曲加工的位置、该弯曲加工量等信息。
(第二实施方式)
本实施方式所涉及的变形加工支持***与上述第一实施方式的变形加工支持***的区别在于，由运算装置的需要变形量计算部所进行的、将目标形状数据的基准线与中间形状数据的基准线的相对于彼此的对准位置的方式不同。因此，对该不同的对准位置的方式进行说明。
在上述第一实施方式的情况下，如图11所示，使用目标形状数据的表面和中间形状数据的表面各自的第一以及第二基准线，即，使用各自的两条基准线，实施目标形状数据的基准线与中间形状数据的基准线的相对于彼此的位置对准。对此，本实施方式使用目标形状数据的表面上的1条基准线和中间形状数据的表面上的对应的一条基准线，实施目标形状数据的基准线与中间形状数据的基准线的相对于彼此的位置对准。
如图14所示，首先，运算装置的需要变形量计算部计算连接目标形状数据的1条基准线Lt的两端的虚拟直线Vt，并计算连接中间形状数据的对应的1条基准线Lin的两端的虚拟直线Vin。接下来，以该计算出的各自的虚拟直线Vt、Vin重叠在同一直线上的方式对目标形状数据和中间形状数据进行排列。进而在虚拟直线Vt、Vin重叠在同一直线上的状态下，以目标形状数据与中间形状数据不交叉的方式，计算以虚拟直线Vt、Vin为基准的目标形状数据和中间形状数据的姿态。由此，目标形状数据的基准线Lt和中间形状数据的基准线Lin相互定位，其结果是，目标形状数据和中间形状适当地排列。
此外，从其它观点考虑，虚拟直线Vt、Vin重叠在同一直线上、且目标形状数据的基准线Lt、中间形状数据的基准线Lin、以及虚拟直线Vt、Vin存在于同一平面上，由此，将目标形状数据的基准线Lt和中间形状数据的基准线Lin相对于彼此定位。
此外，为了将目标形状数据和中间形状数据更适当地重叠，更加优选虚拟直线Vt、Vin各自的中点相重合。
与上述第一实施方式同样，本实施方式也能够在工件的变形加工中，短时间且高精度地计算出至目标形状为止所需的工件的需要变形量。
以上，列举上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明的实施方式并不限定于此。
例如，在上述实施方式的情况下，由于3D激光扫描仪14的三维测量精度低，即由于不能检测出工件W上的基准线，因此，作为用于检测出该基准线的的手段补充性地使用摄像机16。在3D激光扫描仪14能够检测出工件W上的基准线的情况下，即在三维测量数据上出现基准线的情况下，可以省略摄像机16。即，3D激光扫描仪14作为获取包含基准线的工件的中间形状数据的手段发挥功能。
与此相关，也可以不使用3D激光扫描仪而是利用摄像机从多个方向对中间形状的工件进行拍摄，并基于该多个拍摄图像数据创建工件的中间形状数据。具体而言，运算装置具有中间形状数据创建部，所述中间形状数据创建部通过从各个拍摄图像中提取工件的局部形状，并将该提取出的局部形状数据合成为1个，从而创建中间形状数据。在该情况下，也可以从摄像机的拍摄图像中不仅提取工件的局部形状，还提取工件上的基准线的形状。其结果是，能够获得表面上包含有基准线的中间形状数据。
另外，在上述实施方式的情况下，工件的变形加工(多次弯曲加工)由冲压加工机实施，但本发明的实施方式不限定于此。例如，也可以是旋压加工等。即，本发明的实施方式在广义上涉及不去除工件的一部分而改变工件形状的工件的变形加工。
此外，设置于目标形状数据的表面和工件的表面上的基准线(上述第一实施方式的情况下为由第一以及第二基准线构成的网格线)优选考虑工件的弯曲方向而设置。即，在第一实施方式的情况下，如图10所示，优选地，以构成交叉线的第一以及第二基准线均在工件的变形加工中实质上在同一平面上变形的方式将交叉线设置于目标形状数据的表面和工件的表面。由此，能够高精度地进行目标形状数据的交叉线与中间形状数据的交叉线的相对于彼此定位，由此，如图8所示，能够高精度地将目标形状数据和中间形状数据重叠，作为其结果，能够高精度地对工件的多个位置分别计算出至目标形状为止的需要变形量。
而且，在上述第一实施方式的情况下，使用工件的目标形状数据和中间形状数据各自的交叉线、即相互交叉的第一以及第二基准线，将目标形状数据和中间形状数据在定位状态下重叠，但本发明的实施方式不限定于此。用于目标形状数据和中间形状数据的重叠的、设置于各自表面的第一以及第二基准线也可以在该表面上不交叉。在该情况下，与上述实施方式中的第一以及第二基准线交叉的情况同样，也能够将目标形状数据和中间形状数据在定位状态下重叠。
如上所述，作为本发明的技术示例，对实施方式进行了说明。为此，提供了附图及详细的说明。因此，附图及详细的说明中所记载的构成要素中，不仅包括为了解决问题所必须的构成要素，还可以包括用于例示所述技术、解决问题的非必须的构成要素。因此，不应因为这些非必须的构成要素记载于附图、详细的说明中，就直接认定这些非必须的构成要素是必须的。
另外，上述实施方式用于例示本发明的技术，因此可以在权利要求书或其等同的范围内进行各种变化、置换、附加、省略等。
2015年12月28日申请的日本专利申请第2015-256194号的说明书、附图以及权利要求书的全部公开内容，通过参照并入本说明书中。
工业实用性
只要是使工件的形状变形的变形加工，就能够应用本发明。

Claims (20)

1.一种变形加工支持***，其特征在于，在工件的变形加工中，基于工件的中间形状与目标形状之间的差异，计算从该中间形状至目标形状为止所需的需要变形量，所述变形加工支持***具有：
目标形状数据获取部，其获取表面上设置有基准线的工件的目标形状数据；
中间形状数据获取部，其在变形加工中，根据表面上标记有基准线的中间形状的工件，获取中间形状数据；以及
需要变形量计算部，其通过将基准线相互之间相对于彼此定位，对目标形状数据和中间形状数据进行排列，并基于该排列的目标形状数据与中间形状数据之间的差异，对工件上的多个位置分别计算需要变形量，
在目标形状数据的表面和工件的表面上均设置有第一以及第二基准线，
需要变形量计算部以目标形状数据上的第一基准线与中间形状数据上的第一基准线在同一平面上部分重叠、且目标形状数据上的第二基准线与中间形状数据上的第二基准线在同一平面上部分重叠的方式，将目标形状数据和中间形状数据的第一基准线相互之间以及第二基准线相互之间相对于彼此定位。
2.根据权利要求1所述的变形加工支持***，其特征在于，
中间形状数据获取部具有：
3D激光扫描仪，其对整个工件的形状进行三维测量；
摄像机，其对工件上的基准线进行拍摄；
基准线形状数据创建部，其从摄像机的拍摄图像中提取基准线并创建基准线形状数据；以及
中间形状数据创建部，其将3D激光扫描仪的三维测量数据和基准线形状数据进行合成，并创建中间形状数据。
3.根据权利要求1所述的变形加工支持***，其特征在于，
中间形状数据获取部具有：
摄像机，其从多个方向对中间形状的工件进行拍摄；以及
中间形状数据创建部，其基于由摄像机从多个方向拍摄的多个拍摄图像数据，创建中间形状数据。
4.根据权利要求1所述的变形加工支持***，其特征在于，具有：
轮廓图创建部，其基于由需要变形量计算部计算出的工件上的多个位置各自的需要变形量，创建轮廓图。
5.根据权利要求1所述的变形加工支持***，其特征在于，
通过在目标形状数据的整个表面以及工件的整个表面上设置网格线，从而设置有多条基准线。
6.一种变形加工支持***，其特征在于，
在工件的变形加工中，基于工件的中间形状与目标形状之间的差异，计算从该中间形状至目标形状为止所需的需要变形量，所述变形加工支持***具有：
目标形状数据获取部，其获取表面上设置有基准线的工件的目标形状数据；
中间形状数据获取部，其在变形加工中，根据表面上标记有基准线的中间形状的工件，获取中间形状数据；以及
需要变形量计算部，其通过将基准线相互之间相对于彼此定位，对目标形状数据和中间形状数据进行排列，并基于该排列的目标形状数据与中间形状数据之间的差异，对工件上的多个位置分别计算需要变形量，
需要变形量计算部以连接目标形状数据上的基准线的两端的虚拟直线与连接中间形状数据上的基准线的两端的虚拟直线重叠在同一直线上、且目标形状数据与中间形状数据不交叉的方式，将目标形状数据的基准线与中间形状数据的基准线相对于彼此定位。
7.根据权利要求6所述的变形加工支持***，其特征在于，
中间形状数据获取部具有：
3D激光扫描仪，其对整个工件的形状进行三维测量；
摄像机，其对工件上的基准线进行拍摄；
基准线形状数据创建部，其从摄像机的拍摄图像中提取基准线并创建基准线形状数据；以及
中间形状数据创建部，其将3D激光扫描仪的三维测量数据和基准线形状数据进行合成，并创建中间形状数据。
8.根据权利要求6所述的变形加工支持***，其特征在于，
中间形状数据获取部具有：
摄像机，其从多个方向对中间形状的工件进行拍摄；以及
中间形状数据创建部，其基于由摄像机从多个方向拍摄的多个拍摄图像数据，创建中间形状数据。
9.根据权利要求6所述的变形加工支持***，其特征在于，具有：
轮廓图创建部，其基于由需要变形量计算部计算出的工件上的多个位置各自的需要变形量，创建轮廓图。
10.根据权利要求6所述的变形加工支持***，其特征在于，
通过在目标形状数据的整个表面以及工件的整个表面上设置网格线，从而设置有多条基准线。
11.一种变形加工支持方法，其特征在于，在工件的变形加工中，基于工件的中间形状与目标形状之间的差异，计算从该中间形状至目标形状为止所需的需要变形量，所述变形加工支持方法包括下述步骤：
获取表面上设置有基准线的工件的目标形状数据；
对变形加工开始前的工件的表面标记基准线；
在变形加工中，根据表面上标记有基准线的中间形状的工件，获取中间形状数据；
通过将基准线相互之间相对于彼此定位，对目标形状数据和中间形状数据进行排列；以及
基于排列的目标形状数据与中间形状数据之间的差异，对中间形状的工件上的多个位置分别计算需要变形量，
在目标形状数据的表面和工件的表面上均设置有第一以及第二基准线，
目标形状数据和中间形状数据的第一基准线相互之间以及第二基准线相互之间的相对于彼此的定位，以目标形状数据上的第一基准线与中间形状数据上的第一基准线在同一平面上部分重叠、且目标形状数据上的第二基准线与中间形状数据上的第二基准线在同一平面上部分重叠的方式进行。
12.根据权利要求11所述的变形加工支持方法，其特征在于，
使用3D激光扫描仪对整个工件的形状进行三维测量；
利用摄像机对工件上的基准线进行拍摄；
从摄像机的拍摄图像中提取基准线并创建基准线形状数据；以及
将3D激光扫描仪的三维测量数据和基准线形状数据进行合成，并创建中间形状数据。
13.根据权利要求11所述的变形加工支持方法，其特征在于，
基于由摄像机从多个方向拍摄的中间形状的工件的多个拍摄图像数据，创建中间形状数据。
14.根据权利要求11所述的变形加工支持方法，其特征在于，
基于对工件上的多个位置分别计算出的需要变形量，创建轮廓图。
15.根据权利要求11所述的变形加工支持方法，其特征在于，
通过在目标形状数据的整个表面以及工件的整个表面上设置网格线，从而设置有多条基准线。
16.一种变形加工支持方法，其特征在于，在工件的变形加工中，基于工件的中间形状与目标形状之间的差异，计算从该中间形状至目标形状为止所需的需要变形量，所述变形加工支持方法包括下述步骤：
获取表面上设置有基准线的工件的目标形状数据；
对变形加工开始前的工件的表面标记基准线；
在变形加工中，根据表面上标记有基准线的中间形状的工件，获取中间形状数据；
通过将基准线相互之间相对于彼此定位，对目标形状数据和中间形状数据进行排列；以及
基于排列的目标形状数据与中间形状数据之间的差异，对中间形状的工件上的多个位置分别计算需要变形量，
以连接目标形状数据上的基准线的两端的虚拟直线和连接中间形状数据上的基准线的两端的虚拟直线重叠在同一直线上、且目标形状数据与中间形状数据不交叉的方式，将目标形状数据的基准线和中间形状数据的基准线相对于彼此定位。
17.根据权利要求16所述的变形加工支持方法，其特征在于，
使用3D激光扫描仪对整个工件的形状进行三维测量；
利用摄像机对工件上的基准线进行拍摄；
从摄像机的拍摄图像中提取基准线并创建基准线形状数据；以及
将3D激光扫描仪的三维测量数据和基准线形状数据进行合成，并创建中间形状数据。
18.根据权利要求16所述的变形加工支持方法，其特征在于，
基于由摄像机从多个方向拍摄的中间形状的工件的多个拍摄图像数据，创建中间形状数据。
19.根据权利要求16所述的变形加工支持方法，其特征在于，
基于对工件上的多个位置分别计算出的需要变形量，创建轮廓图。
20.根据权利要求16所述的变形加工支持方法，其特征在于，
通过在目标形状数据的整个表面以及工件的整个表面上设置网格线，从而设置有多条基准线。
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