JP2000071025A - プレス加工の展開抜線決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス品の仕上げ精度を維持しながらも、よ
り早くプレス加工における展開抜線を決定する。 【解決手段】 仮決定した展開抜線に基づいて、成形シ
ミュレーションによる加工後の素材の外形形状を求める
（ステップＳ１２）。そして、プレス加工後の素材の外
形形状と目的形状との差分が許容範囲内に収まるまで、
所定の工程を繰り返す（ステップＳ１８）。すなわち、
修正した展開抜線に基づいてプレス加工後の素材の外形
形状を求め、目的形状を写像し、展開抜線を修正する
（ステップＳ１４，Ｓ１６）。こうして、プレス品の仕
上げ精度を維持することができる。このとき、修正した
展開抜線をプレス加工のための展開抜線として決定する
（ステップＳ１９）。また、成形シミュレーションや目
的形状の写像の演算等は全てコンピュータ上で行うの
で、従来よりも早くプレス加工における展開抜線を決定
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプレス加工の展開抜
線決定方法に関し、プレス品の仕上げ精度を維持しなが
らも、より早くプレス加工における展開抜線を決定する
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プレス加工は絞り工程，打ち抜
き工程（トリミング工程，切断工程），曲げ工程，離型
工程の手順で行われ、製品としてのプレス品ができあが
る。そのうち打ち抜き工程では、打ち抜き用の型（例え
ばポンチとダイス等）によって板状の素材を抜線に沿っ
て打ち抜く。曲げ工程では、打ち抜いた素材を固定し、
曲げ用の型や部材によって所望の形状に曲げることにな
る。ここで、図１４に示すように素材９００をほぼ直線
的な曲げ線９０２に沿って曲げると、ほぼ全体の部位で
一様に伸縮（移動）する。ところが、図１５に示すよう
に素材９１０を曲線的な曲げ線９１２に沿って曲げる
と、その曲率によって伸縮量（移動量）が変化する。一
般的なプレス品は、直線的な部位と曲線的な部位とが複
雑に組み合わさっていることが多い。そのため、曲げる
部位の形状によって伸縮量が多かったり少なかったりす
る。プレス加工の中には素材を打ち抜き、曲げが終わる
とそのままプレス品を製品として取り扱う場合がある。
この場合、曲げた後の素材の外形形状が目的形状になっ
ていなければならない。従来、曲げた後の素材の外形形
状が目的形状になるようにするため、当該目的形状から
幾何学的な計算を行なって展開抜線を求めていた。展開
抜線とは、目的形状から逆算して求めた抜線のことであ
る。ところで、幾何学的な計算によって求めた展開抜線
のままでは、素材の塑性変形の特性が反映されていな
い。そのため、当該展開抜線のままで素材を打ち抜いて
曲げを行うと、曲げた後の素材の外形形状と目的形状と
の差分が許容範囲を超えてしまう。したがって、熟練や
経験等から求めた展開抜線を修正し、当該修正した展開
抜線を打ち抜きのための展開抜線として決定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、熟練や経験等
によって決定した展開抜線によって素材を打ち抜いて曲
げを行なっても、曲げた後の素材の外形形状と目的形状
との差分が許容範囲を超えてしまうことがある。すなわ
ち曲げ工程において、素材の材質等によって素材材料の
伸縮が大きくなったり、二次成形で伸縮の激しい部位が
生じたりすると、上記差分が許容範囲を超える。このよ
うな場合には、実際にプレス加工を行いながら試行錯誤
によって展開抜線を修正しなければならない。また、プ
レス品の仕上げ精度を維持するためには、上記差分が許
容範囲に収まるまで展開抜線の修正を繰り返し行う必要
がある。したがって、プレス加工（打ち抜き工程）にお
ける展開抜線を決定するために相当の労力と時間とを要
していた。

【０００４】なお、関連する技術の一例が特開平８−２
８７２９４号公報に開示されている。当該公報に開示さ
れた技術によれば、有限要素法（ＦＥＭ；Finite Eleme
nt Method）によるシミュレーションでプレス加工後の
素材の板厚分布を求め、さらに当該板厚分布からプレス
加工を行うための材料やその板厚を算出している。この
技術を用いると素材の塑性変形の特性を反映させること
ができるが、シミュレーションでプレス加工後の素材の
外形形状は分からない。そのため、従来の手法でプレス
加工における展開抜線を決定せざるを得ない。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、プレス品の仕上げ精度を維持しながらも、よ
り早くプレス加工における展開抜線を決定することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載されたプ
レス加工の展開抜線決定方法は、展開抜線に基づいて有
限要素法による成形シミュレーションでプレス加工後の
素材の外形形状を求め、そのプレス加工後の素材の外形
形状に対して目的形状を写像し、写像した目的形状に基
づいて展開抜線を修正し、プレス加工後の素材の外形形
状と目的形状との差分が許容範囲内に収まるまで、修正
した展開抜線に基づいて有限要素法による成形シミュレ
ーションでプレス加工後の素材の外形形状を求め、その
プレス加工後の素材の外形形状に対して目的形状を写像
し、写像した目的形状に基づいて展開抜線を修正し、そ
の差分が許容範囲内に収まったとき、修正した展開抜線
をプレス加工のための展開抜線として決定する。

【０００７】請求項１に記載されたプレス加工の展開抜
線決定方法によれば、まず展開抜線に基づいてプレス加
工後の素材の外形形状を求める。このときの展開抜線
は、目的形状から幾何学的な計算を行なって求めた展開
抜線であってもよく、さらに熟練や経験等によって修正
した展開抜線であってもよい。次に、プレス加工後の素
材の外形形状に対して目的形状を写像（投影）する。こ
の写像を元の展開抜線に対して行えば当該外形形状は目
的形状に近づくので、写像した目的形状に基づいて展開
抜線を修正する。そして、プレス加工後の素材の外形形
状と目的形状との差分が許容範囲内に収まるまで、所定
の工程を繰り返す。すなわち、修正した展開抜線に基づ
いてプレス加工後の素材の外形形状を求め、目的形状を
写像し、展開抜線を修正する。こうして上記差分が許容
範囲内に収まることにより、プレス品の仕上げ精度を維
持することができる。このとき、修正した展開抜線をプ
レス加工のための展開抜線として決定する。したがっ
て、少なくともプレス品の仕上げ精度を維持することが
できる。さらには、許容範囲を小さく（狭く）すること
でプレス品を高精度に仕上げることも可能になる。ま
た、展開抜線に基づいてプレス加工後の素材の外形形状
を求める際には、有限要素法による成形シミュレーショ
ンを用いている。この成形シミュレーションや目的形状
の写像の演算等は全てコンピュータ上で行うため、簡単
に試行錯誤を行うことができる。さらに、プレス加工後
の素材の外形形状と目的形状との差分が許容範囲内に収
まるまで繰り返し行う上記所定の工程は、コンピュータ
上で自動的に実行することも可能である。そのため、実
際にプレス加工を行うことなく、プレス加工のための展
開抜線を決定することができる。したがって、従来より
も早くプレス加工における展開抜線を決定することがで
きる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
を図面に基づいて説明する。 〔実施の形態１〕まず、実施の形態１について、図１〜
図１１を参照しながら説明する。ここで、図１には、完
成品としてのプレス品を斜視図で示す。図２には、図１
に示すII−II線断面図を示す。図３には、展開抜線決定
処理の内容をフローチャートで示す。図４には、幾何学
的計算等によって求めた展開抜線を示す。図５には、成
形シミュレーションの内容をフローチャートで示す。図
６には、成形シミュレーションを行なった結果を断面図
で示す。図７には、逆マッピング処理の内容をフローチ
ャートで示す。図８には、プレス加工後の素材のメッシ
ュと目的形状とを示す。図９には、プレス品の目的形状
を素材メッシュ上に写像する方法を示す。図１０には、
展開抜線の修正方法を示す。図１１には、修正した展開
抜線の一例を示す。

【０００９】本実施の形態１では、図１に示すようなプ
レス品１０の生産を目的する場合における展開抜線の決
定について説明する。ここで、プレス品１０は、展開抜
線に沿って打ち抜かれた平板を所定の曲げ線に沿って曲
げて形成される。そのプレス品１０において、II−II線
断面を図２に示す。図２から分かるように、プレス品１
０は上面１４と側面１２，１６とからなる。上面１４と
側面１２と間の角度はほぼ直角に形成され、上面１４と
側面１６との間の角度は鈍角に形成されている。すなわ
ち、プレス品１０が開口する側でやや広げるようにして
形成している。このプレス品１０にかかる展開抜線を決
定するための手順について、図３を参照しながら説明す
る。

【００１０】図３において、まず、展開抜線を仮決定す
る〔ステップＳ１０〕。この展開抜線は、目的形状から
幾何学的な計算を行なって求めた展開抜線で用いてもよ
く、さらに熟練や経験等によって修正した展開抜線を用
いてもよい。例えば、図４に示すような展開抜線１８を
仮決定する。曲げ線２０，２２は、所定の角度や曲率等
で曲げる部位を示す。次に、仮決定した展開抜線に基づ
いて、有限要素法による成形シミュレーションでプレス
加工後の素材の外形形状を求める〔ステップＳ１２〕。
成形シミュレーションの具体的な処理内容について、図
５を参照しながら説明する。なお、実際に成形シミュレ
ーションを実行するにあたっては、プレス条件に基づい
て行う。プレス条件は上記仮決定した展開抜線のほか、
曲げ線２０，２２、プレス型（ダイスやポンチ）の形
状、素材の材質や取付位置等が必要となることが多い。

【００１１】図５に示す成形シミュレーションでは有限
要素法を用いて計算を行うので、素材の塑性変形の特性
を反映することが可能になる。まず、打ち抜き工程のシ
ミュレーションを行う〔ステップＳ２２〕。打ち抜き工
程のシミュレーションを実行すると、打ち抜きプレス機
によって打ち抜き加工後の素材の外形形状が得られる。
その後、曲げ工程のシミュレーションを行う〔ステップ
Ｓ２４〕。曲げ工程のシミュレーションを実行すると、
曲げプレス機によって曲げ加工後の素材の外形形状が得
られる。最後に、離型工程のシミュレーションを行う
〔ステップＳ２６〕。実際のプレス加工では、打ち抜き
工程，曲げ工程の各工程でそれぞれ離型を行う。しか
し、コンピュータでシミュレーションを行う場合には処
理の簡単化や高速化のため、各工程の離型に対応してシ
ミュレーションは行わずに曲げ工程後に初めて離型され
るものとしてシミュレーションを行う。この離型工程の
シミュレーションを実行すると、離型後のスプリングバ
ックによって変形した素材の外形形状が得られる。こう
して得られた外形形状は、プレス加工全体のシミュレー
ションによって得られる外形形状となり、実際のプレス
加工後の素材の外形形状に良く近似する。

【００１２】例えば、図４に示す展開抜線１８について
成形シミュレーションを実行すると、図６に示すような
プレス加工後の素材の外形形状にかかる断面図になる。
図２に示すプレス品１０の目的形状と比べると、この例
では側面１２で距離Ｄ２だけ長くなり、側面１６では距
離Ｄ４だけ短くなっている。このように、成形シミュレ
ーションを実行して得られたプレス加工後の素材の外形
形状は、目的形状に比べて全部または一部で伸縮（変
位）することがある。ここで、距離Ｄ２，Ｄ４が許容範
囲内に収まっている場合には、展開抜線１８をプレス加
工のための展開抜線として決定する。

【００１３】なお、絞り工程を含むプレス加工において
は、必要に応じて打ち抜き工程の前に絞り工程のシミュ
レーションを行なってもよい〔ステップＳ２０〕。絞り
工程のシミュレーションでは、絞りプレス機に素材を置
いた後にダイスを降ろして当該素材の外周部分をしわ押
さえ面で挟み付けて固定し、ポンチを降ろして絞り加工
する過程についてシミュレーションを行う。このとき、
ダイスやポンチ等の部材はそれぞれ剛体であって変形し
ないものとして計算を行う。こうして絞り工程のシミュ
レーションを実行すると、絞り加工後の素材の外形形状
が得られる。

【００１４】図３に戻って、有限要素法による成形シミ
ュレーションでプレス加工後の素材ｖの外形形状を求め
た後、逆マッピング処理によって展開抜線１８を修正す
る〔ステップＳ１４〕。この逆マッピング処理の具体的
な内容について、図７を参照しながら説明する。なお、
線分とは、直線や曲線あるいはこれらを任意に組み合わ
せたものである。

【００１５】図７に示す逆マッピング処理において、ま
ず成形シミュレーションを実行して得られたプレス加工
後の素材の外形形状のうち、目的形状上の点から一番近
い要素を探す〔ステップＳ３０〕。ここで、プレス加工
後の素材の外形形状の一例を図８に示す。一般に、成形
シミュレーションを実行して得られたプレス加工後の素
材の外形形状はメッシュで表される。当該メッシュの格
子位置を、図８の例では点Ｐ00，Ｐ01，Ｐ02，Ｐ03，
…，Ｐ10，Ｐ11，Ｐ12，Ｐ13，…，Ｐ20，Ｐ21，Ｐ22，
…，Ｐ30，…で示す。一つの要素は、４つの点を線分で
結んで構成される。図８の例では、点Ｐ00，Ｐ10，Ｐ1
1，Ｐ01を直線で結んで一つの要素Ｅ０が構成され、点
Ｐ10，Ｐ11，Ｐ21，Ｐ20を直線で結んで一つの要素Ｅ１
が構成される。また、目的形状は、複数の点を線分で結
んで構成される。図８の例では、目的形状２４は点Ｐx
0，Ｐx1，Ｐx2，…を直線で結んで構成される。そし
て、目的形状の各点から最も近い要素を探すにあたって
は、各要素の重心との間の距離が一番短いものを選ぶ。

【００１６】次に、目的形状上の点を通り、ステップＳ
３０で探し出した要素に下ろした垂線の足（座標位置）
を求める〔ステップＳ３２〕。図９に示す例では、目的
形状２４上の点Ｐx0から要素Ｅ１に垂線を下ろし、その
垂線の足を位置Ｓ０で示す。その後、ルールド面におけ
る要素のパラメータと要素番号（ＩＤ）とを記憶する
〔ステップＳ３４〕。要素のパラメータは、ステップＳ
３２で求めた垂線の足（位置）を、要素を構成する点の
位置で表すためのパラメータである。図９に示す例で
は、点Ｐ00と点Ｐ01との間をｕ：（１−ｕ）の比で分
け、点Ｐ01と点Ｐ11との間をｖ：（１−ｖ）の比で分け
ると、位置Ｓ０は次式で表すことができる。

【００１７】

【数１】Ｓ０＝(1-u)(1-v)Ｐ00＋(1-u)vＰ10＋u(1-v)Ｐ
01＋uvＰ11

【００１８】上記数１に示す曲面式は、点Ｐ00，Ｐ10，
Ｐ11，Ｐ01からなる双一次面である。そのため、上記ス
テップＳ３０，Ｓ３２を実行することにより、プレス加
工後の素材の外形形状に対して目的形状を写像（投影）
することができる。そして、すべての目的形状上の点に
ついて、要素のパラメータを求めて要素番号とともに記
憶するまで〔ステップＳ３６〕、上記ステップＳ３０〜
Ｓ３４を繰り返し実行する。こうして実行を行うと、図
８に示す例では、要素Ｅ１では位置Ｓ１についての要素
のパラメータと要素番号とが記憶され、要素Ｅ２では位
置Ｓ２についての要素のパラメータと要素番号とが記憶
される。

【００１９】上記ステップＳ３４で記憶した要素のパラ
メータと要素番号とに基づいて、展開抜線の要素を修正
する〔ステップＳ３８〕。ここで、修正前の展開抜線１
８の一例を図１０に示す。一般に、プレス加工後の素材
の外形形状と同様に展開抜線もメッシュで表す。当該メ
ッシュの格子位置を、図１０の例では点Ｐa0，Ｐa1，Ｐ
a2，Ｐa3，…，Ｐb0，Ｐb1，Ｐb2，Ｐb3，…，Ｐc0，Ｐ
c1，Ｐc2，…，Ｐd0，…で示す。要素の構成は、プレス
加工後の素材の外形形状の場合と同様であり、４つの点
を線分で結んで構成される。そして、要素番号に対応す
る要素について、要素のパラメータで表される位置を点
で生成する。図１０の例では、要素Ｅａにおいて位置Ｓ
ａの点を生成し、要素Ｅｂにおいて位置Ｓｂの点を生成
し、要素Ｅｃにおいて位置Ｓｃの点を生成している。な
お、要素Ｅａは図８の要素Ｅ０に対応し、要素Ｅｂは図
８の要素Ｅ１に対応し、要素Ｅｃは図８の要素Ｅ２に対
応するものと仮定する。

【００２０】そして、すべての展開抜線上の要素につい
て計算を終えるまで、上記ステップＳ３８を実行する
〔ステップＳ４０〕。こうして計算を終えて生成した点
を線分で結ぶと、修正した展開抜線２６になる。その展
開抜線２６の一例を図１１に二点鎖線で示す。なお図１
１には、比較のために修正前の展開抜線１８を合わせて
示す。この例では、展開抜線２６は展開抜線１８に比べ
てやや大きい。

【００２１】再び図３に戻って、逆マッピング処理を実
行して展開抜線を修正した後、その修正した展開抜線に
基づいてさらに成形シミュレーションを行う〔ステップ
Ｓ１６〕。成形シミュレーションの処理内容については
既に説明したので、ここでは省略する。成形シミュレー
ションを実行すると、修正した展開抜線に基づくプレス
加工後の素材の外形形状が得られる。さらに、プレス加
工後の素材の外形形状と目的形状との誤差（差分）が許
容範囲内に収まるまで、上記ステップＳ１４，Ｓ１６を
繰り返す〔ステップＳ１８〕。この繰り返し処理によっ
て、プレス加工後の素材の外形形状を目的形状に近づけ
ることができる。したがって、上記ステップＳ１０にお
いて適当な展開抜線を仮決定した場合でも、繰り返し処
理によって展開抜線は適切に修正される。そして、誤差
が許容範囲内に収まると、修正した展開抜線をプレス加
工のための展開抜線として決定する〔ステップＳ１
９〕。誤差が許容範囲内に収まっているので、プレス品
の仕上げ精度を維持することができる。

【００２２】上記実施の形態１によれば、まず展開抜線
に基づいてプレス加工後の素材の外形形状を求める（図
３に示すステップＳ１２）。次に、プレス加工後の素材
の外形形状に対して目的形状を写像する（図７に示すス
テップＳ３０，Ｓ３２）。この写像を元の展開抜線に対
して行えば当該外形形状は目的形状に近づく。その後、
写像した目的形状に基づいて展開抜線を修正する（図７
に示すステップＳ３８）。そして、プレス加工後の素材
の外形形状と目的形状との差分が許容範囲内に収まるま
で、所定の工程を繰り返す（図７に示すステップＳ４
０）。すなわち、修正した展開抜線に基づいてプレス加
工後の素材の外形形状を求め、目的形状を写像し、展開
抜線を修正する（図３に示すステップＳ１４，Ｓ１６，
Ｓ１８）。こうして上記差分が許容範囲内に収まること
により、プレス品の仕上げ精度を維持することができ
る。このとき、修正した展開抜線をプレス加工のための
展開抜線として決定する（図３に示すステップＳ１
９）。したがって、少なくともプレス品の仕上げ精度を
維持することができる。さらには、許容範囲を小さく
（狭く）することでプレス品を高精度に仕上げることも
可能になる。

【００２３】また、展開抜線に基づいてプレス加工後の
素材の外形形状を求める際には、有限要素法による成形
シミュレーションを用いている（図３に示すステップＳ
１２，Ｓ１６）。この成形シミュレーションや目的形状
の写像の演算等は全てコンピュータ上で行うため、簡単
に試行錯誤を行うことができる。さらに、プレス加工後
の素材の外形形状と目的形状との差分が許容範囲内に収
まるまで繰り返し行う上記所定の工程は、コンピュータ
上で自動的に実行することも可能である。そのため、実
際にプレス加工を行うことなく、プレス加工のための展
開抜線を決定することができる。したがって、従来より
も早くプレス加工における展開抜線を決定することがで
きる。

【００２４】〔実施の形態２〕次に、実施の形態２につ
いて、図１２，図１３を参照しながら説明する。ここ
で、図１２には、プレス加工処理の内容をフローチャー
トで示す。図１３には、加工システムの構成を概略的な
ブロック図で示す。

【００２５】本実施の形態２では、展開抜線に基づいて
図１に示すプレス品１０の生産するための加工システム
について説明する。この加工システムの手順は図１２に
示すプレス加工処理に示すように、プレス加工後の素材
の外形形状が目的形状と比べて許容範囲内にある展開抜
線を決定し〔ステップＳ５０〕、決定した展開抜線に基
づいてプレス型を作製し〔ステップＳ５２〕、作製した
プレス型を用いてプレス加工を行う〔ステップＳ５
４〕。ここで、ステップＳ５０，Ｓ５２は、プレス型作
製システムで行われる。そのプレス型作製システムの構
成例について、図１３を参照しながら説明する。

【００２６】図１３に示すプレス型作製システムは、制
御部１００とＮＣ加工機１２４とオンラインで結ぶシス
テムである。制御部１００は、ＣＰＵ（プロセッサ）１
１０，ＲＯＭ１０２，ＲＡＭ１０４，操作盤１０６，表
示制御回路１１２，表示器１１４，通信制御回路１１８
によって構成されている。なお、ＮＣ加工機１２４は一
般的なものを用いることとして、具体的な構成や動作等
については図示および説明を省略する。

【００２７】ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１０２に格納され
た制御プログラムに従って制御部１００の全体を制御す
る。ＲＯＭ１０２にはＥＰＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭ
が使用され、上記制御プログラムの他に表示器１１４に
表示する文字キャラクタ等が格納されている。制御プロ
グラムには、後述するデータ作成処理や加工実行処理を
実現するためのプログラムも含まれている。ＲＡＭ１０
４はＤＲＡＭやＳＲＡＭ、フラッシュメモリ等が使用さ
れる。このＲＡＭ１０４には、展開抜線のデータ，曲げ
線のデータ，要素のパラメータ，要素番号，ＮＣデータ
その他の各種のデータ、あるいは入出力信号等が格納さ
れる。操作盤１０６は操作員が制御部１００に対して各
種の指令をしたり、制御部１００の要求に従って、展開
抜線や目的形状データ等の所定のデータを入力する。な
お、必要に応じてマウスやデジタイザ等のポインティン
グデバイスを制御部１００に接続し、上記データを入力
してもよい。

【００２８】通信制御回路１１８は、ＣＰＵ１１０から
バス１０８を介して送られた通信データをＮＣ加工機１
２４に送信し、あるいはＮＣ加工機１２４から送信され
た通信データを受信してＣＰＵ１１０へ送るための回路
である。なお、データを送受信する形態は有線に限ら
ず、無線であってもよい。表示制御回路１１２はＣＰＵ
１１０からバス１０８を介して送られた表示制御データ
に従って、表示器１１４の表示制御を行う回路である。
表示器１１４には液晶表示器やプラズマ表示器等が用い
られ、決定した展開抜線、プレス加工後の素材の外形形
状、目的形状等が表示される。なお、上記各構成要素
は、表示器１１４を除いていずれもバス１０８に互いに
結合されている。

【００２９】上記のように構成されたプレス型作製シス
テムにおいて、図１２のステップＳ５０に示す展開抜線
決定処理は制御部１００で行われる。具体的な処理内容
は実施の形態１と同様であるので、その説明は省略す
る。図１２のステップＳ５２では、ステップＳ５０で決
定した展開抜線のデータはＲＡＭ１０４に記憶されてお
り、その展開抜線のデータを通信制御回路１１８を介し
てＮＣ加工機１２４に送る。すると、ＮＣ加工機１２４
では受信した展開抜線のデータに従って、工具を移動さ
せてワークを加工する。こうしてプレス型が作製され
る。

【００３０】なお、図１３に示すプレス型作製システム
はオンラインでプレス型を作製する。ここで、オフライ
ンでプレス型を作製するには入出力処理回路１１６を制
御部１００に設け、その入出力処理回路１１６に外部記
憶装置１２０またはＰＴＰ／ＰＴＲ（紙テープパンチャ
ー・リーダー）１２２を接続する。入出力処理回路１１
６は、ＣＰＵ１１０からバス１０８を介して受けた出力
データを外部記憶装置１２０やＰＴＰ／ＰＴＲ１２２に
送る。外部記憶装置１２０には、ＨＤ（ハードディス
ク）装置，ＦＤ（フレキシブルディスク）装置等があ
り、これらの装置によって磁気ディスク１２６（例えば
ＦＤ，光磁気ディスク，リムーバブルＨＤ等の記録媒
体）にＮＣデータ等を記録する。ＰＴＰ／ＰＴＲ１２２
からは、紙テープ１２８にＮＣデータ等を記録する。そ
の後、磁気ディスク１２６または紙テープ１２８をＮＣ
加工機１２４で読み込ませることにより、展開抜線のデ
ータをＮＣ加工機１２４に送る。こうして、展開抜線の
データに従って工具を移動させてワークを加工し、プレ
ス型を作製することができる。

【００３１】そして、図１２に示すステップＳ５４で
は、作製されたプレス型をプレス加工機に設置してプレ
ス加工を行えば、プレス品を生産することができる。

【００３２】上記実施の形態２によれば、展開抜線に基
づいてプレス加工後の素材の外形形状を求めたり、展開
抜線を修正する等の演算は全てコンピュータとしての制
御部１００で行うことができる。また、決定された展開
抜線に基づいて、簡単にＮＣ加工機１２４でプレス型を
作製することができる。さらに、製作したプレス型によ
ってプレス品を生産することができる。そのため、制御
部１００で簡単に試行錯誤を行うことができ、実際にプ
レス加工を行うことなくプレス型を作製するための展開
抜線を決定することができる。同様に、プレス加工を行
うための展開抜線を決定することができる。したがっ
て、従来よりも早くプレス型を作製するための展開抜線
や、プレス加工を行うための展開抜線を決定することが
できる。

【００３３】〔他の実施の形態〕上述したプレス加工の
展開抜線決定方法において、他の部分の構造，形状，大
きさ，材質，個数，配置および動作条件等については、
上記実施の形態に限定されるものでない。例えば、上記
実施の形態を応用した次の各形態を実施することもでき
る。 （１）上記実施の形態１では、図７に示す逆マッピング
処理において、プレス加工後の素材の外形形状に対して
目的形状を写像した（ステップＳ３０，Ｓ３２）。この
形態に代えて、素材の外形形状上の点や要素から目的形
状へのベクトル成分で表してもよい。そして、ステップ
Ｓ３４では当該ベクトル成分を記憶し、ステップＳ３８
では当該ベクトル成分に従って展開抜線の要素を修正す
ればよい。この場合であっても、成形シミュレーション
を実行して得られるプレス加工後の素材の外形形状は目
的形状に近づき、許容範囲内に収めることができる。 （２）上記実施の形態１では、図７に示す逆マッピング
処理において、垂線の足を要素のパラメータで表した
（ステップＳ３４）。この形態に代えて、要素の構成点
から垂線の足へのベクトル成分で表してもよい。そし
て、ステップＳ３８では当該ベクトル成分にしたがっ
て、展開抜線の要素を修正すればよい。この場合であっ
ても、成形シミュレーションを実行して得られるプレス
加工後の素材の外形形状は目的形状に近づき、許容範囲
内に収めることができる。

【００３４】

【他の発明の態様】以上、本発明の実施の形態について
説明したが、この実施の形態には特許請求の範囲に記載
した発明の態様のみならず他の発明の態様を有するもの
である。この発明の態様を以下に列挙するとともに、必
要に応じて関連説明を行う。

【００３５】〔態様１〕 展開抜線に基づいて有限要素
法による成形シミュレーションでプレス加工後の素材の
外形形状を求め、そのプレス加工後の素材の外形形状に
対して目的形状を写像し、写像した目的形状に基づいて
展開抜線を修正し、プレス加工後の素材の外形形状と目
的形状との差分が許容範囲内に収まるまで、修正した展
開抜線に基づいて有限要素法による成形シミュレーショ
ンでプレス加工後の素材の外形形状を求め、そのプレス
加工後の素材の外形形状に対して目的形状を写像し、写
像した目的形状に基づいて展開抜線を修正し、その差分
が許容範囲内に収まったとき、修正した展開抜線をプレ
ス加工のための展開抜線として決定し、決定した展開抜
線に基づいてプレス型を作製するプレス型作製方法。 〔態様１の関連説明〕 本態様によれば、有限要素法に
よる成形シミュレーションを用いて、展開抜線に基づい
てプレス加工後の素材の外形形状を求める。そして、プ
レス加工後の素材の外形形状と目的形状との差分が許容
範囲内に収まるまで展開抜線を修正する。こうして決定
した展開抜線に基づいてプレス型を作製すれば、仕上げ
精度を維持することができる。また、展開抜線に基づい
てプレス加工後の素材の外形形状を求めたり、展開抜線
を修正する等の演算は全てコンピュータ上で行うことが
できる。そのため、簡単に試行錯誤を行うことができ、
実際にプレス加工を行うことなくプレス型を作製するた
めの展開抜線を決定することができる。したがって、従
来よりも早くプレス型を作製するための展開抜線を決定
することができる。

【００３６】〔態様２〕 展開抜線に基づいて有限要素
法による成形シミュレーションでプレス加工後の素材の
外形形状を求め、そのプレス加工後の素材の外形形状に
対して目的形状を写像し、写像した目的形状に基づいて
展開抜線を修正し、プレス加工後の素材の外形形状と目
的形状との差分が許容範囲内に収まるまで、修正した展
開抜線に基づいて有限要素法による成形シミュレーショ
ンでプレス加工後の素材の外形形状を求め、そのプレス
加工後の素材の外形形状に対して目的形状を写像し、写
像した目的形状に基づいて展開抜線を修正し、その差分
が許容範囲内に収まったとき、修正した展開抜線をプレ
ス加工のための展開抜線として決定し、決定した展開抜
線に基づいてプレス型を作製し、そのプレス型によって
プレス加工を行うプレス加工方法。 〔態様２の関連説明〕 本態様によれば、有限要素法に
よる成形シミュレーションを用いて、展開抜線に基づい
てプレス加工後の素材の外形形状を求める。そして、プ
レス加工後の素材の外形形状と目的形状との差分が許容
範囲内に収まるまで展開抜線を修正する。こうして決定
した展開抜線に基づいてプレス型を作製しプレス加工を
行えば、仕上げ精度を維持したプレス品を生産すること
ができる。また、展開抜線に基づいてプレス加工後の素
材の外形形状を求めたり、展開抜線を修正する等の演算
は全てコンピュータ上で行うことができる。そのため、
簡単に試行錯誤を行うことができ、実際にプレス加工を
行うことなくプレス加工を行うための展開抜線を決定す
ることができる。したがって、従来よりも早くプレス加
工を行うための展開抜線を決定することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、プレス品の仕上げ精度
を維持しながらも、より早くプレス加工における展開抜
線を決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プレス品を示す斜視図である。

【図２】図１に示すII−II線断面図である。

【図３】展開抜線決定処理の内容を示すフローチャート
である。

【図４】幾何学的計算等によって求めた展開抜線を示す
図である。

【図５】成形シミュレーションの内容を示すフローチャ
ートである。

【図６】成形シミュレーションを行なった結果を示す断
面図である。

【図７】逆マッピング処理の内容を示すフローチャート
である。

【図８】プレス加工後の素材のメッシュと目的形状とを
示す図である。

【図９】プレス品の目的形状を素材メッシュ上に写像す
る方法を示す図である。

【図１０】展開抜線の修正方法を示す図である。

【図１１】修正した展開抜線の一例を示す図である。

【図１２】プレス加工処理の内容を示すフローチャート
である。

【図１３】加工システムの構成を示す概略的なブロック
図である。

【図１４】素材をほぼ直線的な曲げ線に沿って曲げる例
を示す図である。

【図１５】素材を曲線的な曲げ線に沿って曲げる例を示
す図である。

【符号の説明】

１０ プレス品 １２，１６ 側面 １４ 上面 １８，２２ 展開抜線 ２０ 目的形状

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 展開抜線に基づいて有限要素法による成
   形シミュレーションでプレス加工後の素材の外形形状を
   求め、 そのプレス加工後の素材の外形形状に対して目的形状を
   写像し、 写像した目的形状に基づいて展開抜線を修正し、 プレス加工後の素材の外形形状と目的形状との差分が許
   容範囲内に収まるまで、修正した展開抜線に基づいて有
   限要素法による成形シミュレーションでプレス加工後の
   素材の外形形状を求め、そのプレス加工後の素材の外形
   形状に対して目的形状を写像し、写像した目的形状に基
   づいて展開抜線を修正し、 その差分が許容範囲内に収まったとき、修正した展開抜
   線をプレス加工のための展開抜線として決定するプレス
   加工の展開抜線決定方法。