JP2007172057A - 板金モデル処理システム、板金モデル処理方法、板金モデル処理プログラム、及びこれらによって使用されるオブジェクト指向板金モデルのデータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンピュータを利用して再モデリングが容易でデータ量が大きくない板金モデルの処理を行う板金モデル処理システム等を提供することを目的とする。
【解決手段】 板金部品の形状モデルを表現するオブジェクト指向板金モデルの処理を行う板金モデル処理システム１であり、該板金モデルは、独立した板金部品の形状モデルを表現する連結部位クラス３２に属するオブジェクトを取得するメソッドを有し、連結部位クラス３２は部位クラス３４と接続子クラス３４を備え、部位クラス３４は曲げ加工にて形状が変化しない面の形状モデルを表現する面部位クラス３５と、曲げ加工にて形状が異なる面の形状モデルを表現する曲げ部位クラス３６とのいずれかに派生され、接続子クラス３４は面部位と曲げ部位との関連を表現し、部位クラス３４は曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドを有し、コンピュータが各メソッドを動作し処理を行う。
【選択図】 図４

Description

曲げ加工を含む加工設備により製造される板金部品の形状モデルを表現するコンピュータに格納されたオブジェクト指向板金モデルに対してコンピュータを利用して処理を行う板金モデル処理システム及び板金モデル処理方法、コンピュータをオブジェクト指向板金モデルに対して処理を行う形状モデル処理手段として機能させる板金モデル処理プログラム、並びにこれらによって使用されるオブジェクト指向板金モデルのデータ構造に関する。

曲げ加工を含む加工設備により製造される板金（薄板金属）部品は、通常、打抜き加工や切断加工などにより展開形状の板金部材を形成した後に、曲げ加工が行われ、設計段階で定められた完成部品が製造される。設計段階で定めた完成部品の形状はいわば理想完成形状であり、この理想完成形状を得ることができるように、板金部材の展開形状を求め、曲げ加工における金型や曲げ順等の加工条件を定める必要がある。

近年、ＣＡＤ／ＣＡＭが普及しており、設計段階では３次元ＣＡＤを用いて板金部品の３次元ソリッドモデルが作成されることが多い。そして、この３次元ソリッドモデルから展開図が作成されて抜き加工や切断加工を行うＮＣ（Numerical Control：数値制御）加工機を制御する制御コードが作成される。また、３次元ソリッドモデルから金型の選択や曲げ順、曲げ工法や曲げ加工機の選定等の曲げ工程を策定し、当該曲げ工程に基づいて曲げ加工を行うＮＣ加工機を制御する制御コードが作成される。板金部品の３次元ソリッドモデルは、展開図や曲げ工程データと関連付けられてデータベースに格納され、各部門から参照され処理される。

非特許文献１には、曲げ加工後の板金部品の全体形状を一体に表現する３次元ソリッドモデルがデータベースに格納され、各部門から参照され処理されることが開示されている。
村田機械株式会社「板金ＣＡＤ／ＣＡＭシステム ＣＡＭＰＡＴＨ Ｇ４」カタログ、２００４年１０月発行

しかしながら、曲げ加工後に設計段階で定めた理想完成形状を精度良く得ることができるように板金部材の展開形状を定める必要があるが、曲げ加工における金型、曲げ順、曲げ工法、曲げ加工機の特性等の曲げ加工条件によって曲げ加工時における伸び量が異なるため、曲げ加工条件の変更によって板金部材の展開形状を修正する必要が生じる。また、逆に、板金部材の展開形状を形成する加工が抜き加工であるか切断加工であるか、さらに切断加工の切断手段等の加工条件によって加工硬化特性が変化し、曲げ加工時における伸び量が異なるため、曲げ加工後の完成形状モデルを修正する必要が生じる。また、近年曲げ加工後の板金部材の寸法や角度に高い精度が要求されることが多く、このような場合には、特に各種加工条件に関して試行錯誤を行いながら最終的な加工条件を定めており、加工条件を変更する毎に曲げ加工後の完成形状モデルを修正する必要が生じる。また、設計段階で定めた素材の板厚は、素材の実際の板厚とは厳密には異なっており、高い精度を得るためには、曲げ加工後の完成形状モデルを素材の実際の板厚に変更して修正する必要が生じる。このように、曲げ加工を含む加工設備により製造される板金部品は、一旦曲げ加工後の全体形状を一体に表現する３次元ソリッドモデルをした場合であっても、当該３次元ソリッドモデルを修正する必要が多々生じる。このようなとき、板金部品の形状モデルを一部変更する場合であっても、３次元ソリッドモデルを再度作成する必要があるので、全体の形状を一体に表現した従来の板金モデルを変更することは容易でないという問題があった。

さらに、例えば、複数の曲げ箇所があるとき、板金部品と曲げ加工機などと干渉が生じていないことを曲げ順に応じて確認するために、曲げ加工工程の途中状態における板金モデルを必要とする場合がある。しかしながら、従来の板金モデルは、特定の状態、通常は完成状態の形状モデルのみを表現するものであり、他の状態の形状モデルを必要とする場合には、３次元ソリッドモデルを再度作成する必要があるという問題があった。

さらに、板金部品が絞り等の成型加工による複雑な成形形状を有する場合、従来の板金モデルにおいて当該成形形状は３次元ソリッドモデルにて表現される。そのため、板金モデルは、そのデータ量が大きくなり、ロール、パン、ズームなどの視点変換や、形状モデル自体を回転等して表示するときなどに必要なデータ処理量が多くなり、再表示までに長時間を要するという問題があった。また、前記の場合、成形形状を省略することによって板金モデルのデータ量が大きくなることは回避されるが、形状モデルが形状を忠実に表現していないので、板金部品と他部品との干渉や組付け確認などに、板金モデルを利用することができなくなるという問題があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、コンピュータに格納された再モデリングを容易に行うことができるデータ量が大きくないオブジェクト指向板金モデルに対してコンピュータを利用して処理を行う板金モデル処理システム及び板金モデル処理方法、及び、コンピュータをこのようなオブジェクト指向板金モデルに対して処理を行う形状モデル処理手段として機能させる板金モデル処理プログラム、並びにこれらによって使用されるオブジェクト指向板金モデルのデータ構造を提供することを目的とする。さらに、本発明は、コンピュータに格納された曲げ加工工程の途中状態の形状や複雑な成形形状を忠実に表現できるオブジェクト指向板金モデルに対してコンピュータを利用して処理を行う板金モデル処理システム及び板金モデル処理方法、及び、コンピュータをこのようなオブジェクト指向板金モデルに対して処理を行う形状モデル処理手段として機能させる板金モデル処理プログラム、並びにこれらによって使用されるオブジェクト指向板金モデルのデータ構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の板金モデル処理システムは、曲げ加工を含む加工設備により製造される板金部品の形状モデルを表現するコンピュータに格納されたオブジェクト指向板金モデルに対してコンピュータを利用して処理を行う板金モデル処理システムであって、前記オブジェクト指向板金モデルは、独立した板金部品の形状モデルを表現する連結部位クラスを備え、該連結部位クラスは、部位クラスと接続子クラスとを備え、前記部位クラスは、曲げ加工の前後において形状が同じ面の形状モデルを表現する面部位オブジェクトが属する面部位クラスと、曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを表現する曲げ部位オブジェクトが属する曲げ部位クラスとのいずれかに派生され、前記接続子クラスには、前記面部位オブジェクトと前記曲げ部位オブジェクトとの関連を表現する接続子オブジェクトが属し、前記部位クラスは、曲げ加工前及び曲げ加工後を含む曲げ加工の状態を与えると、該曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドを有し、前記コンピュータが前記メソッドを動作することにより、前記コンピュータが前記オブジェクト指向板金モデルに対して処理を行うことを特徴としている。

請求項２に記載の板金モデル処理システムは、請求項１に記載の板金モデル処理システムにおいて、前記部位クラスは、曲げ加工前の展開状態、曲げ加工途中の途中状態、曲げ加工後の完成状態の各状態における板金部品の板厚方向中間面の形状モデルをそれぞれ表現する中間面オブジェクトを取得するメソッドと、該中間面オブジェクトから各状態における３次元形状モデルを表現する３次元形状オブジェクトを作成するメソッドと、を有することを特徴としている。

請求項３に記載の板金モデル処理システムは、請求項１又は２に記載の板金モデル処理システムにおいて、前記部位クラスは、曲げ加工以外にて成型される３次元形状を３次元形状モデルにて表現する詳細表現オブジェクトと当該３次元形状を２次元形状モデルにて表現する簡易表現オブジェクトとを取得するメソッドを有する添付図形クラスを備え、前記部位クラスは、表示すべき形状モデルに応じて前記詳細表現オブジェクトか前記簡易表現オブジェクトを取得するメソッドを有することを特徴としている。

請求項４に記載の板金モデル処理システムは、請求項１から３の何れか１項に記載の板金モデル処理システムにおいて、前記曲げ部位クラスは、前記曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを当該曲げ加工の複数の状態に応じてそれぞれ取得するメソッドを有することが可能であることを特徴としている。

請求項５に記載の板金モデル処理方法は、曲げ加工を含む加工設備により製造される板金部品の形状モデルを表現するコンピュータに格納されたオブジェクト指向板金モデルに対してコンピュータを利用して処理を行う板金モデル処理方法であって、前記オブジェクト指向板金モデルは、独立した板金部品の形状モデルを表現する連結部位クラスを備え、該連結部位クラスは、部位クラスと接続子クラスとを備え、前記部位クラスは、曲げ加工の前後において形状が同じ面の形状モデルを表現する面部位オブジェクトが属する面部位クラスと、曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを表現する曲げ部位オブジェクトが属する曲げ部位クラスとのいずれかに派生され、前記接続子クラスには、前記面部位オブジェクトと前記曲げ部位オブジェクトとの関連を表現する接続子オブジェクトが属し、前記部位クラスは、曲げ加工前及び曲げ加工後を含む曲げ加工の状態を与えると、該曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドを有し、前記コンピュータが前記メソッドを動作することにより、前記コンピュータが前記オブジェクト指向板金モデルに対して処理を行うことを特徴としている。

請求項６に記載の板金モデル処理方法は、請求項５に記載の板金モデル処理方法において、前記部位クラスは、曲げ加工前の展開状態、曲げ加工途中の途中状態、曲げ加工後の完成状態の各状態における板金部品の板厚方向中間面の形状モデルをそれぞれ表現する中間面オブジェクトを取得するメソッドと、該中間面オブジェクトから各状態における３次元形状モデルを表現する３次元形状オブジェクトを作成するメソッドと、を有することを特徴としている。

請求項７に記載の板金モデル処理方法は、請求項５又は６に記載の板金モデル処理方法において、前記部位クラスは、曲げ加工以外にて成型される３次元形状を３次元形状モデルにて表現する詳細表現オブジェクトと当該３次元形状を２次元形状モデルにて表現する簡易表現オブジェクトとを取得するメソッドを有する添付図形クラスを備え、前記部位クラスは、表示すべき形状モデルに応じて前記詳細表現オブジェクトか前記簡易表現オブジェクトを取得するメソッドを有することを特徴としている。

請求項８に記載の板金モデル処理方法は、請求項５から７の何れか１項に記載の板金モデル処理方法において、前記曲げ部位クラスは、前記曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを当該曲げ加工の複数の状態に応じてそれぞれ取得するメソッドを有することを特徴としている。

請求項９に記載の板金モデル処理プログラムは、コンピュータを、曲げ加工を含む加工設備により製造される板金部品の形状モデルを表現するオブジェクト指向板金モデルに対して処理を行う形状モデル処理手段として機能させる板金モデル処理プログラムであって、前記オブジェクト指向板金モデルは、独立した板金部品の形状モデルを表現する連結部位クラスを備え、該連結部位クラスは、部位クラスと接続子クラスとを備え、前記部位クラスは、曲げ加工の前後において形状が同じ面の形状モデルを表現する面部位オブジェクトが属する面部位クラスと、曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを表現する曲げ部位オブジェクトが属する曲げ部位クラスとのいずれかに派生され、前記接続子クラスには、前記面部位オブジェクトと前記曲げ部位オブジェクトとの関連を表現する接続子オブジェクトが属し、前記部位クラスは、曲げ加工前及び曲げ加工後を含む曲げ加工の状態を与えると、該曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドを有し、前記コンピュータが前記メソッドを動作することにより、前記コンピュータが前記コンピュータを形状モデル処理手段として機能させることを特徴としている。

請求項１０に記載の板金モデル処理プログラムは、請求項９に記載の板金モデル処理プログラムにおいて、前記部位クラスは、曲げ加工前の展開状態、曲げ加工途中の途中状態、曲げ加工後の完成状態の各状態における板金部品の板厚方向中間面の形状モデルをそれぞれ表現する中間面オブジェクトを取得するメソッドと、該中間面オブジェクトから各状態における３次元形状モデルを表現する３次元形状オブジェクトを作成するメソッドと、を有することを特徴としている。

請求項１１に記載の板金モデル処理プログラムは、請求項９又は１０に記載の板金モデル処理プログラムにおいて、前記部位クラスは、曲げ加工以外にて成型される３次元形状を３次元形状モデルにて表現する詳細表現オブジェクトと当該３次元形状を２次元形状モデルにて表現する簡易表現オブジェクトとを取得するメソッドを有する添付図形クラスを備え、前記部位クラスは、表示すべき形状モデルに応じて前記詳細表現オブジェクトか前記簡易表現オブジェクトを取得するメソッドを有することを特徴としている。

請求項１２に記載の板金モデル処理プログラムは、請求項９から１１の何れか１項に記載の板金モデル処理プログラムにおいて、前記曲げ部位クラスは、前記曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを当該曲げ加工の複数の状態に応じてそれぞれ取得するメソッドを有することが可能であることを特徴としている。

請求項１３に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造は、コンピュータを、曲げ加工を含む加工設備により製造される板金部品の形状モデルに対して処理を行う形状モデル処理手段として機能させるためのプログラムによって使用されるオブジェクト指向板金モデルのデータ構造であって、前記オブジェクト指向板金モデルは、独立した板金部品の形状モデルを表現するオブジェクトが属する連結部位クラスを備え、該連結部位クラスは、部位クラスと接続子クラスとを備え、前記部位クラスは、曲げ加工の前後において形状が同じ面の形状モデルを表現する面部位オブジェクトが属する面部位クラスと、曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを表現する曲げ部位オブジェクトが属する曲げ部位クラスとのいずれかに派生され、前記接続子クラスには、前記面部位オブジェクトと前記曲げ部位オブジェクトとの関連を表現する接続子オブジェクトが属し、前記部位クラスは、曲げ加工前及び曲げ加工後を含む曲げ加工の状態を与えると、該曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドを有することを特徴としている。

請求項１４に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造は、請求項１３に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造において、前記部位クラスは、曲げ加工前の展開状態、曲げ加工途中の途中状態、曲げ加工後の完成状態の各状態における板金部品の板厚方向中間面の形状モデルをそれぞれ表現する中間面オブジェクトを備え、該中間面オブジェクトから作成した各状態における３次元形状モデルを表現する３次元形状オブジェクトを備えることができることを特徴としている。

請求項１５に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造は、請求項１３又は１４に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造において、前記部位クラスは、曲げ加工以外にて成型される３次元形状を３次元形状モデルにて表現する詳細表現オブジェクトと当該３次元形状を２次元形状モデルにて表現する簡易表現オブジェクトとを備えることを特徴としている。

請求項１６に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造は、請求項１３から１５の何れか１項に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造において、前記曲げ部位クラスは、前記曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを当該曲げ加工の複数の状態に応じてそれぞれ表現する曲げ部位オブジェクトが属することが可能であることを特徴としている。

請求項１に記載の板金モデル処理システム、請求項５に記載の板金モデル処理方法、あるいは請求項９に記載の板金モデル処理プログラムによれば、面部位オブジェクトと曲げ部位オブジェクト、及びこれらオブジェクトの関連を表現する接続子オブジェクトによって板金部品の形状モデルが表現されるので、板金部品の形状モデルの一部を変更する場合、当該変更に係るデータに面部位オブジェクトや曲げ部位オブジェクトのデータを置換することにより、板金部品の形状モデルを変更することができる。そのため、板金部品全体を一体に表現する前記従来の板金モデルに比べて、容易に板金部品の形状モデルを変更することができる。また、部位クラスが曲げ加工前及び曲げ加工後を含む曲げ加工の状態を与えると、該曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドを有するので、必要がある場合に曲げ加工の状態に応じた板金部品の形状モデルを取得することができるため、板金部品の全体形状を一体に表現する前記従来の板金モデルに比べて、板金部品の形状モデルに必要なデータ量を削減することができる。

請求項２に記載の板金モデル処理システム、請求項６に記載の板金モデル処理方法、あるいは請求項１０に記載の板金モデル処理プログラムによれば、部位クラスは、展開状態、途中状態及び完成状態の各状態における中間面オブジェクトをそれぞれ取得するメソッドと、該中間面オブジェクトから各状態における３次元形状を表現する３次元形状オブジェクトを作成するメソッドを備えるので、板金部品全体の３次元形状を一体に表現するデータを各状態毎に備える必要がある前記従来の板金モデルに比べて、データ量を削減することができ、３次元形状モデルをロール、パン、ズームなどの視点変換や、形状モデル自体を回転等して表示するときなどに必要なデータ処理量を削減することができる。また、部位クラスは、展開状態、途中状態及び完成状態の各状態における中間面オブジェクトをそれぞれ取得するメソッドを備えるので、分割曲げ加工や曲げ順の異なる曲げ加工等の曲げ加工途中の板金モデルを取得することができる。

請求項３に記載の板金モデル処理システム、請求項７に記載の板金モデル処理方法、あるいは請求項１１に記載の板金モデル処理プログラムによれば、部位クラスは、詳細表現オブジェクトと簡易表現オブジェクトとを取得するメソッドを有する添付図形クラスを備えるとともに、表示すべき形状モデルに応じて詳細表現オブジェクトか簡易表現オブジェクトを取得するメソッドを有するので、曲げ加工以外にて成型される３次元形状モデルを備えた板金モデルが必要な場合には、詳細表現オブジェクトにより当該３次元形状を表示させることができる。一方、このような表示が必要でない場合には、当該３次元形状を簡易表現オブジェクトにより２次元形状にて表示させることができるため、３次元形状にて表現する場合に比べて、データ量を削減することができ、板金モデルをロール、パン、ズームなどの視点変換や、板金モデル自体を回転等して表示するときなどに必要なデータ処理量を削減することができる。

請求項４に記載の板金モデル処理システム、請求項８に記載の板金モデル処理方法、あるいは請求項１２に記載の板金モデル処理プログラムによれば、曲げ部位クラスは、曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを当該曲げ加工の複数の状態に応じてそれぞれ取得するメソッドを有するので、曲げ加工の異なった状態における複数の板金部品の形状モデルを同時に表示することができる。

請求項１３に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造によれば、部位クラスにそれぞれ属する面部位オブジェクトと曲げ部位オブジェクト、及びこれらオブジェクトの関連を表現する接続子オブジェクトによって板金部品の形状モデルが表現されるので、板金部品の形状モデルの一部を変更する場合、当該変更に係るデータに面部位オブジェクトや曲げ部位オブジェクトのデータを置換することにより、板金部品の形状モデルを変更することができる。そのため、板金部品全体を一体に表現する前記従来の板金モデルに比べて、容易に板金部品の形状モデルを変更することができる。また、曲げ加工前及び曲げ加工後を含む曲げ加工の状態を与えると、該曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドを有するので、必要がある場合に曲げ加工の状態に応じた板金部品の形状モデルを取得することができるため、板金部品の全体形状を一体に表現する前記従来の板金モデルに比べて、板金部品の形状モデルに必要なデータ量を削減することができる。

請求項１４に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造によれば、部位クラスは、展開状態、途中状態及び完成状態の各状態における中間面オブジェクトを備え、該中間面オブジェクトから作成した各状態における３次元形状を表現する３次元形状オブジェクトを備えることができるので、板金部品全体の３次元形状を一体に表現するデータを各状態毎に備える必要がある従来の板金モデル板金モデルに比べて、データ量を削減することができ、３次元形状モデルをロール、パン、ズームなどの視点変換や、形状モデル自体を回転等して表示するときなどに必要なデータ処理量を削減することができる。また、部位クラスは、展開状態、途中状態及び完成状態の各状態における中間面オブジェクトをそれぞれ備えるので、分割曲げ加工や曲げ順の異なる曲げ加工等の曲げ加工途中の板金モデルを取得することができる。

請求項１５に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造によれば、部位クラスは、詳細表現オブジェクトと簡易表現オブジェクトとを備える添付図形クラスを具備するので、曲げ加工以外にて成型される３次元形状モデルを備えた板金モデルが必要な場合には、詳細表現オブジェクトにより当該３次元形状を表示させることができる。一方、このような表示が必要でない場合には、当該３次元形状を簡易表現オブジェクトにより２次元形状にて表示させることができるため、３次元形状にて表現する場合に比べて、データ量を削減することができ、板金モデルをロール、パン、ズームなどの視点変換や、板金モデル自体を回転等して表示するときなどに必要なデータ処理量を削減することができる。

請求項１６に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造によれば、前記曲げ部位クラスは、前記曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを当該曲げ加工の複数の状態に応じてそれぞれ表現する曲げ部位オブジェクトが属することが可能であるので、曲げ加工の異なった状態における複数の板金部品の形状モデルを同時に表示することができる。

本発明の実施形態に係る板金モデル処理システム、あるいは本発明の実施形態に係る板金モデル処理方法や板金モデル処理プログラムを適用した板金モデル処理システムについて図面に基づいて説明する。これらの板金モデル処理システム１を実行するためのハードウェア構成環境は、図１にブロック図を示すように、１又は２以上の端末装置２と、該端末装置２とＬＡＮ（Local Area Network）３を介して通信可能なサーバ装置４と、から構成されている。このサーバ装置４は、板金モデルに関する各種処理を提供するアプリケーションサーバ５と、板金モデルを表現するデータ（以下、「板金モデルデータ」という。）や板金モデルに関連するデータの集合をデータベースとして格納し管理するデータベースサーバ６とから構成されている。端末装置２、アプリケーションサーバ５及びデータベースサーバ６はそれぞれコンピュータからなっている。板金モデル処理システム１は、板金モデル処理プログラムＰ１，Ｐ２（図２及び図３参照。）を実行することにより、ＬＡＮ３を介して接続された複数のコンピュータを形状モデル処理手段として機能させて板金モデルの処理を行う。なお、ＬＡＮ３に限定されることなく、携帯端末網，公衆回線網，専用回線網，インターネット回線網やイントラネット網等により構成される無線あるいは有線で接続可能な通信回線網を用いることもできる。さらに、端末装置２、アプリケーションサーバ５及びデータベースサーバ６を１台のコンピュータから構成してもよい。

前記端末装置２は、設計部門、生産工程作成部門、抜き加工部門、切断加工部門、曲げ加工部門、その他溶接やタッピング加工を含む板金部品に対する加工一般部門、検査部門などに設置された情報端末装置としてのコンピュータである。端末装置２は、図２に示すように、この端末装置２に対する入出力処理やプログラムの実行などのすべての処理を行なうＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、端末装置２全体を制御するためのシステムプログラム等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＣＰＵ１１による演算処理結果、装置の各種動作の設定情報等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、本発明に係る板金モデル処理プログラムの一部を構成する板金モデル処理プログラムＰ１を含む各種アプリケーションプログラムが格納されたプログラムメモリ１４と、前記ＬＡＮ３に接続するためのＬＡＮＩ／Ｆ（Local Area Network Interface）１５と、を備え、これら各部１１乃至１５がバス１６を介して接続されている。また、端末装置２は、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）や液晶ディスプレイ等の表示手段、キーボードやマウス等の入力手段、プリンタやプロッタ等の出力手段、磁気テープ、光ディスク、フレキシブルディスク等の記憶媒体にデータを記憶させる又は記憶媒体からデータを読み取る記憶媒体接続手段などを各部門の必要に応じて備えている。端末装置２におけるサーバ装置４との通信処理は、プログラムメモリ１４に格納された周知のクライアント用のアプリケーションプログラムをＣＰＵ１１が実行することにより行われる。端末装置２は、パーソナルコンピュータやワークステーション等の独立した情報端末装置であっても、加工機類のインターフェイスシステムや制御システムの一部を構成する情報端末装置であってもよい。

プログラムメモリ１４に格納されたプログラムは、高級手続型プログラミング言語、オブジェクト指向プログラミング言語、アセンブリ言語、機械語の他、ＨＴＭＬ等のマークアップランゲージで記述される。このような実現方法において、ハードディスク、光磁気ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等により構成されるプログラムメモリ１４は、コンピュータ読取可能な記憶媒体として機能する。

前記アプリケーションサーバ５は、端末装置２に板金モデルを表示、入力するための画面を表示するプレゼンテーションロジック部（以下、ＰＬ部という。）５ａと、板金モデル処理システム１の板金モデル処理機能を搭載した板金モデルロジック部（ＭＬ部という。）５ｂと、ＰＬ部５ａ及びＭＬ部５ｂの呼び出し制御を行うフロー制御部（以下、ＦＣ部という。）５ｃと、データベースサーバ６へアクセスするデータアクセス部（以下、ＤＡ部という。）５ｄと、を有する。

ＰＬ部５ａは、メニュー画面、入力画面、処理結果表示画面等を表示する際に用いる表示属性情報を有して構成される表示属性ファイルを保持しており、端末装置２からの指示に基づき、表示属性情報を端末装置２に返す処理を行う。ＭＬ部５ｂは、端末装置２からの指示に基づき、板金モデルデータを作成する等の板金モデルに関する各種処理を行う他、ＤＡ部５ｄに対して、データベースサーバ６への板金モデルデータ等の入力、更新、検索、抽出を命じたり、データベースサーバ６へのアクセス結果を端末装置２に返す処理を行う。ＦＣ部５ｃは、端末装置２からの指示に応じて、ＰＬ部５ａやＭＬ部５ｂを呼び出す処理を行う。ＤＡ部５ｄは、データベースサーバ６との接続や切断、クエリの作成・実行、データベースサーバ６への板金モデルデータ等の入力や変更などデータベースサーバ６へのアクセスに関する処理を行う。

データベースサーバ６は、板金モデルデータを格納する板金モデルデータベース６ａ、板金素材の板厚、長さ、幅、引張強さ等の板金素材に関する素材データを格納する素材データベース（素材データ格納手段）６ｂ、金型の各種寸法、許容荷重や適用可能工法等の金型に関する金型データを格納する金型データベース（金型データ格納手段）６ｃ、曲げ加工機，抜き加工機，切断加工機を含む加工機の特性データに関する加工機データを格納する加工機データベース（加工機データ格納手段）６ｄ、実験等で得られた曲げ補正値データや曲げ補正値を算出するための補正式や補正係数等のデータを格納する曲げ補正値（伸び値）データベース（曲げ補正値データ格納手段）６ｅを備えている。

前記データベースサーバ６は、ＤＡ部５ｄからの処理要求に応答してデータベース６ａ乃至６ｅに対して板金モデルデータ等の記憶や検索等の処理を行う。

アプリケーションサーバ５及びデータベースサーバ６のハードウェア構成の一例を図３に示す。アプリケーションサーバ５及びデータベースサーバ６は、それぞれ装置全体の制御を行うＣＰＵ２１と、装置全体を制御するためのシステムプログラム等が格納されたＲＯＭ２２と、ＣＰＵ２１による演算処理結果、装置の各種動作の設定情報等を一時的に記憶するＲＡＭ２３と、本発明に係る板金モデル処理プログラムの一部を構成する板金モデル処理プログラムＰ２を含む各種アプリケーションプログラムが格納されたプログラムメモリ２４と、前記ＬＡＮ３に接続するためのＬＡＮＩ／Ｆ２５と、を備えている。さらに、データベースサーバ６は、板金モデルデータ、素材データ、金型データ及び加工機データを含む板金モデルに関連するデータを記憶する大容量のハードディスク等により構成されるデータメモリ２６を備えている。これら各部２１乃至２６はバス２７を介して接続されている。アプリケーションサーバ５やデータベースサーバ６として、具体的にはパーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用コンピュータを好適に用いることができるが、それ以外にも、板金モデル処理システム１専用に設計された専用コンピュータ等を用いることもできる。なお、アプリケーションサーバ５及びデータベースサーバ６を、１台のサーバ装置として構成してもよい。さらに、アプリケーションサーバ５を、複数のサーバ装置によって構成してもよい。

さらに、データベースサーバ６におけるデータベース６ａ乃至６ｅの管理処理、アプリケーションサーバ５によるデータベースサーバ６のアクセス処理や端末装置２との通信処理は、プログラムメモリ２４に格納された周知のデータベースサーバ用及びアプリケーションサーバ用のアプリケーションプログラムをＣＰＵ２１が実行することにより行われる。

プログラムメモリ２４に格納されたプログラムは、高級手続型プログラミング言語、オブジェクト指向プログラミング言語、アセンブリ言語、機械語の他、ＨＴＭＬ等のマークアップランゲージで記述される。このような実現方法において、ハードディスク、光磁気ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等により構成されるプログラムメモリ２４は、コンピュータ読取可能な記憶媒体として機能する。

また、板金モデル処理システム１は、図１に示すように、板金部品に関する三面図、展開図、３次元ソリッドデータ等からなる設計段階における設計データの集合をデータベースとして格納し管理する設計データベースサーバ７とＬＡＮ３を介して接続可能とされていてもよい。

板金モデル処理システム１は、端末装置２において板金モデル処理プログラムＰ１のプログラムコードを記憶したプログラムメモリ１４からＣＰＵ１１がそのプログラムコードを読み出して実行するもの（図２参照。）と、サーバ装置４において板金モデル処理プログラムＰ２のプログラムコードを記憶したプログラムメモリ２４からＣＰＵ２１がそのプログラムコードを読み出して実行するもの（図３参照。）とが互いに連関し、板金モデルの処理を行うものである。具体的には、例えば、板金モデル処理システム１は、サーバ装置４が、端末装置２から入力された指示に従って、当該端末装置２から入力された設計データあるいは設計データベースサーバ７に格納されている設計データから板金モデルデータを作成して板金モデルデータベース６ａに格納する処理、板金モデルデータベース６ａから板金モデルデータを取得し、該取得した板金モデルデータに対して修正、置換、削除などの変更を行い板金モデルデータベース６ａに格納する処理、板金モデルデータベース６ａから板金モデルデータを取得し、該取得した板金モデルデータを当該端末装置２に送り出し、表示属性情報に従って板金モデルを当該端末装置２に表示させる処理を行う。本発明に係る板金モデル処理プログラムは、設計データから板金モデルデータを作成するプログラムや板金モデルデータを変更するプログラムなど板金モデルデータに関する各種処理を行うプログラムであって、板金モデル処理システム１を端末装置２やサーバ装置４に実行させるための板金モデル処理プログラムＰ１，Ｐ２（図２及び図３参照。）を有して構成されている。

次に、本発明の実施形態に係る板金モデル処理システム、あるいは本発明の実施形態に係る板金モデル処理方法や板金モデル作成プログラムを適用した板金モデル処理システムが処理を行うオブジェクト指向板金モデル、及び本発明の実施形態に係るオブジェクト指向板金モデルのデータ構造について図面に基づき説明する。このオブジェクト指向板金モデル（以下、単に「板金モデル」という。）３０は、板金部品をオブジェクト指向に基づき抽象化したモデルであり、図４にクラス図（ＵＭＬ図）を、図５にオブジェクト図を示すように、板金部品の形状を分解して表現するものである。

板金モデル３０において、独立した板金部品は部品クラス３１に属する部品オブジェクト１０１にて表現され、この部品オブジェクト１０１は、板金部品の位相や幾何などの形状をモデリングした形状モデルを定義する部分と、抜き加工、切断加工や曲げ加工（以下、これらの加工を総称して「板金加工」という。）の加工情報や板金部品の素材データ等、形状以外のデータを定義する部分と、から構成される。部品オブジェクト１０１が表現する形状モデルは連結部位クラス３２に属する連結部位オブジェクト１０２にて表現される。連結部位オブジェクト１０２は、面を表現する部位オブジェクトと、これらの接続を表現する接続子オブジェクト１０４とを集約している。部位クラスは、図６（ａ）及び図６（ｂ）にも示すように、曲げ加工の前後にて形状が変形しない面部分（非曲げ部位）を表現する面部位オブジェクト１０５が属する面部位クラス３５、または形状が変形する曲げ部分（曲げ部位）を表現する曲げ部位オブジェクト１０６が属する曲げ部位３６のいずれかに派生される。すなわち、部位オブジェクトは、面部位オブジェクト１０５か曲げ部位オブジェクト１０６かのいずれかである。

板金モデル３０は、図７（ａ）から図７（ｃ）に示すように、曲げ部位の形状の状態に応じた展開状態３０ａ、完成状態３０ｂ、途中状態３０ｃの３種類の状態を表現する形状モデルを備えている。板金モデルには「現在の状態」という概念はなく、前記端末装置２からはいつでも任意の状態の板金モデル３０ａ乃至３０ｃを取得することができ、異なる状態の板金モデル３０ａ乃至３０ｃを同時に表示することが可能である。展開状態３０ａは、図７（ａ）に示すように、板金モデル３０を構成する曲げ部位３６が全て展開された状態であり、曲げ加工前の平板形状を表現する。完成状態３０ｂは、図７（ｂ）に示すように、板金モデル３０を構成する曲げ面１０６（曲げ部位オブジェクト１０６が表現する曲がっている面）が、全て曲がっている状態であり、全ての曲げ加工が完了した後の形状を表現する。途中状態３０ｃは、図７（ｃ）に一例を示すように、曲げ加工の過程で成り得る状態であり、展開された形状、曲がっている形状、曲がっている途中の形状の曲げ部位１０６が混在する状態を表現する。板金モデルの途中状態３０ｃは、様々な形状を表現することが可能であり、板金モデル３０において少なくとも１つの途中状態が表現される。

部品クラス３１は、図４に示すように、板金部品の板金モデル３０を表現する最上位クラスであり、板金部品の形状モデルだけではなく、板金部品以外の部品であるが板金部品と関連する部品を表現する参照図形や、加工品質、部品属性、加工情報なども集約している。部品クラス３１は、実際の板金部品の形状を表現する連結部位クラス３２、参照図形を表現する参照図形クラス３７、加工品質を表現する加工品質クラス３８、板金部品の部品属性を表現する部品属性クラス３９、板金加工の加工情報を表現する加工情報クラス４０を集約する。部品クラス３１は、材質、板厚を取得するメソッドを有する。部品クラス３１は、連結部位オブジェクト１０２間の干渉チェックを行うメソッド、参照図形クラス３７にて表現される他の部品との干渉チェックを行うメソッド、部品を移動・回転するメソッドなどのメソッドを有する。また、部品クラス３１は、曲げ加工前及び曲げ加工後を含む曲げ加工の状態を与えると、曲げ部位オブジェクト１０６のデータを曲げ加工の状態に応じて選択して曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドを有する。これにより、同時に異なった曲げ加工の状態における複数の板金モデル３０を取得することもできる。

部品オブジェクト１０１を構成する連結部位オブジェクト１０２は、最終的に１枚の展開形状に展開可能な板金部品を表現する。ただし、部品クラス３１は連結部位オブジェクト１０２を結合するメソッド、連結部位オブジェクト１０２を切り離すメソッドを有しており、連結部位オブジェクト１０２が複数枚の展開形状に展開される複数の板金部品の板金モデルを表現することが一時的に許可される。これにより、曲げ部位１０６を曲げ加工で形成するか突き合わせで形成するか等の試行検討をオペレータが行うことができる。

連結部位クラス３２は、接続子オブジェクト１０４により物理的に連続して接続されている部位オブジェクトの集合からなるクラスであり、板金展開を行ったときに１枚の平面展開形状に展開される単位の板金部品の形状モデルを表現する。連結部位オブジェクト３２が複数存在する部品オブジェクト１０１は、展開形状が複数存在し、複数の板金部品を表現することになる。連結部位クラス３２は、連結部位の形状を構築するための起点となる部位である基準部位などの接続データを取得するメソッドを有する。連結部位クラス３２は、任意の部位間をつなぐ複数のパスが存在するかを調べるメソッド、任意の部位間をつなぐパスが存在するかを調べるメソッド、自己干渉チェックを行うメソッドなどのメソッドを有する。任意の部位間をつなぐ複数のパスが存在するかを調べるメソッドにより、このようなパスが存在する場合には表現する板金部品を平面状に展開することができず、板金部品として成立していないことを判別することができる。任意の部位間をつなぐパスが存在するかを調べるメソッドにより、このようなパスが存在しない場合には表現する板金部品が複数の展開形状からなるので、板金部品として成立していないことを判別することができる。

部位クラス３４は、板金モデル３０の形状モデルを表現するための抽象クラスであり、実際の形状モデルは派生クラス（下位クラス）である面部位クラス３５か曲げ部位クラス３６にて定義される。部位クラス３４は、面部位クラス３５や曲げ部位クラス３６における個々の座標系にて表現された形状モデルをどのように座標変換して表示空間に配置するかを表現する配置行列を取得するメソッドなどを有する。配置行列は、平行移動、回転移動、及びこれらの合成移動からなる合同変換の何れかを表現する行列である。

板金モデル３０には、図７（ａ）から図７（ｃ）に示すように、展開状態３０ａ、完成状態３０ｂ、途中状態３０ｃの３つの状態があり、それぞれの状態に応じて曲げ部位オブジェクト１０６が表現する形状が変形する。面部位オブジェクト１０５が表現する形状は、各状態間において変化しないが、曲げ部位オブジェクト１０６が表現する形状は、展開状態３０ａでは曲がっていない形状、完成状態３０ｂでは曲がっている形状、途中状態３０ｃでは曲げ加工の途中の任意形状と変化する。途中状態とは、各曲げ部位が曲がっていない状態であったり、曲がっている状態であったり、曲がっていく過程の状態であったりと、任意の形状を指定でき、任意に指定できる具体的な形状は変形情報で実装される。図７（ｃ）に示した途中状態３０ｃにおいては、一方の曲げ面１０６は曲がっていない状態であり、他方の曲げ面１０６は曲がっている状態であり、曲がっている状態の曲げ面１０６に対する曲げ加工のみが完了した途中状態を表現している。このように、複数の曲げ面１０６が存在する場合、各曲げ面１０６の曲げ加工順序に応じた途中状態をそれぞれ表現することができるので、曲げ加工順序の検討や曲げ加工時における干渉の検討等が容易となる。

同じ１つの曲げ面に対して複数の曲げ加工を行うことがある。また、同じ１つの曲げ面に対する曲げ加工工程途中の曲げ状態を干渉の検討等のため必要となることがある。例えば、ヘミング加工（縁取り加工）の場合、曲げ面１０６を１度の曲げ加工にて最終目標角度まで曲げることができないため、曲げ面１０６は、図８（ａ）に示す展開状態から２度の曲げ加工を経て、図８（ｄ）に示す曲げ加工完了後の最終目標角度だけ曲がっている状態に至る。２度の曲げ加工の過程において、図８（ｂ）に示す第１曲げ加工工程途中の所定角度だけ曲がっている状態や、図８（ｃ）に示す第１曲げ加工工程後の第１曲げ加工における目標角度だけ曲がっている状態を経ている。そして、図８（ａ）から図８（ｄ）に示す曲げ面１０６の各状態を、それぞれ途中状態１から途中状態４として表現している。

また、アマ曲げ加工（二度曲げ加工）の場合、図９(ａ)に示す展開状態から図９（ｅ）に示す曲げ加工完了状態へ板金部品を成型するとき、図９（ｂ）に示すように、曲げ面１０６ｂを最終目標角度まで曲げ加工してから曲げ面１０６ａを曲げ加工すると、図中２点鎖線にて示す金型と板金部品とが干渉する。そのため、図９（ｃ）に示すように、第１曲げ工程において曲げ面１０６ｂを金型と板金部品とが干渉しないよう一旦所定の角度まで曲げる。その後、図９（ｄ）に示すように、第２曲げ工程において曲げ面１０６ａを最終目標角度まで曲げてから、図９（ｅ）に示すように、第３曲げ工程において曲げ面１０６ｂを最終目標角度まで曲げる。このように、板金部品の曲げ面１０６ａ，１０６ｂは、図９（ａ）に示す展開状態から３度の曲げ加工を経て、図９（ｅ）に示す曲げ加工完了後状態に至る。そこで、図９（ａ）及び図９（ｃ）から図９（ｅ）に示す曲げ面１０６ａ，１０６ｂの各状態を、それぞれ途中状態１から途中状態４として表現している。

また、曲げ戻し加工の場合、図１０(ａ)に示す展開状態から図１０（ｆ）に示す曲げ加工完了状態へ板金部品を成型するとき、図１０（ｂ）に示すように、曲げ面１０６ｃを最終目標角度まで曲げ加工してから曲げ面１０６ｅを曲げ加工すると、図中２点鎖線にて示す金型と板金部品とが干渉する。そのため、図１０（ｃ）に示すように、曲げ加工完了状態においては曲っていない面を曲げ面１０６ｄとし、第１曲げ工程において一旦所定の角度まで曲げる。その後、図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）に示すように、第２曲げ工程において曲げ面１０６ｅを、第３曲げ工程において曲げ面１０６ｃをそれぞれ最終目標角度まで曲げてから、図１０（ｆ）に示すように、第４曲げ工程において曲げ面１０６ｄを曲げ戻す。このように、板金部品の曲げ面１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅは、図１０（ａ）に示す展開状態から４度の曲げ加工を経て、図１０（ｆ）に示す曲げ加工完了後状態に至る。そこで、図１０（ａ）及び図１０（ｃ）から図１０（ｆ）に示す曲げ面１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅの各状態を、それぞれ途中状態１から途中状態５として表現している。なお、図１０（ｆ）に示すように、曲げ面１０６ｅは曲げ加工完了状態においては曲っていない面を表現するが、図１０（ｆ）に示す途中状態５の曲げ面１０６ｅは、２度の曲げ加工による曲げ及び曲げ戻しによって伸びが生じるため、図１０（ａ）に示す途中状態１の曲げ面１０６ｅとは異なったものとなる。

部位クラス３４は、形状モデルの幾何形状を表現する中間面シートボディ（中間面オブジェクト、中間面モデル）１０７乃至１０９を取得するメソッド（中間面モデル作成手段、展開状態中間面モデル作成手段、途中状態中間面モデル作成手段）を有する。中間面シートボディ１０７乃至１０９は、図１１に示すように、板金モデルの板厚方向の中間面を表現する厚みを持たない２次元サーフェイスモデルである。曲げ部位クラス３６が集約する変形幾何クラス４１（図４参照。）が取得する変形情報により、展開状態の中間面の形状を表現する展開状態中間面シートボディ（展開状態中間面モデル）１０７から、完成状態及び途中状態の中間面の形状をそれぞれ表現する完成状態中間面シートボディ（完成状態中間面モデル）１０８、途中状態中間面シートボディ（途中状態中間面モデル）１０９が作成される。

部位クラス３４は、自己の部位に接続している接続子オブジェクト１０４を取得するメソッド、自己の部位に接続している他の部位オブジェクトを取得するメソッド、自己の部位に接続している指定した部位の向こう側の部位を取得するメソッド、指定された部位に到達するパスを検索するメソッドなどのメソッドも有する。

接続子クラス３３は、部位同士の接続を表現するクラスであり、接続している部位とその接続している辺（以下、「接続エッジ」という。）を表現する接続子オブジェクト１１４が属する。図１２（ａ）を参照にして示されるように、接続子クラス３３は、接続子データ作成手段として、接続している一方の部位オブジェクト１１０、接続している他方の部位オブジェクト１１１、前記部位オブジェクト１１０の接続エッジ１１２の配列、前記部位オブジェクト１１１の接続エッジ１１３の配列を取得するメソッドを有する。接続エッジ１１２，１１３は、接続子オブジェクト１１４が接続を表現する部位オブジェクト１１０及び部位オブジェクト１１１相互に対する稜線であり、少なくも１つ存在することが必要であるが複数であってもよいので、接続子オブジェクト１１４は接続エッジ１１２，１１３を配列にて備えている。また、接続子オブジェクト１１４が保持する接続エッジ１１２，１１３は一直線上になければならない。接続している部位オブジェクト１１０，１１１及びそれらの接続エッジ１１２，１１３が定義された場合であっても、部位の接続が一意的に定まらないことがある。そのため、図１２（ｂ）に示すように、各部位オブジェクト１１５乃至１１７が表現する面には表方向が定義されており、接続子オブジェクト１１４により表現される部位の接続を、部位オブジェクト１１５と部位オブジェクト１１６とが表現する面のように接続される面の表方向が一致する順接続と、部位オブジェクト１１６と部位オブジェクト１１７とが表現する面のように反対方向となる逆接続とに区別している。そこで、部位と部位との接続が一意的に定まるように、接続子クラス３３は、部位と部位との接続方向、すなわち順接続であるか逆接続であるかを示す値を取得するメソッドを有する。

面部位クラス３５（図４参照。）は、曲げ加工によって変形しない部位の形状モデルを表現するクラスであり、面部位オブジェクト１０５（図５参照。）が属する。面部位クラス３５に属する面オブジェクト１０５の主データは、図１１を参照にして示されるように、板厚方向の中間平面の幾何形状を表現する中間面シートボディ１０７である。面部位クラス３５は、当該面部位の板厚方向の中間平面の幾何形状を表現する中間面シートボディ１０７を取得するメソッドを有する。また、面部位クラス３５は、中間面シートボディ１０７から板厚の半分づつ押出すことにより３次元ソリッドボディ（３次元形状オブジェクト）を作成するメソッドなどのメソッドを有する。面部位クラス３５にて表現される部位は展開状態、完成状態及び途中状態の各状態にて形状が同じであるので、前記中間面シートボディ１０７や３次元ソリッドボディは各状態にて共通する。

曲げ部位クラス３６は、曲げ加工によって変形する部位の形状モデルを表現するクラスであり、曲げ部位オブジェクト１０５（図５参照。）が属する。曲げ部位クラス３６は、図４に示すように、変形の具体的な形状を表現する変形幾何クラス４１を集約している。変形幾何には、表現する変形の類に応じて、円筒変形、円錐変形、これらの変形が複合した複合変形などがある。曲げ部位クラス３６は、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）を参照して示すように、中間面シートボディ１２０の固定線１２０Ｆ、中間面シートボディ１２０の一方の端線１２０Ａ、中間面シートボディ１２０の他方の端線１２０Ｂ、端線１２０Ａ及び端線１２０Ｂが完成状態のときにどこに移動するかをそれぞれ表現する移動行列、端線１２０Ａ及び端線１２０Ｂが途中状態のときにどこに移動するかをそれぞれ表現する移動行列などを取得するメソッドを有する。ここで、固定線１２０Ｆは、伸び方向に垂直で、曲げ変形前後において位置が変化しない直線であり、端線１２０Ａ，１２０Ｂは、伸び方向に垂直な境界線（直線）である。

曲げ部位クラス３６に属する曲げ部位オブジェクト１０５の主データは展開状態中間面シートボディであり、図１１に示すように、完全状態や途中状態の中間面シートボディ１０８，１０９の形状を得るためには、展開状態の中間面シートボディ１０７から逆展開計算を行う必要がある。逆展開計算は、中間面シートボディが表現される座標系内で行われ、逆展開により固定線は変化せず、端線は座標変換を受けて移動する。端線が受ける座標変換は、隣接する部位（曲げ部位または面部位）の当該端線と一致する端線に作用する座標変換と等しい。曲げ部位クラス３６は、この座標変換を表現する座標変換行列を取得するメソッドを有する。

変形幾何クラス４１は、曲げ部位がどのような形状（幾何形状）に変形するかを定義する抽象クラスであり、曲げ部位の完成状態や途中状態の形状図形を作成する。展開状態、完成状態、途中状態の具体的な形状は、図４に示すように、円筒形状への変形を表現する円筒変形クラス４２、円錐形状への変形を表現する円錐変形クラス４３、組み合わされた複数の変形を表現する複合変形クラス４４からなる派生クラス（下位クラス）にて定義される。変形幾何クラス４１は、曲げ部位の状態を示す値を取得するメソッド、すなわち、展開状態と一致する、完成状態と一致する、あるいは展開状態の形状とも完成状態の形状とも一致しないの何れかの状態をとることを示す値を取得するメソッドを有する。また、変形幾何クラス４１は、図１１を参照して示すように、完成状態の中間面シートボディ１０８から板厚の半分づつ押出すことにより完成状態の３次元ソリッドボディ１０８ａを作成するメソッド、途中状態の中間面シートボディから板厚の半分づつ押出すことにより途中状態の３次元ソリッドボディ１０９ｂを作成するメソッド、端線が完成状態及び途中状態のときにどこに移動するかを表現する移動行列をそれぞれ算出するメソッドなどのメソッドを有する。

円筒変形クラス４２は、曲げ部位が持つ変形幾何の具体的な変形を定義するクラスの１つであり、円筒変形を表現する。一般的なプレスブレーキ加工機での曲げ加工は、円筒変形として表現される。円筒変形は、曲げ角度と中間面での曲げ半径を指定することにより形状が確定する。円筒変形途中の途中状態の形状は、曲げ角度を指定することによって定まる。

円筒変形前の展開状態と円筒変形後の完成状態とでは、中間面の長さは一般的に異なり、円筒変形途中の途中状態の場合も同様に、中間面の長さは展開状態や完成状態での中間面の長さと異なる。完成状態や途中状態での中間面の長さ（円弧長）は、曲げ角度と曲げ半径とから求められる。完成状態や途中状態での中間面の長さから展開状態での中間面の長さを引いた差により、完成状態や途中状態での中間面の伸び値が算出される。実際の曲げ加工においては、素材の材質や板厚、金型、加工機、加工方法などによって伸び値が異なる。そこで、円筒変形クラス４２は、これらによって伸び値を補正する補正値を取得するメソッドを備えていてもよい。例えば、材質や金型等と関連付けて曲げ補正値データベース６ｅ（図１参照。）に格納されている補正値や、材質や金型等を組み合わせ関連付けたテーブル（不図示）に格納されている補正値を取得するメソッドを円筒変形クラス４２が有していてもよい。そして、曲げ補正値データベース６ｅに格納されている補正値を取得する場合、円筒変形クラス４２が曲げ補正値データベース６ｅに問い合わせる機能を備えていてもよいし、外側に曲げ補正値データベース６ｅに問い合わせる機能があり、円筒変形クラス４２が当該機能を設定できるメソッドを備えていてもよい。なお、途中状態の形状は、曲げ角度の代わりに伸び値を指定することによって、定めてもよい。

途中状態の曲げ部位の形状は、展開状態の形状と完成状態の形状との間の形状とは限らない。例えば、図１４（ａ）から図１４（ｃ）に示すように、スプリングバックを伴う曲げ加工の曲げ部位１２１の形状モデルを表現する場合、途中状態として表現するスプリングバック状態は、完成状態よりも曲げ角度を大きくした状態として表現する必要がある。この場合も、曲げ角度や中間面の長さを指定することにより途中状態の形状を確定することができる。

円筒変形クラス４２から、図４に示すように、円筒分割変形クラス４５が派生している。この円筒分割変形クラス４５は、円筒形状を複数回に分割して曲げる変形を表現する。円筒分割変形による分割曲げは、曲げ部位の端線間を複数に等分割した各領域毎に曲げ半径を指定した円筒変形として表現される。曲げ部位１２２を３分割して曲げる３分割曲げの場合、図１５（ａ）に示すように、曲げ部位１２２の端線１２２Ａ，１２２Ｂ間を３等分に分割した領域Ｒ０乃至Ｒ２の３つの領域に分割される。図１６（ｂ）に示すように、円筒変形の曲げ角度が９０度であるとき、各領域Ｒ０乃至Ｒ２の曲げ角度は９０／３＝３０度となる。このように、分割曲げの途中工程が終了した段階の形状は、曲げ部位をＮ分割した各領域を曲げ加工する順序によって、２^Ｎ種類だけ存在する。この形状は、３分割曲げの場合を図１６（ａ）から図１６（ｄ）に示すように、各領域Ｒ０乃至Ｒ２の状態（０：曲がっていない、１：曲がっている）の組み合わせからなる状態列（領域Ｒ０の状態、領域Ｒ１の状態、領域Ｒ２の状態）によって特定することができる。円筒分割変形クラス４５では、途中状態を特定する方法として、前記の方法に加えて、円筒変形クラス４２で表現される方法の２種類があり、これらは同時に指定することができる。例えば、曲げ部位１２３を３分割曲げで９０度の曲げ角度に曲げる場合を図１７に示すように、分割曲げ数、分割曲げの状態列、注目領域、及び注目領域の曲げ角度を指定すれば、途中状態の形状が定まる。

複合変形クラス４４は、円筒変形や円錐変形などを組み合わせた複数の変形を表現するクラスであり、図４に示すように、段曲げ変形クラス４６が派生している。この段曲げ変形クラス４６は、図１８（ａ）に示すように、２つの円筒変形１３０，１３１や、図１８（ｂ）に示すように、２つの円筒変形１３２，１３３と１つの固定変形１３４を組み合わせた段曲げ変形を表現するクラスである。なお、固定変形クラス４７は、図４に示すように、変形幾何クラス４１から派生し、変形しない変形幾何を表現する。固定変形クラス４７は、複合変形を構成する変形幾何の一部として、段曲げ変形において変形しない細かな隙間を表現する。

部位クラス３４からは、図４に示すように、穴形状や成形形状などを表現するために、添付スケッチ図形クラス４８を集約している。添付スケッチ図形クラス４８は、部位に含まれる添付スケッチ図形を集約する。この添付スケッチ図形は、部位の中間面と同じ座標系を持つスケッチ平面にて穴形状や成形形状などを表現する添付図形を表現するものである。通常、３次元ソリッドモデルにおいては、穴形状や成形形状は境界表現（Boundary Representation：Ｂ−Ｒｅｐ）などの方法で忠実に表現される。一方、本板金モデルにおいて、穴形状や成形形状を、境界表現では表現せず、図１９に示すように、部位オブジェクトに含まれる添付スケッチ図形オブジェクト１４４によって表現する。添付スケッチ図形クラス４８は、スケッチ平面の座標系を取得するメソッドを有しており、この座標系は、集約先部位オブジェクト（面部位オブジェクト１４５）の中間面シートボディの形状が表現されている座標系と一致する。

添付スケッチ図形クラス４８は、点図形を表現するポイントボディ、線図形を表現するワイヤボディ、絞り等の成形形状などを平面図形として表現するシートボディ、成形形状などを３次元図形として表現する３次元ソリッドボディなどの図形要素からなる添付スケッチ図形を取得するメソッドを有する。例えば、板金モデルの穴形状は、閉じていて且つ自己交差しないワイヤボディとして添付スケッチ図形によって表現される。添付スケッチ図形クラス４８は、完成状態、展開状態、途中状態の各状態において簡易表示、詳細表示の両表示用に最大６種類の添付スケッチ図形を必要に応じて生成するメソッドを備えている。

添付スケッチ図形クラス４８は、図４に示すように、添付図形クラス４９を集約している。この添付図形クラス４９は、添付スケッチ平面に集約される添付図形を表現するクラスである。添付図形クラス４９は、主に成形形状や穴形状などパンチプレスの穴加工に関連する形状を表現し、添付成形図形クラス５０、添付ワイヤ図形クラス５２、添付格子状パターン図形クラス５３、添付円弧状パターン図形クラス５４などの基底クラスとなる。絞り形状などの成形形状は、添付図形クラス４９から派生した添付成形図形クラス５０において具体的に表現される。添付図形クラス４９は、部位に間接的に集約される添付図形に必要なメソッドを定義しているだけであるので、クラスというよりもインターフェイスである。添付成形図形などの実際の添付図形は、添付図形クラス４９から派生しており、添付図形クラス４９は添付図形インターフェイスを実現している。

添付図形の集約先部位オブジェクトが中間面シートボディにて表現されている場合、図２０に示すように、集約先部位のシートボディ１５０上に簡易表現（２次元形状モデル）にて表現された添付図形オブジェクト１５１，１５２が表現される。また、添付図形の集約先部位オブジェクト１５３がワイヤフレーム表示にて表現されている場合、図２１（ａ）に示すように、集約先部位のワイヤフレーム１５３の表面及び裏面上に簡易表現にて表現され添付図形オブジェクト１５１，１５２が表現される。添付図形の簡易表現（簡易表現オブジェクト）１５４は、図２１（ｂ）に示すように、成形形状を模式的に表現するワイヤボディ１５４ａと基準点を表現するポイントボディ１５４ｂとから構成されおり、添付図形の形状を簡易的に表現している。添付図形の集約先部位である面部位が３次元ソリッドボディで表現されている場合、中間面シートボディからオフセットして添付図形を表面及び裏面上に簡易表現にて表現する。ただし、添付図形を簡易表現にて表現すると、部位の形状を正確に表現することができない。実際の部位の形状は、添付図形が穴を表現している場合には部位を貫通する穴が開いており、成形形状を表現している場合には絞り等の成形形状を部位が備えている。これらの形状を表現するために、図２１（ｃ）に示すように、添付図形は、実際の形状を忠実に３次元ソリッドボディ（３次元形状モデル）にて表現する詳細表現（詳細表現オブジェクト）１５５を簡易表現１５４と共に有している。成形形状や穴形状などを編集した３次元ソリッドボディ１６０を表現するためには、図２２に示すように、添付図形の集約先部位の編集前の３次元ソリッドボディ１６１から形状１６２，１６３の減算を行う操作と、形状１６４の加算を行う必要がある。ただし、穴形状を表現する場合、形状の加算を行う必要はない。これらのため、添付図形クラスは、簡易表現時の形状を取得するメソッド、詳細表現時に部位から減算する形状を取得するメソッド、詳細表現時に部位に加算する形状を取得するメソッドなどのメソッドを有する。

添付成形図形クラス５０は、図４に示すように、添付図形クラス４９から派生するクラスであり、絞り形状のような成型加工による成形形状を表現する成形形状データと、当該データを集約先部位に配置する行列を表現する配置行列を取得するメソッドを有する。成形形状データは外部の成形形状ライブラリ（不図示）で定義されているが、成形形状ライブラリの当該成形形状データが変更や削除された場合であっても、板金モデルに不整合を起こさせないように、添付成形図形クラス５０が成形形状データを記憶、保存する機能を有する。添付成形図形クラス５０は、成形形状ライブラリにおける識別番号、簡易表現用の２次元ワイヤボディ、詳細表現時に加算する３次元ソリッドボディ、詳細表現時に減算する３次元ソリッドボディなどの成形形状データを取得するメソッドを有する。このように、添付成形図形クラス５０は、添付図形クラス４９から派生しているため、簡易表現用と詳細表現用の２種類の形状を取得するメソッドを有する。また、各状態において簡易表現または詳細表現に合わせて添付図形の形状を加算する等のメソッドは、面部位クラス３５や曲げ部位クラス３６が備えており、添付スケッチ図形クラス４８が備える穴形状や成形形状などの形状データを取得するメソッドにて取得した形状を考慮した形状モデルが作成される。

添付ワイヤ図形クラス５１は、図４に示すように、添付図形クラス４９から派生するクラスであり、穴形状やけがき線等を２次元ワイヤボディにて表現するワイヤデータや、ポンチのセンタ等の点図形を表現するポイントデータと、これらのデータをそれぞれ集約先部位に配置する行列を表現する配置行列を取得するメソッドを有する。添付ワイヤ図形クラス５１は、簡易表現時と詳細表現時において同じデータで形状を表現しており、２次元シートボディや３次元ソリッドボディにおいて加算、減算する形状を表現するデータは、添付図形クラス４９が有するメソッドにより取得される。

添付格子状パターン図形クラス５２及び添付円弧状パターン図形クラス５３は、添付図形クラス４９から派生するクラスであり、添付成形図形クラス５０や添付ワイヤ図形クラス５１にて表現される形状等を、それぞれ格子状パターンや円弧状パターンによって繰り返すメソッドを有する。

部品クラス３１は、加工品質クラス３８、部品属性クラス３９、加工情報クラス４０や参照図形クラス３７を集約する。加工品質クラス３８は、板金部品の加工品質を表現するクラスであり、バリなし面や傷なし面の指定等の加工品質データを取得するメソッドを有する。部品属性クラス３９は、板金部品の属性等を表現するクラスであり、当該板金部品の部品名、部品番号、素材、親部品など関連した部品のデータ、納期、数量等の部品属性データを取得するメソッドを有する。加工情報クラス４０は、板金部品を板金加工する際の加工工程を表現するクラスであり、当該板金部品を板金加工する際に用いる加工機や金型、曲げ順等の加工データを取得するメソッドを有する。参照図形クラス３７は、板金部品を構成部品とする部品を表現するクラスであり、当該部品及び他の構成部品の部品属性や部品形状等の図形データを取得するメソッドを有する。

次に、本発明の実施形態に係る板金モデル処理システム、あるいは本発明の実施形態に係る板金モデル処理方法や板金モデル処理プログラムを適用した板金モデル処理システムが処理を行うオブジェクト指向板金モデルを作成する方法について図面に基づき説明する。このオブジェクト指向板金モデルを作成する方法は、設計段階における理想完成形状等を示す様々な図面やモデルなどからなる形状データを含む板金部品の設計データから、当該板金部品の板金モデルデータを作成するものである。設計データは、図１を参照して示すように、設計部門の端末装置２にて直接作成して入力されるか、予め記憶させた磁気テープ、光学ディスクやフレキシブルディスク等の記憶媒体から端末装置２に読み込ませるか、設計データベースサーバ７から読み出されるかなどによって、ＬＡＮ３を介してサーバ装置４に伝送される。端末装置２から板金モデルを作成する旨の指示により、サーバ装置４は板金モデル処理プログラムＰ２を実行して板金部品の設計データから板金モデルデータを作成する。板金モデル処理プログラムＰ２を実行させた場合のサーバ装置４の処理動作を、設計データの形状に関する設計形状データの種類に応じて図面に基づき説明する。なお、板金部品に関する部品名、部品番号、素材、加工品質要求等の形状以外の設計データは、部品オブジェクトに派生する加工品質オブジェクトや部品属性オブジェクトとして板金モデルデータベース６ａに格納され、参照される。また、板金モデルプログラムＰ２の一部を構成する板金モデル作成プログラムのプログラムコードが、サーバ装置４に記憶されている代わりに、例えば、設計部門の端末装置２に記憶されており、当該端末装置２において板金モデル作成プログラムを実行させて板金モデルを作成し、ＬＡＮ３を介してサーバ装置４の板金モデルデータベース６ａに格納させてもよい。

設計形状データとして板金部品の３次元ソリッドモデル１７０が提供された場合、図２３に示すように、３次元形状変換１７１により板金モデル１７２を作成する。３次元形状変換１７１は、まず、内外ループ検索部１７３において、当該３次元ソリッドモデル１７０に対して外側ループ解析及び内側ループ解析を行い、穴形状を認識する。次に、位相解析部１７４において、表面検索、裏面検索、板厚面検索を行い、３次元ソリッドモデル１７０の各面の分析を行い、分析した表面と裏面との板厚方向の中間面を認識する。そして、幾何解析部１７５において中間面の曲げ部位及び面部位を認識して、曲げ部位と認識した中間面から曲げ部位オブジェクトを、面部位と認識した中間面から面部位オブジェクトをそれぞれ作成し、これらの曲げ部位オブジェクトと面部位オブジェクトとの接続状態を表現する接続子オブジェクトを作成する。また、内外ループ検索を行って認識した穴部を表現する添付図形オブジェクトを、当該穴部の集約先の部位オブジェクトと座標系を一致させて作成する。さらに、穴形状や面として認識されなかった形状を成形認識部１７６において成形形状として認識し、この成形形状を表現する添付図形オブジェクトを、当該成形部の集約先の部位オブジェクトと座標系を一致させて作成する。最後に、前記各オブジェクトを部品オブジェクトに集約して板金モデル１７２を作成し、板金モデル出力部１７７から板金モデル１７２を出力して、板金モデルデータベース６ａ（図１参照。）に格納する。

設計形状データとして板金部品の曲げ線が付された展開図１８０が提供された場合、図２４に示すように、展開図変換１８１により板金モデル１８２を作成する。展開図変換１８１は、まず、曲げ情報定義部１８３において、当該展開図１８０の曲げ線を抽出して、曲げ情報の定義付けを行う。次に、要素解析部１８４において、内外周解析を行って穴形状を認識し、成形解析を行って成形形状を認識する。そして、面分割部１８５において、曲げ線解析を行い曲げを解析し、曲げ部位及び面部位を認識して面切断を行い、曲げ部位と認識した中間面から曲げ部位オブジェクトを、面部位と認識した中間面から面部位オブジェクトをそれぞれ作成し、これらの曲げ部位オブジェクトと面部位オブジェクトとの接続状態を表現する接続子オブジェクトを作成する。そして、内図形分配を行い、認識した穴形状や成形形状を表現する添付図形オブジェクトを、当該穴形状や成形形状の集約先の部位オブジェクトと座標系を一致させて作成する。さらに、整合性確認部１８６において、サイクル解析、マルチベント解析を行って整合性を確認した後に、前記各オブジェクトを部品オブジェクトに集約して板金モデル１８２を作成し、板金モデル出力部１８７から板金モデル１８２を出力して、板金モデルデータベース６ａ（図１参照。）に格納する。

設計形状データとして板金部品の正面図、上、下、左、右側面図、背面図の各種側面図のうちからなる三面図１９０が提供された場合、図２５に示すように、三面図変換１９１により板金モデル１９２を作成する。三面図変換１９１は、まず、側面図定義部１９３において、当該三面図１９０から、例えば、図面配置等に基づいて各側面図の種類を検出し、該側面図を構成する図形群や基準点を定義する。次に、形状抽出部１９４において、各側面図の外周及び内周を抽出して穴形状を認識し、成形位置を定義して成形形状を認識する。そして、形状投影部１９５において、各側面図の相対的な深さを検出して３次元空間に投影した形状を生成し、曲げ指定部１９６において、曲げを認識し、曲げ部位及び面部位を認識する。曲げ部位と認識した中間面から曲げ部位オブジェクトを、面部位と認識した中間面から面部位オブジェクトをそれぞれ作成し、これらの曲げ部位オブジェクトと面部位オブジェクトとの接続状態を表現する接続子オブジェクトを作成する。そして、認識した穴形状や成形形状を表現する添付図形オブジェクトを、当該穴部や成形部の集約先の部位オブジェクトと座標系を一致させて作成する。最後に、前記各オブジェクトを部品オブジェクトに集約して板金モデル１９２を作成し、板金モデル出力部１９７から板金モデル１９２を出力して、板金モデルデータベース６ａ（図１参照。）に格納する。なお、汎用の図面変換システムを用いて三面図１９０から３次元ソリッドモデルを作成し、この３次元ソリッドモデルから前記したように板金モデル１９２を作成してもよい。

次に、これらの方法により、板金部品の設計データから面部位、曲げ部位が認識された場合に、当該板金部品の板金モデルデータを作成する詳細な手順について図面に基づき説明する。ここでは、図２６（ａ）に示すように、曲っていない面２００Ａ、曲げ面２０１Ａ、曲っていない面２０２Ａからなる３つの中間面が一列につながっている部品として表現される場合について説明する。また、曲げ面２０１Ａの変形幾何は円筒変形であるとする。まず、図２６（ｂ）に示すように部品オブジェクト２０３を新たに作成し、この部品オブジェクト２０３に材質と板厚を設定する。そして、連結部位オブジェクト２０４を作成し、部品オブジェクト２０３に追加する。

次に、以下の手順により面２００Ａを表現する面部位オブジェクト２００を作成し、連結部位オブジェクト２０４に追加する。まず、面２００Ａの中間面シートボディと位相関係を作成し、面部位オブジェクト２００に設定する。面部位オブジェクト２００は部位オブジェクトでもある。連結部位オブジェクト２０４に面部位オブジェクト２００を追加し、面２００Ａを基準部位に指定する。さらに、基準部位の表示位置が連結部位オブジェクト２０４の表示位置となるため、面部位オブジェクト２００の配置行列を設定する。

次に、以下の手順により曲げ面２０１Ａを表現する曲げ部位オブジェクト２０１を作成する。まず、曲げ面２０１Ａの中間面シートボディと位相関係を作成し、曲げ部位オブジェクト２０１に設定する。曲げ部位オブジェクト２０１は部位オブジェクトでもある。曲げ角度と曲げ半径を設定して円筒変形オブジェクト２０５を作成する。円筒変形オブジェクト２０５は変形幾何オブジェクトでもある。円筒変形オブジェクト２０５を曲げ部位オブジェクト２０１に設定する。さらに、曲げ面２０１Ａの中間面の端線を設定し、円筒変形オブジェクト２０５にのび値を設定する。

次に、以下の手順により曲げ部位オブジェクト２０１を連結部位オブジェクト２０４に追加する。まず、面２００Ａと曲げ面２０１Ａとの接続を表現するために接続子オブジェクト２０６を作成する。そして、面部位オブジェクト２００の中間面シートボディから曲げ部位オブジェクト２０１に接続する接続エッジの配列を作成し、曲げ部位オブジェクト２０１の中間面シートボディから面部位オブジェクト２００に接続する接続エッジの配列を作成する。面部位オブジェクト２００と曲げ部位オブジェクト２０１とを接続させたい方向を調べ、接続子オブジェクト２０６に面部位オブジェクト２００と曲げ部位オブジェクト２０１と接続エッジの配列と面の方向を設定する。曲げ部位オブジェクト２０１の端線と接続子オブジェクト２０６を関連付ける。そして、曲げ部位オブジェクト２０１と接続子オブジェクト２０６を連結部位オブジェクト２０４に追加する。

次に、以下の手順により面２０２Ａを表現する面部位オブジェクト２０２を作成して、連結部位オブジェクト２０４に追加する。まず、面２０２Ａの中間面シートボディと位相関係を作成し、面部位オブジェクト２０２に設定する。面部位オブジェクト２０２は部位オブジェクトでもある。曲げ面２０１Ａと面２０２Ａとの接続を表現するために接続子オブジェクト２０７を作成する。曲げ部位オブジェクト２０１の中間面シートボディから面部位オブジェクト２０２に接続する接続エッジの配列を作成し、面部位オブジェクト２０２の中間面シートボディから曲げ部位オブジェクト２０１に接続する接続エッジの配列を作成する。曲げ部位オブジェクト２０１と面部位オブジェクト２０２とを接続させたい方向を調べ、接続子オブジェクト２０７に曲げ部位オブジェクト２０１と面部位オブジェクト２０２と接続エッジの配列と面の方向を設定する。曲げ部位オブジェクト２０２の端線と接続子オブジェクト２０７を関連付ける。そして、接続子オブジェクト２０７を連結部位オブジェクト２０４に追加する。これにより、板金部品の板金モデルを表現する部品オブジェクト２０３が作成される。

次に、本発明の実施形態に係る板金モデル処理システム、あるいは本発明の実施形態に係る板金モデル処理方法や板金モデル処理プログラムを適用した板金モデル処理システムが処理を行うオブジェクト指向板金モデルについて、また、本発明の実施形態に係る板金モデル処理システム、あるいは本発明の実施形態に係る板金モデル処理方法や板金モデル処理プログラムを適用した板金モデル処理システムが行うオブジェクト指向板金モデルの処理について、図面に基づき説明する。部品設計部門、工程設計部門、抜き加工部門、切断加工部門、曲げ加工部門、その他溶接やタッピング加工を含む板金部品に対する加工一般部門、検査部門などの各部門には、図１に示すように、前記端末装置２が設置されており、各部門のオペレータは当該端末装置２の入力手段から各種指示を入力することにより、ＬＡＮ３を介して板金モデルデータベース６ａにアクセスすることができ、所望の板金モデルデータを当該端末装置２の表示手段に表示させたり、端末装置２の出力手段から出力させることができる。これにより、板金モデルデータベース６ａに格納されている板金モデルデータは、図２７に示すように、各部門において共有して利用することができる。なお、板金モデルデータは、磁気テープ、光ディスク、フレキシブルディスク等の記憶媒体に記憶させることにより、ＬＡＮ３に接続されていないコンピュータ等の端末装置によっても読み取り可能である。

部品設計部門においては、顧客や客先の注文に応じて、板金部品が単独に、あるいは、板金部品を溶接や締結等により構成部品として含む親部品から部品展開されて板金部品単品が設計される。初期の設計段階において定められる板金部品の形状は、通常、理想完成形状であり、例えば、その曲げ部が一定の曲げ半径を有する形状であって、実際に板金加工して得られる板金部品の形状とは異なる。

近年、コンカレント・エンジニアリングが一般的となり、ＣＡＥ（Computer Aided Manufacturing）や金型設計、試作、製品ドキュメントなど製品開発に関わる多くのプロセスで設計情報を利用できるため、設計部門において３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）を用いて３次元モデルを作成することが主流となり、板金部品もその理想完成形状が３次元ソリッドモデルで設計されることも多い。前述したように、設計段階における３次元ソリッドモデルなどからなる理想完成形状等を示す設計形状データが端末装置２から入力されて、板金モデルデータが生成されて板金モデルデータベース６ａに格納される。また、設計段階において、板金部品に関する部品名、部品番号、素材、加工品質要求等の設計形状データ以外の設計データも板金部品に関連して端末装置２から入力され、部品モデルの部品オブジェクトに派生する加工品質オブジェクトや部品属性オブジェクトとして板金モデルデータが生成され板金モデルデータベース６ａに格納される。

ところで、設計段階において、板金部品を含む部品設計は試行錯誤の過程を含むことが一般的であり、理想完成形状は一意的に確定するものではなく、設計仕様の変更や、設計段階に想定した曲げ加工がＮＣ加工機などに起因する要因にて困難である等の理由によって、板金部品の一部の形状を変更する場合がある。このような場合、特に複雑な板金部品の一部の形状を変更する場合、その変更が他の部位に影響を与えるものであっても、当該変更部位が曲げ部位や面部位である場合にはこれらの部位のみを、また、当該変更部位が穴部や成形部である場合にはこれらの添付図形等のみを置換して修正するだけで板金モデルを変更することができるので、再度３次元ソリッドモデルを生成する場合に比べて、板金部品の形状モデルの変更が容易となり、端末装置２の表示手段に再表示されるまでの時間を短縮することができる。さらに、前述した部位クラスが保持するメソッドにより、一時的に連結部位オブジェクトが複数の展開形状に展開される複数の部品からなることが許可されるので、曲げ加工よりも突き合わせや複数部品に分割して溶接等を行った方が好ましいか否かを、コストや製造要因等から検討する作業を容易に行うことができる。

また、３次元ソリッドモデルにおいて、例えば、ポンチのセンタなどを示す点図形、けがき線等の線図形、その他文字や模様が部品表面に現れる場合がある。このような図形は、添付図形として表現され、詳細表現である３次元ソリッドボディと、簡易表現であるワイヤボディの２種類の形状を有しているので、必要に応じて適切に表示させることが可能となる。

工程設計部門においては、理想完成形状を表現する板金モデルに従って、加工シュミレーションを行い、実際の加工機にて板金部品を加工するための加工情報や加工手順等を定める。通常、理想完成形状を表現する板金モデルの形状は、通常、板金加工後の完成状態の板金部品の形状や、展開状態の平板状の板金部品の形状とは異なる。

曲げ加工を行う前の段階で、曲げ加工前の展開形状の板金部材を抜き加工や切断加工により加工しておく必要がある。この展開形状は曲げ加工後の形状が設計段階にて要求された曲げ角度や曲げ寸法の許容誤差などの加工品質を満たすように定める必要がある。曲げ加工による加工後の形状やその寸法、角度誤差は、ダイとパンチとからなる金型の組み合わせ、Ｖ幅、板厚、材質、曲げ加工機の性能、特質などの様々な因子によって異なる。そのため、特に曲げ加工後に高精度の形状品質が要求されるときなどには、これらの因子を組み合わせて最適な曲げ加工の条件を定めるために、加工シュミレーションを行う。

工程設計部門のオペレータは、図１を参照して、当該部門の端末装置２から素材データベース６ｂにアクセスして板金素材の板厚や引張強さ等の素材データを、金型データベース６ｃにアクセスして、金型の各種寸法、許容荷重や適用可能工法等の金型データをそれぞれ参照することができる。部品設計段階において板金素材は、例えば、ＪＩＳで規格されているＳＰＨＤの板厚１．５ｍｍのように指定されるが、実際の板金素材の板厚や引張強さなどは特定の商品により異なり、素材データベース６ｂには板金素材の個々の商品毎に素材データが格納されている。工程設計部門のオペレータは、当該素材データ、金型データベース６ｃや加工機データベース６ｄから検索、参照される金型データや加工機データ等から、部品設計段階において指示され加工品質オブジェクトとして格納された加工品質を満たす組合わせを加工シュミレーションにより求める。

また、工程設計部門のオペレータは、板金部品が複数の曲げ部位を有する場合には、曲げ順を定める必要がある。曲げ順の相違によって、板金部品と金型等が干渉する場合や、加工後の形状や精度等に影響を及ぼす場合があるからである。このような場合、ヘミング加工のように同一の曲げ部位にて複数の曲げ加工を必要とする場合であっても、板金モデルの任意の途中状態の形状モデルを特定することができ、その特定した途中状態は３次元ソリッドモデルを有するので、干渉チェックや形状チェックを容易に行うことができる。

そして、オペレータは、加工シュミレーション等で得た、板金部品を加工する際における金型、加工機、曲げ順等の加工情報を、当該板金部品に係る部品オブジェクトに派生する加工情報オブジェクトとして板金モデルデータベース６ａに格納する。

絞り等の成型加工が曲げ加工後に行われる場合、抜き加工工程や曲げ加工工程においては、通常、オペレータは絞り等の成形形状を認識する必要がないので、成形形状を添付図形オブジェクトの簡易表現により表現すれば、板金モデルを軽いデータ構造で表現することができる。ただし、位置合わせ、寸法合わせ、加工機での部品支持具配置等のために、抜き加工工程や曲げ加工工程において、成形形状の正確な形状を必要とする場合があるので、このような場合には、成形形状を添付図形オブジェクトの詳細表現により表現すれば、板金部品の形状モデルを３次元モデルで表現することができる。

完成状態の板金部品に変更がない場合であっても、曲げ加工の加工因子変更等により、展開状態の板金部品の形状に変更が生じる場合がある。このような場合であっても、板金モデルは、完成状態、展開状態及び途中状態の各状態の形状モデルを有しているので、各状態における形状を正確に表現することができる。さらに、前記各状態の形状モデルの他に、実際の加工形状を３次元ソリッドボディにて表現する実加工状態の形状モデルを板金モデルが有していてもよい。これにより、実際の加工形状を正確に表現することができるので、さらにモデリングの精度が高くなる。

抜き加工工程や曲げ加工工程においてＮＣ加工機が用いられる場合、これらのＮＣ加工機を制御して加工手順を実行させる制御コードは、板金モデルからＡＰＴ（Automatically Programmed Tool）やＥＸＡＴＰ（Extended APT)などの自動プログラム言語を用いて工具経路が自動処理され、自動的に作成される。このようにして得た制御コードは、磁気テープやフレキシブルディスク等の記憶媒体によってＮＣ加工機に入力する。ＣＮＣ（Computer Numerical Control）加工機の場合には、制御コードをＣＮＣ加工機に付属するコンピュータ（図１における端末装置２に相当。）に送信してもよい。抜き加工を行うための制御コードは、通常、展開図の示す板金部品の展開形状のデータに基づいて生成されるものであり、このデータは板金モデルの展開状態における中間面シートボディのデータによって得ることができる。一方、曲げ加工を行うための制御コードは、通常、板金部品の３次元ソリッドボディのデータに基づいて生成されるものであり、このデータは板金モデルの完成状態や途中状態における３次元ソリッドボディによって得ることができる。

抜き加工部門、切断加工部門や曲げ加工部門のオペレータは、図１を参照して、当該部門の端末装置２からデータベースサーバ６にアクセスして、板金部品の展開図、理想完成形状、素材、加工情報等の板金モデル情報を、当該端末装置２の表示手段に表示させたり、端末装置２の出力手段から出力させることができる。このとき、板金部品の中間シートボディや３次元ソリッドボディなどの形状モデルを同時に表示等させることができ、例えば、加工前の形状と加工後の形状の双方を確認することが可能となる。

このように、本発明の実施の形態に係る板金モデル処理システム、あるいは本発明の実施形態に係る板金モデル処理方法や板金モデル処理プログラムを適用した板金モデル処理システムは、曲げ部位オブジェクトが曲げ加工前及び曲げ加工後における形状モデルをそれぞれ表現する中間面シートボディや３次元ソリッドボディを有し、接続子オブジェクトが面部位オブジェクトの接続エッジと曲げ部位オブジェクトの接続エッジとの関連を表現するので、板金部品の形状モデルの一部を変更する場合、当該変更に係るデータに面部位オブジェクトや曲げ部位オブジェクトの中間面シートボディを置換することにより、形状モデルを変更することができる。そのため、板金部品の形状全体を一体に表現する前記従来の板金モデルに比べて、容易に形状モデルを変更することができる。

さらに、面部位オブジェクトや曲げ部位オブジェクトが有する主データは展開状態の中間面シートボディであり、完成状態や途中状態の中間面シートボディ、及び展開状態、完成状態や途中状態の３次元ソリッドボディは、当該中間面シートボディから必要に応じて作成されるので、３次元ソリッドモデルを各状態毎に独立して備える必要がある前記従来の板金モデルに比べて、データ量を削減することができ、また、これにより、３次元ソリッドモデルをロール、パン、ズームなどの視点変換や、形状モデル自体を回転等して表示する場合などに必要なデータ処理量を削減することができる。

さらに、指定した途中状態における形状モデルを取得することができるので、例えば、分割曲げ加工や曲げ順の異なる曲げ加工等の曲げ加工途中の形状モデルを取得することが可能であるため、曲げ工程における干渉確認等を容易に行うことができる。

さらに、成形形状を３次元ソリッドボディにて詳細表現した形状モデルが必要な場合には、このような形状モデルを表示させることができる。一方、このような形状モデルを必要としない場合には、当該成形形状を簡易表現し、詳細表現した場合に比べて、板金モデルのデータ量を削減することができる。

本発明の実施形態に係る板金モデル処理システム１、あるいは本発明の実施形態に係る板金モデル処理方法や板金モデル処理プログラムを適用した板金モデル処理システム１を実行するためのハードウェア構成環境を示すブロック図である。 端末装置２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 アプリケーションサーバ５及びデータベースサーバ６のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 オブジェクト指向板金モデルのクラス図である。 部品オブジェクトが集約する各オブジェクトと板金部品の形状モデルとの関係を説明する図である。 板金モデルの面部位及び曲げ部位を説明する図であり、（ａ）は展開状態を、（ｂ）は完成状態を示す。 板金モデルの各状態の形状を説明する図であり、（ａ）は展開状態を、（ｂ）は完成状態を、（ｃ）は途中状態を示す。 ヘミング加工の場合における途中状態を説明する図であり、（ａ）から（ｄ）は、それぞれ異なった途中状態を示す。 アマ曲げ加工を説明する図であり、（ａ）及び（ｃ）から（ｅ）は、それぞれ異なった途中状態を示し、（ｂ）は金型との干渉を示す。 曲げ戻し加工を説明する図であり、（ａ）及び（ｃ）から（ｆ）は、それぞれ異なった途中状態を示し、（ｂ）は金型との干渉を示す。 中間シートボディからソリッドボディ等を生成するメソッドを説明する図である。 （ａ）は接続エッジを、（ｂ）は順接続及び逆接続を、それぞれ説明する図である。 固定線及び端線を説明する図であり、（ａ）は完成状態を、（ｂ）は単下位状態を示す。 スプリングバックを考慮した途中状態を説明する図であり、（ａ）から（ｃ）は、それぞれ異なった途中状態を示す。 円筒曲げにおける分割曲げを説明する図であり、（ａ）は展開状態を、（ｂ）は完成状態を示す。 円筒曲げにおける分割曲げの途中状態を説明する図であり、（ａ）から（ｄ）は、それぞれ異なった途中状態を示す。 円筒曲げにおける分割曲げの途中状態を、各情報をして指定することを説明する図である。 段曲げ変形クラスを説明する図であり、（ａ）は２つの円筒変形を、（ｂ）は２つの円筒変形と１つの固定変形を組み合わせた段曲げ変形を示す。 部品オブジェクトが集約する各オブジェクトと板金モデルとの関係を説明する図である。 部位オブジェクトと添付図形オブジェクトとの簡易表現における関係を説明する図である。 （ａ）はワイヤフレーム表示で表現した３次元モデルを、（ｂ）は添付図形オブジェクトが保持する成形部の簡易表現を、（ｃ）は（ｂ）に示した成形部の詳細表現を、それぞれ示す図である。 部位オブジェクトと添付図形オブジェクトとの詳細表現（ソリッド形状）における関係を説明する図である。 ３次元ソリッドモデルから板金モデルを作成する方法を説明する図である。 展開図から板金モデルを作成する方法を説明する図である。 三面図から板金モデルを作成する方法を説明する図である。 板金モデルとオブジェクトと関係を説明する図であり、（ａ）は板金モデルを、（ｂ）はオブジェクト図を示す。 板金モデルを各部門にて利用することを説明する図である。

符号の説明

１ 板金モデル処理システム
２ 端末装置（コンピュータ）
３ ＬＡＮ
４ サーバ装置（コンピュータ）
５ アプリケーションサーバ（コンピュータ）
６ データベースサーバ（コンピュータ）
６ａ 板金モデルデータベース
６ｂ 素材データベース
６ｃ 金型データベース
６ｄ 加工機データベース
６ｅ 曲げ補正値データベース
３０ 板金モデル
３１ 部品クラス
３２ 連結部位クラス
３３ 接続子クラス
３４ 部位クラス
３５ 面部位クラス
３６ 曲げ部位クラス
４１ 変形幾何クラス
４８ 添付スケッチ図形クラス
４９ 添付図形クラス
Ｐ１、Ｐ２ 板金モデル処理プログラム

Claims (16)

1. 曲げ加工を含む加工設備により製造される板金部品の形状モデルを表現するコンピュータに格納されたオブジェクト指向板金モデルに対してコンピュータを利用して処理を行う板金モデル処理システムであって、
   前記オブジェクト指向板金モデルは、独立した板金部品の形状モデルを表現する連結部位クラスに属するオブジェクトを取得するメソッドを有し、
   該連結部位クラスは、部位クラスと接続子クラスとを備え、
   前記部位クラスは、曲げ加工の前後において形状が同じ面の形状モデルを表現する面部位オブジェクトが属する面部位クラスと、曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを表現する曲げ部位オブジェクトが属する曲げ部位クラスとのいずれかに派生され、
   前記接続子クラスには、前記面部位オブジェクトと前記曲げ部位オブジェクトとの関連を表現する接続子オブジェクトが属し、
   前記部位クラスは、曲げ加工前及び曲げ加工後を含む曲げ加工の状態を与えると、該曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドを有し、
   前記コンピュータが前記メソッドを動作することにより、前記コンピュータが前記オブジェクト指向板金モデルに対して処理を行うことを特徴とする板金モデル処理システム。
2. 前記部位クラスは、曲げ加工前の展開状態、曲げ加工途中の途中状態、曲げ加工後の完成状態の各状態における板金部品の板厚方向中間面の形状モデルをそれぞれ表現する中間面オブジェクトを取得するメソッドと、該中間面オブジェクトから各状態における３次元形状モデルを表現する３次元形状オブジェクトを作成するメソッドと、を有することを特徴とする請求項１に記載の板金モデル処理システム。
3. 前記部位クラスは、曲げ加工以外にて成型される３次元形状を３次元形状モデルにて表現する詳細表現オブジェクトと当該３次元形状を２次元形状モデルにて表現する簡易表現オブジェクトとを取得するメソッドを有する添付図形クラスを備え、
   前記部位クラスは、表示すべき形状モデルに応じて前記詳細表現オブジェクトか前記簡易表現オブジェクトを取得するメソッドを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の板金モデル処理システム。
4. 前記曲げ部位クラスは、前記曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを当該曲げ加工の複数の状態に応じてそれぞれ取得するメソッドを有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の板金モデル処理システム。
5. 曲げ加工を含む加工設備により製造される板金部品の形状モデルを表現するコンピュータに格納されたオブジェクト指向板金モデルに対してコンピュータを利用して処理を行う板金モデル処理方法であって、
   前記オブジェクト指向板金モデルは、独立した板金部品の形状モデルを表現する連結部位クラスに属するオブジェクトを取得するメソッドを有し、
   該連結部位クラスは、部位クラスと接続子クラスとを備え、
   前記部位クラスは、曲げ加工の前後において形状が同じ面の形状モデルを表現する面部位オブジェクトが属する面部位クラスと、曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを表現する曲げ部位オブジェクトが属する曲げ部位クラスとのいずれかに派生され、
   前記接続子クラスには、前記面部位オブジェクトと前記曲げ部位オブジェクトとの関連を表現する接続子オブジェクトが属し、
   前記部位クラスは、曲げ加工前及び曲げ加工後を含む曲げ加工の状態を与えると、該曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドをメソッドを有し、
   前記コンピュータが前記メソッドを動作することにより、前記コンピュータが前記オブジェクト指向板金モデルに対して処理を行うことを特徴とする板金モデル処理方法。
6. 前記部位クラスは、曲げ加工前の展開状態、曲げ加工途中の途中状態、曲げ加工後の完成状態の各状態における板金部品の板厚方向中間面の形状モデルをそれぞれ表現する中間面オブジェクトを取得するメソッドと、該中間面オブジェクトから各状態における３次元形状モデルを表現する３次元形状オブジェクトを作成するメソッドと、を有することを特徴とする請求項５に記載の板金モデル処理方法。
7. 前記部位クラスは、曲げ加工以外にて成型される３次元形状を３次元形状モデルにて表現する詳細表現オブジェクトと当該３次元形状を２次元形状モデルにて表現する簡易表現オブジェクトとを取得するメソッドを有する添付図形クラスを備え、
   前記部位クラスは、表示すべき形状モデルに応じて前記詳細表現オブジェクトか前記簡易表現オブジェクトを取得するメソッドを有することを特徴とする請求項５又は６に記載の板金モデル処理方法。
8. 前記曲げ部位クラスは、前記曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを当該曲げ加工の複数の状態に応じてそれぞれ取得するメソッドを有することを特徴とする請求項５から７の何れか１項に記載の板金モデル処理方法。
9. コンピュータを、曲げ加工を含む加工設備により製造される板金部品の形状モデルを表現するオブジェクト指向板金モデルに対して処理を行う形状モデル処理手段として機能させる板金モデル処理プログラムであって、
   前記オブジェクト指向板金モデルは、独立した板金部品の形状モデルを表現する連結部位クラスを備え、連結部位クラスに属するオブジェクトを取得するメソッドを有し、
   該連結部位クラスは、部位クラスと接続子クラスとを備え、
   前記部位クラスは、曲げ加工の前後において形状が同じ面の形状モデルを表現する面部位オブジェクトが属する面部位クラスと、曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを表現する曲げ部位オブジェクトが属する曲げ部位クラスとのいずれかに派生され、
   前記接続子クラスには、前記面部位オブジェクトと前記曲げ部位オブジェクトとの関連を表現する接続子オブジェクトが属し、
   前記部位クラスは、曲げ加工前及び曲げ加工後を含む曲げ加工の状態を与えると、該曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドを有し、
   前記コンピュータが前記メソッドを動作させることにより、前記コンピュータが前記コンピュータを形状モデル処理手段として機能させることを特徴とする板金モデル処理プログラム。
10. 前記部位クラスは、曲げ加工前の展開状態、曲げ加工途中の途中状態、曲げ加工後の完成状態の各状態における板金部品の板厚方向中間面の形状モデルをそれぞれ表現する中間面オブジェクトを取得するメソッドと、該中間面オブジェクトから各状態における３次元形状モデルを表現する３次元形状オブジェクトを作成するメソッドと、を有することを特徴とする請求項９に記載の板金モデル処理プログラム。
11. 前記部位クラスは、曲げ加工以外にて成型される３次元形状を３次元形状モデルにて表現する詳細表現オブジェクトと当該３次元形状を２次元形状モデルにて表現する簡易表現オブジェクトとを取得するメソッドを有する添付図形クラスを備え、
    前記部位クラスは、表示すべき形状モデルに応じて前記詳細表現オブジェクトか前記簡易表現オブジェクトを取得するメソッドを有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の板金モデル処理プログラム。
12. 前記曲げ部位クラスは、前記曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを当該曲げ加工の複数の状態に応じてそれぞれ取得するメソッドを有することを特徴とする請求項９から１１の何れか１項に記載の板金モデル処理プログラム。
13. コンピュータを、曲げ加工を含む加工設備により製造される板金部品の形状モデルに対して処理を行う形状モデル処理手段として機能させるためのプログラムによって使用されるオブジェクト指向板金モデルのデータ構造であって、
    前記オブジェクト指向板金モデルは、独立した板金部品の形状モデルを表現するオブジェクトが属する連結部位クラスを備え、
    該連結部位クラスは、部位クラスと接続子クラスとを備え、
    前記部位クラスは、曲げ加工の前後において形状が同じ面の形状モデルを表現する面部位オブジェクトが属する面部位クラスと、曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを表現する曲げ部位オブジェクトが属する曲げ部位クラスとのいずれかに派生され、
    前記接続子クラスには、前記面部位オブジェクトと前記曲げ部位オブジェクトとの関連を表現する接続子オブジェクトが属し、
    前記部位クラスは、曲げ加工前及び曲げ加工後を含む曲げ加工の状態を与えると、該曲げ加工の状態に応じた形状モデルを返すメソッドを有することを特徴とするオブジェクト指向板金モデルのデータ構造。
14. 前記部位クラスは、曲げ加工前の展開状態、曲げ加工途中の途中状態、曲げ加工後の完成状態の各状態における板金部品の板厚方向中間面の形状モデルをそれぞれ表現する中間面オブジェクトを備え、該中間面オブジェクトから作成した各状態における３次元形状モデルを表現する３次元形状オブジェクトを備えることができることを特徴とする請求項１３に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造。
15. 前記部位クラスは、曲げ加工以外にて成型される３次元形状を３次元形状モデルにて表現する詳細表現オブジェクトと当該３次元形状を２次元形状モデルにて表現する簡易表現オブジェクトとを備える添付図形クラスを具備することを特徴とする請求項１３又は１４に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造。
16. 前記曲げ部位クラスは、前記曲げ加工の前後において形状が異なる面の形状モデルを当該曲げ加工の複数の状態に応じてそれぞれ表現する曲げ部位オブジェクトが属することが可能であることを特徴とする請求項１３から１５の何れか１項に記載のオブジェクト指向板金モデルのデータ構造。

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