JP2636666B2

JP2636666B2 - 板金加工図形への工具割付方法

Info

Publication number: JP2636666B2
Application number: JP5095542A
Authority: JP
Inventors: 直介脇谷
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH06292930A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パンチプレス機等の
ＣＡＤ／ＣＡＭシステムに適用される板金加工図形への
工具割付方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】理想のＣＡＤ／ＣＡＭシステムの最重要
機能は、ＣＡＤシステムで作画された加工図形データ
を、自動的にＮＣプログラムに変換することにある。し
かし、市場に現存するものはこれとは程遠く、簡単な図
形、例えば丸孔や矩形の外周形状程度の図形以外は自動
変換化が出来ていない。そのため、従来の全てのＣＡＤ
／ＣＡＭシステムでは、人が工具を選び、加工線を指示
し、工具を線に置く入力操作を必要としており、自動プ
ログラミングに手間と熟練を要している。

【０００３】このような問題点を解消するため、本出願
人は、次のパターン工具割付方法を開発した。すなわ
ち、板金加工図形に対し、最適な加工工具を割り付ける
場合に、図形線を検索して、前もって定義し登録してお
いた図形パターンとマッチングする部分を見つけ出す。
各図形パターンは、パターン毎に工具割付や、加工方法
が設定済みであるので、見つけ出したパターンに対して
容易に加工を決定することができる。これにより、複雑
な板金加工図形であっても、完成度の高い自動工具割付
が可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、割付方法のよ
り一層の効率向上が望まれる。すなわち、次のような点
で、改良の余地がある。世の中の工業製品は、大多数の
ものは、限定された一定の様式で設計されている。した
がって、各局部形状パターンは何百種かの限られたもの
となる。例えば、配電盤業界で必要とされるボックス類
では、図１８（Ａ）または図１９（Ａ）に示すような板
金の折曲げ製品で構成され、その板材Ｗの展開形状のコ
ーナ部は、各々図１８（Ｂ）および図１９（Ｂ）のよう
になる。図２０（Ａ）に示すような板金の折曲げ製品で
は、板材展開形状は、同図（Ｂ）のような形状となる。
しかし、実際には、前記の何百種かのパターンの組合せ
で製品が出来ているため、切欠等のパターンとしては変
化が出て来る。

【０００５】例えば、図２０（Ｂ）の展開形状では、鎖
線で囲んだ範囲Ｆの形状パターンがあるが、図２１
（Ａ）のようにタグ５０を設けた場合は、同図（Ｂ）の
展開形状となる。この場合に、登録パターンとして図２
２（Ａ）および（Ｂ）に示すパターンのみで対処する
と、図２１（Ｂ）の鎖線で示す部分ｄ１，ｄ２には工具
が割り付くが、部分ｄ３は割り付け漏れとなる。これを
自動工具割付が可能なようにするためには、図２２
（Ｃ）に示すようなパターン、すなわち図２２（Ａ）と
（Ｂ）の組合せパターンを登録する必要がある。

【０００６】このような各パターンの組合せパターンま
で全て準備することは、膨大なパターン数となり、パタ
ーンの登録作業や、自動プログラミング装置の記憶容量
の制限等において実用的でない。そのため、図２１
（Ｂ）における部分ｄ３のような割付漏れの部分は、人
手による修正操作に頼らざるを得ない。

【０００７】この発明の目的は、登録パターンの組合せ
形状にも工具割付が行え、少ない登録パターン数で、複
雑な加工形状に対しても割付け漏れを生じることなく最
適度の高い工具割付が行える板金加工図形への工具割付
方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明方法を、実施例
に対応する図１と共に説明する。この板金加工図形への
工具割付方法は、工具割付を予め設定した図形パターン
（Ｐａ）を登録し（Ｓ１）、登録した図形パターン（Ｐ
ａ）に合致する部分を板金加工図形（Ａ）から探索して
工具Ｔを割り付ける方法（Ｓ４）であって、かつ次の各
過程を含む。すなわち、図形パターン（Ｐａ）の合致で
工具割付が完了した箇所の図形を埋め戻す過程（Ｓ５）
と、埋め戻し後の図形Ａ′に対して再度図形パターン
（Ｐａ）の合致部分の探索を行い工具を割り付ける過程
（Ｓ４）とを設け、これらの探索，割付（Ｓ）および埋
戻し（Ｓ５）を、ほぼ素材形状になるまで繰り返す（Ｓ
６）。前記図形パターン（Ｐａ）としては、複数回のパ
ンチで打ち抜く工具割付を設定した複数の図形パターン
と、１回のパンチで打ち抜く工具割付を設定した複数の
図形パターンとを登録しておき、かつこれら図形パター
ン（Ｐａ）には画数の異なる図形パターンを含むものと
する。また、この発明は、前記板金加工図形（Ａ）に、
複数回のパンチで打ち抜く工具割付が設定された図形パ
ターン（Ｐａ）同志を複数組み合わせた複合図形部分が
ある場合に適用される。

【０００９】請求項２の割付方法では、請求項１の方法
において、登録した図形パターン（Ｐａ）に優先順位を
設定し、優先順位の高い図形パターン（Ｐａ）から先
に、合致部分の探索および工具割付を行う。この優先順
位は、１回のパンチで打ち抜く図形パターン（Ｐａ）を
最上位の順位に設定し、かつ残りの図形パターン（Ｐ
ａ）については、画数の多い図形パターン（Ｐａ）から
順次画数の小さいパターン（Ｐａ）へと順位を下げて設
定する。

【００１０】

【作用】この割付方法によると、工具割付が完了した箇
所の図形（Ａ）を埋め戻し、埋め戻し後の図形（Ａ′）
に対して再度図形パターン（Ｐａ）の合致部分の探索を
行うため、登録パターン（Ｐａ）の組合せ形状にも工具
割付が行える。

【００１１】請求項２の割付方法の場合は、優先順位を
適宜設定することにより、割付漏れが防げ、かつより一
層最適度の高い工具割付が行える。

【００１２】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図１７に基
づいて説明する。図３は、パンチプレス機による板金加
工に対して、ＣＡＤ図形から実行型ＮＣプログラムの自
動プログラミングを行う過程を示す。すなわち、ＣＡＤ
図形に対して、パンチ金型の工具情報を加えて工具配置
を行うことにより、非実行型のＮＣデータを一旦生成
し、これに機械の加工制御の条件や、最適化条件を加味
して、実行型ＮＣプログラムが生成される。この工具配
置の過程で、この実施例の板金加工図形への工具割付方
法が適用される。

【００１３】図４は、この工具割付方法を適用する自動
プログラミング装置のハードウェアシステム例を示す。
この例では、中央処理装置（ＣＰＵ）１に、固定ディス
ク装置２、フロッピーデスク装置３、ＩＣカード装置４
を接続すると共に、グラフィックディスプレイ５、タブ
レット６、およびグラフィックプリンタ７を接続してあ
る。

【００１４】図５は、図４のシステムによりこの実施例
の工具割付方法を具現する自動工具割付装置の概念構成
図である。予め準備されるデータファイルとして、図形
パターン登録ファイル８、およびパターン別工具配置フ
ァイル９があり、処理手段として、連続線化処理手段１
０、形状パターンマッチング手段１１、埋戻し手段１
６、および自動工具割付手段１２が設けられる。また、
作業ファイルとして埋戻し図形データファイル１７が設
けられる。

【００１５】元図形ＣＡＤデータファイル１３の記憶デ
ータは、処理対象となる板金加工図形の線データであ
り、パターンマッチングを能率良く行うために、連続線
化処理手段１０で連続線ファイル１４に前処理され、形
状パターンマッチング手段１１および自動工具割付処理
手段１２の処理により、出力ファイルである全体工具配
置ファイル１５が作成される。また、この処理過程で埋
戻しデータファイル１７が作成されかつ更新される。前
記形状パターン登録ファイル８、およびパターン別工具
配置ファイル９は、登録内容を後に適宜追加可能なもの
とする。各処理手段およびファイルの詳細については、
後に具体的図形例と共に説明する。

【００１６】図１は、この工具配置方法の概略手順を示
す。同図（Ａ）のステップＳ１に示すように、準備段階
として、各種の図形パターンＰａ（同図（Ｂ）のステッ
プＲ１）を定義して登録し、その各図形パターンＰａに
対する工具割付（必要な場合はその工具による加工順序
も含む）を設定して登録しておく。また、図形パターン
Ｐａに対する埋戻し線（同図に破線で示す）Ｌａも定義
して登録しておく。各図形パターンＰａは、例えば後に
図８と共に説明するように、線データとして定義され
る。埋戻し線も同様である。これら図形パターンＰａお
よび埋戻し線Ｌａは、図５の図形パターン登録ファイル
８に、工具割付はパターン別工具割付ファイル９に各々
登録される。

【００１７】この場合に、各図形パターンＰａは、階層
化して探索の優先順位を設定する。図６は優先順位別の
登録図形パターン例を示す。この例では、優先順位を第
１順位から第４順位とし、第１順位に図形パターンＰａ
１〜Ｐａ３を、第２順位に図形パターンＰａ４、第３順
位に図形パターンＰａ５、第４順位に図形パターンＰａ
６を各々登録してある。実際に登録するパターン数は、
例えば数十から数百程度とされる。

【００１８】優先順位は次の基準で定める。これにより
効率の良い工具割付が行える。すなわち、優先順位の第
１のものは、１パンチで加工できるような汎用性の小さ
なパターンや、基本図形よりもその図形を修飾している
ような図形パターン（例えば面取やコーナＲのパター
ン、あるいは頂点逃げｅを有するパターン）とする。次
に、最も画数の大きいパターンから順次画数の小さいパ
ターンへと順位を下げて行く。同一画数では、汎用性の
高いものを下位の順位にする。

【００１９】このように準備が完了した後、ＣＡＤデー
タからなる板金加工図形のデータをこの自動工具割付装
置に取り込む（図１のステップＳ２）。この取り込んだ
ＣＡＤデータは、後のパターンマッチングが行い易いよ
うに、前処理として単一連続線データにデータ形式を変
換する（Ｓ３）。すなわち、ＣＡＤで作成した図形は、
線データが入力順に記憶されていて順不動であるため、
これを後に図７と共に示すように整列させる。

【００２０】前処理が完了すると、パターンマッチング
による自動工具割付（Ｓ４）と、埋戻し（Ｓ５）との繰
り返しを板金加工図形が素材形状になるまで繰り返して
行う（Ｓ６）。パターンマッチングによる工具割付と
は、後にその具体的方法の例を示すが、板金加工図形Ａ
（図１（Ｂ）のステップＲ２）から、前記の登録された
いずれかの図形パターンＰａと合致する部分ａを探索
し、その合致部分ａに予め設定されたパターン対応の工
具割付を行うことである。図１（Ｂ）のステップＲ４に
おける符号Ｔは、その割り付けられた各工具を示す。

【００２１】埋戻し過程（Ｓ５）では、この工具割付を
行った部分の板金加工図形を、予め登録された埋戻し線
Ｌａで補修し、埋戻し図形Ａ′（図１（Ｂ）のステップ
Ｒ３）を自動作成する。次回のパターンマッチングによ
る工具割付は、この埋戻し図形Ａ′に対して行う。この
ような過程を繰り返して、埋戻し図形Ａ′が素材形状に
なると、全体の自動工具割付が完了する。

【００２２】前記のステップＳ４からＳ６に至る工程
は、具体的には図２に流れ図を示すように、設定された
優先順位に従って、優先順位の高い図形パターンＰａか
ら先に行う。すなわち、板金加工図形Ａから、まず第１
の優先順位の登録図形パターンＰａを探索し（Ｔ１）、
合致する図形パターンＰａがあった場合は、その工具配
置（Ｔ２）および埋戻し（Ｔ４）を行う。この過程（Ｔ
１）〜（Ｔ４）を、板金加工図形（または埋戻し図形
Ａ′）につき、合致する第１優先順位の図形パターンＰ
ａがなくなるまで繰り返す。

【００２３】この後、第２優先順位の図形パターンＰａ
に対する探索（Ｔ５）、工具配置（Ｔ７）、および埋戻
し（Ｔ８）を、前記と同様に繰り返して行い。このよう
な過程の処理を、最下位（この例では第４位）の優先順
位の図形パターンＰａまで行う。最下位の場合は、埋戻
し図形Ａ′が素材形状になるか（Ｔ１７）、あるいは合
致する図形パターンＰａがなくなるまで（Ｔ１４）、各
ステップ（Ｔ１３〜Ｔ１６）を繰り返し、処理を終了す
る。なお、同一優先順位（同一階層）における図形パタ
ーンＰａの探索順序は、登録図形パターンＰａの登録順
となる。

【００２４】図９は、実際の板金加工図形に対する工具
割付例を示す。同図（Ａ）板金加工図形Ａに対して、ま
ず第１優先順位である各面取り部の図形パターン（例え
ばＰａ１）が探索され、その部分に対する工具割付が行
われる。その工具割付部分に対して同図（Ｂ）のように
埋戻し線Ｌａで補修した埋戻し図形Ａ′を自動作成す
る。

【００２５】この埋戻し図形Ａ′に対して、再度パター
ンマッチングが行われ、特殊性の高い図形である第２優
先順位の図形パターンＰａ４が探索されて、その部分に
工具割付が行われる。この工具割付部分は、埋戻し線Ｌ
ａで補修されて、埋戻し図形Ａ′は同図（Ｃ）のような
形状となる。この埋戻し図形Ａ′から、汎用性の高い単
純パターンである第３優先順位の図形パターンＰａ５が
探索されて、工具割付が行われ、その工具割付部分が同
図（Ｄ）のように埋戻し線Ｌａで補修される。

【００２６】この結果、埋戻し図形Ａ′は長方形の素材
形状となり、パターンマッチングによる工具割付が完了
する。同図（Ｅ）は、その全体の工具割付の結果例を示
す。このように、板金加工図形Ａの全体に、漏れなく最
適の工具割付が行われる。

【００２７】前記のように優先順位を設定することで、
工具割付の最適度が高くなることを、不適切例と比較し
て示す。この実施例では、図１０のように図形パターン
Ｐａ４を図形パターンＰａ５よりも上位の優先順位とし
てパターンマッチングを行うため、図１１に処理過程を
示すように最適の工具配置が行える。

【００２８】これが、図１２に示すように、図形パター
ンＰａ５が図形パターンＰａ４よりも先にパターンマッ
チングされると、工具割付手順および埋戻し工程は図１
３（Ａ）〜（Ｄ）に示す順となり、３つに分割された部
分Ｂ１〜Ｂ３につき工具割付が行われることになる。こ
の分割部分Ｂ１とＢ２とは、図１１の工具割付方法であ
ると、一つの部分として工具割付が行われる部分であ
り、大きな工具を用いて能率良く加工が行える。しか
し、図１３のように二つの部分Ｂ１，Ｂ２に分割されて
いると、狭い範囲で工具割付が行われるため、小さな工
具が使用されることになり、加工能率が低下する。

【００２９】また、この実施例では、図１４に示すよう
に図形パターンＰａ１を図形パターンＰａ５よりも上位
の優先順位としてパターンマッチングを行うため、図１
５（Ａ）の板金加工図形のコーナ部分に対して、同図
（Ｃ）のように３つの部分Ｃ１〜Ｃ３に分割して工具割
付が行われる。

【００３０】これに対して、図１６に示すように図形パ
ターンＰａ６およびＰａ１の順にパターンマッチングを
行ったとすると、同じ板金加工図形Ａのコーナ部分（図
１７（Ａ））に対して、同図（Ｄ）のように５つの部分
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ａ，Ｃ３ｂ，Ｃ３ｃに分割して工具割
付が行われることになる。このように、図１５の工具割
付では、図１７の３つの部分Ｃ３ａ〜Ｃ３ｃが集まった
広い部分Ｃ３に対して工具割付が行われることになり、
その部分Ｃ３に大きな工具を割付けて能率の良い加工が
行える。このように、適切な優先順位を設定してパター
ンマッチングによる工具割付を行うことにより、最適度
の高い自動工具割付が行える。

【００３１】次に、パターンマッチングの具体的方法例
を説明する。図８は図形パターンの登録例を示す。同図
（Ａ）は前記の図形パターンＰａ５を示し、３個の直線
のポイントＰが並び、各ポイントＰの外角が同図に付記
した値であることによって特定される。外角は半時計回
りに正の値としてある。同図（Ｂ）は、同図（Ａ）の
図形パターンＰａ５のデータＤとして図形パターン登録
ファイル８に登録されるデータであり、ポイントの種類
と外角とのテーブルからなるパターン識別データＤｂ
と、その形状パターンに付したオペレータによる識別用
のパターン名および機械による識別用のコードを付した
見出し部データＤａとで構成される。

【００３２】図７は、連続線ファイル１４のデータ構造
例である。各閉図形Ａ１，Ａ２毎に複数行の単一連続線
データとして順に記述し、その各行に１本の直線または
円弧の線分データを記述してある。各単一連続線データ
内における各線分データは、連続する順に記述されてい
る。これら線分データは、図８に示した例と同様に、ポ
イントの種類（直線はＰ、円弧はＣで各々示す）と、外
角と、そのポイントのＸ座標およびＹ座標と、その他デ
ータ（例えば円弧では半径のデータ）とが記述される。
また、各単一連続線データには、外周線であるか内抜線
であるかの区別データが記述してある。

【００３３】パターンマッチング過程（図１のＳ４、図
２のＴ２等）では、図７の連続線ファイル１４のデータ
並びの中から、図形パターン登録ファイル８における各
パターン識別データＤｂと一致するデータ並び部分を順
に探索する。図７の例では、データ並び部分Ｎａ１が、
各々図８（Ｂ）のパターン識別データＤｂと一致してお
り、これによって図８（Ａ）の図形パターンであること
が認識される。このようにして、板金加工図形の全体の
パターンマッチングが順次行われる。

【００３４】なお、前記実施例は板金加工図形の外形線
の部分に工具割付を行う場合につき説明したが、この発
明は内抜き線の場合にも前記と同様に適用することがで
きる。

【００３５】

【発明の効果】この発明の板金加工図形への工具割付方
法は、工具割付を予め設定した図形パターンを登録し、
登録した図形パターンに合致する部分を板金加工図形か
ら探索して工具を割り付ける方法であって、工具割付が
完了した箇所の図形を埋め戻し、埋め戻し後の図形に対
して再度図形パターンの合致部分の探索を行うようにし
たため、登録パターンだけでなく、登録パターンの組合
せ形状にも工具割付が行える。そのため、少ない登録パ
ターン数で、複雑な加工形状に対しても割付け漏れを生
じることなく、最適度の高い工具割付が行える。

【００３６】請求項２の発明の場合は、優先順位を設定
し、優先順位の高い図形パターンから先に、合致部分の
探索および工具割付を行うため、より一層最適度の高い
工具割付が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる工具割付方法を示
す流れ図である。

【図２】その一部の詳細を示す流れ図である。

【図３】同工具配置方法を使用する自動プログラミング
過程の説明図である。

【図４】その自動プログラミングを行うハードウェアシ
ステム例のブロック図である。

【図５】その工具配置方法を実施する自動工具割付装置
の概念構成図である。

【図６】登録図形パターン例の説明図である。

【図７】連続線ファイルのデータ構造例の説明図であ
る。

【図８】図形パターン登録ファイルのデータ構造例の説
明図である。

【図９】この工具割付方法の手順を板金加工図形と共に
示す説明図である。

【図１０】図形パターン優先順位の説明図である。

【図１１】その優先順位によるパターンマッチング，工
具割付の説明図である。

【図１２】図形パターンの他の探索順序例の説明図であ
る。

【図１３】同探索順序によるパターンマッチング，工具
割付の説明図である。

【図１４】図形パターンの優先順位説明図である。

【図１５】その優先順位によるパターンマッチング，工
具割付の説明図である。

【図１６】図形パターンの他の探索順序例の説明図であ
る。

【図１７】同探索順序によるパターンマッチング，工具
割付の説明図である。

【図１８】板金加工製品例の斜視図と、その一部の展開
図である。

【図１９】他の板金加工製品例の斜視図と、その一部の
展開図である。

【図２０】さらに他の板金加工製品例の斜視図と、その
展開図である。

【図２１】さらに他の板金加工製品例の斜視図と、その
展開図である。

【図２２】図形パターン例の説明図である。

【符号の説明】

８…図形パターン登録ファイル、９…パターン別工具割
付ファイル、１１…形状パターンマッチング手段、１２
…自動工具割付処理手段、１３…元図形ＣＡＤデータフ
ァイル、１６…埋戻し手段、１７…埋戻し図形データフ
ァイル、Ａ…板金加工図形、Ａ′…埋戻し図形、Ｌａ…
埋戻し線、Ｐａ，Ｐａ１〜Ｐａ６…図形パターン、Ｔ…
工具

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】工具割付を予め設定した図形パターンを
登録し、登録した図形パターンに合致する部分を板金加
工図形から探索して工具を割り付ける方法であって、前
記図形パターンとして、複数回のパンチで打ち抜く工具
割付を設定した複数の図形パターンと、１回のパンチで
打ち抜く工具割付を設定した複数の図形パターンとを登
録しておき、かつこれら図形パターンには画数の異なる
図形パターンを含むものとし、前記の登録された図形パ
ターンの合致で工具割付が完了した箇所の図形を埋め戻
す過程と、埋め戻し後の図形に対して再度図形パターン
の合致部分の探索を行い工具を割り付ける過程と、前記
の探索，割付および埋戻しをほぼ素材形状になるまで繰
り返す過程とを含み、前記板金加工図形に、複数回のパ
ンチで打ち抜く工具割付が設定された図形パターン同志
を複数組み合わせた複合図形部分がある場合に適用され
る板金加工図形への工具割付方法。
【請求項２】登録した図形パターンに優先順位を設定
し、この優先順位は、１回のパンチで打ち抜く図形パタ
ーンを最上位の順位に設定し、かつ残りの図形パターン
については、画数の多い図形パターンから順次画数の小
さいパターンへと順位を下げて設定し、優先順位の高い
図形パターンから先に、合致部分の探索および工具割付
を行う請求項１記載の板金加工図形への工具割付方法。