JP2972005B2 - 曲げ加工用展開図の自動作成方法 - Google Patents

曲げ加工用展開図の自動作成方法

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JP2972005B2 JP3309598A JP30959891A JP2972005B2 JP 2972005 B2 JP2972005 B2 JP 2972005B2 JP 3309598 A JP3309598 A JP 3309598A JP 30959891 A JP30959891 A JP 30959891A JP 2972005 B2 JP2972005 B2 JP 2972005B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、曲げ加工に必要な展開
図の各部の寸法を仕上寸法に基づいて正確に設定する曲
げ加工用展開図の自動作成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、曲げ加工によって製品を得る場
合には展開図が必要である。一方、加工の自動化に伴っ
て、この種の展開図もCADによって自動作成する試み
がなされている。たとえば、特開昭63−130220
号公報に記載された発明では、箱状製品を形成するため
に、図18のようにして、板金の縦横両方向についての
概略の断面形状および各部の寸法H1 〜H3 ,W1 〜W
3 を入力し、また、必要に応じて板金の材質や板厚を入
力することによって、図19に示すように、板金の板厚
や曲げ部分の伸びを補正した寸法で展開図Dが自動的に
作成されるようになっている。突き合せ部分での重なり
については、あらかじめ登録されている複数種類の突き
合せパターンの中から所望の形状を選択することによっ
て、突き合せ部分の形状に応じてコーナ部の切り欠き形
状が決定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来構
成では、板金の縦横両方向についてのみ各部の寸法や曲
げ形状を入力するものであるから、直方体状に形成され
た箱状製品についての展開図しか形成することができな
いという問題がある。すなわち、図20(a)のように
底面が正方形や長方形ではない製品に対する展開図D
や、図20(b)のように箱状ではない製品Pに対して
は従来の方法では対応できないという問題がある。
【0004】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、直方体状以外の製品であっても展開図を容易
に作成できるようにした曲げ加工用展開図の自動作成方
法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、上
記目的を達成するために、製品の主要部の形状を基準形
状として仕上寸法に対する一定尺度の寸法で作図する過
程と、曲げ加工が施される部分の断面形状としてあらか
じめ登録してある複数種類の曲げ形状パターンから所望
の曲げ形状パターンを選択する過程と、曲げ形状パター
ンに対して各部の寸法を仕上寸法によって与える過程
と、曲げ加工を施す板金の材質および板厚を入力する過
程と、曲げ形状パターンに相当する折曲片を基準形状の
各辺に結合して第1展開図を作成する過程と、第1展開
図および曲げ加工後において折曲片同士に重複部分が形
成されないように第1展開図を修正した第2展開図を作
成する過程と、板金の材質や板厚に基づいて折曲部の伸
び寸法を求める過程と、求めた伸び寸法に基づいて第2
展開図に対して与えた寸法を補正して目的とする展開図
を得る過程とを備えているのである。
【0006】請求項2の発明では、基準形状は立体図に
よって作図される。請求項3の発明では、基準形状は正
視図法に準じて作図される。請求項4の発明では、基準
形状に曲面が含まれているかどうかを判定する過程と、
曲面を含みかつ折曲片を曲面に沿って曲成する場合に曲
げ量に応じて折曲片を一体に展開するか別体に展開する
かを判定する過程とを付加している。
【0007】
【作用】請求項1の方法によれば、製品の主要部の形状
を基準形状として作図し、また、曲げ加工が施される部
分の断面形状である複数種類の曲げ形状パターンから所
望の曲げ形状パターンを選択して仕上寸法によって寸法
を与え、基準形状と選択した曲げ形状パターンとを組み
合わせることによって製品の展開図を得るようになって
いる。すなわち、基準形状を作図し曲げ形状パターンを
選択すれば各種形状の製品について展開図を容易に作成
することができるのである。また、曲げ形状パターンに
対して寸法を与えるから、製品の厚み寸法などを変更す
るときには容易に対応できることになる。しかも、曲げ
形状パターンに相当する折曲片を基準形状の各辺に結合
した状態の第1展開図に基づいて折曲片同士が重複しな
いように第1展開図を修正する過程を有しているから、
基準形状と曲げ形状パターンとの組み合わせ、および曲
げ形状パターンの各部の寸法の入力という単純な作業の
みでの展開図の作成が可能になるのである。さらに、板
金の材質や板厚によって折曲部の伸び寸法が求められ、
基準形状に与えた各部の寸法や曲げ形状パターンに対し
て与えた各部の寸法が伸び寸法によって補正されるか
ら、仕上寸法を入力すれば、伸び寸法を考慮した各部の
寸法が自動的に求められて所望の寸法の製品を得るため
に最適な寸法が設定されることになる。
【0008】請求項2ないし請求項4の方法は、基準形
状を3次元とする場合の望ましい実施態様である。
【0009】
【実施例】
(実施例1)本発明では、主として建築用外壁パネルの
ように定型化されている製品の曲げ加工を想定して説明
する。本発明で使用する装置は、図2に示すように、キ
ーボードやポインティングデバイスを備えた入力手段1
と、複数種類の曲げ形状パターンを記憶している曲げ形
状パターン記憶手段2と、作図した基準形状と選択され
た曲げ形状パターンとを結合して第1展開図を作成する
第1展開図作成手段3と、折曲片に重複部分が形成され
ないように第1展開図を修正した第2展開図を作成する
第2展開図作成手段4と、入力手段1からの入力に基づ
いて第2展開図の各部の寸法を求める寸法演算手段5
と、演算結果としての展開図を出力するディスプレイ装
置、プリンタ、磁気記憶手段などの出力手段6とを備え
ている。曲げ形状パターン記憶手段2、第1展開図作成
手段3、第2展開図作成手段4、寸法演算手段5は、コ
ンピュータ装置によって構成される。
【0010】本発明で展開図を作成する手順は図1のよ
うなものである。まず、製品の主要な一面(一般に底
面)の形状である基準形状を仕上寸法に対する一定尺度
の寸法によって作図する(ステップS1)。すなわち、
ディスプレイ装置の画面上に所望の基準形状が表示され
るようにポインティングデバイスなどを用いて作図す
る。次に、曲げ加工が施される部分の断面形状として曲
げ形状パターン記憶手段2に登録されている複数種類の
曲げ形状パターンの中から所望の曲げ形状パターンを選
択する(ステップS2)。曲げ形状パターンのデータに
は所要箇所の寸法を埋めるためのスロットが設けられて
いる。曲げ形状パターンを選択するには、登録されてい
る曲げ形状パターンの概略形状が一覧できるようにディ
スプレイ装置にアイコンなどによって表示し(図3参
照)、入力手段1であるポインティングデバイスによっ
て所望の曲げ形状パターンを指定したり、コードA′〜
C′によって各曲げ形状パターンを指定すればよい。登
録されている曲げ形状パターンが多数である場合には、
GT(グループテクノロジー)を用いて類似した曲げ形
状パターンごとにグループ化することによって曲げ形状
パターンの選択に要する時間を短縮すればよい。曲げ形
状パターンは、基準形状の各辺についてそれぞれ選択さ
れるが、曲げ形状がすべての辺について等しい場合に
は、一つの辺に対して曲げ形状を与え、他は同一である
旨を指示すればよい。
【0011】曲げ形状パターンを選択すれば、所定部分
の寸法を入力するようにディスプレイ装置に表示され、
この段階で入力手段1であるキーボードを用いて各部の
寸法を製品の仕上寸法によって入力する(ステップS
3)。さらに、加工すべき板金の材質および板厚を入力
手段1から入力する(ステップS4)。こうして基準形
状を作図するとともに曲げ形状パターンを選択し、板金
の材質および板厚を入力すると、第1展開図作成手段3
において第1展開図が作成される(ステップS5)。第
1展開図は、図4に示すように、曲げ形状パターンによ
り指定された断面形状を形成するのに必要な折曲片11
を、基準形状パターンにより指定された製品の主要な一
面を形成する主板10の各辺に結合したものである。
【0012】第1展開図においては折曲片11は主板1
0の各辺の全長に亙って突設される。したがって、第1
展開図では、主板10の各頂点の内角が180度を越え
ると折曲片11同士が重複することになる。そこで、図
5に示すように、このような重複部分が形成されること
がないように折曲片11の幅を調節する。すなわち、折
曲片11の重複が生じている頂点から寸法δLだけ折曲
片11の幅を小さくするのである。寸法δLは、折曲片
11の突出寸法Fと、主板10の頂点の内角φと、板金
の板厚に対応した値αとによって決定される。すなわ
ち、δL=L1 −L2 F/tan {180°−(φ/
2)}+αになる。また、主板10の頂点の内角が18
0度以内である場合には第1展開図の上では折曲片11
は重複しないが、図6のように板金の板厚を考慮して、
上記値αだけ折曲片11の幅を頂点から小さくする。す
なわち、δL=αとする。
【0013】ところで、第1展開図において折曲片11
が重複しないようにしても、各折曲片11に曲げ加工を
施すと、折曲片11同士に重複部分が生じることがあ
る。たとえば、第1展開図が図7に示すような形状であ
って各折曲片11に2箇所で曲げ加工が施される場合
に、図8(b)のように、折曲片11の2箇所の折曲部
がどちらも山折りまたは谷折りであるとすれば、曲げ加
工後に折曲片11が重複することになる。そこで、図8
(a)に示すように、折曲片11の重複を防止できるよ
うに折曲片11に切欠部12を設けるようにする。切欠
部12の幅dは、折曲片11において製品の内鍔を形成
する先端片11aの突出寸法aと、主板10の頂点の内
角φとにより関数値が決定される関数gよって、d=g
(φ,a)という形で決定される。一方、図9のよう
に、折曲片11の2箇所の折曲部の一方が山折りで他方
が谷折りである場合には切欠は形成しない。
【0014】以上のようにして、第1展開図に基づいて
折曲片11が重複しないようにした第2展開図を得るこ
とができるのである(ステップS6)。こうして得られ
た第2展開図に従って曲げ加工を施すと、折曲部で伸び
が生じることによって仕上寸法に誤差が生じることにな
る。そこで、材質によって規定されている定数ρと、板
厚tと、曲げ角度θとによって(図8(b)参照)、寸
法演算手段6では各折曲部を折曲したときの伸び寸法δ
が求められる(ステップS7)。寸法演算手段2では、
第2展開図に付与された仕上寸法に基づく寸法に対し
て、求めた伸び寸法δの分の補正を行う(ステップS
8)。すなわち、図10(a)のように仕上寸法が設定
されているとすれば、寸法H1 ,H2 ,W1 ,W2 を、
図10(b)のようにそれぞれ寸法H1 −δ,H2
δ,W1 −δ,W2 −δに修正するのである。このよう
にして寸法を補正した後、展開図として出力手段4に出
力する(ステップS9)。ここに、ステップS1,S
2,S3はステップS4の後であってもよい。
【0015】(実施例2)実施例1では、基準形状が2
次元で表現されていたが、本実施例は基準形状を3次元
に拡張したものである。すなわち、図20(b)に示し
たような製品を想定する。比較的簡単な製品であれば、
図20(b)のような立体図を作成して隠れ線を付与す
れば、展開図を作成することが可能である。そこで、立
体図に隠れ線を付与した形で基準形状を作図する。ま
た、基準形状のうちで代表する辺に対して曲げ形状パタ
ーンを選択して与え、実施例1と同様に、板金の材質や
板厚を入力する。
【0016】この段階で基準形状を展開して図11に示
すような図形を得ることができ、さらに、選択した曲げ
形状パターンを適用すれば、図12に示すような第1展
開図を作成することができる。第1展開図を作成した後
の処理は実施例1と同様であるから説明を省略する。 (実施例3)実施例2では、基準形状が比較的簡単な3
次元形状である場合を想定していたが、複雑な3次元形
状では立体図で表現するのが困難である。そこで、本実
施例では、正視図法に準じた方法によって基準形状を作
図するようにしている。すなわち、基準形状の各面ごと
に直交する方向から見た形状を図示し、各面同士の連結
関係を指示するのである。連結関係としては、結合され
る面の稜線となる辺と、結合される面の間の面角とを指
示する必要がある。このようにして基準形状を作図した
後、実施例2と同様に基準形状のうちで代表する辺に対
して曲げ形状パターンを選択して与える。また、板金の
材質や板厚を入力する。
【0017】この段階で基準形状を展開するとともに曲
げ形状パターンに対応する折曲片を結合した第1展開図
を形成することができる。第1展開図が得られた後の処
理は実施例1と同様であるから説明を省略する。 (実施例4)上記各実施例では、平面同士を結合した製
品について説明したが、本実施例では曲面を含む製品に
ついて展開図を作成する方法を示す。この場合、基準形
状の作図は実施例2または実施例3の方法を適用するこ
とができる。また、曲げ形状パターンを選択し、材質や
板厚を入力する点も実施例2や実施例3と同様である。
【0018】次に第1展開図を作成する処理は、図13
に示すような手順になる。すなわち、まず、曲面を含む
かどうかを判定し(ステップS10)、曲面を含まない
場合には実施例2と同様にして第1展開図を作成する
(ステップS11)。一方、曲面を含む場合には、主板
10の側縁に折曲片11が連続するかどうかを判定し
(ステップS12)、図14(a)のように折曲片11
が連続しない曲面であれば、図14(b)のように曲面
を伸ばして平面状に展開する(ステップS13)。ま
た、図15のように主板10の側縁に折曲片11が存在
する場合には、図16のように折曲片11の突出寸法h
および曲がり量rに基づいて、曲げ絞り加工が可能かど
うかを判定し(ステップS14)、曲げ絞り加工が可能
であれば図17(a)のように折曲片11を主板10と
ともに曲げ絞り加工によって一体に加工するように展開
し(ステップS15)、曲げ絞り加工が不可能であれば
図17(b)のように主板10と折曲片11とを溶接す
るように別部品として展開する(ステップS16)。こ
のようにして第1展開図が作成された後の処理は実施例
1と同様であるから説明を省略する。
【0019】
【発明の効果】本発明は上述のように、製品の主要部の
形状を基準形状として作図し、また、曲げ加工が施され
る部分の断面形状である複数種類の曲げ形状パターンか
ら所望の曲げ形状パターンを選択して仕上寸法によって
寸法を与え、基準形状と選択した曲げ形状パターンとを
組み合わせることによって製品の展開図を得るので、基
準形状を作図し曲げ形状パターンを選択すれば各種形状
の製品について展開図を容易に作成することができると
いう効果を奏するのである。また、曲げ形状パターンに
対して寸法を与えるから、製品の厚み寸法などを変更す
るときには容易に対応できるという利点を有するのであ
る。しかも、曲げ形状パターンに相当する折曲片を基準
形状の各辺に結合した状態の第1展開図に基づいて折曲
片同士が重複しないように第1展開図を修正する過程を
有しているから、基準形状と曲げ形状パターンとの組み
合わせ、および曲げ形状パターンの各部の寸法の入力と
いう単純な作業のみでの展開図の作成が可能になるので
ある。さらに、板金の材質や板厚によって折曲部の伸び
寸法が求められ、基準形状に与えた各部の寸法や曲げ形
状パターンに対して与えた各部の寸法が伸び寸法によっ
て補正されるから、仕上寸法を入力すれば、伸び寸法を
考慮した各部の寸法が自動的に求められて所望の寸法の
製品を得るために最適な寸法が設定されるという効果を
奏するのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の処理手順を示す動作説明図である。
【図2】実施例1のブロック図である。
【図3】実施例に用いる曲げ形状パターンの表示例を示
す図である。
【図4】実施例における第1展開図の例を示す図であ
る。
【図5】実施例における折曲片の重複を回避する例を示
す図である。
【図6】実施例における折曲片の重複がない部分の例を
示す図である。
【図7】実施例における曲げ加工後の重複部分を考慮す
る前の例を示す図である。
【図8】(a)は曲げ加工後に重複部分が形成されない
ように考慮した第2展開図の例を示す図、(b)は曲げ
加工後の形状の例を示す要部断面図である。
【図9】曲げ加工後の形状の例を示す要部断面図であ
る。
【図10】(a)は実施例における仕上寸法を設定した
状態を示す図であり、(b)は実施例における伸び寸法
の補正を行った状態を示す図である。
【図11】実施例2の基準形状を展開した図である。
【図12】実施例2の第1展開図を示す図である。
【図13】実施例4の要部の動作説明図である。
【図14】(a)は曲面を有する基準形状を示す図、
(b)は基準形状を展開した状態の図である。
【図15】実施例4における折曲片を有した基準形状を
示す図である。
【図16】実施例4における曲げ絞り加工の判定条件を
説明する図である。
【図17】実施例4における折曲片を有する基準形状の
展開例を示し、(a)は一体の場合、(b)は別体の場
合を示す図である。
【図18】従来例の寸法の設定方法の例を示す図であ
る。
【図19】従来の展開図の例を示す図である。
【図20】(a)は従来例では対応できない展開図の例
を示す図であり、(b)は従来例では対応できない製品
の例を示す図である。
【符号の説明】
1 入力手段 2 曲げ形状パターン記憶手段 3 第1展開図作成手段 4 第2展開図作成手段 5 寸法演算手段 6 出力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 胡屋 新一 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06F 17/50

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 製品の主要部の形状を基準形状として仕
    上寸法に対する一定尺度の寸法で作図する過程と、曲げ
    加工が施される部分の断面形状としてあらかじめ登録し
    てある複数種類の曲げ形状パターンから所望の曲げ形状
    パターンを選択する過程と、曲げ形状パターンに対して
    各部の寸法を仕上寸法によって与える過程と、曲げ加工
    を施す板金の材質および板厚を入力する過程と、曲げ形
    状パターンに相当する折曲片を基準形状の各辺に結合し
    て第1展開図を作成する過程と、第1展開図および曲げ
    加工後において折曲片同士に重複部分が形成されないよ
    うに第1展開図を修正した第2展開図を作成する過程
    と、板金の材質や板厚に基づいて折曲部の伸び寸法を求
    める過程と、求めた伸び寸法に基づいて第2展開図に対
    して与えた寸法を補正して目的とする展開図を得る過程
    とを備えたことを特徴とする曲げ加工用展開図の自動作
    成方法。
  2. 【請求項2】 上記基準形状は立体図によって作図され
    ることを特徴とする請求項1記載の曲げ加工用展開図の
    自動作成方法。
  3. 【請求項3】 上記基準形状は正視図法に準じて作図さ
    れることを特徴とする請求項1記載の曲げ加工用展開図
    の自動作成方法。
  4. 【請求項4】 上記基準形状に曲面が含まれているかど
    うかを判定する過程と、曲面を含みかつ折曲片を曲面に
    沿って曲成する場合に曲げ量に応じて折曲片を一体に展
    開するか別体に展開するかを判定する過程とを付加した
    ことを特徴とする請求項2または請求項3記載の曲げ加
    工用展開図の自動作成方法。
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