JP3338373B2 - 板金加工統合支援システム - Google Patents

板金加工統合支援システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、板金加工統合支援
システムに関し、特に、実加工の際に得られる情報をフ
ィードバックした板金加工情報を一元的に収集、管理、
再利用することによって、熟練者のノウハウを蓄積・再
利用可能とするとともに、実加工段階から設計段階へ段
取り作業をシフトし、もって板金製品の品質の向上を図
りつつ、加工機械の稼動率の向上を実現するための技術
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、板金加工は、事務所において行
われるＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇ
ｉｎｅｅｒｉｎｇ）を利用した設計段階と、現場におい
て行われる実加工段階との２段階を経て行われる。即
ち、通常、板金工場内において、事務所側には、自動プ
ログラミング装置等と称する、ＣＡＤ／ＣＡＭ機能を有
するＣＡＥ装置が備えられる。一方、現場側には、板金
加工対象物（以下、「ワーク」という）に対するパンチ
ング、レーザー、ベンディング（曲げ）用の各工作機械
が備えられる。これらの工作機は、事務所側のＣＡＥ装
置により作成されたＮＣデータ（各工作機に対する制御
を行う加工プログラム）により制御される。また、かか
るＣＡＥ装置および各工作機に接続された制御用端末と
の間は、構内回線により接続されて構成されている。
【０００３】以下に、従来技術における板金加工の手順
について説明する。
【０００４】まず、設計段階の手順につき述べる。
【０００５】ここでは、新規の板金製品の受注の場合に
関して説明する。
【０００６】まず、設計段階において、与えられた製品
についてのペーパーによる三面図に基づき、三面図デー
タおよび加工条件をＣＡＤ装置に入力し、実加工用デー
タの基準となる展開図を作成する。
【０００７】ここで、かかる展開図を得るためには、Ｃ
ＡＤの操作員が、三面図の重要寸法を確認し、三面図か
ら、完成される製品の立体形状をイメージしながら、フ
ランジ部分などの干渉チェック、曲げ属性などの各種の
加工の属性値の決定、曲げ加工の可否の判断などを行う
必要がある。かかる作業は、操作員の頭の中でのイメー
ジ展開に基づいて行われる作業であり、頭脳展開とも通
称されるものである。そして、かかる頭脳展開に基づ
き、各面の合成作業を行っていた。
【０００８】ここで、曲げ属性などの各種の加工の属性
値の決定が行われる。この加工の属性値のうちで、特
に、曲げ加工に伴う伸び値などに関しては、事務所側に
備えられた伸び値表などの机上のデータに従うか、また
は、加工熟練者などに都度相談しながら決定されてい
た。尚、ここで曲げ属性とは、具体的には、曲げ部分の
伸び値の他、曲げ角度、曲げ線、山谷などの属性をい
う。
【０００９】次に、自動プログラミング装置と称するＣ
ＡＭ装置により、ＣＡＤ装置で作成された展開図に対す
る工具の割り当てなどの段取り情報を割り当て、加工機
械に対する制御情報であるＧコードなどを含むＮＣデー
タを、テープ出力していた。このように、設計段階にお
けるＮＣデータ作成は、あくまで、所定の標準データに
基づき、若しくは熟練者の経験値に依存して決定されて
いた。
【００１０】次に、加工段階につき、説明する。
【００１１】加工段階に対しては、設計段階で用いられ
た板金製品についてのペーパーの三面図およびテープな
どによるＮＣデータが、加工すべき板金製品についての
全データとして、作業指示書とともにもたらされるのみ
であった。即ち、展開図データについては、設計段階で
作成はされるものの、精度が低いため、実加工でそのま
ま使用することができず、加工側に提供されていなかっ
た。
【００１２】加工段階では、まず、パンチング加工・レ
ーザー加工の工程が行われる。ここでは、実加工に先だ
って、実加工のための段取り作業が行われる必要があ
る。かかる段取り作業は、２種類の作業に大別される。
第１には、ＮＣテープの入力、金型の決定、設置、クラ
ンプの位置合わせ、など実加工に必要な設定作業にかか
る段取りである。第２には、用いるＮＣデータが正しい
かどうかの検証を行い、適宜当該加工現場固有のＮＣデ
ータに修正する、検証作業にかかる段取りである。
【００１３】ＮＣＴ工程においては、この段取り作業と
して、ＮＣデータの検証作業が行われていた。即ち、上
述のように、展開図データが提供されていないため、パ
ンチング、レーザーの試し加工を予め行うことにより、
検証作業が行われていた。
【００１４】具体的には、現場の熟練者の作業員が、試
し加工の結果に基づいて、試し加工がされたブランク材
（板状の材料を一定の形に切断し、あるいは棒材から切
断して曲げなどの２次加工の素材とするものをいう）と
母材（ワークシート）との重ね合わせなどの加工検査
や、三面図から展開可能かどうかの展開検査を、やはり
立体形状をイメージしながら三面図と得られたブランク
材との間で、上述の頭脳展開により行っていた。即ち、
パンチング、レーザーの工程においても、例えば正しい
穴あけ箇所を特定するためには、立体形状に曲げたとき
の伸び値などのデータを考慮して、展開の検証を行う必
要がある。このため、展開不良（最終的に所望する形状
の板金製品が得られないこと）の防止のため、設計段階
で行った展開図データの検証を、再び加工段階でも繰り
返し行っていたのである。
【００１５】さらに、次の曲げ加工工程においても、こ
うした段取り作業が必要となる。曲げ加工工程では、予
め三面図を基にして、再度立体形状をイメージしながら
曲げ加工手順を考慮した展開図データの検証作業を、頭
脳展開により行い、曲げ順や、曲げ用の金型の選択など
の曲げ加工についての段取り情報を決定していた。
【００１６】また、伸び値などの曲げ属性が決定される
が、伸び値は、ことに、現場の実環境における金型の磨
耗の程度、金型のたわみ、スプリングバック量など、複
雑な要因により、決定されなければならない。このた
め、実加工の現場の熟練者のノウハウに基づき、伸び値
などの曲げ属性が決定され、かかる曲げ属性と段取り情
報に基づき、伸び値などを考慮した、金型と板金加工で
使用されるワークとの間の位置情報を規定するＬ値、Ｄ
値などの曲げ加工用ＮＣデータのパラメータが修正され
ていた。尚、ここで、Ｌ値とは金型のセンター位置から
の突き当て量をいい、Ｄ値とはワークと金型が接触して
からの金型の加工用の移動距離をいう。
【００１７】そして、さらに試し曲げなどを行い、設計
側からのＮＣデータに対する補正値を、ベンディング工
作機械の制御端末から修正入力していた。かかる補正後
のＮＣデータにより、実加工が行われていた。
【００１８】このように、現場における実加工では、設
計段階で用いられた標準的、汎用的な属性のみならず、
各現場の加工機械、金型の状況などの加工時の属性や、
その他の環境因子などの加工の実環境に応じた固有の属
性（現場における属性）に従って、曲げについての伸び
値などの曲げ属性や、金型選択、曲げ順などの段取り情
報の決定などを行い、かかる属性値に基づき、最終的に
ＮＣデータを修正していた。
【００１９】即ち、この曲げの実加工を行うにあたって
は、設計段階で用いた机上の加工の属性値（曲げ属性
値）だけでは、パンチング、ベンディングなどの加工に
おける精度を維持することはできない。
【００２０】かかる作業は、全て現場の環境を熟知した
作業熟練者の経験や勘などのノウハウに依存しており、
かかるノウハウに従って最終的なＮＣ加工データに補正
を行い、実加工を行っていたのである。
【００２１】また、以上のような現場における頭脳展開
作業は、加工機械の停止を余儀なくされる作業であり、
内段取り時間と称される加工段階における機械停止時間
全体のうちの大部分を占める負荷の高い作業であった。
【００２２】同時に、頭脳展開作業は、人の思考により
行われる作業であるため、必然的に各種の人為的ミス
（ケアレスミス等）を内包している。従って、展開不良
（ＮＣ加工データの不良、またこれに伴って所望する形
状の板金製品が得られないこと）を引き起こしていた。
【００２３】また、かかる補正後のＮＣ加工データにつ
いては、当該加工について用いられるのみで、これを保
管する手段を有しなかった。従って、リピート品と称す
る、以前に行われた板金製品と同じ製品を受注した際に
も、以前のＮＣ加工データが利用されることなく、新規
品と同様の手順が踏襲され、製品加工が行われていた。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の板金加工の一連の過程には、以下の問題点があ
った。
【００２５】すなわち、そもそも板金加工においては、
上述したように、その板金製品の品質は、各加工機械の
状況など、実加工の現場の状況に大きく依存するという
特殊事情が存する。即ち、標準的な属性値や、シミュレ
ーションなどによる予測属性値だけでは、精度の高い加
工情報を得るのには限界がある。かかる傾向は、特に曲
げ加工に関して顕著である。このため、一律の標準的な
属性のみならず、各現場固有の実環境を反映した固有の
属性の考慮が必須となる。
【００２６】しかるに、従来においては、かかる現場固
有の属性が、現場熟練者の頭の中にノウハウとしてしか
存在していなかった。また、かかる情報は実加工におい
て、ＮＣ加工データの補正に用いられるのみで、設計段
階にフィードバックされることなく、一過性のデータに
留まり、再利用されることはなかった。
【００２７】このため、設計段階で得られる展開図など
のデータや、各種属性データ、段取り情報（曲げ順、金
型選択など）なども、あくまで一律の標準属性に過ぎ
ず、実際の実加工の現場で用いられる属性（現場属性）
とは乖離した、精度の低いものであった。
【００２８】即ち、設計側はあくまで、標準的な属性に
基づいて、加工データ（ＮＣデータ）を作成し、実加工
にあたっての細かい調整は、全て現場で行われていた。
【００２９】また、この調整を行う現場側は、設計側で
得られている情報を利用して調整を行うことができなか
った。すなわち、設計段階で展開図などのデータを作成
しているにも拘わらず、これをそのまま実加工の現場
で、使用することはできなかったのである。
【００３０】現場側には、単に工作機械制御用の生デー
タであるＮＣデータというわずかな情報しか提供されて
いなかったに過ぎない。従って、現場側では、熟練者の
ノウハウに完全に頼って、伸び値などの曲げ属性を決定
し、三面図と試し加工との結果などを照合しつつ展開図
データ、立体形状の検証を行うという、設計段階で行っ
た頭脳展開と重複した検証作業を余儀なくされていた。
そして、さらには、現場固有の属性を考慮して、曲げ順
や曲げの金型選択などの段取り情報を決定する必要があ
った。
【００３１】これらの現場における検証作業、段取り決
定作業は、工作機械の稼動停止を余儀なくする内段取り
時間の大部分を占める高負荷の作業となっており、板金
加工の生産性を低下させていた。
【００３２】さらに、背景として、近年とみに、少量多
品種製作の要請から内段取り時間、検査時間が増大し、
生産性が低下する環境にある。加えて、ＩＳＯの浸透に
伴い、さらに高品質の要請が激化して、かかる生産性低
下に拍車をかける状況にあるという市場環境が存在す
る。このため、上述の作業は、板金加工における生産性
向上の大きなボトルネックを構成していた。
【００３３】このように、従来の板金加工におけるＣＡ
Ｅ環境においては、事務所側から現場側へは、わずか
に、設計時に得られたＮＣデータのみが加工機械に対し
て一方的に提供されるのみであり、現場の人間系に対し
ては、何らの情報ももたらすものではなかった。即ち、
設計側（事務所側）と加工側（現場側）とで、加工情報
および加工関連情報が十分、共用、再利用されていなか
ったのである。
【００３４】このように、従来技術においては、各種頭
脳展開作業が、一部の作業熟練者の頭脳に依存する高度
のノウハウのままであるため、現場側の実加工時間中に
占める頭脳展開をはじめとする内段取り時間が増加し、
加工機械の稼動停止時間を増加させていたという第１の
問題点があった。
【００３５】また、現場側からの固有属性などのフィー
ドバックがなく、机上の予測値のみに基づき、頭脳展開
に従って設計・検証が行われていたため、頭脳展開に起
因する展開図の不良など、各種の加工不良・設計不良が
発生していたという第２の問題点があった。
【００３６】さらに、現場熟練者のノウハウが一過性
で、その技術の伝承手段がなかったため、一度作成した
ＮＣ加工データの２度作りを余儀なくされ、工期が長期
化していた、という第３の問題点があった。
【００３７】このため、結果的に、工作機械の稼動率の
低下、板金製品の品質低下を招いていた。
【００３８】以上のように、本発明は、従来技術におけ
る、板金加工の各作業工程が一部の作業熟練者のノウハ
ウに依存しており、熟練者への作業負荷の集中により内
段取り時間が増加していたという問題点、さらに、一度
用いられた熟練者ノウハウも、一過性で再利用されてお
らず、板金製品の高品質維持が困難であったという問題
点を解決するためになされたものである。
【００３９】そして、その目的とするところは、実加工
の際のデータを設計段階へフィードバックし、蓄積する
ことによって、現場の作業熟練者のノウハウを用いて板
金加工情報の精度を帰納的に向上させることにある。
【００４０】また、他の目的は、加工側（現場側）から
設計側（事務所側）に段取り作業をシフトすることによ
って、現場の作業熟練者の作業負荷を軽減し、加工機械
の稼動率を向上させることを可能とする、板金加工統合
支援システムを提供することにある。
【００４１】また、他の目的は、加工支援情報を含む板
金加工情報をデータベース化して一元管理し、汎用工作
機械をネットワーク化し、ネットワーク上の各装置上に
かかるデータを容易に表示、検索可能にすることによっ
て、高精度の設計（自動プログラミング）、及び実加工
の際の人間系に対する支援を実現することにある。
【００４２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本願発明者は、作業熟練者の現場固有の属性に関す
るノウハウのシステム化に着目した。即ち、現場におけ
る実環境を考慮した加工データや属性データを収集し、
かかるデータをフィードバックした板金加工情報（加工
情報および加工支援情報）を一元的に収集・蓄積・再利
用・管理するしくみを提供することで、理想状態におけ
る標準属性と、現場の実環境における固有属性とを限り
なく接近させ、事務所側と現場側との双方向コミュニケ
ーションを実現することを意図している。
【００４３】そして、上記の課題を達成するための、本
発明の第１の特徴は、現場側の実加工の際の固有の属性
から、帰納的に加工情報および加工支援情報を抽出、生
成して、設計側に対してフィードバックする点にある。
【００４４】また、第２の特徴は、現場における実加工
に先だって、予め加工に関するシミュレーションを行
い、加工情報、加工支援情報の検証を行う点にある。
【００４５】また、第３の特徴は、現場の各工作機およ
び設計ＣＡＥ装置間での情報ネットワークを構築し、こ
のネットワークを介して異なる工程の工作機を有機的に
結合させ、加工支援情報を相互に利用可能とする点にあ
る。
【００４６】かかる機能を実現するために、請求項１の
発明においては、工作機に対する制御用データである加
工情報および該加工情報に関連する加工支援情報を含む
板金加工情報の管理を行う板金加工統合支援システムで
あって、前記板金加工統合システムは、設計側における
ＣＡＥ装置と、加工側における工作機とを有し、複数の
工作機にそれぞれ接続された端末装置間でネットワーク
接続し、該端末装置間で相互通信する手段と、複数の前
記工作機にそれぞれ接続された端末装置および前記ＣＡ
Ｅ装置間でネットワーク接続し、該ネットワーク接続さ
れた装置間で相互通信する手段とを有し、前記加工支援
情報は、少なくとも、加工対象の板金製品の図形データ
と、該図形データに対応づけられた、加工情報の基礎と
なる加工の属性データとを含み、前記属性データは、加
工対象の板金製品についての汎用の属性データである基
準属性部、および該板金製品についての実加工の際に用
いられた固有属性部により構成され、加工対象のワーク
に関する材料属性データ、加工を行う工作機に関する機
械属性データ、加工工具に関する金型属性データ、実加
工に関する加工属性データ、および加工動作に影響を及
ぼす環境因子に関する環境属性データを含み、加工側に
おける板金製品の実加工前に、設計側で生成した板金加
工情報を用い、又は、加工すべき板金製品の設計データ
および加工条件の入力に基づいて、蓄積された板金加工
情報から前記加工条件と一致または近似する属性データ
とのマッチングを行い、該一致または近似する属性デー
タに対応する板金加工情報が検索された場合は、この板
金加工情報を用いて、予め設計側において加工形状およ
び／または加工手順の検証を行い、該検証後の前記板金
加工情報を生成する手段と、加工側における実加工の際
の実加工情報および／または該実加工情報の基礎とされ
た固有属性を収集し、収集された前記実加工情報および
前記固有属性を前記板金加工情報に帰還する手段とを備
えたことを特徴とするものである。
【００４７】上記構成によれば、従来一過性で再利用す
ることのできなかった板金加工についての熟練者のノウ
ハウを、実加工値や固有属性として収集し、これを板金
加工情報データベースに対してフィードバックすること
が可能となる。つまり、熟練者のノウハウを、個人の頭
脳内にとどめることなく、共用可能なデータベース化し
て再利用することで、かかるノウハウを反映した精度の
高い加工データを容易かつ迅速に生成することが可能と
なるのである。
【００４８】設計の際や、実加工の際に、加工対象の板
金製品についての、立体姿図や展開図などの図形データ
や、加工データの生成に必要となる各属性データを、参
照、編集しながら、効率的に加工データ生成や実加工を
行うことが可能となる。
【００４９】また、予測段階の汎用的な基準属性のみな
らず、各現場の実環境に応じた、固有の属性をも用い
て、精度の高い加工データ生成や実加工を行うことが可
能となる。
【００５０】板金加工における必要十分な属性を網羅し
て、精度の高い加工データ生成や実加工を迅速に行うこ
とが可能となる。
【００５１】実加工に先だって、予め加工形状や加工手
順を検証をＣＡＥ装置上で行い、精度の高い加工データ
を、関連する図形データと共に、実加工側に提供するこ
とが可能となる。
【００５２】そして、蓄積された加工データおよび加工
支援データを用いて、設計側で、容易かつ高精度な加工
シミュレーションを行うことが可能となる。
【００５３】各工作機に関連する加工データや属性デー
タなどの加工支援データ（例えば伸び値）などを相互に
参照、利用して、高精度の加工を行うことが可能とな
る。
【００５４】設計側で生成、蓄積された板金加工データ
に対して、実加工側で、バーコード入力等の簡易な方式
で、瞬時にこれを参照、編集して使用することが可能と
なる。また、実加工側からの最終補正値などのフィード
バックもリアルタイムで可能となる。つまり、設計側と
実加工側との双方向コミュニケーションが可能となるの
である。
【００５５】また、請求項２の発明においては、前記実
加工情報は、指示された加工情報に対する最終補正値で
あることにより、実加工の際の最終的な加工データや属
性が、予測値と異なった場合にのみ、対応するデータを
記憶し、コンピュータ資源を効率的に利用して迅速に各
処理を行うことが可能となる。
【００５６】また、請求項３の発明においては、前記加
工情報および前記加工支援情報は、設計側における板金
加工情報の生成に伴って蓄積されることにより、設計側
における加工データおよび加工支援データを随時記憶し
検索可能となる。つまり、これを以前に加工を行った板
金製品のリピート品や、類似品の設計の際に再利用し
て、迅速に高精度の加工データを得ることが可能とな
る。
【００５７】また、請求項４の発明によれば、前記基準
属性部は、前記材料属性データ、前記機械属性データ、
および前記金型属性データを含み、前記固有属性部は、
前記材料属性データ、前記機械属性データ、前記金型属
性データ、前記加工属性データ、および前記環境属性デ
ータを含むことにより、各現場の実環境に応じた、板金
加工に際しての固有の属性を用いて、精度の高い加工デ
ータ生成や実加工を行うことが可能となる。
【００５８】また、請求項５の発明においては、前記加
工支援情報は、さらに、前記属性データから生成した加
工に関する段取り情報を含むことにより、加工に関する
属性データから、加工作業に必要な段取り情報を生成、
蓄積して、容易に再利用することが可能となる。
【００５９】また、請求項６の発明においては、前記加
工支援情報は、さらに、加工に関するイメージデータを
含むことにより、たとえば、実加工の際に、コードデー
タや図形データでは表現することのできないメモ書きな
どの情報を、蓄積し、適宜参照することが可能となる。
これにより、さらに広範な方式で、熟練者のノウハウ情
報の伝達が可能となる。
【００６０】また、請求項７の発明においては、前記基
準属性は、外部からの補正指示情報に基づき、前記加工
属性データの一部または全部により置き換えられること
により、例えば、現場の熟練者や、設計者などからの、
任意のタイミングでの最終補正値の反映が可能となる。
【００６１】また、請求項８の発明においては、前記加
工支援情報は、さらに、設計側における板金加工情報の
検証の際の検証データを含むことにより、実加工を行う
現場側においても、必要に応じて加工形状や加工手順に
ついてのシミュレーションを再現することが可能とな
る。
【００６２】また、請求項９の発明においては、前記実
加工情報および前記固有属性の収集は、実加工に先だっ
てワークの共材の加工を予め行い、該共材の加工の際の
前記実加工情報および前記固有属性を自動収集すること
により行われることを特徴とする。
【００６３】上記構成によれば、ブランク材に対する実
加工の前に、実環境を考慮した補正値を予め加工データ
に対して反映することが可能となる。
【００６４】また、請求項１０の発明においては、前記
加工形状の検証は、前記入力設計データと該設計データ
より生成した完成品データとを検証することにより行わ
れることにより、完成品イメージである３次元の立体姿
図などを適宜参照しながら、容易に加工データ生成の基
礎となる加工形状データ（展開図データなど）を検証
し、展開図不良を未然に防止することが可能となる。
【００６５】また、請求項１１の発明においては、前記
加工手順の検証は、前記完成品データに対して、加工側
における実加工の各手順を、順方向および／または逆方
向に、ＣＡＥ装置上で仮想的に実行することにより行わ
れることにより、設計段階で予め仮想的に、たとえば曲
げ順や金型の選択などについての段取り情報を検証する
ことが可能となる。
【００６６】また、請求項１２の発明においては、前記
検証により得られる加工形状データおよび／または前記
完成品データは、加工情報の基礎となる加工の属性デー
タを含むことにより、展開図データや立体姿図データな
どに対応する各種の属性データを適宜同時に表示、編集
することが可能となる。
【００６７】また、請求項１３の発明においては、前記
ネットワーク接続は、リモート接続を含むことにより、
設計側と実加工側を、同一構内に設置することが不要と
なる。つまり、実加工を行う工作機群のみを海外などの
遠隔地に設置して、遠隔制御しながら遠隔地の工作機群
を稼動させることが可能となる。
【００６８】また、請求項１４の発明においては、制御
用データである加工情報および該加工情報に関連する加
工支援情報を含む板金加工情報を蓄積した板金加工情報
データベースから、前記工作機に対して、関連する板金
加工情報を送信することにより、単に加工データ（ＮＣ
データ）のみならず、一元的に管理された加工データお
よび属性データなどの加工支援データを、リアルタイム
で送信することが可能となる。
【００６９】また、請求項１５の発明においては、制御
用データである加工情報および該加工情報に関連する加
工支援情報を含む板金加工情報を蓄積した板金加工情報
データベースから、加工支援情報を含むデータを抽出
し、該抽出されたデータを前記端末装置に出力すること
により、一元的に管理された加工データおよび属性デー
タなどの加工支援データを、リアルタイムで表示、編集
などを行うことが可能となる。
【００７０】また、請求項１６の発明においては、前記
加工支援情報を含むデータは、前記端末装置から送信さ
れる任意の板金製品に対応する板金加工情報の検索要求
に対応して抽出されることにより、加工対象の当該板金
製品のみならず、任意のタイミングで、類似品やリピー
ト品などの他の板金製品についての加工データや加工支
援データを柔軟に検索することが可能となる。
【００７１】さらに、請求項１７の発明においては、前
記ネットワーク接続がされた装置間では、工作機に対す
る制御用データである加工情報に関連し、コードデー
タ、図形データ、イメージデータ、音声データのいずれ
か１以上により構成される加工支援情報を含むデータを
相互通信することにより、ネットワーク接続されたＣＡ
Ｅ装置や各工作機間で、イメージ、音声などのマルチメ
ディアデータの双方向コミュニケーションが可能とな
る。
【００７２】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を詳細に説明する。
【００７３】本実施形態の構成は、図１に示すように、
板金加工情報データベース７００と、この板金加工情報
データベース７００を共有する設計側と実加工側とに大
別される。
【００７４】設計側は、三面図などの設計データの入力
を受けて、板金実加工の基準となる展開図データを出力
するＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉ
ｇｎ）部１００と、展開図データや実加工手順の検証を
行う加工シミュレーション部２００と、展開図データか
らＮＣＴ／レーザー加工機や曲げ加工機などのＮＣ加工
機に対する指令情報を生成するＮＣデータ作成部３００
とにより構成される。
【００７５】一方、実加工側は、板金の母材（ワークシ
ート）に対して、パンチング・切断を行い、ブランク材
を作成するＮＣＴ／レーザー加工部４００と、ブランク
材に対してベンディングを行う曲げ加工部５００と、実
加工の際の現場の最終補正値や固有属性を収集し、板金
加工データベース７００に対してフィードバックする実
加工情報収集部６００とにより構成される。
【００７６】まず、図１に示す、本実施形態に係る設計
側の説明を行う。
【００７７】設計側の、ＣＡＤ部１００は、受注した板
金製品についてのペーパー等の三面図の入力をうけ、対
応する３次元の立体姿図および展開図を生成・出力す
る。
【００７８】加工シミュレーション部２００は、ＣＡＤ
部１００で得られた展開図データが正しいかについての
検証、および当該展開図についてなされる加工手順（曲
げ順、金型選択など）の検証をコンピュータ上で仮想的
に行う。そして、与えられた加工条件を満たす最適な展
開図データ２１０を、対応する属性データと共に出力す
る。尚、かかる段取りの検証は、後述するように、機械
とワークとの干渉チェック、金型とワークとの干渉チェ
ックや、加工手順を仮想的に逆方向・順方向で行う解析
などにより多様に行われる。
【００７９】ＮＣデータ作成部３００は、ＣＡＭ機能を
有し、加工シミュレーション部２００から最終的に出力
された展開図データに基づいて、ＮＣ工作機への作業指
示制御データであるＮＣデータを生成する。生成された
ＮＣデータは、板金加工情報データベース７００中の、
加工データ部７２０に格納される。
【００８０】次に、加工側について説明する。
【００８１】一方、加工側の、ＮＣＴ／レーザー加工部
４００は、指示された板金製品の部品番号（型番ＩＤ）
のＮＣＴ／レーザー用のＮＣデータを板金加工データベ
ース７００から読み込み、加工用の母材（ワークシー
ト）に対して、ＮＣデータに基づくパンチング加工、切
断加工を行い、曲げ加工前のブランク材を作成する。
【００８２】曲げ加工部５００は、指示された部品番号
（型番ＩＤ）の曲げ加工用のＮＣデータを板金加工デー
タベース７００から読み込み、ブランク材に対して、曲
げ加工を行い、立体形状を有する最終的な板金製品を作
成する。
【００８３】この実加工情報収集部６００は、曲げ等の
実加工の際における実加工値に基づき、ＮＣデータに対
する補正値や固有属性等を収集し、板金加工情報データ
ベース７００にかかるデータを蓄積する。
【００８４】次に、本発明の特徴である板金加工情報デ
ータベース７００につき、説明する。
【００８５】板金加工情報データベース７００は、板金
加工に関連する一連の情報を、一元的に蓄積したデータ
により構成されている。かかる情報としては、ＮＣ工作
機に対する作業指示データである加工データ７２０（Ｎ
Ｃデータ）と、設計の段階でのＮＣデータ生成の基礎と
され、また、実加工の各段階での作業者に対する加工支
援に用いられる加工支援データ７５０とがある。
【００８６】ここで、加工データ７２０とは、すなわ
ち、ＮＣ工作機制御用に入力されるＮＣデータである。
この加工データ７２０は、設計段階で生成された標準デ
ータと、実加工段階で各種の寸法データ、角度データな
どについて修正された実加工データとを有する。尚、標
準データは、得られた実加工データにより、補正された
部分について更新するように構成されていてもよい。
【００８７】また、加工支援データ７５０は、図形デー
タ７５２と、属性データ７５６とを含む。
【００８８】図形データ７５２は、加工対象の板金製品
の設計図をＣＡＤ装置に対して入力した、板金製品を２
次元に投影した三面図データ、加工データの基準となる
形状を示す２次元の展開図データ、板金製品の曲げ後の
完成品イメージを示す３次元の立体姿図データ、立体を
構成する各面を突き合わせた面合成図データなど、加工
されるべき板金製品に関する各種図形データを含む。
尚、面合成図とは、中間的に作成されるデータであり、
かかる面合成図の合わせ領域を除去して、外枠と曲げ線
とを抽出した図が展開図である。
【００８９】図４は、各図形データの例を示す。図４
（ａ）が三面図、図４（ｂ）が展開図、および図４
（ｃ）が３次元で表現された立体姿図である。
【００９０】また、属性データ７５６は、以下に示す、
材料属性、機械属性、金型属性、加工属性、および環境
属性の５大属性を含む。
【００９１】（１）材料属性 材料属性とは、材料の名称、材質、板厚、寸法などの、
加工対象のワークを特定するデータである。
【００９２】（２）機械属性 機械属性とは、機械種別、機械名称、機械番号などの、
ＮＣ工作機を特定するデータである。
【００９３】（３）金型属性 金型属性とは、パンチ、ダイ、などの工具の形状、角度
など、各種工具を特定するデータである。
【００９４】（４）加工属性 加工属性とは、実加工の際の伸び値、曲げ線、曲げ角
度、山・谷などを含む曲げ属性などの実加工属性と、曲
げ順、使用金型などを含む段取り情報により構成され
る。なお、当該加工属性は、例示した内容に限定される
ものではなく、実加工の際に得ることのできるあらゆる
データを含むことができる。
【００９５】（５）環境属性 環境属性とは、実加工の際の、気温、湿度など、加工動
作に影響を及ぼす環境因子に関するデータである。気
温、湿度などは、たとえば、曲げの際のスプリングバッ
ク量に影響を及ぼす因子である。
【００９６】図２は、板金加工情報データベース７００
中の、属性データ７５６についてのデータ構造の一例を
示す。図２に示すように、属性データ７５６は、基準属
性部７５８と、固有属性部７５９とにより構成される。
固有属性は、１つの基準属性に対して、ｎ個（ｎは１以
上の整数）が対応付けられている。
【００９７】上述した５大属性のうち、材料属性、機械
属性、および金型属性は、汎用的、標準的な値が予め設
定可能な属性であり、基準属性部７５８に含まれる。
【００９８】一方、固有属性部７５９とは、基準属性と
は異なり、加工現場の各機械や各工具（金型）、その他
の状況によりそれぞれ異なる、加工実環境を考慮した現
場固有の属性である。かかる現場における固有属性は、
いわば、実加工に際しての熟練者の加工ノウハウ部分に
対応する。そして、この固有属性部７５９は、材料属性
・機械属性・金型属性の他、加工の実環境を反映した属
性である、加工属性・環境属性を含む。この固有属性中
の加工属性と環境属性は、実加工の際の伸び値や、曲げ
順、使用金型（ここでは、例えば曲げ線と金型との対応
データを有してもよい）などを含む。かかるデータは、
加工データ７２０の他、適宜、固有属性部７５９中の材
料属性・機械属性・金型属性に対してフィードバックさ
れる。
【００９９】また、固有属性部７５９中のデータは、実
加工の際に適宜、工作機に接続された制御用端末から、
実加工情報収集部６００を介して収集、蓄積される。こ
の際、要求処理速度やハードウエアリソースなどに応じ
て、材料属性・機械属性・金型属性については、前回の
属性を更新する方式で実加工の際に用いられた値の最新
の値のみを保持してもよいし、前回の属性に追加して保
持し、蓄積された中から最適の属性を適宜検索させる方
式としてもよい。また、基準属性に対して、固有属性が
保持されているか否かを示す補正フラグ（図示せず）を
持たせて、実加工における固有属性収集のタイミングと
は異なるタイミングで、属性データを適宜更新可能とし
てもよい。
【０１００】また、属性データは、キー項目として、加
工対象板金製品についての部品番号などを示す型番ＩＤ
７５７を有している。
【０１０１】また、かかるキー項目である型番ＩＤ７５
７は、図形データ７５２などの他の加工支援データ７５
０や、加工データ７２０についても、対応するレコード
に対して付与されており、関連するこれらの情報が検索
可能に構成されている。但し、板金加工情報データベー
ス７００に対しては、キー項目である型番ＩＤ７５７に
基づく検索以外にも、必要とされる情報に応じて、適
宜、柔軟に直接各項目を検索することができることは、
言うまでもない。また、基準属性部７５８の属性データ
自体を、固有属性部７５９のデータにより適宜更新し、
当該加工現場用にカスタマイズして用いてもよい。
【０１０２】要するに、基準属性として、材料属性・機
械属性・金型属性データを有し、さらに、加工現場にお
ける実加工の際に得られた熟練者のノウハウに対応する
固有属性として、材料・機械・金型・加工・環境属性デ
ータを保持している点が肝要であり、データベース内の
データの保有の方式に関しては、適宜変更することも、
本発明の要旨の範囲内である。
【０１０３】また、板金加工情報データベース７００の
編成は、柔軟なアクセスが可能な関係型データベースが
望ましいが、必ずしもかかる編成方式には限定されな
い。さらに、板金加工情報データベース７００は、１つ
のデータベースに一義的に対応するものではなく、その
データ量、アクセス頻度等により、図形データについて
のモデルデータや基準属性を含むマスター部分と、設計
や加工で実際に生成、使用された図形データや固有属性
を含むワーク部分とに分割するなど、適宜、分割されて
よい。また、上述した属性データなどから、２次的に生
成される各種段取り情報なども、板金加工情報データベ
ース７００の所定の領域に格納されてもよく、また別の
データベース等の記憶手段に格納して板金加工情報デー
タベース７００からポイントされる構成としてもよい。
【０１０４】また、板金加工データベース７００の内容
の全部または一部は、ＦＤ、ＣＤなどの各種媒体に自動
的にバックアップされ、不測の事態にあっても、バック
アップされた内容をデータベースに復元することによっ
て、加工機械の稼動停止を回避することができる。
【０１０５】次に、図２に示す、加工支援情報７５０へ
のデータの入力・出力の関連機能について説明する。こ
の入力・出力関連機能は、設計情報登録手段１、加工支
援情報抽出手段２、実加工情報フィードバック手段３、
加工支援情報表示手段４、加工支援情報検索手段５を含
む。
【０１０６】まず、設計情報登録手段１は、図１の加工
シミュレーション部２００などからアクセスされ、設計
段階で得られた各図形データに対応する基準属性を、加
工支援データ７５０の一部として登録する。尚、かかる
基準属性は、標準のライブラリとして、予め板金加工情
報データベース７００に初期ロードされていてもよい。
【０１０７】加工支援情報抽出手段２は、設計側の加工
シミュレーション部２００、および加工側のＮＣＴ／レ
ーザー加工部４００や曲げ加工部５００等からアクセス
される。加工支援情報抽出手段２は、入力された加工条
件（曲げ、切断など）に対応して、加工されるべき板金
製品について必要な属性データ７５６を、適宜板金加工
情報データベース７００から抽出し、当該ワークの加工
に必要となる伸び値、曲げ角度、曲げ線、山谷などを含
む曲げ属性などの各加工の属性、および曲げ順、使用金
型などの各加工作業の段取りに必要な属性データを抽出
する。尚、抽出した属性データから２次的に生成した、
Ｌ値、Ｄ値等の伸び値に基づく加工データ関連情報（加
工パラメータ）も、そのアクセス頻度等に応じて、予
め、板金加工データベース７００中、或いは、別のワー
クデータベース中に、データテーブルなどとして保持し
て用いてもよい。
【０１０８】実加工情報フィードバック手段３は、実加
工情報収集部６００などからアクセスされ、実加工の
際、あるいはこれと異なるタイミングで、実加工の際に
得られた固有属性を属性データ７５６に対して更新もし
くは追加の方式でフィードバックする。
【０１０９】加工支援情報表示手段４は、設計側および
加工側の各部（１００〜６００）から適宜用いられ、加
工支援情報抽出手段２などを介して、属性データ７５６
にアクセスし、作業中の当該板金製品についての各種属
性データや段取り情報を、関連する図形データと共に、
ＣＡＥ装置や、各工作機の、制御端末上または操作パネ
ルのモニター上などに表示する。
【０１１０】また、加工支援情報検索手段５は、加工支
援情報表示手段４と同様、設計側および加工側の各部か
ら適宜アクセスされ、加工支援情報抽出手段２などを介
して、属性データにアクセスし、属性データ７５６のキ
ー項目である型番ＩＤ７５７や他の属性データ項目を任
意に指定した検索要求に対して、該当する属性データを
取得する。取得された情報は、加工支援情報表示手段４
などを介して、各端末上に表示等がなされる。
【０１１１】尚、図２に示される各手段は、図１の各部
（１００〜６００）の内部に構成されてもよい。また、
図１の各部の外部に構成され、板金加工情報データベー
ス７００（加工支援データ７５０）に対する汎用Ｉ／Ｏ
ルーチンとして機能してもよく、その具体的なモジュー
ル構成は任意である。
【０１１２】次に、本実施形態におけるハードウエア構
成につき、図３を用いて説明する。
【０１１３】上述した、図１のＣＡＤ部１００、加工シ
ミュレーション部２００、およびＮＣデータ作成部３０
０の設計側の機能は、図３中の、自動プログラミング装
置等と称されるＣＡＥ装置１０上に配置される。但し、
これらは必ずしも同一ＣＡＥ装置上にあることを要さ
ず、作業員の数やスペース、作業効率などに応じて適
宜、複数のＣＡＥ装置に配置される。また、図１の板金
加工情報データベース７００は、図３中のサーバー機２
０により管理される。但し、板金加工情報データベース
７００は、必ずしもサーバー機２０のハードディスク上
にある必要はなく、サーバー機２０または他の端末機上
に分散して存在してもよい。また、かかる場合にも、ク
ライアント側は、データベースの物理的な配置からは透
過であり、特に意識することを要しない。さらに、かか
るサーバー機２０とＣＡＥ装置１０とは、１つのコンピ
ュータに実装されてもよく、また、サーバー機２０の設
置場所は任意であり、必ずしも設計側に設置されること
も要しない。
【０１１４】また、図１のＮＣＴ／レーザー加工部４０
０は、図３中のＮＣＴ／レーザーおよびこれに接続され
るＮＣＴ／レーザー制御用端末４０に配置される。ここ
で、ＮＣＴ加工とレーザー加工は、それぞれ異なる工作
機を用いる場合もあり、両機能が１つの工作機に搭載さ
れた複合工作機を用いる場合もある。
【０１１５】また、図１の曲げ加工部５００は、図３中
のベンダーにより実現される。尚、ベンダーは、加工支
援情報の表示用などのため、制御用端末を接続した構成
としてもよく、また、ベンダーに直接モニターを有する
操作パネルを備える構成としてもよい。
【０１１６】また、図１の実加工情報収集部６００は、
図３中のサーバー機２０に実装されてもよく、また、現
場作業員の判断を介してデータを収集する場合や、実加
工に際しての付加的情報（メモ情報など）をともに送信
したい場合などには、各ＮＣ工作機に接続された制御用
端末に実装されてもよい。
【０１１７】また、上述したＣＡＥ装置、サーバー機、
制御用端末は、それぞれ、ネットワーク接続およびデー
タ通信の可能なネットワークＯＳを搭載している。そし
て、これらの間は、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔまたはトー
クンリングなどによりＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ
Ｎｅｔｗｏｒｋ）接続がなされて構成されている。
【０１１８】さらに、各装置間の接続は、ＬＡＮ接続に
は限定されない。各種回線または無線を介してリモート
接続も可能である。かかる遠隔地を含むネットワーク接
続の場合には、例えば、外国に板金実加工を行う工場を
設置し、現地作業員が、制御用端末から適宜、作業の指
示情報（加工情報、加工支援情報）を得ながら、実加工
を行うことも可能となる。
【０１１９】また、ここで、本実施形態におけるＣＡＥ
装置、サーバー機、制御用端末はそれぞれ、各種処理を
行うためのＣＰＵと、キーボード、マウス、バーコード
リーダー等各種リーダーなどの入力装置と、メモリ装置
や各種ディスク装置などの外部記憶装置と、ディスプレ
ー装置、プリンタ装置などの出力装置とを備えた通常の
コンピュータシステムを用いて実現することができる。
尚、ＣＰＵは、各種処理を行う演算部と、各種処理のた
めの命令及びデータを記憶する主記憶部とを備える。
【０１２０】尚、上述した板金加工情報データベースを
中心とした板金加工統合支援システムを実現するための
プログラムは、メモリ装置、磁気ディスク装置、光ディ
スク装置などの各種記録媒体に保存することができる。
かかる記録媒体をコンピュータにより読み出し、当該プ
ログラムを実行することにより、本発明を実施すること
ができるのである。
【０１２１】本実施形態に係る板金加工統合支援システ
ムは、上記のように構成されており、以下、その処理の
内容につき、設計から実加工の流れに即して説明する。
【０１２２】ここでは、新規の板金製品の受注の場合を
想定して、設計時の処理内容から説明する。
【０１２３】まず、図１のＣＡＤ部１００における、展
開図作成を、説明する。
【０１２４】はじめに、加工されるべき板金製品につい
ての三面図などによる設計図を、ＣＡＤ部１００に対し
て、各面について入力する。そして、曲げ角度・曲げ方
向などの各加工条件が、入力された各面の接合箇所が指
示されつつ、材料などについての拘束条件などとともに
入力される。
【０１２５】この際に、板金加工情報データベース７０
０中の蓄積された属性データ７５６中に、入力された加
工条件に一致または近似する属性データが存在する場合
には、該当する伸び値などの属性データが自動的に読み
出される。そして、かかる伸び値データなどの属性デー
タなどに基づいて、面合成図が生成される。そして、三
面図中の寸法データ（重要寸法データ）から、面合成図
を介して、各面を突き合わせ、正しい基準属性が付加さ
れた展開図データが生成される。
【０１２６】尚、かかる展開図データ作成の際には、新
規の板金製品の場合も、予め汎用データとして登録され
ている標準的な基準属性が使用することができる。さら
に、以前に加工を行った製品と一致または近似（類似
品）である場合には、基準属性に加えてさらに実加工の
際の固有属性（伸び値、曲げ順、使用金型等）も、展開
図、立体姿図などのデータに反映させることができる。
【０１２７】一方、入力された加工条件に一致または近
似する属性データが存在しなかった場合には、有限要素
法などの手法を用いて、入力加工条件から伸び値などの
予測属性データを生成し、これを基準属性のデータとし
てデータベースに登録することで、再使用可能となる。
【０１２８】また、この展開図データ作成と併せて、面
合成図を、得られた属性データに基づく曲げの加工条件
によって、曲げ加工を施した後の、加工されるべき板金
製品の立体形状を３次元表示した立体姿図が作成され
る。具体的には、ＣＡＥ装置の画面上などで、曲げ属性
（伸び値、曲げ線、角度、山谷、内Ｒ）や接合条件（突
き合わせ、重ね合わせ、リリーフ穴編集）などを、属性
データ７５３から得て、この曲げ属性や接合条件を用い
て立体図を作成する。また、この際、かかる画面上に
は、適宜曲げ属性や接合条件が表示されるので、表示さ
れた立体姿図に対して、曲げの加工条件や接合条件を適
宜編集し、これを瞬時に立体姿図に対して反映させるこ
ともできる。また、読み込まれた属性データより、干渉
部分についてハイライト表示などで注意喚起することも
できる。
【０１２９】尚、かかる立体姿図にも、展開図データと
同様、各属性データが付加されている。また、３次元立
体姿図データ（解析用モデル）は、通常サーフェスモデ
ルにより作成されるため、読み込まれた材料属性データ
から別途生成された板厚データが付加されており、これ
らが併せて処理されることにより、ソリッドモデルと同
様の完成品イメージの表示が実現される。ここで、解析
用モデルを当初からソリッドモデルとして、板厚や他の
マスプロパティ情報を解析モデル内部に有してもよいこ
とは言うまでもない。このように各種属性入りの立体姿
図を画面上に表示、加工することができるので、経験の
浅い操作員であっても、従来頭脳展開として行っていた
展開図、立体姿図の作成を容易かつ正確に行うことがで
きる。
【０１３０】次に、図１の加工シミュレーション部２０
０における、各種シミュレーションにつき、説明する。
本実施形態においては、ＣＡＤ部１００で作成された属
性入りの立体姿図、展開図に基づいて、以下に示す形
状、および加工段取り（手順）の検証を、設計段階で予
め仮想的に行うことができるのである。
【０１３１】（１）展開図データの検証 この展開図データの検証は、加工の基準となる展開図デ
ータの形状が正しいか否かの検証である。ここでは、画
面上に、任意に寸法などの属性データ入りの立体姿図を
表示して、表示された立体姿図と三面図との間で照合を
行うことにより、展開図データについての、寸法、形状
のチェックを行うことができる。また、この際には、フ
ランジ部分の干渉チェックや、重ね合わせ、突き合わせ
の編集も適宜行うことができる。このＣＡＥ装置上での
展開図検証によって、従来実加工段階で行っていた展開
図不良についての検査が不要となり、検査に伴う内段取
り時間が解消される。また、この立体姿図については、
ＣＡＥ装置上で、適宜、拡大、縮小、回転させて表示す
ることができる。さらに、図４（ｃ）に示すように、指
定する任意の箇所についての寸法表示や角度表示を行う
ことができる。尚、図４（ｃ）では、簡単のため、板厚
データの反映を省略しているが、前述のように、板厚デ
ータを反映させて表示できることは言うまでもない。
【０１３２】（２）加工手順の検証 この加工手順の検証では、画面上に、立体姿図が表示さ
れ、表示された立体姿図に対して、例えば、加工手順を
逆に実行する逆シミュレーションや、展開図から順方向
に立体姿図までの曲げを実行する順シミュレーションな
どが行われる。これらのシミュレーションは、属性デー
タ７５６から得られた伸び値、曲げ角度などの曲げ属性
データなどの他、突き合わせなどのデータを任意に編集
加工して、コンピュータ装置上で繰り返し実行すること
ができる。ここでは、ワークと機械、ワークと金型との
干渉をチェックしたり、寸法を確認したりすることによ
り、加工側で頭脳展開作業として内段取りを構成してい
た曲げ順の決定、金型選択などの段取りに必要となる属
性データを、予め設計段階で決定・検証することがで
き、加工時の属性決定に伴う内段取りを解消することが
できる。
【０１３３】そして、こうした、属性データ７５６を用
いた各種シミュレーションによって、最終的に正しいも
のであると検証された展開図データ２１０が、対応する
属性データ７５６や図形データ７５２などの加工支援デ
ータ７５０と共に、板金加工情報データベース７００に
対して登録されることとなる。
【０１３４】最後に、図１のＮＣデータ作成部３００
が、属性入り最終展開図２１０のデータに基づいて、加
工割付を行った後に、Ｇコード等を含むＮＣデータ７２
０を生成し、板金加工情報データベース７００中に出力
する。また、登録の際には、ＮＣデータ７２０は、加工
支援データ７５０と対応付けを保持して記録される。
【０１３５】次に、加工側の処理内容につき、以下に説
明する。
【０１３６】実加工側では、ネットワークを介して、若
しくは作業指示書等により部品番号を示す型番ＩＤ７５
７と設計完了の情報を含む指示情報を受ける。そして、
この指示情報に従い、ＮＣＴ／レーザー加工機の制御端
末がサーバー機２０にアクセスし、板金加工情報データ
ベース７００中の、対応する加工データ・加工支援デー
タが読み込まれる。このように、本実施形態によれば、
従来、単にＮＣ加工機制御用のＮＣデータと紙による作
業指示書とが、別個に加工側に送られていたところが、
指示情報・加工情報・加工支援情報とが相互の関連づけ
を保持して、リアルタイムで加工側で得られる。
【０１３７】尚、作業指示書上に、バーコード等によ
り、型番ＩＤ７５７がプリントされていれば、制御端末
等に付属するバーコードリーダーなどからこれを読み込
み、瞬時に対応する加工データ７２０を制御端末に転
送、ロードすることもできる。また、作業指示書上に、
併せて立体姿図をプリント出力してもよい。
【０１３８】かかる作業指示に従って、まず、ＮＣＴ／
レーザー加工段階では、実加工に先立って、加工に使用
する機械や金型についての設定、位置合わせなどの段取
り作業が行われる。
【０１３９】尚、この際には、既に設計側で、展開図デ
ータについての検証がすでに行われているため、頭脳展
開による三面図と展開図の間の再度の展開不良に関する
検査は不要となる。また、この展開図データ検証や重ね
合わせの加工検証は、従来、加工に先立って、サンプル
を用いた試し加工を実際に行い、得られたサンプルのブ
ランク材についての実測値と三面図とを照合することに
より行われていた。本実施形態では、こうした試し加工
についても、設計時に既にコンピュータ装置上で行われ
ているため、不要となる。このため、工作機に対する実
際の設定作業のみが内段取り時間を構成し、検証作業に
かかる内段取り時間は解消される。
【０１４０】また、ＮＣＴ／レーザー加工に先だって、
適宜、加工支援データ７５０を参照して、加工すべき板
金製品の展開図データを、属性データと対応づけて、制
御用端末等の画面上に、任意のレイアウトで表示するこ
とができる。かかる加工支援情報が表示されることによ
り、加工情報であるＮＣデータの検証、編集を、加工現
場の操作員が容易に行うことができる。
【０１４１】ＮＣＴ／レーザー加工部４００は、こうし
てサーバー機から送信され、あるいは適宜修正されたＮ
Ｃデータに基づき、母材に対してパンチング、レーザー
加工を行う。
【０１４２】次に、曲げ加工段階につき、以下に説明す
る。
【０１４３】曲げ加工段階では、新規の板金製品の加工
の場合、まず、伸び値、ストローク量（金型の押し込み
量）を考慮した金型とワーク（ブランク材）との位置情
報（Ｌ値、Ｄ値など）を選択する必要がある。この伸び
値の決定については、前述したように、金型の磨耗・た
わみ、スプリングバック量、温度・湿度など、あらゆる
実環境における属性を考慮して行う必要がある。
【０１４４】ここで、本実施形態においては、この加工
についての属性決定のために、ＮＣ加工データ７２０に
関連する図形データ７５２、属性データ７５６を読み込
んで、適宜利用することができる。従って、寸法データ
など各種属性データ入りの立体姿図等の加工支援データ
７５０に基づいて、加工の実環境に即した曲げ順、金型
選択などのデータを容易に作成することができる。
【０１４５】また、この場合には、Ｌ値、Ｄ値などを含
む曲げ加工用のＮＣデータが、対応部分が修正され、生
成されるとともに、かかる金型、曲げ順等の加工属性デ
ータが追加、若しくは更新の方式で板金加工情報データ
ベース７００中に記録される。また、既に設計段階の加
工シミュレーションの際に、最適と予測される曲げ順、
金型情報等を含む属性データが加工データに対応付けら
れているので、制御用端末から加工データ７２０ととも
にかかる加工支援データ７５０を呼び出し、属性入り立
体姿図などとともにマルチウインドウ上に表示すれば、
容易に現場での確認が可能となる。また、この時点での
検証の結果、金型属性、材料属性、機械属性、加工属
性、環境属性等に関する展開不良（所望する加工形状の
板金製品が鰓得ないこと）が判明した場合には、修正内
容が対応するＮＣデータ７２０、図形データ７５２、属
性データ７５６に対してフィードバックされる。
【０１４６】次に、曲げ加工段階においても、まず実加
工に先立って、加工に使用する機械や金型についての設
定、位置合わせなどの設定にかかる段取り作業が行われ
る。そして、その後に、ベンダーによって、曲げ加工用
ＮＣデータに制御されて、ブランク材に対する曲げの実
加工が行われ、所望の板金製品が作成されることとな
る。
【０１４７】最後に、作成された板金製品について、最
終的な検収作業が行われるが、ここでも、加工支援デー
タ７５０中の立体姿図データの重要寸法、重要角度など
に従って、要求精度が満たされているか否かが容易に確
認することができる。
【０１４８】また、この段階で、最終的に用いられたＮ
Ｃ加工データ７２０、ＮＣデータについての最終補正
値、当該加工の際に得られた固有属性、実測値などは、
実加工情報収集部６００により収集され、板金加工情報
データベース７００中の対応する加工データ７２０、加
工支援データ７５０の該当領域に、追加若しくは更新の
方式で記憶されていく。また、かかるデータは、各デー
タが得られた段階で自動的に収集されてもよく、また、
現場作業者の判断を介在させて、最適なデータを選択的
に収集させてもよい。
【０１４９】尚、上述した設計段階における加工シミュ
レーションは、工作機に接続された制御用端末の画面上
または工作機上の操作パネル上の表示専用の大型モニタ
ー上などで任意に実行することができる。これにより、
実加工に先だって、適宜展開図データと三面図データと
の間の検証を行うことや、ＮＣＴ／レーザー加工後にブ
ランク加工品と属性入り展開図データとの間での検証を
行うことができる。また、この時点での検証の結果、展
開図の形状等に関する不良や、割付不良などが判明した
場合には、修正内容が対応するＮＣデータ７２０、図形
データ７５２、属性データ７５６に対してフィードバッ
クされる。また、かかる実加工側における加工シミュレ
ーションは、以下に述べる曲げ加工工程においても同様
に実行できることは言うまでもない。
【０１５０】また、いったん実加工の段階で用いられた
加工データ７２０、およびこの加工データに関連する各
種属性データを含む加工支援データ７５０は、板金加工
情報データベース７００に保管され、ネットワーク上の
あらゆる端末から、共用可能とされる。このため、ネッ
トワーク接続された異なる加工工程の工作機とを有機的
に結合し、例えば、曲げ工程における伸び値を利用し
て、ＮＣＴ工程でのパンチの正確な位置情報を得るな
ど、相互の属性データを用いて、高精度、迅速な加工を
実現することができる。
【０１５１】また、ＮＣＴ／レーザー加工や曲げ加工に
とどまらず、例えば溶接などの他の加工の工程において
も、適宜、これらの属性データを利用して、高精度、迅
速な加工を実現することができる。
【０１５２】尚、一度加工を行った板金製品と同一の製
品（リピート品と称する）またはこれと近似する製品
（類似品と称する）についての加工要求がきた場合に
は、さらに、対応する加工支援情報を利用することによ
って、頭脳展開による展開図の作成、曲げ順、金型決定
などの段取り情報の決定が、不要もしくは著しく容易と
なって、工作機の稼動率が向上することとなる。すなわ
ち、リピート品の場合には、いったん蓄積された現場の
熟練者のノウハウに基づく固有属性により、加工工程
を、限りなく自動的に行い、検証作業にかかる内段取り
時間をゼロに近づけることが可能となる。
【０１５３】尚、リピート品であるか否かは、作業指示
書上などのバーコードの読み取りにより瞬時に判断さ
れ、リピート品であれば関連する板金加工データを自動
的に転送、ロードして実加工を行うことができる。
【０１５４】また、ネットワーク上にある設計側および
加工側のＣＡＥ装置、サーバー機、各制御端末などから
は、それぞれの設計や加工の作業の際のみならず、加工
支援情報検索手段５を介して、板金加工情報データベー
ス７００に対して任意のキーを指定した、自由度の高い
検索を行うことができる。かかる柔軟な検索機能によ
り、任意のタイミングで、リアルタイムに加工データ７
２０の他、各種加工支援データ７５０をも得ることがで
きる。
【０１５５】また、前述した各種加工シミュレーション
を、現場設置の操作パネル上のモニターで、再現実施
し、設計側とのダブルチェックを簡易に実施して、精度
をさらに向上させることもできる。
【０１５６】次に、本実施形態に基づく変形例として、
加工の際の最終補正値を自動的に生成する機能につい
て、以下に述べる。
【０１５７】本機能は、曲げ前のブランク材と共に加工
された、ブランク材と同一の材質、板厚の共材に対し
て、実加工に先立ち、試し加工が行われる。そして得ら
れた寸法や角度についての実測値と、加工データ中の寸
法や角度のデータとの差分に基づき、自動的に加工デー
タ７２０、加工支援データ７５０の補正を行い、板金加
工情報データベース７００に登録する。そして、当該補
正後の加工データを用いて、曲げ加工を行うものであ
る。尚、共材はブランク材の形状のうち、特に重要とな
る寸法部分、角度部分を含んでいれば、板材の小片でも
よい。また、かかる共材とブランク材の立体姿図等を画
面上に重要寸法、角度とともに表示してもよい。
【０１５８】本機能によれば、予め実環境を考慮した補
正値を反映させたＮＣデータにより、ブランク材の実加
工を行うことができるので、新規製品の加工の場合に
は、ことに有用である。
【０１５９】本実施形態によれば、以下のような効果が
得られる。
【０１６０】即ち、加工データやその最終補正値、固有
属性を収集、板金加工情報データベース７００に蓄積し
て、一元管理するので、現場の作業熟練者のノウハウ
を、加工支援情報として、設計段階へフィードバックす
ることができる。
【０１６１】さらに、実環境を考慮した、精度の高い加
工支援情報を用いて、実加工に先だって加工形状や加工
段取り（手順）についてのシミュレーションを行うの
で、予め、ＣＡＥ装置上で検証された、不良のない展開
図データに基づいて、ＮＣデータを生成し、ＮＣＴ／レ
ーザーや曲げなどの一連の加工を行うことができる。従
って、展開図の不良が撃退できる。
【０１６２】また、一連の加工後の加工側における熟練
者のノウハウによる最終的なデータが、板金加工情報デ
ータベースに反映されて行くので、予測データだけでは
決して得られることのない、精度の高い加工データ、加
工支援データが蓄積されていく。従って、板金加工デー
タの蓄積に従って、さらに帰納的にデータの精度が向上
し、より高精度の加工データ、加工支援データが自動的
に得られることとなる。また、蓄積された板金加工デー
タを共用、再利用することで、熟練者の技術を伝承して
経験の浅い作業員でも容易に、また同時並行的に加工作
業を行うことができる。また、加工データの二度作りを
防止することができる。
【０１６３】また、本実施形態のもたらすネットワーク
を介して、異なる加工段階の加工側同士、また実加工側
と設計側との緊密な双方向コミュニケーションが可能と
なる。これにより、各加工機を有機的に結合し、互いの
加工支援情報を相互参照して、その精度を高めるととも
に工作機の稼動率を向上させることができる。
【０１６４】また、こうした板金情報データベース７０
０の設計側と加工側での共用、再利用によって、内段取
り時間中に占める検証、試し加工にかかる内段取り作業
が不要となり、ボトルネックが解消される。
【０１６５】また、各検証作業、段取り作業を、加工支
援情報に基づいて、画面表示上で確認等を行いながら容
易に行うこととなるので、一部の熟練者に依存して成立
していたこれらの作業の属人性が排除され、熟練者以外
の経験の浅い操作員、作業員であっても、熟練者と同様
に作業を行うことが可能となる。
【０１６６】このようにして、工作機の稼動率が著しく
向上し、ひいては、加工ラインの２４時間３６５日連続
自動稼動なども可能となる。
【０１６７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下に記載されるような効果を奏する。
【０１６８】即ち、現場側の実加工における現場属性を
収集、蓄積する機能を提供する。このため、実加工の際
のデータを設計段階へフィードバック、蓄積することに
よって、熟練者の技術が未経験者に伝承され、現場の作
業熟練者のノウハウを用いた板金加工の帰納的な精度向
上が可能となる。また、かかるデータの相互利用によ
り、加工機械の稼動率が向上する。
【０１６９】また、本発明においては、設計側で実加工
に先だって加工情報（展開図検証）や加工支援情報（段
取り情報）の仮想的なシミュレーション機能を提供す
る。このため、加工側（現場側）の内段取り作業が、設
計側（事務所側）の外段取り作業にシフトし、精度の高
い加工情報に基づく実加工が可能となる。これにより、
作業者の作業負荷が軽減され、人間系には作業時間短縮
がもたらされるとともに加工機械の稼動率が向上する。
【０１７０】また、加工支援情報を含む板金加工情報を
データベース化し、ネットワーク上の各装置上にかかる
データを容易に表示、検索する機能を提供する。このた
め、ネットワーク接続下の各端末において、高精度の設
計を行うこと、異なる工作機が互いの属性データを相互
利用して加工を行うこと、現場作業者が完成品イメージ
に基づいて実加工を容易に行うことが可能となる。
【０１７１】このように、本発明を用いれば、加工機械
の稼動率を向上させて、板金製品の不良の撃退・品質向
上が図れることとなる。従って、生産性の向上により、
板金製品の低コスト化とTurn Around Time(TAT)の短縮
とを合わせて実現することができるのであり、従来シス
テムにはその例を見ない市場競争力に抜きんでた板金製
品を提供し、増加利益をもたらす、産業上その効果の極
めて大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る板金加工統合支援シス
テムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る板金加工情報データベ
ース中の属性データの構造の一例、および板金加工情報
データベースの関連機能を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る板金加工統合支援シス
テムのネットワーク構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る加工シミュレーション
に関連する板金製品の図面データの例を示す図である。
【符号の説明】
１ 設計情報登録手段 ２ 加工支援情報抽出手段 ３ 実加工情報フィードバック手段 ４ 加工支援情報表示手段 ５ 加工支援情報検索手段 １０ 自動プログラミング装置 ２０ サーバー ３０、６０ 操作パネル ４０、５０ 制御用端末 １００ ＣＡＤ部 ２００ 加工シミュレーション部 ２１０ 属性入り最終展開図 ３００ ＮＣデータ作成部 ４００ ＮＣＴ／レーザー加工部 ５００ 曲げ加工部 ６００ 実加工情報収集部 ７００ 板金加工情報データベース ７２０ 加工データ ７５０ 加工支援データ ７５２ 図形データ ７５６ 属性データ ７５７ 型番ＩＤ ７５８ 基準属性部 ７５９ 固有属性部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−81223（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−59126（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−104395（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−177903（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−290130（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−120373（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−129221（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−62326（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−105220（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−149343（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−116927（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−177944（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−44551（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−149208（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−311883（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−310348（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 15/00 - 15/28 G05B 19/18 - 19/46 B21D 5/00 - 9/18 B23K 26/00 - 26/42 B23Q 37/00 - 41/08

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工作機に対する制御用データである加工
    情報および該加工情報に関連する加工支援情報を含む板
    金加工情報の管理を行う板金加工統合支援システムであ
    って、 前記板金加工統合システムは、設計側におけるＣＡＥ装
    置と、加工側における工作機とを有し、複数の工作機に
    それぞれ接続された端末装置間でネットワーク接続し、
    該端末装置間で相互通信する手段と、複数の前記工作機
    にそれぞれ接続された端末装置および前記ＣＡＥ装置間
    でネットワーク接続し、該ネットワーク接続された装置
    間で相互通信する手段とを有し、 前記加工支援情報は、少なくとも、加工対象の板金製品
    の図形データと、該図形データに対応づけられた、加工
    情報の基礎となる加工の属性データとを含み、前記属性
    データは、加工対象の板金製品についての汎用の属性デ
    ータである基準属性部、および該板金製品についての実
    加工の際に用いられた固有属性部により構成され、加工
    対象のワークに関する材料属性データ、加工を行う工作
    機に関する機械属性データ、加工工具に関する金型属性
    データ、実加工に関する加工属性データ、および加工動
    作に影響を及ぼす環境因子に関する環境属性データを含
    み、 加工側における板金製品の実加工前に、設計側で生成し
    た板金加工情報を用い、又は、加工すべき板金製品の設
    計データおよび加工条件の入力に基づいて、蓄積された
    板金加工情報から前記加工条件と一致または近似する属
    性データとのマッチングを行い、該一致または近似する
    属性データに対応する板金加工情報が検索された場合
    は、この板金加工情報を用いて、予め設計側において加
    工形状および／または加工手順の検証を行い、該検証後
    の前記板金加工情報を生成する手段と、 加工側における実加工の際の実加工情報および／または
    該実加工情報の基礎とされた固有属性を収集し、収集さ
    れた前記実加工情報および前記固有属性を前記板金加工
    情報に帰還する手段と、 を備えたことを特徴とする板金加工統合支援システム。
  2. 【請求項２】 前記実加工情報は、指示された加工情報
    に対する最終補正値であることを特徴とする請求項１記
    載の板金加工統合支援システム。
  3. 【請求項３】 前記加工情報および前記加工支援情報
    は、設計側における板金加工情報の生成に伴って蓄積さ
    れることを特徴とする請求項１または２のいずれか記載
    の板金加工統合支援システム。
  4. 【請求項４】 前記基準属性部は、前記材料属性デー
    タ、前記機械属性データ、および前記金型属性データを
    含み、 前記固有属性部は、前記材料属性データ、前記機械属性
    データ、前記金型属性データ、前記加工属性データ、お
    よび前記環境属性データを含むことを特徴とする請求項
    １乃至３のいずれか記載の板金加工統合支援システム。
  5. 【請求項５】 前記加工支援情報は、さらに、前記属性
    データから生成した加工に関する段取り情報を含むこと
    を特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の板金加工
    統合支援システム。
  6. 【請求項６】 前記加工支援情報は、さらに、加工に関
    するイメージデータを含むことを特徴とする請求項１乃
    至５のいずれか記載の板金加工統合支援システム。
  7. 【請求項７】 前記基準属性は、外部からの補正指示情
    報に基づき、前記加工属性データの一部または全部によ
    り置き換えられることを特徴とする請求項１乃至６のい
    ずれか記載の板金加工統合支援システム。
  8. 【請求項８】 前記加工支援情報は、さらに、設計側に
    おける板金加工情報の検証の際の検証データを含むこと
    を特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の板金加工
    統合支援システム。
  9. 【請求項９】 前記実加工情報および前記固有属性の収
    集は、実加工に先だってワークの共材の加工を予め行
    い、該共材の加工の際の前記実加工情報および前記固有
    属性を自動収集することにより行われることを特徴とす
    る請求項１乃至８のいずれか記載の板金加工統合支援シ
    ステム。
  10. 【請求項１０】 前記加工形状の検証は、前記入力設計
    データと該設計データより生成した完成品データとを検
    証することにより行われることを特徴とする請求項１乃
    至９のいずれか記載の板金加工統合支援システム。
  11. 【請求項１１】 前記加工手順の検証は、前記完成品デ
    ータに対して、加工側における実加工の各手順を、順方
    向および／または逆方向に、ＣＡＥ装置上で仮想的に実
    行することにより行われることを特徴とする請求項１０
    記載の板金加工統合支援システム。
  12. 【請求項１２】 前記検証により得られる加工形状デー
    タおよび／または前記完成品データは、加工情報の基礎
    となる加工の属性データを含むことを特徴とする請求項
    １０または１１のいずれか記載の板金加工統合支援シス
    テム。
  13. 【請求項１３】 前記ネットワーク接続は、リモート接
    続を含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか
    記載の板金加工統合支援システム。
  14. 【請求項１４】 制御用データである加工情報および該
    加工情報に関連する加工支援情報を含む板金加工情報を
    蓄積した板金加工情報データベースから、前記工作機に
    対して、関連する板金加工情報を送信することを特徴と
    する請求項１乃至１３のいずれか記載の板金加工統合支
    援システム。
  15. 【請求項１５】 制御用データである加工情報および該
    加工情報に関連する加工支援情報を含む板金加工情報を
    蓄積した板金加工情報データベースから、加工支援情報
    を含むデータを抽出し、該抽出されたデータを前記端末
    装置に出力することを特徴とする請求項１乃至１４のい
    ずれか記載の板金加工統合支援システム。
  16. 【請求項１６】 前記加工支援情報を含むデータは、前
    記端末装置から送信される任意の板金製品に対応する板
    金加工情報の検索要求に対応して抽出されることを特徴
    とする請求項１５記載の板金加工統合支援システム。
  17. 【請求項１７】 前記ネットワーク接続がされた装置間
    では、工作機に対する制御用データである加工情報に関
    連し、コードデータ、図形データ、イメージデータ、音
    声データのいずれか１以上により構成される加工支援情
    報を含むデータを相互通信することを特徴とする請求項
    １乃至１３のいずれか記載の板金加工統合支援システ
    ム。
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