JP3612422B2 - 板金の図形作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金の展開図と立体姿図とを同一画面に連動表示させる一方、立体姿図の干渉チェック、逆シミュレーションを行って正確な展開図を自動的に生成する自動プログラミング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年は工作機（ベンディング、レーザ、パンチング等）のライン制御システムが進んでいる。このようなライン制御システムは、図２１に示すように事務所側にＣＡＤ／ＣＡＭ機能を備えた自動プログラミング装置１（ＣＡＥ）とサーバである親機２とを配置し、これらの上位装置と下位装置である現場側の工作機（ＮＣＴ／レーザ、ベンダー）とを端末３、端末４、ＮＣ装置５を介してＬＡＮで結んでいる。
【０００３】
前述の自動プログラミング装置１のＣＡＤ機能を用いて、オペレータは三面図に基づく立体形状をイメージしながらＮＣＴ／レーザ用の加工プログラムを得るための展開図を生成させた後に、ＣＡＭ機能により、ＣＡＤで生成した展開図に対して適切な工具を割り当てたり、レーザ軌跡を求め、これらの加工プログラムを親機２に送信していた。前述の展開図の生成に当たっては、伸び値を用いている。この伸び値は伸び値表等を参照し、そのユーザのベンダーの特性、ユーザの固有の状況に応じて選択した伸び値である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動プログラミング装置においては、オペレータが立体姿図をイメージしながら展開図を生成しなければならないので、立体が複雑になるに従って経験の豊富なオペレータでなければ容易に正確な展開図を生成させることができない。
【０００５】
また、従来の展開図はＮＣＴ／レーザ用の加工プログラムを得るための展開図であり、ベンダー側のＮＣ装置に、そのままの状態で転送することができない。
例えば、オペレータは正しい溶接がなされるかのフランジの干渉、金型の干渉具合を確認した正確な展開図を生成しなければならないし、伸び値に関しても現場側の伸び値であることが望ましい。
【０００６】
すなわち、従来の自動プログラミング装置は、ＣＡＤ側でフランジ、金型の干渉をチェックしないで、かつ伸び値も伸び値表に基づく伸び値を用いて立体形状をイメージしながら展開図を生成しているので、現場側の状況に応じた正確な展開図を得ることができないという課題があった。
【０００７】
従って、自動プログラミング装置のＣＡＤ側で現場側の伸び値と、フランジ、金型の干渉を考慮した正確な展開図を容易に得ることが望ましい。
【０００８】
【発明を解決するための手段】
本発明の板金の図形作成プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
コンピュータに、
２次元の３面図を元に入力された立体を構成する各面を画面に表示する手段、前記画面上の内で基準面と突き合わせ面とが指定されたとき、両面を曲げ条件に従った重ね領域を演算し、この重ね領域で突き合わせた仮展開図を演算して表示する手段、前記曲げ条件に基づいて前記仮展開図を３次元座標に定義し、この３次元座標に対してアフィン変換演算を行う手段、前記アフィン変換後のデータに対して板厚方向を演算して付加したサーフェースを生成する手段、前記サーフェースモデルに対してレンダリング演算を行い立体図を生成する手段、前記立体図に対して各立体面同士の干渉演算を行い、この干渉箇所の面と該面の干渉領域とを第１の干渉演算結果として知らせる手段、前記立体図の最終の曲げ線から順に、金型を指定させて逆シミュレーションを行いながら干渉演算を行い、金型に接した面を第２の干渉演算結果として知らせる手段、前記第１、第２の干渉演算結果を読み、この干渉演算結果に基づいて前記仮展開図に対して修正演算を行う手段、前記仮展開図が修正される毎に、前記曲げ条件で曲げた立体図を再度生成する手段、前記修正された仮展開図の外枠ループ及び曲げ線を抽出させ、この結果を展開図データとして送出する手段、
としての機能を実現させるための板金の図形作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを要旨とする。
【０００９】
この自動プログラミング装置は、立体姿図に対して各立体面同士の干渉演算を行い、この干渉箇所の面と該面の干渉領域とを干渉演算結果として知らせる図形編集部と、立体姿図の最終の曲げ線から順に、金型を指定させて逆シミュレーションを行いながら干渉演算を行い、金型に接した面を干渉演算結果として知らせる逆シミュレーション部と、図形編集部又は逆シミュレーション部の干渉演算結果を読み、この干渉演算結果に基づいて仮展開図を修正する仮展開図修正部と、仮展開図が修正される毎に、曲げ条件で曲げた立体姿図を再度生成させる手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態１の板金統合支援システムの自動プログラミング装置の概略構成図である。この自動プログラミング装置１０は、２．５次元のＣＡＤ１１とＣＡＭ１２とデータ送受部１３とを備えて、三面図Ａｉ（二次元）に基づいて入力された各面を画面（図形状入力部ともいう）１４に表示し、図示しない親機と通信を行って親機が蓄積している現場側の曲げ属性情報（伸び値データ）を転送させ、この伸び値に基づく面合成図Ｂｉ（仮展開図ともいう）に基づく立体図Ｅｆ（立体図データともいう）を生成する。
【００１１】
そして、この立体図Ｅｆの立体姿図Ｅｉを画面１４に連動表示させることが可能であると共に、この立体姿図Ｅｉ上に突き合わせ箇所の干渉具合又は重ね合わせの画面及び立体図Ｅｆを用いての逆シミュレーション等を行った後に、面合成図Ｂｉを修正し、この面合成図Ｂｉを一筆で描いた正確な展開図Ｑｉを得る。
【００１２】
また、ＣＡＭ１２は、ＣＡＤ１１で得られた展開図Ｑｉに基づいて加工軌跡、金型の指定等の加工プログラムを生成して該当する工作機に送出する。
【００１３】
また、本実施の形態の自動プログラミング装置１０は、親機側と通信を行って伸び値情報等を転送させるデータ送受部１３を備えている。
【００１４】
（ＣＡＤの構成）
ＣＡＤ１１は 図１に示すように、図形状入力部１４と、面合成部１５と、立体図生成部１６と、立体姿化部１７と、立体図編集部１８と、逆シミュレーション部１９と、仮展開図修正部２０と、展開図生成部２１とを備えている。
【００１５】
図形状入力部１４は、オペレータにより入力された三面図Ａｉに基づく立体を構成する各面をメモリ２２に定義する。
【００１６】
面合成部１５は、メモリ２２に定義された画面の閉ループの内で二つの閉ループの辺がマウス又はキーボード（図示せず）によって指定されたとき、初めの指定辺の閉ループを基準面、次の指定辺を有する閉ループを突き合わせ面と定義する。
【００１７】
そして、基準面の指定辺に突き合わせ面が重なる（重ね領域）ようにメモリ２２上で突き合わせ面を移動させた面合成図Ｂｉを生成して画面１４に表示させる。この面合成図Ｂｉは、伸び値の重ね領域で面合成を行う。
【００１８】
前述の伸び値の重ね領域の面合成図Ｂｉを得るに伴って、全体寸法を短くすると共に、重ね領域が広がるように修正され、この重ね領域（曲げ領域ともいう）に曲げ線が付加される。また、この曲げ線の情報は、線番号と線種と伸び値等からなる。
【００１９】
立体図生成部１６は、入力された曲げ角度θと曲げ方向とに基づいてメモリ２２の面合成図Ｂｉを曲げた（曲げ線が基準）ときの立体モデルを生成し、この立体モデルに板厚方向を付加したサーフェースモデルの立体図データ（単に立体図Ｅｆともいう）を立体図用ファイル２３に記憶する。
【００２０】
立体姿化部１７は、立体図生成部１６が生成した立体図Ｅｆを取り込み、スクリーン空間に投影した立体姿図Ｅｉを画面１４に表示させる。また、回転、色付け、拡大等の機能を有する。
【００２１】
立体図編集部１８は、立体図用ファイル２３に記憶された立体図Ｅｆに対して立体図干渉演算を行ったり、突き合わせ、重ね合わせ等の干渉演算を行い、これらの結果を立体姿化部１７を用いて表示させる。この立体図編集部１８については図を用いて詳細に後述する。
【００２２】
逆シミュレーション部１９は、立体図Ｅｆを逆の順番で開いていきながら金型、フランジの干渉チェックを行う。
【００２３】
仮展開図修正部２０は、立体図編集部１８、逆シミュレーション部１９の干渉チェック結果による補正値を読み、この補正値に基づいて面合成図Ｂｉを修正する。
【００２４】
展開図生成部２１は、面合成図Ｂｉの外枠ループ（一筆で書ける）を抽出し、この外枠ループに曲げ線を入れた展開図Ｑｉを製品番号に関連させて展開図用ファイル２４に登録する。
【００２５】
さらに、ＣＡＤ１１は、図２に示すように、面認識部３０と、伸び値読込部３１と、有限要素法部３２等を備えている。
【００２６】
面認識部３０は、３面図に基づく立体を構成する各面をメモリ３３に定義し、この閉ループをなぞっていって面を認識する。
【００２７】
伸び値読込部３１は、板厚、材質、曲げ角度、曲げ種別等の曲げ条件Ｊｉを入力させる曲げ伸びダイアログを表示させ、このダイアログに設定された曲げ条件Ｊｉに一致する曲げ属性情報Ｆｉがファイル３４に存在するかどうかを判断し、存在するときはその伸び値を面合成部１５に設定する。
【００２８】
また、ファイル３４に曲げ条件Ｊｉに一致する伸び値が存在しないときは、有限要素法部３２を起動させると共に、その曲げ条件Ｊｉを有限要素法部３２に送出する。
【００２９】
前述のＣＡＤ１１から転送される曲げ属性情報Ｆｉは、図３に示すように、機械番号が付加され、曲げ伸びＩＤ、材料名称、…等からなる伸び値情報条件部と、伸び値、スプリングバック量等からなる伸び値データ部とから構成されている。
【００３０】
有限要素法部３２は、曲げ条件Ｊｉより、材料、曲げ角度、曲げ方向等を読み込んで、曲げ角度になるためのパンチの目標ストローク量を求め、この目標ストローク量に従って、弾塑性有限要素法を用いてワークを変位させ、この変位角度が曲げ角度に一致したときの伸び値を求める。
【００３１】
そして、この伸び値を伸び値読込部３１に代わって面合成部１５に設定すると共に、求めた伸び値と、この伸び値を求めたときの曲げ条件Ｊｉをファイル３４に記憶する。
【００３２】
（ＣＡＭの構成）
ＣＡＭ１２は、加工軌跡生成部３５と、シートデータ作成部３６と、ＮＣデータ作成部３７と、シミュレーション部３８等から構成され、ＣＡＤ側で生成された展開図に基づいてワーク上の加工軌跡を求めて、ＮＣＴ、レーザ用の正確なＮＣデータを求める。
【００３３】
上記のように構成された実施の形態１の自動プログラミング装置１０について以下に動作を説明する。
【００３４】
また、本実施の形態の自動プログラミング装置１０は、図示しないキーボードと、マウスと、各プログラムを管理すると共に、マルチウィンドウ表示を行わせるマルチウィンドウ表示／管理部とを有し、面合成図Ｂｉと立体姿図Ｅｉとを同時表示する。
【００３５】
初めに、面認識部３０は面認識処理を行う。この面認識処理は画面１４における３面図に基づく立体を構成する各面（閉面ループＧｉ；Ｇａｉ、Ｇｂｉ、…）（図４参照）の辺（例えばｇａ、ｇｂ）の指定に伴って、その辺をなぞって行って面を認識する。次に、面合成部１５は、面突き合わせ処理を行う。この突き合わせ処理は、画面１４の閉面ループＧｉの内で二つの閉面ＧループＧｉ（Ｇａｉ、Ｇｂｉ）の辺がマウス又はキーボード（図示せず）によって指定されると、面同士を突き合わせた面合成図Ｂｉを図５に示すように画面１４に得る。
【００３６】
一方、面突き合わせ処理と同時に立体図生成部１６が起動して面合成図Ｂｉに基づく立体姿図Ｅｉを画面１４に表示する立体姿図表示処理を行う。すなわち、図６に示すように面合成図Ｂｉと立体姿図Ｅｉを同時に表示させることになる。
【００３７】
この立体姿図Ｅｉの生成は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元座標を定義し、この３次元座標に２次元の面合成図Ｂｉの座標を定義した後に曲げ条件に基づいてアフィン変換したサーフェースモデルを生成する。つまり、３次元ＣＡＤというよりは２．５次元ＣＡＤとしている。
【００３８】
そして、サーフェースモデル化された立体図を、立体姿化部１７に渡して陰面消去した立体姿図Ｅｉを表示させる。
【００３９】
立体姿化部１７は、立体図データを入力し、この立体図データに対して色塗りを行う。
【００４０】
従って、画面１４には、仮展開図（面合成図）Ｂｉと共に、面が塗られた立体姿図（ソリッドモデル化された姿図）が連動表示される。
【００４１】
この立体姿図は拡大、回転が可能となっており、マウスで拡大、回転を指示する。この拡大、回転等の処理は、３次元アフィン変換を用いている。
【００４２】
一方、立体図編集部１８は、サーフェースモデルに対して立体の干渉計算を行い、干渉箇所が検出されたときは、その干渉箇所を例えば緑色で表示させる指示を立体姿化部１７に送出し、画面１４に図７に示すような干渉チェック結果画面を表示させる。
【００４３】
この図７の干渉チェック画面においては、立体面Ａと立体面Ｂとを矢印の方向から立ち上げたときに両面の端部同士が互いに重なっている。
【００４４】
また、立体図編集部１８は、図８に示す突き合わせダイアログを表示させると共に、干渉チェック画面上の第１フランジと第２フランジとを突き合わせダイアログの設定条件に従って立体姿化部１７を用いて色別表示させる。
【００４５】
例えば、図８においては、第１フランジを黄色、第２フランジを赤色にさせる。また、立体図編集部１８は片引きモード表示においては、片引きする方（黄色）を長く引き延ばして表示させている。そして、突き合わせダイアログの両引きモードを選択したときは、図９に示すように両面の干渉箇所を消去する。
【００４６】
また、立体の干渉箇所を消去させるには、立体図の干渉面の領域を仮展開図修正部２０に送出する。
【００４７】
仮展開図修正部２０は、干渉面の領域が入力すると、この領域が示す領域ｈｉを面合成図Ｂｉから消去する。
【００４８】
例えば、図１０の（ａ）に示す面合成図Ｂｉを生成したときに、例えば両引きモードにされたときは、図１０の（ｂ）に示すように立体図において干渉領域とされた面合成図Ｂｉの領域ｈｉを消去することによって図１０の（ｃ）に示す修正仮展開図ＣＰを得る。従って、この図１０の（ｂ）の面合成図を再度立体化（サーフェースモデル）した立体姿図は上記の図９に示すように突き合わせ箇所で面が重ならない。
【００４９】
また、立体図編集部１８は、重ね合わせ編集を行う。この重ね合わせ編集は、例えば立体図編集部１８がファイル２３の立体図Ｅｆの第１フランジｍａと第２フランジｍｂとに対して面の干渉演算を行い（図１１参照）、この結果を画面に表示する。
【００５０】
図１１の立体姿図Ｅｉにおいては、折り曲げ辺の第１フランジｍａを赤、第２フランジｍｂを黄色、両フランジの干渉領域ｖｉを緑として表示させている。
【００５１】
また、重ね合わせの編集ダイアログを表示させている。この重ね合わせ編集ダイアログにおいては、第１フランジｍａを生かして黄色の第２フランジを切るモード表示２５、黄色の第２フランジを生かして第１フランジを切るモード表示２６、緑の干渉領域ｖｉのみを切るモード表示２７、干渉領域Ｖｉを斜めに切るモード表示２８、干渉箇所ｖｉを４５度で切るモード表示２９等を選択することが可能となっている。また、重ね合わせの編集ダイアログにおいては、干渉箇所ｖｉを切る幅（補正量）を入力させる欄を有している。
【００５２】
そして、図１１の重ね合わせの編集ダイアログにおいて、干渉箇所ｖｉを４５度で切るモード表示２９が選択され、かつ補正量が入力すると、立体図編集部１８は、図１２に示すように、それぞれのフランジ面の干渉箇所ｖｉ（ｖｉａ、ｖｂｉ）を４５度でカットすると共に、それぞれのフランジ面同士を補正量に従った間隔にする。
【００５３】
一方、仮展開図修正部２０は補正量と、そのモード（干渉箇所ｖｉを４５度で切るモード表示２９）と、干渉面（例えば第１、第２フランジ）における干渉箇所ｖｉとを読み、以下に説明する処理を行う。
【００５４】
例えば、メモリ２２に図１３の（ａ）に示す仮展開図Ｂｉａが定義されている状態において、立体図編集部１８が図１２に示すような干渉箇所Ｖｉ（ｖｉａ、ｖｉｂ）を算出したときは、仮展開図修正部２０は、図１３の（ｂ）に示すように仮展開図Ｂｉａに、その干渉箇所Ｖｉ（ｖｉａ、ｖｉｂ）を定義する。
【００５５】
そして、図１３の（ｃ）に示すように干渉箇所Ｖｉ（ｖｉａ、ｖｉｂ）を４５度領域分カットした仮展開図を得る。
【００５６】
さらに、逆シミュレーション部１９は、最後の曲げ線から所定の金型で順次開いて行きながらフランジ、金型の干渉チェックを行う。
【００５７】
この逆シミュレーションは、例えば、図１４に示すような立体図の断面を示す立体姿図をサーフェースモデルから得て画面に表示する。図１４においては、金型の突き当て箇所が最終の曲げ線とし、指定された金型の断面形状を同時に表示し、曲げ線に付加されている属性情報の曲げ角度、曲げ方向、伸び値、曲げ種別等に基づいて逆シミュレーションを行って面を開きながら干渉の有無を仮展開図修正部２０に知らせる。仮展開図修正部２０は、金型の干渉があるときは面合成図Ｂｉを分離する。
【００５８】
つまり、本実施の形態の自動プログラミング装置１０はＣＡＭ側で、逆シミュレーショ ンを行う前にＣＡＤ側で行っている。このため、後段のＣＡＭに属性入りの展開図を渡す前に逆シミュレーションによる干渉がチェックできるので、結果として加工プログラム（ＮＣデータ）を早く生成させることになる。
【００５９】
また、展開図生成部２１は、立体図編集、逆シミュレーションによる仮展開図の修正が終了すると、この仮展開図に於ける閉ループ（折り曲げ線を除く）をなぞり、最大閉ループを形成する軌跡を最終の展開図Ｑｉ（図１５参照）として製品番号等を付加して登録する。この最終の展開図Ｑｉには伸び値、金型等の属性情報が付加される。また、この展開図Ｑｉと共に、サーフェースモデル、立体姿図、寸法等が関連づけられて登録される。
【００６０】
一方、ＣＡＭは、ＣＡＤ側からの展開図Ｑｉを入力し、図１６に示すようにワークに対する金型の割付を行ったときの画面を表示する。
【００６１】
＜実施の形態２＞
図１７は実施の形態２の概略構成図である。本例では実施の形態２の主要部のみを図示している。実施の形態２では、断面形状生成部４０と、寸法計算表示部４１と、コーナ部情報抽出部４２とを備える。
【００６２】
断面形状生成部４０は、図１８に示すように、サーフェースモデルを所定面側から見たときの断面図（ワイヤーフレーム）を生成（コーナ部は異なる色の線）し、表示させる。
【００６３】
寸法計算表示部４１は、断面形状生成部４０が生成した断面図の各寸法を計算し、この計算結果を図１８に示すように、断面図の各線に付加する。
【００６４】
コーナ部情報抽出部４２は、断面図に係わるコーナ部の情報（内Ｒ、伸び値Ｄ、奥行き寸法）をサーフェースモデルから抽出し、この情報を数値でコーナ部の近傍に表示させる。
【００６５】
すなわち、断面のワイャーフレームに計算した寸法、コーナ情報を表示させることによって、例えば図面に描かれた３面図から正しい寸法の各面を入力したかどうかを確認できる。
【００６６】
また、コーナ情報には奥行き寸法も付加されて表示されるので、断面寸法で全体の寸法を確認できる。
【００６７】
さらに、寸法計算表示部４１は図１９に示すように画面上のカーソルの移動に追従させた寸法表示も可能となっている。
【００６８】
この寸法表示は、例えば図２０の（ａ）に示すように、立体姿図の２頂点をカーソルで指示し、次に図２０の（ｂ）に示すように、最初にカーソルで指定した頂点方向と次に指定した頂点方向を結ぶ線ベクトルを求める、そして、図２０の（ｃ）に示すように、線ベクトルの３軸成分上における寸法を求めることによって実現する。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、画面に展開図に基づく立体姿図を表示し、この立体姿図の各立体面同士の干渉箇所を他の立体面とは異なる色で表示させる。
【００７０】
また、この立体姿図上において移動させられた立体面の移動方向、移動量とから展開図を修正して、再びこの仮展開図に基づいて立体姿図を表示させる一方、立体姿図の最終の曲げ線から順に、金型を指定させて逆シミュレーションを行いながら干渉演算を行う。
【００７１】
次に、この干渉演算の結果を仮展開図に反映させて修正した後に、仮展開図の外枠を求め、この外枠に曲げ線を入れた展開図を最終の展開図として得る。
【００７２】
このため、ＣＡＭ側に渡す前に、画面上において仮展開図と立体姿図とを連動表示しながら、かつ立体姿図の色からフランジ、金型の干渉具合が容易に判断できると共に、仮展開図の修正も画面上にて容易に行えるという効果が得られている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の板金統合支援システムの概略構成図である。
【図２】実施の形態１におけるＣＡＤの追加の概略構成図である。
【図３】曲げ属性情報を説明する説明図である。
【図４】画面の閉ループの表示を説明する説明図である。
【図５】面合成処理を説明する説明図である。
【図６】仮展開図と立体姿図の連動表示を説明する説明図である。
【図７】立体姿図における干渉箇所を説明する説明図である。
【図８】立体姿図上における突き合わせ編集を説明する説明図である。
【図９】両面引きの突き合わせ編集における立体姿図を説明する説明図である。
【図１０】仮展開図の修正を説明する説明図である。
【図１１】重ね合わせ編集画面の説明する説明図である。
【図１２】重ね合わせ編集画面の修正結果を説明する説明図である。
【図１３】重ね合わせ編集による仮展開図の修正を説明する説明図である。
【図１４】逆シミュレーションによる表示画面を説明する説明図である。
【図１５】最終の展開図の生成を説明する説明図である。
【図１６】ＣＡＭ側の表示画面を説明する説明図である。
【図１７】実施の形態２の板金統合支援システムの概略構成図である。
【図１８】断面図の寸法表示を説明する説明図である。
【図１９】寸法表示を説明する説明図である。
【図２０】寸法表示の生成を説明する説明図である。
【図２１】従来の工作機ライン制御システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１０ 自動プログラミング装置
１１ ＣＡＤ
１２ ＣＡＭ
１３ データ送受部
１４ 図形状入力部（画面）
１５ 面合成部
１６ 立体図生成部
１７ 立体姿化部
１８ 立体図編集部
１９ 逆シミュレーション部
２０ 仮展開図修正部
２１ 展開図生成部
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金の展開図と立体姿図とを同一画面に連動表示させる一方、立体姿図の干渉チェック、逆シミュレーションを行って正確な展開図を自動的に生成する自動プログラミング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年は工作機（ベンディング、レーザ、パンチング等）のライン制御システムが進んでいる。このようなライン制御システムは、図２１に示すように事務所側にＣＡＤ／ＣＡＭ機能を備えた自動プログラミング装置１（ＣＡＥ）とサーバである親機２とを配置し、これらの上位装置と下位装置である現場側の工作機（ＮＣＴ／レーザ、ベンダー）とを端末３、端末４、ＮＣ装置５を介してＬＡＮで結んでいる。
【０００３】
前述の自動プログラミング装置１のＣＡＤ機能を用いて、オペレータは三面図に基づく立体形状をイメージしながらＮＣＴ／レーザ用の加工プログラムを得るための展開図を生成させた後に、ＣＡＭ機能により、ＣＡＤで生成した展開図に対して適切な工具を割り当てたり、レーザ軌跡を求め、これらの加工プログラムを親機２に送信していた。前述の展開図の生成に当たっては、伸び値を用いている。この伸び値は伸び値表等を参照し、そのユーザのベンダーの特性、ユーザの固有の状況に応じて選択した伸び値である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動プログラミング装置においては、オペレータが立体姿図をイメージしながら展開図を生成しなければならないので、立体が複雑になるに従って経験の豊富なオペレータでなければ容易に正確な展開図を生成させることができない。
【０００５】
また、従来の展開図はＮＣＴ／レーザ用の加工プログラムを得るための展開図であり、ベンダー側のＮＣ装置に、そのままの状態で転送することができない。
例えば、オペレータは正しい溶接がなされるかのフランジの干渉、金型の干渉具合を確認した正確な展開図を生成しなければならないし、伸び値に関しても現場側の伸び値であることが望ましい。
【０００６】
すなわち、従来の自動プログラミング装置は、ＣＡＤ側でフランジ、金型の干渉をチェックしないで、かつ伸び値も伸び値表に基づく伸び値を用いて立体形状をイメージしながら展開図を生成しているので、現場側の状況に応じた正確な展開図を得ることができないという課題があった。
【０００７】
従って、自動プログラミング装置のＣＡＤ側で現場側の伸び値と、フランジ、金型の干渉を考慮した正確な展開図を容易に得ることが望ましい。
【０００８】
【発明を解決するための手段】
本発明の板金の図形作成プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
コンピュータに、
２次元の３面図を元に入力された立体を構成する各面を画面に表示する手段、前記画面上の内で基準面と突き合わせ面とが指定されたとき、両面を曲げ条件に従った重ね領域を演算し、この重ね領域で突き合わせた仮展開図を演算して表示する手段、前記曲げ条件に基づいて前記仮展開図を３次元座標に定義し、この３次元座標に対してアフィン変換演算を行う手段、前記アフィン変換後のデータに対して板厚方向を演算して付加したサーフェースを生成する手段、前記サーフェースモデルに対してレンダリング演算を行い立体図を生成する手段、前記立体図に対して各立体面同士の干渉演算を行い、この干渉箇所の面と該面の干渉領域とを第１の干渉演算結果として知らせる手段、前記立体図の最終の曲げ線から順に、金型を指定させて逆シミュレーションを行いながら干渉演算を行い、金型に接した面を第２の干渉演算結果として知らせる手段、前記第１、第２の干渉演算結果を読み、この干渉演算結果に基づいて前記仮展開図に対して修正演算を行う手段、前記仮展開図が修正される毎に、前記曲げ条件で曲げた立体図を再度生成する手段、前記修正された仮展開図の外枠ループ及び曲げ線を抽出させ、この結果を展開図データとして送出する手段、
としての機能を実現させるための板金の図形作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを要旨とする。
【０００９】
この自動プログラミング装置は、立体姿図に対して各立体面同士の干渉演算を行い、この干渉箇所の面と該面の干渉領域とを干渉演算結果として知らせる図形編集部と、立体姿図の最終の曲げ線から順に、金型を指定させて逆シミュレーションを行いながら干渉演算を行い、金型に接した面を干渉演算結果として知らせる逆シミュレーション部と、図形編集部又は逆シミュレーション部の干渉演算結果を読み、この干渉演算結果に基づいて仮展開図を修正する仮展開図修正部と、仮展開図が修正される毎に、曲げ条件で曲げた立体姿図を再度生成させる手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態１の板金統合支援システムの自動プログラミング装置の概略構成図である。この自動プログラミング装置１０は、２．５次元のＣＡＤ１１とＣＡＭ１２とデータ送受部１３とを備えて、三面図Ａｉ（二次元）に基づいて入力された各面を画面（図形状入力部ともいう）１４に表示し、図示しない親機と通信を行って親機が蓄積している現場側の曲げ属性情報（伸び値データ）を転送させ、この伸び値に基づく面合成図Ｂｉ（仮展開図ともいう）に基づく立体図Ｅｆ（立体図データともいう）を生成する。
【００１１】
そして、この立体図Ｅｆの立体姿図Ｅｉを画面１４に連動表示させることが可能であると共に、この立体姿図Ｅｉ上に突き合わせ箇所の干渉具合又は重ね合わせの画面及び立体図Ｅｆを用いての逆シミュレーション等を行った後に、面合成図Ｂｉを修正し、この面合成図Ｂｉを一筆で描いた正確な展開図Ｑｉを得る。
【００１２】
また、ＣＡＭ１２は、ＣＡＤ１１で得られた展開図Ｑｉに基づいて加工軌跡、金型の指定等の加工プログラムを生成して該当する工作機に送出する。
【００１３】
また、本実施の形態の自動プログラミング装置１０は、親機側と通信を行って伸び値情報等を転送させるデータ送受部１３を備えている。
【００１４】
（ＣＡＤの構成）
ＣＡＤ１１は 図１に示すように、図形状入力部１４と、面合成部１５と、立体図生成部１６と、立体姿化部１７と、立体図編集部１８と、逆シミュレーション部１９と、仮展開図修正部２０と、展開図生成部２１とを備えている。
【００１５】
図形状入力部１４は、オペレータにより入力された三面図Ａｉに基づく立体を構成する各面をメモリ２２に定義する。
【００１６】
面合成部１５は、メモリ２２に定義された画面の閉ループの内で二つの閉ループの辺がマウス又はキーボード（図示せず）によって指定されたとき、初めの指定辺の閉ループを基準面、次の指定辺を有する閉ループを突き合わせ面と定義する。
【００１７】
そして、基準面の指定辺に突き合わせ面が重なる（重ね領域）ようにメモリ２２上で突き合わせ面を移動させた面合成図Ｂｉを生成して画面１４に表示させる。この面合成図Ｂｉは、伸び値の重ね領域で面合成を行う。
【００１８】
前述の伸び値の重ね領域の面合成図Ｂｉを得るに伴って、全体寸法を短くすると共に、重ね領域が広がるように修正され、この重ね領域（曲げ領域ともいう）に曲げ線が付加される。また、この曲げ線の情報は、線番号と線種と伸び値等からなる。
【００１９】
立体図生成部１６は、入力された曲げ角度θと曲げ方向とに基づいてメモリ２２の面合成図Ｂｉを曲げた（曲げ線が基準）ときの立体モデルを生成し、この立体モデルに板厚方向を付加したサーフェースモデルの立体図データ（単に立体図Ｅｆともいう）を立体図用ファイル２３に記憶する。
【００２０】
立体姿化部１７は、立体図生成部１６が生成した立体図Ｅｆを取り込み、スクリーン空間に投影した立体姿図Ｅｉを画面１４に表示させる。また、回転、色付け、拡大等の機能を有する。
【００２１】
立体図編集部１８は、立体図用ファイル２３に記憶された立体図Ｅｆに対して立体図干渉演算を行ったり、突き合わせ、重ね合わせ等の干渉演算を行い、これらの結果を立体姿化部１７を用いて表示させる。この立体図編集部１８については図を用いて詳細に後述する。
【００２２】
逆シミュレーション部１９は、立体図Ｅｆを逆の順番で開いていきながら金型、フランジの干渉チェックを行う。
【００２３】
仮展開図修正部２０は、立体図編集部１８、逆シミュレーション部１９の干渉チェック結果による補正値を読み、この補正値に基づいて面合成図Ｂｉを修正する。
【００２４】
展開図生成部２１は、面合成図Ｂｉの外枠ループ（一筆で書ける）を抽出し、この外枠ループに曲げ線を入れた展開図Ｑｉを製品番号に関連させて展開図用ファイル２４に登録する。
【００２５】
さらに、ＣＡＤ１１は、図２に示すように、面認識部３０と、伸び値読込部３１と、有限要素法部３２等を備えている。
【００２６】
面認識部３０は、３面図に基づく立体を構成する各面をメモリ３３に定義し、この閉ループをなぞっていって面を認識する。
【００２７】
伸び値読込部３１は、板厚、材質、曲げ角度、曲げ種別等の曲げ条件Ｊｉを入力させる曲げ伸びダイアログを表示させ、このダイアログに設定された曲げ条件Ｊｉに一致する曲げ属性情報Ｆｉがファイル３４に存在するかどうかを判断し、存在するときはその伸び値を面合成部１５に設定する。
【００２８】
また、ファイル３４に曲げ条件Ｊｉに一致する伸び値が存在しないときは、有限要素法部３２を起動させると共に、その曲げ条件Ｊｉを有限要素法部３２に送出する。
【００２９】
前述のＣＡＤ１１から転送される曲げ属性情報Ｆｉは、図３に示すように、機械番号が付加され、曲げ伸びＩＤ、材料名称、…等からなる伸び値情報条件部と、伸び値、スプリングバック量等からなる伸び値データ部とから構成されている。
【００３０】
有限要素法部３２は、曲げ条件Ｊｉより、材料、曲げ角度、曲げ方向等を読み込んで、曲げ角度になるためのパンチの目標ストローク量を求め、この目標ストローク量に従って、弾塑性有限要素法を用いてワークを変位させ、この変位角度が曲げ角度に一致したときの伸び値を求める。
【００３１】
そして、この伸び値を伸び値読込部３１に代わって面合成部１５に設定すると共に、求めた伸び値と、この伸び値を求めたときの曲げ条件Ｊｉをファイル３４に記憶する。
【００３２】
（ＣＡＭの構成）
ＣＡＭ１２は、加工軌跡生成部３５と、シートデータ作成部３６と、ＮＣデータ作成部３７と、シミュレーション部３８等から構成され、ＣＡＤ側で生成された展開図に基づいてワーク上の加工軌跡を求めて、ＮＣＴ、レーザ用の正確なＮＣデータを求める。
【００３３】
上記のように構成された実施の形態１の自動プログラミング装置１０について以下に動作を説明する。
【００３４】
また、本実施の形態の自動プログラミング装置１０は、図示しないキーボードと、マウスと、各プログラムを管理すると共に、マルチウィンドウ表示を行わせるマルチウィンドウ表示／管理部とを有し、面合成図Ｂｉと立体姿図Ｅｉとを同時表示する。
【００３５】
初めに、面認識部３０は面認識処理を行う。この面認識処理は画面１４における３面図に基づく立体を構成する各面（閉面ループＧｉ；Ｇａｉ、Ｇｂｉ、…）（図４参照）の辺（例えばｇａ、ｇｂ）の指定に伴って、その辺をなぞって行って面を認識する。次に、面合成部１５は、面突き合わせ処理を行う。この突き合わせ処理は、画面１４の閉面ループＧｉの内で二つの閉面ＧループＧｉ（Ｇａｉ、Ｇｂｉ）の辺がマウス又はキーボード（図示せず）によって指定されると、面同士を突き合わせた面合成図Ｂｉを図５に示すように画面１４に得る。
【００３６】
一方、面突き合わせ処理と同時に立体図生成部１６が起動して面合成図Ｂｉに基づく立体姿図Ｅｉを画面１４に表示する立体姿図表示処理を行う。すなわち、図６に示すように面合成図Ｂｉと立体姿図Ｅｉを同時に表示させることになる。
【００３７】
この立体姿図Ｅｉの生成は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３次元座標を定義し、この３次元座標に２次元の面合成図Ｂｉの座標を定義した後に曲げ条件に基づいてアフィン変換したサーフェースモデルを生成する。つまり、３次元ＣＡＤというよりは２．５次元ＣＡＤとしている。
【００３８】
そして、サーフェースモデル化された立体図を、立体姿化部１７に渡して陰面消去した立体姿図Ｅｉを表示させる。
【００３９】
立体姿化部１７は、立体図データを入力し、この立体図データに対して色塗りを行う。
【００４０】
従って、画面１４には、仮展開図（面合成図）Ｂｉと共に、面が塗られた立体姿図（ソリッドモデル化された姿図）が連動表示される。
【００４１】
この立体姿図は拡大、回転が可能となっており、マウスで拡大、回転を指示する。この拡大、回転等の処理は、３次元アフィン変換を用いている。
【００４２】
一方、立体図編集部１８は、サーフェースモデルに対して立体の干渉計算を行い、干渉箇所が検出されたときは、その干渉箇所を例えば緑色で表示させる指示を立体姿化部１７に送出し、画面１４に図７に示すような干渉チェック結果画面を表示させる。
【００４３】
この図７の干渉チェック画面においては、立体面Ａと立体面Ｂとを矢印の方向から立ち上げたときに両面の端部同士が互いに重なっている。
【００４４】
また、立体図編集部１８は、図８に示す突き合わせダイアログを表示させると共に、干渉チェック画面上の第１フランジと第２フランジとを突き合わせダイアログの設定条件に従って立体姿化部１７を用いて色別表示させる。
【００４５】
例えば、図８においては、第１フランジを黄色、第２フランジを赤色にさせる。また、立体図編集部１８は片引きモード表示においては、片引きする方（黄色）を長く引き延ばして表示させている。そして、突き合わせダイアログの両引きモードを選択したときは、図９に示すように両面の干渉箇所を消去する。
【００４６】
また、立体の干渉箇所を消去させるには、立体図の干渉面の領域を仮展開図修正部２０に送出する。
【００４７】
仮展開図修正部２０は、干渉面の領域が入力すると、この領域が示す領域ｈｉを面合成図Ｂｉから消去する。
【００４８】
例えば、図１０の（ａ）に示す面合成図Ｂｉを生成したときに、例えば両引きモードにされたときは、図１０の（ｂ）に示すように立体図において干渉領域とされた面合成図Ｂｉの領域ｈｉを消去することによって図１０の（ｃ）に示す修正仮展開図ＣＰを得る。従って、この図１０の（ｂ）の面合成図を再度立体化（サーフェースモデル）した立体姿図は上記の図９に示すように突き合わせ箇所で面が重ならない。
【００４９】
また、立体図編集部１８は、重ね合わせ編集を行う。この重ね合わせ編集は、例えば立体図編集部１８がファイル２３の立体図Ｅｆの第１フランジｍａと第２フランジｍｂとに対して面の干渉演算を行い（図１１参照）、この結果を画面に表示する。
【００５０】
図１１の立体姿図Ｅｉにおいては、折り曲げ辺の第１フランジｍａを赤、第２フランジｍｂを黄色、両フランジの干渉領域ｖｉを緑として表示させている。
【００５１】
また、重ね合わせの編集ダイアログを表示させている。この重ね合わせ編集ダイアログにおいては、第１フランジｍａを生かして黄色の第２フランジを切るモード表示２５、黄色の第２フランジを生かして第１フランジを切るモード表示２６、緑の干渉領域ｖｉのみを切るモード表示２７、干渉領域Ｖｉを斜めに切るモード表示２８、干渉箇所ｖｉを４５度で切るモード表示２９等を選択することが可能となっている。また、重ね合わせの編集ダイアログにおいては、干渉箇所ｖｉを切る幅（補正量）を入力させる欄を有している。
【００５２】
そして、図１１の重ね合わせの編集ダイアログにおいて、干渉箇所ｖｉを４５度で切るモード表示２９が選択され、かつ補正量が入力すると、立体図編集部１８は、図１２に示すように、それぞれのフランジ面の干渉箇所ｖｉ（ｖｉａ、ｖｂｉ）を４５度でカットすると共に、それぞれのフランジ面同士を補正量に従った間隔にする。
【００５３】
一方、仮展開図修正部２０は補正量と、そのモード（干渉箇所ｖｉを４５度で切るモード表示２９）と、干渉面（例えば第１、第２フランジ）における干渉箇所ｖｉとを読み、以下に説明する処理を行う。
【００５４】
例えば、メモリ２２に図１３の（ａ）に示す仮展開図Ｂｉａが定義されている状態において、立体図編集部１８が図１２に示すような干渉箇所Ｖｉ（ｖｉａ、ｖｉｂ）を算出したときは、仮展開図修正部２０は、図１３の（ｂ）に示すように仮展開図Ｂｉａに、その干渉箇所Ｖｉ（ｖｉａ、ｖｉｂ）を定義する。
【００５５】
そして、図１３の（ｃ）に示すように干渉箇所Ｖｉ（ｖｉａ、ｖｉｂ）を４５度領域分カットした仮展開図を得る。
【００５６】
さらに、逆シミュレーション部１９は、最後の曲げ線から所定の金型で順次開いて行きながらフランジ、金型の干渉チェックを行う。
【００５７】
この逆シミュレーションは、例えば、図１４に示すような立体図の断面を示す立体姿図をサーフェースモデルから得て画面に表示する。図１４においては、金型の突き当て箇所が最終の曲げ線とし、指定された金型の断面形状を同時に表示し、曲げ線に付加されている属性情報の曲げ角度、曲げ方向、伸び値、曲げ種別等に基づいて逆シミュレーションを行って面を開きながら干渉の有無を仮展開図修正部２０に知らせる。仮展開図修正部２０は、金型の干渉があるときは面合成図Ｂｉを分離する。
【００５８】
つまり、本実施の形態の自動プログラミング装置１０はＣＡＭ側で、逆シミュレーショ ンを行う前にＣＡＤ側で行っている。このため、後段のＣＡＭに属性入りの展開図を渡す前に逆シミュレーションによる干渉がチェックできるので、結果として加工プログラム（ＮＣデータ）を早く生成させることになる。
【００５９】
また、展開図生成部２１は、立体図編集、逆シミュレーションによる仮展開図の修正が終了すると、この仮展開図に於ける閉ループ（折り曲げ線を除く）をなぞり、最大閉ループを形成する軌跡を最終の展開図Ｑｉ（図１５参照）として製品番号等を付加して登録する。この最終の展開図Ｑｉには伸び値、金型等の属性情報が付加される。また、この展開図Ｑｉと共に、サーフェースモデル、立体姿図、寸法等が関連づけられて登録される。
【００６０】
一方、ＣＡＭは、ＣＡＤ側からの展開図Ｑｉを入力し、図１６に示すようにワークに対する金型の割付を行ったときの画面を表示する。
【００６１】
＜実施の形態２＞
図１７は実施の形態２の概略構成図である。本例では実施の形態２の主要部のみを図示している。実施の形態２では、断面形状生成部４０と、寸法計算表示部４１と、コーナ部情報抽出部４２とを備える。
【００６２】
断面形状生成部４０は、図１８に示すように、サーフェースモデルを所定面側から見たときの断面図（ワイヤーフレーム）を生成（コーナ部は異なる色の線）し、表示させる。
【００６３】
寸法計算表示部４１は、断面形状生成部４０が生成した断面図の各寸法を計算し、この計算結果を図１８に示すように、断面図の各線に付加する。
【００６４】
コーナ部情報抽出部４２は、断面図に係わるコーナ部の情報（内Ｒ、伸び値Ｄ、奥行き寸法）をサーフェースモデルから抽出し、この情報を数値でコーナ部の近傍に表示させる。
【００６５】
すなわち、断面のワイャーフレームに計算した寸法、コーナ情報を表示させることによって、例えば図面に描かれた３面図から正しい寸法の各面を入力したかどうかを確認できる。
【００６６】
また、コーナ情報には奥行き寸法も付加されて表示されるので、断面寸法で全体の寸法を確認できる。
【００６７】
さらに、寸法計算表示部４１は図１９に示すように画面上のカーソルの移動に追従させた寸法表示も可能となっている。
【００６８】
この寸法表示は、例えば図２０の（ａ）に示すように、立体姿図の２頂点をカーソルで指示し、次に図２０の（ｂ）に示すように、最初にカーソルで指定した頂点方向と次に指定した頂点方向を結ぶ線ベクトルを求める、そして、図２０の（ｃ）に示すように、線ベクトルの３軸成分上における寸法を求めることによって実現する。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、画面に展開図に基づく立体姿図を表示し、この立体姿図の各立体面同士の干渉箇所を他の立体面とは異なる色で表示させる。
【００７０】
また、この立体姿図上において移動させられた立体面の移動方向、移動量とから展開図を修正して、再びこの仮展開図に基づいて立体姿図を表示させる一方、立体姿図の最終の曲げ線から順に、金型を指定させて逆シミュレーションを行いながら干渉演算を行う。
【００７１】
次に、この干渉演算の結果を仮展開図に反映させて修正した後に、仮展開図の外枠を求め、この外枠に曲げ線を入れた展開図を最終の展開図として得る。
【００７２】
このため、ＣＡＭ側に渡す前に、画面上において仮展開図と立体姿図とを連動表示しながら、かつ立体姿図の色からフランジ、金型の干渉具合が容易に判断できると共に、仮展開図の修正も画面上にて容易に行えるという効果が得られている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の板金統合支援システムの概略構成図である。
【図２】実施の形態１におけるＣＡＤの追加の概略構成図である。
【図３】曲げ属性情報を説明する説明図である。
【図４】画面の閉ループの表示を説明する説明図である。
【図５】面合成処理を説明する説明図である。
【図６】仮展開図と立体姿図の連動表示を説明する説明図である。
【図７】立体姿図における干渉箇所を説明する説明図である。
【図８】立体姿図上における突き合わせ編集を説明する説明図である。
【図９】両面引きの突き合わせ編集における立体姿図を説明する説明図である。
【図１０】仮展開図の修正を説明する説明図である。
【図１１】重ね合わせ編集画面の説明する説明図である。
【図１２】重ね合わせ編集画面の修正結果を説明する説明図である。
【図１３】重ね合わせ編集による仮展開図の修正を説明する説明図である。
【図１４】逆シミュレーションによる表示画面を説明する説明図である。
【図１５】最終の展開図の生成を説明する説明図である。
【図１６】ＣＡＭ側の表示画面を説明する説明図である。
【図１７】実施の形態２の板金統合支援システムの概略構成図である。
【図１８】断面図の寸法表示を説明する説明図である。
【図１９】寸法表示を説明する説明図である。
【図２０】寸法表示の生成を説明する説明図である。
【図２１】従来の工作機ライン制御システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１０ 自動プログラミング装置
１１ ＣＡＤ
１２ ＣＡＭ
１３ データ送受部
１４ 図形状入力部（画面）
１５ 面合成部
１６ 立体図生成部
１７ 立体姿化部
１８ 立体図編集部
１９ 逆シミュレーション部
２０ 仮展開図修正部
２１ 展開図生成部
Claims (1)
- コンピュータに、
２次元の３面図を元に入力された立体を構成する各面を画面に表示する手段、
前記画面上の内で基準面と突き合わせ面とが指定されたとき、両面を曲げ条件に従った重ね領域を演算し、この重ね領域で突き合わせた仮展開図を演算して表示する手段、
前記曲げ条件に基づいて前記仮展開図を３次元座標に定義し、この３次元座標に対してアフィン変換演算を行う手段、
前記アフィン変換後のデータに対して板厚方向を演算して付加したサーフェースを生成する手段、
前記サーフェースモデルに対してレンダリング演算を行い立体図を生成する手段、
前記立体図に対して各立体面同士の干渉演算を行い、この干渉箇所の面と該面の干渉領域とを第１の干渉演算結果として知らせる手段、
前記立体図の最終の曲げ線から順に、金型を指定させて逆シミュレーションを行いながら干渉演算を行い、金型に接した面を第２の干渉演算結果として知らせる手段、
前記第１、第２の干渉演算結果を読み、この干渉演算結果に基づいて前記仮展開図に対して修正演算を行う手段、
前記仮展開図が修正される毎に、前記曲げ条件で曲げた立体図を再度生成する手段、
前記修正された仮展開図の外枠ループ及び曲げ線を抽出させ、この結果を展開図データとして送出する手段、
としての機能を実現させるための板金の図形作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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