JP4385724B2 - 板材加工の干渉チェック装置 - Google Patents

Description

この発明は、成形機能を有するパンチプレスやレーザ加工機等の板材加工機において、成形加工部分が後の加工時に金型と干渉するか否かを板材加工データから確認する板材加工の干渉チェック装置に関する。

パンチプレスにおいて、孔明け用の金型の他に、ルーバやバーリング等の成形加工を行う金型を備えたものがある。このような成形加工を行う場合、板材に先に形成した成形加工部が、後から行う加工の金型により押し潰される不具合が発生することがある。一般に金型は、凹部または突部となる成形型面の周囲に、ストリッパ等の板材押さえ部分を有していて、成形加工部が干渉することなく配置されていても、金型が先に加工された成形加工部に干渉することがある。そのため、自動プログラミングの段階で干渉をチェックし、加工順を変更することが提案されている（特許文献１）。

例えば、図１５は、板材Ｗに２つの成形加工部Ｗａ１，Ｗａ２を加工する場合を示す。各形成加工部Ｗａ１，Ｗａ２は、それぞれ金型１０１，１０２により成形される。この場合に、小さな成形加工部Ｗａ２を加工した後、大きな成形加工部Ｗａ１を加工しようとすると、その金型１０１が成形加工部Ｗａ２に干渉し、成形加工部Ｗａ２を潰してしまうことになる。加工順を変更し、先に大きな成形加工部Ｗａ１を加工すると、後に小さな成形加工部Ｗａ２を加工するときに、その金型１０２が成形加工部Ｗａ１に干渉しなくなる。このように干渉有無をチェックすることにより、加工順を適宜設定したり、加工順で対処できない場合は設計変更するなどの対策が事前に行える。
特許第３４０５１７６号公報

上記従来の干渉チェックは、成形加工部Ｗａ１，Ｗａ２等の加工形状を示す板材加工データと、金型マスタファイル等に登録された金型の外径寸法のデータ等を用いて行われる。しかし、成形加工部Ｗａ１，Ｗａ２の形状が金型種類によって一義的に定まらない場合がある。 例えば、本出願人は、パンチプレスにおいて、成形加工の一種としてコ字曲げやＺ字曲げを可能とし、かつその曲げ角度や寸法が自由に設定できる金型を先に提案した（例えば特願２００２−２７８４１５号）。

図１３（Ｂ）はコ字曲げの成形加工部Ｗａの例示し、図１４（Ｂ）はＺ字曲げの成形加工部Ｗａの例を示す。このようなコ字曲げやＺ字曲げの成形加工部Ｗａは、形状や寸法が金型によって一義的に定まらず、上記特許文献１等に示された干渉チェック手段では、十分なチェックが行えない場合が生じた。

図１３（Ａ），図１４（Ａ）は、それぞれ素材板材Ｗから板材製品Ｍの外周加工をパンチ加工で行う例であり、同図にハッチングで示す箇所は、パンチ加工で打ち抜く範囲を示す。図１３（Ａ）の例は、板材製品Ｍに上記コ字曲げの成形加工部ｗ３（同図（Ｂ））を加工しておき、後に外周加工を行う。図１４（Ａ）の例は、素材板材Ｗから切り取られる板材製品ｗに上記Ｚ字曲げの成形加工部Ｗａ（同図（Ｂ））を加工しておき、後に外周加工を行う。
これら図１３，図１４の成形加工部Ｗａの加工は、同じ金型で行える。また、これら成形加工部Ｗａの加工のために生じる孔部Ｗｂの位置も、互いに同じ位置でかつ同じ大きさである。しかし、その近隣の辺に沿う孔Ｗｂ１を金型１０４で加工するときに、図から判るように、図１３のコ字曲げでは金型１０４と干渉を生じ、図１４のＺ字曲げの場合は干渉を生じない。

このように金型種類から一義的に形状の定まらない成形加工部分Ｗａがある場合に、従来の干渉チェック手段ではチェックが行えなかった。そのため、余裕を余分に見た成形加工部の配置が必要となり、成形加工部の配置が可能な範囲が制限される。

この発明の目的は、金型種類から形状，寸法が一義的に定まらない成形加工部を含む場合にも、先に加工された成形加工部に後の加工の金型が干渉するか否かを判断することができ、また判断のための処理が簡単に行える板材加工の干渉チェック装置を提供することである。
この発明の他の目的は、板厚が種々異なっても正しく、かつ簡易に干渉チェックができるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、金型が曲げ加工を行うものであって、かつ板材の押え面よりも若干上方に位置する型支持部がある場合に、型支持部への干渉有無を含めて干渉判断が行えるものとすることである。
この発明のさらに他の目的は、板材加工機がワークホルダで板材の移動をさせるものであって、ワークホルダによる板材把持位置の変更を行う場合に、板材の加工後の形状に応じた把持位置指定の不具合が簡易に判断できるものとすることである。

この発明の板材加工の干渉チェック装置（９）は、形状モデル作成手段（１０）と干渉チェック手段（１１）とを備える。形状モデル作成手段（１０）は、平板状の板材（Ｗ）に、孔明け加工，切断加工，および成形加工のうち、少なくとも成形加工を含むいずれかの加工を複数施す板材加工データ（Ｆ０，Ｆ４）から、その複数の加工の完了した板材形状を、縦横に平面的に並びかつ高さ値を持つ複数のドット（Ｄ）で現した形状モデル（Ｍ）を作成する手段である。干渉チェック手段（１１）は、前記板材加工データ（Ｆ０，Ｆ４）で示される加工を設定加工順で、所定の板材加工機（２）により加工した場合に、板材（Ｗ）の先に加工された成形加工部（Ｗａ）に対して後に加工を行う金型（４６）の干渉が生じるか否かを前記形状モデル（Ｍ）から判断する手段である。前記成形加工は、板材（Ｗ）の一部に突出部分の形成や曲げ等を施す局部的な塑性加工のことであり、板材（Ｗ）の全体を曲げるような加工は含まない。

この構成によると、まず形状モデル作成手段（１０）により、板材加工データ（Ｆ０，Ｆ４）から、その加工の完了した板材形状をドット（Ｄ）で現した形状モデル（Ｍ）が作成される。この形状モデル（Ｍ）に対して、干渉チェック手段（１１）は、所定の板材加工機（２）により設定加工順で加工した場合に、金型（４６）と板材（Ｗ）の成形加工部（Ｗａ）との干渉が生じるか否かを判定する。このように加工後の板材形状を示す形状モデル（Ｍ）に対して干渉有無を判断するため、金型種類から形状，寸法が一義的に定まらない成形加工部（Ｗａ）を含む場合にも、先に加工された成形加工部（Ｗａ）に後の加工の金型（４６）が干渉するか否かを正しく判断することができる。その結果、成形加工部（Ｗａ）の干渉回避のために成形加工部（Ｗａ）の配置間隔を余分に設ける程度を小さくでき、成形加工の可能な範囲が広がることになる。
上記形状モデル（Ｍ）は、縦横に平面的に並びかつ高さ値を持つ複数のドット（Ｄ）で現したものであるため、干渉判断に必要最小限の簡素な形状モデル（Ｍ）とでき、モデル作成や干渉判断のための演算処理が簡単に行える。特に、平面的に並ぶドット（Ｄ）を用いるため、細かい単位としても形状モデル（Ｍ）のデータ量が少なくて済み、ドット間隔を細かく設定してより詳細な干渉チェックが可能となり、より成形可能範囲を広げることができる。

前記形状モデル（Ｍ）は、各ドット（Ｄ）の高さ値について、板材（Ｗ）の下面を零とし、板材（Ｗ）の加工無し部分は板厚値、板材（Ｗ）の孔明けまたは切断加工部分は零、板材（Ｗ）の上方へ突出した成形加工部（Ｗａ）は上面の高さ値としても良い。板材（Ｗ）の下方へ突出した成形加工部（Ｗａ′）は、下面の高さ値をドット（Ｄ）の高さ値としても良い。
この構成の場合、板厚が変わっても、板材下面位置が基準となるため、データの管理が簡単である。また、打ち抜き等によって板材（Ｗ）のなくなった部分（Ｗｂ）は、負のデータではなく、零で扱えるので、演算処理が簡単である。すなわち、板材（Ｗ）の上面位置を零とすることも可能であるが、その場合は、寸法データによる上方成形、孔明け、下方成形の３状態の管理が必要であり、この場合に比べて板材下面位置を基準とすることでデータの扱いが容易になる。

この発明の上記各構成の場合に、前記所定の板材加工機（２）は、板材（Ｗ）または金型機構（４６）を板材（Ｗ）の水平方向に移動させ、前記金型機構（４６）の昇降により板材（Ｗ）を上方または下方に突出させた成形加工部（Ｗａ）とするパンチプレスであっても良い。前記金型機構（４６）は、板材（Ｗ）を押える押え型（６１）と、前記板材（Ｗ）の平面部分を変形させる成形型（６３）と、前記押え型（６１）および成形型（６３）を支持し、前記押え型（６１）が板材（Ｗ）を押さえた状態で板材上面から所定高さ（Ｈ）離れる型支持部（６７）とを有するものであってもよい。その場合に、前記干渉チェック手段（１１）は、前記成形加工部（Ｗａ）が前記型支持部（６７）に干渉するか否かを前記形状モデル（Ｍ）のドット（Ｄ）の高さ値を用いて判断するものとすることが好ましい。前記型支持部（６７）が板材上面から離れる所定高さ（Ｈ）は、例えば、前記金型機構（４６）によって成形可能な成形加工部（Ｗａ）が板材上面から突出する高さ（ｈ）の最大値以下の高さ値である。

この構成の場合、前記板材加工機（２）は、金型機構（４６）として押え型（６１）と成形型（６３）とを有し、板材（Ｗ）を上方または下方に突出させた成形加工部（Ｗａ）とする。そのため、成形加工部（Ｗａ）は、金型種類から形状，寸法が一義的に定まらない。このような成形加工部（Ｗａ）に対しても、上記のように平面的に並ぶドット（Ｄ）で現された形状モデル（Ｍ）を作成し、この形状モデル（Ｍ）に対して干渉有無を判断するため、正しく干渉有無を判断することができる。
また、前記金型機構（４６）は、板材上面から所定高さ（Ｈ）離れる型支持部（６７）を有するが、前記干渉チェック手段（１１）は、成形加工部（Ｗａ）が型支持部（６７）の直下にあっても型支持部（６７）の板材（Ｗ）からの離れ高さ（Ｈ）以内の場合は、干渉しないものと判断し、離れ高さ（Ｈ）以上の場合に干渉有りと判断することができる。そのため、成形加工部（Ｗａ）が型支持部（６７）の直下に位置する場合に、一律に干渉有りとせずに済み、安全を確保しながら、成形加工部（Ｗａ）の配置可能な範囲を広げることができる。

この発明の前記各構成の場合に、前記所定の板材加工機（２）が、板材（Ｗ）の縁部を把持して板材（Ｗ）を移動させるワークホルダ（５６）を有するものであっても良い。その場合に、前記板材加工機（２）に前記ワークホルダ（５６）による板材（Ｗ）の把持位置を変更させる持ち替え情報に対して、その持ち替え後のワークホルダ（５６）による把持位置が、板材（Ｗ）の前記いずれかの加工が施された部分に位置するか否かを、前記形状モデル（Ｍ）から判断する持替え可否チェック手段（１２）を設けてもよい。
ワークホルダ（５６）による板材（Ｗ）の把持位置の変更は、ワークホルダ（５６）をストローク範囲内で移動させても、板材（Ｗ）の加工希望部位が金型位置に移動させられない場合などに行われる。この把持位置の変更を行おうとした場合に、板材（Ｗ）に施された先のパンチ加工によって、板材（Ｗ）の把持予定部位が既になくなっている場合がある。その場合、ワークホルダ（Ｗ）によってその把持予定部位を把持することができなくなる。持替え可否チェック手段（１２）は、このような持ち替え可否の判断を、金型（４６）の干渉チェックのために作成した形状モデル（Ｍ）を利用して行う。そのため、板材（Ｗ）の加工後形状に応じた把持位置指定の不具合を簡易に判断することができる。

この発明の板材加工の干渉チェック装置は、平板状の板材に、成形加工を含む板材加工データから、その複数の加工の完了した板材形状を、縦横に平面的に並びかつ高さ値を持つ複数のドットで現した形状モデルを作成する形状モデル作成手段と、前記板材加工データで示される加工を設定加工順で、所定の板材加工機により加工した場合に、板材の先に加工された成形加工部に対して後に加工を行う金型の干渉が生じるか否かを前記形状モデルから判断する干渉チェック手段とを備えたものであるため、金型種類から形状，寸法が一義的に定まらない成形加工部を含む場合にも、先に加工された成形加工部に後の加工の金型が干渉するか否かを判断することができ、また判断のための処理が簡単に行える。
前記形状モデルの各ドットの高さ値について、板材の下面を零とし、板材の加工無し部分は板厚値、板材の孔明けまたは切断加工部分は零、板材の上方へ突出した成形加工部分は上面の高さ値とする場合は、板厚が種々異なっても正しく、かつ簡易に干渉チェックを行うことができる。

前記所定の板材加工機が、金型機構として、押え型、成形型、および型支持部を有するものである場合に、前記干渉チェック手段が、前記成形加工部が前記型支持部に干渉するか否かを前記形状モデルのドットの高さ値を用いて判断するものとした場合は、金型が曲げ加工を行うものであって、かつ板材の押え面よりも若干上方に位置する型支持部がある場合にも、型支持部への干渉有無を含めて干渉判断を詳しく行うことができる。これにより、成形加工の可能な範囲をより一層広げることができる。

この発明において、ワークホルダによる持替えの可否を前記形状モデルから判断する持替え可否チェック手段を設けた場合は、板材の加工後の形状に応じた把持位置指定の不具合を簡易な処理で判断することができる。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１は、この板材加工の干渉チェック装置９を備えた自動プログラミング装置１の概念構成を示す。この自動プログラミング装置１は、板材加工機２を数値制御する板材加工データＦ０を自動生成する装置である。制御対象となる板材加工機２は成形加工の機能を備えたパンチプレスである。

図７ないし図１１と共に、制御対象となる板材加工機２の例を示す。図７において、この板材加工機２は、複数の金型組６０を搭載して任意の金型組６０を水平移動によりプレスフレーム４１の所定のパンチ位置Ｑに位置決めする金型割出機構４０と、板材Ｗを移動させてパンチ位置Ｑに位置決めする板材送り機構５２と、パンチ位置Ｑで金型組６０を動作させて加工を行うパンチ駆動手段５８とを備える。金型組６０は、上下の金型の組、つまり図２に示すようにパンチ側の金型４６とダイ側の金型４７の組のことである。

金型割出機構４０は、パンチ側およびダイ側の金型４６，４７をそれぞれ設置した上下の金型支持体４２，４３と、希望の金型４６，４７がパンチ位置Ｑに来るように金型支持体４２，４３を動作させる機構とを備える。金型支持体４２，４３はタレットからなり、その円周方向に並んで設けられた各工具ステーションに、パンチ側およびダイ側の金型４６，４７が支持される。

パンチ駆動手段５８は、パンチ側の金型４６を駆動するためにラム４８を昇降させる機構である。パンチ駆動手段５８は、サーボモータ等からなる駆動源７７の回転駆動を、クランク機構等の回転・直線運動変換機構５０を介してラム４８に伝達するものとされている。パンチ駆動手段５８は、油圧シリンダからなるものであっても良い。

板材送り機構５２は、テーブル５３上に載せられた板材Ｗの任意箇所をパンチ位置Ｑへ送る手段である。この板材送り機構５２は、前後（Ｙ方向）移動するキャリッジ５４に、左右（Ｘ方向）移動するクロススライド５５を設置し、板材Ｗの端部を把持するワークホルダ５６をクロススライド５５に取付けたものである。キャリッジ５４，クロススライド５５は、サーボモータ等からなる各軸の駆動源７４，７５により進退駆動される。

金型組６０には、孔明け用のものと、成形加工のうちの一般成形加工用のものと、成形加工のうちの曲げ加工用のものとがある。
図１１（Ａ）に示すように、パンチ加工用金型組６０₁ は、上下の金型４６₁ ，４７₁ のうち、上側の金型４６₁ が、型部４６ａ₁ と、その周囲を囲む弾性体等からなるストリッパ４６ｂ₁ とで構成される。
図１１（Ｂ）に示すように、一般成形加工用の金型組６０₂ は、ルーバ加工やバーリング加工の等の形状の定まった加工を行うものであり、上側の金型４６₂ が、型部４６ａ₂ と、その周囲を囲む弾性体等からなるストリッパ４６ｂ₂ とで構成される。下側の金型４７₂ は、中央に突出部分からなる型部４７ｂ₂ を有している。

図９に示すように、曲げ加工用の金型組６０₃ は、複数の型を組合せた金型機構からなる金型４６₃ ，４７₃ を有し、板材Ｗに形成された舌片状の突片を、上方および下方の任意方向に曲げ加工可能とされている。同図は、その成形加工部Ｗａとして、Ｚ字状に曲げられた曲げ加工部を示している。

上下の金型４６₃ ，４７₃ は、それぞれ金型本体６５，６６の型支持部６７，６８に固定されて板材Ｗを押える押え型６１，６２と、これら押え型６１，６２に沿って昇降自在に設置されて板材Ｗを上方または下方に突出させる形成型６３，６４とを有する。
上側の曲げ加工用金型４６₃ はその金型本体６５が金型支持体４２に昇降自在に設置され、下側の曲げ金型４７₃ は金型本体６６が金型支持体４３に固定設置されている。
上側の曲げ加工用金型４６₃ における型支持部６７は、押え型６３が板材Ｗを押さえた状態で板材Ｗの上面から所定高さＨだけ離れるものとされている。この所定高さＨは、成形加工部Ｗａの高さｈによっては成形加工部Ｗａに干渉する高さとなる。

曲げ加工用の金型機構からなる金型組６０₃ を駆動する手段は、上側の曲げ金型４６₃ の昇降駆動を行う駆動源７７と、下側の曲げ金型４７₃ における成形型６４の昇降駆動を行う駆動源７８と、曲げ金型４６₃ ，４７₃ を金型中心回りに回転割出する駆動源（「Ｃ軸駆動源」と称す）７６とを備える。金型支持体４２，４３は、上記タレットであり、上記金型ステーションのうちの１か所または複数箇所に、上記の曲げ加工用の金型４６₃ ，４７₃ がそれぞれ設置される。上側の曲げ金型４６₃ を昇降駆動する駆動源７７は、孔明け用の金型４６₁ （図１１（Ａ））を昇降駆動する駆動源で兼ねており、上記ラム４８（図２）を介して形成型４６₃ が昇降させられる。

曲げ加工用の金型組６０₃ による加工において、下曲げに際しては、図１０（Ａ）のように上方に待機していた上側の金型４６₃ の全体が駆動源７７（図９）により下降させられる。押え型６１が板材Ｗを下側の押え型６２とで挟み付けた後は、曲げ金型４６₃ の成形型６３のみが下降する。これにより板材Ｗが下側に曲げられる（図１０（Ｂ））。
上曲げに際しては、下曲げと同じく、上側の曲げ金型４６₃ の全体が駆動源７７により下降させられ、押え型６１が板材Ｗを下側の押え型６２に挟み付けるが、この後は、上側の曲げ金型４６₃ の下降を止め、下側の曲げ金型４７₃ における成形型６４を駆動源７８により昇降させる。この上昇動作により、図１０（Ｃ）のように板材Ｗが上側に曲げられる。

上下の曲げ加工用の金型４６₃ ，４７₃ は、上記のように金型中心回りに回転自在に設置されており、図１０（Ｂ）のように下曲げを行うときと、同図（Ｃ）のように上曲げを行うときとで、曲げ金型４６₃ ，４７₃ の割出角度を１８０°回転させることにより、下曲げした突片状の成形加工部Ｗａをさらに上曲げするＺ字状等の２段の曲げ加工が行える。なお、上記２段の曲げ加工を行うときは、各方向の曲げ加工の間で、各曲げ基端間の距離に応じた板材送りを行う。

図１において、自動プログラミング装置１およびその干渉チェック装置９について説明する。自動プログラミング装置１は、素材データＦ１および製品加工データＦ２に対し、所定の処理を行って上記板材加工データＦ０を生成するものであり、コンピュータ装置およびこれに実行させるプログラムおよびデータにより構成される。

自動プログラミング装置１は、板取り手段３、金型割付け手段４、金型マスタファイル５、加工順等設定手段６、ＮＣデータ化手段７、および加工シミュレーション手段８を有しており、この加工シミュレーション手段８に、この実施形態にかかる板材加工の干渉チェック装置９が設けられている。

板取り手段３は、素材となる板材Ｗに対して、製品加工図形データＦ２で与えられる各加工図形Ｇを、所定の規則に従って配置し、その配置結果となる板取りデータＦ３を生成する手段である。
金型割付け手段４は、板取り手段３で配置された加工図形Ｇに対して、金型マスタファイル５に登録された上下の金型組６０を所定の規則に従って割り付ける手段である。金型割付け手段４は、この割付け結果の金型割付データからなる板材加工データＦ４を生成する。金型マスタファイル５は、板材加工機に装備される各金型の金型番号、および各金型の各部の形状，寸法のデータを登録した手段である。

加工順等設定手段６は、各加工部分の加工順を設定する手段である。この加工順等設定手段６の設定加工順は、所定の規則に従って自動生成するが、オペレータの修正入力によって修正可能とされる。加工順等設定手段６は、板材加工機２のワークホルダ５６に板材持替え動作を行わせる場合の持替え指令生成用データを生成する機能を有する。この持替え指令生成用データもオペレータの入力による修正が可能とされる。
ＮＣデータ化手段７は、金型割付データからなる板材加工データＦ４につき、加工順等設定手段６で設定された加工順、およびその他の条件データを付加して、数値制御装置で実行可能なＮＣデータからなる板材加工データＦ０に変換する手段である。

ＮＣデータからなる板材加工データＦ０は、各種命令を順に記述したデータであり、金型４６，４７を板材加工機２のパンチ位置Ｑに割出す指令、板材Ｗをパンチ位置Ｑに対して相対的に移動させる指令、およびパンチ位置Ｑのパンチ駆動手段５８に孔明け加工や成形加工等のパンチ加工動作を行わせる指令が含まれる。

加工シミュレーション手段８は、生成されたＮＣデータからなる板材加工データＦ０について、各指令を順に実行した場合の加工状況をシミュレーションする手段である。加工シミュレーション手段８は、例えば板材加工データＦ０の各指令に対して順次所定の処理を施し、加工された各部の形状を画面表示装置（図示せず）の画面上に表示させるものとする。この加工シミュレーション手段８の機能の一部を構成する手段として、干渉チェック装置９が設けられる。なお、この干渉チェック装置９は、自動プログラミング装置１の生成途中における金型割付け後の任意段階の板材加工データ、例えば上記金型割付データからなる板材加工データＦ４を干渉判断の対象として用いるものとしても良い。以下は、特に説明する場合を除き、干渉チェック装置９は、ＮＣデータからなる板材加工データＦ０に対して干渉判断を行うものとして説明する。

干渉チェック装置９は、形状モデル作成手段１０と干渉チェック手段１１とを備える。干渉チェック装置９は、この他に持替え可否チェック手段１２を有している。
形状モデル作成手段１０は、板材加工データＦ０から、その複数の加工の完了した板材形状を、縦横に平面的に並びかつ高さ値を持つ複数のドットＤで現した形状モデルＭを作成する手段である。ここでは上記ＮＣデータからなる板材加工データＦ０を用いているが、形状モデル作成手段１０で作成するため板材加工データは、平板状の板材Ｗに、孔明け加工，切断加工，および成形加工のうち、少なくとも成形加工を含むいずれかの加工を複数施すデータであれば良く、例えば上記金型割付データからなる板材加工データＦ４であっても良い。
干渉チェック手段１１は、板材加工データＦ０で示される加工を設定加工順で、所定の板材加工機１により加工した場合に、板材Ｗの先に加工された成形加工部Ｗａに対して後に加工を行う金型の干渉が生じるか否かを上記形状モデルＭから判断する手段である。

図２（Ａ）に示すように、形状モデルＭのドットＤは、縦横に等間隔で平面的に並び、その各軸（Ｘ軸，Ｙ軸）方向のピッチＰｘ，Ｐｙは、例えば１mmとされる。各ドットＤの高さ値は、例えば１／０００mm（μｍ）単位とされる。各ドットＤは、同図においては見易いように面積を持つマークで図示しているが、面積を持たない点であり、各軸座標値等で平面位置が特定される。

図２（Ｂ）は形状モデルＭの高さを説明する図である。形状モデルＭは、各ドットＤの高さ値について、板材Ｗの下面を基準、つまり零にし、板材Ｗの加工無し部分Ｗ０は板厚値、板材の孔明けまたは切断加工された孔部Ｗｂは零、板材Ｗの上方へ突出した成形加工部分Ｗａは上面の高さ値とされる。板材Ｗの下方へ突出した成形加工部Ｗａ′は、下面の高さ値がドットＤの高さ値とされる。
同図は、板厚が１mmであって、上出しおよび下出しの成形加工部Ｗａ，Ｗａ′が、それぞれ１mmだけ突出した状態を示している。なお、同図では、１個のドットＤ毎に上下させて図示しているが、実際の形状モデルＭでは、孔部Ｗｂや成形加工部Ｗａ等の加工部毎に纏まって上下する。

形状モデルＭの具体例を説明する。図３は、成形加工部Ｗａがコ字曲げ部である場合の例を示す。コ字曲げ部は、板材Ｗに舌片状の板材片を外形のパンチ加工によって形成し、その舌片を同じ方向に曲げ位置を変えて２回曲げたものである。したがって板材Ｗには、下片形成のための孔部Ｗｂと、成形加工部Ｗａとが続いて生じている。
この周辺部分の形状モデルＭは、同図（Ｄ）に各ドットＤを高さ値で示される高さ位置に示す示すように、板材Ｗの加工無し部Ｗ０のドットＤは板材上面の高さ値（高さ位置）となり、孔部Ｗｂの各ドットＤは高さ値が零、成形加工部Ｗａの各ドットＤはその上面の高さ値となる。成形加工部Ｗａは加工無し部Ｗ０の上方に重なる位置となるが、その重なり部分のドットＤについては、基準位置（零位置）に対して絶対値が高い方の高さ値、つまり成形加工部Ｗａの高さ値が用いられる。したがって、形状モデルＭは、概略を示すと図３（Ｂ）に示すような形状となる。なお、図３（Ｃ），（Ｄ）において、ドットＤは一部のものだけを示し、残りは図示を省略している。

図５は、同図（Ａ）のように成形加工部ＷａがＺ字曲げ部である場合の例を示す。Ｚ字曲げ部では、成形加工部Ｗａが孔部Ｗｂの上方に重なる。この周辺部分の形状モデルＭでは、同図（Ｃ）に示すように、板材Ｗの加工無し部Ｗ０のドットＤは板材上面の高さ値（高さ位置）となり、孔部Ｗｂのうち、上方に成形加工部Ｗａが重なっていない部分の各ドットＤは高さ値が零とされ、成形加工部Ｗａの重なっている部分の各ドットＤは、成形加工部Ｗａの高さ値となる。したがって、形状モデルＭは、概略を示すと図５（Ｂ）に示すような形状となる。

図６（Ａ）に示す孔明け加工による孔部Ｗｂや、同図（Ｂ），（Ｃ）等に示す成形加工部Ｗａについても、上記と同様にして形状モデルＭが形成される。なお、形状モデルＭは、板材Ｗの全体について作成される。

つぎに、図１の干渉チェック手段１１による干渉有無の判断につき説明する。図４（Ａ），（Ｂ）は、図３に示すコ字曲げの成形加工部Ｗａの近傍に、後の加工を行うときの金型４６₃ の配置を、平面図および側面図でそれぞれ示す。
同図は、金型４６が曲げ加工の金型４６₃ である場合を示す。この金型４６₃ は、板材Ｗを押える押え型６１の周辺に型支持部６７があり、この型支持部６７は、押え型６１が同図（Ｂ）のように板材Ｗを押さえた状態で、板材上面から所定高さＨだけ上方に離れた位置にある。

金型４６₃ が同図の位置の場合、平面的に見ると、押え型６１は成形加工部Ｗａに干渉しないが、型支持部６７が成形加工部Ｗａに干渉する位置にある。しかし、同図（Ｂ）の側面図からわかるように、成形加工部Ｗａの高さｈは、型支持部６７の板材上面からの高さＨがよりも低い。そのため、型支持部６７と成形加工部Ｗａとは干渉を生じない。したがって、この場合は、干渉チェック手段１１は干渉無しと判断する。成形加工部Ｗａの高さｈが型支持部６７の高さＨよりも高い場合は、干渉チェック手段１１は干渉有りと判断する。形状モデルＭは、各ドットＤのデータとして高さ値を持っているため、上記のような平面的に重なる部分の干渉判定が可能になる。平面的に見て、押え型６１が成形加工部Ｗａに干渉する場合は、型支持部６７の干渉有無と関係なく、干渉チェック手段１１は干渉有りと判断する。
このように、型支持部６７が平面的に見て成形加工部Ｗａと干渉する位置にあっても、干渉しない場合が判断できるため、型支持部６７が平面的に干渉する場合に全て干渉有りと判断する場合に比べて、後の加工が可能な領域が増え、安全を確保しながら、無駄に加工を制限することが回避される。

また、同図の曲げ片となる成形加工部Ｗａは、その高さｈや上辺部分の長さＬが自由に加工でき、金型４６₃ の形状，寸法だけでは成形加工部Ｗａの加工後の形状が一義的に定まらない。しかし、上記のように加工後の形状を現す形状モデルＭを作成し、この形状モデルＭに対して干渉チェックを行うため、上記のような形状，寸方等の定まらない金型４６₃ を用いる場合であっても、干渉判断を正しく行うことができる。
なお、干渉チェック手段１１は、曲げ加工の金型４６₃ のうち、成形型６３（図９）に対しては、次の３種類(1) 〜(3) の干渉チェックのいずれかを行うものとされる。(1) 干渉チェックを行わない。(2) 押え型６１と同様に、平面的に見て成形型６３の範囲に成形加工部Ｗａがあると干渉すると判断する。(3) 型支持部６７と同様に、平面的に見て成形型６３の範囲に成形加工部Ｗａがあって、かつ成形加工部Ｗａの高さが成形型６３に対して設定された高さと同等以上の場合に干渉有りと判断する。成形型６３は種々の形式のものがあるため、その形式に応じて上記３種類のいずれかの干渉チェックが採用される。

曲げ片となる成形加工部Ｗａの近傍に後に行う加工が、一般の成形加工用の金型４６₂ （図１１（Ｂ））や、孔明け用の金型４６₁ （図１１（Ａ））である場合は、その金型４６₁ ，４６₂ の全体、つまりストリッパ部４６ｂ₁ ，４６ｂ₂ の範囲の全体に対して平面的に重なりが生じると、干渉チェック手段１１は干渉有りと判断する。この場合にも、先の曲げ片の成形加工部Ｗａが、形状モデルＭによって示されているため、成形加工部Ｗａがどのような寸法，形状であっても、干渉判断を正しく行うことができる。例えば、図１３，図１４に示したような成形加工部Ｗａの加工の後に、同図のような外周孔部Ｗｂの孔明け加工を行うときにも、干渉判断を正しく行うことができる。
その結果、成形加工部Ｗａの干渉回避のために成形加工部Ｗａの配置間隔を余分に設ける範囲を少なくでき、成形加工の可能な範囲が広がることになる。

また、先に加工される成形加工部Ｗａが、図６（Ｂ）に示すルーバ部や図６（Ｃ）に示すバーリング部等の場合も、上記と同様に形状モデルＭを用いて干渉チェック手段１１による干渉有無の判断が行われる。これらルーバ部やバーリング部等のように、金型４６₂ （図１１（Ｂ））から形状が一義的に定まる成形加工部Ｗａの場合は、従来の手法によっても一応の干渉有無の判断が行える。しかし、この実施形態のように形状モデルＭを作成して干渉有無の判断を行うようにした場合、近傍に行う後の加工が上記のような型支持部６７を持つ金型４６₃ である場合に、成形加工部Ｗａの高さに応じた型支持部６７の干渉有無判断が行える。

このように、形状モデルＭを作成して干渉チェックを行うが、形状モデルＭは、縦横に平面的に並びかつ高さ値を持つ複数のドットＤで現したものであるため、干渉判断に必要最小限の簡素な形状モデルＭとでき、モデル作成や干渉判断のための演算処理が簡単に行える。また、平面的に並ぶドットＤを用いるため、細かい単位としても形状モデルＭのデータ量が少なくて済み、ドット間隔Ｐｘ，Ｐｙを細かく設定してより詳細な干渉チェックが可能となり、より成形可能範囲を広げることができる。

干渉チェック手段１１において、干渉有無の判断の結果の出力は、加工シミュレーション手段８によって適宜利用される。例えば、表示装置（図示せず）の画面上に表示された成形加工部Ｗａの図形部分を、干渉有りの場合に特定の色の線や塗り潰し図形で表示すること等で表示する。

干渉チェック手段１１において、成形加工部Ｗａの近傍に後に行う加工の金型４６がどの種類のものであるかは、ＮＣデータからなる板材加工データＦ０や、金型割付データからなる板材加工データＦ４に含まれる金型番号から特定できる。また、その金型４６の形状，寸法等は、金型番号から金型マスタファイル５の記憶データを検索して特定することができる。干渉チェック手段１１において、加工順は、ＮＣデータからなる板材加工データＦ０では各命令の並び順から特定でき、また金型割付データからなる板材加工データＦ４を用いる場合は、例えば加工順等設定手段６で設定された加工順のデータより特定することができる。

図１における持ち替え可否チェック手段１２は、板材加工機２にワークホルダ５６（図７）による板材Ｗの把持位置を変更させる持ち替え情報が板材加工データＦ０に含まれる場合に、その持ち替え後のワークホルダ５６による把持位置が、板材Ｗに前記いずれかの加工が施された部分に位置するか否かを、前記形状モデルＭから判断する手段である。上記持ち替え情報は、ＮＣデータからなる板材加工データＦ０に限らず、例えば金型割付データからなる板材加工データＦ４に対して、加工順等設定手段６で設定された持ち替え情報であっても良い。

板材Ｗの持ち替えは、例えば図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように行われる。すなわち、同図（Ａ）のようにワークホルダ５６が板材Ｗを把持している状態で、ワークホルダ５６の左右方向（Ｘ軸方向）のストローク範囲では、板材Ｗの希望位置をパンチ位置Ｑに位置させることができない場合に、同図（Ｂ）のように、板材Ｗに対するワークホルダ５６のの把持位置を左右方向に変更する。同図（Ｂ）において、実線は変更後の把持位置を、鎖線は変更前の把持位置を示す。この持ち替えは、板材加工機２に設けられた板材押え手段（図示せず）により板材Ｗをテーブル上に押しつけた状態で、ワークホルダ５６の把持を解除し、ワークホルダ５６を移動させてから再度把持することで行う。

このような持ち替え動作を行う場合に、同図（Ｃ）に示すように、変更後に把持すべき板材部分が、打ち抜き加工部分Ｗｂ′となっていて、先の加工で無くなっている場合がある。この場合は、ワークホルダ５６をその変更後の把持位置で把持することができない。この変更後の把持位置に板材Ｗがあるか否かは、上記形状モデルＭからわかる。持ち替え可否チェック手段１１は、このような板持ち替え後の把持位置が加工された部分であるか否かを判断する。この持ち替え可否の判断は、変更後の把持位置に板材Ｗがあるか否かだけで行うものとしても良い。
このように、干渉チェックのために作成した形状モデルＭを、ワークホルダ５６の持ち替えの可否判断にも利用することができ、これにより簡単に持ち替え可否の判断を行うことができる。

なお、上記実施形態は、板材加工機２がタレット式のパンチプレスである場合につき説明したが、板材加工機２はカートリッジ式等のパンチプレスであっても良く、またレーザ加工機構と成形加工を行う加工機構とを備えた複合加工機等であっても良い。

この発明の一実施形態にかかる板材加工の干渉チェック装置を備えた自動プログラミング装置の概念構成を示すブロック図である。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ形状モデルのドット配列、および高さ関係を示す説明図である。 （Ａ）は成形加工部の形状例を示す斜視図、（Ｂ）は同成形加工部を形状モデルで示す場合の概念形状の斜視図、（Ｃ），（Ｄ）はそれぞれ同形状モデルにおける成形加工部付近を示す平面図および断面図である。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ形状モデルと後の加工の金型との干渉有無状況を示す平面図および断面図である。 （Ａ）は成形加工部の他の形状例を示す斜視図、（Ｂ）は同成形加工部を形状モデルで示す場合の概念形状の斜視図、（Ｃ）は同形状モデルにおける成形加工部付近を示す断面図である。 板材加工機における各種の加工部分の形状を示す斜視図である。 板材加工機の一例の平面図である。 同板材加工機の側面図である。 同板材加工機における曲げ加工用の金型組の概略側面図である。 同金型組による曲げ加工の動作説明図である。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同板材加工機における孔明け加工用の金型組および一般成形加工用の金型組を示す側面図である。 同板材加工機のワークホルダ持ち替え動作の説明図である。 曲げ片の成形加工部と外周孔明け加工の関係を示す説明図である。 曲げ片のとなる成形加工部の他の例と外周孔明け加工の関係を示す説明図である。 従来例の説明図である。

符号の説明

１…自動プログラミング装置
３…板取り手段
４…金型割付け手段
５…金型マスタファイル
６…加工順等設定手段
７…ＮＣデータ化手段
８…加工シミュレーション手段
９…干渉チェック装置
１０…形状モデル作成手段
１１…干渉チェック手段
１２…持替え可否チェック手段
４０…金型割出機構
４２，４３…金型支持体
４６，４７…金型
４８…ラム
５２…板材送り機構
５６…ワークホルダ
５８…パンチ駆動手段
６０…金型組
６１，６２…押え型
６７，６８…型支持部
６３，６４…形成型
Ｄ…ドット
Ｆ０，Ｆ４…板材加工データ
Ｐｘ，Ｐｙ…ピッチ
Ｈ…高さ
ｈ…高さ
Ｍ…形状モデル
Ｑ…パンチ位置
Ｗ…板材
Ｗａ，Ｗａ′…成形加工部

Claims (4)

1. 平板状の板材に、孔明け加工，切断加工，および成形加工のうち、少なくとも成形加工を含むいずれかの加工を複数施す板材加工データから、その複数の加工の完了した板材形状を、縦横に平面的に並びかつ高さ値を持つ複数のドットで現した形状モデルを作成する形状モデル作成手段と、前記板材加工データで示される加工を設定加工順で、所定の板材加工機により加工した場合に、板材の先に加工された成形加工部に対して後に加工を行う金型の干渉が生じるか否かを前記形状モデルから判断する干渉チェック手段とを備えた板材加工の干渉チェック装置。
2. 前記形状モデルの各ドットの高さ値について、板材の下面を零とし、板材の加工無し部分は板厚値、板材の孔明けまたは切断加工部分は零、板材の上方へ突出した成形加工部分は上面の高さ値とする請求項１に記載の板材加工の干渉チェック装置。
3. 前記所定の板材加工機は、板材または金型機構を板材の水平方向に移動させ、前記金型機構の昇降により板材を上方または下方に突出させた成形加工部とするパンチプレスであって、前記金型機構は、板材を押える押え型と、前記板材の平面部分を変形させる成形型と、前記押え型および成形型を支持し、前記押え型が板材を押さえた状態で板材上面から所定高さ離れる型支持部とを有し、前記干渉チェック手段は、前記成形加工部が前記型支持部に干渉するか否かを前記形状モデルのドットの高さ値を用いて判断するものとした請求項１または請求項２に記載の板材加工の干渉チェック装置。
4. 前記所定の板材加工機が、板材の縁部を把持して板材を移動させるワークホルダを有するものであり、前記板材加工機に前記ワークホルダによる板材の把持位置を変更させる持ち替え情報に対して、その持ち替え後のワークホルダによる把持位置が、板材の前記いずれかの加工が施された部分に位置するか否かを、前記形状モデルから判断する持替え可否チェック手段を設けた請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の板材加工の干渉チェック装置。

Images