JP4398490B2 - 金型干渉チェック方法及び装置 - Google Patents

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Description

本発明はプレスブレーキに係り、さらに詳細には、ある製品の折曲げ加工を行うに当ってプレスブレーキに装着した金型の種類，レーアウトを検出して、同一製品の折曲げ加工時の金型の選択，レーアウト等を容易に行うことができ、また製品の折曲げ加工に当っての金型のレーアウト，ワーク等と金型の干渉チェック及びワーク・製品等の詳細部の表示等を行うことのできるプレスブレーキに関する。
従来、折曲げ加工製品における複数の折曲げ箇所の折曲げ長さや形状が異なる場合、１台のプレスブレーキに複数の金型を適宜間隔に装着し、１台のプレスブレーキでもってワークの複数箇所の折曲げ加工を連続的に行うことがある。
プレスブレーキに複数の金型を装着してワークの複数箇所の折曲げ加工を行う場合、再び同一製品の折曲げ加工を繰り返す場合に金型等の選択が容易であるように、使用金型の種類や配置を、例えば作業表等に記録することがあるが、この記録作業が厄介であるという問題がある。
また、新規な製品の場合には、製品の曲げ順に対応して金型の種類や配置を作業者が考えなければならず、新しい製品の折曲げ加工に対応しての金型の選択，配置を考えることが面倒であった。
さらに、ワークの折曲げ加工に当っては、ワークと金型との干渉チェックを行う必要があり、従来はワークと金型とを表示装置に立体的に表示しており、見にくいという問題があった。
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、製品の立体図形データを格納した第１のメモリと、上記製品の折曲げ加工に必要な金型の断面形状データを格納した第２のメモリと、表示装置と、表示装置コントローラとを備え、上記表示装置に表示された製品の立体形状の切断位置を示す切断線によって指定された断面位置の端面形状データ及び曲げ位置該当金型の断面形状データを前記第１，第２のメモリから表示装置コントローラに取り込み、製品の指定された断面位置の端面形状と金型の断面形状と前記切断線とを合せて前記表示装置に表示することを特徴とするものである。
また、製品の立体図形データを格納した第１のメモリと、上記製品の折曲げ加工に必要な金型の断面形状データを格納した第２のメモリと、表示装置と、表示装置コントローラとを備え、上記表示装置に表示された製品の立体形状の切断位置を示す切断線によって指定された断面位置の端面形状データ及び曲げ位置該当金型の断面形状データを前記第１，第２のメモリから表示装置コントローラに取り込み、製品の指定された断面位置の端面形状と金型の断面形状と前記切断線とを合せて前記表示装置に表示する構成であることを特徴とするものである。
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば、折曲げ加工を行う場合の製品と金型との干渉チェックが容易である。
図１を参照するに、本例に係るプレスブレーキ１は、上部フレーム３と下部フレーム５とを上下に対向して備えており、上記上部フレーム３又は下部フレーム５の一方のフレームを可動フレームとして上下動可能に備えていると共に、当該可動フレームを上下動するための油圧シリンダ或はサーボモータのごとき昇降作動装置（図示省略）を備えている。
前記上部フレーム３には複数の中間板７を介して複数のパンチ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄが着脱交換可能に取付けてあり、下部フレーム５には前記パンチ９Ａ〜９Ｄに対応するダイ１１が取付けてある。なお、ダイ１１は１本にて例示してあるが、ワーク（図１には図示省略）の折曲げ形状によっては各パンチ９Ａ〜９Ｄに個々に対応した複数のダイを装着するものである。
さらに前記プレスブレーキ１には、当該プレスブレーキ１の各制御軸の制御を行うＮＣ装置或は小型のコンピュータ等のごとき制御装置１３を備えている。
この制御装置１３はＣＰＵ１５を備えており、このＣＰＵ１５にはＲ０Ｍ１７，ＲＡＭ１９，ＣＲＴコントローラのごとき表示装置制御装置２１を介して例えばＣＲＴのごとき表示装置２３が接続してある。さらに、前記ＣＰＵ１５には、例えばキーボード，マウス等のごとき適宜の入力装置２５が接続してある。
前記各パンチ９Ａ〜９Ｄには、各パンチ９Ａ〜９Ｄの形状，寸法，製造年月日，金型番号等、パンチ９Ａ〜９Ｄに関するデータを書き込んだ符号，記号等の例えばバーコード２７Ａ〜２７Ｄが付与されており、このバーコード２７Ａ〜２７Ｄを読み取るための撮像装置またはバーコードスキャナのごときスキャナ２９が左右方向に移動可能に設けられている。
より詳細には、本例においては上部フレーム３に設けた左右方向のガイド部材３１に前記スキャナ２９が左右方向へ移動可能に支持されている。そして、上記スキャナ２９の左右方向の移動位置を検出するために、例えばマグネスケール等のごときリニアスケールが位置検出装置３３として設けられている。
上記構成において、スキャナ２９をガイド部材３１に沿って左右方向に移動すると、例えば左端の基準位置からの移動位置が位置検出装置３３によって検出され、そして、スキャナ２９が各パンチ９Ａ〜９Ｄの各バーコード２７Ａ〜２７Ｄに対応したときには各バーコード２７Ａ〜２７Ｄを読み取ることになる。
上記スキャナ１５によって読み取った各バーコード２７Ａ〜２７Ｄのデータと位置検出装置３３によって検出した検出位置データは制御装置１３におけるＣＰＵ１５によって製品番号等と互いに関連付けられてメモリ３５に格納される。このメモリ３５に格納されたデータは製品番号を検索することにより表示装置２３に表示される。
したがって、ある製品を折曲げ加工すべく複数のパンチ９Ａ〜９Ｄ，ダイ１１を装着した後、スキャナ２９をガイド部材３１に沿って左右方向に移動して各パンチ９Ａ〜９Ｄに備えたバーコード２７Ａ〜２７Ｄを読み取ることにより、必要なパンチと各パンチの配置位置を検知でき、メモリ３５に各パンチ９Ａ〜９Ｄの位置データ，金型形状寸法等のデータを格納することができる。
そして、同一製品の折曲げ加工を再び行うときには、前記メモリ３５から同一製品番号に関するデータを読み出して表示装置２３に表示し、又はプリンター等によってプリントアウトし、この表示等に従って金型の配置を行うことにより、上記製品の折曲げ加工に必要な金型を同一位置に再び配置することができる。よって、同一製品の折曲げ加工を時間をおいて繰り返すようなとき、再加工時に金型の段取りを迅速に行うことができ、作業能率の向上を図ることができる。
なお、前記説明においては、スキャナ２９を手動的に移動する場合について説明したが、リニアモータあるいはサーボモータによって回転されるボールネジ機構等を用いて自動的に移動する構成とすることもできる。またバーコードはダイ１１側にも設け、スキャナを下側に設けることもできるものである。
さらに、前記制御装置１３を上位のホストコンピュータ（図示省略）と適宜に接続し、前記パンチ（金型）９Ａ〜９Ｄの位置データ，金型形状寸法等のデータを上記ホストコンピュータのメモリに格納し、このホストコンピュータに接続した他のプレスブレーキに備えた制御装置に上記データを読み出して、他のプレスブレーキにおいて前記金型（パンチ）９Ａ〜９Ｄの位置データ，金型の形状寸法データを利用する構成とすることも可能であり、一度折曲げ加工を行った製品の折曲げ加工を再度行う場合、必要な金型のレーアウトを容易に行い得るようになるものである。
前記スキャナ２９等は、プレスブレーキに金型を装着してあるときに、金型の形状寸法や配置位置を検出する上において有益である。しかし、製品が新規である場合には、当該製品を折曲げ加工するための金型のレーアウトを新たに設定しなければならない。
そこで、本例における前記制御装置１３には、製品加工データとして曲げ線長さ，曲げ順，曲げ形状寸法，曲げ順による製品の立体図形データ等のデータを格納した製品データメモリ３７が接続してあると共に、金型の形状寸法など金型の必要なデータを格納した金型データメモリ３９が接続してある。
なお、上記製品データメモリ３７および金型データメモリ３９は、上位のホストコンピュータに設けてあって、必要に応じて通信手段を介して制御装置１３のＲＡＭ１９に格納する構成とすることも可能である。この場合、制御装置１３におけるメモリ容量を小さく制御することが可能である。
さて、例えば図３に示すように、折曲げ線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて折曲げた折曲げ部ＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，ＦＤを備えた製品Ｗ１を、折曲げ線Ｄ，Ｃ，Ａ，Ｂの順に折曲げ加工する場合、表示装置２３に金型のレーアウトを表示する方法について説明する。
上記製品Ｗ１の折曲げ加工を行う場合、ステップＳ１において製品加工データメモリ３７のデータから製品Ｗ１においての最長曲げ長さの折曲げ線Ｄを検索し、この折曲げ線Ｄに対応した第１の金型（パンチ，ダイ）Ｐ１，Ｄ１を表示装置２３に表示する［図４（Ａ）］。
そして、ステップＳ２において折曲げ順の１を設定し、ステップＳ３において最終の折曲げ回数に達したか否かを判別し、ＹＥＳの場合には終りにする。ステップＳ３において、ＮＯの場合にはステップＳ２において設定された折曲げ順の図形，曲げ線長さを金型Ｐ１，Ｄ１の間に表示する（ステップＳ４）。
図３に示す製品Ｗ１の場合には、折曲げ線Ｄが最長であり、かつ曲げ順が最初であるから、折曲げ線Ｄの長さに対応した金型Ｐ１，Ｄ１を表示すると共に折曲げ線Ｄの位置を表示する［図４（Ａ）］。
図４（Ａ）に示すように金型Ｐ１，Ｄ１が表示されかつ折曲げ線Ｄが表示された状態を見て、ステップＳ５で上記折曲げ線Ｄの折曲げが可能であるか否かを判別する。この場合、金型Ｐ１，Ｄ１と製品Ｗ１の干渉等がなく、金型Ｐ１，Ｄ１によって折曲げ線Ｄ位置の折曲げ加工が可能であるので、ステップＳ６に移行し、入力装置２５を操作し、折曲げ線Ｄと金型Ｐ１，Ｄ１とを関連付けて登録する。
次にステップＳ７に移行し、折曲げ順が２番目の折曲げ線Ｃに更新し金型Ｐ１，Ｄ１の間に表示する［ステップＳ４，図４（Ｂ）］。この場合、折曲げ線Ｄを折曲げることによって折曲げ部ＦＤが折曲げられた状態にあるので、折曲げ部ＦＤをも合せて表示する。
次に、ステップＳ５で折曲げ線Ｃの折曲げ加工が可能か否かを判別する。この場合、折曲げ部ＦＤが金型Ｐ１，Ｄ１と干渉するので、入力装置２５を操作して製品Ｗ１の図形を左右方向に移動し、折曲げ部ＦＤが金型Ｐ１，Ｄ１の端部から外れた位置において折曲げ可能であるから、ステップＳ６へ移行して、前述同様に登録を行う。
次に、第３番目の折曲げ順は折曲げ線Ａであるから、折曲げ部ＦＤ，ＦＣを折曲げた状態において折曲げ線Ａを金型Ｐ１，Ｄ１の間に表示し［図４（Ｃ）］、かつ製品Ｗ１の図形を左右方向に移動して、折曲げ線Ａの折曲げ加工が可能か否かを判別する。この場合、折曲げ加工が不可であるから、ステップＳ８に移行し、製品Ｗ１の図形を金型Ｐ１，Ｄ１から外れた位置に移動すると、前記折曲げ線Ａの長さに対応した新規の第２の金型Ｐ２，Ｄ２のデータが金型データメモリ３９から読み出され表示される［図４（Ｃ）］。
この場合、第２の金型Ｐ２，Ｄ２によって折曲げ線Ａの折曲げ加工が可能であるから、ステップＳ９に移行してステップＳ６と同様に金型の登録が行われる。
そして、ステップＳ１０に移行して、第２の金型Ｐ２，Ｄ２によって以前の折曲げ線Ｄ，Ｃの折曲げ加工が可能であるか否かが判別され、ＮＯであるから、ステップＳ７に移行する。
次に、第４番目の折曲げ線Ｂの折曲げ加工を行うべく第１の金型Ｐ１，Ｄ１の間に製品Ｗ１の図形が表示されるので、第１の金型Ｐ１，Ｄ１によって折曲げ線Ｂの折曲げ加工が可能か否かを判別し、否の場合には製品Ｗ１の図形を第２の金型Ｐ２，Ｄ２の位置へ移動し、第２の金型Ｐ２，Ｄ２によっても否の場合に、さらに製品Ｗ１の図形を側方に移動すると、折曲げ線Ｂの長さに対応した第３の金型Ｐ３，Ｄ３が表示される［ステップＳ８、図４（Ｄ）］。
したがって、この第３の金型Ｐ３，Ｄ３を前記ステップＳ６と同様に登録し（ステップＳ９）、ステップＳ１０において、この第３の金型Ｐ３，Ｄ３によって、以前の折曲げ線Ｄ，Ｃ，Ａの折曲げ加工が可能であるか否かを判別する。この場合、折曲げ線Ｄ，Ｃは折曲げ線Ｂより長く折曲げ加工は不可であるが、折曲げ線Ａは折曲げ線Ｂより短いので、第３の金型Ｐ３，Ｄ３に対応せしめて、図４（Ｃ）の製品Ｗ１の図形を再表示し、第３の金型Ｐ３，Ｄ３によって折曲げ線Ａの折曲げ加工が可能であるか否かを判別し、可能である場合にはステップＳ１１に移行し、第２の金型Ｐ２，Ｄ２を消去し、折曲げ線Ａと第３の金型Ｐ３，Ｄ３を関連付けて登録変更を行う。
以上のごとき操作を繰り返し、メモリに登録した金型を表示装置２３に表示すると、製品Ｗ１の場合には第１の金型Ｐ１，Ｄ１と第３の金型Ｐ３，Ｄ３のレーアウトが表示される［図４（Ｅ）］。
したがって、表示装置２３の表示に従ってプレスブレーキに必要な金型を装着することにより、製品Ｗ１の折曲げ加工に必要な金型のレーアウトが行われることになり、金型のレーアウトが容易なものである。
すなわち、折曲げ加工を行う製品が新規な場合であっても、金型のレーアウトを比較的容易に行い得るものである。
前述のごとく、プレスブレーキに複数の金型を配置して製品の折曲げ加工を行うとき、製品の形状が比較的単純な場合には金型と製品との干渉チェックを行うことは比較的容易である。製品と金型との干渉チェックを行う方法として、製品及び金型を立体的に表示し、かつ干渉部分のカラーを変更して表示することも考えられるが、製品の形状が複雑である場合には干渉部分が見にくいことがある。
また、例えば製品形状の側面図又は断面図及び金型の側面図又は断面図を合せて表示して干渉チェックを行うことも考えられるが、側面図や断面図においては、干渉チェックを行いたい部分の手前側が同時に表示されることがあるので、形状が複雑な場合には干渉部分が見にくいことがある。
そこで、本例においては次のごとくして製品と金型との干渉チェックを行うものである。
すなわち、図６に示すように、製品データメモリ３７に格納されている製品Ｗ２の立体図形データに基いて製品Ｗ２の立体形状を表示装置に表示すると共に、製品Ｗ２の切断位置を示す切断線ＣＬを同時に表示装置に表示する。そして、上記切断線ＣＬにおいて切断した製品Ｗ２の端面形状と、金型データメモリ３９に格納されている必要な金型４１Ｐ，４１Ｄの断面形状とを合せて表示装置２３に表示するものである。
上記構成によれば、立体表示された製品Ｗ２の形状の任意の位置へ切断線ＣＬを移動して切断端面形状を得ることができ、この端面形状と金型４１Ｐ，４１Ｄの断面形状とを合せて表示するものであるから、干渉チェックのための表示図形が単純化され、製品Ｗ２の干渉チェック位置及び製品Ｗ２と金型との干渉の有無を容易に目視することができるのである。
金型と製品との干渉チェックを行うには、さらに次のごとき構成とすることも可能である。すなわち、図７に示すように、ステップＳ２０においてデータメモリ３７，３９から製品Ｗ３と金型４３との３次元データを取り込み、ステップＳ２１において上記製品Ｗ３と金型４３とを表示装置２３に立体表示する。
次に、製品Ｗ３の干渉チェックを行いたい位置と視線方向とを表示画面上に、例えば矢印等により指示すると（ステップＳ２２）、指示された視線方向での製品Ｗ３と金型４３との形状が表示されると共に、表示画面上において製品Ｗ３の仮想曲げ加工が開始され（ステップＳ２３）、製品Ｗ３の曲げ加工状態が表示されると共に（ステップＳ２４）、干渉チェックのために必要な部分の計算された断面積Ｔが、製品Ｗ３の示された干渉チェック位置Ｗ３Ｃの固定的で独立の断面積Ｑと金型４３の固定的で独立の断面積Ｒとの和よりも小さいか否かが判断される（ステップＳ２５）。計算された断面積Ｔが固定的なＱとＲの和よりも小さいときには、干渉が起きていると判断される。一方、計算された断面積Ｔが固定的なＱとＲの和よりも小さくないときには、干渉が起きていないと判断される。
従って、ステップＳ２５において、Ｑ＋Ｒ＝Ｔならば仮想曲げ加工が継続され、Ｑ＋Ｒ＞ＴならばステップＳ２６に移行し、仮想曲げ加工が停止され、干渉位置のチェックが行われる。
なお、上記説明は製品を金型との干渉チェックを行う場合について説明したが、例えばロボット，マニピュレータ等の付属装置の動作，形状データをメモリ４５から取り込み、付属装置の図形をも製品Ｗ３と関連付けて表示装置２３に表示し、前記ステップＳ２２〜Ｓ２６と同様のステップを踏襲することにより、金型と製品及び付属装置との干渉チェックを行うことができるものである。
したがって、プレスブレーキに対してロボット等を用いてワークの供給を行う構成とした場合、ロボット等と金型等との干渉チェックが容易であり、ロボット等が金型等に当接することを未然に防止することができるものである。
ところで、長尺の部品，製品の折曲げ加工を行う場合、製品，部品の展開図や製品の全体の形状を表示することがある。この場合、例えば製品が長尺であって縦と横の比率が極端に異なる場合には、製品の特徴部分等が潰れて表示されることがあり、特徴部分を正確に認識することができない場合がある。
そこで、本例においては、製品が長尺の場合であっても、製品形状や展開図等の特徴点を明確に表示する構成が取られている。
すなわち、制御装置１３にはビデオラム４５が接続してあり、長尺の製品Ｗ４又はその折曲げ線をも記入した展開図を表示装置２３に表示したとき、縦寸法と横寸法との比率が大きく、特徴点が潰れてしまう場合には、前記長尺の製品Ｗ４の形状データをビデオラム４５に取り込み、製品Ｗ４の長手方向へ所定ピッチで走査を行う。
走査ピッチは、（例えば所望の解像度に基づき）固定とすることも可能であり、また形状の特徴部分の検出及びその走査に応じて可変とすることも可能である（例えば、詳細な走査を行なうときや形状の特徴部分のときは、高解像度を得るために微細な走査が行われる）。
すなわち、ステップＳ３０において走査線の１本目の設定を行い、ステップＳ３１においてビデオラム４５の全領域に亘って走査が完了したか否かを判別する。そして、ステップＳ３２において走査線が折曲げ線をも含む展開図あるいは製品Ｗ４の図形と交差したとき、走査方向に対して直交する位置の座標データを取り込み、ステップＳ３３において前回の座標データと今回の座標データとが同一であるか否かを判別し、同一の場合にはステップＳ３４に移行して今回の座標データを省略する。その後、ステップＳ３６に移行して、走査線を更新する。
ステップＳ３３において今回の座標データが前回の座標データと異なる場合にはステップＳ３５へ移行して、現在の座標データが、製品Ｗ４の長手方向に関する以前のデータの隣接するデータとしてＲＡＭ１９に一時的に登録される。次にステップＳ３６において走査線を更新し、ステップＳ３１〜Ｓ３６を繰り返す。
そして、ビデオラム４５の全領域に亘っての走査が終了したときにはステップＳ３７へ移行し、ステップＳ３５においてＲＡＭ１９に登録した座標に基いて図形を再展開する。
すなわち、図９（Ａ）において走査線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は製品Ｗ４の図形と交差しないが、走査線Ｌ４は図形と交差するので、その交差位置の座標位置が取り込まれ一時的にＲＡＭ１９に登録される。次に、走査線Ｌ５が図形と交差した座標位置が取り込まれ、走査線Ｌ４の場合の座標位置と比較され、異なるのでＲＡＭ１９に登録される。さらに、走査線Ｌ６とＬ５の場合、Ｌ７とＬ６の場合、Ｌ８とＬ７との場合というように次々に走査を行い、そのときの図形との交差位置の座標位置が比較され、前回の場合と異なる場合の座標位置のみが製品Ｗ４の長手方向に関する以前のデータに隣接するデータとしてＲＡＭ１９に登録され、この登録された座標データをビデオラム４５に再格納することによって再展開すると、図９（Ｂ）に示すようになる。
ここで、図９（Ｂ）に示すように、表示された図形が小さい場合には、所望の倍率で拡大することにより、図９（Ｃ）に示されるように拡大表示される。
したがって、製品Ｗ４及びその展開図等が長尺であって、全体を表示した場合に特徴部分が潰れて表示されるような場合には、本例によれば、製品Ｗ４の長手方向を短縮し、また必要により拡大して表示できるので、製品Ｗ４の全体の特徴部分を一度に認識することができる。すなわち、本例によれば、製品Ｗ４の１部分のみの拡大表示ではないので、製品Ｗ４の全体の特徴部分の確認，把握を容易に行うことができるものである。
なお、上記説明においては、図９（Ａ）において左右方向にのみ走査した場合について説明したが、左右方向の走査を終了した後に上下方向の走査を行って、左右方向および上下方向の短縮を行うことも可能である。
プレスブレーキの正面説明図である。 プレスブレーキの制御装置の構成を示す機能ブロック図である。 製品の１例を示す立体図である。 金型レーアウト表示方法を示す説明図である。 金型レーアウト表示方法を示すフローチャートである。 製品と金型との干渉チェックを行う表示部の説明図である。 製品と金型との干渉チェックを行う別の方法を示すフローチャート及びその説明図である。 長尺の製品の図形等を長手方向に縮小する場合を示すフローチャートである。 長尺の製品の図形を長手方向に縮小し、再展開して表示し、かつ拡大表示する場合の説明図である。
符号の説明
１ プレスブレーキ
２１ ＣＲＴコントローラ
２３ 表示装置
３７ 製品データメモリ
３９ 金型データメモリ

Claims (2)

  1. 製品の立体図形データを格納した第１のメモリと、上記製品の折曲げ加工に必要な金型の断面形状データを格納した第２のメモリと、表示装置と、表示装置コントローラとを備え、上記表示装置に表示された製品の立体形状の切断位置を示す切断線によって指定された断面位置の端面形状データ及び曲げ位置該当金型の断面形状データを前記第１，第２のメモリから表示装置コントローラに取り込み、製品の指定された断面位置の端面形状と金型の断面形状と前記切断線とを合せて前記表示装置に表示することを特徴とする金型干渉チェック方法。
  2. 製品の立体図形データを格納した第１のメモリと、上記製品の折曲げ加工に必要な金型の断面形状データを格納した第２のメモリと、表示装置と、表示装置コントローラとを備え、上記表示装置に表示された製品の立体形状の切断位置を示す切断線によって指定された断面位置の端面形状データ及び曲げ位置該当金型の断面形状データを前記第１，第２のメモリから表示装置コントローラに取り込み、製品の指定された断面位置の端面形状と金型の断面形状と前記切断線とを合せて前記表示装置に表示する構成であることを特徴とする金型干渉チェック装置。
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