JP5249185B2 - 仮打ち打点決定方法、打点順決定方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、より少ない仮打ち打点で仮止めすることができる仮打ち打点を決定する仮打ち打点決定方法、ワークの内部ひずみが小さくなるように決定された仮打ち打点の打点順を決定する打点順決定方法、及びプログラムに関する。

従来は、特許文献１に記載のように、コンピュータ上で、仮止め打点を経験により検索して、仮止め打点の配置を仮決定し、仮決定した仮止め打点の配置に応じたワークの変形量が基準値以下となる場合は、該仮決定した配置を、仮止め打点の配置として決定していた。

特開２００３−２９０９３２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術思想では、仮止め打点が経験で検索されるため、時間がかかり、また、ワークの変形量を抑えるために決定される仮打ち打点の数が多くなってしまう。人によって決定される仮打ち打点の数にバラツキが生じてしまう。決定された仮打ち打点を打つ打点順によって、ワークの内部ひずみが大きくなったり、小さくなったりしてしまう。

そこで、本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、仮打ち打点の決定に要する時間を短縮し、且つ、より少ない仮打ち打点で所望する剛性を保つことができる仮打ち打点決定方法、仮打ちによるワークの内部ひずみを抑えることができる打点順決定方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、コンピュータが、複数のワークを仮打ちする仮打ち打点を予め決定する仮打ち打点決定方法であって、ワーク形状データに用いて、前記コンピュータ上で前記複数のワークを複数の接合点で接合する接合工程と、前記複数のワークのクランプ箇所を前記コンピュータ上で拘束する拘束工程と、前記コンピュータ上で、接合された前記複数のワークの特定点に荷重をかけたときの前記複数の接合点の仕事エネルギーをそれぞれ算出する仕事エネルギー算出工程と、前記複数の接合点のそれぞれの前記仕事エネルギーを合計して、合計仕事エネルギーを算出する合計仕事エネルギー算出工程と、前記合計仕事エネルギーに対する前記複数の接合点のそれぞれの前記仕事エネルギーの割合を算出するエネルギー割合算出工程と、前記割合が大きい順に前記接合点を選択していき、選択した前記接合点の前記割合の合計が基準割合を超えたときに、選択していた前記接合点を仮打ち打点として決定する仮打ち打点決定工程と、を備えることを特徴とする。

前記仕事エネルギー算出工程により算出された前記仕事エネルギーが小さい前記仮打ち打点順に、前記複数の仮打ち打点を打つように打点順を決定する打点順決定工程をさらに備えてもよい。

上記目的を達成するために、本発明は、プログラムであって、コンピュータに、複数のワークの形状データを取得するワーク形状取得工程と、前記形状データに用いて、前記コンピュータ上で前記複数のワークを複数の接合点で接合する接合工程と、前記複数のワークのクランプ箇所を前記コンピュータ上で拘束する拘束工程と、前記コンピュータ上で、接合された前記複数のワークの特定点に荷重をかけたときの前記複数の接合点の仕事エネルギーをそれぞれ算出する仕事エネルギー算出工程と、前記複数の接合点のそれぞれの前記仕事エネルギーを合計して、合計仕事エネルギーを算出する合計仕事エネルギー算出工程と、前記合計仕事エネルギーに対する前記複数の接合点のそれぞれの前記仕事エネルギーの割合を算出するエネルギー割合算出工程と、前記割合が大きい順に前記接合点を選択していき、選択した前記接合点の前記割合の合計が基準割合を超えたときに、選択していた前記接合点を仮打ち打点として決定する仮打ち打点決定工程と、を実行させることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明は、コンピュータが、複数のワークを仮打ちする複数の仮打ち打点の打点順を決定する仮打ち打点の打点順決定方法であって、ワーク形状データを用いて、前記コンピュータ上で前記複数のワークを複数の接合点で接合する接合工程と、前記複数のワークのクランプ箇所を前記コンピュータ上で拘束する拘束工程と、前記コンピュータ上で、接合された前記複数のワークの特定点に荷重をかけた場合における、前記複数の接合点のうち予め決定された複数の仮打ち打点の仕事エネルギーを算出する仕事エネルギー算出工程と、前記仕事エネルギーが小さい順に、前記複数の仮打ち打点を打つように打点順を決定する打点順決定工程と、を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明は、プログラムであって、コンピュータに、複数のワークの形状データを取得するワーク形状取得工程と、前記形状データを用いて、前記コンピュータ上で前記複数のワークを複数の接合点で接合する接合工程と、前記複数のワークの複数のクランプ箇所を前記コンピュータ上で拘束する拘束工程と、前記コンピュータ上で、接合された前記複数のワークの特定点に荷重をかけた場合における、前記複数の接合点のうち予め決定された複数の仮打ち打点の仕事エネルギーを算出する仕事エネルギー算出工程と、前記仕事エネルギーが小さい順に、前記複数の仮打ち打点を打つように打点順を決定する打点順決定工程と、を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、複数の接合点で複数のワークを接合し、ワークの任意の特定点に荷重をかけたときにおける複数の接合点の仕事エネルギーをそれぞれ算出して合計仕事エネルギーを求め、合計仕事エネルギーに対する接合点の仕事エネルギーの割合を算出する。そして、仕事エネルギーの割合が小さい接合点順に接合点を選択していき、選択した接合点の前記割合が基準割合を超えたときに、選択していた接合点を仮打ち打点として決定するので、より少ない仮打ち打点で所望する剛性を保つことができ、ワークの変位量を抑えることができる。また、仮打ち打点の数を少なくすることができるので、ライン設計が容易となる。また、仮打ち打点の決定に要する時間を大幅に短縮することができる。

また、仕事エネルギーが小さい順に、仮打ち打点を打つように打点順を決定するので、仮打ちによるワークの内部ひずみを小さくすることができ、スプリングバックを小さくすることができる。

実施の形態の仮打ち打点・打点順決定装置の電気的な構成ブロック図である。 打点・打点順決定装置の動作を示すフローチャートである。 打点・打点順決定装置の動作を示すフローチャートである。 打点・打点順決定装置の動作を示すフローチャートである。 取得される形状データの基となる複数のワークの正面図である。 図５に示す複数のワークを左側面から見た側面図である。 図５に示す複数のワークの右側面から見た側面図である。 第１クランプ箇所及び特定点を示す図である。 特定点８０に荷重をかけたときの変位量を示す図である。 それぞれの接合点Ｎの仕事エネルギーのグラフを示す図である。 図４のステップＳ２４の動作を説明する図である。

発明に係る仮打ち打点決定方法、及び打点順決定方法を実現するための仮打ち打点・打点順決定装置について、それを実施するプログラムとの関係で好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、実施の形態の仮打ち打点・打点順決定装置１０の電気的な構成ブロック図である。仮打ち打点・打点順決定装置１０は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）の機能を搭載したコンピュータであり、入力部１２、制御部（ＣＰＵ等の情報処理装置）１４、メモリ（記録媒体）１６、及び出力部１８を備える。メモリ１６には、本実施の形態の仮打ち打点・打点順決定装置１０として機能させるためのプログラムが格納されている。入力部１２は、外部からの信号を受ける。入力部１２は、ワーク形状取得部２０として機能する。ワーク形状取得部２０は、自動車パネルなどの複数のワークの形状データを取得して、メモリ１６に記録する。ワーク形状取得部２０は、ワークの材質データ等をさらに取得してメモリ１６に記録してもよい。

制御部１４は、第１接合部２２、クランプ拘束部２４、荷重付加部２６、ワーク変位量算出部２８、仕事エネルギー算出部３０、合計仕事エネルギー算出部３２、エネルギー割合算出部３４、仮打ち打点決定部３６、接合点解除部３８、第２接合部４０、荷重ベクトル算出部４２、第１合計荷重ベクトル算出部４４、第２合計荷重ベクトル算出部４６、クランプ変位量算出部４８、及び打点順決定部５０として機能する。

第１接合部２２は、コンピュータ上で、複数のワークを複数の接合点Ｎ（Ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）で接合する。つまり、接合点Ｎをスポット溶接させた状態にする。この接合点Ｎは、実際にワークを産業ロボットで溶接する際に、溶接する接合点Ｎであり、この接合点Ｎの中から、仮打ち打点、増し打ち打点が決定される。

クランプ拘束部２４は、ワークのクランプ箇所が動かないようにコンピュータ上で拘束する。荷重付加部２６は、コンピュータ上で、ワークに荷重をかける。荷重付加部２６は、それぞれのワークに、ワークの自重分（重力分）の荷重をかけ、また、複数のワークのいずれか１つのワークの特定点に荷重をかける。この特定点は、予め定められた任意の部位である。

ワーク変位量算出部２８は、荷重付加部２６により荷重をかけられたワークの変位量を算出する。ワーク変位量算出部２８は、荷重付加部２６によりワークに自重分の荷重が付加された場合は、該ワーク全体の変位量を算出する。また、ワーク変位量算出部２８は、荷重付加部２６によりワークの特定点に荷重が付加された場合は、該特定点の変位量を算出する。ワーク変位量算出部２８は、ワークの形状、ワークの材質等によって変位量を算出することができる。

仕事エネルギー算出部３０は、荷重付加部２６により特定点に荷重が付加されたときの、複数の接合点Ｎの仕事エネルギーｅ_nをそれぞれ算出する。具体的には、仕事エネルギー算出部３０は、特定点に荷重が付加されたときの、それぞれの接合点Ｎでの変位と応力とを求め、該求めた変位と応力とを乗算することで、複数の接合点Ｎの仕事エネルギーｅ_nをそれぞれ算出する。

合計仕事エネルギー算出部３２は、算出された複数の接合点Ｎの仕事エネルギーｅ_nを合計して、合計仕事エネルギーΣｅ_nを算出する。エネルギー割合算出部３４は、合計仕事エネルギーΣｅ_nに対する複数の接合点Ｎのそれぞれの仕事エネルギーｅ_nの割合Ｅ_nを算出する。Ｅ_n＝ｅ_n／Σｅ_nで表される。例えば、接合点１の仕事エネルギーの割合Ｅ₁は、Ｅ₁＝ｅ₁／Σｅ_nで表され、接合点２の仕事エネルギーの割合Ｅ₂は、Ｅ₂＝ｅ₂／Σｅ_nで表される。

仮打ち打点決定部３６は、複数の接合点Ｎのうち、仮打ち打点とする接合点ｎを決定する。仮打ち打点決定部３６は、割合Ｅ_nが大きい順に接合点ｎを選択していき、選択した接合点ｎの割合Ｅ_nの合計が基準割合を超えたときに、選択していた接合点ｎを仮打ち打点として決定する。また、仮打ち打点決定部３６は、決定した仮打ち打点のみで複数のワークが接合された場合であって、前記特定点に荷重をかけたときの該特定点の変位量が所定値以内でない場合には、該特定点の該変位量が所定値以内になるまで、仮打ち打点として決定されていない接合点Ｎのうち、仕事エネルギーの割合が高い接合点Ｎ順に、仮打ち打点として追加決定する。なお、仮打ち打点として決定される接合点Ｎを接合点ｎで表す。

接合点解除部３８は、第１接合部２２が接合した複数の接合点Ｎのうち、仮打ち打点として決定された接合点ｎ以外の接合点Ｎの接合をコンピュータ上で解除する。つまり、複数のワークが仮打ち打点として決定された接合点ｎのみで接合されている状態にする。

第２接合部４０は、仮打ち打点に対して、接合させる２つのワークの両側から等荷重をかけて、仮打ち打点で２つのワークを接触させた後接合させる。第２接合部４０は、仕事エネルギーが小さい仮打ち打点順に、仮打ち打点での接触及び接合を行う。なお、この場合は、複数のワークは、所定の隙間があいた状態で、クランプ箇所で拘束されているものとする。

荷重ベクトル算出部４２は、各仮打ち打点でワークを接触させたときに、ワークのクランプ箇所にそれぞれかかる荷重ベクトルを算出する。つまり、各仮打ち打点毎に、クランプ箇所にそれぞれかかる荷重ベクトルを算出する。第１合計荷重ベクトル算出部４４は、荷重ベクトル算出部４２が算出した荷重ベクトルから、仮打ち打点毎に、クランプ箇所全体にかかる第１合計荷重ベクトルを算出する。第２合計荷重ベクトル算出部４６は、荷重ベクトル算出部４２が算出した荷重ベクトルから、クランプ箇所のそれぞれにかかるクランプ別の第２合計荷重ベクトルを算出する。つまり、クランプ別毎に、複数の仮打ち打点でワークを接触させたときにクランプ箇所にかかる第２合計荷重ベクトルを算出する。

クランプ変位量算出部４８は、ワークのクランプ箇所の拘束を解除して、それぞれの該クランプ箇所に、対応する第２合計荷重ベクトルと量が同じで逆方向の荷重をそれぞれかけたときの、それぞれのクランプ箇所の変位量を算出する。

打点順決定部５０は、クランプ変位量算出部４８が算出したクランプ箇所の変位量が閾値以下の場合は、仕事エネルギーが小さい仮打ち打点順に、仮打ち打点を打つように打点順を決定し、クランプ箇所の変位量が閾値以下でない場合は、第１合計荷重ベクトルが小さい仮打ち打点順に、仮打ち打点を打つように打点順を決定する。

次に、打点・打点順決定装置１０の動作を図２〜図４のフローチャートにしたがって説明する。まず、ワーク形状取得部２０は、複数のワークの形状データを取得する（図２のステップＳ１）。取得された形状データは、メモリ１６に記録される。図５は、取得される形状データの基となる第１ワーク５２及び第２ワーク５４の正面図であり、図６は、図５に示す第１ワーク５２及び第２ワーク５４を左側面から見た側面図であり、図７は、図５に示す第１ワーク５２及び第２ワーク５４の右側面から見た側面図である。つまり、ステップＳ１では、図５〜図７に示すような複数のワークの形状データを取得する。図５〜図７では、第１ワーク５２と第２ワーク５４との２つのワークを例示したが、ワーク形状取得部２０は、３つ以上のワークの形状データを取得してもよい。なお、ワーク形状取得部２０は、ワークの材質データ、接合点Ｎの位置情報等も取得してもよい。

次いで、第１接合部２２は、取得した複数のワークを接合点Ｎで接合する（ステップＳ２）。図５〜図７に示す例では、点６１〜点７６までの１６点を接合点Ｎする。第１接合部２２は、接合点６１〜接合点７６で、第１ワーク５２と第２ワーク５４とを接合する。この接合点Ｎの数及び位置は、取得するワークに応じて予め決められたものであってもよく、ユーザによって入力された点を接合点Ｎとしてもよい。また、ワーク形状取得部２０が接合点Ｎの位置情報を取得した場合は、該取得した位置情報に応じて接合点Ｎを決めてもよい。

次いで、クランプ拘束部２４は、接合された複数のワークが動かないように、複数のワークのいずれか１つ又は２以上のワークの第１クランプ箇所を拘束する（ステップＳ３）。つまり、該第１クランプ箇所が動かないように固定する。図８は、第１クランプ箇所及び特定点を示す図である。図８に示すように、第１クランプ箇所７８は、第２ワーク５４に４箇所設けられており、該第１クランプ箇所７８をクランプ拘束部２４は拘束する。

次いで、荷重付加部２６は、複数のワークにそれぞれ自重分（重力分）の荷重をかけ（ステップＳ４）、ワーク変位量算出部２８は、そのときの複数のワークの変位量をそれぞれ算出する（ステップＳ５）。

次いで、制御部１４は、ステップＳ５で算出したワークの変位量が基準値以内であるか否かを判断し（ステップＳ６）、基準値以内でないと判断された場合は、そのまま処理を終了する。全ての接合点Ｎで接合した状態で、自重によって変位量が基準値より大きくなってしまう場合は、該接合点Ｎの位置、数が不適切であるからである。

一方、ステップＳ６で、基準値以内であると判断されると、荷重付加部２６は、いずれか１つのワークの特定点８０に任意の荷重をかける（ステップＳ７）。図８では、第１ワーク５２に特定点８０が設定されている。この特定点８０は予め定められた任意の部位である。また、特定点８０は、剛性の精度を要求したい部位であってもよい。

次いで、ワーク変位量算出部２８は、該特定点の変位量Ｓ１を算出する（ステップＳ８）。図９は、特定点８０に荷重をかけたときの変位量を表している。

次いで、仕事エネルギー算出部３０は、特定点に荷重が付加されたときの、複数の接合点Ｎ（本実施の形態では、Ｎ＝６１，６２，・・・，７５，７６）の仕事エネルギーｅ_nをそれぞれ算出する（ステップＳ９）。仕事エネルギー算出部３０は、特定点に荷重が付加されたときの、それぞれの接合点Ｎの変位と応力とを求め、該求めた変位と応力とを乗算することで、それぞれの接合点Ｎの仕事エネルギーｅ_nを算出する。

図１０は、それぞれの接合点Ｎの仕事エネルギーのグラフを示す図であり、仕事エネルギーが大きい順に並べている。図１０を見るとわかるように、接合点６６の仕事エネルギーが最も多く、次に接合点７５、接合点６５、接合点６９、という順番、接合点Ｎの仕事エネルギーが小さくなっている。

次いで、合計仕事エネルギー算出部３２は、算出されたそれぞれの接合点Ｎの仕事エネルギーｅ_nを合計して、合計仕事エネルギーΣｅ_nを算出する（ステップＳ１０）。

次いで、エネルギー割合算出部３４は、合計仕事エネルギーに対するそれぞれの接合点Ｎの仕事エネルギーｅ_nの割合Ｅ_nを、Ｅ_n＝ｅ_n／Σｅ_nの式によって算出する（ステップＳ１１）。例えば、接合点６１の割合Ｅ₆₁は、Ｅ₆₁＝ｅ₆₁／Σｅ_nで表され、接合点７６の割合Ｅ₇₆は、Ｅ₇₆＝ｅ₇₆／Σｅ_nで表される。

次いで、仮打ち打点決定部３６は、ステップＳ１２で選択していない複数の接合点Ｎのうち、最も割合Ｅ_nが大きい（仕事エネルギーｅ_nが大きい）接合点ｎを選択し（ステップＳ１２）、現在選択されている接合点ｎの割合Ｅ_nの合計を算出する（ステップＳ１３）。ここで、初めてステップＳ１２の動作を行う場合は、選択した接合点ｎはないので、最も仕事エネルギーの割合Ｅ_nが大きい接合点ｎ（例えば、接合点６６）を選択することになる。また、次回のステップＳ１２では、接合点７５を選択することになる。

次いで、仮打ち打点決定部３６は、算出した接合点ｎの割合Ｅ_nの合計が基準割合を超えるか否かを判断する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４で、基準割合を超えていないと判断すると、ステップＳ１２に戻り上記した動作を繰り返す。つまり、選択した接合点ｎの仕事エネルギーの割合Ｅ_nの合計が基準割合を超えるまで、ステップＳ１２で仕事エネルギーの割合が大きい接合点ｎ順に選択していくことになる。

一方で、ステップＳ１４で、選択した接合点ｎの仕事エネルギーの割合Ｅ_nの合計が基準割合を超えたと判断されると、仮打ち打点決定部３６は、選択していた接合点ｎを仮打ち打点として決定する（図３のステップＳ１５）。例えば、接合点６６、接合点７５、接合点６５、及び接合点６９のそれぞれの仕事エネルギーの割合Ｅ_nの合計で初めて基準割合を超える場合は、接合点６６、接合点７５、接合点６５、及び接合点６９を仮打ち打点として決定する。これにより、選択された仮打ち打点で所望する剛性を保つことができ、ワークの変位量を抑えることができる。割合Ｅ_n（仕事エネルギーｅ_n）が大きい接合点は、その分、ワーク接合の剛性への寄与率が大きいからであり、割合Ｅ_nが高い順に、仮打ち打点として接合点ｎを選択することで、より少ない仮打ち打点で、所望の剛性を保つことができる。

次いで、接合点解除部３８は、現在仮打ち打点として選択している接合点ｎ以外の接合点Ｎの接合をコンピュータ上で解除する（ステップＳ１６）。例えば、接合点６６、接合点７５、接合点６５、及び接合点６９を仮打ち打点として決定した場合は、それ以外の接合点６１、接合点６２等の接合を解除する。つまり、仮打点として決定された接合点ｎのみで複数のワークを接合する。

次いで、荷重付加部２６は、前記特定点８０に荷重をかける（ステップＳ１７）。荷重付加部２６は、ステップＳ７でかけた荷重と同等の荷重をかける。

次いで、ワーク変位量算出部２８は、該特定点の変位量Ｓ２を算出し（ステップＳ１８）、制御部１４は、ステップＳ１８で算出した変位量Ｓ２が所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１９）。この所定値は、ステップＳ８で算出した変位量Ｓ１に対する基準値であってもよい。この場合、所定値は、ステップＳ８で算出した変位量Ｓ１に応じて変わる。また、所定値は、予め定められた一定の値（一定値）であってもよい。

ステップＳ１９で所定値以下でないと判断すると、仮打ち打点決定部３６は、仮打ち打点として決定されていない接合点Ｎのうち（溶接が解除されている接合点Ｎのうち）、仕事エネルギーの割合Ｅ_nが最も高い接合点ｎを仮打ち打点として追加決定する（ステップＳ２０）。つまり、決定された仮打ち打点で接合した場合における特定点の変位量Ｓ２が、全ての接合点で接合した場合における特定点の変位量Ｓ１に対する基準値より小さい場合は、仮打ち打点を追加決定するので、決定された仮打ち打点で、より剛性を高く保つことができ、ワークの変位量をより抑えることができる。

次いで、第１接合部２２は、仮打ち打点として追加決定された接合点ｎで第１ワーク５２及び第２ワーク５４を接合して（ステップＳ２１）、ステップＳ１７に戻り、上記した動作を繰り返す。

一方、ステップＳ１９で所定値以下であると判断すると、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２以降の動作は、決定された仮打ち打点を打つ打点順を決定するための動作である。簡単に説明すると、仕事エネルギーｅ_nが小さい順に、仮打ち打点を打てば、通常、ワークの内部ひずみが小さくなりクランプ解放後のスプリングバックが小さいと考えることができるが、内部ひずみ及びスプリングバックが本当に小さくなるかを判断するための確認作業を行い、内部ひずみ及びスプリングバックが小さい場合は、仮打ち打点の打点順を仕事エネルギーｅ_nが小さい順に決定する。

ステップＳ２２に進むと、接合点解除部３８は、全ての仮打ち打点での第１ワーク５２及び第２ワーク５４の接合を解除する（ステップＳ２２）。

次いで、クランプ拘束部２４は、複数のワークを所定の隙間あけた状態で、複数のワークを第２クランプ箇所でそれぞれ拘束する（図４のステップＳ２３）。本実施の形態では、第１ワーク５２と第２ワーク５４とを第２クランプ箇所でそれぞれ拘束する。この所定の隙間は、第１ワーク５２と第２ワーク５４との許容最大公差分の隙間であってもよい。このとき、クランプ拘束部２４は、複数の仮打ち打点で第１ワーク５２と第２ワーク５４とを接合できるように、第１ワーク５２と第２ワーク５４とを拘束する。

次いで、第２接合部４０は、最も仕事エネルギーｅ_nが小さい仮打ち打点に対して、接合させる２つのワーク（第１ワーク５２、第２ワーク５４）の両側から等荷重をかけて（図１１参照）、仮打ち打点で２つのワークを接触させた後接合させる（ステップＳ２４）。つまり、仮打ち打点での２つのワークの変位量の合計が前記所定の隙間と等しくなるように、２つのワークの両側から荷重をかける。ここで、第２接合部４０は、２つのワークが仮打ち打点で接触した場合は、それ以上の荷重をかけない。また、最も仕事エネルギーｅ_nが小さい仮打ち打点としては、例えば、仮打ち打点として選択された接合点ｎが、接合点６６、接合点７５、接合点６５、接合点６９、接合点７６とした場合、最も仕事エネルギーｅ_nが小さい仮打ち打点は、接合点７６となる（図１０参照）。

次いで、荷重ベクトル算出部４２は、ステップＳ２４の動作によって第２クランプ箇所にそれぞれかかる荷重ベクトルを算出し（ステップＳ２５）、第１合計荷重ベクトル算出部４４は、第２クランプ箇所にそれぞれかかる荷重ベクトルから、第２クランプ箇所全体にかかる第１合計荷重ベクトルを算出する（ステップＳ２６）。

次いで、第２接合部４０は、接合していない仮打ち打点があるか否かを判断する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７で接合していない仮打ち打点がある場合は、接合していない仮打ち打点のうち、次に仕事エネルギーｅ_nが小さい仮打ち打点に対して２つのワークの両側から等荷重をかけて、仮打ち打点で２つのワークを接触させた後接合させて（ステップＳ２８）、ステップＳ２５に戻り上記した動作を繰り返す。この場合も、２つのワークが仮打ち打点で接触した場合は、それ以上の荷重をかけない。このステップＳ２４からステップＳ２８の動作によって、仮打ち打点毎に、第２クランプ箇所にそれぞれかかる荷重ベクトル、及び第２クランプ箇所全体にかかる第１合計荷重ベクトルを算出する。つまり、このステップＳ２４からステップＳ２８の動作は、仕事エネルギーｅ_nが小さい順に、産業用ロボットで仮打ち打点を打つときにワークにかかる荷重、そのときに第２クランプ箇所にそれぞれかかる荷重ベクトル、第２クランプ箇所全体にかかる第１合計荷重ベクトルをシミュレーションして求めている。

ステップＳ２７で、接合していない仮打ち打点がないと判断されると、第２合計荷重ベクトル算出部４６は、ステップＳ２５で算出した仮打ち打点毎の第２クランプ箇所にそれぞれかかる荷重ベクトルから、クランプ別に荷重ベクトルを合計したクランプ別の第２合計荷重ベクトルを算出する（ステップＳ２９）。つまり、仕事エネルギーｅ_nが小さい順に、産業用ロボットで仮打ち打点を打つときにそれぞれの第２クランプにかかる第２合計ベクトルをシミュレーションして求めている。

次いで、クランプ変位量算出部４８は、接合された複数のワークをワーク基準点で拘束し、第２クランプ箇所の拘束を解除する（ステップＳ３０）。そしてクランプ変位量算出部４８は、複数の第２クランプ箇所に、該複数の第２クランプ箇所にそれぞれ対応する第２合計荷重ベクトルと量が同じで逆方向の荷重をそれぞれかけ（ステップ３１）、それぞれの第２クランプ箇所の変位量を算出する（ステップＳ３２）。つまり、それぞれの第２クランプ箇所にそれぞれかかった第２合計荷重ベクトルと逆ベクトルの荷重を、それぞれの第２クランプ箇所にかけ、そのときの第２クランプ箇所の変位量を算出する。

次いで、打点順決定部５０は、ステップＳ３２で算出した変位量が閾値以下であるか否かを判断し（ステップＳ３３）、閾値以下である場合は、仕事エネルギーｅ_nが小さい順に、仮打ち打点を打つように打点順を決定する（ステップＳ３４）。つまり、変位量が閾値以下の場合は、仕事エネルギーｅ_nが小さい順に仮打ち打点を打っても、複数のワークの内部ひずみが小さく、スプリングバックが小さいので、仕事エネルギーが小さい順に、仮打ち打点を打っても問題はないからである。一方、ステップＳ３３で閾値以下でないと判断された場合は、第１合計荷重ベクトルが小さい順に、仮打ち打点を打つように打点順を決定する（ステップＳ３５）。つまり、内部ひずみ及びスプリングバックが小さくなるように打点順を決定する。

このように、複数の接合点Ｎで複数のワークを接合し、あるワークの任意の特定点に荷重をかけたときにおける複数の接合点Ｎの仕事エネルギーをそれぞれ算出して合計仕事エネルギーを求め、合計仕事エネルギーに対する接合点Ｎの仕事エネルギーの割合を算出する。そして、仕事エネルギーの割合が小さい接合点順に接合点ｎを選択していき、選択した接合点ｎの前記割合が基準割合を超えたときに、選択していた接合点ｎを仮打ち打点として決定するので、より少ない仮打ち打点で所望する剛性を保つことができ、ワークの変位量を抑えることができる。また、仮打ち打点の数を少なくすることができるので、ライン設計が容易になる。また、仮打ち打点の決定に要する時間を大幅に短縮することができる。

また、仮打ち打点を決定した後に、仮打ち打点だけで複数のワークを接合させ、前記特定点に荷重をかけたときの変位量Ｓ２が所定値以内でない場合は、変位量Ｓ２が所定値以内となるまで、仮打ち打点として決定されていない接合点Ｎのうち、仕事エネルギーの割合が高い接合点順に、仮打ち打点として追加決定するので、より少ない仮打ち打点で、より剛性を高く保つことができ、ワークの変位量をより抑えることができる。

また、仕事エネルギーが小さい順に、仮打ち打点を打つように打点順を決定するので、仮打ちによるワークの内部ひずみを小さくすることができ、スプリングバックを小さくすることができる。

また、仕事エネルギーが小さい仮打ち打点順に、ワークの両側から等荷重をかけて仮打ち打点で接触させた後接合させ、仮打ち打点毎に第２クランプ箇所全体にかかる第１合計荷重ベクトル、及び第２クランプ箇所にそれぞれかかるクランプ別の第２合計荷重ベクトルを算出してから第２クランプ箇所の拘束を解除し、第２クランプ箇所に、第２クランプ箇所にそれぞれ対応する第２合計荷重ベクトルとは逆ベクトルの荷重をかけて、第２クランプ箇所の変位量を算出し、該算出した第２クランプ箇所の変位量が閾値以下である場合は、仕事エネルギーが小さい順に打点順を決定し、算出した第２クランプ箇所の変位量が閾値以下でない場合は、第１合計荷重ベクトルが小さい順に、複数の仮打ち打点を打つように打点順を決定するので、内部ひずみ及びスプリングバックを抑えることができる。

上記実施の形態は、以下のような変形も可能である。

（１）仮打ち打点として決定した接合点ｎ以外も仮打ち打点としてもよい。要は、仮打ち打点として用いられる接合点は、少なくとも仮打ち打点決定部３６が仮打ち打点として決定した接合点ｎを含んでいればよい。

（２）また、ステップＳ１５で仮打ち打点を決定したら、そのままステップＳ２２に進んでもよい。つまり、変位量Ｓ２を算出することなく、仕事エネルギーの割合が小さい接合点順に接合点ｎを選択していき、選択した接合点ｎの前記割合が基準割合を超えたときに、選択していた接合点ｎを仮打ち打点として決定して、ステップＳ２２に進んでもよい。

（３）また、ステップＳ１５又はステップＳ２０で仮打ち打点を決定すると、そのままステップＳ３４に進んでもよい。ステップＳ２２〜ステップＳ３３の動作は、ステップＳ３４で決定する打点順が適正か否かを判断するための確認作業であるので、かかる動作を経ることなく、仮打ち打点を決定すると、ステップＳ３４で仕事エネルギーの小さい順に打点順を決定してもよい。

（４）また、上記実施の形態では、複数の接合点Ｎの中から仮打ち打点を決定して、その後、打点順を決定する動作を行うようにしたが、予め決められた仮打ち打点の打点順を決定する場合にも用いることができる。この場合は、ステップＳ１、ステップＳ２の動作を経ると、ステップＳ７に進み、ステップＳ８、ステップＳ９の動作を経ると、ステップＳ２２に進む。

（５）また、上記変形例（３）及び（４）を組み合わせた態様にする場合は、ステップＳ１、ステップＳ２の動作を経ると、ステップＳ７に進み、ステップＳ８、ステップＳ９の動作を経ると、そのままステップＳ３４に進んでもよい。

（６）上記変形例（１）〜（５）を任意に組み合わせた態様であってもよい。

以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０…打点・打点順決定装置 １２…入力部
１４…制御部 １６…メモリ
１８…出力部 ２０…ワーク形状取得部
２２…第１接合部 ２４…クランプ拘束部
２６…荷重付加部 ２８…ワーク変位量算出部
３０…仕事エネルギー算出部 ３２…合計仕事エネルギー算出部
３４…エネルギー割合算出 ３６…打点決定部
３８…接合点解除部 ４０…第２接合部
４２…荷重ベクトル算出部 ４４…第１合計荷重ベクトル算出部
４６…第２合計荷重ベクトル算出部 ４８…クランプ変位量算出部
５０…打点順決定部 ５２…第１ワーク
５４…第２ワーク

Claims (5)

1. コンピュータが、複数のワークを仮打ちする仮打ち打点を予め決定する仮打ち打点決定方法であって、
   ワーク形状データに用いて、前記コンピュータ上で前記複数のワークを複数の接合点で接合する接合工程と、
   前記複数のワークのクランプ箇所を前記コンピュータ上で拘束する拘束工程と、
   前記コンピュータ上で、接合された前記複数のワークの特定点に荷重をかけたときの前記複数の接合点の仕事エネルギーをそれぞれ算出する仕事エネルギー算出工程と、
   前記複数の接合点のそれぞれの前記仕事エネルギーを合計して、合計仕事エネルギーを算出する合計仕事エネルギー算出工程と、
   前記合計仕事エネルギーに対する前記複数の接合点のそれぞれの前記仕事エネルギーの割合を算出するエネルギー割合算出工程と、
   前記割合が大きい順に前記接合点を選択していき、選択した前記接合点の前記割合の合計が基準割合を超えたときに、選択していた前記接合点を仮打ち打点として決定する仮打ち打点決定工程と、
   を備えることを特徴とする仮打ち打点決定方法。
2. 請求項１に記載の仮打ち打点決定方法であって、
   前記仕事エネルギー算出工程により算出された前記仕事エネルギーが小さい前記仮打ち打点順に、前記複数の仮打ち打点を打つように打点順を決定する打点順決定工程をさらに備えることを特徴とする仮打ち打点決定方法。
3. コンピュータに、
   複数のワークの形状データを取得するワーク形状取得工程と、
   前記形状データに用いて、前記コンピュータ上で前記複数のワークを複数の接合点で接合する接合工程と、
   前記複数のワークのクランプ箇所を前記コンピュータ上で拘束する拘束工程と、
   前記コンピュータ上で、接合された前記複数のワークの特定点に荷重をかけたときの前記複数の接合点の仕事エネルギーをそれぞれ算出する仕事エネルギー算出工程と、
   前記複数の接合点のそれぞれの前記仕事エネルギーを合計して、合計仕事エネルギーを算出する合計仕事エネルギー算出工程と、
   前記合計仕事エネルギーに対する前記複数の接合点のそれぞれの前記仕事エネルギーの割合を算出するエネルギー割合算出工程と、
   前記割合が大きい順に前記接合点を選択していき、選択した前記接合点の前記割合の合計が基準割合を超えたときに、選択していた前記接合点を仮打ち打点として決定する仮打ち打点決定工程と、
   を実行させることを特徴とするプログラム。
4. コンピュータが、複数のワークを仮打ちする複数の仮打ち打点の打点順を決定する仮打ち打点の打点順決定方法であって、
   ワーク形状データを用いて、前記コンピュータ上で前記複数のワークを複数の接合点で接合する接合工程と、
   前記複数のワークのクランプ箇所を前記コンピュータ上で拘束する拘束工程と、
   前記コンピュータ上で、接合された前記複数のワークの特定点に荷重をかけた場合における、前記複数の接合点のうち予め決定された複数の仮打ち打点の仕事エネルギーを算出する仕事エネルギー算出工程と、
   前記仕事エネルギーが小さい順に、前記複数の仮打ち打点を打つように打点順を決定する打点順決定工程と、
   を備えることを特徴とする仮打ち打点の打点順決定方法。
5. コンピュータに、
   複数のワークの形状データを取得するワーク形状取得工程と、
   前記形状データを用いて、前記コンピュータ上で前記複数のワークを複数の接合点で接合する接合工程と、
   前記複数のワークの複数のクランプ箇所を前記コンピュータ上で拘束する拘束工程と、
   前記コンピュータ上で、接合された前記複数のワークの特定点に荷重をかけた場合における、前記複数の接合点のうち予め決定された複数の仮打ち打点の仕事エネルギーを算出する仕事エネルギー算出工程と、
   前記仕事エネルギーが小さい順に、前記複数の仮打ち打点を打つように打点順を決定する打点順決定工程と、
   を実行させることを特徴とするプログラム。

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