JP5832682B1 - プレス金型形状自動作成システム及びプログラム、並びにプレス成形シミュレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、既存の部品のプレス成形に関する部品工法データを有効活用して、様々なプレス工法及び製品形状に応じたプレス金型形状を自動作成することを課題とする。【解決手段】製品の製品形状データから対象部品をプレス成形するためのプレス金型の金型形状データを自動で作成するプレス金型形状自動作成システムであって、部品毎に、該部品の形状、該部品をプレス成形するためのプレス工法及びプレス金型の形状タイプに関するデータを含む部品工法データ記憶手段と、部品工法データ記憶手段に含まれ、製品に類似する参照部品のデータを参照し、参照部品のプレス工法を製品のプレス工法として決定するプレス工法決定手段と、製品形状データ、参照部品のプレス方向及びプレス金型の形状タイプに基づいて、決定されたプレス工法に応じたプレス金型形状を作成する金型形状作成手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、プレス部品のプレス金型形状自動作成システム及びプログラム、並びにプレス成形シミュレーションシステムに関し、コンピュータによる設計支援システムの技術分野に属する。

例えば自動車の各種車体構成用等のパネル部品は、板金をプレス金型によってプレス成形して製造される成形品であるが、割れやしわ等が発生しない品質の良い成形品をより効率良く製造するため、成形品の設計の際に、プレス金型の形状モデルを作成してプレス成形のシミュレーションが行われている。

ここで、一般に、プレス加工の工法（以下、「プレス工法」という）には、大きく分けてフォーム成形（曲げ加工）とドロー成形（絞り加工）がある。

フォーム成形は、ブランク材の外周部を自由な状態にしてその中央部をダイとパンチで成形する工法であり、ハット型断面形状のフレーム部品等の成形に用いられる。このフォーム成形は、基本的に曲げ加工であるため、比較的低荷重の小型プレス機を利用でき、その結果、省エネ化を実現し易く、金型製造コストも比較的安価であるが、スプリングバックが発生し易いため、形状凍結性、寸法精度を確保することが難しい。

ドロー成形は、ダイとブランクホルダとでブランク材の外周部を挟持した状態で、これらを一体に降下させてブランク材をパンチに押し付けることで成形する工法であり、大抵の深絞り容器等の成形に用いられる。このドロー成形は、形状凍結性が優れており、成形品の強度向上が可能であり、ブランクホルダによるしわ押さえ力を制御することで、成形品のしわや割れの発生を抑制することができるが、金型としてブランクホルダとその駆動部が必要になるため、金型製造コストが高くなる。また、材料の伸びを利用する成形方法のため、近年注目されている高張力鋼板では成形性を確保することが難しい。

また、これらプレス工法では、スプリングパッド（以下、単に「パッド」という。）を用いてブランク材の中央部をパンチに押圧した状態で成形する場合もある。パッドを用いた場合は、成形中のパンチに対するブランク材の浮き上がりや板ずれ、成形品のしわの発生を抑制することができるので、成形品の寸法精度を確保することができるが、パッドとその駆動部が必要になるため、金型製造コストが高くなる。

したがって、成形品の設計の際には、上述の特徴を考慮してプレス工法を使い分けることが必要である。

従来、上述のようなプレス加工用のプレス金型の形状モデルを作成するために、技術者が製品形状を表すＣＡＤデータから、製品部とその周辺部を構成するトリミング前の余肉部やしわ押さえ部とから構成された成形品の形状を設計し、該成形品の形状に倣うようにプレス金型を構成するダイ、パンチ等の形状を設計していた。

その際、品質及び歩留まりの良い成形品を製造可能なプレス金型、特に余肉面やしわ押さえ面を効率良く設計するには、熟練した技術者が持つ部品ごとの金型設計ノウハウが必要となる。このような金型設計ノウハウを十分に持たない技術者が設計する場合、シミュレーション結果に基づく金型形状の修正を何度も繰り返さなければならないので、多くの手間と時間がかかることとなる。

さらに、上述の手法のように、製品形状を表すＣＡＤデータからプレス金型をゼロから設計するのは、ＣＡＤ上で適切な面を作成し、フィレットをかけるなどの多くの操作を必要とするので、技術者がＣＡＤの操作方法に習熟するまでは多くの時間を要する。

これに対して、近年、コンピュータによって製品形状からプレス金型の形状を自動作成するシステムが活用されている。

例えば、特許文献１には、プレス金型の余肉形状を製品形状から自動作成する余肉形状作成システムが記載されている。この余肉形状作成システムによれば、製品形状外形線の全周及び／又は二次元もしくは三次元パンチ開口線の全周に亘って点在する複数の特徴点を設定し、該特徴点を少なくとも一方の端点とし、製品形状外形線と二次元又は三次元パンチ開口線との間をつなぐ複数の余肉断面を配置し、配置された余肉断面の形状をそれぞれ設定し、隣接する余肉断面を順次連結することで余肉面を生成することができる。

特許第５３３１２６０号

ところが、この従来技術で対象としている製品自体は、その周囲にしわ押さえ部（フランジ部）を有さないＵ字断面形状をしているが、実際の製品は、その周囲にしわ押さえ部（フランジ部）を有し、例えば、ハット型断面形状をしている場合もあり、この場合には、この従来技術では、金型形状を自動作成することができない。

また、この従来技術では、パッド無しドロー成形用のプレス金型について形状を自動作成できるが、これ以外のプレス工程、すなわちフォーム成形用又はパッド付きドロー成形用のプレス金型についても形状を自動作成できるかは明らかではない。

さらに、この従来技術では、製品形状から新規で金型形状を作成するので、ある程度の作成時間を要すると共に、プレス工法の選択には金型設計ノウハウが必要である。時間短縮とノウハウの利用のために、類似する既存の部品のプレス成形に関する部品工法データの活用が考えられるが、この従来技術では、このようなデータを用いることができるかは明らかではない。

そこで、本発明は、既存の部品のプレス成形に関する部品工法データを有効活用して、様々なプレス工法及び製品形状に応じたプレス金型形状を自動作成することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るプレス金型形状自動作成システム及びプログラム、並びにプレス成形シミュレーションシステムは、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、
製品形状データを取得する製品形状データ取得手段と、取得された前記製品形状データからその製品をプレス成形するためのプレス金型の金型形状データを自動で作成するプレス金型形状自動作成システムであって、
部品毎に、該部品の形状、該部品をプレス成形するためのプレス工法及び金型形状タイプに関するデータが記憶された部品工法データ記憶手段と、
前記部品工法データ記憶手段に記憶されたデータから、決定された参照部品のプレス工法を前記製品のプレス工法として取得する部品工法取得手段と、
前記製品形状データ、前記参照部品のプレス方向設定データ及び金型形状タイプに基づいて、取得された前記プレス工法に応じたプレス金型における製品部及び周辺部の形状に関する金型形状データを作成する金型形状作成手段と、を備える
ことを特徴とする。

ここで、本明細書及び特許請求の範囲で用いられる用語について定義を行う。上記「金型形状タイプ」とは、製品形状から金型形状を作成する手法を大きく分類した際のタイプを意味するものとする。この金型形状タイプは、次の「製品延長型」と「しわ押さえ面余肉面作成型」に大きく分類される。「製品延長型」とは、例えば、ハット型断面形状を有する製品を成形するためのプレス金型であって、その製品のフランジ部を延長することによってプレス金型のしわ押さえ面が作成されるプレス金型の形状タイプを意味するものとする。また、「しわ押さえ面余肉面作成型」とは、例えば、Ｕ字状断面形状を有する製品を成形するためのプレス金型であって、その製品のフランジ部を有さない縦壁部の形状に基づいてプレス金型の余肉面及びしわ押さえ面が作成されるプレス金型の形状タイプを意味するものとする。

また、本願の請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載のプレス金型形状自動作成システムであって、
取得された前記製品形状データを構成する要素毎に主曲率を算出し、該主曲率に基づいて前記製品のフィレット部を認識し、認識された前記フィレット部との位置関係に基づいて前記製品の天板部、縦壁部又はフランジ部を認識する特徴形状認識手段を備える
ことを特徴とする。

また、本願の請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載のプレス金型形状自動作成システムであって、
前記参照部品の金型形状タイプが製品延長型の場合、
前記金型形状作成手段は、
前記製品の製品外形線をその法線方向に所定距離だけ拡張して金型外形線を作成する金型外形線作成部と、
前記フランジ部に隣接するフィレット部を延長して前記フィレット部及びその延長部と前記金型外形線とで挟まれた領域をしわ押さえ面とするしわ押さえ面作成部と、
前記プレス工法がブランクホルダを有するプレス金型を用いる場合、前記しわ押さえ面と前記フィレット部及びその延長部との境界線を前記ブランクホルダとパンチを分割するパンチ開口線とするパンチ開口線作成部と、
前記プレス工法がパッドを有するプレス金型を用いる場合、前記天板部を前記金型外形線まで延長して前記天板部とその延長部を合わせた領域の外周線を前記パッドとダイを分割するパッド分割線とするパッド分割線作成部と、を備える
ことを特徴とする。

また、本願の請求項４に記載の発明は、前記請求項２に記載のプレス金型形状自動作成システムであって、
前記参照部品の金型形状タイプがしわ押さえ面余肉面作成型の場合、
前記金型形状作成手段は、
前記製品の参照部位の指定に応じてしわ押さえ面を作成するしわ押さえ面作成部と、
前記製品形状データに基づいて製品形状外周線上の所定角度以下の折れ角を有する角部の頂点である特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
抽出した前記特徴点から外方へ所定距離オフセットした点を通過するスプライン閉曲線である二次元パンチ開口線を作成する二次元パンチ開口線作成部と、
前記特徴点を余肉断面を配置する余肉断面位置に決定し、各余肉断面位置毎に余肉断面パラメータを参照して余肉断面形状を作成する余肉断面形状作成部と、
前記プレス工法がブランクホルダを有するプレス金型を用いる場合、前記しわ押さえ面に対して前記二次元パンチ開口線をプレス方向に写像し、前記ブランクホルダとパンチを分割する三次元パンチ開口線を作成する三次元パンチ開口線作成部と、
前記プレス工法がパッドを有するプレス金型を用いる場合、前記天板部の外周線を前記パッドとダイを分割するパッド分割線とするパッド分割線作成部と、を備える
ことを特徴とする。

また、本願の請求項５に記載の発明は、前記請求項１から４のいずれか１項に記載のプレス金型形状自動作成システムであって、
取得された前記製品形状データからメッシュモデルを作成し、該メッシュモデルを構成する全要素の平均法線方向を算出し、該平均法線方向をプレス方向として仮決定し、仮決定された前記プレス方向に基づいて前記特徴形状認識手段によって前記製品の特徴形状を認識し、認識された前記特徴形状に基づいて前記プレス方向を調整するプレス方向決定手段を備える
ことを特徴とする。

また、本願の請求項６に記載の発明は、前記請求項１から５のいずれか１項に記載のプレス金型形状自動作成システムであって、
前記部品工法データ記憶手段は、プレス金型に設けられた各ビード部の配置位置に関するビード配置線と、ビード形状に関するビードタイプ及び断面パラメータと、を記憶し、
取得された前記製品形状データに基づいて前記プレス金型における前記周辺部にビード配置線を作成し、作成された各ビード配置線に対して前記参照部品の対応するビード部のビードタイプ及び断面パラメータを設定するビード設定手段を備える
ことを特徴とする。

また、本願の請求項７に記載の発明は、前記請求項１から６のいずれか１項に記載のプレス金型形状自動作成システムであって、
前記金型形状作成手段によって作成された前記製品の金型形状データを新たな部品の部品工法データとして登録する金型形状データ登録手段を備える
ことを特徴とする。

また、本願の請求項８に記載の発明は、プレス成形シミュレーションシステムであって、請求項１から７のいずれか１項に記載のプレス金型形状自動作成システムによって作成された前記金型形状データを用いて前記製品のプレス成形シミュレーションを行うシミュレーション手段を備える
ことを特徴とする。

また、本願の請求項９に記載の発明は、前記請求項８に記載のプレス成形シミュレーションシステムであって、
前記部品工法データ記憶手段は、部品からブランクラインを決定するためのブランクラインタイプに関するデータを含み、
前記参照部品の前記プレス工法及びブランクラインタイプに基づいて前記製品のブランクラインを作成するブランクライン作成手段を備える
ことを特徴とする。

また、本願の請求項１０に記載の発明は、前記請求項８又は９に記載のプレス成形シミュレーションシステムであって、
前記部品工法データ記憶手段から前記参照部品の総ホルダ荷重を読み取り、前記参照部品のビード部に加わるビード部ホルダ荷重を算出し、該ビード部ホルダ荷重に基づいて製品の総ホルダ荷重を算出して設定するホルダ荷重設定手段を備える
ことを特徴とする。

さらに、本願の請求項１１に記載の発明は、
製品形状データからその対象部品をプレス成形するためのプレス金型の金型形状データを自動で作成するためのプレス金型形状自動作成プログラムであって、
コンピュータを
部品毎に、該部品の形状、該部品をプレス成形するためのプレス工法及び金型形状タイプに関するデータが記憶された部品工法データ記憶手段と、
前記部品工法データ記憶手段に記憶されたデータから、決定された参照部品のプレス工法を前記製品のプレス工法として取得する部品工法取得手段と、
前記製品形状データ、前記参照部品のプレス方向及び金型形状タイプに基づいて、取得された前記プレス工法に応じたプレス金型における製品部及び周辺部の形状に関する金型形状データを作成する金型形状作成手段として機能させる
ことを特徴とする。

以上の構成により、本願各請求項に係る発明によれば、次の効果が得られる。

請求項１に係る発明によれば、部品工法データ記憶手段に様々な部品のプレス工法及び製品形状に関するデータを予め記憶させておけば、製品と類似する部品を参照部品として決定することで、既存の部品のプレス成形に関する部品工法データを有効活用して、様々なプレス工法及び製品形状に応じたプレス金型形状を自動作成することができる。

また、実際には、しわ押さえ面余肉面作成型はドロー成形、製品延長型はフォーム成形であることが多いが、プレス工法と金型形状タイプは、必ずしもこの組み合わせに限定されるものではない。そのため、適切なプレス工法及びプレス金型の形状タイプを選択し、選択されたプレス工法及びプレス金型の形状タイプに応じたプレス金型の形状を作成する必要がある。

本発明によれば、金型設計ノウハウが盛り込まれた既存の部品のプレス成形に関するデータを用いることで、技術者の金型の設計経験又はＣＡＤの操作経験の程度に依らず、適切なプレス工法及びプレス金型の形状タイプを選択し、選択されたプレス工法及びプレス金型の形状タイプに応じたプレス金型の形状を短時間で作成することができる。

請求項２に係る発明によれば、特徴形状認識手段によって、製品の天板部、縦壁部又はフランジ部を認識することができるので、製品の特徴形状に応じた金型形状を自動作成することができる。

請求項３に係る発明によれば、金型形状タイプが製品延長型の場合に、ダイ、パンチ又はパッド等の金型形状をそれぞれ自動作成することができる。

請求項４に係る発明によれば、金型形状タイプがしわ押さえ面余肉面作成型の場合に、ダイ、パンチ、ブランクホルダ又はパッド等の金型形状をそれぞれ自動作成することができる。

請求項５に係る発明によれば、プレス方向を仮設定した後、製品の特徴形状を認識し、認識された特徴形状に基づいてプレス方向を調整するので、実際の製品の特徴形状に応じた、より適切なプレス方向を設定することができる。

請求項６に係る発明によれば、作成された各ビード配置線に対して参照部品の対応するビード部のビードタイプ及び断面パラメータを設定するので、既存の部品のデータを有効活用したビードを作成することができる。

請求項７に係る発明によれば、作成された製品の金型形状データを新たな部品の部品工法データとして登録するので、部品工法データを拡充することができる。

請求項８に係る発明によれば、上述のプレス金型形状自動作成システムによって作成された金型形状データを用いて製品のプレス成形シミュレーションを行うので、シミュレーション結果まで得ることができる。

請求項９に係る発明によれば、参照部品のプレス工法及びブランクラインタイプに基づいて製品のブランクラインを作成するので、既存の部品のデータを有効活用したブランクラインを作成することができる。

請求項１０に係る発明によれば、参照部品の総ホルダ荷重から製品の総ホルダ荷重を算出して設定するので、成形シミュレーションの際、既存の部品のデータを有効活用した成形条件を設定することができる。

請求項１１に係る発明によれば、請求項１に係るシステムの発明と同様の効果を得ることができる。

プレス金型形状自動作成システムの全体構成を示すブロック図である。 同システムの処理装置の構成を示すブロック図である。 同システムの記憶装置の構成を示すブロック図である。 同記憶装置のプログラム記憶部の構成を示すブロック図である。 同記憶装置の製品データ記憶部の構成を示すブロック図である。 同記憶装置の部品工法データ記憶部の構成を示すブロック図である。 同記憶装置の金型モデルデータ記憶部の構成を示すブロック図である。 同記憶装置のブランクモデルデータ記憶部の構成を示すブロック図である。 製品形状外形線データのデータ構造を示す図である。 部品工法データテーブルのデータ構造を示す図である。 各ビード指定グループ情報のデータ構造を示す図である。 プレス方向データのデータ構造を示す図である。 二次元パンチ開口線データのデータ構造を示す図である。 三次元パンチ開口線データのデータ構造を示す図である。 特徴点データのデータ構造を示す図である。 余肉断面データのデータ構造を示す図である。 ビードデータのデータ構造を示す図である。 ブランクラインデータのデータ構造を示す図である。 同システムの出力装置に出力表示された検索画面の例を示す図である。 同システムの出力装置に出力表示された結果表示画面の例を示す図である。 フォーム成形（パッド無）の金型構成と動作を概略的に示す斜視図である。 フォーム成形（パッド有）の金型構成と動作を概略的に示す斜視図である。 ブロー成形（パッド無）の金型構成と動作を概略的に示す斜視図である。 ブロー成形（パッド有）の金型構成と動作を概略的に示す斜視図である。 プレス金型形状自動作成方法を示すフローチャートである。 部品工法データ検索方法を示すフローチャートである。 金型モデルデータ作成方法を示すフローチャートである。 プレス方向仮決定方法を示すフローチャートである。 特徴形状認識方法を示すフローチャートである。 プレス方向設定方法を示すフローチャートである。 縦壁部負角調整方法を示すフローチャートである。 プレス工法決定方法を示すフローチャートである。 金型形状作成方法を示すフローチャートである。 しわ押さえ面作成方法を示すフローチャートである。 特徴点抽出方法を示すフローチャートである。 二次元パンチ開口線作成方法を示すフローチャートである。 余肉形状作成方法を示すフローチャートである。 余肉断面配置位置決定方法を示すフローチャートである。 ビード設定方法を示すフローチャートである。 ブランクモデルデータ作成方法を示すフローチャートである。 矩形タイプのブランクライン作成方法を示すフローチャートである。 多角形タイプのブランクライン作成方法を示すフローチャートである。 ホルダ荷重設定方法を示すフローチャートである。 第１適用例及び第２適用例の成形品を示す斜視図である。 第１適用例の成形品からのプレス金型形状の作成例を説明する図である。 第１適用例のプレス方向仮決定を説明する図である。 第１適用例の特徴形状認識（１）を説明する図である。 第１適用例の特徴形状認識（２）を説明する図である。 第１適用例の特徴形状認識（３）を説明する図である。 第１適用例の特徴形状認識（４）を説明する図である。 第１適用例の特徴形状認識（５）を説明する図である。 第１適用例の特徴形状認識（６）を説明する図である。 第１適用例の特徴形状認識（７）を説明する図である。 第１適用例の特徴形状認識（８）を説明する図である。 第１適用例のプレス方向設定を説明する図である。 第１適用例の曲げ部の除外について説明する図である。 第１適用例の縦壁部負角調整を説明する図である。 第１適用例の金型形状作成（１）を説明する図である。 第１適用例の金型形状作成（２）を説明する図である。 第１適用例の金型形状作成（３）を説明する図である。 第１適用例の金型形状作成（４）を説明する図である。 第１適用例の金型形状作成（５）を説明する図である。 第１適用例の金型形状作成（６）を説明する図である。 第１適用例の金型形状作成（７）を説明する図である。 第１適用例の金型形状作成（８）を説明する図である。 第１適用例の金型形状作成（９）を説明する図である。 第１適用例の金型形状作成（１０）を説明する図である。 第１適用例で作成されたフォーム成形（パッド無）の金型形状を示す斜視図である。 第１適用例で作成されたフォーム成形（パッド有）の金型形状を示す斜視図である。 第１適用例で作成されたドロー成形（パッド無）の金型形状を示す斜視図である。 第１適用例で作成されたドロー成形（パッド有）の金型形状を示す斜視図である。 第１適用例のブランクライン作成（１）を説明する図である。 第１適用例のブランクライン作成（２）を説明する図である。 第１適用例のブランクライン作成（３）を説明する図である。 第２適用例の成形品からのプレス金型形状の作成例を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（１）を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（２）を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（３）を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（４）を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（５）を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（６）を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（７）を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（８）を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（９）を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（１０）を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（１１）を説明する図である。 第２適用例の金型形状作成（１２）を説明する図である。 第２適用例で作成されたフォーム成形（パッド無）の金型形状を示す斜視図である。 第２適用例で作成されたフォーム成形（パッド有）の金型形状を示す斜視図である。 第２適用例で作成されたドロー成形（パッド無）の金型形状を示す斜視図である。 第２適用例で作成されたドロー成形（パッド有）の金型形状を示す斜視図である。 第２適用例のビード設定（１）を説明する図である。 第２適用例のビード設定（２）を説明する図である。 第２適用例のビード設定（３）を説明する図である。 第２適用例のビード設定（４）を説明する図である。 第２適用例のブランクライン作成（１）を説明する図である。 第２適用例のブランクライン作成（２）を説明する図である。 第２適用例のブランクライン作成（３）を説明する図である。 第２適用例のブランクライン作成（４）を説明する図である。 第２適用例のブランクライン作成（５）を説明する図である。 第２適用例のブランクライン作成（６）を説明する図である。 第２適用例のブランクライン作成（７）を説明する図である。 第２適用例のブランクライン作成（８）を説明する図である。 第２適用例のブランクライン作成（９）を説明する図である。 第２適用例のブランクライン作成（１０）を説明する図である。 第２適用例のブランクライン作成（１１）を説明する図である。 第２適用例の成形シミュレーション結果を示す図である。

以下、本発明に係るプレス金型形状自動作成システム及びプログラムの実施形態について説明する。

（１）プレス金型形状自動作成システムの概要
図１は、プレス金型形状自動作成システム１の中心となるコンピュータ１０の構成を示す図である。このコンピュータ１０は、ＣＰＵ等の処理装置１１と、メモリ又はハードディスク等の記憶装置１２と、キーボード、マウス又はＣＤ−ＲＯＭドライブ等の入力装置１３と、液晶ディスプレイ又はプリンタ等の出力装置１４とを有する。

（１−１）処理装置
図２は、図１の処理装置１１の構成を示すブロック図である。

処理装置１１は、プレス成形シミュレーションを行う対象である製品に関する製品データを入力装置１３（又は記憶装置１２）から取得する製品データ取得部１００と、製品Ｓに類似する参照部品Ｒの部品工法データを検索する部品工法データ検索部２００と、製品データと参照部品の部品工法データに基づいて、プレス成形シミュレーションで用いる解析用の金型モデルデータを作成する金型モデルデータ作成部３００と、これらデータに基づいて解析用のブランクモデルデータを作成するブランクモデルデータ作成部４００と、作成された金型モデルデータとブランクモデルデータを記憶装置１２に記憶させて新たな部品の部品工法データとして登録する作成モデルデータ登録部５００と、プレス条件としてホルダ荷重を設定するホルダ荷重設定部６００と、作成された金型モデルデータ及びブランクモデルデータと、設定されたプレス条件とに基づいてプレス成形のシミュレーションを行うプレス成形シミュレーション部７００と、シミュレーション結果を出力装置１４に表示する結果表示部８００と、を備えている。

（１−２）記憶装置
図３は、図１の記憶装置１２の構成を概略的に示すブロック図である。記憶装置１２は、プログラム記憶部１２Ａ、製品データ記憶部１２Ｂ、部品工法データ記憶部１２Ｃ、金型モデルデータ記憶部１２Ｄ及びブランクモデルデータ記憶部１２Ｅから主に構成されている。

プログラム記憶部１２Ａは、図４に示すように、製品データ取得プログラムＰＲ１、部品工法データ検索プログラムＰＲ２、金型モデルデータ作成プログラムＰＲ３、ブランクモデルデータ作成プログラムＰＲ４、作成モデルデータ登録プログラムＰＲ５、ホルダ荷重設定プログラムＰＲ６、シミュレーションプログラムＰＲ７及び表示プログラムＰＲ８をそれぞれ格納するプログラム格納部１２Ａ_１〜１２Ａ_８を有している。各プログラムＰＲ１〜ＰＲ８は、上述の処理装置１１における製品データ取得部１００、部品工法データ検索部２００、金型モデルデータ作成部３００、ブランクモデルデータ作成部４００、作成モデルデータ登録部５００及びホルダ荷重設定部６００、プレス成形シミュレーション部７００及び結果表示部８００によってそれぞれ実行される。

製品データ記憶部１２Ｂは、図５に示すように、製品データＤＴ１００を構成する製品属性データＤＴ１０１、製品形状モデルデータＤＴ１０２及び製品形状外形線データＤＴ１０３をそれぞれ格納するデータ格納部１２Ｂ_１〜１２Ｂ_３を有している。

部品工法データ記憶部１２Ｃは、図６に示すように、部品工法データＤＴ２００を構成する登録キーデータＤＴ２０１、プレス方向設定データＤＴ２０２、特徴形状認識判定データＤＴ２０３、プレス工法データＤＴ２０４、プレス成形条件データＤＴ２０５、ビード情報データＤＴ２０６、金型形状作成パラメータデータＤＴ２０７及びブランクライン作成パラメータデータＤＴ２０８をそれぞれ格納するデータ格納部１２Ｃ_１〜１２Ｃ_８を有している。

金型モデルデータ記憶部１２Ｄは、図７に示すように、金型モデルデータＤＴ３００を構成する金型形状モデルデータＤＴ３０１、プレス方向データＤＴ３０２、しわ押さえ面データＤＴ３０３、二次元パンチ開口線データＤＴ３０４、三次元パンチ開口線データＤＴ３０５、特徴点データＤＴ３０６、余肉断面データＤＴ３０７、ビードデータＤＴ３０８をそれぞれ格納するデータ格納部１２Ｄ_１〜１２Ｄ_８を有している。

ブランクモデルデータ記憶部１２Ｅは、図８に示すように、ブランクモデルデータＤＴ４００を構成するブランクラインデータＤＴ４０１、ブランク板厚データＤＴ４０２をそれぞれ格納するデータ格納部１２Ｅ_１〜１２Ｅ_２を有している。

以下、これらデータＤＴ１０１〜ＤＴ４０２について順に説明する。まず、製品データＤＴ１００ついて、以下に詳細に説明する。

（１−２−１）製品属性データ
製品属性データＤＴ１０１は、製品に関する属性を整理したデータである。例えば、製品が車体を構成するプレス部品の場合、具体的には、製品データ番号、車種名、製作年、部品名、サイズ、材料及び板厚などの属性から構成されている。製品属性データＤＴ１０１は、液晶ディスプレイやキーボード等の入力装置１３を介して処理装置１１に入力される。

（１−２−２）製品形状モデルデータ
製品形状モデルデータＤＴ１０２は、解析を行う対象となる製品の形状を示すデータであり、三次元ＣＡＤソフトウェアを用いて作成されたＩＧＥＳ、ＤＸＦ、ＤＷＧ等のファイル形式の三次元ＣＡＤデータ、又は、ＣＡＤデータに基づいて対象物を有限要素に離散化したメッシュデータ等である。製品形状モデルデータＤＴ１０２は、ＣＤ―ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶され、ＣＤ―ＲＯＭドライブ等の入力装置１３を介して処理装置１１に入力される。

（１−２−３）製品形状外形線データ
製品形状外形線データＤＴ１０３は、製品形状モデルと金型形状モデルが重なった部分を製品面部として、この製品面部の外形線を全周に亘って三次元点列に分解し、この点列を構成する各節点の位置等を示すデータである。具体的には、図９に示すように、節点番号Ｎ…、各節点の全体座標系でのＸＹＺ座標、折れ角度を判定するための特徴点フラグから構成されている。

ここで、特徴点フラグとは、ある節点とこれに隣接する二つの節点と結んだ二線分のなす折れ角度が所定の角度以下か否かを判定するためのフラグであり、所定の角度以下であればフラグとして１が立つ。図９によれば、例えば節点番号Ｎ２００１は、特徴点フラグが１となっており、節点番号Ｎ２００１の節点と隣接する節点番号がＮ２００２又は最終節点番号の２つの節点と結んだ二線分のなす折れ角度が所定の角度以下となっていることを意味する。

次に、部品工法データＤＴ２００ついて、図１０、図１１を参照しながら以下に詳細に説明する。

（１−３−１）登録キーデータ
登録キーデータＤＴ２０１は、各部品の部品名、サイズ、材質、板厚等のパラメータから構成されている。

（１−３−２）プレス方向設定データ
プレス方向設定データＤＴ２０２は、プレス金型のプレス方向を設定するためのデータである。具体的には、図１０に示すように、決定タイプ、プレス振り角度の原点移動量、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸ベクトル等のパラメータから構成されている。

（１−３−３）特徴形状認識判定データ
特徴形状認識判定データＤＴ２０３は、特徴形状を認識するためのデータであり、具体的には、参照部位、パンチ肩Ｒ判定許容値、ダイＲ判定許容値、エンボス深さ判定値等のパラメータから構成されている。

（１−３−４）プレス工法データ
プレス工法データＤＴ２０４は、フォーム成形又はドロー成形のタイプ、パッドの有無等のパラメータから構成されている。

（１−３−５）プレス成形条件データ
プレス成形条件データＤＴ２０５は、プレス成形時の成形条件であるホルダ荷重、パッド荷重等のパラメータから構成されている。

（１−３−６）ビード情報データ
ビード情報データＤＴ２０６は、ビードの有無、パンチ開口線からのオフセット距離、最小ビード長、ビード指定グループ数等のパラメータから構成されている。

ここで、ビード指定グループ情報について、図１１を参照しながら詳細に説明する。

ビード指定グループ情報は、図１１に示すように、グループ情報（グループ番号、グループ名称、グループ判定タイプ、グループ判定許容値）、ビード配置位置情報（平均方向ベクトル、中心位置座標）、ビード配置方法（ＯＮ又はＯＦＦ）、ビードタイプ（丸、角又はステップ）、断面形状パラメータ（基準位置、エッジ半径、中心半径、深さ）、ビード最大荷重、総ビード長さ等のパラメータから構成されている。

（１−３−７）金型形状作成パラメータデータ
金型形状作成パラメータデータＤＴ２０７は、金型形状タイプ、しわ押さえ面パラメータ（しわ押さえ面タイプ（平面又は曲面又は参照部位（天板部又はフランジ部））、作成位置差分指定量、曲面タイプ（円柱又は円錐）、曲面定義パラメータ１、２）及び余肉形状パラメータ（二次元パンチ開口線オフセット距離、パッド部・フランジ部・縦壁部の余肉断面パラメータ）等のパラメータから構成されている。

（１−３−８）ブランクライン作成パラメータデータ
ブランクライン作成パラメータデータＤＴ２０８は、ブランクタイプ、オフセット量、矩形サイズ最小値、カットポイント移動許容値、カットライン作成許容値等のパラメータから構成されている。

次に、金型モデルデータＤＴ３００ついて、図１２〜図１７を参照しながら以下に詳細に説明する。

（１−４−１）金型形状モデルデータ
金型形状モデルデータＤＴ３０１は、例えば、既存のＣＡＤシステムで設計されたＣＡＤデータ等、既に作成された様々なデータ形式の金型形状データ、現物の金型について三次元計測システムで計測して得られたＳＴＬ（Standard Triangulated Language）データなど、各種システムで得られた既存の金型形状データに基づいて一般的なメッシャにより生成された構造解析用のメッシュデータである。このメッシュデータは、プレス金型を構成する各部材（ダイ、パンチ、ブランクホルダ又はパッド）のモデル形状を示している。

（１−４−２）プレス方向データ
プレス方向データＤＴ３０２は、プレス金型のプレス振り角度を示すデータである。具体的には、図１２に示すように、金型の基準点座標（ＸＹＺ座標）、プレス振り角度に基づいてＸＹＺ座標系からプレス方向を一軸とする金型座標系へ変換するための座標変換マトリクスの成分ｍ１１、…、ｍ３３等のパラメータから構成されている。

（１−４−３）しわ押さえ面データ
しわ押さえ面データＤＴ３０３は、プレス成形時にブランクの周縁部を挟持してしわ押さえする金型のしわ押さえ面の形状及び高さを示すデータである。なお、しわ押さえ面の形状は製品形状に応じて決まり、平面に限るものではない。

（１−４−４）二次元パンチ開口線データ
二次元パンチ開口線データＤＴ３０４は、プレス金型の余肉面部の外形線である三次元のパンチ開口線をプレス方向に直交する面に投影した二次元形状を示すデータである。具体的には、図１３に示すように、線分番号Ｌ…、線分タイプ（フィレット、円弧、直線）、第１端点座標（ＸＹ座標）、第２端点座標（ＸＹ座標）、中心座標（ＸＹ座標）、半径Ｒ、開始角度α及び終了角度β等のパラメータから構成されている。

ここで、二次元パンチ開口線は、複数の線分から構成された閉曲線として考えているため、二次元パンチ開口線データＤＴ３０４は、各線分について、フィレット、円弧又は直線のいずれかを示す線分タイプと、線分の両端のＸＹ座標を示す第１、第２端点座標と共に、線分が円弧又はフィレットの場合、その中心座標及び半径Ｒと、線分の両端の位相を示す開始角度α及び終了角度βをデータとして有している。

（１−４−５）三次元パンチ開口線データ
三次元パンチ開口線データＤＴ３０５は、三次元のパンチ開口線を全周に亘って三次元点列に分解し、この点列を構成する各節点の位置等を示したデータである。具体的には、図１４に示すように、節点番号Ｎ…、各節点の全体座標系でのＸＹＺ座標、フィレット端部を示す特徴点フラグから構成されている。

ここで、特徴点フラグとは、節点がフィレットの端部であるか否かを判定するためのフラグであり、フィレット端部であれば特徴点として、この特徴点フラグに１が立つ。

（１−４−６）特徴点データ
特徴点データＤＴ３０６は、図１５に示すように、製品形状外形線上にある特徴点を節点番号で示したデータである。この特徴点は、上述の製品形状外形線データＤＴ１０３において、特徴点フラグに１が立てられた節点である。

（１−４−７）余肉断面データ
余肉断面データＤＴ３０７は、各特徴点を端点とする余肉断面の断面形状を示すデータである。具体的には、図１６に示すように、断面番号Ｐ…、製品形状外形線の節点番号Ｎ…、三次元パンチ開口線の節点番号Ｎ…、断面形状タイプ、肩部のフィレット半径等のパラメータ１及び肩部の傾斜角を示す壁角度等のパラメータ２等から構成されている。図１６によれば、例えば、断面番号Ｐ１の余肉断面は、節点Ｎ２００１と節点Ｎ１００５との間にあり、断面形状のタイプが１、余肉断面の肩部のフィレット半径がＲ５、同肩部の鉛直方向に対する角度が２０°であるとわかる。

ここで、断面形状タイプとは、複数ある断面形状のタイプのうちのいずれのタイプかを示すもので、例えば、１つの肩部を有する余肉断面をタイプ１、２つの肩部を有する余肉断面をタイプ２、３つの肩部を有する余肉断面をタイプ３、肩部が無い余肉断面をタイプ０等として登録している。なお、図１６にはパラメータ１、２しか記載されてないが、パラメータ数は断面形状タイプによって異なるため、余肉断面データＤＴは、各断面の断面形状を一意に規定するのに必要なパラメータ数を有するものとする。

（１−４−８）ビードデータ
ビードデータＤＴ３０８は、ビードの形状と位置を示すデータである。具体的には、図１７に示すように、ビード形状パラメータ（ビード番号、ビードタイプ（丸、角、ステップ）、始点終点のＸＹ座標、断面エッジ半径、断面中心半径、深さ等）、ビードラインデータ（節点番号、各節点のＸＹ座標）等のパラメータから構成されている。

次に、ブランクモデルデータＤＴ４００ついて、図１８を参照しながら以下に詳細に説明する。

（１−５−１）ブランクラインデータ
ブランクラインデータＤＴ４０１は、図１８に示すように、ブランク材の外形線であるブランクラインを構成する節点番号Ｎ…、各節点の全体座標系でのＸＹ座標から構成されている。

（１−５−２）ブランク板厚データ
ブランク板厚データＤＴ４０２は、ブランク材の板厚をパラメータとして有する。

（１−６）入力装置
入力装置１３は、製品データの製品属性に関するデータの入力、例えばＣＡＤデータ、メッシュデータ等の製品形状に関するデータの入力、データ変換時の各種条件の設定又はシステムの制御等に用いられる。

（１−７）出力装置
出力装置１４には、検索画面、入力画面、編集画面、解析結果等が表示される。例えば、検索画面には、図１９に示すように、検索条件と検索結果が表示され、解析結果には、図２０に示すように、成形シミュレーションの結果として、板厚減少率や相当塑性ひずみ等の大きさに応じて色分けされた成形品の三次元形状がグラフィック表示される。

（２）プレス工法及びプレス金型構造
上述のプレス金型形状自動作成システム１が対象とする４種類のプレス工法について、図２１〜図２４を参照しながら説明する。

図２１には、フォーム成形用のプレス金型構造とその動作が示されている。このプレス金型は、ダイＤ及びパンチＰｎを有している。

この例において上型となるダイＤは、その下面に成形品の形状に合わせた形状のキャビティＣを有する。下型となるパンチＰｎは、その上面がダイＤのキャビティＣの形状に合わせた凸形状を有する。

このフォーム成形は、ブランク材Ｂをその外周部を自由な状態でダイＤとパンチＰｎ間に配置し（図２１（ａ）参照）、ダイＤを降下させてブランク材ＢをパンチＰｎに押し付けてブランク材Ｂの中央部をダイＤのキャビティＣに押し込む（図２１（ｂ）参照）。これによって、この例ではハット型断面形状の成形品が得られる（図２１（ｃ）参照）。

図２２には、フォーム成形用のプレス金型構造とその動作が示されている。このプレス金型は、ダイＤ、パンチＰｎ及びパッドＰｄを有している。

この例において上型となるダイＤは、その下面に成形品の形状に合わせた形状のパッドＰｄが上下方向に摺動自在に嵌合されたキャビティＣを有する。下型となるパンチＰｎは、その上面がパッドＰｄの下面とダイＤのキャビティＣの形状に合わせた凸形状を有する。

このフォーム成形は、ブランク材Ｂの外周部を自由な状態でダイＤとパンチＰｎ間にブランク材Ｂを配置すると共に、パッドＰｄを用いてブランク材Ｂの中央部をパンチＰｎに対して押圧した状態にし（図２２（ａ）参照）、この状態のままで、ダイＤを降下させてブランク材ＢをパンチＰｎに押し付けてブランク材Ｂの中央部をダイＤのキャビティＣに押し込む（図２２（ｂ）参照）。これによって、この例ではハット型断面形状の成形品が得られる（図２２（ｃ）参照）。

図２３には、ドロー成形用のプレス金型構造とその動作が示されている。このプレス金型は、ダイＤ、パンチＰｎ及びブランクホルダＨを有している。

ドロー成形も上述のフォーム成形と同様に、この例において上型となるダイＤは、その下面に成形品の形状に合わせた形状のキャビティＣを有し、下型となるパンチＰｎは、その上面がダイＤのキャビティＣの形状に合わせた凸形状を有する。

また、ドロー成形の場合、この例において下型となるブランクホルダＨは、その中央にダイＤのキャビティＣの輪郭にほぼ沿った形状の開口を有し、その周囲の上面にダイＤのキャビティＣの周囲の面に合わせた形状のしわ押さえ面ＨＳを有する。下型となるパンチＰｎは、その外形はブランクホルダＨの開口の形状に合わせた形状で若干小さく形成されている。

このドロー成形は、ダイＤとブランクホルダＨとでブランク材Ｂの外周部を所定のしわ押さえ力で挟持した状態で（図２３（ａ）参照）、これらを一体に降下させてブランク材ＢをパンチＰｎに押し付けてブランク材Ｂの中央部をダイＤのキャビティＣ内に押し込む（図２３（ｂ）参照）。これによって、有底の容器状の成形品が得られる（図２３（ｃ）参照）。

図２８には、ドロー成形用のプレス金型構造とその動作が示されている。このプレス金型は、ダイＤ、パンチＰｎ、ブランクホルダＨ及びパッドＰｄを有している。

この例において上型となるダイＤは、その下面に成形品の形状に合わせた形状のパッドＰｄが上下方向に摺動自在に嵌合されたキャビティＣを有する。下型となるパンチＰｎは、その上面がパッドＰｄの下面とダイＤのキャビティＣの形状に合わせた凸形状を有する。

このドロー成形は、ダイＤとブランクホルダＨとでブランク材Ｂの外周部を所定のしわ押さえ力で挟持すると共に、パッドＰｄを用いてブランク材Ｂの中央部をパンチＰｎに対して押圧した状態にし（図２４（ａ）参照）、これらを一体に降下させてブランク材ＢをパンチＰｎに押し付けてブランク材Ｂの中央部をダイＤのキャビティＣ内に押し込む（図２４（ｂ）参照）。これによって、有底の容器状の成形品が得られる（図２４（ｃ）参照）。

上述のフォーム成形（図２１、図２２参照）は、基本的に曲げ加工であるため、比較的低荷重で成形することができ、その結果、省エネ化を実現し易く、金型製造コストも比較的安価である。一方で、フォーム成形は、スプリングバックが発生し易いため、形状凍結性、寸法精度を確保することが難しいという特徴を有する。

また、上述のドロー成形（図２３、図２４参照）は、形状凍結性が優れており、成形品の強度向上が可能であり、ブランクホルダＨによるしわ押さえ力を制御することで、成形品のしわや割れの発生を抑制することができる。一方で、ドロー成形は、金型としてブランクホルダＨとその駆動部が必要になるため、金型製造コストが高くなる。また、材料の伸びを利用する成形方法のため、近年注目されている高張力鋼板では成形性を確保することが難しいという特徴を有する。

さらに、これらフォーム成形又はドロー成形においてパッドを用いた場合（図２２、図２４参照）、成形中のパンチＰｎからのブランク材Ｂの浮き上がりや板ずれ、成形品のしわの発生を抑制することができるので、寸法精度を確保することができる。一方で、パッドＰｄとその駆動部が必要になるため、金型製造コストが高くなるという特徴を有する。

製品の素材となる平板状のブランク材Ｂは、薄板の鋼板である。なお、ブランク材Ｂには、成形品の軽量化のために、アルミニウム合金板を用いてもよい。また、軽量化と衝突安全性向上の両立のために、高張力鋼板（ハイテン材）を用いてもよい。

なお、必要に応じて、下型となるブランクホルダＨには、その上面に絞りビード凸部（図示しない）を設けると共に、上型となるダイＤには、絞りビード凸部に対向してその下面のしわ押さえ面に絞りビード凹部（図示しない）を設けてもよい。

また、プレス成形の際に、ダイＤ及びブランクホルダＨを固定してパンチＰｎを昇降させてもよい。また、プレス金型は、下型をダイＤ、上型をパンチＰｎ及びブランクホルダＨで構成してもよい。さらに、プレス成形は、冷間プレス又は熱間プレスのいずれであってもよい。

（３）プレス金型形状自動作成システムによるプレス金型形状作成方法
プレス金型形状自動作成システム１によるプレス金型形状のプレス金型形状作成方法について説明する。

なお、以下に説明する際、図４４に示すような２つの適用例に適用した場合について適宜言及しながら具体的な説明を行う。図４４（ａ）、図４４（ｂ）はそれぞれ、金型形状タイプが製品延長型である第１適用例の製品形状と、金型形状タイプがしわ押さえ面余肉面作成型である第２適用例の製品形状と、を示している。各図に示すように、第１適用例は、ハット状断面形状を有し、その長手方向の両側にフランジ部を有する製品であり、第２適用例は、平面視でブーツ状形状を有し、その長手方向の一側にフランジ部を有さない縦壁部を有する製品である。

まず、図２５のフローチャートに示されたメインルーチンの処理手順に従って、プレス金型形状のプレス金型形状作成方法の全体的な流れについて説明する。

このプレス金型形状作成方法を実行するにあたり、データ記憶部１２Ｂ、１２Ｃには、製品データＤＴ１００及び部品工法データＤＴ２００が予め格納されているものとする。

まず、製品データ取得部１００によって、製品属性データＤＴ１０１、製品形状モデルデータＤＴ１０２及び製品形状外形線データＤＴ１０３を製品データ記憶部１２Ｂから取得する（ステップＳ１）。

次に、部品工法データ検索部２００によって、製品属性データＤＴ１０１の属性をキーとしてデータベースに登録された部品工法データを検索する（ステップＳ２）。

次に、金型モデルデータ作成部３００によって、金型モデルデータＤＴ３００を作成する（ステップＳ３）。

次に、ブランクモデルデータ作成部４００によって、ブランクモデルデータＤＴ４００を作成する（ステップＳ４）。

次に、作成モデルデータ登録部５００によって、先に作成された金型モデルデータＤＴ３００とブランクモデルデータＤＴ４００を新たな部品の部品工法データＤＴ２００として部品工法データ記憶部１２Ｃに登録する（ステップＳ５）。このとき、製品属性データＤＴ１０１の属性をキーとしてデータベースに登録された変換データを検索できるように、変換データと共に製品属性データＤＴ１０１をデータベースに登録する。

最後に、ホルダ荷重設定部６００によって、プレス条件としてホルダ荷重を設定する（ステップＳ６）。

以上により、対象とする製品Ｓの成形シミュレーションで用いる金型モデルデータＤＴ３００、ブランクモデルデータＤＴ４００及びプレス条件を自動で作成することができる。第１、第２適用例の場合、図４５、図７５に示すように、製品Ｓからプレス金型を構成するダイＤ、ブランクホルダＨ及びパンチＰｎの形状モデルを作成することができる。

以下、図２６〜図４３を参照しながら、上記各ステップＳ２〜Ｓ４、Ｓ６について詳細に説明する。

（３−１）部品工法データ検索方法
次に、上述のフローチャートのサブルーチンである部品工法データ検索（ステップＳ２）について、図２６のフローチャートに従って説明する。

まず、部品工法データＤＴ２００の登録キーのうち、製品と同じ部品名又は製品に関連する部品名を検索キーとして用いて検索を行う（ステップＳ１１）。

次に、該当部品の有無を判定する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２で該当部品があると判定されると、部品工法データＤＴ２００の登録キーのうち、製品と同じ又は近似する材質又は板厚を検索キーとして該当部品から絞り込みを行う（ステップＳ１３）。

最後に、絞り込まれた該当部品を参照部品とし、該参照部品に関する部品工法データＤＴ２００を参照し（ステップＳ１４）、当該ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１２で該当部品がないと判定されると、製品のサイズによる類似性探索を行う（ステップＳ１５）。

次に、該当部品の有無を判定する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１６で該当部品があると判定されると、上述のステップＳ１３へ移動する。一方、ステップＳ１６で該当部品がないと判定されると、入力装置１３を用いて所要の部品工法データＤＴ２００を手動で入力し（ステップＳ１７）、当該ルーチンを終了する。

以上により、次のステップＳ３で製品の金型モデルデータＤＴ３００を作成する際に必要な部品工法データＤＴ２００を取得することができた。

（３−２）金型モデルデータ作成方法
次に、図２５のフローチャートのサブルーチンである金型モデルデータ作成（ステップＳ３）について、図２７のフローチャートに従って説明する。

まず、参照された部品工法データＤＴ２００について、プレス方向決定タイプが自動か否かを判定する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１でプレス方向決定タイプが自動ではないと判定されると、同部品工法データの指定方向を参照する（ステップＳ２２）。

次に、プレス方向に基づいて製品Ｓの特徴形状を認識し（ステップＳ２４）、後述するステップＳ２６へ進む。

一方、ステップＳ２１でプレス方向決定タイプが自動であると判定されると、プレス方向を仮決定する（ステップＳ２３）。

次に、仮決定されたプレス方向に基づいて製品の特徴形状を認識する（ステップＳ２４）。

次に、認識された製品の特徴形状に基づいてプレス方向を設定する（ステップＳ２５）。

次に、設定されたプレス方向では縦壁部の方向が負角となる場合は、縦壁部の方向が負角とならないようにプレス方向を調整する（ステップＳ２６）。

次に、参照部品のプレス工法に基づいて製品のプレス工法を決定する（ステップＳ２７）。

次に、決定されたプレス工法、参照部品の金型形状タイプに応じて製品を成形するための金型形状を作成する（ステップＳ２８）。

最後に、作成された金型形状にビードを設定する（ステップＳ２９）。

以上により、製品の金型モデルデータＤＴ３００を自動作成することができる。

（３−２−１）プレス方向仮決定方法
次に、図２７のフローチャートのサブルーチンであるプレス方向仮決定（ステップＳ２３）について、第１適用例に関する図４６を参照しながら、図２８のフローチャートに従って説明する。

まず、図４６（ａ）に示すように、製品形状データからメッシュモデルを作成し、該メッシュモデルを構成する全要素の平均法線方向Ｎａを算出する（ステップＳ３１）。

次に、図４６（ｂ）に示すように、座標変換により、算出された平均法線方向ＮａをＸＹＺ座標系のＺ＋方向に向ける（ステップＳ３２）。

次に、図４６（ｃ）に示すように、製品形状のＸＹ方向の長さＸ_len、Ｙ_lenを算出し、長い方をＸ軸方向に向ける（ステップＳ３２）。

最後に、Ｚ−方向をプレス方向に仮決定する（ステップＳ３４）。

以上により、製品形状データからプレス方向を自動で仮決定することができた。

（３−２−２）特徴形状認識方法
次に、図２７のフローチャートのサブルーチンである特徴形状認識（ステップＳ５）について、第１適用例に関する図４７〜図５４を参照しながら、図２９のフローチャートに従って説明する。

まず、図４７に示すように、製品形状データを構成する各ＣＡＤ面の要素毎に主曲率を算出する（ステップＳ４１）。このとき、図４９（ａ）に示すように、主曲率がプラスの要素を仮プレス方向ｆ_０から見て凸角部であるとし、図４９（ｂ）に示すように、主曲率がマイナスの要素を仮プレス方向ｆ_０から見て凹角部であるとする。

次に、図４８に示すように、製品Ｓのエンボス部Ｅの有無を判定する（ステップＳ４２）。プラスとマイナスの主曲率を有するフィレット部がエンボス深さ判定値ｄ_ｅの範囲に共にある場合、このフィレット部に囲まれた領域をエンボス部Ｅと判定する。なお、エンボス部Ｅと判定された部分は、以下のステップでのパンチ肩Ｒフィレット部Ｒｐ及びダイＲフィレット部Ｒｄの抽出対象外とする。

次に、図５０に示すように、算出された主曲率が部品工法データＤＴ２００の特徴形状認識判定パラメータのパンチ肩Ｒ判定許容値内の要素をパンチ肩Ｒフィレット部Ｒｐとして抽出する（ステップＳ４３）。

次に、図５１に示すように、算出された主曲率が部品工法データＤＴ２００の特徴形状認識判定パラメータのダイＲ判定許容値内の要素をダイＲフィレット部Ｒｄとして抽出する（ステップＳ４４）。

次に、図５２に示すように、パンチ肩Ｒフィレット部Ｒｐに挟まれた要素を天板部Ｔとして抽出する（ステップＳ４５）。

次に、図５３に示すように、パンチ肩Ｒフィレット部ＲｐとダイＲフィレット部Ｒｄに挟まれた要素を縦壁部Ｗとして抽出する（ステップＳ４６）。

次に、図５４に示すように、ダイＲフィレット部Ｒｄに対して縦壁部Ｗと反対側にある要素をフランジ部Ｆｌとして抽出する（ステップＳ４７）。

最後に、図５６に示すように、曲げ部Ｂを除いて製品形状外形線ＯＬ_ｓを決定する（ステップＳ４８）。

以上により、製品の特徴形状を自動で認識することができた。

（３−２−３）プレス方向設定方法
次に、図２７のフローチャートのサブルーチンであるプレス方向設定（ステップＳ２５）について、図３０のフローチャートに従って説明する。

まず、部品工法データＤＴ２００の特徴形状認識判定パラメータの参照部に基づいて、プレス方向を設定するための参照部タイプが指定されているか否かを判定する（ステップＳ５１）。

ステップＳ５１で参照部が指定されていると判定された場合、参照部タイプを判定する（ステップＳ５２）。

ステップＳ５２で参照部タイプが天板部Ｔであると判定された場合、製品Ｓの天板部Ｔのみ抽出する（ステップＳ５３）。

ステップＳ５２で参照部タイプが天板部Ｔ及びフランジ部Ｆｌであると判定された場合、図５５に示すように、製品Ｓの天板部Ｔとフランジ部Ｆｌを抽出する（ステップＳ５４）。

ステップＳ５２で参照部タイプがフランジ部Ｆｌであると判定された場合、製品のフランジ部のみ抽出する（ステップＳ５５）。

最後に、抽出された製品Ｓの部位の平均法線方向を算出し、該平均法線方向をプレス方向ｆに設定する（ステップＳ５６）。

一方で、ステップＳ５１で参照部が指定されていないと判定された場合、先のステップＳ２３で仮決定されたプレス方向をプレス方向ｆとして設定する（ステップＳ５７）。

以上により、プレス方向を自動で設定することができた。

（３−２−４）縦壁部負角調整方法
次に、図２７のフローチャートのサブルーチンである縦壁部負角調整（ステップＳ２６）について、図３１のフローチャートに従って説明する。

まず、エンボス部があれば、そのエンボス部の負角発生部Ｃを平滑化する（ステップＳ６１）。

次に、プレス方向ｆに対して縦壁部Ｗの面方向が負角となる負角発生部分Ｃがあるか否かを判定する（ステップＳ６２）。

ステップＳ６２で負角発生部Ｃが有ると判定されると、図５７に示すように、負角発生部Ｃがないように、プレス方向ｆを調整角度Δθだけ傾けたプレス方向ｆ’を当該プレス成形のプレス方向として設定する（ステップＳ６３）。

以上により、縦壁部の負角を調整することができた。

（３−２−５）プレス工法決定方法
次に、図２７のフローチャートのサブルーチンであるプレス工法決定（ステップＳ２７）について、図３２のフローチャートに従って説明する。

まず、部品工法データ記憶部１２Ｃに記憶された参照部品に関するプレス工法データＤＴ２０４のプレス工法タイプ及びパッド有無のデータを参照する（ステップＳ７１）。

最後に、参照部品のプレス工法タイプ及びパッド有無を当該製品Ｓのプレス工法として決定する（ステップＳ７２）。例えば、参照部品のプレス工法がパッド無しのフォーム成形の場合、製品Ｓのプレス工法も同じパッド無しのフォーム成形とする。

以上により、製品のプレス工法を自動で決定することができた。

（３−２−６）金型形状作成方法
次に、図２７のフローチャートのサブルーチンである金型形状作成（ステップＳ２８）について、図３３のフローチャートに従って説明する。

まず、部品工法データ記憶部１２Ｃに記憶された参照部品の金型形状作成パラメータ内の金型形状タイプが製品延長型又はしわ押さえ面余肉面作成型のいずれかを判定する（ステップＳ８１）。

ステップＳ８１での判定結果が製品延長型の場合、まず、製品ＳのブランクラインＢＬ_０を仮決定する（ステップＳ８２）。これは、図５８に示すように、製品Ｓから製品展開線ＤＬを作成し、次に、図５９に示すように、この製品展開線ＤＬに外接する矩形を作成し、該矩形をブランクラインＢＬ_０として仮決定する。

次に、仮決定されたブランクラインＢＬ_０に基づいて金型外形線ＯＬ_ｍを作成する（ステップＳ８３）。このとき、図６０に示すように、製品形状外形線ＯＬ_ｓと仮ブランクラインＢＬ_０との最大距離Ｌ_ｍａｘを算出し、例えば、最大距離Ｌ_ｍａｘの１．２倍の距離だけ製品形状外形線ＯＬ_ｓから外方に金型外形線ＯＬ_ｍを作成する。これにより、図６１に示すように、製品Ｓ及びカリブランクラインＢＬ_０の周囲を囲むように、金型外形線ＯＬ_ｍが作成される。

次に、製品Ｓに穴が存在する場合には、該穴を埋める（ステップＳ８４）。

次に、図６２に示すように、製品Ｓのパンチ肩Ｒフィレット部Ｒｐ及びダイＲフィレット部Ｒｄを延長する（ステップＳ８５）。各フィレット部Ｒｐ、Ｒｄの延長された部分をパンチ肩Ｒフィレット延長部Ｒｐ’及びダイＲフィレット延長部Ｒｄ’とする。

次に、図６３に示すように、ダイＲフィレット部Ｒｄ及びダイＲフィレット延長部Ｒｄ’と金型外形線ＯＬ_ｍとで囲まれた領域をしわ押さえ面ＨＳとして決定する（ステップＳ８６）。

次に、図６４に示すように、天板部Ｔを延長する（ステップＳ８８）。天板部Ｔの延長された部分を天板延長部Ｔ’とする。

次に、図６６に示すように、ブランクホルダＨを有する場合、しわ押さえ面ＨＳとフィレット部Ｒ及びその延長部との境界線からブランクホルダＨとパンチＰｎを分割するパンチ開口線Ｌ_ｐを作成する（ステップＳ８７）。図６７（ａ）（ｂ）に示すように、このパンチ開口線Ｌ_ｐに基づいて、三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄ及び二次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿２ｄを作成する。

次に、パッドＰｄの有無を判定し（ステップＳ８９）、パッド無しの場合、当該サブルーチンを終了する。

ステップＳ８９の判定結果がパッド有りの場合、図６５に示すように、天板部Ｔ及びその延長部Ｔ’の外形線をパッド分割線ＰＬｐとして作成する（ステップＳ９０）。

一方で、ステップＳ８１での判定結果がしわ押さえ面余肉作成型の場合、まず、図７６、図７７（ｃ）、図７９（ｂ）、図８０（ｂ）に示すように、しわ押さえ面ＨＳを作成する（ステップＳ９１）。

次に、図８１に示すように、製品形状外形線ＯＬ_ｓ上の特徴点ａを抽出する（ステップＳ９２）。

次に、図８１に示すように、特徴点ａに基づいて二次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿２ｄを作成する（ステップＳ９３）。

次に、図８３に示すように、余肉形状を作成する（ステップＳ９４）。

次に、図８２に示すように、二次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿２ｄに基づいて三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄを作成する（ステップＳ９５）。

以上により、図６８〜図７１、図８８〜図９１に示すように、いずれの金型形状タイプの金型形状も自動作成することができる。

（３−２−６−１）しわ押さえ面作成方法
次に、図３３のフローチャートのサブルーチンであるしわ押さえ面作成（ステップＳ９１）について、図３４のフローチャートに従って説明する。

まず、部品工法データ記憶部１２Ｃに記憶された参照部品に関する金型形状作成パラメータのしわ押さえ面パラメータのしわ押さえ面タイプを判定する（ステップＳ１０１）。

ステップＳ１０１の判定結果が平面の場合、図７６に示すように、参照部品のしわ押さえ面パラメータの作成位置差分指定量Ｚ_ａを読み込む（ステップＳ１０２）。

次に、製品Ｓの最下点Ｚ_ｍｉｎから作成位置差分指定量Ｚ_ａだけ下がった位置にしわ押さえ面ＨＳとして平面を作成する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０１の判定結果が曲面の場合、参照部品のしわ押さえ面パラメータから作成位置差分指定量Ｚ_ａ、曲面タイプ（円柱又は円錐）及び指定半径Ｒを読み込む（ステップＳ１０４）。なお、指定半径は、参照部品のしわ押さえ面パラメータの曲面定義パラメータ１に設定されているものとする。

次に、図７７（ａ）に示すように、製品Ｓの最上点Ｚｍａｘが頂点となるように曲面ＨＳ_０を作成する（ステップＳ１０５）。例えば、曲面タイプが円柱の場合、図７８（ａ）に示すように、製品ＳのサイズＬ_１、Ｌ_２と指定半径Ｒに基づいて曲面ＨＳ_０が作成される。また、曲面タイプが円錐の場合、図７８（ｂ）に示すように、製品ＳのサイズＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３と指定半径Ｒ_１、Ｒ_２に基づいて曲面ＨＳ_０が作成される。なお、製品形状から曲面タイプのしわ押さえ面を作成する方法は、周知の技術であるため詳細な説明を省略する。

次に、図７７（ｂ）に示すように、製品Ｓの最下点Ｚｍｉｎに接するまで曲面ＨＳ_０を−Ｚ方向へ平行移動する（ステップＳ１０６）。−Ｚ方向へ平行移動された曲面をＨＳ_１とする。

次に、図７７（ｃ）に示すように、作成位置差分指定量Ｚ_ａだけ曲面ＨＳ_１を−Ｚ方向へ平行移動させてしわ押さえ面ＨＳを得る（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０１の判定結果が参照部位指定の場合、参照部品のしわ押さえ面パラメータから作成位置差分指定量Ｚ_ａを読み込む（ステップＳ１０８）。

次に、しわ押さえ面タイプに基づいて参照部位を判定する（ステップＳ１０９）。

ステップＳ１０９の判定結果が天板部Ｔの場合、図７９（ａ）に示すように、製品Ｓの天板部Ｔにフィットする形状を作成する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１０９の判定結果がフランジ部の場合、図８０（ａ）に示すように、製品Ｓのフランジ部Ｆｌにフィットする形状を作成する（ステップＳ１１１）。

次に、作成されたフィット形状について平滑化を行う（ステップＳ１１２）。平滑化された曲面をＨＳ_０とする。

最後に、図７９（ｂ）、図７９（ｂ）に示すように、製品Ｓとの距離が作成位置差分指定量Ｚ_ａとなる位置まで曲面ＨＳ_０を−Ｚ方向へ平行移動する（ステップＳ１１３）。

以上により、しわ押さえ面を自動作成することができる。

（３−２−６−２）特徴点抽出方法
次に、図３３のフローチャートのサブルーチンである特徴点抽出（ステップＳ９２）について、図３５のフローチャートに従って説明する。

まず、図８１に示すように、製品形状モデルデータＤＴ１０２に基づいて、製品Ｓの外形線である製品形状外形線ＯＬ_Ｓを作成する（ステップＳ１２１）。

次に、図示しないが、製品形状外形線ＯＬ_Ｓを全周に亘って三次元点列に分割する（ステップＳ１２２）。

次に、分割された三次元点列を構成する節点のうち、両側に隣接する節点と線分で結んでできる角部の折れ角が所定角度以下となる角部の頂点となる節点を、製品形状外形線データＤＴ１０３の特徴点フラグを用いて抽出する（ステップＳ１２３）。

最後に、三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄ上の円弧端点を、三次元パンチ開口線データＤＴ３０５の特徴点フラグを用いて抽出し、抽出された頂点及び円弧端点を特徴点ａとして設定する（ステップＳ１２４）。

以上により、特徴点を自動で抽出して設定することができる。

（３−２−６−３）二次元パンチ開口線作成方法
次に、図３３のフローチャートのサブルーチンである二次元パンチ開口線作成（ステップＳ９３）について、図３６のフローチャートに従って説明する。

まず、図８１（ａ）に示すように、各特徴点ａを平均法線方向へ所定距離だけオフセットする（ステップＳ１３１）。このとき、図８１（ｂ）に示すように、特徴点ａ_１、ａ_２からの平均法線方向へ延ばした直線ｌ_１、ｌ_２が互いに交差する場合、この特徴点ａ_１、ａ_２はオフセットしない。

次に、図８１（ａ）に示すように、製品形状外形線ＯＬ_Ｓ上のＣＡＤ面境界点ｂをＣＡＤ面境界線方向へ所定距離だけオフセットする（ステップＳ１３２）。ここで、ＣＡＤ面境界線とは、製品形状データを構成する複数のＣＡＤ面において、隣接するＣＡＤ面間の境界線を意味し、このＣＡＤ面境界線と製品形状外形線ＯＬ_Ｓとの交点をＣＡＤ面境界点とする。なお、ステップＳ１３１、ステップＳ１３２においてオフセットする所定距離は、参照部品の金型形状作成パラメータに含まれる余肉形状パラメータの二次元パンチ開口線オフセット距離によって設定される。

最後に、オフセットした特徴点ａ及びＣＡＤ境界点ｂを通過するスプライン閉曲線を二次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿２ｄとして作成する（ステップＳ１３３）。

以上により、二次元パンチ開口線を自動作成することができる。

（３−２−６−４）余肉形状作成方法
次に、図３３のフローチャートのサブルーチンである余肉形状作成（ステップＳ９４）について、図３７のフローチャートに従って説明する。

まず、図８２に示すように、製品形状外形線ＯＬ_Ｓ上に位置すると共に縦壁部Ｗ上に位置する特徴点ａ_１〜ａ_４から三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄまで平均法線方向に引いた線分ｍ_１〜ｍ_４と、製品形状外形線ＯＬ_Ｓ上のＣＡＤ境界点ｂ_１〜ｂ_４から三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄまでＣＡＤ面境界線方向に引いた線分ｎ_１〜ｎ_４と、を余肉断面の配置位置として決定する（ステップＳ１４１）。

ここで、余肉断面の配置位置がＣＡＤ境界点ｂ_１〜ｂ_４から引いた線分ｎ_１〜ｎ_４の場合、図８３（ａ）に示すように、各配置位置のサイズＺａ、Ｘａを算出する（ステップＳ１４２）。ここで、Ｚａはそれぞれ、しわ押さえ面ＨＳからＣＡＤ境界点ｂ_１〜ｂ_４までのＺ方向の高さを示し、Ｘａは、三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄからＣＡＤ境界点ｂ_１〜ｂ_４までの平均法線方向の長さを示すものとする。

次に、図８３（ａ）に示すように、参照部品の余肉断面パラメータＲｗ、Ｒｄ、θｗを参照する（ステップＳ１４３）。なお、余肉断面パラメータＲｗ、Ｒｄ、θｗは、参照部品の金型形状作成パラメータ内の余肉形状パラメータに含まれる、パッド部、フランジ部及び縦壁部に関する余肉断面パラメータによってそれぞれ設定される。

次に、図８３（ｂ）に示すように、参照部品の余肉断面パラメータＲｗ、Ｒｄ、θｗに基づいて製品Ｓの各配置位置の余肉断面形状を決定する（ステップＳ１４４）。例えば、製品Ｓの余肉断面パラメータＲｗ’、Ｒｄ’、θｗ’を参照部品の余肉断面パラメータＲｗ、Ｒｄ、θｗと同じ値にしてもよい。

一方で、余肉断面の配置位置が特徴点ａ_１〜ａ_４から引いた線分ｍ_１〜ｍ_４の場合、図８４に示すように、しわ押さえ面ＨＳから特徴点ａ_１〜ａ_４までのＺ方向の高さＺａと、三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄから特徴点ａ_１〜ａ_４までの平均法線方向の長さＸａを算出する（ステップＳ１４２）。

次に、図８５に示すように、参照部品の余肉断面パラメータとして、縦壁部Ｗに沿って特徴点ａ_１〜ａ_４から延長した直線としわ押さえ面ＨＳに沿って三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄから延長した直線との交点をｇ_ｉとし、この交点ｇ_ｉを頂点とする角部ａ_ｉｇ_ｉｃ_ｉのフィレット半径Ｒｄを参照する（ステップＳ１４３）。

次に、参照部品の余肉断面パラメータＲｄに基づいて製品Ｓの各配置位置の余肉断面形状を決定する（ステップＳ１４４）。例えば、製品Ｓの余肉断面パラメータＲｗ’を参照部品の余肉断面パラメータＲｄと同じ値にしてもよい。

そして、最後に、全ての余肉断面（線分ｎ_１〜ｎ_４、ｍ_１〜ｍ_４）について、隣接する余肉断面を順次連結することで余肉面を生成する（ステップＳ１４５）。

以上により、余肉形状を自動作成することができる。作成された余肉形状Ｅを製品Ｓに追加した余肉付き製品Ｓを図８６、図８７に示す。なお、図８７に示すように、余肉付き製品Ｓの外形線Ｊは、フランジ部ＦｌとダイＲフィレット部Ｒｄとの境界線からなるｊ１、ｊ３と、天板部Ｔを延長して作成された余肉部Ｅの外形線からなるｊ２、ｊ５と、縦壁部Ｗを延長して作成した余肉部Ｅの外形線からなるｊ４と、によって構成されている。

（３−２−６−４−１）余肉断面配置位置決定方法
次に、図３７のフローチャートのサブルーチンである余肉断面配置位置決定（ステップＳ１４１）について、図３８のフローチャートに従って説明する。

まず、図８２に示すように、天板部Ｔが構成する製品形状外形線ＯＬ_ｓ上のＣＡＤ面境界点ｂ_１〜ｂ_４から三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄへＣＡＤ面境界線方向に線を引く（ステップＳ１５１）。このとき、線ｎ_１〜ｎ_４と三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄが交点ｂ_１〜ｂ_４で交差するとすれば、ＣＡＤ面境界点ｂ_１〜ｂ_４と交点ｂ_１〜ｂ_４とをそれぞれ結ぶ線分ｎ_１〜ｎ_４が余肉断面の配置位置として決定される。

最後に、縦壁部Ｗが構成する製品形状外形線ＯＬ_ｓ上の特徴点ａ_１〜ａ_４から三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄへ法線を引く（ステップＳ１５２）。このとき、線ｍ_１〜ｍ_４と三次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿３ｄが交点ｃ_１〜ｃ_４で交差するとすれば、特徴点ａ_１〜ａ_４と交点ｃ_１〜ｃ_４とをそれぞれ結ぶ線分ｍ_１〜ｍ_４がさらに余肉断面の配置位置として決定される。

以上により、余肉断面配置位置を自動で決定することができた。

（３−２−７）ビード設定方法
次に、図２７のフローチャートのサブルーチンであるビード設定（ステップＳ２９）について、図３９のフローチャートに従って説明する。

まず、部品工法データ記憶部１２Ｃから参照部品のビード情報データＤＴを読み込む（ステップＳ１６１）。

次に、読み込んだビード情報データＤＴに基づいて、ビードの有無を判定し（ステップＳ１６２）、ビード無しなら本ルーチンを終了する。

ステップＳ１６２の判定結果がビード有りの場合、図９２に示すように、製品Ｓの二次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿２ｄをオフセット距離だけ外方へオフセットしてビード配置候補線ＢＬ_０を作成する（ステップＳ１６３）。なお、上記オフセット距離は、読み込んだビード情報データＤＴに含まれている。

次に、図９３に示すように、作成されたビード配置候補線ＢＬ_０から円弧部を抽出し、これを凸円弧部ｂｌ_２、ｂｌ_５、ｂｌ_７、ｂｌ_９、ｂｌ_１１と凹円弧部ｂｌ_１３に分類し、ビード配置候補線ＢＬ_０の残りの部分をそれぞれ直線部ｂｌ_１、ｂｌ_３、ｂｌ_４、ｂｌ_６、ｂｌ_８、ｂｌ_１０、ｂｌ_１２とすることで、ビード配置候補線ＢＬ_０を直線部、凸円弧部又は凹円弧部に分類する（ステップＳ１６４）。ここで、円弧部は、ビード配置候補線ＢＬ_０で所定半径以下の曲線部分を円弧とすることで抽出することができる。また、凸円弧部と凹円弧部は、円弧の両端点から外方への法線ベクトルが互いに公差する円弧を凹円弧部、これが交差しない円弧を凸円弧部とすることによって区別することができる。

次に、図９４に示すように、例えば、分類された直線部ｂｌ_１、ｂｌ_３、ｂｌ_４、ｂｌ_６、ｂｌ_８、ｂｌ_１０、ｂｌ_１２と凹円弧部ｂｌ_１３をビード配置線ｂｅａｄ１〜ｂｅａｄ８として決定する（ステップＳ１６５）。なお、直線部、凸円弧部ｂｌ又は凹円弧部のいずれをビード配置線とするかは、読み込んだビード情報データＤＴにビード配置方法（直線部ｏｎ／ｏｆｆ、凸円弧部ｏｎ／ｏｆｆ、凹円弧部ｏｎ／ｏｆｆ）として含まれている。

次に、同じグループ判定タイプ（例えば、凸円弧部）に複数の異なるビード断面形状が登録されている場合には、図９５に示すように、ビード配置線ｂｅａｄ１〜ｂｅａｄ８のビード配置位置情報を正規化座標系同士で比較し、配置位置に合致するビードグループ番号を決定する（ステップＳ１６６）。具体的には、ビード配置線ｂｅａｄ１〜ｂｅａｄ８を正規化座標系に座標変換し、正規化された各ビード配置線の平均法線方向ベクトルと中心位置座標を算出する。算出されたビードの平均法線方向ベクトルと、登録されているビード配置位置情報の平均法線方向ベクトルとの内積が正となるもの（すなわち、ブランク材Ｂに同じ方向の保持力が働く場合）かつ、正規化座標での中心位置座標間の距離が１．０以下の場合を合致した条件とみなす。

次に、ビード配置線ｂｅａｄ１〜ｂｅａｄ８のうち最小ビード長より短いビードを消去する（ステップＳ１６７）。なお、最小ビード長は、読み込んだビード情報データＤＴに含まれている。

次に、ビード情報にしたがって、ビード配置線ｂｅａｄ１〜ｂｅａｄ８毎にビードタイプ（丸／角／ステップ）、断面形状パラメータ（基準位置、エッジ半径、中心半径、深さ等）を決定する（ステップＳ１６８）。

最後に、設定されたビード情報を作成された製品Ｓの金型モデルデータＤＴ３００に追加する（ステップＳ１６９）。このとき、ダイＤとブランクホルダＨの金型モデルにおけるしわ押さえ面に直接的に凹凸を有するビード形状自体をそれぞれ追加してもよいし、ビード抵抗力を数値モデル化したラインビード（等価ビード）を追加してもよい。

以上により、ビードを自動で設定することができた。

（４）プレス金型形状自動作成システムによるブランクモデルデータ作成方法
プレス金型形状自動作成システム１によるブランクモデルデータ作成方法について説明する。

まず、図４０のフローチャートに示されたメインルーチンの処理手順に従って、ブランクモデルデータ作成方法の全体的な流れについて説明する。

最初に、部品工法データ記憶部１２Ｃに記憶された参照部品のブランクライン作成パラメータのブランクタイプに基づいて、ブランクラインを自動で作成するか否かを判定する（ステップＳ１７１）。ここで、ブランクタイプには、自動、製品展開線、矩形又は多角形のいずれかが設定されており、自動の場合に、ブランクラインを自動で作成するものとする。

ステップＳ１７１でブランクラインを自動で作成すると判定された場合、部品工法データ記憶部１２Ｃに記憶された参照部品のプレス工法パラメータのタイプに基づいてプレス工法のタイプを判定する（ステップＳ１７２）。

ステップＳ１７２の判定結果がフォーム成形の場合、図７２、図９６に示すように、製品形状モデルデータＤＴ１０２に基づいて製品展開線ＤＬを作成し、該製品展開線ＤＬ自体をブランクラインＢＬ_ｄｌとする（ステップＳ１７３）。なお、製品形状から製品展開線の作成は、例えば、製品形状からブランク形状へと成形過程とは逆の過程を１ステップで計算するワンステップ法等の周知の技術を用いることによって実行可能であるため、詳細な説明を省略する。

ステップＳ１７２の判定結果がドロー成形の場合、図７３、図９７に示すように、製品データに基づいて矩形ブランクラインＢＬ_ｒｅｃｔを作成する（ステップＳ１７４）。

一方で、ステップＳ１７１でブランクラインを自動で作成しないと判定された場合、参照部品のブランクライン作成パラメータのブランクタイプに基づいてブランクタイプを判定する（ステップＳ１７５）。

ステップＳ１７５の判定結果が製品展開線型の場合、図９６に示すように、製品展開線ＤＬ自体をブランクラインＢＬ_ｄｌとする（ステップＳ１７３）。

ステップＳ１７５の判定結果が矩形型の場合、図９７に示すように、矩形ブランクラインＢＬ_ｒｅｃｔを作成する（ステップＳ１７４）。

ステップＳ１７５の判定結果が多角形型の場合、図７４、図１０２、図１０６に示すように、多角形ブランクラインＢＬ_ｐｇを作成する（ステップＳ１７６）。

最後に、ブランクモデルデータ記憶部１２Ｅのブランク板厚データＤＴ４０２からブランク材の板厚を読み込む（ステップＳ１７７）。

以上により、ブランクモデルデータＤＴ４００を自動作成することができる。

（４−１）矩形ブランクライン作成方法
次に、図４０のフローチャートのサブルーチンである矩形ブランクライン作成（ステップＳ１７４）について、図４１のフローチャートに従って説明する。

まず、図７３、図９７に示すように、製品延長型の場合は製品展開線ＤＬ、しわ押さえ面余肉作成型の場合は余肉付き製品Ｓの展開線ＤＬ_ｅを作成する（ステップＳ１８１）。

最後に、製品延長型の場合は作成された製品展開線ＤＬに外接する矩形、しわ押さえ面余肉作成型の場合は作成された余肉付き製品Ｓの展開線ＤＬ_ｅに外接する矩形をブランクラインＢＬ_ｒｅｃｔとする（ステップＳ１８２）。

以上により、矩形のブランクラインＢＬ_ｒｅｃｔを自動作成することができる。

（４−２）多角形ブランクライン作成方法
次に、図４０のフローチャートのサブルーチンである多角形ブランクライン作成（ステップＳ１７６）について、図４２のフローチャートに従って説明する。

まず、図７４、図９７に示すように、製品延長型の場合は製品展開線ＤＬ、しわ押さえ面余肉作成型の場合は余肉付き製品Ｓの展開線ＤＬ_ｅを作成する（ステップＳ１９１）。

次に、部品工法データ記憶部１２Ｃに記憶されたブランクライン作成パラメータのオフセット量に基づいて、オフセットの有無を判定する（ステップＳ１９２）。

Ｓ１９２の判定結果がオフセット有りの場合、図１０３に示すように、製品延長型の場合は、二次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿２ｄから製品展開線ＤＬへの最大法線方向距離Ｌ_ｍａｘを算出し、しわ押さえ面余肉作成型の場合は、二次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿２ｄから余肉付き製品Ｓの展開線ＤＬ_ｅへの最大法線方向距離Ｌ_ｍａｘを算出する（ステップＳ１９３）。

次に、図１０３に示すように、二次元パンチ開口線Ｌ_ｐ＿２ｄを最大法線方向距離Ｌ_ｍａｘだけオフセットさせたものを多角形作成用外形線ＯＬ_ｂｌとする（ステップＳ１９４）。

一方で、Ｓ１９２の判定結果がオフセット無しの場合、図７４、図９７に示すように、製品延長型の場合は製品展開線ＤＬ、しわ押さえ面余肉作成型の場合は余肉付き製品Ｓの展開線ＤＬ_ｅを多角形作成用外形線ＯＬ_ｂｌとする（ステップＳ１９５）。

次に、図９８、１０４に示すように、多角形作成用外形線ＯＬ_ｂｌに外接する多角形作成用矩形ブランクラインＢＬ_ｐｇ０を作成する（ステップＳ１９６）。

最後に、図７４、図１０２、図１０６に示すように、作成された多角形作成用矩形ブランクラインＢＬ_ｐｇ０からコーナ部をカットしてブランクラインＢＬ_ｐｇとする（ステップＳ１９７）。

ここで、多角形作成用矩形ブランクラインＢＬ_ｐｇ０からコーナ部をカットする方法について詳細に説明する。

まず、図９８に示すように、多角形作成用矩形ブランクラインＢＬ_ｐｇ０を構成する各辺Ｘ_ｍａｘ、Ｘ_ｍｉｎ、Ｙ_ｍａｘ、Ｙ_ｍｉｎを内方に所定距離ｄだけ平行移動させ、平行移動された各辺Ｘ_ｍａｘ−ｄ、Ｘ_ｍｉｎ＋ｄ、Ｙ_ｍａｘ−ｄ、Ｙ_ｍｉｎ＋ｄと多角形作成用外形線ＯＬ_ｂｌとの交点Ｐ_１〜Ｐ_８の位置を算出する。

次に、図９９、図１０４に示すように、各交点Ｐ_１〜Ｐ_８を多角形作成用矩形ブランクラインＢＬ_ｐｇ０上に各辺の法線方向に向かって平行移動した点Ｑ_１〜Ｑ_８を算出する。

次に、図１００に示すように、点Ｑ_１〜Ｑ_８のうち、多角形作成用矩形ブランクラインＢＬ_ｐｇ０の角部を介して隣接する２点（Ｑ_２・Ｑ_３、Ｑ_４・Ｑ_５、Ｑ_６・Ｑ_７、Ｑ_８・Ｑ_１）を通る直線状の切断線ＣＬ_１〜ＣＬ_４を作成する。

次に、図１０１に示すように、各切断線ＣＬ_１〜ＣＬ_４を多角形作成用外形線ＯＬ_ｂｌと接するまで平行移動させ、平行移動させた切断線ＣＬ_１’〜ＣＬ_４’と多角形作成用矩形ブランクラインＢＬ_ｐｇ０との交点Ｑ_１’〜Ｑ_８’の位置を算出する。

次に、図１０２、図１０６に示すように、多角形作成用矩形ブランクラインＢＬ_ｐｇ０の各コーナ部を切断線ＣＬ_１’〜ＣＬ_４’でカットすることで、点Ｑ_１’Ｑ_２’Ｑ_３’Ｑ_４’Ｑ_５’Ｑ_６’Ｑ_７’Ｑ_８’を頂点とする多角形型のブランクラインＢＬ_ｐｇを得る。

以上により、多角形型のブランクラインＢＬ_ｐｇを自動作成することができる。

（５）プレス金型形状自動作成システムによるホルダ荷重設定方法
プレス金型形状自動作成システム１によるホルダ荷重設定方法について説明する。

まず、部品工法データ記憶部１２Ｃから参照部品のプレス成形条件の総ホルダ荷重を読み込む（ステップＳ２０１）。

次に、部品工法データ記憶部１２Ｃから読み込まれた参照部品のビード情報のビード最大荷重及び総ビード長さに基づいて、参照部品のビード部のホルダ荷重を算出する（ステップＳ２０２）。ここで、ビード部のホルダ荷重は、ビード最大荷重と総ビード長さの積により算出できる。なお、ビード最大荷重はビードタイプとその断面形状パラメータから算出できるが、該算出方法は周知であるので説明を省略する。

次に、製品のビード情報に基づいて、総ビード長さを算出する（ステップＳ２０３）。

次に、参照部品のビード情報のビード最大荷重と製品Ｓの総ビード長さに基づいて、製品Ｓのビード部のホルダ荷重を算出する（ステップＳ２０４）。ここで、製品Ｓと参照部品のビード最大荷重が同じであると考えると、ビード部のホルダ荷重は、参照部品のビード最大荷重と製品Ｓの総ビード長さの積により算出できる。

最後に、算出された製品Ｓのビード部のホルダ荷重に基づいて、製品Ｓの総ホルダ荷重を算出する（ステップＳ２０５）。ここで、総ホルダ荷重は、ビード部のホルダ荷重とビード部を除いたブランクホルダＨでのホルダ荷重との和である。また、製品Ｓと参照部品のビード部を除いたブランクホルダＨでのホルダ荷重が同じであると考えると、製品Ｓのビード部を除いたブランクホルダＨでのホルダ荷重は、参照部品の総ホルダ荷重からビード部のホルダ荷重を差し引いた値として算出できる。

以上により、製品Ｓの総ホルダ荷重を自動設定することができた。

（６）プレス金型形状自動作成システムの特徴
本実施形態のプレス金型形状自動作成システム１によれば、部品工法データ記憶部１２Ｃに様々な部品のプレス工法及び製品形状に関するデータを予め記憶させておけば、製品Ｓと類似する部品を参照部品として決定することで、既存の部品のプレス成形に関する部品工法データＤＴ２００を有効活用して、様々なプレス工法及び製品形状に応じたプレス金型形状を自動作成することができる。

また、本実施形態のプレス金型形状自動作成システム１によれば、金型設計ノウハウが盛り込まれた既存の部品のプレス成形に関するデータを用いることで、技術者の金型の設計経験又はＣＡＤの操作経験の程度に依らず、適切なプレス工法及びプレス金型の形状タイプを選択し、選択されたプレス工法及びプレス金型の形状タイプに応じたプレス金型の形状を短時間で作成することができる。

また、本実施形態のプレス金型形状自動作成システム１によれば、特徴形状認識部３２０によって、製品Ｓの天板部Ｔ、縦壁部Ｗ又はフランジ部Ｆｌを認識することができるので、製品Ｓの特徴形状に応じた金型形状を自動作成することができる。

また、本実施形態のプレス金型形状自動作成システム１によれば、金型形状タイプが製品延長型又はしわ押さえ面余肉面作成型のいずれの場合にも、ダイＤ、パンチＰｎ、ブランクホルダＨ又はパッドＰｄ等の金型形状をそれぞれ自動作成することができる。

また、本実施形態のプレス金型形状自動作成システム１によれば、プレス方向を仮設定した後、製品Ｓの特徴形状を認識し、認識された特徴形状に基づいてプレス方向を調整するので、実際の製品Ｓの特徴形状に応じた、より適切なプレス方向を設定することができる。

また、本実施形態のプレス金型形状自動作成システム１によれば、作成された各ビード配置線に対して参照部品の対応するビード部のビードタイプ及び断面パラメータを設定するので、既存の部品のデータを有効活用したビードを作成することができる。

また、本実施形態のプレス金型形状自動作成システム１によれば、作成された製品Ｓの金型形状データＤＴ３０１を新たな部品の部品工法データＤＴ２００として登録するので、部品工法データＤＴ２００を拡充することができる。

また、本実施形態のプレス金型形状自動作成システム１によれば、作成された金型形状データＤＴ３０１を用いて製品Ｓのプレス成形シミュレーションを行うので、シミュレーション結果まで得ることができる。なお、第２適用例のシミュレーションの結果、例えば、図１０７に示すような板厚分布図が得られる。

さらに、本実施形態のプレス金型形状自動作成システム１によれば、参照部品のプレス工法及びブランクラインタイプに基づいて製品ＳのブランクラインＢＬを作成するので、既存の部品のデータを有効活用したブランクラインＢＬを作成することができる。

なお、本発明は例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、本実施形態では、いわゆる単発型のプレス金型について説明したが、これに限るものではなく、例えば、順送型、トランスファー型、ロボット型等であってもよい。

以上のように、本発明によれば、既存の部品のプレス成形に関する部品工法データを有効活用して、様々なプレス工法及び製品形状に応じたプレス金型形状を自動作成することができるので、自動車の車体構成用等のパネル部品の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１ プレス金型形状自動作成システム
１２Ｃ 部品工法データ記憶部（部品工法データ記憶手段）
３２０ 特徴形状認識部（特徴形状認識手段）
３３０ プレス方向設定部（プレス方向決定手段）
３５０ プレス工法決定部（プレス工法決定手段）
３６０ 金型形状作成部（金型形状作成手段）
４００ ブランクモデルデータ作成部（ブランクライン決定手段）
６００ ホルダ荷重設定部（ホルダ荷重設定手段）
７００ プレス成形シミュレーション部（シミュレーション手段）
Ｓ２９ ビード設定ステップ（ビード設定手段）
Ｓ８３ 金型外形線作成ステップ（金型外形線作成部）
Ｓ８６ しわ押さえ面作成ステップ（しわ押さえ面作成部）
Ｓ８７ パンチ開口線作成ステップ（パンチ開口線作成部）
Ｓ８９ パッド分割線作成ステップ（パッド分割線作成部）
Ｓ９２ 特徴点抽出ステップ（特徴点抽出部）
Ｓ９３ 二次元パンチ開口線作成ステップ（二次元パンチ開口線作成部）
Ｓ９４ 余肉断面形状作成ステップ（余肉断面形状作成部）
Ｓ９５ 三次元パンチ開口線作成ステップ（三次元パンチ開口線作成部）

Claims (11)

1. 製品の製品形状データを取得する製品形状データ取得手段を有し、該手段によって取得された前記製品形状データからその製品をプレス成形するためのプレス金型の金型形状データを自動で作成するプレス金型形状自動作成システムであって、
   部品毎に、該部品の形状、該部品をプレス成形するためのプレス工法、プレス方向設定及び金型形状タイプに関するデータが記憶された部品工法データ記憶手段と、
   前記部品工法データ記憶手段に記憶されたデータから、決定された参照部品のプレス工法、プレス方向設定及び金型形状タイプに関するデータを取得する部品工法取得手段と、
   前記製品の前記製品形状データと、前記部品工法取得手段によって取得された前記参照部品の前記プレス工法、前記プレス方向設定及び前記金型形状タイプに関するデータとに基づいてプレス金型における製品部及び周辺部の形状に関する金型形状データを作成する金型形状作成手段と、を備える
   ことを特徴とするプレス金型形状自動作成システム。
2. 取得された前記製品形状データを構成する要素毎に主曲率を算出し、該主曲率に基づいて前記製品のフィレット部を認識し、認識された前記フィレット部との位置関係に基づいて前記製品の天板部、縦壁部又はフランジ部を認識する特徴形状認識手段を備え、
   前記金型形状作成手段は、前記特徴形状認識手段によって認識された前記製品の天板部、縦壁部又はフランジ部に基づいて前記金型形状データを作成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス金型形状自動作成システム。
3. 前記参照部品の前記金型形状タイプが製品延長型の場合、
   前記金型形状作成手段は、
   前記製品の製品形状外形線をその法線方向に所定距離だけ拡張して金型外形線を作成する金型外形線作成部と、
   前記フランジ部に隣接するフィレット部を延長して前記フィレット部及びその延長部と前記金型外形線とで挟まれた領域をしわ押さえ面とするしわ押さえ面作成部と、
   前記プレス工法がブランクホルダを有するプレス金型を用いる場合、前記しわ押さえ面と前記フィレット部及びその延長部との境界線を前記ブランクホルダとパンチを分割するパンチ開口線とするパンチ開口線作成部と、
   前記プレス工法がパッドを有するプレス金型を用いる場合、前記天板部を前記金型外形線まで延長して前記天板部とその延長部を合わせた領域の外周線を前記パッドとダイを分割するパッド分割線とするパッド分割線作成部と、を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載のプレス金型形状自動作成システム。
4. 前記参照部品の前記金型形状タイプがしわ押さえ面余肉面作成型の場合、
   前記部品工法データ記憶手段には、前記参照部品の余肉形状パラメータが記憶されており、
   前記部品工法取得手段は、前記余肉形状パラメータも取得し、
   前記金型形状作成手段は、
   前記製品の参照部位の指定に応じてしわ押さえ面を作成するしわ押さえ面作成部と、
   前記製品形状データに基づいて製品形状外形線上の所定角度以下の折れ角を有する角部の頂点である特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
   抽出した前記特徴点から外方へ所定距離オフセットした点を通過するスプライン閉曲線である二次元パンチ開口線を作成する二次元パンチ開口線作成部と、
   前記特徴点を余肉断面を配置する余肉断面位置に決定し、前記部品工法取得手段によって取得された前記参照部品の前記余肉形状パラメータを参照して設定される各余肉断面位置毎に余肉断面パラメータを参照して余肉断面形状を作成する余肉断面形状作成部と、
   前記プレス工法がブランクホルダを有するプレス金型を用いる場合、前記しわ押さえ面に対して前記二次元パンチ開口線をプレス方向に写像し、前記ブランクホルダとパンチを分割する三次元パンチ開口線を作成する三次元パンチ開口線作成部と、
   前記プレス工法がパッドを有するプレス金型を用いる場合、前記天板部の外周線を前記パッドとダイを分割するパッド分割線とするパッド分割線作成部と、を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載のプレス金型形状自動作成システム。
5. 前記部品工法取得手段によって取得された前記参照部品の前記プレス方向設定に関するデータに基づいてプレス方向決定タイプが自動か否かを判定し、
   自動ではないと判定されると、前記製品のプレス金型のプレス方向として前記参照部品の前記部品工法データのプレス指定方向を参照し、
   自動であると判定されると、取得された前記製品形状データからメッシュモデルを作成し、該メッシュモデルを構成する全要素の平均法線方向を算出し、該平均法線方向を前記製品のプレス金型のプレス方向として仮決定し、仮決定された前記プレス方向に基づいて前記特徴形状認識手段によって前記製品の特徴形状を認識し、認識された前記特徴形状に基づいて前記製品のプレス金型のプレス方向を決定するプレス方向決定手段を備える
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のプレス金型形状自動作成システム。
6. 前記部品工法データ記憶手段は、プレス金型に設けられた各ビード部の配置位置に関するビード配置線と、ビード形状に関するビードタイプ及び断面パラメータと、を記憶し、
   取得された前記製品形状データに基づいて前記プレス金型における前記周辺部にビード配置線を作成し、作成された各ビード配置線に対して前記参照部品の対応するビード部のビードタイプ及び断面パラメータを設定するビード設定手段を備える
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のプレス金型形状自動作成システム。
7. 前記金型形状作成手段によって作成された前記製品の金型形状データを新たな部品の部品工法データとして登録する金型形状データ登録手段を備える
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のプレス金型形状自動作成システム。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載のプレス金型形状自動作成システムによって作成された前記金型形状データを用いて前記製品のプレス成形シミュレーションを行うシミュレーション手段を備える
   ことを特徴とするプレス成形シミュレーションシステム。
9. 前記部品工法データ記憶手段は、部品からブランクラインを決定するためのブランクラインタイプに関するデータを含み、
   前記参照部品の前記プレス工法及び前記ブランクラインタイプに基づいて前記製品のブランクラインを作成するブランクライン作成手段を備える
   ことを特徴とする請求項８に記載のプレス成形シミュレーションシステム。
10. 前記部品工法データ記憶手段から前記参照部品の総ホルダ荷重を読み取り、前記参照部品のビード部に加わるビード部ホルダ荷重を算出し、該ビード部ホルダ荷重に基づいて製品の総ホルダ荷重を算出して設定するホルダ荷重設定手段を備える
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載のプレス成形シミュレーションシステム。
11. 製品の製品形状データからその製品をプレス成形するためのプレス金型の金型形状データを自動で作成するためのプレス金型形状自動作成プログラムであって、
    コンピュータを
    部品毎に、該部品の形状、該部品をプレス成形するためのプレス工法、プレス方向設定及び金型形状タイプに関するデータが記憶された部品工法データ記憶手段と、
    前記部品工法データ記憶手段に記憶されたデータから、決定された参照部品のプレス工法、プレス方向設定及び金型形状タイプに関するデータを取得する部品工法取得手段と、
    前記製品の前記製品形状データと、前記部品工法取得手段によって取得された前記参照部品の前記プレス工法、前記プレス方向設定及び前記金型形状タイプに関するデータとに基づいてプレス金型における製品部及び周辺部の形状に関する金型形状データを作成する金型形状作成手段として機能させる
    ことを特徴とするプレス金型形状自動作成プログラム。

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