JP6012391B2 - 加工シミュレーション表現装置 - Google Patents

Description

本発明は加工シミュレーション表現装置及びその方法に関し、段曲げ加工時の金型とパーツの位置関係を明確にし、段曲げの現実の加工に近い加工状況を確認できる加工シミュレーション表現装置に関するものである。

従来、Ｖ曲げなどでは１加工1曲げ線が存在する。この場合に、既存の曲げの加工シミュレーションは、ヘミング潰し等の特殊な場合を除き機械中心ＣＮＴにパーツＰＴの曲げ線を設置するだけで、後は指定した曲げ状態を加工シミュレーションすればよいものである。

例えば、図１０（ａ）に示すように、パーツＰＴの曲げ線を機械中心ＣＮＴに設定する。そして、図１０（ｂ）に示すように、指定した状況を加工シミュレーションする。なお、パンチホルダＰＨに支持されるパンチと、ダイホルダＤＨに支持されるダイの表示は省略している。

このような表現が可能なのは、次の理由による。すなわち、パーツＰＴの設置状況が金型の（種類、角度等の）要素に左右されない（パーツＰＴの要素だけで決められる）。

例えば、図１１（ａ）に示すパンチＰＣＨ_１と、図１１（ｂ）に示すパンチＰＣＨ_２と、図１１（ｃ）に示すパンチＰＣＨ_３はそれぞれ形状が異なる。

しかし、図１２に示すように、パーツＰＴの曲げ後の状態を決める角度が1つだけで、それを機械中心ＣＮＴに対照的に曲げ角度を割り振ればよい（本例では水平線Ｈに対し、４５度と４５度）。

そして、図１３に示すように、パーツＰＴを設置する軸と金型（パンチＰＣＨ）のオフセット（ＯＦＦＳＥＴ）を考慮する軸が同じなため金型の先端Ｒなどを考慮しても単純な上下移動（図１３中の矢印ＡＲ方向の移動）だけで補えることができる。

これは、金型の上下移動だけでパーツＰＴの設置位置を動かす必要は無く、また、移動は、単純に定位置における金型オフセット量であることの理由からである。

一方、段曲げという１加工２曲げ線ということでは、例えば、曲げの加工シミュレーションは以下のように行っていた。

図１４を参照する。段曲げの設置軸は、曲げ線を機械中心ＣＮＴに合わせる既存の考え（Ｖ曲げの考え方）とは異なり、段差中心ＤＣを機械中心ＣＮＴに合わせる。図１４では、曲げ前の状態と、曲げ後の状態を示す。

この方が両曲げ線とって均等に力が加わり、金型もこのような設置をするように作成されているためである。

なお、段差中心ＤＣとは、断面図上の２曲げ線の中点である。(図１４では手前跳ね上げタイプの例)
特許文献１を参照。

特開平１１−４７８３４号公報

Ｖ曲げなど１加工作業１曲げ加工は、加工機の仕組み上、加工後の状態をパーツＰＴの情報だけで表現できた。しかし、例えば、段曲げの１加工作業２曲げ線は、加工後の状況が加工する段曲げの形状により大きく左右されるためパーツＰＴの情報だけでは表現しきれないという問題がある。

また、１加工１曲げ線の時は金型による加工作業軸と板材の加工作業軸が一致していたが、１加工２曲げ線は従来の方法を用いると本来設置する位置がずれてしまうという問題がある。

より詳細に説明する。段曲げに対する加工シミュレーションは、既存の曲げ加工シミュレーションとは以下の点で異なるためパーツＰＴの設置状況を一律に決めることができない。すなわち、パーツＰＴの設置状況が金型の（種類、角度等の）要素に左右される。（パーツＰＴの要素だけでは決められない）
例えば、段曲げには、図１５（ａ）に示すように跳ね上げタイプ（または、跳ね下げタイプ）と、図５（ｂ）に示す水平タイプ等の種類がある。

図１６（ａ）、（ｂ）を参照する。曲げ後の状態をパーツＰＴの要素だけで決められない。例えば、設置された金型と段差角度で決めなければならない（純粋に機械中心ＣＮＴで対照的に曲げ角度を割り振ることができない）。

図１６（ａ）に示すように、例えば、設置された金型の段差角度が均等に割り振られている場合（４５度で均一である）や、図１６（ｂ）に示すように、設置された金型の段差角度が均等に割り振られていない場合がある。角度Ａと角度Ｂは異なる値であり、角度Ｃと角度Ｄは異なる値である。

図１７（ａ）、（ｂ）を参照する。なお、図１７（ａ）のＥ部を拡大した状態を図１７（ｂ）に示す。

パーツＰＴを設置する軸Ａ_１と、金型の先端Ｒなどのオフセットを考慮する軸Ａ_２と、段差中心Ａ_３の位置は異る。ここで、パーツＰＴを設置する軸Ａ_１でオフセット量を求めた場合は、ダイＤＩＥ_１の位置である。金型の先端Ｒなどのオフセットを考慮する軸Ａ_２でオフセット量を求めた場合は、ダイＤＩＥ_２の位置である。さらに、金型の段差中心Ａ_３でオフセット量を求めた場合は、ダイＤＩＥ_３の位置である。パーツＰＴの底部Ｌと金型の段差中心Ａ_３の交わった点までダイＤＩＥ_３をオフセットする。

そのため、「金型設定状況によるパーツの設置位置」を、目視による個々の金型の干渉状況把握と差異（図１５（ａ）、（ｂ）、図１６（ａ）、（ｂ）、図１７（ａ）、（ｂ）等で説明の差異）を考慮したうえで決めるため、金型設定状況による段差の設置角度、金型設定状況によるオフセットを考慮する軸と金型のオフセット量を定義する必要がある。

本発明は、段曲げ加工時の金型とパーツＰＴの位置関係を明確にし、今まで加工シミュレーションで表現できなかった段曲げの現実の加工に近い加工状況を確認できることを目的としている。

本発明は上述の問題を解決するためのものであり、請求項１に係る発明は、
加工シミュレーションを表現する加工シミュレーション表現装置において、
前記加工シミュレーションを表現するための情報を生成する生成手段と、前記情報に基づき加工シミュレーションを実行する実行手段とを備え、
１加工複数曲げの加工シミュレーションの場合に、前記生成手段は、パーツの形状の他に、金型の形状、パーツの曲げの状態、金型とパーツの位置関係のうち少なくとも１つを考慮して前記情報を生成し、前記実行手段は、前記情報に基づき加工シミュレーションを実行し、
段曲げ加工の場合に、断面図上において、前記パーツに対しその先端を通る鉛直なパーツ先端軸を作成すると共に、前記金型に対しその先端を通る鉛直な金型先端軸を作成し、前記パーツ先端軸と前記パーツとの交点Ｄ１を求め、前記交点Ｄ１を通る水平線と前記金型先端軸との交点Ｄ２を求め、この交点Ｄ２に前記金型のパンチの先端を一致させることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、加工シミュレーションを表現する加工シミュレーション表現装置において、
前記加工シミュレーションを表現するための情報を生成する生成手段と、前記情報に基づき加工シミュレーションを実行する実行手段とを備え、
１加工複数曲げの加工シミュレーションの場合に、前記生成手段は、パーツの形状の他に、金型の形状、パーツの曲げの状態、金型とパーツの位置関係のうち少なくとも１つを考慮して前記情報を生成し、前記実行手段は、前記情報に基づき加工シミュレーションを実行し、
水平タイプの金型での加工において、金型の段差構成部がパーツの内Ｒ部分に接し、前記金型のパンチとダイの間の水平部分が板厚より大きい状況で加工終了となる場合は、パーツの把持側の跳ね上げ又は跳ね下げ角度が、水平ではない加工シミュレーションを行うことを特徴する。

加工シミュレーション表現装置が、段曲げにおける使用金型、材料の形状、曲げの各状態、位置関係を考慮し、加工状態を表現する加工シミュレーションを作成する。そして、段曲げの加工シミュレーションを実加工に近い形で表現することにより、実加工においてけがや機械の故障等を回避させることができるという効果を奏する。

加工シミュレーション表現装置の概略を示す概略図である。 金型設定状況による段差の設置角度を説明する説明図である。 金型設定状況による段差の設置角度を説明する説明図である。 （ａ）、（ｂ）は金型設定状況による段差の設置角度を説明する説明図である。 （ａ）、（ｂ）は金型設定状況による段差の設置角度を説明する説明図である。 金型設定状況によるオフセットを考慮する軸と金型のオフセット量を説明する説明図である。 （ａ）、（ｂ）は金型設定状況によるオフセットを考慮する軸を説明する説明図である。 （ａ）、（ｂ）は水平金型の加工状況を説明する説明図である。 水平金型の加工状況を説明する説明図である。 （ａ）、（ｂ）は従来の技術を説明する従来図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は従来の技術を説明する従来図である。 従来の技術を説明する従来図である。 従来の技術を説明する従来図である。 従来の技術を説明する従来図である。 （ａ）、（ｂ）は課題を説明する説明図である。 （ａ）、（ｂ）は課題を説明する説明図である。 （ａ）、（ｂ）は課題を説明する説明図である。

加工シミュレーション表現装置１を図面を参照して説明する。

図１を参照する。加工シミュレーション表現装置１は、コンピュータ本体（ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶部等のコンピュータに必要なものを含む）２と、表示装置３と、キーボード４と、マウス５とを備える。前記表示装置３には、表示画面６等が表示される。

前記表示画面６は、表示領域６Ａ〜６Ｄを含む。前記表示領域６Ａに曲げ加工機の中間板に金型を取り付けた状態を表示する。前記表示領域６Ｂに、パーツＰＴの展開形状を表示する、前記表示領域６Ｃに、選択された金型によるパーツＰＴの曲げ加工シミュレーションを立体的に表示する。前記表示領域６Ｄは諸条件を設定する領域である。

なお、本例でパーツＰＴという場合は、曲げ加工が行われる前の平板状の状態から曲げ加工が行われた後の状態のものを含むものとする。また、金型という場合は、パンチ、ダイのうち少なくとも一方を含むものとする（両方を含む場合もある）。

前記加工シミュレーション表現装置１は、加工シミュレーションを表現するための情報を生成する生成手段と、この情報に基づき加工シミュレーションを実行する実行手段とを備える。そして、１加工複数曲げ（例えば、段曲げ等）の加工シミュレーションの場合に、生成手段は、パーツの形状の他に、金型の形状、パーツの曲げの状態、段曲げ加工時の金型とパーツの位置関係のうち少なくとも１つを考慮して情報を生成し、実行手段は情報に基づき加工シミュレーションを実行する。

前記加工シミュレーション表現装置１の動作を説明する。

［１］加工シミュレーション表現装置１が、パーツＰＴの状態を認識する。

［２］加工シミュレーション表現装置１が、使用する金型を認識する。

［３］加工シミュレーション表現装置１が、パーツＰＴと金型を基準軸（パーツＰＴと金型との位置関係を適正にするために移動の基準として生成した軸をいう）に合わせる。

［４］加工シミュレーション表現装置１が、パーツＰＴを使用する金型に合わせて反転、回転させる。

［５］加工シミュレーション表現装置１が、［４］の状況をもとにパーツＰＴの２つの曲げ線であらわされる部分の位置を計算する。

［６］加工シミュレーション表現装置１が、［５］の計算結果をもとに金型の位置を決定する。

［７］加工シミュレーション表現装置１の実行手段が、［６］で計算された位置をもとに表示領域６Ｃに加工シミュレーションを表現する。

使用する金型による、加工軸の位置、回転中心、回転角度、金型オフセットを計算する軸、オフセット部分は、段曲げの加工シミュレーション位置決め仕様を参照する。

上述のような加工シミュレーション表現装置１による段曲げ加工シミュレーションの場合を詳細に説明する。初めに、段曲げ用に設定された加工シミュレーション装置１の構成、機能等について説明する。

加工シミュレーション表現装置１において、金型設定状況による段差の設置角度は、記憶部に予め設定してある。「金型設定状況による段差の設置角度」を定義づけるための条件は、以下のタイプＡ、Ｂ、Ｃを含む。

タイプＡ：段曲げ金型が設定されていない場合。

タイプＢ：段曲げ金型のパンチＰＣＨかダイＤＩＥのいずれかが設定されている場合。

タイプＣ：段曲げ金型のパンチＰＣＨとダイＤＩＥが設定されている場合。

図２を参照する。タイプＣについての設定状況は、さらに、金型の種類毎にテーブル７に設定される。すなわち、このテーブル７は、ダイの種類７Ａとパンチの種類７Ｂとの組み合わせを定義している。

ダイＤＩＥの種類７Ａは、バランス（跳ね上げ）、バランス（跳ね下げ）、アンバランス（跳ね上げ）、アンバランス（跳ね下げ）、水平（跳ね上げ）、水平（跳ね下げ）を含む。

パンチＰＣＨの種類７Ｂは、バランス（跳ね上げ）、バランス（跳ね下げ）、アンバランス（跳ね上げ）、アンバランス（跳ね下げ）、水平（跳ね上げ）、水平（跳ね下げ）を含む。

上記の種類７Ａと種類７Ｂの組み合わせを、タイプＣ−１、タイプＣ−２、タイプＣ−３で示している。なお、テーブル７の内容は記憶部に記憶されている。

図３を参照する。タイプＡ、タイプＣ−２は、段曲げ加工の金型としてはあり得ない設定状況にある。

従って段差の設置角度を加工に準じた設定を行うことができない。一律に、パーツＰＴａは把持側に対して跳ね上げである。把持方向は、オペレータＯＰ、ロボット等が把持する側であり、バックゲージ（突き当てＴＡ）側と反対である。

図４を参照する。タイプＢは、設定された個々の段曲げ金型（ダイＤＩＥｂ）に対して加工可否を判断したい状況にあるため個々の金型の状況に応じた設定をすることが最善である。

よって、金型の状況により把持側の跳ね上げ、跳ね下げのパーツＰＴｂの設置角度α１は、下記の「計算式１」により設定される。

α１=β１×（ａ１／ｂ１） − 計算式１
水平の場合では、金型の状況により把持側の跳ね上げ、跳ね下げを決定する。

図５を参照する。タイプＣ−１は、組み合わされた段曲げ金型（パンチＰＣＨｃ、ダイＤＩＥｃ）に対して、加工可否を判断したい状況にあるため金型組の状況に応じた設定をすることが最善である。

よって、金型の状況により把持側の跳ね上げ、跳ね下げを決定する。そして、パーツＰＴｃの段差の設置角度α２は、下記の「計算式２」により設定される。

α_２=β_２×{（ａ_２+ｄ_２）／（ｂ_２+ｃ_２）} − 計算式２
タイプＣ−３は、設定された組み合わされた段曲げ金型に対して加工可否を判断したい状況にあるため金型組の状況に応じた設定をすることが最善であるが水平タイプの金型なので一律に水平に設定することが望ましい。

図６を参照する。金型設定状況によるオフセット（ＯＦＦＳＥＴ）を考慮する軸と金型（ここでは、パンチＰＣＨＡ）のオフセット量は、跳ね上げ（跳ね下げ）金型の加工状況を考慮した場合、従来の表現ならば金型先端軸Ａ_２を金型設定状況によるオフセットを考慮（例えば、オフセット量を算出する）する軸とすべきである。

しかし、それは与えられた情報による理想の位置関係であり、実加工を考慮した金型（パンチＰＣＨＡ）とパーツＰＴＡの位置関係では無い。

このため以下のように定義する。

図７（ａ）、（ｂ）を参照する。「金型設定状況によるオフセットを考慮する軸」（跳ね上げタイプ）を示す。なお、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＥ部を拡大したものである。

段曲げ金型で実際に加工する状況ならばパーツ先端軸Ａ_１と金型先端軸Ａ_２は、一致するはずである。従って「金型設定状況によるオフセットを考慮する軸」をパーツ先端軸Ａ_１とし、ここに金型先端を合わせるようにオフセット量を計算する。

より詳細に説明する。初めに、パーツ先端軸Ａ１とパーツＰＴＡの内Ｒ部分の交点Ｄ１を求める。前記交点Ｄ１を通る水平線Ｈと金型先端軸Ａ２の交点Ｄ２を求め、この交点Ｄ２にパンチＰＣＨＡの先端を一致させる。

図８（ａ）、（ｂ）を参照する。水平金型（パンチＰＣＨＢ、ダイＤＩＥＢ）の加工状況を考慮した場合、加工後の形状が金型先端（段差構成部）がパーツＰＴＢの内Ｒ部分に接し、パンチＰＣＨＢとダイＤＩＥＢの間の水平部分が板厚より大きいというような状況で加工終了となるならば、把持側の跳ね上げ（跳ね下げ）角度が、水平ではない。

すなわち、図８（ａ）に示すパーツＰＴＢは水平であるが、実際には、図８（ｂ）に示すように、パーツＰＴは水平ではない。すなわち、パーツＰＴＢは位置ＳＰ_１においてダイＤＩＥＢに接触し、位置ＳＰ_２において、パンチＰＣＨＢに接触する。

図９を参照する。「金型設定状況によるオフセットを考慮する軸」（水平タイプ）の場合である。

水平金型の加工は、把持側かバックゲージ側の水平部分の間隔が板厚Ｔ１と同値となるはずである。従って「金型設定状況によるオフセットを考慮する軸」を金型水平部分中央で把持方向かバックゲージ側の水平部分の間隔が小さい方とし、板厚Ｔ１と同値になるようにオフセット量を計算することとする。

以上、段曲げの加工シミュレーションを行う表現をするための位置関係と状態を説明しているが１加工で複数曲げ線加工時の注目すべき点はどこかを示している。

すなわち、実際の加工シミュレーションを実行する場合は、前記注目すべき点は加工シミュレーション中の１コマであり、残りの複数のコマと併合することにより加工シミュレーションが実行される。

この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。

１ 加工シミュレーション表現装置
２ コンピュータ本体
３ 表示装置
４ キーボード
５ マウス
６ 表示画面
６Ａ 表示領域
６Ｂ 表示領域
６Ｃ 表示領域
６Ｄ 表示領域

Claims (2)

1. 加工シミュレーションを表現する加工シミュレーション表現装置において、
   前記加工シミュレーションを表現するための情報を生成する生成手段と、前記情報に基づき加工シミュレーションを実行する実行手段とを備え、
   １加工複数曲げの加工シミュレーションの場合に、前記生成手段は、パーツの形状の他に、金型の形状、パーツの曲げの状態、金型とパーツの位置関係のうち少なくとも１つを考慮して前記情報を生成し、前記実行手段は、前記情報に基づき加工シミュレーションを実行し、
   段曲げ加工の場合に、断面図上において、前記パーツに対しその先端を通る鉛直なパーツ先端軸を作成すると共に、前記金型に対しその先端を通る鉛直な金型先端軸を作成し、前記パーツ先端軸と前記パーツとの交点Ｄ１を求め、前記交点Ｄ１を通る水平線と前記金型先端軸との交点Ｄ２を求め、この交点Ｄ２に前記金型のパンチの先端を一致させることを特徴とする加工シミュレーション表現装置。
2. 加工シミュレーションを表現する加工シミュレーション表現装置において、
   前記加工シミュレーションを表現するための情報を生成する生成手段と、前記情報に基づき加工シミュレーションを実行する実行手段とを備え、
   １加工複数曲げの加工シミュレーションの場合に、前記生成手段は、パーツの形状の他に、金型の形状、パーツの曲げの状態、金型とパーツの位置関係のうち少なくとも１つを考慮して前記情報を生成し、前記実行手段は、前記情報に基づき加工シミュレーションを実行し、
   水平タイプの金型での加工において、金型の段差構成部がパーツの内Ｒ部分に接し、前記金型のパンチとダイの間の水平部分が板厚より大きい状況で加工終了となる場合は、パーツの把持側の跳ね上げ又は跳ね下げ角度が、水平ではない加工シミュレーションを行うことを特徴とする加工シミュレーション表現装置。

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