JP6139838B2 - 板金加工工程設計システム及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は板金加工工程設計システム及びその方法に関し、より詳細には図面と加工データおよび現品票などで別々に管理されている板金製品を製作する上で必要な製品形状、工程情報と、その工程の順番および加工データを合わせ持つ板金モデルＢＭを構築し、その上で加工可否を判断しながら確実に作れる工程と順番および加工データを作成して、一元的に管理し製造現場に流すことで、正確な加工指示、効率的で手戻りやミスのないを板金製造を支援する仕組みの板金加工工程設計システム及びその方法に関する。

従来、ａ）、ｂ）、ｃ）およびｄ）のような場合がある。

ａ）板金加工用のCAD／CAMシステム（自動プログラミングシステム等）は主にブランク加工機（タレットパンチプレス、レーザ加工機等）および曲げ加工機用のNCデータを作成する目的で用いられる。そのため、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムで作られる情報は工程間や、その他の工程（バリ取りやタップなどの二次工程、溶接・組み立て、塗装など）では管理されないので、別途帳票（現品票）に記入する必要があった。

ｂ）図面には公差、設計意図や加工指示など設計者の指示が含まれるので、現品票と一緒に製造現場に渡す必要があった。

ｃ）ある製品を加工する上で必要な工程とその順序（工程パターン）は、工程パターン毎にＣＡＤ／ＣＡＭシステムの加工データと現品票をセットにして管理する必要があった。

ｄ）生産管理システムで製品に対して加工工程を登録しておくことができるが、ベテラン作業者が図面を見ながら、必要と想定される工程と順序を決める必要があった。

特開２００２−８２７１０号公報

以下のａ）、ｂ）、ｃ）およびｄ）のような課題がある。

ａ）板金生産者は受託した図面を見ながら、どの工程をどの順番で行うか検討する、いわゆる工程設計を行う必要があるが、検討した結果は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム（自動プログラミング装置等）や現品票といった別々の管理方法に間違えずに入力する必要があり、この作業をミスすると加工不良を起こす原因となる。

例えば、タップ工程をブランク加工機械で行わず二次工程で行うと判断した場合、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム上の展開図には下穴だけを挿入し、現品票にはブランク加工の後にタップ加工を行う旨の指示を入力する必要があった。

ｂ）加工現場では、受注図面で示される設計者の意図や指示が、本当に現品票やNCデータに反映されているか、何度も図面を確認しながら作業を行う必要があった。

ｃ）試作品と量産品の違い、製造現場の稼働状況に応じた工程の変更など、一つの製品を製作する上で必要な工程と順序（工程パターン）は必ずしも一定とは限らない。工程パターンごとにＣＡＤ／ＣＡＭシステムのパーツの名前を変え、その名称に対して現品票を割り当てるなど、運用の工夫によって一つの製品に対する複数の工程パターンを管理する必要があった。

ｄ）加工に詳しくない作業者が工程設計を行うことが難しかった。通常の工程順では加工できないケースなどを事前に検証することが難しかった。例えば、通常では曲げ工程の前にファスナ工程を行なうが、ファスナが金型に干渉してしまうケースの場合、曲げ後に行う必要がある。

本願発明の目的は、板金製品を製作する上で必要な製品形状、工程情報とその順番および加工データを合わせ持つ板金モデルＢＭを構築し、その上で加工可否を判断しながら確実に作れる工程と順番および加工データを作成し一元的に管理し製造現場に流すことで、正確な加工指示、効率的で手戻りやミスのないを板金製造を支援する仕組みを構築することである。

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、板金の加工工程を設計する板金加工工程設計システムにおいて、
モノの情報と作業の情報とを合わせ持つ板金モデルを生成する生成部を備え、
工程マスターテーブルを基に工程テンプレートを生成し工程設計を行い、前記工程設計に応じて製品の製造を行う板金加工工程設計システムである。

請求項２に係る発明は、前記工程テンプレートの工程を前記板金モデルに適用する工程適応処理部を備えた請求項１に記載の板金加工工程設計システムである。

請求項３に係る発明は、製品の製造シミュレーションを実行するものであり、完成したモノの状態において、最終の作業から順番に遡って行き、特定の作業を行う前のモノの状態に戻して、前記特定の作業が行われる前後のモノの状態を再現するスナップショット生成部を備えた請求項２に記載の板金加工工程設計システムである。

請求項４に係る発明は、前記作業の中には複数の工程が含まれ、複数の工程には順番が付けられ、工程毎にスナップショットが再現され加工可否を判断する請求項３に記載の板金加工工程設計システムである。

請求項５に係る発明は、板金の加工工程を設計する板金加工工程設計方法において、
生成部がモノの情報と作業の情報とを合わせ持つ板金モデルを生成する生成工程を含み、
工程マスターテーブルを基に、工程テンプレートを生成して工程設計を行い、前記工程設計に応じて製品の製造を行う板金加工工程設計方法である。

以下のａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）およびｅ）の効果を奏する。

ａ）工程とリンクした形状フィーチャおよび設計意図の集合体の板金モデルＢＭを構築する。そして、工程適用処理が工程マスターテーブルから作られる工程テンプレートを参照し、板金モデルＢＭに目的毎の工程を割り当てる。

さらに、工程が未適用または重複して適用された形状フィーチャを検出する一方、一つの板金モデルＢＭは複数の工程パターンを所有できる。このため、板金モデルＢＭに形状情報および加工属性を入力することによって、板金生産者が保有する工程から必要な工程と順番を自動で割り当てることが可能となる。また、一つの板金モデルＢＭを目的に応じた工程のパターンを複数管理できるようになる。

ｂ）新しい加工技術が確立された場合、加工レシピにその情報を登録して、工程適用処理の際に利用する。このため、新しい加工技術の詳細を知らなくても、工程設計を行えるという効果を奏する。

ｃ）工程の適用状況に応じて板金モデルＢＭの形状フィーチャを抑制したり、形状を変化させることによって、実際の製造過程の状態に沿った板金モデルＢＭ（スナップショット）を表現する。また、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム（自動プログラミングシステム等）に対してはその工程の直前の状態のスナップショットとその工程で処理を行う形状フィーチャと加工属性を与える。このため、より正確な加工シミュレーションが可能となり、正確な加工可否検証によって、確実に加工可能な工程設計が可能になる。さらに、各工程の作業範囲が明確になるので、加工漏れや余計な作業を防止することができるという効果を奏する。

ｄ）他の工程での考慮が必要な加工情報は加工属性として板金モデルＢＭ内に格納され利用される。このため、他の工程を考慮したより最適な加工データの作成が可能となる。

ｅ）生産管理システムで、製品の製作手配を行う際、板金モデルＢＭから目的の工程パターンを指定して製作手配を行う。このため、板金モデルＢＭから取り出した工程のグループを現品票や現場の端末に出力することで目的に合った工程および順序の情報を正確に製造現場へ伝えることができるという効果を奏する。

板金加工工程設計システムの概略を示す概略図である。 形状フィーチャを説明する説明図である。 加工レシピの実例を説明する説明図である。 工程マスターテーブルを説明する説明図である。 工程テンプレートを説明する説明図である。 工程テンプレートを説明する説明図である。 板金モデルに設計意図を付加する説明図である。 ファイル構造を説明する説明図である。 詳細加工手順を説明する説明図である。 詳細加工手順を説明する説明図である。 工程適用処理を説明する説明図である。 ファイル構造を説明する説明図である。 複数工程パターンを説明する説明図である。 複数工程パターンを説明する説明図である。 複数工程パターンを説明する説明図である。 スナップショットを説明する説明図である。 完成した板金モデルを説明する説明図である。 完成した板金モデルを説明する説明図である。 デフォルトで割り付けられた作業と順序を説明する説明図である。 曲げでファスナが干渉することを説明する説明図である。 ファスナの工程を曲げ後に移動することを説明する説明図である。

以下、本発明の板金加工工程設計システム１の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１を参照する。前記板金加工工程設計システム１は、板金製品を製作する上で必要な製品形状、工程情報と、その順番および加工データ等を合わせ持つ３次元のモデルデータである板金モデルＢＭを構築し、その上で製品の加工可否を判断しながら確実に作れる工程と順番、および加工データを作成し、一元的に管理し製造現場に流すことで、正確な加工指示、効率的で手戻りやミスのない板金製造を支援する仕組みに構築されたものである。

板金加工工程設計システム１の主な構成は、多種類のアプリケーションで制御を行う制御部２と、入力部３と、表示部４とを備える。そして、前記制御部２は、板金モデラ２Ａ（モノの情報と作業の情報とを合わせ持つ板金モデルＢＭを生成する生成部でもある）、工程適用処理部２Ｂおよびデータベース２Ｃを備える。これらは、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ：Personal computer）上にインストールされ機能するものである。

前記データベース２Ｃには、板金モデルＢＭが記憶される。

上記の板金モデルＢＭを詳細に説明する。板金モデルＢＭは、板金の工程設計に対応した、モノ（板金製品の形状および製品-部品構成（E-BOM））と、作業（工程パターン（M-BOM））を合わせ持つ情報である。そして、例えばデータベース２Ｃ内で管理される。

一般的に設計BOM(E-BOM)は、最終の完成までに必要となる部品と数量が全てある。形としてはフラット型と階層型がある。E-BOMに於ける階層型は機能としての分類がなされている場合がある。

製造BOM（M-BOM）を説明する。E-BOMを基に製造が始まる。E-BOMには製造方法が入っていない為、どの工程を流して製造させるか決めた上で製造ラインに入れる。この際E-BOMの機能中心で出来た階層構造と実際に生産する親子構成が違ってくる。このため、例えば、便利なように組み立て順に番号を振る等の処理を行う。

上述のように、板金モデルＢＭは、実加工において必要な「モノ」と「作業」によって構成される（モノと作業で「ものづくり」）。

「モノ」とは、板金部品や非板金部品など、加工現場で部品として扱われる物体の単位をいう。「作業」とは、ブランク加工や曲げ加工など、１回の段取りで行われる加工の単位をいう。

モノには複数の作業があり（すなわち、複数の作業が関与する）、作業にはモノ単位に順番がある。作業の中には、複数のモノを結合して、より大きな塊のモノとして扱えるようにする作業や、工程の中で一つの区切り（仕掛かり）となる作業がある。そういう作業を「過程」といい、モノとして扱う。モノとして扱うため、「過程」には作業がつく。

一例を示す。図１に示すように、モノＭＡ１には、作業ＳＡ１、作業ＳＢ１、作業（過程）ＳＣ１、作業ＳＣ２がつく。モノＭＢ１には、作業（過程）ＳＣ１、作業ＳＡ２、作業ＳＣ３がつく。

モノＭＣ１には、作業ＳＣ２がつく。モノＭＣ２には、作業ＳＣ３がつく。作業（過程）ＳＣ１には、作業ＳＤ１、作業ＳＥ１がつく（「過程」はモノとして扱われる）。

一方、モノ単位に作業の順番がつく。例えば、モノＭＢ１の作業は、作業ＳＡ２、作業ＳＣ３、作業ＳＣ１の作業順に順番がつく。

以下において、本例における重要な用語の技術的内容等を定義する。

「形状フィーチャ」とは、フランジ、切り欠き、穴、成型、曲げなど板金加工工程によって作られる要素の単位で、板金モデルＢＭを構成する要素である。スペーサやウェルドナットの様に板金部品に圧着・溶着されるファスナ類および、治具や傷防止のビニールなど、製造工程で一時的にモデルに付けられる要素も形状フィーチャの一部として捉える。この形状フィーチャは皿もみや座ぐりといった形状の種類と寸法値（種類-寸法）によって抽象的に表現され、金型、ファスナ部品の型式または工具といった加工の具体的な情報ではない。

図２参照し形状フィーチャの具体例を示す。形状フィーチャが登録されるテーブルＦＣは種類ＳＨ、種類コードＳＫ、寸法ＳＰ、ガイド図ＧＺを設定する各設定欄を有する。

そして、種類ＳＨは、バーリング、タッピング、バーリングタップ、丸ハーフシャ、丸エンボス、クリンチングスペーサ、ウェルドナットを含む。前記バーリングの種類コードはＥＸＴであり、寸法Ａ，ｈ，Ｄと、この寸法に対応するガイド図が設定されている。前記タッピングの種類コードはＴＰであり、寸法Ａ，Ｍと、この寸法に対応するガイド図が設定されている。

前記バーリングタップの種類コードはＥＸＴＰであり、寸法Ａ，Ｍ，ｈ，Ｄと、この寸法に対応するガイド図が設定されている。前記丸ハーフシャーの種類コードはＨＳであり、寸法Ａ，ｈとこの寸法に対応するガイド図が設定されている。前記丸エンボスの種類コードはＥＭＢであり、寸法Ａ，Ｂ，ｈと、この寸法に対応するガイド図が設定されている。

前記クリンチングスペーサの種類コードはCSTであり、寸法M, D, Lと、この寸法に対するガイド図が設定されている。前期ウェルドナットの種類コードはWNであり、寸法M, B, H, Dと、この寸法に対するガイド図が設定されている。

「設計意図・作業指示」とは、公差、溶接・組立て指示、バリ取り・仕上げ・塗装、加工上の注意事項などの設計者の意図や作業の指示である。これらの情報は、板金モデルＢＭおよび形状フィーチャに付加される。すなわち、板金モデルＢＭ内の情報である。

「加工属性」とは、工程設計内で決定された、曲げの金型、突き当ての位置など他の工程で考慮されなければならない情報である。板金モデルＢＭおよび形状フィーチャに付加される。板金モデルＢＭ内の情報である。

「板金モデラ２Ａ（図１参照）」は、形状フィーチャを構成して、板金モデルＢＭを構築する機能を有する。また、板金モデルＢＭおよび加工フィーチャに設計意図を付加する機能を有する。そして、板金加工工程設計システム１上に実装される。

「工程パターン」とは、板金モデルＢＭを製造する上で必要な工程群とその順序の情報である。一つの板金モデルＢＭが複数の工程パターンを持つことができる。板金モデルＢＭ内の情報である。

「板金工程設計システムDB（database）」とは、板金加工工程設計システム１に必要な各種パラメータ、マスタを管理する為のデータベースである。記憶媒体上に構築される。本例では、データベース２Ｃ内に構築される（図１参照）。

「工程マスターテーブル」とは、板金加工工程設計システム１を運用する板金生産者（ユーザ）が持つ、ブランク加工、曲げ加工、タップ加工、ファスナ類の取付などの板金加工を行う上で使用する全作業（工程）の一覧である。

そして、工程の任意の名称（工程名ＫＭＩ）、ブランク工程や曲げ工程などの工程種類ＫＳ、機械名称ＫＭＳ、外注工程ＧＣか否か、設置場所ＳＢ、担当者ＴＳなどの情報で構成される。個々の工程は、何の形状フィーチャまたは設計意図が処理可能か、という情報を有している。板金工程設計システムDB内に保存される。

「工程テンプレート」は、上記工程マスターテーブルを参照し、板金生産者の製造意図に応じたデフォルトの工程の組み合わせと順序を定義する。複数の組み合わせを工程テンプレートとして登録できる。

例えば、試作用の工程、量産用の工程である。また、製造ラインAの工程、製造ラインBの工程等である。そして、板金工程設計システムDB内に保存される。

「詳細加工手順テーブル」とは、成形の形状フィーチャである種類-寸法のより詳細な工程と加工ステップを定義する為のテーブルである。

同じ形状フィーチャであっても、材質、板厚、上下方向によって工程を登録することが可能である。詳細加工手順テーブルを工程テンプレートごとに持つことで、同じ形状フィーチャでも工程テンプレートごとに加工方法を変えることが可能となる。板金工程設計システムDB内に保存される。

「加工レシピ」とは、加工に詳しくない作業者でも、詳細加工手順を正しく設定する為のデータベースである。

図３を参照する。例えば、形状フィーチャであるファスナに対しては、種類-寸法に対するファスナのメーカＭＫ、名称ＭＳ、型番ＫＢ、適用する種類-寸法ＴＳの範囲、挿入方法ＳＷ、適用板厚ＴＩ、適用材質ＴＺ、下穴径ＳＡ、リーマ加工の有無ＲＫおよび公差ＫＳがデータベースとしてあらかじめ設定され、そこから自動で詳細加工手順が作られる仕組みを有する。加工レシピはこの他にもバーリングや皿もみの下穴径など、形状フィーチャの種類ごとに用意される。板金工程設計システムDBに保存される。

「工程適用処理」とは、工程適用処理部２Ｂ（図１参照）が実行する処理であり、工程テンプレートから板金モデルＢＭに工程を自動または手動で適用（例えば、板金モデルＢＭに情報として付加する）する処理である。板金加工工程設計システム１上に実装される。

「スナップショット」とは、スナップショット生成部が生成する処理である。工程を適用していく途中、途中のモデルの状態・形状等をいう。例えば、ブランク工程後のスナップショットは、展開形状である。

「ＣＡＤ／ＣＡＭシステム（自動プログラミング装置等）」とは、ブランク加工機、曲げ加工機や溶接加工機のNCプログラムをオフラインで作成するシステムである。パーソナル・コンピュータ上にインストールされる。

「生産計画・管理システム」とは、製作依頼に応じて製作手配、生産計画および進捗管理を行うシステムである。パーソナル・コンピュータ上にインストールされる。

以上のように構成された板金加工工程設計システム１の基本となる装置、部品の作用（相互の関連作用としての働き）を説明する。作用［１］、作用［２］、作用［３］、作用［４］、作用［４−１］、作用［４−２］、作用［４−３］、作用［５］、作用［６］、作用［７］、作用［７−１］、作用［７−２］、作用［７−３］、作用［８］の各作用を別個に分けて説明する。

作用［１］（基本となる装置・部品は「工程マスターテーブル」）：あらかじめ工程マスターテーブルＫＭＳＴに外注工程も含む全ての加工工程を登録しておく。

図４を参照する。例えば、工程マスターテーブルＫＭＳＴには、工程名ＫＭＩ、工程種類ＫＳ、機械名称ＫＭＳ、外注ＧＣ、設置場所ＳＢ、担当者ＴＳ等の項目を登録する。

ここで、工程名ＫＭＩは、例えば、複合機、レーザ、曲げ１、曲げ２、プレス、ドリル、タップ、ファスナ取付のデータである。工程種類ＫＳは、例えば、ブランク工程、ブランク工程、曲げ工程、曲げ工程、プレス成型工程、ドリル工程、タップ工程、ファスナ工程のデータである。機械名称ＫＭＳは、例えば、ＣＯＭＩ−１、ＬＡＳＥＲ−１、ＢＥＮＤ−１、ＢＥＮＤ−２、ＰＲＥＳＳ−１、無し（手作業）、無し（手作業）、ＰＲＥＳＳ−２のデータを登録する。

外注ＧＣは、例えば、全て「いいえ」を登録する。設置場所ＳＢは、例えば、量産工場、試作工場、量産工場、試作工場、試作工場、試作工場、試作工場、量産工場のデータを登録する。担当者ＴＳは、例えば、「野中」、「東」、「清水」、「田中」、「佐藤」、「鈴木」、「鈴木」、「高橋」のデータを登録する。

作用［２］（基本となる装置・部品は「工程テンプレート」）：効率的に加工工程を板金モデルＢＭに適用する目的で、工程マスターテーブルを参照し、工程テンプレートに試作や量産などの製造意図に応じたデフォルトの工程群と順序を登録しておく。

図５を参照する。画面ＧＭにおいて、グループ欄ＧＰから「試作」を選択し、工程マスタ欄ＫＭから、必要な工程を選択し、工程テンプレート欄ＫＴに登録する。この結果、＃１：プレス成形、＃２：レーザ、＃３：ドリル、＃４：タップ、＃５：ファスナー取付、＃６：曲げ２が工程テンプレートに登録される。

なお、ブランク加工機は、レーザの為、別途プレス成形やドリル、タップなどの２次加工が必要になることを想定している。

図６を参照する。画面ＧＭにおいて、グループ欄ＧＰから「量産」を選択し、工程マスタ欄ＫＭから、必要な工程を選択し、工程テンプレート欄ＫＴに登録する。この結果、＃１：複合機、＃２：ファスナー取付、＃３：曲げ１が登録される。

なお、ブランク加工機は複合加工機の為、工程集約が可能で試作の工程テンプレートの例にあるような２次工程は指定されていない。

作用［３］（基本となる装置・部品は「板金モデラ２Ａ（図１参照）」）：板金モデラ２Ａで受託した図面、2次元または3次元CADデータから、形状フィーチャを構成して板金モデルＢＭを構築し、設計意図等を付加する。

図７、図８を参照し、板金モデルＢＭに設計意図を付加すること、および、ファイル構造を説明する。作成された板金モデルＢＭはE-BOMを表す。

図７に示すように、板金モデルＢＭに形状フィーチャ、設計意図等を付加する。この結果、製品・部品の構成例として、溶接ＳＳ１、ボルト締結ＳＳ２、溶接ＳＳ３、ボルト締結ＳＳ４の設計意図、作業指示等が付加される。

図８に示すように、製品は、サブアセンブリ、非板金製品、２本のボルトにより構成される。前記サブアセンブリは、板金部品ＢＢ１と、板金部品ＢＢ２と、板金部品ＢＢ３と、３本のボルトにより構成される。

作用［４］（基本となる装置・部品は「工程適用処理」）：板金モデルＢＭの形状および製品−部品構成情報の構築が終了した後、工程テンプレートを参照し、その製品を製造する上で必要な工程と順序を工程適用処理部２Ｂが自動で適用する、または手動に基づき適用する。

作用［４−１］：作成された板金モデルＢＭに対して、どの工程テンプレートを適用するか選択する。

作用［４−２］：必要に応じて工程テンプレートが持つ詳細加工手順テーブルを確認・更新する。

図９、図１０を参照し、詳細加工手順の確認を説明する。

図９を参照する。画面ＧＭにおいて、グループ欄ＧＰから「試作」を選択し、詳細加工手順ＳＫを選択する。そして、材質＆板厚ＺＩ、種類−寸法ＳＳ、方向ＨＫ、＃ＮＯ、工程種類ＫＳ、詳細加工手順ＴＪの各欄の情報を確認する。

ＥＭＢ−Ａ１６Ｂ１０Ｈ４（丸エンボス）は成形の形状フィーチャだが、工程テンプレートにプレス成形が設定されている為、詳細加工手順にプレス成形を指定することができる。同様に、ＴＰ−Ａ３．７Ｍ４（タップ）には、ブランク工程の後に、ドリル工程と、タップ工程を指定することができる。

詳細加工手順には自動登録の機能有する。自動登録は加工レシピを参照し、作成された板金モデルＢＭに含まれる形状フィーチャに対して必要な工程と加工条件および使用部材を自動で割り当てることが可能である。

CST-M3D6.2L10（クリンチングスペーサ）はファスナの形状フィーチャだが、自動登録機能により加工レシピより種類と寸法の範囲に適合する詳細加工手順、つまりブランク工程で下穴を空けた後、リーマ加工とファスナ工程が自動で登録される。また、ファスナ工程には板金モデルＢＭの材質および板厚に適応したファスナ部材の型番や挿入方法なども割り当てられる。

図１０を参照する。画面ＧＭにおいて、グループ欄ＧＰから「量産」を選択し、詳細加工手順ＳＫを選択する。材質＆板厚ＺＩ、種類−寸法ＳＳ、方向ＨＫ、＃ＮＯ、工程種類ＫＳ、詳細加工手順ＴＪの各欄の情報を確認する。

例えば、量産工程の工程テンプレートには、成形加工が可能な複合機が設定されていないので、プレス成形、ドリル工程およびタップ工程が設定されていない。丸エンボス、タップはブランク工程内に加工する様に指定されていることを確認する。

作用［４−３］：工程適用処理部２Ｂが工程適用処理を実行する。工程適用処理は、選択された工程テンプレートで指定された工程を、工程テンプレートに指定された順番で板金モデルＢＭに適用していくことで行われる。各工程は板金モデルＢＭのどの形状フィーチャまたは設計意図に割り当てることができるかという情報を有しているので、板金モデルＢＭに対して必要な工程を自動で割り当てられる。このとき詳細加工手順テーブルに登録されている種類−寸法は、指定された工程に分解される。

図１１を参照する。工程適用処理によって板金モデルＢＭはE-BOMに加えてM-BOMを持つ。なお、図１１において、ボルト締結、溶接は設計意図、作業指示に含まれる場合がある（図７参照）。

前記工程テンプレートの工程を、前記板金モデルＢＭに適用する工程適用処理を実行する工程適応処理部を備え、適応処理を実行する。

なお、図１１の例は、「モノ」だけだった、板金モデルＢＭに、試作の工程テンプレート（図５参照）を適用した結果を表す。

試作用の工程テンプレートでは、プレス成形はレーザ工程の前に行うようになっており、図９の試作用の詳細加工手順では、成形形状の形状フィーチャ：ＥＭＢ−Ａ１６Ｂ１０Ｈ４（丸エンボス）はプレス成形ＰＡ０１で加工すると指定されている。その結果、板金部品ＢＢ１にはレーザ工程ＰＡ０２の前にＥＭＢ−Ａ１６Ｂ１０Ｈ４を加工する為のプレス成形工程ＰＡ０１が自動的に割り当てられた。

また、板金部品ＢＢ３はＴＰ−Ａ３．７Ｍ４（タップ）が含まれるので、詳細加工手順に従って、レーザ工程ＰＣ０１の後にドリル工程ＰＣ０２とタップ工程ＰＣ０３が自動で割り当てられた。

図１２を参照する。試作（工程パターン）の場合である。組立に対し、溶接、非板金部品、ボルト２本がある。溶接に関し板金部品ＢＢ１、組立てがあり、この組立てに関し、板金部品ＢＢ２、板金部品ＢＢ３、ボルト３本がある。

前記板金部品ＢＢ１は、プレス成形、レーザ、曲げ、溶接を含む。板金部品ＢＢ２は、レーザ、ドリル（リーマ）、ファスナ、曲げを含む。板金部品ＢＢ３は、レーザ、ドリル、タップを含む。

一方、一つのモデルに対して複数の工程パターンを持つことで、製造意図に応じた工程の種類と順番を管理することができる。

図１３、図１４、図１５を参照する。図１３に示すように、板金部品ＢＢ１は実行順にプレス成形工程ＰＡ０１、レーザ工程ＰＡ０２、曲げ工程ＰＡ０３を含む。

一方で、図１４に示すように、試作工程パターンと量産工程パターンがある。試作の板金部品ＢＢ１では、プレス成形、レーザ、曲げがある。

量産の場合は、板金部品ＢＢ１に複合機、曲げがある。すなわち、図１５に示すように、板金部品ＢＢ１は実行順に複合機の工程ＰＡ０１、曲げ工程ＰＡ０２を含む。

工程が既に割り当てられた形状フィーチャおよび設計意図に別の工程を割り当てない様に考慮を行うことで、工程が重複してしまうミスを防ぐことができる。

工程の適用が終了しても工程が割り当てられなかった形状フィーチャまたは設計意図を検出することで、工程の適用漏れを防ぐことができる。

また、工程の編集・削除などの操作を行った場合も、工程が割り当てられなくなったもしくは工程が重複して割り当てられた形状フィーチャまたは設計意図を検出することで、必要な工程を漏れ・重複なく適用することが可能となる。

一つの板金モデルＢＭに対して、複数の工程パターンを適用することも可能とすることで、試作と量産、あるいは製造ラインAと製造ラインBなど、同じ製品を製造する為の複数の作り方のバリエーションを一つの板金モデルＢＭ内で管理することが可能となる。

作用［５］（基本となる装置・部品は「スナップショット」）：工程適応処理部２Ｂの工程適用処理によって板金モデルＢＭが作成され、スナップショット生成部がスナップショットを生成する。

最終工程がモデルに適用された状態が板金モデルＢＭの完成形となるが、最後の工程から順番に遡りながら、各工程で処理される形状フィーチャや設計意図を板金モデルＢＭ上で抑制するか、形状の状態を変化させることによって、工程ごとの途中の状態であるスナップショットを生成する。

作業の中には複数の工程が含まれるが、工程にも順番が付けられ、工程毎にスナップショットが再現され、加工可否検討等に使用される。

図１６を参照する。例えば、モノＭＡ１には、作業ＳＡ１、作業ＳＢ１、作業ＳＣ２、作業ＳＣ１がＰ１−１、Ｐ１−２、Ｐ１−３、Ｐ１−４の順番でついている。

モノＭＢ１には、作業ＳＡ２、作業ＳＣ１がＰ２−１、Ｐ２−２の順番でついている。モノＭＣ１には、作業ＳＣ２がついている。

ここで、作業ＳＢ１（順番Ｐ１−２）に対し、スナップショット生成部がスナップショットを生成すると、作業ＳＣ２と作業ＳＢ１の間のモノと、作業ＳＢ１と作業ＳＡ１の間のモノの形状が再現される。

作用［６］（基本となる装置・部品は「ＣＡＤ／ＣＡＭシステム（自動プログラミング装置等」）：板金モデルＢＭに適用された工程がＣＡＤ／ＣＡＭシステム（自動プログラミング装置等）によるNCデータの作成が必要な場合、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにはその工程が実施される直前スナップショットと、その工程で処理を行わなければならない形状フィーチャ、加工属性および設計意図を与えることで、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムでは加工漏れの無いデータ作成と、実際の状況を正確に再現した加工シミュレーションが可能となる。

作用［７］（基本となる装置・部品は「加工属性」）各工程内の工具、順序および加工可否などの加工情報のうち他の工程でも考慮されなければならない情報は、加工属性として板金モデルＢＭ内に登録される。

作用［７−１］曲げ工程において、使用される曲げ金型の情報は板金モデルＢＭに反映することで、ブランク加工における展開図に影響する。

作用［７−２］曲げの突き当ての位置は板金モデルＢＭに反映することで、ブランク加工工程で継ぎ目が無いように考慮される。

作用［７−３］曲げ端部のめくれが予想される警告を板金モデルＢＭに反映することで、ブランク加工工程でスリットを入れることで加工不良が防止される。

作用［８］（基本となる装置・部品は「生産計画・管理システム」）：工程設計が終了した板金モデルＢＭは、生産計画・管理システムで利用される。製作依頼に対して、工程設計が終了した板金モデルＢＭを選び製作手配を行う。選択された板金モデルＢＭが複数の工程パターンを有する場合、どの工程パターンで生産を行うか選択する。選択された工程パターンで加工を行うのに最適に工程設計された工程と順番、NCデータなどが板金モデルＢＭから取り出され各加工機械、現品票や現場端末などに与えられることによって効率的で、ミスの無い製造を実現する。

図１７、図１８、図１９、図２０および図２１を参照し、上記スナップショットを利用した実際の工程設計の一例を説明する。

図１７は、完成した板金モデルＢＭとデータ構成である。この板金モデルＢＭは、形状フィーチャのフランジ1〜9と、曲げ1〜8を含む。またフランジ2は形状フィーチャのファスナー1と2を含む。

図１８は、完成した板金モデルＢＭの曲げ１〜８の曲げのプロパティを示している。

曲げ１において、曲げの向き「谷」、曲げ角度「０」度、内Ｒ「０」である。曲げ２において、曲げの向き「谷」、曲げ角度「９０」度、内Ｒ「０．２」である。

曲げ３において、曲げの向き「山」、曲げ角度「９０」度、内Ｒ「０．２」である。曲げ４において、曲げの向き「谷」、曲げ角度「９０」度、内Ｒ「０．２」である。

曲げ５において、曲げの向き「山」、曲げ角度「９０」度、内Ｒ「０．２」である。曲げ６において、曲げの向き「谷」、曲げ角度「９０」度、内Ｒ「０．２」である。曲げ７において、曲げの向き「谷」、曲げ角度「９０」度、内Ｒ「０．２」である。

曲げ８において、曲げの向き「谷」、曲げ角度「９０」度、内Ｒ「０．２」である。

図１９を参照する。板金モデルＢＭは、曲げ順のプロセスＩＤ欄ＰＩＤ、曲げを識別するベンドＩＤ欄ＢＩＤ、タイプ欄ＴＰ、パーシャル角度欄ＰＫ、グループ欄ＧＰ、ステップ欄ＳＰの各欄に設定されるデータを含む。

そして、曲げ工程に関し、シーケンス欄ＳＱ、プロセスＩＤ欄ＰＩＤ、ツールレイアウト欄ＴＬに設定されるデータを含み、ブランク工程に関し、シーケンス欄ＳＱ、プロセスＩＤ欄ＰＩＤに設定されるデータを含む。

ファイル構造において、矢印ＡＲ１、矢印ＡＲ２はタイプ欄ＴＰの曲げタイプを示す。矢印ＡＲ３はグループ欄ＧＰのグループ、ステップ欄ＳＰのステップを示す。

図２０を参照する。曲げでパンチＰとファスナＦが干渉する場合である。板金モデルＢＭにおいて、ベンドＩＤ２をクリックすることにより、スナップショットが作成される。この結果、パンチＰとダイＤによるワークの曲げでパンチＰにファスナＦが干渉することがわかる。

板金モデルＢＭは、曲げ順のプロセスＩＤ欄ＰＩＤ、曲げを識別するベンドＩＤ欄ＢＩＤ、タイプ欄ＴＰ、パーシャル角度欄ＰＫ、グループ欄ＧＰ、ステップ欄ＳＰの各欄に設定されるデータを含む。

そして、曲げ方法に関し、シーケンス欄ＳＱ、プロセスＩＤ欄ＰＩＤ、ツールレイアウト欄ＴＬに設定されるデータを含み、ブランク方法に関し、シーケンス欄ＳＱ、プロセスＩＤ欄ＰＩＤに設定されるデータを含む。

ファイル構造において、矢印ＡＲ４は、同じ工程内であることを示す。矢印ＡＲ５、矢印ＡＲ６は割り当てられた曲げのアイコン、割り当てられていない曲げのアイコンを示す。矢印ＡＲ７は、シーケンスを変更したことを示す。

図２１を参照する。ファスナＦの工程を曲げ後の工程に移動する。上述のように曲げでパンチＰにファスナＦが干渉することが確認された。そこで、板金モデルＢＭにおいて、パンチＰとダイＤによる曲げでファスナＦとパンチＰの干渉を避けるためファスナＦをクリックし曲げ後に移動する。この結果、干渉は回避される。

板金モデルＢＭは、曲げ順のプロセスＩＤ欄ＰＩＤ、曲げを識別するベンドＩＤ欄ＢＩＤ、タイプ欄ＴＰ、パーシャル角度欄ＰＫ、グループ欄ＧＰ、ステップ欄ＳＰの各欄に設定されるデータを含む。

そして、曲げ方法に関し、シーケンス欄ＳＱ、プロセスＩＤ欄ＰＩＤ、ツールレイアウト欄ＴＬに設定されるデータを含み、ブランク方法に関し、シーケンスＳＱ欄、プロセスＩＤ欄ＰＩＤに設定されるデータを含む。

ファイル構造において、矢印ＡＲ８は、加工工程の順番を変更したことを示す。

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 板金加工工程設計システム
２ コンピュータ本体
２Ａ 板金モデラ
２Ｂ 工程適用処理部
２Ｃ データベース
３ 入出力部
４ 表示部
５ 形状フィーチャ
ＢＭ 板金モデル

Claims (15)

1. 板金の加工工程を設計する板金加工工程設計システムにおいて、
   モノの情報と作業の情報とを合わせ持つ板金モデルを生成する生成部を備え、
   工程マスターテーブルを基に工程テンプレートを生成し工程設計を行い、前記工程設計に応じて製品の製造を行う板金加工工程設計システムであって、
   前記工程テンプレートは、製品を製造する為に使用される複数の工程の情報と、当該複数の工程が実行される順序情報を含み、
   前記複数の工程は、ブランク加工、曲げ加工、プレス成型加工、タップ加工、溶接加工、非板金部品取付けの6種類の加工のうち少なくとも2種類の加工の工程を含む
   板金加工工程設計システム。
2. モノの情報と作業の情報とを合わせ持つ板金モデルを生成する工程と、
   工程マスターテーブルを基に、工程テンプレートを生成する工程であって、前記工程テンプレートは、製品を製造する為に使用される複数の工程の情報と、当該複数の工程が実行される順序情報を含む工程と、
   工程テンプレートの各工程と、板金モデルの作業及び形状フィーチャーの少なくとも一つとを関連づけることにより、当該工程テンプレートを前記板金モデルに適用する工程と、
   を有し、
   前記複数の工程は、ブランク加工、曲げ加工、プレス成型加工、タップ加工、溶接加工、非板金部品取付けの6種類の加工のうち少なくとも2種類の加工の工程を含む
   板金加工工程設計方法。
3. モノの情報と作業の情報とを合わせ持つ板金モデルを記憶する第1記憶部と、
   工程マスターテーブルを基に作成された工程テンプレートを記憶する第2記憶部であって、前記工程テンプレートは、製品を製造する為に使用される複数の工程の情報と、当該複数の工程が実行される順序情報を含むものと、
   工程テンプレートの各工程と、板金モデルの作業及び形状フィーチャーの少なくとも一つとを関連づけることにより作成されたモノの情報と、作業の情報と、工程情報と、工程が実行される順序情報とを含む板金モデルとを記憶する第3記憶部と、を有し、
   前記複数の工程は、ブランク加工、曲げ加工、プレス成型加工、タップ加工、溶接加工、非板金部品取付けの6種類の加工のうち少なくとも2種類の加工の工程を含む
   板金加工工程設計システム。
4. 前記工程テンプレートの工程を前記板金モデルに適用する工程適応処理部を備え、前記適用により、工程テンプレートの各工程と、板金モデルの作業及び形状フィーチャーの少なくとも一つとが関連づけられる請求項１の板金加工工程設計システム。
5. 製品の製造シミュレーションを実行するものであり、完成したモノの状態において、最終の作業から順番に遡って行き、特定の作業を行う前のモノの状態に戻して、前記特定の作業が行われる前後のモノの状態を再現するスナップショット生成部を備えたことを特徴とする請求項１及び3乃至４の何れか一つに記載の板金加工工程設計システム。
6. 前記作業の中には複数の工程が含まれ、複数の工程には順番が付けられ、工程毎にスナップショットが再現され加工可否を判断することを特徴とする請求項1及び３乃至５の何れか一つに記載の板金加工工程設計システム。
7. 請求項４又は６の何れか一つに記載のシステムであって、モノと作業の情報を併せ持つ1つの板金モデルが、複数の工程テンプレートを有する板金加工工程設計システム。
8. 請求項７のシステムであって、前記複数の工程テンプレートは、少なくとも製品の試作用工程テンプレートと、製品の量産用工程テンプレートとを有する板金加工工程設計システム。
9. 請求項７のシステムであって、前記複数の工程テンプレートは、少なくとも製品の第1製造ライン用工程テンプレートと、製品の第2製造ライン用工程テンプレートとを有する板金加工工程設計システム。
10. 少なくとも一つの工程は、曲げ加工機による曲げ加工を含む請求項１及び3乃至９の何れか一つに記載のシステム。
11. 前記板金モデルは、設計意図を含む請求項１及び3乃至１０の何れか一つに記載のシステム。
12. 板金の加工工程を設計する板金加工工程設計システムにおいて、
    モノの情報と作業の情報とを合わせ持つ板金モデルを生成する生成部を備え、
    工程マスターテーブルを基に工程テンプレートを生成し工程設計を行い、前記工程設計に応じて製品の製造を行う板金加工工程設計システムであって、
    前記工程テンプレートは、製品を製造する為に使用される複数の工程情報と、当該複数の工程が実行される順序情報を含み、
    モノと作業の情報を併せ持つ1つの板金モデルが、複数の工程テンプレートを有し、
    前記複数の工程テンプレートは、少なくとも製品の試作用工程テンプレートと、製品の量産用工程テンプレートとを有する板金加工工程設計システム。
13. 板金の加工工程を設計する板金加工工程設計システムにおいて、
    モノの情報と作業の情報とを合わせ持つ板金モデルを生成する生成部を備え、
    工程マスターテーブルを基に工程テンプレートを生成し工程設計を行い、前記工程設計に応じて製品の製造を行う板金加工工程設計システムであって、
    前記工程テンプレートは、製品を製造する為に使用される複数の工程情報と、当該複数の工程が実行される順序情報を含み、
    モノと作業の情報を併せ持つ1つの板金モデルが、複数の工程テンプレートを有し、前記複数の工程テンプレートは、少なくとも製品の第1製造ライン用工程テンプレートと、製品の第2製造ライン用工程テンプレートとを有する板金加工工程設計システム。
14. モノの情報と作業の情報とを合わせ持つ板金モデルを記憶する第1記憶部と、
    工程マスターテーブルを基に作成された工程テンプレートを記憶する第2記憶部であって、前記工程テンプレートは、製品を製造する為に使用される複数の工程情報と、当該複数の工程が実行される順序情報を含むものと、
    工程テンプレートの各工程と、板金モデルの作業及び形状フィーチャーの少なくとも一つとを関連づけることにより作成されたモノの情報と、作業の情報と、工程情報と、工程が実行される順序情報とを含む板金モデルとを記憶する第3記憶部と、を有し、
    前記板金モデルが、複数の工程テンプレートを有し、
    前記複数の工程テンプレートは、少なくとも製品の試作用工程テンプレートと、製品の量産用工程テンプレートとを有する板金加工工程設計システム。
15. モノの情報と作業の情報とを合わせ持つ板金モデルを記憶する第1記憶部と、
    工程マスターテーブルを基に作成された工程テンプレートを記憶する第2記憶部であって、前記工程テンプレートは、製品を製造する為に使用される複数の工程情報と、当該複数の工程が実行される順序情報を含むものと、
    工程テンプレートの各工程と、板金モデルの作業及び形状フィーチャーの少なくとも一つとを関連づけることにより作成されたモノの情報と、作業の情報と、工程情報と、工程が実行される順序情報とを含む板金モデルとを記憶する第3記憶部と、を有し、
    前記板金モデルが、複数の工程テンプレートを有し、
    前記複数の工程テンプレートは、少なくとも製品の第1製造ライン用工程テンプレートと、製品の第2製造ライン用工程テンプレートとを有する板金加工工程設計システム。

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