JPH11319952A

JPH11319952A - 板金部材の設計方法及び装置

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Publication number: JPH11319952A
Application number: JP11053291A
Authority: JP
Inventors: Kalev Kask; カスクカレフ; Jun-Shiou Ou; オウジュンシオウ; Dmitry Leshchiner; レシュチナーディミトリィー; Kensuke Hazama; ハザマケンスケ
Original assignee: Amada Metrecs Co Ltd
Current assignee: Amada Metrecs Co Ltd
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 1999-11-24
Anticipated expiration: 2019-03-01
Also published as: DE69921301D1; DE69921301T2; CN1292106A; AU2642199A; KR100406017B1; KR20010041571A; WO1999045446A1; EP1058868A1; CN1122902C; US6144896A; EP1058868B1; TW427932B; JP4464478B2

Abstract

(57)【要約】【課題】卓越した外観の部材を迅速かつ効率的に設計
できしかも平坦な部材の仕様を迅速かつ安価に計算でき
る板金部材の設計方法及び装置を提供する。【解決手段】３Ｄモデルで表される板金部材の第１面
と第２面との間の衝突を解消する装置が提供される。Ｃ
ＡＤシステムで設計した２Ｄモデルの平坦な板金部材を
ＣＡＤシステムに表示された３Ｄモデルに折り曲げる時
に、これらの面は互いに衝突する。本装置は検出システ
ムと分析システムと除去システムとを有する。検出シス
テムは、２Ｄモデルを３Ｄモデルに折り曲げる時に隣接
することになる面間の各衝突を検出する。分析システム
は、衝突領域に相応するポリラインを計算し、そのポリ
ラインからカットループを計算することにより、その衝
突を分析する。除去システムは、衝突を生じさせること
なしに折り曲げられ得る修正された板金部材の２Ｄモデ
ルを設計することにより衝突を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピューター支
援設計（ＣＡＤ）システムを用いて板金部材を設計する
装置及び方法に関するものである。一層特に、本発明
は、曲げ工程の後に隣接面間に面や空間の重なりを生じ
ることなしに平滑な仕上り隅角部をもつユーザーの特定
した部材（三次元すなわち立体部材）に折り曲げられま
たは曲げられる平坦な板金部材を設計する装置及び方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】典型的には、平坦な板金部材（平板）か
ら折り曲げたまたは曲げた仕上がり板金を作るために、
ユーザーは、コンピューターシステムを用いて所望の仕
上がり板金の三次元（３Ｄ）モデルを展開する。三次元
すなわち立体モデルから、二次元すなわち平面（２Ｄ）
モデル（平坦な板金部材）を決めることができる。２Ｄ
モデルは、平坦な板金部材を曲げる前にカットされるべ
き形状に加えて、例えばダイやパンチを用いて平坦な板
金部材を所望の３Ｄ部材に折り曲げるのに必要な曲げ線
を示している。そして２Ｄモデルを青写真として用いて
平坦な板金部材（平板）は特定の形状にカットされる。
その後、平坦な板金部材は特定の曲げ線に沿って曲げら
れて所望の仕上がり部材となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、典型的
には曲げ工程の後隣接することになる面間に干渉すなわ
ち衝突が生じるので、曲げ工程の後隅角部が平滑な仕上
りとなるように平坦な板金部材を設計することは極めて
困難である。この困難さは、ユーザーが特定した３Ｄ部
材から平坦な板金部材の幾何学形状をモデル化しかつ計
算するのが複雑であるために生じる。複雑となる１つの
理由は、曲げ工程中に、板金の伸縮が生じ、それにより
隣接した曲げ面間に衝突や干渉が生じるからである。か
かる複雑さに加えて、材料によって伸縮特性が異なるこ
とがある。そのため、衝突の結果として平坦な板金部材
は適切に曲げられず、すなわち板金が薄い場合には曲げ
られるが隅角部の近くに撓みが生じる。別の問題として
は、部材の表面（すなわちフランジ）が曲げ工程中に重
なり合って表面間の遷移部が粗くなり得ることがある。

【０００４】これらの問題を解決するために、従来の板
金部材の設計者は所望の最終部材に曲げる粗い平板を設
計し、試行錯誤を通して設計者は、最終部材の隅角部が
平滑な仕上りとなるまで平板部材を設計し直していた。
また、そのようにしなければ、部材を折り曲げた後、衝
突したり重なったりした部分はトリミングされることと
なった。しかしながら、トリムする量を計算すること
は、計算が極めて複雑となるために困難であることが判
る。

【０００５】この問題の簡単な例は添付図面の図１９〜
図２６に示される。ここで図１９〜図２６に例示する簡
単な例では、実際の部材に必要な複雑な計算は必要でな
いことが認められる。これらの図面は単に説明のために
用いられる。図１９にはユーザーの選択した所望の３Ｄ
板金部材１０を示す。特定の３Ｄ板金部材に基いて、３
Ｄ板金部材１０に曲げられる簡単化した平坦な板金部材
１１が図２０に示すように設計され得る。そして平坦な
板金部材を図１９に示す要求された形状に曲げることが
できるようにするために曲げ線１２、１４が決められ
る。

【０００６】しかしながら、曲げ作業工程中に板金の伸
縮のために、隅角部に衝突が生じ、板金に撓みを生じさ
せ、その結果望ましくない仕上がり部材となる。撓みを
なくすために、従来では板金が薄い場合には衝突部位１
６は研削され平滑な隅角部となるようにされ得る。撓み
の問題に対する従来の別の解決法は、平坦な板金部材１
１に円形の救済穴１８（すなわちカット部）を設けるこ
とにある。しかしながら、円形の救済穴１８は、平坦な
板金部材１１にカットされ得るので、一般に大きすぎ、
曲げ工程で形成した隅角部に間隙が残ることになる。隅
角部における間隙が望ましくない場合には、平坦な板金
部材１１を曲げた後に残っている間隙を埋めるために特
別の溶接工程が必要となる。ユーザーが間隙に気が付か
ない場合には、仕上がり部材１０にそのまま残ることに
なる。従って、平坦な板金部材１１を曲げる際に付加的
な処理作業を必要とせずに隅角部が平滑に仕上がるよう
に、平坦な板金部材１１を設計する技術が必要とされる
ことは明らかである。

【０００７】この問題の別の解決法は粗い試行錯誤を必
要とする。板金部材の設計者は、仕上がり隅角部が平滑
である折り曲げた部材１０を得るために試行錯誤を繰り
返して平坦な板金部材１１を設計する。しかしながら、
試行錯誤による方法には多くの欠点があり、とりわけ、
多数の平坦な板金部材を使用して各試行毎に使用した部
材を捨てなければならずしかも時間の過剰な浪費とな
る。従って、重なりや衝突を避けて平滑な仕上がりの３
Ｄ板金部材を得ることができるようにするためには、平
坦な板金部材を設計する迅速で有効に仕方が必要であ
る。

【０００８】図２１及び図２２には、平坦な板金部材１
１を用いて箱１０を構成する際に伴う面重なりの問題を
示す。仕上げるべき箱１０の場合、平坦な板金部材１１
を曲げ線２０、２２に沿って折り曲げる時に、いかなる
重なり部分２４もなしに面２１、２３は単一線に沿って
正確に相互に合わせられなければならない。しなしなが
ら、面２１、２３が重なり部分２４なしに合致するよう
に平坦な板金部材１１を設計する方法を計算することは
複雑であるために、通常設計者は、面が重なり合うよう
にし、そしてその後、面２１、２３をどの程度トリムす
るかを決める。従って、平坦な板金部材１１を折り曲げ
て重なり部分２４が存在すると、従来の解決法では折り
曲げた部材をもとの状態に広げて戻し、重なりの生じた
面２１、２３をトリムする必要がある。その後、重なり
がなくなったかどうかを確認してから箱は再び折り曲げ
られる。重なりがなくなっていない場合には、重なり部
分２４なしに箱が仕上がるまでこの作業が繰り返され
る。しかしながら、この試行錯誤による方法は全く時間
の浪費である。従って、面の重なりがなくなるように平
坦な板金部材を迅速にしかも効率的に設計するシステム
の必要性がある。

【０００９】図２３及び図２４には、板金の設計に伴う
別の問題を示す。図２４に示す平坦な板金部材１１を曲
げ線１２、１４に沿って曲げるた時、面２６、２８（図
２３）が互いに平行でなく従って曲げ工程の後接触しな
いと、面２６、２８の間に隙間が形成され、隅角部に望
ましくない隙間が残ることになる。従来、この問題は、
設計者がそのような隙間を補償するように２Ｄの平坦な
板金部材１１の形状を計算することによって解決され
る。しかしながら、設計者が補償し過ぎると、干渉が生
じ、トリムが必要となる。または例えば、干渉が曲げを
阻止するように大きい場合には、別の平坦な板金部材１
１を作る必要さえあり得る。他方、設計者による補償が
不足すると、望ましくない隙間が残ったままとなる。従
って、非接触を補償するように適当な形状をもつ平坦な
板金部材を設計するために必要な計算は重要である。し
かしながら、そのような計算は非常に複雑である。板金
の厚さが考慮されると、計算はさらに複雑となり、そし
て例えどんな具合であっても、隅角部において面接触す
るのが望ましい。計算には法外な時間と作業がかかるだ
けでなく、適当な計算には設計者が３Ｄ部材の正確な幾
何学的形状を完全に入力する必要もある。これは非常に
困難であり、時間の浪費となる。従って、部材設計者に
とって非常な作業を必要とせずに平行でない面をもつ板
金部材を曲げる際に、密接した閉じた隅角部を形成する
ように平坦な板金部材を設計する方法が必要である。

【００１０】板金部材の設計に伴う別の問題は、図２５
及び図２６に示されている。図２５に示す平坦な板金部
材１０を曲げ線１２、１４、３２に沿って曲げた時、特
に曲げ線３２に沿って曲げられる時に、面２６、３０は
互いに干渉する。この干渉すなわち重なりは面間の平滑
な遷移を妨げ、最終製品が荒削りすなわち粗くて未熟に
見えるものとなる。従来、この問題は、前述の問題と同
様に、両方の面またはいずれかの面を試行錯誤でトリム
することにより解決される。さもなくば、平滑な隅角部
を得るためには、平坦な板金部材の最適な形状を決める
のに複雑な計算が必要である。前述と同様に、この計算
は非常に複雑なものとなり、極端な量の時間と作業がか
かることになる。従って、ユーザーの特定した平滑な仕
上がりの３Ｄ板金部材を作るためには、平坦な板金部材
を設計できるシステムが必要である。

【００１１】上述の観点から、本発明は、１つ以上の種
々の態様、形態及び（または）特徴または補助構成要素
を通して、以下に特に記載するような１つ以上の利点を
もたらすようにされる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、３Ｄモ
デルで表された板金部材の第１面と第２面との間の衝突
を解決する装置が提供される。ＣＡＤシステムで設計し
た２Ｄモデルの平坦な板金部材をＣＡＤシステムで表さ
れた３Ｄモデルに折り曲げる際に、面は互いに衝突す
る。本装置は、検出システム、分析システム及び除去シ
ステムから成っている。検出システムは、２Ｄモデルを
３Ｄモデルに折り曲げる際に隣接することになる面間の
各衝突を検出する。除去システムは、衝突を生じさせる
ことなしに折り曲げられ得る２Ｄモデルの修正した平坦
な板金部材を設計することにより衝突を除去する。

【００１３】本発明の好ましい実施の形態によれば、分
析システムは、衝突領域に相応するポリラインを計算す
るポリライン計算システムを備えている。

【００１４】さらに、分析システムは、ポリラインから
カットループを計算するカットループ計算システムを備
えている。除去システムは、カットループを用いて２Ｄ
モデルの平坦な板金部材の一部を取除く取除きシステム
を備えている。ポリライン計算システムはまた、曲げ操
作中に部材の伸縮の量を補償し得る。計算システムは、
曲げ線を仮想円筒体としてモデル化して衝突面における
交差点を分析するようにすることによりポリラインを計
算することができる。

【００１５】本発明の別の好ましい実施の形態によれ
ば、分析システムは、各面に相応した衝突領域の境界ボ
ックスを計算する境界ボックス計算システムを備えてい
る。分析システムは、また、境界ボックスから伸長境界
ボックスを計算する伸長境界ボックス計算システムを備
えることができる。さらに、除去システムは、伸長境界
ボックスとカット態様の選択に関連したユーザーの入力
パラメーターとに基いてトリムループを計算するトリム
ループ計算システムを備えることができる。除去システ
ムはさらに、第１面及び第２面のトリムループ間の第１
交差領域を計算し、第１面から第１交差領域を取除き、
また第２面及び第１面のトリムループ間の第２交差領域
を計算し、第２面から第２交差領域を取除く計算システ
ムを備えることができる。

【００１６】本発明の別の好ましい実施の形態によれ
ば、分析システムは、衝突を面オーバーラップ、セット
バック及び３Ｄトリムの少くとも１つに分類し、そして
衝突の分類に応じて除去システムを制御することができ
る。衝突が３Ｄトリムまたはセットバックとして分類さ
れる場合に、トリムループ計算システムは、それぞれの
衝突領域境界ボックス及び衝突領域境界ボックスの一側
に対する領域を含むトリムループを計算する。さらに、
トリムループで各面をカットしてカット部片を形成する
カットシステムが設けられ、また３Ｄ部材モデルにおけ
る穴及び曲げ線との交差部についてカット部片を試験す
る試験システムが設けられる。除去システムはさらに、
トリムループが曲げ線に近い場合に、トリムループを修
正する修正システムを備えることができる。

【００１７】衝突がセットバックとして分類される場合
に、比較システムは、カット部片を所定の多数の板金厚
さと比較する。衝突が３Ｄトリムとして分類される場合
には、拡大システムは、トリムループが面の最大寸法よ
り大きくなるようにトリムループを拡大する。

【００１８】本発明の別の実施の形態によれば、ＣＡＤ
システムで設計した２Ｄモデルの平坦な板金部材をＣＡ
Ｄシステムで表された３Ｄモデルに折り曲げる際に３Ｄ
モデルで表された板金部材の面間を平滑に遷移させる装
置が提供される。この装置は、分析システム及び除去シ
ステムを有することができる。分析システムは、２Ｄモ
デルを３Ｄモデルに折り曲げる際に互いに隣接すること
になる面間の隙間を分析する。除去システムは、隙間を
生じさせることなしに折り曲げられ得る２Ｄモデルの修
正した平坦な板金部材を設計することにより隙間を除去
する。

【００１９】本発明の別の好ましい実施の形態によれ
ば、分析システムは、さらに、第１面の伸長縁部、第１
面が伸長されて得られるべき目標面及び第１面の縁部が
目標面まで伸長する伸長方向を選択する選択システムを
有することができる。

【００２０】さらに、除去システムは、第１面の縁部の
端位置、伸長方向及び目標面に基いてループを計算する
計算システムを備えることができる。伸長方向は、第１
面に対する接線方向かまたは第１面に対する法線方向で
あり得る。

【００２１】本発明の別の実施の形態によれば、ＣＡＤ
システムで設計した２Ｄモデルの平坦な板金部材をＣＡ
Ｄシステムで表された３Ｄモデルに折り曲げることによ
って生じる３Ｄモデルで表された板金部材の面間を平滑
に遷移させる方法が提供される。本方法は、２Ｄモデル
を３Ｄモデルに折り曲げる際に隣接することになる３Ｄ
モデルの面間の衝突を検出すること、衝突を分析するこ
と及び衝突を除去することから成る。除去工程は、衝突
を生じさせることなしに３Ｄモデルに折り曲げられ得る
２Ｄモデルの修正した平坦な板金部材を設計することに
より行われる。

【００２２】本発明の好ましい実施の形態によれば、分
析工程は、曲げ作業中に部材の伸縮の量を補償する、衝
突領域に相応するポリラインを計算することを含む。ポ
リラインは、仮想円筒体と交差する曲げ線をモデル化し
て衝突面における交差点を分析することにより計算され
る。分析工程はさらに、ポリラインからカットループを
計算することを含む。除去工程は、カットループを用い
て２Ｄモデルの平坦な板金部材の一部を取除くことを含
む。

【００２３】本発明の別の好ましい実施の形態によれ
ば、分析工程は、各面に対する境界ボックスを計算する
こと、それぞれの面に相応した衝突領域を包囲すること
及びそれぞれの境界ボックスから各面に対する伸長境界
ボックスを計算することを含む。除去工程は、それぞれ
の伸長境界ボックスとカット態様の選択に関連したユー
ザーの入力パラメーターと基いて各面のトリムループを
計算することを含む。除去工程は、さらに、第１面及び
第２面のトリムループ間の第１交差領域を計算するこ
と、第１面から第１交差領域を取除くこと、及び第２面
及び第１面のトリムループ間の第２交差領域を計算する
こと、第２面から第２交差領域を取除くことを含む。

【００２４】本発明の別の好ましい実施の形態によれ
ば、分析工程は、衝突を面オーバーラップ、セットバッ
ク及び３Ｄトリムの少くとも１つに分類すること及び衝
突の分類に応じて除去工程を制御することを含む。衝突
が３Ｄトリムまたはセットバックとして分類される場合
に、分析工程は、さらに、衝突領域境界ボックス及び衝
突領域境界ボックスの一側に対するそれぞれの面におけ
る領域を含む各面に対するトリムループを計算するこ
と、トリムループで面をカットしてカット部片を形成す
ること、及び３Ｄ部材モデルにおける穴及び曲げ線との
交差部について各カット部片を試験することを含む。除
去工程はさらに、トリムループが曲げ線に近い場合に、
トリムループを変更することを含む。

【００２５】衝突がセットバックとして分類される場合
には、分析工程はさらに、カット部片を所定の多数の板
金厚さと比較することを含む。衝突が３Ｄトリムとして
分類される場合には、分析工程は、さらに、各面のトリ
ムループを拡大して１つの次元において面の長さ及び幅
より大きくなるようにすることを含む。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。添付図面において
同じ符号は同様な部分を表すものとする。

【００２７】本発明の好ましい実施の形態によれば、ユ
ーザーの仕様に基いてユーザーの特定した部材を設計す
るのにコンピューター支援設計（ＣＡＤ）システムが使
用される。日本のＡｍａｄａＭｅｔｒｅｃｓ社製のＡ
Ｐ１００システムが好ましいが、いかなるＣＡＤシステ
ムを用いてもよい。部材のコンピューターモデルを設計
した後、米国特許出願第０８／７００，６７１号、同第
０８／７９０，６７１号、同第０８／６８８，８６０号
及び同第６０／０１６，９５８号に開示されたもののよ
うな曲げソフトウエアシステムを用いて、仕上がり部材
のように曲げる平坦な板金部材（平板）の粗形状が計算
される。ＣＡＤシステム及び曲げソフトウエアシステム
は好ましくは、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製のＷｉｎｄｏｗ
ｓＮＴ動作システムによるＰｅｎｔｉｕｍ型プロセッ
サーシステムで動作する。ユーザーの仕様に一致し、し
かも目で見て外観の優れた仕上がり部材が得られるよう
に平坦な板金部材の正確な形状を計算方法について以下
本発明の特徴に従って説明する。本発明の一部を成す計
算結果から、そのような仕上がり部材を作るカッティン
グ及び曲げ装置に使用する、平坦な板金部材用の仕様が
作り出される。

【００２８】図１を参照すると、平滑に仕上がった隅角
部（以下“２アール隅角部”と記載する）をもつ板金部
材の三次元モデルが示されている。図２には、図１に示
す所望の３Ｄ板金部材を作るために使用した平坦な板金
部材２Ｄモデルを示す。従って、カット線４０、４０’
でカット、部材を曲げ線１２、１４に沿って折り曲げる
と、平滑な２アール隅角部が得られる。ここで理解され
るべき点として、用語であるカット、除去または同様な
用語を用いる際には、実際のカットは行われず、むしろ
コンピューターモデルの模擬カットが行われる。実際の
カットは、本発明によって開発した仕様に従って、所望
の３Ｄ形状に曲げられることになる板金部材の製作にお
いて行われる。

【００２９】次に図３〜図６を参照して、カット線４０
の幾何学形状を決めるプロセスについて説明する。最初
に、工程Ｓ１０において、曲げ線を含む所望の折り曲げ
た部材及び平坦な部材の形状を描く幾何学形状の情報及
び他の情報を取得する。工程Ｓ１２において、各曲げ線
は別の曲げ線と交差するかどうかを見るためにチェック
される。交差部の発生は、任意の公知の手段、例えば各
曲げ線の３Ｄ座標が一致するか否かについて比較するこ
とによって決定されかつ計算され得る。工程Ｓ１４にお
いて、曲げ線の交差のないことが決まると、論理は工程
Ｓ１６における呼出しルーチンに戻る。しかしながら、
少くとも１つの曲げ線交差が見つかると、工程Ｓ１８に
おいて図４を参照して以下に説明するプロセスによって
一対の三次元ポリラインが計算される。三次元ポリライ
ンを計算した後、工程Ｓ２０において三次元部材は展開
され、ポリラインは図６を参照して以下に説明するよう
に２Ｄポリラインに変換される。２Ｄポリラインを計算
する時に、部材は、部材を曲げる時に生じる伸縮を補償
するために伸縮される。部材は、曲げられる材料に応じ
て伸長するかまたは収縮し得るが、簡単のために以下の
説明では部材は曲げられる時に伸長すると仮定する。従
って、展開中には、部材は収縮されなければならない。
その後、工程Ｓ２３において、２Ｄポリラインからカッ
トループが決定され、そして平坦な板金部材はカット線
４０、４０’を包含するように修正されまたは微調整さ
れる。最後に、工程Ｓ１６において、論理はコーリング
機能に戻る。従って、三次元部材を作る全プロセスは逆
に実行され（すなわち平坦な板金部材を画定するのに３
Ｄ部材を用いて）、平滑な２アール隅角部を形成するの
必要なカット線４０、４０’を決定する。

【００３０】部材の収縮程度を決定するために、折り曲
げ（曲げ）操作中に部材を伸長するのに使用したスケー
リングファクターの逆数が使用される。次に、曲げ演繹
を用いてスケーリングファクターを計算する好ましい実
施の形態について説明するが、曲げ技術分野において公
知の任意の技術を用いてもよい。伸長を計算するため
に、まず分析すべき曲げ線に対する曲げ演繹はルックア
ップテーブルから得られる。曲げ演繹法は曲げ角度及び
曲げられることになる材料に依存している。ルックアッ
プテーブルにおける情報は経験的に決定され、容易に利
用できる。実際に、ほとんどの曲げ機械は機械に入れら
れたこの情報を備えている。本発明によれば、曲げ演繹
値はコンピューター内のルックアップテーブルに記憶さ
れる。従って、曲げ演繹値は、部材を２Ｄと３Ｄとの間
で変換した時に部材の寸法の変化量を表している。

【００３１】曲げ演繹値により、分析すべき曲げ線につ
いて図２に示す曲げ領域１３が計算される。この曲げ領
域１３は、パンチと板金との間の接触領域すなわち曲げ
工程中に変形された部分の領域を表す。曲げ領域１３の
形状は、実行されることになる曲げ動作の形態に依存す
る。通常、曲げ領域１３は、部材が曲っている場合には
円筒形状を成し、図２に示すように部材が平坦である場
合には長方形状を成している。曲げ角度及び板金の厚さ
から、平坦な曲げ領域１３が画定され得る。平坦な曲げ
領域の幅は以下に記載する円筒体の中立線の円弧長さに
等しい。曲げ演繹値を用いることによって、曲げ領域を
伸長させる伸長ファクターが得られ、伸張曲げ領域が取
得される。

【００３２】その後、伸張曲げ領域１３は、板金に接触
するパンチプレスのアールを内方円筒アールとして使用
し、ダイのアールを外方円筒アールとして使用して、円
筒体に変換される。次に、２つの円筒面の交差（Ｓ１４
で決定したように交差する曲げ線の２つの交差する曲げ
領域を表す）が計算される。交差は好ましくは、板金の
厚さを考慮して円筒体の内面を用いて計算される。線と
円筒体との間の交差を計算する典型的なアルゴリズムは
ＣｏｒｎｅｌＰｏｋｏｒｎｙのＣｏｍｐｕｔｅｒＧ
ｒａｐｈｉｃｓａｎＯｂｊｅｃｔＯｒｉｅｎｔｅ
ｄＡｐｐｒｏａｃｈｔｏｔｈｅＡｒｔａｎｄ
Ｓｃｉｅｎｃｅ１９９４年発行ＰＰ．５２４−５
２６に見出すことができる。このアルゴリズムは２つの
円筒体の間の交差を計算するのに本発明に適用するため
に容易に変更され得る。必要となる付加的な変更は、人
工円筒体（以下に説明する）を形成すること及び計算し
た円筒体を３６０°円筒体に拡張することを含む。

【００３３】以下、図４を参照して、３Ｄポリラインの
計算について説明する。一対の３Ｄポリラインを得るた
めに、各曲げ線１２、１４について次のプロセスが繰り
返される。工程Ｓ３０において、外側円筒表面が決定さ
れ、そして外側円筒体表面及び板金の厚さに基いて内側
円筒表面が決定される。

【００３４】以下の分析を実行できるようにするため
に、工程Ｓ３２において、（例えばユーザーが曲げアー
ル＝０を割当仕様に入力すると）内側円筒アールがゼロ
に等しいどうかが決定される。工程Ｓ３４において、内
側円筒アールがゼロに等しい場合には、計算においてゼ
ロを使用するのを避けるため、小さな内側円筒アールが
用いられる。例えば、好ましい実施の形態において外側
円筒アールの０．１倍がゼロの代わりに用いられる。

【００３５】内側円筒アールがゼロに等しくない場合ま
たは工程Ｓ３４において小さな内側円筒アールが代わり
に用いられた後、計算を簡単化するために干渉点におい
て実際の円筒体表面（撓みやユーザーの仕様のために粗
い端部を備え得る）を近似するように人工円筒体が形成
される。人工円筒体は、実際の円筒表面を完全に包含す
る最小標準円筒体を（例えば、試行錯誤によって）見出
すことにより形成される。

【００３６】次に、実際の円筒体（曲げ線を表す）が交
差する場所に関して決定がなされる。当然交差が生じな
い場合には、撓みは生ぜず、全く問題はない。従って、
工程Ｓ３８において、第１曲げ線１２を表す実際の円筒
体と第２曲げ線１４を表す伸張人工円筒体との間の交差
が計算され、第１曲げ線に対するポリラインが得られ
る。

【００３７】伸張人工円筒体は、無限長さをもつ点を除
いて、上述の人工円筒体と同様である。本発明の好まし
い実施の形態によれば、実際の円筒体の端部における各
点を分析するようむしろ計算する時間を低減するため
に、分析すべき実際の円筒体の端部は短い円弧セグメン
トに分割され、そして分析は円弧セグメントの端部点に
おいて実施される。

【００３８】次に、工程Ｓ３９において、実際の円筒体
全体が交差について分析されたかどうかが決定される。
分析が完了している場合には、工程Ｓ４１において、論
理は呼出し機能に戻る。一方、分析がまだ完了していな
い場合には、論理は工程Ｓ４０に進む。

【００３９】実際の円筒体と伸張人工円筒体との間に交
差が見出されると、交差が実際に２つの実際の円筒体間
に生じるかどうかを決定する必要がある。その結果、工
程Ｓ４０において、伸張人工円筒体で交差が生じると、
交差点が人工円筒体（非伸張）の外側であるかどうかが
決定される。交差点が人工円筒体（非伸張）の外側であ
る場合には、２つの実際の円筒体間に交差が生じなかっ
たので、論理は、工程Ｓ３８に戻る。交差が人工円筒体
の内側である場合には、工程Ｓ４２において交差点が実
際の円筒体の内側にあるかどうかが決定される。工程Ｓ
４２において交差点が実際の円筒体の内側にない場合に
は、論理は工程Ｓ３８に戻り、上述のプロセスを実行す
る。

【００４０】しかしながら、交差点が実際の円筒体の内
側にあると決定されると、交差点は３Ｄポリラインにお
ける点に等しく設定される。このプロセスは、組の点が
見つかるまで円筒体の端部の全円弧長さについて繰り返
される。そしてこの組の点は接続されて各曲げ線に対す
る３Ｄポリラインを形成する。そしてこのプロセスは他
の曲げ線について繰り返され、その結果一対の３Ｄポリ
ラインが得られる。

【００４１】上記で簡単に説明したように、交差が実際
の円筒体の内側にある場合を決定するために、交差点に
おける人工円筒体に対して接線方向の点を含む平面が形
成される。そして、実際の円筒体の両端部を表す円弧セ
グメントの端部点は上記平面に投影される。図５には、
線ｌ₁、ｌ₂として示す実際の円筒体の端部を投影した典
型的な平面Ｐを上面図で示す。

【００４２】平面Ｐに実際の円筒体の端部を投影するプ
ロセスは、平面Ｐに４つの点を投影することにより簡単
化され得る。４つの点を決定するために、各端部はまず
多数の円弧セグメントに分割されなければならない。好
ましい実施の形態においては、ユーザーは、円筒体の端
部を分割する円弧セグメントの数を特定する。そして交
差点Ｘを含む円弧セグメントが決定される。その後、こ
の円弧セグメントの各端部点は平面Ｐに投影され、線ｌ
₁がこれらの端部点間に描かれる。交差点を含む円弧セ
グメントに相応した円筒体の他の端部における円弧セグ
メントが決定され、またこの円弧セグメントの端部点は
平面に投影される。最後に、線ｌ₂がこれらの端部点間
に描かれる。

【００４３】交差点が実際の円筒体の内側にある場合を
決定するために、交差点Ｘを始点とする新しい線ｌ₃が
曲げ線に平行に伸張される。この新しい線ｌ₃が投影線
ｌ₁、ｌ₂を奇数回交差する場合には、交差点Ｘは実際の
円筒体の内側にあると決定される。しかしながら、新し
い線ｌ₃が投影線ｌ₁、ｌ₂と偶数回交差する場合には、
交差点Ｘは実際の円筒体の外側にあると決定される。

【００４４】次に、図６を参照して、２Ｄポリラインの
計算について説明する。まず、工程Ｓ５０において、３
Ｄポリライン（上記で形成された）における各点は平ら
に（すなわち平面に）展開され、ｗフラットポリライン
を形成する。３Ｄポリラインの円弧長さはｗフラットポ
リラインの長さと同じであり、すなわち平板の収縮はま
だ行われない。次に工程Ｓ５２において、上記で説明し
た収縮が行われ、２Ｄポリラインが決定される。収縮量
は上記で説明したように曲げ演繹から導出される。その
後、工程Ｓ５４において、制御は呼出し機能に戻る。

【００４５】２Ｄポリラインから、ループ（補助穴）が
形成され得、平板を折り曲げた時に平滑な２アール隅角
部を形成するために、平板からカットされなければなら
ない領域を指示する。ループは図３に示すように４つの
側部と４つの端部点によって画定される。２つの端部点
４１、４３は２Ｄポリラインの非交差端部である。第３
の点４２は各２Ｄポリラインの端部点４１、４３を各曲
げ線１２、１４に平行にのばすことによって決定され、
伸長線４８、４９が得られる。そして伸長線４８、４９
の交差は第３の点４２に等しく設定され、また端部点
（４１、４２）及び（４３、４２）で画定された伸長線
４８、４９はループの第１の２つの側部に平行に設定さ
れる。第４の点４５は２Ｄポリラインの交差点である。
ループの第２の側部は２Ｄポリラインそれら自体４０、
４０’である。

【００４６】好ましい実施の形態においては、第４の点
（及び従って第２の２つの側部４０、４０’）は計算に
伴う起り得る数値誤差を補償するように調整される。こ
の調整により、ループが小さ過ぎる場合に（数値誤差の
可能な結果）干渉がなお生じるので、上述のループより
僅かに大きなループが形成される。従って、数値許容問
題を避けるためにポリラインの交差点４５は新しい点４
５’にシフトされる。好ましい実施の形態では、このシ
フトは、図３に矢印４７で示す方向における曲げアール
（半径）の１％〜２％である。矢印４７の方向は、第３
の交差点４２から離れしかも第４の交差点４５に向かう
方向において、２Ｄポリラインのほぼ対称線に沿ってい
る。パンチすなわち大きなループ（補助孔）の寸法は２
アールの仕上り隅角部をもつユーザーの特定した部分を
構成できるようにする補助孔をパンチするのに用いられ
る。

【００４７】次に、他の型式の衝突の解決法について説
明する。２つの面間の衝突を解消するために、衝突面の
一方か両方をトリムする必要がある。このトリミング
は、まず面に対するトリムループを計算し、そしてその
トリムループに沿って面をトリムすることによって行わ
れる。このトリムループは、衝突形態（例えばセットバ
ック（図２５に示す）、３Ｄトリム（図２５に示す）ま
たは面重なり（図２１に示す））、所望の面対面接触を
描くユーザーの決めたパラメーター、及び衝突領域に基
づいて計算される。

【００４８】本発明の好ましい実施の形態によれば、衝
突検出アルゴリズムは２つの面間の衝突をチェックする
ために使用され得る。このアルゴリズムは、３つの目的
すなわち、２つの面が衝突しているかどうかのチェッ
ク、各面に対する衝突領域の計算及び衝突形態のチェッ
クに用いられる。２つの面が衝突する場合をチェックす
るために、各面について衝突領域を計算しなければなら
ない。衝突領域（ループである）がない場合には、衝突
は存在しない。面に対する衝突領域は、その面の表面に
ループとして表され、それにより両面に共通する任意の
点（すなわち衝突点）はそのループ内に存在することに
なる。

【００４９】衝突の形態を分類するために、多数のパラ
メーターを計算する必要がある。衝突の形態がはっきり
と特定されると、これらのパラメーターは記憶され、後
で衝突を除去するために適当なルーチンが呼び出される
際に、改めて計算する必要なしに、同じパラメーターを
使用することができる。衝突の形態を分類するアルゴリ
ズムの出力は、次の４つの型式すなわち面重なり、セッ
トバック、３Ｄトリム及びまたはこれらのいすれもなし
のうちの１つである。

【００５０】次に図７を参照して、本発明による好まし
い衝突分析について説明する。工程Ｓ６０において、三
次元折り曲げ部材モデルは分析され、面間に衝突が生じ
るかどうかを決定する。この分析のために、Ｓｐａｔｉ
ａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙから商業上入手できるＡＣ
ＩＳのような任意の公知の衝突検出方法が使用され得
る。衝突が見出されない場合には、工程Ｓ７６において
論理は呼出しルーチンに制御を戻す。しかしながら、衝
突が見出される場合には、工程Ｓ６２において衝撃は分
類される。２つの衝突面が互いに平行である場合には、
衝突は工程Ｓ６４において面重なりとして分類される。
工程Ｓ６６において、面重なり衝突を解消する機能が始
まり、この機能については以下図９を参照して説明す
る。衝突が生じ、２つの面が平行でないと、衝突がセッ
トバック衝突であるかまたは３Ｄトリム衝突であるかを
決定する。工程Ｓ６８において、衝突がセットバック性
のものであるどうか決定する。衝突がセットバックであ
ると決定されると、論理は工程Ｓ７０に進み、セットバ
ック衝突を解消する機能が実行される。衝突がセットバ
ックでない場合には、工程Ｓ７２において、衝突は分析
され、３Ｄトリムであるかどうかを決定する。衝突が３
Ｄトリムである場合には、論理は工程Ｓ７４に移り、こ
の衝突を解消する機能が実行される。衝突が面重なり、
セットバックまたは３Ｄトリムとして分離されることが
できなければ、衝突の形態は特定されず、制御は工程Ｓ
７６における呼出しルーチンに戻る。衝突がセットバッ
ク及び３Ｄトリム条件の両方を満たす場合には、衝突は
好ましい分類であるセットバックとして分類されること
が認められる。

【００５１】次に、図１２を参照して、衝突の形態を分
類する代表的なプロセスについて説明する。工程Ｓ９９
において、衝突面が平行であるどうかが決定される。面
が平行である場合には、衝突は面重なりとして分類さ
れ、論理は工程Ｓ１０１へ戻る。面が平行でない場合に
は、工程Ｓ１００において衝突領域が決定されなければ
ならず、衝突領域境界ボックスは工程Ｓ１０２において
計算されなければならない。衝突領域境界ボックスは衝
突交差線に平行な２つの側部（他の２つの側部はその２
つの側部に垂直でなければならない）もつ長方形であ
り、この長方形内に衝突領域が含まれている。衝突交差
線は２つの衝突面の下側平面の交差線である。衝突領域
境界ボックスは４つのベクトルに対して衝突領域の極端
点を見出すことによって計算される。ベクトルの２つは
方向が逆であり、しかも衝突交差線に平行である。また
他の２つのベクトルは方向が逆であり、しかも衝突交差
線に垂直である。

【００５２】その後、衝突領域境界ボックスの主側部は
特定の衝突領域境界ボックスに対して画定される。衝突
領域境界ボックスの主側部は、衝突交差線に平行である
境界ボックスの側部である。衝突領域境界ボックスは２
つの主側部をもっていることが認められる。また主側部
幅ベクトルは、衝突領域の主側部に対して定義されなけ
ればなせない。衝突領域境界ボックスの主側部が決まる
と、主側部幅ベクトルは、主側部に垂直でしかも衝突領
域境界ボックスの他の主側部の向って指向するものとし
て定義できる。

【００５３】衝突の形態をチェックする時、工程Ｓ１０
３（図１２）において、アルゴリズムは仮想トリムルー
プ２００を構成（すなわち計算）し（図８（ａ））、工
程Ｓ１０４において仮想トリムループ２００で面２１０
をトリムし、そして工程Ｓ１０５においてカットした面
の部片がある一定の条件を満たしているかどうかを試験
する。一般に、仮想トリムループ２００は常に、図８
（ａ）に示すように、衝突領域２２０及び衝突領域２２
０の左側かまたは右側の面の領域に跨がる領域を含んで
いる。図８（ａ）の点Ｐ１〜Ｐ４は仮想トリムループ２
００を画定している。まず、衝突を解消するには単に衝
突領域（面に孔を残す）をカットすれば十分であること
は明らかである。しかしながら、部材は平滑な面を備え
て製造することができない。というのは、部材の最終曲
げ形態において衝突が生じなくても、部材を曲げるプロ
セスにおいて衝突が生じるからである。その結果、衝突
領域に加えて、衝突領域２２０の左側かまたは右側もト
リムする必要がある。

【００５４】衝突形態がセットバックであるかまたは３
Ｄトリムであるかをチェックするために、工程Ｓ１０５
において、以下の条件に従って個別に試験される。両面
が適切な試験（セットバックであるかまたは３Ｄトリム
であるか）を通過すると、衝突はそれに応じて分類され
る。面の一方が試験の１つを通過しない場合には、論理
は工程Ｓ１０８における呼出しルーチンに戻り、トリミ
ングは生じない。

【００５５】第１に、工程Ｓ１０３において２つの仮想
トリムループを構成しなければならず、一方は左側領域
２００についてのものであり、他方の仮想トリムループ
は右側領域についてのものである。第２には、各仮想ト
リムループについて、工程Ｓ１０４において面２１０と
仮想トリムループ２００との交差を計算するブール関数
“面∩トリムループ”を計算することによって面２１０
から材料の部片がカットされる。言い換えれば、カット
した部片は面２１０と仮想トリムループ２００とに跨が
る領域である。第３に、左側カット部片及び右側カット
部片は工程Ｓ１０５においてある特性（以下に説明す
る）について試験される。最後に、カット部片が工程Ｓ
１０７において要求された特性を満たしている場合に
は、この面は衝突形態の試験を通過する。しかしなが
ら、両面がこの試験を通過する必要がある。仮想トリム
ループ２００を計算するのに使用したパラメーターは後
で工程Ｓ１１０において使用するために記憶される。

【００５６】仮想トリムループ２００を計算する時（工
程Ｓ１０３）、衝突がセットバックであるかまたは３Ｄ
トリムであるかに関して推測がなされる。従って、相応
した仮想トリムループが計算される。３Ｄトリムの場
合、仮想トリムループ２００はただ１つの違いをもって
セットバックの場合と同じ仕方で構成される（以下に説
明する）。３Ｄトリムにおいては、衝突領域の主側部が
選択されると、隅角部ｐ₁、ｐ₂は、点ｐ₁、ｐ₂が面の外
側となるように主側部を両方向にのばすことによって計
算される。一方、セットバックの場合、点ｐ₁、ｐ₂は選
択した主側部の終端点である。

【００５７】セットバックの場合、仮想トリムループ構
成について以下説明する。以下の説明においては、各工
程において方向が逆であることを除いて仮想トリムルー
プ２００が右側に対して構成される場合とアルゴリズム
は同じであるので、図８（ａ）に示すように衝突領域２
２０の左側に対して仮想トリムループ２００が構成され
るものと仮定する。

【００５８】仮想トリムループ２００は４つの隅角部ｐ
₁、ｐ₂、ｐ₃、ｐ₄で画定した長方形である。従って、長
方形の側部は線（ｐ₁、ｐ₂）、（ｐ₂、ｐ₃）、（ｐ₃、
ｐ₄）、（ｐ₄、ｐ₁）である。まず第１に、衝突領域境
界ボックスの最右方主側部が選択される。仮想トリムル
ープ２００は衝突領域２２０及び衝突領域の左側に対す
る面の領域をカバーしなければならないので（仮想トリ
ムループ２００は左側に対して構成されるので）最右方
側部が利用される。選択した主側部の終端点は隅角部ｐ
₁、ｐ₂である。

【００５９】次に、ベクトルνが計算される。このベク
トルνは、選択した主側部に対して画定した主側部幅ベ
クトルと同じ方向である。ベクトルνの長さは、値ｄに
等しく設定され、この値ｄは面の最大寸法すなわち長さ
または幅より大きくされる。最大面寸法より大きい値ｄ
を利用することによって、トリムループの幅は、境界ボ
ックスの左側に対する領域の全てが面から除去されるの
を保証するように十分に大きいことが保証される。さら
に、隅角部ｐ₃＝ｐ₂＋ν及びｐ₄＝ｐ₁＋νが計算され、
これらの隅角部は結合されて仮想トリムループ２００を
形成する。

【００６０】一度仮想トリムループが形成されると、そ
れは面から板金の部片をカットするのに用いられる（工
程Ｓ１０４）。そしてこのカット部片はある一定の特性
について試験される（工程Ｓ１０５）。カット部片が工
程Ｓ１０７において試験を通過したかどうかを決定する
ために、カット部片は次の特性を満足しなければならな
い。

【００６１】１）カット部片は曲げ線に隣接するいかな
る縁部も含まず、それにより残りの面が同じ曲げ線に隣
接する縁部を全く含まない。特性１を満たすことによ
り、トリミング時に曲げ線が完全にカットされないこと
が保証される。

【００６２】２）カット部片における縁部は最初の面に
おける孔の部分でない。特性２を満たすことにより、ト
リミング時に孔がカットされないことが保証される。カ
ット部片の各縁部は初期形態の部片における孔から現れ
るかどうかを確認するためにチェックされる。

【００６３】工程Ｓ１０７においてセットバックについ
てチェックする時に、カット部片は最初の２つの特性を
付加的な条件と共に満たさなければならない。

【００６４】３）主側部幅ベクトルの方向におけるカッ
ト部片の幅は板金の厚さのある乗数ｃ倍より大きくな
い。一般に、面が仮想トリムループでカットされる際
に、得られるカット部片は必ずしも正確な部片である必
要がない。代わりに、材料の多数の分離した部片を含み
得る。これが生じる場合には、衝突領域に隣接していか
なる縁部も含んでいない部片は放棄される。そして残り
の部片が特性を満たすかどうか試験される。好ましい実
施の形態においてはｃの値は２〜３である。

【００６５】カット部片が工程Ｓ１０７において試験を
満たすと、衝突は分類され、工程Ｓ１１０においてある
一定のパラメーターが記憶され、そして制御は工程Ｓ１
１１における呼出し機能に戻る。カット部片が工程Ｓ１
０７における試験を通過しない場合には、仮想トリムル
ープを構成する時に選択した形態として衝突を分類する
試みは失敗し、そして制御は工程Ｓ１０８における呼出
し機能に戻る。この時点において、工程Ｓ１０３におい
て別の仮想トリムループ（前にチェックされてない衝突
形態について）が構成され得、そしてこのプロセスが繰
り返され得る。

【００６６】一度衝突形態が明確に特定されると、衝突
形態をチェックするのに使用した３つのパラメーター
は、実際のトリミングを行う際に使用するために記憶さ
れる。最初に、主側部をカバーする線（カバー線）に沿
って部片（１つ以上の場合に複数の部片）の２つの端点
が計算され、そのカバー線上にマップされ、そして将来
使用するために記憶される。以下これらの点は点ｐ₁、
ｐ₂と記載する。またベクトルｗは記憶される（工程Ｓ
１１０）。ベクトルｗは、試験を通過した主側部の主側
部幅ベクトルと同じ方向をもつ。ｗの長さは主側部幅ベ
クトルに対するカット部片の幅である。

【００６７】一度衝突がセットバックかまたは３Ｄトリ
ムとして分類されると、どちらかの面または両方の面か
らの過剰部分は、曲げ処理の後、面間の平滑な遷移を得
るためにトリムする必要がある。さらに、過剰部分は、
曲げ処理の後、面の外表面間に隙間を残すためにトリム
され得、その結果隅角部は開放することになる。さら
に、カットが曲げ線に近いと、カットは、曲げ線に平行
になるように動かす必要があり、それにより一層仕上っ
た状態の部材が作られる。従って、衝突を除去するため
には、各面について、仮想トリムループは面をトリミン
グする前に調整する必要があり得る。この調整は、衝突
形態のチェック中に計算したパラメーターｐ₁、ｐ₂、ｗ
及びユーザーの特定したパラメーターに基いてなされ
る。

【００６８】ユーザの特定したパラメーターは所望の面
対面接触を描く。可能な面対面接触のタイプは図８
（ｂ）に示す開いた隅角部及び図８（ｃ）に示す閉じた
隅角部である。開いた隅角部は、両方の面が他方の面の
内側平面（すなわち一方の面に近い他方の面の平面）に
おいて接触することを意味している。閉じた隅角部は、
一方の面が他方の面の内側平面と接触ししかも他方の面
が一方の面の外側平面と接触することを意味している。
好ましい実施の形態では、閉じた隅角部を形成する時、
ユーザーはオフセット値を導入しなければならない。こ
のオフセット値は、面縁部を、閉じたまたは開いた位置
からオフセットすべき量を特定するのに用いられる。

【００６９】上述のように、面をトリムするために、ト
リムループを計算しなければならない。トリムループ
は、以下に説明するアルゴリズムに従って計算した４つ
の線を含むループ（長方形である必要はない）である。

【００７０】トリムループを構成するために、４つの隅
角部ｐ₁、ｐ₂、ｐ₃、ｐ₄を特定する必要がある。ｐ₁、
ｐ₂、ｐ₃、ｐ₄が決まると、トリムループは線（ｐ₁、ｐ
₂）、（ｐ₂、ｐ₃）、（ｐ₃、ｐ₄）、（ｐ₄、ｐ₁）によ
って構成され得る。最初に、トリムループの隅角部
ｐ₁、ｐ₂は、工程Ｓ１１０で衝突形態検出アルゴリズム
によって計算され記憶された点ｐ₁、ｐ₂に等しく設定さ
れる。そして、ユーザーの特定したパラメーターは、所
望の隅角部の形態を決定するためにチェックされる。ユ
ーザーが閉じた隅角部を選択した場合には、所望の隅角
部を形成するのにリトルビットレストリムが必要であ
る。従って、ｐ₁、ｐ₂はｗの方向にシフトされる。この
シフトの量は他方の面の厚さに等しい。開いた隅角部が
選択される場合には、原点ｐ₁、ｐ₂が用いられる。トリ
ムループのｐ₁、ｐ₂が決まると、隅角部ｐ₃、ｐ₄はｐ₃
−ｐ₂＋ｗ及びｐ₄＝ｐ₁＋ｗとして計算され得る。線
（ｐ₁、ｐ₂）、（ｐ₃、ｐ₄）は衝突交差線に平行である
ことが認められる。

【００７１】次に、隅角部ｐ₁、ｐ₂のいずれが面に隣接
した曲げ線に非常に近接しているかどうかが決定され
る。点ｐ₁は、曲げ線からの距離が（ｂ＋ε）以下であ
る場合に曲げ線に近くなるように考えられ、ここでεは
距離許容誤差（通常１０^-4〜１０^-6パーツ単位（典型的
にはｍｍまたはインチ）以内）であり、またｂは曲げ線
領域幅の半分である。曲げ線領域は曲げ操作中に曲げに
よって変換した領域である。曲げ線領域幅は、曲げ線自
体に垂直な方向の曲げ線領域の寸法である。

【００７２】ｐ_iが上記で定義したように曲げ線に近い
場合には、ｐ_iは、衝突交差線に平行に曲げ線までのば
される。ｐ₁かまたはｐ₂が曲げ線に近いと決定され、そ
して曲げ線まで延ばされたとすると、線（ｐ₂、ｐ₃）
（または（ｐ₄、ｐ₁））はそれぞれ曲げ線に平行となる
ように移動されなければならない。この移動は、ｐ
₃（またはｐ₄のそれぞれ）を衝突交差線に平行に同じ曲
げ線までのばすことによって行われる。

【００７３】このプロセスの結果として、平坦な板金部
材が図１５に示すように設計され得る。ここでカット線
５０は本発明の方法によって得られる。図１５に示すカ
ット線の結果として、図１４に示す仕上り３Ｄ部材は、
隅角部を平滑な仕上りで構成することができる。

【００７４】図２１に示す面重なり衝突を解消するプロ
セスについて以下図９を参照して説明する。まず、工程
Ｓ８０において、衝突面は３Ｄ部材座標から２Ｄスクリ
ーン座標に変換される。そして、工程Ｓ８２において、
各面について衝突面における最長曲げ線が見出される。
工程Ｓ８４において、この最長曲げ線は各面に対する主
側部に等しく設定される。

【００７５】その結果、工程Ｓ８６において、各面につ
いて境界ボックスが構成される。境界ボックスの長さ
は、その長さをもつ長方形が他方の面の全体幅を包囲す
るように、曲げ線に平行な主側部を伸ばすことによって
得られる。境界ボックスの幅は、その幅をもつ長方形が
他方の面の全ての重なり点及び他方の面の長さ方向の重
なりを通ってのびる全ての点の境界を定めるように、曲
げ線に垂直な主側部を変換することによって得られる。
長さ及び幅が決定された後、ボックスが描かれる。従っ
て、１つの面に対する境界ボックスは単純に、その面及
び衝突に伴う他の面の望ましくない重なり領域を完全に
包囲する最小長方形となる。境界ボックスを用いること
による１つの利点は、面が不規則な形態である場合に、
境界ボックスが計算を容易にする近似法をもたらすこと
にある。

【００７６】境界ボックスを構成した後、工程Ｓ８８に
おいて、各面の主側部が見出される。副側部は主側部以
外の面の３つの側部を考慮しそしてその副側部を他方の
面の主側部に最も近い側部であるとして選択することに
よって決定される。そして、工程Ｓ９０において、軸線
が形成させ、原点及び対角点が決められる。対角点は原
点に対して対角線上の点を表している。軸線は対応した
曲げ線に平行に両主側部を延ばすことによって形成され
る。原点は延ばした主側部同士の交差点である。

【００７７】本発明の好ましい実施の形態によれば、原
点及び対角点はパターンマッチングによって決定され得
る。あらゆるオーバーラップ形態の態様を図１３（ａ）
乃至図１３（ｊ）に示す。符号Ｍ₁、Ｍ₂はそれぞれ一次
面及び二次面の主側部を表している。符号ｍ₁、ｍ₂はそ
れぞれ一次面及び二次面の副側部を表している。従っ
て、分析すべきオーバーラップ面のオーバーラップ形態
を決定しそしてその形態を図１３（ａ）乃至図１３
（ｊ）のテーブルに示すオーバーラップ形態に整合させ
た後、原点はＯとして表された交差点に等しく設定さ
れ、また、対角点はＤで示した点に等しく設定される。

【００７８】次に、カット形式が選択される。典型的な
カット形式は対角線及び４５°である。対角線カットは
原点から対角点まで延びている。４５°カットは原点か
ら主面の主側部に対して４５°の角度に延びている。

【００７９】そして工程Ｓ９２においてカットループが
決定される。対角線カットが選択される場合には、各面
の境界ボックスは対角線でトリムされ、対角線カットル
ープが形成される。４５°カットが選択される場合に
は、両方の境界ボックスは４５°線でトリムされ、４５
°カットが形成される。

【００８０】工程Ｓ９４において、カットループを用い
て面をカットする。まず、主面をトリムするために、副
面のカットループを用いて主面をカットする。次に、主
カットループを用いて副面をトリムする。最後に、工程
Ｓ９６において、論理は呼出しルーチンの制御に戻る。
従って、各面はカットループを備え、そして一方の面と
他方の衝突面のカットループとの間の交差は除去される
ことになる。当然、面間の交差を計算するのに任意の標
準アルゴリズムを使用してもよく、従ってそのようなア
ルゴリズムについてはここでは説明しない。工程Ｓ９４
のプロセスは、全オーバーラップが面の一方から除去さ
れないが、一部が各面から除去されるように利用され
る。特に、図１０に示すように、ほぼ三角形の部分が各
面からカットされ、平滑に合致する面が得られる。

【００８１】４５°カット線を用いた部材の例を図１０
に示し、面２４（図２１）間の衝突は除去され、衝突面
の代わりに比較的仕上がって見える対角カット線４２が
現れる。図１１には相応した平坦な展開板金部材を示
し、この板金部材は図１０に示す仕上り三次元板金部材
を得るために適当なカットを備えている。平坦な展開板
金部材のカット４４、４６により、平坦な展開板金部材
は、図１０に示す仕上り三次元板金部材に折り曲げでき
ることが認められる。

【００８２】好ましい実施の形態においては、このプロ
セスは部材における衝突面の全てのセットについて自動
的に繰り返される。従って、ユーザーは単に所望のカッ
トを選択すればよく、本発明のコンピュータープログラ
ムにより仕上り部材を得るために衝突面の全てのセット
に対して適切なカットが決定される。言い換えれば、部
材においてオーバーラップする面の２つのセットが存在
する場合には、面の両方のセットに対するカットは、ユ
ーザーが各面オーバーラップのカットの形式を選択する
よりはどちらかと言えば、自動的に決定される。

【００８３】折り曲げられた部材における２つの非平行
面が衝突せずしかも正確に合致しないように部材が設計
される場合には、平滑で、密で、（必要ならば）閉じた
隅角部を形成するために、平坦部材に対して形状を計算
することは困難である。図２３に示す部材は、９０°以
下の曲げ角度及び両方の隅角部に隙間をもつ部材とな
る。図１７に示すように、隙間なしの隅角部を形成する
ために、面２６、２８の一方または両方は延ばさなけれ
ばならない。従って、目的は、面が交差線で正確に合致
し、そして正確に接触し、すなわち面間の隙間が閉じら
れるように面（複数）を延ばすことにある。代わりに、
ユーザーは隅角部間に選択した寸法の隙間が残るように
選択することもできる。

【００８４】本発明の好ましい実施の形態に従って面を
延ばす典型的なプロセスについて以下図１６を参照して
説明する。工程Ｓ１５０において、適当な関数により折
り曲げられた部材の３Ｄ幾何学形状を取得する。工程Ｓ
１５２において、ユーザーは、延ばされることになる面
（面１）における線を選択する。この点に関して、ユー
ザーは一方の面かまたは両方の面上の線を選択してもよ
い。線は、ユーザーが延ばしたい面の側部を画定する。
線が両面において選択される場合には、各選択した線に
ついて次のプロセスが繰り返される。しかしながら、以
下の説明では、ただ１つの線が選択される、すなわちた
だ１つの面が延ばされると仮定する。

【００８５】工程Ｓ１５４において、ユーザーは目標面
を選択し、この目標面まで面１を延ばす。選択した目標
面は目標平面を画定する。この点において、ユーザーの
選択した伸長が可能であるかどうかを決定するために３
つの実行可能なチェックが行われる。工程Ｓ１５６にお
いて、面１が目標面に平行であるかどうかについてチェ
ックが行われる。工程Ｓ１５８において、面１が目標面
に平行でない場合には、選択した線が目標面に垂直であ
るかどうかが決定される。その結果がノーあれば、工程
Ｓ１６０において、面１が目標面と衝突するかどうかに
ついて決定される。その結果が、工程Ｓ１５６、Ｓ１５
８かまたは工程Ｓ１６０においてイエスであれば、面の
伸長は生ぜず、制御は工程Ｓ１７０において呼出し機能
に戻る。しかしながら、３つの全てのチェックについて
結果がノーである場合には、工程Ｓ１６２において、選
択した線が消去され、そして３つの新しい線を形成する
プロセスが開始される。まず、工程Ｓ１６４において、
伸長方向がユーザーによって選択されなければならな
い。好ましい実施の形態において、この方向は前に選択
した線に対して垂直方向かまたは接線方向であってもよ
い。好ましい実施の形態において、原則的な伸長方向は
接線方向である。しかしながら、接線方向が目標面に平
行である場合には、接線方向は使用され得ない。次に、
工程Ｓ１６６において、伸長長さが計算される。伸長長
さは、目標平面から前に選択した線の各端点までの距離
として計算される。従って、伸長方向及び伸長長さによ
り、２つの新しい点が計算でき、この２つの新しい点は
目標面の平面上に位置する。選択した伸長方向が接線方
向である場合には、新しい点は目標面に対する面１の縁
部２９、３０の続きである。そうでない場合には、新し
い点はユーザーの選択した線に垂直であり、目標面の平
面内に位置する。

【００８６】工程Ｓ１６８において、２つの新しい線及
び最初に選択した線の端点によってループが構成され
る。このループは、新しい面１となる面１と合体され、
図１７に示すように隙間なしの隅角部が得られる。図１
８は、図１７に示す部材を得るのに必要な平坦な部材の
形状を示す。特に、カット線６０、６２は上記した論理
プロセスによって得られる。ループが面１と合体された
後、工程Ｓ１７０において、制御は呼出し機能に戻る。
図１８に示す例では、上記した単一面が伸長されるのと
対照的に、両方の面が伸長されている。

【００８７】本発明は幾つかの好ましい実施の形態につ
いて説明してきたが、使用した用語は限定の用語と言う
よりはむしろ説明及び例示の用語であることが理解され
る。本発明の範囲及び精神並びに概念から逸脱せずに現
在の及び補正される特許請求の範囲内で種々の変形がな
され得る。本発明は特定の手段，材料及び実施の形態に
ついて説明してきたが、本発明はここに説明してきたも
のに限定されるものではなく、特許請求の範囲内にある
すべての機能的に等価の構造、方法及び使用を包含す
る。

【００８８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、２Ｄモデルを３Ｄモデルに折り曲げる際に隣接する
ことになる面間の各衝突を検出する検出手段と、衝突を
分析する分析手段と、衝突を生じさせることなしに折り
曲げられ得る２Ｄモデル表現された修正された平坦な板
金部材を設計することにより衝突を除去する除去手段
と、を設けているので、卓越した外観の部材が迅速かつ
効率的に設計できることにある。平坦な部材の仕様は迅
速かつ安価に計算できるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステムにより設計した平滑な２つの
半径方向隅角部を備えた部材を示す。

【図２】本発明のシステムにより設計した図１に示す部
材に曲げられる平坦な板金部材及びその拡大隅角部を示
す。

【図３】本発明による、２つの隅角部を備えた部材を得
るカットループを決める好ましいプロセスを示すフロー
線図である。

【図４】本発明による、３Ｄポリラインを計算する好ま
しいプロセスを示すフロー線図である。

【図５】本発明により交差点が実際の円筒体の内側にあ
るかどうかを決めるために使用される平面を示す上面図
である。

【図６】本発明による、３Ｄポリラインをカットループ
に変換する好ましいプロセスを示すフロー線図である。

【図７】本発明による、衝突を分類し除去する好ましい
プロセスを示すフロー線図である。

【図８】本発明の原理に従って構成した仮定的なトリム
ループをもつ面を示す立面図並びに本発明による開放隅
角部及び閉鎖隅角部を示す平面図である。

【図９】面重なり衝突を解決する好ましいプロセスを示
すフロー線図である。

【図１０】本発明の好ましい実施の形態によって面重な
り問題を解決した部材を示す。

【図１１】図１０に示す部材に曲げられるように、本発
明のシステムを用いて設計した平坦な板金部材を示す。

【図１２】本発明による、衝突を分類する好ましいプロ
セスを示すフロー線図である。

【図１３】本発明による考えられ得る面重なり形態、対
応した原点及び対角点を示す図である。

【図１４】本発明に従ってセットバック・３Ｄトリム衝
突問題を解決した部材モデルを示す。

【図１５】図１４に示す部材に曲げられるように、本発
明のシステムを用いて設計した平坦な板金部材を示す。

【図１６】本発明による、面伸長問題を解決する好まし
いプロセスを示すフロー線図である。

【図１７】本発明に従って面伸長問題を解決した部材モ
デルを示す。

【図１８】図１７に示す部材に曲げられるように、本発
明のシステムを用いて設計した平坦な板金部材を示す。

【図１９】従来技術の設計による面の交差部における撓
み問題を示す部材モデルを示す。

【図２０】図１９に示す部材に曲げられるように、従来
技術のシステムを用いて設計した平坦な板金部材を示
す。

【図２１】従来技術の設計による面の交差部における面
撓み問題を示す部材モデルを示す。

【図２２】図２１に示す部材に曲げられるように、従来
技術のシステムを用いて設計した平坦な板金部材を示
す。

【図２３】従来技術の設計による面の伸長問題を示す部
材モデルを示す。

【図２４】図２３に示す部材に曲げられるように、従来
技術のシステムを用いて設計した平坦な板金部材を示
す。

【図２５】従来技術の設計による面間のセットバック・
３Ｄトリム型衝突を示す部材モデルを示す。

【図２６】図２５に示す部材に曲げられるように、従来
技術のシステムを用いて設計した平坦な板金部材を示
す。

【符号の説明】

１０板金部材１１板金部材１２曲げ線１３曲げ領域１４曲げ線１６衝突部位１８救済穴２０曲げ線２１面２２曲げ線２３面２４重なり部分２６面２８面２９縁部３０縁部４０カット線４１端部点４２端部点４３端部点４４端部点４５交差点４７矢印４８伸長線４９伸長線６０カット線６２カット線２００仮想トリムループ２１０面２２０衝突領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ディミトリィーレシュチナーアメリカ合衆国 92604 カリフォルニア州アーヴァインブライアーウッド 16 (72)発明者ケンスケハザマアメリカ合衆国 92687 カリフォルニア州ヨーバリンダヴィアエスタニカ 5102

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＡＤシステムで設計した２Ｄモデルの
平坦な板金部材をＣＡＤシステムで表された３Ｄモデル
に折り曲げる際に生じるＣＡＤシステムで表された板金
部材の第１面と第２面との間の衝突を解消する装置にお
いて、２Ｄモデルを３Ｄモデルに折り曲げる際に隣接すること
になる面間の各衝突を検出する検出手段と、その衝突を分析する分析手段と、衝突を生じさせることなしに折り曲げられ得る２Ｄモデ
ルの修正した平坦な板金部材を設計することにより衝突
を除去する除去手段と、から成ることを特徴とする装置。
【請求項２】分析手段が、衝突領域に相応するポリラ
インを計算するポリライン計算手段を備えている請求項
１に記載の装置。
【請求項３】分析手段が、さらに、ポリラインからカ
ットループを計算するカットループ計算手段を備えてい
る請求項２に記載の装置。
【請求項４】除去手段が、カットループを用いて２Ｄ
モデルの平坦な板金部材の一部を取除く取除き手段を備
えている請求項３に記載の装置。
【請求項５】ポリライン計算手段が、曲げ作業中に部
材の伸縮の量を補償する請求項２に記載の装置。
【請求項６】ポリライン計算手段が、曲げ線を仮想円
筒体としてモデル化して衝突面における交差点を分析す
るようにすることによりポリラインを計算する請求項２
に記載の装置。
【請求項７】分析手段が、第１面に相応した衝突領域
の第１境界ボックス及び第２面に相応した衝突領域の第
２境界ボックスを計算する境界ボックス計算手段を備え
ている請求項１に記載の装置。
【請求項８】分析手段がさらに、第１境界ボックスか
ら第１伸長境界ボックスを計算しかつ第２境界ボックス
から第２伸長境界ボックスを計算する伸長境界ボックス
計算手段を備えている請求項７に記載の装置。
【請求項９】除去手段が、それぞれの伸長境界ボック
スとカット態様の選択に関連したユーザーの入力パラメ
ーターとに基いて各面のトリムループを計算するトリム
ループ計算手段を備えている請求項８に記載の装置。
【請求項１０】除去手段がさらに、第１面及び第２面
のトリムループ間の第１交差領域を計算し、第１面から
第１交差領域を取除き、また第２面及び第１面のトリム
ループ間の第２交差領域を計算し、第２面から第２交差
領域を取除く計算手段を備えている請求項９に記載の装
置。
【請求項１１】カット態様が、４５°カット及び対角
線カットの１つから成る請求項９に記載の装置。
【請求項１２】分析手段が、衝突を面オーバーラッ
プ、セットバック及び３Ｄトリムの少くとも１つに分類
し、そして衝突の分類に応じて除去手段を制御する請求
項１に記載の装置。
【請求項１３】衝突が３Ｄトリム及びセットバックの
一方として分類される場合に、トリムループ計算手段
が、それぞれの衝突領域境界ボックス及び衝突領域境界
ボックスの一側に対するそれぞれの面における領域を含
む各面に対するトリムループを計算し、またトリムルー
プと面との交差部をカットしてカット部片を形成するカ
ット手段、及び３Ｄ部材モデルにおける穴及び曲げ線と
の交差部について各カット部片を試験する試験手段を有
する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】トリムループが曲げ線に近い場合に、
除去手段がさらに、各トリムループを修正する修正手段
を備えている請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】衝突がセットバックとして分類される
場合に、比較手段が、各カット部片を所定の多数の板金
厚さと比較する請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】衝突が３Ｄトリムとして分類される場
合に、トリムループが１つの次元において衝突面の長さ
及び幅よりも大きくなるように拡大手段で各トリムルー
プを拡大する請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】ＣＡＤシステムで設計した２Ｄモデル
の平坦な板金部材をＣＡＤシステムで表された３Ｄモデ
ルに折り曲げる際に３Ｄモデルで表された板金部材の面
間を平滑に遷移させる装置において、２Ｄモデルを３Ｄモデルに折り曲げる際に互いに隣接す
ることになる面間の隙間を分析する分析手段と、隙間を生じさせることなしに折り曲げられ得る２Ｄモデ
ルの修正した平坦な板金部材を設計することにより隙間
を除去する除去手段と、から成ることを特徴とする装置。
【請求項１８】分析手段が、さらに、第１面の伸長縁
部、第１面が伸長されて得られるべき目標面、及び第１
面の縁部を目標面まで伸長する伸長方向を選択する選択
手段を備えている請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】分析手段がさらに、第１面の縁部の端
位置、伸長方向及び目標面に基いてループを計算する計
算手段を備え、また除去手段がさらに、第１面及びルー
プを含む新しい面を計算する併合手段を備えている請求
項１８に記載の装置。
【請求項２０】伸長方向が、第１面に対する接線方向
及び第１面に対する法線方向の１つから成る請求項１８
に記載の装置。
【請求項２１】ＣＡＤシステムで設計した２Ｄモデル
の平坦な板金部材をＣＡＤシステムで表された３Ｄモデ
ルに折り曲げることによって生じる３Ｄモデルで表され
た板金部材の面間を平滑に遷移させる方法において、２Ｄモデルを３Ｄモデルに折り曲げる際に隣接すること
になる３Ｄモデルの面間の衝突を検出する検出工程と、衝突を分析する分析工程と、衝突を生じさせることなしに３Ｄモデルに折り曲げられ
得る２Ｄモデルの修正した平坦な板金部材を設計するこ
とにより衝突を除去する除去工程と、から成ることを特徴とする方法。
【請求項２２】分析工程が、曲げ操作中に部材の伸縮の量を補償する衝突領域に相応
するポリラインを、曲げ線を仮想円筒体としてモデル化
して衝突面における交差点を分析することにより計算す
ることと、ポリラインからカットループを計算することと、を備
え、また除去工程が、カットループを用いて２Ｄモデルの平
坦な板金部材の一部を取除くことを備えている請求項２
１に記載の方法。
【請求項２３】分析工程が、それぞれの面に相応した衝突領域を包囲する、各衝突面
に対する境界ボックスを計算することと、各面の各境界ボックスに対する伸長境界ボックスを計算
することと、を備え、また除去工程が、各面に対する伸長境界ボックスとカット態様の選択に関
連したユーザーの入力パラメーターとに基いて各面のト
リムループを計算することと、第１面及び第２面のトリムループ間の第１交差領域を計
算し、第１面から第１交差領域を取除くこと、及び第２
面及び第１面のトリムループ間の第２交差領域を計算
し、第２面から第２交差領域を取除くことと、を備えて
いる請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】分析工程が、衝突を面オーバーラッ
プ、セットバック及び３Ｄトリムの少くとも１つに分類
し、そして衝突の分類に応じて除去工程を制御すること
を備え、衝突が３Ｄトリム及びセットバックの一方として分類さ
れる場合に、分析工程が、衝突領域境界ボックス及び衝
突領域境界ボックスの一側に対するそれぞれの面におけ
る領域を含む各面に対するトリムループを計算するこ
と、またトリムループで面をカットしてカット部片を形
成すること、及び３Ｄ部材モデルにおける穴及び曲げ線
との交差部について各カット部片を試験することを備
え、トリムループが曲げ線に近い場合に、除去工程がさら
に、各トリムループを変更することを備え、衝突がセットバックとして分類される場合に、分析工程
がさらに、カット部片を予定の多数の板金厚さと比較す
ることを備え、衝突が３Ｄトリムとして分類される場合に、分析工程が
さらに、各面のトリムループを拡大して１つの次元にお
いて面の長さ及び幅よりも大きくなるようにすることを
備えている請求項２１に記載の方法。