JPH11327619A - 逐次成形用ｎｃプログラム作成方法および逐次成形方法並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】専用プログラムに精通した作業者や成形方法の
熟練知識を有する作業者でなくても逐次成形用のＮＣプ
ログラムを容易に、且つ自動的に作成する方法並びに記
録媒体を提供すること。 【解決手段】製品の３次元ＣＡＤデータ２０より得られ
る製品の３次元形状に対して逐次成形部位抽出過程Ｓ３
１と、該逐次成形部位に対する逐次成形フィーチヤの属
性を基にして知識ルールに基づいて、夫々、逐次成形工
具の特性を決定する第１の過程、と逐次成形加工条件を
決定する第２の過程とからなる製造条件決定過程Ｓ３３
と、前記逐次成形部位を単位形状に分解し、夫々第１、
第２の過程で得られる逐次成形工具の特性と逐次成形加
工条件とを基に、分解された各々の単位形状に応じた逐
次成形工具の移動軌跡をつなげて、逐次成形工具の移動
軌跡を演算する過程Ｓ３５と、を有する逐次成形用ＮＣ
プログラムの作成方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＡＤデータより
逐次成形工具の移動軌跡の指令である逐次成形用ＮＣプ
ログラムを作成する方法に関し、特に３次元ＣＡＤより
得られた製品に対して、逐次成形工具で連続して曲面を
逐次成形する逐次成形用のＮＣプログラムの自動作成方
法および逐次成形方法並びに記録媒体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】金属板上に凹凸形状を形成する成形方法
として、例えば棒状工具を用いた逐次張り出し成形があ
る。この成形方法は、原理的には塑性加工法のひとつで
あるスピニング加工と同じであり、いずれも工具と被加
工材である金属板との相対移動によって、金属板状に凹
凸形状を成形する手法である。逐次張り出し成形は、工
具の軌跡を少しづつ金属板に転写させながら成形を進行
させ、所望の深さまで成形を行うという、１つの工具に
より連続して曲面（平面を含む）を成形する方法であ
る。ここで重要となるのが、工具の移動軌跡の作成と工
具移動させる機械、装置を動かすためのプログラムであ
るＮＣプログラムの作成方法である。第４３回塑性加工
連合講演会論文集では、パーソナルコンピュータ上に、
成形するものの輪郭を入力し、工具の軌跡を生成するプ
ログラムを作成した報告例がある。また、平成５年度春
季塑性加工講演会論文集には、ＮＣプログラムの作成方
法として、形状をいくつかの平面で定義し、それぞれの
接点を順々につないでいくことで工具の軌跡を生成する
方法が示されている。また、第４７回塑性加工連合講演
会論文集には、多角形状を座標点で入力し、それをＢ−
スプライン曲線でなめらかに結んだ工具軌跡を生成する
方法が報告されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術によれば、所
望の形状を各々に有する専用のプログラムに入力するこ
とで工具の軌跡を作成し、ＮＣプログラムを生成するこ
とが可能である。しかし、形状毎に形状の情報を各々の
専用の形式で入力する必要があるため、その専用プログ
ラムに精通した作業者が入力しなければならないという
課題がある。また、近年では所望の形状の情報はＣＡＤ
データとして与えられる場合がほとんどであるが、その
場合でも与えられたＣＡＤデータを作業者が専用のプロ
グラムに入力できるように変換した上で入力をしなけれ
ばならないという課題がある。特に形状が複雑になると
非常に多くの手間がかかる他、実際の成形を行った際に
被加工材との干渉により成形が不可能となってしまうこ
とが発生し、再入力を行わなければならないという事態
も発生するという課題がある。

【０００４】また、従来方法では、工具の選択及び速
度、移動量等の情報は形状入力を行った後に作業者が選
択して入力しなければならず、その決定には熟練知識が
必要となるため所望の形状の成形を希望する設計者がい
ても、専用プログラムに精通した作業者と、成形方法の
熟練知識を有する作業者がいなければ実際の成形品が得
られないという課題があった。

【０００５】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
専用プログラムに精通した作業者や成形方法の熟練知識
を有する作業者でなくても逐次成形用のＮＣプログラム
を容易に、且つ自動的に作成することを可能にした逐次
成形用ＮＣプログラムの作成方法および逐次成形方法並
びに記録媒体を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、製品の３次元ＣＡＤデータより得られる
製品の３次元形状に対して逐次成形部位を抽出する逐次
成形部位抽出過程と、該逐次成形部位抽出過程で抽出さ
れた逐次成形部位に対する逐次成形フィーチヤの属性を
基にして知識ルールに基づいて逐次成形工具の特性を決
定する第１の過程と前記抽出された逐次成形部位に対す
る逐次成形フィーチヤの属性を基にして知識ルールに基
づいて逐次成形加工条件を決定する第２の過程とからな
る製造条件決定過程と、前記逐次成形部位抽出過程で抽
出された逐次成形部位を少なくとも平面、円錐面、およ
び円筒面等の単位形状に分解し、前記製造条件決定過程
の第１の過程で得られる逐次成形工具の特性と第２の過
程で得られる逐次成形加工条件とを基に前記分解された
各々の単位形状に応じた逐次成形工具の移動軌跡を逐次
成形部位に適合するようにつなげて逐次成形部位に対す
る逐次成形工具の移動軌跡を算出する逐次成形工具移動
軌跡演算過程とを有することを特徴とする逐次成形用Ｎ
Ｃプログラムの作成方法である。

【０００７】また、本発明は、製品の３次元ＣＡＤデー
タより得られる製品の３次元形状に対して逐次成形部位
を抽出する逐次成形部位抽出過程と、該逐次成形部位抽
出過程で抽出された逐次成形部位に対する逐次成形フィ
ーチヤの属性である逐次成形工具の滑り跡を許容できる
か否かと面精度とに応じて逐次成形方式を選択する第１
の過程と該第１の過程で選択された逐次成形方式に応じ
て前記抽出された逐次成形部位に対する逐次成形フィー
チヤの属性を基にして知識ルールに基づいて逐次成形工
具の特性を決定する第２の過程と前記第１の過程で選択
された逐次成形方式に応じて前記抽出された逐次成形部
位に対する逐次成形フィーチヤの属性を基にして知識ル
ールに基づいて逐次成形加工条件を決定する第３の過程
とからなる製造条件決定過程と、前記逐次成形部位抽出
過程で抽出された逐次成形部位を少なくとも平面、円錐
面、および円筒面等の単位形状に分解し、前記製造条件
決定過程の第２の過程で得られる逐次成形工具の特性と
第３の過程で得られる逐次成形加工条件とを基に前記分
解された各々の単位形状に応じた逐次成形工具の移動軌
跡を逐次成形部位に適合するようにつなげて逐次成形部
位に対する逐次成形工具の移動軌跡を算出する逐次成形
工具移動軌跡演算過程とを有することを特徴とする逐次
成形用ＮＣプログラムの作成方法である。

【０００８】また、本発明は、前記逐次成形用ＮＣプロ
グラムの作成方法における製造条件決定過程において、
知識ルールに基づいて補助工具付逐次成形工具にするか
否かを決定する過程を含むことを特徴とする。また、本
発明は、前記逐次成形用ＮＣプログラムの作成方法にお
ける製造条件決定過程において、知識ルールに基づいて
矯正治具を用いて矯正するか否かを決定する過程を含む
ことを特徴とする。また、本発明は、前記逐次成形用Ｎ
Ｃプログラムの作成方法における製造条件決定過程にお
いて、逐次成形装置の能力があるか否かを逐次成形フィ
ーチヤの属性である製品の寸法を基に判定する過程を含
むことを特徴とする。また、本発明は、前記逐次成形用
ＮＣプログラムの作成方法における製造条件決定過程の
第１の過程には、１種類の逐次成形工具を用いた単工程
逐次成形と複数種類の逐次成形工具を用いた複数工程逐
次成形とを選択する過程を含むことを特徴とする。

【０００９】また、本発明は、前記逐次成形用ＮＣプロ
グラムの作成方法における製造条件決定過程の第２の過
程には、１種類の逐次成形工具を用いた単工程逐次成形
と複数種類の逐次成形工具を用いた複数工程逐次成形と
を選択する過程を含むことを特徴とする。また、本発明
は、前記逐次成形用ＮＣプログラムの作成方法における
製造条件決定過程の第１の過程において、逐次成形工具
の特性として、少なくとも工具の径と先端肩の曲面との
組み合わせであることを特徴とする。また、本発明は、
前記逐次成形用ＮＣプログラムの作成方法における製造
条件決定過程の第１の過程において、逐次成形工具の特
性として、少なくとも工具の径と先端肩の曲面と材質と
の組み合わせであることを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、前記逐次成形用ＮＣプロ
グラムの作成方法における製造条件決定過程の第２の過
程において、逐次成形工具の特性として、少なくとも径
と先端肩の曲面との組み合わせあることを特徴とする。
また、本発明は、前記逐次成形用ＮＣプログラムの作成
方法における前記製造条件決定過程の第２の過程におい
て、逐次成形工具の特性として、少なくとも径と先端肩
の曲面と材質との組み合わせあることを特徴とする。ま
た、本発明は、前記逐次成形用ＮＣプログラムの作成方
法における製造条件決定過程の第２の過程において、逐
次成形加工条件として、成形ピッチと成形速度とを含む
ことを特徴とする。

【００１１】また、本発明は、前記逐次成形用ＮＣプロ
グラムの作成方法における製造条件決定過程の第２の過
程において、逐次成形加工条件として、成形ピッチと成
形速度と潤滑剤の種類とを含むことを特徴とする。ま
た、本発明は、前記逐次成形用ＮＣプログラムの作成方
法における製造条件決定過程の第３の過程において、逐
次成形加工条件として、成形ピッチと成形速度とを含む
ことを特徴とする。また、本発明は、前記逐次成形用Ｎ
Ｃプログラムの作成方法における製造条件決定過程の第
３の過程において、逐次成形加工条件として、成形ピッ
チと成形速度と潤滑剤の種類とを含むことを特徴とす
る。

【００１２】また、本発明は、前記の成形用ＮＣプログ
ラムの作成方法のプログラムを記録したことを特徴とす
る記録媒体である。また、本発明は、前記の作成方法に
よって作成された成形用ＮＣプログラムを用いて特性が
決定された逐次成形工具をＮＣ制御して被逐次成形板状
体に対して逐次成形することを特徴とする逐次成形方法
である。また、本発明の特徴は、逐次成形用ＮＣプログ
ラムを自動作成する方法において、３次元ＣＡＤデータ
より、前記形状を平面、円錐面、円筒面等の単位形状に
分解し、各々の単位形状に対して逐次成形工具の通過軌
跡計算方法と逐次成形工具の通過順序を定義して、形状
全体の逐次成形工具の通過軌跡（移動軌跡）を決定する
点にある。

【００１３】また、本発明は、製造知識ルールに基づい
て、データベースとして登録しておいた材質・表面粗さ
・形状精度に関する情報とＣＡＤデータより得られる設
計情報と対応して評価を行い、製造条件である逐次成形
工具の選択条件（逐次成形工具の自身の条件）と逐次成
形加工条件（例えば逐次成形工具の移動条件）とを決定
する点にある。また、本発明の特徴は、ＣＡＤデータ
と、材質・表面粗さ・形状精度のデータベースに加え、
加工を行う逐次成形装置の能力を照合して製造条件（逐
次成形工具の選択条件と逐次成形加工条件を決定する点
にある。また、本発明の特徴は、金属板と逐次成形工具
との相対移動で板金部品に凹凸形状を成形する逐次張り
出し成形における逐次成形工具と金属板の相対移動を行
わせる逐次成形用ＮＣプログラムを上記手法を用いて作
成した点にある。

【００１４】また、本発明の特徴は、金属板の板厚方向
の両面側より逐次成形工具を当接させ、２本の逐次成形
工具と金属板との相対移動で凹凸形状を成形する逐次張
り出し成形における逐次成形工具と金属板の相対移動を
行わせる逐次成形用ＮＣプログラムを上記手法を用いて
作成した点にある。また、本発明は、材質・表面粗さ・
形状精度に関するデータベースの中に、逐次張り出し成
形に特有の形状精度を高めるための逐次成形工程に必要
な情報を存在させ、ＣＡＤデータより得られる形状を成
形する逐次成形用ＮＣプログラムと、形状精度を高める
ための工程（補助工具付成形処理や矯正成形処理等）を
行う逐次成形用ＮＣプログラムを作成する機能を有する
点にある。以上説明したように、前記構成によれば、金
属板上に凹凸模様を成形する逐次張り出し成形等の逐次
成形において重要となる逐次成形工具の移動軌跡の作成
と、逐次成形工具を移動させる機械、装置を動かすため
のプログラムである逐次成形用ＮＣプログラムの作成
を、３Ｄ（３次元）−ＣＡＤデータより簡単な操作によ
り即時に自動作成することができる。

【００１５】また、前記構成によれば、作成した逐次成
形用ＮＣプログラムはシミュレーションによる干渉チェ
ックが行えるため、逐次成形用ＮＣプログラムミスの発
生がなく、形状が複雑な場合でも容易に作成が可能であ
る。また、前記構成によれば、逐次成形工具の選択及び
速度、移動量等の製造条件を吟味した逐次成形用ＮＣプ
ログラムを作成するため、３Ｄ（３次元）−ＣＡＤモデ
ルに対して最適な条件で逐次成形できる逐次成形用ＮＣ
プログラムを作成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態について
図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る逐次成形
製品を逐次成形するための逐次成形用ＮＣプログラム自
動生成システムの一実施の形態の概略構成を示す図であ
る。ＣＡＤ処理装置２１は、逐次成形製品のＣＡＤデー
タベースを格納したＣＡＤデータベース格納手段２２
と、該ＣＡＤデータベース格納手段２２に格納されたＣ
ＡＤデータベースを読み出して、逐次成形製品の製図さ
れた図面情報（形状情報も含む）、および逐次成形製品
の板厚情報、材質情報、精度情報２０を抽出してバス４
によりＮＣプログラム自動生成システム１の演算装置２
に提供する演算装置２３と、該演算装置２３によって抽
出される逐次成形製品の図面情報（形状情報も含む）、
板厚情報、材質情報、精度情報２０等を表示する表示装
置２４とによって構成される。

【００１７】逐次成形用ＮＣプログラム自動作成装置１
は、逐次成形の製造条件決定データ等を入力するための
キーボード、表示装置１０に表示されたアイコン等をク
リックして入力するマウス、および記録媒体等の入力手
段３と、該入力手段３によって入力された逐次成形の製
造条件決定データ等を格納する格納手段（記憶装置）６
と、逐次成形製品のＣＡＤ処理装置１１の演算装置２３
からバス４を介して入力された逐次成形製品の形状・材
質・精度の情報２０等を記憶するＲＡＭ等のメモリ７
と、該メモリ７に記憶された逐次成形製品の図面情報
（形状情報も含む）・板厚情報・材質情報・精度情報
等、および格納手段６に格納された逐次成形の製造条件
決定データ等に基づいて逐次成形用ＮＣプログラムを作
成する演算装置２と、該演算装置２で作成された逐次成
形用ＮＣプログラムをファイルとして格納し、必要に応
じて読みだしてネットワークまたは記録媒体等の出力手
段により出力して逐次成形装置（逐次成形機械）に提供
することができる記憶装置５と、上記メモリ７に記憶さ
れた逐次成形製品の図面情報（形状情報も含む）・板厚
情報・材質情報・精度情報等、および逐次成形の製造条
件決定データ、並びに演算装置２で作成した逐次成形用
ＮＣプログラム等を表示するための表示装置１０と、逐
次成形用ＮＣプログラムを作成するためのプログラム等
を記憶したＲＯＭ等のメモリ８とによって構成される。
演算装置２は、逐次選択メニューを表示装置１０に表示
させ、該逐次表示された選択メニューをマウス等の入力
手段３で指定することによって、メモリ７および格納手
段６に記憶された逐次成形方式の選択、工具の選択、工
具の移動軌跡等の生成に必要な情報に基づき、自動的に
逐次成形用ＮＣプログラムを作成し、ファイルとして記
憶装置５に格納する。

【００１８】図２は、逐次成形製品のＣＡＤ処理装置２
１のＣＡＤデータベース２２から抽出されてメモリ７に
記憶された内容を示したものである。この抽出された逐
次成形製品の図面情報（形状情報も含む）・板厚情報・
材質情報・精度情報２０等は、逐次成形製品の形状デー
タベース２５に逐次成形製品の精度情報２６と逐次成形
製品の材質情報２７と逐次成形製品の板厚情報２８とが
組み合わされたデータベースからなっている。当然、板
厚情報２８は、材質情報２７または形状データ２５に入
れても良い。図３は、格納手段６に格納された逐次成形
の製造条件決定データの内容を示したものである。逐次
成形の製造条件決定データは、逐次成形工具選択とその
移動条件と逐次成形工程を決定する逐次成形の製造知識
ルール１１と、逐次成形加工が可能な逐次成形装置の仕
様（例えば逐次成形加工可能な範囲を示す。）からなる
逐次成形装置データベース１２と、逐次成形装置におい
て準備できる様々な種類の逐次成形工具のデータベース
１３とからなっている。更に、逐次成形の製造条件決定
データには、逐次成形方式（方式Ａ：下枠（図１９、図
２０に示す。）方式、方式Ｂ：下型方式（図１４および
図１５に示す２本パンチ方式において下パンチ４１の代
わりに下型を用いる方式である。）、方式Ｃ：２本パン
チ方式（図１４および図１５に示す。））に関するデー
タを含めてもよい。図４および図５は、本発明に係る逐
次成形用ＮＣプログラム自動生成システムにおいて、Ｎ
Ｃプログラムを出力するまでの基本的な処理を実行する
フローチャートを示したものである。

【００１９】まず、演算装置（ＣＰＵ）２は、データ読
み込みステップ３０において、逐次成形製品の図面情報
（形状情報も含む）、板厚情報、材質情報、精度情報等
の３Ｄ（３次元）−ＣＡＤデータベース２０をメモリ７
に記憶させる。次に、演算装置２は、成形部位抽出ステ
ップＳ３０において、メモリ７に読み込まれた次成形製
品の図面情報（形状情報も含む）、板厚情報、材質情
報、精度情報等の３Ｄ（３次元）−ＣＡＤデータベース
２０を基に、例えば逐次成形製品５０が図７および図８
に示すような場合、図１０に示すように逐次成形製品５
０を表示装置１０に表示し、斜線で示す逐次成形部位
（逐次成形領域）をマウス等の入力手段３を用いて指定
することによって、逐次成形部位の形状を抽出する。更
に、演算装置２は、逐次成形部位抽出ステップＳ３１に
おいて、抽出された逐次成形部位から、図１０に示すよ
うに平面５４と、円柱面（面取りＲ）５５と、円錐面５
６との要素形状（単位形状）に分解して抽出し、これら
抽出された要素形状（単位形状）毎に、その形状（上部
円柱面５５については曲率中心位置と曲率半径Ｒ；下部
円柱面５５については曲率中心位置と曲率半径；平面５
４については傾き角度も含めた寸法；円錐面５６につい
ては円錐軸の位置、上部の半径、下部の半径等）、板
厚、材質、精度（面粗さ、ソリ、フクレ等）のパラメー
タを抽出し、中間ファイル３２として格納手段６に格納
する。特に、逐次成形加工における精度のうち、ソリや
フクレ等については、逐次成形部位以外に波及すること
になるので、逐次成形部位として指定されるものではな
い。演算装置２は、抽出された逐次成形部位から、平面
５４と、円柱面５５と、円錐面５６との要素形状（単位
形状）に分解し、分解した単位形状にそれぞれ番号を割
り付ける。このようにすることで、分解した単位形状の
順序を認識させ、軌道計算の時に計算の順序が狂わない
ようにしている。さらに、取り込んだＣＡＤデータの形
状に対して逐次成形装置との位置関係を決定する座標割
り付けを行う。以上の処理が終了した後、中間ファイル
３２を作成し、格納手段６に格納する。

【００２０】更に、演算装置２は、製造条件決定ステッ
プＳ３３において、中間ファイル３２として格納手段６
に格納された逐次成形部位における要素形状毎の形状、
板厚、材質、精度等のパラメータを基に、逐次成形装置
データベース１２と逐次成形工具データベース１３とを
参照しながら、製造知識ルール１１を用いて評価するこ
とにより、逐次成形を行う工具の種類、逐次成形条件、
逐次成形工程等の製造条件を決定し、中間ファイル３４
として格納手段６に格納する。続いて、演算装置２は、
工具軌跡演算ステップＳ３５において、中間ファイル３
２として格納手段６に格納された逐次成形部位における
要素形状毎の形状、板厚、材質、精度等のパラメータ
と、中間ファイル３４として格納手段６に格納された工
具の種類、逐次成形条件、逐次成形工程等の製造条件と
を基に、逐次成形方式（方式Ａ：下枠方式、方式Ｂ：下
型方式、方式Ｃ：２本パンチ方式）に適合させた状態
で、成形工具の移動軌跡の計算を行い、中間ファイル３
２から得られる逐次成形製品の形状に対して、工具が通
過すべき軌跡を算出したＣＬ（Cutter Location）デー
タファイル３６を作成し、格納手段６に格納する。

【００２１】更に、演算装置２は、ＮＣプログラム変換
ステップＳ３７において、逐次成形装置データベース１
２を参照し、ＣＬデータファイル３６に作成された工具
の移動軌跡を基に、逐次成形装置の移動軸構成に即した
形式に変換して逐次成形用ＮＣプログラムを作成し、記
憶装置５にファイルとして格納し、必要に応じてネット
ワークまたは記録媒体等の出力手段を用いて出力して逐
次成形装置（逐次成形機械）に提供する。

【００２２】なお、ステップＳ３８は、演算装置２が工
具の干渉チェックを行うものである。即ち、演算装置２
は、格納手段６に格納されたＣＬデータファイル３６を
読みだすと、工具が移動軌跡上の所定の位置に位置した
とき、図１７に示す状態が得られる。工具移動シュミレ
ーションＳ３８ａにおいて、逐次成形製品の形状に対し
て工具を計算された軌跡通りに移動させることによっ
て、干渉チェックＳ３８ｂが行われ、その結果がメッセ
ージ出力Ｓ３８ｃとして表示装置１０に出力される。

【００２３】次に、演算装置２が実行する逐次成形部位
抽出ステップＳ３１、製造条件決定ステップＳ３３、お
よび工具軌跡演算ステップＳ３５について、詳細に説明
する。

【００２４】図１４、および図１５は、方式Ｃ：２本パ
ンチ方式の逐次張り出し成形の概略を示したもので、図
１４は２本パンチ方式の逐次張り出し成形の装置概略構
成の斜視図、図１５は図１４におけるＡ−Ａ’断面図で
ある。図１４において、上クランプ治具４４、下クラン
プ治具４５によって金属板からなる被加工材４６を支持
させ、被加工材４６の板厚方向の上下面にそれぞれ上パ
ンチ４０、下パンチ４１を配置させる。図１５（ａ）に
示すように、上パンチ４０、下パンチ４１の先端を、金
属板からなる被加工材４６に接しさせると共に、下パン
チ４１を上パンチ４０に対してやや外側にオフセットし
て位置させる。次に、図１５（ｂ）に示すように、上パ
ンチ４０にマイナスＺ方向の変位を与えた後、図１４に
示すように上パンチ４０を矢印実線４２に沿ってＸＹ方
向に動かす。同時に下パンチ４１はＺ方向の位置はその
ままで矢印点線４３に沿ってＸＹ方向に動かす。このと
き、下パンチ４１の移動する矢印点線４３の輪郭は上パ
ンチ４０の移動する矢印実線４２の軌跡に対して最初に
オフセットさせた分だけ大きくする。以上の上パンチ４
０と下パンチ４１の移動により、下パンチ４１の移動軌
跡を輪郭とした凹形状が金属板４６に形成できる。さら
に、上パンチ４０と下パンチ４１とをそれぞれ図１４に
示す矢印実線４２と矢印点線４３の移動を繰り返すとと
もに、図１５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、逐
次（１周ごとに）上パンチ４０のＸＹ方向の移動軌跡を
内側に小さくしながら上記加工を繰り返すことにより、
所望深さの凹形状が張出し成形できる。以上説明したの
は、図１６（ａ）に、ａ１で示すように、下パンチ４１
の移動軌跡４３を一定にしておいて、上パンチ４０の移
動軌跡４２を逐次（１周ごとに）下降させながら内側に
小さく移動させるようにしたが、ａ２で示すように、上
パンチ４０の移動軌跡を単に逐次下降させるだけで、下
パンチ４１の移動軌跡を逐次外側に移動させてもよい
し、またａ３で示すように、上パンチ４０の移動軌跡４
２を逐次下降させながら内側に移動させ、下パンチ４１
の移動軌跡を逐次外側に移動させてもよい。即ち、ａ３
で示すものは、ａ１で示すものとａ２で示すものとを組
み合わせたものである。

【００２５】また、凸形状を２本パンチで成形する場合
は、最初に金属板４６と両パンチを位置させる時に上パ
ンチ４０を下パンチ４１に対して外側にオフセットして
位置させ、上パンチ４０のＺ方向はそのままにし、下パ
ンチ４１にプラスＺ方向の変位を与えながら上パンチ４
０、下パンチ４１をＸＹ方向に移動させる。これによ
り、上パンチ４０の移動軌跡を輪郭とした凸形状が形成
できる。続いて、上パンチ４０のＸＹ方向の移動軌跡を
逐次（一周ごとに）外側に大きくしながら、前記と同様
の上パンチ４０と下パンチ４１の移動を行うことによっ
て所望高さの凸形状が張出し成形できる。以上説明した
のは、図１６（ｂ）に、ｂ１で示すように、上パンチ４
０の移動軌跡を単に逐次外側に大きく移動させながら、
下パンチ４１の移動軌跡を一定にして逐次単に上昇させ
るようにしたが、ｂ２で示すように、上パンチ４０の移
動軌跡を一定にして、下パンチ４１の移動軌跡を逐次上
昇させながら内側に小さく移動させてもよいし、またｂ
３で示すように、上パンチ４０の移動軌跡を逐次外側に
大きく移動させて、下パンチ４１の移動軌跡を逐次上昇
させながら内側に小さく移動させてもよい。即ち、ｂ３
で示すものは、ｂ１で示すものとｂ２で示すものとを組
み合わせたものである。

【００２６】次に、図７および図８に示す逐次成形製品
の形状を基にして説明する。図７は、３Ｄ（３次元）−
ＣＡＤデータベース２０によって描かれた、金属板５１
の内部に四角錐台形状の凹面５２が存在するＣＡＤモデ
ル５０を示している。図８は、図７のＢ−Ｂ’断面図で
ある。まず、演算装置２は、逐次成形部位抽出ステップ
Ｓ３１において、３Ｄ−ＣＡＤデータベース２０からＣ
ＡＤ機能を利用して、表示装置１０の画面上に図７に示
すＣＡＤモデル（逐次成形製品モデル）５０を表示し、
該逐次成形製品モデル５０上の図形の一部を選択するこ
とによって成形フィーチャの属性［形状の種類（例え
ば平面５４、円錐面５６、円柱面５５等）、精度（面
粗さ（パンチ滑り跡等の傷も含む。）、ソリ（例えば図
２１に示すｄ２）、フクレ（例えば図２１に示すｄ１）
等）、板厚、材質］と共に逐次成形部位５３を抽出
する。表示装置１０の画面上において、図９に示す斜線
部が、抽出した逐次成形部位５３である。さらに、演算
装置２は、逐次成形部位抽出ステップＳ３１において、
図１０に示すように、抽出した逐次成形部位５３を、３
Ｄ−ＣＡＤデータベース２０に基づいて、平面５４、円
錐面５６、円柱面（面取りＲ面）５５の単位形状に分解
する。更に、演算装置２は、分解した単位形状に対し
て、それぞれ番号を割り付けし、工具軌跡の順路決定お
よび軌道演算の際に用いるべく中間ファイル３２として
格納手段６に格納する。次に、演算装置２は、ＣＡＤモ
デル５０に対し、逐次成形装置に配置する状態での座標
系を設定し、上記抽出された成形フィーチャの属性を持
った逐次成形部位５３について上記設定された逐次成形
装置の座標系に変換して格納手段６に格納する。図１０
において、ＸＹＺ座標軸５７が設定した逐次成形装置の
座標系である。この時点で、演算装置２により、成形フ
ィーチャの属性を持った逐次成形部位５３と逐次成形装
置の座標系５７との情報を有する中間ファイル３２が作
成されて格納手段６に格納されることになる。

【００２７】次に、演算装置２は、製造条件決定ステッ
プＳ３３において、製造条件である逐次成形方式と成形
工具と成形条件（成形加工条件、１工程または多工程
か、補助工具有無、成形パターン等）とを決定する。図
１１は、逐次張り出し成形に用いる成形工具形状の一例
である。成形工具５８は、下端にＲ面取り形状を有した
円筒形状であり、工具径φＤ１、Ｒ面取り寸法Ｒ１が決
まると使用する成形工具を選定して決定できる。逐次成
形工具データベース１３には、準備されている全ての種
類の逐次成形工具についてのデータが用意されている。
従って、演算装置２は、逐次成形部位抽出ステップＳ３
１において中間ファイル３２として抽出された逐次成形
部位５３の形状情報より基本条件を決定し、該決定され
た基本条件と逐次成形部位抽出ステップＳ３１において
中間ファイル３２として抽出された板厚・材質・精度情
報とを基に製造知識ルールを参照してパンチ選択条件を
決定する。即ち、演算装置２は、ＣＡＤモデル５０より
円錐面５６における最小コーナＲと、円柱面（面取りＲ
面）５５における面取りＲ（図８におけるＲＬまたはＲ
Ｕ）との情報を取得し、図１２に示すような、成形工具
形状に関する基本条件を作成する。

【００２８】成形工具径φＤ１≦円錐面５６における最
小コーナＲ 成形工具肩Ｒ１≧円柱面５５における面取りＲ 続いて、演算装置２は、逐次成形部位５３の板厚・材質
・精度情報より逐次成形の製造知識ルール１１を参照し
て成形工具選択条件を作成する。即ち、逐次成形の製造
知識ルール１１には、例えば図１３に示すような成形工
具径φＤ１、成形工具肩Ｒ１と面精度との相関関係がデ
ータベースとして格納手段６に格納されており、これと
基本条件とを比較することで成形工具選択条件を決定す
ることができる。そして、作成された成形工具選択条件
によって逐次成形工具データベース１３を参照し、該条
件に適合する逐次成形工具が抽出されることになる。

【００２９】更に、演算装置２が実行する際、用いる逐
次成形の製造知識ルール７には、（１）成形品に要求さ
れる仕様の確認ルール（成形品に要求される仕様通りに
逐次成形ができるか確認し、できない場合にはＣＡＤモ
デル５０に対して修正要求を出すルール）、（２）逐次
成形方式の選択ルール（方式Ａ：下枠方式（図１９およ
び図２０に示す。）、方式Ｂ：下型方式、方式Ｃ：２本
パンチ方式（図１４および図１５に示す。）のどれを選
択するかのルール）、（３）逐次成形装置の能力の確認
ルール（方式Ａおよび方式Ｂについては、成形装置の能
力を満足するか否かの再度確認ルールであり、方式Ｃに
ついては、成形装置の能力を満足するか否かの再度確認
ルールと図１６に示す各種上下パンチ移動方式の中から
特定の上下パンチ移動方式を決めるルールとからな
る。）、（４）成形工具選択ルール［単工程または多工
程処理の選択ルールも含む。］（単工程または多工程処
理の選択ルールに対応させて成形工具の径Ｄ１や肩Ｒ１
の決定のルール）、（５）成形加工条件決定ルール（成
形工具４０、４１の送り込み量からなる成形ピッチの決
定、成形工具４０、４１の移動軌跡に沿った移動速度か
らなる速度の決定、ならし回数の決定、および潤滑剤の
種類の決定のルール）、（６）補助工具有無処理のルー
ル（図２１に示すようにフクレｄ１が製品精度を越えて
しまう場合において図２２〜図２４に示すように形成工
具に補助工具８０を付けるかの処理ルール）、（７）矯
正加工処理のルール（図２１に示すようにソリｄ２が製
品精度を越えて修正する必要がある場合において図２５
〜図２７に示すように矯正工具９０による修正処理ルー
ル）（８）成形パターンの決定ルール（成形工具の送り
込み方、成形工具の角度制御有り等）が含まれている。

【００３０】（１）成形品に要求される仕様の確認ルー
ルは、逐次成形部位抽出ステップＳ３１によって得られ
た製品モデル５０および成形フィーチャの属性（ＣＡＤ
情報）［形状の種類、精度、板厚、材質］と逐
次成形装置データベース１２から得られる成形装置の能
力とに基づいて（１−１）逐次成形が可能か否か、（１
−２）逐次成形部位の特定がＯＫか、（１−３）製品の
表面の判定がＯＫか、（１−４）逐次成形装置の能力が
ＯＫか、（１−５）製品の表面性状（面粗さ（パンチ滑
り跡等の傷も含む。）等の表面性状）がＯＫか、（１−
６）寸法精度（ソリ、フクレ、面取り半径Ｒ等）がＯＫ
かについて確認し、その結果を表示装置１０に表示す
る。もし、ＯＫでない場合には、ＮＧのメッセージを表
示装置１０に表示し、製品モデル５０に対して修正要求
のメッセージを表示装置１０に表示する。工程設計者
は、表示装置１０に表示された修正要求のアイコンを操
作し、製品モデル５０に対し、例えば図８に示す絞り角
度θ、図１０に示す円柱面５５の形状および円錐面５６
の形状（コーナ部の形状）、板厚条件、材質条件等を入
力手段３を用いて修正する。その結果、（１−１）〜
（１−６）についてＯＫの確認が取れたら、次のルール
へと進む。なお、成形フィーチャの属性において、形
状の種類は、例えば平面５４、円錐面５６、円柱面５５
等からなり、精度は、面粗さ（パンチ滑り跡等の傷も
含む。）、ソリ（例えば図２１に示すｄ２）、フクレ
（例えば図２１に示すｄ１）等からなり、材質は、例
えば鉄鋼板、ステンレス鋼板、更に塗装鋼板等からな
る。

【００３１】（２）逐次成形方式の選択ルールは、逐次
成形部位抽出ステップＳ３１によって得られた製品モデ
ル５０および成形フィーチャの属性［形状の種類、
精度］から、図９に示す製品モデル５０を反転させた状
態における凸面部の表面にパンチ滑り跡等の傷が付くこ
とが不可の場合には、方式Ａを選択し、図９に示す凹面
部の表面にパンチ滑り跡等の傷が付くことが不可の場合
には、方式Ｂを選択し、どちらの表面にもパンチ滑り跡
等の傷が付くことがＯＫで、しかも面精度が低精度でよ
い場合には、図１４および図１５に示す方式Ｃを選択
し、どちらの表面にもパンチ滑り跡等の傷が付くことが
ＯＫでも面精度が高精度の場合には、方式Ａまたは方式
Ｂを選択し、夫々選択された成形方式に応じて、次のル
ールへと進む。

【００３２】なお、この逐次成形方式の選択は、工程設
計者または作業者が入力手段３を用いてマニュアルで選
択しても良い。その理由は、パンチ滑り跡等の傷を付け
ても良いか否かと、面精度が低くても良いか否かについ
ては、工程設計者または作業者が容易に判断することが
できるからである。

【００３３】（３）逐次成形装置の能力の確認ルール
は、方式Ａおよび方式Ｂについては、成形装置の能力を
満足するか否かの再度確認を行い、方式Ｃについては、
成形装置の能力を満足するか否かの再度確認を行い、更
に図１６に示す各種上下パンチ移動方式の中から特定の
上下パンチ移動方式を決め、次のルールへと進む。

【００３４】（４）成形工具選択ルールは、まず単工程
または多工程成形処理の選択ルールに基づいて単工程成
形処理なのか、多工程成形処理なのかを選択する。単工
程または多工程処理の選択ルールには、例えば、図１８
に示す如く、製品モデル５０に応じて多工程成形処理
（凸成形と凹成形の組み合わせ）が必要であるか否かの
ルールと、図２８に示すように材質と要求される精度と
から成形工具の肩Ｒを大きいものから小さいものに変え
て最終成形をする必要があるか否かのルールとが含まれ
る。製品形状に応じた単工程成形処理（凸成形または凹
成形のみ）と多工程成形処理（凸成形と凹成形の組み合
わせ）とのどちらを選択するかは、製品モデル５０によ
って自動的に選択される。また、成形工具に応じた単工
程成形処理（１種類の成形工具を用いて成形する。）と
多工程成形処理（図２８に示すように成形工具の肩Ｒ１
を大きいものから小さいものに変えて最終成形をす
る。）とは、主として、材質と精度とに基づいて選択さ
れる。即ち、図１３に示すように、成形工具の肩Ｒ１が
小さいものを使用すれば、面精度が悪くなる性質を有す
る。次に、成形工具選択ルールは、このように、選択さ
れた単工程成形処理なのか、多工程成形処理なのかにつ
いて考慮されて、前述したように成形工具選択条件とし
て、成形工具の径Ｄ１と肩の半径Ｒ１とが決定される。
ここで、方式ＡおよびＢについては、上パンチの径Ｄ１
と肩の半径Ｒ１とが決定され、方式Ｃについては上下の
パンチ４０、４１について径Ｄ１と肩の半径Ｒ１とが決
定される。そして、夫々の方式において、作成された成
形工具選択条件によって逐次成形工具データベース１３
を参照し、該条件に適合する逐次成形工具が抽出される
ことになる。

【００３５】（５）成形加工条件決定ルールは、逐次成
形方式Ａ、Ｂ、Ｃ共同様に、製品モデル５０からの面精
度、および材質、並びに（４）成形工具選択ルールで選
択された成形工具の形状に基づいて、成形工具４０、４
１の送り込み量（１周毎の落とし込み量）からなる成形
ピッチの決定、成形工具４０、４１の移動軌跡に沿った
移動速度からなる速度の決定、ならし回数の決定、およ
び潤滑剤の種類の決定を実行する。ならし回数の決定
は、例えば方式Ｃの２本パンチ方式の場合、図１５
（ｄ）に示す最終逐次成形状態において上パンチ４０お
よび下パンチ４１を同じ移動軌跡で繰り返して移動させ
る回数の決定であり、方式Ｂの下ブロック方式の場合、
図２０（ｄ）に示す最終逐次成形状態において上パンチ
４０を同じ移動軌跡で繰り返して移動させる回数の決定
である。このならし回数は、逐次成形加工によって最終
の製品形状を得るために行うものであり、板厚および材
質や成形工具の肩の曲面（半径）等に応じて決定される
ことになる。また、潤滑剤の種類についても、材質に応
じて変えてやる必要が有る。

【００３６】（６）補助工具有無処理のルールは、逐次
成形方式Ａ、Ｂ、Ｃ共同様に、図２１に示すようにフク
レｄ１が製品精度を越えてしまうか否かに応じて、成形
工具４０に補助工具８０を付けるか否かを決定するもの
である。図２２〜図２４は、逐次成形方式Ｂの場合にお
いて、成形工具４０に補助工具８０を付けた場合を示
す。即ち、図２１に示すようにフクレｄ１が製品精度を
越えてしまう場合には、図２２〜図２４に示すように成
形工具４０に補助工具８０を付けること（補助工具処
理）を決定する。 （７）矯正成形処理のルールは、図２１に示すようにソ
リｄ２が製品精度を越えて修正する必要があるか否かに
応じて、図２５〜図２７に示すように逐次成形方式Ｂを
用いて矯正工具９０による修正処理が必要であるか否か
を決定する。即ち、図２１に示すようにソリｄ２が製品
精度を越えて修正する必要がある場合には、図２５〜図
２７に示すように矯正工具９０による修正処理が必要で
あると決定する。

【００３７】（８）成形パターンの決定ルールは、製品
モデル５０の面精度、逐次成形方式の選択ルールで決定
された成形方式、成形工具選択ルールによって決定され
た単工程成形処理かまたは多工程成形処理か、および補
助工具有無処理ルールによって決定された補助工具有無
に応じて、逐次成形装置の能力の確認ルールで図１６に
示す上下パンチ移動方式の中から決定された上下パンチ
の移動方式に応じて決定される成形工具の送り込み方法
（落とし込み方法）、成形工具の角度制御有り（成形工
具の傾きの制御有りの場合）等を決定する。また成形工
具の送り込み方法としては、成形工具を移動軌跡に沿っ
て１周毎に続けて成形ピッチを落とし込む螺旋状に移動
させる方式（図１４に示す移動軌跡４２を続けて行う方
式）と、成形工具を移動軌跡に沿って１周毎に反転させ
て成形ピッチを落とし込む反転移動方式とも含まれる。

【００３８】以上説明したように、演算装置２は、製造
条件決定ステップＳ３３において、（１）成形品に要求
される仕様の確認ルール、（２）逐次成形方式の選択ル
ール、（３）逐次成形装置の能力の確認ルール、（４）
成形工具選択ルール、（５）成形加工条件決定ルール、
（６）補助工具有無処理のルール、（７）矯正成形処理
のルール、および（８）成形パターンの決定ルールに基
づいて製造条件が決定されて、中間ファイル３４として
格納手段６に格納される。また、中間ファイル３２とし
て、図１２に示すように、抽出した逐次成形部位５３
を、平面５４、円錐面５６、面取りＲ面５５の単位形状
に分解し、該分解した単位形状に対してそれぞれ番号を
割り付けし、これら割付けされた逐次成形部位に関する
情報が、逐次成形装置の座標系（図１２に示されるＸＹ
Ｚ座標軸５７の座標系）で、格納手段６に格納されてい
る。次に、演算装置２は、中間ファイル３４として格納
手段６に格納された製造条件［逐次成形方式、上下パン
チ径Ｄ１およびその肩の半径Ｒ１、成形工具の成形ピッ
チ（送り込み量：落とし込み量）、成形工具の移動軌跡
に沿った移動速度、単工程成形処理かまたは多工程成形
処理か、成形工具の送り込み方法、成形工具の角度制御
有り（成形工具の傾きの制御有りの場合）等］と格納手
段６に格納された中間ファイル３２の情報とに基づい
て、成形工具の移動軌跡の計算を行い、ＣＬデータファ
イル３６として格納手段６に格納する。中間ファイル３
２の内容は、逐次成形装置に対して設定された座標系
（図１２に示されるＸＹＺ座標軸５７の座標系）に基づ
く逐次成形部位について分解して番号付けされた単位形
状に関する情報が含まれているので、成形工具軌跡の順
路決定および軌道演算の際に用いることが可能となる。
特に、円錐面５６についての平面的な工具の移動軌跡
は、円弧補間でも、直線近似補間のどちらでもよい。も
ともと逐次成形装置に、成形工具を円弧の中心を回転軸
にして回転半径を制御して回転出来るように構成されて
いる場合には、回転半径を決めて円弧で補間すれば良
い。

【００３９】次に、本発明に係る凸成形と凹成形とを組
み合わせた多工程成形処理について、図１８を用いて説
明する。図１８（ａ）には、まず、凹形状を逐次張り出
し成形し、その後凹形状の周囲の板状部に凸形状を逐次
張り出し成形することによって凸成形と凹成形とを組み
合わせた多工程成形が可能となる。図１８（ｂ）には、
まず、凸形状を逐次張り出し成形し、その後凸形状部の
周囲に凹形状を逐次張り出し成形することによって凸成
形と凹成形とを組み合わせた多工程成形が可能となる。

【００４０】次に、本発明に係る成形方式Ａについて図
１９および図２０を用いて説明する。即ち、図１９は、
ＮＣ制御される棒状工具４０を用いて金属パネル４６に
張り出し成形部を成形する逐次張り出し成形装置の概略
構成を示す図である。この成形装置は、張り出し成形部
外側輪郭形状と同じ輪郭の穴部４３ａを有する下型枠４
３と、凹形状を成形するための棒状工具である上パンチ
４０を示している。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）にお
ける金属パネル４６を下型枠４３上に置いてクランプ治
具４４を用いて固定し、前記金属板パネル４６の上に上
パンチ４０を配置した図である。上パンチ４０は下型枠
４３の穴部４３ａの縁上の一部ａ点に位置させる。次
に、上パンチ４０をマイナスＺ方向に変位を与えながら
ＸＹ方向に矢印４７に沿って周回移動させる。これによ
り上パンチ４０の先端部の軌跡が金属パネル４６に転写
される。さらに、上パンチ４０のＸＹ方向の移動軌跡を
一周ごとに徐々に小さくなるようにして上パンチ４０の
周回移動を繰り返すことによって所望の深さの凹凸模様
が形成できる。図２０は、図１９（ａ）におけるＤ−
Ｄ’断面図であり、成形の過程を断片的に示したもので
ある。図２０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の如く徐
々に深さを増していき所望の深さの凹凸模様を得る。上
パンチ４０の一周ごとのＺ方向の変位Δｈと一周ごとの
ＸＹ方向の変位Δｄの関係をｔａｎθ＝Δｄ／Δｈとす
ることで凹形状の側面角度がθの凹凸模様を形成でき
る。次に、本発明に係る成形方式Ｂについて説明する。
この成形方式Ｂは、図１９および図２０に示す成形方式
Ａにおける下型枠４３の代わりに下型を用いて成形する
ものである。また、成形方式Ｂは、成形方式Ｃにおい
て、下パンチ４１の代わりに下型を用いて成形するもの
である。

【００４１】ところで、成形方式Ｃで成形した後、固定
治具４４、４５から取り外すと、図２１に示すように金
属パネル６０は、内側平面部６３がｄ１量で示すフクレ
形状となり、また、外側平面部６４がｄ２で示す上側へ
のソリ形状となる。内側平面部６３のフクレ形状は、成
形パンチ４０によるマイナスＺ方向への押し込みによ
り、金属パネル６０の内側平面部６３が成形パンチ４１
の上面部より離れてしまうことが原因である。外側平面
部６４のソリ変形は、張り出し成形部６２の外側輪郭部
６４の弾性回復によることが原因である。なお、成形方
式Ａ、Ｂの何れにおいても、同様な現象が生じる。次
に、上記不正変形を抑止し、形状精度を向上させる補助
工具処理成形方法について、図２２〜図２４を用いて説
明する。図２２は、逐次成形方式Ｃにおける例えば、成
形パンチ４０に補助工具８０を付けて補助工具処理成形
を行う装置の一実施例を示した斜視図、図２３は、図２
２におけるＥ−Ｅ’断面図、図２４は、成形パンチ４０
のマイナスＺ方向の押し込みが行われた状態でのＥ−
Ｅ’断面図である。補助工具付成形工具７９は、成形パ
ンチ４０に補助工具８０を付けたものである。補助工具
８０は、押しつけ治具８１と、押しつけ治具８１を支持
する支持棒８２と、支持棒８２を成形パンチ４０に取り
付けるための支え治具８４と、支え治具８４より支持棒
８２が抜け落ちないようにするための止め具８５と、支
持棒８２より押しつけ治具８１が抜け落ちないようにす
るための止め具８６と、支え治具８４と止め具８６との
間に介装され、バネ等で構成された押し付け力付与手段
８３より構成される。押しつけ治具８１は支持棒８２と
の接触面を球面にしているため、支持棒８２に対して首
振り運動と回転運動が可能である。

【００４２】補助工具付処理成形は、次のように行われ
る。即ち、成形パンチ４０に取り付けた支え治具８４と
止め具８６との間で介装された押し付け力付与手段８３
の押しつけ力により、成形パンチ４０の近傍の金属パネ
ルの内側平面部６３が、押しつけ治具８１で成形パンチ
４１に押さえつけられる。成形中には、押しつけ治具８
１が常に内側平面部６３を押さえつけることができるよ
うに、成形パンチ４０を中心軸として補助工具付成形工
具７９の回転角度制御を行う。押し付け力付与手段８３
は、金属パネル６０の材質、板厚、張り出し成形部６２
の成形形状に対応して選択し、押しつけ治具８１の押し
つけ力を変更する。また、押しつけ治具８１の押しつけ
力は成形パンチ４０と支え治具８４との取付高さ位置を
変更することによっても可能である。本実施例では、装
置構成を簡単なものとするため、押し付け力付与手段８
３としてバネを用いる場合について説明したが、押し付
け力付与手段８３として、油圧またはエアー等のシリン
ダによって構成することによって、押し付け力を最適値
に設定制御することが可能となる。このように、押し付
け力付与手段８３として、押しつけ治具８１に対して弾
性圧、空気圧、油圧力等で押しつけ力が付与できるもの
であればよい。上記の成形方式を用いることで、金属パ
ネル６０の内側平面部６３のフクレ量ｄ１をごく少ない
ものとした精度の良い金属パネル６０を得ることができ
る。

【００４３】なお、以上説明した補助工具付処理成形方
法は、逐次成形方式Ｃの場合について説明したが、逐次
成形方式Ａ、Ｂについても同様に適用することが可能で
ある。

【００４４】次に、図２１に示す金属パネル６０の外側
平面部６４のソリ変形量ｄ２を低減する矯正工具修正成
形方法について図２５〜図２７を用いて説明する。図２
５は、逐次成形方式Ｃにおける外側平面部６４のソリ変
形を抑止する成形を行う装置の一実施例を示す概略構成
斜視図である。図２６は、図２５のＦ−Ｆ’断面図であ
る。図２５および図２６に示すように、ＮＣフライス盤
と同様にＮＣ制御される成形工具９０は、金属板６０の
外側平面部６４に接触する矯正治具９１と、矯正治具９
１を支持する支持棒９２と、支持棒９２を保持するホル
ダ９３と、支持棒９２から矯正治具９１が脱落しないた
めの止め具９６とから構成される。矯正治具９１と支持
棒９２との接触部は球面となっているため、矯正治具９
１は支持棒９２に対して首振り運動、回転運動が可能で
ある。まず金属パネル６０の張り出し成形部６２と、外
側平面部６４との境界部６４ａに矯正治具９１の端部を
位置させる。そして、成形工具９０を所定量だけマイナ
スＺ方向に押し下げ、矯正治具９１の端部が常に境界部
６４ａに位置するように（接するように）して成形工具
９０をＸ−Ｙ方向にＮＣ制御に基づいて移動させる。成
形工具９０の押し下げ量は、金属パネル６０の材質、板
厚、張り出し成形部６２の成形形状により定まる値であ
り、Ｘ−Ｙ方向の移動中に下げ量を調整する場合もあ
る。成形工具９０の矯正治具９１は首振り運動が可能で
あるため、図２７に示すように成形工具９０をマイナス
Ｚ方向に押し込んだ際に発生する金属パネル６０の外側
平面部６４の傾きαに対応した角度に矯正治具９１も傾
いてＸ−Ｙ方向に移動することが可能である。以上の成
形を行うことにより、金属パネル６０の外側平面部６４
の境界部６４ａをオーバベンドすることができるため、
弾性回復による金属パネル６０の外側平面部のソリ変形
量ｄ２をほぼ０にすることができる。

【００４５】以上の成形パターンを製造知識ルール７の
データベースに登録しておき、３Ｄ−ＣＡＤデータより
得られる形状精度情報に基づき、前期成形パターンが選
択されるようにすることで形状精度のよい成形品が得ら
れるＮＣプログラムを作成することが可能である。次
に、図９に示すＣＡＤモデル５０において、ＣＡＤモデ
ル５０の断面形状を示す図１０の凹面形状５２の上面取
りＲＵおよび下面取りＲＬの大きさが非常に小さい（約
１〜２ｍｍ）場合の多工程処理にもとづく逐次成形方法
について図２８を用いて説明する。図２８に示す如く、
成形工具５７の面取りＲ寸法の大きい工具での成形と、
ＣＡＤモデルの面取りＲ寸法にあった工具面取りＲ寸法
の工具とを用いて仕上げ成形するように、製造知識ルー
ル７の成形工具選択の中にパターンとして登録してお
く。逐次張り出し成形では、成形工具面取りＲ寸法が小
さい場合は成形工具の通過跡がかなり目立つように残っ
てしまい、成形面粗さ、形状精度を低下させる。上記多
工程成形パターンを選択してＮＣプログラムを作成する
ことでＣＡＤモデルの面取りＲ寸法が小さい場合の形状
に対しても、最適な製造条件を有するＮＣプログラムを
作成することができる。以上説明したように、主として
図５および図６に示すステップから構成された逐次成形
用ＮＣプログラムを作成するためのプログラムをＲＯＭ
等のメモリ８に記録されているものを出力手段５である
記録媒体に記録することにより、逐次成形用ＮＣプログ
ラムを作成するためのプログラムとして利用することが
可能となる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、金属板上に凹凸模様を
成形する逐次張り出し成形等の逐次成形において重要と
なる逐次成形工具の移動軌跡の作成と、逐次成形工具を
移動させる機械、装置を動かすためのプログラムである
逐次成形用ＮＣプログラムの作成を、３Ｄ（３次元）−
ＣＡＤデータより簡単な操作により即時に自動作成でき
る効果を奏する。また、本発明によれば、作成した逐次
成形用ＮＣプログラムはシミュレーションによる干渉チ
ェックが行えるため、逐次成形用ＮＣプログラムミスの
発生がなく、形状が複雑な場合でも容易に作成が可能で
ある。また、本発明によれば、逐次成形工具の選択及び
速度、移動量等の製造条件を吟味した逐次成形用ＮＣプ
ログラムを作成するため、３Ｄ（３次元）−ＣＡＤモデ
ルに対して最適な条件で成形できる逐次成形用ＮＣプロ
グラムを作成できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る逐次成形用ＮＣプログラム自動生
成システムの一実施の形態を示す概略構成図である。

【図２】ＣＡＤ処理装置のＣＡＤデータベースの内容を
示す図である。

【図３】製造条件決定データベースの内容を示す図であ
る。

【図４】本発明に係る逐次成形用ＮＣプログラム自動生
成システムの他の実施の形態を示す概略構成図である。

【図５】本発明に係る逐次張り出し成形におけるＮＣプ
ログラムを作成する処理プロセスを示す図である。

【図６】本発明に係る逐次張り出し成形におけるＮＣプ
ログラムを作成する処理プロセスを更に詳細に示した図
である。

【図７】本発明に係る３Ｄ−ＣＡＤによって作成された
逐次成形製品のＣＡＤモデルを示す図である。

【図８】図７に示すＣＡＤモデルの断面形状を示す図で
ある。

【図９】本発明に係る製品であるＣＡＤモデルに対して
逐次成形加工部位を抽出するために選択したことを説明
するための図である。

【図１０】抽出された逐次成形加工部位に対して単位形
状に分解することを説明するための図である。

【図１１】本発明に係る逐次成形に用いる逐次成形工具
の形状の例とその断面とを示す図である。

【図１２】逐次成形工具選択における基本条件を示す図
である。

【図１３】逐次成形工具選択のための製造知識ルールの
内容であるパンチ肩Ｒ１と面精度との関係を示す図であ
る。逐次張り出し成形装置の斜視図

【図１４】本発明に係る逐次成形方式Ｃの２本パンチ方
式による逐次成形装置の一実施例の概略構成を示す斜視
図である。

【図１５】図１４に示す逐次成形装置により順次逐次張
り出し成形されていく状態を示す断面図である。

【図１６】図１４に示す逐次成形装置において２本パン
チの様々な動かし方法を説明するための図である。

【図１７】表示装置の画面上で成形シミュレーションを
行っていく状態を示す図である。

【図１８】凸成形と凹成形とを組み合わせた多工程成形
を行う場合の異なった逐次成形の方法を説明するための
図である。

【図１９】本発明に係る逐次成形方式Ａの下枠方式によ
る逐次成形装置の一実施例の概略構成を示す斜視図であ
る。

【図２０】図１９に示す逐次成形装置により順次逐次張
り出し成形されていく状態を示す断面図である。

【図２１】金属板を逐次成形した後生じるフクレｄ１や
ソリｄ２を示す断面図である。

【図２２】フクレ等が生じないように成形品精度を向上
させるための補助工具付逐次成形工具を用いて逐次成形
する逐次成形装置の一実施例の概略構成を示す図であ
る。

【図２３】図２２に示す逐次成形装置により逐次張り出
し成形する直前の状態を示す断面図である。

【図２４】図２２に示す逐次成形装置により成形品精度
を向上させながら逐次張り出し成形していく状態を示す
断面図である。

【図２５】ソリ等が生じないように成形品精度を向上さ
せる矯正成形装置の一実施例の概略構成を示す斜視図で
ある。

【図２６】図２２に示す矯正成形装置により矯正成形す
る直前の状態を示す断面図である。

【図２７】図２２に示す矯正成形装置により成形品精度
を向上させるために矯正成形していく状態を示す断面図
である。

【図２８】ＣＡＤモデルの面取りＲが小さい場合の逐次
成形工具の選択による多工程成形を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１…逐次成形用ＮＣプログラム自動作成装置、２…演算
装置、３…入力手段（キーボード等）、４…バス、５…
出力手段（記憶装置、記録媒体）、逐次成形用ＮＣプロ
グラム、６…格納手段（記憶装置）、７…メモリ、８…
メモリ、１０…表示装置、１１…逐次成形の製造知識ル
ール、１２…逐次成形装置データベース、１３…逐次成
形工具データベース、２０…逐次成形製品の形状・板厚
・材質・精度の情報、２１…逐次成形製品のＣＡＤ処理
装置、２２…ＣＡＤデータベース、２３…演算装置、２
４…表示装置、２５…部品形状データベース、２６…部
品精度情報、３２、３４…中間ファイル、４０…上パン
チ、４１…下パンチ、４４…上クランプ治具、４５…下
クランプ治具、４６…被加工材、５０…ＣＡＤモデル、
５１…金属板、５２…四角錐台形上の凹面、５３…逐次
成形部位、５４…平面、５５…円柱面（面取りＲ）、５
６…円錐面、５８…成形工具、５９…成形工具、６０…
金属パネル、６２…張り出し成形部、６３…内側平面
部、６４…外側平面部、７９…補助工具付成形工具、８
０…補助工具、８１…押しつけ治具、８２…支持棒、８
３…押し付け力付与手段、８４…支え治具、８５…止め
具、８６…止め具、９０…矯正工具、９１…矯正治具、
９２…支持棒、９３…ホルダ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 敬一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 榎本 敦子 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 斉藤 英樹 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 杉本 浩一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 遠藤 秀則 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製品の３次元ＣＡＤデータより得られる製
   品の３次元形状に対して逐次成形部位を抽出する逐次成
   形部位抽出過程と、 該逐次成形部位抽出過程で抽出された逐次成形部位に対
   する逐次成形フィーチヤの属性を基にして知識ルールに
   基づいて逐次成形工具の特性を決定する第１の過程と前
   記抽出された逐次成形部位に対する逐次成形フィーチヤ
   の属性を基にして知識ルールに基づいて逐次成形加工条
   件を決定する第２の過程とからなる製造条件決定過程
   と、 前記逐次成形部位抽出過程で抽出された逐次成形部位を
   少なくとも平面、円錐面、および円筒面等の単位形状に
   分解し、前記製造条件決定過程の第１の過程で得られる
   逐次成形工具の特性と第２の過程で得られる逐次成形加
   工条件とを基に前記分解された各々の単位形状に応じた
   逐次成形工具の移動軌跡を逐次成形部位に適合するよう
   につなげて逐次成形部位に対する逐次成形工具の移動軌
   跡を算出する逐次成形工具移動軌跡演算過程とを有する
   ことを特徴とする逐次成形用ＮＣプログラムの作成方
   法。
2. 【請求項２】製品の３次元ＣＡＤデータより得られる製
   品の３次元形状に対して逐次成形部位を抽出する逐次成
   形部位抽出過程と、 該逐次成形部位抽出過程で抽出された逐次成形部位に対
   する逐次成形フィーチヤの属性である逐次成形工具の滑
   り跡を許容できるか否かと面精度とに応じて逐次成形方
   式を選択する第１の過程と該第１の過程で選択された逐
   次成形方式に応じて前記抽出された逐次成形部位に対す
   る逐次成形フィーチヤの属性を基にして知識ルールに基
   づいて逐次成形工具の特性を決定する第２の過程と前記
   第１の過程で選択された逐次成形方式に応じて前記抽出
   された逐次成形部位に対する逐次成形フィーチヤの属性
   を基にして知識ルールに基づいて逐次成形加工条件を決
   定する第３の過程とからなる製造条件決定過程と、 前記逐次成形部位抽出過程で抽出された逐次成形部位を
   少なくとも平面、円錐面、および円筒面等の単位形状に
   分解し、前記製造条件決定過程の第２の過程で得られる
   逐次成形工具の特性と第３の過程で得られる逐次成形加
   工条件とを基に前記分解された各々の単位形状に応じた
   逐次成形工具の移動軌跡を逐次成形部位に適合するよう
   につなげて逐次成形部位に対する逐次成形工具の移動軌
   跡を算出する逐次成形工具移動軌跡演算過程とを有する
   ことを特徴とする逐次成形用ＮＣプログラムの作成方
   法。
3. 【請求項３】前記製造条件決定過程において、知識ルー
   ルに基づいて補助工具付逐次成形工具にするか否かを決
   定する過程を含むことを特徴とする請求項１または２記
   載の逐次成形用ＮＣプログラムの作成方法。
4. 【請求項４】前記製造条件決定過程において、知識ルー
   ルに基づいて矯正治具を用いて矯正するか否かを決定す
   る過程を含むことを特徴とする請求項１または２記載の
   逐次成形用ＮＣプログラムの作成方法。
5. 【請求項５】前記製造条件決定過程において、逐次成形
   装置の能力があるか否かを逐次成形フィーチヤの属性で
   ある製品の寸法を基に判定する過程を含むことを特徴と
   する請求項１または２記載の逐次成形用ＮＣプログラム
   の作成方法。
6. 【請求項６】前記製造条件決定過程の第１の過程には、
   １種類の逐次成形工具を用いた単工程逐次成形と複数種
   類の逐次成形工具を用いた複数工程逐次成形とを選択す
   る過程を含むことを特徴とする請求項１記載の逐次成形
   用ＮＣプログラムの作成方法。
7. 【請求項７】前記製造条件決定過程の第２の過程には、
   １種類の逐次成形工具を用いた単工程逐次成形と複数種
   類の逐次成形工具を用いた複数工程逐次成形とを選択す
   る過程を含むことを特徴とする請求項２記載の逐次成形
   用ＮＣプログラムの作成方法。
8. 【請求項８】前記製造条件決定過程の第１の過程におい
   て、逐次成形工具の特性として、少なくとも工具の径と
   先端肩の曲面との組み合わせであることを特徴とする請
   求項１記載の逐次成形用ＮＣプログラムの作成方法。
9. 【請求項９】前記製造条件決定過程の第１の過程におい
   て、逐次成形工具の特性として、少なくとも工具の径と
   先端肩の曲面と材質との組み合わせであることを特徴と
   する請求項１記載の逐次成形用ＮＣプログラムの作成方
   法。
10. 【請求項１０】前記製造条件決定過程の第２の過程にお
    いて、逐次成形工具の特性として、少なくとも径と先端
    肩の曲面との組み合わせあることを特徴とする請求項２
    記載の逐次成形用ＮＣプログラムの作成方法。
11. 【請求項１１】前記製造条件決定過程の第２の過程にお
    いて、逐次成形工具の特性として、少なくとも径と先端
    肩の曲面と材質との組み合わせあることを特徴とする請
    求項２記載の逐次成形用ＮＣプログラムの作成方法。
12. 【請求項１２】前記製造条件決定過程の第２の過程にお
    いて、逐次成形加工条件として、成形ピッチと成形速度
    とを含むことを特徴とする請求項１記載の逐次成形用Ｎ
    Ｃプログラムの作成方法。
13. 【請求項１３】前記製造条件決定過程の第２の過程にお
    いて、逐次成形加工条件として、成形ピッチと成形速度
    と潤滑剤の種類とを含むことを特徴とする請求項１記載
    の逐次成形用ＮＣプログラムの作成方法。
14. 【請求項１４】前記製造条件決定過程の第３の過程にお
    いて、逐次成形加工条件として、成形ピッチと成形速度
    とを含むことを特徴とする請求項２記載の逐次成形用Ｎ
    Ｃプログラムの作成方法。
15. 【請求項１５】前記製造条件決定過程の第３の過程にお
    いて、逐次成形加工条件として、成形ピッチと成形速度
    と潤滑剤の種類とを含むことを特徴とする請求項２記載
    の逐次成形用ＮＣプログラムの作成方法。
16. 【請求項１６】請求項１乃至１５の何れかに記載の成形
    用ＮＣプログラムの作成方法のプログラムを記録したこ
    とを特徴とする記録媒体。
17. 【請求項１７】請求項１乃至１５の何れかに記載の作成
    方法によって作成された成形用ＮＣプログラムを用いて
    特性が決定された逐次成形工具をＮＣ制御して被逐次成
    形板状体に対して逐次成形することを特徴とする逐次成
    形方法。