JPS60160477A

JPS60160477A - 順送り金型設計における情報処理方式

Info

Publication number: JPS60160477A
Application number: JP59015594A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Ito; 伸孝伊東
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1985-08-22
Also published as: JPH0215098B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、製品形状を入力することによシ、計算機と対
話しながら設計の基礎データを作成入力し、このデータ
から順送シ金型のストリップ・レイアウト図作成、部品
図作成、組図作成、ＮＣテープ作成を行うことを可能と
した順送シ金型設計における情報処理方式に関するもの
である。

〔従来技術と問題点〕

順送シ金型とは、１つの金型内部をいくつかのステージ
に分け、各ステージで少しずつ加工を行い、最後に製品
に仕上げるというものである。順送Ｊ）　４１ｆＪ、　
ＣＡ　Ｄ　（Ｃａｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉ
ｇｎ　）システムは、例えばコネクタなどの機構電子部
品、或いはＩ　ＣＩＪ−ド・フレーム製作に使用される
。

第１図は順送夛金型ＣＡＤシステムに金型として備えら
れる加工機能の例を示す図である。加工機能としては、
第１図に示すように、打抜きはもちろん、曲げ、成形、
ダボ出し、ノツチ加工などの機能を必要とする。これを
従来のＣＡＤシステムで実現しようとすると、成るプレ
ート例えばダイプレートに着目した場合には、対話形式
で線分を発生したり、データ・ベースから標準部品を逐
次取出してこのプレート上での設計を行う０この方法を
横割９の設計と呼ぶと、横割り設計では、プレート内、
つまシ面内における設計上の整合を得ることはできるが
、完成した金型とするためＫ。

■　プレート上に図形を順次選択し、配列、修正するた
めのオペレーション時間が多い。

■　上下方向、つまシ金型全体構造での整合をとるため
には設計者の負担が大である。

などの問題がある。これは、従来のＣＡＤシステムでは
上下方向の関係が表現しにくいためである。

以上のように、従来の順送υ金型ＣＡＤシステムにおい
ては、あらかじめ標準化された部品形状データを標準デ
ータ・ファイルとして登録しておき、必要に応じて、こ
の標準データ・ファイルの中から目的の部品形状データ
を取出す索引型の処理方式が多く、人手の介入を多く必
要とし、また、実用システムとするためには膨大なデー
タ・ファイルが不可欠でありだ。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の考察に基づくものであって、順送シ金
型設計を自動化し、設計ミスの防止や設計上の労力の削
減を図った順送り金型設計における情報処理方式を提供
することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

そのために本発明の順送シ金型設計における情報処理方
式は、製品図から得られる点、直線、円弧、輪郭などの
形状定義データや素材の板厚、幅、材質、せん新係数、
曲げ定数などの素材定義データを製品情報として入力し
、グラフィック・ディスプレイ上で対話形式で順送シ金
型設計を行う順送シ金型設計における情報処理方式であ
って、製品情報を入力し図形データを作成すると共にグ
ラフィック・ディスプレイに製品の展開図を複数個並べ
たブランク・レイアウト図を表示する言語入力処理手段
、ブランク・レイアウト図をもと圧して対話形式でステ
ージでの加工を定義するコア図形を作成するス）ＩＪツ
ブ・レイアウト処理手段、コア図形と曲げ角度やノツチ
深さなどの補助データとをもとに部品類の寸法や公差な
どの属性データを作成すると共に属性データをもとに組
図・部品図データを作成する金型設計処理手段、及び属
性データをもとにプレート加工のための加工データを作
成する加工情報作成処理手段を具備し、上記金型設計処
理手段は、対話形式で属性データを変更することで組図
・部品図データの修正を行い得るように構成されたこと
を特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第２図は本発明の１実施例構成を示す図である。

第２図において、１は図形データ・ファイル、２は属性
データ・ファイル、３は加工データ・ファイル、４は図
形処理機能モジュール群、５は属性処理機能モジュール
群、６は加工処理機能モジュール群、７は製品情報、８
は言語入力処理部、９はストリップ・レイアウト処理部
、１０は金型設計処理部、１１は加工情報作成処理部、
１２はグラフィック・ユティリティ、１３はプロット・
ユティリティ、１４はプロッタ、１５はグラフィック・
ディスプレイを示す。図形データ・ファイル１は、コア
図形、ストリップ・レイアウト図、製造図面などの二次
元図形データを登録するファイルであり、属性データ・
ファイル２は、ユニット金構成する部品類の寸法、公差
、位置関係、組合せ情報を表わすデータを登録するファ
イルであシ、加工データ・ファイル３は、プレートの穴
加工に必要な加工種類（ドリリング、ミリング、タップ
など）、加工位置・寸法、加工順序などのデータを登録
するファイルである。製品情報７は、製品図から得られ
た形状定義文と素材定義文で、点、直線、円弧、輪郭な
どを表現したデータや、素材の板厚・幅、材質、せん新
係数、曲げ定数を指示するデータである。つまシ、製品
情報７の第１は製品形状データである。製品°形状は本
来三次元形状であるが、ここではこれを二次元形状の集
まルとして定義し、入力する。第２は製品の素材データ
である。順送シ金型による製造は薄板の長尺材が使用さ
れる。そこでこの材料の材料名、板厚、幅、などを入力
する。

本発明は、第２図に示すように、図形処理機能モジュー
ル群４、属性処理機能モジュール群５、及び加工処理機
能モジュール群６０３つの基本モジヱール群と、これら
を逐次呼出して処理を行う言語入力部８、ストリップ・
レイアウト処理部９、金型設計処理部１０、及び加工情
報作成処理部１１の４つの処理モジュールとを有する。

図形処理機能モジエール群４は、図形定義、図形変換、
集合演算、展開図作成、オフセット処理、及びガーベジ
・コレクションなどを行う。図形定義では、パート・プ
ログラムを解釈し、交点計算等を行った。後に、図形デ
ータを図形データ・ファイル１に登録する。図形変換で
は、図形の移動変換、回転変換、拡大・縮小変換等の計
算を行い、図形データを図形データ・ファイル１に登録
する〇集合演算では、二次元図形の和、差、積について
の集合演算を行う。展開図作成では、曲げラインで区切
られた図形データ同士をつなぎ合わせて展開図形を作成
する。オフセット処理では、ある輪郭図形を指定された
値でオフセットする。ガーベジ０コレクシヨン（Ｇａｒ
ｂａｇｅ　Ｃｏ１１ｅｃｔｉｏｎ　）では〉図形データ
のうち使用されていないデータ・エリアをシステムに返
却させる。

属性処理機能モジュ、−ル群５は、属性定義、属性変更
、及び属性参照などを行う。属性定義では、部品の属性
データを定義し、属性データ・ファイル２に登録する。

属性変更では、属性データを書替える。属性参照では、
属性データを参照する。

加工処理機能モジュール群６は、加工要素定義、及び加
工要素編集などを行う。加工要素定義では、加工要素デ
ータを定義し、加工データ・ファイル３に登録する。加
工要素編集では、加工要素データを編集する。

言語入力処理部８では、製品情報などを記述した言語を
入力して図形データを作成し、グラフィック・ディスプ
レイ１５にブランク・レイアウト図を表示する。ブラン
ク・レイアウト図とは、製品の展開図を複数個並べた図
形である。このブランク・レイアウト図をみながら金型
設計者は金型プレート上の加工位置や内容を決定してゆ
きそれに従ってストリップ・レイアウト処理部９では、
対話形式でコア図形を作成する。コア図形とは、どのス
テージで、何の加工をするかを表わす二次元輪郭形状デ
ータである。例えば打抜き加工ではポンチ先端形状であ
シ、曲げ加工では曲げラインから曲げられる部分を包含
する図形である。金型設計処理部１０では、コア図形及
び補助データ（曲げ角度、ノツチ深さ、ダボ深さなど）
をもとに、属性データを自動的に作成・格納し、さらに
、属性データをもとに組図・部品図データを自動的に作
成・格納する。ここで出来た組図に不都合があれば、対
話形式で修正する。修正は属性データに対して行う。加
工情報作成処理部１１では、属性データをもとに、プレ
ート加工のための加工データを自動的に作成・格納する
。

本発明では、上述のような構成による処理を可能とする
ため、ユニット、即ち、先に述べた横割９設計の概念に
対し、機能別単位構造（縦割シ）の組合わせによって設
計することを特徴としている０このため、ユニットは加
工したい形状のデータを入力することで、単位構造を構
成する全部品の寸法が出力できるようなアルゴリズムを
もっている。第３図はユニット化した打抜き部構造を示
す図、第４図はユニット化した曲げ型構造を示す図であ
る。第３図において、２１はポンチ、２２は抜は止め、
２３．２４．２７と２８は止ネジ、２５と２６は入れ子
弁え、２９はコイル・バネ、３０はエジェクト・ビン、
３１はストリッパ入れ子、３２はダイ入れ子、ｐ、ｐは
ポンチ・プレー）、Ｓ、Ｂはストリッパ・バックアップ
・プレート、Ｓ、Ｐはストリッパ・プレー）、Ｄ、Ｐは
ダイ・プレートを示す。ストリッパ・バックアップ・プ
レー）　Ｓ、Ｂとストリッパ・プレー）　Ｓ、　Ｐは止
ネジによって結合される。このユニットにおいて、スト
リッパ入れ子３１はストリッパ・バックアップ−プレー
トＳ、Ｂに止ネジ２４によって一体に結合され、ストリ
ッパ・プレートＳ、Ｐとダイ・プレー）　Ｄ、Ｐとの間
に被加工材がセットされ保持される。そしてポンチ・プ
レー）　Ｐ、Ｐを図中下方へ操作することによシボンチ
２１が被加工材を打抜く。エジェクト・ピン３０は、被
加工材をポンチ２１が打抜いた時、ポンチ２１の先端に
付着して残った屑をダイ入れ子３２の孔を通して下方へ
除くようにするものである。また、曲げ加工の場合には
、第４図に示すようなユニット構造となる。ここでは１
曲げられる部分を含むような長方形の輪郭形状及び曲げ
角度を入力情報として設計する。このような形状情報が
コア図形であ夛、縦割シの機能別単位構造及びこれらを
組付けるプレートの加工まで加えて、これらを一元的に
標準化する。

ユニット化の利点として、 ■　従来のＣＡＤＫ比べ多種類の加工機能をシステムに
組込むことが可能である。例えば第１図に示す？ｊＪｏ
４以下はこれまで困難とされていたが、容易に組込める
。

■　少量の入力データ（製品を加工する形状データ）だ
けで金型が自動設計できる。例えば第３図に示す打抜き
加工では、その打抜き形状（輪郭形状データ）のみで、
ポンチ、ダイ、押え板などの寸法計算からこれら部品を
組込む各プレートの穴加工のためのＮＣテープまでを一
貫して作ることができる。

■　設計者やメーカととＫさまざまなノウハウをもつ構
造を卓型として複数の設計者に提供・活用が図れる。

■　金型構成部品の標準化を推進できる。

等を挙げることができる〇以下、さらに具体的な例を示し説明する。

属性データはコア図形データと、補助デー２０ロ工に対
して二次元形状以外の情報が必要なとき、システムが要
求し、オペレータがこれに答えて入力する）をもとにし
て、あらかじめ決められたアルゴリズムにより自動作成
される。属性データは１個の部品を設計するための情報
をすべて含んでいる。例えば、打抜きのダイ入れ子では
、■　コア図形 ■　クリアランス（ポンチとダイの間隔）■　入れ子押
えをつける位置（上、下、左、右）■　入れ子の金型プ
レート上の位置および入れ子の外形寸法 ■　入れ子は二つの部分に分割して製作するがこの分割
線のデータが含まれる。

第５図は属性データ生成のアルゴリズムを説明する図で
ある。まず、第５図（ａ）に示すような二次元打抜き輪
郭形状のコア図形があると、第５図（ｂ）に示すように
、ＸＹ座標の最大値と最小値をめる０次に請求められた
境界（長方形）をある決められた値αだけ大へくする。

これが入れ子の外形となる。同時にこの長方形の位置（
ＰＸＩＦＹ）も定まる（第５図（Ｃ））。そして、第５
図（Ｃ）でめられた長方形をたてに半分ずつ分けるよう
な線分１１を作る。これが分割線となる。そこで、ダイ
入れ子押えの位置（方向）を上と決める（第５図（ｄ）
）。

以上のアルゴリズムで打抜きのダイ入れ子の属性データ
を作ることができる〇属性データには１個の部品を設計するための情報を全て
含んでいる。このデータをパラメタとして、システムで
はパラメトリックに図面を作ることができる。第６図は
組図・部品図作成のアルゴリズムを説明する図である。

以下にそのアルゴリズムを第６図を参照しつつ説明する
。

■　入れ子外形データを取シ出して長方形を作る（第６
図（ａ））。

■　分割ラインを取り出してこの長方形を２個に分ける
（第６図（ｂ））。

■　コア図形を取シ出してクリアランス分だけオ７セツ
トした図形を作る（第６図（Ｃ））。

■　オフセット図形と■で分けた左側の図形との差演算
を行う（第６図（ｄ））。

■　■で分けた右側の図形とも同様の演算を行う（第６
図（ｅ））。

■　■と■で得られた図にストッパライン１２をつけ加
える。これがダイ入れ子と組図となる（第６図（ｆ））
。

■　部品図は■で得られた図形に対して、寸法線を付加
して正面図とし、また奥行き方向のデータも属性データ
から取シ出して側面図を作る悌６図（ｇ））。

第７図は加工情報を説明する図である。あるユニットを
金型に組付けるために、金型プレートは各種の穴加工を
行わなければならない。１つのユニットの位置とこのユ
ニットを構成する部品群に対応する属性データ群をもと
にして例えば第７図に示すような加工情報を自動的に作
ることができる。第７図において、イはポンチを組付け
るための穴、口はポンチ押え用止めネジ穴、ノ・はスト
リッパ入れ子押えを止めるネジ穴、二はポンチの通る穴
、ホはストリッパ入れ子押え、へはストリッパ入れ子、
トは入れ子押え、チはダイ入れ子、りは押えを止めるネ
ジ穴、ヌは抜きカスの落ちる穴、ルはポンチを示す。

第８図は定義文をもとに作られた製品の二次元形状の例
を示す図である。言語入力処理は、以下に示すような定
義文（パート・プログラム）を解釈実行して、第８図に
示すような製品の二次元形状を作シ、移動／複写を行っ
て、次のステップであるストリップ・レイアウト設計に
送る。また、同時に製品の材料、板厚などの素材情報も
入力する。なお、定義文中、ＰＲＯＦは輪郭の定義文、
ＧＲＯはグループ化、ＳＦＴは図形の移動を指示する文
、ＢＬＮＫは素材に関する定義文、ＴＲＣＥは図形の複
写を指示する文をそれぞれ示している。

下記の表は、上記の定義文（パート・プログラム）第９
図は、ストリップ・レイアウト設計処理を説明する図で
ある。言語入力処理で第８図に示すような製品の二次元
形状を作９、移動／複写を行うと、第９図（ａｌに示す
ようなブランク・レイアウト図（製品展開形状を複数個
連続して出力したもの）がグラフィック・ディスプレイ
に出力される。

この画面全体を金型のプレートの大きさであると仮定し
、ストリップ・レイアウト設計（金型のどの位置でどの
ような形状の加工を行わせるかを決めること）を対話形
式で行う。このうち、右端の２個の図形を拡大したのが
第９図（ｂｌである。そして、第９図（ｂｌでは、さら
に拡大図に対して線分を対話式で発生させ、斜線の部分
の輪郭図形を定義することが可能となる。つまシ、はじ
めに、追加発生させた線分をクロスヘア・カーソルなど
によってヒツトする。システムがこの線分を認識すると
、第９図（ｃ）に示すｌの部分のように丸を描いてくる
。次に、製品の輪郭線のうち１つの線分の入側、続いて
出側（第９図（ｃ）に示す２と３ンをヒツトする。そし
てまた追加発生させた線分をヒツト（第９図（ｃ）に示
す４）する。次に、左側にある輪郭線の入側、及び出側
（第９図（ｃｌに示す５と６）をヒツトする。その後、
キーボードのキーＩ　Ｎ　１を押す。そうすると、シス
テムは必要データがそろったものとみなし、工ないし６
の順に線分を追跡し、且つ父点計算の必要があれば自動
計算し、目的とする輪郭図形を発生させる。そこで、元
の１ランク・レイアウトを表示すると、第９図（ｄｌに
示すように、これまでに発生させた輪郭図形も同時に表
示される。このように、製品図形よジ＠接に加工形状を
発生させることができるので、入力ミスの減少、入力時
間の短縮が計れる。

次々に加工形状を対話形式で発生させるステップ、つま
シストリップ・レイアウト設計が終了すると、次に、各
々のコア図形（加工形状を表わす二次元図形）を編集す
ることが可能となる。編集では、移動、複写、消去、回
転、集合演算、部分的変更、丸みづけ、角づげ、オフセ
ットなどが可能である。第１０図はコア図形の編集と絵
図設計処理を説明する図である。第１０図（ａｌにおい
て、斜線で示す図形が例えば消去したい図形である場合
には、この図形の内部にカーソルを合わせてヒツトする
と、システムがこの図形を認識したことを示す９＊７印
が描かれ、消去指示によシ消去される。絵図設計処理で
は、各コア図形をすべて打抜きの加工であるとしてあら
かじめ設定するＯそこで、他の加工であるなら、例えば
曲げ加工ならコア図形をヒツトして設定値（加工コード
）を変更し、また補助データ（曲げのときは曲げ角度、
ノツチのときはノツチ深さなど）を入力する。このよう
にして１つの加工に対する入力データ（コア図形十補助
データ）が揃うと、これをもとにして属性データが自動
的に作成、登録され、次に絵図がこの属性データをもと
に作成、登録、表示される。１つの打抜き加工に対する
ダイ入れ子が作成、表示されている例を示したのが第１
０図（ｂ）であシ、ダイ入れ子に対する押えが表示され
ている例を示したのが第１０図（Ｃ）である。第１０図
（ｄ）と（ｅ）は第１０図（Ｃ）の入れ子弁え部分の拡
大図を示し、第１０図（ｅ）では、自動で作られたダイ
入れ子が入力データであるコア図形の輪郭形状に対して
オフセットされたものであることが示されている。第１
０図（ｅ）において、内側のライン！□はコア図形、外
側のラインｌｌｏはダイ入れ子の形状（コア図形をオフ
セット処理して作成）を示す。

第１１図はダイ入れ子の部品図出力例を示す図であフ、
属性データをもとにして自動作成処理されたものである
。

第１２図はポンチ絵図設計処理を説明する図である。入
力データからポンチ外形が自動出力される。第１２図（
ａ）の部分拡大図を示したのが第１２図Φ）であり、Ｓ
はストツノ（、Ｐはポンチ外形を示す０〔発明の効果〕以上の説明から明らかなように、本発明によれば、製品
形状に関するデータを入力することにより、計算機と対
話しながら設計の基礎データを作成入力し、各種の設計
図面や製造のだめのＮＣテープなどを自動的に作成する
ことができる。また、変更や修正も金型構造全体で整合
をとった形式で行われるために、順送シ金型設計におけ
る設計ミスの防止、設計に要する労力の削減を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は順送ｐ金型ＣＡＤシステムに備えられる加工機
能の例を示す図、第２図は本発明の１実施例構成を示す
図、第３図はユニット化した打抜き型構造を示す図、第
４図はユニット化した曲げ型構造を示す図、第５図は属
性データ生成のアルゴリズムを説明する図、第６図は絵
図・部品図作成のアルゴリズムを説明する図、第７図は
加工情報を説明する図、第８図は定義文をもとに作られ
た製品の二次元形状の例を示す図、第９図はストリップ
・レイアウト設計処理を説明する図、第１０図はコア図
形の編集と絵図設計処理を説明する図、第１１図はダイ
入れ子の部品図出力例を示す図、第１２図はポンチ絵図
設計処理を説明する図である。１・・・図形データ・ファイル、２・・・属性データも
ファイル、３・・・加工データ・ファイル、４・・・図
形処理機能モジュール群、５・・・属性処理機能モジエ
ール群、６中加工処理機能モジュール群、７・・・製品
情報、８・・・言語入力処理部、９・・・ス）　ＩＪツ
ブ・レイアウト処理部、１ｏ・・・金型設計処理部、１
１・・・加工情報作成処理部、１２・・・グラフィック
・ユティリティ、１３・・・プロット・ユティリティ、
１４・・・プロッタ、１５・・・グラフィック・ディス
プレイ、２１・・・ポンチ、２２・・・抜は止め、２３
．２４．２７と２８・・・止めネジ、２５と２６・・・
入れ子弁え、２９・・・コイル・バネ、３０・・・エジ
ェクト・ピン、３１・・・ストリッパ入れ子％３２・・
・ダイ入れ子、　Ｐ、Ｐ・・・ポンチ・プレー）、Ｓ、
Ｂ−：・ストリッパ・バックアップ・プレート、Ｓ、Ｐ
・・・ストリッパ・プレート、Ｄ、Ｐ・・・ダイ・プレ
ート。特許出願人　富士通株式会社代理人弁理士　京　谷　四　部牙６図（Ｃ）７６図（ｄ）７６図（ｅ、）プ　Ｔ　図７　δ　閂Ｘ；００ゐ１５７　′１　圓＠）ゾ　１１！１（ｂ）うｒｑｒｖ凸　（ご）イ　９　図（ｄ’）グｔｏ　Ｗ　（リプ　１０　図（シ）７１０図（ｅ”１１１０図（、ｄ）臂１ｏ　ｔ￥３　（１（、６口「−

Claims

【特許請求の範囲】

製品目から得られる点、直線、円弧、輪郭などの形状定
義データや素材の板厚、幅、材質、せん新係数、曲げ定
数などの素材定義データを製品情報として入力し、グラ
フィック・ディスプレイ上で対話形式で順送シ金型設計
を行う順送り金型設計における情報処理方式であって、
製品情報を入力し図形データを作成すると共にグラフィ
ック・ディスプレイに製品の展開図を複数個並べたブラ
ンク・レイアウト図を表示する言語入力処理手段、ブラ
ンク・レイアウト図をもとにして対話形式でステージで
の加工を定義するコア図形を作成するストリップ・レイ
アウト処理手段、コア図形と曲げ角度やノツチ深さなど
の補助データとをもとに部品類の寸法や公差などの属性
データを作成すると共に属性データをもとに組図・部品
図データを自動作成する金型設計処理手段、及び属性デ
ータをもとにプレート加工のための加工データを作成す
る加工情報作成処理手段を具備し、上記金型設計処理手
段は、対話形式で属性データを変更することで組図・部
品図データの修正を行い得るように構成されたことを特
徴とする順送シ金型設計における情報処理方式。