(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータによるプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法であって、
前記コンピュータがデータ入力手段として、基準金型に対応する基準形状の三角形メッシュの頂点データ群を含む諸データを入力して記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータが補正係数設定手段として、前記記憶手段に記憶されているスプリングバック見込み形状算出のための逆回転の補正係数αを読み出して設定するステップと、
前記コンピュータがスプリングバック解析手段として、前記記憶手段に記憶されている前記プレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群に対して鋼板をプレス成型加工することにより得られるスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群を求めて前記記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータが不動点抽出手段として、前記基準形状と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状との三角形メッシュの頂点データ群を対比してスプリングバックが生じていない不動の三角形メッシュ頂点を求めて前記記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータがスプリングバック変位演算手段として、前記不動点抽出手段の求めた不動の三角形メッシュ頂点を開始基準点として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊに発生するスプリングバック変位ｄ１ｊが直前の基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊ−１のスプリングバック変位ベクトルｄ１ｊ−１分の平行移動と、直前のスプリングバック点ｐＳＢ１ｊ−１の周りのベクトル（ｐ０ｊ−ｐ０ｊ−１）の回転角θ１ｊとを求めて前記記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータが形状誤差演算手段として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点データ群と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群とを比較し、前記基準形状とスプリングバック後形状との形状の誤差を演算して前記記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータがスプリングバック見込み形状演算手段として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊに対するスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点位置ｐＣＰ１ｊを求める補正ベクトルｄ′１ｊ（＝ｐＣＰ１ｊ−ｐ０ｊ）を、前記直前の頂点ｐ０ｊ−１に対する補正ベクトルｄ′１ｊ−１分の平行移動と、前記直前のスプリングバック点ｐＳＢ１ｊ−１の周りのベクトル（ｐ０ｊ−ｐ０ｊ−１）の回転角θ１ｊに前記補正係数設定手段の出力する補正係数αを掛けて得られる直前のスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点ｐＣＰ１ｊ−１周りの逆回転Ｒ（−αθ１ｊ）との合成変換として求めて前記記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータがデータ出力手段として、前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を出力するステップと、
を実行することを特徴とするプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法。
【請求項２】
前記コンピュータが補正係数設定手段として、前記逆回転Ｒ（−αθ１ｊ）に用いる補正係数αを可変設定することを特徴とする請求項１に記載のプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法。
【請求項３】
コンピュータによるプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法であって、
前記コンピュータがデータ入力手段として、基準金型に対応する基準形状の三角形メッシュの頂点データ群を含む諸データを入力して記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータが補正係数設定手段として、前記記憶手段からスプリングバック見込み形状算出のための逆回転の補正係数αｉを読み出して設定するステップと、
前記コンピュータがスプリングバック解析手段として、前記記憶手段のプレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群に対して鋼板をプレス成型加工することにより得られるスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群を求めて前記記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータが形状一致判定手段として、前記基準形状とスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群の誤差を演算し、算出した誤差を許容値と比較し、比較結果を出力するステップと、
前記コンピュータが不動点抽出手段として、前記基準形状と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状との三角形メッシュの頂点データ群を対比してスプリングバックが生じていない不動の三角形メッシュ頂点を求めて前記記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータがスプリングバック変位演算手段として、前記不動点抽出手段の求めた不動の三角形メッシュ頂点を開始基準点として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊに発生するスプリングバック変位ｄｉｊが直前の基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊ−１のスプリングバック変位ベクトルｄｉｊ−１分の平行移動と、直前のスプリングバック点ｐＳＢｉｊ−１の周りのベクトル（ｐｉｊ−ｐｉｊ−１）の回転角θｉｊとを求めて前記記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータがスプリングバック見込み形状演算手段として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊに対するスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点位置ｐＣＰｉｊを求める補正ベクトルｄ′ｉｊ（＝ｐＣＰｉｊ−ｐｉｊ）を、前記直前の頂点ｐｉｊ−１に対する補正ベクトルｄ′ｉｊ−１分の平行移動と、前記直前のスプリングバック点ｐＳＢｉｊ−１の周りのベクトル（ｐｉｊ−ｐｉｊ−１）の回転角θｉｊに前記補正係数設定手段の出力する補正係数αｉを掛けて得られる直前のスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点ｐＣＰｉｊ−１周りの逆回転Ｒ（−αｉθｉｊ）との合成変換として求めて前記記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータが繰り返し制御手段として、前記形状一致判定手段により前記誤差が許容範囲内であると判定された場合には、前記スプリングバック解析手段として基準形状として用いた三角形メッシュの頂点データ群を目標金型形状の三角形メッシュの頂点データ群として出力させ、前記誤差が許容範囲外であると判定された場合には、前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を新たな基準形状の三角形メッシュの頂点データ群とし、ｉ＝ｉ＋１とし、前記スプリングバック解析手段によるスプリングバック後形状の算出、形状一致判定手段による形状誤差の算出、不動点抽出手段による不動頂点の抽出、スプリングバック変位演算手段によるスプリングバック変位の算出、前記スプリングバック見込み形状演算手段によるスプリングバック見込み形状の算出を繰り返させるステップと、
前記コンピュータがデータ出力手段として、前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を出力するステップと、
を実行することを特徴とするプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法。
【請求項４】
前記コンピュータが補正係数設定手段として、前記逆回転Ｒ（−αｉθｉｊ）に用いる補正係数αｉを可変設定することを特徴とする請求項３に記載のプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法。
【請求項５】
諸データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている補正係数αを読み出して出力する補正係数設定手段と、
プレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群に対して鋼板をプレス成型加工することにより得られるスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群を求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック解析手段と、
前記基準形状と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状との三角形メッシュの頂点データ群を対比してスプリングバックが生じていない不動の三角形メッシュ頂点を求めて前記記憶手段に記憶する不動点抽出手段と、
前記不動点抽出手段の求めた不動の三角形メッシュ頂点を開始基準点として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊに発生するスプリングバック変位ｄ１ｊが直前の基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊ−１のスプリングバック変位ベクトルｄ１ｊ−１分の平行移動と、直前のスプリングバック点ｐＳＢ１ｊ−１の周りのベクトル（ｐ０ｊ−ｐ０ｊ−１）の回転角θ１ｊとを求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック変位演算手段と、
前記基準形状の三角形メッシュの頂点データ群と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群とを比較し、前記基準形状とスプリングバック後形状との形状の誤差を演算して前記記憶手段に記憶する形状誤差演算手段と、
前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊに対するスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点位置ｐＣＰ１ｊを求める補正ベクトルｄ′１ｊ（＝ｐＣＰ１ｊ−ｐ０ｊ）を、前記直前の頂点ｐ０ｊ−１に対する補正ベクトルｄ′１ｊ−１分の平行移動と、前記直前のスプリングバック点ｐＳＢ１ｊ−１の周りのベクトル（ｐ０ｊ−ｐ０ｊ−１）の回転角θ１ｊに前記補正係数設定手段の出力する補正係数αを掛けて得られる直前のスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点ｐＣＰ１ｊ−１周りの逆回転Ｒ（−αθ１ｊ）との合成変換として求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック見込み形状演算手段と、
少なくとも前記プレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群の入力と前記逆回転の補正係数αの入力を受け付けて前記記憶手段に記憶させ、少なくとも前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を出力するデータ入出力手段とを備えたことを特徴とするプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成装置。
【請求項６】
諸データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から補正係数αｉを読み出して出力する補正係数設定手段と、
プレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群に対して鋼板をプレス成型加工することにより得られるスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群を求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック解析手段と、
前記基準形状とスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群の誤差を演算し、算出した誤差を許容値と比較し、比較結果を出力する形状一致判定手段と、
前記基準形状と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状との三角形メッシュの頂点データ群を対比してスプリングバックが生じていない不動の三角形メッシュ頂点を求めて前記記憶手段に記憶する不動点抽出手段と、
前記不動点抽出手段の求めた不動の三角形メッシュ頂点を開始基準点として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊに発生するスプリングバック変位ｄｉｊが直前の基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊ−１のスプリングバック変位ベクトルｄｉｊ−１分の平行移動と、直前のスプリングバック点ｐＳＢｉｊ−１の周りのベクトル（ｐｉｊ−ｐｉｊ−１）の回転角θｉｊとを求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック変位演算手段と、
前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊに対するスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点位置ｐＣＰｉｊを求める補正ベクトルｄ′ｉｊ（＝ｐＣＰｉｊ−ｐｉｊ）を、前記直前の頂点ｐｉｊ−１に対する補正ベクトルｄ′ｉｊ−１分の平行移動と、前記直前のスプリングバック点ｐＳＢｉｊ−１の周りのベクトル（ｐｉｊ−ｐｉｊ−１）の回転角θｉｊに前記補正係数設定手段の出力する補正係数αｉを掛けて得られる直前のスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点ｐＣＰｉｊ−１周りの逆回転Ｒ（−αｉθｉｊ）との合成変換として求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック見込み形状演算手段と、
前記形状一致判定手段により前記誤差が許容範囲内であると判定された場合には、前記スプリングバック解析手段が基準形状として用いた三角形メッシュの頂点データ群を目標金型形状の三角形メッシュの頂点データ群として出力させ、前記誤差が許容範囲外であると判定された場合には、前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を新たな基準形状の三角形メッシュの頂点データ群とし、ｉ＝ｉ＋１とし、前記スプリングバック解析手段によるスプリングバック後形状の算出、形状一致判定手段による形状誤差の算出、不動点抽出手段による不動頂点の抽出、スプリングバック変位演算手段によるスプリングバック変位の算出、前記スプリングバック見込み形状演算手段によるスプリングバック見込み形状の算出を繰り返させる繰り返し制御手段と、
少なくとも前記プレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群の入力と前記逆回転の補正係数αｉの入力を受け付けて前記記憶手段に記憶させ、少なくとも前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を出力するデータ入出力手段とを備えたことを特徴とするプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車部品には、軽量化と強度保持のため、数１００ＭＰａ〜１ＧＰａの引張強さをもつ高張力鋼板の成型品が導入されている。高張力鋼板のプレス成型はスプリングバック量（弾性変形分の回復）が著しく、その防止対策が重要となっている。スプリングバック防止対策には様々な方法があるが、その１つとして予めスプリングバック後の成型品形状（以下、「スプリングバック後形状」と称する。）をＣＡＥで推定し、プレス成型金型表面をスプリングバックの反対方向にオフセットした「スプリングバック見込み形状」に合わせて作成する方法が製造コストの観点から有利である（非特許文献１）。この方法によれば、成型品基準形状とスプリングバック後形状から、金型のスプリングバック見込み形状を近似的に推定する幾何演算が必要となるが、従来のスプリングバック見込み形状推定手法は演算アルゴリズムが単純すぎ、スプリングバック量が大きい場合、スプリングバック見込み形状金型で作られた成型品の成型誤差が許容値を超える問題が起きていた。
【０００３】
また、特開２００７−２８６８４１号公報（特許文献１）に記載されている技術のように、基準金型によるプレス成型で得られるワークのスプリングバック後形状をシミュレーション演算し、ワークの下死点形状（基準形状）からスプリングバック後形状の各節点の変位ベクトルを求め、各節点に対する変位ベクトルを１８０度反転させた反転ベクトルを求め、反転ベクトルを用いてプレス成型金型のスプリングバック見込み形状を生成する技術が知られている。しかしながら、この従来技術にあっても、各節点において反転ベクトルを求めるだけであり、節点間の距離については考慮していないため、十分に精度の高いスプリングバック見込み形状金型が生成できない問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８６８４１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】笹原孝利、「ＣＡＥによるプレス金型のスプリングバック見込み形状の最適化」、塑性と加工（日本塑性加工学会誌）、第４６巻第５３４号、２００５年７月、６３−６７ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので、比較的単純な幾何演算で、かつ従来の手法に比べ成型誤差をより減少できるプレス成型金型のスプリングバック見込み形状が求まるプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法及び装置は、長さ一定の幾何拘束を近似的に保ちながら、スプリングバック見込み形状を生成することを特徴とする。
【０００８】
より詳しくは、本発明の１つの特徴は、コンピュータによるプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法であって、前記コンピュータがデータ入力手段として、基準金型に対応する基準形状の三角形メッシュの頂点データ群を含む諸データを入力して記憶手段に記憶するステップと、前記コンピュータが補正係数設定手段として、前記記憶手段に記憶されているスプリングバック見込み形状算出のための逆回転の補正係数αを読み出して設定するステップと、前記コンピュータがスプリングバック解析手段として、前記記憶手段に記憶されている前記プレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群に対して鋼板をプレス成型加工することにより得られるスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群を求めて前記記憶手段に記憶するステップと、前記コンピュータが不動点抽出手段として、前記基準形状と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状との三角形メッシュの頂点データ群を対比してスプリングバックが生じていない不動の三角形メッシュ頂点を求めて前記記憶手段に記憶するステップと、前記コンピュータがスプリングバック変位演算手段として、前記不動点抽出手段の求めた不動の三角形メッシュ頂点を開始基準点として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊに発生するスプリングバック変位ｄ１ｊが直前の基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊ−１のスプリングバック変位ベクトルｄ１ｊ−１分の平行移動と、直前のスプリングバック点ｐＳＢ１ｊ−１の周りのベクトル（ｐ０ｊ−ｐ０ｊ−１）の回転角θ１ｊとを求めて前記記憶手段に記憶するステップと、前記コンピュータが形状誤差演算手段として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点データ群と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群とを比較し、前記基準形状とスプリングバック後形状との形状の誤差を演算して前記記憶手段に記憶するステップと、前記コンピュータがスプリングバック見込み形状演算手段として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊに対するスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点位置ｐＣＰ１ｊを求める補正ベクトルｄ′１ｊ（＝ｐＣＰ１ｊ−ｐ０ｊ）を、前記直前の頂点ｐ０ｊ−１に対する補正ベクトルｄ′１ｊ−１分の平行移動と、前記直前のスプリングバック点ｐＳＢ１ｊ−１の周りのベクトル（ｐ０ｊ−ｐ０ｊ−１）の回転角θ１ｊに前記補正係数設定手段の出力する補正係数αを掛けて得られる直前のスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点ｐＣＰ１ｊ−１周りの逆回転Ｒ（−αθ１ｊ）との合成変換として求めて前記記憶手段に記憶するステップと、前記コンピュータがデータ出力手段として、前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を出力するステップとを実行するプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法である。
【０００９】
本発明の別の特徴は、コンピュータによるプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法であって、前記コンピュータがデータ入力手段として、基準金型に対応する基準形状の三角形メッシュの頂点データ群を含む諸データを入力して記憶手段に記憶するステップと、前記コンピュータが補正係数設定手段として、前記記憶手段からスプリングバック見込み形状算出のための逆回転の補正係数αｉを読み出して設定するステップと、前記コンピュータがスプリングバック解析手段として、前記記憶手段のプレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群に対して鋼板をプレス成型加工することにより得られるスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群を求めて前記記憶手段に記憶するステップと、前記コンピュータが形状一致判定手段として、前記基準形状とスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群の誤差を演算し、算出した誤差を許容値と比較し、比較結果を出力するステップと、前記コンピュータが不動点抽出手段として、前記基準形状と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状との三角形メッシュの頂点データ群を対比してスプリングバックが生じていない不動の三角形メッシュ頂点を求めて前記記憶手段に記憶するステップと、前記コンピュータがスプリングバック変位演算手段として、前記不動点抽出手段の求めた不動の三角形メッシュ頂点を開始基準点として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊに発生するスプリングバック変位ｄｉｊが直前の基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊ−１のスプリングバック変位ベクトルｄｉｊ−１分の平行移動と、直前のスプリングバック点ｐＳＢｉｊ−１の周りのベクトル（ｐｉｊ−ｐｉｊ−１）の回転角θｉｊとを求めて前記記憶手段に記憶するステップと、前記コンピュータがスプリングバック見込み形状演算手段として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊに対するスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点位置ｐＣＰｉｊを求める補正ベクトルｄ′ｉｊ（＝ｐＣＰｉｊ−ｐｉｊ）を、前記直前の頂点ｐｉｊ−１に対する補正ベクトルｄ′ｉｊ−１分の平行移動と、前記直前のスプリングバック点ｐＳＢｉｊ−１の周りのベクトル（ｐｉｊ−ｐｉｊ−１）の回転角θｉｊに前記補正係数設定手段の出力する補正係数αｉを掛けて得られる直前のスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点ｐＣＰｉｊ−１周りの逆回転Ｒ（−αｉθｉｊ）との合成変換として求めて前記記憶手段に記憶するステップと、
前記コンピュータが繰り返し制御手段として、前記形状一致判定手段により前記誤差が許容範囲内であると判定された場合には、前記スプリングバック解析手段が基準形状として用いた三角形メッシュの頂点データ群を目標金型形状の三角形メッシュの頂点データ群として出力させ、前記誤差が許容範囲外であると判定された場合には、前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を新たな基準形状の三角形メッシュの頂点データ群とし、ｉ＝ｉ＋１とし、前記スプリングバック解析手段によるスプリングバック後形状の算出、形状一致判定手段による形状誤差の算出、不動点抽出手段による不動頂点の抽出、スプリングバック変位演算手段によるスプリングバック変位の算出、前記スプリングバック見込み形状演算手段によるスプリングバック見込み形状の算出を繰り返させるステップと、前記コンピュータがデータ出力手段として、前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を出力するステップとを実行するプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法である。
【００１０】
本発明のまた別の特徴は、諸データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている補正係数αを読み出して出力する補正係数設定手段と、プレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群に対して鋼板をプレス成型加工することにより得られるスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群を求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック解析手段と、前記基準形状と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状との三角形メッシュの頂点データ群を対比してスプリングバックが生じていない不動の三角形メッシュ頂点を求めて前記記憶手段に記憶する不動点抽出手段と、前記不動点抽出手段の求めた不動の三角形メッシュ頂点を開始基準点として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊに発生するスプリングバック変位ｄ１ｊが直前の基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊ−１のスプリングバック変位ベクトルｄ１ｊ−１分の平行移動と、直前のスプリングバック点ｐＳＢ１ｊ−１の周りのベクトル（ｐ０ｊ−ｐ０ｊ−１）の回転角θ１ｊとを求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック変位演算手段と、前記基準形状の三角形メッシュの頂点データ群と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群とを比較し、前記基準形状とスプリングバック後形状との形状の誤差を演算して前記記憶手段に記憶する形状誤差演算手段と、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊに対するスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点位置ｐＣＰ１ｊを求める補正ベクトルｄ′１ｊ（＝ｐＣＰ１ｊ−ｐ０ｊ）を、前記直前の頂点ｐ０ｊ−１に対する補正ベクトルｄ′１ｊ−１分の平行移動と、前記直前のスプリングバック点ｐＳＢ１ｊ−１の周りのベクトル（ｐ０ｊ−ｐ０ｊ−１）の回転角θ１ｊに前記補正係数設定手段の出力する補正係数αを掛けて得られる直前のスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点ｐＣＰ１ｊ−１周りの逆回転Ｒ（−αθ１ｊ）との合成変換として求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック見込み形状演算手段と、少なくとも前記プレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群の入力と前記逆回転の補正係数αの入力を受け付けて前記記憶手段に記憶させ、少なくとも前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を出力するデータ入出力手段とを備えたプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成装置である。
【００１１】
本発明のさらに別の特徴は、諸データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段から補正係数αｉを読み出して出力する補正係数設定手段と、プレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群に対して鋼板をプレス成型加工することにより得られるスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群を求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック解析手段と、前記基準形状とスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群の誤差を演算し、算出した誤差を許容値と比較し、比較結果を出力する形状一致判定手段と、前記基準形状と前記スプリングバック解析手段の求めたスプリングバック後形状との三角形メッシュの頂点データ群を対比してスプリングバックが生じていない不動の三角形メッシュ頂点を求めて前記記憶手段に記憶する不動点抽出手段と、前記不動点抽出手段の求めた不動の三角形メッシュ頂点を開始基準点として、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊに発生するスプリングバック変位ｄｉｊが直前の基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊ−１のスプリングバック変位ベクトルｄｉｊ−１分の平行移動と、直前のスプリングバック点ｐＳＢｉｊ−１の周りのベクトル（ｐｉｊ−ｐｉｊ−１）の回転角θｉｊとを求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック変位演算手段と、前記基準形状の三角形メッシュの頂点ｐｉｊに対するスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点位置ｐＣＰｉｊを求める補正ベクトルｄ′ｉｊ（＝ｐＣＰｉｊ−ｐｉｊ）を、前記直前の頂点ｐｉｊ−１に対する補正ベクトルｄ′ｉｊ−１分の平行移動と、前記直前のスプリングバック点ｐＳＢｉｊ−１の周りのベクトル（ｐｉｊ−ｐｉｊ−１）の回転角θｉｊに前記補正係数設定手段の出力する補正係数αｉを掛けて得られる直前のスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点ｐＣＰｉｊ−１周りの逆回転Ｒ（−αｉθｉｊ）との合成変換として求めて前記記憶手段に記憶するスプリングバック見込み形状演算手段と、前記形状一致判定手段により前記誤差が許容範囲内であると判定された場合には、前記スプリングバック解析手段が基準形状として用いた三角形メッシュの頂点データ群を目標金型形状の三角形メッシュの頂点データ群として出力させ、前記誤差が許容範囲外であると判定された場合には、前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を新たな基準形状の三角形メッシュの頂点データ群とし、ｉ＝ｉ＋１とし、前記スプリングバック解析手段によるスプリングバック後形状の算出、形状一致判定手段による形状誤差の算出、不動点抽出手段による不動頂点の抽出、スプリングバック変位演算手段によるスプリングバック変位の算出、前記スプリングバック見込み形状演算手段によるスプリングバック見込み形状の算出を繰り返させる繰り返し制御手段と、少なくとも前記プレス成型金型の基準形状の三角形メッシュの頂点データ群の入力と前記逆回転の補正係数αｉの入力を受け付けて前記記憶手段に記憶させ、少なくとも前記スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群を出力するデータ入出力手段とを備えたプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成方法及び装置によれば、長さ一定の幾何拘束条件を近似的に保ちながらスプリングバック見込み形状を生成することにより、比較的単純な幾何演算で、かつ従来の手法に比べ成型誤差をより減少できるプレス成型金型のスプリングバック見込み形状を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置の機能をブロックに分解して示した機能ブロック図。
【図２】本発明の第１、第２の実施の形態のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置によるプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成方法のシーケンス説明図。
【図３Ａ】本発明の第１の実施の形態における基準形状の一例の説明図。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施の形態における基準形状とスプリングバック後形状の一例の説明図。
【図３Ｃ】本発明の第１の実施の形態における基準形状とスプリングバック見込み形状の一例の説明図。
【図４】本発明の第１の実施の形態のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置によるスプリングバック見込み形状生成動作のフローチャート。
【図５】本発明のスプリングバック見込み形状生成方法の原理の説明図。
【図６Ａ】本発明の第１の実施の形態における基準形状を三角形メッシュと共に示した図。
【図６Ｂ】本発明の第１の実施の形態においてスプリングバック後形状と基準形状とを対比し、それぞれの三角形メッシュと共に示した図。
【図６Ｃ】本発明の第１の実施の形態においてスプリングバック見込み形状、スプリングバック後形状、基準形状を対比し、それぞれの三角形メッシュと共に示した図。
【図７】本発明の第１の実施の形態により生成したスプリングバック見込み形状と基準形状とを重ねて示した図。
【図８】本発明の第１の実施の形態における基準形状、補正なしのスプリングバック後形状、補正係数α＝１．２、１．５それぞれを用いたスプリングバック見込み形状からのスプリングバック後形状を対比して示す説明図。
【図９】本発明の第１の実施の形態における補正なしのスプリングバック後形状、補正係数α＝１．２、１．５それぞれを用いたスプリングバック見込み形状からのスプリングバック後形状と基準形状との間の誤差分布のグラフ。
【図１０】本発明の第２の実施の形態のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置の機能をブロックに分解して示した機能ブロック図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置によるスプリングバック見込み形状生成動作のフローチャート。
【図１２】本発明の第２の実施の形態のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置により補正係数を変えてそれぞれ２回の補正をして得たスプリングバック見込み形状と基準形状との誤差分布のグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００１５】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態として、１回のスプリングバック解析結果に基づきスプリングバック見込み形状を生成するプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成方法及び装置について説明する。
【００１６】
本実施の形態の装置は、汎用のコンピュータシステムを用い、ソフトウェアプログラムをインストールして実行させることにより当該コンピュータシステムをプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置としたものであるが、専用の装置として実現することも可能である。
【００１７】
図１に示すコンピュータシステム１は、ハードウェアとしてプログラムデータ、入力データ、出力データ、中間データ等々を保持するために必要な揮発性メモリ、不揮発性メモリ、大容量記憶装置、ディスプレイに表示するためのグラフィックスカード、他のコンピュータシステムとの間でデータ伝送するためのネットワークカード等々のインタフェースカード、マザーボード、ＣＰＵ等々にて構成されているが、本実施の形態のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置はそのようなコンピュータシステム上で動作する。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施の形態のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置を各機能に分解して１つ１つのブロックとし、その全体の構成を示している。本実施の形態の装置１０は、諸データを記憶する記憶部１１、スプリングバック解析を実行するスプリングバック解析部１２、スプリングバック後形状に対してスプリングバックによる移動が生じていない不動点を抽出する不動点抽出部１３、スプリングバック後形状の三角形メッシュの各頂点の基準形状に対する変位を求めるスプリングバック変位演算部１４、基準形状とスプリングバック後形状との形状の誤差を演算する誤差演算部１５、スプリングバック後形状の変位に見合うスプリングバック見込み形状を求めるスプリングバック見込み形状演算部１６、スプリングバック見込み形状演算に用いる補正係数を設定する補正係数設定部１７を備えている。
【００１９】
本実施の形態のプレス成型金型のスプリングバック見込み形状生成装置１０は、さらに、諸データの入出力処理と制御を行う入出力制御部１８、図形の３Ｄグラフィック表示、その他の情報の表示に必要な処理を行う表示処理部１９を備えている。
【００２０】
尚、入出力制御部１８は、例えばポインティングデバイスやキーボードからの操作入力を受け付け、他のコンピュータシステムやコンピュータ周辺装置とデータ授受し、ディスプレイに対して表示信号を出力する等、当該コンピュータシステム１に対するデータや信号のすべての入出力を処理し、制御するものとして１つにまとめて示したものである。装置内部の各構成要素間のデータの授受についても、内部伝送線１１０にて代表させて示してある。
【００２１】
次に、上記構成のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置の動作、したがって、そのスプリングバック見込み形状生成方法を説明する。
【００２２】
ステップＳ１：図２、図４に示すように、目標製品形状となる基準形状の三角形メッシュの頂点データ群は外部から入出力制御部１８を通じて入力し、あるいは本コンピュータシステム１の別のソフトウェアを利用して生成して記憶部１１に保存する。この基準形状の三角形メッシュの頂点データ群による基準形状ＤＴ１は、図３Ａに示すようなものである。
【００２３】
ステップＳ２：スプリングバック解析部１２は、記憶部１１に保持させてある既存のスプリングバック解析ツール、例えば、ＪＳＴＡＭＰ（商品名）、ＰＡＭ−ＳＴＡＭＰ（商品名）、Ｑ−ｓｈｅｅｔ（商品名）等のスプリングバック解析ツールを基準形状の三角形メッシュの頂点データ群に対して実行し、高張力鋼板をプレス成型加工することにより得られるスプリングバック後形状の三角形メッシュの頂点データ群を求めて記憶部１１に記憶する（図２の処理ＰＲ１）。尚、このスプリングバック解析により生成されるスプリングバック後形状ＤＴ２は、図３Ｂに示すように基準形状ＤＴ１と対比して示すようなものである。特に高張力鋼板のプレス成型の場合、プレス成型金型内の下死点形状（基準形状と一致する）に対して成型加工各部のスプリングバックが顕著に表れる。
【００２４】
ステップＳ３：不動点抽出部１３によりスプリングバック後形状の変位を算出するための前処理として、プレス成型加工によるワークの不動点の頂点データ群を抽出して記憶部１１に記憶する。
【００２５】
ステップＳ４〜Ｓ６：スプリングバック後形状変位演算部１４により、ステップＳ３にて求めた不動点集合の各不動点を開始点として、図５に示す本発明の原理に基づき、スプリングバック後形状ＤＴ２の基準形状ＤＴ１からの変位データを求める（図２における処理ＰＲ２）。そして、スプリングバック見込み形状演算部１６により変位データと補正係数設定部１７に設定されている補正係数αを用いてスプリングバック見込み形状ＤＴ３を求める（図２における処理ＰＲ３）。
【００２６】
スプリングバック変位がゼロのメッシュ頂点ｐ００を開始基準点とし、スプリングバック見込み形状メッシュｐＣＰｊをｊ＝１，２，…と逐次的に導出する。
【数１】
0005419284.tif 000002
【００２７】
図５のように、基準形状頂点ｐ０ｊに発生するスプリングバック変位ｄ１ｊが、直前の頂点ｐ０ｊ−１のスプリングバック変位ベクトルｄ１ｊ−１分の平行移動と、直前のスプリングバック点ｐＳＢ１ｊ−１周りのベクトル（ｐ０ｊ−ｐ０ｊ−１）を回転Ｒ（θ１ｊ）したものの合成とし、次の式（１）により表現する。
【数２】
0005419284.tif 000003
【００２８】
ここで、ｐＳＢ１ｊは、ｐ０ｊに対応するスプリングバック頂点である。またθ１ｊは、基準形状のメッシュ頂点の法線ベクトルｎ０ｊとスプリングバック後形状のメッシュ頂点の法線ベクトルｎＳＢ１ｊとのなす角として算出したものである。
【００２９】
こうして、不動点群から開始して１近傍点毎に変位データを求め、全点についてスプリングバック後形状の基準形状からの変位データを求め、記憶部１１に記憶する。
【００３０】
続いて、基準形状ＤＴ１とスプリングバック後形状ＤＴ２との間で三角形メッシュのメッシュ稜線長は不変であるとし、スプリングバック見込み形状ＤＴ３の三角形メッシュの頂点位置ｐＣＰ１ｊを求めるための補正ベクトルｄ′１ｊを次の手法により算出する。
【００３１】
基準形状の三角形メッシュの頂点ｐ０ｊに対するスプリングバック見込み形状ＤＴ３の三角形メッシュの頂点位置ｐＣＰ１ｊを求める補正ベクトルｄ′１ｊ（＝ｐＣＰ１ｊ−ｐ０ｊ）は、ｐ０ｊ−１に対する補正ベクトルｄ′１ｊ−１分の平行移動と、ｐＣＰ１ｊ−１周りの逆回転Ｒ（−θ１ｊ）の合成変換に等しいとする。さらに、従来の逆オフセット型スプリングバック見込み形状推定手法で、変位ベクトルｄｉｊを−β（＞１．０）倍してｐＣＰｉｊ＝ｐ０ｊ−βｄｉｊでスプリングバック見込み形状を作成すると、成型誤差が少なくなることが知られている。そこで本実施の形態では、稜線長不変条件を保ち、逆回転の回転角を補正係数α（＞１．０）倍してスプリングバック見込み形状を作成する。この補正係数αとしては予め適宜の値を記憶部１１に保持させ、スプリングバック見込み形状演算時に補正係数設定部１７によりスプリングバック見込み形状演算部１６に設定する。通常、α＝１．２がふさわしいが、特に固定されるものではない。こうして、スプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点ｐＣＰ１ｊを、次の式（２）、（３）で求め、記憶部１１に記憶する。
【００３２】
実際の三角形３次元メッシュに対するスプリングバック見込み形状の三角形メッシュの頂点データ群は、以下の手順で導出する。
【００３３】
（１）基準形状とスプリングバック後形状との三角形メッシュの対応頂点において、変位がある閾値以下の微小な拘束点集合を発見する。
【数４】
0005419284.tif 000004
【００３４】
（２）拘束点集合を、初期補正済み頂点集合とする。
【数５】
0005419284.tif 000005
【００３５】
（３）補正済み頂点集合に含まれ、その１近傍頂点が未補正頂点集合に含まれる基準形状頂点において、式（４）を用いてスプリングバック見込み形状頂点の候補点ｐＣＰｉｎを算出する。
【数６】
0005419284.tif 000006
【００３６】
（４）未補正１近傍頂点は通常複数あるので、それら候補点の重心点を、その未補正頂点のスプリングバック見込み形状頂点ｐＣＰｉｎと定め、この頂点を補正済み頂点に更新する。
【数７】
0005419284.tif 000007
【００３７】
（５）上記ステップ（３）、（４）を未補正頂点がなくなるまで繰り返す。
【数８】
0005419284.tif 000008
【００３８】
図３Ｃには、基準形状ＤＴ１と共に、スプリングバック見込み形状ＤＴ３を示している。この各種の形状をディスプレイに表示させるのは任意である。
【００３９】
ステップＳ７：スプリングバック見込み形状演算部１６は、上記の演算により得られるスプリングバック見込み形状ＤＴ３の三角形メッシュの頂点データ群をスプリングバック解析部１２に渡し、スプリングバック解析部１２は２回目のスプリングバック解析を実行する。２回目のスプリングバック解析は、スプリングバック見込み形状ＤＴ３を基準形状とし、そのスプリングバック後形状をプレス成型のシミュレーションにより求め、得られた２回目のスプリングバック後形状ＤＴ２′の頂点データ群を記憶部１１に記憶する。
【００４０】
ステップＳ８：表示処理部１９は基準形状、スプリングバック後形状、スプリングバック見込み形状をそれらの三角形メッシュの頂点群データからフレーム表示し、またレンダリングして３Ｄ表示することができるが、少なくともステップＳ７における２回目のスプリングバック解析により得られたスプリングバック後形状ＤＴ２′について最初の基準形状ＤＴ１と対比する形でディスプレイに表示させてユーザに直感的に見せるようにする。
【００４１】
図６、図７に本実施の形態によるスプリングバック見込み形状の別の表示例を示している。図６Ａは基準形状ＤＴ１の３Ｄ表示、図６Ｂはスプリングバック後形状ＤＴ２を基準形状ＤＴ１と共に表示する３Ｄ表示、図６Ｃはスプリングバック見込み形状ＤＴ３、スプリングバック後形状ＤＴ２を基準形状ＤＴ１と共に表示する３Ｄ表示それぞれの例である。また図７は、同例のスプリングバック見込み形状メッシュＤＴ３と基準形状メッシュＤＴ１とを重ね合わせた図である。さらに、図８は後述する実施例１でのスプリングバック解析結果を表示したものである。
【００４２】
ステップＳ９：誤差演算部１５は、基準形状ＤＴ１と２回目のスプリングバック後形状ＤＴ２′と間で、対応する頂点毎にその誤差を算出して記憶部１１に記憶する。また、図９の実施例１のグラフに示すように、誤差分布を表示する。
【００４３】
ステップＳ１０：こうして得られたスプリングバック見込み形状、スプリングバック解析で得られたスプリングバック後形状、誤差等はユーザの入力する指示に応じて３Ｄグラフィック図形として表示出力し、フレーム図形として表示出力し、あるいはグラフ表示する。この処理ステップＳ１０は表示処理部１９が司る。
【００４４】
尚、得られた誤差が大きくてより良いスプリングバック見込み形状を生成する必要がある場合、ユーザはコンピュータシステムに対して入出力制御部１８を通して補正係数αに別の値を入力して再計算させることができる。新たな補正係数αは記憶部１１に記憶され、補正係数設定部１７にて読み出されてスプリングバック見込み形状演算部１６に与えられ、スプリングバック見込み形状演算に用いられる。
【実施例１】
【００４５】
５９０ＭＰａの高張力鋼板のＳ字曲げを対象に、１回のスプリングバック解析結果に基づくスプリングバック見込み形状生成を、補正係数α＝１．２、α＝１．５それぞれで行い、さらにそれぞれのスプリングバック見込み形状に対してスプリングバック解析を再度行い、得られた２回目のスプリングバック後形状ＤＴ２′を基準形状と対比して表示させたものが図８であり、誤差分布を求めてグラフ化したものが図９である。尚、スプリングバック解析にはＱ−ｓｈｅｅｔ（商品名）を使用した。
【００４６】
この実施例１の解析結果により、見込みなし形状の場合、基準形状ＤＴ１とスプリングバック後形状ＤＴ２との間には最大誤差１１．７ｍｍ、平均誤差６．０７ｍｍである。これに対して、補正係数α＝１．５として得たスプリングバック見込み形状からの成型誤差は、最大誤差８．０ｍｍ、平均誤差３．７９ｍｍであった。また、α＝１．２として得たスプリングバック見込み形状からの成型誤差は、最大誤差５．２ｍｍ、平均誤差２．５ｍｍとなり、見込みにより成型誤差を減少できることが確認できた。
【実施例２】
【００４７】
９８０Ｍｐａ級の高張力鋼板を材料とする自動車部品のＣＡＤデータに対し、第１の実施の形態のスプリングバック見込み形状生成方法により補正係数α＝１．０でスプリングバック見込み形状生成を行い、そのスプリングバック見込み形状で実際のプレス金型を製作してトライ成型を行った。また見込みを行わない金型での成型も同時に行った。目標の最大誤差は７ｍｍである。本実施例２によれば、見込みを行わない金型での最大成型誤差は５８ｍｍであったのに対し、見込みを行った金型による最大誤差は２１ｍｍにまで抑え込むことができた。また成型品の周長変化誤差も、従来のスプリングバック見込み形状生成法に比べて少ないことが確認できた。
【００４８】
このように本実施の形態のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置及び方法によれば、高張力鋼板をプレス成型するための金型の設計において、プレス成型金型にスプリングバック見込み形状を適用することにより目標製品形状により近い形状のプレス成型品が得られる。
【００４９】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態として、複数回のスプリングバック解析結果に基づきスプリングバック見込み形状を生成するプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成方法及び装置について説明する。
【００５０】
本実施の形態の装置も第１の実施の形態と同様に、汎用のコンピュータシステム１を用いるが、専用の装置として実現することも可能である。
【００５１】
図１０は、本発明の第２の実施の形態のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置の機能構成を示している。本実施の形態の装置１０Ａは、諸データを記憶する記憶部１１Ａ、スプリングバック解析を実行するスプリングバック解析部１２Ａ、スプリングバック後形状に対してスプリングバックによる移動が生じていない不動点を抽出する不動点抽出部１３Ａ、スプリングバック後形状の三角形メッシュの各頂点の基準形状に対する変位を求めるスプリングバック変位演算部１４Ａ、基準形状とスプリングバック後形状との形状の誤差を演算し、許容誤差と比較し一致を判定する形状一致判定部１５Ａ、スプリングバック後形状の変位に見合うスプリングバック見込み形状を求めるスプリングバック見込み形状演算部１６Ａ、スプリングバック見込み形状の演算時時に用いる補正係数を設定する補正係数設定部１７Ａ、諸データの入出力処理と制御を行う入出力制御部１８Ａ、図形の３Ｄ表示処理を行う表示処理部１９Ａ、そして、装置内部の各構成要素間のデータの授受のための内部伝送線１１０Ａを備えている。
【００５２】
本実施の形態の装置１０Ａの場合、さらに、形状一致判定部１５Ａが算出する誤差が許容範囲内に収まるまでスプリングバック解析とスプリングバック見込み形状の生成を繰り返させる繰り返し制御部１１１を備えている。
【００５３】
次に、上記構成のプレス成形金型のスプリングバック見込み形状生成装置の動作、したがって、そのスプリングバック見込み形状生成方法を説明する。本実施の形態の動作の特徴は、次の通りである。
【００５４】
第１の実施の形態の場合、１回のスプリングバック解析のみに基づくスプリングバック見込み形状生成であったが、より厳密な解析が必要とされる場合もある。そこで、本実施の形態では、スプリングバック見込み形状に対するスプリングバック解析とスプリングバック見込み形状の修正処理を、スプリングバック後形状ＤＴ２ｉと目的製品の基準形状ＤＴ１との誤差が許容値以内に収まるまで繰り返し、高精度なスプリングバック見込み形状生成を行う。本実施の形態では、２回目以降のスプリングバック見込み形状ＤＴ３ｉの生成も、基本的に第１の実施の形態と同様の計算で行うが、その基準形状ＤＴ１ｉは直前に生成されたスプリングバック見込み形状を用いる。したがって、ｉ回目に生成されるスプリングバック見込み形状の頂点ｐＣＰｉｊは、ｉ−１回目に生成されたスプリングバック見込み形状の頂点ｐＣＰｉ−１ｊから、以下の式（４）で生成される。また、逆回転Ｒの補正係数αｉについても、例えば、第１回目のスプリングバック見込み形状生成のためのものはα１＝１．２とし、第２回目はα２＝１．０あるいはα２＝１．２とするように予め設定しておく。
【数９】
0005419284.tif 000009
【００５５】
ここでθｉｊは、基準メッシュ頂点の法線ベクトルｎ０ｊと、ｉ−１回目のスプリングバック見込み形状からスプリングバックしたスプリングバック後形状のメッシュ頂点ｐＳＢｉｊの法線ベクトルｎＳＢｉｊのなす角である。
【００５６】
また、通常は２回目のスプリングバック見込み形状生成演算により得たスプリングバック見込み形状ＤＴ３２を用いたスプリングバック解析により得られるスプリングバック後形状ＤＴ２２が最初の基準形状ＤＴ１１に対して許容誤差範囲内に収まるようになるが、３回目以降の繰り返しも必要であれば、αｉ＝１．２に固定的に設定しておくことができる。また、αｉ＝１．０に設定することもできる。これはプレス成型対象の鋼板の特性により適宜に設定する。
【００５７】
以下に、図１１のフローチャートを参照しながら各処理について説明する。
【００５８】
ステップＳ１０１：図２、図４に示すように、目標製品形状となる基準形状の三角形メッシュの頂点データ群を外部から入出力制御部１８Ａを通じて入力し、あるいは本コンピュータシステム１の別のソフトウェアを利用して生成して記憶部１１に保存する。この基準形状の三角形メッシュの頂点データ群による基準形状ＤＴ１は、第１の実施の形態と同様、図３Ａに示すようなものである。
【００５９】
ステップＳ１０２：初回のスプリングバック解析としてｉ＝１に設定する。入力された基準形状ＤＴ１は、ＤＴ１ｉ＝ＤＴ１とする。
【００６０】
ステップＳ１０３：スプリングバック解析部１２Ａは、記憶部１１Ａに保持させてある第１の実施の形態と同様のスプリングバック解析ツールにて基準形状の三角形メッシュの頂点データ群に対して実行し、スプリングバック後形状ＤＴ２ｉの三角形メッシュの頂点データ群を求めて記憶部１１Ａに記憶する。尚、このスプリングバック解析により生成されるスプリングバック後形状ＤＴ２ｉは、第１の実施の形態と同様、図３Ｂに基準形状ＤＴ１と対比して示すようなものである。
【００６１】
ステップＳ１０４，Ｓ１０５：形状一致判定部１５Ａは、基準形状ＤＴ１ｉとｉ回目（ｉ＝１）のスプリングバック後形状ＤＴ２ｉと間で、対応する頂点毎にその誤差を算出して記憶部１１Ａに記憶する。また誤差が許容範囲内かどうかを判定し、許容範囲内であればＹＥＳに分岐して、今回ｉ回目のスプリングバック解析に用いた基準形状ＤＴ１ｉを最終スプリングバック見込み形状ＤＴ３ｉとして記憶部１１Ａに記憶し、また、必要に応じてディスプレイに適宜の表示形態で出力表示する（ステップＳ１１１）。
【００６２】
ステップＳ１０６：誤差が許容範囲内でない場合には、続いて、不動点抽出部１３Ａによりスプリングバック後形状ＤＴ２ｉの変位を算出するための前処理として、プレス成型加工によるワークの不動点の頂点データ群を抽出して記憶部１１Ａに記憶する。
【００６３】
ステップＳ１０７：スプリングバック後形状変位演算部１４Ａにより、ステップＳ１０６にて求めた不動点集合の各不動点を開始点として、第１の実施の形態と同様、図５に示す本発明の原理に基づき、スプリングバック後形状ＤＴ２ｉの基準形状ＤＴ１ｉからの変位を求め、記憶部１１Ａに記憶する。
【００６４】
ステップＳ１０８：補正係数設定部１７Ａにて補正係数αｉを記憶部１１Ａから取り込み、スプリングバック見込み形状演算部１６Ａに設定する。
【００６５】
ステップＳ１０９：スプリングバック見込み形状演算部１６Ａにより第１の実施の形態と同様の演算処理によりスプリングバック見込み形状ＤＴ３ｉを求め、記憶部１１に記憶する。
【００６６】
ステップＳ１１０：こうして、第１回目のスプリングバック見込み形状の生成処理ルーチンを終了し、ｉ＝ｉ＋１として、ステップＳ１０３以降のスプリングバック見込み形状の生成処理ルーチンを再度実行する。ただし、次回以降の各回のルーチンでは、基準形状ＤＴ１ｉには、直前回に新たに生成したスプリングバック見込み形状ＤＴ３ｉを用いることになる。つまり、ＤＴ１２＝ＤＴ３１、ＤＴ１３＝ＤＴ３２等としてステップＳ１０３からの処理を実行する。
【００６７】
こうして、本実施の形態の場合、スプリングバックを考慮して基準形状から補正して得られるスプリングバック見込み形状によりプレス成型をシミュレーションし、得られたスプリングバック後形状が最初の基準形状との誤差が許容範囲内になるまでスプリングバック見込み形状の補正を繰り返すことにより、スプリングバックが顕著な高張力鋼板のプレス成型金型の設計でも目的製品にきわめて近いスプリングバック後形状が得られるプレス成型金型を設計できる。
【実施例３】
【００６８】
５９０ＭＰａの高張力鋼板のＳ字曲げを対象に、２回のスプリングバック解析結果に基づくスプリングバック見込み形状生成を、補正係数α１＝１．２、α２＝１．０，１．２それぞれで行い、生成されたスプリングバック見込み形状に対してスプリングバック解析を再度行い、得られた３回目のスプリングバック後形状ＤＴ２３と目的製品の基準形状ＤＴ１１との誤差を求めた。
【００６９】
図１２にグラフ表示した解析結果より、１回目α＝１．２、２回目α＝１．０でスプリングバック解析を２回実施してスプリングバック見込み形状を生成した場合の成型誤差は、最大０．８ｍｍ、平均０．４２ｍｍとなり、スプリングバック後の断面形状も基準形状とほとんど一致したものとなることを確認できた。
【００７０】
以上のように、本実施の形態によれば、補正係数αを適切に設定することにより、高精度なプレス成型金型のスプリングバック見込み形状の生成が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、自動車産業等における高張力鋼板のプレス成型金型の設計に利用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１  コンピュータシステム
１０，１０Ａ  スプリングバック見込み形状生成装置
１１，１１Ａ  記憶部
１２，１２Ａ  スプリングバック解析部
１３，１３Ａ  不動点抽出部
１４，１４Ａ  スプリングバック変位演算部
１５  誤差演算部
１５Ａ  形状一致判定部
１６，１６Ａ  スプリングバック見込み形状演算部
１７，１７Ａ  補正係数設定部
１８，１８Ａ  入出力制御部
１９，１９Ａ  表示処理部
１１０，１１０Ａ  内部伝送路
１１１  繰り返し制御部
【図１】
0005419284.tif 000010
【図２】
0005419284.tif 000011
【図３Ａ】
0005419284.tif 000012
【図３Ｂ】
0005419284.tif 000013
【図３Ｃ】
0005419284.tif 000014
【図４】
0005419284.tif 000015
【図５】
0005419284.tif 000016
【図６Ａ】
0005419284.tif 000017
【図６Ｂ】
0005419284.tif 000018
【図６Ｃ】
0005419284.tif 000019
【図７】
0005419284.tif 000020
【図８】
0005419284.tif 000021
【図９】
0005419284.tif 000022
【図１０】
0005419284.tif 000023
【図１１】
0005419284.tif 000024
【図１２】
0005419284.tif 000025