(57)【要約】      （修正有）【課題】プレス成形シミュレーションのための適切な形状を有するプレス金型の形状モデルを短時間で作成する。【解決手段】製品形状外形線抽出部１１０と、しわ押さえ面生成部１２０と、二次元金型パンチ開口線を生成する二次元パンチ開口線生成部２１０と、二次元パンチ開口線をしわ合わせ面に投影して三次元パンチ開口線を生成する三次元パンチ開口線生成部２２０と、製品形状外形線及び／または二次元または三次元パンチ開口線の全周に亘って点在する複数の特徴点を設定する特徴点設定部２３０と、設定された特徴点を少なくとも一方の端点とし、製品形状外形線とパンチ開口線との間をつなぐ複数の余肉断面を配置する余肉断面配置部２４０と、各余肉断面の形状を設定する余肉断面形状設定部２５０と、隣接する余肉断面を順次連結することで余肉面を生成する余肉面生成部２６０と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品形状からプレス金型の余肉形状を作成する余肉形状作成システムであって、
製品形状外形線データを格納する製品形状外形線データ格納部と、
しわ押さえ面データを格納するしわ押さえ面データ格納部と、
製品形状外形線の外側に閉曲線でなる二次元パンチ開口線を生成する二次元パンチ開口線生成部と、
前記二次元パンチ開口線をしわ合わせ面に投影して三次元パンチ開口線を生成する三次元パンチ開口線生成部と、
前記製品形状外形線及び／または前記二次元または三次元パンチ開口線の全周に亘って点在する複数の特徴点を設定する特徴点設定部と、
前記特徴点設定部で設定された前記特徴点を少なくとも一方の端点とし、前記製品形状外形線と前記二次元または三次元パンチ開口線との間をつなぐ複数の余肉断面を配置する余肉断面配置部と、
配置された前記余肉断面の形状をそれぞれ設定する余肉断面形状設定部と、
隣接する前記余肉断面を順次連結することで余肉面を生成する余肉面生成部と、
を有することを特徴とするプレス金型余肉形状作成システム。
【請求項２】
前記二次元パンチ開口線生成部は、少なくとも前記製品形状外形線の外側にオフセットした閉曲線であるオフセットラインに基づいて前記二次元パンチ開口線を作成する二次元パンチ開口線作成支援部を有し、
生成された二次元パンチ開口線データを二次元パンチ開口線データ格納部に格納する
ことを特徴とする請求項１に記載のプレス金型余肉形状作成システム。
【請求項３】
前記二次元パンチ開口線生成部は、前記製品形状外形線をスムージングするスムージング部と、スムージング後の前記製品形状外形線を外側へオフセットさせた閉曲線とするオフセット部とを有し、
生成された二次元パンチ開口線データを二次元パンチ開口線データ格納部に格納する
ことを特徴とする請求項１に記載のプレス金型余肉形状作成システム。
【請求項４】
前記特徴点設定部は、前記製品形状外形線及び／または前記二次元または三次元パンチ開口線の前記特徴点を取得する特徴点取得部を有し、
取得された前記特徴点を特徴点データ格納部に格納する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプレス金型余肉形状作成システム。
【請求項５】
前記特徴点設定部は、前記製品形状外形線上の所定角度以下の折れ角を有する角部の頂点、または、前記二次元または三次元パンチ開口線上の円弧端点を前記特徴点として抽出する特徴点抽出部を有し、
抽出された前記特徴点を特徴点データ格納部に格納する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプレス金型余肉形状作成システム。
【請求項６】
前記二次元パンチ開口線を修正する二次元パンチ開口線修正部を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプレス金型余肉形状作成システム。
【請求項７】
前記製品形状外形線、前記二次元パンチ開口線または前記三次元パンチ開口線上に、前記特徴点を追加または削除する特徴点修正部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のプレス金型余肉形状作成システム。
【請求項８】
製品形状からプレス金型の余肉形状を作成する余肉形状作成プログラムであって、
製品形状外形線データを格納する製品形状外形線データ格納ステップと、
しわ押さえ面データを格納するしわ押さえ面データ格納ステップと、
製品形状外形線の外側に閉曲線でなる二次元パンチ開口線を生成する二次元パンチ開口線生成ステップと、
前記二次元パンチ開口線をしわ合わせ面に投影して三次元パンチ開口線を生成する三次元パンチ開口線生成ステップと、
前記製品形状外形線及び／または前記二次元または三次元パンチ開口線の全周に亘って点在する複数の特徴点を生成する特徴点設定ステップと、
前記特徴点設定ステップで設定された前記特徴点を少なくとも一方の端点とし、前記製品形状外形線と前記二次元または三次元パンチ開口線との間をつなぐ複数の余肉断面を配置する余肉断面配置ステップと、
配置された前記余肉断面の形状をそれぞれ設定する余肉断面形状設定ステップと、
隣接する前記余肉断面を順次連結することで余肉面を生成する余肉面生成ステップと、
を有することを特徴とするプレス金型余肉形状作成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス金型余肉形状作成システム及び余肉形状作成プログラムに関し、コンピュータによる設計支援システムの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の各種車体構成用のパネル部品は、板金をプレス金型によってプレス成形して製造される成形品であるが、品質の良い成形品をより効率よく製造するため、成形品の設計の際に、プレス金型の形状モデルを作成してプレス成形のシミュレーションが行われている。
【０００３】
この際に、製品形状を有する製品部の周囲に形成される余肉部の形状が適切でないと成形品に割れやしわが発生するため、特にこの余肉部を適切な形状に設計しなければならない。
【０００４】
特許文献１には、製品部と余肉部からなる成形品のモデルを設計するため、余肉部の立体形状を規定するための複数の主要断面を選択し、断面形状を規定する断面パラメータを用いて各主要断面の形状を設定して余肉部を設計し、設計された余肉部の主要断面の形状に応じて、金型で加圧時にしわ押さえされるフランジ状のしわ押さえ部（ダイフェース部）の形状を設計する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この従来技術では、余肉部としわ押さえ部の境界線であり、その形状が歩留まりに大きく影響するパンチ開口線は、製品部の外形線である製品形状外形線と断面パラメータとに基づいて決定されることとなるため、余肉部の設計が完了するまでどのようなパンチ開口線が生成されるか不明であり、所望の歩留まりが得られるまで断面パラメータの変更とパンチ開口線の生成を繰り返す必要がある。
【０００７】
ここで、このパンチ開口線の生成には時間がかかるため、歩留まりや割れしわ等を考慮した適切な形状を有するプレス金型の形状モデルを作成するまでに、膨大な時間がかかってしまう場合があった。
【０００８】
そこで、本発明は、プレス成形シミュレーションのための適切な形状を有するプレス金型の形状モデルを短時間で作成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係るプレス金型の余肉形状作成システム及び余肉形状作成プログラムは、次のように構成したことを特徴とする。
【００１０】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、
製品形状からプレス金型の余肉形状を作成する余肉形状作成システムであって、
製品形状外形線データを格納する製品形状外形線データ格納部と、
しわ押さえ面データを格納するしわ押さえ面データ格納部と、
製品形状外形線の外側に閉曲線でなる二次元パンチ開口線を生成する二次元パンチ開口線生成部と、
前記二次元パンチ開口線をしわ合わせ面に投影して三次元パンチ開口線を生成する三次元パンチ開口線生成部と、
前記製品形状外形線及び／または前記二次元または三次元パンチ開口線の全周に亘って点在する複数の特徴点を設定する特徴点設定部と、
前記特徴点設定部で設定された前記特徴点を少なくとも一方の端点とし、前記製品形状外形線と前記二次元または三次元パンチ開口線との間をつなぐ複数の余肉断面を配置する余肉断面配置部と、
配置された前記余肉断面の形状をそれぞれ設定する余肉断面形状設定部と、
隣接する前記余肉断面を順次連結することで余肉面を生成する余肉面生成部と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本願の請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記二次元パンチ開口線生成部は、少なくとも前記製品形状外形線の外側にオフセットした閉曲線であるオフセットラインに基づいて前記二次元パンチ開口線を作成する二次元パンチ開口線作成支援部を有し、
生成された二次元パンチ開口線データを二次元パンチ開口線データ格納部に格納する
ことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本願の請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記二次元パンチ開口線生成部は、前記製品形状外形線をスムージングするスムージング部と、スムージング後の前記製品形状外形線を外側へオフセットさせた閉曲線とするオフセット部とを有し、
生成された二次元パンチ開口線データを二次元パンチ開口線データ格納部に格納する
ことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本願の請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、
前記特徴点設定部は、前記製品形状外形線及び／または前記二次元または三次元パンチ開口線の前記特徴点を取得する特徴点取得部を有し、
取得された前記特徴点を特徴点データ格納部に格納する
ことを特徴とする。
【００１４】
まず、本願の請求項５に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、
前記特徴点設定部は、前記製品形状外形線上の所定角度以下の折れ角を有する角部の頂点を前記特徴点として抽出する特徴点抽出部を有し、
抽出された前記特徴点を特徴点データ格納部に格納する
ことを特徴とする。
【００１５】
また、本願の請求項６に記載の発明は、前記請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、
前記二次元パンチ開口線を修正する二次元パンチ開口線修正部を有する
ことを特徴とする。
【００１６】
また、本願の請求項７に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記製品形状外形線、前記二次元パンチ開口線または前記三次元パンチ開口線上に、前記特徴点を追加または削除する特徴点修正部を有する
ことを特徴とする。
【００１７】
さらに、本願の請求項８に記載の発明は、
製品形状からプレス金型の余肉形状を作成する余肉形状作成プログラムであって、
製品形状外形線データを格納する製品形状外形線データ格納ステップと、
しわ押さえ面データを格納するしわ押さえ面データ格納ステップと、
製品形状外形線の外側に閉曲線でなる二次元パンチ開口線を生成する二次元パンチ開口線生成ステップと、
前記二次元パンチ開口線をしわ合わせ面に投影して三次元パンチ開口線を生成する三次元パンチ開口線生成ステップと、
前記製品形状外形線及び／または前記二次元または三次元パンチ開口線の全周に亘って点在する複数の特徴点を生成する特徴点設定ステップと、
前記特徴点設定部で設定された前記特徴点を少なくとも一方の端点とし、前記製品形状外形線と前記二次元または三次元パンチ開口線との間をつなぐ複数の余肉断面を配置する余肉断面配置ステップと、
配置された前記余肉断面の形状をそれぞれ設定する余肉断面形状設定ステップと、
隣接する前記余肉断面を順次連結することで余肉面を生成する余肉面生成ステップと、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上の構成により、本願各請求項に係る発明によれば、次の効果が得られる。
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、歩留まりに大きく影響する二次元パンチ開口線を余肉断面の設定前に生成できるため、二次元パンチ開口線が所望の歩留まりとなるまで余肉断面形状の修正と二次元パンチ開口線の生成を繰り返すという作業が不要になり、プレス金型の形状モデルを短時間で作成できると共に、歩留まりは余肉断面形状に制約されず設定でき、すなわち、歩留まりと余肉断面形状の設定の自由度が高くなる。
【００２０】
また、二次元パンチ開口線を余肉断面形状とは無関係に生成できるため、生成される二次元パンチ開口線は製品形状外形線の凹凸の影響を受けない。したがって、製品形状外形線の凹凸が多い場合にも、生成された二次元パンチ開口線を凹凸の少ない形状に修正する必要性が少なくなる。また、凹凸の少ない形状の二次元パンチ開口線を生成するために行われる製品形状外形線をスムージングする処理を省略することもできる。
【００２１】
さらに、製品の設計変更に際して、製品形状外形線が類似していれば、設計変更前に生成した二次元パンチ開口線をそのまま採用できるため、二次元パンチ開口線と製品形状外形線との間に配置される余肉断面の形状を設定し直すだけで、この余肉断面間に生成された余肉面は設計変更に対応したものとなる。したがって、設計変更に対応したプレス金型の形状モデルを短時間で作成可能である。
【００２２】
請求項２に係る発明によれば、二次元パンチ開口線作成支援部によって、手動で容易にオフセットラインから二次元パンチ開口線を作成できるため、金型設計の熟練者は、歩留まりを向上させるためのノウハウ等を反映させた、より優れた金型形状を素早く作成することができる。
【００２３】
請求項３に係る発明によれば、スムージング部とオフセット部によって、製品形状外形線から二次元パンチ開口線を自動生成できるため、金型設計の初心者でも金型の形状モデルを作成でき、また、金型設計のノウハウがない製品設計者でも金型形状を考慮した製品設計を行うことができる。
【００２４】
請求項４に係る発明によれば、特徴点取得部によって手動で入力した特徴点を取得できるため、入力する特徴点を厳選することで、各特徴点に対応する余肉断面の形状設定等に要する時間を短縮して、プレス金型の形状モデルをより素早く作成できるようになる。
【００２５】
また、請求項５に係る発明によれば、特徴点抽出部によって製品形状外形線上の所定角度以下の折れ角を有する角部の頂点を特徴点として抽出できるため、自動で特徴点を設定できる。そのため、製品形状外形線が複雑で、多数の特徴点を設定しなければならない場合にも、人手によらずに自動で容易に特徴点を設定できる。
【００２６】
請求項６に係る発明によれば、シミュレーションの結果、作成された金型形状が適切でなかった場合、二次元パンチ開口線修正部によって二次元パンチ開口線を適宜修正して金型形状を改良設計できる。
【００２７】
請求項７に係る発明によれば、シミュレーションの結果、作成された金型形状が適切でなかった場合、製品形状外形線、二次元パンチ開口線または三次元パンチ開口線上に特徴点を追加または削除することで余肉断面の配置を適宜修正して金型形状を改良設計できる。
【００２８】
請求項８に係る発明によれば、請求項１に係るシステムの発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態であるプレス成形解析システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】同システムの処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】同システムの記憶装置の構成を示すブロック図である。
【図４】同記憶装置に記憶された製品形状外形線データのデータ構造を示す図である。
【図５】同記憶装置に記憶された二次元パンチ開口線データのデータ構造を示す図である。
【図６】同記憶装置に記憶された三次元パンチ開口線データのデータ構造を示す図である。
【図７】同記憶装置に記憶された特徴点データのデータ構造を示す図である。
【図８】同記憶装置に記憶された余肉断面形状データのデータ構造を示す図である。
【図９】同システムの出力装置に出力表示された画面の例を示す図である。
【図１０】プレス成形装置のプレス金型の構成を概略的に示す斜視図である。
【図１１】同金型のしわ押さえに対してパンチが下降した状態を示す斜視図である。
【図１２】同金型のしわ押さえに対してパンチが上昇した状態を示す斜視図である。
【図１３】同成形装置のプレス前の状態を示す側面図である。
【図１４】同成形装置のプレス後の状態を示す側面図である。
【図１５】同成形装置によってプレス成形された成形品を示す斜視図である。
【図１６】同成形品から打ち抜かれた製品を示す斜視図である。
【図１７】余肉形状作成方法を示すフローチャートである。
【図１８】二次元パンチ開口線生成方法を示すフローチャートである。
【図１９】特徴点設定方法を示すフローチャートである。
【図２０】余肉断面配置方法を示すフローチャートである。
【図２１】二次元パンチ開口線の自動生成方法（１）を説明する図である。
【図２２】二次元パンチ開口線の自動生成方法（２）を説明する図である。
【図２３】二次元パンチ開口線の自動生成方法（３）を説明する図である。
【図２４】特徴点の自動設定方法（１）を説明する図である。
【図２５】特徴点の自動設定方法（２）を説明する図である。
【図２６】特徴点の自動設定方法（３）を説明する図である。
【図２７】余肉断面の配置方法（１）を説明する図である。
【図２８】余肉断面の配置方法（２）を説明する図である。
【図２９】余肉断面の配置方法（３）を説明する図である。
【図３０】余肉断面の配置方法（４）を説明する図である。
【図３１】余肉断面形状の設定方法を説明する図である。
【図３２】余肉面の生成方法を説明する図である。
【図３３】二次元パンチ開口線の手動作成方法（１）を説明する図である。
【図３４】二次元パンチ開口線の手動作成方法（２）を説明する図である。
【図３５】二次元パンチ開口線の手動作成方法（３）を説明する図である。
【図３６】二次元パンチ開口線の手動作成方法（４）を説明する図である。
【図３７】二次元パンチ開口線の手動作成方法（５）を説明する図である。
【図３８】二次元パンチ開口線の半自動生成方法（１）を説明する図である。
【図３９】二次元パンチ開口線の半自動生成方法（２）を説明する図である。
【図４０】二次元パンチ開口線の半自動生成方法（３）を説明する図である。
【図４１】二次元パンチ開口線の手動修正方法（１）を説明する図である。
【図４２】二次元パンチ開口線の手動修正方法（２）を説明する図である。
【図４３】二次元パンチ開口線の自動修正方法（１）を説明する図である。
【図４４】二次元パンチ開口線の自動修正方法（２）を説明する図である。
【図４５】特徴点の手動設定方法を説明する図である。
【図４６】特徴点の手動修正方法（１）を説明する図である。
【図４７】特徴点の手動修正方法（２）を説明する図である。
【図４８】余肉断面形状の修正方法を説明する図である。
【図４９】他の適用例の成形品を示す斜視図である。
【図５０】他の適用例の同成形品から打ち抜かれた製品を示す斜視図である。
【図５１】他の適用例の余肉面の生成方法（１）を説明する図である。
【図５２】他の適用例の余肉面の生成方法（２）を説明する図である。
【図５３】他の適用例の余肉面の生成方法（３）を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係るプレス金型余肉形状作成システム及び余肉形状作成プログラムの実施形態について説明する。まず、当該プレス金型余肉形状作成システムをサブシステムとして含むトータルシステムとしてのプレス成形解析システム１について説明する。
【００３１】
（１）プレス成形解析システムの概要
図１は、プレス成形解析システム１の中心となるコンピュータ１０の構成を示す図である。このコンピュータ１０は、ＣＰＵ等の処理装置１１と、メモリまたはハードディスク等の記憶装置１２と、キーボード、マウスまたはＣＤ−ＲＯＭドライブ等の入力装置１３と、液晶ディスプレイまたはプリンタ等の出力装置１４とを有する。
【００３２】
（１−１）処理装置
図２は、図１の処理装置１１の構成を示すブロック図である。この処理装置１１は、一連の作業プロセスを結合したものであり、プリプロセス部１００と、該プリプロセス部１００に続くプロセス部３００と、該プロセス部３００に続くポストプロセス部４００とから構成されている。
【００３３】
プリプロセス部１００は、製品形状に基づいて製品形状外形線Ｌを抽出する製品形状外形線抽出部１１０、しわ押さえ面を生成するしわ押さえ面生成部１２０、二次元パンチ開口線を生成する二次元パンチ開口線生成部２１０、三次元パンチ開口線を生成する三次元パンチ開口線生成部２２０、製品形状外形線上の特徴点を生成する特徴点設定部２３０、余肉断面を配置する余肉断面配置部２４０、余肉断面の形状を設定する余肉断面形状設定部２５０、余肉面を生成する余肉面生成部２６０、二次元パンチ開口線を修正する二次元パンチ開口線修正部２７０、特徴点を追加または削除する特徴点修正部２８０、余肉断面の形状を修正する余肉断面形状修正部２９０及びプレス金型の形状モデルを生成するプレス金型形状モデル生成部１３０から主に構成されている。
【００３４】
ここで、本発明が対象とする余肉形状作成システム２００は、上述のプレス成形解析システム１のプリプロセス部１００に含まれるサブシステムであり、具体的には、上述の二次元パンチ開口線生成部２１０、三次元パンチ開口線生成部２２０、特徴点設定部２３０、余肉断面配置部２４０及び余肉面生成部２６０、二次元パンチ開口線修正部２７０、特徴点修正部２８０、余肉断面形状修正部２９０から主に構成されている。
【００３５】
また、プロセス部３００は、作成されたプレス金型の形状モデルを用いてプレス成形シミュレーションを行うシミュレーション部３１０を有し、ポストプロセス部４００は、シミュレーション結果を出力装置１４に表示するための結果表示部４１０を有している。
【００３６】
（１−２）記憶装置
図３は、図１の記憶装置１２の構成を示すブロック図である。記憶装置１２はプログラム記憶部１２Ａとデータ記憶部１２Ｂとから主に構成されている。プログラム記憶部１２Ａは、製品形状外形線抽出プログラムＰＲ１、しわ押さえ面生成プログラムＰＲ２、余肉形状作成プログラムＰＲ３、シミュレーションプログラムＰＲ４及び結果表示プログラムＰＲ５をそれぞれ格納するプログラム格納部１２Ａ１〜１２Ａ４を有している。各プログラムＰＲ１〜ＰＲ５は、上述の処理装置１１における製品形状外形線抽出部１１０、しわ押さえ面生成部１２０、余肉形状作成システム２００、シミュレーション部３１０、結果表示部４１０によってそれぞれ実行される。
【００３７】
また、データ記憶部１２Ｂは、製品形状データＤＴ１、製品形状外形線データＤＴ２、しわ押さえ面データＤＴ３、二次元パンチ開口線データＤＴ４、三次元パンチ開口線データＤＴ５、特徴点データＤＴ６、余肉断面形状データＤＴ７及びプレス金型形状モデルデータＤＴ８をそれぞれ格納するデータ格納部１２Ｂ１〜１２Ｂ８を有している。以下、これらデータＤＴ１〜ＤＴ８について説明する。
【００３８】
（１−２−１）製品形状データ
製品形状データＤＴ１は、解析を行う対象となる製品の形状を示すデータであり、三次元ＣＡＤソフトウェアを用いて作成されたＩＧＥＳ、ＤＸＦ、ＤＷＧ等のファイル形式の三次元ＣＡＤデータ、または、ＣＡＤデータに基づいて対象物を有限要素に離散化したメッシュデータ等である。製品形状データＤＴ１はＣＤ―ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶され、ＣＤ―ＲＯＭドライブ等の入力装置１３を介して処理装置１１に入力される。
【００３９】
（１−２−２）製品形状外形線データ
製品形状外形線データＤＴ２は、プレス方向から視た製品のシルエットの外形線である製品形状外形線を全周に亘って三次元点列に分解し、この点列を構成する各節点の位置等を示すデータであり、製品形状データＤＴ１に基づいて製品形状外形線抽出部１１０によって生成される。具体的には、図４に示すように、節点番号Ｎ…、各節点の全体座標系でのＸＹＺ座標、折れ角度を判定するための特徴点フラグから構成されている。作成された製品形状外形線データＤＴ２は、後述する二次元パンチ開口線生成部２１０で用いられる。
【００４０】
ここで、特徴点フラグとは、隣接する節点と結んだ線分のなす折れ角度が所定の角度以下か否かを判定するためのフラグであり、所定の角度以下であればフラグとして１が立つ。図４によれば、例えば節点番号Ｎ２００１は、特徴点フラグが１となっており、節点番号Ｎ２００１の節点と隣接する節点番号がＮ２００２または最終節点番号の２つの節点と結んだ線分のなす折れ角度が所定の角度以下となっていることを意味する。なお、この特徴点フラグは、後述する特徴点設定部２３０で用いられる。
【００４１】
（１−２−３）しわ押さえ面データ
しわ押さえ面データＤＴ３は、プレス成形時にブランクの周縁部を挟持してしわ押さえする金型のしわ押さえ面の形状及び高さを示すデータであり、しわ押さえ面生成部１２０によって製品形状データＤＴ１に基づいて生成される。なお、しわ押さえ面の形状は製品形状に応じて決まり、平面に限るものではない。
【００４２】
（１−２−４）二次元パンチ開口線データ
二次元パンチ開口線データＤＴ４は、三次元のパンチ開口線をプレス方向から視た二次元形状を示すデータであり、二次元パンチ開口線生成部２１０によって製品形状外形線データＤＴ２に基づいて生成される。具体的には、図５に示すように、線分番号Ｌ…、線分タイプ（フィレット、円弧、直線）、第１端点座標（ＸＹ座標）、第２端点座標（ＸＹ座標）、中心座標（ＸＹ座標）、半径Ｒ、開始角度α及び終了角度βから構成されている。
【００４３】
ここで、二次元パンチ開口線は、複数の線分から構成された閉曲線として考えているため、二次元パンチ開口線データＤＴ４は、各線分について、フィレット、円弧または直線のいずれかを示す線分タイプと、線分の両端のＸＹ座標を示す第１、第２端点座標と共に、線分が円弧またはフィレットの場合、その中心座標及び半径Ｒと、線分の両端の位相を示す開始角度α及び終了角度βをデータとして有している。
【００４４】
（１−２−５）三次元パンチ開口線データ
三次元パンチ開口線データＤＴ５は、三次元のパンチ開口線を全周に亘って三次元点列に分解し、この点列を構成する各節点の位置等を示したデータであり、三次元パンチ開口線生成部２２０によって製品形状外形線データＤＴ２及びしわ押さえ面データＤＴ３に基づいて生成される。具体的には、図６に示すように、節点番号Ｎ…、各節点の全体座標系でのＸＹＺ座標、フィレット端部を示す特徴点フラグから構成されている。
【００４５】
ここで、特徴点フラグとは、節点がフィレットの端部であるか否かを判定するためのフラグであり、フィレット端部であればフラグとして１が立つ。なお、この特徴点フラグは後述する特徴点設定部２３０で用いられる。
【００４６】
（１−２−６）特徴点データ
特徴点データＤＴ６は、図７に示すように、製品形状外形線ＬＳ及び三次元パンチ開口線ＬＡ上にある特徴点を節点番号で示したデータであり、製品形状外形線データＤＴ２及び三次元パンチ開口線データＤＴ５に基づいて特徴点設定部２３０によって設定される。  
【００４７】
なお、製品形状外形線ＬＳまたは三次元パンチ開口線ＬＡのいずれか一方の節点のみを特徴点として用いても良い。また、三次元パンチ開口線ＬＡ上の節点の替わりに、二次元パンチ開口線ＬＡを全周に亘って点列に分解し、この点列を構成する点を特徴点として用いても良い。
【００４８】
（１−２−７）余肉断面形状データ
余肉断面形状データＤＴ７は、各特徴点を端点とする余肉断面の断面形状を示すデータであり、特徴点データＤＴ６に基づいて余肉断面形状設定部２５０によって設定される。具体的には、図８に示すように、断面番号Ｐ…、製品形状外形線の節点番号Ｎ…、三次元パンチ開口線の節点番号Ｎ…、断面形状タイプ、肩部のフィレット半径等のパラメータ１及び肩部の傾斜角を示す壁角度等のパラメータ２から構成されている。図８によれば、例えば断面番号Ｐ１の余肉断面は、節点Ｎ２００１と節点Ｎ１００５との間にあり、断面形状のタイプが１、余肉断面の肩部のフィレット半径がＲ５、同肩部の鉛直方向に対する角度が２０°であるとわかる。
【００４９】
ここで、断面形状タイプとは、複数ある断面形状のタイプのうちのいずれのタイプかを示すもので、例えば、１つの肩部を有する余肉断面をタイプ１、２つの肩部を有する余肉断面をタイプ２、３つの肩部を有する余肉断面をタイプ３、肩部が無い余肉断面をタイプ０等として登録している。なお、図８にはパラメータ１、２しか記載されてないが、パラメータ数は断面形状タイプによって異なるため、余肉断面形状データＤＴ７は、各断面の断面形状を一意に規定するのに必要なパラメータ数を有するものとする。
【００５０】
（１−２−８）プレス金型形状モデルデータ
プレス金型形状モデルデータＤＴ８は、プレス金型の形状モデルを示すデータであり、余肉面生成部２６０によって生成された余肉面に基づいて形状モデル生成部１３０によって生成され、後にシミュレーション部３１０で用いられる。
【００５１】
（１−３）入力装置
入力装置１３は、ＣＡＤデータ、メッシュデータ等の製品形状に関するデータの入力、解析条件等の各種条件の設定またはシステムの制御等に用いられる。
【００５２】
（１−４）出力装置
出力装置１４には、入力画面、編集画面、解析結果等が表示される。例えば、図９に示すように、成形品の三次元形状がグラフィック表示される。
【００５３】
（２）プレス成形装置
上述のプレス成形解析システム１によって解析を行うプレス成形について、図１０〜図１６を参照しながら説明する。
【００５４】
図１０に示すように、当該プレス成形を行うためのプレス成形装置は、ダイＤ、しわ押さえＦ及びパンチＰを有している。上型となるダイＤは、その下面に成形品の形状に合わせた形状のキャビティＣを有する。下型となるしわ押さえＦは、その中央にダイＤのキャビティＣの輪郭にほぼ沿った形状の開口を有し、その周囲の上面にダイＤのキャビティＣの周囲の面に合わせた形状のしわ押さえ面を有する。同じく下型となるパンチＰは、その外形はしわ押さえＦの開口の形状に合わせた形状で若干小さく形成されており、その上面はダイＤのキャビティＣの形状に合わせた凸形状を有する。
【００５５】
このパンチＰは、しわ押さえＦの開口の内部で昇降できるように、しわ押さえＦの開口の内壁面に対して間隙を設けて配置されている。図１１に示すように、しわ押さえＦに対してパンチＰが最も下降した状態では、パンチＰの最上端はしわ押さえＦの開口の周囲の上面よりも低くなる。また、図１２に示すように、しわ押さえＦに対してパンチＰが最も上昇した状態では、パンチＰの周囲の上面はしわ押さえＦの開口の周囲の上面とほぼ同じ高さになる。
【００５６】
この成形装置を用いたプレス成形は、まず、図１３に示すように、製品の材料となる平板状のブランクＢの周囲をダイＤのキャビティＣの周囲の下面としわ押さえＦの上面との間で所定の圧力で挟んでしわ押さえを行う。
【００５７】
次に、図１４に示すように、パンチＰを上昇させ、ブランクＢをダイＤのキャビティＣ内に押し込み、ブランクＢをダイＤとパンチＰとの間に挟んで押圧する。
【００５８】
なお、プレス成形の際に、パンチＰを固定してダイＤ及びしわ押さえＦを昇降させてもよい。
【００５９】
このプレス成形装置によれば、図１５に示すような成形品が得られる。この成形品は、製品部Ｓ、余肉部Ａ及びしわ押さえ部Ｆから構成されており、製品部Ｓと余肉部Ａは、上述の成形装置のパンチＰとダイＤとの間のキャビティＣ内で成形され、しわ押さえ部Ｆは、しわ押さえＦとダイＤとの間で成形される。余肉部Ａとしわ押さえ部Ｂの境界線であるパンチ開口線ＬＡは、パンチＰの上面周縁部とダイＤのキャビティＣの開口端部との間で成形される。
【００６０】
この成形品を製品部Ｓの外形線である製品形状外形線ＬＳに沿って打ち抜くと、図１６に示すような製品を得ることができる。なお、当該実施形態では、自動車のリアフェンダーパネルを製品の例としている。
【００６１】
ここで、余肉部Ａの形状、しわ押さえＦ及びダイＤ間のしわ押さえ力等が適切でないと成形品に割れやしわが生じるおそれがある。一般的に、しわ押さえ力が大きいと局所的に延びて板厚が薄くなった部分で割れが発生しやすくなり、しわ押さえ力が小さいとダイＤのキャビティＣ内へ絞り込まれたブランクＢが座屈を起こしてしわが発生しやすくなる。
【００６２】
（３）余肉形状作成システムによる余肉形状作成方法
上述のプレス成形解析システム１に含まれるサブシステムである余肉形状作成システム２００による余肉形状の作成方法について説明する。
【００６３】
（３−１）余肉形状作成方法の全体構成
図１７のフローチャートに示されたメインルーチンの処理に従って、余肉形状の作成方法の全体構成について、図２１〜図３２を適宜参照しながら説明する。なお、図２１〜図２３は、製品形状外形線ＬＳまたは二次元パンチ開口線ＬＡを示す図であり、図２４〜図３０、図３２は三次元である成形品の製品部Ｓ及び余肉部Ａの形状をプレス方向から視た平面図であり、図３１は余肉断面の断面図である。
【００６４】
まず、図１６に示すような製品Ｓの製品形状データＤＴ１を入力装置１３を介して製品形状データ格納部１２Ｂ１に格納すると共に、処理装置１１の製品形状外形線抽出部１１０に入力する（ステップＳ１）。
【００６５】
次に、製品Ｓに対するプレス方向をその製品形状等を考慮して決定する（ステップＳ２）。
【００６６】
次に、決定されたプレス方向と入力された製品形状データＤＴ１に基づいて、製品形状外形線抽出部１１０によって、図２１に示すような、プレス方向から視た製品Ｓのシルエットの外形線である製品形状外形線ＬＳを抽出し、抽出された製品形状外形線ＬＳの製品形状外形線データＤＴ２を製品形状外形線データ格納部１２Ｂ２に格納する（ステップＳ３）。
【００６７】
次に、決定されたプレス方向と入力された製品形状データＤＴ１に基づいて、しわ押さえ面生成部１２０によって、しわ押さえ面の形状及び高さを示すしわ押さえ面データＤＴ３を生成し、生成されたしわ押さえ面データＤＴ３をしわ押さえ面データ格納部１２Ｂ３に格納する（ステップＳ４）。なお、しわ押さえ面の生成方法は一般的に知られている方法であるため説明を省略する。
【００６８】
次に、二次元パンチ開口線生成部２１０によって後述する方法で、図２３に示すように、製品形状外形線ＬＳの外側に二次元パンチ開口線ＬＡを生成する（ステップＳ５）。
【００６９】
次に、三次元パンチ開口線生成部２２０によって、二次元パンチ開口線ＬＡをしわ合わせ面に投影した三次元パンチ開口線ＬＡを生成し、生成された三次元パンチ開口線データＤＴ５を三次元パンチ開口線データ格納部１２Ｂ５に格納する（ステップＳ６）。
【００７０】
次に、特徴点設定部２３０によって後述する方法で、図２６に示すように、製品形状外形線ＬＳ及び三次元パンチ開口線ＬＡの全周に亘って点在する複数の特徴点ａ１〜ａ９、ｂ１〜ｂ１０を設定し、特徴点として設定された節点の節点番号を示す特徴点データＤＴ６を特徴点データ格納部１２Ｂ６に格納する（ステップＳ７）。
【００７１】
次に、余肉断面配置部２４０によって後述する方法で、図３０に示すように、設定された特徴点ａ１〜ａ９、ｂ１〜ｂ１０を少なくとも一方の端点とし、製品形状外形線ＬＳとパンチ開口線ＬＡとの間をつなぐ複数の余肉断面ｍ１〜ｍ１１を配置する（ステップＳ８）。
【００７２】
次に、余肉断面形状設定部２５０によって後述する方法で、図３１に示すように、各余肉断面ｍ１〜ｍ１１の形状を設定する（ステップＳ９）。
【００７３】
次に、図３２に示すように、余肉面生成部２６０によって、隣接する余肉断面ｍ１〜ｍ１１を順次連結することで余肉面を生成する（ステップＳ１０）。
【００７４】
次に、生成された余肉面に基づいて、形状モデル生成部１３０によってプレス金型の形状モデルを生成する（ステップＳ１１）。
【００７５】
次に、プレス金型形状モデルを用いて、シミュレーション部３１０によってプレス成形シミュレーションを行う（ステップＳ１２）。
【００７６】
次に、シミュレーション部３１０によって得られたシミュレーション結果データに基づいて、図３２に示すように、余肉部Ａを余肉断面ｍ１〜ｍ１１で分割した評価領域ｎ１〜ｎ１１毎に板厚減少率が所定範囲内か判定する（ステップＳ１３）。
【００７７】
ここで、ステップＳ１３において板厚減少率が所定範囲内であると判定された場合、次に、歩留まりが所定値以上か判定する（ステップＳ１４）。
【００７８】
また、ステップＳ１３において板厚減少率が所定範囲内でないと判定された場合、後述するステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７のいずれかのステップに進む。
【００７９】
ここで、ステップＳ１４において歩留まりが所定値以上であると判定された場合、当該メインループを終了する。
【００８０】
また、ステップＳ１４において歩留まりが所定値以上でないと判定された場合、後述するステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７のいずれかのステップに進む。
【００８１】
ここで、ステップＳ１３またはＳ１４からステップＳ１５に進んだ場合、後述する方法で、二次元パンチ開口線を修正してステップＳ６へ進む（ステップＳ１５）。
【００８２】
また、ステップＳ１３またはＳ１４からステップＳ１６に進んだ場合、後述する方法で、特徴点を修正してステップＳ８へ進む（ステップＳ１６）。
【００８３】
さらに、ステップＳ１３またはＳ１４からステップＳ１７に進んだ場合、後述する方法で、余肉断面形状を修正してステップＳ１０へ進む（ステップＳ１７）。
【００８４】
なお、ステップＳ１３、Ｓ１４の判定によってステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７のいずれのステップへ進むかを決定するため、さらに判定条件を追加して自動で１つのステップが選択されるようにするか、手動で選択できるようにしてもよい。
【００８５】
以上により、適切な形状のプレス成形金型の余肉形状を自動作成することができる。
【００８６】
（３−２）二次元パンチ開口線の生成方法
図１８のフローチャートに従って、二次元パンチ開口線生成部２１０によって、二次元パンチ開口線ＬＡを生成する方法（ステップＳ５）について、図２１〜図２３を参照しながら説明する。
【００８７】
まず、スムージング部２１２によって、図２１に示すような製品形状外形線ＬＳをスムージングして、図２２に示すようにスムージングされた製品形状外形線ＬＳ´を得る（ステップＳ２１）。
【００８８】
ここで、スムージングとは、凹凸のある製品形状外形線ＬＳについて、凹部ができるだけ平らになるように、凹部の端点はそのままの位置でその間の線分を外側に広げて、全体として凹凸の少ない形状とする処理である。
【００８９】
次に、オフセット部２１３によって、スムージング後の製品形状外形線ＬＳ´を外側へ所定のオフセット量だけオフセットさせて、図２３に示すような二次元パンチ開口線ＬＡを生成する。生成された二次元パンチ開口線ＬＡを構成する各線分の位置や形状を示す二次元パンチ開口線データＤＴ４を二次元パンチ開口線データ格納部１２Ｂ４に格納する（ステップＳ２２）。
【００９０】
ここで、上記オフセット量が大きいほど、製品部Ｓの打ち抜き後に廃棄される余肉部Ａが大きくなり、歩留まりが悪くなるため、まずは目標とする歩留まりが得られるように、このオフセット量を設定する。
【００９１】
以上により、二次元パンチ開口線生成部２１０によって二次元パンチ開口線ＬＡを自動生成することができる。
【００９２】
（３−３）特徴点の設定方法
図１９のフローチャートに従って、特徴点設定部２３０によって特徴点を設定する方法（ステップＳ７）として、特徴点設定部２３０を構成する特徴点抽出部２３２によって特徴点を自動で抽出する場合について、図２４〜図２６を適宜参照しながら説明する。
【００９３】
まず、図２４に示すように、製品形状外形線ＬＳを全周に亘って三次元点列（黒点を参照）に分割する（ステップＳ３１）。なお、製品形状外形線データＤＴ２が三次元点列を構成する各節点の座標位置を示すデータであれば、当該ステップＳ３１はスキップしても良い。
【００９４】
次に、図２５に示すように、分割された三次元点列を構成する節点のうち、両側に隣接する節点と線分で結んでできる角部の折れ角が所定角度以下となる角部の頂点となる節点ａ１〜ａ９（白丸を参照）を、製品形状外形線データＤＴ２の特徴点フラグを用いて抽出する（ステップＳ３２）。
【００９５】
最後に、図２６に示すように、三次元パンチ開口線ＬＡ上の円弧端点ｂ１〜ｂ１０（黒丸を参照）を、三次元パンチ開口線データＤＴ５の特徴点フラグを用いて抽出し、抽出された頂点ａ１〜ａ９及び円弧端点ｂ１〜ｂ１０を特徴点として設定し、これら特徴点の節点番号を示す特徴点データＤＴ６を特徴点データ格納部１２Ｂ６に格納する（ステップＳ３３）。
【００９６】
以上により、特徴点設定部２３０において、特徴点抽出部２３２によって特徴点を自動で抽出して設定することができる。
【００９７】
（３−４）余肉断面の配置方法
図２０のフローチャートに従って、余肉断面配置部２４０による余肉断面の配置方法（ステップＳ８）について、図２７〜図２９を参照しながら説明する。
【００９８】
まず、図２７に示すように、三次元パンチ開口線ＬＡの特徴点ｂ１〜ｂ１０からの法線と所定距離内の製品形状外形線ＬＳ上の特徴点ａ１〜ａ９へ線ｍ１〜ｍ８を引く（ステップＳ４１）。例えば、三次元パンチ開口線ＬＡの特徴点ｂ１からの法線と製品形状外形線ＬＳ上の特徴点ａ１とは所定距離内にあるため、この２点間に線が引かれる。なお、図２７に示す例の場合、三次元パンチ開口線ＬＡの特徴点ｂ３、ｂ１０からの法線と所定距離内には製品形状外形線ＬＳ上の特徴点がないため、この２点からは線は引かれない。
【００９９】
次に、図２８に示すように、製品形状外形線ＬＳ上の残りの特徴点ａ４から二次元パンチ開口線ＬＡ上の最短距離の点へ線ｍ９を引く（ステップＳ４２）。
【０１００】
次に、図２９に示すように、三次元パンチ開口線ＬＡ上の残りの特徴点ｂ３、ｂ１０から製品形状外形線ＬＳへ法線ｍ１０、ｍ１１を引き、引かれた線ｍ１〜ｍ１１を余肉断面としてその断面番号、製品形状外形線ＬＳ及び三次元パンチ開口線ＬＡの節点番号に関するデータを余肉断面形状データ格納部１２Ｂ６に格納する（ステップＳ４３）。
【０１０１】
以上により、余肉断面配置部２４０によって余肉断面を自動配置することができる。
【０１０２】
（３−５）余肉断面形状の設定方法
余肉断面形状設定部２５０による余肉断面形状の設定方法（ステップＳ９）について、図３０、図３１を参照しながら説明する。なお、図３１は肩部が１つのタイプの余肉断面を示している。
【０１０３】
まず、図３０に示すように配置された余肉断面ｍ１〜ｍ１１のうち、断面形状を設定する余肉断面ｍ１を一つ選択する。
【０１０４】
次に、図３１に示すように、余肉断面形状の編集画面において、選択された余肉断面ｍ１上の肩部ｃ１の鉛直方向に対する傾斜角θＷ、肩部ｃ１のフィレット半径ＲＷ、特徴点ｂ１を頂点とする角部のフィレット半径Ｒｄを断面パラメータとしてそれぞれ設定する。
【０１０５】
全ての余肉断面ｍ１〜ｍ１１について、同様に断面パラメータの設定を行う。
【０１０６】
なお、製品部Ｓの周縁の傾きと同じ傾きで特徴点ａ１から延長した線上に肩部ｃ１を設けていると共に、特徴点ａ１、ｂ１間の距離Ｘaとしわ押さえ面の高さＺaが既に決定されているため、これらの断面パラメータを設定することで余肉断面ｍ１の断面形状は一意に決定される。
【０１０７】
以上により、余肉断面形状設定部２５０によって各余肉断面ｍ１〜ｍ１１の余肉断面形状を設定することができる。
【０１０８】
（４）変形例
ここまで、プレス金型の余肉形状が自動で作成されるまでの一連の処理工程について説明してきた。次に、各処理工程の変形例として、二次元パンチ開口線の手動及び半自動生成方法と手動及び自動修正方法、特徴点の手動設定及び手動修正方法、余肉断面形状の修正方法について以下に説明する。
【０１０９】
（４−１）二次元パンチ開口線の手動作成方法
二次元パンチ開口線作成支援部２１１による二次元パンチ開口線ＬＡの手動作成方法について、図３３〜図３７を参照しながら説明する。なお、図３３〜図３７は、出力装置１４に表示された二次元パンチ開口線ＬＡの編集画面を表している。
【０１１０】
まず、図３３に示すように、二次元パンチ開口線ＬＡの編集画面において、少なくとも製品形状外形線ＬＳの外側にオフセットし、製品形状外形線ＬＳを囲む閉曲線である矩形状のオフセットラインＬＡをマウス等の入力装置１３を用いて描く。
【０１１１】
次に、図３４に示すように、オフセットラインＬＡの角部ｄ１〜ｄ４をマウスにより所望の位置へ移動させ、各角部ｄ１〜ｄ４のフィレット半径Ｒ１〜Ｒ４をキー入力する。
【０１１２】
次に、図３５に示すように、オフセットラインＬＡに新たな角部ｄ５、ｄ６をマウスを用いて追加し、追加された角部ｄ５、ｄ６のフィレット半径Ｒ５、Ｒ６をキー入力により設定する。この際に、追加された角部ｄ５、ｄ６の両隣にある角部ｄ２〜ｄ４の位置とその角部ｄ２〜ｄ４のフィレット半径Ｒ２〜Ｒ４が維持されるようにオフセットラインＬＡが引かれる。
【０１１３】
次に、図３６に示すように、製品形状外形線ＬＳに沿うように、オフセットラインＬＡに凹部となる円弧を、その円弧が通る１点ｄ７をマウスで指定することで追加し、その円弧の半径Ｒ７をキー入力により設定する。この際に、円弧の両隣にある角部ｄ３、ｄ６の位置と各フィレット半径Ｒ３、Ｒ６が維持されるようにオフセットラインＬＡが引かれる。
【０１１４】
次に、図３７に示すように、角部ｄ３のフィレット上の３点ｄ８〜ｄ１０の位置をマウスで移動させる。この際に、このフィレットの半径Ｒ３と両隣にあるフィレットと円弧の半径Ｒ５、Ｒ７が維持されるようにオフセットラインＬＡが引かれる。
【０１１５】
以上の作業により手動で作成されたオフセットラインＬＡを二次元パンチ開口線ＬＡとし、その二次元パンチ開口線ＬＡの点列の位置座標を示すデータである二次元パンチ開口線データＤＴ４を二次元パンチ開口線データ格納部１２Ｂ４に格納する。
【０１１６】
以上により、二次元パンチ開口線生成部２１０において、スムージング部２１２及びオフセット部２１３を用いて二次元パンチ開口線ＬＡを自動で生成する替わりに、当該二次元パンチ開口線作成支援部２１１によって手動で作成することができる。
【０１１７】
（４−２）二次元パンチ開口線の半自動生成方法
二次元パンチ開口線修正部２７０によって、二次元パンチ開口線ＬＡを半自動で生成する方法について、図３８〜図４０を参照しながら説明する。なお、図３８〜図４０は、出力装置１４に表示された二次元パンチ開口線ＬＡの編集画面を表している。
【０１１８】
まず、図３８に示すように、二次元パンチ開口線ＬＡの編集画面において、スムージング部２１２とオフセット部２１３によって自動で生成された二次元パンチ開口線ＬＡ０を表示する。
【０１１９】
次に、図３９に示すように、二次元パンチ開口線ＬＡ０に基づいて円弧部とフィレット部Ｒ１〜Ｒ５（太線部分を参照）からなる近似曲線である二次元パンチ開口線ＬＡ１を作成する。
【０１２０】
次に、図４０に示すように、マウスで指定したフィレット部Ｒ２のフィレット半径をキー入力し、フィレット部Ｒ２上の３点ｄ１〜ｄ３の位置をマウスで移動させ、二次元パンチ開口線ＬＡ２を作成する。
【０１２１】
作成された二次元パンチ開口線ＬＡ２を二次元パンチ開口線ＬＡとして、その二次元パンチ開口線ＬＡを構成する各線分の位置や形状を示す二次元パンチ開口線データＤＴ４を二次元パンチ開口線データ格納部１２Ｂ４に格納する。
【０１２２】
以上により、当該二次元パンチ開口線修正部２７０によれば、二次元パンチ開口線ＬＡを半自動で作成することができる。
【０１２３】
（４−３）二次元パンチ開口線の手動修正方法
二次元パンチ開口線修正部２７０によって、自動または手動により作成された二次元パンチ開口線ＬＡを手動で修正する方法について、図４１、図４２を参照しながら説明する。なお、図４１〜図４２は、出力装置１４に表示された二次元パンチ開口線ＬＡの編集画面を表している。
【０１２４】
まず、図４１に示すように、二次元パンチ開口線ＬＡの編集画面において、二次元パンチ開口線ＬＡを構成する線分のうち、移動させたい線分（太線部分を参照）をマウスで指定する。
【０１２５】
次に、図４１に示すように、指定した線分の移動量をキー入力により設定する。なお、図４１では、指定した線分を内側に３０ｍｍ移動させるため、移動量を−３０として設定している。反対に外側に３０ｍｍ移動させたい場合は、移動量を＋３０として設定すればよい。
【０１２６】
図４２に示すように、修正後の二次元パンチ開口線ＬＡ´が表示され、その二次元パンチ開口線ＬＡ´に関する二次元パンチ開口線データＤＴ４を二次元パンチ開口線データ格納部１２Ｂ４に格納する。
【０１２７】
以上により、当該二次元パンチ開口線修正部２７０によれば、自動または手動により作成された二次元パンチ開口線ＬＡを手動で修正することができる。
【０１２８】
（４−４）二次元パンチ開口線の自動修正方法
二次元パンチ開口線修正部２７０によって、自動で作成された二次元パンチ開口線ＬＡを自動で修正する方法について、図４３、図４４を参照しながら説明する。なお、図４３、図４４は、出力装置１４に表示された二次元パンチ開口線ＬＡの編集画面を表している。
【０１２９】
図４３に示すように、余肉面生成後の編集画面において、スムージング部２１２とオフセット部２１３によって自動生成された二次元パンチ開口線ＬＡのオフセット量をキー入力して変更する。なお、図４３は、二次元パンチ開口線ＬＡを内側に７０ｍｍオフセットさせた後の二次元パンチ開口線ＬＡ´を重ねて表示している。
【０１３０】
図４４に示すように、修正後の二次元パンチ開口線ＬＡ´に基づいて生成された余肉面が表示される。この際に、その二次元パンチ開口線ＬＡ´に関する二次元パンチ開口線データＤＴ４を二次元パンチ開口線データ格納部１２Ｂ４に格納される。
【０１３１】
なお、この際に、二次元パンチ開口線データＤＴ４に基づいて三次元パンチ開口線データＤＴ５が自動修正される。この自動修正は、三次元パンチ開口線データＤＴ５の各節点の座標を、節点番号はそのままで、オフセット後の位置にある節点の座標に置き換えればよい。
【０１３２】
以上により、当該二次元パンチ開口線修正部２７０によれば二次元パンチ開口線ＬＡを自動で修正することができる。なお、図４１のように、二次元パンチ開口線ＬＡの編集画面まで戻って二次元パンチ開口線ＬＡの自動修正を行ってもよい。
【０１３３】
（４−５）特徴点の手動設定方法
特徴点取得部２３１によって、製品形状外形線ＬＳ、二次元パンチ開口線ＬＡまたは三次元パンチ開口線ＬＡ上に特徴点を手動で設定する方法について、図４５を参照しながら説明する。なお、図４５は、出力装置１４に表示された特徴点の編集画面を表している。
【０１３４】
図４５に示すように、特徴点の編集画面において、製品形状外形線ＬＳ、二次元パンチ開口線ＬＡまたは三次元パンチ開口線ＬＡ上で特徴点としたい点をマウス（白色矢印を参照）で指定する。
【０１３５】
特徴点取得部２３１によって、指定された点を特徴点として設定し、この点の節点番号を特徴点データＤＴ６として取得して特徴点データ格納部１２Ｂ６に格納する。
【０１３６】
以上により、特徴点設定部２３０において、特徴点抽出部２３２によって特徴点を自動で抽出する替わりに、特徴点取得部２３１によって手動で設定することができる。
【０１３７】
（４−６）特徴点の手動修正方法
特徴点修正部２８０によって、製品形状外形線ＬＳ、二次元パンチ開口線ＬＡまたは三次元パンチ開口線ＬＡ上に特徴点を手動で追加または削除して余肉断面配置を修正する方法について、図４６、図４７を参照しながら説明する。なお、図４６、図４７は、出力装置１４に表示された特徴点の編集画面を表している。
【０１３８】
まず、図４６に示すように、特徴点の編集画面において、製品形状外形線ＬＳ、二次元パンチ開口線ＬＡまたは三次元パンチ開口線ＬＡ上で特徴点としたい点ａ１０〜ａ１２をマウス（白色矢印を参照）で指定する。
【０１３９】
次に、指定された点ａ１０〜ａ１２を特徴点として追加する。
【０１４０】
また、図示しないが、製品形状外形線ＬＳ、二次元パンチ開口線ＬＡまたは三次元パンチ開口線ＬＡ上の特徴点のうち、特徴点から除きたい特徴点をマウスで指定する。
【０１４１】
次に、指定された特徴点を特徴点から削除する。
【０１４２】
最後に、追加または削除された特徴点に関する特徴点データＤＴ６を特徴点データ格納部１２Ｂ６に格納する。
【０１４３】
以上により、特徴点修正部２８０によれば特徴点を手動で修正することができる。さらに、図４７に示すように、余肉断面配置部２４０によって追加された特徴点ａ１０〜ａ１２を端点とする余肉断面ｍ１２〜ｍ１４が配置される。
【０１４４】
（４−７）余肉断面形状の修正方法
余肉断面形状修正部２９０によって、余肉断面形状を修正する方法について、図４８を参照しながら説明する。なお、図４８は、出力装置１４に表示された余肉断面配置後の編集画面を表している。
【０１４５】
図４８に示すように、余肉断面配置後の編集画面において、断面形状を修正したい余肉断面ｍ１をマウス（白色矢印を参照）で指定する。
【０１４６】
次に、図３１に示すように、余肉断面形状の編集画面において、指定された余肉断面ｍ１の断面パラメータを変更する。具体的には、図３１では、断面パラメータとして肩部ｃ１の傾斜角θＷ、フィレット半径ＲＷ、Ｒｄ等を変更する。
【０１４７】
以上により、余肉断面形状修正部２９０によれば余肉断面の断面形状を修正することができる。
【０１４８】
（５）他の適用例
他の適用例として、図５０に示すような、製品端がほぼ鉛直であるコ字状断面の深絞り製品Ｓから図４９に示すような成形品の余肉形状を作成する方法について、図４９〜図５３を参照しながら説明する。この成形品は、前述の例と同様に、製品部Ｓ、余肉部Ａ及びしわ押さえ部Ｂとから構成されているが、余肉断面に肩部が無く、製品部Ｓの延長面としわ押さえ面のみで余肉部Ａが形成されている点で前述の例と異なる。
【０１４９】
まず、前述の例と同様に、図５１に示すように、製品Ｓの製品形状外形線ＬＳを生成する。次に、図５２に示すように、生成された製品形状外形線ＬＳに基づいて二次元パンチ開口線ＬＡを生成し、生成された二次元パンチ開口線ＬＡに基づいて三次元パンチ開口線ＬＡが生成する。さらに、特徴点を設定して余肉断面を配置する。
【０１５０】
次に配置された余肉断面の形状を設定する際、当該適用例の場合、図５３に示すように、製品形状外形線上ＬＳの特徴点ａ１と三次元パンチ開口線ＬＡ上の特徴点ｂ１とをつなぐ余肉断面ｍ１の断面形状を規定するための断面パラメータとして、しわ押さえ面の高さＺａと特徴点ａ１、ｂ１間の距離Ｘａが既に決定されているため、角部ｃ１のフィレットＲｄのみを設定することで、余肉断面形状を一意に規定できる。
【０１５１】
なお、当該適用例の場合、しわ押さえ面の高さＺａを修正することによって、歩留まり等を考慮した余肉部Ａの設計が可能である。
【０１５２】
以上により、この適用例の場合も、前述の例と同様に余肉形状を作成することができる。
【０１５３】
（６）プレス金型余肉形状作成システムの特徴
当該余肉形状作成システム２００によれば、余肉断面形状設定部２５０によって余肉断面ｍを設定する前に、二次元パンチ開口線生成部２１０によって歩留まりに大きく影響する二次元パンチ開口線ＬＡを生成できるため、二次元パンチ開口線ＬＡが所望の歩留まりとなるまで余肉断面形状の修正と二次元パンチ開口線ＬＡの生成を繰り返すという作業が不要になり、プレス金型の形状モデルを短時間で作成できる。さらに、歩留まりは余肉断面形状に制約されず設定できるため、歩留まりの設定の自由度と余肉断面形状の設定の自由度が共に高くなる。
【０１５４】
また、二次元パンチ開口線ＬＡを余肉断面形状とは無関係に生成できるため、例えば手動で作成される二次元パンチ開口線ＬＡは製品形状外形線ＬＳの凹凸の影響を受けない。したがって、製品形状外形線ＬＳの凹凸が多い場合にも、作成された二次元パンチ開口線ＬＡを凹凸の少ない形状に修正する必要性が少なくなる。また、製品形状外形線ＬＳに基づいて凹凸の少ない形状の二次元パンチ開口線ＬＡを生成するためのスムージング部２１２による処理を省略することもできる。
【０１５５】
さらに、製品Ｓの設計変更に際して、製品形状外形線ＬＳが類似していれば、設計変更前に生成した二次元パンチ開口線ＬＡをそのまま採用できるため、余肉断面形状修正部２９０によって二次元パンチ開口線ＬＡと製品形状外形線ＬＳとの間に配置される余肉断面ｍの形状を設定し直すだけで、この余肉断面ｍ間に生成された余肉面は設計変更に対応したものとなる。したがって、設計変更に対応したプレス金型の形状モデルを短時間で作成可能である。
【０１５６】
二次元パンチ開口線作成支援部２１１によって、手動で容易にオフセットラインから二次元パンチ開口線ＬＡを作成できるため、金型設計の熟練者は、歩留まりを向上させるためのノウハウ等を反映させた、より優れた金型形状を素早く作成することができる。
【０１５７】
スムージング部２１２とオフセット部２１３によって、製品形状外形線ＬＳから二次元パンチ開口線ＬＡを自動生成できるため、金型設計の初心者でも金型の形状モデルを作成でき、また、金型設計のノウハウがない製品設計者でも金型形状を考慮した製品設計を行うことができる。
【０１５８】
特徴点取得部２３１によって手動で入力した特徴点を取得できるため、入力する特徴点を厳選することで、各特徴点に対応する余肉断面ｍの形状設定等に要する時間を短縮して、プレス金型の形状モデルをより素早く作成できるようになる。
【０１５９】
特徴点抽出部２３２によって製品形状外形線ＬＳ上の所定角度以下の折れ角を有する角部の頂点を特徴点として抽出できるため、自動で特徴点を設定できる。そのため、製品形状外形線ＬＳが複雑で、多数の特徴点を設定しなければならない場合にも、人手によらずに自動で容易に特徴点を設定できる。
【０１６０】
シミュレーション部３１０によるシミュレーションの結果、作成された金型形状が適切でなかった場合、二次元パンチ開口線修正部２７０によって二次元パンチ開口線ＬＡを適宜修正して金型形状を改良設計できる。
【０１６１】
また、シミュレーションの結果、作成された金型形状が適切でなかった場合、特徴点修正部２８０によって、製品形状外形線ＬＳ、二次元パンチ開口線ＬＡまたは三次元パンチ開口線ＬＡ上に特徴点を追加または削除することで、余肉断面ｍの配置を適宜修正して金型形状を改良設計できる。
【０１６２】
なお、本発明は例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【０１６３】
例えば、本実施形態では、プレス成形装置は上型がダイ、下型がパンチ及びしわ押さえで構成されているが、下型をダイ、上型をパンチ及びしわ押さえで構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
以上のように、本発明によれば、プレス成形シミュレーションのためのプレス金型の形状モデルを短時間で作成できるので、車両等の車体部品の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【０１６５】
２００    余肉形状作成システム
２１０    二次元パンチ開口線生成部
２１１    二次元パンチ開口線作成支援部
２１２    スムージング部
２１３    オフセット部
２２０    三次元パンチ開口線生成部
２３０    特徴点設定部
２３１    特徴点取得部
２３２    特徴点抽出部
２４０    余肉断面配置部
２５０    余肉断面形状設定部
２６０    余肉面生成部
２７０    二次元パンチ開口線修正部
２８０    特徴点修正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月9日(2013.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
コンピュータに、製品形状からプレス金型の余肉形状を作成させる余肉形状作成プログラムであって、
製品形状外形線データを格納する製品形状外形線データ格納ステップと、
しわ押さえ面データを格納するしわ押さえ面データ格納ステップと、
製品形状外形線の外側に閉曲線でなる二次元パンチ開口線を生成する二次元パンチ開口線生成ステップと、
前記二次元パンチ開口線をしわ合わせ面に投影して三次元パンチ開口線を生成する三次元パンチ開口線生成ステップと、
前記製品形状外形線及び／または前記二次元または三次元パンチ開口線の全周に亘って点在する複数の特徴点を生成する特徴点設定ステップと、
前記特徴点設定ステップで設定された前記特徴点を少なくとも一方の端点とし、前記製品形状外形線と前記二次元または三次元パンチ開口線との間をつなぐ複数の余肉断面を配置する余肉断面配置ステップと、
配置された前記余肉断面の形状をそれぞれ設定する余肉断面形状設定ステップと、
隣接する前記余肉断面を順次連結することで余肉面を生成する余肉面生成ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプレス金型余肉形状作成プログラム。