(57)【要約】      （修正有）【課題】製品を抜き加工を行なうための鋼材の立体形状とその配置を容易かつ高速に行なうことができる切断鋼材設計プログラム、抜き加工システムおよび切断設計方法を提供する。【解決手段】製品面データＤ１および製品の切断輪郭データＤ２を用いて、切断輪郭に合わせて成形された鋼材７の平面図を作図させる第１ステップと、ボルト穴およびノック穴の平面図を作図させる第２ステップと、切断面を形成させる第３ステップと、ダイセット６に形成するノックピンの立体モデルに変換させる第４ステップと、ボルト穴、ノック穴の立体モデルに鋼材の属性を付け、ノックピンにダイセットの属性を付けさせる第５ステップとを備え、鋼材の立体形状およびダイセットに対する配置を定めて鋼材配置データＤ３として演算処理装置に記録させる。【選択図】図１
2018158368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状体を製品面データに従ってプレス加工することにより凹凸が形成されてなる製品を、その外周線において挟み込んで切断するための鋼材の立体形状およびダイセットに対する鋼材の配置が定められた鋼材配置データを生成させる切断鋼材設計プログラムであって、
鋼材の外縁から穴までの最小距離を含む鋼材設計規格を記録部に記録してあり、
製品面データおよび製品の切断輪郭データを用いて、切断輪郭を高さ方向に延長した帯状の面を境界として鋼材エリアの平面図を切断して切断輪郭に合わせて成形された鋼材の平面図を作図させる第１ステップと、
この鋼材に規定のピッチで形成した格子上の位置で、かつ、鋼材の外縁から前記鋼材設計規格に定められた最小距離以上離れた位置を選択してボルト穴およびノック穴の平面図を作図させる第２ステップと、
前記鋼材の平面図を高さ方向に押し出すことにより立体モデルに変換させた後に、前記前記製品の凹凸面およびその延長面上で切断した切断面を形成させる第３ステップと、
前記ボルト穴およびノック穴の平面図を押し出しにより前記鋼材の立体モデルに開設するボルト穴およびノック穴とダイセットに形成するノックピンの立体モデルに変換させる第４ステップと、
前記前記ボルト穴、ノック穴の立体モデルに鋼材の属性を付け、ノックピンにダイセットの属性を付けさせる第５ステップとを備え、
鋼材の立体形状およびダイセットに対する配置を定めて前記鋼材配置データとして演算処理装置に記録させることを特徴とする切断鋼材設計プログラム。
【請求項２】
前記鋼材設計規格として、鋼材の最大長さ、鋼材の最小肉厚を含めて記録し、
前記第１ステップにおける鋼材平面図の長手方向の大きさを鋼材の最大長さと比較し、鋼材平面図の大きさが鋼材の最大長さを超えるときに鋼材を最大長さ以内に分割して形成させる分割処理を実行するものであり、
前記第３ステップにおける鋼材の切断面を形成した後に最薄部が前記鋼材の最小肉厚以下である場合に、最薄部の厚みが最小肉厚以上となるように鋼材を分割する分割処理を実行するものであり、かつ、
前記分割処理による分割部は直角から最大傾斜角の範囲内で隣接する鋼材を接合するものである請求項１に記載の切断鋼材設計プログラム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の切断鋼材設計プログラムを実行可能とする演算処理装置と、この演算処理装置に切断鋼材設計プログラムを実行させることにより得られる鋼材輪郭データを用いて形成された鋼材と、鋼材を所定位置に配置させたダイセットと、このダイセットを取付けたプレス加工機とを備え、製品をその上下から押圧することにより鋼材によって製品をその切断輪郭データに従って抜き加工する抜き加工機を有することを特徴とする抜き加工システム。
【請求項４】
板状体を製品面データに従ってプレス加工することにより凹凸が形成されてなる製品を、その外周線において挟み込んで切断するための鋼材の立体形状とダイセットに対する鋼材の配置を定めた鋼材配置データを生成する切断鋼材設計方法であって、
演算処理装置の記録部に、鋼材の外縁から穴までの最小距離を含む鋼材設計規格を記録し、製品面データおよび製品の切断輪郭データを用いて、切断輪郭データを高さ方向に延長した帯状の面を境界として鋼材エリアの平面図を切断して切断輪郭に合わせて成形された鋼材の平面図を作図させ、この鋼材エリアに規定のピッチで形成した格子上の位置で、かつ、鋼材の外縁から前記鋼材設計規格に定められた最小距離以上離れた位置を選択してボルト穴およびノック穴の平面図を作図させ、前記鋼材の平面図を押し出しにより立体モデルに変換させた後に、前記製品の凹凸面およびその延長面上で切断した切断面を形成させ、前記ボルト穴およびノック穴の平面図を押し出しにより前記鋼材の立体モデルに開設するボルト穴およびノック穴とダイセットに形成するノックピンの立体モデルに変換させ、前記前記ボルト穴、ノック穴の立体モデルに鋼材の属性を付け、ノックピンにダイセットの属性を付けさせ、鋼材の立体形状およびダイセットに対する配置を定めて前記鋼材配置データとして記録させることを特徴とする切断鋼材設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断鋼材設計プログラム、抜き加工システムおよび切断鋼材設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に示すように、板状体９０をプレスダイセット９１によってプレス加工し、立体的な凹凸面を備える製品９２を形成することが行なわれている。このような製品９２は、プレス加工９３によって製品表面に凹凸面とする立体形状に形成され、抜き加工９４によって製品９２の外形を整えるように規定の寸法に切断された製品９５ａ，９５ｂが形成される。
【０００３】
前記抜き加工を行なう際には、製品の立体形状を示す製品面データＤ１を、ＣＡＤ（computer- aided design）システムなどの製図システム（情報処理装置Ｃａｄ）に取り込み、データのメンテナンスを行なった後に、製品面データＤ１を展開させて情報処理装置Ｃａｄの画面に製品の形状を表示させ、設計者が手作業によって製品面データＤ１の切断輪郭線（トリムプロファイルデータ）を目視で捜し出し、ハサミのように製品９２の不要部分を切断するための上下の鋼材９６（上刃鋼材および下刃鋼材）を設計すると共に、これらの鋼材をプレス加工機の上下のダイセット９７（上ダイセットおよび下ダイセット）の適正な位置に配置して、これらのダイセット９７をプレス加工機に取付ける必要があった。
【０００４】
図１１はダイセットに配置された鋼材９６を用いて製品９２を切断する抜き加工の説明をする断面図である。図１１に示すように、上下のダイセット９７（上ダイセット９７ａおよび下ダイセット９７ｂ）に配置された上下の鋼材９６（上刃鋼材９６ａおよび下刃鋼材９６ｂ）はプレス加工機９４によって上下方向に移動するので、製品９２を上下の鋼材９６ａ，９６ｂによって挟み込むことにより、この挟み込まれた部分に、剪断応力が発生し、製品９２をその部分のみにおいて破壊することによって、ハサミの原理によって切断することができる。
【０００５】
すなわち、抜き加工用のダイセット９７および鋼材９６をセットしたプレス加工機９４は上刃鋼材９６ａと下刃鋼材９６ｂの形状および配置が正確にセットされていれば、両鋼材９６ａ，９９６ｂによって挟まれた切断輪郭において製品９２を正確に切断できる、抜き加工機として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０６１５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の抜き加工に用いる鋼材９６およびダイセット９７を手作業で設計する場合、ＣＡＤシステムＣａｄを用いて表示させた製品の図面から鋼材９６の形状の設計および配置を決定するために製品９２を載置するダイセット９７の面上に鋼材エリアを定め、立体的な凹凸面が形成された製品９２に対して、前記ハサミの原理によってこれを切断可能な鋼材９６の立体形状を設計し、さらに、ダイセット９７に対して鋼材９６を取付けるためのボルト穴、ノック穴の大きさおよび配置を適正に定めて入力する必要があった。
【０００８】
このためには、前記製品面データＤ１に加えて前記切断輪郭線のデータＤ２をＣＡＤシステムＣａｄに入力して、鋼材９６の大きさ内で切断輪郭線による切断を可能とする複数の鋼材９６の配置を定めて鋼材エリアの選定を行い、さらに、鋼材９６の立体モデルを作成する作業を手入力で行なう必要があった。上記鋼材９６は歩留まり、強度、歪み量を考慮した大きさが定められているので、すべての鋼材９６をどのように配置するかを設計者が一つずつ検討して判断する必要があった。
【０００９】
上述のように前記鋼材９６は一品一様で形成されるものであるから、各鋼材９６は同じ形状であることはなく、一つ一つをスケッチして鋼材エリアを形成し、この鋼材エリア内にボルト穴９６ｃおよびノック穴９６ｄを形成し、製品面データと切断輪郭データ（トリムプロファイルデータ）を使用して立体化を行なうための入力作業を鋼材９６の数だけ繰り返して行なう必要がある。
【００１０】
加えて、各鋼材に合わせてダイセット９７側においても、鋼材９６の形状に合わせた鋼材保持部の設計を行なう必要があった。このため、多数の鋼材９６およびダイセット９７の設計に多大の時間を要するものとなり、これが製造コストの増大をまねき、立体モデルを多数形成することによる入力ミスの発生は避けられず、これらを修正するためにも多大の時間と労力を必要としていた。
【００１１】
本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであり、製品の立体形状を示す製品面データと製品の切断部の輪郭を示す切断輪郭データを用いて、製品を切断部において挟み込んで切断可能な抜き加工を行なうための鋼材の立体形状とその配置を容易かつ高速に行なうことができる切断鋼材設計プログラム、抜き加工システムおよび切断鋼材設計方法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】
【００１２】
前記課題を解決するため、第１発明は、板状体を製品面データに従ってプレス加工することにより凹凸が形成されてなる製品を、その外周線において挟み込んで切断するための鋼材の立体形状およびダイセットに対する鋼材の配置が定められた鋼材配置データを生成させる切断鋼材設計プログラムであって、鋼材の外縁から穴までの最小距離を含む鋼材設計規格を記録部に記録してあり、製品面データおよび製品の切断輪郭データを用いて、切断輪郭を高さ方向に延長した帯状の面を境界として鋼材エリアの平面図を切断して切断輪郭に合わせて成形された鋼材の平面図を作図させる第１ステップと、この鋼材に規定のピッチで形成した格子上の位置で、かつ、鋼材の外縁から前記鋼材設計規格に定められた最小距離以上離れた位置を選択してボルト穴およびノック穴の平面図を作図させる第２ステップと、前記鋼材の平面図を高さ方向に押し出すことにより立体モデルに変換させた後に、前記製品の凹凸面およびその延長面上で切断した切断面を形成させる第３ステップと、前記ボルト穴およびノック穴の平面図を押し出しにより前記鋼材の立体モデルに開設するボルト穴およびノック穴とダイセットに形成するノックピンの立体モデルに変換させる第４ステップと、前記前記ボルト穴、ノック穴の立体モデルに鋼材の属性を付け、ノックピンにダイセットの属性を付けさせる第５ステップとを備え、鋼材の立体形状およびダイセットに対する配置を定めて前記鋼材配置データとして演算処理装置に記録させることを特徴とする切断鋼材設計プログラムを提供する。（請求項１）
【００１３】
上記構成の切断鋼材設計方法を演算処理装置に実行させることにより、その第１ステップにおいて、切断輪郭データを高さ方向に延長した帯状の面を境界として鋼材の平面図を切断して切断輪郭に合わせて成形された鋼材の平面図および鋼材エリアの平面図を形成するので、鋼材および鋼材エリアの平面図を正確に形成することができる。
【００１４】
第２ステップにおいて、この鋼材に規定のピッチで形成した格子上の位置で、かつ、鋼材の外縁から前記鋼材設計規格に定められた最小距離以上離れた位置を選択してボルト穴およびノック穴の平面図を作図させることにより、鋼材設計規格に合わせた鋼材の固定用のボルト穴と位置決め用のノック穴の適切な平面位置を選択的に自動判断させて決定させることができる。
【００１５】
ボルト穴およびノック穴を形成するためのピッチは鋼材の角部から一つの辺の方向（例えばＸ軸方向）にその端部から前記最小距離離れた位置から初めて所定の間隔で、かつ、前記角部から別の辺の方向（例えばＹ軸方向）にその端部から前記最小距離離れた位置から始めて所定の間隔で形成された格子の交点であることにより、適正な位置決めをより高速に行なうことができる。
【００１６】
第３ステップにおいて、前記鋼材の平面図を高さ方向に押し出すことにより立体モデルに変換させた後に、前記製品面データの延長面上で切断した切断面を形成することによって製品の凹凸に合わせた立体形状を有する鋼材の立体モデルをプログラムによって瞬時に形成することができる。製品の立体形状（凹凸）に合わせて形成された鋼材は、凹凸が形成された製品に対して均等に力を加えて製品を切断することができるので、製品の歪みを押えながら高い精度の切断端を形成することができる。
【００１７】
第４ステップにおいて、前記ボルト穴およびノック穴の平面図を押し出しにより前記鋼材の立体モデルに開設するボルト穴およびノック穴とダイセットに形成するノックピンの立体モデルに変換させることにより、製品の立体モデルの適切な位置にボルト穴とノック穴の立体モデルを形成し、ダイセットの対応する位置に正確にノックピンの立体モデルを形成することができる。
【００１８】
第５ステップにおいて、前記ボルト穴、ノック穴の立体モデルに鋼材の属性を付けて鋼材の立体モデルを完成させ、ノックピンにダイセットの属性を付けてダイセットの鋼材取付け部分の形状を定めることができる。ノック穴とノックピンはダイセットに対する鋼材の取付け位置決めを高精度に行ない、ボルト穴はダイセットに鋼材を固定するためのものであり、一つの鋼材に対してそれぞれ２点以上のボルト穴とノック穴を備えることが好ましい。
【００１９】
上述の第１ステップ〜第５ステップの演算処理によって鋼材の立体形状およびダイセットに対する配置を定めて前記鋼材配置データとして演算処理装置に記録させることにより、この鋼材配置データを用いて、プレス加工機によって製品を抜き加工する為の鋼材およびダイセットを形成することができる。
【００２０】
前記切断鋼材設計プログラムによって生成される鋼材配置データが示す鋼材は少なくとも製品の上部から切断輪郭に合わせて製品の凹凸面に沿うように形成された上刃鋼材を含むものであって、鋼材配置データにはこの上端鋼材の立体形状だけでなく、この上端鋼材をプレス加工機の所定位置に配置させるためのダイセットの立体形状を含むものであることが好ましい。上刃鋼材の形状が製品の凹凸面に沿うように形成されていることにより、上刃鋼材を製品に当接させた状態で製品を押圧するとき製品を歪ませる力が加わることがなく、それだけ正確に切断輪郭にあわせて切断することができる。
【００２１】
また、鋼材配置データが上刃鋼材のみならず、この上刃鋼材に対応して配置されて製品を挟み込むための下刃鋼材の立体形状および下刃鋼材を所定位置に支持するためのダイセットの立体形状を含むものであることにより、より正確な切断輪郭による切断を加工とすることができる。上下両方の鋼材の立体形状を形成する場合には、上刃鋼材と下刃鋼材によって生じる切断応力がハサミのように順次移動しながら発生するように、鋼材の切断端の高さを僅かに斜めに形成してもよい。
【００２２】
前記鋼材設計規格として、鋼材の最大長さ、鋼材の最小肉厚を含めて記録し、前記第１ステップにおける鋼材平面図の長手方向の大きさを鋼材の最大長さと比較し、鋼材平面図の大きさが鋼材の最大長さを超えるときに鋼材を最大長さ以内に分割して形成させる分割処理を実行するものであり、前記第３ステップにおける鋼材の切断面を形成した後に最薄部が前記鋼材の最小肉厚以下である場合に、最薄部の厚みが最小肉厚以上となるように鋼材を分割する分割処理を実行するものであり、かつ、前記分割処理による分割部は直角から最大傾斜角の範囲内で隣接する鋼材を接合するものである場合（請求項２）には、鋼材の最大長さを超える鋼材を、最大長さ（規定の大きさ）以下になるように分割して形成することができる。なお、鋼材の長さは例えば２００〜３００ｍｍであることにより、多くの汎用の鋼材を用いることができる。
【００２３】
前記分割部が直角から最大傾斜角の範囲内であれば、鋼材によって製品を挟み込むときに鋼材にかかる応力によって並んだ鋼材の分割部（接合部）に生じる歪みが切断面の形成精度に悪影響を与えることがない。なお、前記直角から最大傾斜角の範囲内とは例えば直角±２０°（７０°〜１１０°）の範囲内であることが好ましい。
【００２４】
前記最薄部が前記鋼材の最小肉厚以下である場合に、最薄部の厚みが最小肉厚以上となるように鋼材を分割する分割処理を実行するものであることにより、鋼材に十分な剛性を保って切断端の精度を保つことができる。なお、最小肉厚は例えば２５ｍｍであることにより、鋼鉄であれば必要な剛性を保つことができる。
【００２５】
さらに、前記第３ステップにおける隣接する鋼材のダイセットに対する配置の高さ方向の段差が平面化許容差以下であるときに、隣接する鋼材の配置を同一平面とすることにより、ダイセットの加工を効率化することができ、それだけ製造コストの削減を図ることも可能である。
【００２６】
第２発明は、前記切断鋼材設計プログラムを実行可能とする演算処理装置と、この演算処理装置に切断鋼材設計プログラムを実行させることにより得られる鋼材輪郭データを用いて形成された鋼材と、鋼材を所定位置に配置させたダイセットと、このダイセットを取付けたプレス加工機とを備え、製品をその上下から押圧することにより鋼材によって製品をその切断輪郭データに従って抜き加工する抜き加工機を有することを特徴とする抜き加工システムを提供する。（請求項３）
【００２７】
前記抜き加工システムを用いることにより、設計者は演算処理装置に製品面データおよび切断輪郭データを入力して切断鋼材設計プログラムを実行することにより生成された鋼材配置データを用いて形成された鋼材およびダイセットをプレス加工機にセットして上下方向にプレスすることにより、凹凸のある製品に対してこれを挟み込み、ハサミの原理によって製品の切断輪郭に剪断応力を集中させて、この切断輪郭において製品を切断することができる。
【００２８】
なお、鋼材は少なくとも製品の上部から押し付けられる上刃鋼材を備えることにより、製品の凹凸面に対して沿うように上部から当接する立体形状の上刃鋼材を用いて、製品の切断輪郭において正確に製品を切断することができるが、上刃鋼材に対応する製品の下方の凹凸面に対して装用に下部から当接する立体形状の下刃鋼材も備えることにより、さらに正確な切断端を形成することができる。
【００２９】
第３発明は、板状体を製品面データに従ってプレス加工することにより凹凸が形成されてなる製品を、その外周線において挟み込んで切断するための鋼材の立体形状とダイセットに対する鋼材の配置を定めた鋼材配置データを生成する切断鋼材設計方法であって、演算処理装置の記録部に、鋼材の外縁から穴までの最小距離を含む鋼材設計規格を記録し、製品面データおよび製品の切断輪郭データを用いて、切断輪郭データを高さ方向に延長した帯状の面を境界として鋼材エリアの平面図を切断して切断輪郭に合わせて成形された鋼材の平面図を作図させ、この鋼材エリアに規定のピッチで形成した格子上の位置で、かつ、鋼材の外縁から前記鋼材設計規格に定められた最小距離以上離れた位置を選択してボルト穴およびノック穴の平面図を作図させ、前記鋼材の平面図を押し出しにより立体モデルに変換させた後に、前記製品面データの延長面上で切断した切断面を形成させ、前記ボルト穴およびノック穴の平面図を押し出しにより前記鋼材の立体モデルに開設するボルト穴およびノック穴とダイセットに形成するノックピンの立体モデルに変換させ、前記前記ボルト穴、ノック穴の立体モデルに鋼材の属性を付け、ノックピンにダイセットの属性を付けさせ、鋼材の立体形状およびダイセットに対する配置を定めて前記鋼材配置データとして記録させることを特徴とする切断鋼材設計方法を提供する。(請求項４）
【００３０】
前記切断鋼材設計方法を実施することにより、鋼材の立体形状およびダイセットに対する鋼材の配置を示す鋼材配置データの作成をマクロプログラムの実行によって迅速に、かつ、正確に行なうことができる。従って、作業工数の大幅な削減を行なうことができると共に、人為的ミスの発生を可及的に抑えることができる。
【発明の効果】
【００３１】
前述したように、本発明の切断鋼材設計プログラムによれば、製品面データに示される製品の凹凸面の形状と、切断輪郭データに示される切断輪郭の形状に合わせて、ハサミの原理によって製品の切断端を適正な位置に形成する鋼材の立体形状の設計および配置位置を定める演算処理を演算処理装置に連続して行なわせることができるので、設計者が手作業による演算処理装置の操作によって各部品の配置作業を全て行う必要がなく、設計者の操作ミスによる設計不良が発生することがないだけでなく、設計者による作業工程が少なくなることにより飛躍的に短い時間内に多くの部品を正確に配置し、拘束することができる。
【００３２】
本発明の抜き加工システムによれば、製品面データに基づいて形成された鋼材とダイセットを用いてプレス加工によって、製品をその切断輪郭によって切断することができる。
【００３３】
本発明の切断鋼材設計方法は、演算処理装置の特性を活かして演算処理装置が得意とする演算処理を自動化して実行させることにより、作業効率を飛躍的に向上させ、迅速かつ正確に製品の加工を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の抜き加工システムの全体構成を示す図である。
【図２】製品（プレス品）の例を示す図である。
【図３】前記抜き加工システムの演算処理装置によって実行される切断鋼材設計プログラムの動作を説明する図である。
【図４】鋼材エリアの表示例を示す図である。
【図５】別の鋼材エリアの表示例を示す図である。
【図６】鋼材エリア内に形成した鋼材の平面図である。
【図７】鋼材エリアを分割して形成した例を示す図である。
【図８】図６の鋼材を立体形状に変形させた例を示す図である。
【図９】複数に分割して形成した鋼材の立体形状を示す図である。
【図１０】従来の抜き加工システムの配置方法を説明する図である。
【図１１】抜き加工の工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図１〜図９を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明に係る製品抜き加工システムの構成を示す図、図２は切断鋼材設計プログラムの動作を説明する図である。
【００３６】
図１において、１は本発明の抜き加工システム、２はＣＡＤプログラムを実行可能に構成された演算処理装置（ＣＡＤシステム）、３は素材を立体プレス加工して得られるプレス品（抜き加工を行なう前の製品）、４は抜き加工によって製品３をその切断輪郭線に沿って切断することにより製品５（５Ａ，５Ｂ）を整形する抜き加工機、６はプレス加工機にセットすることによりこれを抜き加工機４として用いることができるダイセット、７（７Ａ，７Ｂ…）はダイセット６の所定位置に取付けられる鋼材である。
【００３７】
図２は前記プレス加工によって凹凸が形成された製品の例を示す図である。図２に示すように、プレス品（製品）３は製品面データＤ１に基づく複雑な立体形状の凹凸面３Ａが形成されており、この製品３の周囲には前記凹凸面３Ａに連接する延長面３Ｂが形成されている。
【００３８】
本実施形態の抜き加工システム１は、前記ダイセット６とこれに取付けられる鋼材７Ａ，７Ｂ…の立体形状を設計するものであり、各鋼材７Ａ，７Ｂ…の形状は製品３の凹凸面３Ａや延長面３Ｂの形状に合わせて形成された独特の立体形状に形成する必要がある。さらに、プレス加工機の上下両側に取付けられる上下のダイセット６（上ダイセットと下ダイセット）および上下の鋼材７（上刃鋼材と下刃鋼材）の立体形状を設計することにより、上下の鋼材７を製品３に沿うように安定して押し当てて挟み込み、ハサミの原理によって製品３を正確に切断輪郭線にそって切断させることができる。
【００３９】
なお、以下の説明では、上ダイセット６とこれに組み付けられる上刃鋼材７の鋼材設計を行なう例を示し、下刃鋼材７は別の方法で（例えば上刃鋼材７と擦り合わせる部分の高さを一定の高さに形成するなどして）鋼材設計を行うものであってもよい。
【００４０】
図３は前記演算処理装置２によって実行されるＣＡＤプログラムＰと切断鋼材設計プログラムＰｍの動作、すなわち、切断鋼材設計方法を説明するものである。演算処理装置２はＣＡＤプログラムＰを実行することによりＣＡＤシステムとして機能する。ここで切断鋼材設計プログラムＰｍは演算処理装置２にＣＡＤプログラムＰを実行させている状態で、このＣＡＤプログラムＰを用いて行う操作手順を記してなるマクロプログラムである。
【００４１】
前記切断鋼材設計プログラムＰｍを実行することにより、最初に製品の製品面データＤ１のファイルおよび部品のトリムプロファイルデータ（切断輪郭データ）Ｄ２のファイルを選択して、これらのデータＤ１、Ｄ２を入力することができる。（ステップＳ１）
【００４２】
次いで、入力された情報を基に、製品３の立体形状などの種々の情報からなる製品面データＤ１および切断輪郭データＤ２を用いて、製品３および切断輪郭を演算処理装置２の表示部に表示させ、製品面データＤ１および切断輪郭データＤ２のメンテナンスを行なうことができる。（ステップＳ２）
【００４３】
切断鋼材設計プログラムＰｍの第１ステップとして、前記切断輪郭データＤ２を用いて描かれる切断輪郭をカバーできる鋼材エリアの配置を定めて、鋼材平面レイアウトを作成する。（ステップＳ３）
【００４４】
図４、図５は形成される鋼材エリアの表示例をそれぞれ示す図であり、図６は鋼材エリアの中に形成された鋼材の平面図を示す。これらの図４、図５および図６において、１０（１０Ａ，…）は切断輪郭データＤ１に従って描画された切断輪郭の平面図、図４，図５における、１１（１１Ａ，…）はこの切断輪郭１０Ａ，…をカバーするように配置される鋼材エリアの平面図である。
【００４５】
なお、鋼材エリア１１の平面図は前記切断輪郭が鋼材エリア１１の少なくとも一つの辺の内側の縁に沿うように配置してあることにより、鋼材７の平面図をできるだけ大きく形成でき、それだけこの鋼材７を用いて製品を切断する時における位置ずれを防止し、安定性が向上し、より厳密に切断輪郭に沿った切断を行わせることができる。
【００４６】
図６に示すように、鋼材エリア１１の平面図を、前記切断輪郭によって（即ち切断輪郭を高さ方向に延長（押出し成形）した帯状の面−オーロラに似た帯状の面−との交点を境界として）切断して、前記切断輪郭に合わせて成形された鋼材７の平面図を形成する。ここで、Ｌ０は切断輪郭１０Ｃにおいて切断された鋼材７の平面図の長さを示す。図４〜図６に示す例ではそれぞれ異なる切断輪郭によって切断される鋼材７の例を示しており、全ての鋼材７（７Ａ，７Ｂ，…）はそれぞれ独特の形状をしているものであることを示している。
【００４７】
なお、前記鋼材７の最大長さＬが鋼材設計規格として例えば２００ｍｍなどの大きさに定められているので、切断輪郭データＤ２によって切断される切断輪郭を一つの鋼材７でカバーできない場合には、幾つかの鋼材７に分割する分割処理を実行する。
【００４８】
図７は切断輪郭を２つの鋼材７Ｄ，７Ｅに分けて形成した例を示す図である。分割された鋼材７Ｄ，７Ｅの長さＬ１，Ｌ２は何れも鋼材７の最大長さＬ（図４、図５参照）よりも短く形成でき、かつ、分割数をできるだけ少なくするという条件で分割することにより、最も効率的に分割することが可能となる。また、前記鋼材７Ｄ，７Ｅの切断輪郭の線と分割部７Ｓによって形成される角度θは、直角から最大傾斜角（２０°）の範囲内（すなわち、７０°〜１１０°）となるように分割することが好ましい。
【００４９】
これにより、完成された鋼材７Ｄ，７Ｅを用いて製品３を切断する段階において、切断輪郭に沿って製品３を切断するときに、鋼材７Ｄ，７Ｅの切断端部にかかる応力によって鋼材７Ｄ，７Ｅが歪み、切断輪郭に段差ができることを可能な限り抑えた設計を行うことができる。
【００５０】
次に、切断鋼材設計プログラムＰｍの第２ステップとして、演算処理装置２にボルト穴・ノック穴平面図作図プログラムを実行させることにより鋼材７（７Ａ、７Ｂ…）にボルト穴およびノック穴の平面図を作図させる。（ステップＳ４）
【００５１】
即ち、図５に示すように、鋼材エリア１１の角部からなる基準点１１ＰからＸ，Ｙ方向に最小距離Ｄａ，Ｄｃだけ離れた位置から規定のピッチＤｂ，Ｄｄで形成した格子の複数の交差点Ｃで、かつ、鋼材３の外縁から前記最小距離以上離れた各交差点Ｃ，…の中から、できるだけ離れた２点をボルト穴１２Ａ，１２Ｂ（図５参照）として選択して、ボルト穴位置の作図を演算処理装置２に実行させることができる。
【００５２】
また、これらのボルト穴１２Ａ，１２Ｂと重ならない別の格子の交差点Ｃで、鋼材３の外縁から前記最小距離（Ｄａ，Ｄｃ）以上離れた各位置で、かつ、できるだけ離れた２点以上の交差点Ｃ…をノック穴１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃとして選択する演算処理を演算処理装置２に実行させる。ボルト穴１２（１２Ａ，１２Ｂ…）およびノック孔１３（１３Ａ、１３Ｂ…）は前記交差点Ｃを中心とする円を描くように形成する。
【００５３】
なお、複数の交差点Ｃの中から、条件に合うボルト穴１２およびノック穴１３の位置を演算処理装置２に選択させることにより、より短い時間で適正な位置を選択してボルト穴１２およびノック穴１３の平面図を作成することができる。
【００５４】
図６に示すように、上記ボルト穴１２（１２Ａ，１２Ｂ…）及びノック穴１３（１３Ａ，１３Ｂ…）を互いにできるだけ離れた位置に複数形成することにより、鋼材７をダイセットに取付ける時の安定性が向上し、取付け位置の平面方向の位置ズレおよび回転方向のズレを防止することができる。なお、ボルト穴１２の大きさはボルトネジの外径よりも大きく形成することにより鋼材７の取付を容易にすることができる一方、前記ノック穴１３の直径はノックピンの直径と同じか、ごく僅かに大きく形成してあることが好ましい。これによって、精度の高い切断輪郭１０を得るための鋼材７の配置を容易とすることができる。
【００５５】
次に、切断鋼材設計プログラムＰｍの第３ステップとして、演算処理装置２に鋼材モデル立体化プログラムを実行させることにより、前記鋼材の平面図を高さ方向に押し出すことにより立体モデルに変換させた後に、前記製品面の凹凸面および延長面上で切断した切断面を形成させることができる（ステップＳ５）
【００５６】
なお、前記製品面データの延長面３Ｂとは製品面データが示す製品面の凹凸面３Ａとプレス加工によって板体に凹凸面を形成したときに凹凸面３Ａに連接するように形成される板体の曲面を示すものである。
【００５７】
Ｃａｄシステムにおいて、平面モデルを立体化させる演算処理は、鋼材７の平面図を高さ方向に押し出すことにより立体モデルに変換させた後に、前記製品面およびこの製品面の延長面上で切断した切断面を形成する演算処理を演算処理装置２に実行させることによって、作業者による作業を行うことなく、演算処理装置２を用いた自動生成によって速やかに行なうことができる。
【００５８】
また、前記ダイセット６は上述のようにして設計された鋼材７…の配置に合せて前記平面１５に合せて形成された鋼材７…の台座部の平面と、前記ボルト穴１２…の配置に合せて形成されたボルト穴と、前記ノックピン１３Ｐ…を埋設させた立体形状となる。
【００５９】
図８は形成された鋼材７の立体モデルの斜視図の表示例を示す図である。図８に示すように、押出し成形された立体モデルを、製品面データが示す製品面の延長線上で切断することにより、製品面に嵌合する凹凸面１４と、ダイセット６に当接する平面１５の両方を備える鋼材７の立体モデルを形成することができる。
【００６０】
このとき、鋼材７の最も厚い部分における厚みＨ１は鋼材ブロックの規格の範囲内にあり、かつ、鋼材７の最も薄い部分における厚みＨ２は鋼材７としての剛性を保つことができる最小肉厚以上である必要がある。したがって、これらの厚みＨ１、Ｈ２の範囲が鋼材設計規格の範囲外であるときには、鋼材７を分割して形成し、それぞれの鋼材の最厚の厚みＨ１と最薄の厚みＨ２（例えば２５ｍｍなど）の範囲を調節する必要がある。
【００６１】
図９は複数に分けられた鋼材の立体モデルの斜視図の表示例を示す図である。図９において、Ｈ３，Ｈ４は鋼材７Ｆ，７Ｇの最も薄い部分における鋼材７（７Ｆ，７Ｇ）の厚さ、Ｈ５，Ｈ６は鋼材７Ｆ，７Ｇの最も厚い部分における鋼材７Ｆ，７Ｇの厚さ、１５Ａ，１５Ｂは両鋼材７Ｆ，７Ｆのダイセット６に当接する平面、Ｈｄはこの平面１５Ａ，１５Ｂの高さ方向の段差を示すものである。従って、鋼材７Ｆ，７Ｇを取付けるダイセット６は前記鋼材７Ｆ，７Ｇの配置および段差Ｈｄに合せて形成された段差部を設ける。
【００６２】
上述の第１ステップＳ３〜第５ステップＳ８の切断鋼材設計プログラムＰｍを実行することにより、製品面データＤ１および切断輪郭データＤ２に対応した鋼材７…の立体形状と配置および鋼材７…を取付けるためのボルト穴およびノックピンを形成したダイセット６の立体形状を形成することができる。
【００６３】
なお、上述の例では上刃鋼材７…およびそのダイセット６を設計する例を示しているが、下刃鋼材７…とそのダイセット６についても同様にその立体形状を設計することができる。
【００６４】
次いで、切断鋼材設計プログラムＰｍの第４ステップとして、前記ボルト穴１２の平面図も、それぞれ高さ方向に押し出す演算処理を演算処理装置２に実行させることにより立体モデルに変換させる。なお、ボルト穴１２は鋼材７の立体モデルから立体モデルからくりぬく（以下、カットするという）ための立体形状である。（ステップＳ６）
【００６５】
さらに、切断鋼材設計プログラムＰｍの第４ステップとして、前記ノック穴１３の平面図も、それぞれ高さ方向に押し出す演算処理を演算処理装置２に実行させることにより立体モデルに変換させる。このとき、ノック穴１３を鋼材７の高さと同じ高さだけ押し出し成形したものは鋼材７をカットするために用い、鋼材７の位置決めを行なうノックピン１３Ｐにふさわしい任意の高さにだけ押出し成形したものはノックピン１３Ｐの立体形状とすることができる。（ステップＳ７）
【００６６】
ずなわち、切断鋼材設計プログラムＰｍの第５ステップとして、ボルト穴１２およびノック孔１３に鋼材７の属性をつけ、ノックピン１３Ｐにダイセット６の属性を付ける演算処理を、演算処理装置２に実行させる（ステップＳ８）
【００６７】
なお、ボルト穴１２およびノック穴１３は鋼材７に開設される穴としての属性を有するものであるから、ボルト穴１２およびノック穴１３の立体モデルに鋼材７の属性を付ける演算処理を演算処理装置２に実行させることにより、ボルト穴１２およびノック穴１３が形成された鋼材７の立体モデルを容易に形成することができる。同様にノックピン１３Ｐはダイセット６の対応する位置に連結するものであるから、ダイセット６の属性を付ける。（ステップＳ８）
【００６８】
上述のように予め鋼材設計規格を明確に定め、前記第１ステップ〜第５ステップまでの切断鋼材設計プログラムＰｍを実行することにより、演算処理装置２（ＣＡＤシステム）上で製品面データＤ１および切断輪郭データＤ２に基づいて適正に設計された鋼材７…とダイセット６の立体形状を設計することができる。
【００６９】
ステップＳ９は切断輪郭データＤ２に含まれる全ての切断輪郭に対応した鋼材７…の設計が完了したかどうか、鋼材７…を設計していない残りの切断輪郭が存在するかどうかを確認するステップである。すなわち、鋼材７…を設計していない切断輪郭が存在する場合は前記ステップＳ３に戻って、全ての切断輪郭に対応する鋼材７…の設計が完了するまで前記第１ステップＳ３〜台５ステップＳ８の演算処理を繰り返し行う。（ステップＳ９）
【００７０】
上述のようにして、複数の鋼材７…のそれぞれの独特の立体形状と配置、およびこれらの鋼材７…を所定の位置に配置するように指示するダイセット６の立体形状を示す鋼材配置データＤ３を生成する。
【００７１】
ステップＳ１０は生成された鋼材配置データＤ３に基づいて立体形状に成型されたダイセット６と各鋼材７…を演算処理装置２の画面に表示させて各パラメータを調整する演算処理を実行させる。（ステップＳ１０）
【００７２】
ここで、操作者は複数の鋼材７…のダイセット６への取付け平面１５の高さを合わせて各パラメータを調整することを可能としている。すなわち、前記段差Ｈｄ（図９参照）が例えば１０ｍｍ未満などの平面化許容差の範囲内であるときに、段差Ｈｄを無くすようにパラメータ調整をことにより、これらの鋼材７…を取り付けるダイセット６の設計を容易とし、それだけ製造コストの削減を図ることができる。
【００７３】
なお、前記段差Ｈｄを無くして平面化を図る同一平面化の処理は、前記ステップＳ３における同一平面の演算処理によって行なってもよい。すなわち、図９における段差Ｈｄが前記平面化許容差より小さいことに加えて、最薄部の厚さＨ３から最小肉厚を引いた値よりも小さいという条件で、厚さＨ３〜Ｈ５を調節して平面１５Ａ，１５Ｂが面一となるように調整するようにしてもよい。
【００７４】
全てのステップＳ１〜Ｓ１０の演算処理が完了すると、作成された鋼材配置データＤ３を出力する（ステップＳ１１）
【００７５】
調整が完了した鋼材配置データＤ３を出力することにより、鋼材配置データＤ３に従ったダイセット６および鋼材７…の設計を行なうことができる。これによって、設計されたダイセット６および鋼材７…を用いることにより、凹凸が形成された製品３の凹凸面３Ａに沿って立体的に形成された凹凸面１４を製品３の凹凸面３Ａにぴったりと沿わせた状態で、鋼材７を製品３に押し当てて均等に力を加えることが可能となる。つまり、歪みなどの力を掛けることなく、上下の鋼材７で挟み込むようにプレスすることにより、製品３の切断輪郭１０に沿ってハサミの原理で製品３を切断することができる。
【００７６】
上述のように鋼材７の立体形状および配置の設計の大部分が切断鋼材設計プログラムＰｍによる演算処理によって自動生成されるので、この切断鋼材設計方法では設計者による手作業がほとんど必要なく、それだけ設計にかかる時間を短縮できるだけでなく、ヒューマンエラーによる設計不良が発生することを防止できる。
【符号の説明】
【００７７】
１  抜き加工システム
２  演算処理装置（ＣＡＤシステム）
３  製品（プレス品）
４  プレス加工機
５（５Ａ，５Ｂ）  製品（切断後）
６（６Ａ，６Ｂ）  ダイセット
７（７Ａ…）  鋼材
１０  切断輪郭
１１  鋼材エリア
１１Ｐ  基準点
１２（１２Ａ…）  ボルト穴
１３（１３Ａ…）  ノック穴
１３Ｐ  ノックピン
１４  切断面（凹凸面）
Ｃ  交差点（格子上の位置）
Ｄ１  製品面データ
Ｄ２  切断輪郭データ
Ｄ３  鋼材配置データ
Ｄａ，Ｄｃ  最小距離
Ｄｂ，Ｄｄ  ピッチ
Ｈ２  最薄部
Ｈｄ  段差
Ｌ  最大長さ
θ  傾斜角
Ｐ  ＣＡＤプログラム
Ｐｍ  切断鋼材設計プログラム
Ｓ３  第１ステップ
Ｓ４  第２ステップ
Ｓ５  第３ステップ
Ｓ６，Ｓ７  第４ステップ
Ｓ８  第５ステップ
【図１】
2018158368.tif 000003
【図２】
2018158368.tif 000004
【図３】
2018158368.tif 000005
【図４】
2018158368.tif 000006
【図５】
2018158368.tif 000007
【図６】
2018158368.tif 000008
【図７】
2018158368.tif 000009
【図８】
2018158368.tif 000010
【図９】
2018158368.tif 000011
【図１０】
2018158368.tif 000012
【図１１】
2018158368.tif 000013