(57)【要約】【課題】被加工部材に対して段曲げ形状の曲げ加工を施す場合におけるシミュレーションを自動的に行うことにより、オペレータの負担を軽くする。【解決手段】曲げ加工機９の段曲げシミュレーションを行う加工シミュレーション装置７である。所定の段曲げ金型を選択する手段と、段曲げに係る２本の曲げ線間の中間位置に仮想曲げ線を生成する手段と、選択された前記段曲げ金型の基準位置と前記仮想曲げ線と前記曲げ加工機の金型取付位置を合わせる手段とを備え、段曲げ前と段曲げ後の形状の変化を段曲げシミュレーションにより実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ加工機の段曲げシミュレーションを行う加工シミュレーション装置であって、
所定の段曲げ金型を選択する手段と、段曲げに係る２本の曲げ線間の中間位置に仮想曲げ線を生成する手段と、選択された前記段曲げ金型の基準位置と前記仮想曲げ線と前記曲げ加工機の金型取付位置を合わせる手段とを備え、
段曲げ前と段曲げ後の形状の変化を段曲げシミュレーションにより実行することを特徴とする加工シミュレーション装置。
【請求項２】
前記段曲げシミュレーションの際に、所定の条件に基づき加工可否の判断を行う手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の加工シミュレーション装置。
【請求項３】
段曲げ金型の段取りデータの作成を行う手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の加工シミュレーション装置。
【請求項４】
前記段曲げ金型は、バランスタイプの段曲げ金型、アンバランスタイプの段曲げ金型または水平タイプの段曲げ金型であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加工シミュレーション装置。
【請求項５】
曲げ加工機の段曲げシミュレーションを行う加工シミュレーション方法であって、
所定の段曲げ金型を選択する工程と、段曲げに係る２本の曲げ線間の中間位置に仮想曲げ線を生成する工程と、選択された前記段曲げ金型の基準位置と前記曲げ仮想線と前記曲げ加工機の金型取付位置を合わせる工程とを含み、
段曲げ前と段曲げ後の形状の変化を段曲げシミュレーションにより実行することを特徴とする加工シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板材等の被加工部材に対して、段曲げ形状の曲げ加工を施す場合における加工シミュレーションを行う加工シミュレーション装置および方法に関し、特に、被加工部材に対して段曲げ形状の曲げ加工を施す場合におけるシミュレーションを自動的に行うことにより、オペレータの負担を軽くすることができる加工シミュレーション装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、プレスブレーキ等の曲げ加工機で、板材等の被加工部材をＶ曲げ加工する場合には、加工シミュレーション装置で加工シミュレーションを行って確認し、その後に実加工を行うようにしていた。
【０００３】
なお、先行技術文献は該当のものがありませんでした。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、段曲げ形状の曲げ加工を施す場合には、Ｖ曲げ加工に比べて、加工形状がより複雑になるため、加工シミュレーション装置での加工シミュレーションが容易ではなかった。
【０００５】
展開図や立体図を利用した曲げシミュレ−ションでは、並行した２本の曲げ線からなる段曲げ形状のシミュレ−ション表現するに当り、金型段取りが別段取りの金型設定であるため、一時的に１工程のＶ曲げ工程をダミ−工程として付加して処理したり、段曲げ線に曲げ順の工程付加をしないまま、シミュレ-ション動作を作成したりしていた。
【０００６】
しかし、実際には、金型段取り換えの必要性があることから、加工時に加工機上で段曲げの曲げデータの作成や金型段取りを作成していた。
【０００７】
このように、上記従来の簡易シミュレーション方法では、オペレータの熟練が必要であり、オペレータの負荷が大きいと言う問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上述の問題を解決するためのものであり、請求項１に係る発明は、曲げ加工機の段曲げシミュレーションを行う加工シミュレーション装置であって、所定の段曲げ金型を選択する手段と、段曲げに係る２本の曲げ線間の中間位置に仮想曲げ線を生成する手段と、選択された前記段曲げ金型の基準位置と前記仮想曲げ線と前記曲げ加工機の金型取付位置を合わせる手段とを備え、段曲げ前と段曲げ後の形状の変化を段曲げシミュレーションにより実行することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記段曲げシミュレーションの際に、所定の条件に基づき加工可否の判断を行う手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、段曲げ金型の段取りデータの作成を行う手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、前記段曲げ金型は、バランスタイプの段曲げ金型、アンバランスタイプの段曲げ金型または水平タイプの段曲げ金型であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、曲げ加工機の段曲げシミュレーションを行う加工シミュレーション方法であって、所定の段曲げ金型を選択する工程と、段曲げに係る２本の曲げ線間の中間位置に仮想曲げ線を生成する工程と、選択された前記段曲げ金型の基準位置と前記曲げ仮想線と前記曲げ加工機の金型取付位置を合わせる工程とを含み、
段曲げ前と段曲げ後の形状の変化を段曲げシミュレーションにより実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被加工部材の板材等に対して段曲げ形状の曲げ加工を施す場合におけるシミュレーションを自動的に行うことができるようになる。
【００１４】
また、オペレータの熟練を必要とせずに、短時間で、段曲げ形状の曲げ加工を施す場合におけるシミュレーションを実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を実施した加工シミュレーション装置を有する段曲げ加工システムの概略を示す説明図である。
【図２】図１に示した加工シミュレーション装置の概略構成図である。
【図３】図１に示した曲げ加工機の側面図である。
【図４】加工シミュレーション装置による加工シミュレーションの動作を示すフローチャートである。
【図５】加工シミュレーション装置による加工シミュレーションの動作の説明図である。
【図６】図４のステップ１０３の動作を示すフローチャートである。
【図７】加工シミュレーション装置による加工シミュレーションの動作の説明図である。
【図８】加工シミュレーション装置による加工シミュレーションの動作の説明図である。
【図９】図４のステップ１０５の動作を示すフローチャートである。
【図１０】加工シミュレーション装置による加工シミュレーションの動作の説明図である。
【図１１】加工シミュレーション装置による加工シミュレーションの動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明を実施した加工シミュレーション装置を有する段曲げ加工システム１の概略を示す説明図である。
【００１７】
図１に示すように、この段曲げ加工システム１は、ＬＡＮ等の専用回線３に、データベース５と、加工シミュレーション装置７と、ワークＷに対して段曲げ加工を行う曲げ加工機（プレスブレーキ等）９とが相互に接続された構成となっている。
【００１８】
曲げ加工機９には、曲げ加工機９を制御するための制御装置９ａが設けられており、制御装置９ａには表示部９ｂが備えられている。
【００１９】
データベース（記憶手段）５は、加工シミュレーション装置７が段曲げ加工のシミュレーションを行って生成した加工データや加工後の部品データや金型データ等を記憶するようになっている。
【００２０】
ここで、この実施形態では、加工シミュレーション装置７が段曲げ加工のシミュレーションを行って、曲げ加工機９の加工データを作成するようになっている。
【００２１】
また、この実施形態では、加工シミュレーション装置７を、ＬＡＮ等の専用回線３を介して曲げ加工機９へ接続するようにしたが、加工シミュレーション装置７を曲げ加工機９へ直接に接続するようにしても良い。また、データベース５を専用回線３に接続する構成としたが、データベース５を加工シミュレーション装置７に直接接続するようにしても良い。
【００２２】
図２は、図１に示した加工シミュレーション装置７の概略構成を示すブロック図である。
【００２３】
図２に示すように、加工シミュレーション装置７は、コンピュータからなり、ＲＯＭ１７およびＲＡＭ１９が接続されたＣＰＵ１５を有しており、ＣＰＵ１５には、さらに、キーボードのような入力装置２１とデイスプレイのような表示装置２３が接続されている。また、上記ＣＰＵ１５に、データベース５が接続されるようになっている。
【００２４】
そして、加工シミュレーション装置７では、ＣＰＵ１５が、入力装置２１よりのオペレータからの指示に従い、データベース５内の被加工部材のデータを用いると共に、ＲＯＭ１７よりのコンピュータプログラムに従ってＲＡＭ１９を用いて、後述するような段曲げ加工のシミュレーションを行って、曲げ加工機９の加工プログラムを作成するようになっている。
【００２５】
次に、図３を参照して、図１に示した曲げ加工機９の構成および動作について説明する。図３は、図１に示した曲げ加工機９の側面図である。
【００２６】
図３において、曲げ加工機９は、両側にサイドフレーム２５を備えており、このサイドフレーム２５の前側上部には上部テーブル２７が固定して設けられている。この上部テーブル２７の下部にはパンチホルダ２９を介してパンチ３１（段曲げパンチ）が着脱可能に設けられている。
【００２７】
サイドフレーム２５の前側下部には下部テーブル３３が上下方向に移動自在に設けられている。この下部テーブル３３の上部にはダイホルダ３５を介してダイ３７（段曲げダイ）が着脱可能に設けられている。
【００２８】
下部テーブル３３はサイドフレーム２５の前側下部に設けられている上下動駆動手段としての例えば油圧シリンダ３９に装着されているピストンロッド４１の上端に取り付けられている。このピストンロッド４１の移動量を検出するために、サイドフレーム２５の側面には例えばリニアスケール４３が設けられている。
【００２９】
ダイホルダ３５は、下部テーブル３３の上部３３Ａに対して前後方向（図３において左右方向）に位置決め調整自在に設けられている。
【００３０】
より詳細には、下部テーブル３３の上部３３Ａには、上面を開放し、しかも、図３において左右方向へ延伸したＵ溝４５が設けられており、このＵ溝４５には図３において左右方向へ延伸したボールねじ４７が設けられていて、このボールねじ４７の右側にはサーボモータ４９が連結されている。
【００３１】
そして、サーボモータ４９にはエンコーダ５１が備えられており、ボールねじ４７の左側は下部テーブル３３の上部３３Ａの左側に回転自在に支承されていると共にボールねじ４７にはダイホルダ３５の下部に取り付けられたナット部材５３が螺合されている。
【００３２】
サイドフレーム２５の側面には、図１にも示すように、曲げ加工機９を制御するための制御装置９ａが設けられていて、この制御装置９ａにより油圧シリンダ３９を作動せしめて上部テーブル２７に対して下部テーブル３３を上昇せしめることによって、パンチ３１（段曲げパンチ等）とダイ３７（段曲げダイ等）との協動で例えばワークＷに種々の段曲げ加工を行うことができる。
【００３３】
なお、加工シミュレーション装置７により行われた加工シミュレーションに基づく加工プログラムによるドライブデータが制御装置９ａへ送られ、その制御装置９ａによって曲げ加工制御が行われる。
【００３４】
次に、図４〜１１を参照して、図１および図２に示した加工シミュレーション装置７による加工シミュレーションの動作について説明する。
【００３５】
図４は、加工シミュレーション装置７による加工シミュレーションの動作を示すフローチャートであり、図６、９は、図４のステップ１０３、１０５の動作を示すフローチャートであり、図５、７、８、１０、１１は、加工シミュレーション装置７による加工シミュレーションの動作の説明図である。
【００３６】
まず、図４のステップ１０１において、立体図から展開図が作成され、その立体図から展開図を生成する際に曲げ順が決定される。
【００３７】
すなわち、加工シミュレーション装置７のＣＰＵ１５は、部品データおよび被加工部材のデータに基づいて、例えば、図５に示すような立体図を作成する。なお、図５（ａ）は、立体図（立体側面図）であり、図５（ｂ）は、前記立体図に基づき作成された展開図であり、この展開図作成の際に曲げ順が決定される。ここで、展開図上に２本の並行した曲げ線Ｌ１、Ｌ２が表示され、ワークＷは突き当て６１に当接している。Ｌ値は、曲げ線Ｌ１と曲げ線Ｌ２の中間に位置する仮想曲げ線Ｌ３として生成される。
【００３８】
金型選択に関しては、部品データに基づく展開図曲げ線属性より金型データから、後述する３タイプの段曲げ金型が選択表示される。
【００３９】
次に、ステップ１０３において、曲げ前におけるシミュレーション姿勢の描画が行われる。
【００４０】
ここで、上記ステップ１０３の曲げ前におけるシミュレーション姿勢の描画処理の詳細を、図６を参照して説明する。図６は、曲げ前におけるシミュレーション姿勢の描画処理のフローチャートである。
【００４１】
図６のステップ２０１において、部品データに基づいて３タイプの金型種別/形状の段曲げ金型のいずれかに属する段曲げ金型が、その段曲げ金型の基準位置Ｌ４が曲げ加工機９の金型取付位置に一致するように設定されて表示される。
【００４２】
すなわち、加工シミュレーション装置７のＣＰＵ１５は、部品データに基づいて、図７（ａ）〜（ｃ）に示すような３タイプの金型種別/形状の段曲げ金型のいずれかに属する段曲げ金型を表示装置２３上に表示し、その表示された段曲げ金型６０ａの基準位置Ｌ４（Attach phl/Attach Die）が曲げ加工機９の金型取付位置に一致するように設定される。
【００４３】
ここで、図７（ａ）は、バランスタイプの段曲げ金型を示し、図７（ｂ）は、アンバランスタイプの段曲げ金型を示し、図７（ｃ）は、水平曲げタイプの段曲げ金型を示している。
【００４４】
次に、ステップ２０３において、表示されている展開図に基づいて、曲げ線の位置が求められる。すなわち、加工シミュレーション装置７のＣＰＵ１５は、図５（ｂ）に示すように、第１の曲げ線Ｌ１および第２の曲げ線Ｌ２の位置を求める。ここでは、図７（ａ）に示すバランスタイプの段曲げ金型６０ａが選択されているものとする。
【００４５】
そして、ステップ２０５において、上記ステップ２０３において求められた第１の曲げ線Ｌ１および第２の曲げ線Ｌ２との中間位置Ｍが求められ、その中間位置Ｍを仮想曲げ線（段曲げ工程の曲げ前位置）とする。
【００４６】
すなわち、加工シミュレーション装置７のＣＰＵ１５は、図５（ｂ）に示すように、段曲げ金型６０ａによる第１の曲げ線Ｌ１および第２の曲げ線Ｌ２との中間位置Ｍを求め、その中間位置Ｍを仮想曲げ線Ｌ３とする。
【００４７】
次に、ステップ２０７において、中間位置Ｍと一致された仮想曲げ線Ｌ３と、段曲げ金型６０ａの金型基準位置Ｌ４とが合わせられる。
【００４８】
すなわち、加工シミュレーション装置７のＣＰＵ１５は、図８（ａ）に示すように、仮想曲げ線Ｌ３と、段曲げ金型６０ａの金型基準位置Ｌ４を一致させる。そして、曲げ加工機９の金型取付位置に合わせる。
【００４９】
次に、ステップ２０９において、仮想曲げ線Ｌ３からの突き当て先端までの距離がＬ値として計算され表示される。
【００５０】
すなわち、加工シミュレーション装置７のＣＰＵ１５は、図８（ａ）に示すように、仮想曲げ線Ｌ３から突き当て６１の先端６１ａまでの距離Ｌを計算して表示装置２３上に表示する。
【００５１】
上述のように、段曲げ金型６０ａの第１の曲げ線Ｌ１および第２の曲げ線Ｌ２との中間位置Ｍを仮想曲げ線Ｌ３とし、その仮想曲げ線Ｌ３から突き当て６１の先端６１ａまでの距離Ｌを求めるようにシミュレーションしたので、ワークＷやダイ３７の位置決めを正確に行うことができるようになる。
【００５２】
なお、上記実施形態では、図６（ａ）に示す段曲げ金型６０ａが選択されているものとしたが、図６（ｂ）に示す段曲げ金型６０ｂが選択されている場合は、図８（ｂ）に示すようになり、図６（ｃ）に示す段曲げ金型６０ｃが選択されている場合は、図８（ｃ）に示すようになる。
【００５３】
次に、図４に戻って、ステップ１０５において、曲げ後におけるシミュレーション姿勢の描画が行われる。
【００５４】
ここで、上記ステップ１０５の曲げ後におけるシミュレーション姿勢の描画処理の詳細を、図９を参照して説明する。図９は、曲げ後におけるシミュレーション姿勢の描画処理のフローチャートである。
【００５５】
図９のステップ３０１において、段曲げ金型６０ａが、ワークＷの板厚を加味した状態で表示される。
【００５６】
すなわち、加工シミュレーション装置７のＣＰＵ１５は、段曲げ金型６０ａを、ワークＷの板厚を加味した状態で表示装置２３上に表示する。ここで、曲げ加工機９の金型取付位置と、表示段曲げ金型の基準位置Ｌ４（Attach phl/Attach Die）とが一致している。
【００５７】
次に、ステップ３０３において、仮想曲げ線Ｌ３と段曲げ金型６０ａの基準位置Ｌ４とが一致した状態で、曲げ属性の情報（角度、方向）に従って段曲げのシミュレーションが行われ、段曲げ金型６０ａと共に段曲げ後のワーク形状表示が行われる。
【００５８】
すなわち、加工シミュレーション装置７のＣＰＵ１５は、図１０（ａ）に示すように、段曲げのシミュレーションを行い、段曲げ後のワーク形状を表示装置２３上に表示する。
【００５９】
なお、上記実施形態では、図６（ａ）に示す段曲げ金型６０ａが選択されているものとしたが、図６（ｂ）に示す段曲げ金型６０ｂが選択されている場合の段曲げ後のワーク形状は、図１０（ｂ）に示すようになり、図６（ｃ）に示す段曲げ金型６０ｃが選択されている場合の段曲げ後のワーク形状は、図１０（ｃ）に示すようになる。
【００６０】
次に、ステップ３０５において、段曲げ後のワークＷの跳ね上りが予測される。
【００６１】
すなわち、加工シミュレーション装置７のＣＰＵ１５は、図１０（ａ）に示すように、段曲げ後のワークＷの曲げ角度θ１から、（１８０−θ１）/２＝θ２の式から、跳ね上り角度θ２を求めて表示装置２３上に表示する。
【００６２】
これにより、ワークＷの跳ね上りの程度が予測され、その予測に基づいてワークＷの跳ね上りによる危険を回避することができる。
【００６３】
なお、上記実施形態では、図６（ａ）に示す段曲げ金型６０ａが選択されているものとしたが、図６（ｂ）に示す段曲げ金型６０ｂが選択されている場合の段曲げ後のワークの跳ね上りが予測は、図１０（ｂ）に示すようになり、段曲げ後のワークＷの曲げ角度θ１および第１および第２のＶ角度ｄｆ１、ｄｆ２から、９０−（ｄｆ１×θ１）/（ｄｆ１＋ｄｆ２）の式から、跳ね上り角度θ２を求めて表示装置２３上に表示する。
【００６４】
また、図６（ｃ）に示す段曲げ金型６０ｃが選択されている場合の段曲げ後のワークの跳ね上りが予測は、図１０（ｃ）に示すように０度となり、表示装置２３上に表示する。
【００６５】
次に、図４に戻って、ステップ１０７において、曲げ加工可否計算チェックが行われ、曲げ後姿勢において、金型情報と曲げ形状の計算結果に明らかな差異が生じて加工不可か否かが判定される。
【００６６】
そして、上記ステップ１０７において加工不可と判定された場合、警告メッセ−ジを画面上に表示し曲げ加工不可をガイドする。
【００６７】
図１１（ａ）を参照する。
【００６８】
（１）「指定された金型では曲がりません」  ：以下の式を満たさない場合。（段曲げ高さのチェック）
2 * ( pto+dto ) - a < Z-length < 2 * ( pto+dto ) + a  / a: 設定余裕値
図１１（ｂ）を参照する。
【００６９】
（２）「指定された金型では曲がりません」  ：以下の式を満たさない場合。（角度、突当て方向の確認）
pf ≦ A1
df ≦ A1
pb ≦ A2
db ≦ A2
（３）「耐圧オーバー」  ：以下の式を満たさない場合。（金型許容耐圧の確認）
Z曲げ圧力 ≦ 金型耐圧
（４）「板厚範囲外」  ：以下の式を満たさない場合。（設定金型での段曲げ板厚の確認）
許容最小板厚（パンチ）≦板厚≦  許容最大板厚（パンチ）
許容最小板厚（ダイ）≦板厚≦  許容最大板厚（ダイ）
また、加工シミュレーション装置７は、段曲げ金型の段取りデータの作成を行う手段を備える。すなわち、段曲げ金型は、バランスタイプの段曲げ金型、アンバランスタイプの段曲げ金型または水平タイプの段曲げ金型であるので、いずれかが選択され、段取りが自動で行われる。
【００７０】
この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【符号の説明】
【００７１】
１  段曲げ加工システム
３  専用回線
５  データベース
７  加工シミュレーション装置
９  曲げ加工機（プレスブレーキ等）
９ａ  制御装置
９ｂ  表示部
１５  ＣＰＵ
１７  ＲＯＭ
１９  ＲＡＭ
２１  入力装置
２３  表示装置
【図１】
2015047611.tif 000003
【図２】
2015047611.tif 000004
【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】
2015047611.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015047611.tif 000011
【図１０】
2015047611.tif 000012
【図１１】
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