(57)【要約】【課題】プレス成形型の設計において、クリアランス設定を簡易なものとする。【解決手段】支援システムに、設計者により所望のクリアランス量の数値が入力される。その後、処理装置のＣＰＵが支援プログラムを実行し、上型モデル３６の押圧面３８ａ，ｂ，ｃの全領域を、入力された数値の距離だけ型内側方向に移動して新たな押圧面３８ｓ，ｔ，ｕに変更する。このようにして上型モデル３６が変更されることにより、製品モデルの傾斜部と傾斜面３８ｔとの間にクリアランスが設定される。このクリアランス設定では、作業者が各傾斜面を個別に変更する必要がなく、容易にクリアランス設定を行うことができる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成形加工材を所望のプレス形状に成形するプレス成形型を設計する作業を支援するシステムであって、
前記所望のプレス形状に沿った押し型モデルを少なくとも一つ取得する押し型モデル取得手段と、
前記取得された押し型モデルに基づき、平押し面に対して傾いた傾斜面にクリアランスを有する新たな押し型モデルを作成する押し型モデル変更手段と、
を含むことを特徴とするプレス成形型設計支援システム。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス成形型設計支援システムであって、
前記押し型モデル変更手段は、前記取得された押し型モデルの押圧面をこの押圧面から型内側方向に所定距離移動した新たな押し型モデルを作成する手段であることを特徴とするプレス成形型設計支援システム。
【請求項３】
請求項１に記載のプレス成形型設計支援システムであって、
前記押し型モデル変更手段は、
型移動方向の情報に基づき、前記取得された押し型モデルの傾斜面を抽出する傾斜面抽出手段と、
前記抽出された傾斜面を、この傾斜面から型内側方向に所定距離移動する傾斜面変更手段と、
を有することを特徴とするプレス成形型設計支援システム。
【請求項４】
被成形加工材を所望のプレス形状に成形するプレス成形型を設計する作業を支援するプログラムであって、
前記所望のプレス形状に沿った押し型モデルを少なくとも一つ取得する押し型モデル取得工程と、
前記取得された押し型モデルに基づき、平押し面に対して傾いた傾斜面にクリアランスを有する新たな押し型モデルを作成する押し型モデル変更工程と、
を含むことを特徴とするプレス成形型設計支援プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載のプレス成形型設計支援プログラムであって、
前記押し型モデル変更工程は、前記取得された押し型モデルの押圧面をこの押圧面から型内側方向に所定距離移動した新たな押し型モデルを作成する工程であることを特徴とするプレス成形型設計支援プログラム。
【請求項６】
請求項４に記載のプレス成形型設計支援プログラムであって、
前記押し型モデル変更工程は、
型移動方向の情報に基づき、前記取得された押し型モデルの傾斜面を抽出する傾斜面抽出工程と、
前記抽出された傾斜面を、この傾斜面から型内側方向に所定距離移動する傾斜面変更工程と、
を有することを特徴とするプレス成形型設計支援プログラム。
【請求項７】
被成形加工材を所望のプレス形状に成形するプレス成形型を設計する作業を支援する方法であって、
前記所望のプレス形状に沿った押し型モデルを少なくとも一つ取得する押し型モデル取得ステップと、
前記取得された押し型モデルに基づき、平押し面に対して傾いた傾斜面にクリアランスを有する新たな押し型モデルを作成する押し型モデル変更ステップと、
を含むことを特徴とするプレス成形型設計支援方法。
【請求項８】
請求項７に記載のプレス成形型設計支援方法であって、
前記押し型モデル変更ステップは、前記取得された押し型モデルの押圧面をこの押圧面から型内側方向に所定距離移動した新たな押し型モデルを作成するステップであることを特徴とするプレス成形型設計支援方法。
【請求項９】
請求項７に記載のプレス成形型設計支援方法であって、
前記押し型モデル変更ステップは、
型移動方向の情報に基づき、前記取得された押し型モデルの傾斜面を抽出する傾斜面抽出ステップと、
前記抽出された傾斜面を、この傾斜面から型内側方向に所定距離移動する傾斜面変更ステップと、
を有することを特徴とするプレス成形型設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス成形型の設計を支援する支援システム、支援プログラム、及び支援方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コンピュータを用いて、鋳造、鍛造、プレス成形などの型の設計を支援するシステムが提案されている。このような支援システムの一つとして、特開平７−１５２８２０号公報に示されるものがあった。
【０００３】
上記文献の支援システムでは、設計者による操作に基づき、型素材ソリッドモデル内に製品ソリッドモデルが配置され、型素材ソリッドモデルから製品ソリッドモデルが占める部分が除去されて、型素材ソリッドモデル内に中空部が形成される。
【０００４】
このような方法で板材を成形するプレス成形型が設計された場合、プレス成形型の板材を押圧する押圧面は、製品モデルに密着した形状となる。このため、プレス成形型を実際に製作しプレス加工を行うと、図７に示すように下型５２に対する上型５４の芯ずれや熱膨張により、押圧面の傾斜面５６の部分でプレス成形型５２，５４と板材６０の干渉が生じ、板材６０は平押し面５８に当接しない。このため、板材６０の平押し面５８で押圧される部分では加工精度が上がらない。このような事態を回避するため、プレス成形型の設計時には傾斜面５６の部分にクリアランスをもたせている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１５２８２０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
現状では、プレス成形型の傾斜面５６にクリアランスを設定するためには、設計者が各傾斜面５６についてクリアランスを個別に設定する作業を行う必要がある。このため、クリアランス設定は設計者にとって煩雑な作業である、という問題があった。この問題は、クリアランスを設定する箇所が多数あるほど顕著である。
【０００７】
また、上記従来技術では、型合わせ面のクリアランスを自動設定する技術が記載されているが、その技術においても設計者はクリアランスを設定する型合わせ面を予めコンピュータに設定しておく必要があり、設計者による煩雑な作業が必要となる。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、プレス成形型の設計において設計者によるクリアランスの設定を簡易なものとすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、被成形加工材を所望のプレス形状に成形するプレス成形型を設計する作業を支援するシステムであって、前記所望のプレス形状に沿った押し型モデルを少なくとも一つ取得する押し型モデル取得手段と、前記取得された押し型モデルに基づき、平押し面に対して傾いた傾斜面にクリアランスを有する新たな押し型モデルを作成する押し型モデル変更手段と、を含むものである。このように、支援システムが押し型モデルに基づいてクリアランスの設定を行うため、設計者は煩雑な作業を行うことなく、容易にクリアランス設定を行うことができる。
【００１０】
このようなプレス成形型支援システムは、次のような態様を含んでいる。第一の態様においては、前記押し型モデル変更手段は、前記取得された押し型モデルの押圧面をこの押圧面から型内側方向に所定距離移動した新たな押し型モデルを作成する手段である。また、第二の態様においては、前記押し型モデル変更手段は、型移動方向の情報に基づき、前記取得された押し型モデルの傾斜面を抽出する傾斜面抽出手段と、前記抽出された傾斜面を、この傾斜面から型内側方向に所定距離移動する傾斜面変更手段と、を有する手段である。
【００１１】
また、本発明は、被成形加工材を所望のプレス形状に成形するプレス成形型を設計する作業を支援するプログラムであって、前記所望のプレス形状に沿った押し型モデルを少なくとも一つ取得する押し型モデル取得工程と、前記取得された押し型モデルに基づき、平押し面に対して傾いた傾斜面にクリアランスを有する新たな押し型モデルを作成する押し型モデル変更工程と、を含むものである。
【００１２】
また、本発明は、被成形加工材を所望のプレス形状に成形するプレス成形型を設計する作業を支援する方法であって、前記所望のプレス形状に沿った押し型モデルを少なくとも一つ取得する押し型モデル取得ステップと、前記取得された押し型モデルに基づき、平押し面に対して傾いた傾斜面にクリアランスを有する新たな押し型モデルを作成する押し型モデル変更ステップと、を含む方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１４】
図１には、第一の実施形態に係るプレス成形型設計支援システムの機器構成が示されている。この支援システムは、大別して、処理装置１０と、入力装置１２と、表示装置１４とで構成されている。処理装置１０はコンピュータであり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，及びＲＡＭを含んで構成される。ＲＯＭには、型設計を支援する支援プログラムが予め記憶されており、ＣＰＵは設計者からの指令に従いこの支援プログラムを実行する。また、入力装置１２は、例えば、キーボード、マウス、ライトペンなどである。この支援システムを利用すれば、設計者は、表示装置１４の画面上に表示された製品形状等を見ながら入力装置１２を操作することによって型設計を行うことができる。
【００１５】
次に、プレス成形型の設計、製作を行うために設計者が支援システムを用いて行う手順について、図２のフローチャートを参照して説明する。なお、この手順の一部は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された支援プログラムを実行することにより行われる。
【００１６】
設計者が入力装置１２を操作することにより、図３に示すような一平面でない所望のプレス形状の製品モデル２０が作成される（Ｓ２０１）。この製品モデル２０は、三次元形状を有するサーフェースモデルである。なお、図３の製品モデル２０は、被成形加工材である板材の中央を絞り加工して所望の形状の製品を製作することを予定しており、実際のプレス加工時にはプレス成形型３２，３６で押圧される平面部２２と、平面部２２が押圧されると同時に変形する傾斜部２４と、特に変形のない平面部２６とを含んでいる。平面部２２，２６は高い加工精度が必要とされる部位であり、傾斜部２４は比較的に加工精度が低くてもよい部位である。なお、本実施形態では、絞り加工される製品モデル２０について説明するが、製品モデル２０は曲げ加工されるようなものでもよい。
【００１７】
次に、作成された製品モデル２０を利用して、プレス成形型を構成する複数の押し型の形状モデルが作成される。本実施形態では、プレス成形型は下型モデル３２及び上型モデル３６の２つの押し型モデルで構成されている。ここで、下型モデル３２は、製品モデル２０の下側表面２８ａ，ｂ，ｃの表面データを、下型モデル３２の上側表面３４ａ，ｂ，ｃの表面データとして利用して作成される（Ｓ２０２）。そして、その下型モデル３２の上側表面の各部分３４ａ，ｂ，ｃを適宜に板厚の距離だけ平行移動させることにより、上型モデル３６の下側表面３８ａ，ｂ，ｃを形成し、上型モデル３６が作成される（Ｓ２０３）。これらの下型モデル３２及び上型モデル３６は、製品モデル２０と同様に三次元形状を有するサーフェースモデルである。このようにして作成された下型モデル３２の上側表面３４ａ，ｂ，ｃ及び上型モデル３６の下側表面３８ａ，ｂ，ｃは、プレス成形加工時には板材を押圧する押圧面である。そして、これらの押圧面は、型移動方向に対して垂直であり且つ板材の平面部２２，２６を押圧する平押し面３４ａ，ｃ、３８ａ，ｃと、板材の傾斜部２４を押圧する傾斜面３４ｂ、３８ｂを含んでいる。現設計段階における下型モデル３２及び上型モデル３６は、製品モデル２０と重ねると完全に密着する形状であり、隙間は発生しない。なお、現設計段階における下型モデル３２及び上型モデル３６は、従来文献（特開平７−１５２８２０号公報）に記載された方法で作成してもよい。また、プレス成形型は、一般的に下型と上型の２つの押し型で構成されるが、製品モデル２０の形状が複雑な場合にはそれ以上の数としてもよい。
【００１８】
次に、支援システムには、設計者により任意の数値が入力される（Ｓ２０４）。この数値は、製品モデル２０と上型モデル３６との間に生じさせる所望のクリアランス量であり、板材のプレス形状、板材の材質等を考慮して設計者により決定される。なお、この数値は、支援システムに予め設定されたものとしてもよい。
【００１９】
そして、設計者により数値が入力されると、処理装置１０のＣＰＵが本実施形態において特徴的な支援プログラムを実行する。支援システムは、入力された数値と上型モデル３６のデータを取得し、これらのデータに基づき上型モデル３６を変更してクリアランスを生じさせる処理を行う。すなわち、本実施形態では図４に示すように、上型モデル３６の押圧面３８ａ，ｂ，ｃの全領域を、入力された数値の距離だけ型内側方向に移動して新たな押圧面３８ｓ，ｔ，ｕに変更する（Ｓ２０５）。このようにして変更された上型モデル３６は、製品モデル２０及び下型モデル３２と重ね合わせると、図５に示されるような状態となり、傾斜部２４と傾斜面３８ｔとの間にはクリアランス４０が発生している。なお、本実施形態では上型モデル３６を変更することとしたが、下型モデル３２を同様に変更したり、又は上型モデル３６及び下型モデル３２を同様に変更することで、傾斜部２４にクリアランスを生じさせてもよい。
【００２０】
次に、作成されたプレス成形型の下型モデル３２及び上型モデル３６を、型素材のソリッドモデルに重ね合わせて、この型素材のモデルに対して不要な面を除去するなどの処理が行われ、プレス成形型のソリッドモデルが作成される（Ｓ２０６）。また、プレス成形型のサーフェースモデルを利用して、型素材を切削加工してプレス成形型を製作するためのＮＣ加工データが作成される（Ｓ２０７）。その後、ＮＣ加工機により製作されたプレス成形型がプレス加工機に組み付けられ（Ｓ２０８）、トライ作業を行い、製品が試作される（Ｓ２０９）。
【００２１】
上述した本実施形態に係る支援システムの特徴的事項は、始めに作成された所望のプレス形状に沿った押し型モデル３２，３６に基づき、平押し面３８ａ，ｃに対して傾いた傾斜面３８ｂにクリアランス４０を有する新たな押し型モデルが作成されることである。このように、支援システムが押し型モデル３２，３６自体に基づいて、クリアランス４０を設ける処理を行うため、設計者は各傾斜面を変更するなど煩雑な作業を行うことなく、容易にクリアランス４０の設定を行うことができる。特に、本実施形態では、押し型モデル３２，３６を作成した後には、設計者はクリアランス４０に関する数値を入力するのみでよい。
【００２２】
次に、第二の実施形態に係るプレス成形型設計支援システムについて説明する。第二の実施形態に係る支援システムの機器構成は、第一の実施形態と同様に処理装置１０、入力装置１２、及び表示装置１４などを含んで構成される。また、第二の実施形態において設計者が支援システムを用いて行う手順は、第一の実施形態とほぼ同様であるが、押し型モデルの変更処理（Ｓ２０５）のみが異なる。以下、この押し型モデルの変更処理について、図６を参照して説明する。
【００２３】
支援システムには、設計者により、所望のクリアランス量の数値が入力される（Ｓ２０４）。また、設計者により、プレス成形加工時に押し型が移動する型移動方向４２がベクトルデータとして入力される。この型移動方向４２は、平押し面３８ａに垂直な方向である。なお、この数値及び型移動方向４２は、支援システムに予め設定されたものとしてもよい。
【００２４】
そして、数値及び型移動方向４２が入力されると、処理装置１０のＣＰＵが本実施形態の特徴的な支援プログラムを実行する。支援システムは、入力された数値、型移動方向、及び上型モデル３６のデータを取得し、これらのデータに基づき上型モデル３６を変更してクリアランスを生じさせる処理を行う。この支援プログラムでは、まず、作成された上型モデル３６のデータと、入力された数値及び型移動方向４２の各データが取得される。次に、型移動方向４２のデータを利用してベクトル演算を行うことにより、上型モデル３６の押圧面３８ａ，ｂ，ｃのうち、型移動方向４２に垂直な面に対して傾きを有する傾斜面３８ｂが抽出される。次に、抽出された傾斜面３８ｂを、入力された数値の距離だけ型内側方向に平行移動させ、新たな傾斜面３８ｔとする。このようにして、新たな上型モデル３６を作成する。変更された上型モデル３６を、製品モデル２０及び下型モデル３２と重ね合わせると、図５と同じ状態となり、傾斜部２４と傾斜面３８ｔとの間にはクリアランス４０が発生する。なお、本実施形態では上型モデル３６を変更することとしたが、下型モデル３２を同様に変更したり、又は上型モデル３６及び下型モデル３２を同様に変更することで、傾斜部２４にクリアランスを生じさせてもよい。
【００２５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、等価な範囲で様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、被成形加工材である板材をプレス加工するプレス成形型について説明したが、被成形加工材は板材に限らず、プレス成形型は鍛造型などでも、本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、二つの成形型を用いているが、一つの成形型で被成形加工材を一方から押圧して鍛造加工する場合でも、本発明を適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、押し型モデルに基づき、平押し面に対して傾いた傾斜面にクリアランスを有する新たな押し型モデルを作成するため、設計者は煩雑な作業を行うことなく、容易にクリアランス設定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態に係る支援システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第一の実施形態に係るプレス加工型製作手順を示すフローチャートである。
【図３】第一の実施形態に係る支援システムの処理を説明するための説明図である。
【図４】第一の実施形態に係る支援システムの処理を説明するための説明図である。
【図５】第一の実施形態に係る支援システムの処理を説明するための説明図である。
【図６】第二の実施形態に係る支援システムの処理を説明するための説明図である。
【図７】従来技術に係る支援システムの処理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０  処理装置、１２  入力装置、１４  表示装置、２０  製品モデル、２２平面部、２４  傾斜部、２６  平面部、２８ａ，ｂ，ｃ  下側表面、３２  下型モデル、３４ａ，ｂ，ｃ  上側表面、３６  上型モデル、３８ａ，ｂ，ｃ  下側表面、４０  クリアランス。
【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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