(57)【要約】本発明は、ダイ・スタンプ・プロセスの数値シミュレーション方法であって、各々が最終要素の形態にて定義され数値的静的属性を備える、ダイ・スタンプ・ツールの基本構成要素の数値表現の永続的集合からなる少なくとも１つのメタモデルを記録するステップと、シミュレート・プロセスにて用いられるブランクの変形に対する数値モデルを記録するステップと、問題のシミュレーションに対応する特定のダイ・スタンプ・ツールを表現する基本構成要素を一時的に記憶することによって、特定集合の数値化された最終要素の形態にて特定集合を構成するサブアセンブリである、永続的集合のサブアセンブリを選択するステップと、特定集合の数値化された最終要素とシミュレート・プロセスの特性に基づく対応する属性とをパラメータ化するステップと、シミュレート・ダイ・スタンプ・プロセスの動作サイクルに基づき、特定集合の構成要素の相対運動を表現する数値データを記録するステップと、ブランクの数値モデルおよび特定の転換において、パラメータ化された特定集合の記録された数値データに基づき、ブランクを変形する数値モデルを再計算するステップと、再計算した数値モデルを適用することによって変形の数値表現または視覚的表現を生成するステップと、から成る方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス・プロセスの数値シミュレーション方法であって、
プレス・ツールの基本構成要素の数値表現の永続的集合からなる少なくとも１つのメタモデルを記録するステップであって、前記基本構成要素の各々は最終要素の形態にて定義され数値的静的属性を備えるメタモデル記録ステップと、
シミュレート・プロセスにて用いられるブランクの変形の数値モデルを記録する数値モデル記録ステップと、
問題のシミュレーションに対応する特定のプレス・ツールを表現する基本構成要素を一時的に記憶するために、前記永続的集合のサブセットを選択するステップであって、前記サブセットは数値化された最終要素の形態にて特定集合を構成する、選択ステップと、
特定集合の前記数値化された最終要素とシミュレート・プロセスの特性による対応する属性とをパラメータ化するパラメータ化ステップと、
シミュレート・プレス・プロセスの動作サイクルによって前記特定集合の相対運動の成分を表現する数値情報を記録する数値情報記録ステップと、
パラメータ化された特定集合の記録された数値情報とブランクの数値モデルおよび特定移動とによって、ブランクの変形の数値モデルを再計算する再計算ステップと、
再計算した前記数値モデルを適用することによってブランクの変形の数値表現または視覚的表現を生成する生成ステップと、から成る方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記選択ステップにおいて選択された構成要素に関して不適切な基本構成要素の状態が修正されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、外部情報媒体から集合パラメータ化情報の少なくとも一部分を読み込むステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、外部情報媒体からブランクのモデルを読み込むステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、外部情報媒体から前記サブセットの数値表現を読み込むステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、特定集合を形成するステップはグラフィカル・インタフェースの表示と前記グラフィカル・インタフェースから得た情報の記録とを介して実行されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、グラフィカル・インタフェースを表示するステップは予め記録されたインタフェースを個人化する動作を含み、この個人化は方法の先のステップから生じる情報を少なくとも部分的には考慮に入れることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、幾つかの利用レベルが定義され、利用レベルのうちの１つは関心のプレス方法の大部分を定義する共通の一般パラメータ化を必要とするスーパビジョンであり、利用レベルの他のものは以前に実行されたスーパービジョン・レベルのパラメータ化に補助されており部分的、補完的、および特定のパラメータ化しか必要としないベーシックであることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理現象をシミュレートするためのソフトウェアの分野に関する。
より詳細には、本発明はプレスをシミュレートするためのソフトウェアに関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術では、特許文献１（フォード・モーター（Ford Motor））によって、数値の不安定性を低減する改良された陰的時間積分法を利用して数値解の収束を向上させる、板金を部品に成形するように設計されたパンチおよびバインダを有す引き抜き型と共に使用するための、板金成形用具の設計を評価する方法およびシステムが、すでに知られている。板金およびパンチの用具表面は、複数のノードを有するメッシュとして各々表現される。板金のメッシュのノードと用具表面のメッシュとの接触ノードを、判別することが可能である。第１の実施態様では、可塑性の変形増分の理論によって板金メッシュの標本点の応力増大を測定することによって、抜き取りによる不連続部の発生を最小化する。第２の実施態様では、抜き取り中のばね力の不連続性を最小化するために、絞りビードを複数の非線形弾性ばねとしてモデル化する。第３の実施態様では、部品の成形中に相対速度ベクトルの方向が変化することによる摩擦力の振動を避けるため、用具表面に関して少なくとも１つの接触ノードの相対速度ベクトルをフィルタリングする。
【０００３】
また、先行技術では、特許文献２（ザ・トラスティス・オブ・ザ・スチーブンス・インスティテュート・オブ・テクノロジ（The Trustees of the Stevens Institute of Technology ））によって、部品を設計するためのコンピュータ利用工学設計システム、部品を作成するツール（outil ）、および部品を作成するプロセスが知られている。設計システムはプロセッサおよびメモリを有する。メモリは機能（fonction）テンプレートを記憶しており、各機能テンプレートは、形態と機能を有する基底オブジェクトの表現である。各機能テンプレートは、基底オブジェクトの機能によってインデックス化され、基底オブジェクトの形態を有する基底の幾何的エンティティの表現を有する。各機能テンプレートは、基底オブジェクトを作成するツールと、基底オブジェクトを作成するプロセスとに関する情報を有することが可能である。さらに設計システムは、部品設計の要求を受け取るための入力デバイスを有する。この要求は、部品が行う１つ以上の所定の機能を有する。プロセッサによって実行可能であるコア設計モジュールは、メモリ内の複数の機能テンプレートにアクセスして、１つ以上の所定機能を行う１つ以上の基底オブジェクトを位置特定することによって、部品、部品を作成するツール、および部品を製作するためのプロセスを設計する。
【０００４】
また、先行技術では、特許文献３（ソリッドワークス（SolidWorks））によって、コンピュータ利用の成形ツールが知られている。ユーザがモデルの形態の特徴を作成する成形ツールを定義することを可能とするためのメカニズムを含む、コンピュータ・モデルを操作するための、成形ツールが提供されている。特性を再定義する必要なしで成形ツールを再利用し得るように、成形ツールの特性を定義し得る。
【０００５】
また、先行技術では、ワークピースを複数の三角形の有限要素として表現するステップと、典型的には三次の多項式からなる数式を用いてプレス・ツールを表現するステップと、有限要素モデルを用いて陽的に積分されるプレス・ツールによるワークピースの変形をシミュレートするステップと、から成る、製造方法の設計による解決法が知られている。この方法は、コンピュータによって読み出し可能な命令をから成るプログラムを記憶するメモリ・デバイスと、命令を実行するプロセッサとから成る装置によって実施可能である。ワークピースの変形を有限要素モデルによってシミュレートした後、ワークピースの最
終形態を改良するために、ワークピースおよびプレス・ツールの特性を修正することが可能である。有限要素によるシミュレーションの後、シミュレーションに基づき、実際のツールで実際のワークピースをプレスすることが可能である。
【０００６】
先行技術におけるプレスのシミュレーション・ソフトウェアでは、幾つかの場合には、プレス・プロセスの種類を精密に定義する可能性に関して制限されているという欠点があり、よりパラメータ化し易い別の場合には、パラメータ化の大きさに関して実行するのに時間がかかり複雑であるという、最終ユーザの視点から見た欠点を有している。
【特許文献１】米国特許第５３７９２２７号明細書
【特許文献２】米国特許第５５５２９９５号明細書
【特許文献３】米国特許第６２１９０５５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ユーザが独自のプレス・プロセスを定義することを可能とし、プレス工程が一旦定義されると、この同じユーザまたは別のユーザは、もはや問題のプレス・プロセス・モデル用の限定された数のパラメータ化する以外は何もする必要がなくすることを可能とするシステムを提示することによって、先行技術の欠点を除くことにある。メタモデルは、所与のユーザに特定のプレス専用のダイアログを生成するために定義される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のため、本発明はそのもっとも一般的に認められる形態では、プレス・プロセスの数値シミュレーション方法であって、
プレス・ツールの基本構成要素の数値表現の永続的集合からなる少なくとも１つのメタモデルを記録するステップであって、基本構成要素の各々は最終要素の形態にて定義され数値的静的属性を備える、少なくとも１つのメタモデルを記録するステップと、
シミュレート・プロセスにて用いられるブランクの変形の数値モデルを記録するステップと、
問題のシミュレーションに対応する特定のプレス・ツールを表現する基本構成要素を一時的に記憶するために、永続的集合のサブセットを選択するステップであって、サブセットは数値化された最終要素の形態にて特定集合を構成する、選択するステップと、
特定集合の数値化された最終要素とシミュレート・プロセスの特性による対応する属性とをパラメータ化するステップと、
シミュレート・プレス・プロセスの動作サイクルによって特定集合の相対運動の成分を表現する数値情報を記録するステップと、
パラメータ化された特定集合の記録された数値情報とブランクの数値モデルおよび特定移動とによって、ブランクの変形の数値モデルを再計算するステップと、
再計算した数値モデルを適用することによってブランクの変形の数値表現または視覚的表現を生成するステップと、から成る方法である。
【０００９】
好適には、選択するステップは、選択された構成要素に関して適切でない基本構成要素の状態を修正する。
有利には、この方法は、外部情報媒体からパラメータ化情報の集合の少なくとも一部分を読み込むステップを含む。
【００１０】
特定の実施態様では、この方法は、外部情報媒体からブランクのモデルを読み込むステップを含む。
異なる実施態様では、この方法は、外部情報媒体からサブセットの数値表現を読み込むステップを含む。
【００１１】
別の異なる実施態様では、特定集合を形成するステップは、グラフィカル・インタフェースの表示とグラフィカル・インタフェースから得た情報の記録によって実施される。
好適には、グラフィカル・インタフェースを表示するステップは、予め記録されたインタフェースを個人化（personnalisation）する動作を含み、この個人化はこの方法の先のステップから生じる情報を少なくとも部分的には考慮に入れる。
【００１２】
有利には、幾つかの利用レベルが定義され、利用レベルのうちの１つは、関心のプレス方法の大部分を定義する共通の一般パラメータ化を必要とするスーパビジョン（supervision ）であり、利用レベルの他のものは、以前に実行されたスーパービジョン・レベルのパラメータ化に補助されており部分的、補完的、および特定のパラメータ化しか必要としないベーシック（basiques）である。
【００１３】
本発明は、添付図面を参照し、本発明の一実施態様の純粋な説明のために、下記に記載される説明によって、より明らかに理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
「プレス・プロセス（processus d'emboutissage）」という用語には、ツールと特性とが含まれる。さらに、「属性（attribut）」は物理的特性および数値特性を意味する。変形は、当業者には「成形（mise en forme ）」と称される場合が多い。
【００１５】
「プロジェクト（projet）」は「ソルバ（solveur ）」によって処理される必要のある全てのデータを備えた完全なコンピュータ・ファイルを含意し、この「ソルバ」の処理結果は完全なシミュレーションを構成する。
【００１６】
メタモデルはプロジェクトの主要部分を構成するコンピュータ・ファイルの構造を有する。図２に示すように、このメタモデルはスーパーバイザによって形成され、スーパーバイザは部分的にプロジェクトに記入し、グラフィカル・インタフェースによって最終ユーザが情報を与えるフィールドを残す。メタモデルと最終ユーザによって加えられるデータとからなり完全なプロジェクトを構成するセットは、このようにして作成され、「ソルバ」によって処理される。スーパーバイザは、最終ユーザに所定のパラメータを記入することをまかせる必要があるか否かを選択する。最終ユーザにてパラメータが要求されている場合は、このパラメータのデフォルト値がスーパーバイザによって供給されることが多い。
【００１７】
本発明の目的は、ユーザ自身にプレス・プロセスのモデル化の主要部分の定義を可能とすることにある。マクロコマンドの概念は２つの別個のステップに区分される。
・プロセスの必要性に従ってマクロコマンドを定義する（スーパーバイザにより実施）。
【００１８】
・限定された数のパラメータに関する情報を与えることによってマクロコマンドを適用する（最終ユーザにより実施）。
「スーパーバイザ（superviseur ）」は（図３に示すように）、マクロコマンド、ステップ、プロセス図、ツール・グループ、プロセスのデフォルト属性、および最終ユーザにて要求される属性を表現するグラフィカル・インタフェースを作成する人のことである。「最終ユーザ（utilisateur final ）」は（図４に示すように）、以下のパラメータ、すなわち、グループおよびメッシュ・オブジェクトとの間のリンクと、各プレス・オブジェクト用に修正可能なパラメータ（締付け力（force de serrage）、プレス速さ、摩擦など）とに関する情報を与えて、スーパーバイザによって定義されたマクロコマンドを用いる人のことである。「グループ（groupe）」とは特定の種類のオブジェクト、すなわちブランク（fran）、ブランク・ホルダ（serre flan）、型（matrice ）、パンチなどである。
グループは、図における表現と、グループのコンテキストにおいて直接アクセス可能な種類の特定の属性とによって定義される。スーパーバイザの視点からは、グループは最終ユーザが見るオブジェクト（プレスの成分）に対応する。属性は、グループのプロパティに（したがって、オブジェクトに）対応する値のことである。これは、摩擦、方向、二次元曲線、などであってよい。ステップとは各オブジェクトが１種類の運動学（cinematique ）、すなわち移動、力のみを有する期間である。完全なシミュレーションプロセスは各グループの挙動に従って種々のステップに区分されなければならない。各グループは各ステップ中に、アクティブ（actif ）または非アクティブ（non-actif ）である。ステップ中にグループが非アクティブである場合、そのエンティティ（ノード、要素、三次元曲線）は、このステップの処理中にソルバによって考慮されない。「パラメータ（parametre ）」は種々のグループに共通の値、ユーザがマクロコマンドを適用することを望む時にユーザに要求され得る値、またはその両方である。これは浮動値（valeur flottante）（摩擦、厚さ）、方向、材料特性、整数値（精密レベル、点の数）、二次元曲線などであってよい。
【００１９】
マクロコマンドはアプリケーション内でスーパーバイザと呼ばれるユーザによって作成される必要がある。スーパーバイザはプロジェクトを読み込む必要がない。ユーザがプロジェクトの前処理されたモジュールを読み込む時、ユーザはオブジェクトおよびプロセスに必要なメッシュを準備する必要がある。続いて、このユーザは、マクロコマンドのツール・バー上のボタンにアクセスし、ユーザが実行を望むマクロコマンドを選択し、対応するダイアログ・ボックスによって呈示される「最終ユーザ・パラメータ（parametre d'utilisateur final ）」を設定し、「適用（Apply （Appliquer ））」ボタンをクリックする。それによって、オブジェクトのステップと属性が自動的にオブジェクトに割り当てられる。プロジェクトの処理は即座に開始可能である。
【００２０】
従来のプロセス（片押し（simple action ）および両押し（double action ）プレスなど）のような一定のマクロコマンドは、予めマクロコマンド・データベースに供給されている。ユーザは、それらを直接利用すること、複製すること、それらをユーザの用途に適応させるために修正すること、またはそれらのうちのうちの１つ以上を行うことが可能である。
【００２１】
最初に、マクロコマンドはスーパーバイザの視点から考慮される。グラフィック・ウインドウによって、マクロコマンドに関する作成、複写、および削除の機能の管理が可能となる。これらの最初のボックス（「ブランク」、「ツール」および「パラメータ」）は、プロセスを通じてアクティブであるデータを含む。すなわち、ブランクの物理的属性、ツールに対応するグループのリスト（グループ名、カラー（couleur ）、材料および厚さ）、および最終ユーザのパラメータのリストである。パラメータのリストには、２つの目的を有するパラメータが含まれる。第１の目的は、スーパーバイザにおいて、１つ以上のグループ属性により使用される値（例えば、全ての主要なツールに共通のツール／ブランクの摩擦など）を隔離された位置に配置することである。それによって、その値の修正が容易になる。第２の目的は、最終ユーザによりどのパラメータが要求されるかを判定することである。これらのパラメータは材料特性、摩擦、厚さ、プレス方向、速度曲線などである。
【００２２】
メイン・ボックス（「ステップ」と呼ばれる）によって、各ステップにおける各グループに属性を割り当てることが可能となる。ステップを管理するボタンに関して、ステップごとの１つのボタンが、図表、アクティブ・グループ、および属性を更新する。スーパーバイザは、ステップを追加、複製、または削除することが可能である。図表は各ステップによる各グループの相対位置を示す。これを利用することによって、種々のツール、その運動学、およびその状態（ステップ中にアクティブであるか否か）を示すプロセスのステ
ップの図表を示すことが可能である。
【００２３】
ツールボックスはマクロコマンド編集ウインドウがスーパーバイザ・モードに呼び出される時に現れる。このツールボックスはプレス・プロセスにおける４つのページ・パターンからなる。すなわち、「ツール」ページ、「ブランク」ページ、「挙動（comportement）」ページ、および「プロセス後（post-processus）」ページである。
【００２４】
「ブランク」および「ツール」の区分には、全てのステップに共通の属性（グループ名、カラー、材料の属性）が含まれる。
プレス・グループ（ブランク、ツール、プロセス後、挙動）は、ステップの内容を表現する。ブランク・グループは実際の材料属性を有する必要がある。
【００２５】
本発明の例を上に説明した。当業者は勿論、本特許の範囲から逸脱することなく本発明の種々のバリエーションを実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による方法の実施を示す図。
【図２】コンピュータ・ファイルの形式のメタモデルの形成と処理を示す図。
【図３】スーパーバイザが見るアプリケーションを示す図。
【図４】最終ユーザが見るアプリケーションを示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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