JP4804837B2 - 金型セットアップ情報作成装置 - Google Patents

Description

この発明は、板材の曲げ加工用のＣＡＤ／ＣＡＭなどにおいて加工用の金型ステージの長さ、分割本数及び金型ステージのレイアウトを自動的に決定するための金型セットアップ情報作成装置に関する。

一般に板金等の板材の曲げ加工においては、パンチとダイをセットとした金型をベンダー又はプレスブレーキに取り付けて、被加工物をパンチとダイとで挟んで加圧し塑性変形させることにより曲げ加工を行っている。

図１２を参照するに、上記のような曲げ加工に用いられる曲げワークステーション１０１には、４個の重要な機械的構成要素が含まれる。即ち、曲げワークＷ用のプレスブレーキ１０３と、このプレスブレーキ１０３内でワークＷを取り扱うと共に位置決定を行う５自由度ロボット・アーム（以下、ロボットと略す）１０５と、このロボット１０５が掴める場所に未完成ワークをロードすると共に位置決定をし、また完成ワークをアンロードする材料ローダ・アンローダ１０７と、前記ロボット１０５がワークＷの掴み位置を変更する間に、ワークＷを保持するための再位置決定グリッパ１０９と、の構成要素である。

図１３及び図１４を併せて参照するに、プレスブレーキ１０３には、ワークＷを掴むロボット・アーム・グリッパ１１１を有するロボット１０５と、パンチホルダ１１３により保持されるパンチ１１５と、ダイ・レール１１７上に保持されるダイ１１９と、が含まれる。

また、プレスブレーキ１０３には、ダイ・レール１１７上に保持される少なくとも１つのダイ１１９、及びダイ１１９に対応してパンチホルダ１１３に保持される少なくとも１つのパンチ１１５が含まれる。プレスブレーキ１０３には、更にワークＷの位置決めに使用されるバックゲージ機構１２１も含まれる。

次に、ワークステーション１０１によるワークの加工動作を説明する。まず、材料ローダ・アンローダ１０７は、図示しない容器から未完成ワークＷを吸引カップ１２３により持ち上げ、ロボット１０５のグリッパ１１１により掴まれる位置に上げて移動する。次に、ロボット１０５は、曲げワークステーション１０１内に位置する特定曲げステージに対応する位置に操縦移動する。図１４において、ステージＡはプレスブレーキ１０３の極左部のステージより構成され、ステージＢはダイ・レール１１７に沿ってステージＡの右側に位置する。

ステージＡで最初の曲げが行われる場合、ロボット１０５はワークＷをステージに移動し、図１３に示されているように、バックゲージ機構１２１に到達して接触するまで、ワークＷをプレスブレーキ１０３内においてパンチ１１５とダイ１１９間の場所で操作移動させる。ワークＷの位置は、バックゲージ機構１２１に設けられた図示しない接触センサに支援され、ロボット１０５により調整される。

次いで、ステージＡでワークＷに対して曲げ操作が行われる。曲げ操作中に、ダイ・レール１１７は、図１３の矢印Ａが示すＤ軸に沿って上方に移動する。パンチ１１５とダイ１１９とが同時にワークＷに当接するとき、グリッパ１１１はワークＷに対するその掴みを開放し、ロボット１０５はグリッパ１１１をワークＷから遊離させて、ワークＷにはパンチ１１５とダイ１１９による曲げ力のみが作用するようになる。次いで、プレスブレーキ１０３は、適切な曲げ形状が形成されるまでダイ１１９を上方移動させ、ワークＷの曲げ加工を終了させる。

ワークＷをその曲げ状態に保持しつつ、ダイ１１９をパンチ１１５に対して一旦係合した後、プレスブレーキ１０３を下げてダイ１１９の係合を解く前に、ロボット１０５は、ワークＷを保持するために、グリッパ１１１を再び位置決めする。グリッパ１１１がワークＷを保持すると、ダイ１１９はＤ軸に沿って下方に移動し、係合が解かれる。

ロボット１０５は、次いで、ワークＷ用にプログラムされた特定曲げシーケンス中の次の曲げを実行するため、ワークＷを操作移動し、その位置を再決定する。曲げシーケンス内の次の曲げは、実行される曲げ形態、プレスブレーキ１０３内に設けられた道具立てに応じ、最初の曲げが行われたステージＡと同ステージ、又はステージＢ等の異なるステージのいずれにおいても行われ得る。

実行される次の曲げやワークＷの構成に応じ、グリッパ１１１がワークＷを掴む位置も再決定される必要がある。図１２に示されているように、この目的のため再位置決定グリッパ１０９が設置される。グリッパ１１１の再位置決定が必要である次の曲げの実行前に、ワークＷはロボット１０５により再位置決定グリッパ１０９まで移動される。次いで、再位置決定グリッパ１０９は、ワークＷを一時的に掴み、これにより、グリッパ１１１が次の曲げ、或いは一連の曲げに適切な場所でワークＷを掴み換えることができる。

上記のような曲げワークステーション１０１におけるワークW（被加工物）の加工に先立って、板材の材質、厚さ、曲げ条件等を考慮して曲げ線を含む被加工物の展開図が作成され、この展開図に基づいて板材の板取り、タレットパンチプレス／レーザ加工機等により切断が行われ、曲げ加工前の被加工物が成形される。また展開図に基づいて、曲げ順や曲げ金型の長さ及びその配置が決定される。

被加工物が複数の曲げを含む場合、加工性の良い曲げ順を選択し、金型長さ及び金型配置を決める必要があるが、この方法は、特許文献１に示されているように、標準化された方法で自動的に金型長さ及び金型配置を決めることができる板材曲げ加工用金型自動決定方法及びその装置が提供されている。

ところで、板材の曲げに利用される金型は、通常１０ｍｍ以上で、５ｍｍ単位で各種の長さのものが供給されている。従来の板材の曲げ加工においては、曲げ線を含む展開図により、材質、板厚、曲げ伸び値、曲げ順等を考慮して、金型長さの計算は、単一ステージにおける曲げ長さに対する必要最小長さで計算していた。また、金型レイアウトは、金型レイアウト作成処理に基づく並び順で構築されていた。
特開２０００−２１８３２１号公報

ところで、従来の板材曲げ加工用金型自動決定方法においては、金型長さを計算する際に、内Ｒを考慮していないためにコイニングパーツなどの場合、実際の現場で求める金型長さよりも短い長さで情報が出力されるため、製品品質低下の問題があった。

また、分割金型の境界部による製品への傷のために品質低下を招くような分割本数から構成される金型長さの情報を出力していたという問題点があった。

さらに、曲げ金型の所有本数を考慮せずに金型長さを計算していたため、実際の現場では、分割本数が不足して実加工ができない情報を出力していたという問題点があった。

また、ステップベンドにおける作業者のマテハン作業効率の悪い並び順の金型レイアウト情報を出力していたという問題点があった。

さらに、金型長さを計算する際に一つのステージのみを考慮した金型長さを出力していたが、実際の現場では、段取り作業削滅のため、レイアウト全体（複数ステージ）を考慮し、段取り作業が少なくなるような金型長さが求められる。しかし、上記の事柄が考慮されていないため、段取り作業が多くなるレイアウトの情報を出力していたという問題点があった。

この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。

この発明の金型セットアップ情報作成装置は、展開図データに基づいた曲げ加工シミュレーションにより、曲げ加工順番の設定、前記各曲げ加工順毎の曲げ工程で用いられる金型番号の選択、及び前記各工程での使用金型の取付け位置及び取付け長さを決定する金型セットアップ情報を作成する金型セットアップ情報作成装置であって、
少なくとも金型番号及び金型長さを含む曲げ金型情報を金型データベースに登録するデータ登録部と、
前記展開図データに基づいた曲げ加工順番を決定する曲げ順決定部と、
前記各曲げ順毎の曲げ工程で使用する曲げ金型を選択する金型選択部と、
前記各曲げ工程において加工対象となる曲げ線の両端の未干渉領域であるギャップ長さと干渉領域である干渉物量とを算出する未干渉・干渉物量の算出部と、
前記各曲げ工程において加工対象となる曲げ線の長さに対応して計算上の使用金型長さを算出する使用金型長さ算出部と、
前記金型データベースに登録されている前記使用金型長さと本数とを組み合わせることにより算出された計算上の使用金型長さの両側に、干渉物の内寸法である前記ギャップ長さを配置する金型ステージ情報を作成する金型ステージ情報作成部と、
前記金型ステージ情報作成部で作成した複数の金型ステージのマテハン作業を考慮した取付け位置に配置するレイアウト情報を作成する金型ステージレイアウト情報作成部と、
を有することを特徴とするものである。

この発明の金型セットアップ情報作成装置は、前記金型セットアップ情報作成装置において、前記金型ステージレイアウト情報作成部で配置される複数の金型ステージうち、各金型ステージ間に干渉物量が連続して存在しない金型ステージを１つの金型ステージに再作成する金型ステージ再作成部を追加することが好ましい。

この発明の金型セットアップ情報作成装置は、前記金型セットアップ情報作成装置において、前記金型ステージ情報作成部は、前記金型ステージ情報を作成する所定の条件を満たす金型長さと本数の組み合わせのうち、最も金型本数が少ない組み合わせにより金型ステージ情報を作成することが好ましい。

この発明の金型セットアップ情報作成装置は、前記金型セットアップ情報作成装置において、前記金型ステージ情報作成部は、既作成済みの曲げデータより、前記曲げ順と各曲げ工程での使用金型を抽出し、この抽出した使用金型を当該曲げ順と各曲げ工程における使用金型とすることが好ましい。

この発明の金型セットアップ情報作成装置は、前記金型セットアップ情報作成装置において、前記金型ステージ情報作成部は、パンチ金型のステージ情報を作成する場合、パンチ金型がパンチホルダに装着可能である位置及び金型長さを割り付けることが好ましい。

この発明の金型セットアップ情報作成装置は、前記金型セットアップ情報作成装置において、前記金型ステージレイアウト情報作成部は、金型取付け位置が一連の曲げ工程間におけるワークの移動量を最小とすべく配置される情報を作成することが好ましい。

この発明の金型セットアップ情報作成装置は、前記金型セットアップ情報作成装置において、前記金型ステージ再作成部は、金型ステージの再作成がパンチ金型とダイ金型とをそれぞれ独立して作成されることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明の金型セットアップ情報作成装置によれば、使用金型長さを計算する際に、ギャップ長さと内Ｒが考慮され、実際に必要な長さの使用金型が情報として出力されるので、金型と曲げ線との当たりが良くなり、製品精度の高い曲げ精度が得られる。

また、使用金型長さを計算する際に所有本数を考慮するので、分割本数が不足することのないように情報を出力することができる。

また、製品を曲げ加工するために使用する分割本数が少なくなることにより、分割金型の境界による製品への傷を少なくすることができ、さらに段取り作業を軽減できる。

また、マテハン最小化処理が行われることにより、ステップベンド加工におけるマテハン作業効率化を図ることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態においては、従来の背景技術の項で図１２ないし図１４を用いて説明したように、ロボットを使用して曲げ作業を自動化した曲げワークステーションを用いた金型セットアップ情報作成装置について説明するが、これはこの発明を限定するものではなく、従来の汎用機による手曲げ用の金型についてもこの発明を適用できることは明らかである。

図１を参照するに、この実施の形態に係る金型セットアップ情報作成装置１は、図１の概略構成図に示されているように、図示しない板金ＣＡＤシステムから図形データとしての展開図データを入力する入力部３と、曲げ線の位置、長さ及び板材の板厚ｔを含む展開図データを記憶するためのデータ登録部としての例えば記憶部５と、が備えられている。

さらに加えて、展開図データに基づいて、該展開図上で同一直線上に配列された複数の曲げ線に対する平行曲げを含む曲げ線に対する曲げ順番を決定する曲げ順決定部７と、前記各曲げ順毎の曲げ工程で使用する曲げ金型を選択する金型選択部９と、前記記憶部５に記憶された展開図データから板厚ｔ、曲げ線の長さＢＬ、曲げの片伸び値Ｂｅｖなどを抽出する数値抽出部１１と、展開図上のある選択された曲げに対する先行する曲げと該選択された曲げの対象でない領域とによる該選択された曲げに対する障害形態を検出する障害検出部１３と、が備えられている。

さらに加えて、前記各曲げ工程において加工対象となる曲げ線の両端の未干渉領域であるギャップ長さと干渉領域である干渉物量とを算出する未干渉・干渉物量の算出部１５と、前記各曲げ工程において加工対象となる曲げ線の長さに対応して計算上の使用金型長さを算出する使用金型長さ算出部１７と、金型データベースに登録されている前記使用金型長さと本数とを組み合わせることにより、前記計算上の使用金型長さ及び前記ギャップ長さに関連する所定の条件を満たす金型ステージ情報を作成する金型ステージ情報作成部１９と、が備えられている。

なお、前記金型ステージ情報作成部１９は、前記金型ステージ情報を作成する所定の条件を満たす金型長さと本数の組み合わせのうち、最も金型本数が少ない組み合わせにより金型ステージ情報を作成するものである。

また、前記金型ステージ情報作成部１９は、既作成済みの曲げデータより、前記曲げ順と各曲げ工程での使用金型を抽出し、この抽出した使用金型を当該曲げ順と各曲げ工程における使用金型とするものである。

また、前記金型ステージ情報作成部１９は、パンチ金型のステージ情報を作成する場合、パンチ金型がパンチホルダに装着可能である位置及び金型長さを割り付けるものである。

さらに加えて、金型セットアップ情報作成装置１は、前記金型ステージ情報作成部１９で作成した複数の金型ステージを取付け位置に配置するレイアウト情報を作成する金型ステージレイアウト情報作成部２１と、前記金型ステージレイアウト情報作成部２１で配置される複数の金型ステージうち、各金型ステージ間に干渉物量が連続して存在しない金型ステージを１つの金型ステージに再作成する金型ステージ再作成部２３と、上記の各構成部で得られた金型長さ及び金型ステージの間隔やレイアウトなどの金型セットアップ情報を板金加工用データとして外部へ出力する出力部２５と、が備えられている。

なお、前記金型ステージレイアウト情報作成部２１は、金型取付け位置が一連の曲げ工程間におけるワークの移動量を最小とすべく配置される情報を作成するものである。

また、前記金型ステージ再作成部２３は、金型ステージの再作成がパンチ金型とダイ金型とをそれぞれ独立して作成されるものである。

次に、この金型セットアップ情報作成装置１の動作を説明する。

図２は、この実施の形態に係る金型セットアップ情報作成装置の動作を説明するフローチャートであり、汎用のエンジニアリングワークステーションやパーソナルコンピュータ上で実行されるソフトウェア（プログラム）の動作フローとして記述されている。これらのプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体に記録して頒布されることができる。

図１及び図２を参照して、金型セットアップ情報作成装置の動作のフローチャートの詳細な動作を説明する。

まず、図示しない板金ＣＡＤシステムにおいて、曲げ線情報を含む展開図データが生成される。この展開図データの生成方法には、被加工物の３次元ＣＡＤデータから生成する方法、３面図を主とする２次元図面データから生成する方法、人手入力による方法等があるが特に限定されることはない。

例えば、展開図データの取得には、通信回線を介して他のＣＡＤシステムで作成された展開図データを取得したり、フロッピー（登録商標）ディスクや光磁気ディスク（ＭＯ）等の交換可能な記憶媒体に格納された展開図データを読み取ってもよいし、展開図作成用ソフトウェアにより２次元３面図や３次元ＣＡＤデータから展開図データを作成してもよい。

展開図データには、板材の板厚ｔ、各曲げ線の長さＢＬ、及び曲げの片伸び値Ｂｅｖが組み込まれているか若しくは添付されているものとする。展開図データは、図示しない板金ＣＡＤシステムから入力部３を介してハードディスク、半導体メモリなどで構成した記憶部５に入力され一時記憶される。

さらに、上記の記憶部５には、金型データベース（ＤＢ）から金型番号、形状、保有する分割長さ、各分割長さに対する所有本数などの金型情報が取得される（ステップＳ１）。

次いで、曲げ順決定部７では、展開図データに含まれる各曲げ線に対して、曲げ順を決定し、金型選択部９では、前記各曲げ順毎に使用する曲げ金型を選択する（ステップＳ２）。

より詳しくは、曲げ順決定部７では、展開図データの形状情報を用いて内部モデルを生成し、パーツモデルとの干渉チェックにより、適合する金型番号を選択し、各曲げ線に対する曲げ順番を決定し、この曲げ順番を各曲げ線の属性データに付加するとともに、独立した曲げ順情報を作成する。このとき、曲げ順決定部７は、同一直線上に配列された複数の曲げ線を同時に曲げる平行曲げが実行できるか否かについても判定し、平行曲げが実行できる場合には、一組の平行曲げとなる複数の曲げ線に同一の曲げ順番を付与する。

なお、上記の曲げ順序決定方法は、本願出願人によるＰＣＴ／ＪＰ９５／０２２９１、特願平８−５１５９１４号がある。これは、種々の拘束条件を満たしながらロボット及びプレスブレーキ装置の作業時間が最も短くなる（即ちコストが最も低い）曲げ順を自動的に決定するシステムであり、曲げ順プランナーと呼ばれている。

この曲げ順に関する拘束条件には、例えば、切り起こしは最初に曲げる、長辺より短辺を先に曲げる、外フランジより先に曲げる、平行曲げ線から先に曲げる、低いフランジから先に曲げる等がある。曲げ順プランナーは、Ａ* アルゴリズムを使用して曲げ順を探索する状態空間のサーチツリーを出発節点から目標節点まで探索する。このとき、出発節点からある節点までのコストと、その節点から目標節点までのコストの推定値との和を評価値として用いる。

次いで、図１における数値抽出部１１において、展開図データから板厚ｔ、各曲げ線の線長ＢＬ、曲げの片伸び値Ｂｅｖが抽出される。次いで、障害検出部１３において、曲げ線を選択し、この選択された曲げ線の両端部に曲げの障害があるかどうか、またその障害の状況を判定し、障害状況パラメータＨ，一端部の障害までの距離Ｃ１，他端部から障害までの距離Ｃ２を求める。

より詳しくは、障害検出部１３では、各曲げ線毎に、それぞれの端部に曲げの障害があるか否かを判定し、その障害の状況によって０、１、２のいずれかの値を取るパラメータＨを設定するとともに、各曲げ線端から障害までの延長線の長さＣ１、Ｃ２を計算する。パラメータＨは、曲げ線の両端部に曲げの障害となるフランジがある場合Ｈ＝２、片端部に曲げの障害となるフランジがある場合Ｈ＝１、両端部共に障害となるフランジがない場合Ｈ＝０となる。Ｃ１、Ｃ２は曲げ線のそれぞれの端から障害までの距離となるものである。

次いで、未干渉・干渉物量の算出部１５では、前述した曲げ順決定時、並びに後述する使用金型長さ算出時に用いるために、各曲げ工程において加工対象となる曲げ線の両端の未干渉領域の長さであるギャップ長さが算出されて情報として出力される。さらに、干渉領域の長さである干渉物量も算出されて情報として出力される（ステップＳ３）。

図３を併せて参照するに、上記の曲げ順決定、金型選択並びに未干渉・干渉物量の算出方法について、図３に示されているようなワークＷの展開図データの折曲げ加工例に基づいて説明する。なお、図３の折曲げ加工例の展開図データは、表１に示されている通りである。

この展開図データの曲げ順番は、表１に示されているように図３において曲げ線２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ａ、２７Ｄの順になる。この場合、曲げ線２７Ｄでは、曲げ長さＢＬが２００ｍｍで、未干渉領域であるギャップ長さＧ_Ｌ，Ｇ_Ｒがそれぞれ２０ｍｍで、曲げ不可の障害物２９_Ｌ，２９_Ｒ（「干渉物」ともいう）の干渉領域である干渉物量としての例えば障害物量Ｏ_Ｌ，Ｏ_Ｒがそれぞれ３０ｍｍである。なお、ギャップ長さとは、例えば曲げ線２７Ｄの両端から障害物２９_Ｌ，２９_Ｒまでの距離を表している。この場合、金型長さが２４０ｍｍ以上であると、左右の障害物２９_Ｌ，２９_Ｒに干渉してしまうことになる。

したがって、金型情報、製品情報に含まれる形状情報を用いて内部モデルを生成し、干渉チェックを行いながら、適合する金型番号の選択及び曲げ順が決定される。また、曲げ順決定時には、各曲げ工程におけるギャップ長さの情報も出力される。

次いで、使用金型長さ算出部１７では、使用金型長さが、ギャップ長さ、内Ｒを考慮して計算される（ステップＳ４）。

その際、基本的な使用金型長さの計算方法は、次の通りである。すなわち、
（１）対象となる曲げ線の両側に干渉物がない場合は、曲げ線よりも長く、５で割り切れる最小長さとする。このように最小長さを５としたのは、従来の説明でも記載したように、板材の曲げに利用される金型は、通常１０ｍｍ以上、５ｍｍ単位で各種の長さのものが供給されているからである。このとき、使用金型に対する曲げ位置は、曲げ線と使用金型の中心が一致する位置に割り当てられる。これに該当するのは、図３において曲げ線２７Ｂ，２７Ｃである。

（２）対象となる曲げ線の片側に干渉物がある場合は、曲げ線よりも長く、５で割り切れる最小長さとする。

このとき、曲げオフセット位置（干渉物から金型端までの距離）を計算する際に、内Ｒが考慮される。なお、前記内ＲがワークＷの板厚以上である場合は、内Ｒ分のクリアランスを取った位置に金型をオフセットする。一方、前記内ＲがワークＷの板厚より小さい場合は、前記板厚分のクリアランスを取った位置に使用金型をオフセットする。

（３）対象となる曲げ線の両側に干渉物がある場合は、干渉物内寸（曲げ長さ＋左右ギャップ長さ）からクリアランス（ＳＴ）分を引いた長さを５で割ったときの商の整数値（小数点以下を切り捨てた数値）×５の値を使用金型長さとする。このとき、クリアランス（ＳＴ）を計算する際に、内Ｒ値が考慮される。

なお、上記のクリアランスＳＴを計算する際は、現工程の曲げ線の左右端の近傍の他工程の曲げ線を認識する必要がある。すなわち、現工程の曲げ線を左右に延ばすと共に現工程以外の（他工程の）曲げ線を延ばし、現工程の曲げ線と交差する他工程の曲げ線のうち、現工程の曲げ線の左右端に最も近い他工程の曲げ線の内Ｒ値がクリアランスＳＴを計算する際の内Ｒ値とする。

上記の内Ｒ値に基づいて、現工程の曲げ線におけるクリアランスＳＴは左右の内Ｒ値の合計とする。ただし、上記の内Ｒ値が０．０である場合や、交差する曲げ線が存在しない場合は、板厚を内Ｒ値とする。

例えば、図４では、現工程の曲げ線２７_０の左右には他工程の曲げ線２７_Ｌ，２７_Ｒがあり、曲げ線２７_Ｌの内Ｒ値がＲ１で、曲げ線２７_Ｒの内Ｒ値がＲ２であるとする。この場合、現工程の曲げ線２７_０におけるクリアランスＳＴはＲ１＋Ｒ２である。

図４のワークＷが現工程の曲げ線２７_０でフランジＦ_０が折曲げられると共に左右の他工程の曲げ線２７_Ｌ，２７_ＲでフランジＦ_Ｌ，Ｆ_Ｒが予め折曲げられる場合、前記現工程の折曲げ線２７_０における断面図は図５に示されているようになる。このときの現工程の曲げ線２７_０の左右のギャップ長さＧ_Ｌ，Ｇ_Ｒは図５に示されているようになる。

また、曲げ線２７_０の左右両側の干渉物であるフランジＦ_Ｌ，Ｆ_Ｒの内寸法をギャップ幅ＧＬと称すると、最大金型長さＰＬmaxは、左右の干渉物の内側間のギャップ幅ＧＬから左右の干渉物とのクリアランスＳＴを減じた値（ＰＬmax＝ＧＬ−ＳＴ）である。

以上のことから、使用金型長さを計算するには、実際の板材の曲げに利用される金型が、通常１０ｍｍ以上で、５ｍｍ単位で各種の長さのものが供給されているので、この点を考慮した上で、最大金型長さＰＬmaxの範囲で計算されるものである。

例えば、図３では、曲げ線２７Ａの場合が上記の（３）に該当し、曲げ長さが３００ｍｍであり、表１に示されているように、左右のギャップ長さＧ_Ｌ，Ｇ_Ｒがそれぞれ２．５ｍｍであり、例えばクリアランスＳＴが６ｍｍであるとすると、（３００＋５−６）／５＝５９．８≒５９（整数値）ｍｍであるので、計算上の使用金型長さは、５９×５＝２９５ｍｍとなる。

次いで、金型ステージ情報作成部１９では、金型データベースに登録されている使用金型長さと本数とを組み合わせることにより、前述した計算上の使用金型長さとギャップ長さに関連する所定の条件を満たす金型ステージ情報を作成する（ステップＳ５）。

このとき、前述した使用金型長さ算出部１７で計算された計算上の使用金型長さとギャップ長さに基づく金型ステージの共有化が図られる。すなわち、各曲げ工程におけるギャップ長さを考慮して、同一の金型ステージで曲げ可能な工程がまとめられる。その結果、各金型ステージにおける曲げ範囲と最小の左右ギャップ長さが計算される。

例えば、図３における折曲げ加工例では、曲げ順番が曲げ線２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ａ、２７Ｄの順であり、曲げ線２７Ｂ、２７Ｃは曲げ長さＢＬがそれぞれ２００ｍｍであり、左右ギャップ長さＧ_Ｌ，Ｇ_Ｒがそれぞれ無限大であるので、曲げ線２７Ａの使用金型長さが、曲げ線２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃの共通の第１の金型ステージとして使用可能であると判断される。すなわち、この第１の金型ステージは２９５ｍｍになる。

一方、曲げ線２７Ｄは、曲げ長さと左右ギャップ長さとの和が２４０ｍｍであり、使用金型長さはそれより小さい値であるので、曲げ線２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃとは共通のステージで使用できないために、別の第２金型ステージとなる。

しかし、実際には、金型データベースに登録されている使用金型長さと本数のデータに基づいて、この中から使用可能な使用金型長さと本数を組み合わせて上記の計算上の各金型ステージの長さに合わせる必要がある。すなわち、上記の計算上の各金型ステージの長さ以上で、且つ最大金型長さＰＬmax以下となるように使用金型長さと本数を組み合わせる必要がある。このとき、できるだけ上記の計算上の各金型ステージの長さに近づけると共に使用金型の組合せ本数を少なくすることが優先されるように計算される。

すなわち、最大金型長さの範囲内で最小分割本数となる金型長さを計算する処理であり、以下、これを「金型の最小分割本数処理」として詳しく説明する。

金型の最小分割本数処理は、以下の手順で行われる。なお、金型を構成するダイ及びパンチはそれぞれ単独で最小分割本数処理が行われるとしても、その処理の仕方は同様である。

（１）各金型ステージの左右端から干渉物までの距離と各金型ステージの長さとの合計からギャップ幅ＧＬを計算する。このとき、対象となる金型ステージで行われる各曲げ工程のギャップ幅の中から最小値のギャップ幅が取得される。

例えば、図３では、曲げ線２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃの場合は、第１の金型ステージの計算上の使用金型長さが２９５ｍｍであり、曲げ線２７Ａの曲げ工程のときがギャップ幅ＧＬの最小値となり、このギャップ幅ＧＬは３０５ｍｍである。

したがって、金型の最小分割本数処理は、実際上の第１の金型ステージの長さが２９５〜３０５ｍｍの範囲内に入るように分割金型及び本数が組み合わされることになる。

（２）金型データベースに登録されている分割金型と所有本数を考慮して、上記の各金型ステージのギャップ幅ＧＬの最小値から、各金型ステージの使用金型が最小分割本数となる金型長さを決定する際に、各金型ステージの処理順序を下記に示される優先順位に基づいて実行することにより、曲げワークステーションへ配置される複数の金型ステージのレイアウト全体において使用される分割本数が少なくできる。

優先順位としては、第１優先は金型ステージの両側に干渉物による制約があり、ギャップ幅ＧＬが小さいもので、第２優先は金型ステージの両側に干渉物による制約があり、ギャップ幅ＧＬが大きいもので、第３優先は金型ステージの両側あるいは片側に干渉物による制約がなく、金型ステージ長さが小さいもので、第４優先は金型ステージの両側に干渉物による制約がなく、金型ステージ長さが大きいものである。

（３）上記の優先順位に基づいて各金型ステージの処理順序を決定し、優先順位の高い金型ステージから最小分割本数の金型長さの計算処理が実行される。

各金型ステージに対する最小分割本数の金型長さを計算する際には、処理実行完了した金型ステージで使用された分割金型の本数分が、金型データベースの所有本数（つまり、使用可能本数）から減算される。次以降に処理される金型ステージは上記の減算された使用可能本数に基づいて最小分割本数の金型長さの計算が実行される。

このときに、金型データベースの各分割金型の所有本数の制約があるので、分割本数を最小にすることを優先にする分割数最小モードの場合と、金型ステージ長さを最小にすることを優先にする長さ最小モードの場合との、２通りについて考慮する。

分割数最小モードの場合について説明すると、
（Ａ）最小分割本数の金型ステージ長さは、使用金型長さ算出部１７で計算された金型ステージ長さを最小とし、５ｍｍピッチで、最大金型長さＧＬの範囲内で保有本数を満たし、且つ最小の分割本数となる金型ステージ長さのことである。

（Ｂ）上記の（Ａ）の中で、分割本数が同じ場合は使用金型長さの短い方が最小分割本数の金型長さとなる。

例えば、図６（Ａ）に示されているように、計算上の金型ステージ３１の長さに対して（ａ），（ｂ），（ｃ）の３通りの分割金型本数の組合せがある場合は、優先順位の高い順から（ａ），（ｂ），（ｃ）となる。

長さ最小モードの場合について説明すると、
（Ａ）最小分割本数の金型ステージ長さは、使用金型長さ算出部１７で計算された金型ステージ長さを最小とし、５ｍｍピッチで、最大金型長さＧＬの範囲内で保有本数を満たし、且つ最小の長さとなる金型ステージ長さのことである。

（Ｂ）上記の（Ａ）の中で、分割本数が同じ場合は、長さの短い方が最小分割本数の金型長さとなる。

例えば、図６（Ｂ）に示されているように、計算上の金型ステージ３１の長さに対して（ａ），（ｂ），（ｃ）の３通りの分割金型本数の組合せがある場合は、優先順位の高い順から（ｃ），（ａ），（ｂ）となる。

次に、上記の金型の最小分割本数処理について、金型の所有本数を考慮した最小分割本数の計算の簡単な実施例で説明する。

図７を参照するに、使用金型長さ算出部１７により、２つの金型ステージ３１Ｃ，３１Ｄが計算上の使用金型長さが算出された。金型ステージ３１Ｃのステージ長さは２００ｍｍであり、金型ステージ３１Ｃの両側には干渉物による制約がある。金型ステージ３１Ｄのステージ長さは４０ｍｍであり、金型ステージ３１Ｃの両側には干渉物による制約が無いものである。

一方、金型データベースに登録されている所有分割金型の長さ及び本数は、長さ１６０ｍｍの分割金型３３ａが１本、長さ４０ｍｍの分割金型３３ｂが１本、長さ２０ｍｍの分割金型３３ｃが２本である。

最小分割本数処理の優先順位は金型ステージ３１Ｃ、金型ステージ３１Ｄの順であるので、金型ステージ３１Ｃに対する分割本数を計算する。

分割本数を少なくするために２００ｍｍ以下で最も近い長さ１６０ｍｍの分割金型３３ａをピックアップする。したがって、残り長さは４０ｍｍ（＝２００ｍｍ−１６０ｍｍ）となる。所有分割金型の長さ及び本数は、分割金型３３ａが０本、分割金型３３ｂが１本、分割金型３３ｃが２本である。

次に、残り長さ４０ｍｍ以下で最も近い長さ４０ｍｍの分割金型３３ｂをピックアップする。したがって、残り長さは０ｍｍ（＝４０ｍｍ−４０ｍｍ）となる。所有分割金型の長さ及び本数は、分割金型３３ａが０本、分割金型３３ｂが０本、分割金型３３ｃが２本である。

次に、第２優先の金型ステージ３１Ｄに対する分割本数を計算する。

分割本数を少なくするために４０ｍｍ以下で最も近い長さ４０ｍｍの分割金型３３ｂをピックアップする。しかし、分割金型３３ｂの所有本数は０である。

そこで、４０ｍｍ以下で次に最も近い長さ２０ｍｍの分割金型３３ｃをピックアップする。したがって、残り長さは２０ｍｍ（＝４０ｍｍ−２０ｍｍ）となる。所有分割金型の長さ及び本数は、分割金型３３ａが０本、分割金型３３ｂが０本、分割金型３３ｃが１本である。

さらに、残り長さ２０ｍｍ以下で最も近い長さ２０ｍｍの分割金型３３ｃをピックアップする。したがって、残り長さは０ｍｍ（＝２０ｍｍ−２０ｍｍ）となる。所有分割金型の長さ及び本数は、分割金型３３ａが０本、分割金型３３ｂが０本、分割金型３３ｃが０本である。

以上のことから、使用金型長さを計算する際に、ギャップ長さと内Ｒが考慮され、実際に必要な長さの使用金型が情報として出力されるので、金型と曲げ線との当たりが良くなり、製品精度の高い曲げ精度が得られる。

また、使用金型長さを計算する際に所有本数を考慮するので、分割本数が不足することのないように情報を出力することができる。

また、製品を曲げ加工するために使用する分割本数が少なくなることにより、分割金型の境界による製品への傷を少なくすることができ、さらに段取り作業を軽減できる。

次いで、金型ステージレイアウト情報作成部２１では、上記の金型ステージ情報作成部１９で作成した複数の金型ステージのマテハン作業を考慮した取付け位置に配置するレイアウト情報を作成する金型ステージレイアウト情報作成工程が行われる（ステップＳ６）。

複数の金型ステージで曲げ加工を行う際のマテハン移動距離の計算は、ワークＷの各曲げ線の中心を基準とし、第１工程目から最終工程目までの移動距離とする。なお、特殊曲げ（ヘミング、ＲＲ、ＦＲ、段曲げ）の工程は別段取りであるため、移動距離には含めないこととした。

例えば、図８では、１つのワークＷが第１工程〜第４工程の各金型ステージ３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ，３１Ｈにより曲げ加工が行われる。第１工程はＶ曲げで、第２工程はＶ曲げ（平行曲げ）で、第３工程はＲＲ曲げで、第４工程はＶ曲げである。各工程間の移動距離は、第１工程と第２工程間を移動距離Ａとし、第２工程と第３工程間を移動距離Ｂとし、第２工程と第４工程間を移動距離Ｃとし、第３工程と第４工程間を移動距離Ｄとしている。

しかし、上記において、第３工程の特殊曲げ工程に対する移動距離Ｂ、移動距離Ｄは採用されないので、この場合の総移動距離＝移動距離Ａ＋移動距離Ｃとなる。

上記の各曲げ工程間の移動距離を踏まえて、金型ステージレイアウト情報作成部２１では、金型取付け位置が一連の曲げ工程間におけるワークＷの移動量（すなわちマテハン作業効率）を最小とすべく複数の金型ステージの並び順をソートして配置する計算が行われる。所謂、マテハン最小化処理が行われる。

例えば、図９（Ａ）を参照するに、この金型ステージのレイアウト状態は、この実施の形態のマテハン最小化処理が行われる前の状態である。１つのワークＷに対して合計１４の曲げ工程が行われるものである。曲げワークステーションには左から順に４つの金型ステージ３１Ｉ，３１Ｊ，３１Ｋ，３１Ｌが配置されている。金型ステージ３１Ｉでは第１，第２，第７，第９〜第１２工程が行われ、金型ステージ３１Ｊでは第１３，第１４工程が行われ、金型ステージ３１Ｋでは第３〜第５工程が行われ、金型ステージ３１Ｌでは第６，第８工程が行われる。この場合、第１〜第１４工程の順に曲げ加工が行われると、図９（Ａ）に示されているように各工程間でマテハン移動が行われることになり、ワークＷの移動量（距離）は例えば８０９７．２ｍｍとなる。

次に、上記の図９（Ａ）の金型ステージ３１に対して、この実施の形態のマテハン最小化処理が行われた場合、図９（Ｂ）のように左から順に４つの金型ステージ３１Ｋ，３１Ｌ，３１Ｉ，３１Ｊのごとく配置され、このレイアウト状態で計算される。この場合、第１〜第１４工程の順に曲げ加工が行われると、図９（Ｂ）に示されているように各工程間でマテハン移動が行われることになり、ワークＷの移動量（距離）は例えば３４４８．９ｍｍとなる。

したがって、マテハン最小化処理が行われたことにより、ステップベンド加工におけるマテハン作業効率化を図ることができる。

次いで、金型ステージ再作成部２３では、図１０に示されているように、平行曲げの金型ステージ間に干渉物がない金型ステージ群に対しては、複数の金型ステージ群において最小分割本数となる金型長さを計算する金型ステージ再作成工程が行われる（ステップＳ７）。

例えば、図１０のワークＷには３つの平行曲げの曲げ線２７Ｍ、２７Ｎ、２７Ｏがあり、上記の金型ステージ情報作成部１９では３つの金型ステージ３１Ｍ、３１Ｎ、３１Ｏが作成されているとすると、この場合では、図１０において右側の２つのフランジの曲げ線２７Ｎ、２７Ｏを曲げる２つの金型ステージ３１Ｎ、３１Ｏの間に干渉物量が連続して存在しないので、この２つの金型ステージ３１Ｎ、３１Ｏは曲げ線２７Ｎ、２７Ｏの干渉物量とギャップ長さである未干渉物量とを合計した金型長さで１つの金型ステージ３１Ｐに再作成することができる。

なお、上記の金型ステージ再作成処理を行う際に、金型データベースの分割金型の中に該当する長さの所有金型が見つからない場合は、そのまま別々の金型ステージ３１Ｎ、３１Ｏで行うように処理する。

また、金型ステージ再作成部２３では、上述したマテハン作業効率化した金型レイアウトに対して、さらに複数の金型ステージに対してダイ置き換え処理を実施することにより、さらなる最小分割本数処理が行われる。なお、パンチ置き換え処理の場合も同様である。

より詳しくは、ダイ置き換え処理について説明すると、金型ステージ情報作成部１９において各金型ステージに対して最小分割本数処理が行われ、さらに上記のマテハン最小化処理が行われた後に、複数の金型ステ−ジ間に干渉物のない連続する複数の金型ステージに対しては、干渉のない最小分割本数となるダイ長さ及び取付け位置が計算される。

なお、複数の金型ステージに対するダイ分割本数が、上記の最小分割本数処理後の分割本数の合計数より多い場合は置き換えをしない。また、この処理は、各金型ステージに対する最小分割本数処理後、パンチホルダに対するパンチ取付け位置が計算された後に実行される。

例えば、この実施の形態の処理が行われる前の初期状態は、図１１（Ａ）に示されているように、２つの金型ステージ３１Ｑ，３１Ｒが配置されている。金型ステージ３１Ｑではパンチ３５の分割本数が２本、ダイ３７の分割本数が５本であり、金型ステージ３１Ｒではパンチ３５の分割本数が１本、ダイ３７の分割本数が２本である。

上記の初期状態が最小分割本数処理、並びにマテハン最小化処理された状態は図１１（Ｂ）に示されているように、金型ステージ３１Ｑではパンチ３５の分割本数が２本のままであるが、ダイ３７の分割本数が５本から３本に最小分割本数処理されている。一方、金型ステージ３１Ｒではパンチ３５の分割本数が１本のままで、ダイ３７の分割本数が２本から１本に最小分割本数処理されている。

その後、図１１（Ｃ）に示されているように、パンチホルダヘのパンチ取付け位置が計算される。その結果、金型ステージ３１Ｑ，３１Ｒの間が広げられている。

次に、図１１（Ｄ）に示されているように、上記の図１１（Ｃ）の状態の複数の金型ステージに対してダイ置き換え処理が行われる。この場合、金型ステ−ジ３１Ｑ，３１Ｒの間に干渉物のない連続した状態であるので、干渉のない最小分割本数となるダイ長さ及び取付け位置が計算される。すなわち、ダイ３７の本数は図１１（Ｃ）の合計４本から図１１（Ｄ）の合計２本に置き換え処理が行われている。

以上のことから、複数の金型ステージに対してさらなる最小分割本数となるように金型ステージ再作成処理が行われることにより、金型と曲げ線との当たりがさらに良くなり、製品精度の高い曲げ精度が得られる。また、１製品を加工するために使用する分割本数がさらに少なくなることにより、さらなる段取り作業の軽減という効果が得られる。

出力部は、以上のようにして得られた金型セットアップ情報を板金加工用データとして出力し、この板金加工用データはＣＡＭデータとして例えば図１１に示したような曲げワークステーションに与えられる。

この発明の実施の形態の金型セットアップ情報作成装置の構成を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態の金型セットアップ情報作成方法を説明するフローチャートである。 曲げ加工例を示す展開平面図である。 現工程の曲げ線と他工程の曲げ線との関係を示す部分的な展開平面図である。 図４の現工程の曲げ線で曲げ加工したときの断面図である。 （Ａ）は分割数最小モードのときの優先順位を示す説明図で、（Ｂ）は長さ最小モードのときの優先順位を示す説明図である。 計算上の使用金型長さに対する所有分割金型の割付例を示すための説明図である。 マテハン移動距離の計算例を示すための概略説明図である。 （Ａ）はマテハン最小化処理が行われる前の金型ステージのレイアウト状態で、工程間のマテハン移動距離を示す概略説明図で、（Ｂ）はマテハン最小化処理が行われたときの金型ステージのレイアウト状態で、工程間のマテハン移動距離を示す概略説明図である。 平行曲げステージの金型ステージ再作成を示す概略説明図である。 複数の金型ステージに対してダイ置き換え処理を実施するときの概略説明図である。 金型を用いて板材の曲げ加工を行う曲げワークステーションの外観斜視図である。 曲げワークステーションの構成要素であるプレスブレーキ装置の要部側面図である。 曲げワークステーションの構成要素であるプレスブレーキ装置の要部正面図である。

符号の説明

１ 金型セットアップ情報作成装置
３ 入力部
５ 記憶部（データ登録部）
７ 曲げ順決定部
９ 金型選択部
１１ 数値抽出部
１３ 障害検出部
１５ 未干渉・干渉物量の算出部
１７ 使用金型長さ算出部
１９ 金型ステージ情報作成部
２１ 金型ステージレイアウト情報作成部
２３ 金型ステージ再作成部
２５ 出力部
２７Ａ〜２７Ｏ，２７_０，２７_Ｌ，２７_Ｒ 曲げ線
２９_Ｌ，２９_Ｒ 障害物
３１，３１Ａ〜３１Ｒ 金型ステージ
３３ａ〜３３ｃ 分割金型
Ｇ_Ｌ，Ｇ_Ｒ ギャップ長さ
ＢＬ 曲げ長さ
Ｆ_０，Ｆ_Ｌ，Ｆ_Ｒ フランジ
ＧＬ ギャップ幅
ＳＴ クリアランス
ＰＬmax 最大金型長さ

Claims (7)

1. 展開図データに基づいた曲げ加工シミュレーションにより、曲げ加工順番の設定、前記各曲げ加工順毎の曲げ工程で用いられる金型番号の選択、及び前記各工程での使用金型の取付け位置及び取付け長さを決定する金型セットアップ情報を作成する金型セットアップ情報作成装置であって、
   少なくとも金型番号及び金型長さを含む曲げ金型情報を金型データベースに登録するデータ登録部と、
   前記展開図データに基づいた曲げ加工順番を決定する曲げ順決定部と、
   前記各曲げ順毎の曲げ工程で使用する曲げ金型を選択する金型選択部と、
   前記各曲げ工程において加工対象となる曲げ線の両端の未干渉領域であるギャップ長さと干渉領域である干渉物量とを算出する未干渉・干渉物量の算出部と、
   前記各曲げ工程において加工対象となる曲げ線の長さに対応して計算上の使用金型長さを算出する使用金型長さ算出部と、
   前記金型データベースに登録されている前記使用金型長さと本数とを組み合わせることにより算出された計算上の使用金型長さの両側に、干渉物の内寸法である前記ギャップ長さを配置する金型ステージ情報を作成する金型ステージ情報作成部と、
   前記金型ステージ情報作成部で作成した複数の金型ステージのマテハン作業を考慮した取付け位置に配置するレイアウト情報を作成する金型ステージレイアウト情報作成部と、
   を有することを特徴とする金型セットアップ情報作成装置。
2. 前記金型ステージレイアウト情報作成部で配置される複数の金型ステージうち、各金型ステージ間に干渉物量が連続して存在しない金型ステージを１つの金型ステージに再作成する金型ステージ再作成部を追加することを特徴とする請求項１記載の金型セットアップ情報作成装置。
3. 前記金型ステージ情報作成部は、前記金型ステージ情報を作成する所定の条件を満たす金型長さと本数の組み合わせのうち、最も金型本数が少ない組み合わせにより金型ステージ情報を作成することを特徴とする請求項１記載の金型セットアップ情報作成装置。
4. 前記金型ステージ情報作成部は、既作成済みの曲げデータより、前記曲げ順と各曲げ工程での使用金型を抽出し、この抽出した使用金型を当該曲げ順と各曲げ工程における使用金型とすることを特徴とする請求項１又は３記載の金型セットアップ情報作成装置。
5. 前記金型ステージ情報作成部は、パンチ金型のステージ情報を作成する場合、パンチ金型がパンチホルダに装着可能である位置及び金型長さを割り付けることを特徴とする請求項１、３又は４記載の金型セットアップ情報作成装置。
6. 前記金型ステージレイアウト情報作成部は、金型取付け位置が一連の曲げ工程間におけるワークの移動量を最小とすべく配置される情報を作成することを特徴とする請求項１記載の金型セットアップ情報作成装置。
7. 前記金型ステージ再作成部は、金型ステージの再作成がパンチ金型とダイ金型とをそれぞれ独立して作成されることを特徴とする請求項２記載の金型セットアップ情報作成装置。

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