JP7111066B2 - ベコつき位置予測方法、パネル搬送剛性予測方法、及びパネル形状変更方法 - Google Patents
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しかし、例えば、外板パネルの板厚を薄くすると、車両としての性能(強度、剛性、遮音など)の低下に加え、製造時の成形パネルのハンドリングが困難になるという課題があった。
従来、上記の不具合を回避するには、パネル部品の搬送速度を落とすのが有効であると考えられている。しかし、パネル部品の搬送速度を落とすことは、生産性の低下に繋がり、必要な生産台数が達成できなくなるおそれがあるため、製造現場における深刻な課題の一つとなっていた。
特許文献1には、車両試作前の設計段階(図面しかない段階)で予測する手法として、パネルを多数の領域に分割し、各領域にそれぞれ荷重を順次負荷していく解析によって、張り剛性の強弱分布を表示することが記載されている。しかし、特許文献1に記載の方法では、ベコつきは各点での荷重変位曲線の傾きから規定する必要があり、解析点全てのデータを検査する必要がある。このことは、工数が膨大となるという課題がある。また、特許文献1に記載の方法では、荷重負荷点以外でのベコつきを検知することは困難である。
また、特許文献4及び特許文献5には、アウターパネルを構成するパネル部品に矩形エンボス形状や台形断面のビード形状を付与することで張り剛性を向上する手法が開示されている。しかし、特許文献4や特許文献5の方法では、パネル搬送の際におけるベコつきを事前に予測する方法がないため、実際に製品を製造する段階でないと問題の有無が確認できないという課題は残った。そのため、開発工程、生産準備工程における時間ロスの低減は望まれている状況である。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、パネル形状の情報からプレス搬送時のベコつき発生有無を簡易に予測し、部品設計段階で搬送時のベコつき発生に対する対策検討を可能とすることを目的とする。
<構成>
本実施形態は、図1に示すように、ベコつき位置予測部20、パネル搬送剛性予測部30、及びパネル形状変更部40を有する。
ベコつき位置予測部20は、予め設定したパネル形状である評価パネル形状10からなるパネル部品のベコつき位置を推定する処理を行う。ベコつき位置予測部20は、張り剛性強弱分布取得部20Aと、ベコつき位置評価部20Bとを有する。
張り剛性強弱分布取得部20Aは、上記の張り剛性の分布(張り剛性強弱分布)を、荷重負荷シミュレーションによって求める。
ベコつき位置評価部20Bは、ベコつき位置予測部20が求めた、複数の張り剛性の分布に基づき、ベコつき位置の有無、ベコつきがある場合には、そのベコつき位置を求める。
ここで、張り剛性が弱いと推定されるパネル中央部LDAに荷重を負荷した場合、荷重負荷による面に沿った張力の伝搬で、その荷重負荷時にたわみの節が発生し、その節が面に沿って移動していくが、荷重低位領域にかかると節の移動が容易となり、ベコつきが出やすくなるものと推定される。
以上の処理によって、ベコつき位置評価部20Bは、ベコつき位置の有無の判定、及び、ベコつきがある場合には、そのベコつき位置(荷重低位領域)を求める。
ここで、本実施形態では、評価パネル形状10として、上記成形パネルの製品形状又は上記搬送直前のパネル形状を設定する。
パネル搬送剛性予測部30は、吸着位置が、ベコつき位置予測部20が求めたベコつき位置と重なる場合には、ベコつき有りとしてパネル搬送剛性が低いと判定する。一方、吸着位置が、ベコつき位置予測部20が求めたベコつき位置と重ならないとパネル剛性が高いと判定する。
ここで、パネルの搬送剛性が高くなるように評価パネル形状10を変更する対策としては、例えば、公知の方法や既出の特許公報、公開公報等に記載のある、パネル曲率の変更、補強シート貼り付け、ビード等の形状付与を適用すればよい。ここで、部品設計段階(金型がない時点)であれば、パネル形状自体を変更する。試作段階であれば、形状変更したパネル形状に応じた金型に金型の調整(金型見込み形状の調整など)を行う。
すなわち、ベコつき位置がない、パネル搬送剛性が高いと判定されるまで、上述の処理を繰り返す。
従来であれば、試作してから問題が発生し、試行錯誤で金型修正を実施していた。これに対し、本実施形態では、シミュレーション上でそれらを検討することで、実物評価段階での不具合発生を抑制し、開発工数ロスを減らすことに貢献することが可能となる。
以上の説明では、パネル搬送剛性を向上させることを目的として実施する場合を例示した。パネル形状変更部40は、パネル搬送剛性に限定せず、ベコつき位置予測部20の処理で、ベコつき位置と判定された荷重低位領域について、ベコつき位置が減少するように、張り剛性が向上するようにパネル形状の変更を実施するようにしても良い。
従来においては、各判定領域毎に個別に荷重を負荷してベコつきの有無を測定していた。これに対し、本実施形態では、特定位置についてだけ荷重を負荷した際の、パネル面に沿った張り剛性の強弱分布を求めて、ベコつき位置を予測する。従って、より簡便に、ベコつき位置を推定することが可能となる。
この構成によれば、張り剛性が一番弱いと推定される位置に荷重を負荷することで、より確実に、各領域の張り剛性を推定することが可能となる。
この構成によれば、予めパネル搬送時のベコつき発生の有無を評価でき、予めパネルの搬送剛性を高くできる。このことは、パネル搬送速度をその分、速くして、生産性を向上させることに繋がる。
この処理を行うことで、パネル搬送剛性を高めることが可能となる。
この構成によれば、パネル全体の張り剛性を高めることが可能となる。
図4に示すような、ルーフアウターパネル(単品)を模擬したパネル形状を評価パネル形状10のパネル1として設定した。このパネル1は、投影で1200mm×2400mmの寸法の平面視矩形形状のCAEモデルとして設定した。図4中、縦方向をW方向(幅方向)、横方向をL方向(長手方向)としている。このパネル1は、表1に示すように、L方向の曲率をR20000で固定し(図5参照)、W方向の曲率の組合せを4パターンにして、モデルNo.1~4とした。W方向の曲率半径の変更位置は、図6に示す通りであり、W方向には線対称形状となっている。図6(a)のパターン1は、モデルNo.1、2の場合であり、図6(b)のパターン2は、モデルNo.3、4の場合である。
また、評価パネルの拘束は、図7に示す位置で完全拘束(並進、回転拘束)とした。これは検査治具に保持して測定することを想定している。
そして、張り剛性解析として、図7のように、まず、パネルの中央を点押し負荷した際の張り剛性分布をシミュレーション解析によって求めた。なお、張り剛性分布解析では、形状がW方向に左右対称であるため、計算時間低減のため、パネルの上半分の1/2エリアのみ張り剛性分布を解析により出力した。
その各水準での、分布解析の結果を、W方向(紙面上下方向)にリフレクトして、図8~図11に示す。図8は、モデルNo.1の分析結果である。図9は、モデルNo.2の分析結果である。図10は、モデルNo.3の分析結果である。図11は、モデルNo.4の分析結果である。
この図8~図11から分かるように、モデルNo.3(図10参照)では、いずれの変位でもパネル中央部LDAが最も荷重が低く、実際の確認でもベコつきが起きなかった。一方、他のモデル(図8、9、11参照)では、パネル中央部LDAより荷重の低い領域が存在することが分かった。そして、これらはベコつきの要因となり、パネル搬送の際に歪を発生させる可能性が高いと予測できた。
図12及び図13から分かるように、モデルNo.3では、ベコつきである、荷重が低下する挙動が確認できた。
20 ベコつき位置予測部
20A 張り剛性強弱分布取得部
20B 位置評価部
30 パネル搬送剛性予測部
40 パネル形状変更部
H 評価位置
LD 中心点
LDA 中央部
Claims (5)
- 評価パネル形状のパネル部品について、コンピュータを用いたCAEによるシミュレーションによって、上記パネル部品のベコつき位置を推定するベコつき位置予測方法であって、
上記シミュレーションは、張り剛性強弱分布取得部とベコつき位置評価部とを有するベコつき位置予測部を備え、
上記張り剛性強弱分布取得部は、設定されたパネル部品の評価パネル形状について、予め設定した荷重負荷位置に荷重を負荷してパネル表面を裏面側に変位させることで発生する、パネル表面に沿った張り剛性の分布を、上記荷重の負荷による変位量を変えて複数回求める処理を実行し、上記張り剛性強弱分布取得部は、上記張り剛性の分布を、荷重負荷シミュレーションによって求め、
上記ベコつき位置評価部は、上記求めた複数の張り剛性の分布から、パネル表面におけるベコつき位置を推定する処理を実行する、
ことを特徴とするベコつき位置予測方法。 - 上記荷重負荷位置をパネル表面の中央部とし、
上記ベコつき位置評価部は、上記変位量の増加により張り剛性が弱くなる領域、又は、荷重負荷位置よりも張り剛性が弱い領域を、ベコつき位置と推定する、
ことを特徴とする請求項1に記載したベコつき位置予測方法。 - パネル表面が吸着手段で吸着されて搬送される際の剛性であるパネル部品の搬送剛性を、コンピュータを用いたCAEによるシミュレーションによって予測するパネル搬送剛性予測方法であって、
ベコつき位置を推定するパネル形状として、パネル部品の製品形状又は搬送直前のパネル形状が評価パネル形状として設定され、
上記シミュレーションは、
請求項1に記載のベコつき位置予測部と、
上記ベコつき位置予測部で推定したベコつき発生箇所と上記吸着手段の吸着位置の情報とに基づき、上記搬送の際にベコつき発生の有無を予測するパネル搬送剛性予測部と、
を備えることを特徴とするパネル搬送剛性予測方法。 - 上記シミュレーションは、
上記パネル搬送剛性予測部がパネル搬送の際にパネル部品にベコつきが発生すると予測した場合、パネル部品の搬送剛性が高くなるように、ベコつき位置を推定する評価パネル形状の形状を変更するパネル形状変更部を備え、上記パネル形状変更部での変更後、上記ベコつき位置予測部の処理に移行する、
ことを特徴とする請求項3に記載のパネル搬送剛性予測方法。 - 評価パネル形状のパネル部品について、コンピュータを用いたCAEによるシミュレーションを実行し、
上記シミュレーションは、
請求項1又は請求項2に記載のベコつき位置予測部と、
上記ベコつき位置予測部でベコつき位置があると推定された場合、推定されたベコつき位置の発生箇所が減るように、上記評価パネル形状の形状を変更するパネル形状変更部と、
を備えることを特徴とするパネル形状変更方法。
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