特許 5969886 対応点算出システム及びプログラム、並びに金型形状生成システム及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5969886

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】対応点算出システム及びプログラム、並びに金型形状生成システム及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 17/50 20060101AFI20160804BHJP

   B29C 45/76 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   G06F17/50 680C

   B29C45/76

【請求項の数】8

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2012-225264(P2012-225264)

(22)【出願日】2012年10月10日

(65)【公開番号】特開2014-78121(P2014-78121A)

(43)【公開日】2014年5月1日

【審査請求日】2015年7月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】507228172

【氏名又は名称】株式会社ＪＳＯＬ

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100083013

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 正明

(72)【発明者】

【氏名】進藤 晃成

【審査官】 合田 幸裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１９９５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２９７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１９０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３０６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６４７０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ １７／５０

Ｂ２９Ｃ ４５／７６

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

ＣｉＮｉｉ

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する際に、成形品の目標形状に応じた金型形状と、前記成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状との対応点を算出する対応点算出システムであって、
前記金型形状に設定された断面位置を取得する断面位置取得手段と、
前記断面位置における評価点を取得する評価点取得手段と、
前記金型形状と前記スプリングバック後形状とを位置合わせする位置合わせ手段と、
前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記位置合わせ手段によって位置合わせした前記スプリングバック後形状の断面形状を前記金型形状の断面形状にフィッティングさせるフィッティング手段と、
前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記金型形状の断面形状における評価点から最も近い前記スプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点を算出する最近点算出手段と、
前記最近点算出手段によって算出された前記最近点を前記スプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して、前記金型形状の評価点に対応する前記スプリングバック後形状の対応点として算出する対応点算出手段と、
を有していることを特徴とする対応点算出システム。

【請求項2】

成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する金型形状生成システムであって、
成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状の形状データを取得する金型形状データ取得手段と、
前記成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状の形状データを取得する成形品形状データ取得手段と、
前記金型形状に設定された断面位置を取得する断面位置取得手段と、
前記断面位置における評価点を取得する評価点取得手段と、
前記金型形状データ取得手段によって取得した前記金型形状と前記成形品形状データ取得手段によって取得した前記スプリングバック後形状とを位置合わせする位置合わせ手段と、
前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記位置合わせ手段によって位置合わせした前記スプリングバック後形状の断面形状を前記金型形状の断面形状にフィッティングさせるフィッティング手段と、
前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記金型形状の断面形状における評価点から最も近い前記スプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点を算出する最近点算出手段と、
前記最近点算出手段によって算出された前記最近点を前記スプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して、前記金型形状の評価点に対応する前記スプリングバック後形状の対応点として算出する対応点算出手段と、
前記金型形状の評価点から、前記対応点算出手段によって算出された前記スプリングバック後形状の対応点への変位ベクトルを算出する変位ベクトル算出手段と、
前記変位ベクトル算出手段によって算出された前記変位ベクトルにα＜０である係数αを掛けて、前記金型形状の評価点における成形品のスプリングバックを見込むための見込みベクトルを算出する見込みベクトル算出手段と、
前記成形金型の金型形状の解析モデルに、前記見込みベクトル算出手段によって算出された前記金型形状の評価点における前記見込みベクトルをマッピングし、金型形状の解析モデルに見込みベクトルを強制変位として与えて、有限要素法を用いて金型形状を変形させて、成形品のスプリングバックを見込んだ見込み金型形状を算出する見込み金型形状算出手段と、
を有していることを特徴とする金型形状生成システム。

【請求項3】

前記成形品形状データ取得手段は、成形金型を用いて成形した成形品のスプリングバック後形状を実測した位置データに基づいて作成された形状データを取得する、
ことを特徴とする請求項２に記載の金型形状生成システム。

【請求項4】

前記成形品形状データ取得手段は、有限要素法を用いて算出された前記成形品のスプリングバック後形状の形状データを取得する、
ことを特徴とする請求項２に記載の金型形状生成システム。

【請求項5】

成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する際に、成形品の目標形状に応じた金型形状と、前記成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状との対応点を算出する対応点算出プログラムであって、
コンピュータを、
前記金型形状に設定された断面位置を取得する断面位置取得手段、
前記断面位置における評価点を取得する評価点取得手段、
前記金型形状と前記スプリングバック後形状とを位置合わせする位置合わせ手段、
前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記位置合わせ手段によって位置合わせした前記スプリングバック後形状の断面形状を前記金型形状の断面形状にフィッティングさせるフィッティング手段、
前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記金型形状の断面形状における評価点から最も近い前記スプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点を算出する最近点算出手段、及び、
前記最近点算出手段によって算出された前記最近点を前記スプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して、前記金型形状の評価点に対応する前記スプリングバック後形状の対応点として算出する対応点算出手段として機能させる、
ことを特徴とする対応点算出プログラム。

【請求項6】

成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する金型形状生成プログラムであって、
コンピュータを、
成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状の形状データを取得する金型形状データ取得手段、
前記成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状の形状データを取得する成形品形状データ取得手段、
前記金型形状に設定された断面位置を取得する断面位置取得手段、
前記断面位置における評価点を取得する評価点取得手段、
前記金型形状データ取得手段によって取得した前記金型形状と前記成形品形状データ取得手段によって取得した前記スプリングバック後形状とを位置合わせする位置合わせ手段、
前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記位置合わせ手段によって位置合わせした前記スプリングバック後形状の断面形状を前記金型形状の断面形状にフィッティングさせるフィッティング手段、
前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記金型形状の断面形状における評価点から最も近い前記スプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点を算出する最近点算出手段、
前記最近点算出手段によって算出された前記最近点を前記スプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して、前記金型形状の評価点に対応する前記スプリングバック後形状の対応点として算出する対応点算出手段、
前記金型形状の評価点から、前記対応点算出手段によって算出された前記スプリングバック後形状の対応点への変位ベクトルを算出する変位ベクトル算出手段、
前記変位ベクトル算出手段によって算出された前記変位ベクトルにα＜０である係数αを掛けて、前記金型形状の評価点における成形品のスプリングバックを見込むための見込みベクトルを算出する見込みベクトル算出手段、及び、
前記成形金型の金型形状の解析モデルに、前記見込みベクトル算出手段によって算出された前記金型形状の評価点における前記見込みベクトルをマッピングし、金型形状の解析モデルに見込みベクトルを強制変位として与えて、有限要素法を用いて金型形状を変形させて、成形品のスプリングバックを見込んだ見込み金型形状を算出する見込み金型形状算出手段として機能させる、
ことを特徴とする金型形状生成プログラム。

【請求項7】

コンピュータを、
前記成形品形状データ取得手段として機能させるときは、成形金型を用いて成形した成形品のスプリングバック後形状を実測した位置データに基づいて作成された形状データを取得するように機能させる、
ことを特徴とする請求項６に記載の金型形状生成プログラム。

【請求項8】

コンピュータを、
前記成形品形状データ取得手段として機能させるときは、有限要素法を用いて算出された前記成形品のスプリングバック後形状の形状データを取得するように機能させる、
ことを特徴とする請求項６に記載の金型形状生成プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する際に、成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を算出する対応点算出システム及びプログラム、並びに、成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する金型形状生成システム及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

金属板のプレス成形においては、成形品の目標形状に応じた金型形状を有する成形金型を用いてプレス成形しても、プレス成形時に生じた残留応力によってスプリングバックが生じ、成形品を目標形状に成形できない場合がある。これに対し、コンピュータを用いて成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する手法が知られている。

【0003】

このような手法として、成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状と、この金型形状を有する実際の成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状との形状変化を差分法によって算出し、この形状差分を金型形状に反映するようにしたものが知られている。

【0004】

図１７は、従来の形状差分を用いてスプリングバックを見込んで金型形状を生成する方法を説明するための説明図である。図１７では、長手方向に延びる断面ハット状の成形品を成形するための成形金型を示しており、成形品の目標形状に応じた金型形状を実線Ｌ１０１で示し、金型形状Ｌ１０１を有する成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状を金型形状Ｌ１０１に位置合わせして破線Ｌ１０２で示している。

【0005】

図１７に示すように、従来の形状差分を用いてスプリングバックを見込んだ金型形状を生成する際には、先ず、成形金型の金型形状Ｌ１０１に設定された評価点Ｐ１０１からの法線と成形品のスプリングバック後形状Ｌ１０２との交点Ｐ１０２を、金型形状Ｌ１０１の評価点Ｐ１０１に対応するスプリングバック後形状Ｌ１０２の対応点Ｐ１０２として算出する。そして、評価点Ｐ１０１から対応点Ｐ１０２への法線ベクトルｄ１０１を算出し、法線ベクトルｄ１０１にα＝−１である係数αを掛けてスプリングバックを見込むための見込みベクトルｄ’１０１を算出する。

【0006】

成形金型の金型形状Ｌ１０１全体に設定された多数の評価点について同様に、法線方向に金型形状とスプリングバック後形状の対応点を算出し、かかる対応点に基づいて法線ベクトル及び見込みベクトルを算出し、図１７において二点鎖線で示すスプリングバックを見込んだ見込み金型形状Ｌ１０３を算出する。

【0007】

このように、法線ベクトルを用いて成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点の算出を行うものとして、例えば特許文献１には、成形金型ＣＡＤモデルの補正基準点に対応する成形金型の測定データの対応点、成形品ＣＡＤモデルの対応点及び成形品の測定データの対応点を前記補正基準点の法線ベクトルとの交点として算出するようにしたものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７−３１３８５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、法線ベクトルを用いて成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を算出し、この対応点に基づいて見込み金型形状を算出する際に、プレス成形後にスプリングバックが大きくねじれやそりによる変形が大きい場合など、成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を精度良く算出できず、スプリングバックを見込んだ見込み金型形状を精度良く算出できない場合がある。特に、金属板として、高張力鋼板などを用いる場合、軟鋼板を用いる場合に比してスプリングバックが大きく、このような傾向がより顕著になり得る。

【0010】

図１８は、法線ベクトルを用いて算出した成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を説明するための説明図であり、図１８では、ねじれによる変形が大きい場合について示している。図１８に示すように、成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状Ｌ１１１の評価点Ｐ１１１，Ｐ１１２，Ｐ１１３からそれぞれ法線方向に成形品のスプリングバック後形状Ｌ１１２の対応点Ｑ１１１，Ｑ１１２，Ｑ１１３を算出すると、金型形状Ｌ１１１の評価点Ｐ１１１とＰ１１３の間に設定された評価点Ｐ１１２に対応するスプリングバック後形状Ｌ１１２の対応点Ｑ１１２が、スプリングバック後形状Ｌ１１２の対応点Ｑ１１１とＱ１１３の間として算出されず、また、金型形状Ｌ１１１の評価点Ｐ１１１に対応するスプリングバック後形状Ｌ１１２の対応点Ｑ１１１が、スプリングバック後形状Ｌ１１２の下側に突出する突出部１１５の先端よりも左側に位置すると考えられるところ該先端よりも右側に算出され、金型形状Ｌ１１１とスプリングバック後形状Ｌ１１２との対応点を精度良く算出できない場合がある。

【0011】

図１９は、法線ベクトルを用いて算出した成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を説明するための別の説明図であり、図１９では、長手方向にそりによる変形が大きい場合について示している。図１９に示すように、成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状Ｌ１２１の評価点Ｐ１２１，Ｐ１２２，Ｐ１２３からそれぞれ法線方向に成形品のスプリングバック後形状Ｌ１２２の対応点Ｑ１２１，Ｑ１２２，Ｑ１２３を算出すると、金型形状Ｌ１２１の評価点Ｐ１２１と評価点Ｐ１２３の間に設定された評価点Ｐ１２２に対応するスプリングバック後形状Ｌ１２２の対応点Ｑ１２２が、スプリングバック後形状Ｌ１２２の対応点Ｑ１２１とＱ１２３の間として算出されず、また、金型形状Ｌ１２１の評価点Ｐ１２１に対応するスプリングバック後形状Ｌ１２２の対応点Ｑ１２１が、スプリングバック後形状Ｌ１２２の上側に突出する突出部１２５に位置すると考えられるところ下側に突出する突出部１２６上に算出され、金型形状Ｌ１２１とスプリングバック後形状Ｌ１２２の対応点を精度良く算出できない場合がある。

【0012】

このように、成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する際に、法線方向に成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を算出すると、成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を精度良く算出できず、スプリングバックを見込んだ見込み金型形状を精度良く算出できない場合がある。

【0013】

そこで、本発明は、プレス成形後にスプリングバックが大きくねじれやそりによる変形が大きい場合においても、成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を精度良く算出できる対応点算出システム及びプログラム、並びに、成形品のスプリングバックを見込んだ成形金型の金型形状を精度良く生成できる金型形状生成システム及びプログラムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

前記課題を解決するため、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

【0015】

まず、本願の請求項１に記載の発明は、成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する際に、成形品の目標形状に応じた金型形状と、前記成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状との対応点を算出する対応点算出システムであって、前記金型形状に設定された断面位置を取得する断面位置取得手段と、前記断面位置における評価点を取得する評価点取得手段と、前記金型形状と前記スプリングバック後形状とを位置合わせする位置合わせ手段と、前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記位置合わせ手段によって位置合わせした前記スプリングバック後形状の断面形状を前記金型形状の断面形状にフィッティングさせるフィッティング手段と、前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記金型形状の断面形状における評価点から最も近い前記スプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点を算出する最近点算出手段と、前記最近点算出手段によって算出された前記最近点を前記スプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して、前記金型形状の評価点に対応する前記スプリングバック後形状の対応点として算出する対応点算出手段とを有していることを特徴とする。

【0016】

また、請求項２に記載の発明は、成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する金型形状生成システムであって、成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状の形状データを取得する金型形状データ取得手段と、前記成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状の形状データを取得する成形品形状データ取得手段と、前記金型形状に設定された断面位置を取得する断面位置取得手段と、前記断面位置における評価点を取得する評価点取得手段と、前記金型形状データ取得手段によって取得した前記金型形状と前記成形品形状データ取得手段によって取得した前記スプリングバック後形状とを位置合わせする位置合わせ手段と、前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記位置合わせ手段によって位置合わせした前記スプリングバック後形状の断面形状を前記金型形状の断面形状にフィッティングさせるフィッティング手段と、前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記金型形状の断面形状における評価点から最も近い前記スプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点を算出する最近点算出手段と、前記最近点算出手段によって算出された前記最近点を前記スプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して、前記金型形状の評価点に対応する前記スプリングバック後形状の対応点として算出する対応点算出手段と、前記金型形状の評価点から、前記対応点算出手段によって算出された前記スプリングバック後形状の対応点への変位ベクトルを算出する変位ベクトル算出手段と、前記変位ベクトル算出手段によって算出された前記変位ベクトルにα＜０である係数αを掛けて、前記金型形状の評価点における成形品のスプリングバックを見込むための見込みベクトルを算出する見込みベクトル算出手段と、前記成形金型の金型形状の解析モデルに、前記見込みベクトル算出手段によって算出された前記金型形状の評価点における前記見込みベクトルをマッピングし、金型形状の解析モデルに見込みベクトルを強制変位として与えて、有限要素法を用いて金型形状を変形させて、成形品のスプリングバックを見込んだ見込み金型形状を算出する見込み金型形状算出手段とを有していることを特徴とする。

【0017】

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記成形品形状データ取得手段は、成形金型を用いて成形した成形品のスプリングバック後形状を実測した位置データに基づいて作成された形状データを取得することを特徴とする。

【0018】

また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記成形品形状データ取得手段は、有限要素法を用いて算出された前記成形品のスプリングバック後形状の形状データを取得することを特徴とする。

【0019】

また、請求項５に記載の発明は、成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する際に、成形品の目標形状に応じた金型形状と、前記成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状との対応点を算出する対応点算出プログラムであって、コンピュータを、前記金型形状に設定された断面位置を取得する断面位置取得手段、前記断面位置における評価点を取得する評価点取得手段、前記金型形状と前記スプリングバック後形状とを位置合わせする位置合わせ手段、前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記位置合わせ手段によって位置合わせした前記スプリングバック後形状の断面形状を前記金型形状の断面形状にフィッティングさせるフィッティング手段、前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記金型形状の断面形状における評価点から最も近い前記スプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点を算出する最近点算出手段、及び、前記最近点算出手段によって算出された前記最近点を前記スプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して、前記金型形状の評価点に対応する前記スプリングバック後形状の対応点として算出する対応点算出手段として機能させることを特徴とする。

【0020】

また、請求項６に記載の発明は、成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する金型形状生成プログラムであって、コンピュータを、成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状の形状データを取得する金型形状データ取得手段、前記成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状の形状データを取得する成形品形状データ取得手段、前記金型形状に設定された断面位置を取得する断面位置取得手段、前記断面位置における評価点を取得する評価点取得手段、前記金型形状データ取得手段によって取得した前記金型形状と前記成形品形状データ取得手段によって取得した前記スプリングバック後形状とを位置合わせする位置合わせ手段、前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記位置合わせ手段によって位置合わせした前記スプリングバック後形状の断面形状を前記金型形状の断面形状にフィッティングさせるフィッティング手段、前記断面位置取得手段によって取得した前記断面位置の断面ごとに、前記金型形状の断面形状における評価点から最も近い前記スプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点を算出する最近点算出手段、前記最近点算出手段によって算出された前記最近点を前記スプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して、前記金型形状の評価点に対応する前記スプリングバック後形状の対応点として算出する対応点算出手段、前記金型形状の評価点から、前記対応点算出手段によって算出された前記スプリングバック後形状の対応点への変位ベクトルを算出する変位ベクトル算出手段、前記変位ベクトル算出手段によって算出された前記変位ベクトルにα＜０である係数αを掛けて、前記金型形状の評価点における成形品のスプリングバックを見込むための見込みベクトルを算出する見込みベクトル算出手段、及び、前記成形金型の金型形状の解析モデルに、前記見込みベクトル算出手段によって算出された前記金型形状の評価点における前記見込みベクトルをマッピングし、金型形状の解析モデルに見込みベクトルを強制変位として与えて、有限要素法を用いて金型形状を変形させて、成形品のスプリングバックを見込んだ見込み金型形状を算出する見込み金型形状算出手段として機能させることを特徴とする。

【0021】

また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、コンピュータを、前記成形品形状データ取得手段として機能させるときは、成形金型を用いて成形した成形品のスプリングバック後形状を実測した位置データに基づいて作成された形状データを取得するように機能させることを特徴とする。

【0022】

また、請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、コンピュータを、前記成形品形状データ取得手段として機能させるときは、有限要素法を用いて算出された前記成形品のスプリングバック後形状の形状データを取得するように機能させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

以上の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。

【0024】

まず、本願の請求項１に記載の発明によれば、成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状とを位置合わせした後に、断面ごとに、スプリングバック後形状の断面形状が金型形状の断面形状にフィッティングされ、金型形状の断面形状における評価点から最も近いスプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点が算出され、最近点をスプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して、金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点として算出されることとなる。

【0025】

これにより、プレス成形後にスプリングバックが大きくねじれやそりによる変形が大きい場合においても、成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する際に用いる成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を精度良く算出できる。このようにして算出した成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を用いることで、成形品のスプリングバックを見込んだ成形金型の金型形状を精度良く生成できる。

【0026】

また、請求項２に記載の発明によれば、成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状とを位置合わせした後に、断面ごとに、スプリングバック後形状の断面形状が金型形状の断面形状にフィッティングされ、金型形状の断面形状における評価点から最も近いスプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点が算出され、最近点をスプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して、金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点として算出される。

【0027】

そして、金型形状の評価点からスプリングバック後形状の対応点への変位ベクトルが算出され、変位ベクトルにα＜０である係数αを掛けて、金型形状の評価点における見込みベクトルが算出され、成形金型の金型形状の解析モデルに金型形状の評価点における見込みベクトルをマッピングし、金型形状の解析モデルに見込みベクトルを強制変位として与えて、有限要素法を用いて金型形状を変形させて、成形品のスプリングバックを見込んだ見込み金型形状が算出されることとなる。

【0028】

これにより、プレス成形後にスプリングバックが大きくねじれやそりによる変形が大きい場合においても、成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する際に用いる成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を精度良く算出でき、成形品のスプリングバックを見込んだ成形金型の金型形状を精度良く生成できる。

【0029】

また、請求項３に記載の発明によれば、成形金型を用いて成形した成形品のスプリングバック後形状を実測した位置データに基づいて作成された形状データが用いられることにより、成形品のスプリングバックを見込んだ成形金型の金型形状を精度良く生成することができる。

【0030】

また、請求項４に記載の発明によれば、有限要素法を用いて算出された成形品のスプリングバック後形状の形状データが用いられることにより、成形金型を用いて実際にプレス成形する必要なしに、成形品のスプリングバックを見込んだ成形金型の金型形状を生成することができる。

【0031】

そして、請求項５〜８に記載のプログラムに関する発明によれば、これをコンピュータで実行することにより、システムに関する請求項１〜４に記載の発明と同様の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の実施形態に係る金型形状生成システムに用いる成形品の目標形状に応じた金型形状を有する成形金型を示す平面図である。

【図2】図１に示す成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状とを位置合わした状態を示す平面図である。

【図3】図２の断面位置Ｃ１における金型形状の断面形状とスプリングバック後形状の断面形状とを示す断面図である。

【図4】スプリングバック後形状の断面形状を金型形状の断面形状にフィッティングした状態を示す断面図である。

【図5】図４の要部を拡大した要部拡大図である。

【図6】金型形状の断面形状における評価点から算出されるスプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点を示す図である。

【図7】スプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点から算出された金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点を示す図である。

【図8】スプリングバックを見込むための見込みベクトルを示す図である。

【図9】見込みベクトルをマッピングした金型形状の解析モデルを示す図である。

【図10】本発明の実施形態に係る金型形状生成システムの全体構成を示すブロック図である。

【図11】図１０に示すシステムの記憶装置の構成を示す図である。

【図12】本発明の実施形態に係る金型形状生成システムによる金型形状生成動作を示すフローチャートである。

【図13】形状差分を用いた金型見込み動作を示すフローチャートである。

【図14】成形金型の金型形状における評価点に対応する成形品のスプリングバック後形状における対応点の算出動作を示すフローチャートである。

【図15】本実施形態に係る金型形状生成システムを用いて算出した成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点の例を示す図である。

【図16】本実施形態に係る金型形状生成システムを用いて算出した成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点の別の例を示す図である。

【図17】従来の形状差分を用いてスプリングバックを見込んで金型形状を生成する方法を説明するための説明図である。

【図18】法線ベクトルを用いて算出した成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を説明するための説明図である。

【図19】法線ベクトルを用いて算出した成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を説明するための別の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本発明の実施形態に係る金型形状生成では、成形金型の金型形状を生成するに際し、先ず、成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状の形状データと、前記成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状を実測した位置データに基づいて作成された形状データとを用い、成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状とを位置合わせする。

【0034】

図１は、本発明の実施形態に係る金型形状生成システムに用いる成形品の目標形状に応じた金型形状を有する成形金型を示す平面図である。図１では、成形金型のダイのみを示しているが、成形金型のパンチは、ダイの形状に応じて形成されている。なお、図１では、成形金型の成形面に、直交するＸ軸及びＹ軸をとり、成形面から法線方向にＺ軸をとって示している。

【0035】

図１に示す成形金型の金型形状１０は、略直方体状に形成され、成形面１１には、平面視で長手方向に細長い略矩形状の成形品を成形するための成形部１２が形成されている。金型形状１０の成形面１１は、成形品の目標形状に応じて形成され、成形面１１には長手方向に延びる２つの凹部１１ａ、１１ｂが形成されている。

【0036】

図２は、図１に示す成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状とを位置合わした状態を示す平面図である。図２に示すように、図１に示す成形金型の金型形状１０と成形品のスプリングバック後形状１５とは、形状誤差を最小とする既知のベストフィットや三点合わせなどを用いて位置合わせされる。本実施形態では、成形品のスプリングバック後形状１５が成形金型の金型形状１０に位置合わせされる。

【0037】

成形品のスプリングバック後形状１５としては、成形金型を用いて実際にプレス成形した成形品のスプリングバック後形状を実測したＳＴＬデータなどの位置データに基づいて作成された形状データが用いられる。

【0038】

図２ではまた、成形品の目標形状に対する変形量が斜線ハッチングを用いて表示されている。図２に示す成形品のスプリングバック後形状１５は、矢印Ｒ１及びＲ２で示す部位が成形品の目標形状に対して手前側に大きく変形すると共に矢印Ｒ３及びＲ４で示す部位が成形品の目標形状に対して奥側に大きく変形して長手方向の軸心回りにねじれによる変形が生じている。

【0039】

本実施形態では次に、金型形状に設定された断面位置及び該断面位置における評価点を取得し、断面位置の断面ごとに、位置合わせしたスプリングバック後形状を金型形状にフィッティングさせ、金型形状の評価点から最も近いスプリングバック後形状のフィッティング後の最近点を算出し、最近点をフィッティング前のスプリングバック後形状に戻して金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点として算出する。

【0040】

図１に示すように、成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状１０に対して、成形品の長手方向を横切る方向、具体的には直交する方向に複数の断面位置がユーザによって設定される。本実施形態では、断面位置としてＹ座標位置Ｃ１〜Ｃ１１が設定されている。この断面位置は、適宜設定することができ、例えば所定間隔ごとに設定することができる。

【0041】

また、金型形状１０に対して、前記断面位置に、スプリングバックを見込むための評価点がユーザによって設定される。図１では、断面位置Ｃ１に評価点Ｐ１のみを示しているが、後述する図５に示すように多数の評価点が各断面位置に設定される。この評価点は、適宜設定することができ、例えば所定間隔ごとに設定することができる。

【0042】

金型形状１０に対する断面位置Ｃ１〜Ｃ１１及び評価点Ｐ１の設定は、ユーザによって成形金型の金型形状１０と成形品のスプリングバック後形状１５との位置合わせ前に行われるが、成形金型の金型形状１０と成形品のスプリングバック後形状１５との位置合わせ後に行うようにしてもよい。また、成形金型の金型形状１０と成形品のスプリングバック後形状１５との位置合わせ前に設定したものを、位置合わせ後に修正するようにしてもよい。

【0043】

このようにして設定された断面位置及び該断面位置における評価点を取得すると、断面位置の断面ごとに、位置合わせしたスプリングバック後形状の断面形状と金型形状の断面形状とが算出され、金型形状の断面形状とスプリングバック後形状の断面形状とがフィッティングされる。

【0044】

図３は、図２の断面位置Ｃ１における金型形状の断面形状とスプリングバック後形状の断面形状とを示す断面図である。図３に示すように、断面位置Ｃ１では、成形品のスプリングバック後形状Ｌ１２は、成形金型の金型形状Ｌ１１に対して、矢印Ｒ１で示す部位では成形面１１に対して上側に変形し、矢印Ｒ３で示す部位では成形面１１に対して下側に大きく変形している。

【0045】

図４は、スプリングバック後形状の断面形状を金型形状の断面形状にフィッティングした状態を示す断面図である。図４では、図３に示す金型形状Ｌ１１とスプリングバック後形状Ｌ１２とをフィッティングした後のスプリングバック後形状をＬ１２’として示している。

【0046】

図４に示すように、断面位置Ｃ１における金型形状Ｌ１１とスプリングバック後形状Ｌ１２とは既知の最小二乗法を用いてフィッティングされ、金型形状Ｌ１１にフィッティングされたフィッティング後のスプリングバック後形状Ｌ１２’が算出される。フィッティング前のスプリングバック後形状Ｌ１２が回転移動及び平行移動され、フィッティング後のスプリングバック後形状Ｌ１２’が算出される。本実施形態では、Ｙ軸回りの回転移動とＸ軸方向及びＺ軸方向の平行移動とによってフィッティング後のスプリングバック後形状Ｌ１２’が算出される。

【0047】

図５は、図４の要部を拡大した要部拡大図であり、図４の一点鎖線で示す部分を拡大して示している。前述したように、図５に示す断面位置Ｃ１における金型形状Ｌ１１には、多数の評価点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が設定されている。なお、図５及び後述する図６から図８では、評価点を黒丸印で表示し、評価点Ｐ１〜Ｐ３のみに符号を付している。

【0048】

断面位置において金型形状にスプリングバック後形状がフィッティングされると、金型形状の評価点からそれぞれ最も近いフィッティング後のスプリングバック後形状における最近点が算出され、最近点がフィッティング前のスプリングバック後形状に戻されて金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点として算出される。

【0049】

図６は、金型形状の断面形状における評価点から算出されるスプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点を示す図である。図６に示すように、金型形状Ｌ１１における評価点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３からそれぞれ最も近いフィッティング後のスプリングバック後形状Ｌ１２’における最近点Ｑ１’，Ｑ２’，Ｑ３’が算出される。なお、図６では、最近点を黒三角印で表示し、評価点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と最近点Ｑ１’，Ｑ２’，Ｑ３’とのペアをそれぞれ破線で接続して示している。

【0050】

図７は、スプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点から算出された金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点を示す図である。フィッティング後のスプリングバック後形状Ｌ１２’における最近点Ｑ１’，Ｑ２’，Ｑ３’が算出されると、図７に示すように、最近点Ｑ１’，Ｑ２’，Ｑ３’がフィッティング前のスプリングバック後形状Ｌ１２に戻されて金型形状の評価点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対応するスプリングバック後形状の対応点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３がそれぞれ算出される。本実施形態では、フィッティングによって移動したＹ軸回りの回転移動とＸ軸方向及びＺ軸方向の平行移動とをそれぞれ反対方向に移動することにより算出される。なお、図７では、対応点を黒四角印で表示している。

【0051】

本実施形態では、フィッティングによる移動を反対方向に移動することにより最近点をスプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して対応点を算出しているが、フィッティング後のスプリングバック後形状における端部から最近点の距離を算出し、算出した距離にあるフィッティング前のスプリングバック後形状における端部からの点を対応点として算出することにより、最近点をスプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して対応点を算出するようにしてもよい。

【0052】

このように、断面ごとに、スプリングバック後形状を金型形状にフィッティングさせた後に、金型形状の評価点からフィッティング後のスプリングバック後形状の最近点を算出し、算出した最近点をフィッティング前のスプリングバック後形状に戻して、金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点を算出する。

【0053】

そして、金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点を算出すると、金型形状の評価点からスプリングバック後形状の対応点への変位ベクトルを算出し、変位ベクトルにα＝−１である補正係数αを掛けて金型形状の評価点における見込みベクトルを算出する。

【0054】

図７に示すように、金型形状Ｌ１１の評価点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対応するスプリングバック後形状Ｌ１２の対応点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３が算出されると、金型形状Ｌ１１の評価点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３からそれぞれスプリングバック後形状Ｌ１２の対応点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３への変位ベクトルｄ１、ｄ２、ｄ３が算出される。

【0055】

図８は、スプリングバックを見込むための見込みベクトルを示す図である。金型形状Ｌ１１の評価点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３からスプリングバック後形状Ｌ１２の対応点Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３への変位ベクトルｄ１，ｄ２，ｄ３が算出されると、図８に示すように、変位ベクトルｄ１，ｄ２，ｄ３にα＝−１である補正係数αを掛けて、金型形状Ｌ１１の評価点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３における見込みベクトルｄ１’，ｄ２’，ｄ３’が算出される。

【0056】

図８では、断面位置Ｃ１について金型形状Ｌ１１の評価点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３における見込みベクトルｄ１，ｄ２’，ｄ３’を示しているが、他の断面位置Ｃ２〜Ｃ１１についても、断面ごとに、同様にして金型形状Ｌ１１の評価点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３における見込みベクトルがそれぞれ算出される。

【0057】

このようにして、全断面位置について、金型形状の評価点における見込みベクトルを算出すると次に、成形金型の金型形状の解析モデルに、評価点における見込みベクトルをマッピングし、金型形状の解析モデルに見込みベクトルを強制変位として与えて、有限要素法を用いて金型形状を変形させて、成形品のスプリングバックを見込んだ見込み金型形状を算出する。

【0058】

図９は、見込みベクトルをマッピングした金型形状の解析モデルを示す図である。図９では、３つの断面位置について算出された金型形状Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ３１の各評価点における見込みベクトルを矢印によって示している。図９では、符号１１ｃで示す部位のみ、金型形状１０を有限要素分割した解析モデルとして示しているが、金型形状１０全体が有限要素分割されている。

【0059】

図９に示すように、成形金型の金型形状１０は、有限要素分割された解析モデルとして作成され、この金型形状１０の解析モデルに、金型形状の評価点における見込みベクトルがマッピングされる。そして、成形金型の金型形状１０の解析モデルに見込みベクトルを強制変位として与えて、有限要素法を用いて変形解析することにより、金型形状全体を連続的に変形させて、成形品のスプリングバックを見込んだ見込み金型形状が算出される。

【0060】

図９に示すように、金型形状１０の見込みベクトルは、設定された断面位置の評価点に与えられ、金型形状１０の解析モデルの節点の一部についてのみ与えられるが、金型形状１０の解析モデルの他の節点は、有限要素法を用いた解析によって見込みベクトルが設定された節点につれて連続的に移動され、金型形状全体について見込み金型形状が算出される。

【0061】

金型形状１０の解析モデルに、金型形状１０の評価点における見込みベクトルをマッピングした際に、金型形状に設定された評価点が解析モデルの節点上に設定されていない場合、評価点から最も近い節点に該評価点における見込みベクトルを付与するようにして見込み金型形状の算出が行われる。なお、金型形状１０の評価点が解析モデルの節点上に設定されていない場合に、該評価点に対応する新たな節点を形成するように解析モデルを作成し、見込み金型の算出を行うようにすることも可能である。

【0062】

次に、本発明の実施形態に係る金型形状生成システムについて説明する。
図１０は、本発明の実施形態に係る金型形状生成システムの全体構成を示すブロック図である。図１０に示すように、本実施形態に係る金型形状生成システムは、コンピュータ２０を中心として構成され、コンピュータ２０は、中央演算装置２１と、成形金型の金型形状の生成に必要なデータなどを入力するためのキーボードなどの入力装置２２と、成形金型の金型形状や成形品のスプリングバック後形状などを表示するためのディスプレイなどの表示装置２３と、金型形状を生成するためのプログラムなどを記憶するメモリなどの記憶装置２４と、生成された金型形状などを出力するプリンタなどの出力装置２５とを有している。

【0063】

中央演算装置２１は、入力装置２２、表示装置２３及び出力装置２５を制御すると共に、記憶装置２４にアクセス可能に構成され、入力装置２２を介して入力された情報と記憶装置２４に記憶されているプログラムやデータを用いて、金型形状とスプリングバック後形状との対応点及び該対応点を用いて算出された見込み金型形状を記憶装置２４に保存するように構成されている。

【0064】

図１１は、図１０に示すシステムの記憶装置の構成を示す図である。図１１に示すように、記憶装置２４は、プログラム記憶部とデータ記憶部とを有している。プログラム記憶部には、スプリングバックを見込んだ成形金型の金型形状を生成するための金型形状生成プログラム、形状差分を用いてスプリングバックを見込んだ見込み金型形状を算出するための形状差分金型見込み算出プログラム、成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を算出するための対応点算出プログラム、成形金型の金型形状の形状データを有限要素分割して解析モデルを作成するための解析モデル作成プログラム、及び、入力画面や算出した見込み金型形状などを表示するための表示プログラムなどが記憶されている。

【0065】

一方、データ記憶部には、成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状の形状データが記憶される金型形状データファイル、成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状の形状データが記憶される成形品形状データファイル、金型形状に設定された断面位置が記憶される断面データファイル、前記断面位置における評価点が記憶される評価点データファイル、金型形状の評価点から算出されるスプリングバック後形状の対応点が記録される対応点算出結果データファイル、金型形状の評価点とスプリングバック後形状の対応点とから算出される見込みベクトルが記録される見込みベクトル算出結果データファイル、金型形状の解析モデルに見込みベクトルを与えて有限要素法を用いて算出された見込み金型形状が記録される金型見込み算出結果データファイルなどが設けられている。

【0066】

次に、スプリングバックを見込んで金型形状を生成する動作について説明する。
図１２は、本発明の実施形態に係る金型形状生成システムによる金型形状生成動作を示すフローチャートである。スプリングバックを見込んだ金型形状を生成する前に、コンピュータ２０には先ず、ユーザによって入力装置２２を介して成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状の形状データが登録されると共に成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状の形状データが登録され、金型形状の形状データ及び成形品の形状データがそれぞれ金型形状データファイル及び成形品形状データファイルに記録される。また、ユーザによって、見込みベクトルを算出するための金型形状の断面位置及び該断面位置における評価点がそれぞれ登録され、断面データファイル及び評価点データファイルに記録される。

【0067】

このようにして、スプリングバックを見込んだ金型形状を生成するための各種データ、具体的には金型形状の形状データ、成形品のスプリングバック後形状の形状データ、断面位置及び評価点が登録された状態で、金型形状とスプリングバック後形状との対応点の算出及びスプリングバックを見込んだ金型形状の生成のための計算が行われる。

【0068】

金型形状を生成する際には先ず、図１２に示すように、金型形状を生成するための各種データが取得される。具体的には、成形品の目標形状に応じた成形金型の金型形状の形状データが取得され（ステップＳ１）、成形金型を用いてプレス成形した成形品のスプリングバック後形状の形状データが取得され（ステップＳ２）、見込みベクトルを算出するため金型形状に設定された断面位置が取得され（ステップＳ３）、見込みベクトルを算出するため前記断面位置に設定された評価点が取得される（ステップＳ４）。そして、形状差分を用いた金型見込みが行われる（ステップＳ５）。

【0069】

図１３は、形状差分を用いた金型見込み動作を示すフローチャートである。ステップＳ５における形状差分を用いた金型見込みでは、図１３に示すように、ステップＳ１において取得された成形金型の金型形状とステップＳ２において取得された成形品のスプリングバック後形状とが位置合わせされ（ステップＳ１１）、成形品のスプリングバック後形状１５が成形金型の金型形状１０に位置合わせされる。成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状とは、形状誤差を最小とする既知のベストフィットや三点合わせなどを用いて位置合わせされる。そして、成形金型の金型形状の評価点に対応する成形品のスプリングバック後形状の対応点の算出が行われる（ステップＳ１２）。

【0070】

図１４は、成形金型の金型形状における評価点に対応する成形品のスプリングバック後形状における対応点の算出動作を示すフローチャートである。ステップＳ１２における金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点の算出では、図１４に示すように、所定断面における成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状がフィッティングされる（ステップＳ２１）。

【0071】

先ず、ステップＳ３において取得された断面位置Ｃ１について、ステップＳ１１において位置合わせられたスプリングバック後形状の断面形状と金型形状の断面形状とが算出され、算出されたスプリングバック後形状の断面形状と金型形状の断面形状とが既知の最小二乗法を用いてフィッティングされる。具体的には、金型形状の断面形状に対してスプリングバック後形状の断面形状がフィッティングされ、フィッティング後のスプリングバック後形状が算出される。

【0072】

次に、断面位置Ｃ１について、ステップＳ４において取得された断面位置における成形金型の評価点からそれぞれ最も近いフィッティング後の成形品のスプリングバック後形状における最近点が算出され（ステップＳ２２）、ステップＳ２２において算出された最近点がフィッティング前の成形品のスプリングバック後形状に戻されて金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点がそれぞれ算出される（ステップＳ２３）。

【0073】

そして、全断面位置について、金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点が算出されたか否かが判定される（ステップＳ２４）。本実施形態では、断面位置Ｃ１〜Ｃ１１の全ての断面位置について、金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点が算出されるまで、ステップＳ２１〜Ｓ２４が繰り返される。

【0074】

ステップＳ２４での判定結果がイエス（ＹＥＳ）になると、すなわち全断面位置について金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点が算出されると、図１３に示すように、金型形状の評価点からスプリングバック後形状の対応点への変位ベクトルが算出され（ステップＳ１３）、算出された変位ベクトルにα＝−１である補正係数αを掛けて金型形状の評価点における見込みベクトルが算出される（ステップＳ１４）。金型形状に設定された全ての評価点においてスプリングバックを見込むための見込みベクトルが算出される。算出された金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点は、対応点算出結果データファイルに記録され、算出された見込みベクトルは、見込みベクトル算出結果データファイルに記録される。

【0075】

そして、ステップＳ１４において算出された金型形状の評価点における見込みベクトルに基づいて、成形品のスプリングバックを見込んだ金型見込みが行われる（ステップＳ１５）。ステップＳ１において取得された成形金型の金型形状が有限要素分割されて解析モデルが作成され、金型形状の解析モデルに、ステップＳ１４において算出された金型形状の評価点における見込みベクトルがマッピングされ、金型形状の解析モデルに見込みベクトルが強制変位として与えられ、有限要素法を用いて金型形状を変形させて、成形品のスプリングバックを見込んだ見込み金型形状が算出される。

【0076】

成形金型の金型形状を有限要素分割して作成された解析モデルには、金型形状を構成する複数の節点が設けられ、前述したように、金型形状の解析モデルに金型形状の評価点における見込みベクトルがマッピングされる際に金型形状に設定された評価点が解析モデルの節点上に設定されていない場合、評価点から最も近い節点に該評価点における見込みベクトルが付与されて、有限要素法を用いて見込み金型形状の算出が行われる。

【0077】

ステップＳ１５においてスプリングバックを見込んだ金型見込みが行われ、スプリングバックを見込んだ見込み金型形状が算出されると、成形品のスプリングバックを見込んだ金型形状の生成が終了される。算出された見込み金型形状は、金型見込み算出結果データファイルに記録される。

【0078】

本実施形態では、金型形状の評価点からスプリングバック後形状の対応点への変位ベクトルを算出した後に、変位ベクトルにα＝−１である補正係数αを掛けて金型形状の評価点における見込みベクトルを算出しているが、α＜０である補正係数αを適宜設定するようにすることも可能である。例えばα＝−１．２などの補正係数αを設定することで、見込み量を調整することができる。

【0079】

このように、本実施形態によれば、成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状とを位置合わせした後に、断面ごとに、スプリングバック後形状の断面形状が金型形状の断面形状にフィッティングされ、金型形状の断面形状における評価点から最も近いスプリングバック後形状のフィッティング後の断面形状における最近点が算出され、最近点をスプリングバック後形状のフィッティング前の断面形状に戻して、金型形状の評価点に対応するスプリングバック後形状の対応点として算出される。

【0080】

そして、金型形状の評価点からスプリングバック後形状の対応点への変位ベクトルが算出され、変位ベクトルにα＜０である係数αを掛けて、金型形状の評価点における見込みベクトルが算出され、成形金型の金型形状の解析モデルに金型形状の評価点における見込みベクトルをマッピングし、金型形状の解析モデルに見込みベクトルを強制変位として与えて、有限要素法を用いて金型形状を変形させて、成形品のスプリングバックを見込んだ見込み金型形状が算出されることとなる。

【0081】

これにより、プレス成形後にスプリングバックが大きくねじれやそりによる変形が大きい場合においても、成形品のスプリングバックを見込んで成形金型の金型形状を生成する際に用いる成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を精度良く算出でき、成形品のスプリングバックを見込んだ成形金型の金型形状を精度良く生成できる。

【0082】

また、本実施形態では、成形金型を用いて成形した成形品のスプリングバック後形状を実測した位置データに基づいて作成された形状データが用いられることにより、成形品のスプリングバックを見込んだ成形金型の金型形状を精度良く生成することができる。

【0083】

本実施形態では、成形品のスプリングバック後形状１５は、成形金型を用いて実際にプレス成形した成形品のスプリングバック後形状を実測した位置データに基づいて作成された形状データが用いられるが、既知の有限要素法を用いて成形金型による金属板の成形をシミュレーションして算出された成形品のスプリングバック後形状の形状データを用いることも可能である。

【0084】

このように、有限要素法を用いて算出された成形品のスプリングバック後形状の形状データが用いられることにより、成形金型を用いて実際にプレス成形する必要なしに、成形品のスプリングバックを見込んだ成形金型の金型形状を生成することができる。

【0085】

ここで、本実施形態に係る金型形状生成システムを用いて算出した成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点の具体例について説明する。

【0086】

図１５は、本実施形態に係る金型形状生成システムを用いて算出した成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点の例を示す図である。図１５では、前述した図１８に示す金型形状Ｌ１１１とスプリングバック後形状Ｌ１１２とについて、本実施形態に係る金型形状生成システムを用いて金型形状Ｌ１１１とスプリングバック形状Ｌ１１２との対応点を算出した場合について示し、金型形状Ｌ１１１の評価点とその評価点に対応するスプリングバック後形状Ｌ１１２の対応点とをそれぞれ黒丸印と黒四角印とを用いて表示し、前記評価点から前記対応点への変位ベクトルを矢印によって表示している。

【0087】

図１５から分かるように、ねじれによる変形が大きい場合についても、本実施形態に係る金型形状生成システムでは、金型形状Ｌ１１１の評価点からスプリングバック後形状Ｌ１１２の対応点への変位ベクトルが交差することなく、金型形状Ｌ１１１とスプリングバック後形状Ｌ１１２との対応点を精度良く算出することができる。

【0088】

図１６は、本実施形態に係る金型形状生成システムを用いて算出した成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点の別の例を示す図である。図１６では、前述した図１９に示す金型形状Ｌ１２１とスプリングバック後形状Ｌ１２２とについて、本実施形態に係る金型形状生成システムを用いて金型形状Ｌ１２１とスプリングバック形状Ｌ１２２との対応点を算出した場合について示しており、金型形状Ｌ１２１の評価点とその評価点に対応するスプリングバック後形状Ｌ１２２の対応点とをそれぞれ黒丸印と黒四角印とを用いて表示し、前記評価点から前記対応点への変位ベクトルを矢印によって表示している。

【0089】

図１６から分かるように、長手方向にそりによる変形が大きい場合についても、本実施形態に係る金型形状生成システムでは、金型形状Ｌ１２１の評価点からスプリングバック後形状Ｌ１２２の対応点への変位ベクトルが交差することなく、金型形状Ｌ１２１とスプリングバック後形状Ｌ１２２との対応点を精度良く算出することができる。

【0090】

このように、本実施形態では、スプリングバック後形状の断面形状を金型形状の断面形状にフィッティングし、金型形状の評価点から最も近いスプリングバック後形状のフィッティング後の最近点を算出し、この最近点をフィッティング前のスプリングバック後形状に戻して対応点として算出することにより、成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を精度良く算出でき、成形品のスプリングバックを見込んだ成形金型の金型形状を精度良く生成できる。

【0091】

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0092】

以上のように、本発明によれば、成形金型の金型形状と成形品のスプリングバック後形状との対応点を精度良く算出でき、成形品のスプリングバックを見込んだ成形金型の金型形状を生成する場合に好適に利用される可能性がある。

【符号の説明】

【0093】

２０ コンピュータ
２１ 中央演算装置
２２ 入力装置
２３ 表示装置
２４ 記憶装置
２５ 出力装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】