JPH04294460A - ブランク配列図作成システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＡＤ等による金型設
計においてレイアウト図作成時に使用するブランク配列
図を、自動処理により作成するブランク配列図作成シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、金型により鈑金等の板材から
型押しフレーム（製品）を抜き出すことが行われている
。これは、材料の鈑金を工程順に配列された上金型、下
金型の間に逐次送り込んで、例えば、まず最初の工程で
パイロット穴抜き、次の工程で１個穴抜き、刻印、さら
に次の工程では外形抜き、次に面取り、穴抜き、リスト
ライク（打ち抜き前の切り込み入れ）、そして、最終工
程で抜き落とし、というように作業を進める。最終工程
で抜き落とされる製品の形状によっては、すじ入れ、予
備曲げ、曲げ等の中間の工程が更に必要となるものもあ
り、また、形状の簡単なものであれば数工程で済むもの
もある。

【０００３】ところで、上記のような作業に使用する各
工程別の金型設計をする際には、先ず、レイアウト図（
工程図）を作成し、このレイアウト図に基づいて各工程
別の金型の配置順序、配列間隔、配列角度等を設定する
ようになっている。

【０００４】そして、このレイアウト図を作成するには
、前段の手順として、ブランク（製品の展開図）配列図
を作成する必要があった。例えば、図７に示すように、
Ｗミリ幅の鈑金７−１上に、板材の厚みに応じて予め定
められる定寸法、送り桟Ｓａ、縁桟Ｓｂのサン幅を設け
ながらブランク７−２の配列を設定する。

【０００５】このブランク配列図は、図７の板材（鈑金
）７−１に対する製品（ブランク７−２）の生産歩留ま
りを最良（最大）に設定するためのものである。即ち、
原材料（板材）コストを最小とすることを目的として、
製品抜き落とし後の原材料スクラップ量を最少に押さえ
るよう型取りをなした図面である。そして、このブラン
ク配列図に基づいて、レイアウト図を作成していたもの
である。

【０００６】従来、ブランク配列図を作成する手法は、
次のようなものである。図７において、まず、板材７−
１の、工程に流し始めの無駄部分Ｒ−１と流し終りの無
駄部分Ｒ−２（ともに斜線で示す部分）は、抜き落とす
製品７−２の数が十分多いものとすれば、製品全体に対
する割合は僅かであるので材料損失としては無視できる
。すると、同図、製品７−２の配列ピッチ長Ｐと板材の
幅Ｗとの積で表される板材量（面積）Ｐ×Ｗが製品１個
当たりのロス（目減り）込みの使用量となる。この製品
１個当たりのロス込み使用量（板材量面積）を最小に設
定すれば、そのときの原材料コストは最小となる。

【０００７】上述の原則に基づいて、机上でブランク７
−２の角度、配列ピッチ等を仮設定しては、その時の配
列ピッチ長Ｐと板材の幅Ｗの寸法を計り、Ｐ×Ｗを算出
し、そのＰ×Ｗが最小（歩留まりが最大）となるように
、シュミレーションを繰り返していた。勿論、この手作
業は予め定められた送り桟Ｓａ、縁桟Ｓｂのサン幅を計
測寸法内に取り入れながら行う。

【０００８】近年、ＣＡＤにより金型設計及びレイアウ
ト図の作成が行われるようになっているが、その作成の
基となる上述したブランク配列図の作成は現在でも手作
業によっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、手作業で試行錯誤のシュミレーションを繰り返
しながら、そのつど上記ブランクの配列ピッチ長と板材
幅の採寸、積算等を行って、それらの中から最良データ
を得るという作業は極めて面倒で手数を要し、非効率的
であるという問題があった。

【００１０】また、上記のようにシュミレーションを繰
り返して最良であるとして得られたデータは、シュミレ
ーションの中での最良データであり、事実上の最良デー
タであるか否かは不明である、すなわち、最良であると
の保証がないという問題があった。

【００１１】本発明は、歩留まりが最大となるようなブ
ランク配列図を自動的に作成することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の手段は次の通り
である。入力手段１（図１の機能ブロック図を参照）は
、ブランクデータを入力する。同手段は、例えばキーボ
ード、マウス、タッチペン等である。

【００１３】次に、算出手段２は、上記入力されたブラ
ンクデータに対して歩留まりが最良となるブランク角度
を求める。同手段は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置
）チップである。

【００１４】作図手段３は、算出手段２により求められ
た上記歩留まりの最良となるブランク角度の時のブラン
ク配列ピッチ及び材料幅に基づいてブランク配列図を作
成する。同手段は、例えばＣＲＴディスプレイである。

【００１５】

【作用】本発明の手段の作用は次の通りである。まず、
入力手段１により、ブランクデータが入力されると、そ
のブランクデータに対して算出手段２により、歩留まり
が最良となるブランク角度が求められる。すると、作図
手段３により、上記歩留まりが最良となるブランク角度
の時のブランク配列ピッチ及び材料幅に基づいてブラン
ク配列図が作成される。

【００１６】したがって、ブランクデータが入力される
と、ブランク配列図が自動的に作成される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図２乃至図６を用
いて説明する。まず、図１は、一実施例のシステム構成
図である。同図において、ＣＰＵ２１は中央演算処理装
置であり、特には図示しない内蔵のＲＯＭ（リード・オ
ンリ・メモリ）に格納されたマイクロプログラムに従っ
て動作し、システム全体を制御する。また、メモリ２４
に格納された動作プログラム、データ等により各種の演
算を行う。

【００１８】キーボード２２は、各種データや動作命令
を入力するための複数のキーを具えている。そして、キ
ー操作により、ブランクを描画するためのパラメータ、
即ちブランクデータを入力したり、或いは、後述するメ
モリ２４の予めブランクデータを記憶している記憶領域
から、その記憶しているブランクデータを呼び出す命令
等を入力するようになっている。

【００１９】なお、キーボード２２を、キーボードとせ
ず、マウス或いはタッチペンで構成してもよい。この場
合は、後述するディスプレイ２３の画面上に、入力用の
データメニュー、命令メニュー等を表示させるようにす
る。そして、その表示されたメニューからマウス或いは
タッチペンでデータや命令を選択することにより入力を
行う。

【００２０】ディスプレイ２３は、入力データに基づい
てブランクの描画等を行う。また、ＣＰＵ２１による演
算結果に基づいて得られた配列角度等のデータに基づい
て、最良のブランク配列図を表示する。

【００２１】記憶装置２４は、ＲＡＭデスク、レジスタ
、ビットマップメモリ等からなり、ＣＰＵ２１によって
、各種データの書き込み、読み出しが行われる。以上の
構成の一実施例の動作を、図３のフローチャートを用い
て説明する。この処理は、図２に示したキーボード２２
からのブランクデータの入力がなされた後、ＣＰＵ２１
によって行われる。また、この処理に際しては、特には
図示しないがドットマップメモリＤＩＴＴＯ及び記憶装
置２４内に設けられている下記のような各種レジスタが
ＣＰＵ２１により使用される。

【００２２】即ち、レジスタαＲｉは、ブランク配列角
度データαｉを記憶する。レジスタＰＲｉは、ブランク
配列角度データがαｉであるときのブランク配列ピッチ
データＰｉを記憶する。

【００２３】レジスタＷＲｉは、同じく板材幅データＷ
ｉを記憶する。レジスタＡＲｉは、同じくブランク一個
当たりの使用板材面積データＡｉを記憶する。

【００２４】レジスタα０、Ｐ０、Ｗ０及びＡ０は、上
記各データの最良値をそれぞれ記憶する、レジスタＳＲ
ａは、送り桟データＳａを記憶する。

【００２５】レジスタＳＲｂは、縁桟データＳｂを記憶
する。なお、上記において、ｉ＝１、２、・・・ｍであ
る。また、上記各レジスタの内容は処理開始時において
全てクリアされる。

【００２６】また、上記キーボード２２からはブランク
データの入力の他に、板材の厚みデータＴＨが予め入力
されるものとする。まず、最初の処理では、上記キーボ
ード２２からのブランクデータの入力に基づいて、例え
ば、図４（ａ）に示すようなブランク４−１がディスプ
レイ２３上に描画される。そして、同じくキーボード２
２から入力された板材の厚みデータＴＨによりサン幅（
送り桟データ）Ｓａ及びフチサン（縁桟データ）Ｓｂが
演算により求められる。そして、得られた演算結果が、
それぞれレジスタＳＲａ、ＳＲｂに格納される（ステッ
プＳ１）。

【００２７】上記サン幅及びフチサンの値は、板材の材
質により多少の違いがあるが、通常は、いずれも板材の
厚みＴＨ×１．５で求められ、Ｓａ＝Ｓｂである。次に
、上記レジスタＳＲａに得られたサン幅Ｓａに基づいて
、オフセット付きブランクが作成される（ステップＳ２
）。

【００２８】この処理は、上記ディスプレイ２３上に描
画された図４（ａ）　に示す原ブランク４−１に対して
、同図（ｂ）　の斜線部で示すように、サン幅Ｓａ×０
．５（即ち、サン幅Ｓａの半分）の値のオフセットを付
加するものである。このオフセット付加の処理は、まず
、同図（ａ）　のブランク４−１の外形描画データ（た
がいに交点で連続して外形を構成する個々の直線または
曲線の２点を指定する座標パラメータ）を、それぞれ外
形の外側に立てた垂線方向にサン幅Ｓａ×０．５の値だ
け移動させる。そして、交点補正を行うことにより、同
図（ｂ）　に示すオフセット付きブランク４−２が得ら
れるものである。

【００２９】ここで、原ブランク４−１に対してサン幅
Ｓａ×０．５のオフセットを付加する理由を説明してお
く。これは、このオフセット付きブランク４−２を配列
したとき、その密着部が即ち隣接するオフセット付きブ
ランク４−２双方の最接近部であることに着目したもの
である。即ち、オフセット付きブランク４−２にとって
の最接近部は、原ブランク４−１にとっても最接近部で
あり、ここで双方が互いに密着しているのであるから、
この部分で双方に介在するオフセットは（Ｓａ×０．５
）＋（Ｓａ×０．５）即ち、サン幅Ｓａとなる。

【００３０】このように、サン幅Ｓａ×０．５のオフセ
ット付きブランク４−２を用いて配列図を作るようにす
れば、最接近部にサン幅Ｓａを設定するという繁雑な手
続きは不用となり、互いに密着して形成される配列の中
から最適の配列を求めるだけで、結果として最接近部に
サン幅Ｓａが設定された原ブランク４−１の配列図を得
ることができるものである。

【００３１】図３の、ステップＳ２に続いて、そのステ
ップＳ２で作成された上記オフセット付きブランク４−
２に、基準点（Ｘｋ，Ｙｋ）を中心に逆時計回りに所定
角度、例えば２度の回転が与えられる。そして、この時
の回転後の角αｉ（最初はｉ＝１）がレジスタαＲｉに
格納される（ステップＳ３）。

【００３２】上記基準点は、任意に設定してよく、例え
ば、ブランクの加工上、又は組み立て機能上基準となる
個所があればそのような点を指定するようにしてもよい
。ここで、図５（ａ）　に、回転したオフセット付きブ
ランク５−１（図４（ｂ）　のオフセット付きブランク
４−２と同じもの）を示す。図５（ａ）　は、２度ずつ
ｉ回（ｉ＝１、２、・・・９０（＝１８０／２））回転
して、Ｘ軸に対して角度がαｉとなったときの状態を示
したものである。

【００３３】ステップＳ３に続いて、上記回転させたオ
フセット付きブランク５−１に対して、Ｘ軸に平行な線
、ｙ＝ａ＋ｊ（ａは定数、ｊ＝０，１，２・・・ｍ）が
設定される（図５（ｂ）　参照）。そして、そのｙ＝ａ
＋ｊとオフセット付きブランク５−１との交点のＸ座標
の最小値ｘ１と最大値ｘ２が求められる。そして、両者
の差値（（ｘ２−ｘ１）の絶対値、即ち、Ｘ軸に平行な
切線の長さ）が、記憶装置２４の特には図示しないワー
クレジスタｘＲｊに格納される。そして、この処理が、
オフセット付きブランク５−１に下方で接するｙ＝ａ＋
０（ｊ＝０）から上方で接するｙ＝ａ＋ｍ（ｊ＝ｍ）ま
で順次繰り返される（ステップＳ４）。

【００３４】上記変数ｊのとる値の単位は、任意に設定
してよく、例えば、ブランクが小型のものであれば、０
．１ｍｍを単位として設定することも考えられ、また、
大型のものであれば１ｍｍ単位或いは１ｍｍ以上の単位
であっても十分目的は達成できる。

【００３５】続いて、ワークレジスタｘＲｊに格納され
たデータが、レジスタｘＲ０からレジスタｘＲｍまで順
次照合され、最大となっているデータ（このデータが示
す位置でオフセット付きブランク５−１が互いに密着す
る）がこの時の（オフセット付きブランク５−１がｉ回
目に回転したときの）配列ピッチＰｉとしてレジスタＰ
Ｒｉに格納される（ステップＳ５）。

【００３６】次に、上記オフセット付きブランク５−１
上のＹ座標の最大値Ｙｍａｘ及び最小値Ｙｍｉｎが求め
られ、このＹ座標の最大値Ｙｍａｘ及び最小値Ｙｍｉｎ
と、ステップＳ１で算出されているフチサンＳｂとによ
り、材幅Ｗｉが演算され、算出された材幅Ｗｉがレジス
タＷＲｉに格納される（ステップＳ６）。

【００３７】上記材幅Ｗｉは、（Ｙｍａｘ　　−　　Ｙ
ｍｉｎ）の絶対値＋フチサンＳｂで容易に求められる。 即ち、図６に示すオフセット付きブランク５−１は、図
４の原ブランク４−１にフチサンＳｂの１／２のオフセ
ットが付加された形（上下合計してＳｂ）であるから、
さらにフチサンＳｂを付加すれば、原ブランク４−１の
上下にフチサンＳｂを付加したと同様の寸法データ（材
幅）となるものである（図６参照）。

【００３８】続いて、レジスタＷＲｉから上記ステップ
６で算出された材幅Ｗｉが読み出され、さらに、レジス
タＰＲｉから上述ステップＳ５の処理で算出された配列
ピッチＰｉが読み出されて、Ｗｉ×Ｐｉ（製品１個当た
りの使用材量面積）が算出される。そして、得られたデ
ータＡｉがレジスタＡＲｉに格納される（ステップＳ７
）。

【００３９】次に、上記ブランクの角度が回転を開始し
てから１８０度となったか否かが判定される（ステップ
８）。そして、まだ１８０度回転していなければ、上記
ステップＳ３に戻って、再び回転処理が行われ、さらに
上記ステップＳ４〜Ｓ８の処理が行われるということが
繰り返えされる。

【００４０】上記ステップＳ８の判定は、ブランクが、
配列方向に対して１８０度回転した状態は、回転角「０
」の最初の状態から、丁度、上下が入れ代った（逆さま
になった）状態となったときであり、この状態となった
か否かを判定しているものである。即ち、この後、回転
を３６０度まで続けても、それまでの、０〜１８０度ま
での回転でえられる状態の上下が入れ代るのみであり、
結果として、０〜１８０度までの回転で得られるデータ
と１８０〜３６０度までの回転で得られるデータとは同
じものとなるので、０〜１８０度の回転をもって回転に
伴う演算を終了させるためのものである。

【００４１】そして、回転が１８０となっていれば、上
記回転（ｉ＝１〜９０）に伴う演算を終了する。そして
、まず、レジスタＡＲｉの内容（製品１個当たりの使用
材量面積）Ａｉを、レジスタＡ１〜Ａ９０まで照合して
、最小の値のＡｉを、即ち、歩留まりが最大となる材料
データＡ０として、レジスタＡＲ０に格納する。続いて
、上記最小の値のＡｉ（Ｗｉ×Ｐｉ）に対応するＷｉ及
びＰｉを、歩留まりが最大となる材幅データＷ０及びピ
ッチデータＰ０として、それぞれレジスタＷＲ０及びＰ
Ｒ０に格納し、更にこの時のαｉを、歩留まりが最大と
なるブランク配列角度α０としてレジスタαＲ０に格納
する（ステップＳ９）。

【００４２】これにより、歩留まりが最大となる材幅Ｗ
０、ブランクの配列ピッチＰ０、及び配列角度α０が、
それぞれレジスタレジスタＷＲ０、ＰＲ０、及びαＲ０
に求められる。

【００４３】続いて、上記レジスタＷＲ０に求められた
材幅Ｗ０により材料図面を作成する。さらに、ステップ
Ｓ１で入力されているブランクデータによる原ブランク
４−１の図形データを、上記レジスタαＲ０に求められ
ている角度α０でドットマップメモリＤＩＴＴＯに作成
する。そして、この、ドットマップメモリＤＩＴＴＯに
作成した原ブランク４−１の図形を、上記作成した材料
図面上に、上記レジスタＰＲ０に求められている配列ピ
ッチＰ０で、また、上下にフチサンＳｂを持つようにし
て順次配列することにより親図（ブランク配列図）を作
成する（図６参照）（ステップＳ１０）。

【００４４】上記のようにして、始めに、ブランクデー
タを材料厚みデータと共に入力するだけで、歩留まりが
最大となるブランク配列図を自動的に得ることができる
。なお、本実施例における処理では、計測回数（回転回
数）ｉに応じてそれぞれの計測時毎に各データを格納す
るための各ｉ個のレジスタを設けているが、各データに
対してそれぞれ２個のレジスタを設けるだけにしてもよ
い。この場合は、図３のステップＳ７において、Ｗｉ×
Ｐｉを求めたとき、前回求めたＷ（ｉ−１）×Ｐ（ｉ−
１）と照合して値の小さな方をレジスタＷＲ（ｉ−１）
及びレジスタＰＲ（ｉ−１）に保持し、さらに、その値
の小さな方に対応する角データをレジスタαＲ（ｉ−１
）に保持するようにして、ステップＳ３〜Ｓ８の処理を
行う。かくすれば、例えば材幅については、レジスタＷ
ＲｉとＷＲ（ｉ−１）の２個のレジスタがあればよく、
この時、最良の値が常にレジスタＷＲ（ｉ−１）に保持
されることになる。そして、ステップ９においては、レ
ジスタＷＲ０の値Ｗ０を用いる代りに、上記レジスタＷ
Ｒ（ｉ−１）に保持されている値Ｗ（ｉ−１）をただち
に用いるようにすればよい。

【００４５】また、オフセット付きブランクの回転を逆
時計回りとしているが、時計回りでもよい。また、回転
角度を２度毎に設定しているが、２度に限ることなく任
意に設定してよい。

【００４６】なお又、上記実施例において、ＣＰＵ２１
、キーボード２２、ディスプレイ２３及びメモリ２４を
もって１つのシステム構成としているが、ＣＰＵ２１及
びメモリ２４をもってホストコンピユータシステムを構
成し、キーボード２２（又はマウス若しくはタッチペン
）及びディスプレイ２３をもって上記ホストコンピユー
タシステムに接続するターミナル（入力出力端末装置）
を構成するようにしてもよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、歩留まりが最大となる
ようなブランク配列図を自動的に作成できるようにした
ので、手作業で試行錯誤のシュミレーションを繰り返え
す面倒がなくなり、手数が省けて作業効率が上昇する。

【００４８】また、事実上の最良データ（最良のブラン
ク配列図）を得ることが容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】一実施例のシステム構成図である。

【図３】ＣＰＵの動作フローチャートである。

【図４】ブランクのオフセットを説明する図である。

【図５】配列ピッチの算出方法を説明する図である。

【図６】ブランク配列図である。

【図７】従来のブランク配列図を説明する図である。

【符号の説明】

１　　入力手段 ２　　算出手段 ３　　作図手段 ２１　　ＣＰＵ ２２　　キーボード ２３　　ディスプレイ α０　　　ブランクの配列角度 Ｗ０　　　原材料幅 Ｐ０　　　ブランクの配列ピッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ブランクデータを入力する入力手段（
   １）と、該入力手段（１）により入力されたブランクデ
   ータに対して歩留まりが最良となるブランク角度を求め
   る算出手段（２）と、該算出手段（２）により求められ
   た前記歩留まりの最良となるブランク角度の時のブラン
   ク配列ピッチ及び材料幅に基づいてブランク配列図を作
   成する作図手段（３）と、を具備することを特徴とする
   ブランク配列図作成システム。