JP7600007B2

JP7600007B2 - スクラップ落下のシミュレーション方法及びシミュレーションプログラム並びにプレス装置の品質判定方法

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Description

本発明は、プレス装置で発生するスクラップの落下のシミュレーション方法及びシミュレーションプログラム、並びに該シミュレーション方法を用いたプレス装置の品質判定方法に関する。

プレス製品の製造過程では、プレス装置で板材であるワークを絞り形成した後、ワークのスクラップ部分を切断して廃棄するトリム工程が存在する。

トリム工程では、ワークから切断されたスクラップをプレス装置に設けられたスクラップシュートに落下させる。しかしながら、スクラップが想定不可能な動作によりプレス装置内に残留してしまうと、その後のプレス製品の加工で不良品が発生する要因や、プレス金型が破損する要因となる。

このような問題を解決するために、プレス装置を設計する際に、スクラップがスクラップシュートへ落下する動作をシミュレートする技術が開発されている。

例えば、特許文献１には、コンピュータ内で、プレス装置と、該プレス装置でプレス加工されたワークから生じるスクラップとを仮想的に作成し、このスクラップがスクラップシュートへ落下して外部へ排出される動作を仮想的に再現するシミュレーション方法が記載されている。

特開２０１６－１３４１７４号公報

従来のシミュレーション方法では、スクラップ発生時に重力のみを作用させてスクラップを自由落下させている。そのため、プレス装置の同一部位で発生する同一形状のスクラップでは、落下動作は一通りとなるが、実際に製造されたプレス装置では、スクラップの落下動作はその都度変化する。これは、スクラップの発生時に、重力以外の力、例えば、切断時のプレス金型の上型からの押圧力、板材自体の弾性変形による復元力、スクラップ自体の慣性モーメント、空気抵抗力など、が作用しているためと考えられる。

しかしながら、これらの力の大きさは重力に比べて小さく、スクラップの発生時ごとに微妙に変化するものであるから、これらの力を数値計算してシミュレーションに付加することは困難である。また、各力をシミュレーションの演算式に付加すると、計算量が膨大になってしまうという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、シミュレーションにおける計算量の増加を抑制しながら、プレス装置におけるスクラップの落下動作を精度よく予測することができるスクラップ落下のシミュレーション方法及びシミュレーションプログラム、並びに該シミュレーション方法を用いたプレス装置の品質判定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、プレス装置のプレス金型と、該プレス金型で加工されるワークから発生したスクラップと、該スクラップを前記プレス装置の外部へ案内するスクラップシュートとを三次元モデル化し、前記スクラップが前記スクラップシュートへ落下して外部へ排出される様子を予測するスクラップ落下のシミュレーション方法であって、前記ワークから発生した前記スクラップが前記スクラップシュートへ落下する落下初期時に、前記スクラップに対して、重力と、所定の大きさの範囲内でランダムな大きさの力とを作用させる工程を含むことを特徴とする。

この構成によれば、シミュレーションにおいて、スクラップをスクラップシュートへ仮想的に落下させる際に、所定の大きさの範囲内でランダムな大きさの力を作用させているので、プレス装置で発生したスクラップの落下動作がその都度変化する。これにより、スクラップの発生時に、スクラップに作用する重力以外の様々な力を個々に数値計算することなく、スクラップの落下動作がその都度に変化する様子を再現することができるので、シミュレーションにおける計算量の増加を抑制しながら、プレス装置におけるスクラップの落下動作を精度よく予測することができる。

また、本発明の一実施形態は、前記シミュレーション方法において、前記スクラップの落下速度が所定の閾値を超えた場合に、前記スクラップの減速処理を行う工程を含むことを特徴とする。

この構成によれば、シミュレーションのための計算量の増加を抑制しながら、精度の高いシミュレーションを行うことができる。具体的には、シミュレーションのための計算量を低減するために、スクラップの落下速度を計算する時間の間隔を長くすると、シミュレーション上で、スクラップがスクラップシュートへ食い込む現象が生じる。この状態でシュートからスクラップが受ける反力を計算すると、反力が過剰に大きくなり、シミュレーション精度が低下する。また、このような事態を解消するために、落下速度を計算する時間の間隔を短くすると、計算量が膨大になってしまう。これに対し、落下速度を減速処理することで、落下速度を計算する間隔を長くして計算量の増加を抑制しながら、スクラップがスクラップシュートに当たった際に、過剰な反力を受けることを抑制してシミュレーション精度を向上することが可能となる。

また、本発明の一実施形態は、前記シミュレーション方法において、前記ランダムな大きさの力は、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれの方向で設定されることを特徴とする。

この構成によれば、落下するスクラップに対してＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれの方向にランダムな大きさの力が作用するので、スクラップがスクラップシュートへ落下する際に生じ得る多様な落下動作を再現することができる。

また、本発明の一実施形態は、プレス装置のプレス金型と、該プレス金型で加工されるワークから発生したスクラップと、該スクラップを前記プレス装置の外部へ案内するスクラップシュートとを三次元モデル化し、前記スクラップが前記スクラップシュートを経て外部へ排出される動作を予測するスクラップ落下のシミュレーションプログラムであって、前記ワークから発生した前記スクラップが前記スクラップシュートへ落下する落下初期時に、前記スクラップに対して、重力と、所定の大きさの範囲内でランダムな大きさの力とを作用させるステップを含むことを特徴とする。

この構成によれば、スクラップの発生時に、スクラップに作用する重力以外の様々な力を個々に数値計算することなく、スクラップの落下動作がその都度に変化する様子を再現することができるので、シミュレーションにおける計算量の増加を抑制しながら、プレス装置におけるスクラップの落下動作を精度よく予測することができる。

また、本発明の一実施形態は、前記シミュレーション方法を用いたプレス装置の品質判定方法において、前記シミュレーション方法を用いて、前記スクラップを前記スクラップシュートへ落下させる動作を所定回数繰り返す反復工程と、前記反復工程で、前記スクラップが前記スクラップシュートを経て前記外部に排出された確率を算出する確率算出工程と、前記確率が所定の閾値未満の場合に、前記プレス装置の設計品質が低いと判定する判定工程と、を含むことを特徴とする。

この構成によれば、上述したシミュレーション方法を用いて、スクラップの落下動作を所定回数繰り返すことにより、落下動作がそれぞれ異なるスクラップが、スクラップシュートに詰まるか否かを予測することができる。また、スクラップがスクラップシュートを経て外部へ排出された確率が所定の閾値未満の場合、すなわち、スクラップがスクラップシュートで詰まる等により、外部へ排出されない確率が比較的高い場合に、プレス装置の設計品質が低いと判定されるので、この判定結果に基づいてプレス装置の設計変更を行うことで、プレス装置の設計品質の向上を図ることができる。

本発明に係るスクラップ落下のシミュレーション方法及びシミュレーションプログラム、並びに該シミュレーション方法を用いたプレス装置の品質判定方法によれば、シミュレーションにおける計算量の増加を抑制しながら、プレス装置におけるスクラップの落下動作を精度よく予測することができる。

プレス装置を示す概略図である。図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。本発明の一実施形態に係るシミュレーション方法及びプレス装置の設計品質判定方法を実行するためのシミュレーションシステムを示すブロック図である。スクラップ落下のシミュレーション方法の手順を示すフローチャートである。スクラップの減速処理を説明する図である。スクラップに作用させるランダム力を説明する図である。プレス装置の設計品質判定方法の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、プレス装置５０を示す概略図である。プレス装置５０は、板材であるワーク７０をプレス加工するとともに、ワーク７０のスクラップ部分を切断するトリミングを実施する。図１に示すように、プレス装置５０は、プレス金型５４と、ワーク７０から切断されたスクラップ７２をプレス装置５０の外部へ案内するスクラップシュート５６とを備える。

プレス金型５４は、ワーク７０に対してトリミング加工を実施する部位であり、設置現場に固定される下型６６と、下型６６に対して上下動自在な上型６１とを備える。下型６６は、下型本体６７上に支持される下切刃６８を備える。上型６１は、下型６６上に載置されたワーク７０を抑えるパッド６２と、カムスライダ６４と、上切刃６５とを備えている。カムスライダ６４は、上型６１の下降動作によって下型本体６７に設けられたカムドライバ６９に当接してワーク７０側へ前進移動し、上型６１の上昇動作によって後退移動する。上切刃６５は、下切刃６８と対向するように、カムスライダ６４に設けられている。

ワーク７０は、プレス金型５４の上切刃６５と下切刃６８とによって切断され、切断されたワーク７０の一部は、スクラップ７２としてプレス装置５０のスクラップシュート５６へ落下する。

スクラップシュート５６は、プレス金型５４の下切刃６８の下方側に配置され、上下方向に対して傾斜して延びている。図示例では、スクラップシュート５６と下型本体６０とが一体に形成されている。図２に示すように、スクラップシュート５６は、上下方向に延びる両側壁５６ａ、５６ｂと、両側壁５６ａ、５６ｂの下端部を繋ぐ底壁５６ｃと、を有し、上方が開口している。底壁５６ｃの上面は平滑に形成されており、この上面に沿ってスクラップ７２が傾斜方向の下方側へ滑走し、プレス装置５０の外部へ排出される。

本実施形態のスクラップ落下のシミュレーション方法は、プレス装置５０でワーク７０が切断されることにより発生したスクラップ７２が、スクラップシュート５６へ落下し、このスクラップシュート５６を通ってプレス装置５０の外部へ排出されるまでの過程をシミュレーションする。プレス装置５０の設計段階で、プレス装置５０の設定データに基づいてスクラップ７２が落下して排出される様子をシミュレートすることで、スクラップ７２がプレス装置５０内に残留してしまうという不具合を設計時に解消することが可能となる。以下、本実施形態のスクラップ落下のシミュレーション方法について説明する。

図３は、本実施形態のスクラップ落下のシミュレーション方法を実行するためのシミュレーションシステム１０を示すブロック図である。本実施形態のシミュレーションシステム１０は、スクラップ落下のシミュレーションに加え、シミュレーション結果を用いて、プレス装置５０の設計品質の判定を行う判定機能を有している。このシミュレーションシステム１０は、マイクロコンピュータや、パーソナルコンピュータ等の単一のコンピュータ、或いは、ネットワークを介して相互に接続される複数のコンピュータにより構成される。

シミュレーションシステム１０は、情報入力手段である入力装置１２と、記憶手段である外部記憶装置１４と、制御手段である演算装置１６と、表示手段である表示装置１８と、を備える。

入力装置１２は、例えば、キーボード、マウス及び／又はタッチパネル等の入力手段を用いて構成することができる。

外部記憶装置１４は、演算装置１６に接続される外部メモリであって、磁気ディスクや光ディスク等で構成することができる。

演算装置１６は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、情報処理部である中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＡＭやＲＯＭ等の内部メモリ、及び、他の装置と交信するための入出力インターフェース等を備えている。演算装置１６の情報処理部は、ＣＰＵに限られず、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け標準製品（ＡＳＳＰ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）等とすることができる。

この演算装置１６は、内部メモリや外部記憶装置１４に記憶させたスクラップ落下のシミュレーションプログラム、演算装置１６が読み取り可能な記録媒体に記録されたスクラップ落下のシミュレーションプログラム、或いは、図示していないネットワークや通信装置を介して外部からロードしたスクラップ落下のシミュレーションプログラムをＣＰＵで実行することができる。このシミュレーションプログラムにより、演算装置１６は、入力装置１２で指示された解析対象であるプレス装置５０及びワーク７０を疑似的にプレス加工及びトリミングして、ワーク７０から発生したスクラップ７２がスクラップシュート５６へ落下して外部へ排出される様子をシミュレートする。

上述した流動シミュレーションは、演算装置１６に備えられた、モデル構築部２２と、ランダム力設定部２４と、減速処理部２６と、確率算出部３０と、判定部３２とを備えている。

モデル構築部２１は、プレス装置５０、ワーク７０及びスクラップ７２の形状データを読み込んで、これらの三次元モデルを構築する。形状データは、入力装置１２や外部記憶装置１４を介して演算装置１６に入力することができる。本実施形態では、これらの設計を行う際に使用するＣＡＤデータを用いて三次元モデルを作成している。

ランダム力設定部２４は、スクラップ７２の落下初期時に作用させるランダムな大きさの力Ｆを所定の大きさの範囲内で設定する。このランダムな大きさの力Ｆ（以下、「ランダム力Ｆ」とも称する）は、以下の式（１）で示すランダム関数によって表すことができる。
ｆｏｒｃｅ＝（上限値，下限値）・・・・・式（１）

本実施形態では、以下の式（２）（３）（４）に示すように、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれの方向に対してランダム力Ｆが設定されている。
Ｘ方向force＝（上限値ｘ_ｕｐ，下限値ｘ_ｌｏｗ）・・・・・式（２）
Ｙ方向force＝（上限値ｙ_ｕｐ，下限値ｙ_ｌｏｗ）・・・・・式（３）
Ｚ方向force＝（上限値ｚ_ｕｐ，下限値ｚ_ｌｏｗ）・・・・・式（４）

本実施形態では、一例として、Ｙ方向の正方向を重力方向に設定し、下限値ｙ_ｌｏｗ＝０に設定している。また、上限値ｘ_ｕｐ、上限値ｙ_ｕｐ及び上限値ｚ_ｕｐを正の値に設定し、下限値ｘ_ｌｏｗ及び下限値ｚ_ｌｏｗを負の値に設定している。スクラップ７２に作用させるランダム力Ｆは、式（２）～（４）で設定されたＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の力の合力である。ランダム力Ｆは、スクラップ７２に作用する重力の大きさよりも小さくなるように、力の大きさの範囲が設定されている。

減速処理部２６は、スクラップ７２の落下速度Ｖが所定の閾値Ｖ_ｔｈ（以下、「速度閾値Ｖ_ｔｈ」とも称する）を超えた場合に、スクラップ７２の減速処理を行う。減速処理は、予め設定された規則に従って行われ、本実施形態では、速度閾値Ｖ_ｔｈを超えた場合に、以下の式（５）に示すように、スクラップ７２の落下速度Ｖの大きさを半減する処理を行う。
Ｖ＝Ｖ／２・・・・・式（５）

確率算出部３０は、スクラップ落下のシミュレーションの結果に基づいて、シミュレーション上でスクラップ７２がプレス装置５０の外部に適切に排出された確率を算出する。判定部３０は、確率算出部３０で算出された確率に基づいて、プレス装置５０の設計品質が低いか否かを判定する。

演算装置１６で解析されたスクラップ落下のシミュレーション結果は、表示装置１８に表示される。表示装置１８は、情報を視覚的に表示可能な装置であり、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、及び／又はブラウン管ディスプレイ等により構成することができる。表示装置１８には、シミュレーション結果のみならずシミュレーション過程を表示させることができる。

次に、図４のフローチャートを用いて、シミュレーションシステム１０によるスクラップ落下のシミュレーション方法について説明する。

図４に示すように、ステップＳ１０では、外部記憶装置１４及び／又は演算装置１６の内部メモリから、各種の形状データ及び計算条件データが読み込まれる。形状データは、プレス装置５０、ワーク７０及びスクラップ７０の形状データを含み、ワーク７０が加工されることによる形状変化のデータも含む。計算条件データは、プレス金型５４の上型６１の可動サイクル時間（例えば６秒）、プレス金型５４の加圧力、スクラップ７２を落下させる時間Ｔｅ（例えば４秒）、落下時間Ｔｅを等分割したシーンのコマ数Ｎ（Ｎは２以上の整数）、上述したランダム関数の上限値及び下限値、重力の大きさ、スクラップ７０がスクラップシュート５６に当接した際に、スクラップシュート５６から受ける反力の条件等が含まれる。次のステップＳ１２では、読み込まれた形状データから、モデル構築部２２により三次元モデルが作成される。

次のステップＳ１４では、スクラップ７２の落下動作を行う回数Ｍ（Ｍは１以上の整数）が設定される。回数Ｍは入力装置１２で指示された数とすることができる。次のステップＳ１６では、スクラップ７２の落下動作の回数ｍがリセット処理され、回数ｍ＝１に設定される。

次のステップＳ１８では、スクラップ７２の落下動作について、シーンｎ＝１が設定される。ここで、ｎは、数値条件データで読み込まれたコマ数Ｎの各シーンの番号であり、１～Ｎの整数である。シーン１は、ワーク７０の切断によりスクラップ７２が発生した場面、すなわち、スクラップ７２の落下初期時の場面に設定されている。

次のステップＳ２０では、ランダム力設定部２４により、上述した式（２）～（４）のランダム関数に基づき、ランダム力Ｆが設定される。次のステップＳ２２では、重力とランダム力Ｆとをシーン１のスクラップ７２に作用させる。これらの力により、スクラップ７２の落下動作が開始される。

次のステップＳ２４では、スクラップ７２の落下速度Ｖが所定の速度閾値Ｖ_ｔｈを超えているか否かが判定される。速度閾値Ｖ_ｔｈを超えている場合、続くステップＳ２６で、減速処理部２６により、落下速度Ｖの減速処理が実行される。

図５は、スクラップ７２の減速処理を説明する図である。スクラップ７２に対して減速処理を実施しない場合、シミュレーションのための計算量を低減するために、スクラップ７２の落下速度を計算する時間の間隔を長くする（すなわち、コマ数Ｎの値を小さくする）と、図５の仮想線で示すスクラップ７２のように、シミュレーション途中のシーンｎにおいて、スクラップ７２がスクラップシュート５６へ食い込む現象が生じることがある。このような食い込み現象は、現実のプレス装置５０では発生しないが、シミュレーションにおいて、この食い込み状態を基に、スクラップシュート５６からスクラップ７２が受ける反力を計算すると、反力が過剰に大きくなり、スクラップ７２がスクラップシュート５６から跳ね返る現象（以下、「跳ね返り現象」とも称する）が生じる虞がある。跳ね返り現象の発生を解消するためには、落下速度を計算する時間の間隔を短くする（すなわち、コマ数Ｎの値を大きくする）ことが有効であるが、コマ数Ｎを増やすと、計算量が膨大になってしまう。

スクラップ７２は、スクラップシュート５６に当接する直前で落下速度Ｖが最大になるため、本実施形態では、この落下速度Ｖに閾値を設け、落下速度Ｖが速度閾値Ｖ_ｔｈを超えた場合に、減速処理することで、上述した跳ね返り現象の発生を防止しながら、スクラップ７２の落下速度Ｖを計算する間隔を長くして計算量の増加を抑制している。これにより、スクラップ７２がスクラップシュート５６に当たった際に、過剰な反力を受けることを抑制してシミュレーション精度を向上することができる。

減速処理が実施された後、続くステップＳ２８では、スクラップ７２の落下時間が、設定されたスクラップ７２の落下時間Ｔｅを超過しているか否かが判定される。落下時間Ｔｅは、スクラップ７２がプレス装置５０内に残留することがなく、スクラップシュート５６を経て外部へ排出されるまでの時間に設定されている。なお、ステップＳ２４で、落下速度Ｖが速度閾値Ｖ_ｔｈ以下の場合には、減速処理を行わずに、ステップＳ２８へ進む。

ステップＳ２８で、時間Ｔｅを超過していない場合、続くステップＳ３０で、シーンｎがカウンタ処理され、再びステップＳ２４から処理が続行される。ステップＳ２８で、時間Ｔｅを超過している場合、続くステップＳ３２において、スクラップ７２の落下動作の回数ｍが、設定された回数Ｍ以上であるか否かが判定される。回数ｍが設定回数Ｍ未満の場合、続くステップＳ３４で回数ｍがカウンタ処理され、再びステップＳ１８から処理が続行（すなわち、新たに、スクラップ７２をシーン１の落下初期位置から落下させる処理が続行）される。

図６は、スクラップ７２に作用させるランダム力Ｆを説明する図である。回数ｍ＝１の落下動作では、スクラップ７２の落下初期時に、ランダム関数を用いてランダム力Ｆ１が付与される。また、回数ｍ＝２の落下動作では、スクラップ７２の落下初期時に、ランダム力Ｆ２が付与される。このように、ランダム関数を用いることで、回数ｍが変わる毎に、スクラップ７２に作用するランダム力Ｆは変化する。なお、落下初期時にスクラップ７２に作用させる重力は一定である。

一方、ステップＳ３２で、回数ｍが設定回数Ｍ以上の場合には、ステップＳ３６へ進み、シミュレーションの結果（スクラップ７２の詰まりの有無、スクラップ７２の落下の軌跡など）が表示装置１８のディスプレイ等に表示される。本実施形態では、スクラップ７２の詰まりが発生した場合に、スクラップ７２がプレス装置５０内に詰まった状態をディスプレイに表示させるようにしている。図１に示す例では、スクラップシュート５６に詰まったスクラップ７２を仮想線で示しており、これにより、詰まりが発生した箇所を視覚的に認識できるようにしている。

上述したように、本実施形態に係るシミュレーション方法及びシミュレーションプログラムでは、スクラップ落下のシミュレーションにおいて、スクラップ７２をスクラップシュート５６へ仮想的に落下させる際に、所定の大きさの範囲内でランダムな大きさの力Ｆを作用させることで、スクラップ７２の落下動作をその都度、変化させることができる。これにより、実際に製造されたプレス装置５０において、スクラップ７２の発生時にスクラップ７２に作用する重力以外の力（例えば、切断時のプレス金型５４の上型６１からの押圧力、ワーク７０及びスクラップ７２の弾性変形による復元力、スクラップ７２自体の慣性モーメント、空気抵抗力、上切刃６４及び下切刃６８のシャー角による力、など）によって、その都度変化するスクラップ７２の落下動作をシミュレーション上で再現することができる。

また、ランダム関数を用いてランダム力Ｆを設定するようにしているので、スクラップ７２の発生時に作用する重力以外の力を個別に数値計算することなく、スクラップの落下動作を毎回変化させることができるので、シミュレーションにおける計算量の増加を抑制しながら、プレス装置５０におけるスクラップ７２の落下動作を精度よく予測することができる。また、本実施形態では、スクラップ７２に対してＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれの方向にランダムな大きさの力を作用させているので、スクラップ７２がスクラップシュート４６へ落下する際に生じ得る多様な落下動作を再現することができる。

また、本実施形態のシミュレーション方法及びシミュレーションプログラムでは、スクラップ７２の落下速度が所定の速度閾値Ｖ_ｔｈを超えた場合に、スクラップ７２の減速処理を行うことで、シミュレーションのための計算量を抑えながら、シミュレーション上で、スクラップ７２の跳ね返り現象が発生することを抑制し、精度の高いシミュレーションを実施することができる。

次に、図７のフローチャートを用いて、シミュレーションシステム１０によるプレス装置５０の設計品質判定方法について説明する。

図７に示すように、ステップＳ５０では、スクラップ７２の落下動作を行う回数Ｍが設定される。回数Ｍは２以上の整数に設定される。回数Ｍは入力装置１２で指示された数とすることができる。次のステップＳ５２では、スクラップ７２の落下動作の回数ｍがリセット処理され、回数ｍ＝１に設定される。

続くステップＳ５４では、上述したシミュレーション方法によって、スクラップ落下のシミュレーションが実行される。ステップＳ５４の処理は、上述したシミュレーション方法のステップＳ１８からステップＳ２８の処理及びステップＳ３０の処理と同様であるため、ここでは詳細を省略する。

続くステップＳ５６では、スクラップ７２の落下動作の回数ｍが、設定された回数Ｍ以上であるか否かが判定される。回数ｍが設定回数Ｍ未満の場合、続くステップＳ３４で回数ｍがカウンタ処理され、再びステップＳ１８から処理が続行（すなわち、新たに、スクラップ７２をシーン１の落下初期位置から落下させる処理が続行）される。このように、スクラップ落下のシミュレーションは、設定された回数Ｍに達するまで所定回数繰り返される（反復工程）。

一方、ステップＳ５６で、回数ｍが設定回数Ｍ以上の場合には、ステップＳ６０へ進み、確率算出部３０により、上述した反復工程で、スクラップ７２がスクラップシュート５６を経てプレス装置５０の外部へ排出された確率Ｒが算出される（確率算出工程）。例えば、回数Ｍ＝２００であり、そのうち、スクラップ７２が適切に外部へ排出された回数Ｑ＝１８０（すなわち、スクラップ７２の残留が生じた回数＝２０）の場合、確率Ｒ＝１８０／２００＊１００（％）となる。

次のステップＳ６２では、算出された確率Ｒが、所定の閾値Ｒ_ｔｈ未満であるか否かが判定される。閾値Ｒ_ｔｈは、入力装置１２により適宜設定することができる。ステップＳ６２で、確率Ｒが閾値Ｒ_ｔｈ未満である場合、続くステップＳ６４で設計品質が低いと判定される（判定工程）。一方、ステップＳ６２で確率Ｒが閾値Ｒ_ｔｈ以上である場合、続くステップＳ６６で設計品質が良好であると判定される（判定工程）。ステップＳ６４又はステップＳ６６の判定が実施されると、次のステップＳ６８へ進み、シミュレーション結果とともに、判定結果が表示装置１８のディスプレイ等に表示される。

上述したように、本実施形態のプレス装置５０の設計品質判定方法では、先述したスクラップ落下のシミュレーション方法を用いて、スクラップ７２の落下動作を所定回数繰り返すことにより、落下動作がそれぞれ異なるスクラップ７２が、スクラップシュート５６に詰まるか否かを予測することができる。また、スクラップ７２がスクラップシュート５６を経てプレス装置５０の外部へ排出された確率を算出し、この確率に基づいて設計品質を判定することで、プレス装置５０の設計品質の向上を図ることができる。例えば、スクラップ７２がスクラップシュート５６で詰まる等により、プレス装置５０の外部へ排出されない確率が比較的高い場合には、プレス装置５０の設計品質が低いと判定され、この判定結果に基づいてプレス装置５０の設計変更を行うことができる。

例えば、設計品質が低いと判定された場合には、図２に示すように、スクラップシュート５６の底面の形状をＶ字状に設計変更して、落下しやすくなるように設計変更することができる。また、例えば、スクラップ７２の落下開始位置と、スクラップシュート５６との間に、スクラップ７２の落下姿勢を変化させるための棒状部材を設置し、この棒状部材にスクラップ７２が当接することで、スクラップ７２が詰まることなく適切に排出されるように、落下動作を制御する設計を行うことができる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１０シミュレーションシステム
１２入力装置
１４外部記憶装置
１６演算装置
１８表示装置
５０プレス装置
５４プレス金型
５６スクラップシュート
６１上型
６６下型
７０ワーク
７２スクラップ
Ｆ１，Ｆ２ランダム力

Claims

プレス装置のプレス金型と、該プレス金型で加工されるワークから発生したスクラップと、該スクラップを前記プレス装置の外部へ案内するスクラップシュートとを三次元モデル化し、前記スクラップが前記スクラップシュートへ落下して外部へ排出される様子を予測するスクラップ落下のシミュレーション方法であって、
前記ワークから発生した前記スクラップが前記スクラップシュートへ落下する落下初期時に、前記スクラップに対して、重力と、所定の大きさの範囲内でランダムな大きさの力とを作用させる工程を含むことを特徴とするシミュレーション方法。
前記スクラップの落下速度が所定の閾値を超えた場合に、前記スクラップの減速処理を行う工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション方法。
前記ランダムな大きさの力は、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれの方向で設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のシミュレーション方法。
プレス装置のプレス金型と、該プレス金型で加工されるワークから発生したスクラップと、該スクラップを前記プレス装置の外部へ案内するスクラップシュートとを三次元モデル化し、前記スクラップが前記スクラップシュートを経て外部へ排出される動作を予測するスクラップ落下のシミュレーションプログラムであって、
前記ワークから発生した前記スクラップが前記スクラップシュートへ落下する落下初期時に、前記スクラップに対して、重力と、所定の大きさの範囲内でランダムな大きさの力とを作用させるステップを含むことを特徴とするシミュレーションプログラム。
請求項１～３のいずれか１項に記載のシミュレーション方法を用いたプレス装置の品質判定方法において、
前記シミュレーション方法を用いて、前記スクラップを前記スクラップシュートへ落下させる動作を所定回数繰り返す反復工程と、
前記反復工程で、前記スクラップが前記スクラップシュートを経て前記外部に排出された確率を算出する確率算出工程と、
前記確率が所定の閾値未満の場合に、前記プレス装置の設計品質が低いと判定する判定工程と、
を含むことを特徴とするプレス装置の品質判定方法。