线位移评价方法、线位移评价装置、程序以及记录介质与流程

本发明涉及线位移评价方法、线位移评价装置、程序以及记录介质。更详细地，涉及对成型出特征线的冲压成型中在冲压成型品所产生的线位移进行评价的线位移评价方法、线位移评价装置、程序以及记录介质。

本申请基于2014年8月8日在日本申请的特愿2014－163022号主张优先权，并在此援引其内容。

背景技术：

近年，对于汽车等的外面板要求较高的外观性，为了满足该要求，可以对外面板成型出鲜明的特征线。为了实现设计时的外观，需要如实地重现冲压成型时与特征线的曲线停止点(对应日语：R止まり)(曲线半径末端(radius curve end)或曲线与直线的边界)邻接的面。但是，由于冲压成型时钢板或者铝合金板等原料板从防皱压板部各处流入的量，成型特征线的原料板与冲头模具凸部的初始抵接部会向最终产品中的特征线的曲线停止点之外移动(位置偏移)。其结果是，原料板中的初始抵接部附近作为弯曲倾向残留在外面板的外观上，在冲压成型后在特征线的曲线停止点之外残留有凹凸而使外面板的外观品质劣化。这是线位移(skid lines)现象(参照非专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利第5387491号公报

专利文献2：日本国专利第5387491号公报

非专利文献

非专利文献1：中野伸哉，酒井明，山田泰生：马自达技报，No.31(2013)，38-43.

技术实现要素：

发明所要解决的问题

在当前，线位移的程度通过现场的操作者的感官评价来判别。在线位移的程度小的情况下，即使产生线位移，也会进行产品出厂。线位移的基准没有被明确化，可能在产品中产生偏差。

作为对冲压成型后的外面板等金属板评价的技术，例如在专利文献1、2中公开了，定量评价面畸变的技术。但是，专利文献1、2公开的技术并不是评价线位移的技术。

在专利文献1中，公开了如下方法：对金属板的表面形状进行测量，使用正交格子点上的值计算高斯曲率，并在进行滤波后评价面畸变。然而，区别是在沿特征线的方向上存在的面板形状的曲率，还是由线位移造成的截面的变化的曲率是困难的，因此，金属板的表面形状的高斯曲率并不适合掌握线位移现象。

在专利文献2中公开了如下方法：对移动到测量对象面上的多个明暗图案进行摄影并运算面畸变分布，对被运算的面的倾斜进行曲线近似，计算倾斜的变化量(二阶微分系数)。然而，例如在曲面上形成特征线的截面形状(曲面+特征线+曲面的截面形状)的情况下，仅以曲率分布来定量地评价线位移是困难的。

本发明鉴于上述那样的点而做出，其目的在于，能够对在成型出特征线的冲压成型中冲压成型品所产生的线位移进行定量评价。

用于解决问题的手段

根据本发明的第1方式，对成型出特征线的冲压成型中冲压成型品所产生的线位移进行评价的线位移评价方法具有如下步骤：截面轮廓取得步骤，取得以横割上述冲压成型品所成型出的上述特征线的方式测量出的上述冲压成型品的截面轮廓；四阶微分系数计算步骤，对取得的上述截面轮廓的四阶微分系数进行计算；以及线位移评价步骤，基于计算出的上述截面轮廓的四阶微分系数，对上述线位移进行评价。

根据本发明的第2方式，还可以是在第1方式的线位移评价方法中，在上述线位移评价步骤中，求出夹着上述特征线且产生上述线位移一侧的上述截面轮廓的四阶微分系数的峰值H、以及上述峰值H出现的位置与产生上述线位移一侧的设计特征线的曲线停止点的位置之间的位移宽度L，使用上述峰值H和上述位移宽度L，对上述线位移进行评价。

根据本发明的第3方式，还可以是在第2方式的线位移评价方法中，在上述线位移评价步骤中，利用下式(1)，计算出第一线位移评价参数S，使用计算的上述第一线位移评价参数S，对上述线位移进行评价。

S＝L×│H│ⁿ···(1)

其中，n是预先决定的加权指数。

根据本发明的第4方式，还可以是在第2方式的线位移评价方法中，在上述线位移评价步骤中，进一步求出上述特征线的曲线半径R，使用上述峰值H、上述位移宽度L、上述曲线半径R，对上述线位移进行评价。

根据本发明的第5方式，还可以是在第4方式的线位移评价方法中，在上述线位移评价步骤中，利用下面式子(2)，计算出第二线位移评价参数S_II，使用计算出的上述第二线位移评价参数S_II对上述线位移进行评价，

S_II＝L×(│H│/R)^m···(2)

其中，m是预先决定的加权系数。

根据本发明的第6方式，对成型出特征线的冲压成型中冲压成型品所产生的线位移进行评价的线位移评价装置具备：截面轮廓取得部，取得以横割上述冲压成型品所成型出的上述特征线的方式测量出的上述冲压成型品的截面轮廓；四阶微分系数计算部，计算出由上述截面轮廓取得部取得的上述截面轮廓的四阶微分系数；以及线位移评价参数计算部，基于由上述四阶微分系数计算部计算出的上述截面轮廓的四阶微分系数，计算出用于对上述线位移进行评价的线位移评价参数。

根据本发明的第7方式，还可以是在第6方式的线位移评价装置中，还具备线位移评价部，基于由上述线位移评价参数计算部计算出的线位移评价参数，对上述线位移进行评价。

根据本发明的第8方式，还可以是在第6方式或者第7方式的线位移评价装置中，上述评价参数计算部求出夹着上述特征线且产生上述线位移一侧的上述截面轮廓的四阶微分系数的峰值H、以及上述峰值H出现的位置与产生上述线位移一侧的设计特征线的曲线停止点的位置之间的位移宽度L，使用上述峰值H和上述位移宽度L，计算出上述线位移评价参数。

根据本发明的第9方式，还可以是在第8方式的线位移评价装置中，上述评价参数计算部利用下面式子(1)，计算出线位移评价参数S，

S＝L×│H│ⁿ···(1)

其中，n是预先决定的加权指数。

根据本发明的第10方式，还可以是在第8方式的线位移评价装置中，上述评价参数计算部进一步求出上述特征线的曲线半径R，使用上述峰值H、上述位移宽度L、以及上述曲线半径R，计算出上述线位移评价参数。

根据本发明的第11方式，还可以是在第10方式的线位移评价装置中，上述评价参数计算部利用下面式子(2)，计算出线位移评价参数S_II，

S_II＝L×(│H│/R)^m···(2)

其中，m是预先决定的加权系数。

根据本发明的第12方式，用于对成型出特征线的冲压成型中冲压成型品所产生的线位移进行评价的程序具有如下处理：取得以横割上述冲压成型品所成型出的上述特征线的方式测量出的上述冲压成型品的截面轮廓的处理；对取得的上述截面轮廓的四阶微分系数进行计算的处理；以及基于计算出的上述截面轮廓的四阶微分系数，计算出用于对上述线位移进行评价的线位移评价参数的处理。

根据本发明的第13方式，还可以是在第12方式的程序中，还使计算机执行基于计算出的上述线位移评价参数，对上述线位移进行评价的处理。

根据本发明的第14方式，还可以是在第12方式或者第13方式的程序中，在对上述线位移评价参数进行计算的处理中，求出夹着上述特征线且产生上述线位移一侧的上述截面轮廓的四阶微分系数的峰值H、以及上述峰值H出现的位置与产生上述线位移一侧的设计特征线的曲线停止点的位置之间的位移宽度L，使用上述峰值H和上述位移宽度L，计算出上述线位移评价参数。

根据本发明的第15方式，还可以是在第14方式的程序中，在对上述线位移评价参数进行计算的处理中，利用下面式子(1)，计算出线位移评价参数S

S＝L×│H│ⁿ···(1)

其中，n是预先决定的加权指数。

根据本发明的第16方式，还可以是在第14方式的程序中，在对上述线位移评价参数进行计算的处理中，进一步求出上述特征线的曲线半径R，使用上述峰值H、上述位移宽度L、以及上述曲线半径R，计算出上述线位移评价参数。

根据本发明的第17方式，还可以是在第16方式的程序中，在对上述线位移评价参数进行计算的处理中，利用下面式子(2)，计算出线位移评价参数S_II，

S_II＝L×(│H│/R)^m···(2)

其中，m是预先决定的加权系数。

根据本发明的第18方式，计算机可读取记录有第12方式～第17方式中任一项的程序。

发明效果

根据本发明，通过使用以构成特征线的截面轮廓的曲率的二阶微分系数即截面轮廓的四阶微分系数为基础的线位移评价参数，由此，能够对冲压成型品所产生的线位移进行定量评价。由此，能够确保稳定的产品品质。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式涉及的线位移评价装置的功能构成的图。

图2A是用于说明线位移现象的概要的图。

图2B是用于说明线位移现象的概要的图。

图3A是用于说明使用轮廓测量器的冲压成型品的轮廓测量的图。

图3B是用于说明进行轮廓测量后的面板形状的截面与曲率的关系的图。

图4是表示曲率(截面轮廓的二阶微分系数)、曲率的一阶微分系数(截面轮廓的三阶微分系数)、以及曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分系数)的一个例子的图。

图5是用于说明计算曲率的分布的方法的图。

图6是表示线位移评价参数S与感官评价的评价程度的关系的图。

图7是表示线位移评价参数S_II与感官评价的评价程度的关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。

图1表示本发明的一实施方式涉及的线位移评价装置100的功能构成。线位移评价装置100对在成型出特征线的冲压成型中冲压成型品所产生的线位移进行评价。

在此，参照图2A以及图2B，对成型出特征线的冲压成型中冲压成型品所产生的线位移现象的概要进行说明。图2A表示损害外观外观性的成型(线位移)的一个例子的图。图2B是表示没有损害外观外观性的成型的一个例子的图。在图2A以及图2B中，模具由上模21a和下模21b构成，在上模21a与下模21b之间夹着进行冲压成型。

冲压成型时，坯件20与模具上的设计特征线接触(初始抵接部22)。随着特征线23的成型进行，初始抵接部22移动(位移)，在特征线23的曲线停止点24外产生与设计外观不同的截面形状。这是线位移现象。坯件与模具的初始抵接部22在冲压成型结束时向特征线23的曲线停止点24外位移，从而引起线位移。

如图2B所示，在坯件与模具的初始抵接部22在冲压成型结束时位于设计特征线23的曲线停止点24的内侧的情况下，不会引起线位移。

如图1所示，线位移评价装置100具备截面轮廓取得部101、四阶微分系数计算部102、线位移评价参数计算部103、以及线位移评价部104。另外，也可以没有线位移评价部104。

截面轮廓取得部101设为横割冲压成型品上成型出的特征线，取得由轮廓测量器200测量出的冲压成型品的截面轮廓。具体地讲，截面轮廓取得部101根据轮廓测量器200测量出的冲压成型品的面数据，以相对特征线正交的截面的轮廓数据为基础，取得冲压成型品的截面轮廓。在此，所谓“以横割特征线的方式测量”意味着沿着相对特征线正交的直线(相对特征线成60°与120°之间的某角度的直线)进行冲压成型品的测量。

图3A是用于说明使用了轮廓测量器的冲压成型品的轮廓测量的图。在图3A中，作为轮廓测量器200的一个例子，使用接触式三维形状测量机。一边使轮廓测量器200与冲压成型品接触，一边使轮廓测量器200向横割特征线201的方向即相对特征线201正交的方向移动，以规定的测量长度l实施冲压成型品的轮廓测量。线位移夹着特征线201在任意一侧产生。在图3A的例子中设为线位移在特征线201的图中的右侧(轮廓测量器的测量方向的下游侧)产生。

另外，根据需要，还可以设为轮廓测量器200对1个线位移部位一边在特征线201的延伸方向上改变位置，一边进行多次轮廓测量。

另外，面板形状的测量能够在生产线上(直线排列)进行测量。另外，还可以使用非接触测量机以及接触测量器的任一个。但是，优选地，在线位移程度极其微小的情况下利用接触式测量器精密地进行测量。

优选地，线位移在冲压成型品的冲压成型结束后，在实际组装成产品出厂状态(完成体)的状态下进行评价。在对组装前的冲压成型品进行评价的情况下具有如下情况：在冲压成型品的面刚性低的情况下通过测量时的冲压成型品的设定方法而产生由自重造成的挠曲，对于产生了线位移的区域的形状出现变化，轮廓测量结果与在产品出厂状态(完成体)下的轮廓形状不同。

四阶微分系数计算部102基于由截面轮廓取得部101取得的截面轮廓计算曲率(截面轮廓的二阶微分系数)的分布，计算曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分系数)。认为曲率的变化率、曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分系数)对线位移的感官评价造成影响，计算截面轮廓的四阶微分系数。

对曲率与线位移的关系进行说明。图3B的上方的图是从横向观察线位移的情形的图。如图3B的上方的图所描绘出的内容所示，在特征线23的曲线停止点24外，能够在设计形状25与实际的面板形状26之间设置隙间，在从面板的表面观察该间隙时，能够看到线位移出现。

在产生了线位移的区域，产生与由设计特征线的曲线产生的曲率分布相反朝向的曲率分布(曲率反转部位)。即，在产生了线位移的区域，曲率反转。在曲率进行反转的区域附有光的阴影，赋予操作者产生了线位移的印象。

在线位移发生一侧的曲率进行了反转的区域中，从曲率进行了反转的区域向原来的形状进行返回的部分缓慢地返回的情况下，由线位移产生的阴影看起来模糊，因此，线位移的印象小。另一方面，从曲率进行了反转的区域向原来的形状进行返回的部分急剧地返回的情况下，由线位移产生的阴影被突出，因此，线位移的印象大。

对线位移的感官评价结果与产生了线位移一侧的曲率分布的关系进行比较的结果是查明了在线位移的感官评价结果与曲率分布从曲率进行了反转的区域开始进行返回的部分之间存在关联。曲率分布进行返回的部分能够根据曲率分布的二阶微分函数(截面轮廓的四阶微分函数)进行计算。因此，认为能够使用曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分函数)的峰值量H进行线位移的评价。

图4是表示由四阶微分系数计算部102计算出的曲率(截面轮廓的二阶微分系数)[mm^－1]、曲率的一阶微分系数(截面轮廓的三阶微分系数)[mm^－2]以及曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分系数)[mm^－3]的一个例子的图。纵轴表示曲率(截面轮廓的二阶微分系数)[mm^－1]、曲率的一阶微分系数(截面轮廓的三阶微分系数)[mm^－2]以及曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分系数)[mm^－3]。横轴表示由轮廓测量器进行的轮廓的测量方向(参照图3A)的位置[mm]。

如图4所示，在特征线的曲线弯曲最大的位置(特征线的曲线顶点(对应日语：R頂点)的位置)301出现曲率的峰值401。在相同的位置301，出现曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分系数)的峰值402。

对四阶微分系数计算部102计算曲率的分布的方法进行说明。图5是用于说明计算曲率的分布的方法的图。图5的横轴表示测量方向的位置，纵轴表示高度方向的位置。图上的线表示截面轮廓。在计算曲率的分布时，如图5所示，按照截面轮廓上的每个规定的区间x(x₁，x₂，···)来计算平均坐标点m(m₁，m₂，···)。并且，根据由多个规定的区间x构成曲率计算区间X(在图5的例子中，曲率计算区间X由5个规定的区间x₁，x₂，x₃，x₄，x₅构成)的两端以及中央的3点(图5的m₁，m₂，m₃)来计算圆弧半径R(R₁，R₂，···)，计算作为其倒数的曲率。随后，使曲率计算区间X的作为起点的规定的区间x向旁边移位一个区间(曲率计算区间X由5个规定的区间x₂，x₃，x₄，x₅，x₆构成)，根据曲率计算区间X的两端以及中央的3点(图5的m₂，m₃，m₄)来计算圆弧半径R，计算作为其倒数的曲率。以后，一边使曲率计算区间X的作为起点的规定的区间x向旁边移位1个区间，一边反复进行曲率计算区间X的曲率的计算。优选地，在计算曲率的分布时，规定的区间x选择最小的区间来作为不含有噪声而尽可能连续的点列数据那样的区间。

线位移评价参数计算部103基于由四阶微分系数计算部102计算出的曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分函数)来计算线位移评价参数。在产生了线位移的情况下，如图4所示，在夹着特征线且产生线位移一侧，出现曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分函数)的峰值403。因此，线位移评价参数计算部103求出在产生线位移一侧出现的曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分函数)的峰值403处的值H[mm^－3]、以及对应于峰值403的位置303与设计特征线的曲线停止点的位置302的位移宽度L[mm]。而且，线位移评价参数计算部103基于值H和位移宽度L，计算线位移评价参数。例如，利用下面式子(1)，计算线位移评价参数S。

线位移评价参数S＝L×│H│ⁿ···(1)

其中，n是预先决定的加权指数。

使用位移宽度L的理由是因为考虑到线位移如图2A所示由于模具的初始接触点的移动现象，因此需要考虑初始接触点的移动量这样的理由。另外，在本实施方式中，将从曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分函数)的峰值403所对应的位置303到设计特征线的曲线停止点的位置302的的距离设为位移宽度L，但是还可以使用类似的特征标。例如，在进行比较的面板间，在设计特征线的曲线的大小没有太大变化的情况下，或从特征线的曲线顶点的位置301到设计特征线的曲线停止点的位置302的距离小的情况下，还可以将从设计特征线的曲线顶点的位置301到曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分函数)的峰值403所对应的位置303的距离设为位移宽度L。

另外，使用曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分函数)的峰值的值H的理由是因为考虑到曲率的峰值与曲率的二阶微分系数(截面轮廓的四阶微分函数)的峰值的位置相近，容易掌握倾向这样的理由。

感官评价收到由产生了线位移一侧的曲率的变化产生的阴影的影响(与H的绝对值对应)和产生了线位移的区域的大小的影响(与位移宽度L对应)。H的绝对值以及L越大，线位移越明显，感官评价的结果越具有变差的倾向。

即，优选地，伴随着H的绝对值和L增加，线位移评价参数S增加，线位移评价参数S的计算式可以是H的绝对值与L的加法或者乘法的形式。另外，能够以H或者L的任一方进行评价，但是，即使是相同程度的H或者L也具有由于另一方的大小而在感官评价中表现出差异的情况，因此，优选地，使用H和L这两者。

H是微小的值，但是与位移宽度L相比，按照每个样本的相对的差较大，通过使用加权系数n进行n次幂，从而能够缓和相对的差。即，线位移评价参数S的计算式变成如(1)式子所示。另外，本发明者们发现，在设为n＝1/3的情况下，即，在使用S＝L×│H│^1/3作为线位移评价参数S的计算式的情况下，在线位移的感官评价与线位移评价参数S之间尤其示出较高的关联。

另外，如上述所示，对于1个线位移部位一边在特征线的延伸方向上改变位置一边进行多次轮廓测量的情况下，使用例如对在各次中计算出的线位移评价参数S进行平均化后得到的参数作为特征标即可。

线位移评价部104基于由线位移评价参数计算部103计算出的线位移评价参数S，对线位移进行评价。线位移评价参数越大，线位移越明显，线位移评价参数越小，线位移越不明显。线位移的评价还可以由人来一边参照线位移评价参数一边进行，还可以用计算机等自动化进行。

对于实际产生了线位移的汽车外面板，应用本发明对线位移评价参数S进行计算，确认与感官评价的关联性。图6是表示使用S＝L×|H|^1/3作为线位移评价参数S的计算式的情况下的线位移评价参数S与感官评价的评价程度的关系的特性图。图6的横轴表示线位移评价参数S，越向右线位移评价参数S变得越大。图6的纵轴表示感官评价的评价程度，越向上评价程度变得越大。意味着评价程度越大，线位移越明显，评价程度越小，线位移越不明显。如图6所示，确认出：在线位移评价参数S的值变大时，感官评价的评价程度变大这样的关联性。

对于线位移的感官评价，考虑有如下两个因素：由形状的严格程度决定的截面变化因素、以及有线位移产生的宽度决定的位移宽度因素。线位移评价参数S包括二阶微分系数的峰值的值H作为截面变化因素，包括位移宽度L作为位移宽度因素，能够掌握两者的倾向，因此，可以说与感官评价一致。

如上所示可知，能够利用线位移评价参数S对线位移进行定量评价。在能够对线位移进行定量评价时，能够确保稳定的产品品质。

作为另一个实施方式还可所以设为：作为线位移评价参数的计算法，除了上述的值H和位移宽度L以外，使用面板的表面的特征线的曲线的半径R。在进行比较的面板的特征线的曲线的半径R的大小存在差异的情况下，对于特征线的曲线的半径R与线位移感官评价表示出关联。此时，特征线的曲线的半径R越大，线位移的感官评价越降低，即具有线位移不明显的倾向。于是，优选地，伴随着特征线的曲线的半径R的增加，线位移评价参数呈减少倾向。例如，线位移评价参数的计算式可以是R的减法或者除法的形式。另外，对于R，只要使用设计特征线的曲线的半径即可。例如，利用下面式子(2)，计算线位移评价参数S_II。

线位移评价参数S_II＝L×(│H│/R)^m···(2)

其中，m是预先决定的加权指数。

另外，本发明者们发现，在本实施方式中，在m＝1/5时，即，在使用S_II＝L×(│H│/R)^1/5作为线位移评价参数S_II的计算式的情况下，在线位移的感官评价与线位移评价参数S_II之间特别示出较高的关联。图7是表示在使用S_II＝L×(│H│/R)^1/5作为线位移评价参数S_II的计算式的情况下的线位移评价参数S_II与感官评价的评价程度的关系的特性图。图7的横轴表示线位移评价参数S_II，越向右，线位移评价参数S_II变得越大。图7的纵轴表示感官评价的评价程度，越向上，评价程度变得越大。意味着评价程度越大，线位移越明显，评价程度越小，线位移越不明显。如图7所示确认出：在线位移评价参数S_II的值变大时，感官评价的评价程度变大这样的关联性。另外，能够得到如下效果：通过使用线位移评价参数S_II，能够明确地区别评价程度1和评价程度2。

另外，在上述的实施方式中，作为可塑性板使用钢板，但是作为可塑性板的材料，可以使用铝、钛等金属材料、FRP、FRTP等玻璃纤维强化树脂材料、进而还可以使用这些材料的复合材料。

应用本发明的线位移评价装置能够利用例如具备CPU、ROM，RAM等的计算机装置来实现。

另外，本发明即使通过如下内容也能实现，即：将实现线位移评价功能的软件(程序)经由网络或者各种存储介质供给到系统或装置，由该系统或装置的计算机读取程序并执行。

工业实用性

本发明广泛应用于对成型出特征线的冲压成型中冲压成型品所产生的线位移进行评价的方法、装置、程序以及记录介质。由此，能够对冲压成型品所产生的线位移进行定量评价，能够确保稳定的产品品质。

符号说明

20 坯件

21a 上模

21b 下模

22 初始抵接部

23 特征线

24 曲线停止点

25 设计形状

26 面板形状

100 线位移评价装置

101 截面轮廓取得部

102 四阶微分系数计算部

103 线位移评价参数计算部

104 线位移评价部

200 轮廓测量器

201 特征线