JP4624902B2

JP4624902B2 - Ｎｃパス生成方法及び装置

Info

Publication number: JP4624902B2
Application number: JP2005300547A
Authority: JP
Inventors: 瑞樹田中; 顕久神山; 雅威桶田; 順一高口; 卓二秋山; 伸二南; 大介河西; 肇津野尾; 渉矢野; 正宏本橋
Original assignee: 株式会社インクス
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2025-10-14
Also published as: JP2007109088A

Description

金型製造に用いられるＮＣパスの生成方法及び装置に関する。

金型形状の３次元モデルは、一般には、ＣＡＤソフトウェアを用いて作成される。従来、ＮＣパス作成担当者は、この金型の３次元モデル及び加工工程表に基づき、ＣＡＭソフトウェアを利用して金型モデルの所定の範囲に対してＮＣパスを出力するための設定を行っている。結果として、ＮＣパスの生成は、人間が介在し、工程ごとに個別に各種設定して指示を出していることに伴い、ＮＣパスが作成されるまでに非常に時間がかかっているのが現状である。従って、ＮＣパスを自動生成するシステムを確立することが望まれている。

特開平０７−０８０７４７号

これに対して、例えば、特許文献１には、加工用ＮＣ自動プログラム生成方法および装置が開示されている。これは、ＮＣパスの作成を熟練者でなくても行うことが可能な加工用ＮＣ自動プログラム生成方法を提供することを目的とするものである。具体的には、加工面のそれぞれの部分に対する加工方法がその形状から既に特定されている場合を対象としてＮＣパスを自動生成するものである。すなわち、ＮＣパス自動生成の対象となるのは、製品と接する面、金型同士が常時接する面、又は成型される際に金型同士が接触する面等のうちの選択されたいずれか１つの面である。

しかしながら、このように人間により金型部品の特定の一部（部位）に分類した上で、その分類された部品ごとにＮＣパスを生成することは、製品データから金型モデルを作成して迅速にＮＣパスを生成しようとする観点からすれば、必ずしも十分とは言えない状況である。これは、携帯機器等に代表されるように、金型の加工面の構成が複雑化しており、しかも商品サイクルが短縮化されている現状からも理解され得る。従って、複雑な形状を有するような金型モデルに対しても、ＮＣパス作成工程において従来よりも上流工程から自動でＮＣパスを生成することが望ましいといえる。

このような状況に鑑み、本発明は、製品モデルに対して、オス型（CORE）、メス型（CAVI）、スライド、ルーズコア等の金型モデルを一単位としてＮＣパスを自動生成できるシステムを構築することを目的とする。この点、従来の人間を介在させた場合と同様のレベルの加工品質を維持し、加工時間の短いＮＣパスを自動的に作成することによりＮＣパス作成の工数を大幅に削減することが課題となる。

本発明は、従来、人間が判断してきた金型の加工面に関する情報を体系化して、加工面のそれぞれの部位データにその体系化された情報を付加し、そして、その付加された情報及び用いる工具の情報に基づいてＣＡＭソフトウェアでＮＣパスを自動生成する方法及び装置に関するものである。

本発明は、
所定の属性情報が割り当てられた金型形状データからＮＣパスを生成するＮＣパス生成装置であって、
加工面に要求される機能に基づいて分類される所定数の属性を作成し、前記金型形状データを前記属性に基づいて分類して各領域に属性情報を割り付けるようにユーザに対して促す加工面の機能的分類手段と、
前記属性情報が割り付けられた各領域を、加工面を構成する各面の傾斜角度情報に基づいてさらに分類し、分類された各部位に加工形状情報を割り付け、各部位のレベルで加工順序を特定する加工形状分類手段と、
各部位に割り付けられた前記属性情報及び前記加工形状情報に基づいて、各部位の使用工具を特定する加工条件特定手段と、
を備えたことを特徴とするＮＣパス生成装置を提供する。

本発明に係る装置において、加工面に要求される機能から分類される属性は、例えば、ワイヤー穴属性、製品面属性、逃がし属性、１．５Ｒポケット属性、曲面合わせ属性、テーパ合わせ属性、原点検知属性であることを特徴とする。

また、本発明に係る前記加工形状分類手段における傾斜角度情報は、少なくとも大角度及び最小角度を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る加工条件特定手段において、各部位の使用工具を特定することは、前記加工形状分類手段によって分類された各部位が、加工順序が予め特定されているそれぞれの工具と関連付けされるようになっているテーブル手段によって実現されることを特徴とする。

また、本発明に係る装置は、さらに、金型の所望の加工範囲から同一工具を用いて加工する部位を特定するために、前記各領域のうちの同一領域内で同一工具を特定された各部位に加えて、領域は異なるが同一工具を特定された各部位を抽出する同一工具部位抽出手段を備えたことを特徴とする。

さらに、本発明に係る装置は、加工時間短縮のために、前記同一工具部位抽出手段により得られた各部位を一単位として、各工具の使用順番を確定することにより、ＮＣパスを生成する手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、
コンピュータを用いて、所定の属性情報が割り当てられた金型形状データからＮＣパスを生成する方法であって、
加工面に要求される機能に基づいて分類される所定数の属性を作成し、前記金型形状データを前記属性に基づいて分類して各領域に属性情報を割り付けるようにユーザに対して促すステップと、
前記属性情報が割り付けられた各領域を、加工面を構成する各面の傾斜角度情報に基づいてさらに分類し、分類された各部位に加工形状情報を割り付け、各部位のレベルで加工順序を特定するステップと、
各部位に割り付けられた前記属性情報及び前記加工形状情報に基づいて、各部位の使用工具を特定するステップと、
を備えたことを特徴とするＮＣパスを生成する方法を提供する。

本発明に係る方法は、加工面に要求される機能から分類される属性は、例えば、ワイヤー穴属性、製品面属性、逃がし属性、１．５Ｒポケット属性、曲面合わせ属性、テーパ合わせ属性、原点検知属性であることを特徴とする。

また、本発明に係る方法における傾斜角度情報は、少なくとも最大角度及び最小角度を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る方法において、各部位の使用工具を特定することは、分類された各部位が加工順序が予め特定されているそれぞれの工具と関連付けされるようになっているテーブルを用いることによって実現されることを特徴とする。

また、本発明に係る方法は、さらに、金型の所望の加工範囲から同一工具を用いて加工する部位を特定するために、前記各領域のうちの同一領域内で同一工具を特定された各部位に加えて、領域は異なるが同一工具を特定された各部位を抽出するステップを備えたことを特徴とする。

さらに、本発明に係る方法は、加工時間短縮のために、前記同一工具部位抽出手段により得られた各部位を一単位として、各工具の使用順番を確定することにより、ＮＣパスを生成するステップを備えたことを特徴とする。

また、別の実施形態において、本発明は、さらに、
対象となる製品が既存の部品を組み合わせることによって生成できる場合において製品形状データから金型のＮＣパスを生成するＮＣパス生成装置であって、
対象となる製品データを構成する部品形状データであって、金型の加工面に要求される機能から分類される所定の属性情報を割り付けられている部品形状データを記憶するデータベース手段と、
所望の製品形状データを構成する部品形状データを前記データベース手段に記憶される前記部品形状データから選択するようにユーザに促す手段と、
選択された前記部品形状データを所望の製品形状に適合するようにユーザに配置させるように促す手段と、
ユーザの指示に応答してＣＡＤ手段を用いて前記部品形状データを配置し、合成計算して所望の製品形状データを生成する手段と、
前記所望の製品形状データを構成する前記部品形状データに付随する金型の前記属性情報に基づいて、各製品面に対応する属性情報が割り付けられた金型形状データを算出する手段と、
前記金型形状データの属性情報により分類される各領域を、加工面を構成する各面の傾斜角度情報に基づいてさらに分類し、分類された各部位に加工形状情報を割り付け、各部位のレベルで加工順序を特定する加工形状分類手段と、
各部位に割り付けられた前記属性情報及び前記加工形状情報に基づいて、各部位の使用工具を特定する加工条件特定手段と、
を備えたことを特徴とするＮＣパス生成装置を提供する。

また、本発明に係る前記加工形状分類手段における傾斜角度情報は、少なくとも最大角度及び最小角度を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る加工条件特定手段において、各部位の使用工具を特定することは、前記加工形状分類手段によって分類された各部位が加工順序が予め特定されているそれぞれの工具と関連付けされるようになっているテーブル手段によって実現されることを特徴とする。

また、本発明に係る装置において、属性が付された金型形状データを算出する手段は、金型同士が接する面に対しては、さらに対応する属性を割り付けることを特徴とする。

また、別の実施形態において、本発明は、さらに、
コンピュータを用いて、対象となる製品が既存の部品を組み合わせることによって生成できる場合において製品形状データから金型のＮＣパスを生成する方法であって、
対象となる製品データを構成する部品形状データであって、金型の加工面に要求される機能から分類される属性情報を割り付けられている部品形状データをデータベースに記憶するステップと、
所望の製品形状データを構成する部品形状データを前記データベースに記憶される前記部品形状データから選択するようにユーザに促すステップと、
選択された前記部品形状データを所望の製品形状に適合するようにユーザに配置させるように促すステップと、
ユーザの指示に応答してＣＡＤ手段を用いて前記部品形状データを配置し、合成計算して所望の製品形状データを生成するステップと、
前記所望の製品形状データを構成する前記部品形状データに付随する金型の前記属性情報に基づいて、各製品面に対応する属性が付された金型形状データを算出するステップと、
前記金型形状データの属性により分類される各領域を、加工面を構成する各面の傾斜角度情報に基づいてさらに分類し、分類された各部位に加工形状情報を割り付け、各部位のレベルで加工順序を特定するステップと、
各部位に割り付けられた前記属性情報及び前記加工形状情報に基づいて、各部位の使用工具を特定するステップと、
を備えたことを特徴とするＮＣパスを生成する方法を提供する。

また、本発明に係る方法において、加工面に要求される機能から分類される属性は、例えば、ワイヤー穴属性、製品面属性、逃がし属性、１．５Ｒポケット属性、曲面合わせ属性、テーパ合わせ属性、原点検知属性であることを特徴とする。

また、本発明に係る方法において、各部位の使用工具を特定することは、前記加工形状分類手段によって分類された各部位が加工順序が予め特定されているそれぞれの工具と関連付けされるようになっているテーブルを用いることによって実現されることを特徴とする。

また、本発明に係る方法において、属性が付された金型形状データを算出するステップは、金型同士が接する面に対しては、対応する属性を割り付けるステップをさらに含むことを特徴とする。

さらに、本発明に係る方法は、加工時間短縮のために、領域は異なるが同一工具を特定された各部位を抽出するステップにより得られた各部位を一単位として、各工具の使用順番を確定することにより、ＮＣパスを生成するステップを備えたことを特徴とする。

本発明は、上述の通り、コンピュータを用いて、金型の各加工面に要求される機能に基づいて加工面を分類し、加工面の傾斜形状に基づいてさらに加工面を分類し、そして、これらの分類結果と加工に使用可能な工具とを関連付けて実際に切削に用いる工具及び加工軌跡を導出することを実現することである。前記分類に関しては、従来は、人間が判断していたが、本発明は、この分類を自動化し、これらの分類結果と工具選定を関連付けることにより、ＮＣパスを迅速に特定できるようにしたものである。結果として、本発明によれば、金型形状の３次元モデルの情報から、また一定の場合には製品を構成する部品の３次元モデルの情報から、どの場所にどんなＮＣパスを作成するのかを自動的に判定することができるようになっている。また、本発明は、ＣＡＭソフトウェア及びＣＡＭソフトを用いることによりＮＣパスを自動生成することは既存の設計資源を有効活用できるというメリットを有している。

上述の加工面に対する「属性情報」及び「傾斜角度情報」に基づいて加工方法及び使用工具の選定の自動化を実現することにより、例えば、摺動面と逃がし面が一見して同じ形状を有するような場合であっても、その加工面それぞれに要求される機能から必要とされる切削による加工精度が異なるということを判断し、そしてその判断に基づいて切削方法及び用いる工具を選定することを、人間を介在させずに瞬時にできることになる。また、逆に、金型の加工面の有する機能が異なっていても切削方法及び用いる工具が同じものとすることができる部位を抽出し、それらをまとめて切削するようにＮＣパスを出力することができる構成となっており、加工時間の短いＮＣパスを自動的に生成することができる。

また、製品データから金型の加工面に要求される機能に基づく金型の加工面を分類する方法をシステム化することにより、既存の設計資産を有効に用いて設計時間を短縮し、設計工数を削減することができる。

ここで、本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下の説明は、あくまでも本発明の例示にすぎず、以下の記載によって発明の技術的範囲が限定されるものではない。

本実施形態に係るＮＣパスを生成する装置は、メモリやデータベースを備えた一般的なコンピュータとその上で実行される所定のソフトウェアによって実現される。設計者（ユーザ）は、このコンピュータ画面上で、この所定のソフトウェアに誘導されながら必要な操作を行うことによって、金型形状の前記属性の生成を進めて行くことができる。そして、前記属性が金型形状に割り付けられた状態を生成すれば、また一定の場合には製品を構成する部品をＣＡＤ上で組み立てた状態を生成すれば、自動でＮＣパスを生成できるようになっている。

また、金型形状に係る３次元データ及び製品形状に係る３次元データを取り扱うことができるように、既に、汎用ＣＡＤシステム又は汎用ＣＡＭシステムで用いられるような金型座標軸がコンピュータ内部に記憶されており、例えば本発明に係るソフトウェアと関連付けられていることを前提とする。

以下に、まず、金型データからＮＣパスを生成するフローについて説明する。次いで、対象となる製品の設計データが既に設計した製品の一部変更である場合における上流工程からＮＣパスを生成するフローについて説明する。

[金型データからＮＣパスを生成する構成]
本発明に従って金型データからＮＣパスを生成する方法は、金型の各加工面の有する機能と、加工面の傾斜等の形状と、実際に加工機で用いられる工具との関係から、加工軌跡及び加工順序を画定し、ＮＣパスを算出するものである。

図１に金型データを用いてＮＣパスを生成するフローを示す。ここで、ＮＣパスを作成する対象となる金型形状モデルは、金型設計に用いることのできるＣＡＤシステムに記憶されていることを前提とする。ユーザは、まず、金型設計ＣＡＤシステムを用いて、ＮＣパスを作成する対象となる金型形状モデルをコンピュータモニタ上に表示させる。そうすると、ユーザは、本システムによって所定のインターフェースを用いて表示されている金型形状モデルに対して金型の加工面に要求される機能に基づいて加工面を分類するように促され、金型形状モデルの各領域に対して分類作業を行い分類された領域に対してそれぞれ属性情報を割り付けることができる（ステップ１００）。このとき、属性情報が割り付けられた金型データは所定のメモリに記憶される。ここで言う属性とは、例えば、製品と接する面（製品面）、金型同士が常時接する面（常時接触面）、金型同士が成型される際に接触する面（合わせ面）、金型同士が摺動する面（摺動面）、及び金型同士や製品と接触しない面（逃がし面）とする。なお、この属性は、一例であって、他のものを属性とすることも可能である。ＣＡＤシステム上で認識できるように関連付けされていれば、製品縦壁面（製品面のうちの縦壁を構成するもの）など、金型の加工面に要求される機能に基づいて加工面を分類する他のものを用いてもよい。

金型を構成する面は、その加工面に要求される機能から、上記の製品面、常時接触面、合わせ面、摺動面、及び逃がし面などに大別され、金型の構成は、要求される金型形状により様々である。そして、その構成により、必要な加工精度及び加工方法が異なり、これによって加工に用いる工具も異なることになる。この点、加工面の加工方法の決定は、金型に要求される機能に依存し、これに基づいて判別されている。例えば、逃がし面は、金型同士が接触することはなく、また製品と接触しない面であり、その機能からして他の面に比べて成型される形状が多少粗くても問題は生じない。一方、製品面は、製品と接する面であり、製品形状を直接的に画定するという機能を有する面であることから、他の面に比べて精度良く成形される必要がある。また、その他の常時接触面、合わせ面、及び摺動面も同様に要求される加工品質がそれぞれの機能から想定されている。従来、設計者は、加工軌跡及び加工順序などの加工手段を決定する要素として、各加工部位が上記のどの面に属するかということを用いている。ステップ１００における分類は、この設計者の判断基準をＮＣパス自動生成に体系化して取り込んだものである。

次に、ユーザによって、金型の加工面に要求される機能に基づいて加工面が分類されて属性情報が割り付けられた金型の各領域を、加工面を構成する各面の傾斜角度情報に基づいてさらに所定部位に分類し、それぞれの部位に工程順番を割り当てる（ステップ１１０）。

ここで、傾斜角度情報は、緩斜面及び急斜面の判断の閾値として最小角度及び最大角度を用いることができる。例えば、事前にテーブル等を用いて最大角度及び最小角度を共に３０度と設定しておくことにより、３０度以下の角度を有する部位に対しては緩斜面であるとして緩斜面に対応する加工方法を関連付けさせることができ、そして、３０度以上の角度を有する部位に対しては急斜面であるとして急斜面に対応する加工方法を関連付けさせることができる。また、最小角度を４０度、最大角度を２０度として設定しておくことにより、同様に、４０度以下の角度を有する部位は緩斜面であるとして緩斜面に対応する加工方法がなされるように、そして、２０度以上の角度を有する部位は急斜面であるとして急斜面に対応する加工方法がなされるように関連付けしておくこともできる。この場合、２０度以上４０度未満の部位は、急斜面及び緩斜面の両方に対応する加工が施される設定になる。従って、例えば、最小角度を４０度、最大角度を２０度とすれば、急斜面及び緩斜面の両方に対応する加工方法を用いて加工面の精度をより安定させることに利用することができる。

属性情報別に分類された加工面の各領域は、様々な形状から構成されている。そして、その形状によって切削方法及び用いる工具が異なる。例えば、加工面が、平坦な部分、緩斜面又は急斜面を有する場合にはそれぞれ切削方法が異なる。また、切削する順番は、加工面の形状に依存する。例えば、切削方向に対して急な傾斜を有する形状や微細な部分の加工であれば、一般には加工順番を後にすることが多い。このように、各加工部位の加工に用いる工具の選定に関しての判断基準として、従来は、ＮＣパス設計者は加工面を構成する傾斜等の形状情報を利用している。ステップ１１０におけるさらなる分類は、設計者のこの判断基準をＮＣパス自動生成に体系化して取り込んだものである。本発明では、急斜面は、予め指定した最大角度以上の急角度要素を有する面を抽出して特定できる。また、緩斜面は、予め指定した最小角度以下の鈍い角度要素を有する面を抽出して特定できる。

また、ステップ１１０は、加工面の形状情報に基づいて各部位の工程順序を特定する際にステップ１００によって割り付けられた属性情報を考慮することができる構成となっている。すなわち、加工面の形状情報だけでなく属性情報による加工面の仕上げ精度を踏まえて各部位に対する工程順序を特定しようとするものである。この点、加工部位が同じ形状であってもその部位が製品面に接する場合と金型同士や製品と接触しない場合とでは、仕上げ精度が異なる。すなわち、製品面に接する部位は、金型同士や製品と接触しない部位よりも加工に対する要求精度が高い。従って、加工部位の加工を要求精度の低い部位から高い部位に順番に行うべく、金型同士や製品と接触しない部位は、製品面に接する部位よりも先に加工されるように工程順序を割り当てることができるように予め指定しておくことができる。

上記に基づいて、本発明では、前記属性情報及び加工面の形状情報の組み合わせが求まれば、その組み合わせに対応する所望の工程順序をその部位に割り当て、そして、その組み合わせと後述する加工に用いる工具とを関連付けるように設定しておくことにより、それぞれの部位の加工に用いる工具を特定する。なお、前記属性情報及び加工面の形状情報の組み合わせと工程順序は、例えば、事前にテーブル等によって設定してもよい。

次に、分類された各部位に対して、加工機特有の工具及び工具の加工軌跡を特定し、各部位における加工順序を割り当てる（ステップ１２０）。

ステップ１１０における各部位の分類は、その面が要求される金型の機能、その面の有する傾斜形状に基づいて決定されているものである。ステップ１２０では、各部位に対して、この機能及び形状の要素に基づく分類から加工に必要となる工具の種類、その工具の径及び加工速度等を選定し、さらにＣＡＭソフトウェアの機能を利用して加工軌跡を算出する。具体的には、ステップ１１０による各部位の分類結果に基づき、加工部位に要求される機能、その部位の範囲（面積）及びその傾斜形状と、加工機で用いることができる工具の種類、その工具の径の種類及びその部位の加工速度を関連付けさせることにより実現される。これは、この関連付けはテーブル等を予め準備しておくことにより実現してもよい。これにより、各部位の加工は、用いる工具、その軌跡及びその加工速度によってより具体的な工程に細分され得る。

上記によれば、ステップ１００において前記属性が異なる場合であっても、各部位は、ステップ１２０においてその形状との関係から同じ工具が選定される結果を生じることもある。従って、前記属性は異なるが同一の工具を用いる各部位を抽出し、金型の所望の加工範囲から同一工具を用いて加工する部位を特定することができる構成とすることができる。すなわち、同一属性内で同一工具を用いる部位に加えて異なる属性間で同一工具を用いる部位を抽出することにより、それらをまとめて加工するようにＮＣパスを出力する構成とし、工具交換の工程を削減するのに利用することができるようにカスタマイズできる。

上記は、加工面のＮＣパスの作成過程について、従来、ＮＣパス作成者が「金型の加工面に要求される機能」及び「加工面を構成する傾斜形状」による分類に従って、加工面の各加工部位の加工方法を特定している点に着目し、この分類をコンピュータを用いて効率的に行うようにしたものである。また、前記分類による結果と実際に加工機で用いる工具とを関連させてＮＣパスを自動的に生成するものである。

なお、上記のＮＣパスの作成過程において、ステップ１００は、例えば、ＣＡＤソフトウェア上で利用できるように、カスタマイズすることにより実現してもよい。また、ステップ１１０及びステップ１２０は、例えば、ＣＡＭソフトウェア上で利用できるように、カスタマイズすることにより実現してもよい。

[製品データからＮＣパスを生成する構成]
本発明に係る製品データからＮＣパスを生成する方法は、金型データからＮＣパスを生成する構成を拡張した構成を採っている。対象となる製品の設計データが既に設計した製品の一部変更である場合には、ＮＣパス設計者は上述の金型の各加工面の有する機能を特定する必要はなく、より上流工程である製品形状作成をＣＡＤ上で行うことにより、ＮＣパスを自動生成できる構成としたものである。

図２は、製品データからＮＣパスを生成するフローを示す。ここで、金型作成の対象となる製品データの部品データがＣＡＤシステムとリンクされた状態で、データベースに記憶されていることを前提とする。また、これらの部品データは、既に設計された製品に対応する部品ライブラリとしてデータベースに保存されているものとする。さらに、部品データには、それに対応する金型データの加工面から要求される機能に係る属性が割り付けられているものとする。まず、ユーザがＣＡＤシステムを用いてデータベースに記憶されている所望の製品の構成要素となる部品データを選択すると、その部品形状をコンピュータモニタ上に表示させる（ステップ２００）。次いで、ユーザがコンピュータモニタを見ながら部品データを配置し、所望の製品形状を作成し、コンピュータに合成計算する指示をすると、ＣＡＤシステムによって製品形状が合成計算され、さらに、製品を構成する部品に付随する金型属性情報もデータベースから製品形状データにコピーされる（ステップ２２０）。また、上記処理は、所望の製品形状を作成できるまで繰り返すことがきるようになっている（ステップ２３０）。所望の製品形状データが作成されたことがユーザからコンピュータに指示されると、ＣＡＤシステムを用いて製品の反転形状としての金型データを作成する（ステップ２４０）。次いで、製品の部品形状の属性を金型データに転写する（ステップ２５０）。次いで、製品と接する金型部分以外の金型部分を要求される機能に基づいて分類し、その分類に従ってそれぞれ属性を割り付ける（ステップ２６０）。具体的には、まず、製品と接する金型部分以外の金型部分にはスライド部が必要であるかを判断し、その後、スライド部を有する必要がある場合には、製品の外周面からスライド部となる領域を選定する。その後、その他の金型部分について製品の外周形状に基づいて機能分類する。ステップ２５０により製品に接する金型部分に属性を割り当てることに加えて、ステップ２６０により製品面とは接しない金型部分（金型同士は接する部分）に属性を割り当てることができる。なお、ステップ２５０及びステップ２６０において割り当てられる属性は、上述の金型データからＮＣパスを生成する場合のステップ１００の後にユーザによって割り付けられた属性と同様のものとなる。次いで、属性が割り付けられている金型の各領域を、加工面を構成する各面の傾斜角度情報に基づいて、さらに所定部位に分類し、それぞれの部位に工程順番を割り当てる（ステップ２７０）。なお、ステップ２７０は、上述の図１のステップ１１０と同様の処理である。次いで、分類された各部位に対して、加工機特有の工具及び工具の加工軌跡を特定し、各部位における加工順番を割り当てる（ステップ２８０）。なお、ステップ２８０の処理は、上述の図１のステップ１２０と同様の処理である。

本発明に係る上記の方法は、金型の加工面に要求される機能に基づく属性が、製品の形状が有する性質に依存して定められているものである点に鑑み、製品を構成する部品の形状からそれに対応する金型の形状及びその属性を特定する方法を提供するものである。上記方法によって、ＮＣパス生成のシステム化を上流工程から構築することができるため、ＮＣパス設計効率を向上させることができる。

なお、上記のＮＣパスの作成過程において、ステップ２００からステップ２６０は、例えば、ＣＡＤソフトウェア上で利用できるように、カスタマイズすることにより実現してもよい。また、ステップ２７０及びステップ２８０は、例えば、ＣＡＭソフトウェア上で利用できるように、カスタマイズすることにより実現してもよい。

ここで、ここまで説明してきた処理フローを利用して実際にＮＣパスの作成を行う実施例について説明する。

本システムは、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの一般的なコンピュータ端末及びその周辺機器、そして、このコンピュータ上で実行されるコンピュータプログラムから構成されている。コンピュータ周辺機器は、汎用のものであるため、本システムの中心的な役割を果たすのは、コンピュータプログラムから成るＮＣパス生成に係るソフトウェアの部分である。

本実施例に係るＮＣパス生成ソフトウェアは、コンピュータ端末上のＣＡＤソフトウェア及びＣＡＭソフトウェアとリンクしており、端末上のＣＡＤソフトウェア及びＣＡＭソフトウェアからアクセスして制御できるようになっている。このＣＡＤソフトウェア及びＣＡＭソフトウェアとしては、この分野で広く利用されている市販のソフトウェアを用いることができる他、独自に開発し又はカスタマイズしたＣＡＤソフトウェア及びＣＡＭソフトウェアであってもよい。なお、このＮＣパス生成ソフトウェアは、ＣＡＤソフトウェア及びＣＡＭソフトウェア上での制御でなければ動作しないという限定を示すものではなく、本システムを構成するＮＣパスソフトウェアに対してＣＡＤソフトウェア及びＣＡＭソフトウェアをリンクさせるようにカスタマイズした形態で動作させるものであってもよい。

図３は、製品３２０に対するキャビ３１０とコア３３０の外観を示す。本実施例では、製品３２０に対応するキャビ３１０に対するＮＣパスを生成する工程について説明する。まず、設計者は、ＣＡＤソフトウェアにリンクされているデータベースから製品３２０を構成する部品を検索し、対応する部品をＣＡＤソフトウェアを用いて配置し、製品形状を作成する。そして、設計者は、組み立てられた製品形状を合成計算してＣＡＤソフトウェアに認識させるように所定のインターフェースを用いて指示する。これらは、図２のステップ２００及び２１０に該当する。そうすると、図４に示すような所望の製品データを生成することができる。ここで、ライト４１０、カメラ４２０、ウィンドウ４３０、ボタン４４０、マイク４５０及びデザイン面４６０は、予めデータベースに記憶されている部品群である。

図５は、図４に示された部品群の形状に基づく性質から分類される属性を示す。属性は、それぞれ、ライト属性５１０、カメラ属性５２０、ウィンドウ属性５３０、ボタン属性５４０、マイク属性５５０及びデザイン面属性５６０である。これらの属性は、部品の形状に基づいて分類されたものであり、事前に、部品形状データと一体不可分の関係でデータベースに記憶されているものである。

図６は、図５に表されている各部品の属性をキャビに転写した様子を示すものである。これは、図２のステップ２５０の実行により作成されたものに該当する。図５に示された製品形状を反転した形状がキャビに転写されていることがわかる。また、各部品に対応する金型部分には、各部品に対応する属性情報が割り当てられている。具体的には、それぞれ、ライト属性６１０、カメラ属性６２０、ウィンドウ属性６３０、ボタン属性６４０、マイク属性６５０及びデザイン面属性６６０が割り当てられている。

図７は、製品に接しない金型部分に属性を割り付けた様子を示す。具体的には、それぞれ、テーパ合わせ面属性７１０、平面突き当てあわせ面属性７２０、曲面合わせ面属性７３０、ポケット面属性７４０、ブランク面属性７５０及び逃がし面属性７６０が割り当てられている。これは、製品形状データの大きさ及び範囲から、まず、テーパ合わせ面及び曲面合わせ面が所定の領域を確保するように特定され、次いで、それらの隣接する所定の領域に対して平面突き当て合わせ面及びポケット面が特定され、最後に、逃がし面の領域が上記の面に対して製品から離れる方向に特定されたものである。これらは、ＣＡＤソフトウェアを用いて製品形状との位置関係から算出することができる。なお、この属性の割り当ては、図２のステップ２６０を実行したものに該当する。

図８は、上記の製品形状の性質に基づく属性分類が転写された金型部分の属性（図６参照）、及び上記の製品に接しない金型部分に割り付けられた属性（図７参照）を併せて表示させた状態を示す。図８において、図６に示す番号及び図７に示す番号と同じ番号は、同一の属性を示すものである。ここで割り当てられている属性は、図１のステップ１００の後にユーザがそれぞれの加工面に属性を割り当てたものと同様のものを示す。上述のように、予め設計対象となる製品が既知である場合には、ユーザは、データベース等に記憶されているその製品を構成する部品を完成品の形状に従ってＣＡＤ上で配置さえすればよく、それによって自動的にその部品に対応する金型属性も特定され、さらに製品部分に接しない金型の形成及びその属性も特定される。従って、人間が個々の金型部分に属性を割り当てるよりも迅速かつ的確に金型属性の割り当て処理を行うことができる。

ここで、図２のステップ２７０について、説明の簡単のために、曲面合わせ面属性に着目し、その属性が割り当てられた領域をその面の傾斜角度情報に基づいて、所定部位に分類する様子を説明する。図９は、図７及び図８の曲面合わせ面属性７３０と同様の曲面合わせ面属性９１０を示す。また、図１０は、図９の曲面合わせ面属性部分９１０を拡大して表示させた状態を示す。具体的には、曲面合わせ面属性９１０が、急斜面１１００、天面１２００及び緩斜面１３００の部位に分類された様子を示したものである。本実施例では、急斜面１１００は、曲面合わせ面属性９１０の中で、角度が２０度以上の急角度要素を含んでいる面を抽出したものである。また、天面１２００は、曲面合わせ面属性９１０の中で、一定の水平面を示す天面を抽出したものである。また、緩斜面１３００は、曲面合わせ面属性９１０の中で、角度が４０度以下の緩い角度要素を含んでいる面を抽出したものである。ここで言う角度に関しては、図１のステップ１１０において述べた通りである。また、緩斜面及び急斜面の閾値をそれぞれ４０度及び２０度としたのには、２０度から４０度の間の傾斜形状を有する部位に対しては、緩斜面に対応する加工及び急斜面に対応する加工の両方の加工を施すことにより、加工精度の向上及び均一化を図るねらいがある。なお、急斜面及び緩斜面を特定する閾値が２０度及び４０度としているが、実際に加工機に用いられる工具との関係において、例えば、４０度以下であれば確実に精度良く加工できる工具を備えた加工機を利用する場合には、上記で設定した閾値を例えば両方共に４０度に変更して利用することも勿論可能である。そして、図示していないが、傾斜形状情報としての急斜面１１００、天面１２００及び緩斜面１３００と曲面合わせ面属性であるという情報との組み合わせから、工具の選定が行われる。

最終的には、図示していないが、図２のステップ２８０に基づいて、曲面合わせ面属性以外の他の属性に対しても、上記同様に各面の金型属性及び各面の傾斜形状に従って所定部位に分類し、それに対応する工具及び工具の加工軌跡を算出し、ＮＣパスを生成することができる。

本発明に係る上記実施例によれば、例えば、携帯電話の金型設計において、カメラ機能付きモデルに対する設計を容易に行うことができる。すなわち、カメラ機能付きモデルの金型を設計する場合には、金型設計者は、まず、ＣＡＤ上で、対象モデルに該当するカメラ部品の設計実績が無ければ、カメラ部品の形状及びその金型に要求される属性を作成する必要があるが、既に設計実績があればその中から対象モデルに該当するカメラ部品を特定し、それ以外の部分は、既存の部品を組み合わせることにより対象となる携帯電話の形状を生成することができる。そして、ユーザが携帯電話の製品形状をＣＡＤ上で特定できれば、そこから自動的に、金型形状を生成し、さらには、所望の領域のＮＣパスを生成することが可能となる。

以上のように、本発明の実施の形態及び実施例について説明してきたが、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、これに種々の変更を加え得るものであることは容易に理解される。そして、それらが特許請求の範囲の各請求項に記載した事項、及びそれと均等な事項の範囲内にある限り、当然に本発明の技術的範囲に含まれる。上記の実施例は特定の製品に対してのものであったが、これはあくまでも一例であり、本発明がこの特定の具体例に限定されるものではない。

本発明に係る金型データを用いてＮＣパスを生成するフローを示す。本発明に係る製品データからＮＣパスを生成するフローを示す。キャビ・コアの金型データ及び製品データの外観を示す。対象製品形状の外観を示す。製品形状の性質に基づく属性分類の様子を示す。製品形状の性質に基づく属性分類が金型に転写された様子を示す。製品に接しない金型部分に属性を割り付けた様子を示す。製品形状の性質に基づく属性分類が転写された金型部分の属性及び製品に接しない金型部分に割り付けられた属性を示す。キャビの曲面合わせ属性を示す。図９の曲面合わせ属性の金型部分を拡大して表示した外観を示す。

符号の説明

３１０キャビ
３２０製品
３３０コア
４１０ライト
４２０カメラ
４３０ウィンドウ
４４０ボタン
４５０マイク
４６０デザイン面
５１０、６１０ライト面属性
５２０、６２０カメラ面属性
５３０、６３０ウィンドウ面属性
５４０、６４０ボタン面属性
５５０、６５０マイク面属性
５６０、６６０デザイン面属性
７１０テーパ合わせ面属性
７２０平面突き当て合わせ面属性
７３０、９１０曲面あわせ面属性
７４０ポケット面属性
７５０ブランク面属性
７６０逃がし面属性
１１００急斜面
１２００天面
１３００緩斜面

Claims

所定の属性情報が割り当てられた金型形状データからＮＣパスを生成するＮＣパス生成装置であって、
加工面に要求される機能に基づいて分類される所定数の属性を作成し、前記金型形状データを前記属性に基づいて分類して各領域に属性情報を割り付けるようにユーザに対して促す加工面の機能的分類手段と、
前記属性情報が割り付けられた各領域を、加工面を構成する各面の傾斜角度情報に基づいてさらに分類し、分類された各部位に加工形状情報を割り付け、各部位のレベルで加工順序を特定する加工形状分類手段と、
各部位に割り付けられた前記属性情報及び前記加工形状情報に基づいて、各部位の使用工具を特定する加工条件特定手段と、
を備えたことを特徴とするＮＣパス生成装置。
前記加工形状分類手段における傾斜角度情報は、少なくとも最大角度及び最小角度を含むことを特徴とする請求項１に記載のＮＣパス生成装置。
前記加工条件特定手段において、各部位の使用工具を特定することは、前記加工形状分類手段によって分類された各部位が、加工順序が予め特定されているそれぞれの工具と関連付けされるようになっているテーブル手段によって実現されることを特徴とする請求項１又は２に記載のＮＣパス生成装置。
さらに、金型の所望の加工範囲から同一工具を用いて加工する部位を特定するために、前記各領域のうちの同一領域内で同一工具を特定された各部位に加えて、領域は異なるが同一工具を特定された各部位を抽出する同一工具部位抽出手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のＮＣパス生成装置。
コンピュータを用いて、所定の属性情報が割り当てられた金型形状データからＮＣパスを生成する方法であって、
加工面に要求される機能に基づいて分類される所定数の属性を作成し、前記金型形状データを前記属性に基づいて分類して各領域に属性情報を割り付けるようにユーザに対して促すステップと、
前記属性情報が割り付けられた各領域を、加工面を構成する各面の傾斜角度情報に基づいてさらに分類し、分類された各部位に加工形状情報を割り付け、各部位のレベルで加工順序を特定するステップと、
各部位に割り付けられた前記属性情報及び前記加工形状情報に基づいて、各部位の使用工具を特定するステップと、
を備えたことを特徴とするＮＣパスを生成する方法。
前記傾斜角度情報は、少なくとも最大角度及び最小角度を含むことを特徴とする請求項５に記載のＮＣパスを生成する方法。
各部位の使用工具及び加工軌跡を特定することは、分類された前記各部位が、加工順序が予め特定されているそれぞれの工具と関連付けされるようになっているテーブルを用いることによって実現されることを特徴とする請求項５又は６に記載のＮＣパスを生成する方法。
さらに、金型の所望の加工範囲から同一工具を用いて加工する部位を特定するために、前記各領域のうちの同一領域内で同一工具を特定された各部位に加えて、領域は異なるが同一工具を特定された各部位を抽出するステップを備えたことを特徴とする請求項５から７のいずれか１つに記載のＮＣパスを生成する方法。
対象となる製品が既存の部品を組み合わせることによって生成できる場合において製品形状データから金型のＮＣパスを生成するＮＣパス生成装置であって、
対象となる製品データを構成する部品形状データであって、金型の加工面に要求される機能から分類される所定の属性情報を割り付けられている部品形状データを記憶するデータベース手段と、
所望の製品形状データを構成する部品形状データを前記データベース手段に記憶される前記部品形状データから選択するようにユーザに促す手段と、
選択された前記部品形状データを所望の製品形状に適合するようにユーザに配置させるように促す手段と、
ユーザの指示に応答してＣＡＤ手段を用いて前記部品形状データを配置し、合成計算して所望の製品形状データを生成する手段と、
前記所望の製品形状データを構成する前記部品形状データに付随する金型の前記属性情報に基づいて、各製品面に対応する属性情報が割り付けられた金型形状データを算出する手段と、
前記金型形状データの属性情報により分類される各領域を、加工面を構成する各面の傾斜角度情報に基づいてさらに分類し、分類された各部位に加工形状情報を割り付け、各部位のレベルで加工順序を特定する加工形状分類手段と、
各部位に割り付けられた前記属性情報及び前記加工形状情報に基づいて、各部位の使用工具を特定する加工条件特定手段と、
を備えたことを特徴とするＮＣパス生成装置。
前記加工形状分類手段における傾斜角度情報は、少なくとも最大角度及び最小角度を含むことを特徴とする請求項９に記載のＮＣパス生成装置。
前記加工条件特定手段において、各部位の使用工具を特定することは、前記加工形状分類手段によって分類された各部位が、加工順序が予め特定されているそれぞれの工具と関連付けされるようになっているテーブル手段によって実現されることを特徴とする請求項９又は１０に記載のＮＣパス生成装置。
属性が付された金型形状データを算出する手段は、金型同士が接する面に対しては、さらに対応する属性を割り付けることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１つに記載のＮＣパス生成装置。
さらに、金型の所望の加工範囲から同一工具を用いて加工する部位を特定するために、前記各領域のうちの同一領域内で同一工具を特定された各部位に加えて、領域は異なるが同一工具を特定された各部位を抽出する同一工具部位抽出手段を備えたことを特徴とする請求項９から１２のいずれか１つに記載のＮＣパス生成装置。
コンピュータを用いて、対象となる製品が既存の部品を組み合わせることによって生成できる場合において製品形状データから金型のＮＣパスを生成する方法であって、
対象となる製品データを構成する部品形状データであって、金型の加工面に要求される機能から分類される属性情報を割り付けられている部品形状データをデータベースに記憶するステップと、
所望の製品形状データを構成する部品形状データを前記データベースに記憶される前記部品形状データから選択するようにユーザに促すステップと、
選択された前記部品形状データを所望の製品形状に適合するようにユーザに配置させるように促すステップと、
ユーザの指示に応答してＣＡＤ手段を用いて前記部品形状データを配置し、合成計算して所望の製品形状データを生成するステップと、
前記所望の製品形状データを構成する前記部品形状データに付随する金型の前記属性情報に基づいて、各製品面に対応する属性が付された金型形状データを算出するステップと、
前記金型形状データの属性により分類される各領域を、加工面を構成する各面の傾斜角度情報に基づいてさらに分類し、分類された各部位に加工形状情報を割り付け、各部位のレベルで加工順序を特定するステップと、
各部位に割り付けられた前記属性情報及び前記加工形状情報に基づいて、各部位の使用工具を特定するステップと、
を備えたことを特徴とするＮＣパスを生成する方法。
前記傾斜角度情報は、少なくとも最大角度及び最小角度を含むことを特徴とする請求項１４に記載のＮＣパスを生成する方法。
各部位の加工機特有の工具及び加工軌跡を特定することは、分類された各部位が、加工順序が予め特定されているそれぞれの工具と関連付けされるようになっているテーブルを用いることによって実現されることを特徴とする請求項１４又は１５に記載のＮＣパスを生成する方法。
属性が付された金型形状データを算出するステップは、金型同士が接する面に対しては、対応する属性を割り付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１つに記載のＮＣパスを生成する方法。
さらに、金型の所望の加工範囲から同一工具を用いて加工する部位を特定するために、前記各領域のうちの同一領域内で同一工具を特定された各部位に加えて、領域は異なるが同一工具を特定された各部位を抽出するステップを備えたことを特徴とする請求項１４から１７のいずれか１つに記載のＮＣパスを生成する方法。