JPH09292906A

JPH09292906A - 金型非成形部逃がし加工自動化用ｃａｍシステム

Info

Publication number: JPH09292906A
Application number: JP10758196A
Authority: JP
Inventors: Kinji Iwata; 欣児岩田; Kazuaki Kimura; 千映木村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1997-11-11

Abstract

(57)【要約】【課題】金型形状モデルから逃がし加工を行う部位を
自動的に判定して、逃がし加工用データを自動的に作成
する。【解決手段】形状特徴自動抽出部１は、金型形状デー
タ５及び領域データ６から金型の凸部及び所定以上に狭
まった凹部を全て検索して、凹部及び凸部データ７に出
力する。逃がし加工部位決定部２は、凹部及び凸部デー
タ７に収容された各凹部につき、所定の径の工具を凹部
に接触させて、凹部近傍での工具との複数の接点位置を
検索し、検索した複数の接点の各々につき、凹部及び凸
部データ７に収容された凸部との間の距離をそれぞれ計
算して、これら計算した距離のうちの最短距離を選択
し、複数の接点について求めた最短距離が全て所定の距
離以上である場合、その凹部について逃がし加工を自動
的に行うことを決定して、そのデータを加工部位支持デ
ータ９に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自由曲面で構成さ
れた金型形状モデルについて、その形状から所定の径の
工具による逃がし加工を適用する部位を決定するととも
に、その部位に対して前記所定の径の工具による逃がし
加工を行うＣＡＭシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プレス用金型の製作において、Ｃ
ＡＭ（コンピュータ支援加工）システムのＮＣ（数値制
御）工作機械で金型形状内の凹部を加工する場合には、
通常、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すよう大径の工具Ｔ
４、それより小径の工具Ｔ５、そしてさらに小径の工具
Ｔ６等、径の異なる複数本の工具を順次用いて加工を行
っているが、凹部には、それに対応する凸部のみでパネ
ル成形が成されるため、パネル成形上不要となる箇所が
多く、金型の上型と下型との合わせ作業時に、上記ＮＣ
工作機械における機械加工段階での削り残し部分ととも
にこれら不要となる箇所を作業者の手作業により除去し
ている。それ故、このような手作業を省略するために、
上記機械加工段階で金型形状内の凹部のパネル成形上不
要となる箇所（非成形部）に逃がし加工を行うことによ
りこれら非成形部を除去することが検討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、機械加
工段階で金型形状内の凹部に逃がし加工を行う場合、金
型形状を表す金型モデルを定義した３次元形状データ
（いわゆるＣＡＤ（コンピュータ支援設計）データ）に
対する逃がし加工用データを、非成形部に沿って作成す
るために、各凹部について逃がし加工の適用が可能か否
かを金型形状から作業者が判断する必要があり、逃がし
加工用データ作成工数が増大するという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、金型形状モデルについ
て、その形状から逃がし加工を行う部位を自動的に判定
し、かつ、逃がし加工用データを自動的に作成すること
により、逃がし加工用データ作成工数を低減する金型非
成形部逃がし加工自動化用ＣＡＭシステムを提供するこ
とである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による請求項１の
金型非成形部逃がし加工自動化用ＣＡＭシステムは、自
由曲面で構成された金型形状モデルについて、その形状
から所定の径の工具による逃がし加工を適用する部位を
決定するとともに、その部位に対して前記所定の径の工
具による逃がし加工を行うＣＡＭシステムにおいて、前
記金型形状モデルから凸部及び所定以上に狭まった凹部
を全て検索する凹部及び凸部自動検索手段と、前記検索
した金型形状モデルの各凹部につき、前記所定の径の工
具をその凹部の近傍に接触させて、この凹部近傍での前
記所定の径の工具に対する複数の接点の位置を検索し、
前記検索した複数の接点の各々につき、前記凸部との間
の距離をそれぞれ計算して、これら計算した距離のうち
の最短距離を選択し、前記複数の接点について求めた前
記最短距離が全て所定の距離以上である場合、その凹部
について逃がし加工を自動的に行うことを決定する自動
逃がし加工決定手段と、を具えることを特徴とするもの
である。

【０００６】本発明による請求項２の金型非成形部逃が
し加工自動化用ＣＡＭシステムは、前記自動逃がし加工
決定手段は、前記凸部が曲率を有する場合、前記接点と
前記凸部の断面曲線の中央の点との間の距離と凸部の曲
率半径との差を、前記接点と前記凸部との間の距離とし
て計算することを特徴とするものである。

【０００７】本発明による請求項３の金型非成形部逃が
し加工自動化用ＣＡＭシステムは、前記凹部及び凸部自
動検索手段は、前記金型形状モデルからフィレット情報
を全て検索して、これら検索した金型形状モデルの各フ
ィレットにつき、曲率半径中心を連ねた線の方向を計算
して、この曲率半径中心を連ねた線の方向と金型のプレ
ス方向に平行でない場合、前記曲率半径中心を連ねた線
に直交する平面に沿う方向に延在する所定のエッジ上
の、端部以外に位置する点から、前記金型のプレス方向
のベクトルと曲率半径中心方向のベクトルとの内積を計
算し、この内積が零を超える場合には当該フィレットを
凸部と判定し、前記内積が零以下の場合には当該フィレ
ットを凹部と判定することを特徴とするものである。

【０００８】本発明による請求項４の金型非成形部逃が
し加工自動化用ＣＡＭシステムは、前記凹部及び凸部自
動検索手段は、前記金型形状モデルからフィレット情報
を全て検索して、これら検索した金型形状モデルの各フ
ィレットにつき、曲率半径中心を連ねた線の方向を計算
して、前記曲率半径中心を連ねた線の方向と金型のプレ
ス方向とが平行である場合、前記ＣＡＭシステムの３次
元座標系の垂直方向と正反対の方向を前記金型のプレス
方向として、前記曲率半径中心を連ねた線に直交する平
面に沿う方向に延在するエッジのうち前記ＣＡＭシステ
ムの３次元座標系の垂直方向の値が大きい方を取り出
し、このエッジ上の所定の点からの、前記エッジに隣接
する曲面の存在側方向のベクトルと前記曲率半径中心方
向のベクトルとの内積を計算し、この内積が零を超える
場合には当該フィレットを凸部と判定し、前記内積が零
以下の場合には当該フィレットを凹部と判定することを
特徴とするものである。

【０００９】本発明による請求項５の金型非成形部逃が
し加工自動化用ＣＡＭシステムは、前記自動逃がし加工
手段は、前記最短距離を選択するに際し、前記検索した
金型形状モデルの各フィレットの前記曲率半径中心を連
ねた線の方向の、パッチ線の端点を連ねた線である足曲
線を取り出し、前記凹部と判定したフィレットの足曲線
と前記凸部と判定した足曲線との間の距離、前記凹部と
判定したフィレットの足曲線と前記凸部と判定したフィ
レットを除く凸部との間の距離、又は前記接点と前記凸
部と判定したフィレットの足曲線との間の距離を求める
ことを特徴とするものである。

【００１０】本発明による請求項６の金型非成形部逃が
し加工自動化用ＣＡＭシステムは、前記自動逃がし加工
決定手段により自動逃がし加工を行うことを決定された
凹部に対して、前記所定の径未満の径の工具での加工を
省略する工具加工省略手段を具えることを特徴とするも
のである。

【００１１】

【発明の作用及び効果】本発明による請求項１記載の金
型非成形部逃がし加工自動化用ＣＡＭシステムによれ
ば、先ず、凹部及び凸部自動検索手段が、金型形状モデ
ルから凸部及び所定以上に狭まった凹部を全て検索す
る。ここで所定以上に狭まった凹部を検索するのは、工
具径以上の曲率を持つ凹部については、その工具で削り
残しなく削れるからである。次いで、自動逃がし加工決
定手段が、検索した金型形状モデルの各凹部につき、所
定の径の工具をその凹部の近傍に接触させて、この凹部
近傍での所定の径の工具との複数の接点の位置を検索す
る。次いで、検索した複数の接点の各々につき、凸部と
の間の距離をそれぞれ計算して、これら計算した距離の
うちの最短距離を選択し、複数の接点について求めた前
記最短距離が全て所定の距離以上である場合、その凹部
について逃がし加工を自動的に行うことを決定する。

【００１２】このように、本発明によれば、検索した凹
部近傍での対応した形状の所定の径の工具との各接点と
凸部との間の距離のうちの最短距離が所定の距離以上で
あるか否かに基づいて、逃がし加工を行うか否かを自動
的に決定するので、ＮＣ工作機械に逃がし加工を行い得
て、ＮＣ加工した金型の前記非成形部についての作業者
の手作業による除去を不要とすることができるととも
に、金型の加工時間を短縮することができ、逃がし加工
用データを作成する際に作業者の、各凹部についての逃
がし加工の適否判断が省略され、したがって、逃がし加
工用データ作成工数を低減させることができる。

【００１３】本発明による請求項２記載の金型非成形部
逃がし加工自動化用ＣＡＭシステムによれば、検索され
た凸部が曲率を有する場合、検索された接点とこの凸部
との間の距離と凸部の曲率半径との差を、この接点とこ
の凸部との間の距離として計算する。金型形状モデルの
曲率を有する凸部の情報は、金型形状モデルからは得る
ことができない。このような曲率を有する凸部の情報は
凸部を検索する際に得られ、このようにして得られた曲
率を有する凸部を逃がし加工用データ作成時に考慮する
ことにより、信頼性の高い逃がし加工用データを作成す
ることができる。

【００１４】本発明による請求項３記載の金型非成形部
逃がし加工自動化用ＣＡＭシステムによれば、自動逃が
し加工手段は、金型形状モデルからフィレット情報を全
て検索し、検索した金型形状モデルの各フィレットにつ
き、曲率半径中心を連ねた線の方向を計算して、この曲
率半径中心を連ねた線の方向と金型のプレス方向に平行
でない場合、前記曲率半径中心を連ねた線に直交する平
面に沿う方向に延在する所定のエッジ上の端部以外に位
置する点から、金型のプレス方向のベクトルと曲率半径
中心方向のベクトルとの内積を計算し、この内積が零を
越える場合には当該フィレットを凸部と判定し、前記内
積が零以下の場合には当該フィレットを凹部と判定す
る。このように、逃がし加工用データ作成時に、金型形
状モデルから得られるフィレット情報を基にして凹部及
び凸部を判定することにより、これら凹部及び凸部につ
いては、凹部及び凸部自動検索手段により凹部及び凸部
を検索する必要がなくなるので、凹部及び凸部の検索時
間が短縮され、したがって、逃がし加工用データの作成
時間を短縮することができる。

【００１５】本発明による請求項４記載の金型非成形部
逃がし加工自動化用ＣＡＭシステムによれば、自動逃が
し加工手段は、金型形状モデルからフィレット情報を全
て検索し、検索した金型形状モデルの各フィレットにつ
き、曲率半径中心を連ねた線の方向を計算して、曲率半
径中心を連ねた線の方向と金型のプレス方向とが平行で
ある場合、ＣＡＭシステムの３次元座標系の垂直方向と
正反対の方向を金型のプレス方向として、曲率半径中心
を連れた線に直交する平面に沿う方向に延在するエッジ
のうちＣＡＭシステムの３次元座標系の垂直方向の値が
大きい方を取り出し、このエッジ上の所定の点からの、
エッジに隣接する曲面の存在側方向のベクトルと曲率半
径中心方向のベクトルとの内積を計算し、この内積が零
を越える場合には当該フィレットを凸部と判定し、内積
が零以下の場合には当該フィレットを凹部と判定する。
この場合、曲率半径中心を連ねた線の方向と金型のプレ
ス方向とが平行であるフィレットも逃がし加工用データ
作成時に考慮されるので、凹部及び凸部の検索時間がさ
らに短縮され、したがって、逃がし加工用データの作成
時間をさらに短縮することができる。

【００１６】本発明による請求項５記載の金型非成形部
逃がし加工自動化用ＣＡＭシステムによれば、自動逃が
し加工手段は、最短距離を選択するに際し、検索した金
型形状モデルの各フィレットの曲率半径中心を連ねた線
の方向の、パッチ線の端点を連ねた線である足曲線を取
り出す。次いで、凹部と判定したフィレットの足曲線と
凸部と判定したフィレットの足曲線との間の距離、凹部
と判定したフィレットの足曲線と凸部と判定したフィレ
ットを除く凸部との間の距離、又は凹部と判定した凹部
近傍での所定の径の工具に対する複数の接点のうちの一
つと前記凸部と判定したフィレットの足曲線との間の距
離を求める。このように、足曲線を利用して距離を求め
ることにより、距離計算を簡単にすることができるの
で、逃がし加工用データの作成時間を一層短縮すること
ができる。

【００１７】本発明による請求項６記載の金型非成形部
逃がし加工自動化用ＣＡＭシステムによれば、自動逃が
し加工手段は、自動逃がし加工を行うことを決定された
凹部に対して、所定の径未満の径の工具での加工を省略
する。このような機械加工の省略により、逃がし加工を
行う際の金型の加工時間をより一層短縮することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明による金型非成形部逃がし
加工自動化用ＣＡＭシステムの実施の形態を、図面を参
照して詳細に説明する。図１は、本発明による金型非成
形部逃がし加工自動化用ＣＡＭシステムの一実施の形態
としてのＣＡＭシステムの構成を機能的に示す構成図で
ある。図示したＣＡＭシステムは、通常のＣＡＭシステ
ムの作動プログラムを改造して、その改造したところ
に、金型形状モデルから逃がし加工を行う部位を自動的
に判定し、かつ、逃がし加工用データを自動的に作成す
る本発明に係る機能を付加したものである。

【００１９】図示したように、このＣＡＭシステムは、
凹部及び凸部自動検索手段としての形状特徴自動抽出部
１及び自動逃がし加工決定手段としての逃がし加工部位
決定部２を有する非成形部逃がし加工部３と、工具加工
省略手段としての工具経路計算部４とを具える。

【００２０】非成形部逃がし加工部３の形状特徴自動抽
出部１は、金型形状モデルを構成する金型形状データ５
と、所定の径の工具による加工を行う領域及び逃がし加
工を適用しない領域についてのデータを有する領域デー
タ６とから供給されるデータに基づき、金型形状の凸部
及び所定以上に狭まった凹部のデータを作成して、凹部
及び凸部データ７に出力する。逃がし加工部位決定部２
は、この凹部及び凸部データ７と、金型形状内の凹部に
逃がし加工を行うか否かの基準情報を収容している逃が
し加工基準情報８とから供給されるデータに基づいて、
所定の径の工具により逃がし加工を行う逃がし加工適用
部位のデータを作成して、加工部位支持データ９に出力
する。

【００２１】工具経路計算部４は、加工部位支持データ
９から供給されるデータに基づいて、図２（ａ）に示す
ように、所定の径の工具Ｔ１で逃がし加工を行う際、金
型の凹部に対する所定の逃がし量ｄを決定して、図２
（ｂ）に示すように、工具Ｔ１により逃がし加工を行う
経路を計算し、それをＮＣデータ１０として出力する。

【００２２】具体的には、本形態のＣＡＭシステムは、
形状特徴自動抽出部１として、図３に示す処理プログラ
ムを実行する。このプログラムでは、先ずステップ１１
で、金型形状データ５（図１）から、ＣＡＤシステムで
作成した金型形状モデルのデータを、領域データ６（図
１）から、所定の径の工具で金型を加工すべき領域のデ
ータをそれぞれ読み込む。

【００２３】その後、ステップ１２での、金型形状モデ
ルを構成する稜線の一つについてデータを取り出し、次
のステップ１３での、図４（ａ）に示すように、その稜
線Ｅを境界として互いに隣接する上記金型形状モデルの
二つの曲面（平面も含む）Ｆを一又は複数の法平面Ｐで
切断して各法平面Ｐにつきそれぞれ断面線Ｌを作成する
処理と、次のステップ１４での、法平面内の二本の断線
面Ｌの稜線Ｅを通る稜線間の、形状モデルの外側での交
叉角度αが指定角度以下となった部位を凹部及び凸部
（図４（ａ）では角部を持つ凹部Ｃのみを示す。）とし
て取り出して、その凹部及び凸部のデータを凹部及び凸
部データ７（図１）に出力する処理とを、順次にかつ稜
線の数だけ繰り返して行うことにより、図４（ａ）中の
上側の凸部Ｂ及び下側の凹部Ｃのような凹部及び凸部を
全て抽出して、それらの凹部及び凸部のデータを凹部及
び凸部データ７（図１）に収容する。

【００２４】ここで、上記指定角度は、上記二本の断面
線Ｌの角接線に最大径の工具の半径に等しい曲率半径の
球を接触させた場合にその球と二本の接線とで囲まれる
面積が所定の許容量を超えるような角度として指定し
て、逃がし加工基準情報８（図１）に記録してあり、上
記ステップ１４では、その指定角度を逃がし加工基準情
報８（図１）から読み込んでいる。

【００２５】次に、ここでは、ステップ１５での、上記
金型形状モデルを構成する曲面の一つについてデータを
取り出す処理と、次のステップ１６での、図４（ｂ）に
示すようにその曲面中のパラメータ一定線（曲面を表現
する二つのパラメータｕ，ｖのうちの一方を一定とした
場合の他方の変化で得られる曲線）である複数の曲線Ｇ
を取り出す処理と、次のステップ１７での、指定曲率半
径の球を各曲線Ｇに接触させて球がその曲線Ｇに、形状
モデルの外側にて二つの接点で接し、かつ、その接点間
の曲線Ｇと球とで囲まれる面積が所定の許容量を超える
場合にその接点間に曲線の区間を限定する処理と、次の
ステップ１８での、その限定した区間内の曲線Ｇ上の最
小曲率の点を決定する処理と、次のステップ１９での、
その最小曲率の点を決定する処理と、次のステップ１９
での、その最小曲率の点を上記複数の曲線Ｇについて繋
いで凸部Ｂ及び凹部Ｃを取り出して、それら凹部及び凸
部のデータを凹部及び凸部データ７（図１）に出力する
処理とを、順次にかつ曲面の数だけ繰り返して行うこと
により、凹部及び凸部を全て抽出して、それらの凹部及
び凸部のデータを凹部及び凸部データ７（図１）に収容
する。

【００２６】ここで、上記指定曲率半径は、上記凹部の
場合と基準を等しくするために、最大径の工具の半径に
等しい値として指定して、逃がし加工基準情報８（図
１）に記録してあり、上記ステップ１７では、その指定
曲率半径を逃がし加工基準情報８（図１）から読み込ん
でいる。

【００２７】さらに本形態のＣＡＭシステムは、逃がし
加工部位決定部２として、図５に示す処理プログラムを
実行する。このプログラムでは、先ずステップ２１にお
いて、逃がし加工を適用しない領域（以下、逃がし加工
非適用領域という。）を領域データ６（図１）から読み
込む。次いで、ステップ２２において、図３の処理プロ
グラムで抽出した凹部データを凹部及び凸部データ７
（図１）から読み込み、次のステップ２３において、ス
テップ２１で読み込まれた逃がし加工非適用部とその凹
部データとが交叉し又は包含しているか否かを検査す
る。

【００２８】次いで、ステップ２４において、逃がし加
工非適用領域外の凹部データを逃がし加工非適用部位と
して取り出し、次のステップ２５で、図６（ａ）に示す
ように、金型形状モデルを構成する金型形状データ５
（図１）からのデータ及び逃がし加工基準情報８（図
１）からの所定の径の工具モデルのデータを基にして、
検索された凹部データから逃がし加工非適用部位に存在
する凹部データを除いた凹部データの近傍で、工具Ｔ２
が複数の接点Ｄ１，Ｄ２を持つ位置を検索する。

【００２９】次いで、ステップ２６において、図６
（ｂ）に示すように、ステップ２５で検索した接点Ｄ１
及びＤ２と凹部及び凸部データ７（図１）から読み込ん
だ凸部データとの最近点Ｂ１及びＢ２を計算して、ステ
ップ２５で求めた接点Ｄ１，Ｄ２と凹部及び凸部データ
７（図１）に収容された全ての凸部との間の距離のうち
の最短距離Ｘ１及びＸ２をそれぞれ求める。ここで、最
短距離Ｘ１を、接点Ｄ１と最近点Ｂ１との直線距離とす
るが、曲率を持った凸部データの最近点Ｂ２の場合に
は、最短距離Ｘ２を、接点Ｄ２と曲率を持つ凸部の断面
曲線の中央の点である最近点Ｂ２との直線距離から凸部
の曲率半径Ｒを引いたものとする。

【００３０】なお、このような曲率を持った凸部データ
は、金型自体が曲率を持つ場合に得られる。したがっ
て、金型形状モデルを構成するデータから得ることがで
きないが凸部を検索する際に得られるこのような曲率を
有する凸部を、加工部位指示データ９（図１）作成時に
考慮することにより、信頼性の高い加工部位指示データ
９（図１）を作成することができる。

【００３１】次いで、ステップ２７において、最短距離
Ｘ１又はＸ２が逃がし加工判定距離より長いか否か判断
する。この逃がし加工判定距離を、金型成型時に凸形状
を保存するために最小限必要な距離とする。最短距離Ｘ
１又はＸ２が逃がし加工判定距離より長いと判断した場
合には、ステップ２８において、凹部データを構成する
点データである凹部点Ｃ１に対して逃がし加工適用フラ
グをセットする。それに対して、最短距離Ｘ１又はＸ２
が逃がし加工判定距離より短いと判断した場合には、ス
テップ２５に戻り、次の凹部点データについて処理プロ
グラムを実行する。これらステップ２５〜２８を順次に
かつ凹部点データ数だけ繰り返して行って、フラグをセ
ットした凹部点データにより形成された範囲を、逃がし
加工適用部位として取り出して、これを加工部位支持デ
ータ９（図１）に出力する。なお、ステップ２５〜２８
を、各凹部データにつき、順次にかつ凹部データ数だけ
繰り返し行い、ステップ２２〜２９を、順次にかつ凹部
データ数だけ繰り返し行う。

【００３２】このように、検索した凹部近傍での所定の
径の工具に対する各接点Ｄ１，Ｄ２と凸部点Ｃ１との間
の距離のうちの最短距離が予め決定された逃がし加工判
定距離以上であるか否かに基づいて、逃がし加工適用部
位か否かを自動的に決定するので、ＮＣ工作機械で逃が
し加工を行い得て、ＮＣ加工した金型の上記非成形部に
ついての作業者の手作業による除去を不要とすることが
できるとともに、金型の加工時間を短縮することがで
き、加工部位支持データ９（図１）を作成する際に作業
者の、各凸部についての逃がし加工の適否判断が省略さ
れ、したがって、逃がし加工用データ作成工数を低減さ
せることができる。

【００３３】本形態のＣＡＭシステムでは、図１４
（ａ）に示すように、工具経路計算部４（図１）は、先
ず、加工部位支持データ９（図１）から供給される自動
逃がし加工を行う凹部に対するデータに基づいて、最大
径の工具Ｔ４による加工を行い、次いで、図１４（ｄ）
に示すように、工具Ｔ４より径の小さい工具Ｔ５による
逃がし加工を伴う加工を行い、工具Ｔ５の径未満の工具
での加工を省略する経路を計算し、それをＮＣデータ１
０（図１）として出力する。このような加工の省略によ
り、逃がし加工を行う際の金型の加工時間をより一層短
縮することができる。

【００３４】図７は、本発明による金型非成形部逃がし
加工自動化用ＣＡＭシステムを作動させるに際し、フィ
レットを考慮した場合のフローチャートである。このプ
ログラムでは、先ずステップ３１において、金型形状モ
デルを構成する金型形状データ５（図１）と、所定の径
の工具による加工を行う領域についてのデータを有する
領域データ６（図１）とから供給されるデータに基づ
き、後に説明する指定曲率半径範囲内のフィレットを検
索する。

【００３５】次いで、ステップ３２において、ステップ
３１で検索された各フィレットの凹凸を判定し、判定さ
れた凹稜線部フィレット及び凸稜線部フィレットを凹部
及び凸部データ７（図１）に収容する。なお、上記ステ
ップ３１及び３２を、非成形部逃がし加工部３（図１）
の形状特徴自動抽出部１（図１）として実行する。

【００３６】次いで、ステップ３３において、凹稜線部
フィレットの、曲率半径中心を連ねた線の方向のパッチ
線の端点を連ねた線である足曲線を取り出し、次いで、
ステップ３４において、凸稜線部フィレットの足曲線を
取り出し、次いで、ステップ３３及び／又は３４で取り
出された足曲線を用いて上記最短距離を求め、上記最短
距離が上記逃がし加工判定距離より短いか否かに応じ
て、所定の径の工具による逃がし加工適用部位を決定
し、その逃がし加工適用部位を加工部位支持データ９に
出力する。なお、ステップ３３〜３５を、非成形部逃が
し加工部３（図１）の逃がし加工部位決定部１（図１）
として実行する。

【００３７】次いで、ステップ３６において、工具経路
計算部４（図１）により、加工部位支持データ９（図
１）からのデータに基づいて計算されて、ＮＣデータ１
０に出力される凹稜線部フィレットの逃がし加工適用部
位をトリミングし、その後、ステップ３７において、ト
リミングにより穴が形成された部位に対して、所定の形
状の所定の径の工具により逃がし加工形状を作成し、こ
のプログラムを終了する。

【００３８】図８は、本実施の形態のＣＡＭシステムに
より実行される凹稜線部フィレット及び凸稜線部フィレ
ットを検索するフローチャートであり、図７のフローチ
ャートのステップ３１及び３２に相当するこのプログラ
ムは、非成形部逃がし加工部３（図１）の形状特徴自動
抽出部１（図１）として実行され、先ずステップ４１
で、金型形状モデルを構成する金型形状データ５（図
１）からフィレット曲面のデータを取り出す。

【００３９】次いで、ステップ４２において、取り出さ
れたフィレット平面が指定曲率半径範囲内にあるか否か
判断する。指定曲率半径範囲内にあると判断された場合
には、次のステップ４３において、曲率半径中心の方向
を計算する。それに対して、指定曲率半径範囲内にない
と判断された場合には、ステップ４１に戻り、次のフィ
レット曲面について処理プログラムを実行する。

【００４０】ここでも、上記指定曲率半径は、図３のス
テップ１７の場合と基準を等しくするために、最大径の
工具の半径に等しい値として指定して、逃がし加工基準
情報８（図１）に記録してあり、上記ステップ１７で
は、その指定曲率半径を逃がし加工基準情報８（図１）
から読み込んでいる。

【００４１】ステップ４３で曲率半径中心を連ねた線の
方向を計算した後、ステップ４４において、金型のプレ
ス方向とフィレット曲面の曲率半径中心を連ねた線の方
向とが平行である否かを判断する。なお、本形態では、
ＣＡＭシステムの３次元座標系の垂直方向（Ｚ軸方向）
と正反対の方向（−Ｚ軸方向）を金型のプレス方向とす
る。

【００４２】金型のプレス方向とフィレット曲面の曲率
半径中心を連ねた線の方向とが平行でない場合、図９
（ａ）に示すように、フィレット曲面の曲率中心を連ね
た線に直交する方向に存在する所定のエッジ上の端点以
外に位置する点から、金型のプレス方向のベクトルＨ１
及びＨ２とフィレット曲面の曲率半径中心方向のベクト
ルＲ１及びＲ２との内積を計算し、この内積が０を越え
るか否かを判断する。図９（ａ）において、凸稜線部フ
ィレット６１の所定のエッジ上の点Ｅ１におけるプレス
方向のベクトルＨ１と曲率半径中心方向のベクトルＲ１
との夾角をθ₁とすると、これらの内積Ｍ１は、

【数１】M1= ｜H1｜｜R1｜cos θ₁ で表される。０°＜θ₁＜９０°であるので、内積Ｍ１
は正となり、ステップ４６において、凸稜線部フィレッ
ト６１が凹部及び凸部データ７（図１）に登録され、こ
のプログラムを終了する。

【００４３】それに対して、図９（ａ）において、凹稜
線部フィレット６２の所定のエッジ上の点Ｅ２における
プレス方向のベクトルＨ２と曲率半径中心方向のベクト
ルＲ２との夾角をθ₂とすると、これらの内積Ｍ２は、

【数２】M2= ｜H2｜｜R2｜cos θ₂ で表される。９０°＜θ₂＜１８０°であるので、内積
Ｍ２は負となり、ステップ４７において、凹稜線部フィ
レット６２が凹部及び凸部データ７（図１）に登録さ
れ、このプログラムを終了する。

【００４４】ステップ４４において、上記金型のプレス
方向とフィレット曲面の曲率半径中心を連ねた線の方向
とが一致する場合、図９（ｂ）に示すように、ステップ
４８において、曲率半径中心を連ねた線に直交する平面
に沿う方向（以下、ｖ方向という。）に延在するエッジ
のうちＺ軸方向の値の大きい方を取り出し、次いで、ス
テップ４９において、取り出されたエッジに隣接する曲
面を取り出す。

【００４５】次いで、ステップ５０において、曲率半径
中心方向のベクトルＲ３及びＲ４とエッジに隣接する曲
面の存在側方向のベクトルＫ１及びＫ２との内積を計算
し、この内積が０を越えるか否かを判断する。図９
（ｂ）において、凸稜線部フィレット６３のエッジ上の
点Ｅ３におけるエッジに隣接する曲面の存在側方向のベ
クトルＫ１と曲率半径中心方向のベクトルＲ３との夾角
をθ₃とすると、これらの内積Ｍ３は、

【数３】M3= ｜K1｜｜R3｜cos θ₃ で表される。θ₃はほぼ０°になるので、内積Ｍ３が正
となり、ステップ５１において、凸稜線部フィレット６
３が凹部及び凸部データ７（図１）に登録され、このプ
ログラムを終了する。

【００４６】それに対して、図９（ｂ）において、凹稜
線部フィレット６４のエッジ上の点Ｅ４におけるエッジ
に隣接する曲面の存在する側のベクトルＫ２と曲率半径
中心方向のベクトルＲ４との夾角をθ₄とすると、これ
らの内積Ｍ４は、

【数４】M4= ｜K2｜｜R4｜cos θ₄ で表される。θ₄はほぼ１８０°となるので、内積Ｍ４
が負となり、ステップ５１において、凹稜線部フィレッ
ト６４が凹部及び凸部データ７（図１）に登録され、こ
のプログラムを終了する。

【００４７】ここで、エッジ上の点Ｅ１〜Ｅ４は、本プ
ログラム開始前にオペレータによって予め決められる任
意の点であるが、好適にはこれをエッジの中点とする。

【００４８】本プログラムは図３の処理プログラムのス
テップ１４とステップ１５の間で実行され、これによ
り、逃がし加工用データ作成時に、金型形状モデルを構
成するデータ５（図１）から得られるフィレット情報を
基にして凹稜線部フィレット及び凸稜線部フィレットを
作成する。したがって、これら凹稜線部フィレット及び
凸稜線部については、形状特徴自動抽出部１により凹部
及び凸部を検索する必要がなくなるので、凹部及び凸部
の検索時間が短縮され、加工部位支持データ９（図１）
を作成する時間を短縮する。

【００４９】図１０は、本実施の形態のＣＡＭシステム
により実行される凹稜線部フィレット及び凸稜線部フィ
レットの逃がし加工部位を自動的に判定するフローチャ
ートであり、図７のフローチャートのステップ３３〜３
５に相当するこのプログラムは、非成形部逃がし加工部
３（図１）の逃がし加工部位決定部２（図１）として実
行され、先ずステップ７１で、図１１（ａ）に示すよう
に、凹稜線部フィレット８１を凹部及び凸部データ７
（図１）から取り出す。

【００５０】次いで、ステップ７２において、取り出さ
れた凹稜線部フィレット８１のｖ方向のパッチ線の端点
を連ねた方向（以下、ｕ方向という。）の曲線である足
曲線８２及び８３を取り出して、その足曲線を点列近似
する。

【００５１】次いで、ステップ７３において、図１１
（ｂ）及び（ｃ）に示すように、凹稜線部フィレットの
点列近似したｕ方向の足曲線（図１１（ｂ）では足曲線
８４，８５を、図１１（ｃ）では足曲線８６，８７をそ
れぞれ示す。）のうちの所定の点と、全ての凸稜線部フ
ィレットのｕ方向の足曲線（図１１（ｂ）では足曲線８
８，８９を、図１１（ｃ）では足曲線９０，９１をそれ
ぞれ示す。）との間の距離Ｘ３及びＸ４をそれぞれ計算
する。

【００５２】次いで、ステップ７４において、ステップ
７３で計算された距離Ｘ３及びＸ４が逃がし加工判定距
離より長いか否か判断する。この逃がし加工判定距離
も、図５のプログラムと同様に、金型成型時に凸形状を
保存するために最小限必要な距離とする。距離Ｘ３又は
Ｘ４が逃がし加工判定距離より長いと判断した場合に
は、ステップ７５において、点列近似された凹稜線部フ
ィレット８４，８５，８６，８７の判断された点列の点
に対して逃がし加工適用フラグをセットする。それに対
して、距離Ｘ３又はＸ４が逃がし加工判定距離より短い
と判断した場合には、ステップ７３に戻り、次の点につ
いて処理プログラムを実行する。これらステップ７３〜
７５を順次にかつ点列の点数だけ繰り返して行って、フ
ラグをセットした点列データにより形成された範囲を、
図１１（ｃ）に示すように、逃がし加工適用部位９２と
して取り出して、これを加工部位指示データ９（図１）
に出力する。

【００５３】なお、このプログラムでは、ステップ７３
〜７５を、各ｕ方向足曲線につき、順次にかつ所定の凹
稜線部フィレットのｕ方向の足曲線の点列の点数だけ繰
り返し、ステップ７２〜７５を、各凹稜線部フィレット
につき、順次にかつ所定の凹稜線部フィレットのｕ方向
の足曲線数だけ繰り返し、ステップ７１〜７６を、順次
にかつ金型形状モデル中の凹稜線部フィレット数だけ繰
り返す。

【００５４】このプログラムを、凹稜線部フィレットと
凸稜線部フィレットとの間で逃がし加工適用部位を判断
する場合について実行しているが、凹稜線部フィレット
と凸稜線部フィレット以外の凸部との間で判断する場合
には、凹稜線部フィレットのｕ方向の足曲線の点列の点
と上記凸部データの最近点との間の距離を計算すること
により判断する。それに対して、凹稜線部フィレット以
外の凹部と凸稜線部フィレットとの間で判断する場合に
は、凹部データの近傍での工具との複数の接点のうちの
一つと凸稜線部のｕ方向の足曲線との間の距離を計算す
ることにより判断する。

【００５５】このように、逃がし加工用データ作成時
に、金型形状モデルを構成するデータ５から得られるフ
ィレット情報を基にして凸稜線部フィレット及び凹稜線
部フィレットの逃がし加工適用部位を作成することによ
り、凹稜線部フィレット及び凸稜線部フィレットの検索
が省略されるので、凹部及び凸部の検索時間がさらに短
縮されるとともに距離計算が簡単になるので、加工部位
指示データ９（図１）の作成時間をさらに短縮する。

【００５６】図１２は、金型形状を作成するに際し、本
実施の形態のＣＡＭシステムにより実行される凹稜線部
フィレット及び凸稜線部フィレットの逃がし形状を作成
するフローチャートであり、図７のフローチャートのス
テップ３６〜３７に相当するこのプログラムは、工具経
路計算部４（図１）として実行され、先ずステップ１０
１で、逃がし加工適用部位を加工部位指示データ９（図
１）から取り出す。

【００５７】次いで、ステップ１０２において、図１３
（ａ）に示すように、取り出された各逃がし加工適用部
位について、対応する凹稜線部フィレットを検索し、逃
がし加工適用部位１１１のエッジで凹稜線部フィレット
をそれぞれトリミングして、図１３（ｂ）に示すよう
に、穴１１２を形成する。

【００５８】次いで、ステップ１０３において、図１３
（ｃ）に示すように、凹稜線部フィレットの逃がし加工
適用部位１１３と他の凹稜線部フィレットの逃がし加工
適用部位１１４との交点１１５及び１１６を計算し、次
のステップ１０４で、凹稜線部フィレットの逃がし加工
適用部位のエッジ同士が交点を有するか否かを判断す
る。

【００５９】図１３（ｃ）に示すように交点１１５及び
１１６を有する場合には、逃がし加工適用部位１１４
を、区分１１４ａ，１１４ｂ及び１１４ｃに分割して、
次のステップ１０６において、分割された各区分におい
て、図１３（ｄ）に示すように、形成された穴１１５に
対して、対応した形状の所定の径の工具Ｔ６で逃がし形
状１１６を作成し、このプログラムを終了する。

【００６０】ステップ１０５で逃がし加工適用部位を分
割した後のステップ１０６における逃がし形状を作成
を、図１３（ｃ）を用いてより詳細に説明すると、先
ず、逃がし加工適用部位１１３に対して、所定の径の工
具で逃がし加工を行い、次いで、区分１１４ａ及び１１
４ｃに対して、所定の径の工具で逃がし加工を順次行
い、最後に、区分１１４ｃに対する逃がし加工を、逃が
し加工適用部位１１４及び区分１１４ａ，１１４ｃに対
して補間する形で行う。

【００６１】ステップ１０４で、凹稜線部フィレットの
逃がし加工適用部位のエッジ同士が交点を有しない場合
には、ステップ１０６において、図１３（ｄ）に示すよ
うに、形成された穴１１５に対して、対応した形状の所
定の径の工具Ｔ６で逃がし形状１１６を作成し、このプ
ログラムを終了する。

【００６２】なお、ステップ１０６を、各逃がし加工適
用部位につき、順次にかつ逃がし加工部位の分割数だけ
繰り返し、ステップ１０１〜１０６を、順次にかつ逃が
し加工適用部位の数だけ繰り返す。

【００６３】以上、図面を参照して本発明の好適な実施
の形態を説明したが、種々の変更及び変形を、当業者は
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＣＡＭシステムの一実施の形態と
してのＣＡＭシステムの構成を機能的に示す構成図であ
る。

【図２】（ａ）は、工具で逃がし加工を行う際の逃がし
量の決定を示す図であり、（ｂ）は、工具により逃がし
加工を行う経路を示す図である。

【図３】上記実施の形態のＣＡＭシステムの形状特徴自
動抽出部としての作動を示すフローチャートである。

【図４】（ａ），（ｂ）は、上記実施の形態のＣＡＭシ
ステムによる凹部及び凸部の抽出方法を示す説明図であ
る。

【図５】上記実施の形態のＣＡＭシステムの逃がし加工
部位決定部としての作動を示すフローチャートである。

【図６】（ａ），（ｂ）は、上記実施の形態のＣＡＭシ
ステムによる逃がし加工の決定方法を示す説明図であ
る。

【図７】本発明によるＣＡＭシステムを作動させるに際
し、フィレットを考慮した場合のフローチャートであ
る。

【図８】本実施の形態のＣＡＭシステムにより実行され
る凹稜線部フィレット及び凸稜線部フィレットを検索す
るフローチャートである。

【図９】（ａ），（ｂ）は、上記実施の形態のＣＡＭシ
ステムによる凹部フィレット及び凸部フィレットの自動
検索方法を示す説明図である。

【図１０】本実施の形態のＣＡＭシステムにより実行さ
れる凹稜線部フィレット及び凸稜線部フィレットの逃が
し加工部位を自動的に判定するフローチャートである。

【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、上記実施の形態のＣＡＭ
システムによる凹稜線部フィレットに対する逃がし加工
の決定方法を示す説明図である。

【図１２】本実施の形態のＣＡＭシステムにより実行さ
れる凹稜線部フィレット及び凸稜線部フィレットの逃が
し形状を作成するフローチャートである。

【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、上記実施の形態のＣＡＭ
システムによる凹稜線部フィレット及び凸稜線部フィレ
ットの逃がし形状作成方法を示す説明図である。

【図１４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、凹部の加工を説
明する図であり、（ｄ）は、凹部の削り残しの加工及び
逃がし加工を説明する図である。

【符号の説明】

１形状特徴自動抽出部２逃がし加工部位決定部３非成形部逃がし加工部４工具経路計算部５金型形状データ６領域データ７凹部及び凸部データ８逃がし加工基準情報９加工部位支持データ１０ＮＣデータ６１，６３凸稜線部フィレット６２，６４，８１凹稜線部フィレット８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，９
０，９１ｕ方向足曲線９２，１１１，１１３，１１４逃がし加工適用部位１１２，１１７穴１１５，１１６交点１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ区分１１８逃がし形状Ｂ凸部Ｂ１，Ｂ２最近点Ｃ凹部Ｃ１凹部点ｄ逃がし量Ｅ稜線Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４エッジ上の点Ｆ曲面Ｇ曲線Ｋ１，Ｋ２エッジに隣接する曲面の存在する側のベク
トルＬ断面線Ｐ法平面Ｒ凸部の曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４曲率半径中心方向のベクトルＨ１，Ｈ２プレス方向のベクトルＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６工具Ｘ１，Ｘ２最短距離Ｘ３，Ｘ４距離 α 交叉角度 θ₁，θ₂ 曲率半径中心方向のベクトルとプレス方向
のベクトルとの間の夾角

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年７月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、上記実施の形態のＣＡＭ
システムによる凹稜線部フィレット及び凸稜線部フィレ
ットの逃がし形状作成方法を示す説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自由曲面で構成された金型形状モデルに
ついて、その形状から所定の径の工具による逃がし加工
を適用する部位を決定するとともに、その部位に対して
前記所定の径の工具による逃がし加工を行うＣＡＭシス
テムにおいて、前記金型形状モデルから凸部及び所定以上に狭まった凹
部を全て検索する凹部及び凸部自動検索手段と、前記検索した金型形状モデルの各凹部につき、前記所定
の径の工具をその凹部の近傍に接触させて、この凹部近
傍での前記所定の径の工具に対する複数の接点の位置を
検索し、前記検索した複数の接点の各々につき、前記凸
部との間の距離をそれぞれ計算して、これら計算した距
離のうちの最短距離を選択し、前記複数の接点について
求めた前記最短距離が全て所定の距離以上である場合、
その凹部について逃がし加工を自動的に行うことを決定
する自動逃がし加工決定手段と、を具えることを特徴と
する、金型非成形部逃がし加工自動化用ＣＡＭシステ
ム。
【請求項２】前記自動逃がし加工決定手段は、前記凸
部が曲率を有する場合、前記接点と前記凸部の断面曲線
の中央の点との間の距離と凸部の曲率半径との差を、前
記接点と前記凸部との間の距離として計算することを特
徴とする、請求項１記載の金型非成形部逃がし加工自動
化用ＣＡＭシステム。
【請求項３】前記凹部及び凸部自動検索手段は、前記
金型形状モデルからフィレット情報を全て検索して、こ
れら検索した金型形状モデルの各フィレットにつき、曲率半径中心を連ねた線の方向を計算して、この曲率半
径中心を連ねた線の方向と金型のプレス方向に平行でな
い場合、前記曲率半径中心を連ねた線に直交する平面に
沿う方向に延在する所定のエッジ上の、端部以外に位置
する点から、前記金型のプレス方向のベクトルと曲率半
径中心方向のベクトルとの内積を計算し、この内積が零
を超える場合には当該フィレットを凸部と判定し、前記
内積が零以下の場合には当該フィレットを凹部と判定す
ることを特徴とする、請求項１又は２記載の金型非成形
部逃がし加工自動化用ＣＡＭシステム。
【請求項４】前記凹部及び凸部自動検索手段は、前記
金型形状モデルからフィレット情報を全て検索して、こ
れら検索した金型形状モデルの各フィレットにつき、曲率半径中心を連ねた線の方向を計算して、前記曲率半
径中心を連ねた線の方向と金型のプレス方向とが平行で
ある場合、前記ＣＡＭシステムの３次元座標系の垂直方
向と正反対の方向を前記金型のプレス方向として、前記
曲率半径中心を連ねた線に直交する平面に沿う方向に延
在するエッジのうち前記ＣＡＭシステムの３次元座標系
の垂直方向の値が大きい方を取り出し、このエッジ上の
所定の点からの、前記エッジに隣接する曲面の存在側方
向のベクトルと前記曲率半径中心方向のベクトルとの内
積を計算し、この内積が零を超える場合には当該フィレ
ットを凸部と判定し、前記内積が零以下の場合には当該
フィレットを凹部と判定することを特徴とする、請求項
１から３のうちのいずれかに記載の金型非成形部逃がし
加工自動化用ＣＡＭシステム。
【請求項５】前記自動逃がし加工手段は、前記最短距
離を選択するに際し、前記検索した金型形状モデルの各
フィレットの前記曲率半径中心を連ねた線の方向の、パ
ッチ線の端点を連ねた線である足曲線を取り出し、前記
凹部と判定したフィレットの足曲線と前記凸部と判定し
た足曲線との間の距離、前記凹部と判定したフィレット
の足曲線と前記凸部と判定したフィレットを除く凸部と
の間の距離、又は前記接点と前記凸部と判定したフィレ
ットの足曲線との間の距離を求めることを特徴とする、
請求項３又は４記載の金型非成形部逃がし加工自動化用
ＣＡＭシステム。
【請求項６】前記自動逃がし加工決定手段により自動
逃がし加工を行うことを決定された凹部に対して、前記
所定の径未満の径の工具での加工を省略する工具加工省
略手段を具えることを特徴とする、請求項１から５のう
ちのいずれかに記載の金型非成形部逃がし加工自動用Ｃ
ＡＭシステム。