JP2007313852A - Die correction system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は金型を修正する金型修正システムに関し、特に3次元測定データを用いて金型を修正する金型修正システムに関するものである。 The present invention relates to a mold correction system for correcting a mold, and more particularly to a mold correction system for correcting a mold using three-dimensional measurement data.
従来の金型修正システムとして、例えば特許文献1に開示されるものがある。この特許文献1では、成形品測定点と金型測定点の最も近いものを探してそのズレ量を補正量とし、さらに、点群から多面体を構成してナーブス面で滑らかな曲面を新たに生成している。
As a conventional mold correction system, there is one disclosed in
すなわち、この金型修正システムは、成形品3DCADデータと金型3DCADデータを作成させる設計手段と、上記金型3DCADデータを用いて作製された実物の金型と、該金型によって作製された実物の成形品のそれぞれの形状を測定する形状測定手段と、該測定手段で得た成形品の測定結果を上記成形品3DCADデータに対して位置合わせする位置合わせ手段と、上記成形品測定結果の上記成形品3DCADデータに対する位置ずれ情報を算出する位置ずれ算出手段と、上記成形品測定結果と金型測定結果とを比較して相互の対応関係を求める対応付け手段と、該対応付け手段により求めた対応関係と上記位置ずれ情報とを用いて上記金型測定結果を修正する修正手段と、該修正手段によって修正された金型測定結果から修正版金型3DCADデータを作成する金型3DCADデータ作成手段とを有している。 That is, the mold correction system includes a design means for creating a molded product 3D CAD data and a mold 3D CAD data, an actual mold produced using the mold 3D CAD data, and an actual product produced by the mold. A shape measuring means for measuring each shape of the molded product, an alignment means for aligning a measurement result of the molded product obtained by the measuring means with respect to the molded product 3DCAD data, and the above-mentioned measurement result of the molded product. A positional deviation calculation means for calculating positional deviation information with respect to the molded product 3DCAD data, an association means for comparing the molded product measurement result and the mold measurement result to obtain mutual correspondence, and an association means Correction means for correcting the mold measurement result using the correspondence relationship and the positional deviation information, and a correction plate from the mold measurement result corrected by the correction means And a mold 3DCAD data creating means for creating 3DCAD data.
また、この金型修正システムでは、例えば、上記成形品測定結果は所定間隔で測定された成形品測定点群であり、上記金型測定結果は所定間隔で測定された金型測定点群であり、上記位置ずれ算出手段は、該成形品測定点群の各点毎に、成形品3DCADデータとのずれ量及びずれ方向を示すベクトル情報を算出するものであり、上記対応付け手段は、該成形品測定点群の各点毎に、その点に対応する金型測定点群の点を求めるものであり、上記金型修正手段は、金型測定点群の各点を、その点に対応する成形品測定点群の点について上記位置ずれ算出手段によって算出されている位置ずれの分だけ移動させるものであり、上記金型3DCADデータ作成手段は、上記金型修正手段による修正後の金型測定点群の各点を繋いでポリゴンモデルを作成し、該ポリゴンモデルに基づいてナーブス面を作成し、該ナーブス面に基づいて修正版金型3DCADデータを作成するものである。 In this mold correction system, for example, the molded product measurement result is a molded product measurement point group measured at a predetermined interval, and the mold measurement result is a mold measurement point group measured at a predetermined interval. The positional deviation calculation means calculates vector information indicating the deviation amount and the deviation direction with respect to the molded product 3DCAD data for each point of the molded product measurement point group. For each point of the product measurement point group, a point of the mold measurement point group corresponding to the point is obtained, and the mold correction means corresponds to each point of the mold measurement point group. The points of the molded product measurement point group are moved by the amount of the positional deviation calculated by the positional deviation calculating means, and the mold 3D CAD data creating means performs the mold measurement after the correction by the mold correcting means. Polygon model by connecting points in a point cloud Create creates a NURBS surface based on the polygon model is intended to create a modified version mold 3DCAD data based on the NURBS surface.
従来の金型修正システムは以上のように構成され、上記特許文献1の方法では、成形品測定点と金型測定点の最も近いものを探してそのズレ量を補正量としているが、測定点群の位置や個数に依存するため適切な補正量が得られる保証がないという課題があった。
また、補正後の点群から元の金型曲面とは無関係に新たな曲面を生成する方法をとっているが、金型全体に滑らかな曲面を作るためには領域を分割して部分曲面を作成し、それらを滑らかにつなぎ合わせるという多大な手間を要するという課題があった。
さらに、このような曲面作成方法では、成形品の設計形状及び設計精度を保つ保証がないという課題があった。
The conventional mold correction system is configured as described above, and in the method of
In addition, a method of generating a new curved surface from the corrected point group regardless of the original mold curved surface is taken, but in order to create a smooth curved surface over the entire mold, the partial surface is divided by dividing the region. There was a problem that it took a great deal of labor to create and smoothly connect them.
Furthermore, in such a curved surface creation method, there is a problem that there is no guarantee that the design shape and design accuracy of the molded product are maintained.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、手間をかけずに精度良く金型を修正することができる金型修正システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a mold correction system capable of correcting a mold with high accuracy without taking time and effort.
この発明に係る金型修正システムは、金型CADモデルから作成された金型と該金型により作成された成形品の形状を測定して、成形品測定データと金型測定データを求める3次元測定部と、予め設定された上記金型CADモデルの補正基準点に対応する成形品CADモデルの対応点、上記金型測定データの対応点及び上記成形品測定データの対応点を算出し、上記成形品CADモデルの対応点と上記成形品測定データの対応点に基づき成形品誤差量を算出し、上記金型CADモデルの補正基準点と上記金型測定データの対応点に基づき金型誤差量を算出し、算出した上記成形品誤差量と上記金型誤差量に基づき上記金型CADモデルの補正量を算出して補正点を求める補正量算出部と、上記金型CADモデルの補正基準点及び補正点を、それぞれ幾何データ形式のペアに変換して、基準側及び補正側の形状修正データを作成する形状修正データ作成部と、上記基準側及び補正側の形状修正データを順次対応させて、上記金型CADモデルの形状を修正する形状修正部とを備えたものである。 The mold correction system according to the present invention is a three-dimensional method for measuring a mold created from a mold CAD model and a shape of a molded article created by the mold to obtain molded product measurement data and mold measurement data. The corresponding point of the molded part CAD model corresponding to the preset correction reference point of the mold CAD model, the corresponding point of the mold measurement data, and the corresponding point of the molded part measurement data are calculated, A molded product error amount is calculated based on the corresponding point of the molded product CAD model and the corresponding point of the molded product measurement data, and the mold error amount is calculated based on the corresponding point of the mold CAD model correction reference point and the molded product measurement data. A correction amount calculation unit for calculating a correction amount of the mold CAD model based on the calculated error amount of the molded product and the mold error amount and calculating a correction point, and a correction reference point of the mold CAD model And the correction point Each mold is converted into a pair of geometric data formats, the shape correction data creating unit for creating the shape correction data on the reference side and the correction side, and the shape correction data on the reference side and the correction side are sequentially associated with each other. And a shape correcting unit for correcting the shape of the CAD model.
この発明により、手間をかけずに精度良く金型を修正することができるという効果が得られる。 According to the present invention, there is an effect that the mold can be corrected with high accuracy without trouble.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による金型修正システムの構成を示すブロック図である。この金型修正システムは、3次元設計部1、3次元測定部2、補正量算出部3、形状修正データ作成部4、形状修正部5及び金型加工部6を備えている。
1 is a block diagram showing a configuration of a mold correction system according to
3次元設計部1は、成形品CADモデル11を作成すると共に、作成した成形品CADモデル11を反転して収縮率や抜き勾配等の生産要件を加味した金型CADモデル12を作成する。
The three-
3次元測定部2は、金型CADモデル12から作成された現物の金型61とその金型61により作成された成形品62の形状を測定して、成形品測定データ21と金型測定データ22を求める。これらの測定データは、倣い測定等による点列データであっても、スキャン等の非接触測定によるランダムな点群データであってもかまわない。また、点群データとしては、例えば、格子若しくは曲線上に規則的に並んだ点群データ、又は任意の位置にランダムに配置された点群データである。
The three-
補正量算出部3は、予め設定された金型CADモデル12の補正基準点に対応する成形品CADモデル11の対応点、金型測定データ22の対応点及び成形品測定データ21の対応点を算出し、成形品CADモデル11の対応点と成形品測定データ21の対応点に基づき成形品誤差量を算出し、金型CADモデル12の補正基準点と金型測定データ22の対応点に基づき金型誤差量を算出し、算出した成形品誤差量と金型誤差量に基づき金型補正量を算出して、金型CADモデル12の補正点を求めて補正量データ31として格納する。
The correction
形状修正データ作成部4は、金型CADモデル12の補正基準点及び補正点を、それぞれ幾何データ形式のペアに変換して、それぞれ基準側及び補正側の形状修正データ41を作成する。この場合、形状修正データ作成部4は、変換する幾何データ形式のペアとして、補正基準点及び補正点の点と点、点と点を結ぶ直線と直線、又は点と点を結ぶ曲線と曲線に変換する。幾何データ形式のペアとして、点を採用するか、直線を採用するか、曲線を採用するかは、対象としている成形品62の形状や精度によって決めれば良い。
The shape correction
形状修正部5は、基準側及び補正側の形状修正データ41を順次対応させて、金型CADモデル12の形状を修正し修正金型CADモデル51を作成する。この場合、形状修正部5は、基準側の形状修正データ41を補正側の形状修正データ41に一致させるように金型CADモデル12の形状を修正する。
The
金型加工部6は、形状修正部5により作成された修正金型CADモデル51に基づき、NC加工用データを作成して現物の金型61を加工する。
The
次に動作について説明する。
図2はこの発明の実施の形態1による金型修正システムの処理を示すフローチャートである。ステップSTlにおいて、設計者により金型CADモデル12の金型曲面上に補正基準点が設定される。
Next, the operation will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing processing of the mold correction system according to
図3は金型CADモデル12の金型曲面上に設計者により設定された補正基準点の例を示す図である。この設定成方法はCADの対話操作又はプログラムによる自動計算のどちらでもかまわない。設定される補正基準点は形状修正前の基準位置を示すものであり、その配置位置と個数を適切に設定することによって修正後の金型CADモデル12の形状をコントロールするものである。なお、図3では、金型CADモデル12の一部の金型曲面を表現しているが、実際には金型CADモデル12全体の金型曲面上に補正基準点が設定される。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of correction reference points set by the designer on the mold curved surface of the
図2のステップST2において、補正量算出部3は設計者により設定された金型CADモデル12の金型曲面上の補正基準点に対応する成形品CADモデル11の成型品曲面上の対応点を算出する。
In step ST <b> 2 of FIG. 2, the correction
図4は補正量算出部3により算出された金型CADモデル12の金型曲面上の補正基準点に対応する成形品CADモデル11の成型品曲面上の対応点の例を示す図である。図4に示す例では、補正量算出部3は、金型CADモデル12の金型曲面上の補正基準点の面法線ベクトルと成形品CADモデル11の成型品曲面上の交点を、対応点として算出している。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of corresponding points on the molded product curved surface of the molded
図2のステップST3において、補正量算出部3は設計者により設定された金型CADモデル12の金型曲面上の補正基準点に対応する金型測定データ22の対応点を算出する。
In step ST3 of FIG. 2, the correction
図5は補正量算出部3により算出された金型CADモデル12の金型曲面上の補正基準点に対応する金型測定データ22の対応点の例を示す図である。図5に示す例では、補正量算出部3は、金型測定データ22全体を3角形パッチで補間し、金型CADモデル12の金型曲面上の補正基準点の面法線ベクトルと金型測定データ22の補間された3角形パッチとの交点を、金型測定データ22の対応点として算出している。この場合、補正量算出部3は、3角形パッチによる補間に限らず、ナーブス(NURBS)のような自由曲面で補間しても良い。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of corresponding points of the
図2のステップST4において、補正量算出部3は、上記ステップST3と同様にして、設計者により設定された金型CADモデル12の金型曲面上の補正基準点に対応する成形品測定データ21の対応点を算出する。この場合、補正量算出部3は、成形品測定データ21全体を3角形パッチで補間し、金型CADモデル12の金型曲面上の補正基準点の面法線ベクトルと成形品測定データ21の補間された3角形パッチとの交点を、成形品測定データ21の対応点として算出する。
In step ST4 of FIG. 2, the correction
図6は設定された金型CADモデル12の補正基準点と算出された成形品CADモデル11、金型測定データ22、成形品測定データ21の各対応点との関連を説明する図である。上記ステップSTl〜ST4の処理を行うことにより、金型CADモデル12の金型曲面上の各々の補正基準点の法線ベクトル上に、成形品CADモデル11と金型測定データ22と成形品測定データ21の各対応点が整列して算出される。この方法によれば、成形品CADモデル11の対応点と金型測定データ22の対応点と成形品測定データ21の対応点は、常に金型CADモデル12の補正基準点に追随し法線ベクトル上に整列する。
FIG. 6 is a view for explaining the relationship between the set correction reference point of the
図2のステップST5において、補正量算出部3は、上記ステップST2で算出した成形品CADモデル11の対応点と上記ステップST4で算出した成形品測定データ21の対応点に基づき成形品誤差量を算出し、上記ステップST1で設定した金型CADモデル12の補正基準点と上記ステップST3で算出した金型測定データ22の対応点に基づき金型誤差量を算出し、算出した成形品誤差量と金型誤差量に基づき、次の式を使用して金型CADモデル12の補正量を算出して金型CADモデル12の補正点を求めて補正量データ31として格納する。
補正量=(成形品誤差量×係数1+金型誤差量×係数2+加工取り代)×係数3
上記式において、係数1、係数2、係数3により成形品61の仕上がり目標値を調整することができる。このようにして、補正量算出部3は全ての補正基準点について上記ステップST2〜ST5の処理を行うことにより、金型CADモデル12の補正量を算出して金型CADモデル12の補正点を求める。
In step ST5 of FIG. 2, the correction
Correction amount = (Molded product error amount ×
In the above formula, the finish target value of the molded
図7は算出された金型CADモデル12の補正量と補正点を説明する図である。図7に示すように、図6に示す法線ベクトル上で補正基準点を算出した補正量だけ移動した点が金型CADモデル12の補正点となる。
FIG. 7 is a diagram for explaining the calculated correction amount and correction point of the
この発明における金型61の形状修正は、補正基準点を補正点に一致するように金型CADモデル12全体を同時に変形させるものであり、そのために、設定した補正基準点と求めた補正点を幾何データ形式に変換する必要がある。
The modification of the shape of the
図2のステップST6において、形状修正データ作成部4は補正基準点をCADが読み取れる「点」という幾何データ形式に変換して基準側の形状修正データ41を作成してファイルに格納する。なお、データ形式としては、IGES、STEPのような汎用のCADデータ交換フォーマットでも良いし、CADシステム固有のデータフォーマットでも良い。
In step ST6 of FIG. 2, the shape correction
ステップST7において、形状修正データ作成部4は、上記ステップST6と同様にして、補正点をCADが読み取れる「点」という幾何データ形式に変換して補正側の形状修正データ41を作成してファイルに格納する。ファイルに格納する幾何データの種類は、上記ステップST6と同様に、点、直線又は曲線とする。
In step ST7, the shape correction
図8は形状修正データの一例を示す図である。形状修正データ作成部4は幾何データ形式の形状修正データ41として、補正基準点及び補正点の点と点、点と点を結ぶ直線と直線、又は図8に示すように点と点を結ぶ曲線と曲線に変換する。直線と直線又は曲線と曲線に変換した場合には、その直線部分又は曲線部分は金型CADモデル12の変形後もそのまま維持される。
FIG. 8 is a diagram showing an example of shape correction data. The shape correction
図2のステップST8において、形状修正部5は、上記ステップST6で作成した基準側の形状修正データ41と上記ステップST7で作成した補正側の形状修正データ41をファイルの先頭から点、直線又は曲線で順次対応させて、基準側の形状修正データ41を補正側の形状修正データ41に一致させるように、金型CADモデル12の形状を修正し修正金型CADモデル51を作成する。なお、このステップST8における形状修正処理は既存のCAD製品を使って実現しても良い。
In step ST8 of FIG. 2, the
以上のように、この実施の形態1によれば、3次元測定部2が金型CADモデル12から作成された金型61と金型61により作成された成形品62の形状を測定して、成形品測定データ21と金型測定データ22を求め、補正量算出部3が、予め設定された金型CADモデル12の補正基準点に対応する成形品CADモデル11の対応点、金型測定データ22の対応点及び成形品測定データ21の対応点を算出し、成形品CADモデル11の対応点と成形品測定データ21の対応点に基づき成形品誤差量を算出し、金型CADモデル12の補正基準点と金型測定データ22の対応点に基づき金型誤差量を算出し、算出した成形品誤差量と金型誤差量に基づき金型CADモデル12の補正量を算出して補正点を求め、形状修正データ作成部4が金型CADモデル12の補正基準点及び補正点を、それぞれ幾何データ形式のペアに変換して、基準側及び補正側の形状修正データ41を作成し、形状修正部5が基準側及び補正側の形状修正データ41を順次対応させて、金型CADモデル12の形状を修正することにより、補正基準点の位置と個数を所望の精度に対応して任意に設定でき、金型CADモデル12全体を一気に修正することができるので、手間をかけずに精度良く金型を修正することができるという効果が得られる。
また、これにより、金型修正回数を削減し金型制作期間を短縮することができる。
As described above, according to the first embodiment, the three-
In addition, this makes it possible to reduce the number of mold corrections and shorten the mold production period.
1 3次元設計部、2 3次元測定部、3 補正量算出部、4 形状修正データ作成部、5 形状修正部、6 金型加工部、11 成形品CADモデル、12 金型CADモデル、21 成形品測定データ、22 金型測定データ、31 補正量データ、41 形状修正データ、51 修正金型CADモデル、61 金型、62 成形品。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
予め設定された上記金型CADモデルの補正基準点に対応する成形品CADモデルの対応点、上記金型測定データの対応点及び上記成形品測定データの対応点を算出し、上記成形品CADモデルの対応点と上記成形品測定データの対応点に基づき成形品誤差量を算出し、上記金型CADモデルの補正基準点と上記金型測定データの対応点に基づき金型誤差量を算出し、算出した上記成形品誤差量と上記金型誤差量に基づき上記金型CADモデルの補正量を算出して補正点を求める補正量算出部と、
上記金型CADモデル上の補正基準点及び補正点を、それぞれ幾何データ形式のペアに変換して、基準側及び補正側の形状修正データを作成する形状修正データ作成部と、
上記基準側及び補正側の形状修正データを順次対応させて、上記金型CADモデルの形状を修正する形状修正部とを備えた金型修正システム。 A three-dimensional measuring unit for measuring a mold created from a mold CAD model and a shape of a molded article created by the mold to obtain molded product measurement data and mold measurement data;
A corresponding point of the molded product CAD model corresponding to a preset correction reference point of the mold CAD model, a corresponding point of the mold measurement data, and a corresponding point of the molded product measurement data are calculated, and the molded product CAD model is calculated. The molded product error amount is calculated based on the corresponding point of the molded product measurement data and the molded product error data, and the mold error amount is calculated based on the mold CAD model correction reference point and the corresponding mold measurement data. A correction amount calculation unit for calculating a correction amount of the mold CAD model based on the calculated molded product error amount and the mold error amount to obtain a correction point;
A shape correction data creation unit that converts the correction reference point and the correction point on the mold CAD model into a geometric data format pair, and creates shape correction data on the reference side and the correction side, and
A mold correction system comprising: a shape correction unit for correcting the shape of the mold CAD model by sequentially corresponding the shape correction data on the reference side and the correction side.
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Legal Events
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