JP2003150222A - ３次元製品作成方法及びその装置、３次元製品加工用モデル作成プログラム - Google Patents
３次元製品作成方法及びその装置、３次元製品加工用モデル作成プログラムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】３次元製品加工用モデルを作成する技能がなく
ても短時間で容易に３次元製品加工用モデルを作成し、
かつ被加工物の弾性変形や塑性変形を低減し、加工精度
や加工表面粗さなどの加工品質と高速な加工速度とを両
立させる。 【解決手段】３次元製品モデル９に関連する加工機デー
タ、工具データ及び３次元製品モデル９の製品テンプレ
ートを読み込んで初期値データのセットを設定し、この
初期値データのセットに基づいてフレーム８を作成しか
つフレーム８に対して複数のサポート１０を作成すべき
各サポート位置を配置し、さらにこれらサポート配置点
においてそれぞれサポート１０の断面を作成し、このサ
ポート断面を３次元製品モデルに延ばしてサポート１０
を作成し、フレーム８と複数のサポート８と３次元製品
モデル９とをマージして第１及び第２の加工用データモ
デルを作成する。
ても短時間で容易に３次元製品加工用モデルを作成し、
かつ被加工物の弾性変形や塑性変形を低減し、加工精度
や加工表面粗さなどの加工品質と高速な加工速度とを両
立させる。 【解決手段】３次元製品モデル９に関連する加工機デー
タ、工具データ及び３次元製品モデル９の製品テンプレ
ートを読み込んで初期値データのセットを設定し、この
初期値データのセットに基づいてフレーム８を作成しか
つフレーム８に対して複数のサポート１０を作成すべき
各サポート位置を配置し、さらにこれらサポート配置点
においてそれぞれサポート１０の断面を作成し、このサ
ポート断面を３次元製品モデルに延ばしてサポート１０
を作成し、フレーム８と複数のサポート８と３次元製品
モデル９とをマージして第１及び第２の加工用データモ
デルを作成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元製品作成方
法及びその装置、３次元製品加工用モデル作成プログラ
ムに関する。
法及びその装置、３次元製品加工用モデル作成プログラ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】３次元製品の作成は、３次元ＣＡＤ（Co
mputer Aided Design）装置に備えられている作図機能
等を用いて３次元製品の形状に従って３次元製品加工用
モデルを作成して３次元ＣＡＭ（Computer Aided Manuf
acturing）装置に転送し、この３次元ＣＡＭ装置におい
て３次元製品加工用モデルからＮＣデータを作成してＮ
Ｃ加工機に転送する。このＮＣ加工機は、ＮＣデータに
従って動作することにより、プラスチックや金属のブロ
ックなどの被加工物を切削加工して３次元製品を削り出
す。
mputer Aided Design）装置に備えられている作図機能
等を用いて３次元製品の形状に従って３次元製品加工用
モデルを作成して３次元ＣＡＭ（Computer Aided Manuf
acturing）装置に転送し、この３次元ＣＡＭ装置におい
て３次元製品加工用モデルからＮＣデータを作成してＮ
Ｃ加工機に転送する。このＮＣ加工機は、ＮＣデータに
従って動作することにより、プラスチックや金属のブロ
ックなどの被加工物を切削加工して３次元製品を削り出
す。
【０００３】３次元ＣＡＤ装置を操作して作成される３
次元製品加工用モデルには、３次元製品の形状に従った
フレームと、このフレームに３次元製品モデルを支持す
るための複数のサポートとが含まれる。
次元製品加工用モデルには、３次元製品の形状に従った
フレームと、このフレームに３次元製品モデルを支持す
るための複数のサポートとが含まれる。
【０００４】従って、３次元ＣＡＤ装置では、フレーム
及び複数のサポートを作成し、これらフレーム及び複数
のサポートに３次元製品モデルをマージして３次元製品
加工用モデルを作成する。
及び複数のサポートを作成し、これらフレーム及び複数
のサポートに３次元製品モデルをマージして３次元製品
加工用モデルを作成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３次元
ＣＡＤ装置を操作して３次元製品加工用モデルを作成す
る場合、３次元製品加工用モデルの形状をどのように作
ればよいかを判断するには、加工特有の知識やノウハウ
が必要である。このため、初心の設計者では、３次元製
品加工用モデルの形状をどのようすべきかを判断するの
が難しい。
ＣＡＤ装置を操作して３次元製品加工用モデルを作成す
る場合、３次元製品加工用モデルの形状をどのように作
ればよいかを判断するには、加工特有の知識やノウハウ
が必要である。このため、初心の設計者では、３次元製
品加工用モデルの形状をどのようすべきかを判断するの
が難しい。
【０００６】３次元製品加工用モデルの形状が複雑にな
るほど３次元ＣＡＤ装置の操作が難しくなるために、３
次元ＣＡＤ装置の操作に精通する必要がある。
るほど３次元ＣＡＤ装置の操作が難しくなるために、３
次元ＣＡＤ装置の操作に精通する必要がある。
【０００７】又、短時間で３次元製品加工用モデルを作
成するためには、３次元製品加工用モデルの作成を短時
間で実行しなければならない。
成するためには、３次元製品加工用モデルの作成を短時
間で実行しなければならない。
【０００８】一方、プラスチックや金属のブロックなど
の被加工物を切削加工して３次元製品を削り出す３次元
製品作成方法では、被加工物への加工中の加工力による
被加工物の弾性変形や塑性変形を低減することが要求さ
れる。
の被加工物を切削加工して３次元製品を削り出す３次元
製品作成方法では、被加工物への加工中の加工力による
被加工物の弾性変形や塑性変形を低減することが要求さ
れる。
【０００９】ところが、上記３次元製品作成方法では、
被加工物の弾性変形や塑性変形を低減することによっ
て、加工寸法精度や加工表面粗さを確保し、又は向上さ
せることや、加工精度や加工表面粗さなどの加工品質と
高速な加工速度とを両立させることは考慮されていな
い。
被加工物の弾性変形や塑性変形を低減することによっ
て、加工寸法精度や加工表面粗さを確保し、又は向上さ
せることや、加工精度や加工表面粗さなどの加工品質と
高速な加工速度とを両立させることは考慮されていな
い。
【００１０】このため、被加工物の弾性変形や塑性変形
の低減を考慮して、加工点を支える被加工物の厚さを常
に最大に保つ加工工程と工具軌跡との組み合わせによる
加工方法や、３次元製品に存在するリブなどの薄肉構造
物の加工点を支える被加工物の断面積を常に最大に保
ち、かつ薄肉構造物の基部に働く加工力モーメントを最
小に保つ工具軌跡と加工工程との組み合わせによる加工
方法や、これらの加工方法と高速な加工とを両立させる
加工方法などは、定式化されていない。
の低減を考慮して、加工点を支える被加工物の厚さを常
に最大に保つ加工工程と工具軌跡との組み合わせによる
加工方法や、３次元製品に存在するリブなどの薄肉構造
物の加工点を支える被加工物の断面積を常に最大に保
ち、かつ薄肉構造物の基部に働く加工力モーメントを最
小に保つ工具軌跡と加工工程との組み合わせによる加工
方法や、これらの加工方法と高速な加工とを両立させる
加工方法などは、定式化されていない。
【００１１】よって、これら方法に沿ったＣＬデータや
ＮＣデータを作成することができる３次元製品加工用Ｃ
ＡＭ装置も存在しなく、３次元製品の加工には、技能と
長い加工時間とを必要としている。
ＮＣデータを作成することができる３次元製品加工用Ｃ
ＡＭ装置も存在しなく、３次元製品の加工には、技能と
長い加工時間とを必要としている。
【００１２】そこで本発明は、３次元製品加工用モデル
を作成する技能がなくても短時間で容易に３次元製品加
工用モデルを作成できる３次元製品作成方法及びその装
置を提供することを目的とする。
を作成する技能がなくても短時間で容易に３次元製品加
工用モデルを作成できる３次元製品作成方法及びその装
置を提供することを目的とする。
【００１３】又、本発明は、被加工物の弾性変形や塑性
変形を低減し、加工精度や加工表面粗さなどの加工品質
と高速な加工速度とを両立できる３次元製品作成方法及
びその装置を提供することを目的とする。
変形を低減し、加工精度や加工表面粗さなどの加工品質
と高速な加工速度とを両立できる３次元製品作成方法及
びその装置を提供することを目的とする。
【００１４】又、本発明は、３次元製品加工用モデルを
作成する技能がなくても短時間で容易に３次元製品加工
用モデルを作成させる３次元製品加工用モデル作成プロ
グラムを提供することを目的とする。
作成する技能がなくても短時間で容易に３次元製品加工
用モデルを作成させる３次元製品加工用モデル作成プロ
グラムを提供することを目的とする。
【００１５】又、本発明は、被加工物の弾性変形や塑性
変形を低減し、加工精度や加工表面粗さなどの加工品質
と高速な加工速度とを両立させる３次元製品加工用モデ
ル作成プログラムを提供することを目的とする。
変形を低減し、加工精度や加工表面粗さなどの加工品質
と高速な加工速度とを両立させる３次元製品加工用モデ
ル作成プログラムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、３次元製品モ
デルを複数のサポートを介してフレームに支持する３次
元製品加工用モデルを作成する３次元製品作成方法にお
いて、３次元製品モデルに関連する加工機データ、工具
データ及び３次元製品モデルのテンプレートを読み込ん
で初期値データを設定する第１の工程と、初期値データ
に基づいてフレームを作成する第２の工程と、初期値デ
ータに基づいてフレームに対して複数のサポートを作成
すべき各サポート位置を配置する第３の工程と、初期値
データに基づいて複数のサポート位置においてそれぞれ
サポートの断面を作成し、このサポート断面を３次元製
品モデルに延ばしてサポートを作成する第４の工程と、
フレームと複数のサポートと３次元製品モデルとをマー
ジして、一方の加工方向側から加工するための第１の加
工用データモデルを作成し、かつ他方の加工方向側から
加工するための第２の加工用データモデルを作成する第
５の工程とを有することを特徴とする３次元製品作成方
法である。
デルを複数のサポートを介してフレームに支持する３次
元製品加工用モデルを作成する３次元製品作成方法にお
いて、３次元製品モデルに関連する加工機データ、工具
データ及び３次元製品モデルのテンプレートを読み込ん
で初期値データを設定する第１の工程と、初期値データ
に基づいてフレームを作成する第２の工程と、初期値デ
ータに基づいてフレームに対して複数のサポートを作成
すべき各サポート位置を配置する第３の工程と、初期値
データに基づいて複数のサポート位置においてそれぞれ
サポートの断面を作成し、このサポート断面を３次元製
品モデルに延ばしてサポートを作成する第４の工程と、
フレームと複数のサポートと３次元製品モデルとをマー
ジして、一方の加工方向側から加工するための第１の加
工用データモデルを作成し、かつ他方の加工方向側から
加工するための第２の加工用データモデルを作成する第
５の工程とを有することを特徴とする３次元製品作成方
法である。
【００１７】本発明は、３次元製品モデルの３次元製品
加工用モデルのＮＣデータに従って被加工物を加工して
３次元製品を作成する３次元製品作成方法において、Ｎ
Ｃデータのうち３次元製品加工用モデルの凹側形状のＮ
Ｃデータに従って被加工物を加工する第１の工程と、Ｎ
Ｃデータのうち３次元製品加工用モデルの凸側形状のＮ
Ｃデータに従って被加工物を加工する第２の工程と、こ
れら工程の後に、フレームに対して３次元製品加工用モ
デルを支持している複数のサポートを切断して３次元製
品加工用モデルを切り離す第３の工程とを有することを
特徴とする３次元製品作成方法である。
加工用モデルのＮＣデータに従って被加工物を加工して
３次元製品を作成する３次元製品作成方法において、Ｎ
Ｃデータのうち３次元製品加工用モデルの凹側形状のＮ
Ｃデータに従って被加工物を加工する第１の工程と、Ｎ
Ｃデータのうち３次元製品加工用モデルの凸側形状のＮ
Ｃデータに従って被加工物を加工する第２の工程と、こ
れら工程の後に、フレームに対して３次元製品加工用モ
デルを支持している複数のサポートを切断して３次元製
品加工用モデルを切り離す第３の工程とを有することを
特徴とする３次元製品作成方法である。
【００１８】本発明は、３次元製品モデルを複数のサポ
ートを介してフレームに支持する３次元製品加工用モデ
ルを作成する３次元製品作成方法において、３次元製品
モデルに関連する加工機データ、工具データ及び３次元
製品モデルのテンプレートを読み込んで初期値データを
設定する第１の工程と、初期値データに基づいてフレー
ムを作成する第２の工程と、初期値データに基づいてフ
レームに対して複数のサポートを作成すべき各サポート
位置を配置する第３の工程と、初期値データに基づいて
複数のサポート位置においてそれぞれサポートの断面を
作成し、このサポート断面を３次元製品モデルに延ばし
てサポートを作成する第４の工程と、フレームと複数の
サポートと３次元製品モデルとをマージして、一方の加
工方向側から加工するための第１の加工用データモデル
を作成し、かつ他方の加工方向側から加工するための第
２の加工用データモデルを作成する第５の工程と、第１
及び第２の加工用データモデルに基づいてＮＣ加工機を
動作制御するＮＣデータを作成する第６の工程と、ＮＣ
データのうち３次元製品加工用モデルの凹側形状となる
一方又は他方の加工方向側のＮＣデータに従って被加工
物を加工する第７の工程と、ＮＣデータのうち３次元製
品加工用モデルの凹側形状となる他方又は一方の加工方
向側のＮＣデータに従って被加工物を加工する第８の工
程と、これら工程の後に、フレームに対して３次元製品
加工用モデルを支持している複数のサポートを切断して
３次元製品加工用モデルを切り離す第９の工程とを有す
ることを特徴とする３次元製品作成方法である。
ートを介してフレームに支持する３次元製品加工用モデ
ルを作成する３次元製品作成方法において、３次元製品
モデルに関連する加工機データ、工具データ及び３次元
製品モデルのテンプレートを読み込んで初期値データを
設定する第１の工程と、初期値データに基づいてフレー
ムを作成する第２の工程と、初期値データに基づいてフ
レームに対して複数のサポートを作成すべき各サポート
位置を配置する第３の工程と、初期値データに基づいて
複数のサポート位置においてそれぞれサポートの断面を
作成し、このサポート断面を３次元製品モデルに延ばし
てサポートを作成する第４の工程と、フレームと複数の
サポートと３次元製品モデルとをマージして、一方の加
工方向側から加工するための第１の加工用データモデル
を作成し、かつ他方の加工方向側から加工するための第
２の加工用データモデルを作成する第５の工程と、第１
及び第２の加工用データモデルに基づいてＮＣ加工機を
動作制御するＮＣデータを作成する第６の工程と、ＮＣ
データのうち３次元製品加工用モデルの凹側形状となる
一方又は他方の加工方向側のＮＣデータに従って被加工
物を加工する第７の工程と、ＮＣデータのうち３次元製
品加工用モデルの凹側形状となる他方又は一方の加工方
向側のＮＣデータに従って被加工物を加工する第８の工
程と、これら工程の後に、フレームに対して３次元製品
加工用モデルを支持している複数のサポートを切断して
３次元製品加工用モデルを切り離す第９の工程とを有す
ることを特徴とする３次元製品作成方法である。
【００１９】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、加工機データは、名称を有する属性データ
と、使用可能な工具名及びその番号と、フレームを加工
機に取り付けるに必要な最低限のフレームの厚みとを有
する。
法において、加工機データは、名称を有する属性データ
と、使用可能な工具名及びその番号と、フレームを加工
機に取り付けるに必要な最低限のフレームの厚みとを有
する。
【００２０】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、工具データは、名称及びその番号を有する
属性データと、径と、フレームに付加する勾配値とから
なる。
法において、工具データは、名称及びその番号を有する
属性データと、径と、フレームに付加する勾配値とから
なる。
【００２１】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、テンプレートは、名称を有する属性データ
と、サポートの寸法及びその本数とからなる。
法において、テンプレートは、名称を有する属性データ
と、サポートの寸法及びその本数とからなる。
【００２２】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、第３の工程で配置されるサポート位置は、
３次元製品モデルにおけるパーティングラインを抽出
し、このパーティングラインに配置する。
法において、第３の工程で配置されるサポート位置は、
３次元製品モデルにおけるパーティングラインを抽出
し、このパーティングラインに配置する。
【００２３】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、サポート位置に作成されるサポートの断面
積に基づいて各サポート位置が適切であるか否かをチェ
ックし、不適切であれば、当該サポート位置を修正又は
削除する工程を有する。
法において、サポート位置に作成されるサポートの断面
積に基づいて各サポート位置が適切であるか否かをチェ
ックし、不適切であれば、当該サポート位置を修正又は
削除する工程を有する。
【００２４】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、第４の工程は、サポート位置をフレーム内
側の側面上に正投影する工程と、初期値データからサポ
ートの寸法及び厚みを読み出し、これら寸法及び厚みに
従ってサポート断面を作成する工程と、サポート断面を
３次元製品モデルの形状に従ってトリムする工程と、サ
ポート断面を３次元製品モデルの内側面まで押し出して
サポートを作成する工程とからなる。
法において、第４の工程は、サポート位置をフレーム内
側の側面上に正投影する工程と、初期値データからサポ
ートの寸法及び厚みを読み出し、これら寸法及び厚みに
従ってサポート断面を作成する工程と、サポート断面を
３次元製品モデルの形状に従ってトリムする工程と、サ
ポート断面を３次元製品モデルの内側面まで押し出して
サポートを作成する工程とからなる。
【００２５】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、第４の工程により作成されたサポートの体
積を算出し、このサポートの体積が基準体積よりも小さ
ければ、当該サポート位置を修正する工程を有する。
法において、第４の工程により作成されたサポートの体
積を算出し、このサポートの体積が基準体積よりも小さ
ければ、当該サポート位置を修正する工程を有する。
【００２６】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、第５の工程は、複数のサポートの端点間を
曲線或いは直線により繋いでフレームの内側面にライン
を作成し、このラインによってフレームの内側面を一方
の加工方向側と他方の加工方向側とに分割する工程と、
フレームと複数のサポートと３次元製品モデルとをマー
ジして、一方の加工方向側から加工するための第１の加
工用データモデルを作成する工程と、他方の加工方向側
から加工するための第２の加工用データモデルを作成す
る工程とを有する。
法において、第５の工程は、複数のサポートの端点間を
曲線或いは直線により繋いでフレームの内側面にライン
を作成し、このラインによってフレームの内側面を一方
の加工方向側と他方の加工方向側とに分割する工程と、
フレームと複数のサポートと３次元製品モデルとをマー
ジして、一方の加工方向側から加工するための第１の加
工用データモデルを作成する工程と、他方の加工方向側
から加工するための第２の加工用データモデルを作成す
る工程とを有する。
【００２７】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、被加工物を加工するときの工具軌跡は、被
加工物の加工領域に工具の軸方向に対して垂直方向に複
数の層を形成し、これら層を１層ずつ順次工具の軸方向
に沿って加工する等高線工具軌跡である。
法において、被加工物を加工するときの工具軌跡は、被
加工物の加工領域に工具の軸方向に対して垂直方向に複
数の層を形成し、これら層を１層ずつ順次工具の軸方向
に沿って加工する等高線工具軌跡である。
【００２８】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、等高線工具軌跡は、３次元製品加工用モデ
ルに対して所定の値のオフセットを含んだ形状に加工す
る。
法において、等高線工具軌跡は、３次元製品加工用モデ
ルに対して所定の値のオフセットを含んだ形状に加工す
る。
【００２９】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、被加工物を加工して形成される薄肉構造物
の部分に対しては、薄肉構造物の高さよりも大きい半径
を有する工具を用いて被加工物を加工する。
法において、被加工物を加工して形成される薄肉構造物
の部分に対しては、薄肉構造物の高さよりも大きい半径
を有する工具を用いて被加工物を加工する。
【００３０】本発明は、上記本発明の３次元製品作成方
法において、工具は、実際に用いる工具の半径との差が
薄肉構造物の高さの０．５倍以上の半径を有する形状で
ある。
法において、工具は、実際に用いる工具の半径との差が
薄肉構造物の高さの０．５倍以上の半径を有する形状で
ある。
【００３１】本発明は、３次元製品モデルを複数のサポ
ートを介してフレームに支持する３次元製品加工用モデ
ルを作成する３次元製品作成装置において、３次元製品
モデルに関連する加工機データ、工具データ及び３次元
製品モデルのテンプレートが格納されたデータベース
と、このデータベースから加工機データ、工具データ及
びテンプレートを読み込んで初期値データを設定する初
期値データ設定手段と、初期値データに基づいてフレー
ムを作成するフレーム作成手段と、初期値データに基づ
いてフレームに対して複数のサポートを作成すべき各サ
ポート位置を配置するサポート配置手段と、初期値デー
タに基づいて複数のサポート位置においてそれぞれサポ
ートの断面を作成し、このサポート断面を３次元製品モ
デルに延ばしてサポートを作成するサポート作成手段
と、フレームと複数のサポートと３次元製品モデルとを
マージして、一方の加工方向側から加工するための第１
の加工用データモデルを作成し、かつ他方の加工方向側
から加工するための第２の加工用データモデルを作成す
る加工用データモデル作成手段とを具備したことを特徴
とする３次元製品作成装置である。
ートを介してフレームに支持する３次元製品加工用モデ
ルを作成する３次元製品作成装置において、３次元製品
モデルに関連する加工機データ、工具データ及び３次元
製品モデルのテンプレートが格納されたデータベース
と、このデータベースから加工機データ、工具データ及
びテンプレートを読み込んで初期値データを設定する初
期値データ設定手段と、初期値データに基づいてフレー
ムを作成するフレーム作成手段と、初期値データに基づ
いてフレームに対して複数のサポートを作成すべき各サ
ポート位置を配置するサポート配置手段と、初期値デー
タに基づいて複数のサポート位置においてそれぞれサポ
ートの断面を作成し、このサポート断面を３次元製品モ
デルに延ばしてサポートを作成するサポート作成手段
と、フレームと複数のサポートと３次元製品モデルとを
マージして、一方の加工方向側から加工するための第１
の加工用データモデルを作成し、かつ他方の加工方向側
から加工するための第２の加工用データモデルを作成す
る加工用データモデル作成手段とを具備したことを特徴
とする３次元製品作成装置である。
【００３２】本発明は、３次元製品モデルの３次元製品
加工用モデルのＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制
御し、このＮＣ加工機により被加工物を加工して３次元
製品を作成する３次元製品作成装置において、ＮＣデー
タのうち３次元製品加工用モデルの凹側形状のＮＣデー
タに従ってＮＣ加工機を動作制御して被加工物を加工す
る第１の加工制御手段と、ＮＣデータのうち３次元製品
加工用モデルの凸側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工
機を動作制御して被加工物を加工する第２の加工制御手
段と、フレームに対して３次元製品加工用モデルを支持
している複数のサポートを切断して３次元製品加工用モ
デルを切り離す切断機とを具備したことを特徴とする３
次元製品作成装置である。
加工用モデルのＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制
御し、このＮＣ加工機により被加工物を加工して３次元
製品を作成する３次元製品作成装置において、ＮＣデー
タのうち３次元製品加工用モデルの凹側形状のＮＣデー
タに従ってＮＣ加工機を動作制御して被加工物を加工す
る第１の加工制御手段と、ＮＣデータのうち３次元製品
加工用モデルの凸側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工
機を動作制御して被加工物を加工する第２の加工制御手
段と、フレームに対して３次元製品加工用モデルを支持
している複数のサポートを切断して３次元製品加工用モ
デルを切り離す切断機とを具備したことを特徴とする３
次元製品作成装置である。
【００３３】本発明は、３次元製品モデルの３次元製品
加工用モデルのＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制
御し、このＮＣ加工機により被加工物を加工して３次元
製品を作成する３次元製品作成装置において、３次元製
品モデルに関連する加工機データ、工具データ及び３次
元製品モデルのテンプレートが格納されたデータベース
と、このデータベースから加工機データ、工具データ及
びテンプレートを読み込んで初期値データを設定する初
期値データ設定手段と、初期値データに基づいてフレー
ムを作成するフレーム作成手段と、初期値データに基づ
いてフレームに対して複数のサポートを作成すべき各サ
ポート位置を配置するサポート配置手段と、初期値デー
タに基づいて複数のサポート位置においてそれぞれサポ
ートの断面を作成し、このサポート断面を３次元製品モ
デルに延ばしてサポートを作成するサポート作成手段
と、フレームと複数のサポートと３次元製品モデルとを
マージして、一方の加工方向側から加工するための第１
の加工用データモデルを作成し、かつ他方の加工方向側
から加工するための第２の加工用データモデルを作成す
る加工用データモデル作成手段と、第１及び第２の加工
用データモデルに基づいてＮＣ加工機を動作制御するＮ
Ｃデータを作成するＮＣデータ作成手段と、ＮＣデータ
のうち３次元製品加工用モデルの凹側形状のＮＣデータ
に従ってＮＣ加工機を動作制御して被加工物を加工する
第１の加工制御手段と、ＮＣデータのうち３次元製品加
工用モデルの凸側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工機
を動作制御して被加工物を加工する第２の加工制御手段
と、フレームに対して３次元製品加工用モデルを支持し
ている複数のサポートを切断して３次元製品加工用モデ
ルを切り離す切断機とを具備したことを特徴とする３次
元製品作成装置である。
加工用モデルのＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制
御し、このＮＣ加工機により被加工物を加工して３次元
製品を作成する３次元製品作成装置において、３次元製
品モデルに関連する加工機データ、工具データ及び３次
元製品モデルのテンプレートが格納されたデータベース
と、このデータベースから加工機データ、工具データ及
びテンプレートを読み込んで初期値データを設定する初
期値データ設定手段と、初期値データに基づいてフレー
ムを作成するフレーム作成手段と、初期値データに基づ
いてフレームに対して複数のサポートを作成すべき各サ
ポート位置を配置するサポート配置手段と、初期値デー
タに基づいて複数のサポート位置においてそれぞれサポ
ートの断面を作成し、このサポート断面を３次元製品モ
デルに延ばしてサポートを作成するサポート作成手段
と、フレームと複数のサポートと３次元製品モデルとを
マージして、一方の加工方向側から加工するための第１
の加工用データモデルを作成し、かつ他方の加工方向側
から加工するための第２の加工用データモデルを作成す
る加工用データモデル作成手段と、第１及び第２の加工
用データモデルに基づいてＮＣ加工機を動作制御するＮ
Ｃデータを作成するＮＣデータ作成手段と、ＮＣデータ
のうち３次元製品加工用モデルの凹側形状のＮＣデータ
に従ってＮＣ加工機を動作制御して被加工物を加工する
第１の加工制御手段と、ＮＣデータのうち３次元製品加
工用モデルの凸側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工機
を動作制御して被加工物を加工する第２の加工制御手段
と、フレームに対して３次元製品加工用モデルを支持し
ている複数のサポートを切断して３次元製品加工用モデ
ルを切り離す切断機とを具備したことを特徴とする３次
元製品作成装置である。
【００３４】本発明は、３次元製品モデルを複数のサポ
ートを介してフレームに支持する３次元製品加工用モデ
ルを作成させるコンピュータにより読み取り可能な３次
元製品加工用モデル作成プログラムであって、データベ
ースに格納されている３次元製品モデルに関連する加工
機データ、工具データ及びテンプレートを読み込んで初
期値データを設定するステップと、初期値データに基づ
いてフレームを作成させるステップと、初期値データに
基づいてフレームに対して複数のサポートを作成すべき
各サポート位置を配置させるステップと、初期値データ
に基づいて複数のサポート位置においてそれぞれサポー
トの断面を作成し、このサポート断面を３次元製品モデ
ルに延ばしてサポートを作成させるステップと、フレー
ムと複数のサポートと３次元製品モデルとをマージし
て、一方の加工方向側から加工するための第１の加工用
データモデルを作成し、かつ他方の加工方向側から加工
するための第２の加工用データモデルを作成させるステ
ップとを有することを特徴とする３次元製品加工用モデ
ル作成プログラムである。
ートを介してフレームに支持する３次元製品加工用モデ
ルを作成させるコンピュータにより読み取り可能な３次
元製品加工用モデル作成プログラムであって、データベ
ースに格納されている３次元製品モデルに関連する加工
機データ、工具データ及びテンプレートを読み込んで初
期値データを設定するステップと、初期値データに基づ
いてフレームを作成させるステップと、初期値データに
基づいてフレームに対して複数のサポートを作成すべき
各サポート位置を配置させるステップと、初期値データ
に基づいて複数のサポート位置においてそれぞれサポー
トの断面を作成し、このサポート断面を３次元製品モデ
ルに延ばしてサポートを作成させるステップと、フレー
ムと複数のサポートと３次元製品モデルとをマージし
て、一方の加工方向側から加工するための第１の加工用
データモデルを作成し、かつ他方の加工方向側から加工
するための第２の加工用データモデルを作成させるステ
ップとを有することを特徴とする３次元製品加工用モデ
ル作成プログラムである。
【００３５】本発明は、３次元製品モデルの３次元製品
加工用モデルのＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制
御し、このＮＣ加工機により被加工物を加工して３次元
製品を作成させるコンピュータにより読み取り可能な３
次元製品加工用モデル作成プログラムであって、ＮＣデ
ータのうち３次元製品加工用モデルの凹側形状のＮＣデ
ータに従ってＮＣ加工機を動作制御して被加工物を加工
させるステップと、ＮＣデータのうち３次元製品加工用
モデルの凸側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動
作制御して被加工物を加工させるステップと、切断機を
動作制御させ、フレームに対して３次元製品加工用モデ
ルを支持している複数のサポートを切断して３次元製品
加工用モデルを切り離させるステップとを有することを
特徴とする３次元製品加工用モデル作成プログラムであ
る。
加工用モデルのＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制
御し、このＮＣ加工機により被加工物を加工して３次元
製品を作成させるコンピュータにより読み取り可能な３
次元製品加工用モデル作成プログラムであって、ＮＣデ
ータのうち３次元製品加工用モデルの凹側形状のＮＣデ
ータに従ってＮＣ加工機を動作制御して被加工物を加工
させるステップと、ＮＣデータのうち３次元製品加工用
モデルの凸側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動
作制御して被加工物を加工させるステップと、切断機を
動作制御させ、フレームに対して３次元製品加工用モデ
ルを支持している複数のサポートを切断して３次元製品
加工用モデルを切り離させるステップとを有することを
特徴とする３次元製品加工用モデル作成プログラムであ
る。
【００３６】本発明は、上記本発明の３次元製品加工用
モデル作成プログラムと、このプログラムの実行の後に
起動される上記本発明の３次元製品加工用モデル作成プ
ログラムとからなることを特徴とする３次元製品加工用
モデル作成プログラムである。
モデル作成プログラムと、このプログラムの実行の後に
起動される上記本発明の３次元製品加工用モデル作成プ
ログラムとからなることを特徴とする３次元製品加工用
モデル作成プログラムである。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態とし
て３次元製品を製品の試作品であるモックアップに適用
した場合について図面を参照して説明する。
て３次元製品を製品の試作品であるモックアップに適用
した場合について図面を参照して説明する。
【００３８】図１はモックアップ作成装置の全体構成図
である。
である。
【００３９】主制御部１は、モックアップ加工用モデル
作成プログラムに従って各種データを演算処理する。こ
の主制御部１には、記憶装置２と、液晶やＣＲＴなどの
ディスプレイ３と、キーボード及びマウスなどの操作入
力部４と、例えばフレキシブルディスクＦＤ等の記憶媒
体に記憶されているデータを読み取る記憶媒体読取部５
と、３次元ＣＡＤ装置などの外部装置との間で電話回線
（インターネット）等を介してデータ伝送を行なう伝送
部６及びＮＣ加工機７とが接続されている。
作成プログラムに従って各種データを演算処理する。こ
の主制御部１には、記憶装置２と、液晶やＣＲＴなどの
ディスプレイ３と、キーボード及びマウスなどの操作入
力部４と、例えばフレキシブルディスクＦＤ等の記憶媒
体に記憶されているデータを読み取る記憶媒体読取部５
と、３次元ＣＡＤ装置などの外部装置との間で電話回線
（インターネット）等を介してデータ伝送を行なう伝送
部６及びＮＣ加工機７とが接続されている。
【００４０】記憶装置２には、プログラムメモリ２ａ
と、データベース装置として製品モデルデータベース２
ｂと、図２に示す加工機データを記憶する加工機データ
ベース２ｃと、図３に示す工具データを記憶する工具デ
ータベース２ｄと、図４に示す製品テンプレートデータ
を記憶する製品テンプレートデータベース２ｅとが形成
されている。
と、データベース装置として製品モデルデータベース２
ｂと、図２に示す加工機データを記憶する加工機データ
ベース２ｃと、図３に示す工具データを記憶する工具デ
ータベース２ｄと、図４に示す製品テンプレートデータ
を記憶する製品テンプレートデータベース２ｅとが形成
されている。
【００４１】プログラムメモリ２ａには、モックアップ
加工用モデル作成プログラムが記憶されている。このモ
ックアップ加工用モデル作成プログラムは、フレキシブ
ルディスクＦＤから記憶媒体読取部５を介してインスト
ールされたり、又は外部装置から電話回線を介して伝送
部６で受信し、この伝送部６からインストールされる。
加工用モデル作成プログラムが記憶されている。このモ
ックアップ加工用モデル作成プログラムは、フレキシブ
ルディスクＦＤから記憶媒体読取部５を介してインスト
ールされたり、又は外部装置から電話回線を介して伝送
部６で受信し、この伝送部６からインストールされる。
【００４２】製品モデルデータベース２ｂには、各種タ
イプの３次元製品モデルのデータが記憶されている。
イプの３次元製品モデルのデータが記憶されている。
【００４３】加工機データベース２ｃには、ＮＣ加工機
７の加工機データが記憶されている。この加工機データ
は、図２に示すように属性データとして加工機の名称及
びその番号と、この加工機に使用する工具の名称及びそ
の番号と、その工具の径と、工具長と、フレームを加工
機に取り付けるために必要な最低限のフレーム厚みＷ’
とからなる。
７の加工機データが記憶されている。この加工機データ
は、図２に示すように属性データとして加工機の名称及
びその番号と、この加工機に使用する工具の名称及びそ
の番号と、その工具の径と、工具長と、フレームを加工
機に取り付けるために必要な最低限のフレーム厚みＷ’
とからなる。
【００４４】フレーム８は、例えば図５に示すように四
辺形に形成され、ＸＹＺ軸上において外径寸法Ｘ，Ｙ，
Ｚに形成されている。このフレーム８は、厚みＷ’を有
している。このフレーム８は、例えばフレーム枠内に図
６及び図７に示すようなモックアップである３次元製品
モデル９を複数のサポート１０を介して支持する。な
お，図６は３次元製品モデル９を一方の面側（後述する
第２の加工方向側）から見た図、図７は３次元製品モデ
ル９を他方の面側（後述する第１の加工方向側）から見
た図である。
辺形に形成され、ＸＹＺ軸上において外径寸法Ｘ，Ｙ，
Ｚに形成されている。このフレーム８は、厚みＷ’を有
している。このフレーム８は、例えばフレーム枠内に図
６及び図７に示すようなモックアップである３次元製品
モデル９を複数のサポート１０を介して支持する。な
お，図６は３次元製品モデル９を一方の面側（後述する
第２の加工方向側）から見た図、図７は３次元製品モデ
ル９を他方の面側（後述する第１の加工方向側）から見
た図である。
【００４５】工具データデータベース２ｄには、ＮＣ加
工機７等で用いる工具に関する工具データが記憶されて
いる。この工具データは、図３に示すように属性データ
として工具の名称及びその番号と、工具の径と、工具長
と、フレーム勾配値θとからなる。このうち工具の名称
及びその番号は、加工機データが有する使用可能な工具
名称及びその番号と一致する。又、フレーム勾配値θ
は、図８に示すようにフレーム８の内側面に付加する勾
配面１１の勾配角度である。
工機７等で用いる工具に関する工具データが記憶されて
いる。この工具データは、図３に示すように属性データ
として工具の名称及びその番号と、工具の径と、工具長
と、フレーム勾配値θとからなる。このうち工具の名称
及びその番号は、加工機データが有する使用可能な工具
名称及びその番号と一致する。又、フレーム勾配値θ
は、図８に示すようにフレーム８の内側面に付加する勾
配面１１の勾配角度である。
【００４６】製品テンプレートデータベース２ｅには、
各種３次元製品モデル９に関する製品テンプレートが記
憶されている。この製品テンプレートは、図４に示すよ
うに属性データとして製品名称と、サポート１０の寸法
と、サポート１０の数Ｎとからなる。このうちサポート
１０の寸法は、図９に示すように幅Ｗｓ、高さＴｓ、最
小長Ｌｓからなる。
各種３次元製品モデル９に関する製品テンプレートが記
憶されている。この製品テンプレートは、図４に示すよ
うに属性データとして製品名称と、サポート１０の寸法
と、サポート１０の数Ｎとからなる。このうちサポート
１０の寸法は、図９に示すように幅Ｗｓ、高さＴｓ、最
小長Ｌｓからなる。
【００４７】主制御部１は、データベース装置２に格納
されているモックアップ加工用モデル作成プログラムを
実行することにより、初期値データ設定部１２と、フレ
ーム作成部１３と、サポート配置部１４と、サポート作
成部１５と、加工用データモデル作成部１６と、ＮＣデ
ータ作成部１７と、第１の加工制御部１８と、第２の加
工制御部１９との各機能を有する。
されているモックアップ加工用モデル作成プログラムを
実行することにより、初期値データ設定部１２と、フレ
ーム作成部１３と、サポート配置部１４と、サポート作
成部１５と、加工用データモデル作成部１６と、ＮＣデ
ータ作成部１７と、第１の加工制御部１８と、第２の加
工制御部１９との各機能を有する。
【００４８】初期値データ設定部１２は、データベース
装置２に格納されている加工機データ、工具データ及び
テンプレートを読み込み、これらデータを合せてなる初
期値データのセットを設定する機能を有する。
装置２に格納されている加工機データ、工具データ及び
テンプレートを読み込み、これらデータを合せてなる初
期値データのセットを設定する機能を有する。
【００４９】この初期値データ設定部１２は、読み込ん
だ３次元製品モデル９の外形寸法Ｘ ０，Ｙ０，Ｚ０の算
出する機能と、３次元製品モデル９に基準座標を設定す
る機能と、フレーム８に付加する勾配値θを設定する機
能と、サポート１０の寸法（幅Ｗｓ、高さＴｓ、最小長
Ｌｓ）及びサポート１０の本数（サポート数）Ｎを設定
する機能とを有する。
だ３次元製品モデル９の外形寸法Ｘ ０，Ｙ０，Ｚ０の算
出する機能と、３次元製品モデル９に基準座標を設定す
る機能と、フレーム８に付加する勾配値θを設定する機
能と、サポート１０の寸法（幅Ｗｓ、高さＴｓ、最小長
Ｌｓ）及びサポート１０の本数（サポート数）Ｎを設定
する機能とを有する。
【００５０】基準座標の設定は、例えば３次元製品モデ
ル９上の全てのサーフェスに対して平均単位法線ベクト
ルの平均ベクトルを＋Ｚとし、この方向を第１の加工方
向とする。第２の加工方向は、第１の加工方向の逆向き
とする。
ル９上の全てのサーフェスに対して平均単位法線ベクト
ルの平均ベクトルを＋Ｚとし、この方向を第１の加工方
向とする。第２の加工方向は、第１の加工方向の逆向き
とする。
【００５１】一方の加工方向（第１の加工方向）側は、
上記図７に示す３次元製品モデル９側となり、他方の加
工方向（第２の加工方向）側は、上記図６に示す３次元
製品モデル９側となる。
上記図７に示す３次元製品モデル９側となり、他方の加
工方向（第２の加工方向）側は、上記図６に示す３次元
製品モデル９側となる。
【００５２】フレーム作成部１３は、３次元製品モデル
９の外径寸法Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０と初期値データのセット
とからサポート１０の最小長Ｌｓ及びフレーム８の幅
Ｗ’を読み出し、これら最小長Ｌｓ、フレーム８の幅
Ｗ’を用い、下記式（１）〜（４）を演算してフレーム
８の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗを決定し、かつこの寸法Ｘ，
Ｙ，Ｚ，Ｗのフレーム８を基準座標に合せてフレーム８
の単体のパートとして作成する機能を有する。
９の外径寸法Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０と初期値データのセット
とからサポート１０の最小長Ｌｓ及びフレーム８の幅
Ｗ’を読み出し、これら最小長Ｌｓ、フレーム８の幅
Ｗ’を用い、下記式（１）〜（４）を演算してフレーム
８の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗを決定し、かつこの寸法Ｘ，
Ｙ，Ｚ，Ｗのフレーム８を基準座標に合せてフレーム８
の単体のパートとして作成する機能を有する。
【００５３】
Ｘ＝Ｘ０＋２・Ｌｓ＋２・Ｗ’ …（１）
Ｙ＝Ｙ０＋２・Ｌｓ＋２・Ｗ’ …（２）
Ｚ＝Ｚ０＋１０ …（３）
Ｗ＝Ｗ’ …（４）
サポート配置部１４は、初期値データに基づいてフレー
ム８に対して複数のサポート１０を作成すべき各サポー
ト位置（サポート配置点）を配置する機能を有する。
ム８に対して複数のサポート１０を作成すべき各サポー
ト位置（サポート配置点）を配置する機能を有する。
【００５４】このサポート配置部１４は、サポート１０
の配置点を、３次元製品モデル９におけるパーティング
ライン（例えば、互いに角度の異なる各サーフェスの境
界）を抽出し、このパーティングラインに配置する機能
を有する。
の配置点を、３次元製品モデル９におけるパーティング
ライン（例えば、互いに角度の異なる各サーフェスの境
界）を抽出し、このパーティングラインに配置する機能
を有する。
【００５５】このサポート配置部１４は、サポート配置
チェック部１４ａの機能を有する。
チェック部１４ａの機能を有する。
【００５６】このサポート配置チェック部１４ａは、サ
ポート配置点に作成されるサポート１０の断面積に基づ
いて各サポート配置点が適切であるか否かをチェック
し、このチェックの結果、サポート配置点が不適切であ
れば、当該サポート配置点を修正又は削除する機能を有
する。
ポート配置点に作成されるサポート１０の断面積に基づ
いて各サポート配置点が適切であるか否かをチェック
し、このチェックの結果、サポート配置点が不適切であ
れば、当該サポート配置点を修正又は削除する機能を有
する。
【００５７】サポート作成部１５は、初期値データのセ
ットに基づいて複数のサポート配置点においてそれぞれ
サポート１０の断面を作成し、このサポート断面を３次
元製品モデル９に延ばしてサポート１０を作成する機能
を有する。具体的にサポート作成部１５は、投影部１５
ａと断面作成部１５ｂとトリム部１５ｃと押し出し部１
５ｄと体積チェック部１５ｅとの各機能を有する。
ットに基づいて複数のサポート配置点においてそれぞれ
サポート１０の断面を作成し、このサポート断面を３次
元製品モデル９に延ばしてサポート１０を作成する機能
を有する。具体的にサポート作成部１５は、投影部１５
ａと断面作成部１５ｂとトリム部１５ｃと押し出し部１
５ｄと体積チェック部１５ｅとの各機能を有する。
【００５８】投影部１５ａは、サポート配置点をフレー
ム８内側の側面上に正投影する機能を有する。
ム８内側の側面上に正投影する機能を有する。
【００５９】断面作成部１５ｂは、初期値データからサ
ポート１０の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ及び厚みＷ’を読み出
し、これら寸法及び厚みに従ってサポート断面を作成す
る機能を有する。
ポート１０の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ及び厚みＷ’を読み出
し、これら寸法及び厚みに従ってサポート断面を作成す
る機能を有する。
【００６０】トリム部１５ｃは、サポート断面を３次元
製品モデル９の形状に従ってトリムする機能を有する。
製品モデル９の形状に従ってトリムする機能を有する。
【００６１】押し出し部１５ｄは、サポート断面を３次
元製品モデル９の内側面まで押し出してサポート１０を
作成する機能を有する。
元製品モデル９の内側面まで押し出してサポート１０を
作成する機能を有する。
【００６２】体積チェック部１５ｅは、作成されたサポ
ート１０の体積を算出し、このサポート１０の体積が基
準体積よりも小さければ、当該サポート配置点を修正す
る機能を有する。
ート１０の体積を算出し、このサポート１０の体積が基
準体積よりも小さければ、当該サポート配置点を修正す
る機能を有する。
【００６３】加工用データモデル作成部１６は、フレー
ム８と複数のサポート１０と３次元製品モデル９とをマ
ージして、上記図７に示す３次元製品モデル９側の第１
の加工方向側から加工するための第１の加工用データモ
デルを作成し、かつ上記図６に示す３次元製品モデル９
側の第２の加工方向側から加工するための第２の加工用
データモデルを作成する機能を有する。具体的に加工用
データモデル作成部１６は、分割部１６ａと第１の加工
モデル作成部１６ｂと第２の加工モデル作成部１６ｃと
を有する。
ム８と複数のサポート１０と３次元製品モデル９とをマ
ージして、上記図７に示す３次元製品モデル９側の第１
の加工方向側から加工するための第１の加工用データモ
デルを作成し、かつ上記図６に示す３次元製品モデル９
側の第２の加工方向側から加工するための第２の加工用
データモデルを作成する機能を有する。具体的に加工用
データモデル作成部１６は、分割部１６ａと第１の加工
モデル作成部１６ｂと第２の加工モデル作成部１６ｃと
を有する。
【００６４】分割部１６ａは、複数のサポート１０の端
点間を曲線或いは直線により繋いでフレーム８の内側面
にラインを作成し、このラインによってフレーム８の内
側面を第１の加工方向側と第２の加工方向側とに分割す
る機能を有する。
点間を曲線或いは直線により繋いでフレーム８の内側面
にラインを作成し、このラインによってフレーム８の内
側面を第１の加工方向側と第２の加工方向側とに分割す
る機能を有する。
【００６５】第１の加工モデル作成部１６ｂは、フレー
ム８と複数のサポート１０と３次元製品モデル９とをマ
ージして、第１の加工方向側から加工するための第１の
加工用データモデルを作成する機能を有する。
ム８と複数のサポート１０と３次元製品モデル９とをマ
ージして、第１の加工方向側から加工するための第１の
加工用データモデルを作成する機能を有する。
【００６６】第２の加工モデル作成部１６ｃは、第２の
加工方向側から加工するための第２の加工用データモデ
ルを作成する機能を有する。
加工方向側から加工するための第２の加工用データモデ
ルを作成する機能を有する。
【００６７】ＮＣデータ作成部１７は、第１及び第２の
加工用データモデルに基づいてＮＣ加工機７を動作制御
するＮＣデータを作成する機能を有する。
加工用データモデルに基づいてＮＣ加工機７を動作制御
するＮＣデータを作成する機能を有する。
【００６８】第１の加工制御部１８は、ＮＣデータのう
ちモックアップ加工用モデルにおける図７に示す第１の
加工方向側の凹側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工機
７を動作制御する機能を有する。
ちモックアップ加工用モデルにおける図７に示す第１の
加工方向側の凹側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工機
７を動作制御する機能を有する。
【００６９】第２の加工制御部１９は、第１の加工制御
部１８の動作制御が終了した後、ＮＣデータのうちモッ
クアップ加工用モデルにおける図６に示す第２の加工方
向側の凸側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工機７を動
作制御する機能を有する。
部１８の動作制御が終了した後、ＮＣデータのうちモッ
クアップ加工用モデルにおける図６に示す第２の加工方
向側の凸側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工機７を動
作制御する機能を有する。
【００７０】これら第１及び第２の加工制御部１８、１
９は、ＮＣデータに従った工具の軌跡に沿ってＮＣ加工
機７の工具の位置を制御し、金属やプラスチックのブロ
ックからなる被加工物を加工させる機能を有する。
９は、ＮＣデータに従った工具の軌跡に沿ってＮＣ加工
機７の工具の位置を制御し、金属やプラスチックのブロ
ックからなる被加工物を加工させる機能を有する。
【００７１】この工具軌跡は、図１０に示すように３次
元製品モデル９のモックアップ形状（モックアップ加工
用モデル）Ｑを作成するのに、プラスチック又は金属の
ブロックからなる被加工物２０の加工領域に工具の軸
（Ｚ軸）方向に対して垂直方向に複数の層２１−１〜２
１−ｎを形成し、これら層２１−１〜２１−ｎを１層ず
つ順次工具の軸方向に沿って加工する等高線工具軌跡に
なっている。１層の厚みΔＺは、例えば１ｍｍに設定さ
れている。
元製品モデル９のモックアップ形状（モックアップ加工
用モデル）Ｑを作成するのに、プラスチック又は金属の
ブロックからなる被加工物２０の加工領域に工具の軸
（Ｚ軸）方向に対して垂直方向に複数の層２１−１〜２
１−ｎを形成し、これら層２１−１〜２１−ｎを１層ず
つ順次工具の軸方向に沿って加工する等高線工具軌跡に
なっている。１層の厚みΔＺは、例えば１ｍｍに設定さ
れている。
【００７２】図１１はある一平面Ｈ内での等高線工具軌
跡を示す図である。同図には層の生成に用いた面Ｈでモ
ックアップ形状Ｑを切断して生成される輪郭線Ｒと、モ
ックアップ形状Ｑの輪郭線Ｒを含む面の法線方向Ｆとが
示されている。
跡を示す図である。同図には層の生成に用いた面Ｈでモ
ックアップ形状Ｑを切断して生成される輪郭線Ｒと、モ
ックアップ形状Ｑの輪郭線Ｒを含む面の法線方向Ｆとが
示されている。
【００７３】この等高線工具軌跡は、図１２に示すよう
にモックアップ形状Ｑに対して所定の値のオフセットを
含んだ形状Ｑｆに加工するものとなっている。
にモックアップ形状Ｑに対して所定の値のオフセットを
含んだ形状Ｑｆに加工するものとなっている。
【００７４】モックアップ形状Ｑには、図１２に示すよ
うにリブなどの薄肉構造物２２がある。この薄肉構造物
２２に対しては、当該薄肉構造物２１の高さよりも大き
い半径を有する工具２３を用いて被加工物２０を加工す
る。
うにリブなどの薄肉構造物２２がある。この薄肉構造物
２２に対しては、当該薄肉構造物２１の高さよりも大き
い半径を有する工具２３を用いて被加工物２０を加工す
る。
【００７５】この工具２３は、図１３(a)(b)に示すよう
に実際に用いる工具２３の半径との差が薄肉構造物２２
の高さの０．５倍以上の半径を有する形状のものが用い
られる。
に実際に用いる工具２３の半径との差が薄肉構造物２２
の高さの０．５倍以上の半径を有する形状のものが用い
られる。
【００７６】なお、図１２及び図１３(a)(b)に示す工具
の参照形状２４は、薄肉構造物２２の高さに対して十分
な長さの半径を有し、Ｚ軸を回転対称軸とするＺ＋方向
に平面を持つ半球と、これに等しい半径を有し、Ｚ軸を
回転対称軸とする円柱の和からなっている。
の参照形状２４は、薄肉構造物２２の高さに対して十分
な長さの半径を有し、Ｚ軸を回転対称軸とするＺ＋方向
に平面を持つ半球と、これに等しい半径を有し、Ｚ軸を
回転対称軸とする円柱の和からなっている。
【００７７】図１３(a)(b)においてｎａは、Ｚ軸に垂直
な面によって所望のモックアップ形状Ｑを切断して生成
される輪郭線Ｒに沿わせて、モックアップ形状Ｑに接す
るように工具２３を並進移動したときに、半球面先端点
によって生成される軌跡である。
な面によって所望のモックアップ形状Ｑを切断して生成
される輪郭線Ｒに沿わせて、モックアップ形状Ｑに接す
るように工具２３を並進移動したときに、半球面先端点
によって生成される軌跡である。
【００７８】ｎｂは、半球面先端点によって生成される
軌跡を、ある間隔例えば１ｍｍの間隔でモックアップ形
状Ｑを構成する面の法線方向に向ってオフセットした軌
跡である。
軌跡を、ある間隔例えば１ｍｍの間隔でモックアップ形
状Ｑを構成する面の法線方向に向ってオフセットした軌
跡である。
【００７９】ＮＣ加工機７は、高速に加工を行なうもの
で、第１の加工制御部１８と第２の加工制御部１９とに
より動作制御される。
で、第１の加工制御部１８と第２の加工制御部１９とに
より動作制御される。
【００８０】次に、上記の如く構成された装置の作用に
ついて図１４及び図１５に示すモックアップ加工用モデ
ル作成のフローチャートに従って説明する。
ついて図１４及び図１５に示すモックアップ加工用モデ
ル作成のフローチャートに従って説明する。
【００８１】製品モデル読み出し工程（ステップ＃１）
において、初期値データ設定部１２は、製品モデルデー
タベース２ｂに格納されている３次元製品モデル９のデ
ータを読み出し、このデータから３次元製品モデル９の
外形寸法Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０を算出する。
において、初期値データ設定部１２は、製品モデルデー
タベース２ｂに格納されている３次元製品モデル９のデ
ータを読み出し、このデータから３次元製品モデル９の
外形寸法Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０を算出する。
【００８２】次に、製品モデルの基準座標設定工程（ス
テップ＃２）において、初期値データ設定部１２は、３
次元製品モデル９に基準座標を設定する。この基準座標
の設定は、例えば３次元製品モデル９における全てのサ
ーフェスに対して平均単位法線ベクトルの平均ベクトル
を＋Ｚとし、このベクトル方向を図７に示すような３次
元製品モデル９に対する第１の加工方向側とする。
テップ＃２）において、初期値データ設定部１２は、３
次元製品モデル９に基準座標を設定する。この基準座標
の設定は、例えば３次元製品モデル９における全てのサ
ーフェスに対して平均単位法線ベクトルの平均ベクトル
を＋Ｚとし、このベクトル方向を図７に示すような３次
元製品モデル９に対する第１の加工方向側とする。
【００８３】これと共に初期値データ設定部１２は、第
１の加工方向に対して逆向き（角度１８０°反対の方
向）を図６に示すような３次元製品モデル９に対する第
２の加工方向側とする。
１の加工方向に対して逆向き（角度１８０°反対の方
向）を図６に示すような３次元製品モデル９に対する第
２の加工方向側とする。
【００８４】次に、製品モデルの基準座標設定工程（ス
テップ＃３）において、初期値データ設定部１２は、デ
ータベース装置２に格納されている加工機データベース
２ｃから図２に示す使用するＮＣ加工機７の加工機デー
タを選定して読み込むと共に、工具データベース２ｄか
ら図３に示すＮＣ加工機７に取り付ける工具を選定して
その工具データを読み込み、かつ製品テンプレートデー
タベース２ｅから図４に示す３次元製品モデル９に関す
る製品テンプレートを選定して読み込み、これらデータ
を合せてなる初期値データのセットを設定する。
テップ＃３）において、初期値データ設定部１２は、デ
ータベース装置２に格納されている加工機データベース
２ｃから図２に示す使用するＮＣ加工機７の加工機デー
タを選定して読み込むと共に、工具データベース２ｄか
ら図３に示すＮＣ加工機７に取り付ける工具を選定して
その工具データを読み込み、かつ製品テンプレートデー
タベース２ｅから図４に示す３次元製品モデル９に関す
る製品テンプレートを選定して読み込み、これらデータ
を合せてなる初期値データのセットを設定する。
【００８５】このとき、ＮＣ加工機７を選定することに
より使用可能な工具名称及びその番号と、フレーム８を
ＮＣ加工機７を取り付けるために必要な最低限の大きさ
（図５に示すフレーム８の厚み）Ｗ’を設定する。
より使用可能な工具名称及びその番号と、フレーム８を
ＮＣ加工機７を取り付けるために必要な最低限の大きさ
（図５に示すフレーム８の厚み）Ｗ’を設定する。
【００８６】工具を選定することにより、図８(a)(b)に
示すフレーム８に付加する勾配値θを設定する。
示すフレーム８に付加する勾配値θを設定する。
【００８７】製品毎の製品テンプレートを選定すること
により、サポート１０の寸法（幅Ｗｓ、高さＴｓ、最小
長Ｌｓ）及びサポート１０の本数（サポート数）Ｎを設
定する。
により、サポート１０の寸法（幅Ｗｓ、高さＴｓ、最小
長Ｌｓ）及びサポート１０の本数（サポート数）Ｎを設
定する。
【００８８】次に、フレーム作成工程（ステップ＃４）
において、フレーム作成部１３は、上記ステップ＃１に
おいて算出した３次元製品モデル９の外径寸法Ｘ０，Ｙ
０，Ｚ０と上記ステップ＃３において作成した初期値デ
ータのセットとからサポート１０の最小長Ｌｓ及びフレ
ーム８の幅Ｗ’を読み出し、これら最小長Ｌｓ、フレー
ム８の幅Ｗ’及び上記式（１）〜（４）を演算して図５
に示すフレーム８の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗを決定する。
において、フレーム作成部１３は、上記ステップ＃１に
おいて算出した３次元製品モデル９の外径寸法Ｘ０，Ｙ
０，Ｚ０と上記ステップ＃３において作成した初期値デ
ータのセットとからサポート１０の最小長Ｌｓ及びフレ
ーム８の幅Ｗ’を読み出し、これら最小長Ｌｓ、フレー
ム８の幅Ｗ’及び上記式（１）〜（４）を演算して図５
に示すフレーム８の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗを決定する。
【００８９】次に、フレーム作成部１３は、これら寸法
Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗのフレーム８を、上記ステップ＃２にお
いて設定した基準座標に合せてフレーム８の単体のパー
トとして作成する。
Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗのフレーム８を、上記ステップ＃２にお
いて設定した基準座標に合せてフレーム８の単体のパー
トとして作成する。
【００９０】次に、パーティングライン作成工程（ステ
ップ＃５）において、サポート配置部１４は、例えば上
記ステップ＃２において設定された基準座標＋Ｚに対し
て、３次元製品モデル９における互いに角度の異なる各
サーフェスの境界、すなわち図１６に示すように３次元
製品モデル９のサーフェスの平均法線ベクトルが０≦角
度＜９０°のサーフェスと、９０°≦角度＜１８０°の
サーフェスとの境界をパーティングラインＬａとして抽
出する。なお、図１６は３次元製品モデル９の一部分の
パーティングラインＬａである。
ップ＃５）において、サポート配置部１４は、例えば上
記ステップ＃２において設定された基準座標＋Ｚに対し
て、３次元製品モデル９における互いに角度の異なる各
サーフェスの境界、すなわち図１６に示すように３次元
製品モデル９のサーフェスの平均法線ベクトルが０≦角
度＜９０°のサーフェスと、９０°≦角度＜１８０°の
サーフェスとの境界をパーティングラインＬａとして抽
出する。なお、図１６は３次元製品モデル９の一部分の
パーティングラインＬａである。
【００９１】次に、サポート位置配置工程（ステップ＃
６）において、サポート配置部１４は、上記ステップ＃
３において作成した初期値データセットからサポート１
０の数Ｎを読み込み、このサポート１０の数Ｎに従って
３次元製品モデル９上に抽出したパーティングラインＬ
ａ上に図１６に示すようにサポート１０を作成するため
のサポート配置点を示す点ＴＮａを等間隔にＮ個配置す
る。
６）において、サポート配置部１４は、上記ステップ＃
３において作成した初期値データセットからサポート１
０の数Ｎを読み込み、このサポート１０の数Ｎに従って
３次元製品モデル９上に抽出したパーティングラインＬ
ａ上に図１６に示すようにサポート１０を作成するため
のサポート配置点を示す点ＴＮａを等間隔にＮ個配置す
る。
【００９２】次に、サポート配置点チェック工程（ステ
ップ＃７）において、サポート配置チェック部１４ａ
は、点ＴＮａにおけるパーティングラインＬａの接線に
平行な単位ベクトルと、この単位ベクトルをＸＹ平面上
に正投影して生成されるベクトルとが成す角度θａを算
出する。なお、単位ベクトルの方向の取り方は任意とす
る。
ップ＃７）において、サポート配置チェック部１４ａ
は、点ＴＮａにおけるパーティングラインＬａの接線に
平行な単位ベクトルと、この単位ベクトルをＸＹ平面上
に正投影して生成されるベクトルとが成す角度θａを算
出する。なお、単位ベクトルの方向の取り方は任意とす
る。
【００９３】サポート配置点ＴＮａにおける角度θａが
例えばθ≧３０°の場合、後工程においてサポート配置
点ＴＮａを通る断面を作成すると、図１７に示すように
サポート１０の断面１０ａの面積Ｓａが小さくなる。同
図では３次元製品モデル９のおける円弧部分の点ＴＮａ
に対してサポート１０の断面面積Ｓａを求めると、この
断面面積Ｓａは、３次元製品モデル９の円弧部分に対応
する斜線部分Ｓｂの面積分だけ小さくなる。
例えばθ≧３０°の場合、後工程においてサポート配置
点ＴＮａを通る断面を作成すると、図１７に示すように
サポート１０の断面１０ａの面積Ｓａが小さくなる。同
図では３次元製品モデル９のおける円弧部分の点ＴＮａ
に対してサポート１０の断面面積Ｓａを求めると、この
断面面積Ｓａは、３次元製品モデル９の円弧部分に対応
する斜線部分Ｓｂの面積分だけ小さくなる。
【００９４】従って、サポート１０は、その体積が小さ
くなり、強度不足となるので、サポート配置チェック部
１４ａは、サポート配置点修正を促す警告を発し、この
警告をディスプレイ３に表示する（ステップ＃８）。
くなり、強度不足となるので、サポート配置チェック部
１４ａは、サポート配置点修正を促す警告を発し、この
警告をディスプレイ３に表示する（ステップ＃８）。
【００９５】次に、サポート配置点修正を促す警告が発
せられた場合、サポート位置修正工程（ステップ＃９）
において、サポート配置点修正が促されたサポート配置
点ＴＮａは、そのサポート配置点の移動又は削除が行わ
れる。
せられた場合、サポート位置修正工程（ステップ＃９）
において、サポート配置点修正が促されたサポート配置
点ＴＮａは、そのサポート配置点の移動又は削除が行わ
れる。
【００９６】次に、フレーム側面への投影工程（ステッ
ブ＃１０）において、サポート作成部１５の投影部１５
ａは、図１８に示すようにパーティングラインＬａとサ
ポート配置点ＴＮａとをフレーム８内側の側面上に正投
影し、これらパーティングラインＬａとサポート配置点
ＴＮａとをフレーム内側面上に作成する。このとき作成
されたラインをラインＬｂとし、サポート配置点ＴＮａ
をＴＮｂとする。
ブ＃１０）において、サポート作成部１５の投影部１５
ａは、図１８に示すようにパーティングラインＬａとサ
ポート配置点ＴＮａとをフレーム８内側の側面上に正投
影し、これらパーティングラインＬａとサポート配置点
ＴＮａとをフレーム内側面上に作成する。このとき作成
されたラインをラインＬｂとし、サポート配置点ＴＮａ
をＴＮｂとする。
【００９７】正投影するとは、サポート配置点ＴＮａ及
びパーティングラインＬａに平行光線を垂直に照射し
て、平面上にその影を映して点ＴＮｂ及びラインＬｂを
作成することである。
びパーティングラインＬａに平行光線を垂直に照射し
て、平面上にその影を映して点ＴＮｂ及びラインＬｂを
作成することである。
【００９８】又、投影方向は、Ｘ軸＋方向、Ｘ軸−方
向、Ｙ軸＋方向、Ｙ軸−方向の４方向のうち、投影方向
の単位ベクトルとサポート配置点ＴＮａにおける単位法
線ベクトルの内積の値が最も大きくなる方向を選択す
る。
向、Ｙ軸＋方向、Ｙ軸−方向の４方向のうち、投影方向
の単位ベクトルとサポート配置点ＴＮａにおける単位法
線ベクトルの内積の値が最も大きくなる方向を選択す
る。
【００９９】次に、サポート断面作成工程（ステップ＃
１１）において、断面作成部１５ｂは、初期値データセ
ットからサポート１０の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ及び厚み
Ｗ’を読み出し、これら寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ及び厚み
Ｗ’に従って点ＴＮｂを通るサポート断面１０ａを作成
する。
１１）において、断面作成部１５ｂは、初期値データセ
ットからサポート１０の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ及び厚み
Ｗ’を読み出し、これら寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ及び厚み
Ｗ’に従って点ＴＮｂを通るサポート断面１０ａを作成
する。
【０１００】このとき、図１８に示すようにサポート断
面１０ａの第２の加工方向側の端辺と点ＴＮｂの距離ｌ
がｌ＞０、例えば１ｍｍになるようにする。
面１０ａの第２の加工方向側の端辺と点ＴＮｂの距離ｌ
がｌ＞０、例えば１ｍｍになるようにする。
【０１０１】トリム部１５ｃは、図１９に示すようにサ
ポート断面１０ａをラインＬｂから見て第１の加工方向
側を残して３次元製品モデル９の形状に従ってトリムす
る。これにより、サポート１０が３次元製品モデル９に
食い込んで、この３次元製品モデル９の形状に影響が出
ることを防止する。
ポート断面１０ａをラインＬｂから見て第１の加工方向
側を残して３次元製品モデル９の形状に従ってトリムす
る。これにより、サポート１０が３次元製品モデル９に
食い込んで、この３次元製品モデル９の形状に影響が出
ることを防止する。
【０１０２】ここで、図１８に示す距離ｌがｌ＞０とす
ることで、ステップ＃７において算出されたサポート配
置点ＴＮａでの角度θａがθ＞０の場合、サポート断面
１０ａの第２の加工方向側の端辺全体が３次元製品モデ
ル９と干渉するようになり、トリムした後でもサポート
断面１０ａの第２の加工方向側の端辺と３次元製品モデ
ル９との間の隙間を無くすことができる。すなわち、サ
ポート１０と３次元製品モデル９との接触面積を大きく
することができ、サポート１０の強度を高くできる。
ることで、ステップ＃７において算出されたサポート配
置点ＴＮａでの角度θａがθ＞０の場合、サポート断面
１０ａの第２の加工方向側の端辺全体が３次元製品モデ
ル９と干渉するようになり、トリムした後でもサポート
断面１０ａの第２の加工方向側の端辺と３次元製品モデ
ル９との間の隙間を無くすことができる。すなわち、サ
ポート１０と３次元製品モデル９との接触面積を大きく
することができ、サポート１０の強度を高くできる。
【０１０３】なお、図２０に示すようにサポート断面１
０ａの第２の加工方向側の端辺が点ＴＮｂ上にあり、か
つ角度θａ＞０の場合、サポート断面１０ａの第２の加
工方向側の端辺と３次元製品モデル９との間に隙間Ｇが
生じてしまう。
０ａの第２の加工方向側の端辺が点ＴＮｂ上にあり、か
つ角度θａ＞０の場合、サポート断面１０ａの第２の加
工方向側の端辺と３次元製品モデル９との間に隙間Ｇが
生じてしまう。
【０１０４】次に、サポート作成工程（ステップ＃１
２）において、押し出し部１５ｄは、ステップ１１で作
成したフレーム８の側面上のサポート断面１０を、図２
１に示すように３次元製品モデル９の内側面９ａまで押
し出してサポート１０を作成する。
２）において、押し出し部１５ｄは、ステップ１１で作
成したフレーム８の側面上のサポート断面１０を、図２
１に示すように３次元製品モデル９の内側面９ａまで押
し出してサポート１０を作成する。
【０１０５】このサポート１０の作成は、境界表現（bo
undary representation：Ｂ−Ｒeps）というソリッド
化の方法を用いてサポート１０を作成する。境界表現で
は、サポート断面１０ａのエッジを辿って一周するとき
にこの動きを一種の回転とみなして、その回転によって
右ねじが進む方向に実体部分があるという定義をする。
ここでは、この操作を、サポート断面１０ａを押し出す
と表わし、右ねじが進む方向を押し出し方向と表わす。
undary representation：Ｂ−Ｒeps）というソリッド
化の方法を用いてサポート１０を作成する。境界表現で
は、サポート断面１０ａのエッジを辿って一周するとき
にこの動きを一種の回転とみなして、その回転によって
右ねじが進む方向に実体部分があるという定義をする。
ここでは、この操作を、サポート断面１０ａを押し出す
と表わし、右ねじが進む方向を押し出し方向と表わす。
【０１０６】このときサポート１０は、単体のパートと
して１本ずつ作成される。
して１本ずつ作成される。
【０１０７】このようにサポート１０は、３次元製品モ
デル９の内側面９ａまで押し出して作成するので、３次
元製品モデル９とサポート１０との接合面積を増加し、
強度を所定値以上に確保できる。
デル９の内側面９ａまで押し出して作成するので、３次
元製品モデル９とサポート１０との接合面積を増加し、
強度を所定値以上に確保できる。
【０１０８】サポート断面１０ａをパーティングライン
Ｌａ上に作成するのでなく、フレーム８の側面に作成す
るので、サポート１０の押し出し方向を一方向すること
ができ、この押し出し距離の算出回数を減らすことがで
きる。なお、従来の方法では、パーティングラインＬａ
からフケーム８までの距離と、パーティングラインＬａ
から３次元製品モデル９の内側面９ａまでの二方向の距
離とを算出する必要があった。
Ｌａ上に作成するのでなく、フレーム８の側面に作成す
るので、サポート１０の押し出し方向を一方向すること
ができ、この押し出し距離の算出回数を減らすことがで
きる。なお、従来の方法では、パーティングラインＬａ
からフケーム８までの距離と、パーティングラインＬａ
から３次元製品モデル９の内側面９ａまでの二方向の距
離とを算出する必要があった。
【０１０９】サポート配置点ＴＮａを通るサポート断面
１０ａを３次元製品モデル９の外側面に作成する場合
は、通常、３次元製品モデル９のサーフェスは、曲面が
多く、かつ勾配が付加されているので、サポート１０の
断面形状を３次元製品モデル９の外側面に作成しても把
握しにくくかつ修正もしにくい。
１０ａを３次元製品モデル９の外側面に作成する場合
は、通常、３次元製品モデル９のサーフェスは、曲面が
多く、かつ勾配が付加されているので、サポート１０の
断面形状を３次元製品モデル９の外側面に作成しても把
握しにくくかつ修正もしにくい。
【０１１０】これ対してフレーム８の内側面は、平面で
ありかつ勾配面であるので、サポート１０の断面形状を
把握しやすくかつその断面の修正もし易い。
ありかつ勾配面であるので、サポート１０の断面形状を
把握しやすくかつその断面の修正もし易い。
【０１１１】従って、本装置では、サポート断面１０ａ
をフレーム８の側面に作成するので、サポート断面１０
ａの作成手順が少なくでき、かつ計算時間を短くでき
る。
をフレーム８の側面に作成するので、サポート断面１０
ａの作成手順が少なくでき、かつ計算時間を短くでき
る。
【０１１２】次に、サポート体積チェック工程（ステッ
プ＃１３）において、体積チェック部１５ｅは、３次元
ＣＡＤ装置の体積計算機能を用いて作成されたサポート
１０の体積Ｖを算出し、このサポート１０の体積Ｖと基
準体積Ｖ０とを比較する。
プ＃１３）において、体積チェック部１５ｅは、３次元
ＣＡＤ装置の体積計算機能を用いて作成されたサポート
１０の体積Ｖを算出し、このサポート１０の体積Ｖと基
準体積Ｖ０とを比較する。
【０１１３】この比較の結果、サポート１０の体積Ｖと
基準体積Ｖ０に対して、例えばＶ≦０．５Ｖ０の場合、
サポート１０の体積が小さいと判断する。サポート１０
の体積が小さければ、サポート１０の強度不足となるの
で、体積チェック部１５ｅは、サポート配置点ＴＮａの
修正を促す警告を発し、これをディスプレイ３に表示す
る。
基準体積Ｖ０に対して、例えばＶ≦０．５Ｖ０の場合、
サポート１０の体積が小さいと判断する。サポート１０
の体積が小さければ、サポート１０の強度不足となるの
で、体積チェック部１５ｅは、サポート配置点ＴＮａの
修正を促す警告を発し、これをディスプレイ３に表示す
る。
【０１１４】これにより、必要に応じてサポート位置修
正工程（ステップ＃９）に戻り、サポート配置点ＴＮａ
が修正される。
正工程（ステップ＃９）に戻り、サポート配置点ＴＮａ
が修正される。
【０１１５】次に、フレーム内側面分割工程（ステップ
＃１４）において、加工用データモデル作成部１６の分
割部１６ａは、Ｚ方向がパーティングラインＬａに近い
サポート１０の各端点間を直線又は滑らかな曲線で繋
ぎ、その両端を図２２に示すように端点からフレーム８
の内側面の端辺までのＸＹ平面に平行なラインＬｃを作
成する。分割部１６ａは、このラインＬｃによりフレー
ム８の内側面を第１の加工方向側と第２の加工方向側と
に分割する。
＃１４）において、加工用データモデル作成部１６の分
割部１６ａは、Ｚ方向がパーティングラインＬａに近い
サポート１０の各端点間を直線又は滑らかな曲線で繋
ぎ、その両端を図２２に示すように端点からフレーム８
の内側面の端辺までのＸＹ平面に平行なラインＬｃを作
成する。分割部１６ａは、このラインＬｃによりフレー
ム８の内側面を第１の加工方向側と第２の加工方向側と
に分割する。
【０１１６】次に、フレーム勾配付加工程（ステップ＃
１５）において、加工用データモデル作成部１６は、上
記ステップ＃１４で分割したフレーム内側の第１の加工
方向側の側面に対して上記ステップ＃３で作成した初期
値データセットから図８(a)(b)に示す勾配値θを読み出
し、この勾配値θに従って３次元製品モデル９に反する
方向に勾配を付加する。
１５）において、加工用データモデル作成部１６は、上
記ステップ＃１４で分割したフレーム内側の第１の加工
方向側の側面に対して上記ステップ＃３で作成した初期
値データセットから図８(a)(b)に示す勾配値θを読み出
し、この勾配値θに従って３次元製品モデル９に反する
方向に勾配を付加する。
【０１１７】次に、形状データモデル（MODEL2）作成工
程（ステップ＃１６）において、第２の加工モデル作成
部１６ｃは、３次元製品モデル９とフレーム８と複数の
サポート１０とをマージして１つのパートを作成し、図
６に示すような第２の加工方向側から加工するための第
２の加工用データモデル（MODEL2）を作成する。
程（ステップ＃１６）において、第２の加工モデル作成
部１６ｃは、３次元製品モデル９とフレーム８と複数の
サポート１０とをマージして１つのパートを作成し、図
６に示すような第２の加工方向側から加工するための第
２の加工用データモデル（MODEL2）を作成する。
【０１１８】次に、モデルコピー工程（ステップ＃１
７）において、加工用データモデル作成部１６は、上記
ステップ＃１６で作成した第２の加工用データモデル
（MODEL2）をコピーして、これを第１の加工方向から加
工するための加工用モデルの基本モデル（MODEL1'）と
する。
７）において、加工用データモデル作成部１６は、上記
ステップ＃１６で作成した第２の加工用データモデル
（MODEL2）をコピーして、これを第１の加工方向から加
工するための加工用モデルの基本モデル（MODEL1'）と
する。
【０１１９】次に、穴塞ぎ工程（ステップ＃１８）にお
いて、加工用データモデル作成部１６は、上記ステップ
＃１７で作成した加工用モデルの基本モデル（MODEL
1'）に対し、横穴やネジ穴等の穴の部分にサーフェスを
張って塞ぐ。
いて、加工用データモデル作成部１６は、上記ステップ
＃１７で作成した加工用モデルの基本モデル（MODEL
1'）に対し、横穴やネジ穴等の穴の部分にサーフェスを
張って塞ぐ。
【０１２０】次に、サーフェス作成工程（ステップ＃１
９）において、加工用データモデル作成部１６は、加工
用モデルの基本モデル（MODEL1'）に対し、図２３に示
すようにサポート１０と第１の加工方向側のエッジと、
これに接する３次元製品モデル９及びラインＬｃとの間
にサーフェスＳｆ（斜線部分）を張る。
９）において、加工用データモデル作成部１６は、加工
用モデルの基本モデル（MODEL1'）に対し、図２３に示
すようにサポート１０と第１の加工方向側のエッジと、
これに接する３次元製品モデル９及びラインＬｃとの間
にサーフェスＳｆ（斜線部分）を張る。
【０１２１】次に、サーフェス削除工程（ステップ＃２
０）において、加工用データモデル作成部１６は、上記
ステップ＃１７でコピーした加工用モデルの基本モデル
（MODEL1'）に対し、３次元製品モデル部分のサーフェ
スのうちパーティグラインＬａを境にして第２の加工方
向側のサーフェスを全て削除する。
０）において、加工用データモデル作成部１６は、上記
ステップ＃１７でコピーした加工用モデルの基本モデル
（MODEL1'）に対し、３次元製品モデル部分のサーフェ
スのうちパーティグラインＬａを境にして第２の加工方
向側のサーフェスを全て削除する。
【０１２２】又、加工用データモデル作成部１６は、サ
ポート１０の部分についてもパーティグラインＬａに接
しているサーフェスのうち第２の加工方向側のサーフェ
スを全て削除する。
ポート１０の部分についてもパーティグラインＬａに接
しているサーフェスのうち第２の加工方向側のサーフェ
スを全て削除する。
【０１２３】又、加工用データモデル作成部１６は、フ
レーム８の部分についてもフレーム８の内側のサーフェ
スのうちラインＬｃを境にしてフレーム８の第２の加工
方向側のサーフェスを全て削除する。
レーム８の部分についてもフレーム８の内側のサーフェ
スのうちラインＬｃを境にしてフレーム８の第２の加工
方向側のサーフェスを全て削除する。
【０１２４】底面サーフェス作成工程（ステップ＃２
１）において、加工用データモデル作成部１６は、上記
ステップ＃２０においてサーフェスの処理がなされた加
工用モデルの基本モデル（MODEL1'）に対し、第２の加
工方向側のフレーム開口部にサーフェスを張って塞ぐ。
１）において、加工用データモデル作成部１６は、上記
ステップ＃２０においてサーフェスの処理がなされた加
工用モデルの基本モデル（MODEL1'）に対し、第２の加
工方向側のフレーム開口部にサーフェスを張って塞ぐ。
【０１２５】次に、形状データモデル（MODEL1）作成工
程（ステップ＃２２）において、第１の加工モデル作成
部１６ｂは、上記ステップ＃２１においてフレーム開口
部がサーフェスにより塞がれた加工用モデルの基本モデ
ル（MODEL1'）に対し、全てのサーフェスＳｆを繋ぎ合
わせて１つのパートに作成し、図２４に示すような第１
の加工方向側から加工するための第１の加工用データモ
デル（MODEL1）を作成する。なお、図２５は第１の加工
用データモデル（MODEL1）の底面を示す。
程（ステップ＃２２）において、第１の加工モデル作成
部１６ｂは、上記ステップ＃２１においてフレーム開口
部がサーフェスにより塞がれた加工用モデルの基本モデ
ル（MODEL1'）に対し、全てのサーフェスＳｆを繋ぎ合
わせて１つのパートに作成し、図２４に示すような第１
の加工方向側から加工するための第１の加工用データモ
デル（MODEL1）を作成する。なお、図２５は第１の加工
用データモデル（MODEL1）の底面を示す。
【０１２６】次に、ＩＧＥＳ（initial graphics exc
hange specification）データ書き出し工程（ステップ
＃２３）において、加工用データモデル作成部１６は、
ステップ＃１６において作成された第２の加工用データ
モデル（MODEL2）とステップ＃２２において作成された
第１の加工用データモデル（MODEL1）とのＩＧＥＳの書
式のデータを書き出す。
hange specification）データ書き出し工程（ステップ
＃２３）において、加工用データモデル作成部１６は、
ステップ＃１６において作成された第２の加工用データ
モデル（MODEL2）とステップ＃２２において作成された
第１の加工用データモデル（MODEL1）とのＩＧＥＳの書
式のデータを書き出す。
【０１２７】以上によりモックアップ加工用モデルを作
成する技能がなくても短時間で容易にモックアップ加工
用モデルを作成できる。
成する技能がなくても短時間で容易にモックアップ加工
用モデルを作成できる。
【０１２８】次に、ＮＣデータ作成部１７は、第２の加
工用データモデル（MODEL2）と第１の加工用データモデ
ル（MODEL1）とのＩＧＥＳの書式のデータを読み出し、
このデータからＮＣ加工機７を動作制御するＮＣデータ
を作成し、ＮＣ加工機７に転送する。
工用データモデル（MODEL2）と第１の加工用データモデ
ル（MODEL1）とのＩＧＥＳの書式のデータを読み出し、
このデータからＮＣ加工機７を動作制御するＮＣデータ
を作成し、ＮＣ加工機７に転送する。
【０１２９】次に、ＮＣ加工機７には、プラスチック又
は金属のブロックからなる被加工物２０がセットされ
る。ＮＣ加工機７は、図２６に示す加工手順に従って被
加工物２０を加工する。
は金属のブロックからなる被加工物２０がセットされ
る。ＮＣ加工機７は、図２６に示す加工手順に従って被
加工物２０を加工する。
【０１３０】先ず、第１の加工方向側（凹側）の加工が
行われる。すなわち、第１の加工制御部１８は、ＮＣデ
ータのうちモックアップ加工用モデルにおける図７に示
す第１の加工用データモデル（MODEL1、凹側）のＮＣデ
ータに従ってＮＣ加工機７を動作制御する。
行われる。すなわち、第１の加工制御部１８は、ＮＣデ
ータのうちモックアップ加工用モデルにおける図７に示
す第１の加工用データモデル（MODEL1、凹側）のＮＣデ
ータに従ってＮＣ加工機７を動作制御する。
【０１３１】このＮＣ加工機７は、ＮＣデータに従った
工具軌跡に沿って工具の位置をＸＹ平面方向及びＺ軸方
向に制御し、被加工物２０を加工する。
工具軌跡に沿って工具の位置をＸＹ平面方向及びＺ軸方
向に制御し、被加工物２０を加工する。
【０１３２】このときの工具の移動軌跡は、図１０に示
すように第１の加工用データモデル（MODEL1）を作成す
るための等高線工具軌跡である。すなわち、この等高線
工具軌跡は、被加工物２０の加工領域に工具の軸（Ｚ
軸）方向に対して垂直方向に複数の層２１−１〜２１−
ｎを形成し、これら層２１−１〜２１−ｎを１層ずつ順
次工具の軸方向に沿って加工する軌跡である。
すように第１の加工用データモデル（MODEL1）を作成す
るための等高線工具軌跡である。すなわち、この等高線
工具軌跡は、被加工物２０の加工領域に工具の軸（Ｚ
軸）方向に対して垂直方向に複数の層２１−１〜２１−
ｎを形成し、これら層２１−１〜２１−ｎを１層ずつ順
次工具の軸方向に沿って加工する軌跡である。
【０１３３】ＮＣ加工機７は、複数の層２１−１〜２１
−ｎのうち＋Ｚ軸からＺ−方向に向って、すなわち層２
１−１から層２１−ｎに向って１層ずつ加工し、一つの
層の加工が終了したら次の層の加工を行なう手続を順次
繰り返すことによって、被加工物２０を加工する。な
お、１層の厚みΔＺは、例えば１ｍｍに設定されてい
る。
−ｎのうち＋Ｚ軸からＺ−方向に向って、すなわち層２
１−１から層２１−ｎに向って１層ずつ加工し、一つの
層の加工が終了したら次の層の加工を行なう手続を順次
繰り返すことによって、被加工物２０を加工する。な
お、１層の厚みΔＺは、例えば１ｍｍに設定されてい
る。
【０１３４】又、上述したように図１１のある一平面Ｈ
内での等高線工具軌跡を示すように、層の生成に用いた
面Ｈでモップアップ形状Ｑを切断して生成される輪郭線
Ｒと、モップアップ形状Ｑの輪郭線Ｒを含む面の法線方
向Ｆとが示されている。
内での等高線工具軌跡を示すように、層の生成に用いた
面Ｈでモップアップ形状Ｑを切断して生成される輪郭線
Ｒと、モップアップ形状Ｑの輪郭線Ｒを含む面の法線方
向Ｆとが示されている。
【０１３５】この等高線工具軌跡は、図１２に示すよう
にモックアップ形状Ｑに対して所定の値のオフセットを
含んだ形状Ｑｆに加工するものとなっている。
にモックアップ形状Ｑに対して所定の値のオフセットを
含んだ形状Ｑｆに加工するものとなっている。
【０１３６】一方、モックアップ形状Ｑには、図１２に
示すようにリブなどの薄肉構造物２２がある。この薄肉
構造物２２を加工するには、ＮＣ加工機７に当該薄肉構
造物２１の高さよりも大きい半径を有する工具２３をセ
ットして被加工物２０を加工する。
示すようにリブなどの薄肉構造物２２がある。この薄肉
構造物２２を加工するには、ＮＣ加工機７に当該薄肉構
造物２１の高さよりも大きい半径を有する工具２３をセ
ットして被加工物２０を加工する。
【０１３７】この工具２３は、図１３(a)(b)に示すよう
に実際に用いる工具２３の半径との差が薄肉構造物２２
の高さの０．５倍以上の半径を有する形状のものが用い
られる。
に実際に用いる工具２３の半径との差が薄肉構造物２２
の高さの０．５倍以上の半径を有する形状のものが用い
られる。
【０１３８】このときの工具２３の軌跡は、図１２に示
すように薄肉構造物２２の高さに対して十分な長さの半
径、例えば高さの０．５倍以上の半径を有し、かつＺ軸
を回転対称軸とするＺ＋方向に平面を持つ半球とこれに
等しい半径を有し、Ｚ軸を回転対称軸とする円柱の和か
らなる参照形状２４、例えばボールエンドミルの形状を
モックアップ形状Ｑに対してある補間間隔で接するよう
に並進移動したとき、半球面先端点の軌跡によって生成
される面、すなわちモックアップ形状Ｑを参照形状２４
を用いてオフセットした形状になっている。
すように薄肉構造物２２の高さに対して十分な長さの半
径、例えば高さの０．５倍以上の半径を有し、かつＺ軸
を回転対称軸とするＺ＋方向に平面を持つ半球とこれに
等しい半径を有し、Ｚ軸を回転対称軸とする円柱の和か
らなる参照形状２４、例えばボールエンドミルの形状を
モックアップ形状Ｑに対してある補間間隔で接するよう
に並進移動したとき、半球面先端点の軌跡によって生成
される面、すなわちモックアップ形状Ｑを参照形状２４
を用いてオフセットした形状になっている。
【０１３９】図２７は薄肉構造物２２の高さＨと工具２
３の半径ｒと参照形状２４の半径Ｒとの関係を示し、 ０．５Ｈ＜Ｒ−ｒ …（５） が成り立つ。
３の半径ｒと参照形状２４の半径Ｒとの関係を示し、 ０．５Ｈ＜Ｒ−ｒ …（５） が成り立つ。
【０１４０】従って、ＮＣ加工機７は、図１３(a)(b)に
示す軌跡ｎａ、ｎｂに従って工具２３を移動して被加工
物２０を加工する。すなわち、ＮＣ加工機７は、工具２
３を、Ｚ軸に垂直な面によって所望のモックアップ形状
Ｑを切断して生成される輪郭線Ｒに沿わせて、モックア
ップ形状Ｑに接するように工具２３を並進移動したとき
に、半球面先端点によって生成される軌跡ｎａに沿って
移動させる。
示す軌跡ｎａ、ｎｂに従って工具２３を移動して被加工
物２０を加工する。すなわち、ＮＣ加工機７は、工具２
３を、Ｚ軸に垂直な面によって所望のモックアップ形状
Ｑを切断して生成される輪郭線Ｒに沿わせて、モックア
ップ形状Ｑに接するように工具２３を並進移動したとき
に、半球面先端点によって生成される軌跡ｎａに沿って
移動させる。
【０１４１】ＮＣ加工機７は、工具２３を、半球面先端
点によって生成される軌跡を、ある間隔例えば１ｍｍの
間隔でモックアップ形状Ｑを構成する面の法線方向に向
ってオフセットした軌跡ｎｂに沿って移動させる。
点によって生成される軌跡を、ある間隔例えば１ｍｍの
間隔でモックアップ形状Ｑを構成する面の法線方向に向
ってオフセットした軌跡ｎｂに沿って移動させる。
【０１４２】これにより、図２８に示すように上記式
（５）に示すように薄肉構造物２２に対して０．５Ｈに
相当するオフセット部２５が作成され、この後に、半径
ｒの工具２３を用いてオフセット部分２５を加工するこ
とにより薄肉構造物２２を加工できる。
（５）に示すように薄肉構造物２２に対して０．５Ｈに
相当するオフセット部２５が作成され、この後に、半径
ｒの工具２３を用いてオフセット部分２５を加工するこ
とにより薄肉構造物２２を加工できる。
【０１４３】第１の加工方向側の加工が終了すると、被
加工物２０は、図２６に示すように当該被加工物２０へ
の加工方向が反転されてＮＣ加工機７にセットされる。
加工物２０は、図２６に示すように当該被加工物２０へ
の加工方向が反転されてＮＣ加工機７にセットされる。
【０１４４】次に、第２の加工方向側（凸側）の加工が
行われる。すなわち、第２の加工制御部１９は、ＮＣデ
ータのうちモックアップ加工用モデルにおける図６に示
す第２の加工用データモデル（MODEL2、凸側）のＮＣデ
ータに従ってＮＣ加工機７を動作制御する。
行われる。すなわち、第２の加工制御部１９は、ＮＣデ
ータのうちモックアップ加工用モデルにおける図６に示
す第２の加工用データモデル（MODEL2、凸側）のＮＣデ
ータに従ってＮＣ加工機７を動作制御する。
【０１４５】このＮＣ加工機７は、ＮＣデータに従った
工具軌跡に沿って工具の位置をＸＹ平面方向及びＺ軸方
向に制御し、被加工物２０を加工する。このときの工具
の移動軌跡は、図１０に示すのと同様に、第２の加工用
データモデル（MODEL2）を作成するための等高線工具軌
跡である。
工具軌跡に沿って工具の位置をＸＹ平面方向及びＺ軸方
向に制御し、被加工物２０を加工する。このときの工具
の移動軌跡は、図１０に示すのと同様に、第２の加工用
データモデル（MODEL2）を作成するための等高線工具軌
跡である。
【０１４６】第２の加工方向側の加工が終了すると、フ
レーム８の内側に３次元製品モデル９のモックアップ形
状Ｑが複数のサポート１０によって支持されている状態
になる。
レーム８の内側に３次元製品モデル９のモックアップ形
状Ｑが複数のサポート１０によって支持されている状態
になる。
【０１４７】次の工程では、これらサポート１０が切断
され、モックアップ形状Ｑがフレーム８から切り離され
る。この結果、モックアップ形状Ｑが得られる。
され、モックアップ形状Ｑがフレーム８から切り離され
る。この結果、モックアップ形状Ｑが得られる。
【０１４８】このように上記一実施の形態によれば、３
次元製品モデル９に関連する加工機データ、工具データ
及び３次元製品モデル９の製品テンプレートを読み込ん
で初期値データのセットを設定し、この初期値データの
セットに基づいてフレーム８を作成しかつフレーム８に
対して複数のサポート１０を作成すべき各サポート位置
を配置し、さらにこれらサポート配置点においてそれぞ
れサポート１０の断面を作成し、このサポート断面を３
次元製品モデルに延ばしてサポート１０を作成し、フレ
ーム８と複数のサポート８と３次元製品モデル９とをマ
ージして第１及び第２の加工用データモデルを作成する
ので、モックアップ加工用モデルを作成する技能がなく
ても短時間で容易にモックアップ加工用モデルを作成で
きる。
次元製品モデル９に関連する加工機データ、工具データ
及び３次元製品モデル９の製品テンプレートを読み込ん
で初期値データのセットを設定し、この初期値データの
セットに基づいてフレーム８を作成しかつフレーム８に
対して複数のサポート１０を作成すべき各サポート位置
を配置し、さらにこれらサポート配置点においてそれぞ
れサポート１０の断面を作成し、このサポート断面を３
次元製品モデルに延ばしてサポート１０を作成し、フレ
ーム８と複数のサポート８と３次元製品モデル９とをマ
ージして第１及び第２の加工用データモデルを作成する
ので、モックアップ加工用モデルを作成する技能がなく
ても短時間で容易にモックアップ加工用モデルを作成で
きる。
【０１４９】このモックアップ加工用モデル作成すると
き、サポート１０の体積が小さければ、強度不足となる
ので、サポート配置点修正を促す警告を発し、サポート
配置点の移動又は削除を行なうことができる。
き、サポート１０の体積が小さければ、強度不足となる
ので、サポート配置点修正を促す警告を発し、サポート
配置点の移動又は削除を行なうことができる。
【０１５０】サポート断面１０ａの端辺全体が３次元製
品モデル９と干渉するようになり、サポート断面１０ａ
の端辺と３次元製品モデル９との間の隙間を無くすこと
ができ、サポート１０と３次元製品モデル９との接触面
積を大きくしてサポート１０の強度を高くできる。
品モデル９と干渉するようになり、サポート断面１０ａ
の端辺と３次元製品モデル９との間の隙間を無くすこと
ができ、サポート１０と３次元製品モデル９との接触面
積を大きくしてサポート１０の強度を高くできる。
【０１５１】サポート断面１０ａをフレーム８の側面に
作成するので、サポート断面１０ａの作成手順が少なく
でき、かつ計算時間を短くできる。
作成するので、サポート断面１０ａの作成手順が少なく
でき、かつ計算時間を短くできる。
【０１５２】サポート１０の体積Ｖをチェックするの
で、サポート１０の体積Ｖが基準体積Ｖ０が小さけれ
ば、サポート１０の強度不足となるため、サポート配置
点ＴＮａの修正を促す警告を発してサポート配置点ＴＮ
ａを修正できる。
で、サポート１０の体積Ｖが基準体積Ｖ０が小さけれ
ば、サポート１０の強度不足となるため、サポート配置
点ＴＮａの修正を促す警告を発してサポート配置点ＴＮ
ａを修正できる。
【０１５３】又、上記一実施の形態によれば、モックア
ップ加工用モデルのＮＣデータのうち凹側形状のＮＣデ
ータに従って被加工物２０を加工し、被加工物２０を反
転させて後、凸側形状のＮＣデータに従って被加工物２
０を加工し、これら工程の後に、フレーム８に対してモ
ックアップ加工用モデルＱを支持している複数のサポー
ト１０を切断してモックアップ加工用モデルＱを切り離
すので、プラスチック又は金属のブロックからなる被加
工物２０の弾性変形や塑性変形を低減し、加工精度や加
工表面粗さなどの加工品質と高速な加工速度とを両立で
きる。
ップ加工用モデルのＮＣデータのうち凹側形状のＮＣデ
ータに従って被加工物２０を加工し、被加工物２０を反
転させて後、凸側形状のＮＣデータに従って被加工物２
０を加工し、これら工程の後に、フレーム８に対してモ
ックアップ加工用モデルＱを支持している複数のサポー
ト１０を切断してモックアップ加工用モデルＱを切り離
すので、プラスチック又は金属のブロックからなる被加
工物２０の弾性変形や塑性変形を低減し、加工精度や加
工表面粗さなどの加工品質と高速な加工速度とを両立で
きる。
【０１５４】特に、被加工物２０の加工領域に工具２３
の軸方向に対して垂直方向に複数の層２１−１〜２１−
ｎを形成し、これら層２１−１〜２１−ｎを１層ずつ順
次工具２３の軸方向に沿って加工する等高線工具軌跡に
従って工具２３を移動して被加工物２０を加工し、かつ
モックアップ加工用モデルＱに対して所定の値のオフセ
ットを含んだ形状で、薄肉構造物２２に対しては、当該
薄肉構造物２２の高さＨよりも０．５倍以上大きい半径
Ｒを有する参照形状２４を用いて被加工物２０を加工す
るので、薄肉構造物２２への加工中の加工力による薄肉
構造物２２の弾性変形や塑性変形を低減することがで
き、必要とされる加工寸法精度及び加工表面粗さを確保
できる。
の軸方向に対して垂直方向に複数の層２１−１〜２１−
ｎを形成し、これら層２１−１〜２１−ｎを１層ずつ順
次工具２３の軸方向に沿って加工する等高線工具軌跡に
従って工具２３を移動して被加工物２０を加工し、かつ
モックアップ加工用モデルＱに対して所定の値のオフセ
ットを含んだ形状で、薄肉構造物２２に対しては、当該
薄肉構造物２２の高さＨよりも０．５倍以上大きい半径
Ｒを有する参照形状２４を用いて被加工物２０を加工す
るので、薄肉構造物２２への加工中の加工力による薄肉
構造物２２の弾性変形や塑性変形を低減することがで
き、必要とされる加工寸法精度及び加工表面粗さを確保
できる。
【０１５５】このようなモックアップ加工用モデルＱの
加工方法を定形化すれば、この加工に必要なＣＬデータ
とＮＣデータを生成できる３次元ＣＡＭ装置を開発でき
る。
加工方法を定形化すれば、この加工に必要なＣＬデータ
とＮＣデータを生成できる３次元ＣＡＭ装置を開発でき
る。
【０１５６】なお、本発明は、上記一実施の形態に限定
されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない
範囲で種々に変形することが可能である。
されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない
範囲で種々に変形することが可能である。
【０１５７】さらに、上記実施形態には、種々の段階の
発明が含まれており、開示されている複数の構成要件に
おける適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出でき
る。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾
つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとす
る課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で
述べられている効果が得られる場合には、この構成要件
が削除された構成が発明として抽出できる。
発明が含まれており、開示されている複数の構成要件に
おける適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出でき
る。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾
つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとす
る課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で
述べられている効果が得られる場合には、この構成要件
が削除された構成が発明として抽出できる。
【０１５８】例えば、加工機データと工具データと製品
テンプレートデータとに加えて、加工条件を有する加工
情報を持つようにすれば、モップアップ加工のＮＣデー
タ作成の自動化を図ることができる。この処理をモック
アップ３次元データ作成プログラム内で実行することに
より、モップアップ加工用モデルが完成すると同時に、
ＮＣデータが作成され、工数の削減及び作業時間の削減
を図ることができる。
テンプレートデータとに加えて、加工条件を有する加工
情報を持つようにすれば、モップアップ加工のＮＣデー
タ作成の自動化を図ることができる。この処理をモック
アップ３次元データ作成プログラム内で実行することに
より、モップアップ加工用モデルが完成すると同時に、
ＮＣデータが作成され、工数の削減及び作業時間の削減
を図ることができる。
【０１５９】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、３
次元製品加工用モデルを作成する技能がなくても短時間
で容易に３次元製品加工用モデルを作成できる３次元製
品作成方法及びその装置を提供できる。
次元製品加工用モデルを作成する技能がなくても短時間
で容易に３次元製品加工用モデルを作成できる３次元製
品作成方法及びその装置を提供できる。
【０１６０】又、本発明によれば、被加工物の弾性変形
や塑性変形を低減し、加工精度や加工表面粗さなどの加
工品質と高速な加工速度とを両立できる３次元製品作成
方法及びその装置を提供できる。
や塑性変形を低減し、加工精度や加工表面粗さなどの加
工品質と高速な加工速度とを両立できる３次元製品作成
方法及びその装置を提供できる。
【０１６１】又、本発明によれば、３次元製品加工用モ
デルを作成する技能がなくても短時間で容易に３次元製
品加工用モデルを作成させる３次元製品加工用モデル作
成プログラムを提供できる。
デルを作成する技能がなくても短時間で容易に３次元製
品加工用モデルを作成させる３次元製品加工用モデル作
成プログラムを提供できる。
【０１６２】又、本発明によれば、被加工物の弾性変形
や塑性変形を低減し、加工精度や加工表面粗さなどの加
工品質と高速な加工速度とを両立させる３次元製品加工
用モデル作成プログラムを提供できる。
や塑性変形を低減し、加工精度や加工表面粗さなどの加
工品質と高速な加工速度とを両立させる３次元製品加工
用モデル作成プログラムを提供できる。
【図１】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の
形態を示す全体構成図。
形態を示す全体構成図。
【図２】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の
形態における加工機データの模式図。
形態における加工機データの模式図。
【図３】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の
形態における工具データの模式図。
形態における工具データの模式図。
【図４】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の
形態における製品テンプレートの模式図。
形態における製品テンプレートの模式図。
【図５】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の
形態におけるフレームの寸法を示す図。
形態におけるフレームの寸法を示す図。
【図６】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の
形態におけるフレームに支持されている３次元製品モデ
ルを一方の面側から見た図。
形態におけるフレームに支持されている３次元製品モデ
ルを一方の面側から見た図。
【図７】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の
形態におけるフレームに支持されている３次元製品モデ
ルを他方の面側から見た図。
形態におけるフレームに支持されている３次元製品モデ
ルを他方の面側から見た図。
【図８】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の
形態におけるフレーム勾配値を示す図。
形態におけるフレーム勾配値を示す図。
【図９】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の
形態におけるサポートの寸法を示す図。
形態におけるサポートの寸法を示す図。
【図１０】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における工具の等高線工具軌跡を示す図。
の形態における工具の等高線工具軌跡を示す図。
【図１１】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における一平面内での等高線工具軌跡を示す図。
の形態における一平面内での等高線工具軌跡を示す図。
【図１２】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における３次元製品形状のオフセット形状を示す
図。
の形態における３次元製品形状のオフセット形状を示す
図。
【図１３】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における薄肉構造物に対する工具軌跡を示す図。
の形態における薄肉構造物に対する工具軌跡を示す図。
【図１４】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における３次元製品加工用モデル作成のフローチ
ャート。
の形態における３次元製品加工用モデル作成のフローチ
ャート。
【図１５】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における３次元製品加工用モデル作成のフローチ
ャート。
の形態における３次元製品加工用モデル作成のフローチ
ャート。
【図１６】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態におけるパーティングラインの抽出を示す図。
の形態におけるパーティングラインの抽出を示す図。
【図１７】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態におけるサポート断面積によるサポート配置チェ
ックを示す図。
の形態におけるサポート断面積によるサポート配置チェ
ックを示す図。
【図１８】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態におけるパーティングラインとサポート配置点と
の正投影を示す図。
の形態におけるパーティングラインとサポート配置点と
の正投影を示す図。
【図１９】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態におけるトリム後のサポート断面を示す図。
の形態におけるトリム後のサポート断面を示す図。
【図２０】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態でサポート断面と３次元製品モデルとの間に隙間
が生じ場合を示す図。
の形態でサポート断面と３次元製品モデルとの間に隙間
が生じ場合を示す図。
【図２１】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態におけるサポートの作成を示す図。
の形態におけるサポートの作成を示す図。
【図２２】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における第１の加工方向側と第２の加工方向側と
の分割を示す図。
の形態における第１の加工方向側と第２の加工方向側と
の分割を示す図。
【図２３】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における第２の加工用データモデル（MODEL2）の
摸式図。
の形態における第２の加工用データモデル（MODEL2）の
摸式図。
【図２４】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における第２の加工用データモデル（MODEL1）の
摸式図。
の形態における第２の加工用データモデル（MODEL1）の
摸式図。
【図２５】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における第２の加工用データモデル（MODEL1）の
底面の摸式図。
の形態における第２の加工用データモデル（MODEL1）の
底面の摸式図。
【図２６】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態におけるＮＣ加工機での加工手順を示す図。
の形態におけるＮＣ加工機での加工手順を示す図。
【図２７】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における薄肉構造物の高さと工具の半径と参照形
状の半径との関係を示す図。
の形態における薄肉構造物の高さと工具の半径と参照形
状の半径との関係を示す図。
【図２８】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施
の形態における薄肉構造物へのオフセット部分を示す
図。
の形態における薄肉構造物へのオフセット部分を示す
図。
１：主制御部
２：記憶装置
２ａ：プログラムメモリ
２ｂ：製品モデルデータベース
２ｃ：加工機データベース
２ｄ：工具データデータベース
２ｅ：製品テンプレートデータベース
３：ディスプレイ
４：操作入力部
５：記憶媒体読取部
６：伝送部
７：ＮＣ加工機
８：フレーム
９：３次元製品モデル
１０：サポート
１１：勾配面
１２：初期値データ設定部
１３：フレーム作成部
１４：サポート配置部
１５：サポート作成部
１５ａ：投影部
１５ｂ：断面作成部
１５ｃ：トリム部
１５ｄ：押し出し部
１５ｅ：体積チェック部
１６：加工用データモデル作成部
１６ａ：分割部
１６ｂ：第１の加工モデル作成部
１６ｃ：第２の加工モデル作成部
１７：ＮＣデータ作成部
１８：第１の加工制御部
１９：第２の加工制御部
２０：被加工物
２１−１〜２１−ｎ：複数の層
２２：薄肉構造物
２３：工具
２４：参照形状
２５：オフセット部分
Ｑ：モップアップの形状（３次元製品形状）
Claims (16)
- 【請求項１】 ３次元製品モデルを複数のサポートを介
してフレームに支持する３次元製品加工用モデルを作成
する３次元製品作成方法において、 前記３次元製品モデルに関連する加工機データ、工具デ
ータ及び前記３次元製品モデルのテンプレートを読み込
んで初期値データを設定する第１の工程と、 前記初期値データに基づいて前記フレームを作成する第
２の工程と、 前記初期値データに基づいて前記フレームに対して複数
の前記サポートを作成すべき各サポート位置を配置する
第３の工程と、 前記初期値データに基づいて複数の前記サポート位置に
おいてそれぞれ前記サポートの断面を作成し、このサポ
ート断面を前記３次元製品モデルに延ばして前記サポー
トを作成する第４の工程と、 前記フレームと複数の前記サポートと前記３次元製品モ
デルとをマージして、一方の加工方向側から加工するた
めの第１の加工用データモデルを作成し、かつ他方の加
工方向側から加工するための第２の加工用データモデル
を作成する第５の工程と、を有することを特徴とする３
次元製品作成方法。 - 【請求項２】 ３次元製品モデルの３次元製品加工用モ
デルのＮＣデータに従って被加工物を加工して３次元製
品を作成する３次元製品作成方法において、 前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの凹
側形状の前記ＮＣデータに従って前記被加工物を加工す
る第１の工程と、 前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの凸
側形状の前記ＮＣデータに従って前記被加工物を加工す
る第２の工程と、を有することを特徴とする３次元製品
作成方法。 - 【請求項３】 ３次元製品モデルを複数のサポートを介
してフレームに支持する３次元製品加工用モデルを作成
する３次元製品作成方法において、 前記３次元製品モデルに関連する加工機データ、工具デ
ータ及び前記３次元製品モデルのテンプレートを読み込
んで初期値データを設定する第１の工程と、 前記初期値データに基づいて前記フレームを作成する第
２の工程と、 前記初期値データに基づいて前記フレームに対して複数
の前記サポートを作成すべき各サポート位置を配置する
第３の工程と、 前記初期値データに基づいて複数の前記サポート位置に
おいてそれぞれ前記サポートの断面を作成し、このサポ
ート断面を前記３次元製品モデルに延ばして前記サポー
トを作成する第４の工程と、 前記フレームと複数の前記サポートと前記３次元製品モ
デルとをマージして、一方の加工方向側から加工するた
めの第１の加工用データモデルを作成し、かつ他方の加
工方向側から加工するための第２の加工用データモデル
を作成する第５の工程と、 前記第１及び第２の加工用データモデルに基づいてＮＣ
加工機を動作制御するＮＣデータを作成する第６の工程
と、 前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの凹
側形状となる前記一方又は他方の加工方向側の前記ＮＣ
データに従って前記被加工物を加工する第７の工程と、 前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの凹
側形状となる前記他方又は一方の加工方向側の前記ＮＣ
データに従って前記被加工物を加工する第８の工程と、
を有することを特徴とする３次元製品作成方法。 - 【請求項４】 前記第３の工程で配置される前記サポー
ト位置は、前記３次元製品モデルにおけるパーティング
ラインを抽出し、このパーティングラインに配置するこ
とを特徴とする請求項１又は３記載の３次元製品作成方
法。 - 【請求項５】 前記サポート位置に作成される前記サポ
ートの断面積に基づいて前記各サポート位置が適切であ
るか否かをチェックし、不適切であれば、当該サポート
位置を修正又は削除する工程を有することを特徴とする
請求項１又は３記載の３次元製品作成方法。 - 【請求項６】 前記第４の工程は、前記サポート位置を
前記フレーム内側の側面上に正投影する工程と、 前記初期値データから前記サポートの寸法及び厚みを読
み出し、これら寸法及び厚みに従って前記サポート断面
を作成する工程と、 前記サポート断面を前記３次元製品モデルの形状に従っ
てトリムする工程と、 前記サポート断面を前記３次元製品モデルの内側面まで
押し出して前記サポートを作成する工程と、からなるこ
とを特徴とする請求項１又は３記載の３次元製品作成方
法。 - 【請求項７】 前記第４の工程により作成された前記サ
ポートの体積を算出し、このサポートの体積が基準体積
よりも小さければ、当該サポート位置を修正する工程を
有することを特徴とする請求項１又は３記載の３次元製
品作成方法。 - 【請求項８】 前記第５の工程は、複数の前記サポート
の端点間を曲線或いは直線により繋いで前記フレームの
内側面にラインを作成し、このラインによって前記フレ
ームの内側面を前記一方の加工方向側と前記他方の加工
方向側とに分割する工程と、 前記フレームと複数の前記サポートと前記３次元製品モ
デルとをマージして、前記一方の加工方向側から加工す
るための第１の加工用データモデルを作成する工程と、 前記他方の加工方向側から加工するための第２の加工用
データモデルを作成する工程と、を有することを特徴と
する請求項１又は３記載の３次元製品作成方法。 - 【請求項９】 前記被加工物を加工するときの工具軌跡
は、前記被加工物の加工領域に工具の軸方向に対して垂
直方向に複数の層を形成し、これら層を１層ずつ順次前
記工具の軸方向に沿って加工する等高線工具軌跡である
ことを特徴とする請求項２又は３記載の３次元製品作成
方法。 - 【請求項１０】 前記等高線工具軌跡は、前記３次元製
品加工用モデルに対して所定の値のオフセットを含んだ
形状に加工することを特徴とする請求項１２記載の３次
元製品作成方法。 - 【請求項１１】 ３次元製品モデルを複数のサポートを
介してフレームに支持する３次元製品加工用モデルを作
成する３次元製品作成装置において、 前記３次元製品モデルに関連する加工機データ、工具デ
ータ及び前記３次元製品モデルのテンプレートが格納さ
れたデータベースと、 このデータベースから前記加工機データ、前記工具デー
タ及び前記テンプレートを読み込んで初期値データを設
定する初期値データ設定手段と、 前記初期値データに基づいて前記フレームを作成するフ
レーム作成手段と、 前記初期値データに基づいて前記フレームに対して複数
の前記サポートを作成すべき各サポート位置を配置する
サポート配置手段と、 前記初期値データに基づいて複数の前記サポート位置に
おいてそれぞれ前記サポートの断面を作成し、このサポ
ート断面を前記３次元製品モデルに延ばして前記サポー
トを作成するサポート作成手段と、 前記フレームと複数の前記サポートと前記３次元製品モ
デルとをマージして、一方の加工方向側から加工するた
めの第１の加工用データモデルを作成し、かつ他方の加
工方向側から加工するための第２の加工用データモデル
を作成する加工用データモデル作成手段と、を具備した
ことを特徴とする３次元製品作成装置。 - 【請求項１２】 ３次元製品モデルの３次元製品加工用
モデルのＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、
このＮＣ加工機により被加工物を加工して３次元製品を
作成する３次元製品作成装置において、 前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの凹
側形状の前記ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御
して前記被加工物を加工する第１の加工制御手段と、 前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの凸
側形状の前記ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御
して前記被加工物を加工する第２の加工制御手段と、を
具備したことを特徴とする３次元製品作成装置。 - 【請求項１３】 ３次元製品モデルの３次元製品加工用
モデルのＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、
このＮＣ加工機により被加工物を加工して３次元製品を
作成する３次元製品作成装置において、 前記３次元製品モデルに関連する加工機データ、工具デ
ータ及び前記３次元製品モデルのテンプレートが格納さ
れたデータベースと、 このデータベースから前記加工機データ、前記工具デー
タ及び前記テンプレートを読み込んで初期値データを設
定する初期値データ設定手段と、 前記初期値データに基づいて前記フレームを作成するフ
レーム作成手段と、 前記初期値データに基づいて前記フレームに対して複数
の前記サポートを作成すべき各サポート位置を配置する
サポート配置手段と、 前記初期値データに基づいて複数の前記サポート位置に
おいてそれぞれ前記サポートの断面を作成し、このサポ
ート断面を前記３次元製品モデルに延ばして前記サポー
トを作成するサポート作成手段と、 前記フレームと複数の前記サポートと前記３次元製品モ
デルとをマージして、一方の加工方向側から加工するた
めの第１の加工用データモデルを作成し、かつ他方の加
工方向側から加工するための第２の加工用データモデル
を作成する加工用データモデル作成手段と、 前記第１及び第２の加工用データモデルに基づいてＮＣ
加工機を動作制御するＮＣデータを作成するＮＣデータ
作成手段と、 前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの凹
側形状の前記ＮＣデータに従って前記ＮＣ加工機を動作
制御して前記被加工物を加工する第１の加工制御手段
と、 前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの凸
側形状の前記ＮＣデータに従って前記ＮＣ加工機を動作
制御して前記被加工物を加工する第２の加工制御手段
と、を具備したことを特徴とする３次元製品作成装置。 - 【請求項１４】 ３次元製品モデルを複数のサポートを
介してフレームに支持する３次元製品加工用モデルを作
成させるコンピュータにより読み取り可能な３次元製品
加工用モデル作成プログラムであって、 データベースに格納されている前記３次元製品モデルに
関連する加工機データ、工具データ及びテンプレートに
基づいて初期値データを設定させるステップと、 前記初期値データに基づいて前記フレームを作成させる
ステップと、 前記初期値データに基づいて前記フレームに対して複数
の前記サポートを作成すべき各サポート位置を配置させ
るステップと、 前記初期値データに基づいて複数の前記サポート位置に
おいてそれぞれ前記サポートの断面を作成させ、このサ
ポート断面を前記３次元製品モデルに延ばして前記サポ
ートを作成させるステップと、 前記フレームと複数の前記サポートと前記３次元製品モ
デルとをマージして、一方の加工方向側から加工するた
めの第１の加工用データモデルを作成させ、かつ他方の
加工方向側から加工するための第２の加工用データモデ
ルを作成させるステップと、を有することを特徴とする
３次元製品加工用モデル作成プログラム。 - 【請求項１５】 ３次元製品モデルの３次元製品加工用
モデルのＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、
このＮＣ加工機により被加工物を加工して３次元製品を
作成させるコンピュータにより読み取り可能な３次元製
品加工用モデル作成プログラムであって、 前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの凹
側形状の前記ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御
して前記被加工物を加工させるステップと、 前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの凸
側形状の前記ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御
して前記被加工物を加工させるステップと、を有するこ
とを特徴とする３次元製品加工用モデル作成プログラ
ム。 - 【請求項１６】 請求項１４記載の３次元製品加工用モ
デル作成プログラムと、このプログラムの実行の後に起
動される請求項１５記載の３次元製品加工用モデル作成
プログラムとからなることを特徴とする３次元製品加工
用モデル作成プログラム。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001343566A JP4102057B2 (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | ３次元製品作成方法及びその装置、３次元製品加工用モデル作成プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2001343566A JP4102057B2 (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | ３次元製品作成方法及びその装置、３次元製品加工用モデル作成プログラム |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2006191998A Division JP2006313565A (ja) | 2006-07-12 | 2006-07-12 | ３次元製品作成方法及びその装置、３次元製品加工用モデル作成プログラム |
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| JP2003150222A true JP2003150222A (ja) | 2003-05-23 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2013073436A1 (ja) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | 株式会社日立製作所 | 工作機械の切削力検出装置、切削力検出方法、加工異常検出方法、および加工条件制御システム |
| JP2018072926A (ja) * | 2016-10-25 | 2018-05-10 | 株式会社ソディック | 金属加工機械の制御装置 |
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2001
- 2001-11-08 JP JP2001343566A patent/JP4102057B2/ja not_active Expired - Fee Related
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