JP2003241810A - 成形型のｎｃ加工用データの作成方法、その作成装置、その作成プログラム及びその記録媒体 - Google Patents
成形型のｎｃ加工用データの作成方法、その作成装置、その作成プログラム及びその記録媒体Info
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- JP2003241810A JP2003241810A JP2002042103A JP2002042103A JP2003241810A JP 2003241810 A JP2003241810 A JP 2003241810A JP 2002042103 A JP2002042103 A JP 2002042103A JP 2002042103 A JP2002042103 A JP 2002042103A JP 2003241810 A JP2003241810 A JP 2003241810A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金属板素材と金型と間に成形時の板厚の減少に
起因する微小隙間が発生することのない金型を製作可能
にすること、その為の成形型のＮＣ加工用データの作成
方法、同作成装置、同作成プログラム及び同作成プログ
ラムを記録した記録媒体を提供することである。 【解決手段】 プレス成形の成形時に絞り度合いの大き
い部位では鋼板素材の板厚減少が生じるため、有限要素
法により要素毎の板厚減少量を求め、その板厚減少を面
直交方向に加味した金型曲面を設定し、板厚減少を加味
しない金型曲面形状から予め作成した基準ＮＣ加工用デ
ータのうち、板厚減少を無視できないエリアについて
は、板厚減少分を削り残して膨らませた金型曲面形状に
基づいて基準ＮＣ加工用データを修正する。
起因する微小隙間が発生することのない金型を製作可能
にすること、その為の成形型のＮＣ加工用データの作成
方法、同作成装置、同作成プログラム及び同作成プログ
ラムを記録した記録媒体を提供することである。 【解決手段】 プレス成形の成形時に絞り度合いの大き
い部位では鋼板素材の板厚減少が生じるため、有限要素
法により要素毎の板厚減少量を求め、その板厚減少を面
直交方向に加味した金型曲面を設定し、板厚減少を加味
しない金型曲面形状から予め作成した基準ＮＣ加工用デ
ータのうち、板厚減少を無視できないエリアについて
は、板厚減少分を削り残して膨らませた金型曲面形状に
基づいて基準ＮＣ加工用データを修正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、成形型のＮＣ加
工用データの作成方法、その作成装置、その作成プログ
ラム及びその記録媒体に関し、特に成形加工の際に絞り
加工される部位の板厚減少に起因する成形品の品質低下
を解消する技術に関する。
工用データの作成方法、その作成装置、その作成プログ
ラム及びその記録媒体に関し、特に成形加工の際に絞り
加工される部位の板厚減少に起因する成形品の品質低下
を解消する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来、例えば自動車のドアのアウタパ
ネルをプレス成形する為の金型を製作する場合には、自
動車の構造データ（ＣＡＤで作成した構造データ）から
対象となるドアのアウタパネルの構造データを取り出
し、そのデータに基づいて金型曲面形状のＺマップモデ
ルを作成し、金型を切削加工機械によって切削加工する
切削工具の半径と前記の金型曲面形状Ｚマップモデルと
に基づいて、切削工具の中心軌跡が所定の工具移動経路
で通過する工具パス曲線を演算し、その工具パス曲線か
ら金型を切削加工するＮＣ加工用データを作成する。
ネルをプレス成形する為の金型を製作する場合には、自
動車の構造データ（ＣＡＤで作成した構造データ）から
対象となるドアのアウタパネルの構造データを取り出
し、そのデータに基づいて金型曲面形状のＺマップモデ
ルを作成し、金型を切削加工機械によって切削加工する
切削工具の半径と前記の金型曲面形状Ｚマップモデルと
に基づいて、切削工具の中心軌跡が所定の工具移動経路
で通過する工具パス曲線を演算し、その工具パス曲線か
ら金型を切削加工するＮＣ加工用データを作成する。
【０００３】尚、参考までに、特開平７−２５６５３６
号公報には、ワークの島状の突部を切削加工により形状
する際に、複数の島の２次元輪郭線に基づいて、可能な
限り大径の工具径と、可能な限り工順の少ない加工順
と、各加工順における工具最短移動経路とを決定する技
術が記載されている。
号公報には、ワークの島状の突部を切削加工により形状
する際に、複数の島の２次元輪郭線に基づいて、可能な
限り大径の工具径と、可能な限り工順の少ない加工順
と、各加工順における工具最短移動経路とを決定する技
術が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 前記のようにして製
作した金型により、例えば自動車のドアのアウタパネル
をプレス成形する場合、ドアの取手のところの窪みの周
辺部などのような絞り度合いの大きい部位では、金属板
の歪み量が大きくなるため、板厚が最大７０〜９０μｍ
程度薄くなることが知られている。このように板厚が減
少する部位では、金型と金属板素材の間に前記のような
板厚減少分に相当する微小隙間が発生するため、その部
位の曲面仕上がり精度が低下して成形品質が低下し、自
動車のドアに組立後における表面の平滑度を確保するこ
とができず、ドアの外面を照らす光の方向によっては表
面の微小な凸凹が目立ってしまうという問題がある。
作した金型により、例えば自動車のドアのアウタパネル
をプレス成形する場合、ドアの取手のところの窪みの周
辺部などのような絞り度合いの大きい部位では、金属板
の歪み量が大きくなるため、板厚が最大７０〜９０μｍ
程度薄くなることが知られている。このように板厚が減
少する部位では、金型と金属板素材の間に前記のような
板厚減少分に相当する微小隙間が発生するため、その部
位の曲面仕上がり精度が低下して成形品質が低下し、自
動車のドアに組立後における表面の平滑度を確保するこ
とができず、ドアの外面を照らす光の方向によっては表
面の微小な凸凹が目立ってしまうという問題がある。
【０００５】従来では、自動車ボディやドアパネルなど
の薄金属板をプレス成形する為の金型を製作する上で、
前記のような板厚減少を加味して金型を製作することは
行なわれていないのが実情である。前記の問題を解消す
る技術はなんら提案されていない。本発明の目的は、金
属板素材と金型と間に前記のような板厚の減少に起因す
る微小隙間が発生することのない金型を製作可能にする
こと、その為の成形型のＮＣ加工用データの作成方法、
同作成装置、同作成プログラム及び同作成プログラムを
記録した記録媒体を提供することである。
の薄金属板をプレス成形する為の金型を製作する上で、
前記のような板厚減少を加味して金型を製作することは
行なわれていないのが実情である。前記の問題を解消す
る技術はなんら提案されていない。本発明の目的は、金
属板素材と金型と間に前記のような板厚の減少に起因す
る微小隙間が発生することのない金型を製作可能にする
こと、その為の成形型のＮＣ加工用データの作成方法、
同作成装置、同作成プログラム及び同作成プログラムを
記録した記録媒体を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 請求項１の成形型のＮ
Ｃ加工用データの作成方法は、成形品を成形する成形型
の加工面を切削加工機械の切削工具によって加工するＮ
Ｃ加工用データの作成方法において、前記成形品の曲面
形状に対応する成形型の曲面形状の情報から成形型の曲
面形状Ｚマップモデルを算出すると共に、その成形型で
成形した場合の成形品の板厚減少量を有限要素法により
メッシュデータと対応付けて算出し、この有限要素法で
求めた板厚減少量のデータに基づいて板厚減少Ｚマップ
モデルを算出し、この板厚減少Ｚマップモデルを平滑に
するスムージング処理を施し、次に、前記スムージング
処理した板厚減少Ｚマップモデルを、成形型曲面形状Ｚ
マップモデルの各位置における面直交方向の削り残り量
として用い、前記成形品を成形する成形型を切削加工す
る為に予め作成した基準ＮＣ加工用データを、成形型曲
面形状の各位置に対応する板厚減少Ｚマップモデルの値
と同じだけ削り残るよう演算し修正することを特徴とす
るものである。
Ｃ加工用データの作成方法は、成形品を成形する成形型
の加工面を切削加工機械の切削工具によって加工するＮ
Ｃ加工用データの作成方法において、前記成形品の曲面
形状に対応する成形型の曲面形状の情報から成形型の曲
面形状Ｚマップモデルを算出すると共に、その成形型で
成形した場合の成形品の板厚減少量を有限要素法により
メッシュデータと対応付けて算出し、この有限要素法で
求めた板厚減少量のデータに基づいて板厚減少Ｚマップ
モデルを算出し、この板厚減少Ｚマップモデルを平滑に
するスムージング処理を施し、次に、前記スムージング
処理した板厚減少Ｚマップモデルを、成形型曲面形状Ｚ
マップモデルの各位置における面直交方向の削り残り量
として用い、前記成形品を成形する成形型を切削加工す
る為に予め作成した基準ＮＣ加工用データを、成形型曲
面形状の各位置に対応する板厚減少Ｚマップモデルの値
と同じだけ削り残るよう演算し修正することを特徴とす
るものである。
【０００７】成形型のＮＣ加工用データを作成する際、
まず最初に成形品の曲面形状に対応する成形型の曲面形
状の情報から成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出す
ると共に、その成形型で成形した場合の成形品の板厚減
少量を有限要素法によりメッシュデータと対応付けて算
出する。次に、この有限要素法で求めた板厚減少量のデ
ータに基づいて板厚減少Ｚマップモデルを算出し、この
板厚減少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング処理
を施す。次に、前記スムージング処理した板厚減少Ｚマ
ップモデルを、成形型曲面形状Ｚマップモデルの各位置
における面直交方向の削り残り量として用い、前記成形
品を成形する成形型を切削加工する為に予め作成した基
準ＮＣ加工用データを、成形型曲面形状の各位置に対応
する板厚減少Ｚマップモデルの値と同じだけ削り残るよ
う演算し修正する。
まず最初に成形品の曲面形状に対応する成形型の曲面形
状の情報から成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出す
ると共に、その成形型で成形した場合の成形品の板厚減
少量を有限要素法によりメッシュデータと対応付けて算
出する。次に、この有限要素法で求めた板厚減少量のデ
ータに基づいて板厚減少Ｚマップモデルを算出し、この
板厚減少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング処理
を施す。次に、前記スムージング処理した板厚減少Ｚマ
ップモデルを、成形型曲面形状Ｚマップモデルの各位置
における面直交方向の削り残り量として用い、前記成形
品を成形する成形型を切削加工する為に予め作成した基
準ＮＣ加工用データを、成形型曲面形状の各位置に対応
する板厚減少Ｚマップモデルの値と同じだけ削り残るよ
う演算し修正する。
【０００８】請求項２の成形型のＮＣ加工用データの作
成方法は、請求項１の発明において、前記基準ＮＣ加工
用データを修正する際、板厚減少Ｚマップモデルで板厚
減少量を見込もうとする領域において、成形型曲面形状
Ｚマップモデルで表現される全ての位置に、各位置を中
心としてその位置に対応する板厚減少量と切削工具の工
具半径とを足した値を半径とする仮想球を想定し、その
仮想球の集合体に対して基準ＮＣ加工用データで指示さ
れる切削工具の工具中心が干渉しない位置まで基準ＮＣ
加工用データをＺ方向へ移動させることで基準ＮＣ加工
用データを修正することを特徴とするものである。
成方法は、請求項１の発明において、前記基準ＮＣ加工
用データを修正する際、板厚減少Ｚマップモデルで板厚
減少量を見込もうとする領域において、成形型曲面形状
Ｚマップモデルで表現される全ての位置に、各位置を中
心としてその位置に対応する板厚減少量と切削工具の工
具半径とを足した値を半径とする仮想球を想定し、その
仮想球の集合体に対して基準ＮＣ加工用データで指示さ
れる切削工具の工具中心が干渉しない位置まで基準ＮＣ
加工用データをＺ方向へ移動させることで基準ＮＣ加工
用データを修正することを特徴とするものである。
【０００９】板厚減少が僅少であるため基準ＮＣ加工用
データを修正する必要のない領域については、基準ＮＣ
加工用データを適用可能である。板厚減少を無視できな
い領域であって板厚減少Ｚマップモデルで板厚減少を見
込もうとする領域において、成形型曲面形状Ｚマップモ
デルで表現される全ての位置に、各位置を中心としてそ
の位置に対応する板厚減少量と切削工具の工具半径とを
足した値を半径とする仮想球を想定し、その仮想球の集
合体に対して基準ＮＣ加工用データで指示される切削工
具の工具中心が干渉しない位置まで基準ＮＣ加工用デー
タをＺ方向へ移動させることで基準ＮＣ加工用データを
修正するため、板厚減少分を加味して修正したＮＣ加工
用データを作成することができ、板厚減少分を成形型の
曲面形状に反映させて、板厚減少分だけ外側へ膨らんだ
成形型を製作可能となる。
データを修正する必要のない領域については、基準ＮＣ
加工用データを適用可能である。板厚減少を無視できな
い領域であって板厚減少Ｚマップモデルで板厚減少を見
込もうとする領域において、成形型曲面形状Ｚマップモ
デルで表現される全ての位置に、各位置を中心としてそ
の位置に対応する板厚減少量と切削工具の工具半径とを
足した値を半径とする仮想球を想定し、その仮想球の集
合体に対して基準ＮＣ加工用データで指示される切削工
具の工具中心が干渉しない位置まで基準ＮＣ加工用デー
タをＺ方向へ移動させることで基準ＮＣ加工用データを
修正するため、板厚減少分を加味して修正したＮＣ加工
用データを作成することができ、板厚減少分を成形型の
曲面形状に反映させて、板厚減少分だけ外側へ膨らんだ
成形型を製作可能となる。
【００１０】請求項３の成形型のＮＣ加工用データの作
成方法は、請求項１又は２の発明において、前記成形品
に対応する成形型を用いて成形する成形シミュレーショ
ンを実行し、成形品の板厚減少量を有限要素法によりメ
ッシュデータと対応付けて算出することを特徴とするも
のである。前記成形シミュレーションは、コンピュータ
により有限要素法による構造解析を行ないながら実行さ
れるが、この場合、成形型の曲面形状のメッシュデータ
（ノード・パッチデータ）を入力しておくと、各パッチ
における応力、歪み、板厚減少量などのデータが算出さ
れるため、成形品の板厚減少量を有限要素法のメッシュ
データと対応付けて算出することができる。
成方法は、請求項１又は２の発明において、前記成形品
に対応する成形型を用いて成形する成形シミュレーショ
ンを実行し、成形品の板厚減少量を有限要素法によりメ
ッシュデータと対応付けて算出することを特徴とするも
のである。前記成形シミュレーションは、コンピュータ
により有限要素法による構造解析を行ないながら実行さ
れるが、この場合、成形型の曲面形状のメッシュデータ
（ノード・パッチデータ）を入力しておくと、各パッチ
における応力、歪み、板厚減少量などのデータが算出さ
れるため、成形品の板厚減少量を有限要素法のメッシュ
データと対応付けて算出することができる。
【００１１】請求項４の成形型のＮＣ加工用データの作
成方法は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記
成形型は、金属板をプレス成形する金型であることを特
徴とするものである。自動車のボディの種々のパネルや
ドアのパネルを金属板からプレス成形して製作する際の
金型の製作に、本願で作成したＮＣ加工用データを適用
することができる。
成方法は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記
成形型は、金属板をプレス成形する金型であることを特
徴とするものである。自動車のボディの種々のパネルや
ドアのパネルを金属板からプレス成形して製作する際の
金型の製作に、本願で作成したＮＣ加工用データを適用
することができる。
【００１２】請求項５の成形型のＮＣ加工用データ作成
装置は、成形品を成形する成形型の加工面を切削加工機
械の切削工具によって加工するＮＣ加工用データを作成
する成形型のＮＣ加工用データ作成装置において、前記
成形品の曲面形状に対応する成形型の曲面形状の情報か
ら成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共に、
その成形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を有限
要素法によりメッシュデータと対応付けて算出する板厚
減少量算出手段と、前記有限要素法で求めた板厚減少量
のデータに基づいて板厚減少Ｚマップモデルを算出する
板厚減少Ｚマップモデル作成手段と、前記板厚減少Ｚマ
ップモデルを平滑にするスムージング処理を施すスムー
ジング処理手段と、前記スムージング処理した板厚減少
Ｚマップモデルを、成形型曲面形状Ｚマップモデルの各
位置における面直交方向の削り残し量として用い、前記
成形品を成形する成形型を切削加工する為に予め作成し
た基準ＮＣ加工用データを、成形型曲面形状の各位置に
対応する板厚減少Ｚマップモデルの値と同じだけ削り残
るよう演算し修正するＮＣ加工用データ修正手段と、を
備えたことを特徴とするものである。
装置は、成形品を成形する成形型の加工面を切削加工機
械の切削工具によって加工するＮＣ加工用データを作成
する成形型のＮＣ加工用データ作成装置において、前記
成形品の曲面形状に対応する成形型の曲面形状の情報か
ら成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共に、
その成形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を有限
要素法によりメッシュデータと対応付けて算出する板厚
減少量算出手段と、前記有限要素法で求めた板厚減少量
のデータに基づいて板厚減少Ｚマップモデルを算出する
板厚減少Ｚマップモデル作成手段と、前記板厚減少Ｚマ
ップモデルを平滑にするスムージング処理を施すスムー
ジング処理手段と、前記スムージング処理した板厚減少
Ｚマップモデルを、成形型曲面形状Ｚマップモデルの各
位置における面直交方向の削り残し量として用い、前記
成形品を成形する成形型を切削加工する為に予め作成し
た基準ＮＣ加工用データを、成形型曲面形状の各位置に
対応する板厚減少Ｚマップモデルの値と同じだけ削り残
るよう演算し修正するＮＣ加工用データ修正手段と、を
備えたことを特徴とするものである。
【００１３】このＮＣ加工用データ作成装置の作用は請
求項１の作用とほぼ同様であるので、簡単に説明する。
板厚減少量算出手段は、成形品の曲面形状に対応する成
形型の曲面形状の情報から成形型の曲面形状Ｚマップモ
デルを算出すると共に、その成形型で成形した場合の成
形品の板厚減少量を有限要素法によりメッシュデータと
対応付けて算出する。板厚減少Ｚマップモデル作成手段
は、前記求めた板厚減少量のデータに基づいて板厚減少
Ｚマップモデルを算出する。スムージング処理手段は板
厚減少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング処理を
施す。ＮＣ加工用データ修正手段は、スムージング処理
した板厚減少Ｚマップモデルを、成形曲面形状Ｚマップ
モデルの各位置おける面直交方向の削り残し量として用
い、前記成形品を成形する成形型を切削加工する為に予
め作成した基準ＮＣ加工用データを、成形型曲面形状の
各位置に対応する板厚減少Ｚマップモデルの値と同じだ
け削り残るよう演算し修正する。
求項１の作用とほぼ同様であるので、簡単に説明する。
板厚減少量算出手段は、成形品の曲面形状に対応する成
形型の曲面形状の情報から成形型の曲面形状Ｚマップモ
デルを算出すると共に、その成形型で成形した場合の成
形品の板厚減少量を有限要素法によりメッシュデータと
対応付けて算出する。板厚減少Ｚマップモデル作成手段
は、前記求めた板厚減少量のデータに基づいて板厚減少
Ｚマップモデルを算出する。スムージング処理手段は板
厚減少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング処理を
施す。ＮＣ加工用データ修正手段は、スムージング処理
した板厚減少Ｚマップモデルを、成形曲面形状Ｚマップ
モデルの各位置おける面直交方向の削り残し量として用
い、前記成形品を成形する成形型を切削加工する為に予
め作成した基準ＮＣ加工用データを、成形型曲面形状の
各位置に対応する板厚減少Ｚマップモデルの値と同じだ
け削り残るよう演算し修正する。
【００１４】請求項６の成形型のＮＣ加工用データ作成
プログラムは、成形品を成形する成形型の加工面を切削
加工機械の切削工具によって加工するＮＣ加工用データ
をコンピュータに作成させる成形型のＮＣ加工用データ
作成プログラムにおいて、前記成形品の曲面形状に対応
する成形型の曲面形状の情報から成形型の曲面形状Ｚマ
ップモデルを算出すると共に、その成形型で成形した場
合の成形品の板厚減少量を有限要素法によりメッシュデ
ータと対応付けて算出する板厚減少量算出ルーチンと、
前記有限要素法で求めた板厚減少量のデータに基づいて
板厚減少Ｚマップモデルを算出する板厚減少Ｚマップモ
デル作成ルーチンと、前記板厚減少Ｚマップモデルを平
滑にするスムージング処理を施すスムージング処理ルー
チンと、前記スムージング処理した板厚減少Ｚマップモ
デルを、成形型曲面形状Ｚマップモデルの各位置におけ
る面直交方向の削り残り量として用い、前記成形品を成
形する成形型を切削加工する為に予め作成した基準ＮＣ
加工用データを、成形型曲面形状の各位置に対応する板
厚減少Ｚマップモデルの値と同じだけ削り残るよう演算
し修正するＮＣ加工用データ修正ルーチンとを備えたこ
とを特徴とするものである。
プログラムは、成形品を成形する成形型の加工面を切削
加工機械の切削工具によって加工するＮＣ加工用データ
をコンピュータに作成させる成形型のＮＣ加工用データ
作成プログラムにおいて、前記成形品の曲面形状に対応
する成形型の曲面形状の情報から成形型の曲面形状Ｚマ
ップモデルを算出すると共に、その成形型で成形した場
合の成形品の板厚減少量を有限要素法によりメッシュデ
ータと対応付けて算出する板厚減少量算出ルーチンと、
前記有限要素法で求めた板厚減少量のデータに基づいて
板厚減少Ｚマップモデルを算出する板厚減少Ｚマップモ
デル作成ルーチンと、前記板厚減少Ｚマップモデルを平
滑にするスムージング処理を施すスムージング処理ルー
チンと、前記スムージング処理した板厚減少Ｚマップモ
デルを、成形型曲面形状Ｚマップモデルの各位置におけ
る面直交方向の削り残り量として用い、前記成形品を成
形する成形型を切削加工する為に予め作成した基準ＮＣ
加工用データを、成形型曲面形状の各位置に対応する板
厚減少Ｚマップモデルの値と同じだけ削り残るよう演算
し修正するＮＣ加工用データ修正ルーチンとを備えたこ
とを特徴とするものである。
【００１５】この成形型のＮＣ加工用データ作成プログ
ラムの作用は、請求項１の作用とほぼ同様であるので、
簡単に説明する。板厚減少量算出ルーチンにより、形品
の曲面形状に対応する成形型の曲面形状の情報から成形
型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共に、その成
形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を有限要素法
によりメッシュデータと対応付けて算出する。次に、板
厚減少Ｚマップモデル作成ルーチンにおいて、前記求め
た板厚減少量のデータに基づいて板厚減少Ｚマップモデ
ルを算出する。次に、スムージング処理ルーチンにおい
て、板厚減少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング
処理を施し、次のＮＣ加工用データ修正ルーチンにおい
て、スムージング処理した板厚減少Ｚマップモデルを、
成形型曲面形状Ｚマップモデルの各位置における面直交
方向の削り残り量として用い、前記成形品を成形する成
形型を切削加工する為に予め作成した基準ＮＣ加工用デ
ータを、成形型曲面形状の各位置に対応する板厚減少Ｚ
マップモデルの値と同じだけ削り残るよう演算し修正す
る。
ラムの作用は、請求項１の作用とほぼ同様であるので、
簡単に説明する。板厚減少量算出ルーチンにより、形品
の曲面形状に対応する成形型の曲面形状の情報から成形
型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共に、その成
形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を有限要素法
によりメッシュデータと対応付けて算出する。次に、板
厚減少Ｚマップモデル作成ルーチンにおいて、前記求め
た板厚減少量のデータに基づいて板厚減少Ｚマップモデ
ルを算出する。次に、スムージング処理ルーチンにおい
て、板厚減少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング
処理を施し、次のＮＣ加工用データ修正ルーチンにおい
て、スムージング処理した板厚減少Ｚマップモデルを、
成形型曲面形状Ｚマップモデルの各位置における面直交
方向の削り残り量として用い、前記成形品を成形する成
形型を切削加工する為に予め作成した基準ＮＣ加工用デ
ータを、成形型曲面形状の各位置に対応する板厚減少Ｚ
マップモデルの値と同じだけ削り残るよう演算し修正す
る。
【００１６】請求項７の記録媒体は、成形品を成形する
成形型の加工面を切削加工機械の切削工具によって加工
するＮＣ加工用データをコンピュータに作成させる成形
型のＮＣ加工用データ作成プログラムであって、前記成
形品の曲面形状に対応する成形型の曲面形状の情報から
成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共に、そ
の成形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を有限要
素法によりメッシュデータと対応付けて算出する板厚減
少量算出ルーチンと、前記有限要素法で求めた板厚減少
量のデータに基づいて板厚減少Ｚマップモデルを算出す
る板厚減少Ｚマップモデル作成ルーチンと、前記板厚減
少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング処理を施す
スムージング処理ルーチンと、前記スムージング処理し
た板厚減少Ｚマップモデルを、成形型曲面形状Ｚマップ
モデルの各位置における面直交方向の削り残り量として
用い、前記成形品を成形する成形型を切削加工する為に
予め作成した基準ＮＣ加工用データを、成形型曲面形状
の各位置に対応する板厚減少Ｚマップモデルの値と同じ
だけ削り残るよう演算し修正するＮＣ加工用データ修正
ルーチンとを備えた成形型のＮＣ加工用データ作成プロ
グラムをコンピュータで読み取り可能に記録したもので
ある。この記録媒体の作用は、請求項６の作用とほぼ同
様であるので、説明を省略する。
成形型の加工面を切削加工機械の切削工具によって加工
するＮＣ加工用データをコンピュータに作成させる成形
型のＮＣ加工用データ作成プログラムであって、前記成
形品の曲面形状に対応する成形型の曲面形状の情報から
成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共に、そ
の成形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を有限要
素法によりメッシュデータと対応付けて算出する板厚減
少量算出ルーチンと、前記有限要素法で求めた板厚減少
量のデータに基づいて板厚減少Ｚマップモデルを算出す
る板厚減少Ｚマップモデル作成ルーチンと、前記板厚減
少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング処理を施す
スムージング処理ルーチンと、前記スムージング処理し
た板厚減少Ｚマップモデルを、成形型曲面形状Ｚマップ
モデルの各位置における面直交方向の削り残り量として
用い、前記成形品を成形する成形型を切削加工する為に
予め作成した基準ＮＣ加工用データを、成形型曲面形状
の各位置に対応する板厚減少Ｚマップモデルの値と同じ
だけ削り残るよう演算し修正するＮＣ加工用データ修正
ルーチンとを備えた成形型のＮＣ加工用データ作成プロ
グラムをコンピュータで読み取り可能に記録したもので
ある。この記録媒体の作用は、請求項６の作用とほぼ同
様であるので、説明を省略する。
【００１７】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の成形型のＮＣ加
工用データの作成方法、その作成装置、その作成プログ
ラムおよびその作成プログラム記録した記録媒体の実施
の形態について、図面を参照して説明する。図１は、金
属薄板をプレス成形する成形型のＮＣ加工用データの作
成装置１０を示し、ＮＣ加工用データ作成装置１０のハ
ードウェア自体は、基本的に一般的なコンピュータと同
様のもので、ＮＣ加工用データ作成装置１０は、制御ユ
ニット１１、キーボード１２、マウス１３、ディスプレ
イ１４、カラープリンタ１５などを有し、外部のホスト
コンピュータ１に接続されている。
工用データの作成方法、その作成装置、その作成プログ
ラムおよびその作成プログラム記録した記録媒体の実施
の形態について、図面を参照して説明する。図１は、金
属薄板をプレス成形する成形型のＮＣ加工用データの作
成装置１０を示し、ＮＣ加工用データ作成装置１０のハ
ードウェア自体は、基本的に一般的なコンピュータと同
様のもので、ＮＣ加工用データ作成装置１０は、制御ユ
ニット１１、キーボード１２、マウス１３、ディスプレ
イ１４、カラープリンタ１５などを有し、外部のホスト
コンピュータ１に接続されている。
【００１８】制御ユニット１１は、ＣＰＵ１６、ＲＯＭ
１７、ＲＡＭ１８、これらにバス１９にて接続された入
出力インターフェース２０、ハードディスク装置２１、
ＦＤ２（フレキシブルディスク）を駆動するＦＤＤ２
２、ホストコンピュータ１との間でデータの送受信を行
う為の通信用インターフェース２３（Ｉ／Ｆ）、ディス
プレイ１４の為のディスプレイコントローラ２４（Ｄ／
Ｃ）、カラープリンタ１５の為のドライバ２５などが装
備されている。
１７、ＲＡＭ１８、これらにバス１９にて接続された入
出力インターフェース２０、ハードディスク装置２１、
ＦＤ２（フレキシブルディスク）を駆動するＦＤＤ２
２、ホストコンピュータ１との間でデータの送受信を行
う為の通信用インターフェース２３（Ｉ／Ｆ）、ディス
プレイ１４の為のディスプレイコントローラ２４（Ｄ／
Ｃ）、カラープリンタ１５の為のドライバ２５などが装
備されている。
【００１９】前記ホストコンピュータ１には、ＣＡＤに
より作成された自動車全体の構造データが格納されてい
る。制御ユニット１１は、ホストコンピュータ１から、
自動車の所望の部分の構造データを読み出すことが可能
である。制御ユニット１１のハードディスク装置２１に
は、ＯＳや後述のＮＣ加工用データ作成制御を含む種々
の制御の制御プログラムが格納されている。制御ユニッ
ト１１のＲＯＭ１７にはコンピュータ立ち上げ用のブー
トプログラムなどが格納され、ＲＡＭ１８には種々のワ
ークメモリが設けられている。１つのＦＤ２には、後述
のＮＣ加工用データ作成制御により作成されたＮＣ加工
用データが格納され、別のＦＤ２には、ＮＣ加工用デー
タ作成制御で作成された種々のデータが格納される。他
の１つのＦＤ２にはハードディスク装置２１から読み出
される本願特有のＮＣ加工用データ作成制御の制御プロ
グラムが格納される。
より作成された自動車全体の構造データが格納されてい
る。制御ユニット１１は、ホストコンピュータ１から、
自動車の所望の部分の構造データを読み出すことが可能
である。制御ユニット１１のハードディスク装置２１に
は、ＯＳや後述のＮＣ加工用データ作成制御を含む種々
の制御の制御プログラムが格納されている。制御ユニッ
ト１１のＲＯＭ１７にはコンピュータ立ち上げ用のブー
トプログラムなどが格納され、ＲＡＭ１８には種々のワ
ークメモリが設けられている。１つのＦＤ２には、後述
のＮＣ加工用データ作成制御により作成されたＮＣ加工
用データが格納され、別のＦＤ２には、ＮＣ加工用デー
タ作成制御で作成された種々のデータが格納される。他
の１つのＦＤ２にはハードディスク装置２１から読み出
される本願特有のＮＣ加工用データ作成制御の制御プロ
グラムが格納される。
【００２０】図２は、ホストコンピュータ１から読み込
んだ自動車の例えば左側後部ドアのアウタパネルに関す
る構造データから作成されるアウタパネル成形用金型の
曲面面形状Ｚマップモデル３０を示す。このアウタパネ
ルの把手の部分には凹部３１が形成されるが、成形時に
凹部３１の周辺において素材としての鋼板の板厚減少
（最大で７０〜９０μｍ程度）が生じ、金型（成形型に
相当する）と素材鋼板との間に微小な隙間が発生するた
め、成形性が低下し易く成形品質を高めるのが非常に難
しい。
んだ自動車の例えば左側後部ドアのアウタパネルに関す
る構造データから作成されるアウタパネル成形用金型の
曲面面形状Ｚマップモデル３０を示す。このアウタパネ
ルの把手の部分には凹部３１が形成されるが、成形時に
凹部３１の周辺において素材としての鋼板の板厚減少
（最大で７０〜９０μｍ程度）が生じ、金型（成形型に
相当する）と素材鋼板との間に微小な隙間が発生するた
め、成形性が低下し易く成形品質を高めるのが非常に難
しい。
【００２１】そこで、例えば、板厚減少に対する修正を
施す修正対象エリア３２を凹部３１等の絞り成形部とそ
の周辺を含むエリアとして設定する。この場合、修正対
象エリア３２の外形輪郭線を規定する点群のデータ（Ｘ
Ｙ２次元データ、又はＸＹＺ３次元データ）を入力設定
することにより修正対象エリア３２を設定する。図３
（ａ）は修正対象エリア３２を平面視で見た領域を示
す。図３（ｂ）は修正対象エリア３２を有限要素法によ
り構造解析する為のメッシュ割り（複数のノードＮij
と、複数のパッチＥij）（但し、ｉ＝１，２・・，ｊ＝
１，２・・）を示す。この場合、凹部３１などの絞り成
形部の近傍部位は、成形による歪みも大きくなり、板厚
減少の程度が著しくなるので、２〜３ｍｍのメッシュに
細かくメッシュ割りし、その他の領域は１０〜２０ｍｍ
程度のメッシュ割りとする。
施す修正対象エリア３２を凹部３１等の絞り成形部とそ
の周辺を含むエリアとして設定する。この場合、修正対
象エリア３２の外形輪郭線を規定する点群のデータ（Ｘ
Ｙ２次元データ、又はＸＹＺ３次元データ）を入力設定
することにより修正対象エリア３２を設定する。図３
（ａ）は修正対象エリア３２を平面視で見た領域を示
す。図３（ｂ）は修正対象エリア３２を有限要素法によ
り構造解析する為のメッシュ割り（複数のノードＮij
と、複数のパッチＥij）（但し、ｉ＝１，２・・，ｊ＝
１，２・・）を示す。この場合、凹部３１などの絞り成
形部の近傍部位は、成形による歪みも大きくなり、板厚
減少の程度が著しくなるので、２〜３ｍｍのメッシュに
細かくメッシュ割りし、その他の領域は１０〜２０ｍｍ
程度のメッシュ割りとする。
【００２２】次に、図２〜図１９を参照しながら、成形
品（例えば、ドアのアウタパネル）を成形する金型の加
工面を切削加工機械の切削工具によって加工するＮＣ加
工用データの作成方法について説明する。但し、このＮ
Ｃ加工用データの作成は、ＮＣ加工用データの作成装置
１０のＨＤＤ２１に予め格納した制御プログラムにより
実行される。
品（例えば、ドアのアウタパネル）を成形する金型の加
工面を切削加工機械の切削工具によって加工するＮＣ加
工用データの作成方法について説明する。但し、このＮ
Ｃ加工用データの作成は、ＮＣ加工用データの作成装置
１０のＨＤＤ２１に予め格納した制御プログラムにより
実行される。
【００２３】図１９に示すように、このＮＣ加工用デー
タの作成処理が開始されると、Ｓ１において、ホストコ
ンピュータ１に格納されている自動車の構造データか
ら、成形対象構造（例えば、ドアのアウタパネル）の構
造データが読み出されてＲＡＭ１８に格納され、次に、
Ｓ２において、図２に示すような、金型曲面形状Ｚマッ
プモデル３０が作成される。但し、この金型曲面形状Ｚ
マップモデルは、Ｘ，Ｙ方向に所定の小ピッチ（例え
ば、１ｍｍ）で並べた金型表面上の構成点Ｐmnを規定す
る３次元座標データＰmn（ｘ，ｙ，ｚ）の集合である。
但し、ｍ＝１，２，・・，ｎ＝１，２，・・である。
タの作成処理が開始されると、Ｓ１において、ホストコ
ンピュータ１に格納されている自動車の構造データか
ら、成形対象構造（例えば、ドアのアウタパネル）の構
造データが読み出されてＲＡＭ１８に格納され、次に、
Ｓ２において、図２に示すような、金型曲面形状Ｚマッ
プモデル３０が作成される。但し、この金型曲面形状Ｚ
マップモデルは、Ｘ，Ｙ方向に所定の小ピッチ（例え
ば、１ｍｍ）で並べた金型表面上の構成点Ｐmnを規定す
る３次元座標データＰmn（ｘ，ｙ，ｚ）の集合である。
但し、ｍ＝１，２，・・，ｎ＝１，２，・・である。
【００２４】次に、Ｓ３において、金型曲面形状Ｚマッ
プモデル３０に基づいて、金型を切削加工機械の切削工
具により加工する為の基準ＮＣ加工用データ（図８の工
具パス曲線３０Ｂの曲線群のデータ）を作成し、ＲＡＭ
１８のメモリに格納する。但し、図４に示すように、修
正対象エリア３２を含む成形対象構造の全領域の基準Ｎ
Ｃ加工用データを作成する。この場合、一般的な工具パ
ス曲線作成処理と同様に、金型曲面形状Ｚマップモデル
３０の表面に対して、切削工具（ボールエンドミル）と
同径の仮想球３を所定の工具移動経路でもって転がす時
の仮想球の中心が描く曲線群（工具パス曲線３０Ｂの曲
線群）のデータとして基準ＮＣ加工用データを作成す
る。
プモデル３０に基づいて、金型を切削加工機械の切削工
具により加工する為の基準ＮＣ加工用データ（図８の工
具パス曲線３０Ｂの曲線群のデータ）を作成し、ＲＡＭ
１８のメモリに格納する。但し、図４に示すように、修
正対象エリア３２を含む成形対象構造の全領域の基準Ｎ
Ｃ加工用データを作成する。この場合、一般的な工具パ
ス曲線作成処理と同様に、金型曲面形状Ｚマップモデル
３０の表面に対して、切削工具（ボールエンドミル）と
同径の仮想球３を所定の工具移動経路でもって転がす時
の仮想球の中心が描く曲線群（工具パス曲線３０Ｂの曲
線群）のデータとして基準ＮＣ加工用データを作成す
る。
【００２５】尚、切削加工機械をＮＣ制御する際には、
Ｘ，Ｙ方向への送りピッチ（例えば、１００μｍ）毎に
切削工具のＸ，Ｙ方向の位置を制御する関係上、基準Ｎ
Ｃ加工用データにおけるＸ，Ｙ方向の構成点間ピッチ
は、金型曲面形状Ｚマップモデル３０における構成点間
ピッチよりも細かいため、Ｘ，Ｙ方向に関しては金型曲
面形状Ｚマップモデル３０から補完演算により、ＮＣ加
工用データにおける構成点を演算する。尚、前記のＮＣ
制御におけるＺ方向への送りピッチは例えば１〜２μｍ
である。
Ｘ，Ｙ方向への送りピッチ（例えば、１００μｍ）毎に
切削工具のＸ，Ｙ方向の位置を制御する関係上、基準Ｎ
Ｃ加工用データにおけるＸ，Ｙ方向の構成点間ピッチ
は、金型曲面形状Ｚマップモデル３０における構成点間
ピッチよりも細かいため、Ｘ，Ｙ方向に関しては金型曲
面形状Ｚマップモデル３０から補完演算により、ＮＣ加
工用データにおける構成点を演算する。尚、前記のＮＣ
制御におけるＺ方向への送りピッチは例えば１〜２μｍ
である。
【００２６】次に、Ｓ４において、修正対象エリア３２
（図２〜図５参照）を設定する修正対象エリア設定デー
タを入力する。この場合、この修正対象エリア３２の外
形線（ＸＹ平面における外形線、又は金型表面における
外形線の何れか）を規定する座標データを入力し、ＲＡ
Ｍ１８のメモリに格納する。次に、Ｓ５において、図５
に示すように、前記の金型曲面形状Ｚマップモデル３０
から修正対象エリア３２の金型曲面形状Ｚマップモデル
３０Ａを作成する。この場合、修正対象エリア３２の外
部における構成点Ｐmn（ｘ，ｙ，ｚ）のＺ座標値を適当
な所定値（例えば、Z0）に設定することにより、修正対
象エリア３２の金型Ｚマップモデル３０Ａを作成するこ
とができる。次に、Ｓ６において、図３（ｂ）に示すよ
うに、修正対象エリア３２を有限要素法の多数の要素に
分割する為のノードパッチデータを入力する。この場
合、多数のノードＮijの３次元座標Ｎij（ｘ，ｙ，ｚ）
のデータと、各パッチＥijを規定する複数のノードのデ
ータを入力設定する。
（図２〜図５参照）を設定する修正対象エリア設定デー
タを入力する。この場合、この修正対象エリア３２の外
形線（ＸＹ平面における外形線、又は金型表面における
外形線の何れか）を規定する座標データを入力し、ＲＡ
Ｍ１８のメモリに格納する。次に、Ｓ５において、図５
に示すように、前記の金型曲面形状Ｚマップモデル３０
から修正対象エリア３２の金型曲面形状Ｚマップモデル
３０Ａを作成する。この場合、修正対象エリア３２の外
部における構成点Ｐmn（ｘ，ｙ，ｚ）のＺ座標値を適当
な所定値（例えば、Z0）に設定することにより、修正対
象エリア３２の金型Ｚマップモデル３０Ａを作成するこ
とができる。次に、Ｓ６において、図３（ｂ）に示すよ
うに、修正対象エリア３２を有限要素法の多数の要素に
分割する為のノードパッチデータを入力する。この場
合、多数のノードＮijの３次元座標Ｎij（ｘ，ｙ，ｚ）
のデータと、各パッチＥijを規定する複数のノードのデ
ータを入力設定する。
【００２７】次に、Ｓ７において、修正対象エリア３２
に対して有限要素法による構造解析を行う。この場合、
成形品の曲面形状と同じ曲面形状を有する仮想金型を用
いて成形加工する成形シミュレーションを作成装置１０
により実行する。この有限要素法による構造解析によ
り、各パッチＥijにおける応力Ｅij（σx,σy,σz ）と
歪みＥij（εx , εy,εz ）が算出される。
に対して有限要素法による構造解析を行う。この場合、
成形品の曲面形状と同じ曲面形状を有する仮想金型を用
いて成形加工する成形シミュレーションを作成装置１０
により実行する。この有限要素法による構造解析によ
り、各パッチＥijにおける応力Ｅij（σx,σy,σz ）と
歪みＥij（εx , εy,εz ）が算出される。
【００２８】次に、Ｓ８において、修正対象エリア３２
の板厚減少データを作成する。この場合、各パッチＥij
を囲む複数のノードＮijの座標データＮij（ｘ，ｙ，
ｚ）から各パッチＥijの面と直交する方向Ｅij( α，
β，γ）が所定の演算式にて演算され、その面と直交す
る方向の歪みＥij（εn ）が、前記の方向Ｅij( α，
β，γ）と前記の歪みＥij（εx,εy,εz ）の値から所
定の演算式にて演算され、その面と直交する方向の板厚
減少量ΔｔがΔｔ＝εn ×ｔ（但し、ｔは板厚）として
求める。こうして、成形品の板厚減少量Δｔをメッシュ
データと対応付けて算出する。但し、有限要素法の構造
解析プログラムが、前記の歪みＥij（εn ）を演算する
ルーチンを含む場合には、Ｓ７とＳ８とが１つのステッ
プにおいて実行される。
の板厚減少データを作成する。この場合、各パッチＥij
を囲む複数のノードＮijの座標データＮij（ｘ，ｙ，
ｚ）から各パッチＥijの面と直交する方向Ｅij( α，
β，γ）が所定の演算式にて演算され、その面と直交す
る方向の歪みＥij（εn ）が、前記の方向Ｅij( α，
β，γ）と前記の歪みＥij（εx,εy,εz ）の値から所
定の演算式にて演算され、その面と直交する方向の板厚
減少量ΔｔがΔｔ＝εn ×ｔ（但し、ｔは板厚）として
求める。こうして、成形品の板厚減少量Δｔをメッシュ
データと対応付けて算出する。但し、有限要素法の構造
解析プログラムが、前記の歪みＥij（εn ）を演算する
ルーチンを含む場合には、Ｓ７とＳ８とが１つのステッ
プにおいて実行される。
【００２９】次に、Ｓ９において、例えば図６に示すよ
うな板厚減少Ｚマップモデル３３を作成する。これは、
修正対象エリア３２の各パッチＥijにおける板厚減少量
Δｔを表したデータである。次に、Ｓ１０において、図
７に示すように、板厚減少Ｚマップモデル３３をスムー
ジング処理する。このスムージング処理は、一般的な平
滑化演算処理や最小二乗法処理により容易に行うことが
できる。
うな板厚減少Ｚマップモデル３３を作成する。これは、
修正対象エリア３２の各パッチＥijにおける板厚減少量
Δｔを表したデータである。次に、Ｓ１０において、図
７に示すように、板厚減少Ｚマップモデル３３をスムー
ジング処理する。このスムージング処理は、一般的な平
滑化演算処理や最小二乗法処理により容易に行うことが
できる。
【００３０】次に、Ｓ１１において、図８〜図１１に示
すように、前記Ｓ３において予め求めて記憶しておいた
基準ＮＣ加工用データを、スムージング処理した板厚減
少Ｚマップモデル３３Ａを加味して修正する。ここで、
このＳ１１における演算処理について詳しく説明する。
図８には、修正対象エリア３２の金型曲面形状Ｚマップ
モデル３０Ａと、ＮＣ加工用データによる工具パス曲線
３０Ｂと、スムージング処理した板厚減少Ｚマップモデ
ル３３Ａとが示されている。
すように、前記Ｓ３において予め求めて記憶しておいた
基準ＮＣ加工用データを、スムージング処理した板厚減
少Ｚマップモデル３３Ａを加味して修正する。ここで、
このＳ１１における演算処理について詳しく説明する。
図８には、修正対象エリア３２の金型曲面形状Ｚマップ
モデル３０Ａと、ＮＣ加工用データによる工具パス曲線
３０Ｂと、スムージング処理した板厚減少Ｚマップモデ
ル３３Ａとが示されている。
【００３１】修正対象エリア３２の金型曲面形状Ｚマッ
プモデル３０Ａと、スムージング処理した板厚減少Ｚマ
ップモデル３３Ａとから、板厚減少Ｚマップモデル３３
Ａを、金型曲面形状Ｚマップモデル３０Ａの各位置にお
ける面直交方向の削り残し量として用い、図９に示すよ
うに、板厚減少を加味した金型曲面形状Ｚマップモデル
３４を作成する。板厚減少は鋼板の面に直交する方向向
きに発生することから、板厚減少Ｚマップモデル３３Ａ
の板厚減少量は金型の表面に直交する方向に付加するよ
うに設定する。次に、図１０に示すように、この板厚減
少量を加味した金型の曲面形状に対応するように、図８
に示す基準ＮＣ加工用データによる工具パス曲線３０Ｂ
の曲線群を、成形型曲面形状の各位置に対応する板厚減
少Ｚマップモデル３３Ａの値と同じだけ削り残るよう修
正して、図１０、図１１に示す修正後の工具パス曲線３
０Ｃの曲線群を表すＮＣ加工用データを作成する。
プモデル３０Ａと、スムージング処理した板厚減少Ｚマ
ップモデル３３Ａとから、板厚減少Ｚマップモデル３３
Ａを、金型曲面形状Ｚマップモデル３０Ａの各位置にお
ける面直交方向の削り残し量として用い、図９に示すよ
うに、板厚減少を加味した金型曲面形状Ｚマップモデル
３４を作成する。板厚減少は鋼板の面に直交する方向向
きに発生することから、板厚減少Ｚマップモデル３３Ａ
の板厚減少量は金型の表面に直交する方向に付加するよ
うに設定する。次に、図１０に示すように、この板厚減
少量を加味した金型の曲面形状に対応するように、図８
に示す基準ＮＣ加工用データによる工具パス曲線３０Ｂ
の曲線群を、成形型曲面形状の各位置に対応する板厚減
少Ｚマップモデル３３Ａの値と同じだけ削り残るよう修
正して、図１０、図１１に示す修正後の工具パス曲線３
０Ｃの曲線群を表すＮＣ加工用データを作成する。
【００３２】次に、上記の図９〜図１０に対応するデー
タ処理について図１２〜図１８を参照して補足説明す
る。図８に示す板厚減少Ｚマップモデル３３Ａの板厚減
少量Δｔを金型の表面に直交する方向に付加するとは、
図１２に示すように、修正対象エリア３２の金型曲面形
状Ｚマップモデル３０Ａで規定された金型表面上の構成
点群を各点における板厚減少量Δｔだけ金型の表面と直
交する方向へ且つ金型表面を膨らます方へ移動させるこ
とである。
タ処理について図１２〜図１８を参照して補足説明す
る。図８に示す板厚減少Ｚマップモデル３３Ａの板厚減
少量Δｔを金型の表面に直交する方向に付加するとは、
図１２に示すように、修正対象エリア３２の金型曲面形
状Ｚマップモデル３０Ａで規定された金型表面上の構成
点群を各点における板厚減少量Δｔだけ金型の表面と直
交する方向へ且つ金型表面を膨らます方へ移動させるこ
とである。
【００３３】この場合、図１３に示す板厚減少Ｚマップ
モデル３３Ａを、図１４に示すように、板厚減少領域３
５（板厚減少量を見込もうとする領域に相当する）を変
えることなく、金型表面に直交するように配置する。次
に、図１５に示すように、基準ＮＣ加工用データで規定
された工具パス曲線３０Ｂの構成点Ｐ0 ，Ｐ１，Ｐ２，
・・・の位置を修正する際には、その板厚減少領域３５
において、基準ＮＣ加工用データに基づく工具パス曲線
３０Ｂ上に中心を有する切削工具と同径の仮想球３を想
定し、その仮想球３が板厚減少を加味した金型曲面形状
Ｚマップモデル３４と干渉しない位置まで基準ＮＣ加工
用データをＺ方向へ移動させることで基準ＮＣ加工用デ
ータを修正した「板厚減少を加味したＮＣ加工用デー
タ」を作成する。
モデル３３Ａを、図１４に示すように、板厚減少領域３
５（板厚減少量を見込もうとする領域に相当する）を変
えることなく、金型表面に直交するように配置する。次
に、図１５に示すように、基準ＮＣ加工用データで規定
された工具パス曲線３０Ｂの構成点Ｐ0 ，Ｐ１，Ｐ２，
・・・の位置を修正する際には、その板厚減少領域３５
において、基準ＮＣ加工用データに基づく工具パス曲線
３０Ｂ上に中心を有する切削工具と同径の仮想球３を想
定し、その仮想球３が板厚減少を加味した金型曲面形状
Ｚマップモデル３４と干渉しない位置まで基準ＮＣ加工
用データをＺ方向へ移動させることで基準ＮＣ加工用デ
ータを修正した「板厚減少を加味したＮＣ加工用デー
タ」を作成する。
【００３４】この基準ＮＣ加工用データの修正処理につ
いて図１５〜図１８に基づいて説明する。まず、基本的
には、板厚減少量を見込もうとする領域において、金型
曲面形状Ｚマップモデル３４で表現される全ての位置
に、各位置を中心としてその位置に対応する板厚減少量
と切削工具の工具半径とを足した値を半径とする仮想球
を想定し、その仮想球の集合体に対して基準ＮＣ加工用
データで指示される切削工具の工具中心が干渉しない位
置まで基準ＮＣ加工用データをＺ方向へ移動させること
で、基準ＮＣ加工用データを修正する。具体的には、図
１５に示すように、基準ＮＣ加工用データで規定された
工具パス曲線３０Ｂの構成点のうち、板厚減少領域３５
内の構成点を構成点Ｐ0 ，Ｐ１，Ｐ２，・・・をとし、
切削工具と同径の仮想球３の半径をＲとし、板厚減少量
の最大値をmax αとしたとき、最初の構成点Ｐ0 から順
々に、構成点Ｐ0 を中心とし半径が（Ｒ＋max α）の仮
想球４を想定し、この仮想球４と干渉する金型表面の干
渉領域５を算出する。
いて図１５〜図１８に基づいて説明する。まず、基本的
には、板厚減少量を見込もうとする領域において、金型
曲面形状Ｚマップモデル３４で表現される全ての位置
に、各位置を中心としてその位置に対応する板厚減少量
と切削工具の工具半径とを足した値を半径とする仮想球
を想定し、その仮想球の集合体に対して基準ＮＣ加工用
データで指示される切削工具の工具中心が干渉しない位
置まで基準ＮＣ加工用データをＺ方向へ移動させること
で、基準ＮＣ加工用データを修正する。具体的には、図
１５に示すように、基準ＮＣ加工用データで規定された
工具パス曲線３０Ｂの構成点のうち、板厚減少領域３５
内の構成点を構成点Ｐ0 ，Ｐ１，Ｐ２，・・・をとし、
切削工具と同径の仮想球３の半径をＲとし、板厚減少量
の最大値をmax αとしたとき、最初の構成点Ｐ0 から順
々に、構成点Ｐ0 を中心とし半径が（Ｒ＋max α）の仮
想球４を想定し、この仮想球４と干渉する金型表面の干
渉領域５を算出する。
【００３５】次に、図１５、図１６に示すように、前記
干渉領域５の各点Ｑ1 ，Ｑ２，・・を中心とし、半径が
（Ｒ＋Δt1 ），（Ｒ＋Δt2 ），・・の仮想球Ｃ１，
Ｃ２，・・・を求める。但し、Δt1，Δt2，・・は各点
Ｑ1 ，Ｑ２，・・における板厚減少量である。次に図１
７に示すように、それら複数の仮想球Ｃ１，Ｃ２，・・
・の軌跡を包絡するＺプラス側包絡線３６を求め、構成
点Ｐ0 をＺプラス側包絡線３５までＺ軸プラス方向へ移
動させて構成点Ｐ0 ’とする。
干渉領域５の各点Ｑ1 ，Ｑ２，・・を中心とし、半径が
（Ｒ＋Δt1 ），（Ｒ＋Δt2 ），・・の仮想球Ｃ１，
Ｃ２，・・・を求める。但し、Δt1，Δt2，・・は各点
Ｑ1 ，Ｑ２，・・における板厚減少量である。次に図１
７に示すように、それら複数の仮想球Ｃ１，Ｃ２，・・
・の軌跡を包絡するＺプラス側包絡線３６を求め、構成
点Ｐ0 をＺプラス側包絡線３５までＺ軸プラス方向へ移
動させて構成点Ｐ0 ’とする。
【００３６】その他の構成点Ｐ１，Ｐ２，・・・につい
ても、上記のようなデータ処理を行って、多数の構成点
Ｐ0 ，Ｐ１，Ｐ２，・・・の位置を修正して構成点Ｐ0
’，Ｐ１’，Ｐ２’，・・・とするように、基準ＮＣ
加工用データを修正する（図１８参照）。板厚減少を加
味して修正後のＮＣ加工用データによる工具パス曲面線
３０Ｃは、板厚減少領域３５以外では工具パス曲面線３
０Ｂと同じ曲面線となり、板厚減少領域３５内では前記
のように修正した構成点Ｐ0 ’，Ｐ１’，Ｐ２’，・・
・を結ぶ曲線となる。但し、上記のデータ処理を全部の
工具パス曲面線３０Ｃについて行うことは勿論である。
ても、上記のようなデータ処理を行って、多数の構成点
Ｐ0 ，Ｐ１，Ｐ２，・・・の位置を修正して構成点Ｐ0
’，Ｐ１’，Ｐ２’，・・・とするように、基準ＮＣ
加工用データを修正する（図１８参照）。板厚減少を加
味して修正後のＮＣ加工用データによる工具パス曲面線
３０Ｃは、板厚減少領域３５以外では工具パス曲面線３
０Ｂと同じ曲面線となり、板厚減少領域３５内では前記
のように修正した構成点Ｐ0 ’，Ｐ１’，Ｐ２’，・・
・を結ぶ曲線となる。但し、上記のデータ処理を全部の
工具パス曲面線３０Ｃについて行うことは勿論である。
【００３７】以上説明した金型ＮＣ加工用データの作成
方法によれば、スムージング処理した板厚減少Ｚマップ
モデルを、金型曲面形状Ｚマップモデルの各位置におけ
る面直交方向の削り残り量として用い、金型曲面形状Ｚ
マップモデルの各位置に対応する板厚減少Ｚマップモデ
ルの値と同じだけ削り残るように、予め作成した基準Ｎ
Ｃ加工用データを修正するため、板厚減少Ｚマップモデ
ルに相当する厚さだけ削り残して外側へ膨らんだ金型を
製作することが可能となり、その金型を用いて成形する
ことで成形品の品質を高め、表面の仕上がり精度の高い
成形品を製作することが可能となる。また、板厚減少Ｚ
マップモデルをスムージング処理してから金型曲面形状
Ｚマップモデルの修正に用いるので、滑らかな金型表面
を形状可能な金型ＮＣ加工用データを作成することがで
きる。
方法によれば、スムージング処理した板厚減少Ｚマップ
モデルを、金型曲面形状Ｚマップモデルの各位置におけ
る面直交方向の削り残り量として用い、金型曲面形状Ｚ
マップモデルの各位置に対応する板厚減少Ｚマップモデ
ルの値と同じだけ削り残るように、予め作成した基準Ｎ
Ｃ加工用データを修正するため、板厚減少Ｚマップモデ
ルに相当する厚さだけ削り残して外側へ膨らんだ金型を
製作することが可能となり、その金型を用いて成形する
ことで成形品の品質を高め、表面の仕上がり精度の高い
成形品を製作することが可能となる。また、板厚減少Ｚ
マップモデルをスムージング処理してから金型曲面形状
Ｚマップモデルの修正に用いるので、滑らかな金型表面
を形状可能な金型ＮＣ加工用データを作成することがで
きる。
【００３８】特に、板厚減少に対する修正を施す必要の
ない領域（区域、ゾーン）については、予め作成した基
準ＮＣ加工用データをそのまま適用することかでき、板
厚減少に対する修正を施す必要のある領域についての
み、基準ＮＣ加工用データを修正することが可能である
から、データ処理負荷を低減でき、汎用性に優れ、無駄
なデータ処理を最小限に抑制することができる。
ない領域（区域、ゾーン）については、予め作成した基
準ＮＣ加工用データをそのまま適用することかでき、板
厚減少に対する修正を施す必要のある領域についての
み、基準ＮＣ加工用データを修正することが可能である
から、データ処理負荷を低減でき、汎用性に優れ、無駄
なデータ処理を最小限に抑制することができる。
【００３９】次に、本願の成形型のＮＣ加工用データの
作成装置１０は、図１９の制御プログラムを実現する種
々の手段であって図２の制御ユニット１１に含まれる種
々の手段を備えており、その種々の手段は、図２０に示
すように、また図１９に基づく前述の説明からも明らか
なように、少なくとも、板厚減少量算出手段４１と、金
型ＮＣ加工用データ作成手段４２と、板厚減少Ｚマップ
モデル作成手段４３と、スムージング処理手段４４と、
ＮＣ加工用データ修正手段４５などを有する。
作成装置１０は、図１９の制御プログラムを実現する種
々の手段であって図２の制御ユニット１１に含まれる種
々の手段を備えており、その種々の手段は、図２０に示
すように、また図１９に基づく前述の説明からも明らか
なように、少なくとも、板厚減少量算出手段４１と、金
型ＮＣ加工用データ作成手段４２と、板厚減少Ｚマップ
モデル作成手段４３と、スムージング処理手段４４と、
ＮＣ加工用データ修正手段４５などを有する。
【００４０】前記板厚減少量算出手段４１は、成形品の
曲面形状に対応する金型の曲面形状の情報（前記のホス
トコンピュータ１に格納された自動車の構造データ４
０）から前記の金型曲面形状Ｚマップモデル３０を作成
すると共に、その金型で成形した場合の成形品の板厚減
少量を有限要素法によりメッシュデータと対応付けて算
出する。前記金型ＮＣ加工用データ作成手段４２は、板
厚減少量算出手段４１により作成された金型曲面形状Ｚ
マップモデル３０から金型を切削加工機械で加工するＮ
Ｃ加工用データを作成する。
曲面形状に対応する金型の曲面形状の情報（前記のホス
トコンピュータ１に格納された自動車の構造データ４
０）から前記の金型曲面形状Ｚマップモデル３０を作成
すると共に、その金型で成形した場合の成形品の板厚減
少量を有限要素法によりメッシュデータと対応付けて算
出する。前記金型ＮＣ加工用データ作成手段４２は、板
厚減少量算出手段４１により作成された金型曲面形状Ｚ
マップモデル３０から金型を切削加工機械で加工するＮ
Ｃ加工用データを作成する。
【００４１】前記板厚減少Ｚマップモデル作成手段４３
は、前記板厚減少量算出手段４１により有限要素法を介
して求めた板厚減少量のデータに基づいて前記の板厚減
少Ｚマップモデル３３を算出する。前記スムージング処
理手段４４は、板厚減少Ｚマップモデル作成手段４３に
より作成された板厚減少Ｚマップモデル３３を平滑にす
るスムージング処理を施す。前記ＮＣ加工用データ修正
手段４５は、スムージング処理手段４４によりスムージ
ング処理した前記の板厚減少Ｚマップモデル３３Ａを、
金型曲面形状Ｚマップモデル３０の各位置における面直
交方向の削り残り量として用い、前記成形品を成形する
金型を切削加工する為に前記金型ＮＣ加工用データ作成
手段４２により予め作成した基準ＮＣ加工用データを板
厚減少Ｚマップモデル３３Ａに基づいて演算し修正す
る。このとき、板厚減少Ｚマップモデル３３Ａで板厚減
少量を見込もうとする領域において、金型曲面形状Ｚマ
ップモデル３０で表現される全ての位置に、各位置を中
心としてその位置に対応する板厚減少量と切削工具の工
具半径とを足した値を半径とする仮想球を想定し、その
仮想球の集合体に対して基準ＮＣ加工用データで指示さ
れる切削工具の工具中心が干渉しない位置まで基準ＮＣ
加工用データをＺ方向へ移動させることで基準ＮＣ加工
用データを修正する。
は、前記板厚減少量算出手段４１により有限要素法を介
して求めた板厚減少量のデータに基づいて前記の板厚減
少Ｚマップモデル３３を算出する。前記スムージング処
理手段４４は、板厚減少Ｚマップモデル作成手段４３に
より作成された板厚減少Ｚマップモデル３３を平滑にす
るスムージング処理を施す。前記ＮＣ加工用データ修正
手段４５は、スムージング処理手段４４によりスムージ
ング処理した前記の板厚減少Ｚマップモデル３３Ａを、
金型曲面形状Ｚマップモデル３０の各位置における面直
交方向の削り残り量として用い、前記成形品を成形する
金型を切削加工する為に前記金型ＮＣ加工用データ作成
手段４２により予め作成した基準ＮＣ加工用データを板
厚減少Ｚマップモデル３３Ａに基づいて演算し修正す
る。このとき、板厚減少Ｚマップモデル３３Ａで板厚減
少量を見込もうとする領域において、金型曲面形状Ｚマ
ップモデル３０で表現される全ての位置に、各位置を中
心としてその位置に対応する板厚減少量と切削工具の工
具半径とを足した値を半径とする仮想球を想定し、その
仮想球の集合体に対して基準ＮＣ加工用データで指示さ
れる切削工具の工具中心が干渉しない位置まで基準ＮＣ
加工用データをＺ方向へ移動させることで基準ＮＣ加工
用データを修正する。
【００４２】本願は、成形型のＮＣ加工用データの作成
プログラムを含むものであり、この作成プログラムは、
少なくとも、成形品の曲面形状に対応する金型の曲面形
状の情報から前記の金型曲面形状Ｚマップモデル３０を
算出すると共に、その金型で成形した場合の成形品の板
厚減少量を有限要素法によりメッシュデータと対応付け
て算出する板厚減少量算出ルーチン（図１９のＳ１〜Ｓ
８）と、前記有限要素法を介して求めた板厚減少量のデ
ータに基づいて前記の板厚減少Ｚマップモデル３３を算
出する板厚減少Ｚマップモデル作成ルーチン（図１９の
Ｓ９）と、前記板厚減少Ｚマップモデル３３を平滑にす
るスムージング処理を施すスムージング処理ルーチン
（図１９のＳ１０）と、前記スムージング処理した板厚
減少Ｚマップモデル３３Ａを、金型曲面形状Ｚマップモ
デル３０の各位置における面直交方向の削り残り量とし
て用い、成形品を成形する金型を切削加工する為に予め
作成した基準ＮＣ加工用データを、金型曲面形状の各位
置に対応する板厚減少Ｚマップモデル３３Ａの値と同じ
だけ削り残るよう演算し修正するＮＣ加工用データ修正
ルーチン（図１９のＳ１１）とを有するものである。
プログラムを含むものであり、この作成プログラムは、
少なくとも、成形品の曲面形状に対応する金型の曲面形
状の情報から前記の金型曲面形状Ｚマップモデル３０を
算出すると共に、その金型で成形した場合の成形品の板
厚減少量を有限要素法によりメッシュデータと対応付け
て算出する板厚減少量算出ルーチン（図１９のＳ１〜Ｓ
８）と、前記有限要素法を介して求めた板厚減少量のデ
ータに基づいて前記の板厚減少Ｚマップモデル３３を算
出する板厚減少Ｚマップモデル作成ルーチン（図１９の
Ｓ９）と、前記板厚減少Ｚマップモデル３３を平滑にす
るスムージング処理を施すスムージング処理ルーチン
（図１９のＳ１０）と、前記スムージング処理した板厚
減少Ｚマップモデル３３Ａを、金型曲面形状Ｚマップモ
デル３０の各位置における面直交方向の削り残り量とし
て用い、成形品を成形する金型を切削加工する為に予め
作成した基準ＮＣ加工用データを、金型曲面形状の各位
置に対応する板厚減少Ｚマップモデル３３Ａの値と同じ
だけ削り残るよう演算し修正するＮＣ加工用データ修正
ルーチン（図１９のＳ１１）とを有するものである。
【００４３】本願は、成形型のＮＣ加工用データ作成プ
ログラムをコンピュータで読み取り可能に記録したＦＤ
２（記録媒体に相当する）を含むものであり、この成形
型のＮＣ加工用データ作成プログラム自体は、前記段落
〔００４２〕に記載した複数のルーチンを含むものであ
る。この成形型のＮＣ加工用データ作成プログラムは、
ハードディスク装置２１からＦＤ２に複写されてコンピ
ュータで読み取り可能に記録されている。このＦＤ２
が、請求項７の記録媒体に相当する。
ログラムをコンピュータで読み取り可能に記録したＦＤ
２（記録媒体に相当する）を含むものであり、この成形
型のＮＣ加工用データ作成プログラム自体は、前記段落
〔００４２〕に記載した複数のルーチンを含むものであ
る。この成形型のＮＣ加工用データ作成プログラムは、
ハードディスク装置２１からＦＤ２に複写されてコンピ
ュータで読み取り可能に記録されている。このＦＤ２
が、請求項７の記録媒体に相当する。
【００４４】但し、本願の成形型のＮＣ加工用データ作
成プログラムをコンピュータで読み取り可能に記録した
記録媒体としては、前記のＦＤ２（フレキシブルディス
ク）に限らず、それ以外の種々の記録媒体（ＭＯ、ＣＤ
−ＲＯＭ、メモリカードなど）を適用可能であるが、そ
の記録媒体には、前記の成形型のＮＣ加工用データ作成
プログラムをコンピュータで読み取り可能に記録されて
いるものとする。
成プログラムをコンピュータで読み取り可能に記録した
記録媒体としては、前記のＦＤ２（フレキシブルディス
ク）に限らず、それ以外の種々の記録媒体（ＭＯ、ＣＤ
−ＲＯＭ、メモリカードなど）を適用可能であるが、そ
の記録媒体には、前記の成形型のＮＣ加工用データ作成
プログラムをコンピュータで読み取り可能に記録されて
いるものとする。
【００４５】尚、本願発明は、自動車のドアのアウタパ
ネルを成形する成形型の作成以外に、ボンネット、ムー
フ、トランクリッンド、フロントやリヤのフェンダー類
などの種々のパネル材の成形型の作成にも適用可能であ
り、自動車以外の製品や装置における、薄金属板のパネ
ル材の成形型の作成の為のＮＣ加工用データの作成にも
適用可能である。また、前記実施の形態は一例に過ぎ
ず、実施実施形態の各部に種々の変更を付加した形態で
実施可能であることは勿論である。
ネルを成形する成形型の作成以外に、ボンネット、ムー
フ、トランクリッンド、フロントやリヤのフェンダー類
などの種々のパネル材の成形型の作成にも適用可能であ
り、自動車以外の製品や装置における、薄金属板のパネ
ル材の成形型の作成の為のＮＣ加工用データの作成にも
適用可能である。また、前記実施の形態は一例に過ぎ
ず、実施実施形態の各部に種々の変更を付加した形態で
実施可能であることは勿論である。
【００４６】
【発明の効果】 請求項１の発明（作成方法）によれ
ば、成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共に
その成形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を有限
要素法によりメッシュデータと対応付けて算出し、この
有限要素法で求めた板厚減少量のデータに基づいて板厚
減少Ｚマップモデルを算出し、この板厚減少Ｚマップモ
デルをスムージング処理し、このスムージング処理した
板厚減少Ｚマップモデルを、成形型曲面形状Ｚマップモ
デルの各位置における面直交方向の削り残り量として用
い、成形型を切削加工する為に予め作成した基準ＮＣ加
工用データを、成形型曲面形状の各位置に対応する板厚
減少Ｚマップモデルの値と同じだけ削り残るよう演算し
修正するため、成形による板厚減少による隙間が生じな
いように板厚減少分を削り残して外側へ膨らませた成形
型を切削する為のＮＣ加工用データを作成することがで
きる。
ば、成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共に
その成形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を有限
要素法によりメッシュデータと対応付けて算出し、この
有限要素法で求めた板厚減少量のデータに基づいて板厚
減少Ｚマップモデルを算出し、この板厚減少Ｚマップモ
デルをスムージング処理し、このスムージング処理した
板厚減少Ｚマップモデルを、成形型曲面形状Ｚマップモ
デルの各位置における面直交方向の削り残り量として用
い、成形型を切削加工する為に予め作成した基準ＮＣ加
工用データを、成形型曲面形状の各位置に対応する板厚
減少Ｚマップモデルの値と同じだけ削り残るよう演算し
修正するため、成形による板厚減少による隙間が生じな
いように板厚減少分を削り残して外側へ膨らませた成形
型を切削する為のＮＣ加工用データを作成することがで
きる。
【００４７】こうして、板厚減少の修正を施したＮＣ加
工用データを用いて製作した成形型により成形する場合
には、板厚減少分に起因する隙間が成形型とワークとの
間に発生しないため、成形性が向上し、成形品の品質も
向上する。特に、本発明では、板厚減少に対する修正を
施す必要のない領域（区域、ゾーン）については、予め
作成した基準ＮＣ加工用データをそのまま適用すること
かできるから、板厚減少に対する修正を施す必要のある
領域についてのみ、基準ＮＣ加工用データを修正するこ
とが可能であるから、汎用性に優れ、無駄なデータ処理
負荷を最小限に抑制することができる。
工用データを用いて製作した成形型により成形する場合
には、板厚減少分に起因する隙間が成形型とワークとの
間に発生しないため、成形性が向上し、成形品の品質も
向上する。特に、本発明では、板厚減少に対する修正を
施す必要のない領域（区域、ゾーン）については、予め
作成した基準ＮＣ加工用データをそのまま適用すること
かできるから、板厚減少に対する修正を施す必要のある
領域についてのみ、基準ＮＣ加工用データを修正するこ
とが可能であるから、汎用性に優れ、無駄なデータ処理
負荷を最小限に抑制することができる。
【００４８】請求項２の発明（作成方法）によれば、基
準ＮＣ加工用データを修正する際、板厚減少Ｚマップモ
デルで板厚減少を見込もうとする領域において、成形型
曲面形状Ｚマップモデルで表現される全ての位置に、各
位置を中心としてその位置に対応する板厚減少量と切削
工具の工具半径とを足した値を半径とする仮想球を想定
し、その仮想球の集合体に対して基準ＮＣ加工用データ
で指示される切削工具の工具中心が干渉しない位置まで
基準ＮＣ加工用データをＺ方向へ移動させることで基準
ＮＣ加工用データを修正するため、成形型切削の際に板
厚減少Ｚマップモデルに基づいて板厚減少分を削り残す
ことができ、板厚減少分を加味した成形型を切削可能と
なる。
準ＮＣ加工用データを修正する際、板厚減少Ｚマップモ
デルで板厚減少を見込もうとする領域において、成形型
曲面形状Ｚマップモデルで表現される全ての位置に、各
位置を中心としてその位置に対応する板厚減少量と切削
工具の工具半径とを足した値を半径とする仮想球を想定
し、その仮想球の集合体に対して基準ＮＣ加工用データ
で指示される切削工具の工具中心が干渉しない位置まで
基準ＮＣ加工用データをＺ方向へ移動させることで基準
ＮＣ加工用データを修正するため、成形型切削の際に板
厚減少Ｚマップモデルに基づいて板厚減少分を削り残す
ことができ、板厚減少分を加味した成形型を切削可能と
なる。
【００４９】請求項３の発明（作成方法）によれば、成
形品に対応する成形型を用いて成形する成形シミュレー
ションで得た成形品の板厚減少量を有限要素法によりメ
ッシュデータと対応付けて算出するため、ワークのパッ
チ（要素）毎の板厚減少量を算出することができる。
形品に対応する成形型を用いて成形する成形シミュレー
ションで得た成形品の板厚減少量を有限要素法によりメ
ッシュデータと対応付けて算出するため、ワークのパッ
チ（要素）毎の板厚減少量を算出することができる。
【００５０】請求項４の発明（作成方法）によれば、前
記成形型は金属板をプレス成形する金型であるから、金
属板をプレス成形する際の板厚減少を加味して金型を製
作することが可能となる。請求項５の発明（作成装置）
によれば、請求項１の発明とほぼ同様の効果が得られ
る。請求項６の発明（作成プログラム）によれば、請求
項１の発明とほぼ同様の効果が得られる。請求項７の発
明（記録媒体）によれば、請求項１の発明とほぼ同様の
効果が得られる。
記成形型は金属板をプレス成形する金型であるから、金
属板をプレス成形する際の板厚減少を加味して金型を製
作することが可能となる。請求項５の発明（作成装置）
によれば、請求項１の発明とほぼ同様の効果が得られ
る。請求項６の発明（作成プログラム）によれば、請求
項１の発明とほぼ同様の効果が得られる。請求項７の発
明（記録媒体）によれば、請求項１の発明とほぼ同様の
効果が得られる。
【図１】本願の実施形態に係る成形型ＮＣ加工用データ
作成装置のブロック図である。
作成装置のブロック図である。
【図２】成形用金型の曲面形状Ｚマップモデルの説明図
である。
である。
【図３】（ａ）は修正対象エリアの平面図、（ｂ）は修
正対象エリアの有限要素のメョシュ割りを示す説明図で
ある。
正対象エリアの有限要素のメョシュ割りを示す説明図で
ある。
【図４】金型曲面形状Ｚマップモデルの説明図である。
【図５】修正対象エリアの金型曲面形状Ｚマップモデル
の説明図である。
の説明図である。
【図６】板厚減少Ｚマップモデルの説明図である。
【図７】スムージング処理後の板厚減少Ｚマップモデル
の説明図である。
の説明図である。
【図８】修正対象エリアの金型曲面形状Ｚマップモデル
と工具パス曲線とスムージング処理後の板厚減少Ｚマッ
プモデルの説明図である。
と工具パス曲線とスムージング処理後の板厚減少Ｚマッ
プモデルの説明図である。
【図９】板厚減少Ｚマップモデルを加味した修正対象エ
リアの金型曲面形状Ｚマップモデルの説明図である。
リアの金型曲面形状Ｚマップモデルの説明図である。
【図１０】図９相当図と修正工具パス曲線とを示す説明
図である。
図である。
【図１１】修正した金型ＮＣ加工用データに相当する修
正工具パス曲線を示す図である。
正工具パス曲線を示す図である。
【図１２】金型表面の構成点を板厚減少分だけ面直交方
向へ移動させる状態を説明する説明図である。
向へ移動させる状態を説明する説明図である。
【図１３】金型部分と板厚減少Ｚマップモデルを説明す
る図である。
る図である。
【図１４】金型部分に板厚減少Ｚマップモデルを面直交
方向に付加する状態を説明する図である。
方向に付加する状態を説明する図である。
【図１５】板厚減少を加味した金型部分と工具パス曲線
と仮想球と干渉領域を説明する図である。
と仮想球と干渉領域を説明する図である。
【図１６】干渉領域の複数の点を中心として描いた仮想
球の説明図である。
球の説明図である。
【図１７】図１６のａ部の拡大図である。
【図１８】板厚減少を加味した金型部分と修正した工具
パス曲線を示す図である。
パス曲線を示す図である。
【図１９】成形型ＮＣ加工用データ作成方法を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図２０】成形型ＮＣ加工用データ作成装置の諸手段を
説明するブロック図である。
説明するブロック図である。
２ ＦＤ
３ 仮想球
１０ 成形型ＮＣ加工用データ作成装置
１１ 制御ユニット
２１ ハードディスク装置
２２ ＦＤＤ
３０ 金型曲面形状Ｚマップモデル
３０Ａ 修正対象エリアの金型曲面形状Ｚマップ
モデル ３３ 板厚減少Ｚマップモデル ３３Ａ スムージング処理後の板厚減少Ｚマップ
モデル ３０Ｂ 基準ＮＣ加工用データに対応する工具パ
ス曲線 ３０Ｃ 板厚減少を加味して修正後のＮＣ加工用
データに対応する修正工具パス曲線
モデル ３３ 板厚減少Ｚマップモデル ３３Ａ スムージング処理後の板厚減少Ｚマップ
モデル ３０Ｂ 基準ＮＣ加工用データに対応する工具パ
ス曲線 ３０Ｃ 板厚減少を加味して修正後のＮＣ加工用
データに対応する修正工具パス曲線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中廣 幹夫
広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ
株式会社内
(72)発明者 中村 幸保
広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ
株式会社内
Ｆターム(参考） 4E050 JB02 JB10 JD03
5H269 AB19 EE05 FF07 QA05
Claims (7)
- 【請求項１】 成形品を成形する成形型の加工面を切削
加工機械の切削工具によって加工するＮＣ加工用データ
の作成方法において、 前記成形品の曲面形状に対応する成形型の曲面形状の情
報から成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共
に、その成形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を
有限要素法によりメッシュデータと対応付けて算出し、 この有限要素法で求めた板厚減少量のデータに基づいて
板厚減少Ｚマップモデルを算出し、 この板厚減少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング
処理を施し、 次に、前記スムージング処理した板厚減少Ｚマップモデ
ルを、成形型曲面形状Ｚマップモデルの各位置における
面直交方向の削り残り量として用い、前記成形品を成形
する成形型を切削加工する為に予め作成した基準ＮＣ加
工用データを、成形型曲面形状の各位置に対応する板厚
減少Ｚマップモデルの値と同じだけ削り残るよう演算し
修正する、 ことを特徴とする成形型のＮＣ加工用データの作成方
法。 - 【請求項２】 前記基準ＮＣ加工用データを修正する
際、板厚減少Ｚマップモデルで板厚減少量を見込もうと
する領域において、成形型曲面形状Ｚマップモデルで表
現される全ての位置に、各位置を中心としてその位置に
対応する板厚減少量と切削工具の工具半径とを足した値
を半径とする仮想球を想定し、その仮想球の集合体に対
して基準ＮＣ加工用データで指示される切削工具の工具
中心が干渉しない位置まで基準ＮＣ加工用データをＺ方
向へ移動させることで基準ＮＣ加工用データを修正する
ことを特徴とする請求項１に記載の成形型のＮＣ加工用
データの作成方法。 - 【請求項３】 前記成形品に対応する成形型を用いて成
形する成形シミュレーションを実行し成形品の板厚減少
量を有限要素法によりメッシュデータと対応付けて算出
することを特徴とする請求項１又は２に記載の成形型の
ＮＣ加工用データの作成方法。 - 【請求項４】 前記成形型は、金属板をプレス成形する
金型であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記
載の成形型のＮＣ加工用データの作成方法。 - 【請求項５】 成形品を成形する成形型の加工面を切削
加工機械の切削工具によって加工するＮＣ加工用データ
を作成する成形型のＮＣ加工用データ作成装置におい
て、 前記成形品の曲面形状に対応する成形型の曲面形状の情
報から成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共
に、その成形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を
有限要素法によりメッシュデータと対応付けて算出する
板厚減少量算出手段と、 前記有限要素法で求めた板厚減少量のデータに基づいて
板厚減少Ｚマップモデルを算出する板厚減少Ｚマップモ
デル作成手段と、 前記板厚減少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング
処理を施すスムージング処理手段と、 前記スムージング処理した板厚減少Ｚマップモデルを、
成形型曲面形状Ｚマップモデルの各位置における面直交
方向の削り残し量として用い、前記成形品を成形する成
形型を切削加工する為に予め作成した基準ＮＣ加工用デ
ータを、成形型曲面形状の各位置に対応する板厚減少Ｚ
マップモデルの値と同じだけ削り残るよう演算し修正す
るＮＣ加工用データ修正手段と、 を備えたことを特徴とする成形型のＮＣ加工用データ作
成装置。 - 【請求項６】 成形品を成形する成形型の加工面を切削
加工機械の切削工具によって加工するＮＣ加工用データ
をコンピュータに作成させる成形型のＮＣ加工用データ
作成プログラムにおいて、 前記成形品の曲面形状に対応する成形型の曲面形状の情
報から成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共
に、その成形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を
有限要素法によりメッシュデータと対応付けて算出する
板厚減少量算出ルーチンと、 前記有限要素法で求めた板厚減少量のデータに基づいて
板厚減少Ｚマップモデルを算出する板厚減少Ｚマップモ
デル作成ルーチンと、 前記板厚減少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング
処理を施すスムージング処理ルーチンと、 前記スムージング処理した板厚減少Ｚマップモデルを、
成形型曲面形状Ｚマップモデルの各位置における面直交
方向の削り残り量として用い、前記成形品を成形する成
形型を切削加工する為に予め作成した基準ＮＣ加工用デ
ータを、成形型曲面形状の各位置に対応する厚さ板厚Ｚ
マップモデルの値と同じだけ削り残るよう演算し修正す
るＮＣ加工用データ修正ルーチンと、 を備えたことを特徴とする成形型のＮＣ加工用データ作
成プログラム。 - 【請求項７】 成形品を成形する成形型の加工面を切削
加工機械の切削工具によって加工するＮＣ加工用データ
をコンピュータに作成させる成形型のＮＣ加工用データ
作成プログラムであって、 前記成形品の曲面形状に対応する成形型の曲面形状の情
報から成形型の曲面形状Ｚマップモデルを算出すると共
に、その成形型で成形した場合の成形品の板厚減少量を
有限要素法によりメッシュデータと対応付けて算出する
板厚減少量算出ルーチンと、 前記有限要素法で求めた板厚減少量のデータに基づいて
板厚減少Ｚマップモデルを算出する板厚減少Ｚマップモ
デル作成ルーチンと、 前記板厚減少Ｚマップモデルを平滑にするスムージング
処理を施すスムージング処理ルーチンと、 前記スムージング処理した板厚減少Ｚマップモデルを、
成形型曲面形状Ｚマップモデルの各位置における面直交
方向の削り残し量として用い、前記成形品を成形する成
形型を切削加工する為に予め作成した基準ＮＣ加工用デ
ータを、成形型曲面形状の各位置に対応する板厚減少Ｚ
マップモデルの値と同じだけ削り残るよう演算し修正す
るＮＣ加工用データ修正ルーチンと、 を備えた成形型のＮＣ加工用データ作成プログラムをコ
ンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体。
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