JP2006313565A - Method and device for making three dimensional product and program for making three dimensional product working model - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a three-dimensional product creation method and apparatus, and a three-dimensional product processing model creation program.
3次元製品の作成は、3次元CAD(Computer 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 Manufacturing)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NC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。 Creation of 3D products uses 3D CAD (Computer Aided Design) equipment to create 3D product processing models according to 3D product shapes using 3D CAD (Computer Aided Manufacturing) models. ) The data is transferred to an apparatus, and NC data is created from the 3D product machining model in this 3D CAM apparatus and transferred to the NC processing machine. This NC processing machine operates in accordance with NC data to cut a workpiece such as a plastic or metal block to cut out a three-dimensional product.
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。
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。
A model for processing a 3D product created by operating a 3D CAD device includes a frame according to the shape of the 3D product and a plurality of supports for supporting the 3D product model in this frame. .
Therefore, in the 3D CAD apparatus, a frame and a plurality of supports are created, and the 3D product model is created by merging the 3D product model with the frames and the plurality of supports.
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。
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。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。
However, when creating a 3D product processing model by operating a 3D CAD device, knowledge and know-how specific to processing are necessary to determine how to create the shape of the 3D product processing model. is necessary. For this reason, it is difficult for the original designer to determine what the shape of the 3D product processing model should be.
Since the operation of the 3D CAD apparatus becomes more difficult as the shape of the 3D product processing model becomes more complicated, it is necessary to be familiar with the operation of the 3D CAD apparatus. Also, in order to create a 3D product processing model in a short time, the creation of the 3D product processing model must be executed in a short time.
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。
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。
On the other hand, in a 3D product creation method that cuts a 3D product by cutting a workpiece such as a plastic or metal block, the workpiece is elastically deformed or plastically deformed by a processing force applied to the workpiece. Is required to be reduced.
However, in the above three-dimensional product creation method, it is possible to secure or improve the machining dimensional accuracy and the machining surface roughness by reducing the elastic deformation and plastic deformation of the workpiece, and the machining accuracy and the machining surface roughness. It is not considered to achieve both the processing quality such as high speed and the high processing speed.
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。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CAM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。 For this reason, considering the reduction of elastic deformation and plastic deformation of the workpiece, the machining method by combining the machining process and the tool trajectory that always keeps the thickness of the workpiece that supports the machining point to the maximum, and the three-dimensional product By combining the tool trajectory and the machining process, which always keeps the cross-sectional area of the work piece that supports the machining point of thin-walled structures such as ribs, and keeps the machining force moment acting on the base of the thin-walled structure to the minimum. The processing methods and the processing methods that make these processing methods compatible with high-speed processing are not formulated. Therefore, there is no CAM device for 3D product processing that can create CL data and NC data according to these methods, and the processing of 3D products requires skill and a long processing time.
そこで本発明は、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。
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。
Accordingly, the present invention provides a three-dimensional product creation method and apparatus capable of reducing the elastic deformation and plastic deformation of a workpiece and achieving both processing quality such as processing accuracy and processing surface roughness and a high processing speed. With the goal.
The present invention also provides a three-dimensional product machining model creation program that reduces elastic deformation and plastic deformation of a workpiece and achieves both machining quality such as machining accuracy and machining surface roughness and a high machining speed. For the purpose.
本発明は、一方側が凹側形状に形成されると共に、他方側が凸側形状に形成され、かつ3次元製品の形状に従った3次元製品モデルを有し、フレーム内に複数のサポートを介して3次元製品モデルを支持する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、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、各サポートを繋いでフレーム面にラインを作成し、このラインによって凹側形状の一方の加工方向側と凸側形状の他方の加工方向側とに分割する第1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2の工程と、NCデータのうち3次元製品加工用モデルの凸側形状となる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3の工程とを有する。 The present invention has a three-dimensional product model in which one side is formed into a concave shape and the other side is formed into a convex shape and conforms to the shape of the three-dimensional product, and a plurality of supports are provided in the frame. In the 3D product creation method that creates a 3D product by processing the workpiece and controlling the operation of the NC machine according to the NC data of the 3D product machining model that supports the 3D product model, each support is connected. A first step of creating a line on the frame surface and dividing the line into one processing direction side of the concave shape and the other processing direction side of the convex shape, and a 3D product processing model of NC data A second step of machining a workpiece in accordance with NC data on the one machining direction side that is the concave side shape of the NC, and an NC on the other machining direction side that is the convex side shape of the three-dimensional product machining model in the NC data data Therefore and a third step of processing a workpiece.
本発明は、一方側が凹側形状に形成されると共に、他方側が凸側形状に形成され、かつ3次元製品の形状に従った3次元製品モデルを有し、フレーム内に複数のサポートを介して3次元製品モデルを支持する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、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、各サポートを繋いでフレーム面にラインを作成し、このラインによって凹側形状の一方の加工方向側と凸側形状の他方の加工方向側とに分割する分割部と、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の加工方向側の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となる他方の加工方向側の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の加工制御手段とを具備する。 The present invention has a three-dimensional product model in which one side is formed into a concave shape and the other side is formed into a convex shape and conforms to the shape of the three-dimensional product, and a plurality of supports are provided in the frame. In a 3D product creation device that controls the operation of an NC machine according to NC data of a 3D product machining model that supports a 3D product model, and creates a 3D product by machining a workpiece with the NC machine. The support is connected to create a line on the frame surface, and this line divides the concave shape into one processing direction side and the other processing direction side of the convex shape, and 3D product processing of NC data The first machining control means for machining the workpiece by controlling the NC machine in accordance with the NC data on the one machining direction side that becomes the concave shape of the model for machining, and the three-dimensional product machining model of the NC data And an NC processing machine controls the operation in accordance with the NC data in the other working direction of the convex side shape and a second processing control means for processing a workpiece.
本発明は、一方側が凹側形状に形成されると共に、他方側が凸側形状に形成され、かつ3次元製品の形状に従った3次元製品モデルを有し、フレーム内に複数のサポートを介して3次元製品モデルを支持する3次元製品加工用モデルのNCデータに従ってNC加工機を動作制御させ、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、各サポートを繋いでフレーム面にラインを作成し、このラインによって凹側形状の一方の加工方向側と凸側形状の他方の加工方向側とに分割させるステップと、NCデータのうち3次元製品加工用モデルの凹側形状となる一方の加工方向側のNCデータに従っ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となる他方の加工方向側のNCデータに従って被加工物を加工させるステップとを有する。 The present invention has a three-dimensional product model in which one side is formed into a concave shape and the other side is formed into a convex shape and conforms to the shape of the three-dimensional product, and a plurality of supports are provided in the frame. Create a 3D product processing model that can be read by a computer that controls the operation of the NC machine according to the NC data of the 3D product processing model that supports the 3D product model, and processes the workpiece to create a 3D product. A program that connects each support to create a line on the frame surface and divides the line into one processing direction side of the concave shape and the other processing direction side of the convex shape by the line; Of these, the step of machining the workpiece in accordance with the NC data on one of the machining directions, which is the concave shape of the 3D product machining model, And a step of processing a workpiece according to the other working direction of the NC data which is convex side shape of use model.
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。
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。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the three-dimensional product preparation method and apparatus which can reduce elastic deformation and plastic deformation of a workpiece, and can make processing quality, such as processing precision and processing surface roughness, and high processing speed compatible are provided. .
Further, according to the present invention, there is provided a model creation program for machining a three-dimensional product that reduces elastic deformation and plastic deformation of a workpiece and achieves both machining quality such as machining accuracy and machining surface roughness and a high machining speed. Can be provided.
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。
図1はモックアップ作成装置の全体構成図である。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。
Hereinafter, a case where a three-dimensional product is applied to a mock-up that is a product prototype will be described with reference to the drawings as an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a mockup creation apparatus. The
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2b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。
The
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。
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。
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。
The program memory 2a stores a mock-up machining model creation program. The mock-up processing model creation program is installed from the flexible disk FD via the storage
The product model database 2b stores various types of three-dimensional product model data.
Processing machine data of the NC
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。
The
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。
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。
The
The
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。
The
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。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X0,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。
The initial value
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。
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。
For the setting of the reference coordinates, for example, the average vector of the average unit normal vector is set to + Z for all the surfaces on the three-
One processing direction (first processing direction) side is the three-
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。
The
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。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。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。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。
X = X 0 + 2 · Ls + 2 · W ′ (1)
Y = Y 0 + 2 · Ls + 2 · W ′ (2)
Z = Z 0 +10 (3)
W = W '(4)
The
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15aと断面作成部15bとトリム部15cと押し出し部15dと体積チェック部15eとの各機能を有する。
The
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。
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。
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。
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。
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。
The
The
The
The extruding
The
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。
The processing data
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。
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。
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。
The dividing
The first machining
The second machining
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。
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。
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。
これら第1及び第2の加工制御部18、19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。
The NC
The first
After the operation control of the first
These first and second
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21−1〜21−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。
As shown in FIG. 10, the tool trajectory is used to create a mock-up shape (mock-up machining model) Q of the three-
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。この等高線工具軌跡は、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。 FIG. 11 is a diagram showing a contour tool trajectory in a certain plane H. FIG. In the figure, a contour line R generated by cutting the mockup shape Q at the surface H used for generating the layer and a normal direction F of the surface including the contour line R of the mockup shape Q are shown. Yes. The contour tool trajectory is processed into a shape Qf including a predetermined value offset with respect to the mockup shape Q as shown in FIG.
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。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。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。
The mock-up shape Q has a
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。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。
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。
13 (a) and 13 (b), na is a
The
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。
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。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to a flowchart for creating a mock-up machining model shown in FIGS.
In the product model reading step (step # 1), the initial value
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。
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。
Next, in the product model reference coordinate setting step (step # 2), the initial value
At the same time, the initial value
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。
Next, in the reference coordinate setting step (step # 3) of the product model, the initial value
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。
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。
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。
At this time, the tool name and its number that can be used by selecting the
By selecting the tool, the gradient value θ added to the
By selecting a product template for each product, the dimensions of the support 10 (width Ws, height Ts, minimum length Ls) and the number of supports 10 (number of supports) N are set.
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,Y0,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。
Next, in the frame creation process (step # 4), the
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。
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。
Next, the
Next, in the parting line creation step (step # 5), the
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10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La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。
Next, in the support position arrangement step (step # 6), the
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。
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。
Next, in the support placement point check process (step # 7), the support
When the angle θa at the support placement point TNa is, for example, θ ≧ 30 °, when a cross section passing through the support placement point TNa is created in the subsequent process, the area Sa of the
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)。
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。
Accordingly, since the volume of the
Next, when a warning for prompting support placement point correction is issued, in the support location correction step (step # 9), the support placement point TNa whose support placement point correction is prompted is moved or deleted. Done.
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15a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。
Next, in the step of projecting to the frame side surface (step # 10), the
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。 The normal projection means that the support arrangement point TNa and the parting line La are vertically irradiated with parallel rays, and the shadow is projected on a plane to create the point TNb and the line Lb.
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。
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。
The projection direction is the inner product of the unit vector in the projection direction and the unit normal vector at the support placement point TNa among the four directions of the X axis + direction, the X axis− direction, the Y axis + direction, and the Y axis− direction. Select the direction where becomes the largest.
Next, in the support cross-section creating step (step # 11), the
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。
At this time, as shown in FIG. 18, the distance l between the end of the
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。
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。
As shown in FIG. 19, the
Here, when the distance l shown in FIG. 18 is l> 0, and the angle θa at the support placement point TNa calculated in
なお、図20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。
次に、サポート作成工程(ステップ#12)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21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。
このサポート10の作成は、境界表現(boundary 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。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。
As shown in FIG. 20, when the edge on the second machining direction side of the
Next, in the support creation step (step # 12), the extruding
The
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。
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。
As described above, the
Since the
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。
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。
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10aの作成手順が少なくでき、かつ計算時間を短くできる。
When the
On the other hand, since the inner surface of the
Therefore, in this apparatus, since the
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。
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。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。
Next, in the support volume check process (step # 13), the
As a result of this comparison, it is determined that the volume of the
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。
Next, in the frame inner side surface dividing step (step # 14), the dividing
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。
Next, in the frame gradient adding step (step # 15), the machining data
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。
Next, in the shape data model (MODEL2) creation step (step # 16), the second machining
次に、モデルコピー工程(ステップ#17)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。
Next, in the model copying step (step # 17), the machining data
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(MODEL1')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。
Next, in the hole closing step (step # 18), the machining data
次に、サーフェス作成工程(ステップ#19)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。
次に、サーフェス削除工程(ステップ#20)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。
Next, in the surface creation step (step # 19), the machining data
Next, in the surface deletion process (step # 20), the machining data
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。
The processing data
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。
底面サーフェス作成工程(ステップ#21)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。
The processing data
In the bottom surface creation step (step # 21), the machining data
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。
Next, in the shape data model (MODEL1) creation step (step # 22), the first machining
次に、IGES(initial graphics exchange 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。
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。
Next, in the IGES (initial graphics exchange specification) data writing process (step # 23), the machining data
As described above, a mock-up machining model can be easily created in a short time without the skill of creating a mock-up machining model.
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。
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。
Next, the NC
Next, a
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。
First, processing on the first processing direction side (concave side) is performed. That is, the first
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。
This
The movement trajectory of the tool at this time is a contour tool trajectory for creating the first machining data model (MODEL1) as shown in FIG. That is, the contour tool trajectory forms a plurality of layers 21-1 to 21-n in the machining area of the
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21−1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。
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。
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。
The
Further, as shown above, the contour line R generated by cutting the mop-up shape Q on the surface H used for generating the layer, as shown in the contour tool trajectory in a certain plane H in FIG. 11, and the mop A normal direction F of the surface including the contour line R of the up shape Q is shown.
The contour tool trajectory is processed into a shape Qf including a predetermined value offset with respect to the mockup shape Q as shown in FIG.
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。
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。
On the other hand, the mock-up shape Q has a
As shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), the
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。
The trajectory of the
図27は薄肉構造物22の高さHと工具23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。
FIG. 27 shows the relationship between the height H of the thin-
Holds.
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23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。
Accordingly, the
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。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。
The
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。
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。
When the machining on the first machining direction side is completed, the
Next, processing on the second processing direction side (convex side) is performed. That is, the second
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。
This
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。
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。
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。
When the processing on the second processing direction side is completed, the mock-up shape Q of the three-
In the next step, these
As described above, according to the above-described embodiment, the machine data, tool data, and the product template of the
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。
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。
When the mock-up processing model is created, if the volume of the
The entire edge of the
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。
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TNaを修正できる。
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20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。
Since the
Since the volume V of the
Further, according to the above-described embodiment, the
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。
In particular, a plurality of layers 21-1 to 21-n are formed in a machining area of the
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。
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。
If the processing method of the mock-up processing model Q is standardized, a three-dimensional CAM device capable of generating CL data and NC data necessary for the processing can be developed.
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent requirements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. If the effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
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。 For example, in addition to processing machine data, tool data, and product template data, it is possible to automate the creation of NC data for mop-up processing by having processing information having processing conditions. By executing this process in the mock-up three-dimensional data creation program, the mopp-up processing model is completed, and at the same time, NC data is created, thereby reducing man-hours and working time.
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)。 1: main control unit, 2: storage device, 2a: program memory, 2b: product model database, 2c: processing machine database, 2d: tool data database, 2e: product template database, 3: display, 4: operation input unit, 5: storage medium reading unit, 6: transmission unit, 7: NC processing machine, 8: frame, 9: three-dimensional product model, 10: support, 11: gradient surface, 12: initial value data setting unit, 13: frame creation Part: 14: support placement part, 15: support creation part, 15a: projection part, 15b: section creation part, 15c: trim part, 15d: extrusion part, 15e: volume check part, 16: data model creation part for processing, 16a: division unit, 16b: first machining model creation unit, 16c: second machining model creation unit, 17: NC data creation unit, 18: first machining control Part, 19: second processing control unit, 20: workpiece, 21-1 to 21-n: multiple layers, 22: thin-walled structure, 23: tool, 24: reference shape, 25: offset portion, Q : Mop-up shape (3D product shape).
Claims (6)
前記各サポートを繋いで前記フレーム面にラインを作成し、このラインによって前記凹側形状の一方の加工方向側と前記凸側形状の他方の加工方向側とに分割する第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前記凹側形状となる前記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2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前記凸側形状となる前記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。 One side is formed in a concave shape and the other side is formed in a convex shape, and has a three-dimensional product model according to the shape of the three-dimensional product, and the three-dimensional product is provided via a plurality of supports in a frame. In the 3D product creation method of creating a 3D product by processing the workpiece and controlling the operation of the NC machine according to the NC data of the 3D product machining model that supports the model,
A first step of connecting each support to create a line on the frame surface and dividing the line into one processing direction side of the concave shape and the other processing direction side of the convex shape;
A second step of machining the workpiece in accordance with the NC data on the one machining direction side that is the concave shape of the three-dimensional product machining model of the NC data;
A third step of machining the workpiece in accordance with the NC data on the other machining direction side that becomes the convex shape of the three-dimensional product machining model of the NC data;
A method for producing a three-dimensional product, comprising:
前記各サポートを繋いで前記フレーム面にラインを作成し、このラインによって前記凹側形状の一方の加工方向側と前記凸側形状の他方の加工方向側とに分割する分割部と、
前記NCデータのうち前記3次元製品加工用モデルの前記凹側形状となる前記一方の加工方向側の前記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前記凸側形状となる前記他方の加工方向側の前記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。 One side is formed in a concave shape and the other side is formed in a convex shape, and has a three-dimensional product model according to the shape of the three-dimensional product, and the three-dimensional product is provided via a plurality of supports in a frame. In a 3D product creation device that controls the operation of an NC machine according to NC data of a 3D product machining model that supports the model, and creates a 3D product by machining a workpiece with the NC machine,
A dividing part that connects the supports to create a line on the frame surface, and divides the line into one processing direction side of the concave side shape and the other processing direction side of the convex side shape,
First machining for machining the workpiece by controlling the operation of the NC machine according to the NC data on the one machining direction side that is the concave shape of the three-dimensional product machining model of the NC data. Control means;
Second machining for machining the workpiece by controlling the operation of the NC machine in accordance with the NC data on the other machining direction side that is the convex shape of the three-dimensional product machining model among the NC data. Control means;
A three-dimensional product creation apparatus characterized by comprising:
前記第2の加工制御手段は、前記凸側形状となる前記他方の加工方向側の前記NCデータに従った前記工具の軌跡に沿って前記NC加工機の前記工具の位置を制御して前記被加工物を加工し、
前記各工具軌跡は、それぞれ前記被加工物の加工領域に前記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4記載の3次元製品作成装置。 The first machining control means controls the position of the tool of the NC machine along the trajectory of the tool according to the NC data on the one machining direction side having the concave shape. Process the workpiece,
The second machining control means controls the position of the tool of the NC machine along the locus of the tool according to the NC data on the other machining direction side having the convex side shape, and Process the workpiece,
Each of the tool trajectories forms a plurality of layers in the processing region of the workpiece in a direction perpendicular to the axial direction of the tool, and sequentially processes these layers along the axial direction of the tool one by one. Contour tool trajectory,
The three-dimensional product creation apparatus according to claim 4.
前記各サポートを繋いで前記フレーム面にラインを作成し、このラインによって前記凹側形状の一方の加工方向側と前記凸側形状の他方の加工方向側とに分割させるステップと、
前記NCデータのうち前記3次元製品加工用モデルの前記凹側形状となる前記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前記凸側形状となる前記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。 One side is formed in a concave shape and the other side is formed in a convex shape, and has a three-dimensional product model according to the shape of the three-dimensional product, and the three-dimensional product is provided via a plurality of supports in a frame. This is a 3D product processing model creation program readable by a computer that controls the operation of an NC machine according to the NC data of the 3D product processing model that supports the model, and processes the workpiece to create a 3D product. And
Connecting each of the supports to create a line on the frame surface and dividing the line into one processing direction side of the concave shape and the other processing direction side of the convex shape;
Machining the workpiece in accordance with the NC data on the one machining direction side that is the concave shape of the three-dimensional product machining model of the NC data;
Machining the workpiece in accordance with the NC data on the other machining direction side that is the convex shape of the three-dimensional product machining model among the NC data;
A program for creating a model for processing a three-dimensional product, comprising:
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