JP3056397B2 - 中間的構造物形状設計データの作成方法および工具軌跡データの作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、プレス
金型を鋳造品で製作する際に、前記プレス金型の消失型
を最終的構造物と考えた場合、この最終的構造物に対し
て取代の付与された消失型を中間的構造物と考え、この
ような中間的構造物を製作するための中間的構造物形状
設計データの作成方法に関する。

【０００２】また、この発明は、中間的構造物形状設計
データを使用して製作された中間的構造物をＮＣ工作機
械により加工して、所望の最終的構造物を得るための工
具軌跡データの作成方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】例えば、比較的多量に生産される自動車
の外側板（サイドパネルアウタ）等の大型の鋼板成形部
材は、上型と下型とからなるプレス金型により製作され
る。

【０００４】このプレス金型（上型と下型）を鋳造品で
製作しようとする場合、鋳型を製作するための原型とし
て、木型のように鋳型から抜く必要がなく、したがっ
て、形状の自由度の高い原型として優れた発泡ポリスチ
レン製等の消失型が採用され、この消失型の製作が必須
の工程になっている。

【０００５】この消失型の製作工程の従来技術について
図１４の全体工程図を参照しながら説明する。この場
合、まず、周知のＣＡＤ（computer aided design ：コ
ンピュータ援用設計）システムによりプレス金型の設計
データを作成する（ステップＳ１）。この金型の設計デ
ータには、面の仕上げ状態を指示する仕上げ記号に係る
データが含まれている。通常、この作成工程は、例え
ば、自動車メーカの生産技術開発部門側のＣＡＤシステ
ム上で行われる。また、このステップＳ１の工程は、単
に型設計とも称される。

【０００６】次に、ステップＳ１の型設計工程において
ＣＡＤシステム上で作成されたプレス金型の設計データ
が、最終的な消失型に対応する最終的構造物形状設計デ
ータとして、中間的消失型（取代付最終的消失型を意味
する。）を製作する中間的消失型製作部門（一次製作区
という場合もある。）に供給され、この中間的消失型製
作部門において中間的消失型を製作するための中間的構
造物形状設計データが作成される（ステップＳ２）。

【０００７】通常、この中間的消失型製作部門は、前記
自動車メーカとは異なる専門メーカである。この専門メ
ーカ側で、前記最終的構造物形状設計データに基づく設
計図面を見ながら、専門メーカ側のＣＡＤシステム上
で、この専門メーカが保有する独自の設計基準、ノウハ
ウにより、前記仕上げ記号に対応する取代（仕上げ代）
等の製作条件を付加することで、その専門メーカだけで
使用する中間的構造物形状設計データを作成する。

【０００８】このようにして作成された中間的構造物形
状設計データに基づく図面を参照して、取代付最終的消
失型、すなわち中間的消失型が、その専門メーカ側で製
作される（ステップＳ３）。この製作は、前記自動車の
外側板用の場合には、数ｍ程度の１辺を有する相当に大
きな直方体から手作業で削り出す作業である。

【０００９】製作された中間的消失型が、専門メーカか
ら前記自動車メーカの生産技術開発部門に納入され、こ
の生産技術開発部門または検査部門において、受け入れ
検査が行われる（ステップＳ４）。受け入れ検査の内容
は、納入された中間的消失型の現物の寸法（取代を含む
寸法）と、前記生産技術開発部門で作成された前記最終
的構造物形状設計データに基づく図面中に記入された寸
法（取代を含まない寸法）との確認、および中間的消失
型の目視等による外観の確認を行うことである。実際
上、この受け入れ検査の段階で初めて発注者（前記生産
技術開発部門）側で中間的構造物の取代等の値を知るこ
とができる。

【００１０】次に、受け入れ検査に合格した中間的構造
物から得られた前記取代の値を前記ＣＡＤシステムによ
り前記最終的構造物形状設計データに入れ込んだ取代付
最終的構造物形状設計データを、周知のＣＡＭ（comput
er aided manufacturing：コンピュータ援用生産）シス
テムに供給し、このＣＡＭシステム上でＮＣ工作機械用
の工具軌跡データを作成している。なお、一般には、こ
のＣＡＭシステムと前記ＣＡＤシステムとは、同様のハ
ードウエアを共用するシステム構成になっており、デー
タも共用される。

【００１１】そして、作成した工具軌跡データに基づい
てＮＣ工作機械により前記中間的構造物（具体的には、
中間的消失型）に対する仕上げ加工を行うことで最終的
構造物（具体的には、最終的消失型）を製作する（ステ
ップＳ５）。

【００１２】そして、ＮＣ工作機械により製作された最
終的構造物の寸法を作業者が３次元測定機等を使用して
手作業で測定した後、この測定寸法値が、生産技術開発
部門において最初に作成された最終的構造物形状設計デ
ータで表される図面上の寸法に合致しているかどうかを
逐一確認して、最終的構造物形状設計データで表される
最終的構造物と同一の最終的構造物を完成させるように
している（ステップＳ６）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の
技術に係る消失型の製作工程においては、消失型の最終
的構造物形状設計データを作成する部門（例えば、上述
の自動車メーカの生産技術開発部門）と、この消失型の
最終的構造物形状設計データに基づいて中間的消失型を
製作する部門（例えば、上述の専門メーカ）との間に技
術的に密接な関係があるとはいえなかった。

【００１４】すなわち、一般的に説明すると、一旦、上
流側のある設計基準で作成された目的の最終的構造物形
状設計データに基づいて、下流側で異なる設計基準を用
いて製作条件等が付加された中間的構造物が製作され、
次にその中間的構造物が再び上流側の設計基準に基づい
て目的の最終的構造物に加工されるという工程で作製さ
れているため、以下に示すような種々の問題が発生して
いた。

【００１５】第１に、下流側において、中間的構造物製
作用の設計データを作成する際、手入力により取代等を
付加するため、入力ミスが発生する確率が高く、この入
力ミスを原因として中間的構造物そのものが、いわゆる
継ぎ接ぎの構造物になる場合もあり、この場合には、構
造物が完成するまでに時間がかかるという問題があっ
た。また、このような場合には、結果として、中間的構
造物を製作するための製造コストが高くなるという問題
もあった。

【００１６】第２に、ステップＳ４の受け入れ検査工程
では、中間的構造物と上流側のある設計基準で作成され
た目的の最終的構造物の設計データとを参照する検査で
あるため、例えば、取代が実際に付いているかどうかと
いう判断ができるのみで、その取代の量や付け方が、例
えば、加工方向から見て最適であるかどうかについては
判断をすることができない。このような場合には、上流
側の設計基準に基づいて行う次の加工工程において、必
要以上に加工時間がかかってしまうという問題があっ
た。

【００１７】第３に、ステップＳ５の加工工程において
は、ＮＣ工作機械による加工を行っているが、このＮＣ
工作機械の加工データをＣＡＭシステムにより作成する
際にも、ステップＳ４の受け入れ検査工程等で知り得た
取代等の属性データを手入力で行っているので、相当に
時間がかかるという問題があった。

【００１８】第４に、ステップＳ６の製品検査過程で
は、寸法確認作業が最終的消失物について例えば、３次
元測定機等により寸法測定をした後、この測定寸法と最
終的構造物形状設計データで表される図面中の寸法との
照合を行う、視認による作業であるため、作業工数が莫
大にかかるという問題もあった。

【００１９】結局、上記従来の技術に係る中間的構造物
の製作方法では、ステップＳ２の１次製作工程を含む以
降の工程において不良が発生した場合に、後工程に多大
な悪影響を与えるという問題点があった。

【００２０】この発明はこのような課題を考慮してなさ
れたものであり、製作しようとする中間的構造物の最終
的構造物形状設計データから中間的構造物形状設計デー
タを簡易に作成することを可能とする中間的構造物形状
設計データの作成方法を提供することを目的とする。

【００２１】また、この発明は、前記中間的構造物形状
設計データを使用して製作された中間的構造物から所望
の最終的形状の構造物を加工して得るための正確かつ確
実な工具軌跡データを簡易に作成することを可能とする
工具軌跡データの作成方法を提供することを目的とす
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明は、中間的構造
物を製作し、この中間的構造物をＮＣ工作機械により加
工して最終的構造物を製作する場合における前記中間的
構造物の形状設計データの作成方法において、ＣＡＤシ
ステム上で、面の仕上げ状態の指示をした最終的構造物
の形状設計データを作成し、前記最終的構造物の形状面
中、加工が必要な面を特定し、特定した面に対して取代
を付与した前記最終的構造物の形状設計データを作成
し、取代を付与した前記最終的構造物について、ＣＡＭ
システム上で工具との干渉確認を行い、工具と干渉しな
い、前記取代を付与した前記最終的構造物の形状設計デ
ータを、前記中間的構造物形状設計データとすることを
特徴とする。

【００２３】この場合、前記ＣＡＤシステム上で前記面
の仕上げ状態の指示とともに、前記取代加工後の寸法公
差も与えることを特徴とする。

【００２４】また、前記面の仕上げ状態が仕上げ記号に
より特定されていることを特徴とする。さらに、前記構
造物が、鋳造用の消失型であることを特徴とする。

【００２５】また、この発明によれば、中間的構造物を
製作し、この中間的構造物をＮＣ工作機械により加工し
て最終的構造物を製作するための工具軌跡データの作成
方法において、ＣＡＤシステム上で、面の仕上げ状態の
指示をした最終的構造物の形状設計データを作成し、前
記最終的構造物の形状面中、加工が必要な面を特定し、
特定した面に対して取代を付与した前記最終的構造物の
形状設計データを作成し、前記取代を付与した前記最終
的構造物について、ＣＡＭシステム上において干渉確認
を行った結果の工具軌跡データを作成し、この工具軌跡
データを上記ＮＣ工作機械用の工具軌跡データとするこ
とを特徴とする。

【００２６】（作用）この発明によれば、ＣＡＤシステ
ム上で面の仕上げ状態の指示をした最終的構造物の形状
面中、特定面に対して取代を付与した最終的構造物の形
状設計データを作成し、この取代を付与した最終的構造
物についてＣＡＭシステム上において工具との干渉確認
を行い、工具と干渉しない、取代を付与した最終的構造
物の形状設計データを中間的構造物形状設計データとし
ている。

【００２７】このため、この中間的構造物形状設計デー
タに基づいて製作された中間的構造物中の取代をＮＣ工
作機械で加工する際に工具との干渉が発生することがな
い。また、最終的構造物の形状設計データを作成したＣ
ＡＤシステムにより、特定面に対して取代を付与した最
終的構造物の形状設計データを作成しているので、取代
付与の際の寸法入力の誤り等、いわゆる人為的エラー
（ヒューマンエラー）を未然に防止できる。

【００２８】特に、中間的構造部材が取代付の消失型で
ある場合には、最終的な消失型を得るまでの、いわゆる
リードタイム、すなわち、消失型の設計から現物の消失
型を得るまでの時間を相当に短縮することができる。

【００２９】また、この発明によれば、ＣＡＤシステム
上で、面の仕上げ状態の指示をした最終的構造物の形状
面中、特定面に対して取代を付与した前記最終的構造物
の形状設計データを作成し、取代を付与した最終的構造
物について、ＣＡＭシステム上において干渉確認を行っ
た結果の工具軌跡データを作成し、この工具軌跡データ
を、中間的構造物をＮＣ工作機械により加工して最終的
構造物を製作するための工具軌跡データにしている。こ
のため、この中間的構造物形状設計データに基づいて製
作された中間的構造物の取代をＮＣ工作機械で加工する
際に工具との干渉が発生することがない。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００３１】図１は、この発明の実施の形態が適用され
たＣＡＤ・ＣＡＭシステム１１の一般的な構成を示して
いる。

【００３２】図１において、ホストコンピュータ２１に
インサーネット等のネットワーク２２を通じて接続され
ているＣＡＤ・ＣＡＭシステム１１は、中央処理装置を
有し図形計算や表示制御データベース管理等の役割を持
つコンピュータ２３、大量の図形情報を保存し更新する
ことのできる光ディスク等の大容量記憶装置２４、ＸＹ
プロッタ等の図形出力装置２５、ＣＡＤ・ＣＡＭシステ
ム１１とその使用者（オペレータ）との対話の中心的装
置であり入力装置と連動して利用される複数のグラフィ
ックディスプレイ装置２６、各グラフィックディスプレ
イ装置２６に接続されるスタイラスペンを有するタブレ
ット３１、キーボード３２、マウス３３、ライトペン３
４等の機器から構成されている。

【００３３】なお、コンピュータ２３には、オペレーテ
ィングシステム、システムソフトウエア、ＣＡＤ用の形
状設計データ、取代データ等を作成するためのアプリケ
ーションソフトウエア、ＣＡＭ用の工具データ、工具干
渉確認用および工具軌跡データ（いわゆるＣＬデータ）
作成用等のアプリケーションソフトウエアが含まれてい
ることはいうまでもない。工具軌跡データは、Ｇコード
表現等によるＮＣ加工データに容易に変換することがで
きる。

【００３４】以上のようなＣＡＤ・ＣＡＭシステム１１
を使用して、この発明の実施の形態を実施することがで
きる。なお、以下の作用の説明に際し、その都度、この
ＣＡＤ・ＣＡＭシステム１１を参照することは繁雑にな
るので、特に必要となる場合以外は参照しない。

【００３５】次に、この発明の実施の形態の作用を図２
に示すフローチャートに基づいて説明する。図２のフロ
ーチャートに係る制御主体はコンピュータ２３である。
なお、この発明の理解を容易にするために、この実施の
形態において、作成しようとする中間的構造物形状設計
データは、取代付の消失型形状設計データであるものと
する。また、消失型は、自動車の外側板（サイドパネル
アウタ）を成形するためのプレス金型を鋳造品で製作す
る際の原型であるものとする。すなわち、プレス金型の
消失型を最終的構造物と定義し、この最終的構造物に対
して取代の付与された消失型を中間的構造物と定義す
る。

【００３６】したがって、この実施の形態において作成
しようとする工具軌跡データは、中間的構造物形状設計
データを使用して製作された中間的構造物をＮＣ工作機
械により加工して、所望の最終的構造物を得るための工
具軌跡データになる。

【００３７】そこで、まず、ＣＡＤ・ＣＡＭシステム１
１または他のＣＡＤシステムにより、プレス金型の設計
データを作成する（ステップＳ１１）。他のＣＡＤシス
テムにより作成されたプレス金型の設計データは、ホス
トコンピュータ２１から読み込まれる。このプレス金型
の設計データは、材質を除いて、最終的構造物としての
消失型の３次元形状設計データとして利用することがで
きる。

【００３８】図３は、ディスプレイ装置２６上の表示で
あって、上記金型の設計データである３次元形状設計デ
ータに基づく型構造物４１を示している。この型構造物
４１には、面の仕上げ状態を指示する仕上げ記号に係る
データに基づく仕上げ記号が合わせて表示されている。
すなわち、三角記号（▽）の数で、矢印が示す面の加工
の程度が表されている。なお、三角記号の代わりに他の
表面粗さを表す記号を用いてもよい。また、三角記号が
付与されていない面は、仕上げ精度を特に規定しない波
形記号が付与された面である。

【００３９】図３は、プレス金型のうち、下型の形状を
表しており、この型構造物４１は、基本的は、図示しな
いワークである鋼板を所望の製品形状に成形する製品形
状成形部４２と、この製品形状成形部４２の周囲を保持
する型構造部４３とから構成される。型構造部４３に
は、図示しない上型のガイドポストが挿入されるガイド
ポスト用孔４４や、ワークに折り曲げ部を形成するため
のカム４５等が含まれる。

【００４０】次に、加工が必要な面を特定する（ステッ
プＳ１２）。この場合、加工が必要な面は、仕上げ記号
が付与された面であるので容易に特定することができ
る。

【００４１】次いで、特定された加工が必要な面に対し
て、属性情報を自動的にまたは手動により付与する（ス
テップＳ１３）。ここで、自動的に付与される属性情報
は、例えば取代であり、手動により付与される属性情報
は取代の加工後の寸法公差である。寸法公差を自動的に
付与することもできる。また、後に説明するように、例
えば、リブの分割位置の指示が自動的に行われ、かつ分
割位置を指示したリブの工具軌跡データが自動的に作成
される。さらに、後に説明するように、属性情報として
稜線を指定することで、その部分に、いわゆる溶湯の逃
げ部が自動的に作成される。さらにまた、工具による取
代の加工方向を自動で、あるいは手動により付与するこ
とができる。

【００４２】ステップＳ１３の工程を具体的に説明す
る。まず、溝部または凹部に関しては、エンドミル等の
工具の長さおよび工具径との関係において、図４Ａに示
すように、三角記号が２つである加工深さｄが比較的に
浅い溝５１に対しては、図４Ｂに砂目を施した部分で示
すように、いわゆる面一まで取代５１ａが与えられる。
なお、以下、取代部分には、砂目を施す。これに対し
て、図４Ｃに示すように、加工深さｄが比較的に深い溝
５２に対しては、図４Ｄに示すように、壁面に対応した
取代５２ａを付与するようにしている。このように溝５
１、５２の深さｄに応じて取代５１ａ、５２ａを付与す
ることで、工具の折損の可能性が未然に回避される。な
お、加工方向は、図４Ｂ、図４Ｄの溝５１、５２の場合
は、紙面と直交する方向である。

【００４３】一方、凸部に関しては、図５Ａに示すよう
に、テーパ部を有する凸部５３の上面に対しては、テー
パを延長した形状での台形状の取代５３ａを付与する
（図５Ｂ参照）。また、図５Ｃに示すように、断面が台
形状部上に断面長方形状の部位を有する凸部５４の上面
に対しては、断面が長方形状の取代５４ａを付与する
（図５Ｄ参照）。さらに、図５Ｅに示すように、断面の
側面上にＲ（アール）を有する部位上に断面長方形状の
部位を有する凸部５５の上面に対しては、断面が台形状
の取代５５ａを付与する（図５Ｆ参照）。この場合、図
５Ｂに示すように、台形状の取代５３ａを付与すること
で、従来、断面長方形状の取代を与えられていた場合に
比較して、消失型の素材（発泡ポリスチレン）を低減す
ることができる。なお、図５Ｆに示すように、断面台形
状の取代５５ａを付与したのは、後工程での加工工程に
おける工具に対する加工負荷の低減を図ることが目的で
設計者が意図的に行ったものである。

【００４４】次に、図６Ａに示すように、溝部５６に対
して、稜線指示５６ａ（図３も参照）を施した場合、そ
の稜線指示５６ａを施した部分が、図６Ｂに示すように
逃げ部５６ｂとされ、その後に取代５６ｃが付与される
（図６Ｃ参照）。

【００４５】さらにまた、図７に断面形状を示すよう
に、径の異なる円筒を積み重ねた構成であり、全体とし
て略筒状の中空のリブ６１が必要な場合には、取代の付
与は複雑であるので省略するが、図示しないＮＣ工作機
械による加工のし易さが考慮され、分割指示面６１ａ、
６１ｂにより分割位置の指示が施されて、符号６１ｃ、
６１ｄ、６１ｅで示す３つの部分に分割される。

【００４６】そして、これらそれぞれの分割部分６１ｃ
〜６１ｅに対して、図８Ａ〜図８Ｃに示すように、工具
６２ａ〜６２ｃ、６３ｄ〜６３ｆの工具軌跡データが自
動的に作成される。なお、工具６３ｄ〜６３ｆによる加
工の場合、ワークとしての分割部分６１ｃ〜６１ｅは、
上下を反転して図示しないＮＣ工作機械の台座上に取り
付けられる。

【００４７】ＮＣ工作機械による加工の終了した各分割
部分６１ｃ〜６１ｅは、材質が発泡ポリスチレンである
ので、分割指示面６１ａ、６１ｂで分割された部位に接
着剤を塗布して一体化することで、リブ６１を形成する
ことができる。

【００４８】次に、加工が必要な全ての面に対して取代
等の属性情報が付与されているかどうかを確認し、ステ
ップＳ１３の属性情報の付与処理を終了する（ステップ
Ｓ１４）。

【００４９】次に、属性情報を付与した加工面を分類す
る（ステップＳ１５）。この分類は、例えば、同一の仕
上げ記号の付与されている加工面は、同一径の加工工具
で連続的に加工することにより、加工時間を低減できる
ことに着目して行われる処理である。工具径の小さいエ
ンドミル等により加工面を走査加工することで加工残高
さが低くなって精密仕上げが可能となり、また、工具径
の大きいエンドミル等により面を走査加工することで加
工残高さが高くなって粗仕上げになる。

【００５０】なお、この分類は、以下に示すように、画
面上のウィンドウを利用して行うことができる。

【００５１】図９は、画面上の一部に表示された分類ウ
ィンドウ（属性分類付与・編集ウィンドウともいう。）
７１を示している。この画面の背景側には、図３に示し
た型構造物４１が表示されている。

【００５２】図９において、左欄は、「加工面」、「粗
さ」、「取代」、「色」、その他（未定義）の属性名７
２を表し、右欄は、各属性に対して選択可能な具体的な
属性を示す属性表７４を表し、中欄は属性表７４からマ
ウス３３等を利用して選択した選択属性７３を表してい
る。なお、属性名７２中、「色（ｃｏｌｏｒ）」は、カ
ラーＣＲＴを用いているので、実際には、色表示であ
る。また、属性名７２中、「加工面」において、「成形
面」は、図３に示した型構造物４１の製品形状成形部４
２を有する面を表し、「底面（ｂｏｔｔｏｍ）」は、そ
の成形面の裏面であって、図示しないプレス機械への取
付面を表す。「断面材（ｐｒｏｆｉｌｅ）」は、図７に
示したリブ６１等の部材を表し、「合わせ面（ｍａｔｉ
ｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）」は、ガイドポスト用孔４４等
を表す。さらに、下欄に表示されている命令７５は、そ
れぞれ、その画面の終了を表す「了解」、次の項目（次
の頁）を選択するための「次項目」、および、その画面
のキャンセルを表す「取消」があり、それらは、マウス
３３等により選択することが可能である。

【００５３】そこで、例えば、その図９に示すように、
加工面を「成形面」、粗さを「▽▽」、取代を「１
０」、色を「緑」とした後、命令７５中「次項目」を選
択する。次に、加工面を「成形面」、粗さを「▽」、取
代「５」、色を「黄」として、命令７５中「次項目」を
選択する。最後に、命令７５中、「次項目」を選択し、
加工面を「成形面」、粗さを「▽▽▽」、取代「１
５」、色を「青」として、命令７５中「了解」を選択す
る。

【００５４】これにより、取代付与前の画像を表す図１
０に対して、図１１に示すように、分類分けした加工面
（加工部位）毎に、取代が付与された状態の図形を画面
上で認識（視認）することができる（ステップＳ１
６）。

【００５５】具体的に説明すると、図１０に示す型構造
物４１（図３の一部拡大図ではないが、同一の符号を用
い、型構造物４１という。）中の仕上げ記号▽▽で示さ
れるプレート載置面８１は、図１１に示す取代８１ｂ、
８２ｂ、８３ｂを付与した型構造物４１ａとして示すよ
うに、１０ｍｍの取代８１ｂ（取代８１ｂは緑色になっ
ている。）が付与されたプレート載置面８１ａとして自
動的に作図される。また、仕上げ記号▽で示される座面
８３（図１０参照）は、図１１に示す５ｍｍの取代８３
ｂ（取代８３ｂは黄色になっている。）が付与されたガ
イドポスト周囲当接面８３ａとして自動的に作図され
る。さらに、仕上げ記号▽▽▽で示されるカム面８２
（図１０参照）は、図１１に示す２０ｍｍの取代８２ｂ
（取代８２ｂは青色になっている。）が付与されたカム
面８２ａとして自動的に作図される。

【００５６】なお、必要に応じて、属性を抽出し、それ
を画面上に出力すること、ファイルに記憶すること、ま
たは、いわゆるマクロ命令のプログラムとして定義する
ことができる。この場合、図１２に示すように、画面上
に属性抽出ウィンドウ８５を開く。そして、例えば、属
性名の枠８６内に「粗さ」を入力し、属性値の枠８７内
に「▽▽」を入力し、状態の枠８８内に「一致」を入力
し、条件の枠８９内に「ａｎｄ」を入力する。そして、
同図に示すように、例えば、マクロ定義枠９０をクリッ
クする。クリックしたことで、マクロ定義枠９０内に
「Ｘ」印が付けられる。その後、命令７５中、「了解」
欄をクリックすることで、仕上げ程度「▽▽」に一致す
る全ての加工面を抽出するというマクロプログラムを定
義することができる。

【００５７】次に、取代を付与した型構造物（取代付型
構造物ともいう。）４１ａ（図１１参照）に対して、予
め定められている工具による工具軌跡データを自動的に
作成し（ステップＳ１７）、ワークである取代付型構造
物４１ａと図示しないＮＣ工作機械の工具ヘッド部分と
の干渉が発生していないかどうかを確認する（ステップ
Ｓ１８）。そして、干渉が発生していた場合には、工具
の交換等の修正（ステップＳ１９）を画面を確認しなが
ら行い、変更後の工具により再度工具軌跡を作成する
（再びステップＳ１７）。

【００５８】ここで、取代の付与から工具軌跡の作成ま
での工程を図１３Ａ〜１３Ｄを参照して説明する。

【００５９】まず、図１３Ａに示すように、仕上げ記号
▽▽▽により面の仕上げ状態が指示された型構造物４１
に対して、図１３Ｂに示すように、取代９５が付与され
て型構造物４１ａが作成される。次に、図１３Ｃに示す
ように、工具９１と、これを保持するチャック部９２
と、このチャック部９２を固定するホルダ９３とから構
成される工具ヘッド９４に係る取代付型構造物４１ａに
対する工具軌跡（工具軌跡データ）を作成するため、画
面上で干渉の確認を行う。図１３Ｃでは、工具ヘッド９
４中のホルダ９３と取代付型構造物４１ａ中の取代９５
とが、例えば、赤色で表示された干渉部９６で干渉して
いることが視認される。なお、工具軌跡データの自動作
成中に、干渉が発生した際には、図１３Ｃに示した干渉
部９６の色表示に加えてブザーまたは音声等により警告
を行うようにしてもよい。

【００６０】図１３Ｃに示す干渉発生状態において、オ
ペレータは、工具９１を例えばより工具長の長い工具９
１ａ（図１３Ｄ参照）に変更して、再度干渉の確認を行
う。このようにして取代付型構造物４１ａに対する工具
軌跡をほぼ自動的に作成することができる。作成した工
具軌跡データは、周知のように、ＮＣ工作機械用のＮＣ
加工データに容易に変換することができる。

【００６１】以上の説明が、図２のフローチャートにつ
いての説明である。

【００６２】次に、構造物である消失型の型設計の開始
から実際に構造物である消失型を製作するまでの全体工
程について、図１４を参照して、かつ必要に応じて従来
技術と対比しながら説明する。なお、図１４は、従来の
技術の説明に供した全体工程図であり、各工程の内容は
本発明と異なる部分も多いが、工程の流れは同一である
ので、同一の図面を再度掲示する繁雑さを避けるために
その図１４を利用して説明することとする。

【００６３】図１４中のステップＳ１の型設計工程にお
いて、従来技術では、生産技術開発部門において、面の
仕上げ状態を指示した仕上げ記号に係るデータが付与さ
れたプレス金型の設計データ（最終的消失物形状設計デ
ータ）を作成するのに対して、この実施の形態では、生
産技術開発部門において、図２のフローチャートに示す
全工程が実施される。このため、最終的消失物形状設計
データを作成するのにとどまらず、さらに取代が付与さ
れた中間的消失物形状設計データを作成するとともに、
干渉確認の終了した工具軌跡データを作成している。ま
た、取代加工後の寸法公差等も付与している。

【００６４】したがって、この実施の形態では、ステッ
プＳ１とステップＳ２とが、同一系統のＣＡＤ・ＣＡＭ
システム１１上で作成されることになる。

【００６５】ステップＳ３では、上記中間的構造物形状
設計データに基づく図面を参照して、取代付の最終的消
失型、すなわち中間的消失型が製作され、ステップＳ４
では、製作された中間的消失型の受け入れ検査が行われ
る。受け入れ検査工程では、すでに、取代値も分かって
いる図面と現物との照合であるので、検査時間が短縮さ
れる。

【００６６】次に、ステップＳ５では、予めステップＳ
１の型設計工程で作成してある工具軌跡データを用いて
ＮＣ工作機械により中間的消失型に対する仕上げ加工を
行うことで最終的消失型を製作する。

【００６７】この場合、予め取代を見込んだ工具軌跡デ
ータを作成しているので、工具ヘッドと取代付消失型
（中間的消失型）との干渉が発生することがない。

【００６８】そして、ＮＣ工作機械により製作された最
終的消失型の寸法を作業者が３次元測定機等を使用して
手作業で測定した後、この測定寸法値をＣＡＤ・ＣＡＭ
システム１１に入力することにより、上記寸法公差と比
較され、生産技術開発部門において最初に作成された最
終的消失型状設計データの寸法公差以内であるかどうか
を自動的に判定することができる。

【００６９】このようにして製作された、最終的型構造
物である消失型を原型として、いわゆる砂込め作業を行
った後、溶湯を注入することで、消失型が蒸発して鋳型
が完成すると同時に最初の鋳物が完成する。完成した鋳
物が外側板成形用のプレス金型として使用に供される。

【００７０】このように上述の実施の形態によれば、Ｃ
ＡＤ・ＣＡＭシステム１１上で面の仕上げ状態の指示を
した最終的構造物の形状面中、特定面に対して取代を付
与した最終的構造物の形状設計データを作成し（ステッ
プＳ１３）、この取代を付与した最終的構造物について
ＣＡＤ・ＣＡＭシステム１１上において工具との干渉確
認を行い、工具と干渉しない、取代を付与した最終的構
造物の形状設計データを中間的構造物形状設計データと
している（ステップＳ１７〜Ｓ１９）。

【００７１】このため、この中間的構造物形状設計デー
タに基づいて製作された中間的構造物中の取代をＮＣ工
作機械で加工する際に工具との干渉が発生することがな
いという効果が達成される。

【００７２】また、最終的構造物の形状設計データを作
成したＣＡＤ・ＣＡＭシステム１１により、特定面に対
して取代を付与した最終的構造物の形状設計データを作
成しているので（ステップＳ１３）、取代付与の際の寸
法入力の誤り等、いわゆる人為的エラー（ヒューマンエ
ラー）を未然に防止できるという効果が達成される。

【００７３】特に、中間的構造部材が取代付の消失型で
ある場合には、最終的な消失型を得るまでの、いわゆる
リードタイム、すなわち、消失型の設計から消失型の現
物を得るまでの時間を相当に短縮することができるとい
う効果が達成される。

【００７４】さらに、ステップＳ６の製品検査工程にお
いて、測定寸法と公差との照合が自動化できるので、従
来の視認による確認作業に比較して格段に作業工数を低
減することができる。

【００７５】なお、この発明は上述の実施の形態に限ら
ず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採
り得ることはもちろんである。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ＣＡＤシステム上で取代を付与した最終的構造物の
形状設計データを作成し、ＣＡＭシステム上において取
代付最終的構造物とこれを加工して最終的構造物とする
工具との干渉確認を行い、工具と干渉しない取代付最終
的構造物の形状設計データを中間的構造物形状設計デー
タとしている。

【００７７】このため、このようにして作成された中間
的構造物形状設計データに基づいて製作された中間的構
造物（取代付最終的構造物）中の取代を、ＮＣ工作機械
で加工する際に工具との干渉が可及的に阻止されるとい
う効果が達成される。

【００７８】また、最終的構造物の形状設計データを作
成したＣＡＤシステムにより、取代付最終的構造物の形
状設計データを作成しているので、取代付与の際の寸法
入力の誤り等、いわゆる人為的エラー（ヒューマンエラ
ー）を未然に防止できるという効果も達成される。した
がって、例えば、入力ミス等の確率が低減されることか
ら、後工程で不具合が発生する確率も低くなり、全体と
しての製作コストが低減できる。

【００７９】特に、中間的構造物が取代付の消失型であ
る場合には、最終的な消失型を得るまでの、いわゆるリ
ードタイム、すなわち、消失型の設計から現物の消失型
を得るまでの時間を相当に短縮することができるという
効果が達成される。

【００８０】また、この発明によれば、ＣＡＤシステム
上で、取代付最終的構造物の形状設計データを作成し、
ＣＡＭシステム上で、取代付最終的構造物について、工
具との干渉確認を行った結果の工具軌跡データを作成
し、この工具軌跡データを、中間的構造物をＮＣ工作機
械により加工して最終的構造物を製作するための工具軌
跡データにしている。このため、この中間的構造物形状
設計データに基づいて製作された中間的構造物の取代を
ＮＣ工作機械で加工する際に工具との干渉が発生するこ
とがないという効果が達成される。また、中間的構造物
に対する工具軌跡データを比較的短時間で作成すること
ができる。

【００８１】本発明に係る中間的構造物形状データの作
成方法によれば、上流の工程で下流の工程に必要なデー
タを作成しているので、下流の工程である後工程におい
ての作業が円滑に遂行されるという効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態が適用されたＣＡＤ・Ｃ
ＡＭシステムの構成を示すブロック図である。

【図２】図１例のＣＡＤ・ＣＡＭシステムを利用した型
設計工程の一例の説明に供されるフローチャートであ
る。

【図３】構造物の例を示す斜視図である。

【図４】図４Ａ乃至図４Ｄは取代の付与の説明に供され
る図であって、図４Ａは仕上げ記号が付けられた比較的
浅い溝を有する構造物を示す図、図４Ｂはその比較的浅
い溝に取代が付与された構造物を示す図、図４Ｃは仕上
げ記号が付けられた比較的深い溝を有する構造物を示す
図、図４Ｄはその比較的深い溝に取代が付与された構造
物を示す図である。

【図５】図５Ａ乃至図５Ｆは取代の付与の説明に供され
る図であって、図５Ａは台形状部を有する構造物を示す
図、図５Ｂは台形状部上に台形状の取代が付与された構
造物を示す図、図５Ｃは台形状部上に四角形状部が形成
された構造物を示す図、図５Ｄは台形状部上に形成され
た四角形状部上に四角形状の取代が付与された構造物を
示す図、図５Ｅは側辺が略円弧状にされた台形状部上に
四角形状部が形成された構造物を示す図、図５Ｆは側辺
が略円弧状にされた台形状部上に形成された四角形状部
上に四角形状の取代が付与された構造物を示す図であ
る。

【図６】図６Ａ乃至図６Ｃは取代等の付与の説明に供さ
れる図であって、図６Ａは仕上げ記号が付けられた溝を
有する構造物を示す図、図６Ｂはその溝の稜線を含む部
分に湯逃がし部を付けた構造物を示す図、図６Ｃは湯逃
がし部を付けた構造物に取代が付与された構造物を示す
図である。

【図７】リブの断面に分割位置指示線を付けた状態を示
す図である。

【図８】図８Ａ乃至図８Ｃは分割されたリブに対する工
具軌跡データの作成の説明に供される図であって、図８
Ａは上部分に対する工具軌跡データの作成の説明に供さ
れる図、図８Ｂは中間部分に対する工具軌跡データの作
成の説明に供される図、図８Ｃは下部分に対する工具軌
跡データの作成の説明に供される図である。

【図９】分類ウィンドウの画面の説明に供される図であ
る。

【図１０】最終的構造物の一部拡大図である。

【図１１】中間的構造物の一部拡大図である。

【図１２】属性抽出ウィンドウの画面の説明に供される
図である。

【図１３】図１３Ａ乃至図１３Ｄは一連の工程の説明に
供される図であって、図１３Ａは仕上げ記号の付いた構
造物を示す図、図１３Ｂは取代の付いた構造物を示す
図、図１３Ｃは取代付型構造物と工具との干渉確認過程
を示す図、図１３Ｄは干渉確認の結果により工具の長さ
を長くした状態を示す図である。

【図１４】消失型を例として構造物の設計・製作・検査
の流れの説明に供される全体工程図である。

【符号の説明】

１１…ＣＡＤ・ＣＡＭシステム ２３…コンピュータ ２６…ディスプレイ装置 ４１…型構造物 ４１ａ…取代付型構造物 ４２…製品形状成形
部 ４３…型構造部 ５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａ、５５ａ、５６ｃ、８
１ｂ、８２ｂ、８３ｂ、９５…取代 ５６ａ…稜線指示 ５６ｂ…逃げ部 ６１…リブ ７１、８５…ウィン
ドウ ８１…プレート載置面 ８２、８２ｂ…カム
面 ８３…座面

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中間的構造物を製作し、この中間的構造物
   をＮＣ工作機械により加工して最終的構造物を製作する
   場合における前記中間的構造物の形状設計データの作成
   方法において、 ＣＡＤシステム上で、面の仕上げ状態の指示をした最終
   的構造物の形状設計データを作成し、 前記最終的構造物の形状面中、加工が必要な面を特定
   し、 特定した面に対して取代を付与した前記最終的構造物の
   形状設計データを作成し、 取代を付与した前記最終的構造物について、ＣＡＭシス
   テム上で工具との干渉確認を行い、 工具と干渉しない、前記取代を付与した前記最終的構造
   物の形状設計データを、前記中間的構造物形状設計デー
   タとすることを特徴とする中間的構造物形状設計データ
   の作成方法。
2. 【請求項２】前記ＣＡＤシステム上で前記面の仕上げ状
   態の指示とともに、前記取代加工後の寸法公差も与える
   ことを特徴とする請求項１記載の中間的構造物形状設計
   データの作成方法。
3. 【請求項３】前記面の仕上げ状態が仕上げ記号により特
   定されていることを特徴とする請求項１または２記載の
   中間的構造物形状設計データの作成方法。
4. 【請求項４】前記構造物が、鋳造用の消失型であること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の中間
   的構造物形状設計データの作成方法。
5. 【請求項５】中間的構造物を製作し、この中間的構造物
   をＮＣ工作機械により加工して最終的構造物を製作する
   ための工具軌跡データの作成方法において、 ＣＡＤシステム上で、面の仕上げ状態の指示をした最終
   的構造物の形状設計データを作成し、 前記最終的構造物の形状面中、加工が必要な面を特定
   し、 特定した面に対して取代を付与した前記最終的構造物の
   形状設計データを作成し、 前記取代を付与した前記最終的構造物について、ＣＡＭ
   システム上において干渉確認を行った結果の工具軌跡デ
   ータを作成し、この工具軌跡データを上記ＮＣ工作機械
   用の工具軌跡データとすることを特徴とする工具軌跡デ
   ータの作成方法。