JP6710363B2 - コンピュータを用いて設計した家具のパーツ部材を加工機械を用いて製造するためのシステム、方法、及びそのためのプログラム - Google Patents
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Description
所定の初期寸法を有する直方体形状のパーツ部材を直方体空間としてコンピュータ画面上に作成表示し、前記パーツ部材の直方体空間の各6面に識別番号を付与する手段と、
前記直方体空間の一つの頂点を原点とするローカル三次元座標を設定し、さらに、前記直方体空間の前記識別番号を付与された各6面の長方形の一つの頂点を原点として前記頂点から互いに垂直方向に延びる長方形の二辺をX軸、Y軸とするローカル二次元座標を設定する手段と、
前記パーツ部材の面に施すことができる複数の種類の機械加工の形状とサイズとその機械加工の位置を特定するための基準点が登録されている加工マスターと、
前記パーツ部材の各6面に施す機械加工の位置を、前記パーツ部材の直方体空間の寸法に基づいて所定のルールに従って算出し、前記直方体空間の各6面に設定された前記ローカル二次元座標を用いて指定する手段と、
前記加工マスターに登録された複数の種類の機械加工の中から一つの機械加工を選択し、前記選択された一つの機械加工を前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面の前記ローカル二次元座標を用いて指定された位置に登録する手段と、
顧客の要望に応じて前記パーツ部材の直方体空間の寸法を変更し、それによって前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面に登録された前記一つの機械加工のローカル二次元座標位置を前記所定のルールに従って変更する手段と、
前記寸法変更後の直方体空間の一つの面のローカル二次元座標位置に登録された前記選択された一つの機械加工を、前記直方体空間の前記一つの面の識別番号と共に前記加工機械のCAMに送信する手段と、を備えており、
前記加工マスターに登録された機械加工は、加工対象である板材に前記加工機械によって前記機械加工を前記パーツ部材の面に施すための工具のツールパスが前記加工機械側のCAMで作成されており、
前記加工機械は、前記直方体空間の寸法を有する板材を前記加工機械の加工テーブル上に前記板材の一つの頂点が前記加工機械の機械原点と一致するように載置することによって、前記直方体空間の一つの面に登録された機械加工の二次元座標位置を、前記板材の一つの面の二次元座標位置として変換算出し、前記加工機械の工具を前記ツールパスに従って前記板材の一つの面上の前記変換算出された二次元座標位置に適用することによって前記板材の一つの面に前記機械加工を施す、
コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材の寸法を変更して加工機械を用いて自動的に製造するためのシステム。
所定の初期寸法を有する直方体形状のパーツ部材を直方体空間としてコンピュータ画面上に作成表示し、前記パーツ部材の直方体空間の各6面に識別番号を付与し、
前記直方体空間の一つの頂点を原点とするローカル三次元座標を設定し、さらに、前記直方体空間の前記識別番号を付与された各6面の長方形の一つの頂点を原点として前記頂点から互いに垂直方向に延びる長方形の二辺をX軸、Y軸とするローカル二次元座標を設定し、
前記パーツ部材の各6面に施す機械加工の位置を、前記パーツ部材の直方体空間の寸法に基づいて所定のルールに従って算出し、前記直方体空間の各6面に設定された前記ローカル二次元座標を用いて指定し、
前記パーツ部材の面に施すことができる複数の種類の機械加工の形状とサイズとその機械加工の位置を特定するための基準点が登録されている加工マスターの中から一つの機械加工を選択し、前記選択された一つの機械加工を前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面の前記ローカル二次元座標を用いて指定された位置に登録し、
顧客の要望に応じて前記パーツ部材の直方体空間の寸法を変更し、それによって前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面に登録された前記一つの機械加工のローカル二次元座標位置を前記所定のルールに従って変更し、
前記寸法変更後の直方体空間の一つの面のローカル二次元座標位置に登録された前記選択された一つの機械加工を、前記直方体空間の前記一つの面の識別番号と共に前記加工機械側のCAMに送信し、
前記加工マスターに登録された機械加工は、加工対象である板材に前記加工機械によって前記機械加工を前記パーツ部材の面に施すための工具のツールパスが前記加工機械側のCAMで作成されており、
前記加工機械は、前記直方体空間の寸法を有する板材を前記加工機械の加工テーブル上に前記板材の一つの頂点が前記加工機械の機械原点と一致するように載置することによって、前記直方体空間の一つの面に登録された機械加工の二次元座標位置を、前記板材の一つの面の二次元座標位置として変換算出し、前記加工機械の工具を前記ツールパスに従って前記板材の一つの面上の前記変換算出された二次元座標位置に適用することによって前記板材の一つの面に前記機械加工を施す、
コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材の寸法を変更して加工機械を用いて自動的に製造するための方法。
本出願においてCADとは、Computer aided designの略語であり、広くコンピュータによる設計支援ツールをいう。
本出願においてCAMとは、Computer aided manufacturingの略語であり、広く製品の製造を行うために、CADで作成された形状データを入力データとして、加工用のNCプログラム作成などの生産準備全般をコンピュータ上で行うためのシステムをいう。
本出願においてCAD/CAMとは、CADとCAMの両方の機能をあわせ持つシステムであり、設計からNCデータの作成までをすべて同じシステム内で行うものをいう。
本出願においてツールパスとは、加工機械が自らが備える工具を制御して加工対象に切削等の機械加工を施すために作成される工具の軌道又は経路をいう。
本発明の一つの実施形態において機械原点とは、加工機械がツールパスに従って工具を制御するにあたって基準とするXYZ座標原点をいう。加工機械は機械原点を常に同じ位置に定めることもできるし、個々の加工対象との関係で異なった位置を機械原点として設定することもできる。
本発明の実施形態において「家具」とは、収納棚、キッチン棚、ユニットバス等の住宅設備を広く含む。家具を構成する部材は主に木製であるが、特定の材料に限られず、プラスチック、金属、石材、大理石、或いはガラス製であってもよい。
本発明の一つの実施形態において「ユニット設計システム」とは本発明のシステムの一部をなすツールをいう。ユニット設計システムは、家具のパーツ部材のパーツ部材を作成し、パーツ部材の各6面の長方形のXY座標で指定された位置に加工マスターに登録された機械加工の中から特定の機械加工を選択して直方体の面に登録し、さらに機械加工が登録された一つ又は複数のパーツ部材からユニットを作成する。
本発明の一つの実施形態において「ユニット組立システム」とは、ユニット設計システムで作成されたユニットを組み合わせて家具製品を作成するためのツールをいう。ユニット組立システムは画面上でユニット空間の位置を移動させ、ユニット空間の寸法を変更することによって、顧客の希望する寸法と形状の家具を設計し、設計した家具製品に品番を付与し、かつ家具製品の各構成部材の構成明細と加工明細のデータを出力する。
本発明の一つの実施形態において「パーツ部材」とは、板材等の家具を構成する基本的部材をいう。本発明の実施形態では、パーツ部材の輪郭は全て直方体形状とし、直方体形状の輪郭に対して、穴開け、溝掘り、切欠き等の機械加工が施されて実際の形状を形作るものとして理解される。本発明の実施形態においては、パーツ部材はPC画面上で直方体空間として設計される。パーツ部材の直方体の縦横厚さの寸法は、PC画面上に設定されたXYZ座標(ローカル座標)の原点からX軸、Y軸、Z軸方向の長さとして設定される。パーツ部材の各寸法は、それぞれ可変値又は固定値として設定される。通常は、板材の厚みは一定とされるので、縦と横方向の値を可変とし、厚さ方向の値を固定として設定する。直方体の各6面のXY座標で指定される位置には、加工マスター(後述)の中から選択した機械加工が登録される。
本発明の一つの実施形態において「識別番号」とは、パーツ部材の各6面に付与される各面を識別するための番号又は符号(identifier)をいう
本発明の実施形態において「付属部品」とは、ダボ、ビス等、家具のパーツ部材の付属物として用いられる部品をいう。ダボ、ビス等の付属部品は、そのサイズが規格によって決まっており、パーツ部材の寸法に合わせて選択又は変更する必要がないので、通常は付属部品について直方体空間を設定することはせずに、決まった規格のダボ、ビス等をメモリにマスター登録して、パーツ部材の面の指定された位置に適用する。パーツ部材の面に適用される付属部品は、パーツ部材のデータと共に構成明細(BOM)で出力される。
本発明の実施形態において、ヒンジ金具、扉の取手、引出のレール等は、家具のパーツ部材に取り付けられて用いられるパーツ金具部品であるが、これらはパーツ部材と同様に取扱い、その最小の三次元外接直方体空間を輪郭として設定する。ヒンジ金具、扉の取手、引出のレール等は非直方体形状であるが、部材の輪郭自体は直方体とし、直方体の6面に対して切削、切欠き、穴開け等の加工を施すことによって、実際の形状が構成されるものとして設定する。
本発明の実施例において、パーツ部材は単一材料からなる無垢材である場合と、芯材と、芯材に貼り付けられた表面材、木口材からなる複合材である場合がある。パーツ部材が複合材である場合に、パーツ部材を構成する芯材、表面材、木口材を総称して「素材」という。「素材空間」とは、素材の外接直方体空間をいう。「表面材空間」とは表面材の外接直方体空間をいう。「木口材空間」とは木口材の外接直方体空間をいう。「芯材空間」とは、芯材の外接直方体空間をいう。本発明の家具のパーツ部材を設計するシステム/方法は、素材、及び素材空間についても同様に適用することができる。
本発明の一つの実施形態において「ユニット」とは、製品の構成単位となる立体をいう。複数のパーツ部材を組み合わせて一つのユニットとして設定することも可能であるし、一つのパーツ部材を単独でユニットとして設定することも可能である。本発明の実施形態において、複数のパーツ部材を組み合わせた製品において、何をパーツ部材、ユニット、又はユニットとユニットの組み合わせとするかは、他の立体の一部として固定するか、独立に配置可能な立体とするか等は、設計者が必要に応じて設定することができる。
本発明の一つの実施形態において「ユニット空間」とは、一つのユニットに外接する仮想三次元直方体空間をいう。本発明のシステムの画面上で複数のパーツ部材が組み合わされて一つのユニットを構成する場合には、当該ユニットを外接収容する空間を当該ユニットの「ユニット空間」とする。ユニットに外接する仮想三次元直方体空間をユニット空間として設定することによって、当該ユニットに属するパーツ部材の位置を当該ユニット空間との相対的位置関係において容易に算出及び/又は設定することが可能になる。ユニット空間は通常はユニットに外接する三次元直方体空間をそのままユニット空間として設定する。しかし、必要に応じて、ユニットに外接する三次元直方体空間を縮小又は拡大した直方体空間をユニット空間として設定することも可能である。
本発明の一つの実施形態において「スケルトンユニット」とは、その内部に他のユニット(インフィルユニット)の全部又は一部を収容可能な空間を有するユニットをいう。本発明の実施形態において「インフィルユニット」とは、他のユニット(スケルトンユニット)の内部の空間(セル空間)にその全部又は一部が収容されるユニットをいう。図5に示す書籍棚では、天板、両側板、地板、背板の組み合わせで構成されたキャビネットがスケルトンユニットであり、キャビネットの内部に収容された棚板がインフィルユニットに相当する。スケルトンユニットとインフィルユニットは互いに別ユニットなので、一方に対する寸法変更に連動して他方の寸法が変更されることはないが、セル空間(後述)を介してユニット相互に面関連付けをすることで、一方に対する寸法変更に他方を連動させることができる。
本発明の一つの実施形態において「セル空間」とは、スケルトンユニットの内部にインフィルユニットの全部または一部を内接収容することが可能な空間をいう。スケルトンユニットのパーツ部材によって囲まれた内部空間に「セル空間」を設定することで、インフィルユニットのユニット空間をセル空間に内接収容させることが可能になる。セル空間に内接収容されたインフィルユニットの位置は、セル空間の各6面と平行に対応するインフィルユニットのユニット空間の各6面との間の距離によってセル空間を基準として設定することができる。
本発明の一つの実施形態において「パーツ部材面関連付け」とは、パーツ部材の一つの面と、その面と平行に対応する他のパーツ部材の一つの面との間の距離を固定することによって面関連付けることをいう。パーツ部材面関連付けされた二つの面の間の距離がゼロなら、両面は互いに同一平面上にある。複数のパーツ部材が一つのユニットを構成する場合、当該ユニットを構成するパーツ部材の互いに平行に対応する面同士にパーツ部材面関連付を付与することによって、一つのパーツ部材の寸法を変更した場合に、他のパーツ部材の寸法を連動して変更することが可能になる。図8は、図7(A)のキャビネットを構成する左右側板、天板、地板、背板の相互間に付与されたパーツ部材面関連付けを示す。
本発明の一つの実施形態において「ユニット空間・パーツ部材面関連付け」とは、ユニットを構成するパーツ部材の一つの面と、当該ユニットのユニット空間の平行に対応する一つの面との間の距離を固定することによって面関連付けすることをいう。ユニット空間の面を当該ユニットを構成するパーツ部材の面とユニット空間・パーツ部材面関連付けすることによって、ユニット空間の寸法変更の入力があった場合に、ユニット空間・パーツ部材面関連付けの設定に従ってパーツ部材の寸法をそれに連動させて変更することが可能になる。図9は、図7(A)のキャビネットのユニット空間の6面とキャビネットのパーツ部材の面との間に付与されたユニット空間・パーツ部材面関連付けを示す。
本発明の一つの実施形態において「機械加工」とは、穴開け、溝掘り、切欠き等、加工対象である板材に対して工具を用いて切削等を施してする加工をいう。本発明の実施例では、パーツ部材は全て直方体形状の輪郭を有し、その直方体に対して機械加工が施されて実際の形状が構成されるものとして把握される。本発明の実施例の設計システムでは,メモリに登録した複数の種類の機械加工のマスターデータの中から特定の機械加工を選択してパーツ部材の直方体の面のXY座標で指定された位置に選択した機械加工を登録する。
本発明の一つの実施形態において「加工マスター」とは、穴開け、溝掘り、切欠き等の加工対象である板材に対して施す複数の種類の機械加工が登録されたマスターデータをいう。加工マスターは、本発明の設計システムのコンピュータのメモリに記憶されている。加工マスターには、加工対象である板材に施す穴、溝、切欠き等、機械加工の形状とサイズを特定するために必要な情報が登録される。さらに、当該機械加工の位置を面の指定された二次元座標位置との関係で特定するための基準点の情報も含まれる。
本発明の一つの実施形態において「機械加工位置」とは、本発明のシステムを用いて選択した機械加工を入力するパーツ部材の直方体の面上の位置をいう。加工位置は加工が付与される面の長方形のXY座標を用いて示される。
本発明の一つの実施形態において「基準点」とは、機械加工をパーツ部材の面の指定された二次元座標位置に登録するにあたって、形状とサイズを有する機械加工の位置を面の指定された二次元座標位置との関係で特定するための点をいう。
本発明の一つの実施形態において「加工機械」とは、NC工作機械等、ダボ打ち機、テノーナー、カットソー等、家具の製造業者が家具の構成部材に機械加工を施すために用いる装置をいう。図18は、本発明の実施例に用いる加工機械を用いて図17に示す板材に機械加工を施すための工具の設定を示す。
本発明の一つの実施形態において、構成明細(Bill of Material) とは、本発明のシステムで設計されたパーツ部材の寸法データを含む。
本発明の一つの実施形態において、加工明細(NC)とは、本発明のシステムで設計されたパーツ部材の識別番号を付与された面のXY座標位置に登録された機械加工のデータを含む。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の実施形態のシステムは、Windows(登録商標)等のOS上で稼働するアプリケーションソフトウエアとして稼働させることができる。OSと本システムのアプリケーションソフトの間にはOpenGL(登録商標) 等のアプリケーションプログラミングインターフェースが三次元コンピュータグラフィックインターフェースとしてインストールされるのが好ましい。
以下、本発明のシステムを用いて書籍棚を設計し寸法を変更して製造する方法を、図16のフロー及び関連する図面を参照しながら説明する。
i)ユニットとパーツ部材
<製品の構成>
図6の書籍棚は、キャビネット100(ユニット1)と棚板106(ユニット2)からなる。ユニット1のキャビネット100は、右側板101、左側板102、背板103、天板104、地板105の5つのパーツ部材からなる。ユニット2は棚板106の1つのパーツ部材のみからなるユニットである。
<キャビネットの作成>
ステップ1)板材を組み立ててキャビネットを作成する。
板材のアイコンをクリックして板材のデータを読み込むと、メモリに記憶された板材が仮の縦横厚さの寸法に従って、その仮の寸法の板材(パーツ部材)が画面上に表示される。表示された板材(パーツ部材)をコピーしてパーツ部材の必要な個数(この実施例では5個)を作成する。次いで、板材(パーツ部材)の初期寸法と、可変/固定の区別、寸法が可変である場合の最大値/最小値の設定(任意)を入力する。初期寸法と可変/固定、最大値最小値の設定(任意)が入力がされた各パーツ部材を画面上でドラッグして移動してPC画面のXYZ軸方向にそれぞれ整列・配置することで、キャビネット100を組み立てて作成する。
まず、CPUは、各パーツ部材の6面に自動的に識別番号(符号)を付与する。それぞれの上面をA面、前面をB面、左側面をC面、右側面をD面、下面をE面、後面をF面とすると、右側板101の6面には101A,101B、101C,101D,101E,101F、左側板102の6面には102A,102B、102C,102D,102E,102F、背板103の6面には103A,103B、103C,103D,103E,103F、天板104の6面には104A,104B、104C,104D,104E,104F、地板105の6面には105A,105B、105C,105D,105E,105Fという識別番号(符号)が付与される。
1.左側板102の右側面102Dと天板104の左側面104Cとは互いに平行で同一平面上にある。
2.左側板102の右側面102Dと地板105の左側面105Cとは互いに平行で同一平面上にある。
3.左側板102の左側面102Cと背板103の左側面103Cとは互いに平行で同一平面上にある。
4.左側板102の前面102Bと右側板101の前面101Bとは互いに平行で同一平面上にある。
5.左側板102の前面102Bと天板104の前面104Bとは、互いに平行で102Bは104Bから0.5mm離れている。
6.左側板102の前面102Bと地板105の前面105Bとは互いに平行で102Bは105Bから0.5mm離れている。
7.左側板102の後面102Fと右側板101の後面101Fとは互いに平行で同一平面上にある。
8.左側板102の後面102Fと天板104の後面104Fとは互いに平行で同一平面上にある。
9.左側板102の後面102Fと地板105の後面105Fとは互いに平行で同一平面上にある。
10.左側板102の後面102Fと背板103の前面103Bとは互いに平行で同一平面上にある。
11.左側板102の上面102Aと天板104の上面104Aとは、互いに平行で102Aは104Aから0.5mm離れている。
12.左側板102の上面102Aと右側板101の上面101Aとは互いに平行で同一平面上にある。
13.左側板102の下面102Eと地板105の下面105Eとは互いに平行で102Eは105Eから0.5mm離れている。
14.左側板102の下面102Eと右側板101の下面101Eとは互いに平行で同一平面上にある。
15.左側板102の上面102Aと背板103の上面103Aとは互いに平行で同一平面上にある。
16.左側板102の下面102Eと背板103の下面103Eとは互いに平行で同一平面上にある。
17.右側板101の左側面101Cと天板104の右側面104Dとは互いに平行で同一平面上にある。
18.右側板101の左側面101Cと地板105の右側面105Dとは、互いに平行で同一平面上にある。
19.右側板101の右側面101Dと背板103の右側面103Dとは互いに平行で同一平面上にある。
1.ユニット空間の上面(A面)は左側板102の上面102Aと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
2.ユニット空間の下面(E面)は左側板102の下面102Eと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
3.ユニット空間の左側面(C面)は左側板102の左側面102Cと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
4.ユニット空間の右側面(D面)は右側板101の右側面101Dと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
5.ユニット空間の前面(B面)は左側板102の前面102Bと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
6.ユニット空間の後面(F面)は背板103の後面103Fと互いに平行でかつ面間距離はゼロ。
上記面関連付けが終了した後、キャビネット100の内部空間にセル空間Pを設定する。セル空間Pは図7(A)の右下に示された6方向の矢印に従って、A面、B面、C面、D面、E面、F面を有する。セル空間PのA面、C面、D面、E面、F面は、それぞれキャビネット100の104E面、102D面、101C面、105A面、103B面と対面する。キャビネット100前面は開口になっているので、セル空間PのB面と対面するパーツ部材の面は存在しない。キャビネット100の内部空間にセル空間を設定することで、インフィルユニットを収容してセル空間・ユニット空間面関連付けをすることが可能になる。
キャビネット100の天板104と地板105を左右側板102、101とそれぞれダボで接合固定するために、天板104と地板105の左右木口面にそれぞれ3カ所ずつ6mmの外径と8mmの深さを有する円筒状のダボ穴を設ける。天板、地板の木口面に設けたダボ穴を左右側板の対応する位置に転写することによって左右側板102、101の内側面にダボ穴を設ける。本発明の実施例のシステムでパーツ部材の面のXY座標でダボ穴の位置を特定するにあたっては、ダボ穴の円筒の円の中心が特定基準位置となる。
ステップ6)可動棚板106(ユニット2)を作成する。
アイコンをクリックして読み出した板材を可動棚板106のパーツ部材として画面上に表示する。可動棚板の初期寸法を横長369mm(可変)、奥行長299.5mm(可変)、厚さ15mm(固定)と設定する。可動棚板の横長は可動棚板をキャビネット内で動かしやすくするために、キャビネットのセル空間の横幅よりも1mm小さく設定している。
図10(A)(B)(C)を参照して、左側板102の右側面102Dの面に、可動棚板の底をダボで支えるためのダボ穴を3つ設ける。可動棚板106をキャビネット内で上下可動とするためには、棚板106の高さ位置に応じて左側板102D面に設けられるダボ穴の位置が変わるように設定される必要がある。そこで、側板102Dの面に設けるダボ穴の位置は、可動棚板106の木口面106C面の位置を基準にして設定し、棚板106の木口面106Cを基準として設定された仮想の基準位置を102D面に対して垂直方向に投影して特定される側板102D面上の位置を102D面上のダボ穴の位置とする。
ステップ9)ユニット1と2を画面上に表示する。
ユニット組立システムのMENU画面のアイコンをクリックして、ユニット設計システムで設計されてメモリに登録されたユニットの内、所望のタイプのものを読み込んで、画面上に表示する。ここでは、キャビネットのユニットを読み込んでユニット1として表示し、棚板用の板材のパーツ部材からなるユニットを読み込んでユニット2として表示する。
図6に示す、キャビネット100のセル空間Pに、可動棚板106を設置したい高さ位置にドラッグして移動する。図6では、可動棚板106は当初左右側板の高さ方向の中心位置に設置されている。
図6、図7、図8、図9を参照して、キャビネット100(ユニット1)の奥行を300mmから400mmに変更する操作を説明する。
図9においてユニット1の上面(A面)は左側板上面102Aとユニット・パーツ面関連付けされているので、ユニット1の高さを690mmとすると、左側板102A面が面関連付けで設定した関係(両者間の距離はゼロ)に従ってそれと連動して10mm下方向に移動される。そうすると、図8を参照して、左側板上面102Aは、天板104の上面104Aと互いに平行でかつ0.5mm離れているという設定で面関連付けされているので、天板104の上面104Aは左側板102A面から0.5mm離れているという関係を保ちながら10mm下方向に下げられる。さらに、左側板上面102Aは右側板101の上面101Aと背板103の上面103Aと互いの距離ゼロの設定で面関連付けされているので、左側板上面102Aが10mm下方向に移動されるとそれに連動して右側板101A面と背板103A面も10mm下方向に移動される。この結果、ユニット1の高さを690mmとする変更を入力したことに伴い、パーツ部材101、102、103の高さ寸法はそれぞれ10mm縮小されてどれも690mmとなる。
ユニットに対する変更入力で変更された寸法の書籍棚を立体画像としてPC画面上に出力表示する。顧客は画面上に出力された製品の仕様と見積価格、納期に満足すれば、それで提案された家具の購入を決定する。表示された仕様、価格または納期に満足せず、修正を希望するときは、ステップ11)の変更入力に戻る。
4.製品の製造を発注する。
ステップ14)顧客から寸法を変更して注文された製品(書籍棚)を構成するパーツ部材と素材の設計データを家具設計システム1を通して製造工場に提供する。
本発明の実施例では、高さを10mm下げた書籍棚1を構成する地板、天板、左側板、右側板、背板、棚板のそれぞれについて(i)構成明細(BOM)と、(ii)加工明細(NC)を製造工場の加工機械に送る。さらに、棚板を構成する素材である芯材、木口材、表面材、及びダボについて、構成明細(BOM)を加工機械に送る。
図14は、本実施例のシステムを用いて設計した書籍棚100の高さを10mm下げた場合の各パーツ部材(左側板102、右側板101、天板104、地板105、背板103、棚板106)と、棚板106を構成する芯材と表面材と木口材と、ダボ107の構成明細(BOM)を示す。
図15(A)(B)(C)は、それぞれ本実施例のシステムを用いて設計した書籍棚を構成する左側板102の102D面に付与されるダボ穴加工明細を示す。図15(A)は、書籍棚100の初期寸法における左側板102D面に付与されるダボ穴加工明細を示す。図15(B)は書籍棚100の高さを10mm下げた場合の左側板102D面に付与されるダボ穴加工明細を示す。図15(C)は書籍棚100の奥行、高さを変えずに棚板106の位置を10mm下げた場合の左側板102D面に付与されるダボ穴加工明細を示す。以下では、15(B)の書籍棚100の高さを10mm下げた場合の左側板102D面に付与されるダボ穴加工明細に従って、加工機械でダボ穴加工を施す工程を説明する。
ステップ15)製造工場は、高さ寸法を10mm低くした書籍棚100の構成明細(図14)を受け取って、その各パーツ部材と同じ寸法の板材を木取りして作製する。木取りして作製した板材を3軸NC工作機械の加工テーブル上に、パーツ部材102の直方体空間の三次元ローカル原点と加工機械の機械原点(X0,Y0,Z0)とが一致するように載置する。
図15(B)において、左側板102は無垢材であり、寸法は横300mm、縦690mm、厚み15mmとして設計されている。左側板102D面には径6mm、深さ8mmのダボ丸穴が、a’ (30.5mm、682mm)、b’(150.25mm、682mm)、 c’(270mm、682mm)、g” (30.5mm、334.5mm)、h”(150.25mm、334.5mm), i” (270mm、334.5mm)、d’(30.5mm、8.0mm), e’(150.25mm、8.0mm), f’(270mm、8mm)の位置に登録されている。
Claims (10)
- コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材を加工機械を用いて製造するためのシステムであって、
所定の寸法を有する直方体形状のパーツ部材を直方体空間としてコンピュータ画面上に作成表示し、前記パーツ部材の直方体空間の各6面に識別番号を付与する手段と、
前記直方体空間の一つの頂点を原点とするローカル三次元座標を設定し、さらに、前記直方体空間の前記識別番号を付与された各6面の長方形の一つの頂点を原点として前記頂点から互いに垂直方向に延びる長方形の二辺をX軸、Y軸とするローカル二次元座標を設定する手段と、
前記パーツ部材の面に施すことができる複数の種類の機械加工の形状とサイズと、その機械加工の位置を特定するための基準点が登録されている加工マスターと、前記加工マスターは前記コンピュータのメモリに記憶されており、
前記パーツ部材の各6面に施す機械加工の位置を、前記直方体空間の各6面に設定された前記ローカル二次元座標を用いて指定する手段と、
前記加工マスターに登録された複数の種類の機械加工の中から一つの機械加工を選択し、前記選択された一つの機械加工を前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面の前記ローカル二次元座標を用いて指定された位置に登録する手段と、
前記直方体空間の一つの面のローカル二次元座標位置に登録された前記選択された一つの機械加工を、前記直方体空間の前記一つの面の識別番号と共に前記加工機械側のCAMに送信する手段と、を備えており、
前記加工マスターに登録された機械加工は、加工対象である板材に前記加工機械によって前記機械加工を前記パーツ部材の面に施すために用いる工具のツールパスが前記CAMで作成されており、
前記加工機械は、前記直方体空間の寸法を有する板材を前記加工機械の加工テーブル上に前記板材の一つの頂点が前記加工機械の機械原点と一致するように載置することによって、前記直方体空間の一つの面に登録された機械加工の二次元座標位置を、前記板材の一つの面の二次元座標位置として変換算出し、前記加工機械の前記工具を前記ツールパスに従って前記板材の一つの面上の前記変換算出された二次元座標位置に適用することによって前記板材の一つの面に前記機械加工を施す、
コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材を加工機械を用いて自動的に製造するためのシステム。
- 前記加工マスターに登録されている複数種類の機械加工は、特定の径の穴加工、及び特定の幅と長さの溝掘り加工を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記加工マスターに登録された複数の種類の機械加工の中から二以上の機械加工を選択して、それぞれを前記直方体空間の各6面の前記ローカル二次元座標によって指定される異なった位置に入力する手段を備える、請求項1又は2に記載のシステム。
- 前記加工マスターに登録された複数種類の機械加工は丸穴加工を含み、前記一つの面に丸穴加工を登録する位置は、前記丸穴の円の中心を基準点にして定められる、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記加工マスターに登録された複数種類の機械加工は溝掘り加工を含み、前記一つの面に溝掘り加工を登録する位置は、前記溝の一方の端の位置を基準点にして定められる、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
- コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材を加工機械を用いて製造するための方法であって、前記コンピュータが、
所定の寸法を有する直方体形状のパーツ部材を直方体空間としてコンピュータ画面上に作成表示し、前記パーツ部材の直方体空間の各6面に識別番号を付与し、
前記直方体空間の一つの頂点を原点とするローカル三次元座標を設定し、さらに、前記直方体空間の前記識別番号を付与された各6面の長方形の一つの頂点を原点として前記頂点から互いに垂直方向に延びる長方形の二辺をX軸、Y軸とするローカル二次元座標を設定し、
前記パーツ部材の各6面に施す機械加工の位置を、前記直方体空間の各6面に設定された前記ローカル二次元座標を用いて指定し、
前記パーツ部材の面に施すことができる複数の種類の機械加工の形状とサイズと、その機械加工の位置を特定するための基準点が登録されている加工マスターの中から一つの機械加工を選択し、前記選択された一つの機械加工を前記直方体空間の前記識別番号を付与された一つの面の前記ローカル二次元座標を用いて指定された位置に登録し、
前記直方体空間の一つの面のローカル二次元座標位置に登録された前記選択された一つの機械加工を、前記直方体空間の前記一つの面の識別番号と共に前記加工機械側のCAMに送信し、
前記加工マスターに登録された機械加工は、加工対象である板材に前記加工機械によって前記機械加工を前記パーツ部材の面に施すために用いる工具のツールパスが前記CAMで作成されており、
前記加工機械は、前記直方体空間の寸法を有する板材を前記加工機械の加工テーブル上に前記板材の一つの頂点が前記加工機械の機械原点と一致するように載置することによって、前記直方体空間の一つの面に登録された機械加工の二次元座標位置を、前記板材の一つの面の二次元座標位置として変換算出し、前記加工機械の前記工具を前記ツールパスに従って前記板材の一つの面上の前記変換算出された二次元座標位置に適用することによって前記板材の一つの面に前記機械加工を施す、
コンピュータを用いて設計された家具のパーツ部材を加工機械を用いて自動的に製造するための方法。
- 前記加工マスターに登録されている複数種類の機械加工は、特定の径の穴加工、及び特定の幅と長さの溝掘り加工を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記加工マスターに登録された複数の種類の機械加工の中から二以上の機械加工を選択して、それぞれを前記直方体空間の各6面の前記ローカル二次元座標によって指定される異なった位置に入力する、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記加工マスターに登録された複数種類の機械加工は丸穴加工を含み、前記一つの面に丸穴加工を登録する位置は、前記丸穴の円の中心を基準点にして定められる、請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記加工マスターに登録された複数種類の機械加工は溝掘り加工を含み、前記一つの面に溝掘り加工を登録する位置は、前記溝の一方の端位置を基準点にして定められる、請求項6〜8のいずれか一項に記載の方法。
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