JPH03121747A - 金型加工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は板金プレスやプラスチック射出成形に用いるオ
ス・メス一対の金型を与えられた１個のマスタモデルか
ら製作する金型加工方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

一対の金型のうちマスタモデルの製作においては、まず
自動プログラミングシステムを利用して第１吹拭作モデ
ルを作り上げる。一般にこの第１吹拭作モデルは最終の
マスタモデルではなく、複雑な自由曲面を有する難しい
金型の場合では手作業によって部分的に修正したり、更
には金型の発注者やデザイナ−の最終承認を得る前に幾
度か手作業による修正が入るのが常である。

こうして作られたマスタモデルを基に、該マスタモデル
と同形状の一方側の金型を加工する。そしてこの−刃側
の金型と対を成す他方側の金型の製作に際しては、樹脂
や石膏を前記マスタモデルに流し込んで写し取りにより
反転モデルを作成する。更には上記一対の金型により製
造する製品の板厚分だけのクリアランスを設けるべく、
上記反転モデルを均一に削る作業を必要とする。こうし
てできた反転モデルから他方側の金型を作る。

他方側の金ヅを作るには上記方法の他、マスタモデルを
ディジタイジンクして多数の魚群データを得、この魚群
データからマイナスオフセット量を演算し、更にＸ軸又
はＹ軸のいずれか１軸とＺ軸との２軸方向にミラーイメ
ージをかけてＮＣ加工する方法もある。

更には比較的簡単な型形状の場合には、マスタモデルの
形状を数学モデルで表現することができ、該数学モデル
からマイナスオフセットの演算並びにミラーイメージの
演算を施して他方側の金型をＮＣ加工により製作する方
法もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しながら、上述した写し取りによる反転モデルを使用
する方法の場合には、該反転モデルの作成には多くの労
力と時間を要し、更にはクリアランスを一定にしたり、
収縮、変形等を無くすることが困難である。

また、ディジタイジンクによる方法では魚群データが膨
大な量となり、オフセットをかける演算処理が実質的に
は不可能に近く、可能な場合でも迅速な処理ができない
。更には工具径路の干渉、即ち削り過ぎを完全になくす
様チエツクすることが困難である。

更には数学モデルにおいては、手作業修正等による任意
形状を反映させることができない他、上記と同様に工具
径路の干渉の完全なチエツクが不可能である。そして数
学モデルが定義できないような複雑な形状には不向きで
ある。

依って本発明は斯る問題点の解決を図るべく、工具径路
の干渉が無く、精度の高い反転型を短時間でしかも省力
化して作成する金型加工方法および装置の提供を目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的に鑑みて本発明は、マイナスオフセットした中
間モデルを作成する方法を採用する。詳述すると、倣い
装置又はディジタイジンク装置のトレーサヘッドに求心
作用をもって自由支持され、先端に球部を有するスタイ
ラスでモデルを走査し、得た情報に基づき加工機を制御
して前記モデルに対応したワークを加工する加工システ
ムを用い、一つのマスタモデルからオス・メス一対の金
型を加工する金型加工方法において、前記マスタモデル
に対応した形状の一方側の金型を加工し、更に前記スタ
イラスの先端球部の径より実質的に大きな径の工具を前
記加工機に装着して前記マスタモデルよりマイナスオフ
セットした中間モデルを一旦加工し、次に該中間モデル
を前記トレーサヘッドで走査して得た情報を前記加工機
へ出力する際、Ｘ軸又はＹ軸のいずれか１軸と２軸とに
ミラーイメージをかけて軸の送り方向を逆転させ前記中
間モデルの反転形状をした他方側の金型を加工するよう
にしたことを特徴とする金型加工方法を提供する。また
倣い装置のトレーサヘッドに求心作用をもって自由支持
され先端に球部を有するスタイラスでモデルを走査し、
得た情報に基づき倣い加工機を制御する連動倣い加工シ
ステムを用い、マスタモデルに対応した形状の一方側の
金型を加工し、前記スタイラスの先端球部の径より実質
的に大きな径の工具を前記倣い加工機に装着して前記マ
スタモデルよりマイナスオフセットした中間モデルを一
旦加工し、次に該中間モデルを前記トレーサヘッドで走
査して得た情報を前記倣い加工機へ出力する際、軸送り
方向制御手段を用いてＸ軸又はＹ軸のいずれか１軸とＺ
軸とにミラーイメージをかけ、前記中間モデルの反転形
状をした他方側の金型を自動的に加工しオス・メス一対
の金型を得る金型加工装置であって、前記軸送り方向制
御手段は、Ｘ、Ｙ、Ｚの各送り軸にミラーイメージをか
けたり切ったりするミラーイメージオン・オフ手段と、
前記倣い装置と倣い加工機との連動関係を断続する連動
関係オン・オフ手段と、前記倣い装置のスタイラスＺ軸
方向逃げ位置のＺ座標値及び該スタイラスＺ軸方向逃げ
位置とモデル表面に対して反対側に定義した倣い加工機
Ｚ軸方向逃げ位置のＺ座標値を予め記憶する記憶手段と
、前記倣い装置から得る前記スタイラスのＺ軸方自選げ
開始位置のＺ座標値とＺ軸方向アプローチエンド位置の
Ｚ座標値と前記記憶手段のスタイラスＺ軸方向逃げ位置
のＺ座標値と前記倣い加工機Ｚ軸方向逃げ位置のＺ座標
値とから前記倣い加工機のアプローチ量を演算する演算
手段と、前記倣い装置からの指令に基づいて前記ミラー
イメージオン・オフ手段、連動関係オンオフ手段を作動
させ、前記記憶手段の内容を前Ｈ己演算手段に送って結
果を前記倣い制御手段に出力するミラーイメージ制御手
段とから構成される金型加工装置を提供する。

更にディジタイジンク制御手段によってディジタイジン
ク装置のトレーサヘッドに求心作用をもって自由支持さ
れ先端に球部を有するスタイラスをモデルに対して走査
させ、得た情報をＮＣ加工データ作成手段に送ってＮＣ
加工データを作成し、該ＮＣ加工データでＮＣ加工機を
制御する加工システムを用い、マスタモデルに対応した
形状の一方側の金型を加工し、更に前記スタイラスの先
端球部の径より実質的に大きな径の工具を前記ＮＣ加工
機に装着して前記マスタモデルよりマイナスオフセット
した中間モデルを一旦加工し、次に該中間モデルを前記
トレーサヘッドで走査して得た情報で前記ＮＣ加工デー
タを作成する際、軸送り方向制御手段を用いてＸ軸又は
Ｙ軸のいずれか１軸とＺ軸とにミラーイメージをかけ、
前記中間モデルの反転形状をした他方側の金型を加工す
るＮＣ加工データを自動的に作成し、前記ＮＣ加工機で
前記他方側の金型を加工してオス・メス一対の金型を得
る金型加工装置であって、前記軸送り方向制御手段は、
Ｘ・Ｙ、Ｚの各送り軸にミラーイメージをかけたり切っ
たりするミラーイメージオン・オフ手段と、前記ディジ
タイジンク制御手段と前記ＮＣ加工データ作成手段との
間の軸送り動作の連動関係を断続する連動関係オン・オ
フ手段と、前記ディジタイジンク装置のスタイラスＺ軸
方向逃げ位置のＺ座標値及び該スタイラスＺ軸方向逃げ
位置とモデル表面に対して反対側に定義したＮＣ加工機
Ｚ軸逃げ位置の２座標値を予め記憶する記憶手段と、前
記ディジタイジンク装置から得る前記スタイラスのＺ軸
方向逃げ開始位置のＺ座標値と２軸方向アプロ一チエン
ド位置のＺ座標値と前記記憶手段のスタイラスＺ軸方向
逃げ位置の２座標値と前記ＮＣ加工機Ｚ軸方向逃げ位置
の２座標値とから前記ＮＣ加工機のアプローチ量を演算
する演算手段と、前記ディジタイジンク装置からの指令
に基づいて前記ミラーイメージオン・オフ手段、連動関
係オン・オフ手段を作動させ、前記記憶手段の内容を前
記演算手段に送って結果を前記ＮＣ加工データ作成手段
に出力するミラーイメージ制御手段とから構成される金
型加工装置を提供する。

〔作　用〕

上記中間モデルは一定量マイナスオフセットしているた
め、該中間モデルを倣うスタイラスの先端球部の径と最
終のワークである他方側の金型を加工する工具の径とを
夫々現実的な所要寸法に設定することができると共に、
複雑な計算をすることなくマスタモデルと中間モデルと
を夫々倣うことによってオス・メス反転させた一対の金
型加工が完了する。

また、ディジタイジンク装置を用いると、ＮＣデータを
集積することができ、該ＮＣデータに基づき独立したＮ
Ｃ工作機械によってオス・メス反転させた一対の金型の
加工を行うことができる。

〔実施例〕

以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。まず第２図を参照してスタイラスＳＴによ
る倣い作動と、その倣い作動に基づくワークの倣い加工
との関係を説明する。

スタイラスＳＴはトレーサヘッド４　（第５図）に自由
支持状態、つまり常に中心位置に保持されるよう求心作
用をもって装着され、スタイラスＳＴがマスタモデルＭ
Ｍに接触すると、モデル表面１０に対して法線方向に変
位し、トレーサヘッド４はそのＸ、Ｙ、Ｚ方向の変位を
検出することができるようになっている。倣い加工は、
スタイラスＳＴのＸ、Ｙ、Ｚ方向の合成変位が予め決め
られた基準変位量ε。になるようにスタイラスＳＴをモ
デルに喰い込ませ、その基準変位量をε。を常に保持す
るようにＸ、Ｙ、Ｚ方向の軸送り量を倣い制御手段５（
第５図）で制御しながら加工を進捗させて行くものであ
る。二点鎖線１０で示すマスタモデルの表面を先端が半
球形状を成したスタイラスＳＴで倣う。この場合の半球
部の中心ＳＣの描く軌跡１６が倣い加工機１の工具主軸
２　（第５図）に伝達され、該工具主軸２の保持してい
る工具（ボールエンドミル）ＴＯを上記軌跡１６に従っ
て動かすことによりワークを倣い加工する。即ち、工具
Ｔｏの先端は半球形状を成しており、該半球部の中心Ｔ
Ｃが上記軌跡１６と同一の軌跡を描く様に移動するので
ある。こうして倣い加工された金型の表面を参照番号１
２で示している。第２図は工具先端半球部の半径Ｔ１が
スクイラスＳＴの先端半球部の半径Ｓ１よりも大きい場
合を図示しており、金型はマスタモデルよりも寸法ＵＣ
（＝Ｔ１−３　Ｌ）だけ切下げ加工されている。金型と
マスタモデルとの関係が本図の様な関係になることをマ
イナスオフセットと称する。ここで言うスタイラスＳＴ
の先端半球部の半径Ｓ１は、前述の基準変位量ε。を考
慮すると実際の先端球部半径ＳＬＯからε０を引いた値
である。

倣い加工における上述の基本的な事項を念頭におき、模
式的な説明図である第１図を参照して、以下に本発明の
説明を行なう。第１図はマスタモデルＭＭ、中間モデル
ＴＭ、及び他方側の金型ＦＧの各断面を相対関係が明瞭
となるように重ね合わせて描いている。図面が煩雑にな
るのを回避するため、各断面実体部の一部にのみハツチ
ングを施している。第１図の右下部にはマスタモデルＭ
Ｍと反転形状をした他方側の金型ＦＧとの外形を参考図
として小さく略示している。

まずマスタモデルＭＭの表面１０をスタイラスＳＴ（第
２図）で倣う。この場合のスタイラス先端半球部の中心
ＳＣ（第２図）の軌跡を１６で示している。このスタイ
ラス先端半径は５ｌ（＝Ｓ１゜−ε０）であり、この半
径Ｓ１よりも大きな先端半径Ｔ１を有する工具（ボール
エンドミル）を使用して第１のワークを倣い加工すると
、表面１２を有する中間モデルＴＭが製作される。この
中間モデルＴＭの表面１２はマスタモデルＭＭに対して
寸法ＵＣ（＝Ｔ１−３１）だけマイナスオフセットして
いる。

次にこの中間モデルＴＭを先端半径Ｓ２を有した他のス
タイラスによって倣う。このスタイラスの先端中心の軌
跡を破線１８によって示す。この倣いに応じて第２のワ
ークを倣い加工することにより他方側の金型ＦＧを作る
。ここではオス状のマスタモデルＭＭと対を成す、即ち
互いに係合し合う関係となるメス状の金型ＦＧを作るの
で、まず高さＺ軸方向において一点鎖線０−０′を含む
ＸＹ平面に対してミラーイメージをかける。更には、０
−０′を含むＸｚ平面に対して、第１図の場合にはＹ軸
方向にミラーイメージをかける。

このため上述したスタイラスの先端中心の軌跡１８を０
−０′を含むＸＹ平面に対してミラーイメージをかけた
ものを破線２０で示す。半径Ｔ２から成る先端部を有し
た他の工具を先端部の中心が破線２０を通るように倣い
作動させると他方側の金型ＦＧが製作できる。この倣い
加工においては、上述した様にＹ軸方向にミラーイメー
ジをかけた上で行なうことは可逆を要しないであろう。

この工具先端部の半径Ｔ２は前述した切下げ寸法ＵＣか
ら他のスタイラスの先端半径Ｓ２を差し引いた寸法以上
に設定すればよい。オス状のマスタモデルＭＭとメス状
の他方側の金型ＦＧとを互いに係合させた場合に設定す
べき隙間寸法をΔｔとすると次式が成立する。

Ｔ２＝ＵＣ−３２−Δｔ ＝Ｔ　Ｉ　−（Ｓ　１　＋’Ｓ　２＋Δｔ）本明細書で
用いているスタイラスの先端半球部の半径３１．Ｓ２の
値は、実際には前述のトレーサヘッドの基準変位量ε。

を考慮した有効半径のことである。実際のスタイラスの
先端半球部の半径をＳＩｏ、５２Ｇ、中間モデルＴＭを
製作する際のトレーサヘッドの基準変位量をε。３、他
方側の金型ＦＧを製作する際のトレーサヘッドの基準変
位量をε。２とすれば、 ３１”５ｌｏ−εｏ＋’５２＝ｓ２ｏ−ε。２となる。

第１図はΔｔ＝Ｑの場合を図示しており、マスタモデル
ＭＭと同一形状の一方側の金型と他方側の金型ＦＧとが
隙間なく係合する。この両者が対を成す金型であれば、
両者間に挟持する板金、或いは流し込む樹脂材料の厚さ
のために所要の隙間を設けなければならない。

上述の例ではＺ軸方向のミラーイメージの他Ｙ軸方向に
ミラーイメージをかけてオス・メスの反転した形態の加
工を行なったが、第４図に示す様にＹ軸に限らずＸ軸方
向にミラーイメージをかけて倣い加工してもよい。即ち
、マスタモデルＭＭに対してＹ軸方向にミラーイメージ
をかけ、更にＺ軸方向にもミラーイメージをがけた場合
の他方側の金型がＦＧＩで示されている。またＸ軸方向
と２軸方向とにミラーイメージをかけた場合をＦＣ，２
で示している。ＦＧＩとＦＣ２とは結果的には同じ形状
である。

倣い工作機械でミラーイメージをかける場合は、倣い装
置のＸ、Ｙ、Ｚ軸と加工機のＸ、Ｙ、Ｚ軸とがそれぞれ
独立した送り軸を有しており、両者は同期して連動制御
できる構成になっていることは言うまでもない。また以
上の例ではオス状マスタモデルからメス状の金型を作る
場合を図示しているが、メス状マスタモデルからオス状
の金型を作る場合も全く同様である。更には、中間モデ
ルＴＭを作成後、他方側の金型ＦＧを製作する場合も倣
い加工機による倣い加工として説明したが、例えば中間
モデルＴＭをディジタイジンク機を用いてそのスタイラ
スで走査することによりＮＣデータを収集し、これによ
り独立した機械であるＮＣ工作機械により他方側の金型
をＮＣ加工することができる。即ち、ＮＣデータを自動
生成するディジタイジンク機と、ＮＣ工作機械とを完全
に離隔して配置することができ、ＮＣ工作機械の作動に
伴う振動をディジタイジンク機に及ぼすことなく、マス
タモデルから正確なＮＣデータを収集することができる
。

次に第２図と第３図を参照して、中間モデルＴＭを倣い
ながら他方側の金型を倣い加工する場合の手順につき説
明する。第３図は第２図のマスタモデルｌＯに対して上
下方向Ｚ並びに左右方向Ｘにミラーイメージをかけて作
られた他方側の金型ＦＧを示すものとする。まずスタイ
ラスと工具とを夫々第２図の点Ｐ１′と第３図の点Ｐ１
とへ同時にアプローチさせる。スタイラスと工具とが夫
々点Ｐ１′とＰｌとへ到達すると工具側をＺとＸ方向に
ミラーイメージをかける。即ち、スタイラスが中間モデ
ルＴＭの表面に沿って右方向へ移動すると、工具は左方
向へ移動する。当然のことながら上下方向の動きも逆に
なる。こうしてスタイラスは中間モデルＴＭの右端点Ｐ
２’へ、工具は第２ワークの左端点Ｐ２へ到達して他方
側の金型ＦＧが完成する。この後、工具側にがけてぃた
ミラーイメージを元に戻し、スタイラスと工具を同時に
上下方向へ退避させる。

以上で１つの加工が終了するわけであるが、この様な加
工を倣い制御装置によって制御しながら連続して行なう
場合、各作業のつなぎ部分にミラーイメージをかける、
又は元へ戻すという情報をプログラム化しておけば完全
自動化が可能となる。

倣い情報を予めプログラム化し、倣い加工の自動化を図
る技術は、本出願人による特公昭６１−１９３８２号公
報に倣い加工における多工程自動化装置として開示され
ている。

第５図は本発明の金型加工装置のうち連動倣い加工シス
テムを用いた場合の機能ブロック図、第６図はディジタ
イジンク装置とＮＣ加工機の組合せで金型を加工する場
合の機能ブロック図、第７図は第５図又は第６図に示す
金型前ニジステムのｚ軸の送り方向制御手段を説明した
解説図である。

トレーサヘッド４に自由支持されたスタイラスＳＴがマ
スタモデルＭＭに接触しながら走査している。トレーサ
ヘッド４とマスタモデルＭＭとはＸ、Ｙ、Ｚの各送り軸
に設けられたサーボモータＭ　Ｉ　Ｘ、　Ｍ　Ｉ　Ｙ、
　Ｍ　１□によって相対的に互いに直交する３軸方向に
移動可能である。倣いモード、倣い領域、ビックフィー
ド量、工程順序等の必要な倣い情報は予め倣い制御手段
５に入力しておく。

Ｘ・Ｙ・２の軸送り量は倣い制御手段５からサーボコン
トローラ６に送られて各軸サーボモータＭｌｘ、Ｍ１ｙ
、Ｍ１□に出力され、トレーサヘッド４の基準変位置ε
０が一定値を保つ様に走査される。倣い領域はＸ、Ｙ・
Ｚの各軸送り量を検出する位置読取手段７によって刻々
監視されている。

倣い制御手段５はサーボコントローラ６に送出したのと
同じ情報を同期的に倣い加工機１用のサーボコントロー
ラ８に送出して、主軸２とワークＷとの相対移動を司ど
るＸ、Ｙ、Ｚの各送り軸のサーボモータＭ２Ｘ、Ｍ２Ｙ
、Ｍ２２に送出して倣い加工機１の動作も制御する。こ
の様にＸ、Ｙ、Ｚの少くとも１軸の動きが独立している
倣い装置３と倣い加工機１を同期的に運転する装置を連
動倣い加工機という。本願発明の金型加工装置は少くと
もＸ又はＹ軸のいずれか１軸とＺ軸の２軸が独立してい
る連動倣い加工機で実現することができる。

本願ではトレーサヘッド４がモデルを走査する機構、倣
い制御手段５、サーボコントローラ６．８、位置読取手
段７を総称して倣い装置３と言っている。更に本願発明
のマスタモデルＭＭの反転形状をした他方側の金型ＦＧ
を加工する際、倣い装置３側と倣い加工機ｌ側とでＸ又
はＹ軸のいずれか１軸とＺ軸の計２軸の送り方向を必要
に応じて自動的に逆転させる。この制御を司どるのが軸
送り方向制御手段９である。

次に軸送り方向制御手段９の構成を説明する。

倣い制御手段５に予め入力されている多工程の倣い指令
のうち、ミラーイメージをかける指令をミラーイメージ
制御手段３０によってとり出し、ミラーイメージオン・
オフ手段３２から倣い制御手段５にミラーイメージをか
ける指令を発する。すると倣い制御手段５は、倣い加工
機１の送り軸方向が逆転する様サーボコントローラ８に
逆転指令を発する。一実施例として第７図に示す一方向
倣いモードにおいて、反転加工するときの倣い装置側と
倣い加工機側との動きの関係を考える。倣い装置３にお
いてスタイラスＳＴが中間モデルＴＭに対してＺ方向を
上から下ヘアブローチし、点Ａで所定の基準変位量分喰
い込んで停止する。中間モデルＴＭの表面に沿って倣い
運動し、点已に達したらＤＩだけＺ方向に上昇し、その
後左方へ移動後、再度Ｄ２だけ２方向に下降し、スタイ
ラスＳＴは中間モデルＴＭにアプローチする。このとき
、倣い装置側に加工機Ｚ逃げ位置という概念を導入する
。これはスタイラスの２方向逃げ動作時に、倣い加工機
側の逃げ動作の目標値となるもので、第７図（ａ）に示
すように、スタイラスＳＴの倣い動作の最下点より更に
下に設定するのである。この例ではアプローチエンド点
Ａから下へＤ４、逃げ開始点Ｂから下へＤ３の距離の所
にある。そして実際の連動倣い加工機で反転加工を行う
動作を順を追って説明する。作業者は倣い装置側の中間
モデルＴＭと倣い加工機側のワークＷとのＸ、Ｙ方向の
心出しを行う。次に、Ｚ方向からスタイラスＳＴを中間
モデルＴＭにアプローチさせるとともに、倣い加工機の
工具ＴＯをワークＷのＺ基準点まで移動させる。次に連
動関係オンオフ手段３４をオンし、倣い装置３と倣い加
工機１を連動関係にする。と同時にＸ又はＹのいずれか
１軸とＺ軸とにミラーイメージオンオフ手段３２をオン
してミラーイメージをかけ、倣い動作を開始する。スタ
イラスＳＴが逃げ開始点Ｂに達したことを倣い制御装置
５が位置読取手段７からの出力によって知り、ミラーイ
メージ制御手段３０は、そのＢ点の２座標値を記憶手段
３６に記憶させる。連動関係オンオフ手段３４をオフし
て倣い装置３と倣い加工機１の連動を解除する。そして
スタイラスＳＴは予め記憶手段３６に記憶されているス
タイラスＺ逃げ位置までＺ方向に上昇し、その後一方向
倣いモードの動きに従ってＡ点の真上まで左行する。こ
のとき倣い加工機１は工具ＴＯがワークＷからＢ′点真
上の前記加工機Ｚ逃げ位置まで逃げ、その後、加工開始
点Ａ′の真上まで右行する（第７図（ｂ））。

スタイラスＳＴは中間モデルＴＭにアプローチし、所定
の基準変位量スタイラスＳＴがトレーサヘッド４に喰い
込んだ点でアプローチが停止され、その点のＺ座標値が
記憶手段３６に記憶される。その時のスタイラスＳＴの
Ｚ方向のアプローチ量Ｄ２が算出され、先に求まってい
るＤｉ、Ｄ３の値を使い演算手段３８によってＤ４＝０
３−　（Ｄ２−Ｄｌ）なる演算を行って、倣い加工機１
の工具ＴＯがワークＷにアプローチすべきＺ方向の距離
Ｄ４を求める。倣い加工機１の工具ＴｏがワークＷに接
触したら連動関係をオンして、再び倣い加工を行うので
ある。このアプローチ動作は最初は早送りで行い、スタ
イラスＳＴが中間モデルＴＭに接近したら、または工具
ＴｏがワークＷに接近したら切削送り速度にする様なア
プローチ速度制御を実際には行うのである。

スタイラスＳＴが中間モデルＴＭから逃げずに、連続し
て倣う表面倣いモードでは、連動関係オンオフ手段は、
加工の最初と最後にだけ作動することになる。今までは
連動倣いについて説明したが、同じことがディジタイジ
ンク装置４０とＮＣ加工機を使ってもできる。第６図に
おいて、ディジタイジンク制御手段４２に予め入力され
た指令に基づいて中間モデルを走査する。倣い装置３と
同様に所定の基準変位量を維持するようにサーボコント
ロールされる。その時のＸ、Ｙ、Ｚの位置情報が位置読
取手段７から出力され、かつトレーサヘッド４の変位信
号とを加味して、そのモデルを加工する時のＮＣ加工機
の・動きを制御するＮＣ加工データをＮＣ加工データ作
成手段４４によって作り出される。その結果を紙テープ
にパンチしたり、フロッピディスクに記憶させたり、ま
たはＮＣ加工機のＮＣ装置に直接送って連動加工システ
ムにしたりできる。中間モデルＴＭをこのディジタイジ
ンク装置４０を用いて走査し、反転ワークを加工する送
り軸制御手段９の構成は連動倣いシステムと同じである
。ディジタイジンク制御手段４２からミラーイメージを
かけたり切ったりする情報や、ディジタイジンク装置４
０側とＮＣ加工機側との軸送り量を変えたりする連動関
係オンオフ情報をミラーイメージ制御手段３０がもらう
。記憶手段３６や演算手段３８の結果と合わせて、最終
的にＮＣ加工データ作成手段４４に送り、反転ワークを
加工するＮＣ加工データを作成する。このモデルを走査
したデータからＮＣ加工データを得る方法や装置に関し
ては、本出願人による特公昭５８−４９６２号公報に詳
述されている。

本願発明は、−刃側の金型を加工する方法として、倣い
加工を用いても良いし、ディジタイジンク装置とＮＣ加
工機の組合せを用いても良い。また中間モデルを加工す
る方法として倣い加工を用いても良いし、ディジタイジ
ンク装置とＮＣ加工機の組合せを用いても良い。更に他
方側の金型を加工する方法として連動倣いシステムを用
いても良いし、ディジタイジンク装置とＮＣ加工機の組
合せを用いても良い。つまり、一対の金型を加工する方
法としては、上記いろいろな加工方法を適宜組み合わせ
れば良いのである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな様に本発明によれば、マイナス
オフセットした中間モデルを用いるため、マスタモデル
並びに該中間モデルを倣うだけでクリアランスが−様な
一対の金型が形成できると共に、オフセット演算や工具
径路の干渉計算が不要なため、短時間で金型の加工が終
了する。また上記クリアランスはスタイラスや工具の径
を選定するだけで任意の値に設定することができる。

また倣い工作機械でなく、ディジタイジンク機でモデル
形状をＮＣデータ化し、加工をＮＣ加工機で行なう場合
には、そのＮＣデータを収集するディジタイジンク装置
は上述と同様オフセット演算や工具径路の干渉を計算す
る必要がなく稼動率が向上する。更に、ＮＣ加工機の加
工作業に伴う振動の影響を回避できるためディジタイジ
ンク装置は精度の高いデータが収集可能となる。

そして、軸送り制御手段により、作業者の介在なく、自
動的にミラーイメージのオン・オフや連動関係のオンオ
フ、およびＺ軸の逃げ量やアプローチ量が算出でき、反
転型を短時間で省力化して製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金型加工方法を説明する模式図、 第２図は倣い加工の説明図、 第３図は第２図に対応した他方側の金型の断面図、 第４図はマスタモデルに対するミラーイメージをかける
場合の説明図、 第５図は、本発明の金型加工装置のうち、連動倣い加工
システムを用いた場合の機能ブロック図、第６図は、デ
ィジタイジンク装置とＮＣ加工機の組合せで金型を加工
する場合の機能ブロック図、第７図（ａ）は反転型を加
工する際のスタイラスの動作を図示し、（ｂ）は加工機
の工具の動作を図示したものである。 １・・・倣い加工機、　　２・・・工具主軸、３・・・
倣い装置、　　　　４・・・トレーサヘッド、５・・・
倣い制御手段、　９・・・軸送り方向制御手段、ｌＯ・
・・マスタモデルの表面、 １２・・・倣い加工された製品の表面、１６・・・スタ
イラスまたは工具の半球部中心の軌跡、１８・・・中間
モデルを倣うスタイラスの半球部中心の軌跡、 ２０・・・１８の軌跡にミラーイメージをかけた軌跡、
３０・・・ミラーイメージ制御手段、 ３２・・・ミラーイメージオンオフ手段、３４・・・連
動関係オンオフ手段、 ３６・・・記憶手段、　　　３８・・・演算手段、４０
・・・ディジタイジンク装置、 ４２・・・ディジタイジンク制御手段、４４・・・ＮＣ
加工データ作成手段、 ＦＧ・・・他方側の金型、ＭＭ・・・マスタモデル、Ｓ
ｌ・・・マスタモデルを倣うスタイラスの半球部半径 Ｓ２・・・中間モデルを倣うスタイラスの半球部半径 ＳＣ・・・スタイラスの半球部の中心、ＳＴ・・・スタ
イラス、 ＴＩ・・・中間モデルを加工する工具の半球部半径、Ｔ
２・・・他方側の金型と加工する工具の半球部半径、 ＴＣ・・・工具の半球部の中心、 ＴＭ・・・中間モデノペ　ＴＯ・・・工具。 、１ 第 図 −ん− 第 図 （ｂ） 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、倣い装置又はディジタイジンク装置のトレーサヘッ
   ドに求心作用をもって自由支持され、先端に球部を有す
   るスタイラスでモデルを走査し、得た情報に基づき加工
   機を制御して前記モデルに対応したワークを加工する加
   工システムを用い、一つのマスタモデルからオス・メス
   一対の金型を加工する金型加工方法において、前記マス
   タモデルに対応した形状の一方側の金型を加工し、更に
   前記スタイラスの先端球部の径より実質的に大きな径の
   工具を前記加工機に装着して前記マスタモデルよりマイ
   ナスオフセットした中間モデルを一旦加工し、次に該中
   間モデルを前記トレーサヘッドで走査して得た情報を前
   記加工機へ出力する際、Ｘ軸又はＹ軸のいずれか１軸と
   Ｚ軸とにミラーイメージをかけて軸の送り方向を逆転さ
   せ前記中間モデルの反転形状をした他方側の金型を加工
   するようにしたことを特徴とする金型加工方法。 ２、倣い装置のトレーサヘッドに求心作用をもって自由
   支持され先端に球部を有するスタイラスでモデルを走査
   し、得た情報に基づき倣い加工機を制御する連動倣い加
   工システムを用い、マスタモデルに対応した形状の一方
   側の金型を加工し、前記スタイラスの先端球部の径より
   実質的に大きな径の工具を前記倣い加工機に装着して前
   記マスタモデルよりマイナスオフセットした中間モデル
   を一旦加工し、次に該中間モデルを前記トレーサヘッド
   で走査して得た情報を前記倣い加工機へ出力する際、軸
   送り方向制御手段を用いてＸ軸又はＹ軸のいずれか１軸
   とＺ軸とにミラーイメージをかけ、前記中間モデルの反
   転形状をした他方側の金型を自動的に加工しオス・メス
   一対の金型を得る金型加工装置であって、前記軸送り方
   向制御手段は、Ｘ、Ｙ、Ｚの各送り軸にミラーイメージ
   をかけたり切ったりするミラーイメージオン・オフ手段
   と、前記倣い装置と倣い加工機との連動関係を断続する
   連動関係オン・オフ手段と、前記倣い装置のスタイラス
   Ｚ軸方向逃げ位置のＺ座標値及び該スタイラスＺ軸方向
   逃げ位置とモデル表面に対して反対側に定義した倣い加
   工機Ｚ軸方向逃げ位置のＺ座標値を予め記憶する記憶手
   段と、前記倣い装置から得る前記スタイラスのＺ軸方向
   逃げ開始位置のＺ座標値とＺ軸方向アプローチエンド位
   置のＺ座標値と前記記憶手段のスタイラスＺ軸方向逃げ
   位置のＺ座標値と前記倣い加工機Ｚ軸方向逃げ位置のＺ
   座標値とから前記倣い加工機のアプローチ量を演算する
   演算手段と、前記倣い装置からの指令に基づいて前記ミ
   ラーイメージオン・オフ手段、連動関係オンオフ手段を
   作動させ、前記記憶手段の内容を前記演算手段に送って
   結果を前記倣い制御手段に出力するミラーイメージ制御
   手段とから構成される金型加工装置。 ３、ディジタイジンク制御手段によってディジタイジン
   ク装置のトレーサヘッドに求心作用をもって自由支持さ
   れ先端に球部を有するスタイラスをモデルに対して走査
   させ、得た情報をＮＣ加工データ作成手段に送ってＮＣ
   加工データを作成し、該ＮＣ加工データでＮＣ加工機を
   制御する加工システムを用い、マスタモデルに対応した
   形状の一方側の金型を加工し、更に前記スタイラスの先
   端球部の径より実質的に大きな径の工具を前記ＮＣ加工
   機に装着して前記マスタモデルよりマイナスオフセット
   した中間モデルを一旦加工し、次に該中間モデルを前記
   トレーサヘッドで走査して得た情報で前記ＮＣ加工デー
   タを作成する際、軸送り方向制御手段を用いてＸ軸又は
   Ｙ軸のいずれか１軸とＺ軸とにミラーイメージをかけ、
   前記中間モデルの反転形状をした他方側の金型を加工す
   るＮＣ加工データを自動的に作成し、前記ＮＣ加工機で
   前記他方側の金型を加工してオス・メス一対の金型を得
   る金型加工装置であって、前記軸送り方向制御手段は、
   Ｘ、Ｙ、Ｚの各送り軸にミラーイメージをかけたり切っ
   たりするミラーイメージオン・オフ手段と、前記ディジ
   タイジンク制御手段と前記ＮＣ加工データ作成手段との
   間の軸送り動作の連動関係を断続する連動関係オン・オ
   フ手段と、前記ディジタイジンク装置のスタイラスＺ軸
   方向逃げ位置のＺ座標値及び該スタイラスＺ軸方向逃げ
   位置とモデル表面に対して反対側に定義したＮＣ加工機
   Ｚ軸逃げ位置のＺ座標値を予め記憶する記憶手段と、前
   記ディジタイジンク装置から得る前記スタイラスのＺ軸
   方向逃げ開始位置のＺ座標値とＺ軸方向アプローチエン
   ド位置のＺ座標値と前記記憶手段のスタイラスＺ軸方向
   逃げ位置のＺ座標値と前記ＮＣ加工機Ｚ軸方向逃げ位置
   のＺ座標値とから前記ＮＣ加工機のアプローチ量を演算
   する演算手段と、前記ディジタイジンク装置からの指令
   に基づいて前記ミラーイメージオン・オフ手段、連動関
   係オン・オフ手段を作動させ、前記記憶手段の内容を前
   記演算手段に送って結果を前記ＮＣ加工データ作成手段
   に出力するミラーイメージ制御手段とから構成される金
   型加工装置。