JPS60217072A - 型のケガキ加工方法及び装置 - 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】 技術分野 本発明はプレス加工における型の曲面仕上げ技術、詳し
くは、型の深部ケガキ加工方法及び装置に関する。

従来技術 従来のプレス型制作における型の曲面仕上げはマスター
（原型）から複製したモデル１をワーク２と合せること
で行っていた（第１図）。即ち、ワーク２に面するモデ
ルの面上に紅ガラが塗布され、この圧着によりワーク２
上の突出部分２′（第２図）にのみ紅ガラが付着される
（第３図）。

この紅ガラの付着部分２′は赤当り部分と称され、モデ
ル１に対して研削代がある部分と看做すことができる。

熟練作業者はその赤当り部分２′を研削工具を用いて少
しづつ仕上げてゆき、最終的に研削代がない状態にまで
追い込んでゆくことになる。

しかしながら、この従来の仕上げでは、赤当り部分２′
の研削量は具体的な数値として得ることはできず、モデ
ルの形状で凹面全体の赤当り状態より、作業者の経験や
熟練にたよった作業とならざるを得ない。そのため、精
度の良い仕上げが困難であり、また工数を大きく要し、
完成までの期間が長く必要となる。

発明の目的 本発明はかかる従来技術の欠点に鑑みてなされたもので
あり、精度のよい型仕上げを迅速に行いえる新規な技術
を提供することを目的とする。

本発明の方法によれば、仕上げるべき型の基準形状デー
タは記憶されており、一方その型の実測が行われ、基準
データと実測データの偏差が演算され、この偏差よりケ
ガキが必要か否か判定され、必要と判定されたところに
ケガキが行われる。

本発明による、この方法の実施のための装置は第１２図
に必須の構成として概略的に示される。

即ち、メモリ手段Ｍには型２の基準データが格納され、
−力任上げ基準値は入力手段■により入力される。測定
手段Ｏは型の形状を実測し、その実測データと基準デー
タとの偏差を演算する手段Ｃがある。この偏差とケガキ
基準値とによりケガキ加工情報がケガキ加工情報作成手
段りにより作成され、この作成されたケガキ情報に基づ
き、ケガキ加工手段Ｅは工具の駆動を行う。

実施例 本発明のシステム構成の全体を示す第４図において、１
０は三次元測定機を全体として示すもので、土台１２を
有し、その上に測定すべき型（この場合は凸型）１４が
設置される。キャリッジ１６上にキャリア１８があり、
このキャリア１８にアタッチメント２０を介して検知端
又は工具を選択的に測定か又は加工かに応じて取付ける
ことができる。キャリフジ１６は紙面垂直方向に、キャ
リア１８は左右方向に、アタッチメント２０は上下方向
に夫々独立して動くことができ、これによってワーク１
４の三次元的な測定又は加工を実行することができる。

２２は、データの入力制御、三次元測定機１０の作動制
御、更にはディスプレイ制御を行うコンピュータであっ
て、セントラルプロセシングユニット（ＣＰＵ）２４、
リードオンリメモリ　（ＲＯＭ）２８、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）２６を備えている。ＣＰＵ２４は回
１ｉ１３０を介しインターフェース３１に結線され、同
インターフェース３１は三次元測定機の制御用のサブコ
ンピュータ３２に結線される。同コンピュータ３２はメ
インコンピュータ２２からの指令によって、ワーク１４
の３次元的な位置の測定を行い、かつワークの加工を行
う。そのような測定若しくは加工に必要な諸データは主
コンピユータよりインターフェース３１を介してサブコ
ンピュータ３２に入力され、サブコンピュータ３２はイ
ンターフェース３４を介して三次元測定機１０にワーク
１４の測定又は加工指令を出力することになる。

主コンピユータ２２のＣＰＩＪ２４はキーボード等の人
力装置３６に結線されると共に、ディスク等の外部記憶
装置３８に接続される。ＲＯＭ２Ｂ内には後述のフロー
チャートを実現する、ＣＰＩＪ２４の制御プログラムが
格納されており、ＣＰＵ２４はこの制御プログラムに従
って、入力装置３６より外部記憶装置へのデータの書き
込み、三次元測定機１０による型測定又は加工の指令を
行う。

次に、本発明における型仕上げの原理を一説明する。第
５図における三次元座標系において、２００を製造すべ
き物品の原型となる形状（マスター）とする。この曲面
上の各点ｐはこの座標Ｘ　ｐ　ｙｐ２をもって、その点
ｐの曲率は法線方向の単位ベクトル（面直ベクトル）Ｎ
をもって、夫々特定することができる。この物品が自動
車の部品とすれば、その形状は自動車の外観上又はボデ
ィの設計から決まるものである。当節はこのような設計
は電子計算機を利用して良く行われる。いづれにしても
、自動車の外観上又はボディ上の設計に基づいて、ある
部品をプレス成型する場合にそのマスターとなるデータ
がある。これはコンピュータ中に格納される。

第６図において、２００はそのようなマスター形状であ
り、２００′は実際のワークとする。今、マスター形状
２００に対して一定の仕上基準値ｔを面直方向に加えて
できる形状２００“を仮想し、これをワークの仕上基準
面と考える。即ち、ワーク形状２００′が仕上基準面２
００＃よりとびでていれば、研削代のある部分と判断す
るのである。さて、基準データ形状と、ワーク形状との
比較であるが、その比較のためにはワーク形状を知る必
要がある。

ワーク形状を知るため、この実施例では、基準形状２０
０上の各点に対して、面直方向に、ワークの形状２００
′の測定を行うという考え方を採用している。即ち、三
次元測定機上に設けた検知端２０を、基準データ形状２
００上の各点（例えばｐ＋）につき面直ベクトルＮに沿
って駆動し、接触点ｕ１の座標を知る。この点ｕ１の座
標と、マスター形状上の点ｐ１の座標との比較でこれが
仕上基準値以上であれば要研削点と判断するのである。

このようにして、要研削点が見つかったら、これはコン
ピュータ中に１世格納しておき、三次元測定機に工具を
取り付け、深部ケガキを実行することになる。即ち、第
７図において、基準データ形状２００上のｐｌの点が要
ケガキ点であるとする。

この場合工具（ドリル）２１は、２方向に、点ｐ１より
の面直ベクトルＮの方向線が仕上′基準面２００″と交
わる部位ｓ１を目指して、送られる。そして、ドリルＤ
に加えられる送り量は、半径ｒの工具先端が基準面と丁
度外接するところまで、と設定される。深部ケガキが、
マスターデータの一点ｐ１で完了後、工具はｓｌがらそ
の上空の点ｓ２まで垂直に移動され、次のケガキ対象点
、即ち基準データの点ｐｎに対応したｓ３の位置までｘ
、ｙ方向に送られ、基準面２００“と丁度外接するｓ４
まで２方向下方に送りがかけられる。

このようにしてケガキが行われた後作業者による仕上げ
が行われる。

以上本発明における仕上げ加工の原理を説明したので以
下フローチャートに従って本発明のソフトウェアを説明
する。

第８図はメインルーチンを示すもので、１００で起動が
行われると、１０２で所期化され、ＣＰＵ２４の内部レ
ジスタ、ＲＡＭ２６の所期値がセットされる。

尚、基準データは予め外部記憶装置３８の領域３８ａに
Ｍ格納されているものとする。即ち基準データは、第５
図について説明したように、そのデータの形成する曲面
２００上の各点につき、その座標値（Ｘ＃）’７Ｚ）と
面直ベクトルＮの成分値（１７ｊｐｋ）とより成ってい
る。このような座標値と面直ベクトルの成分値とが組合
せになって全点につき記憶領域に格納済になっているの
である。

１２０では、凸型（ワーク）の測定データの入力が判断
される。第６図について既に説明したように、ワークの
測定は、基準データにおける各点ｐ１ｐｐ２・・・ｐｎ
について面直方向Ｎに全点にわたって行われる。Ｎｏで
あれば１２１に分岐される。

このルーチンは第９図に詳細が説明されている。

先ず１２２では、基準データ上のある一点（例えば第６
図のｐ＋）における座標値ＣｘｐＹｐＺ）、及び面直ベ
クトルＶの各成分値（’ｐｅ、ｋ）の取込みが行われる
。次の１２３では測定動作点の計算が行われる。即ち、
三次元測定機の検知端２゜の現在位置をｑｌとした場合
に、検知端２ｏはマスター形状の選定点ｐ１における面
直ベクトルＮ上の点ｑ２まで１担下降され、それがら面
直ベクトル方向にマスター形状２００′よパり内側の点
ｑ３を目指して駆動され、凸型２００と接触後（ｕｌ）
、次の点の測定準備点ｑ４まで上昇することで被測定物
である凸型上の一点ｐ１の測定を完了する。

このような一連の検知端の各動作点Ｑｉ　−ｑ２−ｑ３
−ｑ４の計算が１２３のステップで行われることになる
。

１２４テはＣＰＩＩ２４は１２３テ計算された動作点ｑ
１　ｐＱ２ｐｑ３ｐｑ４の順序で検知端２０が動くよう
な命令をインターフェース３１を介して三次元測定機１
０の駆動用サブコンピュータ３２に送り込む。この命令
が一担出されると、三次元測定機１゜は主コンピユータ
２２とは独立に検知端２ｏの前記したような動きを行い
、最終点ｑ４まで来ると、その動きを停止する。このｑ
２がらｕｌへの移動の最中にサブコンピュータ３２は検
知端２ｏが第６図のｕｌの点に来たか即ち凸型２００に
接触したか否かの判定を行い（第９図のステップ１２６
）、Ｙｅｓであれば１２８でそのときのデータ即ちｕ１
点での凸型の座標（ｘ　’　ｐ　ｙ　’　ｐ　ｚ　’　
）がデータとして読取られる。１３０のステップでＣＰ
Ｕ２４はこの読取られたデータをサブコンピュ−タ３２
から受け取り外部記憶装置３８の第２記憶装置領域３８
ｂに１担格納する。１３２のステップではＣＰｔ１２４
はマスター形状（第６図の２００）の全ての点ｐｉａｐ
２　。

−−ｐｎ　（ｘ　ｐ　ｙ　Ｊ　Ｚ）について上述手順に
よる凸型の点ｕ１　、ｕ２−ｕｎ　（ｘ’　、ｙ′ｎｚ
’）の測定が完了したかどうか判定し、Ｙｅｓであれば
１３４でメインルーチンに戻ることになる。

メインルーチンは次は１４０の点に進みケガキ情報が入
力されているか否かの判定が行われ、未入力のときは１
４２に進み同情報の入力が行われる。

前述のように第６図で２００を基準データの形状とした
とき、これに対して一律に面直方向に加算される値が仕
上げ基準値ｔである。また、深部ケガキは、この仕上げ
基準値を基準データに加えてできる仕上基準形状に工具
２１の先端が接するような位置まで行われ工具の切り込
み深さを計算するのに必要となる工具半径ｒの情報も入
力される。

メインルーチンは次に１４４に進み三次元測定機によっ
て測定された、ワークの実測形状と、基準データによる
形状とを仕上基準値を基に比較し、工具半径を考慮して
ケガキ加工情報の作成を行う。

即ち、１４４でＹｅｓと判定されれば、１６６に分岐し
、第１０図のルーチンが呼出される。即ち、１６８では
基準データ上の各点（例えば第６図のｐｔ）のデータが
取込まれる。１７０では、この点に対応しれる。次の１
７２では、その差分が仕上げ基準値ｔより大きいか否か
判定される。Ｎｏの場合は、ケガキネ要と考えられる。

Ｙｅｓの場合はケガキが必要であり、１７４に進む。１
７４では、深部ケガキの深さの工作データを作成し、外
部記憶装置３８の記憶ｔ４３ｔｉ　３８　ｃに格納され
る。即ち、第７図において、Ｓｌを前回のケガキ対象点
、Ｓ４を今回のケガキ対象点とした場合に、点Ｓ１より
工具２１を待避させる上空点Ｓ２、それから次の対象点
ｐｎの上空点ｓ３、更に、次の加工点Ｓ４という一連の
、三次元測定機の移動が計算されるのである。

このような、差分計算及び、深部ケガキの要否判断、深
部ケガキ要の場合の加工データの計算は、基準データの
全点（ｐｌ−ｐｎ　）にわたって行われ、それが完了す
ると、１７６の判定はＹｅｓとなり、１７８でメインル
ーチンに戻る。

以上のようにして、深部ケガキの準備が完了すると、三
次元測定機１０のアタッチメント２０にはケガキ工具が
取付けられ、ケカ゛キ工程に移ることになる。入力装置
３６からケガキ加工指令が入ると、メインコンピュータ
２２のＣＰＵは第１２図に示すケガキ加工ルーチンを１
８０より実行する。

１８２ではメインコンピュータ２２は外部記憶装置３８
の記憶領域３８Ｃにアクセスし、加工情報の読み出しを
行う。次の１８４ではこのように読み取されたケガキ加
工情報をインターフェース３１を介してサブコンピュー
タに伝送しインターフェース３４を介し順次三次元・測
定機にセットする。このデータは第７図について説明し
た通り、前のケガキ点Ｓ１から２方向における上空点Ｓ
２、それからｘ、ｙ方向における、次のケガキ対象点に
相当した基準データ上の点ｐｎの上空点ｓ３、その点よ
り２方向における次のケガキ対象点Ｓ４の一連のデータ
よりなり、インターフェース３４にこのデータがセント
されると三次元測定［１０はその一連の運動を実行し、
工具２１は深部ケガキを実行する。

このような加工情報のセットはケガキ必要とされた全点
について行われ、終了であれば１８５でＹｅｓとなり、
１８６でこのルーチンは終了となる。

ワーク上への深部ケガキがこのようにして完了すると、
作業者は研削工具によってワーク面の仕上げを、その各
ケガキ孔が消失するまで、実行する。

発明の効果 基準データとワークからの実測データとの比較によって
研削代の判断を行い、研削の必要な箇所に深部ケガキを
施すことで、作業者にとってはケガキ孔が消失するまで
研磨することのみが必要であり、熟練を要さずに精密な
仕上げを迅速確実に行い得る効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図はモデル合せを示す斜視図、第２図は第１図のｎ
−ｎ線に沿う断面図、第３図は赤当り状態を示す斜視図
、第４図は本発明のシステム全体図、第５図は基準デー
タがどのように構成されているかを説明する図、第６図
はワークの測定方法を説明する図、第７図は深部ケガキ
方法を説明する図、第８図から第１１図は本発明のソフ
トウェア構成を示すフローチャート図、第１２図は本発
明の装置の必須の構成を図解する図。 １・・・モデル、２・・・ワーク、１０・・・三次元測
定機、２０・・・検知端、２１・・・工具、２２・・・
主コンピユータ、３２・・・サブコンピュータ、３６・
・・入力装置、３８・・・外部記憶装置。 第２図 第３図 第４図 ２．２ 第７図 第９図 第１０１Ｂ 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、型のケガキ加工方法において、仕上げるべき型の基
   準形状データを記憶しておくと共に、その型の形状を実
   測し、基準データと実測データとの偏差を演算し、この
   偏差よりケガキが必要か否か判定し、必要と判定された
   箇所にケガキを行うことを特徴とするケガキ加工方法。 ２、以下の諸要素より成る型のケガキ加工装置、イ、型
   の基準データを格納するメモリ手段、口、仕上げ基準値
   の入力を行う手段、 ハ、型の実理を行いその形状データを測定する手段 二、基準データと実測データとの偏差を演算する手段、 ホ、該偏差を仕上基準値と比較することによりケガキ加
   工情報を作成する手段、 へ、該作成されたケガキ加工情報に基づいてケガキ加工
   を行う加工手段。