(57)【要約】【課題】  加工残り部位の加工要否を自動的に判定することができ、加工要否の判定に時間を要さず、加工が必要な加工残り部位が完全に除去され、型合わせの際の干渉を回避できるようにする。【解決手段】  ＣＡＭシステムの一部を構成するＮＣ工作機械の使用工具データ１１、工具の移動量を数値情報で与えるＮＣデータ１２、目標金型形状のモデルデータ１３、および少なくとも成形品質、板厚を含む織り込みデータ１４を入力するデータ入力手段３と、合わせ型の型別に残存する加工残り部位を検出する加工残り部位検査手段４と、検出された加工残り部位が加工を要する部位であるか否かを判定する加工要否判定手段５と、加工要否判定手段５により加工を要すると判定された加工残り部位を表示するデータ表示手段７と、を備える。【選択図】            図１
2006350524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＭシステムの一部を構成するＮＣ工作機械で使用する工具形状に関するデータ、工具の移動軌跡を数値で与えるＮＣデータ、目標とする金型の形状を示す金型形状モデルデータ、および少なくとも成形品質、板厚を含む織り込みデータを入力するデータ入力手段と、
前記データ入力手段で入力したデータに基づいて、合わせ型の型別に残存する加工残り部位を検出する加工残り部位検査手段と、
該加工残り部位検査手段により検出された加工残り部位が加工を要する部位であるか否かを判定する加工要否判定手段と、
該加工要否判定手段により加工を要すると判定された加工残り部位を表示するデータ表示手段と、
を備えてなることを特徴とする加工要否判定装置。
【請求項２】
加工残り部位検査手段は、前記工具形状に関するデータ、ＮＣデータおよび金型形状モデルデータを用いた距離計算により加工残り部位を検出することを特徴とする請求項１に記載の加工要否判定装置。
【請求項３】
前記加工要否判定手段は、合わせ型の基準点位置合わせをし、モデルデータに基づいて加工残りデータを基準位置に移動するマトリクス変換を行い、一方の型に残存する加工残り部位の任意の点と他方の型との最近点距離（Ｌ）を求め、該最近点距離Ｌから一方の型の加工残り量（Ｌ１）を差し引いた値（Ｌ−Ｌ１）が許容値未満（Ｌ−Ｌ１＜許容値）である場合に加工を要すると判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工要否判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＡＭ（コンピュータ支援加工）システムの一部をなすＮＣ工作機械にて加工した製品の加工残り部位の加工要否を判定する加工要否判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のプレス部品の製造に使用される金型を加工する場合には、金型設計により金型の加工モデルを作成し、その加工モデルと金型の加工に使用する工具の工具データとに基づいて、実際に金型を加工するための加工データであるＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：数値制御）データをＣＡＤにより作成している。
【０００３】
板成形を行う金型の場合には、鋼板の物理的特性により製品形状をそのまま転写することができないため、その金型の加工モデルに、歪みや割れ対策のためにあらかじめ成形品質や板厚に関するデータを織り込んだり、また成形上関係がない部位に逃し部を織り込んだりしている。
【０００４】
このような加工モデルには、上下の金型においてプレス鋼板の板厚以上に隙間が空いた部位や、板厚以下になっている部位が存在する。そこで、特開２００−１４８２２０号公報（特許文献１）に記載されているように、加工後の形状品質をＣＡＤ上で確認するために、ＮＣデータと加工モデルとの距離計算により加工残り部位の把握を行っている。
【特許文献１】特開２０００−１４８２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の加工残り部位検査装置では、加工モデルに対して成形品質、板厚や鋳物形状逃し部の要素を織り込んだ場合に、型に残存する加工残り部位が真に加工が必要な部位であるのか、あるいは、加工残り部位ではあるが実際上は加工が不要な部位であるのかの判定ができなかった。
【０００６】
加工が必要な部位である場合には、ＮＣデータを再度作成しなければならないが、その作成の要否の判断は、作業者が加工モデル形状と成形品質上の織り込みデータ等との比較により成されていたので、機械加工を施した金型の正当性を保証し得なかった。
【０００７】
また、加工残り部位の判断は、加工対象となる加工モデル（例えば、下型モデル）のみについて成されていたので、除去しなければならない加工残り部位が残存していた場合には型合わせの際に干渉が生じることがあった。
【０００８】
本発明は、上記のような従来の技術の問題点を解消するために成されたものであり、加工残り部位の加工要否を自動的に判定することができ、加工要否の判定に時間を要さず、加工が必要な加工残り部位が完全に除去され、型合わせの際の干渉を回避することができる加工要否判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る加工要否判定装置は、ＣＡＭシステムの一部を構成するＮＣ工作機械の使用工具データ、工具の移動量を数値情報で与えるＮＣデータ、目標金型形状のモデルデータ、および少なくとも成形品質、板厚を含む織り込みデータを入力するデータ入力手段と、合わせ型の型別に残存する加工残り部位を検出する加工残り部位検査手段と、該加工残り部位検査手段により検出された加工残り部位が加工を要する部位であるか否かを判定する加工要否判定手段と、該加工要否判定手段により加工を要すると判定された加工残り部位を表示するデータ表示手段と、を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のような構成を有する本発明に係る加工要否判定装置によれば、加工残り部位の加工の要否を自動的に判定することができ、加工要否の判定に時間を要さず、加工が必要な加工残り部位が完全に除去され、型合わせの際の干渉を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る加工要否判定装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施の形態では、たとえば、上型（雄型）と下型（雌型）との合わせ型からなるプレス金型の加工を例に挙げて説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る加工要否判定装置のブロック図である。図示するように、本実施の形態の加工要否判定装置１は、入力インターフェース２、データ入力手段３、加工残り部位検査手段４、加工要否判定手段５、出力インターフェース６およびデータ表示手段７を備えている。
【００１３】
入力インターフェース２は、加工残り部位検査手段４にデータ入力手段３からのデータを伝達させるためのインターフェースである。
【００１４】
データ入力手段３は、ＣＡＭシステムのＮＣ工作機械を制御するコンピュータに、ＮＣデータ等の所定のデータを入力するものである。
【００１５】
加工残り部位検査手段４は、上型、下型の型別に加工後に残存する加工残り部位を検出するものである。
【００１６】
加工要否判定手段５は、この加工残り部位検査手段４により検出された加工残り部位が、真に加工を必要とする部位であるか、あるいは加工残り部位ではあるが実質的には加工を必要としない部位であるかを判定するものである。
【００１７】
出力インターフェース６は、データ表示手段７に加工要否判定手段５からのデータを伝達させるためのインターフェースである。
【００１８】
データ表示手段７は、この加工要否判定手段５により加工を必要とすると判定された加工残り部位を、出力インターフェース６を介して表示するものである。
【００１９】
本実施の形態の加工要否判定装置１の加工残り部位検査手段４および加工要否判定手段５は、具体的には、通常のＣＡＭシステムの一部を構成する通常のコンピュータの作動プログラムを改変することによって構成される。
【００２０】
図２は、ＣＡＭシステムのコンピュータが本実施の形態の加工要否判定装置として機能する場合の処理構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、ＮＣ工作機械の使用工具として研削工具を用いているので、以下の説明では「加工残り部位」を「削り残し部位」という用語に置き換えて説明する。
【００２１】
図２に示すように、データ入力手段３からは、工具情報データベース１１の情報、ＮＣデータ１２、金型形状モデルデータ１３および型情報１４が入力される。
【００２２】
工具情報データベース１１は、ＣＡＭシステムの一部を構成するＮＣ工作機械が備える、金型を加工するために使用されるすべての工具形状に関するデータを記憶している。ＮＣデータ１２はＮＣ工作機械で使用する工具の移動軌跡を数値情報として示したデータである。金型形状モデルデータ１３は目標金型形状の３次元形状データである。型情報１４は成形品質、プレス鋼板の板厚や鋳物逃し曲面などの織り込みデータである。
【００２３】
上記加工残り部位検査手段４は、上記工具情報データベース１１の工具形状に関するデータ、ＮＣデータ１２および上記金型形状モデルデータ１３を用いた距離計算により、上型、下型別の削り残し部位を検出する（Ｓ１０１）。そして、検出した削り残し部位について削り残しデータを上下型別に抽出し、上記加工要否判定手段５に受け渡す（Ｓ１０２）。
【００２４】
加工要否判定手段５では、金型形状モデルデータ１３に基づいて上型、下型の基準点を一致させる位置合わせをし、削り残しデータを金型形状モデルデータ１３の基準位置に移動するために削り残しデータをマトリクス変換する（Ｓ１０３）。次に、加工対象としての下型に残存する削り残し部位の任意の点（型ポイント）と反対側の型（上型）との最近点距離を計算する（Ｓ１０４）。
【００２５】
すなわち、図３（ａ）のように、上記加工残り部位検査手段４により下型３１に残存する削り残し部位３３として検出された鋳物逃し部３４内に、任意の型ポイントＰ１（Ｐ１〜Ｐｎ）を設定する。次に、図３（ｂ）のように、この型ポイントＰ１から上型３２までの最近点を計算する。その際、上型３２の最近点に上型側での削り残し部位が残存していればその削り残し量も加算する。そして、図３（ｃ）のように、求めた最近点距離Ｌから下型３１に残存する削り残し量Ｌ１を差し引いた値（Ｌ−Ｌ１）が許容値未満（Ｌ−Ｌ１＜許容値）である場合には加工を必要とする部位であると判定する。他方、許容値以上（Ｌ−Ｌ１≧許容値）である場合には加工を必要としない部位であると判定する。本実施の形態では、上型３１と下型３２とはプレス金型であるので、上記許容値は成型品（たとえば、鋼板）の板厚となる。
【００２６】
さらに、加工要否判定手段５は、許容値（板厚）判定による削り残しデータを作成し（Ｓ１０５）、削り残しデータを抽出して、上記データ表示手段７に受け渡す（Ｓ１０６）。
【００２７】
データ表示手段７は、たとえば、ＣＡＭシステムに装備された液晶表示装置、ＣＲＴまたはＬＥＤ表示装置などによって構成され、加工要否判定手段５から受け渡された削り残しデータを表示することになる（Ｓ１０７）。
【００２８】
図４は、図２の処理構成における加工要否判定手段での削り残しデータの作成手順を示すフローチャートであり、図２のＡ部（Ｓ１０３〜Ｓ１０５）における処理に相当する。
【００２９】
上述したように、上型３１と下型３２との基準点を一致させるため、金型形状モデルデータ１３を基準位置に移動し（Ｓ２０１）、さらに上下型別の削り残しデータを基準位置に移動する（Ｓ２０２）。
【００３０】
そして、たとえば、成形品（鋼板）の板厚などの許容値のデータを読み込み（Ｓ２０３）、成形品質などの織り込みデータを読み込んで、型ポイントと織り込み範囲との比較により判定方法（許容値）を決定する（Ｓ２０４）。
【００３１】
そして、既に反対側の型（上型）の削り残し部位が計算済みである場合には（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、次の候補点（次の型ポイントＰ２）へ移行する。一方、未だ反対側の型（上型）の削り残し部位を計算していない場合には（Ｓ２０５：ＮＯ）、反対側の型（上型）に削り残し部位が残存しているか否かを判定する（Ｓ２０６）。
【００３２】
反対側の型（上型）に削り残し部位が存在しない場合には（Ｓ２０６：ＮＯ）、削り残しデータのＸＹ座標（型ポイントＰ１）に対応する反対側の型（上型）との最近点距離Ｌを計算する（Ｓ２０７）。一方、反対側の型（上型）に削り残し部位が残存する場合には（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、削り残しデータのＸＹ座標（型ポイントＰ１）に対応する反対側の型（上型）の削り残し部位との最近点距離Ｌを計算する（Ｓ２０８）。
【００３３】
次に、図３（ｃ）に示したように、ステップ２０７またはステップ２０８で求めた最近点距離Ｌから下型の削り残し量Ｌ１を差し引いた値（Ｌ−Ｌ１）が許容値（たとえば、板厚）より離れているか否かを判定する（Ｓ２０９）。すなわち、最近点距離Ｌから下型の削り残し量Ｌ１を差し引いた値（Ｌ−Ｌ１）が許容値（たとえば、板厚）以上（Ｌ−Ｌ１≧許容値）である場合には、次の候補点（次の型ポイントＰ２）へ移行する。他方、許容値（たとえば、板厚）未満（Ｌ−Ｌ１＜許容値）である場合には、上下削り残しポイントとして登録する（Ｓ２１０）。
【００３４】
上述したステップ２０４からステップ２０９までの処理は、上下型別の削り残し点数についてループ処理され、上下型の数だけループ処理されることになる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態の加工要否判定装置１によれば、まず、加工残り部位検査手段４が上型３２と下型３１とからなるプレス金型のモデルデータ１３とＮＣデータ１２と工具情報データベース１１の工具形状に関するデータとの比較による距離計算によって削り残し部位を検出する。次に、加工要否判定手段５が、削り残し部位の任意の型ポイントと成形品質の織り込み範囲との比較により判定方法（許容値）を決定し、この許容値との比較により、削り残し部位が真に加工が必要な削り残し部位であるのか、削り残し部位ではあるが実質的には加工が不要な部位であるかの判定を行う。成形品質織り込みによる加工不要範囲であれば、許容値（板厚など）以上の削り残し量であっても加工は不要である。たとえば、図５に示すように、鋳物逃し部３４が存在すると、この部分が削り残し部位であると判定されてしまうが、このような削り残し部位が存在するとしても、成形上関係なく、板厚以上に削れていればプレス加工の成形品質上影響はない。ただし、成形性に必要な部位であれば、許容値（仕上カスプ量など）以上であっても、削り残し部位として扱うものとする。
【００３６】
すなわち、本実施の形態に係る加工要否判定装置１によれば、削り残し部位の加工の要否を自動的に判定することができ、加工要否の判定に時間を要さず、加工が必要な削り残し部位が完全に除去され、上型と下型との型合わせの際の干渉を回避することができる。
【００３７】
さらに、検査工程および削り残し部位の加工の要否の判定を省力化でき、作業の主体が作業者からＣＡＭシステムに移るので、作業能率の低下や人為的なミスがなく、製品の歩留まりを飛躍的に向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る加工要否判定装置は、ＣＡＭ（コンピュータ支援加工）システムにおいてＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：数値制御）で機械を自動制御する工作機械に広く使用することができ、たとえば、ＮＣボール盤、ＮＣ旋盤、ＮＣフライス盤、ＮＣ研削盤、マシニングセンタおよびターニングセンタなどに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施の形態に係る加工要否判定装置のブロック図である。
【図２】ＣＡＭシステムのコンピュータが本実施の形態の加工要否判定装置として機能する場合の処理構成を示すブロック図である。
【図３】最近点距離の決定状況および削り残し量と許容値との関係を示す説明図である。
【図４】図２の処理構成における加工要否判定手段での削り残しデータの作成手順を示すフローチャートである。
【図５】加工不要な削り残し部位の説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    加工要否判定装置、
２    入力インターフェース、
３    データ入力手段、
４    加工残り部位検査手段、
５    加工要否判定手段、
６    出力インターフェース、
７    データ表示手段、
１１    工具データ、
１２    ＮＣデータ、
１３    目標金型形状モデルデータ、
１４    織り込みデータ、
３１    下型、
３２    上型、
３３    削り残し部位、
３４    鋳物逃し部、
Ｐ１    型ポイント、
Ｌ    最近点距離、
Ｌ１    削り残し量。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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