(57)【要約】【課題】  生産性を向上させること。【解決手段】  任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援装置は、玉縁部に対し線加工が施されるように、３次元モデル上において球形状ツールを移動させ、玉縁部を形成する玉縁形成手段を備える。また、設計支援装置は玉縁形成手段により形成された玉縁部の曲面形状に基づいて、玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成手段を、更に備えるのが好ましい。任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援装置は、３次元モデル上において円形状ツールを移動させ、玉縁部を形成する玉縁形成手段と、円形状ツールを移動させた際の円形状ツールの軌跡データを生成する軌跡データ生成手段と、を備える。また、設計支援装置は軌跡データ生成手段により生成された軌跡データに基づいて、玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成手段を、更に備えるのが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援装置であって、
前記玉縁部に対し線加工が施されるように、前記３次元モデル上において球形状ツールを移動させ、前記玉縁部を形成する玉縁形成手段を備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項２】
請求項１記載の設計支援装置であって、
前記玉縁形成手段により形成された前記玉縁部の曲面形状に基づいて、前記玉縁部に対し前記線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成手段を、更に備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項３】
任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援装置であって、
前記３次元モデル上において円形状ツールを移動させ、前記玉縁部を形成する玉縁形成手段と、
前記円形状ツールを移動させた際の前記円形状ツールの軌跡データを生成する軌跡データ生成手段と、を備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項４】
請求項３記載の設計支援装置であって、
前記軌跡データ生成手段により生成された前記軌跡データに基づいて、前記玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成手段を、更に備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項５】
任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援方法であって、
前記３次元モデル上において球形状ツールを移動させ、前記玉縁部を形成する玉縁部形成ステップと、
前記玉縁部形成ステップにより形成された前記玉縁部の曲面形状に基づいて、前記玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成ステップと、を備えることを特徴とする設計支援方法。
【請求項６】
任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援プログラムであって、
前記３次元モデル上において球形状ツールを移動させ、前記玉縁部を形成する玉縁部形成手順と、
前記玉縁部形成手順により形成された前記玉縁部の曲面形状に基づいて、前記玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成手順と、を備えることを特徴とする設計支援プログラム。
【請求項７】
請求項６に記載の設計支援プログラムが格納されていることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項８】
任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援方法であって、
前記３次元モデル上において円形状ツールを移動させ、前記玉縁部を形成する玉縁部形成ステップと、
前記円形状ツールを移動させた際の前記円形状ツールの軌跡データを生成する軌跡データ生成ステップと、
前記軌跡データ生成ステップにより生成された前記軌跡データに基づいて、前記玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成ステップと、を備えることを特徴とする設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産性を向上させることができる設計支援装置、設計支援方法、および設計支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形面の一部を入れ子にて構成したエアバック装置のモジュールカバーの成形金型が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２３８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来のモジュールカバー等のような樹脂成形品の成形金型の３次元モデルが形成される場合、まず成形品の玉縁部分を除いた部位の３次元モデルを形成した後、設計図面情報に基づき作成された玉縁部分モデルを追加する。このとき、３次元モデルの玉縁部分に歪みが生じることがあり、本来線加工が可能な玉縁部分に対し、倣い加工が施されるようなＣＡＭデータが生成される可能性がある。これにより、成形金型の加工時間が大幅に増加し、生産性の低下に繋がる。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、生産性を向上させることを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援装置であって、上記玉縁部に対し線加工が施されるように、上記３次元モデル上において球形状ツールを移動させ、上記玉縁部を形成する玉縁形成手段を備えることを特徴とする設計支援装置である。
【０００６】
この一態様によれば、上記玉縁形成手段は上記玉縁部に対し線加工が施されるように、上記３次元モデル上において球形状ツールを移動させ、上記玉縁部を形成する。これにより、上記玉縁部が形成された上記３次元モデルに基づいて、型、製品等の設計対象物が加工される時に、上記玉縁部の加工は、倣い加工ではなく上記線加工となる。したがって、最も効率良くかつ最適な加工方法が確実に選択されることから、設計対象物の生産性が向上する。なお、上記球形状ツールは、例えば加工刃具先端と同形状とされる。
【０００７】
また、この一態様において、上記玉縁形成手段により形成された上記玉縁部の曲面形状に基づいて、上記玉縁部に対し上記線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成手段を、更に備えるのが好ましい。上記球形状ツールにより形成された上記玉縁部の曲面形状は、歪みの無い形状となることから、上記ＣＡＭデータ生成手段により上記玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータが生成される。
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援装置であって、前記３次元モデル上において円形状ツールを移動させ、前記玉縁部を形成する玉縁形成手段と、前記円形状ツールを移動させた際の前記円形状ツールの軌跡データを生成する軌跡データ生成手段と、を備えることを特徴とする設計支援装置である。
【０００９】
なお、この一態様において、上記軌跡データとは、例えば円形状ツール上の任意の点に対する軌跡データである。
【００１０】
この一態様によれば、上記軌跡データ生成手段は上記円形状ツールを移動させた際の上記円形状ツールの軌跡データを生成する。これにより、上記玉縁形成手段により上記円形状ツールが移動させられ上記玉縁部が形成されたとき、上記軌跡データ生成手段により略直線状の上記軌跡データが生成される。したがって、直線状の上記軌跡データに基づいて、上記玉縁部の加工方法が決定された場合、上記玉縁部の加工は倣い加工ではなく上記線加工となる。すなわち、最も効率良くかつ最適な加工方法が確実に選択されることから、設計対象物の生産性が向上する。
【００１１】
また、この一態様において、上記軌跡データ生成手段により生成された上記軌跡データに基づいて、上記玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成手段を、更に備えるのが好ましい。上記ＣＡＭデータ生成手段は上記軌跡データ生成手段により形成された上記軌跡データが、例えば直線状である場合に、上記玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成する。また、２次元形状である上記円形状ツールにより上記玉縁部が形成されることから、上記玉縁部のモデリングにおけるデータ量が低減され、モデリング時間が短縮される。
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援方法であって、上記３次元モデル上において球形状ツールを移動させ、上記玉縁部を形成する玉縁部形成ステップと、上記玉縁部形成ステップにより形成された上記玉縁部の曲面形状に基づいて、上記玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成ステップと、を備えることを特徴とする設計支援方法であってもよい。
【００１３】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援プログラムであって、上記３次元モデル上において球形状ツールを移動させ、上記玉縁部を形成する玉縁部形成手順と、上記玉縁部形成手順により形成された上記玉縁部の曲面形状に基づいて、上記玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成手順と、を備えることを特徴とする設計支援プログラムであってもよい。
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、上記設計支援プログラムが格納されていることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であってもよい。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、任意の３次元モデルに玉縁部を形成する設計支援プログラムであって、上記３次元モデル上において円形状ツールを移動させ、上記玉縁部を形成する玉縁部形成手順と、上記円形状ツールを移動させた際の上記円形状ツールの軌跡データを生成する軌跡データ生成手順と、上記軌跡データ生成手順により生成された上記軌跡データに基づいて、上記玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成するＣＡＭデータ生成手順と、を備えることを特徴とする設計支援プログラムであってもよい。
【００１６】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、上記設計支援プログラムが格納されていることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であってもよい。
【００１７】
なお、これら態様において、上記線加工とは、加工対象物の刃具等を直線状に移動させて加工を行う加工方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）装置およびＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施例に係る設計支援装置の特徴的な機能を表す機能ブロック図である。本実施例に係る設計支援装置１は所謂ＣＡＤ／ＣＡＭ装置が有する機能を含んでいる。例えば、設計支援装置１はＣＡＤデータをユーザに対し表示するＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）等の画像表示手段３と、ＣＡＤデータ等を階層状に構築されたデータベースにより保持するメモリ、ハードディスク等の記憶手段５とを備えている。
【００２１】
記憶手段５には、複数の車両部品、型等の形状に関する３次元モデルが記憶されている。また、記憶手段５には記憶手段５から読み込まれた金型等の３次元モデルに対し、玉縁部（図２）を形成する玉縁形成手段７が接続されている。玉縁形成手段７は製品端末線（Ｐａｒｔｉｎｇ  Ｌｉｎｅ）等の基準線に沿って、先端が球形状の球形状ツール（３次元形状）を移動させ（図３（ａ））、３次元モデル（図４（ａ））に玉縁部を形成する（図４（ｂ））。ここで、玉縁部とは製品の縁部分等を玉状に形成し、丸みを持たせることにより、縁部分にユーザが触れたときの引っかかり等を防止する部分である。
【００２２】
なお、玉縁形成手段７は製品端末線に沿って、先端が円形状の円形状ツール（２次元形状）を移動させ、３次元モデルに玉縁部を形成してもよい（図３（ｂ））。この場合、形成される玉縁部の形状は擬似形状（実際の設計形状との差は無視できる範囲）となる。
【００２３】
円形状ツールにより形成された玉縁部のモデルングデータ量は、上述した球形状ツールを移動させて形成した玉縁部のモデリングデータ量と比較して小さくなり、さらに玉縁部を形成する際の成形時間（モデリング時間）も短くなる。一方、球形状ツールは他の形状を３次元モデル上に形成することが可能でき、適用範囲が広い。
【００２４】
なお、球形状ツールおよび円形状ツールの形状は、設計目的とする玉縁部の形状に対応するように形成されている。
【００２５】
玉縁形成手段７には、円形状ツールを移動させた際の当該円形状ツールの軌跡データを生成する軌跡データ生成手段９が接続されている。なお、軌跡データ生成手段９により生成された円形状ツールの軌跡データは、３次元モデル上において円形状ツールにより形成された玉縁部データと関連付けられ、保持される。また、軌跡データ生成手段９は、例えば円形状ツールの円中心の軌跡データを生成しているが（図３（ｂ））、円形状ツールの任意の位置の軌跡データを生成してもよい。
【００２６】
玉縁形成手段７および軌跡データ生成手段９には、金型、製品等の加工用のデータであるＣＡＭデータの生成を行うＣＡＭデータ生成手段１１が接続されている。ここで、加工用のＣＡＭデータとは、ＮＣ工作機械等により加工が施される時の加工方法の指示等を含むデータである。例えば、工作機械の刃具が直線状に移動して加工を施す線加工による指示（図５（ａ））、刃具が３次モデル形状に応じて移動して加工を施す倣い加工による指示（図５（ｂ））等の加工方法の指示を含むデータである。
【００２７】
玉縁形成手段７の球形状ツールにより３次元モデルに玉縁部が形成されたとき、ＣＡＭデータ生成手段１１は玉縁形成手段７により形成された玉縁部のデータに基づいて、ＣＡＭデータを生成する。ここで、玉縁形成手段７の球形状ツールにより、３次元モデルには歪みのない曲面を有する溝状の玉縁部が形成される。したがって、ＣＡＭデータ生成手段１１は、この玉縁部の曲面のデータ基づいて、加工時に玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成する。工作機械はこのＣＡＭデータに基づいて、玉縁部を線加工によって形成する。
【００２８】
一方、玉縁形成手段７の円形状ツールにより３次元モデル上に玉縁部が形成されたとき、ＣＡＭデータ生成手段１１は玉縁形成手段７により形成された玉縁部のデータおよび軌跡データ生成手段９により生成された円形状ツールの軌跡データに基づいて、ＣＡＭデータを生成する。このとき、ＣＡＭデータ生成手段１１は円形状ツールの軌跡データに基づいて、加工時に玉縁部に対し線加工が施されるようなＣＡＭデータを生成する。工作機械はこのＣＡＭデータに基づいて、玉縁部を線加工によって形成する。
【００２９】
なお、玉縁形成手段７が球形状ツール又は円形状ツールのいずれを用いて３次元モデル上に玉縁部を形成するかは、ユーザの指示に基づいて又は自動的に決定される。例えば、画像表示手段３に選択メニューを表示させ、ユーザの選択、入力に基づいて、玉縁形成手段７は球形状ツール又は円形状ツールのいずれかを選択し、玉縁部を形成してよい。また、玉縁形成手段７はモデリング時間、データ量、玉縁部の形状および位置等を考慮して、球形状ツール又は円形状ツールのいずれか最適な方を自動的に選択し、３次元モデル上に玉縁部を形成してもよい。
【００３０】
なお、設計支援装置１のハードウェアはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、上述したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク等の記憶手段５、上述したＣＲＴ等の画像表示手段３、ＧＣ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｃａｒｄ）、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、およびバス等から構成されている。
【００３１】
ＣＰＵは、ハードディスク等に格納されるプログラムに従って、各種演算処理を実行するとともに、装置の各部を制御する。
【００３２】
ＲＯＭはＣＰＵが実行する基本的なプログラムやデータ等を格納している。ＲＡＭは、ＣＰＵが実行中のプログラムや演算中のデータ等を一時的に格納する。
【００３３】
上述した、玉縁形成手段７、軌跡データ生成手段９、およびＣＡＭデータ生成手段１１はプログラムにより実現され、これらプログラムはハードディスク又はＲＯＭに格納されている。
【００３４】
ＧＣは、ＣＰＵから供給された描画命令に従って演算処理を実行し、得られた画像を映像信号に変換して画像表示手段３に供給する。Ｉ／Ｆはネットワークを介して他の装置とデータを授受する際に、データの表現形式を適宜変更するとともに、定められた通信プロトコルに応じた制御処理を実行する。バスはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、ＧＣ、およびＩ／Ｆを相互に接続し、これらの間でデータの授受を可能とする。
【００３５】
次に、上述した設計支援装置１の動作フローについて、詳細に説明する。
【００３６】
図５は、設計支援装置１の動作フローを示すフローチャートである。
【００３７】
先ず、記憶手段５に予め記憶されたモデリング対象となる３次元モデルが読み込まれる（Ｓ１００）
次に、玉縁形成手段７は球形状ツール又は円形状ツールのいずれを用いて３次元モデル上に玉縁部を形成するか、ユーザの指示に基づいて又は自動的に決定する（Ｓ１１０）。
【００３８】
玉縁形成手段７は球形状ツールを用いて、３次元モデル上に玉縁部を形成すると決定し、当該形成を行ったとき（Ｓ１２０）、ＣＡＭデータ生成手段１１は玉縁形成手段７により形成された玉縁部の曲面のデータに基づいて、ＣＡＭデータを生成する（Ｓ１３０）。
【００３９】
一方、玉縁形成手段７は円形状ツールを用いて、３次元モデル上に玉縁部を形成すると決定し、当該形成を行ったとき（Ｓ１４０）、ＣＡＭデータ生成手段１１は玉縁形成手段７により形成された玉縁部のデータおよび軌跡データ生成手段９により生成された軌跡データに基づいて、ＣＡＭデータを生成する（Ｓ１５０）。
【００４０】
以上、玉縁形成手段７は球形状ツールを用いて、３次元モデル上に玉縁部を形成し、ＣＡＭデータ生成手段１１は玉縁形成手段７により形成された玉縁部の曲面のデータに基づいて、ＣＡＭデータを生成する。また、玉縁形成手段７は円形状ツールを用いて、３次元モデル上に玉縁部を形成し、ＣＡＭデータ生成手段１１は玉縁形成手段７により形成された玉縁部のデータおよび軌跡データ生成手段９により生成された軌跡データに基づいて、ＣＡＭデータを生成する。これにより、ＣＡＭデータ生成手段１１は、加工時に玉縁部に対し線加工を施すようなＣＡＭデータを生成する。したがって、工作機械はこのＣＡＭデータに基づいて、玉縁部を倣い加工によって形成すること無く、確実に線加工によって形成する。すなわち、玉縁部の加工時間を短縮することができ、金型等の設計対象物の生産性を向上させることができる。なお、全長１ｍの玉縁部が倣い加工により形成された場合の加工時間は、線加工により形成された場合の加工時間の約３倍となる。
【００４１】
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４２】
例えば、上記一実施例において、３次元モデルの本体部分と玉縁部とが分割されて記憶手段５により記憶されていてもよい。この場合、画像表示手段３により３次元モデルを表示させたとき、例えば本体部分と玉縁部分とが異なる色で表示される。これにより、ユーザは線加工可能な玉縁部を明確に認識し、確認することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例に係る設計支援装置の特徴的な機能を表す機能ブロック図である。
【図２】金型の部分断面図であり、玉縁部を示す図である。
【図３】（ａ）。玉縁形成手段が製品端末線に沿って、球形状ツールを移動させる状態を示す図である。（ｂ）玉縁形成手段が製品端末線に沿って、円形状ツールを移動させる状態を示す図であり、軌跡データを示す図である。
【図４】（ａ）金型の３次元モデルの一例を示す部分拡大図であり、玉縁部が形成される前の状態を示す図である。（ｂ）玉縁部が形成された３次元モデルを示す部分拡大図である。
【図５】（ａ）工作機械の刃具が線加工を施す状態を示す図である。（ｂ）工作機械の刃具が倣い加工を施す状態を示す図である。
【図６】設計支援装置１の動作フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１    設計支援装置
３    画像表示手段
５    記憶手段
７    玉縁形成手段
９    軌跡データ生成手段
１１    ＣＡＭデータ生成手段
【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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【図６】
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