(57)【要約】【課題】ＣＡＥ解析における成形品の変形原因の特定の有無によらずに金型の修正回数を低減すると共に、容易に且つ効率的に金型の修正を行うことが可能な金型形状データ補正装置及びこれを備えた形成システム、及び金型形状データ補正プログラムを提供する。【解決手段】金型形状データ補正装置２は、第１金型形状データＤ１を取得する金型形状データ取得手段１０と、第１成形品形状データＤ２を取得する成形品形状データ取得手段１１と、差分データＤ４を算出する差分データ算出手段１４と、メッシュデータＤ５を取得するメッシュデータ取得手段１５と、補正係数ωを取得する補正係数取得手段１６と、補正量Ｗを決定する補正量決定手段１７と、補正データを取得する補正データ取得手段１８と、第２金型データＤ８を取得する補正金型形状データ取得手段１９と、を具備する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状の成形品を成形する金型を製造した第１金型形状データを取得する金型形状データ取得手段と、
前記金型で製造された第１成形品を測定して得られた第１成形品形状データを取得する成形品形状データ取得手段と、
前記金型形状データ取得手段が取得した前記第１金型形状データと、前記成形品形状データ取得手段が取得した前記第１成形品形状データとを対比して、所定の補正対象面について差分データを算出する差分データ算出手段と、
前記所定の補正対象面を複数のメッシュに分割するメッシュデータを取得するメッシュデータ取得手段と、
前記メッシュデータ取得手段が決定した前記メッシュ毎に補正量の重み付けとなる補正係数を取得する補正係数取得手段と、
前記補正係数取得手段が取得した前記補正係数に基づいて、前記メッシュ毎に前記差分データを補正する前記補正量を決定する補正量決定手段と、
前記補正量決定手段が決定した前記補正量と、前記差分データとを用いて、前記メッシュ毎に補正データを取得する補正データ取得手段と、
前記補正データ取得手段が算出した前記補正データに基づいて、前記第１金型形状データを補正して第２金型データを取得する補正金型形状データ取得手段と、を具備することを特徴とする金型形状データ補正装置。
【請求項２】
前記メッシュデータ及び前記補正係数は、前記金型での成形条件、前記成形品の形状、及び前記第１金型形状データに基づいて決定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の金型形状データ補正装置。
【請求項３】
前記差分データは、前記所定の補正対象面に直交するＺ方向のデータに関するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金型形状データ補正装置。
【請求項４】
前記補正データは、前記メッシュ毎に平面化されたデータであることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の金型形状データ補正装置。
【請求項５】
前記補正量決定手段は、第１メッシュに関して、第１境界の線分の両端の頂点補正量を、隣接するメッシュとの関係で決定する頂点補正量決定手段と、
前記線分の両端の頂点補正量に基づいて、前記線分の線分補正量を決定する線分補正量決定手段と、
前記メッシュ毎の前記補正係数と前記線分補正量とに基づいて、前記メッシュの線分近傍の補正係数が連続するように決定する境界近傍補正量決定手段と、を具備することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の金型形状データ補正装置。
【請求項６】
前記補正データ取得手段は、補正済のメッシュ間の補正データが平面となるように決定することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の金型形状データ補正装置。
【請求項７】
所定形状の成形品を成形する金型を製造する金型製造装置と、
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の金型形状データ補正装置と、
前記金型を用いて前記所定形状の前記成形品を成形する成形装置と、を備えることを特徴とする形成システム。
【請求項８】
コンピューターを、
所定形状の成形品を成形する金型を製造した第１金型形状データを取得する金型形状データ取得手段と、
前記金型で製造された第１成形品を測定して得られた第１成形品形状データを取得する成形品形状データ取得手段と、
前記金型形状データ取得手段が取得した前記第１金型形状データと、前記成形品形状データ取得手段が取得した前記第１成形品形状データとを対比して、所定の補正対象面について差分データを算出する差分データ算出手段と、
前記所定の補正対象面を複数のメッシュに分割するメッシュデータを取得するメッシュデータ取得手段と、
前記メッシュデータ取得手段が決定した前記メッシュ毎に補正量の重み付けとなる補正係数を取得する補正係数取得手段と、
前記補正係数取得手段が取得した前記補正係数に基づいて、前記メッシュ毎に前記差分データを補正する前記補正量を決定する補正量決定手段と、
前記補正量決定手段が決定した前記補正量と、前記差分データとを用いて、前記メッシュ毎に補正データを取得する補正データ取得手段と、
前記補正データ取得手段が算出した前記補正データに基づいて、前記第１金型形状データを補正して第２金型データを取得する補正金型形状データ取得手段として機能させることを特徴とする金型形状データ補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型形状データ補正装置及びこれを備えた形成システム、及び金型形状データ補正プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、樹脂成形品（以下、単に「成形品」という）を製造する場合、最初に成形品の完成形状、即ち、目標形状の設計を行う。この設計は、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）等を利用して行われる。成形品の目標形状は、意匠性、機能性、製造容易性等を考慮して設計される。次に、目標形状の成形品を得るための金型の設計を行う。このとき、金型の製品面形状は、成形品の目標形状に基づいて設計される。そして、金型の設計結果に基づいて金型を製造し、この金型に熱可塑性樹脂を射出して成形品を成形する。得られた成形品は、樹脂凝固時に収縮や反り等が生じるため、金型の製品面形状と若干異なる形状となる。
【０００３】
上述した通り、金型により成形品を成形する工程は、複数の工程に分かれる。金型がＣＡＤデータ通りに製作されていても、それに対応した目標形状のＣＡＤデータ通りに成形品が成形されることは少ない。そのため、金型の修正と、成形した成形品の形状の確認作業とを、複数回行う必要がある。
【０００４】
特許文献１には、上述の確認作業を減らすための製品面形状設計システム及び金型の製造方法に関する技術が開示されている。かかる技術は、ＣＡＤデータから、製品面を複数の小領域（メッシュ、セグメントともいう）に分割したメッシュデータを作成し、金型により成形品を成形する各工程において、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）解析を行って成形品の変形量を算出し、所定の変形量に入っていなければメッシュデータを修正し、変形量が所定の範囲内に収まるまで処理を繰り返すものである。なお、ＣＡＥ解析とは、コンピューター上で仮想的に解析対象物を構成し、シミュレーションにより解析対象物の形状変形や熱伝導性等の解析を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０７３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１においては、ＣＡＥ解析により把握し切れない変形原因については対処することができない。このため、ＣＡＥ解析を用いて変形原因が特定できない場合には、金型の修正回数が増加し、作業効率やコスト性に問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されるものであり、ＣＡＥ解析における成形品の変形原因の特定の有無によらずに金型の修正回数を低減すると共に、容易に且つ効率的に金型の修正を行うことが可能な金型形状データ補正装置及びこれを備えた形成システム、及び金型形状データ補正プログラム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】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、所定形状の成形品を成形する金型を製造した第１金型形状データを取得する金型形状データ取得手段と、前記金型で製造された第１成形品を測定して得られた第１成形品形状データを取得する成形品形状データ取得手段と、前記金型形状データ取得手段が取得した前記第１金型形状データと、前記成形品形状データ取得手段が取得した前記第１成形品形状データとを対比して、所定の補正対象面について差分データを算出する差分データ算出手段と、前記所定の補正対象面を複数のメッシュに分割するメッシュデータを取得するメッシュデータ取得手段と、前記メッシュデータ取得手段が決定した前記メッシュ毎に補正量の重み付けとなる補正係数を取得する補正係数取得手段と、前記補正係数取得手段が取得した前記補正係数に基づいて、前記メッシュ毎に前記差分データを補正する前記補正量を決定する補正量決定手段と、前記補正量決定手段が決定した前記補正量と、前記差分データとを用いて、前記メッシュ毎に補正データを取得する補正データ取得手段と、前記補正データ取得手段が算出した前記補正データに基づいて、前記第１金型形状データを補正して第２金型データを取得する補正金型形状データ取得手段と、を具備することを特徴とする金型形状データ補正装置にある。
かかる態様によれば、ＣＡＥ解析における成形品の変形原因の特定の有無によらずに金型の修正回数を低減すると共に、容易に且つ効率的に金型の修正を行うことができる。
【０００９】
また、前記金型形状データ補正装置において、前記メッシュデータ及び前記補正係数は、前記金型での成形条件、前記成形品の形状、及び前記第１金型形状データに基づいて決定されたものであってもよい。
これによれば、上述の効果を享受できると共に、精密に金型を修正することができる。
【００１０】
また、前記金型形状データ補正装置において、前記差分データは、前記所定の補正対象面に直交するＺ方向のデータに関するものであってもよい。
これによれば、上述の効果を享受できると共に、より簡便に金型を修正することができる。
【００１１】
また、前記金型形状データ補正装置において、前記補正データは、前記メッシュ毎に平面化されたデータであってもよい。
これによれば、上述の効果を享受できると共に、所望の形状によって補正された金型を作製することができる。
【００１２】
また、前記金型形状データ補正装置において、前記補正量決定手段は、第１メッシュに関して、第１境界の線分の両端の頂点補正量を、隣接するメッシュとの関係で決定する頂点補正量決定手段と、前記線分の両端の頂点補正量に基づいて、前記線分の線分補正量を決定する線分補正量決定手段と、前記メッシュ毎の前記補正係数と前記線分補正量とに基づいて、前記メッシュの線分近傍の補正係数が連続するように決定する境界近傍補正量決定手段と、を具備してもよい。
これによれば、上述の効果を享受できると共に、複数の補正対象部分同士の境界の形状を連続させることによって、より精密に金型を修正することができる。
【００１３】
また、前記金型形状データ補正装置において、前記補正データ取得手段は、補正済のメッシュ間の補正データが平面となるように決定してもよい。
これによれば、上述の効果を享受できると共に、所望の形状によって補正された金型を作製することができる。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の他の態様は、所定形状の成形品を成形する金型を製造する金型製造装置と、前記金型形状データ補正装置と、前記金型を用いて前記所定形状の前記成形品を成形する成形装置と、を備えることを特徴とする形成システムにある。
かかる態様によれば、ＣＡＥ解析における成形品の変形原因の特定の有無によらずに金型の修正回数を低減すると共に、容易に且つ効率的に金型の修正を行うことが可能な形成システムを提供することができる。
【００１５】
上記課題を解決する本発明の他の態様は、コンピューターを、所定形状の成形品を成形する金型を製造した第１金型形状データを取得する金型形状データ取得手段と、前記金型で製造された第１成形品を測定して得られた第１成形品形状データを取得する成形品形状データ取得手段と、前記金型形状データ取得手段が取得した前記第１金型形状データと、前記成形品形状データ取得手段が取得した前記第１成形品形状データとを対比して、所定の補正対象面について差分データを算出する差分データ算出手段と、前記所定の補正対象面を複数のメッシュに分割するメッシュデータを取得するメッシュデータ取得手段と、前記メッシュデータ取得手段が決定した前記メッシュ毎に補正量の重み付けとなる補正係数を取得する補正係数取得手段と、前記補正係数取得手段が取得した前記補正係数に基づいて、前記メッシュ毎に前記差分データを補正する前記補正量を決定する補正量決定手段と、前記補正量決定手段が決定した前記補正量と、前記差分データとを用いて、前記メッシュ毎に補正データを取得する補正データ取得手段と、前記補正データ取得手段が算出した前記補正データに基づいて、前記第１金型形状データを補正して第２金型データを取得する補正金型形状データ取得手段として機能させることを特徴とする金型形状データ補正プログラムにある。
かかる態様によれば、ＣＡＥ解析における成形品の変形原因の特定の有無によらずに金型の修正回数を低減すると共に、容易に且つ効率的に金型の修正を行うことが可能な金型形状データ補正プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】形成システムの構成例を示す図。
【図２】金型形状データ補正装置の構成例を示す図。
【図３】成形品の補正対象面をメッシュ毎に分割した分割例を示した平面図。
【図４】補正係数の連続化方法を説明する図。
【図５】補正データの取得方法を説明する図。
【図６】成形品の補正対象面をメッシュ毎に分割した分割例を示した平面図。
【図７】図６の一部を拡大した拡大平面図。
【図８】成形品の補正対象面をメッシュ毎に分割した分割例を示した平面図。
【図９】補正係数の連続化方法を説明する図。
【図１０】金型形状データ補正方法の補正フローの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更可能である。なお、各図面において同じ符号を付したものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、Ｘ，Ｙ及びＺは、互いに直交する３つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向を、それぞれ第１の方向Ｘ（Ｘ方向）、第２の方向Ｙ（Ｙ方向）及び第３の方向Ｚ（Ｚ方向）とし、各図の矢印の向かう方向を正（＋）方向、矢印の反対方向を負（−）方向として説明する。
【００１８】
（実施形態１）
（形成システム）
図１は、本発明の実施形態１にかかる形成システムの構成例を示す図である。図示するように、形成システム１００は、金型製造装置１と、金型形状データ補正装置２と、成形装置３とを備える。形成システム１００において、金型製造装置１は、所定形状の成形品を成形する金型を製造し、金型形状データ補正装置２は、後述するように金型形状を補正する補正データを形成し、成形装置３は、金型を用いて所定形状の成形品を成形する。本実施形態の形成システム１００は、その構成に金型形状データ補正装置２を含むことで、金型により成形品を成形する工程において、金型がＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）データ通りに製作されていても、それに対応した目標形状のＣＡＤデータ通りに成形されることは少ないため、金型の修正と形成した成形品の形状の確認作業を複数回行う必要があるという問題を是正することができる。なお、金型製造装置１及び成形装置３は、公知の装置を適用することができるため、適宜説明を省略する。
【００１９】
（実施形態２）
（金型形状データ補正装置）
図１の金型形状データ補正装置２において行われる一連の処理は、例えば、この金型形状データ補正装置２の各手段（後述する）を制御するコンピューター（制御部３０）が、ソフトウェアを実行することにより行われる。この場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピューターに、プログラム記録媒体からインストールされるが、この構成に限定されない。例えば、各種のプログラムをインストールすることで各種の機能を実行することが可能な汎用のパーソナルコンピューター等に、プログラム記録媒体からインストールされてもよい。
【００２０】
特に図示しないが、コンピューターにおいて、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）は、バスにより相互に接続されている。バスには、更に、後述する各手段を制御する制御部３０や入出力インタフェースが接続され、入出力インタフェースには、キーボード、マウス、マイクロホン、タッチパネル等よりなる入力部、ディスプレイ、スピーカ等よりなる出力部、ハードディスクや不揮発性のメモリ等よりなる記憶部４０（後述する）、ネットワークインタフェース等よりなる通信部、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルメディアを駆動するドライブ等が接続されている。
【００２１】
以上のように構成されるコンピューターでは、ＣＰＵが、例えば、記憶部４０に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース及びバスを介して、ＲＡＭにロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。コンピューター（ＣＰＵ）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等）、光磁気ディスク、半導体メモリ等よりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディアに記録して、又は、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線又は無線の伝送媒体を介して提供される。
【００２２】
そして、プログラムは、リムーバブルメディアをドライブに装着することにより、入出力インタフェースを介して、記憶部４０にインストールすることができる。また、プログラムは、有線又は無線の伝送媒体を介して、通信部で受信し、記憶部４０にインストールすることができる。その他、プログラムは、ＲＯＭや記憶部４０に、予めインストールしておくことができる。なお、コンピューターが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、又は、呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。また、プログラムは、１つのＣＰＵにより処理されるものであってもよいし、複数のＣＰＵによって分散処理されるものであってもよい。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態２にかかる金型形状データ補正装置の構成例を示す図である。図示するように、上記コンピューターに制御される金型形状データ補正装置２は、金型形状データ取得手段１０と、成形品形状データ取得手段１１と、拘束条件データ取得手段１２と、位置合せ手段１３と、差分データ算出手段１４と、メッシュデータ取得手段１５と、補正係数取得手段１６と、補正量決定手段１７と、補正データ取得手段１８と、補正金型形状データ取得手段１９と、を有する制御部３０を具備する。補正量決定手段１７は、頂点補正量決定手段２０と、線分補正量決定手段２１と、境界近傍補正量決定手段２２と、を具備する。また、詳細は後述するが、コンピューターの記憶部４０は、金型形状データ補正装置２の各手段で取得されたデータや係数等を格納する。
【００２４】
金型形状データ補正装置２は、上記各手段を制御するコンピューター（制御部３０）がソフトウェアを実行することにより、金型形状データ補正装置２において一連の処理が行われ、最終的に第２金型形状データＤ８を取得する。これによれば、第２金型形状データＤ８を用いて、最初に設計した金型の第１金型形状データＤ１を補正することで、目標とする成形品に近い形状を有する金型形状データが得られる。その結果、金型の修正と成形した成形品の形状の確認作業を複数回行う必要がなくなるので、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）解析における成形品の変形原因の特定の有無によらずに金型の修正回数を低減すると共に、容易に且つ効率的に金型の修正を行うことが可能となる。
【００２５】
金型形状データ取得手段１０は、所定形状の成形品を成形する金型の形状を計測した第１金型形状データＤ１を取得する。ここで、第１金型形状データＤ１とは、所定形状の成形品を成形する金型を製造するためのＣＡＤデータであり、計測後に記憶部４０に格納される。ＣＡＤデータ形式は、どのような形式のデータであってもよい。なお、金型は、取得した第１金型形状データＤ１に基づいて製造される。
【００２６】
成形品形状データ取得手段１１は、金型で製造された第１成形品の形状を計測した第１成形品形状データＤ２を取得する。ここで、第１成形品形状データＤ２とは、三次元計測装置を用いて第１成形品を計測することにより得られる形状の測定データであり、計測後に記憶部４０に格納される。第１成形品を計測する方法は限定されず、例えば、ステレオ法、光切断法、位相シフト法等の光計測、Ｘ線を用いるＣＴ法等であってもよい。第１成形品形状データＤ２の形式の一例として点群データ形式が挙げられるが、この形式に限定されない。例えば、ポリゴンにより第１成形品形状データＤ２を示す形式等であってもよい。なお、上述の何れかの方法により第１成形品の形状を計測して得られた形状の測定データは、第１金型形状データＤ１における形状の凹凸が反転したものである。そこで、本実施形態では、得られた形状の測定データに対して凹凸を反転させて、第１成形品形状データＤ２とした。
【００２７】
拘束条件データ取得手段１２は、金型で製造された第１成形品における所定の補正対象面を小領域（本明細書ではメッシュと呼称するがセグメントともいう）に区切る頂点座標が入力されると、この頂点座標を移動及び調整するための拘束条件を設定し、これを拘束条件データＤ３として取得する。ここで、拘束条件データＤ３とは、後述する差分データＤ４を効率的に且つ精確に取得するために、入力された頂点座標を好適な位置に移動して調整するための拘束条件を含むデータであり、設定後に記憶部４０に格納される。拘束条件は、第１成形品の補正対象面に応じて適宜変更され得るものである。例えば、入力された頂点位置をエッジ上に配置されるように最近傍のエッジに移動するように拘束する条件や、設定済みの頂点と結ぶ線がエッジと平行又は垂直になるように頂点位置を移動するように拘束する条件等が考えられる。なお、頂点座標の入力方法は特に限定されず、例えば、上記入力部を用いて座標値を直接入力してもよいし、各種データを表示した上記出力部に上記入力部により入力してもよい。
【００２８】
位置合せ手段１３は、第１金型形状データＤ１と第１成形品形状データＤ２との位置合せ（対応付け）を行う。これにより、後述するように正確な差分データＤ４を算出できる。位置合わせの手法としては、ＩＣＰ（Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｃｌｏｓｅｓｔ  Ｐｏｉｎｔ）アルゴリズム、Ｃｈａｍｆｅｒアルゴリズム等が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、第１金型形状データＤ１と第１成形品形状データＤ２とを表示し、第１成形品形状データＤ２の並進量や回転量を手入力しながら、目視で位置合わせするようにしてもよい。
【００２９】
差分データ算出手段１４は、第１金型形状データＤ１と第１成形品形状データＤ２との位置合せ後に、拘束条件データＤ３に基づき第１金型形状データＤ１と第１成形品形状データＤ２とを対比して、Ｚ方向の差分データＤ４を算出する。その後、差分データＤ４は記憶部４０に格納される。ここで、Ｚ方向の差分データＤ４とは、所定の補正対象面に直交するＺ方向のデータに関するものであり、第１金型形状データＤ１に対する第１成形品形状データＤ２の変形度合いであって、第１金型形状データＤ１に対する第１成形品形状データＤ２の乖離の程度を示すパラメータである。つまり、後述するように、この乖離の程度が少なくなるように補正することで、所望の金型を作製することができる。
【００３０】
成形品形状データ取得手段１１により得られるデータには、補正対象面の面内方向（Ｘ方向及びＹ方向）のデータも含まれているが、本実施形態では、拘束条件データＤ３に基づき差分データＤ４を算出するため、あえて自由度を落としてＺ方向のデータのみとすることで、金型補正の簡略化を図ることが可能となる。なお、差分データ算出手段１４により得られる差分データＤ４は、補正対象面の任意の座標における差分値の集合体（図５の点群（ｃ）参照）であるが、これに限定されない。後述するメッシュデータ取得手段１５においてメッシュデータＤ５を取得後、メッシュ毎に、例えば、最小二乗法等を用いて平面化処理を行った平面化データを差分データＤ４としてもよい。本実施形態では、メッシュ毎に平面化処理した平面化データを差分データＤ４とした。
【００３１】
メッシュデータ取得手段１５は、所定の補正対象面を複数のメッシュに分割するメッシュデータＤ５を取得する。ここで、メッシュデータＤ５とは、金型での成形条件、成形品の形状、第１金型形状データＤ１に基づいて決定されたものであり、決定後に記憶部４０に格納される。メッシュデータ取得手段１５では、第１金型形状データＤ１の修正データにするため、第１成形品形状データＤ２を対称面としてメッシュの形状を決定するメッシュデータＤ５を反転する。従って、メッシュデータＤ５は反転データとなる。
【００３２】
図３は、成形品の補正対象面をメッシュ毎に分割した分割例を示した平面図である。図示するように、上記各種条件に基づいて決定されたメッシュデータＤ５を取得することにより、成形品ＰＬ１の補正対象面をメッシュＭ１〜Ｍ１２毎に分割することができる。補正対象面のメッシュの形状や分割数は、メッシュデータＤ５に基づき決定されるため、図３のメッシュＭ１〜Ｍ１２に限定されない。例えば、成形品ＰＬ２の補正対象面のメッシュＭ１３〜Ｍ２４（図６参照）や、成形品ＰＬ３の補正対象面のメッシュＭ２５〜Ｍ４４（図８参照）のように分割されてもよい。
【００３３】
補正係数取得手段１６は、メッシュデータ取得手段１５が取得したメッシュデータＤ５に基づいて決定したメッシュ毎に、後述する補正量Ｗの重み付けとなる補正係数ωを取得する。その後、補正係数ωは記憶部４０に格納される。ここで、補正係数ωとは、金型での成形条件、成形品の形状、及び第１金型形状データＤ１に基づいて決定され、第１金型形状データＤ１に対する第１成形品形状データＤ２の変形度合いを算出するための係数である。例えば、図３の成形品ＰＬ１の補正対象面であれば、メッシュＭ１〜Ｍ１２毎に補正係数ω１〜ω３を決定することができる。
【００３４】
補正量決定手段１７は、補正係数取得手段１６が取得した補正係数ωに基づいて、メッシュ毎に、差分データ算出手段１４が取得した差分データＤ４を補正する補正量Ｗを決定する。その後、補正量Ｗは記憶部４０に格納される。補正係数取得手段１６で取得した補正係数ω１〜ω３は、上述した通りメッシュＭ１〜Ｍ１２毎に取得するため、メッシュ境界で変形度合いが不連続になる。即ち、メッシュ間の段差が大きくなり平面を形成することが困難となり、品質の良い金型を作製ことができない。このため、メッシュ境界近傍では、遷移的な補正係数ωを算出して連続化する。本実施形態では、この連続化した補正係数ωを補正量Ｗとした。
【００３５】
図４は、補正係数の連続化方法を説明する図である。図示するように、例えば、成形品ＰＬ１の補正対象面のメッシュＭ１〜Ｍ３（図３参照）では、それぞれ補正係数ω１〜ω３が決定されている。即ち、メッシュＭ１，Ｍ２間では補正係数ω１，ω２が平均化され、メッシュ境界における平均化した補正係数（ω１＋ω２）／２が算出され、同様にメッシュＭ２，Ｍ３間では平均化した補正係数（ω２＋ω３）／２が算出される。このように、成形品の補正対象面において、メッシュ境界における補正係数を平均化することで、補正対象面全体の補正係数を連続化することができる。なお、本実施形態では、補正係数を連続化する手法の一例として、メッシュ間の異なる補正係数を平均化する方法を採用しているが、この方法に限定されず、後述する他の手法を採用してもよい。また、図中のσは標準偏差を示す。
【００３６】
補正量決定手段１７は、頂点補正量決定手段２０と、線分補正量決定手段２１と、境界近傍補正量決定手段２２とを具備しており、具体的には、これらの決定手段２１〜２３により、上述したように、補正係数ωを連続化して正確な補正量Ｗを決定する。ここでは、図３の成形品ＰＬ１の補正対象面を例に挙げて補正係数ωの連続化の手法をより詳細に説明する。なお、説明を簡単にするために、各メッシュの頂点は、メッシュＭ１〜Ｍ５において、頂点ｖ１〜ｖ１２を示し、それ以外の頂点は省略しており、メッシュＭ１〜Ｍ５の頂点ｖ１〜ｖ１２のＸ座標及びＹ座標は、メッシュ境界に拘束されたままとする。
【００３７】
まず、頂点補正量決定手段２０では、例えば、第１メッシュであるメッシュＭ１に関して、第１境界の線分Ｌ１の両端の頂点ｖ２及びｖ８の補正量（頂点補正量Ｗａ）を、隣接するメッシュＭ２との関係で決定する。次に、線分補正量決定手段２１では、線分Ｌ１の両端の頂点ｖ２及びｖ８の補正量に基づいて、線分Ｌ１の線分補正量Ｗｂを決定する。次に、境界近傍補正量決定手段２２では、メッシュ毎の補正係数と線分補正量Ｗｂとに基づいて、メッシュの線分近傍の補正係数が連続するように境界近傍補正量Ｗｃを決定する。そして、決定された頂点補正量Ｗａ、線分補正量Ｗｂ及び境界近傍補正量Ｗｃに基づいて、メッシュ全領域の補正量Ｗを算出する。
【００３８】
補正データ取得手段１８は、補正量決定手段１７が決定した補正量Ｗ、即ち、連続化処理された補正係数ωと、差分データＤ４とを用いて、メッシュ毎に補正データを取得する。本実施形態では、後述するように補正データを、段階を踏んで取得し、最初に取得される補正データを第１補正データＤ６、第１補正データＤ６に基づき算出される補正データを第２補正データＤ７とした。第１補正データＤ６及び第２補正データＤ７は、記憶部４０に格納される。
【００３９】
図５は、補正データの取得方法を説明する図である。図示するように、（ａ）は成形品形状データ取得手段１１で取得した第１成形品形状データＤ２の反転値を示したグラフであり、（ｂ）は所定形状の成形品（目標とする成形品）のＣＡＤデータを示したグラフであり、（ｃ）は差分データ算出手段１４で取得した点群（図中の●）の差分データＤ４であり、（ｄ）は（ｃ）を最小二乗法により平面化したグラフである。ここでは、差分データＤ４を平面化処理した平面化データを差分データＤ４ｐとする。なお、図示していないが、本実施形態の金型形状データ補正装置２は、所定形状の成形品（目標とする成形品）を形成するためのＣＡＤデータを取得する成形品形成データ取得手段を具備してもよい。かかる手段により成形品のＣＡＤデータを取得し、グラフ（ｂ）を作成することができる。
【００４０】
グラフ（ａ）とグラフ（ｂ）を比較すると、成形品の形状は、目標とする成形品の形状とは異なり、乖離の程度が大きいことがわかる。そこで、例えば、図３の成形品ＰＬ１の補正対象面であれば、差分データ算出手段１４が取得した差分データＤ４（点群（ｃ））に、補正係数取得手段１６が取得した連続した補正係数である補正量Ｗを乗じることで、差分データＤ４に対応した第１補正データＤ６を算出できる。この第１補正データＤ６は、複数の補正データの集合体であるので、最小二乗法等を用いて補正データの集合体を平面化処理する必要がある。一方、差分データが、差分データＤ４を平面化処理した平面化データである差分データＤ４ｐ（グラフ（ｄ））である場合にも、補正量Ｗで補正された第１補正データＤ６は平面にはならないので、同様に平面化処理する必要がある。
【００４１】
このように、第１補正データＤ６は、点群（ｃ）の差分データＤ４を補正して複数の補正データの集合体としたもの、又は、グラフ（ｃ）の差分データＤ４ｐ（平面化データ）を補正したものであり、何れにしてもメッシュ毎の平面データではない。そこで、補正データ取得手段１８は、第１補正データＤ６をメッシュ毎に平面化して第２補正データＤ７にする。ここで、メッシュ毎に平面化する場合、隣接するメッシュを順次平面化し、境界が一致するようにする必要がある。なお、本実施形態では、補正済のメッシュ間の第２補正データＤ７が平面となるようにしたが、平面には限定されず、例えば、複数の平面様又は曲面としてもよい。
【００４２】
補正金型形状データ取得手段１９は、補正データ取得手段１８が算出した第２補正データＤ７に基づいて、第１金型形状データＤ１を補正して第２金型形状データＤ８を取得する。その後、第２金型形状データＤ８は記憶部４０に格納される。この第２金型形状データＤ８に基づき最初に設計した金型を切削することで、より品質の高い金型を少ない試作回数で製作することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、第２金型形状データＤ８に基づいて、最初に設計した金型を補正する際に切削することを前提にして、当該金型の凹凸部分が浅くなるように設計している。しかしながら、第２金型形状データＤ８を用いて、最初に設計した金型の第１金型形状データＤ１を補正した結果、第１金型形状データＤ１に対してプラスの補正値が算出された場合、即ち、当該金型の厚みが不足している場合には、金型を作製し直す必要がある。
【００４４】
（実施形態３）
（金型形状データ補正装置）
本実施形態では、メッシュ間の補正係数に施した連続化処理について、他の成形品を用いて行った例について説明する。図６は、成形品の補正対象面をメッシュ毎に分割した分割例を示した平面図であり、図７は、図６の一部を拡大した拡大平面図である。図示するように、成形品ＰＬ２の補正対象面においては、各頂点は、必ずしもメッシュ境界に拘束される必要はない。例えば、適切にメッシュＭ１３〜Ｍ２４に分割されるように、頂点を配置することができる。このように分割されたメッシュＭ１３〜Ｍ２４では、実施形態１と同様にして、それぞれ補正係数ω１３〜ω２４が取得される。この補正係数ω１３〜ω２４は、実施形態１と同様に連続化することで、正確な補正量を決定することができる。なお、ここでは、メッシュＭ１３の頂点ｖ１３〜ｖ１６を例に挙げて説明する。
【００４５】
まず、メッシュ頂点における連続化方法について説明する。メッシュ頂点の補正係数を連続化するには、頂点を共有するメッシュの補正係数を平均化して算出する。例えば、頂点ｖ１４（計測点Ａ１）における連続化した補正係数Ω２は、下記式（１）により算出される。
Ω２＝（ω１３＋ω１５＋ω１６＋ω１７）／４  ・・・（１）
【００４６】
次に、メッシュ境界における連続化方法について説明する。メッシュ境界の補正係数を連続化するには、近傍の頂点の補正係数を算出する。例えば、測定点Ａ２においては、最近傍頂点はｖ１４であり、頂点ｖ１４からの距離はｄ２である。距離ｄ２＜標準偏差σである場合には、連続化した補正係数は（Ω３−Ω２）ｄ２／σ＋Ω２で表され、距離ｄ２＞標準偏差σの場合には、連続化した補正係数はΩ３で表される。ここで、Ω３は、メッシュ境界を共有するメッシュＭ１３，Ｍ１７の補正係数の平均値であり、下記式（２）で表される。
Ω３＝（ω１３＋ω１７）／２  ・・・（２）
【００４７】
次に、メッシュ内部における連続化方法について説明する。メッシュ内部の補正係数を連続化するには、例えば、測定点Ａ３の最近傍のメッシュ境界の補正係数を算出し、測定点Ａ３の垂線の足の座標（この場合は測定点Ａ４）の補正係数を算出する。次いで、測定点Ａ４の連続化した補正係数を、上述のメッシュ境界における連続化方法に基づき算出する。このとき、測定点Ａ３から測定点Ａ４までの距離はｄ３であり、測定点Ａ４から頂点ｖ１５までの距離はｄ４である。距離ｄ３＜標準偏差σである場合には、連続化した補正係数は（ω１３−Ω４）ｄ３／σ＋Ω４で表され、距離ｄ３＞標準偏差σである場合には、連続化した補正係数はω１３で表される。ここで、Ω４は、メッシュ境界を共有するメッシュＭ１３，Ｍ１７の補正係数の平均値であり、下記式（３）で表される。
Ω４＝（ω１３＋ω１７）／２  ・・・（３）
【００４８】
また、測定点Ａ４においては、最近傍頂点はｖ１５であり、頂点ｖ１５からの距離はｄ４である。距離ｄ４＜標準偏差σである場合には、連続化した補正係数は（Ω３−Ω５）ｄ４／σ＋Ω５で表され、距離ｄ４＞標準偏差σの場合には、連続化した補正係数はΩ３で表される。ここで、Ω５は、メッシュ境界を共有するメッシュＭ１３，Ｍ１７〜Ｍ１９の補正係数の平均値であり、下記式（４）で表される。
Ω５＝（ω１３＋ω１７＋ω１８＋ω１９）／４  ・・・（４）
【００４９】
（実施形態４）
（金型形状データ補正装置）
本実施形態では、メッシュ間の補正係数に施した連続化処理について、他の成形品を用いて行った例について説明する。図８は、成形品の補正対象面をメッシュ毎に分割した分割例を示した平面図であり、図９は、補正係数の連続化方法を説明する図である。図示するように、成形品ＰＬ３の補正対象面においては、単なるメッシュ境界の他に、メッシュ境界の直線と曲線の交点（図中の○印）に拘束する拘束条件に設定されるが、かかる条件に限定されない。
【００５０】
例えば、適切に分割されメッシュＭ２５〜Ｍ４４では、実施形態１と同様にして、それぞれ補正係数が取得される。これらの補正係数は、実施形態１と同様に連続化することで、正確な補正量を決定することができる。なお、ここでは、メッシュＭ２５〜Ｍ２７の補正係数ω２５〜ω２７を例に挙げて説明する。
【００５１】
メッシュＭ２５〜Ｍ２７の補正係数ω２５〜ω２７の連続化処理は、例えば、シグモイド関数を用いて行うことができる。具体的には、下記式（５）に基づき、メッシュＭ２６内のメッシュＭ２５との境界が最近傍になる場合の連続化補正係数を算出することができる。
【数１】
2018094718.tif 000003
【００５２】
また、メッシュＭ２６内のメッシュＭ２７との境界が最近傍になる場合の連続化補正係数を、下記式（６）に基づき算出することができる。
【数２】
2018094718.tif 000004
【００５３】
なお、式（５）及び式（６）中のｄは、セグメント境界からの距離であり、σは、適宜選択される定数である。
【００５４】
（実施形態５）
（金型形状データ補正方法）
次に、金型形状データ補正装置２の動作について説明する。図１０は、金型形状データ補正方法の補正フローの一例を示す図である。図示するように、まず、金型形状データ取得手段１０は、所定形状の成形品を成形する金型を製造した第１金型形状データＤ１を取得し、記憶部４０に格納する（ステップＳ１）。次に、成形品形状データ取得手段１１は、金型で製造された第１成形品を測定して得られた第１成形品形状データＤ２を取得し、記憶部４０に格納する（ステップＳ２）。次に、拘束条件データ取得手段１２は、金型で製造された第１成形品における所定の補正対象面をメッシュに区切る頂点座標を入力した後に、この頂点座標を移動及び調整するための拘束条件を設定し、これを拘束条件データＤ３として取得し、記憶部４０に格納する（ステップＳ３）。次に、位置合せ手段１３は、第１金型形状データＤ１と第１成形品形状データＤ２との位置合せを行う（ステップＳ４）。次に、差分データ算出手段１４は、ステップＳ３で取得した拘束条件データＤ３に基づいて、位置合せした第１金型形状データＤ１と第１成形品形状データＤ２とを対比して、Ｚ方向の差分データＤ４を算出し、記憶部４０に格納する（ステップＳ５）。次に、メッシュデータ取得手段１５は、所定の補正対象面を複数のメッシュに分割するメッシュデータＤ５を取得し、記憶部４０に格納する（ステップＳ６）。次に、補正係数取得手段１６は、ステップＳ６で取得したメッシュデータＤ５が決定したメッシュ毎に、補正量Ｗの重み付けとなる補正係数ωを取得し、記憶部４０に格納する（ステップＳ７）。次に、補正量決定手段１７は、ステップＳ７で取得した補正係数ωに基づいて、メッシュ毎に、ステップＳ５で取得した差分データＤ４を補正する補正量Ｗを算出し、記憶部４０に格納する（ステップＳ８）。次に、補正データ取得手段１８は、ステップＳ８で決定した補正量Ｗと、ステップＳ５で取得した差分データＤ４とを用いて、メッシュ毎に第１補正データＤ６を算出し、メッシュ毎の第１補正データＤ６を連続化して平面データとした第２補正データＤ７を算出し、記憶部４０に格納する（ステップＳ９）。次に、補正金型形状データ取得手段１９は、ステップＳ９で算出した第２補正データＤ７に基づいて、第１金型形状データＤ１を補正して第２金型形状データＤ８を取得し、記憶部４０に格納する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０で得た第２金型形状データＤ８は、最初に設計した目標とする成形品に近い形状を有する金型形状データであるため、これを用いることで、ＣＡＥ解析における成形品の変形原因の特定の有無によらずに金型の修正回数を低減すると共に、容易に且つ効率的に金型の修正を行うことが可能となる。
【００５５】
（実施形態６）
（金型形状データ補正プログラム）
実施形態１〜実施形態３で説明した金型形状データ補正装置２や形成システム１００における任意の構成部の機能を実現するための金型形状データ補正プログラム（以下、単に「プログラム」という）を、コンピューター読み取り可能な記録媒体（記憶媒体）に記録（記憶）し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、オペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、又は周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワーク或いは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００５６】
上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、或いは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）或いは電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
【００５７】
上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００５８】
上記のプログラムは、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であれば、通信ネットワークからダウンロードされてもよい。更に、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは、予め本体装置に格納してもよいし、又は別の記録媒体からインストールされてもよい。
【００５９】
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１…金型製造装置、２…金型形状データ補正装置、３…成形装置、１０…金型形状データ取得手段、１１…成形品形状データ取得手段、１２…拘束条件データ取得手段、１３…位置合せ手段、１４…差分データ算出手段、１５…メッシュデータ取得手段、１６…補正係数取得手段、１７…補正量決定手段、１８…補正データ取得手段、１９…補正金型形状データ取得手段、２０…頂点補正量決定手段、２１…線分補正量決定手段、２２…境界近傍補正量決定手段、３０…制御部、４０…記憶部、１００…形成システム
【図１】
2018094718.tif 000005
【図２】
2018094718.tif 000006
【図３】
2018094718.tif 000007
【図４】
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【図５】
2018094718.tif 000009
【図６】
2018094718.tif 000010
【図７】
2018094718.tif 000011
【図８】
2018094718.tif 000012
【図９】
2018094718.tif 000013
【図１０】
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