(57)【要約】【課題】溶融材料を固化させて所望形状に成形させる成形体の３Ｄモデルまたは該成形体で成形された被成形体の３Ｄモデルのアンダーカットを、煩雑な手順や定義を必要とすることなく、誰でも簡単に、把握することができる画像処理プログラムを提供すること。【解決手段】３Ｄモデルの型開き方向に形成されている面１〜５の投影画像を形成し、その複数の投影画像を重畳し、その結果、重畳した領域中に３面以上に重畳している部位は、３Ｄモデルの奥行き方向に、少なくとも奥行き方向と交わる方向の凹部（孔を含む）や凸部が形成されていると推定してアンダーカットと判断するアンダーカット検知手段を備えワンアクションで結果表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融材料を固化させて所望形状に成形させる成形体の３Ｄモデルまたは該成形体で成形された被成形体の３Ｄモデルのアンダーカットを検知させるアンダーカット検知手段を備え、該アンダーカット検知手段をコンピュータが実行可能な画像処理プログラムであって、
前記アンダーカット検知手段は、
前記３Ｄモデルの奥行き方向に形成された構成面毎の投影画像を抽出させる投影画像抽出手段と、
該投影画像抽出手段で抽出された複数の前記投影画像を重畳させて、３面以上に重畳されている部位を前記アンダーカットと判断するアンダーカット選出手段と
を備えてなることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項２】
前記成形体は、型開き可能な一対の金型であり、
前記投影画像抽出手段は、前記３Ｄモデルの投影画像面積が最大となる方向を全方位からサーチし、その投影画像面積が最大となる方向を、前記金型の型開き方向と決定し、その型開き方向視で前記投影画像を抽出させることを特徴とする請求項１記載の画像処理プログラム。
【請求項３】
前記３Ｄモデルを作成可能な３Ｄモデル作成ソフト、または、前記３Ｄモデルを閲覧可能な３Ｄモデル閲覧ソフトに組み込まれてなることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理プログラム。
【請求項４】
溶融材料を固化させて所望形状に成形させる成形体の３Ｄモデルまたは該成形体で成形された被成形体の３Ｄモデルのアンダーカットを検知するアンダーカット検知方法であって、
前記３Ｄモデルの奥行き方向に形成した構成面毎に投影し、その投影で得た複数の投影画像を重畳し、重畳した投影画像が３面以上に重畳している部位を前記アンダーカットとすることを特徴とするアンダーカット検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理プログラム及びアンダーカット検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を用いて成形される樹脂製品には、通常の型開きと押出しピンの押し出しだけでは脱型できない部位、所謂、アンダーカットを有しているものが多々ある。
このようなアンダーカットの成形、離型に際しては、周知の通り、抜き挿し可能な入れ子構造を採用しているが、当然のことながら、このアンダーカット部位を極力減らすことが樹脂製品の生産コストの低減や金型の加工性を容易にする上で重要である。
しかしながら、樹脂製品の設計図は、正面図や側面図などで構成された所謂２次元の情報であることから、形状が複雑になればなるほど、アンダーカット部位の存在を見いだすことは非常に困難となる。
そこで、通常は、アンダ−カットが検知可能な３次元ＣＡＤを利用することで、上記の問題を解決している。
【０００３】
ここで、このアンダ−カットを検知させる技術手段として、例えば以下のような金型設計装置がある。
この金型設計装置は、アンダ−カットを検知させるために、サーフェースの法線ベクトルが、金型の抜き方向を向いているか否かを確認し、仮に、法線ベクトルが金型の抜き方向を向いていると判断した場合、とりあえず、そのサーフェースはアンダーカットになっている可能性があると判断する。次いで、そのアンダーカットの可能性があると判断されたサーフェースを、金型の抜き方向に金型の移動距離分だけ動かしたときに、成形品と干渉するか否か、つまり重なるか否かを確認する。それらが干渉する場合には、そのサーフェースはアンダーカットになっていると判定している（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３４８０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した先行技術は、樹脂製品の設計段階でのアンダーカットの把握ではなく、設計された樹脂製品を生産する金型設計段階でアンダ−カットの把握をする技術であるため、効率的な金型設計の支援は可能であっても、樹脂製品の設計段階で容易にアンダーカットの把握がしづらかった。
すなわち、かかる金型設計装置を、樹脂製品の設計に活用することは可能であるが、上記した先行技術は、サーフェースの法線ベクトルが、金型の抜き方向を向いているか否かを確認する際、段落００２８に記載されている通り、型材の外表面と一致する面を除く手順や、アンダーカットになっている可能性があるサーフェースを金型抜き方向に移動して干渉具合を確認する手順、さらに、パ−ティングラインの定義等、煩雑な手順や定義が必要であり、言わば、金型設計を行いながら樹脂製品のアンダーカットを把握するため、誰でも簡単に樹脂製品のアンダーカットを把握することができなかった。
そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる画像処理プログラム及びアンダーカット検知方法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】
【０００５】
上記技術課題を達成するために、本発明にかかる画像処理プログラム及びアンダーカット検知方法は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかる画像処理プログラムは、溶融材料を固化させて所望形状に成形させる成形体の３Ｄモデルまたは該成形体で成形された被成形体の３Ｄモデルのアンダーカットを検知させるアンダーカット検知手段を備え、該アンダーカット検知手段をコンピュータが実行可能な画像処理プログラムであって、前記アンダーカット検知手段は、前記３Ｄモデルの奥行き方向に形成された構成面毎の投影画像を抽出させる投影画像抽出手段と、該投影画像抽出手段で抽出された複数の前記投影画像を重畳させて、３面以上に重畳されている部位を前記アンダーカットと判断するアンダーカット選出手段とを備えてなることを特徴とする。
また、請求項２にかかる画像処理プログラムは、請求項１において、前記成形体は、型開き可能な一対の金型であり、前記投影画像抽出手段は、前記３Ｄモデルの投影画像面積が最大となる方向を全方位からサーチし、その投影画像面積が最大となる方向を、前記金型の型開き方向と決定させ、その型開き方向視で前記投影画像を抽出させることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項３にかかる画像処理プログラムは、請求項１または２において、前記３Ｄモデルを作成可能な３Ｄモデル作成ソフト、または、前記３Ｄモデルを閲覧可能な３Ｄモデル閲覧ソフトに組み込まれてなることを特徴とする。
また、請求項４にかかるアンダーカット検知方法は、溶融材料を固化させて所望形状に成形させる成形体の３Ｄモデルまたは該成形体で成形された被成形体の３Ｄモデルのアンダーカットを検知するアンダーカット検知方法であって、前記３Ｄモデルの奥行き方向に形成した構成面毎に投影し、その投影で得た複数の投影画像を重畳し、重畳した投影画像が３面以上に重畳している部位を前記アンダーカットとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、投影画像抽出手段で抽出した複数の投影画像を重畳し、その結果、重畳した領域中に３面以上に重畳している部位は、例えば、正面と背面の２面以外の構成面が正面と背面との間に存在していることになり、３Ｄモデルの奥行き方向に、少なくとも奥行き方向と交わる方向の凹部（孔を含む）や凸部が形成されていると推定して、かかる部位をアンダーカットの位置と判断するから、煩雑な手順や定義を必要とすることなく、誰でも簡単に３Ｄモデルのアンダーカットを把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明にかかる実施の形態を説明する。
本発明にかかる実施の形態は、ＧＵＩ環境を実現した３次元ＣＡＤ等の３Ｄモデル作成ソフトや、３Ｄモデル閲覧ソフト等の３Ｄ表現可能なアプリケーションに本発明の要部である画像処理プログラムが組み込まれたものが例示されており、投影画像抽出手段と、アンダーカット選出手段と、アンダーカット表示手段とを備えて構成されている。
投影画像抽出手段は、溶融樹脂材料を固化させて所望形状に成形させる型開き可能な一対の金型（成形体）、または、その金型で成形された樹脂製品（被成形体）の３Ｄモデルの任意の一方向から見て、その奥行き方向に形成されている構成面毎の投影画像を形成して、複数の投影画像を抽出させるようになっている。
例えば、図１に示すように、側面視逆Ｌ字状に形成されると共に、下方に向かって延設された垂設部の中途部に、Ｌ字内方に向かって凸部１１が延設されてなる３Ｄモデル１を例にすると、任意の一方向（なお、この「任意の一方向」の選出例は後述する）を平面視とした場合、かかる３Ｄモデル１の構成面は、上方から下方に向かって、面１と、面２と、面３と、面４と、面５とに分けることができ、この投影画像抽出手段は、面１〜面５の構成面毎に投影画像を形成するようになっている。
【０００９】
アンダーカット選出手段は、投影画像抽出手段で抽出された複数の投影画像を重畳させて面の重なり枚数（投影画像の重なり状態）を計算し、３面以上に重畳されている部位をアンダーカットと判断するようになっている。
すなわち、重畳した領域中に３面以上に重畳している部位は、例えば、平面と底面の２面以外の構成面が、平面と底面との間に存在していることになり、成形体の奥行き方向に、少なくとも奥行き方向と交わる方向の凹部（孔を含む）や凸部が形成されていると推定することで、アンダーカットと判断している。
上記の例の続きで言えば、図２及び図３の概念図に示すように、面１〜面５を重畳させると、平面視で凸部１１の位置のみ面１〜面４の４面であり、その他の部位は、面１と面２、または、面１と面５の２面であることから、アンダーカット選出手段は、平面視で４面の位置にアンダーカットが存在（図３中、ハッチングで図示）することを検知する。
【００１０】
ここで、上記した図１以外の３Ｄモデル２…を例にすれば、図５に示す３Ｄモデル２のように、例えば、図１の凸部１１の換わりに垂設部の途中に連通孔２１を設けた形状の場合、この場合も、平面視、連通孔２１が形成されている個所のみ４面が重畳されており、アンダーカット選出手段は、平面視でこの４面の位置にアンダーカットが存在することを検知する。また、図６に示すように、凸部１１も連通孔２１もない側面視逆Ｌ字形状の３Ｄモデル３の場合、平面視、全てが２面であることから、アンダーカット選出手段は、平面視でアンダーカットが存在しないことを検知する。
アンダーカット表示手段は、アンダーカットが存在するとした奥行き方向の重なり範囲、または、アンダーカットを構成する面を色分けして、図４で例示したように３次元表現（図４中、ハッチングで図示）するようになっている。例えば、平面（正面）と底面（背面）の２面以外の構成面は、少なくともアンダーカットを構成する面であることから、かかる面を他の構成面とは違う色で表示してアンダーカットが明確になるようになっている。
【００１１】
以上のように構成された本実施の形態は、上記したように、３次元ＣＡＤ等の３Ｄモデル作成ソフトや、３Ｄモデル閲覧ソフト等の３Ｄ表現可能なアプリケーションに組み込まれており、以下、図７のフローチャートを参照しながら、その一連の流れを説明する。
なお、このアプリケーションを実行させるコンピュータや各種データを記録させる記録装置は周知のもので、その詳細な説明は省略する。また、本発明の要部である画像処理プログラムを備えたアプリケーションを、コンピュータに実行させることで、各種機能を実現させるツールボックス等がモニタ上に表示され、さらに、そのツールボックスの中に本発明の要部である画像処理プログラムを実行させるための「検出ツール」が実行可能に表示されるようになっている。
【００１２】
まず、記録装置に記録された作成済み、または、作成途中の製品や金型の３Ｄモデルの中から、アンダ−カットを検出させる３Ｄモデルを選択してモニタ上に表示する（Ｓ１）。
次いで、「検出ツール」を選択して実行する（Ｓ２）と、選択された３Ｄモデルに対し、投影画像面積が最大となる方向を全方位からサーチし、その投影画像面積が最大となる方向を金型での抜き方向（型開き方向）と決定し、上記した「任意の一方向」として決定する（Ｓ３）。この機能は、上記した投影画像抽出手段に備えられている。なお、この「任意の一方向」は、マニュアル操作によって選択できるようにもなっている。
この「任意の一方向」が決定したら、以下の検出コマンドが実行される（Ｓ４）。
まず、選択された３Ｄモデルの型開き方向から見て、その奥行き方向に形成されている構成面毎の投影画像を形成して、複数の投影画像を抽出し（投影画像抽出手段）、その抽出した複数の投影画像を重畳する（Ｓ５）。
そして、その重畳した投影画像の領域中における面の重なり枚数（投影画像の重なり具合）を計算によって検知し（Ｓ６）、その領域中に、面の重なりが３面以上あるか否かをサーチしてアンダーカットの有無を検知する（Ｓ７：アンダーカット選出手段）。
【００１３】
３面以上に重畳されている部位（投影面の重複枚数）を検知したら（Ｓ７：Ｙ）、かかる部位の型開き方向に、アンダーカットが存在すると判断して、アンダーカットを構成する面（奥行き方向、最前面と最後面を除く面）を、例えば赤等で着色処理を行い（Ｓ８）、色分け表示する（Ｓ９）。
Ｓ７において、重畳されている枚数が２面以下（投影面の重複枚数）しか検知できなかったら（Ｓ７：Ｎ）、型開き方向に、アンダーカットが存在しないと判断し、モニタにアンダーカットの無い旨のメッセージを出力する（Ｓ１０）。
【００１４】
このように、本実施の形態によれば、「検出ツール」を選択実行するだけで、３Ｄモデルの型開き方向に形成されている面毎の投影画像を形成し、その複数の投影画像を重畳し、その結果、重畳した領域中に３面以上に重畳している部位は、３Ｄモデルの型開き方向にアンダーカットがあると判断し、アンダーカットを構成する面を色分けして結果表示するから、煩雑な手順や定義を必要とすることなく、ワンアクションでもって、誰でも簡単に３Ｄモデルのアンダーカットを把握することができる。
また、本実施の形態によれば、金型の知識がなくても、樹脂製品や金型におけるアンダ−カットの存在を漏れなく検出可能となることから、より設計での完成度を高めることができ、金型に関するコストダウンができる。また、同時に生産準備業務でも活用することで、商品開発プロセス全体でのコストダウン、生産準備期間の短縮に繋げることができる。
【００１５】
以上、本実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
例えば、３Ｄモデルの奥行き方向に形成した構成面毎に投影し、その投影で得た複数の投影画像を重畳して、３面以上に重畳している部位をアンダーカットとするアンダーカット検知方法でも良いもので、その態様は特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】アンダーカットを検出させる３Ｄモデルの例を示した斜視図である。
【図２】図１の３Ｄモデルの投影画像を重畳した状態の概念図である。
【図３】図１の３Ｄモデルの投影画像を重畳してアンダーカット検出個所を示した概念図である。
【図４】図１の３Ｄモデルのアンダーカット検出結果（色分け）を示した斜視図である。
【図５】アンダーカットを検出させる３Ｄモデルの例その２を示した斜視図である。
【図６】アンダーカットを検出させる３Ｄモデルの例その３を示した斜視図である。
【図７】アンダ−カットの検出の流れを示すフローチャートである
【符号の説明】
【００１７】
１、２、３  ３Ｄモデル、１１  凸部、２１  連通孔
【図１】
2008117225.tif 000003
【図２】
2008117225.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008117225.tif 000006
【図５】
2008117225.tif 000007
【図６】
2008117225.tif 000008
【図７】
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