(57)【要約】【課題】金型の適切な加工範囲を設定することのできる金型の加工範囲設定方法を提供する。【解決手段】金型のできあがり形状から一時的加工経路を設定し（Ｓ３）、金型のできあがり形状と工具の接触点から凹部を抽出して、凹部に沿う工具中心線を抽出し（Ｓ４）、一時的加工経路と工具中心線との交差を調べ（Ｓ５，６）、交差角度が直交以外の工具中心線を仮加工範囲分割線に設定し（Ｓ７）、仮加工範囲分割線を金型のできあがり形状を形作る意匠境界線まで延長して加工範囲分割線として（Ｓ１０）、加工分割範囲を設定する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のできあがり形状から一時的加工経路を設定する段階と、
前記金型のできあがり形状と金型を加工する工具の接触点から凹部を抽出して、当該凹部に沿う工具中心線を抽出する段階と、
前記一時的加工経路と前記工具中心線との交差を調べる段階と、
前記一時的加工経路と前記工具中心線との交差角度が所定範囲の場合に、当該所定範囲の交差角度で前記一時的加工経路と交差している前記工具中心線を仮加工範囲分割線に設定する段階と、
前記仮加工範囲分割線を前記金型のできあがり形状を形作る意匠境界線まで延長して加工範囲を定める加工範囲分割線として決定する段階と、
を有することを特徴とする金型の加工範囲設定方法。
【請求項２】
前記一時的加工経路を設定する段階は、
前記金型のできあがり形状から一本の加工経路がもっとも長くなる方向に設定されることを特徴とする請求項１記載の金型の加工範囲設定方法。
【請求項３】
前記所定角度は、９０°以外の角度であることを特徴とする請求項１または２記載の金型の加工範囲設定方法。
【請求項４】
前記加工範囲を定める加工範囲分割線として決定する段階の後、前記加工範囲分割線によって囲まれた加工範囲ごとに加工経路を設定する段階を有し、
当該加工経路を設定する段階は、前記加工範囲内においてもっとも加工経路が長くなる方向で、かつ、前記加工範囲内に前記凹部を含む場合には前記凹部に沿う方向に加工経路を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の金型の加工範囲設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型の加工範囲設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば自動車のボディーパネルのような自由曲面形状が使用された製品をプレス加工するための金型を加工する場合、製品の意匠形状を忠実に再現するために、以下のような点に注意して加工経路の設定を行っている。
【０００３】
（１）工具交換によるカッターマークのつなぎ目が少なくなるようにする。
【０００４】
（２）形状の凹凸などのような意匠形状特徴点を特に強調する加工範囲を設定する。
【０００５】
（３）加工時間を考慮して意匠形状の内外で加工精度を変更する。
【０００６】
（４）加工時間を短くするために、一本の加工パスができるだけ長くなるようにする。
【０００７】
一方、近年、金型加工やその設計にＣＡＤ、ＣＡＭなどによるコンピュータ化が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−１４６８４４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような条件を満たし、すべてをコンピュータによって設計するには至っていない。
【００１０】
このため、ＣＡＤを使用して金型の設計を行う場合でも、画面上で製品の凹凸形状を確認し、その形状に合わせて加工範囲を手動で設定したり、使用する工具ごと（工具形状ごと）に、手動で加工範囲を設定したりする必要があった。
【００１１】
このため金型加工における加工経路の設定において、適切な加工範囲の設定を自動化することはできていないのが現状である。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、金型の加工経路の設定において適切な加工範囲を設定することのできる金型の加工範囲設定方法を提供することである、
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、金型のできあがり形状から一時的加工経路を設定する段階と、前記金型のできあがり形状と金型を加工する工具の接触点から凹部を抽出して、当該凹部に沿う工具中心線を抽出する段階と、前記一時的加工経路と前記工具中心線との交差を調べる段階と、前記一時的加工経路と前記工具中心線との交差角度が所定範囲の場合に、当該所定範囲の交差角度で前記一時的加工経路と交差している前記工具中心線を仮加工範囲分割線に設定する段階と、前記仮加工範囲分割線を前記金型のできあがり形状を形作る意匠境界線まで延長して加工範囲を定める加工範囲分割線として決定する段階と、を有することを特徴とする金型の加工範囲設定方法である。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の金型の加工範囲設定方法によれば、製品の意匠形状を忠実に再現することのできる金型を製作することが可能となる。また、金型の加工経路設定において作業工数の低減が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明による金型の加工範囲設定方法の処理手順を示すフローチャートであり、図２は、本実施の形態を説明するための金型のできあがり形状の一例を示す図面である。
【００１７】
加工経路の設定方法について説明する前に、図２に示した本実施の形態を説明するための金型のできあがり形状について説明する。なお、この金型のできあがり形状は本実施の形態を説明するための一例に過ぎず、本発明がこのような金型のできあがり形状によって限定されるものではない。
【００１８】
図２に示した金型のできあがり形状１は、自動車車体パネルの一部をプレス形成するための金型の製品形状部分であり、この車体パネルの外観を決める重要な部分が意匠形状部分１０であり、外観を形作る意匠境界線１１によって囲まれた範囲である。この意匠形状部分１０は、金型表面の加工精度を高くしなければならず、できるだけ同じ工具により加工するような加工経路の設定が行われる。一方、意匠境界線１１の外側は、車体パネルの外観には影響しない部分で意匠形状部分１０の加工精度よりも低くてよく、加工効率を優先するように工具経路が設定される。
【００１９】
以下、本実施の形態における金型の加工範囲設定方法を説明する。
【００２０】
まず、ＣＡＤシステムなどから前述したような金型のできあがり形状データを取得する（Ｓ１）。このとき形状データには、寸法データ、意匠形状境界線データ、曲面データ、ソリッドデータなどが含まれている。
【００２１】
続いて、金型を加工する工具情報を取得する（Ｓ２）。工具情報には、少なくとも工具の形状（たとえば工具先端が球面か、楕円かなど）、工具径、その工具の加工ピッチなどが含まれている。
【００２２】
なお、前記ステップＳ１およびＳ２の順番は逆でもよい。
【００２３】
続いて、標準加工経路を設定する（Ｓ３）。これは、使用する工具固有の加工ピッチと、寸法データから基本となる加工経路を決めるものである。ここでは、加工ピッチについては先に取得した工具情報の中から使用する工具が持つ最適な加工ピッチの値をそのまま用い、加工方向については、先に取得した金型のできあがり形状の寸法データから一度の直線的な加工距離がもっとも長くなる方向に決定する。
【００２４】
金型のできあがり形状１においては、図３に示すように、パネル部品形状の金型のできあがり形状の中で幅の方向に加工方向を設定することで、直線的な加工距離をもっとも長くすることができる。したがって、この段階では、図３に示したように一定間隔の加工ピッチによる直線的な加工経路が標準加工経路２１として一時的に設定される。
【００２５】
続いて、決定された直線的な加工経路と金型のできあがり形状データから凹部工具中心線を求める（Ｓ４）。
【００２６】
図４は凹部工具中心線を説明するための説明図であり、図４（ａ）は、金型のできあがり形状の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う型形状断面部分におけるで凹部と工具の接触を示す断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿う型形状断面部分におけるで凹部と工具の接触を示す断面図である。
【００２７】
この凹部工具中心線は、図４に示すように、工具２が金型のできあがり形状に対して２点以上で接触するかどうかを判定することで凹部３０を見つけ出し、この凹部３０形状の底部に稜線３２があるものとして、この凹部３０に沿って工具２を配置したときに工具２の中心が通る線を凹部工具中心線３１として抽出するものである。このとき、図４（ｂ）および（ｃ）に示すように、凹部に対してこの凹部をなす斜面部３３の角度によって、凹部工具中心線３１が異なる。
【００２８】
続いて、凹部における工具経路を評価する。
【００２９】
これにはまず、標準加工経路２１と凹部工具中心線３１とが交差か否かを、一本一本の標準加工経路２１ごとに調べ（Ｓ５、Ｓ８、Ｓ９）、標準加工経路２１と凹部工具中心線３１とが交差する場合、さらにその交差角度が直交（９０°）しているか否かを調べる（Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９）。なお、交差角度が直交する場合については、完全な直交（９０°）ではなく、多少の余裕を持たせてもよい。この余裕は、たとえば加工精度にお湯時手適宜決定する。
【００３０】
図５は凹部と加工経路との関係を示す斜視図であり、図６は凹部と加工経路との関係を示す平面図で、図６（ａ）は凹部の稜線と加工経路が平行な場合、図６（ｂ）は凹部の稜線と加工経路が直交する場合、図６（ｃ）は凹部の稜線と加工経路が不規則な角度で交差する場合をそれぞれ示す平面図である。
【００３１】
凹部の加工に際しては、凹部に対して平行な加工経路４１の場合（すなわち、加工経路が稜線３２と交差しない）、これは凹部の加工に全く影響しない。
【００３２】
凹部と加工経路が交差する場合は、まず、図５（ｂ）に示すように、凹部の稜線３２と加工経路４１が直交する場合、凹部に対して加工経路は直角に当たるため、このような場合の加工精度の低下はない。一方、交差する加工経路４２が直交以外の場合、それぞれの加工経路が稜線３２の凹部を乗り上げて加工されることになるため、凹部の形状によって稜線３２を工具２が乗り上げる角度、すなわち、稜線と加工経路一本一本の交差角度（α、β、γ）がそれぞれ異なることになり、その部分の加工精度が加工経路ごとに違ってきてしまうことになる。このため、交差角度がそれぞれ異なる場合、その部分の加工精度が不均一になりか交互の表面荒さなどが悪くなる。
【００３３】
本実施の形態では、このような加工精度の低下を防止するために凹部を乗り上げて加工される部分で、かつ、その角度が直交以外のものを抽出しているのである。
【００３４】
ステップＳ６において、交差する加工経路で、かつ直交しない加工経路がある凹部工具中心線を、図７に示すように、仮加工範囲分割線５１として設定する（Ｓ８）。
【００３５】
その後、すべての標準加工経路について交差を調べたか否かを判断し（Ｓ８）、すべての標準加工経路について交差を調べたなら、続いて、図８に示すように、設定された仮加工範囲分割線５１（図７参照）について、意匠境界線１１に至らない部分を意匠境界線１１まで延長し、加工範囲分割線５２とする（Ｓ１０）。
【００３６】
続いて、図９に示すように、加工範囲分割線５２により分割された加工範囲ごとに加工経路６０を設定する（Ｓ１１）。
【００３７】
このとき加工方向は、それぞれ分割された加工範囲内において、それぞれ一つの加工経路がもっとも長くなるように、かつ、凹部を含む加工範囲内においては凹部３０に沿う方向に設定する（なお、加工経路の長さを長くする方向と凹部に沿う方向が一致しない場合には、凹部に沿う方向を優先して設定する）。このとき、意匠形状部分については、加工精度を上げるために、加工方向は一方向加工とし、意匠形状以外の部分については加工効率を上げるために往復加工とする。なお、これは、加工工具の加工精度に応じて適宜変更すればよく、往復加工でも加工精度が高い工具や工作機械が用いられる場合には、意匠形状の範囲内でも往復加工としてよい。
【００３８】
以上の処理を金型の設計を行うＣＡＤシステムなどのコンピュータにより実行することで、金型のできあがり形状にあった適切な加工範囲が自動的に設定されようになり、金型設計時の作業工数を低減することが可能となる。
【００３９】
また、各加工範囲以内には、凹部の稜線と直交する方向以外で、凹部を乗り上げて加工する経路が設定されなくなり、意匠形状にあった適切な加工範囲ごとに加工経路を設定することができる。
【００４０】
また、一つひとつの加工範囲は、一本の加工経路がもっとも長くなるように設定されるため加工効率が高くなり、かつ、凹部を含む加工範囲については、この凹部に沿う方向に加工方向が設定されるので、凹部形状をきれいに出すことができるようになり、意匠形状を忠実に再現することのできる金型を製作することが可能となる。
【００４１】
また、加工範囲が分割されることで、それぞれの加工範囲にあった工具を選択することができるようになる。
【００４２】
以上本発明を適用した実施の形態を説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではなく、当業者によってさまざまな改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による金型の加工範囲設定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】金型のできあがり形状の一例を示す図面である。
【図３】標準加工経路の設定を示す図面である。
【図４】凹部工具中心線を説明するための説明図であり、（ａ）は、金型のできあがり形状の平面図、（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う型形状断面部分におけるで凹部と工具の接触を示す断面図、（ｃ）は図４（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿う型形状断面部分におけるで凹部と工具の接触を示す断面図である。
【図５】凹部と加工経路との関係を示す斜視図である。
【図６】凹部と加工経路との関係を示す平面図で、（ａ）は凹部の稜線と加工経路が平行な場合、（ｂ）は凹部の稜線と加工経路が直交する場合、（ｃ）は凹部の稜線と加工経路が不規則な角度で交差する場合をそれぞれ示す。
【図７】仮加工範囲分割線を示す図面である。
【図８】加工範囲分割線を示す図面である。
【図９】加工範囲ごとの加工経路を示す図面である。
【符号の説明】
１  パネル部品
２  工具
１０  意匠形状部分
１１  意匠境界線
２１  標準加工経路
３０  凹部
３１  凹部工具中心線
３２  稜線
３３  斜面部
４１  平行な加工経路
４２  交差する加工経路
５１  仮加工範囲分割線
５２  加工範囲分割線
６０  加工経路
【図１】
2004167614.tif 000003
【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】
2004167614.tif 000008
【図７】
2004167614.tif 000009
【図８】
2004167614.tif 000010
【図９】
2004167614.tif 000011