(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、前記３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成し、前記ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して前記３次元製品を作成する３次元製品作成方法において、
前記３次元製品モデルのデータと、少なくとも前記フレームの厚みを属性データとして有し、前記被加工物を加工する前記ＮＣ加工機の加工機データと、前記ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも前記複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する前記３次元製品モデルのテンプレートとを読み込み、前記３次元製品モデルのデータから前記３次元製品モデルの外形寸法を算出し、前記３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を前記３次元製品モデルに対する前記他方の面側に設定し、前記他方の面側の方向に対して前記角度１８０°反対側を前記一方の面側に設定し、前記加工機データから前記フレームの厚みを設定し、前記３次元製品モデルの前記テンプレートから前記複数のサポートの寸法及び本数を設定し、前記３次元製品モデルの外形寸法と前記他方の面側及び前記一方の面側と前記フレームの厚みと前記複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定する第１の工程と、
前記初期値データにおける前記３次元製品モデルの前記外形寸法と前記複数のサポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記フレームの寸法を決定する第２の工程と、
前記初期値データにおける前記複数のサポートの前記本数に従って前記３次元製品モデルのデータ上に前記複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置する第３の工程と、
前記初期値データにおける前記サポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記複数のサポート配置点においてそれぞれ前記複数のサポートの断面を作成し、これらサポート断面を前記３次元製品モデルのデータに延ばして前記複数のサポートのデータを作成する第４の工程と、
前記フレームのデータと前記複数のサポートのデータと前記３次元製品モデルのデータとをマージして、前記他方の面側から前記被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成し、かつ前記一方の面側から前記被加工物を加工するための第２の加工用データモデルのデータを作成する第５の工程と、
を有し、
前記第１及び前記第２の加工用データモデルの各データから前記ＮＣ加工機を動作制御する前記ＮＣデータを作成する、
ことを特徴とする３次元製品作成方法。
【請求項２】
３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、前記３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成し、前記ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して前記３次元製品を作成する３次元製品作成方法において、
前記３次元製品モデルのデータと、少なくとも前記フレームの厚みを属性データとして有し、前記被加工物を加工する前記ＮＣ加工機の加工機データと、前記ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも前記複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する前記３次元製品モデルのテンプレートとを読み込み、前記３次元製品モデルのデータから前記３次元製品モデルの外形寸法を算出し、前記３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を前記３次元製品モデルに対する前記他方の面側に設定し、前記他方の面側に対して前記角度１８０°反対側を前記一方の面側に設定し、前記加工機データから前記フレームの厚みを設定し、前記３次元製品モデルのテンプレートから前記複数のサポートの寸法及び本数を設定し、前記３次元製品モデルの外形寸法と、前記他方及び前記一方の各面側と、前記フレームの厚みと、前記複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定する第１の工程と、
前記初期値データにおける前記３次元製品モデルの前記外形寸法と前記複数のサポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記フレームの寸法を決定する第２の工程と、
前記初期値データにおける前記複数のサポートの前記本数に従って前記３次元製品モデルのデータ上に前記複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置する第３の工程と、
前記初期値データにおける前記複数のサポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記複数のサポート配置点においてそれぞれ前記複数のサポートの断面を作成し、これらサポート断面を前記３次元製品モデルのデータ上で延ばして前記複数のサポートのデータを作成する第４の工程と、
前記フレームのデータと前記複数のサポートのデータと前記３次元製品モデルのデータとをマージして、前記他方の面側から前記被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成し、かつ前記一方の面側から前記被加工物を加工するための第２の加工用データモデルのデータを作成する第５の工程と、
前記第１及び第２の加工用データモデルの各データから前記ＮＣ加工機を動作制御する前記ＮＣデータを作成する第６の工程と、
前記複数のサポートを繋いで前記フレーム面にラインを作成し、このラインによって前記他方の面側と前記一方の面側とに分割する第７の工程と、
前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの前記他方の面側の前記ＮＣデータに従って前記被加工物を加工する第８の工程と、
前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの前記一方の面側の前記ＮＣデータに従って前記被加工物を加工する第９の工程と、
を有することを特徴とする３次元製品作成方法。
【請求項３】
前記３次元製品モデルは、当該３次元製品モデルのサーフェスの平均法線ベクトルの角度が互いに異なり、かつ隣合って境界を形成する２つのサーフェスが形成され、
前記複数のサポート配置点の配置は、前記３次元製品モデルの前記２つのサーフェスに対する各平均法線ベクトルの前記各角度が異なる前記２つのサーフェスの前記境界をパーティングラインとして抽出し、前記初期値データにおける前記サポートの本数に従って前記パーティングライン上に前記サポートを作成するための前記各サポート配置点を配置することを特徴とする請求項１又は２記載の３次元製品作成方法。
【請求項４】
前記第４の工程は、前記各サポート配置点を前記フレーム内側の側面上に正投影する工程と、
前記初期値データから前記サポートの前記寸法及び前記フレームの厚みを読み出し、これら寸法及び厚みから前記サポート断面を作成する工程と、
前記サポート断面を前記３次元製品モデルの形状に合せてトリムする工程と、
前記サポート断面を前記３次元製品モデルの内側面まで押し出して前記サポートを作成する工程と、
からなることを特徴とする請求項１又は２記載の３次元製品作成方法。
【請求項５】
前記第５の工程は、前記各サポートを繋いで前記フレーム面にラインを作成し、このラインによって前記他方の面側と前記一方の面側とに分割する工程と、
前記フレームと前記各サポートと前記３次元製品モデルとをマージして、前記他方の面側から加工するための前記第１の加工用データモデルを作成する工程と、
前記一方の面側から加工するための前記第２の加工用データモデルを作成する工程と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の３次元製品作成方法。
【請求項６】
前記被加工物を加工するときの工具軌跡は、前記被加工物の加工領域に工具の軸方向に対して垂直方向に複数の層を形成し、これら層を１層ずつ順次前記工具の軸方向に沿って加工する等高線工具軌跡であることを特徴とする請求項２記載の３次元製品作成方法。
【請求項７】
前記等高線工具軌跡は、前記３次元製品加工用モデルに対して所定の値のオフセットを含んだ形状に加工することを特徴とする請求項６記載の３次元製品作成方法。
【請求項８】
３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、前記３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成し、前記ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して前記３次元製品を作成する３次元製品作成装置において、
前記３次元製品モデルのデータと、少なくとも前記フレームの厚みを属性データとして有し、前記被加工物を加工する前記ＮＣ加工機の加工機データと、前記ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも前記複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する前記３次元製品モデルのテンプレートとを格納するデータベースと、
前記データベースから前記３次元製品モデルのデータと、前記加工機データと、前記工具データ及び前記テンプレートを読み込み、前記３次元製品モデルのデータから前記３次元製品モデルの外形寸法を算出し、前記３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を前記３次元製品モデルに対する前記他方の面側に設定し、前記他方の面側の方向に対して前記角度１８０°反対側を前記一方の面側に設定し、前記加工機データから前記フレームの厚みを設定し、前記３次元製品モデルの前記テンプレートから前記複数のサポートの寸法及び本数を設定し、前記３次元製品モデルの外形寸法と前記他方の面側及び前記一方の面側と前記フレームの厚みと前記複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定する初期値データ設定手段と、
前記初期値データにおける前記３次元製品モデルの前記外形寸法と前記複数のサポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記フレームの寸法を決定するフレーム作成手段と、
前記初期値データにおける前記複数のサポートの前記本数に従って前記３次元製品モデルのデータ上に前記複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置するサポート配置手段と、
前記初期値データにおける前記サポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記複数のサポート配置点においてそれぞれ前記複数のサポートの断面を作成し、これらサポート断面を前記３次元製品モデルのデータに延ばして前記複数のサポートのデータを作成するサポート作成手段と、
前記フレームのデータと前記複数のサポートのデータと前記３次元製品モデルのデータとをマージして、前記他方の面側から前記被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成し、かつ前記一方の面側から前記被加工物を加工するための前記第２の加工用データモデルのデータを作成する加工用データモデル作成手段と、
を具備し、
前記加工用データモデル作成手段により作成された前記第１及び前記第２の加工用データモデルの各データから前記ＮＣ加工機を動作制御する前記ＮＣデータを作成する、
ことを特徴とする３次元製品作成装置。
【請求項９】
３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、前記３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成し、前記ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して前記３次元製品を作成する３次元製品作成装置において、
前記３次元製品モデルのデータと、少なくとも前記フレームの厚みを属性データとして有し、前記被加工物を加工する前記ＮＣ加工機の加工機データと、前記ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも前記複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する前記３次元製品モデルのテンプレートとを格納するデータベースと、
前記データベースから前記３次元製品モデルのデータと、前記加工機データと、前記工具データ及び前記テンプレートを読み込み、前記３次元製品モデルのデータから前記３次元製品モデルの外形寸法を算出し、前記３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を前記３次元製品モデルに対する前記他方の面側に設定し、前記他方の面側に対して前記角度１８０°反対側を前記一方の面側に設定し、前記加工機データから前記フレームの厚みを設定し、前記３次元製品モデルのテンプレートから前記複数のサポートの寸法及び本数を設定し、前記３次元製品モデルの外形寸法と前記他方及び前記一方の各面側と、前記フレームの厚みと、前記複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定する初期値データ設定手段と、
前記初期値データにおける前記３次元製品モデルの前記外形寸法と前記複数のサポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記フレームの寸法を決定するフレーム作成手段と、
前記初期値データにおける前記複数のサポートの前記本数に従って前記３次元製品モデルのデータ上に前記複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置するサポート配置手段と、
前記初期値データにおける前記複数のサポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記複数のサポート配置点においてそれぞれ前記複数のサポートの断面を作成し、これらサポート断面を前記３次元製品モデルのデータ上で延ばして前記複数のサポートのデータを作成するサポート作成手段と、
前記フレームのデータと前記複数のサポートのデータと前記３次元製品モデルのデータとをマージして、前記他方の面側から前記被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成し、かつ前記一方の面側から前記被加工物を加工するための第２の加工用データモデルのデータを作成する加工用データモデル作成手段と、
前記第１及び前記第２の加工用データモデルの各データから前記ＮＣ加工機を動作制御する前記ＮＣデータを作成するＮＣデータ作成手段と、
前記複数のサポートを繋いで前記フレーム面にラインを作成し、このラインによって前記他方の面側と前記一方の面側とに分割する分割部と、
前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの前記他方の面側の前記ＮＣデータに従って前記被加工物を加工する第１の加工制御手段と、
前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの前記一方の面側の前記ＮＣデータに従って前記被加工物を加工する第２の加工制御手段と、
を具備したことを特徴とする３次元製品作成装置。
【請求項１０】
前記３次元製品モデルは、当該３次元製品モデルのサーフェスの平均法線ベクトルの角度が互いに異なり、かつ隣合って境界を形成する２つのサーフェスが形成され、
前記サポート配置手段は、前記３次元製品モデルの前記２つのサーフェスに対する各平均法線ベクトルの前記各角度が異なる前記２つのサーフェスの前記境界をパーティングラインとして抽出し、前記初期値データにおける前記サポートの本数に従って前記パーティングライン上に前記サポートを作成するための前記各サポート配置点を配置することを特徴とする請求項８又は９記載の３次元製品作成装置。
【請求項１１】
前記サポート作成手段は、前記各サポート配置点を前記フレーム内側の側面上に正投影する投影部と、
前記初期値データから前記サポートの前記寸法及び前記フレームの厚みを読み出し、これら寸法及び厚みから前記サポート断面を作成する断面作成部と、
前記サポート断面を前記３次元製品モデルの形状に合せてトリムするトリム部と、
前記サポート断面を前記３次元製品モデルの内側面まで押し出して前記サポートを作成する押し出し部と、
を有することを特徴とする請求項８又は９記載の３次元製品作成装置。
【請求項１２】
前記加工用データモデル作成手段は、前記各サポートを繋いで前記フレーム面にラインを作成し、このラインによって前記他方の面側と前記一方の面側とに分割する分割部と、
前記フレームと前記各サポートと前記３次元製品モデルとをマージして、前記他方の面側から加工するための前記第１の加工用データモデルを作成する第１の加工モデル作成部と、
前記一方の面側から加工するための前記第２の加工用データモデルを作成する第２の加工モデル作成部と、
を有することを特徴とする請求項８又は９記載の３次元製品作成装置。
【請求項１３】
前記第１の加工制御手段は、前記他方の面側の前記ＮＣデータに従った前記工具の軌跡に沿って前記ＮＣ加工機の前記工具の位置を制御して前記被加工物を加工し、
前記第２の加工制御手段は、前記一方の面側の前記ＮＣデータに従った前記工具の軌跡に沿って前記ＮＣ加工機の前記工具の位置を制御して前記被加工物を加工し、
前記各工具軌跡は、それぞれ前記被加工物の加工領域に前記工具の軸方向に対して垂直方向に複数の層を形成し、これら層を１層ずつ順次前記工具の軸方向に沿って加工する等高線工具軌跡である、
ことを特徴とする請求項９記載の３次元製品作成装置。
【請求項１４】
３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、前記３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成させ、前記ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して前記３次元製品を作成させるための前記コンピュータにより読み取り可能な３次元製品加工用モデル作成プログラムであって、
前記３次元製品モデルのデータと、少なくとも前記フレームの厚みを属性データとして有し、前記被加工物を加工する前記ＮＣ加工機の加工機データと、前記ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも前記複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する前記３次元製品モデルのテンプレートとを読み込みさせ、前記３次元製品モデルのデータから前記３次元製品モデルの外形寸法を算出させ、前記３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を前記３次元製品モデルに対する前記他方の面側に設定させ、前記他方の面側の方向に対して前記角度１８０°反対側を前記一方の面側に設定させ、前記加工機データから前記フレームの厚みを設定させ、前記３次元製品モデルの前記テンプレートから前記複数のサポートの寸法及び本数を設定させ、前記３次元製品モデルの外形寸法と、前記他方の面側及び前記一方の面側と、前記フレームの厚みと、前記複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定させるステップと、
前記初期値データにおける前記３次元製品モデルの前記外形寸法と前記複数のサポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記フレームの寸法を決定させるステップと、
前記初期値データにおける前記複数のサポートの前記本数に従って前記３次元製品モデルのデータ上に前記複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置させるステップと、
前記初期値データにおける前記サポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記複数のサポート配置点においてそれぞれ前記複数のサポートの断面を作成させ、これらサポート断面を前記３次元製品モデルのデータに延ばして前記複数のサポートのデータを作成させるステップと、
前記フレームのデータと前記複数のサポートのデータと前記３次元製品モデルのデータとをマージして、前記他方の面側から前記被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成させ、かつ前記一方の面側から前記被加工物を加工するための第２の加工用データモデルのデータを作成させるステップと、
を有し、
前記第１及び前記第２の加工用データモデルの各データから前記ＮＣ加工機を動作制御させる前記ＮＣデータを作成させる、
ことを特徴とする３次元製品加工用モデル作成プログラム。
【請求項１５】
３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、前記３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成し、前記ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して前記３次元製品を作成させる前記コンピュータにより読み取り可能な３次元製品加工用モデル作成プログラムであって、
前記３次元製品モデルのデータと、少なくとも前記フレームの厚みを属性データとして有し、前記被加工物を加工する前記ＮＣ加工機の加工機データと、前記ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも前記複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する前記３次元製品モデルのテンプレートとを読み込みさせ、前記３次元製品モデルのデータから前記３次元製品モデルの外形寸法を算出させ、前記３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を前記３次元製品モデルに対する前記他方の面側に設定し、前記他方の面側に対して前記角度１８０°反対側を前記一方の面側に設定させ、前記加工機データから前記フレームの厚みを設定させ、前記３次元製品モデルのテンプレートから前記複数のサポートの寸法及び本数を設定させ、前記３次元製品モデルの外形寸法と、前記他方及び前記一方の各面側と、前記フレームの厚みと、前記複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定させるステップと、
前記初期値データにおける前記３次元製品モデルの前記外形寸法と前記複数のサポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記フレームの寸法を決定させるステップと、
前記初期値データにおける前記複数のサポートの前記本数に従って前記３次元製品モデルのデータ上に前記複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置させるステップと、
前記初期値データにおける前記複数のサポートの寸法と前記フレームの厚みとから前記複数のサポート配置点においてそれぞれ前記複数のサポートの断面を作成させ、これらサポート断面を前記３次元製品モデルのデータ上で延ばして前記複数のサポートのデータを作成させるステップと、
前記フレームのデータと前記複数のサポートのデータと前記３次元製品モデルのデータとをマージして、前記他方の面側から前記被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成させ、かつ前記一方の面側から前記被加工物を加工するための第２の加工用データモデルのデータを作成させるステップと、
前記第１及び第２の加工用データモデルの各データから前記ＮＣ加工機を動作制御する前記ＮＣデータを作成させるステップと、
前記複数のサポートを繋いで前記フレーム面にラインを作成させ、このラインによって前記他方の面側と前記一方の面側とに分割させるステップと、
前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの前記他方の面側の前記ＮＣデータに従って前記被加工物を加工させるステップと、
前記ＮＣデータのうち前記３次元製品加工用モデルの前記一方の面側の前記ＮＣデータに従って前記被加工物を加工させるステップと、
を有することを特徴とする３次元製品加工用モデル作成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元製品作成方法及びその装置、３次元製品加工用モデル作成プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元製品の作成は、３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置に備えられている作図機能等を用いて３次元製品の形状に従って３次元製品加工用モデルを作成して３次元ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）装置に転送し、この３次元ＣＡＭ装置において３次元製品加工用モデルからＮＣデータを作成してＮＣ加工機に転送する。このＮＣ加工機は、ＮＣデータに従って動作することにより、プラスチックや金属のブロックなどの被加工物を切削加工して３次元製品を削り出す。
【０００３】
３次元ＣＡＤ装置を操作して作成される３次元製品加工用モデルには、３次元製品の形状に従ったフレームと、このフレームに３次元製品モデルを支持するための複数のサポートとが含まれる。
【０００４】
従って、３次元ＣＡＤ装置では、フレーム及び複数のサポートを作成し、これらフレーム及び複数のサポートに３次元製品モデルをマージして３次元製品加工用モデルを作成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、３次元ＣＡＤ装置を操作して３次元製品加工用モデルを作成する場合、３次元製品加工用モデルの形状をどのように作ればよいかを判断するには、加工特有の知識やノウハウが必要である。このため、初心の設計者では、３次元製品加工用モデルの形状をどのようすべきかを判断するのが難しい。
【０００６】
３次元製品加工用モデルの形状が複雑になるほど３次元ＣＡＤ装置の操作が難しくなるために、３次元ＣＡＤ装置の操作に精通する必要がある。
【０００７】
又、短時間で３次元製品加工用モデルを作成するためには、３次元製品加工用モデルの作成を短時間で実行しなければならない。
【０００８】
一方、プラスチックや金属のブロックなどの被加工物を切削加工して３次元製品を削り出す３次元製品作成方法では、被加工物への加工中の加工力による被加工物の弾性変形や塑性変形を低減することが要求される。
【０００９】
ところが、上記３次元製品作成方法では、被加工物の弾性変形や塑性変形を低減することによって、加工寸法精度や加工表面粗さを確保し、又は向上させることや、加工精度や加工表面粗さなどの加工品質と高速な加工速度とを両立させることは考慮されていない。
【００１０】
このため、被加工物の弾性変形や塑性変形の低減を考慮して、加工点を支える被加工物の厚さを常に最大に保つ加工工程と工具軌跡との組み合わせによる加工方法や、３次元製品に存在するリブなどの薄肉構造物の加工点を支える被加工物の断面積を常に最大に保ち、かつ薄肉構造物の基部に働く加工力モーメントを最小に保つ工具軌跡と加工工程との組み合わせによる加工方法や、これらの加工方法と高速な加工とを両立させる加工方法などは、定式化されていない。
【００１１】
よって、これら方法に沿ったＣＬデータやＮＣデータを作成することができる３次元製品加工用ＣＡＭ装置も存在しなく、３次元製品の加工には、技能と長い加工時間とを必要としている。
【００１２】
そこで本発明は、３次元製品加工用モデルを作成する技能がなくても短時間で容易に３次元製品加工用モデルを作成できる３次元製品作成方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１４】
又、本発明は、３次元製品加工用モデルを作成する技能がなくても短時間で容易に３次元製品加工用モデルを作成させる３次元製品加工用モデル作成プログラムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成し、ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して３次元製品を作成する３次元製品作成方法において、３次元製品モデルのデータと、少なくともフレームの厚みを属性データとして有し、被加工物を加工するＮＣ加工機の加工機データと、ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する３次元製品モデルのテンプレートとを読み込み、３次元製品モデルのデータから３次元製品モデルの外形寸法を算出し、３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を３次元製品モデルに対する他方の面側に設定し、他方の面側の方向に対して角度１８０°反対側を一方の面側に設定し、加工機データからフレームの厚みを設定し、３次元製品モデルのテンプレートから複数のサポートの寸法及び本数を設定し、３次元製品モデルの外形寸法と他方の面側及び一方の面側とフレームの厚みと複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定する第１の工程と、初期値データにおける３次元製品モデルの外形寸法と複数のサポートの寸法とフレームの厚みとからフレームの寸法を決定する第２の工程と、初期値データにおける複数のサポートの本数に従って３次元製品モデルのデータ上に複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置する第３の工程と、初期値データにおけるサポートの寸法とフレームの厚みとから複数のサポート配置点においてそれぞれ複数のサポートの断面を作成し、これらサポート断面を３次元製品モデルのデータに延ばして複数のサポートのデータを作成する第４の工程と、フレームのデータと複数のサポートのデータと３次元製品モデルのデータとをマージして、他方の面側から被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成し、かつ一方の面側から被加工物を加工するための第２の加工用データモデルのデータを作成する第５の工程とを有し、第１及び第２の加工用データモデルの各データからＮＣ加工機を動作制御するＮＣデータを作成することを特徴とする３次元製品作成方法である。
【００１７】
本発明は、３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成し、ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して３次元製品を作成する３次元製品作成方法において、３次元製品モデルのデータと、少なくともフレームの厚みを属性データとして有し、被加工物を加工するＮＣ加工機の加工機データと、ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する３次元製品モデルのテンプレートとを読み込み、３次元製品モデルのデータから３次元製品モデルの外形寸法を算出し、３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を３次元製品モデルに対する他方の面側に設定し、他方の面側に対して角度１８０°反対側を一方の面側に設定し、加工機データからフレームの厚みを設定し、３次元製品モデルのテンプレートから複数のサポートの寸法及び本数を設定し、３次元製品モデルの外形寸法と、他方及び一方の各面側と、フレームの厚みと、複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定する第１の工程と、初期値データにおける３次元製品モデルの外形寸法と複数のサポートの寸法とフレームの厚みとからフレームの寸法を決定する第２の工程と、初期値データにおける複数のサポートの本数に従って３次元製品モデルのデータ上に複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置する第３の工程と、初期値データにおける複数のサポートの寸法とフレームの厚みとから複数のサポート配置点においてそれぞれ複数のサポートの断面を作成し、これらサポート断面を３次元製品モデルのデータ上で延ばして複数のサポートのデータを作成する第４の工程と、フレームのデータと複数のサポートのデータと３次元製品モデルのデータとをマージして、他方の面側から被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成し、かつ一方の面側から被加工物を加工するための第２の加工用データモデルのデータを作成する第５の工程と、第１及び第２の加工用データモデルの各データからＮＣ加工機を動作制御するＮＣデータを作成する第６の工程と、複数のサポートを繋いでフレーム面にラインを作成し、このラインによって他方の面側と一方の面側とに分割する第７の工程と、ＮＣデータのうち３次元製品加工用モデルの他方の面側のＮＣデータに従って被加工物を加工する第８の工程と、ＮＣデータのうち３次元製品加工用モデルの一方の面側のＮＣデータに従って被加工物を加工する第９の工程とを有することを特徴とする３次元製品作成方法である。
【００１８】
本発明は、３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成し、ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して３次元製品を作成する３次元製品作成装置において、３次元製品モデルのデータと、少なくともフレームの厚みを属性データとして有し、被加工物を加工するＮＣ加工機の加工機データと、ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する３次元製品モデルのテンプレートとを格納するデータベースと、データベースから３次元製品モデルのデータと、加工機データと、工具データ及びテンプレートを読み込み、３次元製品モデルのデータから３次元製品モデルの外形寸法を算出し、３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を３次元製品モデルに対する他方の面側に設定し、他方の面側の方向に対して角度１８０°反対側を一方の面側に設定し、加工機データからフレームの厚みを設定し、３次元製品モデルのテンプレートから複数のサポートの寸法及び本数を設定し、３次元製品モデルの外形寸法と他方の面側及び一方の面側とフレームの厚みと複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定する初期値データ設定手段と、初期値データにおける３次元製品モデルの外形寸法と複数のサポートの寸法とフレームの厚みとからフレームの寸法を決定するフレーム作成手段と、初期値データにおける複数のサポートの本数に従って３次元製品モデルのデータ上に複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置するサポート配置手段と、初期値データにおけるサポートの寸法とフレームの厚みとから複数のサポート配置点においてそれぞれ複数のサポートの断面を作成し、これらサポート断面を３次元製品モデルのデータに延ばして複数のサポートのデータを作成するサポート作成手段と、フレームのデータと複数のサポートのデータと３次元製品モデルのデータとをマージして、他方の面側から被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成し、かつ一方の面側から被加工物を加工するための第２の加工用データモデルのデータを作成する加工用データモデル作成手段とを具備し、加工用データモデル作成手段により作成された第１及び第２の加工用データモデルの各データからＮＣ加工機を動作制御するＮＣデータを作成することを特徴とする３次元製品作成装置である。
【００１９】
本発明は、３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成し、ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して３次元製品を作成する３次元製品作成装置において、３次元製品モデルのデータと、少なくともフレームの厚みを属性データとして有し、被加工物を加工するＮＣ加工機の加工機データと、ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する３次元製品モデルのテンプレートとを格納するデータベースと、データベースから３次元製品モデルのデータと、加工機データと、工具データ及びテンプレートを読み込み、３次元製品モデルのデータから３次元製品モデルの外形寸法を算出し、３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を３次元製品モデルに対する他方の面側に設定し、他方の面側に対して角度１８０°反対側を一方の面側に設定し、加工機データからフレームの厚みを設定し、３次元製品モデルのテンプレートから複数のサポートの寸法及び本数を設定し、３次元製品モデルの外形寸法と、他方及び一方の各面側と、フレームの厚みと、複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定する初期値データ設定手段と、初期値データにおける３次元製品モデルの外形寸法と複数のサポートの寸法とフレームの厚みとからフレームの寸法を決定するフレーム作成手段と、初期値データにおける複数のサポートの本数に従って３次元製品モデルのデータ上に複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置するサポート配置手段と、初期値データにおける複数のサポートの寸法とフレームの厚みとから複数のサポート配置点においてそれぞれ複数のサポートの断面を作成し、これらサポート断面を３次元製品モデルのデータ上で延ばして複数のサポートのデータを作成するサポート作成手段と、フレームのデータと複数のサポートのデータと３次元製品モデルのデータとをマージして、他方の面側から被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成し、かつ一方の面側から被加工物を加工するための第２の加工用データモデルのデータを作成する加工用データモデル作成手段と、第１及び第２の加工用データモデルの各データからＮＣ加工機を動作制御するＮＣデータを作成するＮＣデータ作成手段と、複数のサポートを繋いでフレーム面にラインを作成し、このラインによって他方の面側と一方の面側とに分割する分割部と、ＮＣデータのうち３次元製品加工用モデルの他方の面側のＮＣデータに従って被加工物を加工する第１の加工制御手段と、ＮＣデータのうち３次元製品加工用モデルの一方の面側のＮＣデータに従って被加工物を加工する第２の加工制御手段とを具備したことを特徴とする３次元製品作成装置である。
【００２０】
本発明は、３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成させ、ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して３次元製品を作成させるためのコンピュータにより読み取り可能な３次元製品加工用モデル作成プログラムであって、３次元製品モデルのデータと、少なくともフレームの厚みを属性データとして有し、被加工物を加工するＮＣ加工機の加工機データと、ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する３次元製品モデルのテンプレートとを読み込みさせ、３次元製品モデルのデータから３次元製品モデルの外形寸法を算出させ、３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を３次元製品モデルに対する他方の面側に設定させ、他方の面側の方向に対して角度１８０°反対側を一方の面側に設定させ、加工機データからフレームの厚みを設定させ、３次元製品モデルのテンプレートから複数のサポートの寸法及び本数を設定させ、３次元製品モデルの外形寸法と、他方の面側及び一方の面側と、フレームの厚みと、複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定させるステップと、初期値データにおける３次元製品モデルの外形寸法と複数のサポートの寸法とフレームの厚みとからフレームの寸法を決定させるステップと、初期値データにおける複数のサポートの本数に従って３次元製品モデルのデータ上に複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置させるステップと、初期値データにおけるサポートの寸法とフレームの厚みとから複数のサポート配置点においてそれぞれ複数のサポートの断面を作成させ、これらサポート断面を３次元製品モデルのデータに延ばして複数のサポートのデータを作成させるステップと、フレームのデータと複数のサポートのデータと３次元製品モデルのデータとをマージして、他方の面側から被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成させ、かつ一方の面側から被加工物を加工するための第２の加工用データモデルのデータを作成させるステップとを有し、第１及び第２の加工用データモデルの各データからＮＣ加工機を動作制御させるＮＣデータを作成させることを特徴とする３次元製品加工用モデル作成プログラムである。
【００２１】
本発明は、３次元製品の形状に従い、かつ一方の面とこの一方の面に対して角度１８０°反対側となる他方の面とを有する３次元製品モデルを有し、３次元製品モデルをフレーム内に複数のサポートを介して支持する３次元製品加工用モデルのＮＣデータをコンピュータの演算処理により作成し、ＮＣデータに従ってＮＣ加工機を動作制御し、被加工物を加工して３次元製品を作成させるコンピュータにより読み取り可能な３次元製品加工用モデル作成プログラムであって、３次元製品モデルのデータと、少なくともフレームの厚みを属性データとして有し、被加工物を加工するＮＣ加工機の加工機データと、ＮＣ加工機に使用する工具の工具データと、少なくとも複数のサポートの寸法及び本数からなる属性データを有する３次元製品モデルのテンプレートとを読み込みさせ、３次元製品モデルのデータから３次元製品モデルの外形寸法を算出させ、３次元製品モデルにおける全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均である平均単位法線ベクトルを求め、このベクトルの方向を３次元製品モデルに対する他方の面側に設定し、他方の面側に対して角度１８０°反対側を一方の面側に設定させ、加工機データからフレームの厚みを設定させ、３次元製品モデルのテンプレートから複数のサポートの寸法及び本数を設定させ、３次元製品モデルの外形寸法と、他方及び一方の各面側と、フレームの厚みと、複数のサポートの寸法及び本数とを有する初期値データを設定させるステップと、初期値データにおける３次元製品モデルの外形寸法と複数のサポートの寸法とフレームの厚みとからフレームの寸法を決定させるステップと、初期値データにおける複数のサポートの本数に従って３次元製品モデルのデータ上に複数のサポートを作成するための複数のサポート配置点を配置させるステップと、初期値データにおける複数のサポートの寸法とフレームの厚みとから複数のサポート配置点においてそれぞれ複数のサポートの断面を作成させ、これらサポート断面を３次元製品モデルのデータ上で延ばして複数のサポートのデータを作成させるステップと、フレームのデータと複数のサポートのデータと３次元製品モデルのデータとをマージして、他方の面側から被加工物を加工するための第１の加工用データモデルのデータを作成させ、かつ一方の面側から被加工物を加工するための第２の加工用データモデルのデータを作成させるステップと、第１及び第２の加工用データモデルの各データからＮＣ加工機を動作制御するＮＣデータを作成させるステップと、複数のサポートを繋いでフレーム面にラインを作成させ、このラインによって他方の面側と一方の面側とに分割させるステップと、ＮＣデータのうち３次元製品加工用モデルの他方の面側のＮＣデータに従って被加工物を加工させるステップと、ＮＣデータのうち３次元製品加工用モデルの一方の面側のＮＣデータに従って被加工物を加工させるステップとを有することを特徴とする３次元製品加工用モデル作成プログラムである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態として３次元製品を製品の試作品であるモックアップに適用した場合について図面を参照して説明する。
【００３８】
図１はモックアップ作成装置の全体構成図である。
【００３９】
主制御部１は、モックアップ加工用モデル作成プログラムに従って各種データを演算処理する。この主制御部１には、記憶装置２と、液晶やＣＲＴなどのディスプレイ３と、キーボード及びマウスなどの操作入力部４と、例えばフレキシブルディスクＦＤ等の記憶媒体に記憶されているデータを読み取る記憶媒体読取部５と、３次元ＣＡＤ装置などの外部装置との間で電話回線（インターネット）等を介してデータ伝送を行なう伝送部６及びＮＣ加工機７とが接続されている。
【００４０】
記憶装置２には、プログラムメモリ２ａと、データベース装置として製品モデルデータベース２ｂと、図２に示す加工機データを記憶する加工機データベース２ｃと、図３に示す工具データを記憶する工具データベース２ｄと、図４に示す製品テンプレートデータを記憶する製品テンプレートデータベース２ｅとが形成されている。
【００４１】
プログラムメモリ２ａには、モックアップ加工用モデル作成プログラムが記憶されている。このモックアップ加工用モデル作成プログラムは、フレキシブルディスクＦＤから記憶媒体読取部５を介してインストールされたり、又は外部装置から電話回線を介して伝送部６で受信し、この伝送部６からインストールされる。
【００４２】
製品モデルデータベース２ｂには、各種タイプの３次元製品モデルのデータが記憶されている。
【００４３】
加工機データベース２ｃには、ＮＣ加工機７の加工機データが記憶されている。この加工機データは、図２に示すように属性データとして加工機の名称及びその番号と、この加工機に使用する工具の名称及びその番号と、その工具の径と、工具長と、フレームを加工機に取り付けるために必要な最低限のフレーム厚みＷ’とからなる。
【００４４】
フレーム８は、例えば図５に示すように四辺形に形成され、ＸＹＺ軸上において外径寸法Ｘ，Ｙ，Ｚに形成されている。このフレーム８は、厚みＷ’を有している。このフレーム８は、例えばフレーム枠内に図６及び図７に示すようなモックアップである３次元製品モデル９を複数のサポート１０を介して支持する。なお，図６は３次元製品モデル９を一方の面側（後述する第２の加工方向側）から見た図、図７は３次元製品モデル９を他方の面側（後述する第１の加工方向側）から見た図である。
【００４５】
工具データデータベース２ｄには、ＮＣ加工機７等で用いる工具に関する工具データが記憶されている。この工具データは、図３に示すように属性データとして工具の名称及びその番号と、工具の径と、工具長と、フレーム勾配値θとからなる。このうち工具の名称及びその番号は、加工機データが有する使用可能な工具名称及びその番号と一致する。又、フレーム勾配値θは、図８に示すようにフレーム８の内側面に付加する勾配面１１の勾配角度である。
【００４６】
製品テンプレートデータベース２ｅには、各種３次元製品モデル９に関する製品テンプレートが記憶されている。この製品テンプレートは、図４に示すように属性データとして製品名称と、サポート１０の寸法と、サポート１０の数Ｎとからなる。このうちサポート１０の寸法は、図９に示すように幅Ｗｓ、高さＴｓ、最小長Ｌｓからなる。
【００４７】
主制御部１は、データベース装置２に格納されているモックアップ加工用モデル作成プログラムを実行することにより、初期値データ設定部１２と、フレーム作成部１３と、サポート配置部１４と、サポート作成部１５と、加工用データモデル作成部１６と、ＮＣデータ作成部１７と、第１の加工制御部１８と、第２の加工制御部１９との各機能を有する。主制御部１は、モックアップ加工用モデル作成プログラムに従って各種データを演算処理するものであり、従って、初期値データ設定部１２と、フレーム作成部１３と、サポート配置部１４と、サポート作成部１５と、加工用データモデル作成部１６と、ＮＣデータ作成部１７と、第１の加工制御部１８と、第２の加工制御部１９とも各種データを演算処理する。
【００４８】
初期値データ設定部１２は、データベース装置２に格納されている加工機データ、工具データ及びテンプレートを読み込み、これらデータを合せてなる初期値データのセットを設定する機能を有する。
【００４９】
この初期値データ設定部１２は、読み込んだ３次元製品モデル９の外形寸法Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０の算出する機能と、３次元製品モデル９に基準座標を設定する機能と、フレーム８に付加する勾配値θを設定する機能と、サポート１０の寸法（幅Ｗｓ、高さＴｓ、最小長Ｌｓ）及びサポート１０の本数（サポート数）Ｎを設定する機能とを有する。
【００５０】
基準座標の設定は、例えば３次元製品モデル９上の全てのサーフェスに対して平均単位法線ベクトルの平均ベクトルを＋Ｚとし、この方向を第１の加工方向とする。第２の加工方向は、第１の加工方向の逆向きとする。
【００５１】
一方の加工方向（第１の加工方向）側は、上記図７に示す３次元製品モデル９側となり、他方の加工方向（第２の加工方向）側は、上記図６に示す３次元製品モデル９側となる。
【００５２】
フレーム作成部１３は、３次元製品モデル９の外径寸法Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０と初期値データのセットとからサポート１０の最小長Ｌｓ及びフレーム８の幅Ｗ’を読み出し、これら最小長Ｌｓ、フレーム８の幅Ｗ’を用い、下記式（１）〜（４）を演算してフレーム８の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗを決定し、かつこの寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗのフレーム８を基準座標に合せてフレーム８の単体のパートとして作成する機能を有する。
【００５３】
Ｘ＝Ｘ０＋２・Ｌｓ＋２・Ｗ’                            …（１）
Ｙ＝Ｙ０＋２・Ｌｓ＋２・Ｗ’                            …（２）
Ｚ＝Ｚ０＋１０                                          …（３）
Ｗ＝Ｗ’                                                …（４）
サポート配置部１４は、初期値データに基づいてフレーム８に対して複数のサポート１０を作成すべき各サポート位置（サポート配置点）を配置する機能を有する。
【００５４】
このサポート配置部１４は、サポート１０の配置点を、３次元製品モデル９におけるパーティングライン（例えば、互いに角度の異なる各サーフェスの境界）を抽出し、このパーティングラインに配置する機能を有する。
【００５５】
このサポート配置部１４は、サポート配置チェック部１４ａの機能を有する。
【００５６】
このサポート配置チェック部１４ａは、サポート配置点に作成されるサポート１０の断面積に基づいて各サポート配置点が適切であるか否かをチェックし、このチェックの結果、サポート配置点が不適切であれば、当該サポート配置点を修正又は削除する機能を有する。
【００５７】
サポート作成部１５は、初期値データのセットに基づいて複数のサポート配置点においてそれぞれサポート１０の断面を作成し、このサポート断面を３次元製品モデル９に延ばしてサポート１０を作成する機能を有する。具体的にサポート作成部１５は、投影部１５ａと断面作成部１５ｂとトリム部１５ｃと押し出し部１５ｄと体積チェック部１５ｅとの各機能を有する。
【００５８】
投影部１５ａは、サポート配置点をフレーム８内側の側面上に正投影する機能を有する。
【００５９】
断面作成部１５ｂは、初期値データからサポート１０の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ及び厚みＷ’を読み出し、これら寸法及び厚みに従ってサポート断面を作成する機能を有する。
【００６０】
トリム部１５ｃは、サポート断面を３次元製品モデル９の形状に従ってトリムする機能を有する。
【００６１】
押し出し部１５ｄは、サポート断面を３次元製品モデル９の内側面まで押し出してサポート１０を作成する機能を有する。
【００６２】
体積チェック部１５ｅは、作成されたサポート１０の体積を算出し、このサポート１０の体積が基準体積よりも小さければ、当該サポート配置点を修正する機能を有する。
【００６３】
加工用データモデル作成部１６は、フレーム８と複数のサポート１０と３次元製品モデル９とをマージして、上記図７に示す３次元製品モデル９側の第１の加工方向側から加工するための第１の加工用データモデルを作成し、かつ上記図６に示す３次元製品モデル９側の第２の加工方向側から加工するための第２の加工用データモデルを作成する機能を有する。具体的に加工用データモデル作成部１６は、分割部１６ａと第１の加工モデル作成部１６ｂと第２の加工モデル作成部１６ｃとを有する。
【００６４】
分割部１６ａは、複数のサポート１０の端点間を曲線或いは直線により繋いでフレーム８の内側面にラインを作成し、このラインによってフレーム８の内側面を第１の加工方向側と第２の加工方向側とに分割する機能を有する。
【００６５】
第１の加工モデル作成部１６ｂは、フレーム８と複数のサポート１０と３次元製品モデル９とをマージして、第１の加工方向側から加工するための第１の加工用データモデルを作成する機能を有する。
【００６６】
第２の加工モデル作成部１６ｃは、第２の加工方向側から加工するための第２の加工用データモデルを作成する機能を有する。
【００６７】
ＮＣデータ作成部１７は、第１及び第２の加工用データモデルに基づいてＮＣ加工機７を動作制御するＮＣデータを作成する機能を有する。
【００６８】
第１の加工制御部１８は、ＮＣデータのうちモックアップ加工用モデルにおける図７に示す第１の加工方向側の凹側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工機７を動作制御する機能を有する。
【００６９】
第２の加工制御部１９は、第１の加工制御部１８の動作制御が終了した後、ＮＣデータのうちモックアップ加工用モデルにおける図６に示す第２の加工方向側の凸側形状のＮＣデータに従ってＮＣ加工機７を動作制御する機能を有する。
【００７０】
これら第１及び第２の加工制御部１８、１９は、ＮＣデータに従った工具の軌跡に沿ってＮＣ加工機７の工具の位置を制御し、金属やプラスチックのブロックからなる被加工物を加工させる機能を有する。
【００７１】
この工具軌跡は、図１０に示すように３次元製品モデル９のモックアップ形状（モックアップ加工用モデル）Ｑを作成するのに、プラスチック又は金属のブロックからなる被加工物２０の加工領域に工具の軸（Ｚ軸）方向に対して垂直方向に複数の層２１−１〜２１−ｎを形成し、これら層２１−１〜２１−ｎを１層ずつ順次工具の軸方向に沿って加工する等高線工具軌跡になっている。１層の厚みΔＺは、例えば１ｍｍに設定されている。
【００７２】
図１１はある一平面Ｈ内での等高線工具軌跡を示す図である。同図には層の生成に用いた面Ｈでモックアップ形状Ｑを切断して生成される輪郭線Ｒと、モックアップ形状Ｑの輪郭線Ｒを含む面の法線方向Ｆとが示されている。
【００７３】
この等高線工具軌跡は、図１２に示すようにモックアップ形状Ｑに対して所定の値のオフセットを含んだ形状Ｑｆに加工するものとなっている。
【００７４】
モックアップ形状Ｑには、図１２に示すようにリブなどの薄肉構造物２２がある。この薄肉構造物２２に対しては、当該薄肉構造物２１の高さよりも大きい半径を有する工具２３を用いて被加工物２０を加工する。
【００７５】
この工具２３は、図１３(a)(b)に示すように実際に用いる工具２３の半径との差が薄肉構造物２２の高さの０．５倍以上の半径を有する形状のものが用いられる。
【００７６】
なお、図１２及び図１３(a)(b)に示す工具の参照形状２４は、薄肉構造物２２の高さに対して十分な長さの半径を有し、Ｚ軸を回転対称軸とするＺ＋方向に平面を持つ半球と、これに等しい半径を有し、Ｚ軸を回転対称軸とする円柱の和からなっている。
【００７７】
図１３(a)(b)においてｎａは、Ｚ軸に垂直な面によって所望のモックアップ形状Ｑを切断して生成される輪郭線Ｒに沿わせて、モックアップ形状Ｑに接するように工具２３を並進移動したときに、半球面先端点によって生成される軌跡である。
【００７８】
ｎｂは、半球面先端点によって生成される軌跡を、ある間隔例えば１ｍｍの間隔でモックアップ形状Ｑを構成する面の法線方向に向ってオフセットした軌跡である。
【００７９】
ＮＣ加工機７は、高速に加工を行なうもので、第１の加工制御部１８と第２の加工制御部１９とにより動作制御される。
【００８０】
次に、上記の如く構成された装置の作用について図１４及び図１５に示すモックアップ加工用モデル作成のフローチャートに従って説明する。
【００８１】
製品モデル読み出し工程（ステップ＃１）において、初期値データ設定部１２は、製品モデルデータベース２ｂに格納されている３次元製品モデル９のデータを読み出し、このデータから３次元製品モデル９の外形寸法Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０を算出する。
【００８２】
次に、製品モデルの基準座標設定工程（ステップ＃２）において、初期値データ設定部１２は、３次元製品モデル９に基準座標を設定する。この基準座標の設定は、例えば３次元製品モデル９における全てのサーフェスに対して複数の単位法線ベクトルの平均ベクトルを＋Ｚとし、このベクトル方向を図７に示すような３次元製品モデル９に対する第１の加工方向側とする。
【００８３】
これと共に初期値データ設定部１２は、第１の加工方向に対して逆向き（角度１８０°反対の方向）を図６に示すような３次元製品モデル９に対する第２の加工方向側とする。
【００８４】
次に、製品モデルの基準座標設定工程（ステップ＃３）において、初期値データ設定部１２は、データベース装置２に格納されている加工機データベース２ｃから図２に示す使用するＮＣ加工機７の加工機データを選定して読み込むと共に、工具データベース２ｄから図３に示すＮＣ加工機７に取り付ける工具を選定してその工具データを読み込み、かつ製品テンプレートデータベース２ｅから図４に示す３次元製品モデル９に関する製品テンプレートを選定して読み込み、これらデータを合せてなる初期値データのセットを設定する。
【００８５】
このとき、ＮＣ加工機７を選定することにより使用可能な工具名称及びその番号と、フレーム８をＮＣ加工機７を取り付けるために必要な最低限の大きさ（図５に示すフレーム８の厚み）Ｗ’を設定する。
【００８６】
工具を選定することにより、図８(a)(b)に示すフレーム８に付加する勾配値θを設定する。
【００８７】
製品毎の製品テンプレートを選定することにより、サポート１０の寸法（幅Ｗｓ、高さＴｓ、最小長Ｌｓ）及びサポート１０の本数（サポート数）Ｎを設定する。
【００８８】
次に、フレーム作成工程（ステップ＃４）において、フレーム作成部１３は、上記ステップ＃１において算出した３次元製品モデル９の外径寸法Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０と上記ステップ＃３において作成した初期値データのセットとからサポート１０の最小長Ｌｓ及びフレーム８の幅Ｗ’を読み出し、これら最小長Ｌｓ、フレーム８の幅Ｗ’及び上記式（１）〜（４）を演算して図５に示すフレーム８の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗを決定する。
【００８９】
次に、フレーム作成部１３は、これら寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗのフレーム８を、上記ステップ＃２において設定した基準座標に合せてフレーム８の単体のパートとして作成する。
【００９０】
次に、パーティングライン作成工程（ステップ＃５）において、サポート配置部１４は、例えば上記ステップ＃２において設定された基準座標＋Ｚに対して、３次元製品モデル９における互いに角度の異なる各サーフェスの境界、すなわち図１６に示すように３次元製品モデル９のサーフェスの平均法線ベクトルが０≦角度＜９０°のサーフェスと、９０°≦角度＜１８０°のサーフェスとの境界をパーティングラインＬａとして抽出する。なお、図１６は３次元製品モデル９の一部分のパーティングラインＬａである。
【００９１】
次に、サポート位置配置工程（ステップ＃６）において、サポート配置部１４は、上記ステップ＃３において作成した初期値データセットからサポート１０の数Ｎを読み込み、このサポート１０の数Ｎに従って３次元製品モデル９上に抽出したパーティングラインＬａ上に図１６に示すようにサポート１０を作成するためのサポート配置点を示す点ＴＮａを等間隔にＮ個配置する。
【００９２】
次に、サポート配置点チェック工程（ステップ＃７）において、サポート配置チェック部１４ａは、点ＴＮａにおけるパーティングラインＬａの接線に平行な単位ベクトルと、この単位ベクトルをＸＹ平面上に正投影して生成されるベクトルとが成す角度θａを算出する。なお、単位ベクトルの方向の取り方は任意とする。
【００９３】
サポート配置点ＴＮａにおける角度θａが例えばθ≧３０°の場合、後工程においてサポート配置点ＴＮａを通る断面を作成すると、図１７に示すようにサポート１０の断面１０ａの面積Ｓａが小さくなる。同図では３次元製品モデル９のおける円弧部分の点ＴＮａに対してサポート１０の断面面積Ｓａを求めると、この断面面積Ｓａは、３次元製品モデル９の円弧部分に対応する斜線部分Ｓｂの面積分だけ小さくなる。
【００９４】
従って、サポート１０は、その体積が小さくなり、強度不足となるので、サポート配置チェック部１４ａは、サポート配置点修正を促す警告を発し、この警告をディスプレイ３に表示する（ステップ＃８）。
【００９５】
次に、サポート配置点修正を促す警告が発せられた場合、サポート位置修正工程（ステップ＃９）において、サポート配置点修正が促されたサポート配置点ＴＮａは、そのサポート配置点の移動又は削除が行われる。
【００９６】
次に、フレーム側面への投影工程（ステッブ＃１０）において、サポート作成部１５の投影部１５ａは、図１８に示すようにパーティングラインＬａとサポート配置点ＴＮａとをフレーム８内側の側面上に正投影し、これらパーティングラインＬａとサポート配置点ＴＮａとをフレーム内側面上に作成する。このとき作成されたラインをラインＬｂとし、サポート配置点ＴＮａをＴＮｂとする。
【００９７】
正投影するとは、サポート配置点ＴＮａ及びパーティングラインＬａに平行光線を垂直に照射して、平面上にその影を映して点ＴＮｂ及びラインＬｂを作成することである。
【００９８】
又、投影方向は、Ｘ軸＋方向、Ｘ軸−方向、Ｙ軸＋方向、Ｙ軸−方向の４方向のうち、投影方向の単位ベクトルとサポート配置点ＴＮａにおける単位法線ベクトルの内積の値が最も大きくなる方向を選択する。
【００９９】
次に、サポート断面作成工程（ステップ＃１１）において、断面作成部１５ｂは、初期値データセットからサポート１０の寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ及び厚みＷ’を読み出し、これら寸法Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ及び厚みＷ’に従って点ＴＮｂを通るサポート断面１０ａを作成する。
【０１００】
このとき、図１８に示すようにサポート断面１０ａの第２の加工方向側の端辺と点ＴＮｂの距離ｌがｌ＞０、例えば１ｍｍになるようにする。
【０１０１】
トリム部１５ｃは、図１９に示すようにサポート断面１０ａをラインＬｂから見て第１の加工方向側を残して３次元製品モデル９の形状に従ってトリムする。これにより、サポート１０が３次元製品モデル９に食い込んで、この３次元製品モデル９の形状に影響が出ることを防止する。
【０１０２】
ここで、図１８に示す距離ｌがｌ＞０とすることで、ステップ＃７において算出されたサポート配置点ＴＮａでの角度θａがθ＞０の場合、サポート断面１０ａの第２の加工方向側の端辺全体が３次元製品モデル９と干渉するようになり、トリムした後でもサポート断面１０ａの第２の加工方向側の端辺と３次元製品モデル９との間の隙間を無くすことができる。すなわち、サポート１０と３次元製品モデル９との接触面積を大きくすることができ、サポート１０の強度を高くできる。
【０１０３】
なお、図２０に示すようにサポート断面１０ａの第２の加工方向側の端辺が点ＴＮｂ上にあり、かつ角度θａ＞０の場合、サポート断面１０ａの第２の加工方向側の端辺と３次元製品モデル９との間に隙間Ｇが生じてしまう。
【０１０４】
次に、サポート作成工程（ステップ＃１２）において、押し出し部１５ｄは、ステップ１１で作成したフレーム８の側面上のサポート断面１０を、図２１に示すように３次元製品モデル９の内側面９ａまで押し出してサポート１０を作成する。
【０１０５】
このサポート１０の作成は、境界表現（boundary  representation：Ｂ−Ｒeps）というソリッド化の方法を用いてサポート１０を作成する。境界表現では、サポート断面１０ａのエッジを辿って一周するときにこの動きを一種の回転とみなして、その回転によって右ねじが進む方向に実体部分があるという定義をする。ここでは、この操作を、サポート断面１０ａを押し出すと表わし、右ねじが進む方向を押し出し方向と表わす。
【０１０６】
このときサポート１０は、単体のパートとして１本ずつ作成される。
【０１０７】
このようにサポート１０は、３次元製品モデル９の内側面９ａまで押し出して作成するので、３次元製品モデル９とサポート１０との接合面積を増加し、強度を所定値以上に確保できる。
【０１０８】
サポート断面１０ａをパーティングラインＬａ上に作成するのでなく、フレーム８の側面に作成するので、サポート１０の押し出し方向を一方向することができ、この押し出し距離の算出回数を減らすことができる。なお、従来の方法では、パーティングラインＬａからフケーム８までの距離と、パーティングラインＬａから３次元製品モデル９の内側面９ａまでの二方向の距離とを算出する必要があった。
【０１０９】
サポート配置点ＴＮａを通るサポート断面１０ａを３次元製品モデル９の外側面に作成する場合は、通常、３次元製品モデル９のサーフェスは、曲面が多く、かつ勾配が付加されているので、サポート１０の断面形状を３次元製品モデル９の外側面に作成しても把握しにくくかつ修正もしにくい。
【０１１０】
これ対してフレーム８の内側面は、平面でありかつ勾配面であるので、サポート１０の断面形状を把握しやすくかつその断面の修正もし易い。
【０１１１】
従って、本装置では、サポート断面１０ａをフレーム８の側面に作成するので、サポート断面１０ａの作成手順が少なくでき、かつ計算時間を短くできる。
【０１１２】
次に、サポート体積チェック工程（ステップ＃１３）において、体積チェック部１５ｅは、３次元ＣＡＤ装置の体積計算機能を用いて作成されたサポート１０の体積Ｖを算出し、このサポート１０の体積Ｖと基準体積Ｖ０とを比較する。
【０１１３】
この比較の結果、サポート１０の体積Ｖと基準体積Ｖ０に対して、例えばＶ≦０．５Ｖ０の場合、サポート１０の体積が小さいと判断する。サポート１０の体積が小さければ、サポート１０の強度不足となるので、体積チェック部１５ｅは、サポート配置点ＴＮａの修正を促す警告を発し、これをディスプレイ３に表示する。
【０１１４】
これにより、必要に応じてサポート位置修正工程（ステップ＃９）に戻り、サポート配置点ＴＮａが修正される。
【０１１５】
次に、フレーム内側面分割工程（ステップ＃１４）において、加工用データモデル作成部１６の分割部１６ａは、Ｚ方向がパーティングラインＬａに近いサポート１０の各端点間を直線又は滑らかな曲線で繋ぎ、その両端を図２２に示すように端点からフレーム８の内側面の端辺までのＸＹ平面に平行なラインＬｃを作成する。分割部１６ａは、このラインＬｃによりフレーム８の内側面を第１の加工方向側と第２の加工方向側とに分割する。
【０１１６】
次に、フレーム勾配付加工程（ステップ＃１５）において、加工用データモデル作成部１６は、上記ステップ＃１４で分割したフレーム内側の第１の加工方向側の側面に対して上記ステップ＃３で作成した初期値データセットから図８(a)(b)に示す勾配値θを読み出し、この勾配値θに従って３次元製品モデル９に反する方向に勾配を付加する。
【０１１７】
次に、形状データモデル（MODEL2）作成工程（ステップ＃１６）において、第２の加工モデル作成部１６ｃは、３次元製品モデル９とフレーム８と複数のサポート１０とをマージして１つのパートを作成し、図６に示すような第２の加工方向側から加工するための第２の加工用データモデル（MODEL2）を作成する。
【０１１８】
次に、モデルコピー工程（ステップ＃１７）において、加工用データモデル作成部１６は、上記ステップ＃１６で作成した第２の加工用データモデル（MODEL2）をコピーして、これを第１の加工方向から加工するための加工用モデルの基本モデル（MODEL1'）とする。
【０１１９】
次に、穴塞ぎ工程（ステップ＃１８）において、加工用データモデル作成部１６は、上記ステップ＃１７で作成した加工用モデルの基本モデル（MODEL1'）に対し、横穴やネジ穴等の穴の部分にサーフェスを張って塞ぐ。
【０１２０】
次に、サーフェス作成工程（ステップ＃１９）において、加工用データモデル作成部１６は、加工用モデルの基本モデル（MODEL1'）に対し、図２３に示すようにサポート１０と第１の加工方向側のエッジと、これに接する３次元製品モデル９及びラインＬｃとの間にサーフェスＳｆ（斜線部分）を張る。
【０１２１】
次に、サーフェス削除工程（ステップ＃２０）において、加工用データモデル作成部１６は、上記ステップ＃１７でコピーした加工用モデルの基本モデル（MODEL1'）に対し、３次元製品モデル部分のサーフェスのうちパーティグラインＬａを境にして第２の加工方向側のサーフェスを全て削除する。
【０１２２】
又、加工用データモデル作成部１６は、サポート１０の部分についてもパーティグラインＬａに接しているサーフェスのうち第２の加工方向側のサーフェスを全て削除する。
【０１２３】
又、加工用データモデル作成部１６は、フレーム８の部分についてもフレーム８の内側のサーフェスのうちラインＬｃを境にしてフレーム８の第２の加工方向側のサーフェスを全て削除する。
【０１２４】
底面サーフェス作成工程（ステップ＃２１）において、加工用データモデル作成部１６は、上記ステップ＃２０においてサーフェスの処理がなされた加工用モデルの基本モデル（MODEL1'）に対し、第２の加工方向側のフレーム開口部にサーフェスを張って塞ぐ。
【０１２５】
次に、形状データモデル（MODEL1）作成工程（ステップ＃２２）において、第１の加工モデル作成部１６ｂは、上記ステップ＃２１においてフレーム開口部がサーフェスにより塞がれた加工用モデルの基本モデル（MODEL1'）に対し、全てのサーフェスＳｆを繋ぎ合わせて１つのパートに作成し、図２４に示すような第１の加工方向側から加工するための第１の加工用データモデル（MODEL1）を作成する。なお、図２５は第１の加工用データモデル（MODEL1）の底面を示す。
【０１２６】
次に、ＩＧＥＳ（initial  graphics  exchange  specification）データ書き出し工程（ステップ＃２３）において、加工用データモデル作成部１６は、ステップ＃１６において作成された第２の加工用データモデル（MODEL2）とステップ＃２２において作成された第１の加工用データモデル（MODEL1）とのＩＧＥＳの書式のデータを書き出す。
【０１２７】
以上によりモックアップ加工用モデルを作成する技能がなくても短時間で容易にモックアップ加工用モデルを作成できる。
【０１２８】
次に、ＮＣデータ作成部１７は、第２の加工用データモデル（MODEL2）と第１の加工用データモデル（MODEL1）とのＩＧＥＳの書式のデータを読み出し、このデータからＮＣ加工機７を動作制御するＮＣデータを作成し、ＮＣ加工機７に転送する。
【０１２９】
次に、ＮＣ加工機７には、プラスチック又は金属のブロックからなる被加工物２０がセットされる。ＮＣ加工機７は、図２６に示す加工手順に従って被加工物２０を加工する。
【０１３０】
先ず、第１の加工方向側（凹側）の加工が行われる。すなわち、第１の加工制御部１８は、ＮＣデータのうちモックアップ加工用モデルにおける図７に示す第１の加工用データモデル（MODEL1、凹側）のＮＣデータに従ってＮＣ加工機７を動作制御する。
【０１３１】
このＮＣ加工機７は、ＮＣデータに従った工具軌跡に沿って工具の位置をＸＹ平面方向及びＺ軸方向に制御し、被加工物２０を加工する。
【０１３２】
このときの工具の移動軌跡は、図１０に示すように第１の加工用データモデル（MODEL1）を作成するための等高線工具軌跡である。すなわち、この等高線工具軌跡は、被加工物２０の加工領域に工具の軸（Ｚ軸）方向に対して垂直方向に複数の層２１−１〜２１−ｎを形成し、これら層２１−１〜２１−ｎを１層ずつ順次工具の軸方向に沿って加工する軌跡である。
【０１３３】
ＮＣ加工機７は、複数の層２１−１〜２１−ｎのうち＋Ｚ軸からＺ−方向に向って、すなわち層２１−１から層２１−ｎに向って１層ずつ加工し、一つの層の加工が終了したら次の層の加工を行なう手続を順次繰り返すことによって、被加工物２０を加工する。なお、１層の厚みΔＺは、例えば１ｍｍに設定されている。
【０１３４】
又、上述したように図１１のある一平面Ｈ内での等高線工具軌跡を示すように、層の生成に用いた面Ｈでモップアップ形状Ｑを切断して生成される輪郭線Ｒと、モップアップ形状Ｑの輪郭線Ｒを含む面の法線方向Ｆとが示されている。
【０１３５】
この等高線工具軌跡は、図１２に示すようにモックアップ形状Ｑに対して所定の値のオフセットを含んだ形状Ｑｆに加工するものとなっている。
【０１３６】
一方、モックアップ形状Ｑには、図１２に示すようにリブなどの薄肉構造物２２がある。この薄肉構造物２２を加工するには、ＮＣ加工機７に当該薄肉構造物２１の高さよりも大きい半径を有する工具２３をセットして被加工物２０を加工する。
【０１３７】
この工具２３は、図１３(a)(b)に示すように実際に用いる工具２３の半径との差が薄肉構造物２２の高さの０．５倍以上の半径を有する形状のものが用いられる。
【０１３８】
このときの工具２３の軌跡は、図１２に示すように薄肉構造物２２の高さに対して十分な長さの半径、例えば高さの０．５倍以上の半径を有し、かつＺ軸を回転対称軸とするＺ＋方向に平面を持つ半球とこれに等しい半径を有し、Ｚ軸を回転対称軸とする円柱の和からなる参照形状２４、例えばボールエンドミルの形状をモックアップ形状Ｑに対してある補間間隔で接するように並進移動したとき、半球面先端点の軌跡によって生成される面、すなわちモックアップ形状Ｑを参照形状２４を用いてオフセットした形状になっている。
【０１３９】
図２７は薄肉構造物２２の高さＨと工具２３の半径ｒと参照形状２４の半径Ｒとの関係を示し、
０．５Ｈ＜Ｒ−ｒ                                        …（５）
が成り立つ。
【０１４０】
従って、ＮＣ加工機７は、図１３(a)(b)に示す軌跡ｎａ、ｎｂに従って工具２３を移動して被加工物２０を加工する。すなわち、ＮＣ加工機７は、工具２３を、Ｚ軸に垂直な面によって所望のモックアップ形状Ｑを切断して生成される輪郭線Ｒに沿わせて、モックアップ形状Ｑに接するように工具２３を並進移動したときに、半球面先端点によって生成される軌跡ｎａに沿って移動させる。
【０１４１】
ＮＣ加工機７は、工具２３を、半球面先端点によって生成される軌跡を、ある間隔例えば１ｍｍの間隔でモックアップ形状Ｑを構成する面の法線方向に向ってオフセットした軌跡ｎｂに沿って移動させる。
【０１４２】
これにより、図２８に示すように上記式（５）に示すように薄肉構造物２２に対して０．５Ｈに相当するオフセット部２５が作成され、この後に、半径ｒの工具２３を用いてオフセット部分２５を加工することにより薄肉構造物２２を加工できる。
【０１４３】
第１の加工方向側の加工が終了すると、被加工物２０は、図２６に示すように当該被加工物２０への加工方向が反転されてＮＣ加工機７にセットされる。
【０１４４】
次に、第２の加工方向側（凸側）の加工が行われる。すなわち、第２の加工制御部１９は、ＮＣデータのうちモックアップ加工用モデルにおける図６に示す第２の加工用データモデル（MODEL2、凸側）のＮＣデータに従ってＮＣ加工機７を動作制御する。
【０１４５】
このＮＣ加工機７は、ＮＣデータに従った工具軌跡に沿って工具の位置をＸＹ平面方向及びＺ軸方向に制御し、被加工物２０を加工する。このときの工具の移動軌跡は、図１０に示すのと同様に、第２の加工用データモデル（MODEL2）を作成するための等高線工具軌跡である。
【０１４６】
第２の加工方向側の加工が終了すると、フレーム８の内側に３次元製品モデル９のモックアップ形状Ｑが複数のサポート１０によって支持されている状態になる。
【０１４７】
次の工程では、これらサポート１０が切断され、モックアップ形状Ｑがフレーム８から切り離される。この結果、モックアップ形状Ｑが得られる。
【０１４８】
このように上記一実施の形態によれば、３次元製品モデル９に関連する加工機データ、工具データ及び３次元製品モデル９の製品テンプレートを読み込んで初期値データのセットを設定し、この初期値データのセットに基づいてフレーム８を作成しかつフレーム８に対して複数のサポート１０を作成すべき各サポート位置を配置し、さらにこれらサポート配置点においてそれぞれサポート１０の断面を作成し、このサポート断面を３次元製品モデルに延ばしてサポート１０を作成し、フレーム８と複数のサポート８と３次元製品モデル９とをマージして第１及び第２の加工用データモデルを作成するので、モックアップ加工用モデルを作成する技能がなくても短時間で容易にモックアップ加工用モデルを作成できる。
【０１４９】
このモックアップ加工用モデル作成するとき、サポート１０の体積が小さければ、強度不足となるので、サポート配置点修正を促す警告を発し、サポート配置点の移動又は削除を行なうことができる。
【０１５０】
サポート断面１０ａの端辺全体が３次元製品モデル９と干渉するようになり、サポート断面１０ａの端辺と３次元製品モデル９との間の隙間を無くすことができ、サポート１０と３次元製品モデル９との接触面積を大きくしてサポート１０の強度を高くできる。
【０１５１】
サポート断面１０ａをフレーム８の側面に作成するので、サポート断面１０ａの作成手順が少なくでき、かつ計算時間を短くできる。
【０１５２】
サポート１０の体積Ｖをチェックするので、サポート１０の体積Ｖが基準体積Ｖ０が小さければ、サポート１０の強度不足となるため、サポート配置点ＴＮａの修正を促す警告を発してサポート配置点ＴＮａを修正できる。
【０１５３】
又、上記一実施の形態によれば、モックアップ加工用モデルのＮＣデータのうち凹側形状のＮＣデータに従って被加工物２０を加工し、被加工物２０を反転させて後、凸側形状のＮＣデータに従って被加工物２０を加工し、これら工程の後に、フレーム８に対してモックアップ加工用モデルＱを支持している複数のサポート１０を切断してモックアップ加工用モデルＱを切り離すので、プラスチック又は金属のブロックからなる被加工物２０の弾性変形や塑性変形を低減し、加工精度や加工表面粗さなどの加工品質と高速な加工速度とを両立できる。
【０１５４】
特に、被加工物２０の加工領域に工具２３の軸方向に対して垂直方向に複数の層２１−１〜２１−ｎを形成し、これら層２１−１〜２１−ｎを１層ずつ順次工具２３の軸方向に沿って加工する等高線工具軌跡に従って工具２３を移動して被加工物２０を加工し、かつモックアップ加工用モデルＱに対して所定の値のオフセットを含んだ形状で、薄肉構造物２２に対しては、当該薄肉構造物２２の高さＨよりも０．５倍以上大きい半径Ｒを有する参照形状２４を用いて被加工物２０を加工するので、薄肉構造物２２への加工中の加工力による薄肉構造物２２の弾性変形や塑性変形を低減することができ、必要とされる加工寸法精度及び加工表面粗さを確保できる。
【０１５５】
このようなモックアップ加工用モデルＱの加工方法を定形化すれば、この加工に必要なＣＬデータとＮＣデータを生成できる３次元ＣＡＭ装置を開発できる。
【０１５６】
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【０１５７】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【０１５８】
例えば、加工機データと工具データと製品テンプレートデータとに加えて、加工条件を有する加工情報を持つようにすれば、モップアップ加工のＮＣデータ作成の自動化を図ることができる。この処理をモックアップ３次元データ作成プログラム内で実行することにより、モップアップ加工用モデルが完成すると同時に、ＮＣデータが作成され、工数の削減及び作業時間の削減を図ることができる。
【０１５９】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、３次元製品加工用モデルを作成する技能がなくても短時間で容易に３次元製品加工用モデルを作成できる３次元製品作成方法及びその装置を提供できる。
【０１６１】
又、本発明によれば、３次元製品加工用モデルを作成する技能がなくても短時間で容易に３次元製品加工用モデルを作成させる３次元製品加工用モデル作成プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態を示す全体構成図。
【図２】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における加工機データの模式図。
【図３】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における工具データの模式図。
【図４】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における製品テンプレートの模式図。
【図５】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態におけるフレームの寸法を示す図。
【図６】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態におけるフレームに支持されている３次元製品モデルを一方の面側から見た図。
【図７】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態におけるフレームに支持されている３次元製品モデルを他方の面側から見た図。
【図８】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態におけるフレーム勾配値を示す図。
【図９】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態におけるサポートの寸法を示す図。
【図１０】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における工具の等高線工具軌跡を示す図。
【図１１】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における一平面内での等高線工具軌跡を示す図。
【図１２】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における３次元製品形状のオフセット形状を示す図。
【図１３】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における薄肉構造物に対する工具軌跡を示す図。
【図１４】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における３次元製品加工用モデル作成のフローチャート。
【図１５】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における３次元製品加工用モデル作成のフローチャート。
【図１６】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態におけるパーティングラインの抽出を示す図。
【図１７】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態におけるサポート断面積によるサポート配置チェックを示す図。
【図１８】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態におけるパーティングラインとサポート配置点との正投影を示す図。
【図１９】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態におけるトリム後のサポート断面を示す図。
【図２０】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態でサポート断面と３次元製品モデルとの間に隙間が生じ場合を示す図。
【図２１】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態におけるサポートの作成を示す図。
【図２２】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における第１の加工方向側と第２の加工方向側との分割を示す図。
【図２３】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における第２の加工用データモデル（MODEL2）の摸式図。
【図２４】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における第２の加工用データモデル（MODEL1）の摸式図。
【図２５】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における第２の加工用データモデル（MODEL1）の底面の摸式図。
【図２６】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態におけるＮＣ加工機での加工手順を示す図。
【図２７】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における薄肉構造物の高さと工具の半径と参照形状の半径との関係を示す図。
【図２８】本発明に係わる３次元製品作成装置の一実施の形態における薄肉構造物へのオフセット部分を示す図。
【符号の説明】
１：主制御部
２：記憶装置
２ａ：プログラムメモリ
２ｂ：製品モデルデータベース
２ｃ：加工機データベース
２ｄ：工具データデータベース
２ｅ：製品テンプレートデータベース
３：ディスプレイ
４：操作入力部
５：記憶媒体読取部
６：伝送部
７：ＮＣ加工機
８：フレーム
９：３次元製品モデル
１０：サポート
１１：勾配面
１２：初期値データ設定部
１３：フレーム作成部
１４：サポート配置部
１５：サポート作成部
１５ａ：投影部
１５ｂ：断面作成部
１５ｃ：トリム部
１５ｄ：押し出し部
１５ｅ：体積チェック部
１６：加工用データモデル作成部
１６ａ：分割部
１６ｂ：第１の加工モデル作成部
１６ｃ：第２の加工モデル作成部
１７：ＮＣデータ作成部
１８：第１の加工制御部
１９：第２の加工制御部
２０：被加工物
２１−１〜２１−ｎ：複数の層
２２：薄肉構造物
２３：工具
２４：参照形状
２５：オフセット部分
Ｑ：モップアップの形状（３次元製品形状）
【図１】
0004102057.tif 000002
【図２】
0004102057.tif 000003
【図３】
0004102057.tif 000004
【図４】
0004102057.tif 000005
【図５】
0004102057.tif 000006
【図６】
0004102057.tif 000007
【図７】
0004102057.tif 000008
【図８】
0004102057.tif 000009
【図９】
0004102057.tif 000010
【図１０】
0004102057.tif 000011
【図１１】
0004102057.tif 000012
【図１２】
0004102057.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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