JP2001142517A - 板金モデルの成形形状認識方法及びその装置並びに板金モデルの成形形状認識方法のプログラムを記憶した記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３次元板金モデルの成型形状部分を形状から
自動で認識して加工のための属性情報を付加する。 【解決手段】 ３次元板金モデルを面単位で読み込み、
板厚面群、展開対象面群、成型面群に分類して、それぞ
れの面の種類毎に面を接合する。そして、同一成形形状
毎にグルーピングして、学習データベースに登録されて
いる学習形状を参照しつつ、成形形状が存在する位置に
属性情報を付加する。一方、板金モデルを展開して前記
モデルに付加されている属性情報を展開された展開形状
に承継させる。この展開形状に製品を加工するための金
型を割り付けＮＣデータを生成する。そして、このＮＣ
データをＮＣ加工機に送信して製品を加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、３次元ＣＡＤシ
ステムにおける３次元モデルの成形形状の自動認識方法
及びその装置に係り、さらに詳細には、３次元ＣＡＤシ
ステムにおける板金の３次元モデルの成形形状を自動で
認識して、加工属性情報を付加する方法及びその装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば、板金加工において、Ｎ
Ｃタレットパンチプレスで行う部分プレス加工である成
形加工は、部品コスト削減の上でも非常に重要な意味を
持つ。

【０００３】この成形金型のパンチ位置、方向等を図面
から拾い出して加工定義するのは、多大な工数を必要と
し、また、ケアレスミスが発生しやすい作業である。

【０００４】そして、２次元図面での運用が行われてい
た場合には、設計側が図面にバーリング等の成形加工箇
所を多重円等のシンボルにて表現し、これをＣＡＭ側が
読みとり、その位置に金型名称等の情報を埋め込み、加
工割付を自動化してＮＣデータを生成するという手法に
より行っていた。

【０００５】この手法に因れば、ＮＣプログラマが、図
面を読みながら成形加工である特殊加工箇所を探し、手
動操作にて加工情報を設定する必要がなく、割付加工時
間の短縮、およびケアレスミスの低減を図りながら実施
していた。

【０００６】そして、設計が２次元ＣＡＤから３次元Ｃ
ＡＤに移行した場合、モデル上へのシンボル表現が困難
であり、かつ、シンボル等の属性がデータ変換出来ない
ため、通常存在しないような径を持つ穴などをシンボル
の代用として使用して、成形加工情報の伝達手段として
いた。

【０００７】あるいは、設計側で使用する３次元ＣＡＤ
と同じものをＣＡＭ側に配置し、その上にＣＡＭシステ
ムを構築することにより上記データ交換上の属性の問題
を解決したりしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法
では、以下のような問題があった。

【０００９】すなわち、３次元ＣＡＤにおいて、シンボ
ルの代用として、特殊な穴形状を使用する場合、ＮＣプ
ログラマが、目視で成形なのか別の穴なのかの判別が困
難であるという問題があった。また、３次元モデルが完
成形状と異なり、成形形状等の干渉チェックが行えない
という問題があった。

【００１０】そして、上述の理由により、設計側の３次
元ＣＡＤ化のメリットを阻害するという問題があった。

【００１１】一方、ＣＡＭ側に設計と同じ３次元ＣＡＤ
を配置することは、同一メーカ内での内製では成立した
が、複数の発注元を持つ協力会社では、発注元の数だ
け、３次元ＣＡＤを導入する必要性が発生し、コスト、
操作取得上大きな問題を発生した。

【００１２】さらに、現状のデータ変換規格（例えば、
ＳＴＥＰ等）に関しては、実用的には、まだまだソリッ
ドデータ交換規格の域を出ず、さらに、成形等のフィー
チャの規格については、予定が見えない状況で、このデ
ータ変換規格の規格制定を待たずに設計部署の３次元化
は、急速に進展しており、実用的な規格が運用にのった
時点でも膨大な蓄積データが残る事となるという問題が
あった。

【００１３】このため、３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭを実
現する上で、属性に依存しない、実製品形状と同様の３
次元モデル形状からの成形属性の自動抽出方法が待望さ
れていた。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述のごとき
問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、
複数の種類の３次元ＣＡＤモデルに係るデータを変換し
て特定の３次元ＣＡＤに復元し、又は、３次元ＣＡＤに
より作成された、製品の３次元のモデルである板金モデ
ルに存在する成形部分の形状である成形形状を認識して
属性情報を付加する方法であって、前記板金モデルに存
在する前記成形形状を認識するための処理を行うため
に、この板金モデルを面単位で、プログラムが処理を行
う領域に取り込みを行う板金モデル取り込み工程と、
前記板金モデルに対して、材質、板厚、及び展開図の表
となる側のデータである基本属性データを付加する基本
属性データ付加工程と、前記板金モデルに存在する各々
の成形形状の面の集まりである成形形状面群と、板厚面
の集まりである板厚面群と、板金モデルの表の面である
表面群及び板金モデルの裏の面である裏面群からなる展
開対象面群とを認識する板金形状認識工程と、前記板厚
面群、前記展開対象面群及び、前記成形形状面群を、連
続する面同士で接合して、板厚形状、展開対象面形状、
及び、成形形状を生成する面接合工程と、複数の種類の
前記成形形状の中から同一形状の成形形状毎に分類し
て、グループ化する成形形状分類工程と、前記成形形状
の幾何形状、材質、及び板厚から製品に存在する成形の
種類を特定して、この成形種類に対応した属性情報を生
成して一時的に格納する成形形状特定工程と、一時的に
格納されている前記属性情報を製品を加工するＮＣデー
タを作成することが出来るように前記板金モデルに係る
要素に付加する属性情報付加工程とを含んでいる板金モ
デルの成形形状認識方法である。

【００１５】請求項２にかかる発明は、前記板金形状認
識工程において、成形形状を構成する面が、ａ：円柱面
以外の曲面である場合、ｂ：接平面連続でなく直接平面
に接続する円柱面の場合、ｃ：前記円柱面以外の曲面に
全周で繋がる面である場合、ｄ：前記接平面連続でなく
直接平面に接続する円柱面に全周で繋がる面である場
合、ｅ：前記板厚面群の中の板厚面以外で展開対象面に
存在する穴形状に接続する面である場合、ｆ：穴形状に
接続する面に接続する面である場合のうち、ａからｆい
ずれかに該当する面である場合を成形形状を構成する面
と認識する請求項１記載の板金モデルの成形形状認識方
法である。

【００１６】請求項３にかかる発明は、前記成形形状分
類工程は、成形形状を構成する各々の面の幾何形状のマ
ッチングと、前記成型形状に前記幾何形状以外の要素が
ある場合、この要素同士のマッチングとにより、同一種
類か否かを判断して、同一種類の成形形状同士をグルー
プ化する請求項１又は２記載の板金モデルの成形形状認
識方法である。

【００１７】請求項４にかかる発明は、前記成形形状特
定工程は、学習形状データベースに登録されている学習
形状と、材質と、板厚とを参照して、前記成形形状と同
一の学習形状で、材質と、板厚とが一致する場合、この
登録されている学習形状に対応した金型中心、金型角
度、及び、成形形状の上下の向きである属性情報を読み
込み一時的に格納する自動属性情報格納工程と、前述の
条件で一致する学習形状が無い場合は、手動により属性
情報を入力するか、学習形状データベースに新たに登録
して一時的に属性情報を格納する手動属性情報格納工程
とを含む請求項１、２又は３記載の板金モデルの成形形
状認識方法である。

【００１８】請求項５にかかる発明は、前記属性情報付
加工程は、一時的に格納してある前記属性情報を展開対
象面形状の表面に存在する成形形状を取り除いた後の穴
形状が存在する位置を基準として付加する格納属性情報
付加工程と、前記板金モデルを展開して板金モデル展開
形状を生成する板金モデル展開形状生成工程と、前記展
開対象面形状に付加された属性情報を前記板金モデル展
開形状に承継する属性情報承継工程とを含む請求項１、
２、３又は４記載の板金モデルの成形形状認識方法であ
る。

【００１９】請求項６にかかる発明は、前記属性情報承
継工程は、学習形状データベースに登録された学習形状
の加工工程を参照して、多工程にわたる成形加工で下穴
等が必要であれば、その下穴の形状を自動で前記板金モ
デル展開形状に追加する請求項５記載の板金モデルの成
形形状認識方法である。

【００２０】請求項７にかかる発明は、前記属性情報承
継工程は、学習形状データベースに登録された学習形状
の加工工程を参照して、単工程で穴が不要な場合は、板
金モデル展開形状に発生している穴形状を削除する請求
項５又は６記載の板金モデルの成形形状認識方法であ
る。

【００２１】請求項８にかかる発明は、複数の種類の３
次元ＣＡＤモデルに係るデータを変換して特定の３次元
ＣＡＤに復元し、又は、３次元ＣＡＤにより作成され
た、製品の３次元のモデルである板金モデルに存在する
成形部分の形状である成形形状を認識して属性情報を付
加する装置であって、前記板金モデルに存在する前記成
形形状を認識するための処理を行うために、この板金モ
デルを面単位で、プログラムが処理を行う領域に取り込
みを行う板金モデル取り込み手段と、前記板金モデルに
対して、材質、板厚、及び展開図の表となる側のデータ
である基本属性データを付加する基本属性データ付加手
段と、前記板金モデルに存在する各々の成形形状の面の
集まりである成形形状面群と、板厚面の集まりである板
厚面群と、板金モデルの表の面である表面群及び板金モ
デルの裏の面である裏面群からなる展開対象面群とを認
識する板金形状認識手段と、前記板厚面群、前記展開対
象面群及び、前記成形形状面群を、連続する面同士で接
合して、板厚形状、展開対象面形状、及び、成形形状を
生成する面接合手段と、複数の種類の前記成形形状の中
から同一形状の成形形状毎に分類して、グループ化する
成形形状分類手段と、前記成形形状の幾何形状、材質、
及び板厚から製品に存在する成形の種類を特定して、こ
の成形種類に対応した属性情報を生成して一時的に格納
する成形形状特定手段と、一時的に格納されている前記
属性情報を製品を加工するＮＣデータを作成することが
出来るように板金モデルに係る要素に付加する属性情報
付加手段とを備えている板金モデルの成形形状認識装置
である。

【００２２】請求項９にかかる発明は、コンピュータに
より、板金モデルの成形形状識別装置を制御するための
制御プログラムを記憶したコンピュータ読みとり可能の
記憶媒体であって、この制御プログラムは、前記板金モ
デルに存在する前記成形形状を認識するための処理を行
うために、この板金モデルを面単位で、プログラムが処
理を行う領域に取り込みを行う板金モデル取り込みプロ
グラムと、前記板金モデルに対して、材質、板厚、及び
展開図の表となる側のデータである基本属性データを付
加する基本属性データ付加プログラムと、前記板金モデ
ルに存在する各々の成形形状の面の集まりである成形形
状面群と、板厚面の集まりである板厚面群と、板金モデ
ルの表の面である表面群及び板金モデルの裏の面である
裏面群からなる展開対象面群とを認識する板金形状認識
プログラムと、前記板厚面群、前記展開対象面群及び、
前記成形形状面群を、連続する面同士で接合して、板厚
形状、展開対象面形状、及び、成形形状を生成する面接
合プログラムと、複数の種類の前記成形形状の中から同
一形状の成形形状毎に分類して、グループ化する成形形
状分類プログラムと、前記成形形状の幾何形状、材質、
及び板厚から製品に存在する成形の種類を特定して、こ
の成形種類に対応した属性情報を生成して一時的に格納
する成形形状特定プログラムと、一時的に格納されてい
る前記属性情報を製品を加工するＮＣデータを作成する
ことが出来るように板金モデルに係る要素に付加する属
性情報付加プログラムとを記憶している記憶媒体であ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して説明する。図１に本実施に係る３次元ＣＡＤ／Ｃ
ＡＭシステム１の概略の構成図を示す。３次元ＣＡＤ／
ＣＡＭシステム１は、コンピュータよりなるものであっ
て、例えば、図示しないコンピュータ本体とマウス、キ
ーボード等との入出力装置を備えている。

【００２４】そして、３次元ＣＡＤ／ＣＡＭシステム１
は、３次元モデル等の図形を表示する表示部３と、製品
の３次元モデルをモデリングをする３次元ＣＡＤ部５
と、この３次元ＣＡＤ５によりモデリングした３次元モ
デルデータである３次元ＣＡＤデータ、成形形状を認識
するために使用する学習形状データ等の全てを格納する
３次元ＣＡＤデータファイル７と、成形形状を自動認識
するために必要な情報を入力する基本属性入力部１１
と、製品の３次元モデルの成形形状部分を認識する処理
を総合的に管理する成形形状認識管理部１３とを備えて
いる。

【００２５】そして、前記３次元ＣＡＤ部５と、前記３
次元ＣＡＤデータファイル７と、前記基本属性入力部１
１と、前記成形形状認識管理部１３とは、リンク制御部
９により結合されている。これにより、プログラムは３
次元ＣＡＤ部５の機能を使いながら３次元ＣＡＤデータ
の編集処理を行うことができる。

【００２６】一方、３次元ＣＡＤ／ＣＡＭシステム１は
製品の発注先からの３次元モデルの変換用データである
３次元変換用データＨｉ（３次元ＩＧＥＳデータ、ＳＴ
ＥＰデータ等）を格納する３次元変換用データファイル
１５と、この３次元変換用データファイル１５より、３
次元変換用データＨｉを読み込み、このデータを前記３
次元ＣＡＤ部５用のデータに変換処理する変換部１７と
を備えている。これにより、様々な製品の発注先から３
次元モデルのデータを受け取ることができるようにな
る。

【００２７】そして、前記成形形状認識管理部１３は、
処理対象となる製品のモデルデータである３次元ＣＡＤ
データを読み込み３次元モデルの成形形状部分認識の処
理をするためにプログラムが直接アクセスできるメモリ
領域である形状データファイル１９に、板金モデルデー
タとして格納する機能を備えている。ここで、板金モデ
ルデータは、３次元ＣＡＤ部５の機能により、板金モデ
ルを構成する面単位で形状データファイル１９に格納す
る。これにより、成形形状認識処理がより適正に処理す
ることができるようになる。

【００２８】前記成形形状認識管理部１３は、板金形状
認識部２１と、面接合処理部２３と、成形形状分類部２
５と、形状解析部２７と、前記形状解析部２７を構成す
る成形形状学習部２９、成形種類特定部３１と、手動特
定部３３と、成形加工属性付加部３５と、展開部３７と
を備えている。

【００２９】前記板金形状認識部２１は、形状データフ
ァイル１９より板金モデルを構成する全ての面を読み込
み、板厚面群、板金モデルの表／裏の面である展開対象
面群を認識して分類する。そして、表／裏の面群上に存
在する突起物である成形面群を認識して分類する。そし
て、これらのデータを形状データファイル１９に格納す
る。前記面接合部２３は、形状データファイル１９に格
納されている、前記板金形状認識部２１により分類され
た、板厚面群、展開対象面群、及び、成形面群内に存在
する各面を接合して各形状を生成して、この形状のデー
タを形状データファイル１９に格納する。

【００３０】前記成形形状分類部２５は、形状データフ
ァイル１９に格納されている、前記板金形状認識部２１
で認識して、前記面接合処理部２３で各面を接合して生
成した成形形状を同一形状単位で分類し、グループ化し
て形状データファイル１９に格納する。前記形状解析部
２７は、前記成形形状学習部２９と、前記成形種類特定
部３１とを備えている。そして、前記成形形状学習部２
９は、各受注先特有の成形形状を新たに学習形状データ
ベースに登録する機能を備えている。

【００３１】前記成形種類特定部３１は、学習形状デー
タベースに格納されたキーとなる突起物である成形形状
と、板金モデルに存在する認識した成形形状をマッチン
グし、該当する成形加工を特定する。なお、マッチング
の際、材質、板厚のマッチングも行うことは勿論であ
る。そして、マッチした成形形状に対応する成形形状名
称、材質、板厚、金型名称、成形形状の上向き、下向き
の情報である属性情報を一時的に格納する。

【００３２】前記手動特定部３３は、処理の対象となっ
ている成形形状が、学習形状データベースに登録されて
いない場合、手動で成形形状名称、材質、板厚、金型名
称、成形形状の上向き、下向きの属性情報を入力して一
時的にこの属性情報を格納するようになっている。

【００３３】前記成形加工属性付加部３５は、前述の処
理で一時的に格納されている前記属性情報を展開対象面
形状に自動で付加する。そして、前記展開部３７は、板
金モデルを展開し、上述した前記展開対象面形状に付加
されている属性情報を展開形状に承継させる処理を行
う。

【００３４】また、３次元ＣＡＤ／ＣＡＭシステム１
は、形状データファイル１９より上述の処理で生成した
展開形状データを読み込み展開図データファイル４１に
格納するデータ送信部３９と、前記展開図データファイ
ル４１より展開図データを読み込みこの展開形状に付加
されている属性情報に基づき、金型割付等の加工情報を
展開図に割り付ける自動金型割付処理部４３とを備えて
いる。以上の各処理部により３次元ＣＡＤ／ＣＡＭシス
テム１のＣＡＭ機能がＮＣデータを作成することがで
き、この作成したＮＣデータを、例えば、通信ケーブル
４５を介してＮＣ加工機４７に送信して板金製品の加工
を行う。

【００３５】ここで、図２、図３を参照して、成形形状
の種類について説明する。なお、ここでは、３次元ＣＡ
Ｄ上での成形形状の特徴的な面から説明する。

【００３６】バーリングは、図２（ａ）に示すように、
板金の表面ＢＡＳ２に接平面連続な曲面ＢＰ１が接続
し、この曲面ＢＰ１に全周で繋がる円柱面ＢＰ２と、こ
の円柱面の他方に全周で繋がる平面ＢＰ３と、この平面
ＢＰ３に接続する円柱面ＢＰ４からなる形状である。

【００３７】皿ネジは、図２（ｂ）に示すように、板金
の表面ＢＡＳ３に接平面連続でなく接続する曲面ＳＰ１
と、この曲面に全周で繋がる円柱面ＳＰ２よりなる形状
である。段付ボスは、図２（ｃ）に示すように、板金の
表面ＢＡＳ４に接平面連続でなく接続する円柱面ＤＰ１
と、この円柱面ＤＰ１に全周で繋がる平面ＤＰ２とこの
平面ＤＰ２に全周で繋がる円柱面ＤＰ３よりなる形状で
ある。

【００３８】なお、上述の板金形状認識部２１で成形形
状を認識する条件として、円柱面以外の曲面に全周で繋
がる面である場合と、接平面連続でなく直接平面に接続
する円柱面に全周で繋がる面である場合とがあるが、こ
れら全周で繋がった面にさらに全周で繋がった面も成形
形状を構成する面と認識されるものである。

【００３９】また、本例の応用例として、切り起こし
は、図３（ａ）に示すように板金モデルの表面に存在す
る板金形状の穴に突起物ＴＭ１が接続した形状のもので
ある。ナットサートは、図３（ｂ）に示すように、板金
の表面ＢＡＳ６に接平面連続でなく接続し、かつ、板厚
面とも異なる円柱面ＩＰ１よりなる形状である。なお、
上述の例は、成形形状の態様の１例であることは、勿論
である。

【００４０】図４、図５、図６、図７、及び図８のフロ
ーを参照して成形形状の認識方法を説明する。また、図
９から図１４のプログラム内のデータを図形化した図面
も必要に応じて参照する。

【００４１】初めに、図４に示すようにステップＳ４０
１の読み込み処理では、例えば、外注より送られてきた
３次元変換用データを変換部１７により変換して板金製
品の３次元モデルを３次元ＣＡＤデータファイル７に復
元する。なお、本例では、３次元変換用データを変換し
復元してモデルを作成したがＣＡＤ部５のオペレーショ
ンによりモデリングしたモデルでもよいことは勿論であ
る。この結果、図９に示すように、板金モデルＳＲが表
示部３に表示される。本例では、この板金モデルＳＲに
は、板材ＭＢに、バーリング加工ＭＢＲ１、ＭＢＲ２
と、段付ボス加工ＭＢＳ１、ＭＢＳ２と、ナットサート
加工ＭＮＴ１、ＭＮＴ２とが存在しているものとする。
そして、設計者は、この板金モデルＳＲに対して必要な
操作を行うことができるようになる。一方前述の３次元
変換用データは、例えば、ＩＧＥＳ、ＳＴＥＰ等の代表
的な規格のみではなく、３次元データ形式全般を指す。
これにより、多様なＣＡＤからデータを受け取り取り込
むことができるようになる。

【００４２】そして、成形形状認識管理部１３が、この
板金モデルＳＲを、形状データファイル１９に読み込
む。本例の場合、板金モデルＳＲは、面単位として読み
込む。すなわち、この板金モデルは複数の面の集まりと
して読み込まれることになる。これにより、後に行う板
金モデルＳＲから成形形状を認識する処理が容易に行え
るようになる。

【００４３】そして、ステップＳ４０３の基本属性入力
処理では、板金製品の板厚、材質、展開図の表となる側
の情報を、例えば、基本属性入力部１１より、図９に示
す板金モデルＳＲに対して、入力する処理を行う。これ
により、板厚面の認識や、後の処理で板金モデルＳＲが
展開されたとき、成形形状の上向き、下向き等の判別が
できるようになる。

【００４４】次に、ステップＳ４０５の板厚面群認識処
理では、ステップＳ４０３の処理で入力した板金モデル
ＳＲの板厚値をもとに、板厚面群を認識する。

【００４５】ステップＳ４０７の成形面群認識処理で
は、板厚面群以外に板金モデルＳＲの表面に接続する突
起物の面を成形面群として認識する処理を行う。前述し
たように、本例の場合、板金モデルＳＲを読み込むとき
に、この板金モデルＳＲを面の集合として読み込んでい
る。そして、成形面群を認識する方法として、成形形状
の特徴をもとに認識する方法がある。すなわち、例え
ば、円柱面以外の曲面を成形形状を構成する面として認
識する。接平面連続ではなく平面に接続される円柱面を
成形形状を構成する面として認識する。そして、前述の
２つの方法で認識した面に全周で繋がる面を成形形状を
構成する面として認識する。この方法により、バーリン
グ等は一般的に円柱面、及び、それに類する曲面で構成
されたモデルとなるので上述の方法で認識ができるよう
になる。さらに、一般的な条件として、板厚面以外で板
金モデルＳＲに存在する穴形状に接続する面を成形形状
を構成する面として認識する。そして、この面に接続す
る面を成形形状を構成する面として認識する。この場
合、穴形状に一辺で接続する形状で、曲げ加工による切
り起こしか、成形加工によるランスかの判定区別がつか
ないが、この場合、手動により指定することで対応が可
能になる。上述の方法により、本例では板金モデルＳＲ
に存在するバーリング形状ＭＢＲ１、ＭＢＲ２と、ナッ
トサート形状ＭＮＴ１、ＭＮＴ２と、段付きボス形状Ｍ
ＢＳ１、ＭＢＳ２とが認識される。

【００４６】そして、ステップＳ４０９の展開対象面認
識処理では、モデルの全面群より、板厚面群、成形面群
を取り除き、平行する展開対象面群を得る。

【００４７】次に、ステップＳ４１１の成形面接合処理
では、成形面群を接合して複数の成形形状を生成する処
理を行う。ステップＳ４１３の表面群裏面群接合処理で
は、展開対象面形状となる表面群と裏面群の接合を行
う。ステップＳ４１５の板厚面群接合処理では板厚面群
を接合する処理を行う。なお、これらの接合処理は、例
えば各面の稜線の座標値を調べ、一致したならば接合す
る方法がある。

【００４８】この結果コンピュータの内部において、図
１０（ａ）に示すような、成型形状であるバーリング形
状ＢＲ１、ＢＲ２と、ナットサート形状ＮＴ１、ＮＴ２
と、段付ボス形状ＢＳ１、ＢＳ２がペーパモデルの状態
で認識される。また、図１０（ｂ）に示すように、表面
ＦＳ１、ＦＳ２と、裏面ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＳ３より構
成される展開対象面形状がペーパモデルの状態で認識さ
れる。さらに、図１０（ｃ）に示すように、板厚面ＴＳ
１、ＴＳ２、ＴＳ３、ＴＳ４より構成される板厚形状が
ペーパモデルの状態で認識される。実際には、コンピュ
ータの処理上、板金モデルにより品質がばらつくため、
ある程度の幅を持たせて認識する。

【００４９】ステップＳ４１７の成形形状読み込み処理
では、接合されて生成した成形形状を順次読み込みプロ
グラム処理の対象とする。そして、ステップＳ４１９の
セット処理では対象となっている成形形状の幾何形状等
を調べて、同一成形形状のグループ毎に、例えば、識別
のためのグループ名称を付ける処理を行う。なお、この
処理の成形形状の同一の判断は面の幾何形状だけではな
く、例えば、バーリングの場合、タップの外側の形状が
面でなくワイヤフレームで作図されている場合もある
が、このような面以外の要素も同一の判断の基準とする
ものである。

【００５０】ステップＳ４２１のグルーピング処理では
ステップＳ４１９の処理で付けられたグループ名称毎に
グルーピングを行う処理を行う。これによりプログラム
は、成形形状をグループ毎に（例えば属性情報の付加）
一括処理することができるようになる。そして、ステッ
プＳ４２３の判断処理では、全ての成形形状に対してス
テップＳ４１７からステップＳ４２１の処理を行ったか
どうかを判断する。ステップＳ４２３の判断処理で全て
の成形形状に対してステップＳ４１７からステップＳ４
２１までの処理を行ったと判断したときは、処理をステ
ップＳ４２５の判断処理に移す。ステップＳ４２３の判
断処理で成形形状の全てにはまだステップＳ４１７から
ステップ４２１の処理を行っていないと判断したとき
は、処理をステップＳ４１７に移す。なお、同一種類で
もサイズが違うものは、別グループに所属することは勿
論である。例えば、Ｍ３のバーリングと、Ｍ５のバーリ
ングとは別グループになる。

【００５１】この結果、図１１に示すように、バーリン
グ形状ＭＢＲ１、ＭＢＲ２を含むグループＡと、ナット
サート形状ＭＮＴ１、ＭＮＴ２を含むグループＢと、段
付きボス形状ＭＢＳ１、ＭＢＳ２を含むグループＣとが
生成される。

【００５２】ステップＳ４２５の判断処理では、学習形
状データベースに登録されている学習形状中に、上述に
よりグループ化された成形形状と同一のものがあるかな
いかを判断する。この同一性の判断は、成形形状と学習
形状の幾何形状のマッチングにより行い、さらに、材
質、板厚が同一かどうかを判断する。ステップＳ４２５
の処理で、学習形状データベースに登録されている学習
形状中にグループ化された成形形状と同一のものがある
と判断したときは、処理をステップＳ４２７の成形形状
特定処理に移す。ステップＳ４２５の処理で、学習形状
データベースに登録されている学習形状中にグループ化
された成形形状と同一のものが無いと判断したときは、
処理をステップＳ４２９の手動成形形状特定処理に移
す。

【００５３】ステップＳ４２７の成形形状特定処理で
は、成形形状を特定して、この成形形状と同一の学習形
状に対応する、データである材質、板厚、金型名称、成
形形状の上向き、下向きのフラグ、この上向き、下向き
の成形形状が登録されているメモリのポインタを読み込
み一時的に保管する処理を行う。ステップＳ４２９の手
動成形形状特定処理では、学習形状データベースに登録
されていない成形形状に対して手動により材質、板厚、
金型名称、成形形状の上向き、下向きのフラグを、例え
ば、表示部３より入力してこの入力されたデータを一時
的に保管する処理を行う。

【００５４】そして、ステップＳ４３１の上下決定処理
では、展開対象面形状の表側を基準に、成形形状の突起
の上向き、下向きを判定して決定する処理を行う。これ
により、板金モデルＳＲに対して、成形形状の突起の方
向を含んだ属性情報を展開対象面形状の表側に付加する
ことができるようになる。ステップＳ４３３の属性情報
付加処理では、展開対象形状の表面上のグルーピングさ
れている成形形状が存在した位置に対して、上述の処理
により一時的に格納されている属性情報を付加する処理
を行う。この属性情報が付加されることにより、製品を
加工するための金型を割り付けることができるようにな
る。

【００５５】ステップＳ４３５の判断処理では、全ての
グループに対してステップＳ４２５からステップＳ４３
３の処理を行ったかどうかの判断を行う。ステップＳ４
３５の判断処理で全てのグループに対してステップＳ４
２５からステップＳ４３３の処理を行ったと判断したと
きは、処理をステップＳ４３７展開処理に移す。ステッ
プＳ４３５の判断処理で全てのグループに対しては、ス
テップＳ４２５からステップＳ４３３の処理を行ってい
ないと判断したときは、ステップＳ４２５の判断処理に
戻し続行する。

【００５６】この結果、図１２（ａ）に示すように、展
開対象面形状の表面に存在するバーリングを取り除いた
後の穴形状ＢＲＨ１、ＢＲＨ２の中心に、例えば、ＸＹ
Ｚ座標軸ＡＲ１、ＡＲ２を生成して、このＸＹＺ座標軸
ＡＲ１、ＡＲ２に対して、前記属性情報が付加される。
同様に、ナットサートを取り除いた後の穴形状ＮＴＨ
１、ＮＴＨ２の中心にＸＹＺ座標軸ＡＲ５、ＡＲ６を生
成して、このＸＹＺ座標軸ＡＲ５、ＡＲ６に対して、属
性情報を付加する。同様に段付きボスＢＳ１、ＢＳ２を
取り除いた後の穴形状ＢＳＨ１、ＢＳＨ２の中心にＸＹ
Ｚ座標軸ＡＲ３、ＡＲ４を生成して、このＸＹＺ座標軸
ＡＲ３、ＡＲ４に対して、属性情報を付加する。なお、
穴形状が異形形状のような場合、この中心位置は予め登
録されている中心位置をＸＹＺ座標軸の生成位置とする
ようになっている。

【００５７】ステップＳ４３７の展開処理では展開対象
面の展開を行う。なお、この展開対象面は展開対象形状
の表側、裏側どちらか指定された側でよいが、板金モデ
ルＳＲから中間面を抽出して展開対象面としてもよい。
この処理は既に公知であるが、概略説明する。

【００５８】まず、ステップＳ８０１の板厚認識処理で
は板厚値を算出する処理を行う。これにより、板厚の中
心を求めることができるようになる。ステップＳ８０３
の中間面生成処理では、図１２（ｂ）に示すように、板
金モデルＳＲの板厚面の中心に、中間面ＣＴＰを生成さ
せ抽出する。この結果、図１３（ａ）に示すように、平
面ＳＴＰ１、ＳＴＰ３と、曲面ＳＴＰ２よりなる中間面
ＣＴＰが生成する。このとき、生成された中間面ＣＴＰ
は、板金モデルＳＲを直接取り扱う場合と比較して、板
厚成分が除去されることで、面の数が著しく減少してい
るので、生成された、中間面ＣＴＰを基礎として、以下
の処理ステップを順次実行することにより、各処理ステ
ップにおける処理工数を大幅に削減することができる。

【００５９】なお、中間面ＣＴＰは板厚の中心に生成し
たが、任意の位置に作成してもよいことは勿論である。
ステップＳ８０５の曲げ面認識処理では、中間面ＣＴＰ
のうち、曲げ加工の対象となる面ＳＴＰ２を認識する処
理を行う。ステップＳ８０７の伸び値取得処理では、曲
げ面ＳＴＰ２について、少なくとも、曲げ角度、内Ｒ
（曲げＲ）の半径寸法、及び板金ワークの材質を含む拘
束条件を参照して、各曲げ面の伸び値を取得する。な
お、伸び値取得処理で取得される曲げ面の伸び値は、例
えばオペレータによる設定入力が許容される。

【００６０】次に、ステップＳ８０９の面間接続状態検
索処理では、中間面ＣＴＰを構成する平面ＳＴＰ１、Ｓ
ＴＰ３と、曲面ＳＴＰ２の接続状態を検索するととも
に、この検索結果に基づき各面間の接続状態を内容とす
る面間接続関係テーブルを作成する。ステップＳ８１１
の判断処理では中間面ＣＴＰを構成する全ての面に対し
て展開処理を行ったかどうかを判断する。ステップＳ８
１１の判断処理で全ての面に対して展開処理を行ったと
判断したときは、処理をステップＳ８１７の面間線分除
去処理に移す。ステップＳ８１１の判断処理で全ての面
に対しては、展開処理を行っていないと判断したとき
は、処理をステップＳ８１３の展開計算処理に移す。

【００６１】ステップＳ８１３の展開計算処理では、中
間面ＣＴＰを構成する複数の各面（本例の場合平面ＳＴ
Ｐ１、ＳＴＰ２、曲面ＳＴＰ３）を展開したときの部分
展開面の形状を演算する処理を行う。さらに、ステップ
Ｓ８１５の展開面生成処理で、ステップＳ８０９の面間
接続状態検索処理で作成された面間接続関係テーブルに
基づいて、部分展開面を順次生成する。この結果、図１
３（ｂ）に示すように面ＳＴＰ１が生成され、図１３
（ｃ）に示すように、部分展開面ＳＴＰ１と、部分展開
面ＳＴＰ１に接続された部分展開面ＳＴＰ２とが生成さ
れる。さらに、図１３（ｄ）に示すように、部分展開面
ＳＴＰ１と、部分展開面ＳＴＰ１に接続された部分展開
面ＳＴＰ２と、この部分展開面ＳＴＰ２に接続された部
分展開面ＳＴＰ３が生成する。

【００６２】ステップＳ８１７の面間線分除去処理で
は、部分展開面間に存在する線分を除去することによ
り、外周が１つの閉経路となる全体展開図を生成して処
理を終了する。

【００６３】説明を図７のステップＳ４３９の属性情報
承継処理に戻す。この処理では、前述した展開対象形状
の表面に付加されている属性情報を、上述により展開し
た展開形状の該当位置に継承させる処理を行う。このと
き、例えば多工程にわたる成形加工があり、所定の下穴
が必要な場合は、展開形状にこれを追加する。これによ
り多工程にわたる加工が必要な成形形状にも適正な属性
情報を付加することができるようになる。なお、単工程
で穴形状が不要な場合は、展開形状に存在する該当する
穴形状を削除しておく。この結果、図１４に示すよう
に、上向きのバーリング成形形状ＳＢＬ１、ＳＢＬ２
と、上向きのナットサート成形形状ＳＢＬ３、ＳＢＬ４
と、下向きの段付きボス成形形状の属性情報が付加され
た展開形状が生成する。なお、付加された成形形状には
識別容易なようにシンボルを表示している。

【００６４】最後にステップＳ４４１のＮＣデータ作成
処理では、属性情報が継承された展開形状を図示しない
ＣＡＭ部側に送信する。そして、金型を割り付けＮＣデ
ータ（例えばＧコード）を生成してＮＣ工作機に送信す
る。これにより所定の製品を適正に加工することができ
るようになる。

【００６５】なお、本発明は、上述した実施態様の例に
限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、
その他の態様で実施することができることはいうまでも
ない。

【００６６】図１５は、前述した板金モデルの成形形状
認識装置を制御するための制御プログラムを記憶した記
憶媒体の１例としてのＣＤ−ＲＯＭを示すものである。
上記ＣＤ−ＲＯＭは、コンピュータにより、板金モデル
の成形形状認識装置を制御するための制御プログラムを
記憶したコンピュータ読みとり可能の記憶媒体であっ
て、板金モデルに存在する前記成形形状を認識するため
の処理を行うために、この板金モデルを面単位で、プロ
グラムが処理を行う領域に取り込みを行う板金モデル取
り込みプログラムと、前記板金モデルに対して、材質、
板厚、及び展開図の表となる側のデータである基本属性
データを付加する基本属性データ付加プログラムと、前
記板金モデルに存在する各々の成形形状の面の集まりで
ある成形形状面群と、板厚面の集まりである板厚面群
と、板金モデルの表の面である表面群及び板金モデルの
裏の面である裏面群からなる展開対象面群とを認識する
板金形状認識プログラムと、前記板厚面群、前記展開対
象面群及び、前記成形形状面群を、連続する面同士で接
合して、板厚形状、展開対象面形状、及び、成形形状を
生成する面接合プログラムと、複数の種類の前記成形形
状の中から同一形状の成形形状毎に分類して、グループ
化する成形形状分類プログラムと、前記成形形状の幾何
形状、材質、及び板厚から製品に存在する成形の種類を
特定して、この成形種類に対応した属性情報を生成して
一時的に格納する成形形状特定プログラムと、一時的に
格納されている前記属性情報を製品を加工するＮＣデー
タを作成することが出来るように板金モデルに係る要素
に付加する属性情報付加プログラムとを記憶しているも
のである。

【００６７】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、例えば、成
型形状からの成形特定処理になるため、設計側は３次元
のメリット（例えば、成形形状の干渉チェック）を阻害
することなく、モデルを作成できるという効果がある。
また、成型形状からの成形特定処理となるためＣＡＭ側
は、複数の相手設定ＣＡＤの種類に依存する必要がな
く、単一のＣＡＭシステムで使用可能であるという効果
がある。

【００６８】そして、成形データベースの学習形状部
を、発注元別に保持することにより、異なる３次元設計
ＣＡＤを保持する複数の発注元の成形形状に対しての対
応が可能となる効果がある。

【００６９】さらに、学習機能をベースにしているた
め、設計側と生産側の面倒な取り決めは不要となる効果
がある。そして、加工情報等の付加は、３次元板金モデ
ルからの自動展開処理に付随する自動処理となるので、
２次元の場合に比べ大幅な時短効果が得られるという効
果がある。また、自動処理であり、人手を介さないた
め、ケアレスミスの発生する要因が無くなり、いわゆる
展開図検証時間が不要となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】３次元ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおける板金モ
デルの成型形状認識方法及びその装置の概略の構成を示
す概略図である。

【図２】成型形状の種類を説明する説明図である。

【図３】成型形状の種類を説明する説明図である。

【図４】成型形状自動認識処理のフローを説明するフロ
ーチャート図である。

【図５】図４の続きのフローチャート図である。

【図６】図５の続きのフローチャート図である。

【図７】図６の続きのフローチャート図である。

【図８】板金モデルの展開処理のフローを説明するフロ
ーチャート図である。

【図９】板金モデルを説明する説明図である。

【図１０】分類された板金モデルの面群を説明する説明
図である。

【図１１】成形形状のグルーピングを説明する説明図で
ある。

【図１２】付加された属性情報と中間面を説明する説明
図である。

【図１３】板金モデルの展開を説明する説明図である。

【図１４】属性情報の承継を説明する説明図である。

【図１５】記憶媒体の説明図である。

【符号の説明】

１ ３次元ＣＡＤ／ＣＡＭシステム ３ 表示部 ５ ３次元ＣＡＤ部 ７ ３次元ＣＡＤデータファイル ９ リンク制御部 １１ 基本属性入力部 １３ 成形形状認識管理部 １５ ３次元変換用データファイル １７ 変換部 １９ 形状データファイル ２１ 板金形状認識部 ２３ 面接合処理部 ２５ 成形形状分類部 ２７ 形状解析部 ２９ 成形形状学習部 ３１ 成形種類特定部 ３３ 手動特定部 ３５ 成形加工属性付加部 ３７ 展開部 ３９ データ送信部 ４１ 展開図データファイル ４３ 自動金型割付処理部 ４５ 通信ケーブル ４７ ＮＣ加工機

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の種類の３次元ＣＡＤモデルに係る
   データを変換して特定の３次元ＣＡＤに復元し、又は、
   ３次元ＣＡＤにより作成された、製品の３次元のモデル
   である板金モデルに存在する成形部分の形状である成形
   形状を認識して属性情報を付加する方法であって、 前記板金モデルに存在する前記成形形状を認識するため
   の処理を行うために、この板金モデルを面単位で、プロ
   グラムが処理を行う領域に取り込みを行う板金モデル取
   り込み工程と、 前記板金モデルに対して、材質、板厚、及び展開図の表
   となる側のデータである基本属性データを付加する基本
   属性データ付加工程と、 前記板金モデルに存在する各々の成形形状の面の集まり
   である成形形状面群と、板厚面の集まりである板厚面群
   と、板金モデルの表の面である表面群及び板金モデルの
   裏の面である裏面群からなる展開対象面群とを認識する
   板金形状認識工程と、 前記板厚面群、前記展開対象面群及び、前記成形形状面
   群を、連続する面同士で接合して、板厚形状、展開対象
   面形状、及び、成形形状を生成する面接合工程と、 複数の種類の前記成形形状の中から同一形状の成形形状
   毎に分類して、グループ化する成形形状分類工程と、 前記成形形状の幾何形状、材質、及び板厚から製品に存
   在する成形の種類を特定して、この成形種類に対応した
   属性情報を生成して一時的に格納する成形形状特定工程
   と、 一時的に格納されている前記属性情報を、製品を加工す
   るＮＣデータを作成することが出来るように前記板金モ
   デルに係る要素に付加する属性情報付加工程と、 を含んでいることを特徴とする板金モデルの成形形状認
   識方法。
2. 【請求項２】 前記板金形状認識工程において、成形形
   状を構成する面が、ａ：円柱面以外の曲面である場合、
   ｂ：接平面連続でなく直接平面に接続する円柱面の場
   合、ｃ：前記円柱面以外の曲面に全周で繋がる面である
   場合、ｄ：前記接平面連続でなく直接平面に接続する円
   柱面に全周で繋がる面である場合、ｅ：前記板厚面群の
   中の板厚面以外で展開対象面形状に存在する穴形状に接
   続する面である場合、ｆ：穴形状に接続する面に接続す
   る面である場合のうち、ａからｆいずれかに該当する面
   である場合を成形形状を構成する面と認識することを特
   徴とする請求項１記載の板金モデルの成形形状認識方
   法。
3. 【請求項３】 前記成形形状分類工程は、成形形状を構
   成する各々の面の幾何形状のマッチングと、前記成型形
   状に前記幾何形状以外の要素がある場合、この要素同士
   のマッチングとにより、同一種類か否かを判断して、同
   一種類の成形形状同士をグループ化することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の板金モデルの成形形状認識方
   法。
4. 【請求項４】 前記成形形状特定工程は、学習形状デー
   タベースに登録されている学習形状と、材質と、板厚と
   を参照して、前記成形形状と同一の学習形状で、材質
   と、板厚とが一致する場合、この登録されている学習形
   状に対応した金型中心、金型角度、及び、成形形状の上
   下の向きである属性情報を読み込み一時的に格納する自
   動属性情報格納工程と、前述の条件で一致する学習形状
   が無い場合は、手動により属性情報を入力するか、学習
   形状データベースに新たに登録して一時的に属性情報を
   格納する手動特定工程とを含むことを特徴とする請求項
   １、２又は３記載の板金モデルの成形形状認識方法。
5. 【請求項５】 前記属性情報付加工程は、一時的に格納
   してある前記属性情報を展開対象面形状の表面に存在す
   る成形形状を取り除いた後の穴形状が存在する位置を基
   準として付加する格納属性情報付加工程と、前記板金モ
   デルを展開して板金モデル展開形状を生成する板金モデ
   ル展開形状生成工程と、前記展開対象面形状に付加され
   た属性情報を前記板金モデル展開形状に承継する属性情
   報承継工程とを含むことを特徴とする請求項１、２、３
   又は４記載の板金モデルの成形形状認識方法。
6. 【請求項６】 前記属性情報承継工程は、学習形状デー
   タベースに登録された学習形状の加工工程を参照して、
   多工程にわたる成形加工で下穴等が必要であれば、その
   下穴の形状を自動で前記板金モデル展開形状に追加する
   ことを特徴とする請求項５記載の板金モデルの成形形状
   認識方法。
7. 【請求項７】 前記属性情報承継工程は、学習形状デー
   タベースに登録された学習形状の加工工程を参照して、
   単工程で穴が不要な場合は、板金モデル展開形状に発生
   している穴形状を削除することを特徴とする請求項５又
   は６記載の板金モデルの成形形状認識方法。
8. 【請求項８】 複数の種類の３次元ＣＡＤモデルに係る
   データを変換して特定の３次元ＣＡＤに復元し、又は、
   ３次元ＣＡＤにより作成された、製品の３次元のモデル
   である板金モデルに存在する成形部分の形状である成形
   形状を認識して属性情報を付加する装置であって、 前記板金モデルに存在する前記成形形状を認識するため
   の処理を行うために、この板金モデルを面単位で、プロ
   グラムが処理を行う領域に取り込みを行う板金モデル取
   り込み手段と、 前記板金モデルに対して、材質、板厚、及び展開図の表
   となる側のデータである基本属性データを付加する基本
   属性データ付加手段と、 前記板金モデルに存在する各々の成形形状の面の集まり
   である成形形状面群と、板厚面の集まりである板厚面群
   と、板金モデルの表の面である表面群及び板金モデルの
   裏の面である裏面群からなる展開対象面群とを認識する
   板金形状認識手段と、 前記板厚面群、前記展開対象面群及び、前記成形形状面
   群を、連続する面同士で接合して、板厚形状、展開対象
   面形状、及び、成形形状を生成する面接合手段と、 複数の種類の前記成形形状の中から同一形状の成形形状
   毎に分類して、グループ化する成形形状分類手段と、 前記成形形状の幾何形状、材質、及び板厚から製品に存
   在する成形の種類を特定して、この成形種類に対応した
   属性情報を生成して一時的に格納する成形形状特定手段
   と、 一時的に格納されている前記属性情報を、製品を加工す
   るＮＣデータを作成することが出来るように前記板金モ
   デルに係る要素に付加する属性情報付加手段と、 を備えていることを特徴とする板金モデルの成形形状認
   識装置。
9. 【請求項９】 コンピュータにより、成形形状識別装置
   を制御するための制御プログラムを記憶したコンピュー
   タ読みとり可能の記憶媒体であって、この制御プログラ
   ムは、 前記板金モデルに存在する前記成形形状を認識するため
   の処理を行うために、この板金モデルを面単位で、プロ
   グラムが処理を行う領域に取り込みを行う板金モデル取
   り込みプログラムと、 前記板金モデルに対して、材質、板厚、及び展開図の表
   となる側のデータである基本属性データを付加する基本
   属性データ付加プログラムと、 前記板金モデルに存在する各々の成形形状の面の集まり
   である成形形状面群と、板厚面の集まりである板厚面群
   と、板金モデルの表の面である表面群及び板金モデルの
   裏の面である裏面群からなる展開対象面群とを認識する
   板金形状認識プログラムと、 前記板厚面群、前記展開対象面群及び、前記成形形状面
   群を、連続する面同士で接合して、板厚形状、展開対象
   面形状、及び、成形形状を生成する面接合プログラム
   と、 複数の種類の前記成形形状の中から同一形状の成形形状
   毎に分類して、グループ化する成形形状分類プログラム
   と、 前記成形形状の幾何形状、材質、及び板厚から製品に存
   在する成形の種類を特定して、この成形種類に対応した
   属性情報を生成して一時的に格納する成形形状特定プロ
   グラムと、 一時的に格納されている前記属性情報を、製品を加工す
   るＮＣデータを作成することが出来るように前記板金モ
   デルに係る要素に付加する属性情報付加プログラムと、 を記憶していることを特徴とする板金モデルの成形形状
   認識方法のプログラムを記憶したコンピュータ読みとり
   可能の記憶媒体。