JP2002321027A - 金型の設計方法及び設計装置 - Google Patents

金型の設計方法及び設計装置

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JP2002321027A
JP2002321027A JP2001132208A JP2001132208A JP2002321027A JP 2002321027 A JP2002321027 A JP 2002321027A JP 2001132208 A JP2001132208 A JP 2001132208A JP 2001132208 A JP2001132208 A JP 2001132208A JP 2002321027 A JP2002321027 A JP 2002321027A
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Akira Oshitani
昭 押谷
Hatsuko Takashika
初子 高鹿
Takehisa Yamada
丘央 山田
Tadashi Shimizu
正 志水
Tomoharu Kamiya
智治 神谷
Yutaka Takamatsu
豊 高松
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Fujitsu Ltd
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Shimizu Industry Co Ltd
Fujitsu Ltd
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    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3835—Designing moulds, e.g. using CAD-CAM
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
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    • G05B2219/35044—Tool, design of tool, mold, die tooling

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Abstract

(57)【要約】 【課題】金型の設計及び製造を効率化し得る金型の設計
方法を提供する。 【解決手段】非切削部の形状を示す非切削部情報と、切
削部の形状を示す切削部情報とが対応した状態でデータ
ベース６に格納されているので、金型の形状から切削部
情報を読み出して、実際に切削する加工形状を容易に認
識することが可能となる。

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、種々の製品を成
形するための金型の製造方法に関するものである。
【０００２】種々の製品を成形するための金型を製造す
るには、ＣＡＤシステムにより製品に対応した金型デー
タの入力及び抽出を行い、その金型データに基づいて金
型の設計が行われる。次いで、設計された金型データ
を、ＣＡＭシステムにより製品を製造するための設計デ
ータに変更あるいは変換する。このようなシステムによ
り、製品に関する仕上がり形状や寸法情報を入力するこ
とにより、相応する金型あるいは金型を構成する部品群
等の設計データが出力される。そして、このようなシス
テムを使用した金型の設計及び製造をさらに効率化する
ことが必要となっている。
【０００３】
【従来の技術】従来、加工製品を製造するための金型あ
るいは金型を構成する複数の部品等を設計する場合に
は、製品の形状に関するデータをＣＡＤ(Computer Aide
d Design)システムに入力し、その製品に対応した金型
あるいは金型を構成する部品の型データをデータベース
から抽出する。
【０００４】そして、抽出した型データに基づいて、使
用する金型の分割面を決定し、さらに必要であれば、入
れ子データや、その他の付属する金型の設計を行う。次
いで、ＣＡＤシステムにより生成された設計データをＮ
Ｃ(Numerical Control)装置等によって、加工製品を製
造するための金型の加工ができるような設計データに変
更あるいは変換し、ＣＡＭ(Computer Aided Manufactur
ing)システムによりＮＣデータを作成し、金型の製造工
程を管理している。
【０００５】このようなシステムでは、製品に関する仕
上がり形状や寸法情報を入力することにより、相応する
金型あるいは金型を構成する部品群等の設計データを出
力可能である。
【０００６】このとき、ＣＡＤシステムによる設計作業
を行う設計者は、金型の設計データに経験に基づく修正
や改良を加え、ＣＡＭシステムによる加工作業者も、経
験に基づく修正を加えながら、加工用の設計データを作
成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の金
型製造方法では、型データとして抽出されるデータは、
金型あるいは金型を構成する各部分の仕上がり時のデー
タのみである。
【０００８】このデータは、金型あるいは金型を構成す
る部品毎の仕上がり寸法を認識することはできるが、金
型あるいは金型を構成する部品を実際に切削するための
切削情報は備えておらず、切削部分の形状、幅、深さ、
切削に要する時間等の切削情報を定量化することはでき
なかった。
【０００９】また、金型あるいは金型を構成する部品毎
の切削情報と非切削情報とは、対応させた状態で管理さ
れていない。従って、同一の製品を製造するための金型
あるいは金型を構成する部品群であるにも関わらず、切
削部と非切削部の対応がとれていないため、仕上がり時
に金型及び部品群間で不整合部分が生じたり、ＣＡＭシ
ステムによる加工データ作成のミスが生じやすい。
【００１０】また、非切削情報のみを用いて作業を行う
ため、ＣＡＤシステムによる金型の設計工程が終了する
まで、ＣＡＭシステムによる金型の製造工程を開始する
ことができない。このため、金型設計に多大な時間を要
するという問題点がある。
【００１１】さらに、ＣＡＭシステムによる加工作業時
に作成した加工データ、金型を構成するユニット情報、
作業工程情報、各加工作業者のノウハウ等を一元的に管
理し、それらを共有することは行われていない。従っ
て、共通の型データに基づいて金型を製造しても、金型
の仕上がりは作業者毎に異なってしまうという問題点が
ある。
【００１２】また、ＣＡＤシステムのディスプレイ上に
おいて、金型の構成をユニット単位で参照することはで
きず、各ユニット毎の部品表、あるいは進捗状況等、作
業者が必要とする情報を取り出すための作業が煩雑であ
った。
【００１３】この発明の目的は、金型の設計及び製造を
効率化し得る金型の設計方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】非切削部の形状を示す非
切削部情報と、切削部の形状を示す切削部情報とが対応
した状態でデータベースに格納されているので、金型の
形状から切削部情報を読み出して、実際に切削する加工
形状を容易に認識することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、この発明を具体化した設
計装置の概要を示す。複数のＣＡＤシステム１は、設計
者が金型の設計を行う端末装置であり、入力装置として
のキーボード、演算装置、表示装置等を備えるととも
に、設計データ等を一時的に格納するパートファイル２
がそれぞれ備えられる。
【００１６】前記各ＣＡＤシステム１は、金型の製造デ
ータを作成するＣＡＭシステム３及び種々のデータベー
スが格納されるサーバ４に接続される。ＣＡＭシステム
３は、加工工程情報管理及び型部品生産管理等の金型製
造に関する管理動作を行う。
【００１７】前記サーバ４には、部品データベース５、
型構成情報データベース６及び設計文書情報データベー
ス７が形成される。部品データベース５は、金型を構成
する種々の部品情報が格納される。その部品情報の一つ
として、各金型部品の形状データ（非切削部情報）が３
次元ＣＡＤのソリッドデータとして格納される。
【００１８】また、部品データベース５には、図６に示
すように、部品表情報、配置情報、作業進度情報、工程
情報、関連部品情報等が当該部品の登録時の情報として
格納される。
【００１９】前記型構成情報データベース６には、各金
型部品の加工データ（切削部情報）が前記形状データに
対応した状態で格納される。この加工データは前記ＣＡ
Ｍシステム３により前記形状データに基づいて算出さ
れ、前記形状データと同様に３次元ＣＡＤのソリッドデ
ータとして格納される。
【００２０】前記形状データと加工データの関係を図２
に従って説明する。ネジ孔８ａを備えた入れ子８と、そ
の入れ子８を挿入するための凹部９ａを備えた金型９を
設計する場合、ＣＡＭシステム３により、部品データベ
ース５から読み出された部品情報に基づいて、入れ子８
及び金型９の外形データの算出と、ネジ孔８ａ及び凹部
９ａの加工データの算出とが行われる。そして、その外
形データと加工データとを対応させた状態で、型構成情
報データベース６に格納される。
【００２１】上記のような部品情報の型構成情報データ
ベース６への格納例を図３に従って説明すると、まず一
つの部品の部品情報として、部品No.、部品種別、寸
法、金型情報、非切削部情報等が格納される。
【００２２】非切削部情報は、非切削部の部品No.、部
品種別、寸法、金型情報及び当該非切削部に対応する切
削部情報等が格納される。
【００２３】切削部情報は、切削部の部品No.、部品種
別、個数、寸法、体積、切削時間、公差、工程情報等が
格納される。
【００２４】また、前記形状データ及び加工データは、
図４に示すように、金型を構成するユニット毎に格納さ
れる。すなわち、各ユニットにはユニットＩＤが設定さ
れるとともに、各ユニットは構成部品すなわち非切削部
情報と、加工形状すなわち切削部情報とに分類される。
【００２５】構成部品は、さらに主要部品と付属部品と
に分類され、それぞれ部品ＩＤが付与されて、型構成情
報データベース６に格納されている。加工形状は、対応
する相手部品毎に分類されてそれぞれ部品ＩＤが付与さ
れ、さらに各加工形状に対応する工程毎に工程ＩＤが付
与されて、型構成情報データベース６に格納されてい
る。
【００２６】また、前記型構成情報データベース６に
は、上記のようなデータに加えて、図７に示すように、
部品表情報、部品配置情報、電極情報、工程情報、配線
及び配管関連情報等が格納される。
【００２７】前記設計文書情報データベース７には、図
５に示すように、不具合事例、設計ルール等の文書デー
タが格納される。その文書データの内容は、文書カテゴ
リとして不具合事例、設計ルール等が分類され、次の階
層のデータとして対象部品が分類される。そして、各対
象部品に関し、次の階層のデータとして例えば不具合事
例の題目が分類され、最下層のデータとして、各不具合
事例の内容を記載した登録文書が格納されている。
【００２８】上記のような設計装置では、次に示す各動
作が可能となる。図６に示すように、前記ＣＡＤシステ
ム１のＣＡＤ端末１０に部品番号、部品名、材質等を入
力して、検索操作を行うと、サーバ４内の部品データベ
ース５から該当する部品の形状データがＣＡＤ端末１０
にダウンロードされ、ＣＡＤ／ＣＡＭアプリケーション
による処理が施されて、ＣＡＤシステム１のパートファ
イル２に格納される。
【００２９】このようにして読み出された部品情報に対
し、切削部情報を加工データとして算出して、形状デー
タとともに型構成情報データベース６に格納可能であ
る。図７に示すように、ＣＡＤ端末１０から設計中の部
品に関し、設計工程の進捗、予定等を入力すると、それ
らの入力データを型構成情報データベース６に登録可能
であるとともに、部品表情報、配置情報、作業進度情
報、工程情報、関連部品情報等を合わせて格納可能であ
る。
【００３０】そして、設計中の型構成情報データベース
６をＣＡＤ端末１０で閲覧することにより、総部品点数
及び購入部品数の把握、加工工数の見積もり等が可能と
なる。
【００３１】図８に示すように、ＣＡＤ端末１０、サー
バ４及びＣＡＭシステムのＣＡＭ端末１１がＬＡＮを介
して接続されているので、型構成情報データベース６に
格納されている情報あるいはパートファイル２に格納さ
れている情報をＣＡＭ端末１１に読み出して参照可能で
ある。
【００３２】また、ＣＡＭ工程における工程変更、作業
進度を型構成情報データベース６に登録することもでき
る。図９に示すように、ＣＡＤ端末１０から型構成情報
データベース６に格納されている型構成情報を閲覧し、
その型構成情報に関連した不具合事例等の関連文書を設
計文書情報データベース７から検索し、その関連文書を
型構成情報とともに設計者端末に表示することも可能で
ある。
【００３３】図１０は、上記設計装置によるデータ登録
処理動作を示す。金型を設計するための部品情報が入力
装置から入力されると、ＣＡＤシステム１はその部品情
報を読み込み（ステップ１）、部品データベース５から
関連する部品情報を抽出する（ステップ２）。
【００３４】関連する部品情報が抽出されると（ステッ
プ３）、当該部品情報から設計しようとする金型及び入
れ子の形状データ（非切削部情報）を求め（ステップ
４）、次いで、金型及び入れ子の加工データ（切削部情
報）を算出する（ステップ５）。
【００３５】ステップ３において、関連する部品情報が
抽出されない場合には、ステップ６に移行する。次い
で、設計文書情報データベース７に当該金型に関連する
文書データが存在するか否かを判別し（ステップ６）、
関連する文書が存在する場合には、当該する文書を抽出
する（ステップ７）。
【００３６】そして、抽出された文書データを参照し
て、必要であれば形状データ及び加工データの修正を行
った後、その形状データ及び加工データを対応させた状
態で、型構成情報データベース６に格納して（ステップ
８）、データ登録処理を終了する。ステップ６におい
て、関連する文書が存在しない場合には、ステップ８に
移行する。
【００３７】図１１は、上記設計装置による金型設計処
理動作を示す。金型を設計するための部品情報が入力装
置から入力されると、ＣＡＤシステム１はその部品情報
を読み込み（ステップ１１）、部品データベース５から
関連する部品情報を抽出する（ステップ１２）。
【００３８】次いで、抽出された部品情報から金型及び
入れ子の形状データを抽出し、（ステップ１３）、型構
成情報データベース６に対応する加工データが存在する
か否かを判別し（ステップ１４）、存在する場合には対
応する加工データを抽出し（ステップ１５）、存在しな
い場合にはステップ１６に移行する。
【００３９】次いで、設計文書情報データベース７に当
該金型に関連する文書データが存在するか否かを判別し
（ステップ１６）、関連する文書が存在する場合には、
当該する文書を抽出する（ステップ１７）。関連する文
書が存在しない場合には、ステップ１９に移行する。
【００４０】そして、抽出された文書データを参照し
て、設計データの変更を行うか否かを判別し（ステップ
１８）、設計データの変更を行う場合には、ステップ１
１に移行して、同様の作業を繰り返す。
【００４１】ステップ１８において、設計データの変更
を行わない場合には、形状データ及び加工データに基づ
く金型設計データを生成して出力する（ステップ１
９）。上記のように構成された設計装置では、次に示す
作用効果を得ることができる。 （１）金型部品の非切削部情報である形状データと、切
削部情報である加工データとが対応した状態で型構成情
報データベース６に格納されているので、実際に切削す
る加工形状を容易に認識することができる。 （２）形状データと、加工データとが対応した部品デー
タが型構成情報データベース６に格納されているので、
ＣＡＤシステム１による設計作業に並行して、ＣＡＭシ
ステム３による金型製造作業を開始することができる。
従って、金型の迅速な荒取り加工を実現することができ
る。 （３）形状データと加工データとからなる部品情報を、
金型ユニット単位で階層的に管理することができるの
で、ＣＡＤシステム１において、各ユニット毎の部品
表、あるいは進捗状況等、作業者が必要とする情報を容
易に取り出すことができ、型設計変更にともなうデザイ
ンレビューや、型の全体構成の把握が容易となる。 （４）型構成情報データベース６に格納されたデータに
より、金型の設計、製造工程に必要なデータを、ＣＡＤ
担当者及びＣＡＭ担当者で共有することができる。 （５）型構成情報データベース６に格納されているデー
タに基づいて、金型ユニットあるいは金型部品をＣＡＤ
システム１のディスプレイ上で組み立てて、デジタルモ
ックアップを形成することにより、金型設計及び製造時
における金型の全体構成を速やかに把握することができ
る。 （６）金型ユニットあるいは金型部品の形状データに加
工データが付与されているので、加工情報を後工程に渡
す際に図面を必要とすることはない。従って、加工工程
への移行を効率的に行うことができるとともに、ミスの
発生を防止することができる。 （７）設計文書情報データベース７に格納されたデータ
により、過去の金型設計、製造、組み立てにおける不具
合事例や、作業進捗情報等を容易に閲覧することができ
る。従って、設計上のノウハウを共有することができ、
設計者個人の経験に頼ることなく設計作業を行うことが
できるので、製造される金型の品質を向上させることが
できる。
【００４２】上記実施の形態は、次に示すように変更す
ることもできる。 ・部品データベース５、型構成情報データベース６及び
設計文書情報データベース７は、サーバ４以外のデータ
保持手段に格納する構成としてもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明は金型の
設計及び製造を効率化し得る金型の設計方法を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 金型の設計装置の概要を示す説明図である。
【図２】 形状データ及び加工データの概念を示す説明
図である。
【図３】 形状データ及び加工データの格納内容を示す
説明図である。
【図４】 金型ユニットの構成を示す説明図である。
【図５】 設計文書情報データベースの格納内容を示す
説明図である。
【図６】 金型設計装置の機能を示す説明図である。
【図７】 金型設計装置の機能を示す説明図である。
【図８】 金型設計装置の機能を示す説明図である。
【図９】 金型設計装置の機能を示す説明図である。
【図１０】 金型設計装置のデータ登録処理動作を示す
フローチャート図である。
【図１１】 金型設計装置の設計処理動作を示すフロー
チャート図である。
【符号の説明】
１ ＣＡＤシステム ３ ＣＡＭシステム ５ データベース（部品データベース） ６ データベース（型構成情報データベース） １０ ＣＡＤ端末 １１ ＣＡＭ端末
フロントページの続き (72)発明者 高鹿 初子 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 山田 丘央 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 志水 正 愛知県刈谷市一ツ木町茶煎坊下１番地 シ ミズ工業株式会社内 (72)発明者 神谷 智治 愛知県刈谷市一ツ木町茶煎坊下１番地 シ ミズ工業株式会社内 (72)発明者 高松 豊 愛知県刈谷市一ツ木町茶煎坊下１番地 シ ミズ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E050 JB02 JC03 4F202 AM23 CA30 CB01 CD18 CD28 5B046 AA05 KA05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金型材を切削して金型を作成する際に、
    非切削部の形状を示す非切削部情報と、切削部の形状を
    示す切削部情報とを対応させてデータベースに格納し、
    該データベースに格納された非切削部情報及び切削部情
    報に基づいて金型の設計及び製造を行うことを特徴とす
    る金型の設計方法。
  2. 【請求項２】 前記非切削部情報及び切削部情報は、金
    型ユニット毎に階層的に格納することを特徴とする請求
    項１記載の金型の設計方法。
  3. 【請求項３】 前記金型の設計及び製造は、データベー
    スにあらかじめ格納されている過去の作業情報を加味し
    て行うことを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記
    載の金型の設計方法。
  4. 【請求項４】 金型の非切削部の形状を示す非切削部情
    報と、切削部の形状を示す切削部情報とを対応させて格
    納したデータベースと、 前記データベースに格納された情報に基づいて、金型の
    設計を行うＣＡＤシステムと、 前記データベースに格納された情報及び前記ＣＡＤシス
    テムで生成された設計データに基づいて金型の製造を管
    理するＣＡＭシステムとを備えたことを特徴とする金型
    の設計装置。
  5. 【請求項５】 前記データベースは、型構成情報を格納
    したデータベースを含み、該データベースをＣＡＤシス
    テム及びＣＡＭシステムの複数の端末で共有可能とした
    ことを特徴とする請求項４記載の金型の設計装置。
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