JP6735367B2 - 成形型の修正方法 - Google Patents

Description

本発明は、製品を成形する成形型の修正方法に関する。

特開２００８−２８７４６８号公報には、成形型を用いて製品を試作成形し、試作成形した製品の代表点における三次元座標値を、各代表点の設計値を基準とする相対座標で表したグラフを表示するものが開示されている。

特開２００８−２８７４６８号公報の技術のように、製品上の多数の箇所の情報をグラフにより表示した場合、作業員が一見して製品の精度の良否を把握することが難しい問題がある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、作業員により一見して製品の精度の良否を把握することができる成形型の修正方法を提供することを目的とする。

本発明の成形型の修正方法は、製品の三次元形状と設計値の情報とを有する設計製品モデルを、あらかじめ設定された三次元座標系である製品座標系上において設計する製品設計工程と、前記設計製品モデルに基づき、前記製品を成形する成形型を作成する成形型作成工程と、前記成形型を用いて製品を試作成形する試作成形工程と、試作成形された前記製品における複数の測定点の位置を、あらかじめ設定された三次元座標系である測定座標系上において測定する測定工程と、前記測定工程において測定した前記測定点の測定値と、前記測定点に対応する前記設計製品モデル上の点の設計値とのずれの大きさを算出するずれ情報算出工程と、前記設計製品モデルの前記製品の形状を示す図面と、前記ずれの大きさとを表示部に表示する表示工程と、前記測定点における前記ずれの大きさが小さくなるように、前記製品座標系の位置を調整する基準調整工程と、調整後の前記製品座標系における設計値に対する前記ずれの大きさを算出するずれ情報再算出工程と、前記製品上の前記製品座標系の位置を、前記基準調整工程において調整後の前記製品座標系の位置とするように、前記成形型を修正する成形型修正工程と、を有する。
さらに、前記基準調整工程において、前記測定点における前記ずれの大きさの和が小さくなるように前記製品座標系を調整する。
またさらに、前記基準調整工程において、選択した前記測定点における前記ずれの大きさの和が小さくなるように前記製品座標系の移動量を算出する部分ベストフィットと、すべての前記測定点における前記ずれの大きさの和が小さくなるように前記製品座標系の移動量を算出する全体ベストフィットと、を有し、前記部分ベストフィットによる前記移動量の値、前記全体ベストフィットによる前記移動量の値、前記部分ベストフィットによる前記移動量と前記全体ベストフィットによる前記移動量との中間値、および、前記部分ベストフィットによる前記移動量と前記全体ベストフィットによる前記移動量とに挟まれる範囲内において、それぞれの前記移動量の重みづけを複数変えた値の算出を同時に行い、その算出結果群の中から、作業員が、成形型の修正方法を勘案して１つの算出結果を選択して、選択された算出結果による値に基づいて前記製品座標系を調整する。

よって、製品の図面上にずれの大きさを表示するため、作業員は、ずれの大きさを一見して把握することができ、製品座標系の調整による作業員の作業量を低減することができる。また、製品座標系の位置を調整した後のずれの大きさに基づき成形型の修正を行うため、成形型の修正を少なくすることができる。
さらに、自動的に製品座標系の調整を行うことができ、作業員の作業量を低減することができる。
またさらに、成形型の修正が難しい部位や、修正に工数がかかる部位の測定点について部分ベストフィットを行うように選択することで、成形型の修正を容易にすることができる。また、部分ベストフィットを行うように選択された測定点の部位に求められる精度に応じて、部分ベストフィットによる測定点におけるずれの大きさの和と、全体ベストフィットによる測定点におけるずれの大きさの和の重みを設定することができる。

また、前記基準調整工程において、前記製品座標系の平行移動量、および、各座標軸周りの回転移動量を、作業員が入力することにより前記製品座標系の移動量を調整する。よって、作業員にとって直感的に分かり易い形式で、製品座標系の移動量を入力することができる。

さらに、前記基準調整工程において、前記測定点のうち、前記製品における前記製品座標系を規定する部位の前記測定点の目標値を、作業員が入力することにより前記製品座標系の移動量を調整する。よって、製品を成形した後に、製品における製品座標系を規定する部位の成形型の加工調整量を勘案して、製品座標系の調整を行うことができる。

本発明によれば、作業員はずれの大きさを一見して把握することができる

成形型修正システムの構成を示すブロック図である。 設計製品モデルの例を示す図である。 測定データの例を示す図である。 軸間検査表の例を示す図である。 図５Ａ〜図５Ｃは、ずれ情報平面図を示す図である。 成形型修正データ作成装置の構成を示すブロック図である。 処理部における処理の流れを示すフローチャートである。 設計製品モデルを投影する投影面と、投影面に表示させるずれ情報との対応付けについて説明する図である。 図９Ａは、ずれ方向を示す記号を切り換える前のずれ情報平面図である。図９Ｂは、ずれ方向を示す記号を切り換えた後のずれ情報平面図である。 図１０Ａは、ずれ情報の表示位置を調整する前のずれ情報平面図である。図１０Ｂは、ずれ情報の表示位置を調整した後のずれ情報平面図である。 図１１Ａおよび図１１Ｂは、ずれ情報の表示を移動させる方法の例を示す図である。 ずれ情報立体図を示す図である。 ずれ情報立体図を示す図である。 基準調整ウィンドウの例を示す図である。 基準調整部における処理の流れを示すフローチャートである。 製品座標系の調整後のずれ情報立体図を示す図である。 調整代を有する穴や端面について説明する図である。 ＲＰＳ基準調整ウィンドウの例を示す図である。 基準調整部における処理の流れを示すフローチャートである。 ベストフィット基準調整ウィンドウを示す図である。 基準調整部における処理の流れを示すフローチャートである。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。下記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

〔第１の実施の形態〕
［成形型修正システムの構成］
図１は成形型修正システム１０の構成を示すブロック図である。成形型修正システム１０は、設計製品ＣＡＤデータ作成装置１２、成形型加工ＮＣプログラム作成装置１４、成形型加工機１６、製品成形機１８、三次元測定機２０、成形型修正データ作成装置２２を有している。

設計製品ＣＡＤデータ作成装置１２は、パーソナルコンピュータ等であって、ソフトウェアとしてＣＡＤが搭載されている装置である。設計製品ＣＡＤデータ作成装置１２は、作業員によって操作され、製品の三次元形状、および、その他の属性データからなる設計製品モデル５０の設計を行う。図２は設計製品モデル５０の例を示す図である。設計製品モデル５０は、あらかじめ決められた三次元座標系（以下、製品座標系と記載する）において設計されている。設計製品モデル５０は、その他の属性データとして、設計製品モデル５０上の穴の中心位置や端面位置の製品座標系上の座標（以下、設計値と記載する）とを有している。設計製品ＣＡＤデータ作成装置１２において、設計製品モデル５０を設計する工程は、本発明の製品設計工程に相当する。

成形型加工ＮＣプログラム作成装置１４は、パーソナルコンピュータ等であって、ソフトウェアとしてＣＡＤおよびＣＡＭが搭載されている装置である。成形型加工ＮＣプログラム作成装置１４は、設計製品ＣＡＤデータ作成装置１２において設計された設計製品モデル５０を基に図示しない成形型モデルの設計を行う。さらに成形型加工ＮＣプログラム作成装置１４は、成形型加工機１６において、成形型モデルに基づいて成形型を加工するための数値制御プログラムを作成する。

成形型加工機１６は、数値制御プログラムに応じて加工を行う数値制御工作機械である。成形型加工ＮＣプログラム作成装置１４において作成された数値制御プログラムに応じて、図示しない成形型の加工を行う。成形型加工機１６により成形型を作成する工程は、本発明の成形型作成工程に相当する。

製品成形機１８は、成形型加工機１６において加工された成形型を用いて鋳造を行う鋳造機械である。製品成形機１８により、図示しない製品を試作成形する。製品成形機１８により製品を試作成形する工程は、本発明の試作成形工程に相当する。

三次元測定機２０は、光学式または接触式の測定機である。図３は測定データ５２の例を示す図である。三次元測定機２０は、製品のあらかじめ決められた穴の中心位置や端面位置（以下、測定点とも記載する）を、あらかじめ設定された三次元座標系（以下、測定座標系と記載する）上の座標（以下、測定値と記載する）として測定し、あらかじめ三次元測定機２０に入力された公差の情報を基に、作業員が容易に評価するために、測定値と設計値のずれを測定データ５２として出力する。測定座標系は、基本的には前述の製品座標系と同じ座標系を用いるが、製品座標系と異なる測定座標系を用いた場合には、後の処理によって測定値を製品座標系と同じ座標系の値に変換する。三次元測定機２０により、製品の測定点を測定する工程は、本発明の測定工程に相当する。

各測定点は、図２に示すように、それぞれ４桁の識別子を有している。以下、個別の測定点について言及するときには、例えば、測定点Ｃ３１３のように識別子を付して記載するが、個別の測定点について言及しないときには識別子は付さない。

成形型修正データ作成装置２２は、パーソナルコンピュータ等であって、設計製品ＣＡＤデータ作成装置１２において設計された設計製品モデル５０と、三次元測定機２０において出力された測定データ５２とに基づき、軸間検査表５４を作成する装置である。図４は軸間検査表５４の例を示す図である。軸間検査表５４は、図４に示すように各測定点の設計値、公差、設計値に対するずれ情報等が記載されている。成形型修正データ作成装置２２については、後に詳述する。なお、設計製品ＣＡＤデータ作成装置１２、成形型加工ＮＣプログラム作成装置１４および成形型修正データ作成装置２２を１台の装置により構成してもよい。

成形型加工ＮＣプログラム作成装置１４は、成形型修正データ作成装置２２において作成された軸間検査表５４に基づいて、図示しない成形型修正図を作成する。成形型加工ＮＣプログラム作成装置１４は、成形型修正図に基づいた数値制御プログラムを作成する。成形型加工機１６は、成形型加工ＮＣプログラム作成装置１４において作成された成形型修正図に基づいて作成された数値制御プログラムにしたがって、成形型の修正加工を行う。成形型加工機１６により、成形型の修正加工を行う工程は、成形型修正工程に相当する。

［成形型修正について］
成形型修正について概略を説明する。図５Ａ〜図５Ｃは、設計製品モデル５０を平面に投影した二次元の図面上に、各測定点の設計値と測定値とのずれの大きさと方向（以下、ずれの大きさと方向とを合わせてずれ情報とも記載する）を記載した図である。以下、この図面をずれ情報平面図と記載する。図５Ａ〜図５Ｃは実際の図面の状態を示すため識別子や符号は付していない。

穴の中心位置のずれ情報は、ずれの大きさが数字で表示され、ずれの方向が矢印の記号で表示されている。端面位置のずれ情報は、ずれの大きさが数字で表示され、ずれの方向が「凹」または「凸」の記号で表示されている。ずれの方向が表示部２６（図６）に正対する作業者に向かって近づく方向が「凸」と表示され、作業者から離れる方向であるときに「凹」と表示されている。ずれの大きさの単位は［ｍｍ］である。さらに、ずれの大きさが公差の範囲内であるずれ情報は青色で表示され、公差の範囲外であるずれ情報は赤色で表示されている。なお、図５Ａ〜図５Ｃは白黒で表示されているため、ずれの大きさが公差の範囲内外に関わらず、ずれ情報は黒色で表示され、公差の範囲外であるずれ情報のみ四角の枠で囲われて表示されている。

このようにずれ情報が表示されることにより、各測定点のずれの大きさが公差の範囲内外であるのか、また各測定点のずれの方向がどの方向であるのかを、作業員は一見して把握することができる。

作業員は、各測定点のずれ情報をもとに図面上の製品座標系の位置を調整する。製品座標系を移動させると、製品座標系の移動に伴って測定値は変化する。よって、設計値に対する各測定点の測定値のずれの大きさも変化することとなる。つまり、製品座標系の位置を調整することによって、各測定点のずれの大きさを調整することができる。作業員は、製品座標系の位置を調整することで、できるだけ多くの測定点におけるずれの大きさが公差の範囲内となるようにする。または、作業員は、製品座標系の位置を調整することで、成形型の修正が難しい部位や、修正に工数がかかる部位の測定点について、ずれの大きさが公差の範囲内となるようにする。

成形後の製品には、製品上における製品座標系を定義するための穴や端面が形成されている。試作成形品の測定値を基に、製品座標系の調整を行うために、成形型の穴中心座標や端面位置には調整代を有している。すなわち試作成形品には、この成形型の調整代が形成されている。例えば、調整代を有している穴の径は、最終的な製品における穴の径よりも小径に形成されている。製品を成形した後に、穴の中心位置をずらした位置で、穴の径を大きくするように加工することにより、成形型修正前の成形品の穴の中心位置から最終的な製品の穴の中心位置をずらすことができる。製品の成形後に調整代を有する穴や端面を加工することにより、製品上における製品座標系の位置が調整される。成形型の修正は、調整後の製品座標系における設計値に対する測定値のずれの大きさと方向に基づいて行われる。

従来では、計算により各測定点のずれ情報を求め、図面上にずれ情報を記載する作業（以下、ずれ情報記載作業と記載）と、製品座標系の位置を調整する作業（以下、基準調整作業と記載）を人によって行っていた。成形型修正データ作成装置２２は、ずれ情報記載作業を自動化するとともに、基準調整作業の一部を自動化する装置である。

［成形型修正データ作成装置］
図６は成形型修正データ作成装置２２の構成を示すブロック図である。成形型修正データ作成装置２２は、入力部２４、表示部２６、本体２８を有している。

入力部２４は、キーボードやマウス等の作業員により操作されるデバイスである。表示部２６は、画像や文字等を表示可能なディスプレイである。本体２８は、処理部３０、記憶部３２を有している。処理部３０は、ＣＰＵ等のプロセッサである。記憶部３２は、ハードディスク等の記憶媒体である。

処理部３０は、設計製品モデル読込部３４、測定データ読込部３６、座標変換部３８、ずれ情報算出部４０、環境設定部４２、表示制御部４４、基準調整部４６および軸間検査表作成部４８を有している。

設計製品モデル読込部３４は、設計製品ＣＡＤデータ作成装置１２から設計製品モデル５０を読み込む。測定データ読込部３６は、三次元測定機２０から測定データ５２を読み込む。座標変換部３８は、三次元測定機２０において製品座標系と異なる測定座標系を用いた場合には、測定値を製品座標系と同じ座標系の値に変換する。ずれ情報算出部４０は、設計製品モデル５０と測定データ５２とから、測定点の設計値と測定値とのずれの大きさと方向とをずれ情報として算出する。ずれ情報算出部４０によってずれ情報を算出する工程は、本発明のずれ情報算出工程、および、ずれ情報再算出工程に相当する。

環境設定部４２は、ずれ情報平面図におけるずれ情報の表示に関する設定を行う。表示制御部４４は表示部２６に表示させる画像等を編集し、また表示部２６に画像等を表示させるための制御信号を生成し、表示部２６を制御する。基準調整部４６は、製品座標系の位置を調整する。基準調整部４６により製品座標系の位置を調整する工程は、本発明の基準調整工程に相当する。軸間検査表作成部４８は、各測定点のずれ情報に基づき軸間検査表５４を作成する。

［処理部における処理］
図７は処理部３０における処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１では、設計製品モデル読込部３４において、設計製品ＣＡＤデータ作成装置１２から設計製品モデル５０を読み込む。ステップＳ２では、測定データ読込部３６において、三次元測定機２０から測定データ５２を読み込む。ステップＳ３では、三次元測定機２０において製品座標系と異なる測定座標系を用いた場合には、座標変換部３８において、測定値を製品座標系と同じ座標系の値に変換する。

ステップＳ４では、ずれ情報算出部４０において、各測定点における設計値に対する測定値のずれ情報を算出する。ステップＳ５では、ずれ情報を、平面図上に表示するか、立体図上に表示するかを判断する。ずれ情報を、平面図上に表示するか、立体図上に表示するかの選択は作業員によって行われる。例えば、作業員からの指定がなければ、ずれ情報を平面図上に表示すると判定するようにしておき、作業員からずれ情報を立体図上に表示する旨の指定があったときにずれ情報を立体図上に表示すると判定するようにすればよい。ずれ情報を平面図上に表示すると判定したときにはステップＳ６へ移行し、ずれ情報を立体図上に表示すると判定したときにはステップＳ８に移行する。

ステップＳ６では、環境設定部４２において、ずれ情報平面図のずれ情報の表示についての環境設定を行う。環境設定は、次の３つの設定が行われる。１つ目は、図５Ａ〜図５Ｃに示すようなずれ情報平面図を作成するために、設計製品モデル５０を投影する投影面と、投影面に表示させるずれ情報とを対応付ける設定を行う。図８は、設計製品モデル５０を投影する投影面と、投影面に表示させるずれ情報との対応付けについて説明する図である。例えば、作業者が入力部２４を用いて、測定点Ｃ３５１と測定点Ｃ３５２を投影面Ｂに対応付ける旨を入力すると、環境設定部４２において、測定点Ｃ３５１と測定点Ｃ３５２を投影面Ｂに対応付ける。これにより、ずれ情報平面図を作成した際に、図５Ｂに示すように、測定点Ｃ３５１と測定点Ｃ３５２のずれ情報は表示されるが、他の測定点のずれ情報は表示されない。

２つ目は、ずれ方向を示す記号を切り換える設定を行う。図９Ａは、ずれ方向を示す記号を切り換える前のずれ情報平面図である。図９Ｂは、ずれ方向を示す記号を切り換えた後のずれ情報平面図である。測定点１１０１は、図９Ａおよび図９Ｂ上において測定点１１０１の左側の面と右側の面に対して傾斜した面上の端面位置であり、測定点１１０１の左側の面が図の奥側に、右側の面が図の手前側に位置している。測定点１１０１は端面位置であるため、通常は図９Ａのようにずれ方向を示す記号は「凸」（または「凹」）で表される。しかし、作業員が図９Ａを一見しただけでは、測定点１１０１が位置する斜面の傾斜の方向が分かり難く、ずれ方向も認識し難い。そのような測定点を作業者が入力部２４を用いて指定し、指定された測定点のずれ情報のずれの方向を示す記号を、環境設定部４２によって矢印に切り換える。

３つ目は、ずれ情報の表示位置を調整する設定を行う。図１０Ａは、ずれ情報の表示位置を調整する前のずれ情報平面図である。図１０Ｂは、ずれ情報の表示位置を調整した後のずれ情報平面図である。図１０Ａでは、測定点Ｃ３７１と測定点１２０１のずれ情報の表示が一部重なり合っている。作業員が入力部２４を用いてずれ情報の表示を移動させて、図１０Ｂに示すようにずれ情報の表示の重なり合いを解消する。図１１Ａおよび図１１Ｂは、ずれ情報の表示を移動させる方法の例を示す図である。ずれ情報の表示を移動させる方法は、図１１Ａに示すように、表示部２６に表示されたずれ情報位置調整ウィンドウ５５に、作業員によりずれ情報の表示の移動量を数値で入力することにより行われる。または、図１１Ｂに示すように、表示部２６に表示されたずれ情報を作業員によりドラッグすることにより行われる。

ステップＳ７では、表示制御部４４において、表示部２６に図５Ａ〜図５Ｃに示すような、ずれ情報平面図を表示する。ステップＳ８では、表示制御部４４において、表示部２６に設計製品モデル５０の立体図面上にずれ情報を表示する。図１２および図１３は、設計製品モデル５０の立体図面上に各測定点のずれ情報を表示した状態を示す図（以下、ずれ情報立体図と記載する）である。図１２および図１３に示すように、各測定点の近傍に、各測定点に対応するずれ情報が表示される。作業員が入力部２４を用いて表示部２６上の設計製品モデル５０の立体図を回転させることにより、設計製品モデル５０を任意の角度から見ることができる。設計製品モデル５０の立体図上のずれ情報の表示形式は、図５Ａ〜図５Ｃに示したずれ情報平面図のずれ情報の記載形式と同様である。ただし、設計製品モデル５０を見る方向に応じて、同じ測定点のずれ情報であっても「凹」と「凸」の表示が切り換わる。図１３に「凸０．５２」と示しているものは、測定点１００２のずれ情報であるが、設計製品モデル５０を図１２とは異なる方向から見ているため、図１２では「凹」と表示されているのに対して、図１３では「凸」と表示されている。図１３に表示されているＸ軸およびＹ軸の座標軸は、製品座標系を示している。なお、表示制御部４４によって表示部２６にずれ情報平面図またはずれ情報立体図を表示する工程は、本発明の表示工程に相当する。

ステップＳ９では、基準調整部４６において、製品座標系の位置の調整が行われる。基準調整部４６の処理については、後に詳述する。ステップＳ１０では、軸間検査表作成部４８において、製品座標系の調整後の各測定点のずれ情報に基づいて軸間検査表５４を作成し、出力する。軸間検査表５４の出力は、表示制御部４４により表示部２６に軸間検査表５４を表示させるようにしてもよいし、図示しないプリンタにより軸間検査表５４をプリントアウトするようにしてもよい。ステップＳ１１では、記憶部３２において、設計製品モデル５０、測定データ５２、調整後の製品座標系の位置、環境設定の内容等の各種情報を記憶する。

［基準調整処理］
図１４は、基準調整ウィンドウ６０の例を示す図である。図１４に示すように、基準調整ウィンドウ６０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の製品座標系の平行移動量が入力されるテキストボックス６２ａ〜６２ｃと、Ｘ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの製品座標系の回転移動量が入力されるテキストボックス６２ｄ〜６２ｆを有している。作業員は入力部２４を用いて、テキストボックス６２ａ〜６２ｃにＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の製品座標系の平行移動量を入力することができ、テキストボックス６２ｄ〜６２ｆにＸ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの製品座標系の回転移動量を入力することができる。

さらに基準調整ウィンドウ６０は、プレビューボタン６４、ＯＫボタン６６およびキャンセルボタン６８を有している。作業員は入力部２４を用いて、プレビューボタン６４、ＯＫボタン６６およびキャンセルボタン６８をクリックすることができる。

図１５は、基準調整部４６における処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２１では、表示部２６に基準調整ウィンドウ６０を表示させ、作業員による製品座標系の移動量の入力を受け付ける。ステップＳ２１の処理は、基準調整部４６からの指令により表示制御部４４において行う。

ステップＳ２２では、プレビューボタン６４がクリックされたか否かを判定する。プレビューボタン６４がクリックされたときにはステップＳ２３へ移行し、プレビューボタン６４がクリックされていないときにはステップＳ２５へ移行する。

ステップＳ２３では、移動後の製品座標系における設計値に対する各測定点の測定値のずれ情報を算出する。ステップＳ２３の処理は、基準調整部４６からの指令によりずれ情報算出部４０によって行う。

ステップＳ２４では、ステップＳ２３で算出された各測定点のずれ情報を、ずれ情報平面図、または、ずれ情報立体図として表示させるように、表示部２６に制御信号を出力する。ステップＳ２４の処理は、基準調整部４６からの指令により表示制御部４４において行う。図１６は、製品座標系の調整後のずれ情報立体図を示す図である。図８と図１６を比較すると、製品座標系の調整の前後で、各測定点のずれ情報が変化していることが分かる。作業員は、製品座標系の移動量を入力するたびに、プレビューボタン６４をクリックすることで、製品座標系を移動させた後の各測定点のずれ情報を確認しながら、製品座標系の位置を調整することができる。

ステップＳ２５は、キャンセルボタン６８がクリックされたか否かを判定する。キャンセルボタン６８がクリックされたときにはステップＳ２１へ移行し、キャンセルボタン６８がクリックされていないときにはステップＳ２６へ移行する。

ステップＳ２６は、ＯＫボタン６６がクリックされたか否かを判定する。ＯＫボタン６６がクリックされたときにはステップＳ２７へ移行し、ＯＫボタン６６がクリックされていないときにはステップＳ２２へ移行する。

ステップＳ２７では、調整後の製品座標系における設計値に対する各測定点の測定値のずれ情報を算出する。ステップＳ２７の処理は、基準調整部４６からの指令によりずれ情報算出部４０によって行う。ステップＳ２３におけるずれ情報の算出の処理がすでに行われている場合には、ステップＳ２７の処理を飛ばしてもよい。

ステップＳ２８では、ずれ情報平面図、または、ずれ情報立体図として表示させるように、表示部２６に制御信号を出力する。ステップＳ２８の処理は、基準調整部４６からの指令により表示制御部４４において行う。

［作用効果］
前述のように、従来では、ずれ情報記載作業と基準調整作業を人によって行っていた。しかし、測定点が多数になると、ずれ情報記載作業において、ずれ情報の計算量、図面へのずれ情報の記載数が多くなり、作業量が増大していた。また、ずれ情報の計算間違いや図面への記載の間違いが生じやすかった。基準調整作業においても、製品座標系を移動させるたびに、移動後の製品座標系におけるずれ情報の計算を行わなければならないため、計算に時間を要し、また計算間違いが生じやすかった。さらに、製品座標系の位置の調整は経験則に基づく部分も多く、基準調整作業を担当する作業員よっては、調整に長時間要し、結果として、作業員の経験や能力の差が製品の寸法品質のばらつきの原因にもなっていた。

そこで、本実施の形態では、成形型修正データ作成装置２２において、各測定点の測定値と、各測定点に対応する設計製品モデル５０上の点の設計値とのずれ情報を算出する。さらに、表示部２６に表示した設計製品モデル５０上にずれ情報を表示する。これにより、ずれ情報記載作業を自動化することができ、作業員の作業量を低減するとともに、ずれ情報の精度を高めることができる。

また、成形型修正データ作成装置２２において、製品座標系を移動させるたびに、移動後の製品座標系における設計値に対する各測定点のずれ情報を算出し、表示部２６に表示した設計製品モデル５０上にずれ情報を表示する。作業員は、製品座標系の移動に伴う各測定点のずれ情報を確認しながら、製品座標系の位置の調整を行うことができ、作業員の作業量を低減するとともに、調整に要する時間を短縮化することができる。

さらに、成形型修正データ作成装置２２において、表示部２６にずれ情報を表示させる際に、ずれの大きさが公差の範囲内にあるずれ情報を青色で表示させ、公差の範囲外にあるずれ情報は赤色で表示させる。これにより、作業員は、各測定点のずれの大きさが公差の範囲内外であるのか一目で把握することができる。

また、成形型修正データ作成装置２２において、表示部２６に表示させる端面位置のずれ情報について、ずれの方向を「凹」または「凸」の記号で表示させ、穴の中心位置のずれ情報について、ずれの方向を矢印の記号で表示させる。これにより、作業員は、各測定点のずれの方向がどの方向であるのかを一目で把握することができる。

〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態は、第１の実施の形態に対して、基準調整部４６における処理の内容が一部異なる。第１の実施の形態において説明したように、成形後の製品には、製品上における製品座標系を定義するための穴や端面が形成され、試作成形品の測定値を基に、製品座標系の調整を行うために、成形型のこれらの穴や端面は、穴の中心位置や端面位置を調整することができる調整代を有している。すなわち試作成形品には、この成形型の調整代が形成されている。第１の実施の形態では、製品座標系の移動量を入力することで製品座標系を調整していたが、第２の実施の形態では、調整代を有する穴や端面について、穴の中心位置や端面位置を入力することにより製品座標系を調整する。

［基準調整処理］
第２の実施の形態では、ＲＰＳ基準調整と称する製品座標系の調整を行う。ＲＰＳ基準調整では、調整代を有する穴や端面について、作業員が任意で選択した穴の中心位置や端面位置の目標値を設定することにより、製品座標系の位置の調整を行う。図１７は、調整代を有する穴や端面について説明する図である。図１７では、二点鎖線の丸で囲まれた穴や端面（測定点Ｃ３１１、Ｃ３１２、Ｃ３１３、１００１、１００２、１００３）が調整代を有している。例えば、図１７の測定点１００１、１００２、１００３は、製品座標系の高さ方向の平面を定義する端面であるが、これらの端面位置の目標値を意図的に設定することで、高さ方向の平面を、いかようにでも平行移動や回転移動が調整可能となる。同様に、図１７中の測定点Ｃ３１１、Ｃ３１２、Ｃ３１３は、製品座標系の幅方向と奥行方向の軸方向を定義する穴であるが、これらの座標目標値を意図的に設定する事で、幅方向と奥行方向の軸方向を、製品座標系の高さ平面上でいかようにでも平行移動や回転移動が調整可能となる。試作成形品の製品座標系を定義する穴の中心位置や端面位置の座標目標値が明確な場合は、ＲＰＳ基準調整により、作業員の作業量の増大を抑制することができる。

図１８は、ＲＰＳ基準調整ウィンドウ７０の例を示す図である。図１８に示すように、ＲＰＳ基準調整ウィンドウ７０は、調整代を有する穴や端面毎にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の現在値が表示されるテキストボックス７２ａ〜７２ｃと、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の目標値が入力されるテキストボックス７４ａ〜７４ｃと、目標値を入力する軸を選択するためのチェックが入力されるチェックボックス７６ａ〜７６ｃを有している。作業員は入力部２４を用いて、目標値を入力する軸のチェックボックス７６ａ〜７６ｃにチェックを入力することができ、チェックをいれた軸のテキストボックス７４ａ〜７４ｃに目標値を入力することができる。

さらにＲＰＳ基準調整ウィンドウ７０は、プレビューボタン７８、ＯＫボタン８０およびキャンセルボタン８２を有している。作業員は入力部２４を用いて、プレビューボタン７８、ＯＫボタン８０およびキャンセルボタン８２をクリックすることができる。

図１９は、基準調整部４６における処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ３１では、表示部２６にＲＰＳ基準調整ウィンドウ７０を表示させ、作業員による調整代を有する穴や端面の位置の目標値の入力を受け付ける。ステップＳ３１の処理は、基準調整部４６からの指令により表示制御部４４において行う。

ステップＳ３２では、プレビューボタン７８がクリックされたか否かを判定する。プレビューボタン７８がクリックされたときにはステップＳ３３へ移行し、プレビューボタン７８がクリックされていないときにはステップＳ３５へ移行する。

ステップＳ３３では、移動後の製品座標系における設計値に対する各測定点の測定値のずれ情報を算出する。ステップＳ３３の処理は、基準調整部４６からの指令によりずれ情報算出部４０によって行う。

ステップＳ３４では、ステップＳ３３で算出された各測定点のずれ情報を、ずれ情報平面図、または、ずれ情報立体図として表示させるように、表示部２６に制御信号を出力する。ステップＳ３５は、キャンセルボタン８２がクリックされたか否かを判定する。キャンセルボタン８２がクリックされたときにはステップＳ３１へ移行し、キャンセルボタン８２がクリックされていないときにはステップＳ３６へ移行する。

ステップＳ３６は、ＯＫボタン８０がクリックされたか否かを判定する。ＯＫボタン８０がクリックされたときにはステップＳ３７へ移行し、ＯＫボタン８０がクリックされていないときにはステップＳ３２へ移行する。

ステップＳ３７では、調整後の製品座標系における設計値に対する各測定点の測定値のずれ情報を算出する。ステップＳ３７の処理は、基準調整部４６からの指令によりずれ情報算出部４０によって行う。ステップＳ３３におけるずれ情報の算出の処理がすでに行われている場合には、ステップＳ３７の処理を飛ばしてもよい。

ステップＳ３８では、ずれ情報平面図、または、ずれ情報立体図として表示させるように、表示部２６に制御信号を出力する。ステップＳ３８の処理は、基準調整部４６からの指令により表示制御部４４において行う。

［作用効果］
第２の実施の形態では、成形型修正データ作成装置２２において、測定点のうち、製品における製品座標系を規定する部位の測定点の目標値を、作業員が入力することにより製品座標系の移動量を調整する。よって、製品を成形した後に、製品における製品座標系を規定する部位の成形型の加工調整量を勘案して、製品座標系の調整を行うことができる。

〔第３の実施の形態〕
第３の実施の形態は、第１の実施の形態に対して、基準調整部４６における処理の内容が一部異なる。第１の実施の形態において説明したように、第１の実施の形態では、作業員により製品座標系の移動量を入力するようにしていたが、第３の実施の形態では、成形型修正データ作成装置２２により製品座標系の移動量を計算する。

［基準調整処理］
図２０はベストフィット基準調整ウィンドウ８４を示す図である。第３の実施の形態では、成形型修正データ作成装置２２により、ベストフィットと称する製品座標系の調整を行う。ベストフィットでは、各測定点のずれの大きさの和が最小になるように製品座標系の調整を行う。ベストフィットは、製品を三次元測定機２０で測定した後に、出力される測定データ５２を、成形型修正データ作成装置２２により、すべての測定点の測定値と設計値のずれの総和をまず算出し、この後、成形型修正データ作成装置２２により、すべての測定点の測定値と設計値のずれの総和が最も小さくなるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の平行移動量とＸ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの回転移動量を算出する。この算出方法の流れとしては、例えば、Ｘ軸の平行移動量を-０．５［ｍｍ］から０．５［ｍｍ］の範囲で、０．０１［ｍｍ］刻みで、すべての測定点の測定値と設計値のズレの総和を算出し、この総和が最も小さくなるＸ軸の平行移動量を決定する。引き続きこの流れをＹ軸方向、Ｚ軸方向の平行移動量とＸ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの回転移動量でも行う。よって、最終的にすべての測定点の測定値と設計値のズレの総和が、最も小さくなるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の平行移動量とＸ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの回転移動量が決まり、製品座標系が調整される。

ベストフィットには、部分ベストフィットと全体ベストフィットの２つの調整方法が用意されている。部分ベストフィットでは、選択された測定点のずれの大きさの和が最小になるように製品座標系の移動量の算出を行う。全体ベストフィットでは、基本的にすべての測定点のずれの大きさの和が最小になるように製品座標系の移動量の算出を行う。製品座標系は、部分ベストフィットによる移動量の値、全体ベストフィットによる移動量の値、部分ベストフィットによる移動量と全体ベストフィットによる移動量との中間値、および、部分ベストフィットによる移動量と全体ベストフィットによる移動量とに挟まれる範囲内において、それぞれの移動量の重みづけを複数変えた値の算出を同時に行い、その算出結果群の中から、作業員が、成形型の修正方法を勘案して１つの算出結果を選択して、選択された算出結果による値に基づいて製品座標系を調整する。

図２０に示すように、ベストフィット基準調整ウィンドウ８４は、部分ベストフィットで使用する測定点を選択する選択ボックス８６ａと、全体ベストフィットで使用しない測定点を選択する選択ボックス８６ｂとを有している。作業員は入力部２４を用いて、部分ベストフィットで使用する測定点を選択することができ、また全体ベストフィットで使用しない測定点を選択することができる。部分ベストフィットで使用する測定点として、成形型の修正が難しい部位や、修正に工数がかかる部位の測定点について部位の測定点が選択される。これにより、成形型の修正が難しい部位や、修正に工数がかかる部位の測定点のずれの大きさを、製品座標系の位置の調整によって小さくすることができ、成形型の修正を容易にすることができる。一方、全体ベストフィットで使用しない測定点として、あらかじめ修正代が設定されている部位の測定点が選択される。試作成形品において、修正代が設定されている部位は、成形後に成形型が修正加工されることを前提として設計されており、他の部位に比べてずれの大きさが大きくなることがあらかじめ把握されている。これらのずれは、各測定点のずれの総和を最も小さくさせるための、ベストフィットの計算においては、計算精度を乱す外乱要因となる。よって、修正代が設定されている部位の測定点を、全体ベストフィットで使用しない測定点として選択することで、他の部位の製品座標系の位置の調整の精度の向上を図ることができる。

ベストフィット基準調整ウィンドウ８４は、部分ベストフィットの選択された測定点におけるずれの大きさの和に設定する重みと、全体ベストフィットのすべての測定点のずれの大きさの和に設定する重みとを調整するレバー８８を有している。作業員は入力部２４を用いて、レバー８８を部分ベストフィットと全体ベストフィットとの間で移動させることができる。

例えば、レバー８８が部分ベストフィット側に移動されると、部分ベストフィットの選択された測定点のずれの大きさの和の重みを大きくし、全体ベストフィットのすべての測定点のずれの大きさの和の重みを小さくする。これにより、部分ベストフィットを優先した製品座標系の調整が行われる。

また、レバー８８が全体ベストフィット側に移動されると、全体ベストフィットによるずれの大きさの和の重みを大きくし、部分ベストフィットによるずれの大きさの和の重みを小さくする。これにより、全体ベストフィットを優先した製品座標系の調整が行われる。

さらにベストフィット基準調整ウィンドウ８４は、プレビューボタン９０、ＯＫボタン９２およびキャンセルボタン９４を有している。作業員は入力部２４を用いて、プレビューボタン９０、ＯＫボタン９２およびキャンセルボタン９４をクリックすることができる。

図２１は基準調整部４６における処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ４１では、表示部２６にベストフィット基準調整ウィンドウ８４を表示させ、作業員による、部分ベストフィットで使用する測定点の選択の入力を受け付ける。ステップＳ４２では、全体ベストフィットで使用しない測定点の選択の入力を受け付ける。ステップＳ４３では、部分ベストフィットの重みの設定の入力を受け付ける。ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理は、基準調整部４６からの指令により表示制御部４４において行う。

ステップＳ４４では、プレビューボタン９０がクリックされたか否かを判定する。プレビューボタン９０がクリックされたときにはステップＳ４５へ移行し、プレビューボタン９０がクリックされていないときにはステップＳ４７へ移行する。

ステップＳ４５では、製品座標系の移動量を計算し、移動後の製品座標系における設計値に対する各測定点の測定値のずれ情報を算出する。製品座標系の移動量は、重みを設定した後の、部分ベストフィットによる選択された測定点におけるずれの大きさの和と、全体ベストフィットによる測定点におけるずれの大きさの和とを足した値が小さくなるように計算される。ステップＳ４５の処理は、基準調整部４６からの指令によりずれ情報算出部４０によって行う。

ステップＳ４６では、ステップＳ４５で算出された各測定点のずれ情報を、ずれ情報平面図、または、ずれ情報立体図として表示させるように、表示部２６に制御信号を出力する。ステップＳ４７は、キャンセルボタン９４がクリックされたか否かを判定する。キャンセルボタン９４がクリックされたときにはステップＳ４１へ移行し、キャンセルボタン９４がクリックされていないときにはステップＳ４８へ移行する。

ステップＳ４８は、ＯＫボタン９２がクリックされたか否かを判定する。ＯＫボタン９２がクリックされたときにはステップＳ４９へ移行し、ＯＫボタン９２がクリックされていないときにはステップＳ４３へ移行する。

ステップＳ４９では、製品座標系の移動量を計算し、移動後の製品座標系における設計値に対する各測定点の測定値のずれ情報を算出する。ステップＳ４９の処理は、基準調整部４６からの指令によりずれ情報算出部４０によって行う。ステップＳ４５におけるずれ情報の算出の処理がすでに行われている場合には、ステップＳ４９の処理を飛ばしてもよい。

ステップＳ５０では、ずれ情報平面図、または、ずれ情報立体図として表示させるように、表示部２６に制御信号を出力する。ステップＳ５０の処理は、基準調整部４６からの指令により表示制御部４４において行う。

［作用効果］
第３の実施の形態では、成形型修正データ作成装置２２において、測定点におけるずれの大きさの和が小さくなるように製品座標系を移動する。よって、自動的に製品座標系の調整を行うことができ、作業員の作業量を低減することができ、作業員ごとの経験や能力の差による製品座標系の移動量のバラつきを低減させることで、結果として、製品の寸法品質も向上できる。

さらに、成形型修正データ作成装置２２において、選択した測定点におけるずれの大きさの和が小さくなるように製品座標系の移動量を算出する部分ベストフィットと、すべての測定点におけるずれの大きさの和が小さくなるように製品座標系の移動量を算出する全体ベストフィットとを行うようにする。そして、部分ベストフィットによる移動量の値、全体ベストフィットによる移動量の値、部分ベストフィットによる移動量と全体ベストフィットによる移動量との中間値、および、部分ベストフィットによる移動量と全体ベストフィットによる移動量とに挟まれる範囲内において、それぞれの移動量の重みづけを複数変えた値の算出を同時に行い、その算出結果群の中から、作業員が、成形型の修正方法を勘案して１つの算出結果を選択して、選択された算出結果による値を最終的な移動量として製品座標系を調整する。

よって、成形型の修正が難しい部位や、修正に工数がかかる部位の測定点について部分ベストフィットを優先するように重みを調整することで、成形型の修正を容易にすることができる。

〔他の実施の形態〕
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

Claims (3)

1. 製品の三次元形状と設計値の情報とを有する設計製品モデル（５０）を、あらかじめ設定された三次元座標系である製品座標系上において設計する製品設計工程と、
   前記設計製品モデル（５０）に基づき、前記製品を成形する成形型を作成する成形型作成工程と、
   前記成形型を用いて製品を試作成形する試作成形工程と、
   試作成形された前記製品における複数の測定点の位置を、あらかじめ設定された三次元座標系である測定座標系上において測定する測定工程と、
   前記測定工程において測定した前記測定点の測定値と、前記測定点に対応する前記設計製品モデル（５０）上の点の設計値とのずれの大きさを算出するずれ情報算出工程と、
   前記設計製品モデル（５０）の前記製品の形状を示す図面と、前記ずれの大きさとを表示部（２６）に表示する表示工程と、
   前記測定点における前記ずれの大きさが小さくなるように、前記製品座標系の位置を調整する基準調整工程と、
   調整後の前記製品座標系における設計値に対する前記ずれの大きさを算出するずれ情報再算出工程と、
   前記製品上の前記製品座標系の位置を、前記基準調整工程において調整後の前記製品座標系の位置とするように、前記成形型を修正する成形型修正工程と、
   を有し、
   前記基準調整工程において、前記測定点における前記ずれの大きさの和が小さくなるように前記製品座標系を調整し、
   前記基準調整工程において、選択した前記測定点における前記ずれの大きさの和が小さくなるように前記製品座標系の移動量を算出する部分ベストフィットと、すべての前記測定点における前記ずれの大きさの和が小さくなるように前記製品座標系の移動量を算出する全体ベストフィットと、を有し、前記部分ベストフィットによる前記移動量の値、前記全体ベストフィットによる前記移動量の値、前記部分ベストフィットによる前記移動量と前記全体ベストフィットによる前記移動量との中間値、および、前記部分ベストフィットによる前記移動量と前記全体ベストフィットによる前記移動量とに挟まれる範囲内において、それぞれの前記移動量の重みづけを複数変えた値の算出を同時に行い、その算出結果群の中から、作業員が、成形型の修正方法を勘案して１つの算出結果を選択して、選択された算出結果による値に基づいて前記製品座標系を調整する、成形型の修正方法。
2. 請求項１に記載の成形型の修正方法であって、
   前記基準調整工程において、前記製品座標系の平行移動量、および、各座標軸周りの回転移動量を、作業員が入力することにより前記製品座標系の移動量を調整する、成形型の修正方法。
3. 請求項１に記載の成形型の修正方法であって、
   前記基準調整工程において、前記測定点のうち、前記製品における前記製品座標系を規定する部位の前記測定点の目標値を、作業員が入力することにより前記製品座標系の移動量を調整する、成形型の修正方法。

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