JPS6324303A - 形状モデルデ−タの形状変更に伴う工具通路デ−タの作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンピュータ支援設計システム等において、金
型加工を行うためのＮＣデータ、すなわち、工具通路デ
ータの作成方法に関するもので、さらに詳細には、計算
機システム内において作成した車輌等の製品形状を設計
変更やモデルチェンジ等により変えようとする形状変更
に伴うＮＣデータの作成方法であって、特に形状変更部
分に対して同時に変更されるべきＮＣデータ（工具通路
データ）を効率よく高速に作成するだめの工具通路デー
タの作成方法に関するものである。

近年、コンピュータ支援設計システム（以下ＣＡＤ／Ｃ
ＡＭと称する）が普及しつつあり、種々の産業分野に適
用されている。特に、三次元形状モデルデータ倖扱うＣ
ＡＤ／ＣＡＭは、設計の構想段階から生産のシュミレー
ションまで幅広（応用されている。

このようなＣＡＤ／ＣＡＭ　システムは自動車の車輌の
設計にも使用されている。この場合、計算機内において
作成した車輌の製品形状を、設計変更やモデルチェンジ
等を理由として変更する場合が生じる。このような形状
モデルは自由曲面部から構成される図形データからなり
、膨大なデータ量としてデータベースに納められており
、形状変更の際の図形処理には多大な時間を要している
。

上記のようなＣＡＤ／ＣＡＭシステムでは、形状モデル
を計算機内に作成すると共に、当該形状を金型加工する
ための工具通路データ（ＮＣデータと称される）も同時
に作成され、記憶装置に格納されているのが一般的であ
るが、前記のような理由によって形状の変更があった場
合には、対応する部分の工具通路データもそれに対応さ
せて変更することが当然に必要となる。

上記のような形状モデルデータの変更に伴う工具通路デ
ータの変更は、一般的には、変更されるべき単位が面単
位であるため、形状変更に係る面全体を削除する必要が
あり、さらに、該面データに繋がる工具通路データも面
単位で削除される。そして、新たに変更すべき形状モデ
ルデータを作成し、この新形状モデルデータの面データ
に合わせて工具通路データも再度作成するものであった
。このため、新たな工具通路データを作成するための処
理に時間を要し、効率が悪く、また、新たな工具通路デ
ータ作成処理でのミスの発生や、システム内のデータベ
ース管理が必要となり、作業の工数が増加する等の不都
合があった。

本発明はこのような不都合を克服するためになされたも
のであって、形状モデルデータと、該形状モデルデータ
を金型加工するための工具通路データとを備えた計算機
支援設計システムであって、システム内に形成された形
状モデルデータの変更部分に対応する工具通路データを
変更する工具通路データの作成方法において、変更すべ
き形状部分に対応する工具通路に躍って取り扱う新たな
工具通路データを作成する方法を提供し、これによって
効率よく最小限の範囲で工具通路データの変更を行える
ようにすることを目的とするものである。

前記の目的を達成するために本発明は、形状モデルデー
タと、該形状を有する金型を加工するための工具通路デ
ータを作成する計算機支援設計システムにおいて、前記
システム内に作成された形状モデルデータの形状変更部
分に対応する部分の前記工具通路データを変更する工具
通路データの作成方法であって、形状モデルデータ変更
前の工具通路データを形状変更モデルデータの範囲を示
す切取線で切り取る第１のステップと、変更すべき新面
データに対する旧工具通路データの干渉チェックを行う
第２のステップと、前記干渉チェックに基づき前記旧工
具通路データを修正し、新工具通路データとする第３の
ステップと、前記新工具通路データを前記切り取られた
旧工具通路データの訂正部に埋め込む第４のステップと
からなることを特徴とする。

次に、本発明に係る形状モデルデータの形状変更に伴う
工具通路データの作成方法において、好適な例を挙げ、
添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は本発明に係る形状モデルおよび該形状を金型加
工するための工具通路等を扱うコンピュータ支援設計シ
ステム（ＣＡＤ／ＣＡＭ）の基本的構成を示す図であり
、参照符号１０は後述する車輌等の製品形状を示す形状
モデルデータ２４や工具通路データ３０等が格納される
外部記憶装置である。

この外部記憶装置１０において、参照符号３２は加工条
件データであり、金型加工を行うための工具形状（径、
長さ、材質、寿命等）、ホルダ形状、削り素材、切削面
仕上げ（粗、仕上げ）等とそれらの条件から求められる
切削速度、回転等の加工条件を示すデータである。参照
符号３４は加工方案データであり、金型加工における使
用可能な工具の指定、および工具の使用方法等の金型加
工のノウハウの加工方案を示すデータである。参照符号
３６は設変部分データであり、形状変更部分に対する切
り出しの形状データおよび工具通路データと格納してお
く設計変更部分に関するデータである。参照符号１２は
電子計算機であり、この電子計算機１２は形状変更を行
うための処理および形状変更後の工具通路データの干渉
チェックを行って形状変更部分に対して新たな工具通路
データを算出する一連の処理を行うと共に、外部記憶装
置１０から所用の形状モデルデータ２４、あるいは工具
通路データ３０を読み出し、図形表示装置１６での立体
イメージ表示の制御を行う。

参照符号１４はインタフェース装置であり、電子計算機
１２と図形表示装置１６、操作盤（キーボード）１８お
よび座標入力装置（タブレフト）２０等の入出力装置を
接続するものである。

操作盤１８はオペレータが電子計算機１２に対して処理
コマンド、処理パラメータを入力する入力操作盤であり
、座標入力装置２０はスタイラスペン２２によりオペレ
ータが全体形状モデルから形状変更部分の切取範囲等を
指示するためのものである。

本発明に係るコンピュータ支援設計システムは、概略、
以上のように構成されるものであり、次に形状モデルの
形状変更に伴う工具通路データの作成に係る処理手順お
よび効果について説明する。

本発明による工具通路データの作成方法は、形状モデル
の形状変更すべき部分の範囲を示す切取線を利用し、こ
の形状変更部分に対応する変更前の工具通路データを切
り取り、形状変更すべき新たな面データに対する旧工具
通路データの干渉チェックを行い、これを基に旧工具通
路データを修正し、新たな工具通路データとして前記切
り取った部分の工具通路データに埋め込むことを基本と
している。

第２図は本発明に係る工具通路データの作成方法を示す
概略処理フローである。形状モデルの変更に伴って変更
すべき形状変更部分に対応する工具通路データを作成す
るにあたっては、先ず、ステップＡにおいて、座標入力
装置２０あるいは操作盤１８から形状変更された形状モ
デルおよび工具通路を指定し、外部記憶装置１０から読
み出し、必要に応じて図形表示装置１６に立体イメージ
として表示する。

次にステップＢにおいて、図形表示装置１６に表示され
た形状モデル（ステップＡにおいて外部記憶装置１０か
ら読み出された形状モデル）に対して形状変更部分を含
む範囲を切取線（範囲線）で指定する。この切取線は複
数の直線あるいは曲線の集合からなるものであって、次
のステップＣにおいて変更された新面データに対応する
部分の旧工具通路データの切り取りを行うために使用さ
れる。すなわち、ステップＣにおいて、電子計算機１２
はステップＢにおいて得た切取線と、ステップＡの処理
において外部記憶装置１０から読み出された形状変更前
の工具通路データ　（旧工具通路データ）との交点を求
め、該工具通路を区分し、有効側、または無効側の判定
を行う。有効側とは形状変更部分に対応する部分の工具
通路データであり、無効側とは形状変更部分から外に出
ている工具通路データである。そして、有効側と判定さ
れた部分の工具通路データを切り取ると共に、ステップ
Ｆで修正された工具通路データを前記切り取られた部分
に埋め込むための位置座標を記憶する。この記憶は外部
記憶装置１０の作業領域、または電子計算機１２中の主
メモリの作業領域であってもよい。

次に、ステップＤにおいては、変更すべき新形状モデル
データを構成する新面データに対する前記切り取った旧
工具通路データの干渉チェックを行う。この干渉チェ７
クの結果に基づいて、ステップＥにおいて、旧工具通路
データの修正を行う。すなわち、新面データと工具通路
データが干渉している場合は新面データと干渉しない点
まで工具通路データを上げる方向に修正し、新面データ
と工具通路データが干渉していない場合は新面データと
接する点まで下げる方向に修正する。

この工具通路の干渉チェックの詳細処理手順並びに工具
通路データの修正の詳細処理手順とその効果については
後述する。

上記のステップＤ、Ｆにより旧工具通路データが修正さ
れ、形状変更部分に対する新工具通路データが得られる
と、ステップＣにおいて切り取られた旧工具通路データ
の部分に咳新工具通路データを埋め込む。この処理によ
って、形状変更部分の新面データに対して、形状変更前
の旧工具通路データを基にして新工具通路データが得ら
れるが、若しも、新面データに対して対応する旧工具通
路データがなく、前記のステップにおいて算出されない
工具通路データが存在するならば、ステップＧにおいて
、図形表示装置１６、若しくは座標入力装置２０からそ
の部分の工具通路データのみ再作成する。

本発明に係る工具通路データの作成方法は概略以上のよ
うなものであるが、以下要部について、さらに詳述する
。

第３図は第２図におけるステップＣの詳細処理手順を示
す図である。ステップＣはステップＢで得られた形状変
更部分の範囲を示す切取線（範囲線）に基づいて、変更
すべき新面データに対応する形状変更前の旧工具通路デ
ータを切り取る処理を示す。先ず、ステップ１において
電子計算機１２は与えられた切取線（範囲線）ａを折れ
線に近似して近似範囲線群ａ′を算出する。

すなわち、直線、あるいは曲線の集合で閉じたループと
して与えられた範囲線ａを複数の直線として考える。次
いで、ステップ２において近似範囲線群ａ′で囲まれる
部分に存在する旧工具通路データからＣＬ点を読み込む
。ここで、工具通路（Ｃｕｔｔｅｒ　Ｌｏｃａｔｉｏｎ
　　：　ＣＬ）とは工具刃先が通過する軌跡であり、直
線で結んでよい点の集合であって、その１点をＣＬ点と
称する。

１つのＣＬ点と隣のＣＬ点との間（２点間）を工具が移
動することによってその２点間に置かれた物を削り去り
、所定の形状加工が行われる。

第４図はこれを概念的に示す図であり、参照符号４０は
工具を示し、その刃先４２が通過する軌跡直線で結んで
よい点の集合が工具通路（ＣＬ）であって、１つのＣＬ
点点種４隣接するＣＬ点４６の間を工具が移動し、この
２点間において物が削り去られる。従って、この２点間
において削り去る立体形状と、新形状モデルを構成する
面データとの干渉チェックが必要となる。この干渉チェ
ックについては後述する。

次に、ステップ３において、近似範囲線ａ′の各線分４
８と、２つのＣＬ点点種４４６で特定される旧工具通路
を表す線分５０との交点すを求め、交点があれば、ステ
ップ４において工具通路を表す線分５０を交点すにより
分割し、この分割された工具通路線分が範囲線の内側に
入る。すなわち、形状変更部分に対応する切り取るべき
工具通路に相当する有効側か、範囲線の外側となる無効
側かを判定し、有効側の線分について有効フラグをセン
トする。

この処理を折れ線近似範囲線ａ′を構成する全ての線分
と、この範囲線ａ′で囲まれた形状変更部分を通過する
全ての工具通路（相隣る各２つのＣＬ点間を結ぶ通路）
を表す線分との間で繰り返し、切り取るべき工具通路の
全てが特定される。範囲ａ′と工具通路を表す線分５０
との交点す、ｂ’で特定される有効側（切り取るべき）
各工具通路５１．５２．５４の両端点（交点ｂ、ｂ’）
Ｃは夫々有効フラグがセットされており、このフラグは
工具通路の進行方向から有効な工具通路の開始点側では
論理Ｏであり、直後から有効な工具通路が始まることを
示し、終端点側は論理１であり直前まで工具通路が有効
であることを示している。従って、ステップ５において
、範囲線ａで囲まれた形状変更部分を通る全ての工具通
路データを各工具通路毎に前記ステップ４において付さ
れた有効フラグ０から１までの有効部分を抽出し切り取
る。

第５図は第２図のステップＤおよびステップＥの詳細処
理手順を示す図である。ステップＤおよびステップＥは
、ステップＣの処理で切り取られた旧工具通路データと
変更すべき新形状面データとの干渉をチェックし、旧工
具通路データを修正し、新面データに応じた新工具通路
データを作成する処理を行うものである。

この処理では第４図の処理によって切り取られた旧工具
通路データの２つのＣＬ間を結ぶ線分が与えられ、先ず
、ステップ６において、旧工具通路データの両端点（Ｃ
Ｌ点）間をさらに細かい点に分割し、ステップ７におい
て分割された各点と新面データを構成する接平面１枚と
の干渉チェックを行う。ここで、接平面とは、新面デー
タを構成する曲面を多面体近似して出来た平面である。

また、工具通路のある１点における新面データとの干渉
チェックとは、概略第６図に示すものである。すなわち
、第６図において、工具４０が新形状面６０を加工する
場合、工具の中心位置をＱとすると、切削範囲はｒで示
す範囲であって、新形状面６０の斜面６２と工具４０の
通る工具通路にずれがある場合には、所望の形状面を加
工することが出来なくなる。従って、工具通路を補正す
る必要が生じる。例えば、斜面６２から工具中心Ｑまで
の距離ｄが距離ｒに等しくなるまでの工具を移動する補
正を行うことによって旧工具通路データを新工具通路デ
ータとすることが出来る。この処理を工具通路と形状面
との干渉チェックとこれに基づく工具通路データの修正
作業という。第５図の処理において、この処理は工具通
路を細かい点に細分化し、新面データも曲面を多面体に
近似した接平面で細分化して、微小部分毎に干渉チェッ
クと工具通路データの修正を行うため、略工其の近傍の
幾何学的単純演算によって工具通路データの算出が可能
となる。

ステップ７において、工具通路の１点と接平面１枚につ
いて上述の如き干渉チェックを行い、若しも干渉があれ
ば、ステップ８において干渉しない所まで工具通路デー
タを上げる方向に修正し、干渉がない場合にはステップ
９において接するまで工具通路データを下げる方向に修
正する。

第７図は第２図におけるステップＦの詳細手順を示す図
である。ステップＦはステップＥにおける処理で得られ
た旧工具通路データから修正が行われた新工具通路デー
タをステップＣの処理で切り取られた旧工具通路データ
に埋め込む処理を行うものである。先ず、ステップ１０
においては、ステップＣにおいて形状変更部分に対する
旧工具通路データを切り取った際に記録しておいた修正
された新工具通路データを埋め込む位置座標を読み出す
。そして、ステップ１１において、旧工具通路データ　
（切り残った通路データ）と第３図の処理で得られた有
効工具通路データとその有効フラグに基づき旧工具通路
データをその始点から有効フラグ０の点の直前まで読み
、次いでステップ１２において、第５１の干渉チェック
並びに工具通路データ修正処理によって得られた新工具
通路データ（部分ＣＬ）を読み込み、部分ＣＬが終わら
なければ、ステップ１３において有効フラグ１０点の直
後から旧工具通路データを読み込み、部分ＣＬが終わり
でなければ、ステップ１４において有効フラグ１の点の
直後から次の有効フラグＯの点の直前まで旧工具通路デ
ータを読み込み、ステップ１２に戻って部分ＣＬを読み
込む。

このようにして、旧工具通路データ中に新工具通路デー
タが埋め込まれ、ステップ１５において完成された新工
具通路データが外部記憶装置１０に格納され、所望の形
状変更に伴う工具通路データが作成される。

以上、説明したように、本発明に係る形状モデルの形状
変更に伴う工具通路データの作成方法は、形状変更すべ
き部分の範囲を示す切取線で、形状変更前の工具通路デ
ータを切り取り、形状変更すべき新たな面データに対す
る旧工具通路の干渉チェックを行い、これを基に、旧工
具通路データを修正して新たな工具通路データとして、
前記切り取った部分の工具通路データに埋め込む方法で
あるため、形状変更部分に対する範囲の工具通路データ
のみを取り扱えばよく、新工具通路データの算出処理時
間が大幅に短縮されると共に、旧工具通路データを基に
して修正することで新工具通路データを算出することが
出来、形状変更に伴う新工具通路データの作成が大幅に
筒略化され且つ新工具通路データ作成上のミスを減少さ
せることが出来、また、計算機システム内のデータヘー
ス管理が複雑化しないなど種々の利点を有するものであ
る。

以上、本発明について好適な例を挙げて説明したが、本
発明はこの例に限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更
が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る形状モデルおよび該形状を金型加
工するだめの工具通路データを扱うコンピュータ支援設
計システムの基本的構成を示す図、 第２図は本発明に係る形状モデルの形状変更時における
工具通路データの作成方法を示す概略処理フロー、 第３図、第５図および第７図は第２図に示す処理フロー
の主要ステップの詳細処理手順を示す図、 第４図は工具通路を概念的に説明する図、第６図は工具
通路と形状面の干渉チェック並びに工具通路データの修
正を概念的に示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）形状モデルデータと、該形状を有する金型を加工
   するための工具通路データを作成する計算機支援設計シ
   ステムにおいて、前記システム内に作成された形状モデ
   ルデータの形状変更部分に対応する部分の前記工具通路
   データを変更する工具通路データの作成方法であって、
   形状モデルデータ変更前の工具通路データを形状変更モ
   デルデータの範囲を示す切取線で切り取る第１のステッ
   プと、変更すべき新面データに対する旧工具通路データ
   の干渉チェックを行う第２のステップと、前記干渉チェ
   ックに基づき前記旧工具通路データを修正し、新工具通
   路データとする第３のステップと、前記新工具通路デー
   タを前記切り取られた旧工具通路データの訂正部に埋め
   込む第４のステップとからなることを特徴とする形状モ
   デルデータの形状変更に伴う工具通路データの作成方法
   。