JP2967030B2 - 金型加工用形状データ作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＡＤシステム上に設
定された金型のサーフェスモデルから金型加工用形状デ
ータを作成する金型加工用形状データ作成方法におい
て、前記サーフェスモデルの２つの曲面を滑らかに連結
する連結面を作成するための金型加工用形状データ作成
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複雑な形状を有する製品を製
造するため、ＣＡＤシステムを用いて形状データを作成
し、前記形状データから金型を加工するためのＮＣ加工
データを得、前記ＮＣ加工データに基づいて金型を作成
し、この金型から製品の製造を行っている。

【０００３】この場合、前記形状データは、先ず、製品
に対するワイヤフレームモデルが作成され、次いで、前
記ワイヤフレームモデルに対して面が設定されることで
サーフェスモデルが作成される。そして、前記サーフェ
スモデルを構成する各曲面間を滑らかに接続するため、
フィレット面が設定される。このフィレット面の作成方
法としては、例えば、特開昭５８−１６００４１号公報
に記載された方法が知られている。

【０００４】この方法では、接続された２つの曲面をフ
ィレット面を形成する方向に所定量だけオフセットし、
得られた２曲面の交線を中心として前記各曲面に接する
円弧をフィレット面の構成線とし、前記構成線の集合か
らなる面をフィレット面として生成している。

【０００５】しかしながら、この従来技術では、２つの
曲面間にフィレット面を設定する場合には問題ないが、
複数の曲面間に複数のフィレット面を設定しようとする
と、交差するフィレット面が生じてしまう。そのため、
これらのフィレット面間に新たにフィレット面を設定し
なければならず、その分作業が煩雑となる不具合が生じ
る。しかも、これによって全曲面が滑らかに連結される
保証はなく、最終的に作業者による手作業を余儀なくさ
れている。

【０００６】そこで、交差する複数のフィレット面を滑
らかに連結する従来技術が「Ｎ辺ボカシ面創成機能の開
発」（UNIVAC TECHNOLOGY REVIEW 第16号，FEB.1988 P
15〜P29 ）として提案されている。

【０００７】この従来技術では、例えば、図２８に示す
ように、５つの曲面１ａ〜１ｅ間にフィレット面２ａ〜
２ｅを設定した際、図２９に示すように、前記フィレッ
ト面２ａ〜２ｅの交点３ａ〜３ｅで囲まれる合流部分を
ボカシ面とし、前記ボカシ面を中心４および交点３ａ〜
３ｅの中点５ａ〜５ｅで分割してボカシ面６ａ〜６ｅを
設定し、これらのボカシ面６ａ〜６ｅに対して曲面の設
定を行うようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この場合、例えば、フ
ィレット面２ａ〜２ｅが図３０に示すように設定されて
いると、設定される１つのボカシ面６ａが、図３１に示
すように、凹多角形となり、このボカシ面６ａに対して
正しい曲面形成ができなくなってしまう。また、図２９
および図３１に示すいずれの場合であっても、フィレッ
ト面２ａ〜２ｅの合流部分が複数のボカシ面６ａ〜６ｅ
に分割されるため、前記ボカシ面６ａ〜６ｅの接合部分
を滑らかに接続することが困難になってしまう。

【０００９】さらに、図３２に示すように、例えば、４
つの曲面Ａ１〜Ａ４が凸の稜線Ｄ１、Ｄ４および凹の稜
線Ｄ２、Ｄ３で接続されている場合、前記各稜線Ｄ１〜
Ｄ４に設定されるフィレット面Ｂ１〜Ｂ４は、夫々凸、
凹、凹、凸となり、これらのフィレット面Ｂ１〜Ｂ４間
に設定されるボカシ面Ｅを構成する外郭線Ｇ１およびＧ
２の形状は、逆Ｓ字およびＳ字となる。この場合、前記
外郭線Ｇ１、Ｇ２を基準としてボカシ面Ｅを形成しよう
とすると、前記外郭線Ｇ１、Ｇ２の形状の差が大きいた
め、中央部分において曲面形状に大きなうねりが生じて
しまうおそれがある。

【００１０】本発明は、前記の不具合を解消するもの
で、ＣＡＤシステムにおいて、２つの曲面を滑らかに連
結することができ、しかも、この連結面を容易に作成す
ることのできる金型加工用形状データ作成方法を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、ＣＡＤシステム上に設定された金型の
サーフェスモデルから金型加工用形状データを作成する
金型加工用形状データ作成方法において、 前記サーフェ
スモデルの第１曲面と第２曲面とを滑らかに連結する連
結面の作成に際し、前記第１曲面の端辺と、前記第２曲
面の端辺と、前記各端辺を連結する各辺とからなる４辺
を、前記連結面を構成する外郭線として設定する第１ス
テップと、前記外郭線で囲まれる領域を、中央の第１領
域と、前記第１曲面と前記第１領域との間に設定される
第２領域と、前記第２曲面と前記第１領域との間に設定
される第３領域とに分割する第２ステップと、前記第１
領域に対して第１連結面を生成した後、前記第１連結面
と前記第１曲面との間、および、前記第１連結面と前記
第２曲線との間に、夫々第２連結面および第３連結面を
生成する第３ステップと、からなり、前記第１連結面、
第２連結面および第３連結面を接続して前記連結面を得
ることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明では、第１曲面および第２曲面を連結す
る連結面を３つの領域に分割し、周辺の既存の曲面の情
報を用いて中央の領域の曲面を生成した後、この曲面お
よび周辺の曲面の情報を用いて他の２つの領域の曲面を
生成する。そして、これらの３つの曲面を接続すること
で、周辺の曲面と滑らかに連結する連結面を得る。

【００１３】

【実施例】図１は本発明が適用されるＣＡＤシステム１
０の構成を示すブロック図である。ＣＡＤシステム１０
は中央処理装置を有し、図形計算、表示制御およびデー
タベース管理等を行うコントローラ１２と、大量の図形
情報を保存し更新することのできる大容量記憶装置１４
と、ＣＡＤシステム１０とオペレータとの対話の中心的
装置であるグラフィック対応のディスプレイ装置１６
と、入力装置としてのキーボード１８、タブレット２
０、マウス２２、ライトペン２４および外部補助記憶装
置（ＣＭＴ）２６と、図形出力装置としてのＸＹプロッ
タ２８とから構成されている。

【００１４】前記ＣＡＤシステム１０のコントローラ１
２は、図２に示すように、多くのプログラムを有してい
る。各プログラムは分担する機能により次のようなモジ
ュールに分類することができる。

【００１５】(a) コントローラ１２の処理および情報の
流れを制御するオペレーティングシステム３０および制
御モジュール３２。

【００１６】(b) 各種の入力機器、例えば、キーボード
１８に対応した入力操作が円滑に行われるように援助す
る入力モジュール３４。

【００１７】(c) 入力された情報をコマンド命令の形式
に従って解釈する入力解釈モジュール３６。

【００１８】(d) 表示情報の管理およびコマンドに従っ
た表示処理を行う表示モジュール３８。

【００１９】(e) 命令に対応したサブモジュールより構
成されるコマンドに従った図形処理を行うコマンドモジ
ュール４０。

【００２０】(f) データベース４２に保持されたＣＡＤ
システム１０に必要な大量の情報を効率よく検索および
蓄積するデータベース操作モジュール４４。

【００２１】(g) 自動設計プログラムであるマクロプロ
グラム４６を実行するマクロモジュール４８。

【００２２】(h) 他のＣＡＤシステムとの情報交換およ
び連動処理を行う外部システムインタフェース５０。

【００２３】さらに、コントローラ１２は、拡張性およ
び保守性を保つために、ＣＡＤシステム１０の構成およ
び標準値等を記憶するシステム制御ファイル５２、各コ
マンドの操作性およびプログラム制御手順を記憶するコ
マンド制御ファイル５４、ディスプレイ装置１６の機種
および構成を記憶する表示制御ファイル５６等の補助フ
ァイルが用意される。なお、その他補助的なものとし
て、図形の処理を行う図形処理ライブラリ５８、ディス
プレイ装置１６に表示を行うための表示ライブラリ６
０、処理結果をＸＹプロッタ２８に出図するための出図
ユーティリティ６２、他のＣＡＤシステムと結合するた
めのデータ交換ユーティリティ６４等のプログラムを備
える。

【００２４】次に、各モジュールについて簡単に説明す
る。制御モジュール３２は、プログラム群をモジュール
化し、各モジュール間に介在することにより、システム
内制御の一元管理および呼び出し手順の標準化を行う。
その機能は、開始、終了、異常処理および各モジュール
の実行制御、実行履歴の記録、デバッグ、オペレーティ
ングシステム３０との間での特殊処理等である。

【００２５】入力モジュール３４は、各種入力装置の整
理統一した仕様に従った快適な入力手順をオペレータに
提供する。その機能は、オペレータに対して入力すべき
情報の種類、入力方法および入力装置を指示する入力促
進、入力装置の選択、入力情報の標準型への変換等であ
る。

【００２６】入力解釈モジュール３６は、入力情報の解
釈方法および結果表示を一元化することにより、多様な
入力指示方法をサポートし入力操作性を向上させるとと
もに、システムの拡張性を維持する。その機能は、入力
情報の解釈および解釈結果の表示である。

【００２７】表示モジュール３８は、多様な表示操作要
求を統一的に処理し、表示装置の管理、表示制御、表示
情報の管理、表示状態の管理を行う。

【００２８】コマンドモジュール４０は、入力引数の形
式、コマンドに従った処理プログラムの呼び出し、結果
の処理方法を一元的に管理し、システムの保守性および
拡張性を維持する。

【００２９】データベース操作モジュール４４は、他モ
ジュールからの要求方法を標準化するとともに、障害発
生時の回復手段を提供する。その機能は、データベース
４２の使用状況の管理、操作、障害発生時の処理等であ
る。

【００３０】外部システムインタフェース５０は、他シ
ステムとの情報授受を標準化し、ＣＡＤシステム１０の
有効利用を図る。その機能は、外部システムとの情報授
受、外部プログラムの稼働制御である。

【００３１】マクロモジュール４８は、作成されたマク
ロプログラム４６に従いＣＡＤシステム１０の実行制御
を行う。その機能は、マクロプログラム４６の翻訳、実
行である。

【００３２】次に、以上のような各プログラムを備える
ＣＡＤシステム１０において、サーフェスモデルに対し
てフィレット面を形成し、ＮＣ加工データを作成するた
めの形状データを作成する方法について説明する。

【００３３】図３は、前記形状データを作成するための
全体のフローチャートを示し、図４〜図１１は、処理手
順の説明図である。

【００３４】先ず、大容量記憶装置１４（図１）から図
４に示すサーフェスモデルを構成するデータを読み出
す。このサーフェスモデルは、例えば、稜線Ｒ１〜Ｒ４
によって接続される複数の曲面Ｓ１〜Ｓ４で構成され
る。そして、各曲面Ｓ１〜Ｓ４間の各稜線Ｒ１〜Ｒ４に
対して、図５に示すように、フィレット面Ｆ１〜Ｆ４を
設定する（ステップＳ１００）。

【００３５】図１２は、フィレット面Ｆ１を作成するた
めのサブルーチンであり、図１３は、その説明図であ
る。先ず、稜線Ｒ１上の点Ｒ１ｎをとおり稜線Ｒ１に直
交する平面Ｈｎを求める（ステップＳ２００）。次い
で、前記平面Ｈｎと曲面Ｓ１、Ｓ２との交線Ｋ１ｎ、Ｋ
２ｎを求め、これらの交線Ｋ１ｎ、Ｋ２ｎを平面Ｈｎ上
で半径ｒｎだけオフセットし、円弧Ａｎの中心Ｃｎを求
める（ステップＳ２０１）。そして、前記中心Ｃｎから
半径ｒｎの円弧Ａｎを求める（ステップＳ２０２）。以
上の処理を稜線Ｒ１の端点Ｒ１ｓ、Ｒ１ｅ間に所定間隔
で設定した全平面Ｈｎに対して行った後（ステップＳ２
０３）、各円弧Ａｎが曲面Ｓ１、Ｓ２と接する点を滑ら
かに連結してなる外郭線ｇ１、ｇ２と、前記端点Ｒ１
ｓ、Ｒ１ｅに対応する円弧からなる外郭線ｇ３、ｇ４と
を求める（ステップＳ２０４）。最後に、これらの外郭
線ｇ１〜ｇ４によって囲まれ前記各円弧Ａｎで規定され
た領域に対して、例えば、Ｃｏｏｎｓ式を用いて面の設
定を行うことにより、フィレット面Ｆ１が作成される
（ステップＳ２０５）。なお、他のフィレット面Ｆ２〜
Ｆ４も同様にして作成される。

【００３６】ここで、上記のようにして作成された各フ
ィレット面Ｆ１〜Ｆ４は、図５に示すように、稜線Ｒ１
〜Ｒ４が集合する点Ｑの近傍において相互に重畳してお
り、このままでは滑らかな曲面とすることができない。
そこで、これらのフィレット面Ｆ１〜Ｆ４を滑らかに接
続する連結面を作成する。

【００３７】先ず、図５に示すように、フィレット面Ｆ
１の外郭線（図１３における外郭線ｇ２に対応）と、フ
ィレット面Ｆ２の外郭線との交点（点Ｐ２）を求める
（ステップＳ１０１）。この点Ｐ２は、曲面Ｓ２上にあ
るため、前記２つの外郭線の交点として容易に求めるこ
とができる。次いで、前記点Ｐ２をとおるフィレット面
Ｆ１上の円弧（図１３における円弧Ａｎに対応）の曲面
Ｓ１上における接点を点Ｐ１として求める（ステップＳ
１０２）。同様にして、フィレット面Ｆ２の外郭線とフ
ィレット面Ｆ３の外郭線との交点（点Ｐ３）を求めた後
（ステップＳ１０３）、前記点Ｐ３をとおるフィレット
面Ｆ３上の円弧の曲面Ｓ４上における接点を点Ｐ４とし
て求める（ステップＳ１０４）。そして、点Ｐ１、Ｐ２
間の円弧によってフィレット面Ｆ１を切断して新たなフ
ィレット面Ｆ１^* を作成するとともに、点Ｐ３、Ｐ４間
の円弧によってフィレット面Ｆ３を切断して新たなフィ
レット面Ｆ３^* を作成する（図６、ステップＳ１０
５）。

【００３８】次に、以上のようにして求められた点Ｐ
１、Ｐ４を滑らかに接続する外郭線Ｌ１と、点Ｐ２、Ｐ
３を滑らかに接続する外郭線Ｌ２を求める（ステップＳ
１０６）。

【００３９】図１４および図１５は、外郭線Ｌ１を求め
るためのサブルーチンであり、図１６〜図１８は、その
説明図である。先ず、点Ｐ１をとおるフィレット面Ｆ１
^* の外郭線ｇ１に対する単位接線ベクトルＶ１を求める
とともに、点Ｐ４をとおるフィレット面Ｆ３^* の外郭線
ｇ５に対する単位接線ベクトルＶ４を求める（ステップ
Ｓ３００）。次に、前記単位接線ベクトルＶ１、Ｖ４と
点Ｐ１、Ｐ４の座標値とを用いて、外郭線ｇ１およびｇ
５を滑らかに連結する仮外郭線Ｃ０を求める（ステップ
Ｓ３０１）。この場合、仮外郭線Ｃ０は、外郭線ｇ１、
ｇ５に接する条件のみに基づいて設定されるため、図１
７に示すように、一般には目的とする外郭線Ｌ１に一致
していない。

【００４０】そこで、次に、点Ｐ１をとおり曲面Ｓ１に
直交する単位法線ベクトルＶＶ１と、点Ｐ４をとおり曲
面Ｓ４に直交する単位法線ベクトルＶＶ４とを求め（ス
テップＳ３０２）、これらの単位法線ベクトルＶＶ１お
よびＶＶ４を合成して投影ベクトルＶＶを求める（ステ
ップＳ３０３）。そして、前記投影ベクトルＶＶを用い
て、仮外郭線Ｃ０を曲面Ｓ１上、曲面Ｓ４上およびフィ
レット面Ｆ４上に投影することにより、投影曲線Ｃ１、
Ｃ２およびＣ３を求める（図１７、ステップＳ３０
４）。なお、投影曲線Ｃ１は、フィレット面Ｆ１^* の端
点である点Ｐ１と稜線Ｒ４上の端点である点Ｐ５との間
に設定され、投影曲線Ｃ２は、前記点Ｐ５とフィレット
面Ｆ３^* の端点である点Ｐ４との間に設定され、投影曲
線Ｃ３は、フィレット面Ｆ４上の点Ｐ６、Ｐ７間に設定
される（図１７参照）。以上のようにして求められた投
影曲線Ｃ１〜Ｃ３は、図１５に示すサブルーチンに従っ
て連結関係が設定されることで外郭線Ｌ１が求められる
（ステップＳ３０５）。

【００４１】先ず、点Ｐ１を含む投影曲線を開始曲線Ｃ
ｓ（投影曲線Ｃ１）に設定し、点Ｐ４を含む投影曲線を
最終曲線Ｃｅ（投影曲線Ｃ２）に設定する（ステップＳ
４００）。次いで、前記開始曲線Ｃｓ（投影曲線Ｃ１）
を図１７に示す外郭線ｇ１から乗り移る乗り移りチェッ
ク対象に設定し、図１８の（１）に示すように、開始曲
線Ｃｓ（投影曲線Ｃ１）にフラグをセットする（ステッ
プＳ４０１）。次に、現在の乗り移りチェック対象が最
終曲線Ｃｅ（投影曲線Ｃ２）であるか否かを判定し（ス
テップＳ４０２）、最終曲線Ｃｅでなければｉ＝１とし
（ステップＳ４０３）、投影曲線Ｃｉが既に乗り移りチ
ェック対象に設定されているか否か、すなわち、フラグ
がセットされているか否かを判定する（ステップＳ４０
４）。投影曲線Ｃ１には既にフラグがセットされている
ため、ｉ＝ｉ＋１とし（ステップＳ４０５）、投影曲線
Ｃｉのフラグをチェックする（ステップＳ４０４）。こ
の場合、投影曲線Ｃ２にはフラグがセットされていない
（図１８の（１）参照）。そこで、前記投影曲線Ｃ２が
前回において乗り移りチェック対象に設定された投影曲
線Ｃ１と滑らかに接続されているか否かを判定する（ス
テップＳ４０６）。この場合、投影曲線Ｃ２は、点Ｐ５
において投影曲線Ｃ１と滑らかでない状態で接続してい
るため、ｉ＝ｉ＋１とし（ステップＳ４０５）、さら
に、ステップＳ４０４の処理を繰り返す。この場合、投
影曲線Ｃ３にはフラグがセットされていないため（図１
８の（１）参照）、ステップＳ４０６の処理を行う。投
影曲線Ｃ３は、前回において乗り移りチェック対象に設
定された投影曲線Ｃ１に対して滑らかに接続しているた
め、前記投影曲線Ｃ３を乗り移りチェック対象に設定し
（ステップＳ４０７）、図１８の（２）に示すように、
投影曲線Ｃ３のフラグをセットする。そして、ステップ
Ｓ４０２からの処理を繰り返す。ステップＳ４０２で
は、現在の乗り移りチェック対象が投影曲線Ｃ３であっ
て、最終曲線Ｃｅではないため、ステップＳ４０３以下
の処理を行う。この場合、ステップＳ４０６において、
投影曲線Ｃ２が前回において乗り移り対象に設定された
投影曲線Ｃ３と滑らかに接続されているため（ステップ
Ｓ４０６）、前記投影曲線Ｃ２を乗り移りチェック対象
に設定し（ステップＳ４０７）、図１８の（３）に示す
ように、投影曲線Ｃ２のフラグをセットする。そして、
再びステップＳ４０２の処理を行う。このとき、乗り移
りチェック対象が最終曲線Ｃｅに一致するため、図１８
に示す順に設定されたフラグに基づき、投影曲線をＣ１
→Ｃ３→Ｃ２の順に連結し（ステップＳ４０８）、外郭
線Ｌ１を設定する。なお、外郭線Ｌ２も同様にして設定
することができる。

【００４２】このように、各曲面Ｓ１〜Ｓ４、フィレッ
ト面Ｆ１〜Ｆ４に対して、どの曲面がどの曲面に接続さ
れているのか、といった位相関係を設定することなく、
外郭線Ｌ１を複数の曲面Ｓ１、Ｓ４およびフィレット面
Ｆ４上に自動的に設定することができる。

【００４３】次に、フィレット面Ｆ１^* の点Ｐ１、Ｐ２
間に設定される外郭線ｇ４と、フィレット面Ｆ３^* の点
Ｐ３、Ｐ４間に設定される外郭線ｇ６と、前記のように
して設定された外郭線Ｌ１、Ｌ２とによって囲まれる連
結面Ｃ（図８参照）を作成するために、前記外郭線Ｌ
１、Ｌ２上に所定間隔で構成点を生成する（図３、ステ
ップＳ１０７）。この構成点の生成方法について、図１
９に示すフローチャートおよび図２０、図２１に示す説
明図に従って説明する。

【００４４】先ず、図２０に示すように、各外郭線Ｌ
１、Ｌ２の曲率等に応じて複数の構成点Ｋｎ^* 、Ｋｎを
前記外郭線Ｌ１、Ｌ２上に設定する（ステップＳ５０
０）。次いで、各外郭線Ｌ１、Ｌ２の曲線長ｌ₁ 、ｌ₂
を求める（ステップＳ５０１）。そして、前記曲線長ｌ
₁ 、ｌ₂ と、点Ｐ１、Ｐ２および各構成点Ｋｎ^* 、Ｋｎ
間の距離ｋ_n ^* 、ｋ_n との距離比ｋ_n ^* ／ｌ₁ 、ｋ_n ／
ｌ₂ を求める（ステップＳ５０２）。次に、ｎ＝１とし
て（ステップＳ５０３）、前記距離比ｋ_n ^* ／ｌ₁、ｋ
_n ／ｌ₂ が所定範囲内にない場合、すなわち、 ｋ_n ^* ／ｌ₁ ≒ｋ_n ／ｌ₂ の条件を満たさない場合には（ステップＳ５０４）、例
えば、点Ｐ１と構成点Ｋｎ^* との間に新たな構成点Ｋｍ
^* を追加する（ステップＳ５０５）。以上の作業を全構
成点に対して行い（ステップＳ５０６、Ｓ５０７）、対
応する構成点（例えば、図２１における構成点Ｋｎ^* と
Ｋｍ）の組を設定する。このようにして、各外郭線Ｌ
１、Ｌ２上に同数で且つ略同間隔の構成点が設定される
ことになる。

【００４５】ここで、例えば、図２２に示すように、連
結面Ｃを構成する外郭線ｇ４の形状と外郭線ｇ６の形状
とがＳ字と逆Ｓ字のように大きく異なるとき、これらの
外郭線ｇ４、ｇ６における境界条件を用いて直接連結面
Ｃの曲面を生成すると、中央部分での整合性が悪くなる
おそれがある。

【００４６】このような不都合を回避するため、本実施
例では、前記のようにして構成点が設定された連結面Ｃ
を３つの領域Ｂ１（第２領域）、Ｂ２（第１領域）、Ｂ
３（第３領域）に分割する（図２２、ステップＳ１０
８）。そして、ｉ＝１として（ステップＳ１０９）、中
央の領域Ｂ１（Ｂｉ＝Ｂ１）の曲面を生成した後（ステ
ップＳ１１０、Ｓ１１１、Ｓ１１２）、前記領域Ｂ１の
曲面情報を用いて領域Ｂ２およびＢ３（Ｂｉ＝２、３）
の曲面を生成する（ステップＳ１１３）。この場合、外
郭線ｇ４の形状と外郭線ｇ６の形状との差が中央の領域
Ｂ１を構成する外郭線ｇ７およびｇ８によって吸収さ
れ、フィレット面Ｆ１^* およびＦ３^* 間を滑らかに連結
する連結面Ｃを得ることができる。

【００４７】そこで、先ず、図２３に示すサブルーチン
および図２４、図２５の説明図に従って、領域Ｂ１に対
してステップＳ１０７で求めた組となる構成点Ｋｎ^* 、
Ｋｍ間に曲線ＲＲ（Ｂ１）を設定する場合について説明
する。

【００４８】先ず、外郭線Ｌ１、Ｌ２上の中、領域Ｂ１
を構成する点Ｐ８、Ｐ９間および点Ｐ１０、Ｐ１１間の
組となる構成点Ｋｎ^* 、Ｋｍに対して、前記外郭線Ｌ
１、Ｌ２に対する単位接線ベクトルＶｔ１、Ｖｔ２を求
める（ステップＳ６００）。次に、前記単位接線ベクト
ルＶｔ１、Ｖｔ２の合成ベクトルＶａを求めるとともに
（ステップＳ６０１）、構成点Ｋｎ^* から構成点Ｋｍに
至る単位方向ベクトルＶｈを求める（ステップＳ６０
２）。そして、前記単位方向ベクトルＶｈと前記合成ベ
クトルＶａとの外積ベクトルＶｂを求め（ステップＳ６
０３）、さらに、前記外積ベクトルＶｂと単位方向ベク
トルＶｈとの外積ベクトルＶｐを求める（ステップＳ６
０４）。次いで、前記外積ベクトルＶｐと構成点Ｋｎ^*
での法線ベクトルＶｕ１との外積ベクトルＶｖ１を求め
るとともに、構成点Ｋｍでの法線ベクトルＶｕ２と前記
外積ベクトルＶｐとの外積ベクトルＶｖ２を求める（ス
テップＳ６０５）。なお、これらの外積ベクトルＶｖ
１、Ｖｖ２は、図２４に示すように、構成点Ｋｎ^* 、Ｋ
ｍにおける曲線ＲＲ（Ｂ１）の接線ベクトルを表す。

【００４９】以上のようにして求められた接線ベクトル
（外積ベクトルＶｖ１、Ｖｖ２）を用いて、ベジエ曲線
からなる曲線ＲＲ（Ｂ１）を求める。この場合、図２５
に示すように、前記外積ベクトルＶｖ１、Ｖｖ２の延長
線上に制御点Ｑ１、Ｑ２を設定し、各制御点Ｑ１、Ｑ２
までの距離ｑ₁ 、ｑ₂ を以下の（１）式に基づいて求め
る（ステップＳ６０６）。そして、この制御点Ｑ１、Ｑ
２を用いて曲線ＲＲ（Ｂ１）を生成する（ステップＳ６
０７）。なお、（１）式において、ｒ₁ 、ｒ₂は、単位
接線ベクトルＶｔ１およびＶｔ２の交点Ｏと、各構成点
Ｋｎ^* 、Ｋｍとの距離を表し、θは、扇形Ｏ−Ｋｎ^* −
Ｋｍの中心角を表す。

【００５０】 ｑ_i ＝４・（１−cos （θ／２））・ｒ_j ／３・sin （θ／２） …（１） （θ≠０、ｊ＝３−ｉ） 以上の処理を領域Ｂ１の組となる全構成点間に対して行
うことにより（図３、ステップＳ１１１）、前記領域Ｂ
１上の全ての曲線ＲＲ（Ｂ１）が設定され、これによっ
て領域Ｂ１が決定されることになる。

【００５１】領域Ｂ１が決定されると、次に、領域Ｂ２
に対する曲線ＲＲ（Ｂ２）の設定を行う。この場合、図
２６および図２７に基づき、領域Ｂ２の構成点Ｋ１、Ｋ
３間に曲線ＲＲ（Ｂ２）を設定するものとして説明す
る。

【００５２】先ず、ステップＳ６００〜Ｓ６０５での処
理と同様にして、構成点Ｋ３に対する曲線ＲＲ（Ｂ２）
方向のベクトルＶｗ３を求める。一方、構成点Ｋ１に対
する曲線ＲＲ（Ｂ２）方向のベクトルＶｗ１は、前記構
成点Ｋ１に隣接するステップＳ６０７で求めた領域Ｂ１
の曲線ＲＲ（Ｂ１）上の構成点Ｋ２を用いて、図２７に
示すようにして設定される。すなわち、構成点Ｋ１〜Ｋ
３をとおる円弧Ｒを生成し、前記円弧Ｒの構成点Ｋ１に
おける接線を曲線ＲＲ（Ｂ２）方向のベクトルＶｗ１に
設定する。そして、設定されたベクトルＶｗ１、Ｖｗ３
を用いて、ステップＳ６０６、Ｓ６０７と同様にして領
域Ｂ２上の全ての曲線ＲＲ（Ｂ２）が設定され、これに
よって領域Ｂ２が決定される。なお、領域Ｂ３は、前記
領域Ｂ２と同様にして決定することができる。

【００５３】以上のようにして、領域Ｂ１〜Ｂ３からな
る連結面Ｃが決定されると、そのデータを一旦大容量記
憶装置１４に出力した後（ステップＳ１１４）、連結面
Ｃと交差するフィレット面Ｆ２およびＦ４を前記連結面
Ｃのデータを用いて切断し、フィレット面Ｆ２^* および
Ｆ４^* を作成する（図９、ステップＳ１１５）。そし
て、フィレット面Ｆ１^* 〜Ｆ４^* および連結面Ｃからな
るデータをフィレット面データとして大容量記憶装置１
４に出力する（図１０、ステップＳ１１６）。

【００５４】なお、上述した実施例では、相互に重畳す
るフィレット面Ｆ１〜Ｆ４を滑らかに連結することので
きる連結面Ｃを作成する場合について説明したが、例え
ば、既に設定されたフィレット面が設計変更等によって
分断されたような場合に、これらのフィレット面を連結
する連結面を作成する際にも同様にして適用可能であ
る。

【００５５】最後に、図４に示すサーフェスモデルデー
タと前記フィレット面データとを合成することで、図１
１に示すフィレット面Ｆ１^* 〜Ｆ４^* 、連結面Ｃおよび
曲面Ｓ１^* 〜Ｓ４^* が設定されたモデルデータが作成さ
れる（ステップＳ１１７）。

【００５６】このようにして作成されたモデルデータ
は、ＮＣ加工データに変換された後、図示しないＮＣ制
御装置に転送され、製品を形成するための金型の加工が
行われる。この場合、前記ＮＣ加工データには、サーフ
ェスモデルの各曲面を滑らかに連結するフィレット面が
形成されているため、所望の形状からなる金型を自動的
且つ高精度に作成することができる。

【００５７】なお、上述した実施例では、フィレット面
Ｆ１、Ｆ２の交点（点Ｐ２）とフィレット面Ｆ２、Ｆ３
の交点（点Ｐ３）を求め、これらの点Ｐ２、Ｐ３を用い
て前記フィレット面Ｆ１、Ｆ３間に連結面Ｃを設定する
場合について説明したが、前記点Ｐ２、Ｐ３を任意の個
所に設定し、２つのフィレット面Ｆ１、Ｆ３間に連結面
Ｃを設定する場合にも適用可能であることは勿論であ
る。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、本発明では、ＣＡＤシス
テム上に設定された金型のサーフェスモデルを構成する
複数の曲面を滑らかに連結する連結面を作成する際、前
記連結面を３つの領域に分割し、先ず、周辺の曲面の情
報を用いて中央の領域の曲面を生成し、次いで、前記中
央の曲面の情報および周辺の曲面の情報を用いて他の２
つの領域の曲面を生成するため、前記他の２つの領域に
生成される曲面を中央の領域に生成される曲面および周
辺の曲面に対して滑らかに連結させることができる。こ
の結果、周辺の曲面に対して滑らかに連結する連結面を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるＣＡＤシステムの構成ブロ
ック図である。

【図２】図１に示すコントローラのソフト構成図であ
る。

【図３】形状データを作成するための全体の処理フロー
チャートである。

【図４】サーフェスモデルの説明図である。

【図５】図４に示すサーフェスモデルに設定されたフィ
レット面の説明図である。

【図６】他のフィレット面によって切断されたフィレッ
ト面の説明図である。

【図７】フィレット面間に設定される連結面の外郭線の
説明図である。

【図８】フィレット面間に設定された連結面の説明図で
ある。

【図９】サーフェスモデル上に設定されたフィレット面
の説明図である。

【図１０】フィレットモデルデータの説明図である。

【図１１】サーフェスモデルとフィレットモデルとを合
成して得られるモデルの説明図である。

【図１２】フィレット面を作成する処理のフローチャー
トである。

【図１３】フィレット面を作成する処理の説明図であ
る。

【図１４】連結面の外郭線を構成する投影曲線を求める
フローチャートである。

【図１５】投影曲線を連結し、連結面の外郭線を求める
フローチャートである。

【図１６】投影曲線を作成する処理の説明図である。

【図１７】投影曲線を作成する処理の説明図である。

【図１８】投影曲線を作成する処理の説明図である。

【図１９】連結面の外郭線上に構成点を設定する処理の
フローチャートである。

【図２０】連結面の外郭線上に構成点を設定する処理の
説明図である。

【図２１】連結面の外郭線上に構成点を設定する処理の
説明図である。

【図２２】連結面を分割して得られる領域の説明図であ
る。

【図２３】連結面を分割した中央の領域の構成点を連結
する曲線を生成するフローチャートである。

【図２４】連結面を分割した中央の領域の構成点を連結
する曲線を生成する処理の説明図である。

【図２５】連結面を分割した中央の領域の構成点を連結
する曲線を生成する処理の説明図である。

【図２６】連結面を分割した両端の領域の構成点を連結
する曲線を生成する処理の説明図である。

【図２７】連結面を分割した両端の領域における曲線の
接線ベクトルを生成する処理の説明図である。

【図２８】従来技術において、複数の曲面間に設定され
るフィレット面を連結するボカシ面の説明図である。

【図２９】図２８に示すボカシ面を分割した場合の説明
図である。

【図３０】従来技術において、ボカシ面が凹多角形とな
る場合の説明図である。

【図３１】図３０に示すボカシ面を分割した場合の説明
図である。

【図３２】ボカシ面の外郭線がＳ字および逆Ｓ字となる
場合の説明図である。

【符号の説明】

１０…ＣＡＤシステム １２…コントロ
ーラ １４…大容量記憶装置 １６…ディスプ
レイ装置 Ｃ…連結面 Ｆ１〜Ｆ４…フ
ィレット面 Ｒ１〜Ｒ４…稜線 Ｓ１〜Ｓ４…曲
面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大須賀 靖幸 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダ エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−265675（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−255972（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−114204（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−114206（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−332990（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−137917（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 17/50 G06T 1/00 G06T 17/00 G05B 19/4097 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣＡＤシステム上に設定された金型のサー
   フェスモデルから金型加工用形状データを作成する金型
   加工用形状データ作成方法において、 前記サーフェスモデルの 第１曲面と第２曲面とを滑らか
   に連結する連結面の作成に際し、 前記第１曲面の端辺と、前記第２曲面の端辺と、前記各
   端辺を連結する各辺とからなる４辺を、前記連結面を構
   成する外郭線として設定する第１ステップと、 前記外郭線で囲まれる領域を、中央の第１領域と、前記
   第１曲面と前記第１領域との間に設定される第２領域
   と、前記第２曲面と前記第１領域との間に設定される第
   ３領域とに分割する第２ステップと、 前記第１領域に対して第１連結面を生成した後、前記第
   １連結面と前記第１曲面との間、および、前記第１連結
   面と前記第２曲線との間に、夫々第２連結面および第３
   連結面を生成する第３ステップと、 からなり、前記第１連結面、第２連結面および第３連結
   面を接続して前記連結面を得ることを特徴とする金型加
   工用形状データ作成方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、 前記第１連結面は、周辺の曲面と滑らかに接続する接続
   条件に従って生成されることを特徴とする金型加工用形
   状データ作成方法。