特許 6042579 プレス金型形状作成システム及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6042579

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】プレス金型形状作成システム及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 17/50 20060101AFI20161206BHJP

【ＦＩ】

   G06F17/50 680C

   G06F17/50 620E

【請求項の数】12

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2016-164838(P2016-164838)

(22)【出願日】2016年8月25日

【審査請求日】2016年8月29日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】507228172

【氏名又は名称】株式会社ＪＳＯＬ

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 祐子

(72)【発明者】

【氏名】越智 申久

【審査官】 合田 幸裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０３３４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５１６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３０４４２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ １７／５０

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

ＣｉＮｉｉ

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレス金型の開口部形状を作成するシステムであって、
開口を有するプレス製品の外形データを記憶する製品形状記憶部と、
記憶された外形データに基づき、選択されたエッジ部のフィレット断面または開口端部から稜線を抽出し延長して、延長稜線を作成する稜線作成部と、
隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成し、必要と判断された場合に予め規定された母面を作成する母面作成部と、
作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部に該フィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成するフィレット作成部と、
必要と判断された場合にプレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する開口形状作成部と、
を備えることを特徴とするプレス金型形状作成システム。

【請求項2】

前記フィレット作成部が、２つのフィレットの合流地点から所定の距離だけ離れた範囲まで該２つのフィレットを作成し、該２つのフィレットの端点で接線連続となるような滑らかな曲線で繋いでコーナーフィレットを作成することを特徴とする請求項１に記載のプレス金型形状作成システム。

【請求項3】

前記フィレット作成部が、該滑らかな曲線に対して垂直な方向の勾配ベクトルを２つのフィレット端点の接線ベクトルから補間して与えて曲面を形成することを特徴とする請求項２に記載のプレス金型形状作成システム。

【請求項4】

前記フィレット作成部が、母面の上側と下側に設けられたそれぞれのフィレットについて、上側のコーナーフィレット及び下側のコーナーフィレットを作成し、２つのフィレットの合流地点から所定の距離の地点における母面上の点を、該地点におけるそれぞれの接線ベクトルを補間した勾配ベクトルを有する曲線で繋いで、上側コーナーフィレット及び下側コーナーフィレットの間の母面を修正することを特徴とする請求項２または３に記載のプレス金型形状作成システム。

【請求項5】

前記フィレット作成部が、２つのフィレットの合流地点から所定の距離だけ離れた範囲まで該２つのフィレットを作成し、更に、該合流地点から所定の距離だけ離れた範囲まで該２つのフィレットと交差する更なるフィレットを作成し、
該２つのフィレットの端点を、端点におけるそれぞれの接線ベクトルを補間した勾配ベクトルを有する曲線であって、かつ更なるフィレットの端部の曲線と連続する滑らかな曲線で繋いでコーナーフィレットを作成することを特徴とする請求項１に記載のプレス金型形状作成システム。

【請求項6】

前記フィレット作成部が、半径Ｒを有する円弧でフィレットを構成し、母面と接するフィレットの両端において、母面と接するようにフィレットの円弧を配置することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のプレス金型形状作成システム。

【請求項7】

前記母面作成部が、予め規定された母面として、エッジ部上の基準点から所定の押し出し方向に距離Ｄだけ離れた延長基準点を含む壁面の母面を作成し、
前記稜線作成部が、抽出した稜線を該壁面の母面上まで延長することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のプレス金型形状作成システム。

【請求項8】

前記母面作成部が、所定の押し出し方向のベクトル及びエッジ部におけるプレス方向のベクトルの外積ベクトルの方向を回転軸として、プレス方向に対して所定の角度θをなすように壁面の母面を作成することを特徴とする請求項７に記載のプレス金型形状作成システム。

【請求項9】

前記母面作成部が、予め規定された母面として、エッジ部の開口端部を結ぶ線を含む底面の母面を作成することを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のプレス金型形状作成システム。

【請求項10】

前記稜線作成部が、選択されたエッジ部のフィレット断面の両端部における接線ベクトルの延長線の交点を稜線の位置として抽出することを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載のプレス金型形状作成システム。

【請求項11】

前記稜線作成部が、選択されたエッジ部を含む３次元のプレス製品の外形データに基づいて、抽出した稜線を延長する方向を定めることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載のプレス金型形状作成システム。

【請求項12】

プレス金型の開口部形状を作成するためのプログラムであって、
コンピュータを、
開口を有するプレス製品の外形データを記憶する製品形状記憶部、
記憶された外形データに基づき、選択されたエッジ部のフィレット断面または開口端部から稜線を抽出し延長して、延長稜線を作成する稜線作成部、
隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成し、必要と判断された場合に予め規定された母面を作成する母面作成部、
作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部に該フィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成するフィレット作成部、及び
必要と判断された場合にプレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する開口形状作成部、
として機能させることを特徴とするプレス金型形状作成プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＣＡＤ装置において、プレス金型の開口部形状を作成するシステム及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ＣＡＤ装置を用いてプレス金型の開口部形状を作成するとき、開口部のコーナー部に角のとれた滑らかな形状のコーナーフィレットを作成する必要がある。これに対応するため、コーナー部のフィレット幅範囲内に存在するワイヤフレームの節点について、ラプラシアン法による形状修正処理を繰り返すことにより、コーナーフィレットを作成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−３４３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の方法によれば、１つのコーナー部にコーナーフィレットを作成するのに、多くの繰り返し演算を行う必要があり、多くの演算時間とコストを要する。また、設計者の意図を適確に反映させた開口部形状を得るため、コーナーフィレットを含む形状の修正やトリムを要する場合もあるが、その際、更に多くの演算時間とコストを要する。

【0005】

従って、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、設計者の意図を反映させたコーナー部を含むプレス金型の開口部形状を、少ない演算時間及びコストで作成することができるシステム及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の１つの実施態様に係るシステムは、
プレス金型の開口部形状を作成するシステムであって、
開口を有するプレス製品の外形データを記憶する製品形状記憶部と、
記憶された外形データに基づき、選択されたエッジ部のフィレット断面または開口端部から稜線を抽出し延長して、延長稜線を作成する稜線作成部と、
隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成し、必要と判断された場合に予め規定された母面を作成する母面作成部と、
作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部に該フィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成するフィレット作成部と、
必要と判断された場合にプレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する開口形状作成部と、
を備える。

【0007】

本発明の１つの実施態様に係るプログラムは、
プレス金型の開口部形状を作成するためのプログラムであって、
コンピュータを、
開口を有するプレス製品の外形データを記憶する製品形状記憶部、
記憶された外形データに基づき、選択されたエッジ部のフィレット断面または開口端部から稜線を抽出し延長して、延長稜線を作成する稜線作成部、
隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成し、必要と判断された場合に予め規定された母面を作成する母面作成部、
作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部に該フィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成するフィレット作成部、及び
必要と判断された場合にプレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する開口形状作成部、
として機能させる。

【発明の効果】

【0008】

上記の実施態様によれば、設計者の意図を反映させたコーナー部を含むプレス金型の開口部形状を、少ない演算時間及びコストで作成することができるシステム及びプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の１つの実施形態に係るＣＡＤ装置のハードウエアの構成を示すブロックダイアグラムである。

【図2】本発明の１つの実施形態に係るプレス金型形状作成システムの制御の基本構成を示すブロックダイアグラムである。

【図3】本発明の１つの実施形態に係るプレス金型形状作成システムで実施されるプレス金型形状作成メインルーチンを示すフローチャートである。

【図4】メインルーチンにおいてステップＳ６で示される基準母面作成サブルーチンを示すフローチャートである。

【図5】メインルーチンにおいてステップＳ１０で示される延長稜線作成サブルーチンを示すフローチャートである。

【図6】メインルーチンにおいてステップＳ２０で示される残り母面作成サブルーチンを示すフローチャートである。

【図7A】メインルーチンにおいてステップＳ３０で示されるフィレット作成サブルーチンの１つの例を示すフローチャートである。

【図7B】メインルーチンにおいてステップＳ３０で示されるフィレット作成サブルーチンのその他の例を示すフローチャートである。

【図8】メインルーチンにおいてステップＳ４０で示される形状調整サブルーチンを示すフローチャートである。

【図9A】１つの上下コーナー部を有する開口部形状の一例を示す図である。

【図9B】２つの上下コーナー部を有する開口部形状の一例を示す図である。

【図9C】３つの上下コーナー部を有する開口部形状の一例を示す図である。

【図10A】開口部形状を作成する一例の概要を示す図であって、プレス製品の外形データからエッジ部を選択することを示す図である。

【図10B】開口部形状を作成する一例の概要を示す図であって、主に延長稜線を作成し、延長稜線に基づいて母面を作成することを示す図である。

【図10C】開口部形状を作成する一例の概要を示す図であって、母面にフィレットを作成することを示す図である。

【図10D】開口部形状を作成する一例の概要を示す図であって、フィレット及び母面をトリムして、開口部形状を決定することを示す図である。

【図11A】選択されたエッジ部（２つの上下フィレット断面を有する場合）の一例を示す図である。

【図11B】図１１Ａの枠で囲まれた部分における接線ベクトルを示す図である。

【図11C】図１１Ａの枠で囲まれた部分における法線ベクトルを示す図である。

【図11D】図１１Ａの枠で囲まれた部分における延長方向ベクトルを示す図である。

【図12A】エッジ部で表現できる形状の例を示す図のうち、Ｃａｓｅ１を示す図である。

【図12B】エッジ部で表現できる形状の例を示す図のうち、Ｃａｓｅ２を示す図である。

【図12C】エッジ部で表現できる形状の例を示す図のうち、Ｃａｓｅ３を示す図である。

【図13A】入力データの例を示す図であって、押し出し量、押し出し方向ベクトル及び壁面の傾斜角に基づいて作成された壁面の母面を示す図である。

【図13B】予め規定された母面である底面の母面を示す図である。

【図14A】入力データの例を示す図であって、断面方向のフィレットの半径を示す図である。

【図14B】入力データの例を示す図であって、水平方向のフィレットの半径を示す図である。

【図15】エッジ部の押出基準位置から押し出し量及び押し出し方向ベクトルの一例を示す図である。

【図16】図１５に示す面から所定の傾斜角度θだけ傾斜させた壁面の母面を規定する一例を示す図である。

【図17A】エッジ部のフィレット断面（断面上のフィレットを表す曲線）からフィレットの角点（稜線の位置）を定める一例を示す図である。

【図17B】エッジ部のフィレット断面、フィレット断面を結ぶ曲線（または直線）、及び定められたフィレットの角点を示す図である。

【図17C】エッジ部のフィレット断面から稜線ベクトルの方向を定める一例を示す図である。

【図18】延長稜線が壁面の母面に交わる位置に角点を配置してワイヤフレームを構成する一例を示す図である。

【図19】角点の間を繋ぐ辺を作成する方法の一例を示す図である。

【図20A】ワイヤフレームの下辺を平面状の底面に投影する一例を示す図である。

【図20B】ワイヤフレームの下辺を曲面状の底面に投影する一例を示す図である。

【図21A】残りの母面を作成する一例を示す図である。

【図21B】残りの母面を作成するに当たり、両端点の接線ベクトルを補間したベクトルを用いて曲面を作成する一例を示す図である。

【図21C】辺が曲線である場合に対応した母面の一例を示す図である。

【図22A】上側のフィレットを作成する一例を示す図である。

【図22B】上側のフィレットを作成する範囲を定める方法を示す上方から上面の母面を見た平面図である。

【図23】母面にフィレットを作成する場合に、フィレットを構成する各フィレット断面を作成する一例を示す図であり、

【図24】作成された各フィレット断面の間を滑らかに繋いでフィレットを形成する一例を示す図である。

【図25】作成された各フィレット断面の間を滑らかに繋いで上側及び下側のフィレットを形成する一例を示す図である。

【図26】コーナーフィレットを作成する一例を示す図である。

【図27】コーナーフィレットを作成する一例（続き）を示す図である。

【図28A】上側の２つのフィレットの間でコーナーフィレットを作成するところを示す図である。

【図28B】下側の２つのフィレットの間でコーナーフィレットを作成するところを示す図である。

【図29】３次のベジエ曲線で２点間を繋ぐ具体的な方法を示す図である。

【図30】上下のコーナーフィレットを繋ぐ曲面を作成する一例を示す図である。

【図31】３つのフィレットの交差位置にコーナーフィレットを作成する一例を示す図である。

【図32】母面、フィレットをトリムして、開口部形状を定める一例を示す図である。

【図33】１つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、ワイヤフレームを構成する一例を示す図である。

【図34】１つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、ワイヤフレームの下辺を底面上に投影する一例を示す図である。

【図35】１つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、母面を作成する一例を示す図である。

【図36】１つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、母面に上下のフィレットを作成する一例を示す図である。

【図37】１つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、フィレットが合流する上下の位置に、それぞれコーナーフィレットを作成する一例を示す図である。

【図38】１つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、上下のコーナーフィレットを曲面で繋ぐ一例を示す図である。

【図39】１つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、母面、フィレットをトリムして、開口部形状を定める一例を示す図である。

【図40】３つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、選択されたエッジ部の一例を示す図である。

【図41】３つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、エッジ部の２箇所の領域から異なる方向に押し出された（稜線が延長された）場合の一例を示す図である。

【図42】３つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、それぞれ底面の母面と交わる２つの壁面の母面が規定された一例を示す図である。

【図43】３つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、上面の母面及び壁面の母面の間で交わる線をワイヤフレームの辺とする一例を示す図である。

【図44】３つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、ワイヤフレームを構成する一例を示す図である。

【図45】３つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、母面、フィレットをトリムして、開口部形状を定める一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

上記の目的を達成するため、本発明の実施態様１に係るプレス金型形状作成システムは、
プレス金型の開口部形状を作成するシステムであって、
開口を有するプレス製品の外形データを記憶する製品形状記憶部と、
記憶された外形データに基づき、選択されたエッジ部のフィレット断面または開口端部から稜線を抽出し延長して、延長稜線を作成する稜線作成部と、
隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成し、必要と判断された場合に予め規定された母面を作成する母面作成部と、
作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部に該フィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成するフィレット作成部と、
必要と判断された場合にプレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する開口形状作成部と、
を備える。

【0011】

本実施態様によれば、プレス製品の外形データに基づき、選択されたエッジ部のフィレット断面等から稜線を抽出して延長稜線を作成し、予め規定された母面または隣り合う延長稜線を繋いで母面を作成し、作成された母面が交差する箇所にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部にフィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成し、フィレット及び母面の形状に沿ってプレス金型の開口部形状を作成する。

【0012】

よって、シンプルで合理的な手順で、コーナー部を含むプレス金型の開口部形状を作成するので、形状の修正にも容易に対応可能であり、設計者の意図を反映させたコーナー部を含むプレス金型の開口部形状を、少ない演算時間及びコストで作成することができる。

【0013】

本発明の実施態様２に係るシステムでは、上記の実施態様１において、
前記フィレット作成部が、２つのフィレットの合流地点から所定の距離だけ離れた範囲まで該２つのフィレットを作成し、該２つのフィレットの端点で接線連続となるような滑らかな曲線で繋いでコーナーフィレットを作成する。

【0014】

本実施態様では、２つのフィレットの端点で接線連続となるような滑らかな曲線で繋いでコーナーフィレットを作成するので、少ない演算時間及びコストで、母面に沿った滑らかな曲面で構成されたコーナーフィレットを作成できる。

【0015】

本発明の実施態様３に係るシステムでは、上記の実施態様２において、 前記フィレット作成部が、該滑らかな曲線に対して垂直な方向の勾配ベクトルを２つのフィレット端点の接線ベクトルから補間して与え曲面を形成する。

【0016】

本実施態様では、滑らかな曲線に対して垂直な方向の勾配ベクトルを端点の接線ベクトルから補間して与えてコーナーフィレット（曲面）を作成するので、少ない演算時間及びコストで、母面に沿った滑らかな曲面で構成されたコーナーフィレットを作成できる。

【0017】

本発明の実施態様４に係るシステムでは、上記の実施態様２または３において、
前記フィレット作成部が、母面の上側と下側に設けられたそれぞれのフィレットについて、上側のコーナーフィレット及び下側のコーナーフィレットを作成し、２つのフィレットの合流地点から所定の距離の地点における母面上の点を、該地点におけるそれぞれの接線ベクトルを補間した勾配ベクトルを有する曲線で繋いで、上側コーナーフィレット及び下側コーナーフィレットの間の母面を修正する。

【0018】

本実施態様では、上側のコーナーフィレット及び下側のコーナーフィレットを作成し、２つのフィレットの合流地点から所定の距離の地点における母面上の点を、上記に示した曲線で繋いで、上側コーナーフィレット及び下側コーナーフィレットの間の母面を修正する。
これにより、上側及び下側のコーナーフィレットの間を、少ない演算時間及びコストで、各々のコーナーフィレットに沿った滑らかな曲線で繋ぐことができる。

【0019】

本発明の実施態様５に係るシステムでは、上記の実施態様１において、
前記フィレット作成部が、２つのフィレットの合流地点から所定の距離だけ離れた範囲まで該２つのフィレットを作成し、更に、該合流地点から所定の距離だけ離れた範囲まで該２つのフィレットと交差する更なるフィレットを作成し、
該２つのフィレットの端点を、端点におけるそれぞれの接線ベクトルを補間した勾配ベクトルを有する曲線であって、かつ更なるフィレットの端部の曲線と連続する滑らかな曲線で繋いでコーナーフィレットを作成する。

【0020】

本実施態様では、互いに合流する２つのフィレットと、２つのフィレットと交差する更なるフィレットを作成し、２つのフィレットの端点を、上記に示した曲線で、更なるフィレットの端部の曲線と連続するように滑らかに繋いでコーナーフィレットを作成する。これにより、３つのフィレットが合流するコーナー部において、少ない演算時間及びコストで、各フィレットに沿った滑らかな曲面で構成されたコーナーフィレットを作成することができる。
なお、互いに合流する２つのフィレットを上側と下側に作成し、上側と下側を更なるフィレットで繋いで、上下のコーナーフィレットを作成すれば、実質的に実施態様４と同様の滑らかなプレス金型の開口部形状を得ることができる。

【0021】

本発明の実施態様６に係るシステムでは、上記の実施態様１から５の何れかにおいて、
前記フィレット作成部が、半径Ｒを有する円弧でフィレットを構成し、母面と接するフィレットの両端において、母面と接するようにフィレットの円弧を配置する。

【0022】

本実施態様によれば、半径Ｒを定めるだけで、容易に母面に沿った滑らかな曲面で構成されたフィレットを形成することができ、修正も容易である。

【0023】

本発明の実施態様７に係るシステムでは、上記の実施態様１から６の何れかにおいて、
前記母面作成部が、予め規定された母面として、エッジ部上の基準点から所定の押し出し方向に距離Ｄだけ離れた延長基準点を含む壁面の母面を作成し、
前記稜線作成部が、抽出した稜線を該壁面の母面上まで延長する。

【0024】

本実施態様によれば、押し出し量Ｄを定めるだけで壁面の母面を作成でき、稜線をこの壁面の母面上まで延長することにより、容易に開口部形状を規定することができ、修正も容易である。

【0025】

本発明の実施態様８に係るシステムでは、上記の実施態様１から７の何れかにおいて、
前記母面作成部が、所定の押し出し方向のベクトル及びエッジ部におけるプレス方向のベクトルの外積ベクトルの方向を回転軸として、プレス方向に対して所定の角度θをなすように壁面の母面を作成する。

【0026】

本実施態様によれば、角度θを定めるだけで、容易にプレス方向に対して角度θをなす母面を作成することができ、修正も容易である。

【0027】

本発明の実施態様９に係るシステムでは、上記の実施態様１から８の何れかにおいて、
前記母面作成部が、予め規定された母面として、エッジ部の開口端部を結ぶ線を含む底面の母面を作成する。

【0028】

本実施態様によれば、予め規定された母面として、エッジ部の開口端部を結ぶ線を含む底面の母面を作成するので、シンプルな手順でプレス金型の開口部形状を作成することができる。

【0029】

本発明の実施態様１０に係るシステムでは、上記の実施態様１から９の何れかにおいて、
前記稜線作成部が、選択されたエッジ部のフィレット断面の両端部における接線ベクトルの延長線の交点を稜線の位置として抽出する。

【0030】

本実施態様によれば、シンプルな手順で稜線の位置を容易に確実に定めることができ、修正も容易である。

【0031】

本発明の実施態様１１に係るシステムでは、上記の実施態様１から１０の何れかにおいて、
前記稜線作成部が、選択されたエッジ部を含む３次元のプレス製品の外形データに基づいて、抽出した稜線を延長する方向を定める。

【0032】

本実施態様によれば、３次元のプレス製品の外形データに基づいて、抽出した稜線を延長する方向を定めるので、プレス製品の外形データに滑らかに繋がった開口形状を容易に確実に作成することができる。

【0033】

上記の目的を達成するため、本発明の実施態様１２に係るプログラムは、
プレス金型の開口部形状を作成するためのプログラムであって、
コンピュータを、
開口を有するプレス製品の外形データを記憶する製品形状記憶部、
記憶された外形データに基づき、選択されたエッジ部のフィレット断面または開口端部から稜線を抽出し延長して、延長稜線を作成する稜線作成部、
隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成し、必要と判断された場合に予め規定された母面を作成する母面作成部、
作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部に該フィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成するフィレット作成部、及び
必要と判断された場合にプレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する開口形状作成部、
として機能させる。

【0034】

本実施態様においても、上記の実施態様１と同様な作用効果を有する。

【0035】

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。
はじめに、図１及び図２を参照しながら、本発明の１つの実施形態に係るシステムの概要を説明する。図１は、本発明の１つの実施形態に係るＣＡＤ装置のハードウエアの構成を示すブロックダイアグラムであり、図２は、本発明の１つの実施形態に係るプレス金型形状作成システムの制御の基本構成を示すブロックダイアグラムである。

【0036】

図１に示すように、本実施形態に係るＣＡＤ装置のハードウエア構成は、中央演算装置と、中央演算装置に電気的に接続された入力装置、表示装置、出力装置及び記憶装置を備える。図１の矢印は、信号の流れを示す。

【0037】

図２に示すように、本実施形態に係るプレス金型形状作成システムの制御部１００は、プレス金型の開口部形状を作成するシステムであって、開口を有するプレス製品の外形データを記憶する製品形状記憶部１１０と、記憶された外形データに基づき、選択されたエッジ部のフィレット断面または開口端部から稜線を抽出し延長して、延長稜線を作成する稜線作成部１２０と、隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成し、必要と判断された場合に予め規定された母面を作成する母面作成部１３０と、作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部にフィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成するフィレット作成部１４０と、必要と判断された場合にプレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する開口形状作成部１５０と、を備える。

【0038】

作成するプレス金型形状は、コーナーフィレットが形成されるコーナー部の数に応じて、図９Ａ〜９Ｃに示すようなタイプに分類することができる。図９Ａは、１つの上下コーナー部を有する開口部形状の一例を示す図であり、図９Ｂは、２つの上下コーナー部を有する開口部形状の一例を示す図であり、図９Ｃは、３つの上下コーナー部を有する開口部形状の一例を示す図である。
以下においては、図９Ａに示すような１つの上下コーナー部を有する場合をタイプ１と称し、図９Ｂに示すような２つの上下コーナー部を有する場合をタイプ２と称し、図９Ｃに一例を示すような３つ以上の上下コーナー部を有する場合をタイプ３と称する。

【0039】

（タイプ２の場合の説明）
図２に示すようなプレス金型形状作成システムの制御部１００で実施される制御処理について、図３から図８に示すフローチャートに基づき、更に詳細な内容を示す図（図１０Ａから図３２）参照しながら説明する。ここでは、特に、２つの上下コーナー部を有する場合であるタイプ２を例にとって説明する。

【0040】

＜プレス金型形状作成メインルーチン＞
はじめに、図３を参照しながら、プレス金型形状作成システムの制御部１００で実施されるプレス金型形状作成メインルーチンの説明を行う。図３は、本発明の１つの実施形態に係るプレス金型形状作成システムで実施されるプレス金型形状作成メインルーチンを示すフローチャートである。

【0041】

図３のフローチャートにおいて、まず、作成するプレス金型形状の開始地点となる開口のエッジ部を選択する(ステップＳ２）。具体的には、製品形状記憶部１１０に保管された開口を有するプレス製品の外形データから、所定の開口部のエッジ部を選択してそのデータを読み出す。選択方法は、操作者が入力装置を操作して行うこともできるし、予め設定されたプログラムによって自動的に行うこともできる。
ここで、図１０Ａは、開口部形状を作成する一例の概要を示す図であって、プレス製品の外形データからエッジ部を選択することを示す図である。ここでは、下方が開口し、４つのフィレットを有する略コの字形のエッジ部が選択されたところを示す。

【0042】

また、図１１Ａ〜１１Ｄには、選択したエッジ部の詳細を示す。図１１Ａは、選択されたエッジ部（２つの上下フィレット断面を有する場合）の一例を示す図であり、図１１Ｂは、図１１Ａの枠で囲まれた部分における接線ベクトルを示す図であり、図１１Ｃは、図１１Ａの枠で囲まれた部分における法線ベクトルを示す図であり、図１１Ｄは、図１１Ａの枠で囲まれた部分における延長方向ベクトルを示す図である。

【0043】

図１１Ａには、図面左下のエッジ始端部から図面左下のフィレット断面を経て上方へ進み、左上のフィレット断面を経て水平方向に進み、右上のフィレット断面を経て下方へ進み、右下のフィレット断面を経てエッジ終端部へ達するエッジ部が示されている。なお、フィレット断面とは、エッジ部の断面上のフィレットを表す曲線を意味する。また、図１１Ａに示す矢印Ｎｚは、押し出し元のエッジ部の代表法線ベクトルを示し、デフォルトとしてプレス方向が設定されている。矢印で示すベクトルＮｚの方向を、ローカルＺ軸方向と称することもできる。

【0044】

図１１Ｂに示す矢印により、エッジ部の直線、曲線形状に沿った接線ベクトルＶｔを示す。図１１Ｃに示す矢印により、エッジ部の直線、曲線形状に対して直交した法線ベクトルＮｓを示す。図１１Ｄに示す矢印により、延長方向ベクトルＶｇを示す。この延長方向ベクトルＶｇは、後述するように、４角形領域に対応する母面を作成する際の、辺上の勾配として用いる（図２１Ｂ、図２４参照）。

【0045】

延長方向ベクトルＶｇは、接線ベクトルＶｔ及び法線ベクトルＮｓの外積として定めることができる。この場合、延長方向ベクトルＶｇは、エッジ部の接線ベクトルＶｔ及び法線ベクトルＮｓと直交するベクトルである。ただし、これに限られるものではなく、特定の位置の延長方向ベクトルＶｇを任意に与えることもできる。

【0046】

次に、図１２Ａ〜１２Ｃを参照しながら、エッジ部で表現できる形状のバリエーションについて説明する。図１２Ａは、エッジ部で表現できる形状の例を示す図のうち、Ｃａｓｅ１を示す図であり、図１２Ｂは、Ｃａｓｅ２を示す図であり、図１２Ｃは、Ｃａｓｅ３を示す図である。

【0047】

図１２Ａに示すＣａｓｅ１は、図１１Ａ〜１１Ｄに示す場合と同様に、４つのフィレット断面を有する基本形を示す。具体的には、図面で下側に開口があり、図面左下のエッジ始端部からフィレット断面１、左上のフィレット断面２、右上のフィレット断面３及び右下のフィレット断面４を有する。そして、隣接するフィレット断面の間を直線または曲線で結ばれてエッジ部が形成されている。図１２Ａに示すＣａｓｅ１では、隣接するフィレット断面１及びフィレット断面２が曲線で繋がれ、隣接するフィレット断面２及びフィレット断面３が直線で繋がれ、隣接するフィレット断面３及びフィレット断面４が曲線で繋がれている。

【0048】

図１２Ｂに示すＣａｓｅ２では、図１２Ａに示すＣａｓｅ１に比べて、図面左下のエッジ始端部及び図面右下のエッジ終端部（つまり下側の両開口端）のフィレット断面がない例を示す。言い換えれば、Ｃａｓｅ２では、エッジ始端部及びエッジ終端部のフィレット断面の長さが０になっている。

【0049】

図１２Ｃに示すＣａｓｅ３では、図１２Ａに示すＣａｓｅ１に比べて、隣接するフィレットの間を繋ぐ辺（直線または曲線）の一部が無い場合を示す。図１２Ｃの上側の図では、両側部の辺（フィレット断面１及びフィレット断面２の間を繋ぐ辺、及びフィレット断面３及びフィレット断面４の間を繋ぐ辺）が無い場合を示す。図１２Ｃの下側の図では、上部の辺（フィレット断面２及びフィレット断面３の間を繋ぐ辺）が無い場合を示す。
以上のように、図１２Ａに示すＣａｓｅ１が、エッジ部の基本形状であるが、図１２Ｂに示すＣａｓｅ２や図１２Ｃに示すＣａｓｅ３のようなエッジ部の形状もあり得る。

【0050】

図３のフローチャートに戻り、ステップＳ２のエッジ部の選択に引き続いて、入力データをインプットする（ステップＳ４）。制御部１００にインプットする入力データとしては、後述するように、エッジ部上の基準点から押し出す距離（押し出し量）Ｄや、フィレットを円弧で構成する場合の半径Ｒや、プレス方向に対して壁面の母面がなす角度θを例示することができる。また、上記のように、所定の位置における延長方向ベクトルＶｇ（方向）をインプットする場合もあり得る。インプット方法は、操作者が入力装置を操作して行うこともできるし、予め設定されたプログラムによって自動的に行うこともできる。

【0051】

以下に、入力データが、どのように用いられるかについて簡潔に説明する。なお、これらの入力データを用いた制御処理の説明において、更に詳細な説明を行う。
図１３Ａは、入力データの例を示す図であって、押し出し量Ｄ、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐ及び壁面の傾斜角θを示す図である。これらの入力データは、母面作成部１３０により、エッジ部に対向する位置に形成される壁面の母面を作成するためのパラメータである。エッジ部上の押し出し基準点ＰＢから、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐの方向に、押し出し量Ｄだけ押し出された位置に壁面の母面が作成される。

【0052】

壁面の母面は、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐに対して垂直な方向に作成されるのが基準である。しかしそれに限られるものではなく、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐ及びエッジ部におけるプレス方向（エッジ部の代表法線ベクトル）Ｎｚの外積ベクトルの方向を回転軸として、プレス方向Ｎｚに対して所定の角度θをなすように壁面の母面を作成することができる。つまり、壁面の母面が、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐに対して垂直な方向に作成されるのは、角度θ＝０である場合を意味する。

【0053】

入力データの押し出し量Ｄ、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐ及び壁面の傾斜角θに基づいて、壁面の母面が作成されると、稜線作成部１２０により、抽出した稜線を稜線ベクトルＶｒ（図１７Ｃ参照）の方向に、壁面の母面まで延長する。

【0054】

図１３Ｂは、壁面の母面と同様に予め規定された母面である底面の母面を示す図である。母面作成部１３０により、エッジ部の開口端部を結ぶ線を、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐに十分な長さ延長した辺を作って、底面の母面を作成する。そして、図１３Ａに示すように、エッジ部から抽出された稜線が壁面の母面上まで延長され、両側面及び上面に相当する母面が作成される。

【0055】

図１４Ａは、入力データの例を示す図であって、断面方向のフィレットの半径Ｒｓｅｃ１〜Ｒｓｅｃ４を示す図であり、図１４Ｂは、水平方向のフィレットの半径Ｒｂ１、Ｒｂ２、Ｒｈ１、Ｒｈ２を示す図である。入力されたフィレットの半径Ｒに基づいて、ワイヤフレームの辺部にフィレットが形成される。

【0056】

図３のフローチャートに戻り、ステップＳ４のデータ入力に引き続いて、母面作成部１３０により、必要と判断された場合に,予め規定された基準の母面（例えば、壁面の母面、底面の母面）を作成する基準母面作成サブルーチンを行う（ステップＳ６）。
次に、稜線作成部１２０により、記憶された外形データに基づき、ステップＳ２で選択されたエッジ部のフィレット断面または開口端部から稜線を抽出し延長して、延長稜線を作成する延長稜線作成サブルーチンを行う（ステップＳ１０）。

【0057】

次に、母面作成部１３０により、隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで残りの母面を作成する残り母面作成サブルーチンを行う（ステップＳ２０）。ここで、図１０Ｂには、開口部形状を作成する一例の概要を示す図であって、主に延長稜線を作成し（ステップＳ１０）、延長稜線に基づいて母面を作成する(ステップ２０）ことの概要を示す。
基準母面作成サブルーチン（ステップＳ６）、延長稜線作成サブルーチン（ステップＳ１０）及び残り母面作成サブルーチン（ステップＳ２０）の更に詳細な説明は、図４から図６のフローチャート及び図１５Ａから図２１Ｃを参照しながら後述する。

【0058】

次に、フィレット作成部１４０により、ステッップ２０で作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部にフィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成するフィレット作成サブルーチンを行う（ステップＳ３０）。ここで、図１０Ｃは、開口部形状を作成する一例の概要を示す図であって、母面にフィレットを作成することを示す図である。
フィレット作成サブルーチン（ステップＳ３０）の更に詳細な説明は、図７Ａまたは図７Ｂのフローチャート及び図２２Ａから図３１を参照しながら後述する。

【0059】

次に、開口形状作成部１５０により、必要と判断された場合にプレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整え、そしてプレス金型の開口部形状を決定する形状調整サブルーチンを行う（ステップＳ４０）。ここで、図１０Ｄは、開口部形状を作成する一例の概要を示す図であって、フィレット及び母面をトリムして、開口部形状を決定することを示す。
形状調整サブルーチン（ステップＳ４０）の更に詳細な説明は、図８のフローチャート及び図３２を参照しながら後述する。図３のメインルーチンに示す以上のような制御処理により、プレス金型の開口部形状を作成することができる。

【0060】

（基準母面作成サブルーチン）
次に、図４のフローチャート、図１５及び図１６を参照しながら、メインルーチンのステップＳ８で示される基準母面作成サブルーチンについて詳細に説明する。
図４において、母面作成部１３０により、壁面の母面及び底面の母面を作成し（ステップＳ８）、本サブルーチンを終了する。
ここで図１５は、エッジ部の押出基準位置Ｐｂから押し出し量Ｄ及び押し出し方向ベクトルＶｓｗｐの一例を示す図である。本実施形態では、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐの方向と押し出し基準位置における延長方向ベクトルＶｇの方向は一致している。選択したエッジ部の形状によっては、位置によって延長ベクトルＶｇの方向が異なる場合も有り得る。そのときには、デフォルトとして、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐを、任意の区間の延長ベクトルＶｇの平均ベクトルとすることができる。

【0061】

図１５では、エッジ部の押し出し基準位置Ｐｂから、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐの方向に押し出し量Ｄだけ押し出した位置に壁面の母面を作成する。図１６では、傾斜角θ＝０の場合であって、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐに対して直交するように壁面の母面が作成されている。
以上のように、押し出し量Ｄを定めるだけで壁面の母面を作成でき、後述するように稜線をこの壁面の母面上まで延長することにより、容易に開口部形状を規定することができ、修正も容易である。

【0062】

ただし、これに限られるものではなく、傾斜角θは、０度〜９０度の間の任意の角度をとることができる。図１６は、図１５に示す面から所定の傾斜角度θだけ傾斜させた壁面の母面を規定する一例を示す図である。
図１６から明らかなように、母面作成部１３０により、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐ及びエッジ部におけるプレス方向のベクトルＮｚの外積ベクトルの方向を回転軸として、プレス方向に対して所定の傾斜角度θをなすように壁面の母面を作成することができる。

【0063】

これにより、角度θを定めるだけで、容易にプレス方向に対して角度θをなす母面を作成することができ、修正も容易である。
なお、壁面の母面を傾ける回転軸は、上記のような押し出し方向ベクトルＶｓｗｐ及びプレス方向のベクトルＮｚの外積ベクトルの方向に限られるものではなく、その他の任意の方向をとることもできる。

【0064】

同様に、母面作成部１３０により、予め規定された母面として、エッジ部の開口端部を結ぶ線を含む底面の母面を作成する。具体的には、エッジ部の開口端部を結ぶ線を、押し出し方向ベクトルＶｓｗｐに十分な長さ延長した辺を作って、底面の母面を作成する。以上のように、予め規定された母面として、エッジ部の開口端部を結ぶ線を含む底面の母面を作成するので、シンプルな手順でプレス金型の開口部形状を作成することができる。

【0065】

＜延長稜線作成サブルーチン＞
次に、図５のフローチャート及び図１７Ａ〜１７Ｃを参照しながら、メインルーチンのステップＳ１０で示される延長稜線作成サブルーチンについて詳細に説明する。
図５において、まず、稜線を抽出する（ステップＳ１２）。ここで、図１７Ａは、エッジ部のフィレット断面（断面上のフィレットを表す曲線）からフィレットの角点（稜線の位置）を定める一例を示す図である。

【0066】

図１７Ａでは、図１１Ａの左上及び左下のフィレット断面において、稜線の位置を定める場合を示す。左上のフィレット断面の場合を例にとって説明すれば、フィレット断面始端部（図面で下側の端部）から接線ベクトルに沿って伸ばした直線（上向きに伸びる直線）と、フィレット断面終端部（図面で上側の端部）から接線ベクトルに沿って伸ばした直線（左下向きに伸びる直線）とが交わるフィレット角点Ｐｃが稜線の位置となる。

【0067】

左下のフィレット断面においても、フィレット断面始端部（図面で下側の端部）から接線ベクトルに沿って伸ばした直線（右上向きに伸びる直線）と、フィレット断面終端部（図面で上側の端部）から接線ベクトルに沿って伸ばした直線（下向きに伸びる直線）とが交わるフィレット角点が稜線の位置となる。

【0068】

以上のように、稜線作成部１２０により、選択されたエッジ部のフィレット断面の両端部における接線ベクトルの延長線の交点を稜線の位置として抽出するので、シンプルな手順で稜線の位置を容易に確実に定めることができ、修正も容易である。
なお、図１２Ｂに示すような、開口端部にフィレット断面を有さない場合には、稜線作成部１２０により、選択されたエッジ部の開口端部を角点として稜線を抽出し、それを延長して延長稜線を作成することができる。

【0069】

ここで、図１７Ｂは、エッジ部のフィレット断面、フィレット断面を結ぶ曲線（または直線）、及び定められたフィレットの角点を示す図である。図１７Ｂには、図１７Ａに示すようにして定められたエッジ部の４つのフィレット断面１〜４の角点Ｐｃ１〜４が示されている。

【0070】

図５のフローチャートに戻り、次に、上記のようにして抽出した角点Ｐｃ１〜４のそれぞれについて、角点Ｐｃ１〜４から稜線ベクトルＶｒの方向へ、先に定義した壁面の母面に到達するまで延長する制御処理を行って（ステップＳ１４）、本サブルーチンを終了する。ここで、図１７Ｃは、エッジ部のフィレット断面から稜線ベクトルの方向を定める一例を示す図である。フィレット断面のアウトライン（両端部）と接する２つの面を接線方向に沿って延長したとき、延長した２つの面が交差してできる線が稜線となる。この稜線の方向を、稜線ベクトルＶｒの方向とすることができる。

【0071】

本実施形態では、壁面の母面を作成するための押し出し方向ベクトルＶｓｗｐの方向と、接線ベクトルＶｔ及び法線ベクトルＮｓの外積で求められる延長方向ベクトルＶｇの方向と、稜線ベクトルＶｒの方向とが一致しているが、これに限られるものではない。
例えば、製品外形が稜線の延長方向において、徐々に広がるまたは狭まる形状の場合、エッジ部の接線ベクトルＶｔ及び法線ベクトルＮｓの外積ベクトルの方向と稜線ベクトルＶｒの方向とが一致しない場合もあり得る。その場合、延長方向ベクトルＶｇを任意に与えることもできるので、延長方向ベクトルＶｇの方向を稜線ベクトルＶｒの方向に応じて調整することもできる。

【0072】

また、エッジ部の形状によっては、位置によって延長ベクトルＶｇの方向が異なる場合がある。その場合には、例えばデフォルトとして、各々の位置の延長方向ベクトルＶｇのなす角度が所定の範囲内であれば、これらの延長方向ベクトルＶｇの平均ベクトルを押し出し方向ベクトルＶｓｗｐとして規定することができる。なお、図４１を参照しながら後述するように、各々の位置の延長方向ベクトルＶｇのなす角が一定角度以上開いている場合には、複数の押し出し方向ベクトル（図４１では、Ｖｓｗｐ１及びＶｓｗｐ２）を規定することもできる。

【0073】

何れの場合においても、選択されたエッジ部を含む３次元のプレス製品の外形データに基づいて、抽出した稜線を延長する方向を定めることができるため、プレス製品の外形データに滑らかに繋がった開口形状を容易に確実に作成することができる。
なお、稜線ベクトルＶｒの方向に稜線を延長して、母面やフィレットを作成した後、図３のステップＳ４０で示す形状調整サブルーチンにおいて、最終的に製品外形と滑らかに繋がるように調整することもできる。

【0074】

＜残り母面作成サブルーチン＞
次に、図６のフローチャート及び図１８から図２１Ｃを参照しながら、メインルーチンのステップＳ２０で示される残り母面作成サブルーチンについて詳細に説明する。
ここで図１８は、延長稜線が壁面の母面に交わる位置に角点を配置してワイヤフレームを構成する一例を示す図である。図６の残り母面作成サブルーチンにおいて、まず、エッジ部のフィレット断面に基づいて抽出した角点Ｐｃから、稜線を稜線ベクトルＶｒの方向に延長し、作成された壁面の母面と交差する位置に角点Ｐｃ’を配置する（ステップＳ２２）。

【0075】

次に、壁面の母面上の角点Ｐｃ’どうしを接続して辺を作成し、ワイヤフレームを構成する（ステップＳ２４）。図１８では、壁面の母面上に４つの角点を配置してワイヤフレームを構成している。

【0076】

次に、図１９を参照しながら、角点Ｐｃ’の間を繋ぐ辺を作成する方法を説明する。図１９は、角点の間を繋ぐ辺を作成する方法の一例を示す図であり、図面左側に補間元となる辺（本実施形態ではエッジ部に相当）を示し、図面右側に押し出し面上の辺（本実施形態では壁面の母面上の辺に相当）を示す。

【0077】

図面左側の補間元となる辺Ｒ上の位置をＲｏｒｉｇｉｎａｌとし、これに対応する図面右側の押し出し面状の辺Ｒ’上の位置をＲｓｗｅｅｐとする。補間元となる辺のフィレットの角点Ｐｃ１，Ｐｃ２は、図１７Ｂのフィレットの角点Ｐｃ１、Ｐｃ２（またはＰｃ４、Ｐｃ３）に対応する。
両端の角点Ｐｃ１及びＰｃ２の座標間の距離に対する端部Ｐｃ１の座標から辺Ｒ上の点Ｒｏｒｉｇｉｎａｌ_１２の座標までの距離の比をｔとし、角点Ｐｃ１の座標及び角点Ｐｃ１’の座標間の距離をｄ１とし、角点Ｐｃ２の座標及び角点Ｐｃ２’の座標間の距離をｄ２とする。

【0078】

図１９に示すように、２点間で補間元となる辺（図面左側の辺）があり、補間元の辺の２つの端点Ｐｃ１、Ｐｃ２で、それぞれ延長する長さｄ１、ｄ２と延長する方向（稜線ベクトル）Ｖｒ１、Ｖｒ２が既知である場合、辺Ｒ上の点の位置をＲｏｒｉｇｉｎａｌ_１２、これに対応する辺Ｒ’上の点の位置をＲｓｗｅｅｐ_１２とすると、辺Ｒ’上の点の位置は、以下の数式１で求められる。

【0079】

［数式１］

【0080】

本実施形態では、補間元の辺の２つの端点Ｐｃ１、Ｐｃ２において、延長する長さが一致し（ｄ１＝ｄ２）、延長する方向が一致する（Ｖｒ１＝Ｖｒ２）ので、補間元となる辺Ｒを壁面の母面上に投影することができ、よって、壁面の母面上の角点Ｐｃ１’及びＰｃ２’を繋ぐ辺を作成することができる。同様に、壁面の母面上の角点Ｐｃ２’及びＰｃ３’を繋ぐ辺や角点Ｐｃ３’及びＰｃ４’を繋ぐ辺を作成することができる。
なお、補間元となる辺が曲線である場合、例えば、補間元となる辺が延長する方向に対して前後にうねっているような形状の場合には、補間した辺は、壁面の母面上に位置しない。その場合には、補間した辺を壁面の母面上に投影する処理を更に行うことにより、壁面の母面上に辺を作成することができる。

【0081】

なお、図１７Ｂに示す下側の開口位置の角点Ｐｃ１及びＰｃ４の間には、補間元となる辺が存在しないが、ここは直線で繋いで辺とすることができる。また、母面作成部１３０により作成された底面の母面が壁面の母面と交わる辺によって、角点Ｐｃ１及びＰｃ４の間を繋ぐ辺を作成することもできる。

【0082】

図６のフローチャートに戻り、次に、ワイヤフレームの下辺を底面の母面上に投影する（ステップＳ２６）。ここで、図２０Ａは、ワイヤフレームの下辺を平面状の底面に投影する一例を示す図である。図２０Ａに示す底面は、平面形状を有している。

【0083】

投影する方向は、デフォルトとして、ローカルＺ軸方向（プレス方向）Ｎｚとする。これにより、底面の母面上に辺を作成することができる。なお、ローカルＺ軸方向（プレス方向）Ｎｚは、プラス（上向き）の場合も、マイナス（下向き）の場合もあり得る。
ただし、投影する底面が平面の場合に限られるものではなく、図２０Ｂに示すように、ワイヤフレームの下辺を曲面状の底面に投影することもできる。

【0084】

図６のフローチャートに戻り、次に、残りの母面（両側面及び上面）を作成する制御処理を行って（ステップＳ２８）、本サブルーチンを終了する。
図２１Ａは、残りの母面（両側面及び上面）を作成する一例を示す図である。母面作成部１３０により、隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成する。具体的には、図２１Ａにおいて、隣り合う延長稜線Ｐｃ１−Ｐｃ１’及びＰｃ２−Ｐｃ２’を繋いで、手前側の側面を作成し、隣り合う延長稜線Ｐｃ２−Ｐｃ２’及びＰｃ３−Ｐｃ３’を繋いで上面を作成し、隣り合う延長稜線Ｐｃ３−Ｐｃ３’及びＰｃ４−Ｐｃ４’を繋いで、後ろ側の側面を作成する。

【0085】

次に、図２１Ｂを参照しながら、母面を作成する具体的な方法を説明する。図２１Ｂは、残りの母面を作成するに当たり、両端点の接線ベクトルを補間したベクトルを用いて曲面を作成する一例を示す図である。Ａで示す矢印は、面の境界線上の接線から算出した勾配ベクトルを示す。Ｂで示す矢印は、両端点の勾配ベクトルから補間した勾配ベクトルを示す。Ｃで示す矢印は、辺（直線）Ｃｓ上に定義された延長方向ベクトル（図１１Ｄ参照）を示す。

【0086】

このように、辺上に両端点の勾配ベクトルから補間した勾配ベクトルを定義し、この勾配ベクトルに沿って、辺上で滑らかに接続されるようにＣｏｏｎｓ等の自由曲面を作成することにより、辺の間を繋ぐ母面を作成することができる。

【0087】

以上のように、予め規定された母面（ここでは壁面の母面、底面の母面）を作成し、記憶された外形データに基づいて、選択されたエッジ部のフィレット断面（または開口端部）から稜線を抽出して延長し、底面に下辺を投影してワイヤフレームを作成し、隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成する。
なお、辺Ｃｓは、図２１Ｂに示すような直線の場合だけでなく、図２１Ｃに示すような曲線の場合にも、同様に辺の間を繋ぐ母面を作成することができる。

【0088】

＜フィレット作成サブルーチンの１つの例＞
次に、図７Ａのフローチャート及び図２２〜図３０を参照しながら、メインルーチンのステップＳ３０で示されるフィレット作成サブルーチンの１つの例について詳細に説明する。
図７Ａにおいて、はじめに、上面側の上側フィレットを作成する（ステップＳ３２）。ここで、図２２Ａは、上側のフィレットを作成する一例を示す図である。また、図２２Ｂは、上側のフィレットを作成する範囲を定める方法を示す上方から上面の母面を見た平面図である。

【0089】

図２２Ｂに示すように、角点Ｐｃ２’を挟んで、上面の２辺Ｐｃ２−Ｐｃ２’、Ｐｃ２’−Ｐｃ３’に接するように、入力データに基づく水平方向のフィレット半径Ｒｈ１の円弧を形成する。同様に、角点Ｐｃ３’を挟んで、上面の２辺Ｐｃ２’−Ｐｃ３’、Ｐｃ３’−Ｐｃ３に接するように、入力データに基づく水平方向のフィレット半径Ｒｈ２の円弧を形成する。これらの円弧が上面の２辺と接する計４個の位置を接点Ｘ１〜Ｘ４とする。

【0090】

図２２Ａに示すように、辺Ｐｃ２−Ｐｃ２’に対してエッジ部から接点Ｘ１までフィレット断面を作成し、辺Ｐｃ２’−Ｐｃ３’に対して接点Ｘ２から接点Ｘ３までフィレット断面を作成し、辺Ｐｃ３’−Ｐｃ３に対して、エッジ部から接点Ｘ４までフィレット断面を形成する。別の表現をすれば、２つのフィレットの合流地点から水平方向半径（Ｒｈ１、Ｒｈ２）に対応した所定の距離だけ離れた範囲まで２つのフィレットを作成する。

【0091】

次に、図２３〜図２５を参照しながら、フィレット断面を作成する方法を更に詳細に説明する。図２３は、母面にフィレットを作成する場合に、フィレットを構成する各フィレット断面を作成する一例を示す図であり、図２４は、作成された各フィレット断面の間を滑らかに繋いでフィレットを形成する一例を示す図であり、図２５は、作成された各フィレット断面の間を滑らかに繋いで上側及び下側のフィレットを形成する一例を示す図である。

【0092】

図２３の上図に示すように、フィレット断面を作成する始端位置から終端位置までに稜線が与えられているとき（つまり、面１及び面２が交わる辺）、所定の分割数で等間隔になるように、稜線上に分割点Ｐｄを配置する。作成したそれぞれの分割点Ｐｄに接線方向ベクトルＶｒを与えておく。
そして、作成したそれぞれの分割位置の接線方向ベクトルＶｒが法線ベクトルとなる平面を配置したとき、図２３の下図に示すように、この平面の面１の交差部を辺１とし、この平面の面２の交差部を辺２とする。そして、分割点Ｐｄ挟んで、辺１及び辺２に接するようにフィレット半径Ｒの円弧を形成する。同様に、全ての分割点でフィレット半径Ｒの円弧を形成する。

【0093】

次に、図２４に示すように、隣接する分割点Ｐｄの円弧をＣｏｏｎｓ等の自由曲面で繋ぐことにより、フィレット形状を作成することができる。このとき、分割点Ｐｄに与えた接線方向ベクトルＶｒを円弧の始端部及び終端部（つまり各分割点Ｐｄの前後方向）に与えることで、作成した自由曲面を滑らかに接続することができる。なお、フィレットの始端位置（例えば、エッジ部）及び終端位置（例えば、接点Ｘ１）におけるフィレット断面の形状は任意の形状をとることができる。また、このとき、任意の断面形状が開口部エッジの一部である場合、任意の断面形状に対応する、断面の始端部と終端部の方向を延長方向ベクトルＶｇ（図１１Ｄ参照）で置き換えることもできる。
以上のような制御処理により、図２５に示すように、作成された各フィレット断面の間を滑らかに繋いで上側及び下側のフィレットを形成することができる。

【0094】

図７Ａのフローチャートに戻り、次に、底面側の下側フィレットを作成する（ステップＳ３４）。ここで図２５は、上側に加えて下側のフィレットを作成する一例を示す図である。下側のフィレットについても、上記の同様な方法でフィレットを作成することができる。なお、更なる説明は省略する。

【0095】

以上のように、フィレット半径Ｒの値をインプットすることにより、フィレット作成部１４０が、半径Ｒを有する円弧でフィレットを構成し、母面と接するフィレットの両端において、母面と接するようにフィレットの円弧を配置する。これにより、半径Ｒを定めるだけで、容易に母面に沿った滑らかな曲面で構成されたフィレットを形成することができ、修正も容易である。

【0096】

ステップＳ３４に引き続いて、上側フィレット及び下側フィレットそれぞれに、コーナーフィレトを作成する（ステップＳ３６）。ここで、図２６及び図２７は、コーナーフィレットを作成する一例を示す図である。
上記のように、フィレット作成部１４０により、上側及び下側の稜線のそれぞれについて、２つのフィレットの合流地点から所定の距離だけ離れた範囲まで２つのフィレットを作成する（図２６参照）。次に、図２７に示すように、２つのフィレットの端点で接線連続となるような滑らかな曲線で繋いでコーナーフィレットを作成する。このとき、コーナーフィレットの端部において、上面の母面、底面の母面、壁面の母面及び側面の母面と連続するので、図２７に示すように、コーナーフィレットの端部の直線及び曲線は、それぞれの面上に載るように投影する。

【0097】

以上のように、フィレット作成部１４０により、２つのフィレットの合流地点から所定の距離だけ離れた範囲までこの２つのフィレットを作成し、この２つのフィレットの端点で接線連続となるような滑らかな曲線で繋いでコーナーフィレットを作成するので、少ない演算時間及びコストで、母面に沿った滑らかな曲面で構成されたコーナーフィレットを作成できる。

【0098】

次に、図２８Ａ、２８Ｂ及び図２９を参照しながら、コーナーフィレットを作成する具体的な方法の１つの例を説明する。ここでは、フィレット作成部１４０により、２つのフィレットの端点を、２つのフィレット端点で接線連続となるような滑らかな曲線で互いに繋いでコーナーフィレットを作成する。
図２８Ａ及び図２８Ｂは、２つのフィレット端点で接線連続となるような滑らかな曲線であって、線に垂直な方向の勾配ベクトルを補間して与えて、コーナーフィレットを作成するところを示す。図２８Ａは、上側のフィレット断面を接続してコーナーフィレットを作成するところを示し、図２８Ｂは、下側のフィレット断面を接続してコーナーフィレットを作成するところを示す。
一方、図２９に示すように、３次のベジエ曲線で２点間を繋ぐことにより、フィレット断面を接続してコーナーフィレットを作成することもできる。３次のベジエ曲線とは、始点及び終点からそれぞれ接線ベクトルの方向に、所定の距離だけオフセットさせた２つの制御点を設け、これら４つの点から作成できる曲線である。

【0099】

図２８Ａに示す上側のフィレットも図２８Ｂに示す下側のフィレットも同様に、フィレット断面の両端部の勾配ベクトルＶｅとしてフィレット端部における稜線ベクトルＶｒ（具体的には、側面側のフィレット１（２）の端部における稜線ベクトルＶｒ、及び壁面側のフィレットＢ（Ｔ）の稜線ベクトルＶｒ）を用いて、フィレット１（２）及びフィレットＢ（Ｔ）の端部を、２つのフィレット端点で接線連続となるような滑らかな曲線で互いに繋いで接続する。このとき、フィレット１（２）及びフィレットＢ（Ｔ）の端部の勾配ベクトルＶｔ（フィレット断面に沿った接線ベクトル）から、曲線に垂直な方向の勾配ベクトルを、所定の補間方法（例えば、線形補間）で与えることができる。これにより、フィレット１（２）及びフィレットＢ（Ｔ）の間を滑らかに繋ぐ曲面を形成することができる。

【0100】

次に、２つフィレットの端部を３次のベジエ曲線で接続する具体的な方法を、図２９を参照しながら説明する。始点ａ（フィレット１（２）の端部の点）、終点ｂ（フィレットＢ（Ｔ）の端部の点）の座標から、２点間の距離Ｈを算出する（図２９の上図参照）。次に、点ａ及び点ｂからそれぞれ接線ベクトルの方向に、距離ｃ’Ｈだけオフセットさせた２つの制御点を設ける（図２９の中図参照）。それぞれの制御点と、点ａ及び点ｂとにより、３次のベジエ曲線を与えることができる。

【0101】

以上のように、２つのフィレット端点で接線連続となるような３次のベジエ曲線で互いに繋いでコーナーフィレットを作成するので、少ない演算時間及びコストで、母面に沿った滑らかな曲面で構成されたコーナーフィレットを作成できる。
なお、ベジエ曲線を用いてコーナーフィレットを作成する方法を、図２８Ａ、２８Ｂを参照しながら説明すれば、２つのフィレット１（２）、Ｂ（Ｔ）の端点を、２つのフィレット端点で接線連続となるような３次のベジエ曲線で、かつ線に対して垂直な方向の勾配ベクトルを端点の勾配ベクトルＶｔから補間（例えば、線形補間）して与えた線で互いに繋ぐことにより、コーナーフィレットを作成することができる。

【0102】

図７Ａのフローチャートに戻り、ステップＳ３６に引き続いて、上側のコーナーフィレット及び下側のコーナーフィレットの間の曲面を作成する（ステップＳ３８）。ここで、図３０は、上下のコーナーフィレットを繋ぐ曲面を作成する一例を示す図である。上記のように、フィレット作成部１４０により、母面（具体的には、側面の母面及び壁面の母面）の上側と下側に設けられたそれぞれのフィレットについて、上側のコーナーフィレット及び下側のコーナーフィレットを作成する。

【0103】

そして、図３０に示すように、２つのフィレットの合流地点から所定の距離の地点（つまり、コーナフィレットの端部）における母面上の点を、この地点におけるそれぞれの接線ベクトルを補間した勾配ベクトルを有する曲線で繋いで、上側コーナーフィレット及び下側コーナーフィレットの間の母面を修正する。図３０では、直線状のワイヤフレームで構成された側面の母面及び壁面の母面の交差領域について、母面を修正して滑らかな自由曲面で上下のコーナーフィレットどうしを繋いだところを示す。ここでも、上記と同様に、３次のベジエ曲線を用いてｃｏｏｎｓ等の自由曲面を作成することができる。

【0104】

これにより、上側及び下側のコーナーフィレットの間を、少ない演算時間及びコストで、各々のコーナーフィレットに沿った滑らかな曲線で繋ぐことができる。

【0105】

（フィレット作成サブルーチンのその他の例）
次に、図７Ｂのフローチャート及び図３１を参照しながら、メインルーチンのステップＳ３０で示されるフィレット作成サブルーチンのその他の例について説明する。ここで、図３１は、３つのフィレットの交差位置にコーナーフィレットを作成する一例を示す図である。

【0106】

図７Ａに示すフィレット作成サブルーチンの１つの例では、フィレット作成部１４０により、母面の上側と下側に設けられたそれぞれのフィレットについて、上側のコーナーフィレット及び下側のコーナーフィレットを作成し（ステップＳ３６参照）、２つのフィレットの合流地点から所定の距離の地点における母面上の点を、この地点におけるそれぞれの接線ベクトルを補間した勾配ベクトルを有する曲線で繋いで、上側コーナーフィレット及び下側コーナーフィレットの間の母面を修正している（ステップＳ３８参照）。

【0107】

図７Ｂに示すフィレット作成サブルーチンのその他の例では、フィレット作成部１４０により、２つのフィレットの合流地点から所定の距離だけ離れた範囲まで２つのフィレットを作成するまでは、図６に示す１つの例と同様である。フィレット作成サブルーチンのその他の例では、更に、この合流地点から所定の距離だけ離れた範囲までこの２つのフィレットと交差する更なるフィレットを作成し、この２つのフィレットの端点を、端点におけるそれぞれの接線ベクトルを補間した勾配ベクトルを有する曲線であって、かつ更なるフィレットの端部の曲線と連続する滑らかな曲線で繋いでコーナーフィレットを作成する点で異なる。

【0108】

図７Ｂにおいて、上側のフィレット及び下側のフィレットを作成するステップＳ３２Ａ，３４Ａの制御処理は、図７ＡのステップＳ３２、Ｓ３４の制御処理と基本的に同様であり、更なる説明は省略する。これにより、図３１に示すように、下側のフィレット１及びフィレットＢ、並びに上側のフィレット２及びフィレットＢが作成される。次に、図３１に示すように、側面の母面及び壁面の母面の交線により構成される稜線Ｅに沿った上下を繋ぐ方向の側方フィレット３を作成する（ステップＳ３６Ａ）。詳細に述べれば、側面側の下側のフィレット１及び壁面側の下側のフィレットＢの間、及び側面側の上側のフィレット２及び壁面側の上側のフィレットＴの間を上下に繋ぐ側方フィレット３を作成する。

【0109】

次に、上側及び下側の２つのフィレットにおいて、２つのフィレットの端点を、端点におけるそれぞれの接線ベクトルを補間した勾配ベクトルを有する曲線であって、かつ更なるフィレット３の上側の端部の曲線と連続する滑らかな曲線で繋いでコーナーフィレットを作成して（ステップＳ３８Ａ）、本サブルーチンを終了する。

【0110】

更に詳細に述べれば、側面側の下側のフィレット１及び壁面側の下側のフィレットＢの端点を、端点におけるそれぞれの接線ベクトルを補間した勾配ベクトルを有する曲線であって、かつ上下方向のフィレット３の下側の端部の曲線と連続する滑らかな曲線で繋いで下側のコーナーフィレットを作成する。同様に、側面側の上側のフィレット２及び壁面側の上側のフィレットＴの端点を、端点におけるそれぞれの接線ベクトルを補間した勾配ベクトルを有する曲線であって、かつ上下方向のフィレット３の上側の端部の曲線と連続する滑らかな曲線で繋いで上側のコーナーフィレットを作成する。

【0111】

以上のように、フィレット作成サブルーチンのその他の例では、互いに合流する２つのフィレットと、２つのフィレットと交差する更なるフィレットを作成し、２つのフィレットの端点を、更なるフィレットの端部の曲線と連続するように滑らかに繋いでコーナーフィレットを作成する。これにより、３つのフィレットが合流するコーナー部において、少ない演算時間及びコストで、各フィレットに沿った滑らかな曲面で構成されたコーナーフィレットを作成することができる。
なお、互いに合流する２つのフィレットを上側と下側に作成し、上側と下側を更なるフィレットで繋いで、上下のコーナーフィレットを作成すれば、実質的にフィレット作成サブルーチンの１つの例と同様の滑らかなプレス金型の開口部形状を得ることができる。

【0112】

（形状調整サブルーチン）
次に、図８のフローチャート及び図３２を参照しながら、メインルーチンのステップＳ４０で示される形状調整サブルーチンについて詳細に説明する。ここで、図３２は、母面、フィレットをトリムして、開口部形状を定める一例を示す図である。
本サブルーチンでは、開口形状作成部１５０により、必要と判断した場合に、プレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する制御処理を行う。

【0113】

図８において、まず、作成したフィレットに合わせて母面のトリム（形状を整えること）が必要か否か判断する（ステップＳ４２）。この判断で、もし、フィレットに合わせて母面のトリムが必要である（ＹＥＳ）と判別したときには、図３２に示すように、フレットのアウトラインに沿って母面をトリムして（ステップＳ４４）、ステップＳ４６へ進む。ステップＳ４２の判断で、もし、フィレットに合わせて母面のトリムが必要ではない（ＮＯ）と判別したときには、そのままステップＳ４６へ進む。

【0114】

ステップＳ４６において、次に、エッジ部を端部とする製品外形に合わせて母面やフィレットのトリムが必要か否か判断する（ステップＳ４６）。この判断で、もし、製品外形に合わせて母面やフィレットのトリムが必要である（ＹＥＳ）と判別したときには、図３２に示すように、製品外形に沿って母面やフィレットをトリムして（ステップＳ４８）、ステップＳ５０へ進む。ステップＳ４６の判断で、もし、製品外形に合わせて母面やフィレットのトリムが必要ではない（ＮＯ）と判別したときには、そのままステップＳ５０へ進む。

【0115】

ステップＳ５０において、次に、作成した（トリムを含む）フィレット及び母面の形状に沿って金型の開口形状を決定する（ステップＳ５０)。以上により、プレス金型の開口部形状を作成することができる。

【0116】

上記の図３のメインルーチンに示す制御処理をまとめると以下のようになる。
プレス金型の開口部形状を作成するシステムの制御部１００において、製品形状記憶部１１０に記憶された外形データに基づいてエッジ部が選択され、母面作成部１３０が、予め規定された母面（例えば、壁面の母面、底面の母面）を作成し、稜線作成部１２０が、選択されたエッジ部のフィレット断面または開口端部から稜線を抽出し延長して、延長稜線及び母面へ投影した線によるワイヤフレームを作成する。次に、母面作成部１３０により、ワイヤフレームの隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで残りの母面を作成する（例えば、側面の母面、上面の母面）。そして、フィレット作成部１４０が、作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部にフィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成する。そして、開口形状作成部１５０が、必要と判断された場合に、プレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する。これにより、プレス金型の開口部形状を作成することができる。

【0117】

これによって、シンプルで合理的な手順で、コーナー部を含むプレス金型の開口部形状を作成するので、形状の修正にも容易に対応可能であり、設計者の意図を反映させたコーナー部を含むプレス金型の開口部形状を、少ない演算時間及びコストで作成することができる。
なお、プレス金型の開口部形状を作成するための制御処理は、図３のメインルーチンに示す順番に限られるものはなく、その他の任意の順番で制御処理を行うことができる。例えば、予め母面を作成した後、稜線を延長するだけでなく、稜線を延長した後、母面を作成する場合もあり得る。

【0118】

上記の実施形態においては、予め規定された母面として、壁面の母面や底面の母面が作成されているが、常に作成する必要はなく、必要と判断された場合にのみ作成すればよい。
その代わりに、例えば、エッジ部で抽出された４つの稜線を所定の長さだけ延長し、延長した４つ端点を繋いで辺を形成し、辺の間を平面または曲面で繋いで壁面の母面を作成することもできる。
底面の母面についても、エッジ部の下側のフィレット断面の下端または下側開口端部から稜線を抽出して、所定に長さだけ延長し、隣り合う底面側の延長稜線を平面または曲面で繋いで底面の母面を作成することもできる。

【0119】

上記の実施形態においては、入力された半径Ｒの値に応じた円弧を形成してフィレットを作成しているが、これに限られるものではなく、曲率が変化する曲面を有するフィレットを作成することもできる。その場合には、フィレットの端部における曲率を入力することにより、曲率が連続的に変化する滑らかな曲面から構成されるフィレットを作成することができる。

【0120】

以上のように、２つの上下コーナー部を有するタイプ２を例にとって、プレス金型の開口部形状を作成する制御処理について詳細に説明した。以下においては、１つの上下コーナー部を有する場合であるタイプ１及び３つの上下コーナー部を有する場合であるタイプ３に関して、金型の開口部形状を作成する制御処理について説明する。なお、タイプ１及び３においても、基本的な制御処理はタイプ２の場合と同様である。よって、以下においては、制御処理の基本的な流れを中心に簡潔に説明する。

【0121】

（タイプ１の場合）
はじめに、図３３から図３９を参照しながら、１つの上下コーナー部を有する場合であるタイプ１において、プレス金型の開口部形状を作成する制御処理の概要を説明する。ここで、図３３から図３９は、何れも１つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、図３３は、ワイヤフレームを構成する一例を示す図であり、図３４は、ワイヤフレームの下辺を底面上に投影する一例を示す図であり、図３５は、母面を作成する一例を示す図である。図３６は、母面に上下のフィレットを作成する一例を示す図であり、図３７は、フィレットが合流する上下の位置に、それぞれコーナーフィレットを作成する一例を示す図であり、図３８は、上下のコーナーフィレットを曲面で繋ぐ一例を示す図であり、図３９は、母面、フィレットをトリムして、開口部形状を定める一例を示す図である。

【0122】

タイプ１の場合には、選択されたエッジ部が、折れ曲がったまたは湾曲した面状を有し、角点から延長した稜線どうしが交差するようになる。よって、タイプ１では、壁面の母面は作成しない。

【0123】

はじめに、図３３に示すように、底面側において、角点Ｐｃ１から稜線ベクトルＶｒに沿って稜線を延長し、角点Ｐｃ４から稜線ベクトルＶｒに沿って稜線を延長し、稜線が互いに交差する位置に、角点Ｐｃ’ａｖｒ１４を配置する。上面側においても同様に、角点Ｐｃ２から稜線ベクトルＶｒに沿って稜線を延長し、角点Ｐｃ３から稜線ベクトルＶｒに沿って稜線を延長し、稜線が互いに交差する位置に、角点Ｐｃ’ａｖｒ２３を配置する。

【0124】

なお、延長した稜線どうしが、３次元的に交差しない場合があり得るが、その場合には、例えば、交差位置に対応する稜線上の２点の平均座標を用いて、角点Ｐｃ’を定めることもできる。また、２直線の距離が最短となる位置を交差位置に対応させて、角点Ｐｃ’を定めることもできる。そして、上下の角点Ｐｃ’ａｖｒ２３及びＰｃ’ａｖｒ１４どうしを接続して辺を作成し、ワイヤフレームを構成する。

【0125】

次に、図３４に示すように、母面作成部１３０により、予め規定された母面として底面の母面を作成し、作成したワイヤフレームの下方の辺を底面上に投影する。なお、底面の母面は、エッジ部の下側のフィレットまたは下側の開口端部から稜線を抽出し延長し、これらの延長稜線を平面または曲面で繋いで作成することもできる。そして、図３５に示すように、ワイヤフレームの隣接する稜線を平面または曲面で繋いで、残りの母面を作成する。

【0126】

次に、図３６に示すように、上側及び下側の稜線に沿って、角点Ｐｃ’から所定の距離だけ離れた範囲までフィレットを作成する。そして、図３７に示すように、上側及び下側のそれぞれ２つのフィレットが合流する位置に、フィレットどうしを結ぶコーナーフィレットを作成する。そして、コーナーフィレットの端部に対応する地点における母面上の点を、この地点におけるそれぞれの接線ベクトルを補間した勾配ベクトルを有する曲線で繋いで、上側コーナーフィレット及び下側コーナーフィレットの間の母面を修正する。これにより、上側及び下画のコーナーフィレットを連続する滑らかな曲線で繋いだ自由曲面を作成することができる。

【0127】

なお、上記のやり方は、図７Ａに示す作成方法を用いているが、図７Ｂに示すような作成方法を用いて、上側及び下側のフィレットと交差する上下方向のフィレットを作成して、同様な形状を得ることもできる。

【0128】

次に、図３９に示すように、開口形状作成部１５０により、プレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する。これにより、タイプ１においても、プレス金型の開口部形状を作成することができる。

【0129】

（タイプ３の場合）
次に、図４０から図４５を参照しながら、３つ以上の上下コーナー部を有するタイプ３において、プレス金型の開口部形状を作成する制御処理の概要を説明する。ここで、図４０から図４５は、何れも３つの上下コーナー部を有する開口部形状の場合であって、図４０は、選択されたエッジ部の一例を示す図であり、図４１は、エッジ部の２箇所の領域から異なる方向に押し出された（稜線が延長された）場合の一例を示す図であり、図４２は、それぞれ底面の母面と交わる２つの壁面の母面が規定された一例を示す図であり、図４３は、上面の母面及び壁面の母面の間で交わる線をワイヤフレームの辺とする一例を示す図であり、図４４は、ワイヤフレームを構成する一例を示す図であり、図４５は、母面、フィレットをトリムして、開口部形状を定める一例を示す図である。

【0130】

タイプ３の場合には、選択されたエッジ部から、稜線が所定の角度よりも広がった方向に延長されるので、複数の壁面の母面を作成することになる。

【0131】

図４０に、選択されたエッジ部の形状が示される。エッジ部の図面左側側の端部において、下側の角点Ｐｃ１及び上側の角点Ｐｃ２が配置され、エッジ部の図面右側の端部において、上側の角点Ｐｃ３及び下側の角点Ｐｃ４が配置されている。図４１に示すように、図面左側のエッジ部において、押し出し基準位置Ｐｂ１から押し出しベクトルＶｓｗｐ１の方向に押し量Ｄ１だけ押し出されて、壁面の母面１が形成される。そして、角点Ｐｃ１、Ｐｃ２が稜線ベクトルＶｒの方向に延長されて、延長稜線と壁面の母面１が交差する位置に角点Ｐｃ１’、Ｐｃ２’が配置される。

【0132】

同様に、図面右側のエッジ部において、押し出し基準位置Ｐｂ２から押し出しベクトルＶｓｗｐ２の方向に押し量Ｄ２だけ押し出されて、壁面の母面２が形成される。そして、角点Ｐｃ３、Ｐｃ４が稜線ベクトルＶｒの方向に延長されて、延長稜線と壁面の母面２が交差する位置に角点Ｐｃ３’、Ｐｃ４’が配置される。そして、壁面の母面１及び壁面の母面２により、交差線が形成される。

【0133】

図４１のように、エッジ部の位置によって延長方向ベクトルのなす角が、一定角度以上開いている場合には、複数の押し出し方向ベクトル（ここでは、Ｖｓｗｐ１及ぶＶｓｗｐ２）を規定することになる。例えばデフォルトとして、延長方向ベクトルのなす角度が所定の範囲内であれば、これらの延長方向ベクトルの平均ベクトルを押し出しベクトルとして規定することができ、その後の判断処理で、必要と判別された場合には、押し出し方向を変更、追加することができる。

【0134】

図４２において、予め規定された母面として、エッジ部の開口端部を結ぶ線を含む底面の母面が作成され、壁面の母面１及び壁面の母面２の交差線とこの底面とが交わる位置に、角点Ｐｃ、ｗ１２ｂｏｔｔｏｍが配置される。

【0135】

そして、図４３に示すように、上側の角点Ｐｃ２及びＰｃ３を、それぞれ稜線方向に十分な長さ延長した辺を作って、上面の母面を作成する。そして、この上面の母面が、壁面の母面１及び壁面の母面２の交差線と交わる点を、Ｐｃ、ｗ１２ｔｏｐとする。また、上面の母面及び壁面の母面１及び２が交差してできる線を、ワイヤフレームとして割り当てる。そして、図４４に示すように、残りの角点Ｐｃ’を互いに辺で繋いで、ワイヤフレームを構成する。

【0136】

そして、上記のタイプ２の場合と同様に、母面作成部１３０により、隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成し、フィレット作成部１４０により、作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部にフィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成し、開口形状作成部１５０により、必要と判断された場合に、プレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する。
これにより、図４５に示すように、タイプ３においても、プレス金型の開口部形状を作成することができる。

【0137】

本発明には、プレス金型形状作成システムの制御部（コンピュータ）１００により上記のような制御処理を実施させるためのプログラムも含まれる。
つまり、コンピュータを、開口を有するプレス製品の外形データを記憶する製品形状記憶部、記憶された外形データに基づき、選択されたエッジ部のフィレット断面または開口端部から稜線を抽出し延長して、延長稜線を作成する稜線作成部、隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成し、必要と判断された場合に、予め規定された母面を作成する母面作成部、 作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部に該フィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成するフィレット作成部、及び必要と判断された場合に、プレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する開口形状作成部、として機能させるプレス金型形状作成プログラムが本発明に含まれる。
このプログラムにより、上記の任意の作用効果を奏することができる。

【0138】

本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

【符号の説明】

【0139】

１００ プレス金型形状作成システムの制御部
１１０ 製品形状記憶部
１２０ 稜線作成部
１３０ 母面作成部
１４０ フィレット作成部
１５０ 開口形状作成部

【要約】

【課題】 設計者の意図を反映させたコーナー部を含むプレス金型の開口部形状を、少ない演算時間及びコストで作成することができるシステム及びプログラムを提供する。
【解決手段】 プレス金型の開口部形状を作成するシステムであって、開口を有するプレス製品の外形データを記憶する製品形状記憶部１１０と、記憶された外形データに基づき、選択されたエッジ部のフィレット断面または開口端部から稜線を抽出し延長して、延長稜線を作成する稜線作成部１２０と、隣り合う延長稜線を平面または曲面で繋いで母面を作成し、必要と判断された場合に予め規定された母面を作成する母面作成部１３０と、作成された母面が交差する箇所の少なくとも一部にフィレットを作成し、複数のフィレットが合流するコーナー部に該フィレットどうしを繋ぐコーナーフィレットを作成するフィレット作成部１４０と、必要と判断された場合にプレス製品の外形、フィレット及び母面の形状が互いに沿うように形状を整えて、プレス金型の開口部形状を決定する開口形状作成部１５０と、を備えるプレス金型形状作成システム及びプログラムを提供する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図15】

【図16】

【図17A】

【図17B】

【図17C】

【図18】

【図19】

【図20A】

【図20B】

【図21A】

【図21B】

【図21C】

【図22A】

【図22B】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28A】

【図28B】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】