DE102023201281A1

DE102023201281A1 - Arithmetikvorrichtung, Arithmetik-Verfahren und computerlesbares Speichermedium

Info

Publication number: DE102023201281A1
Application number: DE102023201281.2A
Authority: DE
Inventors: Ryogo Hishikawa; Toshifumi KANNO; Ryutaro FUJISAWA; Shuji TANIGAWA; Masayuki Ota; Shintaro Kimura
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2022-02-22
Filing date: 2023-02-15
Publication date: 2023-08-24
Also published as: JP7123278B1; JP2023122180A; US20230266750A1

Abstract

Eine Arithmetikvorrichtung umfasst eine Verformungsbetrag-Erlangungseinheit, die einen tatsächlichen Messverformungsbetrag eines Fertigungsobjekts erlangt, das auf Grundlage einer Zielform hergestellt wird, wobei der tatsächliche Messverformungsbetrag einem Abweichungsbetrag einer Form des Fertigungsobjekts von der Zielform entspricht, eine Analyseeinheit, die eine Analyse auf Grundlage der Zielform des Fertigungsobjekts und eines Referenzwerts der Eigendehnung durchführt, der einem Referenzwert einer Eigendehnung des Fertigungsobjekts entspricht, eine Analyseeinheit, die eine Analyse durchführt, auf Grundlage der Zielform des Fertigungsobjekts und einem Referenzwert der Eigendehnung, der einem Referenzwert für eine Eigendehnung des Fertigungsobjekts entspricht, und einen analytischen Verformungsbetrag erlangt, der einem Abweichungsbetrag der Form des Fertigungsobjekts in der Analyse von der Zielform entspricht, und eine Dehnungsberechnungseinheit, die einen geschätzten Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts mit der Zielform berechnet, auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags und des analytischen Verformungsbetrags.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Arithmetikvorrichtung, ein Arithmetik-Verfahren sowie ein computerlesbares Speichermedium.
Hintergrund
Es sind Verfahren bekannt, um Fertigungsobjekte zu entwerfen, die gewünschte Bedingungen durch Simulation erfüllen. In Patentliteratur 1 wird zum Beispiel beschrieben, wie man durch Simulation die Herstellungsbedingungen so gestaltet, dass die Verformung und die Eigenspannung kleiner oder gleich den Zielwerten sind. In Patentliteratur 1 wird auch die Verwendung einer thermoelastisch-plastischen Analyse und einer Methode der Eigendehnung beschrieben. Bei der Methode der Eigendehnung können die voraussichtlichen Werte einer Eigendehnung auf Grundlage des Betrags der elastischen Dehnung berechnet werden.
Liste der Bezugnahmen
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 2017-77671
Kurzdarstellung
Technisches Problem
Es ist schwierig, die Eigendehnung direkt zu messen. Zudem ist es schwierig, die Eigendehnung mit hoher Genauigkeit zu schätzen, da es sich um einen Wert mit einer Verteilung handelt, die vom Material, der Form und dergleichen eines Fertigungsobjekts abhängt. Daher wurde gefordert, die Eigendehnung mit hoher Genauigkeit abzuschätzen.
Die vorliegende Offenbarung erfolgte, um das oben genannte Problem zu lösen, und es ist ein Ziel, eine Arithmetikvorrichtung, ein Arithmetik-Verfahren und ein computerlesbares Speichermedium bereitzustellen, die eine Eigendehnung mit hoher Genauigkeit schätzen können.
Lösung des Problems
Eine Arithmetikvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung weist auf: eine Verformungsbetrag-Erlangungseinheit, die einen tatsächlichen Messverformungsbetrag eines Fertigungsobjekts erlangt, das auf Grundlage einer Zielform hergestellt wird, wobei der tatsächliche Messverformungsbetrag einem Abweichungsbetrag einer Form des Fertigungsobjekts von der Zielform entspricht; eine Analyseeinheit, die eine Analyse auf Grundlage der Zielform des Fertigungsobjekts und eines Referenzwertes für eine Eigendehnung, der einem Referenzwert einer Eigendehnung des Fertigungsobjekts entspricht, durchführt und einen analytischen Verformungsbetrag erlangt, der einem Abweichungsbetrag der Form des Fertigungsobjekts in der Analyse von der Zielform entspricht; und eine Dehnungsberechnungseinheit, die einen geschätzten Eigendehnungswert, der einem geschätzten Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts mit der Zielform entspricht, auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags und des analytischen Verformungsbetrags berechnet.
Ein Arithmetik-Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: Erlangen eines tatsächlichen Messverformungsbetrags eines Fertigungsobjekts, das auf Grundlage einer Zielform hergestellt wird, wobei der tatsächliche Messverformungsbetrag einem Abweichungsbetrag einer Form des Fertigungsobjekts von der Zielform entspricht; Durchführen einer Analyse auf Grundlage der Zielform des Fertigungsobjekts und eines Referenzwertes der Eigendehnung, der einem Referenzwert einer Eigendehnung des Fertigungsobjekts entspricht, um einen analytischen Verformungsbetrag zu erlangen, der einem Abweichungsbetrag der Form des Fertigungsobjekts in der Analyse von der Zielform entspricht; und Berechnen eines geschätzten Eigendehnungswerts, der einem geschätzten Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts mit der Zielform entspricht, auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags und des analytischen Verformungsbetrags.
Ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium gemäß der vorliegenden Offenbarung speichert ein Computerprogramm, um einen Computer zur Ausführung zu veranlassen: Erlangen eines tatsächlichen Messverformungsbetrags eines Fertigungsobjekts, das auf Grundlage einer Zielform hergestellt wird, wobei der tatsächliche Messverformungsbetrag einem Abweichungsbetrag einer Form des Fertigungsobjekts von der Zielform entspricht; Durchführen einer Analyse auf Grundlage der Zielform des Fertigungsobjekts und eines Referenzwertes der Eigendehnung, der einem Referenzwert einer Eigendehnung des Fertigungsobjekts entspricht, um einen analytischen Verformungsbetrag zu erlangen, der einem Abweichungsbetrag der Form des Fertigungsobjekts in der Analyse von der Zielform entspricht; und Berechnen eines geschätzten Eigendehnungswerts, der einem geschätzten Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts mit der Zielform entspricht, auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags und des analytischen Verformungsbetrags.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine Eigendehnung mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Fertigungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Fertigungsobjekts zeigt.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Arithmetikvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Analyse durch eine Analyseeinheit zeigt.
5 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung eines Prozesses einer Dehnungsberechnungseinheit.
6 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung des Prozesses der Dehnungsberechnungseinheit.
7 ist ein Ablaufdiagramm zur Beschreibung eines Verfahrens der Arithmetikvorrichtung.
8 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung eines Berechnungsverfahrens für einen Verformungsbetrag in einer zweiten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, und falls es mehr als eine Ausführungsform gibt, ist auch die Kombination der Ausführungsformen enthalten.
Erste Ausführungsform
Fertigungssystem
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Fertigungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform, und 2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Fertigungsobjekts zeigt. Ein Fertigungssystem 100 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst eine Fertigungsvorrichtung 2, eine Messvorrichtung 4 und eine Arithmetikvorrichtung 10.
Fertigungsvorrichtung
Die Fertigungsvorrichtung 2 ist eine Vorrichtung, die ein Fertigungsobjekt M herstellt. Das Fertigungsobjekt M ist ein Element mit einer vorbestimmten dreidimensionalen Form, kann aber jedes Material und jede Form haben. Die Fertigungsvorrichtung 2 kann das Fertigungsobjekt M nach einem beliebigen Verfahren herstellen, und in dieser Ausführungsform ist die Fertigungsvorrichtung 2 eine dreidimensionale Stapelvorrichtung, die das Fertigungsobjekt M durch dreidimensionales Stapeln herstellt. Mit anderen Worten, die Fertigungsvorrichtung 2 stellt das Fertigungsobjekt M mit einer gewünschten dreidimensionalen Form durch Stapeln einer Vielzahl von Schichten her. Für das dreidimensionale Stapeln durch die Fertigungsvorrichtung 2 kann jedes beliebige Verfahren verwendet werden. Zum Beispiel kann das Fertigungsobjekt M derart hergestellt werden, dass ein mit Pulver gefülltes Bett mit Licht, zum Beispiel einem Laserstrahl, bestrahlt wird, so dass der bestrahlte Teil gehärtet wird, um eine Schicht zu bilden, das Bett in eine Stapelrichtung bewegt wird und dann der ähnliche Prozess wiederholt wird. In einem anderen Beispiel kann die Fertigungsvorrichtung 2 das Fertigungsobjekt M herstellen, indem sie einen Prozess wiederholt, bei dem Pulver ausgestoßen wird, das Pulver geschmolzen und abgetropft wird, indem das Pulver mit einem Laserstrahl oder anderem Licht bestrahlt wird, die abgetropfte Schmelze gehärtet wird, um eine Schicht zu bilden, und die Schmelze weiter abgetropft und auf dieser Schicht gehärtet wird. Das Fertigungsobjekt M kann ein beliebiges Material sein und eine beliebige Form haben. In der folgenden Beschreibung wird die Richtung, in der die jeweiligen Schichten gestapelt werden, d.h. die Stapelrichtung, als Z-Richtung bezeichnet.
Die Fertigungsvorrichtung 2 stellt das Fertigungsobjekt M so her, dass das Fertigungsobjekt M eine Zielform (Designwert der Form) hat, die eine vom Fertigungsobjekt M angestrebte Form ist. Mit anderen Worten, die Fertigungsvorrichtung 2 stellt das Fertigungsobjekt M her, indem sie die jeweiligen Schichten stapelt, um die Zielform zu erreichen, auf Grundlage den Informationen eines Modells des Fertigungsobjekts, das die Zielform angibt. Obwohl das von der Fertigungsvorrichtung 2 hergestellte Fertigungsobjekt M so hergestellt wird, dass es die Zielform aufweist, kann die Form aufgrund von Verformungen, die zum Beispiel durch thermische Kontraktion oder dergleichen verursacht werden, von der Zielform abweichen. Mit anderen Worten ist in dem Beispiel in 2 die Zielform des Fertigungsobjekts M gleich MA und die tatsächliche Form des hergestellten Fertigungsobjekts M ist MB, und die Form MB kann von der Zielform MA abweichen.
Messvorrichtung
Die Messvorrichtung 4 ist eine Vorrichtung, die die Form des hergestellten Fertigungsobjekts M, d.h. die Form MB, misst. Die Messvorrichtung 4 kann jede beliebige Position des hergestellten Fertigungsobjekts M messen. In dieser Ausführungsform misst die Messvorrichtung 4 die Form der Oberfläche des Fertigungsobjekts M. Die Messvorrichtung 4 kann die gesamte Oberfläche des Fertigungsobjekts M oder die Oberfläche eines Teils der gesamten Oberfläche messen. Bei der Messung eines Teils der gesamten Oberfläche des Fertigungsobjekts M misst die Messvorrichtung 4 bevorzugt die Form einer Oberfläche des Fertigungsobjekts M von einem Endpunkt (Boden) auf der gegenüberliegenden Seite der Z-Richtung bis zu einem Endpunkt (Spitze) auf der Seite der Z-Richtung. Wenn das Fertigungsobjekt M nicht aus einem einzigen durchgehenden Element, sondern aus mehreren voneinander getrennten Elementen gebildet ist, misst die Messvorrichtung 4 bevorzugt die Form der Oberfläche für jedes dieser Elemente.
Die Messvorrichtung 4 berechnet als einen tatsächlichen Messverformungsbetrag den Abweichungsbetrag der gemessenen Form des Fertigungsobjekts M relativ zu der Zielform MA. Der tatsächliche Messverformungsbetrag kann als der Abweichungsbetrag der tatsächlichen Form der Oberfläche des Fertigungsobjekts M relativ zu der Zielform MA bezeichnet werden (Differenz ΔD in 2). Die Messvorrichtung 4 berechnet den tatsächlichen Messverformungsbetrag für jede Position auf der Oberfläche des Fertigungsobjekts M, dessen Form gemessen wird. Mit anderen Worten berechnet in dem Beispiel dieser Ausführungsform die Messvorrichtung 4 den tatsächlichen Messverformungsbetrag für jede Position von dem Endpunkt der Oberfläche des Fertigungsobjekts M auf der gegenüberliegenden Seite der Z-Richtung bis zu dem Endpunkt auf der Seite der Z-Richtung.
Arithmetikvorrichtung
Die Arithmetikvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die einen geschätzten Eigendehnungswert berechnet, der ein geschätzter Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts M ist. In dieser Ausführungsform korrigiert die Arithmetikvorrichtung 10 die Zielform MA auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags und des geschätzten Eigendehnungswerts. Wie unten ausführlich beschrieben, legt die Arithmetikvorrichtung 10 eine Korrekturzielform, die eine korrigierte Zielform ist, gemäß dem tatsächlichen Messverformungsbetrag und dem geschätzten Eigendehnungswert fest, so dass sich das verformte Fertigungsobjekt M der ursprünglichen Zielform MA nähert. Mit anderen Worten wird der Designwert der Form (Korrektur-Zielform) unter Berücksichtigung der Verformung des hergestellten Fertigungsobjekts M bewusst von der gewünschten Form (anfängliche Zielform MA) verschoben. Dies ermöglicht, dass sich das hergestellte Fertigungsobjekt M der gewünschten Form annähert. Die Arithmetikvorrichtung 10 wird im Folgenden näher beschrieben.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm der Arithmetikvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Arithmetikvorrichtung 10 ist zum Beispiel ein Computer und umfasst eine Kommunikationseinheit 20, eine Speichereinheit 22 und eine Steuereinheit 24, wie in 3 dargestellt. Bei der Kommunikationseinheit 20 handelt es sich um ein Kommunikationsmodul, das mit externen Geräten wie der Fertigungsvorrichtung 2 und der Messvorrichtung 4 kommuniziert und zum Beispiel eine Antenne oder ein Wi-Fi-Modul (eingetragenes Warenzeichen) sein kann. Die Arithmetikvorrichtung 10 kommuniziert mit dem externen Gerät vermittels Drahtloskommunikation, aber auch eine kabelgebundene Kommunikation ist zulässig. Für die Kommunikation kann jede beliebige Methode verwendet werden. Die Speichereinheit 22 ist ein Speicher, der den arithmetischen Inhalt der Steuereinheit 24 und Informationen über Computerprogramme speichert, und umfasst zum Beispiel einen Hauptspeicher wie einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder einen Festwertspeicher (ROM) und/oder einen nichtflüchtigen Speicher wie einen Flash-Speicher oder ein Festplattenlaufwerk (HDD). Das in der Speichereinheit 22 zu speichernde Computerprogramm für die Steuereinheit 24 kann in einem (nichtflüchtigen) computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden, das von der Arithmetikvorrichtung 10, die ein Computer sein kann, gelesen werden kann.
Die Steuereinheit 24 ist eine Arithmetikvorrichtung und umfasst eine Arithmetik-Schaltung, wie etwa eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU). Die Steuereinheit 24 umfasst eine Zielformeinstellungseinheit 30, die Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32, die Analyseeinheit 34, die Dehnungsberechnungseinheit 36 und die Korrekturform-Einstellungseinheit 38. Die Steuereinheit 24 liest ein Computerprogramm (Software) aus der Speichereinheit 22 und führt das Computerprogramm aus, um die Zielformeinstellungseinheit 30, die Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32, die Analyseeinheit 34, die Dehnungsberechnungseinheit 36 und die Korrekturform-Einstellungseinheit 38 zu erreichen und deren Prozesse auszuführen. Die Steuereinheit 24 kann diese Prozesse durch eine einzige CPU ausführen oder mit mehreren CPUs ausgestattet sein und die Prozesse mit diesen mehreren CPUs ausführen. Zumindest ein Teil der Prozesse der Zielformeinstellungseinheit 30, der Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32, der Analyseeinheit 34, der Dehnungsberechnungseinheit 36 und der Korrekturform-Einstellungseinheit 38 kann durch eine Hardwareschaltung erzielt werden.
Zielformeinstellungseinheit
Die Zielformeinstellungseinheit 30 stellt die Zielform MA des Fertigungsobjekts M ein. Die Zielformeinstellungseinheit 30 stellt zunächst die anfängliche Zielform MA ein, d.h. die gewünschte Form. Für die Einstellung der Zielform MA kann jedes beliebige Verfahren verwendet werden. Zum Beispiel kann die Zielform MA durch den Nutzer oder automatisch von der Zielformeinstellungseinheit 30 festgelegt werden. Die Zielformeinstellungseinheit 30 korrigiert auch die anfängliche Zielform MA auf Grundlage des geschätzten Eigendehnungswerts, um die Korrektur-Zielform einzustellen. Die Einstellung der Korrektur-Zielform wird im Folgenden beschrieben.
Verformungsbetrag-Erlangungseinheit
Die Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32 erlangt den tatsächlichen Messverformungsbetrag des Fertigungsobjekts M. In dieser Ausführungsform erlangt die Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32 den tatsächlichen Messverformungsbetrag, der von der Messvorrichtung 4 berechnet wurde, von der Messvorrichtung 4 durch die Kommunikationseinheit 20. Es kann jedoch jedes beliebige Verfahren zum Erlangen des tatsächlichen Messverformungsbetrags durch die Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32 verwendet werden. Zum Beispiel kann die Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32 den tatsächlichen Messverformungsbetrag berechnen. In diesem Fall kann die Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32 die von der Messvorrichtung 4 gemessene Form des Fertigungsobjekts M und die Zielform MA erlangen und die Differenz zwischen der gemessenen Form des Fertigungsobjekts M und der Zielform MA als den tatsächlichen Messverformungsbetrag berechnen.
Analyseeinheit
Auf Grundlage der Zielform MA und eines Referenzwerts der Eigendehnung führt die Analyseeinheit 34 eine Analyse des Fertigungsobjekts M durch, um den analytischen Verformungsbetrag zu erlangen, der der Abweichungsbetrag der Form des Fertigungsobjekts M von der Zielform MA in der Analyse ist. Der analytische Verformungsbetrag bezieht sich auf den Verformungsbetrag von der Zielform MA an der Position in dem Modell des Fertigungsobjekts M, die sich mit der Position überschneidet, an der der tatsächliche Messverformungsbetrag des Fertigungsobjekts M gemessen wurde. Die Analyseeinheit 34 legt den Wert der Eigendehnung des Fertigungsobjekts M in der Analyse auf Grundlage des Referenzwertes der Eigendehnung fest und berechnet den analytischen Verformungsbetrag des Modells des Fertigungsobjekts M, das die Zielform MA haben wird, unter Verwendung des festgelegten Wertes der Eigendehnung als Eingangsdaten in der Analyse. Die von der Analyseeinheit 34 durchgeführte Analyse basiert auf einer Finite-Elemente-Methode unter Verwendung mittels des Verfahrens der Eigendehnung. Die Analyseeinheit 34 berechnet den analytischen Verformungsbetrag, indem sie den Referenzwert der Eigendehnung auf das Modell des Fertigungsobjekts M mit der Zielform MA in der Analyse anwendet und die Verformung des Fertigungsobjekts M simuliert. Der Referenzwert der Eigendehnung bezieht sich auf den Eigendehnungswert, der als eine Referenz für den Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts M in der Analyse dient. Der Referenzwert der Eigendehnung kann ein beliebiger Wert sein, zum Beispiel ein Wert, der im Voraus auf Grundlage des Materials des Fertigungsobjekts M usw. festgelegt wurde, unabhängig von der Form des Fertigungsobjekts M.
4 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel der Analyse durch die Analyseeinheit zeigt. Die Analyseeinheit 34 berechnet den analytischen Verformungsbetrag für jede Position des Fertigungsobjekts M. In dieser Ausführungsform verwendet die Analyseeinheit 34 bevorzugt ein sogenanntes Schicht-für-Schicht-Analyseverfahren, bei dem ein Modell des Fertigungsobjekts M für die Analyse Schicht für Schicht gestapelt wird. In diesem Fall legt die Analyseeinheit 34 die Eigendehnungswerte in der Analyse schichtweise (positionsweise) in Übereinstimmung mit dem Referenzwert der Eigendehnung fest. Die Analyseeinheit 34 kann den Referenzwert der Eigendehnung in einer Schicht konstant halten oder eine Verteilung der Referenzwerte für die Dehnung in einer Schicht aufweisen, so dass der Referenzdehnungswert in einer Schicht von Position zu Position variiert. Die Analyseeinheit 34 führt eine sequenzielle Analyse durch, während Schichten in dem Modell des Fertigungsobjekts M gestapelt werden. Auf diese Weise berechnet die Analyseeinheit 34 als analytischen Verformungsbetrag den Abweichungsbetrag der Modellform von der Zielform für jede Stapelung, bis die Zielform MA erreicht ist. In dem Beispiel in 4 wird die Analyse mit den Schichten M1, M2, M3, M4 und M5 durchgeführt, die in dieser Reihenfolge gestapelt sind. In diesem Fall berechnet die Analyseeinheit 34 den analytischen Verformungsbetrag in der Schicht M1, indem sie eine Analyse auf Grundlage des für die Schicht M1 festgelegten Referenzwerts der Eigendehnung am Modell des Fertigungsobjekts M durchführt, in dem die Schicht M1 gestapelt ist. Als Nächstes berechnet die Analyseeinheit 34 den analytischen Verformungsbetrag in der Schicht M1 und der Schicht M2, indem sie eine Analyse auf Grundlage des für die Schicht M2 festgelegten Referenzwertes der Eigendehnung an dem Modell des Fertigungsobjekts M durchführt, in dem die Schicht M2 auf der Z-Richtungsseite der Schicht M1 gestapelt ist. Danach wird die Analyse in ähnlicher Weise wiederholt, und die Analyseeinheit 34 berechnet den analytischen Verformungsbetrag in den Schichten M1 bis M5, indem sie eine Analyse auf Grundlage des für die Schicht M5 festgelegten Referenzwerts der Eigendehnung an dem Modell des Fertigungsobjekts M durchführt, in dem die letzte Schicht M5 auf den Schichten M1 bis M4 gestapelt ist, und erhält so den analytischen Verformungsbetrag des Fertigungsobjekts M. Die Analyseeinheit 34 verwendet den gemeinsamen Referenzwert der Eigendehnung als den Eigendehnungswert für jede Schicht in der Analyse, so dass der Eigendehnungswert in der Analyse für jede Schicht gleich ist. Der Wert ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Analyseeinheit 34 kann für jede Schicht einen anderen Referenzwert der Eigendehnung verwenden, wodurch der Wert der Eigendehnung in der Analyse für jede Schicht variiert. Die Schichten in der Analyse können die gleichen wie die Schichten in dem tatsächlichen Fertigungsprozess sein, müssen es aber nicht. Um die Analysezeit zu verkürzen, können mehrere Schichten in dem Fertigungsprozess in der Analyse zu einer Schicht kombiniert bzw. zusammengefasst werden.
Dehnungsberechnungseinheit
Die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet den geschätzten Eigendehnungswert auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags, der von der Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32 erlangt wird, und des analytischen Verformungsbetrags, der von der Analyseeinheit 34 erlangt wird. Die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet den geschätzten Eigendehnungswert für jede Position (in diesem Beispiel für jede Schicht). Der geschätzte Eigendehnungswert ist der geschätzte Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts M mit der Zielform MA. Das heißt, dass es schwierig ist, den tatsächlichen Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts M zu messen, aber in der vorliegenden Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass der Eigendehnungswert und der Verformungsbetrag korrelieren (zum Beispiel linear), und durch die Anwendung der Entsprechung zwischen dem analytischen Verformungsbetrag und dem Referenzwert der Eigendehnung in der Analyse auf den tatsächlichen Messverformungsbetrag und die Berechnung des geschätzten Eigendehnungswerts aus dem tatsächlichen Messverformungsbetrag kann der Wert der Eigendehnung mit hoher Genauigkeit berechnet werden. Eine genauere Beschreibung findet sich weiter unten.
5 und 6 sind schematische Darstellungen zur Beschreibung des Prozesses der Dehnungsberechnungseinheit. In 5 stellt die horizontale Achse des Diagramms auf der linken Seite den Referenzwert der Eigendehnung dar und die vertikale Achse die Position (Z-Koordinate) in der Z-Richtung (Stapelrichtung) des Modells des Fertigungsobjekts M. Das heißt, das Diagramm auf der linken Seite in 5 drückt ein Beispiel für die Referenzwerte der Eigendehnung an den jeweiligen Positionen in der Z-Richtung aus. In dem Diagramm auf der rechten Seite in 5 stellt die horizontale Achse den analytischen Verformungsbetrag dar und die vertikale Achse die Z-Koordinate des Modells des Fertigungsobjekts M. Das heißt, eine Linie L0 in dem Diagramm auf der rechten Seite in 5 drückt ein Beispiel der analytischen Verformungsbeträge für die jeweiligen Positionen in der Z-Richtung aus. Die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet eine Entsprechung H (Reaktionsmatrix) zwischen der Eigendehnung und dem analytischen Verformungsbetrag auf Grundlage des Referenzwerts der Eigendehnung und des analytischen Verformungsbetrags. Die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet die Entsprechung H für jede Position des Modells des Fertigungsobjekts M (in diesem Beispiel für jede Position in der Z-Richtung). Zum Beispiel berechnet die Dehnungsberechnungseinheit 36 die Entsprechung H auf Grundlage des folgenden Ausdrucks (1).
${\begin{matrix} u_{1} \\ u_{2} \\ ⋮ \\ u_{n} \end{matrix}} = [H] {\begin{matrix} A_{1} \\ A_{2} \\ ⋮ \\ A_{m} \end{matrix}}$
In Ausdruck (1) beziehen sich u₁ , u₂ , ... u_n auf die analytischen Verformungsbeträge an den jeweiligen Positionen, und A₁ , A₂ , ... A_m beziehen sich auf die Referenzwerte der Eigendehnung an den jeweiligen Positionen.
Die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet den geschätzten Eigendehnungswert auf Grundlage der Entsprechung H und des tatsächlichen Messverformungsbetrags, der von der Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32 erlangt wird. Insbesondere berechnet die Dehnungsberechnungseinheit 36 den geschätzten Eigendehnungswert so, dass die Differenz zwischen dem Verformungsbetrag des Fertigungsobjekts M, der rückwärts aus dem geschätzten Eigendehnungswert (geschätzter Verformungsbetrag) berechnet wird, und dem analytischen Verformungsbetrag zu einem vorbestimmten Wert oder weniger wird. In dem Beispiel in 6 kann man sagen, dass der geschätzte Eigendehnungswert so berechnet wird, dass die Differenz zwischen einer Linie L1, die den Verformungsbetrag des Fertigungsobjekts M anzeigt, der rückwärts von dem geschätzten Eigendehnungswert berechnet wird, und einer Linie L2, die den analytischen Verformungsbetrag anzeigt, den vorbestimmten Wert oder weniger annimmt. Insbesondere wiederholt die Dehnungsberechnungseinheit 36 einen Prozess der Berechnung (Rückwärtsberechnung) des geschätzten Verformungsbetrags des Fertigungsobjekts M unter Verwendung der Entsprechung H auf Grundlage des geschätzten Eigendehnungswerts, der der Kandidat sein soll, und der Berechnung der Differenz zwischen dem geschätzten rückwärts berechneten Verformungsbetrag und dem Messverformungsbetrag für jeden geschätzten Eigendehnungswert, der der Kandidat sein soll, und behandelt den geschätzten Eigendehnungswert, der der Kandidat sein soll und dessen Differenz der vorbestimmte Wert oder weniger wird, als den geschätzten Eigendehnungswert. Zum Beispiel wird der geschätzte Verformungsbetrag, der aus dem geschätzten Eigendehnungswert rückwärts berechnet wird, als u₁ , u₂ , ... u_n durch die Eingabe der geschätzten Eigendehnungswerte berechnet, die die Kandidaten in A₁ , A₂ , ... A_n in Ausdruck (1). In einem anderen Beispiel kann der geschätzte Verformungsbetrag, der aus dem geschätzten Eigendehnungswert rückwärts berechnet wird, berechnet werden, indem die Analyseeinheit 34 veranlasst wird, eine Analyse unter Verwendung des geschätzten Eigendehnungswerts als die Eigendehnung des Modells durchzuführen.
Zum Beispiel kann die Dehnungsberechnungseinheit 36 den geschätzten Eigendehnungswert berechnen, indem sie Optimierungsberechnungen durchführt, um ein Minimierungsproblem so zu lösen, dass die Differenz zwischen dem geschätzten Verformungsbetrag, der aus dem geschätzten Eigendehnungswert rückwärts berechnet wird, und dem tatsächlichen Messverformungsbetrag minimiert wird. Mit anderen Worten kann der geschätzte Eigendehnungswert derart berechnet werden, dass, wenn X₁ der in Ausdruck (2) ausgedrückte Wert ist, Ausdruck (3) erfüllt ist oder Ausdruck (4) erfüllt ist. Das Berechnungsverfahren der Eigendehnungswerte ist jedoch nicht auf dieses Verfahren beschränkt und es kann jedes beliebige Verfahren verwendet werden.
$X_{1} = ({A}^{T} {[H]}^{T} - {u}^{T}) ([H] {A} - {u})$
$\frac{\partial X_{1}}{\partial {A}} = 0$
${A} = {({[H]}^{T} [H])}^{- 1} {[H]}^{T} {u}$
In den Ausdrücken (2) bis (4) bezieht sich A auf den geschätzten Eigendehnungswert, u bezieht sich auf den tatsächlich Messverformungsbetrag und T bezieht sich auf die Transponierung.
Korrektur der Zielform
Die Korrekturform-Einstellungseinheit 38 korrigiert die anfängliche Zielform MA mittels der auf diese Weise berechneten geschätzten Eigendehnungswerte, wodurch die Korrekturzielform festgelegt wird. Insbesondere in einem Fall, bei dem das Modell des Fertigungsobjekts M mit der Korrekturzielform um den geschätzten Verformungsbetrag verformt wird, der rückwärts aus dem geschätzten Eigendehnungswert berechnet wird, stellt die Korrekturform-Einstellungseinheit 38 die Korrekturzielform derart ein, dass sie in einen vorbestimmten Bereich des Abweichungsbetrags relativ zur anfänglichen Zielform MA fällt (bevorzugt, dass sie die gleiche Form wie die Zielform MA hat). Die Korrekturform-Einstellungseinheit 38 überträgt die Informationen über die Korrekturzielform an die Fertigungsvorrichtung 2. Die Fertigungseinrichtung 2 stellt das Fertigungsobjekt M so her, dass das Fertigungsobjekt M die Korrektur-Zielform aufweist, d.h., sie verwendet die Korrektur-Zielform als neuen Konstruktionswert. In dieser Ausführungsform kann der tatsächliche Messverformungsbetrag, d.h. der Abweichungsbetrag von der ursprünglichen Zielform MA, auch in Bezug auf das Fertigungsobjekt M gemessen werden, das so hergestellt wurde, dass es die Korrektur-Zielform aufweist. Wenn der tatsächliche Messverformungsbetrag größer als der vorgegebene Wert ist, kann die Korrekturzielform weiter korrigiert werden. Mit anderen Worten kann die Korrekturzielform optimiert werden, bis der tatsächliche Messverformungsbetrag den vorgegebenen Wert erreicht oder unterschreitet.
Vorgang
Im Folgenden wird ein Vorgang bzw. eine Prozedur der Arithmetikvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 7 ist ein Ablaufdiagramm zur Beschreibung der Prozedur der Arithmetikvorrichtung. Wie in 7 dargestellt, veranlasst die Arithmetikvorrichtung 10 die Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32, den tatsächlichen Messverformungsbetrag des Fertigungsobjekts M zu erlangen (Schritt S10). Dann veranlasst die Arithmetikvorrichtung 10 die Analyseeinheit 34, eine Analyse des Modells des Fertigungsobjekts M auf Grundlage des Referenzwertes der Eigendehnung durchzuführen und den analytischen Verformungsbetrag zu erlangen (Schritt S12). Dann veranlasst die Arithmetikvorrichtung 10 die Dehnungsberechnungseinheit 36, die Entsprechung H zwischen der Eigendehnung und dem analytischen Verformungsbetrag auf Grundlage des Referenzwertes der Eigendehnung und des analytischen Verformungsbetrags zu berechnen (Schritt S14) und den geschätzten Eigendehnungswert auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags und der Entsprechung H zu berechnen (Schritt S16). Die Dehnungsberechnungseinheit 36 kann den optimierten geschätzten Eigendehnungswert durch Wiederholung der Vorgänge berechnen, bis die Differenz zwischen dem rückwärts auf Grundlage des geschätzten Eigendehnungswertes berechneten Verformungsbetrag und dem tatsächlichen Messverformungsbetrag innerhalb des vorbestimmten Wertes liegt. Der Schritt S10 und die nachfolgend beschriebenen Schritte S12 und S14 können in beliebiger Reihenfolge der Verarbeitung durchgeführt werden. Die Arithmetikvorrichtung 10 veranlasst dann die Korrekturform-Einstellungseinheit 38, die Zielform MA auf Grundlage der geschätzten Eigendehnungswerte zu korrigieren, wodurch die Korrekturzielform festgelegt wird (Schritt S18).
Vorteilhafte Wirkungen
Hier ist es schwierig, die Eigendehnung direkt zu messen, und die Eigendehnung hat einen Wert, der vom Material, der Form und dergleichen des Fertigungsobjekts abhängt, und daher ist es schwierig, die Eigendehnung mit hoher Genauigkeit vorherzusagen. Im Gegensatz dazu schätzt die Arithmetikvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Eigendehnungswert auf Grundlage des analytischen Verformungsbetrags, der auf Grundlage des zeitlichen Werts der Eigendehnung (Referenzwert der Eigendehnung) und des tatsächlichen Messverformungsbetrags, der dem tatsächlichen Messwert des Verformungsbetrags entspricht, analysiert wird; daher kann die Eigendehnung mit hoher Genauigkeit vorhergesagt werden.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. In der zweiten Ausführungsform wird auf Grundlage der Differenz zwischen dem analytischen Verformungsbetrag, wenn eine Schicht gestapelt wird, und dem analytischen Verformungsbetrag, wenn eine andere Schicht gestapelt wird, der geschätzte Eigendehnungswert dieser Schicht berechnet. In der zweiten Ausführungsform wird das Teil mit der gleichen Struktur wie jener in der ersten Ausführungsform nicht beschrieben.
8 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung eines Berechnungsverfahrens für den Verformungsbetrag in der zweiten Ausführungsform. Wie oben beschrieben, führt die Analyseeinheit 34 die Analyse durch, indem sie das Modell des Fertigungsobjekts M Schicht für Schicht stapelt, und die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet den geschätzten Eigendehnungswert für jede Schicht des Modells des Fertigungsobjekts M. In einem Beispiel unten wird der geschätzte Eigendehnungswert für die Schicht M4 berechnet. In diesem Fall berechnet die Dehnungsberechnungseinheit 36, wie in 8 dargestellt, die Differenz in jeder Schicht zwischen dem analytischen Verformungsbetrag, der in dem Modell des Fertigungsobjekts M berechnet wurde, in dem die Schicht M4 gestapelt ist, und dem analytischen Verformungsbetrag, der in dem Modell des Fertigungsobjekts M berechnet wurde, in dem eine andere Schicht als die Schicht M4 gestapelt ist. Als Modell des Fertigungsobjekts M vor dem Stapeln einer anderen Schicht als der Schicht M4 ist das Modell des Fertigungsobjekts M vor dem Stapeln der Schicht M4 bevorzugt, und das Modell des Fertigungsobjekts M, in dem die Schicht M3 unmittelbar vor der Schicht M4 gestapelt ist, ist besonders bevorzugt. Die Dehnungsberechnungseinheit 36 behandelt die Differenz in jeder Schicht als den analytischen Verformungsbetrag und berechnet die Entsprechung H in der Schicht M4 auf Grundlage der Differenz in jeder Schicht und des Referenzwertes der Eigendehnung in jeder Schicht. Die Dehnungsberechnungseinheit 36 wiederholt den gleichen Prozess für jede Schicht, um die Entsprechung H für jede Schicht zu berechnen. Das heißt, wenn der Auswertungspunkt des Modells des Fertigungsobjekts M gleich i (i = 1 bis n) und die Schichtnummer j (j = 1 bis m) ist, wird die Entsprechung H_ij an dem Auswertungspunkt i und der Schicht j zum Beispiel wie im folgenden Ausdruck (A) berechnet.
$H_{ij} = Δ u_{ij} {/A}_{j}$
Der analytische Verformungsbetrag Δu_ij in Ausdruck (A) bezieht sich auf die Differenz zwischen dem analytischen Verformungsbetrag, wenn die Schicht j gestapelt ist, und dem analytischen Verformungsbetrag, wenn die Schicht j-1 gestapelt ist, am Bewertungspunkt i. A_j bezieht sich auf den Referenzwert der Eigendehnung in der Schicht j.
Die Dehnungsberechnungseinheit 36 in der zweiten Ausführungsform berechnet den geschätzten Eigendehnungswert für jede Schicht unter Verwendung der auf diese Weise berechneten Entsprechung H in ähnlicher Weise wie in der ersten Ausführungsform.
Bei der Berechnung der Entsprechung H oder des geschätzten Eigendehnungswerts für jede Schicht kann zum Beispiel die schichtweise Analyse, bei der der Referenzwert der Eigendehnung nur in eine Schicht eingegeben wird und die Referenzwerte der Eigendehnung der anderen Schichten gleich Null sind, so oft wie die Anzahl der Schichten durchgeführt werden, wobei die Schicht, in die der Referenzwert der Eigendehnung eingegeben wird, variiert wird. Um die Entsprechung H auf diese Weise zu berechnen, muss die Analyse jedoch so oft wie die Anzahl der Schichten durchgeführt werden, wodurch sich die Analysebelastung erhöht. Im Gegensatz dazu berechnet die Dehnungsberechnungseinheit 36 in der zweiten Ausführungsform den geschätzten Eigendehnungswert der Schicht auf Grundlage der Differenz zwischen dem analytischen Verformungsbetrag, wenn die Schicht gestapelt ist, und dem analytischen Verformungsbetrag, wenn eine andere Schicht in der Analyse gestapelt ist. Mit anderen Worten wird bei der schichtweisen Analyse die Analyse durchgeführt, während die Schichten in einer einzigen Analyse gestapelt werden. In der zweiten Ausführungsform wird die Entsprechung H in der Zielschicht aus der Differenz zwischen dem analytischen Verformungsbetrag, wenn die Zielschicht gestapelt ist, und dem analytischen Verformungsbetrag, wenn eine andere Schicht als die Zielschicht gestapelt ist, in einer Analyse berechnet. Auf diese Weise muss die Analyse nicht mehr so oft durchgeführt werden, wie die Anzahl der Schichten beträgt, wodurch sich der Analyseaufwand verringert.
Wenn es sich bei den zur Z-Richtung orthogonalen Richtungen um eine X-Richtung und eine Y-Richtung handelt, kann die Analyseeinheit 34 die Analyse durchführen, während sie die Komponente mit Ausnahme einer der Komponenten in der X-Richtung, der Y-Richtung und der Z-Richtung des Referenzwertes für die Eigenformänderung auf Null festlegt. In diesem Fall führt die Analyseeinheit 34 zum Beispiel eine Analyse durch, bei der der Wert nur auf die Komponente in der X-Richtung festgelegt wird und in der Y-Richtung und der Z-Richtung auf Null festgelegt wird, eine Analyse, bei der der Wert nur auf die Komponente in der Y-Richtung festgelegt wird und in der X-Richtung und der Z-Richtung auf Null festgelegt wird, und eine Analyse, bei der der Wert nur auf die Komponente in der Z-Richtung festgelegt wird und in der X-Richtung und der Y-Richtung auf Null festgelegt wird, und nachdem diese drei Analyseergebnisse erhalten wurden, wird die Entsprechung H berechnet. Dadurch erhöht sich die Anzahl der Analysen, aber die Anisotropie der Eigenformverteilung kann berücksichtigt werden.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform beschrieben. Bei der dritten Ausführungsform unterscheidet sich das Berechnungsverfahren für die geschätzten Eigendehnungswerte von demjenigen der ersten Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform wird das Teil mit der gleichen Struktur wie in der ersten Ausführungsform nicht beschrieben. Die dritte Ausführungsform ist auch auf die zweite Ausführungsform anwendbar.
In dem Beispiel der ersten Ausführungsform berechnet die Dehnungsberechnungseinheit 36 den geschätzten Eigendehnungswert durch Lösen des Minimierungsproblems, bei dem X₁ (erster Term) das Minimum ist. Andererseits berechnet die Dehnungsberechnungseinheit 36 in der dritten Ausführungsform den geschätzten Eigendehnungswert durch Lösen des Minimierungsproblems, das eine Strafe ergibt, wenn der geschätzte Eigendehnungswert weit von einem vorgegebenen Wert entfernt ist. Insbesondere berechnet die Dehnungsberechnungseinheit 36 den geschätzten Eigendehnungswert so, dass der Gesamtwert des ersten Terms X₁ , der auf der Differenz zwischen dem geschätzten Verformungsbetrag, der aus dem geschätzten Eigendehnungswert rückwärts berechnet wird, und dem analytischen Verformungsbetrag basiert, und des zweiten Terms X₂, der auf der Differenz zwischen dem geschätzten Eigendehnungswert und dem vorgegebenen Wert basiert, minimiert wird. Der vorgegebene Wert kann auf einen beliebigen Wert festgelegt werden. Zum Beispiel kann der Referenzwert der Eigendehnung als vorbestimmter Wert verwendet werden.
Der zweite Term X₂ kann z.B. ein Wert sein, der durch den folgenden Ausdruck (5) ausgedrückt wird, und {A_ref } in Ausdruck (5) ist der vorbestimmte Wert. In diesem Fall berechnet die Dehnungsberechnungseinheit 36 den geschätzten Eigendehnungswert derart, dass ein Wert J in Ausdruck (6) minimiert wird. Das heißt, die Dehnungsberechnungseinheit 36 kann den geschätzten Eigendehnungswert derart berechnen, dass Ausdruck (7), mit anderen Worten, Ausdruck (8) erfüllt wird. Das Berechnungsverfahren für den geschätzten Eigendehnungswert ist jedoch nicht auf die Verfahren beschränkt, die Ausdruck (5) bis Ausdruck (8) verwenden. Es wird angemerkt, dass h in Ausdruck (6) ein Gewichtungskoeffizient in Bezug auf einen Abweichungswert der Eigendehnung ist, der auf einen beliebigen Wert festgelegt werden kann. Der Koeffizient h ist ein so genannter Hyperparameter, und es können eine Vielzahl von Fällen berechnet werden, indem der Parameter variiert wird, und derjenige mit dem gewünschten Ergebnis kann ausgewählt werden.
$X_{2} = ({A}^{T} - {A_{r e f}}^{T}) ({A} - {A_{r e f}})$
$J = X_{1} + h X_{2}$
$\frac{\partial J}{\partial {A}} = 0$
${A} = {({[H]}^{T} [H] + h [1])}^{- 1} ({[H]}^{T} {u} + h {A_{r e f}})$
Wenn es zum Beispiel bei der Berechnung des geschätzten Eigendehnungswerts viele unbekannte Variablen gibt, verschlechtert sich die Situation als inverses Analyseproblem, so dass die Lösung möglicherweise nicht in geeigneter Weise erzielt werden kann. Zum Beispiel wird ein Schenkelteil einer Torstruktur durch die Kontraktion eines seitlichen Trägers des Tortyps tatsächlich gebogen und verformt, und in der Analyse kann die Verformungsverteilung des Schenkels, dessen Form gemessen wird, reproduziert werden, indem die Eigendehnung des Schenkelteils anstelle der Eigendehnung des seitlichen Trägerteils angepasst wird. Das heißt, dass der geschätzte Eigendehnungswert, der von der tatsächlichen Verformung abweicht, berechnet werden kann. Im Gegensatz dazu berechnet die Dehnungsberechnungseinheit 36 in der dritten Ausführungsform den geschätzten Eigendehnungswert so, dass der geschätzte Eigendehnungswert nicht weit von dem vorgegebenen Wert abweicht und der Gesamtwert bzw. Betrag des ersten Terms X₁ und des zweiten Terms X₂ minimiert wird. Dadurch wird die Berechnung der geschätzten Eigendehnung, die von der tatsächlichen Verformung abweicht, unterdrückt und der Eigendehnungswert kann mit hoher Genauigkeit berechnet werden. Darüber hinaus kann die Abweichung von der tatsächlichen Verformung in geeigneter Weise unterdrückt werden, indem die große Abweichung des geschätzten Eigendehnungswerts von dem vorgegebenen Wert als Strafe bei der Berechnung verwendet wird.
Vorteilhafte Wirkungen
Wie oben beschrieben, umfasst die Arithmetikvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung die Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32, die Analyseeinheit 34 und die Dehnungsberechnungseinheit 36. Die Verformungsbetrag-Erlangungseinheit 32 erlangt den tatsächlichen Messverformungsbetrag des Fertigungsobjekts M, das auf Grundlage der Zielform MA hergestellt wird, wobei der tatsächliche Messverformungsbetrag dem Abweichungsbetrag der Form des Fertigungsobjekts M von der Zielform MA entspricht. Die Analyseeinheit 34 führt eine Analyse auf Grundlage der Zielform MA und des Referenzwerts der Eigendehnung durch, der dem Referenzwert der Eigendehnung des Fertigungsobjekts M entspricht, und erlangt den analytischen Verformungsbetrag, der dem Abweichungsbetrag der Form des Fertigungsobjekts M in der Analyse von der Zielform MA entspricht. Die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet den geschätzten Eigendehnungswert, der dem geschätzten Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts M mit der Zielform MA entspricht, auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags und des analytischen Verformungsbetrags. Da die Arithmetikvorrichtung 10 den Wert der Eigendehnung aus dem analytischen Verformungsbetrag schätzt, der auf Grundlage des zeitlichen Eigendehnungswerts (Referenzwert des Eigendehnung) und des tatsächlichen Messverformungsbetrags, der dem tatsächlichen Messwert des Verformungsbetrags entspricht, analysiert wird, kann die Eigendehnung mit hoher Genauigkeit vorhergesagt werden.
Die Analyseeinheit 34 berechnet als analytischen Verformungsbetrag den Abweichungsbetrag der Form von der Zielform MA des Modells des Fertigungsobjekts M, das die Zielform MA haben soll, während der Referenzwert der Eigendehnung als Eigendehnung verwendet wird. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Eigendehnung mit hoher Genauigkeit vorhergesagt werden.
Das Fertigungsobjekt M wird durch Schichtenstapelung hergestellt. Die Analyseeinheit 34 legt die Eigendehnung für jede Schicht auf Grundlage des Referenzwertes der Eigendehnung fest und berechnet als analytischen Verformungsbetrag den Abweichungsbetrag der Form von der Zielform MA für jede der Schichten, die gestapelt werden, bis die Zielform MA erreicht ist. Die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet den geschätzten Eigendehnungswert für jede Schicht des Fertigungsobjekts M. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann durch die Durchführung der Analyse mit den auf diese Weise gestapelten Schichten die Eigendehnung des durch die Schichtstapelung hergestellten Fertigungsobjekts M mit hoher Genauigkeit vorhergesagt werden. Es wird angemerkt, dass, wie oben beschrieben, die Schicht in der Analyse und die Schicht in der tatsächlichen Herstellung entweder gleich oder unterschiedlich sein können.
Die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet den geschätzten Eigendehnungswert in Bezug auf die Schicht des Fertigungsobjekts M auf Grundlage der Differenz zwischen dem analytischen Verformungsbetrag, wenn die Schicht gestapelt ist, und dem analytischen Verformungsbetrag, wenn eine andere Schicht in der Analyse gestapelt ist. Die Dehnungsberechnungseinheit 36, die den geschätzten Eigendehnungswert unter Verwendung der Differenz zwischen dem analytischen Verformungsbetrag, wenn die Zielschicht gestapelt ist, und dem analytischen Verformungsbetrag, wenn die andere Schicht als die Zielschicht gestapelt ist, berechnet, muss die Analyse nicht so oft wie die Anzahl der Schichten durchführen, und dementsprechend kann die Analysebelastung verringert werden.
Die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet die Entsprechung H zwischen dem Verformungsbetrag und der Eigendehnung des Fertigungsobjekts M auf Grundlage des analytischen Verformungsbetrags und des Referenzwerts der Eigendehnung und berechnet den geschätzten Eigendehnungswert auf Grundlage des tatsächlich gemessenen Verformungsbetrags und der Entsprechung H. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Eigendehnung mit hoher Genauigkeit vorhergesagt werden.
Die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet den geschätzten Eigendehnungswert derart, dass die Differenz zwischen dem Verformungsbetrag (geschätzter Verformungsbetrag) des Fertigungsobjekts M, der rückwärts aus dem geschätzten Eigendehnungswert berechnet wird, und dem analytischen Verformungsbetrag einen vorgegebenen Wert oder weniger erreicht. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Eigendehnung mit hoher Genauigkeit vorhergesagt werden.
Die Dehnungsberechnungseinheit 36 berechnet den geschätzten Eigendehnungswert derart, dass der Gesamtwert des ersten Terms X₁ , der auf der Differenz zwischen dem aus dem geschätzten Eigendehnungswert rückwärts berechneten Verformungsbetrag (geschätzter Verformungsbetrag) des Fertigungsobjekts M und dem analytischen Verformungsbetrag basiert, und des zweiten Terms X₂, der auf der Differenz zwischen dem geschätzten Eigendehnungswert und dem vorgegebenen Wert der Eigendehnung basiert, minimiert wird. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Abweichung der Verformung in der Analyse von der tatsächlichen Verformung unterdrückt werden, und die Eigendehnung kann mit hoher Genauigkeit vorhergesagt werden.
Die Arithmetikvorrichtung 10 enthält ferner eine Korrekturform-Einstellungseinheit, die die Zielform MA auf Grundlage des geschätzten Eigendehnungswerts korrigiert. Durch die Korrektur der Zielform MA auf Grundlage des geschätzten Eigendehnungswerts kann die Form derart korrigiert werden, dass sie unter Berücksichtigung der Verformung die Zielform ist, und die Herstellung in der gewünschten Form wird möglich.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden oben beschrieben, aber andere mögliche Ausführungsformen sind nicht durch den Inhalt der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die oben beschriebenen Komponenten umfassen jene, die einem Fachmann naheliegen, jene, die im Wesentlichen gleich sind, und jene, die im so genannten Bereich der Gleichwertigkeit liegen. Darüber hinaus können die vorgenannten Komponenten in geeigneter Weise kombiniert werden. Darüber hinaus können die Komponenten auf verschiedene Weise weggelassen, ersetzt oder verändert werden, ohne vom Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

10: Arithmetikvorrichtung
30: Zielformeinstellungseinheit
32: Verformungsbetrag-Erlangungseinheit
34: Analyseeinheit
36: Dehnungsberechnungseinheit
M: Fertigungsobjekt
MA: Zielform

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201777671 [0003]

Claims

Arithmetikvorrichtung, umfassend: eine Verformungsbetrag-Erlangungseinheit, die einen tatsächlichen Messverformungsbetrag eines Fertigungsobjekts erlangt, das auf Grundlage einer Zielform hergestellt wird, wobei der tatsächliche Messverformungsbetrag einem Abweichungsbetrag einer Form des Fertigungsobjekts von der Zielform entspricht; eine Analyseeinheit, die eine Analyse auf Grundlage der Zielform des Fertigungsobjekts und eines Referenzwerts der Eigendehnung, der einem Referenzwert einer Eigendehnung des Fertigungsobjekts entspricht, durchführt und einen analytischen Verformungsbetrag erlangt, der einem Abweichungsbetrag der Form des Fertigungsobjekts in der Analyse von der Zielform entspricht; und eine Dehnungsberechnungseinheit, die einen geschätzten Eigendehnungswert, der einem geschätzten Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts mit der Zielform entspricht, auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags und des analytischen Verformungsbetrags berechnet.
Arithmetikvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Analyseeinheit den Referenzwert der Eigendehnung als die Eigendehnung verwendet, um als den analytischen Verformungsbetrag den Abweichungsbetrag der Form von der Zielform eines Modells des Fertigungsobjekts zu berechnen, das die Zielform haben soll.
Arithmetikvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fertigungsobjekt durch Stapeln von Schichten hergestellt wird, die Analyseeinheit die Eigendehnung für jede Schicht auf Grundlage des Referenzwertes der Eigendehnung festlegt und als den analytischen Verformungsbetrag den Abweichungsbetrag der Form von der Zielform für jede der Schichten berechnet, die gestapelt werden, bis die Zielform erreicht ist, und die Dehnungsberechnungseinheit den geschätzten Eigendehnungswert für jede Schicht des Fertigungsobjekts berechnet.
Arithmetikvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Dehnungsberechnungseinheit den geschätzten Eigendehnungswert in Bezug auf eine Schicht des Fertigungsobjekts auf Grundlage einer Differenz zwischen dem analytischen Verformungsbetrag, wenn die Schicht gestapelt ist, und dem analytischen Verformungsbetrag, wenn eine andere Schicht in der Analyse gestapelt ist, berechnet.
Arithmetikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dehnungsberechnungseinheit eine Entsprechung zwischen dem Verformungsbetrag und der Eigendehnung des Fertigungsobjekts auf Grundlage des analytischen Verformungsbetrags und des Referenzwerts der Eigendehnung berechnet und den geschätzten Eigendehnungswert auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags und der Entsprechung berechnet.
Arithmetikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dehnungsberechnungseinheit den geschätzten Eigendehnungswert derart berechnet, dass eine Differenz zwischen dem rückwärts aus dem geschätzten Eigendehnungswert berechneten Verformungsbetrag des Fertigungsobjekts und dem analytischen Verformungsbetrag zu einem vorgegebenen Wert oder weniger wird.
Arithmetikvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Dehnungsberechnungseinheit den geschätzten Eigendehnungswert derart berechnet, dass ein Gesamtwert eines ersten Terms, der auf der Differenz zwischen dem rückwärts aus dem geschätzten Eigendehnungswert berechneten Verformungsbetrag des Fertigungsobjekts und dem analytischen Verformungsbetrag basiert, und eines zweiten Terms, der auf einer Differenz zwischen dem geschätzten Eigendehnungswert und einem vorbestimmten Eigendehnungswert basiert, minimiert wird.
Arithmetikvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend eine Korrekturform-Einstellungseinheit, welche die Zielform auf Grundlage des geschätzten Eigendehnungswerts korrigiert.
Arithmetik-Verfahren, umfassend: Erlangen eines tatsächlichen Messverformungsbetrags eines Fertigungsobjekts, das auf Grundlage einer Zielform hergestellt wird, wobei der tatsächliche Messverformungsbetrag einem Abweichungsbetrag einer Form des Fertigungsobjekts von der Zielform entspricht; Durchführen einer Analyse auf Grundlage der Zielform des Fertigungsobjekts und eines Referenzwertes der Eigendehnung, der einem Referenzwert einer Eigendehnung des Fertigungsobjekts entspricht, um einen analytischen Verformungsbetrag zu erlangen, der einem Abweichungsbetrag der Form des Fertigungsobjekts in der Analyse von der Zielform entspricht; und Berechnen eines geschätzten Eigendehnungswerts, der einem geschätzten Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts mit der Zielform entspricht, auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags und des analytischen Verformungsbetrags.
Nichtflüchtiges, computerlesbares Speichermedium, das ein Computerprogramm speichert, um einen Computer zu veranlassen, Folgendes auszuführen: Erlangen eines tatsächlichen Messverformungsbetrags eines Fertigungsobjekts, das auf Grundlage einer Zielform hergestellt wird, wobei der tatsächliche Messverformungsbetrag einem Abweichungsbetrag einer Form des Fertigungsobjekts von der Zielform entspricht; Durchführen einer Analyse auf Grundlage der Zielform des Fertigungsobjekts und eines Referenzwertes der Eigendehnung, der einem Referenzwert einer Eigendehnung des Fertigungsobjekts entspricht, um einen analytischen Verformungsbetrag zu erlangen, der einem Abweichungsbetrag der Form des Fertigungsobjekts in der Analyse von der Zielform entspricht; und Berechnen eines geschätzten Eigendehnungswerts, der einem geschätzten Eigendehnungswert des Fertigungsobjekts mit der Zielform entspricht, auf Grundlage des tatsächlichen Messverformungsbetrags und des analytischen Verformungsbetrags.