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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches dreidimensionales
Modellkonstruktionssystem, und insbesondere ein automatisches dreidimensionales
Modellkonstruktionssystem vorzugsweise zur Konstruktion eines dreidimensionalen
Modells eines Produkts unter Verwendung eines Computers.
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Technischer Hintergrund
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Als
Einrichtung zum Erzeugen dreidimensionaler Modelldaten ist herkömmlicherweise
eine Einrichtung bekannt, welche zum Beispiel mit einer Eingabeeinrichtung 1 zum
Eingeben von Daten über
ein dreidimensionales Modell, einer automatischen Entwicklungseinrichtung 2 zum
automatischen Entwickeln von für
eine Produktform notwendigen Informationen basierend auf den durch
die Eingabeeinrichtung 1 eingegebenen Daten, und einer
Produktformkonstruktionseinrichtung 3 zum Konstruieren
einer Produktform basierend auf den durch die automatische Entwicklungseinrichtung 2 entwickelten
Informationen versehen, wie in 6 dargestellt.
Wenn ein dreidimensionales Modell für verschiedene Produkte basierend
auf einer in einer zweidimensionalen Ebene definierten Form konstruiert
wird, wird eine solche Konfiguration eingesetzt, die Grundfunktionen eines
CAD-Systems, wie beispielsweise Drehung und Umformung benutzt. In
diesem Fall kann ein Modell, wenn es in einer Form ähnlich der
Form des in einer zweidimensionalen Ebene definierten Modells konstruiert
wird, automatisch durch Verändern
der Maße
des Grundformmodells erzeugt werden.
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Wenn
jedoch ein Modell in einer Form, von der sich ein Teil von der Form
des in einer zweidimensionalen Ebene definierten Modells unterscheidet, konstruiert
wurde, war eine manuelle Modifikationsarbeit erforderlich, und es
war viel Zeit zur Konstruktion des Modells erforderlich. Ferner
mussten, falls eine Konfiguration eingesetzt wird, in welcher viele spezielle
Modelle für
jedes Produkt erzeugt und in einem System implementiert werden,
um verschiedene Produktformen abzudecken, viele neue Formmodelle konstruiert
werden, und für
die Konstruktion der Modelle ist mehr Zeit erforderlich.
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In
der Entwicklungsstufe liegt die Priorität auf der Konstruktion der
Form eines Modells. Wenn die Form eines Modells nicht die Verarbeitungsbedingungen
an einem Fertigungsort erfüllte,
war man deshalb tatsächlich
gezwungen, die Betrachtung der Spezifikationen zu wiederholen oder
die Produktion zu versuchen, und für die Konstruktion des Modells war
viel Zeit erforderlich.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein dreidimensionales
Modell effizient zu konstruieren.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Um
das Problem zu lösen,
verwendet die vorliegende Erfindung ein automatisches Konstruktionsverfahren
für dreidimensionale
Modelle zum Konstruieren eines dreidimensionalen Modells unter Verwendung
eines Computerhilfsmittels, das mit einem Verarbeitungsvorrichtungshilfsmittel,
einem Speicherhilfsmittel, einer Eingabevorrichtung und einer Schnittstelle
versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verarbeitungsvorrichtungshilfsmittel
basierend auf einem Betriebsprogramm im Speicherhilfsmittel eine
Verarbeitung ausführt,
die gebildet ist aus einem Teilungsschritt des Teilens eines Produkts
in mehrere Teile basierend auf der Form des Produkts; einem Teilekonfigurationsauswahlschritt
des Auswählens
einer Kombination von Teilen, für
welche ein Modell mit einer Grundform konstruiert werden kann, und
von Teilen, für
welche ein Modell durch Bearbeiten der Grundform konstruiert werden
kann, für
die mehreren Teile; einem Teilekonstruktionsschritt des Konstruierens
von Grundformmodellen und des Konstruierens von Schnittteilmodellen
durch Bearbeiten des Grundformmodells unter Verwendung eines Schnittteils
für die
in dem Teilekonfigurationsauswahlschritt ausgewählten Teile; und einem dreidimensionalen
Modellkonstruktionsschritt des Konstruierens eines dreidimensionalen
Modells des Produkts durch Kombinieren der Grundformmodelle und der
Schnittteilmodelle, die in dem Teilekonstruktionsschritt konstruiert
werden.
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Wenn
das automatische Konstruktionsverfahren für dreidimensionale Modelle
eingesetzt wird, ist es möglich,
die Schnittteilmodelle verknüpft
mit einem Werkzeugarchiv einer Bearbeitungsfabrik als den Teilekonstruktionsschritt
zu konstruieren.
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Ferner
bildet die vorliegende Erfindung ein automatisches Konstruktionssystem
für dreidimensionale
Modelle, gekennzeichnet durch eine Teilungseinrichtung zum Teilen
eines Produkts in mehrere Teile basierend auf der Form des Produkts;
einer Teilekonfigurationsauswahleinrichtung zum Auswählen einer
Kombination von Teilen, für
welche ein Modell mit einer Grundform konstruiert werden kann, und
von Teilen, für
welche ein Modell durch Bearbeiten der Grundform konstruiert werden
kann, für
die mehreren Teile; einer Teilekonstruktionseinrichtung zum Konstruieren
von Grundformmodellen und Konstruieren von Schnittteilmodellen durch
Bearbeiten des Grundformmodells unter Verwendung eines Schnittteils
für die
durch die Teilekonfigurationsauswahleinrichtung ausgewählten Teile;
und einer dreidimensionalen Modellkonstruktionseinrichtung zum Konstruieren
eines dreidimensionalen Modells des Produkts durch Kombinieren der
Grundformmodelle und der Schnittteilmodelle, die durch die Teilekonstruktionseinrichtung
konstruiert werden.
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Außerdem schafft
die vorliegende Erfindung ein automatisches Konstruktionssystem
für dreidimensionale
Modelle, gekennzeichnet durch eine Formenauswahleinrichtung zum
Auswählen
einer Produktform; einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Grundmaßinformationen über die
Produktform; eine automatische Entwicklungseinrichtung zum Erzeugen
von für
die Konstruktion der Produktform notwendigen Informationen basierend
auf den durch die Eingabeeinrichtung eingegebenen Informationen; eine
Teilekonfigurationsauswahleinrichtung zum Auswählen einer Kombination von
Teilen, für
welche ein Modell mit einer Grundform konstruiert werden kann, und
von Teilen, für
welche ein Modell durch Bearbeiten der Grundform konstruiert werden
kann, für die
mehreren Teile der Produktform basierend auf den durch die automatische
Entwicklungsseinrichtung erzeugten Informationen; eine Teilekonstruktionseinrichtung
zum Konstruieren von Grundformmodellen und Konstruieren von Schnittteilmodellen durch
Bearbeiten des Grundformmodells unter Verwendung eines Schnittteils
für die
durch die Teilekonfigurationsauswahleinrichtung ausgewählten Teile; und
eine dreidimensionale Modellkonstruktionseinrichtung zum Konstruieren
eines dreidimensionalen Modells des Produkts durch Kombinieren der
Grundformmodelle und der Schnittteilmodelle, die durch die Teilekonstruktionseinrichtung
konstruiert werden.
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Gemäß einer
solchen Konfiguration wird ein Produkt basierend auf seiner Form
in mehrere Teile geteilt; eine Kombination von Teilen, für welche
ein Modell mit einer Grundform konstruiert werden kann, und von
Teilen, für
welche ein Modell durch Bearbeiten der Grundform konstruiert werden
kann, wird für die
mehreren Teile ausgewählt;
für die
ausgewählten Teile
werden Grundformmodelle konstruiert und Schnittteilmodelle durch
Bearbeiten eines Grundformmodells unter Verwendung eines Schnittteils konstruiert;
und die Grundformmodelle und die Schnittteilmodelle werden kombiniert,
um ein dreidimensionales Modell des Produkts zu konstruieren. Demgemäß kann durch
beliebiges Kombinieren der Grundformmodelle und der Schnittteilmodelle
ein dreidimensionales Modell des Produkts effizient konstruiert
werden.
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Beim
Zusammenstellen des automatischen Konstruktionssystems für dreidimensionale
Modelle kann eine Funktion des Konstruierens der Schnittteilmodelle
verknüpft
mit einem Werkzeugarchiv einer Fertigungsfabrik der Teilekonstruktionseinrichtung hinzugefügt werden.
In diesem Fall ist es durch Konstruieren der Schnittteilmodelle
verknüpft
mit dem Werkzeugarchiv der Fertigungsfabrik möglich, mit einem Fertigungsort
zusammenzuarbeiten und eine Fertigungssimulation in der Stufe des
Entwickelns durchzuführen.
Als Ergebnis ist es durch Durchführen
einer Entwicklungsuntersuchung und einer Versuchsproduktion zwischen
einem Entwickler und der Fertigungsfabrik möglich, nicht nur die zum Bestimmen
der Verwendung erforderlichen Zeit, sondern auch die Anzahl von
Versuchsfertigungen zu reduzieren.
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Ferner
betrifft die vorliegende Erfindung ein Programm, um einen Computer
eine als jede Einrichtung realisierte Verarbeitung ausführen zu
lassen, sowie ein Speichermedium, in dem dieses Programm gespeichert
ist. Als ein Beispiel des Speichermediums kann eine Speichereinrichtung
wie beispielsweise eine CD-ROM oder eine DVD-ROM angegeben werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockschaltbild eines automatischen Konstruktionssystems für dreidimensionale Modelle
eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Grundaufbaudarstellung des automatischen Konstruktionssystems
für dreidimensionale
Modelle gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 ist
ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen der Funktionsweise des in 1 dargestellten
automatischen Konstruktionssystems für dreidimensionale Modelle;
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4A bis 4G sind
Darstellungen zum Veranschaulichen des Inhalts der Verarbeitung
zum Konstruieren eines dreidimensionalen Modells;
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5 ist
eine Darstellung zum Veranschaulichen einer Beziehung zwischen einem
Schnittteil und dem dreidimensionalen Modell; und
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6 ist
eine Aufbaudarstellung eines herkömmlichen Konstruktionssystems
für dreidimensionale
Modelle.
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- 10
- Computer
- 12
- Tastatur
- 14
- Maus
- 16
- Festplatte
- 18
- Anzeigevorrichtung
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Bester Ausführungsmodus
der Erfindung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun basierend auf den Zeichnungen beschrieben. 1 ist
ein Blockschaltbild eines automatischen Konstruktionssystems für dreidimensionale
Modelle eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist
das automatische Konstruktionssystem für dreidimensionale Modelle
so gebildet, dass es mit einem Computer 10, einer Tastatur 12,
einer Maus 14, einer Festplatte 16 und einer Anzeigevorrichtung 18 versehen
ist.
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Der
Computer 10 als Verarbeitungsvorrichtungshilfsmittel erlangt
Produktforminformationen über
verschiedene Produkte von der Festplatte (Speicherhilfsquelle) 16 entsprechend
einem Programm zum Konstruieren eines dreidimensionalen Modells
und zeigt ein Bild basierend auf den erlangen Produktforminformationen
auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 18 an. In diesem
Fall funktionieren die Tastatur 12 und die Maus 14 als
Eingabevorrichtungen als Formenauswahleinrichtung 20 und Eingabeeinrichtungen 22,
wie in 2 dargestellt, um eine Produktform entsprechend
einer Operatorbedienung auszuwählen
und Informationen über
die ausgewählte
Produktform, wie beispielsweise Grundmaße, einzugeben. Wenn die Informationen,
wie beispielsweise Grundmaße,
durch die Eingabeeinrichtung 22 für die durch die Formenauswahleinrichtung 20 ausgewählte Produktform
eingegeben werden, erzeugt der Computer 10 als automatische
Entwicklungseinrichtung 24 basierend auf den eingegebenen Informationen
entsprechend einem vorbestimmten Prozess Informationen, die zur
Konstruktion der Produktform notwendig sind. Das heißt, die
automatische Entwicklungseinrichtung 24 funktioniert als
Teilungseinrichtung zum Teilen eines Produkts in mehrere Teile basierend
auf seiner Form, und sie ist auch mit einer Funktion als Klassifizierungseinrichtung zum
Klassifizieren der jeweiligen Teile als Teile, die mit einem Grundformmodell
konstruiert werden können,
und als Teile, die durch Bearbeiten eines Grundformmodells konstruiert
werden können,
versehen.
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Der
Computer 10 funktioniert weiter als Teilekonfigurationsauswahleinrichtung 26 zum
Auswählen
einer Kombination von Teilen, die mit einem Grundformmodell konstruiert
werden können,
und von Teilen, die durch Bearbeiten eines Grundformmodells konstruiert
werden können,
als für
die Konstruktion der Produktform notwendige Teile für die durch
die automatische Entwicklungseinrichtung 24 klassifizierten
Teile.
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Der
Computer 10 funktioniert weiter als Teilekonstruktionseinrichtung 28 zum
Konstruieren von Grundformmodellen basierend auf dem durch die automatische
Ent wicklungseinrichtung 24 erhaltenen Informationen und
Konstruieren von Schnittteilmodellen durch Umformen eines Grundformmodells
und dann Verwenden eines Schnittteils für die durch die Teilekonfigurationsauswahleinrichtung 26 ausgewählten Teile.
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Der
Computer 10 als Produktformkonstruktionseinrichtung 30 funktioniert
weiter als dreidimensionale Modellkonstruktionseinrichtung zum Konstruieren
eines dreidimensionalen Modells des Produkts durch Kombinieren der
Grundformmodelle und der Schnittteilmodelle.
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Ein
spezielles Beispiel wird nun basierend auf dem Flussdiagramm in 3 beschrieben.
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Zuerst
wird, wenn eine fertiggestellte Form 32, zum Beispiel eine
Kopfform 34 und eine Halsform 36, als Formen eines
dreidimensionalen Modells eines Produkts auf dem Bildschirm der
Anzeigevorrichtung 18 angezeigt wird, wie in 4A dargestellt,
irgendeine der Formen durch Bedienen der Tastatur 12 und
der Maus 14 ausgewählt
(Schritt S1). Als nächstes
werden für
das ausgewählte
dreidimensionale Modell zur Konstruktion eines dreidimensionalen
Modells notwendige Informationen, beispielsweise Grundmaße, als
Anfangswerte eingegeben, wie in 4B dargestellt
(Schritt S2). Als nächstes
werden, wie in 4C dargestellt, die für die Konstruktion
des dreidimensionalen Modells notwendigen Maßwerte entsprechend einem im
Voraus eingestellten automatischen Maßwerteentwicklungsprogramms
berechnet (Schritt S3).
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Als
nächstes
wird, wie in 4D dargestellt, eine Kombination
einer Grundform und eines Schnittteils aus einer in der Festplatte 16 gespeicherten
Tabelle 38 ausgewählt
und Teileinformationen werden bestimmt (Schritt S4). In der Tabelle 38 sind
Informationen über
jedes von mehreren Teilen, die man durch Teilen eines Produkts erhält und die
als ein Teil, welches mit einem Grundformmodell konstruiert werden
kann, oder ein Teil, das durch Bearbeiten eines Grundformmodells
konstruiert werden kann, klassifiziert sind, gespeichert.
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Als
nächstes
wird eine Grundform aus einem Grundformarchiv in der Festplatte 16 gefunden (Schritt
S5). Dann werden, wie in 4E dargestellt, die
Maße der
Grundform basierend auf den in Schritt S3 berechneten Maßwerten
geändert,
und eine Form wird gebildet (Schritt S6).
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Als
nächstes
wird, wie in 5 dargestellt, ein Schnittteil 48 aus
einem mit einem Werkzeugarchiv 44 einer Fertigungsfabrik
verknüpften
Schnittteilarchiv 26 gefunden (Schritt S7). Als nächstes wird, wie
in 4F dargestellt, eine Formenformung durchgeführt, um
das Endteil eines Modells 42 mit den geänderten Maßen unter Verwendung des Schnittteils 48 zu
schneiden, und ein unter Verwendung des Schnittteils 48 gebildetes
Schnittteilmodell 50 wird konstruiert (Schritt S8).
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Als
nächstes
wird bestimmt, ob ein Modell für alle
Teile konstruiert worden ist oder nicht (Schritt S9). Falls bestimmt
wird, dass ein Modell nicht für
alle Teile konstruiert worden ist, dann werden die Verarbeitungen
in den Schritten S5 bis S8 wiederholt ausgeführt. Falls bestimmt wird, dass
ein Modell für
alle Teile konstruiert worden ist, wie in 4G dargestellt,
dann werden alle konstruierten Teile, zum Beispiel ein Kopfmodell 52 und
ein Körpermodell 50, kombiniert,
um ein dreidimensionales Modell 54 zu konstruieren (Schritt
S10).
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Das
heißt,
wie in 5 dargestellt, wenn das Produkt eine Schraube
ist, die aus einem Kopfteil und einem Halsteil aufgebaut ist, wird
die Schraube in zwei Teile des Kopfteils und des Halsteils geteilt,
und ein Halsteilmodell 50 wird aus einem Modell 52,
das man durch Ändern
der Maße
einer Grundform 40 erhält,
und einem Modell 50, das man unter Verwendung eines Schnittteils 48 erhält, zusammengesetzt. Dann
wird durch Kombinieren eines Kopfteilmodells 52 und des
Halsteilmodells 50 ein dreidimensionales Modell 54 für die Schraube
konstruiert. Da in diesem Fall das Schnittteil 48 mit dem
Werkzeugarchiv 44 der Fertigungsfabrik verknüpft ist,
kann eine CAM-Simulation in der Anfangsstufe der Entwicklung durchgeführt werden,
und es ist möglich,
nicht nur die Anzahl von Versuchsfertigungen zu reduzieren, sondern
auch eine effizientere Entwicklung durchzuführen.
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Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
wird die Form eines Produkts in mehrere Teile geteilt, die Modelle
der jeweiligen Teile werden als Grundformmodelle und als Schnittteilmodelle
unter Verwendung eines Schnittteils klassifiziert, und ein dreidimensionales
Modell wird durch Kombinieren der Grundformmodelle und der Schnittteilmodelle
konstruiert. Dadurch ist es möglich,
ein dreidimensionales Modell effizient zu konstruieren und die für die Konstruktion des
dreidimensionalen Modells erforderliche Zeit zu verkürzen.
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Außerdem ist
es gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
durch beliebiges Kombinieren von Grundformmodellen und Schnittteilmodellen
unter Verwendung eines Schnittteils möglich, mehr Produktformen abzudecken
und die Verwaltungsbelastung des Systems zu reduzieren.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
ein dreidimensionales Modell eines Produkts effizient zu konstruieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Effizientes
Konstruieren eines dreidimensionalen Modells. Ein Produkt wird in
zwei Teile eines Kopfteils und eines Halsteils geteilt. Eine Kopfform (34)
und eine Halsform (36) werden als Formen eines dreidimensionalen
Modells ausgewählt.
Die Grundmaße
jedes Teils werden eingegeben, um Maßwerte jedes Teils zu berechnen,
und eine Kombination einer Grundform und eines Schnittteils wird
entsprechend einer Tabelle (38) ausgewählt. Falls es notwendig ist, die
Grundform der Halsform (36) zu verändern, werden die Maße eines
Grundformmodells (40) geändert, um ein Modell (42)
zu konstruieren. Ferner wird ein Schnittteil (48) ausgewählt, und
das Modell (42) wird bearbeitet, um ein Modell (50)
zu konstruieren. Dann wird durch Kombinieren eines Kopfformmodells (52)
und des Halsformmodells (50) ein dreidimensionales Modell
(54) einer Schraube konstruiert.