DE112021003200T5 - Automatic calculation device, automatic calculation method and method for manufacturing a base material for three-dimensional processing - Google Patents
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Abstract
Die automatische Berechnungsvorrichtung (200) zum Erzeugen einer Struktur mit einer dreidimensionalen Form aus einem plattenförmigen Glied umfasst: eine Datenerfassungseinheit (211), die Bedingungsdaten einschließlich des Materials des Glieds, der Plattendicke des Glieds und der dreidimensionalen Form erhält; eine Berechnungseinheit (212), die für eine elastische Verformung des plattenförmigen Glieds für die Erzeugung einer Struktur, auf einem Verarbeitungsbereich, in dem das plattenförmige Glied elastisch verformt werden soll, einen Zuordnungsprozess zum Zuordnen einer Vielzahl von in einem Zickzackmuster angeordneten Schlitzen durchführt, und eine Ausgabeeinheit (213), die das Ergebnis des Zuordnungsprozesses der Berechnungseinheit (212) ausgibt. Der Zuordnungsprozess umfasst einen Prozess zum Berechnen der Dimensionen der Schlitze mit dem Zickzackmuster basierend auf den durch die Erfassungseinheit (211) erhaltenen Bedingungsdaten.The automatic calculation device (200) for generating a structure having a three-dimensional shape from a plate-shaped member comprises: a data acquisition unit (211) which obtains condition data including the material of the member, the plate thickness of the member and the three-dimensional shape; a calculation unit (212) which, for elastic deformation of the plate-shaped member to generate a structure, performs a mapping process for mapping a plurality of slits arranged in a zigzag pattern on a processing area where the plate-shaped member is to be elastically deformed, and a Output unit (213) which outputs the result of the allocation process of the calculation unit (212). The assignment process includes a process of calculating the dimensions of the slits with the zigzag pattern based on the condition data obtained by the detecting unit (211).
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Berechnungsvorrichtung, ein automatisches Berechnungsverfahren und ein Verfahren zum Herstellen eines Basismaterials für eine dreidimensionale Verarbeitung.The present invention relates to an automatic calculation device, an automatic calculation method and a method for manufacturing a base material for three-dimensional processing.
Stand der TechnikState of the art
Ein flexibles Glied kann durch das Ausbilden von mehreren in einem gestaffelten Muster angeordneten Schlitzen in einem plattenförmigen Glied und dann das Erweitern der Schlitzteile des gestaffelten Musters ausgebildet werden. Zum Beispiel kann auch ein nicht-dehnfähiges Papiermaterial wie etwa eine Wellpappe dreidimensional verarbeitet werden, sodass eine Struktur mit einer dreidimensionalen Form wie etwa einer gekrümmten Fläche erzeugt werden kann. Das gestaffelte Muster der mehreren in einem gestaffelten Muster angeordneten Schlitze ist wie folgt beschaffen. Insbesondere ist ein Hahnentrittmuster ein Muster, das durch das Einfügen von geraden Schlitzen in ein Glied an mehreren Zickzackpositionen und dann das Öffnen des Glieds zu einem karierten Muster mit einer großen Rautenform gebildet werden kann. Das Hahnentrittmuster weist eine viereckige Form mit einer Aussparung, die einem Eckzahn ähnelt, auf. Das oben beschriebene gestaffelte Muster ist ein Schlitzmuster für eine zickzackartige Anordnung der mehreren Schlitze, aus denen das Hahnentrittmuster gebildet werden kann.A flexible member can be formed by forming a plurality of slits arranged in a staggered pattern in a plate-shaped member and then expanding the slit portions of the staggered pattern. For example, a non-extensible paper material such as corrugated cardboard can also be three-dimensionally processed so that a structure having a three-dimensional shape such as a curved surface can be produced. The staggered pattern of the plurality of slits arranged in a staggered pattern is as follows. In particular, a houndstooth pattern is a pattern that can be formed by inserting straight slits in a link at a plurality of zigzag positions and then opening the link into a checkered pattern having a large diamond shape. The houndstooth pattern features a square shape with a recess resembling a canine tooth. The staggered pattern described above is a slit pattern for a zigzag arrangement of the plurality of slits from which the houndstooth pattern can be formed.
Weiterhin kann durch das Ausbilden der mehreren in einem gestaffelten Muster angeordneten Schlitze in einer Metallplatte und dann das Erweitern der Schlitzteile des gestaffelten Musters die dreidimensionale Verarbeitung bewerkstelligt werden und kann eine Anwendung auf eine Struktur mit einer dreidimensionalen Form ermöglicht werden.Furthermore, by forming the plurality of slits arranged in a staggered pattern in a metal plate and then expanding the slit parts of the staggered pattern, three-dimensional processing can be accomplished and application to a structure having a three-dimensional shape can be enabled.
Referenzlistereference list
Patentliteraturpatent literature
Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
ZusammenfassungSummary
Um im Folgenden eine Struktur mit einer gewünschten dreidimensionalen Form zu erzeugen, müssen Schlitze eines gestaffelten Musters in Entsprechung zu den mechanischen Eigenschaften des plattenförmigen Glieds und der dreidimensionalen Form entworfen werden. Weil jedoch die Spezifikationen der Schlitze des gestaffelten Musters in Abhängigkeit von den mechanischen Eigenschaften des plattenförmigen Glieds und der dreidimensionalen Form variieren, müssen die Schlitze durch ein wiederholtes Ausprobieren entworfen werden, wofür eine beträchtliche Anzahl von Mannstunden erforderlich sind und hohe Stückosten verursacht werden.Subsequently, in order to produce a structure with a desired three-dimensional shape, slits of a staggered pattern must be designed in accordance with the mechanical properties of the plate-shaped member and the three-dimensional shape. However, because the specifications of the slits of the staggered pattern vary depending on the mechanical properties of the plate-shaped member and the three-dimensional shape, the slits must be designed through repeated trial and error, which requires a considerable number of man-hours and causes a high unit cost.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, den Entwurf der Schlitze eines gestaffelten Musters, die für die dreidimensionale Verarbeitung erforderlich ist, zu automatisieren, sodass die Mannstunden für den Entwurf und die Stückkosten reduziert werden.The present invention aims to automate the design of slits of a staggered pattern required for three-dimensional processing, thereby reducing design man-hour and unit cost.
Eine automatische Berechnungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine automatische Berechnungsvorrichtung zum Erzeugen einer Struktur mit einer dreidimensionalen Form aus einem plattenförmigen Glied, die umfasst: einen Datenerfassungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Erhalten von Bedingungsdaten, die ein Material des plattenförmigen Glieds, eine Dicke des plattenförmigen Glieds und die dreidimensionale Form angeben; einen arithmetischen Abschnitt, der konfiguriert ist zum Ausführen, für einen Verarbeitungsbereich, in dem das plattenförmige Glied elastisch verformt werden soll, einer Layoutverarbeitung zum Auslegen von mehreren in einem gestuften Muster angeordneten Schlitzen, sodass das plattenförmige Glied elastisch für die Erzeugung der Struktur verformt wird; und einen Ausgabeabschnitt, der konfiguriert ist zum Ausgeben eines Layoutergebnisses des arithmetischen Abschnitts; wobei die Layoutverarbeitung eine Verarbeitung zum Berechnen von Spezifikationen der mehreren Schlitze basierend auf den durch den Datenerfassungsabschnitt erfassten Bedingungsdaten umfasst.An automatic calculation device according to a first aspect of the present invention is an automatic calculation device for generating a structure having a three-dimensional shape from a plate-shaped member, comprising: a data acquisition section configured to obtain condition data including a material of the plate-shaped member, a thickness of the plate-shaped member and indicate the three-dimensional shape; an arithmetic section configured to execute, for a processing area in which the plate-shaped member is to be elastically deformed, layout processing for laying out a plurality of slits arranged in a staggered pattern so that the plate-shaped member is elastically deformed to generate the structure; and an output section configured to output a layout result of the arithmetic section; wherein the layout processing includes processing for calculating specifications of the plurality of slots based on the condition data acquired by the data acquisition section.
Weil in der automatischen Berechnungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die mechanischen Eigenschaften des plattenförmigen Glieds und die dreidimensionale Form berücksichtigt werden können, können die Spezifikationen der Schlitze eines gestaffelten Musters, die für die dreidimensionale Verarbeitung erforderlich sind, automatisch berechnet werden.In the automatic calculation device according to the first aspect of the present invention, since the mechanical properties of the plate-shaped member and the three-dimensional shape can be taken into account, the specifications of the slits of a staggered pattern required for the three-dimensional processing can be calculated automatically.
Weil bei der automatischen Berechnungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Schlitze eines gestaffelten Musters, die für die dreidimensionale Verarbeitung erforderlich sind, automatisch entworfen werden können, können die Mannstunden für den Entwurf und die Stückkosten reduziert werden.In the automatic calculation apparatus according to the first aspect of the present invention, since the slits of a staggered pattern required for the three-dimensional processing can be automatically designed, the design man-hour and the unit cost can be reduced.
Weiterhin werden in einem Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung mehrere in einem gestaffelten Muster angeordnete Schlitze in einem aus Kohlefaser ausgebildeten plattenförmigen Glied vorgesehen.Furthermore, in a carbon fiber member for three-dimensional processing according to a second aspect of the present invention, a plurality of slits arranged in a staggered pattern are provided in a plate-shaped member formed of carbon fiber.
In dem Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Schlitze des gestaffelten Musters vorzugsweise durch einen Laserstrahl ausgebildet. Mit anderen Worten wird das Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung aus einem Glied ausgebildet, das unter Verwendung des Laserstrahls geschnitten werden kann.In the carbon fiber member for three-dimensional processing according to the second aspect of the present invention, the slits of the staggered pattern are preferably formed by a laser beam. In other words, the carbon fiber member for three-dimensional processing is formed of a member that can be cut using the laser beam.
In dem Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Schlitze des gestaffelten Musters vorzugsweise in einer Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der Schlitze des gestaffelten Musters erweitert.In the carbon fiber member for three-dimensional processing according to the second aspect of the present invention, the slits of the staggered pattern are preferably expanded in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the slits of the staggered pattern.
In dem Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise eine Länge, ein Intervall und eine Position jedes Schlitzes aus den Schlitzen des gestaffelten Musters basierend auf der dreidimensionalen Form der Struktur gesetzt.In the carbon fiber member for three-dimensional processing according to the second aspect of the present invention, preferably, a length, an interval, and a position of each slit among the slits of the staggered pattern are set based on the three-dimensional shape of the structure.
Ein Werkstück-Haltekörper einer thermischen Verarbeitungsmaschine gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein plattenförmiges Glied aus Kohlefaser, in dem Schlitze eines gestaffelten Musters durch das Bestrahlen mit einem Laserstrahl ausgebildet werden können, wobei die Schlitze des gestaffelten Musters, die in der gleichen Richtung in dem plattenförmigen Glied ausgebildet sind, derart angeordnet sind, dass mehrere Öffnungen in einem gestaffelten Muster in dem plattenförmigen Glied während der Erweiterung in einer Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der Schlitze des gestaffelten Musters ausgebildet werden, wobei die Schlitze des gestaffelten Musters in der Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der Schlitze des gestaffelten Musters erweitert werden.A workpiece holding body of a thermal processing machine according to a third aspect of the present invention comprises a carbon fiber plate-shaped member in which slits of a staggered pattern can be formed by irradiation with a laser beam, the slits of the staggered pattern being in the same direction in the plate-shaped member are arranged such that a plurality of openings are formed in a staggered pattern in the plate-shaped member during expansion in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the slits of the staggered pattern, the slits of the staggered pattern in the direction orthogonal to of the longitudinal direction of the slits of the staggered pattern.
In dem Werkstück-Haltekörper einer thermischen Verarbeitungsmaschine gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Länge jedes Schlitzes aus den Schlitzen des gestaffelten Musters und das Intervall zwischen den entsprechenden Schlitzen basierend auf der Form oder dem Material des zu verarbeitenden Werkstücks gesetzt.In the work holding body of a thermal processing machine according to the third aspect of the present invention, the length of each slit among the slits of the staggered pattern and the interval between the respective slits are set based on the shape or material of the work to be processed.
In dem Werkstück-Haltekörper einer thermischen Verarbeitungsmaschine gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Intervall zwischen den zwei in der Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der Schlitze des gestaffelten Musters zueinander benachbarten Schlitzen größer als die Dicke des plattenförmigen Glieds.In the workpiece holding body of a thermal processing machine according to the third aspect of the present invention, the interval between the two slits adjacent to each other in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the slits of the staggered pattern is larger than the thickness of the plate-shaped member.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstück-Haltekörpers gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Ausbilden von Schlitzen eines gestaffelten Musters in der gleichen Richtung in einem plattenförmigen Glied aus Kohlefaser derart, dass mehrere in einem Hahnentrittmuster angeordnete Öffnungen bei einer Erweiterung in einer Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der Schlitze des gestaffelten Musters ausgebildet werden, und das Erweitern der Schlitze des gestaffelten Musters durch das Ziehen des plattenförmigen Glieds in einer Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der Schlitze des gestaffelten Musters, um den Werkstück-Haltekörper einer thermischen Verarbeitungsmaschine des Hahnentrittmusters einschließlich der Öffnungen an Positionen der Schlitze des gestaffelten Musters herzustellen.A method of manufacturing a work-holding body according to a fourth aspect of the present invention comprises forming slits of a staggered pattern in the same direction in a carbon fiber plate-shaped member such that a plurality of openings arranged in a houndstooth pattern expand in a direction orthogonal to of the longitudinal direction of the slits of the staggered pattern, and expanding the slits of the staggered pattern by drawing the plate-shaped member in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the slits of the staggered pattern around the workpiece holding body of a thermal processing machine of the houndstooth pattern including the openings at positions of the slits of the staggered pattern.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren zum Herstellen des Werkstück-Haltekörpers gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung das Ausbilden der Schlitze eines gestaffelten Musters durch das Bestrahlen des plattenförmigen Glieds mit dem Laserstrahl.Preferably, the method of manufacturing the workpiece holding body according to the fourth aspect of the present invention includes forming the slits of a staggered pattern by irradiating the plate-shaped member with the laser beam.
Figurenlistecharacter list
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1 ist eine perspektivische Außenansicht, die ein Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung in einer ersten Ausführungsform zeigt.1 14 is an external perspective view showing acarbon fiber member 100 for three-dimensional processing in a first embodiment. -
2 ist eine perspektivische Außenansicht einer dreidimensionalen Struktur Y1, die aus dem in1 gezeigten Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung erzeugt wurde.2 Fig. 14 is an external perspective view of a three-dimensional structure Y1 taken from Fig1 showncarbon fiber member 100 was produced for three-dimensional processing. -
3A ist eine schematische Ansicht, die Zugrichtungen des in1 gezeigten Kohlefaserglieds 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung zeigt.3A is a schematic view showing the pulling directions of the in1 showncarbon fiber member 100 for three-dimensional processing. -
3B ist eine perspektivische Außenansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung von3A in der durch die Pfeile angegebenen Richtung gezogen ist.3B FIG. 14 is an external perspective view showing a state in which thecarbon fiber member 100 for three-dimensional processing of FIG3A is pulled in the direction indicated by the arrows. -
4 ist eine perspektivische Außenansicht einer dreidimensionalen Struktur Y2, die aus dem in1 gezeigten Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung erzeugt wurde.4 Fig. 14 is an external perspective view of a three-dimensional structure Y2 taken from Fig1 showncarbon fiber member 100 was produced for three-dimensional processing. -
5 ist eine perspektivische Außenansicht einer dreidimensionalen Struktur Y3, die aus dem in1 gezeigten Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung erzeugt wurde.5 Fig. 14 is an external perspective view of a three-dimensional structure Y3 taken from Fig1 showncarbon fiber member 100 was produced for three-dimensional processing. -
6 ist eine perspektivische Außenansicht einer dreidimensionalen Struktur Y4, die aus dem in1 gezeigten Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung erzeugt wurde.6 FIG. 14 is an external perspective view of a three-dimensional structure Y4, which is known from FIG1 showncarbon fiber link 100 for three-dimensional processing. -
7 ist eine perspektivische Außenansicht einer dreidimensionalen Struktur Y5, die aus dem in1 gezeigten Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung erzeugt wurde.7 Fig. 14 is an external perspective view of a three-dimensional structure Y5 taken from Fig1 showncarbon fiber member 100 was produced for three-dimensional processing. -
8A ist eine Vorderansicht, die ein Kohlefaserglied 120 für eine dreidimensionale Verarbeitung in der ersten Ausführungsform zeigt.8A 12 is a front view showing acarbon fiber member 120 for three-dimensional processing in the first embodiment. -
8B ist eine perspektivische Außenansicht einer dreidimensionalen Struktur Y6, die aus dem in8A gezeigten Kohlefaserglied 120 für eine dreidimensionale Verarbeitung ausgebildet wurde.8B FIG. 14 is an external perspective view of a three-dimensional structure Y6, which is known from FIG8A showncarbon fiber member 120 was formed for three-dimensional processing. -
9 ist eine Vorderansicht, die ein Kohlefaserglied 130 für eine dreidimensionale Verarbeitung in der ersten Ausführungsform zeigt.9 13 is a front view showing acarbon fiber member 130 for three-dimensional processing in the first embodiment. -
10A ist eine perspektivische Außenansicht einer dreidimensionalen Struktur Y7, die aus dem in9 gezeigten Kohlefaserglied 130 für eine dreidimensionale Verarbeitung erzeugt wurde.10A Fig. 14 is an external perspective view of a three-dimensional structure Y7 taken from Fig9 carbon fiber member 130 shown was produced for three-dimensional processing. -
10B ist eine perspektivische Außenansicht einer dreidimensionalen Struktur Y8, die aus dem in9 gezeigten Kohlefaserglied 130 für eine dreidimensionale Verarbeitung erzeugt wurde.10B Fig. 14 is an external perspective view of a three-dimensional structure Y8 taken from Fig9 carbon fiber member 130 shown was produced for three-dimensional processing. -
11 ist eine Vorderansicht, die ein Kohlefaserglied 140 für eine dreidimensionale Verarbeitung in der ersten Ausführungsform zeigt.11 14 is a front view showing acarbon fiber member 140 for three-dimensional processing in the first embodiment. -
12 ist eine perspektivische Außenansicht einer dreidimensionalen Struktur Y9, die aus dem in11 gezeigten Kohlefaserglied 140 für eine dreidimensionale Verarbeitung erzeugt wurde.12 Fig. 14 is an external perspective view of a three-dimensional structure Y9 taken from Fig11 showncarbon fiber member 140 was created for three-dimensional processing. -
13 ist eine perspektivische Außenansicht, die eine Laserverarbeitungsmaschine 1, die einen Werkstück-Haltekörper 30 verwendet, in einer zweiten Ausführungsform zeigt.13 14 is an external perspective view showing alaser processing machine 1 using aworkpiece holding body 30 in a second embodiment. -
14 ist eine perspektivische Außenansicht eines Kohlefaserglieds M, aus dem der Werkstück-Haltekörper 30 in der zweiten Ausführungsform erzeugt wird.14 14 is an external perspective view of a carbon fiber member M from which theworkpiece holding body 30 is formed in the second embodiment. -
15 ist eine perspektivische Außenansicht des Werkstück-Haltekörpers 30 in der zweiten Ausführungsform.15 14 is an external perspective view of theworkpiece holding body 30 in the second embodiment. -
16A ist eine perspektivische Außenansicht, die einen Rahmen F zeigt, der zwischen Schlitzen SL20 eingeschlossen ist, die einander in der vertikalen Richtung in dem in14 gezeigten Kohlefaserglied M benachbart sind.16A FIG. 14 is an external perspective view showing a frame F sandwiched between slits SL20 that are opposite to each other in the vertical direction in FIG14 carbon fiber member M shown are adjacent. -
16B ist eine Querschnittansicht des Rahmens F in der vertikalen Richtung.16B 12 is a cross-sectional view of the frame F in the vertical direction. -
17 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A des Kohlefaserglieds M in14 .17 13 is a cross-sectional view taken along the line AA of the carbon fiber member M in FIG14 . -
18A ist eine Querschnittansicht des Rahmens F, wenn eine Breite a gleich einer Dicke t ist.18A Fig. 13 is a cross-sectional view of the frame F when a width a is equal to a thickness t. -
18B ist eine Querschnittansicht des Rahmens F, wenn die Breite a kleiner als die Dicke t ist.18B Fig. 13 is a cross-sectional view of the frame F when the width a is smaller than the thickness t. -
18C ist eine Querschnittansicht, die das Kohlefaserglied M zeigt, das erweitert ist, wenn die Form des Rahmens F wie in18A oder18B gezeigt ist.18C 14 is a cross-sectional view showing the carbon fiber member M expanded when the shape of the frame F is as shown in FIG18A or18B is shown. -
19A ist eine Querschnittansicht des Rahmens F, wenn die Breite a größer als die Dicke t ist.19A Fig. 14 is a cross-sectional view of the frame F when the width a is larger than the thickness t. -
19B ist eine Querschnittansicht des Kohlefaserglieds M, das erweitert ist, wenn die Form des Rahmens wie in19A gezeigt ist.19B 12 is a cross-sectional view of the carbon fiber member M expanded when the shape of the frame is as shown in FIG19A is shown. -
20A ist eine erläuternde Ansicht einer zulässigen Öffnungsgröße eines Schlitzes SL20 eines gestaffelten Musters, wenn das Kohlefaserglied M erweitert ist.20A 14 is an explanatory view of an allowable opening size of a staggered pattern slit SL20 when the carbon fiber member M is expanded. -
20B ist eine erläuternde Ansicht der zulässigen Öffnungsgröße des Schlitzes SL20 eines gestaffelten Musters, wenn das Kohlefaserglied M erweitert ist.20B 14 is an explanatory view of the allowable opening size of the slit SL20 of a staggered pattern when the carbon fiber member M is expanded. -
21 ist eine Tabelle, die Beispiele verschiedener Parameter in Bezug auf die Spezifikationen der Schlitze SL20 eines gestaffelten Musters zeigt, wenn der Werkstück-Haltekörper mit einem gewünschten Drehwinkel ϕ des Rahmens F und einer zulässigen Öffnungsgröße w1 der Schlitze SL20 des gestaffelten Musters ausgebildet ist.21 14 is a table showing examples of various parameters related to the specifications of the staggered pattern slots SL20 when the workpiece holding body is formed with a desired rotation angle φ of the frame F and an allowable opening size w1 of the staggered pattern slots SL20. -
22 ist ein Blockdiagram, das eine Konfiguration einer automatischen Berechnungsvorrichtung 200 in einer dritten Ausführungsform zeigt.22 12 is a block diagram showing a configuration of anautomatic calculation device 200 in a third embodiment. -
23 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsinhalte eines durch die automatische Berechnungsvorrichtung 200 ausgeführten automatischen Berechnungsverfahrens zeigt.23 FIG. 12 is a flowchart showing processing contents of an automatic calculation method executed by theautomatic calculation device 200. FIG. -
24A ist eine perspektivische Ansicht, die das äußere Aussehen einer dreidimensionalen Struktur 400, die aus einem plattenförmigen Glied Mn erzeugt wurde, zeigt.24A 12 is a perspective view showing the external appearance of a three-dimensional structure 400 made of a plate-shaped member Mn. -
24B ist eine erläuternde Ansicht, die mehrere in einem gestaffelten Muster angeordnete Schlitze SL30, die an dem plattenförmigen Glied Mn angeordnet sind, zeigt.24B 14 is an explanatory view showing a plurality of slits SL30 arranged in a staggered pattern and arranged on the plate-shaped member Mn. -
25 ist eine erläuternde Ansicht, die Optionen für den Biegungstyp zeigt.25 Figure 12 is an explanatory view showing bend type options. -
26 ist eine erläuternde Ansicht, die eine vergrößerte Biegungsseite Eb zeigt.26 Fig. 14 is an explanatory view showing a bent side Eb enlarged.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings.
(Erste Ausführungsform)(First embodiment)
Im Folgenden wird ein Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung beschrieben, das ein Beispiel für ein Basismaterial für eine dreidimensionale Verarbeitung in einer ersten Ausführungsform ist. Das Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung gemäß dieser Ausführungsform wird ausgebildet durch das Einfügen von Schlitzen eines gestaffelten Musters mittels eines Laserstrahls durch eine Laserverarbeitungsmaschine in einer blechförmigen, dünnen Platte, die eine Steifigkeit aufweist und durch ein einfaches Weben (Leinwandbindung) einer fadenförmigen Kohlefaser wie etwa eines kohlefaserverstärkten Kohleverbundwerkstoffs (C/C-Verbundwerkstoffs) erhalten wird. Eine Leinwandbindung ist eine Webmethode, in der Fasern vertikal und lateral jeweils eins für eins gekreuzt werden. Es ist zu beachten, dass die Methode für das Weben der Kohlefaser auch eine Satinbindung, eine Köperbindung, eine Kreppbindung oder eine unregelmäßige Bindung sein kann, solange die Fasern zu einer Struktur gewebt werden. Der kohlefaserverstärkte Verbundwerkstoff kann auch ein kohlefaserverstärkter Kunststoff sein, in dem die Schlitze durch einen CO2-Laser oder ähnliches ausgebildet werden können.A carbon fiber member for three-dimensional processing, which is an example of a base material for three-dimensional processing in a first embodiment, will be described below. The carbon fiber member for three-dimensional processing according to this embodiment is formed by inserting slits of a staggered pattern using a laser beam by a laser processing machine in a sheet-shaped thin plate having rigidity and by simply weaving (plain weave) a thread-like carbon fiber such as one carbon fiber reinforced carbon composite material (C/C composite material) is obtained. A plain weave is a weaving method in which fibers are crossed one for one vertically and laterally. It should be noted that the method for weaving the carbon fiber can also be satin weave, twill weave, crepe weave or irregular weave as long as the fibers are woven into a structure. The carbon fiber reinforced composite material can also be a carbon fiber reinforced plastic in which the slits can be formed by a CO 2 laser or the like.
Unter dem gestaffelten Muster ist ein Muster aus mehreren in einem gestaffelten Muster angeordneten Schlitzen zu verstehen, d.h. ein Muster aus Schlitzen für das Erzeugen des folgenden Musters. Das Hahnentrittmuster ist ein Muster, das durch das Einfügen von geraden Schlitzen in ein Glied an mehreren Zickzackpositionen und dann das Öffnen des Glieds für das Ausbilden eines karierten Musters mit großen Rauten gebildet werden kann. Das Hahnentrittmuster enthält eine viereckige Form mit einer Aussparung, die einem Eckzahn ähnelt. Mit anderen Worten ist das gestaffelte Muster ein Schlitzmuster, in dem die mehreren Schlitze zickzackartig angeordnet sind, sodass das Hahnentrittmuster gebildet werden kann. Die Form der Schlitze eines gestaffelten Musters in dieser Ausführungsform ist nicht auf eine gerade Linie beschränkt, sondern kann auch eine zyklische Kurve wie etwa eine Wellenform sein.The staggered pattern means a pattern of a plurality of slits arranged in a staggered pattern, i.e. a pattern of slits for forming the following pattern. The houndstooth pattern is a pattern that can be formed by inserting straight slits in a link at multiple zigzag positions and then opening the link to form a checkered pattern with large diamonds. The houndstooth pattern includes a square shape with a recess resembling a canine tooth. In other words, the staggered pattern is a slit pattern in which the plurality of slits are arranged in a zigzag fashion so that the houndstooth pattern can be formed. The shape of the slits of a staggered pattern in this embodiment is not limited to a straight line but may be a cyclic curve such as a waveform.
Weil die Fasern des C/C-Verbundwerkstoffs durch ein Imprägnieren der gewebten Kohlefasern mit verschiedenen Substanzen verstärkt werden, wird eine Elastizität beim Ausbilden zu der dünnen Plattenform vorgesehen. Wegen der hohen Steifigkeit derselben ist es jedoch schwierig, ein C/C-Verbundmaterial mit einer großen Krümmung zu verformen.Because the fibers of the C/C composite are reinforced by impregnating the woven carbon fibers with various substances, elasticity is provided in forming into the thin plate shape. However, because of the high rigidity thereof, it is difficult to deform a C/C composite having a large curvature.
Die Kohlefaser für eine dreidimensionale Verarbeitung in dieser Ausführungsform wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Insbesondere sind in dem Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung eine Vielzahl von Schlitzreihen, in denen mehrere Schlitze SL1 als die Schlitze eines gestaffelten Musters linear in der Längsrichtung (lateralen Richtung) der Schlitze SL1 mit dazwischen einem Intervall s angeordnet sind, mit dazwischen einer Breite a aufgereiht, d.h. in einer Richtung orthogonal zu der Längsrichtung (der vertikalen Richtung) der Schlitze SL1 mit dazwischen einem regelmäßigen Intervall angeordnet. Innerhalb von benachbarten Schlitzreihen ist eine Schlitzreihe derart konfiguriert, dass die Positionen der Schlitze SL1 in Bezug auf die andere Schlitzreihe versetzt sind. In dem Beispiel von
Das Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung besteht aus einem plattenförmigen Glied (dem Kohlefaserglied M), das unter Verwendung des Laserstrahls geschnitten werden kann. Die Schlitze SL1 eines gestaffelten Musters können in dem Kohlefaserglied M durch eine Laserverarbeitungsmaschine, die ein Schneiden mit dem Laserstrahl durchführen kann, ausgebildet werden. In der Laserverarbeitungsmaschine werden zuvor eine Länge L2 der Schlitze SL1, das Intervall (das Intervall in der lateralen Richtung) s zwischen den Schlitzen SL1 in der gleichen Schlitzreihe und die Breite a, die ein Intervall zwischen den Schlitzen SL1 in einander benachbarten Schlitzreihen ist, gesetzt. Das Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung wird durch das Ausbilden, mit der Laserverarbeitungsmaschine, der mehreren in einem gestaffelten Muster angeordneten Schlitze SL1 in dem Kohlefaserglied M hergestellt. Dann kann wie weiter unten beschrieben eine Struktur mit einer dreidimensionalen Form (nachfolgend als „dreidimensionale Struktur“ bezeichnet) aus dem Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung erzeugt werden.The
Und wenn das Kohlefaserglied 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung ausgebildet wird, können die Länge L2, das Intervall s und die Breite a des Schlitzes SL1 basierend auf der dreidimensionalen Form der zu verarbeitenden dreidimensionalen Struktur geändert und in der Laserverarbeitungsmaschine gesetzt werden. Durch ein derartiges Ändern der Einstellungen kann die Drehelastizität und die Biegeelastizität der zwischen den Schlitzen SL1 eines gestaffelten Musters eingeschlossenen Teile angepasst werden, um die Biegeelastizität (die Flexibilität) des Kohlefaserglieds 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung anzupassen.And when the
Zum Beispiel wird durch die Vergrößerung der Länge L2 der entsprechenden Schlitze SL1 des gestaffelten Musters und durch das Verschmälern des Intervalls s und der Breite a der entsprechenden Schlitze SL1 die Flexibilität des Kohlefaserglieds 100 für eine dreidimensionale Verarbeitung vergrößert. Dadurch kann eine dreidimensionale Struktur, die eine Biegung mit einer größeren Krümmung und eine komplizierte Form aufweist, erzeugt werden. Und durch das Ändern der entsprechenden Schlitzpositionen der Schlitze SL1 mit einem gestaffelten Muster gemäß einer bestimmten Regel kann auch ein diagonales Hahnentrittmuster während der Erweiterung gesetzt werden.For example, increasing the length L2 of the respective slits SL1 of the staggered pattern and narrowing the interval s and width a of the respective slits SL1 increases the flexibility of the
Auf jeden der quadratischen Teile der Schlitze SL6 bis SL13 eines gestaffelten Musters des auf diese Weise ausgebildeten Kohlefaserglieds 140 für eine dreidimensionale Verarbeitung wird eine Kraft in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Kohlefaserglieds 140 für eine dreidimensionale Verarbeitung ausgeübt. Dadurch werden die Umfänge der quadratischen Teile erweitert, wodurch ein Vorstehen der zentralen Teile verursacht werden kann. Weiterhin werden die Teile der Schlitze SL4 und SL5 eines gestaffelten Musters gebogen und gefaltet. Auf diese Weise kann eine dreidimensionale Struktur Y9 wie in
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann das Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung hergestellt werden, das zu verschiedenen dreidimensionalen Strukturen, die leicht und sehr starr sind, verarbeitet werden kann. Allgemein weist das Kohlefaserglied aufgrund seiner hohen Elastizität keine Streckbarkeit in einer Plattenform auf und kann nicht plastisch verarbeitet werden. Jedoch kann wie oben beschrieben durch das Einfügen der mehreren in einem gestaffelten Muster angeordneten Schlitze in das Kohlefaserglied ein Biegen oder Erweitern unter Nutzung der elastischen Verformung durchgeführt werden. Auf diese Weise kann das Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung, das die dreidimensionalen Strukturen in verschiedenen Formen und zum Beispiel verschiedene auf einem allgemeinen Entwurf basierende Produkte erzeugen kann, hergestellt werden.According to the embodiment described above, the carbon fiber member for three-dimensional processing can be manufactured, which can be processed into various three-dimensional structures that are lightweight and highly rigid. In general, the carbon fiber member has no stretchability in a plate shape because of its high elasticity and cannot be plastically processed. However, as described above, by inserting the plurality of slits arranged in a staggered pattern into the carbon fiber member, bending or expanding can be performed utilizing elastic deformation. In this way, the carbon fiber member for three-dimensional processing, which can produce the three-dimensional structures in various shapes and, for example, various products based on a general design, can be manufactured.
Und wenn gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform das Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung hergestellt wird, wird das Kohlefaserglied unter Verwendung des Laserstrahls geschlitzt (geschnitten), um die Schlitze eines gestaffelten Musters auszubilden. Dementsprechend ist eine einfache und kostengünstige Massenproduktion möglich. Gewöhnlich wird ein Wasserstrahl für das Schneiden des Kohlefaserglieds verwendet, wobei jedoch, weil Kohlefaser eine hohe Härte aufweist, mit diesem Verfahren kein Bohren durchgeführt werden kann. Aus diesem Grund kann der Wasserstrahl nicht für einen Schlitz für ein Biegen oder Erweitern verwendet werden. Durch das Verwenden des Laserstrahls kann ein geeignetes Schlitzen an dem Kohlefaserglied durchgeführt werden.And according to the embodiment described above, when the carbon fiber member is manufactured for three-dimensional processing, the carbon fiber member is slit (cut) using the laser beam to form the slits of a staggered pattern. Accordingly, simple and inexpensive mass production is possible. Usually, a water jet is used for cutting the carbon fiber member, but since carbon fiber has high hardness, drilling cannot be performed with this method. For this reason, the water jet cannot be used for a slit for bending or expanding. By using the laser beam, appropriate slitting can be performed on the carbon fiber member.
(Zweite Ausführungsform)(Second embodiment)
Im Folgenden wird ein Werkstück-Haltekörper als eine dreidimensionale Struktur in einer zweiten Ausführungsform und eine Laserverarbeitungsmaschine, die eine thermische Verarbeitungsmaschine ist und einen Werkstück-Haltetisch mit dem daran installierten Werkstück-Haltekörper verwendet, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.A workpiece holding body as a three-dimensional structure in a second embodiment and a laser processing machine, which is a thermal processing machine and uses a workpiece holding table with the workpiece holding body installed thereon, will be described below with reference to the accompanying drawings.
Die Laserverarbeitungsmaschine 1 umfasst einen Rahmen 4 des Gattertyps, der derart angeordnet ist, dass er sich über den Werkstück-Haltetisch erstreckt. Der Rahmen 4 umfasst Seitenrahmen 41 und 42 und einen oberen Rahmen 43.The
Ein Schlitten 5, der in der Y-Richtung bewegt werden kann, ist in dem oberen Rahmen 43 vorgesehen. Ein Laserkopf 51, der einen Laser emittiert, ist an dem Schlitten 5 angebracht. Der Laserkopf 51 ist konfiguriert, um sich über dem Werkstück W beliebig in den X- und Y-Richtungen zu bewegen, wenn der Rahmen 4 in der X-Richtung durch einen dedizierten Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) bewegt wird und der Schlitten 5 in der Y-Richtung durch einen dedizierten Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) bewegt wirdA
Eine NC-Einrichtung (numerische Steuereinrichtung) 6 für das Steuern der Laserverarbeitungsmaschine 1 ist an dem Rahmen 4 angebracht. Die NC-Einrichtung 6 steuert die Laserverarbeitungsmaschine 1 gemäß Verarbeitungsdaten (NC-Daten: numerische Steuerdaten) für das Verarbeiten des Werkstücks W. Die NC-Einrichtung 6 ist eine Steuereinrichtung, die die Laserverarbeitungsmaschine 1 steuert.An NC (numerical controller) 6 for controlling the
Das Werkstück W wird geschnitten, wenn der Laserkopf 51 das Werkstück W mit einem Laser bestrahlt, während dieses in der X-Richtung oder der Y-Richtung durch den Rahmen 4 und den Schlitten 5 unter der Steuerung der NC-Einrichtung 6 bewegt wird.The workpiece W is cut when the
Im Folgenden wird der an dem Werkstück-Haltetisch 3 installierte Werkstück-Haltekörper 30 beschrieben. Der Werkstück-Haltekörper 30 wird unter Verwendung des Kohlefaserglieds M ausgebildet, das aus der dünnen Platte geschnitten wird, die durch das einfache Weben einer fadenförmigen Kohlefaser wie etwa eines kohlefaserverstärkten Kohlenverbundwerkstoffs (C/C-Verbundwerkstoff) zu einer länglichen Form erhalten wird. Das einfache Weben ist eine Webmethode, in der Fasern vertikal und lateral jeweils eins für eins gekreuzt werden.The
Die Webmethode für das Weben der Kohlefaser kann eine Satinbindung, eine Köperbindung, eine Kreppbindung oder eine unregelmäßige Bindung sein, solange die Fasern zu einer Struktur gewebt werden.The weaving method for weaving the carbon fiber can be satin weave, twill weave, crepe weave or random weave as long as the fibers are woven into a structure.
Der Schmelzpunkt der Kohlefaser liegt bei 3550°C und ist also sehr hoch im Vergleich zu dem Schmelzpunkt eines Werkstücks W aus Metall, der bei 1580°C liegt. Weiterhin ist die Wahrscheinlichkeit einer unmittelbaren Legierung der Kohlefaser mit einem Metall oder einer Fixierung eines durch die Zusammensetzungsänderung hindurchgegangenen Metalls an der Kohlefaser extrem gering im Vergleich zu einem herkömmlichen, eisenhaltigen Werkstück-Haltekörper. Indem also die Kohlefaser als ein Material für den Werkstück-Haltekörper 30 verwendet wird, kann ein Schweißen zwischen dem Werkstück W und dem Werkstück-Haltekörper 30 verhindert werden, das durch das Bestrahlen des Laserstrahls während des Schneidens des Werkstücks W verursacht werden könnte. Und weil während des Schneidens verursachte Spritzer kaum an den Werkstück-Haltekörper 30 geschweißt werden, ist eine Ablagerung von Spritzern weniger wahrscheinlich. Und selbst wenn Spritzer abgelagert werden, können die Spritzer einfach abgelöst werden, sodass eine Entfernung von Spritzern einfach bewerkstelligt werden kann. Und weil die Fasern des C/C-Verbundwerkstoffs durch das Imprägnieren der gewebten Kohlefasern mit verschiedenen Substanzen verstärkt werden, wird eine Elastizität erzeugt, um eine hervorragende Beständigkeit vorzusehen, wenn der CC-Verbundwerkstoff zu der dünnen Plattenform ausgebildet wird.The melting point of the carbon fiber is 3550°C, which is very high as compared with the melting point of a metal workpiece W, which is 1580°C. Furthermore, the probability of instantaneous alloying of the carbon fiber with a metal or fixation of a metal having undergone compositional change to the carbon fiber is extremely low as compared with a conventional ferrous work holding body. Therefore, by using the carbon fiber as a material for the
Das Kohlefaserglied M (das Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung), in dem die Schlitze SL20 des gestaffelten Musters ausgebildet werden, wird durch das Ausüben einer Kraft in den zwei Richtungen der Pfeile b1 und b2 nach außen orthogonal zu der Längsrichtung der Schlitze SL20 des gestaffelten Musters gezogen. Wenn die Kraft auf diese Weise ausgeübt wird, wird der zwischen den Schlitzen SL20 des gestaffelten Musters eingeschlossene Teil gedreht und gebogen, um jeden der Schlitze SL20 des gestaffelten Musters zu einer Rautenform oder Sechseckform zu erweitern, und wird eine Öffnung E an der Position jedes der Schlitze SL20 des gestaffelten Musters ausgebildet. Dann wird wie in
Wenn der auf diese Weise ausgebildete Werkstück-Haltekörper 30 an dem Werkstück-Haltetisch 3 installiert ist und das Werkstück W auf dessen oberen Teil platziert ist, wird das Werkstück W durch die oberen Enden der an dem Werkstück-Haltekörper 30 durch das Erweitern ausgebildeten Wellungen gehalten. Weil der Werkstück-Haltekörper 30 maschenartige Öffnungen E enthält, werden während der thermischen Verarbeitung erzeugte Fluchträume für ein Prozessgas sichergestellt und wird eine Ablagerung eines Spritzers unterdrückt. Und weil die oberen Enden der Wellungen des Werkstück-Haltekörpers 30 jeweils die Form eines Vorsprungs aufweisen, wird das an dem Werkstück-Haltekörper 30 platzierte Werkstück W an Linien oder Punkten gehalten, wodurch ein Schweißen mit dem Werkstück W unterdrückt wird.When the
Formeigenschaften wie etwa die Größe der Öffnung E in dem Werkstück-Haltekörper 30, die Form der Wellung und die Steifigkeit können entsprechend geändert werden, indem verschiedene Parameter (Spezifikationen) in Bezug auf das Kohlefaserglied M und die Schlitze SL20 des gestaffelten Musters eingestellt werden. Indem also die Parameter entsprechend geändert werden und die Formeigenschaften des Werkstück-Haltekörpers 30 geändert werden, kann der für die Form und das Material des durch die Laserverarbeitungsmaschine 1 zu verarbeitenden Werkstücks W geeignete Werkstück-Haltekörper 30 ausgebildet werden.Shape properties such as the size of the opening E in the
Im Folgenden wird die Beziehung zwischen den verschiedenen Parametern in Bezug auf das Kohlefaserglied M und die Schlitze SL20 des gestaffelten Musters und den Formeigenschaften des auszubildenden Werkstück-Haltekörpers 30 beschrieben.In the following, the relationship between the various parameters related to the carbon fiber member M and the slits SL20 of the staggered pattern and the shape characteristics of the work-holding
Zuerst wird ein Querschnitt-Sekundärmoment beschrieben, das in dem zwischen den Schlitzen SL20 des gestaffelten Musters eingeschlossenen Teil bei der Erweiterung des Kohlefaserglieds M erzeugt wird.
Im Fall von t ≥ a wird It ≥ la hergestellt. Weiterhin wird im Fall von t < a, It < la < Ip (Ip - It = a3t/12 > 0, Ip - la = at3/12 > 0) hergestellt.In the case of t ≥ a, It ≥ la is established. Furthermore, in the case of t < a, It < la < Ip (Ip - It = a3t/12 > 0, Ip - la = at 3 /12 > 0) is produced.
Weil das auf diese Weise verarbeitete Kohlefaserglied M keine die Dicke t, d.h. die Dicke vor der Erweiterung, überschreitende Dicke aufweist, ist es schwierig, die für das Halten des Gewichts des Werkstücks erforderliche Steifigkeit sicherzustellen. Und weil in diesem Kohlefaserglied M der Rahmen F nicht gedreht ist, ist die Werkstück-Haltefläche in einem engen Kontakt mit der Rückfläche des Werkstücks. Daraus resultiert, dass es schwierig ist, einen Fluchtraum für das Prozessgas sicherzustellen. Außerdem ist eine Ablagerung von Spritzern wahrscheinlich. Und wenn das Werkstück W auf dem oberen Teil des Kohlefaserglieds M platziert wird, ist die Fläche eines Teils des Kohlefaserglieds M, der in Kontakt mit dem Werkstück W ist, groß. Deshalb ist ein Schweißen mit dem Werkstück W wahrscheinlich. Aus diesem Grund wird das Kohlefaserglied M vorzugsweise nicht als Werkstück-Haltekörper 30 verwendet.Because the carbon fiber member M processed in this way does not have a thickness exceeding the thickness t, i.e., the thickness before expansion, it is difficult to secure the rigidity required for supporting the weight of the work. And in this carbon fiber member M, because the frame F is not rotated, the work holding surface is in close contact with the back surface of the work. As a result, it is difficult to secure an escape space for the process gas. In addition, deposition of spatter is likely. And when the work W is placed on the upper part of the carbon fiber member M, the area of a part of the carbon fiber member M in contact with the work W is large. Therefore, welding with the workpiece W is likely. For this reason, the carbon fiber member M is preferably not used as the
Weil das auf diese Weise verarbeitete Kohlefaserglied M eine die Dicke t, d.h. die Dicke vor der Erweiterung, überschreitende Dicke aufweist, kann die für das Halten des Gewichts des Werkstücks erforderliche Steifigkeit einfach sichergestellt werden. Weil in diesem Kohlefaserglied M die der Rückfläche des Werkstücks W zugewandte Fläche aufgrund der Drehung des Rahmens F geneigt ist, wird ein Zwischenraum mit dem Werkstück W erzeugt. Deshalb können ausreichende Fluchträume für das Prozessgas sichergestellt werden. Wenn das Werkstück W auf dem oberen Teil des Kohlefaserglieds M platziert ist, ist das Kohlefaserglied M in einem Linienkontakt oder Punktkontakt mit dem Werkstück W. Deshalb ist ein Schweißen mit dem Werkstück W weniger wahrscheinlich. Und weil in diesem Kohlefaserglied M die der Rückfläche zugewandte Fläche des Werkstücks W eine Schräge ist und somit Spritzer in der lateralen Richtung abgestoßen werden, ist eine Ablagerung von Spritzern weniger wahrscheinlich. Deshalb ist das Kohlefaserglied M für die Verwendung als ein Werkstück-Haltekörper 30 geeignet.Since the carbon fiber member M processed in this way has a thickness exceeding the thickness t, i.e., the thickness before expansion, the rigidity required for supporting the weight of the work can be easily secured. In this carbon fiber member M, since the surface facing the back surface of the work W is inclined due to the rotation of the frame F, a clearance with the work W is generated. Therefore sufficient escape rooms for the process gas can be ensured. When the work W is placed on the upper part of the carbon fiber member M, the carbon fiber member M is in line contact or point contact with the work W. Therefore, welding with the work W is less likely. And, in this carbon fiber member M, since the surface of the workpiece W facing the back surface is a slope and thus spatter is repelled in the lateral direction, spatter is less likely to be deposited. Therefore, the carbon fiber member M is suitable for use as a
In Bezug auf den Rahmen F wird ein maximaler Radius des Querschnitts R durch die folgende Gleichung (4) wiedergegeben.
Wenn dabei die Scherfestigkeit des Rahmens F durch T wiedergegeben wird und das Elastizitätsmodul durch G wiedergegeben wird, wird ein zulässiger Drehwinkel ϕ des Rahmens F durch die folgende Gleichung (5) wiedergegeben.
Weiterhin wird die Länge Lx des Rahmens F durch die folgende Gleichung (6) unter Verwendung der lateralen Breite LM des Kohlefaserglieds M, des Intervalls s in der lateralen Richtung zwischen den Schlitzen SL20 eines gestaffelten Musters und der Anzahl der Schlitze SL20 des gestaffelten Musters in einer Reihe, d.h. der Anzahl n der Verbindungsteile der Schlitze SL20 in zwei einander benachbarten Reihen wiedergegeben.
Wenn die oben genannte Gleichung (6) in die Gleichung (5) eingesetzt wird, wird der zulässige Drehwinkel ϕ des Rahmens F durch die folgende Gleichung (7) wiedergegeben.
Durch das entsprechende Ändern des Drehwinkels ϕ des Rahmens F kann die Höhe des erweiterten Kohlefaserglieds M (Werkstück-Haltekörper 30) eingestellt werden.By changing the rotation angle φ of the frame F accordingly, the height of the carbon fiber extended member M (work holding body 30) can be adjusted.
Die zulässige Öffnungsgröße w1 der Öffnung E des in
Es ist zu beachten, dass wie in
Wenn die oben beschriebenen Gleichungen (5) und (9) verwendet werden, werden verschiedene Parameter derart gesetzt, dass der Drehwinkel des Rahmens F und die zulässige Öffnungsgröße w1 des Schlitzes SL20 des gestaffelten Musters gewünschte Werte sind, indem das Kohlefaserglied m mit der vorbestimmten Scherfestigkeit und dem vorbestimmten Elastizitätsmodul verwendet wird. Die zu setzenden Parameter umfassen die Dicke t und die laterale Breite LM des Kohlefaserglieds M, die Breite a, die das Intervall in der vertikalen Richtung zwischen den Schlitzen SL20 des gestaffelten Musters ist, die Anzahl n der Schlitze SL20 des gestaffelten Musters, die in einer Reihe angeordnet sind, und das Intervall s in der lateralen Richtung zwischen den Schlitzten SL20 des gestaffelten Musters.When the equations (5) and (9) described above are used, various parameters are set such that the rotation angle of the frame F and the allowable opening size w1 of the slot SL20 of the staggered pattern are desired values by using the carbon fiber member m with the predetermined shear strength and the predetermined modulus of elasticity is used. The parameters to be set include the thickness t and the lateral width LM of the carbon fiber member M, the width a which is the interval in the vertical direction between the staggered pattern slits SL20, the number n of the staggered pattern slits SL20 arranged in one row, and the interval s in the lateral direction between the slots SL20 of the staggered pattern.
Durch das Erweitern des Kohlefaserglieds M nach dem Einfügen der Schlitze SL20 des gestaffelten Musters basierend auf den auf diese Weise berechneten Parametern kann der Werkstück-Haltekörper 30 mit den gewünschten Formeigenschaften ausgebildet werden. Zum Beispiel kann durch das Ausbilden des Werkstück-Haltekörpers 30 mit den in Nr. 1 von
(Dritte Ausführungsform)(Third embodiment)
Im Folgenden wird eine automatische Berechnungsvorrichtung in einer dritten Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.An automatic calculation device in a third embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings.
Die automatische Berechnungsvorrichtung 200 besteht zum Beispiel aus einem Personal Computer. Die automatische Berechnungsvorrichtung 200 umfasst einen Hardwareprozessor wie etwa eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einen Speicher und verschiedene Schnittstellen. Der Speicher und die verschiedenen Schnittstellen sind mit dem Hardwareprozessor über Busse verbunden.The
Die automatische Berechnungsvorrichtung 200 umfasst eine Steuereinrichtung 210, eine Ein-/Ausgabeschnittstelle 220 und eine Speichereinrichtung 230.The
Die Steuereinrichtung 210 besteht aus einem Hardwareprozessor und einem Speicher. Die Steuereinrichtung 210 wird als eine oder mehrere Informationsverarbeitungsschaltungen betrieben, die verschiedene für die automatische Berechnungseinrichtung 200 vorgesehene Funktionen erzielen. Die eine oder die mehreren Informationsverarbeitungsschaltungen werden realisiert, wenn der Hardwareprozessor ein in dem Speicher gespeichertes Programm ausführt.The
Als die eine oder die mehreren Informationsverarbeitungsschaltungen umfasst die Steuereinrichtung 210 einen Datenerfassungsabschnitt 211, einen arithmetischen Abschnitt 212 und einen Ausgabeabschnitt 213.As the one or more information processing circuits, the
Der Datenerfassungsabschnitt 211 erhält Bedingungsdaten, die ein Material des plattenförmigen Glieds, eine Dicke des plattenförmigen Glieds und die dreidimensionale Form der dreidimensionalen Struktur angeben. Um das plattenförmige Glied elastisch zu verformen und die dreidimensionale Struktur auszubilden, führt der arithmetische Abschnitt 212, für einen Verarbeitungsbereich, in dem das plattenförmige Glied elastisch verformt wird, eine Layoutverarbeitung zum Auslegen der mehreren in einem gestaffelten Muster angeordneten Schlitze durch. Diese Layoutverarbeitung umfasst eine Verarbeitung zum Berechnen der Spezifikationen der Schlitze des gestaffelten Musters basierend auf den durch den Datenerfassungsabschnitt 211 erhaltenen Bedingungsdaten. Der Ausgabeabschnitt 213 gibt das Ergebnis der Layoutverarbeitung mittels des arithmetischen Abschnitts 212 aus.The
Eine Eingabeeinrichtung 250 ist mit der Ein-Ausgangsschnittstelle 220 verbunden. Die Ein-/Ausgangsschnittstelle 220 gibt an die Steuereinrichtung 210 Daten, die von der Eingabeeinrichtung 250 ausgegeben werden, aus. Die Eingabeeinrichtung 250 ist eine Einrichtung, die Daten, die mittels einer Betätigung eines Benutzers eingegeben werden, an die Steuereinrichtung 210 ausgibt. Der Datenerfassungsabschnitt 211 der Steuereinrichtung 210 kann die Bedingungsdaten basierend auf den von der Eingabeeinrichtung 250 ausgegebenen Daten erhalten.An
Eine Anzeigeeinrichtung 260 ist als eine Ausgabeeinrichtung mit der Ein-/Ausgangsschnittstelle 220 verbunden. Die Ein-/Ausgangsschnittstelle 220 gibt an die Anzeigeeinrichtung 260 von der Steuereinrichtung 210 ausgegebene Daten aus. Die Anzeigeeinrichtung 260 kann für den Benutzer die von der Steuereinrichtung 210 ausgegebenen Daten anzeigen. Der Ausgabeabschnitt 213 der Steuereinrichtung 210 kann an die Anzeigeeinrichtung 260 Daten einschließlich des Ergebnisses der Layoutverarbeitung ausgeben.A
Die Speichereinrichtung 230 ist mit der Steuereinrichtung 210 verbunden. Die Speichereinrichtung 230 speichert die Parameter, die mechanische Eigenschaften des plattenförmigen Glieds für jedes Material des plattenförmigen Glieds angeben. Als die mechanischen Eigenschaften sind ein Sicherheitskoeffizient f, das Elastizitätsmodul G, die Biegungsspannung σ, eine Dichte ρ usw. relevant.The
In gleicher Weise wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen werden die mehreren in einem gestaffelten Muster angeordneten Schlitze SL30 konfiguriert durch das Aufreihen der Vielzahl von Schlitzreihen, in denen die einander benachbarten Schlitze SL30 linear in der Längsrichtung der Schlitze SL30 in einem voneinander beabstandeten Zustand mit dazwischen dem Verbindungsteil (dem Intervall s) angeordnet sind, wobei die aufgereihten Schlitzreihen durch die Breite a beabstandet sind. Dann wird innerhalb der einander benachbarten Schlitzreihen eine Schlitzreihe derart konfiguriert, dass die Positionen der Schlitze SL30 in Bezug auf die andere Schlitzreihe entlang der Längsrichtung der Schlitze SL30 versetzt sind.In the same manner as in the first and second embodiments, the plurality of slits SL30 arranged in a staggered pattern are configured by lining up the plurality of slit rows in which the slits SL30 adjacent to each other are linear in the longitudinal direction of the slits SL30 in a spaced state with therebetween the connecting part (the interval s) with the lined-up rows of slits being spaced by the width a. Then, within the slit rows adjacent to each other, one slit row is configured such that the positions of the slits SL30 are offset with respect to the other slit row along the longitudinal direction of the slits SL30.
Zuerst erhält in Schritt S10 der Erfassungsabschnitt 211 Bedingungsdaten, die das Material des plattenförmigen Glieds Mn, eine Dicke t des plattenförmigen Glieds Mn und eine dreidimensionale Form der dreidimensionalen Struktur 400 enthalten. Der Erfassungsabschnitt 211 zeigt einen vorbestimmten Eingabebildschirminhalt an der Anzeigeeinrichtung 260 an und erhält die Bedingungsdaten aus den Daten, die von der Eingabeeinrichtung 250 in Entsprechung zu dem Eingabebildschirminhalt ausgegeben werden.First, in step S<b>10 , the detecting
Wie in
In Schritt S11 bestimmt der arithmetische Abschnitt 212, ob eine plastische Verarbeitung für das plattenförmige Glied Mn durchgeführt werden kann, basierend auf dem Material, dem Biegungswinkel θ0 und dem Biegungsradius r. Der arithmetische Abschnitt 212 bewertet das Material gemäß einer vorbestimmten Bestimmungsbedingung und bestimmt, ob das plattenförmige Glied Mn eine Formbarkeit aufweist. Wenn bestimmt wird, dass das plattenförmige Glied Mn keine Formbarkeit aufweist, bestimmt der arithmetische Abschnitt 212, dass die plastische Verarbeitung nicht durchgeführt werden kann. Wenn dagegen anhand des Materials bestimmt wird, dass das plattenförmige Glied Mn eine Formbarkeit aufweist, bestimmt der arithmetische Abschnitt 212, ob die für die Biegungsseite Eb erforderliche Biegung durch die plastische Verformung durchgeführt werden kann, weiterhin unter Berücksichtigung des Biegungswinkels θ0 und des Biegungsradius r.In step S11, the
Wenn die plastische Verarbeitung nicht durchgeführt werden kann, zeigt der arithmetische Abschnitt 212 nur die „Schlitzbiegung“ an der Anzeigeeinrichtung 260 als eine Option für Biegungstypen, die durch den Benutzer ausgewählt werden können, an (Schritt S12). Wenn dagegen die plastische Verarbeitung durchgeführt werden kann, zeigt der arithmetische Abschnitt 212 Typen einer Biegung mittels der plastischen Verarbeitung zusätzlich zu der „Schlitzbiegung“ an der Anzeigeeinrichtung 260 als die Optionen für die Biegungstypen, die durch den Benutzer ausgewählt werden können, an (Schritt S13).When the plastic processing cannot be performed, the
Wenn das Schlitzbiegen aus den Optionen für die Biegungstypen ausgewählt wird, wird in Schritt S14 eine affirmative Bestimmung gemacht und schreitet der Prozess zu Schritt S15 fort. Wenn dagegen das Schlitzbiegen nicht aus den Biegungstypen ausgewählt wird, wird eine negative Bestimmung in Schritt S14 gemacht und wird die aktuelle Routine beendet. In diesem Fall wird eine Verarbeitung in Entsprechung zu dem durch den Benutzer ausgewählten Biegungstyp durchgeführt.If slot bending is selected from the bend type options, an affirmative determination is made in step S14 and the process advances to step S15. On the other hand, if the slit bending is not selected from the types of bending, a negative determination is made in step S14 and the current routine is ended. In this case, processing is performed in accordance with the bend type selected by the user.
In Schritt S15 nimmt der arithmetische Abschnitt 212 auf die Speichereinrichtung 230 Bezug und spezifiziert spezifische Parameter, die in Entsprechung zu dem Material des plattenförmigen Glieds Mn bestimmt werden. Die spezifischen Parameter umfassen den Sicherheitskoeffizienten f, das Elastizitätsmodul G, die Biegungsspannung σ, die Dichte ρ usw.In step S15, the
In Schritt S16 bestimmt der arithmetische Abschnitt 212 die Breite a, die das Intervall in der vertikalen Richtung zwischen den Schlitzen SL30 eines gestaffelten Musters ist. Der Anfangswert der Breite a ist zum Beispiel die Dicke t. Jedoch kann der arithmetische Abschnitt 212 die Breite a auch aus dem Anfangswert t in Antwort auf eine Betätigung des Benutzers ändern.In step S16, the
In Schritt S17 berechnet der arithmetische Abschnitt 212 Parameter in Bezug auf die Schlitze SL30 eines gestaffelten Musters. Im Folgenden wird ein Beispiel für die Parameterberechnung beschrieben, wobei die Berechnungsmethode aber nicht darauf beschränkt ist.In step S17, the
Zuerst berechnet der arithmetische Abschnitt 212 das Intervall (die Länge des Verbindungsteils) s in der lateralen Richtung zwischen den Schlitzen SL30 eines gestaffelten Musters gemäß der folgenden Gleichung (11).
In der Gleichung (11) ist F0 eine Last (siehe
Der arithmetische Abschnitt 212 berechnet die Länge L1 des Schlitzes SL30 an dem Endteil und die Länge L2 des Schlitzes SL30 in der Mitte gemäß den folgenden Gleichungen (12) und (13).
Die Länge Lx des zwischen den zueinander benachbarten Schlitzen SL30 eingeschlossenen Rahmens F in der vertikalen Richtung wird wie in der folgenden Gleichung (14) angegeben durch die Kombination der Längen L1 und L2 der Schlitze SL30 des gestaffelten Musters und das Intervall s in der lateralen Richtung zwischen den Schlitzen SL30 des gestaffelten Musters wiedergegeben.
Weiterhin berechnet der arithmetische Abschnitt 212 jeweils das Querschnitt-Sekundärmoment It um die Achse orthogonal zu der Dicke t in dem Rahmen F herum, das Querschnitt-Sekundärmoment la um die Achse orthogonal zu der Breite a in dem Rahmen F herum und das Querschnitt-Sekundärmoment Ip um den Schwerpunkt des Querschnitts in dem Rahmen F herum. Diese Querschnitt-Sekundärmomente It, la und Ip werden durch die weiter oben beschriebenen Gleichungen (1) bis (3) wiedergegeben.Further, the
In Schritt S17 berechnet der arithmetische Abschnitt 212 die Biegung des Rahmens F. Die Biegung auf der Biegungsseite Eb, die der Verarbeitungsbereich ist, wird ermöglicht, wenn der Rahmen F gedreht und verformt wird. Für den Drehwinkel ϕ des Rahmens F kann wie in der folgenden Gleichung (15) angegeben eine relationale Gleichung aus der Dicke t, der Breite a, der Länge Lx des Rahmens F, der Biegungsspannung σ und dem Elastizitätsmodul G gebildet werden. Der arithmetische Abschnitt 212 berechnet den Drehwinkel ϕ des Rahmens F basierend auf der Gleichung (15).
Durch die Verarbeitung der Schritte S17 und S18 werden die Spezifikationen der in einem gestaffelten Muster angeordneten mehreren Schlitze SL30, die für die Biegungsseite Eb ausgelegt werden, bestimmt. Die zu bestimmenden Spezifikationen der Schlitze SL30 umfassen die Länge L2 der Schlitze SL30 des gestaffelten Musters, die Länge Lx des Rahmens F, das Intervall (die Länge des Verbindungsteils) s in der lateralen Richtung zwischen den Schlitzen SL30, die Breite a, die das Intervall in der vertikalen Richtung zwischen den Schlitzen SL30 ist, und die Anzahl von Schlitzreihen (die Anzahl N der Rahmen F +1). Indem derartige Spezifikationen bestimmt werden, wird die Layoutverarbeitung zum Auslegen, für die Biegungsseite Eb, der mehreren in einem gestaffelten Muster angeordneten Schlitze SL30 abgeschlossen.Through the processing of steps S17 and S18, the specifications of the plural slits SL30 arranged in a staggered pattern and laid out for the bend side Eb are determined. The specifications to be determined Slots SL30 include the length L2 of the slots SL30 of the staggered pattern, the length Lx of the frame F, the interval (the length of the connecting part) s in the lateral direction between the slots SL30, the width a which is the interval in the vertical direction between of the slots SL30, and the number of slot rows (the number N of frames F+1). By determining such specifications, the layout processing for laying out, for the bend side Eb, the plurality of slits SL30 arranged in a staggered pattern is completed.
In Schritt S19 zeigt der Ausgabeabschnitt 213 an der Anzeigeeinrichtung 260 die Spezifikationen der Schlitze SL30 eines gestaffelten Musters basierend auf dem Berechnungsergebnis des arithmetischen Abschnitts 212 an. Das Ausgabeziel der Spezifikationen der Schlitze SL30 des gestaffelten Musters von dem Ausgabeabschnitt 213 ist nicht auf die Anzeigeeinrichtung 260 beschränkt und kann auch die Speichereinrichtung 230 oder eine externe Einrichtung sein.In step S<b>19 , the
Dann kann durch das Ausbilden der Schlitze SL30 eines gestaffelten Musters in dem plattenförmigen Glied Mn basierend auf dem Layoutergebnis ein Basismaterial für eine dreidimensionale Verarbeitung hergestellt werden. Wenn zum Beispiel das Material des plattenförmigen Glieds Mn das in den ersten und zweiten Ausführungsformen gezeigte Kohlefaserglied ist, wird das Kohlefaserglied für eine dreidimensionale Verarbeitung hergestellt. Wenn das Basismaterial für eine dreidimensionale Verarbeitung verwendet wird, kann die dreidimensionale Struktur 400 durch eine elastische Verformung der Biegungsseite Eb, in der die Schlitze SL30 des gestaffelten Musters ausgebildet sind, erzeugt werden.Then, by forming the slits SL30 of a staggered pattern in the plate-shaped member Mn based on the layout result, a base material for three-dimensional processing can be manufactured. For example, when the material of the plate-shaped member Mn is the carbon fiber member shown in the first and second embodiments, the carbon fiber member is manufactured for three-dimensional processing. When the base material is used for three-dimensional processing, the three-
Wie weiter oben beschrieben kann in dieser Ausführungsform der arithmetische Abschnitt 212 automatisch die Spezifikationen der Schlitze SL30 eines gestaffelten Musters nur durch das Angeben des Materials des plattenförmigen Glieds Mn, der Dicke des plattenförmigen Glieds Mn und der dreidimensionalen Form der dreidimensionalen Struktur 400 berechnen. Die Schlitze SL 30 eines gestaffelten Musters, die für die dreidimensionale Verarbeitung erforderlich sind, können also automatisch entworfen werden, wodurch die Mannstufen für den Entwurf und die Stückkosten reduziert werden können.As described above, in this embodiment, the
Weiterhin ist in dieser Ausführungsform innerhalb der benachbarten Schlitzreihen eine Schlitzreihe derart konfiguriert, dass die Positionen des Schlitzes SL30 entlang der lateralen Richtung in Bezug auf die andere Schlitzreihe versetzt sind. Daraus resultiert, dass ein erforderlicher Rahmen F derart konfiguriert ist, dass das plattenförmige Glied Mn mittels der elastischen Verformung gedreht und gebogen wird, sodass das plattenförmige Glied Mn in der dreidimensionalen Richtung verformt werden kann. Daraus resultiert, dass das plattenförmige Glied Mn zu einem gewünschten Zustand gebogen werden kann.Furthermore, in this embodiment, within the adjacent slit rows, one slit row is configured such that the positions of the slit SL30 are offset along the lateral direction with respect to the other slit row. As a result, a required frame F is configured such that the plate-shaped member Mn is twisted and bent by the elastic deformation, so that the plate-shaped member Mn can be deformed in the three-dimensional direction. As a result, the plate-shaped member Mn can be bent into a desired state.
In dieser Ausführungsform umfassen die Spezifikationen der Schlitze SL30 eines gestaffelten Musters die Länge L2 der Schlitze SL30 des gestaffelten Musters, das Intervall (die Länge des Verbindungsteils) s in der lateralen Richtung zwischen den Schlitzen SL30 und die Breite a, die das Intervall in der vertikalen Richtung zwischen den Schlitzen SL30 ist. Daraus resultiert, dass die Parameter der Schlitze SL30, die für die Anordnung eines gestaffelten Musters erforderlich sind, spezifiziert werden können.In this embodiment, the specifications of the staggered pattern slits SL30 include the length L2 of the staggered pattern slits SL30, the interval (the length of the connecting part) s in the lateral direction between the slits SL30, and the width a that defines the interval in the vertical direction between the slots is SL30. As a result, the parameters of the slots SL30 required for arranging a staggered pattern can be specified.
In dieser Ausführungsform umfassen die Spezifikationen der Schlitze SL30 eines gestaffelten Musters die Anzahl der Schlitzreihen (die Anzahl N der Rahmen F + 1). Daraus resultiert, dass die Parameter der Schlitze SL30, die für die Anordnung in einem gestaffelten Muster erforderlich sind, spezifiziert werden können.In this embodiment, the specifications of the slots SL30 of a staggered pattern include the number of slot rows (the number N of frames F+1). As a result, the parameters of the slots SL30 required for the arrangement in a staggered pattern can be specified.
In dieser Ausführungsform spezifiziert der arithmetische Abschnitt 212 den einen oder die mehreren Verarbeitungstypen für eine dreidimensionale Verarbeitung in der dreidimensionalen Struktur 400 aus dem plattenförmigen Glied Mn basierend auf den Bedingungsdaten und führt dann die Auswahlverarbeitung durch, mit welcher der Benutzer die Verarbeitungsmethode aus dem einen oder den mehreren Verarbeitungstypen auswählen kann. Weil gemäß dieser Methode der Verarbeitungstyp für den Benutzer vorgeschlagen werden kann, wird der Komfort verbessert.In this embodiment, the
In dieser Ausführungsform führt der arithmetische Abschnitt 212 die Layoutverarbeitung durch, wenn das Schlitzen (Schlitzbiegen) eines gestaffelten Musters in der Auswahlverarbeitung ausgewählt wird. Dadurch kann die Layoutverarbeitung in einer Situation, in der ein Schlitzbiegen erforderlich ist, durchgeführt werden.In this embodiment, the
Weiterhin berechnet in dieser Ausführungsform der arithmetische Abschnitt 212 die Spezifikationen der Schlitze SL30 eines gestaffelten Musters basierend auf dem Drehwinkel ϕ des Rahmens F, der aus der relationalen Gleichung (der Gleichung (15)) erhalten werden kann. Weil die Drehung und die Biegung, die in dem Rahmen F auftreten, berücksichtigt werden können, kann die elastische Verformung in der dreidimensionalen Richtung in Bezug auf das plattenförmige Glied Mn berechnet werden. Wenn mit anderen Worten die Bedingungsdaten, die das Material des plattenförmigen Glieds Mn, die Dicke t des plattenförmigen Glieds Mn und die dreidimensionale Form angeben, als Eingaben vorhanden sind, führt der arithmetische Abschnitt 212 automatisch die folgenden Berechnungen durch. Insbesondere kann der arithmetische Abschnitt 212 die Parameter (den Sicherheitskoeffizienten f, die Biegungsspannung σ und das Elastizitätsmodul G), die die mechanischen Eigenschaften des plattenförmigen Glieds Mn angeben, spezifizieren, indem er die Speichereinrichtung 230 unter Verwendung des Materials des plattenförmigen Glieds Mn durchsucht. Wenn dann die Anzahl n der Verbindungsteile der Schlitze SL30 in den zwei zueinander benachbarten Reihen entsprechend bestimmt wird (zum Beispiel Anfangswert = 3), kann der arithmetische Abschnitt 212 den Drehwinkel ϕ des Rahmens F aus der Gleichung (15) unter Verwendung der Dicke t, der Breite a, des Sicherheitskoeffizienten f, der Biegungsspannung σ und des Elastizitätsmoduls G des plattenförmigen Glieds Mn berechnen. Dann kann der arithmetische Abschnitt 212 die Anzahl N der Rahmen basierend auf dem aus der dreidimensionalen Form bestimmten Biegungswinkel θ und dem Drehwinkel ϕ des Rahmens F bestimmen. Auf diese Weise können die Spezifikationen der Schlitze SL30 eines gestaffelten Musters, die für das Schlitzbiegen erforderlich sind, bestimmt werden.Furthermore, in this embodiment, the
Es ist zu beachten, dass in dieser Ausführungsform das automatische Berechnungsverfahren für eine durch ein Biegen (Schlitzbiegen) erzeugten dreidimensionalen Struktur beschrieben wurde. Das automatische Berechnungsverfahren dieser Ausführungsform kann jedoch auch auf die Produktion der dreidimensionalen Struktur Y8 mit einer Erweiterung wie in der ersten Ausführungsform beschrieben und auf den Werkstück-Haltekörper 30 mit einer Erweiterung wie in der zweiten Ausführungsform beschrieben angewendet werden. Im Fall der dreidimensionalen Struktur Y8 mit einer Erweiterung wie in der ersten Ausführungsform beschrieben kann der arithmetische Abschnitt 212 die Spezifikationen der erforderlichen Schlitze SL3 eines gestaffelten Musters durch das Schätzen einer für den rechteckigen Teil Q erforderlichen Höhe berechnen, wobei auch die Öffnungsgrößen der Öffnung E in der vertikalen Richtung und der lateralen Richtung zusätzlich zu dem Drehwinkel ϕ des Rahmens F berücksichtigt werden. Und im Fall des Werkstück-Haltekörpers 30 mit einer Erweiterung wie in der zweiten Ausführungsform beschrieben, kann der arithmetische Abschnitt 212 die Spezifikationen der erforderlichen Schlitze SL20 durch das Schätzen der Öffnung E für das Halten des Produkts nach dem Schneiden berechnen, wobei auch die Öffnungsgrößen der Öffnung E in den vertikalen und lateralen Richtungen und eine minimale Größe des Produkts nach dem Schneiden zusätzlich zu dem Drehwinkel ϕ des Rahmens F berücksichtigt werden.Note that in this embodiment, the automatic calculation method for a three-dimensional structure produced by bending (slit bending) has been described. However, the automatic calculation method of this embodiment can also be applied to the production of the three-dimensional structure Y8 with an extension as described in the first embodiment and the
Vorstehend wurden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die hier beschriebenen und gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist. Die Erfindung umfasst auch verschiedene alternative Ausführungsformen, Beispiele und Techniken.Embodiments of the present invention have been described above, but the invention is not limited to the embodiments described and shown herein. The invention also encompasses various alternative embodiments, examples, and techniques.
Der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist mit den in der
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