DE19624489B4

DE19624489B4 - Verfahren zur Herstellung von Baumaterial

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Publication number: DE19624489B4
Application number: DE1996124489
Authority: DE
Inventors: Masanori Kadoma Tanigawa; Kazuhiko Kadoma Mitoma; Shusuke Kadoma Matsumura
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2016-06-20
Also published as: CN1141378A; DE19624489A1; CN1098148C

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Baumaterials mit einem ausgewählten Oberflächenmuster unter Verwendung von CAD-Bildverarbeitungstechniken, das umfasst:
a) Erhalten, mittels einer Bildaufnahmeeinheit (3), und Speichern von dreidimensionalen Daten von einem ausgewählten Oberflächenmuster;
b) Anzeigen (106, 107, 108, 109, 110) eines ersten Bildes, das auf zweidimensionalen Daten der dreidimensionalen Daten basiert, auf einem Bildschirm (10), und Verarbeiten des derart angezeigten ersten Bildes;
c) Anzeigen (111, 112, 113, 114, 115) eines zweiten Bildes, das durch Hinzufügen von Höhendaten der dreidimensionalen Daten zu dem aus b) resultierenden ersten Bild erhalten wird, auf dem Bildschirm, und Evaluieren dieses angezeigten Bildes;
d) Anordnen (116, 117, 118) von Stücken (4), die auf dem Bildschirm (10) aus dem derart geformten und evaluierten zweiten Bild an vorbestimmten Positionen ausgeschnitten wurden, um ein Miniaturgrößen-Modellbild (5) zu erhalten;
e) Anzeigen (119, 120) dieses Miniaturgrößen-Modellbilds (5) auf dem Bildschirm (10) und Evaluieren des angezeigten Miniaturgrößen-Modellbilds (5);...

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Baumaterialien, wie beispielsweise Innenbaumaterialien und Außenbaumaterialien.

Eine Abhandlung zu Digitalisierungssystemen ist bekannt von Kochan et al., „Digitalisierte Daten für die Fertigung von Freiformflächen nutzen", ZwF 88 (1993) 1, S. 31–34, Carl Hanser Verlag, München.

Ein holometrisches Verfahren zur Digitalisierung wird beschrieben von H. J. Langer in „Digitalisieren von dreidimensionalen Flächen", Technische Rundschau 32, S. 30–31, 1990.

Eine Vielfalt von Baumaterialien sind verfügbar, die sich voneinander durch unterschiedliche Oberflächemuster (oder Texturen) unterscheiden. Bisher wurde die Auswahl und die Bildung der Texturen ausschließlich unter dem Gesichtspunkt des zweidimensionalen, planaren Erscheinungsbildes durchgeführt.

Deshalb sind Texturen, die verschiedene in der natürlichen Umgebungswelt vorkommende Muster, wie beispielsweise Sandsteinoberflächenmuster, Kornmuster und Rindenmuster imitieren, in ihrer wahrnehmlichen Ähnlichkeit weit von den Mustern der entsprechenden echten Materialien entfernt.

In Hinblick auf das Vorstehende ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Baumaterialien anzugeben, deren Texturen in ihrer wahrnehmbaren Ähnlichkeit sehr nahe den Mustern der entsprechenden echten Materialien kommen und die mit hoher Effizienz hergestellt werden können.

Das vorstehende Ziel der Erfindung wird erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung eines Baumaterials mit einem ausgewählten Oberflächenmuster unter Verwendung von CAD-Bildverarbeitungstechniken gemäß des unabhängigen Anspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausführungsformen.

Ein Verfahren gemäß der Erfindung kann umfassen:
in einem ersten Schritt das Erhalten und das Speichern von dreidimensionalen Daten von einem ausgewählten Oberflächenmuster;
in einem zweiten Schritt das Anzeigen eines Bildes basierend auf zweidimensionalen Daten der dreidimensionalen Daten auf einem Bildschirm, und die Formgebung des derart angezeigten Bildes, und
Anzeigen eines Bildes, das durch Hinzufügen von Höhendaten der dreidimensionalen Daten zu dem derart geformten Bild erhalten wird, auf dem Bildschirm, und der Anwendung von Berechnungen (Auswertungen) an dem derart angezeigten Bild;
in einem dritten Schritt das Anordnen von aus dem derart geformten und berechneten Bild extrahierten Stücken an vorbestimmten Positionen;
in einem vierten Schritt das Vermindern von Höhendaten der derart angeordneten Stücke auf einem vorbestimmten Wert, um ebene Bereiche zu bilden, wobei ein Miniaturgrößen-Modellbild verarbeitet wird;
in einem fünften Schritt das Anzeigen des Miniaturgrößen-Modellbilds auf dem Bildschirm und der Anwendung von Berechnungen an dem Bild;
in einem sechsten Schritt das Anordnen der durch Berechnung ausgewählten Miniaturgrößen-Modelle an vorbestimmten Positionen, um ein Vollgrößen-Modellbild zu verarbeiten;
in einem siebten Schritt das Bilden eines Baumaterialmodells gemäß den dreidimensionalen Daten des Vollgrößen-Modells und das Berechnen des derart gebildeten Baumaterialmodells;
in einem achten Schritt das Bilden einer Metallform gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend dem derart berechneten Baumaterialmodell; und
in einem neunten Schritt das Bilden eines Baumaterials unter Verwendung der Metallform.

In dem Verfahren kann die äußere Gestaltung und Größe des Miniaturgrößen-Modells durch Verbindungsstellen des Baumaterials definiert sein. Es ist bevorzugt, dass der zweite Schritt wiederholt ausgeführt wird, um eine Vielzahl von gewünschten Stücken zu erhalten, und dass die derart erhaltenen Stücke ausgelegt bzw. angeordnet werden, um ein Miniaturgrößen-Modell zu bilden.

Darüber hinaus ist bevorzugt, dass ein Miniaturgrößen-Baumaterial gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend dem Miniaturgrößen-Modell, das in dem vierten Schritt berechnet wird, gebildet wird und berechnet und dann in dem sechsten Schritt ausgeführt wird.

Ferner ist es bevorzugt, dass in dem Verfahren anstelle des achten Schritts eine Miniaturgrößen-Metallform gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend einem Miniaturgrößen-Modell, das in dem fünften Schritt berechnet wird, gebildet wird, und dass eine Vielzahl von derart gebildeten Miniaturgrößen-Metallformen gemäß einem Vollgrößen-Modell angeordnet wird, um eine Baumaterialmetallform zu erhalten, und dass anstelle des achten Schritts ein Miniaturgrößen-Gussmodell gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend dem Miniaturgrößen-Modell, das in dem fünften Schritt berechnet wird, gebildet wird, und dass das Gussmodell verwendet wird, um ein Vollgrößen-Modell des Gussmodells zu bilden, und dass das Vollgrößen-Modell des Gussmodells verwendet wird, um eine Baumaterialmetallform zu bilden.

In dem Verfahren der Erfindung kann die Bedienperson an dem CAD und CAM Arbeitsplatzrechner mit dem Entwerfen von Außen- oder Innenbaumaterialien mit unebenen Oberflächenmustern wie auch mit der Bildung von Metallformen fortfahren, während er die Bilder der zu bildenden Baumaterialien betrachtet.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass die äußere Gestaltung und die äußeren Dimensionen des Miniaturgrößen-Modells mit den Verbindungsstellen des Baumaterials definiert ist beziehungsweise sind. Dieses Merkmal macht es möglich, die Arbeitseffizienz bei der Herstellung von Baumaterialien zu verbessern und die sich ergebenden, derart entworfenen Oberflächenmuster geeignet zu berechnen.

Eine Vielzahl von gewünschten Stücken kann durch Wiederholung des vorstehend beschriebenen zweiten Schritts erhalten werden. Ferner kann durch eine Auslegung bzw. Anordnung dieser Stücke in Miniaturgrößen-Modell gebildet werden, das zur Schaffung eines geeigneten Baumaterials führt.

Ein Miniaturgrößen-Baumaterial wird gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend einem Miniaturgrößen-Modell, das in dem fünften Schritt berechnet wird, gebildet und wird dann berechnet. Danach wird der sechste Schritt ausgeführt. In diesem Fall, während des Entwerfens, kann die Berechnung des Oberflächenmusters effizienter ausgeführt werden.

Anstelle des achten Schritts kann eine Miniaturgrößen-Metallform gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend einem Miniaturgrößen-Modell, das in dem fünf ten Schritt berechnet wird, gebildet werden. In diesem Fall wird eine Vielzahl der derart gebildeten Miniaturgrößen-Metallformen gemäß einem Vollgrößen-Modell angeordnet, um eine Baumaterialmetallform zu erhalten. In alternativer Weise kann ein Miniaturgrößen-Gussmodell gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend dem Miniaturgrößen-Modell, das in dem fünften Schritt berechnet wird, gebildet werden. In diesem Fall wird das Gussmodell verwendet, um ein Vollgrößen-Modell des Gussmodells zu bilden, und das Vollgrößen-Modell des Gussmodells wird verwendet, um eine Baumaterialmetallform zu bilden. Diese Verfahren machen es möglich, in einfacher Weise eine Baumaterialmetallform zu bilden.

1 und 2 sind zwei Teile eines Flussdiagramms für eine Beschreibung eines Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung von Baumaterial, das eine erste Ausführungsform der Erfindung darstellt.
3 ist ein erläuterndes Diagramm für eine Beschreibung der Berechnung einer Textur in dem Verfahren der Erfindung.
4 ist ein erläuterndes Diagramm für eine Beschreibung des Erhaltens von dreidimensionalen Daten aus einem Beispielmuster in dem Verfahren der Erfindung.
5 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung, wie in einem Musterverarbeitungsschritt in dem Verfahren der Erfindung ein Stück aus einem gegebenen Bild herausgenommen wird.
6 zeigt die Vergrößerung und die Verkleinerung des Stücks. Genauer stellt 6(a) ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Vergrößerung und der Verkleinerung des Stücks in der Richtung x dar, und 6(b) stellt ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Vergrößerung und Verkleinerung des Stückes in der Richtung y dar, und 6(c) stellt ebenfalls ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Vergrößerung und Verkleinerung des Stückes in der Richtung x–y in dem Musterverarbeitungsschritt dar.
7(a) und 7(b) sind erläuternde Diagramme zur Beschreibung der Kombinationen der Stücke in dem Musterformgebungsschritt.
8 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Einstellung von Höhendaten in dem Musterverarbeitungsschritt.
9 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung eines Beispiels eines dreidimensionalen Bilds, das auf dem Bildschirm in dem Musterverarbeitungsschritt angezeigt wird.
10 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Anordnung der Stücke.
11 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Entfernung eines Teils der Höhendaten in dem Musterverarbeitungsschritt.
12 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Vollgrößen-Modell in dem Verfahren der Erfindung zeigt.
13 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Bildung einer Metallform in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung.
14 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Bildung eines Miniaturgrößen-Baumaterials in dem Verfahren der Erfindung.
15 ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Bildung einer Metallform mit der Hilfe von Miniaturgrößen-Metallformen in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
16 und 17 sind erläuternde Diagramme zur Beschreibung der Bildung einer Metallform in einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
18 ist eine Vorderansicht eines Baumaterials, das gemäß dem Verfahren der Erfindung gebildet wurde.
19 ist ein Blockdiagramm zur Aufstellung einer dreidimensionalen Gestaltung;
20 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer affinen Transformation.
21 ist ein erläuterndes Diagramm von 20;
22 ist eine erläuternde Ansicht eines dreidimensionalen Datenmessgeräts;
23 ist ein erläuterndes Diagramm der dreidimensionalen Bilddaten; 24(a) ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung, wie ein Stück aus einem gegebenen Bild herausgenommen wird; und
24(b) ist ein erläuterndes Diagramm zur Beschreibung der Anordnung der Stücke.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre in den beigefügten Zeichnungen gezeigten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Ein größerer Teil eines Verfahrens zur Herstellung eines Baumaterials, das eine erste Ausführungsform der Erfindung darstellt, wird an einem Arbeitsplatzrechner durchgeführt, wo CAD Bildverarbeitungsabläufe ausgeführt werden (Schritt 101). In dem Verfahren wird zunächst eine zu bildende Textur unter Bezugnahme auf Bilder, Skizzen, Artikel usw. bestimmt. In diesem Fall werden die Bilder, Skizzen usw. als digitale Daten gespeichert, so dass sie, wie in 3 gezeigt, auf dem Bildschirm 10 des Arbeitsplatzrechners 1 zur Untersuchung angezeigt werden. Im Folgenden bedeutet ein in den Figuren von dem Bildschirm 10 umgebenes Bild, dass dieses Bild auf dem Arbeitsplatzrechner 1 oder dergleichen angezeigt wird.
Nachdem eine zu bildende Textur bestimmt wurde, wird ein Ding oder Artikel mit der Textur ausgewählt und als ein Beispielmuster 2 (Schritt 102) verwendet. Das heißt, dass dreidimensionale Daten von dem Oberflächenmuster des Beispielmusters 2 erhalten werden (Schritt 103). Dieser Ablauf wird mit dem Arbeitsplatzrechner 1, der mit einer Bildaufnahmeeinheit 3 ausgestattet ist, die in der Lage ist, sogar Höhendaten, wie in 4 (Schritt 104) gezeigt, zu erhalten, durchgeführt. Die derart erhaltenen dreidimensionalen Daten werden in einer Speichereinheit in dem Arbeitsplatzrechner 1 gespeichert (Schritt 105). Die Bildaufnahmeeinheit 3 ist nicht immer auf die in 4 gezeigte beschränkt, das heißt, eine Vielfalt von Bildaufnahmeeinheiten (3) kann für den Arbeitsplatzrechner 1 eingesetzt werden.
Gemäß zweidimensionaler Daten der vorstehend beschriebenen dreidimensionalen Daten wird ein entsprechendes Bild auf dem Bildschirm 10 des Arbeitsrechners 1 angezeigt (Schritt 106 und 107). Das derart angezeigte Bild wird wie folgt verarbeitet (geformt oder deformiert). Wie in 5 gezeigt, wird ein Teil des Bildes (im Folgenden als ein „Stück" 4 bezeichnet) herausgeschnitten (Schritt 108); und, wie in 6 gezeigt, wird das derart herausgeschnittene Stück, das heißt das Muster, verarbeitet; das heißt in der Richtung x und/oder y vergrößert oder verkleinert; oder, wie in 7 (Schritt 109) gezeigt, werden die derart verarbeiteten Muster miteinander kombiniert, um eine Vielfalt von Mustern zu schaffen (Schritt 110). Zusätzlich werden die Höhedaten der vorstehend erwähnten dreidimensionalen Daten betreffend dem derart gebildeten Muster, wie in 8 (Schritte 111 und 112) gezeigt, ebenfalls einer Vergrößerung und/oder einer Verkleinerung unterzogen. Das sich ergebende Muster wird ferner einer Redigierung und Korrektur unterzogen, so dass es als eine dreidimensionale graphische Darstellung auf dem Bildschirm 10 des Arbeitsplatzrechners 1, wie in 9 (Schritte 113 und 114) gezeigt, angezeigt wird und berechnet und überprüft (Schritt 115) wird.
In der vorliegenden Erfindung bedeutet Berechnung und Überprüfung, ob die Entwurfsperson, ein Kunde oder dergleichen, in Hinblick auf sein eigenes Gefühl, ein gewünschtes Muster, eine Herstellungsbedingung oder dergleichen mit der angezeigten Textur zufrieden ist oder nicht.
Selbst dann, wenn kein Beispielmuster (2) für die ausgewählte Textur verfügbar ist, können dreidimensionale Daten für sie erhalten werden. Beispielsweise werden zweidimensionale Daten aus Bildern oder dergleichen erhalten und dann mit Höhendaten von Ersatzmitteln dafür kombiniert, um die dreidimensionalen Daten zu erhalten. In Hinblick auf die Form, Redigierung und Korrektur der vorstehend beschriebenen zweidimensionalen Daten und Höhendaten ist kein Algorithmus für die Behandlung von Daten speziell beschränkt.
Beispiele eines Verfahrens zur Verarbeitung der dreidimensionalen Daten sind wie folgt.
Die an dem Entwurfsbereich (in 19) angewendete Transformation wird, wie beispielsweise in 20 gezeigt, durchgeführt. Das heißt, dass zunächst eine affine Transformation an dem Entwurfsbereich (Schritt S1) angewendet wird. Der Begriff „affine Transformation", wie er hier verwendet wird, soll bedeuten, dass ein Entwurfsbereich, der dreidimensionale Daten herausnimmt, in einem dreidimensionalen Raum frei transformiert – beispielsweise parallel-verschoben, gedreht, vergrößert oder verkleinert – wird. Danach wird der Entwurfsbereich in einer Gestaltung angeordnet, die die Dimensionen und Gestaltung eines neu zu bildenden Teils (wie beispielsweise eines Baubretts in dieser Erfindung) (Schritt S2) aufweist. Nach der Anordnung des Entwurfsbereichs wird die Höhe von der Summe der Höhe einer Ebene und der Höhe des Entwurfsbereiches (Schritt S3) erhalten. Die Bedienperson kann infolgedessen den Entwurfsbereich ausschneiden oder transformieren, bis eine gewünschte Gestaltung erhalten wird, während er die Figur der auf der Anzeigeeinheit angezeigten dreidimensionalen Daten und die Figur der dreidimensionalen Daten, die transformiert wird, beispielsweise einer affinen Transformation unterzogen wird, betrachtet.
In beispielhafter Weise soll der Fall des Entwurfs eines Plattenmaterials betrachtet werden. Wenn Entwurfsbereiche mit gewünschten Gestaltungen in der oben beschriebenen Weise erhalten werden, werden diese Entwurfsbereiche an gewünschten Positionen in einer Entwurfsfläche einer Figur mit den Dimensionen und der Gestaltung des zu entwerfenden Plattenmaterials angeordnet. In diesem Fall ist es nicht immer notwendig, dass die in der Entwurfsfläche anzuordnenden Entwurfsbereiche in ihrer Gestaltung gleich sind; das heißt, es können, wenn es notwendig, ist, Entwurfsbereiche von unterschiedlicher Gestaltung in der Entwurfsfläche angeordnet werden. Darüber hinaus wird die Entwurfsfläche mit den Entwurfsbereichen bedeckt. Der oben beschriebene Ablauf ist wie in 21 gezeigt. Im Falle von 21 wird ein Entwurfsbereich E₁ aus dreidimensionalen Daten P₁ heraus genommen und durch eine affine Transformation in einen Entwurfsbereich E'₁ gedreht, der in die Entwurfsfläche D eingesetzt wird, oder es werden dreidimensionale Daten P₂ zu einem Entwurfsbereich E₂ verkleinert, der in die Entwurfsfläche D eingesetzt wird, oder es werden dreidimensionale Daten P₃ als ein Entwurfsbereich E₃ in die Entwurfsfläche, so wie sie ist (sind), eingesetzt. In diesem Fall können die Entwurfsbereiche E'₁, E₂ und E₃ einander überlappt werden. Der Begriff „Einsetzen eines Entwurfbereichs", wie er hier verwendet wird, soll bedeuten, dass der Entwurfsbereich auf eine gewünschte Position auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit bewegt wird und dort angezeigt (dargestellt) wird.
Ferner ist ein Verfahren zur Verarbeitung der dreidimensionalen Daten, insbesondere der Höhendaten, wie folgt.
Beim Erhalten eines Bildes von einem dreidimensionalen Modell eines ausgewählten Beispielmustermodells, wie in 22 gezeigt, werden nicht nur Bilddaten von zweidimensionalen Koordinaten gebildet, sondern auch die Messung des Beispielmustermodells in der Richtung der Höhe durchgeführt; das heißt, die Koordinatendaten in der Richtung der Höhe werden erhalten. Und die Koordinatendaten in der Richtung der Höhe werden kombiniert mit den Bilddaten für jedes Bildelement, um dreidimensionale Bilddaten zu erhalten, die gespeichert werden, und das vorstehend erwähnte Bild wird gemäß den derart gespeicherten dreidimensionalen Bilddaten gebildet beziehungsweise aufgebaut.
Die Koordinatendaten in der Richtung der Höhe werden wie folgt gebildet. Beispielsweise, wie in 22 gezeigt, wird ein dreidimensionales Modell (Beispielmustermodell) 201 mit Spaltlichtquellen 202 erleuchtet, die in ihrem Lichtprojektionswinkel θ variabel sind, und sein Bild wird mit einer Fernsehkamera 203 aufgenommen, deren Ausgang einem Bildkodierer zugeführt wird. In Hinblick auf das über den Bildkodierer 204 erhaltene Bild führt ein Gestaltungsberechnungsschaltkreis 205 die folgende Berechnung aus: f(x y) = z0 – (x0 – x)·tan θ(x, y)
Die Koordinatendaten in der Richtung der Höhe, die gemäß dem Prinzip der Triangulierung gebildet sind, werden mit zweidimensionalen Bilddaten kombiniert, die Helligkeitsdaten den in dem Messbereich liegenden Bildelementen hinzufügen, um dreidimensionale Bilddaten zu erhalten. In diesem Fall werden z-Wert-Daten für jedes Bildelement ausgelesen, und die Bildelemente der zweidimensionalen Bilddaten werden mit den Bildelementen der Daten in der Richtung der Höhe verbunden, um dreidimensionale Bilddaten, wie in 23 gezeigt, zu erhalten.
In dem Fall, wo ein Muster herausgenommen oder angeordnet wird, werden die oben beschriebenen dreidimensionalen Bilddaten aufgerufen und auf dem Bildschirm angezeigt. Aus dem derart angezeigten Bild wird ein herauszunehmendes Teil über Eingabemittel, wie beispielsweise einer Maus, wie in 24(a) gezeigt, definiert. Und, wie in 24(b) gezeigt, wird oder werden das derart definierte Bildteil oder die derart definierten Bildteile herausgenommen und auf dem Bildschirm angeordnet; das heißt, eine Musteranordnung (oder Auslegung) wird bestimmt.
Falls in der Auslegung beziehungsweise Anordnung der Muster die zweidimensionalen Koordinatendaten oder die Koordinatendaten in der Richtung der Höhe korrigierbar ausgelegt sind, können die Musterinhalte nach Wunsch verändert werden. Ferner, wenn die dreidimensionalen Bilddaten einer Vielzahl von dreidimensionalen Modellen von in ihrer Art unterschiedlichen Beispielmustermodellen in Kombination angeordnet sind, kann eine Vielfalt von Mustern frei erhalten und wiedergegeben werden.
Nachdem sie angeordnet sind, werden den Bilddaten Farben zugewiesen, und die Zuweisung wird gespeichert. Infolgedessen kann ein dreidimensionales Modell wie folgt beschrieben werden: das heißt, dass die derart gespeicherten dreidimen sionalen Bilddaten verwendet werden, um Bearbeitungsdaten zu bilden, die zu den x, y, z Koordinaten hinzugefügte Bearbeitungsbedingungen sind.
Die derart berechneten und untersuchten Stücke 4 werden an vorbestimmten Positionen auf dem Bildschirm 10, wie in 10 (Schritte 116 und 117) gezeigt, abgelegt. Zusätzlich, wie in 11 gezeigt, wird ein Teil der Höhendaten H, die größer als ein vorbestimmter Wert h1 sind, entfernt (Schritt 118). Und ein Miniaturgrößen-Modell 5, in dem eine Vielzahl von Stücken angeordnet sind, wird auf dem Bildschirm des Arbeitsplatzrechners 1, wie in 10 gezeigt (Schritt 119), angezeigt. Unter dieser Bedingung wird das Modell 5 einer Berechnung und Untersuchung (Schritt 120) unterzogen. In diesem Fall ist zu beachten, dass das Modell 5 einem Bereich entspricht, der durch die Verbindungsstellen 80 eines Baumaterials 8, das als ein fertiggestelltes Endprodukt, wie in 18 hergestellt ist, definiert ist. Das Entfernen des Teils der Höhe soll ebene Bereiche in der Oberfläche des herzustellenden Baumaterials schaffen, um dabei die Vorsprünge von Baumaterialien, wenn sie gestapelt werden oder sind, vor Schaden zu schützen. Das oben beschriebene Miniaturgrößen-Modell 5 ist aus einer Vielzahl von Stücken 4 aufgebaut. Ein Miniaturgrößen-Modell kann aus einer Vielzahl von in ihrer Art unterschiedlichen Stücken 4 aufgebaut sein. In diesem Fall wird die Vielzahl der in ihrer Art unterschiedlichen Stücke 4 durch wiederholte Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens gebildet, und diese Stücke werden auf dem Bildschirm 10 aufgerufen und ausgelegt beziehungsweise angeordnet. Das gewünschte Minaturgrößen-Modell 5 ist somit gebildet worden.
Nachdem ein Miniaturgrößen-Modell 5 durch Berechnung und Untersuchung bestimmt wurde, werden die Modelle 5 auf dem Bildschirm 10 (Schritt 121) ausgelegt beziehungsweise angeordnet, um ein Vollgrößen-Modell (122) zu erhalten. Danach werden Bearbeitungsdaten, wie sie oben beschrieben sind, die einer Bearbeitungseinheit 7, wie beispielsweise einer NC-Bearbeitungseinheit für die Bildung eines Baumaterialmodells, zugeführt, gemäß den dreidimensionalen Daten des Vollgrößen-Modells 6 gebildet, so dass das gewünschte Baumaterialmodell mit der Bearbeitungseinheit 7 gebildet wird (Schritt 123). Das derart gebildete Baumaterialmodell wird einer Berechnung und Untersuchung (Schritt 124) unterzogen. Nachdem die Verwendung des Baumaterialmodells entschieden worden ist, wird eine Vollgrößen-Metallform gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend dem Baumaterialmodell in dem gleichen Verfahren, in dem das Baumaterialmodell gebildet wurde (Schritt 125), gebildet. Die derart gebildete Metallform wird verwendet, um das Baumaterial (Schritt 126) zu bilden. Die Metallform ist in dem Fall, wenn das Baumaterial auf der Basis einer Grünlingtafel gebildet wird, eine einzelne Pressform. In der vorliegenden Erfindung wird die Grünlingtafel beispielsweise durch Filtration hergestellt. Infolgedessen enthält die Grünlingtafel der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein faserverstärktes Zementbrett.
1 und 2 sind zwei Teile eines Flussdiagramms für das oben beschriebene Herstellungsverfahren.
Bevor das Vollgrößen-Modell 6 nach der Bildung des Miniaturgrößen-Modells 5 gebildet wird, kann ein Miniaturgrößen-Baumaterial 50 gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend dem Miniaturgrößen-Modell gebildet werden, so dass die Berechnung ausgeführt wird, während das Miniaturgrößen-Baumaterial 50 betrachtet wird. In diesem Fall ist die sich ergebende Berechnung effektiver und geeigneter. Wie für die Berechnung ist es bevorzugt, dass in diesem Fall das Miniaturgrößen-Baumaterial aus dem gleichen Material wie das Baumaterial, das gebildet werden soll, gemacht ist. Wie in 14 gezeigt, wird eine Modellform 51 mit der Bearbeitungseinheit 7 gebildet, und eine Kunstharzform 52 wird unter Verwendung der Modellform 51 gebildet. Mit der derart gebildeten Kunstharzform 52 wird die Grünlingtafel zu dem Baumaterial 50 von Miniaturgröße pressgeformt.
Die Vollgrößen-Baumaterialmetallform kann wie folgt gebildet werden: das heißt, eine Miniaturmetallform 55 entsprechend dem Miniaturgrößen-Modell, das durch Berechnung ausgewählt wurde, wird gemäß dreidimensionaler Daten entspre chend dem Miniaturgrößen-Modell gebildet. Eine Vielzahl von derart gebildeten Metallformen 55 werden gemäß dem Vollgrößen-Modell angeordnet, um die gewünschte Metallform 9 entsprechend dem Baumaterial zu erhalten. In dem Fall von 15 wird die Metallform 9 wie folgt gebildet: Entladungsbearbeitungsgraphitelektroden 56 werden auf einer NC-Schneidemaschine gemäß den dreidimensionalen Daten des Miniaturgrößen-Modells 5 gebildet. Ein Stahlmaterial wird durch Entladung mit den Elektroden 56 bearbeitet, um eine Metallform 55 zu bilden. Eine Vielzahl von derart gebildeten Metallformen werden als eine Einheit angeordnet, um eine Metallform 9 zu ergeben.
Zusätzlich, wie in 16 gezeigt, kann die Metallform 9 wie folgt gebildet werden: zunächst wird ein Übertragungsgussmodell 58 gebildet: das heißt, eine Form 57, die durch NC-Schneiden gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend dem Miniaturgrößen-Modell, das durch Berechnung ausgewählt wurde, gebildet wurde, wird einer Übertragung unterzogen, um ein Übertragungsgussmodell 58 zu bilden. Durch Verwendung des Gussmodells 58 wird ein Kunstharzform-Urstück 59 gebildet. Eine Vielzahl von derart gebildeten Kunstharzform-Urstücken 59 werden angeordnet und bearbeitet, um Verbindungsstellen zu bilden. Danach, wie in 17 gezeigt, wird unter Verwendung der Urstücke 59 ein Gussmodell 60 gebildet, und ein Modell 61 wird mit der Hilfe des Gussmodells 60 gebildet. Unter Verwendung des Modells 61 wird die gewünschte Metallform gebildet, die einem Vollgrößen-Modell des Baumaterials entspricht.
In dem Fall, in dem ein zu bildendes dreidimensionales Modell nicht zur Berechnung vorgesehen ist, sondern ein originales Entwurfsmodell zu Bildung einer Metallform durch Übertragung vorliegt, wird zunächst ein Bearbeitungsdimensionsvariationskorrekturwert (Koeffizient) aus einer Datenbank erhalten, die eine Sammlung von Verkleinerungsdaten des Gussmaterials ist, die auf der Härtung des letzteren basiert, in dem Fall, in dem die Formung mit einer gebildeten Metallform durchgeführt wird. Die mit dem Wert korrigierten Bearbeitungsdaten werden verwendet, um die Bearbeitungseinheit anzusteuern, um das dreidimensi onale Modell zu bilden. Das heißt, in dem Fall, in dem das Gussmaterial ein Epoxidkunstharz ist und die vorstehend erwähnte Datenbank den Sachverhalt angibt, dass der Verkleinerungsprozentsatz des Epoxidkunstharzes 0,15% beträgt, werden, um eine Metallform zur Formung des Epoxidkunstharzes zu bilden, korrigierte Werte verwendet, die erhalten werden, indem die Teilungen der Werte der Bearbeitungsdaten mit 1,0015 (1+ Verkleinerungsprozentsatz beziehungsweise Verkleinerungsanteil) multipliziert werden. Ein Formteil ändert sich nach seiner Bildung in seiner Dimension. Das heißt, dass die Variationen in der Dimension der Metallform, die auftreten können, nachdem sie gebildet wurde, berücksichtigt werden, was eine Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit zur Folge hat.
Bei der Bildung der oben beschriebenen Metallform werden, durch die Anwendung der Bearbeitungsdimensionsvariationskorrekturwerte (Koeffizienten), wie beispielsweise jene, die oben beschrieben wurden, für die Metallformbearbeitungsdaten, die sich ergebenden Daten solche sein, die unter Berücksichtigung von Dimensionsvariationen, die nach Bildung der Metallform auftreten können, bestimmt sind. Dieses Merkmal trägt zu der Verbesserung der Verarbeitungsgenauigkeit bei.
Wie oben beschrieben, kann bei der Herstellung einer Vollgrößen-Metallform 9 berücksichtigt werden, dass das Vollgrößen-Baumaterial eine Anordnung oder Gruppierung von Miniaturgrößen-Modellen 5 ist. Demzufolge kann in dem Fall der Herstellung der Metallform 9 gemäß den Daten des Miniaturgrößen-Modells 5 die Herstellung des Vollgrößen-Baumaterials erreicht werden, indem die Miniaturgrößen-Baumaterialien 50 aufeinanderfolgend angeordnet werden.
Wie oben beschrieben, kann in dem Verfahren der Erfindung die Bedienperson an dem CAD und CAM Arbeitsplatzrechner mit dem Entwerfen von Außen- oder Innenbaumaterialien mit unebenen Oberflächenmustern sowie der Bildung von Herstellungsmetallformen fortfahren, während er des Bild eines zu bildenden Baumaterials betrachtet. Dieses Merkmal ermöglicht es, Baumaterialien zu bilden, die den echten Materialien in ihrer wahrnehmbaren Ahnlichkeit nahe kommen.
Die Entwurfsgröße wird in der Reihenfolge von „einem Stück", „einem Miniaturgrößen-Modell", das durch Auslegung beziehungsweise Anordnung der Stücke erhalten wird, und einem „Vollgrößen-Modell", das durch Auslegung beziehungsweise Anordnung der Miniaturgrößen-Modelle erhalten wird, allmählich vergrößert, und wenn immer die Entwurfsgröße in der oben beschriebenen Weise vergrößert wird, wird das Oberflächenmuster berechnet und untersucht. Demzufolge kann der Entwurf und die Bildung eines Baumaterials mit einer gewünschten Textur mit hoher Effizienz durchgeführt werden.
Wenn in diesem Zusammenhang die äußere Gestaltung und die äußeren Dimensionen des Miniaturgrößen-Modells durch die Verbindungsstellen des Baumaterials definiert ist beziehungsweise sind, ist es möglich, die Arbeitseffizienz zu erhöhen und die sich ergebenden, derart entworfenen Oberflächenmuster geeignet zu berechnen.
Eine Vielzahl von gewünschten Stücken kann durch eine Wiederholung des Berechnungsschrittes erhalten werden, und durch Auslegung bzw. Anordnung dieser Stücke kann ein Miniaturgrößen-Modell gebildet werden. Demzufolge können geeignete Baumaterialien in einfacher Weise gebildet werden.
In dem Fall, in dem ein Miniaturgrößen-Baumaterial gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend einem Miniaturgrößen-Modell, das berechnet wurde, gebildet wird und dann einer Berechnung unterzogen wird und dann der sechste Schritt bewirkt wird, kann die Berechnung des Oberflächenmusters in effektiverer Weise während des Entwurfs durchgeführt werden.
Andererseits kann eine Miniaturgrößen-Metallform gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend einem Miniaturgrößen-Modell, das berechnet wird, gebildet werden. In diesem Fall wird eine Vielzahl von derart geformten Miniaturgrößen-Metallformen gemäß einem Vollgrößen-Modell angeordnet, um eine Baumaterialmetallform zu erhalten. In alternativer Weise kann ein Miniaturgrößen-Gussmodell gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend dem Miniaturgrößen-Modell, das berechnet wird, gebildet werden. In diesem Fall wird das Gussmodell verwendet, um ein Vollgrößen-Modell des Gussmodells zu bilden, und das Vollgrößen-Modell des Gussmodells wird verwendet, um ein Baumaterialmetallmodell zu bilden. Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, ist in diesen Fällen die zu handhabende Datenmenge geringer, was es ermöglicht, die Baumaterialmetallform in einfacher Weise zu bilden.
Es ist daher ersichtlicht, dass die vorstehend angegebenen Ziele und jene, die aus der vorstehenden Beschreibung deutlich werden, in effizienter Weise erreicht werden, und, da bestimmte Änderungen in den vorstehenden Konstruktionen gemacht werden können, ohne von dem Geist und dem Umfang der Erfindung abzuweichen, ist vorgesehen, dass der gesamte Sachverhalt, der in der vorstehenden Beschreibung enthalten oder in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, als Erläuterung beziehungsweise Illustration und nicht in einem begrenzenden Sinne interpretiert werden soll.
Ferner versteht sich, dass die folgenden Ansprüche sämtliche gattungsgemäße Merkmale und spezielle Merkmale der hier beschriebenen Erfindung und alle Angaben zum Umfang der Erfindung, die unter sprachlichen Gesichtspunkten möglicherweise dazwischen- bzw. darunterfallen könnten, umfassen sollen.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung eines Baumaterials mit einem ausgewählten Oberflächenmuster unter Verwendung von CAD-Bildverarbeitungstechniken, das umfasst: a) Erhalten, mittels einer Bildaufnahmeeinheit (3), und Speichern von dreidimensionalen Daten von einem ausgewählten Oberflächenmuster; b) Anzeigen (106, 107, 108, 109, 110) eines ersten Bildes, das auf zweidimensionalen Daten der dreidimensionalen Daten basiert, auf einem Bildschirm (10), und Verarbeiten des derart angezeigten ersten Bildes; c) Anzeigen (111, 112, 113, 114, 115) eines zweiten Bildes, das durch Hinzufügen von Höhendaten der dreidimensionalen Daten zu dem aus b) resultierenden ersten Bild erhalten wird, auf dem Bildschirm, und Evaluieren dieses angezeigten Bildes; d) Anordnen (116, 117, 118) von Stücken (4), die auf dem Bildschirm (10) aus dem derart geformten und evaluierten zweiten Bild an vorbestimmten Positionen ausgeschnitten wurden, um ein Miniaturgrößen-Modellbild (5) zu erhalten; e) Anzeigen (119, 120) dieses Miniaturgrößen-Modellbilds (5) auf dem Bildschirm (10) und Evaluieren des angezeigten Miniaturgrößen-Modellbilds (5); f) Anordnen (121, 122) der durch Evaluieren ausgewählten Miniaturgrößen-Modellbilder an vorbestimmten Positionen, um ein Vollgrößen-Modellbild (6) zu erhalten; g) Bilden (123, 124) eines Baumaterialmodells mittels einer Bearbeitungseinheit (7) und gemäß dreidimensionalen Daten des Vollgrö ßen-Modellbilds und Evaluieren des derart gebildeten Baumaterialmodells; h) Bilden (125) einer Form mittels einer Bearbeitungseinheit (7) und gemäß dreidimensionalen Daten des Vollgrößen-Modellbilds (6) entsprechend dem Baumaterialmodell; und i) Bilden (126) eines Baumaterials unter Verwendung dieser Metallform.
Verfahren zur Herstellung eines Baumaterials gemäß Anspruch 1, wobei die externe Gestaltung und Größe des Miniaturgrößen-Modellbildes (5) durch Verbindungsstellen der Baumaterialien definiert ist.
Verfahren zur Herstellung eines Baumaterials gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt b) und der Schritt c) wiederholt ausgeführt werden, um eine Vielzahl von gewünschten Stücken zu erhalten, und wobei diese derart erhaltenen Stücke angeordnet werden, um das Miniaturgrößen-Modellbild zu bilden.
Verfahren zur Herstellung eines Baumaterials gemäß Anspruch 1, das ferner die Schritte aufweist: j) Bilden eines Miniaturgrößen-Baumaterials gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend dem Miniaturgrößen-Modellbild (5); und k) Evaluieren des Miniaturgrößen-Baumaterials, wobei diese Schritte zwischen dem Schritt e) und dem Schritt f) angeordnet sind.
Verfahren zur Herstellung eines Baumaterials gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt h) enthält: l) Bilden einer Miniaturgrößen-Metallform gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend einem Miniaturgrößen-Modellbild (5), das in dem Schritt e) berechnet wird; m) Bilden einer Vielzahl dieser Miniaturgrößen-Metallformen; und n) Anordnen einer Vielzahl von den Miniaturgrößen-Metallformen gemäß einem Vollgrößen-Modell, um eine Baumaterialmetallform entsprechend dem Baumaterial zu erhalten.
Verfahren zur Herstellung eines Baumaterials gemäß Anspruch 1, das ferner aufweist: o) Bilden eines Miniaturgrößen-Gussmodells gemäß dreidimensionalen Daten entsprechend dem Miniaturgrößen-Modellbild (5), das in dem Schritt e) berechnet wird; p) Bilden eines Vollgrößen-Gussmodells unter Verwendung des Miniaturgrößen-Gussmodells; und q) Bilden einer Baumaterialmetallform unter Verwendung des Vollgrößen-Gussmodells.
Verfahren zur Herstellung eines Baumaterials gemäß Anspruch 1, das ferner aufweist: r) Einstellen von Höhendaten von einem der Stücke, wobei dieses Miniaturgrößen-Bild und dieses Vollgrößen-Bild auf einen vorbestimmten Wert ausgelegt werden, um ebene Bereiche auf der Oberfläche des Baumaterials zu bilden.