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Die Erfindung betrifft das Gebiet
von Programmen zum computerunterstützten Entwerten und insbesondere
die computerunterstützte
Bearbeitung von Modellen und Zeichnungen.
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Die Verwendung computerunterstützter Entwurfstechniken
ist im Ingenieurwesen übliche
Praxis geworden. Verfügbare
Programme zum computerunterstützten
Entwerfen reichen von einfachen Zeichenwerkzeugen bis hin zu hochentwickelten
Systemen, die den gesamten Bereich der Produktentwicklung und gegebenenfalls
weitere Aspekte wie die Ingenieursarbeit oder die Herstellung oder
die Qualitätsüberwachung
umfassen. Der Begriff "Programm zum
computerunterstützten
Entwerfen", der
im vorliegenden Dokument auch durch "CAD-Programm" (CAD = computer aided design) abgekürzt wird,
soll daher in seiner breitesten Bedeutung als jedes Computerprogramm
verstanden werden, das eine Zeichnungs- und/oder Entwurfskomponente
und gegebenenfalls weitere Komponenten enthält. Ein weit verbreitetes CAD-Programm
ist das AutoCAD®-Programm,
das in verschiedenen Versionen von Autodesk, Inc., San Rafael, USA,
hergestellt wird.
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Ein typischer CAD-Entwurfsprozeß umfaßt eine
Modellierungsphase und eine Herstellungsvorbereitungsphase. Während der
Modellierungsphase wird das CAD-Programm
eingesetzt, um ein Modell des zu entwerfenden Teils oder der zu
entwertenden Struktur oder der zu entwerfenden Vorrichtung zu erstellen.
Dieses Modell weist oft eine komplexe, dreidimensionale Gestalt
auf, die aus einfacheren, zweidimensionalen Formen mittels Funktionen
des CAD-Programms wie z. B. Extrudieren, Drehen, Biegen, Durchlaufen,
Rippen, und so weiter erzeugt wird. Für die Herstellungsvorbereitungsphase
nutzt der Entwickler CAD-Programmfunktionen, um die erforderlichen
zweidimensionalen technischen Zeichnungen zu erzeugen, die unterschiedliche
Ansichten des Modells zeigen, z. B. Vorderansicht, Seitenansicht
und Draufsicht, perspektivische Ansichten, vergrößerte Ansichten wichtiger Ab schnitte
des Modells, und so weiter. Diese zweidimensionalen technischen Zeichnungen
werden dann in dem darauffolgenden Herstellungsprozeß verwendet.
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Bei gegenwärtigen CAD-Programmen ist es möglich, in
zweidimensionale technische Zeichnungen genormte Zeichnungssymbole
einzufügen.
Beispielsweise kann ein Oberflächenendbearbeitungssymbol
(das die geforderte Qualität
der Oberfläche und/oder
das Verfahren angibt, das während
des Produktionsprozesses verwendet werden soll, um die Oberfläche zu bearbeiten)
erzeugt und der Zeichnung hinzugefügt werden. Andere Zeichnungssymbole,
die von dem Entwickler erzeugt werden können, umfassen ein Schweißsymbol,
ein Kantenentgratsymbol, ein Symbol für einen Merkmalsangaberahmen
(feature control frame) und so weiter. Alle diese Symbole sind jedoch
Elemente der zweidimensionalen Zeichnung und nicht des Modells.
Wenn der Entwickler das Modell (oder einen Teil davon) in einem
anderen Kontext (d. h., einer anderen Baugruppe) wiederverwenden
möchte,
müssen
alle Zeichnungssymbole wieder von Grund auf neu erzeugt werden.
Dies ist ein mühsamer
und fehleranfälliger Vorgang,
der gegebenenfalls die Gesamtqualität des Entwurfs verringern kann.
Es wäre
wünschenswert, diese
Probleme zu vermeiden und den Entwurfsprozeß und insbesondere den Prozeß der Wiederverwendung
von Modellen (oder Teilen davon) in neuen Kontexten sowohl bequemer
als auch weniger fehleranfällig
zu gestalten.
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In der gegenwärtigen Version des Produkts "Mechanical Desktop®", das von Autodesk,
Inc. als Erweiterung für
das Produkt "AutoCAD®" hergestellt wird,
ist es ferner möglich,
einem Element (z. B. einem Körper,
einer Fläche
oder einer Kante) eines Modells nicht-graphische Attributdaten hinzuzufügen. Beispielsweise
können
Daten, die sich auf ein Stücklistenattribut
(Stückliste
= bill of materials = BOM) beziehen, einer Körpereinheit des Modells hinzugefügt werden.
Diese Daten können
verwendet werden, um eine Stückliste
(BOM) oder eine Teileliste zu erzeugen. Es wäre wünschenswert, Unterstützung für andere
wichtige Datenelemente bereitzustellen, z. B. für Datenelemente, die sich auf
die anschließenden
Herstellungs- und Produktionsstufen beziehen.
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EP 0 959 421 A2 offenbart ein elektronisches Notizbuch
zum Verwalten von Entwurfsinformationen. Ansprechend auf den Erhalt
einer Anforderung zum Hinzufügen
von Notizinformationen, die einem Entwurf zugeordnet sind, kopiert
das Notizbuch automatisch mindestens einen Teil des Entwurfs in
eine Notiz des elektronischen Notizbuchs. Dem Benutzer wird die
Funktionalität
bereitgestellt, die Notiz in dem Entwurfsnotizbuch mit zusätzlichen
Entwurfsinformationen anzureichern. Diese zusätzlichen Entwurfsinformationen
werden nur in dem Entwurfsnotizbuch gespeichert. Sie werden nicht
Teil des von dem CAD-Programm verarbeiteten Modells. Somit gehen die
zusätzlichen
Entwurfsinformationen verloren und müssen wieder von Grund auf neu
hinzugefügt
werden, wenn ein neuer Schnappschuß des Entwurfs erzeugt wird.
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EP 0 618 542 A2 offenbart ein System, bei dem
zweidimensionale Zeichnungen automatisch aus dreidimensionalen Modelldaten
erzeugt werden. Merkmale des Modells werden gemäß einer Zeichnungsregel aus
einer Mehrzahl vordefinierter Zeichnungsregeln gezeichnet. Die anwendbare
Zeichnungsregel wird auf Grundlage von Klassifikationsdaten wie
einer Merkmalsklassifikation und einer Ansichtsrichtung ausgewählt. Die
Daten für
das dreidimensionale Modell umfassen Datentabellen für jedes Merkmal
des Modells. Jede Datentabelle enthält alle Datenelemente, die
für die
Definition des entsprechenden Merkmals von Bedeutung sind.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, die oben angegebenen Probleme zumindest teilweise zu lösen. Eine
besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auf eine in
ein CAD-Programm integrierte Weise Unterstützung für Attributdatenelemente bereitzustellen,
die sich auf unterschiedliche Typen von Einheiten eines von dem CAD-Programm
verarbeiteten Modells beziehen. In manchen Ausgestaltungen der Erfindung
können sich
solche Attributdatenelemente auf den späteren Herstellungsprozeß beziehen
und können
Zeichnungssymbolen in den technischen Zeichnungen entsprechen. Es
ist eine weitere Aufgabe in einigen Ausgestaltungen der Erfindung,
die Wiederverwendung von Modellen in neuen Entwicklungsprojekten zu
vereinfachen.
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Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren
mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein CAD-Computerprogrammprodukt
mit den Merkmalen von Anspruch 11 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen
von Anspruch 12. Die abhängigen
Ansprüche
definieren bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung beruht
auf der Idee, in einem CAD-Programm Funktionen zum Verarbeiten von
Attributen mit einer bestimmten Kombination von Eigenschaften zu
implementieren.
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Erstens hat jedes Attribut einen
Geltungsbereich, der aus einer Mehrzahl unterschiedlicher möglicher
Geltungsbereiche ausgewählt
ist. Jeder Geltungsbereich bezieht sich auf den Typ von Einheiten des
CAD-Programms, für
den das entsprechende Attribut vorgesehen ist. Beispielsweise haben
Attribute, die Eigenschaften der Oberflächenendbearbeitung angeben,
einen Geltungsbereich "Fläche" (entsprechend Einheiten
des Typs "Fläche" in dem CAD-Modell),
während
Attribute, die Eigenschaften einer Kante angeben, einen Geltungsbereich "Kante" (entsprechend Einheiten
des Typs "Kante" in dem CAD-Modell)
haben. Dieses Merkmal steigert die Flexibilität der vorliegenden Erfindung
erheblich, weil Attribute verwendet werden können, die sich auf eine Mehrzahl
unterschiedlicher Eigenschaften des CAD-Modells oder Eigenschaften von Teilen
des CAD-Modells beziehen. Insbesondere können sich solche Attribute
auf Merkmale beziehen, die für
die Herstellung und Bearbeitung des gerade entwortenen Teils oder
der gerade entworfenen Struktur oder Vorrichtung relevant sind.
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Ein zweites wichtiges Merkmal der
vorliegenden Erfindung ist, daß das
Attributobjekt der Modelldatenstruktur zugeordnet ist, um eine erweiterte
Modelldatenstruktur zu bilden. Mit anderen Worten gehören die
Attributdaten zum Modell und nicht (oder zumindest nicht ausschließlich) zu
einer aus dem Modell erzeugten Zeichnung. Dies ermöglicht es,
die Attributdaten beizubehalten, wenn der Entwickler das Modell
in einem anderen (neuen oder modifizierten) Kontext wiederverwendet,
und verbessert somit den Wert und die Ausdrucksstärke von
CAD-Modellen. Wenn technische Zeichnungen aus dem Modell erzeugt
werden, wird ein geeignetes Zeichnungssymbol, das das Attribut repräsentiert,
automatisch erzeugt und in der Zeichnung gezeigt. Es ist nicht mehr erforderlich,
die gewünschten
Attributsymbole neu zu erzeugen, wenn das Modell wiederverwendet
wird. Somit wird der Entwicklungsprozeß insgesamt effizienter, und
mögliche
Fehlerquellen werden vermieden.
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Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß die technische
Zeichnung auf eine Weise erzeugt wird, daß das Zeichnungssymbol in graphischer
Zuordnung zu der Einheit des Modells, zu der das Attribut gehört, angezeigt
wird. Dieses Merkmal verbessert die Qualität der erzeugten Zeichnungen und
unterscheidet die vorliegende Erfindung weiter von Verfahren des
Stands der Technik, die automatisch eine Stückliste (BOM) erzeugen.
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In bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung ist die erweiterte Modelldatenstruktur derart organisiert,
daß das
Attributobjekt mit einem Element oder mehreren Elementen der ursprünglichen
Modelldatenstruktur verbunden ist. Somit wird eine Verknüpfung zwischen
dem Attribut und derjenigen Einheit des Modells, auf die sich das
Attribut bezieht, geschaffen. Diese Verknüpfung kann verwendet werden,
um die erfindungsgemäße Funktionalität bereitzustellen,
wenn die Zeichnung erzeugt wird. Vorzugsweise wird die Verknüpfung beibehalten,
wenn das Modell (oder ein Teil davon, der sich innerhalb des Geltungsbereichs
des Attributs befindet) gespeichert oder in einem unterschiedlichen
Kontext wiederverwendet wird.
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In bevorzugten Ausgestaltungen entspricht das
Zeichnungssymbol einer weiteren Datenstruktur, die dem Attributobjekt
und/oder der erweiterten Modelldatenstruktur zugeordnet ist. Eine
unidirektionale oder bidirektionale Verknüpfung kann verwendet werden,
um diese Zuordnung zu implementieren. Einige Ausführungsformen
der Erfindung stellen die Funktion bereit, daß, wenn der Benutzer das Zeichnungssymbol
verändert,
der Verknüpfung
in Richtung von dem Zeichnungssymbolobjekt zu dem Attributobjekt
gefolgt wird und das Attributobjekt (das Teil der erweiterten Modelldatenstruktur
ist) entsprechend verändert
wird. Dies ermöglicht
es, das 3D-Modell automatisch allen Veränderungen, die vom Benutzer in
der 2D-Ansicht eingegeben werden, anzupassen.
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Vorzugsweise ist das Modell ein 3D-Modell und/oder
die Zeichnung ist eine 2D-Ansicht
des Modells. Das Zeichnungssymbol kann eine graphische Form und/oder
eine alphanumerische oder numerische oder textuelle Angabe aufweisen,
wobei die Angabe einen Attributwert darstellt. Gemäß weiteren bevorzugten
Ausgestaltungen der Erfindung wird das Zeichnungssymbol automatisch
so erzeugt, daß es einer
Zeichnungsnorm entspricht. Die anzuwendende Zeichnungsnorm kann
ein einziges Mal bei der Installation des CAD-Programms ausgewählt werden, oder
sie kann durch den Benutzer in einem Voreinstellungsmenü frei auswählbar sein.
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Es wird ferner bevorzugt, daß ein Attribut eine
Eigenschaft einer Fläche
des Modells oder einer Kante des Modells oder einer geschweißten Kante des
Modells betreffen kann. Der Geltungsbereich des Attributs kann entsprechend
eingestellt werden. Es ist ferner in manchen Ausgestaltungen der
Erfindung möglich,
eine Mehrzahl unterschiedlicher Arten von Attributen bereitzustellen.
Diese Arten können
Unterklassifikationen innerhalb der einzelnen Geltungsbereiche sein.
Beispielsweise kann ein Attribut, das den Geltungsbereich "Fläche" (entsprechend Einheiten des
Modells vom Typ "Fläche") aufweist, die Oberflächenendbearbeitung
der Fläche
(Art "Oberflächenendbearbeitung") oder andere Eigenschaften
der Fläche
beschreiben.
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Bevorzugte Ausgestaltungen des Computerprogrammprodukts
und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung weisen ebenfalls
Merkmale auf, die den oben beschriebenen Merkmalen und/oder den
in den abhängigen
Verfahrensansprüchen
definierten Merkmalen entsprechen.
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Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung
mehrerer Ausführungsbeispiele der
Erfindung. Es wird auf die schematischen Zeichnungen verwiesen,
in denen:
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1 zeigt
mehrere Schritte eines Entwurfsprozesses, der unter Verwendung eines
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird,
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2 zeigt
eine Fortsetzung des Entwurfsprozesses von 1,
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3 zeigt
eine Fortsetzung des Prozesses von 1 und 2, und
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4 zeigt
ein Klassendiagramm, das ein Beispiel der Organisation von Objektdaten
in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Der in 1, 2 und 3 dargestellte Entwurfsprozeß betrifft
ein Modell 10, das im vorliegenden Beispiel ein Zylinder
mit einem Loch entlang seiner Längsmittelachse
ist. Ein Attribut 12 definiert eine Oberflächenendbearbeitungseigenschaft
der äußeren gekrümmten Fläche des
Zylinders, nämlich, daß deren
maximale Rauhigkeit höchstens
0,1 μm beträgt.
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Der Entwurfsprozeß wird unter Verwendung eines
Computers 14 ausgeführt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Computer 14 ein gut bekannter persönlicher
Computer oder ein Arbeitsplatzrechner, der eine Haupteinheit, eine
Tastatur, eine Maus und eine Anzeigeeinheit aufweist. In dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
führt der
Computer 14 ein CAD-Programm aus, das auf dem CAD-Programm "AutoCAD®" beruht und das erweitert
worden ist, um die Funktionalität
der vorliegenden Erfindung zu implementieren. Auf eine als solche
gut bekannte Weise führt
das CAD-Programm viele verschiedene Funktionen zum Anzeigen und
Bearbeiten von Entwürfen
und Zeichnungen aus.
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Der Entwurfsprozeß gemäß 1 beginnt damit, daß der Entwickler das Modell 10 unter
Verwendung des CAD-Programms erzeugt. Dieser erste Schritt von der
abstrakten Idee zu dem computerbasierten Entwurfsdokument des Modells 10 wird
in 1 durch den Pfeil 16 bezeichnet.
Das CAD-Programm stellt das Modell 10 intern durch eine
Modelldatenstruktur 18 dar, und es zeigt eine Ansicht des Modells 10 (im
vorliegenden Beispiel eine perspektivische Drahtgitteransicht) in
einem Fenster auf der Anzeigeeinheit des Computers 14.
Noch sind keine Attribute definiert worden.
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Die Modelldatenstruktur 18 besteht
aus einer Mehrzahl von Objekten, die durch Verweiszeiger miteinander
verknüpft
sind. Ein Körperobjekt 22 ist
der Besitzer mehrerer Schleifenobjekte, von denen aus Gründen der
Klarheit nur ein einziges Schleifenobjekt 24 in 1 gezeigt ist. Die Besitzerbeziehung
wird durch das kleine Quadrat auf der Verbindungslinie zwischen
den Objekten 22 und 24 angezeigt. Das Schleifenobjekt 24 ist
seinerseits der Besitzer eines Flächenobjekts 26 und
möglicherweise
weiterer Flächenobjekte.
Jedes dieser Objekte beinhaltet Daten, die die entsprechende Einheit
des Modells 10 betreffen. Im vorliegenden Beispiel wird
angenommen, daß das
Körperobjekt 22 dem
zylindrischen Körper
des Modells 10 entspricht, und daß das Flächenobjekt 26 der äußeren gekrümmten Fläche dieses
Körpers
entspricht. Die Modelldatenstruktur 18 ist als solche gut bekannt,
und sie wird auch in CAD-Programmen nach dem Stand der Technik verwendet.
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Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist es, daß der
Benutzer dem Modell 10 Attribute hinzufügen kann. Dieser Schritt wird
durch den Pfeil 28 in 1 angezeigt,
und die entsprechenden internen Verarbeitungsschritte, die von dem CAD-Programm
der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden, werden durch den
Pfeil 30 angezeigt. Die möglichen Attribute weisen eine
Mehrzahl unterschiedlicher Geltungsbereiche auf. Dies heißt, dass die
Attribute dazu vorgesehen sind, Eigenschaften einer Mehrzahl unterschiedlicher
Typen von Einheiten des Modells 10 anzugeben. Beispielsweise
hat das Attribut 12 den Geltungsbereich "Fläche" weil der Wert für die höchstzulässige Rauhigkeit
dazu vorgesehen ist, eine Eigenschaft einer Einheit des Modells 10 vom
Flächentyp
anzugeben. Andere mögliche Geltungsbereiche
von Attributen in dem vorliegenden Beispiel sind "Kante" und "Fläche und/oder
Kante"; der letztgenannte
Geltungsbereich bedeutet, daß das
Attribut einer Fläche
und/oder einer Kante des Modells zugeordnet werden kann. Die dem
Modell 10 zugeordneten Attribute können bei dem Vorgang des Erzeugens
einer Zeichnung des Modells 10 während der weiteren Bearbeitung
des Modells 10 (z. B., um NC-Programmierdaten zu erhalten) in dem
ursprünglichen
Kontext oder in einem unterschiedlichen Kontext verwendet werden.
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Um ein Attribut zu definieren, wählt der
Benutzer zunächst
die Einheit des Modells 10, der das Attribut hinzugefügt werden
soll, aus. Im vorliegenden Beispiel wählt oder markiert der Benutzer
die äußere gekrümmte Fläche des
Modells 10 und gibt somit an, daß er oder sie dieser Fläche ein
Attribut hinzufügen
möchte.
Der Benutzer öffnet
dann eine Attributdialogbox 32. Die Attributdialogbox 32 enthält mehrere
Felder zum Eingeben und Anzeigen aller Parameter, die zum Definieren
des Attributs erforderlich sind. Zur Vereinfachung sind in 1 nur die drei Felder "Geltungsbereich", "Art" und "Wert" gezeigt. Wenn sich
die Attributdialogbox 32 öffnet, enthält ihr Feld "Geltungsbereich" bereits den richtigen
Wert "Fläche", der dem Typ der
Einheit des Modells 10 entspricht, die vom Benutzer ausgewählt oder
markiert worden ist. Falls erforderlich, kann der Benutzer diesen
Wert auf "Fläche und/oder
Kante" oder auf
einen anderen Geltungsbereich ändern,
der umfassender als der Typ der ausgewählten Einheit ist.
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Der Benutzer füllt nun die anderen Felder
der Attributdialogbox 32 aus. Das Feld "Art" kann
eine vordefinierte Liste verfügbarer
Attributarten enthalten, deren Geltungsbereich zu dem Eintrag in
dem Feld "Geltungsbereich" paßt. Jede
Attributart entspricht einer Art möglicher Eigenschaften der Einheit des
Modells, für
die das Attribut vorgesehen ist. In dem vorliegenden einfachen Beispiel
existiert nur eine einzige Attributart des Geltungsbereichs "Fläche", nämlich die
Art "Oberflächenendbearbeitung" (die in 1 bis 3 als "Oberfl.bearb." abgekürzt ist). Es versteht sich,
daß in
weiterentwickelten Implementierungen der vorliegenden Erfindung
mehrere unterschiedliche Attributarten für einen bestimmten Attribut-Geltungsbereich
vorgesehen sein können. Andererseits
kann es in einfacheren Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung
vorgesehen sein, daß nicht
zwischen unterschiedlichen Attributarten innerhalb eines bestimmten
Geltungsbereichs unterschieden wird. Dies heißt, daß in diesen einfacheren Ausgestaltungen
die Attributart eindeutig diejenigen Eigenschaften bestimmt, die
durch das Attribut definiert werden können. In diesen Ausgestaltungen wäre kein
Feld "Art" in der Attributdialogbox 32 erforderlich.
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Aus Gründen der Einfachheit ist in
der Attributdialogbox 32 von 1 nur
ein einziges Feld "Wert" gezeigt, nämlich dasjenige
zum Eingeben des maximal zulässigen
Rauhigkeitswerts der Oberfläche.
Typischerweise enthält
die Attributdialogbox 32 jedoch mehrere Dateneingabefelder
für je
einen der mehreren Werte, die in einem Attribut eines bestimmten
Geltungsbereichs und einer bestimmten Art angegeben werden können. Die
möglichen
Werte hängen
von dem Geltungsbereich und der Art des Attributs ab, und demgemäß kann sich
die Auswahl der Felder "Wert" in der Attributdialogbox 32 verändern, nachdem
der Benutzer die Attributart ausgewählt hat. Beispielsweise kann
ein Attribut der Art "Oberflächenendbearbeitung" alle Werte enthalten,
die erforderlich sind, um die Oberflächenqualität (Mindest- und Höchstrauhigkeit,
Herstellungsverfahren, Meßverfahren
usw.) anzugeben. Ein vollständiges
Beispiel der möglichen
Datenelemente eines Attributs "Oberflächenendbearbeitung" wird unten in Verbindung
mit 4 gegeben.
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Die oben beschriebenen Handlungen
des Benutzers beim Definieren des Attributs 12 spiegeln sich
in entsprechenden Veränderungen
(dargestellt durch Pfeil 30) in den durch das CAD-Programm
verarbeiteten Datenstrukturen wieder. Insbesondere wird ein Attributobjekt 34 erzeugt
und der Modelldatenstruktur 18 hinzugefügt, um eine erweiterte Modelldatenstruktur 36 zu
erzeugen. In der erweiterten Modelldatenstruktur 36 ist
das Attributobjekt 34 dem Flächenobjekt 26 über eine
Verweisverknüpfung 38 zugefügt. Nur
ein einziges Attributobjekt 34 der Art "Oberflächenendbearbeitung" kann dem Flächenobjekt 26 zugeordnet
werden. Dies wird durch die Zahl "1" neben
der Verweisverknüpfung 38 symbolisiert.
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Das Attributobjekt 34 enthält Datenelemente, die
den von dem Benutzer in die Attributdialogbox 32 eingegebenen
Datenelementen entsprechen. Mit anderen Worten ist das Attributobjekt 34 ein
Datenhalter für
alle Werte, die zum Definieren der durch das Attribut 12 ausgedrückten Eigenschaften
(im vorliegenden Beispiel, aller zum Angeben der Oberflächenqualität erforderlichen
Werte) erforderlich sind. Der Geltungsbereich des Attributs 12 und
die Einheit des Modells 10, auf die sich das Attribut 12 bezieht, ergeben
sich aus der Tatsache, daß die
Verweisverknüpfung 38 das
Attributobjekt 34 mit dem Flächenobjekt 26 verbindet.
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Nachdem das Attributobjekt 34 erzeugt
worden ist, wird die Attributdialogbox 32 geschlossen (Pfeil 40 in 1), und der Computer 14 zeigt
wiederum eine Ansicht des Modells 10 in dem Fenster 20 an.
Je nach den in dem CAD-Programm eingestellten Benutzerwünschen kann
entweder eine Angabe, daß das
Attribut 12 definiert worden ist, in der Ansicht des 3D-Modells 10 angezeigt
werden oder nicht. Der Benutzer kann nun den Entwurfsprozeß fortsetzen.
Wenn der Benutzer einen geeigneten Befehl gibt, wird die erweiterte
Modelldatenstruktur 36 in einem Datenspeicher 42,
beispielsweise einer lokalen oder über ein Netzwerk verfügbaren Datei,
auf die der Computer 14 zugreifen kann, gespeichert. Dieser Speichervorgang
wird durch den Pfeil 44 in 1 dargestellt.
Das Attributobjekt 34 ist Teil der gespeicherten Daten.
Die Daten können
in einem internen Format oder in einem Format einer öffentlichen
Auszeichnungssprache, beispielsweise einem XML-Format, gespeichert
werden.
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Aus dem Obigen geht hervor, daß das Attribut 12 nun
der Einheit des Modells 10, auf die es sich bezieht, hinzugefügt ist.
Immer wenn diese Einheit des Modells 10 verwendet oder
wiederverwendet wird (im ursprünglichen
Kontext oder in einem unterschiedlichen Kontext), kann auf die Attributdaten
zugegriffen werden, und sie können
auf unterschiedliche Weisen verwendet werden. Eine dieser Möglichkeiten
der Verwendung der Attributdaten ist die automatische Erzeugung
geeigneter Zeichnungssymbole, die unten in Verbindung mit 2 erläutert wird. Weitere Möglichkeiten
zum Verwenden der Attributdaten lassen sich bei der Erzeugung von
Befehlen (NC-Programmen) für
computergesteuerte Herstellungsmaschinen und bei der Verwendung
von mit Attributen versehenen Modellen in Teilekatalogen finden.
Geeignete Anwendungsprogrammschnittstellen (APIs = application program
interfaces) werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel bereitgestellt,
um Attributwerte einzustellen und auf Attributwerte zuzugreifen
und um Attribute zu bearbeiten (z. B., zu erzeugen oder abzufragen).
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2 zeigt
die Schritte des Erzeugens einer zweidimensionalen technischen Zeichnung
aus dem Modell 10. Zunächst
wird eine erweiterte Modelldatenstruktur 36 von dem Datenspeicher 42 in
den Computer 14 geladen. Dieser Ladevorgang, der durch
einen entsprechenden Befehl des Benutzers ausgelöst wird, ist in 2 durch den Pfeil 46 dargestellt.
Der Computer 14 zeigt nun die gleiche Ansicht des Modells,
wie sie in der letzten Zeile von 1 gezeigt
ist, an. Es versteht sich, daß die
Speicherund Ladeschritte (Pfeile 44 und 46) keine
wesentlichen Bestandteile des vorliegenden Beispielsablaufs sind. Sie
sind nur aufgenommen worden, um darzustellen, daß das Attributobjekt 34 in
der erweiterten Modelldatenstruktur 36 erhalten bleibt,
auch wenn das Modell 10 gespeichert und wieder geladen
wird. Die Ergebnisse des Beispielsablaufs wären dieselben, wenn die Speicher-
und Ladeschritte weggelassen werden würden.
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Der Benutzer gibt nun einen Befehl
zum Erzeugen einer zweidimensionalen Herstellungszeichnung des Modells 10 (dieser
Schritt wird durch Pfeil 48 dargestellt). Eine Dialogbox 50 wird
angezeigt, in die der Benutzer Einzelheiten der zu erzeugenden Zeichnung
eingibt (Blickrichtung, Menge der zu zeigenden Einzelheiten usw.).
Wir nehmen im vorliegenden Beispiel an, daß der Benutzer eine Vorderansicht des
Modells 10 wählt,
in der alle verfügbaren
Symbole gezeigt werden. Nachdem der Benutzer seine oder ihre Auswahlen
in der Dialogbox 50 bestätigt, erzeugt das CAD-Programm automatisch
die angeforderte Produktionszeichnung 52. Die Zeichnung
52 wird in einem neuen Fenster 54 auf dem Bildschirm des Computers 14 angezeigt.
Die Zeichnung 52 umfaßt die
ausgewählte
2D-Darstellung des Modells 10 und ein Zeichnungssymbol 56,
das automatisch erzeugt worden ist, um das Attribut 12 darzustellen.
Diese Schritte sind in 2 durch
den Pfeil 58 bezeichnet.
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Der Pfeil 59 in 2 steht für die internen Verarbeitungsschritte,
die zum Erzeugen der Zeichnung 52 ausgeführt werden.
Während
dieser Schritte werden alle Einheiten des Modells 10, die
in der Zeichnung 52 sichtbar sind, verarbeitet. Für alle diese
Einheiten (die Objekten in der Modelldatenstruktur 18 entsprechen)
wird überprüft, ob der
Einheit ein Attribut (das einem Attributobjekt in der erweiterten
Modelldatenstruktur 36 entspricht) hinzugefügt ist oder nicht.
Für jedes
Attribut, das bei diesem Vorgang gefunden wird, wird ein entsprechendes
Zeichnungssymbolobjekt 60 erzeugt, und das passende Zeichnungssymbol 56 wird
in der Zeichnung 52 angezeigt. Das Zeichnungssymbolobjekt 60 verweist
mittels einer bidirektionalen Verknüpfung 62 auf das Attributobjekt 34.
Eine weitere Verknüpfung 64 ist
zwischen dem Zeichnungssymbolobjekt 60 und dem Objekt,
zu dem das Attributobjekt 34 hinzugefügt ist (in dem vorliegenden
Beispiel dem Flächenobjekt 26),
vorgesehen.
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Es ist anzumerken, daß das Zeichnungssymbolobjekt 60 nicht
nur lediglich eine Ansammlung von Linien und Zeichen darstellt,
sondern daß es
ein intelligentes Objekt ist, das die zum Erzeugen des Zeichnungssymbols 56 erforderlichen
Daten enthält. Im
vorliegenden Beispiel beinhaltet das Zeichnungssymbol 56 eine
graphische Form und eine numerische Angabe. Die graphische Form
wird aus einer geeigneten Bibliothek ausgewählt, möglicherweise in Abhängigkeit
von dem Geltungsbereich des Attributs und/oder der Art und/oder
mindestens einem der Attributwerte. Wenn beispielsweise einer der
Attributwerte ein Bearbeitungsverfahren angibt, dann kann dieses
Bearbeitungsverfahren durch die graphische Form wiedergegeben werden.
Die numerische Angabe des Zeichnungssymbols 56 zeigt den
höchstzulässigen Rauhigkeitswert,
wie er durch das Datenelement "Wert" des Attributobjekts 34 angegeben
ist. Das Zeichnungssymbol 56 wird in graphischer Zuordnung
zu der Einheit des Modells 10, zu der das Zeichnungssymbol 56 gehört, angezeigt.
In dem vorliegendem Beispiel berührt
die Spitze des Zeichnungssymbols 56 eine Umrißlinie der äußeren gekrümmten Fläche des
Modells 10, was eindeutig die Zuordnung zwischen dem Attribut 12 und
der entsprechenden Einheit des Modells 10 angibt.
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Das erzeugte Zeichnungssymbol 56 und
seine Anordnung in der Zeichnung 52 entsprechen der anwendbaren
Zeichnungsnorm, die in dem vorliegendem Beispiel ASME Y14.36M ist.
Es ist möglich, andere
Normen (z. B., DIN ISO 1302) zum Erzeugen oder Wieder-Erzeugen von
Zeichnungssymbolen auszuwählen.
Attributdaten müssen
nicht nochmals eingegeben werden, wenn eine neue Norm ausgewählt wird,
weil die in dem Attributobjekt 34 enthaltenen Daten unabhängig von
der Zeichnungsnorm sind. Nur die Gestalt des graphischen Teils des Zeichnungssymbols 56 (und
möglicherweise
der Ort der numerischen Angabe) verändert sich, wenn eine neue
Norm ausgewählt
wird. In vielen Ausführungsformen
ist es erforderlich, das Zeichnungssymbolobjekt 60 zu aktualisieren,
wenn eine neue Zeichnungsnorm ausgewählt wird. Dies kann automatisch
auf Grundlage der in dem Attributobjekt 34 enthaltenen Daten
erfolgen.
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Die durch die oben beschriebenen
Schritte erzeugte Zeichnung 52 kann im weiteren Herstellungsprozeß verwendet
werden. Auch wenn möglicherweise
immer noch einige abschließende
Veränderungen
erforderlich sein können,
läuft der
Vorgang der Endbearbeitung der Herstellungszeichnungen viel geradliniger
ab als bei Verfahren des Standes der Technik. Dies ist besonders
dann der Fall, wenn Modelle von Teilen (z. B., von externen Lieferanten)
in das zu entwertende Modell importiert worden sind, oder wenn Teile
aus anderen Modellen wiederverwendet worden sind. Es wird einmal
mehr betont, daß das
Attribut 12 der Einheit des Modells 10, zu der das
Attribut 12 gehört,
hinzugefügt
ist, so daß das
Attribut 12 beibehalten wird, immer wenn diese Einheit benutzt
oder wiederbenutzt wird, unabhängig
von dem Kontext des gegenwärtigen
Modells.
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3 zeigt
eine mögliche
Fortsetzung des obigen Entwurfsprozesses, bei dem Veränderungen, die
an dem Zeichnungssymbol 56 (und dem Zeichnungssymbolobjekt 60)
vorgenommen werden, automatisch an das Attributobjekt 34 der
erweiterten Modelldatenstruktur 36 übertragen werden. Die Pfeile 66 und 68 von 3 sollen von der letzten
in 2 gezeigten Zeile
ausgehen.
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In der ersten Zeile von 3 greift der Benutzer auf
die numerische Angabe "0,1" des Zeichnungssymbols 56 zu
und ändert
diese auf "0,2". Ein Mauscursor 70 ist
im Fenster 54 gezeigt, um diesen Vorgang darzustellen.
Das CAD-Programm hat sowohl das Zeichnungssymbol 56 als
auch das entsprechende Zeichnungssymbolobjekt 60 bereits
aktualisiert (wodurch sich ein aktualisiertes Zeichnungssymbol 56' und ein aktualisiertes
Zeichnungssymbolobjekt 60' ergeben
haben). In einem weiteren Verarbeitungsschritt, der automatisch
ausgeführt wird,
folgt das CAD-Programm der bidirektionalen Verknüpfung 62 von dem aktualisierten
Zeichnungssymbolobjekt 60' zu
dem entsprechenden Attributobjekt 34. Das Attributobjekt 34 wird
dann auch aktualisiert (wodurch sich ein aktualisiertes Attributobjekt 34' ergibt), indem
die neu definierte maximal zulässige
Rauhigkeit in sein Datenfeld "Wert" eingetragen wird.
Diese automatischen Verarbeitungsschritte sind durch Pfeil 72 in 3 dargestellt.
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Das aktualisierte Attributobjekt 34' ist Teil der erweiterten
Modelldatenstruktur 36. Somit wird der neue Attributwert
wiederum bewahrt, wenn das Modell 10 wiederverwendet wird.
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Das Klassendiagramm von 4 zeigt einige der in dem
vorliegendem Ausführungsbeispiel verwendeten
Objektklassen und ihre hierarchische Struktur. Eine Superklasse 80 "Attribut" weist eine Mehrzahl
von Spezialisierungsklassen 82, 84, 86 auf, nämlich eine
für jede
Art von Attributen, die in dem System definiert werden können. Die
Attributklasse 82 "Oberflächenendbearbeitungsattribut" ist in der obigen
Beschreibung als durchgehendes Beispiel verwendet worden. Attribute
dieser Klasse enthalten alle Daten, die sich auf die Qualität der zu
erzeugenden Oberfläche
und auf das vorgeschriebene Herstellungsverfahren beziehen. Attribute
des Geltungsbereichs "Fläche" und der Art "Oberflächenendbearbeitung" befinden sich in
dieser Klasse 82, und dementsprechend ist die Klasse der
Objektklasse 88 "Fläche" zugeordnet.
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Die Attributklasse 84 "Kantenattribut" betrifft Eigenschaften
(z. B. Entgratungsgröße und Toleranzen)
einer Kante. Attribute dieser Klasse haben den Geltungsbereich "Kante". In einigen Ausführungsalternativen
können
Attribute in Klasse 84 auch den Geltungsbereich "Fläche und/oder
Kante" haben, was
bedeutet, daß sie
einem Objekt "Kante" oder einem Objekt "Fläche" hinzugefügt werden
können
(im zweitgenannten Fall betrifft das Attribut alle Kanten der Fläche). Die
Attributklasse 86 "Schweißattribut" betrifft den Schweißprozeß. Attribute
dieser Klasse beinhalten Daten wie z. B. die Schweißart, die Schweißgröße und Herstellungsnotizen.
Der Geltungsbereich dieser Attribute ist "Fläche
und/oder Kante",
und demgemäß ist die
Attributklasse 86 der Objektklasse 90 "Kante" und/oder der Objektklasse 88 "Fläche" zugeordnet. Eine
komplexe Schweißverbindung
kann durch zwei Objekte der Klasse 86 beschrieben werden,
die zwei zusammenfallenden Kanten, welche zu unterschiedlichen Flächen gehören, zugeordnet
sind.
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Ein Beispiel einer weiteren Attributklasse,
die im vorliegenden Ausführungsbeispiel
nicht implementiert ist, ist eine Klasse zum Definieren von Attributen
für geometrische
Toleranzen (z. B., Toleranzen für
Parallelen, Merkmalseinstellungsrahmen, usw.). Vorzugsweise sollen
die Daten, die in einem Merkmalseinstellungsrahmen (feature control
frame) angezeigt werden, teilweise auf Grundlage von Einschränkungsregeln,
die von dem Benutzer angewendet werden, eingestellt werden.
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Die Superklasse 80 definiert
eine gemeinsame Schnittstelle, die zum Zugreifen auf Daten jedes Attributs
mittels eines Bezeichners oder Namens des Datenelements, auf das
zugegriffen werden soll, verwendet werden kann. Die Superklasse 80 ist
auch für das
richtige Hinzufügen
der einzelnen Attributobjekte zu den unterschiedlichen Objekten
der Modelldatenstruktur 18 zuständig.
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Es ist somit offensichtlich, daß die Erfindung die
automatische Erzeugung von Produktionszeichnungen in mehrerlei Hinsicht
erleichtert. Die in der obigen Beschreibung von Ausführungsbeispielen enthaltenen
Einzelheiten sollen nicht als Einschränkungen des Bereichs der Erfindung
angesehen werden, sondern vielmehr als Beispiele von bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung. Viele Abwandlungen sind möglich und für Fachleute auf dem Gebiet sogleich
ersichtlich. Demgemäß soll der
Bereich der Erfindung nicht durch die dargestellten Beispiele, sondern
durch die angehängten
Ansprüche
bestimmt werden.