JP2003085237A

JP2003085237A - 板金部品のモデル構造

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Publication number: JP2003085237A
Application number: JP2001275505A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Ishii; 政信石井
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: JP3643064B2

Abstract

(57)【要約】【課題】板厚や溶接方法の変更による取り合い部分の
再作成に要する負担を軽減する。【解決手段】コンピュータを用いた板金部品の編集に
用いるものであって、板金の図形要素を定義する図形要
素データ、図形要素によって構成される面データ及び面
の繋がりを定義する接続データを有する板金オブジェク
トを備え、前記板金オブジェクトは、板の突合せ又は板
の重ね合わせの編集処理に相当する板金の編集処理に相
当する板金編集処理オブジェクトを含み、板金の取り合
い部分の再作成を自動化することにより負担を軽減す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータを用
いた板金部品の編集に用いる板金部品のモデル構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、板金部品の設計のため、設計者が
コンピュータと対話しながら設計を進める計算機援用設
計（Computer Aided Design；ＣＡＤ）が提供されてい
る。ＣＡＤにおいては、板金部品の設計の便宜のため、
例えばオブジェクト指向の板金モデルを用いる。

【０００３】板金部品の設計では、板金モデルの板の突
き合い部分を編集する必要がある。具体的には、平行で
ない２面の板金が突き合う場所での板金の取り合い編集
（突合せ処理）又は平行な２面の板金が突き合う場所で
板金の取り合い編集（重ね合わせ処理）を行う。

【０００４】図９は、従来の板金モデルによる突き合い
部分の編集作業の具体例を説明する図である。

【０００５】図９のＡに示す展開図と図９のＣに示す立
体図を有する板金部品を想定する。この板金部品は、前
記立体図における頂点ａの付近を拡大した、図９のＢに
示す一部拡大図のように、両引きの突き合い部分を有し
ている。なお、図中の破線は曲げ線を意味するものとす
る。以下でも同様である。

【０００６】ところで、板金モデルを一旦編集した後
で、板厚や溶接方法の変更などによって、突き合い部分
を変更する必要が生じることがある。

【０００７】図９のＥの一部拡大図に示すように、突き
合い部分を片引きにするには、図９のＤの展開図に示す
ように、ＣＡＤによって板金の形状を改めて編集する必
要がある。これは、ＣＡＤは、最終的な板金の形状のみ
を記憶するからである。

【０００８】なお、図中の矢印は、片引きの場合を基準
として両引きの場合に板金を拡張する方向を表してい
る。

【０００９】

【発明の解決しようとする課題】従来の板金モデルにお
いては、一旦編集した後で、板厚や溶接方法の変更など
の理由で突き合い部分を変更するには、この板金モデル
を改めて編集することが必要であった。

【００１０】図１０は、従来の板金モデルにおいて、板
厚を変更した場合の編集作業の具体例を説明する図であ
る。

【００１１】図１０のＡの展開図と図１０のＢの一部拡
大図に示した板金部品は、図９に示した編集によって片
引きに変更された、板金部品に対応している。すなわ
ち、図１０のＡは図９のＤに、図１０のＢは図９のＥに
対応している。

【００１２】この状態で板金の板厚を大きくすると、図
１０のＣに示す展開図と図１０のＤに示す一部拡大図の
それぞれの領域ｂにおいて、片引きの突合せに干渉が発
生する。すなわち、図１０のＡと図１０のＢで示された
形状を保持したまま板厚を大きくすると、領域ｂにおい
て、２つの板金が同一の位置を同時に占めることにな
り、板金モデルは破綻する。

【００１３】このような干渉を解消するためには、板金
モデルを改めて編集することが必要である。すなわち、
図１０のＥに示す展開図のように、板金の形状を変更
し、干渉が起こらないようにする。これによって、図１
０のＦの一部拡大図に示すように、板厚の変更に対応し
た片引きの突合せ部分を実現することができる。

【００１４】以上のように、従来の板金モデルでは、板
金モデルを一旦作成した後に、板金の溶接や板厚の変更
などによる理由で板厚を変更すると、板の取り合い部分
に関して板金モデルを改めて作成することが必要であっ
た。したがって、従来のモデルを用いて板金部品を編集
する操作者の負担は大きく、編集作業の際に変更ミスが
生じる恐れもあった。

【００１５】本発明は、上述の課題に鑑みて提案される
ものであって、板金部品のモデル構造であって、板厚や
溶接方法の変更による取り合い部分の再作成に要する負
担を軽減するような板金部品のモデル構造を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る板金部品のモデル構造は、コンピュ
ータを用いた板金部品の編集に用いるものであって、板
金の図形要素を定義する図形要素データ、図形要素によ
って構成される面を定義する面データ及び面の繋がりを
定義する接続データを有する板金オブジェクトを備え、
前記板金オブジェクトは、板金の編集処理に相当する板
金編集オブジェクトを含む。

【００１７】好ましくは、前記板金編集オブジェクト
は、板の突合せ又は板の重ね合わせの編集処理に相当す
るものである。

【００１８】好ましくは、板の突合せの編集処理に相当
する前記板金編集オブジェクトは、両引き、片引き又は
両出しの突合せの種類と、すき間量と、すき間量のタイ
プとを属性として含む。

【００１９】好ましくは、板の重ね合わせの編集処理に
相当する前記板金編集オブジェクトは、片引き、切り欠
き、斜め又は４５度の重ね合わせの種類と、すき間量
と、すき間量タイプとを属性として含む。

【００２０】本発明は、突合せや重ね合わせ等、板の取
り合い部分の編集処理を板金モデル内にオブジェクトと
して格納し、加工方法や材料の変更に伴う展開図形状の
変更を自動化する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る板金部品のモ
デル構造について、図面を参照して詳細に説明する。

【００２２】図１は、本発明を適用した計算機援用設計
（以下では、単にＣＡＤと称する。）システムの概略的
な構成を示すブロック図である。

【００２３】ＣＡＤシステム１００は、このＣＡＤシス
テム１００におけるデータ処理を集中して行う中央処理
装置１０１と、中央処理装置１０１において処理するデ
ータを補助的に格納する補助記憶装置１０２と、中央処
理装置１０１から供給された文字データや図形データを
表示するＣＲＴ表示装置１０３と、文字情報を入力され
るキーボード装置１０４と、位置情報等を入力されるマ
ウス１０５とを備えている。

【００２４】中央処理装置１０１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、
ＲＡＭなどを備えてなる演算装置を備え、ＣＡＤシステ
ム１００においてデータ処理を集中して行う。後述する
板金モデルの編集処理は、この中央処理装置で所定のプ
ログラムを実行することによって実現される。

【００２５】補助記憶装置１０２は、例えばハードディ
スクドライブからなり、大容量のデータを記憶すること
ができる。補助記憶装置１０２は、板金編集オブジェク
トを有する板金モデル１０２ａが格納している。この板
金モデル１０２ａについては、後に詳細に説明する。

【００２６】ＣＲＴ表示装置１０３は、ビットマップ方
式で画素データを表示するＣＲＴを備え、中央処理装置
１０２から供給される文字データや図形データを表示す
る。ＣＲＴ表示装置１０３は、例えば板金部品の展開図
や立体図を表示する。

【００２７】キーボード装置１０４は、複数のキーを備
え、文字データを入力される。キーボード装置１０４に
は、例えばＣＲＴ表示装置１０３に表示された板金部品
における突合せ部分のすき間量などがキー入力される。

【００２８】マウス１０５は、例えば机上などの平坦な
面上を摺動されることによって位置データを入力され、
ボタンを押圧されることでデータを入力される。マウス
１０５は、例えば、ＣＲＴ表示装置１０３に表示された
板金部品の形状を入力する際に用いられる。

【００２９】なお、中央処理装置１０１、補助記憶装置
１０２、ＣＲＴ表示装置１０３、キーボード装置１０
４、マウス１０５を備えるＣＡＤシステム１００は、例
えばパーソナルコンピュータを用いて実現することがで
きる。

【００３０】次に、補助記憶装置１０２に格納された板
金編集オブジェクトを有する板金モデル１０２ａについ
て説明する。

【００３１】板金モデルは、通常、部品形状を表現する
線分、円弧、円周等の個々の図形要素データと、それら
の図形要素が構成する面データ、そして各面の繋がりを
定義する接続データ（曲げ線）から構成される内部構造
を有している。

【００３２】本実施の形態の板金モデルは、「突合せ」
又は「重ね合わせ」といった板の突き合い部分の板金処
理をオブジェクト化した板金編集オブジェクトを含んで
いる。板金編集オブジェクトによって、たとえば溶接な
どの加工方法の変更、板厚の変更、材料の変更などによ
る、板金部品の形状（展開形状）の変更を自動処理する
ことが可能になる。

【００３３】具体的に、板金モデルは、この板金モデル
内の平行でない２つの面が突き合う場所の板の取り合い
編集（突合せ処理）に関する突合せオブジェクトと、こ
の板金モデル内の空間上で平行な２面が突合う場所の板
の取り合いの編集（重ね合わせ処理）に関する取り合い
オブジェクトとを、板金編集オブジェクトとして含んで
いる。なお、前記平行には、厳密に平行な場合に限られ
ず、２つの面が微妙に平行でなく板の厚さの中で重なっ
ている場合も含まれる。

【００３４】このように、本実施の形態においては、板
金の板の取り合い部分の編集作業が板金モデル中に板金
編集オブジェクトとして格納されているので、板厚や溶
接方法が変更されると、板金編集オブジェクトに属性と
して格納されたパラメータを用いて、板金モデルから変
更された展開図形状を自動的に作成することが可能とな
る。

【００３５】したがって、本実施形態によると、ＣＡＤ
システムにおいて従来人手に頼っていた展開図形状の変
更作業を省略することによって、設計者の負担を軽減す
ることができる。さらに、編集作業の際に発生していた
変更ミスを低減させることが可能となる。

【００３６】図２は、板金モデルの具体例を説明する図
である。

【００３７】この板金モデルで編集している板金部品
は、図２のＡに示す展開図と図２のＢに示す立体図で表
される。この板金部品は、曲げ線２１〜曲げ線２７の７
つの曲げ線によって接続された、面３１〜面３８の８つ
の面から構成されている。

【００３８】この板金部品を表す板金モデルは、図２の
Ｃに示す面データと図２のＤに示す曲げ線データから構
成される。

【００３９】すなわち、面データは、面３１〜面３８を
部品形状を表現する図形要素の線分によってそれぞれ定
義される。例えば、面３１は、図形要素：１、図形要
素：２、図形要素：２５及び図形要素：１９という面３
１を構成する４つの線分を図形要素として定義されてい
る。他の面についても同様である。

【００４０】曲げ線データは、面２１〜面２７の繋がり
を定義している。例えば、曲げ線２１は、面３３と面３
５を接続するものとして定義されている。他の曲げ線に
ついても同様である。

【００４１】図３は、板金編集オブジェクトの具体例を
説明する図である。この板金編集オブジェクトは、図２
に示した板金モデルに格納されている。

【００４２】図３のＡは、この板金部品における「突合
せ」と「重ね合わせ」の箇所を示している。

【００４３】２つの面が平行でなく板を取り合う「突合
せ」には、面３４と面３６による突合せ５１、面３３と
面３６による突合せ５２、面３６と面３７による突合せ
５３などがある。

【００４４】２つの面が平行に板を取り合う「重ね合わ
せ」には、面３１と面３４による重ね合わせ６１、面３
１と面３８による重ね合わせ６２などがある。

【００４５】これら「突合せ」と「重ね合わせ」による
板の取り合い部分の関係は、突合せオブジェクトと重ね
合わせオブジェクトとして、図３のＢに示す板金編集オ
ブジェクトに定義されている。例えば突合せオブジェク
ト５１は、面３４：図形要素７と面３６：図形要素１０
によって定義されている。また、例えば重ね合わせオブ
ジェクト６１は、面３１：図形要素２と面３４：図形要
素５によって定義されている。

【００４６】図４は、突合せオブジェクトの具体例を説
明する図である。

【００４７】突合せオブジェクトは、平行でない2面が
突き合う、または交差する部分の板の取り合い状態を指
定のパラメータによる属性で決定する「突合せ」の編集
処理に相当するものである。突合せオブジェクトは、２
つの面と、その突合せ部になる各面内の１つの図形要素
（線分）に対して割り付けされる。

【００４８】図４のＡに示す展開図において、面３３の
図形要素８と面３６の図形要素９に対して、１つの突合
せオブジェクトが割り付けられる。この突合せオブジェ
クトは、板金モデルにおいて、図４のＢに示すような突
合せオブジェクトによって定義される。突合せオブジェ
クトは、面３３：図形要素８と面３６：図形要素９から
構成される。

【００４９】図４のＣは、図１に示したＣＡＤシステム
１００のＣＲＴ表示部１０３に表示された、この板金部
品の立体図を示す図である。この立体図において、面３
３の図形要素８と面３６の図形要素９の間に突合せが存
在する。

【００５０】図４のＤは、ＣＲＴ表示部１０３に表示さ
れた突合せ処理のグラフィックユーザーインターフェー
ス（Graphic User Interface：ＧＵＩ）である。

【００５１】この突合せＧＵＩ７１には、突合せの種類
を設定する突合せ種類設定部７２と、突合せのすき間量
を設定する突合せすき間量設定部７３と、突合せのすき
間量タイプを設定する突合せすき間量タイプ設定部７４
とが設けられている。この突合せＧＵＩ７１によって、
突合せオブジェクトのパラメータによる属性を設定する
ことができる。設定されたパラメータによる属性は、図
４のＢに示した突合せオブジェクトに格納される。

【００５２】突合せ種類設定部７２においては、突合せ
の種類を、両引き、片引き１、片引き２、両出しの４種
類から選択することができる。なお、片引き１と片引き
２は、引き側の板金が異なるものである。

【００５３】突合せすき間量設定部７３においては、突
合せのすき間量を、第１の板金の方向と第２の板金の方
向についてそれぞれ設定することができる。すき間量
は、両引きと両出しの場合にはそれぞれの方向について
同じ値になるが、片引きの場合にはそれぞれの方向につ
いて異なる値になる。

【００５４】突合せすき間量タイプ設定部７４において
は、すき間量タイプを板金の板厚の百分率又は実値から
選択することができる。

【００５５】なお、突合せＧＵＩ７１の操作は、ＣＡＤ
システム１００のキーボード装置１０４又はマウス１０
５を操作することによって行う。後述する重ね合わせＧ
ＵＩについても、同様である。

【００５６】図５は、突合せオブジェクトにおける処理
を説明する図である。

【００５７】突合せオブジェクトは、各属性値に基づき
以下のような処理を行う。このような処理を行うことに
より、板厚や溶接方法の変更などの変更があっても、板
の取り合い部分を自動的に再作成できる。

【００５８】図５のＡは初期状態を示す。すなわち、突
合せ指示により突合せ箇所が面１１１の線分１１３と面
１１２の線分１１４に特定される。このような突合せ指
示は、ＣＡＤシステムにおける板厚や溶接方法の変更と
自動形状要求によるものである。

【００５９】図５のＢは交線の算出を示す。すなわち、
面１１１と面１１２の交線１１５を求める。また、突合
せ線分１１３，１１４の隣の線分１１６，１１８と交線
１１５の交点１２０を求め、同じく線分１１７，１１９
と交線１１５の交点１２１を求める。

【００６０】図５のＣは突合せ形状の算出を示す。すな
わち、交点１２０と点１２２を結ぶ線分１３０上の点１
２３、交点１２０と点１２４を結ぶ線分１３１上の点１
２５、交点１２１と点１２６を結ぶ線分１３２上の点１
２７、交点１２１と点１２８を結ぶ線分１３３上の点１
２９を、板厚とすき間パラメータＡ，Ｂを満たすように
算出する。

【００６１】図６は、重ね合わせオブジェクトの具体例
を説明する図である。

【００６２】重ね合わせオブジェクトは、平行な２面が
突き合う部分の板の取り合い状態を指定のパラメータに
よる属性で決定する編集処理に相当するものである。重
ね合わせオブジェクトは、２つの面と、その重ね合わせ
部で接することとなる各面内の１つの図形要素（線分）
に対して割付される。

【００６３】図６のＡに示す展開図において、面３１の
図形要素２と面３４の図形要素５に対して、１つの重ね
合わせオブジェクトが割り付けられている。この重ね合
わせオブジェクトは、板金モデルにおいて、図６のＢに
示すような重ね合わせオブジェクトによって定義され
る。この重ね合わせオブジェクトは、面３１：図形要素
２と面３４：図形要素５から構成されている。

【００６４】図６のＣは、図１に示したＣＡＤシステム
１００のＣＲＴ表示部１０３に表示された、この板金部
品の立体図を示す図である。この立体図において、面３
１の図形要素２と面３４の図形要素５の間に重ね合わせ
が存在する。

【００６５】図６のＤは、ＣＲＴ表示部１０３に表示さ
れた重ね合わせ編集のＧＵＩである。

【００６６】この重ね合わせＧＵＩ８１には、重ね合わ
せの種類を設定する重ね合わせ種類設定部８２と、重ね
合わせのすき間量を設定する重ね合わせすき間量設定部
８３と、重ね合わせのすき間量タイプを設定する重ね合
わせすき間量タイプ設定部８４とが設けられている。こ
の重ね合わせＧＵＩ８１によって、重ね合わせオブジェ
クトのパラメータによる属性を設定することができる。
設定されたパラメータによる属性は、図６のＢに示した
重ね合わせオブジェクトに格納される。

【００６７】重ね合わせ種類設定部８２においては、重
ね合わせの種類を、片引き１、片引き２、切り欠き、斜
め、４５度の５種類から選択することができる。なお、
片引き１と片引き２は、引き側の板金が異なるものであ
る。

【００６８】重ね合わせすき間量設定部８３において
は、重ね合わせのすき間量を設定することができる。重
ね合わせすき間量タイプ設定部８４においては、すき間
量タイプを板金の板厚の百分率又は実値から選択するこ
とができる。

【００６９】図７は、重ね合わせオブジェクトにおける
処理を説明する図である。

【００７０】重ね合わせオブジェクトは、各属性値に基
づき以下の処理を行う。このような処理を行うことによ
り、板厚や溶接方法の変更などがあっても、板の取り合
い部分を自動的に再作成できる。

【００７１】ここでは、図７のＡの立体図に示す形状を
有する板金部品の面１３１と面１３２の重ね合わせにつ
いて処理するものとする。また、図中の破線は、曲げ線
を意味する。

【００７２】図７のＡ、Bは、初期状態を示す。すなわ
ち、「重ね合わせ」指示により、重ね合わせ箇所が面１
４１の線分１４３と面１４２の線分１４４に特定され
る。ここで、面１４１と面１４２の形状は、台形であっ
て、台形の底辺又は上辺のいずれかが曲げ線を構成する
こととする。なお、「重ね合わせ」指示は、重ね合わせ
オブジェクトに基づくものである。

【００７３】図７のＣは、２面の延長と干渉部の算出を
示す。すなわち、面１４１と面１４２の２面が曲げ線方
向の延長上で交差するか試行する。そして、交差する場
合、相手面の境界線まで延長して（図中の線分１４
５）、交差形状を作成する。

【００７４】図７のＤは、重ね合わせ形状の算出を示
す。すなわち、重ね合わせパターン「４５度」とすき間
量Ａを満たすように、点１４６，１４７を結ぶ線分１５
１と点１４８，１４９を結ぶ線分１５２を決定し、面１
４１’，１４２’を再作成する。

【００７５】図８は、板金編集オブジェクトを有する板
金モデルにおける自動変更処理を説明する図である。

【００７６】この図は、ＣＡＤシステムにおける補助記
憶装置１０２に格納された板金編集オブジェクトを有す
る板金モデル１０２ａを視覚的に表現したものである。

【００７７】図８のＡに示す板金オブジェクトモデルに
ついて、板厚変更又は溶接パラメータ変更に加えて自動
形状変更の要求があったものと想定する。

【００７８】本実施の形態では、このような要求に対し
て、図８のＢに示す変更後の板金オブジェクトモデルの
ように、板金部品の取り合い部分について、形状の変更
を自動的の行うことができる。

【００７９】すなわち、図８のＡの立体図１５１と図８
のＢの立体図１５３に示すように、板金部品の形状を維
持しつつ板厚や溶接方法の変更などに対応するように、
図８のＡの展開図１５２は、図８のＢの展開図１５４に
自動的に変更される。

【００８０】このような展開図の自動的な編集は、図５
を参照した突合せ部処理と図７を参照した重ね合わせ部
処理のような所定の方法によるものである。このよう
に、本実施の形態では、板金編集オブジェクトにより、
板厚や溶接方法の変更などに対して、突合せ部や重ね合
わせ部のような板の取り合い部分を自動的に処理するこ
とができる。

【００８１】

【発明の効果】前述のように、本発明は、突合せや重ね
合わせ等の板金の編集処理を板金モデル内にオブジェク
トとして格納し、溶接のような加工方法や板圧の変更、
材料の変更などに伴う展開図形状の変更を自動化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したＣＡＤシステムの概略的な構
造を示すブロック図である。

【図２】板金モデルの具体例を説明する図である。

【図３】板金編集オブジェクトの具体例を説明する図で
ある。

【図４】突合せオブジェクトの具体例を説明する図であ
る。

【図５】突合せオブジェクトにおける処理を説明する図
である。

【図６】重ね合わせオブジェクトの具体例を説明する図
である。

【図７】重ね合わせオブジェクトにおける処理を説明す
る図である。

【図８】板金編集オブジェクトを有する板金モデルにお
ける自動変更処理を説明する図である。

【図９】従来の板金モデルによる突き合い部分の編集作
業の具体例を説明する図である。

【図１０】従来の板金モデルにおいて、板厚を変更した
場合の編集作業の具体例を説明する図である。

【符号の説明】

１０１中央処理装置１０２補助記憶装置１０３ＣＲＴ表示装置１０４キーボード装置１０５マウス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータを用いた板金部品の編集に
用いる板金部品のモデル構造において、板金の図形要素を定義する図形要素データ、図形要素に
よって構成される面を定義する面データ及び面の繋がり
を定義する接続データを有する板金オブジェクトを備
え、前記板金オブジェクトは、板金の編集処理に相当する板
金編集オブジェクトを含むことを特徴とする板金部品の
モデル構造。
【請求項２】前記板金編集オブジェクトは、板の突合
せ又は板の重ね合わせの編集処理に相当するものである
ことを特徴とする請求項１記載の板金部品のモデル構
造。
【請求項３】板の突合せの編集処理に相当する前記板
金編集オブジェクトは、両引き、片引き又は両出しの突
合せの種類と、すき間量と、すき間量のタイプとを属性
として含むことを特徴とする請求項２記載の板金部品の
モデル構造。
【請求項４】板の重ね合わせの編集操作に相当する前
記板金編集オブジェクトは、片引き、切り欠き、斜め又
は４５度の重ね合わせの種類と、すき間量と、すき間量
タイプとを属性として含むことを特徴とする請求項２記
載の板金部品のモデル構造。