JP2005135348A - Parameter real length development device, method, and program therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、目標形状を部材形状に展開するパラメータ実長展開装置、方法及びそのプログラムに関する。 The present invention relates to a parameter actual length developing apparatus and method for developing a target shape into a member shape, and a program thereof.
従来、船型形状を材料の鋼板(平板)に展開する作業(以下、現図展開という)における実長展開手法に、「タスキ掛け実長展開」が存在する。この手法によれば、三角形をつくる実長をベースに頂点を求めることで、目標とする船型形状を部材形状に展開する場合の位置を決定する。具体的には、まずボディプラン上で三角形を作り、斜めに線を決めて実長を求める。同様に、フレームについて、ボディプランを測ることで実長を求める。そして、フレームの実長、タスキの実長、シームの実長のそれぞれを使って三角形の頂点を求める。以上により、三角形をつくる実長をベースに頂点の位置を算出する。
この展開の基線は中央部に設定し、中央部から順に前後方向に振って展開している。
Conventionally, “actual length expansion” is an actual length expansion method in an operation for expanding a hull shape into a steel plate (flat plate) as a material (hereinafter referred to as current drawing expansion). According to this method, the position in the case where the target ship shape is developed into the member shape is determined by obtaining the vertex based on the actual length of the triangle. Specifically, first create a triangle on the body plan, determine the line diagonally, and find the actual length. Similarly, the actual length of the frame is obtained by measuring the body plan. Then, the vertex of the triangle is obtained using the actual length of the frame, the actual length of the task, and the actual length of the seam. As described above, the position of the vertex is calculated based on the actual length of the triangle.
The base line of this development is set at the central part, and the base line is deployed in the front-rear direction in order from the central part.
上述した「タスキ掛け実長展開」は、主に目標形状の曲がりがきつい所に適用されている。実長展開手法としては、この他に、「基線展開」、「修正基線展開」などの各種の展開法があり、目標形状にあわせて展開手法を使い分けている。
この理由は、実長展開では、距離、角度、面積のすべてを同時に正確に展開できないため、形状毎にどれか一つ若しくは二つの保存量を保ちながら曲面を平面に展開しているためである。
この様子を図18を用いて説明すると、AB、AC、AD、BC、BDの実長は展開時に正確に求められるのに対して、CDは推定長であり、ここに誤差が含まれる。
このため、製作時にはこの誤差を補正する作業を行なう必要がある。この補正は形状毎に違うため、補修作業にも熟練を要することになる。
したがって、展開の違いによって、作業の方法が異なるため、形状毎に適切な展開方法を選択すること自体も熟練技能を必要とする作業となる。このため、現図展開作業者には経験と勘が要求され、経験の浅い作業者では所定の曲面を得ることができないという問題点があった。さらに、熟練技術者の減少により、技術伝承が問題となりつつあるという問題点もある。
The above-described “development of actual length applied to the task” is mainly applied to places where the target shape is tightly bent. In addition to this, there are various deployment methods such as “baseline deployment” and “corrected baseline deployment” as the actual length deployment method, and the deployment method is properly used according to the target shape.
The reason for this is that, in real length development, all of distance, angle, and area cannot be developed accurately at the same time, so the curved surface is developed on a plane while maintaining one or two conservation amounts for each shape. .
This situation will be described with reference to FIG. 18. The actual lengths of AB, AC, AD, BC, and BD are accurately obtained at the time of development, whereas CD is an estimated length, and an error is included therein.
For this reason, it is necessary to correct this error at the time of manufacture. Since this correction is different for each shape, the repair work requires skill.
Therefore, since the work method differs depending on the development, selecting an appropriate development method for each shape itself is a work that requires skilled skills. For this reason, there is a problem that the present drawing development worker is required to have experience and intuition, and a worker with less experience cannot obtain a predetermined curved surface. Furthermore, there is a problem that technical tradition is becoming a problem due to a decrease in skilled engineers.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、目標形状を部材形状に展開する場合に生じる展開誤差を抑え、高精度な展開作業を可能とするパラメータ実長展開装置、方法及びそのプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to reduce the development error that occurs when the target shape is developed into a member shape, and to realize a parameter actual length that enables highly accurate deployment work. The object is to provide a deployment apparatus, method, and program thereof.
この発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、本発明は、所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状を、該目標形状の接平面を形成する接線ベクトルによって定義されるパラメータ空間に写像する目標形状写像手段と、前記写像した目標形状のパラメータ空間座標値を、前記目標形状を展開する部材形状のパラメータ空間座標値として、該部材形状のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出する実空間座標値算出手段と、前記算出した部材形状の実空間座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する対応点間距離算出手段とを具備することを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In the present invention, a target shape in real space generated by a predetermined graphic expression is defined by a tangent vector that forms a tangent plane of the target shape. The target shape mapping means for mapping to the parameter space, and the parameter space coordinate value of the mapped target shape as the parameter space coordinate value of the member shape that develops the target shape are used as the parameter space coordinate value of the member shape. Real space coordinate value calculating means for calculating a space coordinate value, and corresponding point distance calculating means for calculating a distance between corresponding points between the target shape and the member shape based on the calculated real space coordinate value of the member shape It is characterized by comprising.
また、本発明は、前記対応点間距離算出手段は、前記目標形状のパラメータ空間座標値と前記部材形状のパラメータ空間座標値との間のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出し、該算出した実空間座標値と前記算出した部材形状の実空間座標値との間の距離を累積加算して前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出することを特徴とする。 Further, according to the present invention, the distance calculation means between corresponding points calculates a real space coordinate value corresponding to a parameter space coordinate value between the parameter space coordinate value of the target shape and the parameter space coordinate value of the member shape. The distance between corresponding points between the target shape and the member shape is calculated by cumulatively adding the distance between the calculated real space coordinate value and the calculated real space coordinate value of the member shape. .
また、本発明は、コンピュータが、所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状を、該目標形状の接平面を形成する接線ベクトルによって定義されるパラメータ空間に写像し、前記写像した目標形状のパラメータ空間座標値を、前記目標形状を展開する部材形状のパラメータ空間座標値として、該部材形状のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出し、前記算出した部材形状の実空間座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出することを特徴とする。 In the present invention, the computer maps a target shape in real space generated by a predetermined graphic representation to a parameter space defined by a tangent vector that forms a tangent plane of the target shape, and the mapped target Using the parameter space coordinate value of the shape as the parameter space coordinate value of the member shape that develops the target shape, a real space coordinate value corresponding to the parameter space coordinate value of the member shape is calculated, and the calculated real space of the member shape A distance between corresponding points between the target shape and the member shape is calculated based on a coordinate value.
また、本発明は、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離は、前記目標形状のパラメータ空間座標値と前記部材形状のパラメータ空間座標値との間のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出し、該算出した実空間座標値と前記算出した部材形状の実空間座標値との間の距離を累積加算して算出されることを特徴とする。 Further, according to the present invention, the distance between corresponding points of the target shape and the member shape corresponds to the parameter space coordinate value between the parameter space coordinate value of the target shape and the parameter space coordinate value of the member shape. A spatial coordinate value is calculated, and the distance between the calculated real space coordinate value and the calculated real space coordinate value of the member shape is cumulatively calculated.
また、本発明は、所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状を、該目標形状の接平面を形成する接線ベクトルによって定義されるパラメータ空間に写像する処理と、前記写像した目標形状のパラメータ空間座標値を、前記目標形状を展開する部材形状のパラメータ空間座標値として、該部材形状のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出する処理と、前記算出した部材形状の実空間座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する処理とをコンピュータに実行させるためのパラメータ実長展開プログラムである。 The present invention also provides a process of mapping a target shape in real space generated by a predetermined graphic expression to a parameter space defined by a tangent vector that forms a tangent plane of the target shape, and the mapped target shape A parameter space coordinate value of the member shape as a parameter space coordinate value of a member shape that develops the target shape, a process of calculating a real space coordinate value corresponding to the parameter space coordinate value of the member shape, and an actual value of the calculated member shape A parameter actual length expansion program for causing a computer to execute a process of calculating a distance between corresponding points between the target shape and the member shape based on a spatial coordinate value.
また、本発明は、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離は、前記目標形状のパラメータ空間座標値と前記部材形状のパラメータ空間座標値との間のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出し、該算出した実空間座標値と前記算出した部材形状の実空間座標値との間の距離を累積加算して算出されることを特徴とする。 Further, according to the present invention, the distance between corresponding points of the target shape and the member shape corresponds to the parameter space coordinate value between the parameter space coordinate value of the target shape and the parameter space coordinate value of the member shape. A spatial coordinate value is calculated, and the distance between the calculated real space coordinate value and the calculated real space coordinate value of the member shape is cumulatively calculated.
以上説明したように、本発明によれば、所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状を、該目標形状の接平面を形成する接線ベクトルによって定義されるパラメータ空間に写像し、前記写像した目標形状のパラメータ空間座標値を、前記目標形状を展開する部材形状のパラメータ空間座標値として、該部材形状のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出し、前記算出した部材形状の実空間座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する。
したがって、目標形状と部材形状の実長の違いが加工変量として推定できる効果が得られる。またこの加工変量は、展開方法に近似方法を使わないので、展開誤差を含まず、高精度な製図が出力される。換言すれば、幾何学的な解法のため、高精度に展開作業が実施できるようになる。同時に形状毎に適切な展開手法を選択する必要が無くなるため、技能レス作業となり、経験の浅い作業者でも高精度に展開作業を実施できるようになる効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the target shape in the real space generated by the predetermined graphic representation is mapped to the parameter space defined by the tangent vector that forms the tangent plane of the target shape, and The parameter space coordinate value of the mapped target shape is used as the parameter space coordinate value of the member shape that develops the target shape, and the real space coordinate value corresponding to the parameter space coordinate value of the member shape is calculated, and the calculated member shape The distance between corresponding points between the target shape and the member shape is calculated based on the real space coordinate values.
Therefore, an effect is obtained in which the difference between the actual length of the target shape and the member shape can be estimated as a machining variable. In addition, since this processing variable does not use an approximation method as a development method, it does not include a development error and a highly accurate drawing is output. In other words, because of the geometric solution, the development work can be performed with high accuracy. At the same time, since it is not necessary to select an appropriate deployment method for each shape, the work is skillless, and an effect that even an inexperienced worker can perform the deployment work with high accuracy can be obtained.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
以下、図面を参照して、本発明のパラメータ実長展開装置の一実施形態について説明する。図1は、本実施形態のパラメータ実長展開装置の構成図である。本実施形態のパラメータ実長展開装置は、3次元CADから得られる3次元形状データ(図2の目標形状曲面データ、図3の部材形状曲面データ)を用いて、目標形状と部材形状それぞれをuvパラメータ空間(図4の2次元空間)に変換し、uvパラメータ空間上での目標形状と部材形状との対応点を決定して、実空間(3次元空間)での対応点間距離を算出して実長を求めるものである。
すなわち、図1に示すように、本実施形態のパラメータ実長展開装置は、目標形状曲面データ及び部材形状曲面データを入力して、NURBS(Non−Uniform Rational b−spline)表現設定部1及び曲率線解析部2で実長算出処理の前処理を行う。
Hereinafter, an embodiment of a parameter actual length expansion device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a parameter actual length expansion device according to the present embodiment. The parameter actual length expansion device of this embodiment uses the three-dimensional shape data (target shape curved surface data in FIG. 2 and member shape curved surface data in FIG. 3) obtained from the three-dimensional CAD to uv each of the target shape and the member shape. Convert to parameter space (two-dimensional space in FIG. 4), determine corresponding points between target shape and member shape on uv parameter space, and calculate distance between corresponding points in real space (three-dimensional space) To seek actual length.
That is, as shown in FIG. 1, the parameter actual length expansion device according to the present embodiment inputs target shape curved surface data and member shape curved surface data, and enters a NURBS (Non-Uniform Relational b-spline)
NURBS表現設定部1は、目標形状曲面データ及び部材形状曲面データについて、NURBSで表現するためのパラメータ(コントロールポイント、ノットベクトル、階数)を設定する。なお、本実施形態においては、図形表現アルゴリズムとして、NURBSを用いる場合の例を示すが、本発明はこれに限られるものではなく、他の図形表現アルゴリズムを適用するようにしてもよい。
曲率線解析部2は、NURBS表現設定部1と同様に入力データの前処理として、目標形状曲面データ及び部材形状曲面データについて、曲率線解析を実空間座標系及びパラメータ空間座標系で実行する。ここで、実空間座標系とは、図5に示すいわゆる3次元の(x、y、z)座標系をいうものであり、パラメータ空間座標系とは、図6(及び図4)に示すように、実空間座標系を2次元空間に写像変換したuv座標系をいう。
すなわち、曲率線解析部2は、実空間座標系における目標形状曲面データ及び部材形状曲面データを入力して、曲率線及び曲率線が通過する実空間座標を算出する曲率線解析を行う。本実施形態においては、一次基本量E,F,G及び二次基本量L,M,Nに基づいて、曲率線を算出する。
The NURBS
Similar to the NURBS
That is, the curvature
以下、一次基本量E,F,G、二次基本量L,M,N及び曲率線の算出方法について説明する。
このとき、基本ベクトルSu、Svは、曲面の接平面を形成する。また、曲面上の2点s(u、v)からs(u+du、v+dv)を結ぶベクトルdsは
At this time, the basic vectors Su and Sv form a curved tangent plane. A vector ds connecting two points s (u, v) on the curved surface to s (u + du, v + dv) is
基本ベクトルSu、Suがなす角をωとすると、これらの内積Fと、基本ベクトルのベクトル積の絶対値Hは、一次基本量を用いて以下のように表される。
なお、式5を式12に代入すると、以下の式が得られる。
Note that the following formula is obtained by substituting
次に、一次基本量E,F,G及び二次基本量L,M,Nに基づいて、メッシュにおける主曲率κ1、κ2を算出する。
すなわち、まず上述の曲率κの極値を算出する。法平面と曲面との交線である法断面の形状は、その接線方向とともに変化し、それに伴って法曲率も変化する。この形状は法平面を半回転させたところでもとの状態に戻る。
今、γを
That is, first, the extreme value of the curvature κ is calculated. The shape of the normal section, which is the intersection of the normal plane and the curved surface, changes with the tangential direction, and the normal curvature changes accordingly. This shape returns to the original state after half rotation of the normal plane.
Γ now
そして、この極値条件のもとで、式15を微分し、κとγを(κ〜)と(γ〜)と書き換えると、
次に主曲率に基づいてガウス曲率または平均曲率を算出する。すなわち、2次方程式の根と係数の関係より、
また、主曲率に基づいて、メッシュの主方向を示す曲率線を算出する。すなわち、式29よりκ〜を消去すると、
以上により、メッシュの主方向を示す曲率線の算出処理が行われる。
Also, a curvature line indicating the main direction of the mesh is calculated based on the main curvature. That is, if κ˜ is eliminated from Equation 29,
Thus, the calculation process of the curvature line indicating the main direction of the mesh is performed.
以上により算出した目標形状及び部材形状における曲率線について、曲率線解析部2は、さらに、適当な分割間隔で曲率線が通過する実空間座標を算出する。
そして、曲率線解析部2は、算出した曲率線及びその通過する実空間座標値をパラメータ空間に写像する。これにより、所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状が、目標形状の接平面を形成する接線ベクトルによって定義されるパラメータ空間に写像される。
About the curvature line in the target shape and member shape calculated as described above, the curvature
Then, the curvature
パラメータ空間座標値算出部3は、曲率線解析部2より入力する曲率線通過情報(実空間座標・パラメータ空間座標における曲率線、曲率線が通過する座標値)に基づいて、パラメータ空間における目標形状の複数の曲率線間の交点の座標を算出する。具体的には、図4に示すように、u軸方向、v軸方向に伸びる複数の曲率線の交点座標値(u、v)を求める。
実空間座標値算出部4は、目標形状、部材形状それぞれについて、パラメータ空間座標値算出部3より入力するパラメータ空間における複数の曲率線間の交点の座標から実空間に逆写像して、交点の実空間座標値を算出する。あるいは、実空間座標値算出部4は、写像した目標形状のパラメータ空間座標値(交点と一致してもよい)を部材形状のパラメータ空間座標値として、この部材形状のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出する。
曲率線通過順序整列部5は、目標形状、部材形状それぞれについて、実空間座標値算出部4から入力する曲率線の通過する実空間座標と交点座標とを曲率線の通過する順序で並べ替える。
The parameter space coordinate
The real space coordinate
The curvature line passage
実長算出部6は、曲率線通過順序整列部5が並べ替えた順番に基づいて、目標形状、部材形状それぞれについて、対応する交点を特定する。そして、この対応する交点間の距離を算出し、この差分を求めることで目標形状と部材形状との対応点間距離、つまり、加工変量を算出する。あるいは、実長算出部6は、部材形状のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値に基づいて、実空間上における目標形状と部材形状との対応点間距離を算出する
この目標形状と部材形状との対応点間距離の算出方法は、いずれも、実長算出部6において、目標形状のパラメータ空間座標値と部材形状のパラメータ空間座標値との間のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出し、この算出した実空間座標値と実空間座標値算出部4が算出した部材形状の実空間座標値との間の距離を累積加算して算出されるものである。
The actual
基線ライン設定部7は、図7に示すようにガウス曲率分布解析を行い、曲率線解析結果に基づいて基線のラインを決定する(図8を参照)。
実長展開部8は、基線ライン設定部7によって決定された基線を中心に、実長算出部6が算出した交点間の距離を用いてタスキ掛け実長展開を行い、展開された実空間座標を算出する。
The base
The real
次に、図面を参照して、本実施形態のパラメータ実長展開装置の動作について説明する。図9は、本実施形態のパラメータ実長展開装置における パラメータ実長展開処理の過程を示すフローチャートである。
今、パラメータ実長展開装置に目標形状曲面データ及び部材形状曲面データが入力されると、NURBS表現設定部1において、上述した曲面表現パラメータ(コントロールポイント、ノットベクトル、階数)が設定され(図9のステップS1)、曲率線解析部2において、曲率線通過情報(実空間座標・パラメータ空間座標)が算出される(ステップS2)。
パラメータ空間座標値算出部3は、NURBS表現設定部1及び曲率線解析部2から入力するNURBS表現での曲面データ及び曲率線通過情報に基づいて、パラメータ空間における複数の曲率線間の交点の座標を算出する(ステップS4)。
Next, the operation of the parameter actual length expansion device of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a flowchart showing the process of parameter actual length expansion processing in the parameter actual length expansion device of this embodiment.
Now, when the target shape curved surface data and the member shape curved surface data are input to the parameter actual length developing device, the NURBS
The parameter space coordinate
図10は、ステップS4の詳細な処理フローを示す。
すなわち、パラメータ空間座標値算出部3は、目標形状、部材形状それぞれについて、曲率線解析部2から入力する曲率線通過情報に基づいて、図4に示すパラメータ空間における複数の曲率線間(曲率線のパラメータ空間線分と、他の曲率線のパラメータ空間線分)の交点を算出する(ステップS10)。そして、曲率線メッシュの格子点パラメータ座標を代入し、曲率線の交点情報を求める(ステップS11)。
以上により、交点のパラメータおよび交差するライン情報が算出される。
FIG. 10 shows a detailed processing flow of step S4.
That is, the parameter space coordinate
Thus, the intersection parameters and intersecting line information are calculated.
次に実空間座標値算出部4は、ステップ10で求めた交点を逆写像目標点とし、パラメータ空間上でこの逆写像目標点を通過する線を設定する。この逆写像目標点を通過する線は、直線、曲線いずれであってもよいが、既知の関数パラメータで表現される線である。本実施形態においては、簡単のためにu=一定の直線である場合について説明する。
すなわち、実空間座標値算出部4は、この逆写像目標点を通過する、u=一定の直線と、パラメータ空間上に写像された曲率線とのパラメータ空間上での交点の実空間座標を算出する(ステップS4)。具体的には、実空間座標値算出部4は、実空間上の曲率線が通過する実空間座標と、パラメータ空間上での曲率線の始点(v=0と曲率線の交点)から交点までの曲率線に沿った実長距離と曲率線全長との比、つまり、
(始点から交点までの距離)/(曲率線全長)
で示されるパラメータとに基づいて、交点の実空間座標を算出する。
Next, the real space coordinate
That is, the real space coordinate
(Distance from the start point to the intersection point) / (Total length of curvature line)
The real space coordinates of the intersection are calculated based on the parameters indicated by.
曲率線通過順序整列部5は、目標形状、部材形状それぞれについて、実空間座標値算出部4から入力する曲率線の通過する実空間座標と交点座標とを曲率線の通過する順序で並べ替え(ステップS5)、実長算出部6は、曲率線通過順序整列部5が並べ替えた順番に基づいて、目標形状、部材形状それぞれについて、対応する交点を特定する。そして、この対応する交点間の距離(実長)を通過点の情報に基づいて算出する。
図11は、この対応する交点間の距離の詳細な算出フローを示す。
実長算出部6は、まず目標形状、部材形状それぞれについて、特定された2つの交点に基づいて、パラメータ空間における指定パラメータ範囲を決定し、実空間座標値算出部4と同様の手法により、特定された2つの交点のパラメータ空間座標値に対応する実空間座標値を求める(ステップS20)。初回のループでは、前回の実空間上の座標値が存在しないため、ステップS21をスキップする。そして、特定された2つの交点間の距離に対して微小な、所定のパラメータ空間の刻み幅だけ、片方の指定パラメータを他方の指定パラメータに向かって進める、つまり、微小な刻み幅だけ指定パラメータに加算する(ステップS22)。
The curvature line passing
FIG. 11 shows a detailed calculation flow of the distance between the corresponding intersections.
First, the actual
ここで、加算結果が指定パラメータ範囲を超えていれば(ステップS23でNo)、特定された2つの交点間の距離(実長)が出力され、超えていなければ(ステップS23でYes)、さらにステップS20〜S22が繰り返し実行される。
すなわち、片方の指定パラメータが加算された状態で、再度、これに対応する実空間座標値が算出され(ステップS20)、前回(初回)算出した実空間上の座標値との直線距離を算出し、これを累積加算していく(ステップS21)。以上のように、指定パラメータ範囲を超えない範囲で、微小な刻み幅だけ指定パラメータを加算しては、算出した実空間上の座標値との直線距離をさらに加算し、これを繰り返し実行することで、指定パラメータ範囲外になった時点、つまり、他方の指定パラメータを越えた時点で実長が算出される。
以上により、曲率線交点間の実長が算出される。
Here, if the addition result exceeds the specified parameter range (No in step S23), the distance (actual length) between the two specified intersections is output, and if not exceeded (Yes in step S23), further Steps S20 to S22 are repeatedly executed.
That is, in a state where one of the designated parameters is added, the corresponding real space coordinate value is calculated again (step S20), and the linear distance from the previous (first) calculated real space coordinate value is calculated. These are cumulatively added (step S21). As described above, add the specified parameter by a small step within the range that does not exceed the specified parameter range, add the linear distance to the calculated coordinate value in the real space, and repeat this Thus, the actual length is calculated when the specified parameter range is exceeded, that is, when the other specified parameter is exceeded.
As described above, the actual length between the intersections of the curvature lines is calculated.
図12、図13は、タスキ掛け実長展開の過程を示すフローチャートである。
上述したように、パラメータ空間で曲率線によるメッシュを作成し、メッシュ格子辺の実長を算出すると(図12のステップS30)、基線ライン設定部7は、ガウス曲率分布解析を行い、曲率線解析結果に基づいて基線のラインを決定する(ステップS31)。
実長展開部8は、基線ライン設定部7によって決定された基線を中心に、実長算出部6が算出した交点間の距離を用いてタスキ掛け実長展開を行い、展開された実空間座標を算出する。すなわち、実長展開部8は、面のコントロールポイントとノットベクトルを読み込み(図13のステップS40)、図14に示すように基線Xを中心にして、図15に示すように長手方向に要素分割し(ステップS41)、分割された各要素に対して、4辺と対角線の長さを算出する(ステップS42)。
そして、基線Xから板幅方向に、中央のメッシュの展開が完了すると、さらに、中央から両端に向かって展開していく。
FIG. 12 and FIG. 13 are flowcharts showing a process of task length actual length expansion.
As described above, when a mesh with a curvature line is created in the parameter space and the actual length of the mesh lattice side is calculated (step S30 in FIG. 12), the
The real
Then, when the development of the central mesh is completed in the plate width direction from the base line X, the development further proceeds from the center toward both ends.
各メッシュの展開手法については、図16に示すように、まず点B点Cを固定とし、対角線ACと辺ABより交点Aを求める(ステップS43)。次に、点B点Cを固定とし、対角線DBと辺CDより交点Dを求め(ステップS44)、求めた点A点D間の長さと、パラメータから求められる点A点D間の長さを比較し長さが平均となる新たな点A点Dを算出する(ステップS45)。
なお、基準としている点B点Cは、すでに求められている下要素の上部2点を代入している。
ここで、タスキ掛けで求めた線長ADとuvパラメータで求めた線長ADは異なる。したがって、図17に示すように、誤差を少なくするためそれぞれの平均(L−L´)/2を取る座標値に修正する。ただし、Lは曲面上の実長を示し、L´はタスキ掛けにより求めた2点間の距離を示す。
以上の算出処理をまず板幅方向の要素数だけ繰り返し実行した後(ステップS46でYes)、板長手方向の要素数だけ繰り返し実行して展開処理が完了する(ステップS47でYes)。
As shown in FIG. 16, for each mesh development method, the point B point C is first fixed, and the intersection point A is obtained from the diagonal line AC and the side AB (step S43). Next, the point B is fixed, the intersection D is obtained from the diagonal line DB and the side CD (step S44), and the length between the obtained points A and D and the length between the points A and D obtained from the parameters are determined. A new point A point D having an average length is compared (step S45).
As the reference point B point C, the upper two points of the lower element that have already been obtained are substituted.
Here, the line length AD obtained by the multiplication is different from the line length AD obtained by the uv parameter. Therefore, as shown in FIG. 17, in order to reduce the error, each coordinate value is corrected to an average (L−L ′) / 2. Here, L represents the actual length on the curved surface, and L ′ represents the distance between the two points obtained by task multiplication.
The above calculation process is first repeatedly executed for the number of elements in the plate width direction (Yes in step S46), and then the number of elements in the plate longitudinal direction is repeatedly executed to complete the unfolding process (Yes in step S47).
以上説明したように、本実施形態のパラメータ実長展開装置によれば、目標形状と部材形状の実長の違いが加工変量として推定できる効果が得られる。またこの加工変量は、展開方法に近似方法を使わないので、展開誤差を含まず、高精度な製図が出力される。換言すれば、幾何学的な解法のため、高精度に展開作業が実施できるようになる。同時に形状毎に適切な展開手法を選択する必要が無くなるため、技能レス作業となり、経験の浅い作業者でも高精度に展開作業を実施できるようになる効果が得られる。 As described above, according to the parameter actual length developing device of the present embodiment, the effect that the difference between the target shape and the actual length of the member shape can be estimated as the machining variable is obtained. In addition, since this processing variable does not use an approximation method as a development method, it does not include a development error and a highly accurate drawing is output. In other words, because of the geometric solution, the development work can be performed with high accuracy. At the same time, since it is not necessary to select an appropriate deployment method for each shape, the work is skillless, and an effect that even an inexperienced worker can perform the deployment work with high accuracy can be obtained.
なお、本実施形態においては、目標形状と部材形状それぞれについて、曲率線交点間の実長を算出し、この差分を求めることでこの差分を求めることで目標形状と部材形状との対応点間距離、つまり、加工変量を算出する場合の例を示したが、本発明はこれに限られず、目標形状のu、v座標値を部材形状(パラメータ空間)に投影して、直接、実空間上の目標形状、部材形状の対応点間距離を算出するようにしてもよい。この場合、曲率線解析部2は、目標形状をuv空間上に無次元化して投影し(uv変換)、パラメータ空間座標値算出部3が、目標形状のメッシュ座標位置(u、v座標値)を求める。
そして、パラメータ空間座標値算出部3は、パラメータ空間の(目標形状)u、v座標値を部材形状のu、v座標値とする、つまり、目標形状のu、v座標値を部材形状(パラメータ空間)に投影し、実空間座標値算出部4が、部材形状のu、v座標値から実空間座標値(x、y、z)に変換する。実空間座標値算出部4算出した実空間座標値は、同様に、曲率線通過順序整列部5によって、目標形状、部材形状それぞれについて、曲率線の通過する順序で並べ替えられ、実長算出部6により目標形状、部材形状の対応点間距離が算出される。
このように構成することで、目標形状と部材形状の実長の違いが加工変量として推定できる効果が得られる。またこの加工変量は、展開方法に近似方法を使わないので、展開誤差を含まず、高精度な製図が出力される。換言すれば、幾何学的な解法のため、高精度に展開作業が実施できるようになる。同時に形状毎に適切な展開手法を選択する必要が無くなるため、技能レス作業となり、経験の浅い作業者でも高精度に展開作業を実施できるようになる効果が得られる。
In the present embodiment, for each of the target shape and the member shape, the actual length between the intersections of the curvature lines is calculated, and the distance between corresponding points between the target shape and the member shape is obtained by obtaining this difference. In other words, the example in the case of calculating the machining variable is shown, but the present invention is not limited to this, and the u and v coordinate values of the target shape are projected onto the member shape (parameter space) and directly on the real space. The distance between corresponding points of the target shape and member shape may be calculated. In this case, the curvature
Then, the parameter space coordinate
By comprising in this way, the effect that the difference of the actual length of a target shape and a member shape can be estimated as a processing variable is acquired. In addition, since this processing variable does not use an approximation method as a development method, it does not include a development error and a highly accurate drawing is output. In other words, because of the geometric solution, the development work can be performed with high accuracy. At the same time, since it is not necessary to select an appropriate deployment method for each shape, the work is skillless, and an effect that even an inexperienced worker can perform the deployment work with high accuracy can be obtained.
上述のパラメータ実長展開装置は、内部に、コンピュータシステムを有している。
そして、上述したパラメータ実長展開処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。
すなわち、パラメータ実長展開装置における、各処理手段、処理部は、CPU等の中央演算処理装置がROMやRAM等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、実現されるものである。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
The above-described parameter actual length expansion device has a computer system therein.
A series of processes related to the parameter actual length expansion process described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process is performed by the computer reading and executing this program. .
That is, each processing means and processing unit in the parameter actual length expansion device is such that a central processing unit such as a CPU reads the above program into a main storage device such as a ROM or RAM, and executes information processing / calculation processing. Is realized.
Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
1…NURBS表現設定部
2…曲率線解析部
3…パラメータ空間座標値算出部
4…実空間座標値算出部
5…曲率線通過順序整列部
6…実長算出部
7…基線ライン設定部
8…実長展開部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記写像した目標形状のパラメータ空間座標値を、前記目標形状を展開する部材形状のパラメータ空間座標値として、該部材形状のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出する実空間座標値算出手段と、
前記算出した部材形状の実空間座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する対応点間距離算出手段と
を具備することを特徴とするパラメータ実長展開装置。 A target shape mapping means for mapping a target shape in real space generated by a predetermined graphic representation to a parameter space defined by a tangent vector forming a tangent plane of the target shape;
Using the mapped parameter space coordinate value of the target shape as the parameter space coordinate value of the member shape that develops the target shape, calculating the real space coordinate value corresponding to the parameter space coordinate value of the member shape Means,
Corresponding point distance calculation means for calculating a distance between corresponding points between the target shape and the member shape based on the calculated real space coordinate value of the member shape. .
前記目標形状のパラメータ空間座標値と前記部材形状のパラメータ空間座標値との間のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出し、
該算出した実空間座標値と前記算出した部材形状の実空間座標値との間の距離を累積加算して前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載のパラメータ実長展開装置。 The corresponding point-to-point distance calculation means
Calculating a real space coordinate value corresponding to a parameter space coordinate value between the parameter space coordinate value of the target shape and the parameter space coordinate value of the member shape;
The distance between corresponding points between the target shape and the member shape is calculated by cumulatively adding the distance between the calculated real space coordinate value and the calculated real space coordinate value of the member shape. Item 3. The parameter actual length expansion device according to Item 1.
所定の図形表現により生成される実空間上の目標形状を、該目標形状の接平面を形成する接線ベクトルによって定義されるパラメータ空間に写像し、
前記写像した目標形状のパラメータ空間座標値を、前記目標形状を展開する部材形状のパラメータ空間座標値として、該部材形状のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出し、
前記算出した部材形状の実空間座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する
ことを特徴とするパラメータ実長展開方法。 Computer
A target shape in real space generated by a predetermined graphic representation is mapped to a parameter space defined by a tangent vector forming a tangent plane of the target shape;
The parameter space coordinate value of the mapped target shape is used as the parameter space coordinate value of the member shape that develops the target shape, and the real space coordinate value corresponding to the parameter space coordinate value of the member shape is calculated,
Based on the calculated real space coordinate value of the member shape, a distance between corresponding points between the target shape and the member shape is calculated.
前記目標形状のパラメータ空間座標値と前記部材形状のパラメータ空間座標値との間のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出し、
該算出した実空間座標値と前記算出した部材形状の実空間座標値との間の距離を累積加算して算出される
ことを特徴とする請求項3に記載のパラメータ実長展開方法。 The distance between corresponding points of the target shape and the member shape is
Calculating a real space coordinate value corresponding to a parameter space coordinate value between the parameter space coordinate value of the target shape and the parameter space coordinate value of the member shape;
The parameter actual length expansion method according to claim 3, wherein a distance between the calculated real space coordinate value and the calculated real space coordinate value of the member shape is cumulatively added.
前記写像した目標形状のパラメータ空間座標値を、前記目標形状を展開する部材形状のパラメータ空間座標値として、該部材形状のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出する処理と、
前記算出した部材形状の実空間座標値に基づいて、前記目標形状と前記部材形状との対応点間距離を算出する処理と
をコンピュータに実行させるためのパラメータ実長展開プログラム。 A process of mapping a target shape in real space generated by a predetermined graphic representation to a parameter space defined by a tangent vector forming a tangent plane of the target shape;
Processing the parameter space coordinate value of the mapped target shape as the parameter space coordinate value of the member shape that develops the target shape, and calculating the real space coordinate value corresponding to the parameter space coordinate value of the member shape;
A parameter actual length expansion program for causing a computer to execute a process of calculating a distance between corresponding points between the target shape and the member shape based on the calculated real space coordinate value of the member shape.
前記目標形状のパラメータ空間座標値と前記部材形状のパラメータ空間座標値との間のパラメータ空間座標値と対応する実空間座標値を算出し、
該算出した実空間座標値と前記算出した部材形状の実空間座標値との間の距離を累積加算して算出される
ことを特徴とする請求項5に記載のパラメータ実長展開プログラム。 The distance between corresponding points of the target shape and the member shape is
Calculating a real space coordinate value corresponding to a parameter space coordinate value between the parameter space coordinate value of the target shape and the parameter space coordinate value of the member shape;
6. The parameter actual length expansion program according to claim 5, wherein the parameter actual length expansion program is calculated by cumulatively adding the distance between the calculated real space coordinate value and the calculated real space coordinate value of the member shape.
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