JP2008129727A - Fitting variation prediction method for component for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の車体等を構成する部品の建て付けのバラツキを予測する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for predicting variation in building parts constituting a car body of an automobile.
一般に、コンピュータにより、例えば自動車の車体を構成する部品、例えばフロントバンパー,フロントフェンダー,ヘッドランプ,フード,リヤバンパー,フロントドア,リヤドア等の部品の図面を作成する場合に、図面完成度を向上させる目的で、建て付け成立性の検証を行なうために、各部品の図面における図面データに基づいて建て付けのバラツキ予測及び部品剛性予測を、それぞれ解析ツールを利用して実施している。この建て付けバラツキ予測は、具体的には、所謂公差解析により行なわれ、また部品剛性予測は所謂FEM解析により行なわれている。 In general, the purpose of improving the completeness of drawings when a computer is used to create drawings of parts constituting the body of an automobile, such as front bumpers, front fenders, headlamps, hoods, rear bumpers, front doors, rear doors, etc. Therefore, in order to verify the feasibility of building, building variation prediction and part rigidity prediction are performed using analysis tools based on the drawing data in the drawings of each part. Specifically, the built-in variation prediction is performed by so-called tolerance analysis, and the part rigidity prediction is performed by so-called FEM analysis.
ここで、上述した公差解析においては、図8に示すように、各部品の図面データAに基づいて、剛体に関する公差解析Bにより公差の分布に応じて寸法にバラツキを有する多数の部品を仮想的に生成して、これらを組み合わせる手法、所謂モンテカルロ法に基づいて、三次元空間における建て付けのバラツキCを予測する。 Here, in the above-described tolerance analysis, as shown in FIG. 8, based on the drawing data A of each part, a large number of parts having variations in dimensions according to the distribution of the tolerance are virtually obtained by the tolerance analysis B regarding the rigid body. Based on a so-called Monte Carlo method, which is generated by combining the two, a built-in variation C in a three-dimensional space is predicted.
さらに、この公差解析においては、建て付けのバラツキに影響を与えるような因子の寄与度を算出することによって、最適構造への絞り込みを行なう。この場合、剛体部品同士の組み合わせであることから、建て付けバラツキに個々の部品の変形が大きく寄与する場合には、予測精度が低下することになる。 Further, in this tolerance analysis, the optimum structure is narrowed down by calculating the contribution of factors that affect the variation in building. In this case, since it is a combination of rigid parts, when the deformation of individual parts greatly contributes to the build-up variation, the prediction accuracy is lowered.
一方、FEM解析においては、同様に図8に示すように、各部品の図面データAに基づいて、弾性体に関するFEM解析Dにより有限要素解析モデルを作成して、外力による変形、即ち部品剛性Eを予測する。 On the other hand, in the FEM analysis, as shown in FIG. 8, similarly, based on the drawing data A of each part, a finite element analysis model is created by FEM analysis D related to the elastic body, and deformation due to external force, that is, part rigidity E Predict.
しかしながら、このような公差解析Bによる建て付けバラツキ予測Cにおいては、建て付けバラツキに個々の部品の変形が大きく寄与するような場合には、公差解析による建て付けバラツキ予測Cが個々の部品の変形を考慮していないことから、建て付けバラツキ予測Cの精度が低下してしまうことになる。 However, in the build variation prediction C based on the tolerance analysis B, when the deformation of individual parts greatly contributes to the build variation, the build variation prediction C based on the tolerance analysis is used to determine the deformation of the individual components. Therefore, the accuracy of the built-in variation prediction C is reduced.
また、FEM解析による部品剛性予測Eにおいては、各部品のデータは、バラツキのない所謂正寸部品のデータであることから、個々の部品の寸法バラツキを考慮していないので、正寸部品に対する部品剛性予測に限定されることになってしまう。 Further, in the part rigidity prediction E by FEM analysis, since the data of each part is data of a so-called exact part with no variation, the dimension variation of each part is not taken into consideration. It will be limited to rigidity prediction.
このようにして、従来は部品の剛性を考慮した建て付けバラツキ予測を行なう手法がないことから、公差解析Bによる建て付けバラツキ予測C及びFEM解析Dによる部品剛性予測Eを並行してそれぞれ独立的に実施している。
しかしながら、上述したように、個々の部品の変形や寸法バラツキを考慮した建て付けバラツキ予測や部品剛性予測を行なうことができないため、例えばバラツキを持った部品同士の組み付けにより変形が生じた場合の建て付けバラツキ予測を行なうことができず、高精度の建て付け成立性の検証を行なうことができなかった。
As described above, since there is no conventional method for predicting the build variation considering the rigidity of the component, the build variation prediction C based on the tolerance analysis B and the component stiffness prediction E based on the FEM analysis D are independently performed in parallel. Have been implemented.
However, as described above, because it is impossible to predict building variation and component rigidity in consideration of deformation and dimensional variation of individual parts, for example, when a deformation occurs due to assembly of parts having variation. Attached variation prediction could not be performed, and high-precision building feasibility could not be verified.
本発明は、以上の点にかんがみ、高精度の建て付け成立性の検証を行なうことができるように、部品剛性を考慮した自動車用部品の建て付けバラツキ予測方法を提供することを目的としている。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a method for predicting the variation in building parts for automobiles in consideration of the rigidity of parts so that the building feasibility can be verified with high accuracy.
上記目的を達成するために、本発明の自動車用部品の建て付けのバラツキ予測方法は、各部品の図面データに基づいて公差解析によって各部品のバラツキ値を取得する第一の段階と、第一の段階によって得られた各部品のバラツキ値を部品データとして、バラツキを持った各部品の有限要素解析モデルを作成し、これらの有限要素解析モデルを相互に組み付けるようにFEM解析を行い、FEM解析によって変形(剛性)を考慮したバラツキ値を取得する第二の段階と、を含むことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a method for predicting a variation in building an automotive part according to the present invention includes a first stage of obtaining a variation value of each part by tolerance analysis based on drawing data of each part, Using the variation value of each part obtained in the above step as part data, create a finite element analysis model of each part with dispersion, perform FEM analysis so that these finite element analysis models are assembled with each other, and perform FEM analysis And a second stage of obtaining a variation value in consideration of deformation (rigidity).
上記構成によれば、FEM解析により作成された有限要素解析モデルが、公差解析により取得された各部品のバラツキ値に基づいて作成される。
従って、このようなバラツキを含んだ有限要素解析モデルに基づいて組み付け解析を行なうことにより、部品同士の組み付けの際に部品に変形が生じたとしても、各部品のこのような変形、そして部品剛性を考慮した建て付けバラツキを予測することができる。
According to the above configuration, the finite element analysis model created by the FEM analysis is created based on the variation value of each part acquired by the tolerance analysis.
Therefore, by performing assembly analysis based on a finite element analysis model that includes such variations, even if the components are deformed during the assembly of components, such deformation of each component and component rigidity Can be predicted.
このようにして、本発明によれば、寸法バラツキを持った部品同士を組み付ける場合でも、組み付けによる各部品の変形を予測して、建て付けバラツキの予測を行なうことができるので、正確な建て付けバラツキの予測が可能になる。 In this way, according to the present invention, even when parts having dimensional variations are assembled, it is possible to predict the variation of each part by assembling and predict the installation variation, so that accurate installation is possible. Variations can be predicted.
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明による自動車用部品の建て付けバラツキ予測方法の一実施形態を実施するための建て付けバラツキ予測装置の構成を示している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a built-in variation prediction apparatus for carrying out an embodiment of a method for predicting built-in variation of automotive parts according to the present invention.
図1において、建て付けバラツキ予測装置10は、制御部11と記憶部12と表示部13とから構成されている。
制御部11は、例えばパーソナルコンピュータから構成されており、インストールされたプログラムを稼動させることにより、自動車用部品の設計図面を作成し、さらに後述する建て付けバラツキ予測のために必要な公差解析,FEM解析等の処理動作を行なう。
In FIG. 1, the built-in
The
記憶部12は、ハードディスクドライブ等から構成されており、制御部11から各種データやプログラムが読み書き可能に登録される。さらに、記憶部12は、自動車用部品の設計に必要な諸データや、各部品の作成済みや作成途中の図面データそして解析結果が登録される。
The
表示部13は、例えば液晶ディスプレイ装置であって、制御部11によって制御されることで、作成する各部品に関する図面データや、解析結果等が画面表示されるようになっていると共に、図示しない入力部による入力時に、入力操作に必要な各種情報が画面表示される。
The
そして、建て付けバラツキ予測装置10は、プログラムの動作により、図2のフローチャートに従って、自動車用部品の建て付けのバラツキ予測を行ない、その解析結果を表示部13に表示する。
Then, the built-in
即ち、図2にて、まずステップS1において、制御部11は、建て付けバラツキの予測を行なおうとする複数個の部品に関して、各部品の図面データ12aを記憶部12から読み出す。
That is, in FIG. 2, first, in step S <b> 1, the
次に、ステップS2において、制御部11は、読み出した部品の図面データ12aに基づいて公差解析を実施することにより、正寸データに対する図面データ上の部品の評価ポイントのバラツキを評価し、図3に示すような評価ポイントにおけるバラツキのグラフを得て、評価ポイントにおけるバラツキ値12bとして記憶部12に登録する。このバラツキ値12bは、評価ポイントにおけるバラツキが最大になる、即ち、図3のグラフにおいて評価ポイントのバラツキの上下限における、各部品の管理部位のバラツキ値である。
Next, in step S2, the
具体的には、制御部11は、図4に示すように、各部品に関するボディ精度(L,W,H)、即ち、第一の部品P1のボディ精度(L1,W1,H1),第二の部品P2のボディ精度(L2,W2,H2),第三の部品P3のボディ精度(L3,W3,H3),第四の部品P4のボディ精度(L4,W4,H4)について、それぞれバラツキ値を取得する。例えば、部品P4であれば図中の☆(白星)印が評価ポイントであり、この評価ポイントにおけるバラツキが最大になる場合の各部品のバラツキ値、具体的には図に○(白丸)印で示す接合ポイントである各部品の管理部位のバラツキ値を取得する。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
続いて、ステップS3において、制御部11は、ステップS2で取得した各部品のバラツキ値12bを部品データとして、FEM解析を実施する。具体的には、制御部11は、公差解析によって得られた各部品のバラツキ値を部品データとしてバラツキを持った有限要素解析モデルを各部品毎に作成し、これらの有限要素解析モデルを相互に組み付けるようにFEM解析を行う。即ち、FEM解析によって、所謂組み付け解析を実行する。そして、FEM解析を行うことで、有限要素解析モデルが部品の寸法バラツキを含んでいるので、図5に示すように、例えば部品P4には、寸法バラツキを持った部品同士の組み付けにより変形が生じる。
Subsequently, in step S3, the
そして、制御部11は、FEM解析を行って各部品を相互に組み付け、評価ポイントの正寸データとのズレ量を取得する。これを評価ポイントのバラツキ値とし、図6に示す評価ポイントのバラツキのグラフを得る。これにより、寸法バラツキを持った部品同士の組み付けの際に、各部品に組み付けによって変形が生じたときでも、建て付けバラツキの予測を行なうことができる。なお、図3のグラフで示す公差解析による評価ポイントのバラツキはその範囲が広いが、これに比べて、図6のグラフで示すFEM解析による評価ポイントのバラツキはその範囲が狭い。
Then, the
その後、制御部11は、ステップS4にて、予測結果、即ち建て付けバラツキ予測の解析結果を記憶部12に登録すると共に、表示部13に画面表示する。
以上で、自動車用部品の建て付けバラツキ予測の作業が完了する。
Thereafter, in step S4, the
This completes the work of predicting the variation in building parts for automobiles.
この場合、図7に示すように、制御部11により、部品の図面における図面データ21に基づいて、公差解析22とFEM解析23が互いに連携しながら実施される。これにより、従来のような正寸部品による変形予測ではなく、部品の寸法バラツキを考慮した建て付けバラツキ予測24が行なわれることになるので、より正確な建て付け成立性の検証が可能になる。
In this case, as shown in FIG. 7, the
本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。例えば、本発明は、各部品の組み付けによって自動車の車体を構成する部品、例えばフロントバンパー,フロントフェンダー,ヘッドランプ,フード,リヤバンパー,フロントドア,リヤドア等の部品について図面の完成度を検証する場合にも利用可能であることは明白である。 The present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention. For example, the present invention is used when verifying the completeness of drawings for parts constituting an automobile body by assembling each part, for example, parts such as a front bumper, a front fender, a headlamp, a hood, a rear bumper, a front door, and a rear door. It is clear that can also be used.
10 建て付けバラツキ予測装置
11 制御部
12 記憶部
13 表示部
10 Built-in
Claims (2)
第一の段階によって得られた各部品のバラツキ値を部品データとして、バラツキを持った各部品の有限要素解析モデルを作成し、これらの有限要素解析モデルを相互に組み付けるようにFEM解析を行い、FEM解析によって変形を考慮したバラツキ値を取得する第二の段階と、
を含んでいることを特徴とする、自動車用部品の建て付けバラツキ予測方法。 A first stage of obtaining a variation value of each part by tolerance analysis based on the drawing data of each part;
Using the variation value of each part obtained in the first stage as part data, create a finite element analysis model of each part with variation, perform FEM analysis so that these finite element analysis models are assembled together, A second stage of obtaining a variation value considering deformation by FEM analysis;
A method for predicting the variation in the installation of automotive parts, characterized by comprising:
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