JP2010211680A - Method of correcting model data - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基準となるモデルデータに基づいて作成された金型や実モデルを修正し、さらに測定器によって測定することにより3次元測定データを得た後、コンピュータにより、3次元測定データで示される第1面に対して、モデルデータで示される第2面に近接配置させて対比するモデルデータの修正方法に関する。 The present invention corrects a die or an actual model created based on reference model data, and further obtains three-dimensional measurement data by measuring with a measuring instrument, and then displays the three-dimensional measurement data by a computer. The present invention relates to a method for correcting model data that is compared with a first surface that is arranged close to a second surface indicated by model data.
従来、プレス成型用の金型を製作する際には、成形品の形状データからCAD等を用いて金型の設計を行い、金型データを作製している。得られた金型データに基づいて金型を加工するNCプログラムを作成し、NC工作機械を用いて第1段階としての金型を加工している。この段階の金型は、必ずしも所望の製品を形成することができるとは限らず、実際に試用して得られた成形品に基づいて検証を行い、金型を修正することが一般的に行われている。 Conventionally, when manufacturing a mold for press molding, a mold is designed by using CAD or the like from shape data of a molded product, and mold data is generated. An NC program for machining a die is created based on the obtained die data, and the die as the first stage is machined using an NC machine tool. The mold at this stage does not necessarily produce a desired product, and verification based on a molded product actually obtained through trial use is generally performed to correct the mold. It has been broken.
自動車のような複雑形状のプレス金型成形では、試作品や成形シミュレーションからは分からない上型と下型のかみ合いのクリアランスが発生したり、試作品にしわや亀裂などが発生することがある。そのため、金型を修正した後に再度試作を行うという繰り返しのプロセスを行う必要がある。 In press-molding of complex shapes such as automobiles, clearance between the upper die and lower die, which cannot be understood from the prototype or molding simulation, may occur, and the prototype may be wrinkled or cracked. Therefore, it is necessary to perform a repeated process of making a prototype again after correcting the mold.
最終的に得られた金型、つまり一番型は1つだけであるが、自動車の片側のドア金型を作製した後、他方のドアが同形状である場合や、複数の生産現場で同一製品を製造する場合には一番型と同じ(又は対称な)1つ以上の二番型を設けるとよい。 The final mold, that is, the first mold is only one, but after making the door mold on one side of the car, the other door has the same shape or the same at multiple production sites When manufacturing a product, it is advisable to provide one or more second molds that are the same (or symmetrical) as the first mold.
2番型を作製するための時間を短縮するために、修正後の金型の形状を3次元測定し、得られた3次元測定データを金型モデルデータに反映させることが考えられる。本出願人は、このように3次元計測データを金型モデルデータに反映させる手段を特許文献1において提案している。すなわち、金型3次元測定データで示される面を金型モデルデータで示される面に近接配置させて、その間で複数対の対応点の距離の絶対値を算出し、該距離の絶対値に基づいて金型モデルデータを修正する。この方法によれば、滑らかな面のCADデータが得られるとともに、面相互間の対応点がねじれ関係になることを防止できて好適である。
In order to shorten the time required for manufacturing the second mold, it is conceivable to measure the shape of the mold after correction three-dimensionally and reflect the obtained three-dimensional measurement data in the mold model data. The present applicant has proposed a means for reflecting the three-dimensional measurement data in the mold model data in
特許文献1記載の方法では、金型3次元測定データで示される面における複数のポリゴンの基準点と、それに対応する金型モデルデータで示される面における対応点とを規定している。
In the method described in
一方、車両の外観デザイン時においても、いずれかの段階でモデルデータを用意しておき、該モデルデータに基づいて作成したクレーモデル(いわゆるモックアップ)をデザイナーが何度か修正することがある。このような場合にも、修正されたクレーモデルをモデルデータに反映させたいという要望がある。 On the other hand, even when designing the appearance of a vehicle, a designer may prepare model data at any stage and the clay model (so-called mock-up) created based on the model data may be modified several times. Even in such a case, there is a desire to reflect the corrected clay model in the model data.
特許文献1記載の方法では、金型3次元測定データで示される面における基準点と、金型モデルデータの面における対応点とを規定するために金型3次元測定データの面の基準点に対して法線を設定している。金型3次元測定データは現物の一番型を計測して得られたものであることから微小な加工痕や計測器による計測誤差等の影響によりやや粗い面となっている。従って、基準点からそのまま法線を設定するのではなく、一旦、所定のスムージング処理(リラクゼーションスムージング処理等)を行った後に法線を設定することが望ましい。ところが、このようなスムージング処理は煩雑であり処理時間がかかる。
In the method described in
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、人手によって修正された現物の金型や実モデルを測定して得られた測定データに基づいて、修正前の現物に対応して当初得られていたモデルデータを測定データに適合するように簡便かつ効率的に修正することのできるモデルデータの修正方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and based on the measurement data obtained by measuring the actual mold and the actual model corrected manually, it corresponds to the actual product before correction. It is an object of the present invention to provide a model data correction method capable of easily and efficiently correcting model data obtained at the beginning so as to conform to measurement data.
本発明に係るモデルデータの修正方法は、基準となるモデルデータに基づいて製作された金型を修正し、修正された金型を測定器によって測定することにより金型3次元測定データを得た後、コンピュータにより、前記金型3次元測定データと前記モデルデータとを近接配置し、前記モデルデータで示される第1面を、前記金型3次元測定データで示される第2面に投影させる投影工程を有し、前記投影工程は、前記第1面において設定された複数の基準点を基点として、法線又はその周辺部を含んで求められる平均法線をそれぞれ求める第1工程と、前記法線又は前記平均法線と前記第2面との交点をそれぞれ求める第2工程と、複数の前記基準点をそれぞれ前記法線又は前記平均法線に沿って、前記交点までの所定割合位置まで移動させて移動修正面を得る第3工程とを有することを特徴とする。 The model data correction method according to the present invention corrects a mold manufactured based on model data serving as a reference, and measures the corrected mold with a measuring instrument to obtain mold three-dimensional measurement data. Then, the computer projects the mold three-dimensional measurement data and the model data close to each other, and projects the first surface indicated by the model data onto the second surface indicated by the mold three-dimensional measurement data. And the projecting step includes a first step of obtaining an average normal obtained by including a normal or a peripheral portion thereof from a plurality of reference points set on the first surface as base points, and the method A second step for obtaining an intersection between the line or the average normal line and the second surface, and moving the plurality of reference points along the normal line or the average normal line to a predetermined percentage position up to the intersection point, respectively. Let And having a third step of obtaining a movement balancing plane.
また、本発明は、基準となるモデルデータに基づいて製作された実モデルを修正し、修正された実モデルを測定器によって測定することにより実モデル3次元測定データを得た後、コンピュータにより、前記実モデル測定データと前記モデルデータとを近接配置し、前記モデルデータで示される第1面を、前記実モデル計測データで示される第2面に投影させる投影工程を有し、前記投影工程は、前記第1面において設定された複数の基準点を基点として、法線又はその周辺部を含んで求められる平均法線をそれぞれ求める第1工程と、前記法線又は前記平均法線と前記第2面との交点をそれぞれ求める第2工程と、複数の前記基準点をそれぞれ前記法線又は前記平均法線に沿って、前記交点までの所定割合位置まで移動させて移動修正面を得る第3工程とを有することを特徴とする。 Further, the present invention corrects the actual model produced based on the model data serving as a reference, obtains the actual model three-dimensional measurement data by measuring the corrected actual model with a measuring instrument, and then uses a computer. A projecting step of arranging the actual model measurement data and the model data close to each other, and projecting a first surface indicated by the model data onto a second surface indicated by the actual model measurement data; A first step for obtaining an average normal obtained from a plurality of reference points set in the first surface as a base point and including a normal or a peripheral portion thereof, and the normal or the average normal and the first A second step of obtaining intersections with the two surfaces, respectively, and moving the plurality of reference points along the normal line or the average normal line to a predetermined ratio position to the intersection point, thereby moving the movement correction surface. And having a third step that.
このように、第1面において設定された複数の基準点から法線又は平均法線を設け、基準点を法線に沿って移動する投影工程によれば、金型3次元計測データ面及びモデルデータのいずれとも特別なスムージング処理が不要である。従って、モデルデータを測定データに適合するように簡便かつ効率的に修正することができる。ここで、所定割合とは100%を含む意味である。 Thus, according to the projection process in which a normal line or an average normal line is provided from a plurality of reference points set on the first surface and the reference point is moved along the normal line, the mold three-dimensional measurement data surface and the model No special smoothing is required for any of the data. Therefore, it is possible to easily and efficiently correct the model data so as to match the measurement data. Here, the predetermined ratio means including 100%.
前記移動修正面を第1面として更新し、前記第1工程から前記第3工程を複数回繰り返して実行してもよい。 The movement correction surface may be updated as the first surface, and the first to third steps may be repeated a plurality of times.
前記基準点は第1面を構成するポリゴンの頂点であり、前記平均法線ベクトルは、前記基準点を含んで該基準点まわりの所定範囲内におけるポリゴンの頂点における法線を加重平均したベクトルであってもよい。 The reference point is a vertex of a polygon constituting the first surface, and the average normal vector is a vector obtained by weighted averaging of normals at the vertexes of the polygon within a predetermined range around the reference point including the reference point. There may be.
前記投影工程の後、最終的に形成された前記移動修正面を所定の精度条件に合うように、擬似曲面に基づいてメッシュを作成する適正化工程を有してもよい。 After the projecting step, there may be an optimization step of creating a mesh based on the pseudo curved surface so that the finally formed movement correction surface meets a predetermined accuracy condition.
本発明に係るモデルデータの修正方法によれば、修正前の現物に対応して当初得られていたモデルデータを測定データに適合するように簡便かつ効率的に修正することができる。 According to the method for correcting model data according to the present invention, it is possible to easily and efficiently correct the model data originally obtained corresponding to the actual product before correction so as to match the measurement data.
以下、本発明に係るモデルデータの修正方法について実施の形態を挙げ、添付の図1〜図12を参照しながら説明する。 Hereinafter, a model data correction method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
先ず、図1のステップS1において、得ようとする成形品の設計を行い、成形品モデルのデータを作製する。 First, in step S1 of FIG. 1, the molded product to be obtained is designed, and data of the molded product model is created.
ステップS2において、成形品モデルのデータに基づいて、CADにより金型モデルデータのデータを作製する。 In step S2, mold model data data is created by CAD based on the molded product model data.
ステップS3において、金型モデルデータのデータに基づいて、NC加工機用のNCデータを作製する。 In step S3, NC data for the NC processing machine is created based on the data of the mold model data.
ステップS4において、得られたNCデータを用い、NC加工機により金型を成形する。 In step S4, using the obtained NC data, a mold is formed by an NC processing machine.
ステップS5において、成形された金型を用いてプレス加工を行い、試作品としての成形品を得る。 In step S5, press molding is performed using the molded mold to obtain a molded product as a prototype.
ステップS6において、試作品及び金型プレス面等を観察、検討し、手作業により金型の修正を行う。この際、試作品については皺や割れ、寸法誤差の有無等を観察、検討し、金型については、プレス表面の状態等を勘案し、総合的に判断して金型の修正を行う。これらのステップS5及びS6は複数回繰り返して行ってもよい。 In step S6, the prototype and the die press surface are observed and examined, and the die is corrected manually. At this time, the prototype is observed and examined for wrinkles and cracks, dimensional errors, etc., and the mold is corrected by comprehensively considering the condition of the surface of the press. These steps S5 and S6 may be repeated a plurality of times.
ステップS7において、修正された金型を計測器(3次元デジタイザ等)で形状を3次元的に測定し、点群から構成される3次元測定データを得る。この計測器は接触式でも非接触式でもよい。 In step S7, the corrected mold is measured three-dimensionally with a measuring instrument (such as a three-dimensional digitizer) to obtain three-dimensional measurement data composed of point groups. This measuring instrument may be a contact type or a non-contact type.
ステップS8において、3次元測定データの点群をコンピュータを用いた所定の手段によって、多数のポリゴンに設定する。これらのポリゴンは、測定された金型の表面形状を示すことになる。ポリゴンは主として三角形の平面で表される。 In step S8, the point group of the three-dimensional measurement data is set to a large number of polygons by a predetermined means using a computer. These polygons indicate the measured mold surface shape. The polygon is mainly represented by a triangular plane.
また、コンピュータにより、ポリゴン化された3次元測定データと、金型モデルデータとを対比し、図2に示すように、金型3次元測定データに基づくポリゴンで示される計測データ面(第2面)10を金型モデルデータで示されるモデル面(第1面)16に十分に近接配置させる。この近接配置させる処理では、例えば、計測データ面とモデル面との距離の平均がほぼ最小となるように全面にわたって十分に接近させるとよい。計測データ面とモデル面とは一部交差していてもよい。この近接配置をすることにより、金型における修正のない箇所は、面同士が実質的に面接触することになる。 Further, the computer compares the polygonalized three-dimensional measurement data with the mold model data, and, as shown in FIG. 2, a measurement data surface (second surface) indicated by a polygon based on the mold three-dimensional measurement data. ) 10 is arranged sufficiently close to the model surface (first surface) 16 indicated by the mold model data. In this close placement processing, for example, it is preferable that the entire surface is sufficiently approached so that the average of the distance between the measurement data surface and the model surface is substantially minimized. The measurement data surface and the model surface may partially intersect. By making this close arrangement, the surfaces of the mold that are not corrected are substantially in surface contact with each other.
図2に示すように、計測データ面10は多数の測定点18を頂点とするポリゴン22の集合体である。計測データ面10は現物の一番型を計測して得られたものであることから微小な加工痕や計測器による計測誤差等の影響によりやや粗い面となっている。
As shown in FIG. 2, the
モデル面16も多数のポリゴン22から構成されている。図2及びこれに相当する以降の図では、面状の計測データ面10及びモデル面16を模式的に線状に示す。
The
ステップS9において、計測データ面とモデル面との距離を複数の修正箇所で判断する。 In step S9, the distance between the measurement data surface and the model surface is determined at a plurality of correction points.
ステップS10において、複数の基準箇所における計測データ面とモデル面との差分を判断し、修正をすべき範囲の切り取り処理を行う。この修正すべき範囲は、コンピュータにより自動的に行われる。 In step S10, the difference between the measurement data plane and the model plane at a plurality of reference points is determined, and a range to be corrected is cut out. This range to be corrected is automatically performed by the computer.
ステップS11において、積層変形処理を行う。積層変形処理については後述する。 In step S11, a stacking deformation process is performed. The lamination deformation process will be described later.
ステップS12において、得られた金型3次元測定データの各測定点から金型モデルまでの距離の絶対値、つまり差分のデータに基づいて、金型モデルを変形し金型修正モデルを作製する。この処理は差分のデータに基づいて金型モデルデータを変形することから、元データの隣接情報や曲線を引き継いだモデルデータが作られるため、仮に測定点に欠落した箇所が存在しても、周りの形状に相応したモデルデータの復元、修復を容易に行うことができる。 In step S12, based on the absolute value of the distance from each measurement point of the obtained mold three-dimensional measurement data to the mold model, that is, the difference data, the mold model is deformed to produce a mold correction model. Because this process transforms the mold model data based on the difference data, model data is created that inherits the adjacent information and curves of the original data, so even if there are missing points at the measurement points, It is possible to easily restore and restore model data corresponding to the shape of the model.
このようにして得られた金型修正モデルは、少なくとも一度実際に試作を行って得られた試作品に基づいて、ステップS6で修正を行った金型の形状の情報が相当に反映されているものであることから、リピート型を作製する際に修正に要する工数が大幅に抑制されることになる。すなわち、金型修正モデルに基づいてNCデータが作製され、該NCデータによりNC工作機で作製されたリピート型は、ステップS6で行った修正が反映されているものであることから、ほとんど修正をすることがなく、高精度の成形品を成形することができる。 The mold correction model obtained in this way considerably reflects information on the shape of the mold corrected in step S6 based on a prototype obtained by actually making a prototype at least once. Therefore, the number of man-hours required for correction when manufacturing a repeat mold is greatly reduced. That is, NC data is created based on the mold correction model, and the repeat type created by the NC machine tool based on the NC data reflects the correction made in step S6. Therefore, a highly accurate molded product can be formed.
次に、前記のステップS11における積層変形処理について説明する。なお、この処理は、当初の計測データ面10に対して3層の中間段階の面が積層し変形しながら設定されることから積層変形処理と呼んでいる。
Next, the lamination deformation process in step S11 will be described. This process is called a lamination deformation process because three intermediate layers are set on the original
先ず、図3のステップS101において、モデル面16における積層変形の基準点を設定する。ここでは、図2に示すようにポリゴン22の頂点24を基準点とする。
First, in step S101 of FIG. 3, a reference point for stacking deformation on the
ステップS102において、モデル面16の各頂点24から、計測データ面10に対する法線ベクトルの線26をそれぞれ設定する。つまり、法線ベクトルの線26と周囲の各モデル面16とのなす角度δが等しくなるように該法線ベクトルの線26を設定する。
In step S102, a
頂点24は3以上のポリゴン22の頂点であることから、法線ベクトルの線26は隣接する各ポリゴン22に対する角度が可及的に等しくなるように設定すればよい。
Since the
また、さらに精度を上げるためには、周辺の所定の領域の加重平均によってベクトルの線26を求めてもよい。
Further, in order to further improve the accuracy, the
すなわち、図5に示すように、基準となる点28aに対して1ボールノードの点28b及び2ボールノードの点28cを抽出する。1ボールノードは、点28aに対して1本の線で結ばれる点であり、図5では黒丸で示される。2ボールノードは、2本以内の線で結ばれる点であり、図5では白丸で示される。図5に示す例では、1ボールノードの点28bは8点であり、2ボールノードの点28cは11点である。従って、2ボールノード以内の点は19点である。
That is, as shown in FIG. 5, a
2ボールノード以内の各点について番号j(j=1〜19)を付与して対応する点ベクトル34を点njとして識別可能にするとともに、各点njの点28aからの直線距離djを求める。
Thereby allowing the identification of the corresponding point vector 34 as a point n j and numbered j (j = 1~19) for each point within two ball node, linear distance d j from the
次の(1)式に基づいて、2ボールノード以内の点のベクトルnjを距離djに応じて重み付けし、加重平均することにより点代表ベクトルn’jを求める。 Based on the following equation (1), a point vector n ′ j is obtained by weighting the vector n j of points within 2 ball nodes according to the distance d j and performing weighted averaging.
ここで、パラメータmは、2ボールノード以内の点の総数であり、図5の例ではm=19である。また、距離diを引数とする関数fは、図6に表される重み付け関数である。関数fは、距離diの絶対値が閾値dMax以下であるときは、関数gによって規定され、絶対値が閾値dMaxを超えるときには0となる。関数gは、略正規分布を示す0≦g≦1の範囲の関数であり、|dj|=dMaxのときにはg=0、dj=0のときにはg=1と規定されている。図6で、距離diのプラスの範囲とマイナスの範囲は、対象となる面の表側と裏側を区別して表すものである。 Here, the parameter m is the total number of points within 2 ball nodes, and m = 19 in the example of FIG. The function f to the distance d i and the argument is the weighting function represented in Figure 6. The function f, when the absolute value of the distance d i is equal to or smaller than the threshold d Max is defined by the function g, 0 and becomes when the absolute value exceeds the threshold value d Max. The function g is a function in a range of 0 ≦ g ≦ 1 indicating a substantially normal distribution, and is defined as g = 0 when | d j | = d Max and g = 1 when d j = 0. In FIG. 6, the positive range and the negative range of the distance d i represent the front side and the back side of the target surface separately.
このような(1)式によって得られる点代表ベクトルn’は、3ボールノード以上の点や、距離djが大きすぎる点に対応したベクトルは除去され、2ボールノード以内であっても、距離djに応じて重み付けされて平均される。従って、近距離のベクトルほど影響が大きくなり、周辺の形状を適切に示した点代表ベクトルn’が得られる。 In the point representative vector n ′ obtained by the equation (1), a vector corresponding to a point of 3 ball nodes or more, or a point corresponding to a point where the distance d j is too large is removed. Weighted according to d j and averaged. Therefore, the influence of the short-distance vector increases, and a point representative vector n ′ that appropriately indicates the peripheral shape is obtained.
次に、ステップS103において、線26と計測データ面10との各交点である第1回交点38を求め、頂点24から第1回交点38までの距離を求める。
Next, in step S103, a
ステップS104において、頂点24と第1回交点38との間を、例えば4等分し、頂点24から最も近い第1回分割点40を求める。換言すれば、第1回分割点40は、測定点18と第1回交点38との間を1:3の割合で分割して得られる分割点である。この分割回数は1回以上であればよい(すなわち、分割点の分割割合を100%にしてもよい。)。
In step S104, the
ステップS105において、当初の測定点18に基づくポリゴンの接続関係を維持しながら、図7に示すように、対応する各第1回分割点40に対してもポリゴンを設定し第1層面(移動修正面)42を形成する。すなわち、複数の頂点24をそれぞれ線26に沿って、第1回交点38までの所定割合位置である第回1分割点40まで移動させて移動修正面を得る。
In step S105, while maintaining the polygon connection relation based on the
ステップS101〜S105においては、計測データ面10及びモデル面16とも、スムージング処理は特に必要なく、当初のポリゴン面のまま適用が可能であり高速処理が可能である。
In steps S101 to S105, the smoothing process is not particularly necessary for the
ステップS106において、図7に示すように、各第1回分割点40から計測データ面10に対して加重平均法線である線44をそれぞれ設定する。これは、前記のステップS101と同様の処理であり、移動修正面として得られた第1層面42を当初のモデル面16として更新することと等価である。
In step S106, as shown in FIG. 7, a
ステップS107において、線44とモデル面16との交点である第2回交点46を求め、第1回分割点40から第2回交点46までの距離を求める。これは、前記のステップS102と同様の処理である。
In step S107, the
ステップS108において、第1回分割点40と第2回交点46との間を3等分し、第1回分割点40から最も近い第2回分割点48を求める。換言すれば、第2回分割点48は、第1回分割点40と第2回交点46との間を1:2の割合で分割して得られる分割点である。
In step S <b> 108, the
ステップS109において、当初の測定点18に基づくポリゴンの接続関係を維持しながら、得られた第2回分割点48に対してポリゴンを設定し第2層面49を形成する。
In step S109, while maintaining the polygon connection relation based on the
この後、図4に示すように、同様にして、第2回分割点48からポリゴンの法線ベクトルを設定し(ステップS110)、第3回交点を求め(ステップS111)、第2回分割点48と第3回交点との間を2等分し、第3回分割点を求め(ステップS112)、第3回分割点に対してポリゴンを設定し第3層面56(図9参照)を形成する(ステップS113)。 Thereafter, as shown in FIG. 4, in the same manner, a normal vector of the polygon is set from the second division point 48 (step S110), the third intersection point is obtained (step S111), and the second division point is obtained. 48 and the third intersection point are divided into two equal parts, a third division point is obtained (step S112), a polygon is set for the third division point, and a third layer surface 56 (see FIG. 9) is formed. (Step S113).
さらに、第3回分割点からポリゴンの法線ベクトルを設定し(ステップS114)、法線ベクトルと計測データ面10との交点である対応点50(図8参照)を求め(ステップS115)、対応点50に対してポリゴンを設定し上層面58を設定する(ステップS116)。
Further, a normal vector of the polygon is set from the third division point (step S114), and a corresponding point 50 (see FIG. 8) that is an intersection of the normal vector and the
ここまでの処理を図8及び図9にまとめて示す。当初のモデル面16が4段階を経て計測データ面10に投影されていることが理解されよう。このような積層変換処理では、当初の法線である線26に沿って一度に投影を行うのではなく、所定割合毎に移動修正面を設けて段階的な投影を行っている。従って、計測データ面10及びモデル面16において曲率の大きい箇所において複数の線26が交差してしまうような場合であっても、当初のモデル面16における複数のポリゴン22同士の位置関係がそのまま維持されて計測データ面10に投影される。
The processes so far are collectively shown in FIGS. It will be understood that the
仮に、積層変形処理を行わない場合、図10に示すように、計測データ面10又はモデル面16の曲率半径が小さい部分では、測定点18から計測データ面10に対して面直線52を設定しても、得られる対応点54と測定点18との関係にねじれが生じることがあり、金型修正モデルを精度良く設定することができない。これに対して、本実施の形態では積層変形処理により、係る不都合がなく、計測データ面10における複数の測定点18の相互の位置関係が略維持されながら計測データ面10に対応点50が設定されることになり、適切な対応関係が得られる。
If the lamination deformation process is not performed, a surface
次いで、ステップS117において、図11に示すように、最終的に形成された上層面58を所定の精度条件に合うように適正化する(例えば、規定値MTに応じてトレランスtrを小さくする)。この適正化処理は、精度条件に合わない箇所について適度に滑らかな擬似曲面59を設定し、該擬似曲面59に基づいて適切なピッチを再計算した上でメッシュを再構成する適正化処理を行うとよい。さらに得られたメッシュによる面は測定データに再投影するとよい。このように適正化されて精度保障されたデータは、金型加工のCAMデータとして利用することができる。
Next, in step S117, as shown in FIG. 11, the finally formed
なお、図2、図7及び図8においては、計測データ面10はモデル面16を基準として一方にのみ設けられているが、計測データ面10はモデル面16の反対側に設けられていてもよく、又は一部交差していてもよい。上記の積層変形処理では、3層の中間段階の面が設けられる例を示したが、2層又は4層以上であってもよい。途中段階で求める分割点の基準となる分割比は、任意に設定可能であり、例えば常に中点(1:1)となる箇所を分割点として設定してもよい。
2, 7, and 8, the measurement data surface 10 is provided only on one side with respect to the
上述したように、本実施の形態に係るモデルデータの修正方法によれば、投影工程(ステップS101〜S116)において、計測データ面10及びモデル面16のいずれとも特別なスムージング処理が不要である。従って、モデル面16を計測データ面10に適合するように簡便かつ効率的に修正することができる。本発明者が試行した結果によれば、特許文献1記載の手順によってスムージングを行いながら面を修正する方法と比較して、本実施の形態に係るモデルデータの修正方法によれば、所定の大きさの金型に適用した場合、処理時間が約1/6に短縮されてしかも精度は従来通りに維持された。
As described above, according to the model data correction method according to the present embodiment, no special smoothing process is required for either the
このようにして修正されたデータは、FEM解析用にも利用可能である。 Data corrected in this way can also be used for FEM analysis.
次に、本発明を、車両の外観デザインの段階に適用する方法について説明する。すなわち、外観デザイン時においては、そのいずれかの段階でモデルデータを用意しておき、該モデルデータに基づいて作成したクレーモデルをデザイナーが何度か修正することがある。このような場合にも、修正されたクレーモデルをモデルデータに反映させることができる。 Next, a method for applying the present invention to the vehicle exterior design stage will be described. That is, at the time of appearance design, model data is prepared at any stage, and the designer may modify the clay model created based on the model data several times. Even in such a case, the corrected clay model can be reflected in the model data.
図12のステップS201において、デザイナーはコンピュータを用いて仮想空間上で車両の外観デザインを行う。何度かのレビューを経て第1段階目のデザインが決定する。この外観デザインはモデルデータとして記録される。近時のコンピュータは処理能力が高く、3次元的なデザインを容易且つ高速に行うことができる。 In step S201 in FIG. 12, the designer designs the appearance of the vehicle in a virtual space using a computer. After several reviews, the first stage design is decided. This appearance design is recorded as model data. Modern computers have high processing capabilities and can easily and rapidly perform three-dimensional design.
このようにして得られたクレーモデルは、相当に洗練されたデザインとなっている。しかしながら、コンピュータ上のデザインではモニタ又は印刷物を通して見るだけであり、3次元的な検討も欠かせないことから、以下の処理を行う。 The clay model obtained in this way has a fairly sophisticated design. However, in the design on the computer, it is only seen through a monitor or printed matter, and three-dimensional examination is indispensable, so the following processing is performed.
ステップS202において、モデルデータに基づいてクレーモデル(実モデル)を製作する。 In step S202, a clay model (actual model) is produced based on the model data.
ステップS203において、クレーモデルを観察し、外観デザインの3次元的な検討を行って所定の修正を行う。この修正はデザイナー又は所定の作業者が手作業により行う。これらのステップS202及びS203は複数回繰り返して行ってもよい。クレーモデルは、当初は小さいモデルとし、その後に実物大のモデルを作成してもよい。 In step S203, the clay model is observed, and a three-dimensional examination of the external design is performed to make a predetermined correction. This correction is performed manually by a designer or a predetermined operator. These steps S202 and S203 may be repeated a plurality of times. The clay model may be initially a small model and then a full size model may be created.
ステップS204において、修正されたクレーモデルを計測器で形状を3次元的に測定し、点群から構成される3次元測定データを得る。これは前記のステップS7の処理と実質的に同じであり、対象が金型ではなくて実モデルであることが異なる。 In step S204, the shape of the modified clay model is measured three-dimensionally with a measuring instrument, and three-dimensional measurement data composed of point groups is obtained. This is substantially the same as the processing in step S7 described above, except that the target is not a mold but an actual model.
これ以降のステップS205〜S209は、前記のステップS8〜S11(図1参照)と同じ処理である。従って、ステップS209の積層変形では、図3及び図4と同様の処理を行う。 Subsequent steps S205 to S209 are the same processing as steps S8 to S11 (see FIG. 1). Therefore, in the stacking deformation in step S209, the same processing as in FIGS. 3 and 4 is performed.
このようにして得られたデータは、図1に示す金型作成する際の金型モデルデータとして利用できる。また、何らかの目的によりクレーモデルを再び作成する際に利用することができる。FEM解析用に利用してもよい。 The data thus obtained can be used as mold model data when the mold shown in FIG. 1 is created. It can also be used when a clay model is created again for some purpose. It may be used for FEM analysis.
上記のモデルデータの修正方法は、車両ボディを対象にしたものに限らず、より小さな製品についても適用可能である。 The model data correction method described above is not limited to a method for a vehicle body, but can be applied to smaller products.
本発明に係るモデルデータの修正方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 The model data correction method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10…計測データ面 16…モデル面
18…測定点 22…ポリゴン
24…頂点 38…第1回交点
42…第1層面 49…第2層面
56…第3層面 58…上層面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記投影工程は、
前記第1面において設定された複数の基準点を基点として、法線又はその周辺部を含んで求められる平均法線をそれぞれ求める第1工程と、
前記法線又は前記平均法線と前記第2面との交点をそれぞれ求める第2工程と、
複数の前記基準点をそれぞれ前記法線又は前記平均法線に沿って、前記交点までの所定割合位置まで移動させて移動修正面を得る第3工程と、
を有することを特徴とするモデルデータの修正方法。 The mold manufactured based on the model data as a reference is corrected, and the corrected mold is measured by a measuring instrument to obtain the mold three-dimensional measurement data, and then the mold is measured by the computer. A projecting step of closely arranging data and the model data, and projecting a first surface indicated by the model data onto a second surface indicated by the mold three-dimensional measurement data;
The projecting step includes
A first step of obtaining an average normal obtained by including a normal line or its peripheral part, with a plurality of reference points set in the first surface as base points; and
A second step for determining an intersection between the normal line or the average normal line and the second surface;
A third step of obtaining a movement correction surface by moving a plurality of the reference points along the normal line or the average normal line to a predetermined ratio position to the intersection point;
A model data correction method characterized by comprising:
前記投影工程は、
前記第1面において設定された複数の基準点を基点として、法線又はその周辺部を含んで求められる平均法線をそれぞれ求める第1工程と、
前記法線又は前記平均法線と前記第2面との交点をそれぞれ求める第2工程と、
複数の前記基準点をそれぞれ前記法線又は前記平均法線に沿って、前記交点までの所定割合位置まで移動させて移動修正面を得る第3工程と、
を有することを特徴とするモデルデータの修正方法。 The actual model produced based on the reference model data is corrected, and the corrected actual model is measured by a measuring instrument to obtain actual model three-dimensional measurement data. A projecting step of closely arranging the model data and projecting a first surface indicated by the model data onto a second surface indicated by the actual model measurement data;
The projecting step includes
A first step of obtaining an average normal obtained by including a normal line or its peripheral part, with a plurality of reference points set in the first surface as base points; and
A second step for determining an intersection between the normal line or the average normal line and the second surface;
A third step of obtaining a movement correction surface by moving a plurality of the reference points along the normal line or the average normal line to a predetermined ratio position to the intersection point;
A model data correction method characterized by comprising:
前記移動修正面を第1面として更新し、
前記第1工程から前記第3工程を複数回繰り返して実行することを特徴とするモデルデータの修正方法。 The method for correcting model data according to claim 1 or 2,
Updating the movement correction surface as the first surface;
The method of correcting model data, wherein the first step to the third step are repeatedly executed a plurality of times.
前記基準点は第1面を構成するポリゴンの頂点であり、
前記平均法線ベクトルは、前記基準点を含んで該基準点まわりの所定範囲内におけるポリゴンの頂点における法線を加重平均したベクトルであることを特徴とするモデルデータの修正方法。 In the correction method of the model data of any one of Claims 1-3,
The reference point is a vertex of a polygon constituting the first surface,
The model data correcting method, wherein the average normal vector is a vector obtained by weighted averaging of normals at the vertices of polygons within a predetermined range around the reference point including the reference point.
前記投影工程の後、最終的に形成された前記移動修正面を所定の精度条件に合うように、擬似曲面に基づいてメッシュを作成する適正化工程を有することを特徴とするモデルデータの修正方法。 In the correction method of the model data according to any one of claims 1 to 4,
After the projecting step, a model data correcting method comprising an optimization step of creating a mesh based on a pseudo curved surface so that the finally formed movement correction surface meets a predetermined accuracy condition .
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