JP4753612B2 - 板金３ｄ−ｃａｄシステム及び板金展開図作成方法 - Google Patents

Description

この発明は、設計ＣＡＤシステムにより作成された３Ｄモデルに基づき、板金展開図を作成する板金３Ｄ−ＣＡＤシステム及び板金展開図作成方法に関するものである。

通常、設計ＣＡＤシステムから現場作業用の板金３Ｄ−ＣＡＤシステムへなどの異種３Ｄ−ＣＡＤシステム間での属性情報の受渡しは不可能であった。このため、従来の板金３Ｄ−ＣＡＤシステムでは、設計ＣＡＤシステムにより作成された３Ｄモデルを中間ファイルを介して取込む場合に、正しい板金展開データや現場への作業指示情報を別途得る必要があった。

特許文献１には、ＣＡＤシステム間のデータの受け渡しを世界的な標準の交換フォーマットであるＩＧＥＳ形式により行い、図形の確認、検索を行う際に付加情報を用いないようにし、図形の単純形式の特徴と、入力部から入力された図形の固有の情報とを辞書に出力しておくことにより、図形の確認、検索時にはこの辞書を参照して行うようにしたものが、記載されている。
しかしながら、特許文献１のものでは、図形の単純化や、辞書を参照するなどの処理を、受け渡し双方のＣＡＤシステムで行う必要があった。
特許文献２には、３次元ＣＡＤから３次元ＣＡＭへのデータ受け渡しに当たって、ＩＧＥＳまたはＳＴＥＰなどの規格化されたデータ交換フォーマットを用い、加工情報（加工個所、加工タイプ、公差など）を色属性として伝達し、３次元ＣＡＭ上で色属性を判別して、展開データに付加して色表示すると共に、この情報を用いてＮＣデータを作成するものが、記載されている。

特開平４−３５２０７３号公報（第４〜７頁、図１） 特開２００１−８４０１８号公報（第４〜１０頁、図３）

上述のように、従来の異種３Ｄ−ＣＡＤシステム間での属性情報の受渡しは不可能であり、このため、別途設計より出図された図面に記載された情報を基に、取込後の３Ｄモデルや展開後データに対して、指示や編集を施す必要があった。そのため、設計・工作ともに間接業務の工数が多大に発生していた。
板金３Ｄ−ＣＡＤシステムとしては、３Ｄモデルと、設計が指示した加工属性情報とを、中間ファイルを介して取得し、取得した加工属性情報を自動認識し、取得した３Ｄモデルに対する正しい板金展開データを得るようにする必要がある。
特許文献２のものでは、３次元ＣＡＤから３次元ＣＡＭへのデータ受け渡しに当たって、加工情報を色属性として伝達し、ＣＡＭ上で色属性を判別して、展開データに付加して色表示するようにしたものの、これは技術者に対して色表示を行い、認識しやすくするものであり、板金加工の現場作業を行うための図面を作成するものではなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、設計ＣＡＤシステムにより得られる３Ｄモデル及びその属性情報を中間ファイルを介して取得し、これに基づき板金作業に用いられる板金展開データを得る板金３Ｄ−ＣＡＤシステム及び板金展開図作成方法を得ることを目的にしている。

この発明に係わる板金３Ｄ−ＣＡＤシステムにおいては、設計ＣＡＤシステムにより作成され、中間ファイルとして出力された３Ｄモデルを読込み、この読込んだ３Ｄモデルに基づき板金作業に用いられる展開図を作成する板金３Ｄ−ＣＡＤシステムにおいて、中間ファイルの３Ｄモデルは、展開図を作成するときの展開基準面が第一の指定色により色付けされると共に展開方向がデータム平面に付加された矢印により指定されており、３Ｄモデルの展開基準面及び展開方向を第一の指定色及び矢印により認識し、この認識した展開基準面及び展開方向に基づき、３Ｄモデルを移動及び回転することにより３Ｄモデルの座標系を統一する座標系統一手段、及びこの座標系統一手段により座標系が統一された３Ｄモデルに基づき、展開図を作成する展開図作成手段を備えたものである。

この発明は、以上説明したように、設計ＣＡＤシステムにより作成され、中間ファイルとして出力された３Ｄモデルを読込み、この読込んだ３Ｄモデルに基づき板金作業に用いられる展開図を作成する板金３Ｄ−ＣＡＤシステムにおいて、中間ファイルの３Ｄモデルは、展開図を作成するときの展開基準面が第一の指定色により色付けされると共に展開方向がデータム平面に付加された矢印により指定されており、３Ｄモデルの展開基準面及び展開方向を第一の指定色及び矢印により認識し、この認識した展開基準面及び展開方向に基づき、３Ｄモデルを移動及び回転することにより３Ｄモデルの座標系を統一する座標系統一手段、及びこの座標系統一手段により座標系が統一された３Ｄモデルに基づき、展開図を作成する展開図作成手段を備えたので、設計ＣＡＤシステムにより作成された中間ファイルから、３Ｄモデル及びその属性情報を得て、板金作業に用いられる展開図を作成することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムを示す構成図である。
図１において、設計ＣＡＤシステム１により作成された３Ｄモデル、及び板金展開する場合の展開基準面と展開方向が示された属性情報は、中間ファイルであるＩＧＥＳファイル２により出力され、この出力されたＩＧＥＳファイル２が、板金３Ｄ−ＣＡＤシステム３に読込まれる。
板金３Ｄ−ＣＡＤシステム３は、読込んだＩＧＥＳファイル２の３Ｄモデルの展開基準面と展開方向を認識し、この認識された３Ｄモデルの展開基準面と展開方向に基づき、ＩＧＥＳファイル２の３Ｄモデルの座標系を統一する座標系統一手段３１と、この座標系統一手段３１により座標統一された３Ｄモデルに基づき、展開データを有する展開図４を作成する展開図作成手段３２と、座標統一された３Ｄモデルに基づき、作業指示書５を作成する作業指示書作成手段３３とにより構成されている。

図２は、この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの設計ＣＡＤシステムにより作成された３Ｄモデルを示す説明図である。
図２において、板金３Ｄモデル６を指定色（第一の指定色）により色付けすることにより、表裏いずれを基準とするかを示す展開基準面６ａと、矢印により示される展開方向６ｂと、展開基準面を示す色とは別の指定色により色付けされた特殊曲げ指示６ｃとが、示されている。
図３は、この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの板金展開データを示す説明図であり、図３（ａ）は従来の板金展開データ、図３（ｂ）は、本発明による板金展開データを示している。
図３（ａ）の板金展開データ７には、展開基準面として表裏いずれかが認識されず、また、展開方向も認識されない。一方、図３（ｂ）の板金展開データ７には、展開基準面（図の表が基準面）と、展開方向が認識され、図に反映されると共に、特殊曲げ指示７ｃ（例：Ｖカット曲げ部指示・Ｖカット曲げ外Ｒ値・Ｖカット板厚残し量等）の表示が行われている。

図４は、この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの作業指示図面を示す説明図であり、図４（ａ）は展開図、図４（ｂ）は側面曲げ形状を示す側面図である。
図４（ｂ）において、寸法、外Ｒの表示と共に、９０°以外の曲げ角度の場合は、その角度も表示される。
図５は、この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの座標系統一を示す説明図であり、図５（ａ）は座標系統一前の図、図５（ｂ）は座標系統一後の図である。
図５において、図５（ａ）の３Ｄモデル８は、展開基準面８ａと展開方向８ｂにしたがって、図５（ｂ）のように移動、回転される。
図６は、この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの動作を示すフローチャートである。

次に、動作について説明する。
設計ＣＡＤシステム１は、板金展開基準面６ａ及び板金展開方向６ｂ（向き）を指示する。これは、設計ＣＡＤシステム１により任意の座標系で作成する板金３Ｄモデルに対して、表裏いずれかの面に指定色（第一の指定色）を付加することにより板金展開基準面６ａを指示する。これに加えて、３Ｄモデル外の平面（データム平面）に矢印を付加することにより板金展開方向（向き）６ｂを指示する。
次に、設計ＣＡＤシステムは、設計した設計３ＤモデルファイルをＩＧＥＳファイル（中間ファイル）２に変換する。このＩＧＥＳファイル２の３Ｄモデルには、上述のとおり付加された色情報及び矢印の線分情報が含まれる。
また、設計ＣＡＤシステム１は、３ＤモデルにＶカット曲げ等の特殊曲げ部がある場合には、設計時の３Ｄモデルでは忠実にそれを表現せずに、通常曲げ部と同一のモデリングを実施し、図２の特殊曲げ指示６ｃのように、その特殊曲げ部（例：Ｖカット部）の外Ｒ面に指定色（基準面とは別の第二の指定色を用いる）を付加することにより特殊曲げ部であることを指示する。

このようにして形成された３ＤモデルのＩＧＥＳファイル２は、板金３Ｄ−ＣＡＤシステム３によって読み込まれる。
まず、板金３Ｄ−ＣＡＤシステム３の座標系統一手段３１により、ＩＧＥＳファイル取込時に、設計ＣＡＤシステム１で指示された展開基準面と、矢印で示された板金展開方向との属性情報を認識する。
次に、座標系統一手段３１は、取込んだ３Ｄモデル８の座標系統一を行う。これは、設計ＣＡＤシステムにて、３Ｄモデル毎に任意の座標系（Ｘ・Ｙ・Ｚ空間）にて作成された、図５（ａ）のような３Ｄモデル８を、ＩＧＥＳファイル２（中間ファイル）取込時に、或る固定平面へのモデル座標系の変換を行ない、図５（ｂ）のように、３Ｄモデル８の座標系の統一を行う。
この座標系の統一は、ＩＧＥＳファイル２取込後に座標系統一手段３１により行われ、認識された設計ＣＡＤシステム１にて指示された展開基準面８ａをＸ−Ｙ平面（或る固定平面）に貼付けるように３Ｄモデル８を移動・回転する。このときの平面での左右上下は、展開方向８ｂを示す矢印を参照する。
これによって得られた空間座標変換された表示形状の３Ｄモデル８は、保存される。

次に、板金３Ｄ−ＣＡＤシステム３の展開図作成手段３２による板金展開データの作成について説明する。
座標系統一手段３１により空間座標変換された３Ｄモデルの展開基準面及び展開方向を基にして、図３（ｂ）のように、板金展開データ７を出力する。
この板金展開データ７には、特殊曲げ指示７ｃが行われる。次にこの特殊曲げ指示７ｃについて説明する。
上述のように、設計ＣＡＤシステムにより、特殊曲げ部（例：Ｖカット部）の外Ｒ面に指定色を付加することにより指示された特殊曲げ部を、ＩＧＥＳファイル取込時に、外Ｒ面の属性情報（指定色）を自動認識し、板金展開時に特殊曲げ（例：Ｖカット）用の曲げ補正値を使用するようにする。
次いで、板金展開データ７にこの特殊曲げ指示７ｃ（例：Ｖカット曲げ部指示・Ｖカット曲げ外Ｒ値・Ｖカット板厚残し量等）情報を、図３（ｂ）のように、自動出力する。

次に、展開図作成手段３２による板金展開データ作成について、図６のフローチャートに基づき、詳細に説明する。
まず、座標系統一手段３１により座標系が統一された３Ｄモデルについて、設計ＣＡＤシステムにより付与された指定色に基づき、展開基準面を認識する（ステップＳ１）。次いで、３Ｄモデルの板厚、曲げ角度、曲げＲを認識する（ステップＳ２）。次いで、曲げ部について、指定色を認識して特殊曲げの指示があるかどうかにより（ステップＳ３）、有る場合には、通常曲げ補正値テーブルを参照し（ステップＳ４）、ない場合には、特殊曲げ補正値テーブルを参照する（ステップＳ５）。

この曲げ補正値テーブルまたは特殊曲げ補正値テーブルに格納された参照値に基づき、板金展開長を計算する（ステップＳ６）。次に、３Ｄモデルの展開向きを矢印により認識する（ステップＳ７）。ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ６、Ｓ７により得られたデータに基づき、展開データ作成処理を行う（ステップＳ８）。
ステップＳ８により作成された展開データに基づき、加工指示を行う展開図を作成する（ステップＳ９）。この展開図に自動的に寸法付加する処理を行う（ステップＳ１０）。次に、曲げ部に特殊曲げが指示されていないかどうかにより（ステップＳ１１）、特殊曲げ指示がある場合には、展開図に特殊曲げ指示情報を付加して（ステップＳ１２）、終了する。

次に、板金３Ｄ−ＣＡＤシステム３の作業指示書作成手段３３による作業指示書の自動出力について説明する。ここでは、作業指示書の内の汎用曲げ作業指示図面の自動出力について説明する。
ＩＧＥＳファイル２取込後に、座標系統一手段３１により、座標系統一された３Ｄモデルについて、板金形状の認識処理を行ない、自動板金展開を実施する。この板金展開後のデータに曲げ属性（曲げ部・曲げ角度・曲げＲ・曲げ長さ・曲げ部までの距離等）を保持させ、図４（ｂ）のように、汎用曲げ作業に必要な側面曲げ形状と曲げ属性の自動出力を行う。
これにより、汎用曲げ作業指示図面を含む作業指示書の自動出力を行うことができる。

実施の形態１によれば、設計ＣＡＤシステムにより得られる３Ｄモデルの属性情報を中間ファイルを介して取得し、これに基づき板金展開データを得ることができる。
また、特殊曲げ情報についても、板金展開データに含ませることができる。
また、設計ＣＡＤシステムの３Ｄモデルから自動的に作業指示書を作成することができる。

この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムを示す構成図である。 この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの設計ＣＡＤシステムにより作成された３Ｄモデルを示す説明図である。 この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの板金展開データを示す説明図である。 この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの作業指示図面を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの座標系統一を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 設計ＣＡＤシステム
２ ＩＧＥＳファイル
３ 板金３Ｄ−ＣＡＤシステム
４ 展開図
５ 作業指示書
６ 板金３Ｄモデル
６ａ 展開基準面
６ｂ 展開方向
６ｃ 特殊曲げ指示
７ 板金展開データ
７ｃ 特殊曲げ指示
８ ３Ｄモデル
８ａ 展開基準面
８ｂ 展開方向
３１ 座標系統一手段
３２ 展開図作成手段
３３ 作業指示書作成手段

Claims (4)

1. 設計ＣＡＤシステムにより作成され、中間ファイルとして出力された３Ｄモデルを読込み、この読込んだ３Ｄモデルに基づき板金作業に用いられる展開図を作成する板金３Ｄ−ＣＡＤシステムにおいて、上記中間ファイルの３Ｄモデルは、上記展開図を作成するときの展開基準面が第一の指定色により色付けされると共に展開方向がデータム平面に付加された矢印により指定されており、上記３Ｄモデルの上記展開基準面及び展開方向を上記第一の指定色及び矢印により認識し、この認識した上記展開基準面及び展開方向に基づき、上記３Ｄモデルを移動及び回転することにより上記３Ｄモデルの座標系を統一する座標系統一手段、及びこの座標系統一手段により座標系が統一された３Ｄモデルに基づき、上記展開図を作成する展開図作成手段を備えたことを特徴とする板金３Ｄ−ＣＡＤシステム。
2. 上記中間ファイルの３Ｄモデルが特殊曲げ部を有する場合に、上記特殊曲げ部の外曲面は第二の指定色により色付けされており、上記展開図作成手段は、上記第二の指定色を認識し、この認識した第二の指定色に基づき、上記展開図上で上記特殊曲げ部の特殊曲げ指示を行うことを特徴とする請求項１記載の板金３Ｄ−ＣＡＤシステム。
3. 上記座標系統一手段により座標系が統一された３Ｄモデルに基づき、上記３Ｄモデルの板金作業を指示する作業指示書を作成する作業指示書作成手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の板金３Ｄ−ＣＡＤシステム。
4. 設計ＣＡＤシステムを使用する設計者の操作により、板金作業に用いられる展開図を作成するときの展開基準面が指定色により色付けされると共に展開方向がデータム平面に付加された矢印により指定された３Ｄモデルを作成し、上記設計ＣＡＤシステムが、中間ファイルとして出力する工程、
   板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの備える座標系統一手段が、上記中間ファイルの３Ｄモデルを読込み、この読込んだ上記３Ｄモデルの上記展開基準面及び展開方向を上記指定色及び矢印により認識し、この認識した上記展開基準面及び展開方向に基づき、上記３Ｄモデルを移動及び回転することにより上記３Ｄモデルの座標系を統一する工程、
   及び上記板金３Ｄ−ＣＡＤシステムの備える展開図作成手段が、上記座標系が統一された３Ｄモデルに基づき、上記展開図を作成する工程を含むことを特徴とする板金展開図作成方法。
   

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