JP4807747B2 - Air pool simulation method and simulation program - Google Patents

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Description

本発明は、浸漬処理を施す際にワークに生じる空気溜りをシミュレーションする空気溜りのシミュレーション方法及びシミュレーションプログラムに関する。   The present invention relates to an air pool simulation method and a simulation program for simulating an air pool generated in a workpiece when a dipping process is performed.

一般に、電着塗装やメッキ等におけるワークの浸漬工程においては、均一な塗膜やメッキ膜を形成させるために、ワークに空気溜り(エアポケット)を生じさせないことが重要である。このエアポケットは、複雑な形状のワークを浸漬した際に、その隙間にできる凹部、例えば、自動車等の車体であれば、フード内面、ルーフ内面、フロア下面等の凹部等の空間に空気が残留する現象であり、このエアポケットが発生すると、塗装不良やメッキ不良が発生してしまう。   In general, in the work dipping process in electrodeposition coating or plating, it is important not to cause air pockets (air pockets) in the work in order to form a uniform coating film or plating film. This air pocket is a recess that can be formed when a workpiece having a complicated shape is immersed, for example, if it is a vehicle body such as an automobile, air remains in a space such as a recess such as the inner surface of the hood, the inner surface of the roof, or the lower surface of the floor. If this air pocket is generated, poor coating and poor plating will occur.

そこで、ワークを浸漬処理する状態をコンピュータを用いてシミュレーションし、エアポケットの発生状況を予測する手法が提案されている。エアポケットのコンピュータシミュレーションとしては、ワークの表面形状を、メッシュやノード等の複数の要素のデータでモデル化し、各要素の属性が気体であるか液体であるかを、要素の特徴点(例えば、重心点、頂点、内心点、外心点、垂心点)同士の重力方向の位置を比較して判定し、設定した重力方向に対するエアポケットの発生状況を予測評価する幾何学的な手法が知られている(例えば、例えば、本出願人による特願2006−19413参照)。   In view of this, a method has been proposed in which a state in which a workpiece is immersed is simulated using a computer to predict the occurrence of air pockets. As a computer simulation of an air pocket, the surface shape of a workpiece is modeled with data of a plurality of elements such as meshes and nodes, and whether the attribute of each element is a gas or a liquid, the feature point of the element (for example, Geometrical methods are known for predicting and evaluating the occurrence of air pockets for the set gravity direction by comparing the positions in the gravity direction between the center of gravity, vertex, inner center, outer center, and centroid). (For example, see Japanese Patent Application No. 2006-19413 by the present applicant).

また、特許文献1には、ワークの各表面をその頂点座標データに基づいて任意数の三角ポリゴン(三角形の要素)に分割し、各々の三角ポリゴンについて空気と浸漬槽内の液体との状態変化を時々刻々と計算することにより、ワークを入槽角の姿勢にて浸漬槽に模擬浸漬した際にエアポケットとなりうる表面部位であるか否かの判定を行う手法が開示されている。
特開2000−51750号公報
Further, in Patent Document 1, each surface of a work is divided into an arbitrary number of triangular polygons (triangular elements) based on the vertex coordinate data, and the state change between air and liquid in the immersion bath for each triangular polygon. A method for determining whether or not the surface portion can be an air pocket when the workpiece is simulated and immersed in the immersion bath in the posture of the tank entrance angle is disclosed.
JP 2000-51750 A

しかしながら、従来のシミュレーションでは、エアポケットが発生するか否かの判定は可能であるが、エアポケットの発生を最少化するワークの釣下げ姿勢等の浸漬姿勢を検討するには、シミュレーションの都度、ワークに対する重力方向を設定して計算する必要がある。つまり、従来のシミュレーションでは、先ず、重力方向を設定してから、気体と液体との判別計算を実施するため、ワークの釣下げ姿勢(重力の方向)を検討する場合には、重力方向を1回1回入力しながらトライ&エラーを繰り返さなければならない。この結果、例えば、以下の(1)〜(3)のような問題が生じる。   However, in the conventional simulation, it is possible to determine whether or not air pockets are generated. However, in order to examine the immersion posture such as the workpiece hanging posture that minimizes the occurrence of air pockets, It is necessary to set and calculate the direction of gravity for the workpiece. That is, in the conventional simulation, the gravity direction is set first, and then the discrimination calculation between the gas and the liquid is performed. You have to repeat the trial and error while entering once. As a result, for example, the following problems (1) to (3) occur.

(1)仮に、エアポケット発生無しの釣下げ姿勢が複数見出された場合でも、どの姿勢が最良か(ライン上の取付け誤差や製造バラツキ等の影響を加味して安全側か等)と言った点まで踏み込んで判断することは困難である。 (1) Even if multiple hanging positions without air pockets are found, what is the best position (whether it is on the safe side, taking into account the effects of mounting errors and manufacturing variations on the line) It is difficult to make judgments by going to the point.

(2)トライ&エラーによるシミュレーションを繰り返しても、エアポケット発生無しの釣下げ姿勢が見出されなかった場合、どの姿勢で形状修正した方が良いか(どの姿勢が最も対策し易いか)が不明である。 (2) Even if the simulation by trial and error is repeated, if a fishing posture without air pockets is not found, which posture should be corrected (which posture is the easiest to counter) It is unknown.

(3)検討した釣下げ姿勢のごく近傍に、エアポケット無しの釣下げ姿勢域がある場合であっても、その可能性を知ることができない。 (3) Even if there is a fishing posture range without air pockets in the immediate vicinity of the examined fishing posture, the possibility cannot be known.

このように、従来のシミュレーションでは、エアポケットの発生を最少化するワークの最適な浸漬姿勢を見い出すためには、非常に多くのトライ&エラーを繰り返す必要があり、工数と経費の増加を招くばかりでなく、トライ&エラーで得られた結果が必ずしも最適な姿勢であるとは限らない。   In this way, in the conventional simulation, in order to find the optimum immersion posture of the work that minimizes the occurrence of air pockets, it is necessary to repeat a large number of trials and errors, which increases man-hours and costs. In addition, the result obtained by the trial and error is not necessarily the optimum posture.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、浸漬処理における空気溜まりの発生を最少化するワークの最適姿勢を、トライ&エラーを繰り返すことなく自動的に求めることのできる空気溜りのシミュレーション方法及びシミュレーションプログラムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an air pool simulation method capable of automatically determining the optimum posture of a work that minimizes the occurrence of air pools in the dipping process without repeating trial and error, and The purpose is to provide a simulation program.

上記目的を達成するため、本発明による空気溜りのシミュレーション方法は、浸漬処理を施すワークの形状を複数の要素のデータでコンピュータがモデル化し、重力方向に対する上記ワークの姿勢に基づいて、各要素の属性が気体であるか液体であるかを判別する判別計算をコンピュータが実行することにより空気溜りをシミュレーションする空気溜りのシミュレーション方法において、上記ワークの姿勢を可変させる範囲を上記ワークに対する重力方向の設定範囲として指定し、指定した設定範囲内で重力方向を所定の刻み角度ずつ更新して上記判別計算を繰り返し実行させる重力方向更新ステップと、上記空気溜りの発生状況を上記空気溜りの発生個数と要素数とサイズとの少なくとも1つで表して評価する指標データを上記刻み角度毎に算出し、該指標データの分布を上記空気溜りの発生状況に応じた領域毎に区分し、上記空気溜りの発生無しの最適領域に対応する上記刻み角度から上記ワークの最適姿勢を算出する最適姿勢算出ステップとを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the simulation method of an air pocket according to the present invention is a computer model of the shape of a work to be dipped by data of a plurality of elements, and based on the posture of the work with respect to the direction of gravity, In a simulation method for a puddle that simulates a puddle by a computer executing a discrimination calculation to determine whether the attribute is gas or liquid, the range in which the posture of the work can be varied is set for the gravity direction with respect to the work Gravity direction update step that specifies the range, updates the gravity direction within the specified setting range by a predetermined step angle, and repeatedly executes the discrimination calculation, and the occurrence status of the air pool and the number of air pool occurrences and elements the increment angle per index data for evaluating representing at least one in the number and size Calculated, optimum attitude of the distribution of the index data separately for each region corresponding to the occurrence of the air pocket, to calculate the optimum orientation of the workpiece from the increment angle corresponding to the optimum region without generation of the air reservoir And a calculating step.

本発明による空気溜りのシミュレーションプログラムは、浸漬処理を施すワークの形状を複数の要素のデータでモデル化し、重力方向に対する上記ワークの姿勢に基づいて、各要素の属性が気体であるか液体であるかを判別する判別計算を実行することにより空気溜りをシミュレーションするコンピュータが実行可能な空気溜りのシミュレーションプログラムにおいて、上記ワークの姿勢を可変させる範囲を上記ワークに対する重力方向の設定範囲として指定し、指定した設定範囲内で重力方向を所定の刻み角度ずつ更新して上記判別計算を繰り返し実行させる重力方向更新ステップと、上記空気溜りの発生状況を上記空気溜りの発生個数と要素数とサイズとの少なくとも1つで表して評価する指標データを上記刻み角度毎に算出し、該指標データの分布を上記空気溜りの発生状況に応じた領域毎に区分し、上記空気溜りの発生無しの最適領域に対応する上記刻み角度から上記ワークの最適姿勢を算出する最適姿勢算出ステップとを備えることを特徴とする。 The air pool simulation program according to the present invention models the shape of a workpiece to be dipped with data of a plurality of elements, and the attribute of each element is gas or liquid based on the posture of the workpiece with respect to the direction of gravity. In a simulation program for air traps that can be executed by a computer that simulates air traps by executing discriminant calculation, specify the range in which the posture of the workpiece can be changed as the setting range for the gravity direction with respect to the workpiece. A gravity direction update step in which the gravity direction is updated by a predetermined step angle within the set range and the discrimination calculation is repeatedly executed, and the occurrence state of the air pool is determined by at least the number of the air pools generated, the number of elements, and the size. the index data to be evaluated expressed one by calculating for each of the increments angle, the index The distribution of over data divided for each region corresponding to the occurrence of the air reservoir, and the optimum orientation calculation step of calculating an optimum attitude of the workpiece from the increment angle corresponding to the optimum region without generation of the air reservoir It is characterized by providing.

本発明によれば、浸漬処理における空気溜まりの発生を最少化するワークの最適姿勢を、トライ&エラーを繰り返すことなく自動的に求めることができ、シミュレーション効率を向上して工数及び経費を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to automatically obtain the optimum posture of a work that minimizes the occurrence of air accumulation in the dipping process without repeating trial and error, improving simulation efficiency and reducing man-hours and costs. be able to.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1〜図10は本発明の実施の第1形態に係り、図1はシミュレーション装置の基本構成図、図2は車体の塗装ラインの概略説明図、図3はフロアパネルの概略斜視図、図4はフロアパネルを複数の要素に分割した解析モデルを示す説明図、図5は重力方向と計算刻み角度とを示す説明図、図6はポスト処理用メッシュの例を示す説明図、図7はポスト処理の例を示す説明図、図8は最適領域が歪んでいる場合を示す説明図、図9は同じ面積の最適領域の分布を示す説明図、図10はエアポケットシミュレーションプログラムのフローチャートである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 10 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a basic configuration diagram of a simulation apparatus, FIG. 2 is a schematic explanatory view of a painting line of a vehicle body, FIG. 3 is a schematic perspective view of a floor panel, FIG. 4 is an explanatory diagram showing an analysis model in which the floor panel is divided into a plurality of elements, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the gravity direction and the calculation step angle, FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a post processing mesh, and FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of post processing, FIG. 8 is an explanatory diagram showing a case where the optimal region is distorted, FIG. 9 is an explanatory diagram showing the distribution of the optimal region of the same area, and FIG. .

図1に示すように、本実施の形態におけるシミュレーション装置1は、自動車のボディシェル等のワークに電着塗装やメッキ処理等の浸漬処理を施す際に、ワークに生じる空気溜り(エアポケット)をシミュレーションするものである。このエアポケットのシミュレーション装置1は、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等の単一のコンピュータ、或いはネットワークを介して相互に接続される複数のコンピュータを用いて構成される。   As shown in FIG. 1, the simulation apparatus 1 according to the present embodiment creates an air pocket (air pocket) generated in a work when an immersion process such as electrodeposition coating or plating is performed on a work such as a body shell of an automobile. To simulate. The air pocket simulation apparatus 1 is configured using a single computer such as a microcomputer or a personal computer, or a plurality of computers connected to each other via a network.

以下では、便宜上、シミュレーション装置1を単一のコンピュータで構成する例について説明する。このコンピュータとしてのシミュレーション装置1は、演算装置10、キーボードやマウス等の入力装置11、CRTや液晶ディスプレイ等の表示装置12、磁気ディスクや光ディスク等の外部記憶装置13等を備えている。   Below, the example which comprises the simulation apparatus 1 with a single computer for convenience is demonstrated. The simulation apparatus 1 as a computer includes an arithmetic device 10, an input device 11 such as a keyboard and a mouse, a display device 12 such as a CRT and a liquid crystal display, an external storage device 13 such as a magnetic disk and an optical disk, and the like.

演算装置10は、CPU、ROM及びRAM等の内部メモリ、入出力インターフェース等を備えており、内部のROM、外部記憶装置13、外部の記憶媒体に記憶させたシミュレーションプログラム、或いは、図示しないネットワークや通信装置を介して外部からロードしたシミュレーションプログラムをCPUで実行し、入力装置11を介して指示された解析対象のワーク(対象物)を擬似的に浸漬槽内に浸漬させ、その浸漬によって対象物に発生するエアポケットをシミュレーションする。   The arithmetic device 10 includes an internal memory such as a CPU, a ROM and a RAM, an input / output interface, and the like, and includes a simulation program stored in an internal ROM, an external storage device 13 and an external storage medium, or a network (not shown) A simulation program loaded from the outside via the communication device is executed by the CPU, and the workpiece (object) to be analyzed instructed via the input device 11 is immersed in the immersion bath in a pseudo manner, and the object is obtained by the immersion. Simulates the air pockets that occur.

例えば、本発明によるシミュレーションの適用例として、車体ボディの電着塗装時における電着液及び空気の分布を数値解析し、被塗装物におけるエアポケットの発生を予測するシミュレーションが挙げられる。ここで、車体ボディの塗装ラインについて、図2を用いて簡単に説明する。   For example, as an application example of the simulation according to the present invention, there is a simulation in which the distribution of the electrodeposition liquid and air during the electrodeposition coating of the vehicle body is numerically analyzed to predict the occurrence of air pockets in the object to be coated. Here, the painting line of the vehicle body will be briefly described with reference to FIG.

図2に示すように、溶接等により複数の車体パネルを互いに接合して構成される自動車の車体ボディ20は、搬送装置21のハンガに搭載された状態で塗装ラインにて略水平方向へ搬送される。塗装ラインでは、電着塗装の前処理として、車体パネルに脱脂、水洗、表面調整、皮膜化成、水洗等の処理が施される。   As shown in FIG. 2, a vehicle body body 20 of an automobile configured by joining a plurality of vehicle body panels to each other by welding or the like is transported in a substantially horizontal direction on a painting line while being mounted on a hanger of a transport device 21. The In the painting line, as a pretreatment for electrodeposition coating, the body panel is subjected to treatments such as degreasing, water washing, surface adjustment, film formation, water washing and the like.

これらの処理の後、車体ボディ20は電着槽22に向かって降下し、電着液23に浸漬された状態で略水平に移動する。この状態で、車体ボディ20と電着槽22内の電極(図示せず)に電圧を加えることにより、車体パネルに塗料が析出するようになっている。この後、搬送装置21により車体ボディ20は電着槽22から引き上げられ、水洗により車体パネルに電着せずに付着している電着液23が除去される。   After these processes, the vehicle body 20 descends toward the electrodeposition tank 22 and moves substantially horizontally while being immersed in the electrodeposition liquid 23. In this state, paint is deposited on the vehicle body panel by applying a voltage to the vehicle body 20 and electrodes (not shown) in the electrodeposition tank 22. Thereafter, the vehicle body 20 is pulled up from the electrodeposition tank 22 by the transfer device 21, and the electrodeposition liquid 23 adhering to the vehicle body panel without being electrodeposited is removed by washing.

演算装置10において実行されるシミュレーションプログラムの機能は、モデル構築部10a、重力方向更新部10b、エアポケット判定部10c、ポスト処理部10dによって表現することができる。演算装置10は、対象物(ワーク)の形状を複数の要素のデータでモデル化した解析モデルによる幾何学的手法を用いてエアポケットの発生をシミュレーションし、シミュレーション結果を表示装置12に出力して表示させる。尚、表示装置12には、シミュレーション結果のみならずシミュレーション過程を表示させるようにしても良い。   The function of the simulation program executed in the arithmetic device 10 can be expressed by the model construction unit 10a, the gravity direction update unit 10b, the air pocket determination unit 10c, and the post processing unit 10d. The arithmetic unit 10 simulates the occurrence of air pockets using a geometric technique based on an analysis model obtained by modeling the shape of an object (work) with data of a plurality of elements, and outputs the simulation result to the display unit 12. Display. The display device 12 may display not only the simulation result but also the simulation process.

本発明によるエアポケットのシミュレーションは、対象物(ワーク)の表面形状を複数の要素に分割して構築したサーフェスモデルを用いて実行されるが、従来のようにワークの或る1つの姿勢についての1回のシミュレーションで完結するものではなく、ワークの浸漬姿勢を可変して自動的に複数回繰り返されるシミュレーションである。このワークの浸漬姿勢を可変しての複数回のシミュレーションを自動実行することにより、エアポケットの発生を最少化する最適なワークの浸漬姿勢を求めることができる。以下では、塗料槽等に釣下げられて浸漬されるワークの最適な釣下げ姿勢を求めるエアポケットシミュレーションについて説明する。   The simulation of the air pocket according to the present invention is executed by using a surface model constructed by dividing the surface shape of an object (work) into a plurality of elements. The simulation is not completed in one simulation but is automatically repeated a plurality of times by changing the immersion posture of the workpiece. By automatically executing a plurality of simulations with the workpiece immersion posture varied, an optimum workpiece immersion posture that minimizes the occurrence of air pockets can be obtained. Below, the air pocket simulation which calculates | requires the optimal fishing posture of the workpiece | work immersed in the paint tank etc. is demonstrated.

モデル構築部10aは、対象物の形状データを複数の要素に分割して解析モデルを構築する。解析モデルを構成する手法としては、対象物の表面形状を複数の所定の形状に分割して表現するメッシュを用いる手法や、対象物の表面に複数の節点(ノード)を配置する手法等を用いることができる。   The model construction unit 10a constructs an analysis model by dividing the shape data of the object into a plurality of elements. As a method for constructing the analysis model, a method using a mesh that represents a surface shape of an object divided into a plurality of predetermined shapes, a method of arranging a plurality of nodes (nodes) on the surface of the object, or the like is used. be able to.

例えば、車体ボディ20を構成する図3に示すようなフロアパネル26を例に挙げて説明すると、図3に示すフロアパネル26を、図4に示すように、フロアパネル26の表面を複数のメッシュ29に分割して数値計算のための解析モデルを構築する。以下では、対象物の表面形状を三角形のメッシュで表現したサーフェスモデルを用い、このサーフェスモデルのメッシュデータを三次元空間に配置して解析モデルを構築する例について説明するが、解析モデルの要素としてノードを用いる場合においても処理は同様である。   For example, the floor panel 26 as shown in FIG. 3 constituting the vehicle body 20 will be described as an example. As shown in FIG. 4, the floor panel 26 shown in FIG. An analysis model for numerical calculation is constructed by dividing into 29. In the following, an example of constructing an analysis model by using a surface model that expresses the surface shape of an object with a triangular mesh and arranging the mesh data of this surface model in a three-dimensional space will be explained. The process is the same when using nodes.

尚、解析モデルの要素としてのメッシュの形状は、三角形の形状に限られず、矩形や多角形の形状であっても良い。個々のメッシュには、例えば、自己を識別するためのメッシュ番号、メッシュの節点(ノード)の所定の基準点に対する座標値(三次元空間のXYZ座標軸における座標値)、メッシュの属性等のデータが付与される。   Note that the shape of the mesh as an element of the analysis model is not limited to a triangular shape, and may be a rectangular or polygonal shape. Each mesh includes, for example, data such as a mesh number for identifying itself, coordinate values of nodes (nodes) of the mesh with respect to a predetermined reference point (coordinate values on the XYZ coordinate axes in the three-dimensional space), mesh attributes, and the like. Is granted.

また、外部記憶装置13には、エアポケットのシミュレーション処理に必要な各種のデータが格納されている。例えば、外部記憶装置13は、対象物毎に個別の識別番号(レコード番号)が付された属性レコード群で構成されるデータベースを有し、個々の属性レコードに、各メッシュのメッシュ番号、ノード点座標値、属性データ等が対応付けて記述される。   The external storage device 13 stores various data necessary for the air pocket simulation process. For example, the external storage device 13 has a database composed of attribute record groups to which individual identification numbers (record numbers) are assigned for each object, and each attribute record includes a mesh number and a node point. Coordinate values, attribute data, and the like are described in association with each other.

重力方向更新部10bは、ワークに固定されたXYZ直交座標系のZ軸を中心とする設定範囲を指定し、この指定範囲内で、シミュレーションを繰り返し実行する際の計算刻み角度に応じて重力方向を更新する。すなわち、図5に示すように、ワークに固定したXYZ座標系から見た重力の方向を、Z軸となす角度φと、Z軸を中心としたXY平面上の偏位角(X軸からの角度)θとにより表現し、これらの角度を計算刻み角度(Δφ,Δθ)ずつ変えることにより、重力方向を変えて(つまり、ワークの姿勢を変えて)シミュレーションを繰り返し実行することができる。   The gravitational direction update unit 10b designates a setting range centered on the Z axis of the XYZ orthogonal coordinate system fixed to the workpiece, and the gravitational direction according to the calculation step angle when the simulation is repeatedly executed within the designated range. Update. That is, as shown in FIG. 5, the direction of gravity viewed from the XYZ coordinate system fixed to the workpiece is an angle φ with respect to the Z axis, and a deviation angle on the XY plane centered on the Z axis (from the X axis). (Angle) θ, and by changing these angles in increments of calculation increments (Δφ, Δθ), the simulation can be repeated by changing the direction of gravity (that is, changing the posture of the workpiece).

尚、計算刻み角度(Δφ,Δθ)は、一定値でも良く、また、一回のシミュレーション毎に変更しても良い。   Note that the calculation step angles (Δφ, Δθ) may be constant values or may be changed for each simulation.

エアポケット判定部10cは、解析モデルを形成する個々のメッシュに対して、エアポケットの箇所に相当する気体の属性と電着液等の浸漬個所に相当する液体の属性との何れかを設定する。このメッシュの属性は、当初、全メッシュが気体の属性に設定され(浸漬前)、その後、初期メッシュを含む隣接メッシュとのZ方向(重力と反対方向)の高さの比較により、メッシュの属性が液体となるか気体のままであるか(つまり、エアポケットとなるか否か)を判定し、液体と判定されたとき、そのメッシュの属性を液体に変更し、属性データを書き換える。   The air pocket determination unit 10c sets, for each mesh forming the analysis model, either a gas attribute corresponding to an air pocket location or a liquid attribute corresponding to an immersion location such as an electrodeposition liquid. . This mesh attribute is initially set to the gas attribute for all meshes (before immersion), and then the mesh attribute is determined by comparing the height in the Z direction (opposite to gravity) with the adjacent mesh including the initial mesh. Is determined to be liquid or gas (that is, whether to become an air pocket). When it is determined to be liquid, the attribute of the mesh is changed to liquid and the attribute data is rewritten.

このエアポケットの判定は、本形態においては、浸漬液の比重が空気の比重よりも大きいことを前提としている。すなわち、或るメッシュの属性を判定する際に、判定対象のメッシュと比較対象のメッシュとを、Z方向(重力と反対方向)の高さで比較する。そして、比較対象メッシュが判定対象メッシュよりも高く液体の属性を有していれば、相対的に低い判定対象メッシュにも浸漬液が空気を押しのけて浸入し、浸漬液により満たされるものと判断して、判定対象メッシュの属性データを液体とする。これに対して、相対的に高い比較対象メッシュの属性が気体である場合には、判定対象メッシュの属性データは変更せず、比較対象を変更して判定を繰り返す。そして、この判定を繰り返して全メッシュの属性が液体と気体とに分離・決定され、属性が気体と決定されたメッシュの存在によって示されるエアポケットの気液境界線が導き出される。この気液境界線は、複数本導き出される場合もある。   In this embodiment, the determination of the air pocket is based on the premise that the specific gravity of the immersion liquid is larger than the specific gravity of air. That is, when the attribute of a certain mesh is determined, the determination target mesh and the comparison target mesh are compared in height in the Z direction (the direction opposite to gravity). Then, if the comparison target mesh is higher than the determination target mesh and has a liquid attribute, it is determined that the immersion liquid penetrates the relatively low determination target mesh by pushing the air and is filled with the immersion liquid. Thus, the attribute data of the determination target mesh is liquid. On the other hand, when the attribute of the relatively high comparison target mesh is gas, the attribute data of the determination target mesh is not changed, and the comparison is changed and the determination is repeated. Then, this determination is repeated to separate and determine the attributes of all the meshes as liquid and gas, and the gas-liquid boundary line of the air pocket indicated by the presence of the mesh whose attribute is determined as gas is derived. A plurality of gas-liquid boundary lines may be derived.

ポスト処理部10dは、シミュレーション結果を容易に把握可能とするための可視化処理やシミュレーション結果のデータ出力を行う。シミュレーション結果の可視化処理においては、例えば、液体の属性に決定されたメッシュ、気体の属性に決定されたメッシュ、これらの境界線(気液境界線)を色相や濃淡等によって区分し、エアポケットの発生部位や大きさを明示的に表現する。   The post processing unit 10d performs a visualization process for enabling easy understanding of the simulation result and data output of the simulation result. In the visualization process of the simulation result, for example, the mesh determined as the liquid attribute, the mesh determined as the gas attribute, and the boundary line (gas-liquid boundary line) are classified according to hue, shading, etc. Express the location and size of the occurrence.

また、ポスト処理部10dでは、エアポケットの発生状況を評価する指標データとして、重力方向の各設定毎に、エアポケットの発生個数、エアポケットの表面メッシュ数、エアポケットの体積等を算出し、重力方向の設定範囲内でのシミュレーション終了後、これらを可視化する処理を行う。尚、エアポケットの体積に代わる指標データとして、[気液境界面の面積]×[エアポケット高さ]を算出するようにしても良い。   Further, the post processing unit 10d calculates the number of air pockets generated, the number of air pocket surface meshes, the volume of air pockets, etc. for each setting of the direction of gravity as index data for evaluating the occurrence of air pockets, After the simulation within the setting range in the direction of gravity is completed, a process for visualizing these is performed. Note that [area of gas-liquid boundary surface] × [air pocket height] may be calculated as index data instead of the air pocket volume.

この指標データの可視化に際しては、重力方向の計算刻み角度(Δφ,Δθ)に対応して設けたポスト処理用メッシュを用いる。このポスト処理用メッシュは、例えば、図6(a)に示すように、XY平面上に投影した重力方向の指定範囲を、計算刻み角度(Δφ,Δθ)に対応して区分した評価用メッシュと、図6(b)に示すように、原点を中心として計算刻み角度(Δφ,Δθ)を展開した評価用メッシュとを用いる。   When the index data is visualized, a post processing mesh provided corresponding to the calculation step angle (Δφ, Δθ) in the direction of gravity is used. For example, as shown in FIG. 6A, the post-processing mesh includes an evaluation mesh in which a designated range in the gravity direction projected on the XY plane is divided in accordance with calculation step angles (Δφ, Δθ). As shown in FIG. 6B, an evaluation mesh in which calculation step angles (Δφ, Δθ) are developed around the origin is used.

ポスト処理用メッシュの各ノード点(格子点)には、エアポケットの発生個数、エアポケットの表面メッシュ数、エアポケットの体積等のエアポケット発生状況を評価するための指標値が割り付けられる。例えば、エアポケットの発生個数を指標値として用い、エアポケット発生無しの場合には、該当するノード点にノード値「0」が割り付けられ、エアポケットが1個発生する場合には、該当するノード点にノード値「1」が割り付けられ、エアポケットが2個発生する場合には、該当するノード点にノード値「2」が割り付けられる。そして、図7(a),(b)に示すように、ポスト処理用メッシュのノード値が同じ領域毎に区分され、エアポケットの発生状況が可視化される。   Each node point (lattice point) of the post processing mesh is assigned an index value for evaluating the air pocket generation status such as the number of air pockets generated, the number of surface meshes of the air pockets, and the volume of the air pockets. For example, when the number of generated air pockets is used as an index value and no air pocket is generated, the node value “0” is assigned to the corresponding node point, and when one air pocket is generated, the corresponding node When a node value “1” is assigned to a point and two air pockets are generated, the node value “2” is assigned to the corresponding node point. Then, as shown in FIGS. 7A and 7B, the node values of the post processing mesh are divided into the same regions, and the occurrence of air pockets is visualized.

また、このエアポケットの発生状況を示す可視化処理では、ノード値が「0」の領域(エアポケットが発生しない領域)がワークの最適姿勢が存在する最適領域となるため、この最適領域内で最適なワークの姿勢(最適なワークの釣下げ角度)を求め、その位置を識別表示する。   In addition, in the visualization process that shows the occurrence status of air pockets, the area where the node value is “0” (area where no air pocket occurs) is the optimal area where the optimal posture of the workpiece exists. A correct work posture (optimal work hanging angle) is obtained and its position is identified and displayed.

具体的には、先ず、ノード値「0」の領域とノード値「1」の領域との境界線に接するノード値「0」の部分領域内のノード値を、「0」から別の数値nに変更する。別の数値nは、例えば、0<n<1の範囲で設定し、ここでは、n=0.5に変更するものとすると、次に、ノード値「0.5」とノード値「0」との境界線に接するノード値「0」の部分領域内のノード値を、「0」から「0.5」に変更する。   Specifically, first, the node value in the partial region of the node value “0” in contact with the boundary line between the region of the node value “0” and the region of the node value “1” is changed from “0” to another numerical value n. Change to For example, if another numerical value n is set in a range of 0 <n <1, and is changed to n = 0.5, the node value “0.5” and the node value “0” are next set. The node value in the partial region of the node value “0” in contact with the boundary line is changed from “0” to “0.5”.

以上の処理を逐次繰り返し、最後に残ったノード値「0」の部分領域がなくなる1ステップ前に、その部分領域での刻み角度(Δφ,Δθ)を平均化する。そして、平均化した刻み角度に対応する位置を、図7に示すように、例えば赤の「×」の印で領域内に重ね合わせ表示する。この「×」点表示の位置(最適点)が、エアポケットが発生しない最適領域内でのワークの釣下げ姿勢の最適角度を表している。   The above process is sequentially repeated, and the step angle (Δφ, Δθ) in the partial area is averaged one step before the last partial area of the node value “0” disappears. Then, as shown in FIG. 7, the positions corresponding to the averaged step angles are displayed in an overlapped manner within the region with, for example, a red “x” mark. The position (optimum point) of the “×” point display represents the optimum angle of the workpiece fishing posture in the optimum region where no air pocket is generated.

この最適点を求める際に、ノード値「0」の最適領域を、部分領域に分けて周囲から囲い込み、絞り込んでいく理由は、ノード値「0」の最適領域の形状が歪んでいる場合や、ノード値「0」の最適領域が複数分散して存在する場合に対処するためである。すなわち、エアポケットが発生しない最適領域内で、エアポケットが発生する領域との境界からできるだけ離れた略中央に最適点を設定することにより、実際のライン上の取付け誤差や製造バラツキ等に対して妥当且つ安全性を見た釣下げ姿勢を設定することができる。   The reason for narrowing down the optimal area of the node value “0” by dividing the optimal area of the node value “0” into partial areas and narrowing it down is as follows: This is to cope with a case where a plurality of optimum areas having the node value “0” exist in a distributed manner. In other words, by setting the optimal point at the approximate center as far as possible from the boundary with the area where air pockets occur within the optimal area where air pockets do not occur, it is possible to prevent mounting errors on the actual line, manufacturing variations, etc. It is possible to set a fishing posture that is appropriate and safe.

例えば、図8に示すように、ノード値「0」の最適領域の形状が歪んでいる場合、この最適領域全体での刻み角度を単純に平均化すると、その平均値がノード値「0」の領域外、すなわちエアポケットが発生する領域となる可能性がある。このような場合においても、ノード値「0」の領域を周囲から囲い込んでゆくことにより、確実にノード値「0」の領域内にあって、略中央の位置に最適点を設定することができる。   For example, as shown in FIG. 8, when the shape of the optimum region of the node value “0” is distorted, if the step angle in the entire optimum region is simply averaged, the average value is the node value “0”. There is a possibility that the region is outside the region, that is, the region where the air pocket is generated. Even in such a case, by enclosing the region of the node value “0” from the periphery, it is possible to reliably set the optimum point at a substantially central position within the region of the node value “0”. it can.

また、図9に示すように、ノード値「0」の略同じ面積の最適領域が複数ある場合には、円形に近い領域の方から最適角度を設定することが望ましく、また、面積が異なるノード値「0」の領域が複数ある場合には、できるだけ面積の大きいほうの領域から最適角度を設定することが望ましい。このような場合においても、ノード値「0」の領域を周囲から囲い込んでゆくことにより、面積が大きく円形に近い領域内に最適角度を設定することが可能となり、エアポケットが発生しない領域とエアポケットが発生する領域との境界からできるだけ離れた位置に最適点を設定することができる。   Also, as shown in FIG. 9, when there are a plurality of optimum regions having substantially the same area of the node value “0”, it is desirable to set the optimum angle from the region close to a circle, and nodes having different areas. When there are a plurality of regions having the value “0”, it is desirable to set the optimum angle from the region having the largest possible area. Even in such a case, by enclosing the region of the node value “0” from the periphery, it becomes possible to set an optimum angle in a region having a large area and close to a circular shape. The optimum point can be set at a position as far as possible from the boundary with the region where the air pocket is generated.

以下、演算装置10のCPUで実行されるエアポケットのシミュレーション処理について、図10のフローチャートを用いて説明する。   The air pocket simulation process executed by the CPU of the arithmetic unit 10 will be described below with reference to the flowchart of FIG.

図10のシミュレーションプログラムでは、先ず、ステップS1において、対象物の表面形状を複数の要素のデータでモデル化し、数値計算のための解析モデルを構築する。この解析モデルは、例えば、ワークの表面形状を複数の三角形のメッシュで分割したモデルで構築される。   In the simulation program of FIG. 10, first, in step S1, the surface shape of the object is modeled with data of a plurality of elements, and an analysis model for numerical calculation is constructed. This analysis model is constructed by, for example, a model obtained by dividing the surface shape of a workpiece with a plurality of triangular meshes.

次に、ステップS2へ進んで解析モデルにおける重力方向の設定範囲を指定し、ステップS3で重力方向を選択する。この重力方向は、1回のシミュレーション毎に、計算刻み角度(Δφ,Δθ)ずつ可変される(後述のステップS7)。   Next, the process proceeds to step S2 to specify a setting range of the gravity direction in the analysis model, and the gravity direction is selected in step S3. This gravitational direction is varied by calculation step angles (Δφ, Δθ) for each simulation (step S7 described later).

そして、ステップS4で、対象物が電着液等に浸漬される前の周辺が空気で満たされた状態のシミュレーションとして、一旦、解析モデルの全てのメッシュを気体の属性に設定する。さらに、対象物を浸漬した初期状態のシミュレーションとして、メッシュを液体の属性と気体の属性とに分離するための初期条件を設定する。   In step S4, all meshes of the analysis model are temporarily set as gas attributes as a simulation of the state in which the periphery before the object is immersed in the electrodeposition liquid or the like is filled with air. Furthermore, initial conditions for separating the mesh into a liquid attribute and a gas attribute are set as a simulation of the initial state in which the object is immersed.

本実施の形態においては、初期状態でのメッシュの属性を液体に決定する条件として、ワークのフリーエッジに接するメッシュを初期メッシュに設定する。そして、この初期メッシュの属性を気体から液体に変更する。ここで、フリーエッジとは、ワークの縁の部分、即ちワークの端部及びワークに形成された穴の縁の部分を意味する。初期メッシュとは、ワークのフリーエッジに接する要素であって、フリーエッジに接するメッシュとは、そのメッシュを構成する辺がフリーエッジに接していることを言う。   In the present embodiment, as a condition for determining the mesh attribute in the initial state to be liquid, the mesh in contact with the free edge of the workpiece is set as the initial mesh. The attribute of the initial mesh is changed from gas to liquid. Here, the free edge means the edge portion of the workpiece, that is, the edge portion of the workpiece and the edge portion of the hole formed in the workpiece. The initial mesh is an element that is in contact with the free edge of the workpiece, and the mesh that is in contact with the free edge means that the sides constituting the mesh are in contact with the free edge.

尚、初期に属性を液体として決定する条件として、ワークに対してその周囲よりかつ水平より上側の視線方向から見て認識可能なメッシュを初期メッシュとしても良い。この場合においても、初期メッシュ決定後の処理は同じである。   Note that, as a condition for initially determining the attribute as liquid, a mesh that can be recognized with respect to the work as viewed from the line-of-sight direction above its periphery and above the horizontal may be used as the initial mesh. Even in this case, the processing after the initial mesh determination is the same.

次に、ステップS4からステップS5へ進み、エアポケット判定計算処理を実施して、エアポケットの発生をシミュレーションする。このエアポケット判定計算処理は、各メッシュの重力と反対方向の高さの比較により、それぞれの属性を決定してエアポケットの発生を判定する処理であり、従来の手法を用いることができる。各メッシュの高さの比較は、例えば、それぞれのメッシュの重心点、内心点、外心点、垂心点等のZ方向(重力と反対方向)における位置や、それぞれのメッシュが有する各頂点のうちの最も高い頂点(Z方向の位置が最も高い頂点)等の特徴点を比較することで行う。   Next, it progresses to step S5 from step S4, an air pocket determination calculation process is implemented, and generation | occurrence | production of an air pocket is simulated. This air pocket determination calculation process is a process for determining the occurrence of an air pocket by determining the respective attributes by comparing the height of each mesh in the direction opposite to the gravity, and a conventional method can be used. The comparison of the height of each mesh is, for example, the position in the Z direction (direction opposite to gravity) such as the center of gravity, inner center, outer center, and centroid of each mesh, and each vertex of each mesh Is performed by comparing feature points such as the highest vertex (the vertex having the highest position in the Z direction).

例えば、重心点の位置を比較する場合には、判定対象とするメッシュと隣接メッシュとのそれぞれの重心点のZ方向における高さを比較し、隣接メッシュの重心点が判定対象メッシュの重心点よりも高いまたは同じ場合、隣接メッシュの属性が液体であれば、判定対象メッシュの属性を液体に決定する。一方、隣接メッシュの重心点が判定対象メッシュの重心点よりも低い場合には、判定判定メッシュの属性は変更せず、比較対象を変更して判定を繰り返す。この判定を初期メッシュを含む全メッシュについて実行し、液体の属性を有するメッシュと気体の属性を有するメッシュとの境界を気液境界線として検出し、必要に応じて気液境界線を修正する処理を行う。   For example, when comparing the positions of the centroid points, the heights of the centroid points in the Z direction of the meshes to be judged and the adjacent meshes are compared, and the centroid points of the adjacent meshes are compared to the centroid points of the judgment subject meshes. If the attribute of the adjacent mesh is liquid, the attribute of the determination target mesh is determined to be liquid. On the other hand, when the barycentric point of the adjacent mesh is lower than the barycentric point of the determination target mesh, the attribute of the determination determination mesh is not changed, and the comparison is changed and the determination is repeated. This determination is performed for all meshes including the initial mesh, the boundary between the mesh having the liquid attribute and the mesh having the gas attribute is detected as a gas-liquid boundary line, and the gas-liquid boundary line is corrected as necessary. I do.

尚、気液境界線を修正する処理は、例えば、1つのエアポケットに所属する複数の境界線に同じ属性を与えて統一化し、各境界線の高さが異なる場合には、1つの水平線に近づけるように修正する。   In addition, the process which corrects a gas-liquid boundary line gives the same attribute to the several boundary line which belongs to one air pocket, for example, and when the height of each boundary line differs, it changes to one horizontal line. Modify it so that it is closer.

その後、ステップS6へ進み、1回のシミュレーションで得られた結果を処理し、エアポケットの発生個数、エアポケットの表面メッシュ数、エアポケットの体積等の指標を算出し、必要に応じてデータを保存する。   Thereafter, the process proceeds to step S6, the results obtained in one simulation are processed, and the indices such as the number of air pockets generated, the number of air pocket surface meshes, the volume of air pockets, etc. are calculated. save.

次に、ステップS7で、ワークの釣下げ姿勢を変えてシミュレーションを行うため、計算刻み角度(Δφ,Δθ)を変えて重力方向を更新する。そして、ステップS8で、重力方向が予め指定した設定範囲内か否かを調べ、設定範囲内であるときには、ステップS4へ戻り、重力方向を変更してのシミュレーションを再実行する。以上のステップS2,S3、及びステップS7,S8が本発明の重力更新ステップに相当する。   Next, in step S7, the direction of gravity is updated by changing the calculation step angle (Δφ, Δθ) in order to perform a simulation by changing the hanging position of the workpiece. Then, in step S8, it is checked whether or not the gravity direction is within a preset setting range. If it is within the setting range, the process returns to step S4 to re-execute the simulation with the gravity direction changed. The above steps S2, S3 and steps S7, S8 correspond to the gravity update step of the present invention.

一方、重力方向が設定範囲を越えた場合には、重力方向の更新を終了してステップS8からステップS9へ進み、ポスト処理を行って本シミュレーションプログラムを終了する。このポスト処理では、前述したように、エアポケットの発生個数、エアポケットの表面メッシュ数、エアポケットの体積等の指標を用いて、図7に示すように、エアポケットの発生状況とワークの最適姿勢とを表示装置12に表示させ、また、必要に応じてシミュレーション結果のデータをファイルに出力する。このステップS9が本発明の最適姿勢算出ステップに相当する。   On the other hand, if the gravitational direction exceeds the set range, the update of the gravitational direction is terminated, the process proceeds from step S8 to step S9, post processing is performed, and this simulation program is terminated. In this post processing, as described above, using the indexes such as the number of air pockets generated, the number of surface meshes of the air pockets, the volume of the air pockets, etc., as shown in FIG. The posture is displayed on the display device 12, and the simulation result data is output to a file as necessary. This step S9 corresponds to the optimum posture calculation step of the present invention.

図7に示すようなシミュレーション結果により、エアポケットが発生しないワークの最適な釣下げ姿勢を迅速に設定することができ、仮にエアポケット発生無しの領域がなかったとしても、対策し易い釣下げ姿勢を容易に把握することが可能となる。   Based on the simulation results shown in FIG. 7, it is possible to quickly set an optimum fishing posture for a workpiece that does not generate an air pocket, and even if there is no region where no air pocket is generated, a fishing posture that is easy to take measures Can be easily grasped.

以上、本実施の第1形態によれば、シミュレーション毎にワークに対する重力方向を1回1回入力しながらトライ&エラーを繰り返す従来の手法に比較して、ワークの最適姿勢を自動的に求めることができ、仮にエアポケット発生無しの釣下げ姿勢が複数見出された場合でも、ライン上の取付け誤差や製造バラツキ等の影響に対してどの姿勢が最良かを容易に判断することができる。これにより、シミュレーション効率を向上して工数及び経費を抑制することができる。   As described above, according to the first embodiment, the optimum posture of the workpiece is automatically obtained as compared with the conventional method of repeating the trial and error while inputting the gravity direction with respect to the workpiece once for each simulation. Even if a plurality of hanging postures without occurrence of air pockets are found, it is possible to easily determine which posture is the best with respect to the influence of the mounting error on the line, manufacturing variations, and the like. Thereby, a simulation efficiency can be improved and a man-hour and expense can be suppressed.

次に、本発明の実施の第2形態について説明する。図11は本発明の実施の第2形態に係り、エアポケットシミュレーションプログラムのフローチャートである。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a flowchart of an air pocket simulation program according to the second embodiment of the present invention.

第2形態は、重力方向の設定範囲と計算刻み角度とから決定される回数だけシミュレーションを繰り返す第1形態に対し、重力方向を最適化して自動的に最適な釣下げ姿勢を求めるものである。   The second form optimizes the gravitational direction and automatically obtains the optimum fishing position for the first form in which the simulation is repeated the number of times determined from the setting range of the gravitational direction and the calculation step angle.

第2形態におけるシミュレーションプログラムは、図11のフローチャートに示される。このシミュレーションプログラムは、ステップS11〜S16までは、第1形態のシミュレーションプログラム(図10参照)におけるステップS1〜S6と同様であり、解析モデルを構築して重力方向を選択し、初期条件を設定してエアポケット判定計算を行い、計算結果を処理する。   The simulation program in the second form is shown in the flowchart of FIG. In this simulation program, steps S11 to S16 are the same as steps S1 to S6 in the simulation program of the first embodiment (see FIG. 10), an analysis model is constructed, the direction of gravity is selected, and initial conditions are set. The air pocket judgment calculation is performed and the calculation result is processed.

次に、ステップS16からステップS17へ進むと、重力方向を最適化するための最適化計算を行う。この最適化計算は、例えば、遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm;GA)等の最適化手法を用いて行われ、指定した重力方向の設定範囲を制約条件として、エアポケットの発生状況を評価する指標データに基づいて作成した目的関数を用いて最適化計算を行う。   Next, when proceeding from step S16 to step S17, optimization calculation for optimizing the direction of gravity is performed. This optimization calculation is performed, for example, using an optimization method such as a genetic algorithm (GA), and index data for evaluating the occurrence of air pockets with a set range in the specified gravity direction as a constraint. Optimization calculation is performed using the objective function created based on.

尚、この場合の最適化は、単にエアポケットが無くなるワークの釣下げ姿勢を求めるだけでも良いが、本形態においては、エアポケットの発生が無い状態での複数の釣下げ姿勢の中で最も最適な姿勢を求めるため、エアポケットの発生が無い状態では値が「0」となる指標データに加えて他の変数が必要となる。   Note that the optimization in this case may be simply to determine the position of the workpiece that has no air pocket, but in this embodiment, it is the most optimal among the multiple positions to be dropped without air pockets. In order to obtain a correct posture, other variables are required in addition to the index data whose value is “0” in the state where no air pocket is generated.

本形態においては、指標データに対して判別計算の処理時間(CPU時間)或いはシミュレーションの繰り返し回数等を併用し、目的関数を作成する際の設計変数とする。これは、エアポケットが発生しないワークの複数の姿勢角度において、判別計算に要する処理時間或いは回数が最も短い場合が最もエアが抜け易い姿勢であり、確実且つ安定的にエアポケットの無い状態を実現できると考えられるからである。   In the present embodiment, the processing time (CPU time) for discriminant calculation or the number of simulation iterations is used in combination with the index data, which are used as design variables when creating the objective function. This is the posture in which air is most likely to escape when the processing time or number of times required for discrimination calculation is the shortest at multiple posture angles of a workpiece that does not generate air pockets, realizing a state without air pockets reliably and stably. This is because it is considered possible.

具体的には、以下に示すように、エアポケットの発生個数nと、エアポケット判別計算の処理時間(CPU時間)とを設計変数とする目的関数fを作成し、この目的関数fが制約条件の範囲(重力方向の設定範囲)内で最小となるときの刻み角度(Δφ,Δθ)を、ワークの釣下げ姿勢の最適角度とする。
f(n,Ctime)=(n+ζ)・Ctime
但し、ζ:定数(0<ζ≦1)
Specifically, as shown below, an objective function f is created with the number of air pockets generated and the processing time (CPU time) of air pocket discrimination calculation as design variables, and this objective function f is a constraint condition. The step angle (Δφ, Δθ) at the minimum within the range (set range in the direction of gravity) is the optimum angle for the workpiece fishing posture.
f (n, Ctime) = (n + ζ) · Ctime
Where ζ: constant (0 <ζ ≦ 1)

すなわち、ステップS18で、重力方向が最適か(目的関数が最小か)否かを調べ、重力方向が最適でない(目的関数が最小でない)場合には、ステップS19で重力方向を更新してステップS14へ戻り、更新した重力方向すなわちワークの釣下げ姿勢を変えたシミュレーションを実行する。   That is, in step S18, it is checked whether or not the gravity direction is optimal (the objective function is minimum). If the gravity direction is not optimal (the objective function is not minimum), the gravity direction is updated in step S19 and step S14 is performed. Return to, and execute a simulation in which the updated gravity direction, that is, the workpiece hanging posture is changed.

一方、ステップS18で、重力方向が最適となったとき(目的関数が最小となったとき)には、全シミュレーションを終了してステップS18からステップS19へ進み、ポスト処理を実行する。このポスト処理では、エアポケットが発生している場合は、エアポケットの発生個数、エアポケットの表面メッシュ数、エアポケットの体積等を表示し、また、必要に応じてエアポケットの発生状況を可視化処理する。   On the other hand, when the gravitational direction is optimized (when the objective function is minimized) in step S18, the entire simulation is finished, and the process proceeds from step S18 to step S19 to execute post processing. In this post processing, if air pockets are generated, the number of air pockets generated, the number of surface meshes of the air pockets, the volume of the air pockets, etc. are displayed, and the occurrence status of the air pockets is visualized as necessary. To process.

第2形態においては、以上のステップS12,S13,S19が本発明の重力方向更新ステップに相当し、ステップS17,S18,S20が本発明の最適姿勢算出ステップに相当する。   In the second embodiment, the above steps S12, S13, and S19 correspond to the gravity direction update step of the present invention, and steps S17, S18, and S20 correspond to the optimum posture calculation step of the present invention.

第2形態においても、第1形態と同様、トライ&エラーを繰り返すことなくワークの最適姿勢を自動的に求めることができるが、更に、第2形態では、規定回数のシミュレーション後のポスト処理を待つことなく、最適な釣下げ姿勢を直接的に求めることができ、よりシミュレーション効率を向上することができる。   In the second mode, as in the first mode, the optimum posture of the workpiece can be automatically obtained without repeating trial and error. In the second mode, however, a post process after a specified number of simulations is waited. Therefore, it is possible to directly obtain the optimal fishing posture and to further improve the simulation efficiency.

本発明の実施の第1形態に係り、シミュレーション装置の基本構成図The basic block diagram of the simulation apparatus according to the first embodiment of the present invention. 車体の塗装ラインの概略説明図Schematic illustration of the car body painting line フロアパネルの概略斜視図Schematic perspective view of floor panel フロアパネルを複数の要素に分割した解析モデルを示す説明図Explanatory drawing showing an analysis model that divides the floor panel into multiple elements 同上、重力方向と計算刻み角度とを示す説明図Same as above, explanatory diagram showing gravity direction and calculation step angle 同上、ポスト処理用メッシュの例を示す説明図As above, an explanatory diagram showing an example of a mesh for post processing 同上、ポスト処理の例を示す説明図Same as above, explanatory diagram showing an example of post processing 同上、最適領域が歪んでいる場合を示す説明図As above, an explanatory diagram showing a case where the optimum region is distorted 同上、同じ面積の最適領域の分布を示す説明図Same as above, explanatory diagram showing the distribution of the optimal area of the same area 同上、エアポケットシミュレーションプログラムのフローチャートSame as above, air pocket simulation program flowchart 本発明の実施の第2形態に係り、エアポケットシミュレーションプログラムのフローチャートA flowchart of an air pocket simulation program according to the second embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 シミュレーション装置
10 演算装置
10a モデル構築部
10b 重力方向更新部
10c エアポケット判定部
10d ポスト処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Simulation apparatus 10 Arithmetic apparatus 10a Model construction part 10b Gravity direction update part 10c Air pocket determination part 10d Post processing part

Claims (10)

浸漬処理を施すワークの形状を複数の要素のデータでコンピュータがモデル化し、重力方向に対する上記ワークの姿勢に基づいて、各要素の属性が気体であるか液体であるかを判別する判別計算をコンピュータが実行することにより空気溜りをシミュレーションする空気溜りのシミュレーション方法において、
上記ワークの姿勢を可変させる範囲を上記ワークに対する重力方向の設定範囲として指定し、指定した設定範囲内で重力方向を所定の刻み角度ずつ更新して上記判別計算を繰り返し実行させる重力方向更新ステップと、
上記空気溜りの発生状況を上記空気溜りの発生個数と要素数とサイズとの少なくとも1つで表して評価する指標データを上記刻み角度毎に算出し、該指標データの分布を上記空気溜りの発生状況に応じた領域毎に区分し、上記空気溜りの発生無しの最適領域に対応する上記刻み角度から上記ワークの最適姿勢を算出する最適姿勢算出ステップと
を備えることを特徴とする空気溜まりのシミュレーション方法。
The computer models the shape of the work to be dipped with data of multiple elements, and based on the posture of the work with respect to the direction of gravity, the computer performs discriminant calculation to determine whether the attribute of each element is gas or liquid In the air pool simulation method of simulating the air pool by executing
A gravity direction updating step that designates a range in which the posture of the workpiece is variable as a setting range of the gravity direction with respect to the workpiece, updates the gravity direction by a predetermined step angle within the specified setting range, and repeatedly executes the determination calculation; ,
Index data for evaluating the state of occurrence of the air puddle by expressing at least one of the number of air puddle occurrences, the number of elements and the size is calculated for each step angle, and the distribution of the index data is calculated for the occurrence of the air puddle. And an optimum posture calculating step of calculating an optimum posture of the workpiece from the step angle corresponding to the optimum region where the occurrence of air accumulation does not occur. Method.
上記最適姿勢算出ステップにおいては、
上記最適領域における上記指標データの値を、上記最適領域の外周縁側から上記刻み角度に対応した部分領域毎に逐次変更し、上記指標データの元の値を保持する最後の部分領域の上記刻み角度から上記最適姿勢を算出することを特徴とする請求項記載の空気溜りのシミュレーション方法。
In the optimal posture calculation step,
The index data value in the optimal area is sequentially changed for each partial area corresponding to the step angle from the outer periphery side of the optimal area, and the step angle of the last partial area that retains the original value of the index data simulation method of an air reservoir of claim 1, wherein the calculating the optimum posture from.
上記最適姿勢算出ステップにおいては、
上記指標データに基づいて上記空気溜りの発生個数と上記判別計算の処理時間とを設計変数とする目的関数を作成し、重力方向の上記設定範囲を制約条件として上記目的関数が最小となるまで重力方向の更新を継続させ、上記目的関数が最小となったときの上記刻み角度を上記ワークの最適姿勢として算出することを特徴とする請求項1記載の空気溜りのシミュレーション方法。
In the optimal posture calculation step,
Based on the index data, an objective function is created with the number of air pockets generated and the processing time of the discriminant calculation as design variables . Gravity until the objective function is minimized using the set range in the direction of gravity as a constraint. 2. The method of simulating an air pocket according to claim 1, wherein the direction angle is continuously updated, and the step angle when the objective function is minimized is calculated as the optimum posture of the workpiece.
上記重力方向更新ステップにおいては、
上記刻み角度を上記ワークに固定した座標系の座標軸に対する角度で設定することを特徴とする請求項1〜の何れか一に記載の空気溜りのシミュレーション方法。
In the gravity direction update step,
The air pocket simulation method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the step angle is set as an angle with respect to a coordinate axis of a coordinate system fixed to the workpiece.
上記最適姿勢算出ステップにおいては、
上記空気溜りの発生状況を可視化処理することを特徴とする請求項1〜の何れか一に記載の空気溜りのシミュレーション方法。
In the optimal posture calculation step,
Simulation method of an air reservoir according to any one of claims 1-4, characterized in that the processing visualize the occurrence of the air reservoir.
浸漬処理を施すワークの形状を複数の要素のデータでモデル化し、重力方向に対する上記ワークの姿勢に基づいて、各要素の属性が気体であるか液体であるかを判別する判別計算を実行することにより空気溜りをシミュレーションするコンピュータが実行可能な空気溜りのシミュレーションプログラムにおいて、
上記ワークの姿勢を可変させる範囲を上記ワークに対する重力方向の設定範囲として指定し、指定した設定範囲内で重力方向を所定の刻み角度ずつ更新して上記判別計算を繰り返し実行させる重力方向更新ステップと、
上記空気溜りの発生状況を上記空気溜りの発生個数と要素数とサイズとの少なくとも1つで表して評価する指標データを上記刻み角度毎に算出し、該指標データの分布を上記空気溜りの発生状況に応じた領域毎に区分し、上記空気溜りの発生無しの最適領域に対応する上記刻み角度から上記ワークの最適姿勢を算出する最適姿勢算出ステップと
を備えることを特徴とする空気溜まりのシミュレーションプログラム。
Modeling the shape of the workpiece to be dipped with multiple element data, and executing discriminant calculation to determine whether the attribute of each element is gas or liquid based on the posture of the workpiece with respect to the direction of gravity In a simulation program for an air pool that can be executed by a computer that simulates the air pool,
A gravity direction updating step that designates a range in which the posture of the workpiece is variable as a setting range of the gravity direction with respect to the workpiece, updates the gravity direction by a predetermined step angle within the specified setting range, and repeatedly executes the determination calculation; ,
Index data for evaluating the state of occurrence of the air puddle by expressing at least one of the number of air puddle occurrences, the number of elements and the size is calculated for each step angle, and the distribution of the index data is calculated for the occurrence of the air puddle. And an optimum posture calculating step of calculating an optimum posture of the workpiece from the step angle corresponding to the optimum region where the occurrence of air accumulation does not occur. program.
上記最適姿勢算出ステップにおいては、
上記最適領域における上記指標データの値を、上記最適領域の外周縁側から上記刻み角度に対応した部分領域毎に逐次変更し、上記指標データの元の値を保持する最後の部分領域の上記刻み角度から上記最適姿勢を算出することを特徴とする請求項記載の空気溜りのシミュレーションプログラム。
In the optimal posture calculation step,
The index data value in the optimal area is sequentially changed for each partial area corresponding to the step angle from the outer periphery side of the optimal area, and the step angle of the last partial area that retains the original value of the index data The air reservoir simulation program according to claim 6, wherein the optimum posture is calculated from the above.
上記最適姿勢算出ステップにおいては、
上記指標データに基づいて上記空気溜りの発生個数と上記判別計算の処理時間とを設計変数とする目的関数を作成し、重力方向の上記設定範囲を制約条件として上記目的関数が最小となるまで重力方向の更新を継続させ、上記目的関数が最小となったときの上記刻み角度を上記ワークの最適姿勢として算出することを特徴とする請求項記載の空気溜りのシミュレーションプログラム。
In the optimal posture calculation step,
Based on the index data, an objective function is created with the number of air pockets generated and the processing time of the discriminant calculation as design variables . Gravity until the objective function is minimized using the set range in the direction of gravity as a constraint. 7. The air reservoir simulation program according to claim 6, wherein the direction update is continued and the step angle when the objective function is minimized is calculated as the optimum posture of the workpiece.
上記重力方向更新ステップにおいては、
上記刻み角度を上記ワークに固定した座標系の座標軸に対する角度で設定することを特徴とする請求項6〜8の何れか一に記載の空気溜りのシミュレーションプログラム。
In the gravity direction update step,
The air pocket simulation program according to any one of claims 6 to 8 , wherein the step angle is set as an angle with respect to a coordinate axis of a coordinate system fixed to the workpiece.
上記最適姿勢算出ステップにおいては、
上記空気溜りの発生状況を可視化処理することを特徴とする請求項6〜9の何れか一に記載の空気溜りのシミュレーションプログラム
In the optimal posture calculation step,
The simulation program for an air reservoir according to any one of claims 6 to 9 , wherein the generation state of the air reservoir is visualized.
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