JP5954955B2 - 形状データ作成システム及び形状データ作成方法 - Google Patents
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例えば、特許文献1には、モデル及びグリッドを使ってデザインを表現する技術が開示されている。ここでは、モデルが物体点を含み、グリッドが制御点を含み、グリッドの表現が可変且つ適応的である。そして、1つ又は複数の物体点を選び、物体点を適応させ、物体点に基づいてグリッドを適応させることによってデザインを最適化する。
しかしながら、新規の内板形状及び成形形状について変形ルールを用いた変形がなされても、例えば、新規の内板形状及び成形形状に対する成形可否の指標となる成形難易度は考慮されていないため、新規の内板形状及び成形形状が設計された後の成形性のシミュレーションで成形不可能という検討結果が生じる場合がある。また、新規の内板形状及び成形形状に対する既存の内板形状及び成形形状からの乖離度は考慮されていないため、既存の内板形状及び成形形状にて実現されていた成形性を含む諸条件がほとんど確保できない場合がある。これでは、やはり従来と同様に形状の再設計を行う必要があり、大幅な手戻りが生じるおそれがある。
ここで、基準からの乖離度とは、成形難易度及び元形状からの乖離度の少なくとも1つを含み、成形難易度を示す場合には、新規形状が設計された後の成形性の確保の程度を表し、元形状からの乖離度を示す場合には、新規形状が設計された後の元形状にて実現されていた、成形可否、他ワークとの合わせ、デザイン等の成形性を含む諸条件の確保の程度を表す。
このため、作成された新規の第2形状データで示された第2形状には、仮の変形ルールに基づいて第2形状を変形する変形中の形状の、基準からの乖離度が加味されている。
よって、基準からの乖離度として、成形難易度を採用すると、第1形状及び第2形状を含む新規形状が設計された後の成形性がある程度以上確保可能となる。特に、基準からの乖離度である成形難易度として成形可否の指標が組み込まれていれば、第1形状及び第2形状を含む新規形状が設計された後の成形性のシミュレーションでは成形不可能という検討結果が生じることがない。また、基準からの乖離度として、元形状からの乖離度を採用すると、元形状にて実現されていた、成形可否、他ワークとの合わせ、デザイン等の成形性を含む諸条件がある程度以上確保可能となる。したがって、新規形状の基準からの乖離度を考慮して新規形状を設計するので、形状の再設計を行うことを可及的に低減し大幅な手戻りが生じることを抑制することができる。
形状データ作成システム1における形状データ作成方法は、車両形状における車両の外観に反映される新規のデザイン形状を示す新規のデザイン形状データに結合される、この新規のデザイン形状に対応する新規の内板形状及び成形形状を示す新規の内板形状データ及び成形形状データを作成し、新規のデザイン形状、内板形状及び成形形状を有する新規の形状を示す新規の形状データを作成する方法である。
ここで、デザイン形状(外板形状ともいう)が本発明の第1形状を示し、デザイン形状データが本発明の第1形状データを示す。また、内板形状及び成形形状が本発明の第2形状を示し、内板形状データ及び成形形状データが本発明の第2形状データを示す。なお、本発明の第2形状は、内板形状及び成形形状以外のものでもよい。
また、形状データ作成システム1の制御部は、受付手段としての受付部12と、抽出手段としての抽出部13と、変形ルール作成手段としての変形ルール作成部14と、形状データ作成手段としての形状データ作成部16と、結合部17と、を備える。
具体的には、抽出部13は、受付部12が受け付けた作成対象部位の情報から、新規のデザイン形状データにおける作成対象部位の設計情報を特定する。続いて、抽出部13は、特定した作成対象部位の設計情報に類似する設計情報を備える既存のデザイン形状データを特定する。そして、抽出部13は、特定した既存のデザイン形状データを形状DB11から抽出する。
ここで、最終的に決定される変形ルールを作成する際には、変形ルール作成部14は、新規のデザイン形状と既存のデザイン形状との差異に基づいて定めた仮の変形ルールで既存の内板形状及び成形形状を変形し、その変形中の形状の、基準からの乖離度に基づいて、最終的な変形ルールを作成する。
すなわち、仮の変形ルールを作成する場合には、変形ルール作成部14は、既存のデザイン形状を包含する変形対象空間を定義し、定義された変形対象空間に複数の制御点を格子状に配置すると共に、既存のデザイン形状及び新規のデザイン形状に対して、形状の特徴を示す特徴点を複数個定義する。ここで、特徴点は、3次元座標情報であり、既存のデザイン形状の特徴点と、新規のデザイン形状の特徴点とは、対応付けられている。続いて、変形ルール作成部14は、既存のデザイン形状及び新規のデザイン形状の特徴点の差異を算出し、算出した差異に基づいて既存のデザイン形状が新規のデザイン形状に近づく様に複数の制御点を移動させ、これら複数の制御点の移動ルールを、変形対象空間の歪み量にとして仮の変形ルールとする。
その一つとして例えば、基準からの乖離度として、変形中の形状の成形難易度が成形不可能と判断されないように確認していく。
また、基準からの乖離度として、変形中の形状の元形状(既存の内板形状及び成形形状)からの乖離度が既存の内板形状及び成形形状にて実現されていた成形性を含む諸条件がほとんど確保できないと判断されないように確認していく。
これらによって、変形中の形状の成形難易度が成形不可能と判断されたり、変形中の形状の元形状からの乖離度が、諸条件がほとんど確保できないと判断されたりした場合には、その判断時の変形手前の変形させた内板形状及び成形形状を新規の内板形状及び成形形状とする様に最終的な変形ルールを決定する。
例えば、変形ルール作成部14は、仮の変形ルールでの変形対象空間の歪み量を5%毎に細分化して、変形対象空間の歪み量50%適用、変形対象空間の歪み量55%適用、変形対象空間の歪み量60%適用、・・・と仮の変形ルールの変形対象空間の歪み量を5%毎に徐々に適用して既存の内板形状及び成形形状を変化させていく。
細分化した変形対象空間の歪み量の仮の変形ルールで既存の内板形状及び成形形状の変形が徐々に行われる毎に、変形中の内板形状及び成形形状に対して、成形条件DB15を参照して変形中の形状の、基準からの乖離度から、成形不可能で、且つ既存の内板形状及び成形形状にて実現されていた成形性を含む諸条件がほとんど確保できないと判断されないように確認していく。詳細を図3〜図7を用いて説明する。
ここで、既存のデザイン形状と既存の内板形状及び成形形状と、におけるそれぞれの任意の点an、bn(nは1〜Nまで)を抽出し、内板形状及び成形形状の変形中において任意の点an、bnの相対位置関係を各種条件の基準と比較することで成形難易度及び元形状からの乖離度を含む基準からの乖離度が定められる。これらの任意の点an、bnは、内板形状及び成形形状の仮の変形ルールでの変形中において変形量が大きい部分に配置される。例えば、変形量が大きい部分とは、プレス成形での成形方向の変形量が大きい部分等である。図3に示す任意の点an、bnは、プレス成形時に絞られて成形方向に対して傾斜して延び変形量の大きい部分である。ここで、任意の点anは、デザイン形状側の点であり、任意の点bnは、内板形状及び成形形状側の点である。これにより、内板形状及び成形形状の変形中において変形量が大きい部分に配置された任意の点an、bnの相対位置関係の基準からの乖離度に応じた成形可否、他ワークとの合わせ、デザイン等の成形性を含む諸条件から成形難易度及び元形状からの乖離度を含む基準からの乖離度が定められる。
図4(a)に示す断面角度θ1nは、図3に示す変形中の内板形状及び成形形状において、プレス成形での成形方向を0°と定義した場合に、デザイン形状側の任意の点anから内板形状及び成形形状側の任意の点bnまでの線分における、任意の点bnを中心とする角度である。
この図4(a)に示す断面角度θ1nが図4(b)に示す成形難易度が許容値以内に収められるように、基準となる閾値α1以上となるようにする。内板形状及び成形形状の変形中において断面角度θ1nが閾値α1以上であれば、断面角度θ1nの成形条件に基づく成形難易度は成形可能と判断される。一方、内板形状及び成形形状の変形中において断面角度θ1nが閾値α1よりも小さいときは、断面角度θ1nの成形条件に基づく成形難易度は成形不可能と判断される。nは1〜Nまで複数あるので、断面角度θ1nは、それぞれのnについて検証される。
図5(a)に示す断面深さD1nは、図3に示す変形中の内板形状及び成形形状において、プレス成形での成形方向における変形量を定義したもので、デザイン形状側の任意の点anから内板形状及び成形形状側の任意の点bnまでの成形方向成分の距離である。
この図5(a)に示す断面深さD1nが図5(b)に示す成形難易度が許容値以内に収められるように、基準となる閾値β1以下となるようにする。内板形状及び成形形状の変形途中において断面深さD1nが閾値β1以下であれば、断面深さD1nの成形条件に基づく成形難易度は成形可能と判断される。一方、内板形状及び成形形状の変形途中において断面深さD1nが閾値β1よりも大きいときは、断面深さD1nの成形条件に基づく成形難易度は成形不可能と判断される。nは1〜Nまで複数あるので、断面深さD1nは、それぞれのnについて検証される。
図6(a)に示す断面角度変化量θ2nは、既存の内板形状及び成形形状における、プレス成形での成形方向を0°と定義した場合に、デザイン形状側の任意の点anから内板形状及び成形形状側の任意の点bnまでの線分での任意の点bnを中心とする角度と、図3に示す変形中の内板形状及び成形形状における、プレス成形での成形方向を0°と定義した場合に、デザイン形状側の任意の点anから内板形状及び成形形状側の任意の点bnまでの線分での任意の点bnを中心とする角度と、の差分角度である。
この図6(a)に示す断面角度変化量θ2nが図6(b)に示す元形状からの乖離度が許容値以内に収められるように、基準となる閾値α2以上且つ閾値α3以下となるようにする。内板形状及び成形形状の変形中において断面角度変化量θ2nが閾値α2以上且つ閾値α3以下であれば、断面角度変化量θ2nから、元形状からの乖離度が、既存の内板形状及び成形形状にて実現されていた、成形可否、他ワークとの合わせ、デザイン等の成形性を含む諸条件をある程度以上確保可能と判断される。一方、内板形状及び成形形状の変形途中において断面角度変化量θ2nが閾値α2よりも小さい、又は、閾値α3よりも大きいときは、断面角度変化量θ2nから、元形状からの乖離度は上記諸条件をほとんど確保できないと判断される。nは1〜Nまで複数あるので、断面角度変化量θ2nは、それぞれのnについて検証される。
図7(a)に示す断面深さ変化量D2nは、既存の内板形状及び成形形状における、プレス成形での成形方向の変形量と、図3に示す変形中の内板形状及び成形形状における、プレス成形での成形方向の変形量と、の差分距離を定義したものである。すなわち、断面深さ変化量D2nは、既存の内板形状及び成形形状における、デザイン形状側の任意の点anから内板形状及び成形形状側の任意の点bnまでの成形方向成分の距離と、変形途中の内板形状及び成形形状における、デザイン形状側の任意の点anから内板形状及び成形形状側の任意の点bnまでの成形方向成分の距離と、の差分である。
この図7(a)に示す断面深さ変化量D2nが図7(b)に示す元形状からの乖離度が許容値以内に収められるように、基準となる閾値β2以上且つ閾値β3以下となるようにする。内板形状及び成形形状の変形中において断面深さ変化量D2nが閾値β2以上且つ閾値β3以下であれば、断面深さ変化量D2nから、元形状からの乖離度が、既存の内板形状及び成形形状にて実現されていた、成形可否、他ワークとの合わせ、デザイン等の成形性を含む諸条件をある程度以上確保可能と判断される。一方、内板形状及び成形形状の変形中において断面深さ変化量D2nが閾値β2よりも小さい、又は、閾値β3よりも大きいときは、断面深さ変化量D2nから、元形状からの乖離度は上記諸条件をほとんど確保できないと判断される。nは1〜Nまで複数あるので、断面深さ変化量D2nは、それぞれのnについて検証される。
また、本実施形態での変形中の内板形状及び成形形状の元形状からの乖離度は、諸条件がある程度以上確保可能か否かの境界値を閾値としていた。しかし、本発明はこれに限られず、変形中の内板形状及び成形形状の元形状からの乖離度は、実際に成形する場合の諸条件の程度を数値化し、その途中の数値を閾値として設定してもよい。
以上のようにして、変形ルール作成部14は、最終的な変形対象空間の歪み方を定めた最終的な変形ルールを作成する。
なお、結合部17は、これら新規のデザイン形状データ、新規の内板形状データ及び新規の成形形状データで示されるデザイン形状、内板形状及び成形形状の位置合わせを行い、表示部に表示させるようにしてもよい。
まず、変形ルール作成部14は、新規のデザイン形状と既存のデザイン形状とを近似する際の差異に基づいた空間変形の歪め方から仮の変形ルールを作成する。
次に、変形ルール作成部14は、作成した仮の変形ルールに基づいて、成形条件DB15を参照して形状DB11に記憶した既存の内板形状データ及び成形形状データで示された既存の内板形状及び成形形状を徐々に変形していく。つまり、仮の変形ルールの空間変形の歪み量を徐々に適用していく。この仮の変形ルールで既存の内板形状及び成形形状を徐々に変形する変形中の形状の、基準からの乖離度に基づいて、最終的な変形ルールを作成する。ここでは、変形中の形状の、基準からの乖離度に含まれる成形難易度には、成形条件DB15を参照することで成形可否の指標が含まれる。
本実施形態によると、変形ルール作成部14は、仮の変形ルールに基づいて既存の内板形状及び成形形状を変形し、その変形中の形状の、成形難易度及び元形状からの乖離度を含む基準からの乖離度に基づいて、最終的な変形ルールを作成する。
ここで、基準からの乖離度とは、成形難易度及び元形状からの乖離度を含み、成形難易度を示す場合には、新規のデザイン形状、内板形状及び成形形状を含む新規形状が設計された後の成形性の確保の程度を表し、元形状からの乖離度を示す場合には、新規のデザイン形状、内板形状及び成形形状を含む新規形状が設計された後の元形状(既存の内板形状及び成形形状)にて実現されていた、成形可否、他ワークとの合わせ、デザイン等の成形性を含む諸条件の確保の程度を表す。
このため、作成された新規の内板形状データ及び成形形状データによって示された新規の内板形状及び成形形状には、仮の変形ルールに基づいて既存の内板形状及び成形形状を変形する変形中の形状の、基準からの乖離度が加味されている。
ここで、基準からの乖離度に成形難易度として、成形可否の指標が組み込まれているので、新規のデザイン形状、内板形状及び成形形状を含む新規の形状が設計された後の成形性のシミュレーションでは成形不可能という検討結果が生じることがない。
また、基準からの乖離度として、元形状からの乖離度が組み込まれているので、既存の内板形状及び成形形状にて実現されていた、成形可否、他ワークとの合わせ、デザイン等の成形性を含む諸条件がある程度以上確保可能となる。
したがって、新規の形状の基準からの乖離度を考慮して新規の形状を設計するので、形状の再設計を行うことを可及的に低減し大幅な手戻りが生じることを抑制することができる。
これによると、仮の変形ルールに基づいて既存の内板形状及び成形形状を変形する変形中の任意の点an、bnの相対位置関係を基準と比較し、その相対位置関係の基準からの乖離度に応じて、仮の変形ルールに基づいて既存の内板形状及び成形形状を変形する変形中の形状の、基準からの乖離度を定めることができる。
これによると、成形可否判断に直結する、仮の変形ルールに基づいて既存の内板形状及び成形形状を変形する変形中の変形量が大きい部分での成形可否を考慮することにより、仮の変形ルールに基づいて既存の内板形状及び成形形状を変形する変形中の形状の、基準からの乖離度には成形可否の指標を組み込むことができる。これにより、新規のデザイン形状、内板形状及び成形形状含む新規の形状が設計された後の成形性のシミュレーションでは成形不可能という検討結果が生じることがない。
このようにすることで、形状データ作成システム1は、新規のデザイン形状データで示される新規のデザイン形状に類似する複数の既存のデザイン形状を示す複数の既存のデザイン形状データの中から、形状データ作成システム1のオペレータが適切であると判断した既存のデザイン形状を示す既存のデザイン形状データを選択することができ、この選択された既存のデザイン形状データに基づいて、新規の内板形状データ及び成形形状データを作成することができる。
11…形状DB(記憶手段)
12…受付部
13…抽出部
14…変形ルール作成部(変形ルール作成手段)
15…成形条件DB
16…形状データ作成部(形状データ作成手段)
17…結合部
Claims (4)
- 製品における第1形状を示す第1形状データに対応し、該第1形状に対応する第2形状を示す第2形状データを作成する形状データ作成システムであって、
既存の第1形状データと既存の第2形状データとを関連付けて記憶する記憶手段と、
新規の第1形状データの入力を受け付ける受付手段と、
前記新規の第1形状データで示された第1形状に類似する第1形状を示す既存の第1形状データを前記記憶手段から抽出する抽出手段と、
前記新規の第1形状データで示された第1形状と前記抽出手段により抽出された前記既存の第1形状データで示された第1形状との差異を算出し、該算出した差異に基づいて、前記既存の第1形状データで示された第1形状を前記新規の第1形状データで示された第1形状に近づける変形ルールを作成する変形ルール作成手段と、
前記変形ルール作成手段によって作成された変形ルールに基づいて、前記抽出手段により抽出された前記既存の第1形状データに関連付けられている既存の第2形状データで示された既存の第2形状を変形することにより、前記新規の第1形状データに対応する新規の第2形状データを作成する形状データ作成手段と、を備え、
前記変形ルール作成手段は、前記新規の第1形状データで示された第1形状と、前記抽出手段により抽出された前記既存の第1形状データで示された第1形状との差異を算出し、該算出した差異に基づいて仮の変形ルールを作成し、作成された前記仮の変形ルールに基づいて、前記抽出手段により抽出された前記既存の第1形状データに関連付けられている既存の第2形状データで示された第2形状を変形し、その変形中の形状の、基準からの乖離度に基づいて、最終的な変形ルールを作成することを特徴とする形状データ作成システム。 - 前記変形ルール作成手段は、前記基準からの乖離度を、前記抽出手段により抽出された前記既存の第1形状データで示された第1形状と、それに関連付けられている既存の第2形状データで示された第2形状とにおけるそれぞれの任意の点を抽出し、前記仮の変形ルールに基づいて、前記第2形状を変形する変形中の前記任意の点の相対位置関係を基準と比較することで定めることを特徴とする請求項1に記載の形状データ作成システム。
- 前記変形ルール作成手段は、前記基準からの乖離度を、前記仮の変形ルールに基づいて、前記抽出手段により抽出された前記既存の第1形状データに関連付けられている既存の第2形状データで示された第2形状を変形する変形中の変形量が大きい部分での成形可否から定めることを特徴とする請求項1又は2に記載の形状データ作成システム。
- 製品における第1形状を示す第1形状データに対応し、該第1形状に対応する第2形状を示す第2形状データを作成する形状データ作成方法であって、
形状データ作成システムが、新規の第1形状データの入力を受け付ける受付ステップと、
前記形状データ作成システムが、前記新規の第1形状データで示された第1形状に類似する第1形状を示す既存の第1形状データを、既存の第1形状データと既存の第2形状データとを関連付けて記憶する記憶手段から抽出する抽出ステップと、
前記形状データ作成システムが、前記新規の第1形状データで示された第1形状と、前記抽出ステップにより抽出された前記既存の第1形状データで示された第1形状との差異を算出し、該算出した差異に基づいて、前記既存の第1形状データで示された第1形状を前記新規の第1形状データで示された第1形状に近づける変形ルールを作成する変形ルール作成ステップと、
前記形状データ作成システムが、前記変形ルール作成ステップによって作成された変形ルールに基づいて、前記抽出ステップにより抽出された前記既存の第1形状データに関連付けられている既存の第2形状データで示された既存の第2形状を変形することにより、前記新規の第1形状データに対応する新規の第2形状データを作成する形状データ作成ステップと、を含み、
前記変形ルール作成ステップは、前記形状データ作成システムが、前記新規の第1形状データで示された第1形状と、前記抽出ステップにより抽出された前記既存の第1形状データで示された第1形状との差異を算出し、該算出した差異に基づいて仮の変形ルールを作成し、作成された前記仮の変形ルールに基づいて、前記抽出ステップにより抽出された前記既存の第1形状データに関連付けられている既存の第2形状データで示された既存の第2形状を変形し、その変形中の形状の、基準からの乖離度に基づいて、最終的な変形ルールを作成することを特徴とする形状データ作成方法。
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