JP6694630B1 - CAE accuracy presentation system and CAE accuracy presentation method - Google Patents

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Abstract

【課題】CAEにより取得された3次元形状データの精度検証を可能にする。【解決手段】CAEで生成された3次元形状データの点群データと、3次元形状測定装置6で取得された実成形品の3次元形状データの点群データとのうち、互いに対応する点同士の距離を算出する。算出された距離を、CAEで生成された3次元形状データの精度として使用者に提示する。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To enable accuracy verification of three-dimensional shape data acquired by CAE. SOLUTION: Among the point cloud data of the three-dimensional shape data generated by CAE and the point cloud data of the three-dimensional shape data of the actual molded product acquired by the three-dimensional shape measuring device 6, points corresponding to each other. To calculate the distance. The calculated distance is presented to the user as the accuracy of the three-dimensional shape data generated by CAE. [Selection diagram] Figure 2

Description

本発明は、CAEにより取得された3次元形状データと、実成形品を測定することにより取得された測定データとに基づいてCAEの精度検証を可能にするCAE精度提示システム及びCAE精度提示方法に関する。   The present invention relates to a CAE accuracy presentation system and a CAE accuracy presentation method that enable CAE accuracy verification based on three-dimensional shape data acquired by CAE and measurement data acquired by measuring an actual molded product. ..

従来より、CAD(Computer Aided Design)データを読み込んで各種条件設定を行うことによって仮想試作や仮想試験を可能にするCAE(Computer Aided Engineering)が実際の設計開発現場で用いられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, CAE (Computer Aided Engineering), which enables virtual prototyping and virtual testing by reading CAD (Computer Aided Design) data and setting various conditions, has been used in actual design and development sites.

特許文献1には、立体モデルを計測して得られた位置データを利用して、正確なCADデータを取得するCADデータ処理装置が開示されている。このCADデータ処理装置では、始めに、CADデータによって製品の立体モデルを作成する。その立体モデルの特性について試験を行うとともに、必要に応じて手作業で形状修正を行った後、立体モデルを3次元スキャナで測定し、点群データを取得する。点群データに所定範囲内で適合するように、CADデータにおけるパラメータを補正し、新規CADデータを得る。CADデータにおける複数の単位形状要素のパラメータを立体モデルの測定結果に基づいて補正することにより、立体モデルに対応した正確な新規CADデータを取得可能にしている。   Patent Document 1 discloses a CAD data processing device that acquires accurate CAD data using position data obtained by measuring a three-dimensional model. In this CAD data processing device, first, a three-dimensional model of a product is created from CAD data. The characteristics of the three-dimensional model are tested and, if necessary, the shape is manually corrected, and then the three-dimensional model is measured by a three-dimensional scanner to obtain point cloud data. The parameters in the CAD data are corrected so as to match the point cloud data within a predetermined range, and new CAD data is obtained. Correct new CAD data corresponding to the three-dimensional model can be acquired by correcting the parameters of the plurality of unit shape elements in the CAD data based on the measurement result of the three-dimensional model.

また、特許文献2には、3次元スキャンデータを使用する逆設計処理システムが開示されている。特許文献2のシステムでは、3次元スキャンデータから形成された製品の一部分をリモデリングし、3次元スキャンデータから形成された製品の一部分を操作する作業を選択し、この選択された作業に起因した精密度の損失を測定して使用者に示すように構成されている。   In addition, Patent Document 2 discloses an inverse design processing system that uses three-dimensional scan data. In the system of Patent Document 2, a part of the product formed from the three-dimensional scan data is remodeled, and an operation of operating the part of the product formed from the three-dimensional scan data is selected, which results from the selected work. It is configured to measure the loss of precision and show it to the user.

また、特許文献3には、参照3次元モデルと、多数の3次元モデルとを比較するモデル比較装置が開示されている。この装置では、参照3次元モデルと、多数の3次元モデルとの間で、幾何学的特性の類似性及び相違性に従って信頼水準を計算し、得られた信頼水準を使用して類似値を計算するように構成されている。   In addition, Patent Document 3 discloses a model comparison device that compares a reference three-dimensional model with a large number of three-dimensional models. In this device, a confidence level is calculated between a reference three-dimensional model and a large number of three-dimensional models according to the similarity and dissimilarity of geometric characteristics, and the obtained confidence level is used to calculate a similarity value. Is configured to.

特開2003−242186号公報JP, 2003-242186, A 特開2007−305131号公報JP, 2007-305131, A 特表2017−504108号公報Japanese Patent Publication No. 2017-504108

ところで、例えば樹脂シートを立体形状の製品に成形する場合を想定すると、製品のCADデータに基づいてマシニングセンタ等で金型を作成し、この金型によって樹脂シートを成形して製品を得ることができる。製品のCADデータに基づいて金型を作成する際、材料モデルの設定、樹脂シートの加熱工程の設定、成形工程の設定等、様々な設定を行う必要があり、設定により、金型の形状が微妙に相違することになる。また、通常、複数回の試作と金型の修正作業を繰り返して量産用の金型を作成している。   By the way, assuming, for example, that a resin sheet is molded into a three-dimensional product, a mold can be created by a machining center or the like based on the CAD data of the product, and the resin sheet can be molded by this mold to obtain the product. .. When creating a mold based on the CAD data of the product, it is necessary to make various settings such as setting the material model, setting the heating process of the resin sheet, setting the molding process, etc. There will be subtle differences. Further, usually, a mold for mass production is created by repeating a plurality of trial manufactures and a mold correction work.

このように金型の作成には多くの手間がかかるので、CADデータに基づいてCAEで仮想試作を行う方法がある。しかし、CAEを用いた試作であっても、各種条件設定を行う必要があるとともに、最終的に得られた試作結果が、実際の成形により得られた製品の形状と相違しているおそれもある。CAEにより得られた試作結果が実際の製品の形状と相違していると、CAEによる試作結果を活かせないことになるので、その精度検証が必要になる。   Since it takes a lot of time and effort to create a mold as described above, there is a method of performing a virtual prototype by CAE based on CAD data. However, even in the case of trial production using CAE, it is necessary to set various conditions, and the trial production result finally obtained may differ from the shape of the product obtained by actual molding. .. If the trial production result obtained by CAE is different from the actual shape of the product, the trial production result by CAE cannot be utilized, so that accuracy verification is required.

ところが、特許文献1では、CADデータとスキャン測定データとを照合しているが、CADデータのスキャン測定データによる補正を行っているだけであり、また、特許文献2では、CADデータとスキャン測定データとを照合しているが、データ編集時の精密度の損失を示すだけであるため、特許文献1、2のシステムでは、CAEにより取得された3次元形状データの精度検証を行うことはできない。   However, in the patent document 1, the CAD data and the scan measurement data are collated, but the CAD data is only corrected by the scan measurement data. In the patent document 2, the CAD data and the scan measurement data are corrected. However, the system of Patent Documents 1 and 2 cannot verify the accuracy of the three-dimensional shape data acquired by CAE because it only indicates the loss of accuracy during data editing.

また、特許文献3では、参照3次元モデルと多数の3次元モデルとの間で信頼水準を設定し、類似値を算出しているが、これはデータ検索目的のためであり、精度検証を行うためではない。   Further, in Patent Document 3, the confidence level is set between the reference three-dimensional model and a large number of three-dimensional models, and the similarity value is calculated, but this is for the purpose of data retrieval and accuracy verification is performed. Not because.

CAEにより取得された3次元形状データの精度検証を行うことができれば、その結果をCAEの条件設定等に反映させることで、CAEにより更に精度の高い仮想試作を行うことが可能になる。   If the accuracy verification of the three-dimensional shape data acquired by the CAE can be performed, the result can be reflected in the condition setting of the CAE and the like, whereby the CAE can perform a virtual prototype with higher accuracy.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、CAEにより取得された3次元形状データの精度検証を可能にすることにある。   The present invention has been made in view of the above point, and an object thereof is to enable accuracy verification of three-dimensional shape data acquired by CAE.

上記目的を達成するために、本発明では、CAEで生成された3次元形状データの点群データと、実成形品の3次元形状データの点群データとのうち、互いに対応する点同士の距離を算出し、その距離をCAEの精度として使用者に提示するようにした。   In order to achieve the above object, according to the present invention, the distance between points corresponding to each other in the point cloud data of the three-dimensional shape data generated by CAE and the point cloud data of the three-dimensional shape data of the actual molded product. Was calculated and the distance was presented to the user as the accuracy of CAE.

第1の発明は、CADデータに基づくCAEにより取得された成形品の3次元形状データと、実際に成形された実成形品を測定することにより取得された測定データとに基づいてCAEの精度検証を可能にするCAE精度提示システムを前提とする。   A first invention is a CAE accuracy verification based on three-dimensional shape data of a molded product acquired by CAE based on CAD data and measurement data acquired by measuring an actually molded actual molded product. It is assumed that the CAE accuracy presentation system that enables

そして、前記CADデータを読み込むとともに、複数の条件設定を受け付け、前記CADデータ及び前記条件に基づいて成形品の形状を示す点群データを含む3次元形状データを生成するCAE実行部と、前記CADデータに基づいて作成された金型により成形された実成形品の形状を示す点群データを含む3次元形状データを取得する3次元形状測定部と、前記CAE実行部で生成された3次元形状データの点群データと、前記3次元形状測定部で取得された3次元形状データの点群データとのうち、互いに対応する点同士の距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部で算出された距離を、前記CAE実行部で生成された3次元形状データの精度として使用者に提示する精度提示部とを備え、前記CAE実行部は、多数の点が等間隔に描かれた平らな樹脂シートを成形することにより得られた仮想成形品の前記点の座標を含む3次元形状データを生成し、前記3次元形状測定部は、前記樹脂シートを前記金型により成形して得られた前記実成形品の前記点の座標を含む3次元形状データを取得し、前記距離算出部は、前記CAE実行部で生成された3次元形状データの前記点の座標と、前記3次元形状測定部で取得された3次元形状データの前記点の座標とに基づいて互いに対応する点同士の距離を算出することを特徴とする。 A CAE execution unit that reads the CAD data, accepts a plurality of condition settings, and generates three-dimensional shape data including point cloud data indicating the shape of the molded product based on the CAD data and the conditions, and the CAD. A three-dimensional shape measuring unit that obtains three-dimensional shape data including point cloud data indicating the shape of an actual molded product molded by a mold created based on the data, and the three-dimensional shape generated by the CAE execution unit. Of the point cloud data of the data and the point cloud data of the three-dimensional shape data acquired by the three-dimensional shape measuring section, a distance calculating section that calculates a distance between mutually corresponding points and a distance calculating section. The CAE executing unit includes a precision presenting unit that presents the determined distance to the user as the precision of the three-dimensional shape data generated by the CAE executing unit, and the CAE executing unit is a flat plane in which many points are drawn at equal intervals. Three-dimensional shape data including coordinates of the points of the virtual molded product obtained by molding the resin sheet is generated, and the three-dimensional shape measuring unit is obtained by molding the resin sheet with the mold. The three-dimensional shape data including the coordinates of the points of the actual molded product is acquired, and the distance calculation unit calculates the coordinates of the points of the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit and the three-dimensional shape measurement unit. characterized that you calculate the distance between points corresponding to each other based on the in the point of obtaining three-dimensional shape data in coordinates.

この構成によれば、CAE実行部が成形品のCADデータを読み込むとともに、設定さされた複数の条件に基づいて仮想的に成形品の試作を実行し、この成形品の形状を示す点群データを含む3次元形状データを生成する。一方、CADデータに基づいて金型を作成し、この金型により実成形品を成形し、3次元形状測定部により実成形品の形状を示す点群データを含む3次元形状データを取得する。   According to this configuration, the CAE execution unit reads the CAD data of the molded product, virtually executes the prototype of the molded product based on the plurality of set conditions, and sets the point cloud data indicating the shape of the molded product. 3D shape data including is generated. On the other hand, a mold is created based on the CAD data, an actual molded product is molded by this mold, and three-dimensional shape data including point cloud data indicating the shape of the actual molded product is acquired by the three-dimensional shape measuring unit.

その後、距離算出部は、CAE実行部で生成された仮想試作品の形状を示す3次元形状データに含まれる点群データと、実成形品の形状を示す3次元形状データに含まれる点群データとのうち、互いに対応する点同士の距離を算出する。両データは3次元データであるため、3次元空間座標により両データの点同士の距離を算出することができる。   Then, the distance calculation unit includes the point cloud data included in the three-dimensional shape data indicating the shape of the virtual prototype generated by the CAE execution unit and the point cloud data included in the three-dimensional shape data indicating the shape of the actual molded product. The distance between points corresponding to each other is calculated. Since both data are three-dimensional data, the distance between the points of both data can be calculated by the three-dimensional space coordinates.

そして、算出された距離を、CAE実行部で生成された3次元形状データの精度として使用者に提示することができる。すなわち、距離算出部で算出された距離が長ければ長いほど、CAE実行部で生成された仮想試作品と、実成形品との形状差が大きいということであり、この場合は、CAE実行部で生成された3次元形状データの精度が低いと判断できる。一方、距離算出部で算出された距離が短ければ短いほど、CAE実行部で生成された仮想試作品と、実成形品との形状差が小さいということであり、この場合は、CAE実行部で生成された3次元形状データの精度が高いと判断できる。   Then, the calculated distance can be presented to the user as the accuracy of the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit. That is, the longer the distance calculated by the distance calculation unit, the larger the shape difference between the virtual prototype created by the CAE execution unit and the actual molded product. In this case, the CAE execution unit It can be judged that the accuracy of the generated three-dimensional shape data is low. On the other hand, the shorter the distance calculated by the distance calculation unit is, the smaller the shape difference between the virtual prototype generated by the CAE execution unit and the actual molded product is. In this case, the CAE execution unit It can be determined that the generated three-dimensional shape data has high accuracy.

また、多数の点が等間隔に描かれた平らな樹脂シートを成形した成形品には、多数の点が存在することになり、成形時に樹脂シートが延びる部分の点間隔が広く、縮む部分の点間隔が狭くなる。これは仮想成形品であっても、実成形品であっても同じ傾向になる。 In addition , a molded product formed by molding a flat resin sheet in which a large number of points are drawn at equal intervals has a large number of points, and the point interval of the portion where the resin sheet extends during molding is wide and The point spacing becomes narrower. This has the same tendency whether it is a virtual molded product or an actual molded product.

CAE実行部で生成された3次元形状データの点の座標と、3次元形状測定部で取得された3次元形状データの点の座標とに基づいて互いに対応する点同士の距離を算出することで、距離の算出値が正確になる。   By calculating the distance between points corresponding to each other based on the coordinates of the points of the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit and the coordinates of the points of the three-dimensional shape data acquired by the three-dimensional shape measurement unit. , The calculated value of the distance becomes accurate.

の発明は、前記CAE実行部は、多数の前記点に識別情報が付与された前記樹脂シートを成形することにより得られた仮想成形品の前記点の座標を含む3次元形状データを生成することを特徴とする。 In a second aspect, the CAE executing unit generates three-dimensional shape data including coordinates of the points of a virtual molded product obtained by molding the resin sheet in which identification information is given to a large number of the points. It is characterized by doing.

この構成によれば、成形前の樹脂シートに描かれている点に識別情報が付与されているので、成形後に点同士の相対的な位置関係が大きく変化したとしても、識別情報に基づいて元の相対的な位置関係を把握することができる。これにより、CAE実行部で生成された3次元形状データの点と、3次元形状測定部で取得された3次元形状データの点とのうち、対応する点同士を特定しやすくなり、その後の距離の算出値が正確になる。   According to this configuration, since the identification information is given to the points drawn on the resin sheet before molding, even if the relative positional relationship between the points greatly changes after molding, the original information based on the identification information is used. It is possible to grasp the relative positional relationship of. This makes it easier to identify the corresponding points among the points of the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit and the points of the three-dimensional shape data acquired by the three-dimensional shape measurement unit, and the distance thereafter. The calculated value of becomes accurate.

の発明は、前記精度提示部は、前記CAE実行部で生成された3次元形状データに基づく仮想成形品の形状を表示するとともに、当該仮想成形品上に、前記対応する点同士の距離を色の変化によって表示することを特徴とする。 In a third aspect, the accuracy presenting unit displays the shape of the virtual molded product based on the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit, and the distance between the corresponding points on the virtual molded product. Is displayed by changing the color.

すなわち、対応する点同士の距離はCAEの精度の高低を示しており、例えば対応する点同士の距離が短い場合と長い場合とで色を変えて表示することで、その点におけるCAEの精度を使用者が視覚的に容易に把握することができる。   That is, the distance between corresponding points indicates the accuracy of CAE. For example, by displaying different colors when the distance between corresponding points is short and when the distance is long, the CAE accuracy at that point is improved. The user can easily grasp it visually.

の発明は、前記距離算出部は、複数組の前記対応する点同士の距離の平均値と、距離標準偏差とのうち、少なくとも一方を算出し、前記精度提示部は、前記平均値と、前記距離標準偏差とのうち、少なくとも一方を使用者に提示することを特徴とする。 In a fourth invention, the distance calculation unit calculates at least one of an average value of distances between the corresponding points of a plurality of sets and a distance standard deviation, and the accuracy presentation unit calculates the average value. , And at least one of the distance standard deviations is presented to the user.

すなわち、一般的に、複数組の対応する点が存在しており、これらの距離の平均値や標準偏差に基づくことで、精度の全体的な傾向を把握することができる。   That is, generally, there are a plurality of sets of corresponding points, and based on the average value or standard deviation of these distances, it is possible to grasp the overall tendency of accuracy.

の発明は、CADデータに基づくCAEにより取得された成形品の3次元形状データと、実際に成形された実成形品を測定することにより取得された測定データとに基づいてCAEの精度検証を可能にするCAE精度提示方法を前提とする。 A fifth invention is a CAE accuracy verification based on three-dimensional shape data of a molded product acquired by CAE based on CAD data and measurement data acquired by measuring an actually molded actual molded product. It is assumed that the CAE accuracy presentation method that enables

そして、前記CADデータを読み込むとともに、複数の条件設定を受け付け、前記CADデータ及び前記条件に基づいて成形品の形状を示す点群データを含む3次元形状データを生成するCAE実行ステップと、前記CADデータに基づいて作成された金型により成形された実成形品の形状を示す点群データを含む3次元形状データを取得する3次元形状測定ステップと、前記CAE実行ステップで生成された3次元形状データの点群データと、前記3次元形状測定ステップで取得された3次元形状データの点群データとのうち、互いに対応する点同士の距離を算出する距離算出ステップと、前記距離算出ステップで算出された距離を、前記CAE実行ステップで生成された3次元形状データの精度として使用者に提示する精度提示ステップとを備え、前記CAE実行ステップでは、多数の点が等間隔に描かれた平らな樹脂シートを成形することにより得られた仮想成形品の前記点の座標を含む3次元形状データを生成し、前記3次元形状測定ステップでは、前記樹脂シートを前記金型により成形して得られた前記実成形品の前記点の座標を含む3次元形状データを取得し、前記距離算出ステップでは、前記CAE実行ステップで生成された3次元形状データの前記点の座標と、前記3次元形状測定ステップで取得された3次元形状データの前記点の座標とに基づいて互いに対応する点同士の距離を算出することを特徴とする。 A CAE executing step of reading the CAD data, receiving a plurality of condition settings, and generating three-dimensional shape data including point cloud data indicating a shape of a molded product based on the CAD data and the conditions, and the CAD. A three-dimensional shape measuring step of acquiring three-dimensional shape data including point cloud data indicating the shape of an actual molded product molded by a mold created based on the data, and the three-dimensional shape generated in the CAE executing step. Of the point cloud data of the data and the point cloud data of the three-dimensional shape data acquired in the three-dimensional shape measuring step, a distance calculating step of calculating a distance between mutually corresponding points and a distance calculating step of calculating the distance. An accuracy presenting step of presenting the distance thus calculated to the user as the accuracy of the three-dimensional shape data generated in the CAE executing step, in the CAE executing step, a number of flat points are drawn at equal intervals. Three-dimensional shape data including coordinates of the points of the virtual molded product obtained by molding the resin sheet is generated, and in the three-dimensional shape measuring step, the resin sheet is molded by the mold and obtained. Obtaining three-dimensional shape data including the coordinates of the points of the actual molded product, and in the distance calculating step, the coordinates of the points of the three-dimensional shape data generated in the CAE executing step and the three-dimensional shape measuring step. characterized that you calculate the distance between points corresponding to each other based on the in the point of obtaining three-dimensional shape data in coordinates.

本発明によれば、CAE実行部で生成された仮想試作品の形状を示す3次元形状データに含まれる点群データと、実成形品の形状を示す3次元形状データに含まれる点群データとのうち、互いに対応する点同士の距離を算出し、算出された距離を、CAE実行部で生成された3次元形状データの精度として使用者に提示することができるので、CAEにより取得された3次元形状データの精度検証を行うことができる。   According to the present invention, the point cloud data included in the three-dimensional shape data indicating the shape of the virtual prototype generated by the CAE execution unit and the point cloud data included in the three-dimensional shape data indicating the shape of the actual molded product. Among them, the distances between points corresponding to each other can be calculated, and the calculated distances can be presented to the user as the accuracy of the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit. It is possible to verify the accuracy of the dimensional shape data.

図1は、本発明の実施形態に係るCAE精度提示システムの構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a CAE accuracy presentation system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態に係るCAE精度提示システムのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the CAE accuracy presentation system according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態に係るCAE精度提示方法の手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of the procedure of the CAE accuracy presentation method according to the embodiment of the present invention. 図4は、入力条件の設定の詳細を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing details of the setting of the input condition. 図5Aは、CADデータの一例を示し、成形品の端面図である。FIG. 5A shows an example of CAD data and is an end view of a molded product. 図5Bは、CADデータの一例を示し、成形品の側面図である。FIG. 5B shows an example of CAD data and is a side view of a molded product. 図6は、実成形品の素材となる樹脂シートの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a resin sheet that is a raw material for an actual molded product. 図7は、実成形品の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of an actual molded product. 図8Aは、3次元形状測定装置で取得された実成形品の形状を示す点群データを表した端面図である。FIG. 8A is an end view showing the point cloud data indicating the shape of the actual molded product acquired by the three-dimensional shape measuring apparatus. 図8Bは、3次元形状測定装置で取得された実成形品の形状を示す点群データを表した側面図である。FIG. 8B is a side view showing the point cloud data showing the shape of the actual molded product acquired by the three-dimensional shape measuring apparatus. 図9は、3次元形状測定装置で取得されたある点の位置を示すデータの形式の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of the format of data indicating the position of a point acquired by the three-dimensional shape measuring apparatus. 図10は、CAE実行時に設定する各種情報の入力用ユーザーインターフェース画面の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a user interface screen for inputting various kinds of information set when executing CAE. 図11は、仮想の樹脂シートにメッシュ(格子点)を形成した例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example in which a mesh (lattice points) is formed on a virtual resin sheet. 図12Aは、CAEにより生成された仮想成形品の形状を示す点群データを表した端面図である。FIG. 12A is an end view showing point cloud data showing the shape of a virtual molded product generated by CAE. 図12Bは、CAEにより生成された仮想成形品の形状を示す点群データを表した側面図である。FIG. 12B is a side view showing point cloud data showing the shape of the virtual molded product generated by CAE. 図13は、距離算出部が算出した距離データの形式の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of the format of the distance data calculated by the distance calculation unit. 図14Aは、点同士の距離によって色を変えた出力用データを示す図である。FIG. 14A is a diagram showing output data in which the color is changed according to the distance between the points. 図14Bは、距離の平均値及び距離標準偏差を含む出力用データを示す図である。FIG. 14B is a diagram showing output data including an average value of distances and a standard deviation of distances. 図15は、精度提示ステップで使用者に提示される画像の一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of an image presented to the user in the accuracy presentation step.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiments is merely an example in essence, and is not intended to limit the present invention, its application, or its application.

図1は、本発明の実施形態に係るCAE精度提示システム1の構成を示す概略図であり、また、図2は、CAE精度提示システム1のブロック図である。図1に示すように、CAE精度提示システム1は、制御装置2と、表示部3と、キーボード4と、マウス5と、3次元形状測定装置(3次元形状測定部)6とを備えている。CAE精度提示システム1は、CADデータに基づくCAEにより取得された成形品の3次元形状データと、実際に成形された実成形品を測定することにより取得された測定データとに基づいてCAEの精度検証を可能にするシステムである。成形品は、例えば樹脂シートを真空成形した真空成形品等を対象とすることができるが、これに限られるものではなく、各種金型を使用した成形品であってもよい。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a CAE accuracy presentation system 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the CAE accuracy presentation system 1. As shown in FIG. 1, the CAE accuracy presentation system 1 includes a control device 2, a display unit 3, a keyboard 4, a mouse 5, and a three-dimensional shape measuring device (three-dimensional shape measuring unit) 6. .. The CAE accuracy presentation system 1 is a CAE accuracy based on three-dimensional shape data of a molded product acquired by CAE based on CAD data and measurement data acquired by measuring an actually molded actual molded product. It is a system that enables verification. The molded product may be, for example, a vacuum molded product obtained by vacuum molding a resin sheet, but is not limited to this, and a molded product using various molds may be used.

(3次元形状測定装置の構成)
3次元形状測定装置6は、各種部材の3次元形状を非接触で測定することができる3次元スキャナーであり、従来から周知のものを使用することができる。図2に示すように、3次元形状測定装置6は、例えば、センサヘッド部7と処理部8とを備えた構成とすることができるが、センサヘッド部7と処理部8とを統合して一体化した装置であってもよいし、センサヘッド部7と処理部8とを別体として別々に配置可能な装置であってもよい。
(Configuration of three-dimensional shape measuring device)
The three-dimensional shape measuring device 6 is a three-dimensional scanner that can measure the three-dimensional shapes of various members in a non-contact manner, and a conventionally known one can be used. As shown in FIG. 2, the three-dimensional shape measuring apparatus 6 can be configured to include, for example, a sensor head unit 7 and a processing unit 8. However, the sensor head unit 7 and the processing unit 8 are integrated. The device may be an integrated device or a device in which the sensor head unit 7 and the processing unit 8 can be separately arranged as separate bodies.

センサヘッド部7は、測定対象物に対して光(レーザー光を含む)を照射する投光部7aと、測定対象物から反射した光を受光する受光部7bとを備えており、投光部7a及び受光部7bは処理部8に接続されている。センサヘッド部7による3次元形状の測定方法は特に限定されるものではないが、例えばフェーズシフト法(位相シフト法)、空間コード法、ステレオ法、三角測量等の従来から知られている方法を用いることができる。各方法に対応した光を投光部7aから測定対象物に照射し、そのときに測定対象物から反射した光を受光部7bで受光することができる。投光部7aは処理部8により制御され、また受光部7bで受光した光の強度に関する情報は処理部8に出力される。処理部8は、受光部7bで受光した光の強度に関する情報に基づいて測定対象物の3次元形状、即ち、測定対象物の表面を構成する各点の3次元座標を取得することができる。   The sensor head unit 7 includes a light projecting unit 7a that irradiates the measurement target with light (including laser light) and a light receiving unit 7b that receives the light reflected from the measurement target. 7 a and the light receiving unit 7 b are connected to the processing unit 8. The method of measuring the three-dimensional shape by the sensor head unit 7 is not particularly limited, but conventionally known methods such as the phase shift method (phase shift method), the spatial code method, the stereo method, and the triangulation method can be used. Can be used. Light corresponding to each method can be emitted from the light projecting unit 7a to the measurement target, and the light reflected from the measurement target at that time can be received by the light receiving unit 7b. The light projecting unit 7a is controlled by the processing unit 8, and the information on the intensity of the light received by the light receiving unit 7b is output to the processing unit 8. The processing unit 8 can acquire the three-dimensional shape of the measurement target, that is, the three-dimensional coordinates of each point forming the surface of the measurement target, based on the information regarding the intensity of the light received by the light receiving unit 7b.

3次元形状測定装置6は、制御装置2と接続されていてもよいし、接続されていなくてもよい。3次元形状測定装置6が制御装置2と接続されている場合には、3次元形状測定装置6で取得された測定対象物の形状を示す点群データを含む3次元形状データを制御装置2に出力することができる。3次元形状測定装置6が制御装置2と接続されていない場合には、3次元形状測定装置6で取得された測定対象物の形状を示す点群データを含む3次元形状データを、各種記憶媒体を介して制御装置2に入力することができる。   The three-dimensional shape measuring device 6 may or may not be connected to the control device 2. When the three-dimensional shape measuring device 6 is connected to the control device 2, the three-dimensional shape data including the point cloud data indicating the shape of the measurement object acquired by the three-dimensional shape measuring device 6 is sent to the control device 2. Can be output. When the three-dimensional shape measuring device 6 is not connected to the control device 2, the three-dimensional shape data including the point cloud data indicating the shape of the measurement target acquired by the three-dimensional shape measuring device 6 is stored in various storage media. Can be input to the control device 2 via.

(表示部の構成)
表示部3は、例えば液晶ディスプレイ等で構成されており、制御装置2に接続されている。表示部3は、制御装置2によって制御されて各種情報、画像、ユーザーインターフェース画面等を表示して使用者に提示することができる。表示部3には、CADデータから生成される成形品の3次元形状、CADデータに基づくCAEにより取得された成形品の3次元形状データから生成される当該成形品の3次元形状等も表示可能である。
(Structure of display)
The display unit 3 is composed of, for example, a liquid crystal display or the like, and is connected to the control device 2. The display unit 3 is controlled by the control device 2 and can display various information, images, user interface screens, and the like to present to the user. The display unit 3 can also display the three-dimensional shape of the molded product generated from the CAD data, the three-dimensional shape of the molded product generated from the three-dimensional shape data of the molded product acquired by CAE based on the CAD data, and the like. Is.

(入力操作機器の構成)
キーボード4及びマウス5は、各種情報の入力や設定操作を行うための入力操作機器であり、制御装置2に接続されている。キーボード4及びマウス5の操作信号が制御装置2に入力されて使用者がどのような操作を行っているのか、制御装置2で把握可能になっている。入力操作機器は、タッチ操作パネル等であってもよい。
(Structure of input operation device)
The keyboard 4 and the mouse 5 are input operation devices for inputting various kinds of information and setting operations, and are connected to the control device 2. The operation signals of the keyboard 4 and the mouse 5 are input to the control device 2 so that the control device 2 can grasp what operation the user is performing. The input operation device may be a touch operation panel or the like.

(記憶装置の構成)
記憶装置21は、例えばハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等で構成されており、各種データを記憶しておくことができるように構成されている。記憶装置21は、制御装置2の外部に設けられた外部記憶装置であってもよいし、制御装置2の内部に設けられた内部記憶装置であってもよいし、これらを組み合わせたものであってもよい。記憶装置21には、オペレーティングシステムの他、CAE精度提示システム1の各機能を実行するためのアプリケーションプログラム、外部から入力されたCADデータ、各種画像、CADアプリケーションプログラム、CAEアプリケーションプログラム、表計算アプリケーションプログラム等を記憶しておくことができる。必要に応じて、記憶装置21のデータ等を制御装置2に読み込んだり、制御装置21で生成されたデータ等を記憶装置21に記憶しておくことができる。
(Structure of storage device)
The storage device 21 is composed of, for example, a hard disk drive, a solid state drive, or the like, and is configured to be able to store various data. The storage device 21 may be an external storage device provided outside the control device 2, an internal storage device provided inside the control device 2, or a combination thereof. May be. In the storage device 21, in addition to the operating system, an application program for executing each function of the CAE accuracy presentation system 1, CAD data input from the outside, various images, a CAD application program, a CAE application program, a spreadsheet application program. Etc. can be stored. The data and the like of the storage device 21 can be read into the control device 2 and the data and the like generated by the control device 21 can be stored in the storage device 21 as necessary.

(制御装置の構成)
制御装置2は、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等で構成することができるが、専用のハードウェアで構成されていてもよい。制御装置2は、中央演算処理装置(CPU)、RAM、ROM等を備えており、オペレーティングシステム上で各種アプリケーションプログラムを実行するとともに、入力操作機器の操作状態を反映させて各種演算を行い、演算された結果を記憶装置21に記憶させたり、表示部3に表示させることができるように構成されている。制御装置2が実行する各種機能は後述するフローチャートに基づいて説明する。
(Configuration of control device)
The control device 2 can be configured by, for example, a general-purpose personal computer or the like, but may be configured by dedicated hardware. The control device 2 includes a central processing unit (CPU), RAM, ROM, etc., executes various application programs on the operating system, performs various calculations by reflecting the operation state of the input operation device, and calculates It is configured so that the result obtained can be stored in the storage device 21 or displayed on the display unit 3. Various functions executed by the control device 2 will be described based on a flowchart described later.

制御装置2は、例えば、CAE実行部22と、距離計算部23と、精度提示部24とを備えている。CAE実行部22、距離計算部23及び精度提示部24は、制御装置2が各種アプリケーションプログラムを実行することによってソフトウェア的に形成される部分であり、ハードウェア等の実体として存在していなくてもよい。尚、CAE実行部22、距離計算部23及び精度提示部24は、ハードウェア等で構成されていてもよい。   The control device 2 includes, for example, a CAE execution unit 22, a distance calculation unit 23, and an accuracy presentation unit 24. The CAE execution unit 22, the distance calculation unit 23, and the accuracy presentation unit 24 are units formed as software by the control device 2 executing various application programs, and even if they do not exist as an entity such as hardware. Good. The CAE execution unit 22, the distance calculation unit 23, and the accuracy presentation unit 24 may be configured by hardware or the like.

詳細は後述するが、CAE実行部22、距離計算部23及び精度提示部24の概要について説明する。CAE実行部22は、CADデータを読み込むとともに、複数の条件設定を受け付け、CADデータ及び受け付けた条件に基づいて成形品の形状を示す点群データを含む3次元形状データを生成する部分である。制御装置2がCAEアプリケーションプログラムを実行することによって成形品の試作を仮想的に行って仮想試作品を生成し、この仮想試作品の3次元形状データを取得する。CAEアプリケーションプログラムは、樹脂シートの真空成形に対応したプログラムであればよく、汎用のプログラムを用いることもできる。   Although details will be described later, an outline of the CAE executing unit 22, the distance calculating unit 23, and the accuracy presenting unit 24 will be described. The CAE execution unit 22 is a unit that reads CAD data, accepts a plurality of condition settings, and generates three-dimensional shape data including point cloud data indicating the shape of a molded product based on the CAD data and the accepted conditions. By executing the CAE application program by the control device 2, the molded product is virtually prototyped to generate a virtual prototype, and the three-dimensional shape data of the virtual prototype is acquired. The CAE application program may be a program corresponding to vacuum forming of a resin sheet, and a general-purpose program can also be used.

距離計算部23は、CAE実行部22で生成された3次元形状データの点群データと、3次元形状測定装置6で取得された3次元形状データの点群データとのうち、互いに対応する点同士の距離を算出する部分である。   The distance calculation unit 23, among the point cloud data of the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit 22 and the point cloud data of the three-dimensional shape data acquired by the three-dimensional shape measuring device 6, points corresponding to each other. This is a part for calculating the distance between each other.

精度提示部24は、距離算出部23で算出された距離を、CAE実行部22で生成された3次元形状データの精度として使用者に提示する部分である。本実施形態では、表示部3を介して3次元形状データの精度を提示することができる。   The accuracy presenting unit 24 is a unit that presents the distance calculated by the distance calculating unit 23 to the user as the accuracy of the three-dimensional shape data generated by the CAE executing unit 22. In this embodiment, the accuracy of the three-dimensional shape data can be presented via the display unit 3.

(CAE精度提示処理)
図3は、CAE精度提示システム1を用いて行われるCAE精度提示方法の処理手順を示すフローチャートである。スタート後のステップSA1では、成形品のCADデータを制御装置2に入力する。CADデータの一例を図5A及び図5Bに示す。入力されたCADデータは記憶装置21に記憶させておくことができる。CADデータは、外部のシステムで作成されたデータであってもよいし、CAE精度提示システム1の制御装置2で生成されたデータであってもよい。図示したCADデータは一例であり、これに限られるものではない。また、CADデータの形式は特に限定されない。
(CAE accuracy presentation processing)
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of a CAE accuracy presentation method performed using the CAE accuracy presentation system 1. In step SA1 after the start, CAD data of the molded product is input to the control device 2. An example of CAD data is shown in FIGS. 5A and 5B. The inputted CAD data can be stored in the storage device 21. The CAD data may be data created by an external system or may be data created by the control device 2 of the CAE accuracy presentation system 1. The illustrated CAD data is an example, and the present invention is not limited to this. Moreover, the format of the CAD data is not particularly limited.

ステップSA2では、制御装置2に入力されたCADデータとは別に、CADデータに基づいて成形品を真空成形するための真空成形用の金型を作成する。CADデータに基づいて金型を作成する際、材料モデルの設定、樹脂シートの加熱工程の設定、成形工程の設定等、様々な設定を行う。設定を行った後、CADデータをマシニングセンタ等の工作機械に入力して成形品の金型を作成することができ、この手法は周知であるため、詳細な説明は省略する。金型の形状は、予め行った試験等に基づいて修正されており、最適な形状とされている。   In step SA2, in addition to the CAD data input to the control device 2, a vacuum-molding die for vacuum-molding a molded product is created based on the CAD data. When a die is created based on CAD data, various settings such as setting of a material model, setting of a heating process of a resin sheet, setting of a molding process are performed. After setting, CAD data can be input to a machine tool such as a machining center to create a mold for a molded product. Since this method is well known, detailed description will be omitted. The shape of the mold is modified based on a test conducted in advance, and the shape is optimized.

金型を作成した後、ステップSA3に進む。ステップSA3では、成形品の素材を準備する。図6に示すように、素材は熱可塑性樹脂からなる平らな樹脂シート30である。樹脂シート30の厚みや大きさは、成形品の形状や大きさに合わせて予め決定しておく。樹脂シート30の材料についても成形品に要求される強度等に応じて予め決定しておくことができる。樹脂シート30の表面には、枠線31、マーカー32、多数の点33等を印刷しておく。枠線31は矩形状にすることができる。マーカー32は、枠線31の外側に一定間隔で配置しておく。点33は、枠線31内に、縦横等間隔で配置しておく。隣り合う点33の間隔は、例えば1mm程度に設定することができるが、これに限られるものではなく、例えば0.5mm〜2mm程度の範囲で設定するのが好ましい。成形品が大きくなるほど隣り合う点33の間隔を広くし、成形品が小さくなるほど隣り合う点33の間隔を狭くすることができる。樹脂シート30の色を暗い色、例えば黒等にし、枠線31、マーカー32、多数の点33は明るい色、例えば白等にしておく。   After creating the mold, the process proceeds to step SA3. In step SA3, the material for the molded product is prepared. As shown in FIG. 6, the material is a flat resin sheet 30 made of a thermoplastic resin. The thickness and size of the resin sheet 30 are determined in advance according to the shape and size of the molded product. The material of the resin sheet 30 can also be determined in advance according to the strength required for the molded product. A frame line 31, a marker 32, a large number of dots 33, and the like are printed on the surface of the resin sheet 30. The frame line 31 can be rectangular. The markers 32 are arranged outside the frame line 31 at regular intervals. The points 33 are arranged in the frame line 31 at equal intervals in the vertical and horizontal directions. The interval between the adjacent points 33 can be set to, for example, about 1 mm, but is not limited to this, and is preferably set to a range of, for example, about 0.5 mm to 2 mm. The larger the molded product, the wider the interval between the adjacent points 33, and the smaller the molded product, the smaller the interval between the adjacent points 33. The color of the resin sheet 30 is dark, for example, black, and the frame line 31, the marker 32, and the many dots 33 are bright, for example, white.

素材を準備した後、ステップSA4に進む。ステップSA4では、ステップSA3で準備した樹脂シートを予め設定された条件で真空成形する。真空成形の条件としては、樹脂シートの加熱温度、型の動作タイミング、成形時間、真空引きのタイミング等があり、これら条件は予め行った試験等によって最適な条件に設定されている。   After preparing the material, the process proceeds to step SA4. In step SA4, the resin sheet prepared in step SA3 is vacuum-formed under preset conditions. The vacuum forming conditions include the heating temperature of the resin sheet, the mold operation timing, the forming time, the vacuuming timing, and the like, and these conditions are set to the optimum conditions by a test conducted in advance.

ステップSA5では真空成形後、図7に示すような実成形品100を取得する。図7では省略しているが、実成形品100の表面には、図6で示した点33が多数存在しており、樹脂シート30が縮んだところでは隣り合う点33の間隔が狭まり、樹脂シート30が伸びたところでは隣り合う点33の間隔が広がっている。   In step SA5, after vacuum forming, an actual molded product 100 as shown in FIG. 7 is obtained. Although not shown in FIG. 7, a large number of points 33 shown in FIG. 6 are present on the surface of the actual molded product 100, and when the resin sheet 30 is contracted, the intervals between the adjacent points 33 are narrowed, and When the sheet 30 extends, the space between the adjacent points 33 is widened.

その後、ステップSA6に進む。ステップSA6では、3次元形状測定装置6により実成形品100の3次元形状測定を行う。例えば、図1に示すように、実成形品100を3次元形状測定装置6のセンサヘッド部7の下に置き、センサヘッド部7の投光部7aから測定用の光を実成形品100に照射し、実成形品100の表面から反射した光を受光部7bにより受光し、処理部8で形状測定の演算を行う。このステップが3次元形状測定ステップである。   Then, it progresses to step SA6. In step SA6, the three-dimensional shape measuring device 6 measures the three-dimensional shape of the actual molded product 100. For example, as shown in FIG. 1, the actual molded product 100 is placed under the sensor head portion 7 of the three-dimensional shape measuring apparatus 6, and the measuring light is emitted from the light projecting portion 7a of the sensor head portion 7 to the actual molded product 100. The light that has been irradiated and reflected from the surface of the actual molded product 100 is received by the light receiving unit 7b, and the processing unit 8 calculates the shape measurement. This step is the three-dimensional shape measuring step.

そして、ステップSA7に進み、図8A及び図8Bに示すように、実成形品100の形状を示す点群データを含む3次元形状データを取得する。データの形式の一例を図9に示しており、ある点の位置をX座標、Y座標、Z座標で表示することができる。この点は、ステップSA3で樹脂シート30に印刷した点33も含まれる。上記ステップSA2〜SA7は、樹脂シート30を実際に真空成形する実成形に関連する処理である。   Then, in step SA7, as shown in FIGS. 8A and 8B, three-dimensional shape data including point cloud data indicating the shape of the actual molded product 100 is acquired. An example of the data format is shown in FIG. 9, and the position of a certain point can be displayed in X coordinate, Y coordinate, and Z coordinate. This point also includes the point 33 printed on the resin sheet 30 in step SA3. The above steps SA2 to SA7 are processes related to actual forming in which the resin sheet 30 is actually vacuum formed.

一方、ステップSA8〜SA10はCAEに関連する処理であり、図2に示すCAE実行部22で順次実行される。ステップSA8では、CADデータを読み込んだ後、入力条件を設定する。具体的には、図4のフローチャートに示しており、スタート後のステップSB1では、シートメッシュ入力データを設定する。シートメッシュとは、図11に示すように、仮想の樹脂シート30Aに形成するメッシュのことである。シートメッシュ入力データの設定時には、CAE実行部22が図10に示すような入力用ユーザーインターフェース画面40を生成し、表示部3に表示させる。なお、メッシュではなく、多数の点を形成してもよい。   On the other hand, steps SA8 to SA10 are processes related to CAE, which are sequentially executed by the CAE execution unit 22 shown in FIG. In step SA8, the CAD data is read, and then the input condition is set. Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 4, the sheet mesh input data is set in step SB1 after the start. The sheet mesh is a mesh formed on the virtual resin sheet 30A as shown in FIG. When setting the sheet mesh input data, the CAE execution unit 22 generates the input user interface screen 40 as shown in FIG. 10 and displays it on the display unit 3. Note that a large number of points may be formed instead of the mesh.

入力用ユーザーインターフェース画面40には、メッシュ開始点座標を入力する座標入力部40aと、形成するメッシュサイズを入力するメッシュサイズ入力部40bと、シート肉厚を入力するシート肉厚入力部40cとが設けられている。座標入力部40aには、X座標、Y座標、Z座標をそれぞれ入力することが可能である。ここで、X方向及びY方向が仮想の樹脂シート30Aの表面に沿った方向であり、Z方向が仮想の樹脂シート30Aの厚み方向に沿った方向である。   The input user interface screen 40 includes a coordinate input section 40a for inputting mesh start point coordinates, a mesh size input section 40b for inputting a mesh size to be formed, and a sheet thickness input section 40c for inputting a sheet thickness. It is provided. The X-coordinate, the Y-coordinate, and the Z-coordinate can be input to the coordinate input unit 40a. Here, the X direction and the Y direction are directions along the surface of the virtual resin sheet 30A, and the Z direction is a direction along the thickness direction of the virtual resin sheet 30A.

メッシュサイズ入力部40bには、X方向の格子点数と、Y方向の格子点数とを個別に入力することができるとともに、格子間隔も入力することができる。格子点数及び格子間隔は、実成形時のステップSA3で印刷した点33(図6に示す)の個数及び間隔と等しくしておく。   In the mesh size input unit 40b, the number of grid points in the X direction and the number of grid points in the Y direction can be individually input, and the grid spacing can also be input. The number of lattice points and the lattice spacing are set equal to the number and spacing of the dots 33 (shown in FIG. 6) printed in step SA3 during actual molding.

以上のようにしてシートメッシュ入力データを設定した後、図4に示すフローチャートのステップSB2に進む。ステップSB2では、ステップSB1で入力されたデータに基づいて図11に示すようなシートメッシュを生成する。縦線と横線とが交差する点が格子点であり、格子点はステップSA3で印刷した点33(図6に示す)に相当している。メッシュを形成しない場合には、点が形成される。   After setting the sheet mesh input data as described above, the process proceeds to step SB2 of the flowchart shown in FIG. In step SB2, a sheet mesh as shown in FIG. 11 is generated based on the data input in step SB1. The points where the vertical lines and the horizontal lines intersect are grid points, and the grid points correspond to the points 33 (shown in FIG. 6) printed in step SA3. If no mesh is formed, dots will be formed.

ステップSB2では、全ての格子点に識別情報を付与する。識別情報とは、ある格子点を他の格子点と区別することができる情報であり、例えばID番号等を挙げることができる。識別情報は、例えば番号、記号、文字等で構成することができ、これらの組み合わせによって構成することもできる。格子点と、その識別情報とは関連付けて記憶装置21に記憶させておくことができる。   At step SB2, identification information is given to all grid points. The identification information is information that can distinguish a certain grid point from other grid points, and examples thereof include an ID number. The identification information can be composed of, for example, numbers, symbols, characters, etc., and can also be composed of a combination thereof. The grid points and their identification information can be stored in the storage device 21 in association with each other.

また、ステップSB2では、識別情報が付与された格子点を順番に並べる。識別情報が番号であれば、番号の小さいものから大きいものへ順に格子点を並べることができる。また、例えば右端の一番上に位置する格子点を1番としてもよい。   Further, in step SB2, the grid points to which the identification information is added are arranged in order. If the identification information is a number, the grid points can be arranged in order from the smallest number to the largest number. Further, for example, the grid point located at the top of the right end may be number 1.

シートメッシュの生成後、図3に示すフローチャートのステップSA9に進み、CAEの計算処理を実行して仮想試作を行う。すなわち、CAE実行部22は、多数の格子点に識別情報が付与された仮想の樹脂シート30Aを成形することにより得られた仮想成形品の格子点の座標を含む3次元形状データを生成する。このステップがCAE実行ステップである。CAE実行ステップ自体は従来から周知の方法を利用することができる。   After the sheet mesh is generated, the process proceeds to step SA9 in the flowchart shown in FIG. 3, where CAE calculation processing is executed to perform a virtual prototype. That is, the CAE execution unit 22 generates three-dimensional shape data including the coordinates of the lattice points of the virtual molded product, which is obtained by molding the virtual resin sheet 30A in which the identification information is given to a large number of lattice points. This step is the CAE execution step. For the CAE execution step itself, a conventionally known method can be used.

その後、ステップSA10に進み、CAEにより生成された3次元形状データを取得する。取得された3次元形状データを図12A及び図12Bに示す。図12A及び図12Bでは、格子点を示している。   Then, it progresses to step SA10 and acquires the three-dimensional shape data generated by CAE. The acquired three-dimensional shape data is shown in FIGS. 12A and 12B. 12A and 12B show grid points.

ステップSA11では、距離算出部23が、CAE実行部22で生成された3次元形状データの格子点の座標と、3次元形状測定装置6で取得された3次元形状データの点の座標とに基づいて、互いに対応する点同士の距離を算出する。このとき、互いに対応する1組の点に着目したとき、各点はX座標、Y座標、Z座標で特定されているので、これら座標に基づいて、互いに対応する点同士の距離を3次元空間上で算出することができる。図13は、距離算出部23が算出した距離データの形式の一例を示す図であり、識別情報に基づいて点毎に距離(図13における「Dis」)を表示することができる。このステップが距離算出ステップである。距離算出は、全ての点の組について実行する。   In step SA11, the distance calculation unit 23 is based on the coordinates of the lattice points of the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit 22 and the coordinates of the points of the three-dimensional shape data acquired by the three-dimensional shape measuring device 6. Then, the distance between points corresponding to each other is calculated. At this time, when focusing on a pair of points corresponding to each other, each point is specified by the X coordinate, the Y coordinate, and the Z coordinate. Therefore, based on these coordinates, the distance between the points corresponding to each other is calculated in the three-dimensional space. Can be calculated above. FIG. 13 is a diagram showing an example of the format of the distance data calculated by the distance calculation unit 23, and the distance (“Dis” in FIG. 13) can be displayed for each point based on the identification information. This step is the distance calculation step. The distance calculation is executed for all pairs of points.

ここで、CAE実行部22で生成された3次元形状データを構成する格子点は多数あり、また、3次元形状測定装置6で取得された3次元形状データを構成する点も多数ある。互いに対応する点を求める際、予め識別情報が付与されているので、その識別情報を利用して区別することができる。   Here, there are a large number of lattice points that make up the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit 22, and there are also many points that make up the three-dimensional shape data acquired by the three-dimensional shape measuring apparatus 6. When the points corresponding to each other are obtained, since the identification information is given in advance, the identification information can be used to make a distinction.

また、3次元形状測定装置6で取得された3次元形状データに基づく点群と、CAE実行部22で生成された3次元形状データに基づく点群とを重ね合わせて互いに対応する点を求めることができる。例えば、3次元形状測定装置6で取得された3次元形状データに基づく点と、CAE実行部22で生成された3次元形状データに基づく点との距離が所定以下であり、互いに接近していれば、それら点を互いに対応した点とすることができる。   Further, the point group based on the three-dimensional shape data acquired by the three-dimensional shape measuring device 6 and the point group based on the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit 22 are overlapped to obtain points corresponding to each other. You can For example, the distance between the point based on the three-dimensional shape data acquired by the three-dimensional shape measuring device 6 and the point based on the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit 22 is less than or equal to a predetermined value and may be close to each other. For example, these points can correspond to each other.

ステップSA11で対応する点同士の距離を算出した後、ステップSA12に進む。ステップSA12では、出力用データを作成する。出力用データは、点毎に作成することができ、例えば図14Aに示すように、距離によって色を変えた形態とすることができる。図14A中、「R」は赤、「G」は緑、「B」は青のことである。距離が「0」であれば、その点を赤色とし、距離が「2」(mm)であればその点を緑色とし、距離が「4」であれば、その点を青色にすることができるが、これは着色の一例を示したものであり、例えば、距離が短いほど赤く、長いほど青くすることや、その反対にすること、また、距離が短いほど白く、長いほど黒くすることや、その反対にすることもできる。   After calculating the distance between the corresponding points in step SA11, the process proceeds to step SA12. In step SA12, output data is created. The output data can be created for each point, and for example, as shown in FIG. 14A, the color can be changed according to the distance. In FIG. 14A, “R” is red, “G” is green, and “B” is blue. If the distance is “0”, the point can be colored red, if the distance is “2” (mm), the point can be colored green, and if the distance is “4”, the point can be colored blue. However, this is an example of coloring, for example, shorter distance makes it red, longer makes it blue, and vice versa, and shorter makes it white, black makes it longer, The opposite can also be done.

また、図14Bに示すように、距離算出部23は、複数組の対応する点同士の距離の平均値と、距離標準偏差とを算出することができる。平均値と標準偏差とはいずれか一方のみを算出してもよい。距離算出部23は、その他にも統計的な計算を行うことができる。   Further, as shown in FIG. 14B, the distance calculation unit 23 can calculate an average value of distances between corresponding points of a plurality of sets and a distance standard deviation. Only one of the average value and the standard deviation may be calculated. The distance calculation unit 23 can also perform other statistical calculations.

その後、図3に示すフローチャートのステップSA13に進み、表示処理を行う。表示処理は、精度提示部24が実行する。距離算出部23で算出された距離が長ければ長いほど、CAE実行部22で生成された仮想試作品と、実際に成形された実成形品との形状差が大きいということであり、この場合は、CAE実行部22で生成された3次元形状データの精度が低いと判断できる。一方、距離算出部23で算出された距離が短ければ短いほど、CAE実行部22で生成された仮想試作品と、CAE実行部22で生成された実成形品との形状差が小さいということであり、この場合は、CAE実行部22で生成された3次元形状データの精度が高いと判断できる。この判断材料として、ステップSA12で生成した出力用データに基づく画像を精度提示部24が生成して表示部3に表示させる。このステップが精度提示ステップである。   After that, the process proceeds to step SA13 of the flowchart shown in FIG. The display process is performed by the accuracy presenting unit 24. The longer the distance calculated by the distance calculation unit 23 is, the larger the shape difference between the virtual prototype created by the CAE execution unit 22 and the actually molded product is. In this case, , It can be determined that the accuracy of the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit 22 is low. On the other hand, the shorter the distance calculated by the distance calculation unit 23, the smaller the shape difference between the virtual prototype generated by the CAE execution unit 22 and the actual molded product generated by the CAE execution unit 22. Yes, in this case, it can be determined that the accuracy of the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit 22 is high. As a material for this determination, the precision presentation unit 24 generates an image based on the output data generated in step SA12 and displays it on the display unit 3. This step is the accuracy presentation step.

図15に示すように、精度提示部24は、CAE実行部22で生成された3次元形状データに基づく仮想成形品の形状を表示するとともに、当該仮想成形品上に、対応する点同士の距離を色の変化によってヒートマップ形式で表示する。使用者はこの画像を見ることで、仮想成形品における精度の高い部分と低い部分とを視覚的に把握することができる。   As shown in FIG. 15, the accuracy presentation unit 24 displays the shape of the virtual molded product based on the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit 22 and also the distance between corresponding points on the virtual molded product. Is displayed in heat map format by changing the color. By looking at this image, the user can visually understand the high-precision portion and the low-precision portion of the virtual molded product.

精度提示部24は、距離算出部23が前記平均値を算出している場合には前記平均値を表示部3に表示させて使用者に提示することができる。また、精度提示部24は、距離算出部23が前記距離標準偏差を算出している場合には前記距離標準偏差を表示部3に表示させて使用者に提示することができる。   The precision presenting unit 24 can display the average value on the display unit 3 and present it to the user when the distance calculating unit 23 is calculating the average value. Further, the accuracy presenting unit 24 can display the distance standard deviation on the display unit 3 and present it to the user when the distance calculating unit 23 is calculating the distance standard deviation.

(実施形態の作用効果)
以上説明したように、この実施形態によれば、CAE実行部22で生成された仮想試作品の形状を示す3次元形状データの点群データと、実際に成形した実成形品の形状を示す3次元形状データの点群データとのうち、互いに対応する点同士の距離を距離算出部23で算出することができる。距離算出部23で算出された距離を、CAE実行部22で生成された3次元形状データの精度として使用者に提示することができるので、CAEにより取得された3次元形状データの精度検証を行うことができる。
(Operation and effect of the embodiment)
As described above, according to this embodiment, the point cloud data of the three-dimensional shape data indicating the shape of the virtual prototype generated by the CAE execution unit 22 and the shape of the actually molded actual molded article 3 are shown. The distance calculation unit 23 can calculate the distance between points corresponding to each other in the point cloud data of the dimensional shape data. Since the distance calculated by the distance calculation unit 23 can be presented to the user as the accuracy of the 3D shape data generated by the CAE execution unit 22, the accuracy of the 3D shape data acquired by CAE is verified. be able to.

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。   The above-described embodiments are merely examples in all respects, and should not be limitedly interpreted. Furthermore, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

以上説明したように、本発明に係るCAE精度提示システム及びCAE精度提示方法は、例えば、樹脂シートを真空成形する場合にCAEの精度検証を行う際に利用できる。   As described above, the CAE accuracy presentation system and the CAE accuracy presentation method according to the present invention can be used, for example, when performing CAE accuracy verification when vacuum forming a resin sheet.

1 CAE精度提示システム
6 3次元形状測定装置(3次元形状測定部)
22 CAE実行部
23 距離算出部
24 精度提示部
30 樹脂シート
33 点
100 実成形品
1 CAE accuracy presentation system 6 3D shape measuring device (3D shape measuring unit)
22 CAE Execution Unit 23 Distance Calculation Unit 24 Accuracy Presentation Unit 30 Resin Sheet 33 Points 100 Real Molded Product

Claims (5)

CADデータに基づくCAEにより取得された成形品の3次元形状データと、実際に成形された実成形品を測定することにより取得された測定データとに基づいてCAEの精度検証を可能にするCAE精度提示システムにおいて、
前記CADデータを読み込むとともに、複数の条件設定を受け付け、前記CADデータ及び前記条件に基づいて成形品の形状を示す点群データを含む3次元形状データを生成するCAE実行部と、
前記CADデータに基づいて作成された金型により成形された実成形品の形状を示す点群データを含む3次元形状データを取得する3次元形状測定部と、
前記CAE実行部で生成された3次元形状データの点群データと、前記3次元形状測定部で取得された3次元形状データの点群データとのうち、互いに対応する点同士の距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部で算出された距離を、前記CAE実行部で生成された3次元形状データの精度として使用者に提示する精度提示部とを備え
前記CAE実行部は、多数の点が等間隔に描かれた平らな樹脂シートを成形することにより得られた仮想成形品の前記点の座標を含む3次元形状データを生成し、
前記3次元形状測定部は、前記樹脂シートを前記金型により成形して得られた前記実成形品の前記点の座標を含む3次元形状データを取得し、
前記距離算出部は、前記CAE実行部で生成された3次元形状データの前記点の座標と、前記3次元形状測定部で取得された3次元形状データの前記点の座標とに基づいて互いに対応する点同士の距離を算出することを特徴とするCAE精度提示システム。
CAE accuracy that enables CAE accuracy verification based on three-dimensional shape data of a molded product acquired by CAE based on CAD data and measurement data acquired by measuring an actual molded product In the presentation system,
A CAE execution unit that reads the CAD data, accepts a plurality of condition settings, and generates three-dimensional shape data including point cloud data indicating the shape of the molded product based on the CAD data and the conditions,
A three-dimensional shape measuring unit that acquires three-dimensional shape data including point group data indicating the shape of an actual molded product molded by a mold created based on the CAD data;
Of the point cloud data of the three-dimensional shape data generated by the CAE executing unit and the point cloud data of the three-dimensional shape data acquired by the three-dimensional shape measuring unit, the distance between points corresponding to each other is calculated. A distance calculation unit,
An accuracy presenting unit that presents the distance calculated by the distance calculating unit to the user as the accuracy of the three-dimensional shape data generated by the CAE executing unit ,
The CAE executing unit generates three-dimensional shape data including coordinates of the points of a virtual molded product obtained by molding a flat resin sheet in which a large number of points are drawn at equal intervals,
The three-dimensional shape measuring unit acquires three-dimensional shape data including coordinates of the points of the actual molded product obtained by molding the resin sheet with the mold,
The distance calculation unit corresponds to each other based on the coordinates of the points of the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit and the coordinates of the points of the three-dimensional shape data acquired by the three-dimensional shape measurement unit. CAE accuracy presentation system characterized that you calculate the distance between the point of.
請求項に記載のCAE精度提示システムにおいて、
前記CAE実行部は、多数の前記点に識別情報が付与された前記樹脂シートを成形することにより得られた仮想成形品の前記点の座標を含む3次元形状データを生成することを特徴とするCAE精度提示システム。
In the CAE accuracy presentation system according to claim 1 ,
The CAE execution unit is configured to generate three-dimensional shape data including coordinates of the points of a virtual molded product obtained by molding the resin sheet in which a large number of points are provided with identification information. CAE accuracy presentation system.
請求項1または2に記載のCAE精度提示システムにおいて、
前記精度提示部は、前記CAE実行部で生成された3次元形状データに基づく仮想成形品の形状を表示するとともに、当該仮想成形品上に、前記対応する点同士の距離を色の変化によって表示することを特徴とするCAE精度提示システム。
In the CAE accuracy presentation system according to claim 1 or 2 ,
The accuracy presenting unit displays the shape of the virtual molded product based on the three-dimensional shape data generated by the CAE execution unit, and displays the distance between the corresponding points on the virtual molded product by changing the color. A CAE accuracy presentation system characterized by:
請求項1からのいずれか1つに記載のCAE精度提示システムにおいて、
前記距離算出部は、複数組の前記対応する点同士の距離の平均値と、距離標準偏差とのうち、少なくとも一方を算出し、
前記精度提示部は、前記平均値と、前記距離標準偏差とのうち、少なくとも一方を使用者に提示することを特徴とするCAE精度提示システム。
The CAE accuracy presentation system according to any one of claims 1 to 3 ,
The distance calculation unit calculates at least one of an average value of distances between the corresponding points of a plurality of sets and a distance standard deviation,
The CAE accuracy presentation system, wherein the accuracy presentation unit presents at least one of the average value and the distance standard deviation to a user.
CADデータに基づくCAEにより取得された成形品の3次元形状データと、実際に成形された実成形品を測定することにより取得された測定データとに基づいてCAEの精度検証を可能にするCAE精度提示方法において、
前記CADデータを読み込むとともに、複数の条件設定を受け付け、前記CADデータ及び前記条件に基づいて成形品の形状を示す点群データを含む3次元形状データを生成するCAE実行ステップと、
前記CADデータに基づいて作成された金型により成形された実成形品の形状を示す点群データを含む3次元形状データを取得する3次元形状測定ステップと、
前記CAE実行ステップで生成された3次元形状データの点群データと、前記3次元形状測定ステップで取得された3次元形状データの点群データとのうち、互いに対応する点同士の距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで算出された距離を、前記CAE実行ステップで生成された3次元形状データの精度として使用者に提示する精度提示ステップとを備え
前記CAE実行ステップでは、多数の点が等間隔に描かれた平らな樹脂シートを成形することにより得られた仮想成形品の前記点の座標を含む3次元形状データを生成し、
前記3次元形状測定ステップでは、前記樹脂シートを前記金型により成形して得られた前記実成形品の前記点の座標を含む3次元形状データを取得し、
前記距離算出ステップでは、前記CAE実行ステップで生成された3次元形状データの前記点の座標と、前記3次元形状測定ステップで取得された3次元形状データの前記点の座標とに基づいて互いに対応する点同士の距離を算出することを特徴とするCAE精度提示方法。
CAE accuracy that enables CAE accuracy verification based on three-dimensional shape data of a molded product acquired by CAE based on CAD data and measurement data acquired by measuring an actual molded product In the presentation method,
A CAE executing step of reading the CAD data, receiving a plurality of condition settings, and generating three-dimensional shape data including point cloud data indicating a shape of a molded product based on the CAD data and the conditions,
A three-dimensional shape measuring step of acquiring three-dimensional shape data including point cloud data indicating the shape of an actual molded product molded by a mold created based on the CAD data;
Of the point cloud data of the three-dimensional shape data generated in the CAE executing step and the point cloud data of the three-dimensional shape data acquired in the three-dimensional shape measuring step, a distance between mutually corresponding points is calculated. A distance calculation step,
An accuracy presenting step of presenting the distance calculated in the distance calculating step to the user as the accuracy of the three-dimensional shape data generated in the CAE executing step ,
In the CAE execution step, three-dimensional shape data including coordinates of the points of a virtual molded product obtained by molding a flat resin sheet in which a large number of points are drawn at equal intervals is generated,
In the three-dimensional shape measuring step, three-dimensional shape data including coordinates of the points of the actual molded product obtained by molding the resin sheet with the mold is acquired,
The distance calculation step corresponds to each other based on the coordinates of the points of the three-dimensional shape data generated in the CAE execution step and the coordinates of the points of the three-dimensional shape data acquired in the three-dimensional shape measurement step. CAE accuracy presented wherein that you calculate the distance between the point of.
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