JP6856717B2 - Modeling method and modeling system - Google Patents
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Description
本開示は、コンピュータ支援技術("CAX")の一般的な分野に関するものであり、これには、コンピュータ支援設計、コンピュータ支援製図("CAD")、コンピュータ支援工学("CAE")、コンピュータ支援製造("CAM")、および視覚化システム(個々におよびこれらを総称として「CADシステム」)、製品ライフサイクルマネージメント("PLM")システム、ならびに製品および他の項目のデータを管理する同等のシステム(これらをまとめて「製品データ管理」システムまたはPDMシステムと称する)が含まれる。 This disclosure relates to the general field of computer-aided technology ("CAX"), which includes computer-aided design, computer-aided drawing ("CAD"), computer-aided engineering ("CAE"), and computer-aided manufacturing. Manufacturing ("CAM"), and visualization systems (individually and collectively as "CAD systems"), Product Lifecycle Management ("PLM") systems, and equivalent systems that manage data for products and other items. (These are collectively referred to as a "Product Data Management" system or PDM system).
本開示の背景
PDMシステムは、PLMおよび他のデータを管理する。改善された方法およびシステムが望まれる。
Background of the present disclosure The PDM system manages PLM and other data. Improved methods and systems are desired.
本開示の概要
開示された様々な実施形態には、カーネルおよび関連するアプリケーションを含むデータ処理システムによって幾何要素モデルに対して実施される幾何要素モデリング方法、ならびに製品をモデリングするための方法およびデータ処理システムが含まれる。
Summary of the Disclosure The various embodiments disclosed include geometric element modeling methods performed on a geometric element model by a data processing system that includes a kernel and associated applications, as well as methods and data processing for modeling the product. The system is included.
第1の態様によれば、カーネルおよび関連するアプリケーションを備えたデータ処理システムにより幾何要素モデルに対して実施される幾何要素モデリング方法は、カーネルにより処理すべきオブジェクトに関するデータを受け取ること、幾何要素モデルのユーザインタフェースアプリケーションのために、スタンドアローンオブジェクトを生成すること、およびスタンドアローンオブジェクトを記憶すること、を含む。 According to the first aspect, a geometric element modeling method performed on a geometric element model by a data processing system with a kernel and related applications is to receive data about an object to be processed by the kernel, the geometric element model. Includes creating standalone objects and storing standalone objects for your user interface applications.
この方法はさらに、カーネルにより処理すべきオブジェクトに対する変更を検出すること、それらの変更を記憶されたスタンドアローンオブジェクトに伝搬して、スタンドアローンオブジェクトを更新すること、および更新されたスタンドアローンオブジェクトを記憶すること、を含むことができる。この場合、カーネルにより処理すべきオブジェクトは、メッシュまたはポリラインのうちの1つを含むことができる。 This method also detects changes to the object to be processed by the kernel, propagates those changes to the memorized standalone object to update the standalone object, and memorizes the updated standalone object. Can include. In this case, the object to be processed by the kernel can include one of meshes or polylines.
この方法はさらに、ユーザインタフェースを介して、データ処理システムの関数への入力を受け取ること、関数の出力フォーマットを選択する命令を受け取ること、ただし出力フォーマットは、ファセット化された出力または古典的幾何要素の境界表現出力のうちの1つを有し、関数への入力を処理すること、処理された入力に対し選択された出力フォーマットを適用すること、および処理された入力を選択された出力フォーマットで出力すること、を含むことができる。 This method also receives input to a function in the data processing system via the user interface, an instruction to select the output format of the function, except that the output format is a faceted output or classical geometric element. Has one of the boundary representation outputs of, processing the input to the function, applying the selected output format to the processed input, and processing the processed input in the selected output format. It can include to output.
この方法はさらに、レガシーメッシュファイルデータをデータ処理システムにインポートすること、インポートされたデータからファセット化されたメッシュファイルを生成すること、および以降の処理のためにファセット化されたメッシュファイルを記憶すること、を含むことができる。 This method also imports legacy mesh file data into a data processing system, generates faceted mesh files from the imported data, and stores faceted mesh files for further processing. That can include.
第2の態様によれば、製品をモデリングする方法は以下のことを含む、すなわち、製品の1つまたは複数の領域に関するメッシュデータを導出し、1つまたは複数の領域をメッシュ領域として表すこと、ただしメッシュデータは、複数のファセットの接続された集合体を含み、製品の1つまたは複数の領域の古典的幾何要素表現を導出し、1つまたは複数の領域を古典的幾何要素領域として表すこと、ただし古典的幾何要素表現は曲面を含み、メッシュデータと古典的幾何要素データとは互いに異なり、データ処理システムにおいて、製品の少なくとも1つのメッシュ領域を選択する命令を受け取ること、データ処理システムにおいて、製品の少なくとも1つの古典的幾何要素領域を選択する命令を受け取ること、メッシュ領域と古典的幾何要素領域との関係を確立すること、確立された関係に基づき、構造ボディ部品または製造のための工具を開発すること、メッシュ領域または古典的幾何要素領域のうちの1つについて更新されたデータを供給すること、導出された関係に基づき、データフォーマットにかかわらず、データにおける変更を伝搬すること、および更新された構造ボディ部品またはモデリングされた製品のための工具を供給すること、を含む。 According to the second aspect, the method of modeling the product comprises: deriving the mesh data for one or more regions of the product and representing the one or more regions as mesh regions. However, the mesh data contains a connected collection of multiple facets, derives a classical geometric element representation of one or more regions of the product, and represents one or more regions as classical geometric element regions. However, the classical geometric element representation includes curved surfaces, and the mesh data and the classical geometric element data differ from each other in that the data processing system receives an instruction to select at least one mesh region of the product, in the data processing system. Receive instructions to select at least one classical geometric element region of the product, establish a relationship between the mesh region and the classical geometric element region, based on the established relationship, a structural body part or a tool for manufacturing To develop updated data for one of the mesh regions or classical geometric element regions, to propagate changes in the data, regardless of the data format, based on the derived relationships, and Includes supplying tools for updated structural body parts or modeled products.
1つの製品のそれぞれ異なる領域を、それぞれ異なるデータ処理フォーマットでモデリングすることができ、その製品のそれぞれ異なる領域の関係を確立して、データフォーマットにかかわらず、一方のデータオブジェクトに対する更新を他方の領域に伝搬することができる。 Different regions of a product can be modeled in different data processing formats, establishing relationships between different regions of the product and updating for one data object in the other region, regardless of the data format. Can be propagated to.
この方法はさらに、メッシュ領域の内面と古典的幾何要素領域の外面との関係を導出すること、を含むことができる。外面または外観を表現するメッシュデータを、いかなるフォーマット変換も必要とせず、または外観が確定してしまうまで設計プロセスを遅らせることなく、古典的幾何要素によって表現された構造部品および関連する工具全体に伝搬することができる。メッシュ領域または古典的幾何要素領域のうちの1つに関するデータにおける変更を、データフォーマットにかかわらず、他の領域に伝搬することができる。 This method can further include deriving the relationship between the inner surface of the mesh region and the outer surface of the classical geometric element region. The mesh data representing the exterior or appearance is propagated throughout the structural parts and associated tools represented by classical geometric elements without the need for any format conversion or delaying the design process until the appearance is finalized. can do. Changes in the data for one of the mesh regions or the classical geometric element regions can be propagated to other regions regardless of the data format.
メッシュデータを、1つまたは複数の部品の物理的サンプルから導出することができる。この場合、メッシュデータを、物理的サンプルのスキャニングによって導出することができる。この方法はさらに、メッシュデータを複数のファセットの集合体として記憶装置に記憶すること、を含むことができる。 Mesh data can be derived from physical samples of one or more parts. In this case, the mesh data can be derived by scanning the physical sample. The method can further include storing the mesh data in a storage device as a collection of multiple facets.
古典的幾何要素表現を、データ処理システムにおけるシミュレーションによって導出することができる。この方法はさらに、モデリングされた製品の表現を記憶すること、を含むことができる。この方法はさらに、ボディ部品または工具を製造する命令を生成すること、を含むことができる。この場合、製造命令は積層造形のための命令を含むことができる。 The classical geometric element representation can be derived by simulation in a data processing system. The method can further include memorizing the representation of the modeled product. The method can further include generating instructions for manufacturing body parts or tools. In this case, the manufacturing instruction can include an instruction for laminated modeling.
第3の態様によれば、少なくとも1つのプロセッサとアクセス可能なメモリとを有し、製品をモデリングするように構成されたデータ処理システムは、以下のステップを実施することができる。すなわち、製品の1つまたは複数の領域に関するメッシュデータを導出し、1つまたは複数の領域をメッシュ領域として表すステップと、ただしメッシュデータは、複数のファセットの接続された集合体を含み、製品の1つまたは複数の領域の古典的幾何要素表現を導出し、1つまたは複数の領域を古典的幾何要素領域として表すステップと、ただし古典的幾何要素表現は曲面を含み、メッシュ領域と古典的幾何要素領域とは互いに異なり、データ処理システムにおいて、製品の少なくとも1つのメッシュ領域を選択する命令を受け取るステップと、データ処理システムにおいて、製品の少なくとも1つの古典的幾何要素領域を選択する命令を受け取るステップと、メッシュ領域と古典的幾何要素領域との関係を確立するステップと、確立された関係に基づき、構造ボディ部品または製造のための工具を開発するステップと、メッシュ領域または古典的幾何要素領域のうちの1つについて更新されたデータを供給するステップと、導出された関係に基づき、データフォーマットにかかわらず、データに対する変更を伝搬するステップと、更新された構造ボディ部品またはモデリングされた製品のための工具を供給するステップと、を含むことができる。 According to a third aspect, a data processing system having at least one processor and accessible memory and configured to model the product can perform the following steps. That is, a step of deriving mesh data for one or more regions of a product and representing one or more regions as mesh regions, where the mesh data contains a connected collection of facets of the product. Steps to derive a classical geometric element representation of one or more regions and represent one or more regions as classical geometric element regions, where the classical geometric element representation includes curved surfaces, mesh regions and classical geometry. Unlike the element regions, the data processing system receives an instruction to select at least one mesh region of the product, and the data processing system receives an instruction to select at least one classical geometric element region of the product. And the step of establishing the relationship between the mesh area and the classical geometric element area, and the step of developing a structural body part or a tool for manufacturing based on the established relationship, and the mesh area or the classical geometric element area. For the step of supplying updated data for one of them, the step of propagating changes to the data based on the derived relationships, regardless of the data format, and for the updated structural body part or modeled product. Can include steps to supply tools and.
このシステムによれば、確立された関係は、メッシュ領域の内面と古典的幾何要素領域の外面との間のものである。このシステムはさらに、モデリングされた領域の表現を出力するように構成されたディスプレイを含むことができる。このシステムはさらに、モデリングされた領域の表現を記憶する記憶装置を含むことができる。このシステムはさらに、1つまたは複数の部品の物理的サンプルをスキャンし、それによってメッシュデータを導出するスキャナを含むことができる。 According to this system, the established relationship is between the inner surface of the mesh region and the outer surface of the classical geometric element region. The system can further include a display configured to output a representation of the modeled area. The system can further include a storage device that stores a representation of the modeled area. The system can further include a scanner that scans a physical sample of one or more parts and thereby derives mesh data.
第4の態様によれば、実行可能な命令によりコーディングされた非一時的コンピュータ可読媒体であって、上記の命令が実行されると、1つまたは複数のデータ処理システムが製品をモデリングする方法を実施し、この方法は以下のことを含む。すなわち、製品の1つまたは複数の領域に関するメッシュデータを導出し、1つまたは複数の領域をメッシュ領域として表すこと、ただしメッシュデータは、複数のファセットの接続された集合体を含み、製品の1つまたは複数の領域の幾何要素表現を導出し、1つまたは複数の領域を古典的幾何要素領域として表すこと、ただし古典的幾何要素表現は曲面を含み、メッシュ領域と古典的幾何要素領域とは互いに異なり、データ処理システムにおいて、製品の少なくとも1つのメッシュ領域を選択する命令を受け取ること、データ処理システムにおいて、製品の少なくとも1つの古典的幾何要素領域を選択する命令を受け取ること、メッシュ領域と古典的幾何要素領域との関係を確立すること、確立された関係に基づき、構造ボディ部品または製造のための工具を開発すること、メッシュ領域または古典的幾何要素領域のうちの1つについて更新されたデータを供給すること、導出された関係に基づき、データフォーマットにかかわらず、データにおける変更を伝搬すること、および更新された構造ボディ部品またはモデリングされた製品のための工具を供給すること、を含む。 According to a fourth aspect, a non-transitory computer-readable medium coded by an executable instruction, in which one or more data processing systems model the product when the above instructions are executed. Implemented and this method includes: That is, to derive mesh data for one or more regions of a product and represent one or more regions as mesh regions, where the mesh data includes a connected collection of multiple facets and is one of the products. Derivation of geometric element representations of one or more regions and representing one or more regions as classical geometric element regions, where classical geometric element representations include curved surfaces, and what are mesh regions and classical geometric element regions? Different from each other, in a data processing system, receive an instruction to select at least one mesh region of a product, in a data processing system, receive an instruction to select at least one classical geometric element region of a product, a mesh region and a classic. Establishing relationships with geometric element regions, developing structural body parts or tools for manufacturing based on established relationships, updated for one of mesh regions or classical geometric element regions Includes supplying data, propagating changes in the data based on derived relationships, regardless of data format, and supplying tools for updated structural body parts or modeled products. ..
これまでの記載は、以下の詳細な説明を当業者がよりよく理解できるよう、本発明の特徴および技術的な利点をどちらかと言えば大雑把に略述したものである。各請求項の要旨を成す本開示の付加的な特徴および利点については、以下で述べることにする。当業者であれば理解できるように、当業者は開示された着想や特定の実施形態を、本発明と同じ目的を成し遂げるための変更または異なる構造設計のベースとして、ただちに使用することができる。さらに当業者であれば、かかる等価の構造が最も広い形態での本開示の範囲を逸脱しないことを理解するであろう。 The description so far is rather a rough outline of the features and technical advantages of the present invention so that those skilled in the art can better understand the following detailed description. The additional features and advantages of the present disclosure that form the gist of each claim are set forth below. As those skilled in the art will understand, those skilled in the art can immediately use the disclosed ideas and specific embodiments as a basis for modification or different structural design to achieve the same objectives as the present invention. Moreover, one of ordinary skill in the art will appreciate that such equivalent structures do not deviate from the broadest form of the present disclosure.
以下の発明の詳細な説明に入る前に、本明細書全体を通して用いられるいくつかの用語や表現について、ここで定義しておくのがよいと思われる。用語「含む」および「有する」ならびにそれらの派生語は、制限なく含有を意味する。用語「または」は包括的であり、および/またはを意味する。さらに用語「コントローラ」とは、このデバイスがハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらのうち少なくとも2つの何らかの組み合わせとして実現されていようが、少なくとも1つのオペレーションをコントロールする任意のデバイス、システムまたはそれらの一部分のことを意味する。さらにここで述べておきたいのは、いずれかの特定のコントローラと結び付けられた機能を、ローカルであろうとリモートであろうと、集中させてもよいし分散させてもよい、という点である。いくつかの用語および表現に対する定義は、本明細書全体にわたって規定されるものであり、当業者であれば理解できるように、かかる定義は、大部分の事例ではないにしても数多くの事例において、ここで定義した用語および表現の以前の使用にも将来の使用にも適用される。いくつかの用語は、幅広い種類の実施形態を含むことができるけれども、添付の特許請求の範囲は、それらの用語を特定の実施形態に明確に限定している場合もある。 Before going into the detailed description of the invention below, it may be helpful to define some terms and expressions used throughout this specification. The terms "include" and "have" and their derivatives mean inclusion without limitation. The term "or" is inclusive and / or means. Further, the term "controller" is any device, system or part thereof that controls at least one operation, whether the device is implemented as hardware, firmware, software, or any combination of at least two of them. Means that. Furthermore, I would like to mention here that the functions associated with any particular controller, whether local or remote, may be centralized or decentralized. Definitions for some terms and expressions are defined throughout the specification and, as will be appreciated by those skilled in the art, such definitions are used in many, if not most, cases. It applies to both previous and future uses of the terms and expressions defined here. Although some terms can include a wide variety of embodiments, the appended claims may explicitly limit those terms to a particular embodiment.
次に、本開示による方法およびデータ処理システムの一例について、添付の図面を参照しながら説明することにする。 Next, an example of the method and the data processing system according to the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.
詳細な説明
図1〜図13の実施形態を用いて本明細書における本開示の基本原理を説明するが、それらの実施形態は例示目的であるにすぎず、いかなる点においても本開示の範囲を限定するものと捉えられるべきではない。当業者であれば理解できるように、本開示の基本原理を、適切に構成された任意のデバイス、装置、システムまたは方法において実現することができる。
Detailed Description Although the basic principles of the present disclosure in the present specification will be described with reference to the embodiments shown in FIGS. 1 to 13, these embodiments are for illustrative purposes only, and the scope of the present disclosure is extended in any respect. It should not be seen as limiting. As will be appreciated by those skilled in the art, the basic principles of the present disclosure can be implemented in any properly configured device, device, system or method.
図1には、本開示の1つの実施形態を実現可能なデータ処理システムの一例が示されており、たとえばこれは本明細書で説明するプロセスを実施するように構成されたCADシステムである。データ処理システム21は、ローカルシステムバス23と接続されたプロセッサ22を備えている。ローカルシステムバスによって、プロセッサはメインメモリ24およびグラフィクスディスプレイアダプタ25と接続されており、さらにこのグラフィクスディスプレイアダプタ25はディスプレイ26と接続可能である。データ処理システムは、ローカルシステムバス23と接続されたワイヤレスユーザインタフェースアダプタを介して、または、たとえばローカルエリアネットワークに至る有線ネットワークを介して、他のシステムと通信可能である。ローカルシステムバスを介して、付加的なメモリ28も接続することができる。キーボード29およびマウス20または他のポインティングデバイスといったその他の周辺機器のための、ワイヤレスユーザインタフェースアダプタ27のような適切なアダプタによって、ユーザはデータ処理システムに入力を供給することができる。その他の周辺機器として、1つまたは複数のI/OコントローラたとえばUSBコントローラ、Bluetoothコントローラ、および/または(スピーカおよび/またはマイクロフォンと接続される)専用オーディオコントローラなどを挙げることができる。同様に、様々な周辺機器を(種々のUSBポートを介して)USBコントローラに接続することができる、という点も理解されたい。それらの周辺機器として、入力デバイス(たとえばキーボード、マウス、タッチスクリーン、トラックボール、カメラ、マイクロフォン、スキャナ)、出力デバイス(たとえばプリンタ、スピーカ)、あるいは入力を供給するまたはデータ処理システムからの出力を受信するように動作する他の任意のタイプのデバイスが挙げられる。さらに、入力デバイスまたは出力デバイスと呼ばれる多くのデバイスが、入力を供給することができ、かつデータ処理システムとの通信の出力を受信することができる、という点を理解されたい。さらに理解されたいのは、I/Oコントローラに接続される他の周辺ハードウェアとして、データ処理システムと通信するように構成された任意のタイプのデバイス、機械またはコンポーネントを挙げることができる、という点である。
FIG. 1 shows an example of a data processing system that can implement one embodiment of the present disclosure, eg, a CAD system configured to carry out the process described herein. The
データ処理システムに含まれるオペレーティングシステムによって、システムからの出力をディスプレイ26においてユーザに表示することができ、さらにユーザはシステムと対話することができる。データ処理システムにおいて使用可能なオペレーティングシステムの例として、Microsoft Windows(登録商標)、Linux(登録商標)、UNIX(登録商標)、iOS(登録商標)およびAndroid(登録商標)オペレーティングシステムを挙げることができる。
The operating system included in the data processing system allows the output from the system to be displayed to the user on the
これらに加え、データ処理システム21を、ネットワーク環境、分散システム環境、仮想マシンアーキテクチャにおける仮想マシン、および/またはクラウド環境において実装することができる、という点を理解されたい。たとえばプロセッサ22および付随する構成素子を、1つまたは複数のサーバの仮想マシン環境において実行される1つの仮想マシンに相当するものとすることができる。仮想マシンアーキテクチャの例として挙げられるのは、VMware ESCi, Microsoft Hyper- V, Xenおよび KVMである。
In addition to these, it should be understood that the
当業者であれば理解できるように、データ処理システム21について示したハードウェアを、特定の実装形態に合わせて変更することができる。たとえばこの例におけるデータ処理システム21を、コンピュータ、ワークステーションおよび/またはサーバに相当するものとすることができる。ただしここで理解されたいのは、データ処理システムの択一的な実施形態を、相応のコンポーネントまたは択一的なコンポーネントによって構成することができる、という点であり、たとえば携帯電話、タブレット、コントローラボード、またはデータを処理しかつデータ処理システム、コンピュータ、プロセッサおよび/または本明細書で説明したコントローラのオペレーションと対応づけられた、本明細書で説明した機能および特徴を実施するように動作する他の任意のシステムの形態として、構成することができる。図示されている実施例は、例示目的で示されているにすぎず、本開示に関して構造上の制限を意図したものではない。
As can be appreciated by those skilled in the art, the hardware shown for the
データ処理システム21を(データ処理システム21の一部ではない)ネットワークに接続することができ、このネットワークを、当業者に周知のように、公用または専用のデータ処理システムネットワークあるいは複数のネットワークの組み合わせとすることができ、これにはインターネットが含まれる。データ処理システム21はネットワークを介して、(やはりデータ処理システム21の一部ではない)サーバなどのような1つまたは複数の他のデータ処理システムと通信することができる。ただし、1つの択一的なデータ処理システムを、分散システムの一部として実装された複数のデータ処理システムに相当するものとすることができ、そのような分散システムにおいて、複数のデータ処理システムに対応づけられた複数のプロセッサを、1つまたは複数のネットワークコネクションを介して通信状態にすることができ、それらのプロセッサは、単一のデータ処理システムによって実施されるものとして説明したタスクを、共同で実施することができる。よって、1つのデータ処理システムについて言及するときには、かかるシステムを、ネットワークを介して互いに通信状態にある分散システム内に構築された複数のデータ処理システム全体にわたって実装されたものとしてもよい、という点を理解されたい。
The
慣用のCADモデルは、共有稜線に沿って互いに繋ぎ合わされた複数のフェースから構成されている。1つのフェースは、このフェースが位置するもっと大きいサーフェスのうちの1つの領域にすぎない。多くのタイプのサーフェスが用いられる。最も一般的なものは二次曲面たとえば円柱または円錐であり、最も複雑なものは非一様有理基底スプライン(NURBS)の自由曲面である。たとえば図2aに示されているように、これらのサーフェスの多くは空間的に湾曲しているので、曲面モデルまたは曲線モデルと呼ばれることもある。他の一般的なタイプのモデルは、湾曲したフェースをシミュレートするもっぱら複数の小さい平坦なフェースだけで構成されたものである。このモデルは宝石用原石のように見え、ファセット1と呼ばれる多数の小さい平坦なフェースが用いられており、それらが合わさって、たとえば図2bに示されているような湾曲した外観が与えられる。このような手法で構築されたモデルは、「ファセット」モデルまたは「ポリゴン」モデルと呼ばれる。 A conventional CAD model is composed of a plurality of faces connected to each other along a shared ridgeline. One face is only one area of the larger surface on which this face is located. Many types of surfaces are used. The most common are quadric surfaces such as cylinders or cones, and the most complex are non-uniform rational base splines (NURBS) free-form surfaces. For example, as shown in FIG. 2a, many of these surfaces are spatially curved and are sometimes referred to as curved or curved models. Other common types of models consist exclusively of multiple small flat faces that simulate curved faces. This model looks like a gemstone and uses a number of small flat faces called facets 1, which together give a curved appearance, for example as shown in FIG. 2b. Models constructed in this way are called "facet" models or "polygon" models.
ファセットモデルは、次第に一般的になりつつある。それらは、しばしば何らかのスキャニングプロセスの結果として、多くの異なるソースから生じる。スキャナの品質が急速に向上し、かつ価格が下がってきたので、スキャニングはなおいっそう一般的な実践手法になってきており、たとえば、木材または粘土またはワックスの物理的モデルとして最初に形成されたデザインをスキャンすることによって、ファセットモデルを得ることができる。このことが一般的に行われている理由は、たとえば工具の取っ手または携帯電話のケーシングまたはコンピュータマウスの感触など、ユーザにとっての製品の感触のようにデザインの「ソフトな」特徴は、シミュレーションからではユーザが認識できないからである。これに加えて、玩具または宝石類を職人が設計する場合もあり、この場合にはその後、それらを機械によって大量生産する必要がある。 Faceted models are becoming more and more popular. They often result from many different sources as a result of some scanning process. Scanning has become an even more common practice as scanner quality has improved rapidly and prices have fallen, for example, the first design formed as a physical model of wood or clay or wax. A facet model can be obtained by scanning. The reason this is commonly done is that "soft" features of the design, such as the feel of the product to the user, such as the handle of a tool or the casing of a cell phone or the feel of a computer mouse, are not from simulations. This is because the user cannot recognize it. In addition to this, toys or jewelry may be designed by craftsmen, in which case they then need to be mass-produced by machine.
スキャンの他のソースは、リバースエンジニア製品のためにスキャンが行われる場合であり、これはたとえば、部品を作った当初の会社よりも長く残った機器を保守するために交換部品を作り出すため、または元の機械製図を紛失してしまった場合、またはたとえば型押版などデザインの物理的形状がテスト中に変更される場合などである。今後は、歯または骨といった外科用の代替部品を作り出すためにスキャンデータが用いられる可能性もある。それらの代替部品は適切な位置にフィットさせなければならず、たとえば図3および図4に描かれているような膝の代替品2をフィットさせるための、対応するジグ3を作成する目的で、このデータを古典的な幾何要素モデルと共に処理できるようにするのが望ましい。さらにカスタムフィットデザインにも今後の用途があり、その際にたとえば、靴の矯正具、補聴器、ダイビングマスクまたは義肢などのような製品のために、ボディスキャナからのデータが用いられる。
Another source of scanning is when scanning is done for a reverse engineer product, for example to create a replacement part to maintain equipment that remains longer than the original company that made the part, or For example, if the original mechanical drawing is lost, or if the physical shape of the design, such as an embossed plate, changes during testing. In the future, scan data may be used to create surgical alternatives such as teeth or bones. Those replacement parts must be fitted in the proper position, for the purpose of creating a
従来、ファセットモデルにおけるスキャンデータは、ファセット専用のソフトウェアによって操作しなければならず、したがってそれらのスキャンデータを、ノンヒストリベースのノンパラメトリックなフォーマットにエクスポートしなければならなかった。Siemens Product Lifecycle Management Software Inc (Plano, TX)から入手可能なNXソフトウェアなどのようなCADシステムに、スキャンデータがファセットモデルとしてインポートされていたとしても、ファセットモデルは、部品モデリングのためのワークフローの一体化された部分ではなかった。その理由は、ファセットモデルが使用されるというのであれば、「サーフェシング」ステップが必要とされることになるからであり、このステップにおいてポイントクラウドまたはファセット化されたオブジェクトが、曲面を用いた慣用のCADモデルに変換されるのである。曲面を用いたファセットモデルの再構築は、たとえば境界表現モデルまたは解析幾何要素を用いてファセットモデルを再構築するのは、時間も手間もかかる。部品モデリングなどのようなアプリケーションの中でサーフェスモデルを使用できるようになる前に、一時的な解析幾何要素が生成されていた場合もあるだろうし、そうでないとしたならば、サーフェスモデルを使用できるようになるのを待たなければならなかったであろう。さらにこのようなサーフェシングステップは、多くの典型的な工業ワークフローのクリティカルな工程上にある。つまり、嵌め合い部品および工具の設計または内装パッケージの検討といった下流の作業は、「サーフェシング」ステップが完了するまでは始められないのである。 Traditionally, scan data in facet models had to be manipulated by facet-specific software, and therefore those scan data had to be exported to a non-history-based non-parametric format. Even if scan data is imported as a facet model into a CAD system such as NX software available from Siemens Product Lifecycle Management Software Inc (Plano, TX), the facet model is an integral part of the workflow for component modeling. It was not a converted part. The reason is that if a faceted model is used, a "surfing" step will be required, in which the point cloud or faceted object is idiomatic with curved surfaces. It is converted into the CAD model of. Reconstructing a facet model using a curved surface, for example, reconstructing a facet model using a boundary representation model or an analytic geometry element is time-consuming and laborious. Temporary analytic geometry may have been generated before the surface model could be used in applications such as part modeling, otherwise the surface model could be used. I would have had to wait for it to happen. Moreover, such surfing steps are on the critical steps of many typical industrial workflows. That is, downstream tasks such as designing fitting parts and tools or examining interior packages cannot begin until the "surfing" step is complete.
この問題は、図5に描かれている自動車のスタイリング4のような状況において、または医療インプラントの製造にあたっては、特に深刻である。自動車のスタイリングの場合には、ファセットモデルの新たなバージョンが周期的にリリースされ、それによってサーフェシングステップをやりなおさざるを得ないし、医療インプラントの製造の場合には、存在する骨のCADモデルを作成することは、慣用の部品モデリングではそもそも不可能である。ただし、骨をスキャニングしてファセット表現を生成することは可能である。 This problem is particularly serious in situations such as the automotive styling 4 depicted in FIG. 5, or in the manufacture of medical implants. In the case of automotive styling, new versions of the facet model are released cyclically, which forces the surfing step to be redone, and in the case of medical implant manufacturing, the CAD model of the existing bone. It is impossible to create by conventional component modeling in the first place. However, it is possible to scan bones to generate faceted representations.
上述のように、ファセットベースのモデルではなく解析モデルまたは境界表現モデルを用いて、スキャンされた骨をCAXシステムにおいてモデリング可能であれば、スキャンされたそれらの骨から作成された部品においてフィッティングオペレーションまたはサポーティングオペレーションを行うことによって、いっそう良好な結果が得られる。境界表現とファセットとをベースとするハイブリッドなモデルが有利である別の例は、図6に示されているような成形品を製造する場合である。この場合、鋳型部分5は、製品6のファセット化された細部に依存しており、他の部分7は、鋳型が用いられる設備と相互作用させるために厳密な寸法が保証されるように、解析モデルを使用する必要がある。本明細書では用語「ファセット」とは、1つの平面における1つの三角形領域のことであり、メッシュとは、複数のファセットの結合された集合体のことであり、古典的幾何要素表現とは、曲面に基づく幾何要素表現のことである。
As mentioned above, if the scanned bones can be modeled in the CAX system using analytical or boundary representation models rather than facet-based models, fitting operations or fitting operations or in parts created from those scanned bones. Better results can be obtained by performing supporting operations. Another example in which a hybrid model based on boundary representation and facets is advantageous is when manufacturing an article as shown in FIG. In this case, the mold portion 5 relies on the faceted details of the
図7a〜図7eには、まるっきり従来のプロセスが描かれている。図7aに示されているように、木材または粘土などのような媒体から形成された物理的具現形態として、彫刻または成形された外形10が準備される。図7bに示されているように物理的製品10がスキャンされ、スキャンされたデータがCADシステムにインポートされ、そこにおいてそのデータが変換され、つまり図7cのイメージに示されているように、スキャンデータにマッチしたサーフェスが構築される。さらに図7dに示されているように、内壁12を形成するためにオフセットが適用され、図7eに示されているように、リブ13やボス14といった構造の細部が加えられる。よって、シェル10の外面15は当然ながらファセットにより表現されるが、この処理の以降のすべての段階のために、後続処理にあたりそれらのファセットがサーフェスまたは古典的幾何要素に変換される。慣用のCADモデルを使用した場合、上述のワークフローのためには、処理を続行する前に外形を曲面モデルに変換する必要がある。その理由は、オフセッティングやブーリアン演算など現在行われているモデリングオペレーションは、ファセットと古典的サーフェスとが混在した状態では動作しないからである。ファセットモデルから曲線モデルへの変換すなわちサーフェスへの変換によって、製品および工具の開発速度が遅くなり、このことはユーザにフラストレーションを引き起こす可能性があるし、ビジネスに関してはコストがかかる可能性がある。
7a-7e clearly depict the conventional process. As shown in FIG. 7a, an engraved or molded
スキャンデータから曲面モデルへの変換プロセスがスピードアップされるよう、ユーザインタフェースソフトウェアを改善することが望まれてきた。いくつかのシステムは、専用の「ラピッドサーフェシング」関数を有しており、その目的は、ファセットモデルから曲線モデルへ簡単に変換できるようにすることである。ただし、最もよいソフトウェアであったとしても、変換には依然として時間と労力がかかる。複雑に入り組んだ形状であると、変換に何日もかかる場合もある。本出願人が決断したことは、このような工程に従うのではなく、曲面モデルへの変換を実質的にまたはまるっきりなくすことによってモデリングを改善する、ということである。以下で詳しく説明するように、本開示によれば、ファセットモデルを直接使用できるようにした方法が提供され、これによって「サーフェシング」ステップがクリティカルな工程から取り除かれて、他の利点もある中で特に、多大な時間の節約が達成される。さらに他の有利な点もある中でこのことによって有利には、設計データがファセットの形態で保持されているのか、または古典的幾何要素表現で保持されているのかにかかわらず、デザイナは製品の各部分すべてについてモデル変更を行うことができる。本開示によるシステムおよび方法によれば、全機能搭載のCAXシステムが実現され、これによれば、ハイブリッドモデルすなわちポリゴンメッシュと曲面とが混在した状態を、ヒストリオペレーションまたはフィーチャベースのモデリングオペレーションに完全に関与させることができる。従来、CADシステムによっても、フィーチャベースのモデリングオペレーションにおいては、ハイブリッドボディを使用することはできなかったし、または単にファセットボディを使用することすらできなかった。たいていの慣用のモデリングオペレーションにおいては、ファセットは使用できないことから、ユーザは、自身のモデリングシステムにおいて使用可能なフィーチャのすべてをファセットデータのために使用できるわけではなかった。ファセットボディによるモデリングを可能にしたいくつかの特化されたシステムが存在しているけれども、それらのシステムは、フィーチャ、ヒストリおよびアソシエティビティを使用した最新の構造および編集技術をサポートしていない。 It has been desired to improve the user interface software to speed up the process of converting scan data to curved surface models. Some systems have a dedicated "rapid surfing" function whose purpose is to allow easy conversion from faceted models to curved models. However, even with the best software, conversion still takes time and effort. Complex and intricate shapes can take days to convert. Applicant's decision is to improve modeling by substantially or completely eliminating the conversion to a curved surface model, rather than following such a process. As detailed below, this disclosure provides a method that allows the facet model to be used directly, which removes the "surfing" step from the critical process and has other advantages as well. In particular, a great deal of time savings are achieved. This has the advantage of having other advantages, whether the design data is held in faceted form or in classical geometric element representation. Model changes can be made for all parts. According to the systems and methods according to the present disclosure, a full-featured CAX system is realized, which makes a hybrid model, that is, a mixture of polygon meshes and curved surfaces, completely into history operations or feature-based modeling operations. Can be involved. Traditionally, even with CAD systems, hybrid bodies could not be used, or even simply faceted bodies, in feature-based modeling operations. Since facets are not available in most conventional modeling operations, users have not been able to use all of the features available in their modeling system for facet data. Although there are some specialized systems that allow modeling with facet bodies, they do not support the latest structural and editing techniques using features, history and associations.
オフセッティングまたはシェリングまたはシックニングのオペレーションおよびディテーリングが、スキャニングから得られたファセットモデルに直接適用される、という点から、変更された方法を理解することができる。スキャンされた外壁に対して内壁を形成する目的で、スキャンされた物理的オブジェクトから生成された薄壁のシェル10にオフセットが適用される。このオフセットは、スキャンされた形状をサーフェス表現に変換することなく、ファセット化されたスキャンされた形状15に適用される。図8および図9に示されている内面16におけるファセッティングは、かなり大雑把でもよく、それというのもその形状は、内面が外面からほぼ一定であるかぎり、特にクリティカルではないからである。さらに設計ステップには、図10に示されているように、構造を強化し、かつ様々な構成部材のための取り付けポイントを設けるために、シェルの内側にいくつかのリブ13およびボス17を形成する、といった部品モデリングを含めることができる。このために、メッシュではなくサーフェス表現が用いられる。内側の幾何要素はリブおよびボスのフィーチャを用いて作成され、それらのために必要とされるのは、幾何要素カーネルが押し出し、ドラフトおよびブーリアン演算をサポートしていることである。上述のプロセスの最終結果は、ファセットと古典的幾何要素とが混在するB−rep(境界表現)である。フェース15,16はメッシュすなわち複数のファセットの集合体であるが、フェース17,14はそれぞれ解析円錐および解析円柱である。
The modified method can be understood in that the off-setting or shelling or thickening operations and details are applied directly to the faceted model obtained from scanning. Offsets are applied to the thin-
図11a〜図11dには、本開示による方法におけるステップの概要が示されている。図11aに示されているように、物理的モデル10が作成され、これは一般には粘土または木材であるが、他の材料を使用してもよい。図11bに示されているように、この物理的モデルの外形のスキャン15が生成される。スキャンされた形状はファセットデータであり、これはメッシュとして、または複数のポリゴンこの実施例では複数の三角形を成す複数のポイントの集合体として表現される。図11cに示されているように、内面16が形成され、これもメッシュとして表現される。その後、図11dに示されているように、ファセットベースの表現ではなく、古典的幾何要素表現を用いて、内部に必要とされる部品がモデリングされる。ここに示された実施例では、それらは解析円錐17または解析円柱14である。ユーザインタフェースは、メッシュであれ円柱または円錐であれ、様々なサーフェスタイプにおいてモデリングオペレーションを実行することができる。解析的であろうがファセット化されていようが、オブジェクトのいずれに対しても直接、CAD関数を適用することができる。最終的に変換されたサーフェスの古典的幾何要素表現が準備されるのを待つのではなく、ファセット化されたバージョンの外面を用いて、嵌め合い部品またはパッケージの設計といった下流の作業を開始することによって、生産性の改善を達成することができる。このことが実現される理由は、オフセッティングすなわち単純な内側形状の追加および他の後続の幾何要素オペレーションは、すべてアソシエーティブつまりヒストリベースであるからであり、したがって外側のメッシュが新たなメッシュに置き換えられたならば、この変更に適応させるためにいかなる作り直しを行う必要もなく、新たなデザインを取得するためにヒストリを再生するだけよいからである。
11a-11d outline the steps in the method according to the present disclosure. As shown in FIG. 11a, a
本開示において説明するユーザインタフェースは、ファセットモデルと曲面モデルとの混在を入力として許容するヒストリベースのモデリング関数を有している。本明細書で説明するシステムおよび方法によれば、古典的幾何要素モデルまたは解析ボディからファセットベースモデルへの、すなわち曲線からファセットへの、アソシエーティブな変換が可能になる。従来、解析ボディからファセットボディへの変換は、アソシエーティブではなかった。ファセットボディは、その親として解析ボディを有していたことを記憶していなかったので、親から子へ変更を伝搬することはできなかった。 The user interface described in the present disclosure has a history-based modeling function that allows a mixture of faceted models and curved surface models as input. The systems and methods described herein allow for associative transformations from classical geometric element models or analytical bodies to facet-based models, i.e. curves to facets. Traditionally, the conversion from analytical bodies to faceted bodies has not been associative. The facet body could not propagate changes from parent to child because it did not remember having the analytic body as its parent.
ソフトウェアのユーザとプログラマの根本的な要求は、それぞれ異なる。コンピュータ支援設計およびコンピュータ支援工学において用いられるどのようなソフトウェアにも、2つの別個の要素がある。CAXシステムのうち、設計者および技術者が見ることのできる部分は、モデルの概念的ビューを提供し、これはユーザインタフェースを介して設計者がアクセス可能である一方、システム各々は、プログラミングインタフェースを介してアクセスされる幾何要素カーネルを有しており、これによってCAXプログラマは、そのオペレーションに対する変更を設定することができる。 The fundamental requirements of software users and programmers are different. Any software used in computer-aided design and computer-aided engineering has two distinct elements. The part of the CAX system that can be seen by the designer and technician provides a conceptual view of the model, which is accessible to the designer through the user interface, while each system provides a programming interface. It has a geometric element kernel that is accessed through, which allows the CAX programmer to set changes to its operation.
CAXシステムのユーザインタフェースにおいて、ユーザにとって重要であるのは、幾何要素カーネルがオブジェクトとみなすことのできる種々のタイプのオブジェクトを区別できることである。このため、たとえばユーザインタフェースによって従来どおりフェース、稜線、シートボディおよびソリッドボディとして表される境界表現モデルにおけるような、解析的または古典的幾何要素表現として最初に生成されたデータではなく、フェセット形状として最初に生成されたデータに対して変更がなされたのかを、ユーザが判定できるように、メッシュフェース、ポリラインの稜線、ファセット化されたシートボディ、およびファセット化されたソリッドボディが定義されている。このようにして、統一されたモデリング関数は、慣用的な曲線ボディ、ファセットボディ、およびそれらが混在した状態のボディにおいて、同じ手法で動作することができる。 In the user interface of the CAX system, it is important for the user to be able to distinguish between different types of objects that the geometric element kernel can consider as objects. This is because of the faceted shape rather than the data originally generated as an analytical or classical geometric element representation, as in the boundary representation model traditionally represented by the user interface as faces, ridges, seat bodies and solid bodies. A mesh face, polyline ridges, faceted seat bodies, and faceted solid bodies are defined so that the user can determine if changes have been made to the originally generated data. .. In this way, unified modeling functions can work in the same way on conventional curved bodies, faceted bodies, and bodies in which they are mixed.
ユーザインタフェースに新たに定義されたオブジェクトによって、ファセットボディをアソシエーティブなコピーオペレーションにおいて使用できるようになる。オペレーションのアソシエーティブな特性とは、オブジェクトが解析的なものであろうが、またはファセットベースのものであろうが、またはそれらが混在したものであろうが、デザインの一部分に対する変更を、デザイン全体にわたって伝搬することができる、という意味である。主要な利点は、結合ステップおよび工具製作ステップが完了する前に外面デザインが確定されるまで待たなければならなかったことで従来は生じていた遅れがなくなること、および外面に対する変更を、ユーザによって簡単に入力することができ、その変更に対処するために他の部分を更新できることである。 Newly defined objects in the user interface allow facet bodies to be used in associate copy operations. The associative characteristics of an operation are changes to a part of the design, whether the object is analytical, faceted-based, or a mixture of them, throughout the design. It means that it can be propagated over. The main advantage is that the user has to wait for the exterior design to be finalized before the joining and tooling steps are completed, eliminating the traditional delays and making changes to the exterior easy for the user. Can be entered in and other parts can be updated to accommodate the change.
多くのCADシステムは、幾何要素「カーネル」の最上部に構築される。カーネルによって、幾何要素モデルを表現し、それらに対して計算を実施するためのツールが提供される。ただしカーネルは、CADシステム開発者により使用されるプログラミングツールキットにすぎず、ユーザインタフェースを備えておらず、通常はフィーチャ、ヒストリまたはアソシエティビティのようなコンセプトを備えていない。 Many CAD systems are built on top of the geometric element "kernel". The kernel provides tools for representing geometric element models and performing calculations on them. However, the kernel is just a programming toolkit used by CAD system developers, does not have a user interface, and usually does not have concepts like features, history or association.
次数1のBスプラインとPLINEとの間の相互作用を、ユーザインタフェースがシステムのカーネル外部で、スタンドアローンのワイヤフレーム曲線を別個に記憶する、ということから理解することができる。新たな曲線タイプがカーネルに導入されたならば、対応する曲線タイプをユーザインタフェースに導入しなければならない。新たな曲線は、カーネル曲線の「ラッパ」にすぎないのではなく、ユーザインタフェースに独立して実装されるオブジェクトである。この特定のケースでは、カーネルに導入された新たな曲線タイプ”PLINE”または「ポリライン」のために、対応するオブジェクトが次数1のBスプライン曲線としてユーザインタフェースに実装される。 The interaction between a degree 1 B-spline and LINE can be understood from the fact that the user interface stores standalone wireframe curves separately outside the system kernel. If a new curve type is introduced in the kernel, the corresponding curve type must be introduced in the user interface. The new curve is not just a "trumpet" of the kernel curve, but an object that is implemented independently of the user interface. In this particular case, due to the new curve type "PLINE" or "polyline" introduced in the kernel, the corresponding object is implemented in the user interface as a degree 1 B-spline curve.
次数1のBスプライン曲線が、ユーザインタフェースたとえばExtrudeのようなNX関数への入力として用いられると、そのときユーザは、どのようなタイプのオブジェクトを出力として生成するのかの選択をする。この出力は、ファセット化されたオブジェクトであってもよいし、慣用の古典的幾何要素オブジェクトであってもよい。ユーザがどのようなタイプの出力を望むのかを選択できるように、特定の関数も変更されている。このことは特に、NXのExtrude関数およびRevolve関数に適用され、さらに曲線からボディを生成する他のいくつかの関数において適用される。 When a B-spline curve of degree 1 is used as an input to a user interface, such as an Extrude, the user then chooses what type of object to generate as output. This output may be a faceted object or a conventional classical geometric element object. Certain functions have also been modified to allow the user to choose what type of output they want. This applies specifically to NX's Extrude and Revolve functions, as well as to some other functions that generate bodies from curves.
従来、ステレオリソグラフィ(STL)ファイルのインポートは問題を孕んでいた。その理由は、STLファイルがユーザインタフェースにインポートされた場合、上述のようにファセットボディをアソシエーティブなコピーオペレーションに関与させることができなかったからである。本発明による方法を組み込むことによって、ヒストリベースのモデリング機能を含む全機能搭載のCAXシステムが、ファセットモデルを直接使用できるようになる。PCT特許出願第[あとで改訂]号、発明の名称"data processing system and method"、出願人整理番号2015P14906 WO、本出願と同日付で出願、に記載されているように、CAXシステムは、メッシュをサーフェスとして扱い、PILINEを曲線として扱うことができる。なお、上記文献は、法律で認められているかぎりにおいて、参照により本願に組み込まれるものとする。このCAXシステムは、個々の幾何要素に最小限の重点をおいたトポロジーに基づいている。さらにこのシステムは、ファセット化されたトポロジーを受け入れるように、その機能を変更する。 Traditionally, importing stereolithography (STL) files has been problematic. The reason is that when the STL file was imported into the user interface, the facet body could not be involved in the associative copy operation as described above. By incorporating the method according to the invention, a full-featured CAX system, including history-based modeling capabilities, will be able to use faceted models directly. As described in PCT Patent Application No. [later revised], Invention Name "data processing system and method", Applicant Reference Number 2015 P14906 WO, Filed on the same date as this application, the CAX system is a mesh. Can be treated as a surface and PILINE can be treated as a curve. The above documents shall be incorporated herein by reference to the extent permitted by law. This CAX system is based on a topology with minimal emphasis on individual geometric elements. In addition, the system modifies its functionality to accept faceted topologies.
ヒストリベースのモデラーは、ユーザ入力に応じて最終モデルを再生成することができ、この最終モデルは、解析幾何要素を活用してファセットをモデリングし、ファセットを活用して解析幾何要素をモデリングする。 History-based modelers can regenerate the final model in response to user input, which leverages analytic geometry to model facets and facets to model analytic geometry.
図12には、慣用のボディ・イン・ホワイト(BIW)開発方法の一例が描かれており、図13に示した本開示による方法およびシステムを使用した同じプロセスと対比されている。製品のスタイリングと、BIWおよび工具開発とは別個であるが、関連するワークフロー30,31である。スタイリングワークフロー30において、ディジタルオーサリングの第1段階33には、物理的モデルの作成34、そのモデルのスキャニング35およびサーフェシングステップの実施36が含まれており、これによってファセットスキャンデータから解析幾何要素モデルが形成される。そこから、最初のBIWおよび工具開発段階37が始められる。スタイリングワークフローのディジタル編集フェーズ38における物理的モデルの改訂39により、別のスキャニングステップ40および別のサーフェシングステップ41が必要とされる。ディジタル編集フェーズ38の最後に、BIWおよび工具開発におけるすべての古いサーフェスを、段階42において新たなサーフェスによって置き換えなければならない。スタイリングワークフロー30における次のディジタル編集段階43には、その前と同様に、物理的編集44、別のスキャニングステップ45および別のスキャニングステップ46が含められており、その結果として、BIWおよび工具開発においてすでに一度置き換えられた古いサーフェスが、段階47において再び置き換えられることになる。
FIG. 12 depicts an example of a conventional body-in-white (BIW) development method, as opposed to the same process using the methods and systems according to the present disclosure shown in FIG. Product styling and BIW and tool development are separate but
これとは対照的に、図13には本開示による方法およびシステムが示されている。この場合、スタイリングワークフロー80は同様に、物理的モデル83の作成およびそのモデルのスキャニング84により始まり、これによってディジタルオーサリングフェーズ82においてファセットスキャンデータが生成される。ただしこの場合には、サーフェス変換/生成ステップを待つ必要がなく、最初の開発フェーズ85にあたりBIWおよび工具開発ワークフロー81のために直接、ファセットスキャンデータが使用可能となり、したがってBIWの部品および工具の開発を、最終製品において顧客がいつでも見ることになるサーフェスのファセットバージョンを用いて、プロセス中に早期に始めることができる。この開発フェーズ85が始まったときに並行して、スタイリングワークフロー80においてさらに別のディジタル編集86が実行され、これには物理的編集87およびスキャニング88が含まれる。スキャンされたデータが得られるとただちに、BIWおよび工具開発ワークフロー81にそのデータを供給することができ、ヒストリベースのモデリングフィーチャを用いて、そのスキャンデータに対する変更を全体にわたって伝搬して、BIWおよび工具開発85を更新することができる。段階89においてサーフェスが新たなサーフェスに置き換えられるが、それらはファセットの形態であり、サーフェシングステップは伴わない。それまでに開発されていた解析幾何要素に対して必要とされる変更だけは、それらの変更を伝搬するモデルによって行う必要がある。最後のディジタル編集90には、物理的モデリング92およびスキャニング93に加えて、サーフェシングステップ91を含めることもでき、またはスキャンされたファセットデータを直接用いて、製品外面を製造する命令を生成することができ、それによって段階94において古い外面が新たな外面に再び置き換えられることになる。いずれのやり方にせよ、多大な量の時間と処理労力が節約され、必要であれば、サーフェシングステップがクリティカルな工程から取り除かれる。
In contrast, FIG. 13 shows the methods and systems according to the present disclosure. In this case, the
ファセットベースのデータと解析データの双方を取り扱って改訂することのできるCADシステムが提供されることにより、ユーザに対する有用性が向上する。解析モデルをファセット化された細部によって変更できることで、CADシステムの有用性が増大する。自動車産業の例を挙げると、顧客は当初のスキャンを活用してモデルの構築を開始し、さらに細部の追加を開始することができる。解析による置き換えを用いることができるならば、デザイナはファセットモデルを解析モデルに置き換えることができ、ヒストリの再生によって最終製品を依然として保持し続けることができる。ファセット化されたエンティティ(メッシュおよびポリライン)の選択およびモデリングを、他の何らかのサーフェスおよび曲線のタイプと同じ手法で行うことができる。本明細書で述べたような変更のアソシエーティブな関係および伝搬の原理は、メッシュデータと古典的幾何要素データとの混在によるモデリングにおいて特に有用であり、同様にもっと一般的にも有用である。 By providing a CAD system that can handle and revise both facet-based data and analysis data, the usefulness for users is improved. The ability to modify the analytical model with faceted details increases the usefulness of CAD systems. Taking the example of the automotive industry, customers can leverage initial scans to start building models and start adding more details. If analytic replacement can be used, the designer can replace the facet model with an analytic model, and the reproduction of history can still retain the final product. The selection and modeling of faceted entities (mesh and polylines) can be done in the same way as any other surface and curve type. The associative relationship of changes and the principle of propagation as described herein are particularly useful in modeling with a mixture of mesh data and classical geometric element data, as well as more generally.
利点として挙げられるのは、モデリング技術のすべての範囲を顧客のワークフローにおいて早い段階に適用できることから、多大な時間の節約になること、医療インプラントまたはトポロジー最適化といったメッシュベースのワークフローにおいて標準化CAXシステムを使用する可能性が高まること、およびスキャンデータを慣用の(解析)モデルに変換する必要なく、現実世界のスキャンされたモデルを用いて動作可能なこと、である。 The advantage is that the entire range of modeling techniques can be applied early in the customer's workflow, saving a great deal of time, and a standardized CAX system for mesh-based workflows such as medical implants or topology optimization. It is more likely to be used and can operate with real-world scanned models without the need to convert the scan data into a conventional (analyzed) model.
これまでスキャンされたファセットデータに関して実施例を説明してきたが、このシステムにおいてファセット化されたオブジェクトを手動で生成することも可能である。多くのケースでは、カーネルにおける特定のアプリケーションプログラミングインタフェース(API)関数を呼び出すだけで、ファセット化されたオブジェクトを生成することができる。別のケースによれば、カーネルが戻すものとは異なるオブジェクトを、ユーザインタフェースが要求する。そのようなケースでは、ファセット化されたオブジェクトを「手動で」構築する必要がある。また、いくつかのケースによれば、解析オブジェクトを構築し、ファセットを生成するためにそれを用いることができる。さらに別のケースによれば、個々のファセットを生成してそれらを互いに組み合わせることによって、最初の原理からファセット化されたオブジェクトを構築する必要がある。 Although the examples have been described for the faceted data scanned so far, it is also possible to manually generate faceted objects in this system. In many cases, faceted objects can be created simply by calling a specific application programming interface (API) function in the kernel. In another case, the user interface requires an object that is different from what the kernel returns. In such cases, faceted objects need to be built "manually". Also, in some cases, it can be used to build parsing objects and generate facets. In yet another case, it is necessary to construct faceted objects from the first principle by generating individual facets and combining them with each other.
NXの特定の例に関して、以前は解析データだけしか使用できなかった所定のオペレーションが、ファセットベースのデータも使用できる。それらのオペレーションに含まれるのは、ウェイブリンキング(wave linking)、ウェイブリプレースメント(wave replacement)、STLからのインポート(import from STL)、抽出(extraction)、ブーリアン演算(Boolean)、ファセットクリーンアップ(facet cleanup)、シックニング(thicken)、シェル(shell)、シート延伸(extend sheet)、オフセッティング(offsetting)、トリミング(trimming)、トポロジー分割(splitting topologies)、押し出し(extrusion)、刻印(imprinting)、曲線刻印(curve imprinting)、曲線交差(curve intersection)、曲線オフセッティング(curve offsetting)、変換(transformations)、ミラーリング(mirroring)、パターニング(patterning)、スケール(scale)、解析サーフェスのフィット(fit analytic surface)、スニップ(snip)、ホール充填(fill hole)、デシメート(decimate)、細分化(subdivide)、スムーシング(smooth)、グローバルシェーピング(global shaping)、マージ(merge)、ドラフト(draft)、偏移(deviation)、湾曲(curvatur)、ファセットボディのペイント(paint facet body)、プリミティブ検出(primitive detection)、ファセットクリーンアップ(facet cleanup)、シェル(shell)、測定(measurements)、選択部品の組み立て(assembly component selection)、部品の置換(component replacement)、プロモーションの組み立て(assembly promotion)、クリアランス分析(clearance analysis)、部品パターン(component pattern)、衝突検出(組み立て順序づけおよび部品移動)(collision detection (assembly sequencing and move component))、カットの組み立て(assembly cut)である。 For certain examples of NX, certain operations that were previously only available for analytic data can also use facet-based data. These operations include wave linking, wave replacement, import from STL, extraction, Boolean, and facet cleanup. ), Thicken, shell, extend sheet, offsetting, trimming, splitting topologies, extrusion, imprinting, curve engraving (Curve imprinting), curve intersection, curve offsetting, transformations, mirroring, patterning, scale, fit analytic surface, Snip, fill hole, decimate, subdivide, smooth, global shaping, merge, draft, deviation , Curve, paint facet body, primitive detection, facet cleanup, shell, measurements, assembly component selection , Component replacement, assembly promotion, clearance analysis, component pattern, collision detection (assembly sequencing and move component) ), Assembly cut.
本開示は、製品設計における様々な要求に対処する慣用の方法を凌ぐ多数の改善点を有する。 The present disclosure has a number of improvements over conventional methods of addressing various requirements in product design.
当業者に自明のとおり、オペレーションシーケンスにより特に指示または要求がなされないかぎり、上述のプロセスにおけるいくつかのステップを省略してもよいし、同時に実施しても逐次実施してもよく、あるいは異なる順序で実施してもよい。 As will be apparent to those skilled in the art, some steps in the process described above may be omitted, may be performed simultaneously or sequentially, or in a different order, unless otherwise indicated or required by the sequence of operations. It may be carried out at.
さらに当業者に理解できるとおり、簡単かつ明瞭にするため、本発明による使用に適したあらゆるデータ処理システムの構造およびオペレーションを、本明細書においてすべて描いたまたは説明したわけではない。そうではなく、データ処理システムのうち、本発明に特有のところだけを、または本発明の理解に必要なところだけを描いて説明したにすぎない。データ処理システム21の構造およびオペレーションのその他の部分は、この分野で周知の現在行われている様々な実装形態および実施手法の任意のものに適合させることができる。
Further, as will be appreciated by those skilled in the art, for simplicity and clarity, not all structures and operations of any data processing system suitable for use according to the present invention have been drawn or described herein. Instead, I have only drawn and described only the parts of the data processing system that are unique to the present invention or that are necessary for understanding the present invention. Other parts of the structure and operation of the
ここで特に述べておきたいのは、本発明には、完全に機能的なシステムに関連した説明が含まれているけれども、当業者に自明であるとおり、本発明におけるメカニズムは少なくとも部分的には、機械で使用可能な媒体、コンピュータで使用可能な媒体、またはコンピュータで読み取り可能な媒体に記憶された命令として、任意の種類の形態で配布可能なものであること、さらに本発明は、特定のタイプの命令、信号担体または記憶媒体が使用されようとも、そのような配布物を実際に実行するために等しく適用されることである。機械で使用可能/読み取り可能な媒体、またはコンピュータで使用可能/読み取り可能な媒体の例として、以下のものが含まれる:リードオンリーメモリ(ROM)など不揮発性で変更不可能にコーディングされたタイプの媒体、または消去可能であり電気的にプログラミング可能なリードオンリーメモリ(EEPROM)、ならびにユーザが記録可能なタイプの媒体たとえばフロッピーディスク、ハードディスクドライブ、およびコンパクトディスク型リードオンリーメモリ(CD−ROM)、またはディジタル多用途ディスク(DVD)。 Of particular note here is that although the invention contains description relating to a fully functional system, the mechanisms in the invention are at least partially as will be apparent to those skilled in the art. Distributable in any form as instructions stored on a machine-usable medium, a computer-usable medium, or a computer-readable medium, and the present invention is specific. Whatever type of instruction, signal carrier or storage medium is used, it is equally applicable to actually carry out such a distribution. Examples of machine-enabled / readable media or computer-enabled / readable media include: Non-volatile, immutable-coded types such as read-only memory (ROM). Media, or erasable and electrically programmable read-only memory (EEPROM), and user-recordable types of media such as floppy disks, hard disk drives, and compact disk-type read-only memory (CD-ROM), or Digital versatile disk (DVD).
これまで本発明の実施例について詳しく説明してきたが、当業者であれば理解できるように、最も広い形態で開示した本発明の着想および範囲を逸脱することなく、様々な変更、置き換え、変形ならびに本明細書で開示した改善を行うことができる。 The embodiments of the present invention have been described in detail so far, but as those skilled in the art can understand, various modifications, replacements, modifications, and variations without departing from the ideas and scope of the present invention disclosed in the broadest form. The improvements disclosed herein can be made.
本願の記載内容のいずれも、何らかの特定の部材、ステップまたは機能が特許請求の範囲に含まれなければならない必須の要素である、という趣旨で読まれるべきではなく、本発明の範囲は、特許付与された請求項によってのみ定められるものである。しかも、厳密な語「〜のための手段」の次に分詞が続かないのであれば、これらの請求項のいずれも、米国特許法第112条(f)が適用されることを意図したものではない。 None of the content of the present application should be read to the effect that any particular member, step or function must be included in the claims, and the scope of the invention is patented. It is determined only by the claims made. Moreover, if the strict word "means for" is not followed by a participle, none of these claims is intended to be subject to Article 112 (f) of the US Patent Act. Absent.
Claims (13)
前記製品の1つまたは複数の領域に関するメッシュデータを導出し、該1つまたは複数の領域をメッシュ領域として表すこと、ただし前記メッシュデータは、複数のファセットの接続された集合体を含み、
前記製品の1つまたは複数の領域の古典的幾何要素表現を導出し、該1つまたは複数の領域を古典的幾何要素領域として表すこと、ただし前記古典的幾何要素表現は曲面を含み、
前記メッシュデータと前記古典的幾何要素データとは互いに異なり、
データ処理システムにおいて、前記製品の少なくとも1つのメッシュ領域を選択する命令を受け取ること、
前記データ処理システムにおいて、前記製品の少なくとも1つの古典的幾何要素領域を選択する命令を受け取ること、
前記メッシュ領域と前記古典的幾何要素領域との関係を確立すること、
確立された前記関係に基づき、構造ボディ部品または製造のための工具を開発すること、
前記メッシュ領域または前記古典的幾何要素領域のうちの1つについて更新されたデータを供給すること、
導出された前記関係に基づき、データフォーマットにかかわらず、前記データにおける変更を伝搬すること、および、
更新された構造ボディ部品またはモデリングされた前記製品のための工具を供給すること、
を含み、
該方法はさらに、前記メッシュ領域の内面と前記古典的幾何要素領域の外面との関係を導出することを含む、
製品をモデリングする方法。 A method of modeling a product, which includes:
Derivation of mesh data for one or more regions of the product and representing the one or more regions as mesh regions, where the mesh data comprises a connected collection of facets.
Derivation of a classical geometric element representation of one or more regions of the product and representing the one or more regions as a classical geometric element region, provided that the classical geometric element representation comprises a curved surface.
The mesh data and the classical geometric element data are different from each other.
In the data processing system, receiving an instruction to select at least one mesh region of the product,
Receiving an instruction to select at least one classical geometric element region of the product in the data processing system.
Establishing a relationship between the mesh region and the classical geometric element region,
To develop structural body parts or tools for manufacturing, based on the established relationships,
Supplying updated data for one of the mesh regions or the classical geometric element regions,
Propagating changes in the data, and propagating changes in the data, regardless of the data format, based on the derived relationships.
Supplying tools for updated structural body parts or modeled products,
Only including,
The method further comprises deriving the relationship between the inner surface of the mesh region and the outer surface of the classical geometric element region.
How to model a product.
請求項1記載の方法。 The mesh data is derived from a physical sample of one or more of the parts.
1 Symbol mounting method claim.
請求項1または2記載の方法。 The mesh data is derived by scanning the physical sample.
The method according to claim 1 or 2.
請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 The method further comprises storing the mesh data in a storage device as an aggregate of a plurality of facets.
The method according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 The classical geometric element representation is derived by simulation in the data processing system.
The method according to any one of claims 1 to 4.
請求項5記載の方法。 The method further comprises storing the representation of the modeled product.
The method according to claim 5.
請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。 The method further comprises generating an instruction to manufacture the body part or tool.
The method according to any one of claims 1 to 6.
請求項7記載の方法。 The manufacturing instruction includes an instruction for laminated modeling,
The method according to claim 7.
前記製品の1つまたは複数の領域に関するメッシュデータを導出し、該1つまたは複数の領域をメッシュ領域として表すこと、ただし前記メッシュデータは、複数のファセットの接続された集合体を含み、
前記製品の1つまたは複数の領域の古典的幾何要素表現を導出し、該1つまたは複数の領域を古典的幾何要素領域として表すこと、ただし前記古典的幾何要素表現は曲面を含み、
前記メッシュ領域と前記古典的幾何要素領域とは互いに異なり、
当該データ処理システムにおいて、前記製品の少なくとも1つのメッシュ領域を選択する命令を受け取ること、
当該データ処理システムにおいて、前記製品の少なくとも1つの古典的幾何要素領域を選択する命令を受け取ること、
前記メッシュ領域と前記古典的幾何要素領域との関係を確立すること、
確立された前記関係に基づき、構造ボディ部品または製造のための工具を開発すること、
前記メッシュ領域または前記古典的幾何要素領域のうちの1つについて更新されたデータを供給すること、
導出された前記関係に基づき、データフォーマットにかかわらず、前記データに対する変更を伝搬すること、および、
更新された構造ボディ部品またはモデリングされた前記製品のための工具を供給すること、
を含み、
前記確立された関係は、前記メッシュ領域の内面と前記古典的幾何要素領域の外面との間のものである、
データ処理システム。 A data processing system having at least one processor and accessible memory, the data processing system being configured to model a product.
Derivation of mesh data for one or more regions of the product and representing the one or more regions as mesh regions, where the mesh data comprises a connected collection of facets.
Derivation of a classical geometric element representation of one or more regions of the product and representing the one or more regions as a classical geometric element region, provided that the classical geometric element representation comprises a curved surface.
The mesh area and the classical geometric element area are different from each other
Receiving an instruction to select at least one mesh region of the product in the data processing system.
Receiving an instruction to select at least one classical geometric element region of the product in the data processing system.
Establishing a relationship between the mesh region and the classical geometric element region,
To develop structural body parts or tools for manufacturing, based on the established relationships,
Supplying updated data for one of the mesh regions or the classical geometric element regions,
Propagating changes to the data, and propagating changes to the data, regardless of the data format, based on the derived relationships.
Supplying tools for updated structural body parts or modeled products,
Only including,
The established relationship is between the inner surface of the mesh region and the outer surface of the classical geometric element region.
Data processing system.
請求項9記載のシステム。 The system further includes a display configured to output the representation of the modeled region.
The system according to claim 9.
請求項9または10記載のシステム。 The system further includes a storage device that stores the representation of the modeled area.
The system according to claim 9 or 10.
請求項9から11までのいずれか1項記載のシステム。 Further including a scanner that scans a physical sample of one or more of the parts to derive the mesh data.
The system according to any one of claims 9 to 11.
前記命令が実行されると、1つまたは複数のデータ処理システムが製品をモデリングする方法を実施し、該方法は、
前記製品の1つまたは複数の領域に関するメッシュデータを導出し、該1つまたは複数の領域をメッシュ領域として表すこと、ただし前記メッシュデータは、複数のファセットの接続された集合体を含み、
前記製品の1つまたは複数の領域の幾何要素表現を導出し、該1つまたは複数の領域を古典的幾何要素領域として表すこと、ただし前記古典的幾何要素表現は曲面を含み、
前記メッシュ領域と前記古典的幾何要素領域とは互いに異なり、
前記データ処理システムにおいて、前記製品の少なくとも1つのメッシュ領域を選択する命令を受け取ること、
前記データ処理システムにおいて、前記製品の少なくとも1つの古典的幾何要素領域を選択する命令を受け取ること、
前記メッシュ領域と前記古典的幾何要素領域との関係を確立すること、
確立された前記関係に基づき、構造ボディ部品または製造のための工具を開発すること、
前記メッシュ領域または前記古典的幾何要素領域のうちの1つについて更新されたデータを供給すること、
導出された前記関係に基づき、データフォーマットにかかわらず、前記データにおける変更を伝搬すること、および、
更新された構造ボディ部品またはモデリングされた前記製品のための工具を供給すること、
を含み、
該方法はさらに、前記メッシュ領域の内面と前記古典的幾何要素領域の外面との関係を導出することを含む、
非一時的コンピュータ可読媒体。 A non-transitory computer-readable medium coded by executable instructions.
When the instruction is executed, one or more data processing systems implement a method of modeling the product.
Derivation of mesh data for one or more regions of the product and representing the one or more regions as mesh regions, where the mesh data comprises a connected collection of facets.
Derivation of geometric element representations of one or more regions of the product and representing the one or more regions as classical geometric element regions, where the classical geometric element representation includes curved surfaces.
The mesh area and the classical geometric element area are different from each other
Receiving an instruction to select at least one mesh region of the product in the data processing system.
Receiving an instruction to select at least one classical geometric element region of the product in the data processing system.
Establishing a relationship between the mesh region and the classical geometric element region,
To develop structural body parts or tools for manufacturing, based on the established relationships,
Supplying updated data for one of the mesh regions or the classical geometric element regions,
Propagating changes in the data, and propagating changes in the data, regardless of the data format, based on the derived relationships.
Supplying tools for updated structural body parts or modeled products,
Only including,
The method further comprises deriving the relationship between the inner surface of the mesh region and the outer surface of the classical geometric element region.
Non-temporary computer-readable medium.
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