JPH05266147A - Mechanism analytic modeling system - Google Patents

Mechanism analytic modeling system

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JPH05266147A
JPH05266147A JP4065729A JP6572992A JPH05266147A JP H05266147 A JPH05266147 A JP H05266147A JP 4065729 A JP4065729 A JP 4065729A JP 6572992 A JP6572992 A JP 6572992A JP H05266147 A JPH05266147 A JP H05266147A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
analysis
data
loop
link
model
Prior art date
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Pending
Application number
JP4065729A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ozawa
寛 小沢
Hironori Shiohata
宏規 塩幡
Honami Kitano
穂波 北野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP4065729A priority Critical patent/JPH05266147A/en
Publication of JPH05266147A publication Critical patent/JPH05266147A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the precision of a mechanism analysis by automatically converting an inputted link mechanism analytic model into a model consisting of a loop including independent variables of an attitude analysis of a mechanism system. CONSTITUTION:This system has a figure display part 1 which displays a CAD diagram and is equipped with a CAD diagram input/output part 2 which generates display data and also analyzes input commands, an interface 3 which converts diagram data and data for analysis, an analytic input/output system 4 which converts analytic data and data dedicated to the analysis, and an analysis execution part 5. Then link data in analytic model data are generated according to data showing line elements of the CAD diagram displayed at the figure display part 1. When the loop including the independent variables can not be generated from existent links, the link is generated from data showing conditions where the links move in one body to generate the loop having conditions including the independent variables.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、対話形によるCAD図
の作成システムと直結して、物体の機構解析,解析モデ
ル作成,解析条件入力、及び解析結果表示を行う方法も
しくは装置において、CAD図で表示された各種機構系
部品から解析精度の向上が図れるリンク機構解析モデル
を生成することを可能にするシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CAD diagram in a method or apparatus for directly performing a mechanism analysis of an object, an analysis model creation, an analysis condition input, and an analysis result display by being directly connected to an interactive CAD diagram creation system. The present invention relates to a system capable of generating a link mechanism analysis model capable of improving analysis accuracy from various mechanism system parts displayed in.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近のシステムでは解析モデルの一つで
あるループ(リンク同士を繋いでできる閉多角形)を自
動生成する手法が多く採用されている。このため、解析
モデルはリンクとジョイントだけが表示されることにな
る。ループを自動生成する手法の一例が、ASMEの機
械設計ジャーナル 1990年 3(Transactions oft
he ASME journal of Mecanical Design)において論じ
られている。すなわち、リンクとジョイントのデータか
らグラフ理論により可能なすべてのループを生成する。
これから解析用のループを選択する場合はループを構成
するリンクの個数の最小のものを選ぶことになる。これ
は、ループ毎に作成される方程式からなる連立方程式の
係数行列が密行列になることを避けるためである。しか
し、解析モデルのループが独立変数を含まないと著しく
解析精度が低下する場合がある。
2. Description of the Related Art In recent systems, a method of automatically generating a loop (a closed polygon formed by connecting links), which is one of analysis models, is often adopted. Therefore, only links and joints will be displayed in the analytical model. An example of a method for automatically generating loops is the ASME Mechanical Design Journal 1990 (Transactions oft).
he ASME journal of Mecanical Design). That is, all possible loops are generated from the data of links and joints by graph theory.
When selecting a loop for analysis from now on, the one having the smallest number of links constituting the loop will be selected. This is to prevent the coefficient matrix of the simultaneous equations, which is the equation created for each loop, from becoming a dense matrix. However, if the loop of the analysis model does not include the independent variable, the analysis accuracy may be significantly reduced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は複数の
ループを有する機構系について解析精度の点で考慮がな
されておらず、機構系の挙動を精度良く予測することが
できない場合があった。
In the above-mentioned prior art, the mechanical system having a plurality of loops was not considered in terms of analysis accuracy, and the behavior of the mechanical system could not be predicted accurately.

【0004】本発明の目的は、CAD図の作成システム
で生成された部品形状データを用いて機構部品の各種解
析モデルを生成する場合、解析精度の高い解析モデルを
提供することにある。
An object of the present invention is to provide an analysis model with high analysis accuracy when various analysis models of mechanical parts are generated using the part shape data generated by the CAD drawing creation system.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は端末装置の画面上に表示された製作図面で
あるCAD図の線素を表すデータをもとに解析モデルデ
ータのなかのリンクデータを生成する。さらに、これら
リンクデータから独立変数を含むループデータを生成す
る。既存のリンクだけでは独立変数を含むループが生成
できない場合、リンク同士が一体で動く条件を示すデー
タから新たにリンクを生成し、これにより独立変数を含
む条件を満たすループを生成しCAD図で表示できるよ
うにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides analysis model data based on data representing line elements in a CAD drawing which is a manufacturing drawing displayed on the screen of a terminal device. Generate link data for. Furthermore, loop data including an independent variable is generated from these link data. When a loop containing an independent variable cannot be created only by an existing link, a new link is created from the data indicating the condition that the links move together, and a loop that satisfies the condition containing the independent variable is created and displayed in a CAD diagram. It was made possible.

【0006】本発明の機構解析モデリングシステムは、
図1にその基本構成を示すように、CAD図を表示する
図形表示部1を持ち、図形表示部1に接続されて表示用
データを作成するとともに入力されたコマンドの解析を
するCAD図入出力部2と、前記CAD図入出力部2に
接続され図形データと解析用データのデータ変換をする
インターフェース3と、インターフェース3に接続され
て解析データと解析専用データのデータ変換をするとと
もに種々の解析実行部5に接続される解析用入出力シス
テム4とを含んでいる。解析データと解析専用データの
データ変換とは、たとえば、解析対象の2次元データを
3次元の解析専用データに変換したり、3次元のデータ
として得られた解析結果を図形化するため2次元のデー
タに変換したりすることである。
The mechanism analysis modeling system of the present invention is
As shown in the basic configuration of FIG. 1, a CAD diagram input / output which has a graphic display unit 1 for displaying a CAD diagram, is connected to the graphic display unit 1 to create display data, and analyzes input commands. Section 2, an interface 3 connected to the CAD diagram input / output section 2 for converting data of graphic data and analysis data, and connected to the interface 3 for data conversion of analysis data and analysis-specific data and various analyzes The analysis input / output system 4 connected to the execution unit 5 is included. Data conversion between analysis data and analysis-specific data is, for example, conversion of two-dimensional data to be analyzed into three-dimensional analysis-specific data, or two-dimensional analysis in order to visualize the analysis results obtained as three-dimensional data. It is to convert it into data.

【0007】[0007]

【作用】端末装置の画面上に表示された形状図(CAD
図)上で、任意の機構部品の解析モデルが定義される
と、CAD図の線素を表すデータをもとに解析モデルの
うち、独立変数を含むループデータおよびそれを実現す
るためにつけ加えるべきリンクデータを生成する。さら
に、新たに加えたリンクとループの形状を表示する。
[Operation] The shape drawing (CAD) displayed on the screen of the terminal device
When an analysis model of an arbitrary mechanical part is defined above, loop data including independent variables in the analysis model based on the data representing the line element in the CAD diagram and it should be added in order to realize it Generate link data. Furthermore, the shape of the newly added link and loop is displayed.

【0008】[0008]

【実施例】図2は銀行端末装置の紙幣ガイド切り換え機
構の一例をCAD図により示したものである。図におい
て、カム6が回転することにより、ローラ8を介して従
動節7が左右に揺動回転する。これにより、ガイドも左
右に回転して紙幣の搬送路を切り換える。従動節7のフ
ォロアローラ8の取り付け位置と反対側の一端にはばね
9が取り付けられており、ローラ8をカム6の面に押し
付けている。また、この機構はカム/フォロアの組合せ
を構成するカム機構部とフォロアローラ8を取り付けて
いる従動節と拘束ばねから成るリンク機構部から成る。
2 is a CAD diagram showing an example of a bill guide switching mechanism of a bank terminal device. In the figure, when the cam 6 rotates, the driven joint 7 swings left and right via the roller 8. As a result, the guide also rotates to the left and right to switch the banknote transport path. A spring 9 is attached to one end of the follower 7 on the side opposite to the attachment position of the follower roller 8, and the roller 8 is pressed against the surface of the cam 6. In addition, this mechanism is composed of a cam mechanism portion forming a cam / follower combination, a driven mechanism to which the follower roller 8 is attached, and a link mechanism portion including a restraining spring.

【0009】図3は図2のCAD図を用いて作成した機
構解析モデルを示す。
FIG. 3 shows a mechanism analysis model created using the CAD diagram of FIG.

【0010】カム機構部はリンクL1〜L4で構成され
たループP1でモデル化できる。リンク機構部はリンク
L5〜L8で構成されたループP2でモデル化できる。
また、リンクは各々2個のジョイントを持つ。例えば、
L1はジョイントJ1及びJ2を持つ(以下、このモデ
ルを解析モデルAと記す)。
The cam mechanism portion can be modeled by a loop P1 composed of links L1 to L4. The link mechanism unit can be modeled by a loop P2 including links L5 to L8.
Each link has two joints. For example,
L1 has joints J1 and J2 (hereinafter, this model is referred to as analysis model A).

【0011】ここで、リンクL3とリンクL5は部品2
をモデル化したものであり、一体で動くリンクである。
すなわち、各々のリンクのジョイントのうち共有点J4
以外のジョイントJ5とJ3を結ぶ新たなリンクL9
(点線で表示)もL3,L5と一体で運動する。したが
って、L5の代わりにL9の運動を解析しても等価とな
る。図の解析モデルにおいて、独立変数をJ1とした場
合、L1〜L4で構成されるループP1は独立変数を含
むがL5〜L8で構成されるループP2は独立変数を含
まない。
Here, the link L3 and the link L5 are parts 2
It is a model of, and is a link that moves together.
That is, the common point J4 of the joints of the links
New link L9 connecting joints J5 and J3 other than
Also (indicated by dotted lines), exercises integrally with L3 and L5. Therefore, analysis of the motion of L9 instead of L5 is equivalent. In the analytical model shown in the figure, when the independent variable is J1, the loop P1 composed of L1 to L4 includes the independent variable, but the loop P2 composed of L5 to L8 does not include the independent variable.

【0012】そこで、図4に示すように、すべて独立変
数を含むループからなる解析モデルも解析モデルAと等
価となる。このモデルでは図3のリンクL9に相当する
L5及び、さらに、固定ジョイントJ1とJ7を結ぶ新
たなリンクL8を用いたL1〜L8で構成されるループ
を新しく生成することになる(以下このモデルを解析モ
デルBと記す)。ただし、共有点J4が独立変数の場合
は、図4に示された解析モデルAを採用することにな
る。
Therefore, as shown in FIG. 4, an analytical model consisting of a loop including all independent variables is also equivalent to the analytical model A. In this model, a loop including L5 corresponding to the link L9 in FIG. 3 and L1 to L8 using a new link L8 connecting the fixed joints J1 and J7 is newly generated (hereinafter, this model is (Analysis model B). However, when the common point J4 is an independent variable, the analytical model A shown in FIG. 4 is adopted.

【0013】図5は動解析の結果得られた固定点のジョ
イントdの位置の時刻による変化を示したものである。
解析モデルAを用いた解析結果13と解析モデルBを用
いた解析結果14とでは値が異なる。この場合、本来、
動かないはずの固定点の座標値について、解析モデルB
ではその変化がほぼ0となっており精度良く計算されて
いるのに対し、解析モデルAでは変化しており計算誤差
が発生している。
FIG. 5 shows a change with time in the position of the joint d at the fixed point obtained as a result of the dynamic analysis.
The analysis result 13 using the analysis model A and the analysis result 14 using the analysis model B have different values. In this case, originally,
About the coordinate value of the fixed point that should not move, analysis model B
In the analysis model A, the change is almost zero and the calculation is accurate, whereas in the analysis model A, there is a calculation error.

【0014】この誤差の原因について以下に説明する。The cause of this error will be described below.

【0015】図6はループ1におけるジョイントの角変
位またはすべり変位の関係を示している。リンクAが矢
印の方向に回転する場合、ジョイントb,c,dでの変
位によるジョイントaの位置の変化の総和が0という条
件で図のベクトルによる三角形が成立する。図中、ds
bはジョイントbでのすべり変位、dθc,dθdは各
々ジョイントc,dでの角変位を示す。同様に、図7は
ループ2におけるジョイントd,e,fの変位の関係を
ジョイントgの位置の変化の総和が0という条件のベク
トル図で示した。また、dsfはジョイントfでのすべ
り変位、dθd,dθeは各々ジョイントd,eでの角
変位を示す。
FIG. 6 shows the relationship between the angular displacement and the sliding displacement of the joint in the loop 1. When the link A rotates in the direction of the arrow, the triangle formed by the vector in the figure is established under the condition that the total change in the position of the joint a due to the displacement at the joints b, c, and d is 0. In the figure, ds
Reference symbol b indicates a slip displacement at the joint b, and dθc and dθd indicate angular displacements at the joints c and d, respectively. Similarly, FIG. 7 shows the relationship between the displacements of the joints d, e, and f in the loop 2 as a vector diagram under the condition that the total change in the position of the joint g is zero. Further, dsf is a slip displacement at the joint f, and dθd and dθe are angular displacements at the joints d and e, respectively.

【0016】ループ2の姿勢では、dθdとdθeは大
きさがほぼ等しく、方向が反対であることがループ形状
及びベクトル図より分かる。
It can be seen from the loop shape and the vector diagram that in the posture of the loop 2, dθd and dθe have substantially the same magnitude and opposite directions.

【0017】ここで、ループの姿勢解析の始点となるジ
ョイントgの角変位はベクトル図には表れない。このた
め、ジョイントgの角変位はループ形状が閉じている数
1を用いて求めることになる。
Here, the angular displacement of the joint g, which is the starting point of the posture analysis of the loop, does not appear in the vector diagram. Therefore, the angular displacement of the joint g is obtained by using the equation 1 in which the loop shape is closed.

【0018】[0018]

【数1】 dθd+dθe+dθg=0 …(数1) ここで、dθdとdθeに較べてdθgは変化が小さい
ため、dθdとdθeの差を求めるときに桁落ちが生
じ、dθgに誤差がでると考えられる。
## EQU00001 ## d.theta.d + d.theta.e + d.theta.g = 0 (Equation 1) Here, since d.theta.g has a smaller change than d.theta.d and d.theta.e, it is considered that digit cancellation occurs when calculating the difference between d.theta.d and d.theta.e, resulting in an error in d.theta.g. ..

【0019】ループ1の場合は始点となるジョイントa
は独立変数でありこの問題はない。一方、図8に示すよ
うなループ形状の場合、リンクの長さがほぼ等しくなっ
ており、ベクトルの大きさもほぼ同程度であり、桁落ち
は無いと考えられる。
In the case of loop 1, the joint a which is the starting point
Is an independent variable and does not have this problem. On the other hand, in the case of the loop shape as shown in FIG. 8, the lengths of the links are almost the same, the magnitudes of the vectors are almost the same, and it is considered that there is no cancellation of digits.

【0020】このため、図9に示すように入力されたル
ープ形状が他のループに変更する必要があるかどうかを
判断する部分をシステムに加えた。
Therefore, as shown in FIG. 9, a part is added to the system to judge whether the input loop shape needs to be changed to another loop.

【0021】本システムを用いることにより、解析モデ
ルと精度の関係についての知識がないオペレータでも機
構解析の精度向上が図れる。
By using this system, even an operator who has no knowledge of the relationship between the analysis model and the accuracy can improve the accuracy of the mechanism analysis.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば、設計者は機構解析モデ
ルと機構解析の精度の関係についての知識がなくても精
度良く解析できるので、解析のやり直しなどもなく、設
計計算の効率をあげることができる。
According to the present invention, a designer can perform accurate analysis without knowledge of the relationship between the mechanism analysis model and the precision of mechanism analysis, and therefore the efficiency of design calculation is improved without re-execution of analysis. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理図。FIG. 1 is a principle diagram of the present invention.

【図2】本発明の実施例の対象である銀行自動取引装置
のガイド切り換え機構の説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a guide switching mechanism of the bank automatic transaction device which is a target of the embodiment of the present invention.

【図3】図2で表示されているCAD図上に、入力され
た解析モデル説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an analysis model input on the CAD diagram displayed in FIG. 2.

【図4】本システムにより生成した解析モデルの説明
図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an analysis model generated by this system.

【図5】解析モデルの相違により解析結果に生じる差異
の説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a difference caused in an analysis result due to a difference in the analysis model.

【図6】解析モデルAのループ1の形状と各ジョイント
変位による、ループ始点となっているジョイント(ジョ
イントa)の位置の変化を示すベクトル図。
FIG. 6 is a vector diagram showing a change in position of a joint (joint a), which is a loop start point, due to the shape of the loop 1 of the analysis model A and displacement of each joint.

【図7】図6のループ1に対しループ2の形状について
図6と同様のループ形状とベクトル図。
7 is a loop shape and vector diagram similar to FIG. 6 with respect to the shape of loop 2 with respect to loop 1 of FIG.

【図8】図7の形状に対し、ループ形状を変更しないル
ープ形状とベクトル図。
8 is a vector diagram showing a loop shape in which the loop shape is not changed with respect to the shape of FIG.

【図9】入力された解析モデルをもとに他のループを生
成するかどうかの判定処理のフローチャート。
FIG. 9 is a flowchart of a determination process for determining whether to generate another loop based on the input analysis model.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…図形表示部、2…CAD図入出力部、3…インター
フェース、4…解析用入出力部、5…解析部。
1 ... Graphic display part, 2 ... CAD figure input / output part, 3 ... Interface, 4 ... Analysis input / output part, 5 ... Analysis part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】CAD図の作成装置を用いて前記CAD図
で表示された機構部品形状をもとにリンク機構解析モデ
ルを生成するシステムにおいて、入力された前記リンク
機構解析モデルを、それと等価で、機構系の姿勢解析に
おける独立変数を含むループで構成される前記リンク機
構解析モデルに自動変換することを特徴とする機構解析
モデリングシステム。
1. A system for generating a link mechanism analysis model based on a mechanism part shape displayed in the CAD diagram using a CAD diagram creation device, wherein the input link mechanism analysis model is equivalent to it. A mechanism analysis modeling system, which automatically converts the link mechanism analysis model configured by a loop including an independent variable in the posture analysis of the mechanism system.
JP4065729A 1992-03-24 1992-03-24 Mechanism analytic modeling system Pending JPH05266147A (en)

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JP4065729A JPH05266147A (en) 1992-03-24 1992-03-24 Mechanism analytic modeling system

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160003774A (en) 2013-05-29 2016-01-11 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Inverse kinematic solution for multi-joint link mechanism, and device for creating instructional data by using inverse kinematic solution

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160003774A (en) 2013-05-29 2016-01-11 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Inverse kinematic solution for multi-joint link mechanism, and device for creating instructional data by using inverse kinematic solution
US10022868B2 (en) 2013-05-29 2018-07-17 Kobe Steel, Ltd. Inverse kinematic solution for multi-joint link mechanism, and teaching-data creating device using the inverse kinematic solution

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