JPH10269260A - 形状データ検証方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製品の形状データの良否を生産技術要件データ
を考慮して極めて容易且つ確実に検証することのできる
形状データ検証方法を提供することを目的とする。 【解決手段】形状面５０の各検証ポイントでの曲率（ガ
ウス曲率および平均曲率）を算出し、生産技術要件デー
タに基づいて設定される判断基準値と比較することによ
り、前記形状面５０の良否を判定するとともに、前記曲
率を色別に段階表示させることにより、当該形状面５０
の凹凸の把握を容易とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＡＤシステムを
用いて、製品の形状データを検証する形状データ検証方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車体の形状データは、次のように
して作成されていた。すなわち、樹脂や粘土を用いてモ
ックアップを作成し、その形状を車体デザイナーが感性
や官能的評価によって判断し、前記の判断結果に基づ
き、必要に応じて形状の修正を行った後、モックアップ
の外形形状をスキャニングマシンにより３次元的に走査
することで形状データを作成していた。

【０００３】しかしながら、この方法は、作業工数が多
く、処理に相当な時間を要するだけでなく、車体デザイ
ナーに個人差があるため、最終的に得られる形状データ
の品質にばらつきが生じてしまう不具合があった。

【０００４】一方、コンピュータ技術の著しい進歩によ
り、最近では、モックアップをＣＡＤシステム上で構築
し、ディスプレイに車体の画像を表示してデザインの評
価や修正等を行うことが可能になってきており、例え
ば、評価断面毎に面の凹凸を評価し、良否を判定してい
る。この評価結果に基づき、必要に応じてデザインの修
正を行うことができる。なお、前記のようにして修正さ
れたデザインから金型を加工するための形状データが作
成され、この形状データに基づいて作成された金型を用
いて車体を構成する各部品が製造されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＣＡＤシス
テムに供給されるデザインデータには、実際に製造され
る製品の細部の構造、製品の材質特性、あるいは、その
製品を製造するための金型構造に基づく形状の制約等ま
では考慮されていない。従って、このデザインデータの
みを用いてデザインの評価を行うと、次のような不具合
が生じることになる。

【０００６】図８Ａ〜図８Ｄは、車体デザイナーによっ
て作成されたフード２のデザイン面の形状およびその各
部の断面形状を示したものである。例えば、前記フード
２の場合、平面状となる部分の面積が相当に大きいた
め、実際の製品は、自重によって面が変形する可能性が
ある。従って、デザインデータに対して忠実に金型を作
成すると、その金型によって製造された製品が所望のデ
ザインにならない場合がある。

【０００７】また、金型の構造の制約から、デザインど
おりの製品を製造することが技術的に困難となる場合も
ある。

【０００８】以上のように、部品を製造するための生産
技術要件を考慮しないと、デザインの実質的な評価を行
うことは困難である。

【０００９】本発明は、前記の不具合を解消するために
なされたものであり、製品の形状データの良否を生産技
術要件データを考慮して極めて容易且つ確実に検証する
ことのできる形状データ検証方法を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る形状データ
検証方法は、ＣＡＤシステムを用いて、デザインした製
品の形状データを検証する形状データ検証方法であっ
て、前記形状データによって構成される形状面に対して
複数の検証ポイントを設定し、前記各検証ポイントにお
ける前記形状面の曲率を求める工程と、前記曲率を前記
製品の生産技術要件データに基づいて設定される判断基
準値と比較する工程と、前記曲率を前記各検証ポイント
毎に表示する工程と、からなり、表示された前記曲率お
よび前記比較の結果に基づいて前記形状データを検証す
ることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る形状データ
検証方法が適用されるＣＡＤシステム１０を示す。この
ＣＡＤシステム１０は、車体のデザインデータを記憶す
るデザインデータ記憶装置１２と、車体を製造するため
の生産技術要件データを記憶する生産技術要件データ記
憶装置１４と、前記デザインデータから車体の形状デー
タを作成し、その検証を行う形状データ検証装置１６と
から基本的に構成される。

【００１２】デザインデータ記憶装置１２は、上流にお
いて車体のデザイン情報に従って作成された面情報を含
むサーフェスモデルであるデザインデータを記憶する。
生産技術要件データ記憶装置１４は、デザインデータに
対して付加される製品の部位に応じ前記デザインデータ
に基づいて製造される製品の重量等を含む材質特性、前
記製品を製造するための金型の構造の制約による条件等
を指示する生産技術要件データを記憶する。

【００１３】形状データ検証装置１６は、インタフェー
ス回路１８、制御回路２０および処理回路２２を備え
る。インタフェース回路１８には、ディスプレイ２４、
キーボード２６、マウス２８およびワーク用のデータを
記憶する記憶回路３０が接続されるとともに、デザイン
データ記憶装置１２および生産技術要件データ記憶装置
１４が接続される。制御回路２０は、形状データ検証装
置１６の全体の動作制御を行う。処理回路２２は、デザ
インデータに対してリブ面に係るリブデータを付加した
形状データを作成し、この形状データに基づいて車体の
部品の３次元形状を表示し、各種の検証処理を行う機能
を備える。

【００１４】すなわち、処理回路２２は、形状データ作
成部３２と、曲線曲率解析部３４と、曲面曲率解析部３
６と、断面解析部３８と、距離解析部４０と、角度解析
部４２と、イメージ解析部４４とを備える。

【００１５】形状データ作成部３２は、図２に示すよう
に、デザインデータにより構成されるデザイン面６に対
し生産技術要件データに基づいて形状を修正および付加
することで、完全形状面４８を表す形状データを作成す
る。

【００１６】曲線曲率解析部３４は、完全形状面４８あ
るいはデザイン面６上の任意の曲線の曲率を求め、その
曲率が所定の範囲内にあるか否かを解析することによ
り、当該形状データの良否判定を行う。

【００１７】曲面曲率解析部３６は、完全形状面４８あ
るいはデザイン面６の任意の部分における形状面の曲率
を求め、その曲率から面の凹凸を解析することにより、
当該形状データの良否判定を行う。

【００１８】断面解析部３８は、完全形状面４８あるい
はデザイン面６の任意の部分における断面形状を求め、
その形状を解析することにより、当該断面の良否判定を
行う。

【００１９】距離解析部４０は、任意の方向から車体の
３次元形状を見たときの隣接する完全形状面４８間の幅
や段差を解析することにより、前記完全形状面４８の良
否判定を行う。

【００２０】角度解析部４２は、完全形状面４８あるい
はデザイン面６を構成する面同士の接合角度を求めて解
析することにより、凹凸等の面の接合状態の良否判定を
行う。

【００２１】イメージ解析部４４は、形状データ作成部
３２において作成された形状データに従って、任意の方
向から見たときの車体の３次元形状をディスプレイ２４
に表示するとともに、所望の解析を行うため、曲線曲率
解析部３４、曲面曲率解析部３６、距離解析部４０、角
度解析部４２で求めた良否判定データを表示する。

【００２２】次に、前記のように構成されるＣＡＤシス
テム１０を用いた本実施形態の形状データ検証方法につ
いて説明する。

【００２３】形状データ検証装置１６を構成する制御回
路２０は、インタフェース回路１８を介して、デザイン
データ記憶装置１２よりデザインデータを読み込み、記
憶回路３０に格納する。なお、このデザインデータは、
図２の（ａ）に示すように、デザイン面６のみを表すデ
ータにより構成されている。

【００２４】処理回路２２を構成する形状データ作成部
３２は、図２の（ｂ）に示すように、前記デザイン面６
のコーナ部分を円弧形状とする処理を行い、デザイン面
７に係る形状データを作成する。コーナ部分が円弧状と
されたデザイン面７が設定された後、図２の（ｃ）に示
すように、リブ面４６を設定する。このリブ面４６は、
生産技術要件データ記憶装置１４から供給される生産技
術要件データに従い、例えば、図８Ｂ〜図８Ｄのように
設定される。リブ面４６が設定された後、新たなデザイ
ン面８およびリブ面４６に面ループが定義され、図２の
（ｄ）に示す完全形状面４８を構成する形状データが作
成される。

【００２５】次に、前記形状データに基づき、イメージ
解析部４４は、ディスプレイ２４上に生産技術要件デー
タを考慮した車体の３次元デザイン画像および必要なデ
ータを所望の形態で表示する。作業者は、前記３次元デ
ザイン画像からデザインデータの良否の検証を行い、必
要に応じてデザインデータの修正指示等を行う。

【００２６】そこで、曲面曲率解析部３６による形状デ
ータの検証方法につき、図３に示すフローチャートに基
づいて説明する。

【００２７】先ず、作業者は、完全形状面４８あるいは
デザイン面６上の所望の検証ポイントにおける車体の形
状面のガウス曲率Ｋおよび平均曲率Ｈに対して、生産技
術要件データを考慮した許容範囲である判断基準値を設
定する（ステップＳ１）。

【００２８】ここで、ガウス曲率Ｋは、形状面の最大曲
率ｋ１と最小曲率ｋ２との積として表される。また、平
均曲率Ｈは、形状面の最大曲率ｋ１と最小曲率ｋ２との
平均値として表される。例えば、ガウス曲率Ｋ＞０、且
つ、平均曲率Ｈ＞０の場合（図４Ａ）、形状面５０は完
全凸の形状であり、ガウス曲率Ｋ＝０、且つ、平均曲率
Ｈ＞０の場合（図４Ｂ）、形状面５０は円筒形の形状で
あり、ガウス曲率Ｋ＜０の場合（図４Ｃ）、形状面５０
は凹凸混在の形状であり、ガウス曲率Ｋ＝０、且つ、平
均曲率Ｈ＝０の場合（図４Ｄ）、形状面５０は平坦形状
である。図５は、これらの関係を表にしたものである。

【００２９】従って、前記判断基準値は、例えば、当該
形状面５０を構成する部品の自重を考慮して最終的に得
たい形状が平面であるとすると、この形状面５０に対す
るデザイン面は所定量だけ凸形状となっている必要があ
ることから、この所定量に対応する所定の正のガウス曲
率Ｋおよび正の平均曲率Ｈが生産技術要件データに基づ
いて設定されることになる。また、金型によって製造可
能な曲率の最大値を考慮する場合には、生産技術要件デ
ータに基づく前記最大値がガウス曲率Ｋおよび平均曲率
Ｈの絶対値である判断基準値として設定されることにな
る。

【００３０】前記のようにして判断基準値を設定した
後、検証の対象とするデータの有無を判断し（ステップ
Ｓ２）、有る場合には、ボンネット、ルーフ、フェンダ
等の検証部位を設定し（ステップＳ３）、解析処理を実
行する（ステップＳ４）。

【００３１】すなわち、前記解析処理では、形状面５０
に対して複数の検証ポイントを設定し、各検証ポイント
毎にガウス曲率Ｋおよび平均曲率Ｈを算出し、その値を
判断基準値と比較し、許容範囲内にあるか否かの判定を
行う（ステップＳ５）。図６は、前記の判定に基づく各
検証ポイントでの検証結果を対象データ名、解析機能、
判断基準値および後述する解析イメージ図の番号との関
係で表したものであり、このテーブルは、例えば、記憶
回路３０に記憶される。

【００３２】次いで、算出された各検証ポイント毎のガ
ウス曲率Ｋまたは平均曲率Ｈに対して、その値に応じた
色が設定され、表示するための解析イメージ図が作成さ
れる（ステップＳ６）。

【００３３】前記の解析処理および解析イメージ図の作
成処理は、作業者によって設定した所望の検証項目につ
いて行われる（ステップＳ７）。

【００３４】以上のようにして各検証項目についての処
理が終了した後、指定した解析イメージ図がディスプレ
イ２４に表示される（ステップＳ８）。

【００３５】図７は、曲面曲率解析部３６によって解析
して得られた解析イメージ図である。この解析イメージ
図では、各レベルにおけるガウス曲率Ｋの値がスケール
５２として表示されるとともに、検証部位の形状面５０
上に各検証ポイントの値が色別（図７では線種別として
表示している。）で表示される。この場合、作業者は、
表示された色から、形状面５０の凹凸の状態を極めて容
易に検証することができる。また、曲率０を中心として
色分け表示すれば、凹凸をさらに容易に把握することが
できる。なお、色分け以外の表示方法として、線種やマ
ーカーの付記、あるいは、グラデーションによる表示、
数値そのものによる表示等が可能である。さらに、ガウ
ス曲率Ｋと平均曲率Ｈの双方から得られた結果に基づき
表示可能とすることにより、図５に示すように、凹凸の
一層正確な情報を得ることができる。

【００３６】なお、他の解析処理として、例えば、曲線
曲率解析部３４は、３次元デザイン画像を構成する所望
の曲線部分における曲率を演算し、その演算結果をディ
スプレイ２４上に前記３次元デザイン画像とともに表示
させる。作業者は、この表示に基づき、曲線部分の形状
の良否を判定することができる。また、断面解析部３８
は、３次元デザイン画像を構成する所望の部分の断面形
状を求め、その形状をディスプレイ２４上に表示させ
る。作業者は、この表示に基づき、断面形状の良否を判
定することができる。距離解析部４０は、任意の方向か
ら３次元デザイン画像を見た場合における隣接する完全
形状面４８間の幅や段差を演算し、その演算結果をディ
スプレイ２４上の前記３次元デザイン画像に対して重ね
て表示させる。作業者は、この表示に基づき、幅や段差
の良否を判定することができる。角度解析部４２は、完
全形状面４８あるいはデザイン面６を構成する面同士の
接合角度を演算し、その演算結果をディスプレイ２４上
の前記３次元デザイン画像に対して重ねて表示させる。
作業者は、この表示に基づき、面の折れ等の不具合を判
定することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る形状
データ検証方法によれば、形状面の凹凸の状態の検証を
生産技術要件を考慮して行うことができる。すなわち、
生産技術要件を考慮することにより、例えば、実際に製
造される製品の自重による変形や、金型での加工による
変形を考慮して形状面を検証することができるため、精
度の高い検証が可能になるだけでなく、製造後において
修正等の手間の発生するおそれが少なく、従って、極め
て効率的に製造処理を遂行することができる。また、形
状面の曲率をガウス曲率および平均曲率の双方で評価す
ることにより、当該形状面を詳細且つ正確に把握するこ
とができる。さらに、検証結果を各検証ポイントの曲率
の値毎に色別表示することにより、形状面の状態を極め
て容易に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の形状データ検証方法が適用される
ＣＡＤシステムの構成図である。

【図２】デザイン面に対してリブ面を設定する手順の概
略説明図である。

【図３】本実施形態の形状データ検証方法のフローチャ
ートである。

【図４】図４Ａ〜図４Ｄは、曲面形状とガウス曲率およ
び平均曲率との関係説明図である。

【図５】曲面形状とガウス曲率および平均曲率との関係
説明図である。

【図６】解析結果のデータテーブルの説明図である。

【図７】解析結果である曲面曲率の表示画面の説明図で
ある。

【図８】図８Ａ〜図８Ｄは、デザイン面の形状およびそ
れに付加されるリブの断面形状の説明図である。

【符号の説明】

１０…ＣＡＤシステム １２…デザイン
データ記憶装置 １４…生産技術要件データ記憶装置 １６…形状デー
タ検証装置 ２０…制御回路 ２４…ディスプ
レイ ３２…形状データ作成部 ３４…曲線曲率
解析部 ３６…曲面曲率解析部 ３８…断面解析
部 ４０…距離解析部 ４２…角度解析
部 ４４…イメージ解析部

フロントページの続き (72)発明者 田岡 秀樹 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣＡＤシステムを用いて、デザインした製
   品の形状データを検証する形状データ検証方法であっ
   て、 前記形状データによって構成される形状面に対して複数
   の検証ポイントを設定し、前記各検証ポイントにおける
   前記形状面の曲率を求める工程と、 前記曲率を前記製品の生産技術要件データに基づいて設
   定される判断基準値と比較する工程と、 前記曲率を前記各検証ポイント毎に表示する工程と、 からなり、表示された前記曲率および前記比較の結果に
   基づいて前記形状データを検証することを特徴とする形
   状データ検証方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の方法において、 前記曲率は、前記検証ポイントのガウス曲率および平均
   曲率であり、前記判断基準値が前記ガウス曲率または前
   記平均曲率の双方に対して設定されることを特徴とする
   形状データ検証方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の方法において、 前記表示は、前記曲率の属性を付与した表示であること
   を特徴とする形状データ検証方法。