KR20190126328A - 봉제 해석 시스템 및 프로그램 - Google Patents

Abstract

시접의 절곡에 의한 봉제 라인 주변의 생지의 강성 변화를 표현할 수 있는 봉제 해석 시스템 및 프로그램을 제공하는 것. 봉제 해석 시스템(100)은, 봉제 라인의 맞춤 위치, 시접 폭 및 봉제 피치를 지시하는 봉제 지시부(11)와, 생지 메쉬(33, 34)를 작성하는 생지 메쉬 작성부(12)와, 가봉제 라인을 작성하는 가봉제 라인 작성부(13)와, 봉제 피치에 기초하여 가봉제 라인 상에 빔 요소(40)를 작성하는 빔 요소 작성부(14)와, 제1 형지 외형 데이터(31)와 제2 형지 외형 데이터(32)의 빔 요소(40)를 스프링 요소(50)로 결합하는 스프링 요소 결합부(15)와, 빔 요소(40)와 생지 메쉬(33, 34)를 결합하는 빔 요소 결합부(16)와, 봉제 라인과, 제1 형지 외형 데이터(31) 및 제2 형지 외형 데이터(32)의 봉제 라인측의 주연(31a, 32a)에, 각각 역방향의 하중을 부여하여 시접의 절곡을 행하는 시접 절곡 설정부(17)를 구비한다.

Description

봉제 해석 시스템 및 프로그램

본 발명은 봉제 해석 시스템 및 프로그램에 관한 것이다.

자동차 시트 트림 등의, 텍스타일·피혁(이하, 생지라 칭함)을 이용한 제품에서는, 지정된 3차원 의장 형상(이하, 의장 형상이라 칭함)으로부터 평면 형지 형상을 설계하고 있다. 평면 형지 형상의 설계는, 현 상황에서는 많은 경우, 숙련 기술자의 경험에 기초하여 행해지고 있으며, 정량적인 설계라는 관점에서 시뮬레이션에서의 활용이 기대되고 있다.

평면 형지 형상의 타당성 검토를 위해서는, 그 봉제 프로세스를 모의한 시뮬레이션(이하, 봉제 시뮬레이션이라 칭함)을 필요로 한다. 타당성 검토 항목은, 봉제에 의한 의장 형상의 재현성, 봉제 시의 주름 발생의 유무, 주름 발생 시의 발생 원인의 특정, 수작업에 의한 봉제 시의 변동의, 의장 형상에 대한 영향 등을 들 수 있다.

타당성 검토를 위한, 봉제 시뮬레이션에 대한 요구 항목으로서는, 비선형 재료 특성을 고려한 생지의 적절한 모델화, 봉제 개소의 적절한 모델화, 및 봉제 프로세스의 적절한 모델화 등을 들 수 있다.

예를 들어 특허문헌 1과 같은 종래의 봉제 시뮬레이션 수법에 있어서는, 의복의 형지의 형상 데이터에 기초하여 형지를 다각형의 미소 요소로 분할하고, 미소 요소의 선과 선 또는 점과 점을 조합하여, 형지끼리를 접합하기 위한 정보를 부여한다. 다음으로, 형지를 입체적으로 하기 위하여, 입체화하고자 하는 장소에 지정선을 설정하고, 지정선 상에서 일단 형지를 절단하여 분할하고, 분할한 형지의 각각을 평면 내에서 변형시키고 나서 다시 재연결한다.

일본 특허 공개 제2003-67444호 공보

그러나 특허문헌 1의 봉제 시뮬레이션에 있어서는 시접을 고려하고 있지 않기 때문에, 시접의 절곡에 의한 봉제 라인 주변의 생지의 강성 변화를 표현하지 못하여 주름을 적절히 표현하지 못한다는 문제가 있었다. 또한 봉제 피치가 미소 요소의 분할 수에 의존하기 때문에, 생지의 해석 정밀도를 유지한 채 봉제 피치를 변경하지 못한다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 시접의 절곡에 의한 봉제 라인 주변의 생지의 강성 변화를 표현할 수 있고, 또한 생지의 해석 정밀도를 유지한 채 봉제 피치를 변경할 수 있는 봉제 해석 시스템 및 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 봉제 해석 시스템의 제1 양태는, 평면 형지 외형에 기초하여 봉제 프로세스의 시뮬레이션을 행하는 봉제 해석 시스템이며, 형지 외형 데이터에 기초하여 제1 생지와 제2 생지의 맞춤 위치, 시접 폭 및 봉제 피치를 지시하는 봉제 지시부와, 상기 형지 외형 데이터에 기초하여 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지에 생지 메쉬를 작성하는 생지 메쉬 작성부와, 상기 형지 외형 데이터 및 상기 시접 폭에 기초하여 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지에 가봉제 라인을 작성하는 가봉제 라인 작성부와, 상기 봉제 피치에 기초하여, 상기 가봉제 라인 상에 봉제 라인을 형성하는 빔 요소를 작성하는 빔 요소 작성부와, 상기 제1 생지의 상기 빔 요소와 상기 제2 생지의 상기 빔 요소를 스프링 요소로 결합하는 스프링 요소 결합부와, 상기 빔 요소와 상기 생지 메쉬를 결합하는 빔 요소 결합부와, 상기 봉제 라인과, 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지의 상기 봉제 라인측의 주연에, 각각 역방향의 하중을 부여함으로써 시접의 절곡을 행하는 시접 절곡 설정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에 있어서는, 「생지」란, 3차원 구조체의 재료로 되는, 천, 피혁, 또는 합성 수지 등을 포함하는 개념이다.

본 발명에 의하면, 봉제 지시부는 형지 외형 데이터에 기초하여 제1 생지와 제2 생지의 맞춤 위치, 시접 폭 및 봉제 피치를 지시한다. 생지 메쉬 작성부는 형지 외형 데이터에 기초하여 제1 생지 및 제2 생지에 생지 메쉬를 작성한다. 가봉제 라인 작성부는 형지 외형 데이터 및 시접 폭에 기초하여 제1 생지 및 제2 생지에 가봉제 라인을 작성한다. 빔 요소 작성부는 봉제 피치에 기초하여, 가봉제 라인 상에 봉제 라인을 형성하는 빔 요소를 작성한다. 스프링 요소 결합부는 제1 생지의 빔 요소와 제2 생지의 빔 요소를 스프링 요소로 결합한다. 빔 요소 결합부는 빔 요소와 생지 메쉬를 결합한다. 시접 절곡 설정부는, 봉제 라인과, 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지의 상기 봉제 라인측의 주연에, 각각 역방향의 하중을 부여함으로써 시접의 절곡을 행한다. 따라서 본 발명은, 시접 폭, 봉제 피치 및 시접의 절곡 등의, 실제의 봉제 프로세스와 동일한 정보를 이용하여 봉제 해석 모델을 작성하므로, 3차원 구조체의 완성 상태의 평가, 또는 강성 평가 등의 봉제 시뮬레이션을 고정밀도로 행하는 것이 가능해진다. 또한 본 발명은, 시접을 포함하는 실형지 형상을 이용하는 것이 가능하므로, 시접의 절곡에 의한 강성 변화를 정확히 표현할 수 있다. 또한 본 발명은, 봉제 라인과 생지 메쉬를 독립적으로 취급하는 것이 가능하므로, 생지의 해석 정밀도를 유지한 채 봉제 피치를 변경할 수 있다. 그 결과, 봉제 피치의 상위에 따른 강도 등의 해석을 적확히 행할 수 있다.

본 발명의 봉제 해석 시스템의 다른 양태에 있어서는, 상기 빔 요소 작성부는 상기 생지 메쉬의 절점과는 독립되게 상기 빔 요소를 작성해도 된다. 본 양태에 의하면, 봉제 피치에 따른 봉제 라인을 형성하는 빔 요소가 생지 메쉬의 절점과는 독립되게 작성된다. 따라서 생지 메쉬에 의한 생지의 해석 정밀도를 유지한 채 봉제 피치를 변경할 수 있다. 그 결과, 봉제 피치의 상위에 따른 강도 등의 해석을 적확히 행할 수 있다.

본 발명의 봉제 해석 시스템의 다른 양태에 있어서는, 상기 봉제 지시부는 상기 생지 메쉬의 사이즈와는 독립적으로 상기 봉제 피치를 지시 가능하게 해도 된다. 본 양태에 의하면, 봉제 피치를 생지 메쉬의 사이즈와는 독립적으로 지시 가능하므로, 생지 메쉬에 의한 생지의 해석 정밀도를 유지한 채 봉제 피치를 변경할 수 있다. 그 결과, 봉제 피치의 상위에 따른 강도 등의 해석을 적확히 행할 수 있다.

본 발명의 봉제 해석 시스템의 다른 양태에 있어서는, 상기 봉제 지시부는 하나의 상기 봉제 라인에 있어서 상기 봉제 피치를 변경 가능하도록 해도 된다. 본 양태에 의하면, 봉제 피치는 봉제 라인에 있어서 변경 가능하므로, 동일한 봉제 라인에 있어서 봉제 피치를 변화시킨 경우의 강도 등의 해석을 적확히 행할 수 있다.

본 발명의 봉제 해석 시스템의 다른 양태에 있어서는, 상기 봉제 라인 상의 상기 빔 요소의 절점은, 상기 생지 메쉬의 위치 또는 사이즈가 변화된 경우에도, 상기 생지 메쉬가 정규화된 셸 요소에 있어서의 좌표 상에서의 좌표값이 변화되지 않도록 설정되도록 해도 된다. 본 양태에 의하면, 생지 메쉬의 위치 또는 사이즈가 변화된 경우에도, 생지 메쉬가 정규화된 셸 요소에 있어서의 좌표 상에 있어서 빔 요소의 절점의 좌표값이 변화되지 않으므로, 3차원 구조체의 완성 상태의 평가, 또는 강성 평가 등의 봉제 시뮬레이션을 고정밀도로 행하는 것이 가능해진다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 봉제 해석 시스템의 프로그램에 대한 제1 양태는, 평면 형지 외형에 기초하여 봉제 프로세스의 시뮬레이션을 행하는 봉제 해석 시스템의 프로그램이며, 컴퓨터를, 형지 외형 데이터에 기초하여 제1 생지와 제2 생지의 맞춤 위치, 시접 폭 및 봉제 피치를 지시하는 봉제 지시부와, 상기 형지 외형 데이터에 기초하여 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지에 생지 메쉬를 작성하는 생지 메쉬 작성부와, 상기 형지 외형 데이터 및 상기 시접 폭에 기초하여 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지에 가봉제 라인을 작성하는 가봉제 라인 작성부와, 상기 봉제 피치에 기초하여, 상기 가봉제 라인 상에 봉제 라인을 형성하는 빔 요소를 작성하는 빔 요소 작성부와, 상기 제1 생지의 상기 빔 요소와 상기 제2 생지의 상기 빔 요소를 스프링 요소로 결합하는 스프링 요소 결합부와, 상기 빔 요소와 상기 생지 메쉬를 결합하는 빔 요소 결합부와, 상기 봉제 라인과, 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지의 상기 봉제 라인측의 주연에, 각각 역방향의 하중을 부여함으로써 시접의 절곡을 행하는 시접 절곡 설정부로서 기능시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 봉제 해석 시스템의 프로그램에 대한 제1 양태에 의하면, 컴퓨터가 상기 프로그램을 실행함으로써 이하와 같이 기능한다. 봉제 지시부는 형지 외형 데이터에 기초하여 제1 생지와 제2 생지의 맞춤 위치, 시접 폭 및 봉제 피치를 지시한다. 생지 메쉬 작성부는 형지 외형 데이터에 기초하여 제1 생지 및 제2 생지에 생지 메쉬를 작성한다. 가봉제 라인 작성부는 형지 외형 데이터 및 시접 폭에 기초하여 제1 생지 및 제2 생지에 가봉제 라인을 작성한다. 빔 요소 작성부는 봉제 피치에 기초하여, 가봉제 라인 상에 봉제 라인을 형성하는 빔 요소를 작성한다. 스프링 요소 결합부는 제1 생지의 빔 요소와 제2 생지의 빔 요소를 스프링 요소로 결합한다. 빔 요소 결합부는 빔 요소와 생지 메쉬를 결합한다. 시접 절곡 설정부는, 봉제 라인과, 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지의 상기 봉제 라인측의 주연에, 각각 역방향의 하중을 부여함으로써 시접의 절곡을 행한다. 따라서 본 발명은, 시접 폭, 봉제 피치 및 시접의 절곡 등의, 실제의 봉제 프로세스와 동일한 정보를 이용하여 봉제 해석 모델을 작성하므로, 3차원 구조체의 완성 상태의 평가, 또는 강성 평가 등의 봉제 시뮬레이션을 고정밀도로 행하는 것이 가능해진다. 또한 본 발명은, 시접을 포함하는 실형지 형상을 이용하는 것이 가능하므로, 시접의 절곡에 의한 강성 변화를 정확히 표현할 수 있다. 또한 본 발명은, 봉제 라인과 생지 메쉬를 독립적으로 취급하는 것이 가능하므로, 생지의 해석 정밀도를 유지한 채 봉제 피치를 변경할 수 있다. 그 결과, 봉제 피치의 상위에 따른 강도 등의 해석을 적확히 행할 수 있다.

본 발명에 의하면, 시접의 절곡에 의한 봉제 라인 주변의 생지의 강성 변화를 표현할 수 있다. 또한 생지 메쉬의 정밀도를 유지한 채 봉제 피치를 변경할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시 형태의 봉제 해석 시스템의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 봉제 해석 시스템의 기능 블록을 도시하는 도면이다.
도 3은 봉제 해석 시스템의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 봉제 해석 시스템에 이용되는 형지의 외형 데이터의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (A)는 형지 외형 데이터로 작성되는 생지 메쉬의 예를 도시하는 도면이고, (B)는 (A)의 일부의 확대도이다.
도 6의 (A)는 시접 폭 및 봉제 라인을 도시하는 도면이고, (B)는 (A)에 있어서의 일부분의 확대도이다.
도 7은 가봉제 라인의 위치 정렬을 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 (A)는 빔 요소의 절점의 좌표를 정규화한 좌표로 나타낸 초기 상태를 도시하는 도면이고, (B)는 (A)에 도시하는 초기 상태로부터 셸 요소가 이동 또는 회전한 상태를 도시하는 도면이고, (C)는 (A)에 도시하는 초기 상태로부터 셸 요소가 변형된 상태를 도시하는 도면이다.
도 9의 (A)는 스프링 요소에 의한 결합을 설명하기 위한 도면이고, (B)는 (A)에 있어서의 일부분의 확대도이다.
도 10의 (A), (B)는 상이한 봉제 피치를 지정한 경우의 스프링 요소에 의한 결합을 도시하는 도면이다.
도 11은 봉제 라인과, 형지 외형 데이터의 봉제 라인측의 주연에, 각각 역방향의 하중을 부여하는 상태를 모식화한 도면이다.
도 12의 (A), (B), (C)는 스프링 요소에 의한 결합으로부터 봉제 완료까지의 공정을 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 봉제 해석 시스템에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 봉제 해석 시스템(100)의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 봉제 해석 시스템(100)은 중앙 연산 장치(1), 표시 장치(2), 기억 장치(3), 입력 장치(4) 및 출력 장치(5)를 구비하고 있다.

중앙 연산 장치(1)는 퍼스널 컴퓨터 등의, 프로그램을 실행 가능한 장치이며, CPU 및 메모리 등을 포함한다. 표시 장치(2)는 액정 디스플레이 등의, 문자 및 화상을 표시 가능한 장치이다. 기억 장치(3)는 HDD(Hard Disk Drive) 등의, 프로그램 및 데이터를 기억 가능한 장치이며, 외부의 데이터베이스 서버 등을 이용해도 된다. 본 발명의 프로그램은 기억 장치(3)에 저장되어 있는 것으로 한다. 입력 장치(4)는 키보드 등의, 유저에 의한 데이터 또는 지시 입력이 가능한 장치이다. 출력 장치(5)는 프린터 등의, 문자 및 화상을 출력 가능한 장치이다. 본 실시 형태의 봉제 해석 시스템(100)에 있어서는, 출력 장치(5)는 생략해도 된다.

도 2는, 중앙 연산 장치(1)가 본 발명의 프로그램을 실행함으로써 기능하는 기능 블록을 도시하는 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이 중앙 연산 장치(1)는 제어부(10)로서 기능한다. 또한 제어부(10)는 본 발명의 프로그램에 따라 봉제 지시부(11), 생지 메쉬 작성부(12), 가봉제 라인 작성부(13), 빔 요소 작성부(14), 스프링 요소 결합부(15), 빔 요소 결합부(16), 시접 절곡 설정부(17)로서 기능한다.

봉제 지시부(11)는 형지 외형 데이터에 기초하여 제1 생지와 제2 생지의 맞춤 위치, 시접 폭 및 봉제 피치를 지시한다. 여기서 제1 생지 및 제2 생지는, 봉제의 페어로 되는 2개의 생지를 의미하고 있으며, 생지의 수가 2개뿐인 것을 의미하는 것은 아니다. 또한 형지 외형 데이터는, 예를 들어 본 실시 형태에서 설명하는 봉제 해석 시스템(100)에 의한 처리와는 다른 공정에서 작성된다.

생지 메쉬 작성부(12)는 형지 외형 데이터에 기초하여 제1 생지 및 제2 생지에 생지 메쉬를 작성한다.

가봉제 라인 작성부(13)는 형지 외형 데이터 및 시접 폭에 기초하여 제1 생지 및 제2 생지에 가봉제 라인을 작성한다. 가봉제 라인은, 오로지 제1 생지 및 제2 생지의 위치 정렬을 위하여 이용되는 가상의 봉제 라인이며, 빔 요소에 의하여 형성되는 봉제 라인과는 다른 개념이다.

빔 요소 작성부(14)는 봉제 피치에 기초하여 가봉제 라인 상에 빔 요소를 작성한다. 빔 요소에 의하여 봉제 라인이 형성된다.

스프링 요소 결합부(15)는 제1 생지의 빔 요소와 제2 생지의 빔 요소를 스프링 요소로 결합한다. 스프링 요소를 이용함으로써 제1 생지와 제2 생지의 봉합부를 모델화하는 것이 가능해진다.

빔 요소 결합부(16)는 빔 요소와 생지 메쉬를 결합한다. 본 실시 형태에 있어서는, 빔 요소는 생지 메쉬의 절점과는 독립되게 작성되기 때문에, 이 결합에 의하여 생지 메쉬에 대한 빔 요소의 위치가 설정된다.

시접 절곡 설정부(17)는, 봉제 라인과, 봉제 라인측의 외형 에지에, 각각 역방향의 하중을 부여함으로써 시접의 절곡을 행한다. 본 실시 형태에서는, 시접의 절곡을 행함으로써, 실제로 봉제되었을 때의 제1 생지 및 제2 생지의 강성을 고정밀도로 해석하는 것이 가능해진다.

다음으로, 본 실시 형태의 봉제 해석 시스템(100)에 있어서의 동작에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 3은, 본 실시 형태의 봉제 해석 시스템(100)에 있어서의 동작을 도시하는 흐름도이다.

먼저, 생지 메쉬 작성부(12)는 형지의 외형 데이터를 이용하여 생지 메쉬를 작성한다(도 3: S1). 본 실시 형태에서는 3차원 의장 데이터로부터 전개 형상을 계산하여 형지의 외형 데이터를 작성하고 있다. 도 4는, 형지의 외형 데이터의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 예를 들어 3차원 의장 데이터로서 차량에 이용되는 시트의 의장 데이터(20)를 작성하고, 이 시트의 의장 데이터(20)로부터 전개 형상을 계산하여, 시트 트림을 봉제하는 2차원의 형지 외형 데이터(30)를 작성하고 있다. 도 4의 예에서는 시트의 등받이 부분과 시트면 부분으로부터 각각 시트 트림용의 형지 외형 데이터(30)를 작성하고 있다. 실제로 봉제를 행할 때 사용되는 형지는 이 형지 외형 데이터(30)에 기초하여 작성된다. 시트의 의장 데이터(20)의 작성 처리 및 형지 외형 데이터(30)의 작성 처리는, 도 3에 도시하는 본 실시 형태의 봉제 해석 시스템(100)의 처리와는 따로 실행된다.

이하의 설명에서는 일례로서, 도 4에 도시하는 시트면 부분의 형지 외형 데이터(30) 중, 제1 형지 외형 데이터(31)와 제2 형지 외형 데이터(32)를 이용하는 것으로 한다.

생지 메쉬는, 유한 요소법(Finite Element Method)에 의한 해석에 이용되는 요소이며, 삼각형이나 사각형 등의 다각형의 메쉬이다. 또한 해석에 이용하는 방법은 유한 요소법에 한정되는 것은 아니며, 다른 방법이어도 된다. 도 5의 (A), (B)에 생지 메쉬의 예를 도시한다. 도 5의 (A)는, 제1 형지 외형 데이터(31)와 제2 형지 외형 데이터(32)로 작성되는 생지 메쉬의 예를 도시하는 도면이다. 도 5의 (B)는, 도 5의 (A)에 있어서의 일부분 P1의 확대도이다.

도 5의 (A), (B)에 도시한 바와 같이 제1 형지 외형 데이터(31)로는 생지 메쉬(33)가 작성되고, 제2 형지 외형 데이터(32)로는 생지 메쉬(34)가 작성된다. 생지 메쉬(33, 34)는, 제1 형지 외형 데이터(31), 제2 형지 외형 데이터(32)에 의하여 나타나는 형지를 충실히 재현하도록 작성된다. 또한 생지 메쉬(33, 34)의 메쉬 사이즈는, 해석 정밀도를 담보할 수 있도록 미리 프로그램에 의하여 지정된다.

다음으로, 유저에 의하여 시접 폭이 입력된다(도 3: S2). 도 6의 (A)는, 시접 폭 및 봉제 라인을 도시하는 도면이다. 도 6의 (B)는, 도 6의 (A)에 있어서의 일부분 P1의 확대도이다. 시접 폭은 도 6의 (B)에 도시한 바와 같이, 제1 형지 외형 데이터(31)의 주연(31a) 및 제2 형지 외형 데이터(32)의 주연(32a)으로부터의 폭으로서 입력된다. 도 6의 (B)에 도시하는 예에서는, 제1 형지 외형 데이터(31)에 있어서는 폭 W1의 시접 폭이 입력되고, 제2 형지 외형 데이터(32)에 있어서는 폭 W2의 시접 폭이 입력된다. 시접 폭은, 제1 형지 외형 데이터(31) 및 제2 형지 외형 데이터(32)의 모든 주연에 대응하여 입력된다.

가봉제 라인 작성부(13)는 형지 외형 데이터와 시접 폭으로부터 가봉제 라인을 생성한다(도 3: S3). 도 6의 (A), (B)에 도시하는 예에서는, 제1 형지 외형 데이터(31)에는 가봉제 라인(36a, 36b, 36c, 36d)이 생성되고, 제2 형지 외형 데이터(32)에는 가봉제 라인(37a, 37b, 37c, 37d)이 생성된다. 생성된 가봉제 라인(36a, 36b, 36c, 36d) 및 가봉제 라인(37a, 37b, 37c, 37d)은 표시 장치(2)에 표시되어, 유저에 의한 시인이 가능해진다.

유저는, 표시 장치(2)에 표시되는 가봉제 라인 중에서, 서로 봉합되는 가봉제 라인을 지정하여 가봉제 라인의 페어링을 행한다(도 3: S4). 도 6의 (A)에 도시하는 예에서는, 제1 형지 외형 데이터(31)와 제2 형지 외형 데이터(32)가 대향하는 측의 주연(31a) 및 주연(32a)에 대응하는 가봉제 라인(36a) 및 가봉제 라인(37a)의 페어링이 행해진다.

다음으로, 유저는 가봉제 라인의 위치 정렬을 행한다(도 3: S4). 도 6의 (A)에 도시한 바와 같이, 제1 형지 외형 데이터(31)에는 위치 정렬용의 V자형 오목부(37)가 복수 개소에 형성되어 있고, 제2 형지 외형 데이터(32)에는 위치 정렬용의 V자형 오목부(38)가 복수 개소에 형성되어 있다. 이들 위치 정렬용의 V자형 오목부(37, 38)는, 실제로 봉제가 행해질 때도 형지의 위치 정렬에 이용된다.

도 7은, 가봉제 라인의 위치 정렬을 설명하기 위한 도면이다. 또한 도 7에 있어서는, 이해를 용이하게 하기 위하여 생지 메쉬 및 가봉제 라인의 표시를 생략하고 있다. 도 7에 도시하는 예에서는, 유저는, 양 화살표로 나타내는 위치 정렬용의 V자형 오목부(37, 38)의 위치가 일치하도록 위치 정렬을 행한다.

다음으로, 유저는 봉제 피치를 입력한다(도 3: S4). 본 실시 형태의 봉제 해석 시스템(100)에서는, 생지 메쉬의 분할 수에 관계없이 봉제 피치를 자유로이 입력할 수 있다. 실제의 봉제 작업에 있어서는, 봉제 피치는 재봉틀의 이송의 속도에 따라 변화되므로, 본 실시 형태와 같이 봉제 피치의 자유로운 입력을 가능하게 함으로써, 실제의 제품과 동일한 봉제 피치를 표현할 수 있다.

유저에 의한 봉제 피치의 입력이 종료되면, 빔 요소 작성부(14), 스프링 요소 결합부(15) 및 빔 요소 결합부(16)에 의하여 봉제 해석 모델의 작성 처리가 실행된다(도 3: S5).

빔 요소 작성부(14)는 가봉제 라인 상에, 봉제 피치에 따라 빔 요소를 작성한다(도 3: S5-1). 도 8의 (A), (B), (C)는, 본 실시 형태에 있어서의 빔 요소를 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (A), (B), (C)에 있어서는 일례로서, 제1 형지 외형 데이터(31)에 형성된 생지 메쉬(33)의 일부를 도시하고 있다. 이하의 설명에 있어서는, 생지 메쉬(33)를 구성하는 사각형의 요소를 셸 요소(33a)라 칭한다. 도 8의 (A), (B), (C)에 있어서는 3개의 셸 요소(33a)를 도시하고 있다.

상술한 바와 같이, 제1 형지 외형 데이터(31)가 위치 정렬된 측의 주연 가까이에는, 시접 폭에 대응하여 가봉제 라인(35a)이 형성된다. 빔 요소는 이 가봉제 라인(35a) 상에, 봉제 피치에 따라 작성된다. 도 8의 (A)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 빔 요소(40)는 절점 i1, i2, i3, i4, i5…와 빔부 j1, j2, j3, j4…로 구성된다. 절점 i1, i2, i3, i4, i5…는, 봉합하기 위한 점에 대응하고 있다. 따라서 절점의 간격이 봉제 피치에 대응하고 있으며, 도 8의 (A)에 도시하는 예에서는 절점 i1과 절점 i2의 간격이 봉제 피치 W3으로 된다. 또한 빔 요소(40)에 의하여 봉제 라인이 나타나게 된다.

스프링 요소 결합부(15)는 빔 요소의 절점을 이용하여 스프링 요소에 의한 결합을 정의한다(도 3: S5-2). 도 9의 (A)는, 스프링 요소에 의한 결합을 설명하기 위한 도면이다. 도 9의 (B)는, 도 9의 (A)에 있어서의 일부분 P2의 확대도이다. 도 9의 (A), (B)에 있어서는, 스프링 요소(50)의 양단은 빔 요소(40)의 절점에 결합되어 있다. 스프링 요소(50)는, 빔 요소(40)에 의하여 나타나는 봉제 라인의 결합을 실현하기 위하여 이용되는 요소이다. 본 실시 형태에서는 일례로서, 도 9의 (A), (B)에 도시하는 초기 상태에 있어서는 스프링 요소(50)의 길이를 10㎜, 스프링 강성을 2N/㎜, 및 초기 장력은 20N으로 설정하고 있다. 초기 장력은, 스프링 요소(50)의 길이를 0㎜으로 하였을 때, 장력이 0N으로 되는 값으로 설정된다.

본 실시 형태에 있어서는, 이상과 같이, 빔 요소(40)에 의하여 나타나는 봉제 라인의 결합에 생지 메쉬 상의 절점(셸 요소의 정점)을 이용하지 않으므로, 생지 메쉬의 사이즈와는 독립적으로 봉제 피치를 지정하는 것이 가능하게 되어 있다. 도 10의 (A), (B)는, 상이한 봉제 피치를 지정한 경우의 스프링 요소(50)에 의한 결합을 도시하는 도면이다. 도 10의 (A)는, 봉제 피치를 10㎜로 지정하고, 도 10의 (B)는, 봉제 피치를 28㎜로 지정한 경우를 도시하고 있다. 이와 같이 본 실시 형태에 있어서는, 스프링 요소(50)에 의한 봉제 라인의 결합에 생지 메쉬 상의 절점을 이용하는 일 없이 빔 요소(40)의 절점을 이용하고 있으므로, 하나의 봉제 라인에 있어서 봉제 피치를 변경할 수 있다. 그 결과, 실제의 봉제 후에 있어서의 제품의 상태를 충실히 봉제 해석 모델에 반영시킬 수 있어서, 정밀도가 좋은 해석을 행할 수 있다.

빔 요소 결합부(16)는 빔 요소와 생지 메쉬의 결합을 정의한다(도 3: S5-3). 본 실시 형태에 있어서는, 생지 메쉬를 구성하는 셸 요소마다 정규화된 좌표를 설정하고, 이 정규화된 좌표 상에 빔 요소의 절점의 좌표를 나타냄으로써 빔 요소와 생지 메쉬의 결합을 정의하고 있다. 예를 들어 도 8의 (A), (B), (C)에 있어서는, 해칭된 셸 요소(33a)에, 정규화된 ξη 좌표를 설정하고, 빔 요소(40)의 절점 i3의 좌표를 (0.2, 0.8), 절점 i4의 좌표를 (0.9, 0.8)로서 나타낸다.

이와 같이 본 실시 형태에 있어서는, 빔 요소의 절점의 좌표값을, 셸 요소마다 정규화된 좌표 상에 설정하므로, 셸 요소가 이동 또는 회전하거나, 혹은 변형된 경우에도 빔 요소의 절점의 좌표값은 변화되지 않는다. 예를 들어 도 8의 (A)는, 빔 요소의 절점의 좌표를 ξη 좌표로 나타낸 초기 상태를 도시하고 있다. 도 8의 (B)는, 봉제 해석을 행함으로써, 도 8의 (A)에 도시하는 초기 상태로부터 셸 요소가 이동 또는 회전한 상태를 도시하고 있다. 도 8의 (B)에 도시한 바와 같이, 셸 요소가 이동 또는 회전한 경우에도 빔 요소(40)의 절점 i3의 좌표는 (0.2, 0.8)이고, 절점 i4의 좌표는(0.9, 0.8)이다. 또한 도 8의 (C)는, 봉제 해석을 행함으로써, 도 8의 (A)에 도시하는 초기 상태로부터 셸 요소가 변형된 상태를 도시하고 있다. 도 8의 (C)에 도시한 바와 같이, 셸 요소가 변형된 경우에도 빔 요소(40)의 절점 i3의 좌표는(0.2, 0.8)이고, 절점 i4의 좌표는(0.9, 0.8)이다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 빔 요소의 절점의 좌표를, 셸 요소마다 정규화된 좌표 상에 나타냄으로써, 봉제 라인 상의 빔 요소의 절점은, 생지 메쉬를 구성하는 셸 요소 상에 있어서의 초기의 기하학적인 위치 관계를 봉제 해석 중에 있어서 유지하도록 셸 요소에 결합된다. 따라서 실제의 봉제 후에 있어서의 제품의 상태를 충실히 봉제 해석 모델에 반영시킬 수 있어서, 정밀도가 좋은 해석을 행할 수 있다.

시접 절곡 설정부(17)는, 빔 요소에 의하여 나타나는 봉제 라인과, 형지 외형 데이터의 봉제 라인측의 주연에, 각각 역방향의 인가 하중을 부여하여 시접의 절곡을 정의한다(도 3: S5-4). 도 11은, 봉제 라인과, 형지 외형 데이터의 봉제 라인측의 주연에, 각각 역방향의 하중을 부여하는 상태를 모식화한 도면이다. 도 11에 도시하는 예에서는, 제1 형지 외형 데이터(31)의 빔 요소(40)에 의하여 나타나는 봉제 라인에는, 흑색 화살표로 나타낸 바와 같이 상향의 하중이 부여된다. 또한 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 형지 외형 데이터(31)의 봉제 라인측의 주연(31a)에는, 해칭된 화살표로 나타낸 바와 같이 하향의 하중이 부여된다. 마찬가지로, 도 11에 도시한 바와 같이, 제2 형지 외형 데이터(32)의 빔 요소(40)에 의하여 나타나는 봉제 라인에는, 흑색 화살표로 나타낸 바와 같이 상향의 하중이 부여된다. 또한 도 11에 도시한 바와 같이, 제2 형지 외형 데이터(32)의 봉제 라인측의 주연(32a)에는, 해칭된 화살표로 나타낸 바와 같이 하향의 하중이 부여된다.

도 12의 (A), (B), (C)는, 스프링 요소에 의한 결합으로부터 봉제 완료까지의 공정을 설명하는 도면이다. 도 12의 (A), (B)에 있어서는, 스프링 요소(50)를 직선으로 나타내고 있다. 도 12의 (A)에 도시한 바와 같이, 스프링 요소(50)에 의하여 제1 형지 외형 데이터(31)의 봉제 라인과 제2 형지 외형 데이터(32)의 봉제 라인의 결합을 정의한 후, 상술한 바와 같이 시접의 절곡을 정의한다. 그 결과, 도 12의 (B)에 도시한 바와 같이, 시접이 절곡된 봉제 해석 모델이 얻어진다.

이와 같이 본 실시 형태에 있어서는, 봉제 라인과, 형지 외형 데이터의 봉제 라인측의 주연에, 역방향의 하중을 부여함으로써 시접의 절곡을 실시하므로, 시접의 절곡에 의한 형지의 강성의 변화를 충실히 봉제 해석 모델에 반영시킬 수 있어서, 정밀도가 좋은 해석을 행할 수 있다.

스프링 요소 결합부(15)는 스프링 요소의 길이를 0㎜로 설정한다(도 3: S5-5). 도 12의 (C)는, 도 12의 (B)에 도시하는 상태로부터 스프링 요소(50)의 길이를 0㎜로 설정한 상태를 도시하고 있다. 이와 같이 본 실시 형태에 의하면, 봉제 라인을 봉합하고, 그 후에 시접을 절곡되는 실제의 봉제 후에 있어서의 제품의 상태를 충실히 봉제 해석 모델에 반영시킬 수 있어서, 정밀도가 좋은 해석을 행할 수 있다.

제어부(10)는, 상술한 봉제 해석 모델의 작성 처리(도 3: S5)가 종료되면, 모든 봉제 라인을 선택하여 봉제 해석 모델의 작성 처리가 완료되었는지의 여부를 판단한다(도 3: S6). 제어부(10)는, 미처리된 봉제 라인이 남아 있다고 판단한 경우에는(도 3: S6; "아니오:) 스텝 S4로 되돌아가 상술한 처리를 실시한다. 한편, 제어부(10)는, 모든 봉제 라인에 대하여 봉제 해석 모델의 작성 처리가 완료되었다고 판단한 경우에는(도 3: S6; "예") 봉제 해석 모델의 작성 처리(도 3: S5)를 종료한다.

제어부(10)는 봉제 해석 모델의 작성 처리를 종료한 후, 봉제 해석(시뮬레이션)을 행한다(도 3: S7). 봉제 해석으로서는, 예를 들어 본 실시 형태의 경우에는, 시트 트림이, 주름이 없는 상태에서 시트를 커버링할 수 있는지의 여부 등을 해석하는 시트 커버링 해석이 포함된다. 또한 봉제 해석의 다른 예로서는, 시트 트림에 의한 커버링 응력의 유무에 따른 시트로부터의 반력을 해석하는 시트 쿠션 강성 평가를 들 수 있다. 그 외에도 쾌적성 평가(체압 분포) 또는 쾌적성 평가(랜덤 진동 응답)를 봉제 해석의 예로서 들 수 있다.

이상과 같이 본 실시 형태에 의하면, 시접 폭이 고려되어, 위치 정렬용의 V자형 오목부를 갖는 형지 외형 데이터, 생지 메쉬와는 독립된 봉제 피치 및 봉제 라인, 그리고 시접의 절곡 등, 실제의 제품 봉제 프로세스와 동일한 정보를 이용하여 봉제 해석이 가능해진다. 따라서 고정밀도로 봉제 해석을 행할 수 있다.

특히 본 실시 형태에 의하면, 시접 폭을 고려한 실제의 형지 형상을 이용함과 함께 시접의 절곡을 봉제 해석 모델에 반영시킬 수 있으므로, 시접의 절곡에 의한 강성 변화를 봉제 해석 모델에 있어서 고정밀도로 표현할 수 있다.

또한 본 실시 형태에 의하면, 봉제 라인과 생지 메쉬를 독립적으로 취급함으로써, 생지의 해석 정밀도를 유지한 채 봉제 피치를 변경할 수 있다. 이와 같이 실제의 봉제 피치를 모델화할 수 있음으로써 봉제 후의 제품 강도 평가를 고정밀도로 행할 수 있다.

(변형예)

이상의 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 범위로부터 벗어나는 일 없이 다양한 변형이 가능하다. 상술한 실시 형태에 있어서는 일례로서, 자동차용 시트 트림의 봉제 해석 모델의 작성 및 봉제 해석에 본 발명을 적용하였다. 그러나 본 발명은 이와 같은 양태에 한정되는 것은 아니며, 봉제를 수반하는 제품 일반, 예를 들어 의복용의 천 등의 봉제 해석 모델의 작성 및 봉제 해석에도 적용 가능하다.

또한 본 발명에 의한 봉제 해석 모델을 이용한 봉제 해석은, 실제의 봉제 프로세스에 있어서의 스티칭 피치(stiching pitch)의 변동의 영향의 검토, 또는 봉제 프로세스의 영향을 고려한 제품 특성 검토에도 응용 가능하다.

이상의 양태에 따른 봉제 해석 시스템의 프로그램은, 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체에 저장된 형태로 제공되어 컴퓨터에 인스톨될 수 있다. 기록 매체는, 예를 들어 비일과성(non-transitory)의 기록 매체이며, CD-ROM 등의 광학식 기록 매체가 바람직한 예이지만, 반도체 기록 매체나 자기 기록 매체 등의, 공지된 임의의 형식의 기록 매체를 포함할 수 있다. 또한 통신망을 통한 배신의 형태로 전술한 프로그램을 제공하여 컴퓨터에 인스톨하는 것도 가능하다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 따른 봉제 해석 시스템, 및 봉제 해석 시스템의 프로그램에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.

본 발명은, 자동차 시트 트림 등의, 텍스타일·피혁을 이용한 제품에 있어서의, 평면 형지 형상의 설계 분야에 이용 가능하다.

11: 봉제 지시부
12: 생지 메쉬 작성부
13: 가봉제 라인 작성부
14: 빔 요소 작성부
15: 스프링 요소 결합부
16: 빔 요소 결합부
17: 시접 절곡 설정부
31: 제1 형지 외형 데이터
32: 제2 형지 외형 데이터
33: 생지 메쉬
34: 생지 메쉬
40: 빔 요소
50: 스프링 요소
100: 봉제 해석 시스템

Claims (6)

1. 평면 형지 외형에 기초하여 봉제 프로세스의 시뮬레이션을 행하는 봉제 해석 시스템이며,
   형지 외형 데이터에 기초하여 제1 생지와 제2 생지의 맞춤 위치, 시접 폭 및 봉제 피치를 지시하는 봉제 지시부와,
   상기 형지 외형 데이터에 기초하여 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지에 생지 메쉬를 작성하는 생지 메쉬 작성부와,
   상기 형지 외형 데이터 및 상기 시접 폭에 기초하여 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지에 가봉제 라인을 작성하는 가봉제 라인 작성부와,
   상기 봉제 피치에 기초하여, 상기 가봉제 라인 상에 봉제 라인을 형성하는 빔 요소를 작성하는 빔 요소 작성부와,
   상기 제1 생지의 상기 빔 요소와 상기 제2 생지의 상기 빔 요소를 스프링 요소로 결합하는 스프링 요소 결합부와,
   상기 빔 요소와 상기 생지 메쉬를 결합하는 빔 요소 결합부와,
   상기 봉제 라인과, 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지의 상기 봉제 라인측의 주연에, 각각 역방향의 하중을 부여함으로써 시접의 절곡을 행하는 시접 절곡 설정부를 구비하는
   것을 특징으로 하는 봉제 해석 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 빔 요소 작성부는 상기 생지 메쉬의 절점과는 독립되게 상기 빔 요소를 작성하는
   것을 특징으로 하는 봉제 해석 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 봉제 지시부는 상기 생지 메쉬의 사이즈와는 독립적으로 상기 봉제 피치를 지시 가능한
   것을 특징으로 하는 봉제 해석 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 봉제 지시부는 하나의 상기 봉제 라인에 있어서 상기 봉제 피치를 변경 가능한
   것을 특징으로 하는 봉제 해석 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 빔 요소의 절점은, 상기 생지 메쉬의 위치 또는 사이즈가 변화된 경우에도, 상기 생지 메쉬가 정규화된 셸 요소에 있어서의 좌표 상에서의 좌표값이 변화되지 않도록 설정되는
   것을 특징으로 하는 봉제 해석 시스템.
6. 평면 형지 외형에 기초하여 봉제 프로세스의 시뮬레이션을 행하는 봉제 해석 시스템의 프로그램이며, 컴퓨터를,
   형지 외형 데이터에 기초하여 제1 생지와 제2 생지의 맞춤 위치, 시접 폭 및 봉제 피치를 지시하는 봉제 지시부와,
   상기 형지 외형 데이터에 기초하여 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지에 생지 메쉬를 작성하는 생지 메쉬 작성부와,
   상기 형지 외형 데이터 및 상기 시접 폭에 기초하여 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지에 가봉제 라인을 작성하는 가봉제 라인 작성부와,
   상기 봉제 피치에 기초하여, 상기 가봉제 라인 상에 봉제 라인을 형성하는 빔 요소를 작성하는 빔 요소 작성부와,
   상기 제1 생지의 상기 빔 요소와 상기 제2 생지의 상기 빔 요소를 스프링 요소로 결합하는 스프링 요소 결합부와,
   상기 빔 요소와 상기 생지 메쉬를 결합하는 빔 요소 결합부와,
   상기 봉제 라인과, 상기 제1 생지 및 상기 제2 생지의 상기 봉제 라인측의 주연에, 각각 역방향의 하중을 부여함으로써 시접의 절곡을 행하는 시접 절곡 설정부로서 기능시키는
   것을 특징으로 하는 봉제 해석 시스템의 프로그램.

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