TWI524200B - 計算材料尺寸方法 - Google Patents

Description

計算材料尺寸方法

本發明有關於一種計算材料尺寸方法，特別是關於運用於電腦輔助設計系統自動計算鈑金件材料尺寸的方法。

當使用電腦輔助設計系統設計鈑金件時，電腦輔助設計系統會提供在鈑金件模型建構完成後，將鈑金件模型展開成平板狀態的功能，以便在生產鈑金件時，裁切鈑金件材料。

然而，電腦輔助設計系統在建構鈑金件模型的時候，為了鈑金件彎折的需求，電腦輔助設計系統會自動將彎折處多餘的材料去除，也會因為材料彎折的延展，使得電腦輔助設計系統最後將鈑金件模型展開成平板狀態時，會有尺寸上的誤差，進而造成裁切鈑金件材料的尺寸錯誤，材料成本的計算也不準確。

本發明提供一種計算材料尺寸方法，運用於電腦輔助設計系統中，計算鈑金件準確所需的材料尺寸，並提供扣除鈑金件彎折延展誤差的鈑金件材料平面圖，讓使用者根據切割後實際的鈑金件材料形狀及大小計算鈑金件材料所需的成本。

為達上述目的，本發明一種計算材料尺寸方法，運用於電腦輔助設計系統，用以計算建立鈑金件所需的材料尺寸， 鈑金件至少設有第一部件，第一部件具有第一區段、第二區段及第一彎折區段，且第一彎折區段介於第一區段及第二區段之間，第一彎折區段具有至少一個第一延展部，第一延展部係第一彎折區段因彎折而增加的體積，所述計算材料尺寸方法包含：偵測鈑金件中是否具有第一部件，當該鈑金件中具有該第一部件時，依據選擇指令，將第一部件的第一區段所在的座標平面作為基準面，將第一部件攤平至基準面上以及計算第一材料尺寸，第一材料尺寸係第一區段、第二區段及第一彎折區段材料尺寸的總和，扣除該第一延展部的材料尺寸。

於本發明一實施例中，所述計算材料尺寸方法更包含提供顯示第一部件攤平於基準面的第一部件展開圖以及提供第一部件攤平於基準面，且第一部件的第一彎折區段扣除第一延展部的鈑金材平面圖。

於本發明另一實施例中，所述計算材料尺寸方法更包含根據延展係數及第一彎折區段的彎曲程度，計算第一延展部的延展長度。並且測量第一區段、第二區段及第一彎折區段攤平至基準面上時，第一區段、第二區段及第一彎折區段的總長度、總寬度及彎折後總長度，將該彎折後總長度扣除該延展長度，得到彎折前總長度，以總長度、總寬度及彎折前總長度為第一材料尺寸。於本發明另一實施例中，第一部件更包含中央區間，中央區間位於第一區段、第二區段及第一彎折區段共同的上表面及下表面之間，於將第一部件展開攤平至基準面的步驟中，所述計算 材料尺寸方法更包含沿該第一彎折區段與第一區段之間的連接線，將第一彎折區段攤平至基準面，沿著第一彎折區段與第二區段之間的連接線，將第二區段攤平至基準面，使上表面的長度、下表面的長度與中央區間的長度相同。

於本發明另一實施例中，第一部件更包含所述計算材料尺寸方法更包含第三區段及第二彎折區段，第二彎折區段連設該第一區段，第三區段連設於第二彎折區段，第二彎折區段包含至少一個第二延展部，所述計算材料尺寸方法更包含沿著第二彎折區段與第一區段之間的連接線，將第二彎折區段攤平至基準面，沿著第二彎折區段與第三區段之間的連接線，將第三區段攤平至基準面。計算已展開至基準面上的第一區段、第二區段該第三區段及第一彎折區段和第二彎折區段扣除第一延展部及該第二延展部的後的第二材料尺寸。

於本發明又一實施例中，所述計算材料尺寸方法更包含計算第三材料尺寸及鈑金件總尺寸，第三材料尺寸係鈑金件去除第一部件後所需的材料尺寸。而鈑金件總尺寸係第一材料尺寸及第三材料尺寸的總和。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

10‧‧‧第一部件

12‧‧‧第一區段

14‧‧‧第二區段

16‧‧‧第一彎折區段

161‧‧‧第一延展部

30‧‧‧第二部件

32‧‧‧第三區段

34‧‧‧第二彎折區段

341‧‧‧第二延展部

S101、S103、S105、S107、S109、S111、S113、S115、S301、S303、S305、S307、S309、S311、S313、S315、S317、S319、S321、S323、S501、S503、S505、S701、S703、S705、S707‧‧‧步驟

第1圖係為根據本發明一實施例所繪製的計算材料尺寸方法的流程圖。

第2A圖係為根據本揭露一實施例所繪製的鈑金件的示意圖。

第2B圖係為根據本揭露另一實施例所繪製的鈑金件展開側視圖。

第2C圖係為根據本揭露另一實施例所繪製的鈑金件展開圖。

第2D圖係為根據本揭露另一實施例所繪製的鈑金材平面圖。

第3A圖至第3B圖係為根據本揭露另一實施例所繪製的計算材料尺寸方法的流程圖。

第4圖係為根據本揭露另一實施例所繪製的計算第一材料尺寸的流程圖。

第5圖係為根據本揭露又一實施例所繪製的計算材料尺寸方法的流程圖。

第6A圖係為根據本揭露又一實施例所繪製的鈑金件的示意圖。

第6B圖係為根據本揭露又一實施例所繪製的鈑金件展開圖。

第6C圖係為根據本揭露又一實施例所繪製的鈑金材平面圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請一併參照第1圖、第2A圖及第2B圖所示，第1圖係為根據本發明一實施例所繪製的計算材料尺寸方法的流程圖，第2A圖係為根據本揭露一實施例所繪製的鈑金件的示意圖，第2B圖係為根據本揭露一實施例所繪製的鈑金件展開側視圖。

如圖所示，本發明一種計算材料尺寸方法，主要運用於電腦輔助設計系統中，例如PTC Creo(習稱Pro/ENGINEER)電腦輔助設計系統。所述計算材料尺寸方法在電腦輔助設計系統中建立一個鈑金件，並用以計算鈑金件所需的材料尺寸。值得注意的是，以下說明中所使用的建立鈑金件、展開鈑金件或計算鈑金件材料尺寸等術語，皆係指在電腦輔助設計系統中的動作，並非實際地建立鈑金件或展開鈑金件。舉例來說，「建立鈑金件」的意思是指在電腦輔助設計系統中建立一個模擬實際鈑金件的模型，「展開鈑金件」的意思是指在電腦輔助設計系統中展開鈑金件的模型，或「計算鈑金件材料尺寸」的意思是指在電腦輔助設計系統中模擬計算實際的鈑金件所需的材料尺寸。

業界中習用的電腦輔助設計系統，例如PTC Creo在計算鈑金件所需材料的尺寸時，會先將鈑金件展開成平板的樣態，方便裁切實際所需的材料形狀以及計算材料的成本。但當以電腦輔助設計系統計算中具有彎折區段的鈑金件時，由於彎折的部分會造成鈑金件材料的延展，使得電腦輔助設計系統將鈑金件展開成平板的樣態時，彎折區段的部分會有因為材料延展而造成的長度誤差，是電腦輔助設計系統無法去除的誤差。因此所述計算材料尺寸方法提供一種可以讓使用者手動操作的使用者介面，結合於電腦輔助設計系統，提供使用者用以計算具有彎折區段的鈑金件。

以下將所述計算材料方法運用為電腦應用程式為例進行說明，於步驟S101中，電腦應用程式先偵測鈑金件中是否具有第一部件10。第一部件10的特徵為具有第一區段12、第二區段14及第一彎折區段16，其中第一彎折區段16介於第一區段12及第二區段14之間，第一彎折區段16更包含至少一個第一延展部161，如第3A圖及第3B圖所示。

當電腦應用程式偵測到鈑金件中具有第一部件10時，於步驟S103中，使用者可以在使用者介面中輸入使用者指令，選擇第一部件10的第一區段12或第二區段14其中之一所在的平面作為基準面。於此實施例中，以第一區段12所在的平面作為基準面。接著，於步驟S105中，使用者可繼續在電腦應用程式的使用者介面上點選第一區段12所連設的第一彎折區段16， 將第一彎折區段16攤平至基準面上，最後再點選第一彎折區段16連設的第二區段14，將第二區段14攤平至基準面上。

於此實施例中，第一部件10更包含中央區間18，中央區間18位於第一區段12、第二區段14及第一彎折區段16共同的上表面及下表面之間，於實務上，中央區間18是指在第一部件10彎折時，不會因為彎折而延展的區域。因此，中央區間18可作為第一部件10展開攤平於基準面上的依據，舉例來說，於步驟S105中，沿著第一彎折區段16與第一區段16之間的連接線，將第一彎折區段16攤平至基準面上時，第一彎折區段16的上表面和下表面長度將會與第一彎折區段16的中間區段長度相同，接著，再沿著第一彎折區16段與第二區段14之間的連接線，將第二區段14攤平於基準面上時，第二區間14的上表面和下表面長度將會與第二區間14的中間區段長度相同，從而使得第一部件10上表面的長度、下表面的長度與中央區間的長度相同。

於步驟S107中，當第一區段12、第一彎折區段16及第二區段14攤平至基準面上後，第一彎折區段16的長度是已經過彎折延展的長度。因此，電腦應用程式將計算第一彎折區段16在彎折之前所需的材料長度，以攤平在基準面上的第一彎折區段16扣除第一延展部161的長度，得到第一材料尺寸。所謂的材料尺寸指的是材料的邊界長度、邊界寬度、厚度、材料的邊界面積或其他關於材料大小或形狀的數值。

於本實施例的步驟S101中，電腦應用程式偵測鈑金 件中是否具有第一部件10時，若鈑金件中未具有第一部件10，於步驟S109中，電腦應用程式可直接計算鈑金件的材料尺寸。換言之，鈑金件中未具有會造成誤差的第一部件10，故電腦應用程式不需要校正第一部件10所造成的誤差後再計算鈑金件面積，而可以直接計算鈑金件的材料尺寸。

在電腦應用程式將計算第一彎折區段16在彎折之前所需的材料長度後，於步驟S111中，電腦應用程式將自動計算鈑金件中不具有彎折區段的其他部分所需的材料尺寸。接著，於步驟S113中，電腦應用程式總和第一材料尺寸與不具有彎折區段的其他部分所需材料尺寸，提供使用者鈑金件所需材料的總尺寸，方便使用者計算材料成本。

於步驟S115中，電腦應用程式可更進一步地提供鈑金件展開後，扣除第一延展部161的鈑金材平面圖，方便使用者藉以切割實際的鈑金件材料。

請一併參照第2A圖至第2D圖及第3A圖至第3B圖所示，第2C圖係為根據本揭露另一實施例所繪製的鈑金件展開圖，第2D圖係為根據本揭露另一實施例所繪製的鈑金材平面圖，第3A圖至第3B圖係為根據本揭露另一實施例所繪製的計算材料尺寸方法的流程圖。如圖所示，於另一實施例中，所述的計算材料尺寸方法的步驟S301、步驟S303及步驟S305與前一實施例的步驟S101、步驟S103及步驟S105大體上相同，在此不再加以贅述。於前一實施例不同的是，電腦應用程式將第一區段12、第二 區段14及第一彎折區段16攤平至基準面上後，於步驟S307中，電腦應用程式提供顯示第一區段12、第二區段14及第一彎折區段16在基準面上的第一部件10展開圖，如第2C圖所示。第2C圖中所繪製的斜線部分，係方便用以顯示第一彎折區段16延展的部分(即第一延展部161)，但實際上的延展長度可能很小。

接著，電腦應用程式開始計算第一材料尺寸，於步驟S309中，電腦應用程式依據鈑金件所需材料的延展係數及第一彎折區段16的彎取程度，計算出第一延展部161的延展長度。第一延展部161的延展長度大小關聯於第一彎折區段16所使用的材料、第一彎折區段16的厚度、第一彎折區段16彎折的角度及內彎折半徑等因素。舉例來說，第一彎折區段16材料的延展性越好，彎折的角度越大，第一延展部161的延展長度就越大。

之後，於步驟S311中，測量第一區段、第二區段及第一彎折區段攤平至基準面上時，第一區段該第二區段及第一彎折區段的總長度、總寬度及彎折後總長度。於步驟S313中，將第一彎折區段的彎折後總長度扣除延展長度，得到第一彎折區段的彎折前總長度，以第一區段該第二區段及第一彎折區段的總長度、總寬度及第一彎折區段的彎折前總長度，作為第一部件10的第一材料尺寸。

電腦應用程式計算出第一部件10的第一材料尺寸後，於步驟S315中，電腦應用程式可再提供顯示第一部件10攤平於基準面上，且第一彎折區段16扣除因延展而增長的展開圖， 如第2D圖所示。於步驟S317中，計算第一區段、第二區段、第一彎折區段的材料尺寸總合，再扣除第一延展部的材料尺寸，得到第一材料尺寸。

最後，於步驟S319中，電腦應用程式計算鈑金件中不具有彎折區段的其他部分所需的材料尺寸。並於步驟S321中，總和第一材料尺寸與不具有彎折區段的其他部分所需材料尺寸。然後再於步驟S323中，電腦應用程式可提供鈑金件展開後，扣除第一延展部161的鈑金材平面圖，以提供使用者鈑金件所需材料的總尺寸，方便使用者藉以計算材料成本及切割實際的鈑金件材料。

於另一個實施例中，請參照第4圖所示，第4圖係為根據本揭露另一實施例所繪製的計算第一材料尺寸的流程圖，如第4圖所示，於步驟S501中，測量第一區段或第二區段的厚度尺寸及寬度尺寸。於實務上，由於本實施例係運用於鈑件件上，因此第一區段與第二區段大致上相同，電腦應用程式可以只測量第一區段的厚度和寬度，也可以測量第一區段及第二區段的厚度和寬度，再取第一區段及第二區段厚度的平均值和寬度的平均值。接著，於步驟S503中，測量第一彎折區段攤平至基準面上時，第一彎折區段的體積。於步驟S505中，依據體積、厚度尺寸及寬度尺寸，計算第一彎折區段的彎折前長度。具體來說，由於第一彎折區段彎折時，彎折後長度較彎折前長度長，厚度也變較薄，因此在測量到第一彎折區段彎折後的體積時，再以第一區 段及第二區段的厚度尺寸和寬度尺寸，視作為第一彎折區段彎折前的寬度及厚度，就可以推算出第一彎折區段的彎折前長度。將第一區段及第二區段的厚度尺寸和寬度尺寸及第一彎折區段的彎折前長度，視為第一材料尺寸。

請一併參照第5圖及第6A圖至第6C圖所示，第5圖係為根據本揭露又一實施例所繪製的計算材料尺寸方法的流程圖，第6A圖係為根據本揭露又一實施例所繪製的鈑金件的示意圖，第6B圖係為根據本揭露又一實施例所繪製的鈑金件展開圖，第6C圖係為根據本揭露又一實施例所繪製的鈑金材平面圖。如圖所示，於此實施例中，所述的計算材料尺寸方法係要用以計算第一部件10及第一部件30所需的材料尺寸，第一部件10依序設有第一區段12、第一彎折區段16、第二區段14、第二彎折區段34及第三區段32，其中第二彎折區段34更包含第二延展部341。

於步驟S701中，使用者提供選擇指令給所述的計算材料尺寸方法，用以選擇第一區段12、第二區段14或第三區段32其中之一所在的平面作為基準面。此實施例以第一區段12所在的平面作為基準面來舉例說明。於步驟S703中，電腦應用程式沿著第一彎折區段16與第一區段12之間的連接線，將第一彎折區16段攤平至基準面上，並沿著第一彎折區段16與第二區段14之間的連接線，將第二區段14攤平至基準面上。接著，於步驟S705中，繼續在電腦應用程式的使用者介面上點選第一區段12連設的第二彎折區段34，將第二彎折區段34沿著第二彎折區 段34與第一區段12之間的連接線，攤平至基準面上，再點選第三區段32，沿著該第二彎折區段34與該第三區段32之間的連接線，將第三區段32攤平至基準面上。

於步驟S707中，當第一區段12、第一彎折區段16、第二區段14、第二彎折區段34及第三區段32攤平至基準面上後，電腦應用程式將計算第一彎折區段16及第二彎折區段34扣除第一延展部161及第二延展部341的長度，得到第二材料尺寸。

於此實施例中，所述計算材料尺寸方法亦可如前述步驟S111~步驟S115，計算鈑金件中除了第一部件10及第一部件30以外的其他部分所需的材料尺寸，並將計算的結果與第二材料尺寸相加，取得鈑金件總共所需的材料尺寸。同樣地，所述計算材料尺寸方法亦可提供將鈑金件展開攤平後，扣除第一延展部161及第二延展部341的鈑金材平面圖。

此實施例所舉的第一部件30為第二彎折區段34及第三區段32所組成，然第一部件30可為的其他組態，例如第5圖所示的又一實施例所繪製的計算材料尺寸方法的流程圖，就將第一部件30替換為一個第二彎折區段34。換言之，連設於第一部件10的第一部件30數量以及第一部件30的區段數量或彎折區段數量，皆屬於本發明之簡單變化，本發明不再加以贅述。

綜合以上所述，所述計算材料尺寸方法提供使用者介面，運用於電腦輔助設計系統中，用以計算電腦輔助設計系統無法準確算出鈑金件所需的材料尺寸，並提供使用者計算所得到 的已扣除鈑金件彎折延展誤差的鈑金件材料平面圖，讓使用者據以切割實際的鈑金件材料形狀及大小，更加精準方便地計算鈑金件材料所需的成本。

雖然本發明以上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

Claims (10)

1. 一種計算材料尺寸方法，用以對一鈑金件進行計算，該鈑金件包括一第一部件，該第一部件具有一第一區段、一第二區段及一第一彎折區段，該第一彎折區段介於該第一區段及該第二區段之間，該第一彎折區段包含至少一第一延展部，該計算材料尺寸方法包含：偵測該鈑金件中是否具有該第一部件；當該鈑金件中具有該第一部件時，依據一使用者指令，將該第一部件的該第一區段所在的座標平面作為一基準面；將該第一部件展開攤平至該基準面；以及以該基準面計算一第一材料尺寸，該第一材料尺寸係該第一區段、該第二區段及該第一彎折區段之材料尺寸的總和扣除該第一延展部的材料尺寸。
2. 如請求項1所述之計算材料尺寸方法，更包含：顯示該第一部件攤平於該基準面上的該第一部件的展開圖。
3. 如請求項1所述之計算材料尺寸方法，更包含：顯示該第一部件的該第一彎折區段扣除該第一延展部的一鈑金材平面圖。
4. 如請求項1所述之計算材料尺寸方法，其中於計算該第一材料尺寸的步驟中，包含：根據該鈑金件之材料的一延展係數及該第一彎折區段的 彎曲角度，計算該第一延展部的一延展長度；測量該第一區段、該第二區段及該第一彎折區段攤平至該基準面時，該第一區段、該第二區段及該第一彎折區段的一總長度、一總寬度及一彎折後總長度；以及計算一彎折前總長度，該彎折前總長度為該彎折後總長度扣除該延展長度，該總長度、該總寬度及該彎折前總長度為該第一材料尺寸。
5. 如請求項1所述之計算材料尺寸方法，其中於計算該第一材料尺寸的步驟中，包含：測量該第一區段或該第二區段其中之一的一厚度尺寸及一寬度尺寸；當該第一彎折區段攤平至該基準面上時，測量該第一彎折區段的一體積；以及依據該體積、該厚度尺寸及該寬度尺寸，計算該第一彎折區段的一彎折前長度，該厚度尺寸、該寬度尺寸及該彎折前長度為該第一材料尺寸。
6. 如請求項1所述之計算材料尺寸方法，其中該第一部件更包含一中央區間，該中央區間位於該第一區段、該第二區段及該第一彎折區段共同的一上表面及一下表面之間，於將該第一部件展開攤平至該基準面上的步驟中，包含：沿著該第一彎折區段與該第一區段之間的連接線，將該第一彎折區段攤平至該基準面上；以及 沿著該第一彎折區段與該第二區段之間的連接線，將該第二區段攤平至該基準面上，使該上表面的長度、該下表面的長度與該中央區間的長度相同。
7. 如請求項6所述之計算材料尺寸方法，其中該第一部件更包含一第三區段及一第二彎折區段，該第二彎折區段連設於該第一區段，該第三區段連設於該第二彎折區段，該第二彎折區段包含至少一第二延展部，該計算材料尺寸方法更包含：沿著該第二彎折區段與該第一區段之間的連接線，將該第二彎折區段攤平至該基準面上；以及沿著該第二彎折區段與該第三區段之間的連接線，將該第三區段攤平至該基準面上。
8. 如請求項7所述之計算材料尺寸方法，更包含：計算一第二材料尺寸，該第二材料尺寸係已展開至該基準面上的該第一區段、該第二區段、該第三區段、該第一彎折區段和該第二彎折區段材料尺寸的總和，扣除該第一延展部及該第二延展部的材料尺寸。
9. 如請求項1所述之計算材料尺寸方法，更包含：計算一第三材料尺寸，該第三材料尺寸係該鈑金件去除該第一部件後所需的材料尺寸。
10. 如請求項9所述之計算材料尺寸方法，更包含：計算一鈑金件總尺寸，該鈑金件總尺寸係該第一材料尺寸及該第三材料尺寸的總和。