WO2006027882A1 - ３次元モデル自動構築システム - Google Patents

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    • G06F2111/20—Configuration CAD, e.g. designing by assembling or positioning modules selected from libraries of predesigned modules

Definitions

  • the present invention relates to a three-dimensional model automatic construction system, and more particularly to a three-dimensional model automatic construction system suitable for constructing a three-dimensional model of a product using a computer.
  • an input means 1 for inputting data relating to a 3D model, and a product shape based on the data input by the input means 1
  • two-dimensional planes that include automatic design means 2 for automatically designing the necessary information
  • product shape construction means 3 for constructing a product shape based on the information designed by the automatic design means 2.
  • model shape construction In addition, in the design stage, priority is given to model shape construction. If the model shape does not meet the processing conditions at the production site, it is inevitable to actually repeat specification studies and trial production. It took a lot of time to build the model.
  • An object of the present invention is to efficiently construct a three-dimensional model.
  • the present invention constructs a three-dimensional model using a computer resource including a processing device resource, a memory resource, an input device, and an interface.
  • the processing device resource includes a dividing step of dividing a product into a plurality of parts based on a shape thereof, a part capable of constructing a model in a basic shape with respect to the plurality of parts, and the basic A part configuration selection step for selecting a combination with a part where a model can be constructed by processing the shape, a basic shape model for the part selected in the part configuration selection step is constructed, and the basic shape
  • the 3D A process consisting of a 3D model building step for building a model is executed based on the operation program of the memory resource.
  • the cut part model can be constructed in cooperation with a tool library of a processing factory as the part construction step.
  • the present invention provides a dividing means for dividing a product into a plurality of parts based on the shape thereof, a part capable of constructing a model with a basic shape for the plurality of parts, and processing the basic shape.
  • a part configuration selection means for selecting a combination with a part capable of constructing a model, and a basic shape model for the part selected by the part configuration selection means, and processing using cut parts for the basic shape model
  • the present invention is necessary for the product shape construction based on the shape selection means for selecting the product shape, the input means for inputting basic dimension information relating to the product shape, and the information input by the input means.
  • Automatic design means for generating accurate information, and processing the parts that can be modeled with the basic shape and the basic shape for a plurality of parts of the product shape based on the information generated by the automatic design means
  • a site configuration selection means for selecting a combination with a site for which a model can be constructed, and a site selected by the site configuration selection means.
  • a part construction means for constructing a cut part model by applying processing using a cut part to the basic shape model, and a basic shape model and a cut constructed by the part construction means comprises a 3D model automatic construction system comprising a 3D model construction means for constructing a 3D model of the product in combination with a part model.
  • the product is divided into a plurality of parts based on the shape, and the parts that can be modeled with the basic shape and the basic shape are processed with respect to the plurality of parts.
  • the two-dimensional model can be constructed efficiently.
  • the part construction means can be added with a function of constructing the cut part model in cooperation with a tool library of a processing factory.
  • a tool library of a processing factory By building a cut-part model in cooperation with the tool library at the processing plant, it is possible to link with the production site and perform machining simulation at the design stage. As a result, it is possible to shorten the time required for the design and processing plant to complete the use from design examination to trial production, and also reduce the number of trial productions.
  • the present invention relates to a program for causing a computer to execute the processing realized as each of the means described above, and a storage medium storing the program.
  • the storage medium include memory means such as CD-ROM and DVD-ROM.
  • FIG. 1 is a block configuration diagram of a three-dimensional model automatic construction system showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a basic configuration diagram of a three-dimensional model automatic construction system according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining processing contents for constructing a three-dimensional model.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between a cut part and a three-dimensional model.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional 3D model automatic construction system.
  • FIG. 1 is a block diagram of a 3D model automatic construction system showing an embodiment of the present invention.
  • the 3D model automatic construction system includes a computer 10, a keyboard 12, a mouse 14, a hard disk 16, and a display device 18.
  • the computer 10 captures product shape information relating to various products from the hard disk (memory resource) 16 according to a program for constructing a 3D model as a processing device resource, and displays an image based on the captured product shape information. Displayed on the screen of device 18.
  • the keyboard 12 and the mouse 14 function as the shape selection means 20 and the input means 22 as shown in FIG. 2, and select the product shape according to the operation of the operator, and relate to the selected product shape.
  • Information such as basic dimensions is entered.
  • the computer 10 constructs a product shape based on the input information as the automatic design means 24.
  • the automatic design means 24 functions as a dividing means for dividing the product into a plurality of parts based on the shape, and processes each part into a part that can be constructed with a basic shape model and a basic shape model. It has a function as a classification means to divide it into parts that can be constructed. It is made.
  • the computer 10 For each part classified by the automatic design means 24, the computer 10 further concentrates on a part that can be constructed with a basic shape model and a basic shape model as parts necessary for construction of a product shape. It is designed to function as a site configuration selection means 26 that selects a combination with a site that can be constructed.
  • the computer 10 further constructs a basic shape model based on the information obtained by the automatic design means 24 for the part selected by the part configuration selection means 26 and deforms the basic shape model. Later, it functions as a part construction means 28 for constructing a cut part model using cut parts.
  • the computer 10 further functions as a 3D model building means for building a 3D model of the product by combining the basic shape model and the cut part model as the product shape building means 30! /
  • Step Sl when the shape of the three-dimensional model of the product is displayed on the screen of the display device 18, for example, the finish shape 32, the head shape 34, and the lower neck shape 36 are displayed. Then, use the keyboard 12 and mouse 14 to select one of the shapes (Step Sl).
  • Fig. 4 (b) information such as basic dimensions necessary for the construction of the 3D model is entered as the initial value for the selected 3D model shape (step S2). .
  • the dimension values necessary for the construction of the three-dimensional model are calculated according to the dimension value automatic design program set in advance (step S3).
  • the combination of the basic shape and the cut part is selected from the table 38 stored in the hard disk 16, and the part information is determined (step S4).
  • Table 38 stores information about the parts that can be constructed by dividing the product into multiple parts and processing each part with a basic shape model and processing the basic shape model. ing.
  • Step S5 the basic shape is extracted from the basic shape library of the hard disk 16
  • Step S6 the basic shape is changed based on the dimension value calculated in Step S3 and molded.
  • Step S6 the cut part 48 is taken out from the cut part library 46 linked with the tool library 44 of the processing factory (step S 7).
  • step S 7 the model 42 whose dimensions were changed was molded to cut the shape of the end of the model 42 using the cut part 48, and the cut part 48 was A cut parts model 50 formed using the above is constructed (step S8).
  • step S9 it is determined whether or not the model has been constructed for all parts (step S9), and if it is determined that the model for all parts has not been constructed, the processing from step S5 to step S8 is executed. However, when it is determined that the models for all the parts have been constructed, as shown in Fig. 4 (g), all the constructed parts are combined. For example, the head model 52 and the body model 50 are combined. Is combined to construct a 3D model 54 (step S10).
  • the bolt when the product is a bolt and the bolt is composed of a head and a lower neck, the bolt is divided into two parts, a head and a lower neck.
  • the lower model 50 is composed of the model 42 obtained by changing the dimensions of the basic shape 40 and the model 50 obtained by using the cut part 48, and the head model 52 and the lower model 50 are combined.
  • a 3D model 54 for the bolt is constructed.
  • the cut part 48 is linked to the tool library 44 of the processing plant, it is possible to perform a CAM simulation at the initial design stage, thereby reducing the number of prototypes and more efficient design. It becomes possible.
  • the product shape is divided into a plurality of parts, and a model of each part is constructed by combining a basic shape model and a cut part model using cut parts.
  • the 3D model can be constructed efficiently and the time required to construct the 3D model can be reduced.
  • a three-dimensional model of a product can be efficiently constructed.

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Abstract

　３次元モデルを効率よく構築すること。 　製品を頭部と首下部の２つの部位に分割し、３次元モデルの形状として頭部形状３４と首下部形状３６を選択し、各部位の基本寸法を入力し、各部位の寸法値を計算するとともに、テーブル３８にしたがって基本形状とカットパーツの組み合わせを選択し、首下部形状３６について基本形状を変更する必要があるときには、基本形状のモデル４０の寸法を変更してモデル４２を構築し、さらにカットパーツ４８を選択してモデル４２に加工を施してモデル５０を構築し、頭部形状のモデル５２と首下部形状のモデル５０との組み合わせによってボルトに関する３次元モデル５４を構築する。

Description

明 細 書
3次元モデル自動構築システム
技術分野
[0001] 本発明は、 3次元モデル自動構築システムに係り、特に、コンピュータを用いて製 品の 3次元モデルを構築するに好適な 3次元モデル自動構築システムに関する。 背景技術
[0002] 従来、 3次元モデルデータを生成するものとして、例えば、図 6に示すように、 3次元 モデルに関するデータを入力する入力手段 1と、入力手段 1で入力したデータを基に 製品形状に必要な情報を自動的に設計する自動設計手段 2と、自動設計手段 2で 設計した情報を基に製品形状を構築する製品形状構築手段 3とを備えたものが知ら れており、 2次元平面で定義される形状を基に各種製品の 3次元モデルを構築する に際しては、回転や押し出しなど、 CADシステムの基本機能を利用する構成が採用 されている。この場合、 2次元平面で定義される形状のモデルと相似形状のモデルを 構築するときには、基本形状のモデルの寸法を変更することで自動的に作成すること ができる。
[0003] しかし、 2次元平面で定義される形状のモデルと一部の形状が異なるモデルを構築 するには、人手による修正作業が必要であり、モデル構築に時間が力かっていた。さ らに、多種の製品形状に対応するために、製品ごとに専用モデルを数多く作成して、 システムに実装する構成を採用すると、新規形状のモデルを多数構築しなければな らず、モデル構築により多くの時間が力かることになる。
[0004] また、設計段階では、モデルの形状構築を優先するため、モデルの形状が生産現 場での加工条件に合わない場合には、実際に、仕様検討や試作を繰り返すことが余 儀なくされ、モデルの構築に多くの時間が力かっていた。
本発明の課題は、 3次元モデルを効率よく構築することにある。
発明の開示
[0005] 前記課題を解決するために、本発明は、処理装置資源と、メモリ資源と、入力装置 と、インターフェイスとを備えたコンピュータ資源を用いて 3次元モデルを構築する 3 次元モデル自動構築方法において、前記処理装置資源は、製品をその形状を基に 複数の部位に分割する分割ステップと、前記複数の部位に対して基本形状でモデル の構築が可能な部位と前記基本形状に加工を施すことでモデルの構築が可能な部 位との組み合わせを選択する部位構成選択ステップと、前記部位構成選択ステップ で選択した部位に関して基本形状のモデルを構築するとともに、前記基本形状のモ デルにカットパーツを利用した力卩ェを施してカットパーツモデルを構築する部位構築 ステップと、前記部位構築ステップで構築した基本形状のモデルとカットパーツモデ ルとを組み合わせて前記製品の 3次元モデルを構築する 3次元モデル構築ステップ とからなる処理を、前記メモリ資源の動作プログラムに基づいて実行することを特徴と する 3次元モデル自動構築方法を採用したものである。
[0006] 前記 3次元モデル自動構築方法を採用するに際しては、前記部位構築ステップと しては、加工工場の工具ライブラリと連携して前記カットパーツモデルを構築すること ができる。
また、本発明は、製品をその形状を基に複数の部位に分割する分割手段と、前記 複数の部位に対して基本形状でモデルの構築が可能な部位と前記基本形状に加工 を施すことでモデルの構築が可能な部位との組み合わせを選択する部位構成選択 手段と、前記部位構成選択手段で選択した部位に関して基本形状のモデルを構築 するとともに、前記基本形状のモデルにカットパーツを利用した加工を施してカットパ 一ツモデルを構築する部位構築手段と、前記部位構築手段で構築した基本形状の モデルとカットパーツモデルとを組み合わせて前記製品の 3次元モデルを構築する 3 次元モデル構築手段とを備えることを特徴とする 3次元モデル自動構築システムを構 成したものである。
[0007] さらに、本発明は、製品形状を選択する形状選択手段と、前記製品形状に関する 基本寸法の情報を入力する入力手段と、前記入力手段で入力した情報を基に前記 製品形状構築に必要な情報を生成する自動設計手段と、前記自動設計手段で生成 した情報を基に前記製品形状の複数の部位に対して基本形状でモデルの構築が可 能な部位と前記基本形状に加工を施すことでモデルの構築が可能な部位との組み 合わせを選択する部位構成選択手段と、前記部位構成選択手段で選択した部位に 関して基本形状のモデルを構築するとともに、前記基本形状のモデルにカットパーツ を利用した加工を施してカットパーツモデルを構築する部位構築手段と、前記部位 構築手段で構築した基本形状のモデルとカットパーツモデルとを組み合わせて前記 製品の 3次元モデルを構築する 3次元モデル構築手段とを備えることを特徴とする 3 次元モデル自動構築システムを構成したものである。
[0008] このような構成であれば、製品をその形状を基に複数の部位に分割し、複数の部位 に対して、基本形状でモデルの構築が可能な部位と基本形状に加工を施すことでモ デルの構築が可能な部位との組み合わせを選択し、選択した部位にっ 、て基本形 状のモデルを構築するとともに、カットパーツを利用して基本形状のモデルに力卩ェを 施してカットパーツモデルを構築し、基本形状のモデルとカットパーツモデルとを組 み合わせて製品の 3次元モデルを構築するようにしたため、基本形状のモデルとカツ トパーツモデルとを任意に組み合わせることで、製品の 2次元モデルを効率よく構築 することができる。
[0009] 前記 3次元モデル自動構築システムを構成するに際しては、前記部位構築手段と しては、加工工場の工具ライブラリと連携して前記カットパーツモデルを構築する機 能を付加することができる。この場合、加工工場の工具ライブラリと連携してカットパ 一ツモデルを構築することで、生産現場と連携をとることができ、設計段階で加工シミ ユレーシヨンを行うことが可能になる。この結果、設計と加工工場との間で設計検討か ら試作まで行って使用を確定するのに要する時間を短縮することができるとともに、 試作回数を減少させることもできる。
[0010] さらに、本発明は、前記各手段として実現される処理をコンピュータに実行させるた めのプログラムおよびこのプログラムを記憶した記憶媒体に係るものである。記憶媒 体としては、 CD—ROM、 DVD— ROMなどのメモリ手段を例示することができる。 図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の一実施例を示す 3次元モデル自動構築システムのブロック構成図で ある。
[図 2]本発明に係る 3次元モデル自動構築システムの基本構成図である。
[図 3]図 1に示す 3次元モデル自動構築システムの作用を説明するためのフローチヤ ートである。
[図 4]3次元モデルを構築するための処理内容を説明するための図である。
[図 5]カットパーツと 3次元モデルとの関係を説明するための図である。
[図 6]従来の 3次元モデル自動構築システムの構成図である。
符号の説明
[0012] 10 コンピュータ
12 キーボード
14 マウス
16 ハードディスク
18 表示装置
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図 1は、本発明の一実施 例を示す 3次元モデル自動構築システムのブロック構成図である。
図 1において、 3次元モデル自動構築システムは、コンピュータ 10と、キーボード 12 と、マウス 14と、ハードディスク 16と、表示装置 18とを備えて構成されている。
[0014] コンピュータ 10は、処理装置資源として、 3次元モデルを構築するためのプログラム にしたがってハードディスク (メモリ資源） 16から各種製品に関する製品形状情報を 取り込み、取り込んだ製品形状情報に基づいた画像を表示装置 18の画面上に表示 するようになつている。この場合、キーボード 12、マウス 14は、入力装置として、図 2 に示すように、形状選択手段 20および入力手段 22として機能し、オペレータの操作 にしたがって製品形状を選択するとともに、選択した製品形状に関する基本寸法など の情報を入力するようになっている。形状選択手段 20によって選択された製品形状 に対して、入力手段 22によって基本寸法などの情報が入力されると、コンピュータ 10 は、自動設計手段 24として、入力された情報を基に製品形状の構築に必要な情報 をあら力じめ決められた手続にしたがって作成するようになっている。すなわち、自動 設計手段 24は、製品をその形状を基に複数の部位に分割する分割手段として機能 するとともに、各部位を基本形状のモデルで構築が可能な部位と基本形状のモデル に加工を施すことで構築が可能な部位とに分ける分類手段としての機能を備えて構 成されている。
[0015] コンピュータ 10は、さらに、自動設計手段 24によって分類された各部位に関して、 製品形状の構築に必要な部位として、基本形状のモデルで構築が可能な部位と基 本形状のモデルに力卩ェを施すことで構築が可能な部位との組み合わせを選択する 部位構成選択手段 26として機能するようになっている。
コンピュータ 10は、さらに、部位構成選択手段 26によって選択された部位に対して 、自動設計手段 24によって得られた情報を基に基本形状のモデルを構築するととも に、基本形状のモデルを変形させた後、カットパーツを利用してカットパーツモデル を構築する部位構築手段 28として機能するようになって 、る。
[0016] コンピュータ 10は、さらに、製品形状構築手段 30として、基本形状のモデルとカット パーツモデルとを組み合わせて製品の 3次元モデルを構築する 3次元モデル構築手 段として機能するようになって!/、る。
以下、具体例を図 3のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図 4 (a)に示すように、表示装置 18の画面上に製品の 3次元モデルの形状と して、例えば、仕上げ形状 32、頭部形状 34、首下部形状 36が表示されたときに、キ 一ボード 12、マウス 14を操作していずれかの形状を選択する (ステップ Sl)。次に、 選択された 3次元モデルの形状に対して、図 4 (b)に示すように、 3次元モデルの構 築に必要な基本寸法などの情報を初期値として入力する (ステップ S 2)。次に、図 4 ( c)に示すように、 3次元モデルの構築に必要な寸法値を事前に設定されていた寸法 値自動設計プログラムにしたがって計算する (ステップ S3)。
[0017] 次に、図 4 (d)に示すように、ハードディスク 16に格納されたテーブル 38から基本 形状とカットパーツの組み合わせを選択し、部位情報を決定する (ステップ S4)。テー ブル 38には、製品を複数の部位に分割し、各部位を基本形状のモデルで構築が可 能な部位と基本形状のモデルに加工を施すことで構築が可能な部位に関する情報 が格納されている。
次に、ハードディスク 16の基本形状ライブラリから基本形状を取り出し (ステップ S5) 、図 4 (e)に示すように、ステップ S3で算出された寸法値を基に、基本形状の寸法を 変更して成形する (ステップ S6)。 [0018] 次に、図 5に示すように、加工工場の工具ライブラリ 44と連携しているカットパーツラ イブラリ 46からカットパーツ 48を取り出す (ステップ S 7)。次に、図 4 (f)に示すように、 寸法が変更されたモデル 42を、カットパーツ 48を利用してモデル 42の端部の形状 をカットするための成形を行 、、カットパーツ 48を利用して成形されたカットパーツモ デル 50を構築する (ステップ S8)。
次に、すべての部位に関するモデルの構築が行われた力否かを判定し (ステップ S 9)、すべての部位に関するモデルが構築されていないと判定したときには、ステップ S5〜ステップ S8の処理を実行し、すべての部位に関するモデルが構築されたと判 定したときには、図 4 (g)に示すように、構築されたすベての部位を組み合わせ、例え ば、頭部のモデル 52とボディのモデル 50とを組み合わせて 3次元モデル 54を構築 する（ステップ S 10)。
[0019] すなわち、図 5に示すように、製品がボルトであって、ボルトが頭部と首下部で構成 されているときに、ボルトを頭部と首下部の 2つの部位に分割し、首下部のモデル 50 を基本形状 40の寸法を変更して得られたモデル 42とカットパーツ 48を利用して得ら れたモデル 50で構成し、頭部のモデル 52と首下部のモデル 50とを組み合わせてボ ルトに関する 3次元モデル 54を構築する。この場合、カットパーツ 48は、加工工場の 工具ライブラリ 44と連携されているため、設計初期段階での CAMシミュレーションの 実施が可能となり、試作回数を削減することができるとともに、より効率的な設計が可 會 になる。
[0020] 本実施例によれば、製品の形状を複数の部位に分割し、各部位のモデルを基本形 状のモデルとカットパーツを利用したカットパーツモデルとの組み合わせで 3次元モ デルを構築するようにしたため、 3次元モデルの構築を効率よく行うことができ、 3次 元モデルの構築に要する時間を短縮することができる。
また、本実施例によれば、基本形状のモデルやカットパーツを利用したカットパーツ モデルを任意に組み合わせることで、より多くの製品形状に対応することができ、シス テムのメンテナンスロードを削減することができる。
産業上の利用可能性
[0021] 本発明によれば、製品の 3次元モデルを効率よく構築することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 処理装置資源と、メモリ資源と、入力装置と、インターフェイスとを備えたコンビユー タ資源を用いて 3次元モデルを構築する 3次元モデル自動構築方法にぉ 、て、 前記処理装置資源は、製品をその形状を基に複数の部位に分割する分割ステップ と、前記複数の部位に対して基本形状でモデルの構築が可能な部位と前記基本形 状に加工を施すことでモデルの構築が可能な部位との組み合わせを選択する部位 構成選択ステップと、前記部位構成選択ステップで選択した部位に関して基本形状 のモデルを構築するとともに、前記基本形状のモデルにカットパーツを利用した加工 を施してカットパーツモデルを構築する部位構築ステップと、前記部位構築ステップ で構築した基本形状のモデルとカットパーツモデルとを組み合わせて前記製品の 3 次元モデルを構築する 3次元モデル構築ステップとからなる処理を、前記メモリ資源 の動作プログラムに基づ 、て実行することを特徴とする 3次元モデル自動構築方法。
[2] 請求項 1記載の 3次元モデル自動構築方法にお 、て、
前記部位構築ステップは、加工工場の工具ライブラリと連携して前記カットパーツモ デルを構築することを特徴とする 3次元モデル自動構築方法。
[3] 製品をその形状を基に複数の部位に分割する分割手段と、前記複数の部位に対し て基本形状でモデルの構築が可能な部位と前記基本形状に加工を施すことでモデ ルの構築が可能な部位との組み合わせを選択する部位構成選択手段と、前記部位 構成選択手段で選択した部位に関して基本形状のモデルを構築するとともに、前記 基本形状のモデルにカットパーツを利用した力卩ェを施してカットパーツモデルを構築 する部位構築手段と、前記部位構築手段で構築した基本形状のモデルとカットパー ツモデルとを組み合わせて前記製品の 3次元モデルを構築する 3次元モデル構築手 段とを備えることを特徴とする 3次元モデル自動構築システム。
[4] 製品形状を選択する形状選択手段と、前記製品形状に関する基本寸法の情報を 入力する入力手段と、前記入力手段で入力した情報を基に前記製品形状構築に必 要な情報を生成する自動設計手段と、前記自動設計手段で生成した情報を基に前 記製品形状の複数の部位に対して基本形状でモデルの構築が可能な部位と前記基 本形状に加工を施すことでモデルの構築が可能な部位との組み合わせを選択する 部位構成選択手段と、前記部位構成選択手段で選択した部位に関して基本形状の モデルを構築するとともに、前記基本形状のモデルにカットパーツを利用した加工を 施してカットパーツモデルを構築する部位構築手段と、前記部位構築手段で構築し た基本形状のモデルとカットパーツモデルとを組み合わせて前記製品の 3次元モデ ルを構築する 3次元モデル構築手段とを備えることを特徴とする 3次元モデル自動構 築システム。
[5] 請求項 3および 4の 、ずれか 1項に記載の 3次元モデル自動構築システムにお 、て、 前記部位構築手段は、加工工場の工具ライブラリと連携して前記カットパーツモデ ルを構築することを特徴とする 3次元モデル自動構築システム。
[6] 請求項 3ないし 5のいずれか 1項に記載の各手段として実現される処理をコンビユー タに実行させるためのプログラムを含むことを特徴とする 3次元モデル自動構築プロ グラム。
[7] 請求項 6記載の 3次元モデル自動構築プログラムを記憶したコンピュータ読取可能 な記憶媒体であることを特徴とする記憶媒体。
PCT/JP2005/011363 2004-09-10 2005-06-21 ３次元モデル自動構築システム Ceased WO2006027882A1 (ja)

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