WO2011139071A2 - 3d jig modeling device and method thereof - Google Patents

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WO2011139071A2
WO2011139071A2 PCT/KR2011/003301 KR2011003301W WO2011139071A2 WO 2011139071 A2 WO2011139071 A2 WO 2011139071A2 KR 2011003301 W KR2011003301 W KR 2011003301W WO 2011139071 A2 WO2011139071 A2 WO 2011139071A2
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link
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왕지남
박상철
곽종근
조희원
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주식회사 유디엠텍
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]

Definitions

  • the present invention relates to a virtual plant construction technology, and more particularly, to a technique for rapidly generating kinematic information on a jig shape for simulation of a jig designed in 3D.
  • the automotive industry is a typical manufacturing industry where production equipment changes frequently, and since the majority of the equipment making up the process is automated equipment, the use of 3D simulation has increased.
  • FMS flexible manufacturing system
  • the complexity of the process has increased more than in the past, due to the wide variety of parts and equipment that share lines. Therefore, in order to achieve the installation and stabilization of the process in the shortest time, companies are making various efforts to manage and simulate the facilities as 3D models.
  • 3D device and 3D part data are required to build a real manufacturing environment such as automobile manufacturing as a virtual manufacturing environment.
  • 3D devices are kinematically moving equipments such as robots, jigs, and transporters. In order to operate them in a realistic manner, information is required to be kinematically along with 3D shapes.
  • 3D part data does not require any kinematic information because it is a manufacturing target of a virtual environment.
  • the format of the shape information of the jig generated in the 3D CAD system is different from the format of the data used in the simulation system. Therefore, it is necessary to convert the format of the jig formation information generated in the 3D CAD system to the data format used in the simulation system. In this process, a problem of losing much of the shape information of the jig generated in the 3D CAD system occurs. As a result, the shape information and the kinematic information of the jig are not provided to the simulation system, which causes a problem that the simulation is not completed. As a result, a problem that takes a long time to build a virtual factory occurs.
  • a 3D jig modeling apparatus and a method for providing an environment in which kinematic information on a 3D jig shape can be conveniently input are proposed.
  • a 3D jig modeling apparatus receives a tree structure of 3D jig shape data generated in a 3D CAD system and configures 3D jig shape information and 3D jig shape among tree structures of the 3D jig shape data.
  • a data input unit for extracting structural information;
  • a kinematic information generator for generating kinematic information and motion information for the 3D jig shape by using the extracted 3D jig shape information and structural information constituting the 3D jig shape;
  • a data converter configured to generate 3D model data including kinematic information and motion information of the generated 3D jig shape and the extracted 3D jig shape information.
  • the kinematic information generating unit generates 3D primitive data, which is 3D data of each element shape constituting the 3D jig, and provides a user with a camera view interface for the 3D jig to receive a camera view setting for the 3D jig.
  • a link that is a set of primitives using the selected primitive data through a user interface, generate a point by obtaining an intersection point between the links using a set camera view, and generate a point using the set camera view in a vertical direction of the generated point Is generated as an axis, and a mechanism for calculating an angle of a polygon consisting of the point according to a predetermined link variation among the links is generated using the generated points, and the length of the predetermined link is determined by the generated mechanism.
  • Jig by defining the opening and closing of the jig In less defined, and wherein the generating mechanism appointed the length of the coupling link to define the opening and closing of the jig can be defined by this motion.
  • the link may be an input link, a fixed link, an output link, or a couple link.
  • Generating a point by obtaining an intersection point between the links using the set camera view may be generating four points by an intersection point between the links using the set camera view.
  • the 3D model data may include structural information, kinematic information, motion information, and 3D jig shape information constituting the 3D shape.
  • the structural information, kinematic information, and motion information constituting the 3D shape may be in a text file format, and the 3D jig shape information may have a binary code format.
  • a 3D jig modeling method includes receiving a tree structure of 3D jig shape data generated in a 3D CAD system and constructing 3D jig shape information and 3D jig among tree structures of the 3D jig shape data. Extracting information; Generating kinematic information and motion information for the 3D jig shape by using the extracted 3D jig shape information and structural information constituting the 3D jig shape; And generating 3D model data having a format usable for simulation of a 3D jig by using kinematic information and motion information on the generated 3D jig shape and the extracted 3D jig shape information.
  • the tree structure of the 3D jig shape data generated in the 3D CAD system is input to receive the 3D jig shape information and the 3D jig shape among the tree structure of the 3D jig shape data.
  • Extract the structural information constituting the structure generate kinematic information and motion information for the 3D jig shape by using the extracted 3D jig shape information and the structural information constituting the 3D jig shape, and kinematics for the generated 3D jig shape
  • 3D model data including information, motion information, and extracted 3D jig shape information
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of the 3D jig modeling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the structure of 3D jig model data according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a 3D jig modeling method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Jig is the largest number and type of automation equipment under consideration in the 3D environment.
  • the role of the jig and 3D model of the automotive process will be described.
  • multi-vehicle production systems which produce several models on one production line, are becoming more common.
  • the kind of parts which comprise a vehicle body becomes diversified
  • tool and conveyer which fixes a part becomes diverse.
  • the cost of designing and manufacturing jig shapes in automobile factories is large enough to account for about 10-20% of the total manufacturing system construction cost.
  • the main function of the jig is to accurately fix the target part before the robot and device work. Therefore, the number, location and shape of the jig is variously varied according to the shape of the part shape, and when the shape of the vehicle body is changed, the jig characteristic is redesigned.
  • the automotive process is divided into a whole process (line unit) and a detailed process (cell unit). As the body parts injected at the beginning of the line flow into the detailed process, the line unit is completed at the end.
  • Carriage is a facility that carries the body along the line flow.
  • the conveyer only serves to run without power, and the fixtures placed on the conveyer (JIG) fix the parts correctly before detailed process work. Since the shape of the jig and the position of the jig are determined by the part shape, the shape changes every time the process is planned and modified.
  • Line carriers usually have 30 to 35 jigs, each of which receives a signal from the PLC and performs an action.
  • the process of configuring the shape and movement of the jig is necessary. This is because the jig operation is necessary for the verification of the jig and the carrier operation according to the PLC signal in the PLC simulation, and the interlock check and the collision validation between the robot and the jig in the OLP simulation.
  • Important factors and characteristics in using the 3D jig model include accuracy, repeatability, and interaction.
  • the jig's main role is to fix the body parts before starting work in the cell.
  • the fixed jig performs collaboration with various robots and devices existing in the cell.
  • the jig and the robot (OLP) or the jig and the device perform collision verification simulation to correct the position and shape of the jig.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a 3D jig modeling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the 3D jig modeling apparatus by using the shape information of the 3D jig of the tree structure for the 3D jig shape, generates kinematic information and motion information for the simulation of the 3D jig, 3D jig model data having a format usable for simulation is generated using shape information, generated kinematic information, and motion information of the 3D jig.
  • the 3D jig modeling apparatus includes a data input unit 10, a kinematic information generation unit 20, and a data conversion unit 30.
  • the data input unit 10 receives the tree structure of the 3D jig shape data generated in the 3D CAD system and generates kinematic information by extracting the 3D jig shape information and the structural information constituting the 3D jig shape from the tree structure of the 3D jig shape data.
  • the part 20 and the data conversion part 30 are provided.
  • the tree structure for the 3D jig shape data may include 3D jig shape information, structural information constituting the 3D jig shape, and design information for the 3D jig shape.
  • the structural information constituting the 3D jig shape represents connection information between subcomponents of the 3D jig shape.
  • the 3D jig shape information and the structural information constituting the 3D jig shape are extracted from the 3D jig shape tree structure and provided to the kinematic information generation unit 20 for kinematic definition of the 3D jig shape.
  • 3D jig shape data including all of the conventional 3D jig shape information, structural information constituting the 3D jig shape, and design information for 3D jig shape
  • the kinematic definition of the 3D jig shape can be performed quickly.
  • the kinematic information generation unit 20 uses the 3D jig shape information and the structural information constituting the 3D jig shape among the 3D jig shape tree structures provided from the data input unit 10 to obtain kinematic information and motion information for the 3D jig shape. It generates and provides it to the data converter 30.
  • the reason for generating the kinematic information is that the 3D jig shape data has only shape information and cannot be simulated.
  • the kinematic information generation unit 20 performs kinematics on the 3D jig shape through five steps of 1) link definition, 2) point of interest definition, 3) axis definition, 4) mechanism application, and 5) motion definition. It generates information and provides a user interface for receiving data from the user in each step. That is, the kinematic information generator 20 provides a user interface for defining a link, a user interface for defining a point of interest, a user interface for defining an axis, a user interface for applying a mechanism, and a user interface for defining motion. can do.
  • Link is defined as a rigid body that defines the relationship between two neighboring joint axes of a manipulator.
  • Links are defined by defining a set of faces that belong to the same category kinematically among the Surfaces. Typically, this process is defined through hierarchies or colors at the upper 3D design application level.
  • the definition of the Concerning Point is as follows. It is necessary to create a point of interest for defining mechanisms and creating axes. Generally defined by jig shape and operator's perception.
  • Axis definition is as follows. Two links and one axis are needed to define the joint of the manipulator. Thus, we prepare for the joint definition by creating a common axis between the links.
  • the mechanism of jig movement used in the field is generally the Slider-Crank mechanism. This is one of the basic mechanisms of kinematics, which can be classified into R-P-R-R type and P-R-R-R type according to the joint application order. Where R (Rotational) is the rotational motion of the joint, P (Prismatic) is a linear motion.
  • the motion definition is as follows.
  • the jig generally has the movement of Clamp and Unclamp. Since each joint has a parameterized joint value for two-stage motion, the motion is applied using this.
  • the five steps described above are a general process used in the field to define the kinematic information of the jig.
  • the five steps described above can be automated to reduce the time and effort required for this process.
  • the kinematic information generation unit 20 provides a user interface for defining kinematic calculation information of the 3D jig and performs kinematic definition of the 3D jig using information input by the user.
  • the kinematic information generation unit 20 generates 3D primitive data that is 3D data of each element shape constituting the jig.
  • the kinematic information generation unit 20 provides a user with a camera view interface for the jig and receives a setting for the camera view for the jig. Create a link that is a set of primitives using the primitive data selected through the user interface.
  • the link may be an input link, a fixed link, an output link, or a couple link.
  • the fixed link means a link that is a reference in kinematic information modeling.
  • the input link is a link for inputting a force for movement in the kinematic information modeling
  • the couple link is a link between the input link and the output link.
  • the link is transmitted, and the output link means a link that finally outputs the exercise force transmitted through the couple link. Since such contents are easily understood by those skilled in the art, detailed descriptions will be omitted.
  • Points are generated by finding the intersection points between the links using the set camera view.
  • four intersection points are obtained for the four links and are called four points (input point, fixed point, output point, and couple point).
  • the vertical direction of the generated point is generated as an axis using the set camera view.
  • a mechanism for calculating an angle of a polygon composed of the points according to a predetermined link variation of the links is generated.
  • the generated point may be used to generate a mechanism for calculating the four angles of the quadrangle according to the couple link variation.
  • the length of the predetermined link is defined to define the opening and closing of the jig to define the jig operation.
  • the length of the couple link is defined to define the opening and closing of the jig to define it as a motion.
  • the data converter 30 includes 3D jig shape information among tree structures for 3D jig shapes, kinematic information, motion information, and 3D jig shapes generated by the kinematic information generation unit 20, and includes 3D jig shapes.
  • 3D model data having a format that can be used for the simulation of the data is generated and provided to the simulation system.
  • the 3D model data for the jig that can be used for the simulation is composed of a set of * .co and * .cob.
  • * .co has a text file (txt) format and includes structural information, kinematic information, and motion information constituting the shape.
  • the structural information constituting the shape is structural information constituting the 3D jig shape provided by the data input unit 10.
  • * .cob is a binary code format and contains 3D jig shape information (3D jig shape information extracted from a tree structure of 3D jig shape data).
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a 3D jig modeling method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the 3D jig modeling apparatus extracts the shape information of the 3D jig and the structural information constituting the 3D jig shape from the tree structure of the 3D jig shape data generated and input in the 3D CAD system (S1).
  • the tree structure for the 3D jig shape data may include 3D jig shape information, structural information constituting the 3D jig shape, and design information for the 3D jig shape.
  • the structural information constituting the 3D jig shape represents connection information between subcomponents of the 3D jig shape.
  • the 3D jig modeling apparatus generates kinematic information and motion information for the 3D jig shape using the extracted 3D jig shape information and the structural information constituting the 3D jig shape (S2).
  • the 3D jig modeling apparatus includes 3D jig modeling information including kinematic information, motion information, and 3D jig shape information of the generated 3D jig shape, and has a format usable for simulation of the 3D jig (S3).
  • the invention can be used in the field of automated building systems of factories.

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Abstract

Disclosed are a 3D jig modeling device and a method thereof. According to an embodiment of the present invention, the 3D jig modeling device comprises: a data input unit which receives tree structures of 3D jig shape data generated in a 3D CAD system, and extracts structural information that constitutes a 3D jig and shape information of the 3D jig among the tree structures of said 3D jig shape data; a kinematic information generation unit which generates motion information and kinematic information on a 3D jig shape by using the extracted 3D jig shape information and the extracted structural information that constitutes the 3D jig shape; and a data conversion unit which generates 3D model data that includes the generated kinematic information on the 3D jig shape, the generated motion information, and the extracted 3D jig shape information.

Description

3디 지그 모델링 장치 및 그 방법3Digg Modeling Device and Method
가상 공장 구축 기술에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 3D로 디자인된 지그의 시뮬레이션을 위해서 지그 형상에 대한 키네마틱(Kinematic) 정보를 빠르게 생성하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a virtual plant construction technology, and more particularly, to a technique for rapidly generating kinematic information on a jig shape for simulation of a jig designed in 3D.
신규공장 건설 시 공정 간의 불균형이 라인 효율에 얼마나 큰 손실을 초래할지 미리 시뮬레이션해 볼 수 있다면 설계 변경 및 개선을 통하여 상당한 생산성 향상을 거둘 수 있을 것이다. 일반적으로 공장이 완공된 후에는 레이아웃이나 공정의 변경이 불가능하고 엄청난 비용과 시간이 소요되기 때문에 공장의 양산 적용 전까지 운영상의 문제점 들을 분석하고 적절한 대책을 수립하여 이를 최종설계에 반영하는 것이 매우 중요하다. If you can simulate in advance how large an imbalance between processes will result in line efficiency in the construction of a new plant, you can achieve significant productivity gains through design changes and improvements. In general, it is impossible to change the layout or process after the plant is completed, and it takes a lot of cost and time, so it is very important to analyze the operational problems and establish appropriate measures and reflect them in the final design until the plant's mass production is applied. .
자동차 산업의 경우 생산 설비들의 변경이 자주 일어나는 대표적인 제조업인데, 공정을 구성하는 대다수 설비가 자동화 설비이기 때문에 3D 시뮬레이션의 활용이 많아졌다. 자동차 산업이 점차 유연 생산시스템(FMS: Flexible Manufacturing System)으로 진화함에 따라 라인을 공유하는 파트 및 설비의 종류가 다양해졌기 때문에 과거보다 공정의 복잡도가 많이 증가하였다. 따라서 최단 기간 내에 공정의 설치 및 안정화를 이루고자 기업들은 설비를 3D 모델로 관리하고 시뮬레이션하기 위해 다방면에 걸쳐 노력하고 있다.The automotive industry is a typical manufacturing industry where production equipment changes frequently, and since the majority of the equipment making up the process is automated equipment, the use of 3D simulation has increased. As the automotive industry has evolved into a flexible manufacturing system (FMS), the complexity of the process has increased more than in the past, due to the wide variety of parts and equipment that share lines. Therefore, in order to achieve the installation and stabilization of the process in the shortest time, companies are making various efforts to manage and simulate the facilities as 3D models.
과거에는 생산라인에 투입되는 설비를 각기 다른 환경에서 제작, 검토하여 생산라인에 설치, 시운전하였기 때문에 검토된 환경과 실제 라인 간, 설비들 간의 오차로 인해 많은 경제적 손실이 발생하였다. 하지만 컴퓨터 성능의 향상에 따라 대다수 자동화 설비들이 3D 환경에서 모델링 되고 검토되기 때문에 과거와 같은 손실을 줄일 수 있게 되었다. In the past, the equipments put into the production line were manufactured, reviewed in different environments, installed and commissioned on the production line, and many economic losses were incurred due to the error between the environment reviewed and the actual line. However, as computer performance improves, many of the automation facilities are modeled and reviewed in a 3D environment, reducing the loss of the past.
특히 자동차 산업의 경우 로봇의 역할이 매우 큰 비중을 차지하기 때문에 가상 환경 내의 로봇 작업장의 검토를 위한 OLP(Off-Line Programming)에 관한 연구가 많이 진행되었다. OLP 및 3D 시뮬레이션 환경이 자동차 산업에 파급됨에 따라 전사적으로 설비 및 파트 데이터가 3D 형식으로 관리되고 있지만, 개별 설비의 3D 모델을 만드는데 필요한 경제적 부담으로 인해 영세 기업에서는 아직까지 잘 수행되지 못하고 있다.In particular, since the role of robots plays a big role in the automotive industry, much research has been conducted on OLP (Off-Line Programming) for the review of robot workplaces in a virtual environment. As OLP and 3D simulation environments spread to the automotive industry, facility and part data is managed in 3D format across the enterprise, but the economic burden of creating 3D models of individual installations is still far from small.
자동차 제조 등과 같은 실제 제조 환경을 가상 제조환경으로 구축하기 위해서는 크게 3D 디바이스와 3D 파트 데이터가 필요하다. 3D 디바이스란 로봇, 지그, 운반기 등 기구학적으로 움직이는 설비들을 말하는데, 이들이 실제와 같은 동작을 하기 위해서는 3D 형상과 함께 기구학적으로 정보가 반드시 필요하다. 반면 3D 파트 데이터는 가상환경의 제조 대상이기 때문에 별도의 기구학 정보가 필요 없다. 3D device and 3D part data are required to build a real manufacturing environment such as automobile manufacturing as a virtual manufacturing environment. 3D devices are kinematically moving equipments such as robots, jigs, and transporters. In order to operate them in a realistic manner, information is required to be kinematically along with 3D shapes. 3D part data, on the other hand, does not require any kinematic information because it is a manufacturing target of a virtual environment.
자동차 산업의 경우 차체 및 설비 데이터가 3D로 관리되기 때문에 형상 수급은 크게 문제가 되지 않는다. 그러나 시뮬레이션 환경을 구축하기 위해서는 3D 형상에 기구학적 정보를 추가하는 부분은 시뮬레이션을 위한 부가적 작업이기 때문에 사람이 직접 수행해야 하는 어려움을 갖고 있다. 이 작업은 작업자가 디바이스 형상 및 움직임을 고려해 기구학 정보를 추가해야 하기 때문에 가상 환경 구축 과정에서 가장 큰 시간을 소모하는 부분이다.In the automotive industry, shape supply and demand is not a problem because body and facility data is managed in 3D. However, in order to create a simulation environment, adding kinematic information to 3D shapes is an additional task for simulation, and thus, humans have difficulty in performing it. This task is the most time-consuming part of the virtual environment creation process because the operator must add kinematic information to the device shape and movement.
또한, 3D CAD 시스템에서 생성된 지그의 형상정보의 포맷은 시뮬레이션 시스템에서 사용되는 데이터의 포맷은 서로 상이하다. 이에 3D CAD 시스템에서 생성된 지그의 형성정보의 포맷을 시뮬레이션 시스템에서 사용하는 데이터 포맷으로 변환이 필요한데, 이 과정에서 3D CAD 시스템에서 생성된 지그의 형상정보가 많이 손실되는 문제점이 발생한다. 이로 인해서 시뮬레이션 시스템에 완전하지 못한 지그의 형상정보 및 기구학정보가 제공되어 시뮬레이션이 완전하게 이루어지지 않는 문제점이 발생한다. 결국 가상 공장의 구축에 많은 시간이 소요되는 문제점이 발생하게 된다.In addition, the format of the shape information of the jig generated in the 3D CAD system is different from the format of the data used in the simulation system. Therefore, it is necessary to convert the format of the jig formation information generated in the 3D CAD system to the data format used in the simulation system. In this process, a problem of losing much of the shape information of the jig generated in the 3D CAD system occurs. As a result, the shape information and the kinematic information of the jig are not provided to the simulation system, which causes a problem that the simulation is not completed. As a result, a problem that takes a long time to build a virtual factory occurs.
3D 지그 형상에 대한 기구학 정보를 편리하게 입력할 수 있는 환경을 제공하는 3D 지그 모델링 장치 및 그 방법이 제안된다.A 3D jig modeling apparatus and a method for providing an environment in which kinematic information on a 3D jig shape can be conveniently input are proposed.
또한 시뮬레이션 시스템에 3D CAD 시스템에서 생성된 지그의 형상정보를 손상되지 않고 기구학 정보와 함께 시뮬레이션 시스템에 제공하는 3D 지그 모델링 장치 및 그 방법이 제안된다.In addition, a 3D jig modeling apparatus and method for providing the simulation system with the kinematic information without damaging the shape information of the jig generated in the 3D CAD system to the simulation system is proposed.
본 발명의 일 양상에 따른 3D 지그 모델링 장치는, 3D CAD 시스템에서 생성된 3D 지그 형상 데이터의 트리구조를 입력받아 상기 3D 지그 형상 데이터의 트리구조 중 3D 지그의 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 추출하는 데이터 입력부; 상기 추출된 3D 지그 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 이용하여 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보를 생성하는 키네마틱 정보 생성부; 및 상기 생성된 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보와 상기 추출된 3D 지그 형상정보를 포함하는 3D 모델 데이터를 생성하는 데이터 변환부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a 3D jig modeling apparatus receives a tree structure of 3D jig shape data generated in a 3D CAD system and configures 3D jig shape information and 3D jig shape among tree structures of the 3D jig shape data. A data input unit for extracting structural information; A kinematic information generator for generating kinematic information and motion information for the 3D jig shape by using the extracted 3D jig shape information and structural information constituting the 3D jig shape; And a data converter configured to generate 3D model data including kinematic information and motion information of the generated 3D jig shape and the extracted 3D jig shape information.
상기 키네마틱 정보 생성부는, 3D 지그를 구성하는 각 엘리먼트 형상의 3D 데이터인 3D 프리미티브 데이터를 생성하고, 사용자에게 3D 지그에 대한 카메라 뷰 인터페이스를 제공하여 3D 지그에 대한 카메라 뷰에 대한 설정을 입력받고, 사용자 인터페이스를 통해 선택된 프리미티브 데이터를 이용하여 프리미티브 집합인 링크를 생성하고, 설정된 카메라 뷰를 이용하여 상기 링크 간의 교점을 구하여 포인트를 생성하고, 상기 설정된 카메라 뷰를 이용하여 상기 생성된 포인트의 수직 방향을 축으로 생성하고, 상기 생성된 포인트를 이용하여 상기 링크 중 소정의 링크 변량에 따른 상기 포인트로 이루어지는 다각형의 각을 계산하는 메카니즘을 생성하고, 상기 생성된 메카니즘에서 상기 소정의 링크의 길이를 정하여 지그의 열림과 닫힘을 규정하여 지그 동작을 규정하고, 상기 생성된 메카니즘에서 상기 커플 링크의 길이를 정하여 지그의 열림과 닫힘을 규정하여 이를 모션으로 정의할 수 있다.The kinematic information generating unit generates 3D primitive data, which is 3D data of each element shape constituting the 3D jig, and provides a user with a camera view interface for the 3D jig to receive a camera view setting for the 3D jig. Generate a link that is a set of primitives using the selected primitive data through a user interface, generate a point by obtaining an intersection point between the links using a set camera view, and generate a point using the set camera view in a vertical direction of the generated point Is generated as an axis, and a mechanism for calculating an angle of a polygon consisting of the point according to a predetermined link variation among the links is generated using the generated points, and the length of the predetermined link is determined by the generated mechanism. Jig by defining the opening and closing of the jig In less defined, and wherein the generating mechanism appointed the length of the coupling link to define the opening and closing of the jig can be defined by this motion.
상기 링크는 입력링크(input link), 고정링크(fixed link), 출력링크(output link), 커플링크(couple link)일 수 있다.The link may be an input link, a fixed link, an output link, or a couple link.
상기 설정된 카메라 뷰를 이용하여 상기 링크 간의 교점을 구하여 포인트를 생성하는 것은, 설정된 카메라 뷰를 이용하여 상기 링크 간의 교점에 의한 4개의 포인트를 생성하는 것일 수 있다.Generating a point by obtaining an intersection point between the links using the set camera view may be generating four points by an intersection point between the links using the set camera view.
상기 생성된 포인트를 이용하여 상기 링크 중 소정의 링크 변량에 따른 상기 포인트로 이루어지는 다각형의 각을 계산하는 메카니즘을 생성하는 것은, 상기 생성된 포인트를 이용하여 커플링크 변량에 따른 사각형의 네 각을 계산하는 메카니즘을 생성하는 것일 수 있다.Generating a mechanism for calculating the angle of the polygon consisting of the point in accordance with a predetermined link variation of the link using the generated point, calculating the four angles of the quadrangle according to the couple link variation using the generated point It may be to create a mechanism to.
상기 3D 모델 데이터는, 상기 3D 형상을 구성하는 구조적 정보, 키네마틱 정보, 모션정보 및 3D 지그 형상 정보를 포함할 수 있다.The 3D model data may include structural information, kinematic information, motion information, and 3D jig shape information constituting the 3D shape.
상기 3D 형상을 구성하는 구조적 정보, 키네마틱 정보 및 모션정보는 텍스트 파일 형식이고, 상기 3D 지그 형상 정보는 바이너리 코드 형식을 가질 수 있다.The structural information, kinematic information, and motion information constituting the 3D shape may be in a text file format, and the 3D jig shape information may have a binary code format.
본 발명의 다른 양상에 따른 3D 지그 모델링 방법은, 3D CAD 시스템에서 생성된 3D 지그 형상 데이터의 트리구조를 입력받아 상기 3D 지그 형상 데이터의 트리구조 중 3D 지그의 형상정보 및 3D 지그를 구성하는 구조적 정보를 추출하는 단계; 상기 추출된 3D 지그 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 이용하여 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보와 상기 추출된 3D 지그 형상정보를 이용하여, 3D 지그의 시뮬레이션에 사용가능한 포맷을 갖는 3D모델 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a 3D jig modeling method includes receiving a tree structure of 3D jig shape data generated in a 3D CAD system and constructing 3D jig shape information and 3D jig among tree structures of the 3D jig shape data. Extracting information; Generating kinematic information and motion information for the 3D jig shape by using the extracted 3D jig shape information and structural information constituting the 3D jig shape; And generating 3D model data having a format usable for simulation of a 3D jig by using kinematic information and motion information on the generated 3D jig shape and the extracted 3D jig shape information.
본 발명의 실시예에 따른 3D 지그 모델링 장치 및 방법에 따르면, 3D CAD 시스템에서 생성된 3D 지그 형상 데이터의 트리구조를 입력받아 3D 지그 형상 데이터의 트리구조 중 3D 지그의 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 추출하고, 추출된 3D 지그 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 이용하여 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보를 생성하고, 생성된 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보와 추출된 3D 지그 형상정보를 포함하는 3D모델 데이터를 생성함으로써, 3D 지그 형상에 대한 기구학 정보를 편리하게 빠르게 정의할 수 있다. According to the 3D jig modeling apparatus and method according to an embodiment of the present invention, the tree structure of the 3D jig shape data generated in the 3D CAD system is input to receive the 3D jig shape information and the 3D jig shape among the tree structure of the 3D jig shape data. Extract the structural information constituting the structure, generate kinematic information and motion information for the 3D jig shape by using the extracted 3D jig shape information and the structural information constituting the 3D jig shape, and kinematics for the generated 3D jig shape By generating 3D model data including information, motion information, and extracted 3D jig shape information, it is possible to conveniently and quickly define kinematic information about the 3D jig shape.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 지그 모델링 장치에 대한 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of the 3D jig modeling apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3D 지그 모델 데이터의 구조를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing the structure of 3D jig model data according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 지그 모델링 방법에 대한 플로차트를 나타낸 도면이다.3 is a flowchart illustrating a 3D jig modeling method according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the embodiments of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intention or custom of a user or an operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
3D 환경에서 검토되는 자동화 설비 중에서 종류 및 수가 가장 많은 것이 지그(Jig)이다. 먼저, 자동차 공정의 지그 역할 및 3D 모델을 설명하면 다음과 같다. 자동차 산업이 부흥함에 따라 하나의 생산라인에서 여러 차종을 생산하는 다 차종 생산시스템이 보편화 되어 가고 있다. 이에 따라 차체를 구성하는 파트의 종류가 다양해지고, 파트를 고정하는 지그 및 운반기의 종류가 다양해지고 있다. 특히 자동차 공장의 지그 형상 디자인 및 제작에 투입되는 비용이 전체 제조시스템 구축비용의 약 10-20%를 차지할 만큼 크게 작용한다. Jig is the largest number and type of automation equipment under consideration in the 3D environment. First, the role of the jig and 3D model of the automotive process will be described. With the revival of the automobile industry, multi-vehicle production systems, which produce several models on one production line, are becoming more common. Thereby, the kind of parts which comprise a vehicle body becomes diversified, and the kind of jig | tool and conveyer which fixes a part becomes diverse. In particular, the cost of designing and manufacturing jig shapes in automobile factories is large enough to account for about 10-20% of the total manufacturing system construction cost.
지그의 주된 기능은 로봇 및 디바이스가 작업하기 전에 대상 파트를 정확하게 고정시켜 주는 것이다. 따라서 파트 형상 모양에 따라 지그의 개수, 위치 및 모양이 다양하게 존재하며, 차체 형상이 변경되면 지그 특성이 재설계되는 프로세스를 갖는다. The main function of the jig is to accurately fix the target part before the robot and device work. Therefore, the number, location and shape of the jig is variously varied according to the shape of the part shape, and when the shape of the vehicle body is changed, the jig characteristic is redesigned.
자동차 공정은 전체 공정(Line 단위) 및 세부 공정(Cell 단위)으로 나눠지는데, 라인 시작 부분에 투입된 차체 파트가 세부 공정으로 흘러가면서 종료 부분에서 라인 단위 단품이 완성된다. The automotive process is divided into a whole process (line unit) and a detailed process (cell unit). As the body parts injected at the beginning of the line flow into the detailed process, the line unit is completed at the end.
라인 Flow를 따라 차체를 운반시켜주는 역할을 하는 설비가 운반기(Carriage)이다. 운반기는 그 자체 동력이 없이 흘러가는 역할만 할 뿐이고, 운반기 위에 배치되어 있는 지그(JIG: Fixture)가 세부 공정 작업에 앞서 파트를 올바르게 고정해주는 역할을 한다. 이때 지그의 형상 및 놓이는 위치는 파트 형상에 의해 결정되기 때문에 공정이 계획되고 수정될 때마다 그 모습이 변경된다. 라인 운반기에는 보통 30 ~ 35 개의 지그가 놓이기도 하는데, 각각의 지그는 PLC를 통해 신호를 받고 동작을 수행한다. Carriage is a facility that carries the body along the line flow. The conveyer only serves to run without power, and the fixtures placed on the conveyer (JIG) fix the parts correctly before detailed process work. Since the shape of the jig and the position of the jig are determined by the part shape, the shape changes every time the process is planned and modified. Line carriers usually have 30 to 35 jigs, each of which receives a signal from the PLC and performs an action.
따라서 PLC 시뮬레이션 혹은 OLP(OffLine Programming) 시뮬레이션을 위해서 3D 환경을 구성하고자 할 때, 지그의 형상 및 움직임을 구성하는 과정은 반드시 필요하다. 왜냐하면 PLC 시뮬레이션에서 PLC 신호에 따른 지그 및 운반기 동작의 검증과, OLP 시뮬레이션에서 로봇과 지그 간의 인터락 체크(Interlock check) 및 간섭 검증(Collision validation)을 위해서는 지그 동작이 반드시 필요하기 때문이다. Therefore, when constructing a 3D environment for PLC simulation or OLP (OffLine Programming) simulation, the process of configuring the shape and movement of the jig is necessary. This is because the jig operation is necessary for the verification of the jig and the carrier operation according to the PLC signal in the PLC simulation, and the interlock check and the collision validation between the robot and the jig in the OLP simulation.
3D 지그 모델을 사용하는데 있어서 중요한 요소 및 특성에는, 정확성(Accuracy), 반복성(Repeatedly), 상호작용성(Interaction)이 있다. Important factors and characteristics in using the 3D jig model include accuracy, repeatability, and interaction.
정확성(Accuracy)에 대해서는, 데이터로부터 지그의 용도 및 형상이 결정되면 3D 모델과 파트 간의 간섭확인을 위해 모션(motion) 시뮬레이션을 수행한다. 이때, 지그 형상 설계 또는 위치 배정이 정확하게 맞지 않는 경우 설계를 다시 수행한다. 시뮬레이션을 통해 만족 되는 3D 지그 형상이 결정되면, 지그의 2D 도면을 출력하여 제작에 들어간다.As for accuracy, when the use and shape of the jig are determined from the data, motion simulation is performed to check for interference between the 3D model and the part. At this time, if the jig shape design or position assignment does not exactly fit, the design is performed again. Once the 3D jig shape is satisfied through the simulation, the 2D drawing of the jig is printed and manufactured.
반복성(Repeatedly)에 대해서는, 자동차 공정에 투입되는 차체의 종류는 매우 다양하고, 생산 초기 설계 시점에서 차체의 디자인 변경이 매우 잦게 일어난다. 따라서 차체 형상 변경에 맞춰 지그의 3D 모델 검증도 반복적으로 일어난다. 이는 생산 초기 설계 과정에서 계획, 수정, 검토를 거처 최종 지그 제작에 이르기까지 반복된다. Repeatedly, there are many kinds of car bodies to be put into the automotive process, and the design changes of car bodies occur very frequently at the initial design stage. As a result, the 3D model verification of the jig also occurs repeatedly as the body shape changes. This is repeated from the initial design stage of production to planning, modification and review to final jig production.
상호작용성(Interaction)에 대해서는, 지그의 주된 역할은 셀(cell) 내의 작업 시작 전에 차체 파트를 고정하는 것이다. 고정된 지그는 셀에 존재하는 여러 로봇 및 디바이스와 협업을 수행하는데, 이때 지그와 로봇(OLP) 또는 지그와 디바이스간 충돌 검증 시뮬레이션을 수행하여 지그의 위치 및 형상을 보정하는 과정을 거친다. With regard to interaction, the jig's main role is to fix the body parts before starting work in the cell. The fixed jig performs collaboration with various robots and devices existing in the cell. At this time, the jig and the robot (OLP) or the jig and the device perform collision verification simulation to correct the position and shape of the jig.
이제 이러한 3D 지그 모델을 생성하는 장치 및 방법에 대해서 살펴보기로 한다.Now, the apparatus and method for generating such a 3D jig model will be described.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3D 지그 모델링 장치의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a 3D jig modeling apparatus according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 3D 지그 모델링 장치는, 3D 지그 형상에 대한 트리구조 중 3D 지그의 형상정보를 이용하여 3D 지그의 시뮬레이션을 위한 키네마틱 정보 및 모션정보를 생성하고, 3D 지그의 형상정보, 생성된 키네마틱 정보 및 모션정보를 이용하여 시뮬레이션에 사용가능한 포맷을 갖는 3D 지그 모델 데이터를 생성한다.As shown, the 3D jig modeling apparatus according to an embodiment of the present invention, by using the shape information of the 3D jig of the tree structure for the 3D jig shape, generates kinematic information and motion information for the simulation of the 3D jig, 3D jig model data having a format usable for simulation is generated using shape information, generated kinematic information, and motion information of the 3D jig.
즉, 이 3D 지그 모델링 장치는, 데이터 입력부(10), 키네마틱 정보 생성부(20) 및 데이터 변환부(30)를 포함한다.In other words, the 3D jig modeling apparatus includes a data input unit 10, a kinematic information generation unit 20, and a data conversion unit 30.
데이터 입력부(10)는 3D CAD 시스템에서 생성된 3D 지그 형상 데이터의 트리구조를 입력받아 3D 지그 형상 데이터의 트리구조 중 3D 지그 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 추출하여 키네마틱 정보 생성부(20) 및 데이터 변환부(30)에 제공한다. 이때, 3D 지그 형상 데이터에 대한 트리구조는 3D 지그 형상정보, 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보 및 3D 지그 형상에 대한 설계정보를 포함할 수 있다. 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보는 3D 지그 형상의 하위 구성 요소간 연결정보를 나타낸다.The data input unit 10 receives the tree structure of the 3D jig shape data generated in the 3D CAD system and generates kinematic information by extracting the 3D jig shape information and the structural information constituting the 3D jig shape from the tree structure of the 3D jig shape data. The part 20 and the data conversion part 30 are provided. In this case, the tree structure for the 3D jig shape data may include 3D jig shape information, structural information constituting the 3D jig shape, and design information for the 3D jig shape. The structural information constituting the 3D jig shape represents connection information between subcomponents of the 3D jig shape.
이와 같이 3D 지그 형상 트리 구조 중 3D 지그 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보만을 추출하여 3D 지그 형상에 대한 기구학 정의를 위해서 키네마틱 정보 생성부(20)에 제공함으로써 즉 3D 지그 형상에 대한 기구학 정의를 위해서 불필요한 3D 지그 형상에 대한 설계정보를 제거함으로써, 종래 3D 지그 형상 정보, 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보 및 3D 지그 형상에 대한 설계정보를 모두 포함한 3D 지그 형상 데이터를 이용하여 3D 지그 형상에 대한 기구학 정의를 한 것에 비해서 3D 지그 형상에 대한 기구학 정의를 빠르게 수행할 수 있다. As such, only the 3D jig shape information and the structural information constituting the 3D jig shape are extracted from the 3D jig shape tree structure and provided to the kinematic information generation unit 20 for kinematic definition of the 3D jig shape. By removing design information about 3D jig shapes that are not necessary for kinematic definition, 3D jig using 3D jig shape data including all of the conventional 3D jig shape information, structural information constituting the 3D jig shape, and design information for 3D jig shape Compared to the kinematic definition of the shape, the kinematic definition of the 3D jig shape can be performed quickly.
키네마틱 정보 생성부(20)는 데이터 입력부(10)로부터 제공된 3D 지그 형상 트리 구조 중 3D 지그 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 이용하여 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보를 생성하고 이를 데이터 변환부(30)에 제공한다. 이렇게 키네마틱 정보를 생성하는 이유는 3D 지그 형상 데이터가 형상 정보만을 가지고 있어서 시뮬레이션할 수 없기 때문이다. The kinematic information generation unit 20 uses the 3D jig shape information and the structural information constituting the 3D jig shape among the 3D jig shape tree structures provided from the data input unit 10 to obtain kinematic information and motion information for the 3D jig shape. It generates and provides it to the data converter 30. The reason for generating the kinematic information is that the 3D jig shape data has only shape information and cannot be simulated.
이때, 키네마틱 정보 생성부(20)는 1) 링크의 정의, 2) 관심 점의 정의, 3) 축 정의, 4) 메커니즘 적용, 5) 모션 정의의 다섯 단계를 거쳐서 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보를 생성하며, 각 단계별로 사용자로부터 데이터를 입력받기 위한 사용자 인터페이스를 제공한다. 즉, 키네마틱 정보 생성부(20)는 링크의 정의를 위한 사용자 인터페이스, 관심 점의 정의를 위한 사용자 인터페이스, 축 정의를 위한 사용자 인터페이스, 메커니즘 적용을 위한 사용자 인터페이스, 모션 정의를 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. At this time, the kinematic information generation unit 20 performs kinematics on the 3D jig shape through five steps of 1) link definition, 2) point of interest definition, 3) axis definition, 4) mechanism application, and 5) motion definition. It generates information and provides a user interface for receiving data from the user in each step. That is, the kinematic information generator 20 provides a user interface for defining a link, a user interface for defining a point of interest, a user interface for defining an axis, a user interface for applying a mechanism, and a user interface for defining motion. can do.
3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 생성에 필요한 용어에 대해서 살펴보기로 한다. 링크(Link)는 머니퓰레이터(Manipulator)의 두 이웃하는 조인트 축 사이의 관계를 정의하는 강체라고 정의한다. 면(Surface)들 중에서 기구학적으로 같은 범주에 속하는 면 집합을 정의하여 링크를 정의한다. 일반적으로 이 과정은 상위 3D 디자인 어플리케이션 단계에서 계층관계 혹은 컬러를 통해 정의된다.Terms used to generate kinematic information for 3D jig shapes will be described. Link is defined as a rigid body that defines the relationship between two neighboring joint axes of a manipulator. Links are defined by defining a set of faces that belong to the same category kinematically among the Surfaces. Typically, this process is defined through hierarchies or colors at the upper 3D design application level.
관심 점(Concerning Point) 정의를 설명하면 다음과 같다. 메커니즘 정의 및 축 생성을 위한 관심 점 생성이 필요하다. 일반적으로 지그 형상과 작업자의 인지를 통해서 정의된다.The definition of the Concerning Point is as follows. It is necessary to create a point of interest for defining mechanisms and creating axes. Generally defined by jig shape and operator's perception.
축(Axis) 정의를 설명하면 다음과 같다. 매니퓰레이터(manipulator)의 조인트를 정의하기 위해서는 2개의 링크와 1개의 축이 필요하다. 따라서 링크 사이에 존재하는 공통 축을 생성하여 조인트 정의를 위한 준비를 한다.Axis definition is as follows. Two links and one axis are needed to define the joint of the manipulator. Thus, we prepare for the joint definition by creating a common axis between the links.
메커니즘(Mechanism) 적용을 설명하면 다음과 같다. 현업에서 사용하는 지그 동작의 메커니즘은 일반적으로 Slider-Crank 메커니즘이다. 이는 기구학의 기본 메커니즘 중의 하나인데, 이를 조인트 적용 순서에 따라 R-P-R-R 형과 P-R-R-R 형으로 분류할 수 있다. 여기서 R(Rotational)은 조인트의 회전운동이며, P(Prismatic)는 직선 운동을 나타낸다.Mechanism application is explained as follows. The mechanism of jig movement used in the field is generally the Slider-Crank mechanism. This is one of the basic mechanisms of kinematics, which can be classified into R-P-R-R type and P-R-R-R type according to the joint application order. Where R (Rotational) is the rotational motion of the joint, P (Prismatic) is a linear motion.
모션(Motion) 정의를 설명하면 다음과 같다. 지그는 일반적으로 Clamp(잠김) 및 Unclamp(열림)의 움직임을 갖는다. 각 지그 별로 2단계 모션에 대한 조인트 값이 파라미터 화 되어있기 때문에 이를 이용해 모션을 적용한다. The motion definition is as follows. The jig generally has the movement of Clamp and Unclamp. Since each joint has a parameterized joint value for two-stage motion, the motion is applied using this.
상술한 다섯 단계는 현업에서 지그의 기구학적 정보를 정의하기 위해서 사용하는 일반적인 프로세스이다. 이 과정에 소요되는 시간 및 노력을 줄이고자 상술한 다섯 단계를 자동화시킬 수 있다.The five steps described above are a general process used in the field to define the kinematic information of the jig. The five steps described above can be automated to reduce the time and effort required for this process.
즉, 키네마틱 정보 생성부(20)는 사용자에게 3D 지그의 기구학정 정보를 정의하기 위한 사용자 인터페이스를 제공하며 사용자가 입력하는 정보를 이용하여 3D 지그의 기구학적 정의를 수행한다. 실시예로 키네마틱 정보 생성부(20)는 지그를 구성하는 각 엘리먼트 형상의 3D 데이터인 3D 프리미티브 데이터를 생성한다. 키네마틱 정보 생성부(20)는 사용자에게 지그에 대한 카메라 뷰 인터페이스를 제공하며, 지그에 대한 카메라 뷰에 대한 설정을 입력받는다. 사용자 인터페이스를 통해 선택된 프리미티브 데이터를 이용하여 프리미티브 집합인 링크를 생성한다. 링크는 입력링크(input link), 고정링크(fixed link), 출력링크(output link), 커플링크(couple link)가 될 수 있다. 여기서 고정링크는 키네마틱 정보 모델링에서 기준이되는 링크를 의미하며, 입력링크는 키네마틱 정보 모델링에서운동을 위한 힘이 입력되는 링크이고, 커플링크는 입력링크와 출력링크와의 연결링크로서 운동이 전달되는 링크이고, 출력링크는 커플링크를 통해 전달된 운동 힘이 최종적으로 출력되는 링크를 의미한다. 이와같은 내용은 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 내용이므로 상세한 설명을 생략한다. That is, the kinematic information generation unit 20 provides a user interface for defining kinematic calculation information of the 3D jig and performs kinematic definition of the 3D jig using information input by the user. In an embodiment, the kinematic information generation unit 20 generates 3D primitive data that is 3D data of each element shape constituting the jig. The kinematic information generation unit 20 provides a user with a camera view interface for the jig and receives a setting for the camera view for the jig. Create a link that is a set of primitives using the primitive data selected through the user interface. The link may be an input link, a fixed link, an output link, or a couple link. In this case, the fixed link means a link that is a reference in kinematic information modeling. The input link is a link for inputting a force for movement in the kinematic information modeling, and the couple link is a link between the input link and the output link. The link is transmitted, and the output link means a link that finally outputs the exercise force transmitted through the couple link. Since such contents are easily understood by those skilled in the art, detailed descriptions will be omitted.
설정된 카메라 뷰를 이용하여 상기 링크 간의 교점을 구하여 포인트를 생성한다. 특히 상기 4개의 링크에 대해서 4개의 교점을 구하여 이를 4개의 포인트(input point, fixed point, output point, couple point)라 한다. 상기 설정된 카메라 뷰를 이용하여 상기 생성된 포인트의 수직 방향을 축으로 생성한다. 상기 생성된 포인트를 이용하여 상기 링크 중 소정의 링크 변량에 따른 상기 포인트로 이루어지는 다각형의 각을 계산하는 메카니즘을 생성한다. 특히 상기 생성된 포인트를 이용하여 커플링크 변량에 따른 사각형의 네 각을 계산하는 메카니즘을 생성할 수 있다. 상기 생성된 메카니즘에서 상기 소정의 링크의 길이를 정하여 지그의 열림과 닫힘을 규정하여 지그 동작을 규정한다. 특히 상기 생성된 메카니즘에서 상기 커플 링크의 길이를 정하여 지그의 열림과 닫힘을 규정하여 이를 모션으로 정의한다.Points are generated by finding the intersection points between the links using the set camera view. In particular, four intersection points are obtained for the four links and are called four points (input point, fixed point, output point, and couple point). The vertical direction of the generated point is generated as an axis using the set camera view. Using the generated points, a mechanism for calculating an angle of a polygon composed of the points according to a predetermined link variation of the links is generated. In particular, the generated point may be used to generate a mechanism for calculating the four angles of the quadrangle according to the couple link variation. In the generated mechanism, the length of the predetermined link is defined to define the opening and closing of the jig to define the jig operation. In particular, in the generated mechanism, the length of the couple link is defined to define the opening and closing of the jig to define it as a motion.
한편, 데이터 변환부(30)는 키네마틱 정보 생성부(20)에서 생성된 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보와 3D 지그 형상에 대한 트리구조 중 3D 지그 형상정보를 포함하고, 3D 지그의 시뮬레이션에 사용가능한 포맷을 갖는 3D 모델 데이터를 생성하여 시뮬레이션 시스템에 제공한다. Meanwhile, the data converter 30 includes 3D jig shape information among tree structures for 3D jig shapes, kinematic information, motion information, and 3D jig shapes generated by the kinematic information generation unit 20, and includes 3D jig shapes. 3D model data having a format that can be used for the simulation of the data is generated and provided to the simulation system.
이러한 시뮬레이션에 사용가능한 3D 모델 데이터의 포맷에 대한 일 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션에 사용가능한 지그에 대한 3D 모델 데이터는 *.co와 *.cob가 한 세트로 구성되어 있다. *.co는 텍스트 파일(txt) 형식을 가지며, 형상을 구성하는 구조적 정보, 키네마틱 정보 및 모션정보를 포함한다. 이때, 형상을 구성하는 구조적 정보는 데이터 입력부(10)에서 제공된 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보이다. *.cob는 바이너리 코드 포맷이며, 3D 지그 형상정보(3D 지그 형상 데이터의 트리구조에서 추출된 3D 지그 형상정보)를 포함한다. One embodiment of the format of 3D model data usable for such a simulation is shown in FIG. 2. As shown in Fig. 2, the 3D model data for the jig that can be used for the simulation is composed of a set of * .co and * .cob. * .co has a text file (txt) format and includes structural information, kinematic information, and motion information constituting the shape. In this case, the structural information constituting the shape is structural information constituting the 3D jig shape provided by the data input unit 10. * .cob is a binary code format and contains 3D jig shape information (3D jig shape information extracted from a tree structure of 3D jig shape data).
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3D 지그 모델링 방법에 대한 플로차트를 나타낸 도면이다.3 is a flowchart illustrating a 3D jig modeling method according to an exemplary embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 3D 지그 모델링 장치는 3D CAD 시스템에서 생성되어 입력된 3D 지그 형상 데이터의 트리구조 중 3D 지그의 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 추출한다(S1). 이때, 3D 지그 형상 데이터에 대한 트리구조는 3D 지그 형상정보, 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보 및 3D 지그 형상에 대한 설계정보를 포함할 수 있다. 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보는 3D 지그 형상의 하위 구성 요소간 연결정보를 나타낸다.As shown, the 3D jig modeling apparatus extracts the shape information of the 3D jig and the structural information constituting the 3D jig shape from the tree structure of the 3D jig shape data generated and input in the 3D CAD system (S1). In this case, the tree structure for the 3D jig shape data may include 3D jig shape information, structural information constituting the 3D jig shape, and design information for the 3D jig shape. The structural information constituting the 3D jig shape represents connection information between subcomponents of the 3D jig shape.
3D 지그 모델링 장치는 추출된 3D 지그 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 이용하여 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보를 생성한다(S2). The 3D jig modeling apparatus generates kinematic information and motion information for the 3D jig shape using the extracted 3D jig shape information and the structural information constituting the 3D jig shape (S2).
이후, 3D 지그 모델링 장치는 생성된 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보와 3D 지그 형상정보를 포함하고, 3D 지그의 시뮬레이션에 사용 가능한 포맷을 갖는 3D 모델 데이터를 생성한다(S3). Subsequently, the 3D jig modeling apparatus includes 3D jig modeling information including kinematic information, motion information, and 3D jig shape information of the generated 3D jig shape, and has a format usable for simulation of the 3D jig (S3).
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다. So far, the present invention has been described with reference to the embodiments. Those skilled in the art will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above-described examples, but should be construed to include various embodiments within the scope of the claims and equivalents thereof.
본 발명은 공장의 자동화 구축 시스템 분야에 이용될 수 있다. The invention can be used in the field of automated building systems of factories.

Claims (8)

  1. 3D CAD 시스템에서 생성된 3D 지그 형상 데이터의 트리구조를 입력받아 상기 3D 지그 형상 데이터의 트리구조 중 3D 지그의 형상정보 및 3D 지그를 구성하는 구조적 정보를 추출하는 데이터 입력부; A data input unit which receives a tree structure of 3D jig shape data generated by a 3D CAD system and extracts shape information of a 3D jig and structural information constituting a 3D jig among the tree structures of the 3D jig shape data;
    상기 추출된 3D 지그 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 이용하여 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보를 생성하는 키네마틱 정보 생성부; 및 A kinematic information generator for generating kinematic information and motion information for the 3D jig shape by using the extracted 3D jig shape information and structural information constituting the 3D jig shape; And
    상기 생성된 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보와 상기 추출된 3D 지그 형상정보를 포함하는 3D 모델 데이터를 생성하는 데이터 변환부를 포함하는, 3D 지그 모델링 장치.And a data converter configured to generate 3D model data including kinematic information and motion information of the generated 3D jig shape and the extracted 3D jig shape information.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 키네마틱 정보 생성부는,The kinematic information generation unit,
    3D 지그를 구성하는 각 엘리먼트 형상의 3D 데이터인 3D 프리미티브 데이터를 생성하고, 사용자에게 3D 지그에 대한 카메라 뷰 인터페이스를 제공하여 3D 지그에 대한 카메라 뷰에 대한 설정을 입력받고, 사용자 인터페이스를 통해 선택된 프리미티브 데이터를 이용하여 프리미티브 집합인 링크를 생성하고, 설정된 카메라 뷰를 이용하여 상기 링크 간의 교점을 구하여 포인트를 생성하고, 상기 설정된 카메라 뷰를 이용하여 상기 생성된 포인트의 수직 방향을 축으로 생성하고, 상기 생성된 포인트를 이용하여 상기 링크 중 소정의 링크 변량에 따른 상기 포인트로 이루어지는 다각형의 각을 계산하는 메카니즘을 생성하고, 상기 생성된 메카니즘에서 상기 소정의 링크의 길이를 정하여 지그의 열림과 닫힘을 규정하여 지그 동작을 규정하고, 상기 생성된 메카니즘에서 상기 링크중 커플 링크의 길이를 정하여 지그의 열림과 닫힘을 규정하여 이를 모션으로 정의하는, 3D 지그 모델링 장치.Generates 3D primitive data, 3D data of each element shape constituting the 3D jig, provides the user with a camera view interface for the 3D jig, receives the settings for the camera view for the 3D jig, and selects the selected primitive through the user interface. Generate a link that is a set of primitives using data, generate points by obtaining intersections of the links using a set camera view, generate a vertical direction of the generated points as axes using the set camera view, Using the generated points, a mechanism for calculating an angle of a polygon consisting of the points according to a predetermined link variation of the links is generated, and the opening and closing of the jig is defined by defining the length of the predetermined link in the generated mechanism. To define the jig operation, and In kanijeum, 3D modeling apparatus jig to define them by regulating the opening and closing of the jig appointed the length of the coupling link of the link to the motion.
  3. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 링크는 입력링크(input link), 고정링크(fixed link), 출력링크(output link), 커플링크(couple link)인, 3D 지그 모델링 장치. Wherein the link is an input link, a fixed link, an output link, or a couple link.
  4. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 설정된 카메라 뷰를 이용하여 상기 링크 간의 교점을 구하여 포인트를 생성하는 것은, 설정된 카메라 뷰를 이용하여 상기 링크 간의 교점에 의한 4개의 포인트를 생성하는 것인, 3D 지그 모델링 장치.Generating a point by obtaining the intersection point between the links using the set camera view, 3D jig modeling apparatus to generate four points by the intersection point between the links using the set camera view.
  5. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 생성된 포인트를 이용하여 상기 링크 중 소정의 링크 변량에 따른 상기 포인트로 이루어지는 다각형의 각을 계산하는 메카니즘을 생성하는 것은, 상기 생성된 포인트를 이용하여 커플링크 변량에 따른 사각형의 네 각을 계산하는 메카니즘을 생성하는 것인, 3D 지그 모델링 장치.Generating a mechanism for calculating the angle of the polygon consisting of the point in accordance with a predetermined link variation of the link using the generated point, calculating the four angles of the quadrangle according to the couple link variation using the generated point 3D jig modeling apparatus, which generates a mechanism to make.
  6. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 3D 모델 데이터는, The 3D model data,
    상기 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보, 키네마틱 정보, 모션정보 및 3D 지그 형상 정보를 포함하는, 3D 지그 모델링 장치. 3D jig modeling apparatus comprising structural information, kinematic information, motion information and 3D jig shape information constituting the 3D jig shape.
  7. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보, 키네마틱 정보 및 모션정보는 텍스트 파일 형식이고, 상기 3D 지그 형상 정보는 바이너리 코드 형식인 갖는, 3D 지그 모델링 장치.The structural information, kinematic information and motion information constituting the 3D jig shape are in a text file format, and the 3D jig shape information is in binary code format.
  8. 3D CAD 시스템에서 생성된 3D 지그 형상 데이터의 트리구조를 입력받아 상기 3D 지그 형상 데이터의 트리구조 중 3D 지그의 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 추출하는 단계; Receiving a tree structure of 3D jig shape data generated in a 3D CAD system and extracting shape information of a 3D jig and structural information constituting a 3D jig shape among the tree structures of the 3D jig shape data;
    상기 추출된 3D 지그 형상정보 및 3D 지그 형상을 구성하는 구조적 정보를 이용하여 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보를 생성하는 단계; 및 Generating kinematic information and motion information for the 3D jig shape by using the extracted 3D jig shape information and structural information constituting the 3D jig shape; And
    상기 생성된 3D 지그 형상에 대한 키네마틱 정보 및 모션정보와 상기 추출된 3D 지그 형상정보를 포함하는 3D모델 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 3D 지그 모델링 방법.And generating 3D model data including kinematic information and motion information for the generated 3D jig shape and the extracted 3D jig shape information.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900006880A (en) * 1988-10-26 1990-05-09 후루다 노리마사 Jig automatic design device
KR20080051112A (en) * 2005-05-06 2008-06-10 블루쉬프트 테크놀로지스, 인코포레이티드. Systems and methods for generating 3d simulations

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900006880A (en) * 1988-10-26 1990-05-09 후루다 노리마사 Jig automatic design device
KR20080051112A (en) * 2005-05-06 2008-06-10 블루쉬프트 테크놀로지스, 인코포레이티드. Systems and methods for generating 3d simulations

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KO, MIN SEOK ET AL.: 'A Study of Efficient Method of 3D JIG Kinematic Modeling for Automobile Process Simulation' JOURNAL OF SOCIETY OF CAD/CAM ENGINEERS vol. 14, no. 6, December 2009, pages 415 - 423 *
MIN-SNK KO ET AL.: 'Kinematic Template Generation Methodology for 3D JIG Models' JOURNAL OF 2010 CONFERENCE OF SOCIETY OF CAD/CAM ENGINEERS January 2010, pages 221 - 231 *

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