-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung:
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Korrigieren
von Modelldaten durch Korrigieren einer Pressform oder eines realen
Modells, das basierend auf als eine Referenz dienenden Modelldaten
hergestellt wurde, Messen der korrigierten Pressform oder des realen
Modells mit einem Messgerät, um dadurch dreidimensionale
Messdaten zu erhalten, und anschließendes Anordnen einer
ersten Oberfläche, die durch die dreidimensionalen Messdaten
dargestellt wird, in unmittelbarer Nähe zu einer zweiten
Oberfläche, die durch die Modelldaten dargestellt wird,
zum Vergleich zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche
unter Verwendung eines Computers. Die vorliegende Erfindung betrifft
auch ein Verfahren zum Bestimmen von Maschendaten durch Messen der
Oberflächenform eines Arbeitsstücks mit dem Messgerät,
um dabei Maschendaten zu erhalten, die aus einer Vielzahl von Maschenelementen
bestehen, und danach unter Verwendung eines Computers Störbereiche
innerhalb der Maschendaten zu identifizieren.
-
Beschreibung der verwandten Technik:
-
Bisher
war es üblich, eine Pressform herzustellen, indem die Pressform
unter Verwendung eines CAD-Systems oder ähnlichem aus Formdaten
eines Formartikels konstruiert wurde, um Pressformdaten zu erzeugen.
Dann wird ein numerisches Steuerprogramm (NC-Programm) für
die maschinelle Herstellung einer Pressform basierend auf den Pressformdaten
erzeugt, und in einer ersten Phase wird auf einem numerisch gesteuerten
(NC) Maschinenwerkzeug, das durch Laufenlassen des NC-Programms
betrieben wird, eine Pressform maschinell hergestellt. Das die maschinell
hergestellte Pressform in der ersten Phase nicht fähig sein
kann, Formartikel mit der gewünschten Qualität
herzustellen, ist es übliches Vorgehen, die Pressform basierend
auf Formartikeln, die auf Probebasis tatsächlich unter
Verwendung der Pressform hergestellt wurden, zu prüfen
und die Pressform entsprechend den Ergebnissen der Prüfung
zu korrigieren.
-
In
jüngster Zeit war es erwünscht, eine Vielzahl
von identischen Pressformen herzustellen und Arbeitsstücke
unter Verwendung der Pressformen für die Massenproduktion
von Endprodukten zu pressen. Es war üblich, eine korrigierte
Pressform als eine erste Pressform zu verwenden und dann eine zweite
Pressform (oder eine Serienpressform) herzustellen, die der ersten
Pressform entspricht. Um die zweite Pressform effizient herzustellen,
ist es wünschenswert, die Korrekturen, die an der ersten
Pressform erforderlich sein können und die von einer Fachkraft
vorgenommen werden, zu minimieren.
-
Gemäß der
japanischen offengelegten Patentveröffentlichung
Nr. 2006-320996 wird vorgeschlagen, eine hergestellte erste
Pressform mit einem dreidimensionalen Messgerät zu messen,
um aus dreidimensionalen Punktgruppendaten, die von dem dreidimensionalen
Messgerät erzeugt werden, eine gekrümmte Oberfläche
zu erzeugen und um NC-Maschinenherstellungsdaten zur maschinellen
Formbearbeitung basierend auf Daten der gekrümmten Oberfläche
zu erzeugen. Die von dem dreidimensionalen Messgerät erzeugten
dreidimensionalen Punktgruppendaten können die Form von
Maschendaten haben, wie in der
japanischen
offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 11-096398 offenbart.
-
Pressformen,
wie etwa obere und untere Pressformen, zum Pressen von Artikeln
mit komplexen Formen, wie etwa Autoverkleidungen, neigen dazu, Zwischenräume
zwischen ihren zusammengehörenden Oberflächen
zu haben, welche nicht aus Prototyppressformen und Presssimulationen
vorhergesagt werden können. Auch sind die Prototyppressformen
anfällig dafür, unter Falten und Rissen zu leiden.
Daher ist es notwendig, ein Verfahren zum Korrigieren der Pressformen
und erneuten Herstellen von Prototyppressformen zu wiederholen.
-
Eine
Pressform, die schließlich erhalten wird, d. h. eine erste
Pressform, wird nur als eine Pressform hergestellt. Wenn jedoch
Türen für eine Seite eines Autos, die symmetrisch
zu Türen für die andere Seite des Autos sind,
hergestellt werden sollen, nachdem die Pressform für die
Türen für die andere Seite des Autos hergestellt
wurden, oder wenn an einer Vielzahl von Fertigungsorten identische
Produkte hergestellt werden sollen, dann können eine oder
mehrere zweite Pressformen, die identisch oder symmetrisch zu der
ersten Pressform sind, hergestellt werden.
-
Um
die Zeit zu verkürzen, die benötigt wird, um derartige
zweite Pressformen herzustellen, kann die dreidimensionale Form
einer korrigierten Pressform gemessen werden, und die gemessenen
dreidimensionalen Daten können in den für die
zweiten Pressformen verwendeten Pressformmodelldaten wiedergegeben werden.
Der gegenwärtige Anmelder hat ein Verfahren für
die Wiedergabe dreidimensionaler Daten in Pressformmodelldaten,
wie in der
japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung Nr. 2008-176441 offenbart,
vorgeschlagen. Gemäß diesem vorgeschlagenen Verfahren
wird eine durch dreidimensionale Pressformdaten dargestellte Oberfläche
in unmittelbarer Nähe einer durch gemessene Pressformmodelldaten
dargestellten Oberfläche angeordnet, und Absolutwerte der
Abstände zwischen einer Vielzahl von Paaren entsprechender Punkte
auf den Oberflächen werden berechnet. Danach werden die
Pressformmodelldaten basierend auf den berechnete Absolutwerten
derartiger Abstände korrigiert. Das vorgeschlagene Verfahren
ist fähig, CAD-Daten zu erzeugen, die aus glatten Oberflächen
zusammengesetzt sind, ebenso wie zu verhindern, dass entsprechende
Punkte auf den Oberflächen in einer verdrehten Verbindung
zueinander stehen.
-
Das
in der
japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung Nr. 2008-176441 offenbarte
Verfahren definiert Referenzpunkte, die aus einer Vielzahl von Polygonen
auf einer zweiten Oberfläche bestehen, die durch dreidimensionale
gemessene Pressformdaten dargestellt ist, und definiert entsprechende
Punkte auf einer ersten Oberfläche, die durch entsprechende
Pressformmodelldaten dargestellt ist.
-
Wenn
das Aussehen eines Fahrzeugs konzipiert wird, können in
irgendeinem Stadium Modelldaten erzeugt werden, und ein Tonmodell,
das basierend auf den Modelldaten erzeugt wird, kann von dem Konstrukteur
mehrere Male korrigiert werden. In diesem Fall ist es auch wünschenswert,
das korrigierte Tonmodell in den Modelldaten wiederzugeben.
-
Eine
erste Pressform, die durch Korrigieren einer Pressform hergestellt
wird, kann darin Störungen, wie etwa Poren, die nach der
Korrektur der Pressform verursacht werden, Schraublöcher
zum Befestigen von Teilen an der ersten Pressform und Kratzer und
Stufen, enthalten, die aus verschiedenen Gründen erzeugt werden.
Derartige Störungen sollten in den Formoberflächendaten,
die für die dreidimensionale maschinelle Herstellung verwendet
werden, nicht wiedergegeben werden. Wenn eine erste Pressform, wie
in der
japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung Nr. 2008-176441 und der
japanischen offengelegten Patentveröffentlichung
Nr. 2006-320996 offenbart, von einem dreidimensionalen
Messgerät gemessen wird, muss der Computerbediener, da
in der ersten Pressform enthaltene Störungen ebenfalls
gemessen werden, dann die Stelle derartiger Störungen aus
den Maschendaten identifizieren und in einem anschließenden
Verfahren ein vorgegebenes Korrekturverfahren für die Maschendaten
durchführen.
-
Die
japanische offengelegte Patentveröffentlichung
Nr. 11-096398 offenbart, dass Kandidatenmaschen, die Maschenbewertungsstandards
und ein Abbildungsmodell erfüllen, angezeigt werden, so
dass der Bediener eine gewünschte Masche auswählen
kann.
-
Die
Menge von Maschendaten, die erzeugt wird, wenn die erste Pressform
von dem dreidimensionalen Messgerät gemessen wird, ist
so groß, dass es für den Bediener beschwerlich
wird, Störbereiche darin zu identifizieren. Der Bediener
muss fachkundig genug sein, um zu bestimmen, ob ein gewisser Bereich
von Maschendaten einen Störungsbereich enthält
oder nicht.
-
Gemäß dem
in der
japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung Nr. 2008-176441 offenbarten Verfahren,
werden, um Referenzpunkte auf einer Oberfläche, die durch
dreidimensionale gemessene Pressformdaten dargestellt ist, ebenso
wie entsprechende Punkte auf einer durch Pressformmodelldaten dargestellten
Oberfläche zu definieren, Normallinien in Bezug auf die
Referenzpunkte auf der Oberfläche, die durch die dreidimensionalen
gemessenen Pressformdaten dargestellt ist, festgelegt. Da die dreidimensionalen
gemessenen Pressformdaten durch Messen der ersten Pressform, die
eine tatsächliche Pressform ist, hergestellt werden, stellen
die dreidimensionalen gemessenen Pressformdaten aufgrund von kleinen
Fehlstellen durch die maschinelle Herstellung und durch das Messgerät
verursachten Messfehlern geringfügig raue Oberflächen dar.
Daher wird bevorzugt, Normallinien festzulegen, nachdem ein vorgegebenes
Glättungsverfahren (z. B. ein Relaxationsglättungsverfahren
oder ähnliches) für die dreidimensionalen gemessenen
Pressformdaten durchgeführt wurde, anstatt Normallinien
direkt von den Referenzpunkten festzulegen. Ein derartiges Glättungsverfahren
ist jedoch kompliziert und zeitaufwändig. Insofern, dass
eine Autokarosserie außerdem eine große Fläche
hat, bürdet das Korrigieren der dreidimensionalen gemessenen
Pressformdaten für alle Oberflächen der Autokarosserie
dem Computer eine übermäßig hohe Last
auf und ist auch zeitaufwändig.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung
von Maschendaten bereitzustellen, während Störbereiche
aus den Maschendaten einfach und zuverlässig identifiziert
werden.
-
Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
zum einfachen und effizienten Korrigieren von Modelldaten bereitzustellen,
die zunächst aus einer tatsächlichen Pressform
erhalten werden, bevor die Pressform korrigiert wird, um gemessenen
Daten zu entsprechen, die erzeugt wurden, indem die tatsächliche
Pressform gemessen wird, nachdem sie manuell korrigiert wurde, oder
indem ein reales Modell gemessen wird.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Korrigieren
von Modelldaten bereitgestellt, das die folgenden Schritte aufweist:
Korrigieren einer Pressform, die basierend auf Referenzmodelldaten
gefertigt wurde, und Messen der korrigierten Pressform mit einem
Messgerät, um dreidimensionale gemessene Pressformdaten
bereitzustellen, und Anordnen der dreidimensionalen gemessenen Pressformdaten
und der Modelldaten in unmittelbarer Nähe zueinander, und
unter Verwendung eines Computers Projizieren einer durch die Modelldaten
dargestellten ersten Oberfläche auf eine zweite Oberfläche,
die von den dreidimensionalen gemessenen Pressformdaten dargestellt
wird. Der Schritt des Projizierens der ersten Oberfläche
weist auf einen ersten Schritt des Bestimmens von Normallinien oder
mittleren Normallinien einschließlich von peripheren Bereichen
in Bezug auf eine Vielzahl von Referenzpunkten, die auf der ersten
Oberfläche festgelegt sind, einen zweiten Schritt des Bestimmens
von Schnittpunkten zwischen den Normallinien oder den mittleren
Normallinien und der zweiten Oberfläche und einen dritten
Schritt des Verschiebens der Referenzpunkte entlang der Normallinien
oder der mittleren Normallinien, an eine Position mit einem vorgegebenen
Verhältnis bis zu den Schnittpunkten, wodurch eine verschobene
und korrigierte Oberfläche bereitgestellt wird.
-
Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren
zum Korrigieren von Modelldaten bereitgestellt, das aufweist: die
Schritte des Korrigierens eines tatsächlichen Modells,
das basierend auf Referenzmodelldaten gefertigt ist, und des Messens
des korrigierten tatsächlichen Modells mit einem Messgerät,
um dreidimensionale gemessene tatsächliche Modelldaten
bereitzustellen, und des Anordnens der dreidimensionalen gemessenen
tatsächlichen Modelldaten und der Modelldaten in unmittelbarer Nähe
zueinander, und des Projizierens einer durch die Modelldaten dargestellten
ersten Oberfläche auf eine zweite Oberfläche,
die durch die dreidimensionalen gemessenen tatsächlichen
Modelldaten dargestellt sind, unter Verwendung eines Computers.
Der Schritt des Projizierens der ersten Oberfläche weist
auf: einen ersten Schritt des Bestimmens von Normallinien oder mittleren
Normallinien einschließlich peripherer Bereiche in Bezug
auf eine Vielzahl von auf der ersten Oberfläche festgelegten
Referenzpunkten, einen zweiten Schritt des Bestimmens von Schnittpunkten
zwischen den Normallinien oder den mittleren Normallinien und der
zweiten Oberfläche, und einen dritten Schritt des Verschiebens
der Referenzpunkte entlang der Normallinien oder der mittleren Normallinien
an eine Position mit einem vorgegebenen Verhältnis bis
zu den Schnittpunkten, wodurch eine verschobene und korrigierte
Oberfläche bereitgestellt wird.
-
In
dem Schritt des Projizierens der ersten Oberfläche werden
Normallinien oder mittlere Normallinien in Bezug auf eine Vielzahl
von auf der ersten Oberfläche festgelegten Referenzpunkten
bestimmt, und die Referenzpunkte werden entlang der Normallinien
oder der mittleren Normallinien verschoben. Folglich brauchen die
dreidimensionalen gemessenen Pressform- oder tatsächlichen
Modelldaten und die Modelldaten keiner Art von besonderem Glättungsverfahren
unterzogen werden. Daher können die Modelldaten einfach
und effizient korrigiert werden, um den gemessenen Daten zu entsprechen.
Das vorgegebene Verhältnis, auf das vorstehend Bezug genommen
wird, umfasst ein Verhältnis von 100%.
-
Die
verschobene und korrigierte Oberfläche kann als die erste
Oberfläche korrigiert werden. Ferner können der
erste Schritt, der zweite Schritt und der dritte Schritt eine Vielzahl
von Malen wiederholt werden.
-
Die
Referenzpunkte können Eckpunkte von Polygonen darstellen,
welche die erste Oberfläche bilden, und die mittleren Normallinienvektoren
können Vektoren darstellen, die durch ein gewichtetes Mittel
von Normallinien an Eckpunkten von Polygonen erzeugt werden, welche
die Referenzpunkte umfassen und sich innerhalb eines vorgegebenen
Bereichs um die Referenzpunkte erstrecken.
-
Das
Verfahren kann ferner nach dem Schritt des Projizierens der ersten
Oberfläche den Schritt des Durchführens eines
Optimierungsschritts aufweisen, um basierend auf einer pseudogekrümmten
Oberfläche Maschen zu erzeugen, um zu bewirken, dass die
verschobene und korrigierte Oberfläche, die schließlich
erzeugt wird, den vorgegebenen Genauigkeitsbedingungen entspricht.
-
Der
Schritt des Projizierens der ersten Oberfläche kann nur
innerhalb eines Bereichs der ersten Oberfläche durchgeführt
werden, der einem Bereich entspricht, in dem die Pressform korrigiert
wird. Da der Schritt des Projizierens der ersten Oberfläche
nur innerhalb des Bereichs der ersten Oberfläche durchgeführt
wird, welcher dem Bereich, in dem die Pressform korrigiert wird
entspricht, kann der Schritt des Projizierens der ersten Oberfläche
schnell durchgeführt werden.
-
Der
Bereich der ersten Oberfläche, welcher dem Bereich entspricht,
in dem die Pressform korrigiert wird, kann basierend auf dem Abstand
zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche
definiert werden, nachdem die dreidimensionalen gemessenen tatsächlichen
Modelldaten und die Modelldaten oder die dreidimensionalen gemessenen
Pressformdaten und die Modelldaten in unmittelbarer Nähe
zueinander angeordnet wurden.
-
Ein
Schwellwert für den Abstand zwischen der ersten Oberfläche
und der zweiten Oberfläche, der den Bereich der ersten
Oberfläche definiert, welcher dem Bereich entspricht, auf
dem die Pressform korrigiert wird, kann in einem Bereich von 0,05
mm bis 0,2 mm liegen.
-
Das
Verfahren kann ferner die Schritte des Identifizierens von Störbereichen
innerhalb der dreidimensionalen gemessenen Pressformdaten und des
Entfernens der identifizierten Störbereiche aus den dreidimensionalen
gemessenen Pressformdaten unter Verwendung eines Computers und des
Kopierens von Bereichen der ersten Oberfläche, die den
Störbereichen entsprechen, die aus den dreidimensionalen
gemessenen Pressformdaten entfernt wurden, auf Abschnitte der dreidimensionalen
gemessenen Pressformdaten, aus denen die Störbereiche entfernt
sind, aufweisen.
-
Mit
dem Verfahren zum Korrigieren von Modelldaten gemäß der
vorliegenden Erfindung können Modelldaten, die ursprünglich
basierend auf einem Objekt, das korrigiert werden soll, erhalten
wurden, einfach und effizient korrigiert werden, um den gemessenen
Daten zu entsprechen.
-
Gemäß noch
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren
zur Bestimmung von Maschendaten durch Messen einer Oberflächenform
eines Arbeitsstücks mit einem Messgerät bereitgestellt,
um Maschendaten, die aus einer Vielzahl von Maschenelementen bestehen,
zu erzeugen und danach unter Verwendung eines Computers mit den
Maschendaten Störbereiche zu identifizieren, wobei das Verfahren
aufweist: einen ersten Schritt des Identifizierens innerhalb der
Maschendaten eines vorgegebenen Referenzknotens und aller Nachbarknoten,
die zu dem Referenzknoten benachbart sind, wobei Seiten der Maschenelemente
zwischen ihnen eingefügt sind, einen zweiten Schritt des
Bestimmens einer mittleren Oberfläche in Bezug auf alle
Nachbarknoten, einen dritten Schritt des Bestimmens eines Abstands
zwischen der mittleren Oberfläche und dem Referenzknoten,
und einen vierten Schritt des Beurteilens des Referenzknotens als einen
normalen Knoten, wenn der Abstand kleiner als ein vorgegebener Schwellwert
ist, oder als einen Störknoten, wenn der Abstand gleich
oder größer als der vorgegebene Schwellwert ist.
-
Da
der Referenzknoten als ein Störknoten beurteilt wird, wenn
der Abstand zwischen der mittleren Oberfläche und dem Referenzknoten
gleich oder größer als der vorgegebene Schwellwert
ist, können Störbereiche mittels eines Computers
einfach und zuverlässig automatisch identifiziert werden.
-
Wenn
die mittlere Oberfläche gemäß einer Methode
der kleinsten Quadrate basierend auf allen Nachbarknoten bestimmt
wird, dann kann die mittlere Oberfläche geeignet bestimmt
werden.
-
Das
Verfahren kann ferner nach dem vierten Schritt den Schritt des Identifizierens
aller Maschenelemente um den Störknoten herum als Störelemente
aufweisen. Der Bediener des Computers ist auf diese Weise fähig,
identifizierte Störbereiche leicht zu erkennen.
-
Mit
dem Verfahrens zur Bestimmung von Maschendaten gemäß der
vorliegenden Erfindung können Störbereiche einfach
und zuverlässig automatisch identifiziert werden, da der
Referenzknoten als ein Störknoten beurteilt wird, wenn
der Abstand zwischen der mittleren Oberfläche und dem Referenzknoten
gleich oder größer als der vorgegebene Schwellwert
ist.
-
Die
vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, wenn sie in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, in denen bevorzugte
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als erläuternde
Beispiele gezeigt sind, deutlicher.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
ein Flussdiagramm, das die Abfolge eines vorausgehenden Verfahrens
vor einem Verfahren zur Bestimmung von Maschendaten gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
2 ist
ein Diagramm, das beispielhaft Maschendaten zeigt;
-
3 ist
ein Diagramm, welches das Verfahren zur Bestimmung von Maschendaten
auf einer zweidimensionalen Oberfläche erläutert;
-
4 ist
ein Flussdiagramm, das die Abfolge des Verfahrens zur Bestimmung
von Maschendaten gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
5 ist
eine Draufsicht, die einen Referenzknoten und benachbarte Knoten
innerhalb eines Abschnitts der Maschendaten zeigt;
-
6 ist
eine perspektivische Ansicht, die den Referenzknoten, benachbarte
Knoten und eine mittlere Oberfläche innerhalb eines Abschnitts
von Maschendaten zeigt;
-
7 ist
ein Diagramm, das den Referenzknoten, benachbarte Knoten und eine
mittlere Oberfläche innerhalb eines Abschnitts der Maschendaten
zeigt, die seitlich projiziert sind;
-
8 ist
eine Ansicht, welche die Maschendaten mit darin identifizierten
Störpolygonen zeigt;
-
9 ist
eine Draufsicht von Maschendaten, die erzeugt werden, wenn das Verfahren
zur Bestimmung von Maschendaten gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung auf einem gegebenen Arbeitsstück
versucht wird;
-
10 ist
eine Draufsicht von Maschendaten, die erzeugt werden, wenn ein anderes
Verfahren zur Bestimmung von Maschendaten gemäß der
vorliegenden Erfindung auf einem gegebenen Arbeitsstück
versucht wird;
-
11 ist
ein Flussdiagramm, das die Abfolge eines Verfahrens zum Korrigieren
von Modelldaten gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
12 ist
ein Diagramm, das eine Modelloberfläche und eine gemessene
Datenoberfläche, aus der Störbereiche entfernt
wurden, zeigt;
-
13 ist
ein Diagramm, das die Art und Weise zeigt, in der Normallinien in
Bezug auf die Modelloberfläche festgelegt werden;
-
14 ist
ein erstes Flussdiagramm (1), das eine Abfolge eines Stapel- und
Verformungsverfahrens zeigt;
-
15 ist
ein zweites Flussdiagramm (2), das eine Abfolge eines Stapel- und
Verformungsverfahrens zeigt;
-
16 ist
ein Diagramm, das die Art und Weise zeigt, in der ein Punkt innerhalb
von zwei oder weniger Knoten aus gegebenen Teilungspunkten extrahiert
wird;
-
17 ist
ein Diagramm, das eine Gewichtungsfunktion zeigt;
-
18 ist
ein Diagramm, das die Art und Weise zeigt, in der Normallinien von
einer ersten Schichtoberfläche festgelegt werden;
-
19 ist
ein Diagramm, das eine schematische zweidimensionale Darstellung
einer Vielzahl von verschobenen und korrigierten Oberflächen
gemäß eines Stapel- und Verformungsverfahrens
zeigt;
-
20 ist
ein Diagramm, das eine schematische dreidimensionale Darstellung
einer Vielzahl von verschobenen und korrigierten Oberflächen
gemäß eines Stapel- und Verformungsverfahrens
zeigt;
-
21 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in dem Normallinien zwischen
Oberflächen verdreht sind;
-
22 ist
ein Diagramm, das ein Optimierungsverfahren zeigt;
-
23 ist
ein Diagramm, das ein Ergänzungsverfahren zeigt; und
-
24 ist
ein Flussdiagramm, das die Abfolge eines Verfahrens zum Korrigieren
von Modelldaten gemäß einer Modifikation zeigt.
-
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
Ein
Verfahren zur Bestimmung von Maschendaten gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend
unter Bezug auf 1 bis 10 beschrieben.
-
Zuerst
wird nachstehend ein vorausgehendes Verfahren, das vor dem Verfahren
zur Bestimmung von Maschendaten gemäß der vorliegenden
Ausführungsform stattfindet, unter Bezug auf 1 beschrieben.
-
In
dem in 1 gezeigten Schritt S1 wird ein Formartikel, der
erhalten werden soll, konstruiert, und Daten eines Formartikelmodells
werden erzeugt.
-
In
Schritt S2 werden basierend auf den Daten des Formartikelmodells
Daten eines Pressformmodells auf einem CAD-System erzeugt.
-
In
Schritt S3 werden basierend auf den Pressformmodelldaten NC-(numerische
Steuer-)Daten zum Steuern eines NC-(numerisch gesteuerten)Maschinenwerkzeugs
erzeugt.
-
In
Schritt S4 wird von dem NC-Maschinenwerkzeug basierend auf den NC-Daten
eine Pressform als eine Probepressform hergestellt.
-
In
Schritt S5 wird unter Verwendung der erzeugten Probepressform ein
Formartikel als ein Artikelprototyp gepresst.
-
In
Schritt S6 werden der Artikelprototyp und eine Formungsoberfläche
der Pressform beobachtet und analysiert, und die Pressform wird
manuell korrigiert. Insbesondere wird der Artikelprototyp auf Falten,
Risse und Abmessungsfehler beobachtet und analysiert, während
die Pressform bezüglich Pressoberflächenbedingungen
beobachtet und analysiert wird. Die Pressform wird auf der Basis
einer allgemeinen Bewertung des Artikelprototyps und der Pressform
korrigiert. Die Schritte S5, S6 können mehrere Male wiederholt
werden.
-
In
Schritt S6 kann die Pressform aufgrund der an der Pressform durchgeführten
Korrekturen Poren in ihrer Oberfläche entwickeln und kann
auch unter Kratzern und Stufen leiden, die aus gewissen Gründen
erzeugt werden. Abhängig von Konstruktionsbedingungen kann
die Pressform auch Schraublöcher zum Befestigen von Teilen
daran haben. Derartige Poren, Kratzer, Stufen und Schraublöcher
sollten in den Formoberflächendaten, die für die
dreidimensionale maschinelle Herstellung verwendet werden, nicht
wiedergegeben werden.
-
In
Schritt S7 wird die Form der korrigierten Pressform (des Arbeitsstücks)
durch ein berührungsloses optisches dreidimensionales Messgerät
dreidimensional gemessen, wodurch dreidimensionale gemessene Daten,
die aus eine Gruppe von Punkten bestehen, erzeugt werden. Die Form
der korrigierten Pressform kann alternativ von einem anderen Messgerät,
wie etwa einem dreidimensionalen Messgerät mit Berührung
gemessen werden.
-
In
Schritt S7 werden Poren, Kratzer, Stufen und Schraublöcher,
die auf der Pressform vorhanden sind, ebenfalls gemessen, und die
Daten davon dienen als Störbereiche, die nicht in den Formoberflächendaten wiedergegeben
werden sollen.
-
In
Schritt S8 werden die Punktgruppen der dreidimensionalen gemessenen
Daten von einer vorgegebenen Einrichtung unter Verwendung eines
Computers als eine Anzahl dreieckiger Polygone (Maschenelemente)
festgelegt, wodurch Maschendaten erzeugt werden. Derartige dreieckige
Polygone stellen die Oberflächenform der Pressform dar,
die gemessen wurde. Die in Schritt S8 erzeugten Maschendaten umfassten
Störbereiche darin. 2 zeigt beispielhaft
Maschendaten 10. Die Maschendaten 10 weisen eine
Anzahl von dreieckigen Polygonen 12 auf, welche die Oberflächenform
der Pressform darstellen. Jedes der zwei Polygone 12, die
benachbart zueinander sind, hat jeweilige Seiten mit gleicher Länge,
die als eine gemeinsame Seite dienen. Jedes der Polygone 12 hat
eine dreieckige Form mit Eckpunkten, die als Knoten 14 dienen.
-
Nach
dem vorstehenden Verfahren wird das Verfahren zum Bestimmen von
Maschendaten gemäß der vorliegenden Ausführungsform
zum Identifizieren von Störbereichen ausgeführt.
Ein grundlegendes Konzept des Verfahrens zum Bestimmen von Maschendaten
wird nachstehend auf einer zweidimensionalen Oberfläche
beschrieben.
-
Wenn,
wie in 3 gezeigt, eine Vielzahl von Knoten 14 auf
einer Oberfläche ausgedrückt werden, wird einer
der Knoten 14 als ein Referenzknoten 14a ausgewählt,
während zwei zu dem Referenzknoten 14a benachbarte
Knoten 14 als Nachbarknoten 14b ausgewählt
werden. Ein Kreis 16, der in Kontakt mit dem Referenzknoten 14a und
den zwei Nachbarknoten 14b gehalten wird und einen Radius
r hat, und eine Referenzlinie 18, welche die zwei benachbarten
Knoten 14b verbindet, werden definiert.
-
Wenn
eine Pressform durch das Schneidwerkzeug eines Maschinenwerkzeugs
basierend auf den Maschendaten 10 maschinell hergestellt
wird, bewegt sich das Schneidwerkzeug nicht entlang der Seiten des
Polygons 12, sondern bewegt sich entlang glatten Kurven,
welche die Polygone 12 miteinander verbinden. Daher ist
der Kreis 16 im Wesentlichen gleich dem Weg, entlang dem
das Schneidwerkzeug sich bewegt.
-
Als
nächstes wird die Aufmerksamkeit auf den linken der zwei
benachbarten Knoten 14b konzentriert, auf welchen als „Nachbarknoten 14c” Bezug
genommen wird. Der Winkel von der Mitte 0 des Kreises 16,
der sich zwischen dem Nachbarknoten 14c und dem Referenzknoten 14a erstreckt,
ist durch θ dargestellt. Eine Gerade 22 ist durch
einen Mittelpunkt 20 auf der Geraden zwischen dem Nachbarknoten 14c und
dem Referenzknoten 14a und die Mitte 0 des Kreises 16 gezogen.
Auf den Abstand zwischen dem Kreis 16 und dem Mittelpunkt 20 entlang
der Geraden 22 wird als eine „Formtoleranz t” Bezug
genommen. Da die Formtoleranz t den Abstand zwischen dem Weg, entlang
dem sich das Schneidwerkzeug bewegt, und dem Polygon 12 darstellt,
ist es wünschenswert, dass die Formtoleranz t so klein
wie möglich ist. Es ist jedoch nicht vernünftig,
die Formtoleranz t im Vergleich zu der maschinellen Bearbeitungsgenauigkeit
des Maschinenwerkzeugs übermäßig zu verkleinern.
Daher wird die Formtoleranz t auf einen geeigneten kleinen Wert
festgelegt, der auf der maschinellen Bearbeitungsgenauigkeit des
Maschinenwerkzeugs basiert.
-
Der
Nachbarknoten 14c, der Mittelpunkt 20 und die
Mitte 0 bilden zusammen ein rechtwinkliges Dreieck. Auf dem rechtwinkligen
Dreieck ist der Abstand zwischen dem Nachbarknoten 14c und
dem Mittelpunkt 20 durch x dargestellt, und der Abstand
zwischen dem Mittelpunkt 20 und der Mitte 0 ist durch y
dargestellt. Auf der Referenzlinie 18 ist der Abstand zwischen
dem Nachbarknoten 14c und einem Punkt, an dem eine Linie
von dem Referenzknoten 14a sich senkrecht mit der Referenzlinie 18 schneidet,
durch z dargestellt. Der Referenzknoten 14a, der Nachbarknoten 14c und
die Mitte 0 bilden zusammen ein gleichschenkliges Dreieck mit zwei
gleich großen Winkeln α. Die senkrechte Linie 24 hat
eine Länge MT (auf die hier nachstehend als „Schwellwert
MT” Bezug genommen wird), die wie folgt berechnet wird: x = r c sin(θ/2) z
= r × sin θ t = x × tan(θ/4) MT = z × tan(θ/2)
-
Die
vorstehenden Gleichungen werden zu der folgenden Gleichung modifiziert: MT = t × 4
-
Daher
ist der Schwellwert MT als das Vierfache der Formtoleranz t definiert.
Wie später beschrieben wird, kann der Schwellwert MT als
0 < MT ≤ t × 4
definiert werden. Das heißt, der Schwellwert MT kann als
das Vierfache der Formtoleranz t oder weniger definiert werden.
-
Die
Maschendaten 10 werden ursprünglich durch Messen
einer ersten Pressform erhalten. Theoretisch sollte die Formtoleranz
t daher nicht übermäßig groß sein.
Jedoch können die Maschendaten 10 Bereiche enthalten,
in denen die Formtoleranz übermäßig groß ist.
Innerhalb derartiger Bereiche, kann der Referenzknoten 14a als
eine Störung, die durch Poren, Kratzer, Stufen oder Schraublöcher
in der Pressform verursacht wird, beurteilt werden.
-
Störbereiche
der Maschendaten 10 werden basierend auf dem vorstehenden
Konzept identifiziert. Da die Maschendaten 10 keine Daten
von Oberflächen aufweisen, sondern einen Satz von Daten
aufweisen, der aus den Knoten 14 besteht, ist es schwierig,
die Formtoleranz t zum Identifizieren der Störbereiche
direkt zu bestimmen. Es ist jedoch wünschenswert, Störbereiche
entsprechend einem auf der Formtoleranz basierenden Schwellwert,
d. h. dem Schwellwert MT der senkrechten Linie 24, zu identifizieren.
Gemäß dem Schwellwert MT kann außerdem
eine Vielzahl von Polygonen 12, die um den Referenzknoten 14 herum
vorhanden sind, zusammen auf Störbereiche geprüft
werden. 3 ist eine Veranschaulichung
der Beziehung zwischen der Formtoleranz t und dem Schwellwert MT.
Während der Schwellwert MT ein fester Wert ist, ist die
Länge d der senkrechten Linie 24 variabel.
-
Das
Verfahren zur Bestimmung von Maschendaten gemäß der
vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend unter Bezug
auf die in 4 gezeigte Abfolge beschrieben.
Grundsätzlich wird die in 4 gezeigte
Abfolge automatisch von einem Computer unter einem Programm ausgeführt.
Alle Schritte der Abfolge brauchen nicht notwendigerweise von einem
einzigen Computer ausgeführt werden. Zum Beispiel kann
das Anzeigeverfahren in Schritt S60 von einem Computer ausgeführt
werden, der zum Anzeigen von Informationen bestimmt ist. Das Störungsentfernungsverfahren
in Schritt S61 kann ganz oder teilweise manuell ausgeführt werden.
-
In
dem in 4 gezeigten Schritt S51 wird ein Referenzknoten
als ein Punkt, der bewertet werden soll, aus allen in den Maschendaten 10 enthaltenen
Knoten 14a, wie in 5 gezeigt,
ausgewählt. Der Schritt S51 ist in einem Schleifenverfahren
enthalten, das nachstehend beschrieben werden soll. In Schritt S51
wird einer der unverarbeiteten Knoten als ein Referenzknoten 14a ausgewählt.
-
In
Schritt S52 werden alle Nachbarknoten 14b, die zu dem Referenzknoten 14a benachbart
sind, wobei eine Seite von Polygonen 12 zwischen ihnen
eingefügt ist, d. h. alle Einkugelknoten, die zu dem Referenzknoten 14a benachbart
sind, identifiziert. In dem in 5 gezeigten
Beispiel sind sieben Polygone 12 um den Referenzknoten 14a herum
vorhanden, und folglich gibt es sieben Nachbarknoten 14b,
die zu dem Referenzknoten 14a benachbart sind. Im Allgemeinen
gibt es benachbart zu einem gegebenen Referenzknoten 14a drei oder
mehr Nachbarknoten 14b.
-
In
Schritt S53 wird, wie in 6 gezeigt, gemäß einer
Methode der kleinsten Quadrate basierend auf allen identifizierten
Nachbarknoten 14b eine mittlere Oberfläche 30 bestimmt.
Die Methode der kleinsten Quadrate macht es möglich, die
mittlere Oberfläche 30 geeignet zu bestimmen,
und macht es auch leicht, anschließende Verfahren durchzuführen.
Die mittlere Oberfläche 30 entspricht der in 3 gezeigten
Referenzlinie 18. Der Referenzknoten 14a kann
nicht in der Methode der kleinsten Quadrate enthalten sein, welche
die mittlere Oberfläche 30 bestimmt. Der Referenzknoten 14a kann
in über der mittleren Oberfläche 30,
unter der mittleren Oberfläche 30 oder auf der
mittleren Oberfläche 30 vorhanden sein.
-
Obwohl
die mittlere Oberfläche 30 im Grunde eine flache
Oberfläche ist, kann die mittlere Oberfläche 30 abhängig
von Konstruktionsbedingungen durch eine gekrümmte Oberfläche
angenähert werden.
-
In
Schritt S54 wird der Referenzknoten 14 auf die mittlere
Oberfläche 30 projiziert, um, wie in 7 gezeigt,
eine senkrechte Linie 24 zu definieren.
-
In
Schritt S55 wird der Abstand d zwischen einem Punkt, wo der Referenzknoten
auf die mittlere Oberfläche 30 projiziert wird,
und dem Referenzknoten 14, d. h. die Länge der
senkrechten Linie 24, bestimmt. Der Abstand d kann ungeachtet
dessen, ob der Referenzknoten 14a über der mittleren
Oberfläche 30 oder unter der mittleren Oberfläche 30 vorhanden
ist, in der gleichen Weise bestimmt werden.
-
In
Schritt S56 werden die Entfernung d und der Schwellwert MT miteinander
verglichen. Wenn d < MT, dann
geht die Steuerung zu Schritt S57. Wenn d ≥ MT, dann geht
die Steuerung zu Schritt S58. Obwohl der Schwellwert MT, wie vorstehend
beschrieben, gleich 4 × t ist, kann der Schwellwert MT
abhängig von Konstruktionsbedingungen etwas erhöht
oder verringert werden.
-
In
Schritt S57 wird der Referenzknoten 14a gegenwärtig
als ein normaler Knoten aufgezeichnet.
-
In
Schritt S58 wird der Referenzknoten 14a gegenwärtig
als ein Störknoten aufgezeichnet.
-
Nach
dem Schritt S57 oder dem Schritt S58 geht die Steuerung weiter zu
Schritt S59, der bestimmt, ob alle in den Maschendaten 10 enthaltenen
Knoten 14 als ein Referenzknoten 14a verarbeitet
wurden oder nicht. Wenn alle Knoten 14 verarbeitet wurden,
geht die Steuerung zu Schritt S60. Wenn irgendwelche der Knoten 14 unverarbeitet
bleiben, dann geht die Steuerung zurück zu Schritt S51.
-
Im
Grunde wird das vorstehende Bestimmungsverfahren für alle
in den Maschendaten 10 enthaltenen Knoten 14 durchgeführt.
Abhängig von den Konstruktionsbedingungen kann das Bestimmungsverfahren
jedoch für eine bessere Effizienz für einen gewissen
Bereich von Knoten 14 nicht ausgeführt werden.
-
In
Schritt S60 werden, wie in 8 gezeigt,
alle um die Knoten 14 herum angeordneten Polygone 12, die
als Störknoten 32 aufgezeichnet wurden, als Störpolygone
(Störelemente) 34 identifiziert. Anders ausgedrückt
können jegliche Polygone 12, die wenigstens einen
ihrer drei Knoten 14 als einen Störknoten 32 identifiziert
haben, als Störpolygone 34 identifiziert werden.
-
Die
Störpolygone 34 werden in einer anderen Farbe
als der der normalen Polygone 12 auf einem Überwachungsbildschirm 38 des
Computers angezeigt, wodurch dem Bediener des Computers ermöglicht wird,
die Ergebnisse des Bestimmungsverfahrens leicht zu erkennen. Wie
in 8 gezeigt, können gewisse Polygonbereiche
als Störbereiche innerhalb der Maschendaten 10 identifiziert
werden. In 8 (und auch 9)
sind die Störknoten 32 als unausgefüllte
Kreise gezeigt, während die Störpolygone 34 schraffiert
gezeigt sind.
-
In
Schritt S61 werden die Abschnitte der Maschendaten 10,
die als die Störbereiche identifiziert wurden, durch ein
vorgegebenes Glättungsverfahren verarbeitet, wodurch die
Störungen entfernt werden. Danach ist die in 4 gezeigte
Abfolge abgeschlossen. Die auf diese Weise bestimmten und verarbeiteten
Maschendaten 10 ermöglichen es, äußerst
genaue Maschinenbearbeitungsdaten, die frei von Störungen
sind, zu erzeugen.
-
Der
Erfinder der vorliegenden Erfindung wendete das Verfahren der vorliegenden
Erfindung zum Bestimmen von Maschendaten gemäß der
vorliegenden Ausführungsform auf ein Musterarbeitsstück
an, das eine niedrige gerade Stufe hatte. 9 ist eine
Draufsicht von Maschendaten 10, die als ein Ergebnis der
Anwendung des Verfahrens zur Bestimmung von Maschendaten auf das
Musterwerkstück erzeugt wurden. In 9 sind Störpolygone 14 schraffiert
gezeigt, und die vertikale Linie 36 stellt die Stufe dar.
Es ist zu sehen, dass die Störpolygone 34 entlang
der vertikalen Linie 36 angeordnet sind und sich in einer
Breite verteilen, die leicht zu erkennen ist. Es ist auch zu verstehen,
dass das Verfahren zur Bestimmung von Maschendaten gemäß der
vorliegenden Ausführungsform insbesondere für
ein kontinuierliches Störmuster, wie etwa die vertikale
Linie 36, effektiv ist.
-
Der
Erfinder der vorliegenden Erfindung überprüfte
auch mehrere Bestimmungsverfahren außer dem Verfahren zur
Bestimmung von Maschendaten gemäß der vorliegenden
Ausführungsform. Ein anderes derartiger Bestimmungsverfahren
ist ein Bestimmungsverfahren basierend auf der Größe
eines Winkels θ, der durch zwei Polygone 12 gebildet
wird. Wenn gemäß diesem Verfahren der Winkel θ übermäßig
groß ist, dann werden Polygone 12 auf entgegengesetzten
Seiten des Winkels θ als Störpolygone bestimmt.
-
10 ist
eine Draufsicht von Maschendaten 10, die als ein Ergebnis
der Anwendung des Verfahrens basierend auf der Größe
des Winkels θ auf das in 9 gezeigte
Musterarbeitsstück erzeugt werden. Da das Bestimmungsverfahren
basierend auf einer für zwei der Polygone 12 gemeinsamen
Seite ausgeführt wird, können nach der Anwendung
eines einzigen Zyklus des Bestimmungsverfahrens nur zwei Polygone
als Störpolygone bestimmt werden, und Störpolygone,
die durch nachfolgende Zyklen des Bestimmungsverfahrens bestimmt
werden, neigen nicht dazu, ein aussagekräftiges Muster
bereitzustellen. Ein Vergleich von 9 und 10 zeigt
an, dass die vertikale Linie 36 in 9 nicht
deutlich erkannt werden kann, und folglich ist das Verfahren zur
Bestimmung von Maschendaten gemäß der vorliegenden
Ausführungsform effektiver. Jedoch kann das in 10 dargestellte
Bestimmungsverfahren in gewissen Anwendungen, wie etwa zum Identifizieren
kleiner diskreter Störungen effektiv sein.
-
Da
mit dem Verfahren zur Bestimmung von Maschendaten gemäß der
vorliegenden Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben,
alle Polygone 12 einschließlich des Referenzknotens 14a,
wo der Abstand d zwischen der mittleren Oberfläche 30 und
dem Referenzknoten 14a gleich oder größer
als der Schwellwert MT ist, als Störpolygone identifiziert
werden, können Störbereiche innerhalb der Maschendaten 10 unter
Verwendung eines Computers einfach und zuverlässig automatisch
identifiziert werden.
-
Wie
in 4 gezeigt, wird das Bestimmungsverfahren für
einen Referenzknoten 14a grundsätzlich durch Identifizieren
von Nachbarknoten 14b, Bestimmen der mittleren Oberfläche 30,
Berechnen des Abstands d und Vergleichen des Abstands d mit dem
Schwellwert MT ausgeführt. Daher ist das Bestimmungsverfahren
einfach und stellt keine übermäßige Last
für den Computer dar.
-
Die
Maschenelemente der Maschendaten 10 weisen dreieckige Polygone 12 auf,
die leichter zu verarbeiten sind als Polygone mit anderen Formen,
z. B. rechteckige Polygone.
-
Während
die Menge an Maschendaten 10 groß ist, werden
Störbereiche innerhalb der Maschendaten 10 in
dem Verfahren zur Bestimmung von Maschendaten gemäß der
vorliegenden Ausführungsform grundsätzlich unter
Verwendung des Computers identifiziert. Folglich ist jegliche Belastung
für den Computerbediener klein, und der Bediener findet
es leicht, zu lernen, wie der Computer bedient werden muss, um das
Verfahren zur Bestimmung von Maschendaten gemäß der
vorliegenden Ausführungsform auszuführen.
-
Das
Verfahren zur Bestimmung von Maschendaten gemäß der
vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend dargestellten
Einzelheiten beschränkt, sondern es können vielfältige Änderungen
und Modifikationen an dem Verfahren vorgenommen werden, ohne vom
Bereich der Erfindung abzuweichen.
-
Ein
Verfahren zum Korrigieren von Modelldaten gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend
unter Bezug auf 11 bis 24 beschrieben.
-
In
dem in 11 gezeigten Schritt S101 wird
ein Formartikel, der erhalten werden soll, konstruiert, und Daten
des Formartikelmodells werden erzeugt.
-
In
Schritt S102 werden basierend auf den Daten des Formartikelmodells
Daten eines Pressformmodells auf einem CAD-System erzeugt.
-
In
Schritt S103 werden basierend auf den Pressformmodelldaten NC-(numerische
Steuer-)Daten zum Steuern eines NC-(numerisch gesteuerten)Maschinenwerkzeugs
erzeugt.
-
In
Schritt S104 wird von dem numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeug
basierend auf den NC-Daten eine Pressform hergestellt.
-
In
Schritt S105 wird unter Verwendung der hergestellten Pressform ein
Formartikel als ein Artikelprototyp gepresst.
-
In
Schritt S106 werden der Artikelprototyp und eine Pressoberfläche
der Pressform beobachtet und analysiert, und die Pressform wird
manuell korrigiert. Insbesondere wird der Artikelprototyp auf Falten,
Risse und Abmessungsfehler beobachtet, während die Pressform
bezüglich Pressoberflächenzuständen beobachtet und
analysiert wird. Die Pressform wird auf der Basis einer allgemeinen
Bewertung des Artikelprototyps und der Pressform korrigiert. Die
Schritte S105, S106 können mehrere Male wiederholt werden.
-
In
Schritt S107 wird die Form der korrigierten Pressform durch ein
Messgerät, wie etwa einen dreidimensionalen Größenwerter
oder ähnliches, dreidimensional gemessen, wodurch dreidimensionale
gemessene Daten, die aus einer Punktgruppe bestehen, erzeugt werden.
Das Messgerät kann mit Kontakt oder von einer berührungslosen
Art sein.
-
In
Schritt S108 wird die Punktgruppe der dreidimensionalen gemessenen
Daten durch ein vorgegebenes Mittel unter Verwendung eines Computers
als eine Anzahl von Polygonen festgelegt. Derartige Polygone stellen
die Oberflächenform der Pressform dar, die gemessen wurde.
Jedes der Polygone wird in erster Linie durch eine dreieckige Ebene
dargestellt.
-
In
Schritt S109 wird ein Störungsidentifizierungsverfahren
durchgeführt, um Störstellen in den dreidimensionalen
gemessenen Pressformdaten zu identifizieren und zu entfernen. Das
Störungsidentifizierungsverfahren wird gemäß dem
vorstehenden Bestimmungsverfahren ausgeführt.
-
In
dem Störungsidentifizierungsverfahren werden, wie in 12 gezeigt,
Störbereiche 112, 114 aus einer gemessenen
Datenoberfläche (zweite Oberfläche) 110 entfernt.
Innerhalb der entfernten Bereiche sind keine Daten vorhanden.
-
Der
Computer vergleicht die dreidimensionalen gemessenen Daten, die
in Polygone umgewandelt wurden, und die Pressformmodelldaten miteinander
und bringt eine gemessene Datenoberfläche (zweite Oberfläche) 110,
die von den Polygonen dargestellt wird, basierend auf den dreidimensionalen
gemessenen Daten in unmittelbare Nähe zu einer Modelloberfläche
(erste Oberfläche) 116, die von den Pressformmodelldaten
dargestellt wird. Zum Beispiel kann die gemessene Datenoberfläche
in ihrer Gesamtheit hinreichend in unmittelbare Nähe der
Modelloberfläche gebracht werden, so dass der mittlere
Abstand zwischen der gemessenen Datenoberfläche und der
Modelloberfläche im Wesentlichen minimal wird. Wenn die
gemessene Datenoberfläche und die Modelloberfläche
in unmittelbare Nähe zueinander gebracht werden, werden
Bereiche der Oberflächen, wo die Pressform nicht korrigiert
wird (d. h. andere Bereiche als der in 12 gezeigte
Bereich W0) im Wesentlichen in gegenüberliegendem
Kontakt zueinander angeordnet.
-
Wie
in 13 gezeigt, weist die gemessene Datenoberfläche 110 eine
Sammlung von Polygonen 122 mit Eckpunkten auf, die durch
eine Anzahl von Messpunkten 118 dargestellt werden. Da
die gemessene Datenoberfläche 110 durch Messen
einer tatsächlichen ersten Pressform erzeugt wird, hat
die gemessene Datenoberfläche 110 aufgrund kleiner
maschineller Bearbeitungsfehlstellen und von dem Messgerät
verursachten Messfehlern eine leicht raue Oberfläche.
-
Die
Modelloberfläche 116 weist auch eine Anzahl von
Polygonen 122 auf. In 13 und
in anderen dieser entsprechenden nachfolgenden Figuren sind die
gemessene Datenoberfläche 110 und die Modelloberfläche 116 schematisch
als Linien gezeigt.
-
In
Schritt S110 werden Abstände zwischen der gemessenen Datenoberfläche
und der Modelloberfläche an einer Vielzahl von korrigierenden
Punkten beurteilt. Insbesondere können die Abstände
d0 (siehe 12) zwischen
der gemessenen Datenoberfläche und der Modelloberfläche über
deren Gesamtheit vollständig bestimmt werden.
-
In
Schritt S111 werden Unterschiede zwischen der gemessenen Datenoberfläche
und der Modelloberfläche an einer Vielzahl von Referenzstellen
beurteilt, und danach wird ein Bereich, der korrigiert werden soll, abgeschnitten.
Insbesondere werden die Abstände d0 zwischen
der gemessenen Oberfläche und der Modelloberfläche
beurteilt, und ein Bereich, der korrigiert werden soll, wird identifiziert.
Der Bereich, der korrigiert werden soll, stellt einen Bereich W0 dar, der einem Bereich entspricht, wo die
Pressform korrigiert werden soll. Der Bereich W0,
der korrigiert werden soll, wird von dem Computer automatisch identifiziert.
Ein nachfolgendes Stapel- und Verformungsverfahren ist nur auf den
Bereich W0 beschränkt. Selbst wenn
die Pressformmodelldaten eine Pressform zur maschinellen Herstellung
eines Arbeitsstücks mit einer großen Fläche,
wie etwa einer Autokarosserie, darstellen, können die Pressformmodelldaten
folglich schnell verarbeitet werden.
-
Der
Schwellewert für die Abstände d0 kann
innerhalb eines Bereichs von 0,01 mm bis 0,5 mm und bevorzugt von
0,05 mm bis 0,2 mm liegen. Zum Beispiel kann der Schwellwert zu
dem Zweck, den Bereich W0 so klein wie möglich
zu verkleinern und um die Genauigkeit der Daten, die schließlich
erhalten werden, aufrecht zu erhalten, auf 0,1 mm festgelegt werden.
Der Bereich W0 kann auf einen Wert mit einem
gewissen größeren Teilungsabstand festgelegt werden,
um Bereiche für die Verbindung mit umgebenden Regionen
bereitzustellen.
-
In
Schritt S112 wird ein Stapel- und Verformungsverfahren durchgeführt.
Das Stapel- und Verformungsverfahren wird später beschrieben.
-
In
Schritt S113 wird ein Ergänzungsverfahren an den Störstellen
(in 12 gezeigte Störbereiche 112, 114),
die durch das Störungsidentifizierungsverfahren entfernt
wurden, ausgeführt. Dieses Ergänzungsverfahren
wird später beschrieben.
-
In
Schritt S114 wird das Pressformmodell verformt, um basierend auf
Absolutwerten von Abständen von den gemessenen Punkten
der dreidimensionalen gemessenen Daten der Pressform, die in Schritt
S107 erhalten wurden, zu dem Pressformmodell (d. h. Daten der Fehler)
ein korrigiertes Pressformmodell herzustellen. Da die Pressformmodelldaten
basierend auf Daten der Fehler modifiziert werden, werden Pressformmodelldaten
erzeugt, welche die Nachbarschaftsinformationen und Kurven der ursprünglichen
Daten übernehmen. Selbst wenn es einige fehlende Messpunkte
gibt, werden Pressformmodelldaten folglich basierend auf Formen
um derartige fehlende Messpunkte herum ausreichend wiederhergestellt.
-
Das
auf diese Weise hergestellte modifizierte Pressformmodell gibt eine
beträchtliche Menge an Informationen in Bezug auf die Form
der Pressform wieder, welche in Schritt S106 basierend auf einem
Artikelprototyp, der wenigstens einmal tatsächlich hergestellt
wurde, korrigiert wird. Daher werden die Arbeitsstunden, die benötigt
werden, um das Pressformmodell für die Herstellung einer
Serienpressform zu korrigieren, erheblich reduziert. Mit anderen
Worten werden basierend auf dem modifizierten Pressformmodell NC-Daten
erzeugt, und eine Serienpressform, die basierend auf den NC-Daten
durch ein NC-Maschinenwerkzeug hergestellt wird, gibt die Form der
Pressform wieder, die in Schritt S106 korrigiert wurde. Folglich
braucht die auf diese Weise hergestellte Serienpressform im Wesentlichen
nicht korrigiert werden. Folglich können durch die Serienpressform
hochgenaue Artikel gefertigt werden.
-
Das
Stapel- und Verformungsverfahren in Schritt S112 wird nachstehend
unter Bezug auf das in 14 gezeigte Flussdiagramm beschrieben.
Auf das Stapel- und Verformungsverfahren wird als solches Bezug
genommen, weil Zwischenschichtoberflächen in Bezug auf
die ursprüngliche gemessene Datenoberfläche 110 in
drei Schichten gestapelt und modifiziert werden.
-
In
dem in 14 gezeigten Schritt S151 werden
Referenzpunkte für das Stapel- und Verformungsverfahren
auf der Modelloberfläche 116 festgelegt. In der
dargestellten Ausführungsform werden, wie in 13 gezeigt,
Eckpunkte 124 der Polygone 122 als Referenzpunkte
verwendet.
-
In
Schritt S152 werden Linien 126 von jeweiligen Eckpunkten 124 auf
der Modelloberfläche 116 jeweils als Normalvektoren
auf die gemessene Datenoberfläche 110 errichtet.
Insbesondere werden die Linien 126 als Normalvektoren derart
errichtet, dass Winkel δ zwischen den Linien 126 und
benachbarten Segmenten der Modelloberfläche 116 gleich
zueinander sind.
-
Da
die Eckpunkte 124 als Eckpunkte von drei oder mehr Polygonen 122 definiert
sind, können die Linien 126 als Normalvektoren
derart festgelegt werden, dass die Winkel zwischen den Linien 126 und
den benachbarten Polygonen 122 soweit möglich
gleich zueinander sind.
-
Für
eine höhere Genauigkeit können die Linien 126 als
Normalvektoren durch ein gewichtetes Mittel benachbarter Segmente
der Modelloberfläche 116 bestimmt werden.
-
Wie
insbesondere in 16 gezeigt, werden Ein-Kugelknotenpunkte 128b und
Zwei-Kugelpunktknoten 128c in Bezug auf einen Referenzpunkt 128a extrahiert.
Ein Ein-Kugelknoten definiert einen Punkt, der durch eine einzige
Linie mit dem Punkt 128a verbunden ist, und ist in 16 als
ein schwarzer Punkt angezeigt. Ein Zwei-Kugelknoten definiert einen
Punkt, der durch zwei Linien oder weniger mit dem Punkt 128a verbunden
ist, und ist in 16 als ein weißer Punkt
angezeigt. In 16 gibt es acht Ein-Kugelknotenpunkte 128b und
elf Zwei-Kugelknotenpunkte 128c. Daher gibt es zusammen
19 Ein-Kugelknoten- und Zwei-Kugelknotenpunkte.
-
Den
Ein-Kugelknoten- und Zwei-Kugelknotenpunkten werden Nummern j (j
= 1 bis 19) zugewiesen, wodurch die entsprechenden Punktvektoren 134 als
Punkte ni identifizierbar gemacht werden.
Lineare Abstände di von dem Punkt 128a zu
den jeweiligen Punkten ni werden bestimmt.
-
Die
Vektoren n
i der Ein-Kugelknoten- und Zwei-Kugelknotenpunkte
werden abhängig von dem Abstand d
i gewichtet,
um gemäß der folgenden Gleichung (1) punktdarstellende
Vektoren n'
i als gewichtetete Mittel zu
bestimmen:
wobei m ein Parameter ist,
der die Gesamtzahl von Ein-Kugelknoten- und Zwei-Kugelknotenpunkten
darstellt, d. h. m = 19 in
16, und
f eine Gewichtungsfunktion mit dem Abstand d
j als
ein Argument, wie in
17 gezeigt, ist. Wenn der Absolutwert
des Abstands d
i gleich oder kleiner als
ein Schwellwert d
max ist, dann ist die Funktion
f durch die folgende Funktion g definiert. Wenn der Absolutwert
des Abstands d
i höher als der Schwellwert
d
max ist, dann ist die Funktion f null.
Die Funktion g ist eine Funktion, welche im Wesentlichen eine Normalverteilung
innerhalb eines Bereichs von 0 ≤ g ≤ 1 darstellt,
so dass, wenn |d
i| = d
max,
g = 0, und wenn d
i = 0, g = 1. In
17 stellen
positive und negative Bereiche des Abstands d
i jeweils
Stirn- und Rückseiten der Oberfläche, die verarbeitet
wird, dar.
-
Von
den gemäß der Gleichung (1) bestimmten punktdarstellenden
Vektoren n' werden die Vektoren der Punkte, die gleich oder größer
als die Drei-Kugelknotenpunkte sind, und die Vektoren, die Punkten
entsprechen, deren Abstände di zu
groß sind, ausgenommen. Diese Vektoren der Ein-Kugelknoten-
und Zwei-Kugelknotenpunkte werden abhängig von den Abständen
di gewichtet und gemittelt. Daher haben
Vektoren über kleinere Abstände einen größeren
Einfluss, wodurch punktdarstellende Vektoren n' bereitgestellt werden,
die eine passende Umfangsform darstellen.
-
In
Schritt S153 werden erste Schnittpunkte 138 zwischen den
Linien 126 und der gemessenen Datenoberfläche 110 bestimmt,
und Abstände von den Eckpunkten 124 zu den ersten
Schnittpunkten 138 werden bestimmt.
-
In
Schritt S154 wird jede der Linien 126 zwischen den Eckpunkten 124 und
dem ersten Schnittpunkt 138 zum Beispiel in vier gleiche
Segmente geteilt. Ein erster Teilungspunkt 140, der am
nächsten zu dem Eckpunkt 124 ist, wird auf jeder
der Linien 126 bestimmt. Anders ausgedrückt ist
der erste Teilungspunkt 140 ein Punkt, der erzeugt wird,
wenn die Linie 126 in einem Verhältnis von 1:3
zwischen dem Messpunkt 118 und dem ersten Schnittpunkt 138 geteilt
wird. Jede der Linien 126 kann in wenigstens ein Segment
geteilt werden. Das heißt, jede der Linien 126 kann
in einem Verhältnis von 100% geteilt werden.
-
Während
in Schritt S155 die Polygone basierend auf den ursprünglichen
gemessenen Punkten 118 verbunden bleiben, werden andere
Polygone auf entsprechenden ersten Teilungspunkten 140 auf
den jeweiligen Linien 126 errichtet, wodurch eine erste
Schichtoberfläche (verschobene und korrigierte Oberfläche) 142 bereitgestellt
wird, die, wie in 18 gezeigt, durch diese Polygone
dargestellt wird. Mit anderen Worten werden die Eckpunkte 124 entlang
der jeweiligen Linien 126 zu den ersten Teilungspunkten 140 bewegt,
die an einer Position sind, die in dem gegebenen Verhältnis
bis zu den ersten Schnittpunkten 138 geteilt ist, wodurch eine
verschobene und korrigierte Oberfläche bereitgestellt wird.
-
In
den Schritten S151 bis S155 braucht weder die gemessene Datenoberfläche 110 noch
die Modelloberfläche 116 einem Glättungsverfahren
unterzogen werden, sondern sie können eher als Polygonoberflächen
verarbeitet werden. Daher können die gemessene Datenoberfläche 110 und
die Modelloberfläche 116 in den Schritten S151
bis S155 schnell verarbeitet werden.
-
In
Schritt S152 werden, wie in 18 gezeigt,
von den jeweiligen ersten Teilungspunkten 140 Linien 144 als
gewichtete mittlere Linien zu der gemessenen Datenoberfläche 110 errichtet.
Der Schritt S152 ist ähnlich dem Schritt S151 und ist äquivalent
zu der Aktualisierung der ersten Schichtoberfläche 142,
die als eine verschobene und korrigierte Oberfläche erhalten
wird, auf die ursprüngliche Modelloberfläche 116.
-
In
Schritt S157 werden zweite Schnittpunkte 146 zwischen den
Linien 144 und der Modelloberfläche 116 bestimmt,
und ähnlich dem Schritt S152 wurden Abstände von
den ersten Teilungspunkten 140 zu den zweiten Schnittpunkten 146 bestimmt.
-
In
Schritt S158 wird jede der Linien 144 zwischen dem ersten
Teilungspunkt 140 und dem zweiten Schnittpunkt 146 in
drei gleich große Segmente unterteilt, und auf jeder der
Linien 144 wird ein zweiter Teilungspunkt 148,
der am nächsten zu dem ersten Teilungspunkt 140 ist,
bestimmt. Anders ausgedrückt ist der zweite Teilungspunkt 148 ein
Punkt, der erzeugt wird, wenn die Linie 144 in einem Verhältnis
von 1:2 zwischen dem ersten Teilungspunkt 140 und dem zweiten
Schnittpunkt 146 geteilt wird.
-
Während
die Polygone in Schritt S159 basierend auf den ursprünglichen
Messpunkten 118 verbunden bleiben, werden andere Polygone
auf den zweiten Teilungspunkten 148 errichtet, die auf
den jeweiligen Linien 144 erhalten wurden, wodurch eine
zweite Schichtoberfläche 149 bereitgestellt wird,
die durch diese Polygone dargestellt wird.
-
Danach
werden in dem in 15 gezeigten Schritt S160 von
den zweiten Teilungspunkten 148 Normalvektoren auf die
Polygone errichtet, und in Schritt S161 werden dritte Schnittpunkte
bestimmt. Linien zwischen den zweiten Teilungspunkten 148 und
den dritten Schnittpunkten werden in zwei gleich große
Segmente unterteilt, und in Schritt S162 werden dritte Teilungspunkte
bestimmt. Dann werden in Schritt S163 Polygone auf den dritten Teilungspunkten
errichtet, wodurch eine dritte Schichtoberfläche 156 (siehe 20).
bereitgestellt wird.
-
Außerdem
werden in Schritt S164 von den dritten Teilungspunkten Normalvektoren
auf die Polygone errichtet, und entsprechende Punkte 150 (siehe 19)
werden in Schritt S165 als Schnittpunkte zwischen den Normalvektoren
und der gemessenen Datenoberfläche bestimmt. Dann werden
in Schritt S166 Polygone auf den entsprechenden Punkten 150 errichtet,
wodurch eine obere Schichtoberfläche 158 bereitgestellt
wird.
-
Das
bisher beschriebene Verfahren ist in 19 und 20 dargestellt.
Wie aus 19 und 20 zu
erkennen ist, wird die ursprüngliche Modelloberfläche 116 durch
vier Phasen auf die gemessene Datenoberfläche projiziert.
Gemäß dem Stapel- und Verformungsverfahren wird
die ursprüngliche Modelloberfläche 116 nicht
auf einmal entlang Linien 126, die als ursprüngliche
Normallinien dienen, auf die gemessene Datenoberfläche 110 projiziert,
sondern vielmehr wird die ursprüngliche Modelloberfläche 116 in
einer stufenweisen Art und Weise über verschobene und korrigierte
Oberflächen, die in gegebenen Verhältnissen errichtet
werden, auf die gemessene Datenoberfläche 110 projiziert.
Selbst wenn einige der Linien 126 sich gegenseitig innerhalb
von Regionen der gemessenen Datenoberfläche 110 und
der Modelloberfläche 116 schneiden, wo der Krümmungsradius
groß ist, wird daher die Positionsbeziehung zwischen den
Polygonen 122 auf der ursprünglichen Modelloberfläche 116 aufrecht
erhalten und auf die gemessene Datenoberfläche 110 projiziert.
-
Wenn
das Stapel- und Verformungsverfahren nicht durchgeführt
wird, dann kann, wie in 21 gezeigt,
innerhalb von Regionen der gemessenen Datenoberfläche 110 oder
der Modelloberfläche 116, wo der Krümmungsradius
klein ist, die Beziehung zwischen entsprechenden Punkten 154,
die auf der Modelloberfläche 116 bereitgestellt
sind, durch Geraden 152, die von den Messpunkten 118 zu
der gemessenen Datenoberfläche 110 errichtet werden,
verdreht werden, wodurch die Errichtung eines genauen korrigierten
Pressformmodells fehlschlägt. Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform ist das Stapel- und Verformungsverfahren
frei von einem derartigen Nachteil, und entsprechende Punkte 150 auf
der gemessenen Datenoberfläche 110 werden errichtet,
während im Wesentlichen ihre Positionsbeziehung zu den
Messpunkten 118 auf der gemessenen Datenoberfläche 110 aufrecht
erhalten wird. Daher werden die entsprechenden Punkte 150 und
die Messpunkte 118 geeignet miteinander verbunden.
-
Wie
in 22 gezeigt, wird in Schritt S167 die obere Schichtoberfläche 158,
die letztendlich gebildet wird, optimiert, um vorgegebene Genauigkeitsbedingungen
zu erfüllen, um z. B. eine Toleranz tr abhängig
von einem vorgeschriebenen Wert MT zu verringern. Das Optimierungsverfahren
kann ausgeführt werden, indem eine passend glatte pseudogekrümmte
Oberfläche 159 für Stellen, die die Genauigkeitsbedingungen
nicht erfüllen, festgelegt wird, basierend auf der pseudogekrümmten
Oberfläche 159 ein geeigneter Teilungsabstand festgelegt
wird und dann die Masche wieder aufgebaut wird. Eine Oberfläche,
die durch die wieder aufgebaute Masche dargestellt wird, kann wieder
auf die gemessenen Datenprojiziert werden. Die Daten, die auf diese Weise
optimiert wurden und deren Genauigkeit sichergestellt wurde, können
als CAM-Daten für die maschinelle Herstellung von Pressformen
verwendet werden.
-
In 13, 18 und 19 ist
die gemessene Datenoberfläche 110 nur auf einer
Seite der Modelloberfläche 116 bereitgestellt.
Jedoch kann die gemessene Datenoberfläche 110 auch
auf der anderen Seite der Modelloberfläche 116 bereitgestellt
werden oder kann die Modelloberfläche 116 teilweise
kreuzen. In dem vorstehenden Stapel- und Verformungsverfahren werden
Zwischenoberflächen in drei Schichten bereitgestellt. Jedoch
können zwei oder vier oder mehr derartiger Zwischenoberflächen
bereitgestellt werden. Das Teilungsverhältnis, das als
eine Basis für die Teilungspunkte, die während
des Stapel- und Verformungsverfahrens bestimmt werden sollen, verwendet
wird, kann auf jeden beliebigen gewünschten Wert festgelegt
werden. Zum Beispiel kann immer ein Mittelpunkt (1:1) als ein Teilungspunkt
festgelegt werden.
-
Das
Störungsidentifizierungsverfahren in Schritt S109, der
in 11 gezeigt ist, wird nachstehend beschrieben.
Grundsätzlich weist das Störungsidentifizierungsverfahren
die folgenden Schritte auf: Identifizieren eines Referenzknotens
und aller Nachbarknoten, die zu dem Referenzknoten benachbart sind,
aus Maschendaten, wobei die Größen von Maschenelementen
dazwischen eingefügt sind, Bestimmen einer mittleren Oberfläche
in Bezug auf alle Nachbarknoten, Bestimmen eines Abstands zwischen
der mittleren Oberfläche und dem Referenzknoten und Beurteilen
des Referenzknotens als einen normalen Knoten, wenn der Abstand
kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist, oder als einen Störknoten,
wenn der Abstand gleich oder größer als der vorgegebene
Schwellwert ist.
-
Ein
grundlegendes Konzept des Verfahrens zum Bestimmen von Maschendaten,
das vorstehend im Detail beschrieben wurde, wird nachstehend kurz
beschrieben.
-
Wie
in 3 gezeigt, hat die senkrechte Linie 24 eine
Länge MT (auf die hier nachstehend als „Schwellwert
MT”) Bezug genommen wird, die wie folgt berechnet wird: x = r × sin (θ/2) z = r × sin θ t = x × tan(θ/4) MT = t × 4 × cos2(θ/4)
0 < cos(θ/4) ≤ 1
-
Die
vorstehenden Ausdrücke werden zu dem folgenden Ausdruck
modifiziert: 0 < MT < t × 4
-
Daher
ist der Schwellwert MT als das Vierfache der Formtoleranz t oder
weniger definiert.
-
Die
Maschendaten 10 werden ursprünglich durch Messen
einer ersten Pressform erhalten. Theoretisch sollte die Formtoleranz
t daher nicht übermäßig groß sein.
Jedoch können die Maschendaten 10 Bereiche umfassen,
in denen die Formtoleranz t übermäßig
groß ist. Innerhalb derartiger Bereiche kann der Referenzknoten 14 als
durch Poren, Kratzer, Stufen oder Schraublöcher in der
Pressform verursachte Störung beurteilt werden.
-
Störbereiche
der Maschendaten 10 werden basierend auf dem vorstehenden
Konzept identifiziert. Da die Maschendaten 10 keine Daten
von Oberflächen aufweisen, sondern einen Satz von Daten
aufweisen, der aus den Knoten 14 besteht, ist es schwierig,
die Formtoleranz t zum Identifizieren von Störbereichen
direkt zu bestimmen. Jedoch ist es wünschenswert, Störbereiche
gemäß einem Schwellwert basierend auf der Formtoleranz,
d. h. dem Schwellwert MT der senkrechten Linie 24, zu identifizieren.
Gemäß dem Schwellwert MT kann außerdem
eine Vielzahl von Polygonen 12, die um den Referenzknoten 14 herum
vorhanden ist, zusammen nach Störbereichen überprüft
werden. 3 veranschaulicht die Beziehung
zwischen der Formtoleranz t und dem Schwellwert MT. Während
der Schwellwert ein fester Wert ist, ist die Länge d der
senkrechten Linie 24 variabel.
-
Wenn
das Störungsidentifizierungsverfahren auf eine dreidimensionale
Umgebung angewendet wird, kann, da eine Vielzahl (drei oder mehr)
von Nachbarknoten 14b um den Referenzknoten 14a herum
vorhanden ist, wie in 6 gezeigt, eine mittlere Oberfläche 30 gemäß einer
Methode der kleinsten Quadrate basierend auf allen identifizierten
Nachbarknoten 14b bestimmt werden. Die Methode der kleinsten
Quadrate macht es möglich, die mittlere Oberfläche 30 geeignet
zu bestimmen, und macht es auch leicht, anschließende Verfahren
durchzuführen. Die mittlere Oberfläche 30 entspricht
der in 3 gezeigten Referenzlinie 18. Der Referenzknoten 14a kann
nicht in der Methode der kleinsten Quadrate enthalten sein, die
verwendet wird, um die mittlere Oberfläche 30 zu
bestimmen. Der Referenzknoten 14a kann über der
mittleren Oberfläche 30, unter der mittleren Oberfläche 30 oder
auf der mittleren Oberfläche 30 vorhanden sein.
Wenngleich die mittlere Oberfläche 30 im Wesentlichen
eine flache Oberfläche ist, kann die mittlere Oberfläche 30 abhängig
von den Konstruktionsbedingungen durch eine gekrümmte Oberfläche
angenähert werden.
-
Das
Ergänzungsverfahren in Schritt S113 wird nachstehend unter
Bezug auf 23 beschrieben.
-
Ein
entfernter Bereich 160, aus dem die Störung entfernt
wurde, ist frei von Daten, welche die gemessene Datenoberfläche 110 darstellen.
Daher wird ein entsprechender Füllbereich 162 innerhalb
der Modelloberfläche 116 identifiziert, und der
Füllbereich 162 wird auf den entfernten Bereich 160 verschoben
und kopiert. So weit der Füllbereich 162 verschoben
wird, um seinen Umfangsrand in eine passende Beziehung zu dem Umfangsrand
des entfernten Bereichs 160 zu bringen, kann der Füllbereich 162 verschoben
oder gedreht werden. Unter gewissen Bedingungen kann der Füllbereich 162 nicht
bewegt werden, sondern einfach auf den entfernten Bereich 160 kopiert
werden.
-
Folglich
kann der entfernte Bereich 160 einfach durch die Modelloberfläche 116 des
entsprechenden Füllbereichs 162 ergänzt
werden, der darauf kopiert wird.
-
Mit
dem Verfahren zur Korrektur von Modelldaten gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung braucht, wie
vorstehend beschrieben, weder die gemessene Datenoberfläche
110 noch
die Modelloberfläche
116 während des
Projektionsverfahrens (Schritte S151 bis S166) irgendeinem speziellen
Glättungsverfahren unterzogen zu werden. Daher kann die
Modelloberfläche
116 einfach und effizient korrigiert
werden, um zu der gemessenen Datenoberfläche
110 zu
passen. Gemäß den Ergebnissen eines von dem Erfinder
ausgeführten Versuchs hatte das Verfahren zur Korrektur
von Modelldaten gemäß der vorliegenden Ausführungsform,
als das Verfahren auf die Pressform mit einer vorgegebenen Größe
angewendet wurde, eine Verarbeitungszeit, die im Vergleich zu dem
Verfahren zur Korrektur einer Oberfläche, während
diese gemäß der Abfolge geglättet wird,
wie in der
japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung Nr. 2008-176441 offenbart,
um etwa 1/6 verringert war, während das herkömmliche
Genauigkeitsniveau aufrecht erhalten wurde.
-
Die
auf diese Weise korrigierten Modelldaten können auch zum
Durchführen einer FEM-Analyse verwendet werden.
-
Ein
Verfahren, in dem die vorliegende Erfindung auf Phasen zur Schaffung
einer Außenkonstruktion für ein Fahrzeug angewendet
wird, wird nachstehend beschrieben.
-
Zur
Schaffung einer Außenkonstruktion eines Fahrzeugs können
Modelldaten in jeder beliebigen Konstruktionsphase erzeugt werden,
und ein basierend auf den Modelldaten erzeugtes Tonmodell kann von
dem Konstrukteur korrigiert werden. In diesem Fall können
die korrigierten Tondaten in den Modelldaten wiedergegeben werden.
-
In
dem in 24 gezeigten Schritt S201 erzeugt
der Konstrukteur eine Außenkonstruktion eines Fahrzeugs
in einem hypothetischen Raum auf einem Computer. Nachdem mehrere Überprüfungen
vorgenommen wurden, wird eine Außenkonstruktion in einer
ersten Phase bestimmt. Die auf diese Weise bestimmte Außenkonstruktion
wird als Modelldaten aufgezeichnet. Moderne Computer haben ein hohes
Verarbeitungsvermögen und können derartige dreidimensionale
Konstruktionen leicht und schnell erzeugen.
-
Die
auf diese Weise erzeugten Modelldaten haben eine erheblich anspruchsvolle
Konstruktion. Jedoch kann die auf dem Computer erzeugte Konstruktion
nur auf einem Anzeigemonitor oder mit Hilfe eines Ausdrucks betrachtet
werden. Da es notwendig ist, dass die Modelldaten dreidimensional
analysiert werden, werden die Modelldaten wie folgt verarbeitet:
In
Schritt S202 wird basierend auf den Modelldaten ein Tonmodell (tatsächliches
Modell) gefertigt.
-
In
Schritt S203 wird das Tonmodell beobachtet und basierend auf einer
dreidimensionalen Analyse seiner Außenkonstruktion korrigiert.
Das Tonmodell wird von dem Konstrukteur oder von anderen Mitarbeitern manuell
korrigiert. Die Schritte S202, S203 können eine Vielzahl
von Malen wiederholt ausgeführt werden. Anfänglich
kann ein kleines Tonmodell gefertigt werden, und ein lebensgroßes
Tonmodell kann anschließend gefertigt werden.
-
In
Schritt S204 wird das korrigierte Tonmodell unter Verwendung eines
Messgeräts dreidimensional gemessen, um dreidimensionale
gemessene Daten zu erzeugen, die aus einer Punktgruppe bestehen.
Der Schritt S204 ist im Wesentlichen der gleiche wie der vorstehend
beschriebene Schritt S7, abgesehen davon, dass ein tatsächliches
Modell anstatt einer Pressform gemessen wird.
-
Die
anschließenden Schritte S205 bis S210 sind die gleichen
wie die Schritte S108 bis S112 (siehe 11), die
vorstehend beschrieben wurden. Daher wird in Schritt S206 das Störungsidentifizierungsverfahren,
wie in 3 und 6 gezeigt, durchgeführt,
während in Schritt S210 das Stapel- und Verformungsverfahren,
wie in 14 und 15 gezeigt,
durchgeführt wird.
-
Die
auf diese Weise erhaltenen Daten können als Pressformmodelldaten
zum Herstellen der Pressform, wie in 11 gezeigt,
verwendet werden. Die Daten können auch verwendet werden,
um aus gewissen Gründen das Tonmodell erneut zu reproduzieren,
oder können verwendet werden, um eine FEM-Analyse auszuführen.
-
Das
vorstehende Verfahren zur Korrektur von Modelldaten ist nicht darauf
beschränkt, dass es auf Autokarosserien angewendet wird,
sondern kann auch auf kleinere Produkte angewendet werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2006-320996 [0004, 0010]
- - JP 11-096398 [0004, 0011]
- - JP 2008-176441 [0007, 0008, 0010, 0013, 0156]
