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形狀檢查裝置及形狀檢查方法

文檔序號:6468312閱讀:197來源:國知局
專利名稱:形狀檢查裝置及形狀檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種形狀檢査裝置及形狀檢査方法。
背景技術(shù)
在使用CAD (計算機(jī)輔助設(shè)計)系統(tǒng)進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計中,需要 對由CAD模型所代表的產(chǎn)品形狀是否包含異常部分進(jìn)行判斷。當(dāng)產(chǎn) 品具有異常部分時,需要改變產(chǎn)品形狀設(shè)計(例如,參照專利文獻(xiàn)l (JP-A-2005-275596))。此處,異常部分是指由CAD模型制造模 具時難以加工的部位或由該模具得到的產(chǎn)品的易損部位。即,異常部 分是指不合適于產(chǎn)品的部位,例如,諸如尖銳的凸出部和尖銳的凹進(jìn) 部等。
例如,如專利文獻(xiàn)l所披露的,為了判斷由CAD模型所代表的 產(chǎn)品形狀是否包含異常部分,需要用轉(zhuǎn)換工具(例如,轉(zhuǎn)換器)將產(chǎn) 品形狀(待處理的三維形狀)分割為多個面要素,并提取各個面的法 向量為判斷做準(zhǔn)備。即,因為需要進(jìn)行準(zhǔn)備,因此不能執(zhí)行快速的判 斷處理。
此外,對于是否存在異常部分的判斷是使用CAD系統(tǒng)具有的標(biāo) 準(zhǔn)功能(例如,測量兩點間距離的功能)來執(zhí)行的。然而,在這種情 況下,需要指定產(chǎn)品形狀的形狀構(gòu)成要素(例如,面、線或點)。因 此,特別是當(dāng)產(chǎn)品形狀較復(fù)雜時,可能會發(fā)生一些人為錯誤,諸如在 選擇和指定中的錯誤或?qū)π螤顦?gòu)成要素的疏漏。
因此,本發(fā)明的目的是提供一種形狀檢査裝置及形狀檢查方法, 即使是判斷由CAD模型所代表的產(chǎn)品形狀是否包含異常部分時,本 發(fā)明的形狀檢查裝置及形狀檢查方法也能夠在抑制發(fā)生人為錯誤的 同時快速地進(jìn)行判斷處理。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供一種形狀檢査裝置,包括形 狀顯示單元,其在屏幕上顯示由三維形狀數(shù)據(jù)所確定的三維形狀;方 向指定單元,其在所述屏幕上指定模制所述三維形狀時的拔模方向; 面指定單元,其在所述屏幕上指定所述三維形狀的凸出形狀部分或凹
進(jìn)形狀部分的一個面;尺寸計算單元,其基于所指定的拔模方向和所 指定的一個面來計算所述形狀部分的形狀尺寸值;以及判斷單元,其 通過將計算出的形狀尺寸值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,來判斷具有所述形狀
尺寸值的所述形狀部分是否滿足形狀條件。根據(jù)第[1]項中所述的形狀檢查裝置,還可以包括判斷結(jié)果顯 示單元,所述判斷結(jié)果顯示單元以使由所述判斷單元判斷為不滿足所
述形狀條件的形狀部分可與所述三維形狀的其他形狀部分區(qū)分開的 狀態(tài)來顯示所述形狀部分。根據(jù)第[1]項中所述的形狀檢查裝置,所述一個面可以是形狀 部分的一個側(cè)面。根據(jù)第[1]項中所述的形狀檢查裝置,所述形狀部分可以是形 成為凸出形狀的肋結(jié)構(gòu)部分。根據(jù)第[1]至[4]項中任一項所述的形狀檢查裝置,所述形狀檢 查裝置還可以包括批處理指定單元,其指定對多個形狀部分的批處 理;以及平行形成部分提取單元,當(dāng)由所述批處理指定單元指定批處 理時,所述平行形成部分提取單元提取具有與所指定的一個面平行設(shè) 置的面的另一個形狀部分。所述尺寸計算單元可以進(jìn)行與由所述平行 形成部分提取單元提取的所述形狀部分有關(guān)的計算(計算所述形狀部 分的形狀尺寸值)。所述判斷單元可以進(jìn)行與由所述平行形成部分提 取單元提取的所述形狀部分有關(guān)的判斷(判斷所述形狀部分是否滿足
形狀條件)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種形狀檢查方法,包括在 屏幕上顯示由三維形狀數(shù)據(jù)所確定的三維形狀;在所述屏幕上指定模 制所述三維形狀時的拔模方向;在所述屏幕上指定所述三維形狀的凸 出形狀部分或凹進(jìn)形狀部分的一個面;基于所指定的拔模方向和所指定的一個面來計算所述形狀部分的形狀尺寸值;以及通過將計算出的 形狀尺寸值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,從而判斷具有所述形狀尺寸值的所述 形狀部分是否滿足形狀條件。
根據(jù)第[1]項或第[6]項,當(dāng)指定了拔模方向和一個面時,對與該 指定有關(guān)的形狀部分的形狀尺寸值進(jìn)行計算。因此,可對形狀部分是 否滿足形狀條件進(jìn)行判斷,而不需要將待處理的三維形狀分割為多個 面要素的預(yù)處理,或?qū)θS形狀中的形狀部分的各構(gòu)成要素進(jìn)行選擇 和指定。結(jié)果,由于與需要預(yù)處理或選擇和指定的情況相比能夠快速 地執(zhí)行判斷處理,因此,很大程度地縮短了判斷時間。此外,由于與 需要選擇和指定的情況相比降低了發(fā)生人為錯誤的可能性,因此,可 以提高用戶的便利性。
根據(jù)第[2]項,由于判斷結(jié)果顯示單元將結(jié)果顯示在屏幕上,因 此,可以容易且正確地識別被判斷為不滿足形狀條件的形狀部分。
根據(jù)第[3]項,由于將凸出形狀部分或凹進(jìn)形狀部分中被認(rèn)為是 最有特點且易于識別的一個側(cè)面指定為該形狀部分的一個構(gòu)成面,因 此,可以容易且正確地執(zhí)行指定。
根據(jù)第[4]項,由于將三維形狀中被認(rèn)為是當(dāng)不滿足形狀條件時 造成最大不利影響的肋結(jié)構(gòu)部分設(shè)定為待判斷對象,因此,可以消除 不利影響。
根據(jù)第[5]項,對于具有與由面指定單元所指定的一個面平行設(shè)
置的面的形狀部分,也以與具有所述一個面的形狀部分相似的方式共 同處理。結(jié)果,例如,即使將具有多個平行設(shè)置的形狀部分的三維形 狀設(shè)定為處理對象,與未指定對各形狀部分的批處理的情況相比,仍 能夠快速地執(zhí)行處理,并且可以簡化該處理所需的操作。


基于下列附圖對本發(fā)明的示例性施例進(jìn)行詳細(xì)描述,其中
圖1A和圖1B是示出肋結(jié)構(gòu)部分的說明圖,該肋結(jié)構(gòu)部分是受
到由根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置進(jìn)行的判斷處理的形狀部分的具體
實例;圖2是示出包括根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實例說
明圖3是示出由根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置執(zhí)行的判斷處理過程 實例的流程圖4A和圖4B是示出在根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置內(nèi)進(jìn)行拔模 方向輸入和側(cè)面輸入的操作的具體實例的說明圖5是示出在根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置內(nèi)自動提取面的具體 實例的說明圖6A、 6B、 6C和6D是示出在根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置內(nèi)計 算肋高度的具體實例的說明圖7A、 7B、 7C和7D是示出在根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置內(nèi)計 算頂部寬度的具體實例的說明圖8A、 8B和8C是示出在根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置內(nèi)計算底 部寬度的具體實例的說明圖9是示出在根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置內(nèi)計算底壁厚度的具 體實例的說明圖IO是示出在根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置內(nèi)計算斜度的具體實 例的說明圖ll是示出在根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置內(nèi)對肋側(cè)面的法線方 向進(jìn)行角度修正的具體實例的說明圖12是示出在根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置內(nèi)屏幕顯示輸出的具 體實例的說明圖13是示出在根據(jù)本發(fā)明的形狀檢查裝置內(nèi)檢查結(jié)果的顯示輸 出的具體實例的說明圖;以及
圖H是示出在根據(jù)本發(fā)明的形狀檢査裝置內(nèi)列表顯示的具體實 例的說明圖。
具體實施例方式
下面,參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的形狀檢査裝置、形狀檢查方法 以及形狀檢查程序進(jìn)行描述。此處,示例性地描述關(guān)于肋結(jié)構(gòu)部分是否滿足形狀條件的判斷。 此處,肋結(jié)構(gòu)部分是具有三維形狀的產(chǎn)品構(gòu)件中的凸出形狀部分。
圖1A和圖1B是示出作為受到判斷處理的形狀部分的具體實例 的肋結(jié)構(gòu)部分的說明圖。
如圖1A所示,具有三維形狀的產(chǎn)品構(gòu)件通常具有肋結(jié)構(gòu)部分
(下文簡稱為"肋")1,該肋l是凸出的形狀部分,用于防止構(gòu)件 偏斜或確保構(gòu)件的強(qiáng)度(剛度)。
然而,當(dāng)肋1具有過大的高度或厚度時,可能會在構(gòu)件的表面 上產(chǎn)生諸如凹進(jìn)或褶皺等所謂的縮痕。另外,當(dāng)使用模具通過模制來 形成構(gòu)件時,考慮到模具制造和模制,肋1的形狀可能會在某種程度 上受到限制。
因此,對于肋1,在設(shè)計階段,需要對肋1的形狀是否滿足形狀
條件進(jìn)行判斷。更具體地,如圖1B所示,在設(shè)計階段,判斷肋l的 高度h、頂部寬度W1、底部寬度W2與底壁厚度t的比值W2/t,以 及側(cè)面的斜度e的測量值是否處于由標(biāo)準(zhǔn)值所確定的容許范圍之內(nèi)。
此處,將對包括形狀檢查裝置的系統(tǒng)構(gòu)造進(jìn)行描述,該形狀檢 查裝置用于對肋進(jìn)行判斷處理。
圖2是示出包括根據(jù)本發(fā)明的形狀檢査裝置的系統(tǒng)構(gòu)造的實例 的說明圖。
圖中顯示實例的系統(tǒng)包括CAD系統(tǒng)11和許可服務(wù)器12。 CAD 系統(tǒng)11包括設(shè)置在一起的顯示裝置、鍵盤裝置等。許可服務(wù)器12 通過有線或無線通信線路與CAD系統(tǒng)相連。此外,CAD系統(tǒng)11具 有作為形狀檢查裝置20的功能。
形狀檢查裝置20具有系統(tǒng)控制部21、檢查部22、檢查結(jié)果管 理部23和三維(下文簡稱為"3D")數(shù)據(jù)管理部24。然而,只要在 CAD系統(tǒng)11上具有3D數(shù)據(jù)管理部24的功能,則形狀檢查裝置20 可以不具有3D數(shù)據(jù)管理部24。
在具有該構(gòu)造的系統(tǒng)中,下文所描述的處理操作用于對肋進(jìn)行 判斷。首先,當(dāng)系統(tǒng)用戶啟動CAD系統(tǒng)11 (步驟101,下文將步驟 簡稱為"S" ) , CAD系統(tǒng)11訪問許可服務(wù)器12以執(zhí)行許可認(rèn)證(S102)。結(jié)果,當(dāng)通過認(rèn)證時,CAD系統(tǒng)11內(nèi)的形狀檢查裝置 20進(jìn)入能夠?qū)?執(zhí)行判斷處理的狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)用戶在該狀態(tài)下選 擇并指定待處理的產(chǎn)品構(gòu)件(下文稱為"待檢模型")時(S103), 形狀檢査裝置20的系統(tǒng)控制部21從3D數(shù)據(jù)管理部24讀取所指定 的待檢模型的3D數(shù)據(jù)(S104)并在CAD系統(tǒng)11的顯示裝置上顯示 由3D數(shù)據(jù)所確定的三維形狀(S105)。然后,當(dāng)系統(tǒng)用戶在屏幕上 指定待處理的肋并指示開始對肋進(jìn)行判斷處理時(S106),形狀檢 査裝置20的檢查部22對所指定的肋執(zhí)行判斷處理,g卩,判斷所指定 的肋是否滿足形狀條件(S107),并使檢查結(jié)果管理部23存儲判斷 結(jié)果(S108)。在指定了多個肋的情況下,檢査結(jié)果管理部23順序 地存儲對各個肋的判斷結(jié)果。然后,當(dāng)完成對所有肋的判斷處理之后, 形狀檢查裝置20的系統(tǒng)控制部21從檢査結(jié)果管理部23中取出判斷 結(jié)果(S109),并使CAD系統(tǒng)11的顯示裝置顯示這些判斷結(jié)果
(S110)。從而,將對肋的判斷處理結(jié)果提供給提出處理請求的系 統(tǒng)用戶。
執(zhí)行上述一系列處理操作的形狀檢查裝置20在CAD系統(tǒng)11上 運行,即,通過執(zhí)行程序來實現(xiàn)該形狀檢查裝置20在CAD系統(tǒng)11 內(nèi)作為計算機(jī)裝置的功能。在此情況下,可在以下狀態(tài)下提供程序 該程序存儲在計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中,或者在將程序安裝至CAD系 統(tǒng)11之前,通過有線或無線通信線路分發(fā)程序。即,通過安裝在CAD 系統(tǒng)11中的計算機(jī)裝置內(nèi)的形狀檢査程序來實現(xiàn)執(zhí)行上述一系列處 理操作的形狀檢查裝置20。
接著,將對形狀檢査裝置20中的處理操作(通過所包含的形狀 檢查程序來實現(xiàn)形狀檢查裝置的情況),尤其是對肋執(zhí)行判斷的情況 下的處理操作進(jìn)行更詳細(xì)描述。
圖3是示出形狀檢查裝置20中的判斷處理過程實例的流程圖。
如圖中實例所示,當(dāng)對肋執(zhí)行判斷處理時,首先,形狀檢查裝 置20允許系統(tǒng)用戶輸入選擇類型、輸入拔模方向和輸入側(cè)面(S201)。 選擇類型是指多模式和單一模式兩者之一的判斷處理類型。在多模式 下,將平行設(shè)置的多個肋作為處理對象。在單一模式下,僅將一個肋作為處理對象。拔模方向是指當(dāng)模制包括待處理的肋的待檢模型時的 拔模方向。此外,側(cè)面是指待處理的肋的一個構(gòu)成面,以便選擇和指 定待處理的肋。即,形狀檢查裝置20用作下列單元通過系統(tǒng)用戶 的操作在CAD系統(tǒng)11的顯示裝置所顯示的屏幕上,指定是否對多 個肋執(zhí)行批處理的批處理指定單元;指定模制待檢模型時的拔模方向 的方向指定單元;以及指定待處理的肋的一個側(cè)面的面指定單元。
在選擇多模式或預(yù)先使平行自動選擇處于ON狀態(tài)的情況下, 提取并獲得在顯示裝置的屏幕上所選定的一個側(cè)面以及待檢模型的 構(gòu)成面中具有與該一個側(cè)面相同的方向的面,其中,在平行自動選擇 中,將平行設(shè)置的多個肋自動設(shè)定為處理對象(S202)。即,形狀 檢査裝置20用作平行形成部分提取單元,當(dāng)由批處理指定單元指定 批處理時,該平行形成部分提取單元提取具有與面指定單元指定的一 個構(gòu)成面平行設(shè)置的面的形狀部分。另一方面,在選擇單一模式或預(yù) 先使平行自動選擇處于OFF狀態(tài)的情況下,僅獲得在顯示裝置的顯 示屏幕上所選定的一個側(cè)面(S202)。
然后,獲得待檢模型中與所獲得的面相反的構(gòu)成面(下文簡稱 為"相反面"),并為所獲得的各個面添加屬性,由此,指定各個面 的拔模方向、面類型(例如,平面或曲面)以及可區(qū)分這些面的符號 文本的布置點(S203)。然后,以列表的形式概括與各個面有關(guān)的 信息,然后將該信息存儲在存儲區(qū)(所選面的列表)(S204)。而 且,將通過該存儲操作而變得不必要的存儲區(qū)(inptFace,輸入面) 的內(nèi)部清空,以及將顯示裝置的顯示屏幕上所選面的顯示顏色變?yōu)榕c 其他部分不同,并且將符號文本作為注記進(jìn)行布置和顯示(S205), 以便系統(tǒng)用戶能夠識別該面。
然后,當(dāng)系統(tǒng)用戶按下(點擊)"應(yīng)用"按鈕,指示開始執(zhí)行 判斷處理(S206),形狀檢查裝置20開始對具有所選面的肋進(jìn)行判 斷處理。具體地,首先,將所選面列表內(nèi)的存儲信息中與一個肋有關(guān) 的信息寫入另一個存儲區(qū)(測量執(zhí)行列表)(S207),并且基于所 寫入的信息執(zhí)行對該一個肋的形狀測量(S208)。即,形狀檢查裝 置20用作尺寸計算單元,其用于計算下列形狀尺寸值高度h、頂部寬度W1、底端寬度W2與底壁厚度t的比值W2/t,以及肋側(cè)面的
斜度e。此外,在計算出形狀尺寸數(shù)值后,將計算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行
比較,從而判斷形狀尺寸值是否在標(biāo)準(zhǔn)值所確定的容許范圍之內(nèi)。即,
形狀檢査裝置20用作判斷單元,其用于判斷具有所計算出的各形狀
尺寸值的肋是否滿足標(biāo)準(zhǔn)值所確定的形狀條件。而且,在與多個肋有 關(guān)的信息存儲在所選面的列表內(nèi)的情況下,對一個肋的判斷完成后開 始執(zhí)行對下一個肋的判斷,這樣重復(fù)進(jìn)行,直到完成對所有肋的判斷。 關(guān)于如上所述獲得的判斷結(jié)果,在顯示裝置的屏幕上將面的顯
示顏色顯示為不同,例如,當(dāng)判斷結(jié)果滿足形狀條件時(OK的情況), 顯示為藍(lán)色,當(dāng)判斷結(jié)果不滿足形狀條件時(NG的情況),顯示為 紅色,從而系統(tǒng)用戶能夠識別判斷結(jié)果(S209)。即,形狀檢查裝 置20用作判斷結(jié)果顯示單元,其用于以使被判斷為不滿足形狀條件 的肋能夠與待檢模型的其他形狀部分相區(qū)分的狀態(tài)來顯示該肋。 在執(zhí)行上述的一系列判斷處理之后,在選擇單一模式的情況下 (S210),在顯示裝置上顯示與具有所選定的一個側(cè)面的肋有關(guān)的 判斷處理的詳細(xì)結(jié)果(下文簡稱為"檢查結(jié)果")(S211)。然而, 在選擇多模式的情況下,在顯示裝置上不顯示對多個肋的所有檢查結(jié) 果,而是以列表格式顯示檢查的總數(shù)(已受到判斷處理的肋的總數(shù))、 錯誤的數(shù)量(被判斷為不滿足形狀條件的肋的數(shù)量)等(S212)。 然后,當(dāng)按下(點擊)"信息"按鈕以請求更詳細(xì)的顯示并選擇要顯 示的面時(S213),顯示裝置顯示與具有所選面的肋有關(guān)的檢査結(jié) 果(S214)。
此處,通過具體實例更詳細(xì)地描述一系列處理操作中的各個步驟。
首先,對輸入拔模方向和輸入側(cè)面的步驟(圖3中S201)進(jìn)行 詳細(xì)描述。
圖4A和圖4B是示出輸入拔模方向和側(cè)面的操作的具體實例的 說明圖。
如上所述,在啟動CAD系統(tǒng)11后,形狀檢查裝置20讀取待檢 模型的3D數(shù)據(jù),并在顯示裝置的屏幕上顯示由3D數(shù)據(jù)所確定的三維形狀。
在此狀態(tài)下,當(dāng)系統(tǒng)用戶從菜單選擇并點擊用于對肋執(zhí)行判斷
處理的肋檢查按鈕時,形狀檢查裝置20使如圖4A所示的窗口屏幕 顯示在顯示裝置上,以便允許系統(tǒng)用戶輸入拔模方向。具體地,形狀 檢查裝置20允許系統(tǒng)用戶通過屏幕窗口來指定表示拔模方向的向 量。此外,可以考慮使用已知技術(shù)來提取所選面的法向量,或通過連 接所選的兩個點來提取向量分量來執(zhí)行向量指定。
而且,如圖4B所示,形狀檢查裝置20允許系統(tǒng)用戶輸入與待 處理的肋1有關(guān)的側(cè)面。具體地,可以考慮通過在光標(biāo)位于所顯示的 待檢模型的待處理肋1的一個側(cè)面la上的狀態(tài)下執(zhí)行點擊的操作來 指定一個側(cè)面la。
然后,對自動提取具有與所選定的一個側(cè)面相同的方向的面的 步驟(圖3中的S202)進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖5是示出自動提取面的具體實例的說明圖。
在執(zhí)行自動提取面的情況下,如圖中的實例所示,當(dāng)通過輸入 而選擇形成肋的一個側(cè)面la時,形狀檢查裝置20計算側(cè)面la內(nèi)的 修正法向量Vl'。修正法向量Vl'是通過對該側(cè)面la的法向量執(zhí)行
角度修正而獲得的,并且該修正法向量vr是沿著與輸入拔模方向所 指定的向量垂直的方向延伸的向量。后文將描述該角度修正的細(xì)節(jié)。 在計算修正法向量vr之后,形狀檢查裝置20計算其方向與修正法 向量vr的方向相反的負(fù)向量V2'。然后,在計算向量vr和v2'之
后,形狀檢查裝置20從(i)側(cè)面la被選定時的所選點(點擊處) 或(ii)從該側(cè)面la的整個面區(qū)域沿著向量Vl'和V2'照射假想的投 影束。這樣,形狀檢査裝置20從形成待檢模型的面中提取并獲得與 該側(cè)面la平行設(shè)置的面。這些面具有與側(cè)面la相同的方向(向量
vr的方向指向外側(cè)的面),并且投影束與這些面相交。而且,能夠
識別與所獲得的相應(yīng)平行形成面相反的相反面(向量V2'的方向指向 外側(cè)的面)。然后計算平行形成面與對應(yīng)相反面之間的距離。并且, 當(dāng)計算結(jié)果等于或小于預(yù)定寬度時,提取并獲得與具有側(cè)面la的肋 平行的肋。當(dāng)各面之間的距離大于預(yù)定寬度時,不將該距離識別為肋所具有,以便從提取并獲得的結(jié)果中排除肋以外的部分。
通過執(zhí)行上述處理操作,在選擇形成肋的一個側(cè)面la后,形狀 檢查裝置20提取具有與側(cè)面la平行的面的所有肋,作為與該側(cè)面 la所在的肋平行設(shè)置的肋。
然后,將詳細(xì)描述測量肋形狀的步驟(圖3中S208),即,計 算肋的形狀尺寸值的步驟。該計算形狀尺寸值的步驟包括計算高度h 的步驟、計算頂部寬度Wl的步驟、計算底部寬度W2的步驟、計算 底壁厚度t的步驟、計算底部寬度W2和底壁厚度t的比值W2/t的步 驟、計算斜度e的步驟及對肋側(cè)面的法線方向執(zhí)行角度修正的步驟。
圖6A至圖6D是示出計算高度h的具體實例的說明圖。
在計算肋的高度h中,首先,如圖6A所示,形狀檢查裝置20 執(zhí)行上下端點的識別。即,形狀檢查裝置20獲得形成肋的所選面(通 過輸入側(cè)面所選擇的一個側(cè)面或通過自動提取面所提取并獲得的平 行形成面)lb的所有邊(形成所選面lb的邊的所有線),并進(jìn)一步 獲得各邊的所有端點。此外,生成從待檢模型所處的坐標(biāo)空間中的任 意點(例如,坐標(biāo)原點0)向端點延伸的向量VI至V4,并計算各 向量VI至V4與通過輸入拔模方向所指定的拔模方向向量VO之間 的內(nèi)積值。此時,內(nèi)積值隨著各向量的方向相互靠近而增加。并且, 隨著各向量方向的相互遠(yuǎn)離而減小。因此,形狀檢查裝置20設(shè)定下 述端點作為所選面lb的上端點在所述端點處,連接任意點和端點 的向量與拔模方向向量VO之間的內(nèi)積值為最大值。并且,形狀檢查 裝置20設(shè)定下述端點作為所選面lb的下端點在所述端點處,連接 任意點和端點的向量與拔模方向向量VO之間的內(nèi)積值為最小值。
在識別所選面lb的上端點和下端點之后,如圖6B所示,形狀 檢查裝置20執(zhí)行上緣邊和下緣邊的識別。即,關(guān)于下緣邊,例如, 形狀檢查裝置20識別位于所選面lb上與下端點鄰接的所有邊A和 B,生成從下端點沿著邊A和B的向量VA和VB,并計算在各向量 VA和VB與通過輸入拔模方向所指定的拔模方向向量VO之間的內(nèi) 積值。另外,將與較小內(nèi)積值對應(yīng)的邊設(shè)定為下緣邊??梢酝ㄟ^相同 的處理指定上緣邊。然而,關(guān)于上緣邊,將與較大內(nèi)積值相對應(yīng)的邊設(shè)定為上緣邊。
此外,如圖6C所示,存在具有倒角的肋(端部形狀為曲面的肋)。 對于這種肋,可以考慮下述方式通過獲得與如上述過程所識別的上 下緣邊鄰接的面(形成曲面部分的面),并識別并獲得該面的所有邊, 然后在包括該所有邊的狀態(tài)下重復(fù)識別上下端點以及識別上下緣邊, 從而在包括形成該曲面部分的面的狀態(tài)下識別上下緣邊。
在如上所述識別所選面lb的上緣邊和下緣邊之后,如圖6D所 示,形狀檢查裝置20執(zhí)行對肋高度的識別。即,形狀檢査裝置20 生成直線Ll和L2,直線Ll和L2從下緣邊的兩個端點Pl和P2沿 著由輸入拔模方向所指定的拔模方向向量V0的方向延伸,并測量各 直線Ll和L2與上緣邊之間的距離。更具體地,測量各直線Ll和 L2上的點與上緣邊上的點之間的最短距離。然后,測量在直線Ll 和L2上當(dāng)時被創(chuàng)建為測量點的點P1'禾B P2'與下緣邊的端點Pl和P2 之間的距離,并計算P1-P1,和P2-P2'中較大的距離作為肋的高度h。
圖7A至7D是示出計算頂部寬度Wl的具體實例的說明圖。
在計算頂部寬度Wl中,如圖7A所示,首先,形狀檢査裝置 20識別形成肋的所選面lb和相反面lc,該相反面lc是形成肋的另 一個面并位于所選面lb的相反側(cè)。然后,如圖7B所示,識別面lb 的上緣邊el和面lc的上緣邊e2。可以以與計算肋的高度h(參照圖 6)相同的方式執(zhí)行上緣邊el和e2的識別。
在識別上緣邊el和e2之后,形狀檢査裝置20通過循環(huán)處理測 量上緣邊el和e2與相反面的所有邊之間的距離。g卩,對于上緣邊 el,對位于上緣邊el上的點與位于相反面lc的所有邊上的點之間的 最短距離進(jìn)行測量,該相反面lc是與包括上緣邊el的所選面lb相 反的面。此外,對于上緣邊e2,對位于上緣邊e2上的點與位于相反 面lb的所有邊上的點之間的最短距離進(jìn)行測量,該相反面lb是與包 括上緣邊e2的所選'面lc相反的面。然后,獲得如上所述得到的最短 距離值(關(guān)于上緣邊el和e2的距離測量結(jié)果不同時的較小值)和如 圖7C所示當(dāng)時被創(chuàng)建為測量點的點P1和P2,并且使用所獲得的距 離值作為頂部寬度Wl,計算各點Pl和P2的位置作為頂部寬度Wl的計算位置。
然而,如圖7D所示,在肋的邊具有倒角或?qū)叩亩司墝嵤┬鼻?br> 的情況下,例如,可能會出現(xiàn)連接點P1和P2的直線的最短距離值 不一定等于頂部寬度wi。因此,形狀檢查裝置20獲得修正法向量
vr (將在后文描述),并當(dāng)修正法向量vr與連接點pi和點P2的 直線的方向不一致時,計算沿著修正法向量vr的方向從pi或P2到
相反面的距離。該計算可以使用諸如三平方定理等已知概念來執(zhí)行。
此外,將如上所述獲得的距離值設(shè)定為頂部寬度wi的計算值。
圖8A至圖8C是示出計算底部寬度W2的具體實例的說明圖。
在計算底部寬度W2中,如圖8A所示,首先,形狀檢査裝置 20識別形成肋的所選面lb及其相反面lc,該相反面lc是形成肋的 另一個面并位于所選面lb的相反側(cè)。然后,識別面lb的下緣邊el 和面lc的下緣邊e2??梢砸耘c計算肋的高度h (參照圖6B)相同的 方式來執(zhí)行下緣邊el和e2的識別。
在識別下緣邊el和e2之后,如圖8B所示,形狀檢查裝置20 通過循環(huán)處理測量下緣邊el和e2與相反面的所有邊之間的距離。即, 對于下緣邊el,測量下緣邊el上的點與相反面lc的所有邊上的點 之間的最短距離,該相反面lc是與包括下緣邊el的所選面lb相反 的面。此外,對于下緣邊e2,測量下緣邊e2上的點與相反面lb的 所有邊上的點之間的最短距離,該相反面lb是與包括下緣邊e2的所 選面lc相反的面。然后,從測量結(jié)果中獲得另一邊el',通過該邊 el'獲得最短距離,并且指定所獲得的另一邊el'作為用于計算底部寬 度W2的測量邊。
然后,如圖8C所示,形狀檢查裝置20識別測量邊el'和下緣邊 el (下緣邊el是最短距離測量中與邊el'相對應(yīng)的邊)的長度,比較 各邊的長度,并指定具有較短長度的邊(圖中所示的測量邊el')。 然后,在指定的測量邊el'上提取開始點、中間點和終止點,獲得這 些點作為用于計算底部寬度W2的測量點,測量各測量點與對應(yīng)的下 緣邊el之間的距離,并計算距離值中的最大值作為底部寬度W2。
圖9是示出計算底壁厚度t的具體實例的說明圖。在計算底壁厚度t中,與計算底部寬度W2類似,首先,形狀檢
查裝置20識別形成肋的所選面lb的下緣邊el和相反面lc的下緣邊 e2。然后,在各下緣邊el和e2上提取開始點、中間點和終止點,并 將所提取的點作為用于計算底壁寬度t的測量點。
在獲得測量點之后,如圖9所示,形狀檢査裝置20從各測量點 朝向與由輸入拔模方向所指定的拔模方向向量VO的方向相反的方向 照射假想的投影束(參照圖中箭頭)。此外,提取并獲得待檢模型中 首先與各投影束相交的構(gòu)成面。
此后,通過循環(huán)處理測量如上所述獲得的各構(gòu)成面和各下緣邊 el和e2之間的距離。然后,計算作為測量結(jié)果的距離值中的最小距 離值作為底壁厚度t,該底壁厚度t作為具有所選面lb的肋的基準(zhǔn)。 將最小距離值設(shè)定為底壁厚度t的原因是基于所謂的最壞情況設(shè)計。
優(yōu)選地,通過將上述過程所計算出的底部寬度W2除以與上述 相同的過程計算出的底壁厚度t來計算底部寬度W2與底壁厚度t的 比值W2/t。
圖io是示出計算斜度e的具體實例的說明圖。 在計算斜度e中,首先,形狀檢査裝置2o識別形成肋的所選面
lb和相反面lc,該相反面lc是形成肋的另一個面并位于所選面lb 的相反側(cè)。然后,獲得面lb和面lc的法向量Vl和V2。
在獲得法向量VI和V2后,形狀檢査裝置20計算各法向量V1 和V2與輸入拔模方向所指定的拔模方向向量VO之間的內(nèi)積值。然 后,根據(jù)各內(nèi)積值的計算結(jié)果計算各所選面lb和相反面lc相對于拔 模方向向量VO的傾斜角,并且基于該計算結(jié)果指定各面lb和lc的
斜度e。
圖ll是示出對肋側(cè)面的法線方向進(jìn)行角度修正的具體實例的說明圖。
例如,將斜度e賦予形成肋的側(cè)面的情況下,側(cè)面上的法向量 vi和輸入拔模方向所指定的拔模方向向量vo之間的關(guān)系不一定是 唯一的。因此,在為上述的批處理執(zhí)行自動提取面的步驟中,或者在 計算肋的頂部寬度wi的步驟中,如果使用法向量vi,則可能會產(chǎn)生問題。
因此,當(dāng)為形成肋的側(cè)面賦予斜度e時,形狀檢査裝置20對側(cè) 面的法向量vi執(zhí)行角度修正。具體地,如圖11所示,形狀檢查裝
置20獲得形成肋的所選面lb上的法向量VI,計算法向量VI與輸
入拔模方向所指定的拔模方向向量vo之間的內(nèi)積值,并從計算結(jié)果 中識別所選面ib的斜度e。而且,計算在法向量vi和拔模方向向量
vo之間的外積值,并且根據(jù)計算結(jié)果計算沿與向量VI和vo垂直的 方向延伸的向量V2。在計算向量V2之后,通過以向量V2為參考軸
(即旋轉(zhuǎn)中心)而將向量vi旋轉(zhuǎn)斜度e,這樣便通過對向量vr執(zhí) 行角度修正而獲得修正法向量vr。
由于修正法向量vr是通過以斜度e來執(zhí)行角度修正而獲得的, 因此,修正法向量vr處于唯一的狀態(tài),g卩,修正法向量vr與拔模 方向向量vo之間始終保持正交關(guān)系。
通過執(zhí)行上述各運算步驟,形狀檢查裝置20基于由輸入拔模方
向所指定的拔模方向向量vo和由輸入側(cè)面所選擇的或作為平行形成
面集中提取的所選面lb來計算高度h、頂部寬度W1、底部寬度W2
與底壁厚度t的比值w2/t以及肋的側(cè)面的斜度e的測量值,作為肋 的形狀尺寸值。
在按上述運算步驟計算肋的形狀尺寸值之后,形狀檢查裝置20
將計算出的形狀尺寸值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,來判斷形狀尺寸值是否在
標(biāo)準(zhǔn)值所確定的容許范圍之內(nèi)。具體地,判斷高度h的計算結(jié)果是否 超出高度h的標(biāo)準(zhǔn)值、頂部寬度Wl的計算結(jié)果是否超出頂部寬度 Wl的標(biāo)準(zhǔn)值、底部寬度W2和底壁厚度t的比值W2/t的計算結(jié)果是
否超出比值W2/t的標(biāo)準(zhǔn)值、斜度e是否處于由斜度e的標(biāo)準(zhǔn)值所確 定的容許范圍之內(nèi)。當(dāng)滿足上述所有條件時,則判定具有這些形狀尺 寸值的肋滿足形狀條件。此外,優(yōu)選地,預(yù)先為高度h、頂部寬度 wi、比值w2/t和斜度e中的每一項設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值,并且標(biāo)準(zhǔn)值不受特 別限定。
然后,將詳細(xì)描述通過屏幕顯示向系統(tǒng)用戶輸出對肋的判斷處
理結(jié)果的步驟(圖3中S209至S214)。圖12是示出屏幕顯示輸出的具體實例的說明圖。
在完成對所有待處理的肋的判斷處理之后,形狀檢查裝置20執(zhí) 行對判斷處理結(jié)果中被判斷為不滿足形狀條件的肋的屏幕顯示,該肋 處于能夠與待檢模型的其他部分區(qū)分開的狀態(tài)(參照圖3中S209)。 具體地,如圖中實例所示,在顯示裝置的屏幕上將顯示顏色顯示為不 同,例如,對于滿足關(guān)于高度h、頂部寬度W1、比值W2/t和斜度e 的所有項的形狀條件的肋顯示為藍(lán)色,而對于不滿足任一項形狀條件 的肋顯示為紅色,以便系統(tǒng)用戶能夠識別判斷狀況。此外,雖然肋的 顯示顏色并不受特別限定,但是,肋的顯示顏色設(shè)定為不同于除了肋 之外的其他部分。這使得能夠?qū)⒗吲c除了肋之外的其他部分區(qū)分開。 而且,對于待處理的所有肋,無論這些肋是否滿足形狀條件,總是在 布置點上布置并顯示這些肋各自獨有的符號文本,以便能夠通過符號 文本來識別各個肋。
在執(zhí)行此屏幕顯示輸出之后,形狀檢查裝置20通過屏幕顯示輸 出檢査結(jié)果,該檢查結(jié)果是詳細(xì)的判斷處理結(jié)果(參照圖3中S211 或S214)。
圖13是示出檢查結(jié)果的顯示輸出的具體實例的說明圖。
在檢查結(jié)果的輸出顯示中,形狀檢査裝置20在顯示裝置上顯示 圖中實例示出的窗口屏幕。即,在窗口屏幕中顯示對于肋的各形狀尺 寸值的判斷結(jié)果、作為判斷基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值等。
然而,在選擇多模式的情況下,由于顯示裝置的屏幕尺寸的限 制,因此在獲得對多個肋的判斷結(jié)果后,并不立即顯示對多個肋的所 有檢查結(jié)果,而是首先以列表格式在顯示裝置上顯示檢查的總數(shù)、錯 誤的數(shù)量等(參照圖3中S212)。
圖14是示出列表顯示的具體實例的說明圖。
如圖中實例所示,當(dāng)選擇多模式時,形狀檢查裝置20在顯示裝 置上顯示下述窗口屏幕該窗口屏幕以被給予各個肋的符號文本作為 標(biāo)識符的方式以列表格式示出對各個肋的詳細(xì)檢查結(jié)果。然后,當(dāng)系 統(tǒng)用戶在以列表格式顯示的窗口屏幕中選擇并指定符號文本,即,系 統(tǒng)用戶指定被請求更詳細(xì)顯示的定肋(面)時,在按下"信息"按鈕后,形狀檢查裝置20執(zhí)行對所選肋的檢查結(jié)果的輸出顯示。
通過執(zhí)行上述一系列處理操作,形狀檢査裝置20根據(jù)在CAD 系統(tǒng)11上由系統(tǒng)用戶指定的待檢模型的拔模方向和該待檢模型中將 要受到判斷處理的肋的一個側(cè)面,來計算與該指定有關(guān)的肋(在多模 式的情況下包括平行形成肋)的形狀尺寸值,判斷肋是否滿足形狀條 件,并通過屏幕顯示輸出判斷結(jié)果。即,系統(tǒng)用戶通過指定拔模方向 和一個構(gòu)成面,能夠獲得與指定有關(guān)的肋是否滿足形狀條件的判斷結(jié) 果。
此外,雖然在本示例性實施例中描述了本發(fā)明的具體實例,但 本發(fā)明并不局限于此。
例如,在本示例性實施例中,作為實例描述了在顯示裝置的屏 幕上顯示并輸出^t肋的判斷處理結(jié)果。然而,輸出的目的地并不局限
于此,可以考慮這樣的方式將結(jié)果以文件形式輸出至存儲裝置從而
將該結(jié)果存儲在存儲裝置內(nèi),或者將該結(jié)果發(fā)送至通過通信線路連接 的外部裝置,并使外部裝置執(zhí)行諸如輸出結(jié)果等的處理。
而且,在本示例性實施例中,作為實例描述了系統(tǒng)用戶在選擇 和指定的肋中指定形成該肋的一個側(cè)面的情況。然而,對于除了該一 個側(cè)面之外的其他面,只要該其他面是肋的一個構(gòu)成面,同樣可以計 算該肋的形狀尺寸值。
而且,在本示例性實施例中,作為實例描述了將形成在待檢模 型中的凸?fàn)罾咴O(shè)定為判斷處理的對象。然而,例如,對于除了肋之外 的凸出部或諸如凹槽或切口等的凹狀部分,當(dāng)形狀部分通過模具制 作、模制等形成時,可同樣應(yīng)用本發(fā)明來對該形狀部分是否滿足形狀 條件進(jìn)行判斷。
本發(fā)明并不局限于上述示例性實施例,在不偏離本發(fā)明的主旨 和精神的范圍內(nèi),可對本發(fā)明進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1. 一種形狀檢查裝置,包括形狀顯示單元,其在屏幕上顯示由三維形狀數(shù)據(jù)所確定的三維形狀;方向指定單元,其在所述屏幕上指定模制所述三維形狀時的拔模方向;面指定單元,其在所述屏幕上指定所述三維形狀的凸出形狀部分的一個面或凹進(jìn)形狀部分的一個面;尺寸計算單元,其基于所指定的拔模方向和所指定的一個面來計算所述形狀部分的形狀尺寸值;以及判斷單元,其通過將計算出的形狀尺寸值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,來判斷具有所述形狀尺寸值的所述形狀部分是否滿足形狀條件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的形狀檢査裝置,還包括 判斷結(jié)果顯示單元,其以使由所述判斷單元判斷為不滿足所述形狀條件的形狀部分可與所述三維形狀的其他形狀部分區(qū)分開的狀 態(tài)來顯示所述形狀部分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀檢查裝置,其中,所述一個面是所述形狀部分的一個側(cè)面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀檢查裝置,其中,所述形狀部分是形成為凸出形狀的肋結(jié)構(gòu)部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的形狀檢查裝置,還包括 批處理指定單元,其指定對多個形狀部分的批處理;以及 平行形成部分提取單元,當(dāng)由所述批處理指定單元指定批處理時,所述平行形成部分提取單元提取具有與所指定的一個面平行設(shè)置 的面的另一個形狀部分,其中,所述尺寸計算單元進(jìn)行與由所述平行形成部分提取單元 提取的所述形狀部分有關(guān)的計算,以及所述判斷單元進(jìn)行與由所述平行形成部分提取單元提取的所述 形狀部分有關(guān)的判斷。
6. —種形狀檢査方法,包括在屏幕上顯示由三維形狀數(shù)據(jù)所確定的三維形狀; 在所述屏幕上指定模制所述三維形狀時的拔模方向; 在所述屏幕上指定所述三維形狀的凸出形狀部分的一個面或凹 進(jìn)形狀部分的一個面;基于所指定的拔模方向和所指定的一個面來計算所述形狀部分的形狀尺寸值;以及通過將計算出的形狀尺寸值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,來判斷具有所述形狀尺寸值的所述形狀部分是否滿足形狀條件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種形狀檢查裝置及形狀檢查方法。所述形狀檢查裝置包括形狀顯示單元,其在屏幕上顯示由三維形狀數(shù)據(jù)所確定的三維形狀;方向指定單元,其在所述屏幕上指定模制所述三維形狀時的拔模方向;面指定單元,其在所述屏幕上指定所述三維形狀的凸出形狀部分的一個面或凹進(jìn)形狀部分的一個面;尺寸計算單元,其基于所指定的拔模方向和所指定的一個面來計算所述形狀部分的形狀尺寸值;以及判斷單元,其通過將計算出的形狀尺寸值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,來判斷具有所述形狀尺寸值的所述形狀部分是否滿足形狀條件。
文檔編號G06F17/50GK101436220SQ20081018091
公開日2009年5月20日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者中里博昭, 沼內(nèi)壽浩, 竹崎克己, 萩原正明 申請人:富士施樂株式會社
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