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公開番号2024141790
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023053628
出願日2023-03-29
発明の名称データ作成プログラム、データ作成装置およびデータ作成方法
出願人日本発條株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G06F 30/10 20200101AFI20241003BHJP(計算;計数)
要約【課題】実形状を正確に反映したジオメトリデータを効率よく作成することができるデータ作成プログラム、データ作成装置およびデータ作成方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係るデータ作成プログラムは、コンピュータに、コイルばねの設計値に応じた素線断面形状を表現する形状パラメータである第1の設計変数、および、当該設計値に対して設定される公差範囲における素線断面形状を表現する形状パラメータである第2の設計変数を素線断面ごとに設定するパラメータ設定ステップと、各素線断面について、対象の構造物の三次元スキャンデータと、形状パラメータとを比較して、設計変数を選択する選択ステップと、選択した設計変数に基づいてジオメトリデータを作成するデータ作成ステップと、を実行させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コンピュータに、
コイルばねの設計値に応じた素線断面形状を表現する形状パラメータである第１の設計変数、および、当該設計値に対して設定される公差範囲における素線断面形状を表現する形状パラメータである第２の設計変数を素線断面ごとに設定するパラメータ設定ステップと、
各素線断面について、対象の構造物の三次元スキャンデータと、前記形状パラメータとを比較して、設計変数を選択する選択ステップと、
選択した設計変数に基づいてジオメトリデータを作成するデータ作成ステップと、
を実行させることを特徴とするデータ作成プログラム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記パラメータ設定ステップは、公差範囲を所定の条件で分割し、分割した範囲に対してそれぞれ前記第２の設計変数を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ作成プログラム。
【請求項３】
前記選択ステップは、前記三次元スキャンデータにおける素線断面の第１の設定点と、前記第１または第２の設計変数に基づく素線断面における第２の設定点との間の距離に基づいて、当該素線断面の設計変数を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ作成プログラム。
【請求項４】
前記素線断面形状を表現する設計変数は、素線断面に対し、当該素線断面の中心位置を原点とする直交座標を用いて設定される、
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ作成プログラム。
【請求項５】
前記素線断面において、該素線断面の外縁と接する円を設定し、
前記素線断面形状を表現する設計変数として、前記円の中心位置の座標、前記円の長軸の長さおよび短軸の長さからなる円径、前記素線断面の外縁と前記円との接点の座標、前記円の向きが設定される、
ことを特徴とする請求項４に記載のデータ作成プログラム。
【請求項６】
コイルばねの設計値に応じた素線断面形状を表現する設計変数を含む第１の形状パラメータ、および、当該設計値に対して設定される公差範囲における素線断面形状を表現する設計変数を含む第２の形状パラメータを素線断面ごとに設定するパラメータ設定部と、
各素線断面について、対象の構造物の三次元スキャンデータと、前記第１および第２の形状パラメータとを比較して、形状パラメータを選択する選択部と、
選択された形状パラメータに基づいてジオメトリデータを作成するジオメトリデータ作成部と、
を備えることを特徴とするデータ作成装置。
【請求項７】
コイルばねのジオメトリデータを作成するデータ作成方法であって、
コイルばねの設計値に応じた素線断面形状を表現する設計変数を含む第１の形状パラメータ、および、当該設計値に対して設定される公差範囲における素線断面形状を表現する設計変数を含む第２の形状パラメータを素線断面ごとに設定するパラメータ設定ステップと、
各素線断面について、対象の構造物の三次元スキャンデータと、前記第１および第２の形状パラメータとを比較して、形状パラメータを選択する選択ステップと、
選択された形状パラメータに基づいてジオメトリデータを作成するデータ作成ステップと、
を含むことを特徴とするデータ作成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ作成プログラム、データ作成装置およびデータ作成方法に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
製品や構造物の実形状と設計形状とを比較するため、または、実形状を用いたＦＥＭ（Finite Element Method）シミュレーションを行うために、リバースモデリングが広く行われている。リバースモデリングにおいては、三次元測定機によって取得したメッシュデータを、専用のデータ処理ソフトウェアを用いて、汎用的なＣＡＤソフトウェアで使用できるジオメトリデータへ変換する作業が行われる。ジオメトリデータは、メッシュデータＤ
M
上に複数の曲面パッチＤ
P
を貼り合わせることで作成される（図１１の（ａ）参照）。曲面パッチ間の線Ｄ
F
はジオメトリデータに残留し、特徴線と呼ばれるものである（図１１の（ｂ）参照）。このとき、線Ｄ
F
は、目的によっては特徴線を製品や構造物の形状に沿って形成することが求められる。
【０００３】
コイルばねにおいては、自由高さや傾き、コイル径等が発生応力に影響するため、製品の出来栄えによっては、発生応力と設計応力とが異なる場合がある。この差異を把握するためには、上述したリバースモデリングでジオメトリデータを作成し、ＦＥＭシミュレーションを実施しなくてはならない。実形状をＦＥＭシミュレーションに反映させる技術として、予めシミュレーションモデルを用意し、計測した実形状と最も近いものを選択することで、精度の良いＦＥＭシミュレーションを行う技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、実形状を間接的に反映する特徴図を用いて、予め用意したＦＥＭシミュレーション結果と、実測した特徴図との比較を行い、その差異からシミュレーションモデルに補正をかける技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６７４０１６７号公報
特開２００６－２３２０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の技術は、予め用意したシミュレーションモデルを選択するものであるため、実形状との差異が出ることは避けられない。また、特許文献２に記載の技術は、実形状を直接比較するのではなく、実形状を間接的に反映する特徴図との比較を行うため、こちらも実形状を正確に反映できるとは限らない。
【０００６】
また、製品や構造物が、平面で構成されたような比較的単純な形状であれば、データ処理ソフトウェアの自動作成機能でジオメトリデータへ自動的に変換可能であることが多い。しかしながら、複雑な曲面によって構成されていたり、コイルばねのようにらせん形状をなしていたりする場合、自動作成機能では高品質なジオメトリデータを作成することができない。特に、ジオメトリデータをＦＥＭシミュレーションに用いることを目的とすると、特徴線が製品や構造物の形状に沿っていることが望ましいが、自動作成機能では概してそのような結果は得られない。したがって、作業者が手動作成機能を駆使してジオメトリデータを作る必要があり、これには多くの工数が費やされ、ジオメトリデータを効率的に作成することが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、実形状を正確に反映したジオメトリデータを効率よく作成することができるデータ作成プログラム、データ作成装置およびデータ作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るデータ作成プログラムは、コンピュータに、コイルばねの設計値に応じた素線断面形状を表現する形状パラメータである第１の設計変数、および、当該設計値に対して設定される公差範囲における素線断面形状を表現する形状パラメータである第２の設計変数を素線断面ごとに設定するパラメータ設定ステップと、各素線断面について、対象の構造物の三次元スキャンデータと、前記形状パラメータとを比較して、設計変数を選択する選択ステップと、選択した設計変数に基づいてジオメトリデータを作成するデータ作成ステップと、を実行させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るデータ作成プログラムは、上記発明において、前記パラメータ設定ステップは、公差範囲を所定の条件で分割し、分割した範囲に対してそれぞれ前記第２の設計変数を生成する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るデータ作成プログラムは、上記発明において、前記選択ステップは、前記三次元スキャンデータにおける素線断面の第１の設定点と、前記第１または第２の設計変数に基づく素線断面における第２の設定点との間の距離に基づいて、当該素線断面の設計変数を選択する、ことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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