(57)【要約】【課題】製品形状のデザイン設計が成された後、直ちに搬送装置のレイアウト設計が可能なドローモデルをより効率的に生成すること。【解決手段】ドローモデル生成システム１は、平面格子１０の特徴点１０１の法線と形状データとの交点座標を算出し、複数の交点座標を結ぶことによりポリゴン化されたドローモデルを生成する。具体的には、ドローモデル生成システム１は、ポリゴンの分割が必要であるか否かを判定し、分割が必要であると判定された場合には、既に作成されたポリゴンを分割して、新たなポリゴンを生成する平面格子生成部４１を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に配列された複数の平面座標点の法線と三次元形状データとの交点座標を算出し、複数の交点座標を結ぶことによりポリゴン化されたドローモデルをコンピュータによって生成するドローモデル生成方法であって、
生成されたポリゴンの分割が必要であるか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において分割が必要であると判定された場合には、既に作成されたポリゴンを分割し、新たなポリゴンを生成する新ポリゴン生成工程と、
を含むことを特徴とするドローモデル生成方法。
【請求項２】
前記判定工程において、前記平面座標点の距離が、当該距離について設定された閾値以下となっている場合には、前記ポリゴンの分割が必要でないと判定することを特徴とする請求項１に記載のドローモデル生成方法。
【請求項３】
前記判定工程において、格子内の前記平面座標点の前記交点座標における前記法線方向の座標の最大値と最小値との差分値が、当該差分値について設定された閾値以上となっている場合には、前記ポリゴンの分割が必要であると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のドローモデル生成方法。
【請求項４】
前記判定工程において、生成されたポリゴンを形成する辺がなす折れ角を算出し、該折れ角が第１の閾値を超えている場合には、前記ポリゴンの分割が必要であると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のドローモデル生成方法。
【請求項５】
前記判定工程において、生成されたポリゴンの内部に座標点を設定し、該座標点と前記三次元形状データとの交点座標を算出し、該交点座標と該ポリゴンを構成する他の前記交点座標とを結ぶ線分によって形成される折れ角を算出し、該折れ角が第２の閾値を超えている場合には、前記ポリゴンの分割が必要であると判定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のドローモデル生成方法。
【請求項６】
前記新ポリゴン生成工程において、隣接する前記平面座標点の間に追加して平面座標点を設定し、追加した該平面座標点の法線と前記三次元形状データとの交点座標を算出し、隣接する複数の前記交点座標と結ぶことにより新たなポリゴンを生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のドローモデル生成方法。
【請求項７】
格子状に配列された複数の平面座標点の法線と三次元形状データとの交点座標を算出し、複数の交点座標を結ぶことによりポリゴン化されたドローモデルを生成するドローモデル生成システムであって、
生成されたポリゴンの分割が必要であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって分割が必要であると判定された場合には、既に作成されたポリゴンを分割し、新たなポリゴンを生成する新ポリゴン生成部と、を備えることを特徴とするドローモデル生成システム。
【請求項８】
前記判定部は、前記平面座標点の距離が、当該距離について設定された閾値以下となっている場合には、前記ポリゴンの分割が必要でないと判定することを特徴とする請求項７に記載のドローモデル生成システム。
【請求項９】
前記判定部は、格子内の前記平面座標点の前記交点座標における前記法線方向の座標の最大値と最小値との差分値が、当該差分値について設定された閾値以上となっている場合には、前記ポリゴンの分割が必要であると判定することを特徴とする請求項７又は８に記載のドローモデル生成システム。
【請求項１０】
前記判定部は、生成されたポリゴンを形成する辺がなす折れ角を算出し、該折れ角が第１の閾値を超えている場合には、前記ポリゴンの分割が必要であると判定することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のドローモデル生成システム。
【請求項１１】
前記判定部は、生成されたポリゴンの内部に座標点を設定し、該座標点と前記三次元形状データとの交点座標を算出し、該交点座標と該ポリゴンを構成する他の前記交点座標とを結ぶ線分によって形成される折れ角を算出し、該折れ角が第２の閾値を超えている場合には、前記ポリゴンの分割が必要であると判定することを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載のドローモデル生成システム。
【請求項１２】
前記新ポリゴン生成部は、隣接する前記平面座標点の間に追加して平面座標点を設定し、追加した該平面座標点の法線と前記三次元形状データとの交点座標を算出し、隣接する複数の前記交点座標と結ぶことにより新たなポリゴンを生成することを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載のドローモデル生成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドローモデル生成方法及びドローモデル生成システムに関する。詳しくは、プレス成形品を成形するためのドローモデルを生成するドローモデル生成方法及びドローモデル生成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のアウタパネルやルーフパネルなどのパネル製品は、所望の製品形状をかたどった金型で一の板材を加圧してプレス成形品を成形し、このプレス成形品から製品部分を切り取った後、縁部を曲げてフランジ部を形成したり、ボルトが挿通する孔を空けたりすることにより形成される。このようなパネル製品では、実際に製造する製造工程の前に、製造ラインの設計が行われる。
【０００３】
具体的には、製品形状のデザイン設計が行われると、このデザイン設計からプレス成形品のドローモデルを生成し、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）によるモデル形状評価を行うことで、デザインされた形状が実際にプレス加工可能であるか確認することとしている。
【０００４】
ここで、図９を参照して、製品形状とドローモデルとの関係について説明する。ドローモデル９は、車種に合わせてデザインされた製品部９１と、切り落とすことを想定した余肉部９３と、金型で加圧する際に皺押さえすることを想定したダイフェース部９５と、を含んで構成される。
デザイン設計が成されると製品形状が得られるため、ドローモデル９の製品部９１はデザイン設計と共に生成することができる。また、ダイフェース部９５は、皺押さえを想定した部分であるため基本的に略平面であり比較的容易に生成することができる。一方、余肉部９３は、プレス加工に応じて変形する部分であるため、ドローモデル９の生成では、余肉部９３の生成に多くの時間がかかっている。
【０００５】
また、ＣＡＥによるモデル形状評価が良好でない場合、余肉部の修正とＣＡＥによる解析とを繰り返す必要があり、膨大な時間がかかってしまう。そこで、近年では、余肉部の形状を所定のテンプレートから選択することで、ＣＡＥによる品質の保証されたドローモデルを短時間で設計できるモデル設計システムが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１０４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、製造ラインの設計では、板材を加圧する力や金型の形状といった製品形状を成形するためのプレス加工パラメータの設計に加え、板材を搬送する搬送負荷検討におけるハンドリングツールのレイアウト検討なども行われる。ここで、ＣＡＥによる品質の保証を待って搬送装置のレイアウト設計を行っていたのでは、設計タイミングが遅れてしまうという問題があった。
この点、搬送装置のレイアウト設計では、搬送する板材の重量や重心といったパラメータが重要であり、成形品の品質が低くても行うことができることがわかった。
また、設計タイミングの遅れを防ぐためには、ドローモデルの生成における処理負荷を軽減し、より効率的にドローモデルを生成することが求められる。
【０００８】
そこで、本発明は、製品形状のデザイン設計が成された後、直ちに搬送装置のレイアウト設計が可能なドローモデルをより効率的に生成することができるドローモデル生成方法及びドローモデル生成システム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】
【０００９】
本発明は、格子状に配列された複数の平面座標点の法線と三次元形状データとの交点座標を算出し、複数の交点座標を結ぶことによりポリゴン化されたドローモデルをコンピュータによって生成するドローモデル生成方法であって、生成されたポリゴンの分割が必要であるか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において分割が必要であると判定された場合には、既に作成されたポリゴンを分割し、新たなポリゴンを生成する新ポリゴン生成工程と、を有する。
【００１０】
本発明では、格子状に配列された複数の平面座標点の法線と三次元形状データとの交点座標を算出し、複数の交点座標を結ぶことによりポリゴン化されたドローモデルを生成する。このとき、生成されたポリゴンの分割が必要であるか否かを判定し、分割が必要であると判定された場合には、既に作成されたポリゴンを分割し、新たなポリゴンを生成する。
これにより、生成するのに膨大な時間が係るドローモデルを生成する際に、ポリゴンの分割が必要である部分のみを選択して分割することで、処理負荷を軽減し、より効率的にドローモデルを生成することができる。その結果、製品形状のデザイン設計が成された後、直ちに搬送装置のレイアウト設計が可能なドローモデルをより効率的に生成することができる。
【００１１】
また、前記判定工程において、前記平面座標点の距離が閾値以下となっている場合には、前記ポリゴンの分割が必要でないと判定してもよい。
【００１２】
この発明では、平面座標点の距離が閾値以下である場合に、ポリゴンの分割が必要でないと判定される。
これにより、十分に高精度にポリゴンを生成できる場合には、ポリゴンの分割が行われないことから、簡単な判定を行うことで、より高速に、より効率的にドローモデルを生成することが可能となる。
【００１３】
また、前記判定工程において、格子内の前記平面座標点の前記交点座標における前記法線方向の座標の最大値と最小値との差分値が、当該差分値について設定された閾値以上となっている場合には、前記ポリゴンの分割が必要であると判定してもよい。
【００１４】
この発明では、格子内の平面座標の交点座標における法線方向の座標の最大値と最小値との差分値が閾値以上である場合に、ポリゴンの分割が必要であると判定される。
これにより、法線方向の大きさが過大なポリゴンが生成されることを避けることができる。
【００１５】
また、前記判定工程において、生成されたポリゴンを形成する辺がなす折れ角を算出し、該折れ角が第１の閾値を超えている場合には、前記ポリゴンの分割が必要であると判定することとしてもよい。
【００１６】
この発明では、生成されたポリゴンを形成する辺がなす折れ角が第１の閾値を超えている場合に、ポリゴンの分割が必要であると判定される。
これにより、ポリゴンの各辺がなす折れ角が大きくなり、隣接するポリゴンとの関係において適確にドローモデルを表せない場合にはポリゴンの分割を行うことができるため、簡単な判定を行うことで、より高速に、より高精度なドローモデルを生成することが可能となる。
【００１７】
また、前記判定工程において、生成されたポリゴンの内部に座標点を設定し、該座標点と前記三次元形状データとの交点座標を算出し、該交点座標と該ポリゴンを構成する他の前記交点座標とを結ぶ線分によって形成される折れ角を算出し、該折れ角が第２の閾値を超えている場合には、前記ポリゴンの分割が必要であると判定してもよい。
【００１８】
この発明では、生成されたポリゴンの内部に設定した座標点と三次元形状データとの交点座標と、ポリゴンを構成する他の交点座標とを結ぶ線分によって形成される折れ角が、第２の閾値を超えている場合に、ポリゴンの分割が必要であると判定される。
これにより、ポリゴン内部において、ポリゴンが表す面と形状データの面との差が大きい部分についてはポリゴンの分割を行うことができるため、簡単な判定を行うことで、より高速に、より高精度なドローモデルを生成することができる。
【００１９】
また、前記新ポリゴン生成工程において、隣接する前記平面座標点の間に追加して平面座標点を設定し、追加した該平面座標点の法線と前記三次元形状データとの交点座標を算出し、隣接する複数の前記交点座標と結ぶことにより新たなポリゴンを生成してもよい。
【００２０】
この発明では、隣接する平面座標点の間に追加して設定した平面座標の法線と三次元形状データとの交点座標を、隣接する複数の交点座標とを結ぶことで新たなポリゴンが生成される。
これにより、簡単にポリゴンを分割することができ、より高速にドローモデルを生成することができる。
【００２１】
また、本発明は上述のドローモデル生成方法を実行可能なドローモデル生成システムを含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、製品部及びダイフェース部の形状データから余肉部を含むドローモデルをより効率的に生成することができ、製品形状のデザイン設計が成された後、直ちに搬送装置のレイアウト設計を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ドローモデル生成システムの概要を示す図である。
【図２】ドローモデル生成システムの機能構成を示すブロック図である。
【図３】複数の特徴点を有する平面格子の一例を示す図である。
【図４】平面格子の分割条件の概念を説明するための模式図である。
【図５】投影した特徴点のＺ座標の算出方法の一例を示す図である。
【図６】ドローモデル生成システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】ドローモデル生成システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】ドローモデル生成システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】製品部、余肉部、ダイフェース部からなるドローモデルの一例を示す図である。
【図１０】ｓａｇ値の概念を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のドローモデル生成システムの好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
［ドローモデル生成システムの概要］
初めに、図１を参照して、本発明のドローモデル生成システムの概要について説明する。ドローモデル生成システムでは、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）を用いて生成した製品部９１とダイフェース部９５とから、プレス成形品の三次元のドローモデル９を生成する。具体的には、ドローモデル生成システムでは、図１（Ｂ）に示すように、製品部９１及びダイフェース部９５を含むドローモデル９に相当する領域に、夫々が個別のＸＹ座標により規定される複数の特徴点１０１により構成される平面格子１０を投影する。そして、図１（Ｃ）に示すように、投影した特徴点１０１を繋ぎポリゴン１０２とすることで、ドローモデル９を生成する。
【００２６】
このとき、図１（Ａ）に示すように、製品部９１及びダイフェース部９５は、予め形状が規定されているため、製品部９１及びダイフェース部９５に投影した特徴点１０１の座標（Ｚ座標）は、容易に取得することができる。一方、余肉部９３は、形状が規定されていないため、余肉部９３に投影した特徴点１０１の座標（Ｚ座標）は、取得することができない。
この点、本発明のドローモデル生成システムでは、余肉部９３に投影した特徴点１０１の座標（Ｚ座標）を後述する方法により補間し、ドローモデル９を生成することとしている。
【００２７】
また、図１（Ｃ）に示す平面格子１０の特徴点１０１を高密度に設定するほど、より精密なドローモデル９を生成することができるが、これに対応して、ドローモデル９を生成するための処理負荷が増大する。
一方、平面格子１０における特徴点１０１を低密度に設定すれば、ドローモデル９を生成するための処理負荷は低減されるものの、適切なモデル形状評価を得られない可能性が増大する。
この点、本発明のドローモデル生成システムでは、平面格子１０における特徴点１０１を後述する方法により設定し、ドローモデル９を生成することとしている。
以下、詳細に説明する。
【００２８】
［ドローモデル生成システムの構成］
続いて、図２を参照して、本発明のドローモデル生成システム１の構成について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るドローモデル生成システム１の機能構成を示すブロック図である。
ドローモデル生成システム１は、作業者が各種データや指令を入力する入力装置２と、この入力装置２からの入力に応じて各種演算処理を実行する演算装置４と、画像を表示する表示装置６と、各種データを記憶する記憶装置８と、を含んで構成される。
【００２９】
入力装置２は、作業者が操作可能なキーボードやマウスなどのハードウェアで構成される。この入力装置２を操作することにより入力されたデータや指令は、演算装置４に入力される。
【００３０】
表示装置６は、画像を表示可能なＣＲＴや液晶ディスプレイなどのハードウェアで構成される。この表示装置６の表示部には、演算装置４による処理結果として、例えば、ドローモデルの立体画像が表示される。
【００３１】
記憶装置８は、ハードディスクドライブやソリッドステートドライブなどのハードウェアで構成され、ＣＡＤを用いて生成された製品部９１の形状データ及びダイフェース部９５の形状データを含むＣＡＤデータを記憶する。なお、記憶装置８に記憶されるＣＡＤデータには、余肉部９３の形状データは含まれない。また、記憶装置８は、平面格子１０を構成する特徴点１０１のデータ（ＸＹ座標）を含む平面格子データを記憶する。
【００３２】
演算装置４は、ＣＰＵなどのハードウェアで構成され、所定のソフトウェアと協働して平面格子生成部４１、座標算出部４２及びドローモデル生成部４３として機能する。
【００３３】
平面格子生成部４１は、入力装置２を介した作業者からの指令に応じて図３に示す平面格子１０を生成する。平面格子生成部４１が生成した平面格子１０は、記憶装置８に記憶される。なお、平面格子１０は、作業者の操作に応じて生成するのではなく、予め記憶装置８に記憶しておき、適宜必要に応じて記憶装置８から読み出すこととしてもよい。
【００３４】
ここで、図３を参照して、平面格子１０について説明する。図３（Ａ）に示すように、平面格子１０は、夫々が個別のＸＹ座標により規定される複数の特徴点１０１を所定間隔で格子状に配置することで構成される。
特徴点１０１の間隔は、任意に設定することができるが、ドローモデルが自動車のアウタパネルやルーフパネルなどのパネル製品に関するものである場合、０．５ｍｍ間隔とすることが好ましい。この点、図３（Ｂ）（Ｃ）を参照して、具体的に説明する。なお、図３（Ｂ）は、製品部９１の断面形状を示す模式図であり、図３（Ｃ）は、自動車のアウタパネルやルーフパネルなどのパネル製品のうち最もポリゴンの折れ角が大きくなる部位における、特徴点１０１の間隔とポリゴンの折れ角との関係を示す図である。
【００３５】
上述のように、本発明のドローモデル生成システム１では、製品部９１などに平面格子１０（特徴点１０１）を投影し、特徴点１０１のＺ座標を取得することとしている。ここで、製品部９１に投影した特徴点１０１の間隔は、ＸＹ座標に対する製品部９１の傾斜度合いに応じて異なることになる。
図３（Ｂ）を参照して、製品部９１が、ＸＹ座標と略平行な平面９１１、９１３と、ＸＹ座標に対して所定の角度傾斜した斜面９１２とから構成される断面形状を考える。このとき、平面９１１、９１３に投影した特徴点１０１の間隔Ｌ１と、斜面９１２に投影した特徴点１０１の間隔Ｌ２とを比較すると、間隔Ｌ２の方が広くなる。この特徴点１０１の間隔は、特徴点１０１を繋いでポリゴン１０２を取得する場合にポリゴン１０２の折れ角となってあらわれる。ポリゴン１０２の折れ角が大きいとＣＡＥによるモデル形状評価においてエラーの原因となるため、エラーとならない範囲に収める必要がある。
図３（Ｃ）に示すように、ＣＡＥによるモデル形状評価では、ポリゴン１０２の折れ角がθｍａｘを超えると、エラーや不正な解などの不具合となる。この点、自動車のパネル製品では、特徴点１０１の間隔を０．７ｍｍとすることでポリゴン１０２の折れ角が約θｍａｘとなり、特徴点１０１の間隔を０．５ｍｍとすることでポリゴン１０２の折れ角がθｍａｘ未満となることが確認できた。そのため、自動車のパネル製品についてドローモデルを生成する場合、特徴点１０１の間隔を形状変化が大きな箇所では０．５ｍｍとすることが好ましい。
尚θｍａｘは経験的な閾値であり、各ＣＡＥソフトで夫々異なる。
【００３６】
次に、平面格子１０における特徴点１０１の具体的な設定方法について説明する。
上述のように、自動車のパネル製品においては、特徴点１０１の間隔を０．５ｍｍとすることで、ポリゴン１０２の折れ角がθｍａｘ未満となる。
一方、パネル製品の全体にわたって特徴点１０１の間隔を０．５ｍｍとした場合、形状変化の大きくない箇所では、特徴点１０１が過度に高密度に設定されることとなり、ドローモデル９を生成するための処理負荷が増大する。
即ち、特徴点１０１に関しては、より少ない数で、より精密なドローモデル９を生成できることが望ましい。
そこで、本実施形態においては、特徴点１０１を上限値となる間隔で初期設定し、所定の条件に適合する場合に、より小さい間隔で、さらに特徴点１０１を設定する。
【００３７】
即ち、図２に示すように、平面格子生成部４１は、平面格子分割部４１１と、第１分割条件判定部４１２と、第２分割条件判定部４１３と、第３分割条件判定部４１４とを含んで構成される。
図４は、平面格子生成部４１における各分割条件（第１〜第３分割条件）の概念を説明するための模式図であり、図４（Ａ）は第１分割条件判定部４１２における平面ピッチ、図４（Ｂ）は第２分割条件判定部４１３における折れ角、図４（Ｃ）は第３分割条件判定部４１４における折れ角の概念を示している。以下、図４を適宜参照しながら、平面格子生成部４１の各機能について説明する。
【００３８】
平面格子分割部４１１は、予め設定された特徴点１０１の間隔の上限値（ここでは２０ｍｍ）によって構成される平面格子１０を初期値として設定する。特徴点１０１の間隔の上限値は、ドローモデル９の生成において、パネル製品の平坦な部分を、少なくともその間隔の特徴点で表すことができる最大の値である。なお、特徴点１０１の間隔の上限値は経験的な閾値であり、各ＣＡＥソフトで夫々異なる。
また、平面格子分割部４１１は、第１分割条件判定部４１２、第２分割条件判定部４１３、及び第３分割条件判定部４１４によって平面格子１０をさらに分割すると判定された場合に、平面格子１０の単位格子（隣接する４つの特徴点１０１が構成する方形の領域）に対して、特徴点１０１をより小さい間隔で設定する。隣接する特徴点１０１の間にさらに特徴点１０１を追加することで、簡単にポリゴンの分割を行うことができ、ドローモデルを生成する処理を高速化することができる。
【００３９】
第１分割条件判定部４１２は、図４（Ａ）に示す平面格子１０の各単位格子について、設定された特徴点１０１の間隔が特徴点１０１の間隔の閾値（ここでは０．５ｍｍ）以下であるか否か（ＸＹ平面における条件）、及びＣＡＤデータ上に投影された、単位格子内の特徴点１０１のＺ座標の差分値が閾値以上であるか否か（Ｚ座標における条件）の判定を行う。なお、これらＸＹ平面における条件とＺ座標における条件とを総称して、第１分割条件と呼ぶ。第１分割条件は、単位格子内の特徴点１０１間の距離の観点から、平面格子１０をさらに分割し、特徴点１０１をより小さい間隔で設定するか否かを判定するための条件である。なお、特徴点１０１の間隔が閾値以下となっている場合、十分に高精度なポリゴンを生成できることから、それ以上の平面格子１０の分割は必要ない状態である。また、ＣＡＤデータ上に投影された、単位格子内の特徴点１０１のＺ座標の差分値が閾値以上である場合、Ｚ軸方向の大きさが過大なポリゴンが生成されることから、これを避けるために、平面格子１０の分割が必要な状態である。なお、ＣＡＤデータ上に投影された、単位格子内の特徴点１０１のＺ座標の差分値とは、例えば、単位格子内の縦方向あるいは横方向に隣接する特徴点１０１のＺ座標の差分値（図３（Ｂ）における間隔Ｌ２のＺ軸方向の成分）や、単位格子の対角に位置する特徴点１０１のＺ座標の差分値など、単位格子内の特徴点１０１のＺ座標の最大値と最小値との差分値である。
【００４０】
第１分割条件判定部４１２は、設定された特徴点１０１の間隔が、特徴点１０１の間隔の閾値以下であると判定した場合、現在の特徴点１０１の間隔を確定する。また、第１分割条件判定部４１２は、ＣＡＤデータ上に投影された、単位格子内の特徴点１０１のＺ座標の差分値が閾値未満であると判定した場合、第２分割条件判定部４１３に対し、その単位格子の判定結果を出力する。
【００４１】
第２分割条件判定部４１３は、第１分割条件判定部４１２によって、平面格子１０の単位格子において、ＣＡＤデータ上に投影された、単位格子内の特徴点１０１のＺ座標の差分値が閾値未満であると判定された場合に、図４（Ｂ）に示すように、ドローモデル生成部４３によって生成されたポリゴンにおいて、その単位格子の特徴点１０１夫々と、隣接する特徴点１０１とがなす辺の折れ角θ１〜θ８が折れ角の第１閾値Ｔｈ１を超えているか否か（第２分割条件）の判定を行う。第２分割条件は、特徴点１０１を繋いで得られるポリゴンの折れ角が、他の単位格子との関係において適確にドローモデル９を表す観点から、モデル形状評価においてエラーとならないための条件である。
【００４２】
第２分割条件判定部４１３は、ドローモデル生成部４３によって生成されたポリゴンにおいて、その単位格子の特徴点１０１夫々と、隣接する特徴点１０１とがなす辺の折れ角θ１〜θ８のいずれかが、折れ角の第１閾値Ｔｈ１を超えていると判定した場合、平面格子分割部４１１に対し、その単位格子について、平面格子１０をさらに分割するための指示を出力する。
また、第２分割条件判定部４１３は、ドローモデル生成部４３によって生成されたポリゴンにおいて、その単位格子の特徴点１０１夫々と、隣接する特徴点１０１とがなす辺の折れ角θ１〜θ８のいずれも、折れ角の第１閾値Ｔｈ１を超えていないと判定した場合、第３分割条件判定部４１４に対し、その単位格子の判定結果を出力する。
【００４３】
第３分割条件判定部４１４は、第２分割条件判定部４１３によって、単位格子の特徴点１０１夫々と、隣接する特徴点１０１とがなす辺の折れ角θ１〜θ８のいずれかが、折れ角の第１閾値Ｔｈ１を超えていないと判定された場合に、図４（Ｃ）に示すように、ドローモデル生成部４３によって生成されたポリゴンにおいて、その単位格子内部（例えば単位格子の対角線の交点）に条件判定用の特徴点１０１を設定する。そして、第３分割条件判定部４１４は、条件判定用の特徴点１０１と単位格子の他の特徴点１０１とがなす辺の折れ角φ１，φ２のいずれかが折れ角の第２閾値Ｔｈ２を超えているか否か（第３分割条件）の判定を行う。第３分割条件は、特徴点１０１を繋いで得られるポリゴンの折れ角が、その単位格子が表す面と形状データの面との関係において適確にドローモデル９を表す観点から、モデル形状評価においてエラーとならないためのさらなる条件である。
【００４４】
第３分割条件判定部４１４は、条件判定用の特徴点１０１と単位格子の他の特徴点１０１とがなす辺の折れ角φ１，φ２のいずれかが、折れ角の第２閾値Ｔｈ２を超えていると判定した場合、平面格子分割部４１１に対し、その単位格子について、平面格子１０をさらに分割するための指示を出力する。
また、第３分割条件判定部４１４は、条件判定用の特徴点１０１と単位格子の他の特徴点１０１とがなす辺の折れ角φ１，φ２のいずれも、折れ角の第２閾値Ｔｈ２を超えていないと判定した場合、平面格子分割部４１１に対し、現在の特徴点１０１の間隔を確定するための指示を出力する。
【００４５】
図２に戻り、座標算出部４２は、ＣＡＤデータ上に平面格子１０を投影し、特徴点１０１のＸＹ座標と一致するＣＡＤデータ上のＺ座標を、特徴点１０１のＺ座標として算出する。これにより、ＸＹ平面上に配置された特徴点１０１にＺ座標が与えられる。
ここで、図５を参照して座標算出部４２についてより詳細に説明する。図５（Ａ）は、ＣＡＤデータの断面形状を示す模式図である。図５（Ａ）を参照して、製品部９１やダイフェース部９５は、記憶装置８に形状データが予め記憶されているため、製品部９１やダイフェース部９５に投影された特徴点１０１のＺ座標は、製品部９１やダイフェース部９５の形状データから容易に取得することができる。一方、余肉部９３は、形状データが設定されていないため、余肉部９３に投影された特徴点１０１のＺ座標を適切に取得するための工夫が求められる。
図２に戻り、そこで、座標算出部４２は、判定部４２１と、第１のＺ座標算出部４２２と、第２のＺ座標算出部４２３と、を含んで構成される。
【００４６】
判定部４２１は、投影した特徴点１０１のＸＹ座標と一致するＣＡＤデータ上の位置に、形状データが設定されているか否かを判定する。より詳しくは、判定部４２１は、特徴点１０１がＣＡＤ面（製品部９１、ダイフェース部９５）上に投影されたか否か、即ち、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置に製品部９１又はダイフェース部９５が存在するか否かを判定する。
【００４７】
第１のＺ座標算出部４２２は、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置に製品部９１又はダイフェース部９５が存在する場合に機能し、製品部９１又はダイフェース部９５の形状データに基づいて特徴点１０１のＺ座標を算出する。具体的には、第１のＺ座標算出部４２２は、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置における製品部９１又はダイフェース部９５のＺ座標を、特徴点１０１のＺ座標として算出する。
【００４８】
第２のＺ座標算出部４２３は、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置に製品部９１及びダイフェース部９５が存在しない場合に機能し、この特徴点１０１の周辺の特徴点１０１のＺ座標から、この特徴点１０１のＺ座標を算出する。なお、周辺の特徴点１０１とは、Ｚ座標が算出できた特徴点１０１のうち、製品部９１及びダイフェース部９５が存在しない特徴点１０１の近傍の特徴点１０１をいう。
【００４９】
ここで、図５（Ｂ）を参照して、第２のＺ座標算出部４２３によるＺ座標の算出方法の一例について説明する。図５（Ｂ）において、特徴点１０１は、対応するＸＹ座標に製品部９１及びダイフェース部９５が存在しない特徴点であり、そのＺ座標をＺとする。また、特徴点１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄは、この特徴点１０１の周辺の特徴点であり、Ｚ座標が夫々Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄと算出されているものとする。
第２のＺ座標算出部４２３は、算出済みの特徴点１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄのＺ座標Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄを、特徴点１０１から特徴点１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄまでの距離に基づく重み付けを行うことで、特徴点１０１のＺ座標を算出する。この重み付けの方法は任意であり、最も単純には、特徴点１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄのＺ座標Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄに対して線形補間を行うことで、特徴点１０１のＺ座標を算出する。もちろん、線形補間に限られるものではなく、所定の近似式を用いた非線形補間により特徴点１０１のＺ座標を算出することとしてもよい。
【００５０】
一例として、線形補間する場合には、以下の式により特徴点１０１のＺ座標を算出することができる。
Ｚ＝Ｋａ・Ｚａ＋Ｋｂ・Ｚｂ＋Ｋｃ・Ｚｃ＋Ｋｄ・Ｚｄ    ・・・式（１）
Ｋａ＋Ｋｂ＋Ｋｃ＋Ｋｄ＝１                            ・・・式（２）
Ｋａ・Ｎａ＝Ｋｂ・Ｎｂ＝Ｋｃ・Ｎｃ＝Ｋｄ・Ｎｄ        ・・・式（３）
なお、Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｃ，Ｋｄは、特徴点１０１からの距離に基づく重みであり、Ｎａ，Ｎｂ，Ｎｃ，Ｎｄは、特徴点１０１からの距離（格子状である場合には数と同義）である。これら式（１）〜（３）から以下の式（４）が導かれ、この式（４）により特徴点１０１のＺ座標を算出することができる。
【数１】
2015191312.tif 000003
【００５１】
このように第１のＺ座標算出部４２２により製品部９１又はダイフェース部９５に投影された特徴点１０１のＺ座標が算出され、また、第２のＺ座標算出部４２３により余肉部９３に投影された特徴点１０１のＺ座標が算出される。なお、夫々の特徴点１０１には、予めＸＹ座標が規定されているため、Ｚ座標の算出に伴い、夫々の特徴点１０１のＸＹＺ座標が算出されることになる。
【００５２】
図２に戻り、ドローモデル生成部４３は、ＸＹＺ座標が得られた特徴点１０１同士を繋ぎポリゴン化する。例えば、隣接する特徴点１０１同士を繋いだ場合には、三角形状のポリゴン１０２を作成することができる（図１（Ｃ）参照）。これにより、ＣＡＤデータが存在しない余肉部９３を含むプレス成形品のドローモデル９（図９参照）が生成される。なお、ドローモデル生成部４３によって生成されたドローモデル９は、平面格子生成部４１に出力され、第１〜第３の分割条件の判定が行われる。
【００５３】
［ドローモデル生成システムの処理］
図６から図８は、ドローモデル生成システム１の処理の流れを示すフローチャートである。図６に示すように、ドローモデルの生成は、製品部９１やダイフェース部９５の形状データ及び平面格子１０を設定する準備工程と、この準備工程において準備したデータを用いてドローモデル９を生成するドローモデル生成工程と、を含む。より具体的には、準備工程は、ステップＳ１，Ｓ２の処理で構成され、ドローモデル生成工程は、ステップＳ３〜Ｓ７の処理で構成される。
【００５４】
ステップＳ１では、作業者は、入力装置２を用いて製品部９１及びダイフェース部９５の形状データを生成し、記憶装置８に記憶する。ステップＳ２では、作業者は、入力装置２を用いて平面格子１０を生成し、記憶装置８に記憶する。
【００５５】
ステップＳ３において、座標算出部４２は、製品部９１及びダイフェース部９５の形状データ（ＣＡＤデータ）に対して平面格子１０を投影する。続く、ステップＳ４において、座標算出部４２は、Ｚ座標算出処理を行う。ここで、図７を参照して、Ｚ座標算出処理について説明する。
【００５６】
ステップＳ１１において、判定部４２１は、特徴点１０１がＣＡＤ面上に投影されたか否かを判定する。ここで、ＣＡＤ面とは、製品部９１及びダイフェース部９５をいう。即ち、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置に製品部９１又はダイフェース部９５が存在するか否かを判定する。特徴点１０１が製品部９１やダイフェース部９５に投影された場合、ステップＳ１１においてＹＥＳとなり、処理をステップＳ１２に移す。
【００５７】
ステップＳ１２において、第１のＺ座標算出部４２２は、投影した位置の製品部９１又はダイフェース部９５のＺ座標を取得し、処理をステップＳ１５に移す。
【００５８】
他方、ステップＳ１１においてＮＯと判定されたときは、ステップＳ１３において、第２のＺ座標算出部４２３は、Ｚ座標を算出済みの周辺の特徴点１０１を検索する。そして、ステップＳ１４において、第２のＺ座標算出部４２３は、これら周辺の特徴点１０１のＺ座標に対して、距離に基づく重み付けを行うことで、対象となる特徴点１０１のＺ座標を算出する。
【００５９】
続く、ステップＳ１５において、ステップＳ１２又はステップＳ１４で算出したＺ座標を、特徴点１０１のＸＹ座標と結びつけて記憶装置８に記憶する。その後、全ての特徴点１０１について処理を行い（ステップＳ１６）、Ｚ座標算出処理を終了する。
【００６０】
図６に戻り、全ての特徴点１０１についてＺ座標を算出（即ちＸＹＺ座標を取得）すると、ステップＳ５において、ドローモデル生成部４３は、隣接する特徴点１０１同士を繋いでポリゴン化する。
【００６１】
ステップＳ６において、平面格子生成部４１は、平面格子生成処理を実行する。ここで、図８を参照して、平面格子生成処理について説明する。
【００６２】
図８において、平面格子生成処理は、ポリゴンを構成する平面格子１０の分割が必要であるか否かを判定する判定工程と、この判定工程において分割が必要であると判定された場合に、平面格子１０を分割し、新たなポリゴンを生成する新ポリゴン生成工程と、を含む。より具体的には、判定工程は、ステップＳ２２〜Ｓ２５の処理で構成され、新ポリゴン生成工程は、ステップＳ２７の処理で構成される。
ステップＳ２１において、平面格子生成部４１は、特徴点１０１の間隔を上限値に設定した平面格子１０を生成する。ステップＳ２２において、第１分割条件判定部４１２は、平面格子１０における処理対象の単位格子について、設定された特徴点１０１の間隔が特徴点１０１の間隔の閾値（ここでは０．５ｍｍ）以下であるか否か（第１分割条件のＸＹ平面における条件）の判定を行う。
【００６３】
処理対象の単位格子について、設定された特徴点１０１の間隔が特徴点１０１の間隔の閾値以下でない場合、ステップＳ２２においてＮＯと判定され、処理をステップＳ２３に移す。
他方、平面格子１０の各単位格子について、設定された特徴点１０１の間隔が特徴点１０１の間隔の閾値以下である場合、ステップＳ２２においてＹＥＳと判定され、処理をステップＳ２６に移す。
ステップＳ２３において、第１分割条件判定部４１２は、処理対象の単位格子について、ＣＡＤデータ上に投影された、単位格子内の特徴点１０１のＺ座標の差分値が閾値以上であるか否か（第１分割条件のＺ座標における条件）の判定を行う。
処理対象の単位格子について、ＣＡＤデータ上に投影された、単位格子内の特徴点１０１のＺ座標の差分値が閾値以上である場合、ステップＳ２３においてＹＥＳと判定され、処理をステップＳ２７に移す。
他方、平面格子１０の各単位格子について、ＣＡＤデータ上に投影された、単位格子内の特徴点１０１のＺ座標の差分値が閾値未満である場合、ステップＳ２３においてＮＯと判定され、処理をステップＳ２４に移す。
【００６４】
ステップＳ２４において、第２分割条件判定部４１３は、処理対象の単位格子の特徴点１０１夫々と、隣接する特徴点１０１とがなす辺の折れ角θ１〜θ８が折れ角の第１閾値Ｔｈ１を超えているか否か（第２分割条件）の判定を行う。
処理対象の単位格子の特徴点１０１夫々と、隣接する特徴点１０１とがなす辺の折れ角θ１〜θ８のいずれかが折れ角の第１閾値Ｔｈ１を超えている場合、ステップＳ２４においてＹＥＳと判定され、処理をステップＳ２７に移す。
他方、処理対象の単位格子の特徴点１０１夫々と、隣接する特徴点１０１とがなす辺の折れ角θ１〜θ８の全てが折れ角の第１閾値Ｔｈ１を超えていない場合、ステップＳ２４においてＮＯと判定され、処理をステップＳ２５に移す。
【００６５】
ステップＳ２５において、第３分割条件判定部４１４は、処理対象の単位格子内部（例えば単位格子の対角線の交点）に条件判定用の特徴点１０１を設定し、この条件判定用の特徴点１０１と、処理対象の単位格子の他の特徴点１０１とがなす辺の折れ角φ１，φ２のいずれかが折れ角の第２閾値Ｔｈ２を超えているか否か（第３分割条件）の判定を行う。
条件判定用の特徴点１０１と、処理対象の単位格子の他の特徴点１０１とがなす辺の折れ角φ１，φ２のいずれかが折れ角の第２閾値Ｔｈ２を超えている場合、ステップＳ２５においてＹＥＳと判定され、処理をステップＳ２７に移す。
他方、条件判定用の特徴点１０１と、処理対象の単位格子の他の特徴点１０１とがなす辺の折れ角φ１，φ２の全てが折れ角の第２閾値Ｔｈ２を超えていない場合、ステップＳ２５においてＮＯと判定されて、処理をステップＳ２６に移す。
【００６６】
ステップＳ２６において、平面格子分割部４１１は、処理対象の単位格子について現在の特徴点１０１の間隔を確定し、記憶装置８に記憶する。ステップＳ２６の後、処理対象が次の単位格子に移され、図６の処理に戻る。
ステップＳ２７において、平面格子分割部４１１は、処理対象の単位格子について、特徴点１０１を追加して単位格子を１／２のピッチに分割する。即ち、処理対象の単位格子における縦横の辺の中央及び対角線の交点に特徴点１０１が追加される。ステップＳ２７の後、図６の処理に戻る。
【００６７】
平面格子生成処理において、ステップＳ２５、Ｓ２４、Ｓ２３、Ｓ２２では、ステップＳ２５の処理負荷が最も大きく、次いでステップＳ２４、続いてステップＳ２３又はステップＳ２２の順に処理負荷が小さくなる。
そこで、図８に示すように、ステップＳ２２、ステップＳ２３、ステップＳ２４、ステップＳ２５の順に平面格子１０の分割条件を判定することにより、全体として、より効率的に平面格子１０の生成を行うことが可能となる。
【００６８】
図６に戻り、ステップＳ７において、平面格子生成部４１は、全ての単位格子について、第１〜第３の分割条件が充足されたか否かを判定する。全ての単位格子について、第１〜第３の分割条件が充足されていない場合、ステップＳ７においてＮＯとなり、処理をステップＳ３に移す。
他方、ステップＳ７において、全ての単位格子について、第１〜第３の分割条件が充足されたと判定された場合、処理は終了する。
【００６９】
以上、本発明のドローモデル生成システム１の好ましい一実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、第２分割条件判定部４１３における第２分割条件、及び第３分割条件判定部４１４における第３分割条件では、折れ角について設定された第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２に基づいて、平面格子１０をさらに分割するか否かを判定したが、３つの特徴点１０１によって定義されるｓａｇ値について設定された閾値によって、第２分割条件及び第３分割条件を判定することとしてもよい。
図１０は、ｓａｇ値の概念を示す模式図である。
図１０に示すように、ｓａｇ値Ｈは、３つの特徴点１０１によって定義され、以下の式（５）によって算出される。
Ｈ＝Ｄａ・Ｄｂ・ｓｉｎθ／（Ｄａ２＋Ｄｂ２−２・Ｄａ・Ｄｂ・ｃｏｓθ）１／２      ・・・式（５）
なお、図１０において、Ｄａ、Ｄｂは夫々辺の長さを表し、θはそれらの辺に挟まれる角度を表している。
平面格子１０において、隣接する任意の３つの特徴点１０１によって定義されるｓａｇ値Ｈの全てが、ｓａｇ値について設定された閾値Ｈｔｈ（例えば、０．１ｍｍ）以下であれば、平面格子１０の分割が不要であると判定できる。
ｓａｇ値は、３つの特徴点１０１が形成する３角形のうち、２辺とその挟角を把握することで算出でき、ポリゴンの精度を適確に判定できるパラメータである。そのため、ｓａｇ値を用いることで、負荷の小さい処理により、より適切に平面格子１０の分割条件を判定することができる。
【００７０】
以上説明した本実施形態によれば、以下のような効果を期待することができる。
【００７１】
（１）ドローモデル生成システム１では、平面格子１０を構成する複数の特徴点１０１の法線と製品部９１及びダイフェース部９５の形状データとの交点座標を算出し、複数の交点座標を結ぶことによりポリゴン化されたドローモデルを生成する。このとき、平面格子生成部４１は、平面格子１０の分割が必要であるか否かを判定し、分割が必要であると判定した場合に、平面格子１０に特徴点１０１を追加してポリゴンをさらに分割し、新たなポリゴンを生成する。
これにより、生成するのに膨大な時間が係るドローモデルを生成する際に、ポリゴンの分割が必要である部分のみを選択して分割することで、処理負荷を軽減し、より効率的にドローモデルを生成することができる。その結果、製品形状のデザイン設計が成された後、直ちに搬送装置のレイアウト設計が可能なドローモデルをより効率的に生成することができる。
【００７２】
（２）このとき、ドローモデル生成システム１は、平面格子１０の分割が必要であるか否かを判定する際に、第１分割条件のＸＹ平面における条件として、特徴点１０１の距離が閾値以下となっている場合には、ポリゴンの分割が必要でないと判定する。
これにより、十分に高精度にポリゴンを生成できる場合には、ポリゴンの分割が行われないことから、簡単な判定を行うことで、より高速に、より効率的にドローモデルを生成することが可能となる。
【００７３】
（３）このとき、ドローモデル生成システム１は、平面格子１０の分割が必要であるか否かを判定する際に、第１分割条件のＺ座標における条件として、単位格子内の特徴点１０１のＺ座標の最大値と最小値との差分値が閾値以上となっている場合には、ポリゴンの分割が必要であると判定する。
これにより、Ｚ軸方向の大きさが過大なポリゴンが生成されることを避けることができる。
【００７４】
（４）また、ドローモデル生成システム１は、平面格子１０の分割が必要であるか否かを判定する際に、第２分割条件として、特徴点１０１によって構成されるポリゴンの各辺がなす折れ角θ１〜θ８を算出し、折れ角θ１〜θ８のいずれかが第１閾値Ｔｈ１を超えている場合には、平面格子１０の分割が必要であると判定する。
これにより、ポリゴンの各辺がなす折れ角が大きくなり、隣接するポリゴンとの関係において適確にドローモデルを表せない場合にはポリゴンの分割を行うことができるため、簡単な判定を行うことで、より高速に、より高精度なドローモデルを生成することが可能となる。
【００７５】
（５）また、ドローモデル生成システム１は、平面格子１０の分割が必要であるか否かを判定する際に、第３分割条件として、ポリゴンの内部に条件判定用の特徴点１０１を設定し、条件判定用の特徴点１０１とそのポリゴンの他の特徴点１０１とが形成する線分の折れ角が第２閾値Ｔｈ２を超えている場合には、平面格子１０の分割が必要であると判定する。
これにより、ポリゴン内部において、ポリゴンが表す面と形状データの面との差が大きい部分についてはポリゴンの分割を行うことができるため、簡単な判定を行うことで、より高速に、より高精度なドローモデルを生成することができる。
【００７６】
（６）また、ドローモデル生成システム１は、ポリゴンを分割する際に、平面格子１０の特徴点１０１の間に追加して特徴点を設定し、追加した特徴点の法線と形状データとの交点座標を算出して他の特徴点１０１の交点座標と結ぶことで、新たなポリゴンを生成する。
これにより、簡単にポリゴンを分割することができ、より高速にドローモデルを生成することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  ドローモデル生成システム
２  入力装置
４  演算装置
４１  平面格子生成部
４１１  平面格子分割部
４１２  第１分割条件判定部
４１３  第２分割条件判定部
４１４  第３分割条件判定部
４２  座標算出部
４２１  判定部
４２２  第１のＺ座標算出部
４２３  第２のＺ座標算出部
４３  ドローモデル生成部
９  ドローモデル
９１  製品部
９３  余肉部
９５  ダイフェース部
１０  平面格子
１０１  特徴点
【図１】
2015191312.tif 000004
【図２】
2015191312.tif 000005
【図３】
2015191312.tif 000006
【図４】
2015191312.tif 000007
【図５】
2015191312.tif 000008
【図６】
2015191312.tif 000009
【図７】
2015191312.tif 000010
【図８】
2015191312.tif 000011
【図９】
2015191312.tif 000012
【図１０】
2015191312.tif 000013