DE10054723A1

DE10054723A1 - Anordnung und Verfahren zur Überprüfung der Bearbeitungsdurchführbarkeit

Info

Publication number: DE10054723A1
Application number: DE10054723A
Authority: DE
Inventors: Shuh-Yuan Liou; Yong Pan; Tony Lu; Harry Li; Girish Kunjur
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 2000-11-04
Publication date: 2001-05-23
Also published as: GB2360104B; GB0023120D0; GB2360104A; US6484063B1

Abstract

Es wird eine Anordnung und ein Verfahren zur Überprüfung einer ausgewählten Teilekonstruktion aus einem Bestand an computergestützten Teilekonstruktionen auf Formkonformität in Bezug auf die geometrischen Kenndaten der Teilekonstruktion hinsichtlich Formverschluss, Schräge und Scharfkantigkeit beschrieben, wodurch eine Verbesserung der Überprüfung einer computergestützten Teilekonstruktion erreicht wird, durch die unzureichende Überprüfungen, die zur Undurchführbarkeit der Herstellung führen können, verringert werden. Das Verfahren umfasst die Auswahl einer Teilekonstruktion (112), das Festlegen einer Formöffnungsrichtung (114), die Bewertung der Formverschluss- und Schrägecharakteristika (116) der ausgewählten Teilekonstruktion sowie die Bewertung der Scharfkantigkeitscharakteristika (118) der ausgewählten Teilekonstruktion.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Überprüfung einer ausgewählten Teilekonstruk tion aus einem Bestand von computergestützten Teilekonstruk tionen auf Formkonformität in Bezug auf geometrische Kennda ten der Teilekonstruktion hinsichtlich Formverschluss, Schräge und Scharfkantigkeit.

Die Anzahl der Konstruktionsüberprüfungen von (Bau-)Teilen und Werkstücken steigt mit der Zunahme des Angebots an (Bau-)Teilen ständig. In der Folge nimmt auch die Notwendig keit effektiverer Konstruktionsprüfungen zu. Insbesondere wird die Schaffung eines effizienteren Verfahrens zur Prü fung computergestützter Teilekonstruktionen aus dem Druck guss-, Spritzguss- und Stanzbereich angestrebt.

In der Kraftfahrzeugindustrie werden viele Bauteile unter Einsatz von computergestützten Software- und Hardware systemen konstruiert. Ein System, bei dem z. B. Bauteile am Computer entstehen, wird als computergestütztes Konstrukti onssystem (CAD) bezeichnet. Ein System, bei dem Teile compu tergesteuert gefertigt werden können, wird als computerge stütztes Fertigungssystem (CAM) bezeichnet. CAD/CAM Systeme helfen dem Konstrukteur in vielfacher Hinsicht, so etwa bei der Entwicklung der geometrischen Details (Form, Abmessun gen, Toleranzen etc.) zu konstruierender Bauteile. Alterna tiv können Bauteile auf andere Weise konstruiert werden, wie z. B. durch Maschinenbearbeitung ohne den Einsatz computerge stützter Systeme. Ohne CAD/CAM Systeme sind die Konstrukti ons- und Herstellungskosten in der Regel jedoch wesentlich höher.

Computergestützte (Bau-)Teilekonstruktionen können einer Be wertung unterzogen werden oder auch nicht, bevor das Werk zeug oder dessen Form hergestellt wird. Manchmal wird von computergestützten Teilekonstruktionen direkt eine Form ge fertigt oder "handbearbeitet". Nach der Fertigung wird die Form dann getestet, indem versucht wird, die computerge stützte Teilekonstruktion tatsächlich herzustellen. Treten keine Probleme auf, ist damit die Teilekonstruktion abge schlossen. Treten jedoch Probleme auf, wie beispielsweise Formverschluss- (die lock), Schräge- (draft) oder Scharfkan tigkeitsprobleme, so werden zusätzliche Konstruktionsarbei ten für das Teil erforderlich. In solchen Fällen kann die Teilekonstruktion sehr kosten- und zeitintensiv werden.

Computergestützte Teilekonstruktionen können auch manuell auf Fertigungs- und Bearbeitungsdurchführbarkeit sowie Kon struktionseffizienz geprüft werden, was ebenfalls zu sehr hohen Kosten führen kann. Wenn ein Konstruktionsingenieur die computergestützte Teilekonstruktion abgeschlossen hat, prüft in der Regel ein Produktingenieur die Konstruktion auf möglichen Formverschluss, unzureichende Schräge und Scharf kantigkeit. In den meisten Fällen erfolgt die Kontrolle je doch nur manuell oder "nach Augenmaß". Oft erfolgt die ein zige genaue Kontrolle dann, wenn ein Hersteller oder Liefe rant die Teilekonstruktion mittels manueller Berechnungsme thoden auf Formverschluss, Schräge und Scharfkantigkeit überprüft. Eine unzureichende Überprüfung kann dazu führen, dass die Fertigung nicht durchführbar ist, was zeitaufwendig ist und höhere Kosten nach sich zieht.

Oft stellt der Produktingenieur oder Hersteller fest, dass die Teilekonstruktion Mängel hinsichtlich Formverschluss, unzureichender Schräge oder scharfer Kanten aufweist. Trofft dies zu, wird dem Konstruktionsingenieur mitgeteilt, dass weitere Konstruktionsarbeiten und Änderungen notwendig sind, wodurch Effizienz und Produktivität der Konstruktion gemin dert werden. Insbesondere steigen hierdurch Konstruk tionszeit und Arbeitskosten, während Produktionsraten und Produktqualitätsraten sinken. Im Endergebnis führt dies zu höheren Kosten.

Einige CAD/CAM Systeme verfügen über grundlegende Bewertun gen computergestützter Teilekonstruktionen. In der Regel be inhalten solche grundlegenden Bewertungen einfache Algorith men, um die grundlegende Konformität in Bezug auf ein ein zelnes Merkmal der Teilekonstruktion wie z. B. Schrägecharak teristika, zu überprüfen. Aufgrund des Umstandes, dass nur grundlegende Bewertungen der Teilekonstruktion durchgeführt werden, treten häufiger unerwünschte mangelhafte Bewertungen auf. Unzureichende Bewertungen führen zu einem größeren Zeitaufwand für weitere Konstruktionsarbeiten.

Zur Steigerung der Effizienz und Produktivität der Teilekon struktionen bedarf es daher einer Verbesserung bei der Über prüfung computergestützter Teilekonstruktionen im Hinblick auf Bearbeitungsdurchführbarkeit.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes serte Anordnung und ein Verfahren zur Überprüfung einer aus gewählten Teilekonstruktion aus einem Bestand von computergestützten Teilekonstruktionen zu schaffen, um damit eine größere, bei der Teilekonstruktion zu einer Produktivitäts steigerung führende Konstruktionseffizienz zu erreichen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dar in, eine verbesserte Anordnung und ein verbessertes Verfah ren zur Überprüfung computergestützter Teilekonstruktionen zu schaffen, mit dem Ziel, ungenaue Überprüfungen, die dazu führen können, daß eine Fertigung des konstruierten Teils nicht möglich ist, zu verringern.

Eine speziellere Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zur Überprüfung einer ausgewähl ten Teilekonstruktion aus einem Bestand von computergestütz ten Teilekonstruktionen auf Form(werkzeug-)konformität hin sichtlich der geometrischen Kenndaten der Teilekonstruktion in Bezug auf Formverschluss, Schräge und Scharfkantigkeit. Das Verfahren beinhaltet die Auswahl der auf Formver schluss-, Schräge- und Scharfkantigkeits-Konformität zu prü fenden Teilekonstruktion, so dass geometrische Daten für die ausgewählte Teilekonstruktion erlangt werden, und es bein haltet die Festlegung einer Formöffnungsrichtung für die ausgewählte Teilekonstruktion, basierend auf den geometri schen Daten der ausgewählten Teilekonstruktion. Nach Festle gung der Formöffnungsrichtung beinhaltet das Verfahren dann eine Bewertung der Formverschluss- und Schrägecharakteristi ka der ausgewählten Teilekonstruktion in Bezug auf die fest gelegte Formöffnungsrichtung. Dies erfolgt zur Feststellung, ob sich die Form in der vorbestimmten Richtung öffnen wird. Das Verfahren beinhaltet eine dann erfolgende Bewertung der Scharfkantigkeitscharakteristika der Teilekonstruktion unab hängig von der festgelegten Formöffnungsrichtung. Dies er folgt, um den Grad der Kantenschärfe im Vergleich zu einem vorbestimmten geometrischen Kantenschärfecharakteristikum für die ausgewählte Teilekonstruktion festzustellen.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Schaf fung eines speziellen Verfahrens zur Überprüfung einer aus gewählten Teilekonstruktion aus einem Bestand an computerge stützten Teilekonstruktionen auf Formkonformität hinsicht lich der geometrischen Kenndaten der Teilekonstruktion in Bezug auf Formverschluss, Schräge und Scharfkantigkeit. Das Verfahren beinhaltet die Auswahl der auf Formverschluss, Schräge- und Scharfkantigkeitskonformität zu prüfenden Tei lekonstruktion, so dass geometrische Daten über die ausge wählte Teilekonstruktion erhalten werden, und die Festlegung einer Formöffnungsrichtung für die ausgewählte Teilekon struktion, basierend auf den geometrischen Daten der ausge wählten Teilekonstruktion. Nach Festlegung der Formöffnungs richtung umfasst das Verfahren die Auswahl einer Formver schluss-, Schräge- oder Scharfkantigkeitsbewertung, der die ausgewählte Teilekonstruktion zu unterwerfen ist. Wird die Formverschlussbewertung gewählt, beinhaltet das Verfahren die Feststellung, ob das Werkstück komplex ist.

Wird das Werkstück als nicht komplex determiniert, dann be inhaltet das Verfahren, dass abstandsgleiche Strahlen durch die Oberflächen des konstruierten Werkstücks geschickt wer den in der Weise, dass die ausgesendeten Strahlen parallel zu der vorbestimmten Formöffnungsrichtung verlaufen, und es beinhaltet ferner, dass die Schnittpunkte für jeden Strahl erfasst bzw. sortiert werden. Wenn irgendein Strahl einen Schnittzahl-Grenzwert übersteigt, so weist das Werkstück ei nen Formverschluss auf.

Wird das Werkstück als komplex determiniert, dann beinhaltet das Verfahren, dass ein normaler Vektor definiert wird, dessen Ursprung auf einer Oberfläche der Teilekonstruktion liegt, und dass ein einzelner Strahl vom Ursprung des Vek tors ausgeschickt wird in der Weise, dass der ausgesendete Strahl parallel und in derselben Richtung wie der normale Vektor verläuft. Das Verfahren beinhaltet dann die Feststel lung der Anzahl von Schnittpunkten des einzelnen Strahls und die Feststellung, dass das Werkstück Formverschluss auf weist, wenn die Anzahl von Schnittpunkten des einzelnen Strahls größer ist als eine maximale Schnittpunktzahl.

Wenn die Schrägebewertung gewählt wird, beinhaltet das Ver fahren das Definieren eines normalen Vektors für eine Ober fläche und das Ermitteln eines ersten Winkels zwischen dem normalen Vektor und der Formöffnungsrichtung. Wenn die Dif ferenz zwischen einem Referenzwinkel und dem ersten Winkel kleiner ist als ein Mindest-Schrägwinkel, dann beinhaltet das Verfahren, dass angezeigt wird, dass die Oberfläche un zureichende Schräge aufweist. Wenn nicht, beinhaltet das Verfahren, dass angezeigt wird, dass die Oberfläche ausrei chende Schräge aufweist.

Wenn die Scharfkantigkeitsbewertung gewählt wird, dann bein haltet das Verfahren die Bestimmung eines zweiten Winkels zwischen zwei benachbarten Flächen, um eine Kante zu defi nieren, sowie die Bestimmung eines Supplementärwinkels des zweiten Winkels. Ist der Supplementärwinkel größer als ein maximaler Scharfkantigkeitswinkel, dann beinhaltet das Ver fahren, dass angezeigt wird, dass die Kante scharfkantig ist.

Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Schaf fung einer Anordnung zur Überprüfung einer ausgewählten Tei lekonstruktion aus einem Bestand an computergestützten Tei lekonstruktionen auf Formkonformität hinsichtlich der geometrischen Kenndaten der Teilekonstruktion in Bezug auf Form verschluss, Schräge und Scharfkantigkeit. Die Anordnung um fasst einen Mechanismus zur Auswahl der auf Formverschluss-, Schräge- und Scharfkantigkeitskonformität zu prüfenden Tei lekonstruktion, so dass geometrische Daten für die ausge wählte Teilekonstruktion erlangt werden. Die Anordnung um fasst weiterhin einen Mechanismus zur Festlegung einer Formöffnungsrichtung für die ausgewählte Teilekonstruktion, basierend auf den geometrischen Daten der ausgewählten Tei lekonstruktion. Die Anordnung umfasst ferner einen Mechanis mus zur Bewertung der Formverschluss- und Schrägecharakteri stika der ausgewählten Teilekonstruktion in Bezug auf die festgelegte Formöffnungsrichtung um festzustellen, ob sich die Form in der vorbestimmten Richtung öffnen wird. Die An ordnung umfasst weiterhin einen Mechanismus zur Bewertung der Scharfkantigkeitscharakteristika der Teilekonstruktion unabhängig von der festgelegten Formöffnungsrichtung, um den Grad der Kantenschärfe im Vergleich zu einem vorbestimmten geometrischen Kantenschärfecharakteristikum für die ausge wählte Teilekonstruktion festzustellen.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der bei gefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gesamt- Prüfanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Flussdiagramm eines Prüfverfahrens der vor liegenden Erfindung in Übereinstimmung mit der Anordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Flussdiagramm eines weiteren Prüfverfahrens der vorliegenden Erfindung zur Unterstützung des Verfahrens gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ein Flussdiagramm von Auswahlfenstern, die in dem in Fig. 3 dargestellten Verfahren angewendet wer den; und

Fig. 5 die Abbildung eines Beispiels für ein Haupt- Auswahlfenster des Flussdiagramms gemäß Fig. 4.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung 10 zur Überprüfung einer ausgewählten Teilekonstruktion aus einem Bestand an computergestützten Teilekonstruktionen auf Formkonformität in Bezug auf die geometrischen Kenndaten der Teilekonstruk tion für Formverschluss, Schräge (draft) und Scharfkantig keit. Die Anordnung 10 weist eine Steuereinheit 12, ein lo kales Netzwerk (LAN) 14, und eine CAD/CAM Datenbank 16 auf. Wie in Fig. 1 dargestellt, steht das LAN 14 in Kommunikation mit der Steuereinheit 12, und die CAD/CAM Datenbank 16 steht in Kommunikation mit dem LAN 14.

Die Steuereinheit 12 weist einen weiter unten beschriebenen Mechanismus zur Auswahl einer Teilekonstruktion auf, die auf Formverschluss-, Schräge- und Scharfkantigkeitskonformität überprüft werden soll, so dass geometrische Daten für die Teilekonstruktion vorgelegt werden. Die Steuereinheit 12 weist weiterhin einen Mechanismus zur Festlegung einer Formöffnungsrichtung für die ausgewählte Teilekonstruktion auf, basierend auf den geometrischen Daten der ausgewählten Teilekonstruktion.

Das LAN 14 weist einen Mechanismus zur Bewertung der Form verschluss- und Schrägecharakteristika der ausgewählten Teilekonstruktion in Bezug auf die festgelegte Formöffnungs richtung auf, um festzustellen, ob die Form sich in die vor gesehene Richtung öffnen wird.

Das LAN 14 weist weiterhin einen Mechanismus zur Bewertung der Scharfkantigkeitscharakteristika der Teilekonstruktion, unabhängig von der festgelegten Formöffnungsrichtung auf, um den Grad an Kantenschärfe festzustellen, der mit einem vor gegebenen geometrischen Kantenschärfewert für die Teilekon struktion verglichen wird.

Die CAD/CAM Datenbank 16 weist einen Mechanismus auf, aus dem die geometrischen Daten der Teilekonstruktion hinsicht lich Formverschluss, Schräge und Scharfkantigkeit zu erhal ten sind.

Fig. 2 zeigt ein allgemeines Verfahren gemäß der vorliegen den Erfindung in Übereinstimmung mit der Anordnung 10 gemäß Fig. 1. Das Verfahren 110 gemäß Fig. 2 beinhaltet die Aus wahl der zu prüfenden Teilekonstruktion 112, die Festlegung einer Formöffnungsrichtung für die ausgewählte Teilekon struktion 114, die Bewertung der Formverschluss- und Schrä gecharakteristika der ausgewählten Teilekonstruktion in Be zug auf die festgelegte Formöffnungsrichtung 116 und die Be wertung der Scharfkantigkeitscharakteristika der Teilekon struktion 118.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für das allgemeine Verfahren gemäß Fig. 2. In dieser Ausgestaltung zeigt die Steuereinheit 12 Auswahlfenster einer graphischen Benutzeroberfläche auf ei nem Computerbildschirm an, mit der ein Benutzer durch Ver wendung einer konventionellen Maus oder eines Cursorsteuer felds (touchpad) in Dialog treten kann. Die Maus oder das Cursorsteuerfeld können ihrerseits mit einer zentralen Prozessoreinheit (CPU) in Kommunikation stehen, die mit dem Computerbildschirm in Kommunikation stehen kann.

In einem Installationsmodus (setup mode) des Auswahlfensters wählt der Benutzer eine Teilekonstruktion aus, die auf Form verschluss-, Schräge- und Scharfkantigkeitskonformität un tersucht werden soll, derart, dass in Schritt 212 geometri sche Daten für das ausgewählte Teil erlangt werden. Entspre chend der ausgewählten Teilekonstruktion erlangt die Steuer einheit 12 über das LAN 14 geometrische Daten der ausgewähl ten Teilekonstruktion aus der CAD/CAM Datenbank 16, die auch geometrische Daten einer Reihe von anderen Teilekonstruktio nen enthalten kann.

Nach dem Erhalt der geometrischen Daten aus der CAD/CAM Da tenbank 16 über das LAN 14 zeigt die Steuereinheit 12 ein Bild der Teilekonstruktion an, vorzugsweise in dreidimensio naler Darstellung. Zur Entwicklung des Bildes der ausgewähl ten Teilekonstruktion können mehrere verschiedene Techniken zum Einsatz kommen. Bei der hier beschriebenen Ausgestaltung wird von der Steuereinheit 12 eine dreidimensionale Darstel lung der ausgewählten Teilekonstruktion unter Anwendung ei ner Dreiecks-Gitternetztechnik (triangular mesh techniques) angezeigt. Andere Verfahren oder Techniken würden jedoch nicht außerhalb des Rahmens der Erfindung liegen.

Während das dreidimensionale Bild der ausgewählten Teilekon struktion angezeigt wird, wird eine Formöffnungsrichtung in 214 festgelegt. Die Formöffnungsrichtung kann dadurch festgelegt werden, dass eine Richtung mit einer konventio nellen Maus (nicht dargestellt) umrissen wird, um so die Richtung anzuzeigen, in der ein Haupt-Formwerkzeug aus einer Gussform gezogen werden könnte. Dann trifft der Benutzer in 216 eine Auswahl, welche Bewertung durchgeführt werden soll - Formverschluss, Schräge oder Scharfkantigkeit.

Wird Formverschluss gewählt, bewertet die Steuereinheit 12 die Formverschluss-Kenndaten der ausgewählten Teilekonstruk tion in Bezug auf die festgelegte Öffnungsrichtung. Mit den Formverschluss-Kenndaten bestimmt die Steuereinheit 12, ob sich die Form in der vorgegebenen Richtung öffnen wird.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, enthält ein Beispiel für die Be stimmung, ob sich die Form in der vorgegebenen Richtung öff nen wird, eine Bestimmung der Komplexität der ausgewählten Teilekonstruktion in 218. D. h., die Steuereinheit 12 be stimmt, ob die ausgewählte Teilekonstruktion Oberflächen mit komplexen Formen enthält. In dieser Ausgestaltung werden von der Steuereinheit 12 Bestrahlungstechniken (ray casting) eingesetzt, wobei von der Steuereinheit 12 abstandsgleiche Strahlen parallel zur Formöffnungsrichtung und durch die ausgewählte Teilekonstruktion geschickt werden. Dabei bein haltet die Bestrahlung generell das Berechnen oder "Aussen den" eines Vektors oder "Strahls" von einem Ursprung aus in eine Richtung, vorzugsweise durch die Steuereinheit 12. Die Steuereinheit 12 legt auf der Grundlage der Geometrie der ausgewählten Teilekonstruktion fest, wie viele Strahlen not wendig sind, um die Teilekonstruktion abzudecken. Dabei ist die ausgewählte Teilekonstruktion komplex, wenn die Zahl der Strahlen einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Ist dies nicht der Fall, ist die Konstruktion nicht komplex. Wenn der Grenzwert z. B. bei 2000 Strahlen liegt und die erforderliche Anzahl bei 500 Strahlen liegt, ist die Konstruktion nicht komplex.

Ist die ausgewählte Teilekonstruktion nicht komplex, dann werden die Strahlen in 220 parallel zur Formöffnungsrichtung und durch die ausgewählte Teilekonstruktion geschickt, so dass sie die Konstruktionsoberflächen, die sich quer verlaufend zur Formöffnungsrichtung erstrecken, gleichmäßig abdecken. Die Steuereinheit 12 sortiert in 222 die Schnitt punkte. D. h., die Steuereinheit 12 bestimmt die Anzahl von Flächen, die jeder Strahl schneidet, und vergleicht diese Zahl in 224 mit einem Schnittzahl-Grenzwert. Ist die Schnittzahl größer als der Schnittzahl-Grenzwert, dann hat die Teilekonstruktion Formverschlussmerkmale 226. Ist dies nicht der Fall, hat die Teilekonstruktion keine Formver schlussmerkmale 228.

Wenn z. B. der Schnittzahl-Grenzwert zwei ist und die Zahl der Flächen, die ein Strahl schneidet, vier, so hat die Tei lekonstruktion Formverschlussmerkmale. Jede Zahl größer zwei würde auf eine Unterschneidung (undercut) hinweisen, was möglicherweise zur Nichtdurchführbarkeit der Fertigung führt.

Ist die ausgewählte Teilekonstruktion komplex, so errichtet die Steuereinheit 12 in 230 einen normalen Vektor, der sei nen Ursprung auf einer Oberfläche der Konstruktion hat, und richtet in 232 einen einzelnen Strahl von dessen Ursprung aus. Der Strahl verläuft parallel zur Formöffnungsrichtung und in derselben Richtung wie der normale Vektor. Dann be stimmt die Steuereinheit 12 in 234 die Anzahl an Flächen, die der Strahl durchschneidet. Ist in 236 die Zahl an Flä chen, die der Strahl durchschneidet, größer als eins, dann hat die Konstruktion Formverschlussmerkmale (237). Ist dies nicht der Fall, so hat die Konstruktion keine Formver schlussmerkmale (238). Die Steuereinheit 12 wiederholt in 239 diese Bestimmung für jede Oberfläche der ausgewählten Teilekonstruktion.

Wenn z. B. die Zahl von Flächen, die der Strahl durchschnei det, drei ist, so hat die Konstruktion Formverschluss merkmale. Jede Zahl größer als eins würde auf einen Unter schnitt hinweisen, der möglicherweise zur Nichtdurchführbar keit der Fertigung führt.

In der vorliegenden Ausgestaltung können mehrere Wege und Techniken beschritten bzw. eingesetzt werden, um die Effizi enz der Bestimmung von Formverschluss bei komplexen Kon struktionen zu verbessern. So könnte z. B. ein Verfahren an gewandt werden, um die Zahl von Strahlen zu verringern, wel che auf Flächen gerichtet werden, die an solche angrenzen, welche keinen Formverschluss aufweisen und der gleichen Öff nungsrichtung gegenüberliegen, wie die Oberfläche, die gera de überprüft wird. Solche Flächen, die keine überschneiden den Flächen haben, haben per Definition ebenfalls keinen Formverschluss und können sofort als frei von Formverschluss bestimmt werden.

Außerdem werden die vorstehend beschriebenen Bestimmungen auf der Basis des für jede Bewertung anfallenden Kosten- und Zeitaufwands durchgeführt. Die Bewertung von Formverschluss für eine nicht komplexe Teilekonstruktion kann z. B. beinhal ten, dass weniger als 2000 Strahlen durch die querverlaufen den Oberflächen der Teilekonstruktion gerichtet werden. Der Einsatz von 2000 oder mehr Strahlen kann einen bedeutend größeren Zeit- und Kostenaufwand bedeuten. So werden bei komplexeren Teilekonstruktionen einzelne Strahlen von jeder Oberfläche ausgeschickt. Andere Bewertungen oder Kombinatio nen hiervon fallen jedoch nicht aus dem Umfang der Erfindung heraus.

Wird die Schrägebewertung gewählt, so bewertet die Steuer einheit 12 die Schräge-Kenndaten der ausgewählten Teilekonstruktion in Bezug auf die festgelegte Formöffnungsrichtung. Mit den Schräge-Kenndaten bestimmt die Steuereinheit 12, ob sich die Form in der vorgegebenen Richtung öffnen wird.

Wie in Fig. 3 dargestellt, weist ein Beispiel zur Bestim mung, ob sich die Form in Bezug auf die Schräge-Kenndaten öffnen wird, einen normalen Vektor auf, der in 240 von einer Oberfläche der ausgewählten Teilekonstruktion gerichtet wird, vorzugsweise durch die Steuereinheit 12. Dann findet die Steuereinheit 12 einen ersten Winkel, der in dieser Aus gestaltung zwischen dem normalen Vektor und der Formöff nungsrichtung liegt. Anschließend berechnet die Steuerein heit 12 eine Differenz δ zwischen dem ersten Winkel und ei nem Referenzwinkel. Der Wert des Referenzwinkels beträgt vorzugsweise 90°. Wenn in 244 der absolute Wert der Diffe renz δ kleiner ist als ein Mindest-Schrägwinkel δm, so er kennt die Steuereinheit 12 in 246 eine unzureichende Schräge der Fläche, was möglicherweise Formverschluss verursacht. Andernfalls wird in 247 keine mangelhafte Schräge festge stellt. Die Steuereinheit 12 wiederholt in 248 die Schräge bewertung für alle übrigen Oberflächen.

Wenn die Scharfkantigkeitsbewertung gewählt wird, bestimmt die Steuereinheit 12 die Scharfkantigkeits-Kenndaten der Teilekonstruktion unabhängig von der festgelegten Öffnungs richtung. Mit den Scharfkantigkeits-Kenndaten bestimmt die Steuereinheit 12 den Grad an Kantenschärfe im Vergleich zu einem vorgegebenen geometrischen Scharfkantigkeits charakteristikum für die ausgewählte Teilekonstruktion.

Die Bestimmung des Grads der Kantenschärfe beinhaltet bei spielsweise, dass alle aneinandergrenzenden Flächen auf Kan tenschärfe bewertet werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, wird in 250 für jedes Paar von aneinandergrenzenden Flächen ein zweiter Winkel zwischen den aneinandergrenzenden Flächen be rechnet. Dann wird ein Supplementärwinkel β berechnet, indem der zweite Winkel von 180° abgezogen wird. Nach Berechnung des Supplementärwinkels β des zweiten Winkels in 252 be stimmt die Steuereinheit 12 in 254, ob der Supplementärwin kel größer ist als ein maximaler Scharfkantigkeitswinkel. Wenn dies der Fall ist, hat das Paar aneinandergrenzender Flächen Scharfkantigkeit (256). Wenn nicht, wird keine Scharfkantigkeit erkannt (258). Die Steuereinheit 12 wieder holt in 260 die Scharfkantigkeitsbewertung für jedes übrige Paar aneinandergrenzender Flächen.

In der beschriebenen Ausgestaltung stellt die Steuer einheit 12 mehrere Auswahlfenster bereit, über die ein Be nutzer in Dialog treten kann. Zum Beispiel zeigt Fig. 4 ein Beispiel für ein Flussdiagramm eines Befehlsablaufs für Aus wahlfenster, die die Steuereinheit 12 in dem Verfahren, das in Fig. 3 dargestellt ist, anzeigen könnte. Das Hauptaus wahlfenster 312 aus Fig. 4 könnte z. B. durch die Steuerein heit 12 in einer graphischen Gestaltung wie in Fig. 4 darge stellt angezeigt werden.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, beinhaltet das Hauptauswahl fenster 312 eine erste Menüleiste 314 und eine zweite Menü leiste 316 mit Auswahlfeldern, zwischen denen der Benutzer wählen kann. Die erste Menüleiste ist als eine Reihe mit Auswahlfeldern "Installieren" 318, "Formverschluss" 320, "Schräge" 322 und "Scharfkantigkeit" 324 dargestellt. Die zweite Menüleiste 316 enthält eine Reihe von Auswahlfeldern, die je nach Auswahl von Feldern in der ersten Menüleiste 314 angezeigt werden.

In der in Fig. 4 dargestellten Ausgestaltung enthält die zweite Auswahlgruppe 316 die folgenden Felder, wenn "Installieren" 318 der ersten Auswahlgruppe 314 gewählt wird: "Teil auswählen" 326, "Formöffnung festlegen" 328, "Mindestschräge festlegen" 330 und "Formöffnung zeigen" 332. Wird "Formver schluss" 320 gewählt, dann enthält die zweite Auswahlgruppe 316 "auf Teil" 334, "auf Oberfläche" 336 und "Markieren" 338. Wird "Schräge" 322 gewählt, wird "auf Teil" 340, "auf Oberfläche" 342 und "Markieren" 344 angezeigt. Wird in der ersten Auswahlgruppe 314 "Kantenschärfe" 324 ausgewählt, dann können in der zweiten Auswahlgruppe 316 "auf Teil" 346, "auf Oberfläche" 348 und "Markieren" 350 ausgewählt werden.

Bei der Steuereinheit 12 kann es sich um eine beliebige zen trale Prozessoreinheit mit einem kompatiblen Monitor han deln, wie etwa um einen "Pentium®"-Computer mit einem geeig neten Monitor. Das LAN 14 kann ein beliebiges geeignetes lo kales Netzwerk sein, wie etwa ein "Unix®"-System. Das LAN 14 ist vorzugsweise ein Netzwerksystem, das für SUN®, HP®, Si licon Graphics® oder NT®-Arbeitsplatzcomputer geeignet ist. Die CAD/CAM Datenbank 16 kann eine beliebige geeignete Da tenbank sein, die graphische Daten einer Teilekonstruktion speichern kann, auf die das LAN 14 zurückgreifen kann.

Bei den Verfahren 110 und 210 handelt es sich vorzugsweise um programmierbare Verfahren, die zum Installieren im LAN 14 entwickelt werden können. In Kommunikation mit dem LAN 14 kann die Steuereinheit 12 auf programmierbare Verfahren zu rückgreifen, wenn ein Benutzer dies wünscht. In Kommunikati on mit der CAD/CAM Datenbank 16 kann das LAN 14 hieraus auf geometrische Daten der ausgewählten Teilekonstruktion zu rückgreifen, wenn dies vom Benutzer über die Steuerein heit 12 gewählt wird.

Claims

1. Verfahren zur Überprüfung einer ausgewählten Teilekon struktion aus einem Bestand an computergestützten Teile konstruktionen auf Formkonformität in Bezug auf die geo metrischen Kenndaten der Teilekonstruktion hinsichtlich Formverschluss, Schräge und Scharfkantigkeit, enthaltend die folgenden Schritte:
Auswahl (112; 212) der Teilekonstruktion, die auf Form verschluss-, Schräge- und Scharfkantigkeitskonformität untersucht werden soll, so dass geometrische Daten für die ausgewählte Teilekonstruktion erlangt werden;
Festlegen (114; 214) einer Formöffnungsrichtung für die ausgewählte Teilekonstruktion basierend auf den geo metrischen Daten der ausgewählten Teilekonstruktion;
Bewertung (116) der Formverschluss- und Schräge charakteristika der ausgewählten Teilekonstruktion im Hinblick auf die festgelegte Formöffnungsrichtung um festzustellen, ob sich die Form in der vorgegebenen Richtung öffnen wird; und
Bewertung (118) der Scharfkantigkeitscharakteristik der Teilekonstruktion unabhängig von der festgelegten Formöffnungsrichtung, um den Grad an Kantenschärfe im Vergleich zu einem vorbestimmten geometrischen Kanten schärfecharakteristikum für die ausgewählte Teilekon struktion zu bestimmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Bewertung der Formverschluss- und Schrägecharakteri stika die Festlegung (218) beinhaltet, ob die Teilekon struktion komplex ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Teilekonstruktion als nicht komplex de terminiert wird, die Bewertung der Formverschluss- und Schrägecharakteristika weiterhin beinhaltet:
das Aussenden (220) von abstandsgleichen Strahlen durch die Oberflächen der Teilekonstruktion, wobei die Strah len parallel zur Formöffnungsrichtung verlaufen;
das Erfassen (222) der Schnittpunkte für jeden Strahl; und
die Feststellung (226), dass die Teilekonstruktion Form verschluss aufweist, wenn einer der Strahlen mehr als zwei Flächenschnittpunkte hat.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, dass dann, wenn die Teilekonstruktion als komplex determiniert wird, die Bewertung der Formverschluss- und Schrägecharakteristika weiterhin beinhaltet:
das Definieren (230) eines normalen Vektors mit einem Ursprung auf einer Oberfläche der Teilekonstruktion;
das Aussenden (232) eines einzelnen Strahls vom Ursprung des normalen Vektors, wobei der Strahl parallel zur Formöffnungsrichtung verläuft;
das Feststellen (234) der Schnittpunkte des einzelnen Strahls; und
die Feststellung (237), dass die Teilekonstruktion Form verschluss hat, wenn der einzelne Strahl mehr als eine Schnittstelle hat.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertung der Form verschluss- und Schrägecharakteristika weiterhin bein haltet:
das Definieren (240) eines normalen Vektors von einer Oberfläche;
das Bestimmen (242) eines ersten Winkels zwischen dem normalen Vektor und der Formöffnungsrichtung;
die Feststellung (246), dass die Oberfläche unzu reichende Schräge aufweist, wenn die Differenz (δ) zwi schen einem Referenzwinkel und dem ersten Winkel kleiner ist als ein Mindest-Schrägewinkel (δ_m); und
die Feststellung (247), dass die Oberfläche ausreichende Schräge aufweist, wenn die Differenz (δ) zwischen dem Re ferenzwinkel und dem ersten Winkel größer ist als ein Mindest-Schrägewinkel (δ_m).

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Bewertung der Scharfkantigkeit scharakteristik beinhaltet:
die Bestimmung (250) eines zweiten Winkels zwischen ei nem Paar von aneinandergrenzenden Oberflächen, um eine Kante festzulegen;
die Bestimmung (252) eines Supplementärwinkels des zwei ten Winkels;
die Feststellung (256), dass die Kante eine scharfe Kan te ist, wenn der Supplementärwinkel größer ist als ein Mindest-Scharfkantigkeitswinkel; und
die Feststellung (258), dass die Kante keine scharfe Kante ist, wenn der Supplementärwinkel kleiner ist als der Mindest-Scharfkantigkeitswinkel.

7. Verfahren zur Überprüfung einer ausgewählten Teilekon struktion aus einem Bestand an computergestützten Teile konstruktionen auf Formkonformität in Bezug auf die geo metrischen Kenndaten der Teilekonstruktion hinsichtlich Formverschluss, Schräge und Scharfkantigkeit, enthaltend die folgenden Schritte:
Auswahl (112; 212) der Teilekonstruktion, die auf Form verschluss-, Schräge- und Scharfkantigkeitskonformität untersucht werden soll, so dass geometrische Daten für die ausgewählte Teilekonstruktion erlangt werden;
Festlegen (114; 214) einer Formöffnungsrichtung für die ausgewählte Teilekonstruktion basierend auf den geo metrischen Daten der ausgewählten Teilekonstruktion;
Auswahl (216), ob die ausgewählte Teilekonstruktion der Formverschluss-, Schräge- oder der Scharfkantigkeitsbe wertung unterzogen werden soll;
wenn die Formverschlussbewertung gewählt wird:
die Festlegung (218), ob die ausgewählte Teilekon struktion komplex ist;
wenn die Teilekonstruktion nicht komplex ist:
das Aussenden (220) abstandsgleicher Strahlen durch die Oberflächen der Teilekonstruktion, wobei die Strahlen parallel zur Formöffnungsrichtung sind;
das Erfassen (222) der Schnittpunkte für jeden Strahl;
die Feststellung (226), dass die Teilekonstruktion Formverschluss hat, wenn einer der Strahlen einen Schnittpunkt-Grenzwert übersteigt;
wenn die Teilekonstruktion komplex ist:
das Definieren (230) eines normalen Vektors mit ei nem Ursprung auf einer Oberfläche der Teilekonstruk tion;
das Aussenden (232) eines einzelnen Strahls von dem Ursprung des normalen Vektors, wobei der Strahl in der Richtung parallel zur Formöffnungsrichtung ist;
das Feststellen der Zahl der Schnittpunkte des ein zelnen Strahls;
die Feststellung (237), dass die Teilekonstruktion Formverschluss hat, wenn der einzelne Strahl mehr als einen Schnittpunkt hat;
wenn die Schrägebewertung gewählt wird:
das Definieren (240) eines normalen Vektors für eine Oberfläche;
das Finden (242) eines ersten Winkels zwischen dem normalen Vektor und der Formöffnungsrichtung;
die Feststellung (246), dass die Oberfläche eine un zureichende Schräge aufweist, wenn die Differenz (δ) zwischen einem Referenzwinkel und dem ersten Winkel kleiner als ein Mindest-Schrägewinkel (δ_m) ist;
die Feststellung (247), dass die Oberfläche aus reichende Schräge aufweist, wenn die Differenz (δ) zwischen dem Referenzwinkel und dem ersten Winkel größer ist als ein Mindest-Schrägewinkel (δ_m);
wenn die Scharfkantigkeitsbewertung ausgewählt wird:
die Festlegung (250) eines zweiten Winkels zwischen einem Paar von aneinandergrenzenden Oberflächen, um eine Kante zu definieren;
die Festlegung des Supplementärwinkels (β) des zwei ten Winkels;
die Feststellung (256), dass die Kante eine scharfe Kante ist, wenn der Supplementärwinkel (β) größer ist als ein Mindest-Scharfkantigkeitswinkel (β_m); die Feststellung (258), dass die Kante keine scharfe Kante ist, wenn der Supplementärwinkel (β) kleiner ist als der Mindest-Scharfkantigkeitswinkel (β_m).

8. Anordnung zur Überprüfung einer ausgewählten Teilekon struktion aus einem Bestand an computergestützten Teile konstruktionen auf Formkonformität in Bezug auf die geo metrischen Kenndaten der Teilekonstruktion hinsichtlich Formverschluss, Schräge und scharfe Kanten, mit:
einer ersten Einrichtung zur Auswahl der auf Form verschluss-, Schräge- und Scharfkantigkeitskonformität zu überprüfenden Teilekonstruktion, so dass geometrische Daten für die ausgewählte Teilekonstruktion erlangt wer den;
einer zweiten Einrichtung zum Festlegen einer Form öffnungsrichtung für die ausgewählte Teilekonstruktion basierend auf den geometrischen Daten der ausgewählten Teilekonstruktion;
einer dritten Einrichtung zur Bewertung der Form verschluss- und Schrägecharakteristika der ausgewählten Teilekonstruktion im Hinblick auf die festgelegte Formöffnungsrichtung um festzulegen, ob sich die Form in der vorgegebenen Richtung öffnen wird; und
einer vierten Einrichtung zur Bewertung der Scharf kantigkeitscharakteristik der Teilekonstruktion unab hängig von der festgelegten Formöffnungsrichtung, um den Grad an Kantenschärfe im Vergleich zu einem vorbestimm ten geometrischen Kantenschärfecharakteristikum für die ausgewählte Teilekonstruktion festzulegen.