[發明專利]用于計算3D對象的建模的彎曲部件的展開部件的方法

在審

• 申請號: 201811567333.7
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN110033512A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: P·D·瓦蘭
• 申請（專利權）人: 達索系統公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06F17/50
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張立達;王英

一種計算機實現的方法，其用于計算計算機輔助設計系統的3D場景中的建模的彎曲3D對象的展開部件，所述方法包括以下步驟：a)提供所述3D對象；b)選擇所述3D對象的固定部分(FP)；c)選擇所述3D對象的移動部分(MP)；d)確定形成所述固定部分(FP)和所述移動部分之間的交集的1D接口(INT)；e)計算由所述移動部分(MP)的線性變換得到的變換部分；f)修剪所述1D接口(INT)附近的所述變換部分，從而形成修剪后的變換部分(TTP)；g)在所述1D接口(INT)和所述修剪后的變換部分(TTP)之間創建圓角(FI)；h)將所述展開部件定義為所述固定部分(FP)、所述修剪后的變換部分(TTP)和所創建的圓角(FI)的并集。

技術領域

本發明涉及一種用于計算3D對象的建模的彎曲部件的展開部件的方法。它涉及通過使用CAD(計算機輔助設計)、CAM(計算機輔助制造)或CAE(計算機輔助工程)系統的線框和表面設計的領域。它更精確地應用于金屬板成形過程。

背景技術

模具制造是一種廣泛用于工業、特別是汽車工業的制造過程。圖1示出了從原始金屬板部件(OP0)到最終部件(OP5的結果)的金屬工件的模具制造的不同步驟(OP0-OP5)的示例。模具制造可以包括例如模壓步驟(OP1的結果)、模切步驟(OP2至OP4的結果)和消除模具彎曲步驟(OP5的結果)。模壓步驟和消除模具彎曲被認為是塑性變形過程。消除模具彎曲的結果是可展開的(developable)，而模壓的結果可能是不可展開的。圖2示出了消除模具彎曲步驟的詳細視圖。消除模具彎曲過程(下文稱為模具彎曲)在于將對象的金屬板部件保持在上壓力墊和下柱之間。上壓力墊向下柱施加壓力以牢固地保持金屬板部件的固定部分。金屬板部件的懸臂部件(下文稱為移動部分)處于上沖頭(upper punch)的壓力下。根據拉伸方向，上沖頭利用上壓桿向下行進。消除模具彎曲過程產生金屬板的伸長或局部收縮。在對象的平面圖案的展開期間必須考慮這些機械變形。

為了在CAD系統中定義模具制造過程，CAD系統的用戶通常從最終部件(圖1和圖2中的OP5的結果)開始，并在該過程中向后走以生成由每個步驟得到的不同幾何形狀。因此，當定義模具彎曲步驟時，用戶需要在CAD系統中展開3D對象的模具彎曲的表面，同時考慮在對應物理對象的模具彎曲步驟期間將發生的機械變形。此外，如由圖2示出的示例所示，用戶可以想要僅展開移動部分的一部分，以便保持折疊/展開表面的一些幾何形狀不變。

當前有三種計算表面的部分展開/折疊的方式。

第一種方式可以通過模擬來進行。用戶通過使用專門展開/折疊表面的模擬軟件來計算部分展開的表面。通過使用有限元方法在仿真軟件中計算真實折疊/展開過程的模型。整個折疊表面的網格化被執行，因此計算高度耗時。

還可以通過在CAD系統中使用手動幾何測量來執行表面的部分展開/折疊的計算。用戶通過計算要展開的表面的特定旋轉來計算展開的表面的估計，以便模擬展開/折疊，然后使用CAD系統的可用表面設計工具來手動設計折疊區域。該解決方案很冗長，這是因為它需要用戶進行大量的計算和交互。

根據第三種方式，CAD系統的用戶將展開的信息集成到每個表面以進行展開。部分展開/折疊的表面由CAD系統基于集成的展開信息來自動計算。該解決方案不適用于在設計期間在其上尚未存儲展開信息的表面。

于是，本發明的目的是提供一種用于快速計算建模的彎曲3D對象的部分展開的方法，其不需要與用戶進行冗長的交互，并且不需要集成的展開信息。

發明內容

根據本發明的一個方面，提出了一種計算機實現的方法，其用于計算計算機輔助設計系統的3D場景中的建模的彎曲3D對象的展開部件，該方法包括以下步驟：

a)提供3D對象；

b)選擇3D對象的固定部分；

c)選擇3D對象的移動部分(MP)；