专利名称：用于三维模型的自动构建系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动三维模型构建系统，且具体涉及优选借助于计算机而构建产品三维模型的一种自动三维模型构建系统。
背景技术：
作为用于产生三维模型数据的装置，存在传统已知装置，例如如图6所示，其被提供有输入装置1，用于输入有关三维模型的数据；自动设计装置2，用于根据由输入装置1输入的数据，而自动地设计产品形状所需要的信息；以及产品形状构建装置3，用于根据由自动设计装置2设计的信息而构建产品形状。当根据在二维平面上定义的形状构建用于各种产品的三维模型时，采用了诸如旋转和挤压之类的使用CAD系统基本功能的结构。在该情况下，当构建与二维平面上定义的模型形状类似的形状的模型时，可以通过改变基本形状模型的尺寸来自动创建该模型。
然而，当构建其部分形状与二维平面上定义的模型形状不同的模型时，需要手动修改工作，并且需要大量的时间来构建模型。此外，如果采用其中为每种产品创建许多专用模型且在系统中实现该专用模型以便覆盖各种产品形状的结构，则必须构建许多新形状模型，并需要更多的时间来进行模型构建。
在设计阶段，优先进行模型形状的构建。因此，当模型形状不满足生产场地上的处理条件时，实际上被迫重复规格预览或者试生产，并需要大量时间来进行模型构建。
本发明的目的是有效地构建三维模型。
发明内容
为了解决所述问题，本发明采用了一种自动三维模型构建方法，其借助于具有处理设备资源、存储资源、输入设备、和接口的计算机资源来构建三维模型，其特征在于，该处理设备资源根据存储资源中的操作程序来执行由以下步骤配置的处理划分步骤，根据产品形状将产品划分为多个部件；部件结构选择步骤，为所述多个部件选择可以用基本形状为其构建模型的部件和可通过处理基本形状为其构建模型的部件的组合；部件构建步骤，为在部件结构选择步骤所选择的部件，构建基本形状模型，并通过使用切割部件处理基本形状模型来构建切割部件模型；以及三维模型构建步骤，通过组合在部件构建步骤所构建的基本形状模型和切割部件模型来构建产品的三维模型。
当采用自动三维模型构建方法时，作为部件构建步骤，可以构建与处理工厂的的工具库链接的切割部件模型。
此外，本发明配置了一种自动三维模型构建系统，其特征在于包括划分装置，用于根据产品形状将产品划分为多个部件；部件结构选择装置，用于为所述多个部件，选择可以用基本形状为其构建模型的部件和可通过处理基本形状为其构建模型的部件的组合；部件构建装置，用于为部件结构选择装置所选择的部件，构建基本形状模型，并通过使用切割部件处理基本形状模型来构建切割部件模型；以及三维模型构建装置，通过组合通过部件构建装置构建的基本形状模型和切割部件模型来构建产品的三维模型。
此外，本发明配置了一种自动三维模型构建系统，其特征在于包括形状选择装置，用于选择产品形状；输入装置，用于输入关于产品形状的基本尺寸信息；自动设计装置，用于根据输入装置所输入的信息来产生产品形状构建所需要的信息；部件结构选择装置，用于根据自动设计装置所产生的信息，为产品形状的所述多个部件，选择可以用基本形状为其构建模型的部件和可通过处理基本形状为其构建模型的部件的组合；部件构建装置，用于为部件结构选择装置所选择的部件，构建基本形状模型，并通过使用切割部件处理基本形状模型来构建切割部件模型；以及三维模型构建装置，用于通过组合由部件构建装置构建的基本形状模型和切割部件模型来构建产品的三维模型。
根据这样的结构，根据产品的形状将产品划分为多个部件；为所述多个部件选择可以用基本形状为其构建模型的部件和可通过处理基本形状为其构建模型的部件的组合；对于所选择的部件，构建基本形状模型，并通过使用切割部件处理基本形状模型来构建切割部件模型；以及组合基本形状模型和切割部件模型来构建产品的三维模型。因此，通过任意组合基本形状模型和切割部件模型，可以有效地构建产品的二维模型。
在配置自动三维模型构建系统时，可以将构建与处理工厂的工具库链接的切割部件模型的功能增加到部件构建装置中。在这个情况下，通过构建与处理工厂的工具库链接的切割部件模型，可以与生产场地协作，并在设计阶段执行处理仿真。因此，通过在设计者和处理工厂之间执行设计预览和试生产，不仅可以减少确定使用所需要的时间，还可以减少试生产的次数。
此外，本发明涉及用于促使计算机执行如每个装置所实现的处理的程序、以及在其中存储该程序的存储介质。作为存储介质的示例，可以给出诸如CD-ROM和DVD-ROM的存储装置。
图1是示出本发明实施例的自动三维模型构建系统的方框结构图；图2是根据本发明的自动三维模型构建系统的基本结构图；图3是图示了图1所示的自动三维模型构建系统的操作的流程图；图4A至4G是用于图示三维模型构建的处理内容的图；图5是图示切割部件和三维模型之间的关系的图；以及图6是传统自动三维模型构建系统的结构图。
附图标记说明10 计算机12 键盘14 鼠标16 硬盘18 显示设备具体实施方式
下面将结合图来描述本发明的实施例。图1是示出本发明实施例的自动三维模型构建系统的方框结构图。
在图1中，自动三维模型构建系统被配置为具有计算机10、键盘12、鼠标14、硬盘16和显示设备18。
作为处理设备资源的计算机10根据用于构建三维模型的程序从硬盘(存储资源)16获取关于各种产品形状的产品形状信息，并在显示设备18的屏幕上显示基于所获取的产品形状信息的图像。在该情况下，作为输入设备的键盘12和鼠标14起到如图2所示的形状选择装置20和输入装置22的作用，以便根据操作员的操作来选择产品形状，并输入关于所选择的产品形状的信息，诸如基本尺寸。当输入装置22输入用于形状选择装置20所选择的产品形状的诸如基本尺寸之类的信息时，作为自动设计装置24的计算机10基于所输入的信息并根据预定的程序而创建产品形状构建所需要的信息。也就是说，自动设计装置24起到用于根据其形状而将产品划分为多个部件的划分装置的作用，并且其也具有如分类装置的功能，用于将各个部件分类为可利用基本形状模型构建的部件和可通过处理基本形状模型而构建的部件。
计算机10还用作部件结构选择装置26，用于为由自动设计装置24所分类的部件，选择可利用基本形状模型构建的部件和可通过处理基本形状模型而构建的部件的组合，作为产品形状构建所需要的部件。
计算机10还用作部件构建装置28，用于为部件结构选择装置26所选择的部件，基于自动设计装置24所获得的信息来构建基本形状模型，并通过变换基本形状模型并然后使用切割部件来构建切割部件模型。
作为产品形状构建装置30的计算机10还用作三维模型构建装置，用于通过组合基本形状模型和切割部件模型来构建产品的三维模型。
下面将根据图3的流程图来描述特定示例。
首先，当如图4A所示在显示设备18的屏幕上显示例如已完成的形状32、头部形状34、和颈部形状36作为产品三维模型的形状时，通过操作键盘12和鼠标14选择任一个形状(步骤S1)。接下来，如图4B所示，对于所选择的三维模型，输入构建三维模型所需要的信息，诸如基本尺寸，作为初始值(步骤S2)。接下来，如图4C所示，根据预先设置的自动尺寸值设计程序来计算三维模型构建所需要的尺寸值(步骤S3)。
接下来，如图4D所示，从存储在硬盘16中的表38选择基本形状和切割部件的组合，并确定部件信息(步骤S4)。在表38中，存储了关于通过划分产品而获得的多个部件的每一个的信息，所述多个部件被分类为可以用基本形状模型构建的部件、或者可通过处理基本形状模型而构建的部件。
接下来，从硬盘16中的基本形状库中获取基本形状(步骤S5)。然后，如图4E所示，根据在步骤S3中计算的尺寸值来改变基本形状的尺寸，并成形(步骤S6)。
接下来，如图5所示，从与处理工厂的工具库44链接的切割部件库46中获取切割部件48(步骤S7)。接下来，如图4F所示，利用切割部件48执行成形以切割其尺寸已改变的模型42的端部，并构建利用切割部件48形成的切割部件模型50(步骤S8)。
接下来，确定是否已经为所有部件构建了模型(步骤S9)。如果确定还没有为所有部件构建模型，则然后执行步骤S5至S8的处理。如果确定已经为所有部件构建了模型，如图4G所示，则然后组合所有已构建部件，例如头部模型52和体模型50，以构建三维模型54(步骤S10)。
也就是说，如图5所示，当产品是由头部部分和颈部部分配置的螺栓(bolt)时，将螺栓划分为头部部分和颈部部分两个部件，并利用通过改变基本形状40的尺寸获得的模型42和通过使用切割部件48获得的模型50来配置颈部部分模型50。然后，通过组合头部部分模型52和颈部部分模型50来构建螺栓的三维模型54。在这个情况下，由于切割部件48与处理工厂的工具库44链接，所以，可以在设计的初始阶段执行CAM仿真，并且不仅可以减少试生产的次数，还可以执行更有效的设计。
根据这个实施例，将产品的形状划分为多个部件，将各个部件模型分类为基本形状模型和使用切割部件的切割部件模型，并通过组合所述基本形状模型和切割部件模型来构建三维模型。因此，可以有效地构建三维模型，并缩短三维模型构建所需要的时间。
此外，根据这个实施例，通过任意组合基本形状模型和使用切割部件的切割部件模型，可以覆盖更多的产品形状，并减少系统的维护负荷。
工业实用性根据本发明，可以有效地构建产品的三维模型。
权利要求
1.一种自动三维模型构建方法，用于使用具有处理设备资源、存储资源、输入设备、和接口的计算机资源来构建三维模型，其特征在于处理设备资源根据存储资源中的操作程序来执行由以下步骤配置的处理划分步骤，根据产品形状将产品划分为多个部件；部件结构选择步骤，为所述多个部件选择可以用基本形状为其构建模型的部件和可通过处理基本形状为其构建模型的部件的组合；部件构建步骤，为在部件结构选择步骤中选择的部件，构建基本形状模型，并通过使用切割部件处理基本形状模型来构建切割部件模型；以及三维模型构建步骤，通过组合在部件构建步骤所构建的基本形状模型和切割部件模型来构建产品的三维模型。
2.根据权利要求1的自动三维模型构建方法，其特征在于该部件构建步骤构建与处理工厂的的工具库链接的切割部件模型。
3.一种自动三维模型构建系统，其特征在于包括划分装置，用于根据产品形状将产品划分为多个部件；部件结构选择装置，用于为所述多个部件选择可以用基本形状为其构建模型的部件和可通过处理基本形状为其构建模型的部件的组合；部件构建装置，用于为通过部件结构选择装置所选择的部件，构建基本形状模型，并通过使用切割部件处理基本形状模型来构建切割部件模型；以及三维模型构建装置，用于通过组合由部件构建装置所构建的基本形状模型和切割部件模型来构建产品的三维模型。
4.一种自动三维模型构建系统，其特征在于包括形状选择装置，用于选择产品形状；输入装置，用于输入关于产品形状的基本尺寸信息；自动设计装置，用于根据输入装置所输入的信息来产生产品形状构建所需要的信息；部件结构选择装置，用于根据自动设计装置所产生的信息，为产品形状的所述多个部件，而选择可以用基本形状为其构建模型的部件和可通过处理基本形状为其构建模型的部件的组合；部件构建装置，用于为通过部件结构选择装置所选择的部件，构建基本形状模型，并通过使用切割部件处理基本形状模型来构建切割部件模型；以及三维模型构建装置，用于通过组合由部件构建装置构建的基本形状模型和切割部件模型来构建产品的三维模型。
5.根据权利要求3和4的任一个的自动三维模型构建系统，其特征在于该部件构建装置构建与处理工厂的工具库链接的切割部件模型。
6.一种自动三维模型构建程序，其特征在于，包括以下程序，用于促使计算机执行根据权利要求3至5的任一个的每个装置所实现的处理。
7.一种存储介质，其特征在于，其是其中存储了根据权利要求6的自动三维模型构建程序的计算机可读存储介质。
全文摘要
一种能够有效地构建三维模型的三维模型自动构建系统。将产品划分为两部分，即头部部件和头部以下部件。选择头部部件形状(34)和头部以下部件形状(36)作为三维模型的形状，输入所述部分的基本尺寸，计算所述部分的尺寸值，并根据表(38)选择基本形状与切割部件的组合。当必须改变头部以下部件形状(36)的基本形状时，改变基本形状中的模型(40)的尺寸，并构建模型(42)。选择切割部件(48)并处理模型(42)，来构建模型(50)，并通过组合头部部件形状的模型(52)和头部以下部件形状的模型(50)来构建螺栓的三维模型(54)。
文档编号G06F17/50GK1930569SQ20058000718
公开日2007年3月14日 申请日期2005年6月21日 优先权日2004年9月10日
发明者冈本晋, 池田正树 申请人:日本精工株式会社