专利名称：用于形成表面加工数据的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在树脂产品的表面上形成拉拔图案或挤压图案的方法和装置。
背景技术：
出于各种目的，对家用电子装置或汽车内部装置的表面实施拉拔处理，以改善外观或质感、挡光并且防滑。纹路图案使用各种细微形状的图案，诸如皮革纹理、纹路图案、岩石和卵石、梨皮漆面、几何图案等。为了在树脂产品的表面上形成纹路图案，通过刻蚀法或电铸法将纹路图案提供至金属模具。当通过刻蚀法将纹路图案应用于金属模时，由于通过侵蚀来形成纹路图案，因此可以很廉价地将该纹路图案应用于甚至大件产品的金属模。然而，细微形状难于表达，而且要重复制造相同的形状。此外，当通过注射成型来形成纹路图案(其中，凸凹沿产品曲面的法向延伸)时， 如果在沿开模方向的平面上产品取出方向与产品曲面相交，则在取出成型品的操作期间， 成型品上纹路图案的凸凹被金属模上的凸凹干扰，产生所谓的缺陷(under)。此时，当用力从金属模中取出成型品时会出现成型品的纹路图案损坏的问题。因此，为了避免纹路图案在开模操作期间发生损坏，当沿开模方向的拉拔斜度(由产品曲面的法向与产品取出方向形成的角度90°的补角)接近0°时，纹路图案的深度需要根据拉拔斜度的变化而变浅，以避免缺陷的出现。因此，纹路图案的凸凹深度需要根据曲面进行变化，以使产品曲面中拉拔斜度接近0°的区域内纹路图案的深度更浅。然而，当通过刻蚀法将纹路图案应用于金属模时，不能连续改变纹路图案的凸凹的深度。因此，当逐步实施刻蚀处理来改变凸凹时，其接缝暴露。从而，金属模的接缝转移到成型品上，导致成型品的外观劣化。另一方面，当通过电铸法将纹路图案应用于金属模时，将模压有纹路图案的薄树脂板粘接至依产品形状制造的模型的表面上，并且将所获得的模型作为母模，以便经由树脂转印(an inversion of resin)或电铸处理来形成成型块。然而，当将树脂板粘接至三维形状的模型时，由于出现拉长或变形、或者出现接缝图案未对准，因此操作人员必须技术熟练，以矫正这些缺陷，从而使它们难于察觉。此外，需要很多处理，从而增加了工期，进而增加了成本。因此，仅仅配备了私人装置的专业制造者能够使用电铸法。由于在制造母模期间，纹路图案的形状或尺寸由待粘接的树脂板的纹路图案确定，因此在制造出母模之后难于将额外的图案应用于任意部分，或者难于做出变化，例如，扩大或减小纹路图案。此外，两种方法都存在缺点，即必须进行化学处理。此外，JP-A-7-241909或JP-A-2004-358662已公开了能够更简单地形成高质量纹路图案的技术。在该技术中，首先，将通过读取皮革模型的表面形状所获得的表面测量值转换成图像数据，所述图像数据中表面形状的深度用256个等级的浓度进行表示，以便将纹路图案的形状数据数字化。计算机根据该数字数据来形成加工数据。利用该加工数据将纹路图案应用于平面材料，诸如压花辊或压花板，或者通过切屑加工或激光束加工来将纹路图案应用于三维物体，诸如金属模。在根据纹路图案的形状数据生成加工数据时，如果纹路图案仅仅沿一个方向投射在诸如金属模等具有三维形状的三维物体的表面上，以形成加工数据，则在三维物体的倾斜面上纹路图案的凸凹伸长，从而使纹路图案的形状发生变形。因此，相对于具有曲面的产品的表面，纹路图案必须沿对应曲面的法向来形成。因而，意味着沿产品表面的法向来形成纹路图案，例如，提供下述利用体素数据转换的建模软件其将体素堆叠在产品曲面上，以便根据图像数据中与纹路图案的深度对应的浓度来生成纹路图案。在该体素系统中，产品的形状数据被转换成由小球或立方体构成的体素数据，以便对应于各个体素数据来确定纹路图案的图像数据的像素。接着，将像素浓度转换成位移量，以便将与位移量对应的体素堆叠在体素数据上。将所堆叠的体素转换成作为最终数据的多边形数据。现有技术文献专利文献专利文献1 JP-A-7-241909专利文献2 JP-A-2004-35866
发明内容
本发明要解决的问题然而，由于在上述系统中首先将产品的形状数据转换成体素数据，因此需要大量的数据。此外，必须针对由多个曲面构成的具有连续且复杂的形状的产品表面的每一个分割区域来生成纹路图案的形状数据，并且在生成纹路图案的形状数据之后，必须在相邻纹路图案的形状数据之间执行接缝处理。然而，普通计算机的计算容量尚不能满足进行接缝处理所需的负荷，因此尚未有针对该问题的满意对策。也就是说，由于计算机难于将相邻分割区域的纹路图案的形状数据的边界(接缝)设置成相同的形状，因此操作者必须手动校正，这需要进行大量处理。此外，手动校正使待接缝在一起的产品的纹路图案的形状产生变形。因此，工作质量根据操作员的技巧而有所变化，从而角部有时为圆和凹槽，或者顶部有时变厚或者弯曲。结果，外观经常不佳，从而没有达到校正的主要目的(为了形成外观较好的纹路图案且使纹路图案的接缝难于察觉)，并且产品质量不稳定。因此，在实际情况中，常用方法的主要应用对象限于平面或圆柱面。因此，考虑到上述常见问题，本发明的目的是提供以下形成表面加工数据的方法和装置；其在不需要大量数据的情况下通过简单处理来形成在产品表面的法向上几乎不变形的纹路图案。此外，本发明的目的是提供以下形成表面加工数据的方法和装置在分割数据时，纹路图案的接缝形状平滑。再者，本发明的目的是提供以下形成表面加工数据的方法和装置纹路图案的深度对应于金属模的拉拔斜度平滑地变化，以形成外观优良的纹路图案。解决问题的方法
因此，在本发明中，用多边形网替换作为应用纹路图案的对象的产品形状数据；根据纹路图案的纹理数据沿从共享顶点的各个多边形网计算出的规定方向移动多边形网的各个顶点；根据分别沿规定方向移动后的顶点来生成新多边形网数据；并且将新多边形网数据确定为应用纹路图案的表面加工数据。根据上述结构，可以通过形成多边形网来减少加工数据量。此外，由于多边形网的顶点根据纹路图案的纹理数据沿规定方向移动，因此可以获得外观优良的纹路图案。此外，将多边形网顶点移动时的位移量设置为通过用基于纹理数据的参考位移量乘以依赖于金属模的拉拔斜度的位移量减小率所获得的最终位移量，从而可以根据各个已移动顶点来形成新多边形网数据。当位移量的减小率连续变化时，不出现缺陷，并且纹路图案的深度可以平滑地变化，以获得外观优良的表面。上述规定方向优选地设置为法向。当各个顶点沿法向移动时，尤其可以获得外观优良且没有变形的纹路图案。更具体而言，用多边形尺寸在规定范围内均勻的多边形网分别替换作为应用纹路图案的对象的产品形状数据。根据坐标分别与多边形网的顶点对应的纹路图案的纹理数据，多边形网的顶点分别沿法向移动。将已移动的顶点连接在一起，以获得包含纹路图案的产品形状的多边形数据，作为表面加工数据。由于对不包含厚度的曲面数据进行处理来获得表面加工数据，因此可以减小待处理的数据量。多边形网的各个多边形的尺寸一致，从而可以获得变形较小的纹路图案。此外，由于多边形网的顶点根据纹理数据分别沿法向移动，因此可以获得外观优良的纹路图案。在用多边形网替换产品形状数据时，将作为形成产品形状数据的曲面的边界线投影在二维平面上。在二维平面上，将边界线变成多线。用边界线修剪覆盖变成多线的边界线的二维栅格网。由所修剪的栅格网生成二维多边形网。将分别从二维多边形网的顶点沿二维平面的垂直方向延伸的直线与原始产品形状数据的交点相连接，以便将二维多边形网变成三维多边形网。优选使三维多边形网收敛并均勻，以使尺寸相等且较小。首先，在二维平面上生成多边形网，接着，将多边形网变成三维多边形网。因此，计算处理较简单。当在二维平面上将边界线变成多线时，优选用具有分割数中的最大分割数来划分直线，最大分割数使多线中所有线段的长度大于栅格网的方形栅格的对角线长度。在形成多线的处理中，当分割数增加时，可以实现更近似于原边界线。然而，随着分割数增加而使多线的线段小于方形栅格的对角线时，将使线段和方形栅格的计算复杂化。因此，考虑到产品边界线与多线较相似，并且方形栅格与多线线段的交点较容易计算，优选用具有分割数中的最大分割数来划分边界线，最大分割数使多线中所有线段的长度大于栅格网的方形栅格的对角线长度。例如，当假定边界线的整个长度为Length，多线的线段为line，方形栅格的对角线为ss，并且分割数为η时，η表示为η = Length/line。此外，在line > ss的条件下，获得η < length/ss。文中所提到的最大分割数指满足表达式η < length/ss的分割数的最大整数。理想地，所有块共用栅格网。尤其，当将所有块共用的栅格网与由分割数中的最大分割数形成的多线结合在一起时，相邻块之间的边界线具有相同的多线，并且接缝的顶点分别相互对应，最大分割数使多线中所有线段的长度大于栅格网的方形栅格的对角线长度。由于纹理数据是将纹路图案的相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据，多边形网的顶点的位移量可以通过用图像数据的浓度等级乘以规定转换率来获得。由于，纹理数据本身可以用少量的数据来表示纹理，因此简化了数据处理。此外，由于建立了多个位移量减小率的变换等式并且可以通过操作输入部来进行选择，因此可以在虑及成型材料的收缩性能的情况下来获得依赖于拉拔斜度的纹路图案的适当深度。由于优选地从纹理数据生成具有指定栅格间距的纹理模型，并且优选地对应于曲面斜度来对纹理模型进行变形，以便根据与多边形网的顶点对应的变形后纹理模型的位置坐标，从纹理数据获得浓度等级。从而，多边形网简单地与纹理数据一致，以便生成没有变形的纹路图案。在用多边形网替换产品形状数据时，将产品曲面的边界线投影在二维平面上，以形成二维多边形网。接着，可以将二维多边形网变成三维多边形网。在适当位置，在参数曲面的参数空间中用规定分割线来形成栅格点，在边界线上以规定间距形成系列点，并且位于边界线内的栅格点和边界线上的系列点可以直接用于形成顶点分别位于参数曲面上的三维多边形网。此时，尤其，形成栅格点和边界线的系列点的分割线分别具有在规定范围内均勻的间距，并且在形成三维多边形网时，优选地将位于边界线内的栅格点连接在一起以形成栅格网，优选地将栅格网变成三角形状多边形，并且优选地将栅格网的外围上的栅格点连接至边界线上的系列点以形成三角形状多边形。接着，当将产品数据划分成多个块时，在形成每个块的三维多边形网之后，将所有块的多边形网合并成一个多边形网，接着，可以根据纹路图案的纹理数据来分别沿法向移动顶点。本发明的优点如上所述，在本发明中，由于通过将产品形状数据变成多边形网并且根据纹理数据分别沿规定方向移动多边形网的顶点的处理来应用拉拔和挤压图案，因此可以通过小负荷的数据处理来获得表面加工数据，并且可以有效地获得外观优良且变形较小的拉拔和挤压图案。
图1是示出第一示例性实施例中用于形成表面加工数据的装置的结构的框图。图2是示出用多线形成块的边界线的概念的说明性视图。图3A是设置二维栅格网的方法的说明性视图。图;3B是形成二维多边形网的方法的说明性视图。
图4是示出三维多边形网形成多边形网的概念的说明性视图。图5A是示出三维方式形成的多边形网的变形状态的图像。图5B是示出三维方式形成的多边形网的变形状态的图像。图5C是示出三维方式形成的多边形网的变形状态的图像。图6是示出用于形成表面加工数据的装置的处理流程的流程图。图7是示出用于形成表面加工数据的装置的处理流程的流程图。图8是示出用多边形形成栅格网的方法的说明性视图。图9是示出移动纹理模型的方法的说明性视图。图IOA是示出纹理模型变形之前的状态的视图。图IOB是示出纹理模型变形之前的状态的视图。图IlA是示出纹理模型变形与多边形网之间的坐标关系的视图。图IlB是示出纹理模型变形与多边形网之间的坐标关系的视图。图12是示出用多线形成块的边界线的处理细节的流程图。图13是示出位移映射处理的概念的说明性视图。图14是位移映射处理的细节的流程图。图15是交点从纹理模型到纹理坐标系统的坐标变换。图16是示出因拉拔斜度而使金属模与产品发生干涉的说明性视图。图17是拉拔斜度与位移量减小率的关系图，图中示出了变换等式的概念。图18是示出应用了位移量减小的纹路图案的深度变化的视图。图19是示出根据第二示例性实施例用于形成表面加工数据的装置的结构的框图。图20是示出第二示例性实施例中用于形成表面加工数据的装置的主要处理流程的流程图。图21是示出形成三角形状多边形网的细节的流程图。图22k是示出块划分方法的概念性视图。图22B是示出块划分方法的概念性视图。图23是示出栅格点和边界线的视图。图M是示出用于提取形成多边形网的栅格点的方法的说明性视图。图25是示出用于在边界线上形成系列点的方法的说明性视图。图沈是示出由栅格点形成的矩形栅格网的视图。图27是示出在矩形栅格网的外围的凹入部中形成三角形的方法的说明性视图。图观是示出通过矩形栅格网和边界线上的系列点来形成三角形状多边形的方法的视图。图四是示出块上的三角形状多边形网的视图。图30是示出用于形成三角形状多边形网的方法的说明性视图。图31是示出位移映射处理的细节的流程图。图32是示出三角形状多边形网的顶点的局部坐标系统的视图。图33是示出用于从纹理数据中读取像素值的方法的说明性视图。
具体实施例方式下面，描述本发明的示例性实施例。<第一示例性实施例>图1是示出根据第一示例性实施例用于形成表面加工数据的装置的结构的框图。表面加工数据形成装置10包括数据输入部11，其输入产品的表面形状和纹路图案的纹理数据和处理工具数据；输入数据存储部12 ；数据处理部13，其根据存储在输入数据存储部12中的数据产生多边形数据，以便将纹路图案的形状应用于产品曲面；多边形数据存储部19，其存储所生成的多边形数据；以及数据输出部20，其输出来自多边形数据存储部19的多边形数据，作为加工数据。表面加工数据形成装置10与包含键盘或摇杆的操作输入部22和能够显示图像数据的监视器23连接。将输入至数据输入部11且作为产品形状数据的表面形状数据限定为参数曲面， 在该参数曲面中分别用作CAD数据的很多坐标被指定作为参数为u和ν的函数S = F(u， ν)。表面形状数据形成为块信息，其通过预先由参数曲线表示的且存储在输入数据存储部 12中的边界线而划分成多个曲面。如果预先没有特别说明，该边界线包括所谓的修剪线和不与块相邻以限定产品形状端缘的边界线。表面形状数据包括产品中应用纹路图案的对象部分的整个尺寸(以下称为“纹路图案应用对象”)。纹理数据是将纹路图案的深度指定成256个等级浓度的二维灰度数据，并且纹理数据具有足够的区域尺寸以覆盖纹路图案应用对象。处理工具数据包括栅格网间距(下文称为“栅格间距”)d，其用于形成下述二维多边形网；栅格间距dt，其用于形成纹理模型；纹理数据的分辨率R ；以及注射成型金属模的开模方向，用于计算随拉拔斜度变化的减小率。数据处理部13包括平面多边形形成部14、三维多边形形成部15、纹理模型形成和变形部16、纹路图案形成部17和操作存储器18。平面多边形形成部14用于以二维方式形成块，作为在先处理，以简化用多边形块形成三维块的处理。如图2的概念性视图所示，将三维空间中的块W的边界线K投影在x-y 平面上。在该平面上，将边界线变成多线(用连续直线替换边界线)。变成多线的边界线由 Kp表不。如图3A所示，在平面多边形形成部14中，设置具有覆盖χ-y平面上已变为多线的边界线Kp的尺寸的栅格网G。如图;3B所示，沿边界线Kp修剪栅格网G，以形成二维多边形网Gp0如图4所示，在三维多边形形成部15中，获取分别穿过二维多边形网Gp的顶点pg 且平行于ζ轴的两条直线与原参数曲面J的交点，以便以三维方式形成多边形网，进而获得由边界线Kq包围的多边形网Qa。由于x_y平面上的多边形网Gp没有虑及三维方式形成的多边形的尺寸，因此在三维方式形成的多边形网Qa中，栅格间距因表面倾斜而增加或者网发生变形。图5A和图5B 示出了它们的图像视图。对于包含图5A所示的直立壁的曲面形状，如图5B所示，在对应于多边形网Qa的直立壁的部分中，多边形剧烈变形，从而使相邻顶点pa之间的间距增加。
为了调整不均勻多边形的尺寸，三维多边形形成部15还执行统一多边形尺寸的处理，以形成多边形网Qb。从而，如图5C所示，相邻顶点pb之间的间距几乎一致。纹理模型形成和变形部16基于纹理的像素信息来形成作为二维栅格网的纹理模型Tma。纹理模型的顶点坐标分别乘以由纹理数据的分辨率R获得的一个像素宽度，以使所获得的纹理坐标与实际坐标系统相协调，并且将该纹理坐标存储在操作存储器18中。接着，对纹理模型进行变形，以使与块W中曲面斜度对应的顶点之间的间距密集， 从而获得纹理模型Tmb。执行该处理是因为，在将纹理均勻地布置在图像数据的平面上的情况下，当将均勻多边形网Qb的顶点pb投影在平面上时，与倾斜面对应的部分较密集，从而纹理数据不能直接对应于顶点。从而，对纹理模型进行变形，以使纹理模型与投影在平面上的多边形网Qb 的顶点Pb对应。如此，可以使均勻多边形网Qb的顶点1 通过纹理模型Tmb与纹理坐标对应。下面，将详细描述。纹路图案形成部17通过已变形的二维纹理模型Tmb来获取存储在输入数据存储部12中的纹理的像素信息，以便通过位移映射(displacement mapping)来移动三维多边形网Qb的顶点pb的位置，从而生成应用纹路图案的块的多边形数据。多边形网Qb的顶点位置的位移根据金属模的拉拔斜度来使用位移量的减小率， 以改变位移量，并且防止在图案拉拔操作期间出现缺陷。在数据处理部13中，预先设置用于确定位移量减小率的多个变换等式。可以在虑及成型材料的特性或产品形状的情况下通过操作输入部22的操作来选择任意变换等式。数据处理部13的各个部分中的处理数据暂时存储在操作存储器18中。数据处理部13将应用纹路图案的多边形数据存储在多边形数据存储部19中，并且对形成表面形状数据的所有块W重复以上处理。这些处理的处理状态，包括图像可以分别显示在监视器23上。下面，对上述表面加工数据形成装置中的处理细节进行描述。图6和图7是示出处理流程的流程图。当将产品的表面形状数据、纹路图案的纹理数据、纹理数据的分辨率R、用于形成纹理模型的栅格间距dt、二维栅格网间距d和开模方向的角度信息通过操作输入部22的操作输入至数据输入部11时，分别将数据存储在输入数据存储部12中，以启动处理。在输入数据的同时通过操作输入部22进一步选择用于确定位移量减小率的变换等式。首先，在步骤100中，平面多边形形成部14从输入数据存储部12中读取块W的信息，以便将块W的边界线K投影在χ-y平面上，如上述图2所示。根据所存储的部分预先设置从存储在输入数据存储部12中的多个块W中读取块的顺序。在步骤101中，平面多边形形成部14根据存储在输入数据存储部12中的栅格间距d来将投影在x-y平面上的块W的边界线变成多线(用连续直线替换边界线)。此处，用长度大于方形栅格SQ的对角线ss的长度的直线分割通过用参数曲线表示产品的形状数据所获得的边界线K，所述方形栅格SQ由栅格间距d确定。下面将详细地描述。将变成多线的边界线Kp保存在操作存储器18中。在步骤102中，平面多边形形成部14检查输入数据存储部12中是否仍然存在未处理的块信息，即，是否所有块的边界线都已变成多线。当平面多边形形成部14没有完成将所有块的边界线K变成多线的处理时，平面多边形形成部14返回步骤100，以便对下一个块重复上述处理。当平面多边形形成部14完成将所有块W的边界线K变成多线的处理，并且输入存储部12中不存在尚未处理的块信息时，平面多边形形成部14转入步骤103。在步骤103中，平面多边形形成部14根据栅格间距d形成二维栅格网G，所述二维栅格网G覆盖所有块W中已变成多线的边界线Kp。栅格网G的尺寸不仅覆盖投影在χ-y平面上的特定块，而且覆盖投影在χ-y平面上的所有块W。因此，平面多边形形成部14检查存储在操作存储器18中且已变成多线的所有边界线Kp的顶点，以获取χ坐标和y坐标，以及它们的最小值Iin和ymin和它们的最大值Xmax 和7_，并且从下述基于容许误差的等式(1)中获取考虑到容许误差ε (ε >d)的栅格网的最小值(X’ min，1’ min) (X' —，y' min) = Owr ε，ymin-ε )........⑴间距为d的方形栅格SQ的NxXNy由最小值形成，以获得图3A所示的栅格网G。此处，Nx和Ny通过以下等式获取。[数学等式1]
权利要求
1.一种用于形成表面加工数据的方法，包括用多边形网替换作为应用纹路图案的对象的产品形状数据；根据所述纹路图案的纹理数据沿从共享顶点的各个多边形网计算出的规定方向移动所述多边形网的各个顶点；根据沿所述规定方向移动后的顶点来生成新多边形网数据；以及将所述新多边形网数据确定为应用所述纹路图案的表面加工数据。
2.根据权利要求1所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，将各个顶点移动的位移量设置为通过用基于所述纹理数据的参考位移量乘以依赖于金属模的拉拔斜度的位移量减小率所获得的最终位移量。
3.根据权利要求1所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，所述规定方向是法向。
4.根据权利要求1所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，所述纹理数据是将纹路图案相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据， 并且所述多边形网的顶点的位移量通过用图像数据的浓度等级乘以规定转换率来获得。
5.根据权利要求1所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，将所述产品形状数据分成多个块，并且用顶点间距在规定范围内均一的多边形网来替换各个块。
6.根据权利要求5所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，用多边形网替换块的步骤包括将所述块的边界线投影在二维平面上，并且在所述二维平面上将所述边界线变成多线；用所述边界线修剪覆盖已变成多线的边界线的二维栅格网；由修剪后的栅格网形成二维多边形网；将从二维多边形网的顶点分别沿二维平面的垂直方向延伸的直线与原块的交点连接在一起，以便三维方式形成多边形网；以及使三维多边形网收敛并且均勻，以使顶点等间距地布置。
7.根据权利要求6所述的形成表面加工数据的方法，其中，当在二维平面上将所述边界线变成所述多线时，用具有分割数中的最大分割数的直线来划分投影的所述边界线，所述最大分割数使所述多线中所有线段的长度大于方形栅格网的方形栅格的对角线长度。
8.根据权利要求6所述的用于形成表面加工数据的方法，特征在于，所有块共用所述栅格网。
9.根据权利要求5所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，所述纹理数据是将纹路图案相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据， 并且所述多边形网的顶点的位移量通过用图像数据的浓度等级乘以规定转换率来获得。
10.根据权利要求9所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，将所述多边形网的顶点的位移量设置为通过乘以依赖于金属模的拉拔斜度的位移量减小率所获得的最终位移量。
11.根据权利要求4所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，由纹理数据形成具有指定的栅格间距的纹理模型，对所述纹理模型进行变形，以满足形成产品形状数据的曲面的斜度，并且根据与所述多边形网的顶点对应的变形后纹理模型的位置坐标，从纹理数据来获取所述浓度等级。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，当用所述多边形网替换块时，在产品形状数据的参数曲面的参数空间中用规定的分割线来形成栅格点，在边界线上以规定间距来形成系列点，并且位于边界线内侧的栅格点和边界线上的系列点用于形成顶点分别位于所述参数曲面上的三维三角形状多边形。
13.一种用于形成表面加工数据的方法，包括将作为应用纹路图案对象的产品形状数据划分成多个块；在各个块的参数曲面的参数空间中通过规定的分割线来形成栅格点，并且在所述块的边界线上以规定间距来形成系列点；使用位于所述边界线内侧的栅格点和所述边界线上的系列点来形成顶点分别位于参数曲面上的三维多边形网；接着，将所有块的多边形网合并成一个多边形网；根据坐标分别与所述合并多边形网的顶点对应的纹路图案的纹理数据来分别沿其法向移动顶点；以及将移动后的顶点连接在一起，以获得包含所述纹路图案的产品形状的多边形数据。
14.根据权利要求13所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，形成所述栅格点和所述边界线上的系列点的分割线分别具有在规定范围内均一的间距，并且在形成所述三维多边形网时，将位于所述边界线内侧的栅格点连接在一起来形成栅格网，将所述栅格网变成三角形状多边形，并且将所述栅格网外围上的栅格点连接至所述边界线上的系列点，以形成三角形状多边形。
15.根据权利要求13所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，在相邻块之间边界线上的系列点共享相同的位置。
16.根据权利要求14所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，当通过将所述栅格网的外围上的栅格点与所述边界线上的系列点相连来形成三角形状多边形时，采用接近于正三角形的一个三角形，并且形成为以下三角形包含将一个被选栅格点与所述边界线上最接近该栅格点的点相连的直线作为一个侧边和位于所述栅格网外围上的相邻栅格点、以及将一个被选栅格点与所述边界线上最接近该栅格点的点相连的直线作为一个侧边和所述边界线上的相邻点。
17.根据权利要求13所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，所述纹理数据是将纹路图案相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据， 在所述合并多边形网的各个顶点上设置局部坐标系统，允许被选择顶点与所述纹理数据的规定位置对应，以便根据所述局部坐标系统计算从被选择顶点至与其相连的顶点的方向和实际距离，并且将离所述纹理数据的规定位置具有所述方向和所述距离的位置设置成与连接至被选择顶点的顶点对应的坐标，并且所述多边形网的所述顶点的位移量通过用与所述顶点对应的坐标的图像数据的浓度等级乘以规定转换率来获取。
18.根据权利要求17所述的用于形成表面加工数据的方法，其中，所述多边形网的顶点的位移量进一步设置成通过乘以依赖于金属模的拉拔斜度的位移量减小率所获得的最终位移量。
19.一种用于形成表面加工数据的装置，其输入通过将作为应用纹路图案的对象的产品形状数据划分成多个部分所获得的块，以及纹路图案的纹理数据，以便形成应用纹路图案的表面加工数据，所述用于形成表面加工数据的装置包括多线形成单元，其将块的边界线投影在二维平面上，以便将所述边界线变成多线； 二维多边形网形成单元，其形成多边形网，该多边形网具有变成多线的边界线作为外边缘；三维多边形网形成单元，其三维方式形成所述二维多边形网； 顶点移动单元，其根据坐标分别与所述三维多边形网的顶点对应的纹路图案的纹理数据，分别沿顶点的法向移动顶点；以及应用纹路图案的多边形网形成单元，其将由所述顶点移动单元移动后的顶点连接在一起以形成包含纹路图案的应用纹路图案的多边形网，并且输出应用纹路图案的多边形网的数据，作为表面加工数据。
20.根据权利要求19所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，所述多线形成单元用具有分割数中的最大分割数的直线来划分已投影的边界线，所述最大分割数使多线的所有线段的长度大于规定栅格网的方形栅格的对角线长度，并且所有块共用所述规定栅格网。
21.根据权利要求20所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，所述二维多边形网形成单元覆盖变成所述多线的边界线，并且在其上叠加栅格网，并且用所述边界线修剪所述栅格网，以便将所述栅格网变成多线，并且所述三维多边形网形成单元将分别从所述二维多边形网的顶点沿所述二维平面的垂直方向延伸的直线与原块的交点连接在一起，以便形成三维多边形网并且进一步使多边形均勻。
22.根据权利要求21所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，所述纹理数据是将纹路图案相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据， 所述顶点移动单元包括形成具有指定栅格间距的纹理模型的纹理模型形成单元和对所述纹理模型进行变形以便与所述产品形状数据的曲面斜度对应的纹理模型变形单元，并且所述浓度等级根据与均勻的所述三维多边形网的顶点对应的变形的纹理模型的位置坐标从纹理数据获得，并且顶点的位移量通过用所述浓度等级乘以规定转换率来获得。
23.一种用于形成表面加工数据的装置，其输入通过将作为应用纹路图案的对象的产品形状数据划分成多个部分所获得的块，以及纹路图案的纹理数据，以形成应用纹路图案的表面加工数据，所述形成表面加工数据的装置包括栅格点形成单元，其在各个块的参数曲面的参数空间中由划分所述块的分割线在规定范围内等间距地形成栅格点；系列点形成单元，其在所述块的边界线上在规定范围内等间距地形成系列点； 多边形网形成单元，其从所述边界线内的栅格点和所述边界线上的系列点来形成三维多边形网；多边形网合并单元，其将所有块的多边形网合并成一个多边形网； 顶点移动单元，其根据坐标分别与所述合并多边形网的顶点对应的纹路图案的纹理数据，分别沿顶点的法向移动顶点；以及应用纹路图案的多边形网形成单元，其将由所述顶点移动单元移动后的顶点连接在一起以形成包含纹路图案的应用纹路图案的多边形网，并且输出应用纹路图案的多边形网的数据，作为表面加工数据。
24.根据权利要求23所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，所述纹理数据是将纹路图案相对于二维位置坐标的深度指定成浓度等级的图像数据， 所述顶点移动单元允许被选择顶点与所述纹理数据的规定位置对应，以便计算从被选择顶点至与其连接的顶点的方向和实际距离，并且将所述纹理数据中离所述规定位置具有所述方向和所述实际距离的位置设置成与连接至被选择顶点的顶点对应的坐标，并且所述多边形网的所述顶点的位移量通过用与所述顶点对应的坐标的图像数据的浓度等级乘以规定转换率来获取。
25.根据权利要求19所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，所述顶点位移量进一步通过依赖于金属模的拉拔斜度的位移量减小率来矫正。
26.根据权利要求25所述的用于形成表面加工数据的装置，其中，设置多个位移量减小率的变换等式，并且能够通过操作输入部进行选择。
全文摘要
形成应用外观优良的纹路图案的表面加工数据，而无需进行大量数据处理，且不会在产品的表面上产生任何变形。将作为应用纹路图案的对象的表面形状数据输入至数据输入部11。平面多边形形成部14将表面形状数据的边界线投影在x-y平面上并且将边界线变成多线，以形成边界线作为外边缘的二维多边形网。三维多边形形成部15将从多边形网的顶点朝z轴方向延伸的直线与原表面形状数据的交点连接在一起，以获得三维多边形网，并进一步使网均一化。纹路图案形成部17通过在纹理模型变形部16中形成并变形后的纹理模型从与三维多边形网的顶点对应的纹理数据来获得位移量，以便将通过分别沿法向移动的顶点连接在一起所获得的多边形数据设置为表面加工数据。
文档编号G06F17/50GK102348551SQ20108001152
公开日2012年2月8日 申请日期2010年2月26日 优先权日2009年3月9日
发明者三浦宪二郎, 宇津山大二郎, 菊田守, 高桥贤治 申请人:康奈可关精株式会社