JP3020180B2 - Method for manufacturing flat plate and method for manufacturing three-dimensional plate using this method - Google Patents
Method for manufacturing flat plate and method for manufacturing three-dimensional plate using this methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、三次元形状の板材の曲
面の二次元展開形状を決定し、この決定された二次元展
開形状に基づいて平板材を製造するようにした平板材の
製造方法及びこの平板材の製造方法を用いた三次元形状
の板材の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention determines a two-dimensional development shape of a curved surface of a three-dimensional plate material, and determines the determined two-dimensional expansion shape.
The flat plate is manufactured based on the open shape.
The present invention relates to a manufacturing method and a method for manufacturing a three-dimensionally shaped plate using the flat plate manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近の自動車業界では、その斬新なデザ
インと共に、運転手からの視野を広く取る必要から、三
次元形状のガラス板をフロントガラス或いはリアガラス
として使用する場合が増加している。2. Description of the Related Art Recently, in the automobile industry, a three-dimensional glass plate is increasingly used as a windshield or a rear glass because of a need for a wide field of view from a driver together with a novel design.
【0003】例えば、車の試作の段階では、まず、新車
のスケッチをデザイナが描き、このスケッチに基づい
て、ある程度正確な図面を作成し、この図面の内容がデ
ィジタイザによってディジタル値に変換されてCAD装
置に取り込まれる。CAD装置は、付属の高精細ブラウ
ン管によって、試作車の三次元形状をモニタしながら、
車体形状に修正を加えて、最適な車体形状を決定する。
この最適な車体形状は、粘土等で試作された後、見た目
の微妙な変化が更に修正されて、最終の量産車の三次元
形状が決定される。勿論、図面は、修正のたびにCAD
装置によって改訂されて、そのディジタル値がCAD装
置内で記憶されると共に、磁気テープにセーブされる。
また、図面は、例えば0.1mmの高分解能を持つXYプ
ロッタによって、正式図面として出力される。For example, in the prototype stage of a car, a designer first draws a sketch of a new car, creates a somewhat accurate drawing based on the sketch, converts the contents of the drawing into digital values by a digitizer, and converts the drawing into CAD. Captured by the device. The CAD system monitors the three-dimensional shape of the prototype car using the attached high-definition CRT,
Modify the body shape to determine the optimal body shape.
This optimal body shape is prototyped with clay or the like, and then the subtle changes in appearance are further corrected to determine the final three-dimensional shape of the mass-produced vehicle. Of course, drawing
Revised by the device, the digital value is stored in the CAD device and saved to magnetic tape.
The drawing is output as a formal drawing by an XY plotter having a high resolution of 0.1 mm, for example.
【0004】例えば、三次元形状のフロントガラスの製
造過程においては、粘土等で試作された車体からフロン
トガラスの部分のみを抽出し、更に、経済的理由或は試
作から量産までの立ち上がり期間の短縮の理由から、フ
ロントガラスの周辺領域のみを写し取った立体的な面
(曲面)を有しかつ中央部分が開口しているリング状の
木型が形成される。この木型は、成形型の作成に使用さ
れるとともに、成形後の検査にも使用される。For example, in the manufacturing process of a three-dimensionally shaped windshield, only the windshield portion is extracted from a vehicle body prototyped with clay or the like, and furthermore, for economic reasons or shortening of the startup period from trial production to mass production. For this reason, a ring-shaped wooden mold having a three-dimensional surface (curved surface) obtained by copying only the peripheral region of the windshield and having an open central portion is formed. This wooden mold is used not only for forming a mold but also for inspection after molding.
【0005】量産車のためのフロントガラスを製造する
ためには、まず三次元形状のフロントガラスを展開した
寸法の二次元形状のガラス板を原料として使用すること
が必須である。この二次元形状のガラス板は、成形装置
によって三次元形状のフロントガラスに成形される。In order to manufacture a windshield for a mass-produced vehicle, it is essential to first use a two-dimensional glass plate having dimensions obtained by developing a three-dimensional windshield as a raw material. The two-dimensional glass plate is formed into a three-dimensional windshield by a forming device.
【0006】従来、三次元形状のガラス板の二次元展開
形状を求めるためには、立体的な面を有するリング状の
木型に作業者が紙を当てて、写しとっていた。この木型
は、リング状であるため、ガラス板の中心部に相当する
立体形状が形成されていない。従って、作業者は、中心
部の膨らみを念頭に入れながら、二次元の紙を木型に押
し当てなければならない。Heretofore, in order to obtain a two-dimensional development shape of a three-dimensional glass plate, an operator touches paper on a ring-shaped wooden mold having a three-dimensional surface and takes a copy. Since this wooden mold has a ring shape, a three-dimensional shape corresponding to the center of the glass plate is not formed. Therefore, the operator has to press the two-dimensional paper against the wooden mold while keeping in mind the central bulge.
【0007】[0007]
【発明が解決しようする課題】作業者にとっては、中心
部の膨らみを念頭に入れながら、二次元の紙を木型に押
し当てることが困難である。また、この人手による紙当
ての二次元展開方法は、三次元の木型に二次元の紙を無
理やり当てて写しとるため、寸法精度が悪い、即ち誤差
が多い等の問題がある。また、この方法で製造された三
次元形状のガラス板は、寸法足らず或は寸法余りの状態
になって、車の所定の枠にピッタリとはまらない恐れが
ある。また、寸法が足らない場合には、車体との接着領
域の幅が狭くなって、所定の強度が得られなくなる恐れ
がある。It is difficult for an operator to press two-dimensional paper against a wooden mold while keeping in mind the central bulge. In addition, this manual two-dimensional development of a paper contact has a problem that the two-dimensional paper is forcibly applied to a three-dimensional tree pattern to copy the three-dimensional wooden mold, and thus the dimensional accuracy is poor, that is, there are many errors. Further, the three-dimensional glass plate manufactured by this method may be in a state of being undersized or being oversized, and may not fit into a predetermined frame of the vehicle. If the dimensions are not sufficient, the width of the bonding area with the vehicle body becomes narrow, and a predetermined strength may not be obtained.
【0008】さらに、人手による写しとり作業は時間が
掛かり、せっかく時間を掛けた二次元展開作業も、後の
自動制御工程の入力データとして使用できない。従っ
て、自動制御用のコンピュータシステムには、木型の三
次元形状を求めた入力データを再度入力しなければなら
ない。[0008] Furthermore, the copying operation by hand takes time, and the two-dimensional development operation, which takes much time, cannot be used as input data in the subsequent automatic control process. Therefore, the input data for obtaining the three-dimensional wooden shape must be input again to the computer system for automatic control.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題に鑑
み、コンピュータシステムを用いて三次元形状のガラス
板などの板材の曲面の二次元形状を決定し、この決定さ
れた二次元展開形状に基づいて平板材を製造するように
した平板材の製造方法及びこの平板材の製造方法を用い
た三次元形状の板材の製造方法を提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention determines a two-dimensional shape of a curved surface of a plate material such as a three-dimensional glass plate by using a computer system.
To manufacture flat materials based on the two-dimensional developed shape
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a flat plate material and a method of manufacturing a three-dimensional plate material using the flat plate material manufacturing method.
【0010】従って、請求項1に記載した本発明は、 (a)三次元形状の板材の曲面上に展開中心点Toを決
定すること、 (b)この曲面と展開中心点Toにおいて点接触する平
面に対して各々直交しかつ互いに直交するXZ面及びY
Z面を求めること、 (c) 上記曲面の形状線上の第n設定点Tnを決定する
こと(但し、nは1、2、3、〜の整数である)、 (d)上記各第n設定点Tnを通ると共に上記XZ面及
びYZ面と各々平行なXZn面及びYZn面を求めるこ
と、 (e)上記XZn面と上記曲面とが交わる交線が上記Y
Z面と交差する交点を求めて、この交点と上記第n設定
点Tnとの間における上記曲面上の長さLnを求めるこ
と、 (f)上記YZn面と上記曲面とが交わる交線が上記X
Z面と交差する交点を求めて、この交点と上記第n設定
点Tnとの間における上記曲面上の長さMnを求めるこ
と、 (g)これらの長さLn及びMnを二次元座標上にプロ
ットして、第n展開点Dnを決定すこと、 (h) n=1、2、3、〜について上記(c)〜(g)
段階の操作を繰り返して、複数の展開点Dnをそれぞれ
決定することによって、上記形状線に応じた曲線Aを求
めること、 をそれぞれコンピュータシステムを用いて行い、上記曲
線Aに基づいて三次元形状の板材の曲面の二次元展開形
状を決定し、この決定された二次元展開形状に基づいて
平板材を製造するようにしたことを特徴とする平板材の
製造方法を提供するものである。なお、上記本発明にお
いて、上記平板材がガラス板であってよい。また、上記
本発明において、上記三次元形状の板材がガラス板であ
ってもよい。さらに、上記本発明によって製造された平
板材を加熱変形することによって三次元形状の板材を製
造することができる。 Therefore, the present invention described in claim 1 includes: (a) determining a development center point To on a curved surface of a three-dimensional plate material; and (b) making point contact with the curved surface at the development center point To. flat
XZ plane and Y each orthogonal to the plane and orthogonal to each other
Determining the Z plane, determining the n-th set point Tn shape line of (c) above curved surface (where, n is 1, 2, 3, is an integer of ~), (d) each of the n sets It passes through the point Tn and the XZ plane and
XZ and YZn planes that are parallel to the
If, (e) the line of intersection of the XZn surface and the curved surface intersect the Y
Find an intersection that intersects the Z plane, and set this intersection with the n-th setting.
The length Ln on the curved surface between the point Tn and
If, (f) an intersection line where the YZn surface and the curved surface intersect the X
Find an intersection that intersects the Z plane, and set this intersection with the n-th setting.
The length Mn on the curved surface between the point Tn and
And (g) professionally plotting these lengths Ln and Mn on two-dimensional coordinates.
And Tsu bets, that to determine the n-th expansion point Dn, (h) n = 1,2,3 , the (c) ~ For ~ (g)
Repeat steps step, by each <br/> determining a plurality of the expansion point Dn, to obtain the curve A corresponding to the shape line, is carried out with each computer system, based on the curve A Determine the two-dimensional development shape of the curved surface of the three-dimensional plate material , based on this determined two-dimensional development shape
The flat plate is manufactured by manufacturing the flat plate.
It is intended to provide a manufacturing method. It should be noted that the present invention
The flat plate may be a glass plate. Also,
In the present invention, the three-dimensional plate is a glass plate.
You may. Further, the flat plate manufactured according to the present invention described above.
Heat-deforms the plate to produce a three-dimensional plate
Can be built.
【0011】[0011]
【実施例】図1及び図2には、三次元形状の湾曲板を二
次元に展開する方法が概略的に示されている。例えば自
動車メーカーにおいて試作車のクレイモデル(粘土モデ
ル)を作成している時には、このモデルの各部分の三次
元形状データPx,y,zは、順次CAD装置に入力さ
れ、その形状が高精細カラーブラウン管によって表示さ
れると共に、XYプロッタによって三面図或は立体図と
して出力される。また、三次元形状データは、磁気テー
プにセーブされる。従って、湾曲板(この場合、フロン
トガラス)1の製造者は、自動車メーカーで作成された
磁気テープ内の三次元形状データのフロントガラス1に
対応する部分を抽出して、自社のCAD装置に用いるこ
とができ、これはデータを入力する手間を省けるだけで
も便利である。勿論、三面図からフロントガラスに対応
する部分をディジタイザによって読取ってCAD装置に
入力することは可能である。1 and 2 schematically show a method of developing a three-dimensionally curved plate two-dimensionally. For example, when an automaker is creating a clay model (clay model) of a prototype vehicle, the three-dimensional shape data Px, y, and z of each part of the model are sequentially input to a CAD device, and the shape is converted to a high-resolution color image. The image is displayed by a cathode ray tube and output as a three-view diagram or a three-dimensional diagram by an XY plotter. The three-dimensional shape data is saved on a magnetic tape. Therefore, the manufacturer of the curved plate (in this case, the windshield) 1 extracts a portion corresponding to the windshield 1 of the three-dimensional shape data in the magnetic tape created by the automobile manufacturer and uses the extracted portion in its CAD device. This is convenient because it saves you from having to enter data. Of course, it is possible to read a portion corresponding to the windshield from the three views by a digitizer and input the read portion to the CAD device.
【0012】まず、CAD装置の高精細カラーブラウン
管に、フロントガラス1に対応する三次元形状の曲面2
が表示される。CAD装置を用いて、三次元形状の曲面
2を二次元形状に展開する段階10〜23を以下に説明
する。First, a three-dimensional curved surface 2 corresponding to a windshield 1 is provided on a high-definition color cathode ray tube of a CAD apparatus.
Is displayed. Steps 10 to 23 of developing the three-dimensional curved surface 2 into a two-dimensional shape using a CAD device will be described below.
【0013】段階10:図1に示すように、曲面2の1
点を展開中心点Toとして定める。この展開中心点To
は、図3及び図4に示すように曲面2が左右対称である
場合に、線対称となる曲面2上の曲線aを通り、更に、
この曲線aの上下端b,cを結んだ直線dと平行になる
ような接線eを持っている。このように展開中心点To
を設定した場合には、上端bから展開中心点Toまでの
曲面2の接線eに対する傾斜方向が常に同一方向であ
り、また、展開中心点Toから下端cまでの接線eに対
する傾斜方向が常に同一方向であるから、コンピュータ
による二次元展開計算が簡単になる。また、非対称の立
体形状を持つサイドガラス等の場合には、経験則によっ
て上下左右の略中央に展開中心点Toが設定される。Step 10: As shown in FIG. 1, one of the curved surfaces 2
The point is defined as the development center point To. This deployment center point To
When the curved surface 2 is symmetrical as shown in FIG. 3 and FIG.
The tangent line e is parallel to a straight line d connecting the upper and lower ends b and c of the curve a. Thus, the deployment center point To
Is set, the inclination direction with respect to the tangent line e of the curved surface 2 from the upper end b to the development center point To is always the same direction, and the inclination direction with respect to the tangent line e from the development center point To to the lower end c is always the same. Since it is the direction, the two-dimensional expansion calculation by the computer is simplified. Further, in the case of a side glass or the like having an asymmetric three-dimensional shape, the development center point To is set at substantially the center of the upper, lower, left, and right sides according to an empirical rule.
【0014】段階11:展開中心点Toを通り左右方向
に延在するXZ面P1と、展開中心点Toを通り上下方
向に延在するYZ面P2とを求める。これらのXZ面及
びYZ面は基準面として機能する。Step 11: An XZ plane P1 extending in the horizontal direction through the development center point To and a YZ plane P2 extending in the vertical direction through the development center point To are determined. These XZ plane and YZ plane function as reference planes.
【0015】この場合、上記展開中心点ToをPxo,
yo,zoとして定義する。また、上記線対称曲線aを
含み上記展開中心点Toにおいて曲面2と直交する第1
平面を上記YZ面P2と定義する。さらに、この曲面a
の上下端b、cを含みこのYZ面P2と直交する第2平
面をXY面として定義する。この第2平面は、図3及び
図4に示すフロントガラス1の場合、水平面fに対して
略30度傾斜しているので、上記第2平面を曲面2と共
に水平面fに対して略30度回転させて、上記第2平面
を水平面fとほぼ一致させる。なお、この計算は、CA
D装置によって容易に実行することができる。さらに、
展開中心点を通り第1平面(YZ面P2)及び第2平面
と各々直交する第3平面を上記XZ面P1と定義する。
なお、上記回転による水平化は、曲面2が特に左右対称
の場合には、展開中心点Toを設定する前に行ってもよ
い。In this case, the development center point To is defined as Pxo,
defined as yo and zo. In addition, a first line including the line symmetry curve a and orthogonal to the curved surface 2 at the development center point To
The plane is defined as the YZ plane P2. Furthermore, this curved surface a
A second plane that includes the upper and lower ends b and c and is orthogonal to the YZ plane P2 is defined as an XY plane. Since the second plane is inclined approximately 30 degrees with respect to the horizontal plane f in the case of the windshield 1 shown in FIGS. 3 and 4, the second plane is rotated together with the curved surface 2 by approximately 30 degrees with respect to the horizontal plane f. Thus, the second plane is made substantially coincident with the horizontal plane f. Note that this calculation is based on CA
It can be easily performed by the D device. further,
A third plane passing through the development center point and orthogonal to the first plane (YZ plane P2) and the second plane, respectively, is defined as the XZ plane P1.
The leveling by rotation may be performed before setting the development center point To when the curved surface 2 is particularly symmetric.
【0016】段階12:展開中心点To点を通るXZ面
P1及びYZ面P2が、曲面2と各々交わる交線S1、
S2を作成する。従って、交線S2は、二次元展開され
るべき曲面2が左右対称の場合に、曲面2上の線対称曲
線aと一致する。Step 12: An intersection line S1, which intersects the curved surface 2 with the XZ plane P1 and the YZ plane P2 passing through the development center point To,
Create S2. Therefore, the intersection line S2 coincides with the line symmetric curve a on the curved surface 2 when the curved surface 2 to be two-dimensionally developed is bilaterally symmetric.
【0017】段階13:次に、フロントガラス1に対応
するCADデータには、フロントガラス1の形状線(フ
ロントガラス1の外形線、このフロントガラス1にプリ
ントされるヒータ線、アンテナ線、或は車体との接着部
分の目隠しとして機能する不透明なセラミックカラーを
塗布する領域の境界線)についてのデータが予め記憶さ
れている。従って、曲面2に、例えばセラミックカラー
塗布領域の内縁に対応する曲線Soを表示する。Step 13: Next, the CAD data corresponding to the windshield 1 includes a shape line of the windshield 1 (an outline of the windshield 1, a heater wire printed on the windshield 1, an antenna wire, or Data about an area where an opaque ceramic color is applied, which functions as a blindfold for a bonding portion with a vehicle body, is stored in advance. Therefore, a curve So corresponding to the inner edge of the ceramic color application area is displayed on the curved surface 2.
【0018】段階14:これら曲線So上の第n設定点
Tn即ちPxn,yn,znを指示する。但し、nは1、
2、3、〜の整数であり、図1には、n=1の場合のT
nが示されている。Step 14: Specify the n-th set point Tn on these curves So, that is, Pxn, yn, zn. Where n is 1,
1, 3, and are shown in FIG. 1. In FIG.
n is shown.
【0019】段階15:上記段階11と同様に、この第
n設定点Tnを通り左右方向に延在するXZn面と、第
n設定点Tnを通り上下方向に延在するYZn面とを求
める。但し、XZn面及びYZn面は、基準のXZ面P
1及びYZ面P2と各々平行である。図1には、n=1
の場合の第n設定点Tnを通るXZ1面P3及びYZ1
面P4が示されている。Step 15: As in Step 11, the XZn plane extending in the horizontal direction through the n-th set point Tn and the YZn plane extending in the vertical direction through the n-th set point Tn are determined. However, the XZn plane and the YZn plane are the reference XZ plane P
1 and the YZ plane P2. In FIG. 1, n = 1
XZ1 plane P3 and YZ1 passing through the n-th set point Tn in the case of
The plane P4 is shown.
【0020】段階16:上記段階12と同様に、第n設
定点Tn点についてのXZn面及びYZn面が曲面2と
各々交わる交線S(2n+1)及びS(2n+2)を作
成する。第1設定点T1の場合には、図1に示すよう
に、交線S3及びS4を作成する。Step 16: As in Step 12, intersection lines S (2n + 1) and S (2n + 2) at which the XZn plane and the YZn plane intersect the curved surface 2 at the n-th set point Tn are created. In the case of the first set point T1, as shown in FIG. 1, intersection lines S3 and S4 are created.
【0021】段階17:交線S2と交線S3とが交差す
る交点Tn2を求めて、この交点Tn2と第n設定点T
nとの間の曲面2上の長さLnを求める。この長さLn
の計算は、CAD装置内にあるサブルーチン(プログラ
ム)によって実行される。Step 17: An intersection Tn2 where the intersection line S2 and the intersection line S3 intersect is determined, and the intersection Tn2 and the n-th set point T
The length Ln on the curved surface 2 between n and n is determined. This length Ln
Is calculated by a subroutine (program) in the CAD apparatus.
【0022】この長さLnを求めるサブルーチンの手順
を以下に説明する。但し、nは1,2,3、〜である。
まず、交線S2と交線S3との交点を求める。これらS
2及びS3を、The procedure of the subroutine for obtaining the length Ln will be described below. Here, n is 1, 2, 3,.
First, an intersection between the intersection line S2 and the intersection line S3 is obtained. These S
2 and S3,
【数1】 のように定義すると、(Equation 1) Defined as
【数2】 となる。2つの未知数t,uを連立方程式に関するニュ
ートン−ラプソン(Newton−Raphson)法
等の方法により数学的に解を求めることによって、交点
が求められる。この求められた交点をT12(一般的に
はTn2)とする。(Equation 2) Becomes The intersection is obtained by mathematically solving the two unknowns t and u by a method such as the Newton-Raphson method for simultaneous equations. The obtained intersection is defined as T12 (generally, Tn2).
【0023】次に、交線S2と交線S(2n+1)との
交点Tn2と、第n設定点Tnとの間の曲面2上の曲線
Lnを求める。この曲線Lnは微小長さのコード(ch
ord)で近似でき、パラメータがΔtだけ変化した場
合のコードベクトルは、近似的に、Next, a curve Ln on the curved surface 2 between the intersection Tn2 between the intersection S2 and the intersection S (2n + 1) and the n-th set point Tn is determined. This curve Ln has a small length code (ch
ord), and the code vector when the parameter changes by Δt is approximately
【数3】 で表されるので、パラメータΔtの値が曲線Lnの一端
toから他端tnに至るときのこの曲線Lnの長さは、(Equation 3) The length of this curve Ln when the value of the parameter Δt goes from one end to to the other end tn of the curve Ln is
【数4】 によって計算できる。この式の解をGaussの求積法
等の方法により求めることによって、曲線Lnの長さを
求めることができる。(Equation 4) Can be calculated by The length of the curve Ln can be obtained by obtaining the solution of this equation by a method such as Gauss' quadrature.
【0024】また、CAD装置においては、フロントガ
ラス1の三次元形状を表示したスクリーン(図1参照)
は、XY座標(直交軸座標)のスクリーン(図2参照)
と入れ換えて表示され得る。なお、展開中心点Toは、
この二次元座標(XY座標)の原点Doに対応してい
る。In the CAD device, a screen displaying the three-dimensional shape of the windshield 1 (see FIG. 1).
Is a screen of XY coordinates (coordinates of orthogonal axes) (see FIG. 2)
Can be replaced with the display. The deployment center point To is
This corresponds to the origin Do of the two-dimensional coordinates (XY coordinates).
【0025】段階18:交線S1と交線S4とが交差す
る交点Tn3を求めて、この交点Tn3と第n設定点T
nとの間の曲面2上の長さMnを求める。この長さMn
の計算も、段階17の場合と同様に、CAD装置内にあ
るサブルーチン(プログラム)によって実行することが
でき、また、XY座標のスクリーンに表示することがで
きる。Mnを求める計算手順は、段階17の計算手順に
おいて、LnをMnに、S3をS4に、S2をS1に、
Tn2をTn3に読み変えることによって、行うことが
できる。Step 18: An intersection Tn3 where the intersection line S1 and the intersection line S4 intersect is determined, and the intersection Tn3 and the n-th set point T
Then, a length Mn on the curved surface 2 between n and n is determined. This length Mn
Can be executed by a subroutine (program) in the CAD apparatus, as in the case of step 17, and can be displayed on the XY coordinate screen. The calculation procedure for obtaining Mn is the same as the calculation procedure of step 17, except that Ln is Mn, S3 is S4, S2 is S1,
This can be done by reading Tn2 into Tn3.
【0026】段階19:Xn=Ln、Yn=Mnで表わ
される展開点DnをXY座標にプロットすると共に、展
開点Dnが記憶される。従って、三次元上の設定点Tn
は、二次元展開された展開点Dnに対応する。Step 19: The development point Dn represented by Xn = Ln and Yn = Mn is plotted on the XY coordinates, and the development point Dn is stored. Therefore, the three-dimensional set point Tn
Corresponds to a development point Dn that has been two-dimensionally developed.
【0027】段階20:n=1について行った上記段階
14〜19をn=2、3、〜について繰り返す。Step 20: The above steps 14 to 19 performed for n = 1 are repeated for n = 2, 3,.
【0028】段階21:n=1、2、3、〜の二次元展
開点Dnを通る曲線A1を作成する。この曲線A1は、
三次元形状のフロントガラス1上の例えばセラミックカ
ラー塗布領域の境界線のうちの1本の曲線を二次元展開
したものに相当する。Step 21: A curve A1 passing through the two-dimensional development point Dn of n = 1, 2, 3,. This curve A1 is
This corresponds to, for example, one-dimensionally developing one of the boundary lines of the ceramic color application region on the three-dimensional windshield 1.
【0029】段階22:段階13〜21を曲線A2、A
3、〜の本数だけ繰り返す。左右対称のフロントガラス
の場合には、例えばセラミックカラーの内縁(フロント
ガラスの外形線から例えば2cm内側においてこの外形
線に沿った境界線)の上辺半分、右辺及び下辺半分の3
本について繰り返される。Step 22: Steps 13 to 21 are represented by curves A2, A
3. Repeat as many times as the number of lines. In the case of a symmetrical windshield, for example, the upper half, the right half, and the lower half of the inner edge of the ceramic color (the boundary line along the outer edge of the outer edge of the windshield, for example, 2 cm inside).
Repeat for book.
【0030】段階23:これらの曲線A1、A2、A
3、〜のデータをXYプロッタでプロットする。Step 23: These curves A1, A2, A
3. Plot the data of ~ on an XY plotter.
【0031】上記設定点Tnのサンプリング間隔は、曲
面2の曲率半径に依存する。即ち、フロントガラス1の
場合では、通常50mmピッチでサンプリングされるが、
曲率半径が大きい場合には、100mmピッチでサンプリ
ングされる。逆に曲率半径が小さい場合には、50mmピ
ッチよりも小さいピッチでサンプリングすることができ
る。The sampling interval of the set point Tn depends on the radius of curvature of the curved surface 2. That is, in the case of the windshield 1, sampling is usually performed at a pitch of 50 mm.
When the radius of curvature is large, sampling is performed at a pitch of 100 mm. Conversely, when the radius of curvature is small, sampling can be performed at a pitch smaller than the 50 mm pitch.
【0032】図5には、本発明において三次元形状を二
次元形状に展開するCAD装置の構成が示されている。
この図において、フロントガラス1の形状データは、設
計図面7をディジタイザ8でデジタイズすることにより
入力することができる。或は、その設計データを書込ん
だ例えば磁気テープを磁気テープ装置9にかけることに
よって、形状データを入力することができる。また、磁
気テープの代りに、フロッピーディスクも用いることが
できる。FIG. 5 shows a configuration of a CAD apparatus for developing a three-dimensional shape into a two-dimensional shape in the present invention.
In this figure, the shape data of the windshield 1 can be input by digitizing the design drawing 7 with a digitizer 8. Alternatively, shape data can be input by, for example, applying a magnetic tape on which the design data is written to a magnetic tape device 9. Also, a floppy disk can be used instead of a magnetic tape.
【0033】入力された形状データはコンピュータ10
で処理され、このコンピュータ10においてフロントガ
ラス1の形状データに対応した三次元曲面モデルの二次
元展開計算が順次実施される。この計算途中経過及び結
果は、グラフィックディスプレイ即ち高精細カラーブラ
ウン管11によってモニタされ、数値データがプリンタ
12によって出力され、或はカラーブラウン管11の表
示画面がハードコピー装置13によって出力される。な
お、カラーブラウン管11及びプリンタ12は、上記計
算の確認手段として設けられている。また、最終結果で
ある三次元曲面2の二次元展開形状は、高分解能のXY
プロッタ14によって出力される。そして、この二次元
形状に基づいて、所定の形状(外形線、ヒータ線、アン
テナ線、セラミックカラー塗布領域の内縁などについ
て)を有するガラス板が多数製造され、次いで、このガ
ラス板が成形装置により三次元形状に曲げられることに
よって、フロントガラス1が製造される。このフロント
ガラス1は、木型に当てられて寸法、湾曲度が検査され
る。The input shape data is stored in the computer 10.
The computer 10 sequentially performs a two-dimensional expansion calculation of a three-dimensional curved surface model corresponding to the shape data of the windshield 1. The progress of the calculation and the result are monitored by a graphic display, that is, a high-definition color CRT 11, numerical data is output by a printer 12, or a display screen of the color CRT 11 is output by a hard copy device 13. The color cathode ray tube 11 and the printer 12 are provided as checking means for the above calculation. The two-dimensional developed shape of the three-dimensional curved surface 2 as the final result has a high resolution XY
Output by the plotter 14. Then, based on the two-dimensional shape, a large number of glass plates having a predetermined shape (such as an outline, a heater wire, an antenna wire, and an inner edge of a ceramic color application area) are manufactured, and then the glass plate is formed by a molding apparatus. The windshield 1 is manufactured by being bent into a three-dimensional shape. The size and the degree of curvature of the windshield 1 are inspected by placing the windshield 1 on a wooden mold.
【0034】図5において、設計図面7からCADデー
タを得る場合には、図6に示すようなマイラー図と称さ
れる曲面2の正面図及び側面図上の多数の点Q1、Q
2、Q3、〜をディジタイザ8で指示して、三次元の座
標を取り込む。次に、CADシステムとして動作するコ
ンピュータ10において曲面2の幾何学的な三次元形状
モデルを作成する。即ち、まずディジタイザ8で取り込
んだ点列を通る格子状の三次元スプライン曲線を生成
し、次にスプライン曲線を境界として曲面を四辺形パッ
チ(面素)に分割し、パッチの各辺に沿ったパラメータ
u、vによって表現されるクーンズ面のような双3次パ
ラメトリック曲面を作成する。In FIG. 5, when CAD data is obtained from the design drawing 7, a number of points Q1, Q on the front and side views of the curved surface 2 called a Mylar diagram as shown in FIG.
2, Q3,... Are designated by the digitizer 8 to take in three-dimensional coordinates. Next, a geometric three-dimensional shape model of the curved surface 2 is created in the computer 10 operating as a CAD system. That is, first, a lattice-shaped three-dimensional spline curve passing through a sequence of points captured by the digitizer 8 is generated, and then the curved surface is divided into quadrilateral patches (surface elements) with the spline curve as a boundary, and the surface is divided along each side of the patch. Create a bicubic parametric surface such as a Coons surface represented by parameters u and v.
【0035】同様の方法にて、ガラス板の外形線等の三
次元スプライン曲線も生成する。なお、曲面のパッチは
ベジェ(Bezier)面、Bスプライン曲面などで表現するこ
ともできる。また、曲面2の形状をCADシステムで設
計した場合には、その設計データを書込んだ磁気テープ
等から三次元モデルを得ることもできる。In the same manner, a three-dimensional spline curve such as an outline of a glass plate is also generated. Note that a patch of a curved surface can be represented by a Bezier surface, a B-spline curved surface, or the like. When the shape of the curved surface 2 is designed by a CAD system, a three-dimensional model can be obtained from a magnetic tape or the like on which the design data is written.
【0036】図7は、図1及び図2に示した二次元展開
方法の概略フローチャート図である。なお、第7図にお
いて、段階10〜23は各々S10〜23として概略的
に示している。FIG. 7 is a schematic flowchart of the two-dimensional expansion method shown in FIGS. In FIG. 7, steps 10 to 23 are schematically shown as S10 to S23, respectively.
【0037】本実施例においては、例えばフロントガラ
スの製造に使用される二次元展開方法を示したが、リア
ガラス或はルーフガラスの製造にも応用できる。また、
延性を持たない硬い加工しにくい金属板(例えば鉄
板)、或はプラスチック板等の二次元形状の板材から三
次元形状の湾曲板を製造することにも応用することがで
きる。さらにまた、図2に示すように、設定点Tnを直
交軸座標(XY座標)に展開する場合について説明した
が、極座標に展開するようにしてもよい。In the present embodiment, for example, a two-dimensional unfolding method used for manufacturing a windshield is shown, but the present invention can also be applied to manufacturing a rear glass or a roof glass. Also,
The present invention can also be applied to manufacture a three-dimensional curved plate from a two-dimensional plate material such as a hard non-ductile hard metal plate (for example, an iron plate) or a plastic plate. Further, as shown in FIG. 2, the case where the set point Tn is developed on the orthogonal axis coordinates (XY coordinates) has been described, but it may be developed on the polar coordinates.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、コンピ
ュータシステムにおける数値計算により三次元形状の板
材の曲面を平面に展開して二次元展開形状を決定するこ
とができるため、この決定された二次元展開形状に基づ
いて製造される平板材の全体、特に四隅部の精度を向上
させることができて、誤差が少ない平板材を得ることが
できる。しかも、コンピュータに計算を行わせることが
できるので、省力化でき、また、時間が掛からない。さ
らに、二次元展開された板材の数値データをコンピュー
タ内に保持することになるから、後の工程のデータとし
て利用することができる。As described above, according to the present invention, a two-dimensional developed shape can be determined by developing a curved surface of a three-dimensional plate into a plane by numerical calculation in a computer system. It is possible to improve the accuracy of the entire flat material manufactured based on the two-dimensional developed shape, particularly the accuracy of the four corners, and to obtain a flat material having few errors. Moreover, since the calculation can be performed by the computer, labor can be saved and time is not required. Further, since the numerical data of the two-dimensionally expanded plate material is stored in the computer, it can be used as data of a subsequent process.
【図1】本発明の二次元展開方法を概略的に示す曲面の
概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of a curved surface schematically showing a two-dimensional expansion method of the present invention.
【図2】図1の曲面の設定点におけるXY座標展開図で
ある。FIG. 2 is an XY coordinate development diagram at a set point of the curved surface in FIG. 1;
【図3】本発明の二次元展開方法を適用するフロントガ
ラスの右半分の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a right half of a windshield to which the two-dimensional expansion method of the present invention is applied.
【図4】図3のフロントガラスの側面図である。FIG. 4 is a side view of the windshield of FIG. 3;
【図5】本発明の二次元展開方法に用いるCAD装置の
概略ブロックである。FIG. 5 is a schematic block diagram of a CAD apparatus used in the two-dimensional expansion method of the present invention.
【図6】図5に示すCAD装置において設計図面からC
ADデータを得る場合の曲面2の正面図及び側面図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing the CAD apparatus shown in FIG.
It is the front view and side view of the curved surface 2 when obtaining AD data.
【図7】図1及び図2に示した本発明の二次元展開方法
の概略フローチャート図である。FIG. 7 is a schematic flowchart of the two-dimensional expansion method of the present invention shown in FIGS. 1 and 2;
2 曲面 To 展開中心点 Tn 第n設定点 Dn 第n展開点 A 曲線 2 Curved surface To expansion center point Tn n-th set point Dn n-th expansion point A curve
Claims (4)
心点Toを決定すること、 (b)この曲面と展開中心点Toにおいて点接触する平
面に対して各々直交しかつ互いに直交するXZ面及びY
Z面を求めること、 (c)上記曲面の形状線上の第n設定点Tnを決定する
こと(但し、nは1、2、3、〜の整数である)、 (d)上記各第n設定点Tnを通ると共に上記XZ面及
びYZ面と各々平行なXZn面及びYZn面を求めるこ
と、 (e)上記XZn面と上記曲面とが交わる交線が上記Y
Z面と交差する交点を求めて、この交点と上記第n設定
点Tnとの間における上記曲面上の長さLnを求めるこ
と、 (f)上記YZn面と上記曲面とが交わる交線が上記X
Z面と交差する交点を求めて、この交点と上記第n設定
点Tnとの間における上記曲面上の長さMnを求めるこ
と、 (g)これらの長さLn及びMnを二次元座標上にプロ
ットして、第n展開点Dnを決定すこと、 (h)n=1、2、3、〜について上記(c)〜(g)
段階の操作を繰り返して、複数の展開点Dnをそれぞれ
決定することによって、上記形状線に応じた曲線Aを求
めること、 をそれぞれコンピュータシステムを用いて行い、上記曲
線Aに基づいて三次元形状の板材の曲面の二次元展開形
状を決定し、この決定された二次元展開形状に基づいて
平板材を製造するようにしたことを特徴とする平板材の
製造方法。 1. A (a) determining a deployment center point To on the curved surface of the plate material of the three-dimensional shape, (b), respectively orthogonal and orthogonal to the plane of point contact in the curved surface and deployment center point To XZ plane and Y
(C) Determining an n-th set point Tn on the shape line of the curved surface (where n is an integer of 1, 2, 3, ...); (d) Each of the n-th settings XZ planes and YZn planes that pass through the point Tn and are parallel to the XZ plane and the YZ plane, respectively, are obtained. (E) The intersection line between the XZn plane and the curved surface is Y
Finding an intersection that intersects the Z plane and finding the length Ln on the curved surface between this intersection and the n-th set point Tn. (F) The intersection line between the YZn plane and the curved surface is X
Finding an intersection that intersects the Z plane and finding a length Mn on the curved surface between this intersection and the n-th set point Tn. (G) Put these lengths Ln and Mn on two-dimensional coordinates. Plotting to determine the n-th development point Dn; (h) above (c) to (g) for n = 1, 2, 3,.
By repeating the operation of the steps and determining a plurality of development points Dn, a curve A corresponding to the shape line is obtained by using a computer system, and the three-dimensional shape of the three-dimensional shape is determined based on the curve A. The two-dimensional unfolded shape of the curved surface of the plate is determined, and based on the determined two-dimensional unfolded shape,
The flat plate is manufactured by manufacturing the flat plate.
Manufacturing method.
する請求項1に記載の方法。The method of claim 1, wherein
とを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。3. The process as claimed in claim 1 or 2 plate of the three-dimensional shape, characterized in that a glass plate.
れた平板材を加熱変形することによって三次元形状の板
材を製造することを特徴とする三次元形状の板材の製造
方法。 4. Is produced by the method according to claim 1, 2 or 3
The manufacture of plate material of a three-dimensional shape, characterized in that the flat plate to produce a plate material thus three-dimensional shape to heat deformation
Method.
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|---|---|---|---|
| JP2413696A JP3020180B2 (en) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | Method for manufacturing flat plate and method for manufacturing three-dimensional plate using this method |
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Related Child Applications (1)
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Cited By (1)
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| KR101650590B1 (en) * | 2011-10-06 | 2016-08-24 | 현대중공업 주식회사 | Method for predicting development of curved plates |
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1990
- 1990-12-25 JP JP2413696A patent/JP3020180B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP3200803B2 (en) | 1992-05-25 | 2001-08-20 | 日本板硝子株式会社 | Method of manufacturing flat material and method of manufacturing three-dimensional plate material using this method |
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| JPH05108765A (en) | 1993-04-30 |
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