СИСТЕМА И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ Российский патент 2019 года по МПК G06F17/50 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится, в целом, к области компьютерных технологий (ʺCAxʺ), включающих в себя системы компьютерного проектирования, черчения (ʺCADʺ), конструирования (ʺCAEʺ), производства (ʺCAMʺ) и визуализации (по отдельности и совместно именуемые ʺсистемами CADʺ), системы управления жизненным циклом изделий (ʺPLMʺ) и аналогичные системы, которые управляют данными для изделий и других предметов (совместно, системы ʺуправления данными изделийʺ или системы PDM).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы PDM управляют PLM и другими данными. Необходимы усовершенствованные способы и системы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Различные раскрытые варианты осуществления включают в себя способы представления изделия с использованием данных в разных форматах обработки данных. Способ содержит вывод данных, относящихся к одной или более первых частей изделия в первом формате и вывод данных, относящихся к одной или более вторых частей изделия во втором формате. Первый формат содержит данные сетки, и второй формат содержит классическое геометрическое представление. В системе обработки данных выбирается, по меньшей мере, одна первая часть изделия, содержащая данные сетки, и выбирается, по меньшей мере, одна вторая часть изделия, содержащая данные классического геометрического представления. Предусмотрено представление изделия, включающего в себя выбранные первые и вторые части.

Способ включает в себя задание точки на представлении сетки части изделия и передачи точки в модель представления границ. Способ содержит получение представления данных сетки, относящегося к части изделия, причем представление данных сетки содержит множество треугольников каждый из которых представляет фасет. Извлекается естественная параметризация каждого треугольника из представления данных сетки, причем естественная параметризация содержит целочисленный идентификатор каждого фасета и соответствующие параметры фасета, и параметры фасета содержат пару координат u, v. Модифицированная параметризация выводится для каждого треугольника из представления данных сетки части, содержащего комбинацию целочисленного идентификатора и параметров фасета. Модифицированная параметризация передается в модель представления границ; и сохраняется модифицированная параметризация данных сканирования.

В соответствии с первым аспектом, способ представления изделия с использованием данных в разных форматах обработки данных содержит вывод данных, относящихся к одной или более первых частей изделия в первом формате; вывод данных, относящихся к одной или более вторых частей изделия во втором формате; причем первый формат содержит данные сетки, и второй формат содержит классическое геометрическое представление; в системе обработки данных, прием инструкций выбора, по меньшей мере, одной первой части изделия, содержащей данные сетки; в системе обработки данных, прием инструкций выбора, по меньшей мере, одной второй части изделия, содержащей данные классическое геометрическое представление; и обеспечение представления изделия, включающего в себя выбранные первые и вторые части.

Разные части изделия моделируются в разных форматах обработки данных, и представление изделия обеспечивается без какого-либо изменения формата, в котором первоначально представлена каждая из частей, т.е. фасетные данные и данные классического геометрического представления присоединяются к модели представления границ, и операции моделирования применяются в формате, в котором поддерживается данные. Это помогает поддерживать первоначальную цель проектирования, а также снижать затраты и ошибки, обусловленные преобразованием формата.

Операция моделирования может применяться к одной или более из частей.

Способ может дополнительно содержать применение смещения к одной или более из частей изделия. В одном варианте осуществления, где данные сетки представляют наружную стенку изделия, результат применения смещения содержит данные сетки, образующие внутреннюю стенку.

Способ может дополнительно содержать применение признаков к одной или более из частей изделия посредством логических операций. Признаки могут содержать классическое геометрическое представление.

Выведенные данные сетки могут подаваться в систему обработки данных из отдельного источника. Данные сетки могут выводиться из физического образца части. Данные сетки могут выводиться путем сканирования физического образца части.

Способ может дополнительно содержать сохранение данных сетки в хранилище как совокупности фасетов. Классическое геометрическое представление может выводиться путем имитации в системе обработки данных.

Способ может дополнительно содержать прием инструкций выбора, по меньшей мере, одной части изделия для модификации; если выбранная часть содержит классическое геометрическое представление, то применение классической геометрической модификации к геометрическому представлению части; если выбранная часть содержит данные сетки, применяющие модификацию на фасетной основе к данным сетки части; и обеспечение представления модифицированной части.

Модификации могут применяться к любой из частей изделия, но модификации вносятся в представления в том же формате, в котором представление было первоначально сгенерировано, повышая эффективность и поддерживая качество представления, по сравнению с необходимостью преобразования представления части из одного формата в другой.

Модификация может содержать операцию моделирования. Операция моделирования может применяться к объекту, содержащему как данные сетки, так и классическое геометрическое представление. Способ может дополнительно содержать сохранение представления изделия.

Способ может дополнительно содержать извлечение данных из представления изделия и генерирование инструкций производства для производственного процесса. Получив представления в разных форматах и продолжая процесс проектирования путем применения любых необходимых модификаций к каждой части, можно генерировать пригодные инструкции производства. Инструкции производства могут содержать инструкции для аддитивного производства.

Способ может дополнительно содержать извлечение данных из представления изделия и определение, по меньшей мере, одного из посадки или зазора между частями изделия и массовых свойств изделия. Способ может дополнительно содержать извлечение данных из представления изделия и генерирование изображения для отображения, или экспорт данных для дополнительной обработки.

В соответствии со вторым аспектом, предусмотрена система обработки данных, имеющая, по меньшей мере, процессор и память с возможностью доступа, причем система обработки данных выполнена с возможностью представления изделия, причем представление содержит вывод данных, относящихся к одной или более первых частей изделия в первом формате; вывод данных, относящихся к одной или более вторых частей изделия во втором формате; причем первый формат содержит данные сетки, и второй формат содержит классическое геометрическое представление; в системе обработки данных, прием инструкций выбора, по меньшей мере, одной первой части изделия, содержащей данные сетки; в системе обработки данных, прием инструкций выбора, по меньшей мере, одной второй части изделия, содержащей классическое геометрическое представление; и обеспечение представления изделия, включающего в себя выбранные первые и вторые части.

Система может дополнительно содержать дисплей, выполненный с возможностью вывода представления изделия. Система может дополнительно содержать хранилище для хранения представления изделия.

В соответствии с третьим аспектом, предусмотрена некратковременный (нетранзиторный) компьютерно-читаемый носитель , закодированная исполнимыми инструкциями, которые, при выполнении, предписывают одной или более системам обработки данных осуществлять способ моделирования изделия, содержащий вывод данных, относящихся к одной или более первых частей изделия в первом формате; вывод данных, относящихся к одной или более вторых частей изделия во втором формате; причем первый формат содержит данные сетки, и второй формат содержит классическое геометрическое представление; в системе обработки данных, прием инструкций выбора, по меньшей мере, одной первой части изделия, содержащей данные сетки; в системе обработки данных, прием инструкций выбора, по меньшей мере, одной второй части изделия, содержащей данные классическое геометрическое представление; и обеспечение представления изделия, включающего в себя выбранные первые и вторые части.

В соответствии с четвертым аспектом, предусмотрен способ задания точки на представлении сетки части изделия и передачи точки в модель представления границ, причем способ содержит получение представления данных сетки, относящегося к части изделия, причем представление данных сетки содержит множество треугольников каждый из которых представляет фасет; извлечение естественной параметризации каждого треугольника из представления данных сетки, причем естественная параметризация содержит целочисленный идентификатор каждого фасета и соответствующие параметры фасета, причем параметры фасета содержат пару координат u, v; вывод модифицированной параметризации для каждого треугольника из представления данных сетки части, содержащего комбинацию целочисленного идентификатора и параметров фасета; передачу модифицированной параметризации в модель представления границ; и сохранение модифицированной параметризации данных сканирования.

Этап вывода модифицированной параметризации может содержать идентификацию первой, второй и третьей вершин каждого фасета, идентификацию первой и второй осей каждого фасета и задание уникальной точки в фасете как сумму начала отсчета, постоянного множителя первой оси и постоянного множителя второй оси, где постоянные больше или равны нулю, и сумма постоянных меньше или равна единице.

Способ может дополнительно содержать обеспечение обновленного представления смоделированной части.

Способ может дополнительно содержать, в ответ на запрос позиции вследствие пользовательского ввода, принимающего инструкции выбора точки на представлении сетки смоделированной части, передачу целочисленного идентификатора фасета совместно с уникальной точкой в модель представления границ для идентификации точки на сетке. Целочисленные идентификаторы фасетов могут отображаться на спираль единичных квадратов вокруг начала отсчета. Два фасета могут отображаться в каждый квадрат.

Каждый треугольник в единичном квадрате может быть дискретным и отделенным от границы единичного квадрата. Модифицированная параметризация может содержать аффинное преобразование внутренних параметров фасета каждого фасета.

Данные сетки могут быть получены из физического образца части. Данные сетки могут выводиться путем сканирования физического образца.

В соответствии с пятым аспектом, предусмотрена система обработки данных, имеющая, по меньшей мере, процессор и память с возможностью доступа, причем система обработки данных выполнена с возможностью задания точки на представлении сетки части изделия и передачи точки в модель представления границ, причем способ содержит получение представления данных сетки, относящегося к части изделия, из физического образца части, причем представление данных сетки содержит множество треугольников; извлечение естественной параметризации каждого треугольника из представления данных сетки, причем естественная параметризация содержит целочисленный идентификатор каждого фасета и соответствующие параметры фасета, причем параметры фасета содержат пару координат u, v; вывод модифицированной параметризации для каждого треугольника из представления данных сетки части, содержащего комбинацию целочисленного идентификатора и параметров фасета; передачу модифицированной параметризации в ответ на запрос позиции вследствие пользовательского ввода, принимающего инструкции выбора точки на модели представления границ; и обеспечение обновленного представления смоделированной части.

Система может дополнительно содержать дисплей, выполненный с возможностью вывода представления смоделированной части. Система может дополнительно содержать хранилище для хранения представления смоделированной части.

В соответствии с шестым аспектом предусмотрен некратковременный компьютерно-читаемый носитель, закодированный исполнимыми инструкциями, которые, при выполнении, предписывают одной или более системам обработки данных осуществлять способ задания точки на представлении сетки части изделия и передачи точки в модель представления границ, причем способ содержит этапы, на которых получение представления данных сетки, относящегося к части изделия, из физического образца части, причем представление данных сетки содержит множество треугольников; извлечение естественной параметризации каждого треугольника из представления данных сетки, причем естественная параметризация содержит целочисленный идентификатор каждого фасета и соответствующие параметры фасета, причем параметры фасета содержат пару координат u, v; вывод модифицированной параметризации для каждого треугольника из представления данных сетки части, содержащего комбинацию целочисленного идентификатора и параметров фасета; передачу модифицированной параметризации в ответ на запрос позиции вследствие пользовательского ввода, принимающего инструкции выбора точки на модели представления границ; и обеспечение обновленного представления смоделированной части.

Выше обобщенно изложены признаки и технические преимущества настоящего изобретения, что позволяет специалистам в данной области техники лучше понять нижеследующее подробное описание. Ниже будут описаны дополнительные признаки и преимущества изобретения, составляющие предмет формулы изобретения. Специалистам в данной области техники очевидно, что они могут легко использовать принцип и конкретный раскрытый вариант осуществления как основание для модификации или проектирования других конструкций для достижения тех же целей настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники также очевидно, что такие эквивалентные конструкции не выходят за рамки объема изобретения в его самой широкой форме.

Прежде чем перейти к нижеследующему подробному описанию, было бы полезно дать определения некоторым словам или выражениям, используемым в этом патентном документе: термины ʺвключать в себяʺ и ʺсодержатьʺ, а также их производные, означают включение без ограничения; термин ʺилиʺ является включительным, в смысле и/или; и термин ʺконтроллерʺ означает любое устройство, систему или ее часть, которое(ая) управляет, по меньшей мере, одну операцию, реализовано ли такое устройство аппаратными средствами, программно-аппаратными средствами, программными средствами или некоторой комбинацией, по меньшей мере, двух из них. Следует отметить, что функциональные возможности, связанные с любым конкретным контроллером, могут быть централизованными или распределенными, будь то локально или удаленно. В этом патентном документе обеспечены определения некоторых слов и выражений, и специалистам в данной области техники понято, что такие определения применяются во многих, если не большинстве, примерах к предыдущим, а также будущим вариантам использования таких определенных слов и выражений. Хотя некоторые термины могут включать в себя самые разнообразные варианты осуществления, нижеследующая формула изобретения может в явном виде ограничивать эти термины конкретными вариантами осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Пример способа и системы обработки данных согласно настоящему изобретению будет описан ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

фиг. 1 - блок-схема системы обработки данных, в которой может быть реализован вариант осуществления;

фиг. 2 демонстрирует терминологию, используемую в отношении этого изобретения;

фиг. 3 демонстрирует пример проектируемого изделия;

фиг. 4 демонстрирует часть фиг. 3 после сканирования;

фиг. 5 демонстрирует сканируемую часть фиг. 3 после преобразования в геометрическое представление;

фиг. 6a - 6e демонстрируют этапы традиционного процесса моделирования частей;

фиг. 7 демонстрирует сканируемую часть в соответствии с раскрытыми вариантами осуществления;

фиг. 8 более подробно демонстрирует часть фиг. 7 в соответствии с раскрытыми вариантами осуществления;

фиг. 9 демонстрирует законченную часть в соответствии с раскрытыми вариантами осуществления;

фиг. 10a - 10d демонстрируют этапы процесса согласно иллюстративному способу создания части в соответствии с раскрытыми вариантами осуществления;

фиг. 11 - блок-схема операций процесса в соответствии с раскрытыми вариантами осуществления.

Фиг. 12 демонстрирует формирование модифицированной параметризации данных сканирования сетки для использования согласно иллюстративному способу в соответствии с раскрытыми вариантами осуществления;

фиг. 13 более подробно демонстрирует часть фиг. 12; и

фиг. 14 - блок-схема операций процесса в соответствии с раскрытыми вариантами осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Варианты осуществления, представленные на фиг. 1-14, используемые для описания принципов настоящего изобретения в этом документе, приведены только в порядке иллюстрации и ни в коем случае не призваны ограничивать объем изобретения. Специалистам в данной области техники понятно, что принципы настоящего изобретения можно реализовать в любом надлежащим образом сконфигурированном устройстве, оборудовании, системе или способе.

Фиг. 1 демонстрирует пример системы обработки данных, в которой можно реализовать вариант осуществления настоящего изобретения, например, системы CAD, выполненной с возможностью осуществлять описанные здесь процессы. Система 21 обработки данных содержит процессор 22, подключенный к локальной системной шине 23. Локальная системная шина соединяет процессор с основной памятью 24 и адаптером 25 графического дисплея, который может быть подключен к дисплею 26. Система обработки данных может осуществлять связь с другими системами через адаптер беспроводного пользовательского интерфейса, подключенный к локальной системной шине 23, или через проводную сеть, например, с локальной сетью. Дополнительная память 28 также может быть подключена через локальную системную шину. Пригодный адаптер, например, адаптер 27 беспроводного пользовательского интерфейса, для других периферийных устройств, например, клавиатуры 29 и мыши 20, или другого указательного устройства, позволяет пользователю для обеспечения ввода в систему обработки данных. Другие периферийные устройства могут включать в себя один или более контроллеров I/O, например, контроллеры USB, контроллеры Bluetooth и/или специализированные аудиоконтроллеры (подключенный к громкоговорителям и/или микрофонам). Также очевидно, что к контроллеру USB (через различные порты USB) могут быть подключены различные периферийные устройства, включающие в себя устройства ввода (например, клавиатуру, мышь, сенсорный экран, шаровой манипулятор, камеру, микрофон, сканеры), устройства вывода (например, принтеры, громкоговорители), или устройство любого другого типа, способное обеспечивать вводы или принимать выводы из системы обработки данных. Кроме того, очевидно, что многие устройства, именуемые устройствами ввода или устройствами вывода, могут как обеспечивать вводы, так и принимать выводы, осуществляя связь с системой обработки данных. Кроме того, очевидно, что другое периферийное оборудование, подключенное к контроллерам I/O, может включать в себя любой тип устройства, машины или компонента, выполненного с возможностью осуществления связи с системой обработки данных.

Операционная система включенная в систему обработки данных, позволяет отображать вывод из системы пользователю на дисплее 26 и позволяет пользователю взаимодействовать с системой. Примеры операционных систем, которые можно использовать в системе обработки данных, могут включать в себя операционные системы Microsoft Windows™, Linux™, UNIX™, iOS™ и Android™.

Кроме того, очевидно, что систему 21 обработки данных можно реализовать в сетевом окружении, окружении распределенной системы, виртуальных машинах в архитектуре виртуальной машины, и/или облачном окружении. Например, процессор 22 и связанные компоненты могут соответствовать виртуальной машине, выполняющейся в окружении виртуальной машины одного или более серверов. Примеры архитектур виртуальных машин включают в себя VMware ESCi, Microsoft Hyper-V, Xen и KVM.

Специалистам в данной области техники очевидно, что оборудование, изображенное для системы 21 обработки данных, может изменяться для конкретных реализаций. Например, система 21 обработки данных в этом примере может соответствовать компьютеру, рабочей станции и/или серверу. Однако, очевидно, что альтернативные варианты осуществления системы обработки данных могут быть сконфигурированы с соответствующими или альтернативными компонентами, например, в форме мобильного телефона, планшета, платы контроллера или любой другой системы, способной обрабатывать данные и осуществлять функциональные возможности и описанные здесь признаки, связанные с работой рассмотренной здесь системы обработки данных, компьютера, процессора и/или контроллера. Изображенный пример обеспечен в только целях объяснения и не призван налагать архитектурные ограничения в отношении настоящего изобретения.

Система 21 обработки данных может быть подключена к сети (не части системы 21 обработки данных), которая может быть любой публичной или частной сетью или комбинацией сетей системы обработки данных, известных специалистам в данной области техники, включая интернет. Система 21 обработки данных может осуществлять связь по сети с одной или более других систем обработки данных, например, сервером (также не частью системы 21 обработки данных). Однако альтернативная система обработки данных может соответствовать множеству систем обработки данных, реализованных в виде части распределенной системы, в которой процессоры, связанные с несколькими системами обработки данных, могут осуществлять связь посредством одной или более сетевых соединений и может совместно осуществлять задачи, описанные как осуществляемые единой системой обработки данных. Таким образом, следует понимать, что в отношении системы обработки данных, такую систему можно реализовать в объеме нескольких систем обработки данных, организованных в распределенной системе, осуществляющих связь друг с другом через сеть.

В этом описании следующие термины используются, со ссылкой на пример, приведенный на фиг. 2. Подповерхность 1 является ограниченным подмножеством поверхности, граница которой является совокупностью нуля или более петель 2. Подповерхность с нулем петель образует замкнутую сущность, например, полную сферическую подповерхность. Петля 2 является связным компонентом границы подповерхности. Петля может иметь ребра 3. Ребро представляет ориентированное использование края 4 петлей 2. Край 4 является ограниченным фрагментом единой кривой. Его граница является совокупностью нуля, одной или двух вершин 5. Вершина представляет точку в пространстве. Стрелка 6 обозначает нормаль к подповерхности. Фасет является треугольной областью плоскости. Сетка представляет собой связную совокупность фасетов.

Технология представления границ (B-rep) преобладает над моделированием компьютерного проектирования (CAD). Технология B-rep обеспечивает эффективное и адаптируемое представление частей путем объединения классической геометрии: аналитических поверхностей и кривых, неравномерного рационального би-сплайна (NURBS) и процедурных поверхностей и кривых; с топологией, которая захватывает связность и взаимодействие между геометрическими элементами. Однако технология B-rep не вполне подходит для дублирования органических форм, для обратного конструирования последовательности операций, которые начинаются со сканирования существующей части, или к ранним стадиям концептуального проектирования, особенно для художественного конструирования. Проблема с цифровыми имитациями состоит в том, что ʺмягкиеʺ признаки конструкции, например, тактильные ощущения, испытываемые пользователем при прикосновении к изделию, или комфортность изделия, например, ощущения руки инструмента или корпуса мобильного телефона или компьютерной мыши, не воспринимаются пользователем из имитации, и поэтому эти части изделия обычно проектируются в физических средах, например, дереве, глине или воске. Обратное конструирование может потребоваться для создания компонентов на замену для обслуживания оборудования, пережившего компанию, первоначально изготавливавшую компонент, или в случае утери первоначальных конструкторских чертежей. Данные сканирования также потребуются для генерации частей на замену для хирургии, например, протезов коленного сустава или зуба, или проектирования с индивидуальной подгонкой с использованием данных от сканеров тела.

Кроме того, аддитивное производство позволило обеспечить дополнительный класс форм, сложность которых не соответствует ограничениям традиционных геометрических представлений. Хотя такие формы могут быть эффективно представлены сеткой, использование фасетов для представления формы страдает от противоположной проблемы - фасеты являются неэффективным механизмом для представления аналитической геометрии, и, естественно, не пригодны для параметрического редактирования или моделирования признаков.

Традиционно, проблема разных требований в ходе проектирования изделия была разрешена путем преобразования в единый формат. Это может осуществляться, например, путем преобразования сеток в NURBS, что занимает много времени и часто требует значительного вмешательства пользователя; путем преобразования каждого фасета в треугольную плоскую подповерхность, что значительно увеличивает размер модели и приводит к значительным издержкам производства для дальнейших операций; или, в другом направлении, путем преобразования точной геометрии в сетку, которая неточна и теряет важную деталь (например, радиус отверстия) или добавляет признаки, первоначально не присутствующие, например, грани кубов. Также может происходить дополнительное ухудшение, если далее применяется модификация, поскольку фасеты уже не сохраняет симметрию формы, когда модификация применяется к точной геометрии, которая была преобразована для представления в качестве сетки.

Как можно понять из вышеприведенного рассмотрения, пользователь системы CAD может работать над конструкцией изделия, когда существует требование к моделированию конструкцию изделия с использованием данных, полученных в более чем одном формате моделирования, но до сих пор все пути достижения этого имеют недостатки.

Как более подробно изложено ниже, это изобретение решает проблему с использованием модели, которая задает новый тип поверхности для представления сетки. Новый тип поверхности может быть связан с подповерхностью таким же образом, как классическая поверхность связана с подповерхностью, чтобы сетку можно было использовать как поверхность подповерхности. Также определяется новый тип кривой, содержащий связную совокупность отрезков линии, которая именуется полилинией. Новый тип кривой может быть связан с краем таким же образом, как любая кривая, или с ребром, таким же образом, как SP-кривая (кривая параметра поверхности - пространства, т.е. 3d кривая, полученная в результате внедрения 2d кривой в параметрическое пространство поверхности, которая представляет кривые, ʺнарисованныеʺ на поверхности). Полилиния может использоваться как кривая ребра в подповерхности, поверхность которая является сеткой; или полилиния может использоваться как кривая края, все соседние подповерхности которых имеют поверхности сетки. Затем сетка обрабатывается как поверхность в модели B-rep, и полилинии используется в качестве кривой в модели B-rep. Таким образом, единая модель способна содержать как фасетную, так и классическую геометрию, позволяющий сохранять цель проектирования, совместно с силами обоих форматов. Фасетизированный лист или твердое тело, или другие типы тела, например, каркас, тела общего (неразнородного) или смешанного размера (обладающего смесью каркаса, листа и/или твердых участков) также могут обрабатываться в модели.

Для удобства, края между подповерхностями с фасетной геометрией могут обрабатываться как всегда точные и ʺгерметичныеʺ, т.е. все вершины полилинии являются вершинами фасета в обеих сетках, и позиции вершин фасетов каждой сетки вдоль края одинаковы.

Однако не всегда нужно использовать этот подход. Механизмы для обработки краев и вершин между поверхностями, которые не в точности совпадают, могут расширяться для обработки краев между сетками и классическими поверхностями. Эти края обычно имеют допуск, с SP-кривой на одном ребре и полилинией на другом.

Пример способа представления изделия согласно настоящему изобретению может быть проиллюстрирован примером конструкции для мобильного телефона или корпус компьютерной мыши. Проектировщик обычно начинает с моделирования наружной формы и тактильного восприятия корпуса 10 в дереве или глине, как показано на фиг. 3. В деревянной модели для корпуса мобильного телефона можно вырезать такие признаки, как отверстия 11 под объектив камеры или переключатель включения/отключения, что позволяет проектировщику эмпирически определять, удобна ли выбранная позиция и форма, или мешает пользователю нормально держать телефон. Для компьютерной мыши, представления клавиш мыши можно вырезать из дерева или лепить из глины, на поверхности. В случае полученния удовлетворительного результата, корпус 10 сканируется, как показано на фиг. 4, и естественно представляется фасетами. Традиционно, этот отсканированный корпус подлежит преобразованию в поверхность, или классическую геометрию, в модели CAD, как показано на фиг. 5, прежде чем его можно будет дополнительно обрабатывать. Напротив, если бы наружный корпус был спроектирован в системе CAD, то нужно было бы создавать физическую модель, например, путем фрезерования с числовым программным управлением (NC) или 3D-печати, для проверки вызываемых им ʺощущенийʺ, что значительно удлиняет жизненный цикл проектирования, поскольку то же самое пришлось бы делать для любых изменений внешней конструкции, произведенных в системе CAD.

Традиционный процесс полностью проиллюстрирован графически на фиг. 6a - 6e. Вырезанная или вылепленная внешняя форма 10 обеспечивается как физическое воплощение, выполненное из такой среды, как дерево или глина, как показано на фиг. 6a. Физическое изделие 10 сканируется, как показано на фиг. 6b, и данные сканирования импортируются в систему CAD, где они преобразуются, т.е. строятся поверхности, согласующиеся с данных сканирования, как показано в изображении на фиг. 6c. Смещение применяется для генерации внутренних стенок 12, как показано на фиг. 6d, и детали конструкции, например, ребра 13 и бобышки 14, добавляются, как показано на фиг.6e. Таким образом, внешняя поверхность 15 корпуса 10 естественно представляется фасетами, но для всех более поздних стадий обработки, эти фасеты преобразуются в поверхности, или классическую геометрию, для дополнительной обработки. При использовании традиционной модели CAD, вышеописанная последовательность операций требует преобразования наружной формы в модель искривленной поверхности до перехода, поскольку современные операции моделирования, например, применение смещения и логические операции, не работают на смеси фасетных и классических поверхностей. Преобразование фасетизированных моделей в искривленные, т.е. преобразование в поверхности, замедляетя разработку изделий и механическую обработку, что может разочаровывать пользователей и вводить бизнес в дополнительные расходы.

Отличие настоящего способа, более наглядно показанное на фиг. 7, состоит в том, что применение смещения или формирование корпуса, или операция утолщения и детализация применяется непосредственно к фасетизированной модели, полученной сканированием. Смещение применяется к тонкостенному корпусу 10, сгенерированному из сканируемого физического объекта, для создания внутренних стенок для сканируемой наружной стенки. Это смещение применяется к фасетизированной сканируемой форме 15, без какого-либо преобразования сканируемой формы в представление поверхности. Фасетизация на внутренней поверхности 16, показанная на фиг. 7 и 8, может быть довольно грубой, поскольку ее форма не особенно критична, при условии, что внутренняя поверхность находится на примерно постоянном расстоянии от наружной поверхности. Дополнительные этапы проектирования могут включать в себя моделирование частей, например, создание некоторых ребер 13 и бобышек 17 внутри корпуса, для усиления конструкции и обеспечения монтажных точек для различных компонентов, как показано на фиг.9. Для этого, вместо сетки используются представления классической поверхности. Внутренняя геометрия создается с использованием признаков ребер и бобышек, которые требуют, чтобы ядро геометрии поддерживало операции растяжения, сжатия и логические операции. Конечным результатом вышеописанного процесса является B-rep со смесью фасетной и классической геометрии. Подповерхностями 15, 16 являются сетки, совокупности фасетов, но подповерхности 14, 17 представляют собой, соответственно, аналитические конусы и цилиндры.

Сводка этапов способа настоящего изобретения представлена на фиг. 10a - 10d. Физическая модель 10 создается, как показано на фиг. 10a, обычно из глины или дерева, но можно использовать и другие материалы. Сканирование 15 внешней формы физической модели осуществляется, как показано на фиг. 10b. В результате сканирования формы получаются фасетные данные, представленные в виде сетки, или совокупность точек, образующих многоугольники, в этом примере, треугольники. Формируется внутренняя поверхность 16, также представленная в виде сетки, показанной на фиг. 10c. После этого, части, требующиеся внутри, моделируются с использованием классического геометрического представления, а не представления на фасетной основе, как показано на фиг. 10d. Здесь в качестве примеров показаны аналитические конусы 14 или цилиндры 17. Пользовательский интерфейс позволяет осуществлять операции моделирования на поверхностях разных типов, будь то сетка, цилиндр или конус. Функции CAD могут применяться непосредственно к любому из объектов, аналитическому или фасетизированному. Данные могут обрабатываться моделью представления границ в формате сетки или в формате классической геометрии, и способ предусматривает копирование, когда изделие представлено в более чем одном формате обработки данных, без необходимости в преобразовании.

На фиг. 11 показана блок-схема операций типичного способа моделирования изделия с использованием более чем одного формата данных. На первой стадии проектировщик генерирует 50 физическую модель, например, из дерева или глины. Когда проектировщик удовлетворен формой физической модели, модель сканируется 51, после чего данные сканирования, которые являются данными на фасетной основе, можно подвергать дополнительной обработке. Данные могут сохраняться 52 в другом месте, например, если сканирование является автономным процессом, осуществляемым другой частью коллектива проектировщиков, и затем подаваться в систему обработки данных, или переносится непосредственно в систему обработки данных из сканера в непрерывном процессе и сохраняться в памяти системы обработки данных. Данные сканирования сетки представляют наружную поверхность изделия с высокой степенью детализации, но требуются дополнительные слои. Генерируется 53 внутренняя поверхность, также представляемая данными сетки, которая может иметь меньшее разрешение, чем сканируемая наружная поверхность, при условии, что внутренняя поверхность формируется приблизительно с одной и той же толщиной повсюду. Произведя работы с наружной и внутренней сетками, проектировщик определяет 54, какие, дополнительные признаки или детали требуются и требуются ли. Этими дополнительными частями могут быть крепежные элементы или аналогичные признаки, например отверстия под винт или бобышки, и они должны подходить к или согласовываться с другими отдельно создаваемыми крепежными элементами, поэтому их проектирование с использованием моделей типа классической геометрии, вместо моделирования на фасетной основе дает более точные и воспроизводимые результаты. После генерации всех необходимых частей изделия, из данных сканирования или из геометрических моделей, обеспечивается 55 представление полного изделия, например, в виде изображения на дисплее, а также, или вместо него, сохраненные данные в форме, позволяющей ими манипулировать. В ходе процесса, пользователь может отображать отдельные части, или группы частей, пока не будут произведены работы со всеми необходимыми частями.

Получив представление изделия, и объединив данные, полученные из физической модели, и данные, полученные из геометрической модели, проектировщик может пожелать внести изменения. Если модификации требуются 56, проектировщик определяет, какая часть данных доступна и в каком формате (сетки или классической геометрии), и проектировщик работает 57 над каждой частью, нуждающейся в модификации, в формате, в котором поддерживаются эти данные. Для внесения изменений проектировщику не требуется ни преобразовывать внешний вид или внутреннюю поверхность из фасетных данных в классическую геометрию, ни преобразовывать классическую геометрию, которая задает, например, отверстия под винт или бобышки, в данные на фасетной основе. По завершении модификации может обеспечиваться 58 представление модифицированного изделия, при том, что данные сетки и классической геометрии остаются в своих отдельных форматах. При необходимости, проектировщик также может создавать отдельные представления всех частей, над которыми нужно работать в ходе процесса модификации изделия. В конце процесса проектирования изделия, который может включать в себя процесс проектирования любого оборудования, с которым оно должно взаимодействовать, могут генерироваться 59 инструкции производства, пригодные для машины, используемой для производства изделий или их частей. Хотя модификация была описана в отношении вводов от проектировщика, на практике некоторые из вышеописанных этапов могут осуществляться системой CAD, поскольку отдельные изменения могут определяться системой в соответствии с новыми или дополнительными критериями.

Настоящее изобретение предусматривает способ, позволяющий создавать конструкцию без необходимости в преобразовании фасетов и сеток в геометрию классической поверхности. Это привлекательно для пользователей. Модификации сеток можно осуществлять с использованием функций нижнего уровня в модели, которые способны действовать на фасетизированных моделях. Модификации признаков классической геометрии осуществляются с использованием функций нижнего уровня, совместимых с моделями классической геометрии, поскольку разные форматы данных моделируются по отдельности.

Хотя описанные здесь примеры относятся к способу, где используется данные сканирования для части изделия в формате сетки, ранее сохраненные традиционные данные сетки можно обрабатывать с использованием методов этого изобретения. Некоторые признаки изделия могут даже генерироваться в модели CAD как данные сетки, и их также можно обрабатывать без необходимости в преобразовании.

В другом примере, модель можно использовать для аддитивного производства. В этом случае, инструкции производства 59 поступают на принтер, причем эти инструкции имеют фасетную основу, и данные, извлеченные из физической модели, также имеют фасетную основу, что не оставляет возможности для неэффективности или потери данных, относящихся к внешней поверхности изделия, к которым может приводить традиционная необходимость в преобразовании из модели на фасетной основе в классическую модель представления границ и обратно. Модель, оптимизированная для аддитивного производства, может содержать объем, заполненный решеткой, для которого фасеты являются более легким и более эффективным представлением, а также другие объемы, ограниченные классической геометрией. Например, вместо того, чтобы начинаться с сетки из сканируемого физического предмета, оптимизация модели для аддитивного производства может начинаться с классической геометрии и методов моделирования для задания формы, ограничивающей решетку, и затем генерировать эту решетку в виде фасетов на основании физических и производственных свойств. Некоторая классическая геометрия может оставаться или добавляться позже, для представления традиционно (субтрактивно) обработанных фрагментов части, например, отверстий просверленных в отпечатанном объеме. Сохранение этих разных форматов обеспечивает облегченное представление, эффективное редактирование и использование ограничений при сборке. Например, при проектировании части в связи с другими частями, ограничения при сборке используются для обеспечения точного согласования частей, например, части, соединенные болтами имеют выровненные отверстия одного диаметра. Для наилучшего представления таких частей рекомендуется использовать классическую геометрию. Затем отверстия можно формировать с помощью 3d принтера, расходующего их как фасеты, или отверстия можно высверливать позже, но, оставляя их в виде классической геометрии в ходе процесса проектирования, можно сохранять и документировать цель проектирования.

Способ этого изобретения также позволяет расширить механизмы для орфанной геометрии или конструктивной геометрии для обработки новых типов геометрии. Орфанная геометрия это геометрия, с которой не связана ни одна часть, и конструктивная геометрия это геометрия, связанная с частью, но без конкретной локальной топологии. По мере удлинения представления, соответствующие утилиты низкого уровня расширяются. Они обеспечивают инфраструктуру, необходимую как для операторов моделирования, так и для прикладных функциональных возможностей.

Примеры утилит низкого уровня, которые могут быть расширены, включают в себя запросы связности, запросы связей между фасетной геометрией и топологией и базовые геометрические запросы, например, протяженность и замкнутость полилиний, или проверки совпадения, или другие запросы этого типа, или массовые свойства частей с фасетной геометрией. "Проверка действительности" обеспечивает функциональные возможности проверки геометрической действительности сеток и полилиний и функциональные возможности проверки устойчивости топологической и геометрической связности части. "Отрисовка" может означать независимую от вида отрисовку частей с фасетной геометрией или зависимую от вида и в скрытых линиях отрисовку частей с фасетной геометрией, например, генерацию силуэтов на фасетной геометрии, или видов в перспективе, или вывод фасетов из частей с фасетной геометрией, что может требовать уточнения фасетов для удовлетворения параметрам визуализации. "Выбор" может включать в себя выбор топологии с фасетной геометрией и прямой выбор фасетной геометрии.

Другие утилиты низкого уровня, которые могут быть расширены, представляют собой "хранение и извлечение данных", как частей, так и разделов и дельт, содержащих фасетную геометрию, обеспечивающую поддержку загрузки сеток по требованию для минимизации непроизводительного расходования памяти, функциональные возможности импорта фасетов из других форматов, функциональные возможности генерации ограничивающей топологии для совокупностей фасетов, или функциональные возможности уточнения этой топологии на основании геометрических критериев. "Откат" обеспечивает поддержку отменены действия и моделирование на основе истории. "Формирование блоков" обеспечивает функциональные возможности вычисления выровненных и не выровненных по оси блоков и пространственных индексов для сеток и полилиний, и подповерхностей и краев, к которым они присоединены. "Удержание" обеспечивает функциональные возможности определения, лежит ли точка в области, на подповерхности или краю. "Выявление конфликтов" обеспечивает функциональные возможности эффективного определения, конфликтуют ли два множества топологии, и "пересечения" обеспечивает функциональные возможности пересечения сеток с сетками, полилиниями и классическими поверхностями или кривыми, или функциональные возможности пересечения полилиний с сетками, полилиниями и классическими поверхностями или кривыми.

Дополнительные утилиты низкого уровня, которые могут быть расширены, включают в себя "проекцию" для обеспечения кода для проецирования кривой на сетку, в направлении вектора или к ближайшему изображению; или "удлинение сетки и полилинии" для обеспечения функциональных возможностей расширения ʺвнешнихʺ границ сетки. "Заполнение отверстий в сетках" обеспечивает функциональные возможности исправления отверстий в сетках, до выбранного уровня непрерывности, и "исправление сетки" обеспечивает функциональные возможности исправления вырожденных или сложенных фасетов и разрешения самопересечений в сетках и полилиниях. "Экструзия" обеспечивает функциональные возможности экструдирования тела с фасетной геометрией в лист или твердое тело, и степень экструзии может определяться расстояниями, поверхностями или частями.

"Заметание" позволяет заметать полилинию или сетку или каркас фасета или листовое тело вдоль пути, сформированного из одной или более кривых. Заметание может осуществляться с переменным кручением или масштабом, согласно закону или ориентации направляющих кривых, или с переменной ориентацией, согласно подаваемым векторам, геометрическим или топологическим сущностям. Функциональные возможности преобразования обеспечивается для преобразования фасетной геометрии. Генерация средней поверхности обеспечивает функциональные возможности вычисления сетки, которая является (взвешенным) средним двух входных сеток. "Согласование границ сетки" обеспечивает функциональные возможности регулировки границ сетки, чтобы они совпадали вдоль общих полилиний и, в необязательном порядке, регулировки согласованных сеток для повышения гладкости соединения. "Сужение" обеспечивает функциональные возможности генерации изоклинных кривых для сеток и генерации образующих линий сужения из таких кривых. Возможно преобразование между фасетной и классической геометрией. Могут обеспечиваться функциональные возможности применения переменных деформаций к сеткам и полилиниям.

Фасет, допускающий операторы моделирования ядра, также имеет изменения в следующих областях: впечатывание края на подповерхности с фасетной геометрией требует некоторых дополнительных этапов кроме необходимых для классической геометрии. Сетку необходимо разделить вдоль полилинии, соответствующей кривой и затем повторно разбить на треугольники. Краевые полилинии необходимо разделять в точках, соответствующих новым вершинам. Вырожденные треугольники необходимо удалять из сетки. Как описано выше со ссылкой на фиг. 10, со смещением, полостью и утолщением можно работать путем обеспечения конкретных функциональных возможностей смещения сеток, разрешения локальных самопересечений и добавления смесеподобных областей на любых острых ребрах. Функциональные возможности можно добавлять для инициирования удлинения сетки или заполнения отверстий по мере необходимости, когда смещения отклоняются на остром краю. Могут обеспечиваться функциональные возможности согласования сеток при смещении соседних подповерхностей сетки, которые встречаются вдоль почти гладких краев, и функциональные возможности вычисления линейчатой геометрии сетки для ступенчатых подповерхностей и утолщенных боковых стенок. Могут обеспечиваться функциональные возможности локального преобразования, для инициирования удлинения сетки на острых краях, или для заполнения отверстий по мере необходимости при преобразовании подмножеств частей, или для применения разных преобразований к разным подповерхностям. Могут обеспечиваться функциональные возможности смены подповерхности и заплатки, которые могут быть функциональными возможностями вычисления действительных областей самопересекающихся подповерхностей. Может существовать контур и крученый контур с необходимыми дополнительными функциональными возможностями обработки сеток с наложенными краями и функциональными возможностями смешивания для разрешения взаимодействий смесей. Внешние форматы фасетов могут поддерживаться для снижения избыточности данных и упрощения интеграции. Данные сетки в этих внешних форматах могут быть представлены с одинарной или двойной точностью. Обеспечиваются функциональные возможности преобразования данных одинарной точности в данные двойной точности и обратно, при поддержании устойчивости модели.

Как можно понять из вариантов осуществления этого изобретения улучшения эксплуатационных показателей можно добиться, избегая преобразование между форматами, поддерживая при этом цель проектирования. Различные участки модели могут быть представлены в их естественных форматах и редактироваться с использованием надлежащих инструментов. Например, если подповерхность представлена как усеченный цилиндр, то его удлинение может тривиально поддерживать его форму, чего не было бы, если бы усеченный цилиндр был представлен в качестве сетки, поскольку фасеты уже не сохраняет симметрию формы.

Разные компоненты системы CAD должны передавать позиции, которые ограничены нахождением на поверхности. Поскольку компоненты могут быть разработаны разными поставщиками, передача позиций в качестве векторов неэффективна; поскольку каждый компонент должен подтверждать, что вектор лежит на поверхности.

Например, когда пользователь выбирает точку на модели, компонент пользовательского интерфейса приложения CAD вызывает компонент моделирования для определения, на какую подповерхность падает луч. Моделирование возвращает подповерхность и позицию на ее поверхности. Затем компонент пользовательского интерфейса снова вызывает компонент моделирования, чтобы запрашивать нормаль к поверхности в этой позиции для определения направления стрелки на дисплее. Позиция может, альтернативно, передаваться на компонент моделирования признаков, который затем будет использовать позицию для выбора участка разделенной подповерхности, подлежащего сохранению.

В целом, позиции передаются с использованием координат u, v параметризации поверхности. Если же система CAD также желает обрабатывать фасетные сетки как поверхности, это создает проблему в том, что фасетные сетки нельзя параметризовать таким же образом, как модель представления границ, поскольку они могут иметь высокий топологический род, содержать отверстия или быть разъединены.

Естественный способ представления позиций на сетке состоит в предоставлению целочисленного идентификатора фасета и пары координат u, v, обеспечивающие параметризацию треугольника. Однако это означает, что компоненты не могут однородно обрабатывать фасетные сетки и другие типы поверхностей. Любая попытка сделать это потребует значительного реконструирования любой традиционной системы, которая желает расширить свои возможности моделирования для включения фасетных сеток.

Предыдущие решения этой проблемы предусматривают деление сетки на локально параметризуемые области, что позволяет сообщать этим локальным областям параметры типа представления границ. Это дорогостоящая и сложная процедура, которая предусматривает предписание модели произвольной конструкции. Поскольку эта конструкция не отражает никакой цели проектирования, она может добавлять дальнейшим операциям ненужную сложность.

Это изобретение обеспечивает отображение между естественной параметризацией сетки и параметризацией u, v, типа, используемого в моделях представления границ, путем объединения целочисленного идентификатора фасета с параметрами фасета. Использование модифицированной параметризации позволяет отображать пользовательский ввод, сделанный в модели представления границ, в данные, хранящиеся только в формате сетки, с использованием тех же механизмов, что и классические поверхности. Способ объединения целочисленного идентификатора фасета с координатами треугольника для обеспечения параметризации u, v, снижает вероятность того, что объем информации выходит за пределы архитектуры плавающей точки.

Существуют некоторые ограничения раскрытых способов, например, приводящие к тому, что параметризация не являются непрерывной, и вычисления параметров не соответствуют эквивалентным позиционным вычислениям. Однако способ не позволяет компонентам приложения CAD для передачи точек на сетках с использованием того же механизма, который приложения CAD используют для классических поверхностей, что позволяет иметь гибридную модель представления границ, которая включает в себя данные сетки без дорогостоящего и вычислительно интенсивного преобразования формата данных.

Для задания параметризации для каждого фасета используется барицентрический система координат. Три вершины x1, x2, x3 предусматривают начало отсчета в x1 и две оси u=(x2 - x1) и v=(x3 - x1). Каждая точка P в фасете однозначно определяется суммой P=x1+λu+μv, где треугольник/барицентрические координаты λ, μ удовлетворяют условию λ, μ≥0 и λ+μ ≤ 1).

Затем это объединяется с идентификатором фасета для обеспечения параметризации u, v. Для эффективного перевода между двумя параметризациями, внешняя параметризация должна быть аффинным преобразованием внутренних параметров фасета каждого фасета, т.е. точки, прямые линии и плоскости сохраняются в преобразовании, благодаря чему, все точки, лежащие первоначально на линии, продолжают лежать на линии после преобразования, средняя точка отрезка линии остается средней точкой после преобразования, и параллельные линии остаются параллельными после преобразования.

Как можно больше этих аффинных изображений должно оставаться вблизи параметрического начала отсчета, поскольку полученная точность снижается по мере удаления от начала отсчета, и сетки могут содержать миллионы фасетов. Формат плавающей точки двойная точности для представления действительных чисел имеет от 15 до 17 значащих цифр точности, и чем больше значащих цифр используются для задания фасета, тем меньше их доступно для задания барицентрических координат.

Как проиллюстрировано на фиг. 12, целочисленные идентификаторы фасетов, от 1 до 32 на этой фигуре, отображаются на спираль единичных квадратов вокруг начала отсчета. Показанное количество целых чисел является чисто иллюстративным и на практике может быть очень велико. В каждый квадрат отображаются два фасета 70. Каждый единичный квадрат 70, как показано на фиг. 13, содержит два дискретных треугольника 71, т.е. по одному фасету на треугольник, и эти треугольники не касаются ни друг друга, ни границы 72 единичного квадрата 70.

Устойчивость и совместимость с существующим механизмом для передачи позиций на традиционных поверхностях значительно снижает затраты на адаптацию традиционных приложений CAD к фасетной геометрии. Конкретный признак описанного способа состоит в том, что он позволяет потребителям реализовать функциональные возможности, не переписывая свое собственное программное обеспечение. Традиционные модели, предназначенные для работы на конструкции, построенной из данных представление границ, способны обрабатывать данные сетки поверхности без модификации. Спираль и структурная конфигурация целочисленных идентификаторов фасетов, показанная на фиг. 12, позволяют эффективно осуществлять способ.

На фиг. 14 показана блок-схема операций, более детально представляющая этапы обработки данных, которые позволяют осуществлять способ моделирования изделия, описанный на фиг. 11. После получения на этапе 51 данных сканирования на фасетной основе, которые обычно сохраняются 52 в хранилище в системе обработки данных, извлекается 60 естественная параметризация каждого треугольника, представляющего фасет. Эта естественная параметризация означает целочисленный идентификатор фасета и пару координат u, v, обеспечивающую параметризацию треугольника. Поскольку это означает три фрагмента данных, а не два, которые используются в модели представления границ, нужно генерировать 61 модифицированную параметризацию. Модификация определяет уникальную точку из пары координат u, v и использует 62 целочисленный идентификатор с его уникальной точкой в качестве двух параметров для осуществления связи с моделью представления границ. Процесс генерирования модифицированных параметров продолжается 63 по мере необходимости до получения полного множества модифицированных параметров для представления фасетов данных сканирования. В этом примере, затем может применяться этап вывода 53 данных сетки внутренней поверхности. Однако, в более общем случае, если модифицированная параметризация существует, то когда пользователь указывает на дисплее данные сетки в конкретной точке, модифицированная параметризация используется для информирования модели представления границ о точке на сеточной поверхности, представляющей интерес, чтобы она могла обеспечить пригодный ответ и соответственно обновить изображение на дисплее для пользователя.

Настоящее изобретение имеет ряд преимуществ над традиционными способами исполнения разных требований при проектировании изделия.

Конечно, специалистам в данной области техники очевидно, что некоторые этапы вышеописанных процессов, если они конкретно не указаны или не предписаны последовательностью операций, могут быть исключены, осуществляться параллельно или последовательно, или осуществляться в другом порядке.

Специалистам в данной области техники очевидно, что, для простоты и наглядности, полная конструкция и порядок работы всех систем обработки данных, пригодных для использования согласно настоящему изобретению, здесь не изображены и не описаны. Вместо этого, изображены и описаны только те системы обработки данных, которые являются уникальными для настоящего изобретения или необходимы для понимания настоящего изобретения. В остальном, конструкция и порядок работы системы 21 обработки данных могут согласовываться с любой из различных современных реализаций и практических применений, известных в технике.

Важно отметить, что, хотя изобретение включает в себя описание в отношении полнофункциональной системы, специалистам в данной области техники очевидно, что, по меньшей мере, участки механизма настоящего изобретения могут быть распределенными в форме инструкций, содержащихся в машинно-используемой, компьютерно-используемой или компьютерно-считываемой среде в любой из различных форм, и что настоящее изобретение применимо в равной степени независимо от конкретного типа среды переноса инструкций или сигналов или среды хранения, используемой для фактического осуществления распределения. Примеры машинно-используемых/считываемых или компьютерно-используемых/считываемых сред включают в себя: энергонезависимые, аппаратно программируемые среды, например, постоянную память (ROM) или электрически стираемую программируемую постоянную память (EEPROM), и среды с возможностью записи пользователем, например, флоппи-диски, жесткие диски и компакт-диски с возможностью только чтения (CD-ROM) или цифровые универсальные диски (DVD).

Хотя подробно описан иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники понятно, что возможны различные раскрытые здесь изменения, замены, вариации и улучшения не выходящие за рамки сущности и объема изобретения в его самой широкой форме.

Ничто из описанного в настоящей заявке не не указывает, что какой-либо конкретный элемент, этап или функция является существенным элементом, подлежащим включению в объем формулы изобретения: объем защиты изобретения определяется только разрешенными пунктами формулы изобретения. Кроме того, ни один из этих пунктов формулы изобретения не ссылается на 35 USC 112(f) в отсутствие конкретных слов "средство для", за которыми следует причастие.

Изобретение относится к способу, системе и компьютерно-читаемому носителю для моделирования изделия с использованием данных в разных форматах обработки данных. Технический результат заключается в повышении эффективности моделирования изделия. Способ содержит этапы, на которых: в системе обработки данных выводят данные, относящиеся к одной или нескольким первым частям изделия в первом формате; выводят данные, относящиеся к одной или нескольким вторым частям изделия во втором формате; причем первый формат содержит данные сетки и второй формат содержит классическое геометрическое представление; в системе обработки данных принимают инструкции выбора по меньшей мере одной первой части изделия, содержащей данные сетки; в системе обработки данных принимают инструкции выбора по меньшей мере одной второй части изделия, содержащей данные классического геометрического представления; и обеспечивают представление изделия, включающего в себя выбранные первые и вторые части. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Способ моделирования изделия с использованием данных в разных форматах обработки данных, причем способ осуществляют посредством системы обработки данных, причем способ содержит этапы, на которых:

в системе обработки данных выводят данные, относящиеся к одной или нескольким первым частям изделия в первом формате;

выводят данные, относящиеся к одной или нескольким вторым частям изделия во втором формате;

причем первый формат содержит данные сетки и второй формат содержит классическое геометрическое представление;

в системе обработки данных принимают инструкции выбора по меньшей мере одной первой части изделия, содержащей данные сетки;

в системе обработки данных принимают инструкции выбора по меньшей мере одной второй части изделия, содержащей данные классического геометрического представления; и

обеспечивают представление изделия, включающего в себя выбранные первые и вторые части.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором применяют операцию моделирования к одной или нескольким частям.

3. Способ по п. 2, в котором способ дополнительно содержит этап, на котором применяют смещение к одной или нескольким частям изделия.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором способ дополнительно содержит этап, на котором применяют признаки к одной или нескольким частям изделия посредством логических операций.

5. Способ по п. 4, в котором признаки содержат классическое геометрическое представление.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором выведенные данные сетки принимаются в системе обработки данных из отдельного источника.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором данные сетки выводятся из физического образца части.

8. Способ по п. 7, в котором данные сетки выводятся путем сканирования физического образца части.

9. Способ по п. 7 или 8, в котором способ дополнительно содержит этап, на котором сохраняют данные сетки в хранилище как совокупность фасетов.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором классическое геометрическое представление выводится путем имитации в системе обработки данных.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором способ дополнительно содержит этапы, на которых принимают инструкции выбора по меньшей мере одной части изделия для модификации;

если выбранная часть содержит классическое геометрическое представление, то применяют классическую геометрическую модификацию к геометрическому представлению части;

если выбранная часть содержит данные сетки, применяют модификацию на фасетной основе к данным сетки части; и

обеспечивают представление модифицированной части.

12. Способ по п. 11, в котором модификация содержит операцию моделирования.

13. Способ по п. 12, в котором операция моделирования применяется к объекту, содержащему как данные сетки, так и классическое геометрическое представление.

14. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором способ дополнительно содержит этап, на котором сохраняют представление изделия.

15. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором способ дополнительно содержит этапы, на которых извлекают данные из представления изделия и генерируют инструкции производства для производственного процесса.

16. Способ по п. 15, в котором инструкции производства содержат инструкции для аддитивного производства.

17. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором способ дополнительно содержит этапы, на которых извлекают данные из представления изделия и определяют по меньшей мере одно из посадки или зазора между частями изделия и массовых свойств изделия.

18. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором способ дополнительно содержит этапы, на которых извлекают данные из представления изделия и генерируют изображение для отображения или экспортируют данные для дополнительной обработки.

19. Система обработки данных, имеющая, по меньшей мере, процессор и память с возможностью доступа, причем система обработки данных выполнена с возможностью моделирования изделия, причем представление содержит:

в системе обработки данных вывод данных, относящихся к одной или нескольким первым частям изделия в первом формате;

вывод данных, относящихся к одной или нескольким вторым частям изделия во втором формате;

причем первый формат содержит данные сетки и второй формат содержит классическое геометрическое представление;

в системе обработки данных прием инструкций выбора по меньшей мере одной первой части изделия, содержащей данные сетки;

в системе обработки данных прием инструкций выбора по меньшей мере одной второй части изделия, содержащей классическое геометрическое представление; и

обеспечение представления изделия, включающего в себя выбранные первые и вторые части.

20. Система по п. 19, причем система дополнительно содержит дисплей, выполненный с возможностью вывода представления изделия.

21. Система по п. 19 или 20, причем система дополнительно содержит хранилище для хранения представления изделия.

22. Некратковременный компьютерно-читаемый носитель, закодированный исполнимыми инструкциями, которые, при выполнении, предписывают одной или нескольким системам обработки данных осуществлять способ моделирования изделия, содержащий:

в системе обработки данных вывод данных, относящихся к одной или нескольким первым частям изделия в первом формате;

вывод данных, относящихся к одной или нескольким вторым частям изделия во втором формате;

причем первый формат содержит данные сетки и второй формат содержит классическое геометрическое представление;

в системе обработки данных прием инструкций выбора по меньшей мере одной первой части изделия, содержащей данные сетки;

в системе обработки данных прием инструкций выбора по меньшей мере одной второй части изделия, содержащей данные классического геометрического представления; и,

обеспечение представления изделия, включающего в себя выбранные первые и вторые части.