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【I314696】物件之虛擬建構方法
| 公告號 | I314696 公開200725337 |
| 公告日 | 2009/09/11 |
| 公報卷期 | 36-26 |
| 證書號 | I314696 |
| 申請號 | 094145174 E |
| 申請日 | 2005/12/20 |
| 公報IPC | G06F 17/50(2006.01) |
| 當前IPC | G06F 17/50(2006.01) |
| 申請人 | 林栢村 桃園縣楊梅鎮長春西街94巷13弄3號; LIN, BOR TSUEN (TW); 張明仁 臺中市北屯區軍和街37號1樓; ZHANG, MING-REN (TW) |
| 當前專利權人 | 國立高雄科技大學 |
| 發明人 | 林栢村; LIN, BOR TSUEN (TW); 張明仁; ZHANG, MING-REN (TW) |
| 摘要 | 本案創作係為一種物件之虛擬建構方法,其目的係發展以物件所具備的某一設定特徵為基,而來進行物件的虛擬建構並實現物件設計:該物件所具備的某一設定特徵係可以機能為基,並透過堆疊機能特徵的方式來實現物件設計。本案創作以引伸模具結構堆疊設計為例,將引伸模具結構透過機能分析、機能拆解及幾何分析等過程,取得模具所有的機能特徵及其控制變數,做為堆疊設計的基本單元;於堆疊設計中包含模具設計知識庫、機能特徵知識庫、機能特徵模組及操作介面等,利用商用電腦輔助設計軟體及其應用程式介面結合程式語言,將其實現於電腦視窗的系統平台,來達到以機能為基之堆疊設計。 |
| 引用專利 | TW432303; TW580629; US2003/0065424A1 E; US2003/0167104A1 E; US2004/0236461A1 E |
專利範圍 
| 專利範圍 | 1.一種物件之虛擬建構方法，係以物件所具備的某一設定特徵為基，進行物件的虛擬建構並實現物件設計，該物件所具備的某一設定特徵可為設定的某一機能，並以該機能為基，透過堆疊該機能特徵的方式來實現物件設計；亦即將引伸物件結構透過設定機能分析、機能拆解及幾何分析過程，取得物件所有的機能特徵及其控制變數，做為堆疊設計的基本單元；於堆疊設計中包含物件設計知識庫、機能特徵知識庫、機能特徵模組及操作介面，利用商用電腦輔助設計軟體及應用程式介面結合程式語言，將其實現於電腦視窗的系統平台，來達到物件以機能特徵為基之虛擬建構堆疊設計。 2.依申請專利範圍第1項所述物件之虛擬建構方法，其中該堆疊設計方式係以取得物件所有的機能特徵及其控制變數，做為堆疊設計的基本單元由下而上堆疊設計。 3.依申請專利範圍第1項所述物件之虛擬建構方法，其中該物件結構所透過的機能分析係利用機能樹分析手法，將設計物件展開成任務機能以及支援機能與延伸機能等次機能，接著，推演設計物件全部的設計選項。 4.依申請專利範圍第1項所述物件之虛擬建構方法，其中該物件結構所透過的機能拆解係將設計物件拆解並區分為四個層級，依次為設計單元、次設計單元、機能零件以及機能特徵。 5.依申請專利範圍第1項所述物件之虛擬建構方法，其中該物件結構所透過的幾何分析係針對機能特徵在電腦輔助設計系統樹狀結構之幾何分類、分析對象名稱、幾何關連性，分析其幾何分類、分析對象名稱、幾何關聯性的重點為找出主要的控制變數及建立各元素間之關聯性。 6.依申請專利範圍第1項所述物件之虛擬建構方法，其中該堆疊設計方法的系統係可透過商用電腦輔助設計軟體 7.依申請專利範圍第1項所述物件之虛擬建構方法，其中該堆疊設計中所包含的設計知識庫係將設計資料經過系統化的整理，並轉換成電腦能處理的格式的設計知識庫。 8.依申請專利範圍第7項所述物件之虛擬建構方法，其中該設計資料的轉換分為兩部份，第一部份將物件的設計規範中之尺寸參數轉換為設計表，第二部份將物件的設計準則轉換為規則、公式和檢驗條件，以便在機能特徵設計時，限定尺寸範圍、計算設置數量及設置位置，並確認是否滿足設計準則。 9.依申請專利範圍第1項所述物件之虛擬建構方法，其中該機能特徵知識庫是將機能推演之機能特徵，再依據其功能特性分類，並將其結果系統化地整理成機能特徵類別清單，來分類大量的機能特徵；完成分類動作之後，分別將每一機能特徵之設計知識，包括設計表、設計規則、設計公式和檢驗條件，依其實體模型之尺寸、數量、位置和主要控制變數輸入該模型建置的機能特徵模組之中，作為後續實體模型設計之基礎；至此，以機能特徵為基彙整成一個設計知識庫的形式，供後續系統進行設計時可依其需求來快速選用及設計機能特徵。 10.依申請專利範圍第1項所述物件之虛擬建構方法，其中該機能特徵模組的建置，主要是將機能特徵資料庫和經過轉換之物件結構設計知識庫，整合到各個機能特徵模組之中；每個模組包含模型建置、設計表連結、規則和公式的建立及檢驗執行結果。 11.依申請專利範圍第9項所述物件之虛擬建構方法，其中該模型建置分為初始資訊建立、2D草圖建置與3D特徵建立，透過這三個模組即可建立機能特徵之幾何外型。 12.依申請專利範圍第9項所述物件之虛擬建構方法，其中該設計規則、公式與檢驗條件可以建立在模型建置模組的子模組中，作為模型之參數數值的判定邏輯，以確保模型設計的正確性。 13.依申請專利範圍第1項所述物件之虛擬建構方法，其中該操作介面之設計分為機能特徵資料庫之下拉式類別清單、多重頁籤之機能特徵子選單、主要控制變數調整器和狀態列。 14.一種物件之虛擬建構方法，係以物件所具備的某一設定特徵為基，進行物件的虛擬建構並實現物件設計，該物件所具備的某一設定特徵可為設定的某一機能，並以該機能為基，透過堆疊該機能特徵的方式來實現物件設計；其中該堆疊設計方法的系統包含設計知識庫、機能特徵知識庫、機能特徵模組及操作介面，藉透過商用電腦輔助設計軟體及其應用程式介面結合程式語言來開發，將其實現於電腦視窗的系統平台，以達機能特徵為基之堆疊設計系統。 15.依申請專利範圍第14項所述物件之虛擬建構方法，其中該堆疊設計方法的系統係可透過商用電腦輔助設計軟體 16.依申請專利範圍第14項所述物件之虛擬建構方法，其中該堆疊設計方法的系統所包含的設計知識庫係將設計資料經過系統化的整理，並轉換成電腦能處理的格式的設計知識庫。 17.依申請專利範圍第16項所述物件之虛擬建構方法，其中該設計資料的轉換分為兩部份，第一部份將物件的設計規範中之尺寸參數轉換為設計表，第二部份將物件的設計準則轉換為規則、公式和檢驗條件，以便在機能特徵設計時，限定尺寸範圍、計算設置數量及設置位置，並確認是否滿足設計準則。 18.依申請專利範圍第14項所述物件之虛擬建構方法，其中該機能特徵知識庫是將機能推演之機能特徵，再依據其功能特性分類，並將其結果系統化地整理成機能特徵類別清單，來分類大量的機能特徵；完成分類動作之後，分別將每一機能特徵之設計知識，包括設計表、設計規則、設計公式和檢驗條件，依其實體模型之尺寸、位置和主要控制變數輸入該模型建置的模組之中，作為後續實體模型設計之基礎；至此，以機能特徵為基彙整成一個設計知識庫的形式，供後續系統進行設計時可依其需求來快速選用及設計機能特徵。 19.依申請專利範圍第14項所述物件之虛擬建構方法，其中該機能特徵模組的建置，主要是將機能特徵資料庫和經過轉換之物件結構設計知識庫，整合到各個機能特徵模組之中；每個模組包含模型建置、設計表連結、規則和公式的建立及檢驗執行結果。 20.依申請專利範圍第18項所述物件之虛擬建構方法，其中該模型建置分為初始資訊建立、2D草圖建置與3D特徵建立，透過這三個模組即可建立機能特徵之幾何外型。 21.依申請專利範圍第18項所述物件之虛擬建構方法，其中該設計規則、公式與檢驗條件可以建立在模型建置模組的子模組中，作為模型之參數數值的判定邏輯，以確保模型設計的正確性。 22.依申請專利範圍第14項所述物件之虛擬建構方法，其中該操作介面之設計分為機能特徵資料庫之下拉式類別清單、多重頁籤之機能特徵子選單、主要控制變數調整器和狀態列。 |
| 詳細說明 | 【技術領域】 本案創作係為一種物件之虛擬建構方法，其目的係發展以物件所具備的某一設定特徵為基，而來進行物件的虛擬建構並實現物件設計；該物件所具備的某一設定特徵係可以機能為基，並透過堆疊機能特徵的方式來實現物件設計。 【先前技術】 物件的設計日益複雜，以2D CAD進行設計，因辨識不易，常發生干涉問題，且相當耗時，故設計人員需有多年的設計經驗才能獨力完成設計工作。而三維電腦輔助設計系統可清楚呈現與實物相符之實體模型，大幅改善2D視圖問題，此外，近年來個人電腦快速發展，高階三維電腦輔助設計系統亦可在個人電腦上使用，故個人電腦搭載高階三維電腦輔助設計系統已逐漸成為設計主流。 目前三維電腦輔助設計系統僅提供幾何參數之模型建立功能，並未提供模具設計者足夠且必要的設計知識，因此，有許多學者針對3D模型與設計知識庫的結合或專家系統進行研究。Im等人，結合了鍛造模擬軟體和商用CAD軟體進行球接頭的設計，同時自行開發使用者圖形介面(GUI)；Kong等人，利用Visual C＋＋在Solidworks  軟體上進行視窗介面的實體塑膠模具設計系統的開發；Myung and Han，透過商用專家系統軟體，即知識庫為基之設計法，與商用電腦輔助設計系統的結合，來實現基於組態設計方法之物件參數化的知識庫設計系統。在沖壓模具方面，鈑金製品的應用日趨廣泛，舉凡大型及高精度產品如汽車、航太產業及3C產業均可見其足跡。因此，沖壓鈑金模具技術儼然成為重要的生產製造技術；沖壓模具依其功能分成引伸、剪切及彎曲模具。面對高度競爭的環境，沖壓模具廠必須以較短的時間、較低的成本和較高的品質來開發模具，而使用電腦輔助設計系統是提升競爭力的方法之一。 複雜的模具設計工作需客制化系統來進行輔助設計；目前有沖壓模具設計的專用軟體如CADCEUS  ，其著重於模具的工法設計和模面處理的自動化，另外，也有架構於CATIA 之”add－on”軟體的開發如 ， 是利用區塊方式，預先設定好模具結構的建構模式，再由使用者依據其需求，逐一建立模具結構。無論如何，目前只有少數的模具結構設計自動化功能被延伸，仍有許多模具結構設計自動化的需求須仍未實現。【發明內容】 本案創作係為一種物件之虛擬建構方法，其目的係發展以物件所具備的某一設定特徵為基，而來進行物件的虛擬建構並實現物件設計；該物件所具備的某一設定特徵係可以機能為基，並透過堆疊機能特徵的方式來實現物件設計。 亦既可為一種能讓結構設計更有效率、彈性，且正確的以堆疊機能特徵(Functional Feature)的方式來堆疊設計的「物件之虛擬建構方法」，本案以堆疊引伸模具之機能特徵為例來說明堆疊設計方法，亦即實現引伸模具機能特徵解析過程及以機能為基之引伸模具堆疊設計系統。 藉由引伸模具結構透過機能分析(Functional Analysis)、機能拆解(Functional Decomposition)及幾何分析(Geometric Analysis)等過程，取得模具所有的機能特徵及其控制變數，做為堆疊設計的基本單元。而該堆疊設計系統包含模具設計知識庫、機能特徵知識庫、機能特徵模組及操作介面等。藉透過商用電腦輔助設計軟體CATIA  及其應用程式介面(API)結合程式語言VB 6，將其實現於電腦視窗Windows XP 的系統平台，來達到以機能為基之堆疊設計系統。在本案範例中，使用者透過操作介面，自機能特徵下拉式清單選擇待堆疊設計之機能特徵種類及型式，再至模具實體模型，選定該機能特徵的大略位置，系統隨即依據機能推論模組，將上述條件依設計知識庫之設計表、設計公式及設計規則計算該機能之數量、位置及尺寸，並完成實體建構同時依檢驗規則檢驗該設計結果。 【實施方式】 本案以所附圖式為例來說明本案物件之虛擬建構方法，但並不因此而侷限本案創作的運用範圍，舉凡利用本案創作技術運用於任何物件以機能為基，或其所具備的某一設定特徵為基，並透過堆疊或其他組合該機能或設定特徵的方式來實現物件虛擬建構者，均應屬本案專利的權利保障範圍。 一般而言，機械結構設計的目的是希望達到某一需求的功能，但是當機械結構為達到某一特定功能時，需要有許多輔助機能和延伸機能一同搭配，才能達成其目的；在滿足此功能的同時，機械結構亦變的複雜化了，如引伸模具的主要目的為引伸鈑件達製品形狀，可是引伸的過程中需定位鈑件、引導模具、…，為達到引伸鈑件的目的而延伸出許多次機能如第1圖所示，其中第1圖所示例模具沖頭(1)所須設計元件如安全區(11)、停止塊(12)、吊孔(13)、引導部(14)、滑板座面(15)、肋(16)、減輕孔(17)、壓力銷孔(18)、KEY鑰匙溝(19)、定位具孔(10)、U溝(101)、加工基準孔(102)，同時可將某些特定的結構標準化成幾種固定的類型。在綜觀每一種類型的機構設計方式可知，其可能因某些外在條件，如機構的加工方式、生產模式及其他特定的要求等，使得該機構具有特定的設計方式，也就是該機構的樣式是固定的幾種模式，而包含的內容也會隨著模式固定下來，如沖壓模具的加工設備是沖壓機台，故在模具上必定會設計可以將模具固定於床台上的鎖附特徵，此處稱為U溝(101)，因此，仔細觀察結構中的每一設計特徵，可以發現該特徵會提供至少一個以上的機能。 本案提出一種物件之虛擬建構方法，並以堆疊機能特徵的設計方法及以機能特徵為最小單元為例，並採用由下而上的堆疊設計方式，將幾個機能特徵組成機能部件(Functional part)，再把幾個機能部件組成一個設計單位或次設計單位，最後將可得到預期的機械結構。 以特徵為基的設計方法亦被稱為特徵設計法或以特徵為基之建模方法，係提供設計者一個特徵資料庫，以特徵集合的概念建置模型。然而，以機能為基之設計方法不同於以特徵為基之設計方法的地方在於：以特徵為基之設計方法是基於形狀特徵的設計方式如擠出、挖除、孔洞等實體特徵，這些特徵的目的是在一個零件上建置出設計者期望的形狀特徵；而以機能為基堆疊設計方法是一種基於機能特徵的設計方式如：凸轂、肋、吊鉤等，其目的是直接在機械結構中建置具有設計意涵的機能特徵，且機能特徵必須滿足以下條件： (i)應包含設計意涵。 (ii)需有與該功能相關聯之特徵集合。 (iii)需有與該功能相關聯之非幾何變數。 (iv)需表現出該功能的特性。 一般的三維模型的建構過程中，特徵的運算方式是採用布林運算法，以模具結構之U溝(101)為例[如第2a圖所示例]，假設一開始有一塊基板F0，接著在基板上建立U_Pad的聯集得到F0+F1的結果P1，再於P1加上U_Pocket的差集，完成U溝的特徵組合P2；但是對於本案機能特徵的組合而言，其幾何運算原理亦採布林運算，差別在於它是一個具有機能的組合特徵，因此，首先必須讓使用者認為操作元件(機能特徵)是一個個體，只需要呼叫並置入CAD環境之中就完成了特徵建置工作，這樣建置方式的運算原理如第2b圖所示例，即是直接將機能特徵FF1+F0，就可以直接得到P1。 而有關物件的機能推論方法在於：為能讓電腦能在建構實體結構時，以堆疊的形式呈現，故需瞭解模具結構、設計選項並將模具實體結構分解成機能特徵，為了簡便堆疊每個機能特徵，需尋找其主要控制變數及建立各元素間之關聯。 而推演沖壓模具之設計選項、機能特徵及機能特徵的主要控制變數，主要步驟包含：機能分析、功能拆解和幾何分析。 首先，機能分析係利用機能樹分析手法從機能的觀點，將模具結構展開成任務機能以及支援機能與延伸機能等次機能，接著，推演模具結構全部的設計選項；而功能拆解係將模具結構拆解並區分為四個層級，依次為設計單元、次設計單元、機能零件以及機能特徵等；幾何分析係針對機能特徵在電腦輔助設計系統樹狀結構之幾何分類、分析對象名稱、幾何關連性，分析其幾何分類、分析對象名稱、幾何關聯性的重點為找出主要的控制變數及建立各元素間之關聯性，此如第3圖所示例。 上述所述機能分析的目的是推演構成引伸模具之機能，藉以得到其設計選項。所謂機能是指產品所具有的目的與功能，而目的為該對象在動作後之預期效果，功能則是為達此目的應具備之理論性任務；另外，機能之定義以及物動詞+可量化名詞的形式表示，以沖壓模具的U溝(101)為例，其目的為定位模具，而功能為鎖附模具。引伸模具的機能分析以機能樹(Functional Tree)為工具，首先，以任務機能：引伸板件為其主機能，透過向後推論法則推演出支援機能與延伸機能，進一步推演可得到多組設計選項，如第4圖所示例。其中，有部分具體方法是具有選擇性的，如吊耳有三種形式，分別為吊耳螺栓、鑄入式螺帽和螺栓式等，設計者可依其設計需求從三者擇一；在圖形表示方面，以OR符號來分歧選擇的路徑。 關於機能拆解部分，在上述機能分析中已完成引伸模具的機能分析，同時也得到模具結構設計之設計選項。但是，設計選項只是一個表示該設計部分結構的方式，它可能包含了一個以上的機能特徵。例如第1圖的導跟引導結構，它只提供模具作動時的引導滑動的功能，但是在該結構中卻包含了滑板座面(15)、通水孔及補強肋(16)等三個機能特徵。一般而言，為解決複雜度較高的設計問題時，會將問題拆解成許多個子問題，再針對子問題進行分析，以期能完整的涵蓋和清楚的說明該設計問題。因此，需對設計選項進行階層式的功能分解，直到分解成機能特徵為止。 因此對於引伸模具之設計選項的功能拆解程序，如第5圖所示例，首先，把模具結構規劃為四個階層，分別為設計單元、次設計單元、機能部件及機能特徵等，其次將機能推演所得到之設計選項，依此四個階層來分解，當完成拆解工作之後，我們就可以得到模具結構中之所有的機能特徵。 而有關幾何分析的目的是為了在程式設計時可以穩定的操控幾何元素及簡易的控制機能特徵。幾何分析的探討對象是機能特徵中之幾何元素、幾何拘束和尺寸拘束等，通常在CAD系統，此三項幾何建置的歷程會記錄在2D的草圖中，因此需將U溝(101)的2D草圖從實體特徵(機能特徵)中分離出來，如第6圖所示例。接著以幾何分類、分析對象名稱、幾何關聯性等項目來分析草圖的幾何資訊，分析重點為找出主要的輸入變數及建立各元素間之關聯性，以沖壓模具之鎖附結構-U溝(101)為例，幾何分析的項目及要點分別為： (i)幾何分類：主要分類，區分出何者是CAD系統的基本元素、幾何元素或者拘束條件。 (ii)分析對象名稱：建議僅針對需要控制的參變數命名，其他物件依照CAD系統之流水號編排即可。 (iii)幾何關聯性：分析每一物件之間的關聯性，此步驟幫助程式設計師於程式撰寫時可正確的控制程式執行結果。 U溝(101)的幾何資訊如附件1所示，在附件1中文字框選部分的U Center是控制U溝(101)的關鍵變數，當改變U Center的值之後整個U溝(101)也會跟著移動。在幾何分析階段最重要的工作就是要找出類似U Center這種與功能相關之非幾何變數，方能在CAD系統中穩定的控制機能特徵。 有關系統實現部分，本案機能特徵堆疊設計系統除了前述之機能推演與分類之外，系統建構的主要部分尚包含：模具設計知識庫、機能特徵資料庫、機能特徵模組及使用者介面等[如第7圖所示例]。本創作設計系統之實施例係以架構於個人電腦並採用  V5為CAD環境，以 Visual Basic 6.0為系統語言且使用CAA V5 Automation API(Application Programming Interface)與 溝通。有關沖壓模具設計知識庫部分：為了讓模具設計之相關設計資料能和電腦輔助設計系統快速且容易的連結，需將模具設計資料經過系統化的整理，並轉換成電腦能處理的格式的模具設計知識庫。如第8圖所示，U溝(101)之設計規範以設計表方式呈現為例。 模具設計系統化整理是依據模具各個機能特徵，分類彙整龐大的模具設計資料。其中，各個機能特徵是前述機能推演之結果，把模具設計規範和設計準則等資料對應至各個機能特徵，如此即可完整地整理每一機能特徵的設計資訊，以便系統以機能特徵為基之設計。 在本案創作中，模具設計資料的轉換分為兩部份，第一部份將模具設計規範中之尺寸參數轉換為設計表，第二部份將模具設計準則轉換為規則、公式和檢驗條件等功能，以便機能特徵設計時，限定尺寸範圍、計算設置數量，並確認是否滿足設計準則，本部分以語法的方式建置。透過  與 Excel可連結的特性，將尺寸參數輸入在Excel表格中，如第9圖所示例，讓系統在實體建模時可以直接抓取該筆機能特徵之尺寸參數，達成設計資料轉換成數位資訊的目的。此外，如U溝(101)的設計會因模具重量的改變而有不同的設計規格尺寸，因此，機能特徵資料庫需搭配規格設計表使用。如此機能特徵可以在產生結構的同時讀取尺寸數值，透過這樣的方式即可規格化機能特徵。 關於機能特徵資料庫部分，是將前述之機能推演之機能特徵，再依據其功能特性分類，並將其結果系統化地整理成機能特徵類別清單，來分類大量的機能特徵；完成分類動作之後，分別將每一機能特徵之設計知識，包括設計表、設計規則、設計公式和檢驗條件，依其實體模型之尺寸、位置和主要控制參輸入該模型建置的模組之中，作為後續實體模型設計之基礎；至此，以機能特徵為基彙整成一個設計知識庫的形式，供後續系統進行設計時可依其需求來快速選用及設計機能特徵。 對於機能特徵的模組建置，主要是將機能特徵資料庫和經過轉換之模具結構設計知識庫，整合到各個機能特徵模組之中。每個模組包含模型建置、設計表連結、規則和公式的建立及檢驗執行結果等次模組。 模型建置分為初始資訊建立、2D草圖建置與3D特徵建立，透過這三個模組即可建立機能特徵之幾何外型；而設計規格表是透過程式呼叫既存的Excel表單，將模型中的變數和Excel的欄位做連結；設計規則、公式與檢驗條件等可以建立在模型建置模組的子模組中，作為模型之參數數值的判定邏輯，以確保模型設計的正確性；本文以U溝的語法為例，將機能特徵建置的程序示意如附件2所示。 使用者人機介面之設計分為機能特徵資料庫之下拉式類別清單(a)、多重頁籤之機能特徵子選單(b)、主要控制變數調整器(c)和狀態列(d)等，如第10圖所示例。 由於模具結構相當複雜，因此，本案透過前述之功能特性加以區分，分類之機能特徵資料庫如圖之下拉式清單內容所示；當使用者選定清單中的某一類別之後，下方之多重頁籤之機能特徵子選單的畫面將變更為使用者所選定的機能特徵類別，本系統以這兩個層次的選取動作來滿足模具結構之多樣性的需求。 在機能特徵的操作方面，本案介面特別設有醒目提醒畫面，也就是當使用者按下左方的機能特徵建置按鈕之後，在子選單的右方會出現下一步該點選哪裡之操作提示；當機能特徵建置完成之後，使用者透過按鈕下方的主要控制變數調整器，可彈性的調整該機能特徵之主要控制變數，藉此變更機能特徵的位置，而在主要控制變數調整的同時，刻度器下方的狀態列會同步顯示該出該機能特徵相對於絕對中心的數值，供使用者進行精確的調整。 本案實例說明：本案以引擎蓋板之引伸模具設計為例，透過三維電腦輔助堆疊設計系統，以機能特徵為設計單元，逐步堆疊設計模具結構。如第11圖顯示堆疊設計模具結構之U溝(101)機能特徵模組。 首先，系統載入機能特徵選用視窗，如步驟一(A)所示，設計者選擇所要堆疊的零件類別，如上模相關、壓料塊相關、......，接著  系統載入沖壓引伸模具標準結構之3D實體模型，如步驟二(B)所示。按下U溝的按鈕之後，在按鈕的右方出現提示圖示，該圖示提醒user此步驟應點選 畫面中之對應欲建立機能特徵的位置，如步驟三(C)所示，待點選完成之後，程式將點選結果轉換為數據資料，亦即初始條件，接下來程式開始執行機能特徵建置工作，其中包括將特徵之位置、尺寸及數量，如步驟四(D)所示。在機能特徵建置完成的同時，若該機能特徵的置入位置(設計條件)違反設計準則，則在 畫面中將跳出警告視窗，如步驟五(E)所示，提醒使用者該機能特徵所違反的狀態。在CAD系統中，提升模具結構設計效率的要點在於提高電腦輔助設計系統的自動化程度。在自動化方面，本案系統試圖提供使用者一個簡單且易於使用的操作介面，同時儘量簡化操作程序。例如在選擇所要設計之機能特徵以清單及類別索引方式供使用者點選，另外在機能特徵幾何圖形建構位置，利用使用者的滑鼠點選位置作為初始條件，而不需於建立機能特徵之前先建立點、線或面等初始條件的方式，來簡化初始條件的建置。 為了確保設計品質，必須讓電腦輔助設計系統自動檢驗設計是否符合該設計規範。本案系統將繁瑣的設計規範與準則轉換成檢驗規則，當機能特徵建置時，系統將自動檢驗該機能特徵是否合於設計規範與準則。為了讓機能特徵的設計能更具彈性，本案之操作介面上設有微調機能特徵位置的刻度，其功能為控制該機能特徵之主要控制變數，讓使用者在符合設計規範的條件之下進行調整。 故，本案創作在  系統將機能特徵以堆疊設計出模具結構實體。同時亦以實例演示本電腦輔助堆疊設計系統的實現方式，且上述方式亦可應用於其他電腦輔助設計系統，以機能為基來堆疊設計一般物件。另外，本創作透過機能導向方法之機能樹分析、功能拆解及幾何分析等，有系統的分析沖壓模具結構，以取得其機能特徵及主要控制變數。 同時，本創作電腦輔助堆疊設計系統，利用更直覺、簡化的堆疊設計方式，以提升設計效率，並自動透過設計規範轉換而成之規則檢驗，以確保設計品質。而於系統在選用機能特徵介面中亦設有微調刻度功能，以增加機能特徵設計彈性。 【圖式簡單說明】 第1圖：引伸模具的下模。 第2a圖：U溝的建模範例[以特徵為基]。 第2b圖：U溝的建模範例[以機能為基]。 第3圖：機能特徵資料庫的建構流程。 第4圖：引伸模具的機能樹。 第5圖：沖壓模具之機能特徵階層。 第6a圖：U溝之機能拆解[U溝的幾何特徵]。 第6b圖：U溝之基本幾何元素。 第7圖：機能特徵堆疊設計系統之建構流程。 第8圖：模具裝配用U溝形狀尺寸設計規範。 第9圖：將規格表轉換至Excel中。 第10圖：堆疊系統之使用者介面。 第11圖：以機能為基設計系統堆疊U溝結構。 附件1：U溝的幾何資訊。 附件2：U溝-機能特徵的建構語法。 |
| 符號說明 | 1．．．沖頭 11．．．安全區 12．．．停止塊 13．．．吊孔 14．．．引導部 15．．．滑板座面 16．．．肋 17．．．減輕孔 18．．．壓力銷孔 19．．．KEY鑰匙溝 10．．．定位具孔 101．．．U溝 102．．．加工基準孔 a．．．機能特徵資料庫之下拉式類別清單 b．．．多重頁籤之機能特徵子選單 c．．．主要控制變數調整器 d．．．狀態列 A．．．步驟一 B．．．步驟二 C．．．步驟三 D．．．步驟四 E．．．步驟五 |
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