JP2000076310A - ３次元ソリッドｃａｄデータのフィレット曲率修正システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３次元ソリッドCADに於いてフィレットの折
り目を検出、修正する． 【解決手段】 ３次元ソリッドCADデータについて、フ
ィレットを検索して曲率を検出し、曲率変化が所定値以
上である箇所を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元ソリッドCA
Dデータを作成後のフィレットの検証、修正に関する。

【０００２】製品設計を行う際、CADデータを作成しCAE
/CAMに使用することが多くある。特に、CAEでの活用範
囲が広い３次元ソリッドCADを使用することが多くなっ
ている。３次元ソリッドCADでのモデリング工程は、フ
ィレットを除く基本形状を作成し、これに必要に応じて
抜け勾配を付与し、最後にフィレット処理を施す。

【０００３】上述した工程の中で、最後のフィレット処
理で大きな工数を費やしている。これは、以下のような
ことが原因である。フィレット処理は、処理を施すエッ
ジを指定し、フィレットの半径、あるいは直径を指示す
ることで実行される。ところが、このエッジや半径によ
って作成されるフィレットが滑らかにならず、折れ曲が
ってしまうことがある。これはCAD内の処理方法とその
時の演算誤差に起因する。特にCAMで使用する時、この
折り目が加工物にそのまま反映してしまうため、視覚的
に折り目を探し、折り目近傍の曲面を修正して滑らかに
する必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにフィレッ
ト処理の修正を行う場合、従来はフィレットの折り目を
視覚的に検出し、その不良箇所を除去して新たな曲面を
作成するという手順を行っている。そのため、視覚的な
検出では見落としも多く、CAM作業後に加工物となって
初めて検出される不良箇所がある上、不良箇所の曲面の
作成も全て設計者のコマンド手入力で行われるため非常
に工数がかかる、という問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る３次元ソリ
ッドCADデータのフィレット曲率修正システムは、３次
元ソリッドCADデータについて、そのフィレットを検索
して曲率を検出し、曲率変化が所定値以上である箇所を
修正することを特徴とする。

【０００６】さらに詳細には本発明に係わる３次元ソリ
ッドCADデータのフィレット曲率修正システムは、３次
元ソリッドCADデータからフィレットを検索するステッ
プ１と、検索したフィレット上に曲線を作成するステッ
プ２と、この曲線及びフィレット輪郭線の接線情報から
曲率変化を検出するステップ３と、この曲率変化に基づ
きフィレットとこれに隣接する曲面を修正するステップ
４とを有することを特徴とする。

【０００７】さらに本発明に係わる３次元ソリッドCAD
データのフィレット曲率修正システムにおいて、ステッ
プ２でx,y,z軸の各方向からフィレットを平面に投影し
た幅に応じて曲線の本数を決定することを特徴とする。

【０００８】さらに本発明に係わる３次元ソリッドCAD
データのフィレット曲率修正システムにおいて、ステッ
プ４で検出した曲率変化が所定値以上である場合、その
部分のフィレット及びこれに隣接する曲面を修正するこ
とを特徴とする。

【０００９】

【発明実施の形態】以下、本発明に係わる３次元ソリッ
ドＣＡＤデータのフィレット曲率修正システムについ
て、その実体の形態を示す図面を参照して具体的に説明
する。

【００１０】図１はＣＡＤデータの作成に係るシステム
のフローチャートを示す模式図である。まず基本形状を
作成する（S1）。次に、基本形状に必要なフィレット処
理を施す（S2）。フィレットの折り目の有無を確認し
（Ｓ３）、この後の作業に於いてフィレットの折り目を
削除する必要がない場合は、作成した形状を無修正で使
用すれば良いので処理は終了である。削除する必要があ
る場合はS4に進む。

【００１１】S4ではフィレット曲率検出、修正の処理に
係るパラメータを入力する。パラメータはフィレット輪
郭線間に作成する曲線の間隔、作成した曲線とフィレッ
ト輪郭線上の接線摘出の間隔、さらに折り目と見なす接
線間の角度である。

【００１２】次いで、形状が持つフィレットの検索を行
う。検索は形状が持つ履歴に依存し、フィレット処理実
行コマンドにより作成された曲面を全て認識する（S
5）。同時に全ての曲面が持つ属性を認識してフィレッ
トの検索漏れを防止する。形状をX,Y,Z軸のそれぞれの
方向から見たときのフィレット輪郭線を平面に投影し、
平面上の輪郭線間にS4の設定値に基づき曲線を作成す
る。作成した曲線を再度フィレットに投影して、フィレ
ット上に３次元曲線を作成する（S6）。フィレット上の
３次元曲線とフィレット輪郭線についてS4の設定値に基
づき接線を摘出し（S7）、接線n本目と接線n+1本目との
なす角度を判定して所定値以上であれば折り目と見なす
（S8）。

【００１３】S9では接線情報を修正し、折り目を削除す
る。この手順について以下に説明する。得られた接線間
の角度が前後で所定値以上に異なり、折り目と見なされ
た場合、最初に折り目を含むフィレットを削除し、フィ
レット上の曲線とフィレット輪郭線に多数の点群を発生
させる。これらの点群を用いて滑らかな自由曲線を再作
成する。再作成された自由曲線は元の曲線上の点を通過
するので、点群の間隔設定により設計者が所望するトレ
ランスを保証する滑らかな曲線とできる。また、連続す
る他のフィレット上の曲線と接線性を保証して作成する
ことで、フィレット間の折り目は発生しない。フィレッ
ト輪郭線に折り目がある場合は同様の処理を行うが、こ
の場合、再作成したフィレット輪郭線を隣接する自由曲
面上に投影し、このフィレット輪郭線で隣接する自由曲
面をトリム処理を行い、境界線を一致させる。これらの
再作成した自由曲線群と連続するフィレットの境界線か
ら滑らかな曲面を再作成する。曲面再作成時は連続する
フィレットとの接線性を考慮する。

【００１４】再作成したフィレットに対して折り目がな
いか確認する必要がある場合、再度S5から処理を行う
（S9）。ない場合は、修正前後の形状が画面上に表示さ
れ、通常のCAD操作を行うことができるので、必要な寸
法値の確認等を行い、設計者により修正前後のどちらを
採用するか決定する。修正前後の形状とも満足できない
場合はS4に戻り、パラメータを変更して再度処理を行う
（S10）。

【００１５】

【実施例】以下、本発明実施の一例を図に基づいて説明
する。

【００１６】まず、作業を開始するとステップ１の基本
形状の作成を行う。実施例では図２に示すような形状と
した。次にステップ２としてフィレット処理を行う。フ
ィレット処理を施した形状を図３に示す。フィレット処
理は３次元ソリッドCADが持つフィレット処理コマンド
によって実行され、形状はこの履歴を持つ。

【００１７】ステップ３によりフィレット修正を行うか
否かを決定する。実施例では修正を行うためステップ４
に進む。ステップ４のパラメータ設定は形状特性によっ
て適切な値を設定する必要がある。実施例の形状は最小
フィレット部のＲが10mmであり、比較的単純な形状と言
える。これを考慮して、曲線作成間隔を5mm、接線摘出
間隔を0.05mm、折り目判定値を90°とした。

【００１８】システムは最初に形状が持つ履歴からフィ
レットを検索する（S5）。次にフィレット輪郭線に対し
てX,Y,Z軸方向を視点とした投影図を作成し、平面上で
この間に曲線を作成する。ステップ４の設定から、これ
ら曲線間隔は5mmである。Z軸方向に投影したフィレット
輪郭線と曲線を図４に示す。再度フィレット上に投影し
た曲線を図５に示す。図５は説明のため曲線のみを取り
出した形状である。

【００１９】次にシステムは取り出した曲線について、
0.05mm毎に接線を発生させ、隣り合う接線間の角度を計
算する。これが判定値として設定した90°以上の場合、
折り目有りと見なし、修正を行う。実施例では折り目が
検出されたため、曲線上に点群を発生させ、これに基づ
き曲線を再度作成する（図６）。この曲線を用い、他の
隣接する曲面との接線性を保ちながら曲面を作成する。
作成された曲面は元の曲面と重ねて表示され、設計者に
選択を求める（図７）。最終的に折り目を排除して再作
成された形状を図８に示す。この結果、設計者は簡単な
パラメータの入力と確認のみで作業を大幅に軽減するこ
とが出来た。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明に係わる３
次元ソリッドCADデータのフィレット曲率修正システム
ではフィレットの折り目を検索し、修正を行うので、従
来例に見られたフィレットを視覚的に検索し、手入力で
修正を行うという余分な作業を省略でき、３次元ソリッ
ドCADデータのモデリング工数を低減してその処理時間
の大幅な短縮が可能となる等、本発明は優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明システムのフローチャート。

【図２】実施例の基本形状。

【図３】実施例のフィレット付与後の形状。

【図４】Ｚ軸方向に投影されたフィレット輪郭線。

【図５】フィレット上に再度投影された曲線。

【図６】曲線再作成のために発生させた点群。

【図７】再作成された曲面と元の曲面。

【図８】実施例の修正後の形状。

【符号の説明】

１ フィレット、２ フィレット輪郭線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元ソリッドCADデータについて、フ
   ィレットを検索して曲率を検出し、曲率変化が所定値以
   上である箇所を修正する３次元ソリッドCADデータのフ
   ィレット曲率修正システム。
2. 【請求項２】 ３次元ソリッドCADデータからフィレッ
   トを検索するステップ１と、検索したフィレット上に曲
   線を作成するステップ２と、この曲線及びフィレット輪
   郭線の接線情報から曲率変化を検出するステップ３と、
   この曲率変化に基づきフィレットとこれに隣接する曲面
   を修正するステップ４とを有することを特徴とする請求
   項１記載の３次元ソリッドCADデータのフィレット曲率
   修正システム。
3. 【請求項３】 前記ステップ２でX,Y,Z軸の各方向から
   フィレットを平面に投影した幅に応じて曲線の本数を決
   定することを特徴とする請求項２に記載の３次元ソリッ
   ドCADデータのフィレット曲率修正システム。
4. 【請求項４】 前記ステップ４で検出した曲率変化が所
   定値以上である場合、その部分のフィレット及びこれに
   隣接する曲面を修正する請求項２又は３に記載の３次元
   ソリッドCADデータのフィレット曲率修正システム。