JP2003208452A - ３次元形状処理装置、プログラムおよび３次元形状処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３次元形状モデルを構成する各３次元形状要
素間にどのような幾何関係があるのかを一目で識別する
ことができるような３次元形状処理装置、プログラムお
よび３次元形状処理方法を提供する。 【解決手段】 面合わせの位置関係または軸合わせの位
置関係にあるアセンブリ階層中の３次元形状要素Ａ，Ｂ
を互いに分解して引き離すように移動するとともに、移
動された３次元形状要素間Ａ，Ｂには各３次元形状要素
Ａ，Ｂの互いの軸または面を対応付ける分解線Ｃを付
す。これにより、３次元形状モデルを構成する各３次元
形状要素Ａ，Ｂを分解した様子を分解線Ｃによって各３
次元形状要素Ａ，Ｂの互いの軸または面に対応付けられ
た状態で見ることができるので、各３次元形状要素Ａ，
Ｂ間にどのような幾何関係があるのかを一目で識別する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、３次元Ｃ
ＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ／ＣＧなど３次元形状モデルを扱
う分野における３次元形状処理装置、プログラムおよび
３次元形状処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】３次元ＣＡＤ／ＣＧシステムなどの普及
により、３次元立体形状を表現した３次元形状データの
利用者層が拡大している。近年は、シミュレーションや
組み立て性の検証、さらには実際の製品組み立てのため
の作業手順書の作成などにおいても３次元形状データが
有効に活用されている。なお、３次元立体形状とは、例
えば境界表現形式のソリッドモデルデータとして生成さ
れた形状を指し、境界表現形式のソリッドモデルとは、
稜線や頂点や面というような要素により３次元空間上に
閉じた領域を定義し、中身の詰まった立体を表現したも
のである。

【０００３】このような３次元ＣＡＤシステムなどで例
えば前記した組み立て手順書を作成する際には、製品を
構成するサブアセンブリや部品を一定の間隔にばらして
配置した様子を図示した分解図（あるいは組立図）が不
可欠である。

【０００４】従来においては、このような分解図（ある
いは組立図）は、３次元立体形状を表現した２次元図面
をもとに専門家が手作業により作成する場合が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２次元
図面から手作業により分解図（あるいは組立図）を作成
するには多大なコストと時間がかかった。また、図面が
完成した後は、個々の部品を移動する距離や、モデルを
見ているときの視点などだけを調整することが不可能で
あったので、完成した図面が所望のものでなかった場合
には、図面を最初から作成し直さねばならなかった。

【０００６】一方、製品設計に利用したＣＡＤシステム
を用いて個々の部品を移動した結果を表示し、それを図
面に用いる方法も考えられるが、その場合、製品を構成
する個々の部品をばらして適当な位置に配置する作業を
ＣＡＤシステムの利用者（操作者）が部品毎に行う必要
があり、それを手作業で行うにはそれなりの時間を要し
てしまう。

【０００７】本発明の目的は、３次元形状モデルを構成
する各３次元形状要素間にどのような幾何関係があるの
かを一目で識別することができるような３次元形状処理
装置、プログラムおよび３次元形状処理方法を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の３
次元形状処理装置は、複数の３次元形状要素から構成さ
れる３次元形状モデルを処理する３次元形状処理装置に
おいて、アセンブリ階層中にある前記３次元形状要素間
の面合わせの位置関係または軸合わせの位置関係を検出
し、その位置関係にある前記各３次元形状要素を互いに
分解して引き離すように移動する移動手段と、この移動
手段により移動された前記３次元形状要素間に、前記各
３次元形状要素の互いの軸または面を対応付ける分解線
を付する分解線付与手段と、を備える。

【０００９】したがって、面合わせの位置関係または軸
合わせの位置関係にあるアセンブリ階層中の３次元形状
要素が、互いに分解されて引き離されるように移動され
るとともに、移動された３次元形状要素間には各３次元
形状要素の互いの軸または面を対応付ける分解線が付さ
れる。これにより、３次元形状モデルを構成する各３次
元形状要素が分解された様子を分解線によって各３次元
形状要素の互いの軸または面に対応付けられた状態で見
ることが可能になるので、各３次元形状要素間にどのよ
うな幾何関係があるのかが一目で識別可能になる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の３
次元形状処理装置において、一対の前記３次元形状要素
間に軸合わせの位置関係がある場合に、前記分解線付与
手段は、軸合わせの軸の方向を前記分解線の両端の線分
の方向とし、かつ、一対の前記３次元形状要素のうち一
方の前記３次元形状要素の境界箱と前記軸との交点を前
記分解線の一方の端点とし、他方の前記３次元形状要素
の境界箱と前記軸との交点を前記分解線の他方の端点と
して、前記分解線を作成する。

【００１１】したがって、軸合わせの位置関係にある分
解された３次元形状要素間に、分解線を確実に作成する
ことが可能になる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の３
次元形状処理装置において、一対の前記３次元形状要素
間に面合わせの位置関係がある場合に、前記分解線付与
手段は、面合わせの面の法線方向を前記分解線の両端の
線分の方向とし、かつ、一対の前記３次元形状要素のう
ち一方の前記３次元形状要素の前記面の境界箱の中心を
前記分解線の一方の端点とし、他方の前記３次元形状要
素の前記面の境界箱の中心を前記分解線の他方の端点と
して、前記分解線を作成する。

【００１３】したがって、面合わせの位置関係にある分
解された３次元形状要素間に、分解線を確実に作成する
ことが可能になる。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１記載の３
次元形状処理装置において、一対の前記３次元形状要素
間に軸合わせの位置関係および面合わせの位置関係があ
り、かつ、軸合わせの軸の方向と面合わせの面の法線方
向が一致している場合に、前記分解線付与手段は、軸合
わせの軸の方向または面合わせの面の法線方向を前記分
解線の両端の線分の方向とし、かつ、一対の前記３次元
形状要素のうち一方の前記３次元形状要素（Ａ）の前記
軸と前記面との交点を前記分解線の一方の端点（ａ）と
し、他方の３次元形状要素（Ｂ）の前記軸と前記面との
交点を前記分解線の他方の端点（ｂ）とし、前記端点
（ａ）から前記軸の方向にのばした直線が前記３次元形
状要素（Ａ）と複数の交点をもつ場合には前記端点
（ｂ）に最も近い交点をあらためて前記分解線の一方の
端点（ａ）とし、前記端点（ｂ）から前記軸の方向にの
ばした直線が前記３次元形状要素（Ｂ）と複数の交点を
もつ場合には前記端点（ａ）に最も近い交点をあらため
て前記分解線の他方の端点（ｂ）として、前記分解線を
作成する。

【００１５】したがって、軸合わせの位置関係および面
合わせの位置関係にあり、かつ、軸合わせの軸の方向と
面合わせの面の法線方向が一致している分解された３次
元形状要素間に、分解線を確実に作成することが可能に
なる。

【００１６】請求項５記載の発明のプログラムは、複数
の３次元形状要素から構成される３次元形状モデルの処
理をコンピュータに実行させるプログラムであって、ア
センブリ階層中にある前記３次元形状要素間の面合わせ
の位置関係または軸合わせの位置関係を検出し、その位
置関係にある前記各３次元形状要素を互いに分解して引
き離すように移動する移動機能と、この移動機能により
移動された前記３次元形状要素間に、前記各３次元形状
要素の互いの軸または面を対応付ける分解線を付する分
解線付与機能と、を前記コンピュータに実行させる。

【００１７】したがって、面合わせの位置関係または軸
合わせの位置関係にあるアセンブリ階層中の３次元形状
要素が、互いに分解されて引き離されるように移動され
るとともに、移動された３次元形状要素間には各３次元
形状要素の互いの軸または面を対応付ける分解線が付さ
れる。これにより、３次元形状モデルを構成する各３次
元形状要素が分解された様子を分解線によって各３次元
形状要素の互いの軸または面に対応付けられた状態で見
ることが可能になるので、各３次元形状要素間にどのよ
うな幾何関係があるのかが一目で識別可能になる。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項５記載のプ
ログラムにおいて、一対の前記３次元形状要素間に軸合
わせの位置関係がある場合に、前記分解線付与機能は、
軸合わせの軸の方向を前記分解線の両端の線分の方向と
し、かつ、一対の前記３次元形状要素のうち一方の前記
３次元形状要素の境界箱と前記軸との交点を前記分解線
の一方の端点とし、他方の前記３次元形状要素の境界箱
と前記軸との交点を前記分解線の他方の端点として、前
記分解線を作成する。

【００１９】したがって、軸合わせの位置関係にある分
解された３次元形状要素間に、分解線を確実に作成する
ことが可能になる。

【００２０】請求項７記載の発明は、請求項５記載のプ
ログラムにおいて、一対の前記３次元形状要素間に面合
わせの位置関係がある場合に、前記分解線付与機能は、
面合わせの面の法線方向を前記分解線の両端の線分の方
向とし、かつ、一対の前記３次元形状要素のうち一方の
前記３次元形状要素の前記面の境界箱の中心を前記分解
線の一方の端点とし、他方の前記３次元形状要素の前記
面の境界箱の中心を前記分解線の他方の端点として、前
記分解線を作成する。

【００２１】したがって、面合わせの位置関係にある分
解された３次元形状要素間に、分解線を確実に作成する
ことが可能になる。

【００２２】請求項８記載の発明は、請求項５記載のプ
ログラムにおいて、一対の前記３次元形状要素間に軸合
わせの位置関係および面合わせの位置関係があり、か
つ、軸合わせの軸の方向と面合わせの面の法線方向が一
致している場合に、前記分解線付与機能は、軸合わせの
軸の方向または面合わせの面の法線方向を前記分解線の
両端の線分の方向とし、かつ、一対の前記３次元形状要
素のうち一方の前記３次元形状要素（Ａ）の前記軸と前
記面との交点を前記分解線の一方の端点（ａ）とし、他
方の３次元形状要素（Ｂ）の前記軸と前記面との交点を
前記分解線の他方の端点（ｂ）とし、前記端点（ａ）か
ら前記軸の方向にのばした直線が前記３次元形状要素
（Ａ）と複数の交点をもつ場合には前記端点（ｂ）に最
も近い交点をあらためて前記分解線の一方の端点（ａ）
とし、前記端点（ｂ）から前記軸の方向にのばした直線
が前記３次元形状要素（Ｂ）と複数の交点をもつ場合に
は前記端点（ａ）に最も近い交点をあらためて前記分解
線の他方の端点（ｂ）として、前記分解線を作成する。

【００２３】したがって、軸合わせの位置関係および面
合わせの位置関係にあり、かつ、軸合わせの軸の方向と
面合わせの面の法線方向が一致している分解された３次
元形状要素間に、分解線を確実に作成することが可能に
なる。

【００２４】請求項９記載の発明の３次元形状処理方法
は、複数の３次元形状要素から構成される３次元形状モ
デルを処理する３次元形状処理方法であって、アセンブ
リ階層中にある前記３次元形状要素間の面合わせの位置
関係または軸合わせの位置関係を検出し、その位置関係
にある前記各３次元形状要素を互いに分解して引き離す
ように移動する移動工程と、この移動工程により移動さ
れた前記３次元形状要素間に、前記各３次元形状要素の
互いの軸または面を対応付ける分解線を付する分解線付
与工程と、を含む。

【００２５】したがって、面合わせの位置関係または軸
合わせの位置関係にあるアセンブリ階層中の３次元形状
要素が、互いに分解されて引き離されるように移動され
るとともに、移動された３次元形状要素間には各３次元
形状要素の互いの軸または面を対応付ける分解線が付さ
れる。これにより、３次元形状モデルを構成する各３次
元形状要素が分解された様子を分解線によって各３次元
形状要素の互いの軸または面に対応付けられた状態で見
ることが可能になるので、各３次元形状要素間にどのよ
うな幾何関係があるのかが一目で識別可能になる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１ない
し図７に基づいて説明する。

【００２７】図１は、本発明が適用される３次元形状処
理装置１のハードウェア構成を概略的に示すブロック図
である。図１に示すように、３次元形状処理装置１は、
例えばパーソナルコンピュータやワークステーションで
あり、コンピュータの主要部であって各部を集中的に制
御するＣＰＵ（Central Processing Unit）２を備えて
いる。このＣＰＵ２には、ＢＩＯＳなどを記憶した読出
し専用メモリであるＲＯＭ（Read Only Memory）３と、
各種データを書換え可能に記憶するＲＡＭ（Random Acc
ess Memory）４とがバス５で接続されている。ＲＡＭ４
は、各種データを書換え可能に記憶する性質を有してい
ることから、ＣＰＵ２の作業エリアとして機能し、例え
ば入力バッファ等の役割を果たす。

【００２８】さらにバス５には、外部記憶装置であるＨ
ＤＤ（Hard Disk Drive）６と、配布されたプログラム
であるコンピュータソフトウェアを読み取るための機構
としてＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ７を読み取るＣＤ
−ＲＯＭドライブ８と、３次元形状処理装置１とネット
ワーク９との通信を司る通信制御装置１０と、キーボー
ドやマウスなどの入力装置１１と、ＣＲＴ（Cathode Ra
y Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表
示装置１２とが、図示しないＩ／Ｏを介して接続されて
いる。

【００２９】図１に示すＣＤ−ＲＯＭ７は、この発明の
記憶媒体を実施するものであり、ＯＳ（Operating Syst
em）や各種コンピュータソフトウェアが記憶されてい
る。ＣＰＵ２は、ＣＤ−ＲＯＭ７に記憶されているコン
ピュータソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭドライブ８で読み
取り、ＨＤＤ６にインストールする。

【００３０】なお、記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ７
のみならず、ＤＶＤなどの各種の光ディスク、各種光磁
気ディスク、フレキシブル・ディスクなどの各種磁気デ
ィスク等、半導体メモリ等の各種方式のメディアを用い
ることができる。また、通信制御装置１０を介してイン
ターネットなどのネットワーク９からコンピュータソフ
トウェアをダウンロードし、ＨＤＤ６にインストールす
るようにしてもよい。この場合に、送信側のサーバでコ
ンピュータソフトウェアを記憶している記憶装置も、こ
の発明の記憶媒体である。なお、コンピュータソフトウ
ェアは、所定のＯＳ（Operating System）上で動作する
ものであってもよいし、その場合に後述の各種処理の一
部の実行をＯＳに肩代わりさせるものであってもよい
し、所定のアプリケーションソフトやＯＳなどを構成す
る一群のプログラムファイルの一部として含まれている
ものであってもよい。

【００３１】このシステム全体の動作を制御するＣＰＵ
２は、このシステムの主記憶として使用されるＨＤＤ６
上にロードされたコンピュータソフトウェアに基づいて
各種処理を実行する。

【００３２】次に、３次元形状処理装置１のＣＰＵ２が
コンピュータソフトウェアに基づいて実行する各種処理
の内容について説明する。図２は、３次元形状処理装置
１の機能ブロック図である。図２に示すように、当該装
置は、入力装置１１からの操作情報や３次元形状データ
の入力を許容する機能を発揮する入力部１３、３次元形
状データをＨＤＤ６に記憶させたり３次元形状データを
管理したりする形状記憶管理部１４、アセンブリされた
状態（３次元形状モデル）からサブアセンブリや部品な
ど部分モデル（３次元形状要素）を引き離して移動させ
ることにより移動手段として機能するモデル移動処理部
１５、サブアセンブリや部品など部分モデルの分解移動
を示す分解線を付することにより分解線付与手段として
機能する分解線処理部１６およびアセンブリされた３次
元立体形状のモデルやそれが分解されたサブアセンブリ
や部品など部分モデルを表示装置１２に表示させる機能
を発揮する表示部１７の各機能から構成される。

【００３３】また、分解線処理部１６は、図３に示すよ
うに、３次元形状要素対取り出し部１８、幾何関係判断
部１９、分解線作成部２０の各機能から構成されてい
る。

【００３４】以下、本実施の形態の動作について説明す
る。図４は、３次元形状処理装置１のモデル移動処理部
１５により実行される処理のフローチャートである。

【００３５】図４に示すように、まず、３次元形状デー
タのアセンブリ階層中にあるサブアセンブリ（これも部
分モデルである）のうち、最も下位にあるサブアセンブ
リ（以下、サブアセンブリＡと称す）を対象に部分モデ
ルの移動処理を開始する（ステップＳ１）。アセンブリ
階層木中のｒｏｏｔ（例えば最上位のアセンブリ）から
当該ｎｏｄｅ（当該サブアセンブリ）へ至るまでの階層
数が最も大で、階層木中でｒｏｏｔから最も遠い階層の
サブアセンブリから移動処理を開始するのである。同一
階層に複数のサブアセンブリがある場合には、そのなか
から任意の１つを選択して開始する。

【００３６】サブアセンブリＡを決定するとモデル移動
処理部１５は、サブアセンブリＡの子供にあたるすべて
の部品について、部品間に面合わせまたは軸合わせの位
置関係があるか否かを検出する（ステップＳ２）。

【００３７】なお、アセンブリ走査中にはこのような検
出操作を行わず、事前に位置関係テーブルを生成してお
き（これについては後述する）、その位置関係テーブル
を随時参照して前記した位置関係にある部品を識別して
もよい。

【００３８】ここで、部品同士が面合わせの位置関係に
あることを検出するには、法線ベクトルが逆向きで、そ
の一部または全体を３次元空間内で共有する位置関係に
ある平面が存在するか否かを判定するといった一般的に
知られた方法を用いればよい。

【００３９】また、部品同士が軸合わせの位置関係にあ
ることを検出するには、例えば軸が３次元空間上で一致
している円柱面や円錐面、または円弧稜線が存在するか
否かという方法を用いればよい。

【００４０】こうして、面合わせまたは軸合わせの位置
関係にある組み合わせがわかると、一つの方法では、そ
のような２部品のすべてを引き離し移動の対象にする
が、同一サブアセンブリに含まれる２部品間の位置関係
が面合わせまたは軸合わせの位置関係にあった組み合わ
せについては、部品移動の対象から除外するようにして
もよい。このような構成では、同一サブアセンブリに含
まれる部品は、まとめたままアセンブリ階層中における
サブアセンブリの単位で分解表示したりすることが可能
となる。

【００４１】面合わせまたは軸合わせの位置関係にある
ことがわかり、その組を引き離す場合には、面合わせな
らばその法線ベクトルの方向に従って、軸合わせならば
軸の方向に従って部分モデル（この例では部品）を移動
する（ステップＳ３）。なお、移動距離はあらかじめ利
用者が与えておいてもよいし、移動する部品の境界箱を
構成する８つの点の３次元空間上の座標値を移動方向へ
射影したときの、座標値の直線上の分布範囲の長さから
自動的に決定してもよい。つまり、移動する部品が大き
いほど移動量を大きくするのである。

【００４２】部分モデルを移動した後は、共通の親をも
ついずれかの他の部分モデル（サブアセンブリや部品）
と新たに干渉する（重なる）か否かを検出する（ステッ
プＳ４）。例えばそれぞれの部分モデルの外接直方体で
ある境界箱を求め、その境界箱同士が重なるか否かを検
出するのである。そして、干渉している場合には（ステ
ップＳ４のＹ）、その部分モデルと干渉しなくなる位置
までさらに同一方向に部分モデルを移動する（ステップ
Ｓ５）。

【００４３】さらに、処理中のサブアセンブリの子供に
あたる他のすべての部分モデル（部品だけではなく、サ
ブアセンブリも含む）と干渉するか否かを検出する（ス
テップＳ６）。

【００４４】干渉している部分モデルがある場合には
（ステップＳ６のＹ）、部分モデル同士が干渉しないよ
うに移動する（ステップＳ７）。移動する部分モデルの
選択方法および部分モデルを動かす方向の決定方法につ
いては、例えば必ずＸ方向に２つのモデルを引き離すよ
うに処理してもよいし、直方体となる境界箱の干渉領域
の一番短い辺にあたるＸ、Ｙ、Ｚ方向いずれかの方向に
部分モデルを移動してもよい。後者の方法を用いれば、
干渉を回避しながらモデル移動の距離を最小限におさえ
ることができる。

【００４５】続いて、処理中のサブアセンブリＡについ
てすべての部分モデル移動（部分モデルの引き離し）が
終了したか否かを判定し（ステップＳ８）、終了してい
なければ（ステップＳ８のＮ）、サブアセンブリＡに属
する前記位置関係にある未処理の組み合わせの中から一
つを選択し（ステップＳ９）、同様に部分モデル移動
（引き離し）を行う（ステップＳ３〜Ｓ７）。

【００４６】一方、サブアセンブリＡについて、部分モ
デル移動が終了した場合には（ステップＳ８のＹ）、サ
ブアセンブリＡと同階層に未処理のサブアセンブリがあ
るか否かを判定し（ステップＳ１０）、サブアセンブリ
Ａと同階層に未処理のサブアセンブリがある場合には
（ステップＳ１０のＹ）、そのなかの一つを選択し（ス
テップＳ１１）、そのサブアセンブリについてステップ
Ｓ２からの処理を繰り返す。

【００４７】こうして、サブアセンブリＡと同階層のサ
ブアセンブリについて部分モデル移動が終了すると、ア
センブリ全体について部分モデル移動（引き離し）が終
了したか否かを判定し（ステップＳ１２）、終了してい
なければ（ステップＳ１２のＮ）、アセンブリ階層を１
つ上位に移動し、その階層の一つのサブアセンブリ（最
上位階層であればアセンブリ）を選択し（ステップＳ１
３）、ステップＳ２から同様に繰り返す。そして、アセ
ンブリ全体について部分モデル移動が終了すると（ステ
ップＳ１２のＹ）、この動作フローを終了させる。

【００４８】このように階層を辿りながら処理すること
により、アセンブリ全体にわたって全ての構成要素間に
一切の干渉のない状態で、当該アセンブリが分解・配置
された様子を表示することが可能になるとともに、当該
アセンブリが分解・配置された様子をプロッタにより紙
上に出力して分解した図面を容易に作成することが可能
になる。

【００４９】次に、３次元形状処理装置１の分解線処理
部１６により実行される処理について図５および図６を
参照しつつ説明する。

【００５０】まず、アセンブリに含まれる全ての部品に
おいて、面合わせまたは軸合わせの関係をもつ２部品の
組み合わせを検出する処理について図５を参照しつつ説
明する。

【００５１】図５に示すように、まず、３次元形状要素
対取り出し部１８は、アセンブリに含まれるすべての部
品から２部品を抽出する全ての組み合わせリストをメモ
リであるＲＡＭ４内の第１の領域に生成する（ステップ
Ｓ２１）。

【００５２】次いで、幾何関係判断部１９は、組み合わ
せリスト中の１つの組み合わせについて、面合わせまた
は軸合わせの位置関係にあるか否かを検出する（ステッ
プＳ２２）。なお、当該２部品が面合わせの位置関係に
あることを検出するには、法線ベクトルが逆向きで、そ
の一部または全体を３次元空間内で共有する位置関係に
ある平面がそれぞれの部品に存在するか否かを判定する
といった一般的に知られた方法を用いればよい。同様
に、当該２部品が軸合わせの位置関係にあることを検出
するには、例えば軸が３次元空間上で一致している円柱
面や円錐面、もしくは円弧稜線がそれぞれの部品に存在
するか否かという方法を用いればよい。

【００５３】続いて、面合わせまたは軸合わせの位置関
係にあることが検出された２部品については、その２部
品の組み合わせをメモリであるＲＡＭ４内の第２の領域
に格納し（ステップＳ２３）、ステップＳ２４に進む。
なお、前記第２の領域には、２部品について、面合わせ
の位置関係にあるのか、軸合わせの位置関係にあるのか
という情報も同時に格納する。また、前記第２の領域に
は、移動のためのベクトル（移動方向を示す情報）も同
時に格納する。移動のためのベクトルは、面合わせの場
合には法線ベクトルの方向に一致し、軸合わせの場合に
は軸の方向に一致する。

【００５４】続くステップＳ２４においては、第１の領
域に格納したリストを用いてアセンブリ階層の下位の階
層から最上位に至る経路中を走査して、第２の領域に格
納した前記２部品の組み合わせを含むサブアセンブリ
（またはアセンブリ）ａを検出し、さらに、その２部品
のそれぞれを含む、サブアセンブリａ直下のサブアセン
ブリまたは部品（以下、部分モデルｂ，ｃ）を検出す
る。

【００５５】次いで、検出されたサブアセンブリａ、部
分モデルｂ，ｃ、前記位置関係および前記ベクトルを、
一連の前記位置関係のデータとしてＲＡＭ４内の位置関
係テーブルに格納する（ステップＳ２５）。

【００５６】このようにして作成された位置関係テーブ
ルは前述したようなモデル移動処理部１５での処理に用
いることもでき、位置関係テーブルを用いることによ
り、アセンブリ走査中には位置関係検出操作を行わない
で済み、処理効率を上げることができるのである。ま
た、同一アセンブリに含まれる部品間に限らず、複数の
アセンブリについて、部品間の位置関係を部品を識別す
ることにより検出することができ、位置関係検出も容易
になる。

【００５７】次に、分解線作成部２０により実行される
処理について図６を参照しつつ説明する。

【００５８】図６に示すように、まず、３次元形状要素
対（面合わせまたは軸合わせの位置関係にあることが検
出された２部品）を位置関係テーブルからすべて取り出
し（ステップＳ３１）、ステップＳ３２に進む。

【００５９】続くステップＳ３２においては、未処理の
３次元形状要素対が存在するか否かを判断し、未処理の
３次元形状要素対が存在する場合には（ステップＳ３２
のＹ）、ステップＳ３３に進み、未処理の３次元形状要
素対の中から一の３次元形状要素対を選択する。

【００６０】続くステップＳ３４〜Ｓ３６においては、
選択された３次元形状要素対が軸合わせ幾何関係または
面合わせ幾何関係にあるか否かを判断する。本実施の形
態においては、位置関係テーブルを参照することで、３
次元形状要素対が軸合わせ幾何関係または面合わせ幾何
関係にあるか否かを容易に判断できる。

【００６１】選択された３次元形状要素対が軸合わせ幾
何関係および面合わせ幾何関係にある場合には（ステッ
プＳ３４のＹ、ステップＳ３５のＹ）、ステップＳ３７
に進み、軸の方向と面の法線方向が一致しているか否か
を調べる。本実施の形態においては、位置関係テーブル
に格納された移動のためのベクトル（移動方向を示す情
報）を参照することで、軸の方向と面の法線方向が一致
しているか否かを容易に判断できる。

【００６２】選択された３次元形状要素対が軸合わせ幾
何関係にある場合（ステップＳ３４のＹ、ステップＳ３
５のＮ）、または、軸の方向と面の法線方向が一致して
いない場合には（ステップＳ３７のＮ）、軸合わせ幾何
関係の場合の分解線を表示し（ステップＳ３８）、ステ
ップＳ３２に戻る。

【００６３】ここで、軸合わせ幾何関係の場合の分解線
の両端の位置と方向の定め方について説明する。 １．当該軸の方向を、分解線の両端の線分の方向とす
る。 ２．３次元形状要素対のうち一方の３次元形状要素の境
界箱と当該軸との交点を、分解線の一方の端点とする。 ３．３次元形状要素対のうち他方の３次元形状要素の境
界箱と当該軸との交点を、分解線の他方の端点とする。

【００６４】また、選択された３次元形状要素対が面合
わせ幾何関係にある場合（ステップＳ３４のＮ、ステッ
プＳ３６のＹ）、面合わせ幾何関係の場合の分解線を表
示し（ステップＳ３９）、ステップＳ３２に戻る。

【００６５】ここで、面合わせ幾何関係の場合の分解線
の両端の位置と方向の定め方について説明する。 １．当該面の法線方向を、分解線の両端の線分の方向と
する。 ２．３次元形状要素対のうち一方の３次元形状要素の当
該面の境界箱の中心を、分解線の一方の端点とする。 ３．３次元形状要素対のうち他方の３次元形状要素の当
該面の境界箱の中心を、分解線の他方の端点とする。

【００６６】一方、軸の方向と面の法線方向が一致して
いる場合には（ステップＳ３７のＹ）、軸合わせ幾何関
係かつ面合わせ幾何関係の場合の分解線を表示し（ステ
ップＳ４０）、ステップＳ３２に戻る。

【００６７】ここで、軸合わせ幾何関係かつ面合わせ幾
何関係の場合の分解線の両端の位置と方向の定め方につ
いて説明する。 １．当該軸の方向を、分解線の両端の線分の方向とす
る。 ２．３次元形状要素対のうち一方の３次元形状要素
（Ａ）の当該軸と当該面との交点を、分解線の一方の端
点（ａ）とする。 ３．３次元形状要素対のうち他方の３次元形状要素
（Ｂ）の当該軸と当該面との交点を、分解線の他方の端
点（ｂ）とする。 ４．分解線の端点（ａ）から当該軸の方向にのばした直
線が、３次元形状要素（Ａ）と複数の交点をもつ場合に
は、分解線の端点（ｂ）にもっとも近い交点を、あらた
めて分解線の端点（ａ）とする。 ５．分解線の端点（ｂ）から当該軸の方向にのばした直
線が、３次元形状要素（Ｂ）と複数の交点をもつ場合に
は、分解線の端点（ａ）にもっとも近い交点を、あらた
めて分解線の端点（ｂ）とする。

【００６８】なお、軸合わせ幾何関係も面合わせ幾何関
係も設定されていない場合には（ステップＳ３４のＮ、
ステップＳ３６のＮ）、分解線は表示せずに、そのまま
ステップＳ３２に戻る。

【００６９】以上のステップＳ３３〜Ｓ４０の処理は、
未処理の３次元形状要素対が存在しないと判断されるま
で（ステップＳ３２のＮ）、繰り返される。

【００７０】なお、上記いずれの場合の分解線において
も、両端の位置と方向以外は任意の折れ線としてよい。
たとえば、折れ線は、両端の線分の方向と一致あるいは
直交する方向の線分のみから構成されるとしてもよい。
また、分解線の端点には、矢印等のマーカーを表示して
もよい。

【００７１】ここで、図７を参照して本実施の形態の具
体的な処理例について説明する。図７（ａ）は、簡略化
されたネジＡとネジ穴のあいた台Ｂを表わし、一点鎖線
で示された軸が軸合わせ幾何関係において互いに合わせ
られる軸を、太線で示された面が面合わせ幾何関係にお
いて互いに合わせられる面を表わしたものである。そし
て、図７（ｂ）に示す矢印は、軸合わせ幾何関係かつ面
合わせ幾何関係の場合の分解線Ｃを表わしたもので、図
７（ｃ）に示す矢印は、面合わせ幾何関係の場合の分解
線Ｃを表わしたものである。また、図７（ｄ）に示す矢
印は、軸合わせ幾何関係の場合の分解線Ｃを表わしたも
のである。

【００７２】ここに、面合わせの位置関係または軸合わ
せの位置関係にあるアセンブリ階層中の３次元形状要素
が、互いに分解されて引き離されるように移動されると
ともに、移動された３次元形状要素間には各３次元形状
要素の互いの軸または面を対応付ける分解線が付され
る。これにより、３次元形状モデルを構成する各３次元
形状要素が分解された様子を分解線によって各３次元形
状要素の互いの軸または面に対応付けられた状態で見る
ことが可能になるので、各３次元形状要素間にどのよう
な幾何関係があるのかが一目で識別可能になる。

【００７３】なお、本実施の形態においては、軸の方向
と面の法線方向が一致していない場合には（ステップＳ
３７のＮ）、ステップＳ３８に進み、軸合わせ幾何関係
の場合の分解線を表示するようにしたが、これに限るも
のではない。軸の方向と面の法線方向が一致していない
場合には（ステップＳ３７のＮ）、ステップＳ３９に進
み、面合わせ幾何関係の場合の分解線を表示するように
してもよい。

【００７４】

【発明の効果】請求項１記載の発明の３次元形状処理装
置によれば、複数の３次元形状要素から構成される３次
元形状モデルを処理する３次元形状処理装置において、
アセンブリ階層中にある前記３次元形状要素間の面合わ
せの位置関係または軸合わせの位置関係を検出し、その
位置関係にある前記各３次元形状要素を互いに分解して
引き離すように移動する移動手段と、この移動手段によ
り移動された前記３次元形状要素間に、前記各３次元形
状要素の互いの軸または面を対応付ける分解線を付する
分解線付与手段と、を備え、面合わせの位置関係または
軸合わせの位置関係にあるアセンブリ階層中の３次元形
状要素を互いに分解して引き離すように移動するととも
に、移動された３次元形状要素間には各３次元形状要素
の互いの軸または面を対応付ける分解線を付すことによ
り、３次元形状モデルを構成する各３次元形状要素を分
解した様子を分解線によって各３次元形状要素の互いの
軸または面に対応付けられた状態で見ることができるの
で、各３次元形状要素間にどのような幾何関係があるの
かを一目で識別することができる。

【００７５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の３次元形状処理装置において、一対の前記３次元形
状要素間に軸合わせの位置関係がある場合に、前記分解
線付与手段は、軸合わせの軸の方向を前記分解線の両端
の線分の方向とし、かつ、一対の前記３次元形状要素の
うち一方の前記３次元形状要素の境界箱と前記軸との交
点を前記分解線の一方の端点とし、他方の前記３次元形
状要素の境界箱と前記軸との交点を前記分解線の他方の
端点として、前記分解線を作成することにより、軸合わ
せの位置関係にある分解された３次元形状要素間に、分
解線を確実に作成することができる。

【００７６】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の３次元形状処理装置において、一対の前記３次元形
状要素間に面合わせの位置関係がある場合に、前記分解
線付与手段は、面合わせの面の法線方向を前記分解線の
両端の線分の方向とし、かつ、一対の前記３次元形状要
素のうち一方の前記３次元形状要素の前記面の境界箱の
中心を前記分解線の一方の端点とし、他方の前記３次元
形状要素の前記面の境界箱の中心を前記分解線の他方の
端点として、前記分解線を作成することにより、面合わ
せの位置関係にある分解された３次元形状要素間に、分
解線を確実に作成することができる。

【００７７】請求項４記載の発明によれば、請求項１記
載の３次元形状処理装置において、一対の前記３次元形
状要素間に軸合わせの位置関係および面合わせの位置関
係があり、かつ、軸合わせの軸の方向と面合わせの面の
法線方向が一致している場合に、前記分解線付与手段
は、軸合わせの軸の方向または面合わせの面の法線方向
を前記分解線の両端の線分の方向とし、かつ、一対の前
記３次元形状要素のうち一方の前記３次元形状要素
（Ａ）の前記軸と前記面との交点を前記分解線の一方の
端点（ａ）とし、他方の３次元形状要素（Ｂ）の前記軸
と前記面との交点を前記分解線の他方の端点（ｂ）と
し、前記端点（ａ）から前記軸の方向にのばした直線が
前記３次元形状要素（Ａ）と複数の交点をもつ場合には
前記端点（ｂ）に最も近い交点をあらためて前記分解線
の一方の端点（ａ）とし、前記端点（ｂ）から前記軸の
方向にのばした直線が前記３次元形状要素（Ｂ）と複数
の交点をもつ場合には前記端点（ａ）に最も近い交点を
あらためて前記分解線の他方の端点（ｂ）として、前記
分解線を作成することにより、軸合わせの位置関係およ
び面合わせの位置関係にあり、かつ、軸合わせの軸の方
向と面合わせの面の法線方向が一致している分解された
３次元形状要素間に、分解線を確実に作成することがで
きる。

【００７８】請求項５記載の発明のプログラムによれ
ば、複数の３次元形状要素から構成される３次元形状モ
デルの処理をコンピュータに実行させるプログラムであ
って、アセンブリ階層中にある前記３次元形状要素間の
面合わせの位置関係または軸合わせの位置関係を検出
し、その位置関係にある前記各３次元形状要素を互いに
分解して引き離すように移動する移動機能と、この移動
機能により移動された前記３次元形状要素間に、前記各
３次元形状要素の互いの軸または面を対応付ける分解線
を付する分解線付与機能と、を前記コンピュータに実行
させ、面合わせの位置関係または軸合わせの位置関係に
あるアセンブリ階層中の３次元形状要素を互いに分解し
て引き離すように移動するとともに、移動された３次元
形状要素間には各３次元形状要素の互いの軸または面を
対応付ける分解線を付すことにより、３次元形状モデル
を構成する各３次元形状要素を分解した様子を分解線に
よって各３次元形状要素の互いの軸または面に対応付け
られた状態で見ることができるので、各３次元形状要素
間にどのような幾何関係があるのかを一目で識別するこ
とができる。

【００７９】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載のプログラムにおいて、一対の前記３次元形状要素間
に軸合わせの位置関係がある場合に、前記分解線付与機
能は、軸合わせの軸の方向を前記分解線の両端の線分の
方向とし、かつ、一対の前記３次元形状要素のうち一方
の前記３次元形状要素の境界箱と前記軸との交点を前記
分解線の一方の端点とし、他方の前記３次元形状要素の
境界箱と前記軸との交点を前記分解線の他方の端点とし
て、前記分解線を作成することにより、軸合わせの位置
関係にある分解された３次元形状要素間に、分解線を確
実に作成することができる。

【００８０】請求項７記載の発明によれば、請求項５記
載のプログラムにおいて、一対の前記３次元形状要素間
に面合わせの位置関係がある場合に、前記分解線付与機
能は、面合わせの面の法線方向を前記分解線の両端の線
分の方向とし、かつ、一対の前記３次元形状要素のうち
一方の前記３次元形状要素の前記面の境界箱の中心を前
記分解線の一方の端点とし、他方の前記３次元形状要素
の前記面の境界箱の中心を前記分解線の他方の端点とし
て、前記分解線を作成することにより、面合わせの位置
関係にある分解された３次元形状要素間に、分解線を確
実に作成することができる。

【００８１】請求項８記載の発明によれば、請求項５記
載のプログラムにおいて、一対の前記３次元形状要素間
に軸合わせの位置関係および面合わせの位置関係があ
り、かつ、軸合わせの軸の方向と面合わせの面の法線方
向が一致している場合に、前記分解線付与機能は、軸合
わせの軸の方向または面合わせの面の法線方向を前記分
解線の両端の線分の方向とし、かつ、一対の前記３次元
形状要素のうち一方の前記３次元形状要素（Ａ）の前記
軸と前記面との交点を前記分解線の一方の端点（ａ）と
し、他方の３次元形状要素（Ｂ）の前記軸と前記面との
交点を前記分解線の他方の端点（ｂ）とし、前記端点
（ａ）から前記軸の方向にのばした直線が前記３次元形
状要素（Ａ）と複数の交点をもつ場合には前記端点
（ｂ）に最も近い交点をあらためて前記分解線の一方の
端点（ａ）とし、前記端点（ｂ）から前記軸の方向にの
ばした直線が前記３次元形状要素（Ｂ）と複数の交点を
もつ場合には前記端点（ａ）に最も近い交点をあらため
て前記分解線の他方の端点（ｂ）として、前記分解線を
作成することにより、軸合わせの位置関係および面合わ
せの位置関係にあり、かつ、軸合わせの軸の方向と面合
わせの面の法線方向が一致している分解された３次元形
状要素間に、分解線を確実に作成することができる。

【００８２】請求項９記載の発明の３次元形状処理方法
によれば、複数の３次元形状要素から構成される３次元
形状モデルを処理する３次元形状処理方法であって、ア
センブリ階層中にある前記３次元形状要素間の面合わせ
の位置関係または軸合わせの位置関係を検出し、その位
置関係にある前記各３次元形状要素を互いに分解して引
き離すように移動する移動工程と、この移動工程により
移動された前記３次元形状要素間に、前記各３次元形状
要素の互いの軸または面を対応付ける分解線を付する分
解線付与工程と、を含み、面合わせの位置関係または軸
合わせの位置関係にあるアセンブリ階層中の３次元形状
要素を互いに分解して引き離すように移動するととも
に、移動された３次元形状要素間には各３次元形状要素
の互いの軸または面を対応付ける分解線を付すことによ
り、３次元形状モデルを構成する各３次元形状要素を分
解した様子を分解線によって各３次元形状要素の互いの
軸または面に対応付けられた状態で見ることができるの
で、各３次元形状要素間にどのような幾何関係があるの
かを一目で識別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の３次元形状処理装置の
ハードウェア構成を概略的に示すブロック図である。

【図２】３次元形状処理装置の機能ブロック図である。

【図３】分解線処理部の機能を示すブロック図である。

【図４】モデル移動処理部により実行される処理のフロ
ーチャートである。

【図５】３次元形状要素対取り出し部および幾何関係判
断部により実行される処理のフローチャートである。

【図６】分解線処理部により実行される処理のフローチ
ャートである。

【図７】具体的な処理例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ３次元形状処理装置 １５ 移動手段 １６ 分解線付与手段

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の３次元形状要素から構成される３
   次元形状モデルを処理する３次元形状処理装置におい
   て、 アセンブリ階層中にある前記３次元形状要素間の面合わ
   せの位置関係または軸合わせの位置関係を検出し、その
   位置関係にある前記各３次元形状要素を互いに分解して
   引き離すように移動する移動手段と、 この移動手段により移動された前記３次元形状要素間
   に、前記各３次元形状要素の互いの軸または面を対応付
   ける分解線を付する分解線付与手段と、を備えることを
   特徴とする３次元形状処理装置。
2. 【請求項２】 一対の前記３次元形状要素間に軸合わせ
   の位置関係がある場合に、前記分解線付与手段は、 軸合わせの軸の方向を前記分解線の両端の線分の方向と
   し、かつ、一対の前記３次元形状要素のうち一方の前記
   ３次元形状要素の境界箱と前記軸との交点を前記分解線
   の一方の端点とし、他方の前記３次元形状要素の境界箱
   と前記軸との交点を前記分解線の他方の端点として、前
   記分解線を作成することを特徴とする請求項１記載の３
   次元形状処理装置。
3. 【請求項３】 一対の前記３次元形状要素間に面合わせ
   の位置関係がある場合に、前記分解線付与手段は、 面合わせの面の法線方向を前記分解線の両端の線分の方
   向とし、かつ、一対の前記３次元形状要素のうち一方の
   前記３次元形状要素の前記面の境界箱の中心を前記分解
   線の一方の端点とし、他方の前記３次元形状要素の前記
   面の境界箱の中心を前記分解線の他方の端点として、前
   記分解線を作成することを特徴とする請求項１記載の３
   次元形状処理装置。
4. 【請求項４】 一対の前記３次元形状要素間に軸合わせ
   の位置関係および面合わせの位置関係があり、かつ、軸
   合わせの軸の方向と面合わせの面の法線方向が一致して
   いる場合に、前記分解線付与手段は、 軸合わせの軸の方向または面合わせの面の法線方向を前
   記分解線の両端の線分の方向とし、かつ、一対の前記３
   次元形状要素のうち一方の前記３次元形状要素（Ａ）の
   前記軸と前記面との交点を前記分解線の一方の端点
   （ａ）とし、他方の３次元形状要素（Ｂ）の前記軸と前
   記面との交点を前記分解線の他方の端点（ｂ）とし、前
   記端点（ａ）から前記軸の方向にのばした直線が前記３
   次元形状要素（Ａ）と複数の交点をもつ場合には前記端
   点（ｂ）に最も近い交点をあらためて前記分解線の一方
   の端点（ａ）とし、前記端点（ｂ）から前記軸の方向に
   のばした直線が前記３次元形状要素（Ｂ）と複数の交点
   をもつ場合には前記端点（ａ）に最も近い交点をあらた
   めて前記分解線の他方の端点（ｂ）として、前記分解線
   を作成することを特徴とする請求項１記載の３次元形状
   処理装置。
5. 【請求項５】 複数の３次元形状要素から構成される３
   次元形状モデルの処理をコンピュータに実行させるプロ
   グラムであって、 アセンブリ階層中にある前記３次元形状要素間の面合わ
   せの位置関係または軸合わせの位置関係を検出し、その
   位置関係にある前記各３次元形状要素を互いに分解して
   引き離すように移動する移動機能と、 この移動機能により移動された前記３次元形状要素間
   に、前記各３次元形状要素の互いの軸または面を対応付
   ける分解線を付する分解線付与機能と、を前記コンピュ
   ータに実行させることを特徴とするプログラム。
6. 【請求項６】 一対の前記３次元形状要素間に軸合わせ
   の位置関係がある場合に、前記分解線付与機能は、 軸合わせの軸の方向を前記分解線の両端の線分の方向と
   し、かつ、一対の前記３次元形状要素のうち一方の前記
   ３次元形状要素の境界箱と前記軸との交点を前記分解線
   の一方の端点とし、他方の前記３次元形状要素の境界箱
   と前記軸との交点を前記分解線の他方の端点として、前
   記分解線を作成することを特徴とする請求項５記載のプ
   ログラム。
7. 【請求項７】 一対の前記３次元形状要素間に面合わせ
   の位置関係がある場合に、前記分解線付与機能は、 面合わせの面の法線方向を前記分解線の両端の線分の方
   向とし、かつ、一対の前記３次元形状要素のうち一方の
   前記３次元形状要素の前記面の境界箱の中心を前記分解
   線の一方の端点とし、他方の前記３次元形状要素の前記
   面の境界箱の中心を前記分解線の他方の端点として、前
   記分解線を作成することを特徴とする請求項５記載のプ
   ログラム。
8. 【請求項８】 一対の前記３次元形状要素間に軸合わせ
   の位置関係および面合わせの位置関係があり、かつ、軸
   合わせの軸の方向と面合わせの面の法線方向が一致して
   いる場合に、前記分解線付与機能は、 軸合わせの軸の方向または面合わせの面の法線方向を前
   記分解線の両端の線分の方向とし、かつ、一対の前記３
   次元形状要素のうち一方の前記３次元形状要素（Ａ）の
   前記軸と前記面との交点を前記分解線の一方の端点
   （ａ）とし、他方の３次元形状要素（Ｂ）の前記軸と前
   記面との交点を前記分解線の他方の端点（ｂ）とし、前
   記端点（ａ）から前記軸の方向にのばした直線が前記３
   次元形状要素（Ａ）と複数の交点をもつ場合には前記端
   点（ｂ）に最も近い交点をあらためて前記分解線の一方
   の端点（ａ）とし、前記端点（ｂ）から前記軸の方向に
   のばした直線が前記３次元形状要素（Ｂ）と複数の交点
   をもつ場合には前記端点（ａ）に最も近い交点をあらた
   めて前記分解線の他方の端点（ｂ）として、前記分解線
   を作成することを特徴とする請求項５記載のプログラ
   ム。
9. 【請求項９】 複数の３次元形状要素から構成される３
   次元形状モデルを処理する３次元形状処理方法であっ
   て、 アセンブリ階層中にある前記３次元形状要素間の面合わ
   せの位置関係または軸合わせの位置関係を検出し、その
   位置関係にある前記各３次元形状要素を互いに分解して
   引き離すように移動する移動工程と、 この移動工程により移動された前記３次元形状要素間
   に、前記各３次元形状要素の互いの軸または面を対応付
   ける分解線を付する分解線付与工程と、を含むことを特
   徴とする３次元形状処理方法。