JP2004199176A

JP2004199176A - Three-dimensional shape processing device, fillet surface generation method, program and storage medium

Info

Publication number: JP2004199176A
Application number: JP2002364074A
Authority: JP
Inventors: Masanori Harada; 正範原田; Satoshi Higuchinai; 智火口内; Jun Sato; 佐藤　　淳; Naoyuki Sato; 直之佐藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2004-07-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fillet surface generation method that computes correct positions of ends of a fillet surface in fillet surface generation using sample points on a control curve. <P>SOLUTION: Sample points are set at appropriate intervals on a control curve (S2). At sample points where a section is present (Yes in S3), section curves are computed (S4). The start point side sample point in a section start position, and the preceding sample point are determined (S8). If a difference between parameter values of the two sample points is larger than a value ε sufficiently small as precision in a surface boundary (Yes in S9), the middle parameter value between the two parameter values is computed, and a sample point of the parameter value is determined (S10). If a section is present at the middle sample point (Yes in S11), the middle sample point and the next start point side sample point are set as the two sample points (S12), before the routine returned to S9. If no section is present (No in S11), the middle sample point and the next end point side sample point are set as the two sample points (S13), before the routine returns to S9. In S14, the same process on the start point side is executed on the end point side. Finally, a curved surface passing the train of the section curves is computed (S15). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、専用の３次元形状処理装置やパーソナルコンピュータなど情報処理装置などで実施される生成されている３次元形状モデル上にフィレット面を生成するフィレット面生成方法に係わり、特に、制御曲線を用いてフィレット面を生成するフィレット面生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
グラフィクス表示装置とコンピュータとを用いたＣＡＤ／ＣＡＭ装置など３次元形状処理装置では、従来より、３次元形状モデルを生成したり、生成されている３次元形状モデルを変形させたり、生成または変形された３次元形状モデルを検証したりしている。なお、本発明に係わる３次元形状（３次元立体）モデルとは、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、その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。
本発明は、このような３次元形状処理装置において従来より行われている、３次元形状モデルを構成する任意の稜線を挟んで隣接する２面間などに丸めた角部（フィレット面）を生成するフィレット面生成（丸め変形処理）に関するものであるが、このような処理に関する従来技術では、フィレット面生成の際、まず、利用者にフィレット面の半径を指定させ、３次元形状モデルの角を形成する対を成す２面の共通の稜線を指定させ、例えばその稜線に直交する複数の断面内で２面のそれぞれの断面線に接する指定した半径の接円弧を求め、求められた複数の接円弧が２面に接する二つの接点のそれぞれを順につなぐことによりフィレット面を生成する。あるいは、前記稜線の始点から終点に向かって、対になる２面に共に接する状態を保ちつつ、指定された丸め半径を持つフィレット球を転がしたと仮定したときに、２面とフィレット球との接点の描く軌跡をフィレット面の境界曲線としてフィレット面を生成する。
また、前者の方法では、稜線に直交する断面ではなく、前記における稜線の代わりをする曲線として制御曲線を与え、接円弧の載る平面（断面）を制御曲線の法平面（その点における制御曲線の接線を法線とする平面）として与える方法も提供されている（特許第３０４９０９６号公報参照）。なお、この場合、フィレット面を生成する際の二つの面はつながっていなくてもよい。以下、図１５に従って、制御曲線を用いた従来のフィレット面生成方法の動作フローを説明する。
【０００３】
従来のフィレット面生成では、サンプル点をとる制御曲線がパラメトリック曲線でない場合、まず、パラメトリック曲線に変換する（Ｓ２１）。
次に、制御曲線上に曲線の自由度に応じた適切なパラメータ間隔のサンプル点を取る（図１４参照）（Ｓ２２）。そして、サンプル点の位置に対応する断面が存在するかどうかを調べ（Ｓ２３）、断面が存在する場合は（Ｓ２３でＹｅｓ）断面の曲線を求める（Ｓ２４）。
断面の曲線がすべて求まると（Ｓ２５でＹｅｓ）、求まった断面の曲線をサンプル点のパラメータ値の順にならべて、断面曲線の列にする（図１１参照）（Ｓ２６）。そして、断面曲線の列を通る曲面を求める（図１２参照）（Ｓ２７）。
【特許文献１】特許第３０４９０９６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１５に動作フローを示した従来技術では、求めるフィレット面の断面になる曲線は本来存在するフィレット面の端の位置までは求まらず、サンプル点の位置が求まるフィレット面の端となる。そのため、本来の端の位置と求まるフィレット面の端の位置とでは最大でサンプル点の間隔の違いがあった（図１３参照）。
本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決することにあり、具体的には、制御曲線上のサンプル点を用いたフィレット面の生成方法において、フィレット面の端の位置が正しく求まるフィレット面生成方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、指定した制御曲線上に複数のサンプル点を与え、その各サンプル点におけるフィレット面の断面曲線を求め、求められた複数の断面曲線を滑らかに結んでフィレット面を生成するフィレット面生成手段を備えた３次元形状処理装置において、フィレット面の境界部近傍における前記サンプル点を２分法により増やすようにフィレット面生成手段を構成した。
また、請求項２記載の発明では、指定した制御曲線上に複数のサンプル点を与え、その各サンプル点におけるフィレット面の断面曲線を求め、求められた複数の断面曲線を滑らかに結んでフィレット面を生成するフィレット面生成方法において、フィレット面の境界部近傍における前記サンプル点を２分法により増やす構成にした。
また、請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記境界部を挟む二つのサンプル点間の間隔が所定の値以下になるまで前記境界部を挟む二つのサンプル点の中間位置にサンプル点を増やす構成にした。
また、請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、増やしたサンプル点が前記境界部の外側にある場合には次のサンプル点は前記境界部の内側方向の中間位置とし、増やしたサンプル点が前記境界部の内側にある場合には次のサンプル点は前記境界部の外側方向の中間位置とする構成にした。
また、請求項５記載の発明では、請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明において、フィレット面を生成する曲面間に制御曲線を指定してその曲面間のフィレット面を生成する構成にした。
【０００６】
また、請求項６記載の発明では、請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明において、フィレット面を生成する曲面と曲線の間に制御曲線を指定してその曲面と曲線の間のフィレット面を生成する構成にした。
また、請求項７記載の発明では、請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明において、フィレット面を生成する曲線間に制御曲線を指定してその曲線間のフィレット面を生成する構成にした。
また、請求項８記載の発明では、請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明において、曲面と曲線の間のフィレット面をその曲線を制御曲線として生成する構成にした。
また、請求項９記載の発明では、請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明において、曲線間のフィレット面をその一方の曲線を制御曲線として生成する構成にした。
また、請求項１０記載の発明では、情報処理装置上で実行されるプログラムにおいて、請求項２乃至請求項９のいずれか１項に記載のフィレット面生成方法によったフィレット面生成を実行させるようにプログラミングされている構成にした。
また、請求項１１記載の発明では、プログラムを記憶した記憶媒体において、請求項１０記載のプログラムを記憶した。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す３次元形状処理装置の構成ブロック図である。図示したように、この実施例の３次元形状処理装置は、プログラムや各種データを一時的に記憶するメモリ（例えばＲＡＭ）およびそのプログラムに従って動作するＣＰＵを有して演算や処理をおこなうデータ処理部１、プログラムやデータや指示などを人のキー操作に基づき入力するキーボード２、３次元形状モデルや文字などを表示する表示装置（例えばＣＲＴ）３、３次元形状モデルや文字などを紙上に印刷するプリンタ４、表示装置３の画面上に表示された目印（カーソル）を人の操作に基づき移動させると共にその移動に基づくデータを入力するマウス５、フロッピー（登録商標）ディスクやハードディスクなど記憶媒体を収容する補助記憶装置６、それらを相互に接続するシステムバス７などを備えている。なお、請求項１記載のフィレット面生成手段は、この実施例ではデータ処理部１により実現される。
このような構成で、この実施例の３次元形状処理装置では、利用者がキーボード２やマウス５を操作してデータや指示情報を入力し、データ処理部１が、その内容に基づき、所定のプログラムに従って演算や処理をおこなうことにより３次元形状モデルを生成したり変形したり、その３次元形状モデルなどを表示装置３に表示したりする。また、この３次元形状処理装置は、面と面との接続関係を表す位相データを持つソリッドモデルなどを取り扱うことができ、例えば３次元形状モデルの角部を形成する対になる２面を指定して、その２面間に指定された丸め半径で前記２面を滑らかに接続するフィレット面を生成する。また、その際、この実施例では、図１５に示した従来技術による動作フローのステップＳ２６の後に２分法を用いた処理を付加して適切な境界を得る。
【０００８】
図２に、この実施例の動作フローを示す。以下、図２に従ってこの実施例の動作を説明する。
この実施例では、サンプル点をとる制御曲線がパラメトリック曲線でない場合、まず、パラメトリック曲線に変換する（Ｓ１）。
次に、制御曲線上に曲線の自由度に応じた適切なパラメータ間隔のサンプル点を取る（図１４参照）（Ｓ２）。そして、当該サンプル点の位置に対応する断面が存在するかどうかを調べ（Ｓ３）、断面が存在する場合は（Ｓ３でＹｅｓ）断面の曲線を求める（Ｓ４）。これを各サンプル点について繰り返すのである（Ｓ５でＮｏ→Ｓ３→Ｓ４）。
こうして、断面の曲線がすべて求まると（Ｓ５でＹｅｓ）、求まった断面の曲線をサンプル点のパラメータ値の順にならべて、断面曲線の列にする（図１１参照）（Ｓ６）。そして、求まった断面列について、制御曲線の始点にあたるサンプル点で断面曲線が求まっているかどうか調べ（Ｓ７）、求まっていれば（Ｓ７でＹｅｓ）ステップＳ１４へ進む。
それに対して、断面曲線が求まっていなければ（Ｓ７でＮｏ）、始点側の断面の開始位置のサンプル点とその一つ前のサンプル点を得る（図３参照）（Ｓ８）。そして、二つのサンプル点のパラメータ値の差を、面の境界の精度として十分小さな値εと比較し（Ｓ９）、その差がεより大きくなければ（図４参照）（Ｓ９でＮｏ）、最も始点側のサンプル点の断面を断面列の最初の断面とし、ステップＳ１４へ進む。
一方、εより大きければ（Ｓ９でＹｅｓ）、二つのパラメータ値の中間のパラメータ値を求め、そのパラメータ値のサンプル点を得る（図５参照）（Ｓ１０）。そして、その中間位置のサンプル点に対応する断面が存在するか否かを調べ（Ｓ１１）、断面が存在すれば（Ｓ１１でＹｅｓ）、中間位置のサンプル点と一つ始点側のサンプル点とを二つのサンプル点とし（Ｓ１２）、ステップＳ９の処理へ戻る。また、断面が存在しなければ（Ｓ１１でＮｏ）、中間位置のサンプル点と一つ終点側のサンプル点を二つのサンプル点とし（Ｓ１３）、ステップＳ９の処理へ戻る。
ステップＳ１４では、終点側の断面の終了位置についてステップＳ７からステップＳ１３の処理を、「始点」を「終点」に、「一つ前のサンプル点」は「一つあとのサンプル点」に入れ替えて逆の処理をおこなう。
そして、最後に、断面曲線の列を通る曲面を求める（図１２参照）（Ｓ１５）。
【０００９】
なお、前記したこの実施例のフィレット面生成方法は、制御曲線を与えるため、前記したように、つながっていない面間にフィレット面を生成する場合に適用することができるし、同じ理由により、次のような種類のフィレット面生成に共通して適用することができる。
（１）曲面間に独立した制御曲線を指定した曲面間のフィレット面生成（図６参照）
（２）曲面と曲線の間に独立した制御曲線を指定した曲面と曲線の間のフィレット面生成（図７参照）
（３）曲線と曲線の間に独立した制御曲線を指定した曲線と曲線の間のフィレット面生成（図８参照）
（４）曲面と曲線の間のフィレット面生成で、その曲線を制御曲線とする場合（図９参照）
（５）曲線と曲線の間のフィレット面生成で、その曲線の一方を制御曲線とする場合（図１０参照）
以上、本発明の一実施例を説明したが、説明したようなフィレット面生成方法に従ってプログラミングしたプログラムを着脱可能な記憶媒体に記憶し、その記憶媒体をこれまで本発明によったフィレット面生成をおこなえなかったパーソナルコンピュータなど情報処理装置に装着することにより、または、そのようなプログラムをネットワークを介してそのような情報処理装置へ転送することにより、そのような情報処理装置においても本発明によったフィレット面生成をおこなうことができる。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、請求項１および請求項２記載の発明では、指定した制御曲線上に複数のサンプル点を与え、その各サンプル点におけるフィレット面の断面曲線を求め、求められた複数の断面曲線を滑らかに結んでフィレット面を生成する際、フィレット面の境界部近傍におけるサンプル点が２分法により増やされるので、本来の端の位置と求められたフィレット面の端の位置とで、最大では長いままのサンプル点間隔分のずれがあった従来技術の問題が解決され、フィレット面の端の位置が従来よりも少ないずれ量で求まる。
また、請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、境界部を挟む二つのサンプル点間の間隔が所定の値以下になるまで境界部を挟む二つのサンプル点の中間位置にサンプル点が増やされるので、フィレット面の本来の端の位置と求められるフィレット面の端の位置とのずれ量を所望の値以下に収めることができる。
また、請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、増やしたサンプル点が境界部の外側にある場合には次のサンプル点は境界部の内側方向の中間位置とされ、増やしたサンプル点が境界部の内側にある場合には次のサンプル点は境界部の外側方向の中間位置とされるので、増やしたサンプル点は境界部を挟む二つのサンプル点の一方になる。
また、請求項５記載の発明では、請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明において、フィレット面を生成する曲面間に制御曲線を指定し、その制御曲線を用いてその曲面間のフィレット面を生成することができるので、二つの曲面が離れていてその曲面間に境界曲線がないような場合であってもその曲面間にフィレット面を生成することができるし、その際、請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明の効果を得ることができる。
【００１１】
また、請求項６記載の発明では、請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明において、フィレット面を生成する曲面と曲線の間に制御曲線を指定し、その曲面と曲線の間のフィレット面を生成することができるので、そのような場合のフィレット面生成においても請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明の効果を得ることができる。
また、請求項７記載の発明では、請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明において、フィレット面を生成する曲線間に制御曲線を指定してその曲線間のフィレット面を生成することができるので、そのような場合のフィレット面生成においても請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明の効果を得ることができる。
また、請求項８記載の発明では、請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明において、曲面と曲線の間のフィレット面をその曲線を制御曲線として生成することができるので、そのような場合のフィレット面生成においても請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明の効果を得ることができる。
また、請求項９記載の発明では、請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明において、曲線間のフィレット面をその一方の曲線を制御曲線として生成することができるので、そのような場合のフィレット面生成においても請求項２、請求項３、または請求項４記載の発明の効果を得ることができる。
また、請求項１０記載の発明では、請求項２乃至請求項９のいずれか１項に記載のフィレット面生成方法によったフィレット面生成を実行させるようにプログラミングされているプログラムを情報処理装置上で実行することができるので、情報処理装置を用いて請求項２乃至請求項９のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
また、請求項１１記載の発明では、請求項１０記載のプログラムを着脱可能な記憶媒体に記憶することができるので、その記憶媒体をこれまで請求項２乃至請求項９のいずれか１項に記載の発明によったフィレット面生成をおこなえなかったパーソナルコンピュータなど情報処理装置に装着することにより、そのような情報処理装置においても請求項２乃至請求項９のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す３次元形状処理装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を示すフィレット面生成方法の動作フロー図である。
【図３】本発明の一実施例を示すフィレット面生成方法の説明図である。
【図４】本発明の一実施例を示すフィレット面生成方法の他の説明図である。
【図５】本発明の一実施例を示すフィレット面生成方法の他の説明図である。
【図６】本発明の一実施例を示すフィレット面生成方法の他の説明図である。
【図７】本発明の他の実施例を示すフィレット面生成方法の説明図である。
【図８】本発明の他の実施例を示すフィレット面生成方法の説明図である。
【図９】本発明の他の実施例を示すフィレット面生成方法の説明図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示すフィレット面生成方法の説明図である。
【図１１】従来技術の一例を示すフィレット面生成方法の説明図である。
【図１２】従来技術の一例を示すフィレット面生成方法の他の説明図である。
【図１３】従来技術の一例を示すフィレット面生成方法の他の説明図である。
【図１４】従来技術の一例を示すフィレット面生成方法の他の説明図である。
【図１５】従来技術の一例を示すフィレット面生成方法の動作フロー図である。
【符号の説明】
１データ処理部
２キーボード
３表示装置
４プリンタ
５マウス
６補助記憶装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fillet surface generation method for generating a fillet surface on a generated three-dimensional shape model implemented by a dedicated three-dimensional shape processing device or an information processing device such as a personal computer. The present invention relates to a method for generating a fillet surface using the method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a three-dimensional shape processing device such as a CAD / CAM device using a graphics display device and a computer, a three-dimensional shape model is generated, or a generated three-dimensional shape model is deformed or generated or deformed. And three-dimensional shape models. The three-dimensional shape (three-dimensional solid) model according to the present invention refers to, for example, a shape generated as solid model data in a boundary representation format, and the solid model in the boundary representation format refers to a ridge line, a vertex, or a surface. A closed region in a three-dimensional space is defined by such elements, and a solid body is expressed.
The present invention generates a rounded corner (fillet surface) between two adjacent surfaces sandwiching an arbitrary ridge forming a three-dimensional shape model, which is conventionally performed in such a three-dimensional shape processing apparatus. In the related art relating to such processing, first, when generating a fillet surface, the user first specifies a radius of the fillet surface and sets the corners of the three-dimensional shape model. A common ridge line of two faces forming a pair to be formed is designated, and for example, a tangent arc of a specified radius tangent to each cross-sectional line of the two faces in a plurality of cross sections orthogonal to the ridge line is obtained, and the plurality of obtained tangent arcs are obtained. A fillet surface is generated by sequentially connecting each of two contact points where an arc contacts the two surfaces. Alternatively, when it is assumed that a fillet sphere having a specified rounding radius is rolled from the start point to the end point of the ridge line while keeping contact with the two faces forming a pair, the contact point between the two faces and the fillet sphere The fillet plane is generated using the trajectory drawn by as the boundary curve of the fillet plane.
Further, in the former method, a control curve is given as a curve instead of the ridge line in the above-mentioned section, instead of a cross section orthogonal to the ridge line, and a plane (cross section) on which a tangent arc is placed is defined as a normal plane of the control curve (the control curve of that point). There is also provided a method of giving the tangent as a normal line (see Japanese Patent No. 3049096). In this case, the two surfaces when generating the fillet surface need not be connected. Hereinafter, an operation flow of a conventional fillet surface generation method using a control curve will be described with reference to FIG.
[0003]
In the conventional fillet plane generation, if the control curve taking the sample points is not a parametric curve, it is first converted to a parametric curve (S21).
Next, sample points at appropriate parameter intervals according to the degree of freedom of the curve are taken on the control curve (see FIG. 14) (S22). Then, it is checked whether or not a cross section corresponding to the position of the sample point exists (S23). If a cross section exists (Yes in S23), a curve of the cross section is obtained (S24).
When all the cross-sectional curves are obtained (Yes in S25), the obtained cross-sectional curves are arranged in the order of the parameter values of the sample points to form a cross-sectional curve row (see FIG. 11) (S26). Then, a curved surface passing through the row of the sectional curves is obtained (see FIG. 12) (S27).
[Patent Document 1] Japanese Patent No. 3049096
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional technique whose operation flow is shown in FIG. 15, the curve which becomes the cross section of the fillet surface to be obtained is not obtained up to the end of the originally existing fillet surface, and the curve of the fillet surface from which the position of the sample point is obtained is determined. Become. Therefore, there was a maximum difference between the sample point intervals between the original end position and the obtained fillet surface end position (see FIG. 13).
An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art. Specifically, in a method for generating a fillet surface using sample points on a control curve, the position of the end of the fillet surface can be determined correctly. An object of the present invention is to provide a method for generating a fillet surface.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1, a plurality of sample points are provided on a designated control curve, and a cross-sectional curve of a fillet surface at each of the sample points is obtained. In a three-dimensional shape processing apparatus provided with a fillet surface generating means for generating a fillet surface by smoothly connecting the fillet surfaces, the fillet surface generating means is configured to increase the number of sample points near the boundary of the fillet surface by the bisection method.
According to the second aspect of the present invention, a plurality of sample points are provided on a designated control curve, a cross-sectional curve of a fillet surface at each of the sample points is obtained, and the obtained cross-sectional curves are smoothly connected to each other to form a fillet surface. In the method for generating the fillet plane, the number of the sample points near the boundary of the fillet plane is increased by the bisection method.
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, an intermediate position between the two sample points sandwiching the boundary portion until an interval between the two sample points sandwiching the boundary portion becomes a predetermined value or less. To increase the number of sample points.
In the invention according to claim 4, in the invention according to claim 3, when the increased sample point is outside the boundary, the next sample point is set to an intermediate position in the inward direction of the boundary, and When the sample point is located inside the boundary, the next sample point is located at an intermediate position in the outward direction of the boundary.
According to a fifth aspect of the present invention, in the second, third, or fourth aspect of the invention, a control curve is designated between curved surfaces for generating a fillet surface, and a fillet surface between the curved surfaces is generated. Was configured.
[0006]
According to a sixth aspect of the present invention, in the second, third, or fourth aspect of the invention, a control curve is designated between a curved surface for generating a fillet surface and a curved surface, and a control curve is designated between the curved surface and the curved surface. The fillet plane was generated.
According to a seventh aspect of the present invention, in the second, third, or fourth aspect of the present invention, a control curve is designated between curves for generating a fillet surface, and a fillet surface between the curves is generated. Was configured.
Also, in the invention according to claim 8, in the invention according to claim 2, 3, or 4, the fillet surface between the curved surface and the curve is configured to generate the curve as a control curve.
According to a ninth aspect of the present invention, in the second, third, or fourth aspect, a fillet surface between the curves is configured to generate one of the curves as a control curve.
According to a tenth aspect of the present invention, in a program executed on an information processing apparatus, a fillet surface generation by the fillet surface generation method according to any one of the second to ninth aspects is performed. The configuration has been programmed to.
In the invention according to claim 11, the program according to claim 10 is stored in a storage medium storing the program.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a three-dimensional shape processing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the three-dimensional shape processing apparatus of this embodiment has a memory (for example, a RAM) for temporarily storing programs and various data, and a data processing unit having a CPU that operates according to the programs to perform calculations and processes. 1. Keyboard 2, for inputting programs, data, instructions, and the like based on human key operation 2. Display device (for example, CRT) 3 for displaying three-dimensional shape models, characters, etc. 3. Printing three-dimensional shape models, characters, etc. on paper A printer 4, a mouse 5 for moving a mark (cursor) displayed on the screen of the display device 3 based on a human operation and inputting data based on the movement, and a storage medium such as a floppy disk or hard disk. And a system bus 7 for interconnecting them. The fillet surface generating means according to the first aspect is realized by the data processing unit 1 in this embodiment.
With such a configuration, in the three-dimensional shape processing apparatus of this embodiment, the user operates the keyboard 2 and the mouse 5 to input data and instruction information, and the data processing unit 1 performs a predetermined operation based on the contents. By performing calculations and processing according to the program, a three-dimensional shape model is generated or deformed, and the three-dimensional shape model is displayed on the display device 3. Further, the three-dimensional shape processing apparatus can handle a solid model having phase data representing a connection relationship between surfaces, and can specify, for example, two surfaces forming a pair forming a corner of the three-dimensional shape model. Then, a fillet surface that smoothly connects the two surfaces with a specified rounding radius between the two surfaces is generated. In this case, in this embodiment, an appropriate boundary is obtained by adding a process using the bisection method after step S26 of the operation flow according to the conventional technique shown in FIG.
[0008]
FIG. 2 shows an operation flow of this embodiment. Hereinafter, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, if the control curve taking the sample points is not a parametric curve, it is first converted to a parametric curve (S1).
Next, sample points at appropriate parameter intervals according to the degree of freedom of the curve are taken on the control curve (see FIG. 14) (S2). Then, it is checked whether or not a cross section corresponding to the position of the sample point exists (S3). If a cross section exists (Yes in S3), a curve of the cross section is obtained (S4). This is repeated for each sample point (No in S5 → S3 → S4).
When all the curves of the cross section are obtained in this way (Yes in S5), the obtained curves of the cross section are arranged in the order of the parameter values of the sample points to form a row of the cross section curves (see FIG. 11) (S6). Then, for the determined cross-section row, it is checked whether or not a cross-section curve has been obtained at the sample point corresponding to the start point of the control curve (S7). If it has been obtained (Yes in S7), the process proceeds to step S14.
On the other hand, if the cross-section curve has not been determined (No in S7), the sample point at the start position of the cross-section on the starting point side and the sample point immediately before it are obtained (see FIG. 3) (S8). Then, the difference between the parameter values of the two sample points is compared with a sufficiently small value ε as the accuracy of the boundary of the surface (S9). If the difference is not larger than ε (see FIG. 4) (No in S9), The section of the sample point on the starting point side is set as the first section of the section row, and the process proceeds to step S14.
On the other hand, if it is larger than ε (Yes in S9), an intermediate parameter value between the two parameter values is obtained, and a sample point of the parameter value is obtained (see FIG. 5) (S10). Then, it is checked whether or not a cross section corresponding to the sample point at the intermediate position exists (S11). If the cross section exists (Yes in S11), the sample point at the intermediate position and the sample point on the one starting point side are determined. Two sample points are set (S12), and the process returns to step S9. If there is no cross section (No in S11), the sample point at the intermediate position and the sample point on the one end point side are set to two sample points (S13), and the process returns to step S9.
In step S14, the processing from step S7 to step S13 is performed for the end position of the cross section on the end point side, and the "start point" is replaced with the "end point" and the "previous sample point" is replaced with "the next sample point". Performs the reverse process.
Then, finally, a curved surface passing through the row of the cross-sectional curves is obtained (see FIG. 12) (S15).
[0009]
Note that the fillet surface generation method of this embodiment described above can be applied to the case where a fillet surface is generated between unconnected surfaces as described above in order to provide a control curve. Can be commonly applied to the generation of fillet planes of the type described above.
(1) Fillet surface generation between curved surfaces specifying independent control curves between curved surfaces (see FIG. 6)
(2) Generation of a fillet surface between a curved surface and a curved surface in which an independent control curve is designated between the curved surface and the curved surface (see FIG. 7)
(3) Fillet plane generation between curves with independent control curves specified between curves (see FIG. 8)
(4) A case where a fillet surface between a curved surface and a curve is used as the control curve (see FIG. 9)
(5) When a fillet plane is generated between curves and one of the curves is used as a control curve (see FIG. 10)
As described above, one embodiment of the present invention has been described. A program programmed according to the fillet surface generating method as described above is stored in a removable storage medium, and the storage medium is used to perform fillet surface generation according to the present invention. The present invention can be applied to such an information processing apparatus by mounting the program on an information processing apparatus such as a personal computer that cannot be executed, or by transferring such a program to such an information processing apparatus via a network. Fillet plane can be generated.
[0010]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, according to the first and second aspects of the present invention, a plurality of sample points are provided on a designated control curve, and a cross-sectional curve of a fillet surface at each of the sample points is obtained. When the fillet surface is generated by smoothly connecting the obtained plurality of cross-sectional curves, the number of sample points near the boundary of the fillet surface is increased by the bisection method. The problem of the prior art in which there is a shift of the sample point interval which remains long at the maximum is solved, and the position of the end of the fillet surface can be obtained with a smaller shift amount than in the prior art.
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the sample is placed at an intermediate position between the two sample points sandwiching the boundary portion until the interval between the two sample points sandwiching the boundary portion becomes a predetermined value or less. Since the number of points is increased, the amount of deviation between the original end position of the fillet surface and the required end position of the fillet surface can be kept below a desired value.
Further, in the invention according to claim 4, in the invention according to claim 3, when the increased sample point is outside the boundary portion, the next sample point is set to an intermediate position in the inward direction of the boundary portion and increased. If the sample point is inside the boundary, the next sample point is located at an intermediate position in the outward direction of the boundary, so the increased sample point is one of the two sample points sandwiching the boundary.
According to a fifth aspect of the present invention, in the second, third, or fourth aspect of the present invention, a control curve is designated between the curved surfaces for generating the fillet surface, and the control curve is designated using the control curve. Can be generated, so that even when two curved surfaces are separated and there is no boundary curve between the curved surfaces, a fillet surface can be generated between the curved surfaces. The effect of the invention described in claim 2, claim 3, or claim 4 can be obtained.
[0011]
According to the invention of claim 6, in the invention of claim 2, 3, or 4, a control curve is designated between a curved surface for generating a fillet surface and a curve, and a control curve is designated between the curved surface and the curved line. Can be generated, and the effect of the invention described in claim 2, claim 3, or claim 4 can be obtained even in such a case of fillet surface generation.
According to a seventh aspect of the present invention, in the second, third, or fourth aspect of the present invention, a control curve is designated between curves for generating a fillet surface, and a fillet surface between the curves is generated. Therefore, the effect of the invention described in claim 2, claim 3, or claim 4 can be obtained even in the generation of a fillet surface in such a case.
Also, in the invention according to claim 8, in the invention according to claim 2, 3, or 4, the fillet surface between the curved surface and the curve can be generated by using the curve as a control curve. The effect of the invention described in claim 2, claim 3, or claim 4 can be obtained also in the generation of the fillet surface in such a case.
According to the ninth aspect of the present invention, in the second, third, or fourth aspect of the present invention, the fillet plane between the curves can be generated by using one of the curves as a control curve. The effect of the invention described in claim 2, claim 3, or claim 4 can be obtained also in the generation of the fillet surface in such a case.
According to a tenth aspect of the present invention, a program programmed to execute the fillet surface generation by the fillet surface generation method according to any one of the second to ninth aspects is provided on an information processing apparatus. Therefore, the effect of the invention described in any one of claims 2 to 9 can be obtained using an information processing device.
According to the eleventh aspect of the present invention, since the program according to the tenth aspect can be stored in a removable storage medium, the storage medium can be stored in any one of the second to ninth aspects. The effect of the invention according to any one of claims 2 to 9 by mounting in an information processing apparatus such as a personal computer that cannot generate a fillet surface according to the invention of such an invention. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional shape processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation flowchart of a fillet surface generating method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a fillet surface generating method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is another explanatory diagram illustrating a fillet surface generating method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is another explanatory diagram showing a fillet surface generating method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is another explanatory diagram showing a fillet surface generating method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a fillet surface generation method showing another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a fillet surface generation method showing another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a fillet surface generation method showing another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a fillet surface generation method showing another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a fillet surface generation method showing an example of a conventional technique.
FIG. 12 is another explanatory diagram of a fillet surface generation method showing an example of the conventional technique.
FIG. 13 is another explanatory diagram showing a fillet surface generating method showing an example of the conventional technique.
FIG. 14 is another explanatory diagram showing a fillet surface generation method showing an example of a conventional technique.
FIG. 15 is an operation flowchart of a fillet surface generation method showing an example of a conventional technique.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 Data processing unit 2 Keyboard 3 Display device 4 Printer 5 Mouse 6 Auxiliary storage device

Claims

A fillet surface generating means for providing a plurality of sample points on a designated control curve, obtaining a cross-sectional curve of a fillet surface at each of the sample points, and smoothly connecting the obtained plurality of cross-sectional curves to generate a fillet surface; In the three-dimensional shape processing device, the fillet surface generation unit is configured to increase the number of the sample points near the boundary of the fillet surface by a bisection method.

A fillet surface generating method of providing a plurality of sample points on a specified control curve, obtaining a cross-sectional curve of a fillet surface at each of the sample points, and smoothly connecting the obtained plurality of cross-sectional curves to generate a fillet surface, A fillet plane generating method, characterized in that the number of sample points near the boundary of the fillet plane is increased by a bisection method.

3. The fillet surface generating method according to claim 2, wherein the number of sample points is increased to an intermediate position between the two sample points sandwiching the boundary portion until the interval between the two sample points sandwiching the boundary portion becomes a predetermined value or less. Characteristic fillet plane generation method.

4. The fillet surface generating method according to claim 3, wherein, when the increased sample point is outside the boundary, the next sample point is set to an intermediate position in the inward direction of the boundary, and the increased sample point is The method according to claim 1, wherein when the sample point is located inside the boundary, the next sample point is located at an intermediate position in the outward direction of the boundary.

5. The fillet surface generating method according to claim 2, wherein a control curve is designated between the curved surfaces for generating the fillet surface, and a fillet surface between the curved surfaces is generated. Generation method.

5. A fillet surface generating method according to claim 2, wherein a control curve is designated between a curved surface for generating a fillet surface and a curve, and a fillet surface between the curved surface and the curve is generated. A fillet surface generation method.

5. The fillet surface generating method according to claim 2, wherein a control curve is designated between curves for generating the fillet surface, and a fillet surface between the curves is generated. Generation method.

5. The fillet surface generating method according to claim 2, wherein the fillet surface between the curved surface and the curve is generated using the curve as a control curve.

5. The method according to claim 2, wherein a fillet plane between the curves is generated as one of the control curves.

A program executed on an information processing apparatus is programmed to execute a fillet surface generation by the fillet surface generation method according to any one of claims 2 to 9. program.

A storage medium storing the program according to claim 10, wherein the storage medium stores the program.