JP2006092144A - ３次元ｃａｄシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 部品モデルと２次元図面との整合性を取ること。
【解決手段】 組立前後で形状が変化する形状変化要素とそれ以外の共通要素とを有する部品モデルの３次元形状データとして、形状変化要素の組立前の形状と組立後の形状および共通要素の形状に関する３次元形状データをデータベース１２に格納し、演算部１４において、データベース１２に格納された３次元形状データに対して、形状変化要素の組立前の形状と共通要素の形状との間に１つの部品になる拘束条件を設定するとともに、形状変化要素の組立後の形状と共通要素の形状との間に互いに１つの部品になる拘束条件を設定し、３次元形状データを拘束条件にしたがって２次元図面に展開して表示部１６の画面上に表示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、３次元ＣＡＤシステムに係り、特に、モデルの３次元形状情報を基に２次元図面を作成するに好適な３次元ＣＡＤシステムに関する。

３次元ＣＡＤシステムとして、作成したモデルから形状を投影して２次元図面を作成する機能を備えたものが知られている。この種の３次元ＣＡＤシステムでは、モデルとして、部品を表す部品モデルと部品モデルの組み合わせた状態を表す製品モデルを用いている。部品モデルは、製品に組み込む前の状態を定義し、製品モデルは部品を組み立てた後の状態を定義するとともに、構成する部品を階層構造で定義することが一般的である。この場合、製品の中に部品単体時と組立時とで形状が変わる部品が存在するとき、例えば、加締め加工などが施される部品が存在するときには、この部品は製品に組み込む際に形状が変わるので、この部品に関するモデルとしては、部品を製品に組み込む前の形状を表した部品モデルとは別に、部品を製品に組み込んだ後の形状を表す部品モデルが必要となる。

このため、部品単体時と組立時とで形状が変わる部品が存在する製品では、部品単体時における部品（組立前の部品）と組立時の部品（組立後の部品）とを別の部品として扱う構成が採用されている。

例えば、図9（ａ）に示すように、製品Ａが部品Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅから構成され、部品Ｂについては、組立前後で形状が変わるときには、部品モデルとして、部品Ｂのモデル１、部品Ｃの組立前のモデル２、部品Ｃの組立後のモデル３、部品Ｄのモデル４、部品Ｅのモデル５を設け、組立前後の切替時のうち組立前には、モデル１、２、４、５について表示し、部品Ｃの組立後のモデル３については非表示とするようになっている。さらに、組立後には、図9（ｂ）に示すように、モデル１、３、４、５を表示し、部品Ｃの組立前のモデル２を非表示とするようになっている。

さらに、図10に示すように、組立前後のモデルを全く別に管理するために、製品構成情報としては、組立時の部品のみを扱い、部品単体時の部品は別途管理するようになっている。すなわち、組立前には、部品Ｃの組立前に関するモデル２のみを部品単体時におけるモデルとして扱い、組立後のモデルとして、部品Ｂに関するモデル１、部品Ｃの組立後のモデル３、部品Ｄに関するモデル４、部品Ｅに関するモデル５を扱うようになっている。

従来技術においては、製品モデルを定義するに際して、部品を組み立てた後の状態で定義するとともに、製品を構成する部品を階層構造で定義し、その製品構成情報を製品構成管理データベースなどに記録するようにしているため、共通部品を管理したり、製品を作るのに部品が何個必要かを自動的に算出したりするシステムと連携させることができる。

しかし、製品に組み込んだ後、形状が変わる部品が存在する場合、製品に組み込んだ後の形状を表す部品モデルが必要になるため、製品に組み込む前の形状を表す部品モデルで作成した製品構成情報が正しくないものとなる。この製品構成情報を正しい状態にするには、製品モデルとは別に部品モデルを管理する必要性がある。また、１つの部品モデル内で組込み前後の形状を定義し、非表示で形状を切替えることもできるが、この方法を採用すると、形状を切替えると同時に、２次元図面の形状にもその内容が反映されるため、組み込み後の形状と組込み前の形状との間に整合性が取れないことがある。

本発明の課題は、部品モデルと２次元図面との整合性を取ることにある。

前記課題を解決するために、本発明は、処理装置資源と、メモリ資源と、入力装置と、インタフェースとを備えたコンピュータ資源を用いて３次元モデルを基に2次元図面を生成する2次元図面生成方法において、前記処理装置資源は、前記メモリ資源の動作プログラムに基づいて、（１）組立前後で形状が変化する形状変化要素とそれ以外の共通要素とを有する部品モデルの３次元形状情報として、前記形状変化要素の組立て前の形状と組立て後の形状および前記共通要素の形状に関する３次元情報を保持するステップ、（２）前記形状変化要素の組立て前の形状と前記共通要素の形状との間に互いに１つの部品になる拘束条件を設定するステップ、（３）前記形状変化要素の組立て後の形状と前記共通要素の形状との間に互いに１つの部品になる拘束条件を設定するステップ、（４）前記保持された３次元形状情報を前記各拘束条件に従って２次元図面に展開するステップ、を実行する２次元図面生成方法であることを特徴とする。

前記２次元図面生成方法を採用するに際しては、前記部品モデルに関する組立ての前後を判断し、組立て前には、前記形状変化要素の組立て後の形状を非表示として、前記形状変化要素の組立て前の形状と前記共通要素の形状を表示するステップと、組立て後には、前記形状変化要素の組立て前の形状を非表示として、前記形状変化要素の組立て後の形状と前記共通要素の形状を表示するステップを付加することができる。

また、本発明は、組立て前後で形状が変化する形状変化要素とそれ以外の共通要素とを有する部品モデルの３次元形状情報として、前記形状変化要素の組立て前の形状と組立て後の形状および前記共通要素の形状に関する３次元情報を保持するデータベースと、前記形状変化要素の組立て前の形状と前記共通要素の形状との間に互いに１つの部品になる拘束条件を設定し、前記形状変化要素の組立て後の形状と前記共通要素の形状との間に互いに１つの部品になる拘束条件を設定し、前記データベースに保持された３次元形状情報を前記各拘束条件に従って２次元図面に展開する演算部と、を備えてなる３次元ＣＡＤシステムを構成したものである。

前記した手段によれば、組立前後の形状を１つの部品モデルで定義するようにしているため、部品モデルと２次元図面との整合性を取ることができるとともに、ファイル管理を容易に行うことができる。

前記３次元ＣＡＤシステムを構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。

前記２次元図面を画面上に表示する表示部を備え、前記演算部は、前記部品モデルに関する組立ての前後を判断し、組立て前には、前記形状変化要素の組立て後の形状を非表示として、前記形状変化要素の組立て前の形状と前記共通要素の形状を前記表示画面上に表示し、組立て後には、前記形状変化要素の組立て前の形状を非表示として、前記形状変化要素の組立て後の形状と前記共通要素の形状を前記表示画面上に表示してなる。

本発明はさらに、コンピュータに既述の各手段を実行させるためのプログラム及びこのプログラムが記憶された記憶媒体に係るものである。記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどのメモリ手段を例示することができる。

本発明によれば、部品モデルと２次元図面との整合性を取ることができるとともに、ファイル管理を容易に行うことができる。

以下、本発明の一実施形態を実施例にしたがって説明する。図1は、本発明の一実施例を示す３次元ＣＡＤシステムブロック構成図である。図1において、３次元ＣＡＤシステムは、入力部（入力装置）１０と、データベース（メモリ資源）１２と、演算部（処理装置資源とインタフェース）１４と、表示部（表示装置）１６とを備えたコンピュータで構成されている。入力部１０は、部品モデル、製品モデルなどに関する各種データを演算部１４に入力する入力手段として構成されている。演算部１４は、入力部１０の入力によるデータをデータベース１２に格納するとともに、入力したデータと動作プログラムに基づいて各種の演算を行うとともに、拘束条件等を設定し、演算結果や拘束条件などのデータをデータベース１２に格納し、データベース１２に格納されたデータのうち３次元形状情報としてのデータを各種拘束条件にしたがって２次元図面に展開し、展開した２次元図面を表示部１６の画面上に表示するようになっている。さらに演算部１４は、製品の組立前か後かを判断し、この判断結果にしたがってモデルの形状を非表示あるいは表示状態とするようになっている。

具体的には、演算部１４は、複数の部品で構成される製品の製品構成情報を生成するに際して、組立前後で形状が変化する部品が存在する場合、この部品を組立前後で形状が変化する形状変化要素とそれ以外の共通要素とに分割し、形状変化要素と共通要素とを有する部品モデル１８の３次元形状情報に関するデータとして、図２に示すように、形状変化要素の組立前の形状２０と、形状変化要素の組立後の形状２２および共通要素の形状（組立前後で共通の形状）２４に関する３次元形状データを生成し、生成した３次元形状データをデータベース１２に格納し、これらの３次元形状データをデータベース１２に保持させることとしている。この場合、演算部１４は、形状変化要素の組立前の形状２０と組立後の形状および共通要素の形状２４に関する３次元形状データをデータベース１２に格納するに際して、各形状に関して拘束条件２６を設定することとしている。

例えば、形状変化要素の組立前の形状２０と共通要素の形状２４との間に互いに１つの部品になる拘束条件２６を設定し、形状変化要素の組立後の形状２２と共通要素の形状２４との間に互いに１つの部品になる拘束条件２６を設定することとしている。すなわち、部品モデル１８内の要素と部品モデル１８以外の要素に関する座標系、平面等に接触、一致、寸法等を付けて位置を拘束することとしている。

一方、別の方法としては、図３に示すように、部品モデル１８に対して、形状変化要素の組立前の形状２０と組立後の形状２２をサブアセンブリとし、組立前後で共通の形状（共通要素の形状）２４と組立前の形状２０との間に互いに１つの部品になる拘束条件２８を設定し、形状変化要素の組立後の形状２２と組立前後で共通の形状（共通要素の形状）２４との間に互いに１つの部品になる拘束条件２８を設定することもできる。

また、演算部１４は、組立の前か後かを判断し、この判断結果にしたがって形状を非表示または表示するようになっている。例えば、部品モデル１８内に存在しない要素に対して拘束条件が設定されているときには組立後と判断し、部品モデル１８内に存在しない要素に対して拘束条件が設定されていないときには組立前と判断することとしている。なお、部品モデル１８内に存在しない要素に対して拘束条件が設定されていない場合でも、部品モデル１８内に存在しない要素がある場合にも組立後と判断することもできる。

具体的には、図４に示すように、部品モデル１８内の要素と部品モデル１８外の要素との間に拘束がある（拘束条件が設定されている）か否かを判断し（ステップＳ１）、拘束がないときには部品モデル１８の要素以外の要素が存在するか否かを判断し（ステップＳ２）、存在しないと判断したときには、組立前と判断し、組立前の形状２０と組立前後で共通の形状２４を表示し、組立後の形状２２を非表示とする（ステップＳ３）。

一方、ステップＳ１で拘束があると判断したとき、あるいはステップＳ２で部品モデル１８の要素以外の要素が存在していると判断したときには、組立後と判断し、組立後の形状２２と組立前後で共通の形状２４を表示し、組立前の形状２０を非表示とし（ステップＳ４）、組立の前後で形状を表示するか、あるいは非表示とするかを選択するようになっている。

具体的には、図５に示すように、製品Ａが部品Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅから構成され、部品Ｃについては、組立前後で形状が変化する形状変化要素とそれ以外の共通要素とを有するときには、製品モデル３０に対して、部品モデルとして、部品Ｂのモデル３２、部品Ｃのモデル３４、部品Ｄのモデル３６、部品Ｅのモデル３８を生成し、組立前には、組立前の形状３４ａ、組立前後で共通の形状３４ｃを表示し、組立後の形状３４ｂを非表示とし、組立後には、組立前の形状３４ａを非表示とし、組立後の形状３４ｂと組立前後で共通の形状３４ｃをそれぞれ表示する。

また、組立前後の形状をサブアセンブリとしたときには、図６に示すように、組立前に、組立前形状３４ａ、組立前後で共通の形状３４ｃを表示し、組立後の形状３４ｂを非表示とし、組立後には、組立前形状３４ａを非表示とし、組立後形状３４ｂと組立前後で共通の形状３４ｃを表示する。

このように、製品Ａに関する製品モデル３０を部品Ｂのモデル３２、部品Ｃのモデル３４、部品Ｄのモデル３６、部品Ｅのモデル３８で構成したときに、組立前後で表示あるいは非表示の形状を設定することで、製品モデルと製品構成情報との整合性を取ることができる。

次に、データベース１２に格納された３次元形状情報を各種拘束条件にしたがって２次元図面に展開すると、表示部１６の画面上には、例えば、図７に示すような２次元図面が表示される。リベット４０は、加締めにより、組立の前後で形状が変化するため、このリベット４０は、組立前後で形状が変化する形状変化要素４２と、それ以外の共通要素４４、４６とに分割される。形状変化要素４２は組立前に脚部として表示され、共通要素４４は組立前に脚部として表示され、共通要素４６は組立前に頭部として表示される。一方、形状変化要素４２は組立後には形状変化要素４８に変更されるため、組立後には形状変化要素４８は頭部として表示され、共通要素４４は組立後も脚部として表示され、共通要素４６は組立後も頭部として表示される。

また、図８に示すように、オイルシール５０を２次元図面で展開するに際して、オイルシール５０は組立前後で形状が変化する形状変化要素５２とそれ以外の共通要素５４とに分割されるため、組立前には形状変化要素５２が表示されるとともに共通要素５４が表示される。一方、組立後には、形状変化要素５２が形状変化要素５６に変わるため、形状変化要素５６が表示されるとともに共通要素５４が表示される。

本発明の一実施例を示す３次元ＣＡＤシステムのブロック構成図である。 部品モデルの構成説明図である。 部品モデルの他の構成説明図である。 部品モデルの組立前後における表示方法を説明するためのフローチャートである。 製品モデルと部品モデルとの関係を説明するための構成図である。 組立前後の形状をサブアセンブリとしたときの製品モデルと部品モデルとの関係を説明するための構成図である。 リベットを２次元図面に展開したときの形状を説明するための図である。 オイルシールを２次元図面に展開したときの形状を説明するための図である。 従来の部品モデルの構成を説明するための図であって、（ａ）は、組立前の表示／非表示の部品モデルを説明するための図、（ｂ）は、組立後の表示／非表示の部品モデルを説明するための図である。 従来の部品モデルの管理方法を説明するための図であって、組立前後のモデルを別々に管理する方法を説明するための図である。

符号の説明

１０ 入力部
１２ データベース
１４ 演算部
１６ 表示部

Claims (6)

1. 処理装置資源と、メモリ資源と、入力装置と、インタフェースとを備えたコンピュータ資源を用いて３次元モデルを基に2次元図面を生成する2次元図面生成方法において、前記処理装置資源は、前記メモリ資源の動作プログラムに基づいて、下記の各ステップを実行する２次元図面生成方法。
   （１）組立前後で形状が変化する形状変化要素とそれ以外の共通要素とを有する部品モデルの３次元形状情報として、前記形状変化要素の組立て前の形状と組立て後の形状および前記共通要素の形状に関する３次元情報を保持するステップ
   （２）前記形状変化要素の組立て前の形状と前記共通要素の形状との間に互いに１つの部品になる拘束条件を設定するステップ
   （３）前記形状変化要素の組立て後の形状と前記共通要素の形状との間に互いに１つの部品になる拘束条件を設定するステップ
   （４）前記保持された３次元形状情報を前記各拘束条件に従って２次元図面に展開するステップ
2. 請求項１に記載の２次元図面生成方法において、前記部品モデルに関する組立ての前後を判断し、組立て前には、前記形状変化要素の組立て後の形状を非表示として、前記形状変化要素の組立て前の形状と前記共通要素の形状を表示するステップと
   組立て後には、前記形状変化要素の組立て前の形状を非表示として、前記形状変化要素の組立て後の形状と前記共通要素の形状を表示するステップを有することを特徴とする２次元図面生成方法。
3. 組立て前後で形状が変化する形状変化要素とそれ以外の共通要素とを有する部品モデルの３次元形状情報として、前記形状変化要素の組立て前の形状と組立て後の形状および前記共通要素の形状に関する３次元情報を保持するデータベースと、前記形状変化要素の組立て前の形状と前記共通要素の形状との間に互いに１つの部品になる拘束条件を設定し、前記形状変化要素の組立て後の形状と前記共通要素の形状との間に互いに１つの部品になる拘束条件を設定し、前記データベースに保持された３次元形状情報を前記各拘束条件に従って２次元図面に展開する演算部と、を備えてなる３次元ＣＡＤシステム。
4. 請求項３に記載の３次元ＣＡＤシステムにおいて、前記2次元図面を画面上に表示する表示部を備え、前記演算部は、前記部品モデルに関する組立ての前後を判断し、組立て前には、前記形状変化要素の組立て後の形状を非表示として、前記形状変化要素の組立て前の形状と前記共通要素の形状を前記表示画面上に表示し、組立て後には、前記形状変化要素の組立て前の形状を非表示として、前記形状変化要素の組立て後の形状と前記共通要素の形状を前記表示画面上に表示してなることを特徴とする３次元ＣＡＤシステム。
5. コンピュータに請求項３または４に記載の各部を実行させるためのプログラム。
6. 請求項５に記載のプログラムが記載された記憶媒体。
   
   

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