JP2006107510A - 公差スキームの自動生成 - Google Patents

Abstract

【課題】公差スキームの自動生成の方法を提供する。
【解決手段】公差スキームの自動生成は、製造のために部品を画定する３Ｄモデルを定義しているデータにアクセスし、３Ｄモデル内の公差付き形体を識別し、公差付き形体に関する非制約制御度を少なくとも１つ判断し、公差付き形体に関し公差スキームを自動作成し、公差スキーム及び３Ｄモデルを、公差スキームが公差付き形体に注釈を付けるかたちでウインドウ内にレンダリングする。公差スキームは、公差の伝達に関する工業標準規格に基づき、非制約制御度を制約する。
【選択図】図８

Description

本発明は、公差スキームを自動生成するコンピュータ実装方法、及びＣＡＤシステムに関する。

ＣＡＤ（computer-aided design）ソフトウェアによれば、ユーザは、部品及びアセンブリの複雑な３Ｄ（three-dimensional）モデルを構築し操作することができる。３Ｄモデルを作成するためには、多くの異なるモデリング技術を用いることができる。これら技術には、ソリッドモデリング技術と、ワイヤーフレームモデリング技術と、表面モデリング技術と、が含まれる。ソリッドモデリング技術によってトポロジカル３Ｄモデルが提供される。ここにいうトポロジカル３Ｄモデルは、相互に接続したトポロジカルなエンティティ（例えば、頂点、稜線、及び面）の集まりである。これらトポロジカルなエンティティは、対応する補助的幾何エンティティ（例えば、点、トリム曲線、及びトリム面）を有する。このトリム面は、稜線を境界線とする位相面である。他方、ワイヤーフレームモデリング技術は、モデルを簡単な３Ｄ線の集まりとして表すのに用いることができ、表面モデリング技術は、モデルを外表面の集まりとして表すのに用いることができる。ＣＡＤシステムは、これらモデリング技術と、他のモデリング技術、例えばパラメトリックモデリング技術と、を組み合わせることができる。パラメトリックモデリング技術を用いれば、モデルの種々の形体及び構成要素のパラメータを定義することができ、種々のパラメータ間の関係に基づいて、これら形体（feature）と構成要素間の関係を定義することができる。

ＣＡＤシステムは、３Ｄオブジェクトの２次元図示方法（representation）である２Ｄ（two-dimensional）オブジェクトも、サポートすることができる。２Ｄ及び３Ｄオブジェクトは、設計工程の異なる段階で有用なものである。設計者は、モデルを３次元空間で取扱うことができ、かつ考え得る視点からモデルを視覚化することができるので、通常、モデルの３次元図示方法は、物理コンテキストにおいて、モデルを視覚化するのに用いることができる。モデルの２次元図示方法は、モデルの設計図を作成し、それを正式書面にするために、通常使用される。

ＣＡＤシステムは、モデルの製造パラメータを指定するため、公差情報を表示することができる。公差情報には、ある形体の指定寸法又は位置からの許容寸法差（allowable deviation）含めることができる。例えば、正／負公差の仕様は、製造された部品における形体の許容位置寸法差を示すことができる。

寸法記入及び公差記入（geometric dimensioning and tolerancing）の定式（formulation）のセットを使用して、ＣＡＤモデルに注釈を付ければ、設計技術者は、製造技術者に、部品の構成又は部品のアセンブリの構成を伝えることができる。ＩＳＯ（International Standards Organization）及びＡＳＭＥ（American Society of Mechanical Engineers）は、設計及び製造の標準を確立している。これら標準は、寸法記入方式データ（dimensioning data）と、公差記入方式データ（tolerancing data）とを、宣言し、解釈するための一定のプラクティスである。以下、単一部品又は単一形体に適用される寸法記入方式定式（dimensioning formulation）と公差記入方式定式（tolerancing formulation）とのセットは、公差スキーム（tolerance scheme）という。工学上のプラクティスにおいては、部品又はアセンブリに注釈を付ける公差スキームによって、ＡＳＭＥ １４．５Ｍ及びＡＳＭＥ １４．５．１Ｍ米国規格、又はＩＳＯ Ｒ１１０１国際規格に準拠するように、規定される。

明瞭に、簡潔に、ＡＳＭＥ及びＩＳＯの寸法記入方式及び公差記入方式規格に従って、３Ｄモデルに注釈を付けたり、２Ｄモデルを表す２Ｄ製図に注釈を付けたりすることは、骨の折れる作業である。さらには、技術者は、公差スキームの作成に多大な時間を費やしている。ある部品の１つの特定形体の公差を明示する注釈を入れるには、その部品全体を分析しなければならない。というのは、ある部品の１つの形体の寸法又は位置を僅かに変更しても、その部品の別の形体の許容寸法又は位置に影響が及ぼされるからである。

多くの技術者は、公差スキームを手作業で作成している。公差スキームを作成するため、技術者は、部品のどの形体とどの形体が公差に相互に影響を及ぼすかを判断する。これら複数の形体には、製造工程において公差記入される順序を反映するように、優先順位が付けられる。多くの場合、技術者は公差スキームを計算する前に、参照材料の公差を調査する。加えて、技術者は、公差を正確に適用するにあたって、ＡＳＭＥ及びＩＳＯ国内規格についての経験と訓練とに頼っている。２Ｄ製図に注釈付けする公差スキームは、全ての形体が確実に正しく公差記入されていることを検証する必要がある。

市販のＣＡＤシステムの中には、公差スキームを作成する上で、技術者を支援するものがある。ＣＡＤシステムは、形体ごとに、技術者を部品に導き、各形体に適切な公差をほどこしたか否かを技術者に照会することができる。ＣＡＤシステムの中には、１つの公差スキームを指定した後で、シンタックスチェックを行うか、セマンティックチェックを行うか、あるいは、これら両方のチェックを行うものがある。シンタックスチェックの場合、現行のＣＡＤシステムは、公差スキームが完全コールアウト（call out）（すなわち、命令）であるか否かをチェックすることができる。シンタックスは、その公差スキームが作成されているとき、又はその公差スキームが完成した後に、チェックされる。セマンティックチェックの場合は、現行のＣＡＤシステムは、あるタイプの公差（例えば位置）が、その公差が指定されている形体に対して有効であるか否かチェックする。さらに、ＣＡＤシステムは、ある特定の形体について有効な公差シンボルのみを表示し、技術者がその形体について適切なシンボルを選択することができるようにする。例えば、技術者は、穴形体（hole feature）に対し、全て有効な位置、直径又は真円度シンボルを選ぶことができ、他方、平面の形体については、技術者が選択することを許されるのは平面度又は平行度シンボルのみである。

データム参照フレーム（datum reference frame）は、部品の姿勢（orientation）を、製造のために確立し、測定方向を確立する。典型的には、ある形体の参照としてサーブ（serve）して、ある部品の複数の形体を公差記入するには、複数のデータム参照フレームを必要とする。ＣＡＤシステムは、データム参照フレームを作成する上で、技術者を支援する。しかしながら、そのソフトウェアは、ＧＤ＆Ｔ（geometric dimension and tolerancing）規格、例えばＡＳＭＥ１４．５Ｍ又はＩＳＯＲ１１０１に照らして、データム参照フレームのセマンティックの妥当性の有無を、チェクすることができない。

現行技術の欠点としては、技術者が部品に施す公差記入に関する難解なルールを理解しなければならないこと、及び部品内の形体の相互関係を判断する必要があること、が含まれる。さらに、現行技術にあっては、現行のインタラクティブ方法が、公差スキーム及びデータム参照フレームを指定する上で、ＡＳＭＥ及びＩＳＯ規格に厳密には従っていないことが、欠点である。

３Ｄ公差データを定義し、３Ｄ公差データを３Ｄモデルと関連付け、３Ｄ公差データを３Ｄモデルの２Ｄ図示方法と関連付ける自動工程を提供する３Ｄ ＣＡＤシステムであれば、技術者が部品に公差記入を施すことに関連する難解なルールを理解する必要性が軽減される。加えて、公差チェイン（tolerance chain）を定義し適用するための最善のプラクティスを体系化すれば、３Ｄ ＣＡＤシステムの能力が高められ、３Ｄ ＣＡＤシステムを容易に使用することができる。さらに、モデル内の全ての形体が適正に公差記入されていることを検証するのに要する時間を短縮し、また、モデルの公差記入が過剰に制約されたり、過少に制約されたりしないことを保障すれば、現行のコンピュータ化システムの性能が大幅に向上することになる。

一般的に、１つの態様において、本発明の特徴は、公差スキームを自動生成するコンピュータ実装方法にある。この方法は、製造する部品を定義する３Ｄモデルを定義するデータを入手し、３Ｄモデルの公差付き形体（tolerance feature）を識別し、公差付き形体について少なくとも１つの非制約制御度を判断し、この公差付き形体に関する公差スキームを自動生成し、公差スキーム及び３Ｄモデルをウインドウにレンダリングして公差スキームが公差付き形体に注釈付けする。この公差スキームは、公差の伝達に関する工業標準に基づいており、非制約制御度を制約する。この公差スキームには、寸法、サイズ、姿勢、又は形状の公差を含めることができる。

実装には、公差付き形体に関する非制約制御度を判断するためのテーブルの構築を含めることができる。このテーブルは、公差付き形体が、完全制約制御度か、過剰制約制御度かを識別し、又は非制約制御度があるか否かを識別する。このデータ構造は、公差付き形体の制御度に関する情報を格納するように構築し、この公差付き形体の非制約制御度の判断に使用することができる。このデータ構造は、どの制御度が、制御済みか、制御を必要するか、制御不要か、を示す。

公差付き形体の形体タイプを分析し、適正な公差を判断することができる。形体のタイプは平面であるなら、公差スキームは形状公差定式を含むことになる。幾何学的関係が直角であるときは、公差スキームは、垂直公差定式を有することになる。公差付き形体とデータム参照フレーム間の幾何学的関係を分析することもできる。

実装は、位置、サイズ、姿勢、形状、又は角度の公差仕様に関するユーザが定義した１つ又は複数の属性を含むことができる。さらには、３Ｄモデルを２次元製図としてウインドウに示すことができる。

発明の１つ又は複数の実施形態の詳細を、添付の図面及び以下の説明に記載する。本発明のその他の特徴、目的及び利点は、説明及び図面、並びに請求の範囲より明らかになる。

本発明は、技術者が公差記入の計算に用いるルールセットから、公差スキーム（すなわち、寸法記入及び公差記入定式のセット）を自動生成する。本発明によれば、技術者は公差スキームの計算から解放され、個人の経験と訓練に依存せずに、適正に公差記入を施すことができる。本発明によれば、技術者は、公差スキームの計算について参照材料にアクセスせずに、部品のどの形体がどの形体の公差に影響を及ぼしているかを判断する必要もない。種々の形体に対して作成する必要のある公差記入の特性及び公差記入のタイプを判断することができ、形体を製造する順序を予測することができる。加えて、部品の公差形体が、形体を過剰制約又は過小制約せずに、制御のために充分な公差を確実に入手することができる。自動化によって、部品に公差を適用するのに要する時間は、短縮されるから、本発明によれば、コンピュータ化モデリングシステムの性能が向上する。

図１は、ＣＲＴに表示されたウインドウであって、コンピュータ化モデリングシステムにより実行されるモデリングソフトウェアが生成されるウインドウを示す。このウインドウの例は後程図１３に関連して図示する。ウインドウ１０２は、コンピュータにより生成された慣用のウインドウであり、当業者であれば慣用の市販のソフトウェアプログラミングツールを用いてプログラムすることができるウインドウ、例えばMicrosoft社（Redmond, Washington）より入手することができるものである。

コンピュータ生成３Ｄモデル１０４は、ウインドウ１０２のモデリング部１０６内に表示される。３Ｄモデル１０４の表面（surface）は表示することができ、あるいは、３Ｄモデル１０４の、外形線（visible edge）と隠線（hidden edge）とを示すため、３Ｄモデル１０４を、実線及び破線で表示することができる。実装には、視覚化及び操作に役立つ他のウインドウ領域、例えば形体マネージャ設計ツリー１０８を含めることができ、同様に、３Ｄモデル１０４を含めることができる。

図２を参照すると、ウインドウ１０２には、ウインドウ１０２のモデリング部１０６内に表示される３Ｄモデル１０４と、ユーザインターフェイスパネル２０２と、を含めることができる。ユーザインターフェイスパネル２０２は、技術者がモデリングシステムに自動ＧＴＳ（generative tolerance scheme）手順を開始するように命令した後に現れ、ＧＴＳ手順のパラメータを確立するのに使用される。このようなパラメータには、公差記入方式のタイプ（例えば、ＡＳＭＥ及びＩＳＯ規格に準拠した正／負タイプ、又は幾何学的タイプ）と、データム形体のセットと、当該部品がプリズム形状であるか回転部品（turned part）であるか、が含まれる。

図３は、ユーザインターフェイスパネル２０２をより詳細に示す。技術者は、設定グループボックス３０２によって、部品のタイプ及び公差のタイプを指定することができる。部品のタイプは、プリズム部品でも、回転部品でもよい。公差のタイプは、正／負公差タイプでも、幾何公差タイプでもよい。他の実施形態では、別の部品のタイプ及び公差のタイプを追加することができる。さらに、設定グループボックス３０２は、追加設定ボタン３１２を押すことによりアクセスすることができる追加設定を提供しており、これについては図５に関連して述べる。

寸法記入された部品及びアセンブリは、典型的には、全ての寸法計算の開始位置となる形体を１つ必要とする。そこで、全ての形体は、この１つの形体に対して寸法記入される。寸法記入の開始位置であるこの１つの形体は、１次データム（primary datum）という。１次データムを適切に選択すれば、（例えば、機械加工時及び検査準備時の部品の安定性を高めることにより）部品製造能力を向上させる。１次データムに加えて、２次データムを指定して寸法計算を支援することができ、場合によっては、３次データムを指定することができる。

ユーザインターフェイスパネル２０２は、データム選択グループボックス３０４を含んでおり、最大３つまでデータム参照を指定することができる。データム参照は、マウスのようなポインティングデバイスを用いて選択し、３Ｄモデルの所望構成要素を取り出してデータム参照とすることができる。あるいはまた、自動工程によって、データム参照を判断することができる。

図４を参照すると、３つの指定データム参照を有する３Ｄモデル１０４が、ウインドウ１０２のモデリング部１０６内に示されている。これら指定データム参照は、モデル１０４の３つの表面を取り出して選択することができた。選択された表面は、平面であり（すなわちトリム面）、データム選択グループボックス３０４内に数値識別子を用いて示される。さらに、モデル１０４において、データム参照がラベル付けされる。１次データム４０２、２次データム４０４、及び３次データム４０６は、標準化データ識別記号「Ａ」、「Ｂ」及び「Ｃ」をフレームで囲んで示す。

再び図３を参照すると、ユーザインターフェイスパネル２０２内の別のグループボックスを用いて、ＧＴＳ手順のパラメータが確立される。技術者は、スコープグループボックス３０６によって、ＧＴＯ手順で、過小制約された形体（制約のない形体と、必要とする制約のない形体と、仮に部品が公差を持たない場合には全部品と、が含まれる）のみか、又は選択した形体のみを、考慮するか指定することができる。技術者は、形体ファインダルール（Feature Finder Rules）グループボックス３０８により、ＧＴＳ工程中に、どのタイプの形体を検証し、公差記入するかを指示することができる。典型的には、製造技術者は、フェレット、面取り部、及びタブ形体に公差記入しないから、図３に示すように、フェレットと、面取り部と、タブとは、選択されない。

ユーザインターフェイスパネル２０２には、一連のボタンがある。これらボタンは、公差スキームを計算すること、現在のソフトウェアプリケーション状態の前にあったプログラム状態に戻ること、最後に自動計算された公差スキームのセットを取り消すこと、及びヘルプを得ることを、モデリングシステムに命令する。選択されると、チェックマークボタン３１０は、コンピュータ化モデリングシステムに命令し、ユーザインターフェイスパネル２０２にセットされたパラメータに従って、公差スキームが自動的に計算される。

図５を参照すると、オプションウインドウ５０２が示されている。オプションウインドウ５０２は、追加設定ボタン３１２（図３に表示）を選択した後に表示され、ユーザインターフェイスパネル２０２に示されている（図２、３及び４に表示）パラメータに追加して指定されるパラメータのセットを含んでいる。オプションウインドウ５０２は、５つの区分けされたセクション５０４〜５１２を備えており、各セクションは、特定のタイプの公差（すなわち、場所、サイズ、姿勢、形状、及び角度公差）に適用することができる。区分けされたセクションのうちの４つのセクション５０４〜５１０には、その部品の公差のタイプを自動的に計算すべきか否かを指示する「適用（apply）」チェックボックスがある。サイズの公差が適用される場合は、デフォルトにより角度公差が適用されるために、角度セクション５１２には、「適用」チェックボックスは無い。

技術者は、オプションウインドウ５０２に示されたパラメータを変更することができるが、パラメータを変更しないで、あるタイプの公差記入を施すと、デフォルト値が用いられることになる。このデフォルト値は、広範囲の部品に好適である値か、又は広範囲の部品の標準として典型的に使用されている値である。オプションウインドウ５０２に設定された値と異なる値が必要な特定の形体にあって、技術者は、その特定の形体に一意の公差スキームを作成することができる。そして、この一意の公差スキームは、別の公差スキームのセットを計算する自動ＧＴＳ手順の入力として使用される。加えて、本発明の実施形態は、パラメータの拡張リストを持つことができる。例えば、追加パラメータは、指定した直径又は直径範囲の形体に適用することができる。

図６を参照すると、モデル１０４がウインドウ１０２に図示されているが、公差スキームは、ＡＳＭＥ規格に従ったものである。公差の定義は、技術者がチェックマークボタン３１０（図３に示す）を押した後に、自動的に計算される。有効でかつ完全な幾何寸法及び公差（ＧＤ＆Ｔ）の公差スキームと、正／負公差スキームと、が定義され、モデル１０４に注釈を付ける。この公差の定義に加えて、標準的な工学上のプラクティスとして、データム参照フレームにＡ、Ｂ及びＣとラベル付けがされる。

図７は、モデル１０４の２Ｄビュー（view）７０４が含まれるウインドウ７０２を示す。ウインドウ７０２内に表示されたイメージは、２Ｄ製図（２Ｄ drawing）ともいう。典型的には、２Ｄ製図は、製造技術者に手渡され、部品をどの様に製造すべきかを伝える。製造情報を伝達するために、２Ｄビュー７０４には、公差スキームが含まれる。

図６及び図７に示す公差スキームを計算するため、コンピュータ化モデリングシステムは、ＧＴＳ手順を実行する。このＧＴＳ手順は、公差付き形体（tolerance feature）と、アッセンブリ合せ部品（assembly mate）と、ＡＳＭＥ Ｙ１４．５Ｍ及びＩＳＯ Ｒ１１０１に規定されている公差のルールの知識と、に基づいた、公差スキームの作成を自動化する。

本発明により自動計算される公差スキームには、形体及び公差のシーケンスと、公差スキーム内の形体に関係する他の情報（例えば結合情報（connectivity information））と、が含まれる。公差記入された形態、例えば、平面、穴、ボス、及び円錐、を含む部品は、ＧＴＳ手順の入力として用いられる。この部品を定義するのに既に用いられた全ての公差は、このＧＴＳ手順のさらなる入力である。部品アセンブリと協働すると、この部品アセンブリの構成要素である部品は、ＧＴＳ手順に入力されるが、部品間の関連性と、アセンブリ構成要素の結合関係と、を記述するアセンブリ方法にあっては、そうである。

既存の公差スキームは、手動で作成されるか、あるいは、既に定義された部品をコンピュータ化モデリングシステムにロードする時に、存在させることができる。例えば、設計技術者は必要な１つ又は複数の公差スキームを追加して、製造工程を支援することができる。本発明は、追加の公差スキームを自動計算するときに一意の要件を考慮することを、保証する。このＧＴＳ手順は、既存の公差の定義と公差スキームとを全て見つけ出すが、追加の公差スキームを計算する際にこれらをオーバライド（override）することはない。

図８はＧＴＳ手順８００のフローチャートである。手順８００は、入力を受け取る（８０２）。既に説明したが、入力には、部品又は部品アッセンブリが含まれ、既存の公差定義及び公差スキーム（部品の定義に含むことができる）と、アッセンブリ方法と、を含めることができる。ひとたびチェックマークボタン３１０（図３に示す）が押されると、入力はＧＴＳ手順８００により自動的に受け取られる。

公差付き形体と、公差付き形体のパターンとが認識される（８０４）。公差付き形体は、部品又は部品アセンブリにおいて識別されたモデリング形体から推定される。例えば、穴と識別されたモデリング形体は、公差付き形体と認識されることになる。ＧＴＳ手順８００は、形体ファインダグループボックス３０８（図３に示す）で選択した形体の種類を認識する。さらに、公差付き形体のパターンが認識される。例を示せば、スロットのパターン（例えば、開放型スロット、閉鎖型スロット、平方端型スロット、及び円形端型スロット）は公差付き形体として認識でき、穴（例えばネジ込み穴又はさら穴）及び植込ボルトも同様に認識することができる。これらの例はこれらに限定されるものではない。本発明の実施形態は、シート状の金属形体と、２Ｄ形体と、構築された形体（constructed feature）と、を認識することができる。

図９Ａ及び図９Ｂは、モデリング形体と公差付き形体との違いを図示している。図９Ａは、ソリッドモデリング回転形体により画定された取手９０２を示す。輪郭曲線（profile）９０４は、回転されたときの取手の最終形状を画定し、回転部品を作成する。図９Ｂは、公差付き形体であろう取手の複数の面９０６、９０８、９１０、９１２、９１４を示す。輪郭曲線９０４は、回転してモデリング形体を作成する。この場合、取手９０２の面９０６、９０８、９１０、９１２、９１４は、公差付き形体とみなすことができる。輪郭曲線は突出させることができ、この場合、プリズム部品が作成される。輪郭曲線は突出した形体を定義することができるが、突出した形体は公差付き形体である多数の面を有することができる。そこで、モデリング形体は、どのように部品を作成することができるか、あるいは、製造されたアッセンブリ内で部品がどのように機能しなければならないかを、必ずしも表していない。公差付き形体は、製造技術者及び下流の自動化システムが、使用するため、モデルの寸法をより明瞭に表すものである。

ＣＡＤモデルのトポロジーを分析し、製造技術者に関係する形体を識別する、市販の形体認識ソフトウェアは、Geometric Software Solutions社（ボンベイ、インド）から入手可能である。一般的に、このようなソフトウェアは、ＧＴＳ手順８００の中のステップ８０４のために使用されるが、製造又はモデリング形体認識ソフトウェアライブラリーにおいて定義されていない公差付き形体を認識するための性能を向上させる必要がある。本発明を実装においては、向上した機能としては、ノッチを、公差付き形体として認識する機能がある。ノッチ形体を認識するため、追加のルールは、ノッチの幾何特性（例えば、一方の端部が開口しており、他方の端部が、円形又は平坦な表面により区切られた、２つの平行平面）を定義する。

再び図８を参照するに、ＧＴＳ手順８００は、入力が１つの部品のみか、又はアセンブリであるかを判断する（ステップ８０６）。アセンブリは、部品の処理に比べて、追加的な処理を必要とする。

アセンブリをＧＴＳ手順８００の入力として使用する場合、その合せ部品（mate）も認識される（ステップ８０８）。合せ部品は、互換性のある幾何特性を有する２つ以上の部品である。部品は、１つの部品の少なくとも１つの幾何モデリング形体が、別の部品の少なくとも１つの幾何形体モデリング形体と互いに嵌合するように配置される。市販のＣＡＤシステムは、合せ部品をサポートする。例えば、マサチューセッツ州コーンコードのＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ社のＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ（登録商標）２００５ソフトウェアは、合せ部品をサポートし、部品のアセンブリを定義するデータ構造内の合せ部品の形体を識別する。合せ部品を認識するため、ＧＴＳ手順８００は、アセンブリデータ構造を読み取り、合せ部品の形体として識別される形体の有無を探索する。

部品又はアセンブリが入力され、合せ部品が認識されると、データム参照を判断する（ステップ８１０）。１つの実施形態においては、アセンブリデータ構造内で認識された第１合せ部品の合せ形体について、この合せ形体が平面であるか否かを判断し、かつ、この合せ形体が、公差付き形体であるか、又は可能な公差付き形体であるか否かを判断する。公差付き形体であると判断された第１合せ面は、１次データムとなる。仮に第１合せ部品が、平面及び公差付き形体である第２合せ形体を有する場合には、この第２合せ面は２次データムとなる。同様にして、仮に第１合せ部品が平面及び公差付き形体である第３合せ形体を有する場合には、この第３合せ面は３次データムとなる。

データムを判断するため、他の方法を実装することができる。別の実施形態においては、例えばアセンブリデータ構造内で最初に認識された合せ部品の合せ形体を検証するのではなく、まず最大表面積を有する合せ部品を検証することができる。さらには、ひとたびデータム参照が判断されると、技術者は１つ又は複数の別のデータム参照を指定することができるから、ＧＴＳ手順８００により自動的に選択された１つ又は複数のデータム参照を無効にすることができる。

仮に部品（アセンブリではなく）をＧＴＳ手順８００に入力した場合、いくつかの方法を用いてデータム参照を判断することができる（ステップ８１０）。このような方法の１つにより、設計技術者は、図４に関連して述べたように、１次データムを指定することができる。データム参照も自動的に判断される。１つの実施形態においては、ステップ８０４で認識された公差付き形体の表面積を計算し、最大面積を持つ公差付き形体が、自動的に１次データムとして選択されるが、これは、標準的な技術的手法としては望ましいことである。１次データムを自動的に選択する別の方法又は代替の手法としては、例えば、互いに合せ形体となる形体を１次データムとして識別し、ついで選択する方法を実装することができる。

可能なデータム参照を判断した後、ＧＴＳ手順８００は、メインデータム参照フレーム、すなわち、部品の製造をどこから開始するか、に対する参照を判断する（ステップ８１２）。１次、２次、及び３次データムを分析して、有効なメインデータム参照フレームが存在するか否かを確立する。これは、メインデータム参照フレームが規格（例えばＡＳＭＥ又はＩＳＯ）に適合することを確認することにより、行われる。例えば１次及び２次データムプレーン（plane）は、互いに平行にはできないが、直交させることができる。有効性をチェックするため、データムの形体タイプ（例えば、面、線、点）は、有効なデータム関係に関するＡＳＭＥ規格に則ったルールを含むテーブルとして示される。ＡＳＭＥ規格は、これらのルールを定義するものであり、ＩＳＯ規格は、ルールが存在することを意味するものである。本発明の好ましい実施形態は、ＡＳＭＥルールのみを利用している。

そして、ＧＴＳ手順８００は、作成すべき（すなわち構築すべき）公差付き形体の順序を判断し、物理部品は、コンピュータ化モデリングシステムが定義する理想部品に近くなるようにする（ステップ８１４）。その順序は、既存の公差に基づいたものであり、データム及び原（original）形体によって制御される形体の前に、製造されるデータム及び参照形体（既存の公差に基づく）を要求することにより、判断される。データムの順序（例えば１次、２次、３次）と、構築オプション（例えば、特定の形体の構築順序の仕様）も、順序を判断する。一般的に、各形体にあっては、当該形体を構築する前に構築すべき形体のセットが判断される。ついで、構築の順序を示すデータ構造が、生成される。

構築の順序を示すデータ構造は、ツリーデータ構造か、又は順序付きリストの形式を取ってもよい。例えば、順序付きリストの第１、第２及び第３項目を、それぞれ、１次、２次、３次データム形体としてもよく、それに、構築形体（公差付き形体その他の構築形体から派生した形体）が続いてもよい。構築形体は、正／負寸法記入方式が選択された公差タイプの設定であり、かつ、穴軸が、データム形体と平行でない場合においては、ＧＴＳ手順８００により、作成することができる。この場合、穴は、穴軸とプレーンとの交差点の２つの構築ポイントに対して位置付けされる。ついで、公差付き形体をそれぞれ分析し、他の公差付き形体を参照することができるか否かを判断する（例えば、２つの穴のパターン形体について、これら２つの穴を参照する。このため、これら２つの穴をまず作成し、リストのパターン項目に進む必要がある）。さらに、前もって定義された公差（技術者によって明確に定義された）を有する形体は、順序付けリストの先頭に置かれる。図１０に示す部品の構築順序を示すデータ構造の例は、次に示すようになる。

右
・データムＡ
・平面度
頂部
・データムＢ
・Ａに対し垂直
右
・データムＣ
・Ａ及びＢに対し垂直
座ぐり１
座ぐり２
座ぐり３
穴パターン１
・直径
・座ぐり直径
・座ぐり深さ
・Ａ、Ｂ及びＣに対するポジション
座ぐり４
座ぐり５
穴パターン２
・直径
・座ぐり直径
・座ぐり深さ
・Ａ、Ｂ及びＣに対するポジション
背部
・前部までの距離
底部１
・頂部までの距離
左１
・右までの距離
底部２
・頂部までの距離
左２
・右までの距離

各公差付き形体について、非制約制御度（unconstrained degree of control）（例えば、自由度、形状、及び寸法）が判断される（ステップ８１６）。ＧＴＳ手順８００は、非制約制御度を識別し、これに加えて、完全に制約されかつ過剰制約された公差付き形体を識別することができるように、テーブルが作られる。

ＧＴＳ手順８００は、形体タイプをそのタイプの形体に必要な公差に適合させるために組み込まれたルールを有する。例えばノッチ形体のタイプは、ノッチ幅と、ノッチ深さとが許容されるような寸法制御を有することが要求される。

形体タイプを、その形体に必要とされる公差に適合させるルールは、規格要件も考慮に入れる。例えば、Ｙ１４．５．１Ｍ規格によれば、１次データムとなる穴は、位置Ｘ及び位置Ｙと、Ｘ及びＹを軸とする回転と、を制約する。さらには、穴は、寸法公差を必要とし、形状の制御（又は制約）が可能な寸法の形体である。このことを考慮すると、ＧＴＳ手順８００は、この例においては、Ｚ軸並進（translation）と、Ｚ軸回転とは、重要でないと考え、両方の自由度を無視することができる。この例では、ＧＴＳ手順８００は、制御を適用し、位置Ｘ及びＹと、回転Ｘ及びＹと、サイズと、形状とに、制御を加える。

図８を再び参照すると、ＧＴＳ手順８００は、公差スキームを作成し、各公差付き形体の非制約制御度を制約する（ステップ８１８）。適正な公差スキーム及びその属性（例えば、軸及び直径）は、公差付き形体のタイプと、公差付き形体のデータム参照フレームとの関係と、技術者が定義した属性（例えば図５に関連して記述されたパラメータ）と、により判断される。例えば、公差付き形体のタイプが平面の場合は、その形体の公差スキームに形状公差を適用することができる。形体のタイプを考慮すれば、形状のタイプその他の属性をルックアップテーブルに見ることができる。公差付き形体と１次データム参照との幾何学的関係は、公差付き形体及び１次データム参照の数学的定義を分析して、判断する。例えば幾何学的関係は垂直であってもよく、仮に姿勢公差を適用した場合には、垂直公差を作成して、１次データム参照に対する公差付き形体の姿勢に制約を加える。形体間の幾何関係を判断する従来技術のＣＡＤシステムを利用することができる。

各公差付き形体に関する非制約制御度を完全に制約する公差付けプロセス（process of creating tolerance）には、２つのステップが含まれる。第１ステップは、メインデータム参照フレームに関する公差スキームを定義するステップである。

マスタデータム参照フレームに関する公差スキームを定義するためには、この１次データムの公差スキームは、全ての形体が姿勢と位置が制御された形体であれば、まず、１次データムのスキームを作成する。典型的には、この１次データムは、適用可能であれば、寸法制御及び形状制御のみを必要とする（位置制御と姿勢制御は、自動的に、２次データムを満たすため）。１次データムが複合データム（すなわち、複数の形体を用いて単一のデータム軸又は平面を確立する場合）であるか、又はパターン形体（例えば穴パターン）である特殊な場合には、形体相互の位置を制御する必要がある。

１次データム参照と２次データム参照間の幾何関係に応じて、公差を追加し２次データム参照の姿勢及び位置を制御する。データム形体が寸法制御を必要とする場合は（例えば穴、ピン、スロット、タブ、幅）、必要に応じて寸法及び形状の制御を追加する。１次、２次、及び３次データム参照間の関係に応じて、公差を追加して、３次データム参照の姿勢及び位置を制御する。データム参照フレームの１つが寸法である例では、必要に応じて寸法及び形状制御も追加する。上記の例のいずれについても、既存の公差と相反する公差は追加しない。例えば、データム参照が寸法制御を有する寸法の形体である場合、更なる寸法制御は追加しない。

公差付き形体を完全に制約する第２ステップは、独立公差スキームを定義するステップである。この第２ステップでは、部品の各公差付き形体は、既に説明した構築の順序を定義するデータ構造内に公差付き形体が登場する順序で考慮される。各公差付き形体について、形体のタイプと、各公差付き形体に関する既存の制約から、必要とされる制御度を判断する。次に、各形体を完全に制約するのに必要な公差を計算する。

制御度（degree of control）は、寸法、形状、姿勢、及び位置に関する制御度を含む。形体タイプが必要とする制御度が判断されると、値のない、又は重要性のない制御には、制御済みとラベル付けされる。重要でない制御としては、平面に適用される寸法、穴軸の姿勢、穴軸に沿った位置があるが、これらに限定されるものではない。各形体に必要な制御度を列挙したテーブルが、作成される。例として、ｚ軸に沿った軸を有し、公差記入のない既存の穴の場合は、テーブルは次のようになる。

各公差付き形体に関する既存の制約が判断されると、既存の制約を評価し、適用可能な公差付き形体の制御度の必要な状態／制御済みの状態を変更することができる。例えば、前記の例で用いた穴について、寸法及び垂直公差（例えば円筒領域）が適用されているとすると、穴の制約状態は次のようになる。

各形体を完全に制約するのに必要な公差は、所定の順序で適用される。まず、必要に応じてサイズ制御が適用される（例えば、直径公差が穴及び球形体に適用され、深さの公差が穴及び座ぐり穴に適用され、長さ及び幅公差がスロット形体に適用される）。ついで、必要に応じて、形状制御が適用される（例えば、真円度及び円筒度が穴タイプ形体に適用され、平面度が平面に適用され、そしてデータム参照のない輪郭曲線が表面形体に適用される）。そして、姿勢制御が、必要に応じて適用される（例えば、形体のタイプに基づき、平行、垂直、及び角度を適用する）。最後に、必要に応じて、位置制御が適用される（例えば、位置と、直線的な正及び負と、形体のタイプと、に基づき、輪郭曲線が適用され、ユーザにより寸法公差対正及び負公差スキームのような設定がされる）。

姿勢及び位置公差を適用すると、公差とデータム公差との関係を評価し、公差により確実に制御度を制約することができるようにする。正及び負公差を用いて形体の位置を制御すると、評価は、各正及び負の公差の原（origin）形体が、確実に適切なデータムを用いて設定されるようにする。姿勢に関しては、形体が、もう一方の形体に対し平行、垂直、又はなす角度に応じ、適切な姿勢公差を適用する。位置については、特に正及び負 公差記入方式を用いる場合には、位置制約に関して、どの形体が原形体であるか判断するために、形体間の関係を評価する。

ＧＴＳ手順８００が終了すると（ステップ８２０）、公差記入された全ての形体の、各制御度を完全に制約する公差が出力される。公差データは、３Ｄモデルの定義に組み込まれる。ひとたび３Ｄモデル定義内に組み込まれると、公差スキームを自動的に表示して、ウインドウの３Ｄモデルリング部内のモデルに注釈を付けることができる。また、公差スキームは、２Ｄ製図がウインドウ内にレンダリングされる場合には、３Ｄモデルの２Ｄ製図に注釈を付けることもできる。さらには、データム参照フレームと、公差とを、形体マネージャ設計ツリー１０８（図６に示す）内にリストアップすることができ、モデル構成要素間の関係と、データム参照フレームと、公差とを、視覚化することができる。

例として、図１１Ａ及び図１１Ｂに例示したアセンブリ１００を考察する。アッセンブリ１００は、長い円筒形部品１１０１と、小さな円筒形部品１１０２と、プリズム部品１１０３と、からなる。

図１１Ｃを参照すると、小さい円筒形部品１１０２が示されている。この小さい円筒形部品１１０２には、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す長い円筒形部品１１０１に属する面の合せ形体である面１１０４を含む、公差記入された複数の形体を有している。この部品１１０２には、センタピン１１０６もある。小さな円筒形部品１１０２の頂部１１０８は、平坦である。さらに、部品１１０２には、パターン形体を形成する３つの穴形体がある。

図１１Ｄはいくつかの公差を持つ部品１１０２を例示している。面１１０４と、面１１０４に対し垂直であるセンタピン１１０６上の面と、平坦な頂部１１０８とは、それぞれ、１次、２次、及び３次データム参照である。１次、２次及び３次データム参照がこのように選択されるのは、データムが大型の円筒形部品１１０１（図１１Ａ及び１１Ｂに示す）と嵌合する形体であるためである。

図１１Ｄに示す公差は、コンピュータ化モデリングシステムが使用するユニット内にあり、ＩＳＯ又はＡＳＭＥ規格（どちらの規格がコンピュータ化モデリングシステムに指示されているかに応じて）に基づいている。平坦な頂部１１０８の深さに関する正／負公差は、１０±１である。面１１０４の半径に関する正／負公差は、３５±１である。３つの穴形体１１１０は、７±０．５の正／負公差を持つ。図１１Ｄは形状又は方向公差を示しておらず、その計算は技術者が無効することができる。

図１１Ｅは、部品１１０２が過小制約され、過剰制約され、又は完全制約された公差付き形体を含むか否か判断するために生成されるテーブル１１１２を示す。テーブルの第１列には、公差付き形体が、形体を製造すべき順序に従って、リストアップされている。例えば、合せ面と、センタピンと、平坦と識別された形体とは、１次、２次、及び３次データム参照フレームに対応する（すなわち、面１１０４、面１１０４に対し垂直であるセンタピン１１０６の面と、平坦な頂部１１０８）。パターン形体は、３つの穴形体（Ｃｙｌ１と、Ｃｙｌ２と、Ｃｙｌ３とを表示する）は、パターンが存在する前に作成しなければならないことから、第１列の最後の行に、リストアップされる。テーブル１１１２内の残りの列には、自由度と、サイズと、形状の制御度とを、リストアップしている。

公差の観点から、各公差付き形体が確実に完全制約されるようにするため、各非制約制御度について要求される公差を定義する（例えば、損失（missing）寸法、損失姿勢制御、損失位置制御、損失形状、又は、別の形状公差をさらに精緻にする形状公差である損失精緻形状）。

テーブル１１１２において、「Ｘ」は、それぞれの公差付き形体が、その制御度に関し、１つ又は複数の既存公差により制約されていることを示す。「Ｘ」が、特定の形体を制約するのに必要な全ての制御度に関連する各列に見られると、この形体は完全に制約される。仮に、「Ｘ」が、特定の形体を制約するのに必要なある制御度に関連するある列に見られない場合には、この形体は過小制約される。仮に、特定の形体を制約するのに必要なある制御度に関連する列に、「Ｘ」が、複数見られるか、又は、「Ｘ」が、ある形体を制約するのに必要ない制御度に関連する列に見られた場合には、この形体は過剰制約される。実施形態の１つでは、テーブル１１１２は、ＣＲＴに表示され、技術者に制約状態を認識させる。さらに、過小制約、過剰制約、及び完全制約された形体は、別の色属性を用いて表示することができる。

前述したように、公差スキームに用いる単位は、コンピュータ化モデリングシステムが用いる単位と同一であり、したがって、容易に得ることができる。さらに、部品の定義を含む部品のドキュメントは、部品がＡＳＭＥ又はＩＳＯ規格に基づいているか否かも示しており、これにより、ＧＴＳ手順８００は、公差の範囲を計算する際にどちらの規格を使用するか確認することができる。

図１２を参照すると、前述の機能に加えて、本発明は、位置、角度、及び輪郭曲線のような幾何制御に関する形体間の相互関係を指定する基本寸法を計算し、表示する。幾何制御を考慮し、データムと他の公差付き形体との間の基本寸法が与えられる。図１２では、基本寸法は、四角で囲んだ中に数字で表示される。技術者は、寸法をデータム線寸法として表示するか、又は、図１２に示すように、チェーン寸法として表示するかを、選択することができる。これに加えて、基本寸法は２Ｄ製図又は３Ｄモデルに注釈付けすることができる。

本発明の利点は、技術者が既存の公差に影響を与えることなく、モデルに新しいモデリング形体を追加してＧＴＳ手順８００を再度実行することができることである。さらに、ＧＴＳ手順８００は、設計工程において、技術者が定義した公差に敏感であり、ＧＴＳ手順８００以外の手順（例えばインポート）により定義される公差は、再計算されない。

その他の利点としては、公差を、全部品及びアッセンブリと、指定した部品又は形体と、個別の形体と、に適用することができることが挙げられる。部品の中の過剰制約及び過小制約形体の自動推論は、３Ｄモデルに関する公差を作成する効率的手段を提供し、設計モデル内の過剰制約及び過小制約形体を技術者に知らせる能力は、技術者にとって有益な学習補助となる。しかも、自動生成された公差は、標準的な技法に基づいている（例えばデータム参照フレームに対する形体の関係）。

図１２はコンピュータ化モデリングシステムを示す。このコンピュータ化モデリングシステムには、ＣＰＵ１３０２と、ＣＲＴ１３０４と、キーボード入力装置１３０６と、マウス入力装置１３０８と、ストレージ装置１３１０とが、含まれる。ＣＰＵ１３０２と、ＣＲＴ１３０４と、キーボード１３０６と、マウス１３０８と、ストレージ装置１３１０とは、一般に入手可能なコンピュータハードウェア装置を含むことができる。例えば、ＣＰＵ１３０２には、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサを含めることができる。マウス１３０８は、ＣＰＵ１３０２により実行されるソフトウェアプログラムに、ユーザが命令を発行するために押下するための慣用の左及び右ボタンを有することができる。マウス１３０８に代えて、又は加えて、コンピュータ化モデリングシステム１３００には、トラックボール及び接触感応部品のようなポインティングデバイス、又はキーボード１３０６内に組み込まれたポインティングデバイス及びボタンを、含めることができる。当業者にとって明らかであるが、マウスデバイスに関連してここに記載したのと同一の結果を、別の利用可能なポインティングデバイスを使用して得られる。ここでの考察から明らかなように、他の適切なコンピュータハードウェアプラットホームも好適である。このようなコンピュータハードウェアプラットホームは、Microsoft Windows NT（登録商標）、Windows 98（登録商標）、Windows 2000（登録商標）、Windows XP（登録商標）、Windows ME（登録商標）、UNIX（登録商標）、Linux（登録商標）、又はMAC OS（登録商標）オペレーティングシステムを動作可能であることが好ましい。

追加のコンピュータ処理装置及びハードウェア装置（例えば、ラピッドプロトタイピング（Rapid Prototyping）と、ビデオと、プリンタ装置）を、コンピュータ化モデリングシステム１３００に含めることができる。さらに、コンピュータ化モデリングシステム１３００には、ネットワークハードウェア及びソフトウェアを含めることができる。これにより、ハードウェアプラットホーム１３１２との通信を可能にし、他コンピュータ構成要素の中でも、ＣＰＵ及びストレージシステムを含む多数のコンピュータシステム間の通信を容易にする。

コンピュータ支援モデリングソフトウェア（computer-aided modeling software）は、ストレージ装置１３１０に格納させることができ、ＣＰＵ１３０２によりロードして実行することができる。モデリングソフトウェアにより、ユーザは、３Ｄモデルを作成し変更でき、ここに記載した発明の態様を実装することができる。ＣＰＵ１３０２は、ＣＲＴ１３０４を用いて、記載したように、３Ｄモデル及びその他の態様を表示する。キーボード１３０６及びマウス１３０８を用いることで、ユーザは、３Ｄモデルに関連するデータを入力し変更することができる。ＣＰＵ１３０２は、キーボード１３０６及びマウス１３０８からの入力を受け取り処理する。ＣＰＵ１３０２は、モデリングソフトウェアの命令に従って、３Ｄモデルに関係するデータと共に入力を処理し、これに対して、対応する適当な変更を加えて、ＣＲＴ１３０４に表示する。実施形態の１つでは、モデリングソフトウェアは、１つ又は複数の立体及び表面体からなる３Ｄモデルを構築するのに用いることができるソリッドモデリングシステムに基づいている。しかしながら、本発明を利用して内部に表示されるモデルをいかなる形状に変形することもできる。加えて、モデリングソフトウェアは、１つ又は複数のボディ、又はその形体の定義を互いにパラメトリカルに制約する関係を可能にする。仮に２つの形体間にパラメトリックに制約される関係が存在する場合には、一方の形体への幾何変更は、他方の形体に幾何変更をもたらす。

本発明は、デジタル電子回路、又はコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、あるいはその組み合せに、実装することができる。本発明の装置は、プログラム可能なプロセッサによる実行のために、コンピュータ可読ストレージ装置において確実に具現化されたコンピュータプログラムプロダクトに、実装される。また、本発明の方法ステップは、プログラム可能なプロセッサが、入力データに対してオペレーションし出力を生成することにより本発明の機能を果たす命令プログラムを実行することにより、実装することができる。本発明は、１つ又は複数のコンピュータプログラムにより有利に実装されるが、このコンピュータプログラムは、データストレージシステムからのデータ及び命令を受け取り、このデータストレージシステムにデータ及び命令を伝達するために接続される少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサと、少なくとも１つの入力装置と、少なくとも１つの出力装置と、を含むプログラム可能なシステムで、実施することができる。各コンピュータプログラムは、高レベルの手続型又はオブジェクト指向型プログラミング言語か、又は、必要であれば、アセンブリ又は機械語で、実装することができる。いずれの場合においても、言語は、コンパイラ言語でも、インタープリタ型言語でもよい。好適プロセッサは、汎用及び専用マイクロプロセッサの両方を含むが、これらに限定されるものではない。一般的に、プロセッサは、ＲＯＭ（read only memory）及び／又はＲＡＭ（random access memory）から、命令及びデータを受け取る。コンピュータプログラムの命令及びデータを確実に具体化するのに好適なストレージ装置は、あらゆる形態の不揮発性メモリであって、例を挙げると、半導体メモリ装置例えばＥＰＲＯＭとＥＥＰＲＯＭとフラッシュメモリ装置と、内部ハードディスク及びリムーバブルディスクのような磁気ディスクと、磁気光学ディスクと、ＣＤ−ＲＯＭディスクと、を含むあらゆる形態の不揮発性メモリが含まれる。これらのものは、カスタム設計されたＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit）を追加するか、あるいは、このＡＳＩＣに組み込むことができる。

以上、本発明の多くの実施形態を説明したが、種々の変更は、本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、行うことができることは、明らかである。例えば、実装によって、操作順番を変更することができる。さらには、実装のニーズに応じて、上述した特定の操作を組み合せたものとして実装することができ、削除でき、追加でき、再構成することもできる。

さらには、実施形態の１つでは、図８のステップ８０８は、嵌合関係に加えて、他の部品間の関係を認識することができる。このような部品間の関係は、イン・コンテキスト（in-context）関係が含まれるが、この例に限定されるものではない。このイン・コンテキストにおいては、当業者は、モデルを定義するデータ構造でこれを識別することができる。加えて、図８のステップ８１２の記述は、面部を合せ形体として説明している。これに加え、合せ部品を認識するステップは、さらにスロット、タブ及び穴パターン等の合せ形体を含んでもよい。

さらには、ステップ８１４（製造順序を記載）において、既存の公差及びマスタデータ参照フレームに加えて、他のデータムを考慮することができる。加えて、技術者は、自動的に判断された製造順序を、無効化することもできる。

本発明に係る実装によれば、限界寸法記入方式のような他の公差タイプが可能である。このような実装において、長さ寸法及び角度寸法に関するＩＳＯ２７６８公差が、サポートされる。

したがって、他の実施形態も、特許請求範囲を逸脱しない。

ウインドウに表示されたコンピュータ生成モデルの図である。 ウインドウに表示されたコンピュータ生成モデルの図である。 ユーザインターフェイスの図である。 特定のデータム参照フレームを持つコンピュータ生成モデルの図である。 利用可能なオプションを表示したウインドウの図である。 注釈付きコンピュータ生成モデルの図である。 注釈付き２Ｄ製図の説明図である。 公差を自動作成する手順のフローチャートである。 取手の図である。 取手の図である。 部品の図である。 アセンブリの図である。 アセンブリの図である。 アセンブリ内の部品の図である。 公差が定義された部品の図である。 形体のリストを含むテーブルの図である。 ２Ｄ製図に注釈付けした基本寸法の図である。 コンピュータシステムの図である。

Claims (20)

1. 公差スキームを自動生成するコンピュータ実装方法であって、
   製造のために部品を画定する３Ｄモデルを定義するデータにアクセスするステップと、
   前記３Ｄモデルにおいて公差付き形体を識別するステップと、
   前記公差付き形体のための少なくとも１つの非制約制御度を判断するステップと、
   前記公差付き形体のための公差スキームを自動作成するステップと、
   前記公差スキームが前記公差付き形体に注釈を付けるように、ウインドウに、前記公差スキーム及び前記３Ｄモデルをレンダリングするステップと
   を備え、
   前記公差スキームは、公差を伝達するための工業標準に基づいており、
   前記公差スキームは、前記非制約制御度を制約する
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１において、前記公差スキームは、寸法公差、サイズ公差、姿勢公差、又は形状公差のうちの１つを備えたことを特徴とするコンピュータ実装方法。
3. 請求項１において、前記公差付き形体のための少なくとも１つの非制約制御度を判断するステップは、前記公差付き形体が、完全制約制御度か、過剰制約制御度か又は、非制約制御度を有するか、のいずれであることを識別するためのテーブルを構築するステップを備えたことを特徴とするコンピュータ実装方法。
4. 請求項１において、前記公差付き形体のための少なくとも１つの非制約制御度を判断するステップは、
   前記公差付き形体に関する複数の制御度についての情報を格納するためのデータ構造を構築するステップと、
   前記公差付き形体に関する各制御度に関して、前記データ構造内で、制御度が制御されているか、制御を必要とするか、及び制御を必要としないかのうちの１つであることを指示するステップと
   を備えたことを特徴とするコンピュータ実装方法。
5. 請求項１において、前記公差付き形体のための公差スキームを自動作成するステップは、適正な公差を判断するため、前記公差付き形体の形体タイプを分析するステップを備えたことを特徴とするコンピュータ実装方法。
6. 請求項５において、前記公差付き形体の形体タイプは、平面であり、
   前記公差スキームは、形状公差の定式を備えた
   ことを特徴とするコンピュータ実装方法。
7. 請求項５において、前記公差付き形体とデータム参照フレーム間の幾何学的関係を分析するステップをさらに備えたことを特徴とするコンピュータ実装方法。
8. 請求項７において、前記幾何学的関係は、直角であり、
   前記公差スキームは、直角公差の定式を備えた
   ことを特徴とするコンピュータ実装方法。
9. 請求項５において、位置公差、サイズ公差、姿勢公差、形状公差、及び角度公差の仕様の少なくとも１つに関するユーザ定義属性を少なくとも１つ適用するステップをさらに備えたことを特徴とするコンピュータ実装方法。
10. 請求項１において、前記３Ｄモデルが２Ｄ製図としてウインドウにレンダリングされることを特徴とするコンピュータ実装方法。
11. 請求項１において、前記３Ｄモデル内の公差付き第２形体を識別するステップと、
    前記公差付き第２形体を制約して姿勢及び位置のうちの少なくとも１つを制御するのに必要な複数の必須の制御度を判断するステップと、
    前記複数の必須の制御度が、それぞれ、制御済みか、制御が必要か、及び制御不要か、を指示するステップと、
    前記公差付き第２形体のための公差スキームを自動作成するステップと、
    前記第２公差スキームを、前記公差付き第２形体と共にウインドウにレンダリングすることにより、前記公差付き第２形体に注釈を付けるステップと
    をさらに備えたことを特徴とするコンピュータ実装方法。
12. コンピュータシステムにより、
    公差付き形体の初期の非制約制御度のための制約を生成させ、
    前記制約を、ウインドウに表示された公差スキームとして表し、かつ前記公差付き形体に注釈を付けさせる
    命令を備えたコンピュータ可読記憶媒体であって、
    前記公差付き形体のタイプは、前記公差スキームに含む公差のタイプを判断し、
    前記公差付き形体のタイプは、前記制約により要求される制御度を判断し、前記制御度は、初期の非制約制御度であり、
    属性は、前記制御度の値を提供する
    ことを特徴とするコンピュータ可読データ記憶媒体。
13. 請求項１２において、前記公差スキームは、１つ又は複数の標準寸法及び公差記号からなることを特徴とするコンピュータ可読データ記憶媒体。
14. 請求項１２において、前記制御度は、位置、サイズ、姿勢、形状、及び角度のうちの１つであることを特徴とするコンピュータ可読データ記憶媒体。
15. 請求項１２において、前記公差付き形体に要求される制御度を列挙するデータ構造を構築する命令をさらに備えたことを特徴とするコンピュータ可読データ記憶媒体。
16. 請求項１２において、既存の制約を公差付き形体に適用する手順をさらに備えたことを特徴とするコンピュータ可読データ記憶媒体。
17. ３Ｄモデルを格納したデータストレージシステムに動作可能に接続したプロセッサと、
    前記プロセッサに動作可能に接続したデータ記憶メモリであって、
    公差付き形体を制約するのに必要な複数の制御度であって、前記公差付き形体のタイプにより判断された複数の制御度、を列挙するデータ構造を構築し、
    既存の制約が、前記データ構造に列挙された前記複数の制御度のうちの1つの制御度に適用可能であるとき、この１つの制御度を、制御済み、とマーク付けし、
    前記複数の制御度のうちの第２の制御度の公差を計算し、この計算において、前記複数の制御度のうちの第２の制御度に特定の属性を付与し、
    前記公差を表す公差スキームを表示し、前記公差スキームが、前記公差付き形体からなるモデルの２Ｄ又は３Ｄビューのうちの１つにある前記公差付き形体に注釈を付ける
    ように、前記プロセッサを構成する命令を備えたデータ記憶メモリと、
    を備えたことを特徴とするＣＡＤシステム。
18. 請求項１７において、サイズ制御が、穴又は球である公差付き形体に関する直径仕様と、穴である公差付き形体に関する深さ仕様と、スロットである公差付き形体に関する長さ及び幅仕様と、からなることを認識させ、
    形状制御が、真円度、円筒度、平面度、及び輪郭曲線仕様のうちの少なくとも１つからなることを認識させ、
    姿勢制御が、平行度、直角度、及び傾斜度仕様のうちの少なくとも１つからなることを認識させ、
    位置制御が、位置度、線形の正負、及び輪郭曲線仕様の少なくとも１つからなることを認識させる
    ように、前記プロセッサを構成する命令をさらに備えたことを特徴とするＣＡＤシステム。
19. 請求項１７において、適用された前記属性は、デフォルト値及びユーザ指定値のうちのいずれかを有することを特徴とするＣＡＤシステム。
20. 請求項１７において、前記公差スキーム内で標準寸法及び公差記号を利用するように、前記プロセッサを、構成する命令をさらに備えたことを特徴とするＣＡＤシステム。
    

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