JP2007328758A - Design support device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、3次元設計を行う場合に利用される設計支援装置に関する。 The present invention relates to a design support apparatus used when performing a three-dimensional design.
近年、製品設計を行う際には、コンピュータを利用して設計することがほとんどである。その中でも特に、設計から製品出荷までの期間を大幅に短縮することができる3次元CAD(Computer Aided Design)装置を用いることが主流となっている。 In recent years, when designing a product, it is mostly designed using a computer. Among them, in particular, the use of a three-dimensional CAD (Computer Aided Design) apparatus that can significantly shorten the period from design to product shipment has become the mainstream.
3次元CAD装置を用いて3次元設計データを作成後、設計変更などが発生した場合には3次元設計データを変更しなければならなくなる。このような場合には、変更する前の3次元設計データ(以下では、旧設計データと呼ぶ。)に変更を加えて新たな3次元設計データ(以下新設計データと呼ぶ。)を作成するが、従来の3次元CAD装置では変更履歴情報を残していないため、新設計データと旧設計データの変更箇所を特定することができなくなってしまう。 After a 3D design data is created using a 3D CAD device, if a design change occurs, the 3D design data must be changed. In such a case, the three-dimensional design data before the change (hereinafter referred to as the old design data) is changed to create new three-dimensional design data (hereinafter referred to as the new design data). In the conventional three-dimensional CAD device, since no change history information is left, it becomes impossible to specify the changed portions of the new design data and the old design data.
このような場合、従来の3次元CAD装置では、旧設計データと新設計データとの間で干渉チェック(差分計算)を実施する以外、変更箇所を特定する方法は無く、干渉チェックに長い時間を要していた。 In such a case, the conventional three-dimensional CAD apparatus has no method for identifying the changed portion except for performing interference check (difference calculation) between the old design data and the new design data, and it takes a long time for the interference check. It was necessary.
特許文献1記載の3次元CADシステムは、3次元設計データを一定形状の複数のエリアによりメッシュ状に分割し、旧3次元設計データと新3次元設計データそれぞれに対して、各エリア毎のエリア内のデータ体積を計算し、旧3次元設計データの各エリア毎の体積値と、新3次元設計データの各エリア毎の体積値とを比較し、体積値が異なっているエリアを形状変更が行われた変更箇所として特定している。特許文献2記載の設計変更箇所検証装置は、第1の3次元設計データで表される第1の立体形状と、第2の3次元設計データで表される第2の立体形状とが同一密度の物体であると仮定し、小空間毎に重心座標を求め、第1の立体形状について求めた重心座標と第2の立体形状について求めた重心座標とを比較し、一致しなかった小空間に変更箇所が含まれていると判断している。
The three-dimensional CAD system described in Patent Document 1 divides three-dimensional design data into a mesh shape by a plurality of areas having a fixed shape, and for each of the old three-dimensional design data and the new three-dimensional design data, an area for each area. The volume of each area in the old 3D design data is compared with the volume value of each area in the new 3D design data, and the areas with different volume values can be reshaped. Identified as a change made. In the design change location verification device described in
特許文献1,2に記載の3次元CADシステムおよび設計変更箇所検証装置の場合、干渉チェックを行うよりは短時間で変更箇所の特定が可能となっている。
In the case of the three-dimensional CAD system and the design change location verification apparatus described in
しかしながら、液晶ディスプレイのキャビのように、製品全体のサイズが大きく、かつ内部構造などに微小な形状変化が多数存在する複雑な設計データを扱う場合、新旧設計データ間での形状差異を抽出可能な程度にまでメッシュサイズを小さくする(たとえば、0.5mmピッチ)必要があるが、そのような条件で演算を実行しようとすると、メッシュの生成に多大なメモリ容量を消費するため演算速度が低下してしまう。さらには、メッシュ生成に必要なメモリ容量が、装置に搭載されているメモリ容量を超えることもあり、このような場合は、メッシュ生成が不可能となるので、設計の対象とすることができる製品のサイズおよび形状が制限されてしまうという問題がある。 However, when handling complex design data that has a large overall product size and a large number of minute shape changes in the internal structure, such as liquid crystal display cabinets, it is possible to extract shape differences between old and new design data. It is necessary to reduce the mesh size to a certain extent (for example, 0.5 mm pitch). However, if an attempt is made to execute the calculation under such conditions, the calculation speed is reduced because a large memory capacity is consumed for generating the mesh. End up. In addition, the memory capacity required for mesh generation may exceed the memory capacity installed in the device. In such a case, mesh generation becomes impossible, so products that can be designed. There is a problem that the size and shape of the device are limited.
本発明の目的は、高速処理が可能で汎用性の高い設計支援装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a design support apparatus capable of high-speed processing and having high versatility.
本発明は、第1の3次元設計データに基づく第1の立体と、第2の3次元設計データに基づく第2の立体とを比較して互いに形状が異なる箇所を特定する設計支援装置において、
前記第1および第2の立体を面要素に分割する分割手段と、
前記第1の立体の面要素と、前記第2の立体の面要素とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づいて、互いに形状が異なる面要素を特定する特定手とを備えることを特徴とする設計支援装置である。
The present invention relates to a design support device that identifies a portion having a different shape by comparing the first solid based on the first three-dimensional design data and the second solid based on the second three-dimensional design data.
Dividing means for dividing the first and second solids into plane elements;
A comparing means for comparing the first three-dimensional surface element with the second three-dimensional surface element;
A design support apparatus comprising: a specific hand that identifies surface elements having different shapes based on a comparison result by the comparison unit.
また本発明は、前記分割手段は、前記面要素として、平面、円柱面、円錐面、トーラス面および自由曲面のいずれかに分割することを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the dividing unit divides the surface element into any one of a flat surface, a cylindrical surface, a conical surface, a torus surface, and a free-form surface.
また本発明は、前記分割手段は、前記面要素を特定するための幾何学的情報を面要素ごとに取得することを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the dividing unit obtains geometric information for specifying the surface element for each surface element.
また本発明は、前記分割手段は、前記面要素が平面であった場合には通過点座標と法線ベクトルを取得し、前記面要素が円柱面であった場合には軸通過点座標、軸ベクトルおよび底面半径を取得し、前記面要素が円錐面であった場合には頂点座標、軸ベクトルおよび開き角度を取得し、前記面要素がトーラス面であった場合には中心座標、軸ベクトルおよび2半径を取得することを特徴とする。 In the present invention, the dividing means obtains a passing point coordinate and a normal vector when the surface element is a plane, and when the surface element is a cylindrical surface, an axis passing point coordinate and an axis Obtain a vector and a base radius; if the surface element is a conical surface, obtain a vertex coordinate, an axis vector and an opening angle; if the surface element is a torus surface, obtain a center coordinate, an axis vector and Two radii are obtained.
また本発明は、前記比較手段は、前記第1の立体の面要素に対する幾何学的情報と、前記第2の立体の面要素に対する幾何学的情報とを比較することを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the comparison unit compares the geometric information about the first three-dimensional surface element with the geometric information about the second three-dimensional surface element.
また本発明は、前記比較手段は、前記第1の立体の面要素と前記第2の立体の面要素との全ての組み合わせについて幾何学的情報を比較し、幾何学的情報が完全に一致した組み合わせは同一の面要素であると判断し、幾何学的情報の全部または一部が異なっている組み合わせは非同一の面要素であると判断することを特徴とする。 In the present invention, the comparing means compares the geometric information for all combinations of the first three-dimensional surface element and the second three-dimensional surface element, and the geometric information completely matches. A combination is determined to be the same surface element, and a combination in which all or part of geometric information is different is determined to be a non-identical surface element.
また本発明は、前記比較手段は、比較しようとする面要素が自由曲面である場合は、サンプリング点における位置および法線ベクトルを幾何学的情報として比較することを特徴とする。 In the present invention, when the surface element to be compared is a free-form surface, the comparison means compares the position at the sampling point and the normal vector as geometric information.
また本発明は、前記特定手段は、同一の面要素であると判断された組み合わせが無い面要素を、形状が異なる面要素として特定することを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the specifying unit specifies a surface element having no combination determined to be the same surface element as a surface element having a different shape.
また本発明は、第1の立体および第2の立体における形状が異なる面要素として特定された面要素を他の面要素と識別可能に表示することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the surface elements specified as the surface elements having different shapes in the first solid and the second solid are displayed so as to be distinguishable from other surface elements.
また本発明は、前記特定手段は、同一の面要素であると判断された組み合わせが無い面要素同士がエッジを介して接している場合に、それらエッジを介して接している面要素をグループ化し、形状が異なる面要素グループとして特定することを特徴とする。 Further, in the present invention, when the surface elements having no combination determined to be the same surface element are in contact with each other through an edge, the specifying means groups the surface elements in contact with each other through the edge. The surface element groups having different shapes are specified.
また本発明は、第1の立体における前記形状が異なる面要素グループがエッジを介して接している他の面と第2の立体における前記形状が異なる面要素グループがエッジを介して接している他の面とが同一の面要素である場合に、前記第1の立体における前記形状が異なる面要素グループと前記第2の立体における前記形状が異なる面要素グループとを変更された面として特定することを特徴とする。 In the present invention, the surface element group having the different shape in the first three-dimensional shape is in contact with the other surface via the edge, and the surface element group having the different shape in the second three-dimensional shape is in contact with the other edge. When the surface is the same surface element, the surface element group having a different shape in the first solid and the surface element group having a different shape in the second solid are specified as changed surfaces. It is characterized by.
また本発明は、変更された面として特定された第1の立体における前記形状が異なる面要素グループと第2の立体における前記形状が異なる面要素グループの面要素を、他の前記形状が異なる面要素グループおよび形状が異なる面要素と識別可能に表示することを特徴とする。 Further, the present invention provides a surface element of a surface element group having a different shape in the first solid specified as the changed surface and a surface element group having a different shape in the second solid, and other surfaces having different shapes. It is characterized by being displayed so as to be distinguishable from surface elements having different element groups and shapes.
本発明によれば、第1の3次元設計データに基づく第1の立体と、第2の3次元設計データに基づく第2の立体とを比較して互いに形状が異なる箇所を特定する設計支援装置である。分割手段が前記第1および第2の立体を面要素に分割すると、比較手段が、前記第1の立体の面要素と、前記第2の立体の面要素とを比較する。特定手段は、前記比較手段による比較結果に基づいて、互いに形状が異なる面要素を特定する。 According to the present invention, the design support apparatus that compares the first solid based on the first three-dimensional design data with the second solid based on the second three-dimensional design data and identifies portions having different shapes from each other. It is. When the dividing unit divides the first and second solids into plane elements, the comparison unit compares the first three-dimensional plane element with the second solid plane element. The specifying means specifies surface elements having different shapes from each other based on the comparison result by the comparison means.
このように、面要素によって2つの立体を比較するので、従来のようなメッシュ分割または小空間分割を行う必要がなく、体積または重心の計算も不要であるので、2つの立体の形状が異なる箇所を特定するに必要な処理を高速化できる。また、必要なメモリ容量が少なくて済むので、立体のサイズや形状によらず処理することができ汎用性が高くなる。 In this way, since two solids are compared by plane elements, it is not necessary to perform conventional mesh division or small space division, and calculation of volume or centroid is also unnecessary. Can speed up the processing necessary to identify Further, since the required memory capacity is small, processing can be performed regardless of the size and shape of the solid, and versatility is enhanced.
また本発明によれば、前記分割手段は、前記面要素として、平面、円柱面、円錐面、トーラス面および自由曲面のいずれかに分割する。 According to the invention, the dividing means divides the surface element into any one of a flat surface, a cylindrical surface, a conical surface, a torus surface, and a free-form surface.
立体の形状がどんなに複雑であっても、単純な幾何学的形状の集合でしかないので、上記のような面要素に分割することで立体の形状によらず2つの立体の形状が異なる箇所を特定することができる。 No matter how complex the shape of the solid, it is only a set of simple geometric shapes, so by dividing it into plane elements as described above, the locations where the shapes of the two solids differ regardless of the shape of the solid Can be identified.
また本発明によれば、前記分割手段は、前記面要素を特定するための幾何学的情報を面要素ごとに取得し、前記比較手段は、前記第1の立体形状の面要素に対する幾何学的情報と、前記第2の立体形状の面要素に対する幾何学的情報とを比較する。 According to the invention, the dividing means acquires geometric information for specifying the surface element for each surface element, and the comparing means is a geometric information for the surface element of the first three-dimensional shape. The information is compared with the geometric information for the surface element of the second solid shape.
また、前記面要素が平面であった場合には通過点座標と法線ベクトルを取得し、前記面要素が円柱面であった場合には軸通過点座標、軸ベクトルおよび底面半径を取得し、前記面要素が円錐面であった場合には頂点座標、軸ベクトルおよび開き角度を取得し、前記面要素がトーラス面であった場合には中心座標、軸ベクトルおよび2半径を取得する。 Further, when the surface element is a plane, a passing point coordinate and a normal vector are acquired, and when the surface element is a cylindrical surface, an axis passing point coordinate, an axis vector, and a bottom surface radius are acquired, When the surface element is a conical surface, the vertex coordinates, the axis vector, and the opening angle are acquired, and when the surface element is a torus surface, the center coordinate, the axis vector, and two radii are acquired.
これにより、インポートした3次元設計データのように寸法に関する情報および形状作成手順(フィーチャー)に関する情報がない3次元設計データにも対応することができる。 Thereby, it is possible to deal with 3D design data having no information on dimensions and information on a shape creation procedure (feature) like the imported 3D design data.
また本発明によれば、前記比較手段は、前記第1の立体形状の面要素と前記第2の立体形状の面要素との全ての組み合わせについて幾何学的情報を比較する。幾何学的情報が完全に一致した組み合わせは同一の面要素であると判断し、幾何学的情報の全部または一部が異なっている組み合わせは非同一の面要素であると判断する。 According to the invention, the comparing means compares geometric information for all combinations of the first solid surface element and the second solid surface element. A combination in which geometric information completely matches is determined to be the same surface element, and a combination in which all or part of the geometric information is different is determined to be a non-identical surface element.
2つの情報が完全に一致するかどうかを判断するだけで比較を行うことができるので、比較に要する演算量の削減、演算速度の高速化が可能となる。 Since the comparison can be performed only by determining whether or not the two pieces of information completely match, it is possible to reduce the amount of calculation required for the comparison and increase the calculation speed.
また本発明によれば、比較しようとする面要素が自由曲面であっても、サンプリング点における位置と法線ベクトルとを幾何学的情報として用いることで比較に要する演算量の削減、演算速度の高速化が可能となる。 According to the present invention, even if the surface element to be compared is a free-form surface, the amount of calculation required for the comparison can be reduced by using the position at the sampling point and the normal vector as geometric information. High speed is possible.
また本発明によれば、前記特定手段は、同一の面要素であると判断された組み合わせが全く無い面要素を、形状が異なる面要素として特定する。 According to the invention, the specifying unit specifies a surface element having no combination determined to be the same surface element as a surface element having a different shape.
これにより、比較手段の比較結果を参照するだけで容易に形状が異なる面要素を特定することができる。 Thereby, it is possible to easily identify the surface elements having different shapes only by referring to the comparison result of the comparison means.
また本発明によれば、第1の立体および第2の立体における形状が異なる面要素として特定された面要素を他の面要素と識別可能に表示する。 Moreover, according to this invention, the surface element specified as a surface element from which the shape in a 1st solid | solid and a 2nd solid differs is displayed so that it can distinguish from another surface element.
これにより、形状差異の箇所が容易に認識できる。
また本発明によれば、前記特定手段は、同一の面要素であると判断された組み合わせが無い面要素同士がエッジを介して接している場合に、それらエッジを介して接している面要素をグループ化し、形状が異なる面要素グループとして特定する。
Thereby, the part of a shape difference can be recognized easily.
Further, according to the present invention, in the case where the surface elements having no combination determined to be the same surface element are in contact with each other through the edge, the specifying unit determines the surface element in contact with the edge through the edge. Group and identify as surface element groups with different shapes.
これにより、形状が異なる面要素がエッジを介して複数接している場合に、それらを1つの面要素グループとして容易に特定することができる。 Thereby, when a plurality of surface elements having different shapes are in contact with each other through the edge, they can be easily specified as one surface element group.
また本発明によれば、第1の立体における前記形状が異なる面要素グループがエッジを介して接している他の面と第2の立体における前記形状が異なる面要素グループがエッジを介して接している他の面とが同一の面要素である場合に前記第1の立体における前記形状が異なる面要素グループと前記第2の立体における前記形状が異なる面要素グループとを変更された面として特定する。 これにより、第1の立体における形状が異なる面要素グループと第2の立体における形状が異なる面要素グループとを、変更された面として特定することができる。 Further, according to the present invention, the surface element group having a different shape in the first three-dimensional shape is in contact with another surface through the edge, and the surface element group having a different shape in the second three-dimensional shape is in contact with the edge. When the other surface is the same surface element, the surface element group having the different shape in the first solid and the surface element group having the different shape in the second solid are identified as the changed surfaces. . As a result, the surface element group having a different shape in the first three-dimensional object and the surface element group having a different shape in the second three-dimensional object can be specified as the changed surfaces.
また、本発明によれば、変更された面として特定された第1の立体における前記形状が異なる面要素グループと第2の立体における前記形状が異なる面要素グループの面の色を他の前記形状が異なる面要素グループおよび形状が異なる面要素以外の面と識別可能に表示する。 Further, according to the present invention, the color of the surface of the surface element group having a different shape in the first solid specified as the changed surface and the surface element group having the different shape in the second solid is changed to the other shape. Are displayed so as to be distinguishable from surfaces other than surface element groups having different shapes and surface elements having different shapes.
これにより、複数の形状差異の箇所が検出された場合でも、変更された面要素は、他の形状差異の箇所と識別可能に表示されているので、変更された面要素であることを容易に認識できる。またたとえば、色を変えることで識別可能に表示させた場合は、変更前モデルの変更された面要素の色以外の色が付いている面要素が表示されることになり、変更前には存在していたが変更後には消えている面要素として容易に認識できる。変更後モデルの変更された面要素の色以外の色が付いている面要素が表示されることになり、変更前には存在していなかったが変更後に追加された面要素として容易に認識できる。 Thus, even when a plurality of shape difference locations are detected, the changed surface element is displayed so as to be distinguishable from other shape difference locations. Can be recognized. In addition, for example, if the display is made identifiable by changing the color, the surface element with a color other than the color of the changed surface element of the model before change will be displayed, and it will exist before the change. However, it can be easily recognized as a surface element that has disappeared after the change. The surface element with a color other than the color of the changed surface element of the model after change will be displayed, and it can be easily recognized as a surface element that did not exist before the change but was added after the change. .
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の一形態である設計支援装置1を含む設計支援システム100の構成を示すブロック図である。設計支援システム100は、設計支援装置1、モデルデータ格納装置2および出力装置3を含んで構成される。設計支援装置1は、モデルデータ読み込み部10、サーフェス幾何情報取得部11、サーフェス幾何情報記憶部12、サーフェス比較部13、サーフェス比較結果記憶部14、非同一サーフェス検索部15、非同一サーフェス記憶部16および形状差異表示生成部17で構成される。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
モデルデータ格納装置2は、図示しない3次元CADシステムで作成された3次元設計データを格納する装置である。たとえば、図2に示すデータ構造のように、格納されている3次元設計データの名前(ファイル名)21、サイズ(ファイルサイズ)22および更新日時23が、3次元設計データに関連付けて記憶されている。ここで、設計変更などにより変更された第1の3次元設計データ(新設計データ)の名前は、変更前の第2の3次元設計データ(旧設計データ)の主ファイル名の最後に「_2」を付加した名前となっている。たとえば、図2に示した例には、「Cab.prt」という名前と、「Cab_2.prt」という名前とがあり、「Cab.prt」が旧設計データの名前、「Cab_2.prt」が新設計データの名前である。
The model
出力装置3は、CRT(Cathode Ray Tube)、液晶ディスプレイなどの表示装置で実現され、3次元設計データに基づくモデル形状を表示する。
The
モデルデータ格納装置2および出力装置3としては、3次元設計データを作成する3次元CADシステムが備えている記憶装置および表示装置を利用することができる。
As the model
設計支援装置1は、旧設計データと新設計データとの変更箇所を特定し、特定した箇所を表示可能とする設計支援処理を行う。 The design support apparatus 1 performs a design support process that specifies a changed part between the old design data and the new design data and enables the specified part to be displayed.
モデルデータ読み込み部10は、モデルデータ格納装置2に接続され、モデルデータ格納装置2から3次元設計データを読み込むためのインターフェイスとして機能する。
The model
サーフェス幾何情報取得部11は、モデルデータ読み込み部10を介して取得した第1および第2の3次元設計データに基づいて、第1および第2のモデル(立体)を1以上の面要素であるサーフェスに分割し、その分割されたそれぞれのサーフェスの幾何学的情報(以下では、単に「幾何情報」と呼ぶ)を取得する分割手段である。取得した幾何情報は、サーフェス幾何情報記憶部12に記憶される。サーフェスとしては、たとえば、平面、円柱面、円錐面、トーラス面および自由曲面のいずれかに分割する。
The surface geometric
どんなに複雑な形状を有するモデルであっても、単純な幾何学的形状の集合でしかないので、サーフェスに分割することでモデルの形状によらず変更箇所を特定することができる。 No matter how complex the model is, it is only a collection of simple geometric shapes, and by dividing it into surfaces, it is possible to identify the change location regardless of the shape of the model.
サーフェスの種類および幾何情報の例について説明する。図3には平面の例が、図4には円柱面の例が、図5には円錐面の例が、図6にはトーラス面の例を示している。 Examples of surface types and geometric information will be described. 3 shows an example of a plane, FIG. 4 shows an example of a cylindrical surface, FIG. 5 shows an example of a conical surface, and FIG. 6 shows an example of a torus surface.
図3に示すように、サーフェスの種類が平面の場合、幾何情報は、通過点座標、法線ベクトルである。図4に示すように、サーフェスの種類が円柱面の場合、幾何情報は、軸通過点座標、軸ベクトル、底面半径である。図5に示すように、サーフェスの種類が円錐面の場合、幾何情報は、頂点座標、軸ベクトル、開き角度である。図6に示すように、サーフェスの種類がトーラス面の場合、幾何情報は、中心座標、軸ベクトル、2半径(小半径および大半径)である。図7に示すように、サーフェスの種類が自由曲面の場合、幾何情報は、サンプリング点座標、法線ベクトルである。ここで、本来各幾何形状を一意に特定するには、平面の場合には頂点座標(4点)、円柱面及び円錐面の場合には高さもサーフェス幾何情報記憶部12に記憶させるべきである。しかしながら、サーフェス幾何情報記憶部12に記憶させない理由は、各幾何形状の広がりである頂点座標(4点)や高さを考慮しないことにより、変更されたサーフェスのみを検出することができ、変更されたサーフェスに連動して平面の大きさや円柱面及び円錐面の高さが変わったサーフェスを検出しないためである。たとえば図8のように、直方体に穴が空いているモデル形状(a)の上面を上方向に移動した形状(b)に変更を行った場合、各幾何形状の広がりである頂点座標(4点)や高さを考慮すると、図9のように、直方体に穴が空いているモデル形状(a)から変更された形状(b)では、上面の他にサイドの面や穴形状も変更されたサーフェスとして検出されてしまう。しかし、各幾何形状の広がりである頂点座標(4点)や高さを考慮しないと、図10のように、直方体に穴が空いているモデル形状(a)から変更された形状(b)では、上面のみが変更されたサーフェスとして検出される。
As shown in FIG. 3, when the surface type is a plane, the geometric information is a passing point coordinate and a normal vector. As shown in FIG. 4, when the surface type is a cylindrical surface, the geometric information includes the axis passing point coordinates, the axis vector, and the bottom surface radius. As shown in FIG. 5, when the surface type is a conical surface, the geometric information includes vertex coordinates, an axis vector, and an opening angle. As shown in FIG. 6, when the surface type is a torus surface, the geometric information includes center coordinates, an axis vector, and two radii (small radius and large radius). As shown in FIG. 7, when the type of surface is a free-form surface, the geometric information is sampling point coordinates and normal vectors. Here, in order to uniquely identify each geometric shape originally, vertex coordinates (4 points) in the case of a plane and height in the case of a cylindrical surface and a conical surface should be stored in the surface geometric
図11は、サーフェス幾何情報記憶部12に記憶されている平面の幾何情報のデータ構造である。図に示すように、各平面を識別するための名前24、通過点座標25、法線ベクトル26が関連付けて記憶される。平面以外の種類のサーフェスについても、平面と同様に、各面を識別するための名前と、上記の幾何情報とが関連付けて記憶されている。さらに、分割されたサーフェスは、いずれの3次元設計データに基づくサーフェスであるかが識別可能なように、たとえば、各幾何情報と、分割元の3次元設計データの名前とが関連付けて記憶されている。
FIG. 11 shows a data structure of plane geometric information stored in the surface geometric
サーフェス比較部13は、サーフェス幾何情報記憶部12に記憶されている幾何情報のうち、異なる2つの3次元設計データ、すなわち、新設計データと旧設計データとに基づく幾何情報を設計データ別に取得し、比較を行う比較手段である。
The
比較しようとするサーフェスの種類が平面、円柱面、円錐面、トーラス面の場合にはサーフェスの特徴を表す幾何情報同士を比較し、自由曲面の場合には互いのサンプリング点における位置および法線ベクトル同士を比較し、全てが一致した場合は、2のサーフェスは同一のサーフェスであると判断し、幾何情報のうち一つでも異なっている場合は、2つのサーフェスは非同一のサーフェスであると判断する。 When the types of surfaces to be compared are plane, cylindrical, conical, and torus surfaces, the geometric information that represents the surface characteristics is compared, and in the case of free-form surfaces, the position and normal vector at each sampling point If they match each other, the two surfaces are determined to be the same surface, and if any one of the geometric information is different, the two surfaces are determined to be non-identical surfaces. To do.
2つの幾何情報が完全に一致するかどうかを判断するだけで比較を行うことができるので、比較に要する演算量の削減、演算速度の高速化が可能となる。 Since the comparison can be performed only by determining whether or not the two pieces of geometric information completely match, it is possible to reduce the amount of calculation required for the comparison and increase the calculation speed.
具体的には、旧設計データから1つのサーフェスを選択し、新設計データの全てのサーフェスと比較し、それぞれの組み合わせが同一か非同一かを判断する。このような比較を繰り返し、旧設計データの全てのサーフェスについて比較を行う。 Specifically, one surface is selected from the old design data and compared with all the surfaces of the new design data to determine whether each combination is the same or not. Such comparison is repeated, and comparison is made for all surfaces of the old design data.
なお、自由曲面サーフェスの場合のサンプリング点の数は1点でも複数でも良く、図12に示すように自由曲面がパラメータu,vで表されるとき、サンプリング点を、u=0.3、v=0.3と設定した場合にはサンプリング点(u=0.3、v=0.3)における位置および法線ベクトルが互いに同じ値であるかどうかを比較する。 In the case of a free-form surface, the number of sampling points may be one or more. When the free-form surface is represented by parameters u and v as shown in FIG. 12, the sampling points are u = 0.3, v When = 0.3 is set, it is compared whether the position and normal vector at the sampling point (u = 0.3, v = 0.3) have the same value.
このように、幾何情報を比較するので、インポートした3次元設計データのように寸法に関する情報および形状作成手順(フィーチャー)に関する情報がない3次元設計データにも対応することができる。 As described above, since the geometric information is compared, it is possible to deal with the three-dimensional design data having no information on the dimensions and information on the shape creation procedure (feature) like the imported three-dimensional design data.
サーフェス比較結果記憶部14は、サーフェス比較部13による比較結果を記憶する。比較結果としては、比較した2つのサーフェスの名前の組み合わせと、その比較結果とを関連付けて記憶する。
The surface comparison
非同一サーフェス検索部15は、サーフェス比較結果記憶部に記憶されている比較結果を参照し、同一と判断された組み合わせが全く無いサーフェスを検索する特定手段である。
The non-identical
非同一サーフェス記憶部16は、非同一サーフェス検索部15によって検索されたサーフェスについて、サーフェスの名前と、3次元設計データの名前とを関連付けて記憶する。
The non-identical
形状差異表示生成部17は、非同一サーフェス記憶部16に記憶された名前のサーフェスについて、他の同一のサーフェスと識別可能に表示する。たとえば、当該サーフェスのみハイライト表示したり、他のサーフェスとは異なる色で表示するように出力装置3に指示を行う。
The shape difference
以上のように、サーフェスによって2つのモデルを比較するので、従来のようなメッシュ分割または小空間分割を行う必要がなく、体積または重心の計算も不要であるので、変更箇所を特定するに必要な処理を高速化できる。また、必要なメモリ容量が少なくて済むので、モデルのサイズや形状によらず処理することができ汎用性が高くなる。 As described above, since two models are compared by surface, there is no need to perform conventional mesh division or small space division, and calculation of volume or centroid is also unnecessary. Processing can be speeded up. In addition, since the required memory capacity is small, processing can be performed regardless of the size and shape of the model, and versatility is enhanced.
以下では、図13に示すモデルを一例とし、より詳細に設計支援処理について説明する。図13(a)は、変更前のモデル30の形状を示す斜視図であり、図13(b)は、変更後のモデル31の形状を示す斜視図である。このモデル例は、平面部中央に、厚み方向に貫通する貫通孔が設けられた板状部材であり、変更後のモデル31は、変更前のモデル30に比べて貫通孔の孔径が大きくなっている。
In the following, the design support process will be described in more detail using the model shown in FIG. 13 as an example. FIG. 13A is a perspective view showing the shape of the
図14は、設計支援装置1による設計支援処理を示すフローチャートである。
設計支援装置1は、たとえば、3次元CADシステムとデータ通信可能に接続されており、3次元CADシステムからの処理開始コマンドを受信することで、設計支援処理を開始する。また、旧設計データは、ファイル名「model.prt」としてモデルデータ格納装置2に格納されており、新設計データは、ファイル名「model_2.prt」としてモデルデータ格納装置2に格納されている。
FIG. 14 is a flowchart showing design support processing by the design support apparatus 1.
The design support apparatus 1 is connected to, for example, a three-dimensional CAD system so as to be capable of data communication, and starts a design support process by receiving a process start command from the three-dimensional CAD system. The old design data is stored in the model
ステップS1では、モデルデータ読み込み部10がモデルデータ格納装置2から旧設計データを読み込み、ステップS2では、モデルデータ読み込み部10がモデルデータ格納装置2から新設計データを読み込む。
In step S1, the model
ステップS3では、サーフェス幾何情報取得部11が、旧設計データに基づいて変更前のモデル30を複数のサーフェスに分割することで、サーフェスの幾何情報を生成し、生成した幾何情報をサーフェス幾何情報記憶部12に記憶する。
In step S3, the surface geometric
ステップS4では、サーフェス幾何情報取得部11が、新設計データに基づいて変更後のモデル31を複数のサーフェスに分割することで、サーフェスの幾何情報を生成し、生成した幾何情報をサーフェス幾何情報記憶部12に記憶する。
In step S4, the surface geometric
図15は、変更前のモデル30を分割したときの模式図である。板状部材の部分は、6つの平面p01〜p06として分割され、貫通孔の部分は、円柱面p07として分割される。平面p01〜p06の幾何情報は、図16に示すようなデータ構造でサーフェス幾何情報記憶部12に記憶され、円柱面p07の幾何情報は、図17に示すようなデータ構造でサーフェス幾何情報記憶部12に記憶される。
FIG. 15 is a schematic diagram when the
図18は、変更後のモデル31を分割したときの模式図である。板状部材の部分は、6つの平面q01〜q06として分割され、貫通孔の部分は、円柱面q07として分割される。平面q01〜q06の幾何情報は、図19に示すようなデータ構造でサーフェス幾何情報記憶部12に記憶され、円柱面q07の幾何情報は、図20に示すようなデータ構造でサーフェス幾何情報記憶部12に記憶される。
FIG. 18 is a schematic diagram when the
ステップS5では、サーフェス比較部13が、比較しようとするサーフェスの幾何情報をサーフェス幾何情報記憶部12から取得する。
In step S <b> 5, the
ステップS6では、サーフェス比較部13が、取得したサーフェスの幾何情報を比較し、同一か非同一かを判断する。比較結果は、サーフェス比較結果記憶部14に記憶される。
In step S6, the
たとえば、図21の模式図に示すように変更前モデル30のサーフェスと、変更後モデル31のサーフェスとを総当りで比較する場合、まず、サーフェス比較部13は、変更前モデル30の平面p01の幾何情報と、変更後モデル31の全て(平面q01〜q06および円柱面q07)の幾何情報とを取得する。次に平面p01の幾何情報と、平面q01〜q06および円柱面q07の幾何情報とをそれぞれ比較し、幾何情報が完全に一致すれば同一であると判断し、幾何情報の一部でも一致しなければ非同一であると判断する。なお、サーフェスの種類が異なっていれば、座標などを比較することなく非同一であると判断する。
For example, as shown in the schematic diagram of FIG. 21, when comparing the surface of the
ステップS7では、全てのサーフェスについて比較が終了したかどうかを判断する。全て終了していればステップS8に進み、比較していないサーフェスがあればステップS5に戻る。ステップS5では、変更前モデル30の次のサーフェスを取得して再度サーフェスの比較を行う。
In step S7, it is determined whether or not the comparison has been completed for all the surfaces. If all have been completed, the process proceeds to step S8, and if there is a surface not compared, the process returns to step S5. In step S5, the next surface of the
全ての比較が終了すると、図22に示すようなデータ構造の比較結果が得られる。たとえば、変更前モデル30の平面p01と、変更後モデル31の平面q01とが同一である。モデル30の円柱面p07と、変更後モデル31の円柱面q07とは、通過座標、軸ベクトル、高さは一致しているが、半径の値が異なるので非同一である。
When all the comparisons are completed, a comparison result of the data structure as shown in FIG. 22 is obtained. For example, the plane p01 of the
ステップS8では、非同一サーフェス検索部15が、サーフェス比較結果記憶部14に記憶されている比較結果に基づいて、同一と判断されたサーフェスが全く無いサーフェスを検索し、検索結果を図23に示すようなデータ構造で非同一サーフェス記憶部16に記憶する。本検索によって抽出されたサーフェスが変更箇所として特定される。
In step S8, the non-identical
円柱面p07および円柱面q07は、同一と判断されたサーフェスが全く無いので、変更箇所として、サーフェスの名前とモデルの元データのファイル名とを関連付けて非同一サーフェス記憶部16に記憶する。
Since the cylindrical surface p07 and the cylindrical surface q07 have no surface determined to be identical, the surface name and the model data file name are associated with each other and stored in the non-identical
ステップS9では、形状差異表示生成部17が、非同一サーフェス記憶部16に記憶されている検索結果に基づいて、該当するサーフェスの部分が視覚的に識別可能に表示するように、出力装置3に対して指示を出力して処理を終了する。
In step S9, the shape difference
図24は、出力装置3の表示例を示す図である。表示例では、変更箇所のサーフェスである円柱面p07およびq07、すなわちモデル形状における貫通孔の内面にハッチングが施され、変更箇所を容易に確認することができる。
FIG. 24 is a diagram illustrating a display example of the
以下では本発明の他の実施形態について、図面を参照して説明する。
図25は、本発明の他の実施形態である設計支援装置33を含む設計支援システム101の構成を示すブロック図である。
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a
設計支援システム101は、設計支援装置33、モデルデータ格納装置2および出力装置3を含んで構成される。設計支援装置1は、モデルデータ読み込み部10、サーフェス幾何情報取得部11、サーフェス幾何情報記憶部12、サーフェス比較部13、サーフェス比較結果記憶部14、非同一サーフェス検索部15、非同一サーフェス記憶部16、形状差異表示生成部17、同一サーフェス記憶部34、面要素グルーピング部35、面要素グループ記憶装置36、変更サーフェス特定部37および変更面要素グループ記憶装置38で構成される。
The
モデルデータ格納装置2、出力装置3、モデルデータ読み込み部10、サーフェス幾何情報取得部11、サーフェス幾何情報記憶部12、サーフェス比較部13、サーフェス比較結果記憶部14、非同一サーフェス検索部15および非同一サーフェス記憶部16は、図1に示した設計支援システム100に含まれる構成と同一であるので、同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
Model
同一サーフェス記憶部34は、非同一サーフェス検索部15によって同一の面要素である一対の面要素について、第1の立体のサーフェスの名前と第2の立体のサーフェスの名前とを関連づけて記憶する。面要素グルーピング部35は、非同一サーフェス記憶部16に記憶された名前の面要素について、エッジを介して接している面要素を検出しグループ化する。面要素グループ記憶装置36は、面要素グルーピング部35によってグループ化された形状が異なる面要素グループ(以下では単に面要素グループと略称する。)を記憶する。
The same
変更サーフェス特定部37は、面要素グループ記憶装置36に記憶された第1の立体における面要素グループがエッジを介して接しているサーフェスAを取得し、面要素グループ記憶装置36に記憶された第2の立体における面要素グループがエッジを介して接しているサーフェスBを取得する。さらに、サーフェスAとサーフェスBとが全て同一のサーフェスである場合に、面要素グループ記憶装置36に記憶された第1の立体における面要素グループと、面要素グループ記憶装置36に記憶された第2の立体における面要素グループとを変更したサーフェスとして特定する。
The changed
変更面要素グループ記憶装置38は、変更サーフェス特定部37によって変更したサーフェスと特定された面要素グループを記憶する。
The changed surface element
形状差異表示生成部17は、非同一サーフェス記憶部16に記憶された名前のサーフェスについて、他の同一のサーフェスと識別可能に表示し、さらに変更面要素グループ記憶装置38に記憶された面要素グループについて、同一のサーフェスおよび変更面要素グループ記憶装置38に記憶されていないが非同一サーフェス記憶部16には記憶されているサーフェスと識別可能に表示する。
The shape difference
以下では、図26に示すモデルを一例とし、より詳細に設計支援処理について説明する。 In the following, the design support process will be described in more detail using the model shown in FIG. 26 as an example.
図26(a)は、変更前のモデル40の形状を示す斜視図であり、図26(b)は、変更後のモデル41の形状を示す斜視図である。変更前のモデル40は、直方体の形状であり、変更後のモデル41は、変更前のモデル40に比べて上端面と下端面とが異なっている。上端面は、2つの面が合わさった形状になり、下端面は、その一角が面で切り取られた形状になっている。
FIG. 26A is a perspective view showing the shape of the
図27は、設計支援装置33による設計支援処理を示すフローチャートである。
設計支援装置33は、たとえば、3次元CADシステムとデータ通信可能に接続されており、3次元CADシステムからの処理開始コマンドを受信することで、設計支援処理を開始する。また、旧設計データは、ファイル名「mode2.prt」としてモデルデータ格納装置2に格納されており、新設計データは、ファイル名「mode2_2.prt」としてモデルデータ格納装置2に格納されている。
FIG. 27 is a flowchart showing design support processing by the
The
ステップS11では、モデルデータ読み込み部10がモデルデータ格納装置2から旧設計データを読み込み、ステップS12では、モデルデータ読み込み部10がモデルデータ格納装置2から新設計データを読み込む。ステップS13では、サーフェス幾何情報取得部11が、旧設計データに基づいて変更前のモデル40を複数のサーフェスに分割することで、サーフェスの幾何情報を生成し、生成した幾何情報をサーフェス幾何情報記憶部12に記憶する。ステップS14では、サーフェス幾何情報取得部11が、新設計データに基づいて変更後のモデル41を複数のサーフェスに分割することで、サーフェスの幾何情報を生成し、生成した幾何情報をサーフェス幾何情報記憶部12に記憶する。
In step S11, the model
図28は、変更前のモデル40、変更後のモデル41を分割したときの模式図である。図28(a)は変更前のモデル40を示し、図28(b)は変更後のモデル41を示している。変更前のモデル40は、6つの平面r01〜r06として分割される。変更後のモデル41は、8つの平面t01〜t06として分割される。
FIG. 28 is a schematic diagram when the
ステップS15では、サーフェス比較部13が、比較しようとするサーフェスの幾何情報をサーフェス幾何情報記憶部12から取得する。
In step S <b> 15, the
ステップS16では、サーフェス比較部13が、取得したサーフェスの幾何情報を比較し、同一か非同一かを判断する。比較結果は、サーフェス比較結果記憶部14に記憶される。
In step S <b> 16, the
たとえば、変更前モデル40のサーフェスと、変更後モデル41のサーフェスとを総当りで比較する場合、まず、サーフェス比較部13は、変更前モデル40の平面r01の幾何情報と、変更後モデル41の全て(平面t01〜t08)の幾何情報とを取得する。次に平面r01の幾何情報と、平面t01〜t08の幾何情報とをそれぞれ比較し、幾何情報が完全に一致すれば同一であると判断し、幾何情報の一部でも一致しなければ非同一であると判断する。なお、サーフェスの種類が異なっていれば、座標などを比較することなく非同一であると判断する。
For example, when comparing the surface of the
ステップS17では、全てのサーフェスについて比較が終了したかどうかを判断する。全て終了していればステップS18に進み、比較していないサーフェスがあればステップS15に戻る。ステップS15では、変更前モデル40の次のサーフェスを取得して再度サーフェスの比較を行う。
In step S17, it is determined whether or not the comparison has been completed for all the surfaces. If all have been completed, the process proceeds to step S18, and if there is a surface not compared, the process returns to step S15. In step S15, the next surface of the
ステップS18では、非同一サーフェス検索部15が、サーフェス比較結果記憶部14に記憶されている比較結果に基づいて、同一と判断されたサーフェスの対を検索し、検索結果を図29に示すようなデータ構造で同一サーフェス記憶部34に記憶する。
In step S18, the non-identical
ステップS19では、非同一サーフェス検索部15が、サーフェス比較結果記憶部14に記憶されている比較結果に基づいて、同一と判断されたサーフェスが全く無いサーフェスを検索し、検索結果を図30に示すようなデータ構造で非同一サーフェス記憶部16に記憶する。本検索によって抽出されたサーフェスが変更箇所として特定される。
In step S19, the non-identical
ステップS20では、非同一サーフェス記憶部16に記憶された名前のサーフェスについて、エッジを介して接しているサーフェスをグループ化する。
In step S <b> 20, the surfaces that are in contact via the edges are grouped with respect to the surfaces with names stored in the non-identical
図30に示した例では、変更前モデル40は、非同一サーフェス記憶部16に平面r061つしかサーフェスがないため、平面r06を含むグループを作成し、面要素グループ記憶装置36に記憶する。変更後モデル41は、非同一サーフェス記憶部16に平面t06、t07、t08の3つ面要素があり、平面t06と平面t07とがエッジを介して接しているので平面t06と平面t07とを含むグループを作成し、平面t08はエッジを介して接しているがないため平面t08を含むグループを作成し、面要素グループ記憶装置36に記憶する。この結果、図31に示すように、グループ名とそのグループに含まれるサーフェス名とを関連付けたデータ構造で面要素グループ記憶装置36に記憶する。
In the example shown in FIG. 30, since the
ステップS21では、変更サーフェス特定部37が、面要素グループ記憶装置36に記憶された変更前モデルにおける面要素グループがエッジを介して接しているサーフェスAを取得し、面要素グループ記憶装置36に記憶された変更後モデルにおける面要素グループがエッジを介して接しているサーフェスBを取得する。サーフェスAとサーフェスBとが全て同一のサーフェスである場合に、面要素グループ記憶装置36に記憶された変更前モデルにおける面要素グループと、面要素グループ記憶装置36に記憶された変更後モデルにおける面要素グループとを変更した面要素グループとして特定し、変更面要素グループ記憶装置38に記憶する。この結果、図32に示すようなデータ構造で変更した面要素グループを変更面要素グループ記憶装置38に記憶する。
In step S <b> 21, the changed
たとえば、変更前モデル40では、面要素グループ記憶装置36に記憶されているグループGr1-1がエッジを介して接しているサーフェスは、平面r01、r02、r03、r04である。変更後モデル41では、面要素グループ記憶装置36に記憶されているグループGr2-1がエッジを介して接しているサーフェスは、平面t01、t02、t03、t04であり、グループGr2-2がエッジを介して接しているサーフェスは、平面t01、t02、t08である。同一サーフェス記憶部34により、平面r01、r02、r03、r04と平面t01、t02、t03、t04はそれぞれ同一のサーフェスであるので、グループGr1-1とグループGr2-1とは、変更した面要素グループとして特定される。すなわち、図33の模式図に示すように平面r06が平面t06、t07に変更されたことを特定できる。
For example, in the
ステップS22では、形状差異表示生成部17が、非同一サーフェス記憶部16に記憶された名前のサーフェスについて、他の同一のサーフェスと識別可能に表示し、さらに変更面要素グループ記憶装置38に記憶された面要素グループに含まれるサーフェスについて、同一のサーフェスおよび変更面要素グループ記憶装置38に記憶されていないが非同一サーフェス記憶部16に記憶されているサーフェスと識別可能に表示するように、出力装置3に対して指示を出力して処理を終了する。
In step S <b> 22, the shape difference
たとえば、図34の表示例に示すように、平面t08が他の同一サーフェスとは異なる色で表示され、平面r06、t07およびt08が、同一サーフェスおよび平面t08とは異なる色で同じ色で表示される。 For example, as shown in the display example of FIG. 34, the plane t08 is displayed in a different color from the other same surface, and the planes r06, t07, and t08 are displayed in the same color in different colors from the same surface and the plane t08. The
1,33 設計支援装置
2 モデルデータ格納装置
3 出力装置
10 モデルデータ読み込み部
11 サーフェス幾何情報取得部
12 サーフェス幾何情報記憶部
13 サーフェス比較部
14 サーフェス比較結果記憶部
15 非同一サーフェス検索部
16 非同一サーフェス記憶部
17 形状差異表示生成部
34 同一サーフェス記憶部
35 面要素グルーピング部
36 面要素グループ記憶装置
37 変更サーフェス特定部
38 変更面要素グループ記憶装置
1, 33
Claims (12)
前記第1および第2の立体を面要素に分割する分割手段と、
前記第1の立体の面要素と、前記第2の立体の面要素とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づいて、互いに形状が異なる面要素を特定する特定手段とを備えることを特徴とする設計支援装置。 In the design support apparatus for comparing the first solid based on the first three-dimensional design data and the second solid based on the second three-dimensional design data to identify places having different shapes,
Dividing means for dividing the first and second solids into plane elements;
A comparing means for comparing the first three-dimensional surface element with the second three-dimensional surface element;
A design support apparatus comprising: a specifying unit that specifies surface elements having different shapes based on a comparison result by the comparison unit.
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