JP2008033430A - フィレット作成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な立体形状に対しても自動的にフィレット処理を実行可能な技術を提供する。
【解決手段】フィレット作成装置が、立体形状からフィレット作成対象となる複数の稜線を抽出する稜線抽出手段と、稜線の各々についてフィレットの作成条件をユーザに入力させる条件入力手段と、複数の稜線が合流する頂点を抽出する頂点抽出手段と、稜線の各々を２つに分割した分割稜線を作成する分割稜線作成手段と、頂点及びその頂点に合流する複数の分割稜線を一つの作成単位として、作成条件にしたがって各分割稜線にフィレットを仮作成するとともに、仮作成されたフィレット同士の相関に基づき当該頂点におけるフィレットの合成手順を決定する合成手順決定手段と、作成条件及び合成手順にしたがって、作成単位ごとにフィレットの作成及び合成を実行するフィレット作成手段と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、３次元ＣＡＤ装置のフィレット作成機能に関する。

従来の３次元ＣＡＤ装置では、フィレットをかける稜線の単位で作成条件の入力指示を行い、一本ずつ順番にフィレットの作成・埋め込みを実行していくのが一般的であった（以下、この手法を「順序型」とよぶ。）。

しかし、このような順序型のフィレット作成手法では、フィレットの作成順序によって、得られる形状（特に、複数の稜線が合流する頂点におけるコーナー形状）に違いがでるため、オペレータのスキルや作業手順に依存して最終的な部品形状の品質にばらつきがでてしまう。

また、順序の指定が悪いと、フィレット自体が作成不能になったり、所望のコーナー形状を作成できなかったり、コーナー形状に品質不良が生じることもある。例えば、図１０の立体形状における頂点Ｃ１に注目したとき、頂点Ｃ１には１つの凸稜線Ｌ１と２つの凹稜線Ｌ２，Ｌ３が合流している。ここで、凸稜線Ｌ１のフィレットを最初に作成し、凹稜線Ｌ２，Ｌ３のフィレットを連続して作成すれば、頂点Ｃ１周りのフィレットは問題なく作成できる。ところが、続いて頂点Ｃ２周りのフィレットを作成しようとすると、既に凸稜線Ｌ１のフィレットは作成済みなため、後から凸稜線Ｌ４，Ｌ５を作成しなければならないが、稜線Ｌ４とＬ５のＲが同一でないため、頂点Ｃ２におけるコーナー形状が作成不能若しくは品質不良となる。このような場合には、稜線Ｌ１〜Ｌ３のフィレットを破棄し、稜線Ｌ５→Ｌ１，Ｌ４→Ｌ２，Ｌ３という順序でフィレットを再作成し直す必要が生じるのである。

これからわかるように、フィレット作成順序を決定するにあたっては、一つの頂点周りに注目するだけでは足りず、部品全体の稜線の構成を把握し分析しなければならない。とはいえ、通常、一つの部品の中には数十〜数百もの稜線が含まれるため、それらの作成順序の最適解を求めるのは容易なことではない。それゆえ、オペレータには高度なスキルとノウハウが要求されるのはもちろんのこと、作成順序や作成条件の再設定といった試行錯誤的な作業が多くなり、問題となっていた。

そこでかねてより、フィレット作成の簡易化・自動化の試みがなされてきた。例えば、特許文献１では、作成順序の異なる複数パターンのコーナー形状を画面に表示して、それらの中から所望のパターンをオペレータに選択させる機能を備えたＣＡＤ装置が提案されている。

しかしながら、この装置でも、稜線単位でフィレットを作成していることには変わりなく、図１０で述べた問題は解決できない。つまり、オペレータが頂点Ｃ２、Ｃ１の順で指示を行えば適切なフィレット処理が行われるが、頂点Ｃ１の指示を先に行ってしまうと、稜線Ｌ１のフィレットが先に作成されてしまうため、頂点Ｃ２周りのフィレット作成に支障が出て、結局再作成せざるを得ないのである。

このように、従来の手法では、一つの頂点周りのフィレット作成順序の決定に、他の頂点周りのフィレット作成順序が影響を与え得る。それゆえ、多数の稜線から構成される複雑な立体形状に対しては、フィレット処理の自動化の実現が極めて困難であった。
特開２００２−３０４４２４号公報 特開２００３−１５７２９３号公報 特開平８−１３７９１７号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、複雑な立体形状に対しても自動的にフィレット処理を実行可能な技術を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明では、以下の手段または処理によってフィレット処理を行う。

本発明の一態様に係るフィレット作成装置は、ＣＡＤ装置上で立体形状に対しフィレット処理を行うフィレット作成装置であって、
前記立体形状からフィレット作成対象となる複数の稜線を抽出する稜線抽出手段と、
前記稜線の各々についてフィレットの作成条件をユーザに入力させる条件入力手段と、
複数の稜線が合流する頂点を抽出する頂点抽出手段と、
稜線の各々を２つに分割した分割稜線を作成する分割稜線作成手段と、
頂点及びその頂点に合流する複数の分割稜線を一つの作成単位として、前記作成条件にしたがって各分割稜線にフィレットを仮作成するとともに、仮作成されたフィレット同士の相関に基づき当該頂点におけるフィレットの合成手順を決定する合成手順決定手段と、
前記作成条件及び合成手順にしたがって、前記作成単位ごとにフィレットの作成及び合成を実行するフィレット作成手段と、を備える。

従来装置では、稜線の両端それぞれでフィレットの合成が生じるため、立体形状全体でフィレット作成順序の最適解を求める必要があった。それゆえ、フィレット作成順序の決定が極めて困難であり、フィレット処理の自動化を阻害していた。これに対し、本発明では、分割稜線を用いているので、フィレットの片側（頂点の側）だけの合成を考慮すれば足りる。つまり、立体形状全体をみるまでもなく、一つの作成単位の中の閉じた範囲で最適解を求めればよくなる。よって、多数の稜線から構成される複雑な立体形状であっても、フィレットの作成順序を簡単に決定でき、フィレット処理の自動化を図ることが容易になる。しかも、本発明では、フィレットを仮作成して、それらのフィレットの相関を調べているので、実際にフィレットを作成してみなければ発見できない問題（フィレット同士の干渉など）をも解決でき、高精度かつ高品質のフィレット作成が可能である。

本発明のフィレット作成装置が、頂点におけるフィレットの合成手順を定義するパターンを複数種類記憶するパターン記憶手段をさらに備え、前記合成手順決定手段が、前記複数種類のパターンの中から前記作成単位に適用する合成手順を選択することも好ましい。

このようにフィレットの合成手順を予めパターン化することにより、合成手順の決定処理が容易になるとともに、フィレットの合成形状の精度や品質の安定化を図ることができる。

前記合成手順決定手段は、前記作成単位を前記立体形状の構成要素とは独立した要素として作成し、前記作成条件及び前記合成手順を少なくとも含む手順情報を前記作成単位に保持させることが好ましい。

従来装置では、フィレット作成条件などの情報はフィレット作成対象となる稜線要素に保持させるのが一般的であった。しかし、そのような保持形式では、フィレット処理を実行して稜線要素をフィレットに置き換えたときに、フィレット作成条件などの情報が失わ
れてしまう。それゆえ、フィレット処理後に、立体形状の変更を伴う形状変更が発生した場合には、フィレット作成条件などの情報を再入力しなければならず、面倒であった。

これに対し、本発明の保持形式では、フィレット処理後も作成単位及び手順情報が残ったままになる。よって、形状変更が発生した場合でも、その形状変更により影響を受ける作成単位のみ手順情報を更新するだけで済むため、対応が容易である。

また、一つの作成単位に対してフィレット処理を実行するのに必要な情報が手順情報という形式でまとめられているため、手順情報のハンドリングが容易である。例えば、類似形状若しくは相似形状をもつ他の立体形状や作成単位に対して、手順情報を流用することも容易である。

前記仮作成されたフィレット同士の相関として、前記合成手順決定手段は、同一の作成単位に属する２つの分割稜線について仮作成したフィレット同士の干渉を調べることが好ましい。

これにより、当該作成単位の頂点におけるフィレットの合成形状や合成範囲（補間を開始する位置）などを最適化することができ、高精度かつ高品質のフィレット作成が可能である。

さらに、前記仮作成されたフィレット同士の相関として、前記合成手順決定手段は、異なる作成単位に属する２つの分割稜線について仮作成したフィレット同士の干渉状況を調べることも好ましい。

例えば、２つの頂点が近接しているケースでは、それらを別個の頂点として捉えるよりも、一つの頂点（一つの作成単位）としてフィレットの合成形状や合成範囲を決定したほうが好ましいこともあるからである。また、異なる作成単位に属するフィレット同士が干渉するときには、作成単位間のフィレット作成順序を考慮すべき場合があるからである。

前記フィレット作成手段は、前記立体形状に含まれる全ての作成単位についてフィレットの合成手順が決定された後、一括してフィレットの作成及び合成を実行するとよい。

これにより、フィレットの作成条件を入力するだけで、後はバッチ的にフィレットの自動作成処理が実行される。

なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を有するフィレット作成装置として捉えてもよいし、そのフィレット作成装置を備えるＣＡＤ装置として捉えてもよい。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含むフィレット作成方法、または、かかる方法を実現するためのプログラム、または、そのプログラムを記憶した記憶媒体として捉えることもできる。上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

本発明によれば、複雑な立体形状に対しても自動的にフィレット処理を行うことができる。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。

＜装置構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るフィレット作成装置の構成を示すブロック図である。このフィレット作成装置は、典型的には、車両その他の３次元構造物の設計を行うための３次元ＣＡＤ装置の一機能として実現される。

図１に示すように、フィレット作成装置は、概略、入力部１０、手順情報作成部１１、手順情報記憶部１２、コーナー形状パターンＤＢ１３、及びフィレット自動作成部１４を備えて構成される。これらの機能要素は、補助記憶装置に格納されたプログラムが主記憶装置に読み込まれ、中央演算処理装置によって実行されることで実現されるものである。フィレット作成装置は、ハードウエア的には、汎用のコンピュータシステムで構成可能である。

図２（ａ）は、フィレット処理を行う前の立体形状（以下、「相貫形状」とよぶ。）を示している。フィレット作成装置は、ＣＡＤ装置で設計された相貫形状を読み込み、その相貫形状を構成する各要素に対して、自動的にフィレット処理を実行する。図２（ｂ）は、フィレット処理後の立体形状を示している。

フィレット処理を行う際には、通常、入力部１０を介して、各稜線に作成するフィレットの大きさ（Ｒ値若しくは足幅）と円弧の掛け方のみが、フィレット作成条件として与えられるだけである。これだけの情報から全てのフィレットを自動で作成するのは極めて難しい。上述のように、フィレットの作成順序によって得られる形状に違いがでたり、フィレットが作成不能になったりするからである。また、実際にフィレットを作成してみないと発見できない問題（例えば、フィレット同士の干渉、コーナー同士の干渉、フィレットとコーナーの干渉など）もあるからである。

そこで本実施形態のフィレット作成装置は、以下に述べるようなアプローチを導入し、フィレット作成の自動化の阻害要因を排除している。

＜フィレットの分類＞
フィレット作成装置は、内部的に、フィレットを「要素間フィレット」「コーナー形状」「枝間干渉形状」「その他の干渉形状」の４つのタイプに分類し、各形状に応じて処理を異ならせている。

「要素間フィレット」とは、稜線を挟む２つの面要素間に作成されるフィレットのこと、換言すれば稜線に作成されるフィレットのことをいう。「コーナー形状」とは、頂点を共有する複数の稜線に作成された要素間フィレット同士を当該頂点において滑らかに接続するための合成形状（ボカシ形状）のことをいう。「枝間干渉形状」とは、要素間フィレット同士の合成形状のうち、コーナー形状を除いたものをいう。例えば、頂点を共有しない要素間フィレット同士の合成形状などが枝間干渉形状に該当する。「その他の干渉形状」とは、コーナー形状とコーナー形状の干渉、コーナー形状と要素間フィレットの干渉など、枝間干渉形状以外の干渉形状のことをいう。

＜コーナー形状パターン＞
コーナー形状については、数多くのパターンが存在し、各々のパターンで固有の作成要領・ノウハウがある。従来装置では、オペレータが点、線、面のＣＡＤの描画機能を駆使して、最適と考えられるコーナー形状を作成していた。そのため、人によるバラツキが生じ精度の論理的な保証ができなかった。また、コンピュータで自動計算するにしても、自由度がありすぎるため、同様に精度及び面品質の保証ができないという問題があった。

そこで、本実施形態のフィレット作成装置では、想定されるコーナー形状を予め分類し、「コーナー形状パターン」としてデータベース化しておく（コーナー形状パターンＤＢ
１３）。コーナー形状パターンは、頂点における要素間フィレットの合成手順（すなわち、要素間フィレットの作成順序及び合成（補間）のやり方、並びに、その結果としてのコーナー形状）を定義するマクロということができる。コーナー形状パターンは、要素間フィレット作成条件、頂点に合流する稜線の数、それら稜線の凹凸の組み合わせ、稜線間の交角、稜線を挟む面要素間の交角などの情報に基づいて、分類されている。フィレット作成装置は、相貫形状の解析結果に基づき、それらのコーナー形状パターンの中から最適なパターンを選択する。

このようにフィレットの合成手順を予めパターン化することにより、合成手順の決定処理が容易になるとともに、フィレットの合成形状の精度や品質の安定化を図ることができる。

＜手順情報の作成＞
上述したフィレット形状のうち、要素間フィレットの形状は、原則として、フィレット作成条件から決定することができる。それに対して、コーナー形状、枝間干渉形状、その他の干渉形状については、相貫形状から得られる情報のみでは決定できず、実際に要素間フィレットやコーナー形状などを作成してみなければ決定することができない。

そこで、手順情報作成部１１が、フィレットの自動作成・埋め込み処理に先立ち、以下に述べるような手順情報の作成を行う。

図３は、手順情報作成処理の流れを示すフローチャートである。

まずステップＳ１０において、手順情報作成部１１が、相貫形状モデルを解析し、面要素の境界線である「稜線」を抽出する。このとき、手順情報作成部１１は、相貫形状とは別の要素として、稜線要素を作成する（図２（ａ）参照）。

ステップＳ１１では、手順情報作成部１１が、抽出した稜線の各々について、要素間フィレットの作成条件をユーザに入力させる。この段階では、フィレットの大きさ（Ｒ値若しくは足幅）と円弧の掛け方のみが既知であるため、フィレット作成条件としては、これらの値が入力される。

ステップＳ１２では、手順情報作成部１１が、複数の稜線が合流する点（頂点）を抽出する（図２（ａ）参照）。

ステップＳ１３では、手順情報作成部１１が、抽出された各頂点について、当該頂点に適用可能なコーナー形状パターンを仮決定する。上述のように、コーナー形状パターンＤＢ１３には、複数種類のコーナー形状パターンが登録されている。手順情報作成部１１は、上記フィレット作成条件、頂点に合流する稜線の数、それら稜線の凹凸の組み合わせ、稜線間の交角、稜線を挟む面要素間の交角などの情報に基づいて、コーナー形状パターンＤＢ１３の中から、当該頂点に適用すべきパターンを選択する。ただし、実際にフィレットをかけてみないと、コーナー形状の適否を判断できないこともあるため、この段階では「仮決定」となる（以下、仮決定されたコーナー形状パターンを「仮パターン」とよぶ。）。

図４は、３本の凸稜線が合流する頂点に適用可能なコーナー形状パターンの一例を示している。この例では、「ボカシ」、「優先」、「合流」の３パターンが示されており、パターンごとにコーナー形状や要素間フィレットの合成手順が相違している。いずれのパターンを選択するかは、稜線間の交角と要素間フィレットのＲ値などから決定することができる。なお、要素間フィレットの大きさがＲ値でなく足幅で指示されている場合には、稜
線を挟む面間の交角からおおよそのＲ値を算出すればよい。

ステップＳ１４では、手順情報作成部１１が、仮パターンに基づき、要素間フィレットの作成範囲を求める。図４から分かるように、どのようなコーナー形状パターンをとるかによって、要素間フィレットの端点の位置が変わってくる。また、「優先」のように、２本の稜線に連続的に要素間フィレットをかける場合もある。よって、ステップＳ１３で選ばれた仮パターンを考慮して、各要素間フィレットの始端と終端の座標を算出するのである。

ステップＳ１５では、手順情報作成部１１が、各稜線を２つに分割して、分割稜線を作成する。分割点（接続点ともいう。）の位置については、稜線上のどこに設定しても構わないが、ここではとりあえず稜線の中央を分割点とする。

ステップＳ１６では、手順情報作成部１１が、頂点及びその頂点に合流する複数の分割稜線を一つの作成単位とし、作成単位ごとに「手順情報」を作成する。手順情報は、この作成単位の属性（若しくはフィーチャ）として保持される。

手順情報とは、当該作成単位に属する各分割稜線の要素間フィレットの形状及びそれらの合成手順を定義する情報のことであり、具体的には、頂点におけるコーナー形状パターン、分割稜線それぞれの要素間フィレット作成条件、及び、分割稜線それぞれの分割点の位置をまとめた情報である。なお、要素間フィレット作成条件には、要素間フィレットの大きさと円弧の掛け方の他、ステップＳ１４で求めた作成範囲、接続状態、線通過部位の有無なども含まれる。接続状態及び線通過区間の有無については、ステップＳ１８及びＳ１９で検査される。

図５は、作成単位の一例を示している。なお、図５において、「●」が頂点、「×」が接続点、破線で囲った範囲が作成単位を示している。以降の手順情報作成処理並びにフィレット自動作成・埋め込み処理は、この作成単位ごとに実行される。このような作成単位を採用したことにより、要素間フィレットの作成順序の決定が極めて簡単になる。なぜなら、図５において、頂点Ｃ１周りのフィレット作成順序は、分割稜線Ｌ１−１，Ｌ２−１，Ｌ３−１の関係だけを考慮すればよく、頂点Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４など他の頂点周りに関するフィレット作成順序の影響をまったく受けないからである。ここでは、このような作成単位によるフィレット処理のことを「枝分かれ型フィレット処理」とよぶ。

ステップＳ１７では、手順情報作成部１１が、フィレット作成条件にしたがって、作成単位ごとに、各分割稜線に要素間フィレットを仮作成する。ここで要素間フィレットを仮作成することで、実際にフィレットを掛けてみなければ発見できない問題（要素間フィレットの接続状態、線通過区間の有無、要素間フィレット同士の干渉、要素間フィレットと他の要素の干渉、要素間フィレットのＲ足線の交角、コーナーの融合など）をチェックできるようになる。

ステップＳ１８では、手順情報作成部１１が、要素間フィレットの接続状態を検査する。要素間フィレットの接続状態とは、要素間フィレットが相貫形状のどの要素にどのように接続しているかを表す情報である。具体的には、要素間フィレットが面要素にＣ１連続で接続する状態（面フィレットとよぶ。）と、線要素にＣ０連続で通過する状態（線フィレットとよぶ。）とがある。図６（ａ）に示すように、両側の面要素にＣ１連続で接する要素間フィレットは「面×面フィレット」とよばれる。図６（ｂ）に示すように、一方の面要素にＣ１連続で接し、他方の線要素にＣ０連続で通過する要素間フィレットは「面×線フィレット」とよばれる。図６（ｃ）に示すように、両側の線要素にＣ０連続で通過している要素間フィレットは「線×線フィレット」とよばれる。

ステップＳ１９では、手順情報作成部１１が、線通過区間の有無を検査する。線通過区間とは、要素間フィレットが他の線要素と交わる区間のことをいう。図７に示すように、面フィレットの接する面要素の幅が非常に狭い場合、面フィレットが他の線要素（稜線）と干渉することがある。このような場合には、線通過区間におけるフィレットの形状を再計算するなどの追加処理が必要となる。例えば、該当区間の面×面フィレットを面×線フィレットとして作成しなおすケースが想定される。

ステップＳ１８、Ｓ１９の処理において、接続状態及び線通過区間の有無を調べたら、それらの情報は手順情報の中のフィレット作成条件に追加される。

ステップＳ２０では、手順情報作成部１１が、枝間干渉形状の有無を調べる。具体的には、異なる作成単位に属する要素間フィレット同士の干渉状況（干渉箇所の位置・範囲、要素間フィレット同士の交角など）を調べる。

ステップＳ２１では、手順情報作成部１１が、コーナーの融合の有無を調べる。コーナーの融合とは、２つの作成単位のコーナー形状が干渉することをいう。具体的には、ステップＳ２０で得られた枝間干渉形状の範囲が、頂点、若しくは、仮パターンにより定まるコーナー形状の範囲と重なりをもつかチェックする。例えば図８のように２つの頂点Ｃ４，Ｃ５が近接している場合などに、コーナーの融合が起こり得る。コーナーの融合が発見された場合には、この融合にて消失する稜線Ｌ４（無効稜線とよぶ。）を検出し、かかる情報を手順情報に反映させる。以降の処理では、頂点Ｃ４，Ｃ５に合流する分割稜線は、一つの頂点（融合頂点とよぶ。）に合流するものとして扱われる。

ステップＳ２２では、手順情報作成部１１が、仮パターンの決定に用いた情報に加えて、仮作成した要素間フィレットの相関に基づき、コーナー形状パターンを確定する。要素間フィレットの相関には、具体的には、要素間フィレットのＲ足線同士の角度及び交差位置、ステップＳ２０及びＳ２１で得られた枝間干渉形状やコーナーの融合に関する情報が含まれる。このように、相貫形状の構成要素（稜線、面など）から得られる情報だけでなく、仮作成した要素間フィレットの相関も考慮することで、最適なコーナー形状の決定が可能となる。決定されたコーナー形状パターン（以下、確定パターンとよぶ。）は手順情報に反映される。

ステップＳ２３では、手順情報作成部１１が、確定パターンから、各作成単位の頂点におけるコーナー形状の範囲を計算し、その他の干渉形状（つまり、コーナー形状とコーナー形状の干渉、コーナー形状と要素間フィレットの干渉）の有無を調べる。その他の干渉形状に関しては、一方のコーナー形状若しくは要素間フィレットを作成・埋め込みした後、他方のコーナー形状若しくは要素間フィレットを作成・埋め込みすればよいので、ここでは作成単位間での作成順序を決定するだけでよい。この情報も手順情報に反映される。

ステップＳ２４では、手順情報作成部１１が、ステップＳ１８〜Ｓ２１で得られた情報に基づいて、干渉範囲及びコーナー形状の範囲を外した位置に、稜線の接続点（分割点）を移動する。接続点を移動した場合には、該当する作成単位の手順情報にその情報を反映させる。

ステップＳ２５では、手順情報作成部１１が、枝間干渉形状のパターンを決定する。例えば図９のような枝間干渉形状が存在する場合、半径値の小さい要素間フィレットを先に作成してしまうと、最終的に得られるフィレットの合成形状にヨレなどの面品質不良が発生するおそれがある。そこで、干渉する要素間フィレットの相関に基づき、２つの作成単位間での作成順序を決定するのである。具体的には、枝間干渉形状に関する情報、稜線の
凹凸の組み合わせ及び稜線間の距離と、予め設定された枝間干渉形状作成順序・パターン決定ルールにしたがって、枝間干渉形状における作成順序と合成形状とを決定する。ただし、枝間干渉形状に関する複雑な合成処理が必要ない場合には、作成単位間の作成順序のみを決定すれば足りる。ここで決定された情報は手順情報に反映される。

ステップＳ２６では、手順情報作成部１１が、全ての手順情報を参照して、各作業単位間の作成順序を設定する。ただし、作業単位間での作成順序が問題となるのは、上述のように枝間干渉形状やその他の干渉形状が存在するときだけなので、ここでの作成順序の決定は特に難しくない。

以上のプロセスを経ることにより、フィレット処理に必要な情報が手順情報に集約される。しかも、フィレット処理の自動化を阻害する要因もすべて排除される。

＜フィレットの自動作成・埋め込み＞
相貫形状に含まれる全ての作成単位について手順情報が作成された後は、フィレット自動作成部１４が、その相貫形状に対して一括してフィレットの作成、合成、埋め込みを実行する。このときも、作成単位ごとに処理が行われる。これにより、フィレットの自動作成（バッチ処理）が可能となる。

＜作用効果＞
従来装置では、稜線の両端それぞれで要素間フィレットの合成が生じるため、立体形状全体でフィレット作成順序の最適解を求める必要があった。それゆえ、要素間フィレットの作成順序の決定が極めて困難であり、フィレット処理の自動化を阻害していた。

これに対し、本実施形態のフィレット作成装置では、頂点と分割稜線とからなる作成単位を採用しているので、要素間フィレットの片側（分割稜線の頂点の側）だけの合成を考慮すれば足りる。つまり、立体形状全体をみるまでもなく、一つの作成単位の中の閉じた範囲で最適解を求めればよくなる。よって、多数の稜線から構成される複雑な立体形状であっても、フィレットの作成順序を簡単に決定でき、フィレット処理の自動化を図ることができる。

また、フィレット形状を要素間フィレット、コーナー形状、枝間干渉形状、その他の干渉形状と分類分けするとともに、コーナー形状をパターン化したことで、合成手順の決定処理が容易になるとともに、フィレットの合成形状の精度や品質の安定化を図ることができる。

従来のＣＡＤ装置では、フィレット作成条件などの情報はフィレット作成対象となる稜線要素に保持させるのが一般的であった。しかし、そのような保持形式では、フィレット処理を実行し、稜線要素をフィレットに置き換えたときに、フィレット作成条件などの情報が失われてしまう。それゆえ、フィレット処理後に、立体形状の変更を伴う形状変更が発生した場合には、フィレット作成条件などの情報を再入力しなければならず、面倒であった。また、変更の履歴と幾何・位相との親和性が高いパラメトリックＣＡＤでは、形状変更によって相貫形状の位相が変化するとフィレットの再生を行うことができず、作業のやりなおしが発生する。

これに対し、本実施形態では、相貫形状とは独立した要素である作成単位の属性（若しくはフィーチャ）として手順情報を保持しているので、フィレット処理後も作成単位及び手順情報が残ったままになる。よって、形状変更が発生した場合でも、その形状変更により影響を受ける作成単位のみ手順情報を更新するだけで済むため、対応が容易である。

また、一つの作成単位に対してフィレット処理を実行するのに必要な情報が手順情報という形式でまとめられているため、手順情報のハンドリングが容易である。例えば、類似形状若しくは相似形状をもつ他の立体形状や作成単位に対して、手順情報を流用することも容易である。

なお、上記実施形態は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。

図１は、本発明の実施形態に係るフィレット作成装置の構成を示すブロック図である。 図２（ａ）は、フィレット処理を行う前の立体形状（相貫形状）を示す図であり、図２（ｂ）は、フィレット処理後の立体形状を示す図である。 図３は、手順情報作成処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、３本の凸稜線が合流する頂点に適用可能なコーナー形状パターンの一例を示す図である。 図５は、作成単位の一例を示す図である。 図６（ａ）は、面×面フィレットを示す図であり、図６（ｂ）は、面×線フィレットを示す図であり、図６（ｃ）は、線×線フィレットを示す図である。 図７は、線通過区間におけるフィレット形状の再計算を示す図である。 図８は、コーナーの融合を示す図である。 図９は、枝間干渉形状の例を示す図である。 図１０は、順序型フィレット作成手法における問題を示す図である。

符号の説明

１０ 入力部
１１ 手順情報作成部
１２ 手順情報記憶部
１３ コーナー形状パターンＤＢ
１４ フィレット自動作成部

Claims (9)

1. ＣＡＤ装置上で立体形状に対しフィレット処理を行うフィレット作成装置であって、
   前記立体形状からフィレット作成対象となる複数の稜線を抽出する稜線抽出手段と、
   前記稜線の各々についてフィレットの作成条件をユーザに入力させる条件入力手段と、
   複数の稜線が合流する頂点を抽出する頂点抽出手段と、
   稜線の各々を２つに分割した分割稜線を作成する分割稜線作成手段と、
   頂点及びその頂点に合流する複数の分割稜線を一つの作成単位として、前記作成条件にしたがって各分割稜線にフィレットを仮作成するとともに、仮作成されたフィレット同士の相関に基づき当該頂点におけるフィレットの合成手順を決定する合成手順決定手段と、
   前記作成条件及び合成手順にしたがって、前記作成単位ごとにフィレットの作成及び合成を実行するフィレット作成手段と、
   を備えることを特徴とするフィレット作成装置。
2. 頂点におけるフィレットの合成手順を定義するパターンを複数種類記憶するパターン記憶手段をさらに備え、
   前記合成手順決定手段は、前記複数種類のパターンの中から前記作成単位に適用する合成手順を選択することを特徴とする請求項１に記載のフィレット作成装置。
3. 前記合成手順決定手段は、前記作成単位を前記立体形状の構成要素とは独立した要素として作成し、前記作成条件及び前記合成手順を少なくとも含む手順情報を前記作成単位に保持させることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィレット作成装置。
4. 前記仮作成されたフィレット同士の相関として、
   前記合成手順決定手段は、同一の作成単位に属する２つの分割稜線について仮作成したフィレット同士の干渉を調べることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィレット作成装置。
5. 前記仮作成されたフィレット同士の相関として、
   前記合成手順決定手段は、異なる作成単位に属する２つの分割稜線について仮作成したフィレット同士の干渉を調べることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィレット作成装置。
6. 前記フィレット作成手段は、前記立体形状に含まれる全ての作成単位についてフィレットの合成手順が決定された後、一括してフィレットの作成及び合成を実行することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフィレット作成装置。
7. ＣＡＤ装置上で立体形状に対しフィレット処理を行うフィレット作成方法であって、
   ＣＡＤ装置が、
   前記立体形状からフィレット作成対象となる複数の稜線を抽出する処理と、
   前記稜線の各々についてフィレットの作成条件をユーザに入力させる処理と、
   複数の稜線が合流する頂点を抽出する処理と、
   稜線の各々を２つに分割した分割稜線を作成する処理と、
   頂点及びその頂点に合流する複数の分割稜線を一つの作成単位として、前記作成条件にしたがって各分割稜線にフィレットを仮作成するとともに、仮作成されたフィレット同士の相関に基づき当該頂点におけるフィレットの合成手順を決定する処理と、
   前記作成条件及び合成手順にしたがって、前記作成単位ごとにフィレットの作成及び合成を実行する処理と、
   を実行することを特徴とするフィレット作成方法。
8. ＣＡＤ装置上で立体形状に対しフィレット処理を行うためのプログラムであって、
   コンピュータに、
   前記立体形状からフィレット作成対象となる複数の稜線を抽出する処理と、
   前記稜線の各々についてフィレットの作成条件をユーザに入力させる処理と、
   複数の稜線が合流する頂点を抽出する処理と、
   稜線の各々を２つに分割した分割稜線を作成する処理と、
   頂点及びその頂点に合流する複数の分割稜線を一つの作成単位として、前記作成条件にしたがって各分割稜線にフィレットを仮作成するとともに、仮作成されたフィレット同士の相関に基づき当該頂点におけるフィレットの合成手順を決定する処理と、
   前記作成条件及び合成手順にしたがって、前記作成単位ごとにフィレットの作成及び合成を実行する処理と、
   を実行させることを特徴とするプログラム。
9. 請求項８に記載のプログラムを記憶していることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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