JP2008123242A

JP2008123242A - Ｃａｄシステム及びこのシステムに実装されるプログラム

Info

Publication number: JP2008123242A
Application number: JP2006306174A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tokieda; 正幸時枝
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2006-11-13
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2026-11-13
Also published as: JP4803447B2

Abstract

【課題】孔加工部を含む３次元ＣＡＤデータから２次元図面を作成する際に孔加工部の詳細が表現される技術を提供する。
【解決手段】３次元ＣＡＤデータから孔形式を特定する孔ＩＤコードと孔寸法データとを含む孔情報中間ファイルを生成し、孔ＩＤコードを検索キーとして適合する孔断面図テンプレートをテンプレート格納部から抽出し、孔寸法データと前記孔断面図テンプレートとに基づいて孔断面図描画データを生成し、投影図面データに基づく投影図に前記孔断面図描画データに基づく孔断面図を組み込んだ２次元図面を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、３次元ＣＡＤデータから投影図などの２次元図面を作成することができるＣＡＤ技術に関する。

従来のＣＡＤシステムの１つに、３次元ＣＡＤソリッドモデルを用いて設計した後入力装置から入力された投影方向に基づいて３次元ソリッドモデルから投影図を作成するものがある（例えば、特許文献１参照）。このＣＡＤシステムには、立体的な３次元モデルを表現する複数種類のデータを記憶し、前記複数種類のデータを対象製品の設計作業に対応して改定し、所望の立体形状を得ることのできる３次元ＣＡＤソフトウエアが備えられている。さらに、３次元ＣＡＤソフトウエアにて改定したデータに基づき設計対象製品を平面的な図面として表現する際に改定前後のデータの比較内容を抽出し、前記比較内容を改定後のデータと関連付けて記憶し、前記比較内容を平面的な図面に自動的に作成する２次元ＣＡＤソフトウエアも備えられている。

特開平１１−２０３３１号公報（段落番号０００９，００１２，図１）

３次元ＣＡＤデータから投影図などの２次元図面を作成することができる、上述したような従来のＣＡＤシステムでは、設計対象製品に複雑で多数の孔加工が設定されている場合、その投影図に複数の孔の孔断面を正確に書き込むことが困難である。例えば、ある方向からの投影図において孔同士が重なっている場合、その孔断面形状や孔寸法を見やすく書き込むことができない。また、多くの孔断面毎に寸法だけでなく仕上げ記号などの孔加工指示が付加されている場合、３面図（正面図、平面図、側面図）を用いてもこれらをわかりやすく記述することは困難である。もちろん、各孔の断面形状寸法データや加工指示データは３次元ＣＡＤソフトウエアにおいて管理されているので、その３次元ＣＡＤソフトウエアと通じて出力される２次元ＣＡＤデータには含まれている。しかしながら、そのような生の断面形状寸法データや加工指示データをそのまま記号や数値の羅列として投影図面に書き込んだとしても、非常に見づらく、理解しにくいものとなる。

上記実状に鑑み、本発明の課題は、孔加工部を含む３次元ＣＡＤデータから投影図面などの２次元図面を作成する際に、孔寸法などのデータを羅列するのではなく、視覚的に理解し易い形態で孔加工部の詳細が表現される技術を提供することである。

孔加工部を含む３次元ＣＡＤデータから２次元図面を作成するＣＡＤシステムにおいて、上記課題を解決するため、本発明では、前記３次元ＣＡＤデータから投影図面データを生成する投影図面出力処理部と、前記３次元ＣＡＤデータから孔形式を特定する孔ＩＤコードと孔寸法データとを含む孔情報中間ファイルを生成する孔情報中間ファイル生成部と、前記孔ＩＤコードを検索キーとして適合する孔断面図テンプレートをテンプレート格納部から抽出するテンプレート抽出部と、前記孔寸法データと前記孔断面図テンプレートとに基づいて孔断面図描画データを生成する孔断面図描画データ生成部と、前記投影図面データに基づく投影図に前記孔断面図描画データに基づく孔断面図を組み込んだ２次元図面を出力する出力処理部とを、特徴構成として備えている。なお、ここでは、貫通した孔や底を有する非貫通穴、さらには段付き、丸断面や角断面を有する種々の孔（穴）を総称して、孔という語句が用いられている。

上記特徴構成により、３次元ＣＡＤデータに含まれている孔属性情報から必要とする孔寸法データや孔形式を特定する孔ＩＤコードを取り出して孔情報中間ファイルを生成させる。さらに、この孔情報中間ファイルに記述されている孔ＩＤコードを検索キーとして抽出された孔断面テンプレートに、同じく孔情報中間ファイルに記述されている孔寸法データを適用させて、特定の孔の孔断面図描画データが生成される。最終的な２次元図面を出力するためには、作成された孔断面図データと３次元ＣＡＤデータに含まれている投影図面データとが出力処理部に与えられ、それぞれのデータから、投影図と孔断面図が作成され、１つの図面に配置される。出力処理部が出力デバイスとしてプロッタを選択すると投影図と孔断面図からなる二次元図面がプロットアウトされ、出力処理部が出力デバイスとしてモニタ（液晶ディスプレイなど）を選択すると投影図と孔断面図からなる２次元図面が画面表示される。これにより、３次元ＣＡＤデータに多数の複雑な孔加工部が含まれていても、各種孔加工部の形状を孔寸法とともに図示する孔断面図が投影図とともに描画されるので、複雑な孔加工部も視覚的に理解し易くなる。

投影図と多くの孔断面図とを組み合わせて２次元図面を作成する場合、投影図の余白領域に各孔断面図を効率よく配置する必要がある。この問題を自動化によって解決するためには、前記２次元図面における前記投影図と前記孔断面図の配置を規定するレイアウト情報を生成するレイアウト情報生成部を備え、前記出力処理部は前記レイアウト情報に基づいてレイアウトされた２次元図面を出力する、特徴構成を追加することが提案される。

本発明の処理過程において生成される、上述した孔情報中間ファイルの改訂作業や確認作業を容易にするため、具体的な実施形態の１つでは、前記孔情報中間ファイルはテキストファイルのフォーマット形式で生成される。文字コードや記号コードからなるテキストファイルは、ほぼ全てのコンピュータに標準でインストールされている操作が単純なテキストエディタを通じて表示・訂正・削除が可能であり、その確認作業や改訂作業は容易となる。また、テキストファイルのフォーマット形式の一種としてＣＳＶフォーマットを採用した場合は、表計算ソフトなどを用いて一覧化表示できるので、寸法データなど確認作業や改訂作業に利点をもつ。

同様に、前記孔断面図テンプレートも描画コマンドをスクリプト化したテキストファイルのフォーマット形式で生成しておくならば、その改訂作業や確認作業は容易となる。また、孔断面図テンプレートをイメージデータでなく描画コマンドをスクリプト化して生成しているので、必要の場合、ラインコマンドなどの描画コマンドの引数を修正するだけで、その孔断面図の形状を変更（縮小や拡大を含む変形）することができる。

上述した本発明によるＣＡＤシステムの特徴構成は、実質的にコンピュータプログラムによって構築することが可能である。そのため、３次元ＣＡＤデータから投影図面データを生成する投影図面出力処理部を備えたＣＡＤシステムに実装され、孔加工部を含む３次元ＣＡＤデータから２次元図面を作成する、本発明の特徴を有するコンピュータプログラムや方法も本発明の権利範囲に含まれるものである。例えば、そのようなプログラムは、前記３次元ＣＡＤデータから孔形式を特定する孔ＩＤコードと孔寸法データとを含む孔情報中間ファイルを生成する孔情報中間ファイル生成機能と、前記孔ＩＤコードを検索キーとして適合する孔断面図テンプレートをテンプレート格納部から抽出するテンプレート抽出機能と、前記孔寸法データと前記孔断面図テンプレートとに基づいて孔断面図描画データを生成する孔断面図描画データ生成機能と、前記投影図面データに基づく投影図に前記孔断面図描画データに基づく孔断面図を組み込んだ２次元図面を出力する出力機能とをコンピュータに実行させる。これによって実現する各機能がもたらす作用効果は、上述した本発明によるＣＡＤシステムで述べられたものと実質的に同じである。また、当然ながら、上述したＣＡＤシステムにおける各機能の具体例や実施形態例もこのプログラムに導入することができる。

孔加工部を含む３次元ＣＡＤデータから投影図面と孔断面図を組み合わせた２次元図面を作成する、本発明によるＣＡＤ技術の基本原理を図１の模式図を用いて説明する。

まず、３次元ＣＡＤ機能を用いて３次元ソリッドによる孔加工を伴う部品配置等の設計作業を行う（＃０１）。その際、部材連結のために連結ボルトなどを配置した場合、その連結ボルトの仕様に応じた孔加工データが連結される部材に自動的に付与される。３次元ＣＡＤ作業が終了し、３次元ＣＡＤから２次元ＣＡＤに移行する時には、その３次元ＣＡＤデータが読み出され、投影図面データと孔属性情報が生成される（＃０２）。投影図面データと孔属性情報はよく知られたデータ構造をもつものであるが、孔属性情報には、３次元ＣＡＤにおいて設定された各孔の孔加工データ（孔座標位置、孔寸法、孔加工精度など）とその孔を規定する孔ＩＤコードなどが含まれている。

次に、前記孔属性情報を用いて、孔情報中間ファイルが生成される（＃０３）。この孔情報中間ファイルには孔ＩＤコード及び孔寸法や孔加工精度などのデータが含まれているので、この孔ＩＤコードを検索キーとして適合する孔断面図テンプレートが抽出される（＃０４）。抽出された孔断面図テンプレートに孔寸法や孔加工精度を示す数値データや記号データを付加することで、孔断面図描画データが生成される（＃０５）。この孔断面図描画データは、３次元ＣＡＤ機能によって生成された投影図面データに含まれている全ての孔形式、つまり孔属性情報に含まれている全ての孔ＩＤコード毎に生成される。

孔断面図データと投影図面データが出力処理部に与えられることにより、投影図面データに基づく投影図に前記孔断面図描画データに基づく孔断面図を組み込んだ２次元図面が作成される（＃０６）。その際、出力処理部が出力デバイスとしてプロッタを選択すると投影図と孔断面図からなる二次元図面がプロットアウトされ、出力処理部が出力デバイスとしてモニタ（液晶ディスプレイなど）を選択すると投影図と孔断面図からなる２次元図面が画面表示される。

上述したＣＡＤ技術の基本原理を採用したＣＡＤシステムの機能を示す機能ブロックが図２に示されている。このＣＡＤシステムは外部出力デバイスとしてモニタ１とプロッタ２を備え、操作入力デバイスとしてキーボード３ａとマウス（又はタブレット）３ｂを備えている。ＧＵＩ部４は、モニタ１及びキーボード３ａとマウス３ｂなどの操作入力デバイスと接続されており、ＧＵＩ部４は、ユーザがモニタ１の表示画面を見ながらこのＣＡＤシステムに対してコマンドやパラメータの入力を行う際の仲介機能を果たす。コマンド解析部５は、ＧＵＩ部４を通じて入力されたコマンドやパラメータを受け取って、このＣＡＤシステムに実装されている種々の３次元ＣＡＤ機能や２次元ＣＡＤ機能の中から相応する機能を起動させ、その処理を実行させる。このため、コマンド解析部５は、３次元図面処理部２０や２次元図面処理部３０、さらには後で詳しく説明される孔断面図処理モジュール４０などと接続されている。この３次元図面処理部２０は３次元ＣＡＤデータから投影図面データを生成する投影図面出力処理部としても機能する。

３次元図面処理部２０は種々のよく知られた３次元ＣＡＤ機能を備えており、ユーザの指示に基づいて、３次元ソリッドモデルを設定しながら、製品設計することを可能にする。2次元図面処理部３０も種々のよく知られた２次元ＣＡＤ機能を備えており、従来の設計製図でよく用いられている投影図（平面図、正面図、側面図）の表示の下でのユーザの指示に基づいて、製作図面などを作成することを可能にする。

孔断面図処理モジュール４０は、３次元図面処理部２０で取り扱われた孔加工部を含む３次元ＣＡＤデータから２次元図面作成のために用いられる孔属性情報を利用して、投影図とともに該当する孔断面図を描画するためのデータを出力する機能を有する。このため、孔断面図処理モジュール４０は、孔情報中間ファイル生成部４１とテンプレート抽出部４２と孔断面図描画データ生成部４３とを備えている。孔情報中間ファイル生成部４１は、孔属性情報に基づいて、図３に例示されているような、孔形式を特定する孔ＩＤコード、孔寸法データ、仕上げ記号データ、公差データなどを含む孔情報中間ファイルを生成する。この孔情報中間ファイルは、テキストファイルフォーマット、好ましくはＣＳＶフォーマットで作成されている。テンプレート抽出部４２は孔ＩＤコードを検索キーとして適合する孔断面図テンプレートをテンプレート格納部５０から抽出する。この孔断面図テンプレートは、図４に例示されているように、検索キーとしても利用される孔ＩＤコードをファイル名とするテキストファイル（好ましくはＣＳＶフォーマット）として構成されており、その記述内容は描画コマンド（LINE文やTEXT挿入文など）がスクリプト化されたものである。孔断面図描画データ生成部４３は、孔寸法データと孔断面図テンプレートとに基づいて孔断面図描画データを生成する。この孔断面図描画データに基づく出力結果は、図５に例示されているように、特定の孔形式名と、その孔形式の孔断面図に孔形状寸法や仕上げ記号などが付記されたものとなる。

テンプレート格納部５０には、図４で例示したような孔断面テンプレート、正確には孔断面テンプレートファイルが多数格納されている。孔断面テンプレートファイルの作成や保守管理は、ＧＵＩ部４とコマンド解析部５を介して入力されたユーザ入力コマンドに基づいてテンプレート管理部５１によって行われる。

３次元図面処理部２０、２次元図面処理部３０，孔断面図処理モジュール４０によって取り扱われる種々のＣＡＤデータは、出力処理部６０によってデータ変換され、この出力処理部６０によって指定されているモニタ１やプロッタ２などの出力デバイスによってその幾何形状が視覚的に確認できるように再現される。したがって、３次元ＣＡＤデータから生成された投影図面データに基づく投影図に孔断面図簿用がデータ生成部４３で生成された孔断面図描画データに基づく孔断面図を組み込んだ２次元図面もこの出力処理部６０の機能を通じて出力される。

投影図に孔断面図を組み込んだ製作図面としての２次元図面の一例が、図６に示されている。この図からもよく理解できるように、一般の製作図面には、多数の孔形式の孔加工部が存在しており、その数だけ孔断面図が必要となる。孔断面図のために割り当てられる孔断面図領域は、投影図が描かれる投影図領域の余白領域であり、それほど広くはないため、必要数の孔断面図を効率よく配置しなければならない。このため、この実施形態では、製作図面のような２次元図面における投影図と複数の孔断面図の配置を規定するレイアウト情報を生成するレイアウト情報生成部７０が備えられている。レイアウト情報生成部７０は、割り当て可能な孔断面図領域を設定し、その孔断面図領域に配置しなければならない孔断面図の数とそのサイズから各孔断面図の配置座標を決定してレイアウト情報を生成する。このレイアウト情報を投影図面データと孔断面図描画データとともに出力処理部６０に転送することにより、例えば図６に例示するような製作図面がモニタ１に表示されたり、プロッタ２から出力されたりする。

３次元図面処理部２０や２次元図面処理部３０によって取り扱われる部品データや孔加工部データを含む種々のＣＡＤデータは、ＣＡＤデータ管理部６の管理下でＣＡＤデータ格納部７に読み出し可能に格納されている。

上述したように構成されたＣＡＤシステムにおける、３次元ＣＡＤ作業から投影図面と孔断面図を組み合わせた２次元図面を作成する処理過程を図７に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、図８に示すように３次元ＣＡＤ機能を用いて、ソリッドモデルをモニタ１に表示させながら、ベース部材の形状寸法を設定し、そのベース部材にボルトやピンなどの機械要素を配置する（＃１０）。配置される機械要素の形状寸法を設定するために、図９で例示するような部品配置ウインドウが利用される。この部品配置ウインドウでは、部品名、部品分類、メーカ名、模式図とともにその加工精度や仕上げ記号なども寸法とともに設定することができる。さらに配置する部品がベース部材に対して孔加工を必要とする場合、その孔加工のための形状寸法も対応する部品の形状寸法に応じて自動設定（必要に応じて手動設定）するので、そのための孔配置設定エリアも部品配置ウインドウ内に表示されている。孔配置設定エリアには孔形状の確認のための孔断面模式図も含まれている。この部品配置ウインドウを通じて孔加工も設定されると、その設定内容が孔加工データとして３次元ＣＡＤデータに組み込まれる（＃１２）。このような機械要素の配置を繰り返しながら３次元ソリッドを用いた設計が行われる（＃１４）。３次元ＣＡＤ機能を用いた設計が終了すると、必要に応じて、この設計品を製作するための投影図面作成が行われる（＃１４Yes分岐）。

投影図面作成にあたって、まず３次元ＣＡＤデータに基づいて投影図面データを出力する投影図面出力処理部としても機能する３次元図面処理部２０から投影図面データとこの投影図に含まれる全ての孔加工部の情報（孔座標位置、孔寸法、孔加工精度、孔ＩＤコードなど）を含む孔属性情報が出力される（＃１６）。孔断面図処理モジュール４０は３次元図面処理部２０から孔属性情報を取り込み、解析して（＃１８）、この孔属性情報に記述されている全ての孔ＩＤコード（孔形式）を選別する（＃２０）。選別された孔ＩＤコード（孔形式）を順次指定していくことで（＃２２）、孔情報中間ファイル生成部４１が指定された孔ＩＤコード（孔形式）のための孔情報中間ファイルを生成する（＃２４）。

次いで、テンプレート抽出部４２が作成された孔情報中間ファイルに含まれている孔ＩＤコードを検索キーとしてテンプレート格納部５０にアクセスし、適合する孔断面テンプレートを抽出する（＃２６）。孔断面図描画データ生成部４３は、抽出された孔断面テンプレートの記述内容に孔情報中間ファイルに記述されている孔形状寸法や孔加工精度などを導入して、孔断面図描画データを生成する（＃２８）。以上述べたような、孔ＩＤコード（孔形式）毎の孔情報中間ファイルの生成を仲介とする孔断面図描画データの生成処理が孔属性情報に記述されていた全ての孔ＩＤコードに対して行われる。

全ての孔断面図描画データの生成が終了すると（＃３０Yes分岐）、レイアウト情報生成部７０が、３次元図面処理部２０から投影図データを取り込み、その投影図のサイズと投影図面のサイズから余白領域を算定する（＃３２）。さらに、レイアウト情報生成部７０は、算定された余白領域とその投影図面に描画しなければならない孔断面図の数から孔断面図の効率的な配置を算定してレイアウト情報を生成する（＃３４）。

投影図データと孔断面図描画データは２次元図面処理部２０よって取り扱われるが、実際の２次元図面の操作は、投影図データと孔断面図描画データとレイアウト情報を出力処理部７０に転送することによりモニタ１に表示される、図６に例示されるようなモニタ画面を通じて行われる（＃３６）。モニタ１に表示された２次元図面はその２次元ＣＡＤデータを出力処理部７０に転送して、プロッタ用データに変換されることで、プロッタ出力することが可能となる。

投影図で示されている全ての孔形式の孔断面図がその投影図と組み合わされるので、わかりやすくするため、その孔形式を区別する記号（例えばＡ、Ｂ、Ｃ・・）が投影図の孔加工位置と各孔断面図に付記されている。また、同じ孔形式の孔加工が投影図に複数配置されている場合、その数量の確認を容易するため、各孔断面図にはその孔加工が設定されている箇所の数も付記されている。

本発明によるＣＡＤシステムにおける孔断面図作成の基本原理を説明する模式図ＣＡＤシステムの機能ブロック図孔情報中間ファイルの内容を例示する説明図孔断面図テンプレートファイルの内容を例示する説明図孔断面図を例示する説明図投影図に孔断面図を組み込んだ製作図面３次元ＣＡＤ作業から投影図面と孔断面図を組み合わせた２次元図面を作成する処理過程を示すフローチャート３次元ＣＡＤ作業時におけるモニタ画面図ボルトとボルト孔を指定する際に用いられるモニタ画面図

符号の説明

１：モニタ
２：プロッタ
２０：３次元図面処理部（投影図面出力処理部）
３０：２次元図面処理部
４０：孔断面図処理モジュール
４１：孔情報中間ファイル生成部
４２：テンプレート抽出部
４３：孔断面図描画データ生成部
５０：テンプレート格納部
６０：出力処理部
７０：レイアウト情報生成部

Claims

孔加工部を含む３次元ＣＡＤデータから２次元図面を作成するＣＡＤシステムにおいて、
前記３次元ＣＡＤデータから投影図面データを生成する投影図面出力処理部と、
前記３次元ＣＡＤデータから孔形式を特定する孔ＩＤコードと孔寸法データとを含む孔情報中間ファイルを生成する孔情報中間ファイル生成部と、
前記孔ＩＤコードを検索キーとして適合する孔断面図テンプレートをテンプレート格納部から抽出するテンプレート抽出部と、
前記孔寸法データと前記孔断面図テンプレートとに基づいて孔断面図描画データを生成する孔断面図描画データ生成部と、
前記投影図面データに基づく投影図に前記孔断面図描画データに基づく孔断面図を組み込んだ２次元図面を出力する出力処理部と、
を備えるＣＡＤシステム。
前記２次元図面における前記投影図と前記孔断面図の配置を規定するレイアウト情報を生成するレイアウト情報生成部が備えられ、前記出力処理部は前記レイアウト情報に基づいてレイアウトされた２次元図面を出力する請求項１に記載のＣＡＤシステム。
前記孔情報中間ファイルはテキストファイルのフォーマット形式で生成される請求項１又は２に記載のＣＡＤシステム。
前記孔断面図テンプレートは描画コマンドをスクリプト化したテキストファイルのフォーマット形式で生成されている請求項３に記載のＣＡＤシステム。
３次元ＣＡＤデータから投影図面データを生成する投影図面出力処理部を備えたＣＡＤシステムに実装され、孔加工部を含む３次元ＣＡＤデータから２次元図面を作成するプログラムにおいて、
前記３次元ＣＡＤデータから孔形式を特定する孔ＩＤコードと孔寸法データとを含む孔情報中間ファイルを生成する孔情報中間ファイル生成機能と、
前記孔ＩＤコードを検索キーとして適合する孔断面図テンプレートをテンプレート格納部から抽出するテンプレート抽出機能と、
前記孔寸法データと前記孔断面図テンプレートとに基づいて孔断面図描画データを生成する孔断面図描画データ生成機能と、
前記投影図面データに基づく投影図に前記孔断面図描画データに基づく孔断面図を組み込んだ２次元図面を出力する出力機能と、
をコンピュータに実行させるプログラム。