JP2011008449A - 設計支援装置、その制御方法、そのプログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】分岐形状および屈曲形状の切り出し位置および分岐形状のおよび屈曲形状そのものを分割する分割位置の決定を効率的に行う。
【解決手段】本発明に関わる設計支援装置は、複数の図形をモデル空間にオブジェクトとして配置した立体図面を作成し、画面表示部15に表示する処理を実行する制御処理部11を備える設計支援装置Sであって、記憶部17に記憶された設計図データまたは入力手段18、19を介して入力されたデータの何れかを基に作図される構造物を表す図形の断面に相当する断面オブジェクト21を複数作成し、作成した複数の断面オブジェクト21を接続して構造物の形状を形成する連続断面モデルの図形を作成するモデル作成手段F1と、連続断面モデルの図形を画面表示部15で表示する表示手段14とを備える。
【選択図】図2
【解決手段】本発明に関わる設計支援装置は、複数の図形をモデル空間にオブジェクトとして配置した立体図面を作成し、画面表示部15に表示する処理を実行する制御処理部11を備える設計支援装置Sであって、記憶部17に記憶された設計図データまたは入力手段18、19を介して入力されたデータの何れかを基に作図される構造物を表す図形の断面に相当する断面オブジェクト21を複数作成し、作成した複数の断面オブジェクト21を接続して構造物の形状を形成する連続断面モデルの図形を作成するモデル作成手段F1と、連続断面モデルの図形を画面表示部15で表示する表示手段14とを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、分岐や屈曲の形状が存在する工業製品、施設等の設計図作成を効率良く行うための設計支援装置、その制御方法、そのプログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
従来、大規模建造物の設計では、まず、性能を満たすための寸法や配置などの全体形状が決定される。この全体形状に対して、大規模建造物の製作に際しての分割位置の決定がコスト低減の上で重要である。
分岐や屈曲がある構造物では適切な分割位置を人が直感的に推測したり判断したりすることが困難である。そのため、限られた期間内に適切な分割位置を十分検討できず、慣例や大雑把な推定に基づいて必ずしも最適ではない分割位置が決定されることがある。
分岐や屈曲がある構造物では適切な分割位置を人が直感的に推測したり判断したりすることが困難である。そのため、限られた期間内に適切な分割位置を十分検討できず、慣例や大雑把な推定に基づいて必ずしも最適ではない分割位置が決定されることがある。
一方、分割位置を検討するためには、構造物全体の立体形状を把握する必要がある。それを支援するために、コンピュータ上に3D(Dimension)形状モデル(以下、3D形状と記述)を作成する専用のソフトウエアが市販されている。
3D形状を作成する方法として、経路線を指定して断面形状を肉付けする方法と、直行、分岐、屈曲といったモデル部品を接合させる方法とがある。何れも、3D形状のデータ構成は、直行、分岐、屈曲などのモデル部品の組み合わせとなっている。
3D形状を作成する方法として、経路線を指定して断面形状を肉付けする方法と、直行、分岐、屈曲といったモデル部品を接合させる方法とがある。何れも、3D形状のデータ構成は、直行、分岐、屈曲などのモデル部品の組み合わせとなっている。
分岐と屈曲が存在する構造物の分割位置を自動的に計算する装置の従来技術として、下記の非特許文献1には、輸送サイズ、溶接禁止範囲などを制約条件として、配管等の構造を断面のない中心線にモデル化し、仮想的にメッシュに切って制約条件を満たす最大の点を探索していくことで最適な現地溶接と工場溶接の位置を決定する方法が開示されている。
Journal of Operations Research Societyof Japan, Vol. 41,No.3,September 1998,p333−350
ところで、上述の分割位置の決定において、分岐部を小さく切り出すか、大きく切り出すか、あるいは分岐そのものを分割するか柔軟に検討する必要がある。屈曲部も分岐部と同様である。
この課題に対して、従来の方法では、分岐形状および屈曲形状の前後の切り出し位置は、分岐形状および屈曲形状に切り出し位置がない各モデル部品の寸法として全体形状決定と同時に決まることになり、全体形状決定後に最適な切り出し位置を検討するという目的と矛盾する。
この課題に対して、従来の方法では、分岐形状および屈曲形状の前後の切り出し位置は、分岐形状および屈曲形状に切り出し位置がない各モデル部品の寸法として全体形状決定と同時に決まることになり、全体形状決定後に最適な切り出し位置を検討するという目的と矛盾する。
このように、分岐形状以外かつ屈曲形状以外、すなわち直行形状にのみ分割位置がくることが前提になっているため、分岐形状および屈曲形状を含めて分割する最適位置の自動計算ができないという問題がある。
本発明は上記実状に鑑み、分岐形状および屈曲形状を有する構造物の設計において、分岐形状および屈曲形状の切り出し位置および分岐形状および屈曲形状そのものを分割する分割位置の決定を効率的に行う設計支援装置、その制御方法、そのプログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体の提供を目的とする。
本発明は上記実状に鑑み、分岐形状および屈曲形状を有する構造物の設計において、分岐形状および屈曲形状の切り出し位置および分岐形状および屈曲形状そのものを分割する分割位置の決定を効率的に行う設計支援装置、その制御方法、そのプログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体の提供を目的とする。
上記目的を達成すべく、第1の本発明に関わる設計支援装置は、複数の図形をモデル空間にオブジェクトとして配置した立体図面を作成し、画面表示部に表示する処理を実行する制御処理部を備える設計支援装置であって、記憶部に記憶された設計図データまたは入力手段を介して入力されたデータの何れかを基に作図される構造物を表す図形の断面に相当する断面オブジェクトを複数作成し、作成した前記複数の断面オブジェクトを接続して前記構造物の形状を形成する連続断面モデルの図形を作成するモデル作成手段と、前記連続断面モデルの図形を前記画面表示部で表示する表示手段とを備えている。
第2の本発明に関わる設計支援装置の制御方法は、構造物を表す図形をモデル空間にオブジェクトとして配置した立体図を作成し、画面表示部に表示する設計支援装置の制御方法において、コンピュータが、記憶部に記憶された設計図データまたは入力手段を介して入力されたデータの何れかを基に作図される前記構造物を表す図形の断面に相当する断面オブジェクトを複数作成し、作成した前記複数の断面オブジェクトを接続して前記構造物の形状を形成する連続断面モデルの図形を作成し前記画面表示部で表示している。
第3の本発明に関わる設計支援装置のプログラムは、第2の本発明に関わる設計支援装置の制御方法を、コンピュータに実行させている。
第4の本発明に関わるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、第3の本発明に関わる設計支援装置のプログラムを格納している。
本発明によれば、構造物の設計において、分岐形状および屈曲形状の切り出し位置および分岐形状および屈曲形状そのものを分割する分割位置の決定を効率的に行う設計支援装置、その制御方法、これを実現するコンピュータプログラム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体を達成できる。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
<<第1実施形態>>
(1)ハードウェア構成
図1は、本発明に係わる第1実施形態の設計支援装置Sのハードウェア構成を示す図である。
第1実施形態の設計支援装置Sのハードウェア構成は、バス12、演算処理装置11、主記憶装置13、データ記録部17、画像処理部14、入出力処理部16、入力装置のキーボード18、マウス19、出力装置の画面表示部としてのモニタ15を含むコンピュータシステムで構成されている。
<<第1実施形態>>
(1)ハードウェア構成
図1は、本発明に係わる第1実施形態の設計支援装置Sのハードウェア構成を示す図である。
第1実施形態の設計支援装置Sのハードウェア構成は、バス12、演算処理装置11、主記憶装置13、データ記録部17、画像処理部14、入出力処理部16、入力装置のキーボード18、マウス19、出力装置の画面表示部としてのモニタ15を含むコンピュータシステムで構成されている。
演算処理装置11、主記憶装置13、画像処理部14、入出力処理部16、データ記録部17は、バス12によって相互通信可能に接続される。
データ記録部17は、HDD(Hard Disk Drive)等の補助記憶装置であり、設計支援装置Sを稼動するための設計支援プログラムや、設計支援装置Sで使用する設計図データなどがデータベース、テーブルの形で記録されている。
演算処理装置11は、データ記録部17に記録されている設計支援プログラムならびに設計図データを読み出し、設計図データを入出力処理部16から送られるキーボード18、マウス19で入力された入力データとともに主記憶装置13に記憶する。そして、演算処理装置11は、設計支援プログラムを実行して、モニタ15に表示すべき図形の画像データを画像処理部14に送るとともに、処理した結果の記憶すべきデータをデータ記録部17に送り記憶させる。
データ記録部17は、HDD(Hard Disk Drive)等の補助記憶装置であり、設計支援装置Sを稼動するための設計支援プログラムや、設計支援装置Sで使用する設計図データなどがデータベース、テーブルの形で記録されている。
演算処理装置11は、データ記録部17に記録されている設計支援プログラムならびに設計図データを読み出し、設計図データを入出力処理部16から送られるキーボード18、マウス19で入力された入力データとともに主記憶装置13に記憶する。そして、演算処理装置11は、設計支援プログラムを実行して、モニタ15に表示すべき図形の画像データを画像処理部14に送るとともに、処理した結果の記憶すべきデータをデータ記録部17に送り記憶させる。
画像処理部14は、演算処理装置11から送られる画像データを受け取ってモニタ15に図形を出力し、モニタ15にその図形が表示される。
入出力処理部16は、バス12を介して、演算処理装置11、データ記録部17等に接続されるとともに、キーボード18およびマウス19に接続されている。入出力処理部16は、キーボード18およびマウス19によって演算処理装置11にアクセスするためのインターフェースの役割を果たしている。
入出力処理部16は、バス12を介して、演算処理装置11、データ記録部17等に接続されるとともに、キーボード18およびマウス19に接続されている。入出力処理部16は、キーボード18およびマウス19によって演算処理装置11にアクセスするためのインターフェースの役割を果たしている。
(2)設計の例題
本第1実施形態の設計の例題として、設計の対象を断面が矩形の筒型構造物とする。
また、筒型構造物の分割の制約条件を、板形状、すなわち、筒型構造物を壁面まで分解したもので、かつ、許容寸法におさまり、なるべく分割数の少ないものとする。また、筒型構造物への組立作業の効率を考慮し、まず筒型形状を輪切りして、次にその小さな筒型形状をさらに壁面、すなわち外形を成す4つの壁面板に分解するものとする。また、分岐および屈曲は、それらの範囲を輪切りで切り出すが、その前後に小さすぎる分割体が生じないようにする。
本第1実施形態では、筒型構造物であるので、最終的に最低限、平面状の壁面の境界で分割、すなわち4つの壁面板に分解するものとする。
なお、柱型構造物の場合には、壁面毎の分割は行われない。ただし、第2の許容寸法を設定し、更なる分割を行うことも可能である。
この例題を対象に、簡便に対象物の3D形状モデルを作成でき、また、筒型構造物の制約条件を満たす分割位置を自動的に計算するための装置の例を挙げる。
本第1実施形態の設計の例題として、設計の対象を断面が矩形の筒型構造物とする。
また、筒型構造物の分割の制約条件を、板形状、すなわち、筒型構造物を壁面まで分解したもので、かつ、許容寸法におさまり、なるべく分割数の少ないものとする。また、筒型構造物への組立作業の効率を考慮し、まず筒型形状を輪切りして、次にその小さな筒型形状をさらに壁面、すなわち外形を成す4つの壁面板に分解するものとする。また、分岐および屈曲は、それらの範囲を輪切りで切り出すが、その前後に小さすぎる分割体が生じないようにする。
本第1実施形態では、筒型構造物であるので、最終的に最低限、平面状の壁面の境界で分割、すなわち4つの壁面板に分解するものとする。
なお、柱型構造物の場合には、壁面毎の分割は行われない。ただし、第2の許容寸法を設定し、更なる分割を行うことも可能である。
この例題を対象に、簡便に対象物の3D形状モデルを作成でき、また、筒型構造物の制約条件を満たす分割位置を自動的に計算するための装置の例を挙げる。
なお、本例題では、筒型構造物の分割位置を扱うが、本発明は、補強材の取り付け位置あるいは支持部品の取り付け位置も分割位置と同じく適用することができる。また、本発明は断面の形状が矩形以外の多角形ならびに円、楕円である等の曲率を有する場合等にも応用することが可能である。
また、筒型以外に、内部が空洞でない充填構造の柱型の構造物にも応用することができる。
また、筒型以外に、内部が空洞でない充填構造の柱型の構造物にも応用することができる。
(3)連続断面モデルの定義
ここでは、本発明に特徴的なデータ構成の3D形状モデルについて図2、図3、図4を用いて説明する。
図2は、モニタ15(図1参照)に表示されるモデル空間表示画面24に筒型構造物の3D形状モデル(以下、連続断面モデルと記述)が表示された状態を示す図である。
図2に示す連続断面モデルは、モデル空間に配置されるオブジェクトの一種であり、複数のオブジェクトの組み合せで構成される。具体的には、筒型構造物のモデルの断面である矩形をした複数の断面オブジェクト21と、断面オブジェクト21を貫くように配置される1本の折れ線の形をした経路線オブジェクト22とで構成される。
ここでは、本発明に特徴的なデータ構成の3D形状モデルについて図2、図3、図4を用いて説明する。
図2は、モニタ15(図1参照)に表示されるモデル空間表示画面24に筒型構造物の3D形状モデル(以下、連続断面モデルと記述)が表示された状態を示す図である。
図2に示す連続断面モデルは、モデル空間に配置されるオブジェクトの一種であり、複数のオブジェクトの組み合せで構成される。具体的には、筒型構造物のモデルの断面である矩形をした複数の断面オブジェクト21と、断面オブジェクト21を貫くように配置される1本の折れ線の形をした経路線オブジェクト22とで構成される。
経路線オブジェクト22は経路番号(K)および折れ線頂点の座標(図示省略)をデータとして持つ。ここで、折れ線頂点とは、経路線オブジェクト22と断面オブジェクト21との交点をいう。
経路番号(K)は、モデル空間に存在する筒型構造物の全ての経路線オブジェクト22の間で重複しない固有の値である。
経路番号(K)は、モデル空間に存在する筒型構造物の全ての経路線オブジェクト22の間で重複しない固有の値である。
図3は、連続断面モデルの頂点番号の規則を示す模式図である。
断面オブジェクト21は、経路番号(K)、断面番号(J)のほかに、図3に示すような頂点番号(P)および頂点座標の情報を持つ。頂点番号(P)と頂点座標により断面オブジェクト21の位置と形が決定される。図3に示すように、連続した断面オブジェクト21間で互いにつなぐべき頂点31の頂点番号を合致させる。例えば、連続した隣接するJ=1、J=2の断面オブジェクト21間で頂点番号(P=1)と頂点番号(P=1)、頂点番号(P=2)と頂点番号(P=2)等々である。
ただし、経路全体としての頂点番号の開始点および番号付けの方向に制限はない。
断面オブジェクト21は、経路番号(K)、断面番号(J)のほかに、図3に示すような頂点番号(P)および頂点座標の情報を持つ。頂点番号(P)と頂点座標により断面オブジェクト21の位置と形が決定される。図3に示すように、連続した断面オブジェクト21間で互いにつなぐべき頂点31の頂点番号を合致させる。例えば、連続した隣接するJ=1、J=2の断面オブジェクト21間で頂点番号(P=1)と頂点番号(P=1)、頂点番号(P=2)と頂点番号(P=2)等々である。
ただし、経路全体としての頂点番号の開始点および番号付けの方向に制限はない。
頂点座標は、モデル空間における頂点31の三次元的な位置、例えば、互いに垂直なX軸、Y軸、Z軸のそれぞれの座標値を示す3つの数値である。
断面番号(J)は、一つの経路線オブジェクト22の中で重複せず、かつ隣り合う断面オブジェクト21で連続した値とする。
図2に示す壁面オブジェクト23は、隣り合う断面オブジェクト21で頂点番号が同一である頂点31(図3参照)を結ぶ線分と、前記断面オブジェクト21の辺とで定義されるオブジェクトで、筒型構造物の本体の外形面の一面に相当する。
経路線オブジェクト22と断面オブジェクト21が決まれば壁面オブジェクト23の位置と形は一意に決まる。
断面番号(J)は、一つの経路線オブジェクト22の中で重複せず、かつ隣り合う断面オブジェクト21で連続した値とする。
図2に示す壁面オブジェクト23は、隣り合う断面オブジェクト21で頂点番号が同一である頂点31(図3参照)を結ぶ線分と、前記断面オブジェクト21の辺とで定義されるオブジェクトで、筒型構造物の本体の外形面の一面に相当する。
経路線オブジェクト22と断面オブジェクト21が決まれば壁面オブジェクト23の位置と形は一意に決まる。
従って、壁面オブジェクト23を連続断面モデルに含めず、モデル空間表示画面24に表示するたびに、或いは、後で述べる分割計算処理を行うたびに、連続断面モデルに基づいて演算処理装置11が壁面オブジェクト23の情報を計算して生成してもよい。また、壁面オブジェクト23の情報は頂点31(図3参照)に1対1で関連付けて主記憶装置13に記憶することができる。例えば、図3に示すように、頂点番号P=1に対して壁面オブジェクト23の壁番号1、頂点番号P=2に対して壁面オブジェクト23の壁番号2、頂点番号P=3に対して壁面オブジェクト23の壁番号3等である。
図4は、連続断面データの記憶形態を示す図であり、図2および図3に示した断面オブジェクト21の情報を表形式で表したものである。
個々の断面オブジェクト21は、固有の経路番号Kと一つの経路番号Kに固有な断面番号Jの組み合わせをキーとして識別し、個々の頂点座標は、経路番号K、断面番号Jおよび頂点番号Pの組み合わせをキーとして識別する。
個々の断面オブジェクト21は、固有の経路番号Kと一つの経路番号Kに固有な断面番号Jの組み合わせをキーとして識別し、個々の頂点座標は、経路番号K、断面番号Jおよび頂点番号Pの組み合わせをキーとして識別する。
また、断面属性番号を経路番号Kと断面番号Jの組み合わせをキーとして記憶する。断面属性番号は、本実施形態では0、1、2を定義しており、断面属性番号0は、筒型構造物の途中を輪切りにした場合等の断面属性が開放の場合である。断面属性番号1は、直行形状からT字型に分岐した場合の分岐口の場合であり、例えば、図2に示す経路番号K=1003の断面番号J=1が相当する。断面属性番号2は、筒型構造物の末端が閉じている場合であり、例えば、図2に示す経路番号K=1001の断面番号J=7が相当する。なお、その他の断面属性番号を定義してもよいのは勿論である。
以上で定義したデータ一式を以降、連続断面モデルと称し、データ記録部17または主記憶装置13に記憶する。
以上で定義したデータ一式を以降、連続断面モデルと称し、データ記録部17または主記憶装置13に記憶する。
設計支援装置Sの動作時に、主記憶装置13には、連続断面モデルの情報を記憶する。
本第1実施形態では、図2に示すように、断面番号(J)を1から始まる連続した整数とする。また、各断面オブジェクト21に頂点31は4個とし、各頂点31に1〜4の頂点番号(P)を付している。図2の例では、K=1001の経路線オブジェクト22が貫通している断面オブジェクト21は、J=1〜7の7個ある。
壁面オブジェクト23の情報の記憶方法として、図3に示すように、P=1の頂点31とP=2の頂点31との間に位置する壁面オブジェクト23の壁番号を1とする。
本第1実施形態では、図2に示すように、断面番号(J)を1から始まる連続した整数とする。また、各断面オブジェクト21に頂点31は4個とし、各頂点31に1〜4の頂点番号(P)を付している。図2の例では、K=1001の経路線オブジェクト22が貫通している断面オブジェクト21は、J=1〜7の7個ある。
壁面オブジェクト23の情報の記憶方法として、図3に示すように、P=1の頂点31とP=2の頂点31との間に位置する壁面オブジェクト23の壁番号を1とする。
経路の上位概念として、複数の経路線オブジェクト22をまとめたものを一つの系統と定義し、系統番号を付与して管理してもよい。この場合、個々の断面オブジェクト21は、系統番号、経路番号、断面番号および頂点番号の組み合わせで識別する。
本第1実施形態の連続断面モデルは断面が矩形である筒型構造物を対象としているが、頂点の数を変えれば、断面が矩形以外の多角形である筒型構造物に適用できる。また、断面が楕円である筒型構造物を対象とする場合は、矩形の頂点を楕円の長軸と短軸の頂点に置き換えればよい。また、断面が円である筒型構造物を対象とする場合は、頂点の代わりに中心点の座標と半径を定義すればよく、頂点番号は不要である。その他の任意の断面形状に対しても、断面形状を表す数値を定義することにより、様々な断面を適用できる。
本第1実施形態の連続断面モデルは断面が矩形である筒型構造物を対象としているが、頂点の数を変えれば、断面が矩形以外の多角形である筒型構造物に適用できる。また、断面が楕円である筒型構造物を対象とする場合は、矩形の頂点を楕円の長軸と短軸の頂点に置き換えればよい。また、断面が円である筒型構造物を対象とする場合は、頂点の代わりに中心点の座標と半径を定義すればよく、頂点番号は不要である。その他の任意の断面形状に対しても、断面形状を表す数値を定義することにより、様々な断面を適用できる。
(4)メインメニュ
図5は、設計支援装置Sのメインメニュ52を表示するメイン画面50を示す図である。
ユーザが、図1に示すモニタ15を目視してキーボード18、マウス19等を用いて設計支援装置Sを起動したとき、設計支援装置Sはモニタ15に図5に示すメインメニュ52のメイン画面50を表示する。メインメニュ52には、筒型形状の連続断面モデル作成処理を実行するための筒型形状作成ボタン53、および連続断面モデルを対象にした分割計算処理が開始するための分割計算ボタン54を有している。なお、筒型形状作成ボタン53以外のその他の形状作成ボタンを表示してもよいことは、勿論である。
図5は、設計支援装置Sのメインメニュ52を表示するメイン画面50を示す図である。
ユーザが、図1に示すモニタ15を目視してキーボード18、マウス19等を用いて設計支援装置Sを起動したとき、設計支援装置Sはモニタ15に図5に示すメインメニュ52のメイン画面50を表示する。メインメニュ52には、筒型形状の連続断面モデル作成処理を実行するための筒型形状作成ボタン53、および連続断面モデルを対象にした分割計算処理が開始するための分割計算ボタン54を有している。なお、筒型形状作成ボタン53以外のその他の形状作成ボタンを表示してもよいことは、勿論である。
筒型形状作成ボタン53が、ユーザにより、クリックされることで、連続断面モデル作成処理が開始される。一方、分割計算ボタン54がクリックされることで、連続断面モデルを対象にした分割計算処理が開始される。
モニタ15に表示されるメイン画面50には、メインメニュ52のほかにモデル空間表示画面24が表示される。
モデル空間表示画面24には、モデル空間に配置されている様々な図形、すなわちオブジェクトが表示される。図5の例では、モデル空間表示画面24に、一般的な矩形(以下、矩形オブジェクト55と記述)が複数配置されている。モデル空間表示画面24には本第1実施形態が対象とする筒型構造物に関係しないオブジェクトが配置されていても構わない。
モニタ15に表示されるメイン画面50には、メインメニュ52のほかにモデル空間表示画面24が表示される。
モデル空間表示画面24には、モデル空間に配置されている様々な図形、すなわちオブジェクトが表示される。図5の例では、モデル空間表示画面24に、一般的な矩形(以下、矩形オブジェクト55と記述)が複数配置されている。モデル空間表示画面24には本第1実施形態が対象とする筒型構造物に関係しないオブジェクトが配置されていても構わない。
(5)連続断面モデル作成処理
次に、筒型形状作成ボタン53(図5参照)がクリックされた際に行われる連続断面モデル作成処理について、説明する。
連続断面モデル作成処理は、モデル空間表示画面24に表示されるモデル空間に2個以上の矩形オブジェクト55が配置された状態を前提に実行される。矩形オブジェクト55の配置はユーザが従来の方法で行う。
連続断面モデル作成処理は、図6に示す連続断面モデル作成処理を示すフローで実現される。
次に、筒型形状作成ボタン53(図5参照)がクリックされた際に行われる連続断面モデル作成処理について、説明する。
連続断面モデル作成処理は、モデル空間表示画面24に表示されるモデル空間に2個以上の矩形オブジェクト55が配置された状態を前提に実行される。矩形オブジェクト55の配置はユーザが従来の方法で行う。
連続断面モデル作成処理は、図6に示す連続断面モデル作成処理を示すフローで実現される。
ユーザが、メイン画面50(図5参照)に表示される筒型形状作成ボタン53をクリックし、連続断面モデル作成処理が開始されると、設計支援装置Sは、図6のステップ61において、ユーザからのダブルクリック等の終了命令、或いは、オブジェクトの選択を待つオブジェクト選択待機状態になる。例えば、図5に示すモデル空間表示画面24に表示されている断面オブジェクトとして未だ認識されてない矩形オブジェクト55あるいはオブジェクトとして認識されている断面オブジェクト21(図示せず)をユーザがクリックしたことでオブジェクトの選択を受け付け、それ以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。なお、図6以下の図面では、ステップを「S」として示している。
ユーザが、任意の矩形オブジェクト55をクリックすることで、設計支援装置Sは、該矩形オブジェクト55を断面オブジェクト21として認識し、断面属性を付与する。ユーザが断面オブジェクト21(図示せず)をクリックすることで、設計支援装置Sは、該断面オブジェクト21の再定義、すなわち新たな断面属性の付与が行われる。
一方、図6のステップ61で、終了命令を受け付けると、設計支援装置Sは連続断面モデル作成処理を終了する。
一方、図6のステップ61で、終了命令を受け付けると、設計支援装置Sは連続断面モデル作成処理を終了する。
図6のステップ61において、オブジェクトの選択を受け付けた場合、図6のステップ631において、選択されたオブジェクトが矩形ならば、設計支援装置Sは、選択された矩形オブジェクト55を断面オブジェクト21に変換する。具体的には、矩形オブジェクト55に、経路番号K、断面番号J、頂点番号P、頂点座標を属性データとして付与できるようにする。或いは、矩形オブジェクト55を削除して、位置と形が矩形オブジェクト55と同一で、経路番号K、断面番号J、断面属性番号、および頂点番号Pの値が未設定の断面オブジェクト21を配置する。
続いて、図6のステップ632において、処理中の断面オブジェクト21に断面番号Jを付与する。ここで、付与する断面番号Jは、連続断面モデル作成処理の開始後、初めてステップ632が実行されたときは「1」とし、その後、ステップ632が実行されるたびに1ずつ加算した値とする。
続いて、図6のステップ652において、処理中の断面オブジェクト21に含まれる4つの頂点の頂点番号P(図3、図4参照)を決定する。
続いて、図6のステップ652において、処理中の断面オブジェクト21に含まれる4つの頂点の頂点番号P(図3、図4参照)を決定する。
ここで付与する頂点番号Pは、連続断面モデル作成処理の開始後、初めてステップ652が実行されたときは、モデル空間における頂点座標を定めるため、頂点座標の値の合計が最も小さい頂点を1とし、その頂点と隣り合う2つの頂点のうち頂点座標の値の合計が小さいほうの頂点を2として、断面オブジェクトを一筆書きするように、残りの頂点を、3、4とする。その後、ステップ652が実行されるときの頂点番号の決め方は、以下に、図7の頂点番号決定処理を説明するための模式図を用いて説明する。
ステップ652の実行がi回目、断面番号をJとするとき、J=iである断面オブジェクト21とJ=i−1である断面オブジェクト21との適切な頂点突合せのパターンを探索する。J=i−1である断面オブジェクト21の頂点31の頂点番号は既に決まっている。
実行中のJ=iである断面オブジェクト21の頂点31を周回順にA、B、C、Dとする。
実行中のJ=iである断面オブジェクト21の頂点31を周回順にA、B、C、Dとする。
頂点突合せのパターンは、
t1:1〜A、2〜B、3〜C、4〜D
t2:1〜B、2〜C、3〜D、4〜A
t3:1〜C、2〜D、3〜A、4〜B
t4:1〜D、2〜A、3〜B、4〜C
t5:1〜A、2〜D、3〜C、4〜B
t6:1〜B、2〜A、3〜D、4〜C
t7:1〜C、2〜B、3〜A、4〜D
t8:1〜D、2〜C、3〜B、4〜A
で示されるt1〜t8の8通りある。これらt1〜t8のパターンのうち、突き合せた頂点間の距離を合計した値が最も小さくなるパターンが適切なパターンである。何故なら、突合せた頂点間の距離を合計した値が最も小さくなるパターンにおいて、隣接する断面オブジェクト21をネジレることなく連結することができるからである。
t1:1〜A、2〜B、3〜C、4〜D
t2:1〜B、2〜C、3〜D、4〜A
t3:1〜C、2〜D、3〜A、4〜B
t4:1〜D、2〜A、3〜B、4〜C
t5:1〜A、2〜D、3〜C、4〜B
t6:1〜B、2〜A、3〜D、4〜C
t7:1〜C、2〜B、3〜A、4〜D
t8:1〜D、2〜C、3〜B、4〜A
で示されるt1〜t8の8通りある。これらt1〜t8のパターンのうち、突き合せた頂点間の距離を合計した値が最も小さくなるパターンが適切なパターンである。何故なら、突合せた頂点間の距離を合計した値が最も小さくなるパターンにおいて、隣接する断面オブジェクト21をネジレることなく連結することができるからである。
例えば、t5において突合せた頂点間の距離を合計した値が最も小さいならば、A、B、C、Dの頂点31の頂点番号は順に1、4、3、2と付与する。図7は、t5の頂点突合せパターンが採用される例を示している。
続いて、図6のステップ653において、経路線オブジェクト22を更新する。ここでは、ステップ653の実行がi回目、断面番号をJとするとき、J=iである断面オブジェクト21の頂点座標の平均値として計算される点を、経路線オブジェクト22のi番目の折れ線頂点の座標として、折れ線を延長してモデル空間表示画面24に表示する。例えば図3に示した例では、1番目の折れ線頂点の座標は、(10、20、60)、(20、20、60)、(20、20、0)、(10、20、0)の平均値なので、(15、20、30)となる。
続いて、図6のステップ653において、経路線オブジェクト22を更新する。ここでは、ステップ653の実行がi回目、断面番号をJとするとき、J=iである断面オブジェクト21の頂点座標の平均値として計算される点を、経路線オブジェクト22のi番目の折れ線頂点の座標として、折れ線を延長してモデル空間表示画面24に表示する。例えば図3に示した例では、1番目の折れ線頂点の座標は、(10、20、60)、(20、20、60)、(20、20、0)、(10、20、0)の平均値なので、(15、20、30)となる。
ステップ653の実行が1回目のとき、モデル空間で重複のない経路番号を付与する。具体的には、モデル空間に存在する全ての経路線オブジェクト22の経路番号の最大値を探索し、それより大きな整数とする。
なお、本第1実施形態では、断面オブジェクト21の中心を経路線オブジェクト22が通るようにしているが、本発明では経路線オブジェクト22が断面オブジェクト21を貫通していればよく、中心以外の例えば特定の頂点番号の頂点31を通るように折れ線頂点の座標を定義しても構わない。
なお、本第1実施形態では、断面オブジェクト21の中心を経路線オブジェクト22が通るようにしているが、本発明では経路線オブジェクト22が断面オブジェクト21を貫通していればよく、中心以外の例えば特定の頂点番号の頂点31を通るように折れ線頂点の座標を定義しても構わない。
次に、図6のステップ654において、壁面オブジェクト23の座標を計算して表示した後、図6のステップ61のオブジェクト選択待機状態に戻る。
以上の図6に示すフローにより、ユーザはクリックするたびにどのような形状の連続断面モデルができていくかを、モデル空間表示画面24(図5参照)を目視して把握できる。
また、作成中の筒型構造物の形状が直行形状か、分岐形状か、屈曲形状かに拘らず同じ操作で3D形状モデルを作成できる。
以上の図6に示すフローにより、ユーザはクリックするたびにどのような形状の連続断面モデルができていくかを、モデル空間表示画面24(図5参照)を目視して把握できる。
また、作成中の筒型構造物の形状が直行形状か、分岐形状か、屈曲形状かに拘らず同じ操作で3D形状モデルを作成できる。
さらに、図6のステップ631、ステップ632、ステップ652、ステップ653、ステップ654の処理で、各処理前の連続断面モデルを主記憶装置13に記憶するようにし、また、オブジェクト選択待機状態(図6のステップ61)でモニタ15に「戻る」ボタン(図5には図示せず)を表示するように構成し、ユーザが「戻る」ボタンをクリックしたことを受けて、ステップ631、ステップ632、ステップ652、ステップ653、ステップ654の処理を処理前の状態に戻してオブジェクト選択待機状態(図6のステップ61)に戻るようにしてもよい。
このようにすることで、ユーザは連続断面モデルの作成途中で、壁面オブジェクト23が表示されたのを見てオブジェクト選択が適切でなかったと判断した場合に、簡単に最後に追加された断面オブジェクト21を削除できる。
このようにすることで、ユーザは連続断面モデルの作成途中で、壁面オブジェクト23が表示されたのを見てオブジェクト選択が適切でなかったと判断した場合に、簡単に最後に追加された断面オブジェクト21を削除できる。
(6)連続断面モデルの形状編集
連続断面モデルを使うことで、作成済みの筒型構造物の3D形状に対して、簡便な操作で変形を加えることができる機能を提供できる。
本第1実施形態では、断面オブジェクト21の挿入、削除、移動、寸法変更、経路線オブジェクト22の結合あるいは分離、および連続断面モデルのコピーあるいは線対称コピーなどの形状編集を簡便なユーザ操作で行える機能を提供する。
次に、その連続断面モデルの形状編集の方法を説明する。
連続断面モデルを使うことで、作成済みの筒型構造物の3D形状に対して、簡便な操作で変形を加えることができる機能を提供できる。
本第1実施形態では、断面オブジェクト21の挿入、削除、移動、寸法変更、経路線オブジェクト22の結合あるいは分離、および連続断面モデルのコピーあるいは線対称コピーなどの形状編集を簡便なユーザ操作で行える機能を提供する。
次に、その連続断面モデルの形状編集の方法を説明する。
(6−1)断面の挿入、削除、移動、寸法変更
作成済みの連続断面モデルに対して断面の挿入、削除、移動、寸法変更の操作を支援する機能は、図8に示す連続断面モデルの再配置処理のフローにより実現できる。
まず、設計支援装置Sは、図5に示したメインメニュ52に、図示しない「再配置」ボタンを加えて表示する。
ユーザは、予め図5に示すモデル空間表示画面24に表示されている連続断面モデルに含まれる断面オブジェクト21のうち、任意の断面オブジェクト21について、従来の方法により、自由に削除、移動、あるいは寸法の変更を行う。
作成済みの連続断面モデルに対して断面の挿入、削除、移動、寸法変更の操作を支援する機能は、図8に示す連続断面モデルの再配置処理のフローにより実現できる。
まず、設計支援装置Sは、図5に示したメインメニュ52に、図示しない「再配置」ボタンを加えて表示する。
ユーザは、予め図5に示すモデル空間表示画面24に表示されている連続断面モデルに含まれる断面オブジェクト21のうち、任意の断面オブジェクト21について、従来の方法により、自由に削除、移動、あるいは寸法の変更を行う。
あるいは、ユーザは予め、モデル空間表示画面24(図5参照)に表示されている連続断面モデルに含まれる経路線オブジェクト22(図示せず)が貫通する位置に、従来の方法により任意の矩形オブジェクト55を配置する。
あるいは、ユーザは予め、モデル空間表示画面24に表示されている連続断面モデルに含まれる経路線オブジェクト22(図示せず)を従来の方法、つまりマウス19のドラッグにより引き伸ばしたり縮めたりするなど任意に変形させる。
あるいは、ユーザは予め、モデル空間表示画面24に表示されている連続断面モデルに含まれる経路線オブジェクト22(図示せず)を従来の方法、つまりマウス19のドラッグにより引き伸ばしたり縮めたりするなど任意に変形させる。
ユーザが、メインメニュ52(図5参照)に、図示しない「再配置」ボタンをクリックしたことを受けて、設計支援装置Sは、再配置処理を開始する。
すなわち、図8のステップ81において、経路線オブジェクト22(図2参照)の始点から終点に向かって、経路線オブジェクト22が貫通している矩形オブジェクト55(図5参照、図2に図示せず)あるいは断面オブジェクト21(図2参照)を探索し、ひとつ抽出する。
すなわち、図8のステップ81において、経路線オブジェクト22(図2参照)の始点から終点に向かって、経路線オブジェクト22が貫通している矩形オブジェクト55(図5参照、図2に図示せず)あるいは断面オブジェクト21(図2参照)を探索し、ひとつ抽出する。
次に、連続断面モデル作成処理で説明した図6のステップ631を実行する。すなわち、選択されたオブジェクトが矩形オブジェクト55ならば、設計支援装置Sは、選択された矩形オブジェクト55を断面オブジェクト21に変換する。或いは、矩形オブジェクト55を削除して、位置と形が矩形オブジェクト55と同一で、経路番号K、断面番号J、断面属性番号、および頂点番号Pの値が未設定の断面オブジェクト21を配置する。図8のステップ632において、処理中の断面オブジェクト21に断面番号Jを付与する。ここで、付与する断面番号Jは、図8に示す連続断面モデルの再配置処理において、初めてステップ632が実行されたときは「1」とし、その後、ステップ632が実行されるたびに1ずつ加算した値とする。
続いて、図8のステップ652において、処理中の断面オブジェクト21に含まれる4つの頂点の頂点番号P(図3、図4参照)を決定する。
続いて、図8のステップ82において、断面の探索が経路線オブジェクト22の終点まで達しているかを判定する。
続いて、図8のステップ82において、断面の探索が経路線オブジェクト22の終点まで達しているかを判定する。
探索が経路線オブジェクト22の終点まで達していない場合(図8のステップ82でNo)、図8のステップ83において、経路線オブジェクト22が貫通している矩形オブジェクト55あるいは断面オブジェクト21を探索し、ひとつ抽出して、ステップ631に戻る。
一方、探索が経路線オブジェクト22の終点まで達している場合(図8のステップ82でYes)、図8のステップ654において、壁面オブジェクト23を作成し、連続断面モデルの再配置処理を終了する。
一方、探索が経路線オブジェクト22の終点まで達している場合(図8のステップ82でYes)、図8のステップ654において、壁面オブジェクト23を作成し、連続断面モデルの再配置処理を終了する。
(6−2)経路線の結合と分離
<経路線の結合>
経路線を結合する操作を支援する機能は、次の処理フローにより実現される。
まず、設計支援装置Sは、図5に示すメインメニュ52に、図示しない「経路結合」ボタンも表示する。
<経路線の結合>
経路線を結合する操作を支援する機能は、次の処理フローにより実現される。
まず、設計支援装置Sは、図5に示すメインメニュ52に、図示しない「経路結合」ボタンも表示する。
ユーザが「経路結合」ボタンをクリックすることで、設計支援装置Sは経路結合処理を開始する。経路結合処理が開始されると、設計支援装置Sは経路結合待機状態になる。ここで、ユーザが隣り合う2つの経路線オブジェクトを順にクリックすることで、設計支援装置Sはクリックされた2つの経路線オブジェクトを1つの経路線オブジェクトになるようにつなげて、最初にクリックされた経路線オブジェクトの経路番号を付与する。
続いて、前記の再配置処理を実行して、経路結合処理を終了する。
続いて、前記の再配置処理を実行して、経路結合処理を終了する。
<経路線の分離>
経路線を分離する操作を支援する機能は、次の処理フローにより実現される。
まず、設計支援装置Sは、図5に示すメインメニュ52に図示しない「経路分離」ボタンも表示する。
ユーザが「経路分離」ボタンをクリックすることで、設計支援装置Sは経路分離待機状態になる。ここで、ユーザが、モデル空間表示画面24(図2参照)に表示される経路線オブジェクト22上の任意の断面オブジェクト21をクリックにより選択することで、設計支援装置Sは選択された断面オブジェクト21と頂点座標が同一である断面オブジェクト21を新しく生成する。
経路線を分離する操作を支援する機能は、次の処理フローにより実現される。
まず、設計支援装置Sは、図5に示すメインメニュ52に図示しない「経路分離」ボタンも表示する。
ユーザが「経路分離」ボタンをクリックすることで、設計支援装置Sは経路分離待機状態になる。ここで、ユーザが、モデル空間表示画面24(図2参照)に表示される経路線オブジェクト22上の任意の断面オブジェクト21をクリックにより選択することで、設計支援装置Sは選択された断面オブジェクト21と頂点座標が同一である断面オブジェクト21を新しく生成する。
続いて、経路線オブジェクト22を選択された断面オブジェクト21の位置で2つの経路線オブジェクト22に分離し、経路線オブジェクト22には、モデル空間内で重複しない経路番号Kを付与する。
各断面には、もとの経路線オブジェクト22の始点側に相当する経路線オブジェクト22に選択された断面オブジェクト21を含め、もとの経路線オブジェクト22の終点側に相当する経路線オブジェクト22に新規に生成された断面オブジェクト21を含めるように、経路線オブジェクト22内で連続した断面番号Jを振りなおす。
各断面には、もとの経路線オブジェクト22の始点側に相当する経路線オブジェクト22に選択された断面オブジェクト21を含め、もとの経路線オブジェクト22の終点側に相当する経路線オブジェクト22に新規に生成された断面オブジェクト21を含めるように、経路線オブジェクト22内で連続した断面番号Jを振りなおす。
(6−3)コピーとミラーコピー
まず、設計支援装置Sは、図5に示すメインメニュ52に図示しない「コピー」ボタンも表示する。ユーザがメインメニュ52から「コピー」ボタンをクリックすることで、設計支援装置Sは筒型形状コピー処理を開始する。
筒型形状コピー処理が開始されると、設計支援装置Sは、コピー経路線選択待機状態になる。
まず、設計支援装置Sは、図5に示すメインメニュ52に図示しない「コピー」ボタンも表示する。ユーザがメインメニュ52から「コピー」ボタンをクリックすることで、設計支援装置Sは筒型形状コピー処理を開始する。
筒型形状コピー処理が開始されると、設計支援装置Sは、コピー経路線選択待機状態になる。
ここで、ユーザが、モデル空間表示画面24(図2参照)で経路線オブジェクト22をクリックにより選択し、次に、モデル空間表示画面24で任意の位置をクリックすると、設計支援装置Sは最初のクリックにより選択された連続断面モデルの情報を複製し、後のクリックにより指定された位置を基準とする頂点座標を演算して新しい連続断面モデルを生成する。生成された連続断面モデルが含む経路線オブジェクトの経路番号をモデル空間内で重複しない値に更新する。
最後に、描画して筒型形状コピー処理を終了する。
最後に、描画して筒型形状コピー処理を終了する。
筒型形状コピー処理では、コピー経路線選択待機状態のときに通常コピーかミラーコピーかをユーザに指定させるダイアログ画面を表示して、その指定を受け付け、ユーザからの指定がミラーコピーであれば、さらに上下あるいは左右のいずれの対称とするかユーザに選択させ、ユーザが指定したコピー方法に従って、生成される連続断面モデルの座標を演算しミラーコピーすると、さらに便利なものとなる。
以上説明した方法のほかにも、筒型構造物の形状を簡便な操作で変形させる方法として、ユーザが経路線オブジェクト22を選択し任意に変形させたあとで変形命令を受けることで、経路線オブジェクト22の折れ線頂点に基づいて断面オブジェクト21を移動させる方法がある。
以上のように、連続断面モデルを用いることで、ユーザは筒型構造物の3D形状を、分岐形状か屈曲形状かの違いによって操作方法を変えることなく、短時間で簡便に作成および編集できる。
以上のように、連続断面モデルを用いることで、ユーザは筒型構造物の3D形状を、分岐形状か屈曲形状かの違いによって操作方法を変えることなく、短時間で簡便に作成および編集できる。
(7)連続断面モデルの分割計算処理
ここでは、連続断面モデルの分割計算処理を、図9の連続断面モデルの分割計算処理のフロー図および図10の制約条件設定画面101の画面例を用いて、説明する。
(7−1)制約条件取得および計算実行命令
図5に示すメインメニュ52の分割計算ボタン54がクリックされたことを受けて、設計支援装置Sは、制約条件設定画面101(図10参照)を表示する。制約条件設定画面101には、許容寸法の値を入力可能である長さ制限入力枠102、幅制限入力枠103、高さ制限入力枠104が表示され、また、クリックで押下操作する分割計算実行ボタン105および終了ボタン106が表示される。
ユーザが、制約条件入力画面101の終了ボタン106をクリックしたことを受けて、設計支援装置Sはメインメニュ52(図5参照)の表示状態に戻る。
ここでは、連続断面モデルの分割計算処理を、図9の連続断面モデルの分割計算処理のフロー図および図10の制約条件設定画面101の画面例を用いて、説明する。
(7−1)制約条件取得および計算実行命令
図5に示すメインメニュ52の分割計算ボタン54がクリックされたことを受けて、設計支援装置Sは、制約条件設定画面101(図10参照)を表示する。制約条件設定画面101には、許容寸法の値を入力可能である長さ制限入力枠102、幅制限入力枠103、高さ制限入力枠104が表示され、また、クリックで押下操作する分割計算実行ボタン105および終了ボタン106が表示される。
ユーザが、制約条件入力画面101の終了ボタン106をクリックしたことを受けて、設計支援装置Sはメインメニュ52(図5参照)の表示状態に戻る。
一方、ユーザが、長さ制限入力枠102、幅制限入力枠103、高さ制限入力枠104にそれぞれ所望の値を入力した後、分割計算実行ボタン105をクリックしたことを受けて、設計支援装置Sは分割計算処理を開始する。
分割計算処理が開始されると、図9のステップ91において、設計支援装置Sは入力されている長さ制限、幅制限、高さ制限の3つの値を取得し、データ記録部17に記憶する。これら3つの値をまとめて以下、許容寸法と呼ぶ。
次に、外形解析処理(図9のステップ92)を行う。
分割計算処理が開始されると、図9のステップ91において、設計支援装置Sは入力されている長さ制限、幅制限、高さ制限の3つの値を取得し、データ記録部17に記憶する。これら3つの値をまとめて以下、許容寸法と呼ぶ。
次に、外形解析処理(図9のステップ92)を行う。
(7−2)外形解析
図9のステップ92の外形解析処理では、連続断面モデルの情報を使って、次に示すフローにより、分割位置の決定に必要なデータを計算して記憶する。
<分岐の判定>
基本的なデータとして、各断面オブジェクト21の法線ベクトルおよび壁面オブジェクト23の法線ベクトルを計算し記憶する。
まず、分岐形状の箇所を次の方法により判定し記憶する。本第1実施形態では説明を分り易くするため、以降、分岐形状の主流側に相当する経路を親、支流側に相当する経路を子と記述する。
図9のステップ92の外形解析処理では、連続断面モデルの情報を使って、次に示すフローにより、分割位置の決定に必要なデータを計算して記憶する。
<分岐の判定>
基本的なデータとして、各断面オブジェクト21の法線ベクトルおよび壁面オブジェクト23の法線ベクトルを計算し記憶する。
まず、分岐形状の箇所を次の方法により判定し記憶する。本第1実施形態では説明を分り易くするため、以降、分岐形状の主流側に相当する経路を親、支流側に相当する経路を子と記述する。
モデル空間に存在する全ての連続断面モデルについて、経路の始点あるいは終点、すなわち端にある断面オブジェクト21(図2参照)を抽出し、他の経路の全ての壁面オブジェクト23との位置関係を調べる。
経路の端にある断面オブジェクト21と他の経路の壁面オブジェクト23とで距離が一定以下、例えば1cm以下、かつ、それぞれの法線ベクトルの角度が一定以下、例えば0.1度以下である場合、上記経路の端にある断面オブジェクト21が分岐口、分岐口を有する経路が子、上記他の経路が親であると判定する。子の断面オブジェクト21に関連付けられている断面属性番号を、初期値の「0」から「分岐口」を意味する「1」に更新して記憶する。また、当該親の経路番号(Bk)、分岐口の子の断面オブジェクト21が接続する親の壁面オブジェクト23を定義している2つの断面番号(B0j、B1j)(壁面オブジェクト23を挟んで存在する2つの断面オブジェクト21のそれぞれの断面番号J)および分岐口の子の断面オブジェクト21が接続する壁番号を当該子の断面オブジェクト21に関連付けて記憶する。
経路の端にある断面オブジェクト21と他の経路の壁面オブジェクト23とで距離が一定以下、例えば1cm以下、かつ、それぞれの法線ベクトルの角度が一定以下、例えば0.1度以下である場合、上記経路の端にある断面オブジェクト21が分岐口、分岐口を有する経路が子、上記他の経路が親であると判定する。子の断面オブジェクト21に関連付けられている断面属性番号を、初期値の「0」から「分岐口」を意味する「1」に更新して記憶する。また、当該親の経路番号(Bk)、分岐口の子の断面オブジェクト21が接続する親の壁面オブジェクト23を定義している2つの断面番号(B0j、B1j)(壁面オブジェクト23を挟んで存在する2つの断面オブジェクト21のそれぞれの断面番号J)および分岐口の子の断面オブジェクト21が接続する壁番号を当該子の断面オブジェクト21に関連付けて記憶する。
また、分岐口となる子の断面オブジェクト21の頂点座標のうち親の経路線の始点に最も近い頂点座標を抽出し、そこから親の経路線オブジェクト22に下ろした垂線の足を分岐入口として記憶し、子の断面オブジェクト21における親の経路線の終点に最も近い頂点座標を抽出し、そこから親の経路線オブジェクト22に下ろした垂線の足を分岐出口として記憶する。
例えば、図2の場合、K=1001の経路が親、K=1002の経路が子と判定される。また、K=1001の経路が親、K=1003の経路が子と判定される。
例えば、図2の場合、K=1001の経路が親、K=1002の経路が子と判定される。また、K=1001の経路が親、K=1003の経路が子と判定される。
図2に示すように、K=1002と、J=2をキーとして、断面属性番号=1(分岐口)、親の経路番号Bk=1001、分岐口の子(K=1002)の断面オブジェクト21(J=2)がある親の壁面オブジェクト23を定義している2つの断面番号B0j=1、B1j=2という情報が記憶される。
また、もう一つの子の経路K=1003、J=1(分岐口の子の断面オブジェクト21)をキーとして、断面属性番号=1(分岐口)、親の経路番号Bk=1001、分岐口の子(K=1003)の断面オブジェクト21(J=1)がある親の壁面オブジェクト23を定義している2つの断面番号B0j=5、B1j=6という情報が記憶される。
また、もう一つの子の経路K=1003、J=1(分岐口の子の断面オブジェクト21)をキーとして、断面属性番号=1(分岐口)、親の経路番号Bk=1001、分岐口の子(K=1003)の断面オブジェクト21(J=1)がある親の壁面オブジェクト23を定義している2つの断面番号B0j=5、B1j=6という情報が記憶される。
<屈曲の判定>
次に、屈曲形状の箇所を次の方法により判定する。
隣り合う断面オブジェクト21で法線ベクトルが異なる箇所を屈曲(図2参照)と判定し、各断面オブジェクト21に経路の方向(経路線オブジェクト22の始点から終点の向き)に基づき屈曲入口、屈曲中間、屈曲出口の何れかの屈曲属性を断面オブジェクト21と関連付けて記憶する。
例えば、図2の場合、K=1001の経路のJ=2の断面オブジェクト21が屈曲入口、J=3およびJ=4の断面オブジェクト21が屈曲中間、J=5の断面オブジェクト21が屈曲出口となる。
次に、屈曲形状の箇所を次の方法により判定する。
隣り合う断面オブジェクト21で法線ベクトルが異なる箇所を屈曲(図2参照)と判定し、各断面オブジェクト21に経路の方向(経路線オブジェクト22の始点から終点の向き)に基づき屈曲入口、屈曲中間、屈曲出口の何れかの屈曲属性を断面オブジェクト21と関連付けて記憶する。
例えば、図2の場合、K=1001の経路のJ=2の断面オブジェクト21が屈曲入口、J=3およびJ=4の断面オブジェクト21が屈曲中間、J=5の断面オブジェクト21が屈曲出口となる。
(7−3)分割位置を決定する処理(図9のステップ93、94)
次に、分割位置を決定する処理を実行する。本第1実施形態では、分岐および屈曲を切り出すためおよび直行部を適した寸法で切り出すための輪切り位置決定処理(図9のステップ93)で決まる輪切り位置と、第2分割位置決定処理(図9のステップ94)でさらに細かく分割した第2分割位置との両方を合わせたものを最終的な分割位置とする。
次に、分割位置を決定する処理を実行する。本第1実施形態では、分岐および屈曲を切り出すためおよび直行部を適した寸法で切り出すための輪切り位置決定処理(図9のステップ93)で決まる輪切り位置と、第2分割位置決定処理(図9のステップ94)でさらに細かく分割した第2分割位置との両方を合わせたものを最終的な分割位置とする。
(7−3−1)輪切り位置決定(第1分割)(図9のステップ93)
ここでは、輪切り位置を決定する方法を説明する。
輪切り位置は、断面と同じ形で、連続断面モデルの中に配置される。
まず、経路線オブジェクト22の始点にある断面オブジェクト21を最初の輪切り位置とする。経路線オブジェクト22上にある点として仮位置を定義する。経路線オブジェクト22の始点1s(図2参照)から一定距離、例えば1cm仮位置を進めるごとに、分岐入口、分岐出口、屈曲入口および屈曲出口との位置関係を調べて仮位置を調整する。なお、進める一定距離を例えば1cmと小さくするのは、進める一定距離を大きくした場合に分岐、屈曲箇所を超えたりした際等の戻る距離も大きくなるため、戻りの処理を極力少なくするように、すなわち効率的な処理が行えるように、進める一定距離を小さく設定する方が好ましい。
ここでは、輪切り位置を決定する方法を説明する。
輪切り位置は、断面と同じ形で、連続断面モデルの中に配置される。
まず、経路線オブジェクト22の始点にある断面オブジェクト21を最初の輪切り位置とする。経路線オブジェクト22上にある点として仮位置を定義する。経路線オブジェクト22の始点1s(図2参照)から一定距離、例えば1cm仮位置を進めるごとに、分岐入口、分岐出口、屈曲入口および屈曲出口との位置関係を調べて仮位置を調整する。なお、進める一定距離を例えば1cmと小さくするのは、進める一定距離を大きくした場合に分岐、屈曲箇所を超えたりした際等の戻る距離も大きくなるため、戻りの処理を極力少なくするように、すなわち効率的な処理が行えるように、進める一定距離を小さく設定する方が好ましい。
ここで使う一定距離は、設計支援装置Sが予め記憶しておく。ただし、制約条件設定画面101(図10参照)に入力枠を設けてユーザからの入力を受け付けて、データ記録部17(図1参照)、主記憶装置13等に記憶してもよい。仮位置を調整後、後記する許容寸法内か否か判定する寸法判定処理を行い、判定結果に基づいて輪切り位置を決定する。
仮位置の調整は次のようにする。仮位置を進めたときに分岐入口と分岐出口の間に位置したならば、それが1回目であれば仮位置を分岐入口に戻す。2回目ならば仮位置を分岐出口に進める。ここで述べた仮位置の調整は、分岐入口を屈曲入口、分岐出口を屈曲出口と読み替えた処理も同時に行う。
仮位置の調整は次のようにする。仮位置を進めたときに分岐入口と分岐出口の間に位置したならば、それが1回目であれば仮位置を分岐入口に戻す。2回目ならば仮位置を分岐出口に進める。ここで述べた仮位置の調整は、分岐入口を屈曲入口、分岐出口を屈曲出口と読み替えた処理も同時に行う。
寸法判定処理は、先に述べた最終的に壁面、すなわち4つの外形を成す壁面板に分けたときの各壁面板の寸法に対して行う。これにより、目的に合った輪切り位置が決定できる。仮位置を挟む隣り合う2つの断面オブジェクト21を抽出し、直前に決まった輪切り位置に平行な平面を求める。この平面と、抽出している2つの断面オブジェクト21で定義される壁面オブジェクトとの交点を計算し、仮の第1分割位置とする。直前の輪切り位置と仮の第1分割位置とで切り出される形を仮分割ブロックと呼ぶ。
最終的な分割形状は、本第1実施形態では仮分割ブロックをさらに平面状の壁面、すなわち4つの外形を成す壁面板に分けた形とするので、たとえば直行形状ならば、1つの仮分割ブロックで各壁面、すなわち4つの壁面板に対応する4枚の板形状ができることになる。これらの形の3次元の寸法を求める。求め方は、基準となる面および直線を決めて、仮分割ブロックの全ての頂点の座標を基準となる面および直線が3次元方向に直角になるように座標変換(アフィン変換)し、3次元の各方向における最大値と最小値の差を求める。基準となる面は、例えば、始点側にある断面オブジェクト21とし、基準となる直線は、たとえば始点側にある断面オブジェクト21の頂点番号が1、2の頂点を通る直線とする(図2、図3参照)。
最終的な分割形状は、本第1実施形態では仮分割ブロックをさらに平面状の壁面、すなわち4つの外形を成す壁面板に分けた形とするので、たとえば直行形状ならば、1つの仮分割ブロックで各壁面、すなわち4つの壁面板に対応する4枚の板形状ができることになる。これらの形の3次元の寸法を求める。求め方は、基準となる面および直線を決めて、仮分割ブロックの全ての頂点の座標を基準となる面および直線が3次元方向に直角になるように座標変換(アフィン変換)し、3次元の各方向における最大値と最小値の差を求める。基準となる面は、例えば、始点側にある断面オブジェクト21とし、基準となる直線は、たとえば始点側にある断面オブジェクト21の頂点番号が1、2の頂点を通る直線とする(図2、図3参照)。
次に、寸法判定処理を行う。
許容寸法の値を大きい順にT1、T2、T3、仮分割ブロックの3次元の寸法値を大きい順にP1、P2、P3とし、i=1〜3でTi≧Piであれば個別判定結果=0(OK)、一方、一つでもTi<Piであれば個別判定結果=1(NG)とする。すなわち、切り出される形の4個全てで個別判定結果=0である場合に、まとめ判定結果=0(OK)とし、それ以外はまとめ判定結果=1(NG)とする。
許容寸法の値を大きい順にT1、T2、T3、仮分割ブロックの3次元の寸法値を大きい順にP1、P2、P3とし、i=1〜3でTi≧Piであれば個別判定結果=0(OK)、一方、一つでもTi<Piであれば個別判定結果=1(NG)とする。すなわち、切り出される形の4個全てで個別判定結果=0である場合に、まとめ判定結果=0(OK)とし、それ以外はまとめ判定結果=1(NG)とする。
ここで、筒型構造物が例示した直方体様の直行形状の場合、筒型構造物を仮の第1分割位置で分割して分割体とし、この分割体の各壁面板に分割した各壁面板の3次元の寸法を3次元の許容寸法T1、T2、T3と比較する。なお、筒型構造物の壁面板の厚み寸法を0とすると、厚み寸法を除いた2次元の寸法を3次元の許容寸法T1、T2、T3と比較することとなる。
一方、図11(a)に示すように、直行形状の筒型構造物Rが、すぼまる形、すなわち太い箇所から細い箇所に変化する形を有する直行形状の筒型構造物の場合、仮の第1分割位置i1(図11(a)中、二点鎖線で示す)で分割された仮分割ブロックRa(図11(b)参照)は、各壁面板Ra1、Ra2、Ra3、Ra4に分割すると各壁面板Ra1、Ra2、Ra3、Ra4のそれぞれに厚み方向にすぼまる形状の分の寸法がでるので、各壁面板Ra1、Ra2、Ra3、Ra4は、それぞれすぼまる形状の分の寸法を含めた3次元の寸法を、図11(c)に示すように、3次元の許容寸法T1、T2、T3と比較することになる。例えば、壁面板Ra1の場合、各壁面板のすぼまる形状の分の寸法s3を含めた3次元の寸法s1、s2、s3を、3次元の許容寸法T1、T2、T3と比較する。
なお、図11(a)は、すぼまる形を有する直行形状の筒型構造物Rを示す斜視図であり、図11(b)は、すぼまる形を有する直行形状の筒型構造物Rを仮の第1分割位置i1で分割した際の斜視図であり、図11(c)は、すぼまる形の筒型構造物Rを仮の第1分割位置i1で分割した分割体Raの各壁面板Ra1、Ra2、Ra3、Ra4の様子を示す斜視図である。
まとめ判定結果=1(NG)かつ仮位置が分岐出口ならば、現在の仮の第1分割位置を輪切り位置とする。このとき、輪切り位置で切り出される形の寸法は許容寸法を超えているので、後述する第2分割位置決定処理でさらに細かく分割する。
まとめ判定結果=1(NG)かつ仮位置が分岐出口ならば、現在の仮の第1分割位置を輪切り位置とする。このとき、輪切り位置で切り出される形の寸法は許容寸法を超えているので、後述する第2分割位置決定処理でさらに細かく分割する。
まとめ判定結果=1(NG)かつ仮位置が分岐出口以外ならば、ひとつ前の許容寸法内と判定された仮の第1分割位置を輪切り位置とする。
まとめ判定結果=0(OK)ならば、輪切り位置を決めずに、さらに仮位置を所定距離、例えば1cm進める。
なお、ここで述べた輪切り位置決定の処理は、分岐入口を屈曲入口、分岐出口を屈曲出口と読み替えた処理も同時に行う。
まとめ判定結果=0(OK)ならば、輪切り位置を決めずに、さらに仮位置を所定距離、例えば1cm進める。
なお、ここで述べた輪切り位置決定の処理は、分岐入口を屈曲入口、分岐出口を屈曲出口と読み替えた処理も同時に行う。
以上により、分岐形状および屈曲形状の切り出し位置を柔軟に考慮し、かつ寸法の制約条件に合致した輪切り位置を決定できる。
さらに、仮位置が分岐入口あるいは屈曲入口にあるときは常に始点側に一定距離戻った位置に仮の第1分割位置を作成し、仮位置が分岐出口あるいは屈曲出口にあるときは常に終点側に一定距離戻った位置に仮の第1分割位置を作成する。ここで使う一定距離は設計支援装置Sが予め記憶しておくか、あるいは、制約条件設定画面101(図10参照)に入力枠を設けてユーザからの入力を受け付けて記憶する。
これにより、分岐形状および屈曲形状の前後に常に一定距離以上の余裕を設けて切り出す輪切り位置を自動的に決定できる。
さらに、仮位置が分岐入口あるいは屈曲入口にあるときは常に始点側に一定距離戻った位置に仮の第1分割位置を作成し、仮位置が分岐出口あるいは屈曲出口にあるときは常に終点側に一定距離戻った位置に仮の第1分割位置を作成する。ここで使う一定距離は設計支援装置Sが予め記憶しておくか、あるいは、制約条件設定画面101(図10参照)に入力枠を設けてユーザからの入力を受け付けて記憶する。
これにより、分岐形状および屈曲形状の前後に常に一定距離以上の余裕を設けて切り出す輪切り位置を自動的に決定できる。
さらに、仮位置が分岐入口あるいは屈曲入口にあるとき、仮位置と直前の輪切り位置との距離が規定値以下の場合には仮位置を分岐出口あるいは屈曲出口に進め、仮位置が分岐出口あるいは屈曲出口にあるとき、仮位置と終点との距離が規定値以下の場合には仮位置を終点に進めるようにする。規定値は設計支援装置Sが予め記憶しておくか、あるいは、制約条件設定画面101に入力枠を設けてユーザからの入力を受け付けて記憶する。こうすることで、分岐および屈曲の前後に寸法の小さすぎる部分が残ることのない適切な輪切り位置を自動的に決定できる。なお、このように、分岐形状および屈曲形状の前後に常に一定距離以上の余裕を設けるのは、溶接等の作業を行い易くするためである。
また、寸法判定処理において、切り出される形に含まれる断面オブジェクト21の経路番号K、断面番号Jと、モデル空間に存在する他の経路の断面オブジェクト21に関連付けられて記憶されている前記したBk、B0jおよびB1jの値とを照合することで分岐の子を探索し、分岐の子を分岐の親につけた形の寸法を求めるようにすると、分岐の寸法判定をより高精度に行うことができる。
(7−3−2)第2分割位置決定
第2分割位置決定処理(図9のステップ94)では、輪切り位置で切り出された個々の形について、分割体の壁面を構成する多角形(以下、面要素と記述)の形を計算する。
分岐のない直行形状は、4つの壁面に分けた形を計算して面要素として記憶する。
分岐を含む直行形状の第2分割位置決定方法を、図12を用いて説明する。なお、図12は、分岐の第2分割位置決定処理を説明するための模式図である。
第2分割位置決定処理(図9のステップ94)では、輪切り位置で切り出された個々の形について、分割体の壁面を構成する多角形(以下、面要素と記述)の形を計算する。
分岐のない直行形状は、4つの壁面に分けた形を計算して面要素として記憶する。
分岐を含む直行形状の第2分割位置決定方法を、図12を用いて説明する。なお、図12は、分岐の第2分割位置決定処理を説明するための模式図である。
まず、親を分割後の各壁面の寸法が許容寸法に入る最小の数に等分するように第2分割位置を決定し、壁面に分解した形状を面要素とする。次に、分岐の子を探索し、分岐口が親の第2分割位置と交差する場合は第2分割位置で子の壁面を分割し、さらに各壁面に分解して面要素とする。
次に、一体化させるべき親の面要素と子の面要素とに同一の識別番号をつける。一体化させる判定は、例えば、子の面要素と親の面要素が同一平面にあれば一体化する。
次に、一体化させるべき親の面要素と子の面要素とに同一の識別番号をつける。一体化させる判定は、例えば、子の面要素と親の面要素が同一平面にあれば一体化する。
図12の例では、分岐の親を2等分する第2分割位置111が決まることで、親の面要素114a〜114hが決まる。また、第2分割位置111と子の壁面オブジェクト23との交点を求めることで、子の分割位置および面要素113a〜113fが決まる。親の面要素114aと子の面要素113aのが同一平面にあるので、同一の識別番号をつける。同様に、親の面要素114eの面要素と子の面要素113fに同一の識別番号をつける。
輪切り位置で切り出した形状が屈曲形状を含む場合は、図13に示す次の方法で第2分割位置を決定する。なお、図13は、屈曲形状300の第2分割位置の決定法を示す平面図である。
輪切り位置で切り出した形状が屈曲形状を含む場合は、図13に示す次の方法で第2分割位置を決定する。なお、図13は、屈曲形状300の第2分割位置の決定法を示す平面図である。
まず、屈曲形状300を切り出した入口側の輪切り位置301と平行な平面を、切り出された形状の中央に配置して仮分割面302とし、分割される各壁面の寸法を求めて許容寸法と比較し、許容寸法に収まらない場合は、さらに屈曲形状300を切り出した出口側の輪切り位置303と平行な平面を、切り出された形状の中央に配置して仮分割面304とし、分割される各壁面の寸法を調べる。分割される全ての壁面の寸法が許容寸法に収まるまで、屈曲形状300を切り出した入口側の輪切り位置301と平行な平面、および、屈曲形状300を切り出した出口側の輪切り位置303と平行な平面で、等分することにより、仮分割面を増やしていく。分割される全ての壁面の寸法が許容寸法に収まったときの仮分割面の位置を第2分割位置とする。
さらに、輪切り位置で切り出した形状の中で屈曲部に分岐形状が存在する場合は、上記で説明した屈曲形状の第2分割位置と分岐の子の分岐口が交差する場合は第2分割位置で子の壁面を分割する。以降の処理は分岐のある直行形状の場合と同じである。
なお、以上で説明した面要素に含まれる各辺に、その辺が輪切り位置に由来するものか、第2分割位置に由来するものか、外形由来かを識別するフラグを属性データとして付けておくと、後記する分割形状解析処理において、分割線の長さを輪切りか第2分割かで区別して集計したり、あるいは分割体の表示処理において、外形由来の辺と分割位置由来の辺とを色分けで表示させたりすることができる。
なお、以上で説明した面要素に含まれる各辺に、その辺が輪切り位置に由来するものか、第2分割位置に由来するものか、外形由来かを識別するフラグを属性データとして付けておくと、後記する分割形状解析処理において、分割線の長さを輪切りか第2分割かで区別して集計したり、あるいは分割体の表示処理において、外形由来の辺と分割位置由来の辺とを色分けで表示させたりすることができる。
(7−5)閉じた面の扱い
ところで、筒型構造物の設計では、経路の端が断面として開放しておらず閉じている形状もあり得る。そのとき、分割数や面積などの物量を集計する上では面要素としてカウントする必要がある。また、閉じた面の寸法、すなわち断面の寸法が大きい場合は、細かく分割する必要がある。このような処理は、断面が閉じていることを断面属性番号で識別することで可能である。具体的には、メインメニュ52に断面属性設定ボタン(図示省略)を表示し、ユーザが断面属性設定ボタンをクリックしたことを受けて、図14に示すような断面属性設定画面121を表示する。断面属性設定画面121は断面属性選択リスト122、決定ボタン123、終了ボタン124を含む。
ところで、筒型構造物の設計では、経路の端が断面として開放しておらず閉じている形状もあり得る。そのとき、分割数や面積などの物量を集計する上では面要素としてカウントする必要がある。また、閉じた面の寸法、すなわち断面の寸法が大きい場合は、細かく分割する必要がある。このような処理は、断面が閉じていることを断面属性番号で識別することで可能である。具体的には、メインメニュ52に断面属性設定ボタン(図示省略)を表示し、ユーザが断面属性設定ボタンをクリックしたことを受けて、図14に示すような断面属性設定画面121を表示する。断面属性設定画面121は断面属性選択リスト122、決定ボタン123、終了ボタン124を含む。
ユーザが終了ボタン124をクリックしたことを受けて、設計支援装置Sはメインメニュ52の表示に戻る。
ユーザが、メインメニュ52(図5参照)の図示しない「断面属性設定」ボタンをクリックすることで、設計支援装置Sは、図14に示す断面属性設定画面121を表示する。
断面属性設定画面121には、断面属性番号と1対1で対応付けられた断面属性が、選択入力可能なリストの状態で表示される。
図15は、前記した断面属性番号と断面属性の関係を示す表である。
ユーザが、メインメニュ52(図5参照)の図示しない「断面属性設定」ボタンをクリックすることで、設計支援装置Sは、図14に示す断面属性設定画面121を表示する。
断面属性設定画面121には、断面属性番号と1対1で対応付けられた断面属性が、選択入力可能なリストの状態で表示される。
図15は、前記した断面属性番号と断面属性の関係を示す表である。
ユーザが、断面属性設定画面121(図14参照)のプルダウンメニュの断面属性選択リスト122より任意の断面属性を選択し、続いて、モデル空間表示画面24(図2参照)に表示される断面オブジェクト21(図2参照)をクリックしたことにより、設計支援装置Sは選択された断面属性に対応する断面属性番号と選択された断面オブジェクト21を受け付ける。続いて、選択された断面オブジェクト21に関連付けられた断面属性番号を受け付けた断面属性番号に更新する。なお、表示上は、メイン画面50(図5参照)の表示を継続する。
ユーザが以上の断面属性設定の処理を終えてから、分割計算処理を命令すれば、閉じた面を考慮した分割位置の決定および物量集計がなされる。
閉じた面であることの指定のほか、付属品設置の有無なども同様に別の断面属性番号で指定し識別することで、さらに複雑なルールに基づく分割処理をすることもできる。
ユーザが以上の断面属性設定の処理を終えてから、分割計算処理を命令すれば、閉じた面を考慮した分割位置の決定および物量集計がなされる。
閉じた面であることの指定のほか、付属品設置の有無なども同様に別の断面属性番号で指定し識別することで、さらに複雑なルールに基づく分割処理をすることもできる。
(8)分割形状解析
図9のステップ95の分割形状解析処理では、同一の識別番号を持つ面要素をまとめて同じ分割体番号をつける。識別番号のついていない面要素はそれ自体で分割体番号をつける。これにより、分岐の親と子をひとつの分割体として扱うことができる。
また、分割体ごとに、含まれる面要素の面積を合計する。ここでは、面要素の経路線オブジェクト22に対する相対位置に基づいた面要素の向きや、面要素の辺の長さに基づいた分割線の長さなどほかの数値を集計してもよい。計算結果を一覧表にして出力する。
図16は、分割形状解析による物量集計結果が出力された例を示す図である。
図9のステップ95の分割形状解析処理では、同一の識別番号を持つ面要素をまとめて同じ分割体番号をつける。識別番号のついていない面要素はそれ自体で分割体番号をつける。これにより、分岐の親と子をひとつの分割体として扱うことができる。
また、分割体ごとに、含まれる面要素の面積を合計する。ここでは、面要素の経路線オブジェクト22に対する相対位置に基づいた面要素の向きや、面要素の辺の長さに基づいた分割線の長さなどほかの数値を集計してもよい。計算結果を一覧表にして出力する。
図16は、分割形状解析による物量集計結果が出力された例を示す図である。
(9)分割体の表示
最後に、分割体をモデル空間に配置し、モデル空間表示画面24(図5参照)に表示する(図9のステップ96)。具体的には、全ての面要素を多角形のオブジェクトとしてモデル空間に配置し、分割体番号が同じ面要素をグループ化することで実現する。
図17は、分割計算結果の分割体が表示された状態を示す図である。
図17中、直行形状の輪切り位置D1、分岐口の分割位置D2、屈曲入口側の輪切り位置D3および屈曲出口側の輪切り位置D4が、輪切り位置決定処理により自動的に決まった分割位置である。また、外形由来の辺152が破線で表される。ここでは、第2分割位置決定処理で決まった分割位置の図示および説明は省略する。
最後に、分割体をモデル空間に配置し、モデル空間表示画面24(図5参照)に表示する(図9のステップ96)。具体的には、全ての面要素を多角形のオブジェクトとしてモデル空間に配置し、分割体番号が同じ面要素をグループ化することで実現する。
図17は、分割計算結果の分割体が表示された状態を示す図である。
図17中、直行形状の輪切り位置D1、分岐口の分割位置D2、屈曲入口側の輪切り位置D3および屈曲出口側の輪切り位置D4が、輪切り位置決定処理により自動的に決まった分割位置である。また、外形由来の辺152が破線で表される。ここでは、第2分割位置決定処理で決まった分割位置の図示および説明は省略する。
分岐口の分割位置D2は、分岐の子に相当する経路が制約条件に従って輪切りされた位置であり、分岐口の分割位置D2と屈曲入口側の輪切り位置D3で切り出された分割体は、分岐の親と子の面要素がグループ化されたことにより凸形状をしている。
ここで、分割体番号を示すタグ151を表示させるとユーザが確認しやすい。
なお、直行形状の輪切り位置D1、分岐口形状の分割位置D2、屈曲形状入口側の輪切り位置D3および屈曲形状出口側の輪切り位置D4を断面オブジェクトとして再配置処理した連続断面モデルとしてモデル空間に配置し、モデル空間表示画面24に表示してもよい。
ここで、分割体番号を示すタグ151を表示させるとユーザが確認しやすい。
なお、直行形状の輪切り位置D1、分岐口形状の分割位置D2、屈曲形状入口側の輪切り位置D3および屈曲形状出口側の輪切り位置D4を断面オブジェクトとして再配置処理した連続断面モデルとしてモデル空間に配置し、モデル空間表示画面24に表示してもよい。
これにより、ユーザがまず大きな許容寸法を制約条件入力画面101(図10参照)で入力して分割計算実行ボタン105をクリックすることで輪切り位置を計算させ、ユーザがその結果をモデル空間表示画面24(図5参照)で確認後、最初よりも小さな許容寸法を制約条件設定画面101(図10参照)で入力して分割計算実行ボタン105をクリックすることができる。すなわち、入れ子になるような分割位置を計算させることで、ユーザはより柔軟に分割位置を検討できる。
(10)機能
次に、前記の設計支援装置Sにおいて実現される機能について、図18を用いて説明する。なお、図18は、設計支援装置Sの機能構成を示すブロック図である。
設計支援装置Sは、設計対象の構造物をモデル空間にその断面で形成される連続断面モデルとして作成し編集処理する連続断面モデル作成・編集処理部F1と、ユーザインターフェースの表示を担う表示部F2と、連続断面モデルを分割計算等する処理を行う分割計算処理部F3と、連続断面モデルの断面の情報である断面オブジェクトデータd1と、連続断面モデルの断面を貫く経路線の情報である経路線オブジェクトデータd2と、連続断面モデルの外形の各面の情報である壁面オブジェクトデータd3と、連続断面モデルの分割形状の情報である分割形状オブジェクトデータd4とを機能的に含んでいる。
これらの機能は、設計支援装置Sの処理を実行するための設計支援プログラムが、図1に示すデータ記録部17から読み出され、演算処理装置11で実行されることによって実現される。
次に、前記の設計支援装置Sにおいて実現される機能について、図18を用いて説明する。なお、図18は、設計支援装置Sの機能構成を示すブロック図である。
設計支援装置Sは、設計対象の構造物をモデル空間にその断面で形成される連続断面モデルとして作成し編集処理する連続断面モデル作成・編集処理部F1と、ユーザインターフェースの表示を担う表示部F2と、連続断面モデルを分割計算等する処理を行う分割計算処理部F3と、連続断面モデルの断面の情報である断面オブジェクトデータd1と、連続断面モデルの断面を貫く経路線の情報である経路線オブジェクトデータd2と、連続断面モデルの外形の各面の情報である壁面オブジェクトデータd3と、連続断面モデルの分割形状の情報である分割形状オブジェクトデータd4とを機能的に含んでいる。
これらの機能は、設計支援装置Sの処理を実行するための設計支援プログラムが、図1に示すデータ記録部17から読み出され、演算処理装置11で実行されることによって実現される。
連続断面モデル作成・編集処理部F1は、連続断面モデル作成処理および連続断面モデルの形状編集処理によって、構造物のモデルの断面の断面オブジェクトデータd1および構造物のモデルの断面の中心点を貫く経路線オブジェクトデータd2に含まれる情報を作成あるいは更新する。なお、本実施形態では、経路線オブジェクトデータd2は構造物のモデルの断面の中心点を貫く場合を例示しているが、構造物のモデルの断面を貫けば断面における位置は限定されない。
また、断面オブジェクトデータd1および経路線オブジェクトデータd2に基づいて、構造物のモデルの外形の各面を表す壁面オブジェクトデータd3を計算する。
また、断面オブジェクトデータd1および経路線オブジェクトデータd2に基づいて、構造物のモデルの外形の各面を表す壁面オブジェクトデータd3を計算する。
分割計算処理部F3は、ユーザからの入力に従った分割計算処理によって、断面オブジェクトデータd1および経路線オブジェクトデータd2に基づいた構造物のモデルの分割形状に係わる分割形状オブジェクトデータd4の情報を作成する。
表示部F2は、断面オブジェクトデータd1、経路線オブジェクトデータd2、壁面オブジェクトデータd3、および分割形状オブジェクトデータd4をモデル空間表示画面24(図2参照)に表示する。
表示部F2は、断面オブジェクトデータd1、経路線オブジェクトデータd2、壁面オブジェクトデータd3、および分割形状オブジェクトデータd4をモデル空間表示画面24(図2参照)に表示する。
<<第2実施形態>>
第1実施形態で説明した、矩形オブジェクト55(図5参照)から連続断面モデルを自動的に生成する方法の代替として、第2実施形態では、経路線から連続断面モデルに簡便な操作で変換できる機能を提供する方法を説明する。
第2実施形態の連続断面モデル作成処理は、モデル空間に1個以上の一般的な折れ線オブジェクトが配置された状態を前提に実行される。折れ線オブジェクトの配置は、ユーザがマウス19等を用いて従来の方法で行う。なお、折れ線オブジェクトとは、経路線オブジェクト22として定義される前の状態をいう。
第1実施形態で説明した、矩形オブジェクト55(図5参照)から連続断面モデルを自動的に生成する方法の代替として、第2実施形態では、経路線から連続断面モデルに簡便な操作で変換できる機能を提供する方法を説明する。
第2実施形態の連続断面モデル作成処理は、モデル空間に1個以上の一般的な折れ線オブジェクトが配置された状態を前提に実行される。折れ線オブジェクトの配置は、ユーザがマウス19等を用いて従来の方法で行う。なお、折れ線オブジェクトとは、経路線オブジェクト22として定義される前の状態をいう。
連続断面モデル作成処理は、図19の断面寸法入力画面171を用いて、図20の経路線からの連続断面モデル作成処理を示すフローに従って実現される。
ユーザが、図5に示すメインメニュ52の筒型形状作成ボタン53をクリックしたことを受けて、経路線からの連続断面モデル作成処理が開始される。
連続断面モデル作成処理が開始されると、図20のステップ181において、設計支援装置Sは、ユーザからの終了命令あるいは折れ線選択を待つ、経路線選択待機状態になる。例えば、モデル空間表示画面24(図5参照)に表示されている折れ線オブジェクト(図示せず)をユーザがクリックしたことで経路線オブジェクト22の選択を受け付け、それ以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。
終了命令を受け付けると、設計支援装置Sは連続断面モデル作成処理を終了する。
ユーザが、図5に示すメインメニュ52の筒型形状作成ボタン53をクリックしたことを受けて、経路線からの連続断面モデル作成処理が開始される。
連続断面モデル作成処理が開始されると、図20のステップ181において、設計支援装置Sは、ユーザからの終了命令あるいは折れ線選択を待つ、経路線選択待機状態になる。例えば、モデル空間表示画面24(図5参照)に表示されている折れ線オブジェクト(図示せず)をユーザがクリックしたことで経路線オブジェクト22の選択を受け付け、それ以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。
終了命令を受け付けると、設計支援装置Sは連続断面モデル作成処理を終了する。
折れ線オブジェクトの選択を受け付けると、図20のステップ182において、設計支援装置Sは図19に示す断面寸法入力画面171を表示し、ユーザからの命令を待つ。
断面寸法入力画面171は、作成する断面の所望の縦寸法を入力するたて寸法入力枠172、作成する断面の所望の横寸法を入力するよこ寸法入力枠173、入力確定時にクリックするOKボタン174、およびキャンセル時にクリックするキャンセルボタン175を含む。このように、たて寸法入力枠172およびよこ寸法入力枠173は、ユーザが任意の実数を入力可能な状態としている。
断面寸法入力画面171は、作成する断面の所望の縦寸法を入力するたて寸法入力枠172、作成する断面の所望の横寸法を入力するよこ寸法入力枠173、入力確定時にクリックするOKボタン174、およびキャンセル時にクリックするキャンセルボタン175を含む。このように、たて寸法入力枠172およびよこ寸法入力枠173は、ユーザが任意の実数を入力可能な状態としている。
一方、断面寸法入力画面171のキャンセルボタン175がクリックされたことを受けて、設計支援装置Sは連続断面モデル作成処理を終了する。
ユーザによってたて寸法入力枠172およびよこ寸法入力枠173に値が入力された状態でOKボタン174がクリックされたことを受けて、図20のステップ183において、設計支援装置Sは折れ線オブジェクトを経路線オブジェクト22に変換し、モデル空間で重複のない経路番号を付与する。
ユーザによってたて寸法入力枠172およびよこ寸法入力枠173に値が入力された状態でOKボタン174がクリックされたことを受けて、図20のステップ183において、設計支援装置Sは折れ線オブジェクトを経路線オブジェクト22に変換し、モデル空間で重複のない経路番号を付与する。
続いて、図20のステップ184において、折れ線頂点を中心にしてたて寸法入力枠172およびよこ寸法入力枠173に入力された値に基づく寸法の矩形オブジェクト(図5の矩形オブジェクト55参照)を配置する。
図20のステップ184の矩形オブジェクト配置の具体的な方法を、図21を用いて説明する。なお、図21は、第2実施形態の経路線からの連続断面モデル作成方法を示す模式図である。
図20のステップ184の矩形オブジェクト配置の具体的な方法を、図21を用いて説明する。なお、図21は、第2実施形態の経路線からの連続断面モデル作成方法を示す模式図である。
まず、配置済みの経路線オブジェクト191の始点と終点の経路線オブジェクト191と直角に接する位置に、受け付けた縦寸法と横寸法の矩形オブジェクト(192、193)を作成する。次に、経路線オブジェクト191の折れ線頂点には、折れ線頂点の前後の線に直角に交わる位置に仮オブジェクト(H1,H2)を配置する。次に、矩形オブジェクト(192、193)と仮オブジェクト(H1,H2)に基づいて探索した補助線(E1〜E4)の交点(F1、F2)でできる矩形オブジェクト(G1)を作成する。次に、補助線の交点(F1、F2)のうち屈曲の内側に相当するすなわち隣り合う矩形オブジェクト(192または193)に近い位置にある点F1を通って経路線オブジェクト191に直角に交わる2個の矩形オブジェクト(G2,G3)を作成する。
続いて、図20のステップ185において、第1実施形態で図8を用いて説明した再配置処理を実行して、図20に示す連続断面モデル作成処理を終了する。
続いて、図20のステップ185において、第1実施形態で図8を用いて説明した再配置処理を実行して、図20に示す連続断面モデル作成処理を終了する。
<<第3実施形態>>
第1実施形態および第2実施形態で説明した連続断面モデルを自動生成する方法の代替として、第3実施形態では、多面体オブジェクトから連続断面モデルに簡便な操作で変換できる機能を提供する方法を説明する。
第3実施形態の連続断面モデル作成処理は、モデル空間に1個以上の一般的な多面体オブジェクトが配置された状態を前提に実行される。多面体オブジェクトの配置はユーザが従来の方法で行う。
第1実施形態および第2実施形態で説明した連続断面モデルを自動生成する方法の代替として、第3実施形態では、多面体オブジェクトから連続断面モデルに簡便な操作で変換できる機能を提供する方法を説明する。
第3実施形態の連続断面モデル作成処理は、モデル空間に1個以上の一般的な多面体オブジェクトが配置された状態を前提に実行される。多面体オブジェクトの配置はユーザが従来の方法で行う。
図22は、第3実施形態の多面体オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を説明するための模式図であり、図23は、第3実施形態の多面体オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を示すフロー図である。
ユーザが、図5に示すメインメニュ52の筒型形状作成ボタン53をクリックしたことを受けて、図23に示す多面体オブジェクトからの連続断面モデル作成処理が開始される。
連続断面モデル作成処理が開始されると、図23のステップ211において、設計支援装置Sは、ユーザからの終了命令あるいは多面体オブジェクトの選択を待つ、多面体選択待機状態になる。
例えば、図22に示すモデル空間表示画面24に表示されている多面体オブジェクトTをユーザがクリックしたことで多面体オブジェクトTの選択を受け付け、多面体オブジェクトT以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。
ユーザが、図5に示すメインメニュ52の筒型形状作成ボタン53をクリックしたことを受けて、図23に示す多面体オブジェクトからの連続断面モデル作成処理が開始される。
連続断面モデル作成処理が開始されると、図23のステップ211において、設計支援装置Sは、ユーザからの終了命令あるいは多面体オブジェクトの選択を待つ、多面体選択待機状態になる。
例えば、図22に示すモデル空間表示画面24に表示されている多面体オブジェクトTをユーザがクリックしたことで多面体オブジェクトTの選択を受け付け、多面体オブジェクトT以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。
終了命令を受け付けると、設計支援装置Sは、連続断面モデル作成処理を終了する。
一方、多面体オブジェクトTの選択を受け付けると、設計支援装置Sは、図23のステップ212において、図22に示す多面体オブジェクトTを外形を成す平面状の各壁面に分解し、選択された多面体オブジェクトTの何れかの面の選択を受けるための開始面選択待機状態(図23のステップ213)に移行する。
図23のステップ213において、ユーザにより、図22に示す多面体オブジェクトTのひとつの面がクリックされることで面の選択を受け、図23のステップ214において、受け付けた面と同形状の断面オブジェクト201(図22参照)を作成する。
次に、選択された多面体オブジェクトTの別の面の選択を受けるための終了面選択待機状態(図23のステップ215)に移る。図23のステップ215において、ユーザにより多面体オブジェクトの別の面がクリックされることで面の選択を受け、図23のステップ216において、受け付けた面と同形状の断面オブジェクト202(図22参照)を作成する。設計支援装置Sはこの断面オブジェクト202を終了面として記憶する。
一方、多面体オブジェクトTの選択を受け付けると、設計支援装置Sは、図23のステップ212において、図22に示す多面体オブジェクトTを外形を成す平面状の各壁面に分解し、選択された多面体オブジェクトTの何れかの面の選択を受けるための開始面選択待機状態(図23のステップ213)に移行する。
図23のステップ213において、ユーザにより、図22に示す多面体オブジェクトTのひとつの面がクリックされることで面の選択を受け、図23のステップ214において、受け付けた面と同形状の断面オブジェクト201(図22参照)を作成する。
次に、選択された多面体オブジェクトTの別の面の選択を受けるための終了面選択待機状態(図23のステップ215)に移る。図23のステップ215において、ユーザにより多面体オブジェクトの別の面がクリックされることで面の選択を受け、図23のステップ216において、受け付けた面と同形状の断面オブジェクト202(図22参照)を作成する。設計支援装置Sはこの断面オブジェクト202を終了面として記憶する。
続いて、図23のステップ217において、中間面の候補となる矩形オブジェクトをひとつあるいは複数作成する。なお、図23のステップ217の処理については、後に詳述する。
続いて、図23のステップ218において、作成した矩形オブジェクトを選択可能な状態で表示してユーザから矩形オブジェクト選択、終了面選択、あるいは終了命令の何れかを待つ、中間面選択待機状態となる。図22の例では、まず、A1、A2およびA3が中間面の候補として表示される。
続いて、図23のステップ218において、作成した矩形オブジェクトを選択可能な状態で表示してユーザから矩形オブジェクト選択、終了面選択、あるいは終了命令の何れかを待つ、中間面選択待機状態となる。図22の例では、まず、A1、A2およびA3が中間面の候補として表示される。
ここでは、例えば、図23のステップ218において、ユーザが候補として表示した矩形オブジェクトの位置をクリックしたことを受けて、矩形オブジェクト選択を受け付ける。また、ユーザが矩形オブジェクト以外の位置に任意の矩形オブジェクトを配置し、その任意に配置した矩形オブジェクトをクリックしても同様に矩形オブジェクト選択を受け付ける。また、矩形オブジェクト以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。
終了命令を受け付けると、設計支援装置Sは、多面体の連続断面モデル作成処理を終了する。
終了命令を受け付けると、設計支援装置Sは、多面体の連続断面モデル作成処理を終了する。
矩形オブジェクト選択を受け付けると、図23のステップ219において、受け付けた矩形オブジェクトが終了面か否か判断され、終了面でない場合(図23のステップ219でNo)、図23のステップ2110において、設計支援装置Sは選択されなかった矩形オブジェクトを削除し、続いて、選択あるいは指定された矩形オブジェクトを対象として、第1実施形態で説明した経路線オブジェクトの更新処理(図6のステップ653参照)を行う。
図6のステップ653が実行されるのが1回目の場合、経路線オブジェクトに経路番号を付与する。次に、第1実施形態で図8を使って説明した連続断面モデルの再配置処理を行う。次に、図23のステップ217に戻って処理を続ける。
図6のステップ653が実行されるのが1回目の場合、経路線オブジェクトに経路番号を付与する。次に、第1実施形態で図8を使って説明した連続断面モデルの再配置処理を行う。次に、図23のステップ217に戻って処理を続ける。
一方、図23のステップ219において、受け付けた矩形オブジェクトが終了面と判断されると、終了面はすでに連続断面モデルに含まれているので(図23のステップ219でYes)、図23のステップ2111において、設計支援装置Sは全ての矩形オブジェクトを削除して連続断面モデル作成処理を終了する。
<図23のステップ217>
ここで、図23のステップ217の中間面候補探索の具体的な方法を、図22を用いて説明する。
まず、直前に決まった断面オブジェクトの頂点からつながる次の4個の頂点を探索し、探索された頂点でできる面を候補とする。直前に決まった断面オブジェクトに平行で探索された頂点のうち直前に決まった断面オブジェクトに最も近い頂点を通る面が多角形の内部に存在すれば、その面を別の候補とする。さらに、探索された4個の頂点でできる面に平行で、かつ直前に決まった断面オブジェクトに最も近い頂点を通る面が多角形の内部に存在すれば、その面を別の候補とする。以上の処理により、1〜3個の候補が作成される。
ここで、図23のステップ217の中間面候補探索の具体的な方法を、図22を用いて説明する。
まず、直前に決まった断面オブジェクトの頂点からつながる次の4個の頂点を探索し、探索された頂点でできる面を候補とする。直前に決まった断面オブジェクトに平行で探索された頂点のうち直前に決まった断面オブジェクトに最も近い頂点を通る面が多角形の内部に存在すれば、その面を別の候補とする。さらに、探索された4個の頂点でできる面に平行で、かつ直前に決まった断面オブジェクトに最も近い頂点を通る面が多角形の内部に存在すれば、その面を別の候補とする。以上の処理により、1〜3個の候補が作成される。
図22の例では、探索される頂点がB1、B2、(以下略)となるので、まず、直前に決まった断面オブジェクト201の頂点からつながる次の4個の頂点B1、B2、…を探索し、探索された頂点B1、B2、…でできる面のA3、直前に決まった断面オブジェクト201に平行で探索された頂点のうち直前に決まった断面オブジェクト201に最も近い頂点B2を通る面A2、および探索された4個の頂点B1、B2、…でできる面に平行で、かつ直前に決まった断面オブジェクト201の頂点のうち、探索された頂点でできる面に最も近い頂点を通る面A1の矩形オブジェクトが候補として作成される。
ユーザがA2をクリックした場合、設計支援装置SはA1とA3を削除し、開始面の断面オブジェクト201、選択された矩形オブジェクトA2、終了面の断面オブジェクト202に対して経路線オブジェクトを作成し、経路番号を付与する。次に、再配置処理を行って連続断面モデルを作成する。次に実行されるステップ217では、探索される頂点がB1、B4、(以下略)となるので、候補となる矩形オブジェクトはA5、A4およびA3となる。ユーザがA3をクリックした場合、設計支援装置はA4とA5を削除して経路線オブジェクト更新および再配置処理を行う。次に実行されるステップ217では、A8、A7およびA6が候補の矩形オブジェクトとなる。
以上の方法により、一般的な多面体から簡便な操作で連続断面モデルに変換することができる。
以上の方法により、一般的な多面体から簡便な操作で連続断面モデルに変換することができる。
<<第4実施形態>>
第1実施形態ないし第3実施形態で説明した連続断面モデルを自動生成する方法の代替として、ここでは、部品オブジェクトから連続断面モデルに簡便な操作で変換できる機能を提供する方法を説明する。図24は、第4実施形態の部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を説明するための模式図であり、図25は、第4実施形態の部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理のフローを示す図である。
第1実施形態ないし第3実施形態で説明した連続断面モデルを自動生成する方法の代替として、ここでは、部品オブジェクトから連続断面モデルに簡便な操作で変換できる機能を提供する方法を説明する。図24は、第4実施形態の部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を説明するための模式図であり、図25は、第4実施形態の部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理のフローを示す図である。
ここで、部品オブジェクトとは設計支援装置Sが提供する連続断面モデルの情報を含む部品モデルである。図24は部品オブジェクト221、222、223が3個配置されている状態を示す。これらの部品オブジェクト221、222、223は、それぞれ経路線オブジェクト224および断面オブジェクト225を含む。
ユーザが部品オブジェクトを配置できるようにするため、設計支援装置Sは、図5に示すメインメニュ52に、「部品モデル配置」ボタン(図示省略)も合わせて表示する。
ユーザが部品オブジェクトを配置できるようにするため、設計支援装置Sは、図5に示すメインメニュ52に、「部品モデル配置」ボタン(図示省略)も合わせて表示する。
第4実施形態の連続断面モデル作成処理は、モデル空間に1個以上の部品オブジェクトが配置された状態を前提に実行される。
ユーザがメインメニュ52上の筒型形状作成ボタン53(図5参照)をクリックしたことを受けて、部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理が開始される。部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理が開始されると、設計支援装置Sは、図25のステップ231において、ユーザからの終了命令あるいは部品オブジェクト選択を待つ、部品選択待機状態になる。
ユーザがメインメニュ52上の筒型形状作成ボタン53(図5参照)をクリックしたことを受けて、部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理が開始される。部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理が開始されると、設計支援装置Sは、図25のステップ231において、ユーザからの終了命令あるいは部品オブジェクト選択を待つ、部品選択待機状態になる。
例えば、モデル空間表示画面24(図24参照)に表示されているひとつあるいは複数の部品オブジェクト221、222、223をユーザがクリックしたことで部品オブジェクトの選択を受け付け、それ以外の位置をダブルクリックしたことで終了命令を受け付ける。
終了命令を受け付けると、設計支援装置Sは部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を終了する。
終了命令を受け付けると、設計支援装置Sは部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を終了する。
一方、図25のステップ231において、部品オブジェクトの選択を受け付けると、設計支援装置Sは、図25のステップ232の経路線結合処理に移行する。図25のステップ232の経路線結合処理では、選択された全ての部品オブジェクト(図25では部品オブジェクト221、222、223を選択)に含まれる経路線オブジェクトの始点と終点を抽出し、近くにある他の経路線オブジェクトの始点あるいは終点との距離を調べて、最も近い距離となる組み合わせになるようにつなげることで、1本の経路線オブジェクトに変換する。
経路番号は、最初に抽出された経路線オブジェクトと同一とする。次に、図25のステップ233において、第1実施形態で図8を用いて説明した再配置処理を実行して、部品オブジェクトからの連続断面モデル作成処理を終了する。
図24に示した例で部品オブジェクト3個(221、222、223)がクリックされた場合、全体がひとつの連続断面モデルとなり、新しい壁面オブジェクト226が生成される。
図24に示した例で部品オブジェクト3個(221、222、223)がクリックされた場合、全体がひとつの連続断面モデルとなり、新しい壁面オブジェクト226が生成される。
<<作用効果>>
上記構成によれば、設計対象の構造物を分岐形状および屈曲形状を直行形状との区別のないデータ構成で表すため、分岐形状および屈曲形状の切り出し位置、ならびに分岐形状および屈曲形状の分割を含めた分割位置を、制約条件に基づいて柔軟かつ高精度に決定することができる。
また、ユーザは簡便な操作で、設計対象の構造物の3D形状を作成したり編集したりできる。
上記構成によれば、設計対象の構造物を分岐形状および屈曲形状を直行形状との区別のないデータ構成で表すため、分岐形状および屈曲形状の切り出し位置、ならびに分岐形状および屈曲形状の分割を含めた分割位置を、制約条件に基づいて柔軟かつ高精度に決定することができる。
また、ユーザは簡便な操作で、設計対象の構造物の3D形状を作成したり編集したりできる。
なお、前記実施形態では、設計支援プログラムをデータ記録部17に記録した場合を例示したが、設計支援プログラムは、データ記録部17以外のCD(Compact Disc)、MO(Magneto-Optical disk)、USB(Universal Serial Bus)メモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録してもよいことは勿論である。
また、前記実施形態で説明した連続断面モデルは、予めデータ記録部17に記憶される設計データを基に作成したり、或いは、キーボード18、マウス19等の入力手段で入力されるデータを基に作成してもよい。或いは、予めデータ記録部17に記憶される設計データおよびキーボード18、マウス19等の入力手段で入力されるデータを基に作成してもよいのは勿論である。
また、前記実施形態で説明した連続断面モデルは、予めデータ記録部17に記憶される設計データを基に作成したり、或いは、キーボード18、マウス19等の入力手段で入力されるデータを基に作成してもよい。或いは、予めデータ記録部17に記憶される設計データおよびキーボード18、マウス19等の入力手段で入力されるデータを基に作成してもよいのは勿論である。
また、前記実施形態においては、記憶部としてデータ記録部17を例示したが、CD、MO、USBメモリ等の記録媒体や転送ファイル等のデータが記録された媒体であれば、記憶部としての形態は様々なものが適用できるのは勿論である。
また、前記実施形態においては、制御処理部として演算処理装置11を例示して説明したが、サーバを制御処理部とし、該サーバに、インターネット、LAN、WAN等のネットワークを介して、設計支援装置Sを接続して、該サーバの情報により、設計支援装置Sの機能を制御する構成にしてもよく、設計支援装置Sの機能が発揮されれば、その形態は限定されないのは勿論である。
なお、前記実施形態においては、筒型または柱型の構造物を例示したが、本発明を適用できれば、その他の形状でもよく、筒型または柱型の構造物に限定されない。
また、前記実施形態においては、制御処理部として演算処理装置11を例示して説明したが、サーバを制御処理部とし、該サーバに、インターネット、LAN、WAN等のネットワークを介して、設計支援装置Sを接続して、該サーバの情報により、設計支援装置Sの機能を制御する構成にしてもよく、設計支援装置Sの機能が発揮されれば、その形態は限定されないのは勿論である。
なお、前記実施形態においては、筒型または柱型の構造物を例示したが、本発明を適用できれば、その他の形状でもよく、筒型または柱型の構造物に限定されない。
11 演算処理装置(制御処理部)
14 画像処理部(表示手段)
15 モニタ(画面表示部)
17 データ記録部(記憶部)
18 キーボード(入力手段)
19 マウス(入力手段)
21 断面オブジェクト
22 経路線オブジェクト
171 断面寸法入力画面
191 経路線オブジェクト
221、222、223 部品オブジェクト
224 経路線オブジェクト
225 断面オブジェクト
F1 連続断面モデル作成・編集処理部(モデル作成手段、断面モデル定義手段、選択手段、図形作成手段、部品オブジェクト表示手段、経路線接続手段、更新手段、連続断面作成手段、形状タイプ判定手段)
F2 表示部(表示手段、分割形状表示手段)
F3 分割計算処理部(分割位置計算手段、分岐箇所特定手段、数量算出手段、分割形状表示手段)
S 設計支援装置
14 画像処理部(表示手段)
15 モニタ(画面表示部)
17 データ記録部(記憶部)
18 キーボード(入力手段)
19 マウス(入力手段)
21 断面オブジェクト
22 経路線オブジェクト
171 断面寸法入力画面
191 経路線オブジェクト
221、222、223 部品オブジェクト
224 経路線オブジェクト
225 断面オブジェクト
F1 連続断面モデル作成・編集処理部(モデル作成手段、断面モデル定義手段、選択手段、図形作成手段、部品オブジェクト表示手段、経路線接続手段、更新手段、連続断面作成手段、形状タイプ判定手段)
F2 表示部(表示手段、分割形状表示手段)
F3 分割計算処理部(分割位置計算手段、分岐箇所特定手段、数量算出手段、分割形状表示手段)
S 設計支援装置
Claims (24)
- 複数の図形をモデル空間にオブジェクトとして配置した立体図面を作成し、画面表示部に表示する処理を実行する制御処理部を備える設計支援装置であって、
記憶部に記憶された設計図データまたは入力手段を介して入力されたデータの何れかを基に作図される構造物を表す図形の断面に相当する断面オブジェクトを複数作成し、作成した前記複数の断面オブジェクトを接続して前記構造物の形状を形成する連続断面モデルの図形を作成するモデル作成手段と、
前記連続断面モデルの図形を前記画面表示部で表示する表示手段とを
備えることを特徴とする設計支援装置。 - 請求項1に記載の設計支援装置において、
前記断面オブジェクトを貫通して配置される経路線オブジェクトを作成し、前記複数の断面オブジェクトを前記経路線オブジェクトと関連付けることにより接続することで、前記構造物の形状を連続断面モデルとして定義する断面モデル定義手段を
備えることを特徴とする設計支援装置。 - 請求項2に記載の設計支援装置において、
前記連続断面モデルである多面体に含まれる断面の候補を作成し前記画面表示部で表示して、ユーザに前記断面の候補から前記多面体の断面を選択させる選択手段と、
選択された前記断面を接続することで構造物を表す図形を作成する図形作成手段とを備え、
前記表示手段は、作成された前記構造物を表す図形を前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置。 - 請求項2に記載の設計支援装置において、
前記連続断面モデルの情報を含む図形である部品オブジェクトをひとつあるいは複数、前記モデル空間に配置して前記画面表示部で表示する部品オブジェクト表示手段と、
前記連続断面モデルの前記経路線オブジェクトが有する端点を接続して構造物を表す図形を作成する経路線接続手段とを備え、
前記表示手段は、作成された前記構造物を表す図形を前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置。 - 請求項1または請求項2に記載の設計支援装置において、
経路線オブジェクトが貫通するように配置された前記断面オブジェクトを、前記経路線オブジェクトの始点から終点に向かって順に抽出して番号付けをすることで、前記連続断面モデルの情報を最新の状態に更新する更新手段
を備えることを特徴とする設計支援装置。 - 請求項1または請求項2に記載の設計支援装置において、
経路線オブジェクトに対して、指定された相対位置と寸法を有し前記経路線オブジェクトが貫通し配置される断面を連続し、前記画面表示部で表示される前記連続断面モデルを作成する連続断面作成手段
を備えることを特徴とする設計支援装置。 - 請求項1から請求項6のうちの何れか一項に記載の設計支援装置において、
前記連続断面モデルに含まれるその外形状の向きを表す情報に基づいて、前記連続断面モデルの各断面オブジェクト間の形状タイプを判定する形状タイプ判定手段と、
設定された許容寸法に基づいて断面に平行な分割平面を生成し、連続した断面の頂点を結ぶ線分と前記分割平面との交点の位置情報を輪切り分割位置とする分割位置計算手段とを有し、
前記形状タイプの種類は、分岐のない直行形状、または分岐のある直行形状、または屈曲形状を含む
ことを特徴とする設計支援装置。 - 請求項7に記載の設計支援装置において、
前記分割位置計算手段が、前記連続断面モデルに含まれるその断面およびその外形面を表す情報に基づいて分岐の箇所を特定する分岐箇所特定手段
を有することを特徴とする設計支援装置。 - 請求項1から請求項8のうちの何れか一項に記載の設計支援装置において、
前記連続断面モデルを分割位置で分割したときの分割体の図形を、前記画面表示部で表示される前記分割体の外形面で構成されるデータとして作成する分割形状表示手段
を有することを特徴とする設計支援装置。 - 請求項1から請求項8のうちの何れか一項に記載の設計支援装置において、
前記連続断面モデルを分割位置で分割して生成される分割体の寸法および外形面の面積を算出して出力する数量算出手段
を有することを特徴とする設計支援装置。 - 請求項1から請求項10のうちの何れか一項に記載の設計支援装置において、
前記構造物は、筒型あるいは柱型の形状である
ことを特徴とする設計支援装置。 - 構造物を表す図形をモデル空間にオブジェクトとして配置した立体図を作成し、画面表示部に表示する設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
記憶部に記憶された設計図データまたは入力手段を介して入力されたデータの何れかをを基に作図される前記構造物を表す図形の断面に相当する断面オブジェクトを複数作成し、
作成した前記複数の断面オブジェクトを接続して前記構造物の形状を形成する連続断面モデルの図形を作成し前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。 - 請求項12に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記断面オブジェクトを貫通して配置される経路線オブジェクトを作成し、
前記複数の断面オブジェクトを、前記経路線オブジェクトと関連付けることにより接続することで、前記構造物の形状を連続断面モデルとして定義する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。 - 請求項13に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルである多面体に含まれる断面の候補を作成し前記画面表示部で表示して、ユーザに前記断面の候補から前記多面体の断面を選択させ、
選択された前記断面を接続することで構造物を表す図形を作成し、
作成された前記構造物を表す図形を前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。 - 請求項13に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルの情報を含む図形である部品オブジェクトをひとつあるいは複数、前記モデル空間に配置して前記画面表示部で表示し、
前記連続断面モデルの前記経路線オブジェクトが有する端点を接続して構造物を表す図形を作成し、前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。 - 請求項12または請求項13に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
経路線オブジェクトが貫通するように配置された前記断面オブジェクトを、前記経路線オブジェクトの始点から終点に向かって順に抽出して番号付けをすることで、前記連続断面モデルの情報を最新の状態に更新する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。 - 請求項12または請求項13に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
経路線オブジェクトに対して、指定された相対位置と寸法を有し前記経路線オブジェクトが貫通し配置される断面を連続して前記連続断面モデルを作成し、前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。 - 請求項12から請求項17のうちの何れか一項に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルに含まれるその外形状の向きを表す情報に基づいて、前記連続断面モデルの各断面オブジェクト間の形状タイプを判定し、
設定された許容寸法に基づいて断面に平行な分割平面を生成し、連続した断面の頂点を結ぶ線分と前記分割平面との交点の位置情報を輪切り分割位置とし、
前記形状タイプの種類は、分岐のない直行形状、または分岐のある直行形状、または屈曲形状を含む
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。 - 請求項18に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルに含まれるその断面およびその外形面を表す情報に基づいて分岐の箇所を特定する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。 - 請求項12から請求項19のうちの何れか一項に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルを分割位置で分割したときの分割体の図形を、分割体の外形面で構成されるデータとして作成し、前記画面表示部で表示する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。 - 請求項12から請求項19のうちの何れか一項に記載の設計支援装置の制御方法において、
コンピュータが、
前記連続断面モデルを分割位置で分割して生成される分割体の寸法および外形面の面積を算出して出力する
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。 - 請求項12から請求項21のうちの何れか一項に記載の設計支援装置の制御方法において、
前記構造物は、筒型あるいは柱型の形状である
ことを特徴とする設計支援装置の制御方法。 - 請求項12から請求項22のうちの何れか一項に記載の設計支援装置の制御方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする設計支援装置のプログラム。
- 請求項23に記載の設計支援装置のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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KR20160112247A (ko) * | 2015-03-18 | 2016-09-28 | 주식회사 휴엔시스템 | 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법 및 이 방법을 구현하는 프로그램이 기록된 기록매체 |
JP7458830B2 (ja) | 2020-03-11 | 2024-04-01 | 高砂熱学工業株式会社 | 配管等の設計装置、設計システム、設置支援方法及びプログラム |
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2009
- 2009-06-24 JP JP2009150357A patent/JP2011008449A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20160112247A (ko) * | 2015-03-18 | 2016-09-28 | 주식회사 휴엔시스템 | 섹션을 기반으로 한 구조물 모델링 방법 및 이 방법을 구현하는 프로그램이 기록된 기록매체 |
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