JP2015191337A - 図面作成支援装置および図面作成支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】３次元データから断面形状を作成すると共に、作成した断面形状に関連する部品情報から注記を作成し、これら断面形状および注記を、３次元データから出力される図面に対し、容易に配置可能とする、設計支援装置と設計支援方法を提供する。【解決手段】３次元データ読込部111と、断面形状生成部113と、部品情報読込部116と、注記生成部117と、平面形状生成部118と、断面形状・注記配置処理部119を備える設計支援装置100を用い、設計データベース200から物体モデルの３次元データを読み込むと共に、同３次元データから任意の切断位置の断面形状を生成し、生成された断面形状に関連付けされた部品情報を読み込むと共に、同部品情報から注記データを生成し、前記３次元データから特定方向視した平面形状を生成して、生成された平面形状の周辺部に断面形状および注記データを配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、３次元データから断面形状を作成し、作成した断面形状を３次元データから出力される図面に配置するための図面作成支援装置と図面作成支援方法に関する。

従来より、自動車のボディなどの設計にあたり、３次元モデルを用いてデザインや設計を行なう３次元ＣＡＤが広く用いられている。また、ボディに他の部品が取り付けられる場合など、ボディ・部品間の隙間を検討する必要があり、３次元ＣＡＤに基づき作成した３次元データ（例えばサーフェスモデルやソリッドモデル）から２次元の断面形状を作成し、ボディ・部品間の隙間や各部の寸法関係を詳細に検討するようにしている。しかしながら、従来は、３次元データとは別に２次元の断面形状を手作業で作成しており、作成する断面の数も膨大になるため、設計者の手間が非常にかかるものであった。

そこで、３次元ＣＡＤを用いて作成した３次元データから２次元の断面形状を作成する方法が知られている（特許文献１参照）。同方法によれば、３次元データに対して、断面方向を選択して複数の断面作成位置を数値で入力することにより、データ入力が終了した時点でプログラムを実行させ、指示した方向と位置に２次元の断面形状を作成し、これにより、手間のかかる作業の簡素化が図れるとされている。

特開平１１−８５８３０号公報

しかしながら、上記特許文献１の方法は、２次元の断面形状を自動的に作成すると述べられているが、具体的な作成方法については述べられていない。また、図面には断面形状に関連する部品情報を注記するが、かかる作業は従来と同様に手作業に委ねられていた。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、３次元データから断面形状を作成すると共に、作成した断面形状に関連する部品情報から注記データを作成し、これら断面形状および注記データを、３次元データから出力される図面に対し、容易に配置可能とする、設計支援装置と設計支援方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る設計支援装置は、
データベースから物体モデルの３次元データを読み込む手段と、
読み込まれた３次元データから、任意の切断位置の断面形状を生成する手段と、
生成された断面形状に関連付けされた部品情報をデータベースから読み込む手段と、
読み込まれた部品情報から注記データを生成する手段と、
前記物体モデルの３次元データから特定方向視した平面形状を生成する手段と、
生成された平面形状の周辺部に前記断面形状および前記注記データを配置する手段を備える、
ことを主要な特徴とする。

本発明に係る設計支援装置は、
前記部品情報が板厚情報を含み、
読み込まれた板厚情報に基づき、生成された断面形状の断面表示線から板厚に相当する間隔をおいて板厚表示線を生成する手段をさらに備える、ことを第２の特徴とする。

本発明に係る設計支援装置は、
生成される断面形状の切断位置および切断方向を定義する手段をさらに備える、ことを第３の特徴とする。

本発明に係る設計支援装置は、
生成された平面形状の切断位置に切断表示線が表示されると共に、当該切断表示線の延長上の周辺部に当該切断位置の断面形状が配置されることを第４の特徴とする。

本発明に係る設計支援装置は、
切断表示線の延長線上の周辺部に配置される断面形状が平面形状の一部と干渉する場合、または、配置された断面形状どうしが互いに干渉する場合、断面形状を干渉しない位置まで移動して配置されることを第５の特徴とする。

本発明に係る設計支援方法は、
データベースから物体モデルの３次元データを読み込むステップと、
読み込まれた３次元データから任意の切断位置の断面形状を生成するステップと、
生成された断面形状に関連付けされた部品情報をデータベースから読み込むステップと、
読み込まれた部品情報から注記データを生成するステップと、
前記物体モデルの３次元データから特定方向視した平面形状を生成するステップと、
生成された平面形状の周辺部に前記断面形状および前記注記データを配置するステップを備える、
ことを主要な特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、利用者は、従来のように大量の断面形状および注記を手作業で作成する手間が省け、設計時間の大幅な短縮を図ることができる。また、設計時間の短縮により、設計者は、より創造的な検討に時間を割くことができるという優れた効果を奏する。

本発明に係る設計支援装置を含むシステム全体構成図、 本発明に係る設計支援方法を実施するための手順を示すフロー図、 テンプレート部に読み込まれた３次元データを示す斜視図、 図３に示す３次元データに設定された断面生成領域と互いに交差する２つの軸線を示す斜視図、 図４に示す断面生成領域内に含まれる切断面を示す断面図、 生成された断面形状を示す図、 コーナー処理がされた断面形状を示す図、 板厚表示処理がされた断面形状を示す図、 平面形状の切断位置の延長線上に断面形状および注記データが配置された側面図である。

本発明を実施するための一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１において、符号１００は本発明に係る設計支援装置を示している。

まず、設計支援装置１００について説明する。本実施形態において、図１に示すように、設計支援装置１００は、３次元データ読込部１１１と、断面位置定義部１１２と、断面形状生成部１１３と、コーナー処理部１１４と、板厚表示処理部１１５と、部品情報読込部１１６と、注記生成部１１７と、平面形状生成部１１８と、断面形状・注記配置処理部１１９と、入出力部１２０と、演算処理部１２１と、テンプレート部１２２を備えている。また、設計支援装置１００は、設計データベース２００と、入力装置３００と、出力装置４００に対し、ネットワーク回線５００により接続されている。

設計データベース２００は、３次元形状データベース２１０と、部品表データベース２２０と、設計プログラムデータベース２３０を備えている。３次元形状データベース２１０には、車両モデルを構成する３次元データとして、ボディや各部品のサーフェスモデルデータ、ソリッドモデルデータ等が格納されている。部品表データベース２２０には、車両モデルを構成するボディや各部品の部品情報が格納されている。設計プログラムデータベース２３０には、車両モデルを構成する３次元データを作成するための設計プログラム、３次元データに基づき、本発明を実行する設計支援プログラムを含む各種ソフトが格納されている。

設計支援装置１００の各構成のうち、３次元データ読込部１１１は、入力装置３００、例えばキーボードからの操作により、設計データベース２００の３次元形状データベース２１０から、選択されたボディや部品の３次元データを設計支援装置１００内のテンプレート部１２２に読み込む（ダウンロードする）ようになっている。図３に３次元データの例を示す。読み込まれた３次元データは複製され演算処理部１２１のメモリー等に保存されるようになっている。

断面位置定義部１１２は、テンプレート部１２２に読み込まれ複製された３次元データ１に対し、入力装置３００からの操作により、切断面の位置および切断方向を定義するもので、図４および図５に示すように、定義された切断位置および切断方向に、生成される断面形状２の切断面を囲む断面生成領域Ｆを設定し、また、設定された断面生成領域Ｆに、生成される断面形状の中心Ｏを通り互いに交差する２つの軸線Ｌ_ｖ、Ｌ_Ｈを設定するようになっている。

なお、切断位置は図４に示すＸＹＺ座標軸の中心からのＸＹＺ方向距離により、切断方向は切断面とＸＹ平面、ＹＺ平面、ＸＺ平面の間でそれぞれなす角度により、特定可能である。また、２つの軸線Ｌ_ｖ、Ｌ_ｈは、生成された断面形状２をテンプレート部１２２上で後述する平面形状１０の周辺部に配置するための基準線として用いられる。

断面形状生成部１１３は、テンプレート部１２２に読み込まれ複製された３次元データ１に対し、断面位置定義部１１２により定義された位置および方向の切断面の断面形状２を生成するようになっている。図６にその生成例を示す。

コーナー処理部１１４は、生成された断面形状２を表示する断面表示線３に含まれる角部４を丸み付け処理するもので、図７に示すように、初期値として予め設定された曲率半径Ｒ_０をもつ丸み表示線５が角部４の両側の断面表示線３と接続されるようになっている。なお、初期値として予め設定された曲率半径Ｒ_０をもつ丸み表示線５が角部４の両側の断面表示線３と接続されない場合（例えば角部４がより狭角であったり、隣り合う角部４が近すぎる場合）は、同図に示すように、断面表示線３と円滑に接続される丸み表示線５’を生成して接続するようになっている。

板厚表示処理部１１５は、生成された断面形状２の断面表示線３および丸み表示線５に対し、図８に示すように板厚方向に板厚表示線６を表示させるもので、前記断面表示線３および丸み表示線５から板厚方向で板厚に相当する間隔ｄを隔てた位置に板厚表示線６を表示させるようになっている。

なお、板厚方向は、元の３次元データ１を構成する各面に関連付けされており、したがって、３次元データ１から生成される断面形状２の断面表示線３に対してもそのまま板厚方向が関連付けられている。例えばボディ外面を構成する面である場合、面の外面側から内面側へ向けて板厚方向が定義される。そして、板厚表示処理部１１５は、最後に断面表示線３および板厚表示線６の各端部どうしを接続する接続表示線７を表示させるようになっている。

部品情報読込部１１６は、設計データベース２００の部品表データベース２２０から、読み込まれた３次元データ１の断面形状２に関連付けされた部品情報を設計支援装置１００内に読み込むようになっている。読み込まれた部品情報は複製され演算処理部１２１のメモリー等に保存されるようになっている。ここで部品情報には、断面形状２を構成する各部品の品番、品名、材質、板厚情報が含まれる。

注記生成部１１７は、部品表データベース２２０から読み込まれ複製された部品情報から注記データ８を生成するもので、図９に示すように、断面形状２の断面表示線３から引出表示線９Ａを生成すると共に、引出表示線９Ａの上下に、部品情報を表す文字、英数字、コード等からなる部品情報列９Ｂを表示させるようになっている。

平面形状生成部１１８は、テンプレート部１２２に読み込まれ複製された３次元データ１から、特定方向視した平面形状を生成するもので、３次元データ１を正面視した平面形状、３次元データ１を側面視した平面形状、３次元データ１を平面視した平面形状、３次元データ１を底面視した平面形状をそれぞれ生成できるようになっている。図９に３次元データ１を側面視した平面形状の例を示す。生成された各平面形状は、テンプレート部１２２に読み込まれるようになっている。

断面形状・注記配置処理部１１９は、図９に示すようにテンプレート部１２２に読み込まれた平面形状１０の周辺部に、生成された断面形状２および生成された注記データ８を配置するようになっている。より具体的には、平面形状１０の切断位置に切断方向と一致する切断表示線１１（図９のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線）が表示され、次に、当該切断表示線１１の延長上の周辺部に、前記断面形状２が配置されるようになっている。このとき、平面形状１０の傾きに合わせて、先に設定された２つの軸線Ｌ_ｖ、Ｌ_Ｈのうち、一方の軸線Ｌ_ｖが平面形状１０の切断方向と一致し、他方の軸線Ｌ_Ｈが切断方向と直交する方向と一致するように、前記断面形状２が傾いた姿勢で配置されるようになっている。

上記断面形状・注記配置処理部１１９は、切断表示線１１の延長線上の周辺部に配置される断面形状２が平面形状１０の一部と干渉する場合、または、配置された断面形状２どうしが互いに干渉する場合、断面形状２を干渉しない位置まで移動して配置されるようになっている。

上記断面形状生成部１１３、コーナー処理部１１４、板厚表示処理部１１５、部品情報読込部１１６、注記生成部１１７、平面形状生成部１１８、断面形状・注記配置処理部１１９は、入力装置３００からの設計支援プログラムの実行操作により、自動的に実行させることができる。

次に、上記設計支援装置１００を用いて、３次元データから出力される平面形状の図面に断面形状および注記データを配置する処理の流れについて図２等を参照しながら説明する。なお、以下に具体的に記述する条件や設定値は、本発明の実施の形態を説明するための一例であって、本発明はこれに限定されない。

まず、利用者が、入力装置２００からの操作により、設計支援プログラムを開き、３次元形状データベース２１０から、選択したボディや部品の３次元データを設計支援装置１００内のテンプレート部１２２に読み込み、複製する（ステップＳ１）。次に、複製された３次元データ１に対し、入力装置２００からの操作により、切断面の位置および切断方向を定義する。すなわち、切断位置定義部１１２により、生成される断面形状２の切断面を囲む断面生成領域Ｆを設定し、設定された断面生成領域Ｆに、生成される断面形状の中心Ｏを通り互いに交差する２つの軸線Ｌ_ｖ、Ｌ_ｈを設定する（ステップＳ２）。

次に、断面形状生成部１１３が、３次元データ１に対し、定義された位置および切断方向の断面形状２を生成する（ステップＳ３）。そして、コーナー処理部１１４が、生成された断面形状２を表示する断面表示線３に含まれる角部４に丸み付け処理を行い（ステップＳ４）、板厚表示処理部１１５が、生成された断面形状２の断面表示線３および丸み表示線５に対し、板厚方向に板厚表示線６を表示させると共に、断面表示線３および板厚表示線６の各端部間に接続表示線７を表示させる（ステップＳ５）。

次に、部品情報読込部１１６が、設計データベース２００の部品表データベース２２０から、３次元データ１の断面形状２に関連付けされた部品情報を設計支援装置１００内に読み込む（ステップＳ６）。そして、注記生成部１１７が、部品表データベース２２０から読み込まれた部品情報から注記データ８を生成し、断面形状２の断面表示線３から引出表示線９Ａを生成すると共に、引出表示線９の上下に部品情報を表す部品情報列９Ｂを表示させる（ステップＳ７）。

次に、平面形状生成部１１８が、テンプレート部１２２に読み込まれた３次元データ１から、特定方向視した平面形状１０を生成し、生成した平面形状１０をテンプレート部１２２に読み込む（ステップＳ８）。なお、このステップは、上記各ステップと並行して、あるいは上記各ステップに先立って実行してよい。

次に、断面形状・注記配置処理部１１９が、テンプレート部１２２に読み込まれた平面形状１０の切断位置に切断表示線１１を表示し、その延長上の周辺部に、生成した断面形状２および注記データ８を配置する（ステップＳ９）。切断表示線１１の延長線上の周辺部に配置される断面形状２が平面形状１０の一部と干渉する場合、または、配置された断面形状２どうしが互いに干渉する場合、断面形状２を干渉しない位置まで移動して配置される。

上記の各ステップ（Ｓ１）〜（Ｓ９）の手順を含む設計支援プログラムを実行させることで、車両モデルの３次元データから出力される各図（側面図、平面図、正面図、背面図など）に、多数箇所の断面形状および注記データを効率よく配置することができる。

以上説明してきたように、本発明の設計支援装置を用いた設計支援方法を実行することにより、従来のように大量の断面形状および注記を手作業で作成する手間が省け、設計時間の大幅な短縮を図ることができる。また、設計時間の短縮により、設計者は、より創造的な検討に時間を割くことができる。

以上の実施形態では、３次元のサーフェスモデルとして車両のピラー部品を対象としたが、本発明の適用対象はこれに限らない。また、車両に限らず、航空機、船舶、鉄道等にも適用可能である。

本発明は、３次元データから出力される図面に３次元データの断面形状を配置する作業に用いる設計支援装置として、また設計支援方法として利用可能である。

１ ３次元データ
２ 断面形状
３ 断面表示線
４ 角部
５ 丸み表示線
６ 板厚表示線
７ 接続表示線
８ 注記データ
９Ａ 引出表示線
９Ｂ 部品情報列
１０ 平面形状
１１ 切断表示線
１００ 設計支援装置
１１１ ３次元データ読込部
１１２ 切断位置定義部
１１３ 断面形状生成部
１１４ コーナー処理部
１１５ 板厚表示処理部
１１６ 部品情報読込部
１１７ 注記生成部
１１８ 平面形状生成部
１１９ 断面形状・注記配置処理部
１２０ 入出力部
１２１ 演算処理部
１２２ テンプレート部
２００ 設計データベース
２１０ ３次元形状データベース
２２０ 部品表データベース
２３０ 設計プログラムデータベース
３００ 入力装置
４００ 出力装置
５００ ネットワーク回線
Ｆ 断面生成領域

Claims (6)

1. データベースから物体モデルの３次元データを読み込む手段と、
   読み込まれた３次元データから任意の切断位置の断面形状を生成する手段と、
   生成された断面形状に関連付けされた部品情報をデータベースから読み込む手段と、
   読み込まれた部品情報から注記データを生成する手段と、
   前記物体モデルの３次元データから特定方向視した平面形状を生成する手段と、
   生成された平面形状の周辺部に前記断面形状および前記注記データを配置する手段を備える、
   ことを特徴とする設計支援装置。
2. 前記部品情報が板厚情報を含み、
   読み込まれた板厚情報に基づき、生成された断面形状の断面表示線から板厚に相当する間隔をおいて板厚表示線を生成する手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１記載の設計支援装置。
3. 生成される断面形状の切断位置および切断方向を定義する手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の設計支援装置。
4. 生成された平面形状の切断位置に切断表示線が表示されると共に、当該切断表示線の延長上の周辺部に当該切断位置の断面形状が配置されることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の設計支援装置。
5. 切断表示線の延長線上の周辺部に配置される断面形状が平面形状の一部と干渉する場合、または、配置された断面形状どうしが互いに干渉する場合、断面形状を干渉しない位置まで移動して配置されることを特徴とする、請求項４に記載の設計支援装置。
6. データベースから物体モデルの３次元データを読み込むステップと、
   読み込まれた３次元データから任意の切断位置の断面形状を生成するステップと、
   生成された断面形状に関連付けされた部品情報をデータベースから読み込むステップと、
   読み込まれた部品情報から注記データを生成するステップと、
   前記物体モデルの３次元データから特定方向視した平面形状を生成するステップと、
   生成された平面形状の周辺部に前記断面形状および前記注記データを配置するステップを備える、
   ことを特徴とする設計支援方法。

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