JP2767865B2 - ぼかし面データ自動作成装置 - Google Patents
ぼかし面データ自動作成装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、CAD・CAM等のデータ作成装置に関し、特に
曲面のパーツを組み合わせる面張りによる立体形状デー
タ作成において、曲面パーツの突合せ部分のぼかし面の
データを自動的に作成する装置に関する。
曲面のパーツを組み合わせる面張りによる立体形状デー
タ作成において、曲面パーツの突合せ部分のぼかし面の
データを自動的に作成する装置に関する。
［従来の技術］ 上記より、CAD・CAM分野においては、コンピュータの
ディスプレイ上で幾何的な曲面パーツを組み合わせて、
所望の立体的なデザインを完成し、そのデータをコンピ
ュータグラフィックやNC加工に利用していた。
ディスプレイ上で幾何的な曲面パーツを組み合わせて、
所望の立体的なデザインを完成し、そのデータをコンピ
ュータグラフィックやNC加工に利用していた。
［発明が解決しようとする課題］ しかし幾何的な曲面とは例えば、矩形平面、球面、円
筒面、円錐面等であり、それらは単純な形状であるた
め、所望の設計の全表面をその幾何的な曲面のみで覆う
ことは不可能である。
筒面、円錐面等であり、それらは単純な形状であるた
め、所望の設計の全表面をその幾何的な曲面のみで覆う
ことは不可能である。
例えば、３つの幾何的曲面が突き当たる部分では、そ
の３つの曲面では覆いきれない部分が生じ、何等かの処
理をして新たな曲面、いわゆるぼかし面を演算し、その
部分に補充し、３面を滑らかに結合する必要があった。
の３つの曲面では覆いきれない部分が生じ、何等かの処
理をして新たな曲面、いわゆるぼかし面を演算し、その
部分に補充し、３面を滑らかに結合する必要があった。
従来、このような場合、操作者が各種のCAD・CAM装置
上に用意されている多くの曲面形成処理を組み合わせて
所望のぼかし面を形成するのであり、CAD・CAM装置側は
ぼかし面の処理について自動的には行わない。このた
め、操作者がその都度、幾何的曲面を配置した後、各種
の画像処理メニューから適当でないかと思われる処理を
選択して、一つ一つ実施し、試行錯誤の上、やっとでき
あがるものであった。
上に用意されている多くの曲面形成処理を組み合わせて
所望のぼかし面を形成するのであり、CAD・CAM装置側は
ぼかし面の処理について自動的には行わない。このた
め、操作者がその都度、幾何的曲面を配置した後、各種
の画像処理メニューから適当でないかと思われる処理を
選択して、一つ一つ実施し、試行錯誤の上、やっとでき
あがるものであった。
従ってできあがったデータは操作者毎に異なるととも
に、同一の操作者でも各々状況によって異なった処理で
各ぼかし面を形成することになり、全てが最適とは言え
ず不統一であり、品質的に問題があった。またメニュー
選択作業や位置合わせ等の試行錯誤による作業がきわめ
て長時間に及び、効率的にも不満足なものであった。
に、同一の操作者でも各々状況によって異なった処理で
各ぼかし面を形成することになり、全てが最適とは言え
ず不統一であり、品質的に問題があった。またメニュー
選択作業や位置合わせ等の試行錯誤による作業がきわめ
て長時間に及び、効率的にも不満足なものであった。
鋳造型の代表的な部品であるステアリングナックルの
ぼかし面データを作成する場合は、ぼかし面が10〜20個
有り、一ぼかし面あたり50以上のメニュー指示が必要と
なるので、試作型のような短納期を要する型は事実上対
応できない。
ぼかし面データを作成する場合は、ぼかし面が10〜20個
有り、一ぼかし面あたり50以上のメニュー指示が必要と
なるので、試作型のような短納期を要する型は事実上対
応できない。
そこで、本発明は、上記課題を解決し、均一な品質の
ぼかし面データを迅速に得ることを目的とする。
ぼかし面データを迅速に得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明の要旨とするところは、第１図の基本的
構成図に例示するごとく、 立体形状データを、平面を含む曲面の面張りにより作
成するに際し、少なくとも一つが平面でない曲面である
３つ以上の面が突き当たる部分に、各面を結合するぼか
し面を自動作成するぼかし面データ自動作成装置であっ
て、 上記平面でない曲面とこの曲面に隣接する２つの面と
の各交差部分から、各１点の基準点を演算選択する基準
点選択手段M1と、 上記２つの基準点を含む平面の内、上記曲面と所定の
関係にある基準平面を選択する基準平面選択手段M2と、 この基準平面と上記曲面との交線を求める交線演算手
段M3と、 この交線を輪郭線の一部として、他の輪郭線とともに
所定形状の面を形成し、ぼかし面データとするぼかし面
データ演算手段M4と、 を備えたことを特徴とするぼかし面データ自動作成装置
にある。
構成図に例示するごとく、 立体形状データを、平面を含む曲面の面張りにより作
成するに際し、少なくとも一つが平面でない曲面である
３つ以上の面が突き当たる部分に、各面を結合するぼか
し面を自動作成するぼかし面データ自動作成装置であっ
て、 上記平面でない曲面とこの曲面に隣接する２つの面と
の各交差部分から、各１点の基準点を演算選択する基準
点選択手段M1と、 上記２つの基準点を含む平面の内、上記曲面と所定の
関係にある基準平面を選択する基準平面選択手段M2と、 この基準平面と上記曲面との交線を求める交線演算手
段M3と、 この交線を輪郭線の一部として、他の輪郭線とともに
所定形状の面を形成し、ぼかし面データとするぼかし面
データ演算手段M4と、 を備えたことを特徴とするぼかし面データ自動作成装置
にある。
［作用］ 基準点選択手段M1は一つの曲面に基準点を２つ設定す
る。この基準点は隣接する２つの曲面との交点あるいは
交線といった交差部分から選択されているので、ぼかし
面の基準とするには適切な点である。この２つの基準点
から基準平面選択手段M2は基準平面を選択する。この選
択は曲面と所定の関係、例えば、基準点間の中点から曲
面に法線を延ばし曲面と法線との交点を求め、この交点
と上記２つの基準点とを含む平面といった関係にある平
面を選択する。この基準平面と曲面との交線が交線演算
手段M3にて演算されるが、この交線は上記基準点を通っ
ているので、ぼかし面の輪郭線としては好適なものとな
る。従ってこの輪郭線を利用して、ぼかし面データ演算
手段M4がぼかし面を形成するので、３つ以上の面が突き
当たる部分が好適なぼかし面で自動的に埋まることにな
る。このような手順を本願発明装置の各手段が、ぼかし
面を要するとされる箇所で繰り返えすので、同一手順で
自動的にぼかし面が作成される。こうしてぼかし面デー
タを迅速にかつ均一の品質で得ることが出来る。
る。この基準点は隣接する２つの曲面との交点あるいは
交線といった交差部分から選択されているので、ぼかし
面の基準とするには適切な点である。この２つの基準点
から基準平面選択手段M2は基準平面を選択する。この選
択は曲面と所定の関係、例えば、基準点間の中点から曲
面に法線を延ばし曲面と法線との交点を求め、この交点
と上記２つの基準点とを含む平面といった関係にある平
面を選択する。この基準平面と曲面との交線が交線演算
手段M3にて演算されるが、この交線は上記基準点を通っ
ているので、ぼかし面の輪郭線としては好適なものとな
る。従ってこの輪郭線を利用して、ぼかし面データ演算
手段M4がぼかし面を形成するので、３つ以上の面が突き
当たる部分が好適なぼかし面で自動的に埋まることにな
る。このような手順を本願発明装置の各手段が、ぼかし
面を要するとされる箇所で繰り返えすので、同一手順で
自動的にぼかし面が作成される。こうしてぼかし面デー
タを迅速にかつ均一の品質で得ることが出来る。
［実施例］ 次に、本発明の実施例を説明する。本発明はこれらに
限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種
々の態様のものが含まれる。
限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種
々の態様のものが含まれる。
第２図は、本発明の一実施例のぼかし面データ自動作
成装置１のシステム構成図である。
成装置１のシステム構成図である。
ぼかし面データ自動作成装置１は、一般的なノイマン
型ディジタルコンピュータ３を中心として構成されてい
る。このコンピュータ３はCPU,ROM,RAM,I/O,バス等によ
り構成されているが、ノイマン型コンピュータとしては
一般的な構成であるのでその内部の詳細説明は省略す
る。このコンピュータ３には、出力装置としてCRT5,プ
リンタ７が、補助記憶装置としてフロッピィディスク9,
ハードディスク11が、入力装置としてキーボード13,グ
ラフィック用のダイヤル式入力装置15が、接続されてい
る。
型ディジタルコンピュータ３を中心として構成されてい
る。このコンピュータ３はCPU,ROM,RAM,I/O,バス等によ
り構成されているが、ノイマン型コンピュータとしては
一般的な構成であるのでその内部の詳細説明は省略す
る。このコンピュータ３には、出力装置としてCRT5,プ
リンタ７が、補助記憶装置としてフロッピィディスク9,
ハードディスク11が、入力装置としてキーボード13,グ
ラフィック用のダイヤル式入力装置15が、接続されてい
る。
このコンピュータ３のぼかし面データ自動作成装置１
としての動作は、ハードディスク11内に記憶されている
プログラムをRAM中にロードすることにより為される。
この動作により作成されたぼかし面データは他の形状デ
ータとともにフロッピィディスク９に記憶される。この
フロッピィディスク９をNC旋盤等の制御装置にセットし
て読み込ませることにより、所望の立体形状部品の製造
を実現することが出来る。
としての動作は、ハードディスク11内に記憶されている
プログラムをRAM中にロードすることにより為される。
この動作により作成されたぼかし面データは他の形状デ
ータとともにフロッピィディスク９に記憶される。この
フロッピィディスク９をNC旋盤等の制御装置にセットし
て読み込ませることにより、所望の立体形状部品の製造
を実現することが出来る。
次にコンピュータ３により実施されるぼかし面データ
作成処理について説明する。第３図にその処理のフロー
チャートを示し、第４図の模式図と共に説明してゆく。
尚、コンピュータ３は他にCAD装置としての処理、例え
ば図形の生成処理、図形移動処理、隠線処理、レイトレ
ーシング等が実行可能である。
作成処理について説明する。第３図にその処理のフロー
チャートを示し、第４図の模式図と共に説明してゆく。
尚、コンピュータ３は他にCAD装置としての処理、例え
ば図形の生成処理、図形移動処理、隠線処理、レイトレ
ーシング等が実行可能である。
まず処理が開始されると、ぼかし面を作成すべき面が
指定される。この指定は操作者がキーボード13やダイヤ
ル式入力装置15を用いて、CRT5上に表示されている図形
を指定することにより為される。例えば前処理により第
４図（Ａ）のごとくの表示がCRT5上に為されているとす
ると、操作者はカーソル等により３つの曲面F1,F2,F3を
指定する。このほか、各図形毎に付けられている図形番
号により指定してもよい。
指定される。この指定は操作者がキーボード13やダイヤ
ル式入力装置15を用いて、CRT5上に表示されている図形
を指定することにより為される。例えば前処理により第
４図（Ａ）のごとくの表示がCRT5上に為されているとす
ると、操作者はカーソル等により３つの曲面F1,F2,F3を
指定する。このほか、各図形毎に付けられている図形番
号により指定してもよい。
ここで曲面Fnは次のような制御点４×４のベッジェ
（Bezier）曲面で表されているものとする。
（Bezier）曲面で表されているものとする。
ただし、X0（ｔ）＝(1-t)3 X1（ｔ）＝3(1-t)2ｔ X2（ｔ）＝3(1-t)t2 X3（ｔ）＝t3 また曲面F1の境界曲線SP11は制御点４のベッジェ曲線
で次のように表すことができる。
で次のように表すことができる。
同様にして曲面F2の境界曲線SP21も制御点４のベッジ
ェ曲線で次のように表すことができる。
ェ曲線で次のように表すことができる。
ただし０≦ｔ≦１である。
次に第４図（Ａ）のごとく各曲面F1,F2,F3相互の交点 を求める（ステップ110）。ここでは交点としては各曲
面の境界曲線SP11〜SP22同士の交点を用いるものとす
る。
面の境界曲線SP11〜SP22同士の交点を用いるものとす
る。
従って曲面F1,F2同士の交点は、（２）及び（３）式
と次式とから求められる。
と次式とから求められる。
上記（１），（２），（３）式を連立方程式として交
点が位置ベクトル として求められる。
点が位置ベクトル として求められる。
上記手法を用いて曲面F1,F3同士の交点は、境界曲線S
P12とSP31との交点 として求められ、曲面F2,F3同士の交点は、境界曲線SP2
2とSP32との交点 として求められる。
P12とSP31との交点 として求められ、曲面F2,F3同士の交点は、境界曲線SP2
2とSP32との交点 として求められる。
次に第４図（Ｂ）のごとく交点 とを結ぶ直線 を求める（ステップ120）。この直線 は一般的に次式で表される。
ここで であり、方向ベクトルを表す。
次に次式のごとく上記直線 を求める（ステップ130,第４図（Ｃ））。
次に第４図（Ｄ）のごとく、この２分割点 から曲面F1への法線 が求められる（ステップ140）。曲面F1は上記式（１）
で表される。このパラメータu,vにて表される は曲面F1上の点を表しているので、まず、この点として
の と２分割点 との距離D1を次式で求める。
で表される。このパラメータu,vにて表される は曲面F1上の点を表しているので、まず、この点として
の と２分割点 との距離D1を次式で求める。
この距離D1が最小である、曲面F1上の点 はパラメータu,vを変更しつつ、距離D1が最小となる位
置を見つけることにより得ることが出来る。従って、２
分割点 とを結ぶ線、即ち法線 が次式により求まる。
置を見つけることにより得ることが出来る。従って、２
分割点 とを結ぶ線、即ち法線 が次式により求まる。
ここで であり、方向ベクトルを表す。
次に第４図（Ｅ）のごとく法線 とステップ120で求めた直線 を求める（ステップ150）。
まず、次式のように方向ベクトル の積を計算して両方向ベクトル に垂直なベクトル を算出する。
従って、平面 は次式のごとくに表される。
次に、第４図（Ｅ）のごとく平面 と曲面F1との交線 を求める（ステップ160）。式（10）に式（１）を代入
することにより、式（２），（３）と同様な式で交線 が導かれる。即ち、次式のごとく表され、制御点も決定
する。
することにより、式（２），（３）と同様な式で交線 が導かれる。即ち、次式のごとく表され、制御点も決定
する。
次に３つの曲面F1,F2,F3すべてについて終了したか否
かが判定される（ステップ170）。曲面F2,F3については
まだであるので、次に曲面F2について処理を行う（ステ
ップ120〜160）。こうして曲面F2についても、次式（1
2）のごとく交線 が導かれ、制御点も決定し、更にステップ120〜160を繰
り返し、曲面F3についても、次式（13）のごとく交線 が導かれ、制御点も決定する。
かが判定される（ステップ170）。曲面F2,F3については
まだであるので、次に曲面F2について処理を行う（ステ
ップ120〜160）。こうして曲面F2についても、次式（1
2）のごとく交線 が導かれ、制御点も決定し、更にステップ120〜160を繰
り返し、曲面F3についても、次式（13）のごとく交線 が導かれ、制御点も決定する。
尚、他の曲面F2,F3が平面であれば、その面について
は、上記ステップ130〜160の処理を行わずに、単にステ
ップ120の処理のみでもよく、交線 と同等の線が迅速に得られる。この線上の制御点を以下
の処理で用いればよい。
は、上記ステップ130〜160の処理を行わずに、単にステ
ップ120の処理のみでもよく、交線 と同等の線が迅速に得られる。この線上の制御点を以下
の処理で用いればよい。
次に第４図（Ｆ）のごとく各交線 で各曲面F1〜F3を画像上でトリミング処理する（ステッ
プ180）。即ち、既に得られている各曲面F1〜F3の画像
データ中で、交線 より先端部分を表示しないようにする。トリミングは一
般的な画像処理により可能である。その結果、画像は第
４図（Ｇ）のごとくとなる。
プ180）。即ち、既に得られている各曲面F1〜F3の画像
データ中で、交線 より先端部分を表示しないようにする。トリミングは一
般的な画像処理により可能である。その結果、画像は第
４図（Ｇ）のごとくとなる。
次に、ステップ160にて求められた各交線 を用いて、次のようにぼかし面FBを求める（ステップ19
0）。
0）。
即ち、第５図に示すごとく、制御点 は求めるべきぼかし面FBを囲んでいる。従って、ぼかし
面FBを式（１）の曲面式を用いて求めるには、制御点 に４つの制御点が重複して長さ０の曲線が存在している
とし、更に交線 に囲まれた内部に、４つの制御点 を新たに設ければよい。この新たな４つの制御点 は、周囲の制御点 から適当な３点を選択して次のような計算により設定す
ればよい。
面FBを式（１）の曲面式を用いて求めるには、制御点 に４つの制御点が重複して長さ０の曲線が存在している
とし、更に交線 に囲まれた内部に、４つの制御点 を新たに設ければよい。この新たな４つの制御点 は、周囲の制御点 から適当な３点を選択して次のような計算により設定す
ればよい。
新たな４つの制御点 は周囲の４点以上の制御点を用いてもよいし、更に上記
計算で求められた制御点を曲面F1〜F3の形状・配置に適
合させて自動的に補正してもよい。
計算で求められた制御点を曲面F1〜F3の形状・配置に適
合させて自動的に補正してもよい。
このように各制御点を設定することにより、ぼかし面
はFBは次式のごとく求められ、決定する。
はFBは次式のごとく求められ、決定する。
ただし、X0（ｔ）＝(1-t)3 X1（ｔ）＝3(1-t)2ｔ X2（ｔ）＝3(1-t)t2 X3（ｔ）＝t3 ０≦ｕ≦1,0≦ｖ≦１ こうして処理を終了する。
本実施例は、ぼかし面を作成すべき曲面の指定や、そ
のぼかし面の作成領域の指定等の少ない入力作業のみ
で、上述のごとくの処理にしたがいコンピュータ３によ
って自動的に常に同一の処理がされて、ぼかし面が求め
られる。従って、常に均一の品質のぼかし面データが迅
速に得られる。
のぼかし面の作成領域の指定等の少ない入力作業のみ
で、上述のごとくの処理にしたがいコンピュータ３によ
って自動的に常に同一の処理がされて、ぼかし面が求め
られる。従って、常に均一の品質のぼかし面データが迅
速に得られる。
上記実施例において、コンピュータ３が、各手段M1〜
M4に該当し、その処理の内、ステップ110の処理が基準
点選択手段M1としての処理に該当し、ステップ120〜ス
テップ150の処理が基準平面選択手段M2としての処理に
該当し、ステップ160の処理が交線演算手段M3としての
処理に該当し、ステップ190の処理がぼかし面データ演
算手段M4としての処理に該当する。
M4に該当し、その処理の内、ステップ110の処理が基準
点選択手段M1としての処理に該当し、ステップ120〜ス
テップ150の処理が基準平面選択手段M2としての処理に
該当し、ステップ160の処理が交線演算手段M3としての
処理に該当し、ステップ190の処理がぼかし面データ演
算手段M4としての処理に該当する。
［発明の効果］ 本発明のぼかし面データ自動作成装置は、上述のごと
くの各手段の処理により自動的に演算によりぼかし面を
求めている。
くの各手段の処理により自動的に演算によりぼかし面を
求めている。
従って、作業者が試行錯誤することなく、常に均一の
品質のぼかし面データを迅速に得ることができ、設計か
ら製造までを短期間になすことを可能にする。
品質のぼかし面データを迅速に得ることができ、設計か
ら製造までを短期間になすことを可能にする。
第１図は本発明の基本的構成例示図、第２図は一実施例
のシステム構成図、第３図は本実施例のコンピュータに
て実施される処理のフローチャート、第４図（Ａ）〜
（Ｇ）は処理手順説明図、第５図はぼかし面演算用制御
点説明図である。 M1…基準点選択手段、M2…基準平面選択手段 M3…交線演算手段 M4…ぼかし面データ演算手段 １…ぼかし面データ自動作成装置 ３…コンピュータ、５…CRT
のシステム構成図、第３図は本実施例のコンピュータに
て実施される処理のフローチャート、第４図（Ａ）〜
（Ｇ）は処理手順説明図、第５図はぼかし面演算用制御
点説明図である。 M1…基準点選択手段、M2…基準平面選択手段 M3…交線演算手段 M4…ぼかし面データ演算手段 １…ぼかし面データ自動作成装置 ３…コンピュータ、５…CRT
Claims (1)
- 【請求項１】立体形状データを、平面を含む曲面の面張
りにより作成するに際し、少なくとも一つが平面でない
曲面である３つ以上の面が突き当たる部分に、各面を結
合するぼかし面を自動作成するぼかし面データ自動作成
装置であって、 上記平面でない曲面とこの曲面に隣接する２つの面との
各交差部分から、各１点の基準点を演算選択する基準点
選択手段と、 上記２つの基準点を含む平面の内、上記曲面と所定の関
係にある基準平面を選択する基準平面選択手段と、 この基準平面と上記曲面との交線を求める交線演算手段
と、 この交線を輪郭線の一部として、他の輪郭線とともに所
定形状の面を形成し、ぼかし面データとするぼかし面デ
ータ演算手段と、 を備えたことを特徴とするぼかし面データ自動作成装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058445A JP2767865B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | ぼかし面データ自動作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058445A JP2767865B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | ぼかし面データ自動作成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02236676A JPH02236676A (ja) | 1990-09-19 |
| JP2767865B2 true JP2767865B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=13084603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1058445A Expired - Fee Related JP2767865B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | ぼかし面データ自動作成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2767865B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009145155A1 (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | 三菱電機株式会社 | 切削加工シミュレーション表示装置、切削加工シミュレーション表示方法、および切削加工シミュレーション表示プログラム |
| CN112182775B (zh) * | 2020-10-22 | 2024-03-26 | 中船黄埔文冲船舶有限公司 | 一种曲面胎膜制作方法、系统及电子设备 |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP1058445A patent/JP2767865B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH02236676A (ja) | 1990-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |