JP2829692B2 - オペレーションマクロ方式cad装置 - Google Patents

オペレーションマクロ方式cad装置

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JP2829692B2
JP2829692B2 JP5078665A JP7866593A JP2829692B2 JP 2829692 B2 JP2829692 B2 JP 2829692B2 JP 5078665 A JP5078665 A JP 5078665A JP 7866593 A JP7866593 A JP 7866593A JP 2829692 B2 JP2829692 B2 JP 2829692B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、点/線/円の組み合
わせで図形データを構築するCAD装置に関し、特に、
CAD図形を完成してゆく過程における点/線/円の特
定方法(交点計算式など)を記憶してゆくことを特徴と
するオペレーションマクロ方式のCAD装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CAD装置は、コンピュータを利用して
製図図面などを作図する装置である。このCAD装置で
図形データを構築する方法として、一般に、パラメトリ
ック方式やマクロ言語方式が実用化されている。図21
は、パラメトリック方式のCAD装置の動作手順を示す
フローチャートである。いま、図22に示すH形鋼の図
形データを構築する場合を例にすると、操作者は、ま
ず、各種のコマンドを用いてH形鋼の図形を作成する必
要がある(ステップST11)。すると、その図形デー
タが記憶装置に登録されると共に(ステップST1
2)、対応する図形がCRT画面などに表示されるの
で、操作者はその図形を確認しつつ(ステップST1
3)必要な編集を行う(ステップST14)。例えば、
図22に示すH形鋼について、各部の距離B,H,t
1,t2や半径Rなどを定義してゆく。
【0003】図23は、マクロ言語方式のCAD装置の
動作手順を示すフローチャートである。この装置では、
まず、作成しようとする図形についてマクロ言語による
プログラムを作成する必要がある(ステップST21,
ST22)。そして、そのプログラムによる図形をCR
Tなどで確認して(ステップST23)、不備があれ
ば、プログラムを修正することによって図形を完成させ
てゆく(ステップST24)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】パラメトリック方式の
CAD装置は、簡単な図形については登録が簡単であ
り、短時間で登録処理を完了できる利点があるが、複雑
な図形を登録するのは困難であり手間を要するという欠
点がある。また、パラメトリック方式である為に条件式
や要素数の変化に対応できないという欠点もある。一
方、マクロ言語方式のCAD装置は、複雑な図形にも対
応でき、条件式や要素数の変化にも対応できるという利
点はあるが、プログラム作成や修正に工数を要するとい
う欠点がある。この発明は、この問題点に着目してなさ
れたものであって、パラメトリック方式やマクロ言語方
式の欠点を解消するCAD装置を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する
為、請求項1に係る発明は、表示装置に表示されている
図形要素に関して、その一つ又はその組合せを特定し、
特定された図形要素に基づいて、新たな図形要素を表示
装置に表示し、この動作を繰り返すことによって作図作
業を行うようにしたCAD装置であって、一つ又は複数
の図形要素と必要なパラメータとに基づいて新たな図形
要素を作図するための交点計算式を記憶する記憶手段
と、新たな図形要素を作図するために必要な、基準とな
る一つ又は複数の図形要素、前記交点計算式の種類、及
び必要なパラメータを工程ファイルに登録する工程ファ
イル作成手段と、前記記憶手段と前記工程ファイルの内
容に基づいて、新たな図形要素の交点や中心点などの座
標値を計算して中間ファイルに登録する中間ファイル作
成手段とを備えている。
【0006】また、請求項2に係るオペレーションマク
ロ方式CAD装置は、請求項1に記載の発明において、
前記図形要素は、点と直線と円の三要素であることを特
徴としている。
【0007】また、請求項1に記載の発明において、完
成された複数個の工程ファイルを呼び出して、各工程フ
ァイルに登録されている任意の変数を同一変数であると
定義する連結手段と、この連結処理によって同一である
と定義された変数と、その変数を含む工程ファイルとの
対応表を作成する対応表作成手段と、前記連結処理され
た工程ファイルについて、変数値が変更された場合に
は、前記対応表を参照して該当する全ての変数値を修正
し、連結している全ての図形を同時に変更する修正手段
とを更に備えるようにしても良い。
【0008】
【実施例】以下、実施例に基づいて、この発明を更に詳
細に説明する。図1は、この発明の一実施例であるオペ
レーションマクロ方式CAD装置のブロック図を図示し
たものである。この装置は、数値などを入力する為に操
作されるキーボード1と、指示ポイントなどを指示する
為に操作されるマウス2と、キーボード1やマウス2か
らの指示に応じて適当な図面データを構築するCPU3
と、CPU3の演算処理におけるワークエリアなどに活
用されるRAM4と、CPU3を動作させる制御プログ
ラムなどを記憶しているROM5と、図面データの構築
に必要な画像などを表示するCRT6と、作成された図
面データに基づいて必要な情報を印字出力する印字装置
7と、フロッピーディスクなどの補助記憶装置8とで構
成されている。
【0009】図2は、図1の装置の動作内容の概要を示
すフローチャートである。操作者の指示に応じて図形
(点/直線/円)を順次に特定してゆくと(ステップS
T1)、工程ファイルが作成され、この工程ファイルに
関連して中間ファイルが作成される。そして、工程ファ
イルが完成した時点で作図ファイル作成処理に移行し
て、作図ファイルが作成される(ステップST2)。
【0010】この装置の特徴は、(1)CRT6に表示
されている図形(点/直線/円)に基づいて、新たな図
形を点または直線または円の組み合わせで作図してゆく
点と、(2)工程ファイル作成処理(ステップST1)
において「工程ファイル」が作成され、それに対応して
各交点の座標などを特定する「中間ファイル」が自動的
に作成される点と、(3)作図ファイル作成処理(ステ
ップST2)において、保存したい直線と円弧だけをな
ぞると、自動的に「作図ファイル」が作成される点にあ
る。なお、全てのCAD図形は、「直線」と適当な曲率
の「円弧」だけで完成できるので、図1の装置では、点
/直線/円を適宜に組み合わせてCAD図形を作成して
いる。
【0011】図3は、この装置で使用できる計算式の種
類を表にしたものであり、作図すべき点/直線/円と、
その作図の基礎となる点/直線/円の組み合わせとの関
係を図示している。図3の○印のものについては、該当
する点/直線/円を作図する為の演算式(交点計算式)
がこの装置内に記憶されているが、以下、○印で示す2
5通りの交点計算式の内容を図4〜図14を参照しつつ
説明する。
【0012】(1)「点」から「点」を求める場合(図
4の(1)参照) 点P0 に対して、X方向の距離xを指定して新たな点P
1 を求める場合(1−X)と、Y方向の距離yを指定し
て新たな点P1 ’を求める場合(1−Y)とがある。 (2)「点」から「直線」を求める場合(図4の(2)
参照) 点P0 に対して、偏角αと距離Lを指定して、直線P0
1 を求める場合である。 (3)「点」から「円」を求める場合(図4の(3)参
照) 点P0 に対して、半径r又は直径Dを指定して、円Rを
求める場合である。
【0013】(4)「線」から「直線」を求める場合
(図4の(4)参照) 直線Lに対して、距離rを指定して平行線M1 ,M2
求める場合である。 (5)「円」から「点」を求める場合(図5の(5)参
照) 円Rに対して、分割数xを指定して円周上の分割点P1
〜P4 を求める場合である。尚、分割開始点P1 の位置
を基準位置からの偏角αで指定するようにしても良い。
又、分割でない場合、円の中心点を求めるようにしても
良い。 (6)「円」から「直線」を求める場合(図5の(6)
参照) 円Rに対して、偏角αを指定して2本の接線M1 ,M2
を求める場合である。
【0014】(7)「円」から「円」を求める場合(図
5の(7)参照) 円Rに対して、半径の増加分または減少分xを指定して
同心円R1 を求める場合である。 (8)「点」と「点」から「点」を求める場合(図5の
(8)参照) 点P0 と点P1 に対して、分割数xを指定して、新たな
点P2 〜Pn を求める場合である。 (9)「点」と「点」から「直線」を求める場合(図6
の(9)参照) 点P0 と点P1 から、2点を結ぶ直線Lを求める場合で
ある。
【0015】(10)「点」と「点」から「円」を求め
る場合(図6の(10)参照) 点P0 と点P1 に対して、半径rを指定して、2点
0 ,P1 を通る円R1 と円R2 を求める場合である。
尚、一方の点を中心点としてもう一方の点を通る円とし
ても良い。 (11)「線」と「線」から「点」を求める場合(図6
の(11)参照) 直線Lと直線Mから交点P1 を求める場合である。 (12)「線」と「線」から「直線」を求める場合(図
7の(12)参照) 直線Lと直線Mから、これらの線を2等分する直線N1
〜直線N4 を求める場合である。
【0016】(13)「線」と「線」から「円」を求め
る場合(図7の(13)参照) 直線Lと直線Mに対して、半径rを与えて、2直線L,
Mに接する半径rの円R1 〜R4 を求める場合である。 (14)「円」と「円」から「点」を求める場合(図7
の(14)参照) 円R1 と円R2 から2つの円の交点P1 とP2 を求める
場合である。 (15)「円」と「円」から「直線」を求める場合(図
8の(15)参照) 円R1 と円R2 から、これら2つの円R1 ,R2 に接す
る接線L1 〜L4 を求める場合である。
【0017】(16)「円」と「円」から「円」を求め
る場合(図8の(16)参照) 円R1 と円R2 に対して、半径rを与えて、これら2つ
の円R1 ,R2 に接する最大8個の円を求める場合であ
る。いま、円R1 と円R2 の中心座標を(X1
1 ),(X2 ,Y2 )とし、半径をr1 ,r2 とし
て、円R6 と円R7 の中心座標の求め方を説明する。円
6 と円R7 の中心座標は、半径がr1 −rである円R
1 の同心円と、半径がr2 −rである円R2 の同心円と
の交点から求まる。そこで、(x−X1 2 +(y−Y
1 2 =(r1 −r)2 と、(x−X2 2 +(y−Y
2 2 =(r2 −r)2 の連立方程式を解いて、円R6
と円R7 の中心の座標(x,y)を求める。
【0018】(17)「点」と「線」から「点」を求め
る場合(図8の(17)参照) 点P0 と直線Lから、点P0 から直線Lへの垂線の交わ
る点P1 を求める場合である。 (18)「点」と「線」から「直線」を求める場合(図
9の(18)参照) 点P0 と直線Lに対して、偏角αを与えて2本の直線L
1 ,L2 を求める場合である。 (19)「点」と「線」から「円」を求める場合(図9
の(19)参照) 点P0 と直線Lに対して、半径rを与えて円R1 と円R
2 とを求める場合である。
【0019】(20)「点」と「円」から「点」を求め
る場合(図9の(20)参照) 点P0 と円Rに対して、円周上の距離xを与えて、点P
1 と点P2 とを求める場合である。 (21)「点」と「円」から「直線」を求める場合(図
10の(21)参照) 点P0 と円Rから、点P0 を通る接線L1 と接線L2
求める場合である。
【0020】(22)「点」と「円」から「円」を求め
る場合(図10の(22)参照) 点P0 と円Rに対して、半径rを与えて、円Rに接して
点P0 を通る半径rの円を求める場合である。なお、図
9には円Rに外接する円R1 ,R2 と、円Rに内接する
円R3 ,R4 を表示している。いま、円Rの中心座標を
(X0 ,Y0 )、半径をr0 とし、また、点P0 の座標
(X,Y)をとして、円R1 と円R2 の中心座標の求め
方を説明する。円R1 ,R2 は円Rに接することから、
円R1 ,R2 の中心座標は、半径がr0 +rである円R
の同心円の円周上に存在することになる。 (x−X0 2 +(y−Y0 2 =(r0 +r)2 一方、円R1 と円R2 は点P0 を通るので、円R1 ,R
2 の中心座標は、点P0 を中心とした半径rの円周上に
存在する。 (x−X)2 +(y−Y)2 =r2 従って、上記2式の解を求めることによって円R1 と円
2 の中心座標(x,y)を求めることができる。
【0021】(23)「線」と「円」から「点」を求め
る場合(図10の(23)参照) 直線Lと円Rから、直線と円の交点である点P1 と点P
2 を求める場合である。 (24)「線」と「円」から「直線」を求める場合(図
11の(24)参照) 直線Lと円Rに対して、偏角αを与えて、偏角αをもっ
て円Rに接する接線M1 〜接線M4 を求める場合であ
る。 (25)「線」と「円」から「円」を求める場合(図1
1の(25)参照) 直線Lと円Rに対して、半径rを与えて、円Rと直線L
に接する最大8個の円R1 〜R8 を求める場合である。
【0022】前述したように、CAD図形は、「直線」
と適宜な曲率の「円弧」とを組み合わせれば完成できる
ので、上記した25通りの交点計算式を適宜に選択して
ゆけばCAD図形を作成できることになる。以下、図3
の計算式表を参照しつつ、工程ファイルを作成する手順
を説明する。なお、便宜上、図17に示す形状のCAD
図形を完成させることにする。
【0023】操作者は、まず、スタート点となる点P
0 をCRT画面上に指定する必要がある(図14の
(a)参照)。すると、CPU3は、操作者のこの指定
に応答して、点P0 を中間ファイルに登録する。図13
は、中間ファイルの内容を図示したものであり、登録順
位を示す登録番号NO と、登録されたものの種類(点P
/線L/円C)と、座標(円の中心や線の端点)と、円
の半径と、が順次に登録されることを示している。
【0024】次に、操作者は、点P0 を基準にして点
1 を指定する(図14の(b)参照)。具体的には、
計算式が図3の(1-X) である旨を指定して、X方向の距
離100と変数名Wとをキーボード1から入力する。な
お、点P0 が基準であることは、マウス2で点P0 を2
度指定することによって示される。操作者が以上の操作
を行うと、CPU3は、これに対応して工程ファイルに
入力情報を登録する。図12は、工程ファイルの内容を
図示したものであり、登録の順番を示す登録番号N
O と、指定された計算の種類番号(図3参照)と、要素
1及び要素2の番号と、選択番号と、変数値と、変数名
とが順次に登録されることを示している。
【0025】要素1や要素2の番号は、中間ファイルに
おける登録番号NO を示すが、今は、中間ファイルの登
録番号NO 「1」で与えられる点P0 のみを基礎にして
交点計算(1-X) を行うので、要素1のみが「1」になっ
ている。また、工程ファイルの選択番号は、指定された
交点計算の結果、CRT6に複数個の図形(点/線/
円)が表示された場合に、その中の一つを選択した場合
の番号を示している。また、CPU3は、工程ファイル
への登録に合わせて、点P1の座標が(100,0)で
ある旨を中間ファイルに登録する(図13の登録NO
参照)。
【0026】次に、操作者は、点P0 を基準にして円
1 を指定する(図14の(c)参照)。具体的には、
計算式が図3の(3) である旨を指定して、半径20とそ
の変数名R1とをキーボード1から入力する。すると、
CPU3は、該当する計算をしてCRT6に円C1 を描
くと共に、計算式が「3」、要素1が「1」、変数値が
「20」、変数が「R1」である旨を工程ファイルに登
録する(図12の登録NO 2を参照)。また、中間ファ
イルには、円C1の中心座標が(0,0)で半径が20
である旨が登録される(図13の登録NO 3参照)。
【0027】次に、操作者は、点P1 を基準にして円
2 を指定する(図14の(d)参照)。具体的には、
計算式が図3の(3) である旨を指定して、半径15とそ
の変数名R2とをキーボード1から入力する。すると、
CPU3は、該当する計算をしてCRT6に円C2 を描
くと共に、計算式が「3」、要素1が「2」、変数値が
「15」、変数が「R2」である旨を工程ファイルに登
録する(図12の登録NO 3を参照)。また、中間ファ
イルには、円C2の中心座標が(100,0)で半径が
15である旨が登録される(図13の登録NO 4参
照)。
【0028】次に、操作者は、円C1 と円C2 とをマ
ウス2で選択して2つの円に接する直線を表示させ、そ
の中の一つを選択する(図14の(e)参照)。具体的
には、C1 ,C2 を選択した後、求めたい「点」「線」
「円」の中から「線」を指定して(図14では1〜4と
標記)をCRT6に描かせ、2番目の接線である直線L
1 をマウス2で選択する。
【0029】すると、CPU3は、計算式が「15」、
要素1が円C1を示す「3」、要素2が円C2を示す
「4」、選択番号が「2」である旨を工程ファイルに登
録する(図12の登録NO 4を参照)。また、中間ファ
イルには、直線L1の端点の座標が(1,−19.97
5)と(100.75,−14.981)である旨、接
点P3の座標が(1,−19.975)である旨、及
び、接点P4の座標が(100.75,−14.98
1)である旨が自動的に計算されて登録される(図13
の登録NO 5,6,7参照)。
【0030】次に、操作者は、円C1 と円C2 とを基
準にして2つの円に接する半径100の8個の円を表示
させ、その中の一つを選択する(図15の(f)(g)
参照)。具体的には、計算式が図3の(16)であり、半径
が100である旨を指定して、下図となる8本の円(図
15では1〜8と標記)をCRT6に描かせ、1番目の
円である円C3 を選択する。
【0031】すると、CPU3は、計算式が「16」、
要素1が円C1を示す「3」、要素2が円C2を示す
「4」、選択番号が「1」、変数値が「100」である
旨を工程ファイルに登録する(図12の登録NO 5を参
照)。また、中間ファイルには、円C3の中心座標が
(55.875,106.198)である旨、円C3と
円C1の接点P5の座標が(9.312,17.7)で
ある旨、及び、円C3と円C2の接点P6の座標が(9
4.245,13.852)である旨が自動的に計算さ
れて登録される(図13の登録NO 8,9,10参
照)。
【0032】以上説明した〜の処理によって、図
15(h)に示すマクロ図形の下図が作成されたことに
なる。そして、マウス2などを用いて、線分P3 4
円C2 の右円弧P4 6 ,円C3 の下円弧P6 5 ,円
1 の左円弧P5 3 の順に、図15(h)の図形をな
ぞってゆくと、CPU3は、図16に示す作図ファイル
を作成することになる。
【0033】作図ファイルは、線分や円弧の始点と終
点、直線と円の区別、時計回りと反時計回りの区別など
を示すファイルである。ここで、始点と終点は、中間フ
ァイルの登録番号で特定されており、「6」,「7」,
「10」,「9」は、それぞれ点P3 ,点P4 ,点
6 ,点P5 を示している。なお、直線と円の区別のう
ち、円については始点と終点だけでは特定できないの
で、中間ファイルの登録番号で特定している。つまり、
円番号の欄の「4」,「8」,「3」は、それぞれ円C
2 ,円C3 ,円C1 を示している。
【0034】以上の処理の結果、図17のCAD図形
と作図ファイルと工程ファイルとが完成するが、このC
AD図形を修正する場合の処理を説明する。登録されて
いる工程ファイルと作図ファイルを呼び出した後、変数
W,R1,R2の値を変更する。例えば、変数Wを12
0、変数R1を10、変数R2を30に設定し直したと
すると、図12の工程ファイルは図18のように変更さ
れ、これに合わせて、図19に示す中間ファイルが作成
される。そして、CRT6には、作成された中間ファイ
ルと、呼び出された作図ファイルとに合わせた図形が表
示される。
【0035】以上がオペレーションマクロ方式によるC
AD図形の作成方法であるが、この装置によれば、作成
された複数種類のマクロ図面を連結させることもでき
る。例えば、図20に示す6枚のマクロ図面には、互い
に関連する図形が各々に含まれているとする。この場
合、各マクロ図面中の該当する図形を一括して変更する
為に次の処理を行う。操作者は、キーボード1より、該
当するマクロ図面名(マクロ名)を指定して「連結指
定」を行う。マクロ図面名を仮にX1,X2,……X6
とすると、これらを指定して連結指定をする。
【0036】その後、各マクロ図面のどの変数とどの変
数とが同一であるかをキーボード1から定義する。例え
ば、マクロ図面X2の変数Aとマクロ図面X6の変数B
が同一である等の定義を行う。すると、CPU3は、こ
の処理に対応して上記の定義に対応した「変数同一指定
のファイル」を作成する。「変数同一指定のファイル」
が作成された後は、どのマクロ図面の変数値を変更した
場合にも、CPU3は、「変数同一指定のファイル」を
参照することによって、対応する全ての変数値を変更す
る。つまり、各マクロ図面中の該当する図形は一括して
変更されることになる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るオ
ペレーションマクロ方式CAD装置は、交点計算表にし
たがって点/直線/円を適宜に組み合わせつつCAD図
形を作成してゆく。従って、従来装置のようにコマンド
を多用する必要がなく操作が容易であり、また、マクロ
言語でプログラムを作成するような煩雑さもない。
【0038】また、直線と適宜な曲率の円弧を任意に組
み合わせて図形を作成するので、複雑な図形にも十分に
対応できる。そして、点/直線/円を適宜に組み合わせ
てCAD図形を作成してゆく図形作成過程は、中間ファ
イルに保存されてゆくので、必要があれば図面作成の過
程を再現することもでき便利である。つまり、この発明
は、パラメトリック方式とマクロプログラム方式の欠点
を解消し、簡単な操作で複雑な図形を容易に作成できる
CAD装置を提供したものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例であるオペレーションマク
ロ方式CAD装置のブロック図を図示したものである。
【図2】図1の装置の動作の概要を示すフローチャート
である。
【図3】図1の装置で指定できる交点計算式の種類を示
すものである。
【図4】図3の表の一部を説明する為の図面である。
【図5】図3の表の一部を説明する為の図面である。
【図6】図3の表の一部を説明する為の図面である。
【図7】図3の表の一部を説明する為の図面である。
【図8】図3の表の一部を説明する為の図面である。
【図9】図3の表の一部を説明する為の図面である。
【図10】図3の表の一部を説明する為の図面である。
【図11】図3の表の一部を説明する為の図面である。
【図12】工程ファイルの内容を示す図面である。
【図13】中間ファイルの内容を示す図面である。
【図14】図1の装置を用いてCAD図面を作成する手
順を説明する為の図面である。
【図15】図1の装置を用いてCAD図面を作成する手
順を説明する為の図面である。
【図16】作図ファイルの内容を示す図面である。
【図17】作図ファイルに対応する図面を示したもので
ある。
【図18】変更された工程ファイルの内容を示す図面で
ある。
【図19】変更された中間ファイルの内容を示す図面で
ある。
【図20】6枚のマクロ図面を模式的に図示したもので
ある。
【図21】パラメトリック方式のCAD装置の動作手順
を示すフローチャートである。
【図22】作成しようとする図形の一例を図示したもの
である。
【図23】マクロ言語方式のCAD装置の動作手順を示
すフローチャートである。
【符号の説明】
ST1 工程ファイル作成処理 ST2 作図ファイル作成処理 1 キーボード 2 マウス 3 CPU 4 RAM 5 ROM 6 CRTディスプレイ 7 印字装置 8 補助記憶装置

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示装置に表示されている図形要素に関
    して、その一つ又はその組合せを特定し、特定された図
    形要素に基づいて、新たな図形要素を表示装置に表示
    し、この動作を繰り返すことによって作図作業を行うよ
    うにしたCAD装置であって、一つ又は複数の図形要素と 必要なパラメータとに基づい
    て新たな図形要素を作図するための交点計算式を記憶す
    記憶手段と、新たな図形要素を作図するために必要な、基準となる一
    つ又は複数の図形要素、前記交点計算式の種類、及び必
    要なパラメータを工程ファイルに登録する 工程ファイル
    作成手段と、前記記憶手段と前記工程ファイルの内容に基づいて、新
    たな図形要素の交点や中心点などの座標値を計算して中
    間ファイルに登録する 中間ファイル作成手段とを備える
    ことを特徴とするオペレーションマクロ方式CAD装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の発明において、 前記図形要素は、点と直線と円の三要素であることを特
    徴とするオペレーションマクロ方式CAD装置。
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