JP2866783B2 - フィレット面生成装置 - Google Patents

フィレット面生成装置

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JP2866783B2
JP2866783B2 JP5150738A JP15073893A JP2866783B2 JP 2866783 B2 JP2866783 B2 JP 2866783B2 JP 5150738 A JP5150738 A JP 5150738A JP 15073893 A JP15073893 A JP 15073893A JP 2866783 B2 JP2866783 B2 JP 2866783B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフィレット面生成装置に
関し、一層詳細には、境界線で接する夫々の自由曲面間
にフィレット面を生成するフィレット面生成装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来からコンピュータ支援設計システム
(以下、CADシステムという)を用いて自動車車体等
が設計されている。
【0003】この場合、自動車車体のワイヤフレームモ
デルを構成する夫々の閉ループに曲面式が設定されて立
体的なサーフェースモデルが作成され、さらに、サーフ
ェースモデルの夫々の自由曲面間を滑らかに接続するフ
ィレット面が設定され、前記サーフェースモデルからプ
レス金型を製作するための数値データが作成される。
【0004】このフィレット面を生成する技術的思想
が、特開昭58−160041号「数値制御加工法」お
よび特開平2−287888号「自由曲面作成方法」に
開示されている。
【0005】前記「数値制御加工法」は設定された夫々
の自由曲面を示すデータとフィレット面の半径を示すデ
ータとから夫々の自由曲面間に接する複数の円弧を発生
させ、これらの円弧を順次接続することによりフィレッ
ト面のデータを生成し、このフィレット面のデータに基
づいて金型を加工するものであり、また、「自由曲面作
成方法」は共有境界を有する2つの曲面パッチ間におい
て、前記共有境界の両端部分に夫々異なるフィレット面
の半径が設定された場合に、半径の変化が連続したフィ
レット面をCADシステム上で作成するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術に係る「数値制御加工法」および「自由曲面作
成方法」は、夫々の自由曲面がフィレット面を生成する
ために必要な面を有する場合にのみフィレット面を生成
することが可能であり、夫々の自由曲面がフィレット面
を生成するために必要な面を有しないとき、フィレット
面を生成することができないという問題がある。
【0007】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたものであって、境界線によって接する
2つの自由曲面がフィレット面を生成するために必要な
面を有しない場合であっても、フィレット面の生成が可
能なフィレット面生成装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【0009】
【0010】
【課題を解決するための手段】 前記の課題を解決するた
めに、第1の発明は、 第1の自由曲面および第2の自由
曲面の境界線上の夫々の点で前記境界線に直交する平面
を生成し、前記平面と前記第1の自由曲面とが交わる第
1の交線および前記平面と前記第2の自由曲面とが交わ
る第2の交線を前記平面内で夫々の法線方向に所定距離
移動した第1の移動線および第2の移動線を生成し、こ
れらの移動線の交点から前記第1の交線および前記第2
の交線と接する前記所定距離を半径とするフィレット線
を生成し、これらのフィレット線に基づいて前記第1の
自由曲面および第2の自由曲面を接続するフィレット面
を生成するフィレット面生成装置において、前記第1の
交線の移動線と前記第2の交線の移動線との交点が得ら
れる境界線上の第1の点を原点とした第1の三次元直角
座標系を生成し、且つ、前記第1の交線の移動線または
前記第2の交線の移動線のいずれか一方の移動線が短く
て前記交点が得られない境界線上の第2の点を原点とし
た第2の三次元直角座標系を生成する三次元直角座標生
成手段と、前記第1の三次元直角座標系を前記第2の三
次元直角座標系に変換することにより、前記第1の三次
元直角座標系における第1の交線または第2の交線を前
記第2の三次元直角座標系に変換する三次元直角座標変
換手段と、前記第2の点における前記第1の交線または
前記第2の交線と、前記変換された第1の三次元直角座
標系の第1の交線または第2の交線とによって前記第2
の点におけるフィレット線を生成するフィレット線生成
手段と、とを備え、前記生成されたフィレット線に基づ
いてフィレット面生成手段が第1の自由曲面および第2
の自由曲面間にフィレット面を生成することを特徴とす
る。
【0011】た、第の発明は、第1の自由曲面およ
び第2の自由曲面の境界線上の夫々の点で前記境界線に
直交する平面を生成し、前記平面と前記第1の自由曲面
とが交わる第1の交線および前記平面と前記第2の自由
曲面とが交わる第2の交線を前記平面内で夫々の法線方
向に所定距離移動した第1の移動線および第2の移動線
を生成し、これらの移動線の交点から前記第1の交線お
よび前記第2の交線と接する前記所定距離を半径とする
フィレット線を生成し、これらのフィレット線に基づい
て前記第1の自由曲面および第2の自由曲面を接続する
フィレット面を生成するフィレット面生成装置におい
て、前記第1の交線の移動線と第2の交線の移動線との
交点が得られる前記境界線上の第1の点で前記境界線に
直交する第1の平面を生成し、且つ、前記第1の交線の
移動線および第2の交線の移動線が短くて前記交点が得
られない前記境界線上の第2の点で前記第1の平面と平
行な第2の平面と前記境界線に直交する第3の平面とを
生成する平面生成手段と、前記第1の平面と前記第2の
平面とを対向面とし、且つ、前記第1の点から前記第2
の点までの境界線を内包する直方体を生成し、当該直方
体の最短の辺の方向に前記境界線を所定距離平行移動し
た新たな境界線を生成するサブ境界線生成手段と、前記
第1の点における境界線の接線方向を第1軸とし、前記
新たな境界線と前記第1の平面とが交わる点と前記第1
の点と結んだ直線を第2軸とした第1の三次元直角座標
系を生成し、且つ、前記第2の点における境界線の接線
方向で前記第1の三次元直角座標系における第1軸と同
一の方向を第1’軸とし、前記新たな境界線と前記第3
の平面とが交わる点と前記第2の点とを結んだ直線を第
2’軸とした第2の三次元直角座標系を生成する三次元
直角座標系生成手段と、前記第1の三次元直角座標系の
第1軸を前記第2の三次元直角座標系の第1’軸とし、
前記第1の三次元直角座標系の第2軸を前記第2の三次
元直角座標系の第2’軸として前記第1の三次元直角座
標系を前記第2の三次元直角座標系に変換することによ
り、前記第1の三次元直角座標系における前記第1の交
線および第2の交線を前記第2の三次元直角座標系に変
換する三次元直角座標変換手段と、前記第2の三次元直
角座標系に変換した前記第1の交線および第2の交線か
ら前記第2の点におけるフィレット線を生成するフィレ
ット線生成手段と、を備え、前記生成されたフィレット
線に基づいてフィレット面生成手段が第1の自由曲面お
よび第2の自由曲面間にフィレット面を生成することを
特徴とする。
【0012】
【作用】本発明に係るフィレット面生成装置では、第1
の自由曲面および第2の自由曲面の境界線上の夫々の点
で前記境界線に直交する平面を生成して、前記平面と前
記第1の自由曲面とが交わる第1の交線および前記平面
と前記第2の自由曲面とが交わる第2の交線を前記平面
内で夫々の法線方向に所定距離移動した第1の移動線お
よび第2の移動線を生成し、これらの移動線の交点から
前記第1の交線および前記第2の交線と接する前記所定
距離を半径とするフィレット線を生成し、これらのフィ
レット線に基づいて前記第1の自由曲面および第2の自
由曲面を接続するフィレット面を生成するフィレット面
生成装置において、三次元座標生成手段が前記第1の交
線または前記第2の交線のいずれか一方の交線が得られ
る境界線上の第1の点を求めて、この第1の点を原点と
した第1の三次元直角座標系を生成し、且つ、前記第1
の交線および前記第2の交線が得られる境界線上の第2
の点を求め、この第2の点を原点とした第2の三次元直
角座標系を生成する。
【0013】次いで、三次元座標変換手段が前記第1の
三次元直角座標系を前記第2の三次元直角座標系に変換
することにより、前記第1の三次元直角座標系における
第1の交線または第2の交線を前記第2の三次元直角座
標系に変換し、フィレット線生成手段が前記第2の三次
元直角座標系で得られた第1の交線または第2の交線
と、前記第2の三次元直角座標系に変換された前記第1
の三次元直角座標系の第1の交線または第2の交線とに
よって前記第2の点におけるフィレット線を生成する。
このようにして生成されたフィレット線に基づいてフィ
レット面生成手段が第1の自由曲面および第2の自由曲
面間にフィレット面を生成する。
【0014】従って、第1の自由曲面または第2の自由
曲面のいずれか一方にフィレット線を生成するために必
要な面が得られない場合であってもフィレット面を生成
することが可能となる。
【0015】さらに、他の発明では、第1の自由曲面お
よび第2の自由曲面の境界線上の夫々の点で前記境界線
に直交する平面を生成して、前記平面と前記第1の自由
曲面とが交わる第1の交線および前記平面と前記第2の
自由曲面とが交わる第2の交線を前記平面内で夫々の法
線方向に所定距離移動した第1の移動線および第2の移
動線を生成し、これらの移動線の交点から前記第1の交
線および前記第2の交線と接する前記所定距離を半径と
するフィレット線を生成し、これらのフィレット線に基
づいて前記第1の自由曲面および第2の自由曲面を接続
するフィレット面を生成するフィレット面生成装置にお
いて、平面生成手段が前記第1の交線の移動線と第2の
交線の移動線との交点が得られる前記境界線上の第1の
点で前記境界線に直交する第1の平面を生成し、且つ、
前記第1の交線の移動線および第2の交線の移動線が短
くて前記交点が得られない前記境界線上の第2の点で前
記第1の平面と平行な第2の平面と前記境界線に直交す
る第3の平面とを生成する。
【0016】サブ境界線生成手段が前記第1の平面と前
記第2の平面とを対向面とし、且つ、前記第1の点から
前記第2の点までの境界線を包含する直方体を生成し、
当該直方体の最短の辺の方向に前記境界線を所定距離平
行移動した新たな境界線を生成する。
【0017】次いで、三次元直角座標生成手段が前記第
1の点における境界線の接線方向を第1軸とし、前記新
たな境界線と前記第1の平面とが交わる点と前記第1の
点とを結んだ直線を第2軸とした第1の三次元直角座標
系を生成し、且つ、前記第2の点における境界線の接線
方向で前記第1の三次元直角座標系における第1軸と同
一の方向を第1’軸とし、前記新たな境界線と前記第3
の平面とが交わる点と前記第2の点とを結んだ直線を第
2’軸とした第2の三次元直角座標系を生成する。
【0018】さらに、三次元直角座標生成手段が前記第
1の三次元直角座標系の第1軸を前記第2の三次元直角
座標系の第1’軸とし、且つ、前記第1の三次元直角座
標系の第2軸を前記第2の三次元直角座標系の第2’軸
として前記第1の三次元直角座標系を前記第2の三次元
直角座標系に変換することにより、前記第1の三次元直
角座標系における前記第1の交線および第2の交線を前
記第2の三次元直角座標系に変換する。
【0019】次いで、フィレット線生成手段が前記第2
の三次元直角座標系に変換した前記第1の交線および第
2の交線から前記第2の点におけるフィレット線を生成
し、フィレット面生成手段が前記生成されたフィレット
線に基づいて第1の自由曲面および第2の自由曲面と接
するフィレット面を生成する。
【0020】従って、第1の自由曲面および第2の自由
曲面にフィレット線を生成するために必要な面が得られ
ない場合であっても、フィレット面を生成することが可
能となる。
【0021】
【実施例】次に、本発明に係るフィレット面生成装
ついて好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
【0022】図1は本発明を実施するフィレット面生成
装置10の構成を示すブロック図である。フィレット面
生成装置10は、夫々の面ループに自由曲面の曲面デー
タが設定された所定のワイヤフレームデータWを記憶す
るワイヤフレームデータ記憶回路12と、これらの自由
曲面間にフィレット面Fを生成するコントローラ14
と、コントローラ14に演算命令等を入力する入力手段
としてのキーボード16およびフィレット面を生成する
自由曲面、例えば、自由曲面Aおよび自由曲面Bを設定
するマウス18と、前記ワイヤフレームデータWを表示
するディスプレイ装置20とを備える。
【0023】前記コントローラ14はマウス18を用い
て設定された自由曲面Aと自由曲面Bとの間にフィレッ
ト面Fを生成するためのフィレット線(以下、リブとい
う)を生成するリブ生成回路22と、このリブのデータ
を記憶するリブデータ記憶回路24と、自由曲面A、自
由曲面Bが共にリブを生成するために必要な面を有して
いる区間と自由曲面Aのみがリブを生成するために必要
な面を有している区間との境界の点GT 、および自由曲
面Aのみがリブを生成するために必要な面を有する区間
と自由曲面A、自由曲面Bが共にリブを生成するために
必要な面を有しない区間との境界の点GU とを判定する
境界点判定回路26とを備える。
【0024】さらに、コントローラ14は、前記自由曲
面Aのみがリブを生成するために必要な面を有する区間
および自由曲面A、自由曲面Bが共にリブを生成するた
めに必要な面を有しない区間にリブを生成するための複
数の三次元直角座標系を生成し、且つ、生成された前記
夫々の三次元直角座標系間を変換する三次元座標生成・
変換回路28と、前記自由曲面A、自由曲面Bが共にリ
ブを生成するために必要な面を有しない区間にリブを生
成するためのサブ境界線gを生成するサブ境界線生成回
路30と、前記リブデータ記憶回路24に記憶されたリ
ブデータからフィレット面を生成するフィレット面生成
回路32とを備える。
【0025】以上のように構成されるフィレット面生成
装置10によって、境界線Gで接する自由曲面Aと自由
曲面Bとの間に複数のリブLs 〜LE を生成し、これら
のリブLS 〜LE に基づいて自由曲面Aと自由曲面Bと
の間にフィレット面Fを生成する実施例について、図2
のメインフローチャートを参照しながら概略説明する。
【0026】ディスプレイ装置20に表示されたワイヤ
フレームモデルからフィレット面Fを生成するための自
由曲面、例えば、自由曲面Aと自由曲面B、および自由
曲面Aと自由曲面Bとの境界線Gの端点、例えば、始点
S と終点GE をオペレータがマウス18を介して設定
する(ステップS1)。
【0027】前記自由曲面Aおよび自由曲面Bの斜視図
を図3に示し、図3のH矢視図を図4に示す。図4から
諒解されるように、自由曲面Aおよび自由曲面Bは図4
の区間(a)では共にリブを生成するために必要な面を
有し、図4の区間(b)では自由曲面Aのみがリブを生
成するために必要な面を有し、図4の区間(c)では自
由曲面A、自由曲面Bが共にリブを生成するために必要
な面を有しない。
【0028】そこで、コントローラ14は図5のステッ
プS2−1乃至ステップS2−7に示す第1のリブ生成
方法によって、自由曲面A、自由曲面Bが共にリブを生
成するために必要な面を有する図4の区間(a)にリブ
S 〜LT を生成し(ステップS2)、次いで、ステッ
プS3−1〜ステップS3−9に示す第2のリブ生成方
法によって、自由曲面Aのみがリブを生成するために必
要な面を有する図4の区間(b)にリブLT+1 〜LU
生成する(ステップS3)。
【0029】さらに、コントローラ14はステップS4
−1〜ステップS4−7に示す第3のリブ生成方法によ
って、自由曲面A、自由曲面Bが共にリブを生成するた
めに必要な面を有しない図4の区間(c)にリブLU+1
〜LE を生成する(ステップS4)。
【0030】前記第1のリブ生成方法、第2のリブ生成
方法および第3のリブ生成方法によって生成されたリブ
S 〜LE に基づいてフィレット面生成回路32は自由
曲面AにおけるリブLS 〜LE の端点を接続した曲線
式、および自由曲面BにおけるリブLS 〜LE の端点を
接続した曲線式を求め、さらに、Coons式によって
フィレット面Fを生成する(ステップS5)。
【0031】次に、前記ステップS2の第1のリブ生成
方法について、図5のフローチャートを参照して説明す
る。
【0032】先ず、リブ生成回路22は境界線G上の任
意の点、例えば、始点GS で、境界線Gと直交する平面
S を生成し(図6参照)(ステップS2−1)、平面
Sと自由曲面Aとの交線PASを平面DS 上の法線方向
に所定距離r移動した仮想線EASを設定する。さらに、
平面DS と自由曲面Bとの交線PBSを平面DS 上の法線
方向で、且つ、前記仮想線EASと同一方向に所定距離r
移動した仮想線EBSを設定し(ステップS2−2)、仮
想線EASとEBSとの交点CS を求める(ステップS2−
3)。
【0033】リブ生成回路22は前記交点CS を中心と
し、前記所定距離rを半径とした円弧を生成し(ステッ
プS2−4)、この円弧が自由曲面Aと接する点RAS
よび自由曲面Bと接する点RBSを求め(ステップS2−
5)、点RASおよび点RBS間の円弧を始点GS における
リブLS としてリブデータ記憶回路24に記憶する(ス
テップS2−6)。
【0034】次いで、境界点判定回路26は境界線G上
の自由曲面A、自由曲面Bが共にリブを生成するために
必要な面を有する図4の区間(a)と、自由曲面Aのみ
がリブを生成するために必要な面を有する図4の区間
(b)との境界の点GT を求める(ステップS2−
7)。
【0035】この境界の点GT を求めるステップS2−
7の方法について、図7のフローチャートを参照して説
明する。
【0036】リブ生成回路22はリブが生成できる点と
して前記始点GS を選択し、且つ、境界線G上の夫々の
点で前記ステップS2−1〜ステップS2−5を実行
し、リブが生成できない点、例えば、終点GE を選択す
る。(ステップS2−7−1)。
【0037】境界点判定回路26はリブが生成できる点
とリブが生成できない点との境界線G上の距離を求め
(ステップS2−7−2)、この距離が設定値hより大
か否かを判定し(ステップS2−7−3)、距離>設定
値hであれば終点GE を境界の点GT ではないと判定し
て、終点GE と始点GS との中間の点、例えば、点G(H
/2) を求める(図4参照)(ステップS2−7−4)。
【0038】前記中間の点G(H/2) においてリブ生成回
路22は前記ステップS2−1〜ステップS2−5を実
行して(ステップS2−7−5)、リブL(H/2) が生成
できるか否かを判定し(ステップS2−7−6)、点G
(H/2) でリブL(H/2) が生成できれば、このリブL
(H/2) のデータをリブデータ記憶回路24に対して出力
するとともに、前記点G(H/2) をリブが生成できる点と
して境界点判定回路26に対して出力する。
【0039】境界点判定回路26はリブが生成できる始
点GS を点G(H/2) に更新し(ステップS2−7−
7)、この点G(H/2) とリブが生成できない終点GE
によってステップS2−7−2以降のステップを再び実
行する。
【0040】一方、前記ステップS2−7−6の判定に
おいてリブが生成できる点とリブが生成できない点との
中点でリブが生成できないとき、リブが生成できない点
を前記中点に更新して(ステップS2−7−8)、この
中点とリブが生成できる点とによって前記ステップS2
−7−2以降のステップを実行する。
【0041】このように、境界点判定回路26とリブ生
成回路22とによって前記ステップS2−7−2〜ステ
ップS2−7−8が繰り返し実行されて、第1のリブ生
成方法によってリブが生成できる点とリブが生成できな
い点との距離が収束され、ステップS2−7−3の判定
でリブが生成できる点とリブが生成できない点との距離
が設定値h以下となったとき、境界点判定回路26はリ
ブが生成できると判定された境界線G上の最新の点、例
えば、点GT を自由曲面A、自由曲面Bが共にリブを生
成するために必要な面を有する点と自由曲面Aのみがリ
ブを生成するために必要な面を有する点との境界の点と
見做して、このルーチンを終了する(ステップS2−7
−9)。
【0042】前記境界の点GT を求める演算中にステッ
プS2−7−5で生成された夫々のリブLS 〜LT のデ
ータはリブデータ記憶回路24に記憶される。
【0043】以上のステップによって、第1のリブ生成
方法が終了し、自由曲面A、自由曲面Bが共にリブを生
成するために必要な面を有する図4の区間(a)にリブ
S〜LT が生成される。
【0044】次に、ステップS3における第2のリブ生
成方法について、図8のフローチャートを参照して説明
する。第2のリブ生成方法は、自由曲面Aのみがリブを
生成するために必要な面を有する区間(b)と、自由曲
面A、自由曲面Bが共にリブを生成するために必要な面
を有しない区間(c)との境界の点GU を求めるととも
に、区間(b)にリブを生成する。
【0045】境界点判定回路26は前記ステップS2−
7−9で求められた境界線G上の点GT をリブが生成で
きる点として選択し、且つ、終点GE をリブが生成でき
ない点として選択する(ステップS3−1)。
【0046】次いで、リブが生成できる点GT とリブが
生成できない終点GE との境界線G上の距離を求め(ス
テップS3−2)、この距離が設定値h1 より大か否か
を判定し(ステップS3−3)、距離>設定値h1 であ
れば終点GE は境界の点ではないと判定して、点GT
終点GE との中間の点を求める(ステップS3−4)。
【0047】リブ生成回路22は前記中間の点において
第2のリブ生成方法でリブが生成できるか否かを判定し
(ステップS3−5)、リブが生成できると判定されれ
ば第2のリブ生成方法でリブを生成し(ステップS3−
6)、このリブのデータをリブデータ記憶回路24に記
憶するとともに、前記判定結果を境界点判定回路26に
対して出力する。境界点判定回路26はリブが生成でき
る点GT を前記中間の点に更新し(ステップS3−
7)、この中間の点と、リブが生成できない終点G E
によって前記ステップS3−2〜ステップS3−5を再
び実行する。
【0048】一方、前記ステップS3−5において、第
2のリブ生成方法ではリブが生成できないと判定された
場合は、境界点判定回路26はリブが生成できない終点
Eを前記中間の点に更新し(ステップS3−8)、こ
の中間の点とリブが生成できる点GT とによって前記ス
テップS3−2〜ステップS3−5を実行する。
【0049】このように、境界点判定回路26とリブ生
成回路22とによって前記ステップS3−2〜ステップ
S3−5が繰り返し実行されて、リブが生成できる点と
リブが生成できない点との距離が収束され、ステップS
3−5の判定でリブが生成できる点とリブが生成できな
い点との距離が設定値h1 以下となったとき、境界点判
定回路26はリブが生成できると判定された境界線G上
の最新の点、例えば、点GU を第2のリブ生成方法でリ
ブが生成できる点とリブが生成できない点との境界の点
と見做して(ステップS3−9)、このルーチンを終了
する。 前記点GU を求める演算中にステップS3−5
で生成されたリブLT+1 〜LU のデータはリブデータ記
憶回路24に記憶される。
【0050】次に、前記ステップS3−5における第2
のリブ生成方法でリブが生成できるか否かの判定方法、
およびこの判定でリブが生成できると判定された点、例
えば、点G(H1/4)にリブを生成するステップS3−6の
方法について図9のフローチャートを参照して説明す
る。
【0051】リブ生成回路22は点GT において前記ス
テップS2−1〜ステップS2−5を実行し、自由曲面
A上の点RATおよび自由曲面B上の点RBTを求め、点G
T と点RAT間の交線QATの長さ、および点GT と点RBT
間の交線QBTの長さを求める(図4参照)(ステップS
3−5−1)。次いで、リブが生成できると判定された
点G(H1/4)に境界線Gと直交する平面D(H1/4)を生成し
(図10参照)、この平面D(H1/4)と自由曲面Aとの交
線PA( H1/4) および自由曲面Bとの交線PB(H1/4) を求
め(ステップS3−5−2)、この交線PA(H1/4) と前
記交線QATとを比較してPA(H1/4) ≧QATか否かを判定
するとともに、交線PB(H1/4) と交線QBTとを比較して
B(H1/4) ≧QBTか否かを判定する(ステップS3−5
−3)。
【0052】この判定で、例えば、交線PA(H1/4) が交
線QAT以上であり、交線PB(H1/4)が交線QBTより短い
とき、すなわち、交線PA(H1/4) がリブを生成するため
に必要な長さを有し、交線PB(H1/4) がリブを生成する
ために必要な長さを有しないとき、第2のリブ生成方法
でリブを生成することができると判定する(ステップS
3−5−4)。
【0053】次いで、リブ生成回路22は前記交線P
B(H1/4) の長さMが設定値mより大か否かを判定し(ス
テップS3−5−5)、M>mであれば交線PB(H1/4)
を接線方向に所定距離延長し(ステップS3−5−
6)、この延長された交線PB(H1/4 ) ’と自由曲面Aの
交線PA(H1/4) とによって、リブL(H1/4)を生成する
(ステップS3−5−7)。
【0054】一方、ステップS3−5−5においてM>
mではないと判定されたとき、三次元座標生成・変換回
路28は点GT において境界線Gの接線方向であって境
界線Gの終点GE 方向を軸ZT とし、且つ、境界線Gと
直交する平面DT において、点GT と点RATを結んだ直
線を軸XT とした第1の三次元直角座標系IT を生成し
て、この第1の三次元直角座標系IT における交線QBT
を求める(図11参照)(ステップS3−5−8)。
【0055】次いで、三次元座標生成・変換回路28は
点G(H1/4)において、境界線Gの接線方向であって前記
軸ZT と同一の方向を軸Z(H1/4)とし、且つ、点G
(H1/4)に生成された境界線Gと直交する平面D(H1/4)
おいて点G(H1/4)と点RA(H1/4)とを結んだ直線を軸X
(H1/4)とした第2の三次元直角座標系I(H1/4)を生成す
る(ステップS3−5−9)。
【0056】さらに、前記軸ZT を前記軸Z(H1/4)に対
応させ、且つ、軸XT を軸Z(H1/4)に対応させて第1の
三次元直角座標系IT を第2の三次元直角座標系I
(H1/4)に変換することにより、交線QBTを第2の三次元
直角座標系I(H1/4)上に変換する(ステップS3−5−
10)。
【0057】リブ生成回路22は線QA(H1/4) と線QBT
とによって、点G(H1/4)におけるリブL(H1/4)を生成し
(ステップS3−5−11)、このリブL(H1/4)のデー
タをリブデータ記憶回路24に記憶する。
【0058】一方、前記ステップS3−5−3の判定で
交線PA(H1/4) および交線PB(H1/4 ) がリブを生成する
ために必要な長さを有しないとき、第2のリブ生成方法
ではリブが生成できないと判定して(ステップS3−5
−12)ステップS3−8を実行する。
【0059】以上説明したように、第2のリブ生成方法
ではステップS3−1〜ステップS3−11によって、
自由曲面Aのみがリブを生成するために必要な面を有す
る区間(b)と、自由曲面A、自由曲面Bが共にリブを
生成するために必要な面を有しない区間(c)との境界
の点GU を求めるとともに、自由曲面Aのみがリブを生
成するために必要な面を有する区間(b)にリブLT+1
〜LU を生成する。
【0060】次に、ステップS4における第3のリブ生
成方法について図12のフローチャートを参照して説明
する。
【0061】この第3のリブ生成方法は、自由曲面Aお
よび自由曲面Bがリブを生成するために必要な面を有し
ない区間(c)にリブを生成する方法である。
【0062】リブ生成回路22は前記ステップS3−9
で求められた境界線G上の点GU をリブが生成できる点
として選択し、且つ、前記ステップS3−5−12の判
定で第2のリブ生成方法ではリブが生成できないと判定
された点、例えば、点GN を選択し、サブ境界線生成回
路30に対して出力する。この点GN は自由曲面A、自
由曲面Bが共にリブを生成するために必要な面を有しな
い境界線G上の点である。
【0063】サブ境界線生成回路30は点GU において
境界線Gに直交する平面DU および点GN において前記
平面DU と平行な平面DX を生成し、前記平面DU と境
界線Gとが交わる交点を図13に示すように右上角部と
し、前記平面DX と境界線Gとが交わる点GN を左下角
部とする直方体Kを生成する(ステップS4−1)。
【0064】サブ境界線生成回路30は前記直方体Kの
辺wと辺tと辺dとを夫々比較して、最短の、例えば、
辺wを選択し(ステップS4−2)、境界線GUNを前記
最短の辺wの方向に所定距離j平行に変位させた新たな
境界線(サブ境界線)gを生成する(ステップS4−
3)。
【0065】ここで、前記サブ境界線gが面DU と交わ
る点を点GU ’とする。
【0066】次いで、三次元座標生成・変換回路28は
点GU において、境界線Gの接線方向であって点GN
向を軸ZU とし、且つ、点GU に生成された境界線Gに
直交する平面DU 上で点GU と点GU ’とを結んだ直線
を軸XU とした三次元直角座標系IU を生成して、この
三次元直角座標系IU における線QAUおよびQBUを求め
る(図14参照)(ステップS4−4)。
【0067】一方、三次元座標生成・変換回路28は点
N において境界線Gの接線方向であって前記点GU
おける軸ZU と同一の方向を軸ZN とし、さらに、点G
N において境界線Gと直交する平面DN を生成して、こ
の平面DN と前記サブ境界線gとが交わる点GN ’を求
め、点GN と点GN ’とを結んだ直線を軸XN とした三
次元直角座標系IN を生成する(ステップS4−5)。
【0068】さらに、三次元座標生成・変換回路28は
軸ZU を軸ZN に対応させ、且つ、軸XU を軸XN に対
応させて三次元直角座標系IU を三次元直角座標系IN
に変換することにより前記ステップS4−4で生成され
た三次元直角座標系IU における交線QAUおよびQBU
三次元直角座標系IN 上に変換する(ステップS4−
6)。
【0069】この交線QAUおよびQBUに基づいてリブ生
成回路22は境界線G上の点GN におけるリブLN を生
成し(ステップS4−7)、リブデータ記憶回路24に
記憶する。
【0070】リブ生成回路22、三次元座標生成・変換
回路28およびサブ境界線生成回路30は点GU+1 から
終点GE の間の境界線GUE上の夫々の点GU+1
U+2 、…GE において前記ステップS4−1〜ステッ
プS4−7を実行し、リブLU+1 、LU+2 、…LE を生
成してリブデータ記憶回路24に記憶する。
【0071】なお、前記ステップS4−2において選択
された最短の辺が辺tまたは辺dである場合、サブ境界
線gは平面DN まで到達しないため、サブ境界線gをそ
の接線方向に平面DN まで延長し、平面DN 上でリブL
N を生成する。
【0072】このように、第3のリブ生成方法では自由
曲面Aおよび自由曲面Bがリブを生成するために必要な
面を有しない区間(c)にリブを生成する。
【0073】以上のようなステップによって、リブデー
タ記憶回路24には第1のリブ生成方法で生成されたリ
ブLS 〜LT 、第2のリブ生成方法で生成されたリブL
T+1〜LU および第3のリブ生成方法で生成されたリブ
U+1 〜LE のリブデータが記憶される。
【0074】そこで、フィレット面生成回路32は前記
リブデータ記憶回路24からリブL S 〜LE のデータを
読み出し、これらのリブLS 〜LE のデータに基づいて
前述のステップS5に示す演算によって、自由曲面Aお
よび自由曲面Bの間にフィレット面Fを生成する。
【0075】以上説明したように、本実施例では、自由
曲面Aのみがリブを生成するために必要な面を有してい
る図4の区間(b)では第2のリブ生成方法でリブを生
成し、自由曲面A、自由曲面Bが共にリブを生成するた
めに必要な面を有していない図4の区間(c)では第3
のリブ生成方法でリブを生成する。
【0076】従って、自由曲面Aまたは自由曲面Bがリ
ブを生成するために必要な面を有している場合、若しく
は、自由曲面A、自由曲面Bが共にリブを生成するため
に必要な面を有していない場合のいずれであってもリブ
を生成することができ、フィレット面Fの生成が可能と
なる。
【0077】なお、本実施例では、第1のリブ生成方法
および第2のリブ生成方法によってリブを生成した後に
第3のリブ生成方法によってリブを生成したが、自由曲
面Aおよび自由曲面Bの形状によっては第1のリブ生成
方法によってリブを生成した後に第2のリブ生成方法ま
たは第3のリブ生成方法のいずれか一方の方法を実行し
て終了することも可能である。
【0078】さらに、ステップS1で設定されるフィレ
ット面Fの半径は、複数種類の場合であっても同様の方
法でリブを生成し、このリブによってフィレット面Fを
生成することが可能である。
【0079】
【発明の効果】本発明に係るフィレット面生成装置で
は、第1の自由曲面または第2の自由曲面のいずれか一
方にフィレット線を生成するために必要な面が得られな
い場合、および第1の自由曲面および第2の自由曲面に
フィレット線を生成するために必要な面が得られない場
合であっても、第1の自由曲面および第2の自由曲面間
にフィレット面を生成することが可能となり、オペレー
タが経験に基づいて生成していた従来の方法と比較して
迅速、且つ、歪みの少ないフィレット面を生成すること
ができ、フィレット面生成のための工数を大幅に削減す
ることが可能になるとともに、高品質のフィレット面を
生成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するフィレット面生成装置の構成
を示すブロック図である。
【図2】図1に示すフィレット面生成装置において、2
つの自由曲面間にフィレット面を作成する方法の概要を
説明するメインフローチャートである。
【図3】図1に示すフィレット面生成装置において、デ
ィスプレイ装置に表示される選択された2つの自由曲面
を説明する図である。
【図4】図3に示す2つの自由曲面のH矢視図である。
【図5】図2のメインフローチャートにおける第1のリ
ブ生成方法の詳細を説明するフローチャートである。
【図6】図5のフローチャートに示す第1のリブ生成方
法を説明する図である。
【図7】図5に示す第1のリブ生成方法において、リブ
が生成できる境界線上の点とリブが生成できない境界線
上の点の境界線となる点を求める方法を説明するフロー
チャートである。
【図8】図2のメインフローチャートにおける第2のリ
ブ生成方法を説明するフローチャートである。
【図9】図8のフローチャートで求められた区間にリブ
を生成する方法を説明するフローチャートである。
【図10】図9のフローチャートに示す第2のリブ生成
方法において、境界線に直交する面と夫々の自由曲面と
の関係を説明する図である。
【図11】図9のフローチャートに示す第2のリブ生成
方法において、境界線上の点に生成される三次元直角座
標系を説明する図である。
【図12】図2のフローチャートに示す第3のリブ生成
方法を説明するフローチャートである。
【図13】図12のフローチャートに示す第3のリブ生
成方法において生成されるサブ境界線と、これが外接す
る直方体を説明する図である。
【図14】図12のフローチャートに示す第3のリブ生
成方法において、三次元直角座標系を座標変換する方法
を説明する図である。
【符号の説明】
10…フィレット面生成装置 12…ワイヤフレ
ームデータ記憶回路 14…コントローラ 22…リブ生成回
路 24…リブデータ記憶回路 26…境界点判定
回路 28…三次元座標生成・変換回路 30…サブ境界線
生成回路 32…フィレット面生成回路 A、B…自由曲面 CS …交点 DS 〜DE …平面 F…フィレット面 G…境界線 g…サブ境界線 K…直方体 LS 〜LE …リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 歩 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダ エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 床井 正紀 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダ エンジニアリング株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06F 17/50 G06T 17/00 JICSTファイル(JOIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の自由曲面および第2の自由曲面の境
    界線上の夫々の点で前記境界線に直交する平面を生成
    し、前記平面と前記第1の自由曲面とが交わる第1の交
    線および前記平面と前記第2の自由曲面とが交わる第2
    の交線を前記平面内で夫々の法線方向に所定距離移動し
    た第1の移動線および第2の移動線を生成し、これらの
    移動線の交点から前記第1の交線および前記第2の交線
    と接する前記所定距離を半径とするフィレット線を生成
    し、これらのフィレット線に基づいて前記第1の自由曲
    面および第2の自由曲面を接続するフィレット面を生成
    するフィレット面生成装置において、 前記第1の交線の移動線と前記第2の交線の移動線との
    交点が得られる境界線上の第1の点を原点とした第1の
    三次元直角座標系を生成し、且つ、前記第1の交線の移
    動線または前記第2の交線の移動線のいずれか一方の移
    動線が短くて前記交点が得られない境界線上の第2の点
    を原点とした第2の三次元直角座標系を生成する三次元
    直角座標生成手段と、 前記第1の三次元直角座標系を前記第2の三次元直角座
    標系に変換することにより、前記第1の三次元直角座標
    系における第1の交線または第2の交線を前記第2の三
    次元直角座標系に変換する三次元直角座標変換手段と、 前記第2の点における前記第1の交線または前記第2の
    交線と、前記変換された第1の三次元直角座標系の第1
    の交線または第2の交線とによって前記第2の点におけ
    るフィレット線を生成するフィレット線生成手段と、 を備え、前記生成されたフィレット線に基づいてフィレ
    ット面生成手段が第1の自由曲面および第2の自由曲面
    間にフィレット面を生成することを特徴とするフィレッ
    ト面生成装置。
  2. 【請求項2】第1の自由曲面および第2の自由曲面の境
    界線上の夫々の点で前記境界線に直交する平面を生成
    し、前記平面と前記第1の自由曲面とが交わる第1の交
    線および前記平面と前記第2の自由曲面とが交わる第2
    の交線を前記平面内で夫々の法線方向に所定距離移動し
    た第1の移動線および第2の移動線を生成し、これらの
    移動線の交点から前記第1の交線および前記第2の交線
    と接する前記所定距離を半径とするフィレット線を生成
    し、これらのフィレット線に基づいて前記第1の自由曲
    面および第2の自由曲面を接続するフィレット面を生成
    するフィレット面生成装置において、 前記第1の交線の移動線と第2の交線の移動線との交点
    が得られる前記境界線上の第1の点で前記境界線に直交
    する第1の平面を生成し、且つ、前記第1の交線の移動
    線および第2の交線の移動線が短くて前記交点が得られ
    ない前記境界線上の第2の点で前記第1の平面と平行な
    第2の平面と前記境界線に直交する第3の平面とを生成
    する平面生成手段と、 前記第1の平面と前記第2の平面とを対向面とし、且
    つ、前記第1の点から前記第2の点までの境界線を内包
    する直方体を生成し、当該直方体の最短の辺の方向に前
    記境界線を所定距離平行移動した新たな境界線を生成す
    るサブ境界線生成手段と、 前記第1の点における境界線の接線方向を第1軸とし、
    前記新たな境界線と前記第1の平面とが交わる点と前記
    第1の点と結んだ直線を第2軸とした第1の三次元直角
    座標系を生成し、且つ、前記第2の点における境界線の
    接線方向で前記第1の三次元直角座標系における第1軸
    と同一の方向を第1’軸とし、前記新たな境界線と前記
    第3の平面とが交わる点と前記第2の点とを結んだ直線
    を第2’軸とした第2の三次元直角座標系を生成する三
    次元直角座標系生成手段と、 前記第1の三次元直角座標系の第1軸を前記第2の三次
    元直角座標系の第1’軸とし、前記第1の三次元直角座
    標系の第2軸を前記第2の三次元直角座標系の第2’軸
    として前記第1の三次元直角座標系を前記第2の三次元
    直角座標系に変換することにより、前記第1の三次元直
    角座標系における前記第1の交線および第2の交線を前
    記第2の三次元直角座標系に変換する三次元直角座標変
    換手段と、 前記第2の三次元直角座標系に変換した前記第1の交線
    および第2の交線から前記第2の点におけるフィレット
    線を生成するフィレット線生成手段と、 を備え、前記生成されたフィレット線に基づいてフィレ
    ット面生成手段が第1の自由曲面および第2の自由曲面
    間にフィレット面を生成することを特徴とするフィレッ
    ト面生成装置。
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