JP2966441B2 - 図面作成支援装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、図面作成装置に係り、特に図面内の各図象
間の干渉回避を計算機内において、自動的に処理するよ
うにした図面作成支援装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の図面作成支援装置による図面の作成は、主に２
つの方法がある。第１の方法は、作図上の基本的なルー
ルに従つて計算機内で図象の作図位置を決定し、その結
果を表示装置に出力した後、対話処理により図象位置の
移動，修正を行ない最終図とするものである。第２の方
法は、計算機による作図位置の自動決定は行なわず、寸
法，品番等図示の必要な属性情報の全くない状態を表示
装置に出力し、作業者が対話により属性情報を付加して
いくものである。

前者の方法は、プログラム内の干渉回避機能が不足し
ているため、表示装置に出力された後の図象間の干渉回
避処理に多大の時間を要する。後者の方法は、属性付加
作業に膨大な対話時間を要する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の装置では、第１の方法を適用すると、図面上に
作図される図象が複雑になればなるほど情報が多くな
り、対話作業において表示装置上の図象の判別が困難に
なり、対話時間の増大につながる。また、第２の方法を
適用すると、対話作業量が多いのは勿論、図面の品質に
作業者の個人差が発生する他、オペレータによる作業で
あるためある程度の情報の入力もれは避けられないとい
う問題を含んでいる。

本発明の目的は、干渉する図象の発生を低減でき、か
つ干渉チェックに要する処理時間を低減できる図面作成
支援装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の特徴は、作図対象
物に関する図象データを記憶するメモリと、表示装置と
を備えた図面作成支援装置において、前記図象データを
作図する作図領域を分割してなる複数の矩形領域毎に前
記図象データの有無を示す図象データ有無情報を記憶す
る前記メモリと、前記図象データの混み具合を表わす指
標を用いて混み入っている領域である拡大図作成領域を
抽出する手段と、前記抽出された拡大図作成領域内に含
まれる複数の図象データの拡大図を、前記図象データ有
無情報に基づいて得られる前記作図領域の空領域に作成
する手段と、前記図象データである寸法値及び／又は寸
法線と、他の前記図象データである配管及び／又は部品
の形状を示す図形との干渉の有無を判定する手段と、こ
れらの図象データ間に干渉が有ると判定された場合に、
前記干渉する寸法値及び／又は寸法線と、前記図象デー
タ有無情報に基づいて得られる前記作図領域の空領域に
移動させる手段とを備えたことにある。

〔作用〕

本発明によれば、図象データの混み具合を表わす指標
を用いて混み入っている領域である拡大図作成領域を抽
出し、この抽出された拡大図作成領域内に含まれる複数
の図象データの拡大図を作図領域の空領域に作成するこ
とにより、図象の干渉が発生し易い拡大図作成領域内の
図象データの混み具合を低減できるので、干渉する図象
の発生を低減できる。このため、図象の干渉回避に要す
る処理を低減し、図象間の干渉がない図面の作成に要す
る時間を短縮できる。また、図象データを作図する作図
領域を分割してなる複数の矩形領域毎に図象データの有
無を示す図象データ有無情報を用いることにより、拡大
図を作成するための作図領域内の空領域を簡単に把握で
きる。更に、図象データである寸法値及び／又は寸法線
と、他の図象データである配管及び／又は部品の形状を
示す図形との干渉の有無を判定し、これらの図象データ
間に干渉が有ると判定された場合に、この干渉する寸法
値及び／又は寸法線を作図領域の空領域に移動させるこ
とにより、干渉チェックの対象となるデータ量を減少し
て干渉チェックに要する処理時間を低減できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明
する。

本発明の実施例における図面作成支援装置は、図象間
の干渉回避精度及び計算効率の向上を図るため、以下の
方法を適用している。

1.図面上に配置されている図象の状態を計算機内にモデ
ル化する４分木によるモデリング方法を適用する。４分
木モデルの適用により、計算機内において図面がを４の
ｎ乗個の階層的に細分化された矩形領域としてモデル化
され、各々の矩形領域に領域占有情報が付加されてい
る。このため、各矩形領域に作図される図象情報及び属
性情報の管理が容易になる他、図面上で既に作図が済ん
でいる領域を容易に把握できる。

2.図象の作図順序に優先度を設ける方法が適用される。
図象の作図順序に優先度に設けることにより、作図位置
に関する自由度の低い図象は先に、自由度の高い図象は
後に作図されることになる。このため、図象間の干渉回
避が円滑且つ容易に行なえる。

3.図象をそれを包含する最小の矩形で定義し、矩形どう
しの重複を判定することにより干渉チエツクを行なう方
法が適用される。従来、図面上に作図される図象は直線
の集合体として形成されているため、このレベルにおい
て干渉チエツクを行なうことはデータ量が膨大なものと
なり、計算時間が増大する。従つて、本発明の実施例に
おいては、干渉チエツク時には各図象がこれを包含する
矩形として定義される。このため、データ量が削減で
き、結果として、干渉チエツクに要する処理時間の削減
が図れる。

4.図象間において、干渉を許す図象及び許さない図象を
設定し、計算時間の削減を図る方法が適用される。干渉
を許す図象及び許さない図象を設定することによって、
全図象間について干渉チエツクを行なう必要がなくな
り、計算時間の削減が図れる。

5.図象の混み具合を自動的に判定し、混み入つている領
域を自動的に拡大図として作図する方法が適用される。
図象の混み入つた領域を自動的に判定し、拡大図を作図
する機能を有するので、図象間の干渉が削減できる上
に、従来行っていた、表示装置上に出力された図象を見
て、作業者が対話にて指示していた拡大図の作図が不要
となる。

6.図象の混み具合を均等に最適化するノツトスケール処
理が適用される。ノツトスケール処理により、図象の混
み具合を均等に最適化することができ、図象間の干渉が
削減できる。

第１図は、本発明の一実施例である図面作成支援装置
の構成を示したものである。本実施例は、処理装置２、
処理装置２に接続される入力装置1,表示装置3,処理装置
４及び記憶装置５、及び処理装置４に接続される記憶装
置６を備える。図象の作図を行なう演算処理装置２は、
作図用のインプツトデータを入力装置１を介して読み込
み、処理装置２で作図された図象同志の干渉の検出及び
干渉する場合の干渉回避演算（図象同志が干渉しない位
置を求める）を行なう処理装置４により決定される干渉
回避位置で図象の作図を行い、その結果を図面イメージ
データとして記憶装置５へ書き込む。なお、図象とは、
配管及び部品等の形状を示す図形，寸法線及び引出線等
の線図、及び寸法，品番及び配管系統名等の文字を意味
している。処理装置４は、図面上の図象の作図情報を格
納している記憶装置６の内容を常に把握しており、最適
配置部4a,作図情報管理部4b,干渉検出・回避部4c,拡大
図作図部4dを有する。また、処理装置２は、データ入力
部2a,ノツトスケール処理部2b,作図指示部2c,結果出力
部2dを有する。

第２図（ａ）及び（ｂ）に、本実施例の図面作成支援
装置で実行される処理手順を示す。第２図（ａ）及び
（ｂ）の処理手順のうち一点鎖線で囲まれたステツプ1b
〜2bの処理は、処理装置４で実行される。これらのステ
ツプ以外のステツプ７〜15は、処理装置４で実行され
る。処理装置２の処理から処理装置４の処理（またはこ
れの逆）に移る場合は関係するデータが処理装置２から
処理装置４（または処理装置４から処理装置２）に移送
される。以下、本実施例で行われる処理の内容を第２図
に基づいて説明する。

まず、ステツプ７では、入力装置１から入力された作
図用の２次元情報（配管，部品等のレイアウト図形デー
タ）、図面内の図象に対する属性情報（部品及溶接点等
の品番のデータ）及び作図形態の指示命令（拡大図作図
指示等）のインプツトデータを読み込む。レイアウト図
形データは、別のCADシステムで作成される。ステツプ1
6においては、これらの情報から図象の複雑さ及び属性
情報量の多大さ、すなわち図象の込み具合に基づいて、
拡大図の作図が必要である部分（領域）があるか否かを
判定する。拡大図作図の必要性のある領域が存在すると
判定された場合には、その領域を拡大図作図領域として
保存する（ステツプ17）ここで拡大図作図領域と判別さ
れた部分は、後述する拡大図作図（ステツプ11）のプロ
セスを踏む。前述の領域が存在しない場合には、処理装
置２により配管ルート，サポート，部品（継手類，弁
等）、溶接点等の配管レイアウト情報の作図位置をこの
順で一定の規則に従い決定する（ステツプ８）。決定さ
れた各々の図象の作図位置は処理装置４に送られ、作図
情報管理部4bを介して記憶装置６に書き込まれる。ここ
まで作図された図象は、作図位置の移動が不可能なもの
（配管上の部品であり、作図位置が一意的に決まつてし
まう性質を有す。言いかえば、自由度の低いもの）であ
り、ここで決まつた作図位置は最後まて変更が加えられ
ない。

次に、寸法線・寸法値の作図位置を処理装置２により
一定のルールに基づき決定する（ステツプ９）。例え
ば、配管ルートがＸ軸方向に走つていれば、寸法引出し
線はＺ軸方向に引出し、配管ルートがＹ軸方向に走つて
いれば、寸法引出し線はＸ線方向に引出すというもので
ある。これは、配管設計用のアイソメトリツク図におけ
る基本的な寸法作図ルールである。寸法は、図示配管図
象の一端から順次作図位置を決定して行くが、作図位置
を決定する場合には必ず、処理装置４により既に作図位
置が決定された図象（この場合、配管ルート，サポー
ト，継手類等を意味する）との干渉チエツクを行ない
（ステツプ18）、干渉が発見された場合は、干渉を回避
できる最適な位置に寸法線，寸法値を配置する（ステツ
プ19）。これらの作図位置の情報もまた、記憶装置６に
格納され、後から作図される図象との干渉回避の対象に
なる。

ここで、本実施例の最も重要な機能である図面上の図
象同志の干渉の検出及び干渉回避機能（ステツプ19で行
われる処理）の具体例を第３図〜第５図により説明す
る。

第３図は、図面上に作図される情報を効果的に管理す
る手法として記憶装置６内に採用している４分木モデル
の概念図を示している。一般に、４分木モデルは２次元
の図象が平面内に配置されている状態（第３図（ａ））
を計算機内にモデル化する一手法として知られているも
のである。図面をあらかじめ４のｎ乗個の矩形領域（第
３図（ａ））に階層的に細分化してモデル化（第３図
（ｂ））しておく方法である。各々の矩形領域には図象
の作図状況に応じ３つの状態を割当てる。すなわち、矩
形内部に図象を全く含まない空白の状態、図象によつて
矩形が満たされている占有の状態、空白と占有の２つの
部分を持つ境界の状態の３つである。これにより、各々
の矩形の状態を総合的に見た時に図面上の空領域と占有
領域の状態を容易に把握することができる。

第４図は、図面内の図象間の干渉チエツク時のデータ
量の削減を図るために、各々の図象をそれを包含する最
小の矩形として定義したものである（点線で表わす矩
形）。各図象間の干渉チエツクはこれらの矩形の重複を
干渉検出・回避部4cにおいて判定することにより行な
う。干渉が発見されると干渉する２つの図形のうち後に
画かれたものが図面上の空領域へ再配置される。第５図
は、本実胞例における矩形の重複の判定方法について示
したものである。実線は既に作図位置が決定された図
象、破線は実線の図象と干渉を生じた後から作図された
図象である。第５図（ａ）は、１つの矩形の頂点がもう
一方の矩形内に存在しているかどうかにより重複を判定
するものである。判定の基準は、既存の矩形の頂点A,C
を通る任意の平行線l,mに対して、破線の矩形の一頂点
Ｐについて、 （１）∠PAL＜∠DAL或いは∠PAL＞∠BALの場合は、矩形
の重複は起きていない。

（２）∠PCM＜∠DCM或いは∠PCM＞∠BCMの場合は、矩形
の重複は起きていない。

という条件判定により行なうものである。また、第５図
（ｂ）は、（ａ）の判定により干渉がないことが確認さ
れた後、行なうもので２つの矩形を構成する各々の辺が
互いに交差しているかどうかにより重複を判定するもの
である。判定の基準は、各々の辺に対して直線の方程式
を定義し、連立して解くことにより解（交点）を求める
というものである。

但し、解の範囲は各々の頂点の座標によつて定義され
る範囲とする。

この２つの判定方法の組合せにより図象の干渉は、全
て検出可能であるが干渉が検出された場合には、干渉を
おこした図象（第６図−26）を包含する最小の矩形をあ
らかじめ４分木モデルにより４のｎ乗個に分割しておい
た矩形の中から検出し、この矩形領域に隣接する最も近
い関係にある矩形領域（第６図−27）の中に、干渉をお
こした図象を包含できるような空領域を検策し、図象を
そこへ回避し（第６図の28）、作図位置を決定する。

以上のような図象同志の干渉検出・回避機能を適用す
ることにより、必要な全ての寸法・寸法値の作図位置が
決定したら、溶接点名称，配管ラインNo.,エレベーシヨ
ン，部品の品番を示す引出し線付き円（以降風船と呼
ぶ）等の属性情報の作図位置を同様の手順方法で決定し
（ステツプ10,20及び21）、既に作図位置が決定し、記
憶装置６に格納されている寸法線・寸法値等の情報と合
わせ、図面イメージデータ（２次元描画情報として）記
憶装置５に格納した後（ステツプ25）、このデータを用
いて図面を出力する。ステツプ21,24及び26は、ステツ
プ19と同じ処理を実行する。

一方、ステツプ16において、あらかじめ拡大図を作図
する領域が抽出されている場合に、この領域を自動的に
図面上の空領域へ拡大図として作図するのが、拡大図自
動作図機能（ステツプ11）である。第７図に、拡大図自
動作図機能（ステツプ11）の処理の詳細を示す。処理は
大きく３つのフロセスに分けることができ、第１のプロ
セスは拡大対象要素選定のプロセスで、配管ルートを構
成する全ての配管要素に関して、配管上に存在する近接
する接点（配管ルートを定義する点で入力装置から読込
まれる。）間の距離Ｌを計算し、その長さがあらかじめ
規定した一定の長さよりも小さければ、拡大対象要素と
して選定する（ステツプ29及び30）。第２のプロセスは
拡大図作図領域設定のプロセスで、選定した拡大対象要
素で位置が近接しているものを包含するような矩形領域
を定義する。この領域には、拡大対象要素の他にそれに
接続する配管要素も範囲内であれば含める（ステツプ31
〜35）。第３のプロセスは拡大図作図のプロセスで、第
２のプロセスで定義した領域内に含まれる拡大対象要素
の数が５つ以上であれば、（拡大対象要素が５つ以上連
続して存在すれば、）その領域を拡大図として図面上の
空領域へ作図する。作図はその領域内に含まれる拡大対
象要素数の多い順から行なわれ、その数が５つ未満であ
れば、その領域内で干渉回避が可能であると判定し、拡
大図の作図は行なわない（ステツプ36〜40）。拡大図に
おける配管レイアウト情報，寸法線・寸法値及び属性情
報の作図位置決めの手順は、主要図象における場合と同
様である。すなわち、拡大図作成におけるステツプ12〜
14は前述のステップ８〜10と、またステップ23〜26は前
述のステップ18〜21と同じ処理である。ステツプ12〜1
4、23〜26、及びステップ15の処理の概要は、第８図に
示す通りである。

前述のステツプ11の処理を行うことによつて、図象間
の間隔が広くなり、その後にステツプ12〜14の処理を行
つても各図象間の干渉が少なくなる。従つて、ステツプ
23及び25で「Yes」と判定される確率が減少し、適切な
図面の作成に要する時間が著しく短縮される。各図象が
こみ合つている場合にステツプ11の処理を実行しないと
ステツプ23及び25で「Yes」と判定される確率が著しく
多くなり、ステツプ24及び16の処理も頻繁に行われるこ
とになる。

以上のような処理機能，手順に基づき作業されたアイ
ソメトリツク図の例を第９図に示す。図象間の干渉が自
動的に回避され、見やすい図面が出力されている。

本実施例の図面作成支援装置によれば、以下に示す効
果が得られる。

（１）従来の図面作成支援装置において図象間の干渉回
避オペレーシヨンに要していた多大な対話時間を、計算
機内での種々の図象最適配置機能を用いることにより自
動的に図象同志の干渉回避を行ない、最適な作図位置を
決定するという過程をとることにより解決し、図面作成
に要する時間を大幅に削減した。

（２）人手による対話作業量が低減でき、人為的なミス
が削減され、かつ図面としての精度向上が図れる。

（３）本装置内で一定の処理手順により図面が作成され
ることから、図面作成における作業者の個人差解消、図
面品質の均質化、及び作業者に要求される知識，経験量
の軽減が図れる。

（４）図象等がこみ合つて位置する場合は、ステツプ11
の処理を行つてそれらの図象を含む拡大図を作成するの
で、各図象間の干渉が少なくなりステツプ24,26の処理
の回数が低減される。このため、各図象を含む適切な図
面を作成するのに要する処理時間が著しく短縮される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、干渉する図象の発生を低減できる。
このため、図象の干渉回避に要する処理を低減し、図象
間の干渉がない図面の作成に要する時間を短縮できる。
また、拡大図を作成するための作図領域内の空領域を簡
単に把握できる。更に、干渉チェックの対象となるデー
タ量を減少し、干渉チェックに要する処理時間も低減で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である図面作成支援装置の構成
図、第２図（ａ），（ｂ）は第１図の装置で実行される
処理手順の説明図、第３図は４分木モデルの概念図、第
４図は図象を矩形により定義した場合の説明図、第５図
は図象間の干渉検出方法についての説明図、第６図は干
渉回避の方法についての説明図、第７図（ａ），（ｂ）
は第２図のステツプ11の詳細説明図、第８図は拡大図作
図の例を示す説明図、第９図は第１図の装置により処理
された出力例を示す説明図である。 １……キーボード・マウス等の入力装置、２……図象の
作図位置を決定する演算処理装置、2a……データ入力
部、2b……ノツトスケール処理部、2c……作図指示部、
2d……結果出力部、３……デイスプレイ等の表示装置、
４……図面内の図象同志の干渉チエツク及び干渉回避演
算を実行する演算処理装置、4a……最適配置部、4b……
作図情報管理部、4c……干渉検出・回避部、4d……拡大
図作図部、5,6……磁気デイスク等の記憶装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川畑 淳一 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭63−150763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−276176（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−94891（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 17/50

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作図対象物に関する図象データを記憶する
   メモリと、表示装置とを備えた図面作成支援装置におい
   て、 前記図象データを作図する作図領域を分割してなる複数
   の矩形領域毎に前記図象データの有無を示す図象データ
   有無情報を記憶する前記メモリと、 前記図象データの混み具合を表わす指標を用いて混み入
   っている領域である拡大図作成領域を抽出する手段と、 前記抽出された拡大図作成領域内に含まれる複数の図象
   データの拡大図を、前記図象データ有無情報に基づいて
   得られる前記作図領域の空領域に作成する手段と、 前記図象データである寸法値及び／又は寸法線と、他の
   前記図象データである配管及び／又は部品の形状を示す
   図形との干渉の有無を判定する手段と、 これらの図象データ間に干渉が有ると判定された場合
   に、前記干渉する寸法値及び／又は寸法線と、前記図象
   データ有無情報に基づいて得られる前記作図領域の空領
   域に移動させる手段と を備えたことを特徴とする図面作成支援装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記図象データの混み
   具合を表わす指標として、前記図象データである配管及
   び／又は部品の形状を示す図形間の距離を用いることを
   特徴とする図面作成支援装置。
3. 【請求項３】作図対象物に関する図象データを記憶する
   メモリと、表示装置とを備えた図面作成支援装置におい
   て、 前記図象データを作図する作図領域を分割してなる複数
   の矩形領域毎に前記図象データの有無を示す図象データ
   有無情報を記憶する前記メモリと、 前記図象データである配管及び／又は部品の形状を示す
   図形データ及び前記図形データの混み具合を表わす指標
   を用いて混み入っている領域である拡大図作成領域を抽
   出する手段と、 前記抽出された拡大図作成領域内に含まれる複数の前記
   図形データの拡大図を、前記図象データ有無情報に基づ
   いて得られる前記作図領域の空領域に作成する手段と、 前記図象データである寸法値及び／又は寸法線を示す寸
   法データの作図位置を決定し、前記決定された寸法デー
   タと前記図形データとの干渉の有無を判定する手段と、 これらの図象データ間に干渉が有ると判定された場合
   に、前記干渉する寸法データを前記作図領域の空領域に
   移動させる手段と を備えたことを特徴とする図面作成支援装置。