JP3276516B2 - 三次元形状生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、三次元形状生成装置に
関し、より詳細には、三次元形状の設計履歴を利用した
形状修正装置に関する。例えば、コマンドを用いた対話
型設計システムにおける形状修正装置に適用されるもの
である。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータを利用した設計・生産のた
めの必須の道具として、ＣＡＤ（Ｃomputer Ａided Ｄe
sign）やＣＡＭ（Ｃomputer Ａided Ｍanufacturing）
が広く普及している。また、完成した製品や部品が実際
の使用に耐えうるかどうかなどを、実験でなくコンピュ
ータにより検証しようというＣＡＥ（Ｃomputer Ａided
Ｅngineering）も一般化されようとしている。そして、
コンピュータグラフィックス（ＣＧ：Ｃomputer Ｇraph
ics）を設計の分野に利用しようというのがＣＡＤであ
る。

【０００３】ＣＡＤのソフトウェア技術の面では、三次
元の形状をコンピュータの中に構成する幾何形状モデリ
ング（ＣＡＧＤ：Ｃomputer Ａided Ｇeometric Ｄesig
n）の分野が開拓され、立体を三次元的に完全に表現す
るソリッドモデルの技術や自由曲線・自由曲面を含むよ
うな複雑な形状の設計技術が蓄積されてきた。

【０００４】設計から生産に至るまでのすべての場面で
扱えるような形状データは二次元でなく三次元でなけれ
ばならない。ソリッドモデラのような三次元データを扱
えるシステムを核にして初めてＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ
の統合化が可能になり、それが設計・生産業務の効率化
をもたらす。例えば、三次元ＣＡＤデータを製図システ
ムに渡すことによって図面を得ることができる。解析シ
ステムに渡してその解析結果に基づいて三次元ＣＡＤで
形状を修正することもできる。この三次元ＣＡＤで主役
を演じているのがソリッドモデラである。

【０００５】最近は、電話機・ラジカセなどの家電製品
をはじめ個性的で複雑な曲面を持った製品を設計・生産
する機会が多い。このような形状は二次元的には表現し
にくいので、三次元ＣＡＤを利用して設計が行なわれ
る。立体はコンピュータの中でどのように表現されてい
るかと言えば、二次元の形状を表示するだけであれば、
図形を構成する頂点の座標値や稜線の形状データなどの
幾何学的なデータをコンピュータに蓄えておけばよい。
三次元の立体を表現する場合には、稜線と頂点に加えて
面という要素が必要となる。面が曲面である場合は、幾
何学的な表現が複雑になる。また、各要素間の関係を表
現する位相データも複雑になる。このような立体を表現
するための方法を大別すると、ワイヤーフレームモデ
ル、サーフェスモデル、ソリッドモデルの３種類があ
る。

【０００６】立体を完全に表現できるモデルがソリッド
モデルである。サーフェスモデルは中空であったが、ソ
リッドモデルでは中身も詰まっている。このため、解析
・加工などのさまざまな場面で自動的な処理が可能にな
る。このようなソリッドモデルに基づいたシステムをソ
リッドモデラと呼ぶ。このように三次元のモデルの中で
も形状を完全に記述できるのはソリッドモデルだけであ
る。以上のことは、「３次元ＣＡＤの基礎と応用」（鳥
谷浩志、千代倉弘明編著、共立出版（株）、１９９１年
２月２５日発行）に詳しく記載されている。

【０００７】従来の三次元形状生成方法について記載し
た公知文献としては、「コマンドの再実行を利用した三
次元形状モデリング」（橋本隆、植田健治、NICOGARPH,
８９論文集、pp157-164,Nov,1989）や特開平３−７８０
９０号公報がある。この公報のものは、実行した形状変
形操作コマンドをその引数とともにコマンド履歴に記憶
することで、ある形状を生成するために必要なコマンド
列はコマンド履歴から即座に求めることができるように
したものである。このため、形状の寸法を変形する操作
を実行する際には、その寸法を変更するために再び実行
すべきコマンド群を記憶されているコマンド履歴から取
り出し、それらのコマンド群の最初のコマンドを実行す
る直前の形状を再生した後に、それらのコマンドを寸法
に対応するコマンド引数の値を変更して再び実行してい
た。また、形状変形操作コマンドの操作対象を表すコマ
ンド引数を形状の位相構造に依存する形状要素のＩＤで
コマンド履歴を記憶しているものもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の三
次元形状生成方法は、形状変形操作コマンドの操作対象
を表すコマンド引数を形状の位相構造に依存する形状要
素のＩＤでコマンド履歴に記憶しているため、ある形状
の寸法を変更する操作の実行によって形状の位相構造が
変形操作コマンドを記憶した時点と異なるものになった
場合には、コマンド履歴に記憶されている操作対象を表
す形状要素ＩＤが存在しなくなったり、同じ形状要素Ｉ
Ｄが記憶された時点に存在する形状要素とは異なる形状
要素を表してしまうことがあった。従って、形状変形操
作コマンドの操作対象として形状要素ＩＤをコマンド履
歴に記憶しておいたのでは、コマンド履歴に記憶されて
いる形状変形操作コマンドの実行に失敗することがあっ
た。

【０００９】ある形状の特徴を削除する操作を実現する
ためには、その形状特徴を生成したコマンドの後に実行
したコマンド群を記憶されているコマンド履歴から取り
出し、その形状特徴を生成したコマンドを実行する直前
の形状を再生した後に取り出したコマンドを再び実行す
ればよい。しかし、ある形状特徴を生成したコマンドを
実行せずにコマンド履歴から取り出された変形操作コマ
ンドだけを再び実行するため、形状の位相構造がその変
形操作コマンドを記憶した時点における位相構造と異な
る可能性が高く、形状の寸法を変更する操作と同様に、
コマンド履歴に記憶されている形状変形操作コマンドの
実行に失敗しやすい。

【００１０】以上のように、コマンド履歴に記憶されて
いるコマンドを再び実行することで形状を修正する操作
においては、前述のような位相構造の変更は頻繁に起こ
るので、形状の位相構造に依存する形状要素のＩＤをコ
マンド履歴に記憶しておく従来の方法では、形状の寸法
を変更する操作や形状の特徴を削除する操作を実行する
ことは困難であった。

【００１１】また、形状の寸法を変更する操作は、コマ
ンド履歴に記憶している形状変形操作コマンドを再び実
行することで実現されているので、実行しなければなら
ないコマンドの数が多くなればなるほど、形状を修正す
るのに要する時間がかかるようになる。実行した形状変
形操作コマンドの実行順序を入れ替えても、結果の形状
が変わらない場合には、記憶しているコマンドの実行順
序を変更しながら再びコマンドを実行することによっ
て、コマンド履歴を編集することができる。

【００１２】例えば、このコマンド履歴の編集により、
形状修正をする際に再び実行しなければならない形状変
形操作コマンドの数を減らすことができるので、同じ形
状修正に関する時間がコマンド履歴を編集する前に比べ
て短くなる。しかしながら、形状変形操作コマンドの実
行順序を入れ替えて再び実行した結果、形状の位相構造
がその変形操作コマンドを記憶した時点の位相構造と異
なることが多いため、形状要素のＩＤをコマンド履歴に
記憶している従来の方法では、記憶しているコマンドの
実行に失敗し、コマンド履歴を編集することができなか
った。

【００１３】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、形状の寸法を変更する操作や形状の特徴を削
除する操作のように、形状の位相構造が変更されるよう
な操作を実行可能とする三次元形状生成装置を提供する
ことを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）三次元形状を操作する形状変形操
作とその操作の対象となる形状要素とを対応付けて、形
状変形操作の操作履歴にしたがって記憶する格納手段を
備え、この格納手段を参照することによって三次元形状
の生成処理を行う三次元形状生成装置において、入力さ
れたコマンドを解析するコマンド解析手段と、このコマ
ンド解析手段で解析された形状変形操作を実行する実行
手段とを備え、前記実行手段は、形状変形操作を実行す
るたびに、その形状変形操作を識別する形状操作ＩＤを
生成し、この形状変形操作によって生成された形状要素
の名称として前記形状操作ＩＤを含む名称を設定し、前
記形状変形操作の実行が成功した場合に、この形状変形
操作の形状操作ＩＤに対応させて、その形状変形操作と
その操作対象の形状要素に設定された名称とを前記格納
手段に記憶させること、更には、（２）前記（１）にお
いて、形状要素の寸法を変更する形状変形操作を前記実
行手段に実行させる形状修正手段をさらに備え、前記格
納手段は操作対象の形状要素に寸法パラメータを対応付
けて記憶し、前記形状修正手段は、入力されたコマンド
が形状要素の寸法を変更するコマンドであると前記コマ
ンド解析手段が解析した場合に、そのコマンドで指定さ
れた修正する形状要素を生成した形状変形操作を前記格
納手段から見つけ出し、見つけ出した形状変形操作の形
状要素の寸法パラメータ値を変更すべき値に置き換え、
この形状変形操作を前記実行手段に再び実行させるこ
と、更には、（３）前記（１）において、形状特徴の削
除を行う形状変形操作を前記実行手段に実行させる形状
修正手段をさらに備え、前記形状修正手段は、入力され
たコマンドが形状特徴を削除するコマンドであると前記
コマンド解析手段が解析した場合に、この削除すべき形
状特徴を生成した形状変形操作を前記格納手段の中から
見つけ出し、見つけ出した形状変形操作にこの形状変形
操作を再実行させないための印を付け、前記印の付いて
いない形状変形操作だけを再実行すること、更には、
（４）前記（１）、（２）または（３）において、前記
格納手段に記憶した形状変形操作の操作対象の形状要素
の名称から取り出した形状操作ＩＤを参照して、形状変
形操作間の依存関係を判定し、判定された依存関係か
ら、依存関係のない形状変形 操作のグループと依存関係
のある形状変形操作のグループとに分類した後、前記実
行手段に対して、前記依存関係があるグループのうち、
最古の形状変形操作を実行する直前の形状を再生成さ
せ、前記依存関係のないグループ内の実行順序に従って
形状変形操作を前記実行手段に実行させ、前記依存関係
のあるグループ内の実行順序に従って形状変形操作を実
行させる履歴編集手段を備えたことを特徴としたもので
ある。

【００１５】

【作用】前記構成を有する本発明は、形状変形操作コマ
ンドの操作対象を表すコマンド引数を形状要素のＩＤに
代る文字列で表現し、実行した形状変形操作コマンドを
その文字列とともにコマンド履歴に記憶し、この記憶し
た形状変形操作コマンドとその操作対象を表す文字列を
利用して、位相構造が変わった場合でも形状の寸法を変
更する操作や形状の特徴を削除する操作を実行可能にす
る。また、コマンド履歴に記憶している形状変形操作コ
マンドの実行順序を入れ替えて再び実行することでコマ
ンド履歴を編集し、編集後のコマンド履歴を利用して形
状修正に要する時間を短縮することも可能にする。

【００１６】

【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図１は、本発明による三次元形状生成装置の一実
施例を説明するための構成図で、図中、１はコマンド解
析部、２はコマンド実行部、３はコマンド履歴修正部、
４は形状修正部、５はコマンド履歴格納部、６は形状デ
ータ格納部、７はコマンド履歴編集部である。

【００１７】コマンド解析部１は、設計者の入力したコ
マンドを解析する。コマンド実行部２は、前記コマンド
解析部１で解析された形状変形操作コマンドを実行す
る。コマンド履歴修正部３は、前記コマンド解析部１で
解析された履歴修正コマンドを実行し、コマンド履歴を
修正する。形状修正部４は、前記コマンド解析部１で解
析された形状修正コマンドによる形状寸法の変更や形状
特徴の削除を行うために、コマンド履歴格納部５のコマ
ンド履歴から取り出した形状変形操作コマンド群を再び
実行する。この場合、個々のコマンドを実行する際に
は、コマンド実行部２を使用する。コマンド履歴編集部
７は、前記コマンド履歴格納部５のコマンド履歴に記憶
した形状変形操作コマンドを記憶した時点における実行
順序と異なる順序で再び実行し、コマンド履歴を編集す
る。この場合も個々のコマンドを実行する際には、コマ
ンド実行部２を使用する。

【００１８】コマンド履歴格納部５は、前記コマンド実
行部２で実行した形状変形操作コマンドを操作対象を表
す文字列とともに記憶する。また、コマンド履歴修正部
３の履歴修正コマンドにより修正されたコマンド履歴を
記憶する。また、コマンド履歴編集部７の履歴編集コマ
ンドにより編集されたコマンド履歴を格納する。形状デ
ータ格納部６は、前記コマンド実行部２の形状変形操作
コマンドの実行により生成および変形された形状データ
を記憶する。また、前記コマンド実行部２の形状変形操
作コマンドの実行により生成された形状要素に設定する
名前も形状データとして記憶する。

【００１９】図２は、本発明におけるコマンド実行部の
動作を説明するためのフローチャートである。以下、各
ステップ（Ｓ）に従って順に説明する。まず、形状変形
操作コマンドに操作ＩＤを付加し、その操作対象を形状
要素に設定した名前を組み合わせた文字列で表わした
後、その操作コマンドと操作対象を表わす文字列を一時
的に記憶する（Ｓ１）。次に、コマンドを実行する（Ｓ
２）。次に、コマンドが正常終了したかどうかを判断し
（Ｓ３）、正常終了でなければ、後述するステップＳ６
へ行く。正常終了であれば、次に、コマンドにより生成
された形状要素に対して、操作ＩＤを含む文字列による
名前を設定する（Ｓ４）。次に、一時的に記憶していた
操作コマンドと操作対象を表わす文字列をコマンド履歴
に蓄える（Ｓ５）。次に、一時的に記憶していた操作コ
マンドと操作対象を表わす文字列を消去する（Ｓ６）。

【００２０】すなわち、形状変形操作コマンドを実行す
るたびに、その形状操作を識別する操作ＩＤを付加し、
その操作によって生成された形状要素に対して、この操
作ＩＤを含む文字列による名前を設定する。形状変形操
作コマンドの操作対象に形状要素が指定されている場合
には、その要素を既に設定されている名前を組み合わせ
た文字列で表し、実行した形状変形操作コマンドをその
操作対象を表す文字列とともにコマンド履歴に記憶す
る。

【００２１】図３は、本発明におけるコマンド履歴修正
部の動作を説明するためのフローチャートである。以
下、各ステップ（Ｓ）に従って順に説明する。まず、修
正しようとする形状を生成した形状変形操作コマンドを
コマンド履歴から見つける（Ｓ１１）。次に、寸法値の
変更かどうかを判断し（Ｓ１２）、変更でなければ、得
られたコマンド履歴に、形状特徴を削除するために、そ
のコマンドを再び実行しないことを示す印を付ける（Ｓ
１３）。前記ステップＳ１２において、寸法値の変更で
あれば、得られたコマンド履歴を修正し、その形状変形
操作コマンドの引数である寸法値を変更すべき値で置き
換える。次に、コマンド履歴を修正したことを示す印を
付ける（Ｓ１４）。

【００２２】すなわち、形状の寸法を変更したり、形状
の特徴を削除する操作を実行する前には、記憶されてい
るコマンド履歴をあらかじめ修正しておく必要がある。
形状の寸法を変更する場合は、その形状寸法を生成した
形状変形操作コマンドをコマンド履歴の中から見つけ、
その寸法に対応するコマンド引数の値を変更すべき値に
置き換えることで、記憶されているコマンド履歴を修正
すると同時に、コマンド履歴を修正したことを示す印を
付ける。形状特徴を削除する場合には、その形状特徴を
生成した形状変形操作コマンドをコマンド履歴の中から
見つけ、形状修正する際にそのコマンドを再び実行しな
いための印を付けることで、コマンド履歴を修正する。

【００２３】図４は、本発明における形状修正部の動
作、すなわち、形状寸法を修正したり、形状の特徴を削
除する操作を実現している形状修正実行コマンドの動作
を説明するためのフローチャートである。以下、各ステ
ップ（Ｓ）に従って順に説明する。まず、コマンド履歴
が修正されているかどうかを判断し（Ｓ２１）、コマン
ド履歴が修正されていれば、次に、修正されたコマンド
履歴から再び実行すべき形状変形操作コマンド群を得る
（Ｓ２２）。次に、得られたコマンド群の最初のコマン
ドを実行した直前の形状を再生成する（Ｓ２３）。

【００２４】次に、コマンド群から最初の形状変形操作
コマンドを得る（Ｓ２４）。次に、コマンドを再び実行
しないことを示す印が付いているかどうかを判断し（Ｓ
２５）、付いていれば、後述するステップＳ２７へ行
き、付いていなければ、図２に示したコマンド実行部の
動作処理を行う（Ｓ２８）。次に、最後の形状変形操作
コマンドかどうかを判断し（Ｓ２７）、Ｎｏであれば、
次に、次の形状変形操作コマンドをコマンド群から得て
（Ｓ２８）、前記ステップＳ２５へ戻る。

【００２５】すなわち、形状寸法を修正したり、形状の
特徴を削除する操作を実際に行う時には、コマンド履歴
を参照する。コマンド履歴が既に修正されていれば、そ
の修正内容を形状に反映するために再び実行すべき形状
変形操作コマンド群をコマンド履歴から取り出す。再び
実行すべき形状変形操作コマンドは、履歴が修正された
コマンドのうちで最も古い形状変形操作コマンドから現
在の形状を生成するために実行したすべての形状変形操
作コマンドである。次に、得られた形状変形操作コマン
ド群の最初のコマンドを実行する直前の形状を再生した
後、その形状変形操作コマンド群を順次実行していく。
ただし、コマンド履歴に実行しない印が付いているコマ
ンドはスキップし、その印の付いていないコマンドだけ
を実行する。なお、形状変形操作コマンドは図２で示し
たコマンド実行部の動作に従って実行される。

【００２６】図５〜図７は、コマンド履歴編集部の動作
を説明するためのフローチャートである。以下、各ステ
ップ（Ｓ）に従って順に説明する。まず、形状要素に設
定されている名前から操作ＩＤを取り出す（Ｓ３１）。
次に、その操作ＩＤが付加されている形状変形操作コマ
ンドをコマンド履歴から取り出し、キューに入れる（Ｓ
３２）。次に、キューにコマンドが存在するかどうかを
判断し（Ｓ３３）、コマンドが存在すれば、次に、キュ
ーからコマンドを１つ取り出し、そのコマンドに印を付
ける（Ｓ３４）。次に、印を付けたコマンドの引数に含
まれる操作ＩＤをすべて取り出し、これらの操作ＩＤが
付加されているコマンドのうち、まだ印が付いておら
ず、かつキューにも存在しないものをキューに加え（Ｓ
３５）、前記ステップＳ３３に戻る。

【００２７】次に、前記ステップＳ３３において、キュ
ーにコマンドが存在しなければ、図６に示すように、印
の付いているコマンドの中で最新のコマンドを得る（Ｓ
３６）。次に、得られたコマンドの次に実行されたコマ
ンドから最新のコマンドまでをコマンド履歴から取り出
し、その実行順に従ってキューに入れる（Ｓ３７）。次
に、キューにコマンドが存在するかどうかを判断し（Ｓ
３８）、コマンドが存在すれば、キューからコマンドを
１つ取り出す（Ｓ３９）。次に、そのコマンドの引数に
含まれる操作ＩＤが付加されているコマンドをすべて取
り出す（Ｓ４０）。次に、いずれかのコマンドに印が付
いているかどうかを判断し（Ｓ４１）、印が付いていな
ければ、前記ステップＳ３８に戻る。印が付いていれ
ば、キューから取り出したコマンドに印を付け（Ｓ４
２）、前記ステップＳ３８に戻る。

【００２８】次に、前記ステップＳ３８において、キュ
ーにコマンドが存在しなければ、図７に示すように、印
のついているコマンドのうちの最古のコマンドから現在
の形状を生成した最新のコマンドまでのすべてのコマン
ドをコマンド履歴から取り出す（Ｓ４３）。次に、得ら
れたコマンド群の中に印の付いていないコマンドが存在
するかどうかを判断し（Ｓ４４）、存在しなければ終了
する。印の付いていないコマンドが存在すれば、最古の
コマンドを実行する直前の形状を再生成する（Ｓ４
５）。次に、得られたコマンド群を印の付いているグル
ープＡと印の付いていないグループＢに分類した後、そ
のグループ内の実行順序を保持しながら、グループＡの
コマンド群がグループＢのコマンド群の後に実行される
ように、実行順序を入れ替えた一時的なコマンド履歴を
作成する（Ｓ４６）。次に、一時的なコマンド履歴から
コマンドを取り出し（Ｓ４７）、図２に示したコマンド
実行部の動作処理を行う（Ｓ４８）。次に、最終のコマ
ンドかどうかを判断し（Ｓ４９）、最終のコマンドでな
ければ、前記ステップＳ４７に戻り、最終のコマンドで
あれば終了する。

【００２９】すなわち、コマンド履歴編集コマンドによ
りコマンド履歴を編集するために、記憶している形状操
作の操作ＩＤを参照する。ある形状要素に設定されてい
る名前から操作ＩＤを取り出し、その操作ＩＤから識別
される形状変形操作コマンドをその引数とともにコマン
ド履歴から得る。次に、そのコマンド引数に含まれてい
るすべての操作ＩＤを取り出す。得られた操作ＩＤに対
して同様な処理を繰り返せば、その形状要素を生成した
コマンドの前に実行したコマンドのうち、そのコマンド
に依存するすべてのコマンドを得ることができる。

【００３０】さらに、その形状要素を生成したコマンド
の後に実行したコマンドのうち、そのコマンドに依存し
ているすべてのコマンドを得るためには、以下の処理を
行えばよい。その形状要素を生成したコマンドの次に実
行したコマンドから現在の形状を生成するために実行し
たすべてのコマンドを、コマンド履歴から取り出す。依
存関係のあると判断されたコマンドに付加されている操
作ＩＤが取り出されたコマンドの引数の中に含まれてい
る場合には、そのコマンドも依存関係があるコマンドと
判断する。得られたコマンドに対して、同様な処理をそ
の実行順序に従って行う。

【００３１】これにより、ある形状要素を生成した形状
変形操作コマンドに依存するコマンド群と依存しないコ
マンド群にグループ分けすることができる。依存関係が
あるコマンドのうち、最古のコマンドを実行する直前の
形状を再生成し、次に、依存関係のないコマンド群をそ
のグループでの実行順序に従って実行し、次に、依存関
係のあるコマンド群をそのグループ内での実行順序に従
って実行することにより、形状を修正することなくコマ
ンド履歴だけを編集する。

【００３２】図８は、本発明におけるコマンド解析部の
動作を説明するためのフローチャートである。すなわ
ち、設計者の入力したコマンドを解析し、前述したいず
れのコマンドを実行するかの判断を行うためのフローチ
ャートである。以下、各ステップ（Ｓ）に従って順に説
明する。まず、コマンド入力を行い（Ｓ５１）、次に、
入力されたコマンドが形状変形操作コマンドかどうかを
判断する（Ｓ５２）。形状変形操作のコマンドを判断さ
れれば、次に、図２に示したコマンド実行部の動作処理
を行う（Ｓ５３）。前記ステップＳ５２において、形状
変形操作コマンドでないと判断されれば、次に、履歴修
正コマンドかどうかを判断する（Ｓ５４）。

【００３３】履歴修正コマンドと判断されれば、図３に
示したコマンド履歴修正部の動作処理を行う（Ｓ５
５）。前記ステップＳ５４において、履歴修正コマンド
でないと判断されれば、次に、形状修正実行コマンドか
どうかを判断する（Ｓ５６）。形状修正実行コマンドと
判断されれば、次に、図４に示した形状修正部の動作処
理を行う（Ｓ５７）。前記ステップＳ５６において、形
状修正実行コマンドでないと判断されれば、次に、コマ
ンド履歴編集コマンドかどうかを判断し（Ｓ５８）、コ
マンド履歴編集コマンドと判断されれば、図５〜図７に
示したコマンド履歴編集部の動作処理を行い（Ｓ５
９）、コマンド履歴編集コマンドでないと判断されれ
ば、前記ステップＳ５１に戻る。

【００３４】次に、実施例１（名前の設定）について説
明する。図９は、直方立体生成コマンドにより生成され
た形状要素とその要素に設定された名前を示す図であ
る。Ｆ，Ｅ，Ｖはそれぞれ生成された面、稜線、頂点を
表している。面の名前を表す文字列Ｆ_1,3におい
て、“，”の前にある“１”は実行した直方体生成コマ
ンドに付加された形状変形操作の操作ＩＤであり、
“３”は直方体生成コマンドで生成した６枚の面のうち
の一つの面を識別するためのものである。この直方体生
成コマンドの実行後には、生成した６枚の面と１２本の
稜線と８個の頂点に形状操作ＩＤを含む文字列で表され
た名前が設定される。

【００３５】図１０は、フィレット生成操作によって生
成・変形された形状とその形状要素に設定された名前を
示す図である。このフィレット生成操作によって生成さ
れた形状要素は１枚の面、４本の稜線、４個の頂点であ
る。これらの形状要素に設定される名前には、前述した
直方体生成コマンドの操作ＩＤと異なるＩＤが含まれ
る。図１０に示したように、生成された形状要素には操
作ＩＤとして“２”が使用されている。このフィレット
生成操作によって変形された形状要素は、フィレットの
境界稜線に接続している４枚の面と４本の稜線である。
図１０に示されているように、これらの変形された面お
よび稜線は直方体生成コマンドによって設定された名前
が保持されている。なお、図９及び図１０に記した形状
要素の名前は、どのように名前が設定されるかを説明す
るための便宜上の文字列であり、実際に設定される名前
を表す文字列とは異なる。

【００３６】次に、実施例２（名前の設定過程と従来技
術との比較）について説明する。図１１〜図１４は、あ
る形状を変形してゆく過程において形状要素に設定され
る名前の一部を示したものである。図１２は、図１１の
稜線Ｅ_1,8にフィレット形状を生成している。図１３
は、図１１の面Ｆ_1,2を持ち上げて形状を変形してい
る。図１４では、図１３の稜線Ｅ_3,1にフィレット形状
を生成している。図１４の形状から図１２のフィレット
形状を削除したことによって形状要素に設定し直された
名前を図１５に示す。図１５は、フィレット形状を削除
したことによる位相構造の変更が起きても、再生成され
た形状要素に対して同じ名前が設定されることを示して
いる。このように、面Ｆ_2,1のフィレット形状を削除し
ても、面Ｆ_4,1のフィレット形状を生成する操作の操作
対象であったＥ_3,1を指定することが可能なので、形状
特徴を削除する操作を実行することができる。

【００３７】一方、形状変形操作コマンドの操作対象と
して形状要素ＩＤをコマンド履歴に記憶する従来の方法
では、図１２のフィレットを削除した後に存在する面、
稜線、頂点の数がコマンド履歴に記憶した時点と変わっ
てしまうため、図１４のフィレット形状生成操作の操作
対象であった稜線を指定できない。このため、従来の方
法で得られる結果は、図１４で生成したフィレット形状
も同時に削除されてしまうか、以前と異なる場所にフィ
レット形状が生成されてしまうかのいずれかになり、期
待した通りの結果にならなかった。

【００３８】次に、実施例３（形状の寸法変更）につい
て説明する。図１６〜図１９は、ある形状を設計する過
程を示したものである。図１７は、フィレット生成操作
によって図１６で示された形状にフィレット形状を生成
している。図１８は、図１７に示された形状の底面から
フィレットに向かって貫通する穴を生成している。図１
９は、図１７で生成されたフィレットと、図１８で生成
された穴との境界にフィレット生成操作によってフィレ
ット形状を生成している。

【００３９】図２０は、図１９で示されている形状の側
面形状の寸法を変更することによって形状修正を行った
結果を示す図である。図２１は、図１９で示されている
フィレットの半径の値を変更することによって形状修正
を行った結果を示す図である。図１７で生成したフィレ
ットの半径の値の変更に伴い、図１８で生成した穴とそ
のフィレットの境界の形状も修正され、さらに、その境
界に生成したフィレット形状も同時に修正されているこ
とが図２１に示されている。

【００４０】次に、実施例４（形状の特徴削除）につい
て説明する。図２２は、図１８で生成した穴を図１９の
形状から削除した結果を示している図である。この削除
により、この穴だけでなく、穴とフィレットの境界に生
成したフィレット形状も同時に削除されている。これ
は、削除されたフィレット形状がこの穴に依存している
ためである。図２３は、図１７で生成したフィレット形
状を削除した結果を示している。図１８の穴は底面の形
状からフィレットに向かって生成したものであるため、
このフィレットが削除されても穴は生成されたままであ
る。

【００４１】次に、実施例５（コマンド履歴の編集）に
ついて説明する。図１２のフィレットの半径の値を変更
する場合には、図１１の形状を再生成した後に、フィレ
ットの半径に対応するコマンド引数の値を変更して図１
２のフィレット生成コマンドを再び実行した後、図１３
の面の持ち上げコマンドと図１４のフィレット生成コマ
ンドを実行しなければならない。コマンド間の依存関係
を見てみると、図１２のコマンドは、図１３，図１４の
コマンドには依存しないが、図１４のコマンドは、図１
３のコマンドに依存していることがわかるので、コマン
ド履歴を編集し、図１２のコマンドの実行順序を、図１
３，図１４のコマンドと入れ替えることが可能である。
このコマンド編集を行った後は、図１２で生成したフィ
レットの半径を変更する場合には、図１２のコマンドだ
けを実行すればよいので、寸法修正にかかる時間を短縮
することが可能になる。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。 （１）形状変形操作コマンドの実行によって生成された
形状要素に設定する名前をその変形操作に付加した操作
ＩＤを含む文字列で表すことで、操作ごとに局所化され
た名前であるとみなすことができる。このため、その形
状変形操作コマンドをコマンド履歴に記憶した時点の位
相構造とそのコマンドを再び実行した後の位相構造が異
なるものであっても、そのコマンドによって生成された
形状が同じであれば、その生成された形状要素には以前
に設定されたものと同じ名前が設定される。 （２）また、実行した形状変形操作コマンドをコマンド
履歴に記憶する際に、その操作対象を形状要素に既に設
定されている名前を組み合わせた文字列で記憶しておけ
ば、形状変形操作コマンドを再び実行する際の位相構造
がコマンド履歴に記憶した時点の位相構造と異なる状況
においてもその操作対象を指定することができるので、
記憶している形状変形コマンドを再び実行することが可
能になる。したがって、コマンド履歴に記憶された形状
変形操作コマンドおよびその操作対象を表す文字列を利
用して形状変形操作コマンドを再び実行することで、形
状の寸法を変更する操作や形状の特徴を削除する操作の
ように形状の位相構造が変更されるような操作が実行可
能になる。また、形状寸法を変更する操作と形状特徴を
削除する操作を同時に実行することも可能である。 （３）さらに、コマンド履歴に記憶している形状変形操
作コマンドの操作ＩＤとコマンドの引数に含まれている
操作ＩＤを参照すれば、形状変形操作コマンド間の依存
関係を把握することができるので、形状を修正すること
なくコマンド履歴の編集を行い、コマンドの実行順序を
入れ替えることが可能である。例えば、頻繁に修正が行
われる形状を生成した形状操作コマンドとそれに依存す
るコマンドだけをコマンド履歴の後ろの方へ移動するよ
うな編集を行うことにより、形状の寸法を変更する際に
実行しなければならないコマンドの数を減らせることが
できるので、形状修正に要する時間を短縮することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による三次元形状生成装置の一実施例
を説明するための構成図である。

【図２】 本発明におけるコマンド実行部の動作を説明
するためのフローチャートである。

【図３】 本発明におけるコマンド履歴修正部の動作を
説明するためのフローチャートである。

【図４】 本発明における形状修正部の動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図５】 本発明におけるコマンド履歴編集部の動作を
説明するためのフローチャート（その１）である。

【図６】 本発明におけるコマンド履歴編集部の動作を
説明するためのフローチャート（その２）である。

【図７】 本発明におけるコマンド履歴編集部の動作を
説明するためのフローチャート（その３）である。

【図８】 本発明におけるコマンド解析部の動作を説明
するためのフローチャートである。

【図９】 本発明における名前の設定（直方体生成コマ
ンドによる生成された形状）を示す図である。

【図１０】 本発明における名前の設定（フィレット生
成操作によって生成・変形された形状）を示す図であ
る。

【図１１】 本発明における名前設定の過程（その１）
を示す図である。

【図１２】 本発明における名前設定の過程（その２）
を示す図である。

【図１３】 本発明における名前設定の過程（その３）
を示す図である。

【図１４】 本発明における名前設定の過程（その４）
を示す図である。

【図１５】 本発明における形状特徴を削除する操作後
に形状要素に設定される名前を示す図である。

【図１６】 本発明における形状の設計過程（その１）
を示す図である。

【図１７】 本発明における形状の設計過程（その２）
を示す図である。

【図１８】 本発明における形状の設計過程（その３）
を示す図である。

【図１９】 本発明における形状の設計過程（その４）
を示す図である。

【図２０】 本発明における形状の寸法変更（側面形状
の修正）を示す図である。

【図２１】 本発明における形状の寸法変更（フィレッ
ト形状の修正）を示す図である。

【図２２】 本発明における形状特徴の削除（穴の削
除）を示す図である。

【図２３】 本発明における形状特徴の削除（フィレッ
ト形状の削除）を示す図である。

【符号の説明】

１…コマンド解析部、２…コマンド実行部、３…コマン
ド履歴修正部、４…形状修正部、５…コマンド履歴格納
部、６…形状データ格納部、７…コマンド履歴編集部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−83296（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−206564（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−260874（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−251965（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−251905（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 17/50 622 G06F 17/50 626 G06T 17/40

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三次元形状を操作する形状変形操作とそ
   の操作の対象となる形状要素とを対応付けて、形状変形
   操作の操作履歴にしたがって記憶する格納手段を備え、
   この格納手段を参照することによって三次元形状の生成
   処理を行う三次元形状生成装置において、入力されたコ
   マンドを解析するコマンド解析手段と、このコマンド解
   析手段で解析された形状変形操作を実行する実行手段と
   を備え、前記実行手段は、形状変形操作を実行するたび
   に、その形状変形操作を識別する形状操作ＩＤを生成
   し、この形状変形操作によって生成された形状要素の名
   称として前記形状操作ＩＤを含む名称を設定し、前記形
   状変形操作の実行が成功した場合に、この形状変形操作
   の形状操作ＩＤに対応させて、その形状変形操作とその
   操作対象の形状要素に設定された名称とを前記格納手段
   に記憶させることを特徴とする三次元形状生成装置。
2. 【請求項２】 形状要素の寸法を変更する形状変形操作
   を前記実行手段に実行させる形状修正手段をさらに備
   え、前記格納手段は操作対象の形状要素に寸法パラメー
   タを対応付けて記憶し、前記形状修正手段は、入力され
   たコマンドが形状要素の寸法を変更するコマンドである
   と前記コマンド解析手段が解析した場合に、そのコマン
   ドで指定された修正する形状要素を生成した形状変形操
   作を前記格納手段から見つけ出し、見つけ出した形状変
   形操作の形状要素の寸法パラメータ値を変更すべき値に
   置き換え、この形状変形操作を前記実行手段に再び実行
   させることを特徴とする請求項１記載の三次元形状生成
   装置。
3. 【請求項３】 形状特徴の削除を行う形状変形操作を前
   記実行手段に実行させる形状修正手段をさらに備え、前
   記形状修正手段は、入力されたコマンドが形状特徴を削
   除するコマンドであると前記コマンド解析手段が解析し
   た場合に、この削除すべき形状特徴を生成した形状変形
   操作を前記格納手段の中から見つけ出し、見つけ出した
   形状変形操作にこの形状変形操作を再実行させないため
   の印を付け、前記印の付いていない形状変形操作だけを
   再実行することを特徴とする請求項１に記載の三次元形
   状生成装置。
4. 【請求項４】 前記格納手段に記憶した形状変形操作の
   操作対象の形状要素の名称から取り出した形状操作ＩＤ
   を参照して、形状変形操作間の依存関係を判 定し、判定
   された依存関係から、依存関係のない形状変形操作のグ
   ループと依存関係のある形状変形操作のグループとに分
   類した後、前記実行手段に対して、前記依存関係がある
   グループのうち、最古の形状変形操作を実行する直前の
   形状を再生成させ、前記依存関係のないグループ内の実
   行順序に従って形状変形操作を前記実行手段に実行さ
   せ、前記依存関係のあるグループ内の実行順序に従って
   形状変形操作を実行させる履歴編集手段を備えたことを
   特徴とする請求項１、２または３に記載の三次元形状生
   成装置。