JP3316135B2 - ２次元ｃａｄシステムにおける部品干渉チェック方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元ＣＡＤシス
テムにおいて、３角法３面図の作画手法（平面ビュー、
正面ビュー、及び側面ビューなど設計対象の機器を見る
方向を作画象限に分けて形状定義する手法）で作成され
た組立図、構造図など複数の部品データから構成される
図面データに対して、部品データ同士が干渉しているか
否かをチェックする部品干渉チェック方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の２次元ＣＡＤシステムの
ハードウェア外観図である。

【０００３】図３（ａ）〜（ｃ）は、図２中の組立図図
面データを示す図である。

【０００４】従来の２次元ＣＡＤシステム１は、機械製
図法で定められた２角方３面図で設計機器の組立図図面
データ１−２を表示ディスプレイ１−１に表現する。設
計者は、２次元ＣＡＤシステム１と対話形式で設計条件
を入力することでその設計結果を組立図図面データ１−
２として表示させている。

【０００５】しかし、２次元ＣＡＤシステム１は、３次
元ＣＡＤシステムと異なりデータベースにＺ座標を持た
ない（Ｘ，Ｙ座標で構成する）ため、組立図図面データ
１−２を表示ディスプレイ１−１に表現するためには、
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように平面ビュー、正面ビュ
ー、側面ビューと設計対象機器を見る方向を作画象限に
分けて各部品の形状を線画入力している。

【０００６】よって、各作画象限に描かれた線画データ
は作画象限間でなんら従属関係がないため、２次元ＣＡ
Ｄシステム１では、部品を形成している要素といった認
識はない。

【０００７】従って、表示ディスプレイ１−１上に表現
された設計対象機器の図面データから各部品同士が干渉
しているか否かは、２次元ＣＡＤシステム１では、判断
することができず、人間系の判断（各作画象限に描かれ
た部品の組立図図面データ１−２から、部品を立体イメ
ージし、他の部品との前後、左右関係を考慮して干渉問
題を判断）に頼らざるを得なかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
２次元ＣＡＤシステム１における部品干渉チェック方法
では、以下のような課題があった。

【０００９】上述したように、従来の２次元ＣＡＤシス
テム１では、部品干渉問題のチェックが人間系の判断に
頼らざるを得ないため、適格かつ、正確に干渉問題を判
断することができず、多々部品同士が干渉しあい、結果
として再設計、再制作となって多くの仕損費計上を余儀
なくされていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、２次元ＣＡＤシステムにおける部品干渉
チェック方法において、入力手段により部品を構成する
図形要素の座標列を入力し、該当する表示ディスプレイ
の領域に前記図形要素を表示して図形データを３角法３
図面の作図手法を用いて作成する図形生成処理と、１つ
の部品を構成する全ての前記図形要素を１つのグループ
として設定するグループ設定処理と、前記３図面を構成
する平面ビュー、正面ビュー、及び側面ビューの作図象
限を区切る仕切り線の座標位置を定義して、該仕切り線
を前記表示ディスプレイに表示する象限分割処理と、部
品干渉チェック処理と、を行う。 前記部品干渉チェック
処理では、部品干渉チェックを行うために２つの部品の
様々な配置パターンについて、前記２つの部品の配置パ
ターンに関する情報を複数の２つの部品について予めパ
ターンデータベースに登録しておき、前記グルー プ設定
処理により設定された２つのグループについて、前記仕
切り線の座標位置に基づき、前記平面ビュー、前記正面
ビュー、及び前記側面ビューのそれぞれにおいて、前記
パターンデータベースに登録された配置パターンに関す
る情報と照合して、前記２つのグループに対応する部品
が干渉するか否かを判別し、該判別結果を前記表示ディ
スプレイ又はファイルに出力する。

【００１１】特に、前記部品干渉チェック処理では、前
記２つの部品の配置パターンに関する情報として、前記
２つの部品パターンの前記平面ビュー、前記正面ビュ
ー、及び前記側面ビューのそれぞれにおける交点の有無
及び交点の数と、前記平面ビュー、前記正面ビュー、又
は前記側面ビューの何れかにおいて一方の部品パターン
が他方の部品パターンに包含されるか否かを示す包含の
有無と、前記部品干渉チェックパターンの３図面とを前
記パターンデータベースに予め登録しておく。そして、
前記交点の有無の情報だけでは部品干渉の判別ができな
い場合は、前記交点の数により部品干渉の判別を行い、
前記交点の有無及び前記交点の数の情報だけでは部品干
渉の判別ができない場合は、前記包含の有無により部品
干渉の有無を判別する。

【００１２】以上のように本発明を構成したので、表示
ディスプレイ上で象限を分割する仕切り線を設け、１つ
の部品の３面図の要素を１つのグループに設定して、２
つの部品の要素間の交点を象限毎に算出し、予めパター
ンデータベースに登録しておいた部品干渉チェックパタ
ーンと照合されて部品干渉の有無が判定される。特に、
部品干渉チェック処理については、２つの部品の配置パ
ターンについて、２つの部品パターンの交点の有無、交
点の数、包含の有無、及び部品干渉チェックパターンの
３図面を、予めパターンデータベースに登録しておく。
そして、先ず、交点の有無により部品干渉の判別が行わ
れ、判別不可のときには、交点の数により部品干渉の判
別が行われ、判別不可のときには、包含の有無から部品
干渉の有無が判別される。この判別結果は、表示ディス
プレイ又はファイルに出力される。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
２次元ＣＡＤシステムの構成図である。

【００１４】この２次元ＣＡＤシステムは、図形生成ツ
ール１１、グループ設定ツール１２、象限分割ツール１
３、部品干渉チェックツール１４、図形データベース１
５、及びパターンデータベース１６により構成されてい
る。

【００１５】図４は、図１の２次元ＣＡＤシステムのハ
ードウェア外観図である。

【００１６】図４に示すように、図１の２次元ＣＡＤシ
ステム１０は、表示ディスプレイ１０−１に作画象限
（平面ビュー、正面ビュー、側面ビュー）を区切る仕切
り線１０−２を設け、表示ディスプレイ１０−１に線画
入力された複数の部品データで構成された機器の組立図
図面データ１０−３の平面ビュー、正面ビュー、側面ビ
ューが区別されて認識される。

【００１７】図形生成ツール１１は、タブレット、マウ
ス、キーボードなどの入力手段により線画データを入力
して、表示ディスプレイ１０−１に組立図図面データ１
０−３を表示し、図形データベース１５に組立図図面デ
ータ１０−３の図形要素を記録するソフトウェアツール
である。

【００１８】グループ設定ツール１２は、表示ディスプ
レイ１０−１に表示された組立図図面データ１０−３の
１つの部品を構成する複数個の図形要素を１グループと
して設定し、このグループにグループ設定情報（例え
ば、部品番号や部品名称など）をオペレータの指示に従
って付与して、付与したグループ設定情報及びグループ
を構成する要素図形（例えば、グループ設定情報から図
形要素にリンクポインタを張る）を図形データベース１
５に登録するソフトウェアツールである。

【００１９】象限分割ツール１３は、表示ディスプレイ
１０−１内の平面ビュー、正面ビュー、側面ビューの各
象限を区切るための仕切り線１０−２をシステム独自あ
るいはオペレータの線図入力により定義して、表示ディ
スプレイ１０−１内に組立図図面データ１０−３を構成
する線画要素と区別するために、線色と線種とを組み合
わせて、オペレータ及びＣＡＤシステム１０が識別でき
るように設定し、仕切り線１０−２を図面データベース
１５に登録するソフトウェアツールである。

【００２０】部品干渉チェックツール１４は、部品間が
干渉しているか否かを判別して、干渉していれば、該当
する箇所をハイライトしてオペレータに警告するソフト
ウェアツールである。

【００２１】図形データベース１５は、組立図図面デー
タ１０−３の要素の座標列や要素の種別（例えば、ライ
ンやアークなど）、グループ設定情報、及び仕切り線１
０−２の座標位置を記憶するファイルである。

【００２２】パターンデータベース１６は、２つの部品
の様々な配置パターンについて、配置パターンで２つの
部品が干渉するか否かを示す情報を様々な２つの部品に
ついて登録しておいたファイルである。

【００２３】図５及び図６は、パターンデータベース
（その１及びその２）を示す図であり、干渉チェックパ
ターンの一例を示している。

【００２４】図５及び図６に示すように、パターンデー
タベース１６には、２つの部品の配置パターンについ
て、２つの部品パターンが平面ビュー、正面ビュー、及
び側面ビューのそれぞれにおける交点の有無と、交点の
数と、平面ビュー、正面ビュー、側面ビューのいずれか
において、一方の部品パターンが他方の部品パターンに
包含されるか否かを示す包含の有無と、干渉チェックパ
ターンの３面図（平面ビュー、正面ビュー、側面ビュ
ー）と、干渉の有無の判定結果とが登録されている。

【００２５】ケース１は、下の部品により小さな部品が
上方に離間して配置された干渉チェックパターンであ
り、平面ビュー、正面ビュー、及び側面ビューには、交
点（無，無，無）、交点の数が（０，０，０）、包含有
（平面図で下の部品が上の部品を包含するため）、干渉
無しと登録されている。

【００２６】ケース３は、下の部品上に小さい部品が接
触している干渉チェックパターンであり、ケース７は、
下の部品の左の辺の上方に離間してもう１つの部品の右
の辺が配置され干渉しない干渉チェックパターンであ
り、これらの２つのケース３，７は、平面ビュー、正面
ビュー、側面ビューにおける交点の有無が、（無，有，
有）となっている。

【００２７】ケース３とケース７は、交点の有無の情報
だけでは、部品干渉の有無の判別は出来ないので、交点
の数により干渉チェックパターンを区別することにな
る。ケース３は、交点の数が（０，２，２）であり、ケ
ース７は、（０，２，４）であり、交点の数により、干
渉の有無の判別が可能となる。

【００２８】同様に、ケース４とケース１３は、とも
に、交点が（有，有，有）であるが、交点の数は、ケー
ス４の場合が（２，２，２）、ケース１３の場合が
（２，４，４）となっており、交点の数により干渉の有
無の判別が可能となっている。

【００２９】さらに、ケース１１とケース１２は、交点
が（有，無，有）、交点の数が（２，０，２）となって
おり、交点の有無の情報及び交点の数の情報だけでは、
部品干渉の有無の判別は出来ないので、包含の有無によ
り干渉チェックパターンを区別することになる。ケース
１１の場合は、包含有、ケース１２の場合は、包含無で
あり、包含の有無により、干渉の有無の判別が可能とな
る。

【００３０】以下、本発明の実施形態の２次元ＣＡＤシ
ステム１０における部品干渉チェック方法（ａ）〜
（ｄ）について説明する。

【００３１】（ａ） 図形生成処理 図形生成ツール１１は、オペレータがタブレットなどの
入力手段により部品の要素図形の種別（例えば、ライン
やアークなど）及び図形の座標列を入力すると、表示デ
ィスプレイ１０−１の該当する領域に図形要素を表示す
るとともに、図形データベース１５に要素図形の種別及
び座標列を記憶し、組立図図面データ１０−３を作成す
る。

【００３２】（ｂ） グループ設定処理 図７（ａ），（ｂ）は、グループ設定処理を示す図であ
る。

【００３３】表示ディスプレイ１０−１に表示されたグ
ループ設定メニューをオペレータが選択すると、グルー
プ設定ツール１２が起動される。グループ設定ツール１
２は、オペレータが１つの部品の平面ビュー、正面ビュ
ー、側面ビューに定義された図形要素を１グループとし
て選択すると、選択された各図形要素が１つのグループ
に属するものと認識してゆく。

【００３４】１つの部品の図面データが図７（ａ）に示
すように定義されていたとすると、オペレータにより、
これらの平面ビュー、正面ビュー、側面ビューに定義さ
れた図形要素が１つずつ選択されて、１つのグループが
定義される。

【００３５】そして、グループ設定ツール１２は、オペ
レータが１つのグループに対して、グループ設定情報
（例えば、部品番号と部品名称）を指定すると、部品番
号、部品名称及びオペレータにより選択された図形要素
にリンクポインタを張っていき、図形データベース１５
に記憶する。

【００３６】図７（ａ）に示す部品が部品番号３ＰＰ１
０３２−１２３４、部品名称が取付板であれば、これら
のグループ設定情報が図形データベース１５に書き込ま
れるとともに、このグループを構成する要素図形がリン
クポインタにより表される。

【００３７】（ｃ） 象限分割処理 象限分割ツール１３は、表示ディスプレイ１０−１に平
面ビュー、正面ビュー、側面ビューの作画象限を区切る
ための仕切り線１０−２を定義（オペレータの線画入力
又はシステム独自で決めておいて位置）して、表示ディ
スプレイ１０−１に線色と線種を組み合わせて２次元Ｃ
ＡＤシステム１０が識別できるように設定し、この仕切
り線１０−２の位置情報を図面データベース１５に記憶
する。

【００３８】（ｄ） 部品干渉チェック 図８は、部品干渉チェックを示すフローチャートであ
る。

【００３９】以下、図８を参照しつつ、部品干渉チェッ
ク（ｄ１）〜（ｄ５）の説明をする。

【００４０】（ｄ１） 部品外形抽出処理 ステップＳ１において、図形データベース１５から各グ
ループに属する図形の要素の座標値を読み出してゆき、
要素の種別、始点の座標、終点の座標、中心（アークな
どの場合）の座標をテンポラリデータ２１としてファイ
ルに書き込んでゆく。

【００４１】そして、複数の図形要素で図形が閉じる
と、閉じた図形の図形要素から最大外形の情報（最小の
Ｘ座標、最小のＹ座標、最大のＸ座標、最大のＹ座標）
をテンポラリデータ２１としてファイルに書き込んでゆ
く。

【００４２】（ｄ２） 作画象限認識処理 ステップＳ２において、仕切り線１０−２の座標を図形
データベース１５から読み出して、仕切り線１０−２の
座標値により、グループ毎にテンポラリデータ２１が平
面ビュー、正面ビュー、及び側面ビューのいずれに属す
るかを判別して、テンポラリデータ２１に作画象限の情
報を付加する。

【００４３】さらに、最大外形の座標のテンポラリデー
タ２１が平面ビュー、正面ビュー、及び側面ビューのい
ずれに属するかを判別して、テンポラリデータ２１の情
報に付加する。

【００４４】図９（ａ），（ｂ）は、部品外形抽出処理
及び作画象限認識処理の処理結果を示す図である。

【００４５】図９（ａ）に示すように、例えば、図形要
素がＬＩＮ（ライン）であり、始点が（０，０）、終点
が（１００，０）であるとすると、このラインの座標値
と仕切り線１０−２の座標値との比較により、平面ビュ
ーに属すると判断され、作画象限が平面ビューと設定さ
れる。

【００４６】図９（ｂ）に示すように、グループに属す
る１つの部品の最大外形（閉じた図形の最大外形）につ
いて平面ビュー（ＴＶ）、正面ビュー（ＦＶ）、及び側
面ビュー（ＳＶ）毎に最大外形の座標値が得られる。

【００４７】（ｄ３） 交点検査処理 ステップＳ３において、ステップＳ１及びＳ２で抽出し
た２つの部品の外形情報から、各象限毎に部品の外形線
同士を重ね合わせて、交点があるか否かを検査する。そ
して、交点がある場合は、外形を構成する全ての要素図
形について、要素図形間の交点を算出し、各象限毎に交
点の有無、交点の座標値、交点の数を算出し、２つの部
品パターンの各象限における包含有無を判別し、テンポ
ラリデータ２２としてファイルに書き込む。これらの交
点の検査を２つの部品の全ての組み合わせについて行
う。

【００４８】図１０は、組立図図面データの一例を示す
図であり、部品番号３ＰＰ１０３２−１２３４と３ＱＳ
１００１−８００１が正面ビュー及び側面ビューで交点
を持つ場合を示している。

【００４９】図１１は、図１０の組立図図面データの交
点検査処理の処理結果を示す図である。

【００５０】図１１に示すように、図１０に示す組立図
図面の場合、部品番号３ＰＰ１０３２−１２３４、３Ｑ
Ｓ１００１−８００１は、正面ビュー、側面ビューにお
いてそれぞれ２つの交点があり、平面ビューにおいて包
含されているので、平面ビュー、正面ビュー、及び側面
ビューにおける交点の座標と交点の数、及び包含の有が
テンポラリデータ２２として、ファイルに書き込まれ
る。

【００５１】（ｄ４） 部品干渉判定処理 ステップＳ４において、２つの部品のテンポラリデータ
２２をファイルから読み出して、平面ビュー、正面ビュ
ー、及び側面ビューにおける交点の有無、交点の数、包
含の有無の情報とパターンデータベース１６のチェック
パターンとを照合して、２つの部品の配置パターンに対
応するチェックパターンを求めて、このチェックパター
ンの干渉の有無の情報により２つの部品の配置パターン
の干渉の有無を判断する。そして、これを全ての２つの
部品パターンの組み合わせについて行う。

【００５２】図１０に示す部品番号３ＰＰ１０３２−１
２３４と３ＱＳ１００１−８００１との配置パターンで
あれば、平面ビュー、正面ビュー、及び側面ビューの交
点有無が（無，有，有）、交点の数が（０，２，２）、
包含有である。そのため、対応するチェックパターン
は、図５のケース３に該当することが分かり、このチェ
ックパターンは、干渉有りと設定されているので、干渉
有りと判断する。

【００５３】（ｄ５） 判定結果表示処理 ステップＳ５において、干渉有りと判別された２つの部
品については、その２つの部品の部品番号と部品名称と
干渉している旨のメッセージを表示ディスプレイ１０−
１にキャラクタ表示し、また干渉点として交点座標値に
２次元ＣＡＤシステム１０の作画要素で点要素を生成し
てハイライト表示させる。

【００５４】図１２（ａ）〜（ｃ）は、判定結果表示処
理を示す図である。

【００５５】図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、２つ
の部品番号３ＰＰ１０３２−１２３４と３ＱＳ１００１
−８００１とが干渉しているとすると、部品番号３ＰＰ
１０３２−１２３４と３ＱＳ１００１−８００１及び部
品名称取付板とＰＣＭ基板、干渉している旨のメッセー
ジ（「以下の部品が干渉しています。構造を確認して下
さい」）、干渉部分である交点をハイライト表示する。

【００５６】これに従って、オペレータは、干渉してい
る部品を再配置するなどの設計変更を行う。そして、部
品干渉チェックが終了して組立図図面データ１０−３が
完成すると、この図面データをプロッタなどに出力し、
組立用、加工用の３面図として使用する。

【００５７】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、従来人間系の判断によって干渉問題を判断していた
ものが、２次元ＣＡＤシステム１０内にチェック機能を
持たせる事で正確に判断することができる。また、部品
干渉した際は、干渉した箇所が表示ディスプレイ１０−
１を通じて設計者に表示されるため、適確に、またすば
やく設計変更が可能となる。

【００５８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
ず種々の変形が可能である。その変形例としては、例え
ば次のようなものがある。

【００５９】上記実施形態では、部品の干渉チェックは
対話的に行う場合を説明したが、バッチ的に行ってもよ
い。バッチ的に行う場合の処理内容は、対話的に行う場
合と部品干渉判定処理までは同じであり、判定結果表示
処理において、干渉部品に関する情報を表示ディスプレ
イ１０−１ではなく、ファイルに書き込むようにすれば
よい。

【００６０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、部品干渉チェック処理において、交点の有無の情
報だけでは部品干渉の判別ができない場合は、交点の数
により部品干渉の判別を行うことができ、更に、交点の
有無及び交点の数の情報だけでは部品干渉の判別ができ
ない場合にも、包含の有無により部品干渉の有無の判別
が可能となる。従って、部品の干渉を自動的にかつ的確
に判別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の時の２次元ＣＡＤシステムの構成図で
ある。

【図２】従来の２次元ＣＡＤシステムのハードウェア外
観図である。

【図３】図２中の組立図図面データを示す図である。

【図４】図１の２次元ＣＡＤシステムのハードウェア外
観図である。

【図５】パターンデータベース（その１）を示す図であ
る。

【図６】パターンデータベース（その２）を示す図であ
る。

【図７】グループ設定処理を示す図である。

【図８】部品干渉チェックを示すフローチャートであ
る。

【図９】部品外形抽出処理及び作画象限認識処理の処理
結果を示す図である。

【図１０】組立図図面データの一例を示す図である。

【図１１】図１０の組立図図面データの交点検査処理結
果を示す図である。

【図１２】判定結果表示処理を示す図である。

【符号の説明】

１０ ２次元ＣＡＤシス
テム １０−１ 表示ディスプレイ １０−２ 仕切り線 １０−３ 組立図図面データ １１ 図形生成ツール １２ グループ設定ツー
ル １３ 象限分割ツール １４ 部品干渉チェック
ツール １５ 図形データベース １６ パターンデータベ
ース

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力手段により部品を構成する図形要素
   の座標列を入力し、該当する表示ディスプレイの領域に
   前記図形要素を表示して図形データを３角法３図面の作
   図手法を用いて作成する図形生成処理と、 １つの部品を構成する全ての前記図形要素を１つのグル
   ープとして設定するグループ設定処理と、 前記３図面を構成する平面ビュー、正面ビュー、及び側
   面ビューの作図象限を区切る仕切り線の座標位置を定義
   して、該仕切り線を前記表示ディスプレイに表示する象
   限分割処理と、 部品干渉チェックを行うために２つの部品の様々な配置
   パターンについて、前記２つの部品の配置パターンに関
   する情報を複数の２つの部品について予めパターンデー
   タベースに登録しておき、前記グループ設定処理により
   設定された２つのグループについて、前記仕切り線の座
   標位置に基づき、前記平面ビュー、前記正面ビュー、及
   び前記側面ビューのそれぞれにおいて、前記パターンデ
   ータベースに登録された配置パターンに関する情報と照
   合して、前記２つのグループに対応する部品が干渉する
   か否かを判別し、該判別結果を前記表示ディスプレイ又
   はファイルに出力する部品干渉チェック処理と、 を行う２次元ＣＡＤシステムにおける部品干渉チェック
   方法であって、 前記部品干渉チェック処理では、 前記２つの部品の配置パターンに関する情報として、前
   記２つの部品パターンの前記平面ビュー、前記正面ビュ
   ー、及び前記側面ビューのそれぞれにおける交点の有無
   及び交点の数と、前記平面ビュー、前記正面ビュー、又
   は前記側面ビューの何れかにおいて一方の部品パターン
   が他方の部品パターンに包含されるか否かを示す包含の
   有無と、前記部品干渉チェックパターンの３図面とを前
   記パターンデータベースに予め登録しておき、 前記交点の有無の情報だけでは部品干渉の判別ができな
   い場合は、前記交点の数により部品干渉の判別を行い、
   前記交点の有無及び前記交点の数の情報だけで は部品干
   渉の判別ができない場合は、前記包含の有無により部品
   干渉の有無を判別する ことを特徴とする２次元ＣＡＤシ
   ステムにおける部品干渉チェック方法。