JP3721763B2

JP3721763B2 - ３次元モデルの作成方法

Info

Publication number: JP3721763B2
Application number: JP02687498A
Authority: JP
Inventors: 克司町井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2018-02-09
Also published as: JPH11224277A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次元ＣＡＤシステムの図面から３次元ＣＡＤシステムのモデルを作成していく３次元モデルの作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２次元ＣＡＤの図面から３次元ＣＡＤのモデルを作成する方法としては、特開平８−２０２８９８号に記載されているように、ある面図の形状を指定し、その画面に直交する軸方向の位置を指定して、モデル（３次元）化する方法があった。また、特開平９−１６６４７号に記載されているように、図面の形状は、見やすくするために簡略化されていることがあり、形状は必ずしも正しくない場合がある。そのため、モデル（３次元）化する前に検図処理をしてエラーを修正してから３次元モデルを作成する方法等があった。また、フィーチャーベースのソリッドモデラに関するものには、特開平７−２４４６８１号等が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
フィーチャーベースのソリッドモデラの場合、一般的には、先ず、基準となる形状（ベースフィーチャー）を入力し、その形状に穴、フィレット（角丸め）、カットやリブ等のフィーチャーを追加し、モデルの全体形状を構築させて行く。フィーチャーには、穴、リブ、丸め、ボス、カットやリブ等があり、部分形状を操作する単位で、操作者が認識しやすい任意の名称を付けられるものもある。設計変更をする場合は、そのフィーチャーを修正変更することにより容易に変更できるのが一般的である。
【０００４】
図面からモデルを作成する場合、単にある正面図、平面図、側面図や断面図等の要素を指定し、それをある平面上の形状として、押し出し（厚み付け）や回転等でモデルを作成すると、角丸めや穴等の細かい部分の形状が含まれたベースフィーチャーとなり、角丸めの径や穴の径を変更したい等モデルの変更をしたい場合、ベースフィーチャーの元となるスケッチ平面上の形状等を変更しなければならず、非常に変更作業しずらく、修正に時間がかかっていた。
【０００５】
上記従来技術では、図面からモデルを作成した後の変更操作のしやすさという点について考慮されておらず、フィーチャーベースのソリッドモデラの機能を活かした図面からのモデル作成ではなく、作成後の変更がしずらい３次元モデルになってしまう問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、３次元モデルを作成後、設計変更等による３次元モデルの変更作業しやすい３次元モデルを図面からできるだけ簡単に作成できるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、図面から３次元モデルを作成する際に、図面の形状情報や、寸法や記号等の図記号の情報から詳細な形状を自動的に簡略化した概略形状を求め、その概略形状からベースフィーチャーとして３次元のモデル化する手段を設ける。さらに、その後、フィーチャーの追加がしやすいように、３次元化されている部分と、されていない部分を図面上に区別して表示する手段等を設け、モデル変更がしやすいモデルを図面から簡単に作成できるようにしたものである。
【０００８】
また、上記目的を達成するために図面から３次元モデルを作成する際に、図面の形状情報や、寸法や記号等の図記号の情報から詳細な形状を自動的に簡略化した概略形状を求め、その概略形状からベースフィーチャーとして３次元のモデル化する手段を設ける。３次元モデル空間上に図面の正面図、平面図、側面図等の各面図をそれぞれ対応する軸方向の任意の位置の補助平面に表示する手段と、その補助平面にその中で３次元モデル化されている部分と、されていない部分を区別して表示できる手段等を設け、モデル変更がしやすいモデルを図面から簡単に作成できるようにしたものである。
【０００９】
また、上記目的を達成するために図面から３次元モデルを作成する際に、３次元モデル化されていない部分をどのような方法（手順）で３次元モデル化をしたらよいかを求め、その情報を表示する手段を設け、モデルを図面から簡単に作成できるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図により説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例を実施するためのＣＡＤシステムのブロック図である。１１は、キーボードやマウス等の入力装置である。１２は、ディスプレイ等の表示装置である。１３は、入力処理部で、２次元図面上の入力処理を行う２次元図面入力処理部（１３１）と、３次元モデル上の入力処理を行う３次元モデル入力処理部（１３２）からなり、操作者が入力装置（１１）から入力したデータを解析し、選択しているコマンドや形状が何かの判断を行う処理部である。１４は、表示装置（１２）に表示するための表示データを作成するための表示処理部である。１５は、２次元図面から、３次元モデルを作成するモデル作成処理部である。１６は、主記憶装置（メモリ）で２次元図面のデータや３次元モデルのデータを高速に読み書きするための装置である。１８は、２次元図面のデータや３次元モデルのデータを登録するための磁気ディスク装置等の記憶装置である。１７は、２次元図面のデータや３次元モデルのデータを記憶装置（１８）から主記憶装置（メモリ）（１６）に読み込んだり、主記憶装置（メモリ）（１６）にある、２次元図面のデータや３次元モデルのデータを記憶装置（１８）に登録したりする検索・登録処理部である。図２は、２次元図面（２０）データである。図３は、２次元図面の３次元モデルの等角投影図である。
【００１２】
図４は、モデル作成処理の概略のフローチャートである。
【００１３】
図２の２次元図面（２０）データは、入力装置（１１）から入力され、記憶装置（１８）に登録されている。２次元図面から３次元モデルを作成する場合は、先ず、記憶装置（１８）に登録されている２次元図面（２０）データを主記憶装置（１６）に読み出しを行う。次に、検図処理部（１５１）で２次元図面データの検図を行う。例えば、図４に示すように、寸法値と形状が一致しているかのチェック（４０１）や各面図間で矛盾がないかどうかのチェック（４０３）等を行う。その他、端点未接続等のチェックや水平、垂直性のチェック等が考えられる。以上の検図処理の結果に基づきエラー修正処理部（１５２）で形状の整形を行う。例えば、形状を寸法値に合わせ整形（４０２）や形状を各面図間で矛盾がないように整形（４０４）等の処理を行う。この整形処理は、ある一定ルールに基づき、全て自動で処理する方法と、操作者に問い合わせながら、整形を行う半自動で処理する方法が考えられる。また、ここで、図５のように、３次元化には不必要な中心線や寸法等を除去（４０５）しておいてもよい。図面は、見易さを重点におかれているため、省略や誇張して書くことをＪＩＳ規格でも許しており、形状のデータは正確でない場合がある。一般的には、実寸法の正確なモデルを作成するには、上記のような、検図処理とエラー修正処理が必要であるが、形状データの正確さが保証されている場合は、この処理部がなくてもよい。
【００１４】
次に、概略形状抽出処理部（１５３）で、ベースフィーチャーを作成するため、図面データから概略形状を求める。（４０７）
予め定義しておいたルールに基づいて、穴や角丸め等を除去した概略形状を求める。自動的に概略形状を求める方式としては、例えば、Ｒ寸法やＣ寸法が付いているものや、Ｒ寸法やＣ寸法が付いている形状と同じまたは、それ以下の寸法となる相似形の円弧要素および、直線要素は、角丸め、および、角落とし部分と自動的に判断することができる。また、φ寸法が付いて、別の面図でその投影線がない場合や、破線になっている場合は、穴と認識することができる。このように形状データだけでなく、作図線、寸法や図記号のデータ等から形状認識し、概略形状を求める方法が考えられる。また、形状データだけから形状全体との相対的な距離で、単にある寸法値以下を除去する方法も考えられる。概略形状は、出来るだけ一番単純な矩形や円の形状になるまで簡略化をする。上記のような処理を行うと、図５の図面の場合、３０１の角丸め（フィレット）および３０２の穴を除去した、図６のような概略形状（６０１）を求めることができる。なお、概略形状を自動的に求めた場合は、必ずしも操作者が意図した概略形状にならない場合も考えられる。このような場合を対処できるように概略形状の候補が複数パターンある場合には、操作者に選択させるようにしてもよい。抽出した概略形状からフィーチャー作成処理部（１５５）でベースフィーチャーを作成する。各面図の関係から押し出しや回転でベースフィーチャーを作成する。例えば、全ての面図の概略形状が矩形形状であれば押し出しフィーチャーで作成し、ある面図での概略形状に円や円弧形状であれば、回転フィーチャーで作成するようにすればよい。フィーチャーを作成すると同時に作成状況表示を図面上に表示する。作成状況表示データは、例えば、元の図面の形状と作成した３次元モデルの各面図毎の投影図との差異を求め、元の図面にしかない形状が未作成の部分、重なりがある形状が作成済みの部分と判断することにより、作成することができる。細かく区別して表示する必要がない場合には、単に、元の図面に３次元化モデルの投影形状を重ねて表示する方法も考えられる。差異を求める方法の場合には、未作成部分の形状を抽出できるので、その形状データや形状データに関連する作図線、寸法や記号等のデータから、その形状をどのようにフィーチャーで作成すればよいかをアドバイス表示させる事が可能である。例えば、Ｒ寸法が記入されている円弧要素は、フィレット（角丸め）として作成すればよいと自動的に判断できる。また、２要素に接する円弧要素の場合も同様である。同様にＣ寸法が付いているものは、角落しとして自動的に判断できる。このように概略形状を求める時に、除去していったルールと同じ判断を行えば未作成部分をどのように作成していけばよいかのアドバイス表示が可能である。３次元モデル化の操作をする毎に求め直してもよいし、概略形状を求める際に求め、記憶しておき未作成部分のみ表示するようにしてもよい。図７は、作成状況の表示した一例である。この例の場合、太線で破線の部分が３次元化された投影形状、細線の部分が未作成の部分を現している。アドバイス表示か形状から引き出し線を付け文字で表示している。（７０２）
他に、作成済の部分と未作成の部分を区別して表示する方法には、色を変えて表示する等が考えられる。また、アドバイス表示についても、文字以外に記号やアイコン（絵）で表示してもよい。また、常時表示だけでなく、形状要素上でマウスの右ボタンを押すとポップアップメニューが表示され、その中にアドバイスを表示してもよい。また、カーソルを近づけると表示するようにしてもよい。
【００１５】
３次元モデル化は、上記の作成状況の表示に従って、操作者が形状アドバイスを選択しながら作成していく。その作成状況に追従して、作成状況の表示も更新されるようにする。このような作成状況やアドバイスの表示によって簡単な操作で３次元モデルを作成することができる。さらに、作成手順が一意に決まり自動的に認識出来る場合は、いちいち操作者に選択させないで、自動的に作成するようにしてもよい。
【００１６】
また、作成状況やアドバイスの表示は、３次元モデル空間上に図面の面図に対応する補助的な投影平面を設け、その平面に表示する方法もある。
【００１７】
以上のように、本実施例によれば、２次元の図面から３次元モデルを作成する際に、形状をその特徴毎にフィーチャーとして分けて作成するため、設計変更等でモデルの修正が発生した場合、フィーチャーの変更という簡単な操作で変更することができる。また、３次元モデル作成していく過程で作成状況やアドバイスの表示をするため、その表示に従って簡単に作成していくことができる。
【００１８】
以下、実施例の効果をまとめる。
【００１９】
図面から先ず、概略形状を求め、その概略形状を３次元化し、図面上に３次元化された部分とされていない部分を分けて表示し、それに従い３次元化を順次行っていくため、２次元の図面から３次元モデルを作成する際に、形状をその特徴毎にフィーチャーとして分けて作成することとなり、設計変更等でモデルを簡単に作成していくことができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、モデル空間上の補助的な投影平面に３次元化された部分とされていない部分を分けて表示し、それに従い３次元化を順次行っていくため、２次元の図面から３次元モデルを作成する際に、形状をその特徴毎にフィーチャーとして分けて作成することとなり、設計変更等でモデルを簡単に作成していくことができる。
【００２１】
また、請求項３の発明によれば、図面または、モデル空間上の補助的な投影平面にどのようなフィーチャーで作成すればよいかのアドバイスを表示するため、より簡単に３次元モデルの作成ができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、３次元モデルを容易に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のブロック図。
【図２】本発明の一実施例の２次元図面。
【図３】図２の３次元化した３次元モデル。
【図４】モデル作成の概略フロー図。
【図５】図２の図面から作図線や寸法を除去した図面。
【図６】図５の概略形状。
【図７】３次元モデルの作成状況の表示の一例。
【図８】図６の概略形状から作成した３次元モデル。
【符号の説明】
１１…入力装置、１２…表示装置、１３…入力処理部、
１４…表示処理部、１５…モデル作成処理部、１６…主記憶装置、
１７…登録・検索処理部、１８…記憶装置。

Claims

２次元ＣＡＤで作成した図面データから３次元ＣＡＤのモデルを作成する機能を有したＣＡＤシステムにおいて、２次元図面データから、ベースフィーチャーとなる概略形状を抽出する手段と、抽出した概略形状から３次元モデルにする手段と、図面上で３次元モデル化されている部分とされていない部分を区別して表示できる手段を設けることにより、３次元ＣＡＤで設計変更しやすいモデルを図面から作成することを特徴とする３次元モデルの作成方法。
２次元ＣＡＤで作成した図面データから３次元ＣＡＤのモデルを作成する機能を有したＣＡＤシステムにおいて、２次元図面データから、ベースフィーチャーとなる概略形状を抽出する手段と、抽出した概略形状から３次元モデルにする手段と、３次元モデル空間上に図面の正面図、平面図、側面図等の各面図をそれぞれ対応する軸方向の任意の位置に補助投影平面図に表示する手段と、その補助投影平面に３次元モデル化されている部分とされていない部分を区別して表示できる手段を設けることにより、３次元ＣＡＤで設計変更しやすいモデルを図面から作成することを特徴とする３次元モデルの作成方法。
請求項１または、請求項２に記載のＣＡＤシステムにおいて、３次元モデル化されていない部分をどのような方法や手順で３次元モデル化したらよいかを認識する手段とその情報を表示する手段を設けることにより、３次元ＣＡＤで設計変更しやすいモデルを図面から容易に作成することを特徴とする３次元モデルの作成方法。
請求項１、請求項２及び、請求項３に記載の３次元モデルの作成方法を実行するコンピュータプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。