JP3741113B2

JP3741113B2 - Design data generator

Info

Publication number: JP3741113B2
Application number: JP2003110675A
Authority: JP
Inventors: 盛夫大場; 孝年根岸; 保夫三嶋; 幸司藤原; 隆司永田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2023-04-15
Also published as: JP2004318428A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設計データ生成方法および設計データ生成装置、特に、既存の部品形状に変更処理を施すことによって物品の新たな設計データを生成する設計データ生成方法および設計データ生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
部品の設計を行う場合、ＣＡＤ（Computer-Aided Design）装置が用いられている。ＣＡＤ装置による新たな部品の設計方法として、既存の部品のデータを基にした変形により行う方法がある。例えば、ＬＳＩのレイアウトパターンを設計する場合、設計済みのレイアウトパターンの機能単位を実現する機能セルを置換し、効率的な再設計を行う方法があった（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９-３６２３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
既存の部品の部分的な置換ではなく、既存部品のデータに基づき、部品全体としての変形設計をする場合にも、部品の一部の設計は保持して、一部のみを変形させたいという場合がある。このような場合、従来、変形させたい部分のみ取り出して、変形処理を行い、変形処理後に再び、形状保持部分とつなぎ合わせるという手順で行っていた。このため、変形処理時に部品全体の設計の把握が困難であり、また、つなぎ合わせる際に、境界に不連続が生じてしまうことがあるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題を解決することができる設計データ生成方法および設計データ生成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、既に作成された物品の設計データに対して形状変形処理を施すことによって物品の新たな設計データを生成する設計データ生成装置であって、前記物品の形状を形状変形処理を施す変形領域と、形状を保持する保持領域との属性の割り当てを操作者から受け付ける領域属性入力手段と、前記物品に対する変形方向と変形量とで規定される変形指示ベクトルを操作者から受け付ける変形指示入力手段と、前記入力された変形指示ベクトルに応じて、前記変形領域の物品形状を規定する節点に対する変位処理であって、前記変形領域と保持領域の境界の節点は固定され、保持領域との境界にない節点には変位処理を施す変形処理手段と、を含み、前記変形処理手段は、操作者によって入力された変形指示ベクトルによる節点の変位処理により、変形領域の節点を結ぶ稜線が、保持領域と変形領域の境界に属する節点を越えるものであった場合、（１）操作者によって入力された変形指示ベクトルを、変形領域の節点を結ぶ稜線が、保持領域に属する節点に接するまでの第一の変形指示ベクトルと、接してからの第二の変形指示ベクトルに分割し、（２）前記操作者の指定に応じた変形領域にのみ、前記第一の変形指示ベクトルに従う変形処理を行い、（３）前記変形領域の稜線と接した節点を含む保持領域の属性を変形領域として再割り当てし、（４）前記第一の変形指示ベクトルに従った変形処理後の物品形状の前記再割り当てされた変形領域を含む変形領域に対して前記第二の変形指示ベクトルに従う形状変形処理を行う、ことを特徴とする設計データ生成装置である。
【０００７】
この構成によれば、部品の設計データは全体として一体のまま、変形処理ができるので、変形領域と保持領域の境界で不連続が生じることは無い。また、操作者は部品全体としての構造を確認しながら、変形設計を行うことができるため、効率的な部品設計を行うことができる。
この変形処理によれば、入力された変形指示ベクトルが、保持領域と変形領域の境界に属する節点を越えるものであっても、実際の形状変形として実現しうる変形処理を行うことができる。
【０００８】
また、前記変形指示入力手段において、操作者から受け付ける入力は、前記変形指示ベクトルの作用節点の指示を含むことが好ましい。
【０００９】
この指示を入力することにより、形状変形として所定の節点のみに所定のベクトル変位を施す場合に、操作者の意向に沿う変形が可能になる。
【００１０】
また、前記変形指示ベクトルの作用節点の指示は、１つの節点である点指示、節点を結んだ線である線指示または節点で囲まれる面である面指示であることも好ましい。
【００１１】
前記作用節点の指示が、点だけでなく、線、面から選択し、指定できることにより、より効率的な設計作業をすることができる。
【００１２】
前記物品の形状が、基本形状と、付随形状とから構成される場合、前記形状変形処理手段における変形処理は基本形状のみに適用し、形状変形処理後の設計データに前記付随形状を付加する付随形状付加手段を含むことが好ましい。
【００１３】
部品の変形において、領域別の処理の他に、固有の性質を有する付随形状を分離し、処理を別に行うことにより、効率的な設計ができる。
【００２０】
また、前記変形処理手段は、（１）前記変形領域を複数の形状要素に細分化し、（２）前記形状要素の形状を規定する節点の変位処理であって、節点が部品の一本の折れ曲がり線上にある場合、その節点の変位処理は方向が前記折れ曲がり線の延長方向であって、大きさが前記入力された変形指示ベクトルの前記折れ曲がり線の延長方向成分である変位処理を行い、節点が部品の複数の折れ曲がり線の交点にある場合、その節点の変位処理は方向が、前記変形指示ベクトルとなす角が最も小さい折れ曲がり線の延長方向であって、大きさが前記入力された変形指示ベクトルの前記折れ曲がり線の延長方向成分である変位処理を行い、節点が部品の折れ曲がり線上に無い場合、その節点の変位処理は、その節点における部品形状面の延長面に前記変形ベクトルを投射したベクトルに従う変位処理を行う、ことが好ましい。
【００２１】
この変形処理によれば、部品の折れ曲がり線構造を保持し、かつ、部品の曲面形状を保持した変形を行うことができる。
【００２２】
また、前記変形指示入力手段において、変形指示ベクトルと部品折れ曲がり線とのなす角度についての許容角度の入力を含み、前記折れ曲がり線と前記変形指示ベクトルがなす角度が、前記許容角度未満である節点には、前記折れ曲がり線の延長方向の変位処理を行い、前記折れ曲がり線と前記変形指示ベクトルがなす角度が、前記許容角度以上である節点には、前記変形指示ベクトルに従う変位処理を行う、ことも好ましい。
【００２３】
この許容角度の入力により、操作者の意向により沿った変形処理ができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
実施形態１．
図１は本発明の実施形態１の設計データ生成装置の機能ブロック構成図である。本設計データ生成装置は、既に作成された物品の設計データに対して形状変形処理を施すことによって物品の新たな設計データを生成する設計データ生成装置であって、ハードディスクなどで構成される設計データ記憶装置３から既存の部品の設計データを読み出し、操作者はＣＲＴなどの画像表示装置２で視覚的に確認しながら、キーボードやマウスなどの入力装置で構成される領域属性入力手段４と、変形指示入力手段５とから入力を行い、計算機１に備わる変形処理手段６により、前記入力に応じた形状の変形処理を行う。本設計データ生成装置は、印刷装置やネットワークとの通信手段を備えていることも望ましい。
【００２６】
図２は本発明の設計データ生成装置におけるデータ生成フローを示す図である。
【００２７】
まず、設計データ記憶装置３に記憶されている既存の部品の設計データを読み出し、領域属性入力手段４は、これから変形処理を施す既存の部品形状において、変形を施したい部分である変形領域と、変形処理に際しても形状を保持したい部分である保持領域との属性との割り当ての入力を操作者から受け付ける（Ｓ１０）。変形領域と保持領域の境界線は直線でも良いし、複数の線分のつながりである非直線的な境界線でも構わない。次に変形指示入力手段５は操作者からの前記物品に対する変形方向と変形量とで規定される変形指示ベクトルの変形指示を受け付ける（Ｓ１１）。変形指示ベクトルは例えば、Ｘ方向に形状を１．５倍に伸張するなどの指示である。
【００２８】
次に変形処理手段６は上記の情報に基づき形状の変形処理Ｓ１２を行う。変形処理はまず、前記部品の形状を規定する節点が変形領域に属する節点であるかの判定を行う（Ｓ１３）。ここで、節点とは領域の形状を規定する形状の頂点である。変形領域に属する節点は、さらに、変形領域と保持領域の境界に属するかの判定を行う（Ｓ１４）。以上の判定により分別された、変形領域に属さず保持領域のみに属する節点と、変形領域と保持領域との境界に属する節点はこの変形処理においては、変形指示ベクトルに従う相対的な変位を行わない。したがって、これらの節点で規定される保持領域の形状は元のまま保持されることになる。なお、変形領域の変形に伴い、保持領域は形状を保ったまま、画像表示装置２の表示画面上で位置が動くことはあるが、設計データとしての寸法は保持している。一方、変形領域のみに属する節点は、前記変形指示ベクトルに従う変位を行う（Ｓ１５）。以上の変形処理Ｓ１２における節点の変位により、新たな物品形状が生成され、新たな設計データとなる。
【００２９】
この構成によれば、部品の設計データは全体として一体のまま、変形処理ができるので、変形領域と保持領域の境界で不連続が生じることは無い。また、操作者は部品全体としての構造を確認しながら、変形設計を行うことができるため、効率的な部品設計を行うことができる。
【００３０】
前記変形指示入力手段において、操作者から受け付ける入力は、前記変形指示ベクトルの作用節点の指示を含むことも好ましい。
【００３１】
この指示を入力することにより、所定の節点のみに所定の変形指示ベクトルに従う変位を施し、変形領域の形状の変形を行うことができる。
【００３２】
また、前記変形指示ベクトルの作用節点の指示は、１つの節点である点指示、節点を結んだ線である線指示または節点で囲まれる面である面指示であることも好ましい。
【００３３】
ここで、本発明の実施形態１の設計データ生成装置における節点の変位について、一例を用いて説明する。図３（ａ）は点指示、（ｂ）は線指示、（ｃ）は面指示の入力を受けた場合の変形領域の変形の様態を示す。
【００３４】
まず、操作者により、変形領域と、保持領域との属性の入力を受け付ける（Ｓ１０）。この場合、格子模様で示す領域が変形領域と指定された領域である（変形処理前の形状を点線で示す）。次に変形指示入力手段５は操作者からの前記物品に対する変形方向と変形量とで規定される変形指示ベクトルの変形指示を受け付ける（Ｓ１１）。図３において、変形指示ベクトルを矢印で示す。さらに、操作者により、作用節点が入力される。作用節点の指定は、点、２つの節点を結んだ線および３つ以上の節点によって囲まれた面の中から選択することができる。ここで、（ａ）では黒丸で示す点が、（ｂ）では太線で示す線が、（ｃ）では太線で囲まれた面が作用節点として指定された場合である。変形処理Ｓ１２ではこれらの作用節点が変形指示ベクトルに従う変位を行い、節点の変位によって、変形領域の形状が格子模様で示す形状に変形する。
【００３５】
この構成によれば、作用節点の指示が、点だけでなく、線、面から選択し、指定できることにより、より効率的な設計作業をすることができる。
【００３６】
また、前記既存の物品の形状が、基本形状と、付随形状とから構成される場合、前記形状変形処理手段における変形処理は基本形状のみに適用し、形状変形処理後の設計データに前記付随形状を付加する付随形状付加手段を含むことが好ましい。
【００３７】
実施形態２．
部品の形状は全体の概略の形状を決める基本形状と、それに付随する付随形状に分かれている場合がある。付随形状は例えば、パネルの強度を高めるために形成されるビード形状などがある。付随形状は特有の機能を備える形状であるため、全体形状を変形したい場合でも、付随形状を保持する必要がある。
【００３８】
図４は上記の課題を解決する第二の実施形態の設計データ生成装置の機能ブロック図である。実施形態１の設計データ生成装置に付随形状付加手段が追加されている。
【００３９】
図５は実施形態２の設計データ生成装置におけるデータ生成フローを示す図である。
【００４０】
設計データ記憶装置３に記憶されている既存の部品の設計データを読み出し、変形処理手段６は設計データに属性として含まれている基本形状であるか、付随形状であるかの分別を行う（Ｓ２０）。付随形状は変形処理Ｓ１２を施さない。基本形状は第一の実施例と同様な変形処理Ｓ１２を受け、基本形状の新たな設計データとなる（Ｓ２１）。次に、付随形状付加手段７において、この新たな基本形状に付随形状を付加する（Ｓ２２）。新たな基本形状における付随形状の付加位置は、元の基本形状の保持領域に付随形状の一部があった場合は、その位置に付加されてもよいし、元の基本形状の変形領域に付随形状があった場合は、操作者の入力に応じて、付加位置は決められてもよい。
【００４１】
実施形態３．
実施形態３は、実施形態１および実施形態２における形状変形処理ステップにおいて、操作者によって入力された変形指示ベクトルによる節点の変位により、変形領域の節点を結ぶ稜線が、保持領域と変形領域の境界に属する節点を越えるものであった場合、節点がそのような変形指示ベクトルに単に従う変位を行うと、元の節点によって規定される領域が、節点では規定できない形状要素となってしまう場合がある。第三の実施形態の形状変形処理はこの課題を解決するものである。
【００４２】
図６に第三の実施形態の設計データ生成装置における、形状変形処理のフローを示す。変形指示入力を受けると（Ｓ１１）、形状処理手段６において、入力された変形指示ベクトルによる節点の変位により、変形領域の節点を結ぶ稜線が保持領域と変形領域の境界に属する節点を越えるか判断する（Ｓ３０）。超えるものではなかった場合、実施形態１と同様の変形指示ベクトルの従う形状変形処理を行う（Ｓ１５）。一方、節点を越えるものであった場合、入力された変形指示ベクトルを、変形領域の節点を結ぶ稜線が、保持領域に属する節点に接するまでの第一の変形指示ベクトルと、接してからの第二の変形指示ベクトルに分割する（Ｓ３１）。次に、前記操作者の指定に応じた変形領域にのみ、前記第一の変形指示ベクトルに従う形状変形処理を行い（Ｓ３２）、前記変形領域の稜線と接した節点を含む保持領域の属性を変形領域として再割り当てし（Ｓ３３）、さらに前記第一の変形指示ベクトルに従った変形処理後の物品形状の前記再割り当てされた変形領域を含む変形領域に対して前記第二の変形指示ベクトルに従う形状変形処理を行う（Ｓ３４）。以上の変形処理により新たな設計データが生成される。
【００４３】
この変形処理によれば、入力された変形指示ベクトルが、保持領域と変形領域の境界に属する節点を越えるものであっても、実際に形状の変形として実現しうる変形処理を行うことができる。
【００４４】
ここで、本発明の実施形態３の設計データ生成方法における節点の変位について、一例を用いて説明する。図７（ａ）は既存の部品形状である。既存の部品形状は３つの形状要素からなり、斜線で示された２つの領域は変形領域と指定され、白い領域は保持領域と指定されている。変形指示ベクトルは矢印で示し、作用節点は太線で示される線で指定されている。以上の入力に実施形態１の節点の変形処理を行うと、（ｂ）に示すように元の領域が分離されてしまい、その領域は元の節点で規定できないものとなってしまう。
【００４５】
図８は本発明の実施形態３の設計データ生成方法における節点の変位を説明する図である。図８（ａ）において、作用節点はＡおよびＢであり、黒丸で示す。変位しない節点ＣおよびＤは白丸で示す。最初に入力された変形指示ベクトルを、変形領域の節点を結ぶ稜線が、保持領域に属する節点に接するまでの第一の変形指示ベクトルと、接してからの第二の変形指示ベクトルに分割する（Ｓ３１）。
節点ＡおよびＢの変位は、（ｂ）に示すように、節点ＡとＢで規定される稜線が保持領域と変形領域の境界に属する節点Ｃに接するまでの第一の変形指示ベクトルに従う。次に（ｃ）に示すように、前記変形領域の稜線と接した節点Ｃを含む保持領域の属性を変形領域として再割り当てする（Ｓ３３）。したがって、節点ＣおよびＤは変位を受ける節点と属性が変更される。変位を受ける節点ＣおよびＤを黒丸で示す。次に（ｄ）に示すように、節点Ａ，Ｂ，ＣおよびＤが第二の変形指示ベクトルに従う変位を行う。以上の変形処理方法により、節点が領域を規定するという性質を保持しつつ新たな設計データを生成することができる。
【００４６】
実施形態４．
第四の実施形態の設計データ生成方法は、部品の折れ曲がり線を保持した形状変形および部品の曲面形状を保持した変形を行う方法である。
【００４７】
図９に第四の実施形態の設計データ生成装置における、形状変形処理のフローを示す。
【００４８】
変形処理手段６は変形領域を形状要素に細分化する（Ｓ４０）。形状要素への細分化はＣＡＤ装置における形状処理に周知のように、三角形ないし四角形のメッシュを切ることにより行われる。つぎに形状要素の形状を規定する節点の変位を行う。変位の様態は節点の性質によって異なる。まず、節点が部品の折れ曲がり線上にあるか判定する（Ｓ４１）。折れ曲がり線上に無い節点はその節点における部品形状面の延長面に前記変形指示ベクトルを投射したベクトルに従う変位を行う（Ｓ４２）。節点における部品形状面の延長面とは、例えば、その節点における部品形状面が球を切り取ったものであった場合、同じ半径の球面を延長した面であり、円柱を切り取った面であった場合、同じ半径の円柱を延長した面であり、所定の関数で規定される面であった場合は、その面を延長した面である。一方、部品折れ曲がり線上にある節点は、さらに、一本の折れ曲がり線上にあるか、複数の折れ曲がり線上にあるかを判定する（Ｓ４３）。一本の折れ曲がり線上にある節点の変位は方向が前記折れ曲がり線の延長方向であって、大きさが前記入力された変形ベクトルの前記折れ曲がり線の延長方向成分である変位を行い（Ｓ４４）、節点が部品の複数の折れ曲がり線の交点にある場合、その節点の変位は方向が、前記変形ベクトルとなす角が最も小さい折れ曲がり線の延長方向であって、大きさが前記入力された変形ベクトルの前記折れ曲がり線の延長方向成分である変位を行う（Ｓ４５）。以上の節点の変位により新たな設計データが生成できる。
【００４９】
第四の実施形態のデータ生成方法の変形処理によれば、節点で規定される形状要素は元の部品形状の曲面を保持したまま変形することができ、また、部品の折れ曲がり線構造を保持した変形を行うことができる。
【００５０】
ここで、本発明の実施形態４の設計データ生成方法における節点の変位について、一例を用いて説明する。図１０（ａ）は既存の部品形状である。折れ曲がり線を２本備える形状である。変形指示ベクトルは矢印で示すように入力され、作用節点は太線で示す節点で指定されている。次に変形処理手段６は変形領域の形状要素への細分化を行う（Ｓ４０）。ここでは、（ｂ）に示すように点線で示す線分により新たな領域分割がされたものとする。節点は部品の折れ曲がり線上にある黒丸で示す節点と、部品の折れ曲がり線上にない白丸で示す節点とに分別される（Ｓ４１）。白丸で示す折れ曲がり線上に無い節点はその節点における部品形状面の延長面に前記変形指示ベクトルを投射したベクトルに従う変位を行う（Ｓ４２）。ここで、例えばＡ−Ａ断面は（ｂ）に示すようになっており、曲面形状の延長面である、断面図においては点線で示す方向に節点が変位する。一方、部品折れ曲がり線上にある節点は、それぞれの節点で示す矢印のように、変位は方向が前記折れ曲がり線の延長方向であって、大きさが前記入力された変形ベクトルの前記折れ曲がり線の延長方向成分である変位を行う（Ｓ４４）。以上の節点の変位により（ｃ）に示すような新たな設計データが生成できる。
【００５１】
また、上記のＳ４４とＳ４５において、折れ曲がり線上の節点の変位は折れ曲がり線の延長線上に行うとしたが、変形指示ベクトルとなす角度のよっては、変更されることも好ましい。この形状変形処理のフローを図１１に示す。
【００５２】
変形指示手段５において、変形指示ベクトルに加え、変形指示ベクトルと部品折れ曲がり線とのなす角度についての許容角度の入力を受け付ける（Ｓ５０）。変形処理手段６において、節点ごとに、前記変形ベクトルと前記折れ曲がり線とがなす角度が、前記許容角度未満であるか判定を行う（Ｓ５１）。変形指示ベクトルと折れ曲がり線とがなす角度が許容角度未満である節点は、前記折れ曲がり線の延長方向の変位を行い（Ｓ４４）、前記折れ曲がり線と前記変形ベクトルがなす角度が、前記許容角度以上である節点には、前記変形ベクトルに従う変位を行う（Ｓ１５）。以上の節点の変位により、新たな設計データが生成できる。
【００５３】
この変形処理の設計データ生成方法によれば、操作者の意向により沿った変形処理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１にかかる設計データ生成装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１にかかる設計データ生成方法のフロー図である。
【図３】本発明の実施形態１にかかる設計データ生成方法による既存部品形状の変形処理の一例である。
【図４】本発明の実施形態２にかかる設計データ生成装置の機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態２にかかる設計データ生成方法のフロー図である。
【図６】本発明の実施形態３にかかる設計データ生成方法のフロー図である。
【図７】本発明の実施形態３にかかる設計データ生成方法を具体的な図形で説明する図である。
【図８】本発明の実施形態３にかかる設計データ生成方法を具体的な図形で説明する図である。
【図９】本発明の実施形態４にかかる設計データ生成方法のフロー図である。
【図１０】本発明の実施形態４にかかる設計データ生成方法を具体的な図形で説明する図である。
【図１１】本発明の実施形態４にかかる設計データ生成方法の好ましい変形処理のフロー図である。
【符号の説明】
１計算機、２画像表示装置、３設計データ記憶装置、４領域属性入力手段、５変形指示入力手段、６変形処理手段、７付随形状付加手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a design data generation method and a design data generation device, and more particularly to a design data generation method and a design data generation device for generating new design data of an article by performing a modification process on an existing part shape.
[0002]
[Prior art]
When designing parts, a CAD (Computer-Aided Design) apparatus is used. As a method for designing a new part by a CAD device, there is a method of performing a modification based on data of an existing part. For example, when designing an LSI layout pattern, there has been a method of performing efficient redesign by replacing functional cells that realize functional units of a designed layout pattern (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-36238
[Problems to be solved by the invention]
When you want to change only a part of the part while retaining the design of the part, even if you want to design the part as a whole based on the data of the existing part, instead of partial replacement of the existing part There is. In such a case, conventionally, only a part to be deformed is taken out, subjected to a deformation process, and after the deformation process, it is connected again with the shape holding part. For this reason, there is a problem that it is difficult to grasp the design of the whole part during the deformation process, and discontinuity may occur at the boundary when the parts are connected.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a design data generation method and a design data generation apparatus that can solve the above-described problems.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is a design data generation apparatus for generating new design data of an article by applying shape deformation processing to the design data of an already created article, and the shape of the article is changed. An area attribute input means for receiving, from the operator, attribute assignments of a deformation area to be subjected to shape deformation processing and a holding area for holding a shape, and a deformation instruction vector defined by a deformation direction and a deformation amount for the article. The deformation instruction input means received from the displacement processing for the node defining the article shape of the deformation area according to the input deformation instruction vector, the node of the boundary between the deformation area and the holding area is fixed, if not node at the boundary of the holding region viewed contains a transformation processing means for performing a displacement process, the said deformation processing means, modified input by an operator instruction vector When the ridge line connecting the nodes of the deformation area exceeds the nodes belonging to the boundary between the holding area and the deformation area by the displacement processing of the nodes, (1) the deformation instruction vector input by the operator is The ridge line connecting the nodes is divided into a first deformation instruction vector until the node touches the node belonging to the holding area and a second deformation instruction vector after the contact, and (2) deformation according to the operator's designation Only the area is subjected to the deformation process according to the first deformation instruction vector, (3) the attribute of the holding area including the node in contact with the ridge line of the deformation area is reassigned as the deformation area, and (4) the first deformation performing deformation processing according to the second modified instruction vector of the deformation region including the reallocated deformed region of the instruction article shape after deformation processing in accordance with the vector, and wherein the design It is over data generating device.
[0007]
According to this configuration, since the design data of the parts can be deformed while being integrated as a whole, there is no discontinuity at the boundary between the deformation area and the holding area. Further, since the operator can perform deformation design while confirming the structure of the entire component, it is possible to perform efficient component design.
According to this deformation process, even if the input deformation instruction vector exceeds a node belonging to the boundary between the holding area and the deformation area, a deformation process that can be realized as an actual shape deformation can be performed.
[0008]
In the deformation instruction input means, the input received from the operator preferably includes an instruction of an action node of the deformation instruction vector.
[0009]
By inputting this instruction, when a predetermined vector displacement is applied only to a predetermined node as a shape deformation, it is possible to perform a deformation according to the intention of the operator.
[0010]
The action node indication of the deformation instruction vector is preferably a point indication that is one node, a line indication that is a line connecting the nodes, or a surface indication that is a surface surrounded by the nodes.
[0011]
Since the action node can be selected and specified not only from a point but also from a line and a surface, a more efficient design work can be performed.
[0012]
When the shape of the article is composed of a basic shape and an accompanying shape, the deformation processing in the shape deformation processing means is applied only to the basic shape, and the accompanying shape is added to the design data after the shape deformation processing. It is preferable to include a shape adding means.
[0013]
In the deformation of a part, in addition to the processing for each region, the incidental shape having an inherent property is separated and the processing is performed separately, whereby an efficient design can be performed.
[0020]
The front Symbol deformation processing means (1) subdividing the modified region into a plurality of shaped elements, (2) a displacement processing nodes defining the shape of said shaped elements, one of the node is part when in the bending line, an extension direction of the displacement process direction the bending line of the node performs a displacement process which is an extension direction component of the bending line of deformation instruction vector magnitude is the input, When the node is at the intersection of a plurality of bending lines of the part, the displacement processing of the node is the extension direction of the bending line whose angle with the deformation instruction vector is the smallest, and the deformation whose size is input as described above performs an extension direction component of the bending line of the instruction vector displacement process, if the node is not in the bending line of the part, the displacement process of the node is before the extended surface of the part shape surface at that node Performing a displacement process in accordance vector obtained by projecting the deformation vectors, it is preferable.
[0021]
According to this deformation process, it is possible to perform deformation while retaining the bent line structure of the component and retaining the curved shape of the component.
[0022]
The deformation instruction input means includes an input of an allowable angle for an angle formed between the deformation instruction vector and a component bending line, and the angle formed by the bending line and the deformation instruction vector is a node that is less than the allowable angle. performs the displacement process of the extending direction of the bending line, the angle of the deformation instruction vector and the bending line is formed by the in allowable at angle or more nodes performs a displacement process according the deformation instruction vector, it is also preferred .
[0023]
By inputting the allowable angle, a deformation process can be performed according to the intention of the operator.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0025]
Embodiment 1. FIG.
FIG. 1 is a functional block configuration diagram of a design data generation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This design data generation device is a design data generation device that generates new design data of an article by applying shape deformation processing to the design data of an already created article, and is configured by a hard disk or the like The design data of the existing parts is read from the storage device 3, and the operator visually confirms with the image display device 2 such as a CRT, and the region attribute input means 4 constituted by an input device such as a keyboard and a mouse, and a deformation Input is performed from the instruction input means 5, and the deformation processing means 6 provided in the computer 1 performs deformation processing of the shape corresponding to the input. It is also desirable that the design data generation apparatus includes a communication unit with a printing apparatus or a network.
[0026]
FIG. 2 is a diagram showing a data generation flow in the design data generation apparatus of the present invention.
[0027]
First, design data of an existing part stored in the design data storage device 3 is read, and the area attribute input means 4 includes a deformation area that is a part to be deformed in an existing part shape to be subjected to deformation processing, and In the transformation process, an input for assigning an attribute to a holding area which is a part where the shape is desired to be held is received from the operator (S10). The boundary line between the deformation area and the holding area may be a straight line or a non-linear boundary line that is a connection of a plurality of line segments. Next, the deformation instruction input means 5 receives a deformation instruction of a deformation instruction vector defined by the deformation direction and deformation amount of the article from the operator (S11). The deformation instruction vector is, for example, an instruction to expand the shape by 1.5 times in the X direction.
[0028]
Next, the deformation processing means 6 performs a shape deformation process S12 based on the above information. In the deformation process, first, it is determined whether the node defining the shape of the part is a node belonging to the deformation area (S13). Here, the node is a vertex of a shape that defines the shape of the region. It is further determined whether the node belonging to the deformation area belongs to the boundary between the deformation area and the holding area (S14). In this deformation process, the nodes that belong to only the holding area and do not belong to the deformation area and the nodes that belong to the boundary between the deformation area and the holding area are not subjected to relative displacement according to the deformation instruction vector. . Therefore, the shape of the holding area defined by these nodes is held as it is. With the deformation of the deformation area, the position of the holding area may move on the display screen of the image display device 2 while maintaining the shape, but the dimensions as design data are retained. On the other hand, the nodes belonging only to the deformation region are displaced according to the deformation instruction vector (S15). A new article shape is generated by the displacement of the node in the above deformation process S12, and becomes new design data.
[0029]
According to this configuration, since the design data of the parts can be deformed while being integrated as a whole, there is no discontinuity at the boundary between the deformation area and the holding area. Further, since the operator can perform deformation design while confirming the structure of the entire component, it is possible to perform efficient component design.
[0030]
In the deformation instruction input means, the input received from the operator preferably includes an instruction of an action node of the deformation instruction vector.
[0031]
By inputting this instruction, only a predetermined node can be displaced according to a predetermined deformation instruction vector, and the shape of the deformation area can be deformed.
[0032]
The action node indication of the deformation instruction vector is preferably a point indication that is one node, a line indication that is a line connecting the nodes, or a surface indication that is a surface surrounded by the nodes.
[0033]
Here, the displacement of the nodes in the design data generation apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described using an example. 3A shows a point instruction, FIG. 3B shows a line instruction, and FIG. 3C shows a deformation state of the deformation region when an input of a surface instruction is received.
[0034]
First, the operator receives input of attributes of the deformation area and the holding area (S10). In this case, the area indicated by the lattice pattern is the area designated as the deformation area (the shape before the deformation process is indicated by a dotted line). Next, the deformation instruction input means 5 receives a deformation instruction of a deformation instruction vector defined by the deformation direction and deformation amount of the article from the operator (S11). In FIG. 3, the deformation instruction vector is indicated by an arrow. Furthermore, an action node is input by the operator. The action node can be selected from a point, a line connecting two nodes, and a surface surrounded by three or more nodes. Here, a point indicated by a black circle in (a), a line indicated by a thick line in (b), and a surface surrounded by the thick line in (c) are specified as action nodes. In the deformation process S12, these action nodes are displaced according to the deformation instruction vector, and the shape of the deformation region is deformed into the shape indicated by the lattice pattern by the displacement of the nodes.
[0035]
According to this configuration, the action node can be designated and selected not only from a point but also from a line or surface, so that a more efficient design work can be performed.
[0036]
When the shape of the existing article is composed of a basic shape and an accompanying shape, the deformation processing in the shape deformation processing means is applied only to the basic shape, and the accompanying shape is added to the design data after the shape deformation processing. It is preferable to include accompanying shape adding means for adding.
[0037]
Embodiment 2. FIG.
The shape of the part may be divided into a basic shape that determines the overall approximate shape and an accompanying shape that accompanies it. The accompanying shape includes, for example, a bead shape formed to increase the strength of the panel. Since the accompanying shape is a shape having a specific function, it is necessary to maintain the accompanying shape even when the entire shape is desired to be deformed.
[0038]
FIG. 4 is a functional block diagram of a design data generation apparatus according to the second embodiment that solves the above-described problems. An accompanying shape adding means is added to the design data generating apparatus of the first embodiment.
[0039]
FIG. 5 is a diagram showing a data generation flow in the design data generation apparatus of the second embodiment.
[0040]
The design data of the existing parts stored in the design data storage device 3 is read out, and the deformation processing means 6 discriminates whether it is a basic shape or an accompanying shape included as an attribute in the design data (S20). ). The associated shape is not subjected to the deformation process S12. The basic shape is subjected to deformation processing S12 similar to that of the first embodiment, and becomes new design data of the basic shape (S21). Next, the accompanying shape adding means 7 adds the accompanying shape to this new basic shape (S22). The additional position of the accompanying shape in the new basic shape may be added to the position of the original basic shape, if there is a part of the accompanying shape in the holding area of the original basic shape, or attached to the deformation area of the original basic shape. If there is a shape, the additional position may be determined according to the input of the operator.
[0041]
Embodiment 3. FIG.
In the third embodiment, in the shape deformation processing step in the first and second embodiments, the ridge line connecting the nodes of the deformation area is the boundary between the holding area and the deformation area due to the displacement of the node by the deformation instruction vector input by the operator. If the node moves beyond the nodes belonging to, the area defined by the original node may become a shape element that cannot be defined by the node if the node is simply displaced according to such a deformation instruction vector. . The shape deformation process of the third embodiment solves this problem.
[0042]
FIG. 6 shows a flow of shape deformation processing in the design data generation apparatus of the third embodiment. Upon receiving the deformation instruction input (S11), the shape processing means 6 determines whether or not the edge line connecting the nodes of the deformation area exceeds the nodes belonging to the boundary between the holding area and the deformation area due to the displacement of the node by the input deformation instruction vector. (S30). If it does not exceed, shape deformation processing according to the deformation instruction vector similar to that of the first embodiment is performed (S15). On the other hand, if it exceeds the node, the input deformation instruction vector is the first deformation instruction vector until the ridge line connecting the node of the deformation area touches the node belonging to the holding area. Divide into two deformation instruction vectors (S31). Next, only the deformation region according to the designation of the operator is subjected to shape deformation processing according to the first deformation instruction vector (S32), and the attribute of the holding region including the node in contact with the ridge line of the deformation region is deformed. A shape that is reassigned as an area (S33), and further conforms to the second deformation instruction vector with respect to a deformation area that includes the reassigned deformation area of the article shape after deformation processing according to the first deformation instruction vector. A deformation process is performed (S34). New design data is generated by the above deformation processing.
[0043]
According to this deformation process, even if the input deformation instruction vector exceeds a node belonging to the boundary between the holding area and the deformation area, it is possible to perform a deformation process that can be actually realized as a shape deformation.
[0044]
Here, the displacement of the nodes in the design data generation method according to the third embodiment of the present invention will be described using an example. FIG. 7A shows an existing part shape. The existing part shape is composed of three shape elements. Two areas shown by hatching are designated as deformation areas, and white areas are designated as holding areas. The deformation instruction vector is indicated by an arrow, and the action node is specified by a line indicated by a bold line. When the node deformation process of the first embodiment is performed on the above input, the original area is separated as shown in (b), and the area cannot be defined by the original node.
[0045]
FIG. 8 is a diagram illustrating the displacement of the nodes in the design data generation method according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 8A, the action nodes are A and B, which are indicated by black circles. Nodes C and D that are not displaced are indicated by white circles. The deformation instruction vector input first is divided into a first deformation instruction vector until the ridge line connecting the nodes of the deformation area touches a node belonging to the holding area, and a second deformation instruction vector after the contact ( S31).
The displacement of the nodes A and B follows the first deformation instruction vector until the ridgeline defined by the nodes A and B contacts the node C belonging to the boundary between the holding region and the deformation region, as shown in (b). Next, as shown in (c), the attribute of the holding area including the node C in contact with the edge of the deformation area is reassigned as the deformation area (S33). Therefore, the nodes C and D are subjected to displacement and the attributes of the nodes are changed. The nodes C and D that receive the displacement are indicated by black circles. Next, as shown in (d), the nodes A, B, C and D are displaced according to the second deformation instruction vector. With the above deformation processing method, new design data can be generated while maintaining the property that the node defines the region.
[0046]
Embodiment 4 FIG.
The design data generation method according to the fourth embodiment is a method for performing shape deformation holding a bent line of a part and deformation holding a curved shape of the part.
[0047]
FIG. 9 shows a flow of shape deformation processing in the design data generation apparatus of the fourth embodiment.
[0048]
The deformation processing means 6 subdivides the deformation area into shape elements (S40). The subdivision into shape elements is performed by cutting a triangular or quadrangular mesh as is well known in the shape processing in a CAD apparatus. Next, the node that defines the shape of the shape element is displaced. The mode of displacement depends on the nature of the node. First, it is determined whether the node is on the bent line of the part (S41). A node not on the bent line is displaced according to a vector obtained by projecting the deformation instruction vector onto the extended surface of the part shape surface at the node (S42). An extension surface of a part shape surface at a node is, for example, a surface obtained by cutting a sphere of the part shape surface at the node, or a surface obtained by extending a spherical surface with the same radius, and a surface obtained by cutting a cylinder. A surface obtained by extending a cylinder having the same radius. If the surface is defined by a predetermined function, the surface is an extended surface. On the other hand, the node on the component bending line is further determined whether it is on one bending line or a plurality of bending lines (S43). The displacement of a node on a single bent line is a displacement whose direction is an extension direction of the bent line and whose magnitude is an extension direction component of the bent line of the input deformation vector (S44). Is located at the intersection of a plurality of bent lines of the part, the direction of the displacement of the node is the extension direction of the bent line having the smallest angle with the deformation vector, and the size of the input deformation vector of the input Displacement which is a component in the extension direction of the bent line is performed (S45). New design data can be generated by the displacement of the above nodes.
[0049]
According to the deformation process of the data generation method of the fourth embodiment, the shape element defined by the node can be deformed while retaining the curved surface of the original part shape, and the bent line structure of the part is retained. Deformation can be performed.
[0050]
Here, the displacement of the nodes in the design data generation method according to the fourth embodiment of the present invention will be described using an example. FIG. 10A shows an existing part shape. It is a shape provided with two bent lines. The deformation instruction vector is input as indicated by an arrow, and the action node is designated by a node indicated by a bold line. Next, the deformation processing means 6 subdivides the deformation area into shape elements (S40). Here, as shown in (b), it is assumed that a new area is divided by a line segment indicated by a dotted line. The nodes are classified into nodes indicated by black circles on the bent line of the parts and nodes indicated by white circles not on the bent line of the parts (S41). A node that is not on the bent line indicated by a white circle is displaced according to a vector obtained by projecting the deformation instruction vector onto the extended surface of the part shape surface at that node (S42). Here, for example, the AA cross section is as shown in (b), and the node is displaced in the direction indicated by the dotted line in the cross-sectional view which is an extended surface of the curved shape. On the other hand, the nodes on the component folding line are, as indicated by the arrows indicated by the respective nodes, the direction of displacement is the extension direction of the bending line, and the magnitude is the extension direction of the bending line of the input deformation vector. The component displacement is performed (S44). New design data as shown in (c) can be generated by the above displacement of the nodes.
[0051]
In S44 and S45 described above, the displacement of the node on the bent line is performed on the extended line of the bent line. However, it is also preferable to change it depending on the angle formed with the deformation instruction vector. The flow of this shape deformation process is shown in FIG.
[0052]
In the deformation instruction means 5, in addition to the deformation instruction vector, an input of an allowable angle for an angle formed by the deformation instruction vector and the component bending line is received (S50). In the deformation processing means 6, it is determined for each node whether the angle formed between the deformation vector and the bent line is less than the allowable angle (S51). A node whose angle between the deformation instruction vector and the bent line is less than the allowable angle is displaced in the extending direction of the bent line (S44), and the angle formed between the bent line and the deformation vector is equal to or greater than the allowable angle. A certain node is displaced according to the deformation vector (S15). New design data can be generated by the above displacement of the nodes.
[0053]
According to the design data generation method for the deformation process, the deformation process can be performed according to the intention of the operator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of a design data generation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a design data generation method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an example of a deformation process of an existing part shape by the design data generation method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a functional block diagram of a design data generation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of a design data generation method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart of a design data generation method according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining the design data generation method according to the third embodiment of the present invention with specific figures.
FIG. 8 is a diagram for explaining the design data generation method according to the third embodiment of the present invention with specific figures.
FIG. 9 is a flowchart of a design data generation method according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining the design data generation method according to the fourth embodiment of the present invention with specific figures.
FIG. 11 is a flowchart of a preferred modification process of the design data generation method according to the fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 computer, 2 image display device, 3 design data storage device, 4 area attribute input means, 5 deformation instruction input means, 6 deformation processing means, 7 associated shape addition means.

Claims

A design data generation device that generates new design data of an article by performing shape deformation processing on the design data of an already created article,
A region attribute input means for receiving an assignment of an attribute between a deformation region for performing shape deformation processing on the shape of the article and a holding region for holding the shape from an operator;
A deformation instruction input means for receiving a deformation instruction vector defined by a deformation direction and a deformation amount of the article from an operator;
Displacement processing for a node that defines the shape of the article in the deformation area according to the input deformation instruction vector, the node at the boundary between the deformation area and the holding area is fixed, and the node is not at the boundary with the holding area Includes deformation processing means for performing displacement processing,
Including
When the ridge line connecting the nodes of the deformation area exceeds the nodes belonging to the boundary between the holding area and the deformation area by the displacement processing of the nodes by the deformation instruction vector input by the operator,
(1) A deformation instruction vector input by an operator, a first deformation instruction vector until a ridge line connecting nodes of the deformation area touches a node belonging to the holding area, and a second deformation instruction vector after contact Divided into
(2) performing a deformation process according to the first deformation instruction vector only in the deformation area according to the designation of the operator;
(3) Reassign the attribute of the holding area including the node in contact with the edge of the deformation area as the deformation area,
(4) performing a shape deformation process according to the second deformation instruction vector on a deformation area including the reassigned deformation area of the article shape after the deformation process according to the first deformation instruction vector;
A design data generation apparatus characterized by that.

The design data generation apparatus according to claim 1, wherein the input received from the operator in the deformation instruction input unit includes an instruction of an action node of the deformation instruction vector.

3. The action node instruction of the deformation instruction vector is a point instruction that is one node, a line instruction that is a line connecting the nodes, or a surface instruction that is a surface surrounded by the nodes. Design data generator.

The shape of the article is composed of a basic shape and an accompanying shape,
The deformation processing in the deformation processing means is applied only to a basic shape, and includes accompanying shape adding means for adding the accompanying shape to design data after the shape deformation processing. Design data generator.

The deformation processing means includes
(1) subdividing the deformation area into a plurality of shape elements;
(2) Displacement processing of a node that defines the shape of the shape element,
When the node is on one bent line of the part, the displacement processing of the node is the extension direction component of the bent line of the input deformation instruction vector whose direction is the extension direction of the bent line. Do some displacement processing,
When the node is at the intersection of a plurality of bending lines of the part, the direction of the displacement processing of the node is the extension direction of the bending line whose angle with the deformation instruction vector is the smallest, and the deformation whose size is input as described above Displacement processing that is an extension direction component of the bent line of the instruction vector,
When the node is not on the bent line of the part, the displacement process of the node performs a displacement process according to a vector obtained by projecting the deformation vector onto the extended surface of the part shape surface at the node.
The design data generation apparatus according to claim 1, wherein the design data generation apparatus is a design data generation apparatus.

The deformation instruction input means further accepts an input of an allowable angle for an angle formed by the deformation instruction vector and the component bending line,
The deformation processing means includes
For a node whose angle between the bent line and the deformation instruction vector is less than the allowable angle, a displacement process in the extending direction of the bent line is performed,
Displacement processing according to the deformation instruction vector is performed on a node whose angle formed by the bent line and the deformation instruction vector is equal to or larger than the allowable angle.
The design data generation apparatus according to claim 1.