JP3903334B2 - 3D shape creation device - Google Patents

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JP3903334B2
JP3903334B2 JP2001055216A JP2001055216A JP3903334B2 JP 3903334 B2 JP3903334 B2 JP 3903334B2 JP 2001055216 A JP2001055216 A JP 2001055216A JP 2001055216 A JP2001055216 A JP 2001055216A JP 3903334 B2 JP3903334 B2 JP 3903334B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計算機の中に三次元モデルを作成する三次元形状作成装置に関し、より詳細には、計算機の中に三次元モデルを作成する境界表現ソリッドモデリングシステムにおいて、そのモデルを構成する任意の稜線をはさんで隣接する不連続な二面間におさまるようなフィレット面もしくは角落し面を作成する三次元形状作成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、計算機を利用した設計・生産のための必須の道具として、CAD(Computer Aided Design) やCAM (Computer Aided Manufacturing) が広く普及している。
【0003】
一般にCAD装置は、図1に示す如く、データ等の演算や処理を行う中央処理ユニット(CPU)1と、プログラムやデータ等を記憶するメモリ2と、プログラムやデータ等を人のキー操作に基づき入力するキーボード3と、プログラムやデータ等を印字出力するプリンタ4と、図形などを画面上に表示する画像表示装置(CRT)5と、そのCRT5の画面上に表示した目印を人の操作に基づき移動させると共に、その移動に基づくデータを入力するマウス6と、フロッピーディスクやハードディスク等の記憶媒体を収容する補助記憶装置7と、それらを相互に接続するバスライン8とを備えてなり、該CAD装置の使用者が上記キーボード3やマウス6等を操作して指示するとその内容を入力して、その指示内容に基づき所定のプログラムに従い演算や処理を行うことで図形等を生成し、その図形等を上記CRT5の画面上に表示する。
【0004】
かかるCAD装置の中でも、特に三次元図形(形状)をモデル化して扱う三次元CAD装置おいては、立体を中身の詰まったものとして扱うソリッドモデリング手法が主流になっている。
【0005】
ソリッドモデルは、立体を線の集まりとして表すワイヤーフレームモデルや、面の集まりとして表すサーフェスモデルなど、ほかの手法に比べ、解析・加工等の自動的な処理が可能になる等の優れた特徴をもつ。
【0006】
機械設計等にソリッドモデリングを応用する際、重要な形状変形処理として、立体の角部に施す丸め処理と面取り処理がある。丸め処理は、立体の角部を丸める処理であり、丸めた角部には、フィレット面と呼ばれる面が埋め込まれる。また、面取り処理は、立体の角部を切り落とす処理であり、面取りした角部には角落し面と呼ばれる面が埋め込まれる。
【0007】
丸め処理操作は一般に、まず、フィレット面の大きさを指定し、立体の角を形成する対をなす二つの面の共通の稜線を指定し、その稜線に直行する複数の断面内でそれぞれその曲面の断面線に接する上記指定した大きさの半径をもつ接円弧をもとめ、それら複数の断面内の円弧同士を滑らかにつなぐことによってフィレット面を生成する、という手順で行われる。なお、フィレット面の大きさは必ずしも上記接円弧の半径を表すものでなくてもよく、フィレット面の幅や、共通の稜線から上記接円弧の接点までの距離として指定してもよい。これらの場合は、それら指定した条件を満たすように接円弧の半径が調整される。
【0008】
一方、面取り処理操作は、角落し面の大きさを指定し、立体の角を形成する対をなす二つの面の共通の稜線を指定し、その稜線に直行する複数の断面内でそれぞれその曲面の断面線に接する上記指定した大きさの半径をもつ接円弧をもとめ、それら複数の断面内の二つの接点を結ぶ直線線分をもとめ、この直線線分同士をつなぐことによって角落し面を生成する、という手順で行われる。なお、角落し面の大きさは必ずしも上記接円弧の半径を表すものでなくてもよく、角落し面の幅や、共通の稜線から上記接円弧の接点までの距離として指定してもよい。これらの場合は、それら指定した条件を満たすように接円弧の半径が調整される。
【0009】
ここで、前記立体の角を形成する対をなす二つの面のいずれかまたは双方に、ボス穴様の部分形状が存在し、かつ指定したフィレット面または角落し面が、このボス穴様の部分形状と干渉する場合がある。このような場合には一般に、フィレット面および角落し面は生成できない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の丸めおよび面取り処理方法では、上記指定した大きさで生成したフィレット面や角落し面を元の形状に埋め込む際、ボス穴様の形状と干渉してしまう場合があるという問題が存在する。
【0011】
このような状況になった場合、一旦操作を取消し、埋め込み前の形状を変形させたり、フィレット面や角落し面の大きさを変更するなどしてあらためて埋め込み操作をおこなうことにより回避していた。
【0012】
しかしながら、フィレット面や角落し面の大きさは、図面等で指定された値を守り、かつボス穴様の形状は維持しながら変形させることによってしか、所望の形状を得られない場合が多い。
【0013】
従って本発明は、このような課題を解決し、ボス穴様の部分形状を維持しながら、指定した大きさのフィレット面や角落し面を付加することのできる、丸め処理および面取り処理をおこなう三次元形状作成装置を提供することを目的とする。
【0014】
より具体的には、本発明は、計算機の中に三次元モデルを作成する三次元形状作成装置において、立体の角部を形成する対になる二面を滑らかに接続するフィレット面を埋め込む丸め変形操作を適用する際、その立体のもつボス穴様の部分形状と、生成されたフィレット面が干渉するような形状と、を生成したい場合、ボス穴様の形状をいったん立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対しフィレット面を生成し、再び前記保存しておいた分離立体を合体させることを特徴とする、三次元形状作成装置を提供することを目的とする。
【0015】
また、本発明は、計算機の中に三次元モデルを作成する三次元形状作成装置において、立体の角部を形成する対になる二面を接続する角落し面を埋め込む面取り変形操作を適用する際、その立体のもつボス穴様の部分形状と、生成された角落し面が干渉するような形状と、を生成したい場合、ボス穴様の形状をいったん立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対し角落し面を生成し、再び前記保存しておいた分離立体を合体させることを特徴とする、三次元形状作成装置を提供することを目的とする。
【0016】
さらに、本発明は、ボス穴形状と干渉する丸めまたは面取り処理をおこなう際、ボス穴様の形状をいったん立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対しフィレット面または角落し面を生成し、再び前記保存しておいた分離立体を合体させるために、分離する部分立体と分離される部分立体の接続部分に相当する面を保存しておき、前記保存しておいた面とその周囲の面、および分離立体に属する面のみを考慮して合体処理をおこなうことにより、効率良く合体処理をおこなうことを特徴とする、三次元形状作成装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項1記載の発明は、計算機の中に三次元モデルを作成する三次元形状作成装置において、立体の角部を形成する対になる二面を滑らかに接続するフィレット面を埋め込む丸め変形操作を適用する際、立体が含むボス穴様の部分形状と、生成されたフィレット面と、が干渉する形状を生成する場合、ボス穴様の形状を一時立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対してフィレット面を生成し、再び、保存しておいた分離立体を合体させる合体手段を有することを特徴としている。
【0018】
また、請求項2記載の発明は、計算機の中に三次元モデルを作成する三次元形状作成装置において、立体の角部を形成する対になる二面を接続する角落し面を埋め込む面取り変形操作を適用する際、立体が含むボス穴様の部分形状と、生成された角落し面と、が干渉する形状を生成する場合、ボス穴様の形状を一時立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対して角落し面を生成し、再び、保存しておいた分離立体を合体させる合体手段を有することを特徴としている。
【0019】
また、請求項3記載の発明によれば、請求項1または2記載の三次元形状作成装置において、合体手段は、ボス穴形状と干渉する丸めまたは面取り処理を行う際、ボス穴様の形状を一時立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対してフィレット面または角落し面を生成し、再び、保存しておいた部分立体を合体させるために、分離する部分立体と分離される部分立体との接続部分に相当する面を保存しておき、保存しておいた面と、面の周囲の面、および部分立体に属する面、のみを考慮して合体させることを特徴としている。
【0023】
【発明の実施の形態】
〔本発明の特徴〕
本発明による三次元形状作成装置は、面と面との接続関係を表す位相データをもつソリッドモデルを取り扱うことのできるCAD装置によって、立体の角部を形成する対になる二面が共有する稜線を指定して、指定された稜線にそって指定された大きさで前記二面を接続するフィレット面や角落し面を生成するに際し、指定された大きさでは、埋め込むフィレット面や角落し面の境界曲線が既存のボス穴様の部位と干渉してしまう場合に、ボス穴様の形状を維持しつつ、なおかつ指定した大きさのフィレット面および角落し面を生成する場合に用いられる。
【0024】
上記のような丸めもしくは面取り処理を施す場合では、図2にその概念を示す如く処理がおこなわれる。
【0025】
以下の説明は、フィレット面を埋め込む丸め変形処理についてのみの記述とするが、これに限定されず、フィレット面を角落し面、丸め変形処理を面取り変形処理とおきかえ、角落し面を埋め込む面取り変形処理の手段としても同様に有効である。
【0026】
図2を参照すると、まず、フィレット面を生成する立体から、ボス穴様の部位を分離する形状分離工程(ステップS1)がおこなわれる。
ここで、ボス穴様の部位、もしくはボス穴様形状とは、たとえば図4の(a)、(b)に示すような形状をいう。図4の(a)の太線で示した部分形状がボス部分、図4の(b)の太線で示した部分形状が穴部分の形状の例である。
また、ステップS1の形状分離工程では、分離するボス穴様の部分形状と、分離されて残る部分立体との結合部分に存在する面を保存しておく。
【0027】
次に、前記形状分離工程S1において部分形状が分離され、残った部分形状に対し、フィレット面を埋め込むフィレット面生成工程(ステップS2)がおこなわれる。
下記文献には、立体の角部を形成する対になる二面に接する球や円弧の接点を複数もとめ、これらの補完曲線を求めることによって、フィレット面の境界の形状を算出し、さらにここで求められた接点から複数の円弧を求めてこれらを滑らかに接続することにより、フィレット面を生成する方法が記載されている。また、図2に示すフィレット面生成工程S2においては、下記文献[1]に示した既存の方法を利用することとする。
T.Harada, et.al, Variable-Radius blending by Using Gregory Patches in Gemetric Modeling, EUROGRAPHICS'91, Eurographics Association, pp.507-516, 1991. …[1]
【0028】
さらに、図2の前記形状分離工程S1において分離されたボス穴様の部分形状と、前記フィレット面埋め込み工程2において変形された部分形状と、を合体させる形状合体工程(ステップS3)が行われる。
このとき、前記前記形状分離工程S1において保存されている、分離形状と分離されて残った形状との結合部分に存在していた面、およびその周囲の面およびボス穴形状を構成する全ての面のみを考慮して、合体処理をおこなう。これにより、フィレット面を生成する部分以外の形状については、干渉の判定をおこなわなくて済むため、効率良く合体処理をおこなうことができる。
なお、面取り処理により角落し面を埋め込む場合にも、上記の形状分離工程S1から形状合体工程S3まで、まったく同様の手段が適用できる。この場合、前記フィレット面生成工程2において立体の角部を形成する対になる二面に接する球や円弧の接点をもとめ、これらの補完曲線を求めることによって、角落し面のの境界の形状を算出したのち、対になる二面上で対応する接点どうしを結ぶ直線線分を複数もとめ、これらを滑らかにつなぐことにより角落し面を生成することとすればよい。
【0029】
{本発明による作用}
以上のように説明した本発明の特徴によれば、立体の角部の丸め処理において、フィレット面ががボス穴様の形状と干渉する場合に、ボス穴様形状を維持しながら指定した大きさのフィレット面を埋め込むことができる。同様に、立体の角部の面取り処理において、角落し面ががボス穴様の形状と干渉する場合に、ボス穴様形状を維持しながら指定した大きさの角落し面を埋め込むことができる。
【0030】
〔第1の実施例〕
以下、上記の本発明を好適に実施した形態について、図面を用いて詳細に説明する。図3は、本発明の三次元形状作成装置の第1の実施例を示すフローチャートであり、本実施例は、図1に示す如き通常のCAD装置にあらかじめ与えたプログラムによって実行される
【0031】
本実施例では、ソリッドモデルとして生成した図5の(a)に示す立体の角部に、ある指定した大きさによって、図5の(b)に示す如きボス穴様形状と他稜線と干渉する部分とをもつフィレット面を埋め込むものとする。
【0032】
このような処理を行う際の本実施例の動作について、以下に図面を用いて説明する。
本実施例では上記のような処理を施すために、まず、図3におけるステップS101でCAD装置の使用者が、フィレット面の作成位置を、そのフィレット面を作成する立体Bの角部を形成する対をなす曲面F1,F2の共通の稜線E0と、フィレット面の大きさを指定する(図6)。この場合、フィレット面の大きさは、フィレット面生成のもとになる接円弧の半径を指定するものとする。また、この半径を丸め半径と呼ぶ。
【0033】
次に、図3におけるステップS102では、F1,F2上にボス穴様の形状がないか判定する。この判定において、ボス穴様の形状がない場合(ステップS102のNo)、立体そのものをシェルBとし、ステップS104にすすみ、ボス穴様の形状がある場合(ステップS102のYes)、ステップS103にすすむ。
【0034】
ステップ3では、ボス穴様の形状を分離し、この形状をシェルAとする。また、分離されて残った形状をシェルBとする(図7)。このとき、シェルAとシェルBとの結合部分に存在する面Fcを保存しておく。
【0035】
ここで、図3における上記ステップS101〜S103は、図2にける形状分離工程S1に対応する。
【0036】
また、ステップS104では、シェルBに対して、上記文献[1]の方法を用いてフィレット面の埋め込み操作をおこなう(図8)。
【0037】
さらに、ステップS105では、ステップS102でボス穴形状が分離されているか判定する。
この判定において、分離形状シェルAが存在しない場合(ステップS105のNo)、処理を終了する。これに対して、分離形状シェルAが存在する場合(ステップS105のYes)、ステップS106へすすむ。
【0038】
ここで、図3における上記ステップS104〜S105は、図2におけるフィレット面生成工程S2に対応する。
【0039】
また、ステップS106では、ステップS108以降において、シェルAとシェルBとを合体するに際し、シェルAを変形する必要があるかどうか判定する。この判定は、図9に示す表を基に行われる。なお、図9に示されるそれぞれの状況を図10の(a)〜(d)に示す。
この判定において、シェルAを変形する必要がない場合(ステップS106のNo)、ステップS108にすすみ、変形する必要がある場合(ステップS106のYes)、ステップS107へすすむ。
【0040】
ステップ7では、シェルAの形状を変形する。具体的には、シェルAからシェルBに向かう方向に、シェルAの側面を延長する。この処理を図11の(a)及び(b)に例を示す。
図11の(a)及び(b)を参照すると、シェルAとシェルBを合体するためには、シェル同士の集合演算をおこなう。このとき、シェルAがボス形状か穴形状かによって、適用する演算が異なる。このため、ステップS108では、シェルAがボス形状か穴形状か判定する。
この判定において、シェルAがボス形状の場合(ステップS108のボス形状)、ステップS109に進み、穴形状の場合(ステップS108の穴形状)、ステップS110にすすむ。
【0041】
ステップS109では、和の集合演算をおこなって、ボス形状をあらわすシェルAとシェルBとを合体させる。このとき、ステップS103において保存しておいた結合部分の面Fcとその周りの面、およびシェルAに属する全ての面のみを対象として集合演算をおこなう。そのご、処理を終了する。この処理による結果の形状の例を図12に示す。
【0042】
また、ステップS110では、積の集合演算をおこなって、穴形状をあらわすシェルAとシェルBとを合体させる。このとき、ステップS103において保存しておいた結合部分の面Fcとその周りの面、およびシェルAに属する全ての面のみを対象として集合演算をおこなう。そのご、処理を終了する。なお、積の集合演算とは、シェル同士の共通部分を結果の形状とする演算である。この処理による結果の形状の例を図13に示す。
【0043】
ここで、図3における上記ステップS106〜S108は、形状合体工程S3に対応する。
【0044】
{第1の実施形態による効果}
かかる実施例の三次元形状作成装置によれば、立体の角部の丸め処理において、フィレット面ボス穴様の形状と干渉する場合に、ボス穴様形状を維持しながら指定した大きさのフィレット面を埋め込むことができる。
【0045】
以上、図事例に基づき説明したが、この発明は、上述の例に限定されるものでなく、上記実施例と同様に面取り処理を行うに際して角落し面がボス穴様の形状と干渉する場合に、ボス穴様形状を維持しながら指定した大きさの角落し面を埋め込むこととしてもよい。
【0046】
【発明の効果】
以上のように説明した本発明によれば、立体の角部の丸め処理において、フィレット面ががボス穴様の形状と干渉する場合に、ボス穴様形状を維持しながら指定した大きさのフィレット面を埋め込むことができる。
即ち、立体の角部の丸め処理において、フィレット面ががボス穴様の形状と干渉する場合に、ボス穴様形状を維持しながら指定した大きさのフィレット面を埋め込むことができる。同様に、立体の角部の面取り処理において、角落し面ががボス穴様の形状と干渉する場合に、ボス穴様形状を維持しながら指定した大きさの角落し面を埋め込むことができる。
【0047】
より具体的には、本発明は、計算機の中に三次元モデルを作成する三次元形状作成装置において、立体の角部を形成する対になる二面を滑らかに接続するフィレット面を埋め込む丸め変形操作を適用する際、その立体のもつボス穴様の部分形状と、生成されたフィレット面が干渉するような形状と、を生成したい場合、ボス穴様の形状をいったん立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対しフィレット面を生成し、再び前記保存しておいた分離立体を合体させることができる。
【0048】
また、本発明は、計算機の中に三次元モデルを作成する三次元形状作成装置において、立体の角部を形成する対になる二面を接続する角落し面を埋め込む面取り変形操作を適用する際、その立体のもつボス穴様の部分形状と、生成された角落し面が干渉するような形状と、を生成したい場合、ボス穴様の形状をいったん立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対し角落し面を生成し、再び前記保存しておいた分離立体を合体させることができる。
【0049】
さらに、本発明は、ボス穴形状と干渉する丸めまたは面取り処理をおこなう際、ボス穴様の形状をいったん立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対しフィレット面または角落し面を生成し、再び前記保存しておいた分離立体を合体させるために、分離する部分立体と分離される部分立体の接続部分に相当する面を保存しておき、前記保存しておいた面とその周囲の面、および分離立体に属する面のみを考慮して合体処理をおこなうことにより、効率良く合体処理をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】通常のCAD装置の構成を示す構成図である。
【図2】本発明でのフローを概念的に示す工程図である。
【図3】本発明の丸めおよび面取り処理方法の一実施例を表すフローチャートである。
【図4】ボス穴様形状の例を示す説明図である。(a)は、ボス部分を含む形状である。(b)は、穴部分を含む形状である。
【図5】本実施例の一例を示す説明図である。(a)は、立体の角部に指定した大きさのフィレット面を埋め込む例である。(b)は、ボス穴様形状と他綾線と干渉する部分とをもつフィレット面を埋め込む例である。
【図6】上記実施例におけるステップS101の丸め稜線指定の例を示す説明図である。
【図7】上記実施例におけるステップS103の形状分離の例を示す説明図である。
【図8】上記実施例でのステップS104におけるフィレット面埋め込みの例を示す説明図である。
【図9】上記実施例でのステップS106におけるシェルAを変形する必要があるかどうか判定するための表である。
【図10】上記実施例でのステップS106における判定の対象となる形状の例を示す説明図である。
【図11】上記実施例でのステップS107におけるシェルAの変形の例を示す説明図である。
【図12】上記実施例でのステップS109における合体結果の例を示す説明図である。
【図13】上記実施例でのステップS110における合体結果の例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 CPU
2 メモリ
3 キーボード
4 プリンタ
5 CRT
6 マウス
7 補助記憶装置
8 バスライン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a three-dimensional shape creation apparatus for creating a three- dimensional model in a computer, and more specifically, in a boundary representation solid modeling system for creating a three-dimensional model in a computer, any arbitrary component that constitutes the model. The present invention relates to a three-dimensional shape creation device that creates a fillet surface or a cut-off surface that fits between two discontinuous surfaces that are adjacent to each other with a ridge line between them.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, CAD (Computer Aided Design) and CAM (Computer Aided Manufacturing) are widely used as indispensable tools for design and production using computers.
[0003]
In general, as shown in FIG. 1, a CAD apparatus is based on a central processing unit (CPU) 1 that performs operations and processes of data, a memory 2 that stores programs and data, and programs and data based on human key operations. A keyboard 3 for inputting, a printer 4 for printing out programs and data, an image display device (CRT) 5 for displaying graphics and the like on a screen, and a mark displayed on the screen of the CRT 5 based on a human operation. And a mouse 6 for inputting data based on the movement, an auxiliary storage device 7 for storing a storage medium such as a floppy disk or a hard disk, and a bus line 8 for interconnecting them. When the user of the apparatus operates the keyboard 3 or mouse 6 to give an instruction, the contents are input, and a predetermined program is based on the instruction contents. Generate graphics, etc. by performing a calculation and processing in accordance with, and displays the figure and the like on the screen of the CRT 5.
[0004]
Among such CAD devices, in particular, in a three-dimensional CAD device that models and processes a three-dimensional figure (shape), a solid modeling method that handles a solid as a packed one has become mainstream.
[0005]
Solid models have superior features such as wireframe models that represent a solid as a collection of lines and surface models that represent a collection of faces, such as automatic processing such as analysis and processing. Have.
[0006]
When applying solid modeling to machine design, etc., there are rounding and chamfering processes applied to the corners of solid bodies as important shape deformation processes. The rounding process is a process of rounding a solid corner, and a surface called a fillet surface is embedded in the rounded corner. Further, the chamfering process is a process of cutting off a solid corner, and a surface called a chamfered surface is embedded in the chamfered corner.
[0007]
In general, the rounding operation is generally performed by first specifying the size of the fillet surface, specifying the common ridge line of the two surfaces forming the corners of the solid, and each of the curved surfaces in a plurality of sections perpendicular to the ridge line. The procedure is to find a tangent arc having a radius of the above specified size in contact with the cross section line and to generate a fillet surface by smoothly connecting the arcs in the plurality of cross sections. Note that the size of the fillet surface does not necessarily represent the radius of the tangent arc, and may be specified as the width of the fillet surface or the distance from the common ridge line to the contact point of the tangent arc. In these cases, the radius of the tangent arc is adjusted to satisfy the specified conditions.
[0008]
On the other hand, the chamfer processing operation specifies the size of the chamfered surface, specifies the common ridgeline of the two surfaces forming the corners of the solid, and each of the curved surfaces in a plurality of cross sections perpendicular to the ridgeline. A tangential arc with a radius of the specified size that touches the cross-section line is obtained, a straight line segment connecting the two contact points in the cross-sections is obtained, and the angle drop surface is generated by connecting the straight line segments. The procedure is to do. Note that the size of the chamfered surface does not necessarily represent the radius of the tangent arc, and may be specified as the width of the chamfered surface or the distance from the common ridge line to the contact point of the tangent arc. In these cases, the radius of the tangent arc is adjusted to satisfy the specified conditions.
[0009]
Here, a boss hole-like partial shape exists on one or both of the two surfaces forming the corner of the solid, and the designated fillet surface or the cut-off surface is the boss hole-like portion. May interfere with shape. In such a case, generally, a fillet surface and a cut-off surface cannot be generated.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional rounding and chamfering method, there is a problem in that when the fillet surface and the chamfered surface generated with the above specified size are embedded in the original shape, there is a possibility that they interfere with the boss hole-like shape. To do.
[0011]
In such a situation, the operation has been temporarily canceled by canceling the operation, changing the shape before embedding, or changing the size of the fillet surface or the angle drop surface.
[0012]
However, in many cases, the desired shape can be obtained only by changing the size of the fillet surface and the angle drop surface while maintaining the values specified in the drawings and the like and maintaining the shape of the boss hole.
[0013]
Therefore, the present invention solves such a problem, and is able to add a fillet surface and a chamfered surface of a specified size while maintaining a boss hole-like partial shape, and a tertiary processing that performs rounding processing and chamfering processing. An object is to provide an original shape creation device .
[0014]
More specifically, the present invention relates to a three-dimensional shape creation apparatus for creating a three- dimensional model in a computer , and a rounding deformation in which a fillet surface that smoothly connects two pairs forming a corner portion of a solid is embedded. When applying the operation, if you want to generate the boss hole-like partial shape of the solid and the shape that the generated fillet surface interferes with, save the boss hole-like shape once separated from the solid. Another object of the present invention is to provide a three-dimensional shape creating apparatus , wherein a fillet surface is generated for a partial solid remaining after separation, and the separated solid is stored again.
[0015]
Further, the present invention provides a three-dimensional shape creation apparatus for creating a three- dimensional model in a computer when applying a chamfering deformation operation for embedding a chamfered surface connecting two pairs forming a corner portion of a solid. If you want to generate the boss hole-like partial shape of the solid and the shape that the generated angle drop surface interferes, save the boss hole-like shape once separated from the solid and separated An object of the present invention is to provide a three-dimensional shape creating apparatus characterized by generating a chamfered surface with respect to the remaining partial solid and combining the stored separated solid again.
[0016]
Furthermore, when performing rounding or chamfering processing that interferes with the boss hole shape, the present invention stores the boss hole-like shape once separated from the solid, and fillets or chamfered surfaces with respect to the remaining partial solid after separation. In order to combine the stored separated solid again, the surface corresponding to the connecting portion of the partial solid to be separated and the partial solid to be separated is stored, and the stored surface and It is an object of the present invention to provide a three-dimensional shape creation apparatus characterized by performing a coalescing process efficiently by performing a coalescing process in consideration of only the surrounding surface and a surface belonging to a separated solid.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, according to the first aspect of the present invention, in a three-dimensional shape creation apparatus for creating a three- dimensional model in a computer , two surfaces forming a corner portion of a solid are smoothly connected. When applying a rounding deformation operation that embeds a fillet surface, when generating a shape that interferes with the boss hole-like partial shape included in the solid and the generated fillet surface, the boss hole-like shape is separated from the temporary solid. It is characterized in that it has a coalescing means for generating a fillet surface for the partial solid remaining after separation, and combining the separated solid again.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the three-dimensional shape creation device for creating a three- dimensional model in a computer , a chamfer deformation operation for embedding a chamfered surface connecting two pairs forming a corner portion of a solid. When creating a shape that interferes with the boss hole-like partial shape included in the solid and the generated chamfered surface, the boss hole-like shape is separated from the temporary solid and stored and separated. It is characterized by having a uniting means for generating a chamfered surface with respect to the remaining partial solid and combining again the separated solid that has been stored.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, in the three-dimensional shape creating apparatus according to the first or second aspect, when the coalescing means performs a rounding or chamfering process that interferes with the boss hole shape, the boss hole-like shape is obtained. Separated from the temporary solid, saved, generated fillet surface or chamfered surface for the remaining partial solid, and separated from the separated partial solid to merge the stored partial solids again It is characterized in that the surface corresponding to the connection part with the partial solid to be saved is stored and combined only in consideration of the saved surface, the surface surrounding the surface, and the surface belonging to the partial solid Yes.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Features of the present invention]
The three-dimensional shape creation device according to the present invention is a ridgeline shared by two pairs of surfaces forming a corner of a solid by a CAD device capable of handling a solid model having phase data representing a connection relation between surfaces. When the fillet surface and the angle drop surface connecting the two surfaces with the specified size along the specified ridgeline are generated, the fillet surface and the angle drop surface to be embedded are When the boundary curve interferes with an existing boss hole-like part, it is used to maintain a boss hole-like shape and generate a fillet surface and a cut-off surface of a specified size.
[0024]
In the case of performing the rounding or chamfering process as described above, the process is performed as shown in FIG.
[0025]
In the following explanation, only the rounding deformation process for embedding the fillet surface is described. However, the present invention is not limited to this, and the fillet surface is chamfered and the chamfer deformation process is performed by replacing the rounding deformation process with the chamfer deformation process. It is also effective as a processing means.
[0026]
Referring to FIG. 2, first, a shape separation step (step S <b> 1) for separating a boss hole-like part from a solid that generates a fillet surface is performed.
Here, the boss hole-like portion or the boss hole-like shape means, for example, shapes as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). The partial shape indicated by the thick line in FIG. 4A is an example of the boss portion, and the partial shape indicated by the thick line in FIG. 4B is an example of the shape of the hole portion.
Further, in the shape separation step of step S1, the surface existing at the joint portion between the boss hole-like partial shape to be separated and the partial solid that remains after separation is stored.
[0027]
Next, the partial shape is separated in the shape separation step S1, and a fillet surface generation step (step S2) for embedding a fillet surface is performed on the remaining partial shape.
In the following literature, the shape of the boundary of the fillet surface is calculated by finding a plurality of contact points of spheres and arcs that touch the two surfaces forming the corner of the solid, and obtaining these complementary curves. A method of generating a fillet surface by obtaining a plurality of arcs from the obtained contact points and connecting them smoothly is described. In the fillet surface generation step S2 shown in FIG. 2, the existing method shown in the following document [1] is used.
T. Harada, et.al, Variable-Radius blending by Using Gregory Patches in Gemetric Modeling, EUROGRAPHICS'91, Eurographics Association, pp.507-516, 1991.… [1]
[0028]
Further, a shape merging step (step S3) for combining the boss hole-like partial shape separated in the shape separation step S1 of FIG. 2 with the partial shape deformed in the fillet surface embedding step 2 is performed.
At this time, the surfaces that existed in the joint portion between the separated shape and the remaining shape that has been saved in the shape separation step S1, and the surrounding surfaces and all the surfaces constituting the boss hole shape Perform the coalescing process considering only the above. Thereby, since it is not necessary to perform interference determination for shapes other than the portion that generates the fillet surface, it is possible to efficiently perform the merging process.
Even when the chamfered surface is embedded by chamfering, exactly the same means can be applied from the shape separating step S1 to the shape merging step S3. In this case, in the fillet surface generation step 2, the contact point of the sphere or arc that touches the pair of two surfaces forming the corner of the solid is obtained, and by calculating these complementary curves, the shape of the boundary of the angle drop surface is obtained. After calculation, a plurality of straight line segments connecting corresponding contact points on the two surfaces to be paired are obtained, and the angle drop surface is generated by smoothly connecting these segments.
[0029]
{Operation by the present invention}
According to the feature of the present invention described above, when the fillet surface interferes with the boss hole-like shape in the rounding process of the solid corner, the size specified while maintaining the boss hole-like shape. The fillet surface can be embedded. Similarly, in the chamfering process of the three-dimensional corner portion, when the cut-off surface interferes with the boss hole-like shape, the cut-off surface having the specified size can be embedded while maintaining the boss hole-like shape.
[0030]
[First embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention described above will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a flowchart showing a first embodiment of the three-dimensional shape creation apparatus of the present invention. This embodiment is executed by a program given in advance to a normal CAD apparatus as shown in FIG .
[0031]
In this embodiment, the boss hole-like shape as shown in FIG. 5B and the other ridge line interfere with each other at a specified size at the corner of the solid shown in FIG. 5A generated as a solid model. A fillet surface with a part shall be embedded.
[0032]
The operation of this embodiment when performing such processing will be described below with reference to the drawings.
In the present embodiment, in order to perform the processing as described above, first, in step S101 in FIG. 3, the user of the CAD device forms the fillet surface creation position and the corner of the solid B that creates the fillet surface. The common edge E0 of the curved surfaces F1 and F2 forming a pair and the size of the fillet surface are designated (FIG. 6). In this case, the size of the fillet surface designates the radius of the tangent arc from which the fillet surface is generated. This radius is called a rounding radius.
[0033]
Next, in step S102 in FIG. 3, it is determined whether there is a boss hole-like shape on F1 and F2. In this determination, if there is no boss hole-like shape (No in step S102), the solid itself is set as shell B, and the process proceeds to step S104. If there is a boss hole-like shape (Yes in step S102), the process proceeds to step S103. .
[0034]
In step 3, the boss hole-like shape is separated and this shape is defined as shell A. Further, the remaining shape after separation is referred to as shell B (FIG. 7). At this time, the surface Fc existing at the joint portion between the shell A and the shell B is stored.
[0035]
Here, the steps S101 to S103 in FIG. 3 correspond to the shape separation step S1 in FIG.
[0036]
In step S104, the fillet surface is embedded in the shell B using the method described in the above document [1] (FIG. 8).
[0037]
In step S105, it is determined whether the boss hole shape is separated in step S102.
In this determination, when the separation-shaped shell A does not exist (No in step S105), the process ends. On the other hand, when the separation shape shell A exists (Yes in step S105), the process proceeds to step S106.
[0038]
Here, the steps S104 to S105 in FIG. 3 correspond to the fillet surface generation step S2 in FIG.
[0039]
In step S106, it is determined whether or not the shell A needs to be deformed when the shell A and the shell B are merged after step S108. This determination is made based on the table shown in FIG. Each situation shown in FIG. 9 is shown in (a) to (d) of FIG.
In this determination, if it is not necessary to deform the shell A (No in step S106), the process proceeds to step S108, and if it is necessary to deform (Yes in step S106), the process proceeds to step S107.
[0040]
In step 7, the shape of the shell A is deformed. Specifically, the side surface of the shell A is extended in the direction from the shell A to the shell B. An example of this process is shown in (a) and (b) of FIG.
Referring to FIGS. 11A and 11B, in order to unite shell A and shell B, a set operation between shells is performed. At this time, the applied calculation differs depending on whether the shell A is a boss shape or a hole shape. For this reason, in step S108, it is determined whether the shell A is a boss shape or a hole shape.
In this determination, if the shell A has a boss shape (boss shape in step S108), the process proceeds to step S109. If the shell A has a hole shape (hole shape in step S108), the process proceeds to step S110.
[0041]
In step S109, a sum set operation is performed, and shell A and shell B representing the boss shape are merged. At this time, the set operation is performed only on the surface Fc and the surrounding surfaces saved in step S103 and all the surfaces belonging to the shell A. That is the end of the process. An example of the shape resulting from this processing is shown in FIG.
[0042]
In step S110, a set operation of products is performed to combine shell A and shell B representing the hole shape. At this time, the set operation is performed only on the surface Fc and the surrounding surfaces saved in step S103 and all the surfaces belonging to the shell A. That is the end of the process. The product set operation is an operation in which a common part between shells is used as a result shape. An example of the shape resulting from this processing is shown in FIG.
[0043]
Here, the steps S106 to S108 in FIG. 3 correspond to the shape merging step S3.
[0044]
{Effects of the first embodiment}
According to the three-dimensional shape creation apparatus of this embodiment, when the fillet surface interferes with the boss hole-like shape in the rounding process of the three-dimensional corner, the fillet having the specified size while maintaining the boss hole-like shape. The surface can be embedded.
[0045]
As mentioned above, although explained based on the example of a figure, this invention is not limited to the above-mentioned example, and when a chamfering process interferes with a boss hole-like shape when performing chamfering processing like the above-mentioned example. Further, it is possible to bury the angle drop surface having a specified size while maintaining the boss hole-like shape.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, when the fillet surface interferes with the boss hole-like shape in the rounding process of the three-dimensional corners, the fillet having the specified size is maintained while maintaining the boss hole-like shape. The surface can be embedded.
That is, when the fillet surface interferes with the boss hole-like shape in the rounding process of the three-dimensional corners, it is possible to embed the fillet surface having a specified size while maintaining the boss hole-like shape. Similarly, in the chamfering process of the three-dimensional corner portion, when the cut-off surface interferes with the boss hole-like shape, the cut-off surface having the specified size can be embedded while maintaining the boss hole-like shape.
[0047]
More specifically, the present invention relates to a three-dimensional shape creation apparatus for creating a three- dimensional model in a computer , and a rounding deformation in which a fillet surface that smoothly connects two pairs forming a corner portion of a solid is embedded. When applying the operation, if you want to generate the boss hole-like partial shape of the solid and the shape that the generated fillet surface interferes with, save the boss hole-like shape once separated from the solid. The fillet surface can be generated for the remaining partial solid after separation, and the stored separated solid can be combined again.
[0048]
Further, the present invention provides a three-dimensional shape creation apparatus for creating a three- dimensional model in a computer when applying a chamfering deformation operation for embedding a chamfered surface connecting two pairs forming a corner portion of a solid. If you want to generate the boss hole-like partial shape of the solid and the shape that the generated angle drop surface interferes, save the boss hole-like shape once separated from the solid and separated A chamfered surface can be generated for the remaining partial solid, and the stored separated solid can be merged again.
[0049]
Furthermore, when performing rounding or chamfering processing that interferes with the boss hole shape, the present invention stores the boss hole-like shape once separated from the solid, and fillets or chamfered surfaces with respect to the remaining partial solid after separation. In order to combine the stored separated solid again, the surface corresponding to the connecting portion of the partial solid to be separated and the partial solid to be separated is stored, and the stored surface and By performing the coalescence process in consideration of only the surrounding surfaces and the surfaces belonging to the separated solid, the coalescence process can be performed efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a normal CAD device.
FIG. 2 is a process chart conceptually showing a flow in the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing an embodiment of the rounding and chamfering processing method of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a boss hole-like shape. (A) is a shape containing a boss | hub part. (B) is a shape including a hole portion.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of this embodiment . (A) is an example which embeds the fillet surface of the magnitude | size designated to the corner | angular part of a solid | solid. (B) is an example of embedding a fillet surface having a boss hole-like shape and a portion that interferes with other twill lines.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of specifying a rounding ridge line in step S101 in the embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of shape separation in step S103 in the embodiment.
8 is an explanatory diagram showing an example of an embedded fillet surface at step S104 in the above embodiment.
9 is a table for determining whether it is necessary to deform the shell A in step S106 in the above embodiment.
10 is an explanatory view showing an example of a shape to be determined in step S106 in the above embodiment.
11 is an explanatory diagram showing an example of deformation of the shell A in step S107 in the above embodiment.
12 is an explanatory diagram showing an example of merging result in step S109 in the above embodiment.
13 is an explanatory diagram showing an example of merging result in step S110 in the above embodiment.
[Explanation of symbols]
1 CPU
2 Memory 3 Keyboard 4 Printer 5 CRT
6 Mouse 7 Auxiliary storage 8 Bus line

Claims (3)

計算機の中に三次元モデルを作成する三次元形状作成装置において、
立体の角部を形成する対になる二面を滑らかに接続するフィレット面を埋め込む丸め変形操作を適用する際、前記立体が含むボス穴様の部分形状と、生成されたフィレット面と、が干渉する形状を生成する場合、前記ボス穴様の形状を一時立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対してフィレット面を生成し、再び、保存しておいた前記分離立体を合体させる合体手段を有することを特徴とする三次元形状作成装置
In a 3D shape creation device that creates a 3D model in a computer ,
When applying a rounding deformation operation that embeds a fillet surface that smoothly connects two surfaces forming a corner of a solid, the boss hole-like partial shape included in the solid interferes with the generated fillet surface When the shape to be generated is generated, the boss hole-like shape is separated from the temporary solid and stored, a fillet surface is generated for the remaining partial solid, and the stored solid is again stored. A three-dimensional shape creating apparatus comprising a coalescing means for coalescing .
計算機の中に三次元モデルを作成する三次元形状作成装置において、
立体の角部を形成する対になる二面を接続する角落し面を埋め込む面取り変形操作を適用する際、前記立体が含むボス穴様の部分形状と、生成された角落し面と、が干渉する形状を生成する場合、前記ボス穴様の形状を一時立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対して角落し面を生成し、再び、保存しておいた前記分離立体を合体させる合体手段を有することを特徴とする三次元形状作成装置
In a 3D shape creation device that creates a 3D model in a computer ,
When applying a chamfer deformation operation that embeds a chamfered surface that connects two surfaces forming a corner of a solid, the boss hole-like partial shape included in the solid interferes with the generated chamfered surface When generating the shape to be cut, the boss hole-like shape is separated from the temporary solid and stored, and a chamfered surface is generated for the remaining partial solid after separation, and the stored solid is again stored. A three-dimensional shape creating apparatus comprising a coalescing means for coalescing the two .
前記合体手段は、ボス穴形状と干渉する丸めまたは面取り処理を行う際、前記ボス穴様の形状を一時立体から分離して保存し、分離されて残った部分立体に対してフィレット面または角落し面を生成し、再び、保存しておいた前記分離立体を合体させるために、分離する部分立体と分離される部分立体との接続部分に相当する面を保存しておき、保存しておいた前記面と、該面の周囲の面、および前記部分立体に属する面のみを考慮して合体させることを特徴とする請求項1または2記載の三次元形状作成装置When performing the rounding or chamfering process that interferes with the boss hole shape, the coalescing means separates and stores the boss hole-like shape from the temporary solid, and fillets or corners are dropped on the remaining partial solid after separation. In order to generate a surface and to combine the stored separated solid again, the surface corresponding to the connection portion between the separated partial solid and the separated partial solid is stored and stored. 3. The three-dimensional shape creating apparatus according to claim 1, wherein the three-dimensional shape creating apparatus combines the surfaces in consideration of only the surfaces, the surfaces around the surfaces, and the surfaces belonging to the partial solid.
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