JP4013607B2

JP4013607B2 - 設計支援装置

Info

Publication number: JP4013607B2
Application number: JP2002083130A
Authority: JP
Inventors: 泰行阿南
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: JP2003281206A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータにより実行される設計支援システム、いわゆるＣＡＤシステムに係り、特にその操作性の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＡＤ（computer aided design）では、プリミティブと呼ばれる基本的な三次元の図形要素を組み合わせたり、プリミティブやその組み合わせに所定処理を行ったりして図形をモデリングすることが通常行われている。具体的に立方体の一辺を曲面状に丸めた形状を作成する場合、立方体プリミティブに対し、その一辺に対する丸め処理を行って図形を作成したり、同じ図形であっても、例えば１／４円を押し出し処理して作成したりする。
【０００３】
従来、ＣＡＤシステムとして、プリミティブの生成や配置、処理等の作業内容の履歴を作業履歴データとして記録するとともに、この作業履歴データによって作成される図形そのもののデータ（図形データ）を対応付けて記録管理するＣＡＤシステム（いわゆるパラメトリックＣＡＤ）が知られている。
【０００４】
このようなＣＡＤシステムを用いて、設計を行う際、設計した図形要素に係合する別の図形要素（いわゆる背切り図形要素）を作成したい場合がある。具体的に図９（ａ）に示すように２つの面Ａ，Ｂを有する図形要素Ｐを作成しておき、この図形要素Ｐを係合の対象として参照される図形要素（参照図形要素）として、この図形要素Ｐに所定の間隔ｄをもって係合する図形要素（背切り図形要素）を生成したい場合、従来は作業者が次のような作業手順を踏んでいた。すなわち、参照図形要素Ｐの各面Ａ，Ｂのそれぞれを所定の間隔ｄだけオフセットした２つの図形要素を生成し（図９（ｂ））、さらに当該生成した２つの図形要素について、それぞれを係合の基準となる位置（基準位置近傍）で切断し（図９（ｃ））、さらに切断した２つの図形要素の端部を延して結合させ（図９（ｄ））、必要に応じて図形要素Ｐと結合するような面Ｑ，Ｒを生成して仕上げる（図９（ｅ））ことで、背切り図形要素を生成する。そして、従来のパラメトリックＣＡＤでは、これらの手順のそれぞれを作業履歴として記録することとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のパラメトリックＣＡＤでは、上記背切り図形を生成した後で、例えば参照図形要素の形状変更があった場合、又は間隔ｄや基準位置といった係合状態を表す数値（パラメータ）の変更があった場合、作業者は改めてオフセット、切断、結合、仕上という作業を行う必要があって、操作性が低いという問題点があった。
【０００６】
特に、参照図形要素に新たな面が追加されたりした場合には、当該面について新たに係合状態を設定し、その設定に従ってオフセット、切断、結合、仕上という作業を行う必要があって、操作性が低い。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、操作性を向上できる設計支援装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、三次元的な図形要素に関する一連の作業によって設計処理を行わせ、当該一連の作業の履歴を作業履歴データとして保持する設計支援装置において、前記図形要素の一つを参照図形要素として選択し、当該参照図形要素に対し、所定の関係をもって係合する背切り図形要素を作成するために、前記参照図形要素を特定する特定情報と、当該参照図形要素に対する係合状態を規定する状態情報とを含んでなる背切り作業の履歴を、前記作業履歴データに含めて保持する手段と、前記参照図形要素に対する面の増減を伴う修正操作が行われたときに、当該修正後の参照図形要素との係合状態を表す状態情報を表示する手段と、前記表示した状態情報に対する作業者の修正指示を受け付ける手段と、前記修正指示に基づいて、前記状態情報を修正し、当該修正後の状態情報に従って前記履歴内の背切り作業を再実行して背切り図形要素の形状を調整する手段と、を含み、前記状態情報を表示する手段は、参照図形要素の形状に応じ、所定の部分ごとに当該状態情報を表示し、修正により新たに生成された部分に関する前記状態情報については、予め決められている状態情報を設定して表示する厚み設定インタフェースであることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明のある態様によると、三次元的な図形要素に関する一連の作業によって設計処理を行わせ、当該一連の作業の履歴を作業履歴データとして保持する設計支援方法であって、前記図形要素の一つを参照図形要素として選択し、当該参照図形要素に対し、所定の関係をもって係合する背切り図形要素を作成するために、前記参照図形要素を特定する基準情報と、当該参照図形要素に対する係合状態を規定する状態情報とを含んでなる背切り作業の履歴を、前記作業履歴データとしてハードディスクに保持する工程と、前記参照図形要素に対する面の増減を伴う修正操作が行われたときに、当該修正後の参照図形要素と背切り図形要素との係合状態を規定する前記状態情報を表示部に表示する工程と、前記表示した状態情報に対する作業者の修正指示を受け付ける工程と、前記修正指示に基づいて、前記状態情報を修正し、当該修正後の状態情報に従って前記履歴内の背切り作業を再実行して背切り図形要素の形状を調整する工程と、を含み、前記状態情報を表示する工程は、参照図形要素の形状に応じ、所定の部分ごとに当該状態情報を表示し、修正により新たに生成された部分に関する前記状態情報については、予め決められている状態情報を設定して表示する厚み設定インタフェースによって行うことを特徴としている。
【００１４】
さらに、本発明の別の態様によると、コンピュータに、三次元的な図形要素に関する一連の作業によって設計処理を行わせ、当該一連の作業の履歴を作業履歴データとして保持させる設計支援プログラムにおいて、前記図形要素の一つを参照図形要素として、当該参照図形要素に対し、所定の関係をもって係合する背切り図形要素を作成させるために、前記参照図形要素を特定する特定情報と、当該参照図形要素に対する係合状態を規定する状態情報とを含んでなる背切り作業の履歴を、前記作業履歴データに含めて保持する手順と、前記参照図形要素に対する面の増減を伴う修正操作が行われたときに、当該修正後の参照図形要素と背切り図形要素との係合状態を規定する前記状態情報を表示する手順と、前記表示した状態情報に対する作業者の修正指示を受け付ける手順と、前記修正指示に基づいて、前記状態情報を修正し、当該修正後の状態情報に従って前記履歴内の背切り作業を再実行して背切り図形要素の形状を調整する手順と、を実行させ、前記状態情報を表示する手順は、参照図形要素の形状に応じ、所定の部分ごとに当該状態情報を表示し、修正により新たに生成された部分に関する前記状態情報については、予め決められている状態情報を設定して表示する厚み設定インタフェースによって行うことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る設計支援装置は、一般的なコンピュータと同様の構成を有し、図１に示すように、制御部１１と、記憶部１２と、ハードディスク１３と、表示部１４と、操作部１５とを含んで構成されている。制御部１１は、ハードディスク１３に格納された設計支援プログラムに従って動作する。この制御部１１は、本発明の各手段を実現するものであり、その具体的動作の内容については、後に詳しく説明する。
【００１６】
記憶部１２は、主として制御部１１のワークメモリとして動作する。ハードディスク１３は、制御部１１によって実行される設計支援プログラム等、種々のプログラムを格納している。また、このハードディスク１３は、過去の設計履歴をファイルとして保持している。表示部１４は、ディスプレイであり、制御部１１から入力される指示に従って図形や種々の情報を表示する。操作部１５は、マウス等のポインティングデバイスや、キーボード等のキャラクタ入力デバイスを含んでなり、作業者によって行われた操作の内容を制御部１１に出力する。
【００１７】
ここで制御部１１の具体的動作について説明する。制御部１１は、従来のパラメトリックＣＡＤと同様に、図形要素の作成や変形等の指示に関する操作を操作部１５から受けて、当該指示に従って、図形要素の生成、変形を行う。制御部１１は、この指示操作における座標指定等の作業内容を、作業履歴としてハードディスク１３に格納する。このような基本的なパラメトリックＣＡＤとしての制御部１１の動作は、従来のものと同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００１８】
本実施の形態において特徴的なことは、制御部１１が、ある図形要素に対し、別の図形要素を係合させるための形状（いわゆる背切り形状）を形成するコマンドの入力を受けて、このコマンドを実行して背切り形状を生成することである。
【００１９】
［背切り形状生成］
ここでまず、この背切り形状生成のコマンドについて説明する。背切り図形要素の生成においては、制御部１１は、作業者から事前に、係合対象となる図形要素（参照図形要素）の指定（ａ）と、係合の位置を規定する基準線（ｂ）と、係合の方向（参照図形要素のどちらの方向に係合させるか）を規定する背切り作成方向（ｃ）と、背切り部分に形成する段差の厚み（ｄ）と、段差形成位置から係合位置までの長さを表す余裕代（ｆ）と、段差部分のスロープの長さを表す背寸法（ｇ）とを含んだ、係合状態情報の入力を受ける。具体的に、図２（Ａ）に示すように、参照図形要素Ｐが形成されているときに、背切り図形要素Ｑを形成するときの上記各パラメータは図２（Ｂ）に示すように、まず基準線（ｂ）とは、背切り図形要素Ｑが形成されたときに、参照図形要素の端部の形状を表す線分である。図２（Ｂ）では基準線を簡単のため直線としているが、どのような線分であっても構わない。また、係合の方向（ｃ）とは、背切り図形要素Ｑの段差が形成される方向を意味する。さらに、段差の厚み（ｄ）は、参照図形要素の面と、その面に対応する、背切り図形要素の面との間の幅を表し、ラップ代（ｅ）は、基準線から背切り図形要素の端部までの長さであり、余裕代（ｆ）は、段差の形成完了位置から基準線までの長さであり、背寸法（ｇ）は、段差をスロープで作成するとき、そのスロープの長さを意味する。
【００２０】
制御部１１は、これらのパラメータの入力を受けるために、図３に示すようなインタフェース（パラメータ設定インタフェース）を表示部１４に表示し、このインタフェースを介して上記パラメータの入力を受け付ける。そして、これらパラメータの入力を受けた上で、背切り図形要素の生成指示を受けると、図４に示すような手順で背切り図形要素を生成する。具体的には、まず参照図形要素を複写して基準図形要素を生成する（なお、図４の前半では、分かりやすいように参照図形要素と基準図形要素とをずらしているが、実際にはずらさずに同じ座標で生成される）。この基準図形要素は、背切り図形要素の元となるものである。次に、参照図形要素を、基準線に沿って切断する（Ｓ１）。この際、切断して得られた２つの図形要素のうち、事前に設定された方を削除する。さらに、基準図形要素上で、この基準線をラップ代（ｅ）だけ、事前に、端部方向として設定された方向へ移動した端部線と、端部方向とは逆方向へ基準線を余裕代（ｆ）分だけ移動して得た上側線と、この上側線をさらに端部方向とは逆方向へ背寸法（ｇ）だけ移動して得た下側線とを生成し、これら端部線と、上側線と、下側線とに沿って基準図形要素を切断して、端部線と上側線とに挟まれ、参照図形要素に係合する部分（Ａ）と、下側線より図面上右側（端部とは逆方向の）部分（以下「基準面」という）（Ｂ）とを残して、他の部分を削除する（Ｓ２）。
【００２１】
次に、参照図形要素に係合する部分（Ａ）を、係合の方向（ｃ）に、段差の厚み（ｄ）だけオフセットする（Ｓ３）。なお、ここからは、参照図形要素と基準図形要素とを同じ座標で示している。そして基準面（Ｂ）と、オフセットされた部分（Ａ）とを結合してスロープを形成する（Ｓ４）。最後に、オフセットされた部分（Ａ）の端部と、参照図形要素の面とを結合して仕上げる。この制御部１１の動作により、背切り図形形状が生成される。また、上記指定されたパラメータ（ａ）から（ｇ）と、背切り図形形状作成のコマンドとが作業履歴としてハードディスク１３に格納される。
【００２２】
［面とパラメータとの関係］
なお、ここでは簡単のため、面が一つだけしかない場合を例として背切り図形要素を形成する場合について説明したが、参照図形要素が複数の面を有している場合もある。具体的に図５に示すようなやや開いたクランク型の断面形状を有し、５つの面を備えた図形要素を参照図形要素として背切り図形要素を生成する場合、５つの面の各々について、段差の厚み（ｄ）を個別に設定したい場合がある（図５）。この設定を容易にするため、制御部１１は、図６に示すようなインタフェース（厚み設定インタフェース）を表示部１４に表示する。このインタフェースは、「固定面指示」ボタン（Ｘ）と、「板厚指定」ボタン（Ｙ）と、「位置確認」ボタン（Ｚ）と、面ごとの係合状態を表す状態情報を表示する部分（Ｖ）とを含んでなる。
【００２３】
状態情報（Ｖ）は、参照図形要素が有している複数の面の各々について、面の識別子と、段差の厚みに関する情報とを関連づけて表示するもので、図６においては、５つの面について、「固定面」（厚みが「０」であるもの）と、「デフォルト」（厚みが予め設定された値となっているもの）と、「オフセット」（厚みが作業者により設定された値となっているもの）とのいずれかが設定されていることを表示されており、かつ、それぞれの面からの段差の厚みの値が表示されている状態を表している。
【００２４】
なお、この状態情報（Ｖ）の表示画面において、各面に関連する欄（行方向の欄）は、それぞれ操作部１５の操作（例えばマウスのクリック動作）により選択可能になっている。
【００２５】
「固定面指示」ボタン（Ｘ）は、いずれかの面に対応する欄が選択されたときにクリック可能な状態となり、このボタンがクリックされると、その時に選択されていた欄に対応する面について、「固定面」（段差の厚みが「０」）となるよう設定される。
【００２６】
「板厚指定」ボタン（Ｙ）は、デフォルトの値を変更するための指示を行うボタンであり、作業者は、デフォルトの値を変更したいときに、このボタンをクリックして新しくデフォルトとしたい値を設定する。
【００２７】
「位置確認」ボタン（Ｚ）は、参照図形要素のどの面と、状態情報（Ｖ）の表示上の面の識別子とが対応するのかを確認するためのものである。作業者がこのボタンをクリックすると、制御部１１は、表示部１４に対して参照図形要素の形状を表示するとともに（図７）、当該形状の上で、断面の形状を表す線を表示し（Ｌ）、この線に沿って、対応する面の識別子を表示する。
【００２８】
また、制御部１１は、いずれかの面に対応する欄が選択されると、この形状の表示画面において、選択された欄に対応する面を強調表示（色を変えたり、点滅させるなど）し、又は断面形状を表す線の上で、当該面に対応する位置を強調表示する。
【００２９】
制御部１１は、さらに、いずれかの面に対応する欄が選択された状態で、数値の入力を受けると、当該欄の状態を「オフセット」に設定し、厚みを入力された数値に設定する。
【００３０】
［参照図形に対する修正］
また背切り図形要素を形成した後に、参照図形要素に対して修正を行いたい場合がある。例えば当初、２つの面からなるＬ字断面形状の図形要素を参照図形要素として背切り図形要素を作成したが、後に参照図形要素の断面形状をＬ字からＺ字（３つの面からなる）形状に変えたいというような場合である。
【００３１】
この場合、作業者は、過去の作業履歴から、当該修正したい図形要素の設計作業の履歴を見つけ出し、これを所望の図形要素に修正する。すると制御部１１は、当該修正された図形要素を参照図形要素とする背切り図形要素の生成指示を作業履歴中から検索する。そして、そのような背切り図形要素の生成指示があると、当該背切り図形要素の生成指示を再実行する。この際、上述のようにＬ字からＺ字へというような面の増減を伴う修正がなされた場合、制御部１１は、図６に示した厚み設定インタフェースを表示する。このとき、修正により新たに形成された面からの段差の厚み（ｄ）は、予め設定された値（デフォルト）に設定される。
【００３２】
作業者は、デフォルトの厚みでは問題がある場合、操作部１５から数値を入力して所望のオフセットを設定することになる。
【００３３】
［他のパラメータの設定］
なお、作業者は、面ごとではなく、背切り図形要素ごとに設定すべきパラメータ（参照図形要素の設定（ａ）、基準線（ｂ）、係合の方向（ｃ）、ラップ代（ｅ）、余裕代（ｆ）、背寸法（ｇ）など）は、パラメータ設定インタフェースにおいて、設定することになる。
【００３４】
参照図形の修正時に面の増減がない場合や、増減があってもデフォルトのパラメータが指定された場合、さらには、パラメータの変更だけがあった場合等、背切り図形要素の生成に影響する作業履歴に対して修正があっても、作業者が特別の指示をしない場合は、制御部１１は、既に指定されたパラメータやデフォルトのパラメータを利用して再度背切り図形要素の生成処理を実行し、背切り図形要素が調整される。
【００３５】
［他の表示］
さらに、制御部１１は、背切り図形要素の生成、又は修正時に、係合の方向を表す支援情報としての矢印（図８（ａ））や、背切り図形要素の端部方向を表す支援情報としての矢印（図８（ｂ））を表示することとするのも好適である。
【００３６】
このように、本実施の形態によると、背切り図形要素を生成するためのコマンドが実装されているので、背切り図形要素に対する参照図形要素の形状変更や各パラメータの変更においても、作業者が改めて多数のステップに亘る作業を繰返すことなく、背切り図形要素生成のコマンドを再実行するだけで背切り図形要素が生成されるので、操作性が向上する。
【００３７】
さらに、参照図形要素の形状変更等の際に、パラメータ設定インタフェースや、厚み設定インタフェース等の設計支援の情報が表示されるので、操作性をより向上させることができる。この際、参照図形要素において新たに形成された面がある場合、当該面に対する段差の厚みが予め設定されたデフォルト値として表示され、作業者は、これを所望の値に変更するだけとなり、さらに操作性を高めることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、三次元的な図形要素に関する一連の作業によって設計処理を行わせ、当該一連の作業の履歴を作業履歴データとして保持する設計支援装置であって、図形要素の一つを参照図形要素として選択し、当該参照図形要素に対し、所定の関係をもって係合する背切り図形要素を作成するために、参照図形要素を特定する特定情報と、当該参照図形要素に対する係合状態を規定する状態情報とを含んでなる背切り作業の履歴を、作業履歴データに含めて保持し、参照図形要素又は状態情報に対する所定修正操作が行われたときに、作業履歴データ内の背切り作業を再実行して背切り図形要素の形状を調整する設計支援装置としているので、背切り図形要素に対する参照図形要素の形状変更や各パラメータの変更においても、作業者が改めて多数のステップに亘る作業を繰返すことなく、背切り図形要素生成のコマンドを再実行するだけで背切り図形要素が生成され、操作性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る設計支援装置の構成ブロック図である。
【図２】背切り図形要素の係合状態を規定するパラメータの例を表す説明図である。
【図３】パラメータ設定インタフェースの一例を表す説明図である。
【図４】背切り図形要素生成過程の一例を表す説明図である。
【図５】面ごとの厚み設定の例を表す説明図である。
【図６】厚み設定インタフェースの一例を表す説明図である。
【図７】面との対応付けの形状表示の一例を表す説明図である。
【図８】支援情報表示の一例を表す説明図である。
【図９】従来の背切り図形の生成手順を表す説明図である。
【符号の説明】
１１制御部、１２記憶部、１３ハードディスク、１４表示部、１５操作部。

Claims

三次元的な図形要素に関する一連の作業によって設計処理を行わせ、当該一連の作業の履歴を作業履歴データとして保持する設計支援装置において、
前記図形要素の一つを参照図形要素として選択し、当該参照図形要素に対し、所定の関係をもって係合する背切り図形要素を作成するために、
前記参照図形要素を特定する特定情報と、当該参照図形要素に対する係合状態を規定する状態情報とを含んでなる背切り作業の履歴を、前記作業履歴データに含めて保持する手段と、
前記参照図形要素に対する面の増減を伴う修正操作が行われたときに、当該修正後の参照図形要素との係合状態を表す状態情報を表示する手段と、
前記表示した状態情報に対する作業者の修正指示を受け付ける手段と、
前記修正指示に基づいて、前記状態情報を修正し、当該修正後の状態情報に従って前記履歴内の背切り作業を再実行して背切り図形要素の形状を調整する手段と、を含み、
前記状態情報を表示する手段は、参照図形要素の形状に応じ、所定の部分ごとに当該状態情報を表示し、修正により新たに生成された部分に関する前記状態情報については、予め決められている状態情報を設定して表示する厚み設定インタフェースであることを特徴とする設計支援装置。
三次元的な図形要素に関する一連の作業によって設計処理を行わせ、当該一連の作業の履歴を作業履歴データとして保持する設計支援方法であって、
前記図形要素の一つを参照図形要素として選択し、当該参照図形要素に対し、所定の関係をもって係合する背切り図形要素を作成するために、
前記参照図形要素を特定する基準情報と、当該参照図形要素に対する係合状態を規定する状態情報とを含んでなる背切り作業の履歴を、前記作業履歴データとしてハードディスクに保持する工程と、
前記参照図形要素に対する面の増減を伴う修正操作が行われたときに、当該修正後の参照図形要素と背切り図形要素との係合状態を規定する前記状態情報を表示部に表示する工程と、
前記表示した状態情報に対する作業者の修正指示を受け付ける工程と、
前記修正指示に基づいて、前記状態情報を修正し、当該修正後の状態情報に従って前記履歴内の背切り作業を再実行して背切り図形要素の形状を調整する工程と、を含み、
前記状態情報を表示する工程は、参照図形要素の形状に応じ、所定の部分ごとに当該状態情報を表示し、修正により新たに生成された部分に関する前記状態情報については、予め決められている状態情報を設定して表示する厚み設定インタフェースによって行うことを特徴とする設計支援方法。
コンピュータに、三次元的な図形要素に関する一連の作業によって設計処理を行わせ、当該一連の作業の履歴を作業履歴データとして保持させる設計支援プログラムにおいて、
前記図形要素の一つを参照図形要素として、当該参照図形要素に対し、所定の関係をもって係合する背切り図形要素を作成させるために、
前記参照図形要素を特定する特定情報と、当該参照図形要素に対する係合状態を規定する状態情報とを含んでなる背切り作業の履歴を、前記作業履歴データに含めて保持する手順と、
前記参照図形要素に対する面の増減を伴う修正操作が行われたときに、当該修正後の参照図形要素と背切り図形要素との係合状態を規定する前記状態情報を表示する手順と、
前記表示した状態情報に対する作業者の修正指示を受け付ける手順と、
前記修正指示に基づいて、前記状態情報を修正し、当該修正後の状態情報に従って前記履歴内の背切り作業を再実行して背切り図形要素の形状を調整する手順と、を実行させ、
前記状態情報を表示する手順は、参照図形要素の形状に応じ、所定の部分ごとに当該状態情報を表示し、修正により新たに生成された部分に関する前記状態情報については、予め決められている状態情報を設定して表示する厚み設定インタフェースによって行うことを特徴とする設計支援プログラム。