JP4364520B2 - 三次元板金モデル作成方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＡＤによってコンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成する方法に関し、詳しくは、板金用の属性を有しない一般的なフィーチャによってソリッドモデルを作成するＣＡＤによってコンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成する方法及びコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＡＤによってコンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成する場合に、自動展開や実際の加工を意識する必要がある。例えば、板金の厚み（以下、板厚ということもある）や板金の材質に応じた「曲げ」、「突合せ」、「板分割」といった形状を意識して、通常の三次元モデリングとは異なった知識が必要となる。
【０００３】
二次元のＣＡＤ図面から三次元の立体図を作成する方法が提案されているが（例えば特開平１１−２０２９１９号公報参照）、従来は下記の２通りの方法（アプローチ）のいずれかによって三次元板金モデルを作成するのが一般的であった。
【０００４】
第１の方法では、ＣＡＤの利用者が最初から板金モデルを作成することを想定し、板金属性を設定してから板金専用のモデルを作成していく。ＣＡＤの処理側から見ると、利用者に対象となる板金モデルの板金属性（板金の材質や厚み）を指定させ、そのパラメータを有する特殊なモデルを作成して三次元板金モデルとする。利用者が画面上で行う「曲げ」や「板分割」の操作に必要なパラメータは、最初に設定された板金属性に基づいて決められる。そのため、板金属性を有しない一般的なソリッドモデルに対して処理を行うことはできない。
【０００５】
第２の方法では、板金を意識しない一般的なソリッドモデルを作成し、その後でソリッドモデルから板金モデルに加工して行く。例えば、ブロック（塊）から指定した肉厚を残して中身を刳り貫く操作によってソリッドモデルの一種であるシェルモデルを作成することができる。この後、板金モデルに必要な「曲げ」、「突合せ」及び「板分割」の形状を作成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなＣＡＤを用いて三次元板金モデルを作成する場合の２通りの方法のうち、第１の方法のほうが人間の思考に近い。つまり、ＣＡＤの利用者が最初から板金モデルを作成することを想定し、板金属性を設定してから板金専用のモデルを作成していく方法のほうが、１枚の板金をまげて行く実際の加工動作に近いため、人間の思考により近い。しかし、この方法には、以下のような問題がある。
【０００７】
すなわち、ＣＡＤの利用者がモデリング開始時から板金モデルを作成することを意識して、必要な板金属性（板金の厚みや材質）を設定する必要がある。また、既に作成されたモデルが他のＣＡＤシステムで作成されたモデルや板金属性を有しないモデルである場合に、ＣＡＤ間の互換性等の制限から、そのモデルを加工して板金モデルにすることが困難である。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、板金用の属性を有しない一般的なソリッドモデルを作成するフィーチャを利用して三次元板金モデルを作成する方法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】
本発明による三次元板金モデル作成方法は、板金用の属性を有しない一般的なフィーチャによってソリッドモデルを作成するＣＡＤによってコンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成する方法であって、前記コンピュータが、前記画面上において指定された断面から板金の厚みを推定するステップと、前記画面上において指定された断面を前記画面上において指定された曲げ方向に基づいて設定された軸を中心に回転させ、回転後の断面を前記画面上において指定された寸法だけスイープさせることによって、板金の曲げを表現して前記画面に表示するステップと、前記画面上において指定された断面を前記画面上において指定された寸法だけスイープさせることによって突合せを表現して前記画面に表示するステップと、前記画面上において指定された面において、前記画面上において指定された分割線を含み、かつ、当該面を構成するエッジの外側まで延在する閉領域を板厚分だけスイープさせたときに形成されるスイープ孔によって板分割を実現して前記画面に表示するステップとを実行することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明によるコンピュータプログラムは、コンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成するためのＣＡＤプログラムとしてコンピュータにインストールされ実行されるプログラムであって、前記コンピュータに、板金用の属性を有しない一般的なフィーチャによってソリッドモデルを作成するためのＣＡＤプログラムと連携して、利用者が指定した断面から板金の厚みを推定するステップと、利用者が指定した断面を利用者が指定した曲げ方向に基づいて設定した軸を中心に回転させ、回転後の断面を利用者が指定した寸法だけスイープさせることによって板金の曲げを表現するステップと、利用者が指定した断面を利用者が指定した寸法だけスイープさせることによって突合せを表現するステップと、利用者が指定した面において、利用者が指定した分割線を含み、かつ、当該面を構成するエッジの外側まで延在する閉領域を板厚分だけスイープさせたときに形成されるスイープ孔によって板分割を実現するステップとを実行させることを特徴とする。
【００１１】
上記のような特徴を有する三次元板金モデル作成方法及びコンピュータプログラムによれば、板金の材質や板厚といった板金属性を設定することなく、既存の板金を意識しない三次元モデルや他のシステムで作成された形状のみを表すデータを基礎にして、板金を意識した形状を付加することができる。また、板金固有の特殊なフィーチャを使用しないで一般的なフィーチャを利用して板金モデルを作成することができるので、利用者が板金モデル固有のフィーチャに関する知識を取得する必要がない。
【００１２】
好ましい構成によれば、前記板金の厚みを推定するステップは、前記画面上において断面の指定のために指定された指定点に最も近いエッジを検索するステップと、前記エッジと平行に対向するエッジを検索するステップと、検索された２本のエッジ間の距離を板金の厚みと推定するステップとを含む。
【００１３】
別の好ましい構成によれば、前記板金の曲げを表現して前記画面に表示するステップは、前記画面上において指定された断面が曲線エッジを含む場合に、前記曲線エッジの領域を除いた長方形断面であって前記画面上において断面の指定のために指定された指定点を含む領域を曲げ対象断面として求めるステップを含む。
【００１４】
更に別の好ましい構成によれば、前記突合せを表現して前記画面に表示するステップは、前記画面上において指定された断面が曲線エッジを含む場合に、（ａ）前記曲線エッジの領域を除いた長方形断面であって前記画面上において断面の指定のために指定された指定点を含む領域、（ｂ）前記長方形断面の領域とそれにつながる曲線エッジの領域の両方を含む領域、又は（ｃ）前記画面上において指定された断面のすべての領域のいずれか一つをスイープ対象断面として選択するステップを含む。
【００１５】
また、上記のようなコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録した状態で供給し、記録媒体からコンピュータにインストールして実行することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るＣＡＤシステムの構成を示すブロック図である。このＣＡＤシステムは、例えばパーソナルコンピュータのようなコンピュータシステムに専用のＣＡＤプログラム（ソフトウェア）をインストールして構成される。コンピュータシステムはＣＰＵ（中央処理装置）や主メモリの他に、キーボードやマウス等の入力装置１１、ＣＲＴやＬＣＤ等の表示装置１４、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置１８、リムーバブル記憶媒体のドライブ装置１９等を備えている。
【００１７】
本発明に係るＣＡＤシステムを構成するＣＡＤプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ（光ディスク）のようなリムーバブル記録媒体２０に記録された状態で供給され、ドライブ装置１９を介して補助記憶装置１８にインストールされる。補助記憶装置１８にインストールされたＣＡＤプログラムは、主メモリにロードされ、ＣＰＵによって実行される。図１の構成では、ＣＰＵと主メモリ（にロードされたＣＡＤプログラム）によって構成されるＣＡＤシステムの中心部分をＣＡＤ処理部１として機能ブロックで示している。
【００１８】
ＣＡＤ処理部１は、入力処理部１２、表示処理部１３、板金モデル処理部１５、フィーチャ生成処理部１６を含む。入力処理部１２は、入力装置１１を用いて利用者が入力する各種データや指令を処理して板金モデル処理部１５に渡す働きを有する。表示処理部１３は、板金モデル処理部１５から渡された表示データを処理して表示装置１４に渡す働きを有する。
【００１９】
板金モデル処理部１５は、本実施形態に係る三次元板金モデル作成処理を行う中核部分であり、曲げ付加部１５０、板厚測定部１５１、断面解析部１５２、突合せ指定部１５３、板分割部１５４、断面作成部１５５及び断面形状処理部１５６を含む。これら各部の機能については後述する。
【００２０】
フィーチャ生成処理部１６は、一般的なソリッドモデル三次元ＣＡＤの処理を実行する部分であり、検索処理部１６１及び形状記億処理部１６２を含む。これらの一般的なＣＡＤの機能を板金モデル処理部１５から使用することによって、三次元板金モデルのフィーチャ（形状）が作成される。
【００２１】
検索処理部１６１は、利用者が指定した近くのエッジ（線分）や閉領域を検索する際に使用される。形状記億処理部１６２には、直線、四角形、円弧等の形状が記憶されており、これらを使用することによって回転やスイープによる曲げ加工等を実現することができる。以下、具体的な形状モデルを用いてＣＡＤ処理部１の機能及び動作について説明する。
【００２２】
図２は、本実施形態の説明のための板金モデルの一例を示す図である。この板金モデル３０は、上面中央部に開口を有する直方体形状の箱体である。上面の周辺部は四側面から折れ曲がった面で鍔状に覆われている。このような板金モデルを本実施形態の板金ＣＡＤシステムで作成する場合は、底面板３１の四辺から側板３２〜３５を曲げ加工によって立ち上げ、各側板３２〜３５の上辺から内側へ曲げ加工によって上面周辺部３６〜３９を形成する。
【００２３】
この際、４枚の側板３２〜３５の境界に突合せ形状が作成される。また、４枚の側板３２〜３５の上辺から内側へ曲げられた上面周辺部３６〜３９を互いに分離するための板分割が実行される。以下、順を追って説明する。
【００２４】
図３は、本実施形態における曲げ加工の実現方法を示す図である。実際の板金に曲げ加工を施した場合に、その曲げ部分の少なくとも外側の面は直角に折れ曲る形状ではなく、断面が円弧状の曲面となる。本実施形態の板金ＣＡＤシステムでは、ベースの板４０（例えば図２における底面板３１）の端面（曲げを付加する面）４１を軸ＡＸを中心として回転させることによって曲げを表現する。この回転フィーチャは一般的な三次元ＣＡＤに備えられているフィーチャである。図３（ａ）は、回転の中心となる軸ＡＸが端面（断面ということもある）４１のエッジ上に存在する場合を示し、図３（ｂ）は、回転の中心となる軸ＡＸが端面４１のエッジからオフセットしている（ずれている）場合を示している。
【００２５】
また、回転後の端面４１’を平行移動するスイープ処理によってベースの板４０につながる立て板４２を形成する。このスイープフィーチャも一般的な三次元ＣＡＤに備えられているフィーチャである。スイープ対象の断面形状（端面４１’）は、回転フィーチャの断面（端面４１）をそのまま使用することができる。
【００２６】
図３（ａ）及び（ｂ）に示す例では、端面４１に、軸ＡＸを中心とする９０度の回転処理を施して端面４１から回転後の端面４１’に至る曲げ部を形成した後、回転後の端面４１’を上方向に所定長さだけ引っ張り上げる（スイープする）ことによって立て板４２（例えば図２における側板３２〜３５）を作成する。このように、板金曲げ形状を表す特殊なフィーチャを用いることなく板金モデルにおける曲げ加工を表現することができる。
【００２７】
上記のような手順で曲げ加工を表現するには、端面（断面）４１と回転の中心となる軸ＡＸを特定する必要がある。まず、図１における曲げ付加部１５０、板厚測定部１５１及び断面解析部１５２が実行する断面４１を特定する処理について説明する。
【００２８】
図２に示した板金モデルの例において、底面板３１が一枚の板の状態から最初の側板（例えば側板３２）を曲げ加工によって形成する場合は、曲げ形状が付加される端面の特定は比較的容易である。底面板３１の四方の端面のうちの一つを利用者がマウス等で指定すれば、その端面の全範囲が曲げ加工の付される断面となる。
【００２９】
しかし、例えば底面板３１に側板３２が付加された後に曲げ加工によって側板３３を付加する場合は、図４に示すように、利用者がマウス等で指定した断面（指定点ＤＰ)のうちの曲げ加工が付される断面３１ｃを特定する処理が必要となる。
【００３０】
図４において、利用者がマウス等で指定点ＤＰを指定すると、この指定点ＤＰが属する閉領域が指定面として検出されるが、この指定面は側板３２の端面を含むＬ字状の断面となる。このうち、ハッチングされた長方形の領域３１ｃが側板３３を形成するために曲げ加工を付加すべき断面である。一般に、面の形状は無限にあるので、以下のように、面を構成するエッジの数によって断面形状の解析を行う。
【００３１】
図５は、曲げ加工が付される端面（断面）を特定する処理のフローチャートである。ステップ＃１０１において指定面を構成するエッジの数を取得し、ステップ＃１０２においてエッジの数に基づいて断面形状を解析する。指定面を構成するエッジを直線の線分（板金面を表すエッジ）と曲線（曲げ部を表す円弧）に分ける。そして、板金面を表すエッジの中から指定点ＤＰに最も近いエッジＡ（図４における３１ａ）を検索する（ステップ＃１０３）。更に、その面に対向する面のエッジと推定されるエッジＢ（図４における３１ｂ）を検索する（ステップ＃１０４）。続いて、ステップ＃１０５で、エッジＡとエッジＢとの距離を板厚として求める（板厚測定部１５１）。
【００３２】
図６は、断面作成部１５５の動作を示すフローチャートである。断面作成部１５５は、図５に示した処理によって特定された２本の板金面を表すエッジから断面形状を作成する処理を行う。まず、ステップ＃２０１において、曲げ加工の中心となる軸ＡＸを取得する。例えば図４に示すように、利用者がマウス等で指定点ＤＰを指定した画面において、軸ＡＸは直線として指定される。
【００３３】
次に、図５に示した処理によって特定された２本のエッジのうち、軸ＡＸに近い方（図４における３１ｂ）をＣ、遠い方（図４における３１ａ）をＤとし（ステップ＃２０２）、エッジＤの始点及び終点からエッジＣに対して垂直線を作成する（ステップ＃２０３）。そして、エッジＣ、Ｄ及び２本の垂直線で囲まれた長方形の領域（図４における３１ｃ）を断面形状として描画する（ステップ＃２０４）。このようにして、図４における曲げ加工が付される断面３１ｃが特定される。
【００３４】
上述のようにして、図２に示す板金モデルのうち、底面板３１の四方の端面から４枚の側板３２〜３５が形成された状態で考慮すべきこととして、側板同士の突合せ部の形状がある。
【００３５】
図７に、側板同士の突合せ部の形状を斜視図で例示している。図７（ａ）は、側板同士の突合せ部に特別な処理を施さない場合を示し、図７（ｂ）は突合せ部において、一方の側板の端面を他方の側板の表面まで延ばした（スイープした）場合を示している。
【００３６】
図７（ａ）の場合は、２枚の側板３２及び３３の突合せ部に隙間４４を必ず設ける必要がある。この隙間は、図３（ｂ）に示したように、回転の中心となる軸ＡＸを端面４１のエッジからオフセットする（ずらす）ことによって、意識しなくても実現することができる。
【００３７】
逆に、図３（ａ）に示したように、回転の中心となる軸ＡＸが端面のエッジ上に存在する場合は、側板３２及び３３の突合せ部の隙間４４が無くなってしまう。つまり、側板３２及び３３の突合せ部の境界線が側板３２及び３３の両方のエッジを構成する状態のエラーとなる。このようなエラー状態を解消するには、後で側板３２及び３３の突合せ部に隙間４４を設ける加工が必要となる。上記のように、回転の中心となる軸ＡＸを端面４１のエッジからオフセットすることによって、利用者が意識せずに、また後加工の必要なく側板３２及び３３の突合せ部に隙間４４が形成される。
【００３８】
図７（ｂ）に示す例では、側板３２及び３３の突合せ部において、一方の側板３３の端面の一部を他方の側板３２の表面までスイープしている。利用者は、スイープ前の図７（ａ）の状態で、マウスを用いて、スイープ操作の対象となる側板３３の端面３３ａを指定する（指定点ＤＰ１）と共に、スイープの終点である側板３２の表面を指定する（指定点ＤＰ２）。
【００３９】
この場合も、図４を用いて説明した曲げ加工の場合と同様に、指定点ＤＰ１が指定されると、この指定点ＤＰ１が属する閉領域が指定面として検出される。図７（ｂ）に示す例では、実際にスイープが行われる断面は指定面から曲げ部の円弧エッジを有する部分３３ｂを除いた長方形部分である。但し、オプション指定によって、曲げ部の円弧エッジを有する部分３３ｂを含めてスイープ対象の断面とすることもできる。
【００４０】
一般的な例として、指定面が図８に示すような形状を有する場合を考える。この場合、３通りのオプションがある。第１のオプションでは、図４を用いて説明した曲げ加工の場合と同様に、指定面４５のうち指定点ＤＰ３を含む長方形のハッチング領域４６をスイープ対象の断面とする。第２のオプションでは、長方形のハッチング領域４６とその両側の円弧エッジを有する逆ハッチング領域４７及び４８を含めてスイープ対象の断面とする。第３のオプションでは指定面４５全体をスイープ対象の断面とする。
【００４１】
図９は、突合せにおけるスイープ対象断面の特定処理を示すフローチャートである。図１における板金モデル処理部１５に含まれる突合せ指定部１５３及び断面作成部１５５がこの処理を行う。ステップ＃３００でオプション設定がチェックされ、曲げ部を含まない第１のオプションが設定されている場合は、ステップ＃３０１で図５及び図６と同じ処理によりエッジＣ及びＤを特定する。続くステップ＃３０２でエッジＤの始点及び終点からエッジＣに対して垂直線を作成する。そしてステップ＃３０３でエッジＣ、Ｄ及び２本の垂直線で囲まれた長方形領域（図８におけるハッチング領域４６）を断面形状として描画する（スイープ対象の断面とする）。
【００４２】
ステップ＃３００で曲げ部（円弧エッジを有する部分）を含む第２のオプションが設定されている場合は、ステップ＃３１１で図５及び６と同じ処理によりエッジＣ及びＤを特定し、ステップ＃３１２でエッジＣ及びＤそれぞれに滑らかに接する円弧を検索する。「滑らかに接する」とは、直線エッジが円弧エッジの接線になっている状態を意味する。次のステップ＃３１３で対になっている円弧を決定し、続くステップ＃３１４で対の円弧の端点を結び構成される閉領域（図８におけるハッチング領域４６＋逆ハッチング領域４７＋４８）を断面形状として描画する（スイープ対象の断面とする）。
【００４３】
ステップ＃３００ですべてを指定する第３のオプションが設定されている場合は、ステップ＃３２１で、検索されたすべてのエッジを描画する。つまり、図８における指定面４５全体をスイープ対象の断面とする。
【００４４】
上記のようにして、図２に示す板金モデルのうち、底面板３１の四方の端面から４枚の側板３２〜３５が形成され、側板同士の突合せも適切に処理されたモデルが得られる。この後、４枚の側板３２〜３５の上辺から内側へ曲げ加工によって上面周辺部３６〜３９を形成する。この曲げ加工処理は、側板３２〜３５のそれぞれの上端面を対象の断面として、前述の回転フィーチャ及びスイープフィーチャを施すことによって実現される。
【００４５】
この際、上面周辺部３６〜３９が同一面にあることから、フィーチャベースの仕組み上、上面周辺部３６〜３９がつながった（マージされた）１枚の板になってしまう。板金モデルとしては、図２に示すように、４枚の上面周辺部３６〜３９の境界に隙間を形成する板分割を行う必要がある。この板分割について次に説明する。
【００４６】
図１０は、板分割の様子を例示する平面図である。１枚の板になっている上面周辺部３６及び３７に相当する面に板分割を施す場合を示している。利用者は、板分割を行うべき面（１枚の板）を特定するための指定点ＤＰ４と、分割線を特定するための２つの指定点ＤＰ５及びＤＰ６を指定する。図１における板金モデル処理部１５に含まれる板分割部１５４及び断面形状処理部１５６は、以下の手順で３つの指定点ＤＰ４，ＤＰ５及びＤＰ６から板分割のための断面形状を作成し、この断面を板厚分だけスイープしたスイープ孔を作成することによって１枚の板を２枚の板（上面周辺部３６及び３７）に分割する。
【００４７】
図１１は、板分割のための断面形状を作成する処理に関するフローチャートである。ステップ＃４０１において、指定点ＤＰ４で特定される面（分割対象面）上で指定点ＤＰ５及びＤＰ６を結ぶ線分Ｓを描画する（図１０（ａ）参照）。次のステップ＃４０２において、線分Ｓを両方向に微小寸法だけオフセットした線分Ｔ及びＵを作成し、ステップ＃４０３において線分Ｔ及びＵを無限線にする（無限遠まで延長する）。
【００４８】
次のステップ＃４０４において、指定点ＤＰ５及びＤＰ６の中間点ＣＰを求め、分割対象面上で閉領域検索を行う。その結果、図１０（ａ）に塗りつぶして示すように、線分Ｔ、線分Ｕ及び分割対象面の輪郭で囲まれた閉領域が得られる。しかし、図１２に示すように、この領域５１をスイープ孔の断面とした場合は、側板３２と側板３３が曲げ部で互いに接する境界線５２が残ってしまう。すなわち、非多様体が生じてしまう。
【００４９】
この非多様体を避けるために、ステップ＃４０５において、図１０（ａ）に示す閉領域５１の曲げ部側エッジ５１ａを少し延ばすようにずらす。その結果、図１０（ｂ）に示すような領域５１’が得られる。この領域５１’をスイープ孔の断面として板厚分だけスイープすることにより、一枚の板が、側板３２から曲げられた上面周辺部３６及と側板３３から曲げられた上面周辺部３７とに分割され、側板３２と側板３３が曲げ部で互いに接する境界線５２は無くなる（隙間ができる）。
【００５０】
他の３箇所についても同様にしてスイープ孔を形成することにより、側板３２，３３，３４，３５からそれぞれ曲げられた４枚の上面周辺部３６，３７，３８，３９が適切に分割される。
【００５１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の三次元板金モデル作成方法及びコンピュータプログラムによれば、板金の材質や板厚といった板金属性を設定することなく、既存の板金を意識しない三次元モデルや他のシステムで作成された形状のみを表すデータを基礎にして、板金を意識した形状を付加することができる。また、板金固有の特殊なフィーチャを使用しないで一般的なフィーチャを利用して板金モデルを作成することができるので、利用者が板金モデル固有のフィーチャに関する知識を取得する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るＣＡＤシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の説明のための板金モデルの一例を示す図である。
【図３】本実施形態における曲げ加工の実現方法を示す図である。
【図４】曲げ加工が付される端面（断面）の特定方法を説明する図である。
【図５】曲げ加工が付される端面（断面）を特定する処理のフローチャートである。
【図６】断面作成部の動作を示すフローチャートである。
【図７】側板同士の突合せ部の形状を例示する斜視図である。
【図８】スイープ対象の断面を特定する様子を例示する図である。
【図９】突合せにおけるスイープ対象断面の特定処理を示すフローチャートである。
【図１０】板分割の様子を例示する平面図である。
【図１１】板分割のための断面形状を作成する処理に関するフローチャートである。
【図１２】スイープ孔による板分割において非多様体が生ずる様子を示す図である。
【符号の説明】
１ ＣＡＤ処理部
１５ 板金モデル処理部
１６ フィーチャ生成処理部
１９ ドライブ装置
２０ 記録媒体
１５０ 曲げ付加部
１５１ 板厚測定部
１５２ 断面解析部
１５３ 突合せ指定部
１５４ 板分割部
１５５ 断面作成部
１５６ 断面形状処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＡＤによってコンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成する方法に関し、詳しくは、板金用の属性を有しない一般的なフィーチャによってソリッドモデルを作成するＣＡＤによってコンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成する方法及びコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＡＤによってコンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成する場合に、自動展開や実際の加工を意識する必要がある。例えば、板金の厚み（以下、板厚ということもある）や板金の材質に応じた「曲げ」、「突合せ」、「板分割」といった形状を意識して、通常の三次元モデリングとは異なった知識が必要となる。
【０００３】
二次元のＣＡＤ図面から三次元の立体図を作成する方法が提案されているが（例えば特開平１１−２０２９１９号公報参照）、従来は下記の２通りの方法（アプローチ）のいずれかによって三次元板金モデルを作成するのが一般的であった。
【０００４】
第１の方法では、ＣＡＤの利用者が最初から板金モデルを作成することを想定し、板金属性を設定してから板金専用のモデルを作成していく。ＣＡＤの処理側から見ると、利用者に対象となる板金モデルの板金属性（板金の材質や厚み）を指定させ、そのパラメータを有する特殊なモデルを作成して三次元板金モデルとする。利用者が画面上で行う「曲げ」や「板分割」の操作に必要なパラメータは、最初に設定された板金属性に基づいて決められる。そのため、板金属性を有しない一般的なソリッドモデルに対して処理を行うことはできない。
【０００５】
第２の方法では、板金を意識しない一般的なソリッドモデルを作成し、その後でソリッドモデルから板金モデルに加工して行く。例えば、ブロック（塊）から指定した肉厚を残して中身を刳り貫く操作によってソリッドモデルの一種であるシェルモデルを作成することができる。この後、板金モデルに必要な「曲げ」、「突合せ」及び「板分割」の形状を作成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなＣＡＤを用いて三次元板金モデルを作成する場合の２通りの方法のうち、第１の方法のほうが人間の思考に近い。つまり、ＣＡＤの利用者が最初から板金モデルを作成することを想定し、板金属性を設定してから板金専用のモデルを作成していく方法のほうが、１枚の板金をまげて行く実際の加工動作に近いため、人間の思考により近い。しかし、この方法には、以下のような問題がある。
【０００７】
すなわち、ＣＡＤの利用者がモデリング開始時から板金モデルを作成することを意識して、必要な板金属性（板金の厚みや材質）を設定する必要がある。また、既に作成されたモデルが他のＣＡＤシステムで作成されたモデルや板金属性を有しないモデルである場合に、ＣＡＤ間の互換性等の制限から、そのモデルを加工して板金モデルにすることが困難である。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、板金用の属性を有しない一般的なソリッドモデルを作成するフィーチャを利用して三次元板金モデルを作成する方法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】
本発明による三次元板金モデル作成方法は、板金用の属性を有しない一般的なフィーチャによってソリッドモデルを作成するＣＡＤによってコンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成する方法であって、前記コンピュータが、前記画面上において指定された断面から板金の厚みを推定するステップと、前記画面上において指定された断面を前記画面上において指定された曲げ方向に基づいて設定された軸を中心に回転させ、回転後の断面を前記画面上において指定された寸法だけスイープさせることによって、板金の曲げを表現して前記画面に表示するステップと、前記画面上において指定された断面を前記画面上において指定された寸法だけスイープさせることによって突合せを表現して前記画面に表示するステップと、前記画面上において指定された面において、前記画面上において指定された分割線を含み、かつ、当該面を構成するエッジの外側まで延在する閉領域を板厚分だけスイープさせたときに形成されるスイープ孔によって板分割を実現して前記画面に表示するステップとを実行することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明によるコンピュータプログラムは、コンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成するためのＣＡＤプログラムとしてコンピュータにインストールされ実行されるプログラムであって、前記コンピュータに、板金用の属性を有しない一般的なフィーチャによってソリッドモデルを作成するためのＣＡＤプログラムと連携して、利用者が指定した断面から板金の厚みを推定するステップと、利用者が指定した断面を利用者が指定した曲げ方向に基づいて設定した軸を中心に回転させ、回転後の断面を利用者が指定した寸法だけスイープさせることによって板金の曲げを表現するステップと、利用者が指定した断面を利用者が指定した寸法だけスイープさせることによって突合せを表現するステップと、利用者が指定した面において、利用者が指定した分割線を含み、かつ、当該面を構成するエッジの外側まで延在する閉領域を板厚分だけスイープさせたときに形成されるスイープ孔によって板分割を実現するステップとを実行させることを特徴とする。
【００１１】
上記のような特徴を有する三次元板金モデル作成方法及びコンピュータプログラムによれば、板金の材質や板厚といった板金属性を設定することなく、既存の板金を意識しない三次元モデルや他のシステムで作成された形状のみを表すデータを基礎にして、板金を意識した形状を付加することができる。また、板金固有の特殊なフィーチャを使用しないで一般的なフィーチャを利用して板金モデルを作成することができるので、利用者が板金モデル固有のフィーチャに関する知識を取得する必要がない。
【００１２】
好ましい構成によれば、前記板金の厚みを推定するステップは、前記画面上において断面の指定のために指定された指定点に最も近いエッジを検索するステップと、前記エッジと平行に対向するエッジを検索するステップと、検索された２本のエッジ間の距離を板金の厚みと推定するステップとを含む。
【００１３】
別の好ましい構成によれば、前記板金の曲げを表現して前記画面に表示するステップは、前記画面上において指定された断面が曲線エッジを含む場合に、前記曲線エッジの領域を除いた長方形断面であって前記画面上において断面の指定のために指定された指定点を含む領域を曲げ対象断面として求めるステップを含む。
【００１４】
更に別の好ましい構成によれば、前記突合せを表現して前記画面に表示するステップは、前記画面上において指定された断面が曲線エッジを含む場合に、（ａ）前記曲線エッジの領域を除いた長方形断面であって前記画面上において断面の指定のために指定された指定点を含む領域、（ｂ）前記長方形断面の領域とそれにつながる曲線エッジの領域の両方を含む領域、又は（ｃ）前記画面上において指定された断面のすべての領域のいずれか一つをスイープ対象断面として選択するステップを含む。
【００１５】
また、上記のようなコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録した状態で供給し、記録媒体からコンピュータにインストールして実行することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るＣＡＤシステムの構成を示すブロック図である。このＣＡＤシステムは、例えばパーソナルコンピュータのようなコンピュータシステムに専用のＣＡＤプログラム（ソフトウェア）をインストールして構成される。コンピュータシステムはＣＰＵ（中央処理装置）や主メモリの他に、キーボードやマウス等の入力装置１１、ＣＲＴやＬＣＤ等の表示装置１４、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置１８、リムーバブル記憶媒体のドライブ装置１９等を備えている。
【００１７】
本発明に係るＣＡＤシステムを構成するＣＡＤプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ（光ディスク）のようなリムーバブル記録媒体２０に記録された状態で供給され、ドライブ装置１９を介して補助記憶装置１８にインストールされる。補助記憶装置１８にインストールされたＣＡＤプログラムは、主メモリにロードされ、ＣＰＵによって実行される。図１の構成では、ＣＰＵと主メモリ（にロードされたＣＡＤプログラム）によって構成されるＣＡＤシステムの中心部分をＣＡＤ処理部１として機能ブロックで示している。
【００１８】
ＣＡＤ処理部１は、入力処理部１２、表示処理部１３、板金モデル処理部１５、フィーチャ生成処理部１６を含む。入力処理部１２は、入力装置１１を用いて利用者が入力する各種データや指令を処理して板金モデル処理部１５に渡す働きを有する。表示処理部１３は、板金モデル処理部１５から渡された表示データを処理して表示装置１４に渡す働きを有する。
【００１９】
板金モデル処理部１５は、本実施形態に係る三次元板金モデル作成処理を行う中核部分であり、曲げ付加部１５０、板厚測定部１５１、断面解析部１５２、突合せ指定部１５３、板分割部１５４、断面作成部１５５及び断面形状処理部１５６を含む。これら各部の機能については後述する。
【００２０】
フィーチャ生成処理部１６は、一般的なソリッドモデル三次元ＣＡＤの処理を実行する部分であり、検索処理部１６１及び形状記億処理部１６２を含む。これらの一般的なＣＡＤの機能を板金モデル処理部１５から使用することによって、三次元板金モデルのフィーチャ（形状）が作成される。
【００２１】
検索処理部１６１は、利用者が指定した近くのエッジ（線分）や閉領域を検索する際に使用される。形状記億処理部１６２には、直線、四角形、円弧等の形状が記憶されており、これらを使用することによって回転やスイープによる曲げ加工等を実現することができる。以下、具体的な形状モデルを用いてＣＡＤ処理部１の機能及び動作について説明する。
【００２２】
図２は、本実施形態の説明のための板金モデルの一例を示す図である。この板金モデル３０は、上面中央部に開口を有する直方体形状の箱体である。上面の周辺部は四側面から折れ曲がった面で鍔状に覆われている。このような板金モデルを本実施形態の板金ＣＡＤシステムで作成する場合は、底面板３１の四辺から側板３２〜３５を曲げ加工によって立ち上げ、各側板３２〜３５の上辺から内側へ曲げ加工によって上面周辺部３６〜３９を形成する。
【００２３】
この際、４枚の側板３２〜３５の境界に突合せ形状が作成される。また、４枚の側板３２〜３５の上辺から内側へ曲げられた上面周辺部３６〜３９を互いに分離するための板分割が実行される。以下、順を追って説明する。
【００２４】
図３は、本実施形態における曲げ加工の実現方法を示す図である。実際の板金に曲げ加工を施した場合に、その曲げ部分の少なくとも外側の面は直角に折れ曲る形状ではなく、断面が円弧状の曲面となる。本実施形態の板金ＣＡＤシステムでは、ベースの板４０（例えば図２における底面板３１）の端面（曲げを付加する面）４１を軸ＡＸを中心として回転させることによって曲げを表現する。この回転フィーチャは一般的な三次元ＣＡＤに備えられているフィーチャである。図３（ａ）は、回転の中心となる軸ＡＸが端面（断面ということもある）４１のエッジ上に存在する場合を示し、図３（ｂ）は、回転の中心となる軸ＡＸが端面４１のエッジからオフセットしている（ずれている）場合を示している。
【００２５】
また、回転後の端面４１’を平行移動するスイープ処理によってベースの板４０につながる立て板４２を形成する。このスイープフィーチャも一般的な三次元ＣＡＤに備えられているフィーチャである。スイープ対象の断面形状（端面４１’）は、回転フィーチャの断面（端面４１）をそのまま使用することができる。
【００２６】
図３（ａ）及び（ｂ）に示す例では、端面４１に、軸ＡＸを中心とする９０度の回転処理を施して端面４１から回転後の端面４１’に至る曲げ部を形成した後、回転後の端面４１’を上方向に所定長さだけ引っ張り上げる（スイープする）ことによって立て板４２（例えば図２における側板３２〜３５）を作成する。このように、板金曲げ形状を表す特殊なフィーチャを用いることなく板金モデルにおける曲げ加工を表現することができる。
【００２７】
上記のような手順で曲げ加工を表現するには、端面（断面）４１と回転の中心となる軸ＡＸを特定する必要がある。まず、図１における曲げ付加部１５０、板厚測定部１５１及び断面解析部１５２が実行する断面４１を特定する処理について説明する。
【００２８】
図２に示した板金モデルの例において、底面板３１が一枚の板の状態から最初の側板（例えば側板３２）を曲げ加工によって形成する場合は、曲げ形状が付加される端面の特定は比較的容易である。底面板３１の四方の端面のうちの一つを利用者がマウス等で指定すれば、その端面の全範囲が曲げ加工の付される断面となる。
【００２９】
しかし、例えば底面板３１に側板３２が付加された後に曲げ加工によって側板３３を付加する場合は、図４に示すように、利用者がマウス等で指定した断面（指定点ＤＰ)のうちの曲げ加工が付される断面３１ｃを特定する処理が必要となる。
【００３０】
図４において、利用者がマウス等で指定点ＤＰを指定すると、この指定点ＤＰが属する閉領域が指定面として検出されるが、この指定面は側板３２の端面を含むＬ字状の断面となる。このうち、ハッチングされた長方形の領域３１ｃが側板３３を形成するために曲げ加工を付加すべき断面である。一般に、面の形状は無限にあるので、以下のように、面を構成するエッジの数によって断面形状の解析を行う。
【００３１】
図５は、曲げ加工が付される端面（断面）を特定する処理のフローチャートである。ステップ＃１０１において指定面を構成するエッジの数を取得し、ステップ＃１０２においてエッジの数に基づいて断面形状を解析する。指定面を構成するエッジを直線の線分（板金面を表すエッジ）と曲線（曲げ部を表す円弧）に分ける。そして、板金面を表すエッジの中から指定点ＤＰに最も近いエッジＡ（図４における３１ａ）を検索する（ステップ＃１０３）。更に、その面に対向する面のエッジと推定されるエッジＢ（図４における３１ｂ）を検索する（ステップ＃１０４）。続いて、ステップ＃１０５で、エッジＡとエッジＢとの距離を板厚として求める（板厚測定部１５１）。
【００３２】
図６は、断面作成部１５５の動作を示すフローチャートである。断面作成部１５５は、図５に示した処理によって特定された２本の板金面を表すエッジから断面形状を作成する処理を行う。まず、ステップ＃２０１において、曲げ加工の中心となる軸ＡＸを取得する。例えば図４に示すように、利用者がマウス等で指定点ＤＰを指定した画面において、軸ＡＸは直線として指定される。
【００３３】
次に、図５に示した処理によって特定された２本のエッジのうち、軸ＡＸに近い方（図４における３１ｂ）をＣ、遠い方（図４における３１ａ）をＤとし（ステップ＃２０２）、エッジＤの始点及び終点からエッジＣに対して垂直線を作成する（ステップ＃２０３）。そして、エッジＣ、Ｄ及び２本の垂直線で囲まれた長方形の領域（図４における３１ｃ）を断面形状として描画する（ステップ＃２０４）。このようにして、図４における曲げ加工が付される断面３１ｃが特定される。
【００３４】
上述のようにして、図２に示す板金モデルのうち、底面板３１の四方の端面から４枚の側板３２〜３５が形成された状態で考慮すべきこととして、側板同士の突合せ部の形状がある。
【００３５】
図７に、側板同士の突合せ部の形状を斜視図で例示している。図７（ａ）は、側板同士の突合せ部に特別な処理を施さない場合を示し、図７（ｂ）は突合せ部において、一方の側板の端面を他方の側板の表面まで延ばした（スイープした）場合を示している。
【００３６】
図７（ａ）の場合は、２枚の側板３２及び３３の突合せ部に隙間４４を必ず設ける必要がある。この隙間は、図３（ｂ）に示したように、回転の中心となる軸ＡＸを端面４１のエッジからオフセットする（ずらす）ことによって、意識しなくても実現することができる。
【００３７】
逆に、図３（ａ）に示したように、回転の中心となる軸ＡＸが端面のエッジ上に存在する場合は、側板３２及び３３の突合せ部の隙間４４が無くなってしまう。つまり、側板３２及び３３の突合せ部の境界線が側板３２及び３３の両方のエッジを構成する状態のエラーとなる。このようなエラー状態を解消するには、後で側板３２及び３３の突合せ部に隙間４４を設ける加工が必要となる。上記のように、回転の中心となる軸ＡＸを端面４１のエッジからオフセットすることによって、利用者が意識せずに、また後加工の必要なく側板３２及び３３の突合せ部に隙間４４が形成される。
【００３８】
図７（ｂ）に示す例では、側板３２及び３３の突合せ部において、一方の側板３３の端面の一部を他方の側板３２の表面までスイープしている。利用者は、スイープ前の図７（ａ）の状態で、マウスを用いて、スイープ操作の対象となる側板３３の端面３３ａを指定する（指定点ＤＰ１）と共に、スイープの終点である側板３２の表面を指定する（指定点ＤＰ２）。
【００３９】
この場合も、図４を用いて説明した曲げ加工の場合と同様に、指定点ＤＰ１が指定されると、この指定点ＤＰ１が属する閉領域が指定面として検出される。図７（ｂ）に示す例では、実際にスイープが行われる断面は指定面から曲げ部の円弧エッジを有する部分３３ｂを除いた長方形部分である。但し、オプション指定によって、曲げ部の円弧エッジを有する部分３３ｂを含めてスイープ対象の断面とすることもできる。
【００４０】
一般的な例として、指定面が図８に示すような形状を有する場合を考える。この場合、３通りのオプションがある。第１のオプションでは、図４を用いて説明した曲げ加工の場合と同様に、指定面４５のうち指定点ＤＰ３を含む長方形のハッチング領域４６をスイープ対象の断面とする。第２のオプションでは、長方形のハッチング領域４６とその両側の円弧エッジを有する逆ハッチング領域４７及び４８を含めてスイープ対象の断面とする。第３のオプションでは指定面４５全体をスイープ対象の断面とする。
【００４１】
図９は、突合せにおけるスイープ対象断面の特定処理を示すフローチャートである。図１における板金モデル処理部１５に含まれる突合せ指定部１５３及び断面作成部１５５がこの処理を行う。ステップ＃３００でオプション設定がチェックされ、曲げ部を含まない第１のオプションが設定されている場合は、ステップ＃３０１で図５及び図６と同じ処理によりエッジＣ及びＤを特定する。続くステップ＃３０２でエッジＤの始点及び終点からエッジＣに対して垂直線を作成する。そしてステップ＃３０３でエッジＣ、Ｄ及び２本の垂直線で囲まれた長方形領域（図８におけるハッチング領域４６）を断面形状として描画する（スイープ対象の断面とする）。
【００４２】
ステップ＃３００で曲げ部（円弧エッジを有する部分）を含む第２のオプションが設定されている場合は、ステップ＃３１１で図５及び６と同じ処理によりエッジＣ及びＤを特定し、ステップ＃３１２でエッジＣ及びＤそれぞれに滑らかに接する円弧を検索する。「滑らかに接する」とは、直線エッジが円弧エッジの接線になっている状態を意味する。次のステップ＃３１３で対になっている円弧を決定し、続くステップ＃３１４で対の円弧の端点を結び構成される閉領域（図８におけるハッチング領域４６＋逆ハッチング領域４７＋４８）を断面形状として描画する（スイープ対象の断面とする）。
【００４３】
ステップ＃３００ですべてを指定する第３のオプションが設定されている場合は、ステップ＃３２１で、検索されたすべてのエッジを描画する。つまり、図８における指定面４５全体をスイープ対象の断面とする。
【００４４】
上記のようにして、図２に示す板金モデルのうち、底面板３１の四方の端面から４枚の側板３２〜３５が形成され、側板同士の突合せも適切に処理されたモデルが得られる。この後、４枚の側板３２〜３５の上辺から内側へ曲げ加工によって上面周辺部３６〜３９を形成する。この曲げ加工処理は、側板３２〜３５のそれぞれの上端面を対象の断面として、前述の回転フィーチャ及びスイープフィーチャを施すことによって実現される。
【００４５】
この際、上面周辺部３６〜３９が同一面にあることから、フィーチャベースの仕組み上、上面周辺部３６〜３９がつながった（マージされた）１枚の板になってしまう。板金モデルとしては、図２に示すように、４枚の上面周辺部３６〜３９の境界に隙間を形成する板分割を行う必要がある。この板分割について次に説明する。
【００４６】
図１０は、板分割の様子を例示する平面図である。１枚の板になっている上面周辺部３６及び３７に相当する面に板分割を施す場合を示している。利用者は、板分割を行うべき面（１枚の板）を特定するための指定点ＤＰ４と、分割線を特定するための２つの指定点ＤＰ５及びＤＰ６を指定する。図１における板金モデル処理部１５に含まれる板分割部１５４及び断面形状処理部１５６は、以下の手順で３つの指定点ＤＰ４，ＤＰ５及びＤＰ６から板分割のための断面形状を作成し、この断面を板厚分だけスイープしたスイープ孔を作成することによって１枚の板を２枚の板（上面周辺部３６及び３７）に分割する。
【００４７】
図１１は、板分割のための断面形状を作成する処理に関するフローチャートである。ステップ＃４０１において、指定点ＤＰ４で特定される面（分割対象面）上で指定点ＤＰ５及びＤＰ６を結ぶ線分Ｓを描画する（図１０（ａ）参照）。次のステップ＃４０２において、線分Ｓを両方向に微小寸法だけオフセットした線分Ｔ及びＵを作成し、ステップ＃４０３において線分Ｔ及びＵを無限線にする（無限遠まで延長する）。
【００４８】
次のステップ＃４０４において、指定点ＤＰ５及びＤＰ６の中間点ＣＰを求め、分割対象面上で閉領域検索を行う。その結果、図１０（ａ）に塗りつぶして示すように、線分Ｔ、線分Ｕ及び分割対象面の輪郭で囲まれた閉領域が得られる。しかし、図１２に示すように、この領域５１をスイープ孔の断面とした場合は、側板３２と側板３３が曲げ部で互いに接する境界線５２が残ってしまう。すなわち、非多様体が生じてしまう。
【００４９】
この非多様体を避けるために、ステップ＃４０５において、図１０（ａ）に示す閉領域５１の曲げ部側エッジ５１ａを少し延ばすようにずらす。その結果、図１０（ｂ）に示すような領域５１’が得られる。この領域５１’をスイープ孔の断面として板厚分だけスイープすることにより、一枚の板が、側板３２から曲げられた上面周辺部３６及と側板３３から曲げられた上面周辺部３７とに分割され、側板３２と側板３３が曲げ部で互いに接する境界線５２は無くなる（隙間ができる）。
【００５０】
他の３箇所についても同様にしてスイープ孔を形成することにより、側板３２，３３，３４，３５からそれぞれ曲げられた４枚の上面周辺部３６，３７，３８，３９が適切に分割される。
【００５１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の三次元板金モデル作成方法及びコンピュータプログラムによれば、板金の材質や板厚といった板金属性を設定することなく、既存の板金を意識しない三次元モデルや他のシステムで作成された形状のみを表すデータを基礎にして、板金を意識した形状を付加することができる。また、板金固有の特殊なフィーチャを使用しないで一般的なフィーチャを利用して板金モデルを作成することができるので、利用者が板金モデル固有のフィーチャに関する知識を取得する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るＣＡＤシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の説明のための板金モデルの一例を示す図である。
【図３】本実施形態における曲げ加工の実現方法を示す図である。
【図４】曲げ加工が付される端面（断面）の特定方法を説明する図である。
【図５】曲げ加工が付される端面（断面）を特定する処理のフローチャートである。
【図６】断面作成部の動作を示すフローチャートである。
【図７】側板同士の突合せ部の形状を例示する斜視図である。
【図８】スイープ対象の断面を特定する様子を例示する図である。
【図９】突合せにおけるスイープ対象断面の特定処理を示すフローチャートである。
【図１０】板分割の様子を例示する平面図である。
【図１１】板分割のための断面形状を作成する処理に関するフローチャートである。
【図１２】スイープ孔による板分割において非多様体が生ずる様子を示す図である。
【符号の説明】
１ ＣＡＤ処理部
１５ 板金モデル処理部
１６ フィーチャ生成処理部
１９ ドライブ装置
２０ 記録媒体
１５０ 曲げ付加部
１５１ 板厚測定部
１５２ 断面解析部
１５３ 突合せ指定部
１５４ 板分割部
１５５ 断面作成部
１５６ 断面形状処理部
Claims (9)
- 板金用の属性を有しない一般的なフィーチャによってソリッドモデルを作成するＣＡＤによってコンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成する方法であって、
前記コンピュータが、
前記画面上において指定された断面から板金の厚みを推定するステップと、
前記画面上において指定された断面を前記画面上において指定された曲げ方向に基づいて設定された軸を中心に回転させ、回転後の断面を前記画面上において指定された寸法だけスイープさせることによって、板金の曲げを表現して前記画面に表示するステップと、
前記画面上において指定された断面を前記画面上において指定された寸法だけスイープさせることによって突合せを表現して前記画面に表示するステップと、
前記画面上において指定された面において、前記画面上において指定された分割線を含み、かつ、当該面を構成するエッジの外側まで延在する閉領域を板厚分だけスイープさせたときに形成されるスイープ孔によって板分割を実現して前記画面に表示するステップとを実行することを特徴とする三次元板金モデル作成方法。 - 前記板金の厚みを推定するステップは、前記画面上において断面の指定のために指定された指定点に最も近いエッジを検索するステップと、前記エッジと平行に対向するエッジを検索するステップと、検索された２本のエッジ間の距離を板金の厚みと推定するステップとを含むことを特徴とする
請求項１記載の三次元板金モデル作成方法。 - 前記板金の曲げを表現して前記画面に表示するステップは、前記画面上において指定された断面が曲線エッジを含む場合に、前記曲線エッジの領域を除いた長方形断面であって前記画面上において断面の指定のために指定された指定点を含む領域を曲げ対象断面として求めるステップを含むことを特徴とする
請求項１記載の三次元板金モデル作成方法。 - 前記突合せを表現して前記画面に表示するステップは、前記画面上において指定された断面が曲線エッジを含む場合に、（ａ）前記曲線エッジの領域を除いた長方形断面であって前記画面上において断面の指定のために指定された指定点を含む領域、（ｂ）前記長方形断面の領域とそれにつながる曲線エッジの領域の両方を含む領域、又は（ｃ）前記画面上において指定された断面のすべての領域のいずれか一つをスイープ対象断面として選択するステップを含むことを特徴とする
請求項１記載の三次元板金モデル作成方法。 - コンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成するためのＣＡＤプログラムとしてコンピュータにインストールされ実行されるプログラムであって、
前記コンピュータに、
板金用の属性を有しない一般的なフィーチャによってソリッドモデルを作成するためのＣＡＤプログラムと連携して、
利用者が指定した断面から板金の厚みを推定するステップと、
利用者が指定した断面を利用者が指定した曲げ方向に基づいて設定した軸を中心に回転させ、回転後の断面を利用者が指定した寸法だけスイープさせることによって板金の曲げを表現するステップと、
利用者が指定した断面を利用者が指定した寸法だけスイープさせることによって突合せを表現するステップと、
利用者が指定した面において、利用者が指定した分割線を含み、かつ、当該面を構成するエッジの外側まで延在する閉領域を板厚分だけスイープさせたときに形成されるスイープ孔によって板分割を実現するステップとを実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 前記板金の厚みを推定するステップは、利用者が断面の指定のために指定した指定点に最も近いエッジを検索するステップと、前記エッジと平行に対向するエッジを検索するステップと、検索された２本のエッジ間の距離を板金の厚みと推定するステップとを含むことを特徴とする
請求項５記載のコンピュータプログラム。 - 前記板金の曲げを表現するステップは、利用者が指定した断面が曲線エッジを含む場合に、前記曲線エッジの領域を除いた長方形断面であって利用者が断面の指定のために指定した指定点を含む領域を曲げ対象断面として求めるステップを含むことを特徴とする
請求項５記載のコンピュータプログラム。 - 前記突合せを表現するステップは、利用者が指定した断面が曲線エッジを含む場合に、（ａ）前記曲線エッジの領域を除いた長方形断面であって利用者が断面の指定のために指定した指定点を含む領域、（ｂ）前記長方形断面の領域とそれにつながる曲線エッジの領域の両方を含む領域、又は（ｃ）利用者が指定した断面のすべての領域のいずれか一つをスイープ対象断面として選択するステップを含むことを特徴とする
請求項５記載のコンピュータプログラム。 - 板金用の属性を有しない一般的なフィーチャによってソリッドモデルを作成するＣＡＤによってコンピュータ画面上で三次元板金モデルを作成するためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
請求項５から８のいずれか１項記載のコンピュータプログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。
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| DE102006001496B4 (de) * | 2006-01-11 | 2019-02-21 | Siemens Aktiengesellschaft | System und Verfahren zur Bestimmung geometrischer Veränderungen eines Werkstücks |
| US8442804B2 (en) * | 2007-10-25 | 2013-05-14 | The Boeing Company | Method and apparatus for composite part data extraction |
| US8285407B2 (en) * | 2007-10-25 | 2012-10-09 | The Boeing Company | Method and apparatus for composite part data extraction |
| US8810570B2 (en) | 2008-04-14 | 2014-08-19 | Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. | System and method for active selection in a solid model |
| US8872820B2 (en) | 2008-04-14 | 2014-10-28 | Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. | System and method for splitting faces on a solid model |
| US20100087943A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-08 | Robert Bosch Gmbh | Systems, methods, and tools for proofing a computer-aided design object |
| US8095341B2 (en) | 2008-10-08 | 2012-01-10 | Robert Bosch Gmbh | Systems, methods, and tools for proofing a computer-aided design object |
| US8065116B2 (en) | 2008-10-08 | 2011-11-22 | Robert Bosch Gmbh | Systems, methods, and tools for proofing a computer-aided design object |
| US8941661B2 (en) | 2009-04-14 | 2015-01-27 | Adobe Systems Incorporated | Automatic corner generation |
| US8674995B1 (en) * | 2009-04-14 | 2014-03-18 | Adobe Systems Incorporated | Folding avoidance in skeletal stroke application |
| US8620627B2 (en) * | 2009-10-13 | 2013-12-31 | The Boeing Company | Composite information display for a part |
| US8652606B2 (en) | 2010-08-17 | 2014-02-18 | The Boeing Company | Composite structures having composite-to-metal joints and method for making the same |
| US8993084B2 (en) | 2010-08-17 | 2015-03-31 | The Boeing Company | Multi-layer metallic structure and composite-to-metal joint methods |
| US9522512B2 (en) | 2010-08-17 | 2016-12-20 | The Boeing Company | Methods for making composite structures having composite-to-metal joints |
| US9396292B2 (en) * | 2013-04-30 | 2016-07-19 | Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. | Curves in a variational system |
| JP6379167B2 (ja) * | 2016-12-19 | 2018-08-22 | 株式会社無有 | 開錠防止具 |
| US11718047B2 (en) | 2019-12-12 | 2023-08-08 | The Boeing Company | Flyaway stringer end caps |
| US11806948B2 (en) | 2019-12-12 | 2023-11-07 | The Boeing Company | Method of forming flyaway stringer end caps |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140373A (ja) * | 1986-12-02 | 1988-06-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | Ｃａｄ／ｃａｍ装置における板金展開方法 |
| JPH07141527A (ja) * | 1993-11-19 | 1995-06-02 | Fujitsu Ltd | Ｃａｄシステムにおける板金部品の３次元モデルの生成方法 |
| JP4011172B2 (ja) | 1998-01-07 | 2007-11-21 | 茂 青村 | 板金ｃａｄ図面からの立体図作成方法及びそのプログラムを記憶した記憶媒体 |
| US6542937B1 (en) * | 1998-02-27 | 2003-04-01 | Amada Company, Limited | Apparatus and method for transferring and editing sheet metal part data |
| JP3224375B2 (ja) * | 1999-11-16 | 2001-10-29 | 株式会社アマダ | 板金モデルの成形形状認識方法及びその装置並びに板金モデルの成形形状認識方法のプログラムを記憶した記憶媒体 |
| JP2002157282A (ja) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Toshiba Corp | 工数見積り方法及びその装置並びに記憶媒体 |
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