JP4549805B2

JP4549805B2 - 設計データ生成システム、設計データ生成方法、設計データ生成プログラム

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Publication number: JP4549805B2
Application number: JP2004309143A
Authority: JP
Inventors: 盛夫大場; 浩二江口; 一之藤原; 隆司永田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2004-10-25
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2024-10-25
Also published as: JP2006120034A

Description

本発明は、設計データ生成システム、設計データ生成方法、設計データ生成プログラム、特に既に設計された物品形状に対して形状変形処理を施すことによる新たな物品形状の設計データ生成に関する。

物品形状の新規設計を、既存の物品形状の設計データを基にした変形により行う方法がある。例えば、特許文献１に、過去に設計された板金部品の断面形状を基に押し出し、掃引、回転、切断等の基本モデリング操作により新たな物品形状を設計する方法が開示されている。この設計方法によれば、一から新規に設計を行う方法と比べ、設計するために掛かる期間、工程、費用などを削減することができる。

特開平１１−４５３５２号公報

例えば、実績のある既存の物品形状（以下、主形状という）に対して、特有の機能を有する別の物品形状（以下、従属形状という）を貼り付けて新たな形状とさせたい場合がある。例えばこの主形状と従属形状との接合面における曲率が異なる場合に、従属形状をそのまま接合させようとすると、例えば、この主形状と従属形状とが１点でしか接することができず、このような主形状と従属形状との結合形状は新たな物品形状の外形形状として有用でない。したがって、このような場合、設計者はＣＡＤ操作により、従属形状の主形状に接する面の外縁線を全て主形状に接するように修正させて、有用な主形状と従属形状との結合形状を得ていた。このような修正のための作業は、主形状の接合面形状が複雑になればなるほど、多大な労力が掛かり、設計期間の短縮、設計コスト削減の障害となっていた。

そこで本発明は、既に設計された物品形状の設計データを活用し、従属形状を主形状に有効に接合できるように自動的に修正することができる設計データ生成システム、設計データ生成方法、および設計データ生成プログラムを提供する。

本発明の設計データ生成システムは、物品形状の設計データに対して変形処理を施すことによって新たな形状の設計データを生成する設計データ生成システムであって、一の主形状を規定する主設計データと、少なくとも一の従属形状を規定する従属設計データとを入力指示に応じて取得する設計データ取得部と、前記従属形状を、前記主形状に対して配置する配置指示を取得する配置指示取得部と、前記配置指示に応じて前記設計データに対する変形処理を行う演算部と、を備え、前記演算部は、（１）従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、その稜線延長線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させ、従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面と交差しないが、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させるメッシュ節点移動手段と、（２）移動させたメッシュ節点および前記従属形状の前記主形状を臨まないメッシュ節点によって規定され、前記主形状に貼り付く貼り付け従属形状を生成する貼り付け従属形状生成手段と、を有し、前記主形状および前記貼り付け従属形状を含み構成される新たな形状の設計データを生成する。

また、本発明の他の態様によれば、前記メッシュ節点移動手段は、前記主形状を臨むメッシュ節点であって、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が、前記主形状を構成する面と交差しないメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍のメッシュ節点における、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が前記主形状を構成する面と交差するこの近傍メッシュ節点の前記移動先に移動させる。

また、本発明の設計データ生成方法は、設計データ生成システムが、物品形状の設計データに対して変形処理を施すことによって新たな形状の設計データを生成する設計データ生成方法であって、一の主形状を規定する主設計データと、少なくとも一の従属形状を規定する従属設計データとを人からの入力指示に応じて設計データ生成システムにより取得する設計データ取得ステップと、前記従属形状を、前記主形状に対して配置する人からの配置指示を設計データ生成システムにより取得する配置指示取得ステップと、設計データ生成システムが、前記配置指示に応じて前記設計データに対する変形処理を行う演算ステップと、を含み、前記演算ステップは、（１）従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、その稜線延長線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させ、従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面と交差しないが、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させるメッシュ節点移動ステップと、（２）移動させたメッシュ節点および前記従属形状の前記主形状を臨まないメッシュ節点によって規定され、前記主形状に貼り付く貼り付け従属形状を生成する貼り付け従属形状生成ステップと、を含み、設計データ生成システムが、前記主形状および前記貼り付け従属形状を含み構成される新たな形状の設計データを生成する。

また、本発明の他の態様によれば、前記メッシュ節点移動ステップは、前記主形状を臨むメッシュ節点であって、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が、前記主形状を構成する面と交差しないメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍のメッシュ節点における、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が前記主形状を構成する面と交差するこの近傍メッシュ節点の前記移動先に移動させる。

また、本発明の設計データ生成プログラムは、物品形状の設計データに対して変形処理を施すことによる新たな形状の設計データの生成をコンピュータに実行させるための設計データ生成プログラムであって、一の主形状を規定する主設計データと、少なくとも一の従属形状を規定する従属設計データとを入力指示に応じて取得する設計データ取得処理と、前記従属形状を、前記主形状に対して配置する配置指示を取得する配置指示取得処理と、前記配置指示に応じて前記設計データに対する変形処理を行う演算処理と、をコンピュータに実行させ、さらに前記演算処理は、（１）従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、その稜線延長線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させ、従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面と交差しないが、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させるメッシュ節点移動処理と、（２）移動させたメッシュ節点および前記従属形状の前記主形状を臨まないメッシュ節点によって規定され、前記主形状に貼り付く貼り付け従属形状を生成する貼り付け従属形状生成処理と、を含み、前記主形状および前記貼り付け従属形状を含み構成される新たな形状の設計データを生成する。

また、本発明の他の態様によれば、前記メッシュ節点移動処理は、前記主形状を臨むメッシュ節点であって、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が、前記主形状を構成する面と交差しないメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍のメッシュ節点における、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が前記主形状を構成する面と交差するこの近傍メッシュ節点の前記移動先に移動させる。

本発明によれば、新規物品の形状設計を既存の物品の形状設計データを雛形とする変形処理により効率的に行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る設計データ生成システム１の構成を示すブロック図である。この設計データ生成システム１は、実績のある既存の物品形状の設計データに対して変形処理を施すことによって新たな形状の設計データを生成する設計データ生成システムであり、既に設計された物品形状を規定する設計データを入力指示に応じて取得する設計データ取得部３と、この取得した設計データに基づく従属形状と主形状との配置指示を取得する配置指示取得部４と、この取得した配置指示に応じて設計データに対する変形処理を行う演算部２と、設計データが示す物品形状、変形指示情報、変形後の新たな物品形状等を表示する表示部５とを備えて構成されている。

設計データ取得部３は、一の主形状を規定する主設計データと、少なくとも一の従属形状を規定する従属設計データとを入力指示に応じて取得する。設計データ取得部３は、実績のある既存の設計データが登録されたデータベースとデータ通信回線により接続されたデータ受信装置、ならびに既存の設計データが登録された情報記憶媒体から設計データを読み出すデータ読み取り装置等で構成される。本実施形態に係る設計データ生成システム１は、この設計データ取得部３により取得された設計データを、変形処理対象とする基準形状である主形状と従属形状とを表現する設計データとして用いる。また、この設計データ取得部３は、複数の設計データの中から設計者の指定等により、設計データを選定するための設計データ選定手段を含むことが好ましい。

配置指示取得部４は、設計データ生成システム１を用いて新たな物品形状の設計を行う設計者から設計を行うために必要な配置指示等の情報を取得する。本実施形態において設計者等から取得する従属形状の主形状に対する配置指示とは、主形状に対して相対的に従属形状の配置が規定されればよく、主形状を従属形状に対して配置指示させるものおよび、主形状ならびに従属形状両方の配置を指示されるものを含む。表示部５は、設計者に対してこれら物品の配置に関して参照すべき情報を表示する。

演算部２は、設計データ取得部３が取得した既存の物品形状の設計データを利用し、配置指示取得部４が取得したこの設計データに基づく主形状に対する従属形状の設計者からの配置指示に基づき、その設計データに対する変形処理を行い、新たな物品形状の設計データの生成を行う。

この演算部２は、設計者等から配置指示取得部４を介して取得した従属形状の配置指示に応じて、従属形状の主形状を臨むメッシュ節点を、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線もしくはそのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と、前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させるメッシュ節点移動手段２０と、この移動させたメッシュ節点および従属形状の主形状を臨まないメッシュ節点によって規定され、前記主形状に貼り付く貼り付け従属形状を生成する貼り付け従属形状生成手段２２と、を有する。

図２は、図１に示した設計データ生成システム１に用いられるハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図１に示した設計データ生成システム１の演算部２における設計データの演算、設計データ取得部３における設計データベース等からの設計データの読み出し、配置指示取得部４における設計者等から入力された従属形状の配置指示の取得、表示部５への表示の指示などのソフトウェア的処理機能、および本設計データ生成システム１によって行われる物品形状の設計方法における各ステップに対応する処理は、物品形状の設計をコンピュータに実行させるためのプログラムによって実現される。これらのソフトウェア的処理機能は、例えば、図２に示すハードウェア構成において物品形状の設計データ生成プログラムを実行することにより、ＣＰＵ１０によって行われる。

ＣＰＵ１０には、設計データ生成システム１におけるデータ処理動作に必要な各ソフトウェアプログラムなどが記憶されているＲＯＭ１１と、これらプログラム実行中に一時的にデータが記憶されるＲＡＭ１２とが接続されている。また、このＣＰＵ１０には、ハードディスクなどの記憶装置１３が接続されている。この記憶装置１３は、例えば、設計データ取得部３が取得する設計データを記憶する設計データベースとして用いられる。

そして、これらのＣＰＵ１０等に対して、図１の配置指示取得部４に対応する入力装置１４と、表示部５に対応する表示装置１５とが接続されて、本設計データ生成システム１が構成されている。入力装置１４としては、例えば、マウスなどのポインティングデバイスやキーボード等が用いられる。また、表示装置１５としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイなどが用いられる。また、他の設計者等が用いている外部装置との間で設計データ等のやり取りをする必要がある場合には、外部装置との接続のため、通信Ｉ／Ｆ１６が設けられる。

また、設計データに対する演算をＣＰＵ１０によって実行させるための上記の設計用プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録して頒布することが可能である。このような記録媒体には、例えば、ハードディスク及びフロッピー（登録商標）ディスクなどの磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭなどの光学媒体、あるいは、プログラム命令を実行または格納するように特別に配置された、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、及び半導体不揮発性メモリなどのハードウェアデバイスなどが含まれる。また、このような記録媒体からプログラム等を読み取る記録媒体読取用のドライブ（例えばフロッピー（登録商標）ディスクドライブなど）をＣＰＵ１０に対して接続することができる。

図３は、本発明の実施形態に係る設計データ生成方法の一例を概略的に示すフローチャートである。以下、図１に示した設計データ生成システム１の構成を参照しつつ、新たな物品形状の設計データ生成方法について説明する。

まず、配置指示取得部４が設計者等から設計開始指示を取得し、新規物品の設計が開始される（Ｓ１００）。この新規物品設計の開始指示の取得した配置指示取得部４は、その取得した入力情報を演算部２に伝える。この入力情報を取得した演算部２は、ＲＯＭ１１に登録された設計データ生成プログラムを起動させ、新規設計のベースとなる主形状を示す既存の設計データの取得を促す表示を表示部５に行う。例えば、この表示には、設計データ生成システム１に接続された設計データベース、情報記憶媒体等に登録された種々の物品の既存の設計データに対応した物品名の一覧が含まれる。この設計データベース等には、設計データが物品名、キーワード、特徴等から検索できるように正規化された情報と共に予め登録されている。配置指示取得部４は、設計者等からこの登録設計データの物品名一覧から、これから新規設計を行おうとする物品名を選択する物品名選択入力を取得する。この物品名選択入力の取得は、配置指示取得部４が設計者等から物品名、キーワード、特徴等の入力を取得し、演算部２が、記憶装置１３等に予め登録された物品名から関連する物品名を検索して読み出すものとしても良い。

設計者等から設計対象物品名を取得すると、演算部２は、その設計対象物品に一致もしくは基準形状となりうる類似関連物品のデータを設計データベースから読み出し、設計データに付された設計型番、特徴、その設計データの示す形状の簡易表示等の一覧を表示部５に表示させる。

次に、配置指示取得部４は、設計者等からその設計データの一覧から、希望する設計データを選択する入力を取得する。この設計データの選択入力情報は、配置指示取得部４から設計データ取得部３へ送られる。設計データ取得部３は、この設計データの選択入力情報に基づいて、設計データ生成システム１に接続された設計データベース、情報記憶媒体等から、該当する設計データを読み出して取得し（Ｓ１０２）、基準形状としてＲＡＭ１２もしくは記憶装置１３に記憶させる。演算部２は、取得した設計データを画像信号処理して、表示部５にその設計データが表現する形状を画像表示させる。例えば、設計データ取得部３は、設計データベース、情報記憶媒体等から主形状である部品Ａを示す設計データを読み出し、表示部５に部品Ａの形状を表示させる。設計データ取得部３は、同様の方法により従属形状Ｂの設計データを取得し、表示部５に形状Ｂの形状を表示させる。従属形状として形状Ｂの他にさらに他の形状の設計データを、取得してもよい。上記説明では主形状の設計データを先に取得し、従属形状の設計データを後に取得するものとしたが、この順序は逆でもよいし、設計データ一覧から同時に選択して取得するものとしてもよい。また、設計データ取得部３は、この主形状と少なくとも一の従属形状を示す設計データを、主形状、従属形状の区別無く取得するものとしてもよい。以下、基準形状として、図４に示す形状Ａと形状Ｂとを例に説明する。

これらの形状を構成する面は、例えば、この面を含み無限に広がる無限面からトリミングされた面である。このトリミングは、例えば、外縁線によって領域規定される。この形状Ａの設計データは、形状Ａを構成する各面の無限面と領域規定とを直接規定するデータからなるものでもよいし、これらの領域規定された面が所定の間隔でメッシュ分割され、そのメッシュの交点に付与されたメッシュ節点群の座標の集合のデータであってもよい。

次に、配置指示取得部４は、設計者等から部品Ａの配置を指定する指示を取得する（Ｓ１０４）。ここで、この配置指示の一例について具体的に説明する。まず、取得した形状Ａと形状Ｂとの設計データが、主形状および従属形状との指定無く取得されたものである場合、配置指示取得部４は、設計者等から、表示部５に表示された形状の中から、従属形状を選択する指示を取得する。配置指示取得部４は、この従属形状指定を演算部２へ伝える。ここでは、従属形状として形状Ｂが選択された場合を例に説明する。この従属形状の入力の取得は、例えば、表示部５に表示された形状Ｂ上にポインタ置いた状態でのマウスのダブルクリックにより行われる。この従属形状の指定情報を取得すると、例えば、演算部２は、設計データを画像信号処理して、従属形状である形状Ｂを、従属形状以外と識別を容易にするため従属形状以外の形状と異なる色で表示部５に表示させる。従属形状が２以上ある場合には同様の方法により、配置指示取得部４は順に従属形状の指定を取得する。

また、配置指示取得部４は、従属形状を指定する指示を取得する代わりに、同様の方法により、主形状を指定する指示を取得するものとしてもよい。さらに従属形状もしくは主形状と指定されなかった形状を主形状もしくは従属形状と判定することも好ましい。なお、予め主形状もしくは従属形状として設計データを取得している場合には、この従属形状の指定ステップは不要である。

次に、配置指示取得部４は、従属形状である形状Ｂを所望の位置に配置する指示を設計者等から取得する。この配置指示の取得は、例えば、表示部５に表示された形状Ｂの表示において、形状Ｂ上にポインタ置いた状態でのマウスのドラッグアンドドロップ操作により行ってもよいし、キーボード等から形状Ｂ上の所定の点のｘ，ｙ，ｚ座標、および形状Ｂの所定のｘ軸，ｙ軸，ｚ軸に対する角度の数値入力により行ってもよい。

このような方法により、主形状Ａと、この主形状Ａに対して配置の規定された従属形状Ｂは、演算部２により画像信号処理され、表示部５に表示される。配置指示取得部４は、設計者等が表示部５に表示された新たな基準線ＢＬ１ａの軌跡を参照して配置修正が必要であると判断した場合に、設計者等から同様の方法で新たな基準線の修正入力を取得する。配置指示取得部４は、従属形状Ｂの配置情報をＲＡＭ１２もしくは記憶装置１３に記憶させる。

次に、メッシュ節点移動手段２０は、従属形状Ｂの設計データが複数のメッシュ節点の座標群により構成されたメッシュ節点設計データではない場合、ＲＡＭ１２もしくは記憶装置１３に記憶された形状Ｂの設計データを読み出し、形状Ｂを構成する面（Ｂ１面、Ｂ２面、およびＢ３面）のうち、少なくとも主形状Ａを臨む面（Ｂ２面、およびＢ３面）を所定の間隔でメッシュ分割し、そのメッシュの交点にメッシュ節点を生成する。図５は、図４におけるＳ断面図であり、従属形状Ｂに生成したメッシュ節点の配置の一例を示す図である。図５に示す例では、Ｂ２面にメッシュ節点ＮＰ１、ＮＰ２、ＮＰ３、ＮＰ６、ＮＰ７、およびＮＰ８を生成し、Ｂ３面にメッシュ節点ＮＰ４、およびＮＰ５を生成している。なお、ＮＰ３とＮＰ６とはＢ２面とＢ３面との境界線上にあるメッシュ節点であり、Ｂ３面にも属するが、以下、Ｂ２面に着目して説明する。

このメッシュ節点の座標データは、ＲＡＭ１２、記憶装置１３等に記憶され、ＣＰＵ１０が、変形処理演算の必要に応じてそのデータを読み出す。このメッシュ分割は、四角形メッシュパターンによる四角形パッチであってもよいし、三角形メッシュパターンによる三角形パッチであってもよい。メッシュパターンを細かくすればするほど、従属形状に対して忠実度の高い新しい設計データの作成を行うことができるが、データ量が大きくなるため、設計データの変形処理等の処理時間が長くなる。したがって、配置指示取得部４が、設計者等から、状況に応じて判断されたメッシュ節点の生成間隔、メッシュ数等を取得し、メッシュ節点移動手段２０に伝える。メッシュ節点移動手段２０は、この取得したメッシュ節点の生成間隔、メッシュ数等の設定情報に基づいてメッシュ分割を行う。また、配置指示取得部４が、設計者等から取得したメッシュ節点の生成間隔、メッシュ数等の設定情報に依らず、従属形状の設計データに基づいてその形状を構成する面の形状等に応じて、メッシュ節点移動手段２０が予め入力された設定値および設計データに基づいて自動的に適切なメッシュ節点の生成間隔、メッシュ数等を判断してメッシュ節点を生成するものとしてもよい。なお、従属形状Ｂの設計データが複数のメッシュ節点の座標群により構成されたメッシュ節点設計データである場合には、改めてメッシュ節点を生成しなくてもよい。このような方法により、従属形状Ｂ上に生成されたメッシュ節点は、演算部２により画像信号処理され、表示部５において従属形状Ｂ上に表示される。配置指示取得部４は、設計者等が表示部５に表示されたメッシュ節点の配置等を参照してメッシュ節点の修正が必要であると判断した場合に、設計者等から同様の方法で新たなメッシュ節点生成指示を取得する。メッシュ節点移動手段２０は、このように生成されたメッシュ節点の座標情報をＲＡＭ１２もしくは記憶装置１３に記憶させる。

次に、メッシュ節点移動手段２０は、ＲＡＭ１２もしくは記憶装置１３に記憶されたメッシュ節点の座標情報を読み出し、従属形状Ｂのメッシュ節点のうち、主形状Ａを臨むメッシュ節点を、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線もしくはそのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と、主形状Ａを構成する面とが交差する交点まで移動させる（Ｓ１０８）。図５に示す例では、Ｓ断面において、主形状Ａを臨むメッシュ節点のうち、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、主形状Ａを構成する面と交差できるメッシュ節点は、稜線Ｌ１上のＮＰ１、ＮＰ２、およびＮＰ３、ならびに、稜線Ｌ２上のＮＰ６、ＮＰ７、およびＮＰ８である。この稜線Ｌ１およびＬ２の延長線である稜線延長線ＬＸ１およびＬＸ２は、主形状ＡのＡ１面とそれぞれＮＰ３ａ点およびＮＰ６ａ点において交差する。ここで、メッシュ節点移動手段２０は、稜線Ｌ１上のメッシュ節点ＮＰ１、ＮＰ２、およびＮＰ３のうち、主形状ＡのＡ１面上のＮＰ３ａ点に最も近いＮＰ３を、ＮＰ３ａまで移動させ、それ以外のＮＰ１およびＮＰ２は移動させない。同様に、ここで、稜線Ｌ２上のメッシュ節点ＮＰ６、ＮＰ７、およびＮＰ８のうち、主形状ＡのＡ１面上のＮＰ６ａ点に最も近いＮＰ６を、ＮＰ６ａまで移動させ、それ以外のＮＰ７およびＮＰ８は移動させない。メッシュ節点移動手段２０は、このように移動させたメッシュ節点の座標情報をＲＡＭ１２もしくは記憶装置１３に記憶させる。

次に、メッシュ節点移動手段２０は、ＲＡＭ１２もしくは記憶装置１３に記憶されたメッシュ節点の座標情報を読み出し、従属形状Ｂのメッシュ節点のうち、主形状Ａを臨むメッシュ節点のうち、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と、主形状Ａを構成する面とが交差する交点まで移動させる。図５に示す例では、Ｓ断面において、主形状Ａを臨むメッシュ節点のうち、そのメッシュ節点の属する稜線を延長した稜線延長線が、主形状Ａを構成する面と交差せず、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線が、主形状Ａを構成する面と交差するメッシュ節点は、ＮＰ４、およびＮＰ５である。このＮＰ４において、近傍の稜線Ｌ１を延長した稜線延長線ＬＸ１に平行な近傍稜線平行線ＬＸ１ｐは、主形状ＡのＡ１面とＮＰ４ａ点において交差する。同様に、ＮＰ５において、近傍の稜線Ｌ２を延長した稜線延長線ＬＸ２に平行な近傍稜線平行線ＬＸ２ｐは、主形状ＡのＡ１面とＮＰ５ａ点において交差する。ここで、メッシュ節点移動手段２０は、メッシュ節点ＮＰ４を、主形状ＡのＡ１面上のＮＰ４ａ点まで移動させ、メッシュ節点ＮＰ５を、主形状ＡのＡ１面上のＮＰ５ａ点まで移動させる。メッシュ節点移動手段２０は、このように移動させたメッシュ節点の座標情報をＲＡＭ１２もしくは記憶装置１３に記憶させる。

次に、貼り付け従属形状生成手段２２は、移動させたメッシュ節点の座標情報をＲＡＭ１２もしくは記憶装置１３から読み出し、さらに従属形状の主形状を臨まないメッシュ節点の座標情報をＲＡＭ１２もしくは記憶装置１３から読み出し、これらのメッシュ節点によって規定され、主形状に貼り付く貼り付け従属形状を生成する（Ｓ１１０）。貼り付け従属形状生成手段２２は、このように生成した貼り付け従属形状をＲＡＭ１２ないし記憶装置１３等に記憶する。演算部２は、この貼り付け従属形状を示す設計データを画像信号処理し、この貼り付け従属形状を表示部５に画像表示する。この従属形状を主形状に貼り付けた形状に変形する態様において、従属形状の稜線を延長させるのみでこの稜線を変形させないため、特有の機能を有する従属形状の機能を保持したまま主形状に貼り付けることができる。

以上により、本発明の実施形態に係る設計データ生成システム１における物品の設計データの生成が終了する（Ｓ１１２）。この設計方法により生成された新たな形状の物品の設計データは、主形状および貼り付け従属形状を含み構成される設計データとなる。この方法によれば、設計者等から、従属形状を主形状に対して配置する配置指示を取得することにより、自動的に従属形状を主形状に対して貼り付けた形状に変形することができ、設計者等が所望する主形状に対する従属形状の配置指示に対して、従属形状を主形状に合わせて変形させる操作を行う必要がないので、既存の設計データを有効に活用して新規物品の設計データの生成を効率的に行うことができる。

なお、これら全ての変形処理を行った後、これらのメッシュ節点により分割されたパッチを統合させて面ごとに面表現する設計データを得ることが好ましい。このパッチの統合処理は、ＣＡＤにおいて広く知られた方法により行うことができる。

以上、従属形状Ｂのメッシュ節点のうち、主形状Ａを臨む全てのメッシュ節点において、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線もしくはそのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と、主形状Ａを構成する面とが交差する例について説明したが、例えば、図６に示す従属形状Ｂαと主形状Ａとにおいて、メッシュ節点ＮＰ３αが属する稜線Ｌ１αの延長線である稜線延長線ＬＸ１αは、主形状ＡのＡ１面と交差しない。メッシュ節点移動手段２０は、このようなメッシュ節点ＮＰ３αを、主形状Ａを構成するＡ１面と交差し主形状Ａを構成する面Ａ１上にある移動後のメッシュ節点のうち最近傍のメッシュ節点ＮＰ４ａαの位置まで移動させることが好ましい。同様に図６に示すように、従属形状Ｂαにおいてメッシュ節点ＮＰ９αが存在する場合、このＮＰ９αの属する稜線およびこのＮＰ９αの近傍の稜線Ｌ１αを延長した延長線ＬＸ１αに平行な近傍稜線平行線ＬＸ１ｐαは、主形状Ａを構成する面と交差しない。メッシュ節点移動手段２０は、このようなメッシュ節点ＮＰ９αもＮＰ３αと同様にＮＰ４ａαに移動させることが好ましい。

このように稜線延長線もしくは近傍稜線延長線が、主形状を構成する面と交差しない場合、その稜線延長線もしくは近傍稜線延長線に対応するメッシュ節点を、主形状を構成する面と交差し主形状を構成する面上にあるメッシュ節点のうち最近傍のメッシュ節点の位置まで移動させることにより、稜線もしくは近傍稜線を延長させた形状で主形状に貼り付けない、主形状と従属形状の配置の場合にも、主形状と貼り付く従属形状を生成することができる。

複数の従属形状を主形状に貼り付ける場合には、Ｓ１０６〜Ｓ１１０を従属形状毎に行って、それぞれ貼り付け従属形状を生成する。

以上説明したように、貼り付け従属形状生成手段２２が、従属形状のメッシュ節点を、主形状を構成する面の所定の位置に移動させることにより、貼り付け従属形状を規定し、元の従属形状のメッシュ分割数を保持した貼り付け従属形状を生成することができたが、同様の方法により規定できる主形状を構成する面の所定の位置に従属形状のメッシュ節点を移動させるのではなく、貼り付け従属形状生成手段２２が、新たにメッシュ節点を生成し、そのメッシュ節点を含めた従属形状のメッシュ節点により貼り付け従属形状を規定するものとしてもよい。

また、メッシュ節点移動手段２０は、従属形状である部品Ｂの設計データが複数のメッシュ節点の座標群により構成されたメッシュ節点設計データではない場合、部品Ｂを構成する面のうち、少なくとも主形状Ａを臨む面を所定の間隔でメッシュ分割し、そのメッシュの交点にメッシュ節点を生成するものとしたが、メッシュ節点移動手段２０は、従属形状および主形状を構成する面全てを所定の間隔でメッシュ分割し、そのメッシュの交点にメッシュ節点を生成することが好ましい。このようにすることにより、貼り付けを行った従属形状と主形状を、さらに別の主形状に対し従属形状として、貼り付ける場合に、高速なコンピュータを用いても時間の掛かるメッシュ節点の生成を行うステップをその都度行う必要がなく、効率的な設計データの生成を行うことができる。

本発明の設計データ生成システムの構成を示すブロック図である。本発明の設計データ生成システムに用いられるハードウェア構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る設計データ生成方法を概略的に示すフローチャートである。主形状と従属形状との配置の一例を示す図である。図４のＳ断面図であり、メッシュ節点の移動を説明するための図である。メッシュ節点の属する稜線延長線と主形状を構成する面とが交差しない配置の一例を示し、メッシュ節点の移動を説明するための図である。

符号の説明

１設計データ生成システム、２演算部、３設計データ取得部、４配置指示取得部、５表示部、１０ＣＰＵ、１１ＲＯＭ、１２ＲＡＭ、１３記憶装置、１４入力装置、１５表示装置、２０メッシュ節点移動手段、２２貼り付け従属形状生成手段。

Claims

物品形状の設計データに対して変形処理を施すことによって新たな形状の設計データを生成する設計データ生成システムであって、
一の主形状を規定する主設計データと、少なくとも一の従属形状を規定する従属設計データとを入力指示に応じて取得する設計データ取得部と、
前記従属形状を、前記主形状に対して配置する配置指示を取得する配置指示取得部と、
前記配置指示に応じて前記設計データに対する変形処理を行う演算部と、
を備え、
前記演算部は、
（１）従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、その稜線延長線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させ、従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面と交差しないが、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させるメッシュ節点移動手段と、
（２）移動させたメッシュ節点および前記従属形状の前記主形状を臨まないメッシュ節点によって規定され、前記主形状に貼り付く貼り付け従属形状を生成する貼り付け従属形状生成手段と、
を有し、前記主形状および前記貼り付け従属形状を含み構成される新たな形状の設計データを生成することを特徴とする設計データ生成システム。
請求項１に記載の設計データ生成システムにおいて、
前記メッシュ節点移動手段は、前記主形状を臨むメッシュ節点であって、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が、前記主形状を構成する面と交差しないメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍のメッシュ節点における、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が前記主形状を構成する面と交差するこの近傍メッシュ節点の前記移動先に移動させることを特徴とする設計データ生成システム。
設計データ生成システムが、物品形状の設計データに対して変形処理を施すことによって新たな形状の設計データを生成する設計データ生成方法であって、
一の主形状を規定する主設計データと、少なくとも一の従属形状を規定する従属設計データとを人からの入力指示に応じて設計データ生成システムにより取得する設計データ取得ステップと、
前記従属形状を、前記主形状に対して配置する人からの配置指示を設計データ生成システムにより取得する配置指示取得ステップと、
設計データ生成システムが、前記配置指示に応じて前記設計データに対する変形処理を行う演算ステップと、
を含み、
前記演算ステップは、
（１）従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、その稜線延長線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させ、従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面と交差しないが、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させるメッシュ節点移動ステップと、
（２）移動させたメッシュ節点および前記従属形状の前記主形状を臨まないメッシュ節点によって規定され、前記主形状に貼り付く貼り付け従属形状を生成する貼り付け従属形状生成ステップと、
を含み、設計データ生成システムが、前記主形状および前記貼り付け従属形状を含み構成される新たな形状の設計データを生成することを特徴とする設計データ生成方法。
請求項３に記載の設計データ生成方法において、
前記メッシュ節点移動ステップは、前記主形状を臨むメッシュ節点であって、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が、前記主形状を構成する面と交差しないメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍のメッシュ節点における、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が前記主形状を構成する面と交差するこの近傍メッシュ節点の前記移動先に移動させることを特徴とする設計データ生成方法。
物品形状の設計データに対して変形処理を施すことによる新たな形状の設計データの生成をコンピュータに実行させるための設計データ生成プログラムであって、
一の主形状を規定する主設計データと、少なくとも一の従属形状を規定する従属設計データとを入力指示に応じて取得する設計データ取得処理と、
前記従属形状を、前記主形状に対して配置する配置指示を取得する配置指示取得処理と、
前記配置指示に応じて前記設計データに対する変形処理を行う演算処理と、
をコンピュータに実行させ、
さらに前記演算処理は、
（１）従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、その稜線延長線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させ、従属形状の前記主形状を臨むメッシュ節点であって、そのメッシュ節点が属する稜線の延長線である稜線延長線が、前記主形状を構成する面と交差しないが、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差するメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍の稜線を延長した延長線に平行な近傍稜線平行線と前記主形状を構成する面とが交差する交点まで移動させるメッシュ節点移動処理と、
（２）移動させたメッシュ節点および前記従属形状の前記主形状を臨まないメッシュ節点によって規定され、前記主形状に貼り付く貼り付け従属形状を生成する貼り付け従属形状生成処理と、
を含み、前記主形状および前記貼り付け従属形状を含み構成される新たな形状の設計データを生成することを特徴とする設計データ生成プログラム。
請求項５に記載の設計データ生成プログラムにおいて、
前記メッシュ節点移動処理は、前記主形状を臨むメッシュ節点であって、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が、前記主形状を構成する面と交差しないメッシュ節点を、そのメッシュ節点の近傍のメッシュ節点における、その前記稜線延長線もしくは前記近傍稜線平行線が前記主形状を構成する面と交差するこの近傍メッシュ節点の前記移動先に移動させることを特徴とする設計データ生成プログラム。