JP4630485B2

JP4630485B2 - 隠線処理方法

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Publication number: JP4630485B2
Application number: JP2001141939A
Authority: JP
Inventors: ペリアサミダナパンディ; トーラスジャクソン
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: JP2002342786A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隠れ要素を有する正射投影図形の隠線を処理する隠線処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、板金部品は、コンピュータ筐体、コンピュータ筐体内部のカード格納部、エアコンや冷蔵庫などの家庭電化製品、エレベータ、自動車部品などの製品に用いられている。これら板金部品は、薄い金属板から、数値制御製造装置を用いて、穿孔、切削、曲げ、溶接などの工程を経て製造される。３Ｄ（３次元）板金部品の設計者は、通常、部品の正射投影法による投影図、図形のさまざまな寸法、穴や形成形状などの特徴の詳細を指定する設計図と、製造の順序を作成する。
板金製造工業では、ＣＡＤのオペレータは、特殊なＣＡＤパッケージを使用して図面から３次元形状を再生成する。
【０００３】
設計した３次元の製品の正射投影図形（２次元図形配置）を再生成する機能は、多数の３Ｄ−ＣＡＤアプリケーションによって提供されている。３次元モデルと正射投影図形において、特徴情報と共に隠線を表示することで、編集の操作性が向上する。正射投影図形における特徴情報によって、ＣＡＤプログラマによる元の設計と、生成された図形データの比較も容易になる。
【０００４】
隠線アルゴリズムは、３次元ＣＡＤパッケージによって用いられ、隠れ要素を消去することによってモデルを再現する。ＣＡＤパッケージによって用いられる古典的な隠線消去のアルゴリズムには、スキャンライン法、Ｚバッファ法などがある。これらはラスタに基づいた手法であるが、隠線消去には、ベクトルに基づいた手法もある。サザランド，Ｉ．Ｅ．、スプロル，Ｒ．Ｆ．、シュマッカー，Ｒ．Ａ．（Sutherland I.E., Sproull, R.F., and Shumacker, R.A）による「１０の隠面アルゴリズムの特性（A Characterization of Ten Hidden-Surface Algorithms）」、コンピュータサーベイ（Compu. Surv.）、６巻、１号、１９７４年３月、１〜５５ページの論文は、幾つかの隠線消去アルゴリズムの特性を検討している。ベクトルに基づいた手法は、性能の観点からは高速であると考えられる。プランチンガ，Ｈ、ダイヤー，Ｃ．Ｒ．、シールズ，Ｗ．Ｂ（Plantinga, H, Dyer C.R., and Seales W.B）による「回転する多面体シーンのアスペクト表示を用いた実時間隠線消去（Real-time hidden-line elimination for a rotating polyhedral scene using the aspect representation）」、グラフィックスインターフェース紀要‘９０（Proc. Graphics Interface '90）、１９９０年、９〜１６ページの論文は、回転するオブジェクトの隠線を実時間で消去する、ベクトルに基づいた高速な手法を提案している。隠線消去アルゴリズムは、複雑な形状と多数の頂点を有するオブジェクトに対しては低速であると考えられる。キータンマルマレー（Ketan Mulmuley）による「隠面消去の効率的プログラム（An Efficient Algorithm For Hidden Surface removal）」、コンピュータグラフィックス（Computer Graphics）、２３巻、３号、１９８９年、３７９ページの論文で提示された、確率的幾何学ゲームの理論に基づいた汎用高速アルゴリズムは、複雑なシーンの隠線問題に対処するために開発された。アンダーソン，Ｄ．Ｐ．（Anderson, D.P.）による「投影格子面における隠線消去（Hidden Line Elimination in Projected Grid Surfaces）」、グラフィックスに関するＡＣＭ論文集（ACM Transactions on Graphics）、１巻、４号、１９８２年１０月、２７４〜２８８ページの論文は、制限のある場合に適用するため、特定の状況におけるオブジェクトの幾何学的性質と位相的性質を抽出する手順を採用している。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】
ところで、板金部品と、板金部品から構成された製品に対する隠線処理は、板金部品が多数の構造要素からなる複雑な形状をしていると、低速になる。３次元の板金部品を、素早く直感的に、正射投影図形の高速生成によって、描画し、操作するためには、高性能で正確な隠線処理アルゴリズムが不可欠である。
【０００６】
本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、３次元の板金の隠線処理を行う、高性能で正確な隠線処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係る隠線処理方法は、平面に投影した、稜線及び隠線を含む稜線図形を求める特定の方法が存在する３次元の単純要素から構成された、複合要素の隠線図形における隠線を処理するものであって、各単純要素の隠線図形を求めるステップと、上記単純要素の全ての対について、この対の第１の単純要素の第１の隠線図形及び第２の単純要素の第２の隠線図形が互いに隠れる隠線相互従属の対を求めるステップと、上記隠線相互従属な対を隠線非相互従属にするステップと、上記隠線非相互従属な単純要素について、第３の単純要素及びこの第３の単純要素の前にある第４の単純要素は、第３の単純要素の第３の隠線図形及び第４の単純要素の第４の隠線図形が互いに隠すことがない隠線独立になるように隠線順序付けするステップと、上記隠線順序付けされた単純要素について、全体が１つの複合要素を構成するまで、隣接する要素の結合を繰り返すステップとを有する。
【０００８】
本発明では、モデルの構造要素において、面分、曲げ線、穴、成型のような板金部品の位相要素間の空間関係を最初に比較することで、隠線の検出を行う。また、パターン情報のような穴と成型の空間インスタンスの情報を、最適処理に利用する。工具の形状とそのパラメータなどの特徴に所在する製造情報は、要素における属性として要素と共に処理されるので、図形における投影された要素は、元の３Ｄ部品の属性を有する。本明細書で記述するアルゴリズムと技法によって、ＣＡＤプログラマは、自分のモデルデータと元の正射投影図形と照合するため、製造特徴と隠れ要素を有する正射投影図形を生成し、容易に比較できるようになる。
【０００９】
本発明では、処理モジュールのデータ構造、コアデータ構造における手続きのオブジェクト指向編成を提示する。また、複雑な部品を処理するアルゴリズムの性能を示し、時間短縮の成果を検討する。
【００１０】
本発明は、隠線情報と、穿孔工具と特殊成型工具を用いて形成された穴と成型形状のような特徴情報とを有する３Ｄ板金の正射投影図形を生成するための手順を記述する。曲げが多くなって部品の形状が複雑になり、モデルの特徴が多くなるに伴い、隠れ要素処理は、低速になる。このようなアプリケーションに適するソフトウェアのパッケージを開発するためには、隠れ要素と特徴情報を有する正射投影図形を生成するような、最適化された処理アルゴリズムが必要である。
【００１１】
本発明では、面分、曲げ線、穴や成型形状などの製造特徴のような多数の３Ｄオブジェクトを有する複雑な形状の板金に対する隠線処理を最適化する方法と技法を記述する。所望の精度で結果を得るのに要する処理時間は、位相要素をグループ化し、複雑な部品のオブジェクト間において、隠線従属、隠線独立、隠線相互従属のような投影関係を処理することによって、著しく短縮される。３Ｄオブジェクトの投影情報に加え、特徴情報も加えて処理すると、最終的な図形データは、元の描画データを容易に検査するために必要となる特徴情報を有するようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る隠線処理方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
本実施の形態では、隠線（hidden line：ＨＬ）を高速で正確に消去するように、面分、曲げ線、穴などの位相要素と、形状のパターンなどの特徴についての空間配置情報とを効率的に用いる隠線処理アルゴリズムを提示する。また、隠線処理のアルゴリズムは、モデルにおける要素の製造属性を保持するように設計されている一方、モデルにおける隠線消去を処理する。
【００１４】
隠線処理アルゴリズムを説明する前に、隠線処理アルゴリズムで用いる用語を説明する。
【００１５】
まず、図形（view）について説明する。
【００１６】
図形とは、３Ｄ要素の平面への投影である。一般性を失わずに、図形は、３Ｄ要素のＸＹ平面への投影と定義することもできる。異なる平面への投影は、適切に回転した３Ｄ要素のＸＹ平面への投影に変換することができる（図１のＡ）。
【００１７】
次に、隠線図形（hidden line view：ＨＬＶ）について説明する。
【００１８】
隠線図形は、見えない稜線が隠れ要素（破線で描かれた要素）によって表され、見える稜線が正常要素（実線で描かれた要素）によって表されているような図形である。隠線図形は、適切に回転した３Ｄ要素をＸＹ平面に投影し、見えない要素を隠れ要素として表示することで得られる（図１のＢ）。
【００１９】
次に、要素の種類について説明する。
【００２０】
隠線図形は、以下の種類の要素から構成される。
【００２１】
正常要素は、Ｚ軸の正方向から見える３Ｄ部分の稜線を表している。これらの要素は、実線で描かれている。
【００２２】
隠れ要素は、Ｚ軸の正方向からは見えない３Ｄ部分の稜線を表している。これらの要素は、破線で描かれている。
【００２３】
不可視要素は、部品の現実の稜線を表していないが、アルゴリズムの中間計算で使用される。これらの要素は、表示されない。
【００２４】
次に、投影シート（projection sheet）と投影情報について説明する。
【００２５】
投影シートは、ＸＹ平面における隠線による境界と定義される（図１のＣ）。
投影情報、隠線図形、投影シートの間には、次の関係がある。
【００２６】
投影情報＝隠線図形＋投影シート
次に、単純３Ｄ要素と複合３Ｄ要素について説明する。
【００２７】
単純３Ｄ要素とは、投影情報を演算するため特定の方法が存在する要素のことである。３Ｄ面分と曲げ線は、板金部品の単純要素である。一方、複合３Ｄ要素とは、複数の単純要素から構成されている要素のことである。このような板金部品は、複合要素である。
【００２８】
図１は、これまで説明してきた用語、すなわち図形、投影シート、隠線図形を用いて３Ｄ面分要素の投影情報を説明している。曲げ線の投影情報は、図２に示されている。
【００２９】
次に、隠線図形の改変（alteration）について説明する。
【００３０】
複合３Ｄ要素が小さい単純３Ｄ要素によって構成されていると（例えば面分と曲げ線から構成された部品）、複合物の最終的な隠線図形は、個別の小さい要素の改変された隠線図形から構成されている。このような改変は、常に、隠線に変換された正常（実）線から構成されている。特定の３Ｄ部品の隠線図形の改変は、複合物における他の３Ｄ部品によるものである。図３のＡは、第１面分ａの隠線図形を示す。図３のＢは、第２面分ｂの隠線図形を示す。図３のＣは、部品全体の隠線図形を示す。図３のＤは、部品を示す。最終的な図形においては、第２面分ｂの隠線図形の正常線の幾つかは、第１面分ａによって隠されたことが見られる。
【００３１】
次に、要素間の従属性について説明する。
【００３２】
複合３Ｄ要素の一部となる２つの単純３Ｄ要素を想定すると、それらの間の関係は、以下の形態の１つとなる。
【００３３】
隠線独立については、要素の対は、要素の１つの最終的な図形が他方によって改変されないと、隠線独立である。図４に示された第１面分ａと第２面分ｂは、相互に隠線独立であり、どちらの面分も他方の面分を隠さない。
【００３４】
隠線非同一と隠線従属については、要素の対は、要素の一方の隠線図形が他方の隠線図形によって改変されると、隠線非同一と称される。後者の隠線図形は前者の隠線図形によって改変されないが、その図形が改変される要素は、他方の要素に隠線従属と称される。
【００３５】
図５のＺ軸の正方向から見ると、第１面分ａは第２面分ｂに従属していないが、第２面分ｂは第１面分ａに従属している。このような対は、隠線非同一と称される。
【００３６】
隠線相互従属については、要素の対は、最終的な図形において、両方の要素の図形が他方により改変されると、隠線相互従属と称される。図６の第１面分ａと第２面分ｂは、隠線相互従属である。
【００３７】
次に、３Ｄ要素の集合についての隠線相互接続について説明する。
【００３８】
３Ｄ要素の集合は、この集合における任意の対が隠線相互従属であると、隠線相互接続と称される。
【００３９】
次に、３Ｄ要素の対の隠線相互従属の除去について説明する。
【００４０】
３Ｄ要素の隠線相互従属の対は、隠線図形が互いに改変されると、隠線独立とすることができる。
【００４１】
次に、３Ｄ要素の集合の相互接続の除去について説明する。
【００４２】
３Ｄ要素の集合の相互接続は、全ての隠線相互従属の対の隠線図形が、隠線相互従属を除去するように改変されると、除去することができる。
【００４３】
次に、３Ｄ要素の集合の隠線順序付けについて説明する。
【００４４】
３Ｄ要素の集合は、要素Ｅｉ＜要素Ｅｊであって（「＜」は、順序で前に来ること意味する）、要素Ｅｉと要素Ｅｊが隠線独立であると（さもなければ、要素Ｅｊは要素Ｅｉに隠線従属である）、隠線順序付けがなされたと称される（この定義を与えたのは、隠線非相互従属を保持しつつ要素を結合する場合について後述する性質が、隠線順序付けのみに適用されるからである）。
【００４５】
次に、要素の結合について説明する。
【００４６】
２つの３Ｄ要素を結合し、１つの新しい要素を形成すると、これらの要素は一緒に１つの単一要素と見なされる。これらの要素は、１つの単一隠線図形を有することになり、これらの隠線図形は両方の要素を考慮することで得られるようになる。これらの要素の全てにおいて、２つの要素の関係が隠線独立又は隠線非同一のいずれかであると、個別の隠線図形から結合した隠線図形が容易に得られるという利益がある。また、要素自身において面分や曲げ線などの要素の隠線図形を求めることは、比較的簡単である。
【００４７】
次に、非相互従属を保持しながらの要素の結合について説明する。
【００４８】
隠線順序付けされた３Ｄ要素の集合において、２つの隣接する要素が１つの新しい要素を形成するために接合されると、その結果として生じた集合も非相互従属である。順序付けは、隠線順序付けのままである。すなわち、（２，１０，１５，２７，４７，５３）が３Ｄ要素の隠線順序付けであり（数字は、３Ｄ要素に対応する識別子である）、要素１０と要素１５が結合して要素５０を形成すると、順序付け（２，５０，２７，４７，５３）も隠線順序付けである。このことは、この結合過程は、集合が１つの要素で構成されるようになるまで繰り返し適用できること意味している。このような要素の隠線図形は、部品全体の隠線図形になる。
【００４９】
次に、本発明を適用した隠線検出アルゴリズムについて説明する。アルゴリズムは、次のように２つに分割することができる。
【００５０】
第１は、複合オブジェクトの隠線図形を、構成する単純要素の投影情報から求めるメインアルゴリズム又は一般アルゴリズムである。
【００５１】
第２は、面分と曲げ線など単純要素の投影情報を計算するサブアルゴリズム又は特定アルゴリズムである。
【００５２】
まず、メインアルゴリズムについて説明する。
【００５３】
メインアルゴリズムの演算は、次のステップから構成されている。
【００５４】
（ａ）部品は、単純要素、すなわち面分と曲げによって構成されていると見なされる。
（ｂ）３Ｄ要素において各３Ｄ要素の隠線図形を求める。
（ｃ）３Ｄ要素がとり得る全ての対の間の関係を求める。
（ｄ）要素から隠線相互従属を除去し、隠線非相互接続な要素の集合にする。
（ｅ）３Ｄ要素を隠線順序付けする。
（ｆ）全ての要素が結合されて全体を構成するまで、隣接する要素を繰り返し結合する。
【００５５】
次に、サブアルゴリズムについて説明する。
【００５６】
サブアルゴリズムの演算は、以下の通りである。
【００５７】
（ａ）単一面分の隠線図形を求める。
（ｂ）単一曲げ線の隠線図形を求める。
（ｃ）２つの３Ｄ要素を結合し、複合要素を形成する。
（ｄ）相互従属３Ｄ要素の対の隠線図形を改変し、これらを隠線独立にする。
（ｅ）面分と曲げ線を隠線順序付けする。
【００５８】
次に、上述したアルゴリズムについて説明する。
【００５９】
図７に示す簡単な板金部品を想定し、以下でこの部品についての本アルゴリズムの演算を説明する。
【００６０】
部品は、３つの面分（識別子１，２，３）と２つの曲げ（識別子４，５）によって構成されている。なお、面分ａと面分ｂは、図７Ａ〜Ｃに共通している。
【００６１】
これらの要素のそれぞれの隠線図形（他方は無視する）を求める。
【００６２】
これらの要素の全ての間の関係を求める。とり得る１０個の対は、次の通りである。（１，２）、（１，３）、（１，４）、（１，５）、（２，３）、（２，４）、（２，５）、（３，４）、（３，５）、（４，５）
上述の対における（１，４）と（１，３）は、相互従属であることが見出される。
【００６３】
（１）の隠線図形は、（４）と（３）に関して変更される。
（４）の隠線図形は、（１）に関して変更される。
（３）の隠線図形は、（１）に関して変更される。
要素は、隠線順序付けによって並べ替えられる。この結果、順序付けは、（１，４，３，２，５）となる。
（１）と（４）は、（６）を形成するために結合される。この結果、順序付けは（６，３，２，５）となる。
（６）と（３）は、（７）を形成するために結合される。この結果、順序付けは（７，２，５）となる。
（８）と（５）は、（９）を形成するために結合される。この結果、順序付けは（９）となる。
【００６４】
３Ｄ要素（９）は、部品の全体である。（９）の隠線図形は、部品の全体の隠線図形である。
【００６５】
次に、最適化をさらに進めるための特殊技法について説明する。
【００６６】
まず、オブジェクトの関係と隠線図形の改変について説明する。
【００６７】
部品における要素又はオブジェクト（面分と曲げ線）の全ての対は、単純関係を有する対と複雑関係を有する対に分類される。オブジェクトの対は、これらのオブジェクトを分離する３Ｄ平面が存在すると、単純関係を有すると称される。オブジェクトの対は、オブジェクトが、下位オブジェクトが単純関係を有するように分離されると、複雑関係を有すると称される。単純関係を有する２つのオブジェクトの間の方向は、分離平面に垂直なベクトルである。
【００６８】
図８は、部品間に単純関係が存在する場合を示す図である。この図において、第１要素ａと第２要素ｂは、単純関係を有している。図９は、部品に複雑関係が存在する場合を示す図である。図９のＡは、複雑関係になった２つのオブジェクト（１つの面分と１つの曲げ線）を示している。図９のＢは、面分と曲げ線が、どのように面分と曲げ線が下位オブジェクトに分離され、下位オブジェクトが単純関係を有するようになったかを示している。
【００６９】
単純関係のある２つのオブジェクトの隠線図形の改変について説明する。
【００７０】
単純関係を有する要素について、２つの要素の間の方向が図形の方向に垂直であると、いずれの図形も他の図形に関して改変されない。第１要素から第２要素への方向が図形の方向に沿っていると、第１要素が第２要素を隠す。この場合、第１要素の投影シートは、隠れシートとして第２要素に所在する。第１要素から第２要素への方向が図形に対する負方向であると、第２要素が第１要素を隠す。
この場合、第２要素の投影シートは、隠れシートとして第１要素に所在する。
【００７１】
複雑関係を有する２つのオブジェクトの隠線図形の改変について説明する。
【００７２】
複雑関係を有する２つのオブジェクトの隠線図形の改変には、部品内のオブジェクトの可視投影シートを必要とする。可視投影シートは、オブジェクトの隠線図形の可視部品の境界として定義される。図９のＢでは、オブジェクト（４）の可視投影シートは、以下のように示される。
【００７３】
複雑関係のオブジェクトの改変の場合、部品内に存在する全ての下位オブジェクトの可視投影シートを計算する必要がある。第１要素からの下位オブジェクト「ａ」が第２要素からの下位オブジェクト「ｂ」を隠す場合、第１要素から、下位オブジェクト「ａ」の可視投影シートに関して第２要素を隠す。図９のＢでは、面分（２）が要素（４）の可視投影シートによって隠されるが、曲げ線（４）は要素（１）と（３）の可視投影シートによって隠される。
【００７４】
このようにして、オブジェクトの関係に基づく処理によって、隠線検出はさらに高速になる。
【００７５】
次に、内周ループと板金穴特徴の隠線検出について説明する。
【００７６】
外周ループの図形と内周ループの図形は、別個に計算され、面分の図形を得るために加えられる。これは、ループ（外周又は内周）の何れの形状も、他のループ（外周／内周）の図形に影響を及ぼさないからである。
【００７７】
要素の３Ｄ境界矩形は、重複をチェックし、隠線検出のための費用のかかる計算を避けるために用いられる。図１０を用いて説明するように、ＸＹ平面に投影された穴の３Ｄ境界矩形は、この３Ｄ境界矩形が完全に内周にあるのか又は完全に外周にあるのかをチェックするため、他の平面の境界矩形（ＸＹ平面上に投影される３Ｄ境界矩形）と照合される。３Ｄ境界矩形が完全に内周又は完全に外周にある場合、この３Ｄ境界矩形は、完全に隠れているか又は完全に隠れていない。したがって、他の全ての稜線の隠線検出を避けることができる。
【００７８】
ループが相対的に回転していない標準工具形状の空間配置パターンの場合、ループの１つの図形を計算することで十分であり、それ以外のループの図形は、この図形をシフトすることによって得られる（図１１）。
【００７９】
次に、隠線モジュール設計とＣＡＤシステムへのインタフェースについて説明する。
【００８０】
まず、オブジェクト指向設計とクラス階層について説明する。
【００８１】
上述した隠線検出アルゴリズムを用いた正射投影図形生成モジュールは、相互作用する部品と製品設計のための板金ＣＡＤシステムで使用するために設計、開発されている。ＨＬ＿Ｐａｒｔ（隠線＿部品）、ＨＬ＿Ｆａｃｅ（隠線＿面分）、ＨＬ＿ＢｅｎｄＬｉｎｅ（隠線＿曲げ線）、ＨＬ＿Ｐａｔｔｅｒｎ（隠線＿パターン）、ＨＬ＿Ｌｉｎｋ（隠線＿リンク）などの隠線要素オブジェクト、ＨＬ＿３ＤｏｂｊｅｃｔＲｅｌａｔｉｏｎ（隠線＿３Ｄオブジェクト関係）、ＨＬ＿ＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＲｅｌａｔｉｏｎ（隠線＿独立関係）などの処理オブジェクトは、面分、曲げ線、ループオブジェクトなどの位相オブジェクト、すなわち、リンクから派生している。このように、正射投影図形生成モジュールは、オブジェクトが、ＣＡＤシステムの他の２Ｄ−３Ｄ処理モジュールにおけるオブジェクトの同じ階層から派生するように設計されている。したがって、モジュールは、ＣＡＤシステムと緊密に相互作用する。
【００８２】
次に、ＣＡＤシステムとＩ／Ｏのインタフェースについて説明する。
【００８３】
正射投影図形生成モジュールは、２Ｄ／３Ｄ板金ＣＡＤシステムの一部として込みこまれ、このシステムと機能レベルのインタフェースを有する。
【００８４】
モデルデータは、ＣＡＤモジュールから所定の３Ｄバッファフォーマットによって供給され、このフォーマットは、曲げ、穴、成型形状などの一般的な板金特徴を有している。図形生成モジュールは、中立インタフェース構造もサポートし、部品の図面は、ＤＸＦフォーマットなどの標準ファイルフォーマットによって汎用ＣＡＤパッケージにインポートすることができる。モジュールは、処理が高速で効率的になるように、インポートしたデータの汎用ＣＡＤ構造要素を検出し、属性を有する所定のフォーマットに変換する。モジュールは、隠れ要素情報と要素に属性として添付される工具形状パラメータと共に、三次元部品の正射投影図形データを所定の向きで生成する。生成された正射投影法図形は、２Ｄ−ＣＡＤモジュールに送られ、インタフェースを通じて寸法指定とさらなる処理が行われる。
【００８５】
次に、本発明を適用した隠線検出アルゴリズムの結果と評価について説明する。
【００８６】
本実施の形態では、６００ＭＨｚプロセッサと１２８ＭＢＲＡＭを備えた装置を用い、（ｉ）多数の内周穴［部品Ａ］、（ｉｉ）多数の面分と曲げ線［部品Ｂ］、（ｉｉｉ）多数の標準工具形状の部品［部品Ｃ］を有する板金部品に対して行われた性能試験の結果を示す。全ての方向、すなわち、前面、背面、上面、底面、左側面、右側面、等角、背面等角について図形を生成し、その図形データをＣＡＤシステムに書き込むのに要する時間が、部品に関して測定され、下の表１に示されている。部品Ａ〜Ｃの等角図形の隠線図形は、図１２のＡ〜Ｃにそれぞれ示されている。試験によると、以前のアルゴリズムに比べると、処理速度は平均で１５倍を超えるように改善された。
【００８７】
【表１】

部品の正射投影図形は、２Ｄ寸法指定モジュールに送られ、立体モデルを作成するのに用いた元の正射投影図形の詳細のように、部品図形の寸法が指定される。生成された正射投影図形データは、全ての特徴属性を含むので、元の図形データに関する寸法指定と寸法照合は、高速で正確になる。
【００８８】
【発明の効果】
上述したように、穴と成型形状などの特徴情報と隠線情報を有する３Ｄ板金部品の正射投影図形を生成するアルゴリズムを提示した。所望の制度での結果を得るまでの時間は、位相要素をグループ化し、隠線従属、隠線独立、隠線相互独立などの複雑な部品のオブジェクト間の投影関係を処理することで、著しく短縮された。
【図面の簡単な説明】
【図１】３Ｄ面分要素の投影情報を示す図である。
【図２】曲げ線の投影情報を示す図である。
【図３】３Ｄ部品の隠線図形の改変を示す図である。
【図４】隠線独立を示す図である。
【図５】隠線従属を示す図である。
【図６】隠線相互従属を示す図である。
【図７】簡単な板金部品についての隠線の演算を示す図である。
【図８】部品に単純関係が存在する場合を示す図である。
【図９】部品に複雑関係が存在する場合を示す図である。
【図１０】要素の境界矩形を介した最適化を示す図である。
【図１１】格子パターンの工具形状を有する部品の隠線図形を示す図である。
【図１２】試験部品の等角図形を示す図である。

Claims

演算手段及び記憶手段を含むコンピュータを用い、前記記憶手段に格納された所定のプログラムを前記演算手段が実行することにより実現されるものであって、平面に投影した、稜線及び隠線を含む稜線図形を求める特定の方法が存在する３次元の単純要素から構成された、複合要素の隠線図形における隠線を処理する隠線処理方法において、
コンピュータが、モデル形状を規定するデータを供給されるステップと、
コンピュータが、上記データに含まれる各単純要素の隠線図形を求めるステップと、
コンピュータが、上記単純要素の全ての対について、この対の第１の単純要素の第１の隠線図形及び第２の単純要素の第２の隠線図形が互いに隠れる隠線相互従属の対を求めるステップと、
コンピュータが、上記隠線相互従属な対を隠線非相互従属にするステップと、
コンピュータが、上記隠線非相互従属な単純要素について、第３の単純要素及びこの第３の単純要素の前にある第４の単純要素は、第３の単純要素の第３の隠線図形及び第４の単純要素の第４の隠線図形が互いに隠すことがない隠線独立になるように隠線順序付けするステップと、
コンピュータが、上記隠線順序付けされた単純要素について、全体が１つの複合要素を構成するまで、隣接する要素の結合を繰り返すステップと
を有することを特徴とする隠線処理方法。
コンピュータが、上記第１の隠線図形及び上記第２の隠線図形を改変することで、隠線相互従属な対を隠線非相互従属な対とすることを特徴とする請求項１記載の隠線処理方法。
コンピュータが、単一面分の隠線図形を求めるステップと、
コンピュータが、単一曲げ線の隠線図形を求めるステップと、
コンピュータが、２つの単純要素を結合して複合要素を構成するステップと、
コンピュータが、隠線相互従属の対の隠線図形を改変し、この対を隠線独立にするステップと、
コンピュータが、面分及び曲げ線を隠線順序付けするステップと
を有することを特徴とする請求項１記載の隠線処理方法。