JP6469555B2 - モデル設計方法 - Google Patents

Description

本発明は、モデル設計方法に関する。

自動車のアウタパネルやルーフパネルなどのパネル製品は、所望の製品形状をかたどった金型で一の板材を加圧してプレス成形品を成形し、このプレス成形品から製品部分を切り取った後、縁部を曲げてフランジ部を形成したり、ボルトが挿通する孔を空けたりすることにより形成される。このようなパネル製品では、実際に製造する製造工程の前に、製造ラインの設計が行われる。

具体的には、製品形状のデザイン設計が行われると、このデザイン設計からプレス成形品のドローモデルを生成し、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）によるモデル形状評価を行うことで、デザインされた形状が実際にプレス加工可能であるか確認することとしている。

ここで、図２０を参照して、製品形状とドローモデルとの関係について説明する。ドローモデル９は、車種に合わせてデザインされた製品部９１と、切り落とすことを想定した余肉部９３と、金型で加圧する際に皺押さえすることを想定したダイフェース部９５と、を含んで構成される。
デザイン設計が成されると製品形状が得られるため、ドローモデル９の製品部９１はデザイン設計と共に生成することができる。また、ダイフェース部９５は、皺押さえを想定した部分であるため基本的に略平面であり比較的容易に生成することができる。一方、余肉部９３は、プレス加工に応じて変形する部分であるため、ドローモデル９の生成では、余肉部９３の生成に多くの時間がかかっている。

また、ＣＡＥによるモデル形状評価が良好でない場合、余肉部の修正とＣＡＥによる解析とを繰り返す必要があり、膨大な時間がかかってしまう。そこで、近年では、余肉部の断面を所定のテンプレートから選択することで、ＣＡＥによる品質の保証されたドローモデルを短時間で設計できるモデル設計方法が知られている（特許文献１）。

特開２００９−１０４４５６号公報

特許文献１のモデル設計方法によれば、テンプレートを活用することにより、多くの部分において余肉部の断面を比較的短時間で設定することができる。しかしながら、例えばホイールアーチのように製品部９１と余肉部９３との境界線が湾曲した特定の部分においては、その断面形状を決定するためには作業者による試行錯誤を要していた。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、製品部と余肉部との境界線が湾曲しているような場合であっても安定して余肉部又はその断面形状を設計できるモデル設計方法を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するため本発明は、２つの異なる面（例えば、後述の製品部９１の面及びダイフェース部９５の面）から、各面を接続する補間面（例えば、後述の余肉部９３の面）又はその断面（例えば、後述の親断面９３１）をコンピュータによって設計するモデル設計方法であって、第１の面に定められた第１始点（例えば、後述の基準点ＢＰ）から延びる第１スケッチ線（例えば、後述の第１スケッチ線ＳＬ１）及び第２の面に定められた第２始点（例えば、後述の対岸点ＯＰ）から延びる第２スケッチ線（例えば、後述の第２スケッチ線ＳＬ２）を設定するスケッチ線作成工程と、前記第１及び第２スケッチ線が近接する位置に前記第１スケッチ線の第１終点（例えば、後述の終点ＥＰ１）及び前記第２スケッチ線の第２終点（例えば、後述の終点ＥＰ２）を設定する終点設定工程と、前記第１及び第２始点を含む基礎曲面を設定する基礎曲面設定工程と、前記基礎曲面に転写された前記第１スケッチ線の前記第１終点と前記第２スケッチ線の前記第２終点とを、前記基礎曲面上で定義された補間曲線（例えば、後述の補間曲線ＳＰＬ）で接続することにより、前記断面を設定する断面設定工程と、を備えることを特徴とする。

（２）この場合、前記終点設定工程では、前記第１及び第２始点を含む補助平面を設定し、前記補助平面に転写された前記第１及び第２スケッチ線の交点（例えば、後述の交点Ｏ）を基準点として設定し、前記補助平面に対し垂直かつ前記基準点を通過する線を基準軸として設定し、前記基準軸から所定のぼかし距離によって特定される点において前記第１スケッチ線の第１終点及び前記第２スケッチ線の第２終点を設定することが好ましい。

（３）この場合、前記スケッチ線作成工程では、前記第１及び第２始点を含む平面に転写した場合に、当該平面上での交点の位置を特定できる程度に十分な長さで前記第１及び第２スケッチ線を設定することが好ましい。

（１）本発明は、２つの異なる面（具体的には、例えば製品部とダイフェース部）から、各面を接続する補間面（上記の例では、製品部とダイフェース部とを接続する予肉部）又はその断面を設計するモデル設計方法に関する。本発明では、始めに第１及び第２の面それぞれに定められた始点から延びるスケッチ線を設定する（スケッチ線作成工程）。ここで、上述のように例えば第１の面と補間面の境界線や第２の面と補間面の境界線が湾曲していると、これら第１及び第２の面の境界線に定められた始点から延びるスケッチ線は、単純には３次元空間で交わらずに捩れてしまう場合が多く、このため両スケッチ線を如何にして滑らかかつ速やかに接続するかが補間面又はその断面を設計する上で重要となる。これに対し本発明では、これら第１及び第２スケッチ線が近接する位置に終点を設定し（終点設定工程）、さらに第１及び第２始点を含む基礎曲面を設定し（基礎曲面設定工程）、この基礎曲面に転写された第１及び第２スケッチ線の第１及び第２終点を基礎曲面上で定義された補間曲線で接続することによって補間面の断面を設計する（断面設定工程）。これにより、２つの面を接続する補間面の断面形状は、第１の面及び第２の面の近傍では各面に応じて定められたスケッチ線を尊重した形状となり、第１の面と第２の面の中間部分では２つのスケッチ線を補間曲線でぼかして接続した形状となるので、プレス成型に適した補間面又はその断面を設計することができる。また本発明では、第１及び第２始点の位置を変えながら上記スケッチ線作成工程、終点設定工程、補間曲線設定工程、基礎曲面設定工程、及び断面設定工程を繰り返し行い、複数の断面を得ることにより、これら複数の断面によって特定される単一の補間面を設計することができる。

（２）上述のように本発明では、３次元空間上でねじれた位置に存在する２つのスケッチ線を如何にして滑らかかつ速やかに接続するかが重要となる。このため、上述の複数の工程のうち補間曲線を挿入する位置を定める工程、すなわちスケッチ線の終点を定める工程が重要となる。これに対し本発明の終点設定工程では、始めに第１及び第２始点の両方を含む補助平面を設定し、さらにこの補助平面に転写された両スケッチ線の交点を基準点とし、補助平面に対し垂直かつ基準点を通過する基準軸を設定し、さらにこの基準軸から所定のぼかし距離によって特定される点において両スケッチ線の終点を設定する。これにより、２つの面を接続する補間面の断面形状は、各面の近傍では上述のようにスケッチ線を尊重した形状となり、各面の中間部分では上述のようなぼかし距離によって特定される大きさで丸められた形状となる。したがって本発明では、作業者は第１及び第２スケッチ線を設定し、さらに単一のパラメータであるぼかし距離を設定すれば、これらに応じた補間面の断面を設計することができるので、短時間でプレス成型に適した補間面又はその断面を設計することができる。

（３）本発明では、スケッチ線作成工程において十分な長さの第１及び第２スケッチ線を設定しておくことにより、その後の終点設定工程では両スケッチ線が近接する位置を容易に特定することができるので、終点設定工程にかかる時間を短くできる。

本発明の一実施形態に係るモデル設計方法が適用されたドローモデル生成システムの概要を示す図である。 ドローモデル生成システムの機能構成を示すブロック図である。 複数の特徴点を有する平面格子の一例を示す図である。 製品部とダイフェース部との間に設定する親断面の一例を示す図である。 断面テンプレートの一例を示す図である。 ぼかし工程を伴う親断面の設定方法の具体的な手順を示すフローチャートである。 製品部及びダイフェース部に対して設定されたスケッチ線の構成を示す斜視図である。 基準点及び対岸点を含むように設定された補助平面の構成を示す図である。 円柱状のトリム範囲を示す図である。 スケッチ線の始点を含むように設定された基礎曲面の斜視図である。 スケッチ線を基礎曲面の構成を示す図である。 図６のぼかし工程を伴う設計方法を実現する親断面設定部の機能構成を示すブロック図である。 親断面から生成する子断面の一例を示す図である。 投影した特徴点のＺ座標の算出方法の一例を示す図である。 余肉部に投影した特徴点のＺ座標の算出方法の一例を示す図である。 余肉部に投影した特徴点のＺ座標の算出方法の一例を示す図である。 製品部に投影した特徴点のＺ座標の算出方法の一例を示す図である。 ドローモデル生成システムの処理の流れを示すフローチャートである。 ドローモデル生成システムの処理の流れを示すフローチャートである。 製品部、余肉部、ダイフェース部からなるドローモデルの一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係るモデル設計方法が適用されたドローモデル生成システムについて、図面を参照しながら説明する。

［ドローモデル生成システムの概要］
初めに、図１を参照して、本発明のドローモデル生成システムの概要について説明する。ドローモデル生成システムでは、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）を用いて生成した製品部９１とダイフェース部９５とから、プレス成形品のドローモデル９を生成する。具体的には、ドローモデル生成システムでは、図１（Ｂ）に示すように、製品部９１及びダイフェース部９５を含むドローモデル９に相当する領域に、夫々が個別のＸＹ座標により規定される複数の特徴点１０１により構成される平面格子１０を投影する。そして、図１（Ｃ）に示すように、投影した特徴点１０１を繋ぎポリゴン１０２とすることで、ドローモデル９を生成する。

このとき、図１（Ａ）に示すように、製品部９１及びダイフェース部９５は、予め形状が規定されているため、製品部９１及びダイフェース部９５に投影した特徴点１０１の座標（Ｚ座標）は、容易に取得することができる。一方、余肉部９３は、形状が規定されていないため、余肉部９３に投影した特徴点１０１の座標（Ｚ座標）は、取得することができない。
この点、本発明のドローモデル生成システムでは、余肉部９３に投影した特徴点１０１の座標（Ｚ座標）を後述する方法により補間し、補間面を生成することによって、ドローモデル９を生成することとしている。

なお以下では、製品部９１の輪郭線を基準線ＢＬといい、この基準線ＢＬと対向するダイフェース部９５の輪郭線を対岸線ＯＬという。一般的には、これら基準線ＢＬ及び対岸線ＯＬは閉曲線となっていることから、余肉部９３の面形状はこれら線ＢＬ，ＯＬの間を結ぶ複数の断面線によって特定することができる。上述のように製品部９１及びダイフェース部９５の形状は、細密なＣＡＤデータによって規定されていることから、これら基準線ＢＬ及び対岸線ＯＬの３次元形状は、これらＣＡＤデータから取得することができる。

［ドローモデル生成システムの構成］
続いて、図２を参照して、本発明のドローモデル生成システム１の構成について説明する。図２は、本実施形態に係るモデル設計方法が適用されたドローモデル生成システム１の機能構成を示すブロック図である。
ドローモデル生成システム１は、作業者が各種データや指令を入力する入力装置２と、この入力装置２からの入力に応じて各種演算処理を実行する演算装置４と、画像を表示する表示装置６と、各種データを記憶する記憶装置８と、を備える。

入力装置２は、作業者が操作可能なキーボードやマウスなどのハードウェアで構成される。この入力装置２を操作することにより入力されたデータや指令は、演算装置４に入力される。

表示装置６は、画像を表示可能なＣＲＴや液晶ディスプレイなどのハードウェアで構成される。この表示装置６の表示部には、演算装置４による処理結果として、例えば、ドローモデルの立体画像が表示される。

記憶装置８は、ハードディスクドライブやソリッドステートドライブなどのハードウェアで構成され、ＣＡＤを用いて生成された製品部９１の形状データ及びダイフェース部９５の形状データを含むＣＡＤデータを記憶する。なお、記憶装置８に記憶されるＣＡＤデータには、余肉部９３の形状データは含まれない。また、記憶装置８は、平面格子１０を構成する特徴点１０１のデータ（ＸＹ座標）を含む平面格子データを記憶する。また、記憶装置８は、余肉部９３などに設定された断面の形状を規定するパラメータを含む断面データを記憶する。

演算装置４は、ＣＰＵなどのハードウェアで構成され、所定のソフトウェアと協働して平面格子生成部４１と、親断面設定部４２と、子断面生成部４３と、座標算出部４４と、ドローモデル生成部４５と、を含んで構成される。

平面格子生成部４１は、入力装置２を介した作業者からの指令に応じて図３に示す平面格子１０を生成する。平面格子生成部４１が生成した平面格子１０は、記憶装置８に記憶される。なお、平面格子１０は、作業者の操作に応じて生成するのではなく、予め記憶装置８に記憶しておき、適宜必要に応じて記憶装置８から読み出すこととしてもよい。

ここで、図３を参照して、平面格子１０について説明する。図３（Ａ）に示すように、平面格子１０は、夫々が個別のＸＹ座標により規定される複数の特徴点１０１を所定間隔で格子状に配置することで構成される。
特徴点１０１の間隔は任意であるが、演算負荷と精度との兼ね合いを考慮して、対象とするパネル製品に応じて実験を行うことによって最適な間隔Ｄｏｐｔを決定することができる。このような最適な間隔Ｄｏｐｔを決定する手順について、図３（Ｂ）（Ｃ）を参照して、具体的に説明する。なお、図３（Ｂ）は、製品部９１の断面形状を示す模式図であり、図３（Ｃ）は、自動車のアウタパネルやルーフパネルなどのパネル製品のうち最もポリゴンの折れ角が大きくなる部位における、特徴点１０１の間隔とポリゴンの折れ角との関係を示す図である。

上述のように、本発明のドローモデル生成システム１では、製品部９１などに平面格子１０（特徴点１０１）を投影し、特徴点１０１のＺ座標を取得することとしている。ここで、製品部９１に投影した特徴点１０１の間隔は、ＸＹ座標に対する製品部９１の傾斜度合いに応じて異なることになる。
図３（Ｂ）を参照して、製品部９１が、ＸＹ座標と略平行な平面９１１、９１３と、ＸＹ座標に対して所定の角度傾斜した斜面９１２とから構成される断面形状を考える。このとき、平面９１１、９１３に投影した特徴点１０１の間隔Ｌ１と、斜面９１２に投影した特徴点１０１の間隔Ｌ２とを比較すると、間隔Ｌ２の方が広くなる。この特徴点１０１の間隔は、特徴点１０１を繋いでポリゴン１０２を取得する場合にポリゴン１０２の折れ角となってあらわれる。ポリゴン１０２の折れ角が大きいとＣＡＥによるモデル形状評価においてエラーの原因となるため、エラーとならない範囲に収める必要がある。
図３（Ｃ）に示すように、ＣＡＥによるモデル形状評価では、ポリゴン１０２の折れ角が所定の許容値θｍａｘを超えると、エラーや不正な解などの不具合となる。この点、自動車のパネル製品では、特徴点１０１の間隔をＤｍａｘとすることでポリゴン１０２の折れ角が約θｍａｘとなる。このような場合、特徴点１０１の最適な間隔Ｄｏｐｔは、許容値θｍａｘに対応する最大許容間隔Ｄｍａｘよりも、０．数ｍｍ程度のマージン分を減算した値に設定される。以上のようにして、対象とするパネル製品に対して、特徴点１０１の最適な間隔Ｄｏｐｔを決定することができる。尚θｍａｘは経験的な閾値であり、各ＣＡＥソフトで夫々異なる。

図２に戻り、親断面設定部４２は、入力装置２を介した作業者からの指令に応じて、基準線ＢＬと対岸線ＯＬとの間（すなわち、余肉部９３）に、Ｚ軸に対して平行な複数の断面（以下、親断面設定部４２が設定する断面を「親断面」と呼ぶ）を設定する。親断面設定部４２が設定した複数の親断面は、断面の形状を規定するパラメータと対応付けて記憶装置８に記憶される。

図４は、製品部９１とダイフェース部９５との間に設定される親断面の例を示す図である。親断面設定部４２では、形状データが生成された製品部９１とダイフェース部９５との間の余肉部９３に、複数の親断面９３１Ａ，９３１Ｂ，９３１Ｃ，９３１Ｄ（以下、総称して「親断面９３１」と呼ぶ）を生成する。親断面設定部４２は、互いに交錯しないように、基準点ＢＰ及び対岸点ＯＰをそれぞれ所定の間隔だけ離間させながら複数の親断面９３１Ａ〜９３１Ｄを設定する。

ここで、親断面設定部４２における親断面９３１の設定方法としては、例えば上記特許文献１のように予め設定された断面テンプレートを用いた方法（例えば、後述の図５参照）と、後述のぼかし工程を伴う方法（例えば、後述の図６〜図１１参照）と、の２種類がある。

図５は、断面テンプレートの一例を示す図である。
親断面９３１は図５に示すように、基準線ＢＬの所定の基準点ＢＰから対岸線ＯＬの所定の対岸点ＯＰまでを接続する断面線によって構成される。断面テンプレートとは、この断面線を、複数の直線と複数の曲線とを予め定められた幾つかの組み合わせで繋ぎ合わせて構成したものである。この断面テンプレートを用いると、作業者は、各直線と各曲線との具体的な形状を示す複数のパラメータを入力するだけで親断面９３１を設定することができる。親断面９３１を規定するパラメータには、適宜必要な情報を含めることができるが、少なくとも親断面９３１上の任意の位置におけるＸＹＺ座標を算出可能な情報を含むものとする。図５には、これらパラメータとして、各直線の線長を示すパラメータＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４（ｍｍ）と、各曲線の曲率半径を示すパラメータＲ１，Ｒ２，Ｒ３（ｍｍ）と、各曲線の壁角度を示すパラメータＡ１，Ａ２，Ａ３（ｄｅｇ）と、親断面９３１の開始位置（基準線ＢＬ上の基準点ＢＰの位置）及び終了位置（対岸線ＯＬ上の対岸点ＯＰの位置）を示すＸＹＺ座標と、親断面９３１と基準線ＢＬとが成す角度θ（ｄｅｇ）と、を含むものを例示する。

図５に示すような断面テンプレートを用いると、作業者は、適切な断面テンプレートを選択しそして各パラメータの具体的な値を入力するだけでよいので、比較的短時間で適切な形状の親断面９３１を設定できる。またこのような断面テンプレートを用いた設定方法は、図４に示すように直線的な基準線ＢＬと対岸線ＯＬとの間における親断面９３１Ａ，９３１Ｂを設定する場合には適していると言える。しかしながら、図５に示す断面テンプレートは平面状であるため、製品部９１のホイールアーチＷのように湾曲した基準線ＢＬと対岸線ＯＬとの間における親断面９３１Ｃ，９３１Ｄを設定する場合には、断面テンプレートを用いた方法は適切ではなく、以下において図６〜図１１を参照して説明するぼかし工程を伴う設定方法が適している。

図６は、基準線ＢＬと対岸線ＯＬとの間を接続する親断面の設定方法の具体的な手順を示すフローチャートである。
図７〜図１１は、製品部９１のうち湾曲した基準線ＢＬを備える部分（具体的には、ホイールアーチ）の一部を示す図である。以下では、図７〜図１１に例示するようなホイールアーチに図６の設計方法を適用した場合について説明する。

図６の親断面設定方法は、製品部９１の形状に応じた第１スケッチ線及びダイフェース部９５の形状に応じた第２スケッチ線を主に作業者が主体となって作成するスケッチ線作成工程（Ｓ３１〜Ｓ３４）と、作成された２本のスケッチ線を適切な位置で切断するトリム工程（Ｓ３５〜Ｓ３８）と、トリム工程を経た２本のスケッチ線をぼかしながら接続することにより親断面を設定するぼかし工程（Ｓ３９〜Ｓ４２）と、によって構成される。

始めにＳ３１では、親断面設定部は、親断面を設計しようとする部分の製品部９１の形状データやダイフェース部９５の形状データ等の以下の処理に必要なデータを準備し、さらに、後のぼかし工程で用いられるぼかし距離等の以下の処理に必要なパラメータ値を設定する。ぼかし距離の具体的な値は、その都度、作業者が入力するようにしてもよいし、親断面を設定しようとする部分の形状や板材の材料特性等から予め定められた値を用いるようにしてもよい。例えば図７に示すような自動車のホイールアーチに親断面を設定する場合、ぼかし距離は、例えば２０ｍｍ程度に設定される。

次にＳ３２では、親断面設定部は、基準線ＢＬ及び対岸線ＯＬ上で作業者によって指定された位置に基準点ＢＰ及び対岸点ＯＰを設定する（図７参照）。Ｓ３３では、親断面設定部は、基準点ＢＰ及び対岸点ＯＰから延びる第１スケッチ線ＳＬ１及び第２スケッチ線ＳＬ２の角度を、作業者による入力に基づいて設定する（図７参照）。ここで基準点ＢＰから延びる第１スケッチ線ＳＬ１の角度は、概ね基準点ＢＰにおける製品部９１と平行な面内でありかつ基準線ＢＬに対して垂直になるように設定される場合が多い。また対岸点ＯＰから延びる第２スケッチ線ＳＬ２の角度は、概ねＺ軸と平行でありかつ対岸線ＯＬに対して垂直になるように設定される場合が多い。

Ｓ３４では、親断面設定部は、Ｓ３３において定めた２本のスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２の長さを設定する。ここでスケッチ線ＳＬ１、ＳＬ２の長さは、図７に示すように十分に延伸して設定することが好ましい（具体的には、例えば、自動車のホイールアーチを対象とする場合には、数ｍ程度）。これは後のトリム工程においてスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２を補助平面に転写した場合に、この補助平面上で２本のスケッチ線の交点の位置を特定できるようにするためである。なお図６や後述の図７に示すように基準線ＢＬや対岸線ＯＬが湾曲している場合には、これら両スケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２は３次元空間上で交差しない場合が多い。このため、上述のような平面状の断面テンプレートを用いた方法では、適切な断面形状を設定することが困難になってしまう。

Ｓ３５では、親断面設定部は、基準点ＢＰ及び対岸点ＯＰを含みかつＺ軸に平行な補助平面を設定する。
図８（Ａ）は、基準点ＢＰ及び対岸点ＯＰを含むように設定された補助平面をＺ軸に沿って視た図であり、図８（Ｂ）は、この補助平面を正面から視た図である。図８（Ｂ）では、２本のスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２を補助平面に転写して得られる直線をそれぞれＳＬ１＿Ｚ，ＳＬ２＿Ｚと表記する。また、これら図８（Ａ）及び（Ｂ）では、補助平面を破線で示す。

Ｓ３６では、親断面設定部は、補助平面上における２本のスケッチ線ＳＬ１＿Ｚ，ＳＬ２＿Ｚの交点Ｏの位置を特定する（図８（Ｂ）参照）。Ｓ３７では、親断面設定部は、補助平面に対して垂直かつ上記交点Ｏを通過する線を中心軸とし、かつＳ３１でその値を設定したぼかし距離を半径とした円柱状の領域をトリム範囲ＴＲＭとして設定する。

図９は、補助平面上に設定された交点Ｏに基づいて定められる円柱状のトリム範囲ＴＲＭを示す斜視図である。図９では、トリム範囲ＴＲＭの輪郭線を一点鎖線で示す。
Ｓ３８では、親断面設定部は、以上のようにして補助平面を用いて設定した円柱状のトリム範囲ＴＲＭを用いることによって２本のスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２を切断する。より具体的には、図９に示すようにトリム範囲ＴＲＭと２本のスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２との交点を特定し、これら交点をそれぞれ第１スケッチ線ＳＬ１の終点ＥＰ１及び第２スケッチ線ＳＬ２の終点ＥＰ２として設定する。これにより、両スケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２が近接する位置に各々の終点ＤＰ１，ＥＰ２が設定される。またこれにより基準点である始点ＢＰから終点ＥＰ１へ延びる直線状の第１スケッチ線ＳＬ１と、対岸点である始点ＯＰから終点ＥＰ２へ延びる直線状の第２スケッチ線ＳＬ２とが得られる。

Ｓ３９では、親断面設定部は、２本のスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２の始点ＢＰ，ＯＰを含む基礎曲面を設定する。以下で説明するように、親断面はここで設定される基礎曲面に沿って設定される。
図１０（Ａ）は、各スケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２の始点ＢＰ，ＯＰを含むように設定された基礎曲面の斜視図であり、図１０（Ｂ）は、この基礎曲面をＺ軸に沿って視た図である。図１０（Ｂ）では、基礎曲面を破線で示す。これら図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、基礎曲面は、（１）２つの始点ＢＰ，ＯＰを含むことに加えて、（２）Ｚ軸に対して平行であり、（３）始点ＢＰにおいて第１スケッチ線ＳＬ１と接し、かつ（４）始点ＯＰにおいて第２スケッチ線ＳＬ２と接する、という計４つの拘束条件が満たされるように、既知のアルゴリズムを用いて設定される。

Ｓ４０では、親断面設定部は、図１１に示すように、スケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２を既知のアルゴリズムを用いて基礎曲面に転写する。図１１では、２本のスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２を基礎曲面に転写して得られる曲線をそれぞれＳＬ１＿Ｂ，ＳＬ２＿Ｂと表記する。また２本のスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２の終点ＥＰ１，ＥＰ２を基礎曲面に転写して得られる点をそれぞれＥＰ１＿Ｂ，ＥＰ２＿Ｂと表記する。

Ｓ４１では、親断面設定部は、基礎曲面に転写された第１スケッチ線ＳＬ１＿Ｂの終点ＥＰ１＿Ｂと、第２スケッチ線ＳＬ２＿Ｂの終点ＥＰ２＿Ｂとを滑らかに接続する補間曲線ＳＰＬを既知のアルゴリズムを用いて基礎曲面上で設定する。

Ｓ４２では、親断面設定部は、以上のようにして基礎曲面上で設定された第１スケッチ線ＳＬ１＿Ｂと補間曲線ＳＰＬと第２スケッチ線ＳＬ２＿Ｂとを接続することにより、図１０に示すように基準点ＢＰから対岸点ＯＰへ延びる曲線状の親断面９３１を設定する。

図１２は、図６のぼかし工程を伴う設計方法を実現する親断面設定部４２の機能構成を示すブロック図である。親断面設定部４２は、データ取得部４２１と、スケッチ線作成部４２２と、トリム処理演算部４２３と、基礎曲面作成部４２４と、転写処理演算部４２５と、ぼかし処理演算部４２６と、を含んで構成され、これらによって複数の親断面９３１を設定する。

データ取得部４２１は、親断面を設計しようとする部分の製品部９１やダイフェース部９５の形状データや、スケッチ線の始点位置（すなわち、基準点ＢＰ及び対岸点ＯＰの位置）、角度及び長さ、並びにトリム処理演算部４２３において用いられるぼかし距離等を記憶装置８又は作業者が操作する入力装置２から取得する。

スケッチ線作成部４２２は、データ取得部４２１を介して取得した始点位置、角度、及び長さによって特徴付けられる２本のスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２を作成する（図６のＳ３２、Ｓ３３、Ｓ３４、及び図７参照）。トリム処理演算部４２３は、基準点ＢＰ及び対岸点ＯＰを含みかつＺ軸に並行な補助平面を設定し（図６のＳ３５、及び図８参照）、補助平面上における２本のスケッチ線ＳＬ１＿Ｚ，ＳＬ２＿Ｚの交点Ｏの位置を特定し（図６のＳ３６参照）、この交点Ｏとデータ取得部４２１を介して取得したぼかし距離を半径としたトリム範囲を設定し（図６のＳ３７参照）、さらにこのトリム範囲でスケッチ線作成部４２２によって作成された２本のスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２を切断する（図６のＳ３８、及び図９参照）。

基礎曲面作成部４２４は、作業者によってその位置が設定された基準点ＢＰ及び対岸点ＯＰを含む基礎曲面を設定する（図６のＳ３９参照）。転写処理演算部４２５は、トリム処理演算部４２３における切断処理を経た２本のスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２を、基礎曲面作成部４２４によって設定された基礎曲面上に転写する（図６のＳ４０、及び図１０参照）。ぼかし処理演算部４２６は、基礎曲面上に転写された２本のスケッチ線ＳＬ１＿Ｂ，ＳＬ２＿Ｂの終点同士を滑らかに接続する補間曲線ＳＰＬを基礎曲面上で設定し（図６のＳ４１参照）、さらにこれら基礎曲面上で設定されたスケッチ線ＳＬ１＿Ｂ，ＳＬ２＿Ｂと補間曲線ＳＰＬとを接続することにより、基準点ＢＰから対岸点ＯＰへ延びる曲線状の親断面９３１を設定する（図６のＳ４２、図１１参照）。

図２に戻り、子断面生成部４３は、複数の親断面９３１のうち隣接する親断面の対の間に、上記親断面と同様にＺ軸に対して平行な複数の断面（以下、子断面生成部４３が生成する断面を「子断面」と呼ぶ）を生成する。上述のように、基準線ＢＬ及び対岸線ＯＬはそれぞれ閉曲線となっており、各親断面は互いに交錯しないように基準点ＢＰ及び対岸点ＯＰの間隔を空けながら設定される。したがって、互いに隣接する２つの親断面の対が設定されると、これら一対の親断面、基準線及び対岸線を辺とした閉曲線が形成される。子断面生成部４３は、これら親断面の形状に基づいて、これら親断面によって形成される閉曲線内に、互いに交錯しないような複数の子断面を生成する。なお、このような複数の子断面の生成は、公知のパラメトリックなＣＡＤソフトウェアにおける通常の機能により実現することができる。以下、複数の子断面を生成する具体的な手順について説明する。

図１３（Ａ）に示すように、製品部９１に定義される基準線ＢＬとダイフェース部９５に定義される対岸線ＯＬとの間の余肉部９３には、複数の親断面９３１Ａ，９３１Ｂが設定される。なお、図１３の例では、親断面９３１は、１段の断面形状であり、親断面９３１Ｂは、２段の断面形状であるものとする。

これら親断面９３１Ａ，９３１Ｂは、作業者からの指令に応じて、図１３（Ｂ）に示すように所定の間隔を空けて設定される。子断面生成部４３は、親断面９３１Ａ，９３１Ｂの間に、親断面９３１Ａ，９３１Ｂと類似の形状を有する子断面を複数生成することによって、これら親断面９３１Ａ，９３１Ｂの間を埋める。このとき、子断面生成部４３は、親断面９３１Ａに基づく子断面と、親断面９３１Ｂに基づく子断面との２種類の子断面を生成する。

具体的には、子断面生成部４３は、基準線ＢＬのうち各親断面９３１Ａ，９３１Ｂの親基準点ＢＰ１，ＢＰ２によって挟まれた区間を、所定のピッチで分割することによって、各子断面の始点に相当する子基準点ＢＰＣ１，ＢＰＣ２，ＢＰＣ３，ＢＰＣ４と、終点に相当する子対岸点ＯＰＣ１，ＯＰＣ２，ＯＰＣ３，ＯＰＣ４を設定する（図１３（Ｃ）参照）。次に子断面生成部４３は、各子基準点ＢＰＣ１…ＢＰＣ４に対し、各子断面と基準線ＢＬとの成す角度に相当する子基準角度θＣ１，θＣ２，θＣ３，θＣ４を設定する（図１３（Ｄ）参照）。なお、各子断面が他の断面と交錯しないように、各子断面の子基準点ＢＰＣ１…ＢＰＣ４、子対岸点ＯＰＣ１…ＯＰＣ４や子基準角度θＣ１…θＣ４を設定する具体的な手順については、本願出願人による特願２０１４−１９１５８４号に記載されているので、ここでは詳細な説明を省略する。

次に子断面生成部４３は、図１３（Ｃ）に示すように、一方の親断面９３１Ａと類似する形状を有しかつ子基準角度θＣ１…θＣ４で基準線ＢＬと交錯する複数の子断面９３３Ａ，９３３Ｂ，９３３Ｃ，９３３Ｄ（以下、これらを総称して「子断面群９３３」という）を、子基準点ＢＰＣ１…ＢＰＣ４及び子対岸点ＯＰＣ１…ＯＰＣ４の間に生成する。ここで、子断面生成部４３は、上記子基準角度θＣ１…θＣ４、子基準点ＢＰＣ１…ＢＰＣ４、及び子対岸点ＯＰＣ１…ＯＰＣ４の他、図示しない処理によって定められた条件を拘束条件として、この拘束条件の下で既知のアルゴリズムを用いることによって、親断面９３１Ａと類似する形状を有する子断面群９３３を生成する。

次に子断面生成部４３は、図１３（Ｅ）に示すように、他方の親断面９３１Ｂと類似する形状を有しかつ子基準角度θＣ１…θＣ４で基準線ＢＬと交錯する複数の子断面９３５Ａ，９３５Ｂ，９３５Ｃ，９３５Ｄ（以下、これらを総称して「子断面群９３５」という）を、子基準点ＢＰＣ１…ＢＰＣ４及び子対岸点ＯＰＣ１…ＯＰＣ４の間に生成する。ここで、子断面生成部４３は、上記子基準角度θＣ１…θＣ４、子基準点ＢＰＣ１…ＢＰＣ４、及び子対岸点ＯＰＣ１…ＯＰＣ４の他、図示しない処理によって定められた条件を拘束条件とし、この拘束条件の下で既知のアルゴリズムを用いることによって、親断面９３１Ｂと類似する形状を有する子断面群９３５を生成する。

座標算出部４４は、ＣＡＤデータ上に平面格子１０を投影し、特徴点１０１のＸＹ座標と一致するＣＡＤデータ上のＺ座標を、特徴点１０１のＺ座標として算出する。これにより、ＸＹ平面上に配置された特徴点１０１にＺ座標が与えられる。
ここで、図１４を参照して座標算出部４４についてより詳細に説明する。図１４は、ＣＡＤデータの断面形状を示す模式図である。図１４を参照して、製品部９１やダイフェース部９５は、記憶装置８に形状データが予め記憶されているため、製品部９１やダイフェース部９５に投影された特徴点１０１のＺ座標は、製品部９１やダイフェース部９５の形状データから容易に取得することができる。一方、余肉部９３は、形状データが設定されていないため、余肉部９３に投影された特徴点１０１のＺ座標を適切に取得するための工夫が求められる。
図２に戻り、そこで、座標算出部４４は、判定部４６と、第１のＺ座標算出部４７と、第２のＺ座標算出部４８と、を含んで構成される。

判定部４６は、投影した特徴点１０１のＸＹ座標と一致するＣＡＤデータ上の位置に、形状データが設定されているか否かを判定する。ここで、余肉部９３であっても、親断面９３１又は子断面群９３３，９３５が設定されている部分については断面を規定するパラメータが設定されているため、特徴点１０１が投影された場合にＺ座標を容易に取得することができる。そのため、形状データが設定されているか否かとは、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置に製品部９１、ダイフェース部９５、親断面９３１又は子断面群９３３，９３５が存在するか否かを判定することと同義である。
より詳しくは、判定部４６は、特徴点１０１がＣＡＤ面（製品部９１及びダイフェース部９５）上に投影されたか否かを判定する。また、判定部４６は、特徴点１０１が断面領域（親断面９３１又は子断面群９３３，９３５が設定されている余肉部９３と、製品部９１のうち成形困難な箇所Ｑで中間形状の断面９１５が設定されている位置）内に投影されたか否かを判定する。

第１のＺ座標算出部４７は、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置に製品部９１、ダイフェース部９５、親断面９３１又は子断面群９３３，９３５が存在する場合に機能し、製品部９１、ダイフェース部９５、親断面９３１又は子断面群９３３，９３５の形状データ（断面のパラメータ）に基づいて特徴点１０１のＺ座標を算出する。具体的には、第１のＺ座標算出部４７は、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置における製品部９１、ダイフェース部９５、親断面９３１又は子断面群９３３，９３５のＺ座標を、特徴点１０１のＺ座標として算出する。

ここで、子断面群９３３，９３５は、同一のピッチで生成されるため、子断面群９３３に投影した特徴点１０１が、子断面群９３５にも同時に投影される場合がある。この点、図１５を参照して、子断面群９３３，９３５の双方に投影された特徴点１０１ＡのＺ座標の算出方法について説明する。
図１５（Ａ）を参照して、子断面群９３３に投影された特徴点１０１ＡのＺ座標をＺａとし、子断面群９３５に投影された特徴点１０１ＡのＺ座標をＺｂとする。子断面群９３３は、親断面９３１Ａのパラメータに基づいて生成される一方で、子断面群９３５は、親断面９３１Ｂのパラメータに基づいて生成されるため、Ｚ座標Ｚａ、Ｚｂは夫々異なる場合がある。そこで、第１のＺ座標算出部４７は、Ｚ座標Ｚａ、Ｚｂに対して、親断面９３１Ａ、９３１Ｂまでの距離に基づく重み付けを行い、特徴点１０１ＡのＺ座標を算出する。

具体的には、図１５（Ｂ）に示すように、第１のＺ座標算出部４７は、特徴点１０１Ａを通過するＺ方向に平行な無限直線と親断面９３１Ａとの距離Ｄ１、無限直線と親断面９３１Ｂとの距離Ｄ２を算出し、以下の式（１）により特徴点１０１ＡのＺ座標Ｚ１を算出する。なお、無限直線と親断面９３１Ａ，９３１Ｂとの距離とは、無限直線から無限直線に対する親断面９３１Ａ，９３１Ｂ上の最近点までの距離である。

図２に戻り、第２のＺ座標算出部４８は、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置に製品部９１、ダイフェース部９５、親断面９３１及び子断面群９３３，９３５が存在しない場合に機能し、この特徴点１０１の周辺の形状から、この特徴点１０１のＺ座標を算出する。なお、周辺の形状とは、Ｚ座標を特定可能な任意の位置をいい、例えば、特徴点１０１を通過するＺ方向に平行な無限直線の周囲の製品部９１、ダイフェース部９５、親断面９３１又は子断面群９３３，９３５をいう。
この第２のＺ座標算出部４８は、候補断面取得部４８１と、最近点取得部４８２と、座標演算部４８３と、を含んで構成される。

候補断面取得部４８１は、特徴点１０１を通過するＺ方向に平行な無限直線を跨ぐ２つ以上の子断面を候補断面として取得する。このとき、候補断面取得部４８１は、子断面群９３３，９３５の夫々について、２つ以上の候補断面を取得する。なお、無限直線を跨ぐ２つ以上の子断面とは、無限直線の近傍の２つ以上の子断面をいう。最近点取得部４８２は、取得した複数の候補断面の夫々について、特徴点１０１を通過する無限直線に対する最近点を算出し、この最近点のＺ座標を取得する。座標演算部４８３は、候補断面上の最近点のＺ座標を、無限直線との距離に基づいて重み付けすることで、特徴点１０１のＺ座標を算出する。

ここで、図１６を参照して、第２のＺ座標算出部４８によるＺ座標の算出方法の一例について具体的に説明する。第２のＺ座標算出部４８によるＺ座標の算出は、子断面群９３３に基づくＺ座標（第１候補座標）の算出（図１６（Ａ））、及び子断面群９３５に基づくＺ座標（第２候補座標）の算出（図１６（Ｂ））の後に、これら第１候補座標と第２候補座標とに基づくＺ座標の算出（図１６（Ｃ））により行われる。

図１６（Ａ）を参照して、特徴点１０１Ｂは、対応するＸＹ座標に製品部９１、ダイフェース部９５、親断面９３１及び子断面群９３３，９３５が存在しない特徴点である。
初めに、第２のＺ座標算出部４８（候補断面取得部４８１）は、特徴点１０１Ｂを通過し、Ｚ方向に平行な無限直線を設定する。そして、第２のＺ座標算出部４８（候補断面取得部４８１）は、複数の子断面群９３３の中からＺ方向視でこの無限直線を跨ぐ２つの子断面群９３３Ａ，９３３Ｂを候補断面として取得する。

続いて、第２のＺ座標算出部４８（最近点取得部４８２）は、候補断面として取得した子断面群９３３Ａ，９３３Ｂについて、無限直線に対する最近点を算出し、この最近点のＺ座標を取得する。図１６（Ａ）では、子断面群９３３Ａについて、最近点Ｐ１を算出し、この最近点Ｐ１のＺ座標Ｚ３を取得している。また、子断面群９３３Ｂについて、最近点Ｐ２を算出し、この最近点Ｐ２のＺ座標Ｚ４を取得している。

続いて、第２のＺ座標算出部４８（座標演算部４８３）は、最近点Ｐ１，Ｐ２のＺ座標Ｚ３，Ｚ４を、無限直線から最近点Ｐ１，Ｐ２までの距離に基づいて重み付けをし、第１候補座標Ｚａを算出する。一例として、第２のＺ座標算出部４８（座標演算部４８３）は、無限直線から最近点Ｐ１までの距離がＤ３、無限直線から最近点Ｐ２までの距離がＤ４である場合、以下の式（２）により第１候補座標Ｚａを算出する。

図１６（Ｂ）を参照して、続いて、第２のＺ座標算出部４８は、子断面群９３５についても同様に候補断面（子断面群９３５Ａ，９３５Ｂ）を取得すると共に、この候補断面上の最近点（最近点Ｐ３，Ｐ４）のＺ座標（Ｚ座標Ｚ５，Ｚ６）を取得する。そして、第２のＺ座標算出部４８は、無限直線からの距離に基づく重み付けを行い、第２候補座標Ｚｂを算出する。一例として、第２のＺ座標算出部４８は、無限直線から最近点Ｐ３までの距離がＤ５、無限直線から最近点Ｐ４までの距離がＤ６である場合、以下の式（３）により第２候補座標Ｚｂを算出する。

これにより、子断面群９３３に基づく第１候補座標Ｚａと、子断面群９３５に基づく第２候補座標Ｚｂとが算出される。

ここで、子断面群９３３，９３５は、親断面９３１Ａ，９３１Ｂの間に生成されるところ、子断面群９３３は、親断面９３１Ａの断面パラメータに基づいて親断面９３１Ａから親断面９３１Ｂに向かって生成され、子断面群９３５は、親断面９３１Ｂの断面パラメータに基づいて親断面９３１Ｂから親断面９３１Ａに向かって生成される。パネル製品は、連続性を持った形状を有することから、親断面９３１Ａに近い子断面群９３３は、親断面９３１Ａから遠い（親断面９３１Ｂに近い）子断面群９３３よりも精度良く生成されていると考えられる。親断面９３１Ｂと子断面群９３５についても同様である。
そこで、第２のＺ座標算出部４８は、子断面群９３３に基づく第１候補座標Ｚａと、子断面群９３５に基づく第２候補座標Ｚｂと、に対して親断面９３１Ａ，９３１Ｂからの距離に基づく重み付けを行い特徴点１０１ＢのＺ座標Ｚ７を算出する。

具体的には、図１６（Ｃ）を参照して、特徴点１０１Ｂを通過する無限直線と親断面９３１Ａとの距離がＤ７、無限直線と親断面９３１Ｂとの距離がＤ８である場合、以下の式（４）により特徴点１０１ＢのＺ座標Ｚ７を算出する。

このように第１のＺ座標算出部４７により製品部９１、ダイフェース部９５、親断面９３１又は子断面群９３３，９３５に投影された特徴点１０１のＺ座標が算出され、また、第２のＺ座標算出部４７により親断面９３１及び子断面群９３３，９３５が設定されていない余肉部９３に投影された特徴点１０１のＺ座標が算出される。なお、夫々の特徴点１０１には、予めＸＹ座標が規定されているため、Ｚ座標の算出に伴い、夫々の特徴点１０１のＸＹＺ座標が算出されることになる。

図２に戻り、ドローモデル生成部４５は、ＸＹＺ座標が得られた特徴点１０１同士を繋ぎポリゴン化することによって、複数の親断面と複数の子断面とに基づいて生成される面を含むような補間面をポリゴン面として生成する。例えば、隣接する特徴点１０１同士を繋いだ場合には、三角形状のポリゴン１０２を作成することができる（図１（Ｃ）参照）。これにより、ＣＡＤデータが存在しない余肉部９３を含むプレス成形品のドローモデル９（例えば、図２０参照）が生成される。
なお、特徴点１０１の間隔（ＸＹ座標）は、上述のようにパネル製品のうち最もポリゴンの折れ角が大きくなる部位においてエラーとならないように定められた最適な間隔Ｄｏｐｔに設定されている。そのため、部位によっては特徴点１０１の間隔が必要以上に細かくなってしまい計算量が膨大になるおそれがあることから、ドローモデル生成部４５は、不要な特徴点１０１を削除する（間引く）こととしてもよい。一例として、隣接する特徴点１０１のＺ座標の差が閾値未満である場合、言い換えると隣接する特徴点１０１においてＺ座標の変化が小さい場合、特徴点１０１を削除することとしてもよい。

［中間形状のドローモデル生成］
ところで、プレス加工する板材の材料特性の関係から、製品形状を一度のプレス加工で成形できない場合があり、このような場合には、まず板材を中間形状までプレス加工した後に中間形状を加工し製品形状を得ることとしている。製品形状に先立ち中間形状をプレス加工する場合、ＣＡＥによるモデル形状評価では、製品形状ではなく中間形状が加工可能であるか否かの評価を行う必要がある。
そこで、本発明のドローモデル生成システム１では、必要に応じて中間形状のドローモデルも生成することとしている。

即ち、親断面設定部４２は、材料特性の関係から一度のプレス加工で成形することが困難な製品部９１の任意の位置に中間形状の親断面を複数設定し、子断面生成部４３は、これら親断面の間に子断面を生成する。そして、座標算出部４４は、製品部９１に設定された中間形状の親断面及び子断面に対して平面格子１０を投影し、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する中間形状の断面のＺ座標を、特徴点１０１のＺ座標として算出する。そして、ドローモデル生成部４５は、ＸＹＺ座標が得られた特徴点１０１同士を繋ぎポリゴン化する。これにより、プレス加工過程で生成される中間形状を取得することができる。
なお、特徴点１０１のＸＹ座標によっては、対応する位置に中間形状の断面が設定されていない場合がある。このような場合には、上述のように所定の重み付けを行うことで、中間形状の断面が設定されていない位置に投影する特徴点１０１のＺ座標を算出することができる。

ここで、図１７を参照して、中間形状のドローモデルを生成する場合の流れについて具体的に説明する。図１７（Ａ）は、ドローモデル９の断面を模式的に示す図である。また、図１７（Ｂ）（Ｃ）は、中間形状の断面に対して投影した特徴点１０１のＺ座標の算出方法を示す図であり、図１７（Ｂ）は、投影した位置に中間形状の断面（親断面又は子断面）が設定されている場合の算出方法を示す断面図であり、図１７（Ｃ）は、投影した位置に中間形状の断面（親断面及び子断面）が設定されていない場合の算出方法を示す斜視図である。

図１７（Ａ）を参照して、製品部９１には、板材の材料特性の関係から一度のプレス加工で成形困難な箇所Ｑが存在している。そこで、図１７（Ｂ）に示すように、親断面設定部４２は、この箇所Ｑに中間形状の親断面を複数設定し、子断面生成部４３は、これら親断面の間に中間形状の子断面を複数生成する。なお、中間形状の親断面又は子断面を以下「中間形状の断面９１５」と呼ぶ。中間形状の断面９１５の設定（生成）方法は、余肉部９３に設定（生成）する断面（親断面又は子断面）と同じであるため、省略する。
なお、箇所Ｑに設定する断面（中間形状の断面９１５）と、余肉部９３に設定する断面（親断面９３１、子断面群９３３，９３５）とは、一体であってもよく、また、夫々個別の断面であってもよい。

中間形状の断面９１５を設定すると、座標算出部４４は、平面格子１０を投影する。ここで、中間形状の断面９１５は、製品部９１に対して設定されるため、特徴点１０１のＸＹ座標が中間形状の断面９１５の任意の位置と一致する場合、当該特徴点１０１は、中間形状の断面９１５及び製品部９１の双方に投影されることになる。図１７（Ｂ）では、特徴点１０１は、中間形状の断面９１５のＺ座標Ｚ８及び製品部９１のＺ座標Ｚ９に投影されている。

このような場合、座標算出部４４（第１のＺ座標算出部４７）は、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置の中間形状の断面９１５のＺ座標Ｚ８と、製品部９１のＺ座標Ｚ９とのうち、より大きな値のＺ座標を特徴点１０１のＺ座標として算出する。なお、中間形状の断面９１５は、製品部９１に対してＺ方向の上方に設定されるため、より大きな値のＺ座標は、基本的には、中間形状の断面９１５のＺ座標（Ｚ８）となる。

一方、特徴点１０１が、中間形状の断面９１５が設定されていない位置に投影された場合、座標算出部４４は、第２のＺ座標算出部４８として機能し、周辺に設定された中間形状の断面９１５を用いて特徴点１０１のＺ座標を算出する。
即ち、図１７（Ｃ）に示すように、座標算出部４４（第２のＺ座標算出部４８）は、特徴点１０１を通るＺ方向に平行な無限直線を跨ぐ２つの中間形状の断面９１５Ａ，９１５Ｂを取得し、この中間形状の断面９１５Ａ，９１５Ｂのうち、特徴点１０１を通る無限直線との最近点Ｐ５，Ｐ６を算出する。そして、この最近点Ｐ５，Ｐ６のＺ座標Ｚ１０，Ｚ１１に対して、無限直線からの距離に基づく重み付けを行い、特徴点１０１のＺ座標を算出する。なお、詳細については上述の通りである。

［ドローモデル生成システムの処理］
図１８〜図１９は、ドローモデル生成システム１の処理の流れを示すフローチャートである。図１８に示すように、ドローモデルの生成は、製品部９１やダイフェース部９５などの形状データ及び平面格子１０を設定する準備工程と、この準備工程において準備したデータを用いてドローモデル９を生成するドローモデル生成工程と、を含む。より具体的には、準備工程は、ステップＳ１〜Ｓ４の処理で構成され、ドローモデル生成工程は、ステップＳ５〜Ｓ８の処理で構成される。

ステップＳ１では、作業者による入力装置２の操作に基づいて、ドローモデル生成システム１は、製品部９１及びダイフェース部９５の形状データを生成し、記憶装置８に記憶する。ステップＳ２では、ドローモデル生成システム１の親断面設定部４２は、作業者による入力装置２の操作に基づいて、上述のように図５の断面テンプレートを用いた方法か又は図６〜図１１に示すぼかし処理を伴う方法によって、互いに交錯しないように複数の親断面（余肉部９３の親断面、中間形状の親断面）を設定し、記憶装置８に記憶する。

ステップＳ３では、ドローモデル生成システム１は、作業者による入力装置２の操作及び上述のようにして設定された複数の親断面を用いて、各親断面の間に子断面群を生成する子断面群生成処理を実行する。

ステップＳ４では、平面格子生成部４１は、作業者による入力装置２の操作に基づいて平面格子１０を生成し、記憶装置８に記憶する。ステップＳ５において、座標算出部４４は、製品部９１、ダイフェース部９５、親断面及び子断面の形状データ（ＣＡＤデータ）に対して平面格子１０を投影する。続く、ステップＳ６において、座標算出部４４は、Ｚ座標算出処理を行う。ここで、図１９を参照して、Ｚ座標算出処理について説明する。

ステップＳ１１において、判定部４６は、特徴点１０１がＣＡＤ面上に投影されたか否かを判定する。ここで、ＣＡＤ面とは、製品部９１及びダイフェース部９５をいう。即ち、特徴点１０１が製品部９１やダイフェース部９５に投影された場合、ステップＳ１１においてＹＥＳとなり、特徴点１０１が製品部９１及びダイフェース部９５以外の位置、即ち、後述する断面領域内に投影された場合、ステップＳ１１においてＮＯとなる。

ステップＳ１１においてＹＥＳのとき、ステップＳ１２において、第１のＺ座標算出部４７は、投影した位置の製品部９１及びダイフェース部９５のＺ座標を取得し、処理をステップＳ１３に移す。

ステップＳ１３において、判定部４６は、特徴点１０１が断面領域内に投影されたか否かを判定する。ここで、断面領域とは、断面が設定されている領域であり、具体的には、親断面９３１又は子断面群９３３，９３５が設定されている余肉部９３と、製品部９１のうち成形困難な箇所Ｑで中間形状の断面９１５が設定されている位置をいう。即ち、特徴点１０１が余肉部９３や中間形状の断面９１５が設定されている位置に投影された場合、ステップＳ１３においてＹＥＳとなり、処理をステップＳ１４に移す。一方、ステップＳ１３においてＮＯの場合、処理をステップＳ１９に移す。

ステップＳ１４において、判定部４６は、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置に断面が存在するか否かを判定する。即ち、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置に、余肉部９３に設定された親断面９３１又は子断面群９３３，９３５や、製品部９１のうち成形困難な箇所Ｑに設定された中間形状の断面９１５が存在しない場合には、ステップＳ１４においてＮＯとなり、処理をステップＳ１５に移す。

ステップＳ１５において、第２のＺ座標算出部４８は、特徴点１０１を通過するＺ方向に平行な無限直線を跨ぐ子断面群９３３，９３５を取得すると共に、この子断面群９３３，９３５上の無限直線との最近点を抽出する。続く、ステップＳ１６において、第２のＺ座標算出部４８は、最近点のＺ座標を無限直線までの距離に基づいて重み付けし、子断面群９３３に基づく第１候補座標及び子断面群９３５に基づく第２候補座標を算出する。続くステップＳ１７において、第２のＺ座標算出部４８は、第１候補座標及び第２候補座標を、親断面９３１までの距離に基づいて重み付けし、特徴点１０１のＺ座標を算出して取得する。Ｚ座標を取得後、処理をステップＳ１９に移す。
なお、上述の式（２）、（３）は、ステップＳ１６における第１候補座標及び第２候補座標の算出に用いられ、上述の式（４）は、ステップＳ１７におけるＺ座標の算出に用いられる。
また、上述のステップＳ１５〜１７の説明では、親断面９３１又は子断面群９３３，９３５が設定されている余肉部９３においてＺ座標を取得する場合について説明したが、製品部９１のうち中間形状の断面９１５が設定されている位置においてＺ座標を取得する場合も同様である。

ステップＳ１４に戻り、特徴点１０１のＸＹ座標と一致する位置に、余肉部９３に設定された親断面９３１又は子断面群９３３，９３５や、製品部９１のうち成形困難な箇所Ｑに設定された中間形状の断面９１５が存在する場合には、ステップＳ１４においてＹＥＳとなり、処理をステップＳ１８に移す。

ステップＳ１８において、第１のＺ座標算出部４７は、各断面の断面パラメータに基づいてＺ座標を算出して取得する。具体的には、親断面９３１、子断面群９３３，９３５又は中間形状の断面９１５のＺ座標を、特徴点１０１のＺ座標として算出して取得し、処理をステップＳ１９に移す。
ここで、子断面群９３３，９３５の双方に特徴点１０１が投影された場合には、子断面群９３３に投影された特徴点１０１のＺ座標Ｚａと、子断面群９３５に投影された特徴点１０１のＺ座標Ｚｂとに対して、親断面９３１Ａ，９３１Ｂまでの距離に基づく重み付けを行い、特徴点１０１のＺ座標を算出する。なお、上述の式（１）は、このような場合におけるＺ座標の算出に用いられる。
また、上述のステップＳ１８の説明では、余肉部９３に設定された子断面群９３３，９３５の断面パラメータに基づいてＺ座標を算出する場合について説明したが、製品部９１のうち中間形状の断面９１５が設定されている位置において、子断面に基づいてＺ座標を取得する場合も同様である。

ステップＳ１９において、取得したＺ座標が２つある場合には、大きい方のＺ座標を特徴点１０１のＺ座標として取得する。ここで、取得したＺ座標が２つある場合とは、ステップＳ１１及びステップＳ１３のいずれにおいてもＹＥＳであり、特徴点１０１を、製品部９１のうち成形困難な箇所Ｑで中間形状の断面９１５が設定されている位置に投影した場合である。この場合には、ステップＳ１２により取得されたＺ座標と、ステップＳ１７又は１８により取得されたＺ座標の２つが存在する。従って、これらのうち大きい方（基本的にはステップＳ１７又は１８により取得されたＺ座標）を特徴点１０１のＺ座標として取得し、処理をステップＳ２０に移す。
ところで、ＣＡＤ面と断面いずれも存在しない領域は原則として無い。従って、ステップＳ１１又はステップＳ１３の少なくともいずれかにおいて、必ずＹＥＳとなり、Ｚ座標が取得されることとなる。なお、安全のため、既に公知のソフトウェアにより、３辺以上のフェースを自動的に作成し、ポリゴンメッシュ上の穴の開いた領域を埋めるポリゴン穴埋め処理、もしくはポリゴン格子と連携してもよい。

ステップＳ２０では、ステップＳ１９で取得したＺ座標を、特徴点１０１のＸＹ座標と結びつけて記憶装置８に記憶する。その後、ステップＳ２１に移り、全ての特徴点１０１について処理を行い、Ｚ座標算出処理を終了する。

図１８に戻り、全ての特徴点１０１についてＺ座標を算出（即ちＸＹＺ座標を取得）すると、ステップＳ６において、ドローモデル生成部４５は、不要な特徴点１０１を削除する。具体的には、ドローモデル生成部４５は、隣接する特徴点１０１においてＺ座標の変化が小さい場合、特徴点１０１を削除する。続いて、ステップＳ７において、ドローモデル生成部４５は、隣接する特徴点１０１同士を繋いでポリゴン化し、処理を終了する。

以上、本発明のドローモデル生成システム１の好ましい一実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、スケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２を切断する際に用いられるトリム範囲ＴＲＭを、図８及び図９に示すように補助平面に対して垂直かつ交点Ｏを通過する線を中心軸とした円柱状の領域で定義したが、本発明はこれに限らない。トリム範囲ＴＲＭの形状は、２本のスケッチ線ＳＬ１，ＳＬ２がぼかし距離で特定される程度に近接する位置に各々の終点ＥＰ１，ＥＰ２が設定されるものであれば、どのような形状であってもよい。具体的には、例えば交点Ｏを中心とし、ぼかし距離を半径とした球状であってもよい。

１ ドローモデル生成システム
２ 入力装置
４ 演算装置
４２ 親断面生成部
４３ 子断面生成部
９ ドローモデル
９１ 製品部
９３ 余肉部
９３１ 親断面
９３３ 子断面
９３５ 子断面
９５ ダイフェース部

Claims (3)

1. ２つの異なる面から、各面を接続する補間面又はその断面をコンピュータによって設計するモデル設計方法であって、
   第１の面に定められた第１始点から延びる第１スケッチ線及び第２の面に定められた第２始点から延びる第２スケッチ線を設定するスケッチ線作成工程と、
   前記第１及び第２スケッチ線が近接する位置に前記第１スケッチ線の第１終点及び前記第２スケッチ線の第２終点を設定する終点設定工程と、
   前記第１及び第２始点を含む基礎曲面を設定する基礎曲面設定工程と、
   前記基礎曲面に転写された前記第１スケッチ線の前記第１終点と前記第２スケッチ線の前記第２終点とを、前記基礎曲面上で定義された補間曲線で接続することにより、前記断面を設定する断面設定工程と、を備えることを特徴とするモデル設計方法。
2. 前記終点設定工程では、
   前記第１及び第２始点を含む補助平面を設定し、
   前記補助平面に転写された前記第１及び第２スケッチ線の交点を基準点として設定し、
   前記補助平面に対し垂直かつ前記基準点を通過する線を基準軸として設定し、
   前記基準軸から所定のぼかし距離によって特定される点において前記第１スケッチ線の第１終点及び前記第２スケッチ線の第２終点を設定することを特徴とする請求項１に記載のモデル設計方法。
3. 前記スケッチ線作成工程では、前記第１及び第２始点を含む平面に転写した場合に、当該平面上での交点の位置を特定できる程度に十分な長さで前記第１及び第２スケッチ線を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のモデル設計方法。

Images