JPH01319868A - 曲面生成方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ この発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムや自動プログラミ
ング装置に係るもので、曲線から曲面を生成する曲面生
成方式に関するものである。 ［従来の技術］ 従来のこの種の技術を説明するものとして、例え、ば第
６図に示される如く、「機械技術、１９８７年、Ｖｏｌ
、３５．　ＮＯ，１３ＪのＰ、１０５からＰ、１０６で
示される曲面定義生成方式が挙げられる。第６図におい
て、（１）は曲面を構成する曲線を入力する曲線入力手
段、（６）は曲線を参照して曲線上の値をパラメトリッ
クに参照する曲線参照手段、（５）は参照した曲線上の
データより曲面を生成する曲面生成手段を示し、第７図
に示される電気的構成図によって実現する。第３図にお
いて（１７）はキーボード、マウス、ファンクションキ
ーなどの入力装置、（１８）はＣＰＵ、（１９）はメモ
リや磁気ディスク等の記憶装置、（２０）はＣＲＴ、パ
ンチャ、プリンタ、プロッタ等の出力装置である。 次に動作について説明する。説明の前提として、まず、
曲線定義方向とはパラメトリックに曲線を参照するとき
パラメータの増加につれて曲線が空間的に進行する方向
のことをいうものとする。以下の図示説明では、曲線の
定義方向を矢印で示す。また、曲面上の点の位置を曲面
に沿った座標系すなわち曲面座標系において表現する２
つの曲面パラメータをＵｌＶとする。 第８図に示される曲面を生成する流れを第９図を用いて
説明する。ここで、Ａ８、Ａ２、Ｂ、、Ｂ２はパラメト
リックな曲線を示す。まず、曲線入力手段（１）により
曲線を入力し、曲線参照手段（６）により曲線を定義方
向に参照し、参照して得られた曲線データに基づいて曲
面生成手段（５）により曲面を生成する。 ［発明が解決しようとする課題］ 上述した如〈従来例において、曲面を構成する各曲線は
、第９図に示されるように、予め曲面パラメータＵ、■
と同じ方向に定義されている必要がある。従って、曲面
を定義する場合には、直観的に判りにくい曲線の定義方
向のルールを守フて曲線を入力せねばならず、またこの
定義方向を誤ると所望する曲面形状は全く得られないと
いう不都合があった。 この発明は、上記の問題を解消するためのもので、曲線
の定義方向が曲面パラメータ方向と一致していなくても
曲面を生成できる曲面生成方式の提供を目的とする。 し課題を解決するための手段］ この発明に係る曲面生成方式は、複数の曲線から構成さ
れ、かつ曲面に沿った２つの曲面パラメータで表現され
る曲面の曲面生成方式において、曲面を構成する曲線の
入力手段と、各曲線の定義方向が曲面のパラメータ方向
と同じか否か判定する判定手段と、逆方向の場合は逆方
向情報を各曲線毎に付加して格納する情報格納手段と、
曲線参照時に、該曲線に逆方向情報が付加されている場
合は該曲線を逆方向に参照する曲線参照手段と、参照し
た曲線データより曲面を生成する曲面生成手段を備えた
ものである。 ［作用］ この発明においては、曲線の定義方向が曲面のパラメー
タ方向と一致するか否かを定義方向判定手段により判定
し、逆方向の場合は曲線参照手段により曲線を逆方向に
参照する。 ［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図に基づき説明する。 第１図において、（１）は曲面を構成する曲線の入力手
段、（２）は各曲線の定義方向が曲面のパラメータの方
向と同じか否かを判定する判定手段、（３）は曲線の定
義方向が曲面のパラメータ方向と逆の場合に逆方向情報
を各曲線のデータに付加して格納する情報格納手段、（
４）は曲線に逆方向情報が付加されている場合に該曲線
を逆方向に参照する曲線参照手段、（５）は曲線参照手
段（４）で参照した曲線データより曲面を生成する曲面
生成手段を示し、これら各手段は、従来例と同様に第７
図に示す電気的構成図によって実現する。 次に、動作について説明する。例えば、第８図に示され
るような曲面形状を入力し、生成するにあたり、実際に
は第１０図に示されるような方向の曲線が入力されてい
るものとする。曲線は八１、Ａ２、Ｂｌｔ　Ｂ２の順に
入力する。 以下、第２図　（ａ）、（ｂ）のフローチャートに基づ
いて動作を示す。まず、曲線Ａ１を入力しくステップＳ
１）、第３図の表に曲線データを格納する（ステップＳ
２）。曲線の定義方向を検出するが、１本口の曲線なの
で、ＡＩの方向をＵ方向とし、正方向と判定する（ステ
ップ５３）。正方向なので正方向であるという正方向フ
ラグを第３図の表に格納する（ステップＳ４）。次に、
曲線Ａ２をＡ、と同様に入力するが、定義方向検出（ス
テップＳ３）では、例えば、Ａ、とＡ、の各々の曲線の
中央の点における接線ベクトル ｄ　［ＡＩ　（０，５）］／　ｄｕ　、　ｄ　［Ａ２　
（０，５）］／　ｄｕ（Ｕ・０．５を曲線中央とする） を求め、これらベクトルがほぼ同じ方向を向いているか
、又は逆方向であるかをベクトル同士のなす角によって
検出する。この場合、Ａ１とＡ２は同方向であり、正方
向フラグを第３図の表にセットする（ステップＳ４）。 曲線Ｂ、も同様に入力するが、Ｂ１は酷とＡ２の各々の
始点を結ぶ曲線であり、ＡＩ！ｌ’Ａ２へ向かうベクト
ルとＢ、の中央の点における接線ベクトルてｂ　、　　
ｄ　［Ｂ＋　（ｏ、５）　］　／ｄＶを比較する。これ
らは逆方向なので逆方向フラグを第３図に表に格納する
。以上を全曲線に対し繰り返す（ステップ５５）。全て
の曲線を処理後、第３図の表より曲線上の点を参照する
（ステップＳ６）。この時、正逆のフラグをチエツクし
くステップＳ７）、正方向ならば曲線の定義方向に沿っ
てそのまま参照しくステップＳ８）、逆方向ならば逆方
向に参照する（ステップＳ９）。こうして得られた曲線
データより曲面を生成する（ステップ５１０）。 次に第２図（Ｃ）は第２図のステップＳ４の代わりに、
ステップＳｌｌを行うものである。すなわち、曲線の定
義方向の正逆判定を行った後（ステップＳ３）、正方向
ならば定義類で、逆方向ならば定義とは逆順て曲線デー
タを格納する（ステップ５１１）、以降の曲線参照処理
では従来通り、格納された曲線をそのまま参照すること
により、上記実施例と同様の結果が得られる。 なお、上記実施例では４本の曲線の場合を示したが、第
４図や第５図に示されるように４木でない曲線から定義
される曲面についても、同様に適用できる。 なお、ハードウェアとしては、第７図に示すような装置
の他に、出力装置（２０）の代りとして、ＮＣ加工機の
駆動装置へ直接制御指令を出力するようなＮＣ装置その
ものであっても良い。 ［発明の効果］ 以上のようにこの発明では、曲線の定義方向が曲面のパ
ラメータ方向と一致するか否かを判定し、逆方向であれ
ば該曲線を逆方向に参照する曲線参照手段を設けたので
、定義方向を意識せずに曲面を構成する曲線が入力可能
となり、曲面定義の能率が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による曲面生成方式を説明
するための構成図、第２図（ａ）〜（Ｃ）はこの発明の
一実施例の動作を示すフローチャート、第３図はデータ
格納形式の説明図、第４図と第５図は他の曲面形状の説
明図、第６図は従来の曲面生成方式の構成図、第７図は
本実施例および従来の方式を実現する装置の電気的接続
図、第８〜ｌＯ図は生成の目標とする曲面形状図である
。 （１）は曲線入力手段、（２）は定義方向判定手段、（
３）は定義方向情報格納手段、（４）は逆方向の参照可
能な曲線参照手段、（５）は曲面生成手段である。 尚、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　　　大　　岩　　増　　雄 第１図 （Ｃ） 第２図 Ｃａ） 第６図 第３図 第７図 第８図 第９図 第１０図 手続補正書（自発） １、事件の表示　　　特願昭６３−１５２５３１号２、
発明の名称 曲面生成方式 ３、補正をする者 代表者志岐守哉 ４、代理人 明細書の発明の詳細な説明の欄。 ６、補正の内容 （１）明細書第２頁第２行〜第３行の「例え、ば」とい
う記載を「例えば、」と補正する。 （２）明細書′！Ｊ２頁第１１行の「第３図」という記
載を「第７図ノと補正する。 （３）明細書第６頁第１９行の「Ａ１かＡ２Ｊという記
載を「Ａ、からＡ２Ｊと補正する。 以上 手続補正書（自発） 平成　１年６　月、９　日 ２、発明の名称 曲面生成方式 ３、補正をする者 代表者　志　岐　守　哉 ４、代理人 明細書全文、及び図面。 ６、補正の内容 （１）明細書全文を別紙の通り補正する。 （２）図面中第３図を別紙の通り第３図（ａ）　、　（
ｂ）　。 （ｃ）　　に補正する。 ７、添付書類の目録 （１）明細書　　　　　　　　　　　　　１　通（２）
図面　　　　　　　　　１　通 以　　上 明　　細　　書 １、発明の名称 曲面生成方式 ２、特許請求の範囲 複数の曲線から構成され、かつ曲面に沿った２つの曲面
パラメータで表現される曲面の曲面生成方式において、
曲面を構成する曲線の入力手段と、各曲線の定義方向が
曲面のパラメータ方向と同じか否か判定する判定手段と
、逆方向の場合は逆方向情報を各曲線毎に付加して格納
する情報格納手段と、曲線参照時に、該曲線に逆方向情
報が付加されている場合は該曲線を逆方向に参照する曲
線参照手段と、参照した曲線データより曲面を生成する
曲面生成手段を備えたことを特徴とする曲面生成方式。 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ この発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムや自動プログラミ
ング装置に係るもので、曲線から曲面を生成する曲面生
成方式に関するものである。 ［従来の技術］ 従来のこの種の技術を説明するものとして、例えば、第
６図に示される如く、「機械技術、１９８７年、Ｖｏｌ
、３５．　ＮＯ，１３Ｊ　（７）Ｐ、１０５からＰ、１
０６　テ示される曲面定義生成方式が挙げられる。第６
図において、（１）は曲面を構成する曲線を入力する曲
線入力手段、（６）は曲線を参照して曲線上の値をパラ
メトリックに参照する曲線参照手段、（５）は参照した
曲線上のデータより曲面を生成する曲面生成手段を示し
、第７図に示される電気的構成図によって実現する。第
７図において（１７）はキーボード、マウス、ファンク
ションキーなどの入力装置、（１８）はＣＰＬＪ、（１
９）はメモリや磁気ディスク等の記憶装置、（２０）は
ＣＲＴ、パンチャ、プリンタ、プロッタ等の出力装置で
ある。 次に動作について説明する。説明の前提として、まず、
曲線定義方向とはパラメトリックに曲線を参照するとき
パラメータの増加につむで曲線が空間的に進行する方向
のことをいうものとする。以下の図示説明では、曲線の
定義方向を矢印で示す。また、曲面上の点の位置を曲面
に沿った座標系すなわち曲面座標系において表現する２
つの曲面パラメータをＵ、Ｖとする。 第８図に示される曲面を生成する流れを第９図を用いて
説明する。ここで、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２はパラメト
リックな曲線を示す。まず、曲線入力手段（１）により
曲線を入力し、曲線参照手段（６）により曲線を定義方
向に参照し、参照して得られた曲線データに基づいて曲
面生成手段（５）により曲面を生成する。 ［発明が解決しようとする課題］ 上述した如〈従来例において、曲面を構成する各曲線は
、第９図に示されるように、予め曲面パラメータＵ、Ｖ
と同じ方向に定義されている必要がある。従って、曲面
を定義する場合には、直観的に判りにくい曲線の定義方
向のルールを守って曲線を入力せねばならず、またこの
定義方向を誤ると所望する曲面形状は全く得られないと
いう不都合があった。 この発明は、上記の問題を解消するためのもので、曲線
の定義方向が曲面パラメータ方向と一致していなくても
曲面を生成できる曲面生成方式の提供を目的とする。 ［課題を解決するための手段］ この発明に係る曲面生成方式は、複数の曲線から構成さ
れ、かつ曲面に沿った２つの曲面パラメータで表現され
る曲面の曲面生成方式において、曲面を構成する曲線の
入力手段と、各曲線の定義方向が曲面のパラメータ方向
と同じか否か判定する判定手段と、逆方向の場合は逆方
向情報を各曲線毎に付加して格納する情報格納手段と、
曲線参照時に、該曲線に逆方向情報が付加されている場
合は該曲線を逆方向に参照する曲線参照手段と、参照し
た曲線データより曲面を生成する曲面生成手段を備えた
ものである。 ［作用］ この発明においては、曲線の定義方向が曲面のパラメー
タ方向と一致するか否かを定義方向判定手段により判定
し、逆方向の場合は曲線参照手段により曲線を逆方向に
参照する。 ［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図に基づき説明する。 第１図において、（１）は曲面を構成する曲線の入力手
段、（２）は各曲線の定義方向が曲面のパラメータの方
向と同じか否かを判定する判定手段、（３）は曲線の定
義方向が曲面のパラメータ方向と逆の場合に逆方向情報
を各曲線のデータに付加して格納する情報格納手段、（
４）は曲線に逆方向情報が付加されている場合に該曲線
を逆方向に参照する曲線参照手段、（５）は曲線参照手
段（４）で参照した曲線データより曲面を生成する曲面
生成手段を示し、これら各手段は、従来例と同様に第７
図に示す電気的構成図によって実現する。 次に、動作について説明する。例えば、第８図に示され
るような曲面形状を入力し、生成するにあたり、実際に
は第１０図に示されるような方向の曲線が入力されてい
るものとする。曲線はＡ１、八２、Ｂ３、Ｂ２の順に入
力する。 以下、第２図　（ａ）、（ｂ）のフローチャートに基づ
いて動作を示す。まず、曲線Ａ、を入力しくステップＳ
１）、第３図の表に曲線データを格納する（ステップＳ
２）。入力の仕方として、例えば通過点列を入力する場
合の例を示す。曲線Ａ、に関し、通過点列Ｐ　＋　、　
Ｐ　２　、　’・’　、Ｐ　ｌ　”・（Ｐ　ｒは、ｘ、
ｙ、ｚの値を持つ点）が順に入力されるとすると、これ
らを第３図（ａ）の曲線データのＡ１、すなわち第３図
（ｂ）の通過点の項目に順に格納する。曲線入力が終了
すると、曲線参照処理の準備として、各点ＰＩにおける
該曲線の接線ベクトルＶ、と曲線パラメータ１゜を求め
る。接線ベクトルは例えば、 Ｖｌ＝Ｐ２−ＰＩ　　　　　（ｉ　＝　１　）として求
め、点の個数をｎとすると曲線パラメータは、 Σ」・２　Ｐｊ−Ｉ　　ＰＪ ｔ、＝ｏ　　　　　　　　　　（ｔ＝ｉ）として求めら
れる（０≦１．≦１）。この時のＰＩ。 Ｖ、、　ｔ、の関係を第３図（ｃ）　に示す。 次に、曲線の定義方向を検出するが、１木目の曲線なの
で、八１の方向をＵ方向とし、正方向と判定する（ステ
ップＳ３）。正方向なので正方向であるという正方向フ
ラグを第３図（ａ）の表に格納する（ステップ５４）。 次に、曲線Ａ２をＡ１と同様に入力するが、定義方向検
出（ステップＳ３）では、例えば、ＡＩとＡ２の各々の
曲線の中央の点における接線ベクトル ｄ　［Ａ１　　（０，５）］／　ｄｕ　、　ｄ　（Ａ２
　（０，５）］／　ｄｕ（Ｕ−Ｏ，Ｓを曲線中央とする
） を求め、これらベクトルがほぼ同じ方向を向いているか
、又は逆方向であるかをベクトル同士のなす角によって
検出する。この場合、Ａ１とＡ２は同方向であり、正方
向フラグを第３図（ａ）の表にセットする（ステップ５
４）。 曲線Ｂ、も同様に入力するが、Ｂ、は＾、とＡ２の各々
の始点を結ぶ曲線であり、Ａ１からＡ２へ向かうベクト
ルと８１の中央の点における接線ベクトルＡＩ（０）Ａ
２（０）　　、　　　ｄ　　［Ｂｌ　　（０，５）］　
　／ｄＶを比較する。これらは逆方向なので逆方向フラ
グを第３図（ａ）に表に格納する。以上を全曲線に対し
繰り返す（ステップＳ５）。全ての曲線を処理後、第３
図（ａ）の表より曲線上の点を参照する（ステップＳ６
）。この時、正逆のフラグをチエツクしくステップＳ７
）、正方向ならば曲線の定義方向に沿ってそのまま参照
しくステップＳ８）、逆方向ならば逆方向に参照する（
ステップＳ９）。 ここで、曲線参照の仕方として、例えば曲線Ａ。 ・　の場合、パラメータｔが与えられたときの曲線上の
対応点Ｐの求め方を示す。第３図（ｂ）よりｔが含まれ
るパラメータ区間ｔ、、　Ｊ＋１　（ｔ＋≦ｔ≦１＋−
＋）を求め、この区間における部分パラメータｔ′を次
のように求める。 ｔ“−（１１＋）　／　（１＋＋＋−１＋）これより、
３次のエルミート補間を用いると以下の様にＰが求まる
。 Ｐ　＝ｈ＋（ｔ）　　・Ｐ１＋ｈｚ（ｔ）　　・Ｐ＋＋
＋　十ｈａ（ｔ）　　・Ｖｌ＋ｈ４（ｔ）　　　・　Ｖ
＋＋＋ ここで、ｈ＋　（ｔ）　　＝　２　ｔ３−３　ｔ２＋　
１ｈ２（ｔ）　　＝　　　２　ｔ３＋　３　ｔ２ｈ３（
ｔ）　　＝　ｔ３−２　ｔ２＋　ｔｈ４（ｔ）　　＝ｔ
３−ｔ２ である。 逆方向の場合はｔ−１−ｔとして上記処理を行うものと
する。 従って、曲線はその定義方向に依らずＰ＝ＡＩ（し）の
形で、曲面生成に合った方向で曲線上の点Ｐを参照する
ことができる。曲線の補間方式としては、上記の他に線
型補間、Ｂ−ｓｐｌｉｎｅ補間等であっても構わない（
但し、各々の補間方式にあった準備データの作成は必要
）。 こうして得られた曲線データより曲面を生成する（ステ
ップ５１０）。曲面生成の仕方の例として、第１θ図の
曲面形状の場合を示す。曲線参照処理により各曲面上の
点は例えばＡｌ（ｔ）　　として参照できる。これより
、例えばＣｏｏ口Ｓの曲面として、曲面のパラメータＵ
、Ｖから曲面上の点Ｐを以下の様に生成する。 ′＝［”・（”）゛・３°）］［、：（Ｖ口［φ（°）
　　”−φ（′Ｉ）　コ　［Ｂｚ）：）　　：、）ｉ（
］　　［１−：　’Ｃ￥（１ここで、φは補間関数であ
り、例えば以下の様に与えられる。 φ（ｔ）　　＝　２　ｔ’−３ｔ２＋１次に、第２図（
Ｃ）は第２図のステップＳ４の代わりに、ステップＳｌ
ｌを行うものである。すなわち、曲線の定義方向の正逆
判定を行フた後（ステップＳ３）、正方向ならば定義類
で、逆方向ならば定義とは逆順で曲線データを格納する
（ステップ５１１）。以降の曲線参照処理では従来通り
、格納された曲線をそのまま参照することにより、上記
実施例と同様の結果が得られる。 なお、上記実施例では４本の曲線の場合を示したが、第
４図や第５図に示されるように４本でない曲線から定義
される曲面についても、同様に通用できる。 なお、ハードウェアとしては、第７図に示すような装置
の他に、出力装置（２０）の代りとして、ＮＧ加工機の
駆動装置へ直接制御指令を出力するようなＮＧ装置その
ものであっても良い。 ［発明の効果］ 以上のようにこの発明では、曲線の定義方向が曲面のパ
ラメータ方向と一致するか否かを判定し、逆方向であれ
ば該曲線を逆方向に参照する曲線参照手段を設けたので
、定義方向を意識せずに曲面を構成する曲線が入力可能
となり、曲面定義の能率が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による曲面生成方式を説明
するための構成図、第２図（ａ）〜（Ｃ）はこの発明の
一実施例の動作を示すフローチャート、第３図（ａ）〜
（Ｃ）はデータ格納形式の説明図、第４図と第５図は他
の曲面形状の説明図、第６図は従来の曲面生成方式の構
成図、第７図は本実施例および従来の方式を実現する装
置の電気的接続図、第８〜１０図は生成の目標とする曲
面形状図である。 （１）は曲線入力手段、（２）は定義方向判定手段、（
３）は定義方向情報格納手段、（４）は逆方向の参照可
能な曲線参照手段、（５）は曲面生成手段である。 尚、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　　　大　　岩　　増　　雑 業　３　図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） Ｖ。 １１感ｔ＋１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の曲線から構成され、かつ曲面に沿った２つの曲面
   パラメータで表現される曲面の曲面生成方式において、
   曲面を構成する曲線の入力手段と、各曲線の定義方向が
   曲面のパラメータ方向と同じか否か判定する判定手段と
   、逆方向の場合は逆方向情報を各曲線毎に付加して格納
   する情報格納手段と、曲線参照時に、該曲線に逆方向情
   報が付加されている場合は該曲線を逆方向に参照する曲
   線参照手段と、参照した曲線データより曲面を生成する
   曲面生成手段を備えたことを特徴とする曲面生成方式。