JPH02236676A - ぼかし面データ自動作成装置 - 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］ 本発明１．ｔ，　　Ｃ　Ａ　Ｄ　−　Ｃ　Ａ　Ｍ等のデ
ータ作成装置に関し、特に曲面のパーツを組み合わせる
面張りによる立体形状データ作成において，曲面パーツ
の突合せ部分のぼかし面のデータを自動的に作成する装
置に間する． ［従来の技術］ 従来より、ＣＡＤ−ＣＡＭ分野において１上　コンピュ
ータのディスプレイ上で幾何的な曲面パーツを組み合わ
せて、所望の立体的なデザインを完成し、そのデータを
コンピュータグラフィックやＮＣ加工に利用していＬ ［発明が解決しようとする課題］ しかし幾何的な曲面とは例え｛戯　矩形平砥　球砥　円
筒砥　円錐面等であり，それらは単純な形吠であるため
、所望の設計の全表面をその幾何的な曲面のみで覆うこ
とは不可能である．例え｛ｉ　３つの幾何的曲面が突き
当たる部分で（よ　その３つの曲面では覆いきれない部
分が生じ、何等かの処理をして新たな曲砥　いわゆるぼ
かし面を演算し、その部分に補充し、３面を滑らかに結
合する必要があった 従棗　二のような場合、操作者が各種のＣＡＤ・ＣＡＭ
装置上に用意されている多くの曲面形成処理を組み合わ
せて所望のぼかし面を形成するのであり、ＣＡＤ−ＣＡ
Ｍ装置側はぼかし面の処理について自動的には行わない
．このため、操作者がその都度、幾何的曲面を配置した
後、各種の画倫処理メニューから適当でないかと思われ
る処理を選択して、一つ一つ実施し、試行錯誤の土　や
っとできあがるものであった 従ってできあがったデータは操作者毎に異なるととも１
ミ　同一の操作者でも各々状況１二よって異なった処理
で各ぼかし面を形成することになり、全てが最適とは言
えず不統一であり、品質的に問題があっＬ　まだメニュ
ー選択作業や位置合わせ等の試行錯誤による作業がきわ
めて長時間に及び、効率的にも不満足なものであっち 鍛造型の代表的な部品であるステアリングナックルのぼ
かし面データを作成する場合（友　ぼかし面が１０〜２
０個有り、一ぼかし面あたり５０以上のメニュー指示が
必要となるので、試作型のような短納期を要する型は事
実上対応できなしＸ．そこで、本発明法　上記課題を解
決し、均一な品質のぼかし面データを迅速に得ることを
目的とする． ［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明の要旨とするところ（友　第１図の基本的
構成図に例示するごとく、 立体形状データを、平面を含む曲面の面張りにより作成
するに際し、少なくとも一つが平面でない曲面である３
つ以上の面が突き当たる部分１：，各面を結合するぼか
し面を自動作成するぼかし面データ自動作成装置であっ
て、 上記平面でない曲面とこの曲面に隣接する２つの面との
各交差部分から、各１点の基準点を演算選択する基準点
選択手段Ｍ１と、 上記２つの基準点を含む平面の１　上記曲面と所定の関
係にある基準平面を選択する基準平面選択手段Ｍ２と、 この基準平面と上記曲面との交線を求める交線濱算手段
Ｍ３と， この交線を輪郭線の一部として、他の輪郭線とともに所
定形状の面を形成し、ぼかし面データとするぼかし面デ
ータ演算手段Ｍ４と、 を備えたことを特徴とするぼかし面データ自動作成装置
にある． ［作用］ 基準点選択手段Ｍ１は一つの曲面に基準点を２つ設定す
る．この基準点は隣接する２つの曲面との交点あるいは
交線といった交差部分から選択されているので、ぼかし
面の基準とするには適切な点である．この２つの基準点
から基準平面選択手段Ｍ２は基準平面を選択する．この
選択は曲面と所定の関億　例え（′１　基準点間の中点
から曲面に法線を延ばし曲面と法線との交点を求め、こ
の交点と上記２つの基準点とを含む平面といった関係に
ある平面を選択する．この基準平面と曲面との交線が交
線演算手段Ｍ３にて演算されるが、この交線は上記基準
点を通っているので、ぼかし面の輪郭線としては好適な
ものとなる．従ってこの輪郭線を利用して、ぼかし面デ
ータ演算手段Ｍ４がぼかし面を形成するので、３つ以上
の面が突き当たる部分が好適なぼかし面で自動的１；埋
まることになる．このような手順を本願発明装置の各手
段が、ぼかし面を要するとされる箇所で繰り返えすの見
　同一手順で自動的にぼかし面が作成されへこうしてぼ
かし面データを迅速にかつ均一の品質で得ることが出来
る． ［実施例］ 次に、本発明の実施例を説明する．本発明はこれらに限
られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種々
の態様のものが含まれる．第２図１友　本発明の一実施
例のぼかし面データ自動作成装置１のシステム構成図で
ある。

ぼかし面データ自動作成装置Ｉ　ｍ　　一般的なノイマ
ン型ディジタルコンピュータ３を中心として構成されて
いる。このコンピュータ３はｃ　ｐ　ｕ，ＲＯＭ，　　
ＲＡＭ，　　Ｉ　／Ｏ，　　ｔ＜ス等ニヨリ構成サレて
いるが、ノイマン型コンピュータとしては一般的な構成
であるのでその内部の詳細説明は省略する。このコンピ
ュータ３に（友　出力装置としてＣＲ　Ｔ　５，　　プ
リンタ７が、補助記憶装置としてフロッピィディスク９
，ハードディスク１１が、入力装置としてキーボード１
３，グラフィック用のダイヤル式入力装置１５が、接続
されている。

このコンピュータ３のぼかし面データ自動作成装置１と
しての動作（表　ハードディスク１１内に記憶されてい
るプログラムをＲＡＭ中にロードすることにより為され
る。この動作により作成されたぼかし面データは他の形
状データとともにフロッピィディスク９に記録される．
このフロッピィディスク９をＮＣｆ！盤等の制御装置に
セットして読み込ませることにより、所望の立体形状部
品の製造を実現することが出来る． 次にコンピュータ３により実施されるぼかし面データ作
成処理について説明する．第３図にその処理のフローチ
ャートを示し、第４図の模式図と共に説明してゆ＜．　
　ｌａ．コンピュータ３は他にＣＡＤ装置としての処題
　例えば図形の生成処題図形移動処理　隠線処惠　レイ
トレーシング等が実行可能である。

まず処理が開始されると、ぼかし面を作成すべき面が指
定される．この指定は操作者がキーボード１３やダイヤ
ル式入力装置１５を用いて、ＣＲＴ５上１；表示されて
いる図形を指定することにより為される．例えば前処理
により第４図（Ａ）のごと〈の表示がＣＲＴＳ上に為さ
れているとすると、操作者はカーソル等により３つの曲
面Ｆｌ，Ｆ２，Ｆ３を指定する．このほか、各図形毎に
付けられている図形番号により指定してもよＬＸ．ここ
で曲面Ｆｎは次のような制御点４×４のベッジェ（Ｂｅ
ｚｉｅｒ）曲面で表されているものとする． Ｐ，ｌ（ｕ，　　ｖ） ・・・・・・　（１） ただし、　Ｘロ（ｔ）＝　　（１−ｔ）ｆｆｘｉ（ｔ）
＝３　　（１−ｔ）ａｔ Ｘ２（ｔ）＝３　　（１−ｔ）ｔ２ Ｘ３（ｔ）＝ｔ” ０≦Ｕ≦１，０≦Ｖ≦Ｉ　　Ｑ，，００　〜Ｑ，３３：
制御点また曲面Ｆｌの境界曲線ＳＰＩＩは制御点４のベ
ッジェ曲線で次のように表すことができる．ｐ＋＋（ｔ
）＝ 同様にして曲面Ｆ２の境界曲線ＳＰ２１も制御点４のベ
ツジェ曲線で次のように表すことができる．Ｐａｌ　（
ｔ）　＝ ・・・・・・（３） ただしＯ≦ｔ≦１である． 次に第４図（Ａ）のごとく各曲面Ｆｌ，　　Ｆ２，Ｆ３
相互の交点ＰＩ，　　　Ｐ２，　　Ｐ３を求める（ステ
ップ１　１　０），　　ここでは交点としては各曲面の
境界曲線ＳＰＩＩ−ＳＰ２２同士の交点を用いるものと
する． 従って曲面Ｆｌ，　　Ｆ２同士の交点１ｔ．．（２）及
び（３）式と次式とから求められる． Ｐ＋＋　（ｔ）＝Ｐ＊＋　（ｔ）・・・・・・（４）上
記（１），　　（２），　　（３）式を連立方程式とし
て交点が位置ベクトルｐｔ　として求められる。

上記手法を用いて曲面Ｆｌ，　　Ｆ３同士の交点｛友境
界曲線ＳＰ１２とＳＰ３１との交点Ｐ２として求めら札
　曲面Ｆ２，Ｆ３同士の交点（上　境界曲線ＳＰ２２と
ＳＰ３２との交点Ｐ３として求められる。

次に第４図（Ｂ）のごとく交点Ｐ１とＰ２とを結ぶ直線
Ｌｌｌを求める（ステップ１２ｏ）。この直線Ｌｌｌは
一般的に次式で表される。

Ｌｌｌ（ｔ）”（１　　ｔ）Ｐ１＋ｔＰ２＝Ｐｔ＋ｔｙ
＋・・・・・・（５） ここで３’＋　＝Ｐ２−ＰＩであり、方向ベクトルを表
す． 次に次式のごとく上記直線Ｌｌｌの２分割点Ｐｓｌを求
める（ステップ１３ｏ，第４図（Ｃ　＞＞．次に第４図
（Ｄ）のごとく、この２分割点Ｐｓｌから曲面Ｆｌへの
法線Ｌ２１が求められる（ステップ１４０），　　曲面
Ｆｌは上記式（１）で表される．このパラメータｕ，　
　ｖにて表されるＰＯｉ（ｕ，　　ｖ）は曲面Ｆｌ上の
点を表しているので、まず、この点としてのＰＯＩ（ｕ
，ｖ）と２分割点Ｐｓｉとの距離Ｄ１を次式で求める． Ｄ　Ｉ＝　ｌ　Ｐ　ｓｌ−ＰＯＩ　（　ｕ，　　ｖ　）
・・・・・・　（７） この距離ＤＩが最小である、曲面Ｆｌ上の点Ｐｈｌが、
法線Ｌ２１が通る点となる。この点Ｐｈｉはパラメータ
ｕ，　　ｖを変更しつつ、距離Ｄ１が最小となる位置を
見つけることにより得ることが出来る。

従って、　２分割点Ｐｓｉと点Ｐｈｉとを結ぶ緻　即ち
法線Ｌ２１が次式により求まる。

Ｌ２１　（ｔ）：　（１−ｔ）Ｐｓｌ＋ｔＰｈｌ＝　Ｐ
　ｓｌ＋ｔ　Ｙ　２　　　　　　・・・・・・（８）こ
こでｙ２＝Ｐｈｔ　　Ｐｓｉであり、方向ベクトルを表
す． 次に第４図（ε）のごとく法線Ｌ２１とステップ１２０
で求めた直線Ｌｌｌとを含む平面ＰＬＩを求める（ステ
ップ１５０）， まず、次式のように方向ベクトル）’１．　　３’２の
積を計算して両方向ベクトル）’Ｉ．　　）’２に垂直
なベクトルｙ３を算出する。

）’　＊　＝　）’　．Ｘ　）’　ｅ　　　　　・・・
・・・（９）従って、平面ＰＬＩは次式のごとくに表さ
れる．（ＰＬＩ−Ｐ　ｓｌ）　　・！／　＊＝　Ｏ　　
　　−−　（　１　０）次１：，第４図（Ｅ）のごとく
平面ＰＬＩと曲面Ｆｌとの交線ＳＰＩを求める（ステッ
プ１６０），　　式（１０）に式（１）を代入すること
により、式（２），　　（３）と同様な式で交線ＳＰＩ
が導かれる．即ち、次式のごとく表さ札　制御点も決定
する．ＳＰＩ（ｔ）＝ Ｓｐ２（ｔ）＝＝ ・・・・・・　（１２） Ｓｒ３（ｔ）＝： ・・・・・・（１　１） 次に３つの曲面Ｆｌ，　　Ｆ２，Ｆ３すべてについて終
了したか否かが判定される（ステップ１７０）．曲面Ｆ
２，Ｆ３についてはまだであるので、次に曲面ＦＺ−に
ついて処理を行う（ステップ１２０〜１６０），　　こ
うして曲面Ｆ２についても、次式（１２）のごとく交線
ＳＰ２が導か札　制御点も決定し、更にステップ１２０
〜１６０を繰り返し、曲面Ｆ３についても、次式（１３
）のごとく交線ＳＰ３が導か札　制御点も決定する。

・・・・・・　（１３） 低　他の曲面Ｆ２，Ｆ３が平面であれ１ｆ．その面につ
いて（良　上記ステップ１３０〜１６０の処理を行わす
１：，単にステップ１２０の処理のみでもよく、交線Ｓ
Ｐｎと同等の線が迅速に得られる．この線上の制御点を
以下の処理で用いればよい．次に第４図（Ｆ）のごと〈
各交線ＳＰＩ−ＳＰ３で各曲面Ｆｌ−Ｆ３を画像上でト
リミング処理する（ステップ１８０）．即ち、既に得ら
れている各曲面Ｆ１　−Ｆ３　（７）画像テータ中で、
交線ＳＰＩ−ＳＰ３より先端部分を表示しないようにす
る．　トリミングは一般的な画像処理により可能である
．その結果、画像は第４図（Ｇ）のごとくとなる。

次１：，ステップ１６０にて求められた各交線ＳＰ１〜
ＳＰ３の制御点ＱＰＩＯ〜ＱＰ１３，　　ＱＰ２０〜Ｑ
Ｐ２３，ＱＰ３０〜Ｑ　Ｐ３３を用いて、次のようにぼ
かし面ＦＢを求める（ステップ１９０）。

即ち、第５図に示すごとく、制御点ＱＰＩＯ〜ＱＰ１３
，　　ＱＰ２０〜Ｑ　Ｐ２３，　　Ｑ　Ｐ３０〜ＱＰ３
３は求めるべきぼかし面ＦＢを囲んでいる。従って、ぼ
かし面ＦＢを式（１）の曲面式を用いて求めるに１友　
制御点ＱＰ１３　（ＱＰ２３）に４つの制御点が重複し
て長さＯの曲線が存在しているとし、更に交線ＳＰＩ〜
ＳＰ３に囲まれた内部｛：，４つの制御点Ｑ　Ｐ　ｉ　
１〜Ｑ　Ｐ　ｉ　４を新たに設ければよい。この新たな
４つの制御点ＱＰ　ｉ　１−　Ｑ　Ｐ　ｉ　４　１上　
周囲の制御点ＱＰＩＯ〜ＱＰ１３，　　ＱＰ２０〜ＱＰ
２３，　　ＱＰ３０〜Ｑ　Ｐ３３から適当な３点を選択
して次のような計算により設定すればよい。

Ｑ　Ｐｉｌ　＝　Ｑ　Ｐ３１−Ｑ　Ｐ１０＋　Ｑ　Ｐｌ
ｌ　−　Ｑ　ＰＩＯＱ　Ｐ　ｉ２　＝　Ｑ　Ｐ３２　−
　Ｑ　Ｐ２０＋　Ｑ　Ｐ２１　−　Ｑ　Ｐ２０ＱＰｉ３
　＝ＱＰｉｌ−ＱＰ１１＋ＱＰ１２−ＱＰＩＩＱＰｉ４
　＝ＱＰｉ２−ＱＰ２１＋ＱＰ２２−ＱＰ２１新たな４
つの制御点Ｑ　Ｐ　ｉ　１〜ＱＰｉ４は周囲の４点以上
の制御点を用いてもよいし、更に上記計算で求められた
制御点を曲面Ｆ　１−　Ｆ　３の形状・配置に適合させ
て自動的に補正してもよい． このように各制御点を設定することにより、ぼかし面は
ＦＢは次式のごとく求めら札　決定する。

Ｐｎ（ｕ，　　ｖ） ただし、ＸＯ（ｔ）＝　（１−ｔ）Ｉ Ｘｉ（ｔ）＝３　　（１−ｔ）　　２ｔＸ２（ｔ）＝３
　　（１−ｔ）ｔ” Ｘ３（ｔ）＝ｔｌ ０≦Ｕ≦１，　　Ｏ≦Ｖ≦１ こうして処理を終了する． 本実施例（友　ぼかし面を作成すべき曲面の指定や、そ
のぼかし面の作成領域の指定等の少ない入力作業のみで
、上述のごとくの処理にしたがいコンピュータ３によっ
て自動的に常に同一の処理がされて、ぼかし面が求めら
れる．従って、常に均一の品質のぼかし面データが迅速
に得られる．上記実施例において、コンピュータ３が、
各手段Ｍ１〜Ｍ４に該当し、その処理のれ　ステップ１
１０の処理が基準点選択手段Ｍ１としての処理に該当し
、ステップ１２０〜ステップ１５０の処理が基準平面選
択手段Ｍ２としての処理に該当し、ステップ１６０の処
理が交線演算手段Ｍ３としての処理に該当し、ステップ
１９０の処理がぼかし面データ演算手段Ｍ４としての処
理に該当する．［発明の効果］ 本発明のぼかし面データ自動作成装置（友　上述のごと
くの各手段の処理により自動的に演算によりぼかし面を
求めている。

従って、作業者が試行錯誤することなく、常に均一の品
質のぼかし面データを迅速に得ることができ、設計から
製造までを短期間になすことを可能にする．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成例示医　第２図は−実施例
のシステム構成は　第３図は本実施例のコンピュータに
て実施される処理のフローチャート、第４図（Ａ）〜（
Ｇ）は処理手順説明医　第５図はぼかし面演算用制御点
説明図である．Ｍ１・・・基準点選択手段　Ｍ２・・・
基準平面選択手段Ｍ３・・・交線演算手段 Ｍ４・・・ぼかし面データ演算手段 １・・・ぼかし面データ自動作成装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　立体形状データを、平面を含む曲面の面張りにより
   作成するに際し、少なくとも一つが平面でない曲面であ
   る３つ以上の面が突き当たる部分に、各面を結合するぼ
   かし面を自動作成するぼかし面データ自動作成装置であ
   つて、 上記平面でない曲面とこの曲面に隣接する２つの面との
   各交差部分から、各１点の基準点を演算選択する基準点
   選択手段と、 上記２つの基準点を含む平面の内、上記曲面と所定の関
   係にある基準平面を選択する基準平面選択手段と、 この基準平面と上記曲面との交線を求める交線演算手段
   と、 この交線を輪郭線の一部として、他の輪郭線とともに所
   定形状の面を形成し、ぼかし面データとするぼかし面デ
   ータ演算手段と、 を備えたことを特徴とするぼかし面データ自動作成装置
   。