JPH03105676A - 形状データ作成方法 - 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］ 本発明は、コンピュータ支援設計システム（以下、ＣＡ
Ｄシステムという）におけるラフな形状データと寸法デ
ータとを用いて正確な形状データを得る形状データ作戒
方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ＣＡＤシステムにデータを入力する場合、３次元
モデルを定義するには、頂点の座標やその頂点のつなが
り関係を与えることが必要である。

例えば、第９図ａに示すような自動車のフロントピラ一
部のａ−ａ線断面をＣＡＤシステムに入力する場合、第
９図ｂに示すように、フロントのガラス面■を基準面と
して入力すると、入力した線分■乃至■の中、線分■の
傾きが前記基準面に対して正方向（時計方向）ならば（
＋）になる。これに対して、第９図Ｃに示すように、第
９図ａと比較して断面を見る方向が逆の場合、すなわち
、ｃ−ｃ線断面をＣＡＤシステムに入力する場合、第９
図ｄに示すように、入力した線分■の傾きが（−）にな
る。

このように、方向、位置関係を明確にするためには、通
常、基準になる点からの方向および距離を示すマトリッ
クス状の補助線を用いたり、各小部品に共通する基準面
等を同一画面上に表示してそれとの相対関係を入力して
作製する方法がとられている。

［発明が解決しようとする課題コ 然しながら、実際に作製する際には、一定の方向から投
影した図ばかり作製するとは限らず、上下を反転したり
裏面からみた状態で作製したりするので、位置、角度の
正負が逆になり、ある程度の経験がなければ間違った作
製を行ってしまう虞がある。また、このようなデータの
人力方法では、入力作業に非常に手間がかかる上に入力
時にミスを犯し易いという問題があった。

本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あり、ラフな３次元形状を予めＣＲＴ画面上で作威し、
この予め作成した３次元形状に対して各寸法データを入
力することによって、３次元データの人力に際してのオ
ペレータの入力の負担を軽減し、容易に形状データを生
或することが可能な形状データ作成方法を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段コ 前記の課題を解決するために、本発明はＣＡＤシステム
によって形状データを作成する方法において、 当該システムの許容範囲内でのラフな形状データを受け
入れる第１の工程と、 前記ラフな形状データの寸法データを受け入れる第２の
工程と、 受け入れた前記ラフな形状データと前記寸法データから
正確な形状データを求める第３の工程と、 を備えることを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、ラフな形状データの入力によって表示
されるラフ形状に対して正確な寸法データを設定するこ
とで、前記寸法データの符号を考慮することなく容易に
正確な形状データを生或することが可能となる。

［実施例］ 本発明方法についてそれを組み込む装置との関係で好適
な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

本実施例が適用されるＣＡＤシステムは、第１図に示す
ように構或される。すなわち、このＣＡＤシステムは、
中央処理装置を持ち図形計算や表示制御、データベース
管理等の役割を持つコンピュータ２、大量の図形情報を
保存し更新することの出来る大容量記憶装置４、ＸＹブ
ロック等の図形出力装置６、ＣＡＤシステムとその使用
者との対話の中心的装置であり入力装置と連動して利用
される複数のグラフィックディスプレイ装置８、各グラ
フィックディスプレイ装置８に接続されるタブレット１
ｂ、キーボード１２、マウス１４、ライトペンｌ６等の
機器から構或されている。

そして、前記ＣＡＤシステムは、第２図に示す多くのプ
ログラムを有している。各プログラムは分担する機能に
より次のようなモジュールに分類することが出来る。

（ａ）ＣＡＤシステム内の処理および情報の流れを制御
するオペレーティングシステム３２および制御モジュー
ル３４ ら）各種の入力機器、例えば、キーボード１２に対応し
た人力操作が円滑に行われるように援助する入カモジュ
ール４４ （Ｃ）　　入力された情報をコマンド命令の形式に従っ
て解釈する入力解釈モジュール４０ （４）表示情報の管理およびコマンドに従った表示処理
を行う表示モジュール３Ｂ （ｅ）　　命令に対応したサブモジュールより構威され
るコマンドに従った図形処理を行うコマンドモジュール
２４ （０　データベース５４に保持されたＣＡＤシステムに
必要な大量の情報を効率よく検索および蓄積するデータ
ベース操作モジュール５０（ｇ）　　自動設計プログラ
ムであるマクロプログラム２６を実行するマクロモジュ
ール２８（社）他のＣＡＤシステムとの情報交換および
連動処理を行う外部システムインタフェース３０等を備
える。

また、ＣＡＤシステムには、拡張性および保守性を保つ
ため、システムの構成および標準値等を記憶するシステ
ム制御ファイル２２、各コマンドの摸作性およびプログ
ラム制御手順を記憶するコマンド制御ファイル４２、表
示装置の機種および構戒を記憶する表示制御ファイル３
６等の補助ファイルが用意される。なお、その他補助的
なものとして、図形の処理を行う図形処理ライブラリ４
６、グラフィックディスプレイ装置８に表示を行うため
の表示ライブラリ４８、処理結果を図形出力装置６に出
図するための出図ユーティリティ５６、他のＣＡＤシス
テムと結合するためのデータ交換ユーティリティ５′２
等が用意される。

次に、各モジュールについて簡単に説明する。

制御モジュール３４は、プログラム群をモジュール化し
、各モジュール間に介在することにより、システム内制
御の一元管理および呼出手順の標準化を行う。その機能
としては、開始、終了、異常処理および各モジュールの
実行制御、実行履歴の記録、デバッグ機能、オペレーテ
ィングシステム３２との特殊処理等を行う。

入力モジュール４４は、各種入力装置の各種入力方法を
整理統一した仕様に従った快適な入力手順を使用者に提
供する。その機能は、使用者に対し入力すべき情報の種
類、入力方法および入力装置を指示する入力促進、入力
装置の選択、入力情報の標準型への変換を行う。

入力解釈モジュール４０は、入力情報の解釈方法、およ
び結果表示を一元化することにより、多様な入力指示方
法をサポートし入力摸作性を向上させるとともに、シス
テムの拡張性を維持する。その機能としては、入力情報
の解釈および解釈結果の表示を行う。

表示モジュール３８は、多様な表示操作要求を統一的に
処理し、表示情報および表示状態の管理を行う。その機
能は表示装置の管理、表示制御、表示情報の管理、表示
状態の管理を行う。

コマンドモジュール２４は、入力引数の形式、コマンド
に従った処理プログラムの呼び出し、結果の処理方法を
一元的に管理し、システムの保守性および拡張性を維持
する。

データベース操作モジ５−ル５０は、他モジュールから
の要求方法を標準化するとともに、障害発生時の回復手
段を提供する。その機能は、データベース使用状況の管
理、データベース５４の操作、障害発生時の処理等であ
る。

外部システムインタフェース３０は、他システムとの情
報授受を標準化し、ＣＡＤシステムの有効利用を図る。

その機能は外部システムとの情報授受、外部プログラム
の稼働制御を行う。

マクロモジュール２８は、作成されたマクロプログラム
２６に従いＣＡＤシステムめ実行制御を行う。その機能
は、マクロプログラム２６の翻訳、実行である。

以上のような構或のＣＡＤシステムを用いた形状データ
作戒方法について一例を挙げて説明する。

ここで、以下に作成する形状を積木と称し、この積木パ
ターンを次のように分類する。

（１）断面一定形状を立体モデルとして作成するセクシ
ョン積木 （２）ある方向から見て表現される形状を立体モデルと
して作成するビュー積木 （３）既に定義された立体モデル間をつなぐ形状を作成
するつなぎ積木 （４）パターン化された付属形状を作威し基本形状との
結合を行うこぶ積木 また、その処理として積木操作、積木編集がある。

そこで、本発明の形状データ作成方法を説明するため、
第３図ａに示す自動車のフロントピラ一部の断面形状を
作成するセクション積木の場合について述べる。

先ず、断面方向および断面部分を線分のおよび■で指示
する。次に、第３図ｂに示すように、基準となるガラス
の合わせ面を線分■で指示した後、フロントビラ一部の
断面形状を線分■乃至■でラフに指示する。

このような断面形状をＣＡＤシステムに入力するための
手順としては、第４ｖｆ！Ｊｂに示すよ，うに、線分■
から順に線分■迄、線の両端に相当する大略の位置Ｐ１
乃至Ｐ７にカーソルを合わせ、キーをヒットして入力す
る。この場合、各線分■乃至■は基準の線分のに対して
正確に垂直、水平を維持する必要はなく、大略の形状が
判ればよい。

次に、傾斜した線分■を入力するには、その両端の位置
Ｐ７およびＰ８にカーソルを移動してキーをヒットする
。この場合も、傾斜角度を正確に入力する必要はなく、
ＣＡＤシステムにおいて傾いているのが判別される程度
のラフな入力でよい。なお、入力された線分、点等には
、位置Ｐ１、Ｐ２等の固有の番号を割り付けておく。

このように、ＣＡＤシステムにデータを人力すると、第
３図ｂのように、概略の形状がＣＲＴ上に表示される。

次いで、第３図ｂの概略図に対し、各位置Ｐ１乃至Ｐ８
の基準からの距離、角度等を入力する。ＣＡＤシステム
は、入力されたデータに基づき、ラフ入力された図形を
正確な形状に修正する（第３図Ｃ）。

この場合、ＣＡＤシステムの使用者は、例えば、線分■
の寸法データを人力する際、基準となる線分■に対して
前記線分■がどちら側に傾斜しているかを考慮する必要
がない。すなわち、線分■は第３図ｂのラフ入力時にお
いてその傾斜方向が感覚的に設定されるため、寸法デー
タを入力する場合には位置および角度を入力すればよい
。この結果、データの入力作業は極めて簡易且つ正確に
なる。

なお、修正された正確な図形はＣＡＤシステムに対し面
張り指示をして第３図ｄに示すような形状を表示するこ
とにより立体としてその形状を確認することが出来る。

次に、本発明の形状データ作成方法の他の実施例を説明
するため、ビュー積木の場合について述べる。先ず、第
４図ａに示すように、番線が表示された画面に、第４図
ｂに示すように、線分■乃至■を用いてラフ形状を入力
する。次いで、各位置Ｐ１乃至Ｐ７のデータを入力しＣ
ＡＤシステムに処理をさせ、第４図Ｃに示すように、各
位置Ｐ１乃至Ｐ７についての正確な２次元形状を得る。

この後、各位置Ｐ２乃至Ｐ６に対して円弧半径データを
入力し、円弧処理を行って第４図ｄの形状を得る。

この場合、前記円弧処理時において、円弧の方向を指示
する必要がないため、前述したセクション積木の場合と
同様に、形状データを極めて容易に作成することが出来
る。

続いて、つなぎ積木、こぶ積木、積木摸作、積木編集に
ついて述べる。

〔つなぎ積木〕

つなぎ積木は、第５図に示すように、部分形状同士のつ
なぎ作業に使用する。立体形状間を直接、または、間に
新たな立体を定義して連結する機能である。この機能は
次のようにいくつかのコマンドからなっている。

（ア）帯つなぎ（第５図ａ） 複数の帯状の面の間を滑らかにつなぐ機能。

（イ）ダイレクトつなぎ（第５図ｂ） 複数の面と互いの交線で余分な部分を切り捨ててつなぐ
。

（ウ）穴埋めつなぎ（第５図Ｃ） 複数の線間にルールド面またはブレンド面を作成する。

（工）フィレットつなぎ（第５図ｄ〉 線と線、線と面、面と面の間にフィレット面を張り、同
時に端の余りを切り捨てる。

〔こぶ積木〕

こぶ積木は、第６図に示すように、基本形状に対し付属
的に構威される形状の定義を行う。

具体的には穴、座、ジョッグル、ビード形状を作成する
機能である。この機能は次のようなコマンドからなって
いる。

（ア）穴（第６図ａ） 穴中心点、穴プロフィール線を定義する。

（イ）座（第６図ｂ） 座面形状を立体として作戒する。座を構或する座中心点
７２、座端７６、座穴７０、座斜面７８、．Ｉ！［面７
４、座足８０のパラメータを連続して入力することによ
り、一体型のこぶ形状として作威される。

（ウ）ジョッグル（第６図Ｃ） ジョッグル形状を立体として作戒する。ジョッグルを定
義する条件としては、ジョッグルを付ける面が定義され
ていなければならない。

（工）ビード（第６図ｄ） ビード形状を作戒する。但し、ビード形状は相手の面の
交線、ビード中心線、ビード内の稜線の集合として表現
される。

〔積木操作〕

積木操作は、既に定義された形状に対しコピーあるいは
変換した形状等を作成する。

（ア〉　コピー 図形を他の形状の集合体くブロック〉へ複製、マージを
行う。

（イ）変換 図形をコピーして、平行移動、回転、拡大、縮小、対称
移動等の座標変換を行う。

（ウ）板厚変換 立体として定義された形状を板厚変換された形状に自動
的に作戒する。

（工）板厚方向、板厚値 立体の板厚方向、板厚値の設定、変更を行う。

〔積木編集〕

積木編集は、第７図に示すように、面、立体の結合、分
割等の編集機能を有するコマンド群である。

（ア〉分割（第７図ａ） 分割は、複数の線および面を切断し分離する。

（イ）切り捨て（第７図ｂ〉 切り捨ては、複数の線および面を切断し不要を削除する
。

（ウ）延長（第７図Ｃ） 延長は、面および線の延長をする。

（幻面分け（第７図ｄ） １枚の面を一端が境線に、他の一端が面内にある面上の
線で面を分割する。

（１）複合面一体化（第７図ｅ） 複数の接続した面を１枚の面として扱えるように複合面
にする。

（力）形状面一体化（第７図ｆ〉 隣接する複数の立体を滑らかに１つの立体にする。接す
る境界はなくなる。

（キ）頂点合わせ（第７図ｇ） 立体モデル内の頂点（複数の線の交点）の離れを補足し
て隙間をなくす。板厚変換を行ったとき等に使用する。

（ク）形状面化（第７図ｈ） 同一面上にある複数の線で閉じられた面を定義する。こ
の面は立体として扱われる。

《ケ）ブロック切り貼り（第７図ｉ〉 異なるブロックに存在する２つの立体モデルを連結し、
１つの立体モデルにする。余分な部分は切り捨てる。

（コ〉　こぶ切り貼り（第７図ｊ〉 こぶ積木で作成された立体とは別に後で取り外し可能な
状態として立体の連結を行う。

（サ〉　こぶ分離（第７図ｋ） こぶとして連結した立体のこぶ形状を削除し基本形状に
戻す。

次に、第８図に上記のようなラフ入力された形状を正確
な形状に修正するためのフローを示し、そのフローにつ
いて説明する。

先ず、ラフ形状を入力する（９２）。入力したラフ形状
の構戊要素の各々に夫々固有の番号を割り付け（９４）
、ラフ形状の構或要素毎に寸法、座標値を人力する（９
６〉。この場合、直読寸法を入力する。次いで、ラフ形
状の各面と外形面の対応関係をデータベース５４に格納
する（１００）。セクション積木毎に断面を求めて補間
して３次元化する（１０２）。この場合、線は３次元化
したデータと入れ替える。面は面創製情報のみ（直線、
円弧方向、半径）を持つ。ビュー積木毎に２次元形状を
求める（１０４）。線は２次元データをデータベース５
４に保存し、面は面創製情報をデータベース５４に保存
する。さらにビューとビューピューと面の関係の満たさ
れているものの精密化をする（１０６）。参魚データが
満足して・いるもの、参照データが未定義のものについ
てもｔｒｅｅを作成する（１０８）。ｔｒｅｅを順にた
どって精密化の計算を行う（１１０）。精密化は連立方
程式を解く要領で行う。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、画面上にマウス等を用
いてラフな図形を入力し、その形状データとして基準か
らの距離、角度、線分の長さ等を入力し、コンピュータ
が入力されたデー夕からラフな図形を正確な図形に直し
て表示するようにしている。この場合、入力すべき図形
の大まかなイメージを入力すれば作製が可能となるため
、オペレータの負担が減少するとともに、入力の誤りも
減少するという効果が得られる。従って、形状データ作
成の高効率化が達或される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるＣＡＤシステムの概略構戒
図、 第２図はＣＡＤシステムのプログラム構或図、第３図は
本発明方法の実施例の説明図、第４図は本発明方法の他
の実施例の説明図、第５図は本発明方法により得られた
形状データに基づくつなぎ積木の説明図、 第６図は本発明方法により得られた形状データに基づく
こぶ積木の説明図、 第７図は本発明方法により得られた形状データに基づく
積木編集の説明図、 第８図は本発明方法により得られた形状データに基づく
精密化フロー、 第９図は従来のＣＡＤシステムにデータを入力する場合
の説明図である。 ２・・・コンピュータ ６・・・図形出力装置 ８・・・グラフィックディスプレイ装置１０・・・タブ
レット　　　　１２・・・キーボード１４・・・マウス
　　　　　　１６・・・ライトペン４・・・大容量記憶
装置 −４９０− （ｄ） Ｆｌ （Ｃ） ／コ ／ク ＦＩＧ．６ （ｂ） （ａ） （ｄ） −４一 ＦＩＧ．７ （ｄ） （ｉ） （ｅ） （ｊ） （ｆ） （ｋ） （ｂ） （ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣＡＤシステムによって形状データを作成する方
   法において、 当該システムの許容範囲内でのラフな形状データを受け
   入れる第１の工程と、 前記ラフな形状データの寸法データを受け入れる第２の
   工程と、 受け入れた前記ラフな形状データと前記寸法データから
   正確な形状データを求める第３の工程と、 を備えることを特徴とする形状データ作成方法。