JPH0336668A - Cadシステムにおける形状生成方式 - Google Patents

Cadシステムにおける形状生成方式

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JPH0336668A
JPH0336668A JP1171056A JP17105689A JPH0336668A JP H0336668 A JPH0336668 A JP H0336668A JP 1171056 A JP1171056 A JP 1171056A JP 17105689 A JP17105689 A JP 17105689A JP H0336668 A JPH0336668 A JP H0336668A
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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、CAD (コンピュータ援用による設計)シ
ステムにおける形状生成方式に関するものである。
[従来の技術] 従来、CADシステムを用いて設計物の形状を生成する
場合、線分、円弧、円、楕円弧、楕円、スプライン等の
形状要素を逐次指定しながら生成するのが一般的である
第2図は、3次元CADシステムにおける従来の形状生
成方式の説明図である。今、第2図(A)に示す厚みが
一定の直方体形状のブロック物1の形状を生成するもの
とする。
従来方式では、まず、入力したい最終形状上の厚み方向
と直交する表面2を構成している各形状要素2bl〜2
b4を、第2図(BL)〜第2図(B4)に示すように
個々に順次入力していく。
このようにして表面2の形状の生成を終了すると、オペ
レータは、表面2と裏面3とを結ぶ投影方向及びその長
さ情報を入力する。これにより、CADシステムは、内
部で演算して第2図(C)に破線を付した裏面の各形状
要素2cl及び稜線を表す各形状要素2c2を生成して
、最終的に第2図(B5〉に示す3次元形状を生成する
第3図は、表面における形状要素と生成される稜線との
関係を示すものであり、この関係から稜線が形成される
。点要素を除いて各形状要素に対しては、稜線を自動的
に生成するようになされている。
なお、第2図(C)に示す一括処理によって稜線や裏面
の形状要素を生成する方法の他に、従来、第2図(Dl
〉、(B2>、・・・のようにこれら各形状要素を逐一
人力していく方法もある。
また、稜線を自動的に生成する方法と、各形状要素を逐
一人力する方法とを選択可能にしたCADシステムも既
に提案されている。
このようにして生成された形状が図形記憶装置に記憶さ
れる。
ところで、実際上、生成された形状を修正する場合があ
る。また、既に生成された形状に類似した形状を生成し
ようとする場合もある。類似した形状を生成する場合、
既に生成された形状を読出してその一部を修正して新た
な形状を生成することが簡単である。
形状を修正する場合、従来では、各形状要素を指定して
形状要素毎に修正し、又は、オペレータが予め複数の形
状要素をグループとして指定し、このグループ化の情報
を用いて修正していた。
なお、グループ化は、従来のCADシステムにおいては
、形状生成の入力機能として用意されているものではな
く、他の機能のために設けられているものが多く、この
情報を用いてグループ内の形状要素の位置の修正(移動
や回転)や形状要素の削除を指示することができるよう
になされていた。
[発明が解決しようとする課題] 第4図及び第5図はそれぞれ、従来の形状修正例を示す
ものである。
第4図は直方体形状の稜線の長さを修正する場合である
。この場合、第4図(A)に示す形状要素el”−e8
毎にその位置情報や長さ情報を指示して、第4図(B)
に示す形状に修正する。第5図は、貫通孔e9〜e14
の径を修正する場合である。グループ化情報を利用した
修正は、位置の修正に限定されているので、この場合も
貫通孔にかかる各形状要素e9〜e14毎に修正する。
このように、従来の形状生成方式に従って生成された形
状の修正には、非常に多くの操作を必要とし、しかも、
その指示手順も複雑になっていた。
実際、生成される形状は、第4図及び第5図に示すよう
な単純な形状ではなく、多くの部品を積み上げた形状と
なっているので、かかる操作性の問題は大きな問題であ
る。
また、従来、形状の入力操作にも多くの時間や工数が割
かれており、操作性の問題が生じていた。
そこで、既に生成された形状を修正して新たな形状を生
成することで、形状の生成操作を簡単にすることも考え
られるが、上述のように、修正動作にも操作性の問題が
あり、十分な効果を奏するものとはなっていない。
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、修
正操作を簡単にすると共にその操作時間が短くすること
ができるように初期の形状を生成する形状生成方式を提
供しようとするものであり、また、初期の形状から修正
された新たな形状を簡単な操作で短時間で生成すること
ができる形状生成方式を提供しようとするものである。
[課題を解決するための手段] かかる課題を解決するため、第1の本発明においては、
入力操作に応じて設計物体の形状データを生成するCA
Dシステムにおける形状生成方式において、生成する形
状データを、形状を表す形状データ本体と、形状補助デ
ータとの組み合わせとし、さらに、形状補助データを、
形状要素の特徴を表すパラメータとこのパラメータ変更
により形状データ本体を修正する際に必要となる修正時
補助データとでなる構造とし、生成された形状データ本
体に基づいて形状補助データを生成する形状補助データ
生成部を設けた。
また、第2の本発明においては、第1の本発明にかかる
CADシステムに形状修正部を設け、当該形状修正部が
、入力操作により変更が指示されたパラメータの内容及
び指示されたパラメータが付与されている形状要素の修
正時補助データに基づいて、形状データ本体を修正して
再生成するようにした。
し作用] 第■の本発明においては、従来と同様な形状データ本体
だけを生成するのではなく、生成時に、形状補助データ
を形状補助データ生成部が生成するようにした。この形
状補助データは、形状要素毎に生成されるものであり、
形状要素の種類や大きさや形状要素線分の方向等の形状
要素の特徴を表すパラメータと、パラメータが変更され
たときに形状データ本体を変更するために必要となる、
形状要素同士の関係や形状要素の特定点座標等の修正時
補助データとがらなり、形状補助データ生成部は、形状
データ本体から形状補助データを生成する。
第2の本発明は、既に生成された形状を修正して新たな
形状を生成するものに関する。この発明では、形状デー
タ本体に関する修正内容をパラメータの変更内容を入力
操作して行なうものである。
形状修正部は、パラメータが変更されると、形状補助デ
ータの情報を参照しながら、変更されたパラメータに基
づいて形状データ本体を修正する。
このようにして、パラメータの変更によって形状データ
本体を修正する。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述する
第1図は、本発明の一実施例の形状生成方式を適用した
CADシステムを形状生成面から示すブロック図である
第1図において、このCADシステムは、入ヵ装置■と
、図形処理装置2と、図形表示装置3と、図形記憶装置
4とからなる。
入力装置(は、例えば、デジタイザ、マウス、キーボー
ドを備えたものであり、オペレータが操作して指示した
情報、すなわち、処理モードや形状要素名(線分・円弧
・円等)や図形座標(数値・位置〉等の情報を取り込ん
で図形処理装置2に与えるものである。
図形処理装置2は、入力装置lから与えられた情報に基
づいて形状を生成するものであり、また、図形表示装置
3に形状図形やその他の情報を表示させるように制御す
るものであり、さらに、後述する形状データ本体や形状
補助データを図形記憶装置4に記憶させたり、図形記憶
装置4から取り出したりするものである。
図形表示装置3は、例えばCRTデイスプレィからなり
、上述のように、図形処理装置2の制御下で図形処理装
置2から与えられる形状図形等を表示するものである。
図形記憶装置4は、この実施例の場合、生成された形状
データ(以下、後述する形状補助データと区別するため
形状データ本体と呼ぶ)を格納する形状データ本体格納
部41と、形状データ本体と関係する、形状データ本体
の修正時に利用する形状補助データを格納する形状補助
データ格納部42とからなる。
図形処理装置2は、詳細には、以下の各部より構成され
ている。当該図形処理装置2と接続する入力装置1、図
形表示装置3及び図形記憶装置4それぞれを制御する入
力取込部21と、表示制御部22と、記憶制御部23と
を備えている。このような外部装置の制御構成に加えて
形状の生成のために、2次元形状生成部24と、形状補
助データ生成部25と、3次元形状生成部26と、形状
修正部27とを備えている。
2次元形状生成部24は、入力装置■がらの形状要素情
報(形状要素種類や座標データ)から2次元形状を生成
するものである。
形状補助データ生成部25は、この実施例の場合、2次
元形状の生成時や3次元形状の生成時に形状補助データ
を生成するものである。形状補助データは、例えば、各
形状要素の要素種類を含んだ形状要素に対する識別情報
Fl、形状要素の特定点(例えば、直線であれば両端点
、円弧であれば両端点及び中心点〉の座標情報F2、形
状要素の大きさ情報(例えば、直線であれば長さ、円弧
であれば径情報や中心角)F3、形状要素に関連する他
の形状要素情報(例えば、投影方向形状要素及び稜線形
状要素〉F4、形状要素の特徴を表すパラメータF5か
らなる(後述の第7図参照)。
なお、パラメータを除いた形状補助データは、パラメー
タの変更に基づいて形状データ本体を修正する際に必要
となる情報であって、必要に応じてこれら情報を纏めて
修正時補助データと呼ぶ。
3次元形状生成部26は、既に生成された2次元形状及
び入力装置1からの投影情報から3次元形状を生成する
ものである。
形状修正部27は、既に生成された形状く形状データ本
体〉を、形状補助データを参照しながら修正するもので
ある。
第6図は形状生成時の処理手順を示すフローチャート、
第7図は図形記憶装置4の形状補助データ格納部42に
格納される形状補助データについての説明図である。
次に、第6図を用いて形状生成時の処理手順を説明する
。なお、この説明において適宜第7図を参照する。
オペレータは、生成しようとする設計物体の3次元形状
の表面(2次元形状)の形状要素情報を入力装置1に対
して順次入力する。2次元形状生成部24は、入力取込
部21を介して形状要素情報が与えられる毎に図形デー
タである形状データ本体に変換して図形表示装置2及び
図形記憶装置4に与えて入力された段階までの生成形状
を表示させると共に、図形記憶装置4の形状データ本体
格納部4■に格納させる(ステップ100.101)。
この後、形状補助データ生成部25は、入力された形状
要素に対して識別情報(形状要素種類情報を含めた情報
)を付与し、その識別情報と共にその形状要素の特定点
情報及び大きさ情報を、記憶制御部23の制御下で図形
記憶装置4の形状補助データ格納部42に記憶させる(
ステップ102>。
このようなステップ100〜102でなる処理を投影情
報が与えられていないことを確認しつつ(ステップ10
3)、1個の形状要素情報が与えられる毎に行なう。
例えば、第7図(A)に示す立方体物体の形状を生成す
る場合においては、かがる処理までで表面の4個の形状
要素Ll〜L4 (なお、ががる符号は要素の識別情報
をも示すものとする)が入力されて、要素LL−L4で
なる長方形形状が図形表示装置3に表示されると共に、
その形状データ本体が図形記憶装置4に記憶される。ま
た、形状補助データ格納部42については、第7図(B
>に示す識別情報L1〜L4にかがる欄の特定点座標情
報エリア及び要素の大きさ情報エリアにそれぞれの情報
が格納される。
オペレータは、表面形状(2次元形状)の全ての形状要
素の入力が終了すると、2次元形状がら3次元形状を生
成させるのに必要な投影情報を入力する。ここで、投影
情報の入力は、2次元形状の形状要素の入力終了を意味
する。
この実施例の場合、図形処理装置2は、投影情報が与え
られたときに、直ちに、3次元形状の生成を行なうので
はなく、2次元形状の各形状要素に対するパラメータの
生成を行なってから3次元形状の生成処理に進む。
投影情報が与えられたとき、形状補助データ生成部25
は、既に入力された2次元形状の1個の形状要素の全て
の情報、すなわち、形状データ本体及び既に作成されて
いる形状補助データを取出す(ステップ104)。その
後、収出した形状要素が、既にパラメータが付与された
形状要素と、同一の大きさを有し、がっ、平行移動関係
又は線対称関係にあるか、すなわち、形状の修正時に同
一内容の修正を要するものが否かを判別する(ステップ
105)。この判別により、否定結果を得ると、この形
状要素に新たなパラメータを付与し、他方、肯定結果を
得ると、既に他の形状要素に付与されているパラメータ
と同一のパラメータを付与して図形記憶装置4の形状補
助データ格納部42に格納させる(ステップ106.1
o7)。
ここで、パラメータとは、パラメータを識別するための
符号と、その形状要素の特徴を表すパラメータ内容とか
らなる。
第8図(A>は、パラメータ内容の記述方法例を一部の
パラメータ種類について示すものである。
パラメータ内容は、パラメータ種類を記述する文字(L
、R,D又はA〉と形状要素の大きさ情報(↓0.5、
lO又は30)とからなる。なお、角度パラメータのよ
うに2個の形状要素に関するものは、相手側形状要素を
明らかにする。なお、1藺の形状要素について複数のパ
ラメータが付与されることもある。
その後、形状補助データ主成部25は、2次元形状の全
ての形状要素に対するパラメータの付与処理を行なった
か否かを確認し、行なっていない場合は、上述のステッ
プ104に戻る(ステップ103〉。
例えば、第7図(A)の表面形状について、形状要素L
Lには、パラメータ符号prml及び1゜5mmの直線
であることを表すパラメータ内容f115でなるパラメ
ータが付与され、この形状要素L(と線対称又は平行移
動関係にある形状要素L3にも同一のパラメータが付与
される。同様に、形状要素L2及びL4に対してパラメ
ータprm2(夏20)が付与される。
なお、第7図(A)に示すブロック物形状の場合には、
角度パラメータは90度以外の角度で交差する形状要素
に対してのみ付与するようにしても良い。他方、板金物
形状では、折り曲げ角度が問題となるので、常に角度パ
ラメータを付与することが好ましい。
第7図(B)は、角度パラメータの付与を実行していな
い場合を示している。
このようにして2次元形状の各形状要素に対するパラメ
ータ付与が終了すると、3次元形状生成部26は、ステ
ップ103で入力された投影情報、すなわち、投影方向
及び稜線の長さ情報に基づいて、既に生成されている2
次元形状から3次元形状を生成して図形表示装置3に表
示させると共に、図形記憶装置4の形状データ本体格納
部41に記憶させる(ステップ109)。なお、ががる
処理は従来と同様であり、この処理によって、稜線の形
状要素及び裏面の形状要素が新たに生成されることにな
る。
第7図(A>の形状については、かがる処理により、裏
面の形状要素L5〜L8及び稜線の形状要素L9〜LL
2が生成され、第7図(A)に示す全体形状が表示記憶
される。
形状補助データ主成部25は、このようにして新たに生
成された形状要素に識別情報を付与し、形状データ本体
に基づいて形状要素の大きさ情報及び特定点座標情報を
生成して図形記憶装置4の形状補助データ格納部41に
記憶させる(ステップ110〉。
その後、形状補助データ主成部25は、表面及び裏面の
形状要素については、接続されている稜線情報及び反対
面での対応する形状要素情報でなる関連情報を生威し、
稜線の形状要素についてはこの稜線が接続する表面及び
裏面の形状要素情報でなる関連情報を生成して図形記憶
装置4の形状補助データ格納部41に記憶させる(ステ
ップ111)。
これまでの処理により、第7図(A)の場合、形状要素
L5〜L12のパラメータを除き形状補助データが形成
されて記憶されたことになる。
次いで、形状補助データ主成部25は、稜線の形状要素
の全てについて同一の新たなパラメータを付与して図形
記憶装置4の形状補助データ格納部4■に記憶させ、裏
面の形状要素については対応する表面の形状要素と同一
のパラメータを付与して図形記憶装置4の形状補助デー
タ格納部4′1に記憶させる(ステップ112.113
)。
第7図(A>の場合、かがる処理によって稜線の形状要
素L9〜L12に対して、新たなパラメータprm3 
(Q 40>が付与される。また、裏面の形状要素L5
、L6、L7、L8に対してそれぞれ、表面の対応する
形状要素LL、L2、L3、L4と同一のパラメータp
rml (j! 15)、prm2 (j! 20> 
、prml (,1!15) 、prm2 (j! 2
0)が付与される。
これにより、第7図(A)の場合、第7図(C)に示す
ように各形状要素にパラメータが付与されたことになる
このようにして全ての形状要素に対する形状補助データ
の生成が終了すると、形状補助データ生成部25は、入
力装置1からパラメータの変更追加モードが指示された
か否かを判断し、指示された場合には、指示内容に応じ
て形状要素に付与されていたパラメータを変更し、又は
、新たなパラメータの追加を行ない、パラメータの変更
追加が終わったとき、又は、パラメータの変更追加が指
示されないときに、形状生成処理を終了する(ステップ
114.115)。
例えば、第7図(A>の場合、かかる変更追加処理を利
用して、形状要素Ll及び12間(従って要素L5及び
L6間)の角度をもパラメータとして追加することがで
きる。
このようにして、形状データ本体だけでなく、パラメー
タを含めた形状補助データが形状生成時に生成されて図
形記憶装置4に格納される。
第9図は、既に生成された形状を修正する場合の処理手
順を示すフローチャートである。
次に、この第9図を参照しながら、形状の修正処理(再
生成処理〉を説明する。
形状修正部27は、入力装置lがら修正モードが指示さ
れたときに修正処理を開始し、指示された形状について
の形状データ本体及び形状補助データを図形記憶装置4
がら取出して図形表示装置3によって3次元形状図形を
表示させると共に、形状補助データを第7図(B)に示
すような表形式で同時に表示させる(ステップ120)
。次いで、修正すべき形状要素情報を入力装置lがら取
込み、その形状要素に関するパラメータを認識する(ス
テップ121)。
その後、形状修正部27は、認識されたパラメータをパ
ラメータとする全ての形状要素を、形状補助データ格納
部42の格納内容に基づいて取り出すくステップ122
)。次いで、形状修正部27は、入力装置lを用いてオ
ペレータが入力したパラメータの修正情報を収り込んで
、指示された修正内容にそのパラメータを変更する(ス
テップ123)。なお、このとき、指示されたパラメー
タにかかる形状要素を目視確認させるように表示上で、
その形状要素の色を他の形状要素の表示色と変えたり、
そのパラメータ変更が指示された形状要素のデータを表
示形状とは異なる位置に別個表示したりするようにして
も良い。
この後、パラメータの内容が変更された形状要素につい
ての関連形状要素情報及び特定点情報に基づいて、各形
状要素の形状補助データを修正すると共に、形状データ
本体を修正する(ステップ120〉。この場合において
、例えば、表面の形状要素及び稜線にかかる形状要素に
ついては、−方の端点(例えば、原点座標に近い側の点
)を固定点として修正する。
このようにして1個のパラメータの修正入力に応じた修
正が終了すると、他の修正が指示されたか否かを判断す
る(ステップ125〉。その結果、修正する形状要素(
パラメータ)があると判断すると、上述のステップ12
1に戻る。他方、これ以上の修正が指示されていないと
判断すると、修正後の形状を新規登録することが指示さ
れたか否かを判断する(ステップ126)。
その結果、新規登録が指示された場合には、入力された
形状の識別情報を取り込んで図形記憶装置4の新たなエ
リアに形状データ本体及び形状補助データを記憶し、他
方、新規登録が指示されない場合には、いままで格納さ
れていた図形記憶装置4のエリアに形状データ本体及び
形状補助データを再格納する(ステップ127.128
〉。
従って、上述の実施例によれば、生成時に各形状要素に
ついて形状データ本体だけでなく形状補助データをも併
せて登録するようにしたので、修正時及び既に登録され
た形状を利用した新たな形状の生成を形状補助データ、
特にパラメータを利用して容易に行なうことができる。
例えば、第10図(A)に示すような板金形状が既に登
録されており、その表面形状について、第1O図(B)
に示すように各形状要素にパラメータが設定されている
と、それらパラメータを変更することにより、第■0図
〈C1〉、(C2〉、(C3)のような各種の形状を修
正処理を通じて生成することができる。第10図(B)
に示すパラメータprm12は、折曲げによるアールを
示すパラメータであって径0を内容とするものであるが
、このような0を内容とするパラメータをも予め生成し
ておくことができる。
なお、上述の実施例では、3次元CADシステムに本発
明を適用したものを示したが、2次元CADシステムに
対しても本発明を適用することができる。
また、上述の実施例においては、表面及び裏面を結ぶ側
面に、突起部分や孔等を有しない形状について示したが
、側面にも変化を有する形状に対しても本発明を適用す
ることができる。
さらに、上述の実施例においては、各形状要素との関係
でパラメータを付与するものを示したが、第8図(B)
に示すように、形状全体に対するパラメータ、例えば、
質量や材質等を表すパラメータをも付与するようにして
も良い。
さらにまた、上述では、パラメータに対する制約がない
ものを示したが、自動的に又は入力操作に基づいて、パ
ラメータに対して修正可能な範囲を設定するようにして
も良い。第11図(A)は、条件式によってパラメータ
の修正範囲を制約された形状の例を示すものである。こ
の場合には、パラメータの修正指示の取込みが終了した
とき、この条件式を満足するが否がを判断し、満足され
たときに、初めて修正を行なうものである。従って、こ
の例の場合、条件式に従うと、第11図(B)に示す形
状を修正によって再生成することはできない。なお、第
11図(B)における条件式におけるパラメータ符号は
、長さを指示しているものとする。
また、形状要素に対するパラメータは、修正を容易にす
る特徴表現であれば良く、上記実施例の表現に限定され
ない。例えば、グループ化情報や色情報をもパラメータ
とするようにしても良い。
各座標軸方向に沿う成分の長さで表わしても良い。
この場合、同一内容の形状要素かの判別がし易いものと
なる。また、座標原点からの形状要素の特徴点座標まで
の長さでパラメータを設定するようにしても良い。この
場合、座標原点位置を変更することにより、全体を平行
移動した修正をも可能となる。修正時補助データも上記
実施例のものに限定されず、例えば、稜線以外の接続関
係情報をもデータに含めるようにしても良い。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、形状データ本体の他に
、各形状要素について修正可能な情報をパラメータの形
で設定すると共に、このパラメータの変更による修正を
可能とする各種情報をも生成しておくようにしたので、
修正による再生成を容易に行なうことができ、最初の形
状生成には多少の時間を要するが、多くの形状生成から
みると、その生成入力操作を簡単なものとすることがで
きてトータルとしての入力操作時間を短いものとするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による形状生成方式°の一実旅例を適用
したCADシステムを示すブロック図、第2図は従来の
形状生成方式を示す説明図、第3図は稜線の生成規則を
示す図表、第4図及び第5図はそれぞれ従来の欠点を説
明する説明図、第6図は上記実施例での当初の形状生成
処理を示すフローチャート、第7図は形状補助データ例
を示す説明図、第8図はパラメータの表現の説明図、第
9図は上記実施例の形状修正処理を示すフローチャート
、第1O図は修正処理を通じて再生成される形状を示す
説明図、第11図はパラメータに対する条件式の設定を
示す説明図である。 l・・・入力装置、2・・・図形処理装置、3・・・図
形表示装置、4・・・図形記憶装置、2■・・・入力取
込部、22・・・表示制御部、23・・・記憶制御部、
24・・・2次元形状生成部、25・・・形状補助デー
タ生成部、26・・・3次元形状生成部、27・・・形
状修正部、41・・・形状データ本体格納部、42・・
・形状補助デー夕格納部。 実施例を適用したCADノステムの7゛ロフク第1図 第2図 稜線の生成の説明図 第3図 従来の形状修正の説明図(1) 第4図 従来の形状修正の説明図(2) 第5図 実施例の形状修正、再生成処理の7a−fr)第9図 バラ/−夕の条件式の説明図 第11図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力操作に応じて設計物体の形状データを生成す
    るCADシステムにおける形状生成方式において、 生成する形状データを、形状を表す形状データ本体と、
    形状補助データとの組み合わせとし、上記形状補助デー
    タを、形状要素の特徴を表すパラメータとこのパラメー
    タ変更により上記形状データ本体を修正する際に必要と
    なる修正時補助データとでなる構造とし、 生成された上記形状データ本体に基づいて上記形状補助
    データを生成する形状補助データ生成部を設けたことを
    特徴とするCADシステムにおける形状生成方式。
  2. (2)上記CADシステムに形状修正部を設け、当該形
    状修正部が、入力操作により変更が指示されたパラメー
    タの内容及び指示されたパラメータが付与されている形
    状要素の修正時補助データに基づいて、上記形状データ
    本体を修正することを特徴とする請求項第1項に記載の
    CADシステムにおける形状生成方式。
JP1171056A 1989-07-04 1989-07-04 Cadシステムにおける形状生成方式 Expired - Lifetime JP2828271B2 (ja)

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