JPH04195474A - 組立品設計ｃａｄシステム - 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１組立品設計ＣＡＤシステムに関し。

特に１組立物の設計を支援できるＣＡＤシステムにおい
て、２次元形状データと３次元形状データとを統合して
扱える組立品設計ＣＡＤシステムに関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、３次元の形状モデルを扱えるＣＡＤシステム
が数多く開発されている。これらのシステムでは、３次
元形状を任意の方向から見た図を表示できる領域（３次
元ビューと称する）と、２次元形状を表示できる領域（
２次元ビューと称する）をグラフィックデイスプレィ装
置の画面上に設定し、２次元形状から３次元形状への変
換処理、あるいは、３次元形状から２次元形状への変換
処理を効率よく実行できるための工夫がなされている。

また、この場合、２次元ビューも３次元形状の投影画像
を表示できるようにして、２次元形状と３次元形状を混
在させて操作できるように構成したシステムが開発され
ている。

２次元形状と３次元形状を混在されて操作できることに
よる大きな利点の一つは、作成する形状モデルの中で、
３次元形状でなければ設計できない部分は３次元形状状
を作成して設計を行い、２次元形状だけで十分に設計で
きる部分についてに３次元形状よりも作成、操作の容易
な２次元形状での作成として、全体のモデルを設計し、
検討できることにある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、３次元形状を扱う場合、３次元形状は２次元
形状に比べて、データ量が多くなり、処理時間も多くを
必要とする。一方、設計者−の多くは、これまで２次元
形状を扱うシステムに習熟しており、設計する製品も２
次元形状で十分に設計できる部分が多くある。このため
、２次元形状；と３次元形状とを混在して使えるシステ
ムが一実用的なＣＡＤシステムとなっている。

複数の部品から成る製品の形状モデルを作成する場合に
は、３次元形状で設計しなければならない部品と、２次
元形状で設計できる部品とが混在する。この場合、これ
らの３次元形状で設計した部品、２次元形状で設計した
部品などの各々の複数の部品が、例えば、木構造の部品
配置となって組み合わされて、一つの製品を構成するこ
とになる。設計者がＣＡＤシステムにより製品を設計し
検討する場合は、製品全体を呼び出して作業する場合も
あれば、部品組立品あるは単品の部品で呼び出す場合も
ある。

単品の部品を呼び出して設計する場合は、３次元形状を
２次元ビューに投影して操作できれば良く、この場合に
は、３次元座標系と２次元ビューとの位置関係を考慮し
て座標変換を行えばよい。

しかし、製品を構成する部品は、木構造の親子関係を持
っており、子部品は親部品に対してそれぞれ適当な階層
的な位置関係に配置されている。

このため、各部品は、各々部品ごとに座標系を持ち、子
部品には親部品の座標系の中での配置情報が設定される
。どの階層で部品を呼び出すかによって座標系が異なる
。例えば、単品では正面図となる２次元形状が、当該単
品が組込まれた部品組立品の図では平面図となり、製品
全体としては側面図となることがある。

したがって、２次元形状の部品がどの２次元ビューに対
応するかを各階層の部品ごとに管理できる仕組みが必要
である。また、ある部品を３次元空間内で移動し、回転
した時、２次元形状も対応して移動する必要がある。こ
のため、２次元形状を単に２次元ビューに表示するだけ
では不十分であり、３次元空間での２次元ビューの位置
を意識した投影となるようにすることが必要である。

上述した従来の技術では、必要とされる上記の２点につ
いての配慮がなされておらず、複数の単品の組合せから
なる組立品を設計するＣＡＤシステムには適用できない
という問題がある。

本発明の目的は、多数の部品から成る組立品に対して、
３次元形状データと、２次元形状データを混在させて操
作することができ、より効率的に組立品の設計支援がで
きる組立品設計ＣＡＤシステムを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の組立品設計ＣＡＤシ
ステムは、木構造で製品を構成する部品の親子関係と配
置情報を階層的に管理し、任意の階層で部品単位に形状
を操作できる組立品設計ＣＡＤシステムであって、２次
元形状を持つ部品の部品形状ファイルと、３次元形状を
持つ部品の部品形状ファイルと、各階層の部品ごとに３
次元座標系と２次元ビューとの位置関係を示す投影情報
および親部品と子部品との間で２次元ビューの対応関係
を示す配置情報を格納する部品構成ファイルとを備え、
投影情報および配置情報により部品間を辿りながら座標
変換を行う座標変換処理と、子部品の２次元形状を上位
部品の対応する２次元ビューに投影して表示する表示処
理とを行い、２次元形状部品と３次元形状部品とを混在
操作を可能とすることを特徴とする。

〔作用〕

これによれば１組立品設計ＣＡＤシステムには、２次元
形状を持つ部品の部品形状ファイルと、３次元形状を持
つ部品の部品形状ファイルと、部品構成ファイルとが備
えられる。部品構成ファイルには、各階層の部品ごとに
３次元座標系と２次元ビューの位置関係を示す投影情報
が格納され、親部品と子部品との間で２次元ビューの対
応関係を示す配置情報が格納されている。組立品の設計
支援を行う場合、部品構成ファイルを参照し、投影情報
および配置情報により、部品間を辿りながら座標変換を
行う座標変換処理と、子部品の２次元形状を上位部品の
対応する２次元平面上に表わす表示処理とを行う。これ
により、親子関係にある製品の組立部品において、各階
層の組立部品ごとに２次元形状部品と３次元形状部品と
を混在して任意に操作することが可能となる。

このように、木構造を成す部品の親子関係を記述し１部
品間の配置情報を管理して、任意の階層において部品単
位に各部品の形状を操作する場合に、２次元形状部品と
３次元形状部品とを混在して操作することができ、組立
品の設計の操作を効率よく行うことができる。すなわち
、親部品と子部品の間での２次元ビューの対応関係を示
す配置情報を、最下位の部品から最上位の部品にまで順
次に辿ることにより、２次元形状をどの２次元ビューに
表示するべきかが判定される。また、子部品の２次元ビ
ューと３次元座標系との位置関係を示す投影情報、およ
び親部品と子部品との間での２次元ビューの対応関係を
示す配置情報から２次元形状を最上位部品に対応する２
次元ビューに表示するために必要な座標変換が決定され
る。子部品の３次元形状は、配置情報の親部品と子部品
との間の対応関係から最上位部品の３次元座標系に座標
変換することができ、親部品での３次元ビューにも表示
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

第１図は１本発明の一実施例にかかる組立品設計ＣＡＤ
システムの要部構成を示すブロック図である。第１図に
おいて、１はＣＡＤ本体処理部、２はグラフィックデイ
スプレィである。３は２次元形状の部品を格納する２次
元部品形状ファイル、４は３次元形状の部品を格納する
３次元部品形状ファイル、また、４は部品構成情報ファ
イルである２部品構成情報ファイル４には、木構造で製
品を構成する部品の親子関係と配置情報を階層的に管理
する木構造の部品構成情報とともに、各階層の部品ごと
に３次元座標系と２次元ビューの位置関係を示す投影情
報と、親部品と子部品との間で２次元ビューの対応関係
を示す配置情報とが格納されている。

ＣＡＤ本体処理部１は、形状表示処理部１１゜座標変換
処理部１２．形状入出力処理部１３．および構成情報入
出力処理部１４から構成されており、各処理部がそれぞ
れの処理を行い、ＣＡＤシステムの操作が行なわれ、グ
ラフィクディスプレイ２の各部品の形状が表示される。

グラフィックデイスプレィ２は１表示画面に複数のウィ
ンドウが開かれ、それぞれのウィンドウに部品の２次元
形状を表示する２次元ビューと、部品の３次元形状を表
示する３次元ビューとが割り付けられる。

各々のウィンドウの２次元ビューまたは３次元ビューで
各々の単品または組立品の部品の形状が２次元表示され
、または、３次元表示される。

第２ａ図および第２ｂ図は、部品構成情報ファイルに格
納される投影情報および配置情報のフォーマットの一例
を示す図である。

各部品の投影情報は、各階層の部品ごと設けらけた３次
元座標系と２次元ビューとの位置関係を示す情報となっ
ている。例えば、第２ａ図に示すように、部品Ａの投影
情報は、キー情報の部品番号２１に続いて、正面図に対
する投影情報２２゜平面図に対する投影情報２３．右側
面図に対する投影情報２４などから構成されている。他
の部品Ｂ２部品Ｅについても同様である。また、部品り
については、３次元形状の部品となっているので、投影
情報は持っていない。ここでの各部品の投影情報は部品
固有情報レコード２０として与えられる。部品固有情報
レコード２０は、各部品ごとに必ず１個定義され１部品
に固有な情報を持つレコードとなっている。なお、部品
の投影情報を有する部品固有情報レコード２ｏは、部品
番号２１をキーとしてアクセスされる。

各々の部品の親子関係は、第２ｂ図に示すような、構成
情報レコード２５で表現される。構成情報レコード２５
には、側部品の部品番号２６と、当該親部品に対応する
子部品の部品番号２７と、子部品の配置情報２８と、側
部品と子部品との間で２次元ビューの対応関係を示す配
置情報２９とが設けられている。この配置情報２９は、
左側が側部品での２次元ビューの配置であり、右側が子
部品で２次元ビューの配置となっており、これらが組と
なり対応関係を示す配置情報となっている。

なお、構成情報レコード２５は、１部品と子部品の部品
番号の対をキーとしてアクセスされる。

このように、３次元形状の部品と２次元形状の部品とを
統一して扱って表示できるようにするため、部品固有情
報レコード２０内に各２次元ビューに対する投影情報を
持ち、構成情報レコード２５で対応関係を示す配置情報
を持つ。これらの情報を使って、２次元形状は座標変換
処理を行い、対応する上位の２次元ビューに表示される
。例えば１部品Ｅの２次元形状は、部品Ｅの部品固有情
報レコード内の投影情報から上位の部品Ｂでの２次元形
状に変換することができる。これは側部品Ｂに対する構
成情報レコード内にある部品Ｅの配置情報から側部品Ｂ
の座標系に変換することにより行う。また、側部品Ｂで
の対応する２次元ビューも、これらのレコードの内容か
ら知ることができる。更に上位の部品の側部品がある場
合には、この処理を繰り返すことによって、最上位部品
における３次元ビューおよび２次元ビューに座標変換を
行い、対応する２次元ビューの表示位置も決定すること
ができる。

このようにして、３次元ビューの部品形状を対応する最
上位の３次元ビューに座標変換して表示し、２次元ビュ
ーに投影して、更に最上位の２次元ビューにおいて表示
する。

第３図は、子部品の３次元形状を最上位部品の３次元ビ
ューに表示するための座標変換処理を示すフローチャー
トである。この座標変換処理を説明すると、まず、ステ
ップ３１において、３次元形状の部品ファイルから子部
品の３次元形状を検索して入力し、次のステップ３２に
おいて、側部品における座標系に変換する１次にステッ
プ３３において、更に上位の制量がある否かを判定し。

更に上位の側部品がある場合、ステップ３２に戻って、
更に上位の側部品の座標系に変換する処理を行う、ステ
ップ３３の判定で更に上位の側部品がないと判定される
と、処理を終了する。このようにして、子部品の３次元
形状を最上位の側部品における座標にまで変換する・ 第４図は、子部品の２次元形状を最上位部品の対応する
２次元ビューに表示するための座標変換処理を示すフロ
ーチャートである。この座標変換処理を説明すると、ま
ず、ステップ４１において、２次元形状の部品ファイル
から子部品の２次元形状を検索して入力し、次のステッ
プ４２において、当該子部品の３次元形状の座標系に変
換する。次に、ステップ４３において、当該子部品の側
部品における座標系に変換する。そして、次のステップ
４４において、配置情報により側部品における対応の２
次元ビューを決定する。次に、ステップ４５において、
更に上位の制量がある否かを判定し、更に上位の側部品
がある場合、ステップ４３に戻って、更に上位の側部品
における座標系に変換する処理を行う。また、ステップ
４５の判定で更に上位の側部品がないと判定されると、
ステップ４６に進み、２次元ビューに当該子部品を投影
する処理を行い、一連の処理を終了する。このようにし
て、子部品の２次元形状を順次に最上位の側部品におけ
る座標にまで変換する座標変換を行い、対応する２次元
ビューに表示する。

第５図は、木構造を成す組立品の部品構成を示す構造情
報の一例を説明する図である。第５図に示すように、こ
こでの組立品の構造は、部品Ａを側部品とし、その子部
品として下位に部品Ｂおよび部品Ｃが配置される。更に
部品Ｂおよび部品Ｃの下位には、部品Ｂを側部品とする
下位の子部品の部品りおよび部品Ｅが配置され、部品Ｃ
を側部品とする下位の子部品の部品Ｆおよび部品Ｇが配
置されて、全体の木構造の部品構成となっている。

ここで最下位の単品部品の部品りは３次元形状の部品で
あり１部品Ｅは２次元形状の部品である。

また、部品Ｆは３次元形状の部品であり、部品Ｇは２次
元形状の部品である。このため、組立品の部品となって
いる部品Ａ２部品Ｂ２部品Ｃで呼び出す時には、それぞ
れ３次元形状の部品と２次元形状の部品が含まれた部品
とし表示される。

第６ａ図、第６ｂ図、第６ｃ図、第６ｄ図、第６ｅ図、
第６ｆ図、および第６ｇ図は、それぞれ第５図の木構造
を有する組立品の各部品をグラフィックデイスプレィ画
面に表示した場合の画面例を示す図である。デイスプレ
ィ画面６０には、３次元ビュー６１のウィンドウと、２
次元ビュー６２のウィンドアが開かれ、各階層の部品が
表示される。２次元ビューの画面は、正面図、平面図。

および側面図の３画面のサブ画面が表示されるように構
成され、３次元ビューは、予じめ設定された方向から見
た斜視図として表示されるように構成されている。

第６ａ図は、部品Ａで呼び出した時の各部品の総組立図
の表示画面の例となっている。第６ｂ図および第６ｃ図
は、それぞれ部品Ｂおよび部品Ｃで呼び出した時の部分
組立図である。また、第６ｄ図および第６ｅ図は、それ
ぞれ部品りおよび部品Ｅで呼び比した時の最下位の部品
の単品図であり、第６ｆ図および第６ｇ図は、部品Ｆお
よび部品Ｇで呼び出した時の最下位の部品の単品図であ
る。２次元形状の部品は２次元ビュー６２にのみ表示さ
れるが、３次元形状の部品は３次元ビューに表示される
と共に、座標変換されて２次元ビューにも表示される。

単品の部品りの３次元形状７１（第６ｄ図）および単品
の部品Ｆの３次元形状７２（第６ｆ図）は、配置情報に
従って座標変換（第３図）され。

組立図の部品の一部として表示される。総組立図の部品
Ａでは、３次元ビュー６１　（第６ａ図）に表示され、
部分組立図の部品Ｂでは３次元ビュー６３（第６ｂ図）
に表示され、また、部品組立図の部品Ｃでは３次元ビュ
ー６５（第６ｃ図）に表示されるように座標変換される
。

２次元形状の部品については、例えば、単品の部品Ｅの
形状は、第６ｅ図に示すように、単品での正面図７３．
平面図７４．右側面図７５として２次元ビューに表示さ
れているが、部分組立図の部品Ｂの表示として２次元ビ
ューに表示される場合には座標変換（第４図）され、第
６ｂ図に示すように、各形状図面７３，７４．７５がそ
れぞれ　ｌ右側面図、平面図、正面図において表示され
る。

また、第６ａ図の総組立図では再び座標変換され、各形
状図面７３，７４．７５がそれぞれ正面図。

平面図、右側面図に表示される。

このようにして、任意の階層での２次元形状部品を３次
元形状部品を混在させて操作することができるので、Ｃ
ＡＤシステムにおいて部品の操作を能率よく行うとかで
きる。

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが１
本発明は、前記実施例に限定されるものテハナく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、３次元形状で
なければ設計できない部分は３次元形状を作成し、２次
元形状だけで良い部分は、操作性の良い２次元形状で作
成し、かつ全体を違和感なく操作できるので、操作性の
良いＣＡＤシステムを構築できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例にかかる組立品設計ＣＡＤ
システムの要部構成を示すブロック図、第２ａ図および
第２ｂ図は、部品構成情報ファイルに格納される投影情
報および配置情報のフォーマットの一例を示す図、 第３図は、子部品の３次元形状を最上位部品の３次元ビ
ューに表示するための座標変換処理を示すフローチャー
ト。 第４図は、子部品の２次元形状を最上位部品の対応する
２次元ビューに表示するための座標変換処理を示すフロ
ーチャート。 第５図は、木構造を成す組立品の部品構成を示す構造情
報の一例を説明する図。 第６ａ図、第６ｂ図、第６ｃ図、第６ｄ図、第６ｅ図、
第６ｆ図、および第６ｇ図は、それぞれ第５図の木構造
を有する組立品の各部品をグラフィックデイスプレィ画
面に表示した場合の画面例を示す図である。 図中、１・・・ＣＡＤ本体処理部、２・・・グラフィッ
クデイスプレィ、３・・・２次元部品形状ファイル。 ４・・・３次元部品形状ファイル、４・・・部品構成情
報ファイル、１１・・・形状表示処理部、１２・・・座
標変換処理部、１３・・・形状入出力処理部、１４・・
・構成情報入出力処理部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、木構造で製品を構成する部品の親子関係と配置情報
   を階層的に管理し、任意の階層で部品単位に形状を操作
   できる組立品設計ＣＡＤシステムであって、２次元形状
   を持つ部品の部品形状ファイルと、３次元形状を持つ部
   品の部品形状ファイルと、各階層の部品ごとに３次元座
   標系と２次元ビューとの位置関係を示す投影情報および
   親部品と子部品との間で２次元ビューの対応関係を示す
   配置情報を格納する部品構成ファイルとを備え、投影情
   報および配置情報により部品間を辿りながら座標変換を
   行う座標変換処理と、子部品の２次元形状を上位部品の
   対応する２次元ビューに投影して表示する表示処理とを
   行い、２次元形状部品と３次元形状部品とを混在操作を
   可能とすることを特徴とする組立品設計ＣＡＤシステム
   。