JPH0644329A - 図面設計/製造情報自動処理システム - Google Patents

図面設計/製造情報自動処理システム

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JPH0644329A
JPH0644329A JP5097445A JP9744593A JPH0644329A JP H0644329 A JPH0644329 A JP H0644329A JP 5097445 A JP5097445 A JP 5097445A JP 9744593 A JP9744593 A JP 9744593A JP H0644329 A JPH0644329 A JP H0644329A
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cad
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mounting
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JP5097445A
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English (en)
Inventor
Tosaku Kojima
東作 小島
Yojiro Tezuka
要次郎 手塚
Teruo Mori
照夫 森
Yoshitoku Nishiyama
良徳 西山
Toshijiro Ohashi
敏二郎 大橋
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】CADに入力するのに手書き図で即時入力する
ことができ、シンボルライブラリ、標準回路ブロック
図、カタログ、文書ファイル、通信回路等からの情報を
CAD情報として利用でき、修正ミスなくする。 【構成】図面・複合情報入力部50により手書き図、カタ
ログ等イメージデータ、文書ファイル、通信回線情報等
の図面・複合情報を入力することができ、CAD情報変
換部80によりCAD用にデータ変換し、CADに入力し
た後、製造・検査情報部100で製造・検査のための情報
を生成して、電子計算機援用製造手段に入力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子計算機援用設計製
造システム(Computer Aided Deaign /Computer A
ided Manufacturing;以降CAD/CAMシステムと
称する)を用いて部品の設計・加工・組立てを行なう図
面設計/製造情報自動処理システムに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】CADシステムは近年製品開発の設計、
製図の省力化や開発期間の短縮化を目的に利用されてい
る。
【0003】例えば、従来のCADを用いてプリント基
板を設計する場合、先ず回路設計CADの段階で、手書
き回路図からCAD入力する場合は、図2に示すように
作業者が手書き図を見ながらデジタイザを用いて入力
し、手書きイメージのようなラスターデータをベクトル
データに変換するか、または手書き回路図を参照しなが
ら回路設計CADのディスプレイ上でCADに直接入力
している。これにより、回路図がCADで清書回路図と
して作成され、このCADデータから接続情報が抽出さ
れ、ネットリストが作成される。
【0004】次に、実装設計CADの段階では、同様に
手書き実装図を見ながらデジタイザを用いてCAD入力
し、同様にドットデータから構成されるラスターデータ
をベクトルデータに変換するか、または手書き回路図を
参照しながら実装設計CADのディスプレイ上でCAD
に直接入力している。これにより、実装図がCADで清
書実装図として作成される。実装設計CADでは、図示
しないが、プリント基板への素子の配置および配線を行
い、未結線の修正、ネットリスト検証を行った後、デザ
インルールチェックを行い、設計チェックを行う。
【0005】このように実装設計が終ると、アートワー
ク設計を行い、フォトデータに基づきフォトフィルムを
作成し、ベアボード製造に必要な図面やリストを作成し
磁気テープに出力させる。また基板製造のためのNCデ
ータを出力して、プリント配線板製造に必要なドリリン
グマシン・外形加工機等のNC機械用のNCデータをテ
ープ出力させる。さらにはベアボードテスタやインサー
キットテスト用のプログラムをテープ出力させる。
【0006】この他、基板実装に必要な自動挿入機・自
動装着機用のプログラムをテープ出力させるようにもな
っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のCAD
システムでは、以下に示すような問題があった。
【0008】即ち、図面などの文字と図及び表から成る
手書き情報は、デジタイザで読み取ってCADに入力す
るが、手書きの旧図面をCADデータとして再利用しよ
うとする場合に、従来デジタイザで情報を一つずつ入力
していたために入力に多大な時間を要していた。更に、
業務の効率化を図るために、図面のほかにカタログやコ
ストデータ等の文書ファイルも一緒にCAD入力したい
という要望もあったが、これらの情報をデジタイザで読
み込むことは膨大な工数を要することになり、実際上こ
れらの情報をCADに入力することはできなかった。
【0009】また、ファクシミリ装置(以下FAXと記
す)などの通信回線からの情報や、磁気ディスク又は光
磁気ディスクなどの情報を上記した図面の情報と一緒に
処理して利用することは、信号の処理系統が異なるため
に出来なかった。
【0010】更に、CADの出力部と、製造・検査装置
の制御部の入力部分とをつなぐインターフェースが、各
装置ごとにまちまちであったので、CADデータは一旦
各装置制御部のそれぞれのインターフェースに合わせた
信号に変換して各装置ごとに磁気テープに出力した後、
該磁気テープを用いてそれぞれの制御部に制御信号を入
力させなければならなかった。
【0011】そこで、設計変更する場合には、例えば清
書実装図を修正しようとすると、先ず、手書き回路図を
修正し、デジタイザで読み込んでCADデータを修正し
ていたが、更に、それ以後のCAM工程、即ち、基板製
造データ、フォトデータ、テスト用データ及び基板実装
データ等までの多大な修正作業も必要であった。同時
に、この修正作業は繁雑であるため、修正ミス等により
信頼性が低下するという問題も含んでいた。
【0012】また、従来のCADシステムでは、部品実
装情報のノウハウが盛り込まれている旧基板実装図をC
ADに取り込んで利用することが出来なかったので、新
製品を開発する場合、その回路設計に、従来のノウハウ
を十分に活用しきれないという問題もあった。
【0013】従って、本発明の目的は、上記した従来技
術の持つ課題を解消して、より多くの情報を活用できる
ようにすると共に、データの修正を簡素化することによ
り、回路基板の設計・開発業務を効率化して製品開発期
間を短縮することが可能な、CAD/CAMシステムを
支援する図面設計/製造情報自動処理システムを提供す
ることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するために、先ず、各種情報をCADに容易に入力
できるようにするために、図面や文書・カタログなどの
文字図形情報や、ファクシミリなど通信回線からの情
報、磁気や光又は光磁気媒体に記録された情報などをC
AD入力情報に変換する、図面・複合情報入力手段を設
けた。
【0015】また、実装図データを基にして回路設計が
できるようにするために、実装設計CAD部の実装図か
らネット情報を逆抽出して、そのデータを回路設計CA
Dに入力するネット情報抽出手段と、さらに実装部品形
状から回路シンボルに変換する形状−シンボル変換テー
ブル手段とを設けた。
【0016】更に、CADデータを直接上記各種加工・
処理装置に入力できるようにするために、CADの出力
部と、NC加工機、基板組立機、テスタなどのデータ入
力部との間に、CAD出力信号を上記各種加工・処理装
置に応じた制御信号に変換するインターフェース手段を
設けた。
【0017】
【作用】図面・複合情報入力手段は、図面や文書、カタ
ログなどの文字図形情報をイメージスキャナで読取り、
文字と線分との情報を分離してそれらを2値化信号処理
することにより、ファクシミリなど通信回線からの情
報、及び磁気や光又は光磁気媒体に記録された情報など
と一緒にデータ処理することにより、上記複合情報をC
ADデータとして一括して処理する。
【0018】このイメージスキャナで読み取った文字図
形情報を2値化信号処理する方法は、まず、イメージス
キャナで読み取った情報をラスター・ベクタ変換して、
予め決めた文字抽出条件、線分抽出条件に基づいて文字
と線分とをそれぞれ分離して抽出する。次に、これらの
情報の関連性をチェックして編集修正することにより、
上記文字図形情報を2値化信号として正しく変換し、処
理する。
【0019】また、ファクシミリなど通信回線からの情
報、及び磁気や光又は光磁気媒体に記録された情報など
は、先ず、ファクシミリなど通信回線からの情報は、ラ
ンレングス変換処理によりラスターデータを圧縮した後
ラスター・ベクタ変換することにより、ランレングス形
式のままで、CADに読み込めるようにした。磁気や光
又は光磁気媒体に記録された情報なども、ラスター・ベ
クタ変換することにより、同様にしてCADデータとし
て読み込まれる。
【0020】ネット情報逆抽出手段は、実装図のネット
リスト情報を実装CAD部から逆抽出して、さらに形状
−シンボル変換テーブルにより実装部品形状から、回路
シンボルに変換し、その実装データを回路設計CAD部
に入力することにより、実装情報に基づく回路設計を行
なう。
【0021】インターフェース手段は、実装設計CAD
の出力信号をNC加工機、基板組立機、テスタなどの各
種加工、・処理装置に応じた制御信号に変換する機能を
設けたことにより、実装設計CADデータを直接上記各
種加工・処理装置に入力できる。これにより、回路設計
CAD部から上記各種加工・処理装置まで、データが直
接転送されるので、設計変更する場合に、回路設計CA
D又は実装設計CADのデータを修正するだけで、関連
する全てのデータが自動的に修正される。
【0022】要素分離抽出手段は、カラースキャナ、色
変換テーブルにより、CAD化したくない情報、レイヤ
(層)を分離抽出する。
【0023】CADデータ整合手段は、アスキーデータ
変換によりする、手書き図の図面読取されたものを、C
ADデータに変換する。
【0024】図面修正・編集手段は、CADのラスタ情
報機能を使い、未認識の部位等図面入力部を色分けに表
示することにより、CADで修正・編集を行なう。
【0025】シンボル、文字学習手段は、ニューロネッ
トワークにより、手書き、又はワードプロセッサ、又は
パーソナルコンピュータにより入力したシンボル,文字
を学習する。
【0026】
【実施例】以下、本発明に係る図面設計/製造情報自動
処理システムの実施例を、図面を参照して説明する。
【0027】図1は、本発明の図面設計/製造情報自動
処理システムの全体構成を示している。本発明による図
面設計/製造情報自動処理システムは、図面・複合情報
入力部50、CAD情報変換部80、CADシステム部13
0、図面・複合情報管理部90、CADデータ複合手段140
及び製造・検査情報部100により構成されている。
【0028】図面・複合情報入力部50は、図面や文書・
カタログなどの文字・図・表の情報、及び光、磁気又は
光磁気などの電子ファイル情報、FAX等の通信回線情
報をCAD手段の入力データに変換する。
【0029】CADシステム130では、CAD情報変換
部80から受け取ったCADデータを基に回路設計を行な
い、その結果に基づいて実装設計データを作成する。ま
た、CADシステム130では、これとは逆に、実装設計
データに基づいて回路設計データを作成することもでき
る。
【0030】CADデータ接合手段140は、CADシス
テム130からの出力データを製造・検査情報部100の各構
成要素の制御データに変換する機能を有し、CADシス
テム130と製造・検査情報部100とを直接接続する。
【0031】以下各部ごとにその詳細な構成とデータの
処理フローとについて図面を用いて説明する。
【0032】図3は、本発明の図面・複合情報入力部50
の内部構成を示す詳細ブロック図であり、そのうち、手
書き回路図をCADデータに変換する処理フローを第4
図に、FAX等の通信回線情報をCADデータに変換す
る処理フローを図8に示す。
【0033】図3に示す図面・複合情報入力部50では、
手書き回路図20をイメージスキャナ21で自動で読み取っ
てラスタ信号を図面・複合情報入力装置25に入力し、図
4に示すようなラスター・ベクタ変換を行なうことによ
り、CADシステム130への入力データを作成する。ま
た、カタログ又は写真等のイメージデータや、設計のた
めのコストデータ34、ドキュメント38等の文書ファイル
35もイメージスキャナ21で読み取って、同様にラスター
・ベクタ変換により、CADシステム130への入力デー
タを作成する。
【0034】FAXを通じて与えられる通信回線情報37
は、図8に示すように、通信回線情報37の信号を2値化
し、この2値化したラスターデータをランレングスの方
式により圧縮してランレングス形式のままでSCSI
( Small Computer Systems Interface )等のパラレ
ル伝送インターフェース150に入力する。このパラレル
伝送インターフェース150は、モデムであるパラレル通
信手段160に接続しており、ランレングス形式のままで
入力されたラスターデータを、データ通信により前記図
面・複合情報入力装置25に入力し、同様にラスターから
ベクトルへ変換することによりCADシステム130への
入力データとして作成される。
【0035】一方、光・磁気ファイル又は光磁気ファイ
ル等の電子ファイル化したファイル情報33は、直接前記
パラレル伝送インタフェース150に入力し、パラレル通
信手段160を介して図面・複合情報入力装置25に入力す
る。
【0036】図面・複合情報データベース部(入力側)
80では、図5に示すように、図面・複合情報入力部50か
ら入力されたデータのうち、回路設計CAD30に直接入
力するベクトル化したCAD情報23を、CADデータベ
ース部26へ格納できる。また、CADによる設計効率を
向上するためにはシンボル部品を予め登録しておき、こ
れを呼び出して配置し、結線ができることが必要である
が、シンボル部品の登録に多大な時間を要している。こ
れを解決するために、手書き入力したシンボルを登録
し、シンボルライブラリ24を作成し、これをCADデー
タベース26に格納するか、または回路設計CAD30の中
にシンボルライブラリ(図示せず)として登録する。
【0037】さらに、開発期間の短縮のためには、機能
や品質の確認された標準回路のブロック図を再利用する
ことが望ましいが、そのために手書き入力した標準回路
ブロックを登録し回路ブロックライブラリ22を作成し、
これをCADデータベース26に格納するか、または回路
設計CAD30の中に回路ブロックライブラリとして登録
することで(図示せず)、回路設計時に回路設計CAD
部30から随時参照できるようにした。
【0038】CADシステム130では、図7に示すよう
に、先ず回路設計CAD30において、ベクトル化したC
AD情報23を基に回路設計を行なう。次に、回路設計C
AD30で設計されたCAD情報から結線及び各種属性を
含むネット情報抽出51が行なわれ、実装設計CAD55で
実装設計がなされ、実装図54が作成される。
【0039】CAD中の実装図54では回路図56の中のネ
ット情報52をもとにして回路上のネット情報57が部品配
置時に表示される。部品配置位置が決定されると、実装
図54の中に示すように、ネット情報をもとに、図示しな
いが、未結線の修正、ネットリストの検討を行った後、
デザインルールチェックを行い、配置パターン58が決定
される。実装図54の中で、部品形状が決められると、部
品名を例えばIC1と付与し、ネット情報を部品ランド
に58のように反映させる。
【0040】このようにしてネット照合53がされた後、
図示はしないが、部品配置及びピン割り付けの結果を回
路図56に反映し、部品配置、配置座標位置、ピン番号の
確定した回路図56が完成する。
【0041】ネット照合が確定すると、CAD手段とC
AM手段とを接続するアスキーフォーマット等のCAD
データ整合手段140を介してインターフェース変換を
し、製造・検査情報部100側の各CAD/CAMデータ
整合手段140〜147で各種加工・処理装置に応じた制御信
号への変換、即ちCAMのためのデータ処理が行われ
る。
【0042】このデータ処理により、まず、部品の端子
位置即ちスルーホール位置が決定されてNCデータ60が
作成され、このNCデータに基づいてドリルデータ61を
作成し、ベアボード75にドリルマシン72で穴明けをす
る。次に、設計情報、部品情報、装置情報をもとにNC
データ60を参照しながら、装着データ62を作成し、基板
組立63を行なう。このようにして、装着機74により、装
着部品73をベアボード75に組み立てる。
【0043】一方、ネットリストに基づき導体パターン
の設計を行い、穴位置及び導体パターンからパターンデ
ータを作成し、ネガ出力64及び捺印作成(アートワー
ク)66を行い、基板作成65を行なう。すなわち、露光機
76により、ベアボード75にパターンを焼付け、エッチン
グ等の処理を経てパターンを作成する。別途、捺印作成
66された後、捺印図出力67がなされる。同様にして、N
C位置データとネット照合されたネット情報をもとにテ
ストデータ68を作成し、自動試験用データをテスタ69に
提供する。例えば、ベアボード75をインサーキットテス
タ77により、インサーキットテストを行なう。最後に、
ネット照合された後、組立図作成70を行い、組立図出力
71がなされる。
【0044】以上のように、CADの出力部の出力信号
を上記各種加工・処理装置に応じた制御信号に変換する
CAD/CAMデータ整合手段140〜147を設けることに
より、CADデータを直接上記各種加工・処理装置に入
力できるようにした。これにより、回路CAD部から上
記各種加工・処理装置まで、データが直接転送されるの
で、設計変更する場合に、回路設計CAD又は実装設計
CADのデータを修正するだけで、関連する全てのデー
タが自動的に修正される。
【0045】回路設計CAD55は、図面複合情報データ
ベース部80と組み合わせて用いることにより、ドキュメ
ント42等を作成することもできる。ドキュメント42を作
成するための方法には、図9(A)に示すように、CA
D図101からまず線分・文字分類103を行ない、線分確認
104と文字候補抽出105を行って、参照用文字ライブラリ
と比較106し、マッチングにより文字確認107で文字108
のみを抽出する方法と、あるいは、図9(B)に示すよ
うに、CAD回路101の中にアスキーファイル(図示せ
ず)等により文書ファイル102を植え付けておき、文書
ファイル102だけを抽出する方法とがある。
【0046】このようにして得られた文字情報は、図面
が作図ルールで作成されていることを利用して、領域中
の不要部を削除する、いわゆる領域中抜処理109を行う
ことにより、製図情報(製品名、図面番号、設計者名)
110、図面変更履歴記録、いわゆる製品まとめ表(部組
名称・属性等を記載)111、図面上の注釈112及び連絡事
項等その他情報113を抽出し、対話形式でドキュメント4
2を作成する。このドキュメント42は、図6に示すよう
に図面・複合情報データベース部80において修正指示41
を行うことで、回路設計CAD30にフィードバックする
ことができる。
【0047】一方、回路設計CAD30で設計されたCA
D図は、設計変更による原図訂正が頻繁に行われるが、
図面・複合情報データベース部80において、変更前の旧
図をもとに修正指示41に基づいてマスタCAD図47を作
成し、この中に修正要の領域毎にそのレイヤを区別して
記載する等により、図面の保護を行いながら、管理者の
設計変更の指示・コメントを追加した後、CAD図46を
作成し、回路設計CAD30にフィードバックすることに
より、図7における回路設計〜製造・検査までの図面及
びデータの修正をミスなく行うことができる。
【0048】ここで、修正指示が終了したものは図面管
理データベース45に格納される。なお、図面管理データ
ベース45には、図面設計変更履歴画面43がファイルされ
ている。この中には、新規図面A、旧図B、新規追加図
面C、消去図面Dがそれぞれ表示できるようになってい
る。これらはそれぞれ保護がかけられている。すなわ
ち、新規図面Aは観覧可能、編集(改変)可能、出図可
能とし、旧図Bは観覧可能、出図可能とし、新規追加図
面Cは閲覧可能、編集(改変)可能とし、消去しようと
する図面Dは閲覧のみが可能等の保護モードが設けられ
ている。
【0049】次に、本発明の特徴の一つである、図面・
複合情報入力装置25のラスター・ベクタ変換の原理を、
図4に示す。手書き回路図20を例にして説明すると次の
ようになる。手書き回路図20には紙の上に描かれた図形
と文字をコンピュータの中に取り込まねばならない。そ
こで、イメージスキャナ21により、スキャニング10を行
い、画像強調11により、コントラストの悪いデータを画
像の先鋭化のため微分処理を行い、ラスタデータのノイ
ズ除去12により、例えば最低電圧を0値、最高電圧を25
5値とする8ビットの相対的値にまず変換し、いわゆる
ダイナミックスレッシュホールド機能により0又は1の
2値データに変換する。次に細線化処理13により、画素
データ中心部分のピクセルを連結することで細線化す
る。次にベクトル化処理14により、例えば3−5ピクセ
ルを1ベクターとするようにしてベクトル化する。
【0050】ここで図4のように図形要素のシンボルと
文字”IC1”との判別は、例えばシンボルは小さな
円、円弧等を除くと、その画素の塊を包絡する円の直径
は文字に比べて大きい等の事実を利用し、手書き回路図
に使用される最大の文字サイズを、一例としてそれが1
cmであるようにルールを決めると次のようにする。1
cm以内の円に収まる画素の塊は文字の候補として文字
候補抽出処理15を行い、それ以外はシンボルの候補であ
ると判断して、又は図11に示すように書き込み密度によ
る文字候補抽出15’により、密度大のとき文字とし、文
字認識・シンボル確認を別々のアルゴリズムで処理す
る。さらに、図11に示すように作図の際に図形と文字を
接触させない又は文字とラインがぶつからない、又は文
と文字がぶつからないように作図規則による図形・複合
情報入力190の処理を設けることにより、図形と文字を
混在、混合させないようにする。
【0051】その後、連結性チェック18により、例えば
シンボルをパターンマッチング処理で、シンボルライブ
ラリとして(図示せず)回路設計CADに登録されたも
のとを参照して、呼び出すことによりシンボルと配線
(ライン)の連結関係を自動チェックする。最後に、対
話的に編集修正処理19により、図面・複合情報を入力完
了する。
【0052】手書き回路図20以外の複合情報、いわゆる
マルチメディアの入力方法については、前述したよう
に、カタログ又は写真31等のイメージデータはイメージ
スキャナ21で読み取り、さらに、設計に必要なコストデ
ータ34・ドキュメント38等の文書ファイル35もイメージ
スキャナ21で読み取ることにより、図4で説明したラス
ター・ベクトル変換により、CADの技術情報として利
用できる。
【0053】一方、光・磁気・又は光磁気などの電子フ
ァイル33の情報やFAX・電子メール等の通信回線37か
らの情報は、前述したように、ランレングスの方式によ
りラスターデータを圧縮した後、ランレングス形式のま
までモデムであるパラレル通信手段160により図面・複
合情報入力装置25(図3)にデータ通信されて、ラスタ
ーからベクタへ変換することによりCADの技術情報と
して利用できるが、その処理フローを図8を用いて説明
する。
【0054】図8に示すランレングスの方式は、図8
(A)のステップに示すように、FAXという文字と枠
とのイメージデータを、例えばFAX装置等に内臓され
ている読取手段(図示せず)で読み取り、図8(B)の
ステップにおいて、各ドットの白、黒(1と0)で表現
しドットデータとして2値化する。次に、2値化された
ドットデータを図8(C)のステップにおいてランレン
グス符号化処理により、Y軸方向に白から黒へ変化した
始めの黒点の座標を始点、黒点から白点に変化する最後
の点を終点とするデータに変換して、ラスタデータの圧
縮を行う。更に図8(D)のステップでは、ある独立し
た要素において、その要素の大きさによる文字候補抽出
を行ない、要素分類をしてラスタデータの前処理を行な
う。例えば、抽出した独立要素の大きさが約10mm×10mm
以内であれば、文字として確認し、それ以外は枠等のイ
メージ要素として確認する。
【0055】以上のように、既存図面の入力だけでな
く、設計の最上流において、図面・複合情報入力装置25
はCADに入力するための複写機のように使用すること
により、図面や複合情報の高速作成化が可能になる。
【0056】次に、本発明の別の特徴である、実装設計
CADデータに基づいて回路設計を行う方法について、
図10及び図12を用いて説明する。
【0057】図10に示すように、実装図54には部品実装
情報のノウハウが盛り込まれてる。
【0058】すなわち、自動化率向上のための実装順序
ルール250には、挿入ICはアキシャル部品より先に
挿入、挿入ICはラジアル部品より先に挿入、アキ
シャル部品はラジアル部品より先に挿入等の実装順序ル
ールがあるが、このルールに基づいて、部品搭載ライン
として、挿入IC部品挿入機200→アキシャル部品挿入
機210→ラジアル部品挿入機220→ロボット異形部品挿入
機230→手挿入240の第1〜5工程までが構成されてい
る。また、専用ロボット230は機械部品との混載、例え
ばパワートランジスタに放熱用ヒートシンクをネジ止め
して用いる場合に使用される。またコネクタは、接触部
へのフラックス付着防止や耐洗浄性の必要から、手挿入
部品260として取扱われる。
【0059】一般に、回路の設計においては、従来の設
計データの一部を変更して用いるいわゆる設計変更によ
る場合が多いが、このとき、上記したような部品実装情
報のノウハウが盛り込まれている従来の実装図を用いて
回路設計が出来ると、設計効率が大きく向上する。この
実装情報のノウハウを回路設計に活かす手段として、本
発明においては、図12に示すように、実装設計CAD55
と回路設計CAD30との間に、ネット情報逆抽出手段17
0と形状−シンボル変換テーブル120とを設け、実装設計
CAD55の出力である実装図54から回路設計CAD30を
行なえるようにした。
【0060】上記した本発明に基づく実装設計CADか
ら回路設計CADへのデータの流れを、図12におけるブ
ロック図の、右側の下から上へ向かう矢印で示す。ま
た、図12には、従来のCADデータの流れも、ブロック
図の左側で上から下へ向かう矢印で示してある。
【0061】即ち、本発明に基づく実装設計CADから
回路設計CADデータを作成する手順は、先ず、実装設
計CAD55から出力された実装CAD情報52である実装
図54を基にして、作業者が実装設計CAD55上で実装図
の変更又は修正を行う。次に、ネット抽出手段51におい
て、ネット情報逆抽出手段170により、前述した回路設
計CAD30のデータから実装設計CAD55のデータを作
成する通常のCAD情報処理手順とは逆の手順を行なう
ことにより、変更又は修正された実装図54からネットフ
ァイル180を参照してネットリストを作成し、逆ネット
抽出を行なう。同時に、前記ネット抽出手段51において
は、実装設計CAD55のデータである変更又は修正され
た実装図54における実装部品の形状データ54から、ネッ
ト抽出手段51に設けた形状−シンボル変換テーブル120
を参照して、回路のシンボルデータ56に変換する。
【0062】以上のようにして得られたネットデータと
シンボルデータとを組み合わせることにより、変更又は
修正された実装図54に基づいた回路設計CADデータの
作成が行なわれる。
【0063】上記したような、変更又は修正された実装
図54から逆ネット抽出を行なう場合、及び、実装部品の
形状データ54から回路のシンボルデータ56に変換する場
合において、実装設計CAD55の内部で、基となった実
装図(図示せず)と変更又は修正された実装図54との比
較を行ない、変更又は修正された部分の実装設計CAD
データについてだけネット抽出手段51において上記した
逆ネットの抽出及びシンボルデータ56への変換を行な
い、変更又は修正されていない部分については、基とな
った実装図の回路設計CADデータをそのまま用いるこ
とにより、変更又は修正された実装図54から回路設計C
ADデータの作成が比較的容易にかつ短時間で行なうこ
とができる。
【0064】また、変更又は修正された実装図54に基づ
いて上記したような手順で作成され回路設計CADデー
タと、前記図面・複合情報入力部50からの入力データと
を組み合わせて回路設計CADを行なうことにより、ノ
ウハウが盛り込まれた実装CADデータと手書き図面な
どのデータとを同時に利用できるので、より質の高い設
計を比較的短時間で行なうことが可能になる。
【0065】なお、図面・複合情報入力部50へ入力する
データとしては、本実施例において説明した物以外に、
テレビ又はビデオからの画像信号や音声信号及びオペレ
ータからの音声信号なども、パラレル電送インタフェー
ス150を介して取り入れることができる。
【0066】更に、本実施例で説明したCADシステム
130を、ホストコンピュータ(図示せず)に接続するこ
とにより、工場のFAシステムとつなぐことも可能であ
る。
【0067】また、CADデータ整合手段140の出力側
にRAN(ローカルエリアネットワーク)システムを接
続することにより、CADシステムによる各種の生産情
報を用いて在庫管理や材料手配等の、生産に伴う付帯業
務にも利用することが出来る。
【0068】なお、本発明は、上記−実施例に限定され
るものでなくその主旨を逸脱しない範囲で変形してもよ
い。
【0069】例えば、上記の実施例では、白黒のイメー
ジスキャナで図面入力に適用して説明したが、第2の実
施例では図13、図14、図15のように、手書き回路図320
をカラースキャナ321で図面入力にも同様に適用でき
る。
【0070】即ち、図13において、図面読取をする手書
き回路図320の中にはCAD入力しなくても良い情報、
例えば、図9に示すように、製図情報110、図面変更履
歴記録111、図面上の注釈112および連絡事項113等があ
る場合、レイヤ(層)等がある場合CAD入力したいも
のと色分けすることにより分離抽出することができる。
これにより図面入力する部分が減るため、入力時間の低
減が可能となる。先ず、色変換テーブル322に色学習324
した色変換データ323を用意することにより、CAD入
力しない情報を色分けしておくことができる。
【0071】色変換テーブル322は図16に示すように、
領域切出したい場合には、RGB等の色座標系の処理を
加えることにより行うことができる。なお、色変換テー
ブルは画像メモリ、ルックアップテーブルとD/Aコン
バータより構成されている。
【0072】色変換テーブルで色変換されたものはカラ
ーコードデータ325に変換した後、図8に示したランレ
ングス処理を行い、ランレングス化326され、図示しな
いランレングススムージング処理377を行なう。
【0073】このようなランレングスデータ328は図4
にした細線化処理329を行うことによりベクトル化330を
行うことができる。また、次に図示しないベクトルスム
ージング処理331を行う。なお、色分類したベクトルデ
ータに色コードを付加するため、カラーラベリング332
を行う。これにより各色ごとのベクトルデータを作成す
る。
【0074】各色ごとのベクトルデータ333は図14に示
すように、分岐点候補抽出334を行う。分岐点抽出には
まず、図17に示すように、非接続線は黒丸なし、接続線
は黒丸ありというように手書きルールを設けておく。こ
のように黒丸の有無で接続か非接続かの判断を行うこと
にする。黒丸の有無は分岐点上での一定領域内の黒画素
数を数え判別している。
【0075】接続関係を調べるため、図18に示すよう
に、接続線形状をノードとしてラベリングしておく必要
がある。そこで、接続ノードとして端点,分岐点,屈折
点をとり、その間の接続関係を図18のように記述してお
き、線分は、端点または、分岐点毎に区切り、開始点と
終点の座標によってベクトルデータとする。
【0076】第1の実施例ではシンボルの分離には、図
4に示すように、大きさまたは書き込密度でシンボルの
確認を行っていたが、第2の実施例では図19に示す方法
でシンボル分離を行っている。
【0077】即ち、画像0/1の反転図形を作ると、閉
ループ内で構成されるシンボルは孤立図形となる。そこ
で、文字分離で除かれたシンボルを連結図形として検出
し、一定以上のサイズの閉ループ形状内の図形を図19の
ようにシンボルとして分離する。
【0078】図20に手書き回路図の一例を示すが、回路
図の中には、バスラインがあるが、これらのバスライン
抽出335は線幅、例えば信号線の3〜5倍の場合はバス
ライン候補とし、これと線の接続関係とにより、図14に
示すように、バスライン候補抽出335を行う。
【0079】文字やシンボルの候補は、パターンマッチ
ングにより行うが、テンプレートと一致するものがない
と認識できない。しかし、手書き又はワードプロセッサ
ー又はパーソナル・コンピュータ等で記載されたシンボ
ルや手書き文字を認識するためには、図21に示すよう
に、形状や文字認識の辞書によりパターンマッチングを
行うことにより、少しずつ形が異なっていても認識でき
るようにしている。
【0080】図14において、シンボル形状の学習342
は、図示しないが、計算機が標準シンボルに歪を与え
て、多数のシンボルを自動的に生成することにより、一
つの標準シンボルに対する多数のサンプルを生成する。
これらを図示しないが、ニューラルネットでソフト的
(例えばバックプロパゲーション法)にシンボル形状の
学習をし、シンボル形状の辞書343を作成し、各種シン
ボルパターンマッチング344を行い、シンボル候補の切
出し345を行う。このようにして、図21(a)におい
て、大きさ,面積,周囲長,黒領域数,白領域数等にパ
ラメータを使用して分類された辞書343により、シンボ
ル認識処理341を行う。
【0081】即ち、図21(a)のように、同じ機能のシ
ンボルが種々の形で書かれていても、シンボルとしてC
AD上で定義された正しいシンボル、例えばLS7400と
して認識することができる。これらは予め登録した符号
の辞書と照合し、一致するものが、同一シンボルとして
認識することができる。
【0082】また、同様にして文字に対しても、図21
(b)に示すように、手書き、ワープロ,パソコン等形
態が異なる文字に対して、学習機能を有するニューラル
ネットで文字形状の学習337を行い、文字辞書338によ
り、各種文字パターンマッチング339を行い、文字候補
の切り出し340を行い、文字Aを認識することができ
る。
【0083】このようにして、予め登録した符号の辞書
338と照合し、一致するものがあれば、同一文字として
認識する。
【0084】これらは、同一文字の例えば、Aは16ビッ
トのアスキーコードでは41としてコード変換され、CA
D上で定義された正しい文字の文字Aとしてアスキーコ
ードを逆変換することにより、文字変換する。これによ
り、手書き文字もCAD上で正しい清書することができ
ることになる。
【0085】図14において、図18のような接続関係のう
ち、分岐点候補のノードのラベリング346を行う。さら
にバスラインの認識347を行う。
【0086】次に、LSIの認識としては、図22に示す
ように、LSIは長方形または正方形の平ループで記入
しているので、信号線と区別するため、認識方法は、閉
ループでかつ四隅から信号線なしで、大きさを例えれば
10mm以上の長方形,正方形をLSIと認識するようにし
ている。
【0087】また、LSIには出力逆転(否定)のとき
は○印をつけるので、○(マル)印も認識できるように
している。さらに、LSIの中央部の文字をLSI番号
として、図20のIC1,IC2等を認識できるようにし
ている。
【0088】LSIシンボルが認識された後、回路図で
閉ループを持たない記号、例えば、抵抗,コンデンサ,
トランジスタ,コイル,ヒューズ等は手書き回路図で記
入するとき、図23に示すように、ループ検出ができるよ
うに、円,楕円,長方形で囲んでいる。これにより、手
書き図でのシンボル認識率の向上を図っている。
【0089】例えば、手書き回路図18のR1は囲い付き
の抵抗であるが、CAD上では、後述のように形状アス
キ変換354を行い、CADの形状シンボルコードに変換
することにより、図24に示すように囲いなしの抵抗R1
に形状変換される。
【0090】このように、シンボル認識された後、シン
ボルとシンボルを結ぶ線を結線として結線認識349を行
う。
【0091】シンボルとシンボルとを結ばないもの、も
しくは線の長さで例えば2mm以上でシンボルでないもの
は未認識の結線として、CAD上では、図24に示すよう
に、未認識の結線sig3として、例えば赤く表示して
CAD上で、後述のように修正できるようにしている。
【0092】このように、シンボル,文字,線分の認識
が終了すると、各々を定められたコードとし、文字,シ
ンボルと結線の関係付け350を行い、認識データの整形
処理351、例えば一定の長さ以下のベクトル線分を無視
する等により、整形処理を行う。
【0093】これらは認識データ352として登録され、
まずCADデータ353として変換するため、図15に示す
ようにアスキデータ変換を行う。
【0094】形状アスキーフォーマットは図26に示すよ
うに、データ構造がシンボル/回路ブロックファイルと
して、植付け点,端子,図形情報,文字,ライン,円等
のコードで表されている。
【0095】形状アスキーフォーマットの一例としてS
N7404を示したものは、図27に示す。
【0096】このように形状アスキーフォーマット入力
出力ソフトウェア変換354を行い、次に、図面入力とC
ADとの環境設定355を行う。
【0097】CAD上ではシンボルライブラリ登録356
を行い、手書き回路図の回路図ファイル357を作成し、
回路図画面の出力358を行う。
【0098】次に、図24に示したような未認識の結線等
がある場合、図25に示すように図面入力で不具合部位が
あると、CADラスタ情報機能を使い、入力不具合部を
例えば赤色表示し、CADで修正・編集359を行い、回
路図出力360を行う。なお、図面入力の正常部位はCA
Dのベクトル情報としてCAD変換されるのはもちろん
である。
【0099】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、図面や
文書、カタログなどの文字図形情報を、イメージスキャ
ナを用いて容易にCADに入力できるようになったの
で、CADへのデータ入力の工数を大幅に低減できると
いう効果が得られる。
【0100】更に、上記した文字図形情報を、ファクシ
ミリなど通信回線からの情報、及び磁気や光又は光磁気
媒体に記録された電子ファイル情報などと一緒にCAD
データとして利用できるようにしたので、上記各種の情
報を一括して扱うことが可能になり、CADによる設計
の段階でより多くの情報を取り入れることにより、より
質の高い設計が出来るようになった。
【0101】また、本発明によれば、従来とは逆に、実
装設計CADデータを用いて回路設計CADを行なえる
ので、生産実績がある従来の実装基板のノウハウを活か
して新たな回路基板を設計することが可能になり、新製
品の開発期間を短縮できるという効果も得られる。
【0102】更に、上記した実装設計CADデータに基
づく回路設計CADデータと図面複合情報入力部からの
入力データとを同時に用いて回路設計CADが行なえる
ので、設計効率が従来に比べて大幅に向上するという効
果も得られる。
【0103】更に、本発明によれば、CADの出力部と
製造・検査装置の制御部の入力部分とをつなぐインタフ
ェースを統一したことにより、設計変更や以前の設計デ
ータを基にした改造設計などの場合に、CADデータを
修正するだけでそれ以外のCAM工程のデータ、即ち、
基板製造データ、基板回路用フォトデータ、回路テスト
用データ、及び基板実装データ等も自動的に修正される
ので、修正の作業工数を大幅に低減できると同時に、修
正作業の信頼性を向上できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る図面設計/製造情報自動
処理システムの全体構成の概要を示す説明図である。
【図2】従来の図面設計/製造情報自動処理システムの
構成の概要を示す説明図である。
【図3】本発明の実施例に係る図面設計/製造情報自動
処理システムの構成を示す詳細ブロック説明図である。
【図4】図面・複合情報入力装置のラスター・ベクタ変
換の原理を示す説明図である。
【図5】図面・複合情報入力装置から出力された図面・
複合情報が回路設計CADに入力するための図面・複合
情報データベース部(入力側)についての説明図であ
る。
【図6】図面・複合情報データベース部(出力側)につ
いての説明図である。
【図7】回路設計CADからのCAD図から製造・検査
までの情報の流れを示す説明図である。
【図8】本発明のランレングスの方式の説明図である。
【図9】回路設計CADからドキュメントを作成するた
めの方法を示す説明図である。
【図10】実装設計CADデータに基づいて回路設計C
ADを行なうための説明図である。
【図11】作図規則による図形・複合情報入力を行なう
ための説明図である。
【図12】実装設計CADデータに基づいて回路設計C
ADを行なうための方法を示す説明図である。
【図13】第2の実施例における図面設計/製造情報自
動処理システムの手書き回路図から回路設計CADまで
の情報の流れを示す説明図である。
【図14】図13に続いて、第2の実施例における図面
設計/製造情報自動処理システムの手書き回路図から回
路設計CADまでの情報の流れを示す説明図である。
【図15】図14に続いて、第2の実施例における図面
設計/製造情報自動処理システムの手書き回路図から回
路設計CADまでの情報の流れを示す説明図である。
【図16】第2の実施例における色変換テーブルの構成
を示す説明図である。
【図17】第2実施例における分岐点の接続,非接続の
判別方法を示す説明図である。
【図18】第2の実施例における回路図の接続関係の説
明図である。
【図19】第2の実施例におけるシンボルの抽出方法を
示す説明図である。
【図20】手書き回路図の1例を示す説明図である。
【図21】第2の実施例におけるシンボル形状や文字認
識の辞書によるシンボルや文字の抽出方法を示す説明図
である。
【図22】第2の実施例におけるLSIの認識方法を示
す説明図である。
【図23】第2の実施例におけるシンボル認識率向上の
ための手書きシンボル記入方法を示す説明図である。
【図24】手書き回路図のCAD変換後の回路図を示す
説明図である。
【図25】CAD変換後の修正・編集を行なうための説
明図である。
【図26】形状アスキーフォーマットのデータ構造を示
す説明図である。
【図27】形状アスキーフォーマットの一例を示す説明
図である。
【符号の説明】
21…イメージスキャナ 25…図面・複合情報入力装置 50…図面・複合情報入力部 80…CAD情報変換部 90…図面・複合情報管理部 100…製造・検査情報作成部 120…形状−シンボル変換テーブル 130…CADシステム 140…CADデータ整合手段 141〜147…CAD/CAMデータ整合手段 150…インターフェース 170…逆ネット抽出 180…ネットファイル 190…作図規則による図形・複合 321…カラースキャナ 322…色変換テーブル 338…文字形状の辞書 343…シンボル形状の辞書 347…バスラインの認識 348…LSIシンボルの認識 353…アスキーCADデータ変換 354…形状アスキーフォーマット入出力ソフトウェア変
換 359…CADでの修正・編集
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 良徳 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社 日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 大橋 敏二郎 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】設計、製造の情報を処理するシステムであ
    って、電子計算機援用設計(CAD)手段と、図面や文
    書・カタログなどの文字・図・表の情報、及び光・磁気
    又は光磁気などの電子ファイル情報、ファクシミリなど
    の通信回線情報のうちの一つ以上からなる情報をCAD
    データとして前記CAD手段に入力する入力手段と、電
    子計算機援用製造(CAM)手段と、該CAD手段の出
    力データを該CAM手段の入力仕様に整合させるCAD
    データ整合手段とから成ることを特徴とする図面設計/
    製造情報自動処理システム。
  2. 【請求項2】前記入力手段は、図面や文書・カタログな
    どの文字・図・表の情報を読み取る第1の読取部と、光
    ・磁気又は光磁気などの電子ファイル情報を読み取る第
    2の読取部と、ファクシミリなどの通信回線情報を読み
    取る第3の読取部と、及び、前記第1の読取部と前記第
    2の読取部と前記第3の読取部とからのデータを前記情
    報変換手段への入力CADデータに変換するデータ変換
    部とから成ることを特徴とする、請求項1記載の図面設
    計/製造情報自動処理システム。
  3. 【請求項3】前記第1の読取部は、イメージスキャナで
    構成され、前記データ変換部は、前記第1の読取部で読
    み取った文字・図・表のデータをラスター・ベクタ変換
    してCADデータを作成することを特徴とする、請求項
    2記載の図面設計/製造情報自動処理システム。
  4. 【請求項4】前記第2の読取部で読み取った光・磁気又
    は光磁気などの電子ファイル情報のデータを前記データ
    変換部でCADデータに変換することを特徴とする、請
    求項2記載の図面設計/製造情報自動処理システム。
  5. 【請求項5】前記第3の読取部で読み取った通信回線情
    報のデータをランレングス符号化によりデータ圧縮し、
    該圧縮したデータを通信手段により前記データ変換部に
    入力し、前記データ変換部でラスター・ベクタ変換して
    CADデータを作成することを特徴とする、請求項2記
    載の図面設計/製造情報自動処理システム。
  6. 【請求項6】回路設計CAD部と実装設計CAD部とか
    ら成るCADシステムであって、回路設計CADデータ
    に基づいて実装設計CADデータを作成すると共に、実
    装設計CAD図に基づいて回路設計CADデータを作成
    することを特徴とするCADシステム。
  7. 【請求項7】前記回路設計CAD部と前記実装設計CA
    D部との間に、前記実装設計CAD部の実装CADデー
    タからネット情報を抽出して前記回路設計CAD部に出
    力する手段と、前記実装設計CAD部の実装CADデー
    タから形状データを抽出してシンボルデータに変換し、
    前記回路設計CAD部に出力する手段とを有し、実装設
    計CAD図に基づいて回路設計CADデータを作成する
    ことを特徴とする請求項6記載のCADシステム。
  8. 【請求項8】CAD手段と、CAM手段と、前記CAD
    手段と前記CAM手段とを接続するCADデータ整合手
    段とを有し、前記CAD手段は実装設計CAD部と回路
    設計CAD部と、前記実装設計CAD部の実装CADデ
    ータからネット情報を抽出して前記回路設計CAD部に
    出力する手段と、前記実装設計CAD部の実装CADデ
    ータから形状データを抽出してシンボルデータに変換し
    前記回路設計CAD部に出力する手段とを有し、前記C
    AD手段が回路設計CADデータに基づいて実装設計C
    ADデータを作成すると共に、実装設計CAD図に基づ
    いて回路設計CADデータを作成することを特徴とする
    CAD/CAMシステム。
  9. 【請求項9】CAD手段と、図面や文書・カタログなど
    の文字・図、表の情報、及び光・磁気又は光磁気などの
    電子ファイル情報、ファクシミリなどの通信回線情報の
    うちの一つ以上からなる情報を前記CAD手段の入力デ
    ータに変換するデータ変換手段と、CAM手段と、該C
    AD手段の出力データを前記CAM手段の入力仕様に整
    合させるCADデータ整合手段とから成り、前記CAD
    手段は実装設計CAD部と回路設計CAD部と、前記実
    装設計CAD部の実装CADデータからネット情報を抽
    出して前記回路設計CAD部に出力する手段と、前記実
    装設計CAD部の実装CADデータから形状データを抽
    出してシンボルデータに変換し、前記回路設計CAD部
    に出力する手段とを有し、前記CAD手段で、実装設計
    CADデータと前記データ変換手段からの入力データと
    を基にして、回路設計CADを行なうことを可能とした
    ことを特徴とする図面設計/製造情報自動処理システ
    ム。
  10. 【請求項10】図面上の注釈,部品表等CAD化したく
    ない情報やレイヤ(層)等を要素分離抽出するためのカ
    ラースキャナ,色変換テーブルとから成ることを特徴と
    する、第2の実施例での図面設計/製造情報自動処理シ
    ステム。
  11. 【請求項11】手書き図の図面読取されたものが、CA
    Dデータに変換するためのCADデータ整合手段とから
    成ることを特徴とする、図面設計/製造情報自動処理シ
    ステム。
  12. 【請求項12】手書き回路読取後又はCAD変換後に誤
    認識されたものを修正・編集するための対話修正・編集
    機能とから成ることを特徴とする図面設計/製造情報自
    動処理システム。
  13. 【請求項13】手書き又はワードプロセッサ又はパーソ
    ナル・コンピュータ等で記載されたシンボルや手書き文
    字を認識するための学習機能とから成ることを特徴とす
    る図面設計/製造情報自動処理システム。
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