JPH1125139A - Ｃａｄ装置における３次元モデル作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人手を介すことなく自動的に３次元サーフェ
スモデルを作成する。 【解決手段】 本発明は、板金部品の投影図をその種別
毎に記憶する第１の工程と（Ｓ１０１）、第１の工程で
記憶した投影図が表す形状から３次元走査のための起点
を求める第２の工程と（Ｓ１０２）、板金部品の板厚に
対応する腕の長さを有する３次元走査子を用い、第１の
工程で記憶した投影図に基づいて第２の工程で求めた起
点から板金部品の板厚部のサーフェスの３次元走査を行
う第３の工程と（Ｓ１０３〜Ｓ１０４）、第３の工程で
３次元走査を行うにあたり、３次元走査子の走査経路を
自動探索して板金部品の３次元サーフェスモデルの形状
を作成する第４の工程と（Ｓ１０４）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＡＤ装置におけ
る３次元モデル作成方法に関し、特に板金部品のサーフ
ェスモデルの作成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の３次元モデル作成方法と
しては、例えば特開昭６１−５２３６０号公報（特公平
５−２３４６０号公報）に開示される技術がある。この
技術には、特に板金部品の三面図から３次元サーフェス
モデルを作成する方法が示されている。

【０００３】図６は従来の板金サーフェスモデル作成装
置の構成を示すブロック図である。この板金サーフェス
モデル作成装置は、作成されたサーフェスモデルのデー
タを格納する３次元図形記憶部１、サーフェスモデルの
形状を決定する３次元走査制御部２、平面図の形状を調
査する平面図走査制御部３、正面図の形状を調査する正
面図走査制御部４、右側面図の形状を調査する右側面図
走査制御部５、平面図の形状データを格納する平面図記
憶部６、正面図の形状を格納する正面図記憶部７、右側
面図の形状データを格納する右側面図記憶部８および図
形記憶装置１６から構成されている。

【０００４】図７は従来の板金サーフェスモデル作成装
置によるサーフェスモデルの作成手順を示すフローチャ
ートである。以下、このフローチャートに沿って従来の
サーフェスモデルの作成手順を説明する。なお、以下の
説明で図７に示されない符号は図６を参照するものとす
る。

【０００５】先ず、図形記憶部１６から、板金部品の各
投影図を平面図記憶部６、正面図記憶部７、右側面図記
憶部８に各々転送する（ステップＳ４０１）。

【０００６】ここで、図８（ａ）に示す３次元走査子を
想定する。３次元走査子は、各投影像の板厚部を検出す
るために処理の必要上設定した図形である。すなわち、
３次元走査子は走査端３１、３２および走査軸３３によ
り構成され、走査軸３３の長さが板金部品の板厚に対応
している。この３次元走査子は以下の２つの移動のみが
許されている。

【０００７】（１）平行移動（図８（ｂ）参照） （２）回転移動（図８（ｃ）参照） さらに、以下の条件のもとで３次元走査子は移動する。

【０００８】（３）両走査端３１、３２はともに投影図
の形状に接すること。

【０００９】次に、平面図走査制御部３、正面図走査制
御部４、右側面図走査制御部５は、各々対応する平面図
記憶部６、正面図記憶部７、右側面図記憶部８内の形状
に対して上記（３）の条件を満足する形状の端点位置
（図９参照）に３次元走査子を設定する（ステップＳ４
０２）。

【００１０】次いで、平面図走査制御部３、正面図走査
制御部４、右側面図走査制御部５は、設定された３次元
走査子の位置データを３次元走査制御部２に転送する。
３次元走査制御部２は、３次元走査子の位置データを比
較し、図９の各３次元走査子位置４１、４２、４３のよ
うに各投影図上対応する３次元走査子を決定する。

【００１１】そして、決定した３次元走査子情報を３次
元図形記憶部１に送り、３次元図形記憶部１では走査端
３１、３２の３次元座標を格納する（ステップＳ４０
３）。

【００１２】次に、平面図走査制御部３、正面図走査制
御部４、右側面図走査制御部５は、上記移動の条件
（１）、（２）、（３）を満足するケースを走査子可能
動作データ４４、４５（図９参照）として３次元走査制
御部２へ転送する（ステップＳ４０４）。

【００１３】次いで、３次元走査制御部２は、走査子可
能動作データを評価して、可能な３次元上での３次元走
査子の移動を決定し、３次元図形記憶部１に走査端の移
動軌跡を含めて、移動後の形状を図１０に示すように記
憶させる（ステップＳ４０５）。

【００１４】このようにいて、上記ステップＳ４０４に
示す走査可能方向抽出段階とステップＳ４０５に示す走
査移動決定段階とを繰り返すことにより、３次元走査子
を各投影図面上および３次元空間上を移動させること
で、板厚部の面が構成されていき、初期位置に３次元走
査子が来たときにサーフェスモデルが完成する（ステッ
プＳ４０６）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、図７のフローチャートに示すステップＳ４０
５の走査移動決定段階で、その時点での３次元走査子の
位置における近傍形状のみで移動方法を決定しなければ
ならない。つまり、図１１に示すような図形の場合、走
査経路候補が複数（または）存在し、いずれの走査
経路を選択するかを人手の操作で決定しなければならな
いという問題がある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成されたものである。すなわち、本発
明のＣＡＤ装置における３次元モデル作成方法は、板金
部品の投影図をその種別毎に記憶する第１の工程と、第
１の工程で記憶した投影図が表す形状から３次元走査の
ための起点を求める第２の工程と、板金部品の板厚に対
応する腕の長さを有する３次元走査子を用い、第１の工
程で記憶した投影図に基づいて第２の工程で求めた起点
から板金部品の板厚部のサーフェスの３次元走査を行う
第３の工程と、第３の工程で３次元走査を行うにあた
り、３次元走査子の走査経路を自動探索して板金部品の
３次元サーフェスモデルの形状を作成する第４の工程と
を備えている。

【００１７】このような本発明では、３次元走査子を用
いて走査を行うにあたり、３次元走査子の走査経路を自
動探索していることから、複数の走査経路がある場合で
もその中の一つを選択して走査を行うことができ、板金
部品の３次元サーフェスモデルの形状を自動的に作成で
きるようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のＣＡＤ装置にお
ける３次元モデル作成方法の実施の形態を図に基づいて
説明する。

【００１９】図１は第１実施形態における板金サーフェ
スモデルの作成手順を示すフローチャート、図２は第１
実施形態における板金サーフェスモデル作成装置の構成
を示すブロック図である。

【００２０】図２に示すように、第１実施形態で適用さ
れる板金サーフェスモデル作成装置は、作成されたサー
フェスモデルのデータを格納する３次元図形記憶部１、
サーフェスモデルの形状を決定する３次元走査制御部
２、平面図の形状を調査する平面図走査制御部３、正面
図の形状を調査する正面図走査制御部４、右側面図の形
状を調査する右側面図走査制御部５、平面図の形状デー
タを格納する平面図記憶部６、正面図の形状を格納する
正面図記憶部７、右側面図の形状データを格納する右側
面図記憶部８、図形記憶装置１６に加え、３次元モデル
記憶部９を備えた構成となっている。

【００２１】このような板金サーフェスモデル作成装置
を用いて３次元サーフェスモデルを作成するには、予め
与えられた平面図、正面図、右側面図等から成る三面図
に基づき、その板厚に対応した３次元走査子を所定方向
に走査して、最終的な３次元サーフェスモデルの形状の
解を求めている。以下、図１に沿ってその手順を説明す
る。なお、図１に示されない符号は特に示さない限り図
２を参照するものとする。

【００２２】先ず、図形記憶部１６から、板金部品の各
投影図を平面図記憶部６、正面図記憶部７、右側面図記
憶部８に各々転送する（ステップＳ１０１）。図形記憶
部１６には、予め板金部品の平面図、正面図、右側面図
等から成る三面図が記憶されており、この図形記憶部１
６から各々の図を平面図記憶部６、正面図記憶部７、右
側面図記憶部８に転送する。

【００２３】ここで、図８（ａ）に示す３次元走査子を
想定する。３次元走査子は、各投影像の板厚部を検出す
るために処理の必要上設定した図形である。すなわち、
３次元走査子は走査端３１、３２および走査軸３３によ
り構成され、走査軸３３の長さが板金部品の板厚に対応
している。この３次元走査子は以下の２つの移動のみが
許されている。

【００２４】（１）平行移動 （２）回転移動 さらに、以下の条件のもとで３次元走査子は移動する。

【００２５】（３）両走査端３１、３２はともに投影図
の形状に接すること。

【００２６】次に、平面図走査制御部３、正面図走査制
御部４、右側面図走査制御部５は、各々対応する平面図
記憶部６、正面図記憶部７、右側面図記憶部８内の形状
に対して上記（３）の条件を満足する形状の端点位置
（図９参照）に３次元走査子を設定する（ステップＳ１
０２）。

【００２７】次いで、平面図走査制御部３、正面図走査
制御部４、右側面図走査制御部５は、設定された３次元
走査子の位置データを３次元走査制御部２に転送する。
３次元走査制御部２は、３次元走査子の位置データを比
較し、図９の各３次元走査子位置４１、４２、４３のよ
うに各投影図上対応する３次元走査子を決定する。

【００２８】そして、決定した３次元走査子情報を３次
元図形記憶部１に送り、３次元図形記憶部１では走査端
３１、３２の３次元座標を格納する（ステップＳ１０
３）。

【００２９】次に、本実施形態の特徴部分である走査移
動決定処理（ステップＳ１０４）を行う。この走査移動
決定処理は再帰呼び出しの方法を使用しており、この走
査移動決定処理を終了した時点で最終的な解と成りうる
３次元サーフェスモデルが３次元モデル記憶部９に記憶
される。

【００３０】図３は走査移動決定処理の手順を説明する
フローチャートである。先ず、平面図走査制御部３、正
面図走査制御部４、右側面図走査制御部５は、上記
（１）〜（３）の条件を満足するケースを走査子可能動
作データとして３次元走査制御部２へ転送する（ステッ
プＳ２０１）。

【００３１】次に、３次元走査制御部２は、走査子可能
動作データを評価して、可能な３次元上での３次元走査
子の移動を順次選択し（ステップＳ２０２）、もし全て
の走査候補の選択を終了していたら復帰する（ステップ
Ｓ２０３）。

【００３２】一方、走査候補がある場合には、選択した
走査候補の経路が既に３次元図形記憶部１にあるか否か
を判定し（ステップＳ２０４）、走査済みならば次の走
査候補を選択するためステップＳ２０２へ戻る。

【００３３】そして、未だ走査していない経路を選択し
た場合には３次元走査子の走査移動を行い、３次元図形
記憶部１に走査端の移動軌跡を含めて、移動後の３次元
形状を図１０に示すように記憶する（ステップＳ２０
５）。

【００３４】次に、３次元走査子が初期位置に来たか否
かを判定し（ステップＳ２０６）、初期位置でなければ
本処理を再帰的に読み出し（ステップＳ２０７）、復帰
する。つまり、３次元走査子が初期位置に来るまで未走
査の経路を自動的に選択しながら走査を行い、３次元形
状を記憶していく。

【００３５】３次元走査子が初期位置に来た場合には、
平面図記憶部６、正面図記憶部７、右側面図記憶部８に
未通過図形があるか否かを判定し（ステップＳ２０
８）、未通過図形がある場合は不完全な３次元モデルが
生成されたとして３次元図形記憶部１の内容を消去して
復帰する。

【００３６】一方、全ての経路を通過した場合には完全
な３次元サーフェスモデルの１つの解が生成されたとし
て３次元図形記憶部１の内容を３次元モデル記憶部９に
保存し（ステップＳ２０９）、復帰する。

【００３７】このような第１実施形態により、３次元走
査子の可能な走査経路を自動探索して３次元サーフェス
モデルを生成することができ、走査経路を人手の操作で
決定することなくなる。

【００３８】次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図４は第２実施形態における板金サーフェスモデルの作
成手順を示すフローチャート、図５は第２実施形態にお
ける板金サーフェスモデル作成装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【００３９】図５に示すように、第２実施形態で適用さ
れる板金サーフェスモデル作成装置としては、図２に示
す第１実施形態で適用あれる板金サーフェスモデル作成
装置の構成に、３次元モデル選択部１０を追加したもの
となっている。

【００４０】この３次元モデル選択部１０は、３次元モ
デル記憶部９に記憶された解となりうる複数の３次元サ
ーフェスモデルの中から一つを選択する機能を有してい
る。以下、図４に沿ってその手順を説明する。なお、図
４に示されない符号は特に示さない限り図５を参照する
ものとする。また、図４におけるステップＳ３０１〜Ｓ
３０４は、図１におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４と
同じであるため説明を省略する。

【００４１】第２実施形態では、操作移動決定処理ステ
ップＳ３０４を終了した後、３次元サーフェスモデルの
解が３次元モデル記憶部９内に複数ある場合、その中か
ら妥当な３次元サーフェスモデルを３次元モデル選択部
１０において選択している（ステップＳ３０５）。

【００４２】３次元モデル選択部１０での選択として
は、人手の操作（キーボード、マウス等）によって選択
しても、また自動的な判定によって妥当なものを選択す
るようにしてもよい。

【００４３】このような第２実施形態では、３次元走査
子の走査によって生成された３次元サーフェスモデルの
解が複数存在している場合、それらが記憶されている３
次元モデル記憶部９の中から妥当なものを３次元モデル
選択部１０で選択することができ、走査途中で人手の操
作による指定を行うことなく、最終的に得られた３次元
サーフェスモデルの一つを決定できるようになる。

【００４４】なお、第２実施形態においては、第１実施
形態で示した手順に沿って得られた複数の３次元サーフ
ェスモデルの中から一つを選択する場合であっても、ま
た他の方法によって得られた複数の３次元サーフェスモ
デルの中から一つを選択するものであってもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＣＡＤ装
置における３次元モデル作成方法によれば次のような効
果がある。すなわち、３次元走査子を用いて走査を行う
にあたり、その走査経路を自動探索していることから、
複数の走査経路がある場合でも人手を介すことなく自動
的に３次元サーフェフモデルを作成することが可能とな
る。これによって、短時間で的確に３次元サーフェスモ
デルを作成でき、設計効率の向上を図ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態における板金サーフェスモデルの
作成手順を示すフローチャートである。

【図２】第１実施形態における板金サーフェスモデル作
成装置の構成を示すブロック図である。

【図３】走査移動決定処理の手順を説明するフローチャ
ートである。

【図４】第２実施形態における板金サーフェスモデルの
作成手順を示すフローチャートである。

【図５】第２実施形態における板金サーフェスモデル作
成装置の構成を示すブロック図である。

【図６】従来の板金サーフェスモデル作成装置の構成を
示すブロック図である。

【図７】従来の板金サーフェスモデル作成装置によるサ
ーフェスモデルの作成手順を示すフローチャートであ
る。

【図８】３次元走査子を説明する図である。

【図９】３次元走査子の位置を説明する図である。

【図１０】３次元サーフェスモデルを説明する図であ
る。

【図１１】複数の走査経路がある場合を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１ ３次元図形記憶部 ２ ３次元走査制御
部 ３ 平面図走査制御部 ４ 正面図走査制御
部 ５ 右側面図走査制御部 ６ 平面図記憶部 ７ 正面図記憶部 ８ 右側面図記憶部 ９ ３次元モデル記憶部 １０ ３次元モデル
選択部 １６ 図形記憶装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板金部品の投影図をその種別毎に記憶す
   る第１の工程と、 前記第１の工程で記憶した投影図が表す形状から３次元
   走査のための起点を求める第２の工程と、 前記板金部品の板厚に対応する腕の長さを有する３次元
   走査子を用い、前記第１の工程で記憶した投影図に基づ
   いて前記第２の工程で求めた起点から前記板金部品の板
   厚部のサーフェスの３次元走査を行う第３の工程と、 前記第３の工程で３次元走査を行うにあたり、前記３次
   元走査子の走査経路を自動探索して前記板金部品の３次
   元サーフェスモデルの形状を作成する第４の工程とを備
   えていることを特徴とするＣＡＤ装置における３次元モ
   デル作成方法。
2. 【請求項２】 前記第４の工程において、前記３次元走
   査子の走査経路が２以上ある場合、既に通過した走査経
   路を除く他の走査経路を選択することで前記自動探索を
   行うことを特徴とする請求項１記載のＣＡＤ装置におけ
   る３次元モデル作成方法。
3. 【請求項３】 前記第４の工程において作成された前記
   板金部品の３次元サーフェスモデルの形状を記憶する第
   ５の工程と、 前記第５の工程で記憶した前記板金部品の３次元サーフ
   ェスモデルの形状から最適なものを選択する第６の工程
   とを備えていることを特徴とする請求項１記載のＣＡＤ
   装置における３次元モデル作成方法。