JPH1185833A - ３次元板金ｃａｄ／ｃａｍ変換装置及び該装置のプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複合製品の汎用の組立図ソリッド形状データ
のみから各単品の展開データを自動生成できる。 【解決手段】 単品抽出処理手段１は、汎用の組立図ソ
リッド形状データａから単品図ソリッド形状データｂに
変換する。外側面抽出処理手段２は、ソリッドの片側面
と各面毎の板厚方向を持ったサーフェイス形式の形状デ
ータである外側面サーフェイス形状データｃに変換す
る。板金データ変換処理手段３は、平面サーフェイスと
曲げ情報と加工要素情報を持ったサーフェイス形式の形
状データである板金用モデルデータｄに変換する。板金
展開処理手段４は、展開形状の２次元ワイヤーフレーム
形式の形状データである展開形状データｅに変換して市
販板金ＣＡＭシステム１４へ出力可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元板金ＣＡＤ
／ＣＡＭ変換装置及び該装置のプログラムを記録した記
録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）／ＣＡ
Ｍ（コンピュータ支援製造）システムによりＮＣデータ
を作成する場合、ＣＡＤ装置からＣＡＭ装置へ形状デー
タを受け渡すことが必要である。

【０００３】特に、板金加工の場合、ＣＡＤが出力する
図形情報が仕上り形状（折り皿げのある状態）なのに対
して、板金ＣＡＭで必要とする図形情報は展開形状（平
らに開いた折り曲げのない状態）なので、図形情報をそ
のまま受け渡すのではなく、板金展開処理を行うことが
必要である。

【０００４】従来の技術では、この板金展開処理をコン
ピュータ支援により簡略化するために以下の２種類の方
法で行なわれている。

【０００５】１）板金専用設計入力装置による板金用ソ
リッドモデルから自動板金展開を行う方法。本方法は、
設計者が板金専用設計入力装置を使用することで、入力
時点から板金展開に適した板金用ソリッドモデルを生成
し、そのデータを基に自動板金展開する方法。例えば、
公知例「板金部品の設計システム」特開平７−５６９７
４、「Ｐｒｏ／ＳＨＥＥＴＭＥＴＡＬ」（パラメトリツ
ク・テクノロジー社製）等がある。

【０００６】上記公報によれば、「板金部品の設計シス
テム」は、３次元ソリッドモデルデータと別に予め仕上
がり形状から、板金形状へ展開可能とする面要素識別デ
ータを作成し、この面要素識別データと３次元ソリッド
モデルとに基づいて順次板金展開するものである。

【０００７】２）汎用３次元ＣＡＤによる汎用ソリッド
モデルから対話形式で板金展開を行う方法。本方法は、
例えばＳＴＥＰ形式（ＩＳＯ１０３０３−２０３）のよ
うに、汎用ソリッドモデルに対して、板金用ソリッドの
貼り付け、曲げ部の指示、曲げＲの指示等の板金属性の
付加作業を対話により行い板金用ソリツドモデルを生成
し、そのデータを基に自動板金展開する方法。例えば、
公知例「スマートシステム」（ヤマザキ・マザツク社
製）、「ＦＵＳＩＯＮ」（インテツクス社製）等があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法１）では、
自動的に板金展開形状が作成される反面、板金専用設計
入力装置（ＣＡＤ）となるので、板金部品・切削部品・
ネジ・器具・ダクト・ケーブルなどの複合した製品形状
を設計入力する場合、板金部品のみ別にモデリングする
必要があり、設計作業が複雑になる。

【０００９】さらに、上記複合した製品形状のＣＡＤ形
状情報が必要な場合、１度汎用３次元ＣＡＤで全部品を
モデリングした後、板金部品のみ板金専用設計入力装置
に再入力する必要があり、全体の設計時間を多く要す
る。

【００１０】すなわち、汎用３次元モデルデータから上
記装置で板金展開しようとすると、特定の板金部品のみ
の３次元モデルデータ及び前記面要素識別データを新た
に作成しなければならず、重複した手間を要し、多くの
時間を要するという問題がある。

【００１１】また、従来の方法２）では、汎用３次元Ｃ
ＡＤのデータを利用できる反面、上述したような板金属
性の付加作業が発生し、対話で板金展開形状を作成する
必要がある。このことは、ＣＡＭ操作時間を多く要する
だけでなく、大量の部品を扱う場合、この作業に多くの
時間に時間が掛かりすぎて実用的でない。すなわち、汎
用３次元ＣＡＤのデータを用いて、自動的に板金展開で
きるシステムが求められている。

【００１２】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、汎用３次元ＣＡＤのソリツドモデルから自
動的に板金展開形状を作成しうる３次元板金ＣＡＤ／Ｃ
ＡＭ変換装置及び該装置のプログラムを記録した記録媒
体を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、汎用
３次元ＣＡＤシステムによって生成される組立図ソリッ
ド形状データから汎用２次元ＣＡＭシステムへ入力する
展開形状データを自動生成する３次元板金ＣＡＤ／ＣＡ
Ｍ変換装置であって、組立図ソリッド形状データを単一
部品毎のデータへ分解した単品図ソリッド形状データを
抽出する単品抽出処理手段と、この単品抽出処理手段に
よって抽出された単品図ソリッド形状データのソリッド
モデルを構成する各面に対して組立図ソリッド形状デー
タに基づくデータの対応部分を参照して板厚面、外側
面、内側面の識別を行い、外側面のみを抽出した面のい
ずれが板厚方向か判断可能に面を構成する周回エッジを
一定方向に整列させた外側面サーフェイス形状データを
出力する外側面抽出処理手段と、この外側面抽出処理手
段により出力される外側面サーフェイス形状データから
組立図ソリッド形状データに基づくデータの対応部分を
参照して平面データと曲げデータと加工要素データを持
った板金用モデルデータへ変換して出力する板金データ
変換処理手段と、この板金データ変換処理手段により変
換して出力される板金用モデルデータを展開形状データ
へ板金展開する板金展開処理手段とを設けるようにした
ものである。この手段によれば、汎用の組立図ソリッド
形状データから単一部品毎に分解された単品図ソリッド
形状データが抽出され、さらに、この単品図ソリッド形
状データから組立図ソリッド形状データの対応部分を参
照して外側面のみを抽出して板厚方向を判別するため
に、周回エッジを一定方向に整列させた外側面サーフェ
イス形状データが抽出される。そして、組立図ソリッド
形状データを参照して外側面サーフェイス形状データが
平面データ、曲げデータ、加工要素データを有する板金
用モデルデータへ変換され、この板金用モデルデータが
展開形状の２次元ワイヤフレーム形式の展開形状データ
へ展開される。これにより、複合製品の汎用の組立図ソ
リッド形状データのみから各単品の展開データが自動生
成される。従って、従来のように複合製品の汎用の組立
図ソリッド形状データから一度板金用の組立図ソリッド
形状データを作成する手間と時間が削減でき、また、対
話処理等による作業負担が不要となり、経済性を向上さ
せることができる。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１記載の３次元
板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置。において、外側面抽出処
理手段は、単品図ソリッド形状データについて、組立図
ソリッド形状データに基づくデータを参照して板厚面候
補判定条件により板厚面候補を判定する板厚面候補判定
手段と、この板厚面候補判定手段により判定された板厚
面候補の内から組立図ソリッド形状データに基づくデー
タを参照して板厚面の判定条件により板厚面を判定する
板厚判定手段とからなる板厚面認識手段を設けるように
したものである。この手段によれば、単品図ソリッド形
状データの各部品から順次組立図ソリッド形状データと
板厚面候補判定条件とにより板厚面候補が認識抽出さ
れ、この内から、さらに、板厚面の判定条件により板厚
面が認識抽出される。これにより、概略の板厚面候補の
抽出で初め絞り、さらに、その中から板厚面を認識する
ので、処理が迅速、かつ、正確に行える。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１記載の３次元
板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置において、外側面抽出処理
手段は、面について組立図ソリッド形状データに基づく
データを参照して外側面を認識する外側面認識手段を設
けるようにしたものである。この手段によれば、認識さ
れた板厚面を除外して外側面が認識される。これによ
り、板厚面と外側面が判り残りは、内側面となる。

【００１６】請求項４の発明は、請求項１記載の３次元
板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置において、外側面抽出処理
手段は、認識された外側面について外周と内周を判別可
能に周辺を囲むように所定方向のベクトルを算出して整
列させる周回エッジ整列手段を設けるようにしたもので
ある。この手段によれば、認識された外側面について外
周が穴等の内周かが判別できる。

【００１７】請求項５の発明は、請求項１記載の３次元
板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置において、板金データ変換
処理手段は、認識された外側面と組立図ソリッド形状デ
ータに基づくデータとに基づいて曲げ部分を認識する曲
げ部認識手段と、曲げ部分を除いて外側面同士を接続す
る面を認識する面接続手段と、曲げ部分を除いて内周を
構成する部分を加工要素として認識する加工要素認識手
段とを設けるようにしたものである。この手段によれ
ば、外側面の内で曲げ部を除く平面のデータと、曲げ部
分の値としての曲げデータと外形や穴等を識別した加工
要素データとしての板金用モデルデータが生成される。

【００１８】請求項６の発明は、請求項１記載の３次元
板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置において、板金展開処理手
段は、曲げデータから曲げ角度を算出する曲げ角度算出
手段と、算出された曲げ角度から材質を加味して板金展
開計算を行い、曲げ部の伸縮値を求める板金展開計算手
段と、伸縮値から板金展開後の展開長と穴位置座標を求
める展開後寸法算出手段と、各曲げ部の曲げ角度を零と
して２次元座標系の展開データを生成する展開形状作成
手段とを設けるようにしたものである。この手段によれ
ば、曲げデータから曲げ角度が求められ、材質による伸
縮を加味した展開長と穴位置座標とを求めて汎用２次元
ＣＡＭへ渡す展開データが生成される。

【００１９】請求項７の発明は、汎用３次元ＣＡＤシス
テムによって生成されファイルに記録される組立図ソリ
ッド形状データから汎用２次元ＣＡＭシステムへ入力す
る展開形状データを自動生成する３次元板金ＣＡＤ／Ｃ
ＡＭ装置のプログラムを記録した記録媒体であって、組
立図ソリッド形状データを単一部品毎のデータへ分解し
た単品図ソリッド形状データを抽出する単品抽出処理手
段と、この単品抽出処理手段によって抽出された単品図
ソリッド形状データのソリッドモデルを構成する各面に
対して組立図ソリッド形状データに基づくデータの対応
部分を参照して板厚面、外側面、内側面の識別を行い、
外側面のみを抽出した面のいずれが板厚方向か判断可能
に面を構成する周回エッジを一定方向に整列させた外側
面サーフェイス形状データを出力する外側面抽出処理手
段と、この外側面抽出処理手段により出力される外側面
サーフェイス形状データから組立図ソリッド形状データ
に基づくデータを参照して平面データと曲げデータと加
工要素データを持った板金用モデルデータへ変換システ
ム出力する板金データ変換処理手段と、この板金データ
変換処理手段により変換して出力される板金用モデルデ
ータを展開形状データへ板金展開する板金展開処理手段
とを実行するプログラムを記録するようにしたものであ
る。この手段によれば、汎用の組立図ソリッド形状デー
タから単一部品毎に分解された単品図ソリッド形状デー
タが抽出され、さらに、この単品図ソリッド形状データ
から組立図ソリッド形状データの対応部分を参照して外
側面のみを抽出して板厚方向を判別するために、周回エ
ッジを一定方向に整列させた外側面サーフェイス形状デ
ータが抽出される。そして、組立図ソリッド形状データ
を参照して外側面サーフェイス形状データが平面デー
タ、曲げデータ、加工要素データを有する板金用モデル
データへ変換され、この板金用モデルデータが展開形状
の２次元ワイヤフレーム形式の展開形状データへ展開さ
れる。これにより、複合製品の汎用の組立図ソリッド形
状データのみから各単品の展開データが自動生成され
る。従って、従来のように複合製品の汎用の組立図ソリ
ッド形状データから一度板金用の組立図ソリッド形状デ
ータを作成する手間と時間が削減でき、また、対話処理
等による作業負担が不要となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２１】図１は、本発明による３次元板金ＣＡＤ／
ＣＡＭ変換装置の一実施の形態を示す全体ブロック図で
あり、図２は、３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置の全
体の流れを示す図である。

【００２２】図において、３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変
換装置１０は、単品抽出処理手段１と外側面抽出処理手
段２と板金データ変換処理手段３と板金展開処理手段４
とから構成され、３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置１
０には、入力用ファイル記憶装置１１と出力用ファイル
記憶装置１２と市販３次元ＣＡＤシステム１３と市販板
金ＣＡＭシステム１４とを接続している。

【００２３】入力用ファイル記憶装置１１は、市販３次
元ＣＡＤシステム１３から組み立て形状を示すソリッド
モデル形式の形状データ（以下、組立図ソリッド形状デ
ータａという）を入力すると共に記憶する。単品抽出処
理手段１は、単品部品形状を示すソリッドモデル形式の
形状データ（以下、単品図ソリッド形状データｂとい
う）に変換する。外側面抽出処理手段２は、ソリッドの
片側面と各面毎の板厚方向を持ったサーフェイス形式の
形状データ（以下、外側面サーフェイス形状データｃと
いう）に変換する。板金データ変換処理手段３は、平面
サーフェイスと曲げ情報と加工要素情報を持ったサーフ
ェイス形式の形状データ（以下、板金用モデルデータｄ
という）に変換する。板金展開処理手段４は、展開形状
の２次元ワイヤーフレーム形式の形状データ（以下、展
開形状データｅという）に変換する。出力用ファイル記
憶装置１２は展開形状データｅを記憶すると共に市販板
金ＣＡＭシステム１４へ出力する。市販板金ＣＡＭシス
テム１４からは、ＮＣデータｆが出力される。

【００２４】以上の構成の３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変
換装置１０では、図１に対応する図２に示すように流れ
る処理を実行し、まず、組立図ソリッド形状データａが
単品抽出処理手段１により単一部品に分解される。例え
ば、図２のように２個の部品から一個が分解され、これ
を単品図ソリッド形状データｂとする。続いて、単品図
ソリッド形状データｂについて外側面抽出処理手段２に
よって図２に示すように外側面と板厚方向とが認識され
外側面サーフェイス形状データｃとされる。次に、外側
面サーフェイス形状データｃが板金データ変換処理手段
３によって平面サーフェイスと曲げ情報と加工要素情報
からなる板金用モデルデータｄとされる。さらに、板金
データ変換処理手段３によって板金用モデルデータｄが
図示２次元の展開形状データｅへ展開される。

【００２５】以上を具体的に順次説明すると、まず、単
品抽出処理手段１によって市販３次元ＣＡＤシステム１
３から出力される組立図ソリッド形状データａが単一部
品毎の単品図ソリッド形状データｂに分解される。

【００２６】ここで、入力とする形状データはソリツド
モデル形式であるため単一部品毎にシェル構造を待った
データとして識別された状態で保存されていると定義で
き、単品抽出処理手段１ではデータ記憶装置から組立図
ソリッド形状データａを読み込み、この識別にしたがっ
てデータを抽出し単品図ソリッド形状データｂとしてデ
ータ記憶装置へ出力する操作が繰返される。

【００２７】図３は、外側面抽出処理手段２の構成を示
す図である。

【００２８】外側面抽出処理手段２のデータ入力手段２
ａは、単品図ソリッド形状データｂを読み込み各サーフ
ェイス情報をメモリ内へ記憶する。板厚面認識手段２ｂ
は、単品図ソリッド形状データｂによって記憶された各
サーフェイスの中から板金パラメータデータファイル２
ｇから与えられた板厚と同じ長さの直線エッジが２つ以
上含まれる面を板厚面として認識し板厚面の面種別を付
加する。外側面認識手段２ｃは記憶された各サーフェイ
スの中から板厚面以外の任意のサーフェイスに板厚面を
敷居のように連続する片側面を検索し外側面の面種別を
付加する。内側面認識手段２ｄは記憶された各サーフェ
イスの中から板厚面と外側面以外の面を検索し内側面の
面種別を付加する。周回エッジ整列手段２ｅは認識した
外側面のどちら方向が板厚のある側かを示す板厚方向ベ
クトルを算出し、記憶された各サーフェイスの中から面
種別が外側面の各サーフェイスを構成する周回エッジの
周回方向を板厚方向ベクトルの進行方向に対して時計周
りに整列する。データ出力手段２ｆは、これらの処理手
段２ａ〜２ｅまでの処理により更新された各サーフェイ
スの情報を外側面サーフェイス形状データｃとして出力
する。

【００２９】図４は、外側面抽出処理手段２の板厚面認
識手段２ｂの具体的処理を示す図である。

【００３０】ここで、図４に示すソリッドを構成する図
５の５０に示す各ソリッドを構成する各面情報がサーフ
ェイス（面）の情報テーブル５１に予め面情報のインデ
ックスと面情報として記憶されている。また、一つの周
回エッジ（辺）の情報が辺情報テーブル５２に予め記憶
されている。そして、図４の処理では、図５に示す上段
のソリッドを構成する各面図５０から下段５３に示す板
厚面を構成するもののみを抽出する。

【００３１】まず、初期化後にサーフェイス（面）の情
報テーブル５１から面情報のＩ＝１から順次取り込ま
れ、データ入力手段２ａから取り込まれた単品図ソリッ
ド形状データｂとの照合がされる（１０１〜１０３）。
これによって、面属性として平面又は円柱面が認識され
る（１０４）。平面又は円柱面が認識されると、面を構
成する周回エッジ、つまり、四辺のいずれか一辺が抽出
される（１０５）。抽出された一辺の周回エッジから外
周か内周（例えば、穴）の認識がされる（１０６，１０
７）。この認識で、外周とされると板厚面候補とされ、
板厚面候補判定処理１０８による図６に示す処理へ移行
する。

【００３２】すなわち、図６に示す板厚面候補判定の条
件では、 （１）４つの辺から構成される。 （２）対面関係にある２つの辺の組は直線同士の２組で
ある又は直線同士と円弧同士の組である。 （３）但し、直線同士の２組の場合長方形である。 （４）但し、直線同士と円弧同士の組の場合同一中心点
を持つ。 これらの（１）〜（４）の条件が成立すると板厚面候補
として判定される。

【００３３】まず、図４のステップ１０７で外周と判定
されると、図６のように周回エッジの辺の数が求められ
る（１２１）。この辺の数が４本であれば、面属性、平
面か円柱面かの判定が１つのソリッドを構成するサーフ
ェイス（面）の情報テーブル５１ａを参照して実行され
る（１２２，１２３，１２４）。この判定で、円柱面と
されると、板厚面候補とされる。この場合、図７の円柱
面候補５３ａの円柱面の曲げ部の丸穴の側面が該当す
る。一方、図７のステップ１２４で、円柱面でない場
合、１つの周回エッジを構成するエッジ（辺）の情報テ
ーブル５２ａが参照されて対面関係にある２辺の組を２
組求める（１２５）。求められた各辺の辺属性、ここで
は、直線か円弧かの認識がされる（１２６）。

【００３４】次に、組をなす辺は互いに同じ辺属性であ
れば、２組共直線同士か判定され、２組共直線で長方形
の場合の判定により板厚面候補とされる（１２７〜１３
０）。この例として図７の下段に示す板厚面候補５３ａ
の平面部の側面（ｄ）が該当する。また、ステップ１３
０の判定で長方形でないとき板厚面候補でないとされ
る。この例として、図７の板厚面候補５３ａの平面
（ｃ）が該当する。

【００３５】次に、ステップ１２８の判定でＮｏのと
き、１組は直線同士、１組は円弧同士のとき、円弧同士
の組の中心点が比較され、中心点が一致すれば、板厚面
候補とされる（１３１〜１３３）。例えば、板厚面候補
５３ａの曲げ部の側面（ｅ）である。

【００３６】図６の処理で板厚面候補が抽出されると、
図４の処理へ戻り、ステップ１０９，１１０で周回エッ
ジを構成する各辺をエッジ（辺）情報テーブルを参照し
て、そして、板厚面判定がされる（１１１）。そして、
板厚面のとき面種別に板厚面とセットされる（１１２，
１１３）。

【００３７】図８は、板厚面判定の具体的処理を示し、
板厚面の判定条件として、 （１）平面の場合で２組の辺とも直線の場合、直線の長
さが長い方の組の互いの距離が板厚と等しい。 （２）平面の場合で直線の組と円弧の組の場合、半径の
差が板厚に等しい。 （３）円柱面の場合円弧同士が合同でその距離が板厚に
等しい。 の判定処理がされる。

【００３８】まず、図９の上段の板厚面候補５３ｃにつ
いて、図８のエッジ（辺）の情報テーブル５２ｃが参照
され対面関係にある２つの辺の組が求められる（１４
１）。そして、平面か円柱面かの面属性が判定される
（１４２，１４３）。この判定で、円柱面のとき円弧同
士の組の円弧の合同条件が判定され、つまり、円弧を重
ね合わせて一致するか判定され、一致すれば合同とされ
る（１４４，１４５）。この例としては、図９の下段の
板厚面候補５４ｃの丸穴の側面（ａ）が該当する。

【００３９】一方、ステップ１４３で、円柱面でないと
き、１組は直線同士、１組は円弧同士かの判定がされ、
Ｙｅｓの場合、円弧同士の組の半径の差が求められる
（１４８，１４９）。この例として、図９の下段の板厚
面候補５４ｃの曲げ部の側面（ｃ）が該当する。得られ
た値が予め定められた板厚に一致する場合、板厚面候補
とされる（１５０）。

【００４０】また、ステップ１４８でＮｏの場合、２組
の直線の内で長い方の直線同士の距離が求められる（１
５１）。この例として、板厚面候補５４ｃの平面部の側
面（ｂ）が該当する。得られた値が予め定められた板厚
に一致すれば、板厚面候補とされ、一致しないとき、板
厚面候補とされない（１５０）。再び、図４の処理へ戻
り、板厚面候補とされたものが面種別として板厚面とさ
れる（１１２，１１３）。

【００４１】外側面認識手段２ｃは、記憶された各サー
フェイスの中から面種別が板厚面以外の任意のサーフェ
イスを１つ選択しこのサーフェイスに連続する板厚面以
外のサーフェイスを次々と探索する。

【００４２】ここで、探索されたサーフェイス集合は、
必ずソリッドモデルの片側面をはぎとったサーフェイス
構造となる。その理由は板金部品のシェル構造を待った
ソリッドモデルは、必ずサーフェイスのそれぞれの片側
面（外側面と内側面）との間を板厚面を敷居のように区
切られているからである。そして、この最初に探索した
サーフェイス集合を外側面と認識し当該サーフェイスに
外側面の面種別を付加する。

【００４３】図１０は、外側面認識手段２ｃの具体的処
理を示し、まず、サーフェイス面の情報テーブル５１ｄ
から任意の面が取得され、この任意面の要素番号が面バ
ッファ（メモリ）５５へ格納される（１６１，１６
２）。

【００４４】次に、任意面から周回エッジ（外周及び内
周）が取得される（１６３）。そして、図１１に示す面
５６のように辺の１つについて、同じ辺を共有する自分
自身以外の面を次面として検索がされる（１６４，１６
５）。次面があると、次面の要素番号と面バッファとが
面バッファ（メモリ）５５の参照により比較される（１
６６）。要素番号が一致しなければ、サーフェイス面の
情報テーブル５１ｄから面種別が取得され、板厚面でな
いとき次面の要素番号が面バッファ（メモリ）５５へ格
納される（１６７〜１７１）。

【００４５】次に、ステップ１６５とステップ１６３で
取得した周回エッジについて処理が終了すると、現在の
選択面に選択済のフラグが面バッファ（メモリ）５５の
該当部へセットされ、面バッファ（メモリ）５５を参照
してフラグがセットされていない面が選択されステップ
１６３へ戻る（１７２，１７３）。そして、面バッファ
（メモリ）５５に格納されている面種別の外側面がサー
フェイス面の情報テーブル５１ｄへセットされる（１７
４）。

【００４６】内側面認識手段２ｄは、記憶された各サー
フェイスの中から面種別が板厚面と外側面以外の全ての
サーフェイス集合を内側面と認識し当該サーフェイスに
内側面の面種別を付加する。

【００４７】ここまでの処理により単一部品のソリッド
モデルを構成する各サーフェイス（面）に対して板厚面
・外側面・内側面の面種別が付加され識別可能となる。
外側面と内側面の定義は、外側面認識ステップでたまた
ま最初に見つけた板厚面以外の面が位置する側が外側面
と認識される。

【００４８】周回エッジ整列手段２ｅは、記憶された各
サーフェイスの中から板厚寸法分垂直に離れた距離に位
置する形状が合同の面種別が外側面のサーフェイスと面
種別が内側面のサーフェイスの２対の組を検索し、外側
面に対して内側面がどちら方向にあるかを示すための板
厚方向ベクトルを算出する。

【００４９】板厚方向ベクトルはこの２対の面に垂直
で、外側面方向を始点とし内側面方向を終点とする単位
ベクトルである。

【００５０】さらに、周回エッジ整列手段２ｅは、記憶
された各サーフェイスの中から面種別が外側面の各サー
フェイスを構成する各周回エッジのベクトル方向を、算
出した板厚方向ベクトルの方向に対して一定の回転方向
（例えば時計周り）に整列させる。（回転方向と反対の
ベクトル方向を持つエッジの始点・終点を入れ替え
る。）

【００５１】ここで、外周の周回エッジと内周の周回エ
ッジの判別が容易なように外周と内周は反対の回転方向
に周回させておく（例えば外周は反時計周り、外周は時
計周り）。

【００５２】ここまでの処理により単品図形ソリッド形
状データから、片側面のみのサーフェイス形状データが
抽出されソリツドモデルのどちら側の面をはぎとったの
か判別可能なように各サーフェイスの周回エッジを一定
方向に整列された外側面サーフェイス形状データに変換
される。

【００５３】図１２は、周回エッジ整列手段２ｅの処理
を示し、サーフェイス面の情報テーブル５１ｅから面属
性が平面、面種別が外側面と内側面の面のみが抽出され
る（１８１）。次に、任意の外側面の１つと任意の内側
面とこれらの外側面と内側面との形状が比較され、一致
するか判定がされる（１８２〜１８５）。この判定で、
合同、一致すれば外側面から内側面へ向かう外側面へ直
行する（板厚方向ベクトル）が求められ、外側面を形成
する周回エッジが取得される（１８６，１８７）。

【００５４】次に、周回エッジが外周の場合、周回エッ
ジを構成する各辺を板厚方向ベクトルを進行方向に見て
反時計方向に周回させる（１８９）。また、外周でない
場合、穴等の場合、周回エッジを構成する各辺を進行方
向に見て時計方向へ周回させる（１９０）。この結果、
図１３に示す上段図５７のソリッドを構成する各面につ
いて、下段の図５８のように外側面のみ周回がされる。

【００５５】図１４は、板金データ変換処理手段３のブ
ロック図である。

【００５６】ここで、板金データ変換処理手段３によ
り、外側面サーフェイス形状データｃから曲げ部認識
（折り曲げ部位の認識と曲げＲの算出）と加工要素認識
（外形と穴の判別）を行う。

【００５７】曲げ部認識手段３ｂは、記憶された各サー
フェイスの中からその面形状が円柱面である面を曲げ部
と認識する。その理由は板金部品のシェル構造を持った
ソリッドモデルの場合、面形状が円柱面であるサーフェ
イスは必ず曲げ部か丸穴や角Ｒ等の円弧形状の側面を示
す板厚面のどちらかであるため外側面サーフェイスに含
まれる円柱面は全て曲げ部である。

【００５８】さらに、この曲げ部サーフェイスの周回エ
ッジを構成する各エッジの中から円柱面の半径を取得し
これをこの曲げ部の曲げＲとして曲げ情報として記憶す
る。さらに、この曲げ部サーフェイスの周回エッジを構
成する各エッジの中から曲げＲと同じ半径を持つ円弧エ
ッジを選び、この円弧エッジの両端点に接続している２
つの直線エッジを見つけこの２直線をそれぞれ甲接続
辺、乙接続辺と認識する。この甲接続辺を共有する曲げ
部円柱面と隣り合う平面サーフェイスを検索し甲平面と
認識する。乙接続辺についても同様に乙平面を認識して
曲げ情報として記憶する。この処理はすべての曲げ部に
対して行う。

【００５９】ここまでの処理により、外側面サーフェイ
ス形状データの全ての曲げ部が、どの甲平面のどの甲接
続辺と、どの乙平面のどの乙接続辺から構成されてい
て、曲げＲがいくつなのか識別可能となる。

【００６０】面接続手段３ｃは、記憶された各サーフェ
イスの中から曲げ部のサーフェイスを除く全てのサーフ
ェイスに対して、上述した甲平面と乙平面が接するよう
に甲平面の甲接続辺側と乙平面の乙接続辺側をそれぞれ
伸長したサーフェイスに変形し、図形情報として記憶す
る。

【００６１】加工要素認識手段３ｄは、記憶された各サ
ーフェイスの中から曲げ部のサーフェイスを除く全ての
サーフェイスにを構成する周回エッジに対して、外周を
構成する周回エッジをその面の外形として、内周を構成
する周回エッジをその面の穴としてそれぞれ認識し加工
要素情報として記憶する。

【００６２】ここで、入力とする形状データは、既に外
側面抽出処理手段２により各サーフェイスを構成する周
回エッジを、例えば、外周は反時計周り内周は時計周り
のように識別可能な状態で記憶されているので、加工要
素認識手段３ｄではこの周回エッジの回転方向を基に外
周を外形、内周を穴と認識し加工要素情報として記憶す
る操作を繰り返すだけである。

【００６３】データ出力手段３ｅは、面接続手段３ｃに
より記憶された図形情報と、曲げ部認識ステップにより
記憶された曲げ情報と、加工要素認識ステップにより記
憶された加工要素情報を、合せて板金用モデルデータと
してデータ記憶装置に出力する。

【００６４】ここまでの処理により外側面サーフェイス
形状データｃから、曲げ部を除く平面のみで構成された
サーフェイス図形情報と、どの平面とどの平面が曲げＲ
いくつで折り曲げられているかを示す曲げ情報と、各サ
ーフェイスの図形要素を外形と穴に識別した加工要素情
報を持った板金用モデルデータｄに変換される。

【００６５】図１５は、板金データ変換処理手段３の前
半処理を示し、まず、外側面サーフェイス形状データｃ
が入力され、ファイル名、材質、板厚等の基本データが
入力される（１９１，１９２）。サーフェイスの１つが
取出され、図１５の右上段枠図５９から左枠図６０と右
枠図６１のように、平面とＲ部の面に分解される（１９
３，１９４）。そして、Ｒ部は、曲げデータが出力され
る（１９５，１９６）。

【００６６】一方、図１５の前半のシステムに続いて平
面は、図１６の後半の処理のように要素の１つが取出さ
れ直線と円弧に分解され、円弧の場合、円弧データが出
力される（１９５，１９７，１９８，１９９，２０
０）。この処理は、図１６の上段左枠図６２と上段右枠
図６３と枠図６４がそれぞれ対応している。

【００６７】次に、各要素の頂点座標が求められ、中段
枠図６５のように座標データが出力される（２０１，２
０２）。続いて、ステップ１９７に戻り、他の要素の１
つが取出され、同様の処理がされる。これらの処理後に
閉ループ要素群の１つが抽出され、下段左枠図６６と下
段右枠図６７のように外形と穴に分解され、外形のと
き、外形データが出力され、穴データが出力される（２
０３〜２０７）。

【００６８】図１７は、板金展開処理手段のブロック図
である。

【００６９】データ入力手段４ａは、板金用モデルデー
タｄを読み込み図形情報曲げ情報加工要素情報をメモリ
内へ記憶する。曲げ角度参照手段４ｂは、記憶された図
形情報と曲げ情報から隣り合う２平面のなす角度を求め
る。板金展開計算手段４ｃは、隣り合う２平面から板金
展開計算を行い伸縮値を求める。展開後寸法算出手段４
ｄは、その伸縮値から板金展開後の外形の展開長と穴位
置座標を求め図形情報を更新する。展開形状作成手段４
ｅは、更新された図形情報から各曲げ部の曲げ角度を０
度とし２次元座標系に射影したフラットな展開形状を作
成し、データ出力手段４ｆは、展開形状から各サーフェ
イス間の接続辺（折り曲げ線）を削除しワイヤーフレー
ム形式の展開形状データｅ出力する。

【００７０】まず、データ入力手段４ａによりデータ記
憶装置から板金用モデルデータｄを読み込み各図形情報
と曲げ情報と加工要素情報とが記憶される。曲げ角度算
出手段４ｂでは、記憶された曲げ情報から任意の曲げ部
が選択され、この曲げ部を構成する接続された２つのサ
ーフェイス甲平面と乙平面が取出される。さらに、記憶
された図形情報から甲平面と乙平面に関する図形情報を
取出しそれぞれの面の法線ベクトルが算出される。

【００７１】ここで、３次元空間上に位置する任意の面
の法線ベクトルは一般に以下の式（１）で求められる。

【００７２】

【数１】

【００７３】さらに、甲平面と乙平面のなす角度を法線
ベクトルの内積から求め、これを任意の曲げ部の曲げ角
度とする。

【００７４】ここで、３次元空間上に位置する２つの平
面のなす角度は一般に以下の式（２）で求められる。

【００７５】

【数２】

【００７６】上記の処理がすべての曲げ部に対して行わ
れ、全ての曲げ部の曲げ角度が求められ、曲げ情報を追
加更新される。

【００７７】板金展開計算手段４ｃは、曲げ角度算出手
段４ｂにより求められた各曲げ部毎の曲げ角度と、記憶
された曲げ情報内の各曲げ部毎の曲げＲと、外部から、
例えば、板金パラメータデータファイル４ｇから与えら
れた材質・板厚毎に定められた曲げ補正値を基に板金展
開計算を行い曲げ部毎の伸縮値（板金展開により板が伸
縮する長さ）を求める。

【００７８】ここで、伸縮値は一般に以下の式（３），
（４）で求められる。

【００７９】伸縮値をＳ、曲げ角度をθ、板厚をｔ、曲
げ補正値をｋ、曲げＲをｒとすると、 ［ｒが外曲げＲの場合］Ｓ＝π×（ｔ×ｋ＋ｒ−ｔ）×θ ／１８０−２×｛ｔａｎ（θ／２）×ｒ｝ …（３） ［ｒが内曲げＲの場合］Ｓ＝π×（ｔ×ｋ＋ｒ）×θ ／１８０−２×｛ｔａｎ（θ／２）×ｒ｝ …（４）

【００８０】ここで、外側面サーフェイスを構成する曲
げ部の曲げＲが外曲げＲなのか内曲げＲなのかの判定
は、曲げＲを構成する円弧の中心点が外側面サーフェイ
スの板厚方向側にある場合を外曲げＲとし、曲げＲを構
成する円弧の中心点が外側面サーフェイスの板厚方向の
反対側にある場合を内曲げＲとする。この処理がすべて
曲げ部に対して行われ全ての曲げ部の伸縮値が求めら
れ、曲げ情報を追加更新される。

【００８１】展開後寸法算出手段４ｄでは、記憶された
曲げ情報から任意の曲げ部が選択され、この曲げ部の伸
縮値とこれを構成する接続された２つのサーフェイスと
甲平面と乙平面を取出す。さらに、記憶された図形情報
から甲平面と乙平面に関する図形情報を取出し、甲平面
と乙平面をそれぞれ接続辺側に伸縮値の１／２ずつ伸縮
したサーフェイスに変形する。甲平面と乙平面の伸縮後
の長さを示す展開長は、以下の式（５）で求められる。

【００８２】ｎ番目の“曲げ部“の伸縮値をＳ（ｎ）、
そこからの面長さをＬ（ｎ）、ｎ＋１番目の“曲げ部
“の伸縮値をＳ（ｎ＋１）とすると、展開後の展開長Ｌ
Ｌ（ｎ）は、 ＬＬ（ｎ）＝Ｓ（ｎ）／２＋Ｌ（ｎ）＋Ｓ（ｎ＋１）／２ …（５） （但しＳ（０）＝０）

【００８３】さらに、記憶された加工要素情報からこの
甲平面と乙平面上の穴図形データの伸縮方向の位置座標
を座標基準点側の伸縮の１／２図示移動させる。甲平面
と乙平面上の穴位置を示す展開長は以下の式（６）で求
められる。

【００８４】ｎ番目の“曲げ部“の伸縮値をＳ（ｎ）、
そこからの“穴“の伸縮方向位置座標をＨ（ｎ）とする
と、展開後の伸縮方向の穴位置座標ＨＨ（ｎ）は、 ＨＨ（ｎ）＝Ｓ（ｎ）／２＋Ｈ（ｎ） …（６）

【００８５】この処理が全て曲げ部に対して行われ、全
ての曲げ部の展開長が求められ、図形情報が更新され
る。

【００８６】展開形状作成手段４ｅでは、記憶された曲
げ情報から任意の曲げ部を選択し、この曲げ部の曲げ角
度とこれを構成する接続された２つのサーフェイス、甲
平面と乙平面を取出するさらに、記憶された図形情報か
ら甲平面と乙平面に関する図形情報を取出し、曲げ角度
０度の状態で、甲平面と乙平面を接続したサーフェイス
に変形し、各サーフェイスの座標を３次元座標系から２
次元座標系に射影する。

【００８７】この処理がすべての曲げ部に対して行わ
れ、全てのサーフェイスが曲げ角度０度で接続された２
次元座標表現の展開形式が作成され、展開形状情報とし
て記憶される。

【００８８】データ出力手段４ｆでは、展開形状作成手
段４ｅにより記憶された展開形状情報の中から展開形状
を構成する各サーフェイス接続辺（折り曲げ線）の部分
を除く外形エッジと穴エッジのワイヤーフレーム情報の
みを展開形状データｅとしてデータ記憶装置に出力す
る。

【００８９】このように本発明の実施の形態によれ
ば、、汎用の組立図ソリッド形状データから単一部品毎
に分解された単品図ソリッド形状データが抽出され、さ
らに、この単品図ソリッド形状データから組立図ソリッ
ド形状データの対応部分を参照して外側面のみを抽出し
て板厚方向を判別するために、周回エッジを一定方向に
整列させた外側面サーフェイス形状データが抽出され
る。そして、組立図ソリッド形状データを参照して外側
面サーフェイス形状データが平面データ、曲げデータ、
加工要素データを有する板金用モデルデータへ変換さ
れ、この板金用モデルデータが展開形状の２次元ワイヤ
フレーム形式の展開形状データへ展開される。これによ
り、複合製品の汎用の組立図ソリッド形状データのみか
ら各単品の展開データが自動生成される。従って、従来
のように複合製品の汎用の組立図ソリッド形状データか
ら一度板金用の組立図ソリッド形状データを作成する手
間と時間が削減でき、また、対話処理等による作業負担
が不要となり、経済性を向上させることができる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、複合製品の汎用の組立図ソリッド形状データのみ
から各単品の展開データを自動生成できるので、従来の
ように複合製品の汎用の組立図ソリッド形状データから
一度板金用の組立図ソリッド形状データを作成する手間
と時間が削減でき、また、対話処理等による作業負担が
不要となり、経済性を向上させることができる。

【００９１】請求項２の発明によれば、単品図ソリッド
形状データの各部品から順次組立図ソリッド形状データ
と板厚面候補判定条件とにより板厚面候補を認識抽出
し、この内から、板厚面の判定条件により板厚面を認識
抽出し、概略の板厚面候補の抽出で初め絞り、その中か
ら板厚面を認識するので、処理が迅速、かつ、正確に行
える。

【００９２】請求項３の発明によれば、認識された板厚
面を除外して外側面を認識することができる。

【００９３】請求項４の発明によれば、認識された外側
面について外周が穴等の内周かが判別できる。

【００９４】請求項５の発明によれば、外側面の内で曲
げ部を除く平面のデータと、曲げ部分の値としての曲げ
データと外形や穴等を識別した加工要素データとしての
板金用モデルデータを生成することができる。

【００９５】請求項６の発明によれば、曲げデータから
曲げ角度が求められ、材質による伸縮を加味した展開長
と穴位置座標とを求めて汎用２次元ＣＡＭへ渡す展開デ
ータを生成することができる。

【００９６】請求項７の発明によれば、複合製品の汎用
の組立図ソリッド形状データのみから各単品の展開デー
タを自動生成できるので、従来のように複合製品の汎用
の組立図ソリッド形状データから一度板金用の組立図ソ
リッド形状データを作成する手間と時間が削減でき、ま
た、対話処理等による作業負担が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す３次元板金ＣＡＤ
／ＣＡＭ変換装置の全体構成図である。

【図２】図１の３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置の全
体処理図である。

【図３】図１の３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置に備
える外側面抽出処理手段の構成図である。

【図４】図３の外側面抽出処理手段に備える板厚面認識
手段の処理を示すフローチャートである。

【図５】図３の板厚面認識手段の処理により得られる板
厚面を示す説明図である。

【図６】図４の板厚面候補判定の処理を示すフローチャ
ートである。

【図７】図６による処理によって得られる板厚面候補を
示す説明図である。

【図８】図４の板厚面判定の処理を示すフローチャート
である。

【図９】図８による処理によって得られる板厚面を示す
説明図である。

【図１０】図３の外側面認識手段の処理を示す説明図で
ある。

【図１１】図１０の処理を示す説明図である。

【図１２】図３の周回エッジ整列手段の処理を示すフロ
ーチャートである。

【図１３】図１２の処理により得られる外側面のみの周
回を示す説明図である。

【図１４】図１の３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置に
備える板金データ変換処理手段の構成図である。

【図１５】図１４の板金データ変換処理手段の前半の処
理を示すフローチャートである。

【図１６】図１４の板金データ変換処理手段の後半の処
理を示すフローチャートである。

【図１７】図１の３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置に
備える板金展開処理手段の構成図である。

【符号の説明】

１ 単品抽出処理手段 ２ 外側面抽出処理手段 ２ａ，３ａ，４ａ データ入力手段 ２ｂ 板厚面認識手段 ２ｃ 外側面認識手段 ２ｄ 内側面認識手段 ２ｅ 周回エッジ整列手段 ２ｆ，３ｅ，４ｆ データ出力手段 ２ｇ，４ｇ 板金パラメータデータファイル ３ 板金データ変換処理手段 ３ｂ 曲げ部認識手段 ３ｃ 面接続手段 ３ｄ 加工要素認識手段 ４ 板金展開処理手段 ４ｂ 曲げ角度算出手段 ４ｃ 板金展開計算手段 ４ｄ 展開後寸法算出手段 ４ｅ 展開形状作成手段 １０ ３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置 １１ 入力用ファイル記憶装置 １２ 出力用ファイル記憶装置 １３ 市販３次元ＣＡＤシステム １４ 市販板金ＣＡＭシステム

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汎用３次元ＣＡＤシステムによって生成
   される組立図ソリッド形状データから汎用２次元ＣＡＭ
   システムへ入力する展開形状データを自動生成する３次
   元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置であって、 前記組立図ソリッド形状データを単一部品毎のデータへ
   分解した単品図ソリッド形状データを抽出する単品抽出
   処理手段と、 この単品抽出処理手段によって抽出された単品図ソリッ
   ド形状データのソリッドモデルを構成する各面に対して
   前記組立図ソリッド形状データに基づくデータの対応部
   分を参照して板厚面、外側面、内側面の識別を行い、外
   側面のみを抽出した面のいずれが板厚方向か判断可能に
   面を構成する周回エッジを一定方向に整列させた外側面
   サーフェイス形状データを出力する外側面抽出処理手段
   と、 この外側面抽出処理手段により出力される外側面サーフ
   ェイス形状データから前記組立図ソリッド形状データに
   基づくデータの対応部分を参照して平面データと曲げデ
   ータと加工要素データを持った板金用モデルデータへ変
   換して出力する板金データ変換処理手段と、 この板金データ変換処理手段により変換して出力される
   板金用モデルデータを前記展開形状データへ板金展開す
   る板金展開処理手段とを備えることを特徴とする３次元
   板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置。
2. 【請求項２】 前記外側面抽出処理手段は、 前記単品図ソリッド形状データについて、前記組立図ソ
   リッド形状データに基づくデータを参照して板厚面候補
   判定条件により板厚面候補を判定する板厚面候補判定手
   段と、この板厚面候補判定手段により判定された板厚面
   候補の内から前記組立図ソリッド形状データに基づくデ
   ータを参照して板厚面の判定条件により板厚面を判定す
   る板厚判定手段とからなる板厚面認識手段を備えること
   を特徴とする請求項１記載の３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ
   変換装置。
3. 【請求項３】 前記外側面抽出処理手段は、 認識された板厚面以外の側面について前記組立図ソリッ
   ド形状データに基づくデータを参照して外側面を認識す
   る外側面認識手段を備えることを特徴とする請求項１記
   載の３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置。
4. 【請求項４】 前記外側面抽出処理手段は、 認識された外側面について外周と内周を判別可能に周辺
   を囲むように所定方向のベクトルを算出して整列させる
   周回エッジ整列手段を備えることを特徴とする請求項１
   記載の３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置。
5. 【請求項５】 前記板金データ変換処理手段は、 認識された外側面と前記組立図ソリッド形状データに基
   づくデータとに基づいて曲げ部分を認識する曲げ部認識
   手段と、前記曲げ部分を除いて外側面同士を接続する面
   を認識する面接続手段と、前記曲げ部分を除いて内周を
   構成する部分を加工要素として認識する加工要素認識手
   段とを備えることを特徴とする請求項１記載の３次元板
   金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置。
6. 【請求項６】 前記板金展開処理手段は、 曲げデータから曲げ角度を算出する曲げ角度算出手段
   と、前記算出された曲げ角度から材質を加味して板金展
   開計算を行い、曲げ部の伸縮値を求める板金展開計算手
   段と、前記伸縮値から板金展開後の展開長と穴位置座標
   を求める展開後寸法算出手段と、各曲げ部の曲げ角度を
   零として２次元座標系の展開データを生成する展開形状
   作成手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の３
   次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置。
7. 【請求項７】 汎用３次元ＣＡＤシステムによって生成
   されファイルに記録される組立図ソリッド形状データか
   ら汎用２次元ＣＡＭシステムへ入力する展開形状データ
   を自動生成する３次元板金ＣＡＤ／ＣＡＭ装置のプログ
   ラムを記録した記録媒体であって、 前記組立図ソリッド形状データを単一部品毎のデータへ
   分解した単品図ソリッド形状データを抽出する単品抽出
   処理手段と、 この単品抽出処理手段によって抽出された単品図ソリッ
   ド形状データのソリッドモデルを構成する各面に対して
   前記組立図ソリッド形状データに基づくデータの対応部
   分を参照して板厚面、外側面、内側面の識別を行い、外
   側面のみを抽出した面のいずれが板厚方向か判断可能に
   面を構成する周回エッジを一定方向に整列させた外側面
   サーフェイス形状データを出力する外側面抽出処理手段
   と、 この外側面抽出処理手段により出力される外側面サーフ
   ェイス形状データから前記組立図ソリッド形状データに
   基づくデータを参照して平面データと曲げデータと加工
   要素データを持った板金用モデルデータへ変換システム
   出力する板金データ変換処理手段と、 この板金データ変換処理手段により変換して出力される
   板金用モデルデータを前記展開形状データへ板金展開す
   る板金展開処理手段とを備えることを特徴とする３次元
   板金ＣＡＤ／ＣＡＭ変換装置のプログラムを記録した記
   録媒体。