JPH1196198A - 図面作成装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一般に３次元形状データから図面を作成する際
に、ユーザーの入力がなければ、対象の製造方法に適し
た図面を作成することができなかった。本発明の目的は
上記のユーザー入力を軽減する図面を作成する装置また
は方法を提供することにある。 【解決手段】３次元形状データ記憶手段と製造方法特定
手段を用いて、図面データを作成し、図面データ記憶手
段に出力する図面作成手段を持つ、３次元形状データか
ら２次元の図面を生成する装置によって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は計算機によって設計
作業を支援し、対象を３次元形状データによって表現す
る３Ｄ−ＣＡＤ(Computer Aided Design）に関する。特
に３Ｄ−ＣＡＤにおいて、対象を任意の方向からの投影
した投影図を持つ図面を作成する装置または方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多くの３Ｄ−ＣＡＤ(Computer Aided De
sign）では、図面を作成するために対象の投影図を作成
する手段を持つ。作成する図面は製図規則に従い図面を
見る人にわかりやすいように図形や寸法を配置して出力
することが要求される。

【０００３】たとえば、対象が機械部品の場合、製造部
に渡されて加工作業者が製造に使う図面を作成すること
がある。この場合、作成された図面は製造に適した図面
になっている必要がある。

【０００４】具体的には旋削加工で使用する図面では、
加工時の便宜を考慮する必要がある。たとえば、内径旋
削加工が必要な対象の図面は、一般に主軸を含む平面に
よる断面図が必要である。また、同一円筒面上に中心軸
を持つ複数の穴がある場合は、それらすべてが現れる面
を投影した図が必要である。

【０００５】また旋盤による旋削加工において、加工の
工程が同一の部分の形状に関する寸法についてはまとめ
て記入し、工程が異なる部分の形状に関する寸法は、互
いに離して記入することが推奨されている。なぜなら
ば、工程ごとにわけて寸法が記入されていると加工者は
一つの工程に関する寸法を見落としにくくなり、すなわ
ち製造に適した図面となるからである。

【０００６】必要な図面，投影方法，寸法の記入位置を
一つ一つＣＡＤシステム入力する必要があった。

【０００７】一般的な３Ｄ−ＣＡＤでは、自動的に対象
の図面を作成する機能を有するが、あらかじめ決められ
た方向からの投影図を作成するだけ、製図規則に適合す
る図面を作成するにはさらにユーザーによる図面の修正
が必要があった。

【０００８】前述の加工作業者にわかりやすい図面を作
成するためには、少なくとも加工の主軸を含む面を断面
としてとった断面図を作ることと寸法の配置をユーザー
が指示する必要があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般に３次元形状デー
タから図面を作成する際に、ユーザーの入力がなけれ
ば、対象の製造方法に適した図面を作成することができ
なかった。

【００１０】本発明の目的は３次元形状データから製造
に適した図面を作成する装置または方法において、上記
のユーザー入力を軽減する図面を作成する装置または方
法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、３次
元形状データ記憶手段と３次元形状データが表わす形状
の製造方法を特定する製造方法特定手段と前記３次元形
状データと前記製造方法特定手段により特定した製造方
法から図面データを作成し、図面データ記憶手段に出力
する図面作成手段を持つ図面作成装置によって達成され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図を用いて説明
する。図１は本装置の構成を示している。本装置は記憶
装置１，処理装置２からなる。

【００１３】１は記憶装置であり、３次元形状データ記
憶手段４と製造方法特定手段５と図面データ記憶手段６
を持つ。

【００１４】２は処理装置であり、図面作成手段３をも
つ。

【００１５】本発明において、３次元形状データ記憶手
段４と製造方法特定手段５と図面データ記憶手段を持つ
記憶装置２を有する処理装置２があったとき、記憶媒体
に格納された図面作成手段３が処理装置２に読み込まれ
図１と同様の構成をなすならば、図面作成手段３を格納
した記憶媒体も本発明の範囲である。

【００１６】４は３次元形状データ記憶手段であり、図
面を作成する対象の形状を３次元的に表わす３次元形状
データを記憶している。

【００１７】５は製造方法特定手段である。製造方法と
は加工方法、さらに具体的には切削加工方法や組み立て
作業などを指す。製造方法特定手段は、たとえば対象の
一部分の形状と加工方法を対応させた部分形状−加工方
法対応データを記憶している。また製造方法特定手段と
して、３次元形状データから自動的に製造方法を特定す
るような手段を含む装置または方法も本発明の範囲であ
る。

【００１８】３は図面作成手段であり、３次元形状デー
タ記憶手段４に記憶された対象の３次元形状データと製
造方法特定データ記憶手段５に記憶された対象の一部分
の形状と加工方法を対応させた部分形状−加工方法対応
データ入力として図面を作成し、図面データ記憶手段６
に送る。

【００１９】図面作成手段３はさらに図２に示すよう
に、投影図作成手段２０１と投影法データ決定手段２０
２と寸法配置手段２０３からなる。

【００２０】投影法データ決定手段２０２は部分形状−
加工方法対応データを読み込んで、この対象について図
面を作成する際に必要な投影法データを投影図作成手段
201に出力する。

【００２１】投影図作成手段２０１は対象の３次元形状
データと投影法データ決定手段202の出力である投影法
データを入力として、投影法データにしたがって対象の
投影図を作成し、図面上の適切な位置に配置した投影図
データを出力する。

【００２２】寸法配置手段は投影図作成手段２０１の出
力である投影図データと対象の３次元形状データを入力
として、投影図データ上に寸法を配置して図面データを
出力し、図面データ記憶手段６に送る。

【００２３】本装置に３次元形状記憶手段にたとえば図
３に示すような対象の３次元形状を表わすデータが記憶
されており、製造方法特定手段に部分形状の加工方法を
特定する部分形状−加工方法対応データが記憶されてい
ると仮定する。それぞれのデータ構造は図４，図５のよ
うになっている。

【００２４】図４において円筒面が「外向き」である。
または、「内向き」であるとは、以下の意味である。す
なわち、円筒面が外向きであるとは、その円筒面を無限
に延長したときに、面が分ける空間のうち円筒面の軸が
ある方の空間側が中空ではないような３次元表現である
ことを指し、逆に内向きであるとは軸がある方の空間が
中空であるような面をいう。たとえば、中身が詰まった
円筒立体の円筒面は外向きであり、穴の内面のような円
筒面は内向きである。

【００２５】たとえば、３次元形状データにはｆ１と名
づけられた面形状４０３が存在し、面形状のタイプ４０
２として円筒面であること、形状データ４０３として軸
ａ１を持つことが記録されている。

【００２６】また、寸法４０４のデータとして寸法ｄ１
は寸法を付加する面４０５であるｆ８，ｆ９の間の距離
を指示することが記録されている。

【００２７】部分形状−加工方法対応データにはたとえ
ばｒ１と名づけられた関係５０１が存在し、面ｆ１から
なる部分形状５０２の加工方法５０３が外径加工である
ことが記録されている。

【００２８】この状態で記憶装置からしかるべき入力デ
ータが処理装置に入力されると図６に示すような動作を
行う。本例では図３を例題として用いる。

【００２９】まず、投影法データの決定ステップ６０１
を行う。

【００３０】投影法データ決定手段３によって３次元形
状データ記憶手段４に記憶された３次元形状データと製
造方法記憶手段５に記憶された部分形状−加工方法対応
データからこの対象について図面を作成する際に必要と
なる投影法データを得る。

【００３１】この実施例における投影法データとは以下
の３点を指定する。

【００３２】１）平行投影マトリックス、 ２）断面図か通常の投影図、 ３）断面図であれば切断面となる面、 ここで、一般に平行投影マトリックスはａ）視線方向ベ
クトルとｂ）対象物体の参照点，ｃ）対象物体を投影し
たときにｘ軸方向にとりたい３次元の方向ベクトルの３
点から作成できる。従って、この３点のデータが得られ
れば投影マトリックスを決定できる。

【００３３】本例における投影法データ決定手段の動作
を図７を用いて説明する。

【００３４】形状−加工方法対応データから穴加工を検
索する７０１。穴加工があれば穴加工のフラグを立てる
７０２。

【００３５】形状−加工方法対応データから外径加工を
検索する７０３。外径加工があれば外径加工で必要な投
影法データを作成する７０４。外径加工がなければ内径
加工の検索７０５に進む。

【００３６】外径加工における投影法データには、穴加
工のフラグがある場合は投影変換は決定せず穴加工と同
じ変換マトリックスを使う。断面図は不要である。穴加
工のフラグが立ってない場合は、投影マトリックスを作
成する。

【００３７】投影マトリックスは以下のように作成す
る。まず外径加工をする形状の軸を主軸とする。ａ）視
線方向ベクトルは主軸に直角な任意のベクトルとし、
ｂ）参照点は主軸の中点とし、ｃ）ｘ軸方向は主軸の方
向とする。

【００３８】ここでの投影法データを一時メモリに記憶
する。

【００３９】つぎに、形状−加工方法対応データから内
径加工を検索する７０５。内径加工があれば、内径加工
で必要な投影法データを作成する７０６。なければ穴加
工の検索７０７に進む。

【００４０】外径加工による加工方法が一時メモリにあ
れば、同じ投影法データのうち断面図が必要であるこ
と、切断面は視線方向ベクトルを法線ベクトルとする主
軸を含む面とするように変更を加える。

【００４１】外径加工による加工方法が一時メモリにな
ければ、内径加工で必要な投影法データをあらたに作成
する。穴加工のフラグがある場合は外径加工の場合と同
様に投影変換マトリックスは決定せず穴加工と同じ変換
マトリックスを使う。内径加工では断面図が必要であ
る。切断面，変換投影マトリックスは以下のようにして
作成する。

【００４２】まず内径加工をする形状の軸を主軸とす
る。切断面は主軸を含む、主軸に直角なベクトルを法線
方向とする面とする。投影変換マトリックスはａ）視線
方向ベクトルを切断面の法線ベクトルとし、ｂ）参照点
を主軸の中点とし、ｃ）ｘ軸方向を主軸の三点から作成
する。

【００４３】つぎに形状−加工方法対応データから穴加
工を検索７０７する。

【００４４】穴加工があれば、穴加工に必要な投影法を
作成する７０８。なければ終了する。

【００４５】穴加工には二つ投影図を必要とする。一つ
は断面が必要であり、その切断面は穴の軸と加工の主軸
とを含む面をとる。この時投影変換マトリックスはａ）
視線方向ベクトルは切断面の法線方向とし、ｂ）参照点
は主軸の中点とし、ｃ）ｘ軸方向は主軸の方向とする。

【００４６】穴加工の二つ目は通常の投影図で、穴加工
と対応した形状の軸方向をａ）視線方向とし、ｂ）穴の
ある面と主軸との交点を参照点とし、主軸と視線方向に
よって決定する平面の法線方向をｃ）ｘ軸の方向とする
投影変換マトリックスをもつ。

【００４７】最後に一時メモリに記憶した投影法データ
を投影図作成手段２０１に送る。

【００４８】本実施例では二つの投影法データが作成さ
れ、投影図作成手段２０１に送られる。一つ目の投影法
データは断面図であり投影マトリックスＭａをもち、切
断面ｐを持つ。二つ目の投影法データは通常の投影図で
あり、投影マトリックスＭｂをもつ。

【００４９】ここで、切断面ｐは面ｆ３と面ｆ４によっ
て決定する面である。Ｍａは参照点を円筒面ｆ３の軸の
中点とし、視線方向ベクトルを円筒面ｆ３の軸の方向と
し、ｘ軸の方向を切断面ｐの法線方向として作成される
マトリックスである。Ｍｂは視線方向ベクトルを円筒面
ｆ４の軸の方向とし、参照点を面ｆ３の軸の中点とし、
ｘ軸方向をＭａの視線方向ベクトルと同じとして作成さ
れるマトリックスである。

【００５０】この例におけるマトリックスＭａによって
作成される一つ目の投影図とＭｂによって作成される二
つ目の投影図はそれぞれ一般に側面図，正面図と呼ばれ
る。次に投影図作成ステップ６０２を行う。

【００５１】投影図作成手段２０１では、入力した投影
法データに対して対象の投影図が作成され、それぞれ図
面データ上に配置される。本実施例における投影図作成
手段２０１の動作を図８を用いて説明する。

【００５２】投影法データ決定手段２０２から送られた
投影法データから一つ読み込む801。読み込んだ投影法
データに基づいて対象の投影図を作成する８０２。この
投影図を図面データ上に配置する８０３。この時の投影
法データにおける投影マトリックスをＭ１とする。

【００５３】つぎに、すべての投影法データについて順
次、投影法データを読み込み８０４、これに基づいて投
影図を作成する８０５。このとき視線方向も同時に投影
マトリックスＭ１で変換する８０６。この変換したベク
トルのｘ，ｙ成分をもつ平面ベクトルをＶｍとする。

【００５４】ここで作成した投影図をはじめに作成した
投影図と重ならないように十分−Vm（Ｖｍと反対方向の
ベクトル）だけ移動した位置へ配置する８０７。

【００５５】すべての投影法データについて投影図を作
成し、図面データ上に配置する。最後に、データを寸法
配置手段２０３に送る。

【００５６】本実施例では二つの投影図が作成され、図
１０に示すように配置される。

【００５７】次に寸法配置ステップ６０３を行う。

【００５８】寸法配置手段２０３では、３次元形状デー
タ記憶手段４から形状に付与された寸法を読み込んで図
面データ上に配置する。本実施例における寸法配置手段
を図９を使って説明する。

【００５９】すべての形状−加工方法対応データそれぞ
れについて順次以下の処理を行う。まず形状−加工方法
対応データを読む９０１。読み込んだデータをＲｘとす
る。Ｒｘの形状に含まれる寸法それぞれについて、Ｒｘ
の加工方法が外径加工であるかどうかを調べる９０２。
外径加工なら側面図の中の対象より上方または右に配置
する９０３。Ｒｘの加工方法が内径加工であるかどうか
を調べる９０４。内径加工なら側面図の中の対象の下方
または左に配置する９０５。Ｒｘが穴加工かどうかを調
べる９０６。穴加工であれば正面図に配置する９０７。

【００６０】最後に、図面データを図面データ記憶手段
６に送る。

【００６１】本実施例では図１１に示すような図面を表
現する図面データが送られる。

【００６２】図面データ記憶手段６では、図面作成手段
３からの出力を受け取って図面データを記憶する。

【００６３】本発明の二つ目の実施例は図１２に示すよ
うな構成である。

【００６４】本実施例では製造方法特定手段１２５が製
造方法特定データ作成手段をもち、３次元形状データか
ら自動的に製造方法特定データを作成する。

【００６５】本発明の二つめの実施例を図を用いて説明
する。図１２は本装置の構成を示している。本装置は記
憶装置１２１，処理装置１２２からなる。

【００６６】１２１は記憶装置であり、３次元形状デー
タ記憶手段１２４と図面データ記憶手段１２６を持つ。

【００６７】１２２は処理装置であり、製造方法特定手
段１２５と図面作成手段１２３をもつ。

【００６８】図面作成手段１２３のより詳細な構成は一
つ目の実施例の３次元図面作成手段３と同じであり、そ
れぞれの構成要素も同じ動作をする。３次元形状データ
記憶手段１２４と図面データ記憶手段１２６はそれぞ
れ、一つ目の実施例の形状データ記憶手段４と図面デー
タ記憶手段６と同じ動作をする。

【００６９】本発明において、３次元形状データ記憶手
段１２４と製造方法特定手段１２５と図面データ記憶手
段１２６を持つ記憶装置１２１を有する処理装置１２２
があったとき、記憶媒体に格納された製造方法特定手段
１２５が処理装置２に読み込まれず、処理装置１２２と
同様の構成をなすならば、図面作成手段３を格納した記
憶媒体も本発明の範囲である。

【００７０】本装置の記憶装置１に３次元形状データ記
憶手段４にたとえば図３に示すような対象の３次元形状
を表わす３次元形状データが存在すると仮定する。デー
タ構造は図４のようになっている。

【００７１】この状態で記憶装置からしかるべき入力デ
ータが処理装置に入力されると図１３に示すような動作
を行う。本例では図３を例題として用いる。

【００７２】まず、製造方法特定データを作成する１３
１。

【００７３】製造方法特定手段１２５によって３次元形
状データ記憶手段１２６から３次元形状データを読み込
み製造方法特定データを作成する。

【００７４】本実施例における製造方法特定手段１２５
の動作を図１４を使って説明する。まず、主軸を抽出す
る１４１。

【００７５】３次元形状データに含まれる面のうちタイ
プが円筒面であるすべての面について軸方向の長さが一
番長い面に含まれる軸を主軸とする。ここで得られた主
軸を主軸ａと呼ぶことにする。

【００７６】次に３次元形状データに含まれるすべての
面４０１について以下の処理を行う。

【００７７】面を一つ読み込む１４２。ここではこの面
を面ｆｘとよぶ。

【００７８】面ｆｘが外径加工する形状かどうかを判定
する１４３。判定は面ｆｘが外径加工形状の条件Ｃ１に
適合するかどうかによって決定する。

【００７９】面ｆｘが外径加工する形状であるための条
件Ｃ１はａ）面ｆｘのタイプが円筒面であること、ｂ）
円筒面ｆｘが外向きであること、ｃ）面ｆｘの軸が主軸
ａと重なることである。

【００８０】面ｆｘが条件Ｃ１に適合すれば、面ｆｘの
加工方法を外径加工と対応付けて形状−加工方法対応デ
ータとして一時メモリに記憶する。

【００８１】面ｆｘが条件Ｃ１に適合しなければ、次に
進む。

【００８２】同様に面ｆｘが内径加工する形状かどうか
を判定する１４４。判定は面ｆｘが内径加工形状の条件
Ｃ２に適合するかどうかによって決定する。面ｆｘが内
径加工する形状であるための条件Ｃ２はａ)面ｆｘのタ
イプが円筒面であること、ｂ)円筒面ｆｘが内向きであ
ること、ｃ）面ｆｘの軸が主軸ａと重なることである。
面ｆｘが条件Ｃ２に適合すれば、面ｆｘの加工方法を外
径加工と対応付けて形状−加工方法対応データとして一
時メモリに記憶する。面ｆｘが条件Ｃ２に適合しなけれ
ば次に進む。

【００８３】面ｆｘが穴加工する形状かどうかを判定す
る１４５。判定は面ｆｘが穴径加工形状の条件Ｃ３に適
合するかどうかによって決定する。面ｆｘが穴加工する
形状であるための条件Ｃ３はａ）面ｆｘのタイプが円筒
面であること、ｂ）円筒面ｆｘが内向きであること、
ｃ）面ｆｘの軸が主軸ａと重ならないこと、ｄ）面ｆｘ
の軸が主軸ａと平行であることである。

【００８４】面ｆｘが条件Ｃ３に適合すれば、面ｆｘの
加工方法を外径加工と対応付けて形状−加工方法対応デ
ータとして一時メモリに記憶する。面ｆｘが条件Ｃ３に
適合しなければ、次の面を読み込むステップに戻る。

【００８５】読み込むべき面がなくなったら終了する。

【００８６】本実施例では、図５に示すような形状−加
工方法対応データが出力され、図面作成手段１２３に送
られる。

【００８７】本例では製造方法特定データは図５に示す
形状−加工方法対応データが作成される。

【００８８】次に投影法データの決定ステップ１３２，
投影図作成ステップ１３３，寸法配置ステップ１３４を
行う。

【００８９】これらのステップは図面作成手段１２３に
よって実行される。図面作成手段１２３は３次元形状デ
ータ記憶手段１２４に記憶された３次元形状データと製
造方法特定手段１２５によって作成された形状−加工方
法対応データから図面データを作成し、図面データ記憶
手段１２６に送る。

【００９０】最後に図面データ記憶手段１２６は図面作
成手段からの出力された図面データを記憶する。

【００９１】本実施例では図１１に示すような図面を表
現する図面データが記憶される。

【００９２】

【発明の効果】本発明を利用すれば３次元形状データか
ら製造に適した図面を容易に作成することができる。具
体的にはユーザーによる投影図の投影法データの指示と
加工作業者に見やすい寸法の再配置が不要になる。

【００９３】対象の部分形状と加工方法の対応が存在す
ると、３次元形状データから図面を作成した際に寸法が
加工作業の工程ごとにまとめて配置され、かつ異なる工
程どうしは離れて配置されるので加工作業者にとって見
やすい図面を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の図面作成装置の構成である。

【図２】本発明の図面生成手段の構成である。

【図３】本発明の装置で扱う具体的なデータの例であ
る。

【図４】図３のデータの３次元形状を表わすデータ構造
である。

【図５】図３のデータの製造方法特定データのデータ構
造である。

【図６】本発明の図１に対応する装置の処理手順であ
る。

【図７】本発明の投影法データ決定手段の処理手順であ
る。

【図８】本発明の投影図作成手段の処理手順である。

【図９】本発明の寸法配置手段の処理手順である。

【図１０】本発明の装置の出力の途中の図である。

【図１１】本発明の装置の出力の図である。

【図１２】本発明の図面作成装置の別の構成である。

【図１３】本発明の図１２の装置に対応する処理手順で
ある。

【図１４】本発明の図１２の装置における製造法データ
決定手段の処理手順である。

【符号の説明】

１，１２１…記憶装置、２，１２２…処理装置、３，１
２３…図面作成手段、４，１２４…３次元形状データ記
憶手段、５，１２５…製造方法特定手段、６，１２６…
図面データ記憶手段、２０１…投影図作成手段、２０２
…投影法データ決定手段、２０３…寸法配置手段。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３次元形状データから２次元の図面を生成
   する装置において、３次元形状データ記憶手段と３次元
   形状データが表わす形状の製造方法を特定する製造方法
   特定手段と前記３次元形状データと前記製造方法特定手
   段により特定した製造方法から図面データを作成し、図
   面データ記憶手段に出力する図面作成手段を持つことを
   特徴とする図面作成装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の図面作成装置において、
   製造方法特定手段が部分形状を特定するデータと加工方
   法を示すデータを対応付けた形状−加工方法対応データ
   を記憶していることを特徴とする請求項１に記載の図面
   作成装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の図面作成装置において、
   製造方法特定手段が３次元形状データから製造方法特定
   データを導出する手段である製造方法特定データ導出手
   段を持つことを特徴とする請求項１に記載の図面作成装
   置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の図面作成装置において、
   図面作成手段が投影変換を算出する手段を持つことを特
   徴とする請求項１に記載の図面作成装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の図面作成装置において、
   図面作成手段が寸法の位置を特定する手段である寸法配
   置手段を持つことを特徴とする請求項１に記載の図面作
   成装置。