JPH1199987A

JPH1199987A - 船体形状データ作成装置

Info

Publication number: JPH1199987A
Application number: JP9263752A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Sakaeda; 靖栄田; Yuko Nishikido; 祐子錦戸
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1999-04-13
Anticipated expiration: 2017-09-29
Also published as: JP3377732B2

Abstract

(57)【要約】【課題】手作業を排したフェアリングを可能とし高精
度なサーフェスモデリングを行わしめ、ＮＣプログラム
データまで作成し得るようにした船体形状データ作成装
置を得る。【解決手段】船体のコンセプトデザインを基にしたオ
フセットから得られたラインズファイルのラインズファ
イル記憶手段１６を介して対話型フェアリング装置３
０、船首尾端自動丸め装置３４、及びサーフェスモデラ
装置２各々に双方向へのデータ授受を可能とした一体型
の船体形状データ作成装置を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船体形状のコンセ
プトデザインから実船の建造を行うために必要な精度の
作図、すなわち船体形状のフェアリングを実施してこの
フェアリング結果を用いて高精度なサーフェスモデルを
作成するための船体形状データ作成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、造船の分野では、設計や生産の効
率化のために造船ＣＩＭ（Computer Integrated Manufa
cturing:コンピュータによる全体を統合管理した生産シ
ステム）の開発が進められ、また船形開発では水槽試験
の性能評価に加えＣＦＤ（Compatational Fluid Dynami
cs: 数値流体力学）による性能推定も進んでいる。この
場合、問題となるのは、三次元の船体形状が計算機上で
高精度に表現できているかであり、このため船体形状を
的確に表現するデータを迅速に作成できることが重要課
題となっている。

【０００３】他方、船体形状は船首尾部の局部的に曲率
変化の大きい部分と曲率変化が小さい部分とが滑らかに
つながった複雑な形状を有し、この形状の的確な表現の
ためには高精度なサーフェスモデルを要し、ひいては高
精度、高密度なワイヤフレームモデルを要する。この結
果、高精度、高密度なワイヤフレームモデルを得るため
には、高精度なフェアリングを行なう必要があり、前述
のＣＩＭのためには設計、研究、生産技術上一元化でき
るフェアリングが必要となる。ここで、フェアリングと
は、船体を正面、平面、側面の３面図にて表現し、これ
ら各断面線がフェア（整形された）曲線となる作業を行
ないつつ、３面図の整合を採って船体として十分滑らか
な曲面となるようにスムージングを行う作業をいう。

【０００４】上述の如き要求があるにもかかわらず、現
在のフェアリング作業においては、従来からあるコンセ
プトデザイン（デッサン）を基にしてバッテン（細長い
短冊状の自在定規）を船体の断面形状に合せて曲げ曲線
を描くという手作業、船体ラインズ（ワイヤフレーム）
フェアリング専用のコンピュータソフトによる作業、及
びこれら両者を併用して行なう作業が実施されるが、複
雑な曲面を有する船首尾端の丸め作業は、実際上熟練者
の手作業に依存する所が多く、たとえ円弧や楕円による
丸めをプログラム化したソフトを用いても整合性をとる
フェアリング作業は手作業となっている。また、船体に
ついてのサーフェスモデル化は一般的ではなく、ライン
ズ表現すなわちワイヤフレーム表現に留まっており、船
体のワイヤフレームを用いて船体全体を実船の建造に使
用できる高精度のサーフェスモデルとして船体全体を完
全に定義付けできる技術は未だ確立されていない。ま
た、上述の如き段階では船舶の推進性能評価用の供試模
型を製作するためのＮＣプログラム作成機能を有する船
舶開発システム用装置も当然存在しない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、手作業あ
るいは手作業とラインズフェアリングソフトを併用した
フェアリング作業では、長年にわたる熟練を必要とし、
工数についても膨大な時間を要している。このため前述
のＣＩＭのため一元化できるフェアリングには遠く及ば
ない。

【０００６】また、従来市販されているフェアリングソ
フトは、ワイヤフレームモデルの作成に留まり、換言す
れば船体の切断面である正面・平面・側面の３面間の整
合性を取るための船体ラインズ作成用に提供されたもの
であり、自動車や航空機あるいは部品設計の分野で用い
られる汎用サーフェスモデラを用いたモデリングを応用
しようとしても、データ側に多大な工数を要ししかも船
体特有の三次元的捩れや船首尾端の複雑な曲面を有する
サーフェスモデリングとしては精度上難点を有する。

【０００７】また、かかる船体用の高精度サーフェスモ
デルが作成できないのに起因して、船舶の推進性能評価
用供試模型製作に当り、サーフェスモデルをベースにし
たＮＣ加工用のプログラム（ＮＣデータ）が作成できな
い。

【０００８】本発明は、上述の問題に鑑み、従来のよう
な手作業を排除してＣＩＭのために一元化に届くような
フェアリングを可能とすると共に、ワイヤフレームのみ
ならずサーフェスモデリングを高精度に行なわしめ、ひ
いては船体付加物や船舶開発に必要な周辺部材の意匠設
計や一般製図、船舶の推進性能評価のための供試模型製
作用ＮＣプログラムを作成する船体形状データ作成装置
を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、次の発明特定事項を有する。（１）船体のコンセプトデザインを基にしたオフセット
から得られたラインズファイルのラインズファイル記憶
手段を介して対話型フェアリング装置、船首尾自動丸め
装置、及びサーフェスモデラ装置各々に双方向へのデー
タ授受を可能とした一体型の船体形状データ作成装置を
特徴とする。（２）前記（１）において、サーフェスモデラ装置とし
ては、汎用のサーフェスモデラを三次元ＣＡＤカーネル
に導入し、これに船体形状データの作成に必要なライン
ズシステムの制御手段、前記会話型フェアリング装置と
船首尾端自動丸め装置で構成されるラインズシステムへ
のラインズファイル入出力手段、サーフェスモデルを作
成するための演算手段、このサーフェスモデルを使って
ＮＣ加工を行うためのＮＣプログラム作成演算手段、一
般的な機械系のＣＡＤに見られる製図機能を有する演算
手段、船舶の船型形状を表現するための標準ラインズ作
成の為の演算手段、船舶の計画に必要な排水量や浸水面
積などの計算を行うための船舶法演算手段、それぞれの
作業過程で作画図を画面に表示する手段や各種データを
記憶する手段を配置し、しかも入力装置及び出力装置と
のインタフェースを有することを特徴とする。（３）前記（１）において、前記対話型フェアリング装
置としては、船体のコンセプトデザインを基に作成した
オフセットを入力装置から取り込み、この入力されたデ
ータを使って規定のフォーマットに並べ変えを行うライ
ンズファイル作成／表示手段とラインズファイルの前記
記憶手段と、ラインズファイルをコンピュータの画面上
に呼び出し、演算装置内部に組み込まれた近似式や任意
の関数を使ってフェアリングを行うカーブフェアリング
演算／表示手段と、このフェアリングされたデータを境
界線やナックル線・固定点・移動可能点などの属性を有
する新たなデータとして作り変えるラインズデータ作成
／表示手段とこのラインズデータのラインズデータ記憶
手段と、属性を付けたデータを使って、代表的な制御線
や境界線による閉区画の定義と、その領域内にオフセッ
トを配置し、正面・平面・側面の切断面である三次元の
ワイヤフレームモデルとして表現し、３面間の整合性と
曲面としてのスムージングを行うラインズフェアリング
演算手段と、これらワイヤフレームモデルの良否を判断
するために、任意の切断面として切断するためのデータ
作成／表示手段とこの切断面データ記憶手段と、この切
断面データとラインズフェアリング演算結果を使って切
断面計算を行う演算手段と、ラインズデータと切断面デ
ータからラインズファイルを作成するための変換指示デ
ータの作成／表示手段とこの変換指示データ記憶手段
と、データ変換処理を行うデータ変換演算手段と、切断
面計算演算手段で得られた結果を使って、データを任意
の図面形式にレイアウトを行うための作画データ作成／
表示手段とこの作画データ記憶手段と、作画データを使
って作画処理を行う演算／表示手段と、を有することを
特徴とする。（４）前記（１）において、前記船首尾自動丸め装置と
しては、船体の船首尾端につき仮想幅を持たせてナック
ル処理をしフェアリングを実施したデータに基にして接
続条件を考慮しつつ内部設定された関数を用いて自動的
に丸め処理を行う演算／表示手段と、この自動的に丸め
られたデータを使って丸めの度合いを制御する演算／表
示手段とこの丸めデータ記憶手段と、を有することを特
徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】ここで、図を参照して本発明の実
施の形態につき説明する。ここでは、まず線図の作成に
ついての作業を概略する。作成作業に当っては、船とし
て要求される性能や配置を満足するように船型を計画す
る作業と、三次元曲面としての整合性を滑らかさを保持
しつつ船体形状を所要の精度まで仕上げるフェアリング
作業からなる。そして、設計、研究、生産技術の各部門
ではそれぞれの目的に照らした線図が必要となる。

【００１１】図１は線図作成等のフローであり、設計開
始時には設計部門では設計条件に照らして在来の類似船
型をベースに検討し、ラフな初期線図を作成する。一
方、研究・開発部内では、この初期線図と設計条件とを
参考にして船型を計画し推進性能などをにらんだ計画線
図を作成する。ついで、研究・開発部門では、この計画
線図を設計部門と配置等情報交換を行いつつ仕上げ、水
槽試験用の模型船を製作するために必要な精度までフェ
アリングされ模型線図を得る。模型線製作後水槽試験が
行なわれ性能を確認しつつ船型が決定される。その後工
事用線図作成のためフェアリングが行われ、更に建造用
線図作成のため要求される精度までフェアリングが行な
われる。このようにして、初期線図をベースにして度重
なるフェアリングが繰返され最終線図が作成され、船殻
詳細設計に移る。

【００１２】さて、線図作成において、本発明での新シ
ステムは、ワイヤフレームモデルにつき高精度・高密度
のフェアリングが対話形式で実施できる装置、汎用ＣＡ
Ｄつまり三次元空間曲線からなる制御線を操作したサー
フェスモデラを採用して船体形状をモデリングするサー
フェスモデラ装置、曲率変化が大きい船首尾用の自動丸
め装置を有し、これらそれぞれのプログラム間にてデー
タファイルを双方向に授受可能として、一体に使えるよ
うにしたものである。

【００１３】図２，図３においてまず説明するに、船体
形状データ作成システム制御手段３によりシステムを起
動させ、船型のコンセプトデザイン（デッサン）（図５
参照）からオフセット（船体を表現するための三次元座
標値）を読みとり、入力装置１３にて船体形状データ作
成システム３５に入力する。船体形状データ作成システ
ム３５では、入力されたオフセットデータを用いてま
ず、対話型ラインズフェアリング装置３０を構成するデ
ータ作成手段、作画図表示手段、演算手段、データ記憶
手段等を用いつつ船体のフェアリングを行なう。この場
合、船体のフェアリングは船体を正面（ボディプラ
ン）、平面（ウォータライン）、側面（バトックライ
ン）からなる３面図（船長方向、深さ方向、幅方向それ
ぞれに垂直な平面切断図）にあって、各図断面線がフェ
アな曲線となるようにしつつ３面間の整合をとり、船体
として十分滑らかな曲面となるようスムージングを行う
作業（図６参照）である。また、この対話型フェアリン
グ装置３０では、フェアリングに取りかかる最初の作業
ステージとして、船体を構成する曲面の中でも最も複雑
な船首尾端については、ある仮想幅をもたせてナックル
処理を施しフェアリングを実施する。

【００１４】ついで、船首尾端自動丸め装置３４では、
これを構成する作画図表示手段・演算手段、データ記憶
手段を使いながら、端部がナックル処理されたデータを
使い主船体との接続条件を考慮しながら、内部設定され
た関数を使って自動的に丸め処理（図７参照）を行う。
そして、この丸め処理されたデータを基に、船舶の推進
性能や工作性を考慮しながら丸めの度合いを制御機能を
使って確定する。

【００１５】この後、対話型ラインズフェアリング装置
３０で作成された船体データに、船首尾端自動丸め装置
３４で作成された丸めデータをフィードバックし、この
双方のデータを基にサーフェスモデラ装置２を構成する
作画図表示手段・演算手段、データ記憶手段を使いなが
ら、船体のサーフェスモデリング（図８参照）を行う。
ここで、作成した船体のサーフェスモデルの精度を確認
するために、演算手段の機能を使って細かいメッシュで
切断面を作成し評価を行うことが可能で、要求される精
度を満たしていれば演算手段の機能を使って設計条件で
ある排水量等の確認を行い船体のサーフェスモデルが求
められる。つまり、サーフェスモデルの精度の検証（図
９参照）及び設計条件の検証が行われる。かかる精度や
設計条件の判定を行った後、要求に沿ったものである場
合には、この高精度のサーフェスモデルを基にして、サ
ーフェスモデラ装置２の演算手段を使って推進性能を確
認するための供試模型船等のＮＣ加工プログラム（図１
０，１１参照）を作成し、船／シャフトブラケット／ボ
ッシング等の例えばプロペラまわりの船体付加物のサー
フェスモデルの作成や製図（図１２参照）、最終的な船
舶作成結果を高精度なワイヤフレームにて表現するため
のオフセットなどの帳票を含む標準ラインズの作成がで
きる（図１３参照）。なお、精度や設計条件が要求に沿
ったものでない場合、初期船型コンセプトデザインのラ
フ・オフセットより数倍の精度に向上した標準ラインズ
のデータを使って、対話型フェアリング装置３０に戻り
船首尾端自動丸め装置３４やサーフェスモデラ装置２に
よるサーフェスモデル作成や検証が繰返される。こうし
て、実船の建造に要求される高精度サーフェスモデルの
作成、操作性と汎用性に優れた機能を使って効率の高い
船体形状データ作成ができる。

【００１６】図４は、船体形状データ作成システム制御
手段３にて起動される船体形状データ作成システム３５
の詳細図であり、入力装置１３、対話型ラインズフェア
リング装置３０、船首尾端自動丸め装置３４、サーフェ
スモデラ装置２は図２、あるいは図３と対応する。そし
て、これらはラインズファイル記憶手段を介してデータ
ファイルの授受が行われる。図４において、船体形状デ
ータ作成装置３により起動及び終了が行われるサーフェ
スモデラ装置２の本体は、汎用のサーフェスモデラ１を
三次元ＣＡＤカーネルに導入し、これに船体形状データ
作成のために必要な機能を配置したものである。すなわ
ち、この必要な機能としてサーフェスモデラ装置２に
は、船体などのサーフェスモデルを作成するための演算
手段４、このサーフェスモデルを使ってＮＣ加工を行う
ためのＮＣプログラム作成演算手段５、一般的な機械系
のＣＡＤに見られるような製図機能を有する演算手段
６、船舶の船型形状を表現するための標準ラインズ作成
の為の演算手段７、船舶の計画に必要な排水量や浸水面
積などの計算を行うための船舶算法演算手段８、それぞ
れの作業過程で作画図を画面に表示する手段９や各種デ
ータを記憶する手段１０を備えており、船体形状データ
作成に不可欠なラインズシステム制御手段１１、ライン
ズファイル入出力手段１２につながり、更には入力装置
１３及び出力装置１４とのインタフェースを有する。

【００１７】次に、対話型ラインズフェアリング装置３
０には、船体のコンセプトデザインを基に作成したオフ
セット（船体を表現するための三次元座標値）などの船
体情報を入力装置１３から取り込み、入力されたデータ
を使って規定のフォーマットに並べ変えを行いラインズ
ファイルの記憶手段１６に送るラインズファイル作成／
表示手段１５、このラインズファイルをコンピュータの
画面上に呼び出して演算装置内部に組み込まれた近似式
や任意の関数を使ってフェアリングを行うカーブフェア
リング演算／表示手段１７、このフェアリングされたデ
ータを境界線やナックル線・固定点・移動可能点などの
属性を有する新たなデータとして作り変えるラインズデ
ータ作成／表示手段１８とそのラインズデータ記憶手段
１９、属性を付けたデータを使って、代表的な制御線
（＆境界線）による閉区画の定義をし、その領域内にオ
フセットを配置しそして正面・平面・側面の切断面であ
る三次元のワイヤフレームモデルとして表現し、３面間
の整合性と曲面としてのスムージングを行うラインズフ
ェアリング演算手段２０、作成されたワイヤフレームモ
デルの良否を判断するために、任意の切断面として切断
するためのデータ作成／表示手段２１とその切断面デー
タ記憶手段２２、この切断面データとラインズフェアリ
ング演算結果を使って切断面計算を行う演算手段２３、
このラインズデータと切断面データから、ラインズファ
イルを作成するための変換指示データの作成／表示手段
２４とその変換指示データ記憶手段２５、データ変換処
理を行うデータ変換演算手段２６、切断面計算演算手段
で得られた結果を使って、データを任意の図面形式にレ
イアウトを行うための作画データ作成／表示手段２７と
作画データ記憶手段２８、この作画データを使って作画
処理を行う演算／表示手段２９と結果をプロッタ等へ出
力する装置１４へのインタフェースを備えている。

【００１８】更に、船首尾端自動丸め装置３４において
は、フェアリングに取りかかる最初の作業ステージとし
て船体を構成する曲面の中で最も複雑な船首尾端につい
てはある仮想幅を持たせてナックル処理を施しフェアリ
ングを実施する対話型フェアリング装置３０のデータを
基にして、主船体との接続条件を考慮しながら、内部設
定された関数を使って自動的に丸め処理を行う演算／表
示手段３１、自動的に丸められたデータを使って、丸め
の度合い（シャープ＆プラント）を制御する演算／表示
手段３２と丸めデータ記憶手段３３を具備している。

【００１９】そして、これらサーフェスモデラ装置２、
対話型フェアリング装置３０、船首尾端自動丸め装置３
４は、ラインズシステム制御手段１１やラインズファイ
ル記憶手段１６に記憶されたラインズファイル１６を介
して、あるいはラインズシステム制御手段１１により、
高精度なサーフェスモデルを作成する為に双方向へ往来
可能とした一体型の船体形状データ作成システム３５を
構成する。

【００２０】このような図４のブロック構成にあって、
図５に示す船型コンセプトデザインからオフセット（船
体を表現するための三次元座標値）を読み取り、船体形
状データ作成システム制御手段３により船体形状データ
作成システムを起動させ、入力装置１３からこのオフセ
ットを対話型ラインズフェアリング装置３０へ入力す
る。このオフセットによりラインズファイル作成／表示
手段１５を使って各種演算処理の共有データとなるライ
ンズファイルを作成し、ラインズファイル記憶手段１６
にストアする。このラインズファイルから必要なデータ
をカーブフェアリング演算／表示手段１７に呼び出し、
演算手段の各種機能を使ってコンセプトデザインの曲線
（断面線）がフェアで滑らかな曲線となるようにフェア
リングを行い、ラインズファイル記憶手段１６にフィー
ドバックさせる。この更新されたデータを基にラインズ
フェアリング演算手段２０を稼働させるためのインプッ
トデータを、ラインズデータ作成／表示手段１８を使っ
て作成する。ラインズデータ作成／表示手段１８では、
境界線やナックル線・固定点・移動可能点などの属性を
有するデータを作成する。ラインズフェアリング演算手
段２０では、船体を正面・平面・側面の３面図で表現
し、これらの各断面線がフェアな曲線になるような作業
を行いつつ、３面間の整合性をとり、船体として十分滑
らかな曲面と成るようスムージングを行う。ここで作成
されたワイヤフレームモデルである船体の良否を判断す
るために、任意の切断面として表現するためのデータを
切断面データ作成／表示手段２１を使って作成し、この
切断面データ２２とラインズフェアリング演算手段２０
の結果を使って、切断面計算演算手段２３で計算を行
う。そして、ここで計算された結果を、ラインズファイ
ルとして更新するために、変換指示データの作成／表示
手段２４で作られたデータを基に、データ変換演算手段
２６により計算し、ラインズファイル記憶手段１６にフ
ィードバックする。また、切断面計算演算手段２３で得
られた結果を使って、任意の図面形式にレイアウトして
画面表示やプロッターへ出力する為のデータを作画デー
タ作成／表示手段２７で作成し、作画処理演算／表示手
段２９を稼働させる。正面・平面・側面の３面間の整合
性をとり、一般的な船体ラインズとして出力する（図
６）。

【００２１】つぎに、図４に示す船首尾端自動丸め装置
３４では、これを構成する作画図表示手段・演算手段、
データ記憶手段（図２参照）を使いながら、端部がナッ
クル処理されたデータを使い主船体との接続条件を考慮
しながら、内部設定された関数を使って自動的に丸め処
理を行う。この丸め処理された結果は、船舶の推進性能
や工作性を考慮しながら、丸め度合い演算／表示手段３
２により丸目の度合いを制御し確定する。ここで実施し
た作業のアウトプット例を図７に示す。

【００２２】ついで、対話型ラインズフェアリング装置
３０と船首尾端自動丸め装置３４で作成されたデータを
基に、サーフェスモデラ装置２を構成するサーフェスモ
デル作成演算手段４、作画図表示手段９、各種データ記
憶手段１０を使いながら、船体のサーフェスモデリング
を行う。ここで作成した船体のサーフェスモデル例を図
８に示す。また、サーフェスモデルの精度を確認するた
めに、演算手段の機能を使って細かいメッシュで切断面
を作成した評価断面図を図９に示す。要求される精度を
満たしていれば、船舶算法演算手段８を使って設計条件
である排水量等の確認を行い船体のサーフェスモデル作
成が完了する。要求される精度や設計条件を満たしてい
ない場合は、初期船形コンセプトデザインのラフ・オフ
セットより数倍の精度に向上した標準ラインズのデータ
を使って、対話型フェアリング装置３０に戻り、上記の
作業工程で繰り返してフェアリングが可能である。ま
た、サーフェスモデラ装置２の演算機能を使ってのフェ
アリングも可能で、更にこれらの結果を対話型ラインズ
フェアリング装置３０に取り込んでのフェアリングも可
能である。

【００２３】上記で得られた高精度のサーフェスモデル
を基に、サーフェスモデラ装置２のＮＣプログラム作成
演算手段５を使って推進性能を確認するための供試模型
船等のＮＣ加工プログラムを作成する。図１０は、ＮＣ
加工の為のカッターラインのシミュレーション結果を示
しており、また、図１１はＮＣプログラムの出力例を示
している。なお、図１１中、Ｇ（準備、補正、サイクル
加工）機能、Ｓ（主軸）機能、Ｔ（工具）機能、Ｍ（補
助）機能、Ｆ速度、座標Ｘ，Ｙ，Ｚ等はＮＣ言語に則し
ている。また、船体形状データ作成の為の関連作業とし
て、船体のサーフェスモデルをベースに、舵／シャフト
ブラケット／ボッシング等の船体付加物のサーフェスモ
デル作成や製図作業を、製図機能演算手段６を使って行
う。作図結果を図１２に示す。また、船体のサーフェス
モデルから、各部所などへ配布する最終的な船形作図結
果をワイヤフレーム表現し、標準ラインズ（含む、オフ
セットなどの帳票）を作成する。この作図結果を、図１
３に示す。

【００２４】以上で、船型開発システム用装置による船
型開発の一作業例は終了する。このように、実船の建造
に要求される高精度のサーフェスモデルの作成作業、製
図作業、供試模型製作の為のＮＣプログラム作成作業な
どが、操作性と汎用性に優れた機能を使い非常に効率の
高い船型開発作業として実現できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、船
体のコンセプトデザインを基にしたオフセットから得ら
れたラインズファイルのラインズファイル記憶手段を介
して対話型フェアリング装置、船首尾端自動丸め装置、
及びサーフェスモデラ装置各々に双方向へのデータ授受
を可能とした一体型の船体形状データ作成装置としたこ
とにより高精度なワイヤフレームないしサーフェスモデ
ルが得られＮＣプログラムが作成できて、従来、手作
業、あるいは手作業とフェアリングソフトを併用したフ
ェアリング作業では、長年に渡る熟練を必要としていた
が、これらに要する期間を大幅に短縮可能となる。ま
た、実船を建造するために要求される精度までフェアリ
ングを行う作業には膨大な工数を写していたが、これら
が短時間で可能となる。従来、市販され多用されている
ラインズフェアリングソフトの大半が、ワイヤフレーム
モデルの作成に留まっていたが、本装置では高精度のサ
ーフェスモデルルが作成可能となる。一部のフェアリン
グシステムでサーフェスモデリング可能なものもある
が、扱える船種が限定されたり、船首バルブや船尾のス
タンチューブ周りを含めた高精度の完全サーフェスモデ
ル化は実現されていない実状にあったが、本装置ではあ
らゆる船舶のサーフェスモデリングが可能となる。船体
のサーフェスモデルを機械系ＣＡＤの汎用サーフェスモ
デラを使って行う場合、そのデータ作りに多大の工数を
要し、また船体特有の三次元的捩れや船首尾端の複雑な
曲面を有するサーフェスモデリングには精度の面で難点
があったが、本装置の発明によりそれらを使用すること
なくサーフェスモデリングが可能となり、工数も大幅に
減少する。また、既存のフェアリングシステムは、船体
の切断面である正面・平面・側面の３面間の整合性を取
るための道具として船体ラインズ作成用に特化されてお
り、自動車や航空機産業あるいは部品設計の分野で広く
多用されている機械系ＣＡＤのような製図機能・意匠設
計機能・汎用サーフェスモデリング機能等が無く、操作
性・機能性・汎用性の面で劣っていたが、本装置では機
能向上とともにこれらが可能となる。従来、高精度のサ
ーフェスモデルが作成出来ないため、船舶の推進性能評
価用の供試模型製作にはサーフェスモデルをベースにし
たＮＣ加工用のプログラム（ＮＣデータ）が作成出来な
かったが、本装置ではこれらが可能となり模型製作期間
とその費用が大幅に減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】船体設計の概略フローチャート。

【図２】船体形状データ作成システムの概略ブロック
図。

【図３】手順の一例のフローチャート。

【図４】詳細なブロック図。

【図５】船型コンセプトデザインの一例の線図。

【図６】フェアリング結果の出力例を示す線図。

【図７】丸め処理の線図。

【図８】サーフェスモデルの線図。

【図９】サーフェスモデルの精度検証評価断面モデルの
線図。

【図１０】ＮＣ加工のカッターラインシミュレーション
の線図。

【図１１】ＮＣプログラム出力例の説明図。

【図１２】船体付加物の製図例を示す図。

【図１３】標準ラインズ出力例の線図。

【符号の説明】

１汎用サーフェスモデラ２サーフェスモデラ装置１６ラインズファイル記憶手段３０対話型ラインズフェアリング装置３４船首尾端自動丸め装置

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、次の発明特定事項を有する。（１）船体のコンセプトデザインを基にしたオフセット
から得られたラインズファイルのラインズファイル記憶
手段を介して対話型フェアリング装置、船首尾自動丸め
装置、及びサーフェスモデラ装置各々に双方向へのデー
タ授受を可能とした一体型の船体形状データ作成装置を
特徴とする。（２）前記（１）において、サーフェスモデラ装置とし
ては、汎用のサーフェスモデラを三次元ＣＡＤカーネル
に導入し、これに船体形状データの作成に必要なライン
ズシステムの制御手段、前記会話型フェアリング装置と
船首尾端自動丸め装置で構成されるラインズシステムへ
のラインズファイル入出力手段、サーフェスモデルを作
成するための演算手段、このサーフェスモデルを使って
ＮＣ加工を行うためのＮＣプログラム作成演算手段、一
般的な機械系のＣＡＤに見られる製図機能を有する演算
手段、船舶の船型形状を表現するための標準ラインズ作
成の為の演算手段、船舶の計画に必要な排水量や浸水面
積などの計算を行うための船舶算法演算手段、それぞれ
の作業過程で作画図を画面に表示する手段や各種データ
を記憶する手段を配置し、しかも入力装置及び出力装置
とのインタフェースを有することを特徴とする。（３）
前記（１）において、前記対話型フェアリング装置とし
ては、船体のコンセプトデザインを基に作成したオフセットを入力装置
から取り込み、この入力されたデータを使って規定のフ
ォーマットに並べ変えを行うラインズファイル作成／表
示手段とラインズファイルの前記記憶手段と、ラインズ
ファイルをコンピュータの画面上に呼び出し、演算装置
内部に組み込まれた近似式や任意の関数を使ってフェア
リングを行うカーブフェアリング演算／表示手段と、こ
のフェアリングされたデータを境界線やナックル線・固
定点・移動可能点などの属性を有する新たなデータとし
て作り変えるラインズデータ作成／表示手段とこのライ
ンズデータのラインズデータ記憶手段と、属性を付けた
データを使って、代表的な制御線や境界線による閉区画
の定義と、その領域内にオフセットを配置し、正面・平
面・側面の切断面である三次元のワイヤフレームモデル
として表現し、３面間の整合性と曲面としてのスムージ
ングを行うラインズフェアリング演算手段と、これらワ
イヤフレームモデルの良否を判断するために、任意の切
断面として切断するためのデータ作成／表示手段とこの
切断面データ記憶手段と、この切断面データとラインズ
フェアリング演算結果を使って切断面計算を行う演算手
段と、ラインズデータと切断面データからラインズファ
イルを作成するための変換指示データの作成／表示手段
とこの変換指示データ記憶手段と、データ変換処理を行
うデータ変換演算手段と、切断面計算演算手段で得られ
た結果を使って、データを任意の図面形式にレイアウト
を行うための作画データ作成／表示手段とこの作画デー
タ記憶手段と、作画データを使って作画処理を行う演算
／表示手段と、を有することを特徴とする。（４）前記（１）において、前記船首尾自動丸め装置と
しては、船体の船首尾端につき仮想幅を持たせてナック
ル処理をしフェアリングを実施したデータに基にして接
続条件を考慮しつつ内部設定された関数を用いて自動的
に丸め処理を行う演算／表示手段と、この自動的に丸め
られたデータを使って丸めの度合いを制御する演算／表
示手段とこの丸めデータ記憶手段と、を有することを特
徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、船
体のコンセプトデザインを基にしたオフセットから得ら
れたラインズファイルのラインズファイル記憶手段を介
して対話型フェアリング装置、船首尾端自動丸め装置、
及びサーフェスモデラ装置各々に双方向へのデータ授受
を可能とした一体型の船体形状データ作成装置としたこ
とにより高精度なワイヤフレームないしサーフェスモデ
ルが得られＮＣプログラムが作成できて、従来、手作
業、あるいは手作業とフェアリングソフトを併用したフ
ェアリング作業では、長年に渡る熟練を必要としていた
が、これらに要する期間を大幅に短縮可能となる。ま
た、実船を建造するために要求される精度までフェアリ
ングを行う作業には膨大な工数を要していたが、これら
が短時間で可能となる。従来、市販され多用されている
ラインズフェアリングソフトの大半が、ワイヤフレーム
モデルの作成に留まっていたが、本装置では高精度のサ
ーフェスモデルルが作成可能となる。一部のフェアリン
グシステムでサーフェスモデリング可能なものもある
が、扱える船種が限定されたり、船首バルブや船尾のス
タンチューブ周りを含めた高精度の完全サーフェスモデ
ル化は実現されていない実状にあったが、本装置ではあ
らゆる船舶のサーフェスモデリングが可能となる。船体
のサーフェスモデルを機械系ＣＡＤの汎用サーフェスモ
デラを使って行う場合、そのデータ作りに多大の工数を
要し、また船体特有の三次元的捩れや船首尾端の複雑な
曲面を有するサーフェスモデリングには精度の面で難点
があったが、本装置の発明によりそれらを使用すること
なくサーフェスモデリングが可能となり、工数も大幅に
減少する。また、既存のフェアリングシステムは、船体
の切断面である正面・平面・側面の３面間の整合性を取
るための道具として船体ラインズ作成用に特化されてお
り、自動車や航空機産業あるいは部品設計の分野で広く
多用されている機械系ＣＡＤのような製図機能・意匠設
計機能・汎用サーフェスモデリング機能等が無く、操作
性・機能性・汎用性の面で劣っていたが、本装置では機
能向上とともにこれらが可能となる。従来、高精度のサ
ーフェスモデルが作成出来ないため、船舶の推進性能評
価用の供試模型製作にはサーフェスモデルをベースにし
たＮＣ加工用のプログラム（ＮＣデータ）が作成出来な
かったが、本装置ではこれらが可能となり模型製作期間
とその費用が大幅に減少する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】船体のコンセプトデザインを基にしたオ
フセットから得られたラインズファイルのラインズファ
イル記憶手段を介して対話型フェアリング装置、船首尾
自動丸め装置、及びサーフェスモデラ装置各々に双方向
へのデータ授受を可能とした一体型の船体形状データ作
成装置。
【請求項２】前記サーフェスモデラ装置としては、汎
用のサーフェスモデラを三次元ＣＡＤカーネルに導入
し、これに船体形状データの作成に必要なラインズシス
テムの制御手段、前記会話型フェアリング装置と船首尾
端自動丸め装置で構成されるラインズシステムへのライ
ンズファイル入出力手段、サーフェスモデルを作成する
ための演算手段、このサーフェスモデルを使ってＮＣ加
工を行うためのＮＣプログラム作成演算手段、一般的な
機械系のＣＡＤに見られる製図機能を有する演算手段、
船舶の船型形状を表現するための標準ラインズ作成の為
の演算手段、船舶の計画に必要な計算を行うための船舶
法演算手段、それぞれの作業過程で作画図を画面に表示
する手段や各種データを記憶する手段を配置し、しかも
入力装置及び出力装置とのインタフェースを有すること
を特徴とする請求項１記載の船体形状データ作成装置。
【請求項３】前記対話型フェアリング装置としては、
船体のコンセプトデザインを基に作成したオフセットを
入力装置から取り込み、この入力されたデータを使って
規定のフォーマットに並べ変えを行うラインズファイル
作成／表示手段とラインズファイルの前記記憶手段と、ラインズファイルをコンピュータの画面上に呼び出し、
演算装置内部に組み込まれた近似式や任意の関数を使っ
てフェアリングを行うカーブフェアリング演算／表示手
段と、このフェアリングされたデータを属性を有する新たなデ
ータとして作り変えるラインズデータ作成／表示手段と
このラインズデータのラインズデータ記憶手段と、属性を付けたデータを使って、代表的な制御線や境界線
による閉区画の定義と、その領域内にオフセットを配置
し、正面・平面・側面の切断面である三次元のワイヤフ
レームモデルとして表現し、３面間の整合性と曲面とし
てのスムージングを行うラインズフェアリング演算手段
と、これらワイヤフレームモデルの良否を判断するために、
任意の切断面として切断するためのデータ作成／表示手
段とこの切断面データ記憶手段と、この切断面データとラインズフェアリング演算結果を使
って切断面計算を行う演算手段と、ラインズデータと切断面データからラインズファイルを
作成するための変換指示データの作成／表示手段とこの
変換指示データ記憶手段と、データ変換処理を行うデータ変換演算手段と、切断面計算演算手段で得られた結果を使って、データを
任意の図面形式にレイアウトを行うための作画データ作
成／表示手段とこの作画データ記憶手段と、作画データを使って作画処理を行う演算／表示手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の船体形状デー
タ作成装置。
【請求項４】前記船首尾自動丸め装置としては、船体
の船首尾端につき仮想幅を持たせてナックル処理をしフ
ェアリングを実施したデータを基にして接続条件を考慮
しつつ内部設定された関数を用いて自動的に丸め処理を
行う演算／表示手段と、この自動的に丸められたデータを使って丸めの度合いを
制御する演算／表示手段とこの丸めデータ記憶手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の船体形状デー
タ作成装置。