JPS60134979A - ３次元図形情報の入力方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明ｒよ３次元図形情報の入力方法に係り、特に３次
元的な動きを入力するＮＣｉ械、例えばマシニングセン
タ、ＮＣ型彫恢、マニュ１し一タ（ロボット）等に適用
し得る３？Ｘ元図形情報の入力方法に関する。

図形情報入力装置二（タブレット、ディジタイザ、マウ
スなど）による図形情報の入力方法として、例えば２次
元（平面的）図形情報の入力については図形情報入力装
置を利用して図形情報全入力し、その結果を図形表示装
置（グラフィックディスプレイなど）に表示せしめるな
どにより確認し、必要ならば修正を行なうという方式が
従来から知られている。この方式ハ、電気配線の設計な
どに利用されでいる。この方式の欠点は、図形情報入力
装置上の座標を対象とする形状の平面的座標に対応させ
ているだけであるので、２次元図形情報の入力のみに限
られることである。

また例えば３次元（立体的）図形情報の入力については
、数字・記号＄に入力するキー（キーボード、タブレッ
ト等）を使用して、座標値その他の寸法ｒ入力し、その
結果を図形表示装置に表示せしめるなどによりｈ＝し、
必要ならば修正するという方式が従来から知られている
。

この方式は２次元、３次元の両方に適用でさ、コンピュ
ータ利用のＣＡＤ／ＣＡＭに広く使用されている。この
方式の欠点ｅよ、人間か対象とする形状を十分Ｂ８がト
し、必要とされるキーを操して入力しなければならない
ということであり、特に、対象とする形状か３７Ｘ元の
場合には十分に理解するために頭脳を高度に使わなけれ
ばならず、かつ、その状態で必要とされるオー−を逐次
さがして入力することになるので、多くの緑）合粕神年
中を必要とし、わずられしく時間がカーかることである
。なお、この場合にタブレットを利用することがあるが
、これはメニュー選択、数字などのキーとして利用する
ことと、図形へ示装盾上の点をさし示す手段として利用
するのみで、図プレ情報音入力する手段としてはオリ用
しないか、もしくは前記の２次元図面情報の入力に利用
するのみであった。

この−図形情報の入力方法において、３次元図形情報の
入力が大きな問題となる代教的な作朶番・ユ、例えばプ
ラスチック金型、プレス金型その（Ｉｉの金型の加工？
ＮＣ工作機械ケオｌＩ用しておこなう作業である。金型
業界は納期短縮・コスト低減・及び形状の複雑化のニー
ズにこたえて従来のならい加工からＮＣ加工へと進みつ
つあるが、ＮＣ加工全進める上でネックとなっているの
が３次元図形情報の入力である。現状では、これに時間
がかかり、かつ、頭脳を使うので、多くの人にとって非
常にわずられしいものとなっている。この問題を解消す
るためにさまざまな試みが提案されているが、いずれも
前述の従来方式の範囲を出ないものであった。

本発明は上記の事情に舷みて提案されたもので、その目
的とするところは、３次元図形情報ｆ３：直感的な感覚
で入力でき、金型加工等のＮＣ化を因り得る３次元図形
情報の入力方法を提供するにある。

本発明による３次元図形情報の入力方法は立体図または
異なる方向から見た２枚以上の平面図またはそれらの組
合せにより４％成される４次元図形情報を有する被入力
図面をメニューキーと数字キーまたはキーボードを有す
る図３ｂ　ｆｉｔ報入力装僧“に配置し、上ＢＣ図形情
ね入力表り、に文・Ｊ話形式によ（ハ上記被入力図面の
し４形１１１８カ≦存在する平面とその図形情報の代入
点ｆｆ：１旨示して入力し、上記の入力操作を繰り返す
ことｆＣよ番〕上記３次元図形情報を上記図形″１Ｎ重
入力装匝に入力すること’（ｃ４＋黴とし、タブレット
、テ′イジタイザなどの図形情報入力Ｗ　ｉ上にＺ　Ｆ
Ｍ　’ｆｃ　ｎ’ｉき（マウスの場合は図面の上にマウ
ス’ｃ　＆き）、図面上の点をさし示すことによって３
次元図形情報全入力しようとするものであり、図形４１
報入力装誼上の２次元座標を、対象とする５形状の３次
元座標に対応させるために、立体図（ＸＹＺ図、鳥かん
図）または異なる方向力）ら見た２枚以上の平面図ＣＸ
Ｙ図、ＹＺ図、ｚＸ図）またはそれらの組合せを使用し
、対象とする３次元形状を構成する平面または断面（入
力平面と叶ぶ）とそれらの上に存在する図形情報を入力
するようＪＣして前記従来の欠点に％消し得るようにし
たものである。

本発明の一実施例を如何図面を参照して計細に説明する
。

第１図は本発明方法を実施するために用いられる一実施
例の構成を示す概略図、肌２図は第１図と異なる他の実
施例の要部の構成を示す概略図、第３図は本発明方法に
おける座標変換を説明するための図、第４図は本発明方
法の一例を示すフローチャート図である。

第１図において、１は図形情報入力装置、２は図形情報
入力装置１に付属するペンで、これで図形情報入力装置
１の上の点をさし示すことによりその点の座標価がコン
ピュータに入力される。３は図形表示装置で、コンビエ
ータを内蔵している。（コンピュータは別置きであって
も本質的に同じ。）４はＮＯデデー出力装置で、ソロツ
ピーテイスク、バブルメモリー、紙テープ出力装置など
のいずれであってもよいし、コンピュータとオンライン
で結合されたＮＣ装匝であってもよい。これらの装置は
コンピュータとオンラインで結合され、ひとつのシステ
ムを概数している。５（−１、コンピュータに指示す、
乙命令となる例えばメニューキー、６はコンピュータに
数字を入力する例えば数字キーでを）す、こ九らのメニ
ューキー５と数字キー６はキーボードで色、きかえるこ
ともできる。７（ユ立体図である。

第２図は、第１図の立体図７のかわりに２枚の平面図８
をｆｉｌいた他の実施例である。

上記本発明の実施例の作用について第４図を参照して説
明する。

（１）座標系の設定 入力の対象となる図面？またｈ　８’ｘ図形情報人力装
シ１ノの上に侃き、１足する。このとき図面は立体図７
、平面図８のいずれでもよい。立体図７の場合は１枚の
みでもよいし、さらに平囲図８、立体図７か何枚おって
もよい。立体図を含まない場合は異なる方向から見た平
ｌ１１４因（ｘｙ　、ｙｚ　、ｚｘ）が２枚必要で、さ
らに平面図が何枚あってもよい。

次に対話形式で各図面の原点、各座標軸上の１点および
コンピュータが問合わせる長さに（ｌ尚する図面上の点
會さし示すことにより、各図面の原点の位置、座標軸の
方向、縮尺侶率全入力する。（平面図の場合、得かれて
ない座標軸、たとえばＸＹ図の場合の２軸については座
標軸上の１点としては原点をさし示してもよいし、スキ
ップさせてもよい。） 以上の操作を図形ｔｉｆ報人力装散１上のすべての図面
７またｔユ８についておこない座標系の設定全完了する
。

？）入力平面の設定 立体図７の場合、座標軸上の点會さし示すことにより入
力平面を設定する。任意の１軸上のｌＡ’ｔさし示した
場合、その軸に垂直でその点會通る手出］が入力平面と
なり、任意の２軸上の各ｌＡをさし示した場合、他の１
軸に平行でそれら２点を通る平面が入力平面となり、３
軸上の各１点をさし示しｆＣ場合、それら３点ヲ通る平
面か入力平面となる。

平囲図８の場合、任意の点をさし示すことにより入力平
面を設定する。この」ム合、入ソＪ平１′！ｌＪは宮に
掛かれていない軸（ＸＹ図の」ｔ：１合ｚ　ｋｌＩ）に
平行、すなわち、紙面に対して垂面である。

１点だけをさし示した場合、その点を通’）、＊かれて
いる軸に平行な２　（ＩＮの平ｍｊ７％入力平ｔＭ＋と
なり得る。これら２個の平面の内の１／）ずれ〃；選は
ｔするかは、このあと基本図形ケ人ブコする図面Ｊによ
って決まる。たとえば、Ｘ７図上で点（Ｘｌ。

ｙ＋　）ｋさし示したあと、基本図形を入ツノする図面
がＹＺ図の場合Ｘ　＝　Ｘ　＋　が入力平面とな）ノ、
基本図形全入力する図面がＺＸ図の場合Ｙ＝３’＋が入
力平面となる。２点をさし示した場合、２点上通る平面
が入力平面となる。

立体図、平１ｎ」図いずれの場合も、さし示した点の座
標値ｔユ予じめ足められた大きさｅこノＬめられる。た
とえば１　ｍｍ未満の値は四捨五入″′Ｊ−る。

次に、入力された点の座標（ｆｍと入力平面の式か図形
表示装置３上によく示され、イ診正力；ｌ・要な場合に
は対話形式で、数字キー６により正しし）値を人力する
。この時の値は丸められない。

（３）基本図形麺類の選択 次に、入力する基本図形の神類をメニューキー５により
選択する。基本図形ｅよ、多くの場合、線分（折線を含
む）２円（円弧を含む）、自由相称に分類すれば十分で
ある７５王、２次ＥｌＪ＋６Ｌ多角形などを含めること
もできる。

（４）基本図形の入力 前述の入力平面上に存在する基本図形のイー（表点奮図
面上でさし示すことによＩＪ基本図形を入力する。

基本図形を入力する図面は、立体図および入力平面が紙
面に垂直になって１，１なし）平角１図の内のどれでも
よい。

図形情報入力装置１上の図面でさし示された基本図形の
代表点は次の方法で対象とする形状の３次元座標に変換
される。

第３図において図形情報入力装にノの座４票軸ｋｘ’＋
’ｙ′とする。対象、とする形状の座標軸をＸ、Ｙ、Ｚ
とし、その原点ｋｘ’−”　＋　３”＝ｂとＬ、直ｂｙ
’−ｂとＸ　ｇ　ｙｚ　”の各軸力・なす角まる。）入
力平面の式をｌ　ｘ　＋　ｍ　ｙ　十ｎ　ｚ　ｍ　ｄ　
。

ここでらｍ、ｎは原点から平面におろした垂線の方向余
弦、ｄｉＪ垂緑の長さとする。（これらの値は入力平面
設定の時点で定まる。）入ヵ平ｍｊ上の点全Ｘ’ｌｙ’
座標系で（ｘ／　、　ｙ　／　）とすると、これ全ｘｒ
　３’　ＨＺ座標系の（ｘ　、　ｙ　。

２）に変換する式は次のとおりである。

平面図から入力するちプ合および入力平面が座標軸に垂
直または平行な場合は、これのも殊な場合である。

基本図形として線分が選択された場合、その後に逐次さ
し示される点を座標皺換し、それらの点をつなぐ線分ま
たｔユ折纏をめて図形表示するとともに各点の座標値と
隣り合う２点間の距離金求めて表示する。

基本図形として円が選択された場合、その後に逐次さし
示される点を座標変換し、それらのＡｔつなぐ円または
それらの点の近くを通る円をめ（４を点板上さし示され
ると、それらの点すべてを通る円ができない場合がある
ので、それらの点の近くを通る円となる）最初にさし示
された点を始点、最後にさし示された点を終点とする円
弧を図形表示するとともに、始点・終点の座標値、中心
の座標値、半径の値を表示する。

基本図形として自由曲線が選択された場合、その後に逐
次さし示される点を座標変換し、それらの点を通るなめ
らかな曲線をめて図形表示するとともに、さし示された
すべての点の座標値を表示する。

いずれの場合も、さし示された点の座標値または式の値
龜必要に応じて、予じめ定められた大きさに丸めること
ができる。たとえば線分の場合は各点の座標値を、Ｈの
場合は中心の座標値と半径の値を丸めるなどである。

いずれの場合も表示した数値を対話形式で数字キー６に
より修正することかでさる。

以上に述べた入力平面の設定、基本図形和卜類の選択、
基本図形の入力ｒくり返すことにより対象とする３次元
形状のすべての図形情報を入力することができる。すべ
ての図形情報ヲχカした後は従来のＣＡＤ／ＣＡＭシス
テムをはじめ他のアプリケーションソフトウェアの処理
に移ることによりさまさ゛まな目的を達成することが可
能となる。

以上により本発明によれば以下の如き優れた効果が奏せ
られるものである。

（１）３次元図形１Ｎ報が直感的な感覚で入力できる。

従来の方式では３次元図形′？ｃ頭の中にえかき、必要
なキーをさがして入力するので、精神集中を必要とし、
特にキーに慣れていない場合にはその操作にわずられし
さを感じる。

本発明によれば、単に図面上の点ｔさし示すことによっ
て入力するため３次元図形を十分頭の中にえかかなくて
もよいし、この時点ではキーをさがす必要がないため精
神集中を必要とせず、未訓練者でも容易に入力できる。

またキーにより入力値を修正する場合でも、一度入力し
た図形を図形表示装置で見ながら対話形式で４１正でき
るため精神集中を必要としない。

（２）３次元図形情報の入力に当り、キーを使うことが
少なくてすむ。

図面上の点をさし示すことによって得られる精度は、多
くの場合、加工精度より粗いため、図面上の点をさし示
して入力した後にキーにより修正を必要とすることが十
分考えられる。しかし、図面は印などに丸められた寸法
値勿有することがあり、その場合に修正を要しないこと
も多い。したがって、キーを使うことが少なくて済み、
わずられしさが減少する。

（３）以上により、金型などの複雑な３次元形状を加工
するＮＣデータ作成の作業か容易となる。

【図面の簡単な説明】

紀１図は本発明方法を実施するために用いられる一実施
例の桐成を示す概略図、編２図は第１図と異なる他の実
施例の要部の摘取を示す礼を略図、第３図は不死明方法
における座像表侠葡説明するための図、第４図は不死明
方法の一例を示すフローチャート図である。 １・・・図形情報入力装抛、２・・・ペン、３・・・図
形表示装置、４・・・ＮＯデデー出力装置、５・・・メ
ニューキー、６・・・数字キー、７・・・立体図、８・
・・平面図。 出願人復代理人　弁理士　鈴　江　武　豚箱１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 立体図または異なる方向から見た２枚以上の平面図また
   はそれらの組合せにより概数される３次元図形情報を有
   する被入力図面をメニューキーと数字キーまたはキーボ
   ードを有する図形情報入力装置に配置し、上記図形情報
   入力装置に対話形式により、上記被入力図面の図形情報
   が存在する平面とその図形情報の代表点を指示して入力
   し、上記の入力操作を繰り返すことにより、上記３次元
   図形情報を上Ｈｅ図形情報入力装置に入力すること全特
   徴とする３次元図形情報の入力方法。