JPS61210480A - Formation data memory and processing system in cad/cam system - Google Patents

Formation data memory and processing system in cad/cam system

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JPS61210480A
JPS61210480A JP60051045A JP5104585A JPS61210480A JP S61210480 A JPS61210480 A JP S61210480A JP 60051045 A JP60051045 A JP 60051045A JP 5104585 A JP5104585 A JP 5104585A JP S61210480 A JPS61210480 A JP S61210480A
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shape data
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Abstract

PURPOSE:To effectively use a memory and to perform the division of an area with respect to a free curved surface by judging whether a reverse Polish described formation data is a mathematical formation data, an operation code or the free curved surface. CONSTITUTION:The storing section of a formation data is adjusted to one reverse Polish described formation data 24 without dividing into an object structure data and a mathematical formation data. In a formation extract processing section 40, is is judged whether it is a mathematical information data 41, an operation code 42A or a free curved surface 45 and stored in a formation information stack area 46A. In this stack area 46A, all primitive informations are stored. The stored primitives are set and operated based on the object structure data 21 to obtain all formation information TS. A method for inputting a formation is easy to be understood by human beings intuitively and desired to be rich in representation ability. In this invention, the combination of an input by the primitive and a set operation is employed.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) この発明は、 CAD(Computer Aided
 Design)やCAM(Computer Aid
ed Manufacturing)における形状デー
タ記憶・処理方式に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Technical Field of the Invention) This invention is based on CAD (Computer Aided
Design) and CAM (Computer Aid)
This paper relates to a shape data storage/processing method in ed Manufacturing.

(発明の技術的背景とその問題点) 従来のCAflやCAMシステムにおいて形状定義する
場合、数式により表現できる単純形状を組合せて表現す
る方法が通例であり、その組合せの方法としては論理演
算(セットオペレージ璽ン)の原理を用いている。しか
し、金型形状の場合、全てを数式で表現できる形状の組
合せで定義することができない場合がある。実際には所
望形状の一部に数式表現可能な形状を用い、その他に魚
群により定義される自由曲面を用いて両者の組合せによ
り表現する形状が多い、しかし、自由曲面に対して従来
のセットオペレーションが困難であったため、数式表現
による形状と自由曲面による形状が混在する形状を処理
して加工データを生成する場合、それぞれの形状に対し
て別個のアルゴリズムを用いて処理しなければならない
のが現状である。
(Technical background of the invention and its problems) When defining shapes in conventional CAfl and CAM systems, it is customary to express them by combining simple shapes that can be expressed by mathematical expressions. The principle of operation code is used. However, in the case of a mold shape, it may not be possible to define everything by a combination of shapes that can be expressed mathematically. In reality, there are many shapes that are expressed by using a shape that can be expressed mathematically as part of the desired shape, and a free-form surface defined by a school of fish, and a combination of the two. However, conventional set operations for free-form surfaces Because of this difficulty, when generating machining data by processing a shape that contains a mixture of mathematically expressed shapes and free-form surface shapes, it is currently necessary to process each shape using a separate algorithm. It is.

金型等の形状加工を、 NO(Numerical C
ont−rol)加工を主体とするC^口/CAMの概
念を用いて実現しようとする場合、加工オペレータが加
工現場における迅速な工具経路の変更等のオペレータの
ノウハウを十分反映できるような機能を持たせることが
重要になる。この点を考慮して形状加ニジステムを考え
た場合、以下に示すような要求■〜■を満たす必要があ
る。
NO (Numerical C) performs shape processing of molds, etc.
When trying to realize this using the C^guchi/CAM concept, which is mainly based on on-rol machining, it is necessary to provide functions that allow the machining operator to sufficiently reflect the operator's know-how, such as the ability to quickly change the tool path at the machining site. It is important to have it. When considering the shape change system in consideration of this point, it is necessary to satisfy the following requirements (1) to (4).

■形状定義機能と工具経路生成機能とが完全に分離され
ていること ■リアルタイムで工具経路の自動生成が可能であること ■数式形状と自由曲面形状を同一プロセッサで処理可能
なこと ■それらの組合せのセットオペレーションが可能なこと ■CADシステムとの結合が容易なこと■システムソフ
トウェアがコンパクトであること 形状モデリング主体に開発されてきたCADの機能を拡
張することを目的として、自由曲面式をモデリングに取
入れる研究が現在進められており、一般的には自由曲面
のデータ構造を判断シテ、自由曲面をB−Reps(B
oundary Repre−gentation)と
して認識することにより処理の統一を計っている。しか
しながら、B−Repgの場合、C5G(Constr
uctive 5olid Geometr7)に比ベ
データ構造が複雑であり、また処理が繁雑となるため、
 CAMの機能としてセットオペレージ。
■The shape definition function and the tool path generation function are completely separated.■It is possible to automatically generate tool paths in real time.■The same processor can process mathematical shapes and free-form shapes.■A combination thereof. Possibility of set operations ■ Easy connection with CAD system ■ Compact system software In order to expand the functionality of CAD, which has been developed mainly for shape modeling, we have developed a free-form surface model for modeling. Research is currently underway to incorporate the data structure of free-form surfaces into B-Reps (B-Reps).
The process is unified by recognizing it as a secondary representation. However, in the case of B-Repg, C5G (Constr
The data structure is more complex compared to uctive 5 solid geometer 7), and the processing is complicated.
Set operation is a function of CAM.

ンを実現しようとすると、前述の要求仕様■を満たすの
は困難となる。形状モデリングは3次元物体の数学モデ
ルをコンピュータ内部に構築し、それを要求された問題
に適する形に加工し、外部表現することである。したが
って、先ず数学モデルが作成されていなければならず。
If we try to realize this, it will be difficult to satisfy the above-mentioned requirement specification (■). Shape modeling involves constructing a mathematical model of a three-dimensional object inside a computer, processing it into a form suitable for the required problem, and expressing it externally. Therefore, a mathematical model must first be created.

数学モデルの作成としては上述のC5G又はB−Rep
sの2つの手法が主に存在している。結果的には、aS
Gに基づくモデルは曲面によって2つに分割された3次
元空間の片側、すなわち半空間領域の集まりによって、
3次元空間内に閉じた点集合望域を3次元物体形状モデ
ルとして作り出すものであり、 B−Repsは物体の
点1辺1曲面等のトポロジー関係とトポロジー関係の要
素である頂点1辺1曲面の幾何形状情報を与え。
The above-mentioned C5G or B-Rep is used to create the mathematical model.
There are mainly two methods of s. As a result, aS
The model based on G is one side of a three-dimensional space divided into two by a curved surface, that is, a collection of half-space regions,
It creates a closed point set viewing area in a three-dimensional space as a three-dimensional object shape model, and B-Reps is a topological relationship such as one point per side of an object and one curved surface, and an element of the topological relationship such as one vertex per side and one curved surface. gives the geometrical information.

3次元空間内に閉じた2次元マニフォールドを創成して
3次元物体の形状モデルとするものである。また、実際
の形状加工を考慮し、Z軸方向に1価以上の形状(オー
バーハングした形状等)は処理しないと仮足し、形状の
存在する領域憂境界曲面からZ軸一方向に固定すれば、
第1図に示すように、基本形状A、B毎のZ軸を比較す
ることでセットオペレーションは実現できる。すなわち
、論理和の場合はZ値の最大値を選択し、論理積の場合
は最小値を選択することで所望の形状を得ることができ
る。しかしながら、上述の仮定に反するような形状の処
理は困難であり、厳密な意味でセットオペレーションを
実現しているとは言えない、これに対してC5Gの場合
、データ構造が簡潔であり、処理方法から判断して高速
処理が可能と考えられる。
This method creates a closed two-dimensional manifold in a three-dimensional space and uses it as a shape model of a three-dimensional object. Also, in consideration of actual shape processing, it is assumed that shapes with a valence of more than one in the Z-axis direction (overhanging shapes, etc.) will not be processed, and if the shape is fixed in one direction along the Z-axis from the region boundary curved surface where the shape exists. ,
As shown in FIG. 1, the set operation can be realized by comparing the Z axes of each of the basic shapes A and B. That is, a desired shape can be obtained by selecting the maximum value of the Z value in the case of logical sum, and selecting the minimum value in the case of logical product. However, it is difficult to process shapes that violate the above assumptions, and it cannot be said that set operations are realized in the strict sense.On the other hand, in the case of C5G, the data structure is simple, and the processing method Judging from this, it is thought that high-speed processing is possible.

ここに、自由曲面とは曲面形状を数式化できない曲面、
たとえばF(x、y、z)C0のような式で表現できな
い曲面である。このため曲面は第2図に示すように、魚
群2をデータ構造に持ち1点群2の点と点の間はたとえ
ばCoons式やBezier式で補間することで曲面
1を詳細に表現できる。さらに、自由曲面は複雑な形状
を有するので、補間曲面式は全てパラメータ表示された
式となる。つまり、C3図に示すように曲面lの詳細表
現はパラメータ空間(Uマ座標系)で補間したパラメー
タを用い、xYz座標系の実空間への補間を行なう、こ
のことは曲面lがパラメ−夕空間により表現されること
を意味し、実空間内だけでは曲面の存在を認識すること
は不可能である。このような曲面をCADやCAMの一
要素として加えた場合1球形状や平面のような数式面等
の他の要素との関係を調べなければならないが、これは
明らかに実空間での解析であり、上記問題点のために非
常に困難で、自由曲面取扱い上の欠点となっていた。
Here, a free-form surface is a curved surface whose shape cannot be expressed mathematically.
For example, it is a curved surface that cannot be expressed by a formula such as F(x, y, z)C0. Therefore, as shown in FIG. 2, the curved surface 1 can be expressed in detail by having a school of fish 2 as a data structure and interpolating between the points of one point group 2 using, for example, the Coons equation or the Bezier equation. Furthermore, since the free-form surface has a complicated shape, all interpolated surface equations are expressed as parameters. In other words, as shown in Figure C3, the detailed expression of the curved surface l uses parameters interpolated in the parameter space (U coordinate system), and interpolates to the real space of the xYz coordinate system. It means that it is expressed in space, and it is impossible to recognize the existence of a curved surface only in real space. When such a curved surface is added as an element in CAD or CAM, it is necessary to investigate the relationship with other elements such as a spherical shape or a mathematical surface such as a plane, but this is obviously not an analysis in real space. However, due to the above-mentioned problems, it is extremely difficult and a drawback in handling free-form surfaces.

第3図はまた、実空間に存在する曲面lをパラメータ空
間に写像した図を示しており、曲面lの各境界線(辺)
はパラメータ空間上の曲面領域を示す矩形領域3の各境
界線に対応している。このことが、以下に示す現象を起
すのである。すなわち、第4図に示すようにパラメータ
空間上で直線的な補間をしても曲面上で歪んでしまう、
この補間を工具軌跡とすると、実空間においてAとBに
示す工具のピッチ(ビックフィード)が一定とならず、
ある所では広く、またある所では狭くなり、この現象が
加工効率に大きく影響してしまう0次に加工の工程を考
えると、第5図に示すように特定の領域A゛を指定して
その部分だけの部分加工が当然考えられる。しかし、そ
の領域指定の際も実空間(Ao)とパラメータ空間(A
”)との対応が困難である。加工領域A°は実空間で指
定するが、それに対してパラメータ空間での対応付け(
A”)が不可能(解析的)である、さらに、第6図に示
すように曲面が極端に曲っている場合、従来のパラメー
タ補間を行なうと左図に示すような工具軌跡前を発生す
る。しかし、加工の際は右図に示すような工具軌跡生成
T?’の要求もあり、このような工具軌跡は従来のパラ
メータ補間では不可能である。
Figure 3 also shows a map of the curved surface l that exists in the real space into the parameter space, and each boundary line (side) of the curved surface l
correspond to each boundary line of the rectangular area 3 indicating the curved surface area on the parameter space. This causes the phenomenon shown below. In other words, as shown in Figure 4, even if linear interpolation is performed on the parameter space, it will be distorted on the curved surface.
If this interpolation is used as a tool trajectory, the pitch (big feed) of the tool shown in A and B is not constant in real space,
Considering the process of zero-order machining, where it is wide in some places and narrow in others, and this phenomenon greatly affects the machining efficiency, we can designate a specific area A' as shown in Figure 5. Of course, partial machining of only one part can be considered. However, when specifying the area, the real space (Ao) and the parameter space (Ao)
”).The machining area A° is specified in real space, but it is difficult to correspond to it in parameter space (
A”) is impossible (analytical), and furthermore, if the curved surface is extremely curved as shown in Figure 6, if conventional parameter interpolation is performed, the tool trajectory front as shown in the left figure will occur. However, during machining, there is a requirement to generate a tool trajectory T?' as shown in the figure on the right, and such a tool trajectory is not possible with conventional parameter interpolation.

次に、B−Rapsによる従来のシステム例を第7図に
示して説明する。
Next, an example of a conventional system using B-Raps will be described with reference to FIG.

たとえばf58図に示すような立体形状20Gを想定し
た場合、形状データ入力装置10で入力された形状デー
タは所定の演算処理で第9図に示すような立体を構成す
る境界要素201〜209に分解されると共に、各要素
の連結関係を示す物体構造データ21と、各要素の頂点
座標1辺の方程式2面の方程式を示す数式化形状データ
22とに分離されて整理される。立体形状20Gが自由
曲面を有する場合は、前述したような魚群と補間曲面で
表わせる自由曲面データ23を有するが、B−Raps
の自由曲面データ23は必らず交線データを含んでいる
ものでなければならない、このようにして求められた形
状データ20は、工具半径、工具送り方向、切削速度、
加工領域等の加工情報31と共に、!l[式化形状処理
部30に入力されてデータポインタの追跡処理が行なわ
れる。つまり、 B−Repsでは形状要素の境界情報
を有しているので、この境界をドツト情報で追跡して行
けば、 CRT等の表示装置で画面表示処理(101)
 l、たり、NC加工のための工具軌跡を生成(102
) したり、材料、大きさ等に関する物体特性を求める
マスプロパティ演算処理(103)を行なったりするこ
とができる。このようなB−Repsでは立体形状等電
境界の関数に分解しているので、形状データの数が多く
なってしまうと共に、幾何学的に存在し得ないような形
状を定義してしまったり、形状要素の入力ミスによって
立体ではあり得ない形状を入力してしまうといった欠点
がある。
For example, when assuming a three-dimensional shape 20G as shown in Figure f58, the shape data input by the shape data input device 10 is decomposed into boundary elements 201 to 209 constituting the solid as shown in Figure 9 through predetermined arithmetic processing. At the same time, it is separated and organized into object structure data 21 indicating the connection relationship of each element, and mathematical shape data 22 indicating the equation of one side of the vertex coordinate of each element and the equation of two sides. When the three-dimensional shape 20G has a free-form surface, it has free-form surface data 23 that can be expressed by the school of fish and interpolated surface as described above, but B-Raps
The free-form surface data 23 must necessarily include intersection line data.The shape data 20 obtained in this way includes the tool radius, tool feed direction, cutting speed,
Along with machining information 31 such as machining area! l [The data is input to the formulated shape processing unit 30 and data pointer tracking processing is performed. In other words, since B-Reps has boundary information of shape elements, if this boundary is tracked using dot information, screen display processing (101) can be performed on a display device such as a CRT.
l, generate tool trajectory for NC machining (102
), or perform mass property calculation processing (103) to obtain object properties related to material, size, etc. Since such B-Reps are decomposed into functions of three-dimensional isoelectric boundaries, the amount of shape data increases, and shapes that cannot exist geometrically may be defined. There is a drawback that a shape element input error may result in inputting a shape that cannot be created in 3D.

一方、C5Gによる従来のシステム例は第10[に示す
ような構成となっており、形状データ入力波filOか
ら入力された形状データは物体構造データ21及び数式
化形状データ22に分離され、これらデータは境界を示
す面の情報を含んでいる。したがって、第8図の立体形
状は第11図の形状要素(プリミティブ)210〜2!
2に分解され、プリミティブ211及212を加算した
形状からプリミティブ210を減算すれば立体形状20
0となる。このように、 C5Gシステムでは境界を示
す関数情報が必要であることから、従来のC8Gでは自
由曲面データを取扱うことができず、形状データ20に
も含まれていない、形状データ20は形状抽出処理部4
0に送られ、表示や工具軌跡生成等のアプリケーション
対応の処理(43)に応じた空間情報SPを入力して立
体の全体形状情報TSを生成する。すなわち、数式化形
状データ22と空間情報SPは数式化形状処理41で合
成され1合成された数式化形状SSPが物体構造データ
21と共にセットオペレージ、ン42されることによっ
て全体形状情報TSが生成される。この全体形状情報T
Sが画面表示処理(101)されたり、NC工具の軌跡
を生成(102) したり、マスプロパティ演算処理(
103)されたり、面交線演算処理(100されたりす
ると共に、これらアプリケーション対応の処理を示すア
プリケーション情報S1〜S4が出力され、アプリケー
ション対応の処理43で空間情報SPに変換される。こ
のように、従来のC9Gでは形状データ20として自由
曲面を取扱っていないので、自由曲面を含んだ形状に対
して7プリケーシ、ンを行ない得ない欠点がある。
On the other hand, a conventional system example using C5G has a configuration as shown in No. 10, in which the shape data input from the shape data input wave filO is separated into object structure data 21 and mathematically expressed shape data 22, and these data are contains information about the surface indicating the boundary. Therefore, the three-dimensional shape of FIG. 8 is the shape element (primitive) 210 to 2 of FIG. 11!
2, and subtracting the primitive 210 from the shape obtained by adding the primitives 211 and 212 yields the three-dimensional shape 20.
It becomes 0. In this way, since the C5G system requires function information that indicates boundaries, the conventional C8G cannot handle free-form surface data, and the shape data 20, which is not included in the shape data 20, is processed through shape extraction processing. Part 4
0 and inputs spatial information SP corresponding to application-compatible processing (43) such as display and tool trajectory generation to generate three-dimensional overall shape information TS. That is, the mathematical shape data 22 and the spatial information SP are combined in a mathematical shape processing 41, and the combined mathematical shape SSP is subjected to a set operation 42 together with the object structure data 21, thereby generating the overall shape information TS. be done. This overall shape information T
S is subjected to screen display processing (101), NC tool trajectory generation (102), mass property calculation processing (
103) and surface intersection line calculation processing (100), application information S1 to S4 indicating processing corresponding to these applications is output, and converted into spatial information SP in processing corresponding to the application 43. In this way, Since the conventional C9G does not handle free-form surfaces as the shape data 20, it has the disadvantage that it cannot perform calculations on shapes that include free-form surfaces.

また、 CSCによってたとえば第12図の斜線形状を
形状データ20で表現する場合、物体構造データ2!は
pms−a+c−oで表わされ、数式化形状データ22
は第13図のように記述される。ここに。
Furthermore, when using CSC to express, for example, the diagonal line shape in FIG. 12 with the shape data 20, the object structure data 2! is expressed as pms-a+c-o, and the mathematical shape data 22
is described as shown in FIG. Here.

円の数式化形状データは中心点座標と半径で表わされ、
長方形は長辺及び短辺の長さで表現され、形状によって
そのデータ長が異なる。このため、形状データの数式化
形状データを記憶するメモリエリアは、予想される形状
の最長メモリエリアHAを準備しておく必要があり、最
長メモリエリアHAよりもデータ量が少ない形状が入力
された場合には、空となっているブランクエリアBMが
生じてしまい、メモリエリアを無駄にしているといった
欠点がある。
The mathematical shape data of a circle is expressed by center point coordinates and radius,
A rectangle is expressed by the lengths of its long and short sides, and its data length varies depending on the shape. For this reason, it is necessary to prepare the longest memory area HA of the expected shape as the memory area for storing the mathematically expressed shape data of the shape data, and it is necessary to prepare the longest memory area HA of the expected shape. In this case, there is a problem that an empty blank area BM is generated and the memory area is wasted.

(発明の目的) この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は、 C’3G方式の利点を生かしつつ
、自由曲面に対しても実空間上で評価を行なったと同等
の効果を得るようにしたCAD/CAMシステムにおけ
る形状データの記憶・処理方式を提供することにある。
(Object of the invention) This invention was made under the above circumstances,
The purpose of this invention is to provide a storage and processing method for shape data in a CAD/CAM system that takes advantage of the advantages of the C'3G method and achieves the same effect as when evaluating free-form surfaces in real space. Our goal is to provide the following.

(発明の概要) この発明は、自由曲面をも対象とした形状データ入力装
置と、実空間及びパラメータ空間の形状を表現する関数
に対する任意位置データの距離を求め、上記形状の物体
構造データを用いてセットオペレーションを行なう形状
抽出処理部と、この形状抽出処理部から出力される全体
形状情報を基に上記形状を表示する表示部とを有するC
AD/CAMシステムにおける形状データ入力装置で入
力された形状データを逆ポーランド記法で形状データメ
モリに記憶すると共に、自由曲面データをもベクトル表
現で記憶し、上記逆ポーランド記述された形状データに
ついて数式化形状データ、オペレーションコード又は自
由曲面かの判断をし、形状情報スタックエリアで逆ポー
ランド記憶データに従って全体形状情報を得るようにし
たものである。
(Summary of the Invention) The present invention uses a shape data input device that also targets free-form surfaces, calculates the distance of arbitrary position data to a function expressing the shape of real space and parameter space, and uses object structure data of the above shape. C, which has a shape extraction processing section that performs a set operation, and a display section that displays the shape based on the overall shape information output from the shape extraction processing section.
The shape data input by the shape data input device in the AD/CAM system is stored in the shape data memory in reverse Polish notation, and the free-form surface data is also stored in vector representation, and the shape data written in reverse Polish is expressed mathematically. A determination is made as to whether it is shape data, an operation code, or a free-form surface, and the overall shape information is obtained in the shape information stack area according to the reverse Polish memory data.

(発明の実施例) 第14図はこの発明方法を実現するシステム例を第10
図に対応させて示すもので、 CSa <よる形状デー
タ20としては境界を示す面の関数情報が用いられ、自
由曲面データ23は境界データを含んでいない、そして
、自由曲面データ23は形状抽出処理部40内でアプリ
ケージ1ン対応の処理44からの空間情報と共に処理さ
れ、更に数式化形状処理41の情報と共に形状情報スタ
ックエリア4Bに格納される。このスタックエリア4B
には全てのプリミティブの情報が格納される。格納され
たプリミティブは物体構造データ21を基にセットオペ
レーション42され、全体形状情報15を得るようにな
っている。形状入力の方法は人間が直感的に理解し易く
、シかも表現能力の豊かなものが望まれ、ここではプリ
ミティブによる入力とセットオペレーションとの組合せ
を用いている。複雑な形状は段階を追って作られていく
ため、形状の変形や付加、削除などの変更操作も形状を
構築する上で大きな役割を演じている。プリミティブに
よる入力は、直方体。
(Embodiment of the invention) Figure 14 shows an example of a system for realizing the method of the invention.
This is shown in correspondence with the figure, and the function information of the surface indicating the boundary is used as the shape data 20 according to CSa <, the free-form surface data 23 does not include boundary data, and the free-form surface data 23 is subjected to shape extraction processing. This information is processed in the unit 40 together with the spatial information from the process 44 corresponding to the applicator 1, and is further stored in the shape information stack area 4B together with the information from the mathematical shape process 41. This stack area 4B
stores all primitive information. The stored primitives are subjected to a set operation 42 based on the object structure data 21 to obtain overall shape information 15. A shape input method that is easy for humans to intuitively understand and has rich expressive capabilities is desired, and here a combination of input using primitives and set operations is used. Complex shapes are created step by step, so changing operations such as deforming, adding, and deleting shapes also play a major role in constructing shapes. The primitive input is a rectangular parallelepiped.

円柱等の単純な図形を基本形状として登録しておき、こ
れを必要に応じて取り出す方法である。また、セットオ
ペレーションはBoa 1eanOperationと
も呼ばれ、プリミティブや掃引などによって既に定義さ
れた2つの形状の空間領域に対して集合演算を行なうも
のである。一般に和、差、mの3種の演算が用いられ、
差の代わりに反転(Negative)を用いる場合も
ある。このような集合演算を繰り返して適用することに
より、複雑な形状を得ることができる。
This is a method in which a simple figure such as a cylinder is registered as a basic shape, and this is extracted as needed. Further, a set operation is also called a Boa 1ean Operation, and is a set operation that performs a set operation on two spatial regions of shapes already defined by primitives, sweeps, or the like. Generally, three types of operations are used: sum, difference, and m.
In some cases, inversion (Negative) is used instead of difference. By repeatedly applying such set operations, complex shapes can be obtained.

ここにおいて、形状データを物体a造データ21と数式
化形状データ22に分けた場合、形状データ記憶部のメ
モリ容量が冗長になって無駄になることは前述した。前
述では2次元の形状について説明したが1球の数式化形
状データは中心座標と半径で表わされ、直方体は第15
図(^)に示すように1つの面を規定する3個の点CB
I〜GB3と、この面に直交する幅Wとで表わされる。
As mentioned above, when the shape data is divided into the object a structure data 21 and the mathematically expressed shape data 22, the memory capacity of the shape data storage section becomes redundant and is wasted. In the above, the two-dimensional shape was explained, but the mathematical shape data of one sphere is expressed by the center coordinates and radius, and the rectangular parallelepiped is expressed by the 15th
Three points CB that define one surface as shown in the figure (^)
It is represented by I to GB3 and a width W perpendicular to this plane.

また1円柱は底面円の中心及び半径と、軸方向の単位ベ
クトル及び高さとで表現され、円錐は第15図(B)に
示すように底面円の中心CPI及び半径rと、軸方向の
単位ベクトルN及び高さHと、斜面の傾斜角θとで表わ
され、自由曲面は第2図に示すようにUマ方向の境界線
上の魚群2の数で表わされる。このような立体形状を考
慮すると、形状データ記憶部のメモリ容量の冗長度が更
に大きくなる。このため、この発明では逆ポーランド記
法で記述した形状データをメモリに順番に記憶するよう
にし、必要メモリ容量に無駄を生じないようにしている
。すなわち、この発明では形状データのストア部を物体
構造データと数式化形状データに分けることなく、第1
B図に示すように逆ポーランド記述された1つの形状デ
ータ24に整理し、形状抽出処理部40で数式化形状デ
ータ(41) 、オペレーションコード(42A)又は
自由曲面(45)かの判断をし、後述する方法で形状情
報スタックエリア48Aにストアし、この形状情報スタ
ックエリア48Aから全体形状情報TSを出力する。逆
ポーランド記述された形状データ24は、たとえば第2
図に示すような形状の場合には第17図の24で示すフ
ォーマットとなり、B″ 、“A″ C″及び“D″に
数式化形状データが記述されている。
In addition, one cylinder is expressed by the center and radius of the base circle, the unit vector in the axial direction, and the height, and the cone is expressed by the center CPI and radius r of the base circle, and the unit in the axial direction, as shown in Figure 15 (B). It is expressed by the vector N, the height H, and the inclination angle θ of the slope, and the free-form surface is expressed by the number of fish schools 2 on the boundary line in the U-ma direction as shown in FIG. When such a three-dimensional shape is taken into account, the redundancy of the memory capacity of the shape data storage section becomes even greater. Therefore, in the present invention, the shape data described in reverse Polish notation is stored in the memory in order, so as not to waste the required memory capacity. That is, in this invention, the shape data storage section is not divided into object structure data and mathematically expressed shape data;
As shown in Figure B, the shape data is organized into one shape data 24 written in reverse Polish, and the shape extraction processing unit 40 determines whether it is mathematical shape data (41), an operation code (42A), or a free-form surface (45). , is stored in the shape information stack area 48A using a method described later, and the entire shape information TS is output from this shape information stack area 48A. The shape data 24 described in reverse Polish is, for example, the second
In the case of the shape shown in the figure, the format is shown as 24 in FIG. 17, and the mathematical shape data is written in B'', "A", C", and "D".

このような逆ポーランド記述された形状データ24は、
第17図で示すような入力(P−B−A◆C−D) I
 1に対して、一般的なコンピュータソフトウェア処理
であるコンパイラ処理12を施して、逆ポーランド記述
された形状データ24を得る。このような記憶方式を用
いれば、形状データはメモリエリアMAの先頭から順番
にストアされるので。
Such reverse Polish-described shape data 24 is
Input as shown in Figure 17 (P-B-A◆C-D) I
1 is subjected to compiler processing 12, which is general computer software processing, to obtain shape data 24 written in reverse Polish. If such a storage method is used, the shape data will be stored in order from the beginning of the memory area MA.

メモリ利用上でブランクエリアを生じて無駄となるよう
なこともない、メモリエリアX^の範囲内で形状データ
を順番に入力拳記憶することができる。
Shape data can be inputted and stored in order within the memory area X^ without creating a blank area or wasting the memory.

第17図はコンパイラ処理!2で一括して逆ポーランド
記述された形状データ24を得る例であるが、第18図
に示すフローに従ってシーケンシャルに形状データ24
を得ることもできる。先ず入力される形状がPであるこ
とを示すP”をメモリにストアしくステップSl) 、
形状Bの数式化形状データを入力すると(ステップS2
)、コンピュータの内部処理に適したフォーマットにデ
ータ変換され(ステップS3)、メモリにストアされる
(ステップS00次に、オペレーションコード(−)が
入力され(ステップS5)、形状Aの数式化形状データ
が入力されてデータ変換された後に結果がメモリにスト
アされる(ステップS8〜S8)、その後にオペレーシ
ョンコード(−)がメモリにストアされ(ステップS8
)、次にオペレーションコード(÷)が入力され(ステ
ップ5IG)、更に形状Cの数式化形状データが入力さ
れ(ステップ5ll)、同様にデータ変換されて結果が
メモリにストアされる(ステップS12゜513)、オ
ペレーションニード(りがメモリにストアされ(ステッ
プ5114)、オペレーションコード(−)が入力され
(ステップ515)、形状りの数式化形状データが入力
され(ステップ5ill)、データ変換された後に結果
がメモリにストアされ、オペレージ冒ンコード(−)が
入力されて軸=”が入力される(ステップSIT〜92
0)と、第17図で示すような形状データ24が生成さ
れて形状データ入力用のメモリに記憶される。
Figure 17 shows compiler processing! In this example, the shape data 24 written in reverse polish is obtained all at once in step 2, but the shape data 24 is obtained sequentially according to the flow shown in FIG.
You can also get First, in step Sl), store "P" indicating that the input shape is P in the memory.
When the mathematical shape data of shape B is input (step S2
), the data is converted into a format suitable for the internal processing of the computer (step S3), and stored in the memory (step S00).Next, an operation code (-) is input (step S5), and the mathematical shape data of shape A is stored. is input and data is converted, the result is stored in the memory (steps S8 to S8), and then the operation code (-) is stored in the memory (step S8).
), then the operation code (÷) is input (step 5IG), the mathematical shape data of shape C is input (step 5ll), the data is similarly converted, and the result is stored in memory (step S12゜). 513), the operation need is stored in the memory (step 5114), the operation code (-) is input (step 515), the mathematical shape data of the shape is input (step 5ill), and after the data is converted. The result is stored in memory, the operation code (-) is input, and axis=" is input (step SIT~92).
0) and shape data 24 as shown in FIG. 17 are generated and stored in a memory for shape data input.

上述のようにしてメモリに記憶された逆ポーランド記述
された形状データ24を、形状抽出処理部40で処理し
て形状情報スタックエリアtEIAに全体形状情報TS
を格納する。第18図はその様子を示すものであり、形
状データ24の先頭番地から順番に情報が転送され、数
式化形状データ(41) 、オペレーションコード(4
2A)又は自由曲面(45)の判別がされると共に、形
状情報スタックエリア48Aは3つのエリアARI−A
R3に分かれている。先ず、形状Pであることを示す情
報が転送されると、これが判別されてエリアARIにス
トアされ(状1sT1)、次に数式化形状データBが転
送されてエリアAR2にストアされる(状71ST2)
、その後に次の数式化形状データAが転送されてエリア
^R3にストアされ(状態8丁3)、オペレーションコ
ード(−)が転送されることによりエリアAR2で(B
−A)が演算され、その結果SlがエリアAR2にスト
アされる(状7!1ST0、次の数式化形状データCが
転送されると状s!3T5のようにエリアAR3にスト
アされ1次にオペレーションコード(りが転送されるこ
とにより、エリア^R2の結果SlとエリアAR3の数
式化形状データCとが加算され、その結果(St+C)
がエリアAR2にストアされる(状態57B)、その後
、数式化形状データDが転送されてエリアAR3にスト
アされ(状Hs〒7)、オペレーションコード(−)が
転送されることによって(S2−D)が演算されてエリ
アAR2にストアされ(状態5T8)、−=”が転送さ
れると状7Ti St9のようにエリアARIに(S2
−口)、つまりP=B−A+G−Dがストアされる。こ
れにより形状情報スター7クエリア48Aに、入力され
た形状データPの全体形状情報が格納されたことになる
。したがって、形状情報スタックエリア48Aのメモリ
容量も少なく済む。
The shape data 24 written in reverse Polish and stored in the memory as described above is processed by the shape extraction processing unit 40 and the entire shape information TS is stored in the shape information stack area tEIA.
Store. FIG. 18 shows this process. Information is transferred in order from the first address of the shape data 24, and the information is transferred to the mathematical shape data (41), the operation code (41), and the operation code (41).
2A) or free-form surface (45), and the shape information stack area 48A is divided into three areas ARI-A.
It is divided into R3. First, when information indicating that the shape is P is transferred, this is determined and stored in area ARI (state 1sT1), and then mathematical shape data B is transferred and stored in area AR2 (state 71ST2). )
After that, the next mathematical shape data A is transferred and stored in area ^R3 (state 8-3), and the operation code (-) is transferred to store (B in area AR2).
-A) is calculated, and the result Sl is stored in the area AR2 (state 7!1ST0, when the next mathematical shape data C is transferred, it is stored in the area AR3 as shown in state s!3T5 and the first By transferring the operation code (ri), the result Sl of area ^R2 and the mathematical shape data C of area AR3 are added, and the result (St+C)
is stored in area AR2 (state 57B), then the mathematical shape data D is transferred and stored in area AR3 (state Hs〒7), and the operation code (-) is transferred (S2-D ) is calculated and stored in area AR2 (state 5T8), and -=" is transferred to area ARI (S2
- 口), that is, P=B-A+G-D is stored. As a result, the entire shape information of the input shape data P is stored in the shape information star 7 querier 48A. Therefore, the memory capacity of the shape information stack area 48A can also be reduced.

ところで、3次元物体形状は3次元ユークリッド空間の
部分集合としてモデル化できる。モデルは物理的な物体
を表わすから、内部を閉じた3次元空間の部分集合であ
る。今、与えられた物体に対応する3次元空間の閉じた
領域を5(X)とし、この点集合をSとすると、 S = (X : )l 5(X))     ・・・
・−・(1)と表現することができる。 5(X)は閉
じた領域なので半空間領域の集まりと考えることができ
By the way, a three-dimensional object shape can be modeled as a subset of a three-dimensional Euclidean space. Since a model represents a physical object, it is a subset of a closed three-dimensional space. Now, let the closed region of the three-dimensional space corresponding to the given object be 5(X), and let this point set be S, then S = (X: )l 5(X))...
It can be expressed as ...(1). Since 5(X) is a closed region, it can be thought of as a collection of half-space regions.

Sを更にいくつかの部分集合による集合演算で表現する
ことができる。SをS’1 (i諧1,2.・・・on
)の部分集合に分解し、逐次的にSをこれらの部分集合
を使って集合演算φ1で構成する。ここで利用する集合
演算φ轟は、和、積及び差集合演算であるとする。こう
すると としてSを表現できる。φtは和集合演算ならばPL−
1φ(Pt−+、 5t)=St U P+−!、積集
合演算ナラjfP+ = φI(P+−r 、 5i)
= Si j’1P1−+、差集合演算ならばPi−φ
+(P+−+、 Si) =Pt−+−5t=Pt−+
1”1st (〜を補集合演算とする)とする、 Sl
をいくつかの部分集合の積で表わし、Siの内部を閉じ
るとする。すなわち。
S can be further expressed by set operations using several subsets. S to S'1 (i scale 1, 2...on
) into subsets, and sequentially construct S using these subsets by set operation φ1. It is assumed that the set operations φ used here are sum, product, and difference set operations. In this way, S can be expressed as. If φt is a union operation, PL−
1φ(Pt-+, 5t)=St U P+-! , intersection set operation nara jfP+ = φI(P+-r, 5i)
= Si j'1P1-+, if it is a difference set operation, Pi-φ
+(P+-+, Si) =Pt-+-5t=Pt-+
1”1st (Let ~ be the complementary set operation), Sl
Let us express it as a product of several subsets and close the interior of Si. Namely.

Si =S++ n 5tzn”・fl Sts   
 −−(3)と置<、(3)式のSIJ を半空間領域
に対応させると、 5tj= (X : flj(X) ≧Q )   ・
・・・・(4)と書け、こうして3次元物体形状を半空
間領域による数学モデルとして表現できた。形状モデリ
ングでは、 Stの部分集合であるSij (j−1,
2゜・・・、腸)の1つあるいはいくつかは、解析的に
特徴のある半空間領域を表わし、残りはこの半空間領域
を閉じるため使用されることが多い、このSiの特徴を
Stの名前に使用し、あらかじめ準備されたStの種類
をそれぞれプリミティブと呼ぶ。
Si = S++ n 5tzn"・fl Sts
--(3) and SIJ in equation (3) corresponds to the half-space region, 5tj= (X: flj(X) ≧Q) ・
... (4) can be written, and in this way the shape of a three-dimensional object can be expressed as a mathematical model using a half-space region. In shape modeling, Sij (j-1,
2゜..., intestine) represents a characteristic half-space region analytically, and the rest are often used to close this half-space region, and define the features of this Si as St Each type of St prepared in advance is called a primitive.

次に、トポロジーモデルのセットオペレーションがどの
ような処理過程を経るかを説明する。今、第20図(A
)に示すように2つの立体Bl、82があり、立体Bl
+82 は各々6つの面、12の辺、8の頂点を持つ、
つまり、 B1について: Fl−8,EI−12,V1s8.Hl−0,R+−0
,B1−lB2について: F2−8.B2−12.V2−8.B2−0.R2−0
,B2−まただし、F−面、E−辺、ト頂点、H−穴、
R−穴輪郭(Ring)、B−立体である。
Next, a description will be given of the processing steps that a topology model set operation undergoes. Now, Figure 20 (A
), there are two solids Bl, 82, and the solid Bl
+82 each has 6 faces, 12 edges, and 8 vertices,
That is, for B1: Fl-8, EI-12, V1s8. Hl-0, R+-0
, B1-lB2: F2-8. B2-12. V2-8. B2-0. R2-0
, B2-straight, F-plane, E-side, to-vertex, H-hole,
R-Ring, B-Stereo.

となる、これは、多面体の必要条件であるオイラーポア
ンカレの式 %式%(5) を満たしている。この2つの立体B、及びB2に対し、
i2G図(B)に示すように重ね合わせ、その和をとる
と同図(C)に示す形状B3ができ、この形状B3につ
いて B3−11.B3−24.  v3=18.H1*Q、
R3−1,63m1となり、これもオイラーポアンカレ
の式を満たしテイル、ツマリ、  ”81’ =(8,
12,8,O,I)。
This satisfies the Euler-Poincaré equation (5), which is a necessary condition for a polyhedron. For these two solids B and B2,
By overlapping them as shown in i2G diagram (B) and taking the sum, a shape B3 shown in the same diagram (C) is created, and for this shape B3, B3-11. B3-24. v3=18. H1*Q,
R3-1,63m1, which also satisfies Euler-Poincaré's equation, tail, sumari, "81" = (8,
12,8,O,I).

B2” −(8,12,8,0,0,1)で“83″−
61″、1B2”のときB3”〜(1B、 24.11
.0.1.1)となるために必要な 舗τ” −(0,0,−1,1,0,−1)ただし、各
成分は(マ*e+Er+h*b)の処理を実施する必要
がある。“τ”の処理は立体1面を1つ消去して穴輪郭
を1つ作る処理である。このようにしてR,−0,R2
鰍0からはR3−Ifになることにより、Rは穴輪郭と
しているがこれはまぎれもなく立体と立体の交差線を示
すものである。これは、トポロジーモデル(連結関係モ
デル)においてセットオペレージ薯ンを行なわせるため
には、対称となる立体同志の交差線が求められればよい
ことを意味している。また、第21図〜第23図はプリ
ミティブのセットオペレーションの例を示しており、第
21図はプリミティブPIとF2の和によって形状モデ
ルP3が作成される様子を示している。第22図はプリ
ミティブP4とF5との差によって形状モデルPGが作
成される様子を、第23図はプリミティブP7とF8の
積によって形状モデルP9が作成される様子をそれぞれ
示している。
B2" - (8, 12, 8, 0, 0, 1) "83" -
61", 1B2", B3"~(1B, 24.11
.. 0.1.1) - (0, 0, -1, 1, 0, -1) However, each component needs to undergo the processing of (Ma*e+Er+h*b). The processing of "τ" is the processing of erasing one solid surface and creating one hole outline.In this way, R, -0, R2
From the mackerel 0, R3-If becomes R3-If, so R is a hole outline, which definitely indicates the intersection line between two solids. This means that in order to perform a set operation in a topology model (connection relationship model), it is sufficient to find a line of intersection between symmetric solids. Further, FIGS. 21 to 23 show examples of primitive set operations, and FIG. 21 shows how a shape model P3 is created by the sum of primitives PI and F2. FIG. 22 shows how the shape model PG is created by the difference between the primitives P4 and F5, and FIG. 23 shows how the shape model P9 is created by the product of the primitives P7 and F8.

ところで、自由曲面は通常曲面上の魚群によって表わさ
れ、第2図に示すように魚群2を滑らかに結んで曲面の
全体形状を表現する0便宜上第24図で示すような2次
元の点列(ノード:mode)を考えると、ノード2^
〜2Cを必らず通り、かつ滑らかに結ぶ曲線は集散に存
在するが、これら曲線群の中から必らず1つの曲線を定
義する曲線式が必要である。ノードの数をnとすると、
 (+−1)次多項式で上述の条件を満たす曲線式を求
めることができる。しかし、多項式の次数が高くなれば
なるほどランジェ効果により曲線は振動し、この効果は
ノードを一部ずつ結ぶ低次の多項式を用いることにより
軽減される。これが局所補間又はスプライン補間である
。スプライン補間は、ノードとノードの間を低次多項式
で表現するもので、ノードの数をnとすると(n−1)
の式を得ることになる。全式の接続性は、隣接する式の
端条性を7−ド上で〜致させることで容易に保つことが
できる。
By the way, a free-form surface is usually represented by a school of fish on a curved surface, and as shown in Figure 2, the entire shape of the curved surface is expressed by smoothly connecting the school of fish 2. Considering (node:mode), node 2^
Although there are curves that always pass through ~2C and connect smoothly, a curve equation that defines one curve from among these curves is required. Letting the number of nodes be n,
A curve equation that satisfies the above conditions can be obtained using a (+-1) degree polynomial. However, the higher the degree of the polynomial, the more the curve oscillates due to the Langer effect, and this effect can be alleviated by using a low-degree polynomial that connects the nodes one part at a time. This is local interpolation or spline interpolation. Spline interpolation expresses the distance between nodes using a low-order polynomial, and if the number of nodes is n, then (n-1)
We will obtain the formula. The connectivity of the entire system can be easily maintained by matching the ends of adjacent systems on the 7th wire.

曲面の場合は、4つの7−ドで囲まれた曲面を1単位(
バッチと呼ぶ)として曲面式を設定し、上述の2次元の
場合と同様に(ただし、3次元の考察が必要)それらの
連続性をパッチの境界上で持たせればよい0曲面式は、
一般にcoonsの式、 Bezeirの式、 B−3
plineパツチのいずれかを用いている。 Coon
s菊間式は第25図に示すような曲面P(u 、マ)に
対してP(u、マ)− ・・・・・・・・・(B) ただし、 Fo(t)=2t”−3t’+1.  Go(t)at
3−2t2+tF+(t)g−2t3+3t2.   
(+(t)廊t3−L2で与えられ、このGoons補
開式は実空間座標系に存在しないベクトル式である。ま
た、上記Coons補間式はパラメトリックな表現法を
用いており、このパラメトリック表現は複雑な式を簡素
表現できる反面、そのパラメトリック空間と実空間との
間の関係を明確にできないという欠点を持つ、つまり、
パラメトリック空間内で式に与えるパラメータは、実空
間内で全く評価できないのである。物体は3次元空間内
に存在し、その空間内で評価される必要がある。
In the case of a curved surface, one unit (
For the 0-surface equation, all you need to do is set the surface equation as a batch (called a batch) and maintain continuity on the boundary of the patch in the same way as in the 2-dimensional case described above (however, 3-dimensional consideration is required).
In general, Coons equation, Bezeir equation, B-3
I am using one of the pline patches. Coon
The s Kikuma equation is P(u, ma)- for the curved surface P(u, ma) as shown in Fig. 25. However, Fo(t) = 2t''- 3t'+1.Go(t)at
3-2t2+tF+(t)g-2t3+3t2.
(+(t) is given by t3-L2, and this Goons interpolation formula is a vector formula that does not exist in the real space coordinate system. Also, the above Coons interpolation formula uses a parametric expression method, and this parametric expression Although it is possible to express complex expressions simply, it has the disadvantage that the relationship between the parametric space and the real space cannot be made clear, that is,
Parameters given to an expression in parametric space cannot be evaluated at all in real space. Objects exist in three-dimensional space and need to be evaluated within that space.

金型形状等に見られる自由曲面と数式化表現可能な形状
とは全く同一座標系内に存在するにも拘わらず、全く別
の空間内で論議されるのである。そのため、この発明で
は自由曲面を数式化形状と同一空間で取扱うようにして
いる。
Although free-form surfaces seen in mold shapes and shapes that can be expressed mathematically exist in the same coordinate system, they are discussed in completely different spaces. Therefore, in this invention, the free-form surface is handled in the same space as the mathematically expressed shape.

この発明の自由曲面評価の手法を図面を参照して説明す
ると、m2B図に示すように実空間内で指定した座標値
(x、y、z)が、パラメータ表示(U、すされた曲面
1に対してどのような位置関係にあるかを演算するもの
である。その演算手法は収束演算を利用するもので、以
下収束演算の概略を述べ、次にその詳細を説明する。
The free-form surface evaluation method of this invention will be explained with reference to the drawings. As shown in the m2B diagram, coordinate values (x, y, z) specified in real space are expressed as parameters (U, curved surface 1 The calculation method uses convergence calculation, and an outline of the convergence calculation will be described below, and then its details will be explained.

半空間領域化の基本概念は自由曲面の空間における評価
の実現である。今、第27図に示すように、自由曲面上
方に点Pを想定し、曲面l上の任意の点Nから4点Pま
での距離をEとする0曲面l上に無数に存在する任意の
位置全てに対し、この距離Eを計算し、距離Eが同じ値
をとる曲面1上の点を結ぶと第28図に示すように2曲
面l上に距離Eの等高級を描くことができる。これを、
E軸と曲面上の系U、マ軸とで表わした図を第28図に
示す、これは曲面lから4点Pへの距離関数となり、こ
の関数をψ(u、マ)とおく、そして、この関数に対し
て1曲面l上のU方向について方向微分係数を求めると
、となる、Uを単位ベクトルとして、gradψとの作
る角をθI とすると。
The basic concept of half-space regionalization is the realization of evaluation in the space of free-form surfaces. Now, as shown in Fig. 27, suppose a point P is above the free-form surface, and let E be the distance from any point N on the surface l to 4 points P. By calculating this distance E for all positions and connecting points on the curved surface 1 where the distance E takes the same value, it is possible to draw equigrades of the distance E on the two curved surfaces 1 as shown in FIG. 28. this,
Figure 28 shows a diagram expressed by the E axis, the system U on the curved surface, and the ma axis. This is a distance function from the curved surface l to the four points P, and this function is denoted as ψ (u, ma), and , If we calculate the directional differential coefficient for this function in the U direction on one curved surface l, we will get the following.If U is a unit vector, and the angle formed by gradψ is θI.

を得る。同様にV方向について を得る。今、このポテンシャル関数の最小値を求める場
合。
get. Similarly, obtain the information for the V direction. Now, if we want to find the minimum value of this potential function.

なる条件を満たす必要がある。また、 ・・・・・・・・・(11) であるから1ψ1≠Oとすると、  aOSθ1−0゜
COjθ2−0である必要がある。故に、θ18300
、θ2諺90°となる。ここで、θは曲面上の各方向と
gradψのなす角であることから、ポテンシャル関数
値の最小をとるEは4点Pに向う面法線方向での4点P
との距離となる。
It is necessary to meet the following conditions. Moreover, if 1ψ1≠O, then it is necessary that aOSθ1-0°COjθ2-0. Therefore, θ18300
, θ2 becomes 90°. Here, since θ is the angle formed by each direction on the curved surface and gradψ, E, which takes the minimum potential function value, is the angle between the 4 points P in the surface normal direction toward the 4 points P.
The distance between

ポテンシャル最小値とは、4点の曲面に対する最短距離
を示すものであり、これはパラメトリックに表現された
曲面を空間的に評価する値となる0曲面補間式をQ(u
、マ)とすると、そのときポテンシャル値は ψ(u、v)=I P−Q(u、v)  l   =(
12)となり、さらにポテンシャルの発生する向きを考
えると ψ(u、v)=P −Q(u、v)     ・・・・
・”・(13)となる、今、ポテンシャル最小値を与え
る曲面上の点をul+マ! とすると、ポテンシャルベ
クトルは、 ψ(u+、v+)=P −Q(u+、 v+)   ・
・・−C14)となる、ポテンシャル最小値を与えるu
l+lツマの面法線とψ(ul、マI)の向きは一致す
るので、ul、マ1の面法線ベクトルをnとするとS=
ψ(旧、マ+)争n       ・・・・・・・・・
(15)を行なうことによってポテンシャルの符号が決
定でき、その結果半空間望城の向き付けを行なうことが
できる。
The minimum potential value indicates the shortest distance between four points on a curved surface.
, ma), then the potential value is ψ(u, v)=I P−Q(u, v) l =(
12), and further considering the direction in which the potential is generated, ψ (u, v) = P - Q (u, v)...
・”・(13) Now, if the point on the curved surface that gives the minimum potential value is ul+ma!, then the potential vector is ψ(u+, v+)=P −Q(u+, v+) ・
...-C14), which gives the minimum potential value u
The direction of the surface normal of l+l and ψ(ul, maI) is the same, so if the surface normal vector of ul and ma1 is n, then S=
ψ (old, ma+) conflict n ・・・・・・・・・
By performing (15), the sign of the potential can be determined, and as a result, the direction of the half-space castle can be determined.

ポテンシャル最小なる曲面上のパラメータ値(ul、マ
I)を求めれば、自由曲面に対し半空間の領域分けを行
なうことがで♂る。しかし、解析的に(U+ 、マl)
を求めることは不可能なため、探索法を用いて求める必
要がある。すなわち、曲面上に探索初期位!!(uo、
マ0)を設定し、その時のψ(UO+マ0)に対してそ
の極小値は−gradψ(UO+マ0)方向にあること
は理解できる。
By finding the parameter values (ul, maI) on the curved surface with the minimum potential, it is possible to divide the free-form surface into half-space regions. However, analytically (U+, Mar)
Since it is impossible to find, it is necessary to find it using a search method. In other words, the initial position of the search on the curved surface! ! (uo,
It can be understood that the minimum value is in the -gradψ (UO+Ma0) direction with respect to ψ(UO+Ma0) at that time.

・・・・・・・・・(18) ψ ここで□冨17ψl cosOとなるので一ψ諺 −u−+ 7ψl cos O+ −v−1ψIcos
θ2・・・・・・・・・(17) となる、これは、(−1ψl cas 01.−IψI
 cos 172)方向に求めたい解があることを示し
ている。ここで、ψ(UO+マ0)は明らかに4点Pと
の距離であるので、次に求める位置はul−1−ψ(u
o*va)−+ψI cas O+ +u。
・・・・・・・・・(18) ψ Here, □Full 17ψl cosO, so 1ψ proverb −u−+ 7ψl cos O+ −v−1ψI cos
θ2・・・・・・(17) This becomes (-1ψl cas 01.-IψI
cos 172) indicates that there is a desired solution in the direction. Here, ψ(UO+ma0) is clearly the distance from the 4 points P, so the next position to be found is ul-1-ψ(u
o*va)−+ψI cas O+ +u.

Vl雪 −ψ(”o+voll  マψl  cas 
 O2+ v。
Vl snow −ψ(”o+voll maψl cas
O2+ v.

・・・・・・・・・(1日) となる、ここで、X=(u、マ)とすると上記(1B)
式は一般に、 X1=−*()l−+)・w!(XI−+) +X+−
+・・・・・・・・・(19) と書ける。ψ()l−+)は探索ステップ、−ψ(XI
−+)は探索方向を示している。この式により次の探索
位置を求め、その探索位置毎にS・(P−Q(XI))
・n=S  (nは面法線)をモニタすればよい、S#
1又は3#−1となった時のXlがポテンシャル最小の
位置である。
・・・・・・・・・(1 day) Here, if X = (u, ma), the above (1B)
The formula is generally: X1=-*()l-+)・w! (XI-+) +X+-
+・・・・・・・・・(19) It can be written as: ψ()l−+) is the search step, −ψ(XI
−+) indicates the search direction. Find the next search position using this formula, and for each search position, S・(P-Q(XI))
・Just monitor n=S (n is the surface normal), S#
1 or 3#-1 is the position where the potential is minimum.

第30図で示すように1曲面1は2つのパラメータは、
マで表現され、弐〇 *S(u、マ)で示し。
As shown in Figure 30, one curved surface 1 has two parameters:
It is expressed as ``ma'' and shown as 2〇 *S (u, ma).

実空間で任意に指定した点の位置ベクトルなPとする。Let P be the position vector of an arbitrarily specified point in real space.

今、初期パラメータ値を(Pu、Pv)とすると1曲面
l上の位置ベクトルCは C−5(Pu、Pv)      −・−=(20)と
なり、この時のベクトルVは V −P−C・・・・・・・・・(21)となり、この
ベクトル■に対して n −aC/ au X  aC/  av  −(2
2)n  / In l#V  / IVI     
  −C23)であれば、IVIは曲面lから任意点に
対する最短距離にある0次に、上記(23)式を満足す
るようなパラメータ(Pu、Pv)を求める手法を説明
する。第31図はパラメータ(Pu、Pv)点での曲面
lの接平面IAを示すもので、接平面IA上にはU、マ
各方向に接線ベクトルが存在する。この接平面IAにベ
クトルVを投影したV゛を計算すると、V’=(nXV
) X n       =・−(24)によってベク
トルの方向を計算し、後にV’= IV l  sin
θ・V’ / l V’l  ・・・・・・(25)の
計算をすることによって求めることができる、そして、
このベクトルV°に対して、接平面IA上に存在するU
、マ方向の接線ベクトル(Tu、Tマ)向きの成分を計
算する。その計算は、各方向成分を各々Tυ、TVとし
、TuとX軸、Tマとy軸のなす角をθ、ψとすると TIJ−V’x  case   −V7  sIn 
  O−−−・・−(28)TVs−V’x gin 
 *  −Vy cas  ψ=・・・−(27)とな
る、このTU、TVを基にそれに見合う大きさのパラメ
ータ量分だけ、初期のパラメータから移動させたパラメ
ータが、より上記(23)式を満足させる可能性のある
曲面位置を示しているといえる。このパラメータの計算
は面のU、マ方向の曲面の境界線長さをDO、DVとす
るとPUnaw  =  PU  −TU  /  1
10           ・・・・・・(28)PV
new  =  PV  +TV  /  ロV   
       ・−・・−・(29)で行なわれる。こ
の結果を基に再び(20)式へ戻り、(23)式が満足
されるまでこの処理を繰り返す、 (23)式を満足し
たIVIは1面からの距離を表わす、しかし、このまま
では面の表裏どちらの方向か明確化しないので、次に後
述する極性判定を行なう必要がある。
Now, if the initial parameter values are (Pu, Pv), the position vector C on one curved surface L is C-5 (Pu, Pv) - - = (20), and the vector V at this time is V -P-C ......(21), and for this vector ■, n - aC/ au X aC/ av - (2
2) n/Inl#V/IVI
-C23), IVI will be described as a method for finding parameters (Pu, Pv) that satisfy the above equation (23) at the 0th order, which is the shortest distance from the curved surface l to an arbitrary point. FIG. 31 shows the tangent plane IA of the curved surface l at the parameter (Pu, Pv) point, and tangent vectors exist on the tangent plane IA in the U and M directions. When calculating V′, which is the vector V projected onto this tangent plane IA, V′=(nXV
) X n = · - (24) to calculate the direction of the vector, and later V' = IV l sin
θ・V'/l V'l can be obtained by calculating (25), and
With respect to this vector V°, U that exists on the tangent plane IA
, calculate the component in the direction of the tangent vector (Tu, Tma) in the Ma direction. The calculation is as follows: TIJ-V'x case -V7 sIn
O----・・-(28) TVs-V'x gin
* -Vy cas ψ=...-(27) Based on this TU, TV, the parameters shifted from the initial parameters by an amount of parameters commensurate with the TU and TV will make the above equation (23) more It can be said that this indicates a curved surface position that may be satisfied. To calculate this parameter, let DO and DV be the boundary line lengths of the curved surface in the U and M directions of the surface, then PUnow = PU - TU / 1
10...(28) PV
new = PV +TV / roV
. . . (29) is performed. Based on this result, return to equation (20) again and repeat this process until equation (23) is satisfied. IVI that satisfies equation (23) represents the distance from the first surface. Since it is not clear which direction is the front or the back, it is necessary to perform polarity determination, which will be described later.

以上では一般的なベクトル式で説明したが、更に具体的
な例で説明すると、第31図で示したものと同様の性質
をもつデータを得る場合の評価関数は、第32図の接平
面4Sに関する面法線方向の距離ベクトルnである。こ
こで1曲面4A上の点CはパラメータU、マと表現され
る。
The above has been explained using a general vector equation, but to explain it with a more specific example, the evaluation function when obtaining data with properties similar to those shown in Fig. 31 is the tangent plane 4S shown in Fig. 32. is the distance vector n in the direction of the surface normal. Here, point C on one curved surface 4A is expressed by parameters U and Ma.

・・・・・・・・・(30) スキャンライン7上の任意の点をPとし、スキャンされ
るパッチに探索開始点を決め、この探索開始点のパラメ
ータ値をultマlとすると。
(30) Let P be an arbitrary point on the scan line 7, set a search start point on the patch to be scanned, and let the parameter value of this search start point be ult.

となり、次に開始点と任意の点との距離ベクトルを求め
る。
Next, find the distance vector between the starting point and any point.

V=P−C・・・・・・(32) このVベクトルに対して。V=P-C...(32) For this V vector.

が成立すれば、1v1は評価関数の値である。If holds true, 1v1 is the value of the evaluation function.

スキャンライン7の評価は第33図のようになる。 (
33)式はパラメータuLマlでのU方向接線ベクトル
とマ方向接線ベクトルの外植計算をしたもので、これは
面法線ベクトルnとなる。2次元の場合同様、(34)
式は1回では満足されないため1次の手続きへ移る。こ
の処理はVを接平面4Sに投影する処理であり、接平面
4SはU、マ接線ベクトルと法線ベクトルnから成る座
標系のU、マ接線ベクトルが存在する平面である。接平
面4Sへの投影処理は第34図のようになる。すなわち
The evaluation of scan line 7 is as shown in FIG. (
Equation 33) is an explant calculation of the tangent vector in the U direction and the tangent vector in the ma direction with the parameter uLmar, which becomes the surface normal vector n. As in the two-dimensional case, (34)
Since the formula cannot be satisfied in one go, we move on to the first procedure. This process is a process of projecting V onto the tangential plane 4S, and the tangential plane 4S is a plane in which U, the ma-tangent vector of the coordinate system consisting of the ma-tangent vector and the normal vector n exist. The projection process onto the tangential plane 4S is as shown in FIG. Namely.

の計算をすることによって投影したベクトルの方向が計
算でき、その後にこのV′の大きさを決める。その計算
は で求められる。ここで求めたVについて、Tu。
By calculating , the direction of the projected vector can be calculated, and then the magnitude of this V' is determined. The calculation is given by. Regarding V obtained here, Tu.

丁マ、n座標系に対するTu、 Tマ成分を各々求める
。ここで、Tu、 丁マ軸は必ずしもX、L Z直交座
標系と一致しないため、座標変換の処理が必要になる。
Find the Tu and T components for the D and n coordinate systems, respectively. Here, since the Tu and D axes do not necessarily coincide with the X, LZ orthogonal coordinate system, coordinate transformation processing is required.

座標変換の手順は、法線ベクトルをZ軸と一致させる処
理を基本とし、第35図に示すようにnに対して、0.
ψのパラメータが分っているとすると、Z軸回りに、 続いてY軸回りに、 の計算をすればnがZ軸と一致したことになる。このと
きのX−Y平面での丁u、 Tマ座標系の関係は、第3
B図に示すものとなる。このような関係にあるTu、 
Tマ座標系に対するVoの各々の成分を次に求める V
lの成分を(Vx、 Vy、 Vz)とす−るとTLI
J&分は。
The coordinate transformation procedure is based on the process of matching the normal vector with the Z axis, and as shown in FIG. 35, 0.
Assuming that the parameter ψ is known, if we calculate the following around the Z-axis and then around the Y-axis, n will match the Z-axis. At this time, the relationship between the D-u and T-ma coordinate systems on the X-Y plane is the third
It will be as shown in Figure B. Tu in this kind of relationship,
Next, find each component of Vo for the T coordinate system. V
If the components of l are (Vx, Vy, Vz), then TLI
J&min.

Tu  = Vx cosO−Vy s1nθ  ・−
−−−・(39)であり、 Tv酸成分。
Tu = Vx cosO-Vy s1nθ ・-
---・(39), Tv acid component.

Tv  −−Vx  sin ψ  十 V7    
cos ψ   −・−・−−(40)となる、 (3
9)及び(40)式により計算した値を基に、これに見
合う大きさのパラメータ分だけ初期のパラメータIll
、マ1からずらした点が、より(34)式を満足する可
能性のある位置といえる。
Tv −−Vx sin ψ 10 V7
cos ψ −・−・−−(40), (3
Based on the values calculated using formulas 9) and (40), the initial parameters Ill
, it can be said that a point shifted from Ma1 is a position that is more likely to satisfy equation (34).

新たなパラメータの位置の計算は、パッチのU。Calculation of the position of the new parameter U of the patch.

マ方向の境界線長さをnu、 Dマとすれば、で行なえ
ばよい。
If the length of the boundary line in the ma direction is nu and D ma, then it is sufficient to perform the process as follows.

ところで、評価関数の極性は1面によって形成される立
体の形状内外の判定を行なうために必要な°データであ
る。この極性は形状内において負、形状外において正で
あるのが望ましく、面で表現される形状の内外判定の基
本は面法線との関係である。ここでは極性の決定に、面
法線と評価ベクトルの開き角より決定する方法をとる。
By the way, the polarity of the evaluation function is the degree data necessary for determining whether the shape of the solid formed by one surface is inside or outside. This polarity is preferably negative within the shape and positive outside the shape, and the basis for determining the inside and outside of a shape expressed by a surface is the relationship with the surface normal. Here, a method is used to determine the polarity based on the opening angle between the surface normal and the evaluation vector.

上記(23)式を満足したVoに対しての計茸を行なう
と、以下に示すようにnとVoの開き角が80°以上の
時にAMは負、80°以下の時にAMは正となる。また
、nとVoはほぼ同一直線上に存在するので となり、評価関数値を とすれば、形状内外の判定可能な評価関数となる。
When calculating the value of Vo that satisfies the above formula (23), as shown below, when the opening angle between n and Vo is 80° or more, AM is negative, and when it is 80° or less, AM is positive. . Further, since n and Vo exist on almost the same straight line, the following equation is obtained, and if the evaluation function value is taken, it becomes an evaluation function that can determine whether the shape is inside or outside.

面境界での評価関数の取扱いとして、評価関数の適用可
能な領域範囲が存在する。評価関数は任意のスキャン点
に対して形状を表現する面の面法線方向の距離で表わす
、そのため、第37図に示すような適用範囲が存在する
。しかし、評価関数の演算を行なわせる際、上記(28
)及(28)式の結果がこの領域外になることがある。
When handling evaluation functions at surface boundaries, there is a range of areas to which evaluation functions can be applied. The evaluation function is expressed by the distance in the normal direction of the surface representing the shape with respect to an arbitrary scan point, so there is an applicable range as shown in FIG. 37. However, when calculating the evaluation function, the above (28
) and (28) may fall outside this range.

この位置は曲面1上に存在しないため、その位置からス
キャン点に対して面法線を立てるのは不可能であり、領
域外の評価関数の取扱いについて特別に考慮しなくては
ならない。
Since this position does not exist on the curved surface 1, it is impossible to establish a surface normal to the scan point from this position, and special consideration must be given to the handling of evaluation functions outside the area.

ここでは、第38図に承すようなベクトルEを評価ベク
トルとする。すなわち、パッチ4の境界線5に垂直な面
法線6に対して、境界線5に直交するベクトルを考え、
その垂直方向ベクトルを評価ベクトルEとするのである
。このような評価ベクトルEを用いると、評価関数は近
似的にではあるが第38図に示すようにパッチ曲面4か
らの距離を明確化し、かっ血4に対する上軍関係(表裏
関係)を明確化する。その演算法は上記(28)及び(
29)式の結果が第40図に示すA〜Hの領域のどこに
属するかを判定する。これはパラメータ空間上での領域
判定である。この判定は、パラメータ空間上で形状内部
を表現する領域を負とするようなF(u、マ)≦Oなる
関数を各境界線毎に用意しく4本)、その値を全て比較
することで容易に行なうことができる0次に、第41図
に示すように、パラメータ空間上での前回の探索位置P
lと、上記(28)及び(28)式の結果P2から求め
ることができる直線と形状境界との交点IPを求める。
Here, a vector E as shown in FIG. 38 is assumed to be an evaluation vector. In other words, consider a vector perpendicular to the boundary line 5 with respect to the surface normal 6 perpendicular to the boundary line 5 of the patch 4,
The vertical vector is defined as the evaluation vector E. When such an evaluation vector E is used, the evaluation function clarifies the distance from the patch curved surface 4, although only approximately, as shown in Fig. 38, and clarifies the superior military relationship (front and back relationship) with respect to the blood clot 4. do. The calculation method is (28) and (
29) Determine to which region the result of the equation belongs among the regions A to H shown in FIG. 40. This is region determination on the parameter space. This determination can be made by preparing four functions for each boundary line such that F (u, ma) ≦ O such that the area representing the inside of the shape is negative in the parameter space, and comparing all of their values. As shown in FIG. 41, the previous search position P on the parameter space is
1, and the intersection point IP between the straight line and the shape boundary, which can be found from the result P2 of equations (28) and (28) above, is found.

直線の式は マ1□u+□・・・(44) uOu・ であるので、交点IPは容易に求めることができる。こ
のパラメータを基に再びVoを求める処理を行なう、こ
の処理を経ても尚(28)及び(28)式の結果P2が
領域外であるなら、境界線とスキャン点に対し第42図
で示すような探索を行なって行き、 Vo ・ T=O・・・・・・・・・(45)となるよ
うなU、マパラメータを求め、第37図に示すような評
価関数値を求める極性は前述と同一である。なお、第4
2図は境界線5に上の点(”+マ)とスキャン点SCと
の間をベクトルV°で表わし、点(u、マ)における接
線ベクトルをTで示している。そして、 (45)式の
結果を得る手法は第43図に示す通りである。
Since the equation of the straight line is M1□u+□ (44) uOu・, the intersection point IP can be easily determined. The process of calculating Vo is performed again based on this parameter. If the result P2 of equations (28) and (28) is still outside the area even after this process, the boundary line and scan point are calculated as shown in Fig. 42. The polarity of the evaluation function value shown in Fig. 37 is determined by performing a search and finding the U and ma parameters such that Vo ・ T = O (45). is the same as In addition, the fourth
In Figure 2, the distance between the point ("+ma) on the boundary line 5 and the scanning point SC is represented by a vector V°, and the tangent vector at the point (u, ma) is shown by T. Then, (45) The method for obtaining the result of the equation is as shown in FIG.

以上述べた方法で自由曲面の評価を行なうことによって
1次に示すような2つの自由曲面間の交線を求めること
ができる。第32図に示すように、2つの曲面4A及び
4Bのどちらか一方の面上にスキャンライン7を設定し
、そのライン7上の点について上記手法に基づく評価法
な用いる。この際、この評価法によって計算される評価
関数とスキャンラインとの関係は第33図のようになり
、この評価関数のOとなる位置がスキャンライン7と面
4Aとの交点となり、全てのスキャンライン7について
この交点を求めると、その交点群は曲面4A及び4B間
の交線を表わすことになる。
By evaluating the free-form surfaces using the method described above, it is possible to find the line of intersection between two free-form surfaces as shown in the first order. As shown in FIG. 32, a scan line 7 is set on one of the two curved surfaces 4A and 4B, and the evaluation method based on the above method is used for points on the line 7. At this time, the relationship between the evaluation function calculated by this evaluation method and the scan line is as shown in Figure 33, and the position O of this evaluation function is the intersection of scan line 7 and surface 4A, and all scan If this intersection point is found for the line 7, the group of intersection points will represent the line of intersection between the curved surfaces 4A and 4B.

第44図は、NC装[300内に上述の如き工具軌跡生
成機能を組込んだ際の処理の流れを示す。
FIG. 44 shows the flow of processing when the above-mentioned tool trajectory generation function is incorporated into the NC system [300].

通常の処理は紙テープ307のNCの情報を読込み(3
03) 、そのNC情報を表わしているキャラクタイメ
ージのデータをバイナリ変換する(304) 。
Normal processing reads the NC information of the paper tape 307 (3
03) The character image data representing the NC information is converted into binary (304).

そのバイナリデータを基に指令情報の解析処理を行ない
(305) 、サーボ処理(30B)を行なってその出
力を工作機械308に与える。 NO装@300に工具
軌跡生成機能302を組込むと、直接バイナリデータを
出力できること、直線補間の連続であるため指令情報解
析が不要であること等の利点があり、これにより処理の
高速化が期待できる。このため、NO@置装00が工具
軌跡生成機能を有することは有効であり、形状データ3
01を入力して工具軌跡TPを生成してサーボ処理(3
0B)すれば、入力された形状データに従った加工を行
なうことができる。よって、前述の形状抽出処理部40
をNC装置1300内に工具軌跡生成処理302として
組込めば、セットオペレーションされた全体形状情報T
Sを工具軌跡TPとして利用することができる。この場
合、複雑形状の加工の際に必要となるNO指令情報は膨
大な量となりその取扱いが問題となるが、それに対して
工具軌跡生成処理(302)をするための形状データ3
01は非常にコンパクトな量であり、その取扱いも容易
である。また、第45図は上記NC装ff1300のハ
ードウェアの構成例を示し、工具軌跡生成処理部312
と従来のNOコントロール部の接続は2通り考えられる
。1つは、工具軌跡生成処理部312を内部に置く利点
を十分に生かす方法であり、これは図示実線で示すよう
に工具軌跡生成処理部312及びNOコントロール部の
CPO310が共通に利用可能なRAM311を設け、
このRAM311を介して相互に情報伝達するものであ
る。これによるとデータ転送時のロス時間がなくなり、
高速処理が可能である。もう1つは、従来のNOコント
ロール部との間に、図示破線部のようにインタフェース
313を設けて接続する方法である、この方法を用いる
と処理速度にデータ転送速度の影響が含まれるので、全
体的に処理速度が遅くなる。
Based on the binary data, command information is analyzed (305), servo processing (30B) is performed, and the output is given to the machine tool 308. Incorporating the tool path generation function 302 into the NO system@300 has the advantages of being able to directly output binary data and not requiring command information analysis because it is a continuous linear interpolation process, which is expected to speed up the processing. can. For this reason, it is effective for NO@ equipment 00 to have a tool trajectory generation function, and the shape data 3
01 to generate the tool path TP and perform servo processing (3
0B), processing can be performed according to the input shape data. Therefore, the shape extraction processing section 40 described above
If it is incorporated into the NC device 1300 as the tool trajectory generation process 302, the entire shape information T
S can be used as the tool path TP. In this case, the amount of NO command information required when machining a complex shape is enormous, and its handling becomes a problem.
01 is a very compact quantity and its handling is easy. Further, FIG. 45 shows an example of the hardware configuration of the NC equipment ff1300, in which the tool trajectory generation processing section 312
There are two ways to connect the conventional NO control unit. One is a method that takes full advantage of the advantage of locating the tool path generation processing section 312 internally, and this is a method in which the tool path generation processing section 312 and the CPO 310 of the NO control section use a RAM 311 that can be used in common, as shown by the solid line in the figure. established,
Information is mutually transmitted via this RAM 311. According to this, loss time during data transfer is eliminated,
High-speed processing is possible. The other method is to provide an interface 313 as shown in the dashed line in the figure to connect to the conventional NO control section.With this method, the processing speed includes the influence of the data transfer speed. Overall processing speed becomes slower.

なお、第44図の例では、形状データ301 t−HC
装gi300内で直接工具軌跡生成処理(302)する
ようにしているが、第48図に示すようにNC情報と共
に紙テープ307に入力し、指令情報の読込み時に、N
C情報か形状データかを判定して振分けるようにするこ
とも可能である。
In addition, in the example of FIG. 44, the shape data 301 t-HC
The tool trajectory generation process (302) is performed directly within the installation gi 300, but as shown in FIG.
It is also possible to determine whether the data is C information or shape data and then sort the data.

(発明の効果) 以上のようにこの発明の形状データ記憶・処理方式によ
れば、 CSaによる自由曲面に対しても領域分けを行
なうことができ、メモリの有効利用を図ることが可能と
なる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the shape data storage/processing method of the present invention, even a free-form surface based on CSa can be divided into regions, and memory can be used effectively.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は2次元図形についてのセットオペレーションを
説明するための図、第2図は曲面の魚群による表示例を
示す図、第3図はXYZ実空間とUマパラメータ空間の
関係を示す図、第4図〜第6図は実空間とパラメータ空
間との間の関係を説明するための図、第7図はB−Ra
psによる従来のシステム例を示すブロック図、第8図
は立体形状の一例を示す図、第9図及び第11図は第8
図の立体形状の分解例を説明するための図、第10図は
C5Gによる従来のシステム例を示すブロック図、第1
2図及び第13図は形状データの入力を説明するための
図、第14図はこの発明方法を実現するシステム例を示
すブロック図、第15図(A)及び(B)は数式化形状
データを説明するための図、第18図はこの発明による
図形データの処理システムの例を示すブロック図、第1
7図〜第18図は逆ポーランド記述された形状データの
生成及び処理を説明するための図、第20図〜第23図
はセットオペレーションを説明するための図、第24図
は曲面の補間を説明するための図、第25図はCoon
s補間式を説明するための図、第28図〜第31図はこ
の発明による自由曲面の評価の原理を説明するための図
、第32図〜第36図はこの発明の自由曲面の具体的な
評価を説明するための図、第37図〜第43図は自由曲
面の極性判定の手法を説明するための図、第44図及び
第45図はMCIItfiに対する具体的応用例を示す
ブロック構成図、第48v4は更に別の例を示すブロッ
ク構成図である。 l・・・曲面、IA・・・接平面、2・・・魚群(ノー
ド)、3・・・矩形領域、4・・・バッチ、IO・・・
形状データ入力装置、20・・・形状データ、30・・
・数式化形状処理部、 31・・・加工情報、40・・
・形状抽出処理部、41・・・数式化形状処理、42・
・・セットオペレーション、43.44・・・アプリケ
ージ、ン対応の処理、45・・・自由曲面評価演算処理
、4B・・・形状情報スタックエリア、 20G・・・
立体形状。 出願人代理人  安 形 雄 三 図面の浄書(内容に変更なし) %2図 % 3 図 第4 図 )8 図 も 9 図 第 !2  図 HA る 17  図 A 慾18  図 (Al も24  図 篤25  図 も 21  図 石 22 図 423図 処26  図 L27 図   石2B  図 % 29図 も30 図 石3f  図 方 第34図 石 35  図 発36  図 L 38  図 弗39 図 ル40  図 手続補正口(方式) 昭和60年6月28日
Fig. 1 is a diagram for explaining a set operation for a two-dimensional figure, Fig. 2 is a diagram showing an example of displaying a school of fish on a curved surface, Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the XYZ real space and the U parameter space, Figures 4 to 6 are diagrams for explaining the relationship between real space and parameter space, and Figure 7 is B-Ra.
A block diagram showing an example of a conventional system using ps, FIG. 8 is a diagram showing an example of a three-dimensional shape, and FIGS.
Figure 10 is a block diagram showing an example of a conventional system using C5G.
2 and 13 are diagrams for explaining the input of shape data, FIG. 14 is a block diagram showing an example of a system that implements the method of this invention, and FIGS. 15 (A) and (B) are representations of mathematically expressed shape data. FIG. 18 is a block diagram showing an example of a graphic data processing system according to the present invention.
Figures 7 to 18 are diagrams for explaining the generation and processing of shape data described in reverse Polish, Figures 20 to 23 are diagrams for explaining set operations, and Figure 24 is a diagram for explaining interpolation of curved surfaces. A diagram for explaining, Fig. 25, is a diagram of Coon
Figures for explaining the s interpolation formula, Figures 28 to 31 are diagrams for explaining the principle of evaluation of free-form surfaces according to the present invention, and Figures 32 to 36 are diagrams for explaining the free-form surfaces of the present invention. Figures 37 to 43 are diagrams to explain the polarity determination method for free-form surfaces. Figures 44 and 45 are block configuration diagrams showing specific application examples for MCIItfi. , No. 48v4 is a block configuration diagram showing still another example. l...Curved surface, IA...Tangential plane, 2...Fish school (node), 3...Rectangular area, 4...Batch, IO...
Shape data input device, 20... Shape data, 30...
- Mathematical shape processing unit, 31... Processing information, 40...
・Shape extraction processing unit, 41... Mathematical shape processing, 42.
...Set operation, 43.44...Application cage processing, 45...Free-form surface evaluation calculation processing, 4B...Shape information stack area, 20G...
3D shape. Applicant's agent Yu Yasugata Engraving of the three drawings (no changes to the contents) %2 drawings% 3 drawings 4) 8 figures also 9 figures! 2 Figure HA Ru 17 Figure A 18 Figure (Al mo 24 Figure Atsushi 25 Figure also 21 Figure stone 22 Figure 423 Figure 26 Figure L27 Figure Stone 2B Figure % 29 Figure also 30 Figure stone 3f Figure 34 Figure stone 35 Figure Issue 36 Diagram L 38 Diagram 39 Diagram 40 Diagram procedure amendment (method) June 28, 1985

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 自由曲面をも対象とした形状データ入力装置と、実空間
及びパラメータ空間の形状を表現する関数に対する任意
位置データの距離を求め、前記形状の物体構造データを
用いてセットオペレーションを行なう形状抽出処理部と
、この形状抽出処理部から出力される全体形状情報を基
に前記形状を表示する表示部とを具備したCAD/CA
Mシステムにおける形状データ記憶、処理方式において
、前記形状データ入力装置で入力された形状データを逆
ポーランド記法で形状データメモリに記憶すると共に、
自由曲面データをもベクトル表現で記憶し、前記逆ポー
ランド記述された形状データについて数式化形状データ
、オペレーションコード又は自由曲面かの判断をし、形
状情報スタックエリアで逆ポーランド記憶データに従っ
て全体形状情報を得るようにしたことを特徴とするCA
D/CAMシステムにおける形状データ記憶・処理方式
A shape data input device that also targets free-form surfaces, and a shape extraction processing unit that calculates the distance of arbitrary position data to a function that expresses the shape in real space and parameter space, and performs a set operation using object structure data of the shape. and a display unit that displays the shape based on the overall shape information output from the shape extraction processing unit.
In the shape data storage and processing method in the M system, the shape data inputted by the shape data input device is stored in the shape data memory in reverse Polish notation, and
The free-form surface data is also stored in a vector representation, and the shape data described in reverse polish is determined whether it is mathematical shape data, an operation code, or a free-form surface, and the entire shape information is stored in the shape information stack area according to the reverse polish memory data. A CA characterized by being made to obtain
Shape data storage and processing method in D/CAM system.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6370337A (en) * 1986-09-12 1988-03-30 Hitachi Ltd Concentrated wiring system

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