(57)【要約】【課題】設計ルールの不満足な部位に適切な形状変更を行うことができ、設計の手戻りを充分に防止できて設計作業効率の向上を図り得るＣＡＤ形状作成支援装置を提供する。【解決手段】このＣＡＤ形状作成支援装置では、ユーザによるフィーチャ追加後のＣＡＤの形状モデルに対して、フィーチャデータベース３及び設計ルールデータベース４を参照してチェックする設計ルールチェック５から作業情報を引き継いだ形状認識部６によって、設計ルールの不満足な部位を解消するために追加する新規フィーチャの追加位置（所在）を特定した上、三次元ＣＡＤの形状データ作成時に製造要件等により規定された形状モデルの設計ルールを満足するように、形状モデル上に配置されたフィーチャの形状の接続状態を形状認識し、ＣＡＤでの形状データの作成作業に要する詳細作業情報を作業誘導部７へ引き渡してユーザに対して作業誘導として提示する。【選択図】図１
2010277460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＤデータとしてのフィーチャ及び形状モデルを定義付けて入力するＣＡＤデータ入力ステップと、前記入力されて定義された前記フィーチャについての種類、当該フィーチャを構成する形状面群、及び寸法パラメータを対応付けて蓄積登録するフィーチャデータ蓄積ステップと、前記フィーチャについての種類別にフィーチャの形状及びフィーチャ間の配置を規定する設計ルールと次に行うべき作業情報とを対応付けて蓄積登録する設計ルールデータ蓄積ステップと、前記フィーチャの追加されたものの種類に応じて前記設計ルールデータ蓄積ステップで登録された前記設計ルールとの照合を行い、当該設計ルールに対応付けて登録された前記次に行うべき前記作業情報を取得する設計ルールチェックステップと、前記作業情報に基づいて前記フィーチャの追加されたもの、並びに前記形状モデル上に配置されたフィーチャの形状の接続状態を形状認識として取得し、次に行うべき詳細作業情報を定義する形状認識ステップと、前記詳細作業情報を作業誘導として提示する作業誘導ステップと、を有することを特徴とするＣＡＤ形状作成支援方法。
【請求項２】
請求項１記載のＣＡＤ形状作成支援方法において、前記設計ルールデータ蓄積ステップでは、前記次に行うべき前記作業情報として、コマンドマクロと当該コマンドマクロについてのパラメータとを合わせて登録し、前記形状認識ステップでは、前記形状モデルに基づいて前記コマンドマクロについての前記パラメータを抽出し、前記作業誘導ステップでは、前記コマンドマクロと前記形状認識ステップで抽出した前記パラメータとに従って当該コマンドマクロを実行することを特徴とするＣＡＤ形状作成支援方法。
【請求項３】
請求項２記載のＣＡＤ形状作成支援方法において、前記形状認識ステップでは、前記パラメータとして、前記フィーチャと他の形状との交差を取得すると共に、当該フィーチャと当該他の形状との接続部の曲面を取得することを特徴とするCAD形状作成支援方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項記載のＣＡＤ形状作成支援方法において、前記作業誘導ステップでは、前記設計ルールを満足しない場合の理由に関するコメントを入力し、当該入力されたコメントを当該設計ルールを満足しない部位に対応付けて蓄積登録することを特徴とするＣＡＤ形状作成支援方法。
【請求項５】
入出力手段を通じて入力するＣＡＤデータとしてのフィーチャ及び形状モデルを定義付けるフィーチャ定義手段と、入力されて前記フィーチャ定義手段により定義された前記フィーチャについての種類、当該フィーチャを構成する形状面群、及び寸法パラメータを対応付けて蓄積登録するフィーチャデータベースと、前記フィーチャについての種類別にフィーチャの形状及びフィーチャ間の配置を規定する設計ルールと次に行うべき作業情報とを対応付けて蓄積登録する設計ルールデータベースと、前記フィーチャの追加されたものの種類に応じて前記設計ルールデータベースに登録された前記設計ルールとの照合を行い、当該設計ルールに対応付けて登録された前記次に行うべき前記作業情報を取得する設計ルールチェック手段と、前記作業情報に基づいて前記フィーチャの追加されたもの、並びに前記形状モデル上に配置されたフィーチャの形状の接続状態を形状認識として取得し、次に行うべき詳細作業情報を定義する形状認識手段と、前記詳細作業情報を作業誘導として提示する作業誘導手段と、を備えたことを特徴とするＣＡＤ形状作成支援装置。
【請求項６】
請求項５記載のＣＡＤ形状作成支援装置において、前記設計ルールデータベースは、前記次に行うべき前記作業情報として、コマンドマクロと当該コマンドマクロについてのパラメータとを合わせて登録可能であり、前記形状認識手段は、前記形状モデルに基づいて前記コマンドマクロについての前記パラメータを抽出可能であり、前記作業誘導手段は、前記コマンドマクロと前記形状認識手段により抽出した前記パラメータとに従って当該コマンドマクロを実行する機能を備えたことを特徴とするＣＡＤ形状作成支援装置。
【請求項７】
請求項６記載のＣＡＤ形状作成支援装置において、前記形状認識手段は、前記パラメータとして、前記フィーチャと他の形状との交差を取得する機能、並びに当該フィーチャと当該他の形状との接続部の曲面を取得する機能を備えることを特徴とするCAD形状作成支援装置。
【請求項８】
請求項５〜請求項７の何れか１項記載のＣＡＤ形状作成支援装置において、前記作業誘導手段は、前記設計ルールを満足しない場合の理由に関するコメントを前記入出力手段を通じて入力させるための提示を行うと共に、当該入力されたコメントを当該設計ルールを満足しない部位に対応付けて蓄積登録する機能を備えたことを特徴とするＣＡＤ形状作成支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計算機により三次元の形状データを作成する際の支援技術に係り、詳しくは三次元の形状データ作成時に製造要件等により規定された形状のルールを満足するようにＣＡＤでの形状データの作成作業を誘導するＣＡＤ形状作成支援方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製品設計では設計ツールとして三次元ＣＡＤ（３ＤＣＡＤ）が普及している。三次元ＣＡＤは、製品形状をコンピュータ上に作成するツールであり、設計者の意図に沿って形状を自由に定義することができる。但し、製品設計では、製造上の要件や製品の強度信頼性等の観点から形状作成において考慮すべき事柄がある。例えば板金加工では、穴とその距離、穴とその形状の縁の距離については、基準値以上にしなければならないといった制約がある。このような考慮すべき事柄を、ここでは設計ルールと呼ぶ。
【０００３】
このような設計ルールについて、経験の浅い設計者が設計を行うと、チェック漏れが生じ、その結果としてしばしば設計手戻りが生じることがある。
【０００４】
そこで、製品設計におけるチェック漏れを防止するための技術も提案されている。一例として、予めデータベースに登録されたフィーチャ（図面構造、幾何／表記要素、構造化要素）に対して寸法値とその配置とを定義することで部品形状を設計するものとして、フィーチャに対して入力された寸法値、配置情報に基づいて設計ルールのチェックを行い、設計ルールの不満足な部位についてはフィーチャの形状パラメータを変更すること、フィーチャの配置パラメータを変更すること、新規フィーチャの形状を追加すること等の改善案を表示するようにした「部品設計支援方法、部品設計支援システム、及び部品設計支援プログラム」（特許文献１参照）が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０２２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に係る製品設計におけるチェック漏れを防止するための技術的要旨は、設計ルールの不満足な部位について、フィーチャの形状パラメータを変更すること、フィーチャの配置パラメータを変更すること、新規フィーチャの形状を追加すること等の改善案を表示するものであるが、こうした手法によれば、例えば新規フィーチャの形状を追加するとき、形状モデルのどの部位にフィーチャを追加するか、或いはどのような手段でフィーチャを追加するかといった点を設計者の判断に委ねることになるため、経験の浅い設計者が担当すると、設計ルールの不満足な部位に対して適切な形状変更を行うことができず、こうした結果、依然として手戻りの発生を充分に防止することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、設計ルールの不満足な部位に対して適切な形状変更を行うことができ、設計の手戻りを充分に防止できると共に、設計作業効率の向上を図り得るＣＡＤ形状作成支援方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記技術的課題を達成するため、本発明のＣＡＤ形状作成支援方法の主たる基本的内容は、ＣＡＤデータとしてのフィーチャ及び形状モデルを定義付けて入力するＣＡＤデータ入力ステップと、入力されて定義されたフィーチャについての種類、当該フィーチャを構成する形状面群、及び寸法パラメータを対応付けて蓄積登録するフィーチャデータ蓄積ステップと、フィーチャについての種類別にフィーチャの形状及びフィーチャ間の配置を規定する設計ルールと次に行うべき作業情報とを対応付けて蓄積登録する設計ルールデータ蓄積ステップと、フィーチャの追加されたものの種類に応じて設計ルールデータ蓄積ステップで登録された設計ルールとの照合を行い、当該設計ルールに対応付けて登録された次に行うべき作業情報を取得する設計ルールチェックステップと、作業情報に基づいてフィーチャの追加されたもの、並びに形状モデル上に配置されたフィーチャの形状の接続状態を形状認識として取得し、次に行うべき詳細作業情報を定義する形状認識ステップと、詳細作業情報を作業誘導として提示する作業誘導ステップと、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記ＣＡＤ形状作成支援方法の一形態は、設計ルールデータ蓄積ステップでは、次に行うべき作業情報として、コマンドマクロと当該コマンドマクロについてのパラメータとを合わせて登録し、形状認識ステップでは、形状モデルに基づいてコマンドマクロについてのパラメータを抽出し、作業誘導ステップでは、コマンドマクロと形状認識ステップで抽出したパラメータとに従って当該コマンドマクロを実行することを特徴とする。
【００１０】
上記ＣＡＤ形状作成支援方法の他の形態は、形状認識ステップでは、パラメータとして、フィーチャと他の形状との交差を取得すると共に、当該フィーチャと当該他の形状との接続部の曲面を取得することを特徴とする。
【００１１】
上記何れか１つのＣＡＤ形状作成支援方法の別の形態は、作業誘導ステップでは、設計ルールを満足しない場合の理由に関するコメントを入力し、当該入力されたコメントを当該設計ルールを満足しない部位に対応付けて蓄積登録することを特徴とする。
【００１２】
一方、本発明のＣＡＤ形状作成支援装置の主たる基本構成は、入出力手段を通じて入力するＣＡＤデータとしてのフィーチャ及び形状モデルを定義付けるフィーチャ定義手段と、入力されてフィーチャ定義手段により定義されたフィーチャについての種類、当該フィーチャを構成する形状面群、及び寸法パラメータを対応付けて蓄積登録するフィーチャデータベースと、フィーチャについての種類別にフィーチャの形状及びフィーチャ間の配置を規定する設計ルールと次に行うべき作業情報とを対応付けて蓄積登録する設計ルールデータベースと、フィーチャの追加されたものの種類に応じて設計ルールデータベースに登録された設計ルールとの照合を行い、当該設計ルールに対応付けて登録された次に行うべき作業情報を取得する設計ルールチェック手段と、作業情報に基づいてフィーチャの追加されたもの、並びに形状モデル上に配置されたフィーチャの形状の接続状態を形状認識として取得し、次に行うべき詳細作業情報を定義する形状認識手段と、詳細作業情報を作業誘導として提示する作業誘導手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記ＣＡＤ形状作成支援装置の一実施態様は、設計ルールデータベースは、次に行うべき作業情報として、コマンドマクロと当該コマンドマクロについてのパラメータとを合わせて登録可能であり、形状認識手段は、形状モデルに基づいてコマンドマクロについてのパラメータを抽出可能であり、作業誘導手段は、コマンドマクロと形状認識手段により抽出したパラメータとに従って当該コマンドマクロを実行する機能を備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記ＣＡＤ形状作成支援装置の他の実施態様は、形状認識手段は、パラメータとして、フィーチャと他の形状との交差を取得する機能、並びに当該フィーチャと当該他の形状との接続部の曲面を取得する機能を備えることを特徴とする。
【００１５】
上記何れか１つのＣＡＤ形状作成支援装置の別の実施態様は、作業誘導手段は、設計ルールを満足しない場合の理由に関するコメントを入出力手段を通じて入力させるための提示を行うと共に、当該入力されたコメントを当該設計ルールを満足しない部位に対応付けて蓄積登録する機能を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ユーザによるフィーチャ追加後のＣＡＤの形状モデルに対して、蓄積登録されたフィーチャデータ及び設計ルールデータをチェックして得られる作業情報を引き継いだ後の形状認識技術の処理として、設計ルールの不満足な部位を解消するために追加する新規フィーチャの追加位置（所在）を特定した上、三次元ＣＡＤの形状データ作成時に製造要件等により規定された形状モデルの設計ルールを満足するように、形状モデル上に配置されたフィーチャの形状の接続状態を形状認識し、ＣＡＤでの形状データの作成作業に要する詳細作業情報を作業誘導としてユーザに対して作業誘導として提示するため、経験の浅い設計者が担当しても設計の手戻りを充分に防止できると共に、設計作業効率の向上を図り得るものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１に係るＣＡＤ形状作成支援装置の基本構成を示した機能ブロック図である。
【図２】図１に示すＣＡＤ形状作成支援装置に係る形状モデルの例として、モールド加工用にベースの形状にボスの形状を追加する様子を示した図である。
【図３】図１に示すＣＡＤ形状作成支援装置に備えられる入出力装置のディスプレイ上に画面表示されるボス作成コマンドメニューを例示したものである。
【図４】図１に示すＣＡＤ形状作成支援装置に係るボスの配置位置の特定を説明するための図であり、（ａ）はディスプレイ上に画面表示される配置位置指定メニューに関するもの、（ｂ）は位置指定配置後の形状モデルに関するものである。
【図５】図１に示すＣＡＤ形状作成支援装置に備えられるフィーチャデータベースに蓄積登録されるデータを説明するための図であり、（ａ）は格納データに関するもの、（ｂ）は格納データで対象としたボスの形状に関するものである。
【図６】図１に示すＣＡＤ形状作成支援装置に備えられる設計ルールデータベースに蓄積登録される格納データを例示したものである。
【図７】図１に示すＣＡＤ形状作成支援装置に備えられる設計ルールチェックの動作処理を示したフローチャートである。
【図８】図６に示した設計ルールデータベースの格納データ中にある対策案の肉抜きを簡易に説明するための要部以外を一部破断した形状モデル図であり、（ａ）は初期的な円筒作成後のボスの形状に関するもの、（ｂ）は中期的な円筒移動後のボスの形状に関するもの、（ｃ）は後期的な円筒のカットを経たボスの形状に関するものである。
【図９】図８で説明した肉抜きを行う場合に要するボス及びベースの形状の相関線を示す要部以外を一部破断した形状モデル図である。
【図１０】図１に示すＣＡＤ形状作成支援装置に備えられる作業誘導部による設計ルールデータベースに基づいた作業誘導として、ディスプレイ上に画面表示される対策案を例示したものである。
【図１１】図１に示すＣＡＤ形状作成支援装置に備えられる作業誘導部による設計ルールデータベースに基づいた作業誘導として、ディスプレイ上に画面表示されるボスを移動する選択時の表示例を示したものである。
【図１２】図１１で説明したボスの移動選択後にディスプレイ上に画面表示される形状モデルを例示したものである。
【図１３】図１に示すＣＡＤ形状作成支援装置に備えられる作業誘導部による設計ルールデータベースに基づいた作業誘導として、ディスプレイ上に画面表示される肉抜きをつける選択時の表示例を示したものである。
【図１４】図１３で説明した肉抜きをつける選択後にディスプレイ上に画面表示される形状モデルを例示したものである。
【図１５】図１に示すＣＡＤ形状作成支援装置に備えられる作業誘導部による設計ルールデータベースに基づいた作業誘導として、ディスプレイ上に画面表示される曲面Ｒをつけるときの表示例を示したものである。
【図１６】図１５で説明した作業誘導後のコメント入力として、ディスプレイ上に画面表示されるコメント記入の表示例を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明のＣＡＤ形状作成支援方法及び装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
最初に、本発明のＣＡＤ形状作成支援方法の技術的概要を簡単に説明する。本発明のＣＡＤ形状作成支援方法は、ＣＡＤデータとしてのフィーチャ及び形状モデルを定義付けて入力するＣＡＤデータ入力ステップと、入力されて定義されたフィーチャについての種類、当該フィーチャを構成する形状面群、及び寸法パラメータを対応付けて蓄積登録するフィーチャデータ蓄積ステップと、フィーチャについての種類別にフィーチャの形状及びフィーチャ間の配置を規定する設計ルールと次に行うべき作業情報とを対応付けて蓄積登録する設計ルールデータ蓄積ステップと、フィーチャの追加されたものの種類に応じて設計ルールデータ蓄積ステップで登録された設計ルールとの照合を行い、当該設計ルールに対応付けて登録された次に行うべき作業情報を取得する設計ルールチェックステップと、作業情報に基づいてフィーチャの追加されたもの、並びに形状モデル上に配置されたフィーチャの形状の接続状態を形状認識として取得し、次に行うべき詳細作業情報を定義する形状認識ステップと、詳細作業情報を作業誘導として提示する作業誘導ステップと、を有するものである。
【００２０】
但し、このＣＡＤ形状作成支援方法において、設計ルールデータ蓄積ステップでは、次に行うべき作業情報として、コマンドマクロと当該コマンドマクロについてのパラメータとを合わせて登録し、形状認識ステップでは、形状モデルに基づいてコマンドマクロについてのパラメータを抽出し、作業誘導ステップでは、コマンドマクロと形状認識ステップで抽出したパラメータとに従って当該コマンドマクロを実行することが好ましい。
【００２１】
また、このＣＡＤ形状作成支援方法において、形状認識ステップでは、パラメータとして、フィーチャと他の形状との交差を取得すると共に、当該フィーチャと当該他の形状との接続部の曲面Ｒを取得することが好ましい。
【００２２】
さらに、こうした何れのＣＡＤ形状作成支援方法においても、作業誘導ステップでは、設計ルールを満足しない場合の理由に関するコメントを入力し、当該入力されたコメントを当該設計ルールを満足しない部位に対応付けて蓄積登録することが好ましい。
【００２３】
このような本発明のＣＡＤ形状作成支援方法によれば、ユーザによるフィーチャ追加後のＣＡＤの形状モデルに対して、蓄積登録されたフィーチャデータ及び設計ルールデータをチェックして得られる作業情報を引き継いだ後の形状認識技術の処理として、設計ルールの不満足な部位を解消するために追加する新規フィーチャの追加位置（所在）を特定した上、三次元ＣＡＤの形状データ作成時に製造要件等により規定された形状モデルの設計ルールを満足するように、形状モデル上に配置されたフィーチャの形状の接続状態を形状認識し、ＣＡＤでの形状データの作成作業に要する詳細作業情報を作業誘導としてユーザに対して作業誘導として提示するため、経験の浅い設計者が担当しても設計の手戻りを充分に防止でき、且つ設計作業効率の向上を図り得る。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の実施例１に係るＣＡＤ形状作成支援装置の基本構成を示した機能ブロック図である。
【００２５】
このＣＡＤ形状作成支援装置は、ユーザがＣＡＤデータを入力してデータ処理されたものを表示するためのキーボード、マウス、ディスプレイ等を備えて成る入出力装置１と、フィーチャデータベース３及び設計ルールデータベース４に対して協働してデータ処理機能及び演算機能を持つと共に、フィーチャ定義部２、設計ルールチェック部５、形状認識部６、及び作業誘導部７を備えたＣＡＤ計算機１０と、を備えて構成される。
【００２６】
このうち、フィーチャ定義部２は、ユーザが入出力装置１を通して入力するＣＡＤデータとしてのフィーチャ及び形状モデルを定義付けるものである。フィーチャデータベース３は、入力されてフィーチャ定義部２で定義されたフィーチャについての種類、フィーチャを構成する形状面群、及び寸法パラメータを対応付けて蓄積登録する。設計ルールデータベース４は、フィーチャについての種類別にフィーチャの形状及びフィーチャ間の配置を規定するルールと次に行うべき作業情報とを対応付けて蓄積登録する。
【００２７】
また、設計ルールチェック部５は、フィーチャの追加されたものの種類に応じて設計ルールデータベース４に登録されたルールとの照合を行い、このルールに対応付けて登録された次に行うべき作業情報を取得する。形状認識部６は、作業情報に基づいてユーザによるフィーチャの追加されたもの、並びに形状モデル上に配置されたフィーチャの形状の接続状態を形状認識として取得し、次に行うべき詳細作業情報を定義する。作業誘導部７は、詳細作業情報を作業誘導としてユーザに提示する。
【００２８】
因みに、ＣＡＤ計算機１０は、一般的な情報処理装置と同様な機能を持ち、よく知られているように、略図するＣＰＵ、主メモリ、ＨＤＤ等による記憶装置を備えて構成されるものである。このため、例えばここで説明した各部のＣＡＤ形状作成支援を行うための処理機能に代えて、上述したＣＡＤ形状作成支援方法における各ステップの情報を有するＣＡＤ形状作成支援用プログラムをＣＰＵに実行させる形態とすることができる他、各ステップの情報を記録したＣＡＤ形状作成支援用記録媒体から各ステップの情報を読み出して実行させる形態にすることもできる。但し、本実施例では、ＣＡＤ計算機１０が上述した各部の処理機能を持つものとする。
【００２９】
そこで、以下はＣＡＤ形状作成支援の形状モデルの例として、モールド加工の形状を作成する場合を説明する。具体的には、図２に示すように形状モデルの例として、ベース２１の形状にボス２２の形状を追加する場合を例にして、ＣＡＤ形状作成支援装置における各部の動作、機能について詳細に説明する。
【００３０】
（１）フィーチャ定義部２
フィーチャ定義部２は、入出力装置１を使用して三次元ＣＡＤの形状データを定義するものである。ボス２２の形状の場合には予めＣＡＤに用意されたボス作成コマンドを用いる。図３はボス作成コマンドの実行後にディスプレイ上に画面表示されるボス作成コマンドメニュー３１を例示したものである。このボス作成コマンドメニュー３１では、ボス２２についての外径、内径、高さについての実寸法を入力することにより、図２に示されるようなボス２２の形状を定義する。また、作成されたフィーチャの形状（ボス２２の形状）については、属性としてフィーチャの種類としてボス２２が定義される。
【００３１】
続いて、ボス２２の配置位置の特定を行うため、図４（ａ）に示されるような、配置位置指定メニュー４１をディスプレイに画面表示し、ユーザに入力を促す。この配置位置指定メニュー４１に基づく入力は、マウスを使って位置を指定する方法、座標値を入力して位置を指定する方法を選択できるようになっている。ここでは、図４（ｂ）に示されるように位置指定した配置後の形状モデルがベース２１の平坦部４２上でその鍔部に繋がる位置にボス２２が配置される状態となる。
【００３２】
なお、ここではボス作成コマンドを使用した場合を例示したが、通常ＣＡＤで用意されたスケッチ、押出し、カット等のコマンドを作成するようにしても良い。こうした場合、作成された形状に対して、フィーチャの種類の属性と外形、内径、高さ等の寸法パラメータとを手作業で入力するか、或いは作成された形状モデルから自動的に取得するプログラムを用いる等の手法で寸法パラメータを設定できれば良い。何れにしても、ここで作成されたフィーチャの形状は、フィーチャデータベース３に蓄積登録される。
【００３３】
（２）フィーチャデータベース３
フィーチャデータベース３は、フィーチャ定義部２で入力されたフィーチャについて、その種類、それを構成する形状面群、寸法パラメータを対応付けて蓄積登録したものである。図５（ａ）は、フィーチャデータベース３に蓄積登録された格納データ５１を例示したものである。この格納データ５１は、ユーザによって作成されたフィーチャについて、ユニークなフィーチャ番号１を付与し、これに対応付けてフィーチャ種類をボス２２とし、フィーチャを構成する面番号群として、図５（ｂ）に示されるボス２２の形状５２についてのＦ９（上面）、Ｆ１０（内円筒面）、Ｆ１１（外円筒面）、Ｆ１２（底面）を含むと共に、寸法パラメータとして、外径（ｏｒ）：２０、内径（ｉｒ）：１０、高さ（ｈ）：４０を含んでいる。なお、ここではボス２２の形状５２についての格納データ５１を例示したが、リブ等のフィーチャに対しても同様にフィーチャデータベース３に蓄積登録して格納することができる。
【００３４】
（３）設計ルールデータベース４
設計ルールデータベース４は、各フィーチャの種類別にフィーチャの形状及びフィーチャ間の配置を規定するルールと次に行うべき作業とを対応付けて蓄積登録したものである。図６は、設計ルールデータベース４に蓄積登録されるボス２２に関する格納データを例示したものである。ここでは、フィーチャ種類のボス２２に対して、三つの設計ルールが登録されている。これらの設計ルールは、作成されたフィーチャの形状の寸法パラメータ及び配置パラメータ、或いは形状モデルに基づいて、所定の条件を満足するか、不満足しないかを判定する内容である。
【００３５】
例えば第１番目の設計ルールは、高さ（ｈ）／外径（ｏｒ）≦２を満足するか否かの条件である。第２番目の設計ルールは、Ｆ１１（外円筒面）はベース２１の形状と交差しない旨を満足するかの条件である。第３番目の設計ルールは、Ｆ１１（外円筒面）とベース２１の形状の接続部に曲面Ｒがある旨を満足するかの条件である。各設計ルールに対しては、理由、優先度、対策案、コマンドマクロ、パラメータといった項目を関連付けて登録できるようになっている。第１番目及び第２番目の設計ルールの理由は、ヒケを生じ易いことによるもので、第３番目の設計ルールの理由は、折れ易いことによるものである。優先度については、設計ルールの番号順に対応して低くなる。
【００３６】
第１番目の設計ルールの対策案は、寸法パラメータを修正する旨であり、この場合のコマンドマクロはボス作成で、パラメータは外径、内径、高さを含む配置位置となる。第２番目の設計ルールの対策案は、ボスを移動する旨と、肉抜きをつける旨とに分けられる。ボスを移動するときのコマンドマクロは移動で、パラメータは方向、距離を含む対象ソリッドとなる。肉抜きをつけるときのコマンドマクロは肉抜き用の円筒作成、移動、カットの３通りに分けられ、パラメータは肉抜き用の円筒作成の場合には半径ｒを含む軸線分となり、移動の場合には対象ソリッド、方向、及び距離となり、カットの場合にはカットされるソリッド、及びカッターのソリッドとなる。第３番目の設計ルールの対策案は、曲面Ｒをつける旨であり、この場合のコマンドマクロはフィレット作成で、パラメータは半径ｒを含む線分となる。
【００３７】
因みに、理由に記載した「ヒケ」とは、成形品の肉厚の表面に凹みができる外観不良の現象である。また、「肉抜き」とは、ヒケが生じる近傍についての形状をカットで削除することである。例えば、今回のボス２２の側面とベース２１の鍔部とがモールド加工で交差する形状となる場合には、図８に示される設計ルールデータベース４の格納データ中にある対策案の肉抜きを簡易に説明するための図を参照すれば、最終的に図８（ｃ）に示されるカットを経たボス８０３の形状に示すようにボス８０３の側面とベース２１の鍔部との接続部近傍が略半円筒状に肉抜きカットされた形状に変更することにより、ヒケの発生を抑えることができる。肉抜きの手順については、図６中の対策案にある「肉抜きをつける」のコマンドマクロについて記載してある通りである。即ち、初期的に図８（ａ）に示されるように、ボス８０１の側面とベース２１の鍔部との接続部近傍に図９に示される相関線９０１、９０２を軸線分とする肉抜き用の円筒８１、８２を作成した後、中期的に図８（ｂ）に示されるように円筒８１、８２の半径ｒの分だけ、円筒８１、８２の軸方向ベクトルと円筒８１、８２が交差するベース２１の鍔部の法線ベクトルの外積方向に円筒８１、８２を移動したボス８０２の形状を得て、後期的に図８（ｃ）に示されるように移動した円筒８１、８２の形状についてベース２１の鍔部及びボス８０２の側面をカットしたボス８０３の形状とする順序で行われる。但し、図８（ａ）、図８（ｂ）中における円筒８１、８２の形状については、処理手順が分かり易くなるように、形状モデルの図を線のみの表示としてある。肉抜きを行う場合に必要な相関線９０１、９０２は、形状モデルから検索されるか、或いは設計ルールデータベース４の格納データ中に予め定められているものである。
【００３８】
なお、各項目についての理由及び対策案は文字列型の変数であり、優先度は整数型の変数である。コマンドマクロは、本装置での設計支援機能を担う実行コマンドであり、一般的な三次元ＣＡＤで提供されるコマンドマクロと同様なものである。パラメータは、コマンドマクロを実行するときに必要な情報であり、形状や配置を規定する数値パラメータの他、例えばコマンドを実行する際に対象形状を選択するとき等には、その対象形状が該当する。対策案については、第２番目の設計ルールで説明したように複数の対策案を蓄積登録することができる。
【００３９】
（４）設計ルールチェック部５
設計ルールチェック部５は、追加されたフィーチャの種類に応じて設計ルールデータベース４に登録されたルールとの照合を行い、これに対応付けて登録された次に行うべき作業情報を取得するものである。また、作業情報のデータである理由、対策案群、コマンドマクロ、パラメータを形状認識部６に引き渡す。即ち、設計ルールチェック部５は、フィーチャデータベース３に最後に登録されたフィーチャについて処理を行う。最後に登録されたフィーチャの種類は、フィーチャデータベース３から取得することができる。そこで、設計ルールチェック部５は、該当するフィーチャの種類に対して、設計ルールデータベース４に登録された全ルールに対する満足、不満足の判定を図７に示す動作処理（設計ルールチェックの動作処理）のフローチャートに従って処理する。この設計ルールチェックの動作処理については、後文で詳述する。
【００４０】
（５）形状認識部６
形状認識部６は、ユーザによって追加されたフィーチャ、並びに形状モデル上に配置されたフィーチャの形状の接続状態を取得し、次に行うべき詳細作業情報を定義するものであり、設計ルールチェック部５から引き継いだ作業情報を加工し、詳細作業情報に変換して作業誘導部７にデータを引き渡す。具体的に云えば、形状認識部６は、形状モデルを解析することで、作業情報に記載されたコマンドマクロのパラメータのうち、既存の形状モデルから取得できる内容を取得し、値の代入処理を行う。これによって、ユーザは対策を容易に行うことができる。ここでの処理内容の詳細については後述する。
【００４１】
（６）作業誘導部７
作業誘導部７は、形状認識部６から取得した詳細作業情報をユーザに提示するものであり、詳細作業情報を可視化してユーザに作業の選択を促す。また、選択された作業に対して詳細作業情報に記載されたコマンドマクロを実行することで、設計ルールを満足するＣＡＤ形状に変更する。ここでの処理内容の詳細については後述する。
【００４２】
以下、図４に示したベース２１の平坦部４２上で鍔部に繋がる位置にボス２２が配置されるようにボス２２を追加したときの装置の基本動作について、図7に示す設計ルールチェックの動作処理のフローチャートを参照し、上述した設計ルールチェック部５、形状認識部６、及び作業誘導部７の各部における機能処理を詳細に説明する。
【００４３】
この設計ルールチェックの動作処理では、まず設計ルールデータベース４に登録された3つの設計ルールを対象として、設計ルールチェック部５が全ルールチェック済みか否かの判定（ＳＴＥＰ７０１）を行う。
【００４４】
この判定の結果、全ルールチェック済みであれば、動作処理を終了するが、全ルールチェック済みでなければ、処理済みでない最も優先度の高い（数字の小さい）ルールの取得（ＳＴＥＰ７０２）を行う。初期的な状態では設計ルールデータベース４に登録された３つの設計ルールの何れについても未チェックなため、最も優先度が高い設計ルールであるＮｏ．１の設計ルールが取得される。
【００４５】
次に、その設計ルールを満足するか否かの判定（ＳＴＥＰ７０３）を行う。Ｎｏ．１の設計ルールは、ボス２２の形状５２における高さ（ｈ）と外径（ｏｒ）との関係である高さ（ｈ）／外径（ｏｒ）≦２の条件を満たすか否かの判定となる。この判定の結果、Ｎｏ．１の設計ルールを満足すれば[（高さ（ｈ）／外径（ｏｒ）≦２）であれば]、前述した全ルールチェック済みか否かの判定（ＳＴＥＰ７０１）の前にリターンしてＮｏ．２の設計ルール、Ｎｏ．３の設計ルールについて同様な処理を繰り返すようにする。
【００４６】
上述した例では、設計ルールチェック部５がフィーチャデータベース３から値を参照し、高さ４０、外径２０から４０／２０＝２を得てＮｏ．１の設計ルールを満足する結果となるため、全ルールチェック済みか否かの判定（ＳＴＥＰ７０１）の前にリターンしてＮｏ．２の設計ルールについて、同様な処理を繰り返す。
【００４７】
即ち、こうした場合、全ルールチェック済みか否かの判定（ＳＴＥＰ７０１）により、Ｎｏ．２の設計ルールとＮｏ．３の設計ルールとが未チェックであるため、処理済みでない最も優先度の高い（数字の小さい）ルールの取得（ＳＴＥＰ７０２）では、Ｎｏ．２の設計ルールが取得される。
【００４８】
そこで、再度Ｎｏ．２の設計ルールについて、その設計ルールを満足するか否かの判定（ＳＴＥＰ７０３）を行う。Ｎｏ．２の設計ルールは、ボス２２の形状５２におけるＦ１１（外円筒面）はベース２１の形状と交差しない旨を満足するか否かの判定となる。この判定の結果、Ｎｏ．２の設計ルールを満足すれば（外円筒面がベース２１の形状と交差しなければ）、前述した全ルールチェック済みか否かの判定（ＳＴＥＰ７０１）の前にリターンしてＮｏ．３の設計ルールについて同様な処理を繰り返すようにする。
【００４９】
上述した例では、外円筒面がベース２１の形状と交差する場合のＮｏ．２の設計ルールを満足しない場合を示すルール不満足に該当する。このため、設計ルールチェック部５は、これに応じて作業情報のデータである理由、対策案群、コマンドマクロ、パラメータを形状認識部６に引き渡す。
【００５０】
形状認識部６では、引き渡された作業情報のデータのパラメータに形状認識処理（ＳＴＥＰ７０４）を施し、パラメータの値を設定する。即ち、形状認識部６は、パラメータとして、フィーチャと他の形状との交差を取得する機能を持つことを示す。値を設定する対象のパラメータは、図６に示した設計ルールデータベースにおけるパラメータのうちの＜＞で括った要素が該当する。因みに、ここでの対策案は、「ボスを移動する」、「肉抜きをつける」の二通りがある。
【００５１】
「ボスを移動する」ときには、コマンドマクロの「移動」に関して、＜対象ソリッド＞が設定すべき値であり、ここでは＜ボス形状＞を設定する。
【００５２】
「肉抜きをつける」ときには、コマンドマクロの「円筒作成」に関して、＜軸線分＞が設定すべき値であり、図９に示すボス２２とベース２１の形状の相関線９０１、９０２を形状モデルから検索し、これらの相関線９０１、９０２を順番に設定する。コマンドマクロの「移動」に関して、＜対象ソリッド＞に対して相関線９０１、９０２と入力された半径ｒとで生成される円筒形状[図８（ａ）、（ｂ）に示した円筒８１、８２]のソリッドの番号を＜相関線９０１からできるソリッド＞、＜相関線９０２からできるソリッド＞として順番に設定する。例えば、既に二つのソリッドが形状モデル上に存在し、ソリッドの番号が１番と２番との場合には、次にできるソリッドの番号は３番であるから、＜相関線９０１からできるソリッド対象ソリッド＞は３となり、＜相関線９０２からできるソリッド対象ソリッド＞は４になる。なお、＜方向＞に対しては、＜円筒の軸方向ベクトルと円筒が交差するベース形状の法線ベクトルの外積方向＞が設定され、＜距離＞に対しては、＜円筒形状の半径＞が設定されるが、上述した動作の場合には未設定となる。
【００５３】
コマンド「カット」に関して、＜カットされるソリッド＞に対して＜ベース形状＞、＜カッターのソリッド＞に対して＜相関線９０１からできるソリッド＞、＜相関線９０２からできるソリッド＞を設定する。
【００５４】
このように、形状認識部６で設計ルールチェック部５から引き継いだ作業情報を加工して詳細作業情報として変換したデータは、作業誘導部７に引き渡たされる。
【００５５】
そこで、作業誘導部７では、詳細作業情報をディスプレイ上に画面表示することで作業誘導処理（ＳＴＥＰ７０５）を行う。図１０は、作業誘導の表示例を示したものである。図１０に示されるように、作業誘導として、設計ルールデータベース４に登録された設計ルール、理由、対策案を表示すれば、ユーザが何故対策を行わなければならないか理解できるため、設計者のスキル向上にも繋がる。また、このとき図１０中に示されるように交差部１００１を強調表示すれば、ユーザがどの部位に対して対策を行う必要があるかを容易に判断することができる。そこで、ユーザは、表示された作業誘導において何れかの対策案を選択して実施し、設計ルールに適合するようにする。
【００５６】
図１１は、作業誘導の一例として、「ボスを移動する」を選択したときの画面表示例である。ボス移動選択時の作業誘導画面表示では、設計データベース４に登録されたパラメータのうち、形状認識部６でパラメータの値の設定されなかった移動方向（方向）１１０１と移動量（距離）１１０２とを入力した後、実行ボタン１１０３を選択して指示する。これにより、形状認識部６で設定されたパラメータ及びユーザによって入力されたパラメータに従い、作業誘導部７によりコマンドマクロの「移動」を実行すれば、図１２に示される画面表示のようなボス２２の移動後の形状モデルが提示される。
【００５７】
図１３は、作業誘導の他例として、「肉抜きをつける」を選択したときの画面表示例である。肉抜き選択時の作業誘導画面表示では、設計データベース４に登録されたパラメータのうち、形状認識部６でパラメータの値の設定されなかった半径ｒ１３０１を入力した後、実行ボタン１３０２を選択して指示する。これにより、形状認識部６で設定されたパラメータ及びユーザによって入力されたパラメータに従い、作業誘導部７によりコマンドマクロの「円筒作成」を実行すれば、図１４に示される画面表示のようなボス２２の肉抜き付与後の形状モデル[図８（ｃ）に示したボス８０３の形状と同等なもの]が提示される。
【００５８】
以上により、Ｎｏ．２の設計ルールに対する修正処理が終了するが、動作処理上は引き続いて再度全ルールチェック済みか否かの判定（ＳＴＥＰ７０１）にリターンし、ここでＮｏ．３の設計ルールが未チェックであるため、処理済みでない最も優先度の高い（数字の小さい）ルールの取得（ＳＴＥＰ７０２）では、Ｎｏ．３の設計ルールが取得される。
【００５９】
そこで、再度Ｎｏ．３の設計ルールについて、その設計ルールを満足するか否かの判定（ＳＴＥＰ７０３）を行う。Ｎｏ．３の設計ルールは、ボス２２の形状５２におけるＦ１１（外円筒面）とベース２１の形状の接続部に曲面Ｒがあるか否かの判定となる。この判定の結果、Ｎｏ．３の設計ルールを満足すれば（外円筒面とベース２１の形状の接続部に曲面Ｒがあれば）、前述した全ルールチェック済みか否かの判定（ＳＴＥＰ７０１）の前にリターンして別な形状モデルでの全ルールチェックに備えて待機する。
【００６０】
上述した例では、外円筒面がベース２１の形状と交差する部位に曲面Rがない場合のＮｏ．３の設計ルールを満足しない場合を示すルール不満足に該当する。このため、設計ルールチェック部５は、Ｎｏ．２の設計ルールの場合と同様にこれに応じて作業情報のデータである理由、対策案群、コマンドマクロ、パラメータを形状認識部６に引き渡す。
【００６１】
形状認識部６では、引き渡された作業情報のデータからボス２２の外円筒面と上面の交線、及びボス２２の外円筒面と底面の交線を取得し、このうちのベース２１の形状上に存在する線をコマンドマクロの「フィレット作成」についてのパラメータの＜線分＞として設定する。
【００６２】
図１５は、作業誘導の別例として、曲面Ｒをつけるフィレット作成時の画面表示例である。フィレット作成時の作業誘導画面表示では、設計データベース４に登録されたパラメータのうち、形状認識部６でパラメータの値の設定されなかった半径ｒ１５０１（曲面Ｒを形成するための曲率半径であり、その値はボス２２の半径未満であるが、ほぼその半径に近い値になる）を入力した後、実行ボタン１５０２を選択して指示する。これにより、形状認識部６で設定されたパラメータ及びユーザによって入力されたパラメータに従い、作業誘導部７によりコマンドマクロの「フィレット作成」を実行することで、フィレット付与後の形状モデルが提示される。但し、ここでのフィレット付与が設計上、必ずしも必須ではない場合もあるので、こうした場合には、予め設計ルールデータベース４にフラグを付与して判断できるようにしておき、作業誘導画面表示に取消ボタン１５０３を提示できるようにしても良い。以上の処理により、形状認識部６は、パラメータとして、フィーチャと他の形状との交差を取得すると共に、フィーチャと他の形状との接続部の曲面Ｒを取得する機能を持つ。
【００６３】
なお、ＣＡＤデータの処理には直接関係しないが、作業誘導部７に係る機能として、設計ルールを満足しない場合に、その理由に関するコメントを入力させるための提示（表示）を行わせると共に、入力されたコメントを設計ルールを満足しない部位に対応付けて内蔵する記憶手段等に蓄積登録しておくことも可能である。こうした場合、作業誘導部７の機能として、例えば図１６に示すように作業誘導画面表示に対応するように入出力装置１によりコメントを入力する旨を促し、作業者がコメント内容をＣＡＤモデルに対応付けて決定してから蓄積登録しておき、作業誘導画面表示時にコメント内容を確認できるようにしても良い。こうした機能を持たせれば、作業者が同一であるか否かを問わず、製造段階において、例えば何故曲面Rがついていないかを理解することができるため、製品設計での手戻り防止を強化することができる。
【００６４】
即ち、実施例１に係るＣＡＤ形状作成支援装置は、ユーザによるフィーチャ追加後のＣＡＤの形状モデルに対して、フィーチャデータベース３及び設計ルールデータベース４を参照してチェックする設計ルールチェック５から作業情報を引き継いだ形状認識部６によって、設計ルールの不満足な部位を解消するために追加する新規フィーチャの追加位置（所在）を特定した上、三次元ＣＡＤの形状データ作成時に製造要件等により規定された形状モデルの設計ルールを満足するように、形状モデル上に配置されたフィーチャの形状の接続状態を形状認識し、ＣＡＤでの形状データの作成作業に要する詳細作業情報を作業誘導部７へ引き渡してユーザに対して作業誘導として提示する。このため、経験の浅い設計者が担当しても設計の手戻りを充分に防止できると共に、設計作業効率の向上を図り得るものとなる。
【符号の説明】
【００６５】
１  入出力装置
２  フィーチャ定義部
３  フィーチャデータベース
４  設計ルールデータベース
５  設計ルールチェック部
６  形状認識部
７  作業誘導部
１０  ＣＡＤ計算機
２１  ベース
２２、８０１〜８０３  ボス
８１、８２  円筒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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