(57)【要約】【課題】３次元モデルから２次元断面を複数作成し、面と面との幾何学的な位相及び構造情報を抽出し、変更後の２次元図面に表示する断面形状の情報を変更した数値から算出して新たに入力する２次元図面を作成し、変更した２次元図面から３次元モデルを作成する必要がある。【解決手段】入力された図形情報である３次元モデルに対し、任意の水平面に表示される断面形状において、計測された寸法値を有効桁数丸め処理を行った場合に変更される寸法値に対し、前記任意の水平面に表示される断面形状が前記変更された寸法値となるように、該入力された３次元モデルを変更する処理を行うことを特徴とする３次元モデルの形状変更方法を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された３次元モデルと任意の２次元水平面の位置に対して、前記３次元モデルより前記水平面での断面形状を取得し、該断面形状の有効桁数の寸法値、寸法公差、幾何公差を定義した２次元図面を作成して、前記有効桁数で丸めた寸法値を抽出し、前記水平面における断面形状が該変更された寸法値となるように、前記３次元モデルを変更することを特徴とする３次元モデルの形状変更方法。
【請求項２】
請求項１に記載の３次元モデルの形状変更方法において、入力された３次元モデルを構成する面形状の情報と、面と面との拘束条件を抽出し、該３次元モデルの変更時には、前記形状情報及び拘束条件を用いて、任意の水平面における２次元断面形状が変更後の寸法となるように、該３次元モデルの寸法を変更することで３次元モデルを変更することを特徴とする３次元モデルの形状変更方法。
【請求項３】
請求項１に記載の３次元モデルの形状変更方法において、変更を行う寸法を選択することができ、選択された寸法と、前記形状情報及び拘束条件から、変更を行う数値を算出することを特徴とする３次元モデルの形状変更方法。
【請求項４】
請求項１に記載の３次元モデルの形状変更方法において、変更を行う対象として、平面上の点列データあるいは２次元断面形状データを選択した場合、変更を行った図形情報に対し、前記方法により３次元モデルを作成することを特徴とする３次元モデルの形状変更方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計支援のための情報処理方法に係り、特にＣＡＤ（Computer  Aided  Design）システムおよびＣＡＭ（Computer  Aided  Manufacturing）システムを用いた設計、製造を取り扱う分野並びに作業の効率化を図るのに好適な３次元モデルの形状変更方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＡＤ装置を用いて、２次元図面から３次元モデルを構成する面と面との接続情報や幾何学的な位相および構造情報を抽出し、３次元モデルを作成する方法が知られている。（例えば、特許文献１参照）
また、ＣＡＤ装置、ＣＡＭ装置を使ってＮＣ工作機械の動作を制御するための寸法公差処理装置およびプログラムとして、図形情報に定義される寸法及び寸法公差に対応するモデル寸法が、寸法公差範囲の中の最大値と最小値の中央値もしくは最大値と最小値に対してどの比率でどちらの寸法値に近いかを入力することにより、モデル寸法が指定した寸法どおりになるよう対応する面を移動して変形することで、寸法表示の称呼値がモデルの寸法値と同じになるようにモデル形状を変更する情報処理装置および情報処理プログラムが知られている。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−１１４２８２号公報
【特許文献２】特開２００６−１１９７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来例のこうした装置やプログラムで、たとえば３次元空間の１方向に対して形状の断面が変化していくような図形形状の３次元モデル形状を２次元図面から作成し、そこから形状の変化する方向に対し垂直な任意の位置での２次元断面図面を作成し、寸法の有効桁数の丸め処理や寸法公差による修正処理を行った寸法値を、３次元モデルに反映し、形状を変更させる場合、２次元図面から３次元モデルを作成するといった方法では、３次元モデルから２次元断面を複数作成し、面と面との幾何学的な位相及び構造情報を抽出し、変更後の２次元図面に表示する断面形状の情報を変更した数値から算出して新たに入力する２次元図面を作成し、変更した２次元図面から３次元モデルを作成する必要がある。
【０００５】
３次元モデルの断面の詳細な幾何学的位相及び構造情報を全て抽出し保管することは、データの量と処理の量ともに膨大なものとなる。また３次元モデルをそのまま利用し、ＮＣ工作機械で加工を行うような場合、３次元モデルを作成するために新たに作成された入力用２次元図面は使用されない。さらに、２次元図面では表現できないような複雑な形状のモデルの場合、モデルそのものを作成することができない。
【０００６】
また、製造および加工精度の非常に高い工作機械であった場合、寸法公差による修正処理のモデル修正だけでは、検査面における断面形状を有効桁数で丸めた寸法の誤差が公差の許容範囲を外れてしまうといった問題も生じた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決する本発明の３次元モデルの形状変更方法は、図形情報である３次元モデルと任意の２次元水平面の位置を入力し、前記３次元モデルより前記水平面での断面形状を取得し、該断面形状の有効桁数の寸法値、寸法公差、幾何公差を定義した２次元図面を作成して、前記有効桁数で丸めた寸法値を抽出し、前記水平面における断面形状が該変更された寸法値となるように、前記３次元モデルを変更することを特徴とする。
【０００８】
前記３次元モデルの形状変更方法において、入力された３次元モデルを構成する面形状の情報と、面と面との拘束条件を抽出する。該３次元モデルの変更時には、前記形状情報及び拘束条件を用いて、任意の水平面における２次元断面形状が変更後の寸法となるように、該３次元モデルの寸法を変更することで３次元モデルを変更することを特徴とする。
【０００９】
前記３次元モデルの形状変更方法において、変更を行う寸法は、選択することができ、選択された寸法と、前記形状情報及び拘束条件から、変更を行う数値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の３次元モデルの形状変更方法によれば、複雑な３次元モデルの任意の２次元水平面における断面形状の有効桁数丸め処理や寸法公差を指定し、変更を行う３次元モデルの寸法を指定するだけで、３次元モデルを前記有効桁数や公差を反映した寸法値となるように自動で変更するため、３次元モデルを最初からモデリングしなおすという作業を省力化することができる。
また、変更作業時の数値計算による計算ミスやモデリングの寸法ミスをなくすことが出来る。
【００１１】
また、本発明の３次元モデルの形状変更方法によれば、任意の２次元水平面における断面形状の有効桁数丸め処理や寸法公差によって、変更を行った３次元モデルにより加工、製造された製作物の検査を行う場合、前記検査用の断面形状の寸法公差の許容範囲から外れてしまう可能性を大幅に下げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例における３次元モデルの形状変更方法を実施する情報処理装置のブロック構成図
【図２】本発明の実施例における３次元モデルの形状変更方法の処理の流れを示したフロー図
【図３】本発明の実施例において入力する３次元モデルと任意の平面及び寸法表記を示した図
【図４】本発明の実施例において入力する３次元モデルの任意の平面における断面形状及び寸法表記を示した図
【図５】本発明の実施例において有効桁数において丸めて寸法値を変更した断面形状及び寸法表記を示した図
【図６】本発明の実施例において変更を行った３次元モデルを示した図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施例について図面を参照して詳しく説明する。
【実施例】
【００１４】
本実施例では、３次元モデルの形状変更方法を行う装置について図１から図６を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施例に係る３次元モデルの形状変更方法を実施する情報処理装置のブロック構成図である。１は入力装置、２は図形データの作成および表示、編集を行う図形作成・表示・編集処理部、３は図形データを記憶する図形情報データ記憶部、４は断面形状の作成及び寸法変換演算処理を行う断面形状作成・寸法演算処理部、５は断面形状データを記憶する断面形状データ記憶部、６は図形データ及び文字等の表示を行う表示装置である。
【００１６】
入力装置１は３次元モデルなどの図形情報を入力する装置であり、キーボード及びマウス、タブレット端末等である。図形作成・表示・編集処理部２は、入力された３次元モデル等の図形情報及び２次元図面、変更された３次元モデルの表示および作成、編集処理を行う。
図形情報データ記憶部３は、図形情報である３次元モデルデータ及びモデルを形成する面形状、拘束条件等を記憶する。断面形状作成・寸法演算処理部４は、３次元モデルの任意の平面上の断面形状を作成し、寸法の演算処理を行う。断面形状データ記憶部５は、前記作成された２次元断面形状データを記憶する。表示装置６は、前記３次元モデルや２次元図面等の図形形状及び文字、数値等を表示するＣＲＴ等のディスプレイである。
【００１７】
図２は本発明の実施の形態の３次元モデルの形状変更方法の流れを示したフロー図である。
【００１８】
まず、１０１として入力装置から図形情報として図３のＭ１のような３次元モデルを入力する。入力された３次元モデルは、データファイルとして記憶される。３次元モデルはあらかじめ作成しておく。
【００１９】
次に１０２として、入力された３次元モデルを構成する面形状および面と面との拘束条件を抽出する。前記形状及び拘束条件の情報をデータとして保存する。
図３では、交点Ｖ１からＶ６を結ぶ辺により形成されている面の寸法値と寸法及び幾何拘束条件を保存する。
【００２０】
続いて、１０３として、表示装置に表示される図形に対し、断面形状を表示させたい平面の位置を指定する。図３のＰ１は前記平面を表しており、図面上は有限な平行四辺形で表現されているが、無限遠方まで広がる平面であることは言うまでもない。断面の位置の指定方法は、ある点乃至面を選択して、その点乃至面からの距離を数値で指定するか、もしくは図形点乃至面の中間や同一点乃至平面等の幾何学的な設定条件を指定する。
【００２１】
１０４として、１０３で指定した平面における、１０１で入力した３次元モデルの断面形状を取得する。図３のＳ１がＭ１のＰ１上の断面形状である。取得した断面形状は、表示装置に表示され、断面形状に対し、１０５で寸法の有効桁数及び必要に応じ公差を入力する。
入力された有効桁数及び公差に対して、１０６で寸法値変換の処理および抽出処理が実行される。該断面形状は、２次元図面データファイルとして記憶される。図３及び図４では、寸法Ｌ１の数値１５．３２４９５７を、小数点以下２桁という有効桁数で丸めているため、図５では寸法Ｌ１´として数値１５．３２と変更されている。
【００２２】
次に１０７として、３次元モデルに対して変更を行う寸法を指定する。１０８で、１０４の断面形状と１０２で抽出した形状情報及び拘束条件から、指定した寸法の変更値を算出する。図３では、変更を行う寸法として、寸法Ｌ２を指定したときを示している。Ｐ１における断面の寸法値が１５．３２となるように、１０２で保存した情報から、寸法Ｌ２´の変更値Ａ´を算出する。
【００２３】
図３では、交点Ｖ１とＶ２及びＶ４、Ｖ５で形成される四角形が、寸法Ｌ２とＬ３、Ｌ４及び辺Ｖ１Ｖ２とＶ２Ｖ５及びＶ２Ｖ５とＶ４Ｖ５がそれぞれ垂直に交わるという拘束条件にて定義されている。拘束条件から、交点Ｖ１をＶ２に近づける方向に寸法Ｌ２の値Ａを変更すればよいと判断でき、寸法Ｌ１´が１５．３２となるような寸法Ｌ２´の値Ａ´を算出する。
【００２４】
１０９として、実際に指定した寸法あるいは面を変更し、３次元モデルの変更を行う。図６では、図３の３次元モデルＭ１がＭ１´として変更されている。
上述のように処理を行えば、任意の位置で特定の寸法を有する３次元モデルを効率的に作成することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  入力装置
２  図形作成・表示・編集処理部
３  図形情報データ記憶部
４  断面形状作成・寸法演算処理部
５  断面形状データ記憶部
６  表示装置
１０１  ３次元モデル入力フロー
１０２  断面形状及び拘束条件抽出フロー
１０３  断面位置指定フロー
１０４  ２次元断面形状作成フロー
１０５  有効桁数及び寸法公差入力フロー
１０６  断面形状寸法値抽出フロー
１０７  変更寸法指定フロー
１０８  変更値算出フロー
１０９  ３次元モデル変更フロー
Ａ  寸法Ｌ２の値
Ｂ  寸法Ｌ３の値
Ｃ  寸法Ｌ４の値
Ｍ１  入力する３次元モデル
Ｐ１  任意の位置での水平面
Ｌ１  任意の位置における断面形状の寸法
Ｌ２  入力した３次元モデル内の寸法
Ｌ３  入力した３次元モデル内の寸法
Ｌ４  入力した３次元モデル内の寸法
Ｓ１  任意の位置における断面形状
Ｖ１  入力した３次元モデルの交点
Ｖ２  入力した３次元モデルの交点
Ｖ３  入力した３次元モデルの交点
Ｖ４  入力した３次元モデルの交点
Ｖ５  入力した３次元モデルの交点
Ｖ６  入力した３次元モデルの交点
Ａ´  寸法Ｌ２´の値
Ｍ１´  変更後の３次元モデル
Ｌ１´  変更後の断面形状の寸法
Ｌ２´  変更後の３次元モデル内の寸法
Ｓ１´  変更後の断面形状
Ｖ１´  変更後の３次元モデルの交点
【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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