(57)【要約】【課題】２次元図面のデータを３次元データに容易に変換することができるＣＡＤシステムを提供する。【解決手段】立体的な対象品を平面的な図形要素で表した２次元データに対して、この対象品との立体的な関係を表す３次元属性情報を設定し、設定された３次元属性情報によって、２次元データから３次元データを生成する。三面図を作成することなく２次元データから３次元データを生成することが可能であり、３次元データを容易に作成できる。【選択図】      図２
2004280181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体的な対象品を平面的に表す図形要素に対応する２次元データを記憶する２次元データ記憶手段と、
前記２次元データ記憶手段に記憶された２次元データと前記対象品との立体的な関係を表す３次元属性情報を設定する３次元属性情報設定手段と、
３次元属性情報設定手段で設定された３次元属性情報に基づき、前記２次元データ記憶手段に記憶された２次元データを、前記対象品を立体的に表す３次元データに変換、生成する３次元データ変換手段と、
を具備することを特徴とするＣＡＤシステム。
【請求項２】
対象品に対応する複数の図形要素をグループ化するグループ化手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項３】
前記３次元データ変換手段で生成された３次元データに基づき、前記対象品を立体的に表示する３次元表示手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項４】
前記３次元属性情報設定手段で設定された３次元属性情報を編集する３次元属性情報編集手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項５】
対象品の種類に対応する３次元属性情報のモデルを記憶する３次元モデル記憶部をさらに具備し、
前記３次元属性情報設定手段が、前記３次元モデル記憶部を参照して、対象品の種類に対応する３次元属性情報のモデルを表示することを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項６】
３次元属性情報の設定に際し、他の２次元データや３次元属性情報を参照する参照設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項７】
所定の３次元属性情報を記憶する３次元属性情報記憶部をさらに具備し、
前記３次元属性情報設定手段が、前記３次元属性記憶部に記憶された３次元属性情報を複数の２次元データに一括して設定することを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項８】
３次元性属性情報を入出力する３次元属性情報入出力手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項９】
３次元データの種類に応じた複数の３次元データ変換手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項１０】
３次元属性情報の内容を表示する３次元属性情報確認手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項１１】
前記３次元データ変換手段によって、２次元データおよび３次元属性情報から変換、生成された３次元データを２次元データと３次元属性情報に逆変換する３次元データ逆変換手段さらに具備することを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項１２】
前記３次元属性情報設定手段が、前記２次元データ記憶手段に記憶された２次元データに前記３次元属性情報を付加することを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項１３】
前記２次元データ記憶手段が、３次元属性情報が付加された２次元データを複数記憶し、
前記２次元データ記憶手段に記憶された２次元データから選択して２次元図面データ上に配置できる３次元部品データ配置処理手段をさらに具備することを特徴とする請求項１３記載のＣＡＤシステム。
【請求項１４】
３次元属性情報が付加された２次元データを入出力する２次元データ入出力手段をさらに具備することを特徴とする請求項１３記載のＣＡＤシステム。
【請求項１５】
立体的な対象品を平面的に表す図形要素に対応する２次元データを記憶する２次元データ記憶手段と、前記２次元データ記憶手段に記憶された２次元データと前記対象品との立体的な関係を表す３次元属性情報を設定する３次元属性情報設定手段と、３次元属性情報設定手段で設定された３次元属性情報に基づき、前記２次元データ記憶手段に記憶された２次元データを、前記対象品を立体的に表す３次元データに変換、生成する３次元データ変換手段とを備えた、ＣＡＤシステムとしてコンピュータを機能させるためのコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象品の２次元データから３次元データを作成するＣＡＤシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）には、対象品（例えば、何らかの部品）を２次元データで表す２次元ＣＡＤと対象品を３次元データで表す３次元ＣＡＤがある。２次元ＣＡＤは、対象品を表すデータの入力等操作が容易であるが、対象品を平面的に表現しているに過ぎないため、対象品の立体的表示、特に視点を変えた立体的表示が困難である。これに対して、３次元ＣＡＤでは対象品が立体的に表現されるため、立体表示で視点を変えたりすることが容易に行えるが、この反面、データ数が多いためデータ入力等操作が難しくなる。
【０００３】
ここで、平面的な図面で表された対象品を立体的に表示する必要に迫られることがあり、この場合には２次元データから３次元データを作成することになる。このためには、３次元ＣＡＤを用い、図面をみながら３次元ＣＡＤで最初から作成していくか、または２次元図面データを３次元ＣＡＤに取り込んで、図面の内容を確認しながら、３次元データを構築することが考えられる。この場合、３次元ＣＡＤが必要となるばかりではなく、３次元ＣＡＤの操作に習熟している必要がある。
【０００４】
一方、２次元データを直接３次元データに変換することも可能であるが、この場合には、２次元データとして三面図（対象品を３方向から見た図、例えば、正面図、上面図、側面図）のデータが必要である。なお、２次元データおよび３次元データに関連した技術が、特許文献１，２に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−１０５４７３号公報（特許請求の範囲参照）
【特許文献２】
特開平４−９００６３号公報（特許請求の範囲参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
既存の２次元図面から３次元データを作成するに際し、既存の図面を基に最初から３次元ＣＡＤで作成するのでは、既存の図面データが活かされず、大きな労力が必要となる。また、３次元ＣＡＤに２次元データを読み込んで３次元データを構築していくのでは、３次元ＣＡＤによる複雑な操作を要すると共に、２次元図面に変更があった場合、再度３次元データを作り直す必要があり、作業量が大きくなる。
【０００７】
一方、２次元データから３次元データへと直接変換する場合には、三面図としてのデータが必要で、かつ一つの図面データとして構成されていなければならない。一般の機械図面で三面図が作られるケースは少ないため、三面図にするための手間が多くかかってしまう。さらに三面図から自動的に３次元データを作成するため、単純な図面を除くと変換後の修正が多くなる。
【０００８】
本発明は、上述に鑑み、２次元図面のデータを３次元データに容易に変換することができるＣＡＤシステムおよびそのコンピュータ・プログラムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るＣＡＤシステムは、立体的な対象品を平面的に表す図形要素に対応する２次元データを記憶する２次元データ記憶手段と、前記２次元データ記憶手段に記憶された２次元データと前記対象品との立体的な関係を表す３次元属性情報を設定する３次元属性情報設定手段と、３次元属性情報設定手段で設定された３次元属性情報に基づき、前記２次元データ記憶手段に記憶された２次元データを、前記対象品を立体的に表す３次元データに変換、生成する３次元データ変換手段と、を具備することを特徴とする。
２次元データに３次元属性情報を設定することで、３次元データを生成することが可能となる。三面図を作成することなく２次元データから３次元データを生成することが可能であることから、３次元データを容易に作成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＣＡＤシステムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＣＡＤシステム１００のハードウェア構成を表すブロック図である。
図１に示すように、ＣＡＤシステム１００は、処理装置１、表示装置２、座標指示装置３、命令入力装置４、主記憶装置５、補助記憶装置６から構成される。
【００１１】
処理装置１は、処理プログラムに従い動作する中央演算装置（ＣＰＵ）である。
表示装置２は、図形情報や操作情報を表示する、例えば、ＣＲＴ（陰極線管）やＬＣＤ（液晶表示装置）等の表示手段である。
座標指示装置３は、図形要素を入力または認識するための指示情報を入力するためのデジタイザ（タブレット）、マウス等の入力手段である。
命令入力装置４は、図形に関する操作を行うための命令を入力するためのキーボード、マウス等の入力手段である。
主記憶装置５は、処理プログラムや図形のデータ等を記憶するメモリ等の記憶手段である。
補助記憶装置６は、作成した図形要素や操作手順などを記憶するハードディスク等の記憶手段である。
【００１２】
図２は、図１に示したハードウェア構成上で実現されるＣＡＤシステム１００のソフトウェア構成を表すブロック図である。
ＣＡＤシステム１００は、図形処理装置２１、３次元属性情報設定編集装置２２（部品グループ化手段２３、３次元属性情報設定編集手段２４（３次元属性情報設定手段２５、３次元属性情報編集手段２６、３次元属性情報再設定手段２７を含む）、３次元データ変換手段２８を含む）、３次元データ逆変換手段２９、２次元図面データベース３１，３次元表示手段３４から構成され、３次元属性情報３２および２次元図面データベース３１に記憶された２次元データに基づき３次元データ３３を生成する。
この内、図形処理装置２１〜３次元データ逆変換手段２９は、処理装置１と処理プログラムの組み合わせによって実現される。また、２次元図面データベース３１，３次元属性情報３２，３次元データ３３は，主記憶装置５または補助記憶装置６上に記憶される。さらに、３次元表示手段３４による表示内容は、表示装置２上に表示される。
【００１３】
図形処理装置２１は、２次元図面データをＣＡＤシステム上に読み込み編集し、必要に応じて２次元図面データベース３１に記憶させる。
３次元属性情報設定編集装置２２は、部品グループ化手段２３、３次元属性情報設定編集手段２４、３次元データ変換手段２８から構成され、部品（立体的に表される対象品の要素）のグループ化、３次元属性情報３２の設定、編集、２次元データから３次元データへの変換等を行う。
部品グループ化手段２３は、読み込まれた図面データから、部品単位で３次元化を行うために、部品を構成する要素をグループ化するものであり、グループ化手段に対応する。
３次元属性情報設定編集手段２４は、３次元属性情報設定手段２５、３次元属性情報編集手段２６、３次元属性情報再設定手段２７から構成され、３次元属性情報３２の設定、編集、再設定等を行う。
３次元属性情報設定手段２５は、部品グループ化手段２３でグループ化した部品要素に対し、３次元属性情報３２を付加する。
３次元属性情報編集手段２６は、３次元属性情報設定手段２５で設定された３次元属性情報の編集（修正、削除、複写、移動等）を行う。
３次元属性情報再設定手段２７は、３次元属性情報設定手段２５で設定された３次元属性情報の消去、再設定を行う。
３次元データ変換手段２８は、部品グループ化手段２３でグループ化した要素および３次元属性情報を３次元データ３３へと変換する。
３次元データ逆変換手段２９は、３次元データ変換手段２８で２次元データおよび３次元属性情報から変換、生成された３次元データ３３を２次元データおよび３次元属性情報へと逆変換する。
２次元図面データベース３１は部品の２次元データ（および設定されている場合には、３次元属性情報も）を記憶するものであり、２次元データ記憶手段に対応する。
３次元表示手段３４は、変換された３次元データに基づき対象品を立体的に表示する。
【００１４】
図３は、２次元データから３次元データを生成する処理の流れを表すフロー図である。また、図４は変換前の２次元のデータと変換後の３次元データの関係を表す模式図である。ここでは、ＣＡＤ作業で作成した２次元図面データに３次元属性情報を付加し、そのデータを３次元データに変換する。
以下、図３に基づき説明する。
【００１５】
（１）２次元図面データから、３次元データを作成する場合、まず図形処理装置２１で２次元図面を読み込む（ステップＳ４１）。
（２）読み込まれた２次元図面データを部品グループ化手段２３を用いて部品単位でグループ化を行う（ステップＳ４２）。
部品が複数の図形要素（例えば、角柱、円柱等の基本的（プリミティブ）な形状）の組み合わせから構成されている場合、これら複数の図形要素を一纏めにしてグループ化することで部品の全体的な形状を特定することができる。複雑な形状を単純化された図形要素の組み合わせとして表すことができる。
このとき、図形要素のグループ化は、例えば角柱や円柱の場合、その断面形状を示す要素を選択して行うことができる。
なお、図４の例では、平面図５１のみで部品の形状を特定できることから、特に図形要素のグループ化を行う必要はない。
【００１６】
（３）次に３次元属性情報設定手段２５によって、グループ化した部品に対して３次元属性情報を付加、設定する（ステップＳ４３）。３次元属性情報は、３次元化したときの形態（円柱や角柱などの基本的な形状や面など）、高さ、基準点など２次元図形を３次元化するのに必要な情報である。最終的に作成する３次元データの種類によっても異なるが、選択された要素の種類と３次元化する時の形状によって、２次元データの要素に対して、適切な３次元情報の項目を決定し、その値を設定することとなる。
【００１７】
このとき設定する値は、設計者が３次元化を考慮して入力するか、三面図または二面図であれば側面図などから高さデータや基準位置を参照して入力する。
図４では、２次元図面データ５０内の側面図５２に基づき「高さ」、「基準位置」等のデータを参照して入力している。
【００１８】
なお、三面図などのように図面の他の部分から参照できる場合には、高さなどを示す要素と参照設定処理手段でリンクを張ることにより、直接値を入れなくても３次元情報を持たせることができる。リンクを張った場合には、形状の変更があった場合でも３次元属性情報の変更は、不要になる。
【００１９】
３次元属性情報は、３次元属性情報編集手段２６によって他のグループ化した要素（部品）にコピーや移動をすることができ、３次元属性の設定を効率的に行える。
【００２０】
他のグループの３次元属性情報を参照設定手段（図示せず）で参照し、同種の部品には、共通する３次元属性情報を付加することができる。このようにして作成された３次元属性情報は、２次元図面データベース３１に保管され、再編集が可能である。
【００２１】
（４）上記の作業を複数の部品において繰り返し行うことにより一つの図面に対して３次元の属性情報の設定が完了する（ステップＳ４４）。
（５）３次元の属性情報が設定された図面に対して、３次元データ変換手段２８で２次元の図形データとその属性情報を基に３次元データに変換する（ステップＳ４５）。
一つの部品に対して図面データより座標位置を取得し、その３次元属性情報から３次元化の情報を取得し、部品単位で３次元データを作成していくことで、３次元データへの変換が行われる。
図４では、平面図５１および３次元属性情報５３に基づき３次元データ変換５４が行われ、３次元データ５５が生成されている。
【００２２】
３次元データ変換手段２８は、出力する３次元データ３３の種類に応じて複数持つことができ、ワイヤーフレームモデル、サーフェス用のデータ形式やソリッド用のデータ形式など用途に応じて複数の３次元データの形式をサポートすることができる。複数形式の３次元データをサポートする場合には、３次元属性情報を設定する内容がデータ形式によって異なるため、データ形式に応じた設定内容に切り替えることができ、効率的な入力を可能にする。
【００２３】
（６）作成された３次元データ３３は、３次元表示手段３４により立体表示され（ステップＳ４６）、データの確認を行う（ステップＳ４７）。
３次元表示手段３４で確認した結果、意図した形状になっていなければ、再度図形処理装置２１を用いて、問題となる部品を３次元属性情報編集手段２６で修正（変更）し（ステップＳ４８）、３次元データ変換手段２８で３次元データを再作成し、３次元データ３３の内容を確認する。
【００２４】
また、作成された３次元データ３３から逆に２次元データを作成する３次元データ逆変換手段２９によってオリジナルの２次元データがなくなった場合に一度作成した３次元データから逆変換して、再修正を行うことができる。
【００２５】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は、上記実施形態に限られず、拡張・変更することができ、拡張・変更された実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
（１）例えば、このシステムに、３次元属性情報を入出力する属性情報入出力手段を付与してもよい。３次元属性情報を外部ファイルに出力し、外部ツール等で再編集して取り込むことができる。このことによって３次元の属性情報を一括して変更できる。
【００２６】
（２）３次元属性情報が付加された部品の２次元データを入出力する２次元データ入出力手段が付加されてもよい。例えば、属性を付加しグループ化した部品単位で、共通メモリやファイルに出力できる。また、出力した部品データを共通メモリやファイルから別の図面に貼り付けることができる。
【００２７】
（３）３次元属性情報設定手段２５と３次元データ変換手段２８をモジュールとして分けて持つことにより複数の３次元データ形式に容易に対応することができる。複数の３次元データ形式をサポートし、用途に応じたデータを適宜に作成できる。
【００２８】
（４）部品（グループ）の種類に対応する３次元属性情報のモデルを記憶する３次元モデル記憶部が付加されていてもよい。
３次元属性情報設定手段２５が、部品の種類に対応するモデルの候補を３次元モデル記憶部から自動的に抽出し、表示することができる。
【００２９】
（５）個々の部品に合わせた３次元属性情報を記憶する３次元属性情報記憶部を付加し、２次元の要素およびグループに３次元属性情報を一括で設定してもよい。
【００３０】
（６）３次元属性情報を付加した部品データをあらかじめ用意しておき、その用意されたデータの中から選択して２次元図面データ上に配置できる３次元部品データ配置処理手段を備えてもよい。
【００３１】
（７）部品データに付加された３次元属性情報を確認できる３次元属性情報確認手段を付加してもよい。確認する３次元属性情報は、例えば座標指示装置３によって指定できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＣＡＤシステムでは、２次元の図面データに３次元の属性情報を持たせることにより、３次元のデータを容易に作成することが可能なＣＡＤシステムを提供することができる。
特に３次元ＣＡＤを用いることなく、３次元データを作成することができるので、新たに操作の複雑な３次元ＣＡＤの操作を憶える必要がない。
２次元の図面データをそのまま流用して行うので、１から３次元データを作成するのに比べ、大幅な工程の短縮が図れる。
【００３３】
２次元図面データベースに３次元情報を持たせるため、２次元図面の変更に対しても３次元属性情報を活かすことができるので、３次元データの再作成も容易に行うことができる。
特に鳥瞰図や概略的な構造を確認するための、簡易的な３次元データの作成において効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すＣＡＤシステムのハードウェア構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すＣＡＤシステムのソフトウェア構成を表すブロック図である。
【図３】２次元データから３次元データを生成する処理の流れを表すフロー図である。
【図４】変換前の２次元のデータと変換後の３次元データの関係を表す模式図である。
【符号の説明】
１００…ＣＡＤシステム、１…処理装置、２…表示装置、３…座標指示装置、４…命令入力装置、５…主記憶装置、６…補助記憶装置、２１…図形処理装置、２２…３次元属性情報設定編集装置、２３…部品グループ化手段、２４…３次元属性情報設定編集手段、２５…３次元属性情報設定手段、２６…３次元属性情報編集手段、２７…３次元属性情報再設定手段、２８…３次元データ変換手段、２９…３次元データ逆変換手段、３１…２次元図面データベース、３２…３次元属性情報、３３…３次元データ、３４…３次元表示手段、５０…２次元図面データ、５１…平面図、５２…側面図、５３…３次元属性情報、５４…３次元データ変換、５５…３次元データ
【図１】
2004280181.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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