(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元ＣＡＤ上に読み込んでＸ、Ｙ、Ｚ座標上に定義される線分のみで構成されたワイヤーフレームで描かれている三面図から決定される立体モデルの表面の曲面をコンピュータにより作成する３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法において、
情報付加手段が、三面図の中から正面図の形状と、側面図の形状と、正面図の大きさと、を決定するために必要な情報を、３次元ＣＡＤシステムの表示画面上にて必要に応じての設定に基づき記憶する情報付加工程と、
切断対象曲面生成配置手段が、前記側面図の形状を前記正面図の大きさ分スイープして得られる外形、穴等が切断される前の無垢の状態の曲面である切断対象曲面を正面図の最大外形と一致した位置に生成する切断対象曲面生成配置工程と、
切断曲面生成手段が、前記正面図の形状を前記切断対象曲面を包含するようにスイープし、切断曲面を生成する切断曲面生成工程と、
切断対象曲面切断手段が、前記切断曲面と前記切断対象曲面の干渉線で前記切断対象曲面を切断する切断対象曲面切断工程と、
作成手段が、前記切断された切断対象曲面に基づき、板厚を持った板金製品のソリッドモデルを作成する作成工程とを含むものであり、
前記切断対象曲面生成配置手段は、前記切断対象曲面生成配置工程で、前記正面図と前記側面図の間に回転移動基準軸を生成し、前記側面図中で前記切断対象曲面の断面形状の基となる形状を選択し、前記選択された形状を前記回転移動基準軸を基準に回転移動させ、前記回転移動させた形状に基づき前記スイープを行うことを特徴とする３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法。
【請求項２】
３次元ＣＡＤ上に読み込んでＸ、Ｙ、Ｚ座標上に定義される線分のみで構成されたワイヤーフレームで描かれている三面図から決定される立体モデルの表面の曲面をコンピュータにより作成する３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法において、
情報付加手段が、三面図の中から正面図の形状と、側面図の形状と、正面図の大きさと、を決定するために必要な情報を３次元ＣＡＤシステムの表示画面上にて必要に応じての設定に基づき記憶する情報付加工程と、
切断対象曲面生成配置手段が、前記側面図の形状を前記正面図の大きさ分スイープして得られる外形、穴等が切断される前の無垢の状態の曲面である切断対象曲面を正面図の最大外形と一致した位置に生成する切断対象曲面生成配置工程と、
切断曲面生成手段が、前記正面図の形状を前記切断対象曲面を包含するようにスイープし、切断曲面を生成する切断曲面生成工程と、
切断対象曲面切断手段が、前記切断曲面と前記切断対象曲面の干渉線で前記切断対象曲面を切断する切断対象曲面切断工程と、
消去手段が、前記切断対象曲面を切断した後の前記切断曲面と、前記切断対象曲面の切断後に生成する正面図の穴に相当する曲面と、を消去する消去工程と、
作成手段が、前記切断された切断対象曲面に基づき、板厚を持った板金製品のソリッドモデルを作成する作成工程とを含むものであり、
前記切断対象曲面生成配置手段は、前記切断対象曲面生成配置工程で、前記正面図と前記側面図の間に回転移動基準軸を生成し、前記側面図中で前記切断対象曲面の断面形状の基となる形状を選択し、前記選択された形状を前記回転移動基準軸を基準に回転移動させ、前記回転移動させた形状に基づき前記スイープを行うことを特徴とする３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法。
【請求項３】
前記切断対象曲面切断手段が、前記切断対象曲面切断工程で、前記切断対象曲面と前記切断曲面の干渉線で切断する際穴等の形状を同一に保つため、切断対象曲面に法線を生成し、この法線の角度分穴等の形状を傾けて切断処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法。
【請求項４】
３次元ＣＡＤ上に読み込んでＸ、Ｙ、Ｚ座標上に定義される線分のみで構成されたワイヤーフレームで描かれている三面図から決定される立体モデルの表面の曲面を作成する３次元ＣＡＤにおける曲面作成装置において、
三面図の中から正面図の形状と、側面図の形状と、正面図の大きさと、を決定するために必要な情報を３次元ＣＡＤシステムの表示画面上にて必要に応じての設定に基づき記憶する情報付加手段と、
前記側面図の形状を前記正面図の大きさ分スイープして得られる外形、穴等が切断される前の無垢の状態の曲面である切断対象曲面を正面図の最大外形と一致した位置に生成する切断対象曲面生成配置手段と、
前記正面図の形状を前記切断対象曲面を包含するようにスイープし、切断曲面を生成する切断曲面生成手段と、
前記切断曲面と前記切断対象曲面の干渉線で前記切断対象曲面を切断する切断対象曲面切断手段と、
前記切断された切断対象曲面に基づき、板厚を持った板金製品のソリッドモデルを作成する作成手段とを備えるものであり、
前記切断対象曲面生成配置手段は、前記正面図と前記側面図の間に回転移動基準軸を生成し、前記側面図中で前記切断対象曲面の断面形状の基となる形状を選択し、前記選択された形状を前記回転移動基準軸を基準に回転移動させ、前記回転移動させた形状に基づき前記スイープを行うことを特徴とする３次元ＣＡＤにおける曲面作成装置。
【請求項５】
コンピュータにより、３次元ＣＡＤにおける曲面作成装置を制御するための制御プログラムを記憶したコンピュータ読みとり可能の記憶媒体であって、この制御プログラムは、
三面図の中から正面図の形状と、側面図の形状と、正面図の大きさと、を決定するために必要な情報を３次元ＣＡＤシステムの表示画面上にて必要に応じての設定に基づき記憶させる情報付加プログラムと、
前記側面図の形状を前記正面図の大きさ分スイープして得られる外形、穴等が切断される前の無垢の状態の曲面である切断対象曲面を正面図の最大外形と一致した位置に生成させる切断対象曲面生成配置プログラムと、
前記正面図の形状を前記切断対象曲面を包含するようにスイープし、切断曲面を生成させる切断曲面生成プログラムと、
前記切断曲面と前記切断対象曲面の干渉線で前記切断対象曲面を切断させる切断対象曲面切断プログラムと、
前記切断された切断対象曲面に基づき、板厚を持った板金製品のソリッドモデルを作成する作成プログラムとを記憶するものであり、
前記切断対象曲面生成配置プログラムが、前記正面図と前記側面図の間に回転移動基準軸を生成し、前記側面図中で前記切断対象曲面の断面形状の基となる形状を選択し、前記選択された形状を前記回転移動基準軸を基準に回転移動させ、前記回転移動させた形状に基づき前記スイープを行う処理を実行させることを特徴とする３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法のプログラムを記憶したコンピュータ読みとり可能の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法及びその装置に係り、さらに詳細には、ワイヤーフレームで作図されている板金製品の三面図から定義される板金の表面形状を作成する方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば、受注された板金製品の形状は、この板金製品の三面図の図面で送られて来る。また、ＣＡＤデータへの変換用データであるＤＸＦデータ、ＩＧＥＳデータ等で依頼者側から製作者側に送られてくる場合もある。この受注先から送られて来たＤＸＦデータ、ＩＧＥＳデータ等の変換用データは３次元ＣＡＤ上に線分で構成されるワイヤーフレームで作画された三面図に復元される。
【０００３】
ところで、上述の板金製品の形状に曲面が含まれる場合、設計者は、例えば、このワイヤーフレームとしての三面図から形状を頭のなかに思い浮かべてから、３次元ＣＡＤによるオペレーションを行っていた。すなわち、寸法を読みとり、それを元に作成した切断対象曲面及び切断曲面を、三面図と照らし合わせながら互いに正しい位置に手動で再配置してた。
【０００４】
そして、これらの曲面間に生じる干渉線で曲面を切断した後、不要な曲面を手動で削除していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の、設計者が三面図から例えば、曲面を作成する作業には、以下のような問題があった。
【０００６】
すなわち、三面図が二次元であるにも係わらず、実作業は曲面を直接操作するために、設計者は、三面図より決定される立体形状を一旦頭の中に描いてから、曲面の位置、向き、角度等の配置条件、及び大きさを三次元空間上で正しく理解する必要があり作業者の負担が大きいという問題があった。
【０００７】
上記必要な曲面を得るために補助用の曲面を新たに生成し必要な曲面を得た後に上記補助曲面の不要部分を除去しているため、曲面が得られた後にこれら補助曲面を手動でとり除く必要があるという問題があった。
【０００８】
また、作業の実施回数が切断曲面の数に比例して増加していくため、作業効率が悪いという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、３次元ＣＡＤ上に読み込んでＸ、Ｙ、Ｚ座標上に定義される線分のみで構成されたワイヤーフレームで描かれている三面図から決定される立体モデルの表面の曲面をコンピュータにより作成する３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法において、情報付加手段が、三面図の中から正面図の形状と、側面図の形状と、正面図の大きさと、を決定するために必要な情報を、３次元ＣＡＤシステムの表示画面上にて必要に応じての設定に基づき記憶する情報付加工程と、切断対象曲面生成配置手段が、前記側面図の形状を前記正面図の大きさ分スイープして得られる外形、穴等が切断される前の無垢の状態の曲面である切断対象曲面を正面図の最大外形と一致した位置に生成する切断対象曲面生成配置工程と、切断曲面生成手段が、前記正面図の形状を前記切断対象曲面を包含するようにスイープし、切断曲面を生成する切断曲面生成工程と、切断対象曲面切断手段が、前記切断曲面と前記切断対象曲面の干渉線で前記切断対象曲面を切断する切断対象曲面切断工程と、作成手段が、前記切断された切断対象曲面に基づき、板厚を持った板金製品のソリッドモデルを作成する作成工程とを含むものであり、前記切断対象曲面生成配置手段は、前記切断対象曲面生成配置工程で、前記正面図と前記側面図の間に回転移動基準軸を生成し、前記側面図中で前記切断対象曲面の断面形状の基となる形状を選択し、前記選択された形状を前記回転移動基準軸を基準に回転移動させ、前記回転移動させた形状に基づき前記スイープを行う３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法である。
【００１０】
請求項２にかかる発明は、３次元ＣＡＤ上に読み込んでＸ、Ｙ、Ｚ座標上に定義される線分のみで構成されたワイヤーフレームで描かれている三面図から決定される立体モデルの表面の曲面をコンピュータにより作成する３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法において、情報付加手段が、三面図の中から正面図の形状と、側面図の形状と、正面図の大きさと、を決定するために必要な情報を３次元ＣＡＤシステムの表示画面上にて必要に応じての設定に基づき記憶する情報付加工程と、切断対象曲面生成配置手段が、前記側面図の形状を前記正面図の大きさ分スイープして得られる外形、穴等が切断される前の無垢の状態の曲面である切断対象曲面を正面図の最大外形と一致した位置に生成する切断対象曲面生成配置工程と、切断曲面生成手段が、前記正面図の形状を前記切断対象曲面を包含するようにスイープし、切断曲面を生成する切断曲面生成工程と、切断対象曲面切断手段が、前記切断曲面と前記切断対象曲面の干渉線で前記切断対象曲面を切断する切断対象曲面切断工程と、消去手段が、前記切断対象曲面を切断した後の前記切断曲面と、前記切断対象曲面の切断後に生成する正面図の穴に相当する曲面と、を消去する消去工程と、作成手段が、前記切断された切断対象曲面に基づき、板厚を持った板金製品のソリッドモデルを作成する作成工程とを含むものであり、前記切断対象曲面生成配置手段は、前記切断対象曲面生成配置工程で、前記正面図と前記側面図の間に回転移動基準軸を生成し、前記側面図中で前記切断対象曲面の断面形状の基となる形状を選択し、前記選択された形状を前記回転移動基準軸を基準に回転移動させ、前記回転移動させた形状に基づき前記スイープを行う３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法である。
【００１２】
請求項３にかかる発明は、前記切断対象曲面切断手段が、前記切断対象曲面切断工程で、前記切断対象曲面と前記切断曲面の干渉線で切断する際穴等の形状を同一に保つため、切断対象曲面に法線を生成し、この法線の角度分穴等の形状を傾けて切断処理を行う請求項１又は２記載の３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法である。
【００１３】
請求項４にかかる発明は、３次元ＣＡＤ上に読み込んでＸ、Ｙ、Ｚ座標上に定義される線分のみで構成されたワイヤーフレームで描かれている三面図から決定される立体モデルの表面の曲面を作成する３次元ＣＡＤにおける曲面作成装置において、三面図の中から正面図の形状と、側面図の形状と、正面図の大きさと、を決定するために必要な情報を３次元ＣＡＤシステムの表示画面上にて必要に応じての設定に基づき記憶する情報付加手段と、前記側面図の形状を前記正面図の大きさ分スイープして得られる外形、穴等が切断される前の無垢の状態の曲面である切断対象曲面を正面図の最大外形と一致した位置に生成する切断対象曲面生成配置手段と、前記正面図の形状を前記切断対象曲面を包含するようにスイープし、切断曲面を生成する切断曲面生成手段と、前記切断曲面と前記切断対象曲面の干渉線で前記切断対象曲面を切断する切断対象曲面切断手段と、前記切断された切断対象曲面に基づき、板厚を持った板金製品のソリッドモデルを作成する作成手段とを備えるものであり、前記切断対象曲面生成配置手段は、前記正面図と前記側面図の間に回転移動基準軸を生成し、前記側面図中で前記切断対象曲面の断面形状の基となる形状を選択し、前記選択された形状を前記回転移動基準軸を基準に回転移動させ、前記回転移動させた形状に基づき前記スイープを行う３次元ＣＡＤにおける曲面作成装置である。
【００１４】
請求項５にかかる発明は、コンピュータにより、３次元ＣＡＤにおける曲面作成装置を制御するための制御プログラムを記憶したコンピュータ読みとり可能の記憶媒体であって、この制御プログラムは、三面図の中から正面図の形状と、側面図の形状と、正面図の大きさと、を決定するために必要な情報を３次元ＣＡＤシステムの表示画面上にて必要に応じての設定に基づき記憶させる情報付加プログラムと、前記側面図の形状を前記正面図の大きさ分スイープして得られる外形、穴等が切断される前の無垢の状態の曲面である切断対象曲面を正面図の最大外形と一致した位置に生成させる切断対象曲面生成配置プログラムと、前記正面図の形状を前記切断対象曲面を包含するようにスイープし、切断曲面を生成させる切断曲面生成プログラムと、前記切断曲面と前記切断対象曲面の干渉線で前記切断対象曲面を切断させる切断対象曲面切断プログラムと、前記切断された切断対象曲面に基づき、板厚を持った板金製品のソリッドモデルを作成する作成プログラムとを記憶するものであり、前記切断対象曲面生成配置プログラムが、前記正面図と前記側面図の間に回転移動基準軸を生成し、前記側面図中で前記切断対象曲面の断面形状の基となる形状を選択し、前記選択された形状を前記回転移動基準軸を基準に回転移動させ、前記回転移動させた形状に基づき前記スイープを行う処理を実行させることを特徴とする３次元ＣＡＤにおける曲面作成方法のプログラムを記憶したコンピュータ読みとり可能の記憶媒体である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１に本実施に係る３次元ＣＡＤシステム１の概略の構成図を示す。
【００１６】
３次元ＣＡＤシステム１は、例えば、設計者が製品の展開図等に基づき製品モデルの作成等を行う３次元ＣＡＤ部３と、この３次元ＣＡＤ部３により設計した板金製品にかかる図形データである３次元ＣＡＤデータＡｉを格納する３次元ＣＡＤデータファイル５と、例えば、受注先から送られて来るＩＧＥＳ等の変換データＨｉを変換データファイル７より読み込んで、３次元ＣＡＤデータＡｉに変換して、３次元ＣＡＤデータファイル５に格納するデータ変換部９と、そして、前記３次元ＣＡＤ部３と、三面図より曲面を作成するに必要なデータを表示画面１１より付加するための制御を行う情報付加部１３と、曲面作成の各処理を総合的に管理する曲面作成制御部１５と、を結合させるリンク制御部１７と、を備えている。
【００１７】
前記曲面作成制御部１５は、表示画面１１に表示されているワイヤーフレームとしての三面図に対して表示画面１１上で前記情報付加部１３から付加された正面図ＦＶの形状、側面図ＳＶの形状を特定するための情報を得て、正面図ＦＶの形状、側面図ＳＶの形状を決定する三面図形状決定部１９と、回転、移動の対象物としての側面図ＳＶの部分形状を正面図ＦＶの形状の外形の基準位置と一致するように回転及び移動させ重ね合わせるための、重ね合わせ処理部２１と、正面図ＦＶの大きさを得て側面図ＳＶの部分形状をスイープさせて切断の対象となる切断対象曲面９Ａを生成する切断対象曲面生成部２３と、切断対象曲面９Ａを切断するための稜線を確定するために正面図ＦＶの形状を切断対象曲面９Ａを包含する状態にスイープして切断曲面９Ｂを生成する切断曲面生成部２５と、切断対象曲面９Ａと切断曲面９Ｂの干渉線で切断対象曲面９Ａを切断する切断処理部２７と、切断処理後に不要になった切断曲面９Ｂ、及び穴の内部の線分、曲面を消去する不要線分曲面消去部２９と、上述した各構成要素による処理でワイヤーモデルから曲面を生成するまでの中間の３次元ＣＡＤデータである３次元曲面中間データＭｉを格納する、３次元曲面中間データファイル３１と、３次元曲面が完成した段階で３次元曲面中間データファイル３１より完成曲面データＫｉを読み込み格納するための完成曲面データファイル３３と、を備えている。
【００１８】
そして、図形生成部３５が、完成曲面データファイル３３より、完成曲面データＫｉを読み込み３次元ＣＡＤデータファイル５に３次元ＣＡＤデータＡｉとして更新格納する。
【００１９】
図２から図５までのフローチャートを参照して３次元曲面を生成するフローを上記構成により説明する。また、図６から図１０までの３次元曲面が完成するまでのプログラム内の図形データを形状化した図面を必要に応じて参照する。
【００２０】
図２に示すように、初めに、ステップＳ２０１の三面図読み込み処理では、表示画面１１にワイヤーフレームで描かれた三面図を表示させる。この状態では図６（ａ）に図示されているように、表示画面１１中の画面左側に正面図ＦＶ、画面右側に側面図ＳＶが表示されているものとする。
【００２１】
なお、上記側面図ＳＶは、本例においては右側面図にて例示するが、正面図を基準とするものであるから、左側面図、平面図、底面図等も上記側面図に含まれることは勿論である。同様に、正面図ＦＶとして、左側面図、平面図、底面図等を設定してもよい。
【００２２】
ここで、この三面図が表示されている表示画面１１内の座標軸は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸よりなる３次元座標軸であり、３面図が表示されている状態では、各線分要素は、Ｚ軸座標値を持っている。
【００２３】
次に、ステップＳ２０３の正面図特定処理では、図６（ｂ）に示すように正面図ＦＶを適宜形状の枠、本例においては、矩形状の枠Ａにより囲む。これにより、プログラムは、正面図ＦＶの形状の各線分データを特定するための領域を認識できるようになる。そして、ステップＳ２０５の側面図特定処理では、三面図中の側面図ＳＶ、上面図、底面図等をその数だけ適宜形状の枠、本例においては、矩形の枠で囲む。また、図６（ｃ）に示すように、三面図は、正面図ＦＶと側面図ＳＶのみの場合を想定しているので、枠Ｂで側面図ＳＶを囲む。これにより、プログラムは、側面図ＳＶの形状の各線分データを特定するための領域を認識できるようになる。
【００２４】
ステップＳ２０７の属性付加処理では、ステップＳ２０３の正面図特定処理と、ステップＳ２０５の側面図特定処理で特定した各領域内に属する線分に対して属性を付加する。
【００２５】
この結果、図７に示すように、正面図ＦＶに対しては、直線線分であるＥＧＡ、ＥＧＢ、ＥＧＣ、ＥＧＤ、ＥＧＥ、ＥＧＦ、ＥＧＧ、ＥＧＨに、正面図外形属性が付加され、角穴７Ａの直線線分であるＥＨＡ、ＥＨＢ、ＥＨＣ、ＥＨＤ及び、丸穴７Ｂの円線分であるＥＨＥには正面図穴属性が付加される。側面図ＳＶに対しては、直線線分であるＳＥＡ、ＳＥＢ、ＳＥＤ、ＳＥＦ、ＳＥＧ、ＳＥＨ、ＳＥＪ、ＳＥＬ、円弧線分であるＳＥＣ、ＳＥＥ、ＳＥＩ、ＳＥＫには側面図外形属性が付加される。尚、正面図ＦＶにおいて、外形線の内側に描かれている形状をプログラムが自動で判断する方法については一般的なので説明を省略する。
【００２６】
これによりプログラムは属性が付加された各線分データを識別できるようになり、かつ、記憶することができるようになる。換言すれば、例えば、直線線分の場合この直線線分の属性名（例えば、角穴線分）と、定義点としての端点（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）と端点（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）がメモリ内に格納されていることになる。そして、各線分は平面上にあるので、Ｚ軸の座標値は、例えば、０で固定されているものとする。
【００２７】
また、上述の各線分の定義点がプログラム内に格納されることにより、各線分の交わる交点ＥＰＡ、ＥＰＢ、ＥＰＣ、ＥＰＤ、ＥＰＥ、ＥＰＦ、ＥＰＧ、ＥＰＨ及び、ＨＰＡ、ＨＰＢ、ＨＰＣ、ＨＰＤもプログラム内で認識できるようになる。ここで、線分の交点は、線分の端点として格納されているとしてもよい。また、実際の線分と線分の交点を求めて格納してもよい。
【００２８】
ステップＳ２０９の基準軸生成処理では、正面図ＦＶと側面図ＳＶの間に正面図ＦＶの外形の基準位置と側面図に含まれる部分形状を重ね合わせるための回転移動基準軸ＣＮＴを生成する。この回転移動基準軸ＣＮＴは、正面図ＦＶに最も近い側面図ＳＶ上に生成する。本例では、図８（ａ）に示すように、側面図ＳＶの形状の画面左端の線分ＳＥＬ上に回転移動基準軸ＣＮＴを生成する。そして、回転移動基準軸ＣＮＴの垂直方向の側面図ＳＶの大きさＭＡを算出して、プログラムに格納する。このＭＡの３倍の値がＺ軸方向の移動量となる。
【００２９】
この回転移動基準軸ＣＮＴが生成されることによって、プログラムは三面図の各部分を自由に回転させたり移動させたりすることができるようになる。
【００３０】
ステップＳ２１１の側面図形状選択処理では、図８（ｂ）に示すように側面図ＳＶの形状として、線分ＳＥＨ、ＳＥＩ、ＳＥＪ、ＳＥＫ、ＳＥＬのそれぞれの線分を選択する。前述したように、この線分を選択したことにより、線分の交点であるＳＰＧ、ＳＰＨ、ＳＰＩ、ＳＰＪ、ＳＰＫ、ＳＰＬもプログラムは認識できるようになっている。
【００３１】
この各線分を含む形状が後に生成される曲面の断面形状の基になる。ステップＳ２１３の選択処理で、形状をスイープする開始位置と終了位置を求めるための要素を選択する。本例では、例えば、図８（ｂ）に示すように、両側で最も外側に位置する線分であるＥＧＢと線分ＥＧＦとを、例えば、選択することによって、スイープする開始位置と終了位置を求めることができる。ステップＳ２１５のスイープ位置算出処理では、側面図ＳＶのスイープする開始位置と終了位置を算出してプログラム内に記憶する。
【００３２】
ステップＳ２１７の回転処理では、図８（ｂ）に示すように、側面図ＳＶから選択された線分データＳＥＨ、ＳＥＩ、ＳＥＪ、ＳＥＫ、ＳＥＬを回転移動軸ＣＮＴを基準に９０度回転させる。この結果、図８（ｃ）に示すように、線分ＳＥＨ０、ＳＥＩ０、ＳＥＪ０、ＳＥＫ０、ＳＥＬ０及び線分の交点であるＳＰＧ０、ＳＰＨ０、ＳＰＩ０、ＳＰＪ０、ＳＰＫ０、ＳＰＬ０が生成する。
【００３３】
そして、ステップＳ２１９の移動処理では、ステップＳ２１７の回転処理で回転した上述の線分、線分の交点をスイープ開始位置まで移動する。この移動量は、Ｘ軸方向に対しては、回転移動基準軸ＣＮＴの位置と、上述のスイープ開始位置から算出する。また、Ｚ軸方向の移動量は本例では、例えば、ＭＡの値の３倍に設定して置く。この結果、図８（ｃ）に示すように、線分ＳＥＨ１、ＳＥＩ１、ＳＥＪ１、ＳＥＫ１、ＳＥＬ１及び線分の交点であるＳＰＧ１、ＳＰＨ１、ＳＰＩ１、ＳＰＪ１、ＳＰＫ１、ＳＰＬ１が生成する。
【００３４】
次に、ステップＳ２２１のスイープ処理では、上述により回転し移動した線分であるＳＥＨ１、ＳＥＩ１、ＳＥＪ１、ＳＥＫ１、ＳＥＬ１及び線分の交点であるＳＰＧ１、ＳＰＨ１、ＳＰＩ１、ＳＰＪ１、ＳＰＫ１、ＳＰＬ１を正面図ＦＶに平行にスイープする。この結果、図９（ａ）に示すように三面図で定義される立体の表面である無垢の状態の切断対象曲面９Ａ（側面スイープ曲面）が生成される。すなわち、線分ＳＥＨ１がスイープされることにより、面ＦＡが生成され、同様に、線分ＳＥＩ１に対応して、面ＦＢが生成され、線分ＳＥＪ１に対応して面ＦＣが生成され、線分ＳＥＫ１に対応して面ＦＤが生成され、線分ＳＥＬ１に対応して面ＦＥが生成する。
【００３５】
さらに、線分の交点であるＳＰＧ１がスイープされて、稜線ＮＥＡが生成する。同様に、交点ＳＰＨ１に対応して、稜線ＮＥＢが生成され、交点ＳＰＩ１に対応して稜線ＮＥＣが生成され、交点ＳＰＪ１に対応して稜線ＮＥＤが生成され、交点ＳＰＫ１に対応して稜線ＮＥＥが生成され、交点ＳＰＬ１に対応して、稜線ＮＥＦが生成する。また、上述のスイープの基準になる線分ＳＥＨ１、ＳＥＩ１、ＳＥＪ１、ＳＥＫ１、ＳＥＬ１と交点ＳＰＧ１、ＳＰＨ１、ＳＰＩ１、ＳＰＪ１、ＳＰＫ１、ＳＰＬ１がコピーされて、スイープの終了位置に線分ＳＥＨ２、ＳＥＩ２、ＳＥＪ２、ＳＥＫ２、ＳＥＬ２と交点ＳＰＧ２、ＳＰＨ２、ＳＰＩ２、ＳＰＪ２、ＳＰＫ２、ＳＰＬ２が生成される。
【００３６】
尚、本例では、上述の様な順番により正面図ＦＶと、切断対象曲面９Ａを重ね合わせたが結果的に正面図ＦＶと切断対象曲面が重なれば各処理の順番は、変更されてもよいことは勿論である。
【００３７】
例えば、先に切断対象曲面を生成して、後に正面図ＦＶの外形に重ね合わせても結果は同一になる。
【００３８】
ステップＳ２２３の正面図選択処理では、正面図ＦＶの外形を選択する。尚、本例の場合、正面図ＦＶの各要素には、属性が付加されているので、例えば、線分ＥＧＡのみを選択すればよい。
【００３９】
そして、ステップＳ２２５の表示処理では、正面図ＦＶの要素のうち、ステップＳ２３９の切断曲面生成処理でスイープの対象となる要素を色違いで表示する。図９（ａ）では、正面図ＦＶの外形、正面図ＦＶの丸穴形状、正面図ＦＶの角穴形状を色違いで表示画面１１に表示する。尚、本例では、正面図ＦＶ、側面図ＳＶを矩形で囲んだため自動で表示できる。
【００４０】
ステップＳ２２７の選択処理では、表示画面１１に表示された、正面図ＦＶの形状中、必要に応じて穴の選択または解除、選択した穴を傾斜するか、しないかを決定して、プログラムが記憶する。ここで、特に穴を傾斜させるのは、正面図ＦＶに描かれた形状と同一形状を保つためである。本例では、丸穴のみを、傾斜させるものとする。
【００４１】
そして、選択した穴は、ステップＳ２３９の切断曲面生成処理でスイープの対象となるので、色違いで表示し、解除した穴は、ステップＳ２３９の切断曲面生成処理の対象とならないので、ステップＳ２０１の三面図読み込み処理で読み込んだ状態の色に戻す。
【００４２】
次に、ステップＳ２２９の選択処理では、前記切断対象曲面９Ａを選択する。ステップＳ２３１の判断処理では、正面図ＦＶの形状には、穴の形状が存在するかしないかを判断する。ステップＳ２３１の判断処理で、正面図ＦＶの形状に穴の形状があると判断したときは処理をステップＳ２３３の判断処理に移す。ステップＳ２３１の処理で正面図ＦＶの形状に穴の形状が無いと判断したときは処理をステップＳ２４９の切断面生成処理に移す。
【００４３】
ステップＳ２３３の判断処理では、前記穴の形状を傾けて正面図ＦＶの穴の形状と同一にするかどうかを判断する。ステップＳ２３３の判断処理で穴の形状を傾けると判断したときは、処理をステップＳ２３５の法線生成処理に移す。ステップＳ２３３の判断処理で穴の形状を傾けないと判断したときは、処理をステップＳ２３９の切断曲面生成処理に移す。
【００４４】
ステップＳ２３５の法線生成処理では図９（ｂ）に示すように、正面図ＦＶの穴の形状ＥＨＥの中心を前記切断対象曲面に投影した位置に面ＦＣに垂直な法線ＶＴを生成する。この法線ＶＴの角度が穴の形状を傾ける角度になる。そして、ステップＳ２３７の傾け処理では、この法線の角度に従って穴の形状を傾ける処理を行う。ステップＳ２３９の切断曲面生成処理では、前記ＭＡの値から前記穴の形状のスイープ量を算出して、線分ＥＨＥをスイープして穴の形状の切断曲面ＦＣＩＲを生成する。
【００４５】
この結果、穴の形状を傾けない場合、面ＦＣに斜めに交わるが、穴の形状を傾けた場合、正面図ＦＶの穴の形状と同一に保たれることになる。なお、本例では、この処理で、穴を傾けない切断曲面としてＦＨＡ、ＦＨＢ、ＦＨＣ、ＦＨＤが生成する。
【００４６】
ステップＳ２４１の切断処理では、切断対象曲面９Ａと穴の形状の切断曲面の干渉線で切断対象曲面９Ａを切断する。ステップＳ２４３の線分曲面消去処理では穴の形状の内側にある線分及び曲面を消去する。これは、穴の形状の内部は空洞になるため、余分な線分及び曲面を消去するためである。本例では、図９（ｂ）に示すように丸穴７Ａ内の曲面ＤＥＬＨと、角穴７Ｂ内の曲面ＤＥＬＡ、ＤＥＬＢ及びＤＥＬＣが削除されることになる。
【００４７】
ステップＳ２４５の切断曲面消去処理では、穴の形状の切断曲面ＦＣＩＲ、ＦＨＡ、ＦＨＢ、ＦＨＣ、ＦＨＤを消去する処理を行う。ステップＳ２４７の判断処理では、正面図の形状の中の穴の形状全てに対して切断処理を行ったかどうかの判断を行う。ステップＳ２４７の判断処理で全ての前記穴の形状に対して処理を行ったと判断したときは、処理をステップＳ２４９の切断曲面生成処理に移す。ステップＳ２４７の判断処理で全ての前記穴の形状に対して処理を行っていないと判断したときは、処理を再びステップＳ２３３の判断処理に移す。
【００４８】
この結果、前記切断対象曲面９Ａ上に切断された丸穴７Ａと、その稜線ＣＴＥ及び角穴７Ｂと、その各稜線ＣＴＦ、ＣＴＧ、ＣＴＨ、ＣＴＩが生成される。
【００４９】
次に、ステップＳ２４９の切断曲面生成処理では、穴の形状以外の正面図ＦＶの形状を、図９（ｂ）において上下方向（面に垂直な方向）にスイープして切断曲面（正面スイープ曲面）を生成する。この結果、図９（ｂ）に示すように側面から見ると切断曲面ＦＣＡ、ＦＣＢ、ＦＣＣ、ＦＣＤ、ＦＣＥ、ＦＣＦ、ＦＣＧ、ＦＣＨが生成されていることがわかる。
【００５０】
ステップＳ２５１の切断処理では切断対象曲面（側面スイープ曲面）９Ａと、切断曲面（正面スイープ曲面）の干渉線で切断対象曲面９Ａを切断する。この結果切断された稜線ＣＴＡ、ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤが生成される。
【００５１】
最後にステップＳ２５３の消去処理では、切断曲面を消去する処理を行う。この結果図１０に示すように三面図より定義される完成曲面ＦＳが生成される。
【００５２】
これらの処理により、ワイヤーフレームで描かれた三面図から面で構成されたペーパモデルとしての曲面を自動で生成することができる。そして、この曲面から板厚を持ったソリッドモデルとしての製品モデルも容易に作成できるようになる。
【００５３】
図１１は、前述した３次元ＣＡＤにおける曲面作成装置を制御するための制御プログラムを記憶した記憶媒体の１例としてのＣＤ−ＲＯＭを示すものである。
【００５４】
上記ＣＤ−ＲＯＭは、コンピュータにより、３次元ＣＡＤにおける曲面作成装置を制御するための制御プログラムを記憶したコンピュータ読みとり可能の記憶媒体であって、この制御プログラムは、三面図の中から正面図の形状と、側面図の形状と、正面図の大きさと、を決定するために必要な情報を３次元ＣＡＤシステムの表示画面上にて必要に応じて設定させる情報付加プログラムと、前記側面図の形状を前記正面図の大きさ分スイープして得られる外形、穴等が切断される前の無垢の状態の曲面である切断対象曲面を正面図の最大外形と一致した位置に生成させる切断対象曲面生成配置プログラムと、前記正面図の形状を前記切断対象曲面を包含するようにスイープし、切断曲面を生成させる切断曲面生成プログラムと、前記切断曲面と前記切断対象曲面の干渉線で前記切断対象曲面を切断させる切断対象曲面切断プログラムと、を記憶しているものである。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、三面図を構成する正面図、側面図等にそれぞれの図面間の位置関係を、また正面図以外には正面図に移動するための回転移動基準軸を持たせることによって、生成する曲面の大きさ、配置条件を計算によって導入できるようにした。
【００５６】
その結果実際の曲面の生成、配置、切断といった曲面に関する全ての操作を計算機内部で自動的に行うことができるようになった。
【００５７】
すなわち、作業者は、曲面の正面図の形状をスイープする範囲を三面図上で指示するだけでよく３次元空間、及び曲面を全く意識する必要が無くなり、曲面の生成、配置における人的ミスを大幅に削減することができるという効果がある。
【００５８】
また、曲面に対する操作の自動化によって切断面の数に対する作業効率の悪化が無くなったので、切断曲面の面が多数ある場合でもバッチ処理的な扱いができるので作業効率が高まるという効果がある。
【００５９】
そして、最終的に不要要素となる計算機内部で生成した全ての切断面、及び稜線を、切断終了後に自動で削除するようにして作業効率が高まるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】３次元ＣＡＤにおける曲面生成方法及びその装置の概略の構成を示す概略図である。
【図２】曲面生成のプログラムのフローチャート図である。
【図３】図２の続きのフローチャート図である。
【図４】図３の続きのフローチャート図である。
【図５】図４の続きのフローチャート図である。
【図６】曲面生成のフローのプログラム内のデータを図形化したイメージ図である。
【図７】図６の続きのイメージ図である。
【図８】図７の続きのイメージ図である。
【図９】図８の続きのイメージ図である。
【図１０】図９の続きのイメージ図である。
【図１１】記憶媒体の説明図である。
【符号の説明】
１  ３次元ＣＡＤシステム
３  ３次元ＣＡＤ部
５  ３次元ＣＡＤデータファイル
７  変換データファイル
９  データ変換部
１１  表示画面
１３  情報付加部
１５  曲面作成制御部
１７  リンク制御部
１９  三面図形状決定部
２１  重ね合わせ処理部
２３  切断対象曲面生成部
２５  切断曲面生成部
２７  切断処理部
２９  不要線分曲面消去部
３１  ３次元曲面中間データファイル
３３  完成曲面データファイル
３５  図形生成部
【図１】
0004618828.tif 000002
【図２】
0004618828.tif 000003
【図３】
0004618828.tif 000004
【図４】
0004618828.tif 000005
【図５】
0004618828.tif 000006
【図６】
0004618828.tif 000007
【図７】
0004618828.tif 000008
【図８】
0004618828.tif 000009
【図９】
0004618828.tif 000010
【図１０】
0004618828.tif 000011
【図１１】
0004618828.tif 000012