(57)【要約】【課題】三次元ＣＡＤデータの対話的な修正を減らして、重要な部品を容易かつ確実に隠蔽できるようにする。【解決手段】重要な部品の詳細形状を隠蔽する際に、入力によって指定された部品と、それ以外の部品との配置および形状寸法に関わる相互依存関係を検索し、前記指定された部品のデータから、前記相互依存関係が無く、かつ入力によって設定された閾値以下の形状特徴に係るデータを削除すると共に、前記形状特徴以外の特徴に係るデータを維持して出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元ＣＡＤシステム上で行われる設計を支援する設計支援装置であって、
入力によって指定された部品と、それ以外の部品との配置および形状寸法に関わる相互依存関係を検索し、
前記指定された部品のデータから、前記相互依存関係が無い形状特徴に係るデータを削除すると共に、前記形状特徴以外の特徴に係るデータを維持して出力する
ことを特徴とする設計支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の設計支援装置において、
入力によって指定された部品の質量を計算して保持しておき、簡略化後の部品に、前記指定された部品の質量を割り当てて出力する
ことを特徴とする設計支援装置。
【請求項３】
三次元ＣＡＤシステム上で行われる設計を支援する設計支援装置であって、
入力によって指定された部品と、それ以外の部品との配置および形状寸法に関わる相互依存関係を検索し、
前記指定された部品のデータから、前記相互依存関係が無く、かつ入力によって設定された閾値以下の形状特徴に係るデータを削除すると共に、前記形状特徴以外の特徴に係るデータを維持して出力する
ことを特徴とする設計支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載の設計支援装置において、
入力によって指定された部品の質量を計算して保持しておき、簡略化後の部品に、前記指定された部品の質量を割り当てて出力する
ことを特徴とする設計支援装置。
【請求項５】
三次元ＣＡＤシステム上で行われる設計を支援する設計支援装置であって、
入力によって指定された部品と、それ以外の部品との配置および形状寸法に関わる相互依存関係を検索し、
前記指定された部品のデータを、前記相互依存関係が維持された簡易立体に変換する
ことを特徴とする設計支援装置。
【請求項６】
請求項５に記載の設計支援装置において、
入力によって指定された部品の質量を計算して保持しておき、簡略化後の部品に、前記指定された部品の質量を割り当てて出力する
ことを特徴とする設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元コンピュータ支援設計（三次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）、以下、「三次元ＣＡＤ」と称する）を用いた設計作業において、三次元ＣＡＤデータを第三者に提供する必要がある際に、三次元ＣＡＤデータの一部を概略形状化して、部品の詳細構造を隠蔽する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、三次元ＣＡＤデータを形状簡略化する技術があった（例えば、特許文献１〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１３５３０号公報
【特許文献２】特開２００６−７２８５５号公報
【特許文献３】特開２００２−１５７２８１号公報
【特許文献４】特開２０００−３３１１９４号公報
【特許文献５】特開２００８−２１７７０８号公報
【特許文献６】特開２００６−１９５８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製造メーカにおいては多地点での協同設計が増えており、設計データ(三次元ＣＡＤデータ)を他の作業拠点に提供する際に、二次漏えいのリスクも含めて、セキュリティ上、形状の詳細部分を隠す必要のある部品がある場合がある。通常は、隠蔽する部品を削除して他の作業拠点に提供する方法を取るが、その部品の位置や形状に依存していた別の部品があった場合に、三次元ＣＡＤデータとして成立しなくなり、都度修正が必要であった。本発明はこのような課題に鑑みて成されたものであり、隠蔽した部品自体は他の作業拠点において設計変更の直接の対象ではないという前提において、指定された部品を概略形状化するものである。従来技術としては、数値シミュレーションの分野において、主にメッシュモデル作成や解析作業の省力化を狙いとして、形状の細かい部位を削除して簡略化する方法がある。特許文献１〜特許文献６には、三次元ＣＡＤデータを形状簡略化する方法が示されている。
【０００５】
特許文献１には、手動で形状簡略化した箇所と類似の形状を自動抽出し簡略化する方法が示されている。
【０００６】
特許文献２には、三次元ＣＡＤデータから削除したい穴やフィレット、面取りなどの形状寸法の閾値を手動で指定して、除去する候補を自動選出した後、除去しないものを手動で指定して、必要な形状を残しつつ形状簡略化する方法が示されている。
【０００７】
特許文献３には、一定の体積や表面積以下の構成要素を全て削除する方法と、最も体積や表面積が大きな構成要素である代表要素の数％以下の体積や表面積の構成要素を削除する方法が示されている。
【０００８】
特許文献４には、除去する形状特徴フィーチャと除去しない形状特徴フィーチャを指定し、更に寸法閾値を指定して特定の形状特徴フィーチャを除去する方法が示されている。ここで形状特徴フィーチャとは、三次元ＣＡＤデータにおける穴やフィレット、面取り等のことであり、寸法情報を属性としている。
【０００９】
特許文献５には、詳細な形状を抽出し、体積の比が所定の値以上の場合には埋め込み処理を行い、所定の値未満の場合には削除処理を行う方法が示されている。
【００１０】
特許文献６には、隠蔽したい部品群(モジュール)の内部を隠すように、モジュールの外郭形状を抽出する方法が示されている。
【００１１】
しかしながら、近年、三次元ＣＡＤデータの対話的な修正を極力減らして、重要な部品を容易かつ確実に隠蔽できることが求められている状況から、特許文献１〜６に開示された技術には以下の課題があることを、本発明の発明者は独自に見出した。すなわち、隠蔽する部品(コア部品)の他部品に対する被依存関係を保持しつつ、設計対象外であるコア部品の詳細形状が明示されていなくても他の部品の設計変更ができるようにすることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の設計支援装置は、例えば、三次元ＣＡＤシステム上で行われる設計を支援する設計支援装置であって、入力によって指定された部品と、それ以外の部品との配置および形状寸法に関わる相互依存関係を検索し、前記指定された部品のデータから、前記相互依存関係が無い形状特徴に係るデータを削除すると共に、前記形状特徴以外の特徴に係るデータを維持して出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、隠蔽する部品(コア部品)の他部品に対する被依存関係を保持しつつ、設計対象外であるコア部品の詳細形状が明示されていなくても他の部品の設計変更を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明における概略形状化処理フローの一例を示す図である。
【図２ａ】三次元ＣＡＤデータの一例であって、部品の三次元形状を視認し易いように陰影を付けて表示したものを示す図である。
【図２ｂ】三次元ＣＡＤデータの一例であって、図２ａの部品の形状を線で描いた線画の一例を示す図である。
【図３】寸法閾値を指定する従来技術の方法によって図２ａの部品の形状を簡易化した部品（線画）の一例を示す図である。
【図４ａ】形状を簡易化した別の例であって、部品の簡易化前の形状を示す図である。
【図４ｂ】形状を簡易化した別の例であって、図４ａの段差部分が取り除かれた形状の部品（線画）を示す図である。
【図５ａ】被依存関係のある部品が存在する形状の一例であって、部品の三次元形状を視認し易いように陰影を付けて表示したものを示す図である。
【図５ｂ】被依存関係のある部品が存在する形状の一例であって、図５ａの部品の形状を線で描いた線画の一例を示す図である。
【図６ａ】図５ｂの部品（線画）を概略形状化した一例を示す図である。
【図６ｂ】図５ｂの部品（線画）を概略形状化した一例であって、他の部品に被依存関係の無い段差が取り除かれ、図６ａの特定部品（線画）に被依存関係のある形状特徴が保持されたものを示す図である。
【図７ａ】被依存関係のある部品が存在する形状の別の例であって、部品の三次元形状を視認し易いように陰影を付けて表示したものを示す図である。
【図７ｂ】被依存関係のある部品が存在する形状の別の例であって、図７ａの部品の形状を線で描いた線画の一例を示す図である。
【図８】図７ｂの部品（線画）を概略形状化した一例を示す図である。
【図９】概略形状化処理フローの別の例を示す図である。
【図１０】閾値を入力する画面の一例を示す図である。
【図１１ａ】被依存関係のある部品が存在する形状の別の例であって、部品の三次元形状を視認し易いように陰影を付けて表示したものを示す図である。
【図１１ｂ】被依存関係のある部品が存在する形状の別の例であって、図１１ａの部品の形状を線で描いた線画の一例を示す図である。
【図１２ａ】図１１ｂの部品（線画）を概略形状化した一例を示す図である。
【図１２ｂ】図１１ｂの部品（線画）を概略形状化した一例であって、図１２ａの或る特定部品（線画）に被依存関係があり、他の特定部品（線画）に被依存関係がない形状特徴が削除されたものを示す図である。
【図１３】概略形状化処理フローの別の例を示す図である。
【図１４】簡易立体に置換した例を示す図である。
【図１５】概略形状化処理フローの別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の設計支援装置は、例えば、三次元ＣＡＤシステム上で行われる設計を支援する設計支援装置であって、入力によって指定された部品と、それ以外の部品との配置および形状寸法に関わる相互依存関係を検索し、指定された部品のデータから、相互依存関係が無い形状特徴に係るデータを削除することを特徴とする。つまり、コア部品に依存した幾何的な拘束条件(合致フィーチャ)を検索し、合致フィーチャが付いておらず、かつ、解析にも影響の無い形状特徴フィーチャを削除して、コア部品の形状詳細がわからないように概略形状化する設計支援装置である。
【００１６】
大規模アセンブリモデルを扱う設計現場においては、サブアセンブリ単位(モジュール単位)で形状を隠蔽するケースが多い。サブアセンブリには多くの形状特徴フィーチャが含まれており、その中の僅かなフィーチャのみが幾何拘束されている。
【００１７】
そのため、上記の構成によれば、幾何拘束されているフィーチャを残しても、削除されるフィーチャの数が十分に多いため、形状詳細を隠蔽可能である。また、ユーザに確認を促し、隠蔽が不十分と判断された場合は、コア部品を包含する簡易立体に変換する手段も用意することで、コア部品を確実に隠蔽できる。
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の設計支援装置における、概略形状化処理フローの一例を示す図である。形状データ読込み部１０１で三次元ＣＡＤデータを本発明装置に取り込む。コア部品指定部１０２で、操作者が隠蔽したい部品を対話的に指定する。コア部品に関する幾何拘束(合致フィーチャ)の検索部１０３では、三次元ＣＡＤデータを作成した際に、操作者が意図的に追加した部品相互間の合致フィーチャを検索する。そして、被依存の幾何拘束が無い形状特徴フィーチャを自動的に削除する（１０４）。概略化形状表示/確認部１０５では操作者に概略化した形状を表示して見せ、もし概略形状化が不十分と判断された場合には、操作者が対話的に形状を修正し（１０６）、最後に形状データ保存部１０７で概略形状化した三次元ＣＡＤデータを保存する。
【００２０】
図２ａ、図２ｂは、概略形状化処理を説明するための三次元ＣＡＤデータの一例を示す図である。図２ａは部品２０１の三次元形状を視認し易いように陰影を付けて表示したものを示す図であり、図２ｂは部品２０１の形状を線で描いた線画の一例２０２を示す図である。２０３は穴の一つであり、２０４、２０５、２０６はそれぞれ径の異なるフィレットである。
【００２１】
図３は従来技術における寸法閾値を指定する方法によって図２ａの部品の形状を簡易化した部品（線画）の一例３０１を示す図である。図２に示した穴やフィレットの径よりも若干大きい寸法閾値を指定することで、形状中央の大きな穴やその周囲の突き出した形状を残したまま、小さい穴やフィレットのみを自動的に削除している。
【００２２】
図４ａ、図４ｂは、形状を簡易化した別の例を示す図である。図４ａは部品４０１の簡易化前の形状を示す図であり、４０２のような相対的に小さい段差がある例である。このような形状において、従来技術における寸法閾値を指定する方法によって形状を簡易化した場合、図４ｂのように段差部分が取り除かれた形状の部品（線画）４０３となるのが一般的である。
【００２３】
ここからは、寸法閾値を指定する方法によって形状を簡易化する場合の問題点と、本発明による対策方法について述べる。図５ａ、図５ｂは、概略形状化したい部品に被依存関係のある部品が存在する形状の一例を示す図である。図５ａは部品５０１、５０２の三次元形状を視認し易いように陰影を付けて表示したものを示す図であり、図５ｂは部品５０１、５０２をそれぞれ線で描いた線画の一例５０３、５０４を示す図である。概略形状化したい部品（線画）を５０４とし、部品（線画）５０４の特定の面上に乗るように合致フィーチャによって配置されている部品（線画）を５０３とする。部品（線画）５０４を寸法閾値を指定する方法によって形状簡易化した場合、図４ｂの線画４０３で示したように段差部分が取り除かれる。しかしながら、それによって部品（線画）５０３を配置するための情報が欠損してしまい、結果的に三次元ＣＡＤデータの不整合が生じる可能性がある。
【００２４】
図６ａ、図６ｂは、本発明によって概略形状化した一例を示す図である。概略形状化したい部品（線画）を図６ａの６０２とし、部品（線画）６０２の特定の面上に乗るように合致フィーチャによって配置されている部品（線画）を図６ａの６０１とする。部品（線画）６０２には段差６０３もあるものとする。この段差は、他の部品に被依存関係の無い形状特徴である。このような形状を本発明方式によって概略形状化した場合には図６ｂの部品（線画）６０４のように、他の部品に被依存関係の無い段差６０３のみが取り除かれ、部品（線画）６０１に被依存関係のある形状特徴は保持される。
【００２５】
図７ａ、図７ｂは、概略形状化処理を説明するための三次元ＣＡＤデータの別の例を示す図である。図７ａは部品７０１、７０２の三次元形状を視認し易いように陰影を付けて表示したものを示す図であり、図７ｂは部品７０１、７０２をそれぞれ線で描いた線画の一例７０３、７０４を示す図である。概略形状化したい部品（線画）を７０３とする。部品（線画）７０３は軸受状の形状であり、中心軸と直径が合致するように部品（線画）７０４が配置されているものとする。
【００２６】
図８は図７ｂで示した三次元ＣＡＤデータを概略形状化した一例を示す図である。８０１で示したように、図７ｂの部品（線画）７０３にあったフィレットや角丸め、軸受部分の突き出した形状は、部品（線画）７０４とは被依存関係の無い形状特徴であるので削除され、部品（線画）７０４と被依存関係のある中心軸と直径を共通にした穴のみが残る。削除対象あるいは削除対象としない形状特徴の選出方法については後で述べる。
【００２７】
図９は本発明の設計支援装置における、概略形状化処理フローの別の例を示す図である。形状データ読込み部１０１、コア部品指定部１０２、コア部品に関する幾何拘束(合致フィーチャ)の検索部１０３、概略化形状表示/確認部１０５、対話的形状修正部１０６、形状データ保存部１０７は図１で示したものと同じである。図１と異なるのは、削除対象としない形状特徴の範囲を広げることを目的として、保留対象閾値を入力する手段（９０１）を設けたことである。そして、被依存の幾何拘束が無く、かつ、保留対象閾値以下の形状特徴フィーチャを削除する（９０２）。
【００２８】
図１０は保留する形状特徴の寸法閾値を入力する画面の一例を示す図である。フィレット、面取り、穴、段差、体積等の閾値を入力し、この閾値より大きい形状特徴は削除対象としない。
【００２９】
図１１ａ、図１１ｂは、合致フィーチャによる依存関係の検査と保留対象閾値を併用した場合の概略形状化処理を説明するための、被依存関係のある形状の別の例を示す図である。図１１ａは部品１１０１、１１０２、１１０３の三次元形状を視認し易いように陰影を付けて表示したものを示す図であり、図１１ｂは部品１１０１、１１０２、１１０３をそれぞれ線で描いた線画の一例１１０４、１１０５、１１０６を示す図である。概略形状化したい部品（線画）を１１０５、１１０６とする。ここで注意したいのは、部品（線画）１１０５と部品（線画）１１０６とが合わさって一つの部品（モジュール）を構成していることである。これまでの説明では簡単のために純粋に一つのボディからなる部品を例示してきたが、実際にはモジュール単位で概略形状化する。部品（線画）１１０６は部品（線画）１１０４の底面と合致するように配置されており、部品（線画）１１０４の四隅の貫通穴の場所と直径に依存して部品（線画）１１０６にも穴が開けられているものとする。また、部品（線画）１１０５は部品（線画）１１０４の上面と合致するように配置されている。
【００３０】
削除対象あるいは削除対象としない形状特徴の選出方法について述べる。これは次の再帰的な手順によって実現できる。
（１）概略形状化したい部品の形状特徴を全て削除候補のリストに加える。
（２）別の部品から参照されている（被依存関係のある）形状特徴を削除候補のリストから除外する。
（３）寸法閾値より大きい形状特徴を削除候補のリストから除外する。
（４）直前の処理にて除外された形状特徴が参照していた別の形状特徴を検索し、それを削除候補のリストから除外する。
（５）（４）の処理を削除候補のリストに変化が無くなるまで繰り返す。
【００３１】
図１２ａ、図１２ｂは、図１１ｂで示した三次元ＣＡＤデータを概略形状化した一例を示す図である。図１１ｂの部品（線画）１１０４、１１０５にあったフィレットや角丸めは削除され、それぞれ図１２ａの部品（線画）１２０１、１２０２のように概略形状化される。ここで部品（線画）１２０２は部品（線画）１２０１に依存しているだけで、部品（線画）１１０６とは依存関係が無い。即ち、部品（線画）１２０２を削除しても三次元ＣＡＤデータの不整合は発生しない。図１０で示した保留する形状特徴の寸法閾値の入力において、段差の寸法閾値を大きくすることで、図１２ｂの１２０３に示したように部品（線画）１２０２を取り除くことができる。
【００３２】
図１３は本発明の設計支援装置における、概略形状化処理フローの更に別の例を示す図である。形状データ読込み部１０１、コア部品指定部１０２、コア部品に関する幾何拘束(合致フィーチャ)の検索部１０３、概略化形状表示/確認部１０５、対話的形状修正部１０６、形状データ保存部１０７、保留対象閾値を入力する手段９０１、被依存の幾何拘束が無く、かつ、保留対象閾値以下の形状特徴フィーチャを削除する手段９０２は図９で示したものと同じである。図９と異なるのは、概略形状化したい部品を簡易立体に変換する手段１３０１、１３０２を設けたことである。基本的に本発明はコア部品の概形を残すように動作させるものであるが、操作者が概形も不要と判断した場合には、コア部品を、例えばそれを包含する直方体に置換することができる。
【００３３】
図１４はコア部品を簡易立体に置換した例を示す図である。１４０１は１１０４を包含する直方体であり、１４０１の底面と１１０６の上面との合致のみが保持されている。
【００３４】
図１５は本発明の設計支援装置における、概略形状化処理フローの更に別の例を示す図である。形状データ読込み部１０１、コア部品指定部１０２、コア部品に関する幾何拘束(合致フィーチャ)の検索部１０３、概略化形状表示/確認部１０５、対話的形状修正部１０６、形状データ保存部１０７、保留対象閾値を入力する手段９０１、被依存の幾何拘束が無く、かつ、保留対象閾値以下の形状特徴フィーチャを削除する手段９０２、更に、概略形状化したい部品を簡易立体に変換する手段１３０１、１３０２は図１３で示したものと同じである。図１３と異なるのは、概略形状化後のコア部品を含む三次元ＣＡＤデータを、振動解析などの数値シミュレーションで使用することを可能にするため、簡易立体に変換する前のコア部品の質量を計算しておき（１５０１）、その値を簡易立体に割り当てる手段を設けたことである。コア部品の質量は三次元ＣＡＤの機能を使って求めることができる。実際に数値シミュレーションする際は、簡易立体に割り当てられた質量の値に基づき、例えば集中マスといった境界条件に変換して用いることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０１    形状データ読込み部
１０２    コア部品指定部
１０３    コア部品に関する幾何拘束(合致フィーチャ)の検索部
１０４    被依存の幾何拘束が無い形状特徴フィーチャの削除部
１０５    概略化形状表示/確認部
１０６    対話的形状修正部
１０７    形状データ保存部
２０１    三次元ＣＡＤデータにおける部品の一例(陰影表示)
２０２    三次元ＣＡＤデータにおける部品の一例(線画表示)
２０３    穴の例
２０４    フィレットの例
２０５    フィレットの例
２０６    フィレットの例
３０１    寸法閾値を指定する方法によって形状を簡易化した部品の一例
４０１    簡易化前の形状の部品の一例
４０２    相対的に小さい段差の例
４０３    寸法閾値を指定する方法によって形状を簡易化した部品の別の例
５０１    コア部品に依存する部品の一例(陰影表示)
５０２    コア部品の一例(陰影表示)
５０３    コア部品に依存する部品の一例(線画表示)
５０４    コア部品の一例(線画表示)
６０１    コア部品の特定の面上に配置された部品の一例
６０２    コア部品の一例
６０３    段差の例
６０４    コア部品を概略形状化した一例
７０１    コア部品の一例(陰影表示)
７０２    コア部品に依存する部品の一例(陰影表示)
７０３    コア部品の一例(線画表示)
７０４    コア部品に依存する部品の一例(線画表示)
８０１    概略形状化した部品の一例
９０１    保留対象閾値入力手段
９０２    幾何拘束が無く、閾値以下の形状特徴を削除する手段
１１０１    コア部品の一例(陰影表示)
１１０２    コア部品の一例(陰影表示)
１１０３    コア部品に依存する部品の一例(陰影表示)
１１０４    コア部品の一例(線画表示)
１１０５    コア部品の一例(線画表示)
１１０６    コア部品に依存する部品の一例(線画表示)
１２０１    概略形状化した部品の一例
１２０２    概略形状化した部品の一例
１２０３    概略形状化した部品の一例
１３０１    簡易立体に変換するかどうかを操作者に確認する手段
１３０２    簡易立体に変換する手段
１４０１    簡易立体に変換した部品の一例
１５０１    コア部品の質量算出手段
１５０２    簡易立体に質量を割り当てる手段
【図１】
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【図２ａ】
2016031566.tif 000004
【図２ｂ】
2016031566.tif 000005
【図３】
2016031566.tif 000006
【図４ａ】
2016031566.tif 000007
【図４ｂ】
2016031566.tif 000008
【図５ａ】
2016031566.tif 000009
【図５ｂ】
2016031566.tif 000010
【図６ａ】
2016031566.tif 000011
【図６ｂ】
2016031566.tif 000012
【図７ａ】
2016031566.tif 000013
【図７ｂ】
2016031566.tif 000014
【図８】
2016031566.tif 000015
【図９】
2016031566.tif 000016
【図１０】
2016031566.tif 000017
【図１１ａ】
2016031566.tif 000018
【図１１ｂ】
2016031566.tif 000019
【図１２ａ】
2016031566.tif 000020
【図１２ｂ】
2016031566.tif 000021
【図１３】
2016031566.tif 000022
【図１４】
2016031566.tif 000023
【図１５】
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