(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元ＣＡＤシステムにおいて三次元部品モデルで変更された形状をアセンブリモデルから投影された二次元投影図に反映させるための部分再投影方法であって、
前記アセンブリモデルから投影されて得られた二次元要素を部品単位でグループ化して部品ごとの二次元投影図を生成するステップと、
部品ごとの視線と部品の位置とを含む属性を、ＣＰＵにより部品ごとの前記二次元投影図に部品情報としてそれぞれ付加するステップと、
前記三次元部品モデルで変更された形状によって前記二次元投影図を更新する際に、ＣＰＵにより前記三次元部品モデルから形状が変更された三次元部品モデルをロードするステップと、
前記形状が変更された三次元部品モデルの形状によって更新されるべき前記二次元投影図をＣＰＵにより特定し、特定された前記二次元投影図に付加された前記部品情報に含まれる視線から前記形状が変更された三次元部品モデルの投影方向をＣＰＵにより決定すると共に、当該部品情報に含まれる部品の位置から二次元要素の生成位置をＣＰＵにより決定するステップと、
前記投影方向及び前記生成位置に基づいて、前記三次元部品モデルで変更された形状を前記二次元投影図にＣＰＵにより反映するステップと、
を備えていることを特徴とする部分再投影方法。
【請求項２】
前記アセンブリモデルから全体の再投影を行うか、前記形状が変更された三次元部品モデルについて部分再投影を行うかを判断するステップを更に備える、
請求項１記載の部分再投影方法。
【請求項３】
三次元部品モデルで変更された形状をアセンブリモデルから投影された二次元投影図に反映させることを可能にする三次元ＣＡＤシステムのためのコンピュータプログラムであって、
前記アセンブリモデルから投影されて得られた二次元要素を部品単位でグループ化して部品ごとの二次元投影図を生成するステップと、
部品ごとの視線と部品の位置とを含む属性を、部品ごとの前記二次元投影図に部品情報としてそれぞれ付加するステップと、
前記三次元部品モデルで変更された形状によって前記二次元投影図を更新する際に、前記三次元部品モデルから形状が変更された三次元部品モデルをロードするステップと、
前記形状が変更された三次元部品モデルの形状によって更新されるべき前記二次元投影図を特定し、特定された前記二次元投影図に付加された前記部品情報に含まれる視線から前記形状が変更された三次元部品モデルの投影方向を決定すると共に、当該部品情報に含まれる部品の位置から二次元要素の生成位置を決定するステップと、
前記投影方向及び前記生成位置に基づいて、前記三次元部品モデルで変更された形状を前記二次元投影図に反映するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項４】
前記コンピュータに、
前記アセンブリモデルから全体の再投影を行うか、前記形状が変更された三次元部品モデルについて部分再投影を行うかを判断するステップをさらに実行させる、
請求項３記載のコンピュータプログラム。
【請求項５】
請求項３または４記載のコンピュータプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６】
三次元部品モデルで変更された形状をアセンブリモデルから投影された二次元投影図に反映させることを可能にする三次元ＣＡＤシステムであって、
前記アセンブリモデルから投影されて得られた二次元要素を部品単位でグループ化して部品ごとの二次元投影図を生成する手段と、
部品ごとの視線と部品の位置とを含む属性を、部品ごとの前記二次元投影図に部品情報としてそれぞれ付加する手段と、
前記三次元部品モデルで変更された形状によって前記二次元投影図を更新する際に、前記三次元部品モデルから形状が変更された三次元部品モデルをロードする手段と、
前記形状が変更された三次元部品モデルの形状によって更新されるべき前記二次元投影図を特定し、特定された前記二次元投影図に付加された前記部品情報に含まれる視線から前記形状が変更された三次元部品モデルの投影方向を決定すると共に、当該部品情報に含まれる部品の位置から二次元要素の生成位置を決定する手段と、
前記投影方向及び前記生成位置に基づいて、前記三次元部品モデルで変更された形状を前記二次元投影図に反映させる手段と、
を備えることを特徴とする三次元ＣＡＤシステム。
【請求項７】
前記アセンブリモデルから全体の再投影を行うか、前記形状が変更された三次元部品モデルについて部分再投影を行うかを判断する手段をさらに含む、
請求項６記載の三次元ＣＡＤシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三次元ＣＡＤシステムにおける部分再投影方法に関する。詳しくは、部品モデルで変更した形状をアセンブリモデルから投影された二次元投影図に反映させるための部分再投影方法、装置及びコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
三次元ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）システムは、形状認識が容易であることや干渉チェックを用いて設計上の問題点の早期発見が可能なこと等の利点があり、ＣＡＤシステムの主流となりつつある。しかしながら、実際にモデルの加工・作製のために二次元図面が必要であることが多い。また、従来の二次元ＣＡＤデータで表現することができた情報が三次元ＣＡＤデータで表現することができないといった問題が生ずる場合もある。このために、三次元ＣＡＤシステムには、三次元モデルを二次元図面に投影して製品全体の組立図や各部品の部品図を作成するための機能を備えていることが多い。このような三次元モデルから二次元図面への投影処理は、例えば特開平７−３３４５３４号公報、及び特開平１１−２０３３３１号公報に記載されている。
【０００３】
三次元モデルから二次元の部品図を作成する場合に、対象部品の三次元モデル（すなわち、部品モデル）をロードして二次元図面に投影する方法と、複数の部品が組み合わせられた製品全体の三次元モデル（アセンブリモデル）から直接、対象部品の二次元投影図面を作成する方法とがある。後者の方法は、製品が数多くの部品から構成されている場合に、個々の部品ごとに部品モデルをロードして投影する手間が省け、一度に多数の部品図を作成することができるので、よく使用される方法である。
【０００４】
図１は、従来の三次元ＣＡＤシステムにおいて、アセンブリモデルから二次元投影図面を作成する様子を示す図である。この例では、アセンブリモデルが２個の部品Ｐ１及びＰ２を含んでおり、一度にアセンブリモデルから部品単位に二次元図面の層（レイヤー）に分けて投影することができる。各部品の投影図は、アセンブリモデルの座標系における各部品の位置と姿勢にしたがって作成される。作成された二次元図面は、層（レイヤー）ごとに見れば各部品の部品図であり、全部の層を重ねて見れば組立図として見ることができる。各層の部品図を個別のファイルとして出力することもできる。
【０００５】
また、三次元ＣＡＤシステムは、三次元モデルで形状等の変更をした場合に、その三次元モデルから作成した二次元投影図面に変更内容を任意のタイミングで反映する機能を備えている。この機能を再投影と呼称する。再投影を行うには、二次元投影図面の元となった三次元モデル（部品モデル又はアセンブリモデル）をロードし、モデル形状を反映する必要がある。
【０００６】
例えば、図２に示すように、部品Ｐ１及びＰ２からなるアセンブリＡＳＭの三次元モデルにおいて、部品Ｐ１について３つの視線方向Ｖ１，Ｖ２及びＶ３から投影図を作成した場合、図３に示すような二次元投影図面が得られる。このとき、正面図、上面図および右側面図は、それぞれの属性データＡ１，Ａ２及びＡ３を保持している。各属性データＡ１，Ａ２又はＡ３は、ロードモデルＡＳＭ、投影対象モデルＰ１、そして視線Ｖ１，Ｖ２又はＶ３に関する情報を含んでいる。この場合に、形状変更による直接の再投影が可能な三次元モデルは、ロードモデルＡＳＭということになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
いわゆるトップダウン設計において、構想設計で作成したアセンブリの三次元モデルから各部品の二次元図面（部品図）を作成し、各部品の三次元モデル（部品モデル）と部品図を用いて詳細設計を進めることが多い。前述のように、部品点数が多くなると部品ごとに部品モデルをロードして部品図を投影することは手間がかかり煩わしいので、アセンブリの三次元モデルから一度に各部品の部品図を生成する方法がよく採られる。また、部品ごとに設計担当者が異なる場合が多く、その場合は、詳細設計を行う設計担当者がすべての三次元モデル（アセンブリモデル及び各部品の部品モデル）を使用することができるとは限らない。
【０００８】
詳細設計で部品の三次元モデルを用いて変更を加えた場合に、その変更を部品図に反映するには、前述のように部品図の元になった三次元モデル、つまり、部品の配置や姿勢の情報を保持したアセンブリモデルが必要となる。しかし、上述のように、詳細設計の段階では部品モデルと部品図しか使用できないことが多く、その場合は詳細設計の段階で部品モデルを用いて変更した形状を、構想段階で作成した部品図に反映することができないことになる。したがって、構想段階で作成した部品図に位置や姿勢を合わせて、新規に部品図を投影し直すことになる。しかし、部品モデルから新規に投影図を作成した場合は、アセンブリモデルからの再投影はできなくなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するために、アセンブリモデルから作成した部品図に対して三次元モデルの形状変更を反映させる際に、アセンブリモデルをロードしないで、部品図の位置や姿勢を保ったまま部品形状を反映できるようにすることを目的とする。
【００１０】
本発明の実施形態による部分再投影方法は、三次元ＣＡＤシステムにおいて三次元部品モデルで変更された形状をアセンブリモデルから投影された二次元投影図に反映させるための部分再投影方法であって、前記アセンブリモデルから投影されて得られた二次元要素を部品単位でグループ化して部品ごとの二次元投影図を生成するステップと、部品ごとの視線と部品の位置とを含む属性を、ＣＰＵにより部品ごとの前記二次元投影図に部品情報としてそれぞれ付加するステップと、前記三次元部品モデルで変更された形状によって前記二次元投影図を更新する際に、ＣＰＵにより前記三次元部品モデルから形状が変更された三次元部品モデルをロードするステップと、前記形状が変更された三次元部品モデルの形状によって更新されるべき前記二次元投影図をＣＰＵにより特定し、特定された前記二次元投影図に付加された前記部品情報に含まれる視線から前記形状が変更された三次元部品モデルの投影方向をＣＰＵにより決定すると共に、当該部品情報に含まれる部品の位置から二次元要素の生成位置をＣＰＵにより決定するステップと、前記投影方向及び前記生成位置に基づいて、前記三次元部品モデルで変更された形状を前記二次元投影図にＣＰＵにより反映するステップとを備えていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、属性として付加された部品情報からアセンブリモデルの座標系と三次元部品モデルの座標系との関係、すなわち、アセンブリモデルの座標系における三次元部品モデルの投影方向及び相対位置が特定されるので、両者の整合性をとることがたやすくなる。
【００１２】
好ましい実施形態において、部分再投影方法は、前記アセンブリモデルから全体の再投影を行うか、前記形状が変更された三次元部品モデルについて部分再投影を行うかを判断するステップを更に備える。部分再投影を行う場合は、前記部品情報及び投影情報の属性を変更しないで形状の更新のみを行う。
【００１３】
このような構成によれば、アセンブリモデルを投影して作成した二次元投影図（部品図）を修正、更新する際に、二次元投影図を作成したときのモデルがロードされている場合は全モデルの更新内容を二次元投影図に反映し、一部のモデルがロードされている場合は、二次元投影図を作成したときのモデル（アセンブリモデル）をロードしないで、その形状のみを反映することができる。
【００１４】
したがって、例えばトップダウン設計において、構想設計から詳細設計を経て全体チェックに至る各段階で、最小限のデータの受け渡しで済むようになる。また、ＣＡＤシステムとデータ管理ツールとを併用する運用形式では、部品形状の変更を行う際に、部品モデルと部品図のみをデータ管理ツールから取り出せばよく、不要なモデルツールを取り出す必要が無くなる。
【００１６】
また、本発明の実施形態によるコンピュータプログラムは、三次元部品モデルで変更された形状をアセンブリモデルから投影された二次元投影図に反映させることを可能にする三次元ＣＡＤシステムのためのコンピュータプログラムであって、前記アセンブリモデルから投影されて得られた二次元要素を部品単位でグループ化して部品ごとの二次元投影図を生成するステップと、部品ごとの視線と部品の位置とを含む属性を、部品ごとの前記二次元投影図に部品情報としてそれぞれ付加するステップと、前記三次元部品モデルで変更された形状によって前記二次元投影図を更新する際に、前記三次元部品モデルから形状が変更された三次元部品モデルをロードするステップと、前記形状が変更された三次元部品モデルの形状によって更新されるべき前記二次元投影図を特定し、特定された前記二次元投影図に付加された前記部品情報に含まれる視線から前記形状が変更された三次元部品モデルの投影方向を決定すると共に、当該部品情報に含まれる部品の位置から二次元要素の生成位置を決定するステップと、前記投影方向及び前記生成位置に基づいて、前記三次元部品モデルで変更された形状を前記二次元投影図に反映するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、属性として付加された部品情報からアセンブリモデルの座標系と三次元部品モデルの座標系との関係、すなわち、アセンブリモデルの座標系における三次元部品モデルの投影方向及び相対位置が特定されるので、両者の整合性をとることがたやすくなる。
【００１８】
好ましい実施形態において、前記コンピュータに実行させる処理が、前記アセンブリモデルから全体の再投影を行うか、前記形状が変更された三次元部品モデルについて部分再投影を行うかを判断するステップを更に含む。
【００１９】
このような構成によれば、アセンブリモデルを投影して作成した二次元投影図を修正、更新する際に、二次元投影図を作成したときのモデルがロードされている場合は全モデルの更新内容を二次元投影図に反映し、一部のモデルがロードされている場合は、二次元投影図を作成したときのモデルをロードしないで、その形状のみを反映することができる。
【００２０】
また、上記のようなコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録した状態で供給し、記録媒体からコンピュータにインストールして実行することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図４は、アセンブリモデルから作成した部品図に対して三次元モデルの形状変更を反映させる様子を示す図である。この図に示す例では、（ａ）の部品モデル（三次元モデル）で貫通孔ＢＯを追加したときに、（ｂ）の部品図（アセンブリモデルからの投影図）において、投影元の位置、姿勢を保持して貫通孔ＢＯを反映することができる。つまり、部品モデルでの変更内容を、アセンブリモデルから作成した部品図に投影（すなわち部分再投影）することができる。
【００２２】
図５は、上記のような部分再投影を可能にするための部品情報に関する説明図である。本発明の三次元ＣＡＤシステムにおける部分再投影方法及び装置は、部品単位に投影された要素（線分等）をグループ化し、グループＧ１又はＧ２として、部品単位での視線と部品の位置に関する部品情報Ａ１又はＡ２を属性として付加する。これにより、部品単体の形状を更新する際に、更新対象の二次元要素を特定し、属性として付加した部品単位の視線から部品モデルＰ１又はＰ２の投影方向を決定し、位置属性から二次元要素の生成位置を決定する。
【００２３】
また、投影図を作成したときのモデルの状態（ロードされているモデルの情報）と投影したモデルの情報、すなわち、投影対象として選択したモデルと実際に投影されたモデルの情報を投影情報Ｒ１として投影図に付加する。これにより、従来の通常の再投影を行う（投影図全体の更新を行う）か、又は投影図内の一部の部品形状のみの再投影（部分再投影）を行うかを判断する。
【００２４】
さらに、投影図内の一部の部品形状のみを再投影した場合に、元のモデル状態からの再投影を行うことができるようにするために、部分再投影を行う際に、投影図に付加されている情報は変更しないで形状のみを更新する。
【００２５】
図６は、本発明の実施形態に係るＣＡＤシステムの構成を示すブロック図である。このＣＡＤシステムは、例えばパーソナルコンピュータのようなコンピュータシステムに専用のＣＡＤプログラム（ソフトウェア）をインストールして構成される。コンピュータシステムはＣＰＵ（中央処理装置）や主メモリの他に、キーボードやマウス等の入力装置１１、ＣＲＴやＬＣＤ等の表示装置１２、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置１３、リムーバブル記憶媒体のドライブ装置１４等を備えている。
【００２６】
本発明に係るＣＡＤシステムを構成するＣＡＤプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ（光ディスク）のようなリムーバブル記録媒体１５に記録された状態で供給され、ドライブ装置１４を介して補助記憶装置１３にインストールされる。補助記憶装置１３にインストールされたＣＡＤプログラムは、主メモリにロードされ、ＣＰＵによって実行される。図６の構成では、主としてＣＰＵと主メモリ（にロードされたＣＡＤプログラム）によって構成されるＣＡＤシステムのうち、部分再投影処理に関する部分を部分再投影装置１として機能ブロックで示している。
【００２７】
部分再投影装置１は、部分再投影処理を制御する再投影処理部１６と、輪郭線や隠線等の処理を行うための（輪郭線や隠線等の情報を返す）モデリングカーネル１７とを備える。また、入力装置１１は、再投影処理を行う際の条件を指定するのに用いられる。補助記憶装置１３には、ＣＡＤプログラムの他に二次元図面や三次元モデルのＣＡＤデータが格納される。
【００２８】
再投影処理部１６は、再投影対象となる投影図の情報を解析する連想解析処理部１６１と、モデリングカーネル１７と連携して三次元形状データ及び投影条件から投影対象となる三次元要素を決定する図面化処理部１６２と、決定された三次元要素を二次元要素として図面上に生成する図面データ生成処理部１６３と、生成された二次元要素を部品ごとにグループ化し各種条件やモデルとの関係を設定する連想設定処理部１６４を含んでいる。
【００２９】
図７は、部分再投影装置１の動作を示すフローチャートである。ステップ＃１０１において、連想解析処理部１６１は、部分再投影か否かをチェックする。すなわち、補助記憶装置１３に格納されている図面データとモデルデータから投影図の情報を取得し、投影図内の部分的なモデルが再投影の対象になっている（部分再投影である）か否かをチェックする。
【００３０】
そして、部分再投影である場合はステップ＃１０２及びステップ＃１０３で部分再投影処理を行い、そうでない場合はステップ＃１０４及びステップ＃１０５で通常の再投影を行う。また、ユーザの運用形態に合わせて、ユーザが入力装置１１を用いて通常の再投影又は部分再投影のいずれかを指定するようにしてもよい。
【００３１】
部分再投影である場合に実行されるステップ＃１０２では、投影図内の部品情報（図５におけるＡ１及びＡ２）から部品単体の視線を決定する。続くステップ＃１０３では、該当部品の投影図形状のみを消去する。この後、ステップ＃１０６のレンダリング処理に移行する。
【００３２】
部分再投影ではない場合、すなわち、投影図を作成したときのモデルが再投影対象である場合は、ステップ＃１０４で投影情報（図５におけるＲ１）からモデルの視線を決定する。続くステップ＃１０５で投影図全体を消去する。つまり、通常の（従来の）再投影処理を行った後にステップ＃１０６のレンダリング処理に移行する。
【００３３】
ステップ＃１０６では、図面化処理部１６２がレンダリング処理を実行する。すなわち、ステップ＃１０２又はステップ＃１０４で決定された視線、三次元形状データ、及び入力装置から指定された投影条件をモデリングカーネル１７に渡し、輪郭線や隠線の三次元情報を取得する。
【００３４】
次のステップ＃１０７で部分再投影か否かがチェックされ、部分再投影である場合はステップ＃１０８で二次元投影要素のオフセットが行われる。つまり、図面データ生成処理部１６３が、部品情報に含まれる部品の位置から各視線での位置を求め、その結果に応じて、ステップ＃１０６のレンダリング処理で取得されたデータをオフセットする。その結果に基づいて、ステップ＃１０９で対象図面に投影図を生成する。
【００３５】
形状データを生成した後に、ステップ＃１１０で連想設定処理部１６４が連想関係の設定を行う。すなわち、部品毎に二次元要素をグループ化し、図８に示すような情報を投影図に再付加する。
【００３６】
図８は、再投影の後に投影図に付加される部品情報及び投影情報の例を示す図である。この図に示すように、投影図の正面図、上面図及び右側面図には、再投影するための投影情報Ａ１、Ａ２及びＡ３に加えて、部品情報Ａ１−１、Ａ２−１及びＡ３−１がそれぞれ付加されている。このように、再投影前の投影図に付加されていた部品情報及び投影情報が、部分再投影後の投影図にも付加される（同じ情報が再度付加される）。
【００３７】
以上に説明したように、本発明に係る三次元ＣＡＤシステム、部分再投影方法、及びコンピュータプログラムによれば、属性として付加された部品情報からアセンブリモデルの座標系と三次元部品モデルの座標系との関係、すなわち、アセンブリモデルの座標系における三次元部品モデルの投影方向及び相対位置が特定されるので、両者の整合性をとることがたやすくなる。また、三次元モデルを投影して作成した二次元投影図を修正、更新する際に、二次元投影図を作成したときのモデルがロードされている場合は全モデルの更新内容を二次元投影図に反映し、一部のモデルがロードされている場合は、二次元投影図を作成したときのモデルをロードしないで、その形状のみを反映することができる。その結果、例えばトップダウン設計において、構想設計から詳細設計を経て全体チェックに至る各段階で、最小限のデータの受け渡しで済むようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の三次元ＣＡＤシステムにおいて、アセンブリモデルから二次元投影図面を作成する様子を示す図である。
【図２】従来の三次元ＣＡＤシステムにおけるアセンブリモデルの例を示す図である。
【図３】従来の三次元ＣＡＤシステムにおける二次元投影図面の属性データの例を示す図である。
【図４】アセンブリモデルから作成した部品図に対して三次元モデルの形状変更を反映させる様子を示す図である。
【図５】部分再投影を可能にするための部品情報に関する説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係るＣＡＤシステムの構成を示すブロック図である。
【図７】部分再投影装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】再投影の後に投影図に付加される部品情報及び投影情報の例を示す図である。
【符号の説明】
１  部分再投影装置
１６  再投影処理部
１７  モデリングカーネル
１６１  連想解析処理部
１６２  図面化処理部
１６３  図面データ生成処理部
１６４  連想設定処理部
【図１】
0004342193.tif 000002
【図２】
0004342193.tif 000003
【図３】
0004342193.tif 000004
【図４】
0004342193.tif 000005
【図５】
0004342193.tif 000006
【図６】
0004342193.tif 000007
【図７】
0004342193.tif 000008
【図８】
0004342193.tif 000009