JPH03105568A

JPH03105568A - ２次元３次元統合型ｃａｄシステム

Info

Publication number: JPH03105568A
Application number: JP1242065A
Authority: JP
Inventors: Tomotoshi Ishida; 智利石田; Shigeru Yamamoto; 茂山本; Yasumasa Kawashima; 泰正川島; Kenichi Tomita; 健一富田; Shunsuke Minami; 俊介南
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1991-05-02
Also published as: KR910006874A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ＣＡＤシステムに関する。

特に、機械の計画設計を対象とするＣＡＤシステムに関
する。

機械設計では、設計者は、考えを整理するため、また、
設計中の機械が十分な機能を発揮するかどうか、または
問題を起こさないかどうか等を検討するために、計画図
を作成する。このような検討は、従来、すべて紙の上に
手描きした２次元の計画図のみによって行なっていた。

しかし、検討の幅を広げるため、また、検討の信頼性を
上げるため、ＣＡＤシステムを用いた２次元計画図，３
次元的な図，模型等を使用することが増えてきた。

本発明は、このような検討を行なうために使用する，２
次元の計画図と３次元の図を統合的に扱うＣＡＤシステ
ムに関する。

第２図は機械設計の処理フローを示す図である。

以下にその手順を示す。

■　ステップ２０１にて、２次元の主投影図（正面図）
上で構造の提案，検討を行なう（２０１）．設計者は、
最初，対象とする機械の特徴を最も良く表わす図，すな
わち主投影図を用いて設計を開始する。

設計者は、最初から３次元で検討することはまれであり
、まず最初は２次元的な検討を行なう。

■　ステップ２０２にて、２次元の補助投影図（平面図
，側面図等）を含めた三面図を用いて，構造の詳細化，
検討を行う（２０２）。

尚、ここで、三面図とは，製図で用いる、複数の方向か
ら見た図の総称であり、図の数は３つとは限らない。

また、上記ステップ２０１及び２０２にて、それぞれ２
次元の主投影図及び２次元の補助投影図としているのは
、 ■　ステップ２０３にて、必要な部分のみを３次元化し
、３次元的な検討を行う（２０３）。

３次元的な検討とは、任意の方向から見た図を表示しな
がら行なう、２次元の図では判断できないような、全体
の配置，バランス，機構，操作性，加工性，組立性等の
検討を行うことである。

一般に，ステップ２０１〜２０３の過程でできる図は計
画図と呼ばれ、この間の設計は計画設計または基本設計
と呼ばれる。計画設計の目的は、計画図の作成ではなく
製品仕様の決定である。製品のすべてが一度に決まるわ
けではないし、最初から最も適切な設計解が提案できる
わけではない。従って、計画図の操作としては、新規に
入力する操作よりも既存のデータを考えに合わせて変更
する操作が多い。このとき必要な操作は，設計変更に添
った操作であり、設計的に意味のある操作である。

計画図が製作担当者に渡されることはない。

■　ステップ２０４にて、検討結果を元にして、新規部
品についてのみ、２次元の部品図を作或する（２０４）
。

部品図は部品の製作指示書であり、製作担当者に渡され
る。

■　ステップ２０５にて、部品図を元にして２次元の組
立図を作成する（２０５）。

ＣＡＤシステムを用いて計画図を作成する場合は、計画
図を元にして組立図を作或する場合が多い。

組立図は組立指示書であり、組立担当者に渡される。

以上述人た流れの中で、ステップ２０１〜２０３の間で
は、頻繁に繰り返しが起こる。また，設計の種類によっ
て、ステップ２０１〜２０５の比重はかなり異なる。

本発明は、このような設計の流れの中で、主としてステ
ップ２０１ないしステップ２０３で行なう作業の支援を
行なうシステムに関する。

〔従来の技術〕

従来より、２次元図形データで表現した２次元図形を用
いて製図及び設計を支援するシステムは多数存在してお
り、広く普及している。このようなシステムを以下では
２次元システムと呼ぶことにする。また、このようなシ
ステムにおいて、２次元図形データを用いながら，３次
元的に見える図（立体図）を作或する機能も実現されて
いる。

これとは別に、３次元図形データで表現した３次元図形
を取り扱うことが可能で、３次元図形を任意の方向から
見た図を表示可能なシステムも多数存在している。この
ようなシステムを以下では３次元システムと呼ぶことに
する。３次元システムは、主として、構造解析用のモデ
ル作成や数値制御加工用のモデル作成を目的としたもの
が多いが、設計の支援を意図した機能も存在しており、
設計上の各種検討に使用されている。

これらのシステムでは，３次元空間中に平面を仮定し、
その面の上に３次元図形データで表現した２次元的な図
形を定義することが可能である。

このような２次元図形は、３次元図形を入力するための
手段として用いられることが多いため、仮定した平面を
入力面と呼ぶことがある。

３次元システムを使用していると、設計で使用する場合
に２次元図形を用いた製図や設計の機能が必要になった
り，解析用や加工用のモデルの製図を行なう機能が必要
になったりして、３次元システムに２次元システムの機
能を加えたシステムが生まれてきた。このようなシステ
ムを以下では２次元３次元結合システムと呼ぶことにす
る。このようなシステムが生まれたのは、２次元システ
ムと３次元システムが別々に存在していると、２次元図
形データで表現した２次元図形を３次元図形データで表
現した２次元図形に変換する場合、また、３次元図形デ
ータで表現した３次元図形を２次元に投影して２次元図
形データで表現した図面を作戊する場合のための操作を
簡単にするためである。

２次元３次元結合システムでは、画面を２次元図形のた
めの領域（一般に２次元ビューと呼ぶ）と、３次元図形
のための領域（一般に３次元ビューと呼ぶ）とに別けて
、同時に、２次元図形と３次元図形を表示することがで
きる。従って、２次元，３次元の間の図形の相互転送の
操作を、表示場所の移動操作と類似した方法で比較的簡
単に行なうことができる。

前述のように、ステップ２０１ないしステップ２０３の
段階の作業に用いるＣＡＤシステムでは，新規に入力す
る操作よりも既存のデータを考えに合わせて変更する操
作が中心になる。従ってこのとき必要な操作は，設計変
更に添った操作であり、設計的に意味のある操作である
。これに対して、従来のＣＡＤシステムの操作は、図形
の入力を最も簡単に行なうように考えられていた。これ
は、手書きの図面などがすでに存在するときに図形を入
力する場合が多かったからである。また、あらゆる形状
を入力できるために、基本的な操作方法のみを用意して
おき、組み合わせれば何でもできるようにと考えられて
いた。

例えば、３次元図形は指示さえすればあらゆる方向から
見ることができるようになっているし、図形は１ｌＡ１
本ずつをどのようにも変更できるようになっていた。ま
た，２次元図形の３次元化は、まず２次元図形を３次元
空間に配置して作或し、それを掃引することによって行
なうことができるようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

２次元システムの利用においては、利用者は，一般に、
２次元の図面に相当する画面の上に３次元の製品形状を
表わすため、正面図，平面図，側面図等の複数の図を作
成する。２次元システムでは、これらの図の間に特に関
係を持っておらず、それぞれ、自由な図を作或すること
ができる。この点は，どのようにも描くことができると
いう長所でもあるが、逆に、これらの図の間に矛盾があ
つても図としてできてしまうという短所でもある。

正面図と平面図の間に矛盾に気付かず、製作の段階で加
工不可能なことがわかり、設計の修正が必要となるとい
ったことが起こる場合が少なくない。

また、２次元システムでは、３次元的な検討が必要な場
合、立体図を作成することができるものが多い。しかし
、２次元システムで作成した立体図は、回転させて他の
方向から見ることはできない。従って、異なる複数の方
向から見た立体図が必要な場合、立体図作成の操作を複
数回行なう必要がある。

一方、３次元システムでは、３次元の製品形状を３次元
のまま表わし、それをいくつかの方向から見た図を表示
するため、複数の図の間に矛盾は生じ得ない。また、回
転させて、任意の方向から見た図を表示することが容易
にできる。しかし、２次元の図をいくつか作成するより
も、３次元の形状データを作或するほうが手間がかかる
という短所がある。

従って、ＣＡＤシステムの利用者は，２次元の図のみで
３次元形状が把握でき、２次元的検討のみで矛眉の起こ
る可能性があまり無い部分については、２次元的検討の
みで十分であり、入力操作の簡単な２次元図形を利用す
る。一方，２次元の図のみでは３次元形状の把握が困難
で、２次元的な検討のみでは矛盾の起こる可能性が高い
部分については、複数の方向からの３次元的な検討が必
要であり，多少入力操作が困難であっても、３次元形状
を利用しようとする。

しかし、２次元３次元結合システムにおいても、任意に
２次元図形と３次元形状の使い分けができるわけではな
い。なぜなら、２次元図形と３次元形状を使い分けたと
しても、それぞれは、別々の領域にしか表示できないか
らである。

以上述べた問題点を考慮しつつ、３次元的検討箇所の量
ごとに設計の流れに添ってＣＡＤシステムの使用法を検
討すると，以下のようになる。

（ｌ）３次元的検討が必要ない場合２次元の計画図上ですべての検討を行なう．その結果を
元にして部品図，組立図を作或する。

従って、２次元システムのみによって設計の支援が可能
である。しかし、製品の小型化等，ユーザのニーズが高
くなりつつあり、３次元的検討が全く必要ない製品は減
少しつつある。

このような場合のシステム間のデータの流れを、第３図
に示す。すなわち、先ずステップ３０１にて、主投影図
上で２次元的検討を行ない（３０１）．ステップ３０２
にて三面図に展開して２次元的検討を行ない（３０２）
．検討が終わると，ステップ３０３へ移行し、各部品ご
とに部品図を作威し（３０３）、それをもとにステップ
３０４で組立図を作成する（３０４）。

（２）３次元的検討箇所が少ない場合２次元の計画図上でほとんどの検討を行ない、３次元的
な検討が必要な箇所のみを３次元システムに入力して３
次元的に検討する。

検討が終了したら、３次元システム上の変更を２次元の
計画図に反映させる。反映の方法は、人間が変更箇所を
把握し２次元の計画図を変更して行なう方法と、３次元
システムの３次元データを２次元の計画図上に投影して
もとの図形と変換する方法がある。

３次元的検討の結果が反映された２次元の計画図によっ
て再度全体的に検討する。

以上のステップを繰り返しながら検討を進める。

検討が終了すると、その結果を元にして部品図，組立図
を作成する。

この形態の設計は，２次元システムと３次元システムの
組合せによって，または２次元３次元結合システムによ
ってもある程度支援することができる。しかし，この場
合３次元的検討の結果を２次元の計画図に反映させるた
めの操作を必ず、行わなければならない。

このような場合のシステム間のデータの流れを、第４図
に示す。すなわち、先ず、ステップ４０１にて、主投影
図上で２次元的検討を行ない（４０１）．ステップ４０
２にて，三面図に展開して２次元的検討を行ない（４０
２）、３次元的検討が必要な部分のみは、ステップ４０
３へ移行し、別システムで３次元的検討を行ない（４０
３），３次元的な検討が終わると、その結果を２次元の
三面図に反映させ（４０２）、２次元，３次元の検討が
終わると、ステップ４０４にて、各部品ごとに部品図を
作成し（４０４）．それをもとにステップ４０５で組立
図を作成する（４０５）．（３）３次元的検討箇所が多い場合２次元の計画図上である程度の検討を行ない，３次元的
な検討が必要な箇所を３次元システムに入力して検討す
る。検討が終了した時、３次元システム上の変更を２次
元の計画図に反映させるという使用法は考えられる。ま
た、２次元３次元結合システムを用いれば変更の反映の
ための操作がある程度少なくなる。

しかし、従来のシステムを用いたのでは、ここで対象と
しているような、３次元的検討箇所が多い設計では、相
互に反映させるべき変更箇所が多くて操作が煩わしい。

（４）すべてを３次元的に検討する場合すべてを３次元
的に検討する場合にも、検討のはじめは必ず２次元的に
行なう。従って、最初から最後まですべて３次元的な計
画図で設計を行なうということは有り得ない。そこで、
２次元的に検討した図を元に３次元化を行なうというの
が自然な流れである。このため、３次元化の途中段階で
、前記（３）の場合と同様な問題が生じる。

このように、３次元的検討の必要な箇所が存在する場合
には、従来のＣＡＤシステムを使用すると、２次元図形
と３次元図形の間の相互データ交換のために利用者が行
なわなくてはならない手間が多くあり、非常に操作が煩
わしい．また、計画設計の段階で従来のＣＡＤシステムを使用す
ると、新規の形状入力は良いが、設計の流れに添った、
本当に必要な図形の変更を容易に行なうことはできない
。

さらに、従来のＣＡＤシステムでは、部分的に３次元形
状のデータを作戊しても、既に２次元システムで蓄積し
た２次元図形データと重ね合わせて全体を見ることはで
きなかった。

本発明の目的は，このような問題点を解決し、３次元的
検討の存在する場合の設計にも適用可能な、計画設計の
ためのＣＡＤシステムを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は、３次元図形データを入力する手段と、２次元図形データ
を入力する手段と、３次元図形データを記憶する手段と
、２次元図形データを記憶する手段と、３次元図形デー
タと２次元図形データを同時に同一の画面に重ねて表示
する手段と、記憶した図形データに対する、設計の流れ
に添った操作を行なう手段と、または、視線方向に独立なデータを入力する手段と、視線方向に
依存した形状データを入力する手段・と、視線方向に独立な形状データを記憶する手段と、視線方
向に依存した形状データを記憶する手段と、視線方向に独立な形状データと視線方向に依存した形状
データとを同時に同一の画面に重ねて表示する手段と，
記憶した形状データに対する、設計の流れに添った操作
を行なう手段と、を用意することにより解決できる。

〔作用〕

３次元図形データと２次元図形データを入力すると，記
憶され、同時に同一の画面に表示される。

また，３次元図形データは、任意の方向で表示される。

また、記憶された図形データは、設計の流れに添った操
作方法によって処理される。

または，視線方向に独立な形状データと視線方向に依存した形状
データを入力すると、記憶され、同時に同一の画面に表
示される。また，視線方向に独立な形状データは，任意
の方向で表示される。また、記憶された形状データは，
設計の流れに添った操作方法によって処理される。

〔実施例〕

本発明の実施例として、以下に計画設計を目的としたＣ
ＡＤシステムの場合を説明する。

本システムは，第１図に示したハードウェア装置及びそ
の装置で動作するプログラムによって構成される６人力
装置１０１は、本システムの操作のための司令及び設計
対象物のデータを入力するためのものである。演算装置
１０２は、操作司令の解析，操作司令の解釈，記憶され
た設計対象物のデータの操作，幾何計算、等を行なうた
めのものである。記憶装置１０３は、設計対象物のデー
タを記憶するためのものである。出力装置１０４は、設
計結果の出力を行なうためのものである。

本システムの狙い及び特徴は、以下の通りである。

（１）製図（出力物作或）よりも検討作業そのものを重
視する。ただし、製図も可能とする。

（２）２次元モデル，３次元モデルを使い分けることに
より、２次元モデルを用いた立案，検討，２次元モデル
と部分的にまたは全体を３次元化したモデルとを併用し
た検討，製作図（部品図，組立図）の製図を行ないなが
らの検討を一貫して支援する。

（３）設計対象品として、組立品を取り扱うことにより
、組立状態での検討及びデータの一元化を支援する。

（４）３次元モデルの２次元的な操作，及び操作が容易
になる視線方向から見た図を簡単に作成する機能により
、設計者にとって理解しにくい，３次元の座標系を使用
せずに利用できるようにする．（５）寸法及び部品間の接触関係を利用し、モデルの操
作性及び検討の容易性を向上させる。

このような狙いは、以下に示すような背景から生まれた
ものである。

（１）検討の中心は２次元である。

（２）３次元データに対する操作方法として，入力，変
更は２次元的操作によって、参照は２次元的，３次元的両方によって、行なうことに
よる操作の容易化が必要である。

（３）２次元データ，３次元データには、それぞれ以下
のような特徴があり、マンマシン性を考慮すると、状況
に応じてデータの使い分けを行なうことが必要である。

２次元データ：操作が容易既存データが豊富にある３次元データ二面図間，担当者間のデータの一元化が容
易検討の幅が広がる（４）ユーザが作或する各図面には、それぞれ以下のよ
うな特徴がある。

計画図は設計検討を行なうことを目的として作或される
ものであり、入力変更操作の容易性及びデータの一元化
を要する。図形データは、２次元及び３次元の図形デー
タが必要である。

部品図は，加工の指示を行なうことを目的として作成さ
れる図面であり、隠線処理を施した完全な図面化による
加工者との意志疎通を良効にする必要がある。図形デー
タは２次元図形データが必要である。

組立図は、組立の指示を行なうことを目的として作或さ
れる図面であり、部品図と同様に隠線処理を施した完全
な図面化による組立者との意志疎通を良効にする必要が
ある。図形データは、２次元図形データが必要である。

第５図は、本システムを用いて設計を行なっている途中
の標準的な画面構或である。例として示した設計対象は
、レーザビームプリンタを簡略化したものである。レー
ザビームプリンタは，ドラム５０８，歯車５１０ないし
５ｌ２，発光機５０９，本体ケースの箱５１３，本体ケ
ースの蓋５１７という５つの部品により構成されている
ものとする。

画面は、６つの表示領域（以下ビューと呼ぶ）に分割さ
れている。ビューの数は固定ではなく、操作により、新
たに作或することも、削除することも、可能である。

ビュー５０１は、操作司令（以下コマンドと呼ぶ）を入
力するための表示領域である。好ましい実施例は、タブ
レット，マウスなどのボインテイング・デバイスを用い
て、表示されたコマンドを選択する方法であるが、本発
明は、コマンドの入力方法をこの方法に限定するもので
はない。

ビュー５０２は、３次元図形データを表示することを目
的とした、３次元型ビューである。このビューは、３次
元図形を３次元的に表示するためのものである。本シス
テムは、ダイヤル等のバリュエー夕によって、このビュ
ーの視線方向を任意に変更する手段を有している。また
、入力装置１０１から数値的に視線方向のデータを入力
する手段も有している。

ビュー５０３は、上から見た３次元図形と、上から見た
図専用の２次元図形を重ねて表示するための２次元型ビ
ューである。

ビュー５０４は、前から見た３次元図形と、前から見た
図専用の２次元図形を重ねて表示するための２次元型ビ
ューである。

ビュー５０５は、右から見た３次元図形と、右から見た
図専用の２次元図形を重ねて表示するための２次元型ビ
ューである。

ビュー５０６は，仮想的な面５０７に垂直な方向から見
た３次元図形と、同じ方向から見た図専用の２次元図形
を重ねて表示するための２次元型ビューである。このビ
ュー５０６は、設計者が製図用紙の上に描く２次元図面
の矢視図に相当する６第５図の例では，ドラム５０８の
全域にレーザビームを当てるために必要となる発光機５
０９の放射角度を検討するために、その角度がそのまま
表現される図を描くために作成したものである。

ビュー５０２ないしビュー５０６に表示した、本体ケー
ス５１３，ドラム５０８，発光機５０９の３次元図形デ
ータは，すべて同一のデータであり、１つのデータを複
数のビューに表示している．これに対して、ビュー５０
３ないしビュー５０６に表示した歯車の２次元図形デー
タは、すべてのビューの視線方向が異なるので，ビュー
ごとに別別のデータを表示している。すなわち、正面図
ビュー５０４上の歯車５１０，平面図ビュー５０３上の
歯車５１１，側面図ビュー５０５上の歯車５｛２は、そ
れぞれ別々のデータを表示したものである。

本例では、先ず２次元的に，正面図ビュー５０４，平面
図ビュー５０３，側面回ビュー５０５，矢視図ビュー５
０６を用いて検討を進め，３次元的検討が必要になった
段階で，本体ケースＳ１３，ドラム５０８，発光機５０
９の３次元データを作威した時点を想定している。その
ため、歯車は、５１０ないし５１２の別々の２次元デー
タが存在するのみで、３次元データは存在していない。

本システムでは、ユーザが，検討上３次元化が必要ない
と判断するなら、この２次元データのままの状態で済ま
すことができるし、後で必要となったら、その時点で３
次元化を行なうことが出来る。

従来のシステムでは、２次元データと３次元データをこ
のように重ねて表示することができなかったため、３次
元的検討のためには、３次元データを、２次元的検討の
ためには２次元データを、別別に用意する必要があった
。

本システムでは、同一の視線方向に対応する異なる２次
元型ビューに表示する２次元図形データは、同一にする
ことも別々にすることもできる手段を用意している。な
ぜなら、部分的な拡大図を別のビューに表示するような
場合には，同一の図形データを使用し、同一の視線方向
ではあるが、異なる断面の複数の図を複数のビューに表
示する場合には，別々の図形データを使用することがで
きるようにするためである。

また、使用方法によっては、例外的に，特定の３次元図
形データを特定のビューには表示しないようにすること
も，可能である。

本システムの記憶装置では、第７図に示すような構成で
データを記憶している。この例は，第５図に示した図の
一部、すなわち第６図に抜き出した部分を中心に示した
ものである。

第６図では、３次元の座標系をｘｙｚ，２次元の座標系
を各ビューごとにＸＹとしている。

データは、第７図に示すように、部品，部品の親子関係，ビュー２次元及び３次元の点，直線，円，３次元の平面，円筒面，寸法によって構成されている．第７図に示したのは、本発明
を実施するに当たって重要な情報のみを示したものであ
り、すべての情報を示したものではない。また、形式は
，一実施例を示したに過ぎず、他の形式で実施すること
も可能である。

部品データには、部品ＩＤ，部品名称の他に、保存する
場合のファイルの名称，部品の配置マトリックスが付加
れている。ここに記憶された配置マトリックスは、他の
部品との相対位置ではなく、絶対的な位置を表わすマト
リックスである。

点，直線，円，平面，円筒面には、形状の幾何データの
他に、所属部品の区別データが付加されており、また、
２次元の点，直線，円には，表示されるビューの区別デ
ータも付加されている。このようなデータを用いること
により、各図形要素が、どの部品に所属しているのか、
また、２次元図形要素はどのビューに表示されるのかが
わかるので、第５図に示すような絵を表示することがで
きる。

本システムでは、第７図に示した、記憶装置１０３内の
図形のデータを、第８図示すようにフアイルに記憶する
手段を用意している。第８図に示すように、ファイルは
、全体組立品のデータファイルとして，レーザビームプ
リンタのファイル８０１，部分組立品のデータファイル
として、ドラム部のファイル８０２及びケースのデータ
ファイル８１１，単品部品のデータファイルとして、ド
ラムのデータファイル８０３，歯車のデータファイル８
０５，発光機のデータファイル８０９等、３次元図形の
データファイルとして、ドラムの図形データファイル８
０４，発光機の図形データファイル８１０等，２次元図
形データファイルとして、歯車の正面図ビュー５０４用
の図形データファイル８０６，歯車の平面図ビュー５０
３用の図形データファイル８０７等が作威される。

全体組立品及び部分組立品のデータファイルには，それ
ぞれの子供となる部分組立品または単品部品のリスト，
それらの配置位置，画面に表示する場合のビュー，組立
状態の図にのみ表示する寸法等の情報が保存される。ま
た、単品部品のデータファイルには、その部品の図形デ
ータファイルのリスト，画面に表示する場合のビュー等
の情報が保存される。

設計対象物の情報は、全体を組立た状態で参照したい場
合、部分組立品単位で参照したい場合、単品部品単位で
参照したい場合のいずれもがある。

そして、それぞれの場合ごとに、各部品の表示位置は異
なるのが普通である。例えば，全体を表示する場合とそ
の部品のみを表示する場合とでは、ドラム５０８を表示
する拡大率，位置，方向等は異なる。そこで、全体組立
品，部分組立品，単品部品それぞれに、それら以下の対
象物が表示される場合の表示のための情報を保存できる
ようにされている。

寸法のデータは、単品部品の中の寸法と、異なる部品間
の寸法とで、保存方法が異なっている。

単品部品の寸法例えば５１４は、ドラム５０８の寸法で
あり、ドラム５０８の３次元図形データファイル８０４
の中に保存される。これに対して、ドラム５０８と歯車
５１１の間の寸法５１６は、ドラムと歯車が組合わされ
て初めて意味を持つ寸法であるので、それらの組み立て
られた組立品である，ドラム部のデータファイル８０２
の中に保存される。ドラム５０８と発光機５０９の間の
寸法５１５は、ドラムの発光機が組合わされて初めて意
味を持つ寸法であるので、それらの組み立てられた組立
品である、全体組立品のデータファイル８０１の中に保
存される。このように保存することによって，例えば今
設計しているものと同じドラム部が他の機械でも使われ
る場合、ドラム部のデータをそのまま流用すれば、ドラ
ム及び歯車の形状とともに、ドラムの寸法５ｌ４，ドラ
ム部の寸法５１６はそのまま流用され、ドラムと発光機
の寸法は別途決められるので、こちらの機械のデータが
渡らなくて済むことになる。

以上の内容を、第７図と関係付けて詳しく説明する。

レーザビームプリンタのファイル８０１へは、以下の手
順で第７図のデータが保存される。

（１）第７図（ｃ）のすべての内容を保存する（この情
報は、現在の設計対象物を組立状態で参照する場合のビ
ューの情報であり，一番上位の部品にすべて所属する）
。

（２）第７図（ａ）を参照して、部品名称（レーザビー
ムプリンタという名前）を保存する。

（３）第７図（ｂ）を参照し、親部品ＩＤが４である関
係すべてについて、子に相当する部品のＩＤを取り出す
，（４）第７図（ａ）を参照して、各子の部品について，
ファイルの名称（すなわちファイル８０２，ファイル８
０９，ファイル８１１の名称），及び、親の配置マトリ
ックスに対する各子部品の配置マトリックスを保存する
。

（５）第５図（党）を参照し、所属部品ＩＤが４の寸法
について、表示ビューＩＤ，寸法値と、端ＩＤＩ，端Ｉ
Ｄ２それぞれについて、各ＩＤと、その端に至るまでの
部品ＩＤのリストを保存する。部品ＩＤのリストは、第
７図（ｂ）を用いて保存する。

この手順に従って保存されたファイル８０１の内容は、
以下のようになる。

ビュー：１，２次元型、Ｏ，０，１，　　・・・２，２次元型、
１，Ｏ，Ｏ，　　・・・部品：レーザビームプリンタ子部品：ファイル８０２の名称、１，Ｏ，Ｏ，Ｏ，ｏ，ｉ，　　
・・・ファイル８０９の名称、・・・ファイル８１１の名称、・・・寸法：５０６，１５０，３（ドラム部），１　（ドラム），３次元直線、１，？（発光機）、３次元直線、？，・・・また，ドラムの
ファイル８０３へは、以下の手順で第７図のデータが保
存される。

（１）ファイル８０３にすでにビュー情報の記録が存在
するならば、その後ろに、（２）以下の方法で重ね書き
する。ファイル８０３に存在するビ二一情報は，ドラム
を部品単体として表示する場合の情報であり、組立品の
表示においては，この情報は使用しない。

（２）第７図（ａ）を参照して、部品名称（ドラムとい
う名前）を保存する．（３）第７図（ｂ）を参照し、親部品ＩＤが１である関
係すべてについて、子に相当する部品のＩＤを取り出す
。

（４）子部品が存在しないので、子部品のファイル名称
と配置マトリックスの保存の処理は行なわない．（５）子部品が存在しないので、図形ファイルの名称を
記録する。

部品：ドラム３次元図形：ファイル８０４の名称部品ドラムの３次元図形ファイル８０４へは、以下の手
順で第７図のデータが存在される。

（１）第７図（ｅ）を参照して、所属部品ＩＤが１であ
る３次元点の情報を保存する。

（２）第７図（ｇ）を参照して、所属部品ＩＤが１であ
る３次元直線の情報を保存する。

（３）第７図（ｉ）を参照して，所属部品ＩＤがｌであ
る３次元円の情報を保存する。

（４）第７図（ｊ）を参照して，所属部品ＩＤが１であ
る３次元平面の情報を保存する。

（５）第７図（ｋ）を参照して、所属部品ＩＤが１であ
る３次元円筒面の情報を保存する。

（６）第７図（Ｑ）を参照して、所属部品ＩＤが１であ
る寸法の情報と、その寸法が表示されるビューの視線方
向の情報を保存する。

この手順に従って保存されたファイル８０４の内容は、
以下のようになる。

３次元点：１，Ｏ，０，１２５，　・・・２，Ｏ，Ｏ，−２５，　・・・３次元直ｎ．：１，１，２，中心線，・・・３次元円：１，Ｏ．Ｏ，０，５０，外形線，Ｏ，Ｏ，．１，２，Ｏ
，０，１００，５０，外形線，０，０，１，　・　・　
・３次元平面：１，Ｏ，Ｏ，　　王，０，１，２．Ｏ，０，１，１００，２，　　・　・　・３次元円
筒面：１，１，５０，１，２，　　・・・寸法：５１４．３次元円，１，３次元円，２，１　０　０，０
，　　１，　　Ｏ，　　・　・　・本実施例では、第８図に示すように、全体組立品，部分
組立品，単品部品，３次元図形，２次元図形それぞれが
別々のファイルに保存されるが、本発明は、この方法に
限定されるものではない。

例えば、単品部品のデータファイルと図形データファイ
ルをまとめて保存しても良いし、全体を１つのデータフ
ァイルにまとめて保存しても良い。

次に，出力装置１０４について説明する。

本実施例では、第９図に示す出力装置を使用した。すな
わち、第７図に示した形式の３次元図形データ９０１を
入力とし、映像信号を出力する映像信号生戒装置９０２
、第７図に示した形式の２次元図形データ９０３を入力
とし、映像信号を出力する映像信号生成装置９０４、２
つの映像信号を混合する、映像信号混合装置９０５、映
像信号を表示するディスプレイ９０６とによる構或であ
る。映像信号生成装置自体は従来より存在していた。そ
れらは、３次元図形データを入力するもの、２次元図形
データを入力するもの、３次元図形データと２次元図形
データとの間で入力切り替え可能なもの，領域を分割す
れば３次元図形データと２次元図形データを混在できる
もの、が存在した。

また、映像信号混合装置も従来より存在していた。

これは，テレビション画面に緊急ニュースや時刻の文字
を重ねて表示するような場合に使用されている。しかし
、これらを組み合わせた装置は存在していなかった。

本発明は、出力装置を本実施例の装置に限定するもので
はない。そこで、例えば、第１０図または第１１図に示
すような他の出力装置によって実現することも可能であ
る。

第１０図に示す出力装置は、３次元図形データ９０１を
、投影装置１００２を用いて２次元図形データに変換し
て２次元図形データ１００１を作成し、そこに２次元図
形データ９０３を複写し、そのデータを映像信号生成装
置を通して表示する方式の出力装置である。

具体的方法を第７図と関係させて説明する。まず、第７
図に示した形式のデータのうち、３次元のデータから、
投影した２次元のデータ１００１を作成する。次に、も
との２次元のデータを，ＩＤのみ重ならないように変更
して、１００１中に複写する。そして、このデータを映
像信号生戊装置９０４に転送する。

この方式の場合、２次元図形データ１００１を、２次元
図形データ９０３と兼用する方法も有り得る。

第ｌ１図に示す出力装置は、３次元図形データ１１０１
として、視線方向に対して独立なデータ５０８．すなわ
ち，どちらの方向からでも見ることのできるデータと、
視線方向に依存したデータ１１０３，１１０４，１１０
５、すなわち、特定の方向からしか見えないデータを用
意し、それを、表示制御装置１１０２及び映像信号生成
装置９０４を通して表示する装置である。表示制御装［
１１０２には、表示の際の視線方向のデータも入力され
ている。第１１図の例で例えば正面から見た図を表示す
る場合、表示制御装置には、視線方向データとして正面
方向が入力されており、この装置では、視線方向に独立
な３次元図形データ５０８及び正面方向に依存した３次
元図形データ１１０５は通過されるが、その他のデータ
１１０３と１１０４は通過しない。また、上から見た図
を表示する場合、表示制御装置には，視線方向データと
して上方向が入力されており、この装置では、視線方向
に独立な３次元図形データ５０８及び上方向に依存した
３次元図形データ１１０４は通過されるが、その他のデ
ータ１１０３と１１０５は通過しない、この結果、画面
には５視線方向に依存しない３次元図形データがまさに
３次元のデータであるかのように，また、視線方向に依
存した３次元図形データがあたかも２次元図形データで
あるかのように表示されることになる。

具体的方法を第７図と関係させて説明する。まず，第７
図に示した形式のデータのうち、３次元のデータの形式
のみを利用し，２次元の形式のデータは使用しないこと
にする。また、３次元の形式のデータには、新たに表示
ビューＩＤの欄を設ける。そして、従来の３次元データ
の場合、表示ビュー欄はすべてのビューに表示するとい
う意味で空白にし、従来の２次元データの場合、表示ビ
ュー欄に元の表示ビューＩＤを記録する。２座標に相当
するデータが不足する欄には、適当な値を入れておく。

そして、このデータを表示制御装置１１０２に転送する
。

３次元型ビューであるビュー５０２に表示された図形を
使用して、既存の線に平行な線等の、新規形状データを
入力，定義する指示が行なわれると、本システムは、３
次元図形データを生成し、このデータを、ビュー５０２
のみでなく，ビュー５０３ないしビュー５０６にも表示
する。

これに対して、２次元型ビューであるビュー５０３ない
しビュー５０６に表示された図形を使用して、既存の線
に平行な線等の、新規形状データを入力，定義する指示
が行なわれると、本システムでは，指示に使用された２
次元型ビューの視線方向に関係付けられた２次元図形デ
ータが生戊され，このデータは、関係付けられた視線方
向と一致する視線方向の２次元型ビューにのみ表示され
る。２次元型ビューで操作する場合、既存の図形として
は、すべてのビューに表示される３次元図形と、そのビ
ュー専用の２次元図形が存在する。

本操作に関しては、どちらの図形の場合も同様に扱う。

すなわち、３次元の線の平行線も、２次元の線の平行線
も、いずれも、２次元型ビューに表示された図形の平行
線である限り、２次元の線として定義する。

３次元型ビューであるビュー５０２に表示された図形を
移動する指示が行なわれた場合、例えば３次元空間中の
２点を指示してその間のベクトルの方向及び距離移動さ
せる指示が行なわれると、移動対象として指示された図
形は、指定されたベクトルの通り移動される。

これに対して、２次元型ビューであるビュー５０３ない
しビュー５０６に表示された図形を移動する指示が行な
われた場合、同様に２点の間のベクトルの方向及び距離
移動させる指示が行なわれると、移動対象として指示さ
れた図形は、指定されたベクトルを画面に投影した方向
のみ移動される。すなわち，画面に垂直な方向には移動
されない。移動方向及び移動距離の指示に使用された２
点が２次元図形である場合には、これらの点に画面に垂
直な方向の座標値が存在しないので当然であるが、２点
が３次元図形である場合で画面に垂直な方向の移動距離
を求めることが可能な場合でも、同様の移動しか行なわ
れない。

このように、２次元型ビューで行なう操作は２次元的な
操作とし、３次元型ビューで行なう操作は３次元的な操
作として処理を行なっているのは、３次元と２次元を使
い分ける場合の使用者の混乱を避け、設計者の感覚に合
った操作方法とするためである。

第１２図に示すような、非常に簡単なロボットの設計を
行なう手順の例に添って、本システムの処理方法を説明
する。

設計は、第２図に示した順序で進むという前提で進める
。

ユーザは、まず、第１３図に示すように、画面上に，正
面図を作成する領域を定義する指示を行なう。この領域
は、２次元データと３次元データを重ねて表示する、２
次元型ビューである。

本システムでは、指示に従い、第７図に示したような、
視線方向，ビューのサイズ等によって構或される、２次
元型ビューのデータが作成され、枠が表示される。

ユーザは、次に、第１４図に示すように、正面図の領域
の中に、前から見た２次元の図を作成する操作を行なう
。設計者は、３次元の機械を設計していても、最初は、
必ず２次元的に検討を行なうのが普通なので、最初は必
ず２次元の図を作或する操作を行なう、設計であるから
、設計者は、単に絵を描く操作を行なうのみでなく、大
きさや重量は適切か、足を動かすことができるか、等を
考えながら操作を進めていく。

本システムは、２次元の線を描く指示を受け付ける手段
、その指示に従って、内部に図形のデータを作成する手
段、そのデータを表示する手段を有しており、それらの
手段によって、例えば第７図に示すような形式のデータ
が生或され，結果的に、第ｌ４図に示す絵が表示される
。また、本システムでは、各種検討の援助のため、重量
計算等の機能を有している。しかし、これらの機能は、
十分なデータが存在しないと実施されない。例えば重量
は、３次元形状データが作成された後でないと、計算さ
れない。設計者は、３次元データを作或した後で初めて
重量の検討を行なうわけではなく、当初から、おおまか
ではあっても、頭の中で、検討を行なっている。本シス
テムの重量計算の機能は、元来，設計の後半で、より正
確な重量が必要になった時点での利用を目的としたもの
である。

ユーザは、正面図のみを用いて行なう検討が終了すると
、側面図を加えて検討を行なう。そのために，第１５図
に示すように、画面上に、側面図を作戊する領域を定義
する指示を行なう。

本システムは、指示に従い、正面図と同様にビューのデ
ータを生成し、表示を行なう。側面図のビューの型も正
面図のビューと同様に、２次元型ビューとする。

ユーザは、次に、第１６図に示すように、側面図を作成
するための、ガイド線を作成する指示を行なう。

側面図は、正面図と対応関係があるので，本システムで
は、正面図上の線を指示し、その線の端点に対応する線
を側面図に描く機能を用意している．ユーザは、作成したガイド線を使用して側面図を作成す
る操作を行なう。この結果，本システムでは、画面に第
１７図に示す図が表示される。胴体，頭，足の形状は単
純であり、普通の設計者にとってみれば、３次元のデー
タを作成して検討する必要が無いので、すべて２次元の
データとして作成する指示のみを行なっている。また、
側面図が表示されると、ガイド線は必要ないので、ユー
ザは、削除の操作も行なっている。この段階で、本シス
テムでは、主要部分の正面図と側面図が表示され、設計
者は、主要部分のおおまかなバランスが把握できるよう
になった。

ユーザは、次に、腕の部分の検討を進めようと考える。

腕の部分は、第１２図に示したように、肩，肘の部分が
曲がる構造であり、正面図と側面図のみを用いた２次元
的な検討だけでは不十分なので、最終的に３次元化する
ことを前提として操作する。腕の形状を、角度，寸法共
に定量的に把握するためには、最も把握が容易な、腕に
垂直な方向から見た図を用いるのが適切である。製図で
は、視線方向を矢の形に描いて示すことから、このよう
な目的で作成する、把握の容易な方向から見た図を，矢
視図と呼んでいる。手描きの場合には、定規を用いて、
もとの図と対応する位置に描くのが普通であるが、本シ
ステムでは、基本的な表示方法は手描きの場合と同一に
しつつ、同様の図を，内部的に方向を計算して、どのよ
うな位置にも描くことができる手段を用意している。

第１８図は、腕の３次元データを作成するための準備と
して行なう肩の部分の３次元データの作成の指示方法を
示したものである。ユーザが、まず，３次元データ作成
の指示を選択し、パラメータとして、画面に表示されて
いる２次元の線分１８０１ないし１８０４、次に線分１
８０５を指示すると、本システムでは、側面から見ると
線分１８０１ないし１８０４に見え、正面から見ると線
分１８０５に重なる、３次元の線分のデータが作成され
る。すなわち，４本の線分の３次元データが作成される
。さらに、正面図及び側面図のビューは２次元型ビュー
であり，２次元データと３次元データを重ねて表示され
るので、既存の２次元データに加えて新規に作成した３
次元データも同じビューの中に表示される。しかし、こ
の線分は、表示上、線分１８０１ないし１８ｏ５と重な
るので、見た目では、画面の状態は変化しない。

第１９図は、腕の設計を行なうために、腕の特徴を最も
良く表わす角度から見た矢視図を作成した結果の図であ
る。腕のデータはまだ存在しないので、角度の指定には
、腕を取り付ける部分、すなわち、肩の角度で代用した
。ユーザは、矢視図作成という操作の指示を行なった後
、パラメータとして、正面図の肩の部分の線１８０５を
指示し、次に新規に作戒するビューの枠として、対角２
点１９０１及び１９０２を指示する。

本システムでは，この指示に従って、矢視図のためのビ
ューのデータを生成し、第１９図に示した図を表示する
。矢視図のためのビューというのは、ユーザのイメージ
であって、システムとしては、視線方向の指定方法以外
、他のビューと変わりはない。この操作によって作成さ
れたビューは２次元型ビューであり、２次元データと３
次元データが重ねて表示される。このビューには、この
時点で、このビュー専用の２次元データが存在しないの
で、さきほど作威した、すべてのビューに共通な３次元
データのみが表示される。

腕の設計の準備が整ったので、ユーザは，腕の図の作成
の指示を行なう。この操作は，正面図，側面図に対する
操作と全く同様な２次元図形作成の操作であり、結果と
して、本システムでは、第２０図に示す図が表示される
．線分２００１は、線分２００２の平行線として作威し
たものである。

線分２００２は、３次元データを表示した図形であるが
、本システムでは、２次元型ビューを用いた操作におい
ては，このような場合、線分２００２が２次元データで
あるか、３次元データであるかは関係無く、２次元デー
タと見なして操作が行なわれるようになっている。これ
は、設計者が２次元型ビューの上で検討を行なう場合に
は，データが３次元でも２次元でも、２次元の図として
検討を行なう場合が多いので、それに操作方法を合わせ
たためである。

設計者は、一方向から見た図のみを用いた腕の検討が終
了すると，その図と垂直な方向から見た図を用いた検討
を進める。これは、ロボット本体を、正面図，側面図の
順に検討したのと同一の手順である。腕は、最初の図が
すでに矢視図の上に存在するので、さらに、矢視図の矢
視図を作戊して、その図の上で検討することになる。ユ
ーザは、第２１図の線分２１０１を基準にして矢視図の
ビューを作成する指示を行ない、そのビューの上で別の
方向から見た腕の図を作成する指示を行なって、検討を
行なう。

ユーザは、腕と本体の関係を把握するため、腕の３次元
化の指示を行なう。具体的には、肩の３次元化と同様な
指示も可能であるし、第２２図に示すように、線分２２
０１ないし２２０７を，線分２２０８と２２０９の間掃
引（スイープ）するという指示でも良い。

本システムでは、後者の指示が行なわれた場合、線分２
２０ｌないし２２０７を、線分２２０８及び２２０９の
奥行きの位置に複写した３次元図形のデータと、線分２
２０１ないし２２０７の端点が，線分２２０８及び２２
０９の位置にある場合の間を結ぶ線分のデータとが作或
され、表示される。また、本システムでは、さらに、作
戊した線分の間に面を張ったデータを同時に作或する手
段、また，それらの面で囲まれた領域が実体で満たされ
ているというソリッドのデータを同時に作或する手段も
用意している。

従来、多くのシステムで，掃引を処理する機能は用意さ
れていた。しかし、それらの機能は、３次元の線分また
は面のデータが既に定義されている状態でそれを掃引す
るのみであり，２次元データを直接掃引して３次元図形
データを作或することはできなかった。紙に描いた図面
等が初めから存在し、そこに描かれた形状の３次元デー
タを単に入力するために使用するならば、そのような機
能でもあまり困らないが、検討を行ないつつ形状を決め
ていく作業においては、先ず最初は２次元データのみを
作戊することになるので、そのデー夕を３次元化し、そ
して、掃引するという方法では、非常に操作は煩わしい
。

本システムを用いて、腕の３次元形状データを作成した
後、当初作威した正面図，側面図を表示すると、第２３
図のようになる。当初の第１８図の段階では、正面図及
び側面図には腕は表示されていなかったが、矢視図及び
矢視図の矢視図を用いて、腕の３次元データが作成され
たので、それが表示されたのである。

最初に述べたように，本システムでは、２次元型ビュー
には、そのビュー専用の２次元図形データと、どのビュ
ーにも表示する３次元図形データとが，重ねて表示され
るからである。すなわち、最初は本体の２次元データの
みしか存在しなかったので本体のみしか表示されなかっ
たのであるが、途中で腕の３次元データが作成されたの
で、それが追加されて表示されたのである。

従来のシステムでは、このように、２次元図形データと
３次元図形データを重ねて表示することができなかった
。従って、このような図を作或しようと思うと、腕の形
状も含めてすべて２次元で描くか、それとも，本体を含
めてすべてのデータを３次元化するより方法は無かった
。本システムを利用すれば、この例のように、３次元デ
ータを作戊するよりも２次元データのほうが作成が容易
な本体と、２次元として描くよりも３次元データを作或
したほうが容易な腕とが混在する場合、それぞれの容易
な方法を選んで作成することができるのである。

２次元図形及び３次元図形を用いて、設計，検討が終了
すると、その結果を製造担当者に通知するため、２次元
の図面を作戒することが行なわれる。本システムでは、
そのための機能として、２次元図形及び３次元図形が混
在して、複数のビューに表示されている画面のイメージ
を、そのまま，２次元の１枚の紙の上に投影したイメー
ジの２次元図形データを作成する手段を用意している。

このようなデータは、従来の２次元システムで取り扱う
ことのできる形態のデータである。本システムでは、こ
の手段の中で、２重，３重に重なった線を削除し、１本
の線にまとめる手段も有している。

さらに、本システムは、設計検討から、製図までを支援
することを目的としているため、従来の２次元システム
と同様な機能も包含している。そこで、この機能を使用
して、複数の２次元図形データ及び３次元図形データを
ｌっの２次元図形に投影した２次元図形データを操作し
、図面を作威することも可能である。

本システムは、以上述べた以外にも、検討段階の設計、
すなわち計画設計に適した様ざまの機能を有している。

例えば、第２３図に示した図を用いて平面図を作成する
場合、第２４図に示すような面図間の対応関係があると
容易になる。

第１６図で示したように、正面図と側面図，正面図と平
面図，正面図と矢視図のような、対応関係が直接になる
。隣合った面図の間で対応線を作成する機能は、従来か
ら存在した。しかし、第２４図に示すように，対応関係
が曲線になるような関係の対応線を作或する機能は従来
存在しながった。

また、本システムでは、円または円弧に対する対応線作
威の機能も用意している。第２５図に示すように、円ま
たは円弧に対する対応線としては、端点に対応する直線
のみでなく，中心点に対応する中心線２５０１，２５０
２．接線に対応する輪郭線２５０３．２５０４も作成で
きる（尚、図面中の点線は理解を助けるため便宜的に記
載したものであり，実際の画面上には表示されなくても
良い・）・本システムでは、このような対応線は、以下の手順で作
威している。

（１）指示された直線の端点及び、指示された円または
円弧の端点、中心点等の点を，画面に垂直な方向に無限
に延長した直線の３次元空間上における方程式を求める
。

（２）対応線の作或を指示されたビューにおいて、先の
方程式で表わされる直線が、どのように見えるかを計算
し、それを，画面上の２次元座標系の２次元の直線の方
程式に変換する。

（３）２次元の直線の方程式で表わされる２次元の直線
のデータを作成する。

（４）作威したデータを表示する。

形状変更手段として，点，線，面等の移動等が一般的で
ある。従来のシステムでは、これらの操作指示のために
、移動対象の選択手段と、移動方向，移動距離の指示手
段が用意されていた。しかし、設計者は、移動距離の代
わりに、移動後の寸法を考える場合が少なくない。そこ
で、本システムでは、第２６図に示すように、移動対象
の選択手段と、移動後満たすべき寸法と寸法値の入力手
段とを用意した。この例では、ユーザは、対角２点によ
る移動対象の選択２６０１，２６０２，移動方向と移動
前の寸法値を示す寸法の選択２６０３　，移動後の寸法
値２６０４を入力することにより，移動距離の計算（１
５０−１２０）を行なうことなく操作を行なうことがで
きる。上記の計算は単純な計算ではあるが、操作のため
にわざわざ計算を行なわなくてはならないため、元々考
えていたことから頭を切り替える必要があり、思考が中
断される。本発明により、スムーズに操作ができるよう
になる。

また、第２７図に示すように、元々寸法の定義されてい
ない箇所で移動へ後に満たす寸法を指定して指示を行な
うことも可能である。すなわち、２７０１と２７０２を
対角２点とする長方形領域に囲まれる部分を，２７０３
と２７０４の間の距離が１２０　（２７０５）となるよ
うに変形するという指示方法である。さらに、このよう
な場合，指定と同時に，寸法を定義することも可能であ
る。

本システムでは、指定された変形後の寸法値から現在の
寸法値を引き、その値だけ従来の方法で移動させること
によって、この機能を実現している。

第２８図に示すのは，第２４図を元に，ロボットの頭の
データを２次元図形として定義した状態である。このと
き、頭のデータは、正面図のビュー，平面図のビュー，
側面図のビューに描かれた図形とも、頭の部品として、
本体や腕とは別の部品として定義してある。この状態で
、部品単位の移動を行なうことを考える。いま、平面図
のビュー（左上のビュー）で頭の部品を指示し、これを
右下に移動する指示を行なったとする。本システムでは
、この場合，平面図ビューの頭のデータを右下に移動さ
せるとともに、自動的に、正面図のビュー（左下のビュ
ー）に表示された頭を右に移動させ、側面図のビュー（
右下のビュー）に表示された頭を左に移動させる。本シ
ステムでは、２次元図形を表示しているビューが単純な
２次元ビューではなく、３次元図形も重ねて表示する仕
組みになっているため、３次元空間上の視線方向の情報
が記憶されており、この情報を用いることによって、頭
のデータは２次元データであるが、あたかも３次元であ
るがのような移動を自動的に行なうことができるのであ
る。従来の２次元システムでは、２次元図形は、単に２
次元の紙の上に定義されるイメージであったので、この
ようなことはできず、平面図，正面図，側面図別々に、
移動の方向及び距離を指定して操作する必要があった。

本システムでは、この処理を、以下の手順で行なってい
る。

（１）移動指示から、３次元空間における移動方向及び
移動距離を求める。

（２）３次元図形データを、この移動方向，移動距離に
従って移動させる。

（３）２次元図形データを、この移動方向を画面に投影
したときにできる方向に、次に示す距離だけ移動させる
。２次元図形の移動距離は、移動方向と画面の成す角度
をθとするとき、３次元空間上の移動距離とｃｏｓ　（
θ）の積として求める。

第２９図に示すのは、２次元図形データを用いて３次元
図形データを生成する別の方法である。

第２２図を用いて、直線的なスイープによる３次元化の
機能を説明した。本システムでは，この機能と対になる
機能として、２次元の図形として定義されている断面の
図を回転スイープして、３次元の回転体を定義するため
の手段を用意している．すなわち，第２９図の正面図の
ビューに表示されている２次元図形のデータ２９０１な
いし２９０４を、回転中心を表わす、正面図のビューに
表示されている直線２９ｏ５及び平面図のビューに表示
されている直線２９０６に対応する３次元空間上の直線
の回りに回転スイープして３次元の回転体を定義する手
段である。

〔発明の効果〕

本発明によれば，計画設計において、２次元図形データ
と３次元図形データを混合させて扱うことができるので
、ユーザは、操作及び検討において便利な次元のデータ
を選択（２次元データか３次元データかの選択）するこ
とができ、無駄な作業を行なわなくても済むようになる
。

また，各種の設計的な操作が用意できるので、操作性の
向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のハードウエア構或図、第
２図は、機械設計の処理フロー図、第３図は、３次元的
検討が必要ない場合の，システム間のデータの流れ図、
第４図は、３次元的検討箇所が少ない場合の、システム
間のデータの流れの図、第５図は，本発明の一実施例を
用いて設計を行なっている途中の、標準的な画面構成を
示す図、第６図は、後の説明のために、第５図の一部を
抜き出した図、第７図は、本発明における、記憶装置中
のデータの形式の一実施例の図、第８図は、本発明にお
ける、補助記憶装置中のデータの形式の一実施例の図、
第９図は、本発明における、出力装置の一実施例、第１
０図及び第１１図は、本発明における、出力装置の他の
実施例を示す図、第１２図は，操作過程の例として取り
上げた設計対象物の図、第１３図ないし第２３図は、操
作過程の説明のための図、第２４図及び第２５図は、複
数のビュー間の対応線の機能説明図、第２６図及び第２
７図は、寸法を用いた形状操作の機能説明図、第２８図
は、グループ化された異なるビューの２次元図形の連動
移動機能の説明図、第２９図は回転スイープよる２次元
図形の３次元化の機能の説明図である。１０１・・・入力装置、１０２・・・演算装置、１０３
・・・記憶装置、１０４・・・出力装置、１０５・・・
補助記憶装置、２０１〜２０５・・・設計の作業、３０
１〜３０４・・・設計で用いるデータ、４０１〜４０５
・・・設計で用いるデータ、５０１〜５０６・・・ビュ
ー５０８・・・ドラム，５０９・・・発光機、５１０〜
５１２・・本体ケース、５１４〜５１６・・・寸法、８
０１・・・レーザピームプリンタのファイル、８０２・
・・ドラム部のファイル、８０３・・・ドラムのファイ
ル，８０４・・・３次元図形データ、８０５・・・歯車
のファイル、８０６〜８０８・・・２次元図形ファイル
、８０９・・・発光機のファイル，８１０・・・３次元
図形ファイル，８１↓・・・本体ケースのファイル、９
０１・・・３次元図形データ、９０２・・・映像信号生
成装置（３次元入力）．９０３・・・２次元図形データ
、９０４・・・映像信号生成装置（２次元入力）、９０
５・・・映像信号混合装置、９０６・・・ディスプレイ
、１００１・・・２次元図形データ、１００２・・・投
影装置、１１０１・・・３次元図形データ、１１０２・
・・表示制御装置、１１０３〜１１０５・・・視線方向
依存図形データ、１８０１〜１８０５・・・２次元の直
線データ、１９０１〜１９０２・・・画面上の点、２０
０１〜２００２・・・２次元の直線データ、２１０１・
・・２次元の直線データ．２１０２〜２１０３・・・画
面上の点、２２０１〜２２０９・・・２次元の線のデー
タ、２５０１〜２５０４・・・対応線、２６０１〜２６
０２・・・ビュー上の点、２６０３・・・寸法、２６０
４・・・変更後の寸法値、２７０１〜２７０２・・・ビ
ュー上の点、２７０３〜２７０４・・・仮定した寸法の
端となる線、２７０５・・・変更後の寸法値、２９０１
〜２９０４・・・回転される２次元図形、２９０５〜２
９０６・・・回転軸。

Claims

【特許請求の範囲】１、３次元図形データを入力する手段と、２次元図形データを入力する手段と、前記３次元図形データを記憶する手段と、前記２次元図形データを記憶する手段と、前記３次元図形データと２次元図形データとを表示装置
の同一画面上に重ねて表示する手段と、を有することを特徴とする２次元３次元統合型ＣＡＤシ
ステム。２、設計対象物の形状を表現する図形データ、設計対象
物の形状に付随し基準または中心を表現する面又は線の
データ、設計対象物の形状に付随する寸法を表現するデ
ータの各々について、３次元図形データ及び２次元図形
データを、入力する手段と、前記入力されたデータを記
憶する手段と、前記記憶手段に記憶された３次元図形デ
ータ及び２次元図形データとを表示装置の同一の画面上
に重ねて表示する手段と、を有することを特徴とする２次元３次元統合型ＣＡＤシ
ステム。３、３次元図形データを入力する手段と、２次元図形データを入力する手段と、前記３次元図形データを記憶する第１の記憶手段と、前記２次元図形データを記憶する第２の記憶手段と、表
示装置の画面を２以上の領域に分割し、前記３次元図形データ及び２次元図形データとを前記分
割された複数の領域のうちの第１の領域である２次元型
ビューに重ねて表示する手段と、前記３次元図形データのみを前記分割された複数の領域
のうちの第２の領域である３次元型ビューに表示する手
段と、を有することを特徴とする２次元３次元統合型ＣＡＤシ
ステム。４、１組の３次元図形データを、単一または複数の前記
２次元型ビュー及び単一または複数の前記３次元型ビュ
ーすべてに表示する手段と、１組または複数組の２次元
図形データを、各組ごとに異なる前記２次元型ビューに
表示する手段と、を有することを特徴とする特許請求項３記載の２次元３
次元統合型ＣＡＤシステム。５、前記１組の３次元図形データの特定の前記または前
記２次元型ビューへの表示を禁止する手段、を有することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
２次元３次元統合型ＣＡＤシステム。６、設計対象物の形状を表現する図形データ又は、設計
対象物の形状に付随し基準または中心を表現する面又は
線のデータ、設計対象物の形状に付随する寸法を表現す
るデータの各々について、１組の３次元図形データ及び
、１組または複数組の２次元図形データを入力する手段
と、記憶する手段と、表示装置の画面を２以上の領域に分割し、この分割され
た領域のうち２次元図形データと３次元図形データとを
重ねて表示しうる第１の領域である２次元型ビューと、
３次元図形データのみを表示しうる第２の領域である３
次元型ビューとをなし、前記１組の３次元図形データを、単一または複数の前記
２次元型ビュー及び単一または複数の前記３次元型ビュ
ーすべてに表示する手段と、前記１組または複数組の２
次元図形データを、各組ごとに異なる前記２次元型ビュ
ーに表示する手段と、を有することを特徴とする２次元３次元統合型ＣＡＤシ
ステム。７、操作を指示する前記表示装置の画面上の領域が前記
２次元型ビューであるか前記３次元型ビューであるかに
よつて、操作に対する動作を区別することを特徴とする
特許請求の範囲第３項ないし第６項記載の２次元３次元
統合型ＣＡＤシステム。８、図形データを新規に生成する指示を行なう手段と、前記指示手段による指示が、前記を用いて行なわれた場
合には２次元図形データを生成し、前記３次元型ビュー
を用いて行なわれた場合には３次元図形データを生成す
る手段と、を有することを特徴とする特許請求の範囲第
３項ないし第７項記載の２次元３次元統合型ＣＡＤシス
テム。９、既存の図形データを操作する指示を行なう手段と、前記指示手段による指示が、前記２次元型ビューを用い
て行なわれた場合には、前記図形データの操作画面に垂
直な方向については位置の変更を行なわず、前記３次元
型ビューを用いて行なわれた場合にはすべての方向の位
置の変更を行なう手段と、を有することを特徴とする特許請求の範囲第３項ないし
第７項記載の２次元３次元統合型ＣＡＤシステム。１０、図形データを新規に生成する指示を、１つまたは
複数の前記２次元型ビューを用いて行なう手段と、前記指示が、１つの前記２次元型ビューを用いて行なわ
れた場合には、２次元図形を生成し、複数の前記２次元
型ビューを用いて行なわれた場合には、３次元図形デー
タを生成する手段と、を有することを特徴とする特許請
求の範囲第８項記載の２次元３次元統合型ＣＡＤシステ
ム。１１、既存の図形データを操作する指示を、１つまたは
複数の前記２次元型ビューを用いて行なう手段と、前記指示が、１つの前記２次元型ビューを用いて行なわ
れた場合には、該図形データの操作画面に垂直な方向に
ついては位置の変更を行なわず、複数の前記２次元型ビ
ューを用いて行なわれた場合には、すべての方向の位置
の変更を行なう手段と、を有することを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の
２次元３次元統合型ＣＡＤシステム。１２、表示装置の画面上を複数の領域に分割し、この分
割された領域のうち２次元図形データと、２次元図形デ
ータとを重ねて表示しうる、領域である２次元型ビュー
と、３次元図形データのみを表示し得る他の領域である
３次元型ビューとを成し、前記２次元型ビューに表示されている３次元図形のデー
タを基に、当該２次元型ビューに投影した２次元図形の
データを生成する手段と、前記投影によつて得られた２
次元図形のデータと、別途前記２次元型ビューに表示さ
れていた２次元図形のデータとを混在させる手段と、を
有することを特徴とする２次元３次元統合型ＣＡＤシス
テム。１３、表示装置の画面上を複数の領域に分割し、この分
割された領域のうち２次元図形データと、３次元図形デ
ータとを重ねて表示しうる領域である２次元型ビューと
、３次元図形データのみを表示しうる他の領域である３
次元型ビューとを成し、前記２次元型ビューにおいて、距離または角度を表わす
寸法を定義する手段と、前記３次元型ビューにおいて距離または角度を表わす寸
法を定義する手段と、寸法の両端の図形を２次元型ビューに投影し、ビュー上
の距離または角度を該ビューに寸法値として表示する手
段と、寸法の両端の図形の、３次元空間における距離または角
度を、３次元型ビューに寸法値として表示する手段と、を有することを特徴とする２次元３次元統合型ＣＡＤシ
ステム。１４、３次元図形を任意の方向から見た図を表示してい
るビューにおいて、画面に平行な１つの方向を指示する
手段と、当該方向と垂直でかつ画面に平行な軸の回りに前記３次
元図形を９０゜回転した図を表示するビュー作成する手
段と、を有することを特徴とする２次元３次元統合型ＣＡＤシ
ステム。１５、表示装置の画面上を複数の領域に分割し、この分
割された領域のうち２次元図形データと３次元図形デー
タとを重ねて表示しうる領域である２次元型ビューと、
３次元図形データのみを表示しうる他の領域である３次
元型ビューを成し、同一の図形グループに属する２次元図形を、別々の前記
２次元型ビューに定義する手段と、前記図形グループに
属する３次元図形を定義する手段と、移動対象の図形グループを選択する手段と、移動方向及
び移動距離を指示する手段と、前記図形グループに属する３次元図形を、前記指示した
移動方向に移動させる手段と、すべての２次元型ビューにおいて、前記図形グループに
属する２次元図形を、当該２次元型ビューにおける３次
元図形の移動と同一の方向及び距離だけ移動させる手段
と、を有することを特徴とする２次元３次元統合型ＣＡＤシ
ステム。１６、表示装置の画面上を複数の領域に分割し、この分
割された領域のうち２次元図形データと３次元図形デー
タとを重ねて表示しうる領域である２次元型ビューと、
３次元図形データのみを表示しうる他の領域である３次
元型ビューとを成し、同一の図形グループに属する２次元図形を、別々の前記
２次元型ビューに定義する手段と、前記図形グループに
属する３次元図形を定義する手段と、回転対象の図形グループを選択する手段と、回転中心及
び回転角度を指示する手段と、前記図形グループに属する３次元図形を、前記指示され
た回転中心及び回転角度に従い回転させる手段と、すべての２次元型ビューにおいて、前記図形グループに
属する２次元図形を、当該２次元型ビューにおける３次
元図形の回転と同一の中心のまわりに同一の角度だけ回
転させる手段と、を有することを特徴とする２次元３次
元統合型ＣＡＤシステム。１７、３次元形状を表示するものにおいて、視線方向に
独立な形状データを入力する第１の入力手段と、視線方向に依存した形状データを入力する第２の入力手
段と、前記第１の入力手段により入力された視線方向に独立し
た形状データを記憶する手段と、前記第２の入力手段に
より入力された視線方向に依存した形状データを記憶す
る手段と、前記視線方向に独立した形状データと視線方
向に依存した形状データとを表示装置の同一画面上に重
ねて表示する手段と、を有することを特徴とする２次元３次元統合型ＣＡＤシ
ステム。１８、３次元形状を表示するものにおいて、視線方向に
独立な形状データを入力する第１の入力手段と、視線方向に依存した形状データを入力する第２の入力手
段と、視線方向を入力する手段と、前記第１の入力手段により入力された視線方向に独立し
た形状データを記憶する手段と、前記第２の入力手段に
より入力された視線方向に依存した形状データを記憶す
る手段と、前記視線方向に独立した形状データと、前記
入力された視線方向と一致する方向に依存する前記視線
方向に依存した形状データとを重ねて表示する手段と、を有することを特徴とする２次元３次元統合型ＣＡＤシ
ステム。