JPH09326045A - 三次元モデル生成方法及び装置並びに三次元モデルを生成するプログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】幾何拘束型三次元ＣＡＤであっても、必要に応
じて部品間の拘束条件を解放し、独立したモデルの配置
変更が容易にできる。 【解決手段】計算機の支援により三次元モデルを生成
し、三次元モデルに対応した応用図面や逆型モデル等の
連携情報を自動生成し、三次元モデルの変更に伴い連携
情報を自動的に変更して生成する幾何拘束型の計算機支
援自動設計システムについて、三次元モデルを構成する
既存の第１部品Ａに対し新規な第２部品Ｂの組付けを行
う際に、第２部品Ｂを組み付ける第２部品Ａの組付け面
Ａ１，Ａ２，Ａ３に対応して幾何条件の独立した擬似モ
デル６０を作成し、擬似モデル６０と第２部品Ｂとの間
で幾何拘束を解放した状態で組付け条件を変更する。第
１テーブル３８は幾何拘束による第１部品Ａと第２部品
Ｂの間の組付け条件を設定する。第２テーブル４０は幾
何拘束から解放された擬似モデル６０と第２部品Ｂとの
間の組付け条件を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計算機の支援によ
り三次元モデルを生成し、三次元モデルの変更に伴い応
用図面や逆型モデル等の連携情報を自動生成するパラメ
トリック・フィーチャーベース型ＣＡＤとして知られた
幾何拘束型の三次元モデル生成方法及び装置並びに三次
元モデルを生成するプログラムを格納した記憶媒体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パラメトリック・フィーチャーベ
ース型ＣＡＤとして知られた幾何拘束型の三次元ＣＡＤ
は、複数の単体部品モデルを組み立てることにより、製
品モデルを作成している。また部品モデルについても、
複数部分に分割して生成した後に組み合わせて１つの部
品モデルを生成している。

【０００３】このような製品モデルや部品モデルの生成
において、パラメトリック・フィーテャーベース型ＣＡ
Ｄは、作成モデルを利用して例えば加工に必要な図面を
自動作成したり、モールド部品であれば金型設計のため
に逆型モデルを自動作成したりする自動連携機能をもっ
ている。このため、１つの製品モデルを設計すると、そ
の加工から組立までに必要な一連の図面を自動連携機能
によって自動的に作成できるという特徴がある。

【０００４】これに対し非パラメトリック・フィーチャ
ーベース型ＣＡＤとして知られた幾何非拘束型の三次元
ＣＡＤがある。非パラメトリック・フィーチャーベース
型ＣＡＤでは、個々のモデル間の独立性が維持されてお
り、組立モデルなどでも既存部品間との拘束が緩慢とな
っているため、変更に関する自由度がある。しかし、作
成モデルに基づいて加工から組立に至るような応用モデ
ルや図面を自動生成するモデル間での自動連携機能がな
い。このため応用モデルや図面の生成は、モデル作成と
は別次元の扱いとなり、所謂デザインから設計、設計か
ら製造までといった一貫したデータ連携運用を実現する
ことが難しい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のパラメトリック・フィーチャーベース型ＣＡ
Ｄとして知られた幾何拘束型の三次元ＣＡＤにあって
は、例えば複数の単体部品モデルを組み合わせて製品モ
デルを作成する際に、新規に組み込む新規部品と既に存
在している既存部品と間の組立条件を設定し、組み立て
た後に例えば既存部品側の設計変更によって組立条件に
変更が生じた場合、幾何的な拘束条件よって新規部品と
既存部品との間の論理的な整合性が崩れると、設計変更
が出来なくなったり、新規部品と既存部品の間の条件設
定をやり直すために手間が掛かるなどの問題がある。

【０００６】即ち、既に配置した既存部品と次に配置す
る新規部品との配置関係において、両者の配置条件を配
置済みの既存部品から得た場合、配置条件が幾何的に拘
束されているため、その後、既存部品側の変更を行った
場合に、幾何的な拘束条件の整合性に矛盾が生じると変
更不可となり、それでも強行するとシステムダウン等の
障害につながる恐れがあった。

【０００７】このようにパラメトリック・フィーチャー
ベース型ＣＡＤは、幾何拘束されているために自動編集
ができ、変更漏れを防ぐなどの便利さもあるが、整合条
件の矛盾を承知の上で変更を施さなければならない場合
には、拘束条件が却って不便になる場合がある。本発明
は、このような問題点に鑑みてなされたもので、幾何拘
束型三次元ＣＡＤであっても、必要に応じて部品間の拘
束条件を解放し、独立したモデルの配置変更が容易にで
きるようにした三次元モデル生成方法及び装置並びに三
次元モデルを生成するプログラムを格納した記憶媒体を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、計算機の支援により三次元モ
デルを生成すると共に、生成された三次元モデルに対応
した応用図面や逆型モデル等の連携情報を自動生成し、
三次元モデルの変更に伴い前記連携情報を自動的に変更
して生成する幾何拘束型の計算機支援自動設計システム
を用いた三次元モデル生成方法を対象とする。

【０００９】このような三次元モデル作成方法として本
発明にあっては、図１（Ａ）（Ｂ）のように、三次元モ
デルを構成する既存の第１部品Ａに対し新規部品等の第
２部品Ｂの組付けを行う際に、第２部品Ｂを組み付ける
第１部品Ａの組付け面Ａ１，Ａ２，Ａ３に対応して幾何
条件の独立した擬似モデル６０を作成し、擬似モデル６
０と第２部品Ｂとの間で組付け条件を変更することを特
徴とする。

【００１０】具体的には次の手順をもつ。 三次元モデルを構成する既存の第１部品Ａに対し新規
部品等の第２部品Ｂの組付けを行う際に、三次元モデル
の第１座標系(s,t,u) を用いて両部品間の組付けに必要
な幾何学的条件を設定した第１テーブル３８を作成する
第１テーブル作成過程； 第１部品Ａの組付け面に対応した擬似モデル６０を、
第１座標系(s,t,u) から独立した第２座標系（X,Y,Z)に
よって作成する擬似モデル作成過程； 第２座標系（X,Y,Z)を用いて擬似モデル６０に対する
第２部品Ｂの組付けに必要な幾何学的条件を設定した第
２テーブル４０を作成し、擬似モデル４０に対する第２
部品Ａの組付け条件の変更（位置変更等）に応じて第２
テーブル６０を更新する第２テーブル作成過程； 第２テーブル作成過程で第２テーブル４０の組付け条
件を変更する毎に、第１テーブル３８の組付け条件に逆
変換して格納するテーブル逆変換過程； ここで第１テーブル作成過程は、少なくとも第１部品Ａ
に対する第２部品Ｂの組付け位置のオフセット値及び面
接触条件の各々を設定し、第２テーブル作成過程は、第
１テーブル３８のオフセット値及び面接触条件の各々を
第２座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の原点０₂ からの寸法に変換
して第２テーブル３８に格納する。

【００１１】擬似モデル作成過程は、標準的な形状を持
つ擬似モデル６０を予め作成してライブラリー化し、必
要に応じてライブラリー化された擬似モデル６０を選択
することが望ましい。また部品組付けのモデリング作業
の際には、擬似モデル６０を選択的に表示可能とする。
更に、出力要求に基づき第１テーブル３８及び第２テー
ブル４０の組付け条件の一覧を、出力要求に応じてリス
ト表示または印刷するテーブル出力過程を設ける。

【００１２】部品組付けのモデリング作業の際には、組
付け対象とする三次元モデルの表示画面に、擬似モデル
６０を利用した部分については、第１部品Ａ、擬似モデ
ル６０及び第２部品Ｂを識別できるように色分け表示
し、且つ第１テーブル３８及び第２テーブル４０に設定
された組付け条件を表示する。また本発明は、計算機の
支援により三次元モデルを生成すると共に、生成された
三次元モデルに対応した応用図面や逆型モデル等の連携
情報を自動生成し、三次元モデルの変更に伴い連携情報
を自動的に変更して生成する計算機支援自動設計システ
ムを用いた幾何拘束型の三次元モデル生成装置を提供す
る。

【００１３】本発明の三次元モデル生成装置は、図１
（Ｃ）のように、三次元モデルを構成する既存の第１部
品Ａに対し新規部品等の第２部品Ｂの組付けを行う際
に、三次元モデルの第１座標系(s,t,u) を用いて両部品
間の組付けに必要な幾何学的条件を設定した第１テーブ
ル３８を作成する第１テーブル作成部３４、第１部品Ａ
の組付け面に対応した擬似モデル６０を、第１座標系
(s,t,u) から独立した第２座標系（X,Y,Z)によって作成
する擬似モデル作成部４２、第２座標系（X,Y,Z)を用い
て擬似モデル６０に対する第２部品Ｂの組付けに必要な
幾何学的条件を設定した第２テーブル４０を作成し、擬
似モデル４０に対する第２部品Ａの組付け条件の変更
（位置変更等）に応じて第２テーブル４０を更新する第
２テーブル作成部３６、及び、第２テーブル作成部３６
で第２テーブル４０の組付け条件を変更する毎に、第１
テーブル３８の組付け条件に逆変換して格納するテーブ
ル逆変換部４４を備える。

【００１４】更に、本発明は、計算機の支援により三次
元モデルを生成すると共に、生成された三次元モデルに
対応した応用図面や逆型モデル等の連携情報を自動生成
し、三次元モデルの変更に伴い連携情報を自動的に変更
して生成する計算機支援自動設計システムを用いた幾何
拘束型の三次元モデルを生成するプログラムを格納した
記憶媒体を提供する。

【００１５】この本発明による三次元モデルを生成する
プログラムを格納した記憶媒体は、図１（Ｃ）のよう
に、プログラムの機能して三次元モデルを構成する既存
の第１部品Ａに対し新規部品等の第２部品Ｂの組付けを
行う際に、三次元モデルの第１座標系(s,t,u) を用いて
両部品間の組付けに必要な幾何学的条件を設定した第１
テーブル３８を作成する第１テーブル作成部３４、第１
部品Ａの組付け面に対応した擬似モデル６０を、第１座
標系(s,t,u) から独立した第２座標系（X,Y,Z)によって
作成する擬似モデル作成部４２、第２座標系（X,Y,Z)を
用いて擬似モデル６０に対する第２部品Ｂの組付けに必
要な幾何学的条件を設定した第２テーブル４０を作成
し、擬似モデル４０に対する第２部品Ａの組付け条件の
変更（位置変更等）に応じて第２テーブル４０を更新す
る第２テーブル作成部３６、及び、第２テーブル作成部
３６で第２テーブル４０の組付け条件を変更する毎に、
第１テーブル３８の組付け条件に逆変換して格納するテ
ーブル逆変換部４４を備える。

【００１６】また本発明の三次元モデルを生成するプロ
グラムを格納した記憶媒体の詳細は、三次元モデル生成
方法と基本的に同じである。このような本発明の三次元
モデル生成方法及び装置並びに三次元モデルを生成する
プログラムを格納した記憶媒体によれば、幾何拘束型に
よる三次元モデル生成の利便性を生かしながら、状況に
よって幾何拘束を解放して自由な変更を可能とし、その
後、再び拘束型に戻すことができ、従来は困難であった
変更作業も円滑に行うことができ、三次元モデリングの
作業効率を飛躍的に向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】図２は本発明の三次元モデル生成
方法が適用される幾何拘束型三次元ＣＡＤシステムいわ
ゆるパラメトリック・フィーチャーベース型ＣＡＤシス
テムのシステムブロック図である。図２において、本発
明が対象とする三次元モデル生成システムは、幾何拘束
型処理部１０と幾何非拘束型処理部１２で構成される。
幾何拘束型処理部１０は従来と同じパラメトリック・フ
ィーチャーベース型の三次元ＣＡＤシステムであり、三
次元ＣＡＤアプリケーション実行部１４、三次元モデル
１８を格納したデータベース１６、及び外部インタフェ
ース２０で構成される。

【００１８】外部インタフェース２０に対しては、キー
ボード、マウス等の入力装置２２、ＣＲＴディスプレイ
を用いた表示装置２４、更にプリンタ２５が接続されて
いる。このような幾何拘束型処理部１０に対し、本発明
にあっては、更に外部インタフェース２０を介して幾何
非拘束型処理部１２を接続している。非幾何拘束型処理
部１２は割込制御部２６を有し、割込制御部２６からの
バス２８に対し、部品擬似モデルデータベース３０、組
付け擬似モデルデータベース３２、第１テーブル作成部
３４、第２テーブル作成部３６、擬似モデル作成部４
２、テーブル逆変換部４４、第１テーブル３８、第２テ
ーブル４０、更にデータベース書替制御部４６を設けて
いる。

【００１９】図３は図２の幾何拘束型処理部１０の三次
元ＣＡＤアプリケーション実行部１４によって提供され
るデータベース１６に格納された作成済みの三次元モデ
ル１８を構成する既存部品（第１部品）に対し、新規部
品（第２部品）の組付けによる変更を行う場合の組付け
条件の一例を示している。この部品モデルの組付け条件
には、部品モデルの面と面を合わせる面合せＭＡＴＥ、
面と面を間隔をもたせて合わせる隙間面合せＭＡＴＥ−
ＯＦＦＳＥＴ、面と面を揃えるＡＬＩＧＮ、間隔をもた
せて面を揃えるＡＬＩＧＮ−ＯＦＦＳＥＴ、穴に対し部
品を挿入する場合に使用する穴挿入ＩＮＳＥＲＴ等の組
付け条件が多数準備されている。

【００２０】これらの組付け条件は、実際には機能コマ
ンドとして準備されており、実際の操作ではこれらの機
能コマンドを単独または組み合わせて使用することで部
品間の組付け条件を拘束している。図４は図２の幾何拘
束型処理部１０の三次元ＣＡＤアプリケーション実行部
１４により行われる部品組付け処理の一例であり、既存
部品Ａに対し新規部品Ｂを組み付けて三次元モデルを変
更する場合を例にとっている。既存部品Ａは組付け元の
部品となることから、基本部品ということができる。

【００２１】この基本部品としての既存部品Ａに対し、
新規部品Ｂを例えば図５のように組み付ける。即ち、既
存部品Ａの面Ａ１に新規部品Ｂの面Ｂ１を一定の間隔を
置いて面合せし、既存部品Ａの面Ａ２の一部に新規部品
Ｂの面Ｂ２を面合せし、更に既存部品Ａの面Ａ３に新規
部品Ｂの面Ｂ３を面合せする。図６は図５の組付け状態
における図３の幾何拘束型処理部１０による面合せに従
った組付け条件を表わしている。まず既存部品Ａの面Ａ
１と新規部品Ｂの面Ｂ１は、オフセット値ｆ１の間隔を
設定した隙間面揃え条件５０を定義する。既存部品Ａの
面Ａ２と新規部品Ｂの面Ｂ２については、隙間をもたな
い面合せ条件４８−１を定義する。同じく既存部品Ａの
面Ａ３と新規部品Ｂの面Ｂ３についても、間隔を０とし
た面合せ条件４８−２を定義する。

【００２２】このような幾何拘束型処理部１０における
既存部品Ａと新規部品Ｂの組付け条件に対し、本発明に
あっては図２の幾何非拘束型処理部１２によって図７の
ように、既存部品Ａに対する新規部品Ｂの組付け面に対
応した擬似モデル６０を作成する。図７は、破線で示す
既存モデルＡの組付け面、即ち図４に示した既存部品Ａ
の組付け面Ａ１，Ａ２，Ａ３に対応して作成された擬似
モデル６０を表わしている。この擬似モデル６０は、図
７（Ｂ）のように、既存モデルＡの組付け面Ａ１，Ａ
２，Ａ３に対応して擬似組付け面６０−１，６０−２，
６０−３をもっている。

【００２３】図８は図７（Ａ）における擬似モデル６０
と既存部品Ａの座標系の説明図である。まず図２の幾何
拘束型処理部１０で作成された三次元モデル１８を構成
している既存部品Ａ及び新規部品Ｂは、共に原点Ｏ１を
もった三次元相対座標系（ｓ，ｔ，ｕ）に存在する。こ
れに対し既存部品Ａの組付け面に対応して生成した擬似
モデル６０は、例えば原点Ｏ２をもつ絶対座標系（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）に存在している。

【００２４】本発明にあっては、既存部品Ａの座標系
（ｓ，ｔ，ｕ）に対し異なる絶対座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
の擬似モデル６０を生成し、既存部品Ａの代わりに擬似
モデル６０を組付け面として新規部品Ｂとの間の組付け
条件を設定することで、幾何拘束型処理部１０で処理し
ている既存部品Ａに対する新規部品Ｂの組付けを既存部
品Ａに対する拘束条件から解放し、既存部品Ａに拘束さ
れない新規部品Ｂの独立した配置の変更を可能としてい
る。

【００２５】このような既存部品Ａ、擬似モデル６０及
び新規部品Ｂの相互間における組付け条件は、図２の幾
何非拘束型処理部１２における第１テーブル作成部３
４、擬似モデル作成部４２、第２テーブル作成部３６に
より基本的に行われる。第１テーブル作成部３４は、幾
何拘束型処理部１０より擬似モデルの作成による組付け
処理の割込要求を割込制御部２６より受けると、図８の
原点Ｏ１をもつ幾何拘束型処理部１０の相対座標系
（ｓ，ｔ，ｕ）における拘束型の組付け条件を設定した
第１テーブル３８を作成する。

【００２６】この相対座標系（ｓ，ｔ，ｕ）における組
付け条件は鈴８ののようになることから、例えば図１０
の内容をもつ第１テーブル３８を作成する。即ち、第１
テーブルは既存部品Ａと新規部品Ｂとの間の組付け条件
を設定する。この組付け条件は、 既存部品Ａの面Ａ１からのオフセット値ｆ１の設定 既存部品Ａの面Ａ２との接触設定 既存部品Ａの面Ａ３との面合せとなる。

【００２７】再び図２を参照するに、第１テーブル作成
部３２による既存部品Ａと新規部品Ｂとの間の組付け条
件を設定した第１テーブル３８の作成が済むと、次に擬
似モデル作成部４２は、既存部品Ａの組付け面Ａ１，Ａ
２，Ａ３に基づいて、図７に示したように擬似モデル６
０を作成する。擬似モデル作成部４２で作成された擬似
モデル６０は、第２テーブル作成部３６に与えられる。
第２テーブル作成部３６は、作成された擬似モデル６０
と新規部品Ｂとの間の組付け条件を、図８に示した三次
元絶対座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において設定する。

【００２８】図９は、第２テーブル作成部３６で第２テ
ーブル４０を作成する際の相対座標系（ｓ，ｔ，ｕ）と
絶対座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における既存部品Ａ、擬似モ
デル６０及び新規部品Ｂを、ｓ−ｔ座標面及びＸ−Ｙ座
標面で表わしている。なお図９にあっては、説明を分か
り易くするため、既存部品Ａに対し擬似モデル６０と新
規部品Ｂの組付け状態を離して示している。

【００２９】第２テーブル作成部３６は、原点Ｏ２をも
つ絶対座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における擬似モデル６０と
新規部品１３の組付け条件を作成して第２テーブル４０
に格納する。具体的には、図１０に示した第１テーブル
３８の組付け条件の値を絶対座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の絶
対原点Ｏ２からの寸法に置き換える。即ち、第１テーブ
ル３８のオフセットｆ１は、絶対原点Ｏ２からのオフセ
ットＦ１に変換され、既存部品Ａの面Ａ２の接触接点は
絶対原点Ｏ２からの寸法Ｐ２に置き換えられ、更に既存
部品Ａの面Ａ３との面合せは絶対原点Ｏ２からの寸法Ｐ
１に置き換えられる。

【００３０】更にＣＲＴディスプレイ等の表示装置２４
を使用した実際の組付け作業の際には、図９のように、
既存部品Ａに対し新規部品Ｂ及びその組付け対象となる
擬似モデル６０を分離して色分け表示することが望まし
い。この場合、表示画面上では図示のように既存部品Ａ
と新規部品Ｂ及び擬似モデル６０の間に隙間が存在する
が、実際の組付け条件においては既存部品Ａと擬似モデ
ル６０との間の間隔Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３のそれぞれは０と
なるように、第２テーブルのオフセットＦ、寸法Ｐ１，
Ｐ２が設定されている。

【００３１】既存部品Ａに新規部品Ｂを組み付ける実際
のモデリング作業の場合、オペレータは擬似モデル６０
を意識せず、表示画面上で既存部品Ａに対し直接、新規
部品Ｂを組み付けるための位置変更操作を行う。しかし
ながら、装置としては新規部品Ｂの位置の変更は既存部
品Ａとは異なる絶対座標系について作成された擬似モデ
ル６０に対する組付け条件の変更として実現され、相対
座標系（ｓ，ｔ，ｕ）に存在する既存部品Ａの組付け条
件に拘束されることはない。

【００３２】既存モデルＡに対し新規部品Ｂを組み付け
る際の擬似モデル６０の形状は、基本的には既存モデル
の組付け面と同じ形状である。しかしながら、既存部品
Ａの組付け面が曲面であった場合には、曲面を直平面に
置き換えて擬似モデルを作成する。これは寸法取りの際
の基準面は曲面ではなく直平面を使うのが普通であり、
既存モデルの組付け面の平面に対し擬似モデルの対応す
る面が直平面であっても特に問題はない。

【００３３】再び図２を参照するに、第２テーブル作成
部３６で擬似モデル６０に対する最初の新規部品の組付
け条件を設定する第２テーブル４０が作成された後に、
オペレータが表示装置２４上の新規部品Ｂの組付け位置
を変更する入力装置２２による入力操作を行ったとする
と、この新規部品Ｂの組付け位置の変更情報が割込制御
部２６を介して通知され、第２テーブル作成部３６が擬
似モデル６０に対する新規部品Ｂの組付け位置の寸法変
更を第２テーブル４０に対し行い、テーブル内容を更新
する。

【００３４】このように第２テーブル４０における擬似
モデル６０に対する新規部品Ｂの組付け条件の変更があ
ると、第２テーブル４０の変更後にテーブル逆変換部４
４が動作し、変更済みの第２テーブル４０の組付け条件
を第１テーブル３８に反映する。即ち、図１０の第２テ
ーブル４０の絶対原点Ｏ２からの寸法であるオフセット
Ｆ、寸法Ｐ１，Ｐ２の変更後の値を、相対原点Ｏ１の相
対座標系（ｓ，ｔ，ｕ）における既存部品Ａに対する新
規部品Ｂのオフセット値ｆ１、接触接点、更に面合せに
逆変換し、第１テーブル３８を更新する。

【００３５】このような擬似モデルを用いた既存部品Ａ
に対する新規部品Ｂの組付け位置の変更を行う組付け作
業が完了したならば、入力装置２２による組付け完了入
力に基づいた割込制御部２６に対する割込通知を受けて
データベース書替制御部４６が起動し、第１テーブル３
８に生成された既存部品Ａに対する新規部品Ｂの組付け
条件の設定内容を、幾何拘束型処理部１０の三次元ＣＡ
Ｄアプリケーション実行部１４に転送し、データベース
１６の三次元モデル１８を部品組付け後の内容に更新す
る。

【００３６】図２の幾何非拘束型処理部１２に設けた組
付け擬似モデルデータベース３２には、新規部品Ｂとの
間の組付け条件の設定に使用する擬似モデルが、データ
ベース１６側に格納している三次元モデル１８を構成し
ている部品モデルの組付け面に基づいた予め作成されて
ライブラリー情報として格納されている。このような組
付け擬似モデルをライブラリー情報として組付け擬似モ
デルデータベース３２に格納しておくことで、擬似モデ
ル作成部４２は幾何拘束型処理部１０より擬似モデルを
用いた部品組付け処理の要求があった際に、組付け対象
となる既存モデルの組付け面の指定情報に基づいた組付
け擬似モデルデータベース３２の検索により、第２テー
ブル４０の作成に使用する擬似モデルを選択することが
できる。

【００３７】このため、既存モデルの組付け面に基づい
て演算により擬似モデルを生成する場合に比べ、処理が
簡単にできる。幾何非拘束型処理部１２にあっては、複
数の部品モデルの組付け処理以外に単一の部品を複数の
部分に分割して組付けにより１つの部品モデルを構成す
る場合の処理にも同様にして行われる。この一部品を複
数部分に分割して組付け処理を行う際の擬似モデル生成
のため、部品擬似モデルデータベース３０が設けられて
いる。

【００３８】部品擬似モデルデータベース３０には、幾
何拘束型処理部１０側のデータベース１６に格納してい
る各部品モデルを構成する分割部品モデルの組付け面に
対応して予め生成された擬似モデルがライブラリー情報
として予め格納されている。したがって、複数の分割部
品モデルの組付けにより一部品を作成する際にも、全く
同様にして擬似モデルに対する新規分割部品の組付け位
置の変更を幾何拘束型処理部１０側の組付け条件から解
放した状態で自由に行うことができる。

【００３９】図１１は、図２の幾何非拘束型処理部１２
における擬似モデルを用いた既存部品に対する新規部品
の組付け処理のフローチャートである。図１１におい
て、まずステップＳ１にあっては、表示装置２４である
ＣＲＴディスプレイ上の通常のモデリング操作に使用す
る作業画面の例えば周囲の枠のメニュー欄に擬似モデル
の選択メニューを表示している。このようなモデリング
作業の際に擬似モデルを使用した組付け処理を必要とす
る場合には、擬似モデル選択メニューをマウスクリック
等により選択すると、ステップＳ２で擬似モデルの選択
ありが判別され、図２の幾何非拘束型処理部１２が起動
する。

【００４０】続いてステップＳ３で、擬似モデルを用い
た組付け処理が部品組立か一部品を構成する分割部品で
あるかをチェックする。部品組立であればステップＳ４
で擬似モデルを用いた部品組付け処理を行い、これをス
テップＳ５で継続終了まで繰り返す。一方、分割部品で
あった場合には、ステップＳ６で擬似モデルを用いた分
割部品の組付け処理を実行し、ステップＳ７で継続終了
までこれを繰り返す。

【００４１】図１２は、図１１のステップＳ４の擬似モ
デルを用いた部品組付け処理のフローチャートである。
図１２において、擬似モデル組付け処理が起動すると、
まずステップＳ１で、組付け対象となる既存部品のモデ
リング情報を取り込み、続いてステップＳ２で組付け新
規部品を取り込む。ステップＳ２で取り込む新規部品
は、既に作成されてデータベース１６に格納されている
既存部品であってもよいし、モデリング作業により新た
に作成した部品モデルであってもよい。

【００４２】続いてステップＳ３で、取り込んだ既存部
品と新規部品に基づいて両者の組付け条件を設定した第
１テーブル３８を作成する。続いてステップＳ４で、既
存部品の組付け面に基づいて擬似モデル６０を作成す
る。図２の場合には、既存部品の組付け面の情報による
組付け擬似モデルデータベース３２の検索で対応する擬
似モデルを読み出してこれを使用する。

【００４３】次にステップＳ５で、擬似モデルに対する
新規部品の組付け条件を設定して第２テーブル４０を作
成する。続いてステップＳ６で、擬似モデル表示指定の
有無をチェックする。本発明の実施形態にあっては、モ
デリング作業画面のメニュー欄に擬似モデルの表示の有
無を指定する選択メニューを設けており、既存部品に新
規部品を組み付けた際に擬似モデルを表示してオペレー
タに擬似モデルの存在を意識させることができる。

【００４４】ステップＳ６で擬似モデル表示指定を判別
した場合には、ステップＳ７に進み、既存部品、擬似モ
デル及び新規部品の色分け表示を行う。これにより擬似
モデルを用いた新規部品の組付け位置と擬似モデルを使
用していない新規部品の組付け位置を作業画面上でオペ
レータが認識することができる。もちろん、ステップＳ
６で擬似モデル表示指定がなければ、通常のモデリング
作業と同じ作業画面の表示となる。

【００４５】続いてステップＳ８で、新規部品モデルの
組付け条件の変更の有無をチェックしている。オペレー
タがもし新規部品の組付け位置の変更操作を行うと、新
規モデル組付け条件の変更が判別され、ステップＳ９
で、変更入力に対応して第２テーブルの擬似モデルに対
する新規部品の組付け条件の変更が行われる。第２テー
ブルの変更が済むと、ステップＳ１０で、第２テーブル
における絶対座標系の変更条件を通常のモデリングを行
っている相対座標系の組付け条件に座標変換する逆変換
が行われ、第１テーブルの内容が更新される。このよう
なステップＳ８〜Ｓ１０の処理を、ステップＳ１１で部
品組付け終了を判別するまで繰り返し、図１１のメイン
ルーチンにリターンする。

【００４６】図１１のステップＳ６の擬似モデルを用い
た分割部品の組付け処理についても、図１２の既存部品
が既存分割部品であり新規部品が新規分割部品となる以
外は、部品組付け処理と同じである。ここで図２の幾何
拘束型処理部１０と幾何非拘束型処理部１２による処理
タイミングについては、次のような形態が考えられる。

【００４７】擬似モデルが必要と思われる部品の組付
け作業の前に非拘束型処理を指定し、不要になったら指
定を解除する。 拘束型で組付けのモデリング作業を実施した後、非拘
束型処理が必要と思われる部品に対し非拘束型処理を指
定して、非拘束型の組付け情報即ち第１テーブル３８と
第２テーブル４０を作成する。

【００４８】組付け作業の開始時点で非拘束型処理を
指定して、第１テーブル３８と第２テーブル４０の二重
テーブルの生成を行わせ、組付け作業終了で解除する。 第１テーブル３８と第２テーブル４０の作成による二
重テーブル化でデータ量が増大し、レスポンス低下等の
処理時間に影響を及ぼすことが予想されるため、部品組
付け等の編集作業が完了して二重テーブル化が必要なく
なった時点で、全部あるいは指定部分の非拘束型処理を
解除して二重化テーブル情報を解消させる。

【００４９】もちろん、これ以外にも適宜のタイミング
にて拘束型と非拘束型処理の切替えを行うことができ
る。一方、本発明の擬似モデルの作成による非拘束型処
理は、拘束型組付けの形態を擬似モデルとの間で持たせ
ることで通常の拘束型のモデリングに使用しているＭＡ
ＴＥ、ＭＡＴＥ−ＯＦＦＳＥＴ、ＩＮＳＥＲＴ等の組付
け条件（組付け機能）をそのまま活用することができる
という利点をもっている。これに対し、擬似モデルを使
用せずに既存部品に対し組み付ける新規部品の面、エッ
ジ、軸等の要素を直接、絶対座標系において記録した第
２テーブルを作成する方法も考えられる。

【００５０】しかしながら、擬似モデルを使用しない場
合には、組み付けようとする新規部品自体に変更が必要
となった場合や、既存部品に対し複数の部品を組み付け
る場合には極めてテーブル構造が複雑となり、この点で
擬似モデルを使用した本発明の組付け処理が最適といえ
る。尚、上記の実施形態にあっては、既存部品に新規部
品を組み付ける場合の擬似モデルを使用した非拘束型処
理を例にとるものであったが、既に作成した三次元モデ
ルにおいて既存部品相互の位置替えを行いたい場合に
も、同様にして一方の既存部品を基本部品とし他方の既
存部品を新規部品として擬似モデルを使用することで、
拘束条件を解放して自由な既存部品間の位置の組み替え
等も行うことができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、幾何拘束型の三次元モデル作成の特徴を失うことな
く非拘束型の利点も取り込んだ三次元モデルの生成が可
能となり、従来の幾何拘束型では困難であった部品組立
や分割部品の組合せなどの変更作業も円滑に行えるよう
になり、三次元モデリング作業の効率を飛躍的に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明のシステム構成のブロック図

【図３】図２の幾何拘束型処理部における組付け条件の
説明図

【図４】本発明の処理対象となる既存部品と新規部品の
組付け説明図

【図５】図４の組付け状態の説明図

【図６】図４の組付けを設定する組付け条件の説明図

【図７】図２の非拘束型処理部で作成する擬似モデルの
説明図

【図８】図２の非拘束型処理部における既存部品、擬似
モデル及び新規部品の座標系の説明図

【図９】図７の既存部品と擬似モデルの間の組付け条
件、及び擬似モデルと新規部品との間の組付け条件の説
明図

【図１０】図２の第１テーブルと第２テーブルの説明図

【図１１】図２の擬似モデルを用いた本発明の組付け処
理のフローチャート

【図１２】図１１の擬似モデルを用いた部品組付け処理
のフローチャート

【符号の説明】

１０：幾何拘束型処理部 １２：幾何非拘束型処理部 １４：三次元ＣＡＤアプリケーション実行部 １６：データベース １８：三次元モデル ２０：外部インタフェース ２２：入力装置 ２４：表示装置 ２５：プリンタ ２６：割込制御部 ２８：バス ３０：部品擬似モデルデータベース ３２：組付け擬似モデルデータベース ３４：第１テーブル作成部 ３６：第２テーブル作成部 ３８：第１テーブル ４０：第２テーブル ４２：擬似モデル作成部 ４４：テーブル逆変換部 ４６：データベース書替制御部 ４８−１，４８−２：面合せ条件 ５０：面揃え条件 ６０：擬似モデル ６０−１〜６−０３：擬似組付け面 Ａ：既存部品（第１部品） Ｂ：新規部品（第２部品）

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】計算機の支援により三次元モデルを生成す
   ると共に、生成された三次元モデルに対応した応用図面
   や逆型モデル等の連携情報を自動生成し、前記三次元モ
   デルの変更に伴い前記連携情報を自動的に変更して生成
   する計算機支援自動設計システムを用いた三次元モデル
   生成方法に於いて、 前記三次元モデルを構成する既存の第１部品に対し第２
   部品の組付けを行う際に、前記第１部品の組付け面に対
   応して幾何条件の独立した擬似モデルを作成し、該擬似
   モデルと前記第２部品との間で組付け条件を変更するこ
   とを特徴とする三次元モデル生成方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の三次元モデル生成方法に於
   いて、 前記三次元モデルを構成する既存の第１部品に対し第２
   部品の組付けを行う際に、三次元モデルの第１座標系を
   用いて両部品間の組付けに必要な幾何学的条件を設定し
   た第１テーブルを作成する第１テーブル作成過程と、 前記第１部品の組付け面に対応した擬似モデルを、前記
   第１座標系から独立した第２座標系によって作成する擬
   似モデル作成過程と、 前記第２座標系を用いて擬似モデルに対する前記第２部
   品の組付けに必要な幾何学的条件を設定した第２テーブ
   ルを作成し、前記擬似モデルに対する第２部品の組付け
   条件の変更に応じて前記第２テーブルを更新する第２テ
   ーブル作成過程と、 前記第２テーブル作成過程で前記第２テーブルの組付け
   条件を変更する毎に、前記第１テーブルの組付け条件に
   逆変換して格納するテーブル逆変換過程と、を備えたこ
   とを特徴とする三次元モデル生成方法。
3. 【請求項３】請求項２記載の三次元モデル生成方法に於
   いて、 前記第１テーブル作成過程は、少なくとも第１部品に対
   する第２部品の組付け位置のオフセット値及び面接触条
   件の各々を設定し、 前記第２テーブル作成過程は、前記第１テーブルのオフ
   セット値及び面接触条件の各々を前記第２座標系の原点
   からの寸法に変換して前記第２テーブルに格納すること
   を特徴とする三次元モデル生成方法。
4. 【請求項４】請求項２記載の三次元モデル生成方法に於
   いて、前記擬似モデル作成過程は、標準的な形状を持つ
   擬似モデルを予め作成してライブラリー化し、必要に応
   じてライブラリー化された擬似モデルを選択することを
   特徴とする三次元モデル生成方法。
5. 【請求項５】請求項２記載の三次元モデル生成方法に於
   いて、前記三次元モデルを構成する既存の第１部品に対
   し第２部品の組付けを行う際に、前記擬似モデルを選択
   的に表示可能としたことを特徴とする三次元モデル生成
   方法。
6. 【請求項６】請求項２記載の三次元モデル生成方法に於
   いて、前記第１テーブル及び第２テーブルの組付け条件
   の一覧を、出力要求に応じてリスト表示または印刷する
   テーブル出力過程を設けたことを特徴とする三次元モデ
   ル生成方法。
7. 【請求項７】請求項２記載の三次元モデル生成方法に於
   いて、前記三次元モデルを構成する既存の第１部品に対
   し第２部品の組付けを行う際に、組付け対象とする三次
   元モデルの表示画面に、前記擬似モデルを利用した部分
   について既存部品、擬似モデル及び新規部品を識別でき
   るように色分け表示し、且つ前記第１テーブル及び第２
   テーブルに設定された組付け条件を表示することを特徴
   とする三次元モデル生成方法。
8. 【請求項８】計算機の支援により三次元モデルを生成す
   ると共に、生成された三次元モデルに対応した応用図面
   や逆型モデル等の連携情報を自動生成し、前記三次元モ
   デルの変更に伴い前記連携情報を自動的に変更して生成
   する計算機支援自動設計システムを用いた三次元モデル
   生成装置に於いて、 前記三次元モデルを構成する既存の第１部品に対し第２
   部品の組付けを行う際に、三次元モデルの第１座標系を
   用いて両部品間の組付けに必要な幾何学的条件を設定し
   た第１テーブルを作成する第１テーブル作成部と、 前記第１部品の組付け面に対応した擬似モデルを、前記
   第１座標系から独立した第２座標系によって作成する擬
   似モデル作成部と、 前記第２座標系を用いて擬似モデルに対する前記第２部
   品の組付けに必要な幾何学的条件を設定した第２テーブ
   ルを作成し、前記擬似モデルに対する第２部品の組付け
   条件の変更に応じて前記第２テーブルを更新する第２テ
   ーブル作成部と、 前記第２テーブル作成部で前記第２テーブルの組付け条
   件を変更する毎に、前記第１テーブルの組付け条件に逆
   変換して格納するテーブル逆変換部と、を備えたことを
   特徴とする三次元モデル生成装置。
9. 【請求項９】計算機の支援により三次元モデルを生成す
   ると共に、生成された三次元モデルに対応した応用図面
   や逆型モデル等の連携情報を自動生成し、前記三次元モ
   デルの変更に伴い前記連携情報を自動的に変更して生成
   する計算機支援自動設計システムを用いた三次元モデル
   を生成するプログラムを格納した記憶媒体に於いて、前
   記三次元モデルを構成する既存の第１部品に対し第２部
   品の組付けを行う際に、三次元モデルの第１座標系を用
   いて両部品間の組付けに必要な幾何学的条件を設定した
   第１テーブルを作成する第１テーブル作成部と、 前記第１部品の組付け面に対応した擬似モデルを、前記
   第１座標系から独立した第２座標系によって作成する擬
   似モデル作成部と、 前記第２座標系を用いて擬似モデルに対する前記第２部
   品の組付けに必要な幾何学的条件を設定した第２テーブ
   ルを作成し、前記擬似モデルに対する第２部品の組付け
   条件の変更に応じて前記第２テーブルを更新する第２テ
   ーブル作成部と、 前記第２テーブル作成部で前記第２テーブルの組付け条
   件を変更する毎に、前記第１テーブルの組付け条件に逆
   変換して格納するテーブル逆変換部と、を備えたことを
   特徴とする三次元モデルを生成するプログラムを格納し
   た記憶媒体。
10. 【請求項１０】請求項９記載の三次元モデルを生成する
    プログラムを格納した記憶媒体に於いて、 前記第１テーブル作成部は、少なくとも第１部品に対す
    る第２部品の組付け位置のオフセット値及び面接触条件
    の各々を設定し、 前記第２テーブル作成部は、前記第１テーブルのオフセ
    ット値及び面接触条件の各々を前記第２座標系の原点か
    らの寸法に変換して前記第２テーブルに格納することを
    特徴とする三次元モデルを生成するプログラムを格納し
    た記憶媒体。
11. 【請求項１１】請求項１０記載の三次元モデルを生成す
    るプログラムを格納した記憶媒体に於いて、前記擬似モ
    デル作成部は、標準的な形状を持つ擬似モデルを予め作
    成してライブラリー化し、必要に応じてライブラリー化
    された擬似モデルを選択することを特徴とする三次元モ
    デルを生成するプログラムを格納した記憶媒体。
12. 【請求項１２】請求項９記載の三次元モデルを生成する
    プログラムを格納した記憶媒体に於いて、前記三次元モ
    デルを構成する既存の第１部品に対し第２部品の組付け
    を行う際に、前記擬似モデルを選択的に表示可能とした
    ことを特徴とする三次元モデルを生成するプログラムを
    格納した記憶媒体。