JPH0962867A - 図形処理装置及び図形処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の部品が組合わされて描かれた２次元図
面において、各部品毎に３次元形状に復元するととも
に、復元される各部品毎の位置関係を算出し、復元の正
確性，処理速度，各部品の視認性及び作業効率の高い操
作性に優れた図形処理装置及び図形処理方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 複数の部品を各部品毎に分けて３面図からな
る２次元図面として入力する２次元図面入力手段６と、
各部品の３面図から各部品毎に部品基準点を算出して３
次元形状に復元する３次元形状復元手段７と、各部品の
部品基準点の位置関係を表す全体基準点を算出する部品
配置情報抽出手段８と、算出された全体基準点を基に各
部品の３次元形状を相対的に配置する３次元空間部品配
置手段９と、を備えている構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２次元図面として描か
れた図形の３次元形状を復元する図形処理装置及び図形
処理方法に関し、特に、ＣＡＤシステム（Computer Aid
ed Design ）で用いられる図形処理装置及び図形処理方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、１つの部品や形状等を表現した２
次元図面を用いて、立体図形であるソリッドモデルを作
成する３次元形状復元装置である図形処理装置が開発さ
れている。

【０００３】以下に従来の図形処理装置について説明す
る。従来、物体の形状モデリングを行う伝統的な手法で
は、２次元図面において３面図が最も広く用いられ、各
面図間の要素の整合性（合致性）を調べて計算し、３次
元の立体図形であるソリッドモデルを作成する。各図面
間の要素の整合性を調べる方法としては、各図面の頂点
及び稜線の情報から面を復元した後、復元した面をいろ
いろ組合わせ、最終的に矛盾のない３次元立体を形成す
るものである。すなわち、頂点に関しては、３面図の全
ての図面に点として現れる。頂点とその投影点は、共通
する座標において同じ座標形を採る。この関係を利用し
て面図間で対応を採り頂点を復元する。次に、３図面の
各面図において、頂点に対応する点間に線分が存在して
いれば、この頂点間を結んで稜線の復元を行う。

【０００４】更に、従来の図形処理装置では、２次元図
面上において正確に表示されていない図面は、３次元座
標軸上においてデータを配置するための位置を２次元図
面データから計算することができず、３次元形状として
認識することができなかった。このため、２次元図面デ
ータについて、その面図間の関係上から見て正しく対応
する点があるかをチェックする手法、又、各２次元図面
データを３次元空間上に矛盾なく配置できるかをチェッ
クする手法等がいくつか確立されている。これらの手法
において、発見された不整合や矛盾を正しく修正する場
合、２次元図面の面図間の関係をどのように理解するか
かが大きな課題であり、従来、現状エラーとなっている
面図と対応するデータがない面図との面図間だけから考
えられる修正をすべて２次元図面に対して加える手法が
採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法では、複数の部品が組み合わされた形で描かれた
２次元図面又は組立図等において、３次元形状を復元す
ることができないデータの組合わせ、又は３次元上に面
を構成することができないデータの組合わせ等を形成し
てしまい、３次元形状を直接復元することは極めて困難
であるという問題点を有していた。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、複数の部品が組み合わされて描かれた２次元図面に
おいて、各部品毎に３次元形状を復元するとともに、復
元され各部品毎の位置関係を算出し、復元の正確性，処
理速度，各部品の視認性及び作業効率の高い操作性に優
れた図形処理装置、及び、復元の正確性，処理速度，各
部品の視認性及び作業効率の高い操作性に優れた図形処
理方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載の図形処理装置は、複数の部
品を各部品毎に分けて３面図からなる２次元図面として
入力する２次元図面入力手段と、各部品の３面図から各
部品毎に部品基準点を算出して３次元形状に復元する３
次元形状復元手段と、各部品の部品基準点の位置関係を
表す全体基準点を算出する部品配置情報抽出手段と、算
出された全体基準点を基に各部品の３次元形状を相対的
に配置する３次元空間部品配置手段と、を備えている構
成を有している。

【０００８】請求項２に記載の図形処理装置は、請求項
１において、２次元図面入力手段が、各部品毎又は部品
を構成する基本要素毎に入力するレイヤを備えている構
成を有している。

【０００９】請求項３に記載の図形処理装置は、請求項
１又は２において、部品配置情報抽出手段又は３次元空
間部品配置手段が、各部品毎に部品の干渉があるかどう
かを検知する部品干渉検知手段と、３次元空間部品配置
手段が、部品干渉検知手段により干渉があると検知され
た各部品に異なる色又は模様を割り当てる部品識別手段
と、を備えている構成を有している。

【００１０】請求項４に記載の図形処理方法は、複数の
部品を各部品毎に分けて３面図からなる２次元図面とし
て入力する２次元図面入力ステップと、各部品の３面図
から各部品毎に部品基準点を算出して３次元形状に復元
する３次元形状復元ステップと、各部品の部品基準点の
位置関係を表す全体基準点を算出する部品配置情報抽出
ステップと、算出された各位置を基に各部品の３次元形
状を相対的に配置する３次元空間部品配置ステップと、
を備えている構成を有している。

【００１１】請求項５に記載の図形処理方法は、請求項
４において、３次元形状復元ステップが、レイヤ毎に各
部品毎又は部品を構成する基本要素毎に３次元形状を復
元する構成を有している。

【００１２】請求項６に記載の図形処理方法は、請求項
４又は５において、部品配置情報抽出ステップ又は３次
元空間部品配置ステップが、各部品毎に部品の干渉があ
るかどうかを検知する部品干渉検知ステップと、部品干
渉検知ステップにより干渉があると検知された各部品に
異なる色又は模様を割り当てる部品識別ステップと、を
備えている構成を有している。

【００１３】

【作用】この構成によって、複数の部品を各部品毎に分
けて３面図からなる２次元図面として入力する２次元図
面入力手段と、各部品の３面図から各部品毎に部品基準
点を算出して３次元形状に復元する３次元形状復元手段
と、各部品の部品基準点の位置関係を表す全体基準点を
算出する部品配置情報抽出手段と、算出された全体基準
点を基に各部品の３次元形状を相対的に配置する３次元
空間部品配置手段と、を備えているので、２次元図面か
ら各部品間の全体基準点の関係を取り出し、複数の部品
の位置関係を表した３次元形状に復元することができ
る。更に、部品毎に３次元形状に復元するので、極めて
作図作業が容易で修正作業を簡単にでき、作業効率を向
上させることができる。又、特に、２次元図面を部品毎
に描く際に、各部品毎又は部品を構成する基本要素毎に
レイヤと呼ばれる透明なシート層に分けて入力を行うこ
とにより、部品毎に３次元形状に容易に復元することが
でき、処理の高速化を図ることができる。更に、部品配
置情報抽出手段又は３次元空間部品配置手段が、各部品
毎に部品の干渉があるかどうかを検知する部品干渉検知
手段と、３次元空間部品配置手段が、部品干渉検知手段
により干渉があると検知された各部品に異なる色又は模
様を割り当てる部品識別手段と、を備えることにより、
部品間の干渉を調べることができ、干渉している場合、
干渉している形状の色を変えて表示させることにより、
部品の干渉の有無を一目で認識することができ、複雑な
部品構成の確認が容易である。上述の各手段を処理ステ
ップとしてソフトウェア化することにより、同様に、復
元の正確性、処理速度，各部品の視認性及び作業効率を
向上させることができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例の図形処理装置及び図
形処理方法について、図を用いて説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例における図形処理
装置を示す装置ブロック図である。１は情報の演算及び
処理，制御等を行う中央処理装置、２はオペレーティン
グシステム、ウィンドウシステム等の実行中のプログラ
ムを一時的に記憶する主記憶装置、３は図形処理プログ
ラムやデータ等を記憶保存する二次記憶装置、４は文
字，数値及び位置等のデータを入力するキーボード，タ
ブレット，マウス等からなる入力装置、５はウィンド
ウ，図形要素，文字等の表示を行う表示装置である。二
次記憶装置３内において、６は複数の部品を各部品毎に
分けて２次元図面の３面図として入力するための２次元
図面入力モジュールからなる２次元図面入力手段であ
り、各部品毎又は部品を構成する基本要素毎に入力する
レイヤを備えている。又、７は２次元図面入力手段６に
入力された各部品毎の３面図から各部品毎に部品基準点
を算出して３次元形状を復元する３次元形状復元モジュ
ールからなる３次元形状復元手段、８は各部品の部品基
準点の位置関係を表す全体基準点を算出する部品配置情
報抽出モジュールからなる部品配置情報抽出手段、９は
算出された全体基準点を基に各部品の３次元形状を配置
する３次元空間部品配置モジュールからなる３次元空間
部品配置手段である。

【００１６】図２は本発明の一実施例における図形処理
方法の各ステップの流れを示すフローチャートである。
ステップ１は複数の部品を各部品毎に分けて２次元図面
の３面図として入力する２次元図面入力ステップであ
り、レイヤ毎に各部品毎又は部品を構成する基本要素毎
を入力できる。ステップ２は２次元図面入力ステップ１
で入力された各部品毎の３面図から各部品毎に部品基準
点を算出して３次元形状を復元する３次元形状復元ステ
ップ、ステップ３は各部品の部品基準点の位置関係を表
す全体基準点を算出する部品配置情報抽出ステップであ
る。又、ステップ４は算出された全体基準点を基に各部
品の３次元形状を配置する３次元空間部品配置ステップ
であり、各部品毎に部品の干渉があるかどうかを検知す
る部品干渉検知ステップと、部品干渉検知ステップによ
り干渉があると検知された各部品に異なる色又は模様を
割り当てる部品識別ステップと、を備えている。

【００１７】以上のように構成された図形処理装置及び
図形処理方法の原理について、以下図３乃至図６を用い
て説明する。図３（ａ）は本発明の一実施例の図形処理
装置において複数の部品がレイヤ毎に入力された例を示
す３面図からなる２次元平面図であり，図３（ｂ）は図
３（ａ）における各レイヤが重ねられた組図を示す２次
元平面図である。図４（ａ）は図３（ａ）における１つ
のレイヤ（レイヤ１）に入力された部品１１の３面図で
あり、図４（ｂ）は図４（ａ）を基に３次元形状に復元
された３次元平面図である。図５（ａ）は図３（ａ）に
おける他の１つのレイヤ（レイヤ２）に入力された部品
１２の３面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）を基に３
次元形状に復元された３次元平面図である。図６（ａ）
は図３（ｂ）における複数のレイヤが重ね合わされた組
図を示す２次元平面図であり、図６（ｂ）は図４（ｂ）
及び図５（ｂ）の各部品の位置関係を基に重ねて３次元
形状に復元された３次元平面図である。

【００１８】図３（ａ）において、複数の部品を区別す
る手段として、レイヤと呼ばれる透明のシート層である
表示エリア毎に分けて各部品図１０１，１０２を入力
し、更にそれらを重ねて表示することにより、図３
（ｂ）に示す１つの組図１０３として見ることができ
る。図４において、図３に示す３次元形状として配置す
る際の部品１１の部品基準点Ａとして、２次元図面の３
面図（正面図１０１ａ、平面図１０１ｂ、右側面図１０
１ｃ）の左下の点が定義される。更に、図５において、
図３に示す３次元形状として配置する際の部品１２の部
品基準点Ｂとして、２次元図面の３面図（正面図１０２
ａ、平面図１０２ｂ、右側面図１０２ｃ）の左下の点が
定義される。又、図５において、図４における部品１１
の部品基準点Ａも記載されている。次に、図６におい
て、部品１１及び部品１２を組み合わせた組図における
各部品間の組図の全体基準点Ｃとして、組図における２
次元図面の３面図（正面図１０３ａ、平面図１０３ｂ、
右側面図１０３ｃ）の左下の点が唯一定義される。この
全体基準点Ｃは部品基準点Ａと一致している。これによ
り、各部品の３次元空間での配置位置が決定される。

【００１９】次に、本発明の一実施例の図形処理装置及
び図形処理方法について、以下に動作を説明する。図７
は本発明の一実施例における図形処理装置及び図形処理
方法の動作を示すフローチャートである。最初に、２次
元図面入力ステップ１として、レイヤ毎に分けて各部品
の３面図を入力する（Ｓ１１）。次に、３次元形状復元
ステップ２として、各部品毎に面構成を行い、３次元形
状を復元する（Ｓ１２）。次に、配置した各部品の配置
位置を抽出する（Ｓ１３）。これは、図４及び図５に示
すように、各部品の２次元図面において、平面図、正面
図及び右側面図のそれぞれの左下隅となる部品基準点
（Ｘ軸方向座標及びＹ軸方向座標が最小になる点）Ａ，
Ｂを抽出する。

【００２０】次に、部品配置情報抽出ステップ３とし
て、各部品図を重ね合わせた状態で各部品の部品基準点
Ａ，Ｂの中から最も左下隅となる部品基準点Ａを組図全
体の全体基準点Ｃとして定義し、各面図における部品間
の部品基準点Ａ，Ｂの相対位置を取り出す（Ｓ１４）。
図３の組図の例では、図４に示すように、部品１１の部
品基準点Ａを組図全体の基準点とし、図５に示すよう
に、部品１２の部品基準点Ｂを抽出する際に、部品１１
との関係を算定する。

【００２１】これにより、３次元空間部品配置ステップ
４として、図６に示すように、２次元図面上での変移を
３次元のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の変移に変換することによ
り、部品１１と部品１２の３次元形状を同一の３次元空
間に配置する（Ｓ１５）。本実施例においては、図６の
３次元形状に示すように、部品１１と部品１２の相対位
置はＹ軸方向の変移で示されている。

【００２２】更に、３次元空間に上述のように２次元図
面から得られた配置関係で、部品１１、部品１２を配置
する際、部品干渉検知ステップとして、３次元モデル同
士のブーリアン演算を行うことにより、３次元形状での
各部品の干渉を調べることができる。この時、干渉して
いる場合は、部品識別ステップとして、干渉している部
品を色を変えて表示するにより、干渉の有無を一目で認
識することができる（Ｓ１６）。

【００２３】ここで、１つの部品が複雑な形状からなる
場合においても、３次元形状のプリミティブな要素又は
分割し易い要素を取り出し、これらを別々のレイヤに移
動させ分離することにより、複雑な形状を分割した幾つ
かの３次元形状の組合わせとして復元することができ、
２次元図形の入力が容易で、視認性が良く作業の効率化
を図れるとともに、２次元図形の３次元形状への復元が
極めて容易にでき、正確な図形を得ることができる。

【００２４】以上のように本実施例によれば、２次元図
面を部品毎に描く際に、各部品毎又は部品を構成する基
本要素毎にレイヤと呼ばれる透明なシート層に分離して
入力を行うことにより、部品毎に３次元図形を容易に復
元することができ、極めて作図作業が容易で、修正作業
を簡単にでき、作業効率を向上させることができる。更
に、各部品間の部品基準点Ａ，Ｂの関係を全体基準点Ｃ
として取り出し、複数の部品の位置関係を表わした３次
元形状に復元することができるので、各部品の３次元形
状や部品配置等の位置関係が容易に理解できる。更に、
干渉があると検知された各部品に、異なる色又は模様を
割り当てることにより、部品の干渉の有無を一目で認識
することができ、複雑な部品構成の確認が容易である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明は、複数の部品を各
部品毎に分けて３面図からなる２次元図面として入力す
る２次元図面入力手段と、各部品の３面図から各部品毎
に部品基準点を算出して３次元形状に復元する３次元形
状復元手段と、各部品の部品基準点の位置関係を表す全
体基準点を算出する部品配置情報抽出手段と、算出され
た全体基準点を基に各部品の３次元形状を相対的に配置
する３次元空間部品配置手段と、を備えているので、複
数の部品が組み合わされて描かれた２次元図面におい
て、各部品毎に３次元形状を復元するとともに、各部品
間の基準点の関係を算出し、複数の部品の位置を表現し
た３次元形状を復元することができ、復元の正確性及び
処理速度に優れた図形処理装置を実現することができ
る。更に、部品毎に３次元形状に復元するので、極めて
作図作業が容易で修正作業を簡単にでき、作業効率に優
れた図形処理装置を実現することができる。

【００２６】又、特に、２次元図面を部品毎に描く際
に、各部品毎又は部品を構成する基本要素毎にレイヤと
呼ばれる透明なシート層に分けて入力を行うことによ
り、部品毎に３次元形状に容易に復元することができ、
処理の高速性及び操作効率に優れた図形処理装置を実現
することができる。

【００２７】更に、部品配置情報抽出手段又は３次元空
間部品配置手段が、各部品毎に部品の干渉があるかどう
かを検知する部品干渉検知手段と、３次元空間部品配置
手段が、部品干渉検知手段により干渉があると検知され
た各部品に異なる色又は模様を割り当てる部品識別手段
と、を備えることにより、部品間の干渉を調べることが
でき、干渉している場合、干渉している部品の色を変え
て表示させることにより、部品の干渉の有無を一目で認
識することができ、複雑な部品構成の確認が容易であ
り、各部品の視認性に優れた図形処理装置を実現するこ
とができる。

【００２８】同様に、復元の正確性，処理速度，各部品
の視認性及び作業効率に優れた図形処理方法を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における図形処理装置を示す
装置ブロック図

【図２】本発明の一実施例における図形処理方法の各ス
テップの流れを示すフローチャート

【図３】（ａ）本発明の一実施例の図形処理装置におい
て複数の部品がレイヤ毎に入力された例を示す３面図か
らなる２次元平面図 （ｂ）図３（ａ）における各レイヤが重ねられた組図を
示す２次元平面図

【図４】（ａ）図３（ａ）における１つのレイヤに入力
された部品１１の３面図 （ｂ）図４（ａ）を基に３次元形状に復元された３次元
平面図

【図５】（ａ）図３（ａ）における他の１つのレイヤに
入力された部品１２の３面図 （ｂ）図５（ａ）を基に３次元形状に復元された３次元
平面図

【図６】（ａ）図３（ｂ）における複数のレイヤが重ね
合わされた組図を示す２次元平面図 （ｂ）図４（ｂ）及び図５（ｂ）の各部品の位置関係を
基に重ねて３次元形状に復元された３次元平面図

【図７】本発明の一実施例における図形処理装置及び図
形処理方法の動作を示すフローチャート

【符号の説明】

１ 中央処理装置 ２ 主記憶装置 ３ 二次記憶装置 ４ 入力装置 ５ 表示装置 ６ ２次元図面入力手段 ７ ３次元形状復元手段 ８ 部品配置情報抽出手段 ９ ３次元空間部品配置手段 １１，１２ 部品

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の部品を各部品毎に分けて３面図から
   なる２次元図面として入力する２次元図面入力手段と、
   前記各部品の前記３面図から前記各部品毎に部品基準点
   を算出して３次元形状に復元する３次元形状復元手段
   と、前記各部品の前記部品基準点の位置関係を表す全体
   基準点を算出する部品配置情報抽出手段と、算出された
   前記全体基準点を基に前記各部品の３次元形状を相対的
   に配置する３次元空間部品配置手段と、を備えているこ
   とを特徴とする図形処理装置。
2. 【請求項２】前記２次元図面入力手段が、前記各部品毎
   又は部品を構成する基本要素毎に入力するレイヤを備え
   ていることを特徴とする請求項１に記載の図形処理装
   置。
3. 【請求項３】前記部品配置情報抽出手段又は３次元空間
   部品配置手段が、前記各部品毎に部品の干渉があるかど
   うかを検知する部品干渉検知手段と、前記３次元空間部
   品配置手段が、前記部品干渉検知手段により干渉がある
   と検知された各部品に異なる色又は模様を割り当てる部
   品識別手段と、を備えていることを特徴とする請求項１
   又は２に記載の図形処理装置。
4. 【請求項４】複数の部品を各部品毎に分けて３面図から
   なる２次元図面として入力する２次元図面入力ステップ
   と、前記各部品の前記３面図から前記各部品毎に部品基
   準点を算出して３次元形状に復元する３次元形状復元ス
   テップと、前記各部品の前記部品基準点の位置関係を表
   す全体基準点を算出する部品配置情報抽出ステップと、
   算出された前記各位置を基に前記各部品の３次元形状を
   相対的に配置する３次元空間部品配置ステップと、を備
   えていることを特徴とする図形処理方法。
5. 【請求項５】前記３次元形状復元ステップが、レイヤ毎
   に前記各部品毎又は部品を構成する基本要素毎に３次元
   形状を復元することを特徴とする請求項４に記載の図形
   処理方法。
6. 【請求項６】前記部品配置情報抽出ステップ又は３次元
   空間部品配置ステップが、前記各部品毎に部品の干渉が
   あるかどうかを検知する部品干渉検知ステップと、前記
   部品干渉検知ステップにより干渉があると検知された各
   部品に異なる色又は模様を割り当てる部品識別ステップ
   と、を備えていることを特徴とする請求項４又は５に記
   載の図形処理方法。