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JP4011172B2 - Three-dimensional drawing creation method from sheet metal CAD drawing and storage medium storing program thereof - Google Patents

Three-dimensional drawing creation method from sheet metal CAD drawing and storage medium storing program thereof Download PDF

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JP4011172B2
JP4011172B2 JP00189098A JP189098A JP4011172B2 JP 4011172 B2 JP4011172 B2 JP 4011172B2 JP 00189098 A JP00189098 A JP 00189098A JP 189098 A JP189098 A JP 189098A JP 4011172 B2 JP4011172 B2 JP 4011172B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金CAD図面からの立体図作成方法及び板金CAD図面から立体図を作成させるプログラムを記憶した記憶媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
古くから加工や建築の作業現場等では立体形状の伝達をする必要があった。しかし、まだ実物のない概念的な立体形状の伝達手段には、紙などの二次元媒体しかなかった。
【0003】
つまり、三次元である立体形状を、いかにうまく二次元に縮退(表現)させるかが、立体形状伝達の効率に関わってきた。このような効率のよい縮退(表現)方法としてよく知られているものの一つに、投影法がある。
【0004】
この複数の投影図によって立体形状を表現する方法は、図面に応用され、長きにわたって、また現在も、設計や生産のための情報伝達手段として工業的に大きな役割を果たしている。これらの図面情報はCADの普及にともなって電子データに置き換えられることにより、さらに情報処理的にも広がりを見せている。
【0005】
一方、立体形状をコンピュータの内部に論理的に表現する方法はこの30年あまりの間に飛躍的な進歩を遂げ、三次元CADという立体形状を可視化、応用できる環境により、コンピュータ内部の立体形状の実用上の価値も飛躍的に増大した。
【0006】
ここで、図面から立体形状を作成する意義を考えてみると、以下の二つがあげられる。
【0007】
まず一つ目は、図面が表している立体形状の理解の助けである。投影法がいかに効率のよい方法であろうとも、三次元形状を二次元で表すため、曲げ線等の情報が欠落しているし、複数の投影図にわたって情報が拡散している。このため、複雑な図面になればなるほど、図面を見慣れていない者にとっては図面が表している立体形状が理解し難くなる。
【0008】
二つ目として、二次元の情報、つまり図面から三次元形状を作り出すことができれば、過去に確立された工業的な体系やその資産を否定することなく三次元技術につなげることができる。
【0009】
この二次元情報から3次元の立体形状を生成する方法には、いろいろ有るが大別するとボトムアップ的なアプローチによるものとトップダウン的なアプローチによるものに分けることができる。
【0010】
<ボトムアップ的アプローチ>
このボトムアップ的アプローチの基本概念は、投影図として数学的に正しい図面(幾何図形)を基に、各頂点座標、稜線を入力して自動的に立体作成を行うことである。
【0011】
すなわち、三次元形状モデリング特有のブーリアン演算や局所的な形状変更などを必要としない。基本的には、投影図面の正面図、側面図、平面図などの頂点と稜線を互いに照合させて立体を構築する。このため、入力の各投影図に対して要求される条件は数学的に正しい投影位置だけであり、それ以外の条件、例えば位相等といった高度な関係は必要としない。
【0012】
この方法では、図26に示すように、まず図面の複数の矢視投影図を照合して、空間上に頂点、稜線からなるワイヤーフレームを作成する。作成されたワイヤーフレームから隣り合う二本の稜線を取り出し、その組み合わせから二本の稜線を含む局面のタイプを決定する。局面のタイプは、二本の稜線の曲線の組み合わせや位置関係から決定することができる。この後に他の稜線に関してこれらの曲面にのるものを抽出して順次ループ化し、これらのループ化された稜線から曲面の具体的な形状を決定する。
【0013】
このボトムアップ的アプローチの利点は、適用する図面の表している立体図形に制限がないこと、立体作成の途中でオペレータの操作が必要ないことなどである。
【0014】
<トップダウン的アプローチ>
トップダウン的アプローチの基本概念は、各矢視投影図に対してそれぞれの単純な閉領域を考え、各矢視間で関連図形をパターン的に照合させて複数の基本立体を作成する。
【0015】
さらに、これらの基本立体の包含関係や接続状態をみながら、基本立体の集合体として最終的な立体を完成する。この手法は投影図の段階で面やループ等の概念を用い、さらに進行の過程でブーリアンオペレーション等の処理を行う。
【0016】
上述のボトムアップ的アプローチは、頂点と稜線の照合によってワイヤーフレームをつくり、その後に面を生成しているが、それに対しこの手法では、はじめから面、または基本立体の存在を仮定し、その仮定を前提に結果の立体を探索していくのが特徴である。ここでいうトップダウンとは、適当な頂点や稜線の集合を閉領域として基礎図形を形成することの他に、必要に応じてオペレータが判断に介入することも含んでいる。
【0017】
トップダウン的手法のひとつである自動掃引法では、図27に示すように図面の複数の各閉領域にそれぞれ任意の厚みを与えて階段状の立体や多孔板を作成することができる。
【0018】
このトップダウン的アプローチの利点として、一つ目は、オペレータの介入等もあり、図面のあいまいさ、省略、微妙な間違いをある程度吸収できること、また、最終的な立体を得るまでの候補立体の探索空間が狭いことである。
【0019】
二つ目は、ボトムアップ的アプローチが頂点と稜線との照合を基本にしているのに対して、この手法は面を基本に照合を行っている点である。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ボトムアップ的アプローチの問題点は大きく分けて二つある。一つは虚物体の排除を目的とした計算量の増大である。
【0021】
ボトムアップ的アプローチのように頂点と稜線を照合させてまずワイヤーフレームを作る方法では、図28に示すように実際には存在しない虚の頂点、稜線、面を作成してしまう。
【0022】
最終的に正しい立体を作成するためには、これらの虚物体を位相関係、元の投影図との照合などによって排除する必要がある。
【0023】
ときとして組み合わせの爆発を起こしたり、位相を決定できずに立体作成できないなどの可能性があるという問題点がある。
【0024】
もう一つの問題点は、このアプローチの入力として、正しい投影図を求めることである。図面にあいまいな部分があったり、図29に示すように、各矢視の頂点と稜線が、人間が見ても分からないほど微妙にずれていたり、Aの箇所の稜線が省略されていたりすると、照合の途中のワイヤーフレームが正しく生成されず、結果として立体図形が作成されないという問題点があった。
【0025】
いずれにしてもボトムアップ的アプローチは、立体の成立に関わる全体の位相の決定が一連の演算の最後になるため、大量の面のなかの一つでも作成しそこなうと長い計算時間の後に最終的にまったく解が得られないことがある。
【0026】
特にCAD図面の頂点や稜線のデータが微妙にずれている場合、その多くは立体が作成できないが、図面自体は人間の目には正しく映るので立体作成ができない原因が発見できず、実用上大きな障害となる。
【0027】
一方、トップダウン的アプローチにおいては、オペレータが立体作成時にシステムに情報を与えて立体作成するため、オペレータが図面を理解していなければならないので、熟練したオペレータでなければトップダウン的アプローチ方式を使いこなせないという問題点があった。
【0028】
例えば基本概念で述べた自動掃引法にしても、図面の各閉領域に対してどのくらい掃引長さを与えたらよいのかオペレータが理解していなければならない。
【0029】
もう一つの問題点として、適応できる図面の表している立体図形に対して制限があることである。例えば自動掃引法であれば、図面の表している立体図形が、ある矢視図面を掃引して仮の立体を作った後にブーリアン演算を施して作成できるような物でなければならない。
【0030】
本発明は以上の問題点を解決するためになされたもので、オペレータの介入がなくとも2次元の展開図から自動的に立体図を生成できる方法を得ることを目的とする。
【0031】
【課題を解決するための手段】
本発明の板金CAD図面からの立体図作成方法は、2次元3角法に基づいて表示部に描かれた板金構成体の2次元図形の三面図における矢視図の線分の座標情報に基づいて立体図を生成する方法である。
【0032】
3次元(X,Y,Z)座標系のX−Y面、Y−Z面、X−Z面が定義された記憶手段を備え
前記コンピュータが、
前記矢視図である側面図、平面図、正面図の座標情報を全て読み込み、これらを該当の前記Y−Z面、前記X−Z面、前記X−Y面に定義する矢視図読込処理工程と、
【0033】
前記定義された矢視図毎に、その矢視図の最も外側の輪郭を所定方向廻りでなぞったときのループを外ループとして抽出した後に、当該矢視図の外ループを構成する各線分から逆廻りでなぞったときのループを内ループとして全て抽出する閉領域抽出処理工程と、
【0034】
前記矢視図毎に、前記内ループの互いに平行な線分の間の距離が所定の条件を満足している第1の内ループに対しては、その線分の間を前記板金構成体の板厚として求め、この板厚から当該矢視図の前記第1の内ループの中央を通る線を該内ループの縁を表す縁線成分として定義し、これらの縁線成分を、該当の前記Y−Z面、前記X−Z面、前記X−Y面のいずれかに定義する縁線成分生成処理工程と、
【0035】
前記縁線成分を、その縁線成分が定義されている前記Y−Z面、前記X−Z面又は前記X−Y面に対して、垂直な方向に掃引してそれぞれの掃引面を生成し
これらの掃引面に対して垂直方向に対向する前記Y−Z面、前記X−Z面又は前記X−Y面に存在する前記矢視図の前記内ループの内で前記第1の内ループを除く第2の内ループを、当該掃引面に投影して前記立体図を作成して表示する処理工程と
を行なうことを要旨とする。
【0036】
本発明の板金CAD図面から立体図を作成させるプログラムを記憶した記憶媒体は、2次元3角法に基づいて表示部に描かれた板金構成体の2次元図形の三面図における矢視図の線分の座標情報に基づいて立体図を生成するプログラムを記憶した記憶媒体である。
【0037】
3次元(X,Y,Z)座標系のX−Y面、Y−Z面、X−Z面が定義された記憶手段を備え
前記コンピュータに、
前記矢視図である側面図、平面図、正面図の座標情報を全て読み込み、これらを該当の前記Y−Z面、前記X−Z面、前記X−Y面に定義する矢視図読込処理工程と、
前記定義された矢視図毎に、その矢視図の最も外側の輪郭を所定方向廻りでなぞったときのループを外ループとして抽出した後に、当該矢視図の外ループを構成する各線分から逆廻りでなぞったときのループを内ループとして全て抽出する閉領域抽出処理工程と、
前記矢視図毎に、前記内ループの互いに平行な線分の間の距離が所定の条件を満足している第1の内ループに対しては、その線分の間を前記板金構成体の板厚として求め、この板厚から当該矢視図の前記第1の内ループの中央を通る線を該内ループの縁を表す縁線成分として定義し、これらの縁線成分を、該当の前記Y−Z面、前記X−Z面、前記X−Y面のいずれかに定義する縁線成分生成処理工程と、
前記縁線成分を、その縁線成分が定義されている前記Y−Z面、前記X−Z面又は前記X−Y面に対して、垂直な方向に掃引してそれぞれの掃引面を生成し
これらの掃引面に対して垂直方向に対向する前記Y−Z面、前記X−Z面又は前記X−Y面に存在する前記矢視図の前記内ループの内で前記第1の内ループを除く第2の内ループを、当該掃引面に投影して前記立体図を作成して表示する処理工程と
を実行させることを要旨とする。
【0038】
このプログラムのインストール、実行を容易にすると共に、流通性を高めることになる。
【0039】
【発明の実施の形態】
上記課題で説明したように、ボトムアップ的アプローチでは図面のあいまいさ、省略、ある程度の間違いおよび精度上の問題を吸収できない。しかし、図面から立体形状を作ることはそう簡単なことではない。
【0040】
三次元CADにおいては、形状の入力方法が従来の二次元CAD製図とは大幅に異なり、複雑で立体的な思考が要求されるため、作業者の負担が非常に多くなる。
【0041】
このため、仮に図面から立体作成を自動的に行うシステムができれば、上記の二つの意義を満たすとともに、作業者の負担を著しく軽減することができる。
【0042】
このようなシステムの扱うことのできる図面にはどのような特徴があるだろうか。まず、上で述べたような情報の欠如、拡散があるが、さらに、多くの約束事や暗黙の了解、さらには大小の間違い(精度上の問題も含む)が含まれている。人間はこれらをその都度解釈して情報をおぎなったり修正したりして図面を理解するが、コンピュータがそれを行うのは非常に難しい。このため、人間が書いた図面から立体を自動で作成する技術は産業界で強く実現が望まれているにも関わらず、実用化の例はない
【0043】
(1)人間の書いた図面は、完全に正確なわけではなく、あいまいな表現、間違い、省略を含んでいる。どのようにしてそれらの表現を吸収するような堅牢(ロバスト)なシステムを作るか、また、その核となるアルゴリズムはどのようなものであるべきか。
【0044】
(2)図面に表示された形状や精度と出来上がった立体の形状や精度と出来上がった立体の形状や精度が対応していなければならない。すなわち期待した立体形状と出来上がった立体形状が違う場合にその原因が図面上で容易に認識できるアルゴリズムでなければならない。ほとんど完全に近い図面がたった一つの間違いで全く立体が作成されないようなものでは困るのである。
が、あげられる。
【0045】
今まで一般的に用いられてきた、ボトムアップ的アプローチ(各矢視図面間の頂点と稜線の照合による立体図形作成)では、前提として完全な図面が求められ、人間の書いたあいまいな図面には適用することが難しい。
【0046】
そこで、本発明は、たとえ投影図としては正しくなくても、実用上の図面としては問題のないあいまいな表現でも扱えるようなトップダウン的アプローチ方式を用いる。
【0047】
この方式では、頂点と稜線の照合ではなく、より大きな単位である図形と図形の照合を行う。すなわち領域単位の大域的な照合により、多少の誤差は吸収されてしまう。そのため、実際の図面を問題なく扱えることになるが、領域の厚み方向の形状は保証されない。しかし、厚みが一定の板金には重要である。そのため扱う図面の対象を「板金」を表した三面図に限る。
【0048】
また、図面の表している立体図形が、
(3)法線ベクトルがX、Y、Z軸のいずれかと垂直な平面
(4)中心軸がX、Y、Z軸のいずれかと平行な円筒面
で構成されていなければならない。また、立体の投影図としての図面が、直線および円弧で構成された幾何形状のみのCAD上の三面図とする。
【0049】
さらに、板金は板厚が一定なため、完成した立体形状を立体面の集合で表現する。これらの前提を設けることにより、オペレータの介入なしで、計算機の判断だけで多少の間違いや省略を含む図面から立体を作成する。
【0050】
この計算機の判断だけで三面図から立体を作成する方法の概要を以下に説明する。
【0051】
<発明の概要>
図1は本発明の実施の形態の概略を説明する説明図である。また、本実施の形態では、トップダウン的アプローチとは、オペレータの介入のない、計算機の判断による立体作成をいう。また、CAD上の板金三面図とする。
【0052】
本発明は図1に示すように、初めに、まず三面図(正面図、側面図、平面図)において、それぞれの面の最小閉領域(A、B、a、b、c、d)を抽出し、その情報をもとに板金の板厚を予測する。その後もとめた板厚の値を使い、縁をあらわす縁線分を抽出する。
【0053】
後は最小閉領域が立体面の形をあらわし、縁線分が立体面の位置をあらわすと考えて、最小閉領域と縁線分との照合(面領域照合という)を行い、立体面を作成するものである。
【0054】
すなわち、本発明は板厚が一定の板金の「曲げと切断」に限定した立体図作成方法である。
【0055】
一方、加工方法が上記のように限定された板金図面の特徴は以下のように述べることができる。
【0056】
・板厚が一定であるから、基本的に図面の幾何図形に現れる線分の閉ループ(以下これを閉領域と称する)は、立体面(虚の平面としての穴も含む) と、その側面(以下これを「縁」と称する)、およびこれらの閉領域が重なっ たものを表している。
【0057】
・面はある立体面の形状を、縁はその面の位置と姿勢を表している。
・元が一枚の板であるから立体図形の形状が限定される。
このような特徴のもとでさらに次のような制限を加える。
(イ).図面が、直線および円弧で構成されていること。
(ロ).図面の表す立体図形が、法線ベクトルがX、Y、Z軸のいずれかと垂直な平面および、中心軸がX、Y、Z軸のいずれかと平行な円筒面で構成されていること。
【0058】
以上により、板金の図面はかなり形状が限定され、立体図形の形状を捕えやすくなっている。しかし以上のような図面であるがゆえに逆に、あいまいな点も多い。例えば、板厚が一定であることから、板厚を正確に書かなったり、穴の側面を省略するなどである。これらの場合は従来からのボトムアップ的アプローチではほとんど立体作成ができなかった。
【0059】
以下にCAD板金三面図から立体図を作成する方法を図2の構成図を用いて説明する。
【0060】
本実施の形態の方法は、図2に示すように、2次元のCAD板金三面図データを、各面毎に読み込んでメモリ2に記憶する矢視図読込処理部1と、矢視図読込処理部1が各矢視図データを読み込んだ後に、メモリ2の各矢視図データから閉領域を抽出する閉領域抽出処理部3と、抽出された閉領域同士を比較して図面の板厚を求める板厚算出処理部4と、板厚の算出に伴って、この板厚に該当する閉領域を縁成分(線)に変換する縁線分生成処理部5とを備えている。
【0061】
また、面となる最小閉領域と、縁線成分とを、その矢視図に対応づけた座標系に定義し、それぞれの座標系の縁線成分及最小閉領域とを所定の方向に掃引した面を作成し、この面に対して垂直方向に縁成分が存在するかどうかを照合して立体の一部を生成する照合処理部6と、照合処理部6で立体図の一部とされた面と、その面に対応する座標系上の面とを比較し、両面に同じ物体(虚物体)があれば立体図の一部とされた面からその物体を排除する虚物体排除処理部7と、照合処理部6で生成された立体図の各面において虚物体が排除されると、立体図の一部の面同士を組み合わせて表示部(図示せず)又は印刷部(図示せず)に出力する立体図生成処理部8とを備えている。
【0062】
上記のように構成されたCAD板金三面図から立体図を作成する方法を図3のフローチャートに従って説明する。
【0063】
初めに、CAD板金三面図の各矢視データ(正面図、側面図、平面図)から最小閉領域を抽出する(S1)。この領域の抽出は、孤立線分(両端点のうちのいずれかが他のどの線分ともつながっていないような線分)を抽出し、可能ならば除去する。また、最小閉領域の抽出を容易にするために、交差した線分の交点にCAD内のデータとして頂点を発生させている。
【0064】
すなわち、図2に示す矢視図読込処理部1が2次元の板金三面図の各面(正面図、側面図、平面図)に対して、図4に示すようにそれぞれ座標系を定めて(第三角法の場合)、取り込む。
【0065】
そして、閉領域抽出処理部3が図5に示すようにこの各矢視図面から最小閉領域を抽出する。まず、図5の(a)に示すように、ある矢視の一番外側の頂点Aiを探す。この頂点Aiから右回りに、図面の輪郭をなぞるようにループをとる。このループをこの矢視の「最大外ループ」と称する。次に、図5の(b)に示すようにこの後、最大外ループがたどった各線分から、今度は左回りにループをとっていく。この最大ループから左廻りにループをとって得られたこれらのループを最小閉領域とする。
【0066】
また、最大外ループがたどった線分からはたどれない。そこで、図5の(c)に示すように、他のループからは独立したループがあれば、それまでに得られた最小閉領域でそのループを含有しているものを見つけ、この独立ループを追加する。さらに、図6に示すように、これらのループ(最大外ループ、最小閉領域)がもし作成できなければその図面は間違っていることを知らせる。
【0067】
次に、板厚算出処理部4は、抽出した最小閉領域のデータをもとに、図面の表している板金の板厚を予測する(S2)。この板厚の算出は、最小閉領域を構成する各線分を「辺」と呼ぶことにする。
【0068】
上記閉領域抽出処理部3で求めたすべての矢視の各最小閉領域から板厚算出処理部4が図7の(a)に示すように、平行線分のペアを抽出する。例えば、それぞれの最小閉領域の辺に対して、直線の辺には直線、円弧の辺には円弧である対応する辺を見つけ、辺のペアとする。この時、図7の(b)に示すように、互いの辺は逆むきで向かい合っているという条件の下に対応する辺を探索する。
【0069】
このようにして求めた辺のペアについて、図7の(c)に示すように、2本の辺の長さの平均をL、辺の間の距離をTとする。ここである値Tを定め、
【数1】
・(1−dt)<T<T・(1+dt)(dt:定数)
となるようなすべてのiに対してLの総和を求めLとする。このようにして求めたLのうちの最大のものをLtmaxすると、
<Ltmax・C(C:1に近い定数。本実施例では便宜上0.7)
を満たすLのうちでTが最も小さいものを求め、その最小のTを板厚とする。この板厚を以降tとする。
【0070】
この板厚tをもとに、縁線成分作成処理部5がステップS1で得られた最小閉領域から縁を表す線分(以後この線分を縁線分と称する)を抽出する(S3)。
【0071】
例えば、求まった板厚tを、今度は逆に図7の(a)の各最小閉領域の平行な辺のペアに適用させる。あるペアの辺の距離をTとすると、板厚tに対して、 t・(1−dt)<Tt・(1dt)(dt:図7の(c)で用いた定数)となるような辺のペアに対して、図8の(a)に示すように、その二つの辺の間を通るような線分を生成し、それを単体縁線分とする。これをすべての矢視の最小閉領域から求まった辺のペアに対して行う。このようにして、直線および円弧の縁線分を抽出する。
【0072】
次に、縁線成分生成処理部5は、単体縁線分の合成を行う。例えば、前述の板厚算出処理部4で求まった単体縁線分について、図8の(b)に示すように、同一線上にあって互いに隣り合っているような複数の直線の単体縁線分を合成する。
【0073】
また、二つの単体縁線分が板厚程度の隙間で隣り合っている場合に、これらの縁線分を合成し、一本の合成縁線分とする。以下で縁線分というときには、特に断らない限り合成縁線分を表す。円弧の単体縁線分は合成を行わない。
【0074】
次に、縁線成分生成処理部5は、面切断フラグの決定を行う。面切断フラグの決定は、平面と円筒面が滑らかにつながっているような図9の(a)のような立体図形の場合(一般には曲面同士が滑らかにつながっている場合)、図面においてはそれらの面の間に境界線を描かない。しかし、この境界線が正しく描かれていない場合は、従来で説明したように、板金の3面図からは立体図を生成することができない。
【0075】
そこで、平面と円筒面を表す最小閉領域(図9の(a)のA)を他の矢視の直線と円弧の縁線分とに照合させて立体平面と円筒面を同時に生成することはせず、平面と円筒面を別々に生成する。このように分けて立体面を作成することにより、アルゴリズムに一貫性が保たれる。
【0076】
このとき、図9の(a)のAでは、他の矢視の対応する直線および円弧の縁線分よりも最大長さが大きい。そこで縁線分の各端点に、面切断フラグを定義することによって、図9の(b)に示すように、縁線分の大きさに最小閉領域を切断し、適切な大きさにしてから照合を行う。
【0077】
具体的には、縁線分の各端点が以下のような状態の時に面切断フラグを立てる。
・縁線分が円弧の場合
・縁線分が直線でかつ、その端点で円弧の縁線分と滑らかにつながっている場合
ただしこの方法の欠点として、図10に示すように、円筒面を表していない最小閉領域に対しても、切断フラグを適用させるため、不必要な面ができてしまう恐れがある。
【0078】
次に、照合処理部6は、ステップS1で得られた各矢視の最小領域を他の矢視の縁線を掃引した面に投影した立体図の一部の面(仮の面ともいう)を作成する(S4)。
【0079】
この照合処理は、ステップS1で得られた最小閉領域と、ステップS3で得られた縁線分とを照合して立体図形を作成するものである。但し、法線ベクトルがX、Y、Z軸のいずれかと垂直な平面および中心軸がX、Y、Z軸のいずれかと平行な円筒面である。
【0080】
いずれの場合も、図11に示すように、まず図面上にある矢視の最小閉領域を対応する他のどちらかの矢視の縁線分と照合して立体面を作成し、次に残りの矢視のデータにより立体面の有効性を確かめるという照合方法をとる。
【0081】
また、始めの矢視と縁線分との照合によってできた三次元面の種類によって処理方法を変える。例えば、法線ベクトルがX、Y、Z軸のいずれかと平行な面の有効性の確認は最後の矢視の縁線分によって行う。法線ベクトルがX、Y、Z軸のいずれとも平行でない平面(以後これを斜めの面と称する)および円筒面の有効性の確認は最後の矢視の最大外ループによって行う。よって考えられる照合方法は表1のようになる。以下に照合処理の手順を詳細を説明する。
【0082】
【表1】

Figure 0004011172
(1)初めに最小閉領域の投影を行う。まず、最小閉領域と縁線分を照合して仮の立体面を作成する際、最小閉領域と縁線分との対応検査を行う。この検査が終って初めて仮の面が作成でき、この仮の面は最終立体図形の一部分の候補となる。
【0083】
まず、縁線分の端点における面切断フラグを調べる。もし面切断フラグがたっていたならば、その位置で最小閉領域を切断する。これを例を用いて説明する。仮に正面図の最小閉領域を側面図の縁線分と照合させることを考える。例えば、図12の場合、側面図の縁線分aの端点の位置により、正面図の最小閉領域Aが切断されている。縁線分aのもう一方の端点には面切断フラグが立っていないので切断は行わない。
【0084】
次に、最小閉領域を切断した後、切断された最小閉領域と縁線分が対応するかどうかを、それらの位置によって検査する。図13のように、切断された最小閉領域のY座標値の最大値、最小値をそれぞれYRMAXとYRMINとし、縁線分のY座標値の最大値、最小値をそれぞれYFMAX、YFMINとすると、以下が成り立つとき、最小閉領域と縁線分は対応するものとする。
【0085】
RMAX<YFMAX+(YFMAX−YFMIN)・α
RMIN>YFMIN−(YFMAX−YFMIN)・α
(ただしαは定数であり、本実施例では0.1とする)
【0086】
(2)次に合成縁の掃引を行う。(1)で検査され、条件が満たされた場合、縁線分を適切な方向に掃引して仮の面を作る基になる面を作成する。縁線分の掃引方向は、図4で示した座標系にしたがって、図14に示すように、正面図の縁線分はZ軸方向、側面図の縁線分はX軸方向、平面図の縁線分はY軸方向とする。この掃引の結果、直線の縁線分を掃引した場合は平面ができ、円弧の縁線分を掃引した場合は円筒面ができる。図14の例で説明すると、縁線分aは側面図の縁線分であるから、図15に示すように、X軸方向に掃引して面を作成する。
【0087】
(3)次に、掃引面への投影を行う。
(2)で得られた掃引面に、図16に示すように最小閉領域を投影する。この投影を施すことによって、最終結果の立体面の候補となる仮の立体面ができる。つまり結果の立体の一部分の候補である。
【0088】
そして、仮の面の有効性の確認を行う。表1で示したように、上記の最小領域の投影処理で生成された仮の面の種類によって二種類の有効性の確認方法を取る。
【0089】
(1)垂直、水平面(法線ベクトルがX、Y、Z軸のどれかと平行な面)の場合の確認。
この場合、仮の面の有効性の確認は、図17に示すように、最後の矢視において適切な縁線分を見つけることによって行われる。例として正面図の最小閉領域を側面図の縁線分と照合し、平面図の矢視で仮の面の有効性を確かめるとする。この場合、縁線分がY軸と平行であるとすると仮の面はXY平面に平行である。この仮の面のZ座標をZp とし、X座標の最大値をXpmax、最小値をXpminとする。この面が有効であるか確かめるために、まず平面図で、X軸と平行でZ座標がZp 付近である縁線分を探す。見つかった縁線分のX座標の最大値をXfmax、最小値をXfminとする。
【0090】
このとき、以下の条件が満たされる場合は仮の面は有効であるとする。
縁線分の端点でX座標がXpmaxであるものについて、
・面切断フラグが立っている場合:
【数2】
fmax+(1+α)・(Xpmax−Xpmin
>Xpmax (αは定数)
・面切断フラグが立っていない場合:
fmax>Xpmax
縁線分の端点でY座標がXpminであるものについて、
・面切断フラグが立っている場合:
fmin+(1−α)・(Xpmax−Xpmin
<Xpmin (αは定数。4−6−2節と同じ)
・面切断フラグが立っていない場合:
fmin<Xpmin
(2)仮の面、および円筒面の場合
この場合、仮の面の有効性の認識は、図18に示すように、仮の面を最後の矢視が表す平面(正面図なら平面、側面図ならばYZ平面、平面図ならばZX平面)に投影し、そのシルエットとその矢視の最大外ループを比較することによって行われる。具体的には、シルエットが最大外ループの内部にあればその面は有効であるとする。
【0091】
例として正面図の最小閉領域を側面図の縁線分と照合し、矢視で仮の面の有効性を確かめるとする。側面図の縁線分が円弧である場合、は円筒面になる。この円筒面を平面図の矢視(XZ平面)に投影する。またここで、平面図の最大外ループを、最大外ループの頂点の平面位置を中心にしてαだけ拡大しておく。これは、あいまいさをある程度吸収する上で必要である。図19に示すように、仮の面を投影したシルエットを拡大した最大外ループの内部にあるならば、仮の面は有効であるとする。
【0092】
次に、虚物体排除処理部7は、穴の部分及び虚物体を排除する(S5)。以上の方法で構築された立体図形には、図20の(a)に示すように、穴の形をした面および虚物体も含まれている場合が多い。そこで、立体図形と三面図を照合させることにより、これらを排除する。この穴を排除するためのアルゴリズムを以下に述べる。ただし、本説明では、図20の()に示すように、三面図において孤立ループによって表現される、法線ベクトルがX、Y、Z軸のいずれかと垂直な面に開いた穴にのみ対応しているとする。
【0093】
1.内部の最小閉領域から立体面を作るとき、図21の(a)に示すように、その最小閉領域をもとにした立体面が1枚しか生成されなければ、その面は穴を表す虚物体であるとして排除する。
【0094】
2.また、図21の(b)に示すように、立体面が複数作られた場合、各面の照合に使われた合成縁線分を調べる。
【0095】
例えば、立体面の座標の最大値および最小値と合成縁線分のもとになった単体縁線分の端点を比較することにより、その立体面が排除すべきかどうか判断する。
【0096】
例として、図22に示す正面図の最小閉領域と、側面図、平面図の縁線分を合わせて面を生成した場合について説明する。立体面のX座標の最大値をXMAX 、最小値を XMIN 、Y座標の最大値をYMAX 、最小値をYMIN とする。
【0097】
ここで側面の合成縁線分について、それのもととなった単体縁線分の中で、端点のY座標がYMAX およびYMIN のものがあるかどうか調べる。また、平面の合成縁線分について、それのもととなった単体縁線分の中で、端点のX座標がXMAX およびXMIN のものがあるかどうか調べる。すべての場合(4種類)において適切な単体縁線分の端点が見つかれば、この立体面は穴を表す虚物体であるとして排除する。
【0098】
すなわち、図23に示すように、最小領域Aからできた仮の面Aaを3次元座標系のY−Z面に定義し、この仮の面Aaの座標と合成縁成分に含まれている単体縁成分の端点とを比較して排除する。
【0099】
次に、立体図生成処理部8は、平面又は円筒面を組み合わせて立体図を作成する(S6)。
【0100】
この立体図の生成は、CAD上に立体面の集合で表現された立体図形を生成するが、この後にこれらの図形を利用する場合、ソリッド化をした方が望ましい場合もある。本例では、立体面の集合で表現した立体図形を生成しているので、ソリッド化は比較的容易である。もしソリッド化を行うならば、図24に示すように、これらの立体面に板厚の厚みをつけて、ブーリアン演算のORを実行すればよい。本例では生成した立体面の間には、立体面に板厚の厚みを与えることを考慮して、あらかじめ隙間を空けてある。すなわち、図25に示すように、板金の3面CAD図面から自動的に立体図が生成されることになる。
【0101】
従って、頂点と稜線の照合による手法では、頂点と稜線による手法では各矢視の頂点と稜線の座標がわずかにずれていたり、稜線が省略してあったりする場合、図面が簡単な場合でも立体図形の元となるワイヤーフレームモデルが正確に構築できず、その結果立体図形が生成できなかったが、本実施の形態ではトップダウン的手法により、面と線の照合によって立体図を生成するので、あいまいさをある程度吸収して立体を作成することができてる。
【0102】
なお、上記実施の形態では、板厚算出処理部4が板厚を自動的に求めるとしたがオペレータにより、予め板厚を入力させる場合は、その板厚を直接、縁分生成処理部5に設定するようにしてもよい。
【0103】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、図面の頂点と稜線の照合による立体作成では図面の持つあいまいさを克服するのは難しく、実際の図面への適用は困難であったが、トップダウン的一手法で各矢視の最小閉領域と縁線分の照合による立体図形生成手法−面領域照合法によって立体図を生成する。
【0104】
このため、
(1)板金図面から面単位の照合を行い、自動で立体図形を作成できた。
(2)多少の矢視間の位置の誤差を補って立体図形を作成できた。
(3)多少の図面の省略、データ不足を補って立体図形を作成できた。
(4)照合の単位を頂点と稜線から面単位にすることの有効性を確認できた。
【0105】
また、ボトムアップ的アプローチは頂点と稜線の照合により、ワイヤーフレームモデルを作成するが面領域照合法では、最小閉領域と縁線分を照合して立体図形を作成するので、それぞれの探索上の計算量を概算すると、明らかに計算量が少なくなる。
【0106】
さらに、ボトムアップ的アプローチでは、照合の結果ワイヤーフレームモデルを作成し、その後に面を生成してソリッドモデルとする。この場合、もしワイヤーフレームモデルが不完全だったならば、結果の物体は生成されない。つまり、図面に少しでも間違いがあると、結果の物体がまったく生成されなくなる。これに対し面領域照合法ではトップダウン的アプローチとして、先に面の存在を仮定してからそれを削除しながら最終立体を探索するアルゴリズムであり、面を削除する方法も完全に削除すべき理由がない限り削除しない。
【0107】
このため、結果として立体面が生成される可能性が高くなり、もし図面にボトムアップ的アプローチでは致命的な間違いが存在しても、面領域照合法の場合は図面が表す立体図形の一部分だけでも出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の概略を説明する説明図である。
【図2】本発明のCAD板金三面図データから立体図を生成する方法の概略構成図である。
【図3】本実施の形態のCAD板金三面図データから立体図を生成する概略フローチャートである。
【図4】三面図の各矢視図の座標系を説明する説明図である。
【図5】最大外ループと最小閉領域のループを説明する説明図である。
【図6】図面誤りの検出を説明する説明図である。
【図7】平行線成分から板厚を求める手順を説明する説明図である。
【図8】縁線分の生成の手順を説明する説明図である。
【図9】円弧が存在する板金の縁線分の生成の手順を説明する説明図である。
【図10】下板に円弧が存在する場合の面切断フラグの適用を説明する説明図である。
【図11】照合の概略を説明する説明図である。
【図12】最小閉領域の切断と照合とを説明する説明図である。
【図13】座標系における照合条件を説明する説明図である。
【図14】照合における3軸上の縁線成分の掃引を説明する説明図である。
【図15】掃引による面の生成を説明する説明図である。
【図16】最小領域の投影を説明する説明図である。
【図17】面の有効性を説明する説明図である。
【図18】平面図の投影を説明する説明図である。
【図19】仮の面の有効性の確認の手法を説明する説明図である。
【図20】虚物体を含む場合を説明する説明図である。
【図21】生成された立体図に垂直、水平面の穴ができる例を説明する説明図である。
【図22】穴を表す面を削除する手順を説明する説明図である。
【図23】平面に穴を定義する手法を説明する説明図である。
【図24】本実施の形態によって生成された立体図を説明する説明図である。
【図25】本実施の形態の手法によって生成される立体図の例を示す図である。
【図26】従来の三面図の照合を説明する説明図である。
【図27】従来における自動掃引法を説明する説明図である。
【図28】従来の三面図の照合によって生成される虚像を説明する説明図である。
【図29】従来における立体作成できない図面例を示す図である。
【符号の説明】
1 矢視図読込処理部
3 閉領域抽出処理部
4 板厚算出処理部
5 縁線分生成処理部
6 照合処理部
7 虚物体排除処理部
8 立体図生成処理部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for creating a three-dimensional view from a sheet metal CAD drawing and a storage medium storing a program for creating a three-dimensional view from the sheet metal CAD drawing.
[0002]
[Prior art]
For a long time, it has been necessary to transmit a three-dimensional shape at a processing or construction work site. However, there is only a two-dimensional medium such as paper as a conceptual three-dimensional shape transmitting means that has not yet been real.
[0003]
In other words, how well a three-dimensional shape is reduced (represented) to two dimensions has been related to the efficiency of three-dimensional shape transmission. One of well-known methods for such efficient degeneration (expression) is a projection method.
[0004]
This method of expressing a three-dimensional shape by using a plurality of projection views has been applied to drawings and has played an important role industrially as an information transmission means for design and production for a long time. These pieces of drawing information are further expanded in terms of information processing as they are replaced with electronic data along with the spread of CAD.
[0005]
On the other hand, the method of logically expressing the three-dimensional shape inside the computer has made tremendous progress over the past 30 years, and the three-dimensional CAD called the three-dimensional shape can be visualized and applied. The practical value has also increased dramatically.
[0006]
Here, considering the significance of creating a three-dimensional shape from a drawing, there are the following two.
[0007]
The first is to help understand the three-dimensional shape shown in the drawing. Regardless of how efficient the projection method is, the three-dimensional shape is represented in two dimensions, so information such as bending lines is missing, and information is diffused over a plurality of projection views. For this reason, the more complicated the drawing becomes, the more difficult it is for those who are not familiar with the drawing to understand the three-dimensional shape represented by the drawing.
[0008]
Second, if a 3D shape can be created from 2D information, that is, a drawing, it can be connected to 3D technology without denying the industrial system and its assets established in the past.
[0009]
There are various methods for generating a three-dimensional solid shape from this two-dimensional information, but it can be roughly divided into a bottom-up approach and a top-down approach.
[0010]
<Bottom-up approach>
The basic concept of this bottom-up approach is to automatically create a solid by inputting each vertex coordinate and edge line based on a mathematically correct drawing (geometrical figure) as a projection drawing.
[0011]
In other words, it does not require a Boolean operation or local shape change peculiar to 3D shape modeling. Basically, vertices and ridgelines such as a front view, a side view, and a plan view of a projection drawing are collated with each other to construct a solid. For this reason, only the mathematically correct projection position is required for each input projection view, and other conditions such as phase and the like are not required.
[0012]
In this method, as shown in FIG. 26, a plurality of arrow projections in the drawing are first collated to create a wire frame composed of vertices and ridge lines in space. Two adjacent ridgelines are taken out from the created wire frame, and the type of the aspect including the two ridgelines is determined from the combination. The type of the situation can be determined from a combination of two ridge lines or a positional relationship. Thereafter, the other ridge lines on the curved surface are extracted and sequentially looped, and the specific shape of the curved surface is determined from the looped ridge lines.
[0013]
The advantage of this bottom-up approach is that there are no restrictions on the solid figure represented by the drawing to be applied, and that no operator operation is required during the creation of the solid.
[0014]
<Top-down approach>
The basic concept of the top-down approach is to consider a simple closed area for each arrow projection, and create a plurality of basic solids by matching related figures in a pattern between each arrow view.
[0015]
Further, the final solid is completed as an assembly of basic solids while observing the inclusion relation and connection state of these basic solids. This method uses concepts such as surfaces and loops at the stage of a projected view, and further performs processing such as Boolean operations in the course of progress.
[0016]
In the bottom-up approach described above, a wireframe is created by matching vertices and ridges, and then a surface is generated. On the other hand, in this method, it is assumed that a surface or a basic solid exists from the beginning, and that assumption is made. The feature is to search for the resulting solid based on the above. Here, the top-down includes not only forming a basic figure with a set of appropriate vertices and ridges as a closed region, but also an operator intervening in judgment as necessary.
[0017]
In the automatic sweep method which is one of the top-down methods, as shown in FIG. 27, a stepped solid or perforated plate can be created by giving an arbitrary thickness to each of a plurality of closed regions in the drawing.
[0018]
The first advantage of this top-down approach is the operator's intervention, etc., which can absorb some ambiguities, omissions, and subtle mistakes in the drawing, and search for candidate solids until the final solid is obtained. The space is narrow.
[0019]
The second is that the bottom-up approach is based on matching between vertices and edges, whereas this method is based on face-based matching.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
However, there are two main problems with the bottom-up approach. One is an increase in the amount of calculation for the purpose of eliminating virtual objects.
[0021]
In the method of first making a wire frame by collating vertices and ridge lines as in the bottom-up approach, as shown in FIG. 28, imaginary vertices, ridge lines, and surfaces that do not actually exist are created.
[0022]
In order to finally create a correct solid, it is necessary to eliminate these imaginary objects by phase relation, collation with the original projection map, and the like.
[0023]
In some cases, there is a possibility that an explosion of a combination may occur or a phase cannot be determined and a solid cannot be created.
[0024]
Another problem is finding a correct projection as an input to this approach. If there are ambiguous parts in the drawing, as shown in FIG. 29, the vertices and ridgelines of each arrow are slightly shifted so that they are not visible to humans, or the ridgeline at the point A is omitted. There is a problem that the wire frame in the middle of the verification is not correctly generated, and as a result, a three-dimensional figure is not created.
[0025]
In any case, the bottom-up approach determines the overall phase related to the formation of a solid at the end of a series of operations, so if one of a large number of planes is not created, it will eventually end up after a long calculation time. There may be no solution at all.
[0026]
In particular, when the CAD drawing vertex and ridge data are slightly shifted, many of them cannot create solids, but since the drawings themselves are correctly viewed by human eyes, the reason why they cannot be created cannot be found, and this is a big problem in practice. It becomes an obstacle.
[0027]
On the other hand, in the top-down approach, the operator gives information to the system at the time of creating a solid and creates the solid, so the operator must understand the drawing, so if you are not an experienced operator, you can use the top-down approach method. There was no problem.
[0028]
For example, even in the automatic sweep method described in the basic concept, the operator must understand how much sweep length should be given to each closed region of the drawing.
[0029]
Another problem is that there is a limitation on the solid figure represented by the applicable drawing. For example, in the case of the automatic sweep method, the solid figure shown in the drawing must be such that it can be created by performing a Boolean operation after sweeping a certain arrow drawing to create a temporary solid.
[0030]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a method capable of automatically generating a three-dimensional map from a two-dimensional development view without operator intervention.
[0031]
[Means for Solving the Problems]
  The method for creating a three-dimensional drawing from a sheet metal CAD drawing of the present invention is based on the two-dimensional triangle method.On the displayThree-sided view of the two-dimensional figure of the drawn sheet metal structureIn the arrow viewline segmentThroneThis is a method for generating a three-dimensional map based on mark information.
[0032]
Storing means in which an XY plane, a YZ plane, and an XZ plane of a three-dimensional (X, Y, Z) coordinate system are defined,
The computer is
  FIG.Side view, plan view, front viewThroneRead all the mark information,These are defined as the corresponding YZ plane, XZ plane, and XY plane.Arrow view reading process,
[0033]
  For each defined arrow view, after extracting the outermost loop of the arrow view around the predetermined direction as an outer loop, the loop is reversed from each line segment constituting the outer loop of the arrow view. Extract all loops that are traced around as inner loopsA closed region extraction process to perform,
[0034]
  For each arrow view, the distance between the parallel segments of the inner loop isSatisfies certain conditionsFor the first inner loop, the interval between the line segments is determined as the plate thickness of the sheet metal structure, and a line passing through the center of the first inner loop in the arrow view is calculated from the plate thickness. The edge line component is defined as any one of the YZ plane, the XZ plane, and the XY plane.Edge line componentGenerationProcessing steps;
[0035]
  The edge line component is swept in a direction perpendicular to the YZ plane, the XZ plane, or the XY plane where the edge line component is defined to generate respective sweep planes.,
  The first inner loop of the inner loops of the arrow view existing on the YZ plane, the XZ plane, or the XY plane opposed in the vertical direction to these sweep planes. A processing step of projecting the second inner loop to be removed onto the sweep surface to create and display the three-dimensional view;
The gist is to do.
[0036]
  A storage medium storing a program for creating a three-dimensional view from a sheet metal CAD drawing of the present invention is based on the two-dimensional triangle method.On the displayThree-sided view of the two-dimensional figure of the drawn sheet metal structureIn the arrow viewline segmentThroneIt is a storage medium that stores a program for generating a three-dimensional map based on mark information.
[0037]
Storing means in which an XY plane, a YZ plane, and an XZ plane of a three-dimensional (X, Y, Z) coordinate system are defined,
In the computer,
  FIG.Side view, plan view, front viewThroneRead all the mark information,These are defined as the corresponding YZ plane, XZ plane, and XY plane.Arrow view reading process,
  For each defined arrow view, after extracting the outermost loop of the arrow view around the predetermined direction as an outer loop, the loop is reversed from each line segment constituting the outer loop of the arrow view. Extract all loops that are traced around as inner loopsA closed region extraction process to perform,
  For each arrow view, the distance between the parallel segments of the inner loop isSatisfies certain conditionsFor the first inner loop, the interval between the line segments is determined as the plate thickness of the sheet metal structure, and a line passing through the center of the first inner loop in the arrow view is calculated from the plate thickness. The edge line component is defined as any one of the YZ plane, the XZ plane, and the XY plane.Edge line componentGenerationProcessing steps;
  The edge line component is swept in a direction perpendicular to the YZ plane, the XZ plane, or the XY plane where the edge line component is defined to generate respective sweep planes.,
  The first inner loop of the inner loops of the arrow view existing on the YZ plane, the XZ plane, or the XY plane opposed in the vertical direction to these sweep planes. A processing step of projecting the second inner loop to be removed onto the sweep surface to create and display the three-dimensional view;
ExecuteThis is the gist.
[0038]
This facilitates the installation and execution of this program and improves the distribution.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As explained in the above problem, the bottom-up approach cannot absorb the ambiguity, omission, some errors and accuracy problems of the drawing. However, creating a three-dimensional shape from a drawing is not so easy.
[0040]
In the three-dimensional CAD, the shape input method is significantly different from that of the conventional two-dimensional CAD drafting, and complicated and three-dimensional thinking is required. Therefore, the burden on the operator is extremely increased.
[0041]
For this reason, if a system for automatically creating a three-dimensional object from a drawing can be achieved, the above two meanings can be satisfied and the burden on the operator can be significantly reduced.
[0042]
What are the features of the drawings that can be handled by such a system? First, there is a lack of information and diffusion as described above, but it also includes many conventions, implicit understandings, and small and large mistakes (including accuracy issues). Humans understand these drawings by interpreting them each time to correct or correct information, but it is very difficult for computers to do it. For this reason, technology that automatically creates solids from drawings written by humans is strongly desired in the industry, but there are no examples of practical application. .
[0043]
(1) Human-drawn drawings are not completely accurate and include ambiguous expressions, mistakes, and omissions. How do we make a robust system that absorbs those expressions, and what is its core algorithm?
[0044]
(2) The shape and accuracy displayed in the drawing must correspond to the shape and accuracy of the completed solid and the shape and accuracy of the completed solid. That is, if the expected 3D shape is different from the completed 3D shape, the cause must be an algorithm that can be easily recognized on the drawing. It's a problem if a nearly complete drawing is not created by a single mistake.
Is given.
[0045]
The bottom-up approach that has been generally used so far (creating solid figures by matching the vertices and ridges between the arrow views) requires a complete drawing as a premise and makes it ambiguous drawing written by humans. Is difficult to apply.
[0046]
Therefore, the present invention uses a top-down approach system that can handle ambiguous expressions that are not problematic as projection drawings but are not problematic as practical drawings.
[0047]
In this method, not the verification of the vertices and the edge lines, but the verification of the graphic that is a larger unit is performed. That is, some errors are absorbed by global collation in units of areas. Therefore, an actual drawing can be handled without any problem, but the shape of the region in the thickness direction is not guaranteed. However, it is important for sheet metal with a constant thickness. Therefore, the object of the drawing to handle is limited to the three-sided view showing “sheet metal”.
[0048]
In addition, the solid figure represented in the drawing is
(3) A plane whose normal vector is perpendicular to any of the X, Y, and Z axes
(4) A cylindrical surface whose central axis is parallel to any of the X, Y, and Z axes
It must consist of In addition, the drawing as a three-dimensional projection diagram is a three-view diagram on the CAD of only a geometric shape constituted by straight lines and arcs.
[0049]
Furthermore, since the sheet metal has a constant thickness, the completed three-dimensional shape is expressed by a set of three-dimensional surfaces. By providing these assumptions, a solid is created from a drawing including some mistakes and omissions only by the judgment of the computer without operator intervention.
[0050]
An outline of a method for creating a solid from a three-view drawing only by the judgment of the computer will be described below.
[0051]
<Outline of the invention>
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the outline of an embodiment of the present invention. Further, in the present embodiment, the top-down approach refers to creation of a solid based on the judgment of a computer without operator intervention. Moreover, it is set as the sheet metal three-sided view on CAD.
[0052]
In the present invention, as shown in FIG. 1, first, in the three views (front view, side view, plan view), the minimum closed regions (A, B, a, b, c, d) of the respective surfaces are extracted. The sheet thickness of the sheet metal is predicted based on the information. Then, using the obtained thickness value, an edge line segment representing the edge is extracted.
[0053]
After that, the minimum closed area represents the shape of the solid surface, and the edge line segment represents the position of the solid surface, and the minimum closed area and the edge line segment are collated (called surface area collation) to create a solid surface. To do.
[0054]
That is, the present invention is a three-dimensional drawing creation method limited to “bending and cutting” of a sheet metal having a constant thickness.
[0055]
On the other hand, the features of the sheet metal drawing in which the processing method is limited as described above can be described as follows.
[0056]
・ Since the plate thickness is constant, the closed loop of line segments (hereinafter referred to as the closed region) appearing in the geometric figure of the drawing is basically a three-dimensional surface (including a hole as an imaginary plane) and its side surface ( Hereinafter, this is referred to as “edge”), and the overlapping of these closed regions is shown.
[0057]
-The surface represents the shape of a solid surface, and the edges represent the position and orientation of the surface.
-Since the original is a single plate, the shape of the solid figure is limited.
Based on such characteristics, the following restrictions are added.
(I). The drawing must consist of straight lines and arcs.
(B). The solid figure represented by the drawing is composed of a plane whose normal vector is perpendicular to any of the X, Y and Z axes and a cylindrical surface whose central axis is parallel to any of the X, Y and Z axes.
[0058]
With the above, the sheet metal diagramFaceThe shape is quite limited, making it easier to capture the shape of a solid figure. However, because of the drawings as described above, there are many ambiguous points. For example, since the plate thickness is constant, the plate thickness can be accurately written or the side surfaces of the holes can be omitted. In these cases, the conventional bottom-up approach could hardly produce solids.
[0059]
Hereinafter, a method for creating a three-dimensional view from a three-dimensional view of a CAD sheet metal will be described with reference to the block diagram of FIG.
[0060]
As shown in FIG. 2, the method according to the present embodiment includes an arrow view reading processing unit 1 that reads two-dimensional CAD sheet metal three-view drawing data for each surface and stores it in the memory 2, and an arrow view reading process. After the section 1 reads each arrow view data, the closed area extraction processing section 3 that extracts the closed area from each arrow view data in the memory 2 is compared with the extracted closed areas to determine the thickness of the drawing. A plate thickness calculation processing unit 4 to be obtained and an edge line segment generation processing unit 5 that converts a closed region corresponding to the plate thickness into an edge component (line) in accordance with the calculation of the plate thickness are provided.
[0061]
In addition, the minimum closed area and the edge line component to be a surface are defined in a coordinate system corresponding to the arrow view, and the edge line component and the minimum closed area of each coordinate system are swept in a predetermined direction. A collation processing unit 6 that creates a surface and collates whether or not an edge component exists in a direction perpendicular to the surface to generate a part of the solid, and the collation processing unit 6 makes the part of the solid diagram Compare the surface with the surface on the coordinate system corresponding to the surface, andThe same thingIf there is a body (imaginary object), the imaginary object is excluded from each surface of the three-dimensional diagram generated by the imaginary object exclusion processing unit 7 that excludes the object from the surface that is a part of the three-dimensional diagram and the matching processing unit 6 Then, a three-dimensional map generation processing unit 8 that combines a part of the surfaces of the three-dimensional map and outputs them to a display unit (not shown) or a printing unit (not shown) is provided.
[0062]
A method for creating a three-dimensional view from the CAD sheet metal three-view drawing configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0063]
First, a minimum closed region is extracted from each arrow data (front view, side view, plan view) of the CAD sheet metal three-view drawing (S1). This region is extracted by extracting an isolated line segment (a line segment in which any one of the end points is not connected to any other line segment) and removing it if possible. In order to facilitate the extraction of the minimum closed region, vertices are generated as data in the CAD at the intersections of the intersected line segments.
[0064]
That is, the arrow view reading processing unit 1 shown in FIG. 2 determines a coordinate system for each surface (front view, side view, plan view) of the two-dimensional sheet metal three-view drawing as shown in FIG. (In the case of the third trigonometric method)
[0065]
Then, the closed region extraction processing unit 3 extracts the minimum closed region from each arrow drawing as shown in FIG. First, as shown in FIG. 5A, the outermost vertex Ai in a certain arrow view is searched. A loop is taken clockwise from the vertex Ai so as to trace the outline of the drawing. This loop is referred to as the “maximum outer loop” as viewed in this arrow. Next, as shown in FIG. 5B, the loop is then taken counterclockwise from each line segment followed by the maximum outer loop. This maximumOutsideThese loops obtained by looping counterclockwise from the loop are defined as the minimum closed region.
[0066]
Also, there is no trace from the line segment that the maximum outer loop followed. Therefore, as shown in FIG. 5 (c), if there is a loop independent from other loops, find the one containing the loop in the minimum closed region obtained so far. to add. Further, as shown in FIG. 6, if these loops (maximum outer loop, minimum closed region) cannot be created, the user is informed that the drawing is wrong.
[0067]
Next, the sheet thickness calculation processing unit 4 predicts the sheet thickness of the sheet metal represented by the drawing based on the extracted data of the minimum closed region (S2). In the calculation of the plate thickness, each line segment constituting the minimum closed region is referred to as “side”.
[0068]
As shown in FIG. 7A, the plate thickness calculation processing unit 4 extracts pairs of parallel line segments from the minimum closed regions of all the arrows obtained by the closed region extraction processing unit 3. For example, for each side of the minimum closed region, a corresponding side that is a straight line for a straight side and an arc for a side of an arc is found and set as a pair of sides. At this time, as shown in FIG. 7B, the corresponding sides are searched under the condition that the sides are opposed to each other.
[0069]
For the pair of sides thus obtained, the average of the lengths of the two sides is expressed as L as shown in FIG.i, The distance between sides is TiAnd Here is the value TtAnd
[Expression 1]
Tt・ (1-dt) <Ti<Tt(1 + dt) (dt: constant)
L for all i such thatiFind the sum of LtAnd L obtained in this waytL is the largest oftmaxThen
Lt<Ltmax・ C (C is a constant close to 1)ExampleThen, for convenience 0.7)
L that satisfiestOut of TtIs the smallest TtIs the plate thickness. This thickness is hereinafter referred to as t.
[0070]
Based on the thickness t, the edge line component creation processing unit 5 extracts a line segment representing an edge from the minimum closed region obtained in step S1 (hereinafter, this line segment is referred to as an edge line segment) (S3). .
[0071]
For example, the obtained plate thickness t is applied to a pair of parallel sides of each minimum closed region in FIG. The distance between the sides of a pair is TiThen, for the plate thickness t, t · (1-dt) <Ti<t(1+dt) (dt: constant used in FIG. 7C), a line segment passing between the two sides as shown in FIG. And make it a single edge segment. This is performed for a pair of sides obtained from the minimum closed region of all arrows. In this manner, straight line and arc edge segments are extracted.
[0072]
Next, the edge line component generation processing unit 5 synthesizes a single edge line segment. For example, as shown in FIG. 8B, the single edge line segment obtained by the plate thickness calculation processing unit 4 is a single edge line segment of a plurality of straight lines that are on the same line and are adjacent to each other. Is synthesized.
[0073]
There are also two simple edgesline segmentAre adjacent to each other with a gap of about the plate thickness, these edge line segments are combined into one combined edge line segment. Hereinafter, the term “edge line segment” refers to a combined edge line unless otherwise specified. The single edge of the arc is not combined.
[0074]
Next, the edge line component generation processing unit 5 determines a face cutting flag. The determination of the chamfer cutting flag is performed in the case of a three-dimensional figure as shown in FIG. 9A in which the plane and the cylindrical surface are smoothly connected (in general, when the curved surfaces are smoothly connected), Do not draw a border between the faces. However, if this boundary line is not drawn correctly, as described above, it is not possible to generate a three-dimensional view from the three views of the sheet metal.
[0075]
Therefore, it is possible to simultaneously generate the three-dimensional plane and the cylindrical surface by collating the minimum closed region (A in FIG. 9A) representing the plane and the cylindrical surface with the other straight line and the edge of the arc. Without generating the plane and the cylindrical surface separately. By creating a three-dimensional surface in this way, consistency in the algorithm is maintained.
[0076]
At this time, in A of FIG. 9A, the maximum length is larger than the corresponding straight line and the edge of the arc corresponding to the other arrows. Therefore, by defining a face cutting flag at each end point of the edge line segment, as shown in FIG. 9B, the minimum closed area is cut to the size of the edge line segment, and the size is set appropriately. Perform verification.
[0077]
Specifically, the face cutting flag is set when each end point of the edge line segment is in the following state.
・ When the edge line is an arc
・ When the edge line is a straight line and smoothly connects to the edge of the arc at the end point
However, as a disadvantage of this method, as shown in FIG. 10, since the cutting flag is applied even to the minimum closed region that does not represent the cylindrical surface, an unnecessary surface may be formed.
[0078]
Next, the matching processing unit 6 determines the minimum region of each arrow obtained in step S1 as the edge line of the other arrow.MinA surface (also referred to as a temporary surface) of the three-dimensional map projected on the surface that has been swept is created (S4).
[0079]
This collation process collates the minimum closed region obtained in step S1 and the edge line segment obtained in step S3 to create a three-dimensional figure. However, the normal vector is a plane perpendicular to any of the X, Y, and Z axes, and the central axis is a cylindrical surface parallel to any of the X, Y, and Z axes.
[0080]
In any case, as shown in FIG. 11, first, a three-dimensional surface is created by checking the minimum closed region of the arrow on the drawing with the corresponding edge line of any other arrow. The collation method of confirming the effectiveness of the three-dimensional surface by using the data of the arrows.
[0081]
Further, the processing method is changed depending on the type of the three-dimensional surface formed by collating the first arrow and the edge line segment. For example, the validity of a surface whose normal vector is parallel to any of the X, Y, and Z axes is confirmed by the edge segment of the last arrow. The validity of the plane whose normal vector is not parallel to any of the X, Y, and Z axes (hereinafter referred to as an oblique surface) and the cylindrical surface is confirmed by the maximum outer loop of the last arrow view. Therefore, a possible collation method is as shown in Table 1. The details of the verification processing procedure will be described below.
[0082]
[Table 1]
Figure 0004011172
(1) First, the projection of the minimum closed region is performed. First, when creating a temporary solid surface by collating the minimum closed region and the edge line segment, a correspondence inspection between the minimum closed region and the edge line segment is performed. Only after this inspection is completed, a temporary surface can be created, and this temporary surface becomes a candidate for a part of the final solid figure.
[0083]
First, the surface cutting flag at the end point of the edge line segment is examined. If the face cutting flag is on, the minimum closed area is cut at that position. This will be described using an example. Suppose that the minimum closed region of the front view is collated with the edge line segment of the side view. For example, in the case of FIG. 12, the minimum closed region A in the front view is cut by the position of the end point of the edge line segment a in the side view. Since the face cutting flag is not set at the other end point of the edge line segment a, cutting is not performed.
[0084]
Next, after cutting the minimum closed region, whether or not the cut minimum closed region corresponds to the edge line segment is inspected by their positions. As shown in FIG. 13, the maximum value and the minimum value of the Y coordinate value of the cut minimum closed region are set to Y, respectively.RMAXAnd YRMINThe maximum and minimum Y coordinate values of the edge line segment are YFMAX, YFMINThen, when the following holds, the minimum closed region corresponds to the edge line segment.
[0085]
YRMAX<YFMAX+ (YFMAX-YFMIN) ・ Α
YRMIN> YFMIN-(YFMAX-YFMIN) ・ Α
(Where α is a constant,In this example0.1)
[0086]
(2) Next, the composite edge is swept. If the condition is satisfied when inspected in (1), the edge line segment is swept in an appropriate direction to create a surface that forms a temporary surface. As shown in FIG. 14, the sweep direction of the edge line segment is in the Z-axis direction, the edge line segment in the side view is in the X-axis direction, and the plan view is in accordance with the coordinate system shown in FIG. The edge line segment is the Y-axis direction. As a result of this sweep, a plane is formed when a straight edge line is swept, and a cylindrical surface is formed when an arc edge line is swept. In the example of FIG. 14, the edge line segment a is an edge line segment of the side view, and thus a surface is created by sweeping in the X-axis direction as shown in FIG. 15.
[0087]
(3) Next, projection onto the sweep surface is performed.
A minimum closed region is projected onto the sweep surface obtained in (2) as shown in FIG. By performing this projection, a temporary solid surface that is a candidate for the final solid surface is created. That is, it is a candidate for a part of the resulting solid.
[0088]
Then, the effectiveness of the temporary surface is confirmed. As shown in Table 1, the above minimumCloseTwo types of validity confirmation methods are taken depending on the type of the provisional surface generated by the region projection processing.
[0089]
(1) Confirmation in the case of a vertical or horizontal plane (a normal vector is a plane parallel to any of the X, Y, and Z axes).
In this case, the validity of the temporary surface is confirmed by finding an appropriate edge line segment in the last arrow view, as shown in FIG. As an example, the minimum closed area of the front view is checked against the edge line segment of the side view, and the validity of the temporary surface is confirmed by the arrow view of the plan view. In this case, if the edge line segment is parallel to the Y axis, the temporary surface is parallel to the XY plane. The Z coordinate of this temporary surface is ZpAnd the maximum value of the X coordinate is Xpmax, The minimum value is XpminAnd To see if this surface is valid, first in a plan view, the Z coordinate parallel to the X axis is ZpLook for edge lines that are nearby. The maximum value of the X coordinate of the found edge line segment is Xfmax, The minimum value is XfminAnd
[0090]
At this time, it is assumed that the temporary surface is valid when the following conditions are satisfied.
The X coordinate at the end point of the edge line segment is XpmaxAbout what is
・ When the face cutting flag is set:
[Expression 2]
Xfmax+ (1 + α) · (Xpmax-Xpmin)
> Xpmax      (Α is a constant)
・ If the face cutting flag is not set:
Xfmax> Xpmax
The Y coordinate is X at the end point of the edge line segmentpminAbout what is
・ When the face cutting flag is set:
Xfmin+ (1-α) · (Xpmax-Xpmin)
<Xpmin      (Α is a constant. Same as section 4-6-2)
・ If the face cutting flag is not set:
Xfmin<Xpmin
(2)For temporary and cylindrical surfaces
In this case, as shown in FIG. 18, the validity of the temporary surface is recognized by the plane represented by the last arrow (the plane is a front view, the YZ plane is a side view, and the ZX plane is a plan view). ) And comparing the silhouette and the maximum outer loop of the arrow view. Specifically, if the silhouette is inside the maximum outer loop, the surface is valid.
[0091]
As an example, the minimum closed area of the front view is checked against the edge line segment of the side view, and the validity of the temporary surface is confirmed by the arrow view. When the edge line segment of the side view is an arc, it becomes a cylindrical surface. This cylindrical surface is projected onto a plan view (XZ plane). Here, the maximum outer loop of the plan view is enlarged by α around the plane position of the vertex of the maximum outer loop. This is necessary to absorb some ambiguity. As shown in FIG. 19, it is assumed that the temporary surface is valid if it is inside the maximum outer loop obtained by enlarging the silhouette projected from the temporary surface.
[0092]
Next, the imaginary object exclusion processing unit 7 excludes the hole portion and the imaginary object (S5). In many cases, the three-dimensional figure constructed by the above method includes a hole-shaped surface and a virtual object as shown in FIG. Therefore, these are eliminated by collating the three-dimensional figure with the three views. An algorithm for eliminating this hole is described below. However, in this description, (bAs shown in FIG. 5, it is assumed that the normal vector represented by an isolated loop in the three-view diagram corresponds only to a hole opened in a plane perpendicular to any of the X, Y, and Z axes.
[0093]
1. When creating a solid surface from the internal minimum closed region, as shown in FIG. 21A, if only one solid surface based on the minimum closed region is generated, the surface is an imaginary representing a hole. Eliminate as an object.
[0094]
2. In addition, as shown in FIG. 21B, when a plurality of three-dimensional surfaces are created, the composite edge line segment used for collating each surface is examined.
[0095]
For example, it is determined whether or not the solid surface should be excluded by comparing the maximum value and minimum value of the coordinates of the solid surface with the end points of the single edge line that is the basis of the composite edge line segment.
[0096]
As an example, the minimum closed region of the front view shown in FIG.AAnd the case where a surface is produced | generated combining the edge line segment of a side view and a top view is demonstrated. The maximum value of the X coordinate of the solid surface is XMAX, The minimum value XMIN, The maximum Y coordinate value is YMAX, The minimum value is YMINAnd
[0097]
Here, for the combined edge line of the side surface, the Y coordinate of the end point is YMAXAnd YMINFind out if there are any. In addition, for the combined edge line of the plane, the X coordinate of the end point is XMAXAnd XMINFind out if there are any. If an end point of a suitable single edge line segment is found in all cases (four types), this solid surface is excluded as a virtual object representing a hole.
[0098]
That is, as shown in FIG. 23, a provisional surface Aa formed from the minimum area A is defined as a YZ plane of a three-dimensional coordinate system, and the coordinates of the provisional surface Aa and a single unit included in the combined edge component Eliminate by comparing with the edge of the edge component.
[0099]
Next, the three-dimensional view generation processing unit 8 creates a three-dimensional view by combining planes or cylindrical surfaces (S6).
[0100]
The three-dimensional diagram is generated by generating a three-dimensional figure represented by a set of three-dimensional planes on the CAD. However, when these figures are used thereafter, it may be desirable to solidify the figure. In this example, since a solid figure expressed by a set of solid surfaces is generated, solidification is relatively easy. If solidification is to be performed, as shown in FIG. 24, these three-dimensional surfaces are given thicknesses, and a Boolean operation OR is executed. In this example, a gap is created in advance between the generated solid surfaces in consideration of giving a thickness to the solid surfaces. That is, as shown in FIG. 25, a three-dimensional view is automatically generated from the three-surface CAD drawing of the sheet metal.
[0101]
Therefore, in the method using vertex and ridge line matching, the vertex and ridge line coordinates are slightly shifted in the arrow and ridge line method, or the ridge line is omitted. The wireframe model that is the basis of the figure could not be constructed correctly, and as a result a solid figure could not be generated, but in this embodiment, a three-dimensional view is generated by collating faces and lines with a top-down method, It is possible to create a solid by absorbing the ambiguity to some extent.
[0102]
In the above embodiment, the plate thickness calculation processing unit 4 automatically determines the plate thickness. However, if the operator inputs the plate thickness in advance, the plate thickness is directly set to the edge.lineThe minute generation processing unit 5 may be set.
[0103]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is difficult to overcome the ambiguity of drawings in the creation of a solid by matching the vertices and ridges of the drawings, and it is difficult to apply to the actual drawings. A three-dimensional figure is generated by a three-dimensional figure generation method-surface area matching method by matching the minimum closed region and edge line segment of each arrow in one method.
[0104]
For this reason,
(1) A surface figure was collated from a sheet metal drawing, and a three-dimensional figure could be automatically created.
(2) A solid figure could be created by compensating for some positional error between arrows.
(3) A three-dimensional figure could be created by making up for some omission of drawings and lack of data.
(4) The effectiveness of changing the unit of collation from a vertex and a ridge to a surface unit was confirmed.
[0105]
In addition, the bottom-up approach creates a wireframe model by matching vertices and ridge lines, but the surface area matching method creates a 3D figure by matching the minimum closed area and the edge line segment. Estimating the amount of calculation clearly reduces the amount of calculation.
[0106]
Furthermore, in the bottom-up approach, a wireframe model is created as a result of collation, and then a surface is generated to form a solid model. In this case, if the wireframe model is incomplete, the resulting object is not generated. In other words, if there is any mistake in the drawing, the resulting object will not be generated at all. On the other hand, in the surface area matching method, as a top-down approach, it is an algorithm that searches for the final solid while first deleting the surface after assuming the presence of the surface. Do not delete unless there is.
[0107]
As a result, there is a high possibility that a solid surface will be generated, and even if there is a fatal mistake in the bottom-up approach in the drawing, only a part of the solid figure represented by the drawing in the case of the surface area matching method But it is possible to output.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an outline of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a method for generating a three-dimensional view from CAD sheet metal three-view data of the present invention.
FIG. 3 is a schematic flowchart for generating a three-dimensional view from CAD sheet metal three-view drawing data of the present embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a coordinate system of each arrow view of a three-view drawing.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a maximum outer loop and a minimum closed region loop;
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating detection of drawing errors.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a procedure for obtaining a plate thickness from parallel line components;
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a procedure for generating edge line segments.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a procedure for generating an edge line segment of a sheet metal in which an arc exists.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining application of a chamfering flag when a circular arc exists on the lower plate.
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining an outline of collation.
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining cutting and collation of a minimum closed region.
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating collation conditions in the coordinate system.
FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating sweeping of edge line components on three axes in collation.
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating generation of a surface by sweeping.
FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating projection of a minimum area.
FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining the effectiveness of a surface.
FIG. 18 is an explanatory diagram for explaining projection of a plan view.
FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating a method for confirming the effectiveness of a temporary surface.
FIG. 20 is an explanatory diagram illustrating a case where a virtual object is included.
FIG. 21 is perpendicular to the generated stereogram.surfaceIt is explanatory drawing explaining the example which can make the hole of a horizontal surface.
FIG. 22 is an explanatory diagram illustrating a procedure for deleting a surface representing a hole.
FIG. 23 is an explanatory diagram illustrating a technique for defining a hole in a plane.
FIG. 24 is an explanatory diagram illustrating a three-dimensional view generated according to the present embodiment.
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a three-dimensional view generated by the method of the present embodiment.
FIG. 26 is an explanatory diagram for explaining the matching of the conventional three views.
FIG. 27 is an explanatory diagram for explaining a conventional automatic sweep method.
FIG. 28 is an explanatory diagram for explaining a virtual image generated by collation of a conventional three-view diagram.
FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a drawing in which a solid cannot be created in the related art.
[Explanation of symbols]
1 Arrow view reading processing section
3 Closed area extraction processing section
4 Thickness calculation processing section
5 Edge segment generation processing unit
6 Verification processing part
7 Virtual object exclusion processing part
8 3D map generation processing unit

Claims (10)

2次元3角法に基づいて表示部に描かれた板金構成体の2次元図形の三面図における矢視図の線分の座標情報に基づいて立体図を生成する方法において、
3次元(X,Y,Z)座標系のX−Y面、Y−Z面、X−Z面が定義された記憶手段を備え
前記コンピュータが、
前記矢視図である側面図、平面図、正面図の座標情報を全て読み込み、これらを該当の前記Y−Z面、前記X−Z面、前記X−Y面に定義する矢視図読込処理工程と、
前記定義された矢視図毎に、その矢視図の最も外側の輪郭を所定方向廻りでなぞったときのループを外ループとして抽出した後に、当該矢視図の外ループを構成する各線分から逆廻りでなぞったときのループを内ループとして全て抽出する閉領域抽出処理工程と、
前記矢視図毎に、前記内ループの互いに平行な線分の間の距離が所定の条件を満足している第1の内ループに対しては、その線分の間を前記板金構成体の板厚として求め、この板厚から当該矢視図の前記第1の内ループの中央を通る線を該内ループの縁を表す縁線成分として定義し、これらの縁線成分を、該当の前記Y−Z面、前記X−Z面、前記X−Y面のいずれかに定義する縁線成分生成処理工程と、
前記縁線成分を、その縁線成分が定義されている前記Y−Z面、前記X−Z面又は前記X−Y面に対して、垂直な方向に掃引してそれぞれの掃引面を生成し
これらの掃引面に対して垂直方向に対向する前記Y−Z面、前記X−Z面又は前記X−Y面に存在する前記矢視図の前記内ループの内で前記第1の内ループを除く第2の内ループを、当該掃引面に投影して前記立体図を作成して表示する処理工程と
を行なう板金CAD図面からの立体図作成方法。
A method of producing a three-dimensional view based on line segments coordinate information arrow view in three orthographic views of the two-dimensional figure of the sheet metal structure depicted on the display unit based on 2-dimensional trigonometry,
A storage unit in which an XY plane, a YZ plane, and an XZ plane of a three-dimensional (X, Y, Z) coordinate system are defined ;
The computer is
Side view wherein an arrow view, a plan view, read all the coordinate information of the front view, the Y-Z plane of these relevant, the X-Z plane, arrow view read to define the X-Y plane Processing steps;
For each defined arrow view, after extracting the outermost loop of the arrow view around the predetermined direction as an outer loop, the loop is reversed from each line segment constituting the outer loop of the arrow view. A closed region extraction process that extracts all the loops traced around as inner loops ;
For each first view of the inner loop in which the distance between the parallel line segments of the inner loop satisfies a predetermined condition for each arrow view, the space between the line segments of the sheet metal structure Obtained as a plate thickness, a line passing through the center of the first inner loop of the arrow view from this plate thickness is defined as an edge line component representing an edge of the inner loop, and these edge line components are An edge line component generation processing step defined in any of the YZ plane, the XZ plane, and the XY plane ;
The edge line component is swept in a direction perpendicular to the YZ plane, the XZ plane, or the XY plane where the edge line component is defined to generate respective sweep planes. ,
The first inner loop of the inner loops of the arrow view existing on the YZ plane, the XZ plane, or the XY plane opposed in the vertical direction to these sweep planes. A method for creating a three-dimensional diagram from a sheet metal CAD drawing , wherein the second inner loop except for the processing step is performed by projecting the second inner loop onto the sweep surface to create and display the three-dimensional diagram.
前記処理工程は、
前記コンピュータが、
前記掃引面に対向する前記矢視図が当該掃引面に対して平行な場合は、当該平行な矢視図の前記第2の内ループを当該掃引面に投影した仮の立体面を生成する工程と、
この仮の立体面に対して対応する適切な縁線成分を、投影していない面に定義された他方の矢視図内に見つけることによって前記仮の立体面の有効性を確認する工程と
を行なう請求項1記載の板金CAD図面からの立体図作成方法。
The processing step includes
The computer is
When the arrow view facing the sweep surface is parallel to the sweep surface, a step of generating a temporary solid surface by projecting the second inner loop of the parallel arrow view onto the sweep surface When,
Confirming the validity of the temporary solid surface by finding an appropriate edge line component corresponding to the temporary solid surface in the other arrow view defined on the non-projected surface; A method for creating a three-dimensional diagram from a sheet metal CAD drawing according to claim 1 wherein:
前記処理工程は、
前記コンピュータが
前記面に定義された矢視図に対向する前記掃引面が斜めな面或いは閉路しない円筒である場合は、当該矢視図の前記第2の内ループを当該掃引面に投影した仮の立体面を生成する工程と、
この仮の立体面と該仮の立体面に垂直方向に対向する面に定義された他方の矢視図の前記外ループとを照合することによって前記仮の立体面の有効性を確認する工程と
を行なうことを特徴とする請求項1記載の板金CAD図面からの立体図作成方法。
The processing step includes
The computer
When the sweep surface facing the arrow view defined on the surface is an oblique surface or a cylinder that does not close, a temporary solid surface that projects the second inner loop of the arrow view onto the sweep surface Generating
Checking the effectiveness of the temporary solid surface by comparing the temporary solid surface with the outer loop of the other arrow view defined on the surface facing the temporary solid surface in the vertical direction;
The method for creating a three-dimensional diagram from a sheet metal CAD drawing according to claim 1, wherein:
前記有効性が確認できた後に、前記板厚を前記仮の立体面に付加して前記立体面を前記表示部に表示することを行なうこと特徴とする請求項2又は3記載の板金CAD図面からの立体図作成方法。4. The sheet metal CAD drawing according to claim 2 , wherein after the validity is confirmed, the sheet thickness is added to the temporary solid surface and the solid surface is displayed on the display unit. 5. 3D drawing creation method. 前記コンピュータが、
前記矢視図の内ループが全て抽出されたとき、矢視図毎に、各内ループの一対の平行線分を順次抽出する工程と、
その平行線分同士の垂直距離を求める工程と、
前記各内ループの各垂直距離同士を比較し、最も距離間隔が狭い内ループを前記第1の内ループとする工程と
を含む板厚算出処理工程と
を行なうことを特徴とする請求項1乃至3記載の板金CAD図面からの立体図作成方法。
The computer is
When the inner loop of the arrow view is extracted all the steps of each arrow FIG sequentially extracts the pair of parallel line segments in each loop,
And determined Mel step the vertical distance of the line segment parallel to each other,
Comparing each vertical distance of each inner loop, and setting the inner loop having the narrowest distance interval as the first inner loop ;
A method for creating a three-dimensional diagram from a sheet metal CAD drawing according to claim 1 , wherein a sheet thickness calculation processing step including :
2次元3角法に基づいて表示部に描かれた板金構成体の2次元図形の三面図における矢視図の線分の座標情報に基づいて立体図を生成するプログラムを記憶した記憶媒体において、
3次元(X,Y,Z)座標系のX−Y面、Y−Z面、X−Z面が定義された記憶手段を備え
前記コンピュータに、
前記矢視図である側面図、平面図、正面図の座標情報を全て読み込み、これらを該当の前記Y−Z面、前記X−Z面、前記X−Y面に定義する矢視図読込処理工程と、
前記定義された矢視図毎に、その矢視図の最も外側の輪郭を所定方向廻りでなぞったときのループを外ループとして抽出した後に、当該矢視図の外ループを構成する各線分から逆廻りでなぞったときのループを内ループとして全て抽出する閉領域抽出処理工程と、
前記矢視図毎に、前記内ループの互いに平行な線分の間の距離が所定の条件を満足している第1の内ループに対しては、その線分の間を前記板金構成体の板厚として求め、この板厚から当該矢視図の前記第1の内ループの中央を通る線を該内ループの縁を表す縁線成分として定義し、これらの縁線成分を、該当の前記Y−Z面、前記X−Z面、前記X−Y面のいずれかに定義する縁線成分生成処理工程と、
前記縁線成分を、その縁線成分が定義されている前記Y−Z面、前記X−Z面又は前記X−Y面に対して、垂直な方向に掃引してそれぞれの掃引面を生成し
これらの掃引面に対して垂直方向に対向する前記Y−Z面、前記X−Z面又は前記X−Y面に存在する前記矢視図の前記内ループの内で前記第1の内ループを除く第2の内ループを、当該掃引面に投影して前記立体図を作成して表示する処理工程と
を実行させるための板金CAD図面からの立体図を作成させるプルグラムを記憶した記憶媒体。
A storage medium storing a program for generating a three-dimensional view based on line segments coordinate information arrow view in three orthographic views of the two-dimensional figure of drawn sheet metal structure on the display unit based on 2-dimensional trigonometry ,
A storage unit in which an XY plane, a YZ plane, and an XZ plane of a three-dimensional (X, Y, Z) coordinate system are defined ;
In the computer,
Side view wherein an arrow view, a plan view, read all the coordinate information of the front view, the Y-Z plane of these relevant, the X-Z plane, arrow view read to define the X-Y plane Processing steps;
For each defined arrow view, after extracting the outermost loop of the arrow view around the predetermined direction as an outer loop, the loop is reversed from each line segment constituting the outer loop of the arrow view. A closed region extraction process that extracts all the loops traced around as inner loops ;
For each first view of the inner loop in which the distance between the parallel line segments of the inner loop satisfies a predetermined condition for each arrow view, the space between the line segments of the sheet metal structure Obtained as a plate thickness, a line passing through the center of the first inner loop of the arrow view from this plate thickness is defined as an edge line component representing an edge of the inner loop, and these edge line components are An edge line component generation processing step defined in any of the YZ plane, the XZ plane, and the XY plane ;
The edge line component is swept in a direction perpendicular to the YZ plane, the XZ plane, or the XY plane where the edge line component is defined to generate respective sweep planes. ,
The first inner loop of the inner loops of the arrow view existing on the YZ plane, the XZ plane, or the XY plane opposed in the vertical direction to these sweep planes. A program for creating a three-dimensional drawing from a sheet metal CAD drawing for executing the processing step of projecting the second inner loop except the projection onto the sweep surface and generating and displaying the three-dimensional drawing is stored. Storage medium.
前記処理工程は、
前記コンピュータに、
前記掃引面に対向する前記矢視図が当該掃引面に対して平行な場合は、当該平行な矢視図の前記第2の内ループを当該掃引面に投影した仮の立体面を生成する工程と、
この仮の立体面に対して対応する適切な縁線成分を、投影していない面に定義された他方の矢視図内に見つけることによって前記仮の立体面の有効性を確認する工程と
を実行させるための請求項記載の板金CAD図面からの立体図を作成させるプログラムを記憶した記憶媒体。
The processing step includes
In the computer,
When the arrow view facing the sweep surface is parallel to the sweep surface, a step of generating a temporary solid surface by projecting the second inner loop of the parallel arrow view onto the sweep surface When,
Confirming the validity of the temporary solid surface by finding an appropriate edge line component corresponding to the temporary solid surface in the other arrow view defined on the non-projected surface; A storage medium storing a program for creating a three-dimensional drawing from a sheet metal CAD drawing according to claim 6 for executing the following.
前記処理工程は、
前記コンピュータに、
前記面に定義された矢視図に対向する前記掃引面が斜めな面或いは閉路しない円筒である場合は、当該矢視図の前記第2の内ループを当該掃引面に投影した仮の立体面を生成する工程と、
この仮の立体面と該仮の立体面に垂直方向に対向する面に定義された他方の矢視図の前記外ループとを照合することによって前記仮の立体面の有効性を確認する工程と
を実行させるための請求項記載の板金CAD図面からの立体図を作成させるプログラムを記憶した記憶媒体。
The processing step includes
In the computer,
When the sweep surface facing the arrow view defined on the surface is an oblique surface or a cylinder that does not close, a temporary solid surface that projects the second inner loop of the arrow view onto the sweep surface Generating
Checking the effectiveness of the temporary solid surface by comparing the temporary solid surface with the outer loop of the other arrow view defined on the surface facing the temporary solid surface in the vertical direction;
The storage medium which memorize | stored the program which produces the solid figure from the sheet-metal CAD drawing of Claim 6 for performing this .
前記処理工程は、
コンピュータに
前記有効性が確認できた後に、前記板厚を前記仮の立体面に付加して前記立体面を前記表示部に表示を実行させる請求項又は記載の板金CAD図面からの立体図を作成するプログラムを記憶した記憶媒体。
The processing step includes
On the computer ,
9. After the validity is confirmed, a three-dimensional view is created from a sheet metal CAD drawing according to claim 7 or 8 , wherein the plate thickness is added to the temporary three-dimensional surface and the three-dimensional surface is displayed on the display unit . A storage medium storing a program to be executed.
前記コンピュータが、
前記矢視図の内ループが全て抽出されたとき、矢視図毎に、各内ループの一対の平行線分を順次抽出する工程と、
その平行線分同士の垂直距離を求める工程と、
前記各内ループの各垂直距離同士を比較し、最も距離間隔が狭い内ループを前記第1の内ループとする工程と
を含む板厚算出処理工程と
を実行させるための請求項乃至記載の板金CAD図面からの立体図を作成するプログラムを記憶した記憶媒体。
The computer is
When the inner loop of the arrow view is extracted all the steps of each arrow FIG sequentially extracts the pair of parallel line segments in each loop,
And determined Mel step the vertical distance of the line segment parallel to each other,
Comparing each vertical distance of each inner loop, and setting the inner loop having the narrowest distance interval as the first inner loop ;
Storage medium storing a program for creating a three-dimensional view of the claims 6-9, wherein the sheet metal CAD drawing for executing a thickness calculating step including.
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