JP2001052037A

JP2001052037A - 表計算ソフトウェアと連携可能なｃａｄシステム、および、そのシステムを利用した形状モデル生成方法、ならびに、それらを実行するプログラムを記憶する記憶媒体

Info

Publication number: JP2001052037A
Application number: JP11226044A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Nonaka; 洋一野中; Hideaki Seki; 秀明関; Kenji Takemori; 建而竹盛; Yutaka Natabe; 豊名田部; Hirotaka Ono; 浩隆小野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＡＤシステムを表計算ソフトウェアとシーム
レスに連携させ、表計算ソフトウェアに十分なＣＡＤモ
デルの記述能力を持たせることにより、部品の形状が未
知の場合や部品同士の組立が変わる場合であっても、柔
軟な対処をおこなうことができ、ユーザにとって快適な
操作をおこなえるようにする。【解決手段】表計算ソフトウェアとＣＡＤシステムを連
携させ、部品を形状モデルで表現し、その部品を複数組
み付けた形状モデルを生成するため、形状モデルに関す
るデータを、表計算ソフトウェア上のデータとして、位
置姿勢データと、原材料データと、加工データの三種類
のデータとで保持し、一つの部品に関して一つの行また
は列により表現して、ＣＡＤシステムに取り込む。ま
た、ある部品が加工工程において他の部品と関わって変
化する場合、その部品の加工データの欄に、その変化に
関わる他の部品の情報を記述する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＡＤ（計算機支
援設計）システム、および、そのシステムにより形状モ
デルを生成する方法に係り、システムで取扱うＣＡＤモ
デルを表計算ソフトウェアと連携して取扱うことのでき
るＣＡＤシステム、および、形状モデル生成方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＤソフトウェアを利用して、機械部
品などのＣＡＤモデルを電子計算機上に作成し、それら
部品のＣＡＤモデルを組み合わせて製品のＣＡＤモデル
を作成して、図面として印刷して製造応用することは広
くおこなわれている。

【０００３】図１は、ＣＡＤシステムの概要を示す模式
図である。

【０００４】従来のＣＡＤシステムの機能構成は、入力
装置１０１、ＣＡＤモデル作成装置１０２、ＣＡＤモデ
ル表示装置１０３に大別できる。入力装置１０１とは、
データ入力やコマンド入力をする機器であり、一般にマ
ウスと呼ばれる画面指示装置や、数字や文字を入力する
キーボードなどであり、ＣＡＤモデル作成装置１０２と
は、電子計算機のＣＰＵやメモリやハードディスクを使
ってＣＡＤモデルの図形を計算するＣＡＤソフトウェア
とそのソフトウェアを実行するハードウェアで構成され
ている。また、ＣＡＤモデル表示装置３は、ＣＡＤモデ
ルに関する情報を表示する装置であり、ＣＲＴや液晶デ
ィスプレイなどの画面表示装置から構成される。

【０００５】ＣＡＤソフトウェアは、図形や文字を書く
作業を電子化した２次元ＣＡＤと、実物形状と同じよう
に図形を電子空間上で表現する３次元ＣＡＤとに大別で
きる。どちらのＣＡＤも、操作者１０４が入力装置１０
１を介して図形を作成するためのデータを入力して、Ｃ
ＡＤモデル作成装置１０２がデータを解釈してＣＡＤモ
デル表示装置１０３に図形として表現する。また、操作
者１０４が入力装置１０１に入力するデータは、基本的
には直線や曲線を表現するためのデータであり、一定の
線で囲まれた領域に特定の意味付けをなして部品のＣＡ
Ｄモデルとしている。例えば、２次元ＣＡＤでは四角で
囲まれた領域、３次元ＣＡＤでは直方体の稜線で囲まれ
た領域、これらを板状の部品の数値として取り扱ってい
る。

【０００６】このとき、ＣＡＤソフトウェアを利用して
製品のＣＡＤモデルを作成するときは、例えばネジなど
の同じ機械部品が複数必要になることが多く、これを操
作者１０４が直線や曲線を１つ１つ入力してネジを１つ
１つＣＡＤモデル化していたのでは、操作が重複して非
常に煩わしい問題がある。

【０００７】そこで、従来では、ネジなど繰り返し利用
する部品のＣＡＤモデルにおいては、予めＣＡＤモデル
を１つ作成しておいて、必要なときにこれを呼び出し複
写して使うことが一般的となっている。特に、ＪＩＳな
ど工業規格で定められた共通部品は、この方法を採用し
て複数の作業者が同じＣＡＤモデルを共有することで操
作の簡素化を図っている。共有するＣＡＤモデルは、Ｃ
ＡＤモデル作成装置１０２にシンボルとして保存されて
おり、操作者１０４は、そのシンボルをマウスやキーボ
ードで選択している。このシンボルを使ってＣＡＤモデ
ルを再利用するＣＡＤの機能を、一般に「シンボル登録
機能」と言う。

【０００８】さらに、シンボル登録するＣＡＤモデルの
寸法の一部を変数として扱って、類似形状を１つのＣＡ
Ｄモデルとして管理することでシンボル登録の簡素化も
行われている。例えばネジを例に取ってみると、ＪＩＳ
でいうＭ３ネジ、Ｍ５ネジ、など、ネジの直径が異なる
ものの形状は類似している場合は、ＣＡＤモデルでネジ
の直径にあたる部分を変数として設定しておき、呼び出
して使うときにはこの変数に使いたい直径の数値を入力
すれば、所望のネジ形状のＣＡＤモデルが得られること
になり、シンボル登録の簡素化が図れる。このＣＡＤモ
デルの寸法の一部を変数として扱うＣＡＤの機能を、一
般に「パラメトリック変形機能」と呼んでいる。

【０００９】パラメトリック変形機能では、シンボル形
状の一部の寸法を変数として扱って、シンボルを利用す
るときにこの変数に対するデータをＣＡＤソフトウェア
に直接入力することが一般的であった。しかし近年、こ
の変数を表計算ソフトウェアやデータベースソフトウェ
アで扱って、データ入力の管理をおこない、ＣＡＤソフ
トウェアにデータを自動で渡す機能が開発されている。

【００１０】また、操作の簡素化を図るＣＡＤの他の機
能として、繰り返し入力する一連の操作をひとつのまと
まりとして予約しておき、必要なときにこれを呼び出し
て一連の操作を自動処理する機能があり、これを一般に
「マクロ機能」という。マクロ機能では、ＣＡＤモデル
を作成する操作のみならず、ＣＡＤモデルを移動したり
複写したりするＣＡＤ一般の操作も予約することができ
る。このマクロ機能を予約するための記述は、ＣＡＤソ
フトウェアが規定する操作の予約語を組み合わせる書式
となっており、これを一般に「スクリプト」と言う。ス
クリプトの中の予約語によっては、操作の中で入力する
数値データを変数として扱う機能もあり、操作者は、マ
クロ機能を呼び出すときにスクリプトに渡すべき変数の
数値データを一緒に入力することで、マクロ機能に柔軟
性を持たせている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＣＡＤソフ
トウェアによる技術によれば、ＣＡＤソフトウェアと操
作者が対話的に操作することを前提としているため、製
品を構成する部品一つ一つの形状が既知である場合に
は、シンボル登録機能やマクロ機能を使ってＣＡＤモデ
ルを作成すればよい。しかし、外形や出力容量など製品
の基本仕様が決まっているだけで部品一つ一つの形状が
未知の場合には、設計規則に従って製品の基本仕様から
部品形状を算出してＣＡＤモデルを作成する必要があ
り、従来のＣＡＤソフトウェアでは十分な機能がない。
すなわち、製品の設計規則は千差万別であり定式化する
ことは難しいことからＣＡＤソフトウェアの機能として
成立しにくい一方で、製品のシリーズ化をおこなう設計
や、受注毎に類似の設計をおこなうときには、設計規則
に従って製品の基本仕様から部品の形状を算出してＣＡ
Ｄモデルを作成しなければならない。

【００１２】また、シンボル登録機能におけるパラメト
リック変形機能や、マクロ機能におけるスクリプトの変
数管理では、ＣＡＤモデルの寸法のごく一部や操作の中
で入力する数値データのごく一部を変数として扱うだけ
で、ＣＡＤモデルの寸法全てや操作の中で入力する数値
データ全てが変化する場合には、呼び出して使うときに
数値データを全て入力する必要があり、操作の簡素化と
いった本来の利点を損なってしまう。特に設計規則に従
って製品の基本仕様から部品の形状を算出してＣＡＤモ
デルを作成する場合には、変数として扱う数値データは
膨大なものとなり、シンボル登録機能やマクロ機能では
対応しきれない。

【００１３】さらに、シンボル形状の一部の寸法を表計
算ソフトウェアやデータベースソフトウェアで扱ってデ
ータ入力の管理をおこなう従来の技術では、形状の寸法
は管理できるものの、部品同士の組立に関係する寸法で
は、ＣＡＤモデルの中に組立条件を定義して、その条件
の中の寸法だけ表計算ソフトウェアやデータベースソフ
トウェアで扱うだけであり、製品の基本仕様によって部
品同士の組立が変わる場合には寸法のみならずＣＡＤモ
デル自体を変更しなければならない問題があった。

【００１４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、ＣＡＤシステムを表計算ソ
フトウェアとシームレスに連携させ、表計算ソフトウェ
アに十分なＣＡＤモデルの記述能力を持たせることによ
り、部品の形状が未知の場合や部品同士の組立が変わる
場合であっても、柔軟な対処をおこなうことができ、ユ
ーザにとって快適な操作をおこなうことのできるＣＡＤ
システムを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の表計算ソフトウェアと連携可能なＣＡＤシ
ステムに係る発明の構成は、表計算ソフトウェアと連携
可能なＣＡＤシステムにおいて、このＣＡＤシステム
は、部品を形状モデルで表現し、その部品を複数組み付
けた形状モデルを生成するＣＡＤシステムであって、前
記部品の形状モデルに関するデータを、前記表計算ソフ
トウェア上のデータとして、前記部品の形状モデルの形
状モデル空間における座標を特徴付ける位置姿勢データ
と、前記部品の原材料を特徴付ける原材料データと、前
記部品の加工工程を特徴付ける加工データの三種類のデ
ータとで保持し、しかも、そのデータ構造が、一つの部
品に関して、一つのまたは複数の行または列により表現
したものであって、前記表計算ソフトウェアにより入力
させたデータを、形状モデルを生成するデータとして取
り込むようにしたものである。

【００１６】より詳しくは、ある部品が、加工工程にお
いて他の部品と関わって、その部品の形状モデル空間に
おけるデータが変化する場合に、前記表計算ソフトウェ
ア上で定義されたその部品の加工データの欄に、その変
化に関わる他の部品の情報を記述するようにしたもので
ある。

【００１７】上記目的を達成するために、本発明の形状
モデル生成方法に係る発明の構成は、表計算ソフトウェ
アと連携可能なＣＡＤシステムにより、部品を形状モデ
ルで表現し、その部品を複数組み付けた形状モデルを生
成する形状モデル生成方法において、前記部品の形状モ
デルに関するデータを、前記表計算ソフトウェア上のデ
ータとして、前記部品の形状モデルの形状モデル空間に
おける座標を特徴付ける位置姿勢データと、前記部品の
原材料を特徴付ける原材料データと、前記部品の加工工
程を特徴付ける加工データの三種類のデータで保持し、
しかも、そのデータ構造が、一つの部品に関して、一つ
のまたは複数の行または列により表現したものであっ
て、前記表計算ソフトウェアによりデータを入力させ、
表計算ソフトウェアと独立に実行可能なＣＡＤソフトウ
ェアに、前記データを取り込んで形状モデルを生成する
ようにしたものである。

【００１８】より詳しくは、上記形状モデル生成方法に
おいて、ある部品が、加工工程において他の部品と関わ
って、その部品の形状モデル空間におけるデータが変化
する場合に、前記表計算ソフトウェア上で定義されたそ
の部品の加工データの欄に、その変化に関わる他の部品
の情報を記述するようにしたものである。

【００１９】また詳しくは、上記形状モデル生成方法に
おいて、この形状モデル生成方法は、表計算ソフトウェ
アと、ＣＡＤソフトウェアと、連携プログラムとで実行
され、前記表計算ソフトウェアは、ユーザがカスタマイ
ズ可能な機能を含み、前記表計算ソフトウェアで処理さ
れたデータを、前記連携プログラムによって、前記ＣＡ
Ｄソフトウェアに取り込んで、部品の形状モデルを生成
するようにしたものである。

【００２０】上記目的を達成するために、本発明の形状
モデル生成方法のプログラムを記憶する記憶媒体に係る
発明の構成は、上記形状モデル生成方法を電子計算機上
で実行するための表計算ソフトウェア、ＣＡＤソフトウ
ェア、連携プログラムの内の少なくとも一つのプログラ
ムを記憶するようにしたものである。

【００２１】このようなＣＡＤシステムによれば、表計
算ソフトウェアの行列データで製品の形状モデルに必要
な膨大な数の数値データを一括して運用できるため、従
来のＣＡＤソフトウェアにおけるシンボル登録機能やマ
クロ機能では実現できなかった、設計規則に従って製品
の基本仕様から部品の形状を算出する処理が簡便に実現
でき、より快適に製品の形状モデルを作成することがで
きる。さらに、部品形状モデルに必要なデータを部品の
位置姿勢データ、原材料データ、加工データの３項目に
分けて記述することにより、原材料や原材料の加工方法
が直接取得でき、製造工程などに応用することが期待で
きる。

【００２２】また、部品の相互作用を表上で関連を持た
せて記述するために、ベルト、チェーン、ゴムなど、他
の部品の形状や位置によって自らの形状や位置が変化す
る部品で構成される製品の形状モデルであっても、表計
算ソフトウェアの行列データで一括して運用できるた
め、従来のＣＡＤソフトウェアにおけるシンボル登録機
能やマクロ機能では実現できなかった、設計規則に従っ
て製品の基本仕様から部品の形状を算出する処理が簡便
に実現でき、より快適に製品の形状モデルを作成するこ
とができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る各実施形態
を、図２ないし図１０を用いて説明する。〔ＣＡＤシス
テムのハードウェア構成〕先ず、図２を用いて本発明に
係るＣＡＤシステムのハードウェア構成について説明す
る。図２は、本発明に係る表計算ソフトウェアと連携可
能なＣＡＤシステムのハードウェア構成を示す模式図で
ある。

【００２４】本実施形態に必要なＣＡＤシステムは、そ
のハードウエアとして一般的な構成を有する電子計算機
のハードウエアを利用するものである。図２に示される
ように、ハードウェアとして、ＣＰＵ（中央処理装置）
２０１，主記憶２０２，外部記憶装置２０３，入力装置
２０４，表示装置２０５，各種インターフェース２０６
などにより構成される。表計算ソフトウェアとＣＡＤソ
フトウェアは、ハードディスクなどの外部記憶装置２０
３に格納されていて、実行されるときには、主記憶２０
２にロードされて、ＣＰＵ２０１がその命令を解釈する
形態によって実行される。ユーザは、表にデータを入力
したり、ＣＡＤによりデザインをおこなうために、表示
装置２０５を見ながら、キーボード、マウスなどの入力
装置２０４によって操作する。

【００２５】〔ＣＡＤシステムのソフトウェア構成と動
作〕次に、図３および図４を用いて本発明に係るＣＡＤ
システムのソフトウェア構成とその動作について説明す
る。図３は、本発明に係る表計算ソフトウェアと連携可
能なＣＡＤシステムのソフトウェア構成を示す模式図で
ある。図４は、本発明に係る表計算ソフトウェアと連携
可能なＣＡＤシステムの動作を示す模式図である。

【００２６】図３に示されるように、本発明のＣＡＤシ
ステムのソフトウェア構成は、表計算ソフトウェア３０
１、表計算定義ファイル３０２、ＣＡＤソフトウェア３
０３，表計算ソフトウェアとＣＡＤソフトウェアを連携
させるプログラム３０４，本ＣＡＤシステムのハードウ
エアとして利用する電子計算機のオペレーティングシス
テム３０５より構成される。

【００２７】オペレーティングシステム３０５は、シス
テム全体の制御、各種アプリケーションプログラムとハ
ードウェアとのなかだちとなる基本的なプログラムであ
る。本発明のシステムを構成する表計算ソフトウェア３
０１、ＣＡＤソフトウェア３０３，連携プログラム３０
４の各々は、オペレーティングシステム３０５の制御下
で、外部記憶装置２０３からロードされ、プロセスとし
て実行されることになる。

【００２８】この本実施形態に係るオペレーティングシ
ステムとしては、ＵＮＩＸ、Ｌｉｎｕｘ、などワークス
テーション用に用いるもののほか、Ａｐｐｌｅ社のＭａ
ｃＯＳ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社のＷｉｎｄｏｗｓなどパ
ソコン用のものを用いることができる。

【００２９】表計算ソフトウェア３０１は、いわゆるス
プレッドシートやデータベースソフトウェアなどのデー
タを処理、保存、計算、表示するための一般的なソフト
ウェアである。この表計算ソフトウェア３０１は、デー
タとして表計算定義ファイル３０２により、データの
値、書式、表示形態などが定義されている。本システム
の表計算ソフトウェア３０１には、市販の流通している
ものを用いることができる。例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆ
ｔ社のＥｘｃｅｌなどのスプレッドシートや、Ｍｉｃｒ
ｏｓｏｆｔ社のＡｃｃｅｓｓやＢｏｒｌａｎｄ社のＰａ
ｒａｄｏｘなどのデータベース処理ソフトウェアであ
る。また、このシステムで表計算ソフトウェア３０１を
使うときには、マクロで処理を記述しておいても良い。

【００３０】ＣＡＤソフトウェア３０３は、コンピュー
タにより、製品や部品を設計するためのソフトウェアで
あり、これも市販のものを用いることができる。例え
ば、Ａｕｔｏｄｅｓｋ社のＡｕｔｏＣＡＤやＳｏｌｉｄ
Ｗｏｒｋｓ社のＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓやＰａｒａｍｅｔ
ｒｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社のＰｒｏ／Ｅｎｇｉ
ｎｅｅｒなどである。

【００３１】連携プログラム３０４は、表計算ソフトウ
ェア３０２で作成されたデータを、ＣＡＤソフトウェア
３０３に解釈する形態で受け渡すためのなかだちとなる
プログラムである。本システムでは、表計算ソフトウェ
ア３０２から連携プログラム３０４、連携プログラム３
０４からＣＡＤソフトウェア３０５にデータを受け渡す
ことになるが、このような各ソフトウェア間のデータの
受け渡しには、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社が提唱するＭｉｃ
ｒｏｓｏｆｔＷｉｎｄｏｗｓオペレーティングシステム
の通信方法の１つであるＡｃｔｉｖｅＸＡｕｔｏｍａｔ
ｉｏｎを利用することができる。

【００３２】なお、表計算ソフトウェア３０１，表計算
定義ファイル３０２、ＣＡＤソフトウェア３０３，連携
プログラム３０４の各々は、電子計算機に、外部記憶装
置２０３としてＣＤ−ＲＯＭやＭＯやＤＶＤなどの可搬
性記憶媒体を取り扱う外部記憶装置、例えば、ＣＤ−Ｒ
ＯＭドライブやＭＯドライブやＤＶＤドライブなどを備
え、可搬性記憶媒体を介して電子計算機に供給するよう
にしても良い。この場合、可搬性記憶媒体を介して供給
されたソフトウェアは、直接、主記憶２０２に読み込ま
れて、実行されるか、または、ハードディスクなど他の
外部記憶装置２０３に一旦格納された後に主記憶２０２
に読み込まれて実行される。

【００３３】また、連携プログラム３０４は独立したソ
フトウェアである必要はなく、表計算ソフトウェア３０
１，ＣＡＤソフトウェア３０３，オペレーティングシス
テム３０５の一機能であっても良い。連携プログラム３
０４が表計算ソフトウェア３０１またはＣＡＤソフトウ
ェア３０３の一機能である場合は、表計算ソフトウェア
３０１とＣＡＤソフトウェア３０３が直接連携して処理
をおこなう。

【００３４】次に、図４を用いてこのような構成の下で
のシステムとしての動作を説明する。

【００３５】表計算ソフトウェア３０１は、上述のよう
にデータの処理、保存、計算、表示をおこなう汎用的な
ソフトウェアであり、表計算定義ファイル３０２に記述
された定義に従って動作する。表計算定義ファイル３０
２には、製品仕様４００から個々の部品をＣＡＤモデル
で表すための処理４０１が、予め操作者によって記述さ
れており、製品仕様４００が入力されると、これを引き
金にして表計算ソフトウェア３０１が自動処理をおこな
って、ＣＡＤソフトウェア３０３上で作成する部品のＣ
ＡＤモデル４０３に必要なデータ４０２を計算する。こ
の計算結果が出されたことを引き金にして、連携プログ
ラム３０４が部品のＣＡＤモデル４０３に必要なデータ
４０２を表計算定義ファイル３０２から読み込んで、Ｃ
ＡＤソフトウェア３０３が解釈可能なデータに変換す
る。そして、それをＣＡＤソフトウェア３０３に転送す
る。このようにして、表計算ソフトウェア３０１から転
送されたデータ４０２を基にして、ＣＡＤソフトウェア
上で一つ一つ部品のＣＡＤモデル４０３を作成すること
を繰り返して、製品の形状モデルを作成する。

【００３６】なお、図４では一つの表計算定義ファイル
３０２に製品仕様４００と部品のＣＡＤモデル４０３に
必要なデータ４０２を一緒に記述しているように表して
いるが、必ずしも同一のファイルである必要はなく、別
々の表計算定義ファイルとして記述しても良い。

【００３７】また、表計算ソフトウェア３０１とＣＡＤ
ソフトウェア３０３のデータの受け渡しには、特別な通
信書式を定義して直接データを通信する方式の他、オペ
レーティングシステム３０５が規定する通信書式に従っ
て直接データを通信する方式、そして、受け渡し元のソ
フトウェアがテキスト形式やバイナリ形式で特定の名前
でファイルを作成して保存し、受け渡し先のソフトウェ
アが、このファイルを開いて読み込む方式、いずれの形
態をとっても良い。

【００３８】〔ＣＡＤモデルの表現形態１〕次に、図５
および図７を用いて本発明に係るＣＡＤシステムで、ど
のようにＣＡＤモデルが表計算定義ファイルで表現され
るかについて説明する。図５は、本発明に係るＣＡＤモ
デルの表計算定義ファイルの書式の実例を表す模式図で
ある。図６は、原材料データの実例を列挙して示した図
である。図７は、加工データの実例を列挙して示した図
である。

【００３９】本発明は、表計算ソフトウェア３０１とＣ
ＡＤソフトウェア３０３を連携させるところに特徴があ
る。そのため、ＣＡＤシステムで解釈されるＣＡＤモデ
ルをどのように、表計算定義ファイルで表現するかとい
う問題は重要な意義を有する。

【００４０】表計算定義ファイル３０２の中にある行列
データ５００には、製品の高さ５０３や幅５０４や出力
５０５など製品の基本仕様が列記されており、行列デー
タ５０１には、製品を構成する部品の情報として、ＣＡ
Ｄの形状モデル空間における部品の位置姿勢データ５０
７、部品の原材料データ５０８、原材料から部品を製作
するために必要な穴加工や曲げ加工などの加工データ５
０９が、部品毎に１列ずつ記述されている。

【００４１】表計算ソフトウェアでは、一般的に入力の
単位であるセルに数式が定義でき、データを入力すると
自動計算する機能がある。本システムの表計算ソフトウ
ェア３０１でも、この機能を利用して、行列データ５０
１の個々のセルには、製品の設計規則に従って行列デー
タ５００の製品の基本仕様を参照した数式が定義されて
いる。例えば、原材料の形状データ５１０は、製品の高
さ５０３と製品の幅５０４から（原材料の形状データ５
１０）＝（製品の高さ５０３）＋０．１×（製品の幅５
０４）のような設計規則を定義しておく。すなわち、製
品によって様々な設計規則は、製品の基本仕様から個々
の部品のＣＡＤモデル情報を算出するための数式として
表現される。原材料の形状データ５０８に限らず、位置
姿勢データ５０７や加工データ５０９も同様にして定義
することができる。

【００４２】また、位置姿勢データ５０７や原材料の形
状データ５０８や加工データ５０９は、製品の基本仕様
のデータだけから算出されるのではなく、別部品の位置
姿勢データや原材料の形状データや加工データからも算
出されて良い。例えば、（位置姿勢データ５１１）＝
（製品の奥行き５１２）−（原材料の形状データ５１
０）のように定義する。

【００４３】位置姿勢データ５０７は、その部品のＣＡ
Ｄの形状モデル空間における位置や姿勢を記述するため
のデータである。この位置姿勢データ５０７に用いる座
標は、ＣＡＤの形状モデル空間における絶対座標値であ
る必要はなく、別の部品との相対座標値をデータとして
保存しても良い。行列データ５０１では、個々の部品を
参照するために、識別子５１３が定義されている。別の
部品との相対座標値をデータとして保存して、参照する
場合には、その部品の組付先部品識別子５１４を識別子
５１３を利用して定義し、相対座標値をデータとして保
存する。そして、ＣＡＤで製品のＣＡＤモデルを作成す
るときには、部品の組付関係を識別子５１３から解析し
てＣＡＤの形状モデル空間における絶対座標値を算出し
て部品を割り付ける。

【００４４】例えば、部品Ｂ５１５は、識別子として
「Ｐ２」５１６、組付先部品識別子として「Ｐ１」５１
７となるので、部品Ｂ５１５の組付先は識別子「Ｐ１」
５１８の部品Ａ５１９となル。そして、位置姿勢のＸ成
分データ５２０は、部品Ｂ５１５の部品Ａ５１９に対す
る相対座標値とする。このとき、部品Ｂ５１５を割り付
けるために必要なＣＡＤの形状モデル空間における絶対
座標値は、位置姿勢データ５０７の姿勢データであるＲ
ｏｌｌ５２１Ｐｉｔｃｈ５２２Ｙａｗ５２３が共に
「０」であることから、Ｘ成分データ５２０「１００」
とＸ成分データ５２４「５０」を足し合わせた「１５
０」になる。

【００４５】原材料データ５０８は、その部品の原材料
に関するデータを表すためのもので、原材料の形状を示
す予約語５２５と、予約語の形状の各寸法データ５２
６、原材料の材質５２７で構成する。

【００４６】原材料は、例えば、ＪＩＳで規定する一般
材料を設定して、図６に示すように、山形鋼６０１であ
れば、予約語６０２は“Ｌ”、形状の各寸法データ６０
３は、“（断面形状の幅寸法）”、“（断面形状の高さ
寸法）”、“（断面形状の厚み寸法）”、“（長さ寸
法）”のように規定し、鋼板６０４であれば、予約語６
０５は“Ｔ”、予約語が指し示す形状の各寸法データ６
０６は“（板厚）”、“（板の幅寸法）”、“（板の高
さ寸法）”とする。また、形状を直接指し示す必要はな
く別ファイルで作成したＣＡＤのＣＡＤモデルを挿入す
ることも考えられ、この場合は例えば予約語６０７は
“ＩＮＳＥＲＴ”、各寸法データ６０８は“（挿入する
ファイル名）”、“（挿入位置Ｘ成分）”、“（挿入位
置Ｙ成分）”、“（挿入位置Ｚ成分）”となる。その他
原材料の形状データは図６に示したものがあるが、これ
らにとどまらず製品の種類によって予約語とそれに必要
な形状の各寸法データを任意に定義して良い。原材料の
材質５２７は、予め定められた予約語で部品の材質を定
義しておいて、それを記述する。例えば、“ＳＳ４０
０”は、鉄５０％、ニッケル５０％の合金であると定め
ておく。

【００４７】加工データ５０９は、その部品で製品を製
造するにあたり、どのように加工するのかを示すデータ
であり、加工方法を示す予約語と、その予約語で意味付
けられる加工用データでひとつの加工工程を表してい
る。その部品に対して複数の加工が必要なときには、そ
の数だけの予約語と加工データが並ぶことになる。

【００４８】個々の加工は、例えば図７に示すように、
穴加工であれば、予約語７０１は“ＨＯＬＥ”、加工用
データ７０２は“（原材料の基準座標系における穴中心
のＸ座標値）”、“（原材料の基準座標系における穴中
心のＹ座標値）”、“（原材料の基準座標系における穴
中心のＺ座標値）”、“（原材料の基準座標系における
穴あけの単位方向ベクトルＸ成分）”、“（原材料の基
準座標系における穴あけの単位方向ベクトルＹ成
分）”、“（原材料の基準座標系における穴あけの単位
方向ベクトルＺ成分）”、“（穴径）”、“（穴深
さ）”とする。同様にして、曲げ加工であれば、予約語
７０３は“ＢＥＮＤ”、加工用データ７０４は“（曲率
半径）”、“（曲げ角度）”、“（原材料の基準座標系
における曲げ中心のＸ座標値）”、“（原材料の基準座
標系における曲げ中心のＹ座標値）”、“（原材料の基
準座標系における曲げ中心のＺ座標値）”、“（原材料
の基準座標系における曲げの単位回転ベクトルＸ成
分）”、“（原材料の基準座標系における曲げの単位回
転ベクトルＹ成分）”、“（原材料の基準座標系におけ
る曲げの単位回転ベクトルＺ成分）”となる。その他加
工データは、図７に示したものが挙げられるが、これら
にとどまらず原材料から部品を作るのに必要な加工によ
って予約語とそれに必要な加工用データを任意に定義し
て良い。

【００４９】また、図６に示した原材料の形状データの
定義方法や図７に示した加工データの定義方法には、原
材料形状の形状公差や加工の加工公差に関するデータを
定義していないが、必要に応じてこれら公差のデータを
定義してよい。

【００５０】部品のＣＡＤモデルを表計算定義ファイル
３０２上で表現するためには、図５に示すように、各部
品毎に上記位置姿勢データ５０７を一つ、原材料の形状
データ５０８を一つ、そして、加工データ５０９を加工
工程数分連ねて、行列データ５０６に記述する。また、
これらのデータを必ずしも１行または１列を使って記述
する必要はなく、行列の適当な範囲を使って記述した
り、位置姿勢データ５０７，原材料の形状データ５０
８、加工データ５０９各々別に表計算定義ファイルに記
述しても良い。

【００５１】すなわち、本発明の特徴は、製品のＣＡＤ
モデルを部品のＣＡＤモデルから組み立てる場合に、部
品ＣＡＤモデル用の情報を個別に保存し、かつ、その場
合に、表計算定義ファイル３０２にその情報を部品の位
置姿勢データと原材料データと加工データの３つのデー
タ書式で保存することである。

【００５２】〔ＣＡＤモデルの表現形態２〕次に、図８
および図１０を用いて本発明に係るＣＡＤシステムで、
どのようにＣＡＤモデルが表計算定義ファイルで表現さ
れるかについての他の例を説明する。図８は、チェーン
のＣＡＤモデルの例を説明する模式図である。図９は、
チェーンのＣＡＤモデルの表計算定義ファイルの書式の
実例を表す模式図である。図１０は、チェーンの原材料
データと、スプロケットの情報の実例を列挙して示した
図である。

【００５３】上述のＣＡＤモデルは、部品の位置や形状
が他の部品の作用により、変化しないものとして記述で
きるものを想定していた。

【００５４】ここで取上げる実施形態は、そのＣＡＤモ
デルにおいて、部品の位置や形状が他の部品の座標や形
状によって大きく変わる場合である。そのような例とし
て、ここでは、図８に示すように特にチェーン８０１の
ＣＡＤモデルを作成するときについての具体例を説明す
る。

【００５５】チェーンは、それに掛けて回転させるスプ
ロケットを、いくつ、どのように配置するかによって形
状が変化する。そのため、このチェーンのＣＡＤモデル
を作成するためには、チェーンの断面形状などチェーン
本体の形状を定義する必要があるほか、チェーンをかけ
るスプロケットの位置や形状、そしてチェーンがどのよ
うにスプロケットにかかるかを定義しなければならな
い。

【００５６】チェーン８０１は、他の部品のスプロケッ
ト８０２、８０３、８０４の位置や形状によってその位
置や形状が決まるため、部品のＣＡＤモデルを１行毎に
独立して定義する上述の方法では対応が困難である。そ
こで、チェーンを加工させるデータとして、スプロケッ
トと関連をもたせた記述をしようというのが基本的な考
え方である。

【００５７】図９に示すように、チェーンのＣＡＤモデ
ルを作成する例を記述している表計算定義ファイル９０
１は、原材料の形状データにチェーン断面形状の情報９
０２を記述し、加工データとしてスプロケットの情報９
０３を記述する。

【００５８】連携プログラム３０４が表計算定義ファイ
ル９０１を読み込んで、チェーン断面形状の情報９０２
を読み込むと、加工データにあるスプロケットの情報９
０３からスプロケットとなる部品を探し出してその位置
や形状を読み込んでチェーンの軌跡を計算し、最後にチ
ェーンの全体形状や割り付け位置などを計算して、ＣＡ
Ｄソフトウェア３０３にひとつのＣＡＤモデルの情報と
してデータを転送する。

【００５９】原材料の形状データとして記述するチェー
ン断面形状の情報９０２の書式は、図１０に示すように
予約語１００１“ＣＨＡＮＥ”、予約語の形状の各寸法
データ１００２に“（チェーンの厚み）”、“（スプロ
ケット中心線から右方向の幅）”、“（スプロケット中
心線から左方向の幅）” 、“（チェーン１コマの長
さ）”を定義する。“（スプロケット中心線から右方向
の幅）”、“（スプロケット中心線から左方向の幅）と
は、チェーン８０１を上から見たときに、チェーンの端
がスプロケット中心線からどれくらいずれているかを示
す量である。

【００６０】そして、チェーンの形状は、関わり合うス
プロケットにより左右されるため、その加工データとし
て、スプロケットの情報９０３を定義する。チェーンに
は、両端に駆動側スプロケットと従動側スプロケットが
設けられるため、加工データに駆動側スプロケット用の
予約語９０４“ＭＡＳＴＥＲ＿ＳＰＲＯＣＫＥＴ”と従
動側スプロケット用の予約語９０５“ＦＯＬＬＯＷ＿Ｓ
ＰＲＯＣＫＥＴ”を定義して、スプロケットとなる別の
部品を定義する。すなわち、図１０に示すように、駆動
側スプロケット用の予約語９０４“ＭＡＳＴＥＲ＿ＳＰ
ＲＯＣＫＥＴ”のデータ１００３として“（駆動側スプ
ロケットのＣＡＤモデルとなる部品の識別子）”、従動
側スプロケット用の予約語９０５“ＦＯＬＬＯＷ＿ＳＰ
ＲＯＣＫＥＴ”のデータ１００４として“（従動側スプ
ロケットのＣＡＤモデルとなる部品の識別子）”を定義
して、部品の識別子によってスプロケットとなる別の部
品を設定する。

【００６１】駆動側スプロケットや従動側スプロケット
となる部品の加工データ９０６には、スプロケットの情
報を定義する。図１０に示すように、スプロケット情報
の予約語１００５“ＳＰＲＯＣＫＥＴ＿ＤＩＭ”とその
データ１００６“（スプロケットの部品となるＣＡＤモ
デルの基準座標系におけるスプロケット回転中心Ｘ座標
値）”、“（スプロケットの部品となるＣＡＤモデルの
基準座標系におけるスプロケット回転中心Ｙ座標
値）”、“（スプロケットの部品となるＣＡＤモデルの
基準座標系におけるスプロケット回転中心Ｚ座標
値）”、“（スプロケットのピッチ円直径）” を定義
して、駆動側スプロケットや従動側スプロケットの回転
中心とピッチ円直径を記述する。

【００６２】スプロケットの情報をチェーンの行または
列に記述せずにスプロケットとなる部品の行または列に
記述する理由は、表計算定義ファイルが部品毎に行また
は列を占有する形式を取っているため、チェーンとスプ
ロケットを別部品として定義するほうが全体の形式に合
致していて管理が容易なためである。

【００６３】結局、チェーンのＣＡＤモデルにおいて、
原材料の形状データに定義する情報はチェーンの断面形
状だけで、チェーンの軌跡は別の部品にスプロケットの
情報を定義することにより決めている。

【００６４】また、チェーンには、引き回しを途中で変
えるために、駆動力を伝達しない補助スプロケット８０
４をチェーンの途中に配置することがあるため、補助ス
プロケットを加工データに定義してチェーンの引き回し
を途中で変えることもできる。すなわち、チェーンが定
義してある行または列の加工データ９０３に、駆動側ス
プロケットや従動側スプロケットと同じように、補助ス
プロケットの予約語９０６“ＳＵＰＰＯＲＴ＿ＳＰＲＯ
ＣＫＥＴ”とそのデータを定義して補助スプロケットと
なる部品を指定し、補助スプロケットとなる部品の加工
データには、補助スプロケットの情報としてスプロケッ
ト情報“ＳＰＲＯＣＫＥＴ＿ＤＩＭ”を記述する。

【００６５】補助スプロケットは、予約語“ＳＵＰＰＯ
ＲＴ＿ＳＰＲＯＣＫＥＴ”のデータとしてデータ１００
７“（従動側スプロケットのＣＡＤモデルとなる部品の
識別子）”の他に、チェーンの引き回しを決めるために
データ１００８“（駆動側ギヤから上側チェーンを辿っ
たときの順番）”、データ１００９“（取付部位（駆動
側スプロケットから従動側スプロケットまでの間か、従
動側スプロケットから駆動側スプロケットまでの間
か））”、データ１０１０“（チェーン取付部位（スプ
ロケットに対して上掛けか、下掛けか））”を記述す
る。すなわち、複数の補助スプロケットがかかることを
想定して駆動側ギヤから上側チェーンを辿ったときの補
助スプロケットの順番を指定するデータと、補助スプロ
ケットが駆動側ギヤから従動側ギヤの間のチェーンにか
かるのか、従動側ギヤから駆動側ギヤの間のチェーンに
かかるのか指定するデータと、補助スプロケットに対し
てチェーンが上掛けになるのか、下掛けになるのか指定
するデータが、補助スプロケット特有のデータとして必
要であり、これにより、駆動側ギヤと従動側ギヤの間
に、任意の個数の補助スプロケットを設定して、チェー
ンを引き回すことができる。

【００６６】図８ないし図１０に示したチェーンのＣＡ
Ｄモデルの定義方法では、チェーンの形状公差や経年変
化によるチェーンのたわみに関するデータを定義してい
ないが、必要に応じてこれらのデータを定義してよい。
また、図９では、チェーンＣＡＤモデルの定義方法にお
いて、チェーンの断面形状以外の情報は、別の部品の加
工データに定義したが、表計算定義ファイルの別の場所
や別の表計算定義ファイルに記述しても良い。

【００６７】〔本発明のＣＡＤシステムの利点〕本発明
のＣＡＤシステムによると、下記の利点を供することが
できる。

【００６８】（１）ＣＡＤモデルの複雑な情報を表で明
示的に管理することができるため、ＣＡＤに関する知識
のない者でも、ＣＡＤモデルに記述されている製品情報
を利用することができる。

【００６９】（２）一般にＣＡＤソフトウェアは高価で
あり、表計算ソフトウェアは安価である。そのため、Ｃ
ＡＤにより設計が必要な部署のみＣＡＤソフトウェアを
置き、部品のデータ入力のみをおこなう部署に表計算ソ
フトウェアをおくことにより、システム全体として効率
的で低廉なシステムを構築することができる。

【００７０】（３）部品のＣＡＤモデルの情報を、部品
割り付け位置、原材料、原材料から部品までの加工情報
の３種類に分けて情報管理するため、（ａ）ＣＡＤモデルの原材料形状を直接知ることがで
き、部品製造における資材手配を直接おこなうことがで
きる。

【００７１】（ｂ）過不足無い部品の加工情報を直接知
ることができ、ＣＡＭ（計算機支援製造）データへの直
接応用や、加工作業山積みによるコスト見積もりへの応
用などが期待できる。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、ＣＡＤシステムを表計
算ソフトウェアとシームレスに連携させ、表計算ソフト
ウェアに十分なＣＡＤモデルの記述能力を持たせること
により、部品の形状が未知の場合や部品同士の組立が変
わる場合であっても、柔軟な対処をおこなうことがで
き、ユーザにとって快適な操作をおこなうことのできる
ＣＡＤシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＡＤシステムの概要を示す模式図である。

【図２】本発明に係る表計算ソフトウェアと連携可能な
ＣＡＤシステムのハードウェア構成を示す模式図であ
る。

【図３】本発明に係る表計算ソフトウェアと連携可能な
ＣＡＤシステムのソフトウェア構成を示す模式図であ
る。

【図４】本発明に係る表計算ソフトウェアと連携可能な
ＣＡＤシステムの動作を示す模式図である。

【図５】本発明に係るＣＡＤモデルの表計算定義ファイ
ルの書式の実例を表す模式図である。

【図６】原材料データの実例を列挙して示した図であ
る。

【図７】加工データの実例を列挙して示した図である。

【図８】チェーンのＣＡＤモデルの例を説明する模式図
である。

【図９】チェーンのＣＡＤモデルの表計算定義ファイル
の書式の実例を表す模式図である。

【図１０】チェーンの原材料データと、スプロケットの
情報の実例を列挙して示した図である。

【符号の説明】

１０１…入力装置１０２…ＣＡＤモデル作成装置１０３…ＣＡＤモデル表示装置１０４…操作者２０１…ＣＰＵ２０２…主記憶２０３…外部記憶装置２０４…入力装置２０５…表示装置２０６…各種インターフェース３０１…表計算ソフトウェア３０２…表計算定義ファイル３０３…ＣＡＤソフトウェア３０４…連携プログラム３０５…オペレーティングシステム４００…製品の基本仕様４０１…ＣＡＤモデルで表すための処理４０２…ＣＡＤモデルに必要なデータ４０３…部品ＣＡＤモデル５００…行列データ５０１…行列データ５０３…製品の高さ５０４…幅５０５…出力５０７…位置姿勢データ５０８…部品の原材料の形状データ５０９…原材料から部品を製作するために必要な穴加工
や曲げ加工などの加工データ５１０…原材料の形状データ５１０５１１…位置姿勢データ５１１５１２…製品の奥行き５１２５１３…部品の識別子５１４…組付先部品識別子５１５…部品Ｂ５１６…識別子５１７…組付先部品識別子５１８…識別子５１９…部品５２０…位置姿勢のＸ成分データ５２１…姿勢データであるＲｏｌｌ５２２…姿勢データであるＰｉｔｃｈ５２３…姿勢データであるＹａｗ５２４…位置姿勢のＸ成分データ５２５…原材料の形状を示す予約語５２６…予約語の形状の各寸法データ５２７…材質６０１…山形鋼６０２…予約語６０３…形状の各寸法データ６０４…鋼板６０５…予約語６０６…形状の各寸法データ６０７…予約語６０８…各寸法データ７０１…予約語７０２…加工用データ７０３…予約語７０４…加工用データ８０１…チェーン８０２…スプロケット８０３…スプロケット８０４…スプロケット９０１…表計算定義ファイル９０２…チェーン断面形状の情報９０３…スプロケットの情報９０４…予約語９０５…予約語９０６…データ９０７…データ１００１…予約語１００２…予約語の形状の各寸法データ１００３…データ１００４…データ１００５…予約語１００６…データ１００７…データ１００８…データ１００９…データ１０１０…データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹盛建而茨城県ひたちなか市堀口832番地の２日立エレベータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者名田部豊茨城県ひたちなか市堀口832番地の２日立エレベータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者小野浩隆茨城県ひたちなか市堀口832番地の２日立エレベータエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 5B046 AA05 BA04 CA04 KA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表計算ソフトウェアと連携可能なＣＡＤ
システムにおいて、このＣＡＤシステムは、部品を形状モデルで表現し、そ
の部品を複数組み付けた形状モデルを生成するＣＡＤシ
ステムであって、前記部品の形状モデルに関するデータを、前記表計算ソフトウェア上のデータとして、前記部品の形状モデルの形状モデル空間における座標を
特徴付ける位置姿勢データと、前記部品の原材料を特徴付ける原材料データと、前記部品の加工工程を特徴付ける加工データの三種類の
データとで保持し、しかも、そのデータ構造が、一つの部品に関して、一つ
のまたは複数の行または列により表現したものであっ
て、前記表計算ソフトウェアにより入力させたデータを、形
状モデルを生成するデータとして取り込むことを特徴と
する表計算ソフトウェアと連携可能なＣＡＤシステム。
【請求項２】ある部品が、加工工程において他の部品
と関わって、その部品の形状モデル空間におけるデータ
が変化する場合に、前記表計算ソフトウェア上で定義されたその部品の加工
データの欄に、その変化に関わる他の部品の情報を記述
することを特徴とする請求項１記載の表計算ソフトウェ
アと連携可能なＣＡＤシステム。
【請求項３】表計算ソフトウェアと連携可能なＣＡＤ
システムにより、部品を形状モデルで表現し、その部品
を複数組み付けた形状モデルを生成する形状モデル生成
方法において、前記部品の形状モデルに関するデータを、前記表計算ソフトウェア上のデータとして、前記部品の形状モデルの形状モデル空間における座標を
特徴付ける位置姿勢データと、前記部品の原材料を特徴付ける原材料データと、前記部品の加工工程を特徴付ける加工データの三種類の
データで保持し、しかも、そのデータ構造が、一つの部品に関して、一つ
のまたは複数の行または列により表現したものであっ
て、前記表計算ソフトウェアによりデータを入力させ、表計算ソフトウェアと独立に実行可能なＣＡＤソフトウ
ェアに、前記データを取り込んで形状モデルを生成する
ことを特徴とする形状モデル生成方法。
【請求項４】ある部品が、加工工程において他の部品
と関わって、その部品の形状モデル空間におけるデータ
が変化する場合に前記表計算ソフトウェア上で定義され
たその部品の加工データの欄に、その変化に関わる他の
部品の情報を記述することを特徴とする請求項３記載の
形状モデル生成方法。
【請求項５】この形状モデル生成方法は、表計算ソフトウェアと、ＣＡＤソフトウェアと、連携プログラムとで実行され、前記表計算ソフトウェアは、ユーザがカスタマイズ可能
な機能を含み、前記表計算ソフトウェアで処理されたデータを、前記連
携プログラムによって、前記ＣＡＤソフトウェアに取り
込んで、部品の形状モデルを生成することを特徴とする
請求項３および請求項４記載のいずれかの形状モデル生
成方法。
【請求項６】請求項３および請求項５記載のいずれか
の形状モデル生成方法を電子計算機上で実行するための
表計算ソフトウェア、ＣＡＤソフトウェア、連携プログ
ラムの内の少なくとも一つのプログラムを記憶すること
を特徴とする記憶媒体。