JP2007011825A - 形状データ管理プログラム，管理方法及び管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】
ＣＡＤで作成された形状モデルをＣＡＥやＣＡＭ等で利用する際、データ変換後に利用目的毎に形状を修正する作業が発生し、効率が低下する。
【解決手段】
ＣＡＤの形状モデルをベース形状データと複数の目的別形状フィーチャデータセットとに分割して管理する手段，形状フィーチャセットに属性情報として、作成条件や作成ルール，利用目的等を付加する手段，付加された属性情報を検索する手段，検索結果から必要な形状フィーチャセットを選択する手段，選択された形状フィーチャセットとベース形状を合成する手段，合成された形状データを提示する手段とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、製品等のコンピュータ支援による形状設計において、さまざまな目的で形状データを加工するための形状データ管理プログラム，形状データ管理方法及び形状データ管理システムに関する。

コンピュータを利用した設計(ＣＡＤ：Computer Aided Design) において、製品等の形状設計を支援するＣＡＤシステムを利用して、ユーザは一般に最終的な完成形状をモデリングする。この後、ＣＡＤシステムでモデリングされた形状データは、強度や熱等の性能評価のためにＣＡＥ(Computer Aided Engineering)システム用に、製造のためにＣＡＭ
（Computer Aided Manufacturing）システム用に、等、利用目的別にデータを変換し、さらに人手により修正，加工する必要がある。特開２００１−３４６５３号公報（特許文献１）には、初期モデルに対して複数のフィーチャから成るフィーチャ群が用意されている設計支援システムが記載されている。

特開２００１−３４６５３号公報

ＣＡＭにおいては、最終形状から穴や溝等の形状フィーチャ（特徴）を除去して、加工のための途中形状（中間形状）を作成したり、公差寸法レベルの微小な変形を行って、加工用形状を作成する場合がある。

特許文献１の技術では、例えば、モデルから穴の加工を行う前の形状を見てモデルを編集する場合、最終モデルから全ての穴の加工工程を選択して除去する作業が必要があり、フィーチャが多数となる場合、除去したいフィーチャの選択手順が煩雑となる。

本発明は、効率良くモデルを編集することができる形状データ管理プログラム，管理方法及び管理システムを提供することを目的とする。

本発明の一つの特徴は、形状データ管理プログラムを、管理コンピュータを、複数の形状フィーチャデータのセットを属性情報と関連付けて保存する形状フィーチャデータセット保存手段と、形状フィーチャデータのセットに関する条件の指定を入力する形状フィーチャデータセット条件入力手段と、前記形状フィーチャデータセットに保存された形状フィーチャデータのセットから前記形状フィーチャデータセット条件入力手段により入力された形状フィーチャデータのセットに関する条件に基づいて検索した結果を出力する検索処理手段と、前記検索処理手段が検索した結果に基づいてモデルを表示する表示手段として機能させる点にある。本発明のその他の特徴は、以下の発明を実施するための最良の形態欄で説明する。

本発明は、形状フィーチャを用途別にグループ化（形状フィーチャデータセット）し、形状フィーチャデータセットに対して利用目的等のアノテーション，関連ファイル等の属性情報を付与し、これを検索可能とすることにより、形状フィーチャデータセット単位での再利用を容易にできる。

以下の本発明の実施例は、ＣＡＤによる形状データをベースとなる形状と、穴／溝／フィレット等の形状フィーチャ（特徴）のセットとに分離して管理し、形状フィーチャセットを複数もつことが可能な管理手段と、形状フィーチャセットの属性情報として、モデリングに関する、あるいは利用目的に関するアノテーションやルール，関連ファイルを付加可能とし、この属性情報を検索対象とする検索手段と、モデリング情報や利用目的等、形状フィーチャセットを特定するための情報を入力する手段と、入力情報を検索クエリとして、該当する形状フィーチャセットを検索する検索手段と、その結果得られた検索結果一覧から、必要とする形状フィーチャセットを選択する手段と、選択された形状フィーチャセットとベース形状を合成する形状データ合成手段と、合成された形状データをユーザに提示する表示手段とからなる。

図１に第１の実施例の機能ブロック図を示す。図１は、本発明の全体構成を示す機能ブロック図の例である。

図１において、作業者１０は必要とする形状の特徴，利用目的を表す情報を入力部１１から入力する。入力部１１から入力された情報は検索処理部１２に送られ、検索用の用語に展開される。検索処理部は各形状フィーチャデータセット１６に関連付けられたアノテーションや形状生成ルール，関連ファイル等の属性情報１７を検索し、出力部１３により検索結果を出力する。作業者１０は得られた検索結果から所望の属性情報を選択すると、選択された属性情報に対応する形状フィーチャデータセットが選ばれ、出力部１３によりこの形状フィーチャデータセットの情報が提示される。

ここで形状フィーチャセットは形状フィーチャを生成するコマンドとパラメータのリストでもよいし、生成された形状データでもよい。

また、図１に示すように形状フィーチャデータセット１６と、ベースとなる形状データ１５を分離して、各形状フィーチャデータセット１６は差分情報を管理してもよい。この場合も上記と同様に、作業者１０が選択した属性情報に対応する形状フィーチャデータセットが選ばれる。その後、形状合成処理部１４によりこの形状フィーチャデータセットとベース形状データが合成され、出力部１３により形状合成情報が提示される。

第２の実施例の機能ブロック図を図２に示す。図２は、形状フィーチャデータセットの作成方法の一例として、作成済みの形状フィーチャデータセットを複製するための機能ブロック図の例である。

図２において、作業者１０はすでに作成された形状フィーチャデータセットの中から、利用目的に近いものとして形状フィーチャデータセットＡ（２０）を選択する。データセット複製処理部２２は形状フィーチャデータセットＡ２０を複製して形状フィーチャデータセットＢ（２１）を生成する。この際、データセット複製処理部２２は形状フィーチャデータセットＢ（２１）が形状フィーチャデータセットＡ２０を元に生成されたことを複製来歴データ２３として保存する。具体的な保存データは、形状フィーチャデータセットＡ２０と形状フィーチャデータセットＢ２１の形状フィーチャデータセットＩＤのペアとして構成してもよいし、複製元を親とするツリー形式で構成してもよい。複製履歴データ２３は、複製元の形状フィーチャデータセットに変更が加わったときに、その変更伝播の範囲を特定する際にも用いられる。

第３の実施例の機能ブロック図を図３に示す。第３の実施例は、ある形状フィーチャデータセットに変更を加える場合の機能ブロック図の例である。

図３において、作業者１０はデータセット更新処理部３１により形状フィーチャデータセットＡ（２０）を変更する（矢印（１））。形状フィーチャデータセットＡ（２０）は第２の実施例で記載した方法により、形状フィーチャデータセットＢ（２１）にすでに複製されているものとする。データセット更新処理部３１が形状フィーチャデータセットＡ（２０）を更新すると同時に、データセット変更通知処理部３２を起動する。データセット変更通知処理部３２はデータセット複製処理部２２により生成された複製来歴データ
２３からフィーチャデータセットＡ２０を複製元とする形状フィーチャデータセットがないかを調べ、ある場合はその形状フィーチャデータセットを利用している作業者に対し、複製元の形状フィーチャデータセットが変更されたことを通知する。この変更を作業中の形状フィーチャデータセットに反映させるか否かは作業者の判断による。反映させる場合は、データセット更新処理部３１により形状フィーチャデータセットＢ（２１）を変更する（矢印（２））。

図４に本発明の第４の実施例の機能ブロック図を示す。第４の実施例は、別々に管理された形状フィーチャデータセットを共通化する場合の機能ブロック図の例である。

図４において、共通形状フィーチャデータ抽出処理部４０は複数の形状フィーチャデータセット１６の中から共通部分を探索し、共通形状フィーチャデータセット４１として保存する。作業者は必要に応じて、データ更新処理部４２により共通形状フィーチャデータセット４１をベース形状データ１５に反映させるために追記し、同時に、各形状フィーチャデータセット１６から共通形状フィーチャデータセットの該当部分を削除する。以上の処理により、形状フィーチャデータセットの共通部分を再利用しやすくなり、新たな形状フィーチャデータセット作成の際の効率向上が期待できる。

図５に第５の実施例のデータベースのテーブル構造の例を示す。第５の実施例は、図１，図２，図４において記載した形状フィーチャデータセットと属性データを格納するデータベースのテーブル構造の例である。

図５（ａ）において、データテーブル５０は例として形状フィーチャデータセット
“ＦＤＳ００００１”に関係する部分を表しているが、テーブル項目としては、形状フィーチャの作成日時５１，フィーチャ作成コマンド５２，作成内容の説明５３等から構成される。説明５３はフィーチャ作成コマンドとパラメータの内容を自然言語で表現したもので、フィーチャ作成コマンドのマニュアル情報から自動的に生成してもよいし、作業者が追記してもよい。

図５(ｂ)において、データテーブル５４は形状フィーチャデータセットと属性情報との対応関係を表しているが、テーブル項目としては、形状フィーチャデータセットＩＤ５５，形状フィーチャデータセット５５を作成した作成者を特定する作成者ＩＤ５６，形状フィーチャデータセットの作成日時５７，形状フィーチャデータセットに対応する属性情報，関連ファイルを特定する属性情報ＩＤ（またはファイル名）５８等から構成される。なお、属性情報ＩＤの他に図５（ａ）の説明５３と同様に、形状フィーチャデータセットに対するアノテーションを記述するテーブル項目を追加してもよい。

図６に第６の実施例の複製，変更伝播の流れを示す。第６の実施例では、第２，第３の実施例で示した形状フィーチャデータセットの複製，変更伝播の流れ（図２，図３の複製履歴データ２３に該当）を示す。

図６において、作業者１（６０）が作成した形状フィーチャデータセットＩＤ“ＦＤＳ００００１”（６１）を作業者２（６２）と作業者３（６４）が複製して、それぞれ形状フィーチャデータセットＩＤ“ＦＤＳ００００２”（６３）と“ＦＤＳ００００３”
（６５）として登録する。さらに、作業者４が形状フィーチャデータセットＩＤ“ＦＤＳ００００２”(６３)を複製して、形状フィーチャデータセットＩＤ“ＦＤＳ００００４”（６７）として登録する。ここで、形状フィーチャデータセット６１に変更が生じた場合、形状フィーチャデータセット６３，６５の利用者に対して変更通知がなされる。また、形状フィーチャデータセット６３に変更が生じた場合、形状フィーチャデータセット６７の利用者に対して変更通知がなされる。

なお、複写元の変更内容を作業中の形状フィーチャデータセットに反映させるか否かは作業者の判断に任される。

図７に第７の実施例のフローチャートを示す。第７の実施例は、本発明の中で形状フィーチャデータセットの検索を実現するための処理の流れを示すフローチャートの例である。

図７において、作業者は処理７１で利用目的やフィーチャの作成条件，作成ルール等を入力する。入力方法としては、形状フィーチャ指定、および形状フィーチャのパラメータの範囲を条件として指定してもよいし、「径１０mmの穴…」，「強度解析用に利用…」等、自然言語で入力してもよい。処理７２では処理７１で入力された情報を検索条件に展開し、形状フィーチャデータセットに関連付けられた属性情報や関連ファイルを対象に検索する。処理７１において自然言語で入力された場合は、これを形態素解析し、検索用の用語に分解後、属性情報や関連ファイルを対象に全文検索する。処理７３では検索結果を一覧表示し、その中から作業者により属性情報、あるいは関連ファイルを選択させる。処理７４では選択された属性情報、あるいは関連ファイルに関連付けられた形状フィーチャデータセットを取り込み、表示する。形状フィーチャデータセットとベース形状を分離して管理している場合は取り込まれた形状フィーチャデータセットをベース形状と合成し、表示する。

処理７５では、作業者により表示された形状が利用目的に合っているかどうかが確認され、利用可能な場合は処理７６に進み、必要に応じて形状フィーチャデータセットの複製，編集操作を行い、新たな形状フィーチャデータセットとして保存してもよい。最終的に処理７８に進み、得られた形状を利用する解析や加工準備等の作業フェーズに移行する。

図８に第８の実施例の画面を示す。第８の実施例は、本発明の中で形状フィーチャデータセットの検索を実現するための画面の例である。

図８において、画面８０上に、形状フィーチャデータセットを検索するための検索条件を入力するエリア８１，検索結果を表示するエリア８２，その中から選択された属性情報の内容を表示するエリア８６，選択された属性情報に対応する形状フィーチャデータセットの内容を形状フィーチャツリーとして表示するエリア８７を表示する。

作業者は検索条件入力エリア８１に自然言語で必要とする形状の条件を入力し、検索処理を実行すると、検索結果一覧表示エリア８２に類似度を表すスコア８３，属性情報ＩＤ（または関連ファイル名）８４，形状フィーチャデータセットＩＤ（８５）をリスト表示し、さらに、属性情報内容表示エリア８６に、検索結果一覧表示エリア８２の属性情報
ＩＤ８４の中から作業者により選択された属性情報ＩＤ（または関連ファイル名）の内容を表示する。

図９に第９の実施例の画面を示す。第９の実施例は、第８の実施例に、さらに３次元形状表示を追加した画面の例である。

図９において、画面８０と別画面９０の中に３次元形状を表示する。あるいは画面８０上の表示エリアに表示してもよい。検索結果一覧表示エリア８２の属性ＩＤ８４の中から作業者により選択された属性情報ＩＤ（または関連ファイル名）に対応する形状フィーチャデータセットが画面９０上で３次元形状として表示される。さらに形状フィーチャの編集操作を容易にするために、形状フィーチャツリー表示エリア８７の中の形状フィーチャを選択すると、画面９０上の３次元形状の対応する部分がハイライト表示されてもよい。図９では形状フィーチャツリーの中で、穴作成フィーチャのグループ“makeHole”が除去されていることを、形状フィーチャツリー上では“［−］（マイナス）makeHole”と表示され、画面９０上の３次元形状では対応する穴形状９１，９２，９３，９４が灰色で表示されている例である。

図１０に第１０の実施例の全体システム構成図を示す。第１０の実施例は、本発明において、ネットワークを介して複数の作業者で業務を遂行する場合の全体システム構成図である。

図１０において、各作業者１００は作業者用クライアント１０１を用いてネットワーク１０２経由で、上記の実施例の機能を実現する形状処理サーバ１０３とデータの送受信を行い、ユーザ管理のためのＤＢ１０６，形状関連のＤＢ（形状フィーチャデータセット
ＤＢ１０５，ベース形状ＤＢ１０４へのデータ入出力により、各作業者に応じた形状フィーチャデータセット等の形状データ情報を表示，提供する。

本発明は、上記実施例に記載の手順をプログラムによりコンピュータに実行させることによっても実現可能である。

従来、ＣＡＤでモデリングされた形状をＣＡＥやＣＡＭで用途別に一括して変換，加工していたために、類似の形状編集処理をさまざまな作業者がさまざまなフェーズで実施することになり、全体としての作業効率が低下する。

本発明によれば、形状フィーチャを用途別にグループ化(形状フィーチャデータセット)し、形状フィーチャデータセットに対して利用目的等のアノテーション，関連ファイル等の属性情報を付与し、これを検索可能とすることにより、形状フィーチャデータセット単位での再利用を容易にできる。

これにより今まで利用目的毎に加工したデータを、別の利用目的でも再利用でき、煩雑なデータ加工作業を削減することで設計・解析・製造全体の効率化を図ることが可能となる。

本発明の全体構成を示す機能ブロック図の例である。 本発明において、形状フィーチャデータセットの作成方法の一例として、作成済みの形状フィーチャデータセットを複製するための機能ブロック図である。 本発明において、ある形状フィーチャデータセットに変更を加える場合の機能ブロック図である。 本発明において、別々に管理された形状フィーチャデータセットを共通化する場合の機能ブロック図である。 本発明において、形状フィーチャデータセットと属性データを格納するデータベースのテーブル構造である。 本発明において、形状フィーチャデータセットの複製，変更伝播の流れを示すフロー図である。 本発明において、形状フィーチャデータセットの検索を実現するための処理の流れを示すフローチャートである。 本発明において、形状フィーチャデータセットの検索を実現するための画面例である。 本発明において、第８の実施例に３次元形状表示を追加した画面例である。 本発明において、ネットワークを介して複数の作業者で業務を遂行する場合の全体システム構成図である。

符号の説明

１０…作業者、１１…入力部、１２…検索処理部、１３…出力部、１５…形状データ、１６…各形状フィーチャデータセット、１７…属性情報。

Claims (13)

1. コンピュータを、複数の形状フィーチャデータのセットを当該形状フィーチャデータのセットの属性情報と関連付けて記憶する形状フィーチャデータセット記憶手段と、形状フィーチャデータのセットに関する条件の指定を入力する形状フィーチャデータセット条件入力手段と、前記形状フィーチャデータセット記憶手段に記憶された形状フィーチャデータのセットから前記形状フィーチャデータセット条件入力手段により入力された形状フィーチャデータのセットに関する条件に該当する形状フィーチャデータのセットを検索した結果を出力する検索処理手段と、前記検索処理手段が出力した形状フィーチャデータのセットに基づいてモデルを表示する表示手段として機能させることを特徴とする形状データ管理プログラム。
2. 請求項１に記載の形状データ管理プログラムにおいて、前記形状フィーチャは、穴，溝又はフィレットであることを特徴とする形状データ管理プログラム。
3. 請求項１に記載の形状データ管理プログラムにおいて、前記形状フィーチャデータのセットの属性情報は前記形状フィーチャデータのセットに関するアノテーション，作成条件又は関連ファイル名であることを特徴とする形状データ管理プログラム。
4. 請求項１に記載の形状データ管理プログラムにおいて、前記表示手段は、モデルのベース形状に前記検索処理手段が出力した形状フィーチャデータのセットを重ね合わせてモデルを表示することを特徴とする形状データ管理プログラム。
5. 請求項１に記載の形状データ管理プログラムにおいて、コンピュータを、ある形状フィーチャデータセットを変更した際に、当該形状フィーチャセットを元とした形状フィーチャデータセットにも変更を反映させることを特徴とする変更手段として機能させることを特徴とする形状データ管理プログラム。
6. 請求項１に記載の形状データ管理プログラムにおいて、コンピュータを、前記形状フィーチャデータのセットを比較して形状フィーチャデータの共通部分を抽出する共通形状フィーチャデータ抽出手段と、前記共通形状フィーチャデータ抽出手段が抽出した形状フィーチャデータセットの共通部分を記憶する共通形状フィーチャデータ記憶手段として機能させることを特徴とする形状データ管理プログラム。
7. 複数の形状フィーチャデータのセットを当該形状フィーチャデータのセットの属性情報と関連付けて記憶手段に記憶する形状フィーチャデータセット記憶手順と、形状フィーチャデータのセットに関する条件の指定を入力手段から入力する形状フィーチャデータセット条件入力手順と、前記形状フィーチャデータセット記憶手順において記憶された形状フィーチャデータのセットから前記形状フィーチャデータセット条件入力手順において入力された形状フィーチャデータのセットに関する条件に該当する形状フィーチャデータのセットを検索した結果を出力する検索処理手順と、前記検索処理手順において出力した形状フィーチャデータのセットに基づいてモデルを表示手段により表示する表示手順を有する形状データ管理方法。
8. 請求項７に記載の形状データ管理方法において、前記形状フィーチャは、穴，溝又はフィレットであることを特徴とする形状データ管理方法。
9. 請求項７に記載の形状データ管理方法において、前記形状フィーチャデータのセットの属性情報は前記形状フィーチャデータのセットに関するアノテーション，作成条件又は関連ファイル名であることを特徴とする形状データ管理方法。
10. 請求項７に記載の形状データ管理方法において、前記表示手段は、モデルのベース形状に前記検索処理手段が出力した形状フィーチャデータのセットを重ね合わせてモデルを表示する表示手順を有することを特徴とする形状データ管理方法。
11. 請求項７に記載の形状データ管理方法において、ある形状フィーチャデータセットを変更した際に、当該形状フィーチャセットを元とした形状フィーチャデータセットにも変更を反映させることを特徴とする変更手順を有することを特徴とする形状データ管理方法。
12. 請求項７に記載の形状データ管理方法において、前記形状フィーチャデータのセットを比較して形状フィーチャデータの共通部分を抽出する共通形状フィーチャデータ抽出手順と、前記共通形状フィーチャデータ抽出手順によって抽出した形状フィーチャデータセットの共通部分を記憶手段に記憶する共通形状フィーチャデータ記憶手順を有することを特徴とする形状データ管理方法。
13. 複数の形状フィーチャデータのセットを当該形状フィーチャデータのセットの属性情報と関連付けて記憶する形状フィーチャデータセット記憶手段と、形状フィーチャデータのセットに関する条件の指定を入力する形状フィーチャデータセット条件入力手段と、前記形状フィーチャデータセット記憶手段に記憶された形状フィーチャデータのセットから前記形状フィーチャデータセット条件入力手段により入力された形状フィーチャデータのセットに関する条件に該当する形状フィーチャデータのセットを検索した結果を出力する検索処理手段と、前記検索処理手段が出力した形状フィーチャデータのセットに基づいてモデルを表示する表示手段を備える形状データ管理システム。
    

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