JP2853355B2 - 3次元図形データ発生装置 - Google Patents

3次元図形データ発生装置

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JP2853355B2 JP3049563A JP4956391A JP2853355B2 JP 2853355 B2 JP2853355 B2 JP 2853355B2 JP 3049563 A JP3049563 A JP 3049563A JP 4956391 A JP4956391 A JP 4956391A JP 2853355 B2 JP2853355 B2 JP 2853355B2
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4097Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、3次元図形を示す3
次元図形データを発生する3次元図形発生装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図10は従来の3次元図形データ発生装
置を有するCAD/CAM装置のブロック構成図であ
る。図において、1はキーボード、2はマウス、3はタ
ブレットであり、キーボード1、マウス2、またはタブ
レット3により図形の形状や加工パスを指定する座標値
等が入力される。4はキーボード1、マウス2、または
タブレット3により入力されたデータを内部データに変
換する入力処理部、5は3次元図形が投影される方向を
示す投影データおよびこの投影データの示す投影方向に
投影された2次元図形の表示画面上の表示位置、表示領
域などの表示規準を示す表示データ、例えば、3次元ビ
ューデータを設定および編集する3次元ビューデータ設
定部である。6は設定された3次元ビューデータを記憶
する3次元ビューデータメモリ、7は3次元図形を3次
元図形データとして定義、編集する3次元図形定義編集
部である。なお、3次元図形データとは、3次元の座標
情報を有する図形データを指すものとする。8は3次元
図形定義編集部7により定義、編集された3次元図形の
3次元図形データを記憶する3次元図形データメモリ、
9は外部より与えられる加工指令にもとづき、3次元図
形の被加工物を加工するための加工情報を発生する加工
処理部、10は投影された図形や加工パスを表示するた
めの表示処理部、11は加工処理部9より出力された加
工情報から数値制御装置(図示せず)に入力するための
NCデータを発生するNCデータ発生部、12は表示処
理部10で処理されたデータをもとに画面表示を行う画
面表示手段、例えば、CRT表示装置である。13はN
Cデータ発生部11により発生されたNCデータを格納
するNCデータファイル装置である。
【0003】次に、図10に示される従来装置の動作に
ついて、図13に斜視図で示す四角錐台の図形データが
図12に示される三面図として与えられたとき、この四
角錐台を3次元図形データとして定義する場合を例にと
り、図11に示すフロー図にもとづき説明する。図11
のステップS1101では3次元図形データとして定義
された3次元図形の投影方向およびこの投影方向に投影
された図形である2次元図形の表示画面上の表示規準を
示す3次元ビューデータを設定し、次のステップS11
02に進む。図14は、3つの異る方向に投影する3つ
の3次元ビューデータが設定された時のそれぞれの表示
画面の表示領域と座標軸の状態を示している。次に、3
次元図形の図形要素として図13に示される四角錐台の
上面図である図12(A)に示される輪郭図形12aを
例にとり、この輪郭図形12aの3次元図形データを入
力する場合についてステップS1103〜ステップS1
104により説明する。ステップS1102で輪郭図形
12aをX=一定値、Y=一定値、およびZ=一定値の
いずれかの2次元図形データとにより定義できるか否か
判定する。この場合、定義できるのでステップS110
3に進む。なお、定義できない場合はステップS110
4に進む。ステップS1103では、輪郭図形12aが
存在する3次元の座標平面を特定する字の情報Z=0を
入力する。ステップS1103でZ=0が入力されると
次のステップS1104に進む。ステップS1104で
は輪郭図形12aの4つの頂点のXY座標の値を入力す
る。この座標値の入力に当ってはマウス2等を併用する
ようにする。ステップS1104で座標値を入力すると
次のステップS1106に進む。ステップS1106で
は、ステップS1103およびステップS1104で入
力された輪郭図形12aを示す3次元図形データを3次
元図形データメモリ12に格納し、この格納された3次
元図形データにもとづき、輪郭図形12aを図15に示
されるように所定の投影方向に投影された2次元図形と
して表示画面上に表示し、次のステップS1107に進
む。ステップS1107では、3次元図形データの図形
要素がすべて入力されたか否かを判定し、すべて入力さ
れていなければステップS1102に戻り、入力されて
いれば次の終了ステップS1108に進む。すなわち、
上述の四角錐台の場合、輪郭図形12aの図形データの
入力が終っても、輪郭図形12bの図形データの入力が
終っていなければ再びステップS1102に戻り、ステ
ップS1103およびステップS1104を実行する。
また、稜線図形12cが入力されていない場合もステッ
プS1102に戻る。また、図12に示される稜線図形
12cの図形は、X=一定値、Y=一定値、およびZ=
一定値のいずれかの座標平面データと2次元図形データ
とにより定義することはできないのでステップS110
2よりステップS1105に進み、ステップS1105
で、稜線図形12cを示す図形データとして、稜線12
cの端点16dおよび16eのX座標値、Y座標値およ
びZ座標値からなる3次元の座標値を入力する。同様
に、図17に示される他の稜線の図形データも入力す
る。さらに、図18で格子が記入されている曲面18e
を定義するには、ステップS1105で図17に示され
る輪郭曲線17g、17h、および断面曲線17iを表
示画面上でマウス等により指示して定義する。なお、曲
線17fは曲面18eの断面を規定するための補助線で
ある。従来装置においては以上に述べたように図11の
フロー図にもとづき、3次元図形の図形要素を示す図形
データを繰返し入力することにより、3次元図形データ
の入力を完了させるようにしている。次に、すでに3次
元図形データが入力された3次元図形に関する図形の編
集の例として、図13に示される四角錐台の高さを図1
9から図20に示されたように変更する場合について説
明する。この変更は、まず、上面の輪郭図形12bを指
定し、輪郭図形12bの座標平面を示すZ座標の値を変
更する。次に、稜線図形12c、12d、12e、12
f、および、曲面18eの断面の補助線である曲線17
fを指定し、これらを削除する。そして、新たに輪郭図
形12aと輪郭図形12bが変更された図形である輪郭
図形20bとの間で、稜線図形および断面の補助線を定
義しなおすという順序で行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の3
次元図形データ発生装置として、操作者が直接3次元物
体の形状を示す3次元空間上の座標値等の3次元図形デ
ータを入力し、3次元図形データを発生するものがある
が、例えば、操作者が三面図を見て、3次元形状を思い
浮べながら行うデータの入力操作は誤操作を生じやす
く、作業効率も低い。また、特開平2−81271公報
に示される従来装置は、三面図に相当する複数の2次元
図形データから3次元図形データを発生せずに、直接3
次元物体が所定方向に斜視的に投影された2次元図形を
発生するものであるが、各2次元図形データ毎に端点を
グループ化するとともに各2次元図形データ間で各端点
の対応づけを行うなど、操作が複雑であり、当該3次元
物体の形状の制約条件が厳しく、例えば、自由曲面形状
を有する3次元物体への対応は困難であり、さらに、画
面表示は、2次元図形または、斜視的に投影された2次
元図形の選択的表示、および、選択された2次元図形の
表示領域、表示位置などの自由な設定などができず、画
面表示上の制約が大きい。
【0005】この発明が解決しようとする課題は、3次
元図形が投影された図形である2次元図形の設定および
表示が容易にでき、自由曲面形状の3次元図形について
も3次元図形データの発生が容易で、効率よく正しい設
定のできる3次元図形データ発生装置を得ることであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る3次元図
形データ発生装置は、3次元図形が投影される方向を示
す投影データおよび上記投影データの示す投影方向に投
影された図形である2次元図形の表示画面上の表示領域
を示す表示データ領域データを有する2次元ビューデー
タを設定する2次元ビューデータ設定手段と、この2次
元ビューデータ設定手段により設定された2次元ビュー
データを記憶する2次元ビューデータメモリと、3次元
図形の視点を示す投影データおよび上記投影データに基
づいて表示される3次元図形の表示領域を示す表示領域
データを有する3次元ビューデータを設定する3次元ビ
ューデータ設定手段と、この3次元ビューデータ設定手
段により設定された3次元ビューデータを記憶する3次
元ビューデータメモリと、上記2次元ビューデータ設定
手段により設定された第一の表示領域上、および上記2
次元ビューデータ設定手段により設定された、上記第一
の表示領域に表示される2次元図形とは投影方向が異な
る第二の表示領域上で、2次元図形データを設定する2
次元図形データ設定手段と、この2次元図形データ設定
手段により設定された2次元図形データを上記2次元ビ
ューデータと関連させて記憶する2次元図形データメモ
リと、上記2次元ビューデータ設定手段により設定され
た第一の表示領域に表示された2次元図形の線と上記2
次元ビューデータ設定手段により設定された上記第一の
表示領域に表示された2次元図形とは投影方向が異なる
第二の表示領域に表示された2次元図形の線とを指定す
ることにより、上記2次元ビューデータ設定手段により
設定された第一の表示領域に表示された2次元図形の図
形要素と上記2次元ビューデータ設定手段により設定さ
れた上記第一の表示領域に表示された2次元図形とは投
影方向が異なる第二の表示領域に表示された2次元図形
の図形要素とを対応付けるデータを入力する入力手段
と、この入力手段により入力された対応付けデータ、上
記2次元ビューデータ設定手段により設定された互いに
投影方向の異なる第一、第二の投影データ、および上記
2次元図形データ設定手段により設定され、上記第一、
第二投影データが示す投影方向に投影された図形である
第一、第二の2次元図形の形状を示す第一、第二の2次
元図形データに基づき3次元図形データを発生する3次
元図形データ発生手段と、この3次元図形データ発生手
段にて発生された3次元図形データを記憶する3次元図
形データメモリとを備えるようにしたものである。
【0007】
【作用】上述のように構成された3次元図形データ発生
装置は、入力手段により入力された対応付けデータと、
2次元ビューデータ設定手段により設定された互いに投
影方向の異なる第一、第二の投影データと、2次元図形
データ設定手段により設定され、上記第一、第二投影デ
ータが示す投影方向に投影された図形である第一、第二
の2次元図形の形状を示す第一、第二の2次元図形デー
タとに基づき3次元図形データを発生する。
【0008】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による3次元図形デー
タ発生装置を有するCAD/CAM装置のブロック構成
図である。図1において、1〜6、および、8〜13は
従来例を示す図10に示されたものと同様なので説明を
省略する。14は3次元図形が所定の投影方向に投影さ
れた図形である2次元図形をデータとして設定し定義す
るとともに変更などの編集を行う2次元図形データ設定
手段、例えば、2次元図形定義編集部、15は2次元図
形定義編集部14により定義、編集された2次元図形の
2次元図形データを記憶する2次元図形データメモリで
ある。なお、2次元図形データとは、2次元の座標情報
より構成される図形データを指すものとする。16は2
次元図形定義編集部14により定義、編集された2次元
図形が3次元図形をいずれの方向に投影した図形である
かを示す投影データと、この2次元図形の表示画面上の
表示位置および表示領域などの表示規準を示す表示デー
タとからなる2次元ビューデータを設定する表示データ
設定手段、例えば、2次元ビューデータ設定部である。
また、17は2次元ビューデータ設定部16により設定
された2次元ビューデータを記憶する2次元ビューデー
タメモリ、18は従来例を示す図10における3次元図
形定義編集部11の機能である3次元図形を3次元図形
データにより定義編集する機能の他に、2次元図形デー
タメモリ15と2次元ビューデータメモリ17の内容に
もとづき3次元図形を定義、編集し、3次元図形データ
を発生する3次元図形データ発生手段、例えば、3次元
図形定義編集部である。なお、図1において、キーボー
ド1、マウス2、タブレット3等の入力装置、入力処理
部4、3次元ビューデータ設定部5、3次元ビューデー
タメモリ6、3次元図形データメモリ8、表示処理部1
0、CRT表示装置12、2次元図形定義編集部14、
2次元図形データメモリ15、2次元ビューデータメモ
リ17、および、3次元図形定義編集部18より構成さ
れる部分からこの発明の一実施例による3次元図形デー
タ発生装置が構成される。
【0009】次に、この発明の一実施例の動作について
説明する。従来例の説明と同様に、図13に斜視図で示
される四角錐台の3次元図形が図12に示される三面図
として与えられたとき、この3次元図形を3次元図形デ
ータとして定義する場合を具体例としてとりあげ、図3
に示すフロー図による3次元図形の定義について説明す
る。図3のステップS301で、まず2次元ビューデー
タを2次元ビューデータ設定部16により設定する。そ
して、設定された2次元ビューデータは図2(c)に示
されるように表示データ201および投影データ202
を1組にして、第1の2次元ビューデータとして2次元
ビューデータメモリ17に格納するとともに、表示デー
タ203および投影データ204を1組にして第2の2
次元ビューデータとして2次元ビューデータメモリ17
に格納する。なお、上述の第1の2次元ビューデータお
よび第2の2次元ビューデータはそれぞれ図2(c)に
示されるように2次元ビューデータ番号205、206
を付して2次元ビューデータメモリ17に記憶される。
【0010】また、図4(a)は第1の2次元ビューデ
ータの示す投影方向をZ軸方向とした場合の表示画面上
の座標軸および表示領域を示し、図4(b)は第2の2
次元ビューデータが示す投影方向をY軸方向とした場合
の表示画面上の座標軸および表示領域を示している。な
お、図4(a)および図4(b)はそれぞれ三面図の上
面図および正面図が表示される表示領域に担当してい
る。
【0011】ステップS301で所定数の2次元ビュー
データの設定が終ると、次のステップS302に進む。
ステップS302では、所定数の3次元ビューデータを
3次元ビューデータ設定部16により設定し、2次元ビ
ューデータと同様に、図2(d)に示されるように3次
元ビューデータメモリ17に第1の3次元ビューデータ
として表示データ207および投影データ208を1組
にして3次元ビューデータ番号211を付して記憶す
る。さらに、第2の3次元ビューデータが設定されれ
ば、第2の3次元ビューデータとして表示データ209
および投影データ210を1組にして3次元ビューデー
タ番号212を付して記憶する。
【0012】また、図4(c)は、第1の3次元ビュー
データにもとづく表示画面上の座標軸および表示領域を
示している。なお、第1の3次元ビューデータの示す投
影方向は斜視的な投影方向であるため、座標軸はX軸、
Y軸、およびZ軸の3軸が斜視的に2次元の表示画面上
に存在している。ステップS302で3次元ビューデー
タを設定し終ると次のステップS303に進む。なお、
図3においてはステップS301を先に実行し、ステッ
プS302を後から実行するようにしているが、逆の順
序で、ステップS302を先に実行し、後からステップ
S301を実行するようにしてもよい。また、ステップ
S301およびステップS302において、それぞれ設
定する2次元ビューデータおよび3次元ビューデータの
数は上述のように所定数設定可能であり、ステップS3
01とステップS302を繰返し実行するようにしても
よい。さらに、すでに設定された2次元ビューデータま
たは3次元ビューデータを変更するなどの編集を行うよ
うにしてもよい。
【0013】ステップS303では、三面図の上面図、
正面図等の2次元図形の形状を図形要素の形状を示す2
次元図形データを入力する。すなわち、上面図は例え
ば、投影方向をZ軸方向とした2次元ビューデータの示
す表示画面上に表示しながら上面図図形要素の形状を示
す2次元図形データを入力し、正面図は、例えば、投影
方向をY軸方向とした2次元ビューデータの示す表示画
面上に表示しながら正面図の図形要素の形状を示す2次
元図形データを入力する。図12のように三面図で示さ
れる3次元図形を図4に示される表示画面上に表示する
場合を例にとると、図12(A)は上面図なので図4
(a)のX軸およびY軸を有する表示領域に表示し図1
2(B)は正面図なので、図4(b)のZ軸およびX軸
を有する表示領域に表示しながら、それぞれ上面図およ
び正面図の示す2次元図形データを入力する。図5は図
4に対し上面図および正面図の2次元図形データの入力
が終了したときの表示画面の表示状態を示している。ま
た、入力されたそれぞれの2次元図形データは一般には
2次元図形データメモリ15に図2(a)に示されるよ
うに格納される。
【0014】図2(a)において、213は第1の2次
元図形データ、215、216、217、218はそれ
ぞれ2次元図形データ213の有する図形要素の図形デ
ータである点の2次元図形データ、線の2次元図形デー
タ、円の2次元図形データ、および、曲線を示す2次元
図形データである。なお、第1の2次元図形データ21
3は第1の2次元図形データ213の示す第1の2次元
図形に点、線、円、および曲線が少くとも1つある場合
の例を示している。例えば、線が複数あるのみで、点、
円、および曲線の2次元図形がない場合は、線の2次元
図形データを線の2次元図形データ216の他に追加
し、点の2次元図形データ215、円の2次元図形デー
タ217、および、曲線の2次元図形データ218等は
削除された状態になる。214は第2の2次元図形デー
タを示している。第2の2次元図形データ214の構成
は第1の2次元図形データ213と同様なので説明を省
略する。第1、および、第2の2次元図形データ21
3、214の他に第3の2次元図形データ等がある場合
もそれらの2次元図形データの構成は第1の2次元図形
データ213と同様である。
【0015】また、219、および、220は、第1お
よび第2の2次元図形データ213、214にそれぞれ
付された2次元図形データ番号である。これらの2次元
図形データ番号219、220は、それぞれ、図2
(c)に示される2次元ビューデータ番号205、20
6と関連して採番され、2次元ビューデータ番号と2次
元図形データ番号が同一の2次元ビューデータと2次元
図形データが一組になっていることを示すようにしてい
る。ステップS303で1つの2次元図形の図形要素の
定義が終了すると次のステップS304に進む。
【0016】ステップS304では、すべての2次元図
形要素の定義が終了したか判定し、終了していなければ
ステップS303に戻り、終了していれば次のステップ
S305に進む。なお、ステップS303で行う2次元
図形の図形要素の定義のための入力操作は、2次元図形
の図形要素を示す2次元図形データを単純に入力すれば
よく、3次元図形を思い浮べ、3次元図形座標値を入力
するなどの複雑な思考過程を必要としない。従って、入
力操作時の誤入力がなく、入力操作の能率もよい。
【0017】ステップS305では、ステップS301
〜ステップS304で定義され表示画面上に表示された
2次元図形にもとづき、3次元図形を構成する1つの図
形要素について図6に示されるフロー図により3次元図
形データを作成し、3次元図形データメモリ8に格納す
る。次に、三面図に相当する2次元図形が図7(a)お
よび図7(b)に示される3次元図形について、この3
次元図形を構成する図形要素の3次元図形データを作成
し、作成された3次元図形データを3次元図形データメ
モリ8に格納する場合を具体例にとり、図6のフロー図
により説明する。なお、図7(a)および図7(b)は
図5(a)、及び、図5(b)と同様な表示画面の表示
状態を示している。
【0018】まず、始めに、図7(a)の線k1、k
2、k3、k4および図7(b)の線k6で示される四
角錐台の底面の図形を3次元図形を構成する1つの図形
要素としてとりあげる。ステップS601で、まず、2
次元図形の図形要素を構成する構成要素として線k1の
図形を表示画面上でマウス等により指定し、次のステッ
プS602に進む。
【0019】ステップS602では、線k1、k2、k
3、k4のすべての指定が終了したか否かを判定し、終
了していなければステップS601に戻り線k1の場合
を同様にマウス等にて指定する。また、線k1、k2、
k3、k4のすべての指定が終了していれば次のステッ
プS603に進む。なお、ステップS601、および、
ステップS602において上述のように線k1、k2、
k3、k4により当該図形を指定するようにしてもよい
が、例えば、線k1と、当該図形を輪郭線に持つ面k5
を指定することにより線k1を含む面k5の輪郭図形と
して当該図形を指定するようにしてもよい。
【0020】ステップS603では、当該図形が表示さ
れている表示画面の表示領域が、いずれの2次元ビュー
データにもとづき指定されたものであるかは、例えば、
2次元ビューデータメモリ17の内容と照合すれば特定
できるので、この特定された2次元ビューデータの有す
る投影データを当該図形に対応する投影データとし、次
のステップS604に進む。ステップS604では、ス
テップS601およびステップS602で指定した当該
図形が存在する平面の座標値(図7に示される例ではZ
座標の値)をキーボード1より入力するようにするか、
または、当該図形の投影方向とは異る方向に投影した別
の図形(図7で示される例では図7(b)のk6)を用
いるようにするかを選択する。キーボード1より平面の
座標値を入力する場合はステップS610に進み、異る
方向に投影した別の図形を用いる場合はステップS60
5に進む。
【0021】ステップS605では、上述のようにステ
ップS601およびステップS602で指定した図形の
投影方向とは異る方向に3次元図形の図形要素が投影さ
れた図形の構成要素として、図7で示される例の場合で
は図7(b)のk6を指定し、次のステップS606に
進む。
【0022】ステップS606では、上述の異る方向に
3次元図形の図形要素が投影された図形の構成要素のう
ち必要な構成要素のすべてについて指定を終了したか否
かを判定する。終了していなければステップS605に
戻り、終了していれば次のステップS607に進む。な
お、図7に示される例の場合は図7(b)のk6のみを
指定すればよい。ステップS607では、ステップS6
03と同様に、例えば、表示画面の表示領域にもとづき
2次元図形データを特定し、この特定された2次元図形
データの有する投影データをステップS605で指定し
た図形の構成要素の投影データとする。ステップS60
7から続いてステップS608に進む。
【0023】ステップS604からステップS610に
進んだ場合は、ステップS604で述べたステップS6
10での処理、すなわち、平面の座標値の入力を行いス
テップS608に進む。ステップS608では、ステッ
プS601〜ステップS607により指定され、互に異
る方向に3次元図形の図形要素が投影された図形である
複数の2次元図形の図形の図形要素とそれぞれの対応す
る投影データとにより3次元図形の図形要素の3次元的
位置を示す3次元図形データを発生する。また、ステッ
プS601〜ステップS604、ステップS610によ
り指定され、3次元図形の図形要素が投影された図形で
ある1つの2次元図形の図形要素とその投影データと、
上述の1つの2次元図形の図形要素が存在する平面の座
標とにより3次元図形の図形要素の3次元的位置を示す
3次元図形データを発生する。ステップS608からス
テップS609に進む。
【0024】なお、図8は図7(a)の線k1、k2、
k3、k4および図7(b)の線k6から3次元図形k
7が特定されることを示す説明図である。この例の場
合、3次元図形k7のX、Y座標値は線k1、k2、k
3、k4できまり、Z座標値は線k6のZ座標値にな
る。ステップS608から次のステップS609に進
む。
【0025】ステップS609では、ステップS608
で発生された3次元図形データを3次元図形データメモ
リ8に格納するとともに、この3次元図形データが示す
3次元図形を、3次元ビューデータメモリ6にあらかじ
め記憶されている所定の3次元ビューデータにもとづき
表示画面上に表示する。すなわち、上述の3次元図形k
7の場合、四角錐台を斜視的に投影する表示画面上の表
示領域である図7(c)に、3次元図形k7が所定の3
次元ビューデータにもとづき斜視的に表示された図形で
ある図形n1を表示する。
【0026】以上により図6に示されるフローは終了
し、3次元図形の1つの図形要素が定義される。すなわ
ち、上述の四角錐台の例では、3次元図形である四角錐
台の1つの図形要素である3次元図形k7が定義され
る。
【0027】次に、図3のフロー図に戻り説明する。ス
テップS305が終了すると続いてステップS306に
進む。ステップS306では、3次元図形を構成するす
べての必要な3次元図形要素の定義が終了したか判定
し、終了していなければステップS305に戻る。ま
た、終了していれば3次元図形の定義がすべて終了した
ものとして図3のフローを終了する。
【0028】上述の四角錐台の場合は、上面の輪郭図形
について、図7(a)の面l1を囲む四辺形と、図7
(b)の線l2とを指定することから始まる図6に示さ
れるフローを実行するとともに、断面曲線として、図7
(a)の曲線m1と図7(b)の曲線m2とを指定する
ことから始まる図6に示されるフローを実行することに
より図7(c)に上面の輪郭図形が斜視的に投影された
図形である図形n2と断面曲線が斜視的に投影された図
形である図形n3とが表示される。
【0029】以上に説明したように四角錐台の場合、稜
線図形のように3次元図形として取扱う必要のない補助
的な図形は定義する必要がないので、入力作業の効率が
よい。また、以上のように表示画面上に表示された図形
n1、図形n2、図形n3について、マウス等により輪
郭線として図形n1、および、図形n2を指定し、断面
曲線として図形n3を指定することにより図18に示さ
れる曲面18eが定義される。この定義された曲面18
eは、3次元図形データメモリ8に格納され、例えば図
18に示されるように格子線を施して画面表示すること
なども可能になる。
【0030】また、図3のフロー図の説明で述べたよう
に、2次元ビューデータの表示データおよび3次元ビュ
ーデータの表示データを独立に設定できるため、上面
図、正面図等の2次元図形の画面上の配置や、3次元図
形を所定方向に斜視的に投影した2次元図形の画面上の
配置が自由にできるとともに、さらに、表示画面上のそ
れぞれの図形の拡大、縮小等も自由にできるので、画面
を見易くし、操作を容易にすることができる。
【0031】また、断面図を多数必要とする自由曲面形
状の3次元図形を定義する場合など、断面図を示す2次
元図形データおよび2次元ビューデータを多数2次元図
形データメモリ15および2次元ビューデータメモリ1
7に格納し、選択的に画面表示できるようにすることも
できるので、このような3次元図形の定義も容易にな
る。
【0032】次に、すでに定義された図形を変更する図
形の編集として上述の四角錐台の高さを変え、図19に
示される形状から図20に示される形状に変更する場合
について説明する。この変更は、まず、図19(B)に
示される正面図である台形状の図形の上面19bと、両
側の斜めの面19aおよび19cを変更し、次に、上面
図である図19(A)に示される上面の輪郭図形12b
と断面曲線を示す17fとを再定義すればよく、稜線1
2c、12d、12e、および、12fの再定義は通常
不用である。このように、従来例と比べ変更が容易であ
る。
【0033】図3に示されるフローにより3次元図形デ
ータメモリ8には、一般に図2(b)に1例が示される
ように、3次元図形を構成する3次元図形要素を示す3
次元図形データが格納される。図2(b)において、2
21、222、223、224、225はそれぞれ3次
元図形要素を示す3次元図形データである点の3次元図
形データ、線の3次元図形データ、円の3次元図形デー
タ、曲線の3次元図形データ、および曲面の3次元図形
データである。すなわち、図2(b)は3次元図形に少
なくとも1つづつの点、線、円、曲線、および曲面が3
次元図形要素として存在する場合の例を示している。
【0034】また、曲面の定義を次に述べる方法による
ようにしてもよい。すなわち、曲面が柱状体の表面であ
る場合、柱状体の断面の輪郭形状を示す2次元図形の2
次元図形データおよびこの2次元図形の投影データと、
この2次元図形の掃引範囲を示す2次元図形の2次元図
形データおよびこの2次元図形の投影データと、から柱
状の3次元図形の表面の形状である曲面の特定を行うよ
うにしてもよい。図9は、円筒体の場合について、この
方法を図示したものである。図9(a)に示される表示
領域に円筒体の断面の輪郭形状である2次元図形である
円9aが示され、図9(b)に示される表示領域に掃引
範囲を示す2次元図形である線9bが示されている。こ
れら円9aおよび線9bのそれぞれの2次元図形データ
と投影データとから円筒体である3次元図形が特定さ
れ、3次元ビューデータメモリ8に記憶されている投影
データにもとづき斜視的に投影された図形9cが図9
(c)に表示される。
【0035】また、3次元図形がX座標値が一定のX平
面、Y座標値が一定のY平面およびZ座標値が一定のZ
平面のいずれの平面にも平行でない曲線であるときは、
この曲線が投影された互に投影方向の異る2つの2次元
図形を、それぞれの投影方向に掃引したときできる2つ
の曲面の交線として、3次元図形である曲線を特定する
ことができる。
【0036】3次元図形は加工するための3次元加工パ
スを含むようにしてもよく、このような、場合も上述の
ように3次元図形データメモリ8に格納された3次元図
形データと、3次元ビューデータメモリ6に格納されて
いる3次元ビューデータと、にもとづき、表示画面上の
所定の表示領域に加工パスを含む3次元図形を斜視的に
表示することができる。また、このような3次元図形デ
ータをもとに、2次元ビューデータメモリ15に格納さ
れている2次元ビューデータにもとづき、上面図、正面
図等に相当する2次元図形の表示領域に、それぞれ、加
工パスを含む上面図、加工パスを含む正面図等を表示す
ることができる。このように表示することにより加工パ
スの位置、または、3次元図形の寸法的な良否の判定が
容易になる。
【0037】また、3次元図形を定義する方法として、
従来例のように直接3次元図形データとして3次元図形
定義編集部18より入力することも可能である。このよ
うに、直接3次元図形データとして入力することにより
作成され3次元図形データメモリ8に格納された3次元
図形データをもとに、2次元ビューデータメモリ17に
格納されている2次元ビューデータとにもとづき、上面
図、正面図等に相当する2次元図形の表示領域に、上面
図、正面図等の2次元図形を表示することもできる。
【0038】さらに、3次元図形データメモリ8に格納
されている3次元図形データを直接3次元図形定義編集
部18より変更し、変更された結果を上面図、正面図に
同様に表示することもできる。また、図3のフロー図
は、先に2次元図形の図形要素を定義し、後から3次元
図形の図形要素を定義するようにしているが、必要に応
じて交互に定義するようにすることもできる。
【0039】以上のように3次元図形データを直接3次
元図形定義編集部18より入力したり入力された3次元
図形データにもとづき、上面図、正面図等の2次元図形
を自由に表示したり、上面図、正面図等の2次元図形を
示す2次元図形データを2次元図形定義編集部14より
入力し、2次元図形データメモリ15に格納するととも
に、この格納された2次元図形データとその2次元ビュ
ーデータとによりそれぞれの2次元図形を表示したり、
3次元図形データを自由に発生したり、できる理由は、
上面図、正面図等の2次元図形毎に2次元図形データと
2次元ビューデータとをそれぞれ2次元図形データメモ
リ15および2次元ビューデータメモリ17に、それぞ
れの2次元図形データと2次元ビューデータとが対応づ
けられた状態で格納されていることによる。
【0040】また、図2に示される2次元図形データ番
号219、220、および、2次元ビューデータ番号2
05、206をそれぞれの2次元図形データ、および、
2次元ビューデータに添えて2次元図形データメモリ1
5、および、2次元ビューデータメモリ17に格納せず
に、あらかじめ、各々の2次元図形の表示される表示画
面上の表示領域を定めるとともに、各々の2次元図形デ
ータが格納される2次元図形データメモリ15のメモリ
領域を定めておき、表示画面上に表示されている2次元
図形の2次元ビューデータは、この表示されている2次
元図形の表示領域を含む表示データを有する2次元ビュ
ーデータを検索することにより特定するようにしてもよ
い。
【0041】また、表示画面上で2次元図形データおよ
び2次元ビューデータにもとづき表示される2次元図形
と、3次元図形データと3次元ビューデータとにもとづ
き表示される図形とを識別しやすくするため、それぞれ
の表示範囲を示す枠の色、線種(実線、破線等)、線幅
等を異るものにしたり、表示図形の色または、表示領域
内の背景色を異るものにしたり、マウス2やタブレット
3等の指定位置を示すカーソルの色や形状を異るものに
したりしてもよい。
【0042】また、この発明による3次元図形データ発
生装置は、CAD/CAM装置に限らず自動プログラミ
ング装置やNC装置に組込まれた自動プログラミング機
能に適用してもよく、いずれに適用した場合も同様の効
果を奏する。
【0043】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、3次元
図形が投影される方向を示す投影データおよび上記投影
データの示す投影方向に投影された図形である2次元図
形の表示画面上の表示領域を示す表示データ領域データ
を有する2次元ビューデータを設定する2次元ビューデ
ータ設定手段と、この2次元ビューデータ設定手段によ
り設定された2次元ビューデータを記憶する2次元ビュ
ーデータメモリと、3次元図形の視点を示す投影データ
および上記投影データに基づいて表示される3次元図形
の表示領域を示す表示領域データを有する3次元ビュー
データを設定する3次元ビューデータ設定手段と、この
3次元ビューデータ設定手段により設定された3次元ビ
ューデータを記憶する3次元ビューデータメモリと、上
記2次元ビューデータ設定手段により設定された第一の
表示領域上、および上記2次元ビューデータ設定手段に
より設定された、上記第一の表示領域に表示される2次
元図形とは投影方向が異なる第二の表示領域上で、2次
元図形データを設定する2次元図形データ設定手段と、
この2次元図形データ設定手段により設定された2次元
図形データを上記2次元ビューデータと関連させて記憶
する2次元図形データメモリと、上記2次元ビューデー
タ設定手段により設定された第一の表示領域に表示され
た2次元図形の線と上記2次元ビューデータ設定手段に
より設定された上記第一の表示領域に表示された2次元
図形とは投影方向が異なる第二の表示領域に表示された
2次元図形の線とを指定することにより、上記2次元ビ
ューデータ設定手段により設定された第一の表示領域に
表示された2次元図形の図形要素と上記2次元ビューデ
ータ設定手段により設定された上記第一の表示領域に表
示された2次元図形とは投影方向が異なる第二の表示領
域に表示された2次元図形の図形要素とを対応付けるデ
ータを入力する入力手段と、この入力手段により入力さ
れた対応付けデータ、上記2次元ビューデータ設定手段
により設定された互いに投影方向の異なる第一、第二の
投影データ、および上記2次元図形データ設定手段によ
り設定され、上記第一、第二投影データが示す投影方向
に投影された図形である第一、第二の2次元図形の形状
を示す第一、第二の2次元図形データに基づき3次元図
形データを発生する3次元図形データ発生手段と、この
3次元図形データ発生手段にて発生された3次元図形デ
ータを記憶する3次元図形データメモリとを備える構成
としたので、操作が簡単で且つ効率よく任意の3次元図
形を発生できる。また、上記2次元ビューデータ設定手
段により設定された第一の表示領域に表示された2次元
図形の線と上記2次元ビューデータ設定手段により設定
された上記第一の表示領域に表示された2次元図形とは
投影方向が異なる第二の表示領域に表示された2次元図
形の線とを指定することにより、2次元ビューデータ設
定手段により設定された第一の表示領域に表示された2
次元図形の図形要素と、上記2次元ビューデータ設定手
段により設定された上記第一の表示領域に表示された2
次元図形とは投影方向が異なる第二の表示領域に表示さ
れた2次元図形の図形要素と、を対応付けるデータを入
力する入力手段を備えているので、この対応付けのため
のコンピュータ処理が不要となり、高速に且つ確実に3
次元図形データを発生できるとともに、上記対応付けが
簡単にできる。因みに、上記対応付けをコンピュータ処
理させることも考えられるが、この処理のアルゴリズム
が複雑であって処理が遅くなり、また3次元図形が複雑
な場合には、その対応付けが出来ずにエラー処理となる
懸念がある。また、上記対応付けのために、各ポイント
を指定することも考えられるが、この場合には平面図、
正面図等の各ポイントを指定する必要があって指定個所
が多くなり、またポイントであるので、マウス等で指定
し難い。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による3次元図形データ発
生装置を有するCAD/CAM装置のブロック構成図で
ある。
【図2】この発明の一実施例による2次元図形データメ
モリ、3次元図形データメモリ、2次元ビューデータメ
モリおよび3次元ビューデータメモリに格納されるデー
タの1例を示すメモリ内容構成図である。
【図3】図2に1例が示されるメモリ内容を設定するフ
ロー図である。
【図4】図3のフロー図により設定された2次元ビュー
データおよび3次元ビューデータにもとづく表示画面上
の表示領域および座標軸等の表示規準を示す画面表示図
である。
【図5】四角錐台について図4に示された表示規準によ
り表示した画面表示図である。
【図6】図2のフロー図のステップS305の詳細フロ
ー図である。
【図7】図6のフロー図について、図形要素の指定等に
ついて説明するための四角錐台の画面表示図である。
【図8】上面図および正面図の2次元図形により3次元
図形が特定されることを示す説明図である。
【図9】2次元図形と掃引データとにより柱状体が特定
されることを示す説明図である。
【図10】従来の3次元図形データ発生装置を有するC
AD/CAM装置のブロック構成図である。
【図11】図10に示される従来装置により3次元図形
データを発生する場合のフロー図である。
【図12】3次元図形の1例を示す四角錐台の上面図お
よび正面図を示す説明図である。
【図13】3次元図形の1例を示す四角錐台の斜視図で
ある。
【図14】四角錐台を例にとり図11に示されるフロー
図により設定した3次元ビューデータにもとづく表示画
面の状態を示す画面表示図である。
【図15】図11に示されるフロー図により四角錐台の
底面の図形データを入力した場合の画面表示図である。
【図16】図11に示されるフロー図により四角錐台の
稜線の図形を示す図形データを入力する場合の画面表示
図である。
【図17】図11に示されるフロー図により四角錐台の
図形データの入力が終了したときの画面表示図である。
【図18】四角錐台の曲面18eを示す斜視図である。
【図19】四角錐台の高さを変更する前の上面図と正面
図を示す図形変更の説明図である。
【図20】四角錐台の高さを変更した後の上面図と正面
図を示す図形変更の説明図である。
【符号の説明】
12 CRT表示装置 14 2次元図形定義編集部 16 2次元ビューデータ設定部 18 3次元図形定義編集部 201 表示データ 202 投影データ 203 表示データ 204 投影データ 207 表示データ 208 投影データ 209 表示データ 210 投影データ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3次元図形が投影される方向を示す投影
    データおよび上記投影データの示す投影方向に投影され
    た図形である2次元図形の表示画面上の表示領域を示す
    表示データ領域データを有する2次元ビューデータを設
    定する2次元ビューデータ設定手段と、この2次元ビュ
    ーデータ設定手段により設定された2次元ビューデータ
    を記憶する2次元ビューデータメモリと、3次元図形の
    視点を示す投影データおよび上記投影データに基づいて
    表示される3次元図形の表示領域を示す表示領域データ
    を有する3次元ビューデータを設定する3次元ビューデ
    ータ設定手段と、この3次元ビューデータ設定手段によ
    り設定された3次元ビューデータを記憶する3次元ビュ
    ーデータメモリと、上記2次元ビューデータ設定手段に
    より設定された第一の表示領域上、および上記2次元ビ
    ューデータ設定手段により設定された、上記第一の表示
    領域に表示される2次元図形とは投影方向が異なる第二
    の表示領域上で、2次元図形データを設定する2次元図
    形データ設定手段と、この2次元図形データ設定手段に
    より設定された2次元図形データを上記2次元ビューデ
    ータと関連させて記憶する2次元図形データメモリと、
    上記2次元ビューデータ設定手段により設定された第一
    の表示領域に表示された2次元図形の線と上記2次元ビ
    ューデータ設定手段により設定された上記第一の表示領
    域に表示された2次元図形とは投影方向が異なる第二の
    表示領域に表示された2次元図形の線とを指定すること
    により、上記2次元ビューデータ設定手段により設定さ
    れた第一の表示領域に表示された2次元図形の図形要素
    と上記2次元ビューデータ設定手段により設定された上
    記第一の表示領域に表示された2次元図形とは投影方向
    が異なる第二の表示領域に表示された2次元図形の図形
    要素とを対応付けるデータを入力する入力手段と、この
    入力手段により入力された対応付けデータ、上記2次元
    ビューデータ設定手段により設定された互いに投影方向
    の異なる第一、第二の投影データ、および上記2次元図
    形データ設定手段により設定され、上記第一、第二投影
    データが示す投影方向に投影された図形である第一、第
    二の2次元図形の形状を示す第一、第二の2次元図形デ
    ータに基づき3次元図形データを発生する3次元図形デ
    ータ発生手段と、この3次元図形データ発生手段にて発
    生された3次元図形データを記憶する3次元図形データ
    メモリとを備えた3次元図形データ発生装置。
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