JP3545271B2 - Ｃａｄシステム、ｃａｄ連携システム、ｃａｄデータ管理方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＡＤシステム等の図形処理装置及びその図形処理装置の実現の為に用いられるプログラムが格納されるプログラム記憶媒体に係わり、特に３次元モデルの自動組上げ及び２次元や３次元の各設計平面／空間（以下ビューともいう）のデータ間の対応関係の形成する技術に関する。
【従来の技術】
近年一般機械や建築などでの設計は、ドラフターによる図面作成からＣＡＤシステムによって行われるようになって来ている。
ドラフターで行っていた線画図面の作成機能を電子化したものとして２次元ＣＡＤがある（尚本明細書内での２次元ＣＡＤとは、一般的な意味での２次元ＣＡＤの他に、一般にいわゆるドローイングツールと呼ばれている物体の形状についての作図を行うアプリケーションも含む）。この２次元ＣＡＤによる設計は、３面図等の２次元平面での線画レベルの作図をしながら行われる。２次元平面上での設計の場合、１つの部品形状や３次元的部分配置位置を正面図・側面図・断面図等の複数の図面（平面図）として分散させて表現する。よって、３次元の幾何学的な形状としては矛盾があるような表現も可能なため、設計の初期段階ではあいまいな部分を残しながら重要な部分（重要な部品、図面）から設計を始め、徐々に細分化して整合性の取れたものにしてゆくという、柔軟な設計処理を行うことが可能であり、この様な手法は頻繁に用いられている。
機械などの図面は、基本的な部品から、その部品を複数組合わせたものを示す組図、最終的な製品を示す製品図と様々な規模のものが作られるが、２次元ＣＡＤにおいて、これらの図面は、規模の小さい部品の図面から順に参照しながら、順々に大規模な図面を作成することによって得られる。
図４８は、これまでのＣＡＤでのデータの対応関係を示す図である。
同図中２ビューＡ１、Ａ２、Ｂ１及びＢ２が２次元データの設計平面を示しており、ユニットＡ、Ｂの上面図（Ａ１，Ｂ１）と正面図（Ａ２，Ｂ２）を表している。各設計平面は、より小規模な他の設計平面を参照配置して構成されており、そのデータは階層構造となっている。この階層構造は、その設計平面を構成し参照元と参照先の親子関係にあるユニットのデータや最小単位の部品のデータへのリンクによって構成されている。例えばビューＡ１の場合には、親子関係にあるユニットＢのビューＢ１及びビューＣ１のデータへのリンクによって構成されている。
設計が進んでくると、２次元設計平面上での設計の場合、複数の面図に分散して表現してある同一部品の配置位置や部品形状に跨がった編集作業が多くなるが、関連した処理を複数の面図に跨がった処理が多くなるが、処理対象の面図を一々切替えなければならないため、設計品質・設計効率を向上させる上で限界がある。
図４８を見れば分るように同一のユニットに対する面図でも２次元設計平面Ａ１と２次元設計平面Ａ２との間には、互いの対応関係を示す情報は部品レベルではなく、それぞれ独立した階層構造のデータとなっている。そして、各面図のデータは例えば、正面図・上面図等の各々を別々の格納ファイルに保存してあるだけである。
２次元ＣＡＤには同一ユニットに対する面図間の関係を設定する支援機能として投影線等の形状を作成する機能を持つものがあるが、この機能では面図に跨がって形状の編集を扱うことが出来ない。例えば、面図間に跨がっては１つの部品構造の認識が持てないため、面図に跨がった部品位置や形状を修正する場合、１つの面図に対して行った修正を他の面図に同様に反映させるには、図形データがあるにもかかわらず，それを直接用いるのではなく、ユーザが面図を見ながら新たな面図に投影線を描いて補助データを作成し、面図を入れ替えて別の面図の部品位置や形状を修正しなければならなかった。
また部品構造同士のデータで階層構造（親子関係）を持つ仕組みはあったが、１つのユニットに対する各面図のデータに関連を持たせて扱う構造がないため、図４８に示したように、各面図間で別々の独立した階層データ構造になっている。よって、１つの面図上で配置位置の修正、階層構造の生成や変更を行うと、それぞれ他の面図に対しても対応する修正処理を個々の面図データに対して行わなければならず、操作が非常に煩わしい。
また各部品やユニットの立体形状を３次元モデルとして扱う３次元ＣＡＤは、３次元的に整合性のある形状が作成できる為、設計品質の向上を期待できる。しかし、その３次元モデル作成・編集（モデリング）においては、非常に複雑で手間がかかる処理を必要とする。
図４８上の３次元設計空間ＡＳ及びＢＳは、ユニットＡ、Ｂの３次元作業空間を表してる。単純な構成のものに対しては２次元データから３次元データへの直接変換が行われるが、ある程度の数の部品から構成されるユニットを示す組図の場合、３次元作業空間上の３次元モデルは、設計者が最小の部品の３次元モデルを順に組み上げて作成する。例えば３次元設計空間ＡＳ上の３次元モデルは、まずユニットＤ及びユニットＥの３次元モデルＤＳ，ＥＳを３次元作業空間上で整合性をチェックしながら配置位置を決めてユニットＢの３次元モデルＢＳを手動で作成し、次にこのユニットＢの３次元モデルとユニットＣの３次元モデルＣＳを３次元作業平面上で組合わせて作成する。部品同士の組み立ては、基本的に、３次元部品を１つずつ３次元空間上で、面一致、点一致、軸一致などの条件を設定しながら配置していかなくてはならず、大規模な３次元部品を組み上げる際には非常に手間がかかる。図４８の場合には部品点数が少ないが、実際の組図は数千部品以上になる場合も有り、この組図の作成作業は、非常に複雑で手間がかかるものとなる。
この３次元モデルを用いた設計では、製品レベル／ユニットレベルで部品を組み上げて、部品間の干渉状態を確認出来る点が大きなメリットであり、部品単位での設計（モデリング）では効率が上がる。しかし、部品形状を示すモデルを作成する手順が極めて複雑であり、また常に正面図、側面図等の平面図で整合性のある形状を作成しておかないといけないために、複数の部品を同時に設計して行くような組図・ユニット図の設計段階の機械設計に於ては、複雑な手順を踏むモデリングが逆に設計効率を下げてしまう。
２次元データと３次元データの両方を連携させて扱う２次元／３次元連携ＣＡＤは、上記問題を解決するために、必要に応じて柔軟な設計作業が出来る２次元ＣＡＤと、整合性のあるデータを作成可能な３次元ＣＡＤとを必要に応じて使い分けながら設計作業を効率的に進めていこうという考えに基づいたものである。
しかし現行の２次元／３次元連携ＣＡＤでは３次元ＣＡＤで用いられる３次元データに２次元ＣＡＤで用いられる２次元データを利用する仕組みを持たず、また部品構造レベルにおいても２次元データと３次元データとを連携させる仕組みも無い。そのため、現在２次元／３次元連携ＣＡＤで実現されている連携は、構造化されていない２次元データを３次元ＣＡＤに転送するレベルの連携方式にすぎず、３次元データを生成する為の断面形状の２次元データを２次元ＣＡＤシステムから３次元ＣＡＤシステムに転送する、或は３次元空間上のある平面上に２次元データを転送して、配置位置を決めるためのリファレンスデータとして利用するなどの２次元データを３次元ＣＡＤシステムに転送する、又は３次元データを１つの２次元の作業平面（正面図、側面図或は断面図等の作業平面）へ焼き付ける程度の連携方式しか実現できていない。
拠って、３次元データによって構想し、作成した組図・ユニット図という３次元部品を組み立てる為の電子データがあるにも関わらず、設計者はそれらを直接活用できない。その為、設計者は、３次元モデルを作成する際には、それらを画面上に表示し、それを見ながら３次元部品を組み上げる、或は１つの図面の情報だけを取込んで、やはり１つ１つの３次元部品を配置・移動していかなくてはならない。
また設計作業中には２次元設計平面と３次元設計空間を頻繁に切替えて作業を行うほうが効率的であるが、実際には構想段階は２次元ＣＡＤ、詳細な設計の一部は３次元ＣＡＤというように、設計作業の大部分はどちらか一方しか利用していないという段階に留ってしまっている。
【発明が解決しようとする課題】
この様にこれまでの２次元ＣＡＤ、３次元ＣＡＤ、２次元連携ＣＡＤは以下の課題を持つ。
(1) 従来の２次元／３次元ＣＡＤにおいては、ある程度の規模の組図や製品図の３次元モデルを作成する際は、２次元の組み立て図とは独立して、各部品図レベルにおいて３次元データを作成し、その後、これを設計者が３次元設計空間上で組み立てなければならない。
(2) ３次元の組図／ユニット図等の作成にあたって、対応する３面図図等の電子データが存在するにもかかわらず、それをリファレンスデータとして表示参照に用いることが出来る程度で、これをフルに活用して３次元部品を組み上げることが出来い。
(3) ２次元設計平面と３次元設計空間との対応関係がないため、設計作業中に必要に応じて２次元設計平面と３次元設計空間を頻繁に切替えることが出来ない若しくはしにくい。
(4) ３次元ＣＡＤでは、３次元部品の配置操作が煩わしい。
(5) 組み立て図へ部品図のデータを配置することは出来るが、１つの部品に対する各２次元平面図と３次元モデルを１つの部品に対するものであると認識する仕組みを持たない。よって１つの部品・ユニットを表現する図形要素群の影響範囲がとこまで及ぶか分らない。よって、それらの部品位置関係等の３次元的な整合性を取り扱うことができない。
上記問題点に鑑み、本発明は以下（ａ）〜（ｅ）の機能を実現する、２次元ＣＡＤシステム、３次元ＣＡＤシステム、２次元／３次元連携ＣＡＤシステム、ＣＡＤ同士の連携を実現する連携システム、連携方法及びプログラム記憶媒体を提供する事を目的とする。
（ａ） 同一の部品やユニットに対する複数の２次元図面や３次元モデルに対し、互いの対応関係を持たせる仕組を提供する。
（ｂ） 同一の部品やユニットに対する２次元設計平面や３次元設計空間の対応関係や、参照関係の情報から１つの２次元設計平面や３次元設計空間での編集内容を他の２次元設計平面や３次元設計空間へ連動させる仕組を提供する。
（ｃ） 正面図、側面図等の２次元図面に部品レベルでの空間的な属性を与える仕組みを提供する。
（ｄ） 他の図面データを参照する場合に、正面図、側面図等の複数の平面データを１つの単位として扱うための枠組みを提供する。
（ｅ） ２次元設計平面から作成される組み立て図、部品図の空間的な関係を基に、３次元形状の空間的関係を作り出し、３次元形状での組み立てを自動で行う仕組みを提供する。
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理図である。本発明は２次元設計平面／３次元設計空間２６を参照して構成される２次元設計平面／３次元設計空間を扱うＣＡＤシステムを前提とする。
本発明によるＣＡＤシステム２１は、モデル間参照管理手段２２及びモデル内対応関係管理手段２３を備える。モデル内対応関係管理手段２３は、同一の対象に対する２次元設計平面２５や３次元設計空間２６の間の対応関係２７を管理する。モデル間参照管理手段２２は、同一の対象に対する２次元設計平面や３次元設計空間から構成される２次元／３次元モデル２４間の参照情報２８を管理する。
上記２次元／３次元モデル２４間の２次元参照若しくは３次元参照の１つを操作した時、このモデル間参照管理手段２２は、上記２次元／３次元モデル間の他の２次元参照や３次元参照を上記操作に対応して操作する。これによりある２次元設計平面／３次元設計空間での操作対象２次元／３次元モデル内の操作を、他の２次元設計平面／３次元設計空間や他２次元／３次元モデルへ連動させる事が出来る。
またＣＡＤシステム２１は、自動組上げ手段を更に備える構成とする事も出来る。自動組上げ手段は、第１の２次元／３次元モデルに属する複数の２次元設計平面２５の第２の２次元／３次元モデルに属する２次元設計平面２５への２次元参照と、上記第１の２次元／３次元モデル内の対応関係２７及び上記第２の２次元／３次元モデル内の対応関係２７から、上記第１の２次元／３次元モデルの３次元設計空間２６と上記第２の２次元／３次 元モデルの３次元設計空間２６との３次元参照を作成する。また、自動組上げ手段は、同じ２次元／３次元モデル２４に属する複数の２次元設計平面２５の２次元参照と、上記２次元／３次元モデル２４内の対応関係２７を用いて、上記同じ２次元／３次元モデル２４に属する３次元設計空間２７を自動的に組上げる。この自動組上げ手段により、２次元／３次元モデル内の対応関係２７と他の２次元／３次元モデルとの参照情報２８を持った３次元設計空間２６を自動的に組上げる事が出来る。
また本発明は、ＣＡＤシステムだけではなく、２次元ＣＡＤと３次元ＣＡＤとの間での図形データの連携を行う連携システムや、ＣＡＤデータ管理方法、プログラム記憶媒体も含む。
本発明よれば、他モデルの３次元設計空間との参照を自動的に設定する事が出来、これにより、複数の要素から構成されている３次元モデルを自動的に組上げる事が出来る。またこの３次元設計空間は、同一モデル内の２次元設計平面との対応関係や他のモデルとの３次元参照を持つ。よってある２次元設計平面／３次元設計空間での操作を、モデル内の他の２次元設計平面／３次元設計空間や他モデルへ反映させる事が出来る。
【発明の実施の形態】
まず本実施形態の概略構成、処理動作を説明する。以下の説明では、１つの部品やユニット等、同一対象に対する全ての設計平面（形状を２次元で表わした２次元データによる２次元設計平面／形状を３次元で表わした３次元データによる３次元設計空間）を１つの単位として２次元／３次モデルという。また他の２次元／３次モデルへの２次元設計平面間の階層的な参照を２次元参照、３次元設計空間間の参照を３次元参照、２次元／３次モデル間の２次元参照と３次元参照をまとめてモデル間参照という。また設計作業の対象となっている２次元／３次モデルの設計平面／空間を作業平面／空間という。
図２は本実施形態によるＣＡＤシステムでの、各２次元／３次元モデルに対するデータ構成を示す図である。このＣＡＤシステムでは、各２次元／３次元モデル対するデータとして、図２（ａ）に示すモデル情報と同図（ｂ）に示すモデル参照情報を２次元／３次元モデル単位で持つ構成となっている。
モデル情報は、その２次元／３次元モデルが持つ２次元設計平面及び３次元設計空間に関する情報と各２次元設計平面が３次元設計空間上でどの様な属性を持つ平面であるかを示す空間的属性を記録している。図２の場合、２次元／３次元モデルＡは、２次元設計平面としてＡ１、Ａ２、．．を持ち、３次元設計空間としてＡＳを持つ。また空間的属性として、設計平面Ａ１は３次元設計空間上でＸＺ平面（Ｙ＝０）を、設計平面Ａ２はＸＹ平面（Ｚ＝０）を示すものであることが記録されている。
図３は、上記各２次元設計平面の空間的属性について説明する図である。各２次元設計平面の３次元設計空間における空間的属性を与える方法としては、図２に示したように、図３の(1) の視点や(2) の視点など定型的なものに対して「ＸＹ平面」や「正面図」など、予め空間的に意味のある名前を与えておきこの名称によって規定する方法や、ｘ＝０など法線ベクトルを用いて数学的に直接的に表現する方法、２次元設計平面の原点を３次元設計空間の原点に対応させる方法などがある。
また図２（ｂ）のモデル参照情報は、２次元／３次元モデル内の各設計平面／空間が他の２次元／３次元モデルのどの設計平面を参照しているかを記録している。例えば同図では、２次元／３次元モデルＡの設計平面Ａ１に対して、２次元／３次元モデルＢの設計平面Ｂ１と２次元／３次元モデルＣの設計平面Ｃ１の参照、及び参照元の設計平面上の配置ベクトルと参照先の設計平面上の基準ベクトルの変換マトリクスが、参照データとして記録されている。
図４は本実施形態の各設計平面／空間間の参照関係の一例を示す図である。本実施形態のシステムでは、３次元モデルの自動組上げ作業を行う２次元／３次元モデルが指定されると、ユーザが編集処理を開始する前に、前処理として、設計作業の対象となる部品やユニットに対する２次元設計平面の２次元参照及び空間的属性から、３次元参照を作成しつつ３次元作業空間上に３次元モデルを構築する。そして、この２次元参照及び３次元参照から空間的な整合性などの情報を管理する設計平面間の参照を設定する。図２の場合設計作業の対象となっている２次元／３次元モデルＡの２次元設計平面Ａ１、Ａ２の２次元参照から、関係のある全ての２次元／３次元モデルＢ〜Ｅの設計平面を参照する。そして下位の２次元／３次元モデルから順にこの２次元参照及び空間的属性を用いて、３次元参照を作成しながら３次元設計空間ＡＳ上に３次元モデルを自動的に構築する。
図５は３次元参照を自動的に作成する処理フローを示すイメージ図である。尚、同図中２次元／３次元モデルＢ及びＣは最下段の２次元／３次元モデルで他の２次元／３次元モデルを参照しないで構成されている。また２次元／３次元モデルＡは、２次元／３次元モデルＢ及びＣから構成されているが、２次元／３次元モデルＣとの３次元参照の作成は、２次元／３次元モデルＢの場合と同じなので省略してある。
図５の処理フローを、図６のフローチャートを参照しながら説明する。各２次元／３次元モデルに対して下層の２次元／３次元モデルから以下の処理を行う。
ステップＩ：配置ベクトルの決定
まず２次元設計平面Ａ１及びＡ２の２次元／３次元モデルＢの２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２への２次元参照（(1) 、(2) ）と設計空間ＡＳとの空間的属性（(3) 、(4) ）から２次元／３次元モデルＡの２次元設計平面Ａ１及びＡ２で２次元／３次元モデルＢの２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２を参照配置するための基準となる配置点、配置ベクトル（(5) 、(6) ）を基に３次元設計空間ＡＳ上での点、ベクトル（(7) ）に変換する。
図７は、この配置点及び配置ベクトルの変換処理を説明する図である。同図は、設計平面Ａ１及びＡ２上で２次元／３次元モデルＢの各２次元設計平面を参照している点Ｐａ１（ｘ１，ｚ１）及びＰａ２（ｘ２，ｙ２）と配置ベクトル（ｌx1，ｌz2）及び（ｌx2，ｌy2）の、設計平面ＡＳとの空間的属性を用いてＡＳ上での点、ベクトルへの変換処理を示している。尚同図では、２次元／３次元モデルＢに対応する部分のみ記載されている。
図７（ａ）に示すように、２次元設計平面Ａ１及びＡ２は３次元設計空間ＡＳに対する空間的属性として、２次元平面Ａ１が３次元設計空間ＡＳのＸＺ平面（ｙ＝０）、２次元平面Ａ２がＸＹ平面（ｚ＝０）であるこの空間的属性を用いて同図（ｂ）に示すようにして、３次元設計空間ＡＳ上での対応点、ベクトルを求める。
２次元設計平面が他の２次元／３次元モデルの設計平面参照をする場合、参照先の図形を参照元の設計平面のどの位置に配置するかを決めるため、参照元には配置位置決めを行うための配置点及び配置ベクトルが、参照先には参照元にデータを設置する位置と方向を決める基準となる基準点と基準ベクトルが設定されている。図５の場合、２次元設計平面Ａ１、Ａ２には、図７（ａ）に示すように２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２のデータを配置する位置を示す配置点Ｐａ１及びＰａ２が設定されている。尚同図の例では説明簡略化の為に、設計平面Ａ１とＡ２は互いに直角に交わる関係にあることを前提としているが、以下の処理において、非直交関係にある２次元設計空間に対しても傾きを要素として考慮することにより、自由に変換を行うことが出来る。
３次元設計空間ＡＳ上での配置点Ｐａｓは、図７（ａ）の場合、同図（ｂ）に示すようにＡ１平面上の配置点Ｐａ１を通り、Ａ１平面（ｙ＝０）に垂直な直線Ｌ１と、Ａ２平面（ｚ＝０）上の配置点Ｐａ２を通り、Ａ２平面に垂直な直線Ｌ２との交点Ｘを求め、この点Ｘを３次元設計空間ＡＳ上の３次元モデルＢＳの配置位置Ｐａｓとする。
この様に３次元モデルＢＳのＡＳ上での配置点Ｐａｓが決まる。もし、交点Ｘが得られず、配置位置Ｐａｓが求められない場合は、設計平面Ａ１とＡ２には３次元的不整合があるので、その旨を設計者に通知し、２次元設計平面Ａ１上のＰａ１又はＡ２上のＰａ２の位置を整合性のある位置に変更するように促す。あるいは設計者に３次元設計空間上に３次元モデルＢＳの配置位置Ｐａｓを任意に設定させる。
ステップＩＩ：基準ベクトルの決定
次に２次元／３次元モデルＢに対し、２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２と３次元設計空間ＢＳとの空間的属性（(8) 、(9) ）から、２次元／３次元モデルＡの２次元設計平面Ａ１及びＡ２から参照されている２次元／３次元モデルＢの２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２上の基準点、基準ベクトル（(10)、(11)）を、３次元設計空間ＢＳ上での基準位置、基準ベクトル（(12)）に変換する。
この変換処理は、ステップＩの処理を、設計平面Ａ１上での配置ベクトルを設計平面Ｂ１上の基準ベクトル、設計平面Ａ２上での配置ベクトルを設計平面Ｂ２上の基準ベクトル、設計空間ＡＳ上の配置ベクトルを設計空間ＢＳ上の基準ベクトル、設計平面Ａ１の属性を設計平面Ｂ１の空間的属性、設計平面Ａ２の空間的属性を設計平面Ｂ２の空間的属性と置換えて、図７（ｂ）に示した２次元／３次元モデルＡでの設計平面Ａ１、Ａ２、ＡＳによる処理と同様の処理を行う。３次元設計空間ＢＳ上での配置点Ｐｂｓは、Ｂ１平面上の配置点Ｐｂ１を通り、Ｂ１平面（ｙ＝０）に垂直な直線と、Ｂ２平面（ｚ＝０）上の配置点Ｐｂ２を通り、Ｂ２平面に垂直な直線との交点を求め、これを３次元設計空間ＢＳ上の配置位置Ｐｂｓとする。
この様にして２次元／３次元モデルＢにおける基準ベクトル、及び２次元平面と３次元空間との対応関係を生成する。
ステップ III ：設計空間ＡＳとＢＳとの間の３次元参照データの生成
ステップＩで得られた３次元設計空間ＡＳ上での配置ベクトルと、ステップＩＩで得られた３次元設計空間ＢＳ上での基準ベクトルとの変換マトリクスＭを生成し、それを３次元設計空間ＡＳから３次元設計空間ＢＳへの３次元参照データとして格納する。
ステップ IV ：自動組上げ
ステップIII によって生成された変換マトリクスＭを元に、３次元設計空間ＡＳ上に参照した２次元／３次元モデルＢの３次元データをコピー、若しくは参照表示する形で３次元モデルを組上げてゆく。
図８は、上記３次元参照データ及び３次元モデル作成の処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１として設計者から処理対象とする２次元／３次元モデルが入力指示される。そして次にステップＳ２として、この対象となる２次元／３次元モデルのモデル情報及びモデル参照情報をデータベースから読み出し、モデル参照情報からこの２次元／３次元モデルが参照を行っている２次元／３次元モデルを求め、その２次元／３次元モデルのモデル情報及びモデル参照情報を読み出す。以下この処理を参照関係において、最下層にある２次元／３次元モデルまで行い、処理対象となる２次元／３次元モデルと直接的若しくは間接的に参照関係にある全ての２次元／３次元モデルのモデル情報及びモデル参照情報を読み出す。
次にステップＳ３として、ステップＳ２で読み出したモデル情報及びモデル参照情報から、全モデル数Ｎを調べ、次に、各２次元／３次元モデルの参照関係を示すリストを作成する。
続いて、処理対象を示すポインタｉを“１”に初期化し、ステップＳ３で作成したリストを基に参照関係に於て最下層となる２次元／３次元モデルから順に、上述したステップＩ〜ＶＩの処理である配置ベクトルの決定（ステップＳ５）、基準ベクトルの決定（ステップＳ６）、３次元参照データの生成（ステップＳ６）、３次元モデルの自動組上げ（ステップＳ８）を行う。
そして、全ての２次元／３次元モデルに対してステップＳ５〜８の処理を行い、ポインタｉが全モデル数Ｎに達したなら（ステップＳ９、Ｎｏ）、処理を終了する。またポインタｉが全モデル数Ｎより少なければ（ステップＳ９、Ｙｅｓ）、ポインタｉを“１”インクリメント（ステップＳ１０）した後、次の２次元／３次元モデルに対しステップＳ５〜８の処理を行う。
上記した処理により、２次元設計平面の空間的属性と２次元参照を利用して、これまでは不可能であった２次元の組図やユニット図を利用した３次元モデルの自動組み上げが可能となる。
またこの処理により組み立てられた３次元設計空間の３次元モデルは下位の２次元／３次元モデルとの３次元参照データ及び同一２次元／３次元モデル内の２次元設計平面との空間的属性を持つものとなる。またこの３次元モデルと同一の２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面間においても、３次元設計空間を介することにより、互いに対応関係を持つ。よって、他の作業平面での編集内容をこの３次元モデルに自動的に反映させたり、逆にこの３次元モデルに対する処理を２次元設計平面や３次元設計空間に自動的に反映することが出来る。そしてこの２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面／３次元設計空間間の対応関係やモデル間参照をデータとして持つことにより、編集内容の関連する他の全ての設計平面／空間への反映や、整合性の取れた新規２次元／３次元モデルの自動作成等、従来に無い機能が実現可能となる。
以下に編集処理の２次元／３次元モデル内の他の設計平面／空間及び他２次元／３次元モデルへの反映の例として、部品の移動処理について説明する。図９は、２次元設計平面上での部品の移動処理を示す図である。
同図において、２次元設計平面Ａ１上で、２次元／３次元モデルＢの２次元設計平面Ｂ１を参照している部品８１の位置を移動すると、この移動の量や方向を示す移動情報Ｍ１は２次元設計平面Ａ２での移動情報Ｍ２及び３次元設計空間ＡＳでの移動情報Ｍｓに変換され、２次元設計平面Ａ２及び３次元設計空間ＡＳで対応した同一の部品８２及び８３が設計平面Ａ１上での移動に対応して移動する。
図１０は、図９の部品の移動における処理フローを示すフローチャートである。２次元／３次元モデルＡの作業平面Ａ１上において、移動コマンドにより設計者が部品８１を画面上で動かすと、これは移動指示として入力される（ステップＳ２１）。
この移動指示に基づいて、移動情報Ｍ１は、後述する座標関係対応テーブル内の設計平面Ａ１の空間的属性を利用して、２次元／３次元モデルＡの３次元設計空間ＡＳにおける移動情報Ｍｓに変換される（ステップＳ２２）。そしてこの移動情報Ｍｓに基づいて、部品８３の移動後の配置ベクトルの位置Ｐａｓ−２を、移動前の２次元／３次元モデルＢの配置ベクトルの位置Ｐａｓ−１を変換して求め、２次元／３次元モデルＢの３次元モデルを位置Ｐａｓ−２に配置する。この様にして３次元設計空間ＡＳでの部品８３の移動が行われる（ステップＳ２３）。
また２次元設計平面Ａ２においては、ステップＳ２２で求めた３次元設計空間ＡＳでの移動情報Ｍｓを変換して、設計平面Ａ２における移動情報Ｍ２を求める（ステップＳ２４）。そしてこの移動情報Ｍ２に基づいて、部品８２の移動後の配置ベクトルの位置Ｐａ２−２を、移動前の２次元／３次元モデルＢの配置ベクトルの位置Ｐａ２−１を変換して求め、この位置Ｐａ２−２に設計平面Ｂ２から参照している部品８２を移動する（ステップＳ２５）。尚、ステップＳ２４の移動情報Ｍ２の導出は移動情報Ｍｓからではなく、設計平面Ａ１とＡ２の空間的な関係から直接求める構成とすることも出来る。例えば設計平面Ａ１がｘｙ平面、設計平面Ａ２がｘｚ平面の場合、移動情報Ｍ１のｘ方向の変位のみを移動情報Ｍ２として求めることができる。
この様にして、１つの作業平面において設計者が行った図面の編集指示は、自動的に同一２次元／３次元モデル内の他の２次元設計平面や３次元設計空間に反映される。尚この編集指示の他の２次元設計平面や３次元設計空間への反映は、自動的に行うのではなく、反映を行うかどうかを設計者に通知して対話的に行う構成とする事も出来る。或はその編集指示が整合性のあるものかどうかをチェックして、そのチェック結果を設計者に通知しながら反映させる構成とする事も出来る。
また上記例では、部品の移動を例としているが、他の編集指示、例えばコピーや削除、または形状変更、色変更、表示／非表示の切替えなど空間的変位を伴わない編集指示についても、対応する参照関係を用いて同様の変換処理を行うことにより１つの作業平面上の処理内容を他の２次元設計平面や３次元設計空間へ反映させる事が出来る。例えばコピーを行う場合には、図１０のステップＳ２２、２４で求める移動情報Ｍｓ、Ｍ２をそのままコピー元からコピー先までの移動情報として、ステップＳ２３、２５で移動ではなく（即ち元の位置の画像を消去せず）、コピーされた新たな２次元／３次元モデルへのモデル間参照を作成すればよい。
また、各設計平面／空間間の関連情報を用いた上記処理による他の２次元設計平面／３次元空間への編集指示の反映は、図９、１０で説明した様に同一２次元／３次元モデル間だけでなく、図１１に示すように、関連する他の２次元／３次元モデルの設計平面／設計空間へも反映させる事が出来る。
同図において、例えば３次元設計空間ＡＳ上でＥＳをＭａの方向へ移動させると、図９に示したように、同一２次元／３次元モデル内の２次元設計平面Ａ１及びＡ２が連動して変化するだけでなく、３次元設計空間ＥＳが参照しており且つ移動部分に関連する２次元／３次元モデルＢがある場合、モデル間参照からこの２次元／３次元モデルＢを検索し、２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面（Ｂ１、Ｂ２）や３次元設計空間（ＢＳ）に対して、モデル間連動として対応した移動が行われる。
この様な１つの２次元設計平面／３次元設計空間での編集内容の他の２次元設計平面／３次元設計空間への連動は、本実施形態のシステムにおいて、編集処理を行う前処理として、図４に示したような、２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面／３次元設計空間間の対応関係や２次元／３次元モデル間の参照が事前に作成されているために実現可能となる。
また同一２次元／３次元モデル内の２次元設計平面と３次元設計空間に対する対応関係やモデル間参照が管理されているので、従来では入力対象の切替えが必要であったものが、入力対象として２次元／３次元モデルを指定する事により、処理対象となる作業平面や作業空間を切替えることなく、編集作業を行う事が出来る。
その編集作業例を図１２に示す。従来は各設計平面／空間間に跨がってデータの参照を行う事が出来なかったので、入力対象として１つの設計平面／設計空間しか指摘できず、例えば２次元設計平面Ａ１上から２次元／３次元モデルＣに対して図１２に(a) として示すような変更、２次元設計平面Ａ２上から(b) として示すような変更、及び３次元設計空間ＡＳ上から(c) として示すようなを編集を加える場合、作業平面を２次元設計平面Ａ１に切替えて処理(a) を行った後に、作業平面を２次元設計平面Ａ２に切替えて処理(b) を行い、更に３次元設計空間ＡＳに作業対象を切替えて処理(c) を行わなければならなかった。この様に、作業空間を、順次、切替え操作しながら編集処理を行うのは、設計変更の激しい機械設計や、設計の構想段階においては非常に煩わしい作業であった。
しかし、本実施形態のシステムでは、２次元／３次元モデル間や２次元／３次元モデル内の２次元設計平面／３次元設計空間間で跨がって参照データや図形データを参照する事が出来るので、例えば図１２において入力対象としてモデルＣを指定し、２次元／３次元モデルＣの上位２次元／３次元モデルである２次元／３次元モデルＡで作業平面／作業空間を切替える事なく処理(a) 、(b) 、(c)と入力し、その結果を２次元／３次元モデルＣの対応する各作業平面／作業空間Ｃ１、Ｃ２、ＣＳに処理(A) 、(B) 、(C) と格納することが出来る。
また、この様な２次元／３次元モデル内の対応関係やモデル間参照のデータを持つ事により、作業平面／空間上から特定の要素を選択して、その要素による下位の２次元／３次元モデルを新規に作成する事も出来る。
図１３に、この新規２次元／３次元モデルの作成処理を示す。同図は図４の２次元／３次元モデルＢから、新規２次元／３次元モデルＺを作成する場合を例としている。まず、２次元／３次元モデルＢの２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２、３次元設計空間ＢＳのいずれかから、設計者が新規２次元／３次元モデルとする要素を指定する。同図の場合３次元設計空間ＢＳから要素指定を行っている。この時、３次元作業空間を切替えて他の作業平面Ｂ１及びＢ２で要素指定を行わなくても、２次元／３次元モデルＢ内での各２次元設計平面／３次元設計空間間の対応関係により３次元設計空間ＢＳから指定を行った要素に対応する要素が２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２でも自動的選択される。
次に指定要素を新規２次元／３次元モデルＺに移動すると、２次元／３次元モデルＢの２次元／３次元モデル内の対応関係及び他の２次元／３次元モデルとのモデル間参照から２次元／３次元モデルＢとＺとの間のモデル間参照を自動的に生成する。
図１４は、図１３での新規２次元／３次元モデルの作成処理における各２次元設計平面における、空間的属性の継承について説明する図である。新規２次元／３次元モデル作成時、新規２次元／３次元モデルの各２次元設計平面は、元の２次元／３次元モデルからその２次元設計平面の空間的属性を引き継ぐことにより、３次元的に整合性を取る事が出来る。図１４の場合、２次元設計平面Ｚ１は、その生成時に元の２次元／３次元モデルである２次元／３次元モデルＢの対応する２次元設計平面から空間的属性「上面図」を継承し、２次元設計平面Ｚ２は空間的属性「正面図」を継承する。尚新規２次元／３次元モデル生成時に、設計者から座標軸の回転や、ミラー変換の指示が有った時は、対応する空間的属性に変更する。例えば図１４でＺ軸に対し９０°回転が指示されたならば２次元設計平面Ｚ１の空間的属性を２次元設計平面Ｂ１の「上面図」から「正面図」に変更して設定する。また３次元設計空間ＺＳにおいても、その生成時に元の２次元／３次元モデルＢの３次元設計空間ＢＳから継承する。又この２次元設計平面の場合と同様、３次元設計空間においても、座標軸の回転やミラー変換の指示に対して対応する空間属性への変更が行われる。
次に図１３の新規２次元／３次元モデルへの指定要素の移動時の処理について説明する。指定要素を元の２次元／３次元モデルから新規２次元／３次元モデルへ移動する際、指定元の２次元／３次元モデルの２次元設計平面から指定する場合には、設計者にその指定要素に基準点を設定してもらわなければならない。本実施形態のシステムでは、設計者によるこの基準点の指定時に、設計者に新規２次元／３次元モデルが空間的に整合性を持つようにガイド（自動化）を行う。
図１５は、システムが行うガイドの例を示す図である。同図の例の場合、指定元の２次元／３次元モデルＸの３つの２次元設計平面Ｘ１（ｘｚ平面）、Ｘ２（ｘｙ平面）、Ｘ３（ｚｙ平面）において、設計者はＸ１、Ｘ２、Ｘ３の順に基準点を指定している。
まず設計者は、２次元設計平面Ｘ１上で新規２次元／３次元モデルへ移動する要素１４１を指定し、その要素１４１の基準点として(1) を指定する。次に設計者は、２次元設計平面Ｘ２上で基準点を設定するために新規２次元／３次元モデルへ移動する要素１４２を指定する。そして、要素１４２上に基準点(2) を設定しようとすると、システムは２次元設計平面での基準点(1) の位置と２次元設計平面Ｘ１とＸ２の参照関係から２次元設計平面Ｘ１上の(a) と２次元設計平面Ｘ２上の(c) が同じであることを認識し、入力ガイドとして２次元設計平面Ｘ２上でのｘ方向を固定し、ｙ方向のみ指定の対象とする。
次に、設計者が２次元設計平面Ｘ上に基準点(2) を設定すると、基準点(1) 及び(2) の設定位置と２次元設計平面Ｘ３とＸ１、Ｘ２との参照関係から、システムは２次元設計平面Ｘ３上の(e) とＸ２上の(d) 及びＸ３上の(f) とＸ１上の(b) が同じである事を認識し、基準点(1) 及び(2) と整合性の取れた基準点(3) が２次元設計平面Ｘ３上の要素１４３に自動的に設定される。
この様にして２次元設計平面上での基準点として、システムのガイドにより空間的に整合性の取れたものが設定される。また本システムでは、３次元設計空間と各２次元設計平面との参照関係が設定管理されているので、３次元設計空間上に３次元参照を設定すれば、各２次元設計平面上の指定要素の基準点は自動的に求まる。
図１６において、３次元設計空間Ｘｓ上で基準点(1) 、第１軸（ｘ軸）、第２軸（ｙ軸）を設定すると各２次元設計平面Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３上で選択した２次元の指定要素に対する基準点及び第１軸(2) 及び(3) 、第２軸(4) 及び新規２次元／３次元モデルの第１軸との角度である配置角度が２次元参照として自動的に求まる。
次に新規のモデル間参照の設定について説明する。以下の説明は図１７の２次元／３次元モデルＡに２次元／３次元モデルＣを参照配置した場合を例としている。
ＣＡＳＥ１（１つの２次元設計平面（正面図）に設定配置する場合）
図１８は、ＣＡＳＥ１として１つの２次元設計平面Ａ２（正面図）に２次元設計平面Ｃ２を設定配置する場合の処理フローを示す図である。
まず、参照元の設計平面Ａ２と、参照先の設計平面Ｃ２を指定する（ステップＳ３１）。次に参照先の設計平面Ｃ２上で参照配置するための基準点及び方向を示す基準ベクトル、及び参照元Ａ２の設計平面Ｃ２で配置位置及び方向を示す配置ベクトルを設計者に指定させる（ステップＳ３２）。
そして、ステップＳ３２で設定させた参照元の配置ベクトル及び参照先の基準ベクトルを合わせ、設計平面Ａ２上に設計平面Ｃ２を設定配置する。これにより、設計平面Ａ２と設計平面Ｃ２との参照関係が作成される（ステップＳ３３）。
ＣＡＳＥ２
図１８は、ＣＡＳＥ２として、ＣＡＳＥ１によって１つの２次元設計平面に対して参照関係が設定された後、同じ２次元／３次元モデルの別の設計平面との間に参照関係を設定する場合を示す図である。
同図の初期状態として２次元／３次元モデルＡの正面図である設計平面Ａ２と２次元／３次元モデルＣの設計平面Ｃ２との間に参照関係が設定されている。この状態から、次に２次元／３次元モデルＡ、Ｃの上面図である設計平面Ａ１とＣ１との間に設計平面Ａ２とＣ２の２次元参照及び後述する座標関係対応テーブルと２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルから参照関係を設定する。
まず設計平面Ｃ１上で指定要素１８１を指定する（ステップ４１）。次に後述する座標関係対応テーブルを使って、設計平面Ｃ２の基準点に対応する直線１８２をガイド表示し、その直線上１８２に整合性が取れるように基準点(1) を設定する（ステップ４２）。
この基準点(1) と設計平面Ａ２とＣ２の参照関係とが整合性が取れるように設計平面Ａ１上に軸方向に固定したガイド線１８３を表示する。そしてこのガイド線上の任意の位置に設計者に配置点(2) を設定してもらう（ステップ４３）。この配置点(2) に設計平面Ｃ１上の基準点(1) を合わせて設計平面Ｃ１を設計平面Ａ１上に設定配置することにより、設計平面Ａ１とＣ１との間に参照関係（２次元参照）が設定される。２次元／３次元モデルＡと２次元／３次元モデルＣとの間には設計平面Ａ１とＣ１及び設計平面Ａ２とＣ２の２つの２次元参照が設定される。これにより後述するビュー連動２Ｄ部品構造データが作成され複数のビューに跨がって１つの部品として認識できるようになり、連動操作が可能となる。
ＣＡＳＥ３（３次元参照を設定後、２次元参照を設定）
図２０は、ＣＡＳＥ３として、３次元設計空間間に３次元参照を設定し、この３次元参照を元にして２次元参照を設定する場合を示す図である。
同図において、まず２次元／３次元モデルＣの３次元設計空間ＣＳ上の指定要素１９１を選択し、この指定要素１９１に対して基準点、第１軸及び第２軸（基準ベクトル(1) ）を指示する（ステップ５１）。
次に配置先の２次元／３次元モデルＡの３次元設計空間ＡＳ上に配置点、第１軸、第２軸（配置ベクトル(2) ）を指示する（ステップ５２）。この配置ベクトル(2) に３次元設計空間ＣＳ上の基準ベクトル(1) を合わせて３次元設計空間ＣＳを３次元設計空間ＡＳ上に設定配置することにより、３次元設計空間ＡＳとＣＳとの間に参照関係（３次元参照）が設定される（ステップ５３）。
次に既に２次元／３次元モデルＡと３次元参照が設定されている２次元／３次元モデルＣの２次元設計平面Ｃ１及びＣ２上から、指定要素１９２及び１９３を選択指示する（ステップ５４）。これにより、ステップ５３で設定された３次元参照と、後述する座標関係対応テーブル及び２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルから２次元参照を自動生成する（ステップＳ５５）。
次にこれまで説明してきた本実施形態の処理動作をより具体的構成を用いて説明する。以下の想定では、各２次元設計平面は６面図のみで、１つの２次元／３次元モデルは親の２次元／３次元モデル上に１つのみ配置されている。また部品の移動等の操作は、平行移動及び９０°単位の回転移動のみとなっている。
尚上記想定は、説明の簡略化の為であり、上記点を拡張するためには以下を考慮したデータ構造、処理を行えば容易に実現可能である。
・平面の定義を空間上の任意平面としてデータを拡張する。
・上記拡張データを基に、２次元作業平面−３次元作業空間の対応テーブルを作成する。
・任意移動操作を行う場合、２次元参照を変更したり新たに設定する必要がでてくるが、これらに対する処理を移動操作と同時に、或は対話的に行えるようにする。また、整合性のチェックを行い、そのチェック結果を通知する。
・配置されていない作業平面、或は元々無い作業平面に対しては、３次元データから起こしたものを新たに２次元データとして設定する。或は新しく対応する作業平面を開設し、その形状を作成する等の処理を行う。
図２１は、本発明を２次元／３次元連携ＣＡＤシステムとして構成した場合の概略構成図である。尚本発明は、図２１の様な２次元／３次元連携ＣＡＤシステムとして実現するもののみではなく、２次元ＣＡＤ或は３次元ＣＡＤとして構成する事も出来る。この場合には、本実施形態による２次元／３次元ＣＡＤは別構成の３次元ＣＡＤや２次元ＣＡＤと接続され、それらのＣＡＤが２次元／３次元データを共有し複数のＣＡＤを連携する連携手段を備える構成となる。或は自己を介して２次元ＣＡＤと３次元ＣＡＤの連携を実現する連携システムとして構成する事も出来る。
図２１の２次元／３次元連携ＣＡＤシステム１は、システムを操作し設計を行う設計者との応答を行うユーザ入出力２と接続されている。このユーザ入出力は、例えば端末情報処理装置であったり、モニタ、プリンタ、キーボードやポインティングデバイスなど設計者が２次元／３次元連携ＣＡＤシステム１に対する指示入力を行ったり、２次元／３次元連携ＣＡＤ１が設計者に対し、２次元／３次元データを２次元図面や３次元モデルなどの形で２次元／３次元データ出力するものである。
２次元／３次元連携ＣＡＤシステム１は、２次元／３次元データ編集ユニット１１、モデル図形格納データベース１２、テーブルファイル１３及び作業メモリ１４を備えている。尚図２１は、本実施形態に関連する部分のみを記載するものである。
２次元／３次元データ編集ユニット１１は、２次元／３次元連携ＣＡＤシステム１が扱う２次元／３次元データを処理・加工するユニットで、モデル図形格納データベース１２内のデータからユーザ入出力装置２上に作業平面を生成したり、設計者からの操作指示を受け付けて、対応する処理を行ったりする。また、ユーザからの指示により、テーブルファイル１３内の各テーブルを用いて、モデル図形格納データベース１２内の２次元／３次元データから３次元設計空間上に３次元モデルの自動組み立てを行ったり、後述する種々のテーブルを作業メモリ上に作成し、モデル間参照や２次元／３次元モデル内の対応関係の設定・管理を行ったりする。尚この２次元／３次元データ編集ユニット１１はハードウエアによっても実現可能であるが、ソフトウエアによって実現するのが一般的である。モデル図形格納データベース１２は、各設計平面の図面データを２次元／３次元モデル毎にデータベース化して記憶するものである。テーブルファイル１３は、２次元／３次元データ編集ユニット１１が用いる処理用テーブルが格納されているファイルである。作業メモリ１４は、２次元／３次元データ編集ユニット１１が、その処理においてワークメモリとして用いるものである。また、作業メモリ１４には、２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面／３次元設計空間間の対応関係や２次元／３次元モデル間の参照がテーブルの形で記憶される。
図２２は、モデル図形格納データベース１２のデータ構造を示す図である。モデル図形格納データベース１２は、各設計平面の図面データを２次元／３次元モデル毎にデータベース化して記憶するもので、内部に図２（ａ）のモデル情報に対応するモデル情報部１２２、各２次元設計平面に対応する作業平面データ部１２３及び３次元設計空間に対応する作業空間データ部１２４が、各２次元／３次元モデル毎にデータベース化して記憶されている。
モデル情報部１２２は各２次元／３次元モデル毎に作成されるもので、その２次元／３次元モデルが持つ各２次元設計平面／３次元設計空間のデータを管理する。モデル情報部１２２は、２次元設計平面数、その２次元設計平面の設計平面ＩＤ及びこの２次元／３次元モデルが３次元設計空間を持つかどうかを示す設計空間開設フラグを備えている。
作業平面データ部１２２は、各２次元／３次元モデル内にある２次元設計平面に関する情報を管理するものである。作業空間データ部１２３は、各２次元／３次元モデル内にある３次元設計空間に関する情報を管理するものである。
図２３に作業平面データ部１２３の構成例を示す。作業平面データ部１２３は、各２次元／３次元モデル内にある２次元データを格納する図形格納領域であり、平面名、平面ＩＤ、図形データ部、単独２Ｄ部品構造データ部から成る。
平面名は、その作業平面データ部１２３の対応する設計平面の名称で、平面ＩＤはこの設計平面の識別子でモデル情報部内の設計平面ＩＤと対応している。図形データ部及び単独２Ｄ部品構造データ部は、２次元設計平面上の図面の図形データを記録するものである。図形データ部は、この画面上で新規に加えられているデータについてのもので、その図形ＩＤ及び図形の種類や大きさなどを示す図形情報から構成されている。また単独２Ｄ部品構造データ部は、参照設計平面を１つの処理単位として扱う為に、この２次元設計平面が参照している他の２次元／３次元モデルの２次元設計平面に対する情報を記憶するもので、この設計平面が他の設計平面を参照している場合にはその設計平面が所属する２次元／３次元モデルを示すファイル名、そのファイル内でその設計平面を識別するための平面データ部名、配置する位置を示す配置点並びに配置角度、ミラー変換を行うか否かを示すミラーフラグ及びミラー変換を行う場合にはそのミラー軸が２Ｄ参照情報として参照している各設計平面毎にＩＤが付されて記録されている。尚設計平面が、参照関係において最下層にあり他の設計平面を参照していない場合には、作業平面データ部１２３はこの単独２Ｄ部品構造データ部を持たない構成となる。
次に図２４に作業空間データ部１２４の構成例を示す。作業空間データ部１２４は、図２３の作業平面データ部１２３と基本的に同じ構成で、各２次元／３次元モデル内にある３次元データを格納する図形格納領域であり、図形データ部及び単独３Ｄ部品構造データ部からなる。
図形データ部及び単独３Ｄ部品構造データ部は、図２４の図形データ部及び単独２Ｄ部品構造データ部に対応するもので、３次元設計空間上の図面の図形データを記録するものである。単独３Ｄ部品構造データ部は、この３次元設計空間が参照している他の２次元／３次元モデルの３次元設計空間に対する情報を記憶するもので、参照している設計空間が所属する子の２次元／３次元モデルを示すファイル名、配置する位置を示す配置点、子の２次元／３次元モデルのＸ軸が対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸である第１軸、及び子の２次元／３次元モデルのＹ軸が対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸である第２軸が３Ｄ参照情報として参照している各設計空間毎にＩＤが付されて記録されている。尚設計空間が、参照関係において最下層にあり他の設計空間を参照していない場合には、作業空間データ部１２４は作業設計平面データ部１２３の場合と同様この単独３Ｄ部品構造データ部を持たない構成となる。
図２５に、作業平面データ部１２３の２Ｄ参照情報による２次元設計平面上への参照画像の配置例を示す。同図はユニット図という２次元／３次元モデルの「ＸＹ」というビュー上に部品図１という２次元／３次元モデルの「ＸＹ」という２次元設計平面を参照・配置する例である。この例では、２次元／３次元モデル「ユニット図」の２次元設計平面「ＸＹ」の２Ｄ参照情報の配置点及び配置角度から、参照先の２次元設計平面（２次元／３次元モデル「部品図１」の「ＸＹ」）の基準点（０，０）を、参照元の配置点（２０，２０）に合わせて参照元と参照先の２次元設計平面のｘ軸が平行（角度０°）となるように配置される。又ミラーフラグに「０」が設定されているので、２次元設計平面はミラー変換されずに配置される。
図２６は、作業空間データ部の３Ｄ参照情報による３次元設計空間上への参照画像の配置例を示す図である。同図はユニット図という２次元／３次元モデルの３次元設計空間のビュー上に部品図１という２次元／３次元モデルの３次元設計空間を参照配置する例である。この２次元／３次元モデル「ユニット図」の３Ｄ参照情報の配置点及び配置角度から、参照先の３次元設計空間の基準点（０，０，０）が一致するように、また参照元の３次元設計空間の配置点（１５，１０，１０）に合わせて、参照先の第１軸（ｘ軸）が参照元の−ｙ軸、参照先の第２軸（ｙ軸）が参照元の−ｚ軸となるように座標変換して配置する。
次に、テーブルファイル１４に記憶されている座標関係対応テーブル及び２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルについて説明する。図２７に座標関係対応テーブルの構成を示す。
座標関係対応テーブルは、２次元設計平面の３次元設計空間上での空間的な位置関係を示した対応テーブルである。図２８は、各２次元設計平面とその３次元座標系との対応関係を示す図である。
本実施形態では、各２次元設計平面は６面体の６面図のいずれかであることを想定しているが、その６面図は、図２８（ａ）に示すように、３次元空間上に設定したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を３辺とし、原点を通る６枚の無限平面として定義される。本実施形態では、同図（ａ）の様に３次元空間を２次元設計平面に展開した時、各２次元設計平面は、３次元空間の原点を通り、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のいずれかを法線ベクトルとした平面として定義される。そしてこれら各２次元設計平面に対して同図（ｂ）の様に平面ＩＤを、同図（ｃ）の様に平面名を付している。また各２次元設計平面は同図（ｄ）の様に右方向を第１軸（α軸）、上方向を第２軸（β軸）の＋方向として定義される座標系として定義される。
図２７の座標関係対応テーブルは、図２８（ｃ）の各２次元設計平面に対して、３次元設計空間上での空間的な位置関係を示したもので、各２次元設計平面に対してその平面ＩＤ、平面名、各平面から見た３次元座標軸の見え方、各２次元設計平面から３次元空間座標への変換方程式（マトリクス），この変換方程式による２次元データの３次元データへの（各２次元設計平面の３次元座標への）変換テーブル，及び３次元データの２次元データへの（３次元座標の各２次元設計平面への）変換テーブルから構成されている。
図２９は、２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルの設計平面変換パターンを平面ＩＤによって示した図である。この２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルは、参照される子の２次元／３次元モデルの設計平面が参照元である親の２次元／３次元モデルの設計平面上に設定配置される際の整合性を調べるためのテーブルである。
親図に子図を３次元的に整合性をもって参照配置する場合、その配置の仕方は特定のものに限定される。よってどの親図にどの子図を参照配置させようとしているのかを調べることによって整合性をチェックする事が出来る。
本実施例の場合、各２次元設計平面は６面図のいずれかなので、整合性の取れた参照・配置の場合、親図と子図の参照関係は図２８に示す２４パターンのいずれかになる。
すなわち、同図（ａ）の親図の位置に同図（ｂ）に示された２４パターンのいずれかの関係で参照配置されていれば、その参照は整合性の取れたものとなる。例えば親図の平面ＩＤ１の２次元設計平面が平面ＩＤ６の２次元設計平面の子図を参照配置し、以下平面ＩＤ２が平面ＩＤ３、平面ＩＤ３が平面ＩＤ２、平面ＩＤ４が平面ＩＤ５、平面ＩＤ５が平面ＩＤ４、平面ＩＤ６が平面ＩＤ１の親図が子図を参照配置してた場合、図２９（ｂ）の最下段の最右のパターンに対応するので、この参照は整合性が取れたものと判断される。
図３０は、図２９の親図と子図の参照関係の配置パターンを平面ＩＤではなく平面名で示したものである。また図３１は、図２９の参照関係の配置パターンを各平面から見た３次元座標軸の見え方によって表したものである。２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルを、この図３０や図３１の様な構成としても、このテーブルを図２９の場合と同様に参照関係の整合性のチェックに用いる事が出来る。
図３２は親図と子図の参照関係の配置パターンを、配置の際に、第１軸（α軸）を何度回転させたかで示した２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルである。同図の子図の各位置は、図３０、３１、３２と対応している。
同図中、０°、（±）９０°、１８０°、２７０°は、親図への配置の際の第１軸に対しての反時計回りの回転角度を示す。また、αミラー、βミラーは、それぞれα軸、β軸に対してミラー変換を行うことを示す。
子図の親図への配置の整合性のチェックは、この図３２及び図３０乃至３１に対して同じ配置のパターンが有るかどうかを調べる事によって行われる。図３３は、２次元設計平面パターンに対応する３次元変換マトリクステーブルを示す図である。
同図での各ボックスの位置は、図２９、３０、３１及び３２の２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルの子図と対応している。同図は、子の２次元／３次元モデルから親の２次元／３次元モデルへの座標変換と対応マトリクスを示しており、例えば右上の（ｘ ｙ ｚ）−＞（ｙ −ｘ ｚ）は、子の２次元／３次元モデルの（ｘ ｙ ｚ）座標が、対応マトリクスによる行列演算により、親の２次元／３次元モデルでは（ｙ −ｘ ｚ）に変換される事を示している。
次に３次元モデルの自動組上げ処理の開始時に、２次元／３次元データ編集ユニット１１によって作業メモリ１４上に作成される各処理テーブルについて説明する。これらの処理テーブルは、２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面や３次元設計空間間の参照やモデル間参照を管理するもの（参照データ）で、図２（ｂ）のモデル参照情報に対応するものである。
作業メモリ１４上に作成されるテーブルには、アセンブリ管理テーブル、親子関係処理テーブル、端末モデルテーブル、２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブル、先親保持テーブル及び空間配置情報ｔｅｍｐデータがあり、このうち先親保持テーブル及び空間配置情報ｔｅｍｐデータは処理の過程で一時的に作成されるテンポラリデータである。
図３４にアセンブリ管理テーブルの構成例を示す。アセンブリ管理テーブルは、階層構造を構成する各２次元／３次元モデルのデータにＩＤ（モデルＩＤ）を振り付け、モデル名（その２次元／３次元モデルのファイル名）とモデルＩＤとの対応関係を管理するものである。図３４の例の場合、総モデル数としてＮ、そして全２次元／３次元モデルに対しモデルＩＤ１〜Ｎとそれらに対応する２次元／３次元モデルのモデル名が対応づけて記録されている。
このアセンブリ管理テーブルは、３次元モデルの自動組上げ処理の前処理により作成され、処理モデルＩＤ振り付け処理時に対象となっている２次元／３次元モデルのファイルをモデル図形格納データベース１２から読みだし、親の２次元／３次元モデルから子の２次元／３次元モデルへ順次配置関係を検索しながら作成される。
親子関係処理テーブルは、ユーザによって処理対象として指定された２次元／３次元モデルが参照している他の２次元／３次元モデルとのモデル間の参照関係（親子関係）に対する情報や親子関係処理の順序を管理するテーブルである。
図３５にこの親子関係処理テーブルの構成例を示す。親子関係処理テーブルには、いずれかの２次元／３次元モデルに対して親の２次元／３次元モデルとなっている２次元／３次元モデル毎にレコードが作成される。このテーブルの１つのレコードは親子関係処理順序ＩＤ、親モデルＩＤ、配置子モデルＩＤ、配置数及び端末処理フラグより構成されている。親子関係処理順序ＩＤは、いずれかの２次元／３次元モデルの親の２次元／３次元モデルとなっている２次元／３次元モデルに対して付されるＩＤで、２次元／３次元モデルの親子関係を検索、処理する親子関係処理の順序を示すものである。この親子関係処理順序ＩＤの逆順に３次元モデルの自動組上げ処理が行われる。親モデルＩＤは、参照関係において、親の２次元／３次元モデルとなる２次元／３次元モデルのモデルＩＤである。配置数及び配置子モデルＩＤは、それぞれ、その親の２次元／３次元モデルが参照・配置している子の２次元／３次元モデルの数と子の２次元／３次元モデルのモデルＩＤである。末端処理フラグは、親子関係処理がこれ以上不用な時設定されるフラグで、これより下の階層では参照関係がないことを示す。
末端モデルテーブルは、参照関係において最下層の２次元／３次元モデルを示すテーブルで、子の２次元／３次元モデルを持たない末端の２次元／３次元モデルのモデルＩＤが設定される。図３６に末端モデルテーブルの構成例を示す。同図では、末端の２次元／３次元モデルの数とその末端の２次元／３次元モデルのモデルＩＤが通し番号と共に記録されている。この末端モデルテーブルを調べることにより、２Ｄ／３ＤＣＡＤデータ処理ユニット１１はこのテーブルに記録されている２次元／３次元モデルより下層には参照関係がないこと認識できる。
２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルは、親子関係処理テーブルで管理されている各親子関係毎に生成され、各親子関係に対し、子の２次元／３次元モデルのどの２次元設計平面が親の２次元／３次元モデルのどの２次元設計平面に参照配置されているのか、いくつ配置されているのか等の情報を管理するものである。またその親子関係において、３次元設計空間間での参照・配置が行われ、３次元参照が設定されているかどうかを管理する。
図３７に２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルの構成例を示す。２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルは、親子関係処理ＩＤ、子モデルＩＤ、ビュー連動２Ｄ部品構造データ部及び３Ｄ空間配置フラグより構成されている。親子関係処理ＩＤは、親子関係処理テーブルの親モデルＩＤに対応するものである。子モデルＩＤは親子関係対応テーブル内の親子関係ＩＤに対応する親モデルＩＤのレコードに記憶されている配置子ＩＤのいずれかである。ビュー連動２Ｄ部品構造データ部は、２次元データに対し、２次元設計平面に跨がって１つの部品として認識する事を可能ためのデータで、配置平面数とそのは配置平面数分の親図面配置平面ＩＤと子図面配置平面ＩＤを記憶している。３Ｄ空間配置フラグは、この２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルが管理する親子関係に対し３Ｄ参照が設定されているか否かを示すもので、「０」がセットされていれば子の２次元／３次元モデルの３次元設計空間が親の２次元／３次元モデルに対して参照配置されておらず、３次元参照が設定されてないことを示す。また「１」がセットされていれば、子の２次元／３次元モデルの３次元設計空間が親の２次元／３次元モデルに対して参照配置されており、子の２次元／３次元モデルと親の２次元／３次元モデルの間に３次元参照が設定されていることを示す。
図３８に先親保持テーブルを示す。先親保持テーブルは、全階層に渡って親子関係処理を行うためのテンポラリテーブルで、親モデルＩＤ（親子関係処理ＩＤ）、子モデル数、通し番号（ＩＤ）、子モデルＩＤ、及びチェックフラグが記憶されている。
図３９は空間配置情報ｔｅｍｐデータを示す図である。空間配置情報ｔｅｍｐデータは、３Ｄデータや３次元配置位置座標情報等から成る。
図４０は平行平面管理テーブルを示す図である。平行平面管理テーブルには、３次元空間で平行に配置される平面の平面ＩＤが組になって記憶されている。
図４１は、２Ｄ／３ＤＣＡＤデータ処理ユニット１１により実行される上記した各テーブルやデータを用いた３次元自動組み立て処理の全体フローを示すフローチャートである。
同図においてまずステップＳ１０１としてモデルＩＤ割付け処理を行う。このモデルＩＤ割付け処理は、図３４のアセンブリ管理テーブルを設定するアセンブリ管理テーブル設定処理と図３６の末端モデルテーブルを設定する末端モデルテーブル設定処理から成る。このモデルＩＤ割付け処理では、モデル図形格納データベース１２を親から順に検索して、各モデルにＩＤを割り付ける。
次にステップＳ１０２として、２Ｄ部品階層構造からの親子関係データ抽出処理を行う。この２Ｄ部品階層構造からの親子関係データ抽出処理は、図３５の親子関係処理テーブル設定を行う親子関係処理テーブル設定処理と、図３７の２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルの設定を行う２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブル設定処理から成る。親子関係処理設定テーブル設定処理は、最上位の２次元／３次元モデルから順に各２次元／３次元モデルの全ての平面データ部の単独２Ｄ部品データ部を検索することによって、親子関係を抽出しこれを親子関係処理テーブルに設定する。末端処理フラグの設定では、配置子モデルＩＤと末端モデルテーブルとを照合し、全ての配置子モデルＩＤが末端モデルテーブルに存在する時、末端処理フラグを立てる。また２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブル設定処理は、２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルのビューに跨がった部品の認識の為のデータである２Ｄ部分の設定を行う処理で、親子関係を検索し、全ての親子間の２Ｄ３Ｄ部品構造対応対応テーブルのビュー連動２Ｄ部品構造データ部を設定する。
そして次にステップＳ１０３として、２Ｄ部品配置情報からの３次元配置情報抽出処理を、親子関係処理テーブルと２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルに設定されている全ての親子関係に対して、親子関係処理テーブルの順序ＩＤの逆順に行う。この３次元配置情報抽出処理は、２Ｄ部品構造の作業平面間の整合性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理と、３次元部品配置情報（３次元参照データ）設定処理から成る。
同一２次元／３次元モデル内では座標関係対応テーブルにより、２次元平面である２次元設計平面と３次元空間である３次元設計空間に対応関係がある。また、２次元平面での配置情報（２次元参照）が親の２次元／３次元モデルでの配置情報であるため、この２次元参照を３次元情報に変換すれば、そのまま３次元データにおける親の２次元／３次元モデルの空間的配置情報（３次元参照）になる。従って、３次元配置情報抽出処理を、３次元配置情報抽出処理及び２Ｄ部品構造の作業平面間の整合性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理と３次元部品配置情報（３次元参照データ）設定処理により行う。
そして最後にステップＳ１０４で、ステップＳ１０３の２Ｄ部品配置情報からの３次元配置情報抽出処理で得られた３Ｄ参照データを利用して親子関係処理テーブルの順序ＩＤの逆順に子の２次元／３次元モデルの３次元モデルを親の２次元／３次元モデルに表示する若しくはコピーする３Ｄ部品自動組み上げ処理を行う。
図４２及び図４３は、図４１のステップＳ１０３の２Ｄ部品構造作業平面間の整合性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理の処理フローの詳細を示すフローチャートである。
この２Ｄ部品構造作業平面間の制御性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理は、親子関係処理テーブル及び２Ｄ３Ｄ部品化構造対応テーブルに設定されている各親子関係について、親の２次元／３次元モデルの設計平面に配置されている子の２次元／３次元モデルの設計平面の整合性をチェックし、整合性に矛盾が無ければ、子の２次元／３次元モデルのｘ軸に対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸を第１軸として、子の２次元／３次元モデルのｙ軸に対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸等を、空間配置情報ｔｅｍｐデータとして作業メモリ１１に格納するものである。
処理が開始されると、まず、空間配置情報ｔｅｍｐデータをクリアする（ステップＳ２０１）。次に、今注目している親子関係（親ＩＤ、子ＩＤ）において、対応する２Ｄ３Ｄ部品構造テーブルのビュー連動２Ｄ部品構造データ及び各設計平面の作業平面データ部１２３の単独２Ｄ部品構造データ部を検索し、必要な情報を抽出する（ステップＳ２０２）。そして親の２次元／３次元モデルの設計平面へ参照・配置されている配置数が１つならば（ステップＳ２０３、＝１）、作業平面データ部１２３及び２Ｄ／３Ｄ部品構造テーブルから親配置平面ＩＤ、子配置平面ＩＤ、基準点及び配置角度を抽出する（ステップＳ２０５）。そして、基準点を通り、親配置平面の法線ベクトル方向のガイドを提示し、ユーザに奥行を指示させる（ステップＳ２０６）。
そして、ステップＳ２０５及びステップＳ２０６で得られたデータを、座標関係対応テーブルに基づいて３次元データ化し、空間配置情報ｔｅｍｐデータに格納し（ステップＳ２０７）、３次元データ化処理を終了する。
一方、ステップＳ２０３で、親の２次元／３次元モデルの設計平面への配置数が２つ以上ならば（ステップＳ２０３、≧２）、次に、親配置平面、子配置平面が共に非平行であるものが有るかをチェックする（ステップＳ２０４）。このチェックは図４０の平行平面管理テーブルと親配置平面及び子配置平面の平面ＩＤを照合して平行平面管理テーブル内に無い組合わせかどうかを調べることにより行われる。そして、非平行なものがなければ（ステップＳ２０４、ＮＯ）ステップＳ２０５の処理に移行し、非平行なものが有れば（ステップＳ２０４、ＹＥＳ）、ステップＳ２０８の処理に移る。
ステップＳ２０８では、ビュー連動２Ｄ部品構造データ及び２次元参照データを利用して整合性をチェックする。この整合性のチェックは、各２次元参照の配置点を通り配置されている親の２次元／３次元モデルの平面に垂直な直線との交点を計算し（ステップＳ２０８Ａ）、また２次元参照データと２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルと比較することにより行われる（ステップＳ２０８Ｂ）。
次に、整合性に矛盾が有るか判断し（ステップＳ２０９）、整合性に矛盾が場合、即ち３次元空間上に交点が求まらなかったり、２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルと比較した結果、そのテーブルに無い組合わせの親子関係があった場合（ステップＳ２０９、ＹＥＳ）、設計者に対話的に整合性を取らせ、再度ステップＳ２０８の整合性チェックを行う。
またステップＳ２０９で矛盾が無かった場合には（ステップＳ２０９、ＮＯ）、求められた３次元交点を空間配置情報ｔｅｍｐデータの３Ｄ配置位置に格納する（ステップＳ２１０）。
そして親配置平面のＩＤ値が最小の２Ｄ参照データを抽出し、子の２次元／３次元モデルのｘ軸、ｙ軸、ｚ軸が親の２次元／３次元モデルのｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のどれに対応するかを２Ｄ３Ｄ配置整合性データと照合して求め、空間配置情報ｔｅｍｐデータの第１軸には、子の２次元／３次元モデルのｘ軸に対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸を、第２軸には子の２次元／３次元モデルのｙ軸に対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸を格納して（ステップＳ２１１）、処理を終了する。
図４４は、図４１のステップＳ１０２の３次元部品配置情報（３次元データ）設定処理の詳細を示すフローチャートである。図４３の処理が開始されると、まず、図４１、４２に示した２Ｄ部品構造作業平面間の整合性チェック処理（ステップＳ２０８）及び２次元参照の３次元データ化処理（ステップＳ２０７）で得られた空間配置ｔｅｍｐデータを、対応する親の２次元／３次元モデルの作業空間データ部１２４の中にある単独３Ｄ部品データ部に３Ｄ参照情報として格納する（ステップＳ３０１）。
そして、対応する２Ｄ／３Ｄ部品構造対応テーブルの３Ｄ空間配置フラグを立てて（ステップＳ３０２）、処理を終了する。図４５は、６面図における連動動作を示す図である。
同図は６面図の内、ある２次元設計平面上で子図が移動した場合、他の２次元設計平面でその動きがどの様に連動されるかを示している。同図（ａ）の６個の各子図には、Ｖ１〜Ｖ６の２次元設定平面が設定されており、Ａ〜Ｆは、それぞれ、各２次元設定平面Ｖ１〜Ｖ６の縦軸を表している。
同図（ａ）のように、２次元設定平面Ｖ１〜Ｖ６及びそれらの縦軸Ａ〜Ｆが設定された各子図において、同図（ｂ）の左端の列に示すように、上記各子図の縦軸Ａ〜Ｆを矢印に方向に移動すると、この移動に連動して、他の子図が、同図（ｂ）のＶ１〜Ｖ６の欄の列に示す矢印の方向に連動して移動する。
図４６は、上述した本実施形態におけるＣＡＤシステムや連携システム等の各情報処理システムの環境を示す図である。この情報処理システムは、図４６の様にＣＰＵ２０１、主記憶装置２０２、ハードディスク装置２０３、ディスプレイ、キーボード、マウス等を備えた入出力装置２０４、モデム、ＬＡＮアダプタ等のネットワーク接続装置２０５及びＣＤ，ＤＶＤ，光ディスク、フロッピーディスクなどの可搬記憶媒体２０７が装着され、それから記憶内容を読み出す媒体読取り装置２０６を有し、これらが互いにバス２０８により接続される構成となっている。
図４６の情報処理システムでは、媒体読取り装置２０６により可搬記憶媒体２０７に記憶されているプログラム、データを読み出し、これを主記憶装置２０２またはハードディスク２０３にロードまたは格納する。そして本実施形態による各処理は、ＣＰＵ２０１がこのプログラムやデータを主記憶装置２０２上にロードして実行することにより、ソフトウエア的に実現することが可能である。
また、この情報処理システムでは、可搬記憶媒体２０７を用いてアプリケーションソフトの交換が行われる場合がある。よって、本発明は、ＣＡＤシステムやＣＡＤ連携システムに限らず、コンピュータにより使用されたときに、上述の本発明の実施の形態の機能をコンピュータに行わせるためのコンピュータが読み出し可能な記憶媒体として構成することもできる。
この場合、「記憶媒体」としては、例えば図４７に示されるように、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク（あるいはＭＯ、ＤＶＤ、リムーバブル磁気ディスク等であってもよい）等の媒体駆動装置３０７に脱着可能な可搬記憶媒体３０６や、ネットワーク回線３０３経由で送信される外部の情報提供業者が保有する情報提処理装置（サーバ等）内の記憶デバイス（データベース等）３０２、あるいは情報処理装置３０１の本体３０４内のメモリ（ＲＡＭ又は外部記憶装置）３０５３０５等が含まれる。可搬記憶媒体３０６や記憶デバイス（データベース等）３０２に記憶されているプログラムは、本体３０４内のメモリ（ＲＡＭ又は外部記憶装置等）３０５にロードされて、実行され、上述した本実施形態の各機能を実現する。
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、２次元設計平面／３次元設計空間の階層構造を管理する情報を利用して、３次元モデルの組み上げを自動的に行う事が出来る。
また２次元設計平面間、または２次元設計平面と３次元設計空間で、面図に跨がった部品の移動、コピー、削除等の編集操作がや面図に跨がった編集操作等を連動可能とする。更には２次元設計平面データと３次元設計空間データ間での部品構造単位での対応関係を管理することができる。
また、複数の設計平面、設計空間に分散されて表現されている部品やユニットが有る場合でも、それらのある１つの作業平面での部品の配置位置等の変更が、他の関連する２次元設計平面や３次元設計空間に及ぼす影響範囲を、ユーザに通知する事が出来る。
更に、整合性を確認しながら、対話的に編集処理を行うことが可能となる。また、ある設計平面／設計空間上にに表現されている図形要素に対して行った操作を、関連する他の設計平面／設計空間に自動的に反映させることができる。また、部品位置関係などの３次元的整合性を、２次元設計平面上でチェックすることができる。
また、更に、任意の階層の任意の２次元／３次元モデルや任意の作業平面または作業空間の任意の参照情報（配置情報等）や形状の編集操作を、処理対象となる２次元／３次元モデルや作業平面または作業空間を切り替えることなく行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明のＣＡＤシステムでの、各設計平面に対するデータ構成を示す図である。
【図３】２次元設計平面の空間的属性についての説明図である。
【図４】各設計平面間の参照関係を示す図である。
【図５】３次元参照を自動的に作成する処理フローを示すイメージ図である。
【図６】３次元参照を自動的に作成する処理フローを示すフローチャートである。
【図７】配置点及び配置ベクトルの変換処理の説明図である。
【図８】３次元参照及び３次元モデル作成の処理を示すフローチャートである。
【図９】２次元設計平面上での部品の移動処理を示す図である。
【図１０】図９の部品の移動における処理フローを示すフローチャートである。
【図１１】編集指示の関連する他の２次元／３次元モデルへの反映を示す図である。
【図１２】入力対象として２次元／３次元モデルを指定し、作業平面や作業空間を切替えることなく編集作業を行った場合を示す図である。
【図１３】新規２次元／３次元モデルの作成処理を示す図である。
【図１４】新規２次元／３次元モデルの作成処理における各２次元設計平面における、空間的属性の継承について説明する図である。
【図１５】ガイドの例を示す図である。
【図１６】３次元設計空間上への３次元参照の設定による各２次元設計平面上の指定要素の基準点の自動設定を示す図である。
【図１７】新規のモデル間参照の設定についての前提を示す図である。
【図１８】ＣＡＳＥ１の処理フローを示す図である。
【図１９】ＣＡＳＥ２の処理フローを示す図である。
【図２０】ＣＡＳＥ３の処理フローを示す図である。
【図２１】本発明を２次元／３次元連携ＣＡＤシステムとして構成した場合の概略構成図である。
【図２２】モデル図形格納データベース１２内に格納されているデータ構成を示す図である。
【図２３】作業平面データ部の構成例を示す図である。
【図２４】作業空間データ部の構成例を示す図である。
【図２５】作業平面データ部の２Ｄ参照情報による２次元設計平面上への参照画像の配置例を示す図である。
【図２６】作業空間データ部の３Ｄ参照情報による３次元設計空間上への参照画像の配置例を示す図である。
【図２７】座標関係対応テーブルを示す図である。
【図２８】各２次元設計平面とその３次元座標系との対応関係を示す図である。
【図２９】２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルの設計平面変換パターンを平面ＩＤによって示した図である。
【図３０】２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルの設計平面変換パターンを平面名によって示した図である。
【図３１】２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルの設計平面変換パターンを３次元座標軸の見え方によって示した図である。
【図３２】第１軸を何度回転させたかで示した２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルを示す図である。
【図３３】２次元設計平面パターンに対応する３次元変換マトリクステーブルを示す図である。
【図３４】アセンブリ管理テーブルの構成例を示す。
【図３５】親子関係処理テーブルの構成例を示す図である。
【図３６】末端モデルテーブルの構成例を示す図である。
【図３７】２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルの構成例を示す図である。
【図３８】先親保持テーブルを示す図である。
【図３９】空間配置情報ｔｅｍｐデータを示す図である。
【図４０】平行平面管理テーブルを示す図である。
【図４１】テーブルやデータを用いて３次元自動組み立て処理のフローを示すフローチャートである。
【図４２】２Ｄ部品構造作業平面間の制御性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理のフローチャート（その１）である。
【図４３】２Ｄ部品構造作業平面間の制御性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理のフローチャート（その２）である。
【図４４】３次元部品配置情報設定処理を示すフローチャートである。
【図４５】６面図における連動動作を示す図である。
【図４６】本システムが用いられる情報処理システムの環境図である。
【図４７】記憶媒体の例を示す図である。
【図４８】従来のＣＡＤでのデータの管理方法を示す図である。
【符号の説明】
１ ２Ｄ／３Ｄ連携ＣＡＤシステム
２ ユーザ入出力装置
１１ ２次元／３次元ＣＡＤデータ編集ユニット
１２ モデル図形格納データベース
１３ テーブルファイル
１４ 作業メモリ
２１ ＣＡＤシステム
２２ モデル間参照管理手段
２３ モデル内対応関係管理手段
２４ ２次元／３次元モデル
２５ ２次元設計平面
２６ ３次元設計空間
２７ 対応関係
２８ 参照情報
２０１ ＣＰＵ
２０２ 主記憶装置
２０３ ハードディスク
２０４ 入出力装置
２０５ ネットワーク接続装置
２０６ 媒体読取り装置
２０７ 可搬記憶媒体
２０８ バス
３０１ 情報処理装置
３０２ プログラム（データ）情報提供業者
３０３ ネットワーク回線
３０４ 情報処理装置本体（コンピュータ）
３０５ プログラム（データ）
３０６ 可搬記録媒体
本発明はＣＡＤシステム等の図形処理装置及びその図形処理装置の実現の為に用いられるプログラムが格納されるプログラム記憶媒体に係わり、特に３次元モデルの自動組上げ及び２次元や３次元の各設計平面／空間（以下ビューともいう）のデータ間の対応関係の形成する技術に関する。
【従来の技術】
近年一般機械や建築などでの設計は、ドラフターによる図面作成からＣＡＤシステムによって行われるようになって来ている。
ドラフターで行っていた線画図面の作成機能を電子化したものとして２次元ＣＡＤがある（尚本明細書内での２次元ＣＡＤとは、一般的な意味での２次元ＣＡＤの他に、一般にいわゆるドローイングツールと呼ばれている物体の形状についての作図を行うアプリケーションも含む）。この２次元ＣＡＤによる設計は、３面図等の２次元平面での線画レベルの作図をしながら行われる。２次元平面上での設計の場合、１つの部品形状や３次元的部分配置位置を正面図・側面図・断面図等の複数の図面（平面図）として分散させて表現する。よって、３次元の幾何学的な形状としては矛盾があるような表現も可能なため、設計の初期段階ではあいまいな部分を残しながら重要な部分（重要な部品、図面）から設計を始め、徐々に細分化して整合性の取れたものにしてゆくという、柔軟な設計処理を行うことが可能であり、この様な手法は頻繁に用いられている。
機械などの図面は、基本的な部品から、その部品を複数組合わせたものを示す組図、最終的な製品を示す製品図と様々な規模のものが作られるが、２次元ＣＡＤにおいて、これらの図面は、規模の小さい部品の図面から順に参照しながら、順々に大規模な図面を作成することによって得られる。
図４８は、これまでのＣＡＤでのデータの対応関係を示す図である。
同図中２ビューＡ１、Ａ２、Ｂ１及びＢ２が２次元データの設計平面を示しており、ユニットＡ、Ｂの上面図（Ａ１，Ｂ１）と正面図（Ａ２，Ｂ２）を表している。各設計平面は、より小規模な他の設計平面を参照配置して構成されており、そのデータは階層構造となっている。この階層構造は、その設計平面を構成し参照元と参照先の親子関係にあるユニットのデータや最小単位の部品のデータへのリンクによって構成されている。例えばビューＡ１の場合には、親子関係にあるユニットＢのビューＢ１及びビューＣ１のデータへのリンクによって構成されている。
設計が進んでくると、２次元設計平面上での設計の場合、複数の面図に分散して表現してある同一部品の配置位置や部品形状に跨がった編集作業が多くなるが、関連した処理を複数の面図に跨がった処理が多くなるが、処理対象の面図を一々切替えなければならないため、設計品質・設計効率を向上させる上で限界がある。
図４８を見れば分るように同一のユニットに対する面図でも２次元設計平面Ａ１と２次元設計平面Ａ２との間には、互いの対応関係を示す情報は部品レベルではなく、それぞれ独立した階層構造のデータとなっている。そして、各面図のデータは例えば、正面図・上面図等の各々を別々の格納ファイルに保存してあるだけである。
２次元ＣＡＤには同一ユニットに対する面図間の関係を設定する支援機能として投影線等の形状を作成する機能を持つものがあるが、この機能では面図に跨がって形状の編集を扱うことが出来ない。例えば、面図間に跨がっては１つの部品構造の認識が持てないため、面図に跨がった部品位置や形状を修正する場合、１つの面図に対して行った修正を他の面図に同様に反映させるには、図形データがあるにもかかわらず，それを直接用いるのではなく、ユーザが面図を見ながら新たな面図に投影線を描いて補助データを作成し、面図を入れ替えて別の面図の部品位置や形状を修正しなければならなかった。
また部品構造同士のデータで階層構造（親子関係）を持つ仕組みはあったが、１つのユニットに対する各面図のデータに関連を持たせて扱う構造がないため、図４８に示したように、各面図間で別々の独立した階層データ構造になっている。よって、１つの面図上で配置位置の修正、階層構造の生成や変更を行うと、それぞれ他の面図に対しても対応する修正処理を個々の面図データに対して行わなければならず、操作が非常に煩わしい。
また各部品やユニットの立体形状を３次元モデルとして扱う３次元ＣＡＤは、３次元的に整合性のある形状が作成できる為、設計品質の向上を期待できる。しかし、その３次元モデル作成・編集（モデリング）においては、非常に複雑で手間がかかる処理を必要とする。
図４８上の３次元設計空間ＡＳ及びＢＳは、ユニットＡ、Ｂの３次元作業空間を表してる。単純な構成のものに対しては２次元データから３次元データへの直接変換が行われるが、ある程度の数の部品から構成されるユニットを示す組図の場合、３次元作業空間上の３次元モデルは、設計者が最小の部品の３次元モデルを順に組み上げて作成する。例えば３次元設計空間ＡＳ上の３次元モデルは、まずユニットＤ及びユニットＥの３次元モデルＤＳ，ＥＳを３次元作業空間上で整合性をチェックしながら配置位置を決めてユニットＢの３次元モデルＢＳを手動で作成し、次にこのユニットＢの３次元モデルとユニットＣの３次元モデルＣＳを３次元作業平面上で組合わせて作成する。部品同士の組み立ては、基本的に、３次元部品を１つずつ３次元空間上で、面一致、点一致、軸一致などの条件を設定しながら配置していかなくてはならず、大規模な３次元部品を組み上げる際には非常に手間がかかる。図４８の場合には部品点数が少ないが、実際の組図は数千部品以上になる場合も有り、この組図の作成作業は、非常に複雑で手間がかかるものとなる。
この３次元モデルを用いた設計では、製品レベル／ユニットレベルで部品を組み上げて、部品間の干渉状態を確認出来る点が大きなメリットであり、部品単位での設計（モデリング）では効率が上がる。しかし、部品形状を示すモデルを作成する手順が極めて複雑であり、また常に正面図、側面図等の平面図で整合性のある形状を作成しておかないといけないために、複数の部品を同時に設計して行くような組図・ユニット図の設計段階の機械設計に於ては、複雑な手順を踏むモデリングが逆に設計効率を下げてしまう。
２次元データと３次元データの両方を連携させて扱う２次元／３次元連携ＣＡＤは、上記問題を解決するために、必要に応じて柔軟な設計作業が出来る２次元ＣＡＤと、整合性のあるデータを作成可能な３次元ＣＡＤとを必要に応じて使い分けながら設計作業を効率的に進めていこうという考えに基づいたものである。
しかし現行の２次元／３次元連携ＣＡＤでは３次元ＣＡＤで用いられる３次元データに２次元ＣＡＤで用いられる２次元データを利用する仕組みを持たず、また部品構造レベルにおいても２次元データと３次元データとを連携させる仕組みも無い。そのため、現在２次元／３次元連携ＣＡＤで実現されている連携は、構造化されていない２次元データを３次元ＣＡＤに転送するレベルの連携方式にすぎず、３次元データを生成する為の断面形状の２次元データを２次元ＣＡＤシステムから３次元ＣＡＤシステムに転送する、或は３次元空間上のある平面上に２次元データを転送して、配置位置を決めるためのリファレンスデータとして利用するなどの２次元データを３次元ＣＡＤシステムに転送する、又は３次元データを１つの２次元の作業平面（正面図、側面図或は断面図等の作業平面）へ焼き付ける程度の連携方式しか実現できていない。
拠って、３次元データによって構想し、作成した組図・ユニット図という３次元部品を組み立てる為の電子データがあるにも関わらず、設計者はそれらを直接活用できない。その為、設計者は、３次元モデルを作成する際には、それらを画面上に表示し、それを見ながら３次元部品を組み上げる、或は１つの図面の情報だけを取込んで、やはり１つ１つの３次元部品を配置・移動していかなくてはならない。
また設計作業中には２次元設計平面と３次元設計空間を頻繁に切替えて作業を行うほうが効率的であるが、実際には構想段階は２次元ＣＡＤ、詳細な設計の一部は３次元ＣＡＤというように、設計作業の大部分はどちらか一方しか利用していないという段階に留ってしまっている。
【発明が解決しようとする課題】
この様にこれまでの２次元ＣＡＤ、３次元ＣＡＤ、２次元連携ＣＡＤは以下の課題を持つ。
(1) 従来の２次元／３次元ＣＡＤにおいては、ある程度の規模の組図や製品図の３次元モデルを作成する際は、２次元の組み立て図とは独立して、各部品図レベルにおいて３次元データを作成し、その後、これを設計者が３次元設計空間上で組み立てなければならない。
(2) ３次元の組図／ユニット図等の作成にあたって、対応する３面図図等の電子データが存在するにもかかわらず、それをリファレンスデータとして表示参照に用いることが出来る程度で、これをフルに活用して３次元部品を組み上げることが出来い。
(3) ２次元設計平面と３次元設計空間との対応関係がないため、設計作業中に必要に応じて２次元設計平面と３次元設計空間を頻繁に切替えることが出来ない若しくはしにくい。
(4) ３次元ＣＡＤでは、３次元部品の配置操作が煩わしい。
(5) 組み立て図へ部品図のデータを配置することは出来るが、１つの部品に対する各２次元平面図と３次元モデルを１つの部品に対するものであると認識する仕組みを持たない。よって１つの部品・ユニットを表現する図形要素群の影響範囲がとこまで及ぶか分らない。よって、それらの部品位置関係等の３次元的な整合性を取り扱うことができない。
上記問題点に鑑み、本発明は以下（ａ）〜（ｅ）の機能を実現する、２次元ＣＡＤシステム、３次元ＣＡＤシステム、２次元／３次元連携ＣＡＤシステム、ＣＡＤ同士の連携を実現する連携システム、連携方法及びプログラム記憶媒体を提供する事を目的とする。
（ａ） 同一の部品やユニットに対する複数の２次元図面や３次元モデルに対し、互いの対応関係を持たせる仕組を提供する。
（ｂ） 同一の部品やユニットに対する２次元設計平面や３次元設計空間の対応関係や、参照関係の情報から１つの２次元設計平面や３次元設計空間での編集内容を他の２次元設計平面や３次元設計空間へ連動させる仕組を提供する。
（ｃ） 正面図、側面図等の２次元図面に部品レベルでの空間的な属性を与える仕組みを提供する。
（ｄ） 他の図面データを参照する場合に、正面図、側面図等の複数の平面データを１つの単位として扱うための枠組みを提供する。
（ｅ） ２次元設計平面から作成される組み立て図、部品図の空間的な関係を基に、３次元形状の空間的関係を作り出し、３次元形状での組み立てを自動で行う仕組みを提供する。
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理図である。本発明は２次元設計平面／３次元設計空間２６を参照して構成される２次元設計平面／３次元設計空間を扱うＣＡＤシステムを前提とする。
本発明によるＣＡＤシステム２１は、モデル間参照管理手段２２及びモデル内対応関係管理手段２３を備える。モデル内対応関係管理手段２３は、同一の対象に対する２次元設計平面２５や３次元設計空間２６の間の対応関係２７を管理する。モデル間参照管理手段２２は、同一の対象に対する２次元設計平面や３次元設計空間から構成される２次元／３次元モデル２４間の参照情報２８を管理する。
上記２次元／３次元モデル２４間の２次元参照若しくは３次元参照の１つを操作した時、このモデル間参照管理手段２２は、上記２次元／３次元モデル間の他の２次元参照や３次元参照を上記操作に対応して操作する。これによりある２次元設計平面／３次元設計空間での操作対象２次元／３次元モデル内の操作を、他の２次元設計平面／３次元設計空間や他２次元／３次元モデルへ連動させる事が出来る。
またＣＡＤシステム２１は、自動組上げ手段を更に備える構成とする事も出来る。自動組上げ手段は、第１の２次元／３次元モデルに属する複数の２次元設計平面２５の第２の２次元／３次元モデルに属する２次元設計平面２５への２次元参照と、上記第１の２次元／３次元モデル内の対応関係２７及び上記第２の２次元／３次元モデル内の対応関係２７から、上記第１の２次元／３次元モデルの３次元設計空間２６と上記第２の２次元／３次 元モデルの３次元設計空間２６との３次元参照を作成する。また、自動組上げ手段は、同じ２次元／３次元モデル２４に属する複数の２次元設計平面２５の２次元参照と、上記２次元／３次元モデル２４内の対応関係２７を用いて、上記同じ２次元／３次元モデル２４に属する３次元設計空間２７を自動的に組上げる。この自動組上げ手段により、２次元／３次元モデル内の対応関係２７と他の２次元／３次元モデルとの参照情報２８を持った３次元設計空間２６を自動的に組上げる事が出来る。
また本発明は、ＣＡＤシステムだけではなく、２次元ＣＡＤと３次元ＣＡＤとの間での図形データの連携を行う連携システムや、ＣＡＤデータ管理方法、プログラム記憶媒体も含む。
本発明よれば、他モデルの３次元設計空間との参照を自動的に設定する事が出来、これにより、複数の要素から構成されている３次元モデルを自動的に組上げる事が出来る。またこの３次元設計空間は、同一モデル内の２次元設計平面との対応関係や他のモデルとの３次元参照を持つ。よってある２次元設計平面／３次元設計空間での操作を、モデル内の他の２次元設計平面／３次元設計空間や他モデルへ反映させる事が出来る。
【発明の実施の形態】
まず本実施形態の概略構成、処理動作を説明する。以下の説明では、１つの部品やユニット等、同一対象に対する全ての設計平面（形状を２次元で表わした２次元データによる２次元設計平面／形状を３次元で表わした３次元データによる３次元設計空間）を１つの単位として２次元／３次モデルという。また他の２次元／３次モデルへの２次元設計平面間の階層的な参照を２次元参照、３次元設計空間間の参照を３次元参照、２次元／３次モデル間の２次元参照と３次元参照をまとめてモデル間参照という。また設計作業の対象となっている２次元／３次モデルの設計平面／空間を作業平面／空間という。
図２は本実施形態によるＣＡＤシステムでの、各２次元／３次元モデルに対するデータ構成を示す図である。このＣＡＤシステムでは、各２次元／３次元モデル対するデータとして、図２（ａ）に示すモデル情報と同図（ｂ）に示すモデル参照情報を２次元／３次元モデル単位で持つ構成となっている。
モデル情報は、その２次元／３次元モデルが持つ２次元設計平面及び３次元設計空間に関する情報と各２次元設計平面が３次元設計空間上でどの様な属性を持つ平面であるかを示す空間的属性を記録している。図２の場合、２次元／３次元モデルＡは、２次元設計平面としてＡ１、Ａ２、．．を持ち、３次元設計空間としてＡＳを持つ。また空間的属性として、設計平面Ａ１は３次元設計空間上でＸＺ平面（Ｙ＝０）を、設計平面Ａ２はＸＹ平面（Ｚ＝０）を示すものであることが記録されている。
図３は、上記各２次元設計平面の空間的属性について説明する図である。各２次元設計平面の３次元設計空間における空間的属性を与える方法としては、図２に示したように、図３の(1) の視点や(2) の視点など定型的なものに対して「ＸＹ平面」や「正面図」など、予め空間的に意味のある名前を与えておきこの名称によって規定する方法や、ｘ＝０など法線ベクトルを用いて数学的に直接的に表現する方法、２次元設計平面の原点を３次元設計空間の原点に対応させる方法などがある。
また図２（ｂ）のモデル参照情報は、２次元／３次元モデル内の各設計平面／空間が他の２次元／３次元モデルのどの設計平面を参照しているかを記録している。例えば同図では、２次元／３次元モデルＡの設計平面Ａ１に対して、２次元／３次元モデルＢの設計平面Ｂ１と２次元／３次元モデルＣの設計平面Ｃ１の参照、及び参照元の設計平面上の配置ベクトルと参照先の設計平面上の基準ベクトルの変換マトリクスが、参照データとして記録されている。
図４は本実施形態の各設計平面／空間間の参照関係の一例を示す図である。本実施形態のシステムでは、３次元モデルの自動組上げ作業を行う２次元／３次元モデルが指定されると、ユーザが編集処理を開始する前に、前処理として、設計作業の対象となる部品やユニットに対する２次元設計平面の２次元参照及び空間的属性から、３次元参照を作成しつつ３次元作業空間上に３次元モデルを構築する。そして、この２次元参照及び３次元参照から空間的な整合性などの情報を管理する設計平面間の参照を設定する。図２の場合設計作業の対象となっている２次元／３次元モデルＡの２次元設計平面Ａ１、Ａ２の２次元参照から、関係のある全ての２次元／３次元モデルＢ〜Ｅの設計平面を参照する。そして下位の２次元／３次元モデルから順にこの２次元参照及び空間的属性を用いて、３次元参照を作成しながら３次元設計空間ＡＳ上に３次元モデルを自動的に構築する。
図５は３次元参照を自動的に作成する処理フローを示すイメージ図である。尚、同図中２次元／３次元モデルＢ及びＣは最下段の２次元／３次元モデルで他の２次元／３次元モデルを参照しないで構成されている。また２次元／３次元モデルＡは、２次元／３次元モデルＢ及びＣから構成されているが、２次元／３次元モデルＣとの３次元参照の作成は、２次元／３次元モデルＢの場合と同じなので省略してある。
図５の処理フローを、図６のフローチャートを参照しながら説明する。各２次元／３次元モデルに対して下層の２次元／３次元モデルから以下の処理を行う。
ステップＩ：配置ベクトルの決定
まず２次元設計平面Ａ１及びＡ２の２次元／３次元モデルＢの２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２への２次元参照（(1) 、(2) ）と設計空間ＡＳとの空間的属性（(3) 、(4) ）から２次元／３次元モデルＡの２次元設計平面Ａ１及びＡ２で２次元／３次元モデルＢの２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２を参照配置するための基準となる配置点、配置ベクトル（(5) 、(6) ）を基に３次元設計空間ＡＳ上での点、ベクトル（(7) ）に変換する。
図７は、この配置点及び配置ベクトルの変換処理を説明する図である。同図は、設計平面Ａ１及びＡ２上で２次元／３次元モデルＢの各２次元設計平面を参照している点Ｐａ１（ｘ１，ｚ１）及びＰａ２（ｘ２，ｙ２）と配置ベクトル（ｌx1，ｌz2）及び（ｌx2，ｌy2）の、設計平面ＡＳとの空間的属性を用いてＡＳ上での点、ベクトルへの変換処理を示している。尚同図では、２次元／３次元モデルＢに対応する部分のみ記載されている。
図７（ａ）に示すように、２次元設計平面Ａ１及びＡ２は３次元設計空間ＡＳに対する空間的属性として、２次元平面Ａ１が３次元設計空間ＡＳのＸＺ平面（ｙ＝０）、２次元平面Ａ２がＸＹ平面（ｚ＝０）であるこの空間的属性を用いて同図（ｂ）に示すようにして、３次元設計空間ＡＳ上での対応点、ベクトルを求める。
２次元設計平面が他の２次元／３次元モデルの設計平面参照をする場合、参照先の図形を参照元の設計平面のどの位置に配置するかを決めるため、参照元には配置位置決めを行うための配置点及び配置ベクトルが、参照先には参照元にデータを設置する位置と方向を決める基準となる基準点と基準ベクトルが設定されている。図５の場合、２次元設計平面Ａ１、Ａ２には、図７（ａ）に示すように２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２のデータを配置する位置を示す配置点Ｐａ１及びＰａ２が設定されている。尚同図の例では説明簡略化の為に、設計平面Ａ１とＡ２は互いに直角に交わる関係にあることを前提としているが、以下の処理において、非直交関係にある２次元設計空間に対しても傾きを要素として考慮することにより、自由に変換を行うことが出来る。
３次元設計空間ＡＳ上での配置点Ｐａｓは、図７（ａ）の場合、同図（ｂ）に示すようにＡ１平面上の配置点Ｐａ１を通り、Ａ１平面（ｙ＝０）に垂直な直線Ｌ１と、Ａ２平面（ｚ＝０）上の配置点Ｐａ２を通り、Ａ２平面に垂直な直線Ｌ２との交点Ｘを求め、この点Ｘを３次元設計空間ＡＳ上の３次元モデルＢＳの配置位置Ｐａｓとする。
この様に３次元モデルＢＳのＡＳ上での配置点Ｐａｓが決まる。もし、交点Ｘが得られず、配置位置Ｐａｓが求められない場合は、設計平面Ａ１とＡ２には３次元的不整合があるので、その旨を設計者に通知し、２次元設計平面Ａ１上のＰａ１又はＡ２上のＰａ２の位置を整合性のある位置に変更するように促す。あるいは設計者に３次元設計空間上に３次元モデルＢＳの配置位置Ｐａｓを任意に設定させる。
ステップＩＩ：基準ベクトルの決定
次に２次元／３次元モデルＢに対し、２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２と３次元設計空間ＢＳとの空間的属性（(8) 、(9) ）から、２次元／３次元モデルＡの２次元設計平面Ａ１及びＡ２から参照されている２次元／３次元モデルＢの２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２上の基準点、基準ベクトル（(10)、(11)）を、３次元設計空間ＢＳ上での基準位置、基準ベクトル（(12)）に変換する。
この変換処理は、ステップＩの処理を、設計平面Ａ１上での配置ベクトルを設計平面Ｂ１上の基準ベクトル、設計平面Ａ２上での配置ベクトルを設計平面Ｂ２上の基準ベクトル、設計空間ＡＳ上の配置ベクトルを設計空間ＢＳ上の基準ベクトル、設計平面Ａ１の属性を設計平面Ｂ１の空間的属性、設計平面Ａ２の空間的属性を設計平面Ｂ２の空間的属性と置換えて、図７（ｂ）に示した２次元／３次元モデルＡでの設計平面Ａ１、Ａ２、ＡＳによる処理と同様の処理を行う。３次元設計空間ＢＳ上での配置点Ｐｂｓは、Ｂ１平面上の配置点Ｐｂ１を通り、Ｂ１平面（ｙ＝０）に垂直な直線と、Ｂ２平面（ｚ＝０）上の配置点Ｐｂ２を通り、Ｂ２平面に垂直な直線との交点を求め、これを３次元設計空間ＢＳ上の配置位置Ｐｂｓとする。
この様にして２次元／３次元モデルＢにおける基準ベクトル、及び２次元平面と３次元空間との対応関係を生成する。
ステップ III ：設計空間ＡＳとＢＳとの間の３次元参照データの生成
ステップＩで得られた３次元設計空間ＡＳ上での配置ベクトルと、ステップＩＩで得られた３次元設計空間ＢＳ上での基準ベクトルとの変換マトリクスＭを生成し、それを３次元設計空間ＡＳから３次元設計空間ＢＳへの３次元参照データとして格納する。
ステップ IV ：自動組上げ
ステップIII によって生成された変換マトリクスＭを元に、３次元設計空間ＡＳ上に参照した２次元／３次元モデルＢの３次元データをコピー、若しくは参照表示する形で３次元モデルを組上げてゆく。
図８は、上記３次元参照データ及び３次元モデル作成の処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１として設計者から処理対象とする２次元／３次元モデルが入力指示される。そして次にステップＳ２として、この対象となる２次元／３次元モデルのモデル情報及びモデル参照情報をデータベースから読み出し、モデル参照情報からこの２次元／３次元モデルが参照を行っている２次元／３次元モデルを求め、その２次元／３次元モデルのモデル情報及びモデル参照情報を読み出す。以下この処理を参照関係において、最下層にある２次元／３次元モデルまで行い、処理対象となる２次元／３次元モデルと直接的若しくは間接的に参照関係にある全ての２次元／３次元モデルのモデル情報及びモデル参照情報を読み出す。
次にステップＳ３として、ステップＳ２で読み出したモデル情報及びモデル参照情報から、全モデル数Ｎを調べ、次に、各２次元／３次元モデルの参照関係を示すリストを作成する。
続いて、処理対象を示すポインタｉを“１”に初期化し、ステップＳ３で作成したリストを基に参照関係に於て最下層となる２次元／３次元モデルから順に、上述したステップＩ〜ＶＩの処理である配置ベクトルの決定（ステップＳ５）、基準ベクトルの決定（ステップＳ６）、３次元参照データの生成（ステップＳ６）、３次元モデルの自動組上げ（ステップＳ８）を行う。
そして、全ての２次元／３次元モデルに対してステップＳ５〜８の処理を行い、ポインタｉが全モデル数Ｎに達したなら（ステップＳ９、Ｎｏ）、処理を終了する。またポインタｉが全モデル数Ｎより少なければ（ステップＳ９、Ｙｅｓ）、ポインタｉを“１”インクリメント（ステップＳ１０）した後、次の２次元／３次元モデルに対しステップＳ５〜８の処理を行う。
上記した処理により、２次元設計平面の空間的属性と２次元参照を利用して、これまでは不可能であった２次元の組図やユニット図を利用した３次元モデルの自動組み上げが可能となる。
またこの処理により組み立てられた３次元設計空間の３次元モデルは下位の２次元／３次元モデルとの３次元参照データ及び同一２次元／３次元モデル内の２次元設計平面との空間的属性を持つものとなる。またこの３次元モデルと同一の２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面間においても、３次元設計空間を介することにより、互いに対応関係を持つ。よって、他の作業平面での編集内容をこの３次元モデルに自動的に反映させたり、逆にこの３次元モデルに対する処理を２次元設計平面や３次元設計空間に自動的に反映することが出来る。そしてこの２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面／３次元設計空間間の対応関係やモデル間参照をデータとして持つことにより、編集内容の関連する他の全ての設計平面／空間への反映や、整合性の取れた新規２次元／３次元モデルの自動作成等、従来に無い機能が実現可能となる。
以下に編集処理の２次元／３次元モデル内の他の設計平面／空間及び他２次元／３次元モデルへの反映の例として、部品の移動処理について説明する。図９は、２次元設計平面上での部品の移動処理を示す図である。
同図において、２次元設計平面Ａ１上で、２次元／３次元モデルＢの２次元設計平面Ｂ１を参照している部品８１の位置を移動すると、この移動の量や方向を示す移動情報Ｍ１は２次元設計平面Ａ２での移動情報Ｍ２及び３次元設計空間ＡＳでの移動情報Ｍｓに変換され、２次元設計平面Ａ２及び３次元設計空間ＡＳで対応した同一の部品８２及び８３が設計平面Ａ１上での移動に対応して移動する。
図１０は、図９の部品の移動における処理フローを示すフローチャートである。２次元／３次元モデルＡの作業平面Ａ１上において、移動コマンドにより設計者が部品８１を画面上で動かすと、これは移動指示として入力される（ステップＳ２１）。
この移動指示に基づいて、移動情報Ｍ１は、後述する座標関係対応テーブル内の設計平面Ａ１の空間的属性を利用して、２次元／３次元モデルＡの３次元設計空間ＡＳにおける移動情報Ｍｓに変換される（ステップＳ２２）。そしてこの移動情報Ｍｓに基づいて、部品８３の移動後の配置ベクトルの位置Ｐａｓ−２を、移動前の２次元／３次元モデルＢの配置ベクトルの位置Ｐａｓ−１を変換して求め、２次元／３次元モデルＢの３次元モデルを位置Ｐａｓ−２に配置する。この様にして３次元設計空間ＡＳでの部品８３の移動が行われる（ステップＳ２３）。
また２次元設計平面Ａ２においては、ステップＳ２２で求めた３次元設計空間ＡＳでの移動情報Ｍｓを変換して、設計平面Ａ２における移動情報Ｍ２を求める（ステップＳ２４）。そしてこの移動情報Ｍ２に基づいて、部品８２の移動後の配置ベクトルの位置Ｐａ２−２を、移動前の２次元／３次元モデルＢの配置ベクトルの位置Ｐａ２−１を変換して求め、この位置Ｐａ２−２に設計平面Ｂ２から参照している部品８２を移動する（ステップＳ２５）。尚、ステップＳ２４の移動情報Ｍ２の導出は移動情報Ｍｓからではなく、設計平面Ａ１とＡ２の空間的な関係から直接求める構成とすることも出来る。例えば設計平面Ａ１がｘｙ平面、設計平面Ａ２がｘｚ平面の場合、移動情報Ｍ１のｘ方向の変位のみを移動情報Ｍ２として求めることができる。
この様にして、１つの作業平面において設計者が行った図面の編集指示は、自動的に同一２次元／３次元モデル内の他の２次元設計平面や３次元設計空間に反映される。尚この編集指示の他の２次元設計平面や３次元設計空間への反映は、自動的に行うのではなく、反映を行うかどうかを設計者に通知して対話的に行う構成とする事も出来る。或はその編集指示が整合性のあるものかどうかをチェックして、そのチェック結果を設計者に通知しながら反映させる構成とする事も出来る。
また上記例では、部品の移動を例としているが、他の編集指示、例えばコピーや削除、または形状変更、色変更、表示／非表示の切替えなど空間的変位を伴わない編集指示についても、対応する参照関係を用いて同様の変換処理を行うことにより１つの作業平面上の処理内容を他の２次元設計平面や３次元設計空間へ反映させる事が出来る。例えばコピーを行う場合には、図１０のステップＳ２２、２４で求める移動情報Ｍｓ、Ｍ２をそのままコピー元からコピー先までの移動情報として、ステップＳ２３、２５で移動ではなく（即ち元の位置の画像を消去せず）、コピーされた新たな２次元／３次元モデルへのモデル間参照を作成すればよい。
また、各設計平面／空間間の関連情報を用いた上記処理による他の２次元設計平面／３次元空間への編集指示の反映は、図９、１０で説明した様に同一２次元／３次元モデル間だけでなく、図１１に示すように、関連する他の２次元／３次元モデルの設計平面／設計空間へも反映させる事が出来る。
同図において、例えば３次元設計空間ＡＳ上でＥＳをＭａの方向へ移動させると、図９に示したように、同一２次元／３次元モデル内の２次元設計平面Ａ１及びＡ２が連動して変化するだけでなく、３次元設計空間ＥＳが参照しており且つ移動部分に関連する２次元／３次元モデルＢがある場合、モデル間参照からこの２次元／３次元モデルＢを検索し、２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面（Ｂ１、Ｂ２）や３次元設計空間（ＢＳ）に対して、モデル間連動として対応した移動が行われる。
この様な１つの２次元設計平面／３次元設計空間での編集内容の他の２次元設計平面／３次元設計空間への連動は、本実施形態のシステムにおいて、編集処理を行う前処理として、図４に示したような、２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面／３次元設計空間間の対応関係や２次元／３次元モデル間の参照が事前に作成されているために実現可能となる。
また同一２次元／３次元モデル内の２次元設計平面と３次元設計空間に対する対応関係やモデル間参照が管理されているので、従来では入力対象の切替えが必要であったものが、入力対象として２次元／３次元モデルを指定する事により、処理対象となる作業平面や作業空間を切替えることなく、編集作業を行う事が出来る。
その編集作業例を図１２に示す。従来は各設計平面／空間間に跨がってデータの参照を行う事が出来なかったので、入力対象として１つの設計平面／設計空間しか指摘できず、例えば２次元設計平面Ａ１上から２次元／３次元モデルＣに対して図１２に(a) として示すような変更、２次元設計平面Ａ２上から(b) として示すような変更、及び３次元設計空間ＡＳ上から(c) として示すようなを編集を加える場合、作業平面を２次元設計平面Ａ１に切替えて処理(a) を行った後に、作業平面を２次元設計平面Ａ２に切替えて処理(b) を行い、更に３次元設計空間ＡＳに作業対象を切替えて処理(c) を行わなければならなかった。この様に、作業空間を、順次、切替え操作しながら編集処理を行うのは、設計変更の激しい機械設計や、設計の構想段階においては非常に煩わしい作業であった。
しかし、本実施形態のシステムでは、２次元／３次元モデル間や２次元／３次元モデル内の２次元設計平面／３次元設計空間間で跨がって参照データや図形データを参照する事が出来るので、例えば図１２において入力対象としてモデルＣを指定し、２次元／３次元モデルＣの上位２次元／３次元モデルである２次元／３次元モデルＡで作業平面／作業空間を切替える事なく処理(a) 、(b) 、(c)と入力し、その結果を２次元／３次元モデルＣの対応する各作業平面／作業空間Ｃ１、Ｃ２、ＣＳに処理(A) 、(B) 、(C) と格納することが出来る。
また、この様な２次元／３次元モデル内の対応関係やモデル間参照のデータを持つ事により、作業平面／空間上から特定の要素を選択して、その要素による下位の２次元／３次元モデルを新規に作成する事も出来る。
図１３に、この新規２次元／３次元モデルの作成処理を示す。同図は図４の２次元／３次元モデルＢから、新規２次元／３次元モデルＺを作成する場合を例としている。まず、２次元／３次元モデルＢの２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２、３次元設計空間ＢＳのいずれかから、設計者が新規２次元／３次元モデルとする要素を指定する。同図の場合３次元設計空間ＢＳから要素指定を行っている。この時、３次元作業空間を切替えて他の作業平面Ｂ１及びＢ２で要素指定を行わなくても、２次元／３次元モデルＢ内での各２次元設計平面／３次元設計空間間の対応関係により３次元設計空間ＢＳから指定を行った要素に対応する要素が２次元設計平面Ｂ１、Ｂ２でも自動的選択される。
次に指定要素を新規２次元／３次元モデルＺに移動すると、２次元／３次元モデルＢの２次元／３次元モデル内の対応関係及び他の２次元／３次元モデルとのモデル間参照から２次元／３次元モデルＢとＺとの間のモデル間参照を自動的に生成する。
図１４は、図１３での新規２次元／３次元モデルの作成処理における各２次元設計平面における、空間的属性の継承について説明する図である。新規２次元／３次元モデル作成時、新規２次元／３次元モデルの各２次元設計平面は、元の２次元／３次元モデルからその２次元設計平面の空間的属性を引き継ぐことにより、３次元的に整合性を取る事が出来る。図１４の場合、２次元設計平面Ｚ１は、その生成時に元の２次元／３次元モデルである２次元／３次元モデルＢの対応する２次元設計平面から空間的属性「上面図」を継承し、２次元設計平面Ｚ２は空間的属性「正面図」を継承する。尚新規２次元／３次元モデル生成時に、設計者から座標軸の回転や、ミラー変換の指示が有った時は、対応する空間的属性に変更する。例えば図１４でＺ軸に対し９０°回転が指示されたならば２次元設計平面Ｚ１の空間的属性を２次元設計平面Ｂ１の「上面図」から「正面図」に変更して設定する。また３次元設計空間ＺＳにおいても、その生成時に元の２次元／３次元モデルＢの３次元設計空間ＢＳから継承する。又この２次元設計平面の場合と同様、３次元設計空間においても、座標軸の回転やミラー変換の指示に対して対応する空間属性への変更が行われる。
次に図１３の新規２次元／３次元モデルへの指定要素の移動時の処理について説明する。指定要素を元の２次元／３次元モデルから新規２次元／３次元モデルへ移動する際、指定元の２次元／３次元モデルの２次元設計平面から指定する場合には、設計者にその指定要素に基準点を設定してもらわなければならない。本実施形態のシステムでは、設計者によるこの基準点の指定時に、設計者に新規２次元／３次元モデルが空間的に整合性を持つようにガイド（自動化）を行う。
図１５は、システムが行うガイドの例を示す図である。同図の例の場合、指定元の２次元／３次元モデルＸの３つの２次元設計平面Ｘ１（ｘｚ平面）、Ｘ２（ｘｙ平面）、Ｘ３（ｚｙ平面）において、設計者はＸ１、Ｘ２、Ｘ３の順に基準点を指定している。
まず設計者は、２次元設計平面Ｘ１上で新規２次元／３次元モデルへ移動する要素１４１を指定し、その要素１４１の基準点として(1) を指定する。次に設計者は、２次元設計平面Ｘ２上で基準点を設定するために新規２次元／３次元モデルへ移動する要素１４２を指定する。そして、要素１４２上に基準点(2) を設定しようとすると、システムは２次元設計平面での基準点(1) の位置と２次元設計平面Ｘ１とＸ２の参照関係から２次元設計平面Ｘ１上の(a) と２次元設計平面Ｘ２上の(c) が同じであることを認識し、入力ガイドとして２次元設計平面Ｘ２上でのｘ方向を固定し、ｙ方向のみ指定の対象とする。
次に、設計者が２次元設計平面Ｘ上に基準点(2) を設定すると、基準点(1) 及び(2) の設定位置と２次元設計平面Ｘ３とＸ１、Ｘ２との参照関係から、システムは２次元設計平面Ｘ３上の(e) とＸ２上の(d) 及びＸ３上の(f) とＸ１上の(b) が同じである事を認識し、基準点(1) 及び(2) と整合性の取れた基準点(3) が２次元設計平面Ｘ３上の要素１４３に自動的に設定される。
この様にして２次元設計平面上での基準点として、システムのガイドにより空間的に整合性の取れたものが設定される。また本システムでは、３次元設計空間と各２次元設計平面との参照関係が設定管理されているので、３次元設計空間上に３次元参照を設定すれば、各２次元設計平面上の指定要素の基準点は自動的に求まる。
図１６において、３次元設計空間Ｘｓ上で基準点(1) 、第１軸（ｘ軸）、第２軸（ｙ軸）を設定すると各２次元設計平面Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３上で選択した２次元の指定要素に対する基準点及び第１軸(2) 及び(3) 、第２軸(4) 及び新規２次元／３次元モデルの第１軸との角度である配置角度が２次元参照として自動的に求まる。
次に新規のモデル間参照の設定について説明する。以下の説明は図１７の２次元／３次元モデルＡに２次元／３次元モデルＣを参照配置した場合を例としている。
ＣＡＳＥ１（１つの２次元設計平面（正面図）に設定配置する場合）
図１８は、ＣＡＳＥ１として１つの２次元設計平面Ａ２（正面図）に２次元設計平面Ｃ２を設定配置する場合の処理フローを示す図である。
まず、参照元の設計平面Ａ２と、参照先の設計平面Ｃ２を指定する（ステップＳ３１）。次に参照先の設計平面Ｃ２上で参照配置するための基準点及び方向を示す基準ベクトル、及び参照元Ａ２の設計平面Ｃ２で配置位置及び方向を示す配置ベクトルを設計者に指定させる（ステップＳ３２）。
そして、ステップＳ３２で設定させた参照元の配置ベクトル及び参照先の基準ベクトルを合わせ、設計平面Ａ２上に設計平面Ｃ２を設定配置する。これにより、設計平面Ａ２と設計平面Ｃ２との参照関係が作成される（ステップＳ３３）。
ＣＡＳＥ２
図１８は、ＣＡＳＥ２として、ＣＡＳＥ１によって１つの２次元設計平面に対して参照関係が設定された後、同じ２次元／３次元モデルの別の設計平面との間に参照関係を設定する場合を示す図である。
同図の初期状態として２次元／３次元モデルＡの正面図である設計平面Ａ２と２次元／３次元モデルＣの設計平面Ｃ２との間に参照関係が設定されている。この状態から、次に２次元／３次元モデルＡ、Ｃの上面図である設計平面Ａ１とＣ１との間に設計平面Ａ２とＣ２の２次元参照及び後述する座標関係対応テーブルと２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルから参照関係を設定する。
まず設計平面Ｃ１上で指定要素１８１を指定する（ステップ４１）。次に後述する座標関係対応テーブルを使って、設計平面Ｃ２の基準点に対応する直線１８２をガイド表示し、その直線上１８２に整合性が取れるように基準点(1) を設定する（ステップ４２）。
この基準点(1) と設計平面Ａ２とＣ２の参照関係とが整合性が取れるように設計平面Ａ１上に軸方向に固定したガイド線１８３を表示する。そしてこのガイド線上の任意の位置に設計者に配置点(2) を設定してもらう（ステップ４３）。この配置点(2) に設計平面Ｃ１上の基準点(1) を合わせて設計平面Ｃ１を設計平面Ａ１上に設定配置することにより、設計平面Ａ１とＣ１との間に参照関係（２次元参照）が設定される。２次元／３次元モデルＡと２次元／３次元モデルＣとの間には設計平面Ａ１とＣ１及び設計平面Ａ２とＣ２の２つの２次元参照が設定される。これにより後述するビュー連動２Ｄ部品構造データが作成され複数のビューに跨がって１つの部品として認識できるようになり、連動操作が可能となる。
ＣＡＳＥ３（３次元参照を設定後、２次元参照を設定）
図２０は、ＣＡＳＥ３として、３次元設計空間間に３次元参照を設定し、この３次元参照を元にして２次元参照を設定する場合を示す図である。
同図において、まず２次元／３次元モデルＣの３次元設計空間ＣＳ上の指定要素１９１を選択し、この指定要素１９１に対して基準点、第１軸及び第２軸（基準ベクトル(1) ）を指示する（ステップ５１）。
次に配置先の２次元／３次元モデルＡの３次元設計空間ＡＳ上に配置点、第１軸、第２軸（配置ベクトル(2) ）を指示する（ステップ５２）。この配置ベクトル(2) に３次元設計空間ＣＳ上の基準ベクトル(1) を合わせて３次元設計空間ＣＳを３次元設計空間ＡＳ上に設定配置することにより、３次元設計空間ＡＳとＣＳとの間に参照関係（３次元参照）が設定される（ステップ５３）。
次に既に２次元／３次元モデルＡと３次元参照が設定されている２次元／３次元モデルＣの２次元設計平面Ｃ１及びＣ２上から、指定要素１９２及び１９３を選択指示する（ステップ５４）。これにより、ステップ５３で設定された３次元参照と、後述する座標関係対応テーブル及び２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルから２次元参照を自動生成する（ステップＳ５５）。
次にこれまで説明してきた本実施形態の処理動作をより具体的構成を用いて説明する。以下の想定では、各２次元設計平面は６面図のみで、１つの２次元／３次元モデルは親の２次元／３次元モデル上に１つのみ配置されている。また部品の移動等の操作は、平行移動及び９０°単位の回転移動のみとなっている。
尚上記想定は、説明の簡略化の為であり、上記点を拡張するためには以下を考慮したデータ構造、処理を行えば容易に実現可能である。
・平面の定義を空間上の任意平面としてデータを拡張する。
・上記拡張データを基に、２次元作業平面−３次元作業空間の対応テーブルを作成する。
・任意移動操作を行う場合、２次元参照を変更したり新たに設定する必要がでてくるが、これらに対する処理を移動操作と同時に、或は対話的に行えるようにする。また、整合性のチェックを行い、そのチェック結果を通知する。
・配置されていない作業平面、或は元々無い作業平面に対しては、３次元データから起こしたものを新たに２次元データとして設定する。或は新しく対応する作業平面を開設し、その形状を作成する等の処理を行う。
図２１は、本発明を２次元／３次元連携ＣＡＤシステムとして構成した場合の概略構成図である。尚本発明は、図２１の様な２次元／３次元連携ＣＡＤシステムとして実現するもののみではなく、２次元ＣＡＤ或は３次元ＣＡＤとして構成する事も出来る。この場合には、本実施形態による２次元／３次元ＣＡＤは別構成の３次元ＣＡＤや２次元ＣＡＤと接続され、それらのＣＡＤが２次元／３次元データを共有し複数のＣＡＤを連携する連携手段を備える構成となる。或は自己を介して２次元ＣＡＤと３次元ＣＡＤの連携を実現する連携システムとして構成する事も出来る。
図２１の２次元／３次元連携ＣＡＤシステム１は、システムを操作し設計を行う設計者との応答を行うユーザ入出力２と接続されている。このユーザ入出力は、例えば端末情報処理装置であったり、モニタ、プリンタ、キーボードやポインティングデバイスなど設計者が２次元／３次元連携ＣＡＤシステム１に対する指示入力を行ったり、２次元／３次元連携ＣＡＤ１が設計者に対し、２次元／３次元データを２次元図面や３次元モデルなどの形で２次元／３次元データ出力するものである。
２次元／３次元連携ＣＡＤシステム１は、２次元／３次元データ編集ユニット１１、モデル図形格納データベース１２、テーブルファイル１３及び作業メモリ１４を備えている。尚図２１は、本実施形態に関連する部分のみを記載するものである。
２次元／３次元データ編集ユニット１１は、２次元／３次元連携ＣＡＤシステム１が扱う２次元／３次元データを処理・加工するユニットで、モデル図形格納データベース１２内のデータからユーザ入出力装置２上に作業平面を生成したり、設計者からの操作指示を受け付けて、対応する処理を行ったりする。また、ユーザからの指示により、テーブルファイル１３内の各テーブルを用いて、モデル図形格納データベース１２内の２次元／３次元データから３次元設計空間上に３次元モデルの自動組み立てを行ったり、後述する種々のテーブルを作業メモリ上に作成し、モデル間参照や２次元／３次元モデル内の対応関係の設定・管理を行ったりする。尚この２次元／３次元データ編集ユニット１１はハードウエアによっても実現可能であるが、ソフトウエアによって実現するのが一般的である。モデル図形格納データベース１２は、各設計平面の図面データを２次元／３次元モデル毎にデータベース化して記憶するものである。テーブルファイル１３は、２次元／３次元データ編集ユニット１１が用いる処理用テーブルが格納されているファイルである。作業メモリ１４は、２次元／３次元データ編集ユニット１１が、その処理においてワークメモリとして用いるものである。また、作業メモリ１４には、２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面／３次元設計空間間の対応関係や２次元／３次元モデル間の参照がテーブルの形で記憶される。
図２２は、モデル図形格納データベース１２のデータ構造を示す図である。モデル図形格納データベース１２は、各設計平面の図面データを２次元／３次元モデル毎にデータベース化して記憶するもので、内部に図２（ａ）のモデル情報に対応するモデル情報部１２２、各２次元設計平面に対応する作業平面データ部１２３及び３次元設計空間に対応する作業空間データ部１２４が、各２次元／３次元モデル毎にデータベース化して記憶されている。
モデル情報部１２２は各２次元／３次元モデル毎に作成されるもので、その２次元／３次元モデルが持つ各２次元設計平面／３次元設計空間のデータを管理する。モデル情報部１２２は、２次元設計平面数、その２次元設計平面の設計平面ＩＤ及びこの２次元／３次元モデルが３次元設計空間を持つかどうかを示す設計空間開設フラグを備えている。
作業平面データ部１２２は、各２次元／３次元モデル内にある２次元設計平面に関する情報を管理するものである。作業空間データ部１２３は、各２次元／３次元モデル内にある３次元設計空間に関する情報を管理するものである。
図２３に作業平面データ部１２３の構成例を示す。作業平面データ部１２３は、各２次元／３次元モデル内にある２次元データを格納する図形格納領域であり、平面名、平面ＩＤ、図形データ部、単独２Ｄ部品構造データ部から成る。
平面名は、その作業平面データ部１２３の対応する設計平面の名称で、平面ＩＤはこの設計平面の識別子でモデル情報部内の設計平面ＩＤと対応している。図形データ部及び単独２Ｄ部品構造データ部は、２次元設計平面上の図面の図形データを記録するものである。図形データ部は、この画面上で新規に加えられているデータについてのもので、その図形ＩＤ及び図形の種類や大きさなどを示す図形情報から構成されている。また単独２Ｄ部品構造データ部は、参照設計平面を１つの処理単位として扱う為に、この２次元設計平面が参照している他の２次元／３次元モデルの２次元設計平面に対する情報を記憶するもので、この設計平面が他の設計平面を参照している場合にはその設計平面が所属する２次元／３次元モデルを示すファイル名、そのファイル内でその設計平面を識別するための平面データ部名、配置する位置を示す配置点並びに配置角度、ミラー変換を行うか否かを示すミラーフラグ及びミラー変換を行う場合にはそのミラー軸が２Ｄ参照情報として参照している各設計平面毎にＩＤが付されて記録されている。尚設計平面が、参照関係において最下層にあり他の設計平面を参照していない場合には、作業平面データ部１２３はこの単独２Ｄ部品構造データ部を持たない構成となる。
次に図２４に作業空間データ部１２４の構成例を示す。作業空間データ部１２４は、図２３の作業平面データ部１２３と基本的に同じ構成で、各２次元／３次元モデル内にある３次元データを格納する図形格納領域であり、図形データ部及び単独３Ｄ部品構造データ部からなる。
図形データ部及び単独３Ｄ部品構造データ部は、図２４の図形データ部及び単独２Ｄ部品構造データ部に対応するもので、３次元設計空間上の図面の図形データを記録するものである。単独３Ｄ部品構造データ部は、この３次元設計空間が参照している他の２次元／３次元モデルの３次元設計空間に対する情報を記憶するもので、参照している設計空間が所属する子の２次元／３次元モデルを示すファイル名、配置する位置を示す配置点、子の２次元／３次元モデルのＸ軸が対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸である第１軸、及び子の２次元／３次元モデルのＹ軸が対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸である第２軸が３Ｄ参照情報として参照している各設計空間毎にＩＤが付されて記録されている。尚設計空間が、参照関係において最下層にあり他の設計空間を参照していない場合には、作業空間データ部１２４は作業設計平面データ部１２３の場合と同様この単独３Ｄ部品構造データ部を持たない構成となる。
図２５に、作業平面データ部１２３の２Ｄ参照情報による２次元設計平面上への参照画像の配置例を示す。同図はユニット図という２次元／３次元モデルの「ＸＹ」というビュー上に部品図１という２次元／３次元モデルの「ＸＹ」という２次元設計平面を参照・配置する例である。この例では、２次元／３次元モデル「ユニット図」の２次元設計平面「ＸＹ」の２Ｄ参照情報の配置点及び配置角度から、参照先の２次元設計平面（２次元／３次元モデル「部品図１」の「ＸＹ」）の基準点（０，０）を、参照元の配置点（２０，２０）に合わせて参照元と参照先の２次元設計平面のｘ軸が平行（角度０°）となるように配置される。又ミラーフラグに「０」が設定されているので、２次元設計平面はミラー変換されずに配置される。
図２６は、作業空間データ部の３Ｄ参照情報による３次元設計空間上への参照画像の配置例を示す図である。同図はユニット図という２次元／３次元モデルの３次元設計空間のビュー上に部品図１という２次元／３次元モデルの３次元設計空間を参照配置する例である。この２次元／３次元モデル「ユニット図」の３Ｄ参照情報の配置点及び配置角度から、参照先の３次元設計空間の基準点（０，０，０）が一致するように、また参照元の３次元設計空間の配置点（１５，１０，１０）に合わせて、参照先の第１軸（ｘ軸）が参照元の−ｙ軸、参照先の第２軸（ｙ軸）が参照元の−ｚ軸となるように座標変換して配置する。
次に、テーブルファイル１４に記憶されている座標関係対応テーブル及び２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルについて説明する。図２７に座標関係対応テーブルの構成を示す。
座標関係対応テーブルは、２次元設計平面の３次元設計空間上での空間的な位置関係を示した対応テーブルである。図２８は、各２次元設計平面とその３次元座標系との対応関係を示す図である。
本実施形態では、各２次元設計平面は６面体の６面図のいずれかであることを想定しているが、その６面図は、図２８（ａ）に示すように、３次元空間上に設定したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を３辺とし、原点を通る６枚の無限平面として定義される。本実施形態では、同図（ａ）の様に３次元空間を２次元設計平面に展開した時、各２次元設計平面は、３次元空間の原点を通り、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のいずれかを法線ベクトルとした平面として定義される。そしてこれら各２次元設計平面に対して同図（ｂ）の様に平面ＩＤを、同図（ｃ）の様に平面名を付している。また各２次元設計平面は同図（ｄ）の様に右方向を第１軸（α軸）、上方向を第２軸（β軸）の＋方向として定義される座標系として定義される。
図２７の座標関係対応テーブルは、図２８（ｃ）の各２次元設計平面に対して、３次元設計空間上での空間的な位置関係を示したもので、各２次元設計平面に対してその平面ＩＤ、平面名、各平面から見た３次元座標軸の見え方、各２次元設計平面から３次元空間座標への変換方程式（マトリクス），この変換方程式による２次元データの３次元データへの（各２次元設計平面の３次元座標への）変換テーブル，及び３次元データの２次元データへの（３次元座標の各２次元設計平面への）変換テーブルから構成されている。
図２９は、２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルの設計平面変換パターンを平面ＩＤによって示した図である。この２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルは、参照される子の２次元／３次元モデルの設計平面が参照元である親の２次元／３次元モデルの設計平面上に設定配置される際の整合性を調べるためのテーブルである。
親図に子図を３次元的に整合性をもって参照配置する場合、その配置の仕方は特定のものに限定される。よってどの親図にどの子図を参照配置させようとしているのかを調べることによって整合性をチェックする事が出来る。
本実施例の場合、各２次元設計平面は６面図のいずれかなので、整合性の取れた参照・配置の場合、親図と子図の参照関係は図２８に示す２４パターンのいずれかになる。
すなわち、同図（ａ）の親図の位置に同図（ｂ）に示された２４パターンのいずれかの関係で参照配置されていれば、その参照は整合性の取れたものとなる。例えば親図の平面ＩＤ１の２次元設計平面が平面ＩＤ６の２次元設計平面の子図を参照配置し、以下平面ＩＤ２が平面ＩＤ３、平面ＩＤ３が平面ＩＤ２、平面ＩＤ４が平面ＩＤ５、平面ＩＤ５が平面ＩＤ４、平面ＩＤ６が平面ＩＤ１の親図が子図を参照配置してた場合、図２９（ｂ）の最下段の最右のパターンに対応するので、この参照は整合性が取れたものと判断される。
図３０は、図２９の親図と子図の参照関係の配置パターンを平面ＩＤではなく平面名で示したものである。また図３１は、図２９の参照関係の配置パターンを各平面から見た３次元座標軸の見え方によって表したものである。２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルを、この図３０や図３１の様な構成としても、このテーブルを図２９の場合と同様に参照関係の整合性のチェックに用いる事が出来る。
図３２は親図と子図の参照関係の配置パターンを、配置の際に、第１軸（α軸）を何度回転させたかで示した２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルである。同図の子図の各位置は、図３０、３１、３２と対応している。
同図中、０°、（±）９０°、１８０°、２７０°は、親図への配置の際の第１軸に対しての反時計回りの回転角度を示す。また、αミラー、βミラーは、それぞれα軸、β軸に対してミラー変換を行うことを示す。
子図の親図への配置の整合性のチェックは、この図３２及び図３０乃至３１に対して同じ配置のパターンが有るかどうかを調べる事によって行われる。図３３は、２次元設計平面パターンに対応する３次元変換マトリクステーブルを示す図である。
同図での各ボックスの位置は、図２９、３０、３１及び３２の２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルの子図と対応している。同図は、子の２次元／３次元モデルから親の２次元／３次元モデルへの座標変換と対応マトリクスを示しており、例えば右上の（ｘ ｙ ｚ）−＞（ｙ −ｘ ｚ）は、子の２次元／３次元モデルの（ｘ ｙ ｚ）座標が、対応マトリクスによる行列演算により、親の２次元／３次元モデルでは（ｙ −ｘ ｚ）に変換される事を示している。
次に３次元モデルの自動組上げ処理の開始時に、２次元／３次元データ編集ユニット１１によって作業メモリ１４上に作成される各処理テーブルについて説明する。これらの処理テーブルは、２次元／３次元モデル内の各２次元設計平面や３次元設計空間間の参照やモデル間参照を管理するもの（参照データ）で、図２（ｂ）のモデル参照情報に対応するものである。
作業メモリ１４上に作成されるテーブルには、アセンブリ管理テーブル、親子関係処理テーブル、端末モデルテーブル、２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブル、先親保持テーブル及び空間配置情報ｔｅｍｐデータがあり、このうち先親保持テーブル及び空間配置情報ｔｅｍｐデータは処理の過程で一時的に作成されるテンポラリデータである。
図３４にアセンブリ管理テーブルの構成例を示す。アセンブリ管理テーブルは、階層構造を構成する各２次元／３次元モデルのデータにＩＤ（モデルＩＤ）を振り付け、モデル名（その２次元／３次元モデルのファイル名）とモデルＩＤとの対応関係を管理するものである。図３４の例の場合、総モデル数としてＮ、そして全２次元／３次元モデルに対しモデルＩＤ１〜Ｎとそれらに対応する２次元／３次元モデルのモデル名が対応づけて記録されている。
このアセンブリ管理テーブルは、３次元モデルの自動組上げ処理の前処理により作成され、処理モデルＩＤ振り付け処理時に対象となっている２次元／３次元モデルのファイルをモデル図形格納データベース１２から読みだし、親の２次元／３次元モデルから子の２次元／３次元モデルへ順次配置関係を検索しながら作成される。
親子関係処理テーブルは、ユーザによって処理対象として指定された２次元／３次元モデルが参照している他の２次元／３次元モデルとのモデル間の参照関係（親子関係）に対する情報や親子関係処理の順序を管理するテーブルである。
図３５にこの親子関係処理テーブルの構成例を示す。親子関係処理テーブルには、いずれかの２次元／３次元モデルに対して親の２次元／３次元モデルとなっている２次元／３次元モデル毎にレコードが作成される。このテーブルの１つのレコードは親子関係処理順序ＩＤ、親モデルＩＤ、配置子モデルＩＤ、配置数及び端末処理フラグより構成されている。親子関係処理順序ＩＤは、いずれかの２次元／３次元モデルの親の２次元／３次元モデルとなっている２次元／３次元モデルに対して付されるＩＤで、２次元／３次元モデルの親子関係を検索、処理する親子関係処理の順序を示すものである。この親子関係処理順序ＩＤの逆順に３次元モデルの自動組上げ処理が行われる。親モデルＩＤは、参照関係において、親の２次元／３次元モデルとなる２次元／３次元モデルのモデルＩＤである。配置数及び配置子モデルＩＤは、それぞれ、その親の２次元／３次元モデルが参照・配置している子の２次元／３次元モデルの数と子の２次元／３次元モデルのモデルＩＤである。末端処理フラグは、親子関係処理がこれ以上不用な時設定されるフラグで、これより下の階層では参照関係がないことを示す。
末端モデルテーブルは、参照関係において最下層の２次元／３次元モデルを示すテーブルで、子の２次元／３次元モデルを持たない末端の２次元／３次元モデルのモデルＩＤが設定される。図３６に末端モデルテーブルの構成例を示す。同図では、末端の２次元／３次元モデルの数とその末端の２次元／３次元モデルのモデルＩＤが通し番号と共に記録されている。この末端モデルテーブルを調べることにより、２Ｄ／３ＤＣＡＤデータ処理ユニット１１はこのテーブルに記録されている２次元／３次元モデルより下層には参照関係がないこと認識できる。
２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルは、親子関係処理テーブルで管理されている各親子関係毎に生成され、各親子関係に対し、子の２次元／３次元モデルのどの２次元設計平面が親の２次元／３次元モデルのどの２次元設計平面に参照配置されているのか、いくつ配置されているのか等の情報を管理するものである。またその親子関係において、３次元設計空間間での参照・配置が行われ、３次元参照が設定されているかどうかを管理する。
図３７に２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルの構成例を示す。２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルは、親子関係処理ＩＤ、子モデルＩＤ、ビュー連動２Ｄ部品構造データ部及び３Ｄ空間配置フラグより構成されている。親子関係処理ＩＤは、親子関係処理テーブルの親モデルＩＤに対応するものである。子モデルＩＤは親子関係対応テーブル内の親子関係ＩＤに対応する親モデルＩＤのレコードに記憶されている配置子ＩＤのいずれかである。ビュー連動２Ｄ部品構造データ部は、２次元データに対し、２次元設計平面に跨がって１つの部品として認識する事を可能ためのデータで、配置平面数とそのは配置平面数分の親図面配置平面ＩＤと子図面配置平面ＩＤを記憶している。３Ｄ空間配置フラグは、この２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルが管理する親子関係に対し３Ｄ参照が設定されているか否かを示すもので、「０」がセットされていれば子の２次元／３次元モデルの３次元設計空間が親の２次元／３次元モデルに対して参照配置されておらず、３次元参照が設定されてないことを示す。また「１」がセットされていれば、子の２次元／３次元モデルの３次元設計空間が親の２次元／３次元モデルに対して参照配置されており、子の２次元／３次元モデルと親の２次元／３次元モデルの間に３次元参照が設定されていることを示す。
図３８に先親保持テーブルを示す。先親保持テーブルは、全階層に渡って親子関係処理を行うためのテンポラリテーブルで、親モデルＩＤ（親子関係処理ＩＤ）、子モデル数、通し番号（ＩＤ）、子モデルＩＤ、及びチェックフラグが記憶されている。
図３９は空間配置情報ｔｅｍｐデータを示す図である。空間配置情報ｔｅｍｐデータは、３Ｄデータや３次元配置位置座標情報等から成る。
図４０は平行平面管理テーブルを示す図である。平行平面管理テーブルには、３次元空間で平行に配置される平面の平面ＩＤが組になって記憶されている。
図４１は、２Ｄ／３ＤＣＡＤデータ処理ユニット１１により実行される上記した各テーブルやデータを用いた３次元自動組み立て処理の全体フローを示すフローチャートである。
同図においてまずステップＳ１０１としてモデルＩＤ割付け処理を行う。このモデルＩＤ割付け処理は、図３４のアセンブリ管理テーブルを設定するアセンブリ管理テーブル設定処理と図３６の末端モデルテーブルを設定する末端モデルテーブル設定処理から成る。このモデルＩＤ割付け処理では、モデル図形格納データベース１２を親から順に検索して、各モデルにＩＤを割り付ける。
次にステップＳ１０２として、２Ｄ部品階層構造からの親子関係データ抽出処理を行う。この２Ｄ部品階層構造からの親子関係データ抽出処理は、図３５の親子関係処理テーブル設定を行う親子関係処理テーブル設定処理と、図３７の２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルの設定を行う２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブル設定処理から成る。親子関係処理設定テーブル設定処理は、最上位の２次元／３次元モデルから順に各２次元／３次元モデルの全ての平面データ部の単独２Ｄ部品データ部を検索することによって、親子関係を抽出しこれを親子関係処理テーブルに設定する。末端処理フラグの設定では、配置子モデルＩＤと末端モデルテーブルとを照合し、全ての配置子モデルＩＤが末端モデルテーブルに存在する時、末端処理フラグを立てる。また２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブル設定処理は、２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルのビューに跨がった部品の認識の為のデータである２Ｄ部分の設定を行う処理で、親子関係を検索し、全ての親子間の２Ｄ３Ｄ部品構造対応対応テーブルのビュー連動２Ｄ部品構造データ部を設定する。
そして次にステップＳ１０３として、２Ｄ部品配置情報からの３次元配置情報抽出処理を、親子関係処理テーブルと２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルに設定されている全ての親子関係に対して、親子関係処理テーブルの順序ＩＤの逆順に行う。この３次元配置情報抽出処理は、２Ｄ部品構造の作業平面間の整合性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理と、３次元部品配置情報（３次元参照データ）設定処理から成る。
同一２次元／３次元モデル内では座標関係対応テーブルにより、２次元平面である２次元設計平面と３次元空間である３次元設計空間に対応関係がある。また、２次元平面での配置情報（２次元参照）が親の２次元／３次元モデルでの配置情報であるため、この２次元参照を３次元情報に変換すれば、そのまま３次元データにおける親の２次元／３次元モデルの空間的配置情報（３次元参照）になる。従って、３次元配置情報抽出処理を、３次元配置情報抽出処理及び２Ｄ部品構造の作業平面間の整合性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理と３次元部品配置情報（３次元参照データ）設定処理により行う。
そして最後にステップＳ１０４で、ステップＳ１０３の２Ｄ部品配置情報からの３次元配置情報抽出処理で得られた３Ｄ参照データを利用して親子関係処理テーブルの順序ＩＤの逆順に子の２次元／３次元モデルの３次元モデルを親の２次元／３次元モデルに表示する若しくはコピーする３Ｄ部品自動組み上げ処理を行う。
図４２及び図４３は、図４１のステップＳ１０３の２Ｄ部品構造作業平面間の整合性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理の処理フローの詳細を示すフローチャートである。
この２Ｄ部品構造作業平面間の制御性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理は、親子関係処理テーブル及び２Ｄ３Ｄ部品化構造対応テーブルに設定されている各親子関係について、親の２次元／３次元モデルの設計平面に配置されている子の２次元／３次元モデルの設計平面の整合性をチェックし、整合性に矛盾が無ければ、子の２次元／３次元モデルのｘ軸に対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸を第１軸として、子の２次元／３次元モデルのｙ軸に対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸等を、空間配置情報ｔｅｍｐデータとして作業メモリ１１に格納するものである。
処理が開始されると、まず、空間配置情報ｔｅｍｐデータをクリアする（ステップＳ２０１）。次に、今注目している親子関係（親ＩＤ、子ＩＤ）において、対応する２Ｄ３Ｄ部品構造テーブルのビュー連動２Ｄ部品構造データ及び各設計平面の作業平面データ部１２３の単独２Ｄ部品構造データ部を検索し、必要な情報を抽出する（ステップＳ２０２）。そして親の２次元／３次元モデルの設計平面へ参照・配置されている配置数が１つならば（ステップＳ２０３、＝１）、作業平面データ部１２３及び２Ｄ／３Ｄ部品構造テーブルから親配置平面ＩＤ、子配置平面ＩＤ、基準点及び配置角度を抽出する（ステップＳ２０５）。そして、基準点を通り、親配置平面の法線ベクトル方向のガイドを提示し、ユーザに奥行を指示させる（ステップＳ２０６）。
そして、ステップＳ２０５及びステップＳ２０６で得られたデータを、座標関係対応テーブルに基づいて３次元データ化し、空間配置情報ｔｅｍｐデータに格納し（ステップＳ２０７）、３次元データ化処理を終了する。
一方、ステップＳ２０３で、親の２次元／３次元モデルの設計平面への配置数が２つ以上ならば（ステップＳ２０３、≧２）、次に、親配置平面、子配置平面が共に非平行であるものが有るかをチェックする（ステップＳ２０４）。このチェックは図４０の平行平面管理テーブルと親配置平面及び子配置平面の平面ＩＤを照合して平行平面管理テーブル内に無い組合わせかどうかを調べることにより行われる。そして、非平行なものがなければ（ステップＳ２０４、ＮＯ）ステップＳ２０５の処理に移行し、非平行なものが有れば（ステップＳ２０４、ＹＥＳ）、ステップＳ２０８の処理に移る。
ステップＳ２０８では、ビュー連動２Ｄ部品構造データ及び２次元参照データを利用して整合性をチェックする。この整合性のチェックは、各２次元参照の配置点を通り配置されている親の２次元／３次元モデルの平面に垂直な直線との交点を計算し（ステップＳ２０８Ａ）、また２次元参照データと２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルと比較することにより行われる（ステップＳ２０８Ｂ）。
次に、整合性に矛盾が有るか判断し（ステップＳ２０９）、整合性に矛盾が場合、即ち３次元空間上に交点が求まらなかったり、２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルと比較した結果、そのテーブルに無い組合わせの親子関係があった場合（ステップＳ２０９、ＹＥＳ）、設計者に対話的に整合性を取らせ、再度ステップＳ２０８の整合性チェックを行う。
またステップＳ２０９で矛盾が無かった場合には（ステップＳ２０９、ＮＯ）、求められた３次元交点を空間配置情報ｔｅｍｐデータの３Ｄ配置位置に格納する（ステップＳ２１０）。
そして親配置平面のＩＤ値が最小の２Ｄ参照データを抽出し、子の２次元／３次元モデルのｘ軸、ｙ軸、ｚ軸が親の２次元／３次元モデルのｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のどれに対応するかを２Ｄ３Ｄ配置整合性データと照合して求め、空間配置情報ｔｅｍｐデータの第１軸には、子の２次元／３次元モデルのｘ軸に対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸を、第２軸には子の２次元／３次元モデルのｙ軸に対応する親の２次元／３次元モデルの座標軸を格納して（ステップＳ２１１）、処理を終了する。
図４４は、図４１のステップＳ１０２の３次元部品配置情報（３次元データ）設定処理の詳細を示すフローチャートである。図４３の処理が開始されると、まず、図４１、４２に示した２Ｄ部品構造作業平面間の整合性チェック処理（ステップＳ２０８）及び２次元参照の３次元データ化処理（ステップＳ２０７）で得られた空間配置ｔｅｍｐデータを、対応する親の２次元／３次元モデルの作業空間データ部１２４の中にある単独３Ｄ部品データ部に３Ｄ参照情報として格納する（ステップＳ３０１）。
そして、対応する２Ｄ／３Ｄ部品構造対応テーブルの３Ｄ空間配置フラグを立てて（ステップＳ３０２）、処理を終了する。図４５は、６面図における連動動作を示す図である。
同図は６面図の内、ある２次元設計平面上で子図が移動した場合、他の２次元設計平面でその動きがどの様に連動されるかを示している。同図（ａ）の６個の各子図には、Ｖ１〜Ｖ６の２次元設定平面が設定されており、Ａ〜Ｆは、それぞれ、各２次元設定平面Ｖ１〜Ｖ６の縦軸を表している。
同図（ａ）のように、２次元設定平面Ｖ１〜Ｖ６及びそれらの縦軸Ａ〜Ｆが設定された各子図において、同図（ｂ）の左端の列に示すように、上記各子図の縦軸Ａ〜Ｆを矢印に方向に移動すると、この移動に連動して、他の子図が、同図（ｂ）のＶ１〜Ｖ６の欄の列に示す矢印の方向に連動して移動する。
図４６は、上述した本実施形態におけるＣＡＤシステムや連携システム等の各情報処理システムの環境を示す図である。この情報処理システムは、図４６の様にＣＰＵ２０１、主記憶装置２０２、ハードディスク装置２０３、ディスプレイ、キーボード、マウス等を備えた入出力装置２０４、モデム、ＬＡＮアダプタ等のネットワーク接続装置２０５及びＣＤ，ＤＶＤ，光ディスク、フロッピーディスクなどの可搬記憶媒体２０７が装着され、それから記憶内容を読み出す媒体読取り装置２０６を有し、これらが互いにバス２０８により接続される構成となっている。
図４６の情報処理システムでは、媒体読取り装置２０６により可搬記憶媒体２０７に記憶されているプログラム、データを読み出し、これを主記憶装置２０２またはハードディスク２０３にロードまたは格納する。そして本実施形態による各処理は、ＣＰＵ２０１がこのプログラムやデータを主記憶装置２０２上にロードして実行することにより、ソフトウエア的に実現することが可能である。
また、この情報処理システムでは、可搬記憶媒体２０７を用いてアプリケーションソフトの交換が行われる場合がある。よって、本発明は、ＣＡＤシステムやＣＡＤ連携システムに限らず、コンピュータにより使用されたときに、上述の本発明の実施の形態の機能をコンピュータに行わせるためのコンピュータが読み出し可能な記憶媒体として構成することもできる。
この場合、「記憶媒体」としては、例えば図４７に示されるように、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク（あるいはＭＯ、ＤＶＤ、リムーバブル磁気ディスク等であってもよい）等の媒体駆動装置３０７に脱着可能な可搬記憶媒体３０６や、ネットワーク回線３０３経由で送信される外部の情報提供業者が保有する情報提処理装置（サーバ等）内の記憶デバイス（データベース等）３０２、あるいは情報処理装置３０１の本体３０４内のメモリ（ＲＡＭ又は外部記憶装置）３０５３０５等が含まれる。可搬記憶媒体３０６や記憶デバイス（データベース等）３０２に記憶されているプログラムは、本体３０４内のメモリ（ＲＡＭ又は外部記憶装置等）３０５にロードされて、実行され、上述した本実施形態の各機能を実現する。
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、２次元設計平面／３次元設計空間の階層構造を管理する情報を利用して、３次元モデルの組み上げを自動的に行う事が出来る。
また２次元設計平面間、または２次元設計平面と３次元設計空間で、面図に跨がった部品の移動、コピー、削除等の編集操作がや面図に跨がった編集操作等を連動可能とする。更には２次元設計平面データと３次元設計空間データ間での部品構造単位での対応関係を管理することができる。
また、複数の設計平面、設計空間に分散されて表現されている部品やユニットが有る場合でも、それらのある１つの作業平面での部品の配置位置等の変更が、他の関連する２次元設計平面や３次元設計空間に及ぼす影響範囲を、ユーザに通知する事が出来る。
更に、整合性を確認しながら、対話的に編集処理を行うことが可能となる。また、ある設計平面／設計空間上にに表現されている図形要素に対して行った操作を、関連する他の設計平面／設計空間に自動的に反映させることができる。また、部品位置関係などの３次元的整合性を、２次元設計平面上でチェックすることができる。
また、更に、任意の階層の任意の２次元／３次元モデルや任意の作業平面または作業空間の任意の参照情報（配置情報等）や形状の編集操作を、処理対象となる２次元／３次元モデルや作業平面または作業空間を切り替えることなく行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明のＣＡＤシステムでの、各設計平面に対するデータ構成を示す図である。
【図３】２次元設計平面の空間的属性についての説明図である。
【図４】各設計平面間の参照関係を示す図である。
【図５】３次元参照を自動的に作成する処理フローを示すイメージ図である。
【図６】３次元参照を自動的に作成する処理フローを示すフローチャートである。
【図７】配置点及び配置ベクトルの変換処理の説明図である。
【図８】３次元参照及び３次元モデル作成の処理を示すフローチャートである。
【図９】２次元設計平面上での部品の移動処理を示す図である。
【図１０】図９の部品の移動における処理フローを示すフローチャートである。
【図１１】編集指示の関連する他の２次元／３次元モデルへの反映を示す図である。
【図１２】入力対象として２次元／３次元モデルを指定し、作業平面や作業空間を切替えることなく編集作業を行った場合を示す図である。
【図１３】新規２次元／３次元モデルの作成処理を示す図である。
【図１４】新規２次元／３次元モデルの作成処理における各２次元設計平面における、空間的属性の継承について説明する図である。
【図１５】ガイドの例を示す図である。
【図１６】３次元設計空間上への３次元参照の設定による各２次元設計平面上の指定要素の基準点の自動設定を示す図である。
【図１７】新規のモデル間参照の設定についての前提を示す図である。
【図１８】ＣＡＳＥ１の処理フローを示す図である。
【図１９】ＣＡＳＥ２の処理フローを示す図である。
【図２０】ＣＡＳＥ３の処理フローを示す図である。
【図２１】本発明を２次元／３次元連携ＣＡＤシステムとして構成した場合の概略構成図である。
【図２２】モデル図形格納データベース１２内に格納されているデータ構成を示す図である。
【図２３】作業平面データ部の構成例を示す図である。
【図２４】作業空間データ部の構成例を示す図である。
【図２５】作業平面データ部の２Ｄ参照情報による２次元設計平面上への参照画像の配置例を示す図である。
【図２６】作業空間データ部の３Ｄ参照情報による３次元設計空間上への参照画像の配置例を示す図である。
【図２７】座標関係対応テーブルを示す図である。
【図２８】各２次元設計平面とその３次元座標系との対応関係を示す図である。
【図２９】２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルの設計平面変換パターンを平面ＩＤによって示した図である。
【図３０】２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルの設計平面変換パターンを平面名によって示した図である。
【図３１】２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルの設計平面変換パターンを３次元座標軸の見え方によって示した図である。
【図３２】第１軸を何度回転させたかで示した２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルを示す図である。
【図３３】２次元設計平面パターンに対応する３次元変換マトリクステーブルを示す図である。
【図３４】アセンブリ管理テーブルの構成例を示す。
【図３５】親子関係処理テーブルの構成例を示す図である。
【図３６】末端モデルテーブルの構成例を示す図である。
【図３７】２Ｄ３Ｄ部品構造対応テーブルの構成例を示す図である。
【図３８】先親保持テーブルを示す図である。
【図３９】空間配置情報ｔｅｍｐデータを示す図である。
【図４０】平行平面管理テーブルを示す図である。
【図４１】テーブルやデータを用いて３次元自動組み立て処理のフローを示すフローチャートである。
【図４２】２Ｄ部品構造作業平面間の制御性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理のフローチャート（その１）である。
【図４３】２Ｄ部品構造作業平面間の制御性チェック処理及び２次元参照の３次元データ化処理のフローチャート（その２）である。
【図４４】３次元部品配置情報設定処理を示すフローチャートである。
【図４５】６面図における連動動作を示す図である。
【図４６】本システムが用いられる情報処理システムの環境図である。
【図４７】記憶媒体の例を示す図である。
【図４８】従来のＣＡＤでのデータの管理方法を示す図である。
【符号の説明】
１ ２Ｄ／３Ｄ連携ＣＡＤシステム
２ ユーザ入出力装置
１１ ２次元／３次元ＣＡＤデータ編集ユニット
１２ モデル図形格納データベース
１３ テーブルファイル
１４ 作業メモリ
２１ ＣＡＤシステム
２２ モデル間参照管理手段
２３ モデル内対応関係管理手段
２４ ２次元／３次元モデル
２５ ２次元設計平面
２６ ３次元設計空間
２７ 対応関係
２８ 参照情報
２０１ ＣＰＵ
２０２ 主記憶装置
２０３ ハードディスク
２０４ 入出力装置
２０５ ネットワーク接続装置
２０６ 媒体読取り装置
２０７ 可搬記憶媒体
２０８ バス
３０１ 情報処理装置
３０２ プログラム（データ）情報提供業者
３０３ ネットワーク回線
３０４ 情報処理装置本体（コンピュータ）
３０５ プログラム（データ）
３０６ 可搬記録媒体
Claims (9)
- 他の２次元設計平面／３次元設計空間を参照して構成される２次元設計平面／３次元設計空間を扱うＣＡＤシステムであって
同一の対象に対する２次元設計平面や３次元設計空間である２次元／３次元モデル内の対応関係を記憶するモデル内対応関係記憶手段と、
設計者の指示入力を受け付ける入力手段と、
前記入力手段からの設計者による新規２次元／３次元モデルの生成指示に対して、第１の２次元／３次元モデルに対する前記対応関係を前記モデル内対応関係記憶手段から読み出し、当該対応関係から前記第１の２次元／３次元モデルと新規の第２の２次元／３次元モデルとの間の、同一の対象に対する２次元設計平面や３次元設計空間から構成される２次元／３次元モデル間の参照であるモデル間参照を生成して前記第２の２次元／３次元モデルを生成する新規２次元／３次元モデル生成手段と、
を備えることを特徴とするＣＡＤシステム。 - 前記第１の２次元／３次元モデルに属する複数の２次元設計平面の前記第２の２次元／３次元モデルに属する２次元設計平面への２次元参照と、前記第１の２次元／３次元モデル内の対応関係及び前記第２の２次元／３次元モデル内の対応関係から、前記第１の２次元／３次元モデルの３次元設計空間と前記第２の２次元／３次元モデルの３次元設計空間との３次元参照を作成する自動組上げ手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のＣＡＤシステム。
- 前記自動組上げ手段は、前記第１の２次元／３次元モデルに属する複数の２次元設計平面の２次元参照と、前記第１の２次元／３次元モデル内の対応関係を用いて、前記第１の２次元／３次元モデルに属する３次元設計空間を自動的に組上げることを特徴とする請求項２に記載のＣＡＤシステム。
- 前記自動組上げ手段は、参照関係において最下層の２次元／３次元モデルから順に、参照元の２次元／３次元モデル内の対応関係から該参照元の３次元設計空間上に配置ベクトルを決定し、参照先の２次元／３次元モデル内の対応関係から該参照先の２次元／３次元モデルの３次元設計空間上に基準ベクトルを決定し、前記配置ベクトルと基準ベクトルとの変換マトリクスを生成し、該変換マトリクスを元に前記参照元の２次元／３次元モデルの３次元設計空間を組上げることを特徴とする請求項３記載のＣＡＤシステム。
- 前記第１の２次元／３次元モデルと、該第１の２次元／３次元モデルが参照している第３の２次元／３次元モデルとの間の前記モデル間参照を管理するモデル間参照管理手段を更に備え、新規２次元／３次元モデル生成手段は、前記モデル間参照管理手段が管理している前記第１の２次元／３次元モデルと前記第３の２次元／３次元モデルとの間のモデル間参照を用いて前記第２の２次元／３次元モデルを生成することを特徴とする請求項１に記載のＣＡＤシステム。
- 前記新規２次元／３次元モデル生成手段は、前記第２の２次元／３次元モデルを生成する際に該第２の２次元／３次元モデルの空間的整合成のチェックを行なうことを特徴とする請求項１に記載のＣＡＤシステム。
- 参照元と参照先の整合性の取れた参照関係のパターンを示す２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルを記憶する手段を更に備え、前記整合性のチェックは、前記第１の２次元／３次元モデルと前記第２の２次元／３次元モデルの間のモデル間参照が、前記２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブル内の参照関係のパターンのいずれかであるかを前記２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルを参照して調べることにより行なうことを特徴とする請求項６に記載のＣＡＤシステム。
- 前記２Ｄ３Ｄ配置整合性対応テーブルは、平面ＩＤ、平面名及び３次元座標軸の少なくともいずれか１つを用いて前記パターンを示したものであることを特徴とする請求項７に記載のＣＡＤシステム。
- 前記第２の２次元／３次元モデル生成時に該第２の２次元／３次元モデルに属する各２次元設計平面及び３次元設計空間が空間的に整合性を保つように、ガイドを表示して設計者に指示を行うことを特徴とする請求項１に記載のＣＡＤシステム。
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