JPH10111882A - ３次元ｃａｄシステム及び２次元ｃａｄ図から３次元ｃａｄ図への変換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２次元ＣＡＤ図から３次元ＣＡＤ図を作成する
時間を大幅に短縮でき、ＣＡＤオペレータの入力作業を
簡単化できるようにする。 【解決手段】２次元ＣＡＤシステムにて作成された２次
元ＣＡＤデータを読み込むデータ読込み手段４０と、読
み込まれた２次元ＣＡＤデータにて形成される複数の図
形を３軸座標系における少なくとも２つの基準面に割り
当てる図形割当て手段４２と、前記図形が割り当てられ
た前記基準面における各図形の最外郭ラインを抽出する
最外郭ライン抽出手段４４と、抽出された前記最外郭ラ
インをその対応する基準面の法線方向に延ばした形状の
立体要素を作成する立体要素作成手段４６と、作成され
た複数の立体要素を合成して前記２次元ＣＡＤデータに
基づく３次元ＣＡＤデータを作成する立体要素合成手段
４８とを設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車や
自動二輪車等のエンジンや車体並びに排気用マフラー等
の形状に対して、例えば三角製図法で描かれ、かつ２次
元ＣＡＤ図として登録された２次元ＣＡＤデータに基づ
いて、前記形状の３次元ＣＡＤ図（立体図）を容易に作
成することを可能とする３次元ＣＡＤシステム及び２次
元ＣＡＤ図から３次元ＣＡＤ図への変換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、三角製図法で描かれた２次元ＣＡ
Ｄ図から３次元ＣＡＤ図に変換する際には、以下に示す
ような作業を行うようにしている。

【０００３】(1) まず、寸法の記載された２次元ＣＡＤ
図を印刷する。

【０００４】(2) 印刷された２次元ＣＡＤ図から手作業
で寸法をピックアップする。

【０００５】(3) ＣＡＤシステムに接続されているモニ
タ上に描かれた格子入りの３次元軸上に、前記ピックア
ップした寸法に係る稜線と頂点を手作業で入力する。曲
面についてはスプライン補間を行う。

【０００６】前記手順によってモニタ上に３次元ＣＡＤ
図（立体図）を描くことによって、前記２次元ＣＡＤ図
に対応する３次元ＣＡＤデータを得るようにしている。

【０００７】また、他の方法としては、３次元上の平面
に２次元ＣＡＤ図を入力し、３次元方向に移動させるこ
とによって、製品の３次元形状を完成させるようにして
いる。

【０００８】３次元ＣＡＤ図は、立体図であることか
ら、製品形状の輪郭が一目で確認でき、製品形状を容易
に把握することができるという利点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の３次元ＣＡＤ図への変換手法においては、寸法を目
視により読み取り、その読み取った寸法に対応する稜線
や頂点等を、マウス等のポインティング・デバイス（座
標入力装置）を用いて画面上で指定することによって入
力するという作業方法であるため、例えば自動二輪車の
スタンド等の簡単な部品であっても、２次元ＣＡＤ図か
ら３次元ＣＡＤ図を作成する際には、その入力に時間が
かかり、しかも、入力ミスも考慮する必要から、３次元
ＣＡＤ図にするまでの工数が増大し、限られた製品のみ
の３次元ＣＡＤ図しか得られないという問題がある。

【００１０】そこで、従来では、３つの面図に描かれた
２次元ＣＡＤ図から物体の３次元形状を表現するソリッ
ドモデルを自動的に生成することができる３次元図形デ
ータの生成方法が提案されている（例えば特開平６−６
０１５３号公報参照）。

【００１１】この３次元図形データの生成方法は、例え
ば直交ＸＹＺ座標系に関する２次元図形データ、即ち、
物体の平面形状に関するデータ、物体の正面形状に関す
るデータ、物体の側面形状に関するデータに基づいて３
次元図形データを生成する場合に好適であるが、その他
の座標系における平面に関する図形データ、例えば直交
ＸＹＺ軸についてねじれの位置にある軸を法線とする面
に関する図形データや、物体について任意の方向から見
た一部投影図（セクション図）に関する図形データが含
まれている場合は、凹状閉ループ処理や補助線処理及び
隠れ線処理が複雑になり、また、属性情報も膨大になる
ことから、その対応が困難になる可能性がある。

【００１２】このように、３次元ＣＡＤ図への変換にお
いては、その入力作業が非効率的な作業であって、ま
た、ＣＡＤオペレータの労力やプログラム上での演算処
理ステップが益々増大する傾向にあることから、作業環
境の整備やシステム保守等を考えた場合、オペレータの
労力軽減・操作時間の短縮並びに２次元図形データの種
類に拘わらずプログラム上での演算処理ステップの軽減
を実現できる３次元ＣＡＤシステム並びに２次元ＣＡＤ
図から３次元ＣＡＤ図への変換方法の実現が望まれてい
る。

【００１３】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、２次元ＣＡＤ図から３次元ＣＡＤ図を作
成する時間を大幅に短縮でき、しかも、ＣＡＤオペレー
タの入力作業並びに２次元図形データの種類に拘わらず
プログラム上での演算処理を簡単化することができる３
次元ＣＡＤシステム及び２次元ＣＡＤ図から３次元ＣＡ
Ｄ図への変換方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明に
係る３次元ＣＡＤシステムは、２次元ＣＡＤシステムに
て作成された２次元ＣＡＤデータを読み込むデータ読込
み手段と、読み込まれた２次元ＣＡＤデータにて形成さ
れる複数の図形を少なくとも２つの基準面に割り当てる
図形割当て手段と、前記図形が割り当てられた前記基準
面における各図形の最外郭ラインを抽出する最外郭ライ
ン抽出手段と、抽出された前記最外郭ラインをその対応
する基準面の法線方向に延ばした形状の立体要素を作成
する立体要素作成手段と、作成された複数の立体要素を
合成して前記２次元ＣＡＤデータに基づく３次元ＣＡＤ
データを作成する立体要素合成手段とを設けて構成す
る。

【００１５】これにより、まず、２次元ＣＡＤシステム
にて作成された２次元ＣＡＤデータが、データ読込み手
段を通じて、当該３次元ＣＡＤシステムに読み込まれ
る。この読み込まれた２次元ＣＡＤデータにて形成され
る複数の図形が、図形割当て手段を通じて、少なくとも
２つの基準面に割り当てられる。つまり、２次元ＣＡＤ
データは、製品の形状を様々な製図法に即して作成する
ことによって得られる図形データであることから、例え
ば代表的には、製品の平面形状、正面形状及び側面形状
に即した図形データやその他の座標系における平面に関
する図形データ、例えば直交ＸＹＺ軸についてねじれの
位置にある軸を法線とする面に関する図形データを含む
ことになる。

【００１６】従って、例えば請求項２記載の図形割当て
手段を用いた場合においては、製品の平面形状に関する
２次元ＣＡＤデータを例えばｘｙ平面を基準面とした形
状データとして割り当て、製品の正面形状に関する２次
元ＣＡＤデータをｘｚ平面を基準面とした形状データと
して割り当て、製品の側面形状に関する２次元ＣＡＤデ
ータを例えばｙｚ平面を基準面とした形状データとして
割り当てる。

【００１７】また、前記形状割当て手段においては、直
交ＸＹＺ座標系におけるｘｙ平面、ｙｚ平面及びｘｚ平
面に関する図形データのほか、直交ＸＹＺ座標系以外の
座標系における平面、例えば直交ＸＹＺ軸についてねじ
れの位置にある軸を法線とする面に関する図形データ
や、ある製品について任意の方向から見たセクション図
に関する図形データについての割り当ても行う。この場
合、それぞれの基準面は、ねじれの位置にある軸を法線
とする面や、セクション図については、その投影方向を
法線とする面が該当する。

【００１８】そして、前記各基準面に割り当てられた形
状データに基づいて、各基準面でのそれぞれの形状の最
外郭ライン（外形線）を、最外郭ライン抽出手段を通じ
て抽出する。この抽出段階で、最外郭ライン内に含まれ
る細かい部材のライン、例えば孔を示す円形ラインや突
起等を示すラインは消去されることになり、もっぱら外
形線のみが抽出されることとなる。

【００１９】その後、立体要素作成手段を通じて、前記
抽出された最外郭ラインをその対応する基準面の法線方
向に延ばした形状の立体要素を作成する。具体的には、
平面形状に関する最外郭ラインにおいては、その基準面
が例えばｘｙ平面であることから、最外郭ラインをｚ軸
方向に延ばすことにより、該最外郭ラインにて形成され
る面形状を横断面とし、かつ軸方向をｚ軸とする筒状の
立体要素（以下、便宜的に第１の立体要素と記す）が作
成される。

【００２０】また、正面形状に関する最外郭ラインにお
いては、その基準面がｘｚ平面であることから、最外郭
ラインをｙ軸方向に延ばすことにより、該最外郭ライン
にて形成される面形状を横断面とし、かつ軸方向をｙ軸
とする筒状の立体要素（以下、便宜的に第２の立体要素
と記す）が作成される。

【００２１】更に、側面形状に関する最外郭ラインにお
いては、その基準面がｙｚ平面であることから、最外郭
ラインをｘ軸方向に延ばすことにより、該最外郭ライン
にて形成される面形状を横断面とし、かつ軸方向をｘ軸
とする筒状の立体要素（以下、便宜的に第３の立体要素
と記す）が作成される。

【００２２】また、直交ＸＹＺ軸についてねじれの位置
にある軸を法線とする面に関する図形データの最外郭ラ
インについては、該最外郭ラインが前記法線方向に引き
延ばされて前記最外郭ラインにて形成される面形状を横
断面とし、かつ軸方向を前記法線方向とする筒状の立体
要素が作成され、セクション図に関する図形データの最
外郭ラインについては、該最外郭ラインがその投影方向
に引き延ばされて前記最外郭ラインにて形成される面形
状を横断面とし、かつ軸方向を前記投影方向とする筒状
の立体要素が作成される。

【００２３】そして、立体要素合成手段を通じて、前記
第１〜第３の立体要素を含むすべての立体要素が合成、
例えば論理積のみの演算、あるいは論理積と論理和との
混合演算が行われて前記２次元ＣＡＤデータに基づく３
次元ＣＡＤデータ、この場合、外形のみの３次元ＣＡＤ
データが作成されることになる。

【００２４】なお、最外郭ライン抽出手段での最外郭ラ
インの抽出処理によって消去された細かい部材のライ
ン、例えば孔の円形ラインや突起等のラインは、前記外
形の３次元ＣＡＤデータに付加されることになる。この
場合、立体とされた製品の外形の方向性を考慮して付加
されることになる。孔の円形ラインや突起等のラインは
非常に簡単な図形であるため、その付加作業は短時間で
終了することとなる。

【００２５】このように、本発明に係る３次元ＣＡＤシ
ステムにおいては、２次元ＣＡＤデータの各基準面にお
ける最外郭ラインを筒状に引き延ばしてなる複数の立体
要素を作成し、これら複数の立体要素を合成することに
より３次元ＣＡＤデータを作成するようにしたので、最
も時間のかかる外形の立体図をオペレータからのデータ
入力なしに、あるいは最小限のデータ入力によって自動
的に作図することができ、オペレータの労力及び操作時
間を９割程度短縮することができる。

【００２６】また、直交ＸＹＺ座標系に関する２次元Ｃ
ＡＤデータのほか、その他の座標系における平面に関す
る図形データ、例えば直交ＸＹＺ軸についてねじれの位
置にある軸を法線とする面に関する図形データや、製品
について任意の方向から見た一部投影図（セクション
図）に関する図形データが含まれている場合において
も、簡単な演算処理で行うことができ、プログラム・ス
テップ数の削減及びシステム保守において非常に有利に
なる。

【００２７】これは、ＣＡＤ操作に対する困難性の排除
（操作自体のほか、ＣＡＤ操作は困難であるという意識
の排除を含む）につながり、ＣＡＤシステムの利用率の
増大、自動車や自動二輪車、建築、造船、電子機器等の
３次元設計の実用化を大幅に促進させることができる。

【００２８】そして、前記構成において、前記最外郭ラ
イン抽出手段を、前記データ読込み手段にて読み込まれ
た前記２次元ＣＡＤデータを前記図形割当て手段にて割
り当てられた基準面に投影する図形投影手段と、各基準
面に投影された図形が取りうるそれぞれの基準面上での
最大座標値及び最小座標値を算出する最大／最小演算手
段と、各基準面に関し、得られた最大座標値と最小座標
値を結ぶ線分を求める線分演算手段と、各基準面に関
し、得られた前記線分に垂直な平面を前記基準面ごとに
複数発生させる平面発生手段と、各基準面に関し、発生
された１つの平面と当該基準面に対応する投影図との交
点を求め、その交点で最も離れた２点を抽出するという
サイクルを前記発生された複数の平面分、繰り返す交点
抽出手段と、各基準面に関し、前記交点抽出手段にて抽
出された交点を直線で結んで一つの輪郭線を作成してそ
の基準面における最外郭ラインとする最外郭作成手段を
設けて構成するようにしてもよい（請求項３記載の発
明）。

【００２９】これにより、まず、図形投影手段を通じ
て、２次元ＣＡＤデータが前記図形割当て手段にて割り
当てられた基準面に投影される。例えば、製品の平面形
状がｘｙ平面に投影され、製品の正面形状がｘｚ平面に
投影され、製品の側面形状がｙｚ平面に投影される。ま
た、直交ＸＹＺ軸についてねじれの位置にある軸を法線
とする面に関する図形データやセクション図に関する図
形データについても同様に、それぞれ対応する基準面に
投影される。

【００３０】その後、最大／最小演算手段を通じて、各
基準面に投影された図形が取りうるそれぞれの基準面上
での最大座標値及び最小座標値が算出され、線分演算手
段を通じて、各基準面に関し、得られた最大座標値と最
小座標値を結ぶ線分が求められる。更に、平面発生手段
を通じて、各基準面に関し、得られた前記線分に垂直な
平面が前記基準面ごとに複数発生され、交点抽出手段を
通じて、各基準面に関し、前記発生された１つの平面と
当該基準面に対応する投影図との交点を求め、その交点
で最も離れた２点を抽出するというサイクルが前記発生
された複数の平面分、繰り返される。

【００３１】そして、最外郭作成手段を通じて、各基準
面に関し、前記交点抽出手段にて抽出された交点を直線
で結んで一つの輪郭曲線を作成することにより、その基
準面における最外郭ラインとする。

【００３２】前記各種手段での処理動作によって、製品
の各基準面における最外郭ラインが、複数の直線を結ん
で構成される一つの輪郭曲線とされることから、その後
の立体要素作成手段での立体要素の作成処理及び立体要
素合成手段での合成処理が容易になる。その結果、製品
の立体図を迅速に作成することが可能となり、しかも、
プログラムのステップ数も少なくすることができ、プロ
グラム容量の削減化を図ることができる。

【００３３】次に、請求項４記載の２次元ＣＡＤ図から
３次元ＣＡＤ図への変換方法は、２次元ＣＡＤシステム
にて作成された２次元ＣＡＤデータにて形成される複数
の図形を少なくとも２つの基準面に割り当て、前記図形
が割り当てられた前記基準面における各図形の最外郭ラ
インをその対応する基準面の法線方向に延ばした形状の
立体要素を作成し、作成された複数の立体要素を合成し
て前記２次元ＣＡＤデータに基づく３次元ＣＡＤデータ
を作成することを特徴とする。

【００３４】この場合、２次元ＣＡＤデータの各基準面
における最外郭ラインを筒状に引き延ばしてなる複数の
立体要素を作成し、これら複数の立体要素を合成するこ
とにより３次元ＣＡＤデータが作成されることとなるた
め、最も時間のかかる外形の立体図をオペレータからの
データ入力なしに、あるいは最小限のデータ入力によっ
て自動的に作図することができ、オペレータの労力及び
操作時間を９割程度短縮することができる。

【００３５】次に、請求項５記載の２次元ＣＡＤ図から
３次元ＣＡＤ図への変換方法は、２次元ＣＡＤシステム
にて作成された２次元ＣＡＤデータを読み込むデータ読
込みステップと、読み込まれた２次元ＣＡＤデータにて
形成される複数の図形を少なくとも２つの基準面に割り
当てる図形割当てステップと、前記図形が割り当てられ
た前記基準面における各図形の最外郭ラインを抽出する
最外郭ライン抽出ステップと、抽出された前記最外郭ラ
インをその対応する基準面の法線方向に延ばした形状の
立体要素を作成する立体要素作成ステップと、作成され
た複数の立体要素を合成して前記２次元ＣＡＤデータに
基づく３次元ＣＡＤデータを作成する立体要素合成ステ
ップとを有することを特徴とする。

【００３６】これにより、まず、２次元ＣＡＤシステム
にて作成された２次元ＣＡＤデータが、データ読込みス
テップでの処理によって、当該３次元ＣＡＤシステムに
読み込まれる。この読み込まれた２次元ＣＡＤデータに
て形成される複数の図形が、図形割当てステップでの処
理によって、少なくとも２つの基準面に割り当てられ
る。つまり、２次元ＣＡＤデータは、製品の形状を様々
な製図法に即して作成することによって得られる図形デ
ータであることから、例えば代表的には、製品の平面形
状、正面形状及び側面形状に即した図形データやその他
の座標系における平面に関する図形データ、例えば直交
ＸＹＺ軸についてねじれの位置にある軸を法線とする面
に関する図形データを含むことになる。

【００３７】従って、例えば請求項６記載の図形割当て
ステップでの処理を行った場合においては、製品の平面
形状に関する２次元ＣＡＤデータを例えばｘｙ平面を基
準面とした形状データとして割り当て、製品の正面形状
に関する２次元ＣＡＤデータをｘｚ平面を基準面とした
形状データとして割り当て、製品の側面形状に関する２
次元ＣＡＤデータを例えばｙｚ平面を基準面とした形状
データとして割り当てられることになる。

【００３８】また、前記形状割当て手段においては、直
交ＸＹＺ座標系におけるｘｙ平面、ｙｚ平面及びｘｚ平
面に関する図形データのほか、直交ＸＹＺ座標系以外の
座標系における平面、例えば直交ＸＹＺ軸についてねじ
れの位置にある軸を法線とする面に関する図形データ
や、ある製品について任意の方向から見たセクション図
に関する図形データについての割り当ても行う。この場
合、それぞれの基準面は、ねじれの位置にある軸を法線
とする面や、セクション図については、その投影方向を
法線とする面が該当する。

【００３９】そして、前記各基準面に割り当てられた形
状データに基づいて、各基準面でのそれぞれの形状の最
外郭ライン（外形線）が、最外郭ライン抽出ステップで
の処理によって抽出される。この抽出ステップで、最外
郭ライン内に含まれる細かい部材のライン、例えば孔を
示す円形ラインや突起等を示すラインは消去されること
になり、もっぱら外形線のみが抽出されることとなる。

【００４０】その後、立体要素作成ステップでの処理に
よって、前記抽出された最外郭ラインをその対応する基
準面の法線方向に延ばした形状の立体要素が作成され
る。具体的には、平面形状に関する最外郭ラインにおい
ては、その基準面が例えばｘｙ平面であることから、最
外郭ラインをｚ軸方向に延ばすことにより、該最外郭ラ
インにて形成される面形状を横断面とし、かつ軸方向を
ｚ軸とする筒状の立体要素（以下、便宜的に第１の立体
要素と記す）が作成される。

【００４１】また、正面形状に関する最外郭ラインにお
いては、その基準面がｘｚ平面であることから、最外郭
ラインをｙ軸方向に延ばすことにより、該最外郭ライン
にて形成される面形状を横断面とし、かつ軸方向をｙ軸
とする筒状の立体要素（以下、便宜的に第２の立体要素
と記す）が作成される。

【００４２】更に、側面形状に関する最外郭ラインにお
いては、その基準面がｙｚ平面であることから、最外郭
ラインをｘ軸方向に延ばすことにより、該最外郭ライン
にて形成される面形状を横断面とし、かつ軸方向をｘ軸
とする筒状の立体要素（以下、便宜的に第３の立体要素
と記す）が作成される。

【００４３】また、直交ＸＹＺ軸についてねじれの位置
にある軸を法線とする面に関する図形データの最外郭ラ
インについては、該最外郭ラインが前記法線方向に引き
延ばされて前記最外郭ラインにて形成される面形状を横
断面とし、かつ軸方向を前記法線方向とする筒状の立体
要素が作成され、セクション図に関する図形データの最
外郭ラインについては、該最外郭ラインがその投影方向
に引き延ばされて前記最外郭ラインにて形成される面形
状を横断面とし、かつ軸方向を前記投影方向とする筒状
の立体要素が作成される。

【００４４】そして、立体要素合成ステップでの処理に
よって、前記第１〜第３の立体要素を含むすべての立体
要素が合成、例えば論理積のみの演算、あるいは論理積
と論理和との混合演算が行われて前記２次元ＣＡＤデー
タに基づく３次元ＣＡＤデータ、この場合、外形のみの
３次元ＣＡＤデータが作成されることになる。

【００４５】なお、最外郭ライン抽出ステップでの最外
郭ラインの抽出処理によって消去された細かい部材のラ
イン、例えば孔の円形ラインや突起等のラインは、前記
外形の３次元ＣＡＤデータに付加されることになる。こ
の場合、立体とされた製品の外形の方向性を考慮して付
加されることになる。孔の円形ラインや突起等のライン
は非常に簡単な図形であるため、その付加作業は短時間
で終了することとなる。

【００４６】このように、本発明に係る２次元ＣＡＤ図
から３次元ＣＡＤ図への変換方法においては、２次元Ｃ
ＡＤデータの各基準面における最外郭ラインを筒状に引
き延ばしてなる複数の立体要素を作成し、これら複数の
立体要素を合成することにより３次元ＣＡＤデータを作
成するようにしたので、最も時間のかかる外形の立体図
をオペレータからのデータ入力なしに、あるいは最小限
のデータ入力によって自動的に作図することができ、オ
ペレータの労力及び操作時間を９割程度短縮することが
できる。

【００４７】また、直交ＸＹＺ座標系に関する２次元Ｃ
ＡＤデータのほか、その他の座標系における平面に関す
る図形データ、例えば直交ＸＹＺ軸についてねじれの位
置にある軸を法線とする面に関する図形データや、製品
について任意の方向から見た一部投影図（セクション
図）に関する図形データが含まれている場合において
も、簡単な演算処理で行うことができ、プログラム・ス
テップ数の削減及びシステム保守において非常に有利に
なる。

【００４８】これは、ＣＡＤ操作に対する困難性の排除
（操作自体のほか、ＣＡＤ操作は困難であるという意識
の排除を含む）につながり、ＣＡＤシステムの利用率の
増大、自動車や自動二輪車、建築、造船、電子機器等の
３次元設計の実用化を大幅に促進させることができる。

【００４９】そして、前記方法において、前記最外郭ラ
イン抽出ステップを、前記データ読込みステップにて読
み込まれた前記２次元ＣＡＤデータを前記図形割当てス
テップにて割り当てられた基準面に投影する図形投影ス
テップと、各基準面に投影された図形が取りうるそれぞ
れの基準面上での最大座標値及び最小座標値を算出する
最大／最小演算ステップと、各基準面に関し、得られた
最大座標値と最小座標値を結ぶ線分を求める線分演算ス
テップと、各基準面に関し、得られた前記線分に垂直な
平面を前記基準面ごとに複数発生させる平面発生ステッ
プと、各基準面に関し、発生された１つの平面と当該基
準面に対応する投影図との交点を求め、その交点で最も
離れた２点を抽出するというサイクルを前記発生された
複数の平面分、繰り返す交点抽出ステップと、各基準面
に関し、前記交点抽出ステップにて抽出された交点を直
線で結んで一つの輪郭線を作成してその基準面における
最外郭ラインとする最外郭作成ステップを設けて構成す
るようにしてもよい（請求項７記載の発明）。

【００５０】これにより、まず、図形投影ステップでの
処理によって、２次元ＣＡＤデータが前記図形割当てス
テップにて割り当てられた基準面に投影される。例え
ば、製品の平面形状がｘｙ平面に投影され、製品の正面
形状がｘｙ平面に投影され、製品の側面形状がｙｚ平面
に投影される。また、直交ＸＹＺ軸についてねじれの位
置にある軸を法線とする面に関する図形データやセクシ
ョン図に関する図形データについても同様に、それぞれ
対応する基準面に投影される。

【００５１】その後、最大／最小演算ステップでの処理
によって、各基準面に投影された図形が取りうるそれぞ
れの基準面上での最大座標値及び最小座標値が算出さ
れ、線分演算ステップでの処理によって、各基準面に関
し、得られた最大座標値と最小座標値を結ぶ線分が求め
られる。更に、平面発生ステップでの処理によって、各
基準面に関し、得られた前記線分に垂直な平面が前記基
準面ごとに複数発生され、交点抽出ステップでの処理に
よって、各基準面に関し、前記発生された１つの平面と
当該基準面に対応する投影図との交点を求め、その交点
で最も離れた２点を抽出するというサイクルが、前記発
生された複数の平面分、繰り返される。

【００５２】そして、最外郭作成ステップでの処理によ
って、各基準面に関し、前記交点抽出ステップにて抽出
された交点を直線で結んで一つの輪郭曲線を作成し、そ
の基準面における最外郭ラインとする。

【００５３】前記各種ステップでの処理動作によって、
製品の各基準面における最外郭ラインが、複数の直線を
結んで構成される一つの輪郭曲線とされることから、そ
の後の立体要素作成ステップでの立体要素の作成処理及
び立体要素合成手段での合成処理が容易になり、製品の
立体図を迅速に作成することが可能となる。しかも、前
記各種ステップをソフトウエアにて構築する場合、プロ
グラムのステップ数も少なくすることができ、プログラ
ム容量の削減化を図ることができる。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る３次元ＣＡＤ
システムを２次元ＣＡＤ図から３次元ＣＡＤ図に変換す
る場合に適用した実施の形態例（以下、単に実施の形態
に係る３次元ＣＡＤシステムと記す）を図１〜図２２を
参照しながら説明する。

【００５５】本実施の形態に係る３次元ＣＡＤシステム
は、図１に示すように、各種プログラムの動作用として
用いられる動作用ＲＡＭ１０と、外部機器からのデータ
や各種プログラムによってデータ加工されたデータ等が
格納されるデータＲＡＭ１２と、外部機器に対してデー
タの入出力を行なう入出力ポート１４と、これら各種回
路を制御するＣＰＵ（制御装置及び論理演算装置）１６
とを有して構成されている。

【００５６】そして、前記各種回路は、ＣＰＵ１６から
導出されたデータバスＤＢを介して各回路間のデータの
受渡しが行われ、更にＣＰＵ１６から導出されたアドレ
スバスや制御バス（共に図示せず）を介してそれぞれＣ
ＰＵ１６にて制御されるように構成されている。

【００５７】前記入出力ポート１４には、例えばハード
ディスクにて構成され、ＯＳ（オペレーションシステ
ム）、システムプログラム及び２次元ＣＡＤ図から３次
元ＣＡＤ図に変換するためのアプリケーションプログラ
ム（立体図変換手段）並びに各種データが格納された第
１の外部記憶装置１８と、光ディスクやハードディスク
にて構成され、製図規則情報、製品素材情報、製品形状
情報、２面図のあいまい性、設計者のあいまい性及び誤
差テーブル等の各種情報が記憶される知識データベース
が格納された第２の外部記憶装置２０と、光ディスクや
ハードディスクにて構成され、大量の図形データである
２次元ＣＡＤデータや作成した３次元ＣＡＤデータが記
憶される図形データベースが格納された第３の外部記憶
装置２２が接続されている。

【００５８】また、前記入出力ポート１４には、キー入
力装置２４であるキーボードと、座標入力装置２６であ
るマウス、ライトペン、ダイヤル等からなるポインティ
ング・デバイスと、ＸＹプロッタ等の図形出力装置２８
と、該３次元ＣＡＤシステムとオペレータとの対話の中
心装置であり、かつキー入力装置２４及び座標入力装置
２６と連動して利用される表示装置としてのモニタ３０
とが接続されている。

【００５９】なお、前記３次元ＣＡＤシステムは、通
常、図示しないホストコンピュータにネットワークを通
じて接続され、そのネットワークを通じて他のＣＡＤシ
ステムとデータの交換が行えるように構成されている。

【００６０】次に、本実施の形態に係る３次元ＣＡＤシ
ステムの処理動作、特に立体図変換手段（立体図変換プ
ログラム）の処理動作について図２〜図２２の機能ブロ
ック図及びフローチャート並びに概念説明図に基づいて
説明する。

【００６１】本実施の形態に係る３次元ＣＡＤシステム
は、まず、図３のステップＳ１において、電源投入と同
時に初期動作、例えば、３次元ＣＡＤシステム内のシス
テムチェックやメモリチェック及びセットアップ等が行
われる。

【００６２】次に、ステップＳ２において、第１の外部
記憶装置１８から、立体図変換手段（立体図変換プログ
ラム）が読み出されて、動作用ＲＡＭ１０にストアされ
ると同時に、このプログラムの動作中において生成され
たデータを一時的に保存するためや、上記プログラムを
構成する各ルーチン間のパラメータの受渡しなどに用い
られる作業領域が動作用ＲＡＭ１０中に割り付けられ
る。

【００６３】また、データＲＡＭ１２には、立体図変換
プログラムにて作成される各種格納領域やデータファイ
ルがそれぞれ割り付けられる。

【００６４】前記動作用ＲＡＭ１０にストアされた前記
立体図変換プログラムは、各種領域のデータＲＡＭ１２
への割付け等が終了すると同時に起動される。

【００６５】この立体図変換プログラムは、図２に示す
ように、２次元ＣＡＤシステムにて作成された２次元Ｃ
ＡＤデータを読み込んでワーキング領域Ｚ１に格納する
データ読込み手段４０と、読み込まれた２次元ＣＡＤデ
ータにて形成される複数の図形を例えば直交３軸座標系
における少なくとも２つの基準面に割り当てて割当て情
報テーブルＴＢＬを作成する図形割当て手段４２と、前
記図形が割り当てられた前記基準面における各図形の最
外郭ラインを抽出して最外郭ライン格納領域Ｚ２にそれ
ぞれ格納する最外郭ライン抽出手段４４と、抽出された
前記最外郭ラインをその対応する基準面の法線方向に延
ばした形状の立体要素を作成して立体要素格納領域Ｚ３
に格納する立体要素作成手段４６と、作成された複数の
立体要素を合成して前記２次元ＣＡＤデータに基づく３
次元ＣＡＤデータを作成し、その作成した３次元ＣＡＤ
データを立体図格納領域Ｚ４に格納する立体要素合成手
段４８を有して構成されている。

【００６６】そして、この立体図変換プログラムは、ま
ず、図３のステップＳ３において、データ読込み手段４
０を通じて、立体図にすべき製品の２次元ＣＡＤデータ
を読み込む。この２次元ＣＡＤデータの読込みは、例え
ばオペレータがキー入力装置２４を使って第３の外部記
憶装置２２を示すデバイス番号と、必要な２次元ＣＡＤ
データが格納されているディレクトリ名と、ファイル名
を入力することにより行われる。データ読込み手段４０
は、入力されたデバイス番号、ディレクトリ名及びファ
イル名に基づいて第３の外部記憶装置２２の該当アドレ
スから前記必要な２次元ＣＡＤデータを読み込んで、例
えばデータＲＡＭ１２における所定のワーキング領域Ｚ
１に格納する。

【００６７】次に、ステップＳ４において、図形割当て
手段（図形割当てサブルーチン）４２に入る。

【００６８】この図形割当て手段４２は、図４に示すよ
うに、製品の正面形状についての２次元ＣＡＤデータ
（以下、単に正面形状データと記す）を検索する検索手
段５０と、検索された正面形状データをｘｚ平面に割り
当てて割当て情報テーブルＴＢＬに登録する基準形状割
当て手段５２と、前記平面形状データを基準として他の
２次元ＣＡＤデータをそれぞれ対応する基準面（例えば
ｘｙ平面やｙｚ平面）に割り当てて割当て情報テーブル
ＴＢＬに登録する形状割当て手段５４とを有して構成さ
れている。

【００６９】そして、この図形割当て手段４２は、図５
に示すように、まず、ステップＳ１０１において、検索
手段５０を通じて、ワーキング領域Ｚ１に格納されてい
る２次元ＣＡＤデータのうち、正面形状データ（図６Ｂ
参照）を第２の外部記憶装置２０に格納されている知識
データベース中の製図規則情報等を参照しながら検索す
る。検索が終了した段階で次のステップＳ１０２に進
み、基準形状割当て手段５２を通じて、前記検索された
正面形状データを図６Ｂに示すように、例えばｘｚ平面
に割り当てる。正面形状データに相当する図形データが
ない場合は、例えば側面形状データあるいはその他の座
標系における平面に関する図形データ、例えば直交ＸＹ
Ｚ軸についてねじれの位置にある軸を法線とする面に関
する図形データがｘｚ平面に割り当てられる。

【００７０】次に、ステップＳ１０３において、形状割
当て手段５４を通じて、前記正面形状データを基準とし
て他の２次元ＣＡＤデータをそれぞれ対応する基準面に
割り当てる。例えば、製品の平面形状についての２次元
ＣＡＤデータ（以下、単に平面形状データと記す）を図
６Ａに示すようにｘｙ平面に割り当て、製品の平面形状
についての２次元ＣＡＤデータ（以下、単に側面形状デ
ータと記す）を図６Ｃに示すようにｙｚ平面に割り当て
る。

【００７１】これら平面形状データ、正面形状データ及
び側面形状データの各基準面への割り当てに関する情報
は、データＲＡＭ１２の割当て情報テーブルＴＢＬに登
録される。割り当てられた図形データが、直交ＸＹＺ座
標系に関する図形データのみの場合、論理演算情報とし
て論理積のみが選択・登録され、同時に論理積の順番、
即ち、論理積を行うべき図形データの順番が登録され
る。

【００７２】また、前記形状割当て手段においては、直
交ＸＹＺ座標系におけるｘｙ平面、ｙｚ平面及びｘｚ平
面に関する図形データのほか、直交ＸＹＺ座標系以外の
座標系における平面、例えば直交ＸＹＺ軸についてねじ
れの位置にある軸を法線とする面に関する図形データ
や、ある製品について任意の方向から見たセクション図
（図２２Ｃ参照）に関する図形データについての割り当
ても行う。この場合、それぞれの基準面は、ねじれの位
置にある軸を法線とする面や、セクション図について
は、その投影方向を法線とする面が該当する。

【００７３】特に、セクション図に関する図形データに
ついては、その論理演算情報として基準形状割当て手段
５２にて割り当てられたｘｚ平面に関する図形データと
の論理積と、セクション図以外の図形データにて作成さ
れた立体図形データとの論理和が登録される。

【００７４】そして、前記ステップＳ１０３での処理が
終了した段階で、この図形割当て手段（図形割当てサブ
ルーチン）４２が終了する。

【００７５】次に、図３のメインルーチンに戻り、次の
ステップＳ５において、最外郭ライン抽出手段（最外郭
ライン抽出サブルーチン）４４に入る。この最外郭ライ
ン抽出手段４４は、図７に示すように、ワーキング領域
Ｚ１に格納されている２次元ＣＡＤデータを前記割当て
情報テーブルＴＢＬの登録内容に従ってそれぞれ対応す
る基準面に投影してその投影図形データを投影データ格
納領域Ｚ１０に格納する図形投影手段６０と、前記投影
図形データに基づいて各基準面に投影された図形が取り
うるそれぞれの基準面上での最大座標値及び最小座標値
を算出して最大／最小格納領域Ｚ１１に格納する最大／
最小演算手段６２と、各基準面に関し、得られた最大座
標値と最小座標値を結ぶ線分を求めて線分データ格納領
域Ｚ１２に格納する線分演算手段６４と、各基準面に関
し、得られた前記線分に垂直な平面を前記基準面ごとに
複数発生させる平面発生手段６６と、各基準面に関し、
発生された１つの平面と当該基準面に対応する投影図と
の交点を求め、その交点で最も離れた２点を抽出すると
いうサイクルを前記発生された複数の平面分、繰り返
し、その抽出した連続点列の座標を連続点列格納領域Ｚ
１４に格納する交点抽出手段６８と、各基準面に関し、
前記交点抽出手段６８にて抽出された交点を直線で結ん
で一つの輪郭曲線を作成し、その基準面における最外郭
ラインとして最外郭ライン格納領域Ｚ２に格納する最外
郭作成手段７０を有して構成されている。

【００７６】そして、この最外郭ライン抽出手段４４
は、図８に示すように、まず、ステップＳ２０１におい
て、図形投影手段６０を通じて、ワーキング領域Ｚ１に
格納されている２次元ＣＡＤデータが前記割当て情報テ
ーブルＴＢＬの登録内容に従ってそれぞれ対応する基準
面に投影され、それぞれ投影図形データとして投影デー
タ格納領域Ｚ１０に格納される。前記例の場合では、図
６Ｂに示す正面形状データが図９Ａに示すようにｘｙ平
面に投影され、図６Ａに示す平面形状データが図１０Ａ
に示すようにｘｚ平面に投影され、図６Ｃに示す側面形
状データが図１１Ａに示すようにｙｚ平面に投影され
る。

【００７７】また、直交ＸＹＺ軸についてねじれの位置
にある軸を法線とする面に関する図形データやセクショ
ン図に関する図形データについても同様に、それぞれ対
応する基準面に投影されて、それぞれ投影図形データと
して投影データ格納領域Ｚ１０に格納される。

【００７８】次に、ステップＳ２０２において、最大／
最小演算手段６２を通じて、前記投影図形データに基づ
いて各基準面に投影された図形が取りうるそれぞれの基
準面上での最大座標値及び最小座標値が算出され、得ら
れた最大座標値及び最小座標値がそれぞれ最大／最小格
納領域Ｚ１１に格納される。図９Ａに示す平面形状デー
タの場合においては、その最大座標値及び最小座標値と
して、それぞれｍａｘ（ｘ，ｙ）＝（ａ，ａ）及びｍｉ
ｎ（ｘ，ｙ）＝（−ａ，−ａ）が算出され、図１０Ａに
示す正面形状データの場合においては、その最大座標値
及び最小座標値として、それぞれｍａｘ（ｘ，ｚ）＝
（ａ，ｂ）及びｍｉｎ（ｘ，ｚ）＝（−ａ，０）が算出
され、図１１Ａに示す側面形状データの場合において
は、その最大座標値及び最小座標値として、それぞれｍ
ａｘ（ｙ，ｚ）＝（ａ，ｂ）及びｍｉｎ（ｙ，ｚ）＝
（−ａ，０）が算出される。ねじれの位置にある軸を法
線とする面に関する投影図形データや、セクション図に
関する投影図形データについても同様に最大座標値と最
小座標値が算出される。

【００７９】次に、ステップＳ２０３において、線分演
算手段６４を通じて、各基準面に関し、前記最大／最小
演算手段６２にて得られた最大座標値と最小座標値を結
ぶ線分を求め、得られた線分データを線分データ格納領
域Ｚ１２に格納する。図９Ａに示す平面形状データの場
合においては、その最大座標値ｍａｘ（ｘ，ｙ）＝
（ａ，ａ）から最小座標値ｍｉｎ（ｘ，ｙ）＝（−ａ，
−ａ）までの線分／ＸＹが求められ、図１０Ａに示す正
面形状データの場合においては、その最大座標値ｍａｘ
（ｘ，ｚ）＝（ａ，ｂ）から最小座標値ｍｉｎ（ｘ，
ｚ）＝（−ａ，０）までの線分／ＸＺが求められ、図１
１Ａに示す側面形状データの場合においては、その最大
座標値ｍａｘ（ｙ，ｚ）＝（ａ，ｂ）から最小座標値ｍ
ｉｎ（ｙ，ｚ）＝（−ａ，０）までの線分／ＹＺが求め
られる。

【００８０】次に、ステップＳ２０４において、平面発
生手段６６を通じて、各基準面に関し、得られた前記線
分に垂直な平面を前記基準面ごとに複数発生させる。図
９Ａに示す平面形状データに対しては、図９Ｂに示すよ
うに、線分／ＸＹに垂直な多数の平面（Ａ１，Ａ２・・
・Ａｎ）が発生し、図１０Ａに示す正面形状データに対
しては、図１０Ｂに示すように、線分／ＸＺに垂直な多
数の平面（Ｂ１，Ｂ２・・・Ｂｎ）が発生し、図１１Ａ
に示す側面形状データに対しては、図１１Ｂに示すよう
に、線分／ＹＺに垂直な多数の平面（Ｃ１，Ｃ２・・・
Ｃｎ）が発生する。

【００８１】次に、ステップＳ２０５において、交点抽
出手段６８を通じて、各基準面に関し、前記発生された
１つの平面と当該基準面に対応する投影図との交点を求
め、その交点で最も離れた２点を抽出するというサイク
ルを前記発生された複数の平面分、繰り返し、その抽出
した連続点列の座標を連続点列格納領域Ｚ１４に格納す
る。

【００８２】具体的には、まず、図９Ｂに示す平面形状
データに対して発生された多数の平面（Ａ１，Ａ２・・
・Ａｎ）と該平面形状データとの交点が求められ、各平
面（Ａ１，Ａ２・・・Ａｎ）に関し、最も離れた２点が
それぞれ抽出されて、図９Ｃに示すように、一群の連続
点列（Ｐａ１，Ｐａ２，Ｐａ３・・・Ｐａｊ・・・Ｐａ
ｎ）が生成される。その後、図１０Ｂに示す正面形状デ
ータに対して発生された多数の平面（Ｂ１，Ｂ２・・・
Ｂｎ）と該平面形状データとの交点が求められ、各平面
（Ｂ１，Ｂ２・・・Ｂｎ）に関し、最も離れた２点がそ
れぞれ抽出されて、図１０Ｃに示すように、一群の連続
点列（Ｐｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３・・・Ｐｂｊ・・・Ｐｂ
ｎ）が生成される。

【００８３】そして、図１１Ｂに示す側面形状データに
対して発生された多数の平面（Ｃ１，Ｃ２・・・Ｃｎ）
と該平面形状データとの交点が求められ、各平面（Ｃ
１，Ｃ２・・・Ｃｎ）に関し、最も離れた２点がそれぞ
れ抽出されて、図１１Ｃに示すように、一群の連続点列
（Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３・・・Ｐｃｊ・・・Ｐｃｎ）
が生成される。

【００８４】次に、ステップＳ２０６において、最外郭
作成手段７０を通じて、各基準面に関し、前記交点抽出
手段６８にて抽出された交点を直線で結んで一つの輪郭
曲線を作成することにより、その基準面における最外郭
ラインとする。

【００８５】具体的には、まず、図９Ｃに示す一群の連
続点列（Ｐａ１，Ｐａ２，Ｐａ３・・・Ｐａｊ・・・Ｐ
ａｎ）がシリーズに直線で結ばれることにより、図９Ｄ
に示すように、平面形状データに関する最外郭ラインＬ
ｘｙが作成され、図１０Ｃに示す一群の連続点列（Ｐｂ
１，Ｐｂ２，Ｐｂ３・・・Ｐｂｊ・・・Ｐｂｎ）がシリ
ーズに直線で結ばれることにより、図１０Ｄに示すよう
に、正面形状データに関する最外郭ラインＬｘｚが作成
され、図１１Ｃに示す一群の連続点列（Ｐｃ１，Ｐｃ
２，Ｐｃ３・・・Ｐｃｊ・・・Ｐｃｎ）がシリーズに直
線で結ばれることにより、図１１Ｄに示すように、側面
形状データに関する最外郭ラインＬｙｚが作成される。
このとき、ねじれの位置にある軸を法線とする面に関す
る図形データの最外郭ラインや、セクション図に関する
図形データの最外郭ラインも作成される。

【００８６】生成された各最外郭ラインＬｘｙ，Ｌｘｚ
及びＬｙｚのデータは、データＲＡＭ１２における所定
の格納領域、例えば最外郭ライン格納領域Ｚ２に格納さ
れる。そして、前記ステップＳ２０６での処理が終了し
た段階で、この最外郭ライン抽出手段（最外郭ライン抽
出サブルーチン）４４が終了する。

【００８７】次に、図３のメインルーチンに戻り、次の
ステップＳ６において、立体要素作成手段（立体要素作
成サブルーチン）４６に入る。

【００８８】この立体要素作成手段４６は、図１２に示
すように、データＲＡＭ１２の最外郭ライン格納領域Ｚ
２から最外郭ラインのデータを読み込む最外郭ライン読
込み手段８０と、読み込まれた最外郭ラインをその対応
する基準面の法線方向に所定の長さだけ延ばす変形手段
８２と、該変形手段８２を通じて引き延ばされることに
より形づくられる例えば３つの立体図形に関するデータ
をそれぞれ立体要素データとしてデータＲＡＭ１２の立
体要素格納領域Ｚ３に格納する立体要素格納手段８４と
を有して構成されている。

【００８９】そして、この立体要素作成手段（立体要素
作成サブルーチン）４６は、図１３に示すように、ま
ず、ステップＳ３０１において、最外郭ライン読込み手
段８０を通じて、データＲＡＭ１２の最外郭ライン格納
領域Ｚ２から最外郭ラインを読み込む。

【００９０】次に、ステップＳ３０２において、変形手
段８２を通じて、前記読み込まれた最外郭ラインをその
対応する基準面の法線方向に所定の長さだけ延ばして一
つの立体要素を作成する。

【００９１】具体的には、図９Ｄに示す平面形状に関す
る最外郭ラインＬｘｙについては、その基準面がｘｙ平
面であることから、該最外郭ラインＬｘｙがｚ軸方向に
引き延ばされて、図１４Ａに示すように、前記最外郭ラ
インＬｘｙにて形成される面形状を横断面とし、かつ軸
方向をｚ軸とする筒状の立体要素（以下、便宜的に第１
の立体要素Ｓ１と記す）が作成される。

【００９２】図１０Ｄに示す正面形状に関する最外郭ラ
インＬｘｚについては、その基準面がｘｚ平面であるこ
とから、該最外郭ラインＬｘｚがｙ軸方向に引き延ばさ
れて、図１４Ｂに示すように、前記最外郭ラインＬｘｚ
にて形成される面形状を横断面とし、かつ軸方向をｙ軸
とする筒状の立体要素（以下、便宜的に第２の立体要素
Ｓ２と記す）が作成される。

【００９３】図１１Ｄに示す側面形状に関する最外郭ラ
インＬｙｚについては、その基準面がｙｚ平面であるこ
とから、該最外郭ラインＬｙｚがｘ軸方向に引き延ばさ
れて、図１４Ｃに示すように、前記最外郭ラインＬｙｚ
にて形成される面形状を横断面とし、かつ軸方向をｘ軸
とする筒状の立体要素（以下、便宜的に第３の立体要素
Ｓ３と記す）が作成される。

【００９４】また、直交ＸＹＺ軸についてねじれの位置
にある軸を法線とする面に関する図形データの最外郭ラ
インについては、該最外郭ラインが前記法線方向に引き
延ばされて前記最外郭ラインにて形成される面形状を横
断面とし、かつ軸方向を前記法線方向とする筒状の立体
要素が作成され、セクション図に関する図形データの最
外郭ラインについては、該最外郭ラインがその投影方向
に引き延ばされて前記最外郭ラインにて形成される面形
状を横断面とし、かつ軸方向を前記投影方向とする筒状
の立体要素が作成される。

【００９５】次に、ステップＳ３０３において、立体要
素格納手段８４を通じて、前記作成された第１〜第３の
立体要素Ｓ１〜Ｓ３を含むすべての立体要素がデータＲ
ＡＭ１２における所定の格納領域、例えば立体要素格納
領域Ｚ３にそれぞれ格納される。

【００９６】前記ステップＳ３０３での処理が終了した
段階で、この立体要素作成手段（立体要素作成サブルー
チン）４６が終了する。

【００９７】次に、図３のメインルーチンに戻り、次の
ステップＳ７において、立体要素合成手段（立体要素合
成サブルーチン）４８に入る。

【００９８】この立体要素合成手段４８は、図１５に示
すように、割当て情報テーブルＴＢＬに登録されている
図形データの割当て順に従って立体要素格納領域Ｚ３か
ら対応する立体要素データを読み出すデータ読出し手段
９０と、該データ読出し手段９０を通じて順次読み出さ
れた立体要素データを割当て情報テーブルＴＢＬに登録
されている論理演算情報に基づいて演算して各立体要素
データを合成する論理演算手段９２を有する。

【００９９】そして、この立体要素合成手段（立体要素
合成サブルーチン）４８は、図１６に示すように、ま
ず、ステップＳ４０１において、データ読出し手段９０
を通じて、割当て情報テーブルＴＢＬに登録されている
図形データの割当て順に従って立体要素格納領域Ｚ３か
ら対応する立体要素データを順次読み出す。

【０１００】次に、ステップＳ４０２において、論理演
算手段９２を通じて、前記データ読出し手段９０を通じ
て読み出された立体要素データに対して割当て情報テー
ブルＴＢＬに登録されている論理演算情報に基づいて演
算することにより、すべての立体要素データを合成す
る。

【０１０１】例えば、割当て情報テーブルＴＢＬに登録
されている図形データがすべて直交ＸＹＺ座標系に関す
るものである場合、その論理演算手順は、例えば図１７
に示すように、まず、第１の立体要素（ＳＯＬＩＤ−
１）と第２の立体要素（ＳＯＬＩＤ−２）との論理積を
とって第ｋ番目の立体要素（ＳＯＬＩＤ−ｋ）とし、次
に、この第ｋ番目の立体要素（ＳＯＬＩＤ−ｋ）と第３
の立体要素（ＳＯＬＩＤ−３）との論理積をとる。以下
同様に、順次立体要素の論理積をとって第ｘ番目の立体
要素（ＳＯＬＩＤ−ｘ）とし、最後に前記第ｘ番目の立
体要素（ＳＯＬＩＤ−ｘ）と第ｉ番目の立体要素（ＳＯ
ＬＩＤ−ｉ）との論理積をとって、最終的な立体要素
（ＳＯＬＩＤ）、即ち、２次元ＣＡＤデータに基づく３
次元ＣＡＤデータを作成する。

【０１０２】具体的に、図１４で示す第１〜第３の立体
要素Ｓ１〜Ｓ３に基づいて説明すると、まず、データ読
出し手段９０を通じて、図１４Ａ及びＢに示す第１及び
第２の立体要素Ｓ１及びＳ２に関するデータが読み出さ
れ、次の論理演算手段９２を通じて、図１８Ａに示すよ
うに、第１の立体要素Ｓ１と第２の立体要素Ｓ２の論理
積が演算されて、図１８Ｂに示すような合成要素Ｓ１２
が作成される。

【０１０３】次に、データ読出し手段９０を通じて、第
３の立体要素Ｓ３が読み出され、更に、論理演算手段９
２を通じて、図１９Ａに示すように、前記合成要素Ｓ１
２と第３の立体要素Ｓ３との論理積が演算されて、図１
９Ｂに示すような立体図Ｓ、即ち、図６Ａ〜Ｃで示す平
面形状データ、正面形状データ及び側面形状データに基
づく３次元ＣＡＤデータが完成する。

【０１０４】前記処理は、例えば直交ＸＹＺ軸について
ねじれの位置にある軸を法線とする面に関する図形デー
タについても同様であるため、その説明は省略する。

【０１０５】一方、２次元ＣＡＤデータに、セクション
図に関する図形データが含まれている場合には、図４に
示す基準形状割当て手段５２にて割り当てられたｘｚ平
面に関する図形データの立体要素とセクション図に関す
る立体要素との論理積が演算されて一つのセクション立
体図形データが作成され、更に、セクション図以外の図
形データに関するすべての立体要素間の論理積演算にて
作成された立体図形データと前記セクション立体図形デ
ータとの論理和が演算されて、セクション図が含まれた
２次元ＣＡＤデータに関する３次元ＣＡＤデータが作成
される。

【０１０６】作成された３次元ＣＡＤデータは、データ
ＲＡＭ１２における所定の格納領域、例えば立体図格納
領域Ｚ４に格納される。そして、この３次元ＣＡＤデー
タは、立体図変換プログラムとは別のプログラムを通じ
て、画像表示用のデータに変換されて図形出力装置２８
あるいはモニタ３０に出力され、白紙上あるいはモニタ
３０の画面上に、２次元ＣＡＤデータに基づく立体図と
して印刷あるいは表示されることになる。

【０１０７】なお、最外郭ライン抽出手段４４での最外
郭ラインの抽出処理によって消去された細かい部材のラ
イン、例えば孔の円形ラインや突起等のラインは、前記
立体図変換プログラムにて作成された３次元ＣＡＤデー
タに付加されることになる。この場合、立体とされた製
品の外形の方向性を考慮して付加されることになるが、
孔の円形ラインや突起等のラインは非常に簡単な図形で
あるため、その付加作業は短時間で終了することとな
る。

【０１０８】このように、本実施の形態に係る３次元Ｃ
ＡＤシステムにおいては、２次元ＣＡＤデータの各基準
面における最外郭ラインを筒状に引き延ばしてなる複数
の立体要素を作成し、これら複数の立体要素を合成する
ことにより３次元ＣＡＤデータを作成するようにしたの
で、最も時間のかかる外形の立体図をオペレータからの
データ入力なしに、あるいは最小限のデータ入力によっ
て自動的に作図することができ、オペレータの労力及び
操作時間を９割程度短縮することができる。

【０１０９】また、直交ＸＹＺ座標系に関する２次元Ｃ
ＡＤデータのほか、その他の座標系における平面に関す
る図形データ、例えば直交ＸＹＺ軸についてねじれの位
置にある軸を法線とする面に関する図形データや、製品
について任意の方向から見た一部投影図（セクション
図）に関する図形データが含まれている場合において
も、直交ＸＹＺ座標系に関する図形データのみが含まれ
た２次元ＣＡＤデータについての演算処理と同様に簡単
に行うことができるため、プログラム・ステップ数の削
減及びシステム保守において非常に有利になる。

【０１１０】これは、ＣＡＤ操作に対する困難性の排除
（操作自体のほか、ＣＡＤ操作は困難であるという意識
の排除を含む）につながり、ＣＡＤシステムの利用率の
増大、自動車や自動二輪車、建築、造船、電子機器等の
３次元設計の実用化を大幅に促進させることができる。

【０１１１】特に、本実施の形態に係る３次元ＣＡＤシ
ステムでは、最外郭ライン抽出手段４４において、製品
の各基準面における最外郭ラインが、複数の直線を結ん
で構成される一つの輪郭曲線とされることから、その後
の立体要素作成手段４６での立体要素の作成処理及び立
体要素合成手段４８での合成処理が容易になる。その結
果、製品の立体図を迅速に作成することが可能となり、
しかも、プログラムのステップ数も少なくすることがで
き、プログラム容量の削減化を図ることができる。

【０１１２】図２２に、本実施の形態に係る３次元ＣＡ
Ｄシステムを用いて、図２０に示すシリンダブロックの
３面図からその立体図を作成した例と、図２１に示すシ
リンダブロックの３面図（セクション図を含む）からそ
の立体図を作成した例を示す。

【０１１３】なお、この発明は上述の実施の形態に限ら
ず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採
り得ることはもちろんである。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る３次
元ＣＡＤシステムによれば、２次元ＣＡＤシステムにて
作成された２次元ＣＡＤデータを読み込むデータ読込み
手段と、読み込まれた２次元ＣＡＤデータにて形成され
る複数の図形を少なくとも２つの基準面に割り当てる図
形割当て手段と、前記図形が割り当てられた前記基準面
における各図形の最外郭ラインを抽出する最外郭ライン
抽出手段と、抽出された前記最外郭ラインをその対応す
る基準面の法線方向に延ばした形状の立体要素を作成す
る立体要素作成手段と、作成された複数の立体要素を合
成して前記２次元ＣＡＤデータに基づく３次元ＣＡＤデ
ータを作成する立体要素合成手段とを設けるようにして
いる。

【０１１５】このため、２次元ＣＡＤ図から３次元ＣＡ
Ｄ図を作成する時間を大幅に短縮でき、しかも、ＣＡＤ
オペレータの入力作業並びに２次元図形データの種類に
拘わらずプログラム上での演算処理を簡単化することが
できるという効果が達成される。

【０１１６】また、本発明に係る２次元ＣＡＤ図から３
次元ＣＡＤ図への変換方法によれば、２次元ＣＡＤシス
テムにて作成された２次元ＣＡＤデータにて形成される
複数の図形を少なくとも２つの基準面に割り当て、前記
図形が割り当てられた前記基準面における各図形の最外
郭ラインをその対応する基準面の法線方向に延ばした形
状の立体要素を作成し、作成された複数の立体要素の論
理積をとって前記２次元ＣＡＤデータに基づく３次元Ｃ
ＡＤデータを作成することを特徴としている。

【０１１７】このため、２次元ＣＡＤデータの各基準面
における最外郭ラインを筒状に引き延ばしてなる複数の
立体要素を作成し、これら複数の立体要素を合成するこ
とにより３次元ＣＡＤデータが作成されることとなるた
め、最も時間のかかる外形の立体図をオペレータからの
データ入力なしに、あるいは最小限のデータ入力によっ
て自動的に作図することができ、オペレータの労力及び
操作時間を９割程度短縮することができる。

【０１１８】また、直交ＸＹＺ座標系に関する２次元Ｃ
ＡＤデータのほか、その他の座標系における平面に関す
る図形データ、例えば直交ＸＹＺ軸についてねじれの位
置にある軸を法線とする面に関する図形データや、製品
について任意の方向から見た一部投影図（セクション
図）に関する図形データが含まれている場合において
も、簡単な演算処理で行うことができ、プログラム・ス
テップ数の削減及びシステム保守において非常に有利に
なる。

【０１１９】また、本発明に係る２次元ＣＡＤ図から３
次元ＣＡＤ図への変換方法によれば、２次元ＣＡＤシス
テムにて作成された２次元ＣＡＤデータを読み込むデー
タ読込みステップと、読み込まれた２次元ＣＡＤデータ
にて形成される複数の図形を少なくとも２つの基準面に
割り当てる図形割当てステップと、前記図形が割り当て
られた前記基準面における各図形の最外郭ラインを抽出
する最外郭ライン抽出ステップと、抽出された前記最外
郭ラインをその対応する基準面の法線方向に延ばした形
状の立体要素を作成する立体要素作成ステップと、作成
された複数の立体要素を合成して前記２次元ＣＡＤデー
タに基づく３次元ＣＡＤデータを作成する立体要素合成
ステップとを有することを特徴とする。

【０１２０】このため、２次元ＣＡＤ図から３次元ＣＡ
Ｄ図を作成する時間を大幅に短縮でき、しかも、ＣＡＤ
オペレータの入力作業並びに２次元図形データの種類に
拘わらずプログラム上での演算処理を簡単化することが
できるという効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る３次元ＣＡＤシステムを２次元Ｃ
ＡＤ図から３次元ＣＡＤ図に変換する場合に適用した実
施の形態例（以下、単に実施の形態に係る３次元ＣＡＤ
システムと記す）のハード構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本実施の形態に係る３次元ＣＡＤシステムに組
み込まれる立体図変換手段の構成を示す機能ブロック図
である。

【図３】立体図変換手段の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図４】立体図変換手段に含まれる図形割当て手段の構
成を示す機能ブロック図である。

【図５】図形割当て手段の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図６】製品の２次元ＣＡＤデータを図形割当て手段に
て３つの基準面に割り当てた状態を示す説明図であり、
同図Ａは平面形状データをｘｙ平面に割り当てた例を示
し、同図Ｂは正面形状データをｘｚ平面に割り当てた例
を示し、同図Ｃは側面形状データをｙｚ平面に割り当て
た例を示す。

【図７】立体図変換手段に含まれる最外郭ライン抽出手
段の構成を示す機能ブロック図である。

【図８】最外郭ライン抽出手段の処理動作を示すフロー
チャートである。

【図９】平面形状データから最外郭ラインを抽出するま
での処理を示す説明図であり、同図Ａは平面形状データ
をｘｙ平面に投影させ、その投影図が取りうるｘｙ平面
上での最大座標値及び最小座標値を求め、更にこれら最
大座標と最小座標間を結ぶ線分／ＸＹを求めた例を示
し、同図Ｂは線分／ＸＹに垂直な多数の平面を発生させ
た例を示し、同図Ｃは発生させた多数の平面と平面形状
データとの交点を求めて、一群の連続点列を生成した例
を示し、同図Ｄは生成された一群の連続点列を直線で結
んで一つの輪郭曲線（最外郭ライン）を作成した例を示
す。

【図１０】正面形状データから最外郭ラインを抽出する
までの処理を示す説明図であり、同図Ａは正面形状デー
タをｘｚ平面に投影させ、その投影図が取りうるｘｚ平
面上での最大座標値及び最小座標値を求め、更にこれら
最大座標と最小座標間を結ぶ線分／ＸＺを求めた例を示
し、同図Ｂは線分／ＸＺに垂直な多数の平面を発生させ
た例を示し、同図Ｃは発生させた多数の平面と平面形状
データとの交点を求めて、一群の連続点列を生成した例
を示し、同図Ｄは生成された一群の連続点列を直線で結
んで一つの輪郭曲線（最外郭ライン）を作成した例を示
す。

【図１１】側面形状データから最外郭ラインを抽出する
までの処理を示す説明図であり、同図Ａは側面形状デー
タをｙｚ平面に投影させ、その投影図が取りうるｙｚ平
面上での最大座標値及び最小座標値を求め、更にこれら
最大座標と最小座標間を結ぶ線分／ＹＺを求めた例を示
し、同図Ｂは線分／ＹＺに垂直な多数の平面を発生させ
た例を示し、同図Ｃは発生させた多数の平面と平面形状
データとの交点を求めて、一群の連続点列を生成した例
を示し、同図Ｄは生成された一群の連続点列を直線で結
んで一つの輪郭曲線（最外郭ライン）を作成した例を示
す。

【図１２】立体図変換手段に含まれる立体要素作成手段
の構成を示す機能ブロック図である。

【図１３】立体要素作成手段の処理動作を示すフローチ
ャートである。

【図１４】立体要素作成手段にて作成される立体要素の
一例を示す斜視図であり、同図Ａは図９Ｄの平面形状デ
ータに関する最外郭ラインに基づいて立体要素を作成し
た例を示し、同図Ｂは図１０Ｄの正面形状データに関す
る最外郭ラインに基づいて立体要素を作成した例を示
し、同図Ｃは図１１Ｄの側面形状データに関する最外郭
ラインに基づいて立体要素を作成した例を示す。

【図１５】立体図変換手段に含まれる立体要素合成手段
の構成を示す機能ブロック図である。

【図１６】立体要素合成手段の処理動作を示すフローチ
ャートである。

【図１７】立体要素合成手段での立体要素の合成手順を
示す説明図である。

【図１８】平面形状データに基づく第１の立体要素と正
面形状データに基づく第２の立体要素との合成を示す説
明図であり、同図Ａは第１の立体要素と第２の立体要素
を合成した状態を示し、同図Ｂは合成によって作成され
た合成要素の外観形状を示す。

【図１９】合成要素と側面形状データに基づく第３の立
体要素との合成を示す説明図であり、同図Ａは合成要素
と第３の立体要素を合成した状態を示し、同図Ｂは合成
（論理積演算）によって作成された立体図を示す。

【図２０】シリンダブロックを示す３面図であり、同図
Ａは平面図、同図Ｂは正面図、同図Ｃは側面図を示す。

【図２１】シリンダブロックを示す３面図であり、同図
Ａは平面図、同図Ｂは正面図、同図Ｃはセクション図を
示す。

【図２２】本実施の形態に係る３次元ＣＡＤシステムに
て、図２０又は図２１に示すシリンダブロックの３面図
からシリンダブロックの立体図を作成した状態を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１０…動作用ＲＡＭ １２…データＲＡＭ １４…入出力ポート １６…ＣＰＵ １８…第１の外部記憶装置 ２０…第２の外部記
憶装置 ２２…第３の外部記憶装置 ２４…キー入力装置 ２６…座標入力装置 ２８…図形出力装置 ３０…モニタ ４０…データ読込み
手段 ４２…図形割当て手段 ４４…最外郭ライン
抽出手段 ４６…立体要素作成手段 ４８…立体要素合成
手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次元ＣＡＤシステムにて作成された２次
   元ＣＡＤデータを読み込むデータ読込み手段と、 読み込まれた２次元ＣＡＤデータにて形成される複数の
   図形を少なくとも２つの基準面に割り当てる図形割当て
   手段と、 前記図形が割り当てられた前記基準面における各図形の
   最外郭ラインを抽出する最外郭ライン抽出手段と、 抽出された前記最外郭ラインをその対応する基準面の法
   線方向に延ばした形状の立体要素を作成する立体要素作
   成手段と、 作成された複数の立体要素を合成して前記２次元ＣＡＤ
   データに基づく３次元ＣＡＤデータを作成する立体要素
   合成手段とを有することを特徴とする３次元ＣＡＤシス
   テム。
2. 【請求項２】請求項１記載の３次元ＣＡＤシステムにお
   いて、 前記図形割当て手段は、前記読み出された２次元ＣＡＤ
   データのうち、基準図に対応する図形データを特定平面
   に割り当て、 その他の図形データを前記基準図に対応する図形データ
   を基準としてそれぞれ対応する基準面に割り当てること
   を特徴とする３次元ＣＡＤシステム。
3. 【請求項３】請求項１記載の３次元ＣＡＤシステムにお
   いて、 前記最外郭ライン抽出手段は、前記データ読込み手段に
   て読み込まれた前記２次元ＣＡＤデータを前記図形割当
   て手段にて割り当てられた基準面に投影する図形投影手
   段と、 各基準面に投影された図形が取りうるそれぞれの基準面
   上での最大座標値及び最小座標値を算出する最大／最小
   演算手段と、 各基準面に関し、得られた最大座標値と最小座標値を結
   ぶ線分を求める線分演算手段と、 各基準面に関し、得られた前記線分に垂直な平面を前記
   基準面ごとに複数発生させる平面発生手段と、 各基準面に関し、発生された１つの平面と当該基準面に
   対応する投影図との交点を求め、その交点で最も離れた
   ２点を抽出するというサイクルを前記発生された複数の
   平面分、繰り返す交点抽出手段と、 各基準面に関し、前記交点抽出手段にて抽出された交点
   を直線で結んで一つの輪郭線を作成してその基準面にお
   ける最外郭ラインとする最外郭作成手段とを有すること
   を特徴とする３次元ＣＡＤシステム。
4. 【請求項４】２次元ＣＡＤシステムにて作成された２次
   元ＣＡＤデータにて形成される複数の図形を少なくとも
   ２つの基準面に割り当て、 前記図形が割り当てられた前記基準面における各図形の
   最外郭ラインをその対応する基準面の法線方向に延ばし
   た形状の立体要素を作成し、 作成された複数の立体要素を合成して前記２次元ＣＡＤ
   データに基づく３次元ＣＡＤデータを作成することを特
   徴とする２次元ＣＡＤ図から３次元ＣＡＤ図への変換方
   法。
5. 【請求項５】２次元ＣＡＤシステムにて作成された２次
   元ＣＡＤデータを読み込むデータ読込みステップと、 読み込まれた２次元ＣＡＤデータにて形成される複数の
   図形を少なくとも２つの基準面に割り当てる図形割当て
   ステップと、 前記図形が割り当てられた前記基準面における各図形の
   最外郭ラインを抽出する最外郭ライン抽出ステップと、 抽出された前記最外郭ラインをその対応する基準面の法
   線方向に延ばした形状の立体要素を作成する立体要素作
   成ステップと、 作成された複数の立体要素を合成して前記２次元ＣＡＤ
   データに基づく３次元ＣＡＤデータを作成する立体要素
   合成ステップとを有することを特徴とする２次元ＣＡＤ
   図から３次元ＣＡＤ図への変換方法。
6. 【請求項６】請求項５記載の２次元ＣＡＤ図から３次元
   ＣＡＤ図への変換方法において、 前記図形割当てステップは、前記読み出された２次元Ｃ
   ＡＤデータのうち、基準図に対応する図形データを特定
   平面に割り当て、 その他の図形データを前記基準図に対応する図形を基準
   としてそれぞれ対応する基準面に割り当てることを特徴
   とする２次元ＣＡＤ図から３次元ＣＡＤ図への変換方
   法。
7. 【請求項７】請求項５記載の２次元ＣＡＤ図から３次元
   ＣＡＤ図への変換方法において、 前記最外郭ライン抽出ステップは、前記データ読込みス
   テップにて読み込まれた前記２次元ＣＡＤデータを前記
   図形割当てステップにて割り当てられた基準面に投影す
   る図形投影ステップと、 各基準面に投影された図形が取りうるそれぞれの基準面
   上での最大座標値及び最小座標値を算出する最大／最小
   演算ステップと、 各基準面に関し、得られた最大座標値と最小座標値を結
   ぶ線分を求める線分演算ステップと、 各基準面に関し、得られた前記線分に垂直な平面を前記
   基準面ごとに複数発生させる平面発生ステップと、 各基準面に関し、発生された１つの平面と当該基準面に
   対応する投影図との交点を求め、その交点で最も離れた
   ２点を抽出するというサイクルを前記発生された複数の
   平面分、繰り返す交点抽出ステップと、 各基準面に関し、前記交点抽出ステップにて抽出された
   交点を直線で結んで一つの輪郭線を作成してその基準面
   における最外郭ラインとする最外郭作成ステップとを有
   することを特徴とする２次元ＣＡＤ図から３次元ＣＡＤ
   図への変換方法。