JPH11202919A

JPH11202919A - 板金ｃａｄ図面からの立体図作成方法及びそのプログラムを記憶した記憶媒体

Info

Publication number: JPH11202919A
Application number: JP10001890A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Aomura; 茂青村; Yoshiaki Niwa; 嘉明丹羽
Original assignee: AMUTEC KK
Current assignee: AMUTEC KK
Priority date: 1998-01-07
Filing date: 1998-01-07
Publication date: 1999-07-30
Anticipated expiration: 2018-01-07
Also published as: JP4011172B2

Abstract

(57)【要約】【課題】オペレータの介入がなくとも２次元の展開図
から自動的に立体図を生成できる方法を得ることを目的
とする。【解決手段】初めに、まず三面図（正面図、側面図、
平面図）において、それぞれの面の最小閉領域（Ａ、
Ｂ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を抽出し、その情報をもとに板金
の板厚を予測する。その後もとめた板厚の値を使い、縁
をあらわす縁線分を抽出する。後は最小閉領域が立体面
の形をあらわし、縁線分が立体面の位置をあらわすと考
えて、最小閉領域と縁線分との照合（面領域照合とい
う）を行い、立体面を作成するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板金ＣＡＤ図面か
らの立体図作成方法及び板金ＣＡＤ図面から立体図を作
成させるプログラムを記憶した記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】古くから加工や建築の作業現場等では立
体形状の伝達をする必要があった。しかし、まだ実物の
ない概念的な立体形状の伝達手段には、紙などの二次元
媒体しかなかった。

【０００３】つまり、三次元である立体形状を、いかに
うまく二次元に縮退（表現）させるかが、立体形状伝達
の効率に関わってきた。このような効率のよい縮退（表
現）方法としてよく知られているものの一つに、投影法
がある。

【０００４】この複数の投影図によって立体形状を表現
する方法は、図面に応用され、長きにわたって、また現
在も、設計や生産のための情報伝達手段として工業的に
大きな役割を果たしている。これらの図面情報はＣＡＤ
の普及にともなって電子データに置き換えられることに
より、さらに情報処理的にも広がりを見せている。

【０００５】一方、立体形状をコンピュータの内部に論
理的に表現する方法はこの３０年あまりの間に飛躍的な
進歩を遂げ、三次元ＣＡＤという立体形状を可視化、応
用できる環境により、コンピュータ内部の立体形状の実
用上の価値も飛躍的に増大した。

【０００６】ここで、図面から立体形状を作成する意義
を考えてみると、以下の二つがあげられる。

【０００７】まず一つ目は、図面が表している立体形状
の理解の助けである。投影法がいかに効率のよい方法で
あろうとも、三次元形状を二次元で表すため、曲げ線等
の情報が欠落しているし、複数の投影図にわたって情報
が拡散している。このため、複雑な図面になればなるほ
ど、図面を見慣れていない者にとっては図面が表してい
る立体形状が理解し難くなる。

【０００８】二つ目として、二次元の情報、つまり図面
から三次元形状を作り出すことができれば、過去に確立
された工業的な体系やその資産を否定することなく三次
元技術につなげることができる。

【０００９】この二次元情報から３次元の立体形状を生
成する方法には、いろいろ有るが大別するとボトムアッ
プ的なアプローチによるものとトップダウン的なアプロ
ーチによるものに分けることができる。

【００１０】＜ボトムアップ的アプローチ＞このボトム
アップ的アプローチの基本概念は、投影図として数学的
に正しい図面（幾何図形）を基に、各頂点座標、稜線を
入力して自動的に立体作成を行うことである。

【００１１】すなわち、三次元形状モデリング特有のブ
ーリアン演算や局所的な形状変更などを必要としない。
基本的には、投影図面の正面図、側面図、平面図などの
頂点と稜線を互いに照合させて立体を構築する。このた
め、入力の各投影図に対して要求される条件は数学的に
正しい投影位置だけであり、それ以外の条件、例えば位
相等といった高度な関係は必要としない。

【００１２】この方法では、図２６に示すように、まず
図面の複数の矢視投影図を照合して、空間上に頂点、稜
線からなるワイヤーフレームを作成する。作成されたワ
イヤーフレームから隣り合う二本の稜線を取り出し、そ
の組み合わせから二本の稜線を含む局面のタイプを決定
する。局面のタイプは、二本の稜線の曲線の組み合わせ
や位置関係から決定することができる。この後に他の稜
線に関してこれらの曲面にのるものを抽出して順次ルー
プ化し、これらのループ化された稜線から曲面の具体的
な形状を決定する。

【００１３】このボトムアップ的アプローチの利点は、
適用する図面の表している立体図形に制限がないこと、
立体作成の途中でオペレータの操作が必要ないことなど
である。

【００１４】＜トップダウン的アプローチ＞トップダウ
ン的アプローチの基本概念は、各矢視投影図に対してそ
れぞれの単純な閉領域を考え、各矢視間で関連図形をパ
ターン的に照合させて複数の基本立体を作成する。

【００１５】さらに、これらの基本立体の包含関係や接
続状態をみながら、基本立体の集合体として最終的な立
体を完成する。この手法は投影図の段階で面やループ等
の概念を用い、さらに進行の過程でブーリアンオペレー
ション等の処理を行う。

【００１６】上述のボトムアップ的アプローチは、頂点
と稜線の照合によってワイヤーフレームをつくり、その
後に面を生成しているが、それに対しこの手法では、は
じめから面、または基本立体の存在を仮定し、その仮定
を前提に結果の立体を探索していくのが特徴である。こ
こでいうトップダウンとは、適当な頂点や稜線の集合を
閉領域として基礎図形を形成することの他に、必要に応
じてオペレータが判断に介入することも含んでいる。

【００１７】トップダウン的手法のひとつである自動掃
引法では、図２７に示すように図面の複数の各閉領域に
それぞれ任意の厚みを与えて階段状の立体や多孔板を作
成することができる。

【００１８】このトップダウン的アプローチの利点とし
て、一つ目は、オペレータの介入等もあり、図面のあい
まいさ、省略、微妙な間違いをある程度吸収できるこ
と、また、最終的な立体を得るまでの候補立体の探索空
間が狭いことである。

【００１９】二つ目は、ボトムアップ的アプローチが頂
点と稜線との照合を基本にしているのに対して、この手
法は面を基本に照合を行っている点である。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボトム
アップ的アプローチの問題点は大きく分けて二つある。
一つは虚物体の排除を目的とした計算量の増大である。

【００２１】ボトムアップ的アプローチのように頂点と
稜線を照合させてまずワイヤーフレームを作る方法で
は、図２８に示すように実際には存在しない虚の頂点、
稜線、面を作成してしまう。

【００２２】最終的に正しい立体を作成するためには、
これらの虚物体を位相関係、元の投影図との照合などに
よって排除する必要がある。

【００２３】ときとして組み合わせの爆発を起こした
り、位相を決定できずに立体作成できないなどの可能性
があるという問題点がある。

【００２４】もう一つの問題点は、このアプローチの入
力として、正しい投影図を求めることである。図面にあ
いまいな部分があったり、図２９に示すように、各矢視
の頂点と稜線が、人間が見ても分からないほど微妙にず
れていたり、Ａの箇所の稜線が省略されていたりする
と、照合の途中のワイヤーフレームが正しく生成され
ず、結果として立体図形が作成されないという問題点が
あった。

【００２５】いずれにしてもボトムアップ的アプローチ
は、立体の成立に関わる全体の位相の決定が一連の演算
の最後になるため、大量の面のなかの一つでも作成しそ
こなうと長い計算時間の後に最終的にまったく解が得ら
れないことがある。

【００２６】特にＣＡＤ図面の頂点や稜線のデータが微
妙にずれている場合、その多くは立体が作成できない
が、図面自体は人間の目には正しく映るので立体作成が
できない原因が発見できず、実用上大きな障害となる。

【００２７】一方、トップダウン的アプローチにおいて
は、オペレータが立体作成時にシステムに情報を与えて
立体作成するため、オペレータが図面を理解していなけ
ればならないので、熟練したオペレータでなければトッ
プダウン的アプローチ方式を使いこなせないという問題
点があった。

【００２８】例えば基本概念で述べた自動掃引法にして
も、図面の各閉領域に対してどのくらい掃引長さを与え
たらよいのかオペレータが理解していなければならな
い。

【００２９】もう一つの問題点として、適応できる図面
の表している立体図形に対して制限があることである。
例えば自動掃引法であれば、図面の表している立体図形
が、ある矢視図面を掃引して仮の立体を作った後にブー
リアン演算を施して作成できるような物でなければなら
ない。

【００３０】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたもので、オペレータの介入がなくとも２次元の展
開図から自動的に立体図を生成できる方法を得ることを
目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明の板金ＣＡＤ図面
からの立体図作成方法は、２次元３角法に基づいて描か
れた板金構成体の２次元図形の三面図の線分の端点又は
交点に、その線番号を付した座標情報に基づいて立体図
を生成する方法である。

【００３２】閉領域抽出処理工程は、三面図の側面図、
平面図、正面図を順次指定し、該指定毎に、その面の座
標情報を全て読み込み、それぞれの面に対応づける。

【００３３】閉領域抽出処理工程は、矢視図読込処理工
程によって読み込まれた図面を順次指定し、該指定毎
に、その図面の座標情報から、その図面の外ループを抽
出すると共に、該外ループ内に存在する全ての内ループ
を抽出する。

【００３４】縁線成分抽出処理工程は、板金構成体の板
厚が設定され、かつ外及び内ループが抽出されると、板
厚に一致し、かつ所定の条件を満足している内ループを
板金構成体の縁とした線成分に、各図面毎に生成する。

【００３５】処理工程は、各図面のループ及び各図面の
縁線成分が求められると、それぞれの図面に対応づけた
３次元座標系に、各図面のループ及び縁線成分を定義
し、この縁成分を水平に掃引きして面を生成し、この面
に対して、図面のループを垂直に投影して立体を生成す
る。

【００３６】本発明の板金ＣＡＤ図面から立体図を作成
させるプログラムを記憶した記憶媒体は、２次元３角法
に基づいて描かれた板金構成体の２次元図形の三面図の
線分の端点又は交点に、その線番号を付した座標情報に
基づいて立体図を生成させるプログラムを記憶した記憶
媒体である。

【００３７】このプログラムは、三面図の側面図、平面
図、正面図を順次指定し、該指定毎に、その面の座標情
報を全て読み込み、それぞれの面に対応づけさせる演算
を行わせる矢視図読込処理工程と、矢視図読込処理工程
によって読み込まれた図面を順次指定し、該指定毎に、
その図面の座標情報から、その図面の外ループを抽出す
ると共に、該外ループ内に存在する全ての内ループを抽
出させる演算を行わせる閉領域抽出処理工程と、板金構
成体の板厚が設定され、かつ外及び内ループが抽出され
ると、板厚に一致し、かつ所定の条件を満足している内
ループを板金構成体の縁とした線成分に、各図面毎に生
成させる演算を行わせる縁線成分抽出処理工程と、各図
面のループ及び各図面の縁線成分が求められると、それ
ぞれの図面に対応づけた３次元座標系に、各図面のルー
プ及び縁線成分を定義し、この縁成分を水平に掃引きし
て面を生成し、この面に対して、図面のループを垂直に
投影して立体を生成させる演算を行わせる処理工程とか
ら構成されていることを要旨とする。

【００３８】このプログラムのインストール、実行を容
易にすると共に、流通性を高めることになる。

【００３９】

【発明の実施の形態】上記課題で説明したように、ボト
ムアップ的アプローチでは図面のあいまいさ、省略、あ
る程度の間違いおよび精度上の問題を吸収できない。し
かし、図面から立体形状を作ることはそう簡単なことで
はない。

【００４０】三次元ＣＡＤにおいては、形状の入力方法
が従来の二次元ＣＡＤ製図とは大幅に異なり、複雑で立
体的な思考が要求されるため、作業者の負担が非常に多
くなる。

【００４１】このため、仮に図面から立体作成を自動的
に行うシステムができれば、上記の二つの意義を満たす
とともに、作業者の負担を著しく軽減することができ
る。

【００４２】このようなシステムの扱うことのできる図
面にはどのような特徴があるだろうか。まず、上で述べ
たような情報の欠如、拡散があるが、さらに、多くの約
束事や暗黙の了解、さらには大小の間違い（精度上の問
題も含む）が含まれている。人間はこれらをその都度解
釈して情報をおぎなったり修正したりして図面を理解す
るが、コンピュータがそれを行うのは非常に難しい。こ
のため、人間が書いた図面から立体を自動で作成する技
術は産業界で強く実現が望まれているにも関わらず、実
用化の例はない。

【００４３】（１）人間の書いた図面は、完全に正確な
わけではなく、あいまいな表現、間違い、省略を含んで
いる。どのようにしてそれらの表現を吸収するような堅
牢（ロバスト）なシステムを作るか、また、その核とな
るアルゴリズムはどのようなものであるべきか。

【００４４】（２）図面に表示された形状や精度と出来
上がった立体の形状や精度と出来上がった立体の形状や
精度が対応していなければならない。すなわち期待した
立体形状と出来上がった立体形状が違う場合にその原因
が図面上で容易に認識できるアルゴリズムでなければな
らない。ほとんど完全に近い図面がたった一つの間違い
で全く立体が作成されないようなものでは困るのであ
る。が、あげられる。

【００４５】今まで一般的に用いられてきた、ボトムア
ップ的アプローチ（各矢視図面間の頂点と稜線の照合に
よる立体図形作成）では、前提として完全な図面が求め
られ、人間の書いたあいまいな図面には適用することが
難しい。

【００４６】そこで、本発明は、たとえ投影図としては
正しくなくても、実用上の図面としては問題のないあい
まいな表現でも扱えるようなトップダウン的アプローチ
方式を用いる。

【００４７】この方式では、頂点と稜線の照合ではな
く、より大きな単位である図形と図形の照合を行う。す
なわち領域単位の大域的な照合により、多少の誤差は吸
収されてしまう。そのため、実際の図面を問題なく扱え
ることになるが、領域の厚み方向の形状は保証されな
い。しかし、厚みが一定の板金には重要である。そのた
め扱う図面の対象を「板金」を表した三面図に限る。

【００４８】また、図面の表している立体図形が、（３）法線ベクトルがＸ、Ｙ、Ｚ軸のいずれかと垂直な
平面（４）中心軸がＸ、Ｙ、Ｚ軸のいずれかと平行な円筒面
で構成されていなければならない。また、立体の投影図
としての図面が、直線および円弧で構成された幾何形状
のみのＣＡＤ上の三面図とする。

【００４９】さらに、板金は板厚が一定なため、完成し
た立体形状を立体面の集合で表現する。これらの前提を
設けることにより、オペレータの介入なしで、計算機の
判断だけで多少の間違いや省略を含む図面から立体を作
成する。

【００５０】この計算機の判断だけで三面図から立体を
作成する方法の概要を以下に説明する。

【００５１】＜発明の概要＞図１は本発明の実施の形態
の概略を説明する説明図である。また、本実施の形態で
は、トップダウン的アプローチとは、オペレータの介入
のない、計算機の判断による立体作成をいう。また、Ｃ
ＡＤ上の板金三面図とする。

【００５２】本発明は図１に示すように、初めに、まず
三面図（正面図、側面図、平面図）において、それぞれ
の面の最小閉領域（Ａ、Ｂ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を抽出
し、その情報をもとに板金の板厚を予測する。その後も
とめた板厚の値を使い、縁をあらわす縁線分を抽出す
る。

【００５３】後は最小閉領域が立体面の形をあらわし、
縁線分が立体面の位置をあらわすと考えて、最小閉領域
と縁線分との照合（面領域照合という）を行い、立体面
を作成するものである。

【００５４】すなわち、本発明は板厚が一定の板金の
「曲げと切断」に限定した立体図作成方法である。

【００５５】一方、加工方法が上記のように限定された
板金図面の特徴は以下のように述べることができる。

【００５６】・板厚が一定であるから、基本的に図面の
幾何図形に現れる線分の閉ループ（以下これを閉領域と
称する）は、立体面（虚の平面としての穴も含む）と、
その側面（以下これを「縁」と称する）、およびこれら
の閉領域が重なったものを表している。

【００５７】・面はある立体面の形状を、縁はその面の
位置と姿勢を表している。・元が一枚の板であるから立体図形の形状が限定され
る。このような特徴のもとでさらに次のような制限を加え
る。（イ）．図面が、直線および円弧で構成されているこ
と。（ロ）．図面の表す立体図形が、法線ベクトルがＸ、
Ｙ、Ｚ軸のいずれかと垂直な平面および、中心軸がＸ、
Ｙ、Ｚ軸のいずれかと平行な円筒面で構成されているこ
と。

【００５８】以上により、板金の図面よりはかなり形状
が限定され、立体図形の形状を捕えやすくなっている。
しかし以上のような図面であるがゆえに逆に、あいまい
な点も多い。例えば、板厚が一定であることから、板厚
を正確に書かなったり、穴の側面を省略するなどであ
る。これらの場合は従来からのボトムアップ的アプロー
チではほとんど立体作成ができなかった。

【００５９】以下にＣＡＤ板金三面図から立体図を作成
する方法を図２の構成図を用いて説明する。

【００６０】本実施の形態の方法は、図２に示すよう
に、２次元のＣＡＤ板金三面図データを、各面毎に読み
込んでメモリ２に記憶する矢視図読込処理部１と、矢視
図読込処理部１が各矢視図データを読み込んだ後に、メ
モリ２の各矢視図データから閉領域を抽出する閉領域抽
出処理部３と、抽出された閉領域同士を比較して図面の
板厚を求める板厚算出処理部４と、板厚の算出に伴っ
て、この板厚に該当する閉領域を縁成分（線）に変換す
る縁線分生成処理部５とを備えている。

【００６１】また、面となる最小閉領域と、縁線成分と
を、その矢視図に対応づけた座標系に定義し、それぞれ
の座標系の縁線成分及最小閉領域とを所定の方向に掃引
した面を作成し、この面に対して垂直方向に縁成分が存
在するかどうかを照合して立体の一部を生成する照合処
理部６と、照合処理部６で立体図の一部とされた面と、
その面に対応する座標系上の面とを比較し、両面に同じ
も物体（虚物体）があれば立体図の一部とされた面から
その物体を排除する虚物体排除処理部７と、照合処理部
６で生成された立体図の各面において虚物体が排除され
ると、立体図の一部の面同士を組み合わせて表示部（図
示せず）又は印刷部（図示せず）に出力する立体図生成
処理部８とを備えている。

【００６２】上記のように構成されたＣＡＤ板金三面図
から立体図を作成する方法を図３のフローチャートに従
って説明する。

【００６３】初めに、ＣＡＤ板金三面図の各矢視データ
（正面図、側面図、平面図）から最小閉領域を抽出する
（Ｓ１）。この領域の抽出は、孤立線分（両端点のうち
のいずれかが他のどの線分ともつながっていないような
線分）を抽出し、可能ならば除去する。また、最小閉領
域の抽出を容易にするために、交差した線分の交点にＣ
ＡＤ内のデータとして頂点を発生させている。

【００６４】すなわち、図２に示す矢視図読込処理部１
が２次元の板金三面図の各面（正面図、側面図、平面
図）に対して、図４に示すようにそれぞれ座標系を定め
て（第三角法の場合）、取り込む。

【００６５】そして、閉領域抽出処理部３が図５に示す
ようにこの各矢視図面から最小閉領域を抽出する。ま
ず、図５の（ａ）に示すように、ある矢視の一番外側の
頂点Ａｉを探す。この頂点Ａｉから右回りに、図面の輪
郭をなぞるようにループをとる。このループをこの矢視
の「最大外ループ」と称する。次に、図５の（ｂ）に示
すようにこの後、最大外ループがたどった各線分から、
今度は左回りにループをとっていく。この最大ループか
ら左廻りにループをとって得られたこれらのループを最
小閉領域とする。

【００６６】また、最大外ループがたどった線分からは
たどれない。そこで、図５の（ｃ）に示すように、他の
ループからは独立したループがあれば、それまでに得ら
れた最小閉領域でそのループを含有しているものを見つ
け、この独立ループを追加する。さらに、図６に示すよ
うに、これらのループ（最大外ループ、最小閉領域）が
もし作成できなければその図面は間違っていることを知
らせる。

【００６７】次に、板厚算出処理部４は、抽出した最小
閉領域のデータをもとに、図面の表している板金の板厚
を予測する（Ｓ２）。この板厚の算出は、最小閉領域を
構成する各線分を「辺」と呼ぶことにする。

【００６８】上記閉領域抽出処理部３で求めたすべての
矢視の各最小閉領域から板厚算出処理部４が図７の
（ａ）に示すように、平行線分のペアを抽出する。例え
ば、それぞれの最小閉領域の辺に対して、直線の辺には
直線、円弧の辺には円弧である対応する辺を見つけ、辺
のペアとする。この時、図７の（ｂ）に示すように、互
いの辺は逆むきで向かい合っているという条件の下に対
応する辺を探索する。

【００６９】このようにして求めた辺のペアについて、
図７の（ｃ）に示すように、２本の辺の長さの平均をＬ
_i、辺の間の距離をＴ_iとする。ここである値Ｔ_tを定
め、

【数１】Ｔ_t・（１−ｄｔ）＜Ｔ_i＜Ｔ_t・（１＋ｄ
ｔ）（ｄｔ：定数）となるようなすべてのｉに対してＬ_iの総和を求めＬ_t
とする。このようにして求めたＬ_tのうちの最大のもの
をＬ_tmaxすると、Ｌ_t＜Ｌ_tmax・Ｃ（Ｃ：１に近い定数。本研究では便宜
上０．７）を満たすＬ_tのうちでＴ_tが最も小さいものを求め、そ
の最小のＴ_tを板厚とする。この板厚を以降ｔとする。

【００７０】この板厚ｔをもとに、縁線成分作成処理部
５がステップＳ１で得られた最小閉領域から縁を表す線
分（以後この線分を縁線分と称する）を抽出する（Ｓ
３）。

【００７１】例えば、求まった板厚ｔを、今度は逆に図
７の（ａ）の各最小閉領域の平行な辺のペアに適用させ
る。あるペアの辺の距離をＴ_iとすると、板厚ｔに対し
て、ｔ・（１−ｄｔ）＜Ｔ_i＜（１−ｄｔ）（ｄｔ：図
７の（ｃ）で用いた定数）となるような辺のペアに対し
て、図８の（ａ）に示すように、その二つの辺の間を通
るような線分を生成し、それを単体縁線分とする。これ
をすべての矢視の最小閉領域から求まった辺のペアに対
して行う。このようにして、直線および円弧の縁線分を
抽出する。

【００７２】次に、縁線成分生成処理部５は、単体縁線
分の合成を行う。例えば、前述の板厚算出処理部４で求
まった単体縁線分について、図８の（ｂ）に示すよう
に、同一線上にあって互いに隣り合っているような複数
の直線の単体縁線分を合成する。

【００７３】また、二つの単体縁が板厚程度の隙間で隣
り合っている場合に、これらの縁線分を合成し、一本の
合成縁線分とする。以下で縁線分というときには、特に
断らない限り合成縁線分を表す。円弧の単体縁線分は合
成を行わない。

【００７４】次に、縁線成分生成処理部５は、面切断フ
ラグの決定を行う。面切断フラグの決定は、平面と円筒
面が滑らかにつながっているような図９の（ａ）のよう
な立体図形の場合（一般には曲面同士が滑らかにつなが
っている場合）、図面においてはそれらの面の間に境界
線を描かない。しかし、この境界線が正しく描かれてい
ない場合は、従来で説明したように、板金の３面図から
は立体図を生成することができない。

【００７５】そこで、平面と円筒面を表す最小閉領域
（図９の（ａ）のＡ）を他の矢視の直線と円弧の縁線分
とに照合させて立体平面と円筒面を同時に生成すること
はせず、平面と円筒面を別々に生成する。このように分
けて立体面を作成することにより、アルゴリズムに一貫
性が保たれる。

【００７６】このとき、図９の（ａ）のＡでは、他の矢
視の対応する直線および円弧の縁線分よりも最大長さが
大きい。そこで縁線分の各端点に、面切断フラグを定義
することによって、図９の（ｂ）に示すように、縁線分
の大きさに最小閉領域を切断し、適切な大きさにしてか
ら照合を行う。

【００７７】具体的には、縁線分の各端点が以下のよう
な状態の時に面切断フラグを立てる。・縁線分が円弧の場合・縁線分が直線でかつ、その端点で円弧の縁線分と滑ら
かにつながっている場合ただしこの方法の欠点として、図１０に示すように、円
筒面を表していない最小閉領域に対しても、切断フラグ
を適用させるため、不必要な面ができてしまう恐れがあ
る。

【００７８】次に、照合処理部６は、ステップＳ１で得
られた各矢視の最小領域を他の矢視の縁線を掃引した面
に投影した立体図の一部の面（仮の面ともいう）を作成
する（Ｓ４）。

【００７９】この照合処理は、ステップＳ１で得られた
最小閉領域と、ステップＳ３で得られた縁線分とを照合
して立体図形を作成するものである。但し、法線ベクト
ルがＸ、Ｙ、Ｚ軸のいずれかと垂直な平面および中心軸
がＸ、Ｙ、Ｚ軸のいずれかと平行な円筒面である。

【００８０】いずれの場合も、図１１に示すように、ま
ず図面上にある矢視の最小閉領域を対応する他のどちら
かの矢視の縁線分と照合して立体面を作成し、次に残り
の矢視のデータにより立体面の有効性を確かめるという
照合方法をとる。

【００８１】また、始めの矢視と縁線分との照合によっ
てできた三次元面の種類によって処理方法を変える。例
えば、法線ベクトルがＸ、Ｙ、Ｚ軸のいずれかと平行な
面の有効性の確認は最後の矢視の縁線分によって行う。
法線ベクトルがＸ、Ｙ、Ｚ軸のいずれとも平行でない平
面（以後これを斜めの面と称する）および円筒面の有効
性の確認は最後の矢視の最大外ループによって行う。よ
って考えられる照合方法は表１のようになる。以下に照
合処理の手順を詳細を説明する。

【００８２】

【表１】（１）初めに最小閉領域の投影を行う。まず、最小閉領
域と縁線分を照合して仮の立体面を作成する際、最小閉
領域と縁線分との対応検査を行う。この検査が終って初
めて仮の面が作成でき、この仮の面は最終立体図形の一
部分の候補となる。

【００８３】まず、縁線分の端点における面切断フラグ
を調べる。もし面切断フラグがたっていたならば、その
位置で最小閉領域を切断する。これを例を用いて説明す
る。仮に正面図の最小閉領域を側面図の縁線分と照合さ
せることを考える。例えば、図１２の場合、側面図の縁
線分ａの端点の位置により、正面図の最小閉領域Ａが切
断されている。縁線分ａのもう一方の端点には面切断フ
ラグが立っていないので切断は行わない。

【００８４】次に、最小閉領域を切断した後、切断され
た最小閉領域と縁線分が対応するかどうかを、それらの
位置によって検査する。図１３のように、切断された最
小閉領域のＹ座標値の最大値、最小値をそれぞれＹ_RMAX
とＹ_RMINとし、縁線分のＹ座標値の最大値、最小値をそ
れぞれＹ_FMAX、Ｙ_FMINとすると、以下が成り立つとき、
最小閉領域と縁線分は対応するものとする。

【００８５】Ｙ_RMAX＜Ｙ_FMAX＋（Ｙ_FMAX−Ｙ_FMIN）・α ∩ Ｙ_RMIN＞Ｙ_FMIN−（Ｙ_FMAX−Ｙ_FMIN）・α （ただしαは定数であり、便宜上０．１とする）

【００８６】（２）次に合成縁の掃引を行う。（１）で
検査され、条件が満たされた場合、縁線分を適切な方向
に掃引して仮の面を作る基になる面を作成する。縁線分
の掃引方向は、図４で示した座標系にしたがって、図１
４に示すように、正面図の縁線分はＺ軸方向、側面図の
縁線分はＸ軸方向、平面図の縁線分はＹ軸方向とする。
この掃引の結果、直線の縁線分を掃引した場合は平面が
でき、円弧の縁線分を掃引した場合は円筒面ができる。
図１４の例で説明すると、縁線分ａは側面図の縁線分で
あるから、図１５に示すように、Ｘ軸方向に掃引して面
を作成する。

【００８７】（３）次に、掃引面への投影を行う。
（２）で得られた掃引面に、図１６に示すように最小閉
領域を投影する。この投影を施すことによって、最終結
果の立体面の候補となる仮の立体面ができる。つまり結
果の立体の一部分の候補である。

【００８８】そして、仮の面の有効性の確認を行う。表
１で示したように、上記の最小領域の投影処理で生成さ
れた仮の面の種類によって二種類の有効性の確認方法を
取る。

【００８９】（１）垂直、水平面（法線ベクトルがＸ、
Ｙ、Ｚ軸のどれかと平行な面）の場合の確認。この場
合、仮の面の有効性の確認は、図１７に示すように、最
後の矢視において適切な縁線分を見つけることによって
行われる。例として正面図の最小閉領域を側面図の縁線
分と照合し、平面図の矢視で仮の面の有効性を確かめる
とする。この場合、縁線分がＹ軸と平行であるとすると
仮の面はＸＹ平面に平行である。この仮の面のＺ座標を
Ｚ_pとし、Ｘ座標の最大値をＸ_pmax、最小値をＸ_pminと
する。この面が有効であるか確かめるために、まず平面
図で、Ｘ軸と平行でＺ座標がＺ_p付近である縁線分を探
す。見つかった縁線分のＸ座標の最大値をＸ_fmax、最小
値をＸ_fminとする。

【００９０】このとき、以下の条件が満たされる場合は
仮の面は有効であるとする。縁線分の端点でＸ座標がＸ
_pmaxであるものについて、・面切断フラグが立っている場合：

【数２】Ｘ_fmax＋（１＋α）・（Ｘ_pmax−Ｘ_pmin）＞Ｘ_pmax （αは定数）・面切断フラグが立っていない場合：Ｘ_fmax＞Ｘ_pmax 縁線分の端点でＹ座標がＸ_pminであるものについて、・面切断フラグが立っている場合：Ｘ_fmin＋（１−α）・（Ｘ_pmax−Ｘ_pmin）＜Ｘ_pmin （αは定数。４−６−２節と同じ）・面切断フラグが立っていない場合：Ｘ_fmin＜Ｘ_pmin 仮の面、および円筒面の場合この場合、仮の面の有効性の認識は、図１８に示すよう
に、仮の面を最後の矢視が表す平面（正面図なら平面、
側面図ならばＹＺ平面、平面図ならばＺＸ平面）に投影
し、そのシルエットとその矢視の最大外ループを比較す
ることによって行われる。具体的には、シルエットが最
大外ループの内部にあればその面は有効であるとする。

【００９１】例として正面図の最小閉領域を側面図の縁
線分と照合し、矢視で仮の面の有効性を確かめるとす
る。側面図の縁線分が円弧である場合、は円筒面にな
る。この円筒面を平面図の矢視（ＸＺ平面）に投影す
る。またここで、平面図の最大外ループを、最大外ルー
プの頂点の平面位置を中心にしてαだけ拡大しておく。
これは、あいまいさをある程度吸収する上で必要であ
る。図１９に示すように、仮の面を投影したシルエット
を拡大した最大外ループの内部にあるならば、仮の面は
有効であるとする。

【００９２】次に、虚物体排除処理部７は、穴の部分及
び虚物体を排除する（Ｓ５）。以上の方法で構築された
立体図形には、図２０の（ａ）に示すように、穴の形を
した面および虚物体も含まれている場合が多い。そこ
で、立体図形と三面図を照合させることにより、これら
を排除する。この穴を排除するためのアルゴリズムを以
下に述べる。ただし、本説明では、図２０の（ａ）に示
すように、三面図において孤立ループによって表現され
る、法線ベクトルがＸ、Ｙ、Ｚ軸のいずれかと垂直な面
に開いた穴にのみ対応しているとする。

【００９３】１．内部の最小閉領域から立体面を作ると
き、図２１の（ａ）に示すように、その最小閉領域をも
とにした立体面が１枚しか生成されなければ、その面は
穴を表す虚物体であるとして排除する。

【００９４】２．また、図２１の（ｂ）に示すように、
立体面が複数作られた場合、各面の照合に使われた合成
縁線分を調べる。

【００９５】例えば、立体面の座標の最大値および最小
値と合成縁線分のもとになった単体縁線分の端点を比較
することにより、その立体面が排除すべきかどうか判断
する。

【００９６】例として、図２２に示す正面図の最小閉領
域と、側面図、平面図の縁線分を合わせて面を生成した
場合について説明する。立体面のＸ座標の最大値をＸ
_MAX、最小値をＸ_MIN、Ｙ座標の最大値をＹ_MAX、最
小値をＹ_MINとする。

【００９７】ここで側面の合成縁線分について、それの
もととなった単体縁線分の中で、端点のＹ座標がＹ_MAX
およびＹ_MINのものがあるかどうか調べる。また、平面
の合成縁線分について、それのもととなった単体縁線分
の中で、端点のＸ座標がＸ_MA _XおよびＸ_MINのものがあ
るかどうか調べる。すべての場合（４種類）において適
切な単体縁線分の端点が見つかれば、この立体面は穴を
表す虚物体であるとして排除する。

【００９８】すなわち、図２３に示すように、最小領域
Ａからできた仮の面Ａａを３次元座標系のＹ−Ｚ面に定
義し、この仮の面Ａａの座標と合成縁成分に含まれてい
る単体縁成分の端点とを比較して排除する。

【００９９】次に、立体図生成処理部８は、平面又は円
筒面を組み合わせて立体図を作成する（Ｓ６）。

【０１００】この立体図の生成は、ＣＡＤ上に立体面の
集合で表現された立体図形を生成するが、この後にこれ
らの図形を利用する場合、ソリッド化をした方が望まし
い場合もある。本例では、立体面の集合で表現した立体
図形を生成しているので、ソリッド化は比較的容易であ
る。もしソリッド化を行うならば、図２４に示すよう
に、これらの立体面に板厚の厚みをつけて、ブーリアン
演算のＯＲを実行すればよい。本例では生成した立体面
の間には、立体面に板厚の厚みを与えることを考慮し
て、あらかじめ隙間を空けてある。すなわち、図２５に
示すように、板金の３面ＣＡＤ図面から自動的に立体図
が生成されることになる。

【０１０１】従って、頂点と稜線の照合による手法で
は、頂点と稜線による手法では各矢視の頂点と稜線の座
標がわずかにずれていたり、稜線が省略してあったりす
る場合、図面が簡単な場合でも立体図形の元となるワイ
ヤーフレームモデルが正確に構築できず、その結果立体
図形が生成できなかったが、本実施の形態ではトップダ
ウン的手法により、面と線の照合によって立体図を生成
するので、あいまいさをある程度吸収して立体を作成す
ることができてる。

【０１０２】なお、上記実施の形態では、板厚算出処理
部４が板厚を自動的に求めるとしたがオペレータによ
り、予め板厚を入力させる場合は、その板厚を直接、縁
成分生成処理部５に設定するようにしてもよい。

【０１０３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、図面の
頂点と稜線の照合による立体作成では図面の持つあいま
いさを克服するのは難しく、実際の図面への適用は困難
であったが、トップダウン的一手法で各矢視の最小閉領
域と縁線分の照合による立体図形生成手法−面領域照合
法によって立体図を生成する。

【０１０４】このため、（１）板金図面から面単位の照合を行い、自動で立体図
形を作成できた。（２）多少の矢視間の位置の誤差を補って立体図形を作
成できた。（３）多少の図面の省略、データ不足を補って立体図形
を作成できた。（４）照合の単位を頂点と稜線から面単位にすることの
有効性を確認できた。

【０１０５】また、ボトムアップ的アプローチは頂点と
稜線の照合により、ワイヤーフレームモデルを作成する
が面領域照合法では、最小閉領域と縁線分を照合して立
体図形を作成するので、それぞれの探索上の計算量を概
算すると、明らかに計算量が少なくなる。

【０１０６】さらに、ボトムアップ的アプローチでは、
照合の結果ワイヤーフレームモデルを作成し、その後に
面を生成してソリッドモデルとする。この場合、もしワ
イヤーフレームモデルが不完全だったならば、結果の物
体は生成されない。つまり、図面に少しでも間違いがあ
ると、結果の物体がまったく生成されなくなる。これに
対し面領域照合法ではトップダウン的アプローチとし
て、先に面の存在を仮定してからそれを削除しながら最
終立体を探索するアルゴリズムであり、面を削除する方
法も完全に削除すべき理由がない限り削除しない。

【０１０７】このため、結果として立体面が生成される
可能性が高くなり、もし図面にボトムアップ的アプロー
チでは致命的な間違いが存在しても、面領域照合法の場
合は図面が表す立体図形の一部分だけでも出力すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の概略を説明する説明図で
ある。

【図２】本発明のＣＡＤ板金三面図データから立体図を
生成する方法の概略構成図である。

【図３】本実施の形態のＣＡＤ板金三面図データから立
体図を生成する概略フローチャートである。

【図４】三面図の各矢視図の座標系を説明する説明図で
ある。

【図５】最大外ループと最小閉領域のループを説明する
説明図である。

【図６】図面誤りの検出を説明する説明図である。

【図７】平行線成分から板厚を求める手順を説明する説
明図である。

【図８】縁線分の生成の手順を説明する説明図である。

【図９】円弧が存在する板金の縁線分の生成の手順を説
明する説明図である。

【図１０】下板に円弧が存在する場合の面切断フラグの
適用を説明する説明図である。

【図１１】照合の概略を説明する説明図である。

【図１２】最小閉領域の切断と照合とを説明する説明図
である。

【図１３】座標系における照合条件を説明する説明図で
ある。

【図１４】照合における３軸上の縁線成分の掃引を説明
する説明図である。

【図１５】掃引による面の生成を説明する説明図であ
る。

【図１６】最小領域の投影を説明する説明図である。

【図１７】面の有効性を説明する説明図である。

【図１８】平面図の投影を説明する説明図である。

【図１９】仮の面の有効性の確認の手法を説明する説明
図である。

【図２０】虚物体を含む場合を説明する説明図である。

【図２１】生成された立体図に垂直、水平面の穴ができ
る例を説明する説明図である。

【図２２】穴を表す面を削除する手順を説明する説明図
である。

【図２３】平面に穴を定義する手法を説明する説明図で
ある。

【図２４】本実施の形態によって生成された立体図を説
明する説明図である。

【図２５】本実施の形態の手法によって生成される立体
図の例を示す図である。

【図２６】従来の三面図の照合を説明する説明図であ
る。

【図２７】従来における自動掃引法を説明する説明図で
ある。

【図２８】従来の三面図の照合によって生成される虚像
を説明する説明図である。

【図２９】従来における立体作成できない図面例を示す
図である。

【符号の説明】

１矢視図読込処理部３閉領域抽出処理部４板厚算出処理部５縁線分生成処理部６照合処理部７虚物体排除処理部８立体図生成処理部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】矢視図読み込み処理工程は、三面図の側面
図、平面図、正面図を順次指定し、該指定毎に、その面
の座標情報を全て読み込み、それぞれの面に対応づけ
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】このプログラムは、三面図の側面図、平面
図、正面図を順次指定し、該指定毎に、その面の座標情
報を全て読み込み、それぞれの面に対応づけさせる演算
を行わせる矢視図読込処理工程と、矢視図読込処理工程
によって読み込まれた図面を順次指定し、該指定毎に、
その図面の座標情報から、その図面の外ループを抽出す
ると共に、該外ループ内に存在する全ての内ループを抽
出させる演算を行わせる閉領域抽出処理工程と、板金構
成体の板厚が設定され、かつ外及び内ループが抽出され
ると、板厚に一致し、かつ所定の条件を満足している内
ループを板金構成体の縁とした線成分に、各図面毎に生
成させる演算を行わせる縁線成分抽出処理工程と、各図
面のループ及び各図面の縁線成分が求められると、それ
ぞれの図面に対応づけた３次元座標系に、各図面のルー
プ及び縁線成分を定義し、この縁成分を水平に掃引して
面を生成し、この面に対して、図面のループを垂直に投
影して立体を生成させる演算を行わせる処理工程とから
構成されていることを要旨とする。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】以上により、板金の図面はかなり形状が限
定され、立体図形の形状を捕えやすくなっている。しか
し以上のような図面であるがゆえに逆に、あいまいな点
も多い。例えば、板厚が一定であることから、板厚を正
確に書かなったり、穴の側面を省略するなどである。こ
れらの場合は従来からのボトムアップ的アプローチでは
ほとんど立体作成ができなかった。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】また、面となる最小閉領域と、縁線成分と
を、その矢視図に対応づけた座標系に定義し、それぞれ
の座標系の縁線成分及最小閉領域とを所定の方向に掃引
した面を作成し、この面に対して垂直方向に縁成分が存
在するかどうかを照合して立体の一部を生成する照合処
理部６と、照合処理部６で立体図の一部とされた面と、
その面に対応する座標系上の面とを比較し、両面に同じ
物体（虚物体）があれば立体図の一部とされた面からそ
の物体を排除する虚物体排除処理部７と、照合処理部６
で生成された立体図の各面において虚物体が排除される
と、立体図の一部の面同士を組み合わせて表示部（図示
せず）又は印刷部（図示せず）に出力する立体図生成処
理部８とを備えている。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６５】そして、閉領域抽出処理部３が図５に示す
ようにこの各矢視図面から最小閉領域を抽出する。ま
ず、図５の（ａ）に示すように、ある矢視の一番外側の
頂点Ａｉを探す。この頂点Ａｉから右回りに、図面の輪
郭をなぞるようにループをとる。このループをこの矢視
の「最大外ループ」と称する。次に、図５の（ｂ）に示
すようにこの後、最大外ループがたどった各線分から、
今度は左回りにループをとっていく。この最大外ループ
から左廻りにループをとって得られたこれらのループを
最小閉領域とする。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６９】このようにして求めた辺のペアについて、
図７の（ｃ）に示すように、２本の辺の長さの平均をＬ
_ｉ、辺の間の距離をＴ_ｉとする。ここである値Ｔ
_ｔを定め、

【数１】Ｔ_ｔ・（１−ｄｔ）＜Ｔ_ｉ＜Ｔ_ｔ・（１
＋ｄｔ）（ｄｔ：定数）となるようなすべてのｉに対してＬ_ｉの総和を求めＬ
_ｔとする。このようにして求めたＬ_ｔのうちの最大
のものをＬ_ｔｍａｘすると、Ｌ_ｔ＜Ｌ_ｔｍａｘ・Ｃ（Ｃ：１に近い定数。本実施例
では便宜上０．７）を満たすＬ_ｔのうちでＴ_ｔが最も小さいものを求
め、その最小のＴ_ｔを板厚とする。この板厚を以降ｔ
とする。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７１】例えば、求まった板厚ｔを、今度は逆に図
７の（ａ）の各最小閉領域の平行な辺のペアに適用させ
る。あるペアの辺の距離をＴ_ｉとすると、板厚ｔに対
して、ｔ・（１−ｄｔ）＜Ｔ_ｉ＜ｔ・（１＋ｄ
ｔ）（ｄｔ：図７の（ｃ）で用いた定数）となるような
辺のペアに対して、図８の（ａ）に示すように、その二
つの辺の間を通るような線分を生成し、それを単体縁線
分とする。これをすべての矢視の最小閉領域から求まっ
た辺のペアに対して行う。このようにして、直線および
円弧の縁線分を抽出する。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７３】また、二つの単体縁線分が板厚程度の隙間
で隣り合っている場合に、これらの縁線分を合成し、一
本の合成縁線分とする。以下で縁線分というときには、
特に断らない限り合成縁線分を表す。円弧の単体縁線分
は合成を行わない。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７８】次に、照合処理部６は、ステップＳ１で得
られた各矢視の最小領域を他の矢視の縁線分を掃引した
面に投影した立体図の一部の面（仮の面ともいう）を作
成する（Ｓ４）。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８５】Ｙ_ＲＭＡＸ＜Ｙ_ＦＭＡＸ＋（Ｙ_ＦＭＡＸ−
Ｙ_ＦＭＩＮ）・α Ｙ_ＲＭＩＮ＞Ｙ_ＦＭＩＮ−（Ｙ_ＦＭＡＸ−Ｙ_ＦＭＩＮ）
・α （ただしαは定数であり、本実施例では０．１とする）

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８８】そして、仮の面の有効性の確認を行う。表
１で示したように、上記の最小閉領域の投影処理で生成
された仮の面の種類によって二種類の有効性の確認方法
を取る。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９０】このとき、以下の条件が満たされる場合は
仮の面は有効であるとする。縁線分の端点でＸ座標がＸ
_ｐｍａｘであるものについて、・面切断フラグが立っている場合：

【数２】Ｘ_ｆｍａｘ＋（１＋α）・（Ｘ_ｐｍａｘ−Ｘ_ｐｍｉｎ）＞Ｘ_ｐｍａｘ（αは定数）・面切断フラグが立っていない場合：Ｘ_ｆｍａｘ＞Ｘ_ｐｍａｘ縁線分の端点でＹ座標がＸ_ｐｍｉｎであるものについ
て、・面切断フラグが立っている場合：Ｘ_ｆｍｉｎ＋（１−α）・（Ｘ_ｐｍａｘ−Ｘ_ｐｍｉｎ）＜Ｘ_ｐｍｉｎ（αは定数。４−６−２節と同じ）・面切断フラグが立っていない場合：Ｘ_ｆｍｉｎ＜Ｘ_ｐｍｉｎ（２）仮の面、および円筒面の場合この場合、仮の面の有効性の認識は、図１８に示すよう
に、仮の面を最後の矢視が表す平面（正面図なら平面、
側面図ならばＹＺ平面、平面図ならばＺＸ平面）に投影
し、そのシルエットとその矢視の最大外ループを比較す
ることによって行われる。具体的には、シルエットが最
大外ループの内部にあればその面は有効であるとする。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９２】次に、虚物体排除処理部７は、穴の部分及
び虚物体を排除する（Ｓ５）。以上の方法で構築された
立体図形には、図２０の（ａ）に示すように、穴の形を
した面および虚物体も含まれている場合が多い。そこ
で、立体図形と三面図を照合させることにより、これら
を排除する。この穴を排除するためのアルゴリズムを以
下に述べる。ただし、本説明では、図２０の（ｂ）に示
すように、三面図において孤立ループによって表現され
る、法線ベクトルがＸ、Ｙ、Ｚ軸のいずれかと垂直な面
に開いた穴にのみ対応しているとする。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９６】例として、図２２に示す正面図の最小閉領
域Ａと、側面図、平面図の縁線分を合わせて面を生成し
た場合について説明する。立体面のＸ座標の最大値をＸ
_ＭＡ _Ｘ、最小値をＸ_ＭＩＮ、Ｙ座標の最大値をＹ
_ＭＡＸ、最小値をＹ_ＭＩＮとする。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１０２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１０２】なお、上記実施の形態では、板厚算出処理
部４が板厚を自動的に求めるとしたがオペレータによ
り、予め板厚を入力させる場合は、その板厚を直接、縁
線分生成処理部５に設定するようにしてもよい。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２１】生成された立体図に垂直面、水平面の穴がで
きる例を説明する説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２次元３角法に基づいて描かれた板金構
成体の２次元図形の三面図の線分の端点又は交点に、そ
の線番号を付した座標情報に基づいて立体図を生成する
方法において、前記三面図の側面図、平面図、正面図を順次指定し、該
指定毎に、その面の座標情報を全て読み込み、それぞれ
の面に対応づける矢視図読込処理工程と、前記矢視図読込処理工程によって読み込まれた図面を順
次指定し、該指定毎に、その図面の座標情報から、その
図面の外ループを抽出すると共に、該外ループ内に存在
する全ての内ループを抽出する閉領域抽出処理工程と、前記板金構成体の板厚が設定され、かつ前記外及び内ル
ープが抽出されると、前記板厚に一致し、かつ所定の条
件を満足している前記内ループを前記板金構成体の縁と
した線成分に、各図面毎に生成する縁線成分抽出処理工
程と、前記各図面のループ及び各図面の縁線成分が求められる
と、それぞれの図面に対応づけた３次元座標系に、各図
面のループ及び縁線成分を定義し、この縁成分を水平に
掃引きして面を生成し、この面に対して、前記図面のル
ープを垂直に投影して立体を生成する処理工程とを有す
ることを特徴とする板金ＣＡＤ図面からの立体図作成方
法。
【請求項２】前記閉領域処理工程は、前記矢視図読込処理工程によって読み込まれた図面を順
次指定する工程と、前記指定された図面毎に、その図面の所定の線の所定端
点を抽出し、該抽出した端点を基準端点として設定する
工程と、基準端点が設定される毎に、この基準端点から所定方向
廻りで、その端点に関連する端点を抽出する工程と、前記端点が抽出される毎に、前記所定端点に一致する座
標情報かどうかを判断する工程と、前記端点が抽出されたとき、前記一致する座標情報では
ないと判断したときは、前記抽出された端点を新たな基
準端点として設定する工程と、前記端点が抽出されたとき、前記一致する座標情報と判
断したときは、前記基準端点同士を結んだ線を前記外ル
ープとすることを特徴とする請求項１記載の板金ＣＡＤ
図面からの立体図作成方法。
【請求項３】前記閉領域処理工程は、前記指定された図面毎に、その図面の第２の所定の線の
第２の所定端点を抽出し、該抽出した第２の端点を第２
の基準端点として設定する工程と、第２の基準端点が設定される毎に、この第２の基準端点
から前記所定方向とは逆方向廻りで、その第２の基準端
点に関連する前記端点又は交点（以下総称して内ループ
点という）を抽出する工程と、前記内ループ点が抽出される毎に、前記第２の所定端点
に一致する座標情報かどうかを判断する工程と、前記第２の内ループ点が抽出されたとき、前記一致する
座標情報ではないと判断したときは、前記抽出された内
ループ点を新たな第２の基準端点として設定する工程
と、前記内ループ点が抽出されたとき、前記一致する座標情
報と判断したときは、前記第２の基準端点同士を結んだ
線を前記内ループとして抽出する工程と、前記内ループが抽出されたとき、その内ループに他の交
点又は他の端点に関連するループ点が存在するときは、
そのループ点のいずれかを前記第２の所定端点として抽
出して前記各工程を実施させる工程とを有することを特
徴とする請求項１又は２記載の板金ＣＡＤ図面からの立
体図作成方法。
【請求項４】前記各図面の内ループが全て抽出された
とき、図面毎に各内ループの一対の平行線分を順次抽出
する工程と、前記一対の平行線分が抽出される毎に、その一対の平行
線における廻り方向の矢印が互いに逆向きかどうかを判
定する工程と、前記逆向きと判定された一対の平行線を順次抽出し、該
平行線が抽出される毎に、その線の垂直距離を求めて、
内ループに対応づける工程と、前記各内ループの各垂直距離同士を比較し、最も間隔が
狭い内ループを前記板金構成体の縁とし、この縁の距離
を板厚として前記縁線成分抽出工程に設定する工程とか
らなる板厚算出処理工程とを有することを特徴とする請
求項１乃至３記載の板金ＣＡＤ図面からの立体図作成方
法。
【請求項５】前記閉領域処理工程は、外ループのいずれの端点の座標情報も前記所定端点の座
標情報に一致しない場合又は前記内ループのいずれの第
２の端点の座標情報も前記第２の所定端点の座標情報に
一致しない場合は、前記外ループ又は内ループを形成で
きないことを知らせる工程とを有することを特徴とする
請求項１乃至４記載の板金ＣＡＤ図面からの立体図作成
方法。
【請求項６】前記縁線成分抽出処理工程は、前記板厚
算出工程で得られた縁とされた内ループ又は外ループの
全ての一対の平行線の中央を基準にした線成分を生成す
ることを特徴とする請求項１乃至５記載の板金ＣＡＤ図
面からの立体図作成方法。
【請求項７】前記処理工程は、３次元座標系を有し、前記各図面のループ及び各図面の縁線成分が求められる
と、正面図の外ループ、内ループ、縁線成分を前記３次
元座標系のＸーＹ座標系に、平面図の縁線成分をＸーＺ
座標系に、側面図の縁成分をＹーＺ座標系に定義する工
程と、前記ＸーＺ座標系の縁成分及び前記ＹーＺ座標系の縁成
分を、それぞれＸーＹ座標系上に掃引する工程と、前記ＸーＺ座標系の縁成分の掃引き面又は前記ＹーＺ座
標系の縁成分の掃引き面に対して、前記ＸーＹ座標系の
ループを投影する工程と、前記側面図の縁成分を掃引きしたとき、ＹーＺ座標系に
対して面が生成されたとき、ＹーＺ座標系に定義された
側面図の縁線成分を、その面に投影し、該投影した結
果、その側面図の縁線成分がその面に含まれているかど
うかを照合する工程と、前記側面図の縁線成分の投影結果が前記含まれている場
合は、ＹーＺ座標系に対して生成された面を有効と判定
する工程とからなる照合処理工程を有することを特徴と
する請求項１乃至６記載の板金ＣＡＤ図面からの立体図
作成方法。
【請求項８】前記処理工程は、前記照合処理工程で生成された立体の対向する面に、そ
れぞれ同軸線上に穴が存在する場合は、その座標系に対
応する図面と比較して穴を削除する虚物体削除処理工程
とを有することを特徴とする請求項１乃至７記載の板金
ＣＡＤ図面からの立体図作成方法。
【請求項９】前記処理工程は、前記照合処理工程で得られた面を組合わせた立体形状を
生成する立体図生成処理工程とを有することを特徴とす
る請求項１乃至８記載の板金ＣＡＤ図面から立体図作成
方法。
【請求項１０】２次元３角法に基づいて描かれた板金
構成体の２次元図形の三面図の線分の端点又は交点に、
その線番号を付した座標情報に基づいて立体図を生成さ
せるプログラムを記憶した記憶媒体において、前記三面図の側面図、平面図、正面図を順次指定し、該
指定毎に、その面の座標情報を全て読み込み、それぞれ
の面に対応づけさせる演算を行わせる矢視図読込処理工
程と、前記矢視図読込処理工程によって読み込まれた図面を順
次指定し、該指定毎に、その図面の座標情報から、その
図面の外ループを抽出すると共に、該外ループ内に存在
する全ての内ループを抽出させる演算を行わせる閉領域
抽出処理工程と、前記板金構成体の板厚が設定され、かつ前記外及び内ル
ープが抽出されると、前記板厚に一致し、かつ所定の条
件を満足している前記内ループを前記板金構成体の縁と
した線成分に、各図面毎に生成させる演算を行わせる縁
線成分抽出処理工程と、前記各図面のループ及び各図面の縁線成分が求められる
と、それぞれの図面に対応づけた３次元座標系に、各図
面のループ及び縁線成分を定義し、この縁成分を水平に
掃引きして面を生成し、この面に対して、前記図面のル
ープを垂直に投影して立体を生成させる演算を行わせる
処理工程とから構成された板金ＣＡＤ図面から立体図を
作成させるプログラムを記憶した記憶媒体。
【請求項１１】前記閉領域処理工程は、前記矢視図読込処理工程によって読み込まれた図面を順
次指定させる工程と、前記指定された図面毎に、その図面の所定の線の所定端
点を抽出し、該抽出した端点を基準端点として設定させ
る演算を行わせる工程と、基準端点が設定される毎に、この基準端点から所定方向
廻りで、その端点に関連する端点を抽出させる演算を行
わせる工程と、前記端点が抽出される毎に、前記所定端点に一致する座
標情報かどうかを判断させる演算を行わせる工程と、前記端点が抽出されたとき、前記一致する座標情報では
ないと判断したときは、前記抽出された端点を新たな基
準端点として設定させる演算を行わせる工程と、前記端点が抽出されたとき、前記一致する座標情報と判
断したときは、前記基準端点同士を結んだ線を前記外ル
ープとする演算を行わせる工程とを有することを特徴と
する請求項１０記載の板金ＣＡＤ図面から立体図を作成
させるプログラムを記憶した記憶媒体。
【請求項１２】前記閉領域処理工程は、前記指定された図面毎に、その図面の第２の所定の線の
第２の所定端点を抽出し、該抽出した第２の端点を第２
の基準端点として設定させる演算を行わせる工程と、第２の基準端点が設定される毎に、この第２の基準端点
から前記所定方向とは逆方向廻りで、その第２の基準端
点に関連する前記端点又は交点（以下総称して内ループ
点という）を抽出させる演算を行わせる工程と、前記内ループ点が抽出される毎に、前記第２の所定端点
に一致する座標情報かどうかを判断させる演算を行わせ
る工程と、前記第２の内ループ点が抽出されたとき、前記一致する
座標情報ではないと判断したときは、前記抽出された内
ループ点を新たな第２の基準端点として設定する演算を
行わせる工程と、前記内ループ点が抽出されたとき、前記一致する座標情
報と判断したときは、前記第２の基準端点同士を結んだ
線を前記内ループとして抽出させる演算を行わせる工程
と、前記内ループが抽出されたとき、その内ループに他の交
点又は他の端点に関連するループ点が存在するときは、
そのループ点のいずれかを前記第２の所定端点として抽
出して前記各工程を実施させる演算を行わせる工程とを
有することを特徴とする請求項１０又は１１記載の板金
ＣＡＤ図面から立体図を作成させるプログラムを記憶し
た記憶媒体。
【請求項１３】前記各図面の内ループが全て抽出され
たとき、図面毎に各内ループの一対の平行線分を順次抽
出させる演算を行わせる工程と、前記一対の平行線分が抽出される毎に、その一対の平行
線における廻り方向の矢印が互いに逆向きかどうかを判
定させる演算を行わせる工程と、前記逆向きと判定された一対の平行線を順次抽出し、該
平行線が抽出される毎に、その線の垂直距離を求めて、
内ループに対応づけさせる演算を行わせる工程と、前記各内ループの各垂直距離同士を比較し、最も間隔が
狭い内ループを前記板金構成体の縁とし、この縁の距離
を板厚として前記縁線成分抽出工程に設定させる演算を
行わせる工程とからなる板厚算出処理工程とを有するこ
とを特徴とする請求項１０乃至１２記載の板金ＣＡＤ図
面から立体図を作成させるプログラムを記憶した記憶媒
体。
【請求項１４】前記閉領域処理工程は、外ループのいずれの端点の座標情報も前記所定端点の座
標情報に一致しない場合又は前記内ループのいずれの第
２の端点の座標情報も前記第２の所定端点の座標情報に
一致しない場合は、前記外ループ又は内ループを形成で
きないことを知らせる演算を行わせる工程とを有するこ
とを特徴とする請求項１０乃至１３記載の板金ＣＡＤ図
面から立体図を作成させるプログラムを記憶した記憶媒
体。
【請求項１５】前記縁線成分抽出処理工程は、前記板
厚算出工程で得られた縁とされた内ループ又は外ループ
の全ての一対の平行線の中央を基準にした線成分を生成
する演算を行わせることを特徴とする請求項１０乃至１
４記載の板金ＣＡＤ図面から立体図を作成させるプログ
ラムを記憶した記憶媒体。
【請求項１６】前記処理工程は、３次元座標系を定義
づけさせ、前記各図面のループ及び各図面の縁線成分が求められる
と、正面図の外ループ、内ループ、縁線成分を前記３次
元座標系のＸーＹ座標系に、平面図の縁線成分をＸーＺ
座標系に、側面図の縁成分をＹーＺ座標系に定義させる
演算を行わせる工程と、前記ＸーＺ座標系の縁成分及び前記ＹーＺ座標系の縁成
分を、それぞれＸーＹ座標系上に掃引させる演算を行わ
せる工程と、前記ＸーＺ座標系の縁成分の掃引き面又は前記ＹーＺ座
標系の縁成分の掃引き面に対して、前記ＸーＹ座標系の
ループを投影させる演算を行わせる工程と、前記側面図の縁成分を掃引きしたとき、ＹーＺ座標系に
対して面が生成されたとき、ＹーＺ座標系に定義された
側面図の縁線成分を、その面に投影し、該投影した結
果、その側面図の縁線成分がその面に含まれているかど
うかを照合させる演算を行わせる工程と、前記側面図の縁線成分の投影結果が前記含まれている場
合は、ＹーＺ座標系に対して生成された面を有効と判定
させる演算を行わせる工程とからなる照合処理工程を有
することを特徴とする請求項１０乃至１５記載の板金Ｃ
ＡＤ図面から立体図を作成させるプログラムを記憶した
記憶媒体。
【請求項１７】前記処理工程は、前記照合処理工程で生成された立体の対向する面に、そ
れぞれ同軸線上に穴が存在する場合は、その座標系に対
応する図面と比較して穴を削除させる演算を行わせる虚
物体削除処理工程とを有することを特徴とする請求項１
０乃至１６記載の板金ＣＡＤ図面から立体図を作成させ
るプログラムを記憶した記憶媒体。
【請求項１８】前記処理工程は、前記照合処理工程で得られた面を組合わせた立体形状を
生成させる演算を行わせる立体図生成処理工程とを有す
ることを特徴とする請求項１０乃至１７記載の板金ＣＡ
Ｄ図面から立体図を作成させるプログラムを記憶した記
憶媒体。