用於選擇組件的三維模型的程序、算法和系統的製作方法

2023-11-06 10:58:32 1

專利名稱：用於選擇組件的三維模型的程序、算法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在三維計算機輔助設計(3D-CAD)系統中，支持用 於存儲組件的三維模型的存儲庫(library)的應用的技術。
背景技術：
隨著計算機技術的進步，近年來利用3D-CAD系統設計各種設備變 得很常見。利用3D-CAD系統進行設計的效率的提高集中於，通過在存 儲庫中預存儲各種設備上使用的常用組件(比如螺絲釘)的3D模型以及 通過使用該存儲庫而獲得。然而，在傳統系統中，沒有充分開發一個用 於幫助用戶有效利用上述存儲庫的支持系統。這導致用戶在一些設計過 程中必須忍受繁重的手工操作。參照圖1至3描述這種傳統3D-CAD系統。注意，在下文描述中， 3D模型將被簡寫為"模型"。圖1例示了包括3D-CAD系統和存儲庫的 傳統系統的結構。參照圖l，存儲庫1001存儲並管理常用組件(例如螺絲釘、螺杆、 螺帽、鉚釘等)的模型。其模型存儲在存儲庫中的組件是那些在使用 3D-CAD系統1002設計設備時必需的、或被高頻次使用到的組件。舉個 具體例子， 一個文件由一個組件的模型的數據組成；圖號被用作各模型 的文件名，該圖號是分配給表示各模型的圖的號碼；以及多個上述文件 被註冊並保存在存儲庫1001中。圖1所示系統的用戶是各種設備的設計工程師，用戶使用3D-CAD 系統1002來設計設備。3D-CAD系統包含模型數據加載單元1003和模型放置單元1004。模 型數據加載單元1003把組件的模型數據從存儲庫1001加載到3D-CAD 系統1002中。模型放置單元1004把所加載的由用戶指定的組件的模型 放置到用戶指定的位置。在進行設計時，用戶選擇所需組件的模型並使模型數據加載單元1003加載所選擇的模型。用戶向模型放置單元1004指定待設計設備的模 型中的適當位置，作為待放置所加載的組件模型的位置。根據該設計， 模型放置單元1004移動所加載的模型到指定位置，適當旋轉模型並將其 放置在該位置。這種使用存儲庫1001的方法使得各設計者不必再設計常 見組件如螺絲釘，從而在設計工作中實現更高的效率。同時，因為大量模型存儲在存儲庫1001中，用戶有時很難從存儲庫 1001中找到所需組件的模型或管理其中存儲的數據。因此，數據管理工 具1005被用來幫助用戶。數據管理工具1005是一種類似普通文件搜索工具的工具。通常單個 模型以使用圖號作為文件名的文件格式包含在存儲庫1001中。因此用戶 通過査閱目錄和/或規格表來預先調查所需組件的圖號，並將圖號輸入到 數據管理工具1005，從而能夠搜索並獲得所需組件的模型。此外，除了 文件名之外，通常也可將模型文件註冊到存儲庫1001的註冊者或註冊器、 創建模型文件時的創建日期等用作數據管理工具1005的搜索條件。參照圖l，連接存儲庫1001和模型數據加載單元1003的一對箭頭表 明指定模型的信息從模型數據加載單元1003提供給存儲庫1001，以及被 指定模型的數據從存儲庫1001發送至模型數據加載單元1003。此外，當 用戶使用數據管理工具1005時，模型是通過數據管理工具1005被指定 和加載的。通過連接存儲庫1001和數據管理工具1005的箭頭以及連接 數據管理工具1005和模型數據加載單元1003的箭頭來描述此過程。與 此相對照，加載和放置的操作是相互獨立的，因此從模型數據加載單元 1003到模型放置單元1004沒有箭頭連接。圖2是表示在使用圖1所示系統的設計中放置一個組件的處理的流 程圖。單個設備等的設計處理包括在設計對象模型中放置組件的模型的 處理。圖2是有關上述放置一個組件的處理的流程圖。在步驟SIOOI (下文亦簡寫為"S1001")中，用戶確定待加載的組 件的模型。如上所述，通過使用圖號的文件名來管理模型。用戶因此確 定所需組件的規格，通過使用目錄、規格文檔等調査滿足所確定規格的 特定組件的圖號，並從而確定圖號。然後，在S1002中，用戶通過使用數據管理工具1005搜索S1001中 確定模型作為加載目標。如果存儲庫1001中存在用戶指定的模型，該加 載目標模型將被選擇為搜索的結果。在接下來的S1003中，該被選擇的模型被模型數據加載單元1003加 載到3D-CAD系統1002中。在隨後的S1004中，用戶指定待放置模型的位置和方向、以及被加 載的模型，使得模型放置單元1004根據用戶的指定將組件的模型映射至 設計對象的模型。也就是說，模型放置單元1004把組件的模型移動至設 計對象模型中指定的位置，適當旋轉模型並將組件的模型放置在該位置。圖3是示意性示出圖2處理的原理圖。圖3示出了從存儲庫1001加 載螺絲釘1006的模型到3D-CAD系統1002中，並將螺絲釘1006的模型 放置在螺孔(更準確地說，是螺孔的模型)中，用來將板1007和1008 緊固在一起。參考圖1至3描述的傳統系統存在如下問題第一個問題是，圖2中的S1001需要用戶花精力去調査圖號。在許 多情況下，利用文件名將組件的模型註冊到存儲庫1001中，其中該文件 名如上舉例說明地利用了上述模型的圖號。因此，用戶需要根據所需組件的規格確定具體的圖號。在目前情況 下，用戶通過査閱目錄、規格表等進行調査來確定圖號。此調查工作是 非自動的，並因此是耗時的。第二個問題是，從存儲庫1001中搜索出與確定圖號相對應的模型也 耗費精力。如果存儲庫1001中存儲了大量模型，則用戶需要花精力從中 找到目標模型。即使模型被分等級地分組，在存在大量模型的情況下， 也需要用戶跟蹤較深的等級層去査找目標模型。同時，為了減少工作量，用戶可通過數據管理工具1005使用文件名 作為關鍵字來搜索它。這要求用戶同時交替操作兩個應用程式，即 3D-CAD系統1002和數據管理工具1005，降低了工作效率。與上述問題相關的技術包含在下文中。參考專利文獻1中提及的一種印刷電路板設計輔助裝置包括部件 存儲庫，其用於例如水淨化的適用性的存儲加工條件；和加工條件存儲庫，其用於存儲由部件的加工條件和/或排列信息與加工特性的有效性的 組合來表示的條件，其中通過將條件與有效性關聯而實現所述組合。當設計者指定所需的功能， 一個(或多個)擁有此功能的部件就從 部件存儲庫中被搜索出來。設計者從搜索出來的部件裡選擇一個待使用 的部件。選擇完所有需要的部件後，設計者確定各部件在印刷電路板上 的排列位置。然後，印刷電路板設計輔助裝置將加工條件和所選部件的 確定排列位置與加工條件存儲庫中的內容進行比較，從而判斷每個部件 的可加工性(也即，加工特性的有效性)。這種結構使得設計者無須具 備組裝技能即可檢査可加工性，並在需要時修改設計。參考專利文獻2中提及的組件選擇支持系統被預先配置，使得具有 相同功能特性的組件被歸類成一個組，並給這個組指定一個組代碼，每 個組件的參數(比如價格和壽命)被註冊到存儲庫中，並且由參數的歸 類條件表示的搜索條件被確定下來。當進行設計時，設計者指定一個組代碼，根據搜索條件從這個組中 自動搜索並選擇出最佳組件來。這樣的結構使得能夠不依賴於設計者的 經驗來選擇最合適的組件。參考專利文獻l: Laid-Open日本專利申請公開No. 2001-196720 參考專利文獻2: Laid-Open日本專利申請公開No. 2006-59006 記載參考專利文獻1和2中記載的發明在根據功能把多個組件分類 進一個組方面是相同的。然而，這種分組不足以解決上述問題。原因是 有時這種組的數量巨大，導致從大量組尋找並指定所需的組會給用戶帶 來如同從大量組件中尋找並指定所需組件一樣的大量手工操作。除了例示在參考專利文獻1和2中的電子電路組件外，還有包括機 械組件(如螺絲釘、螺杆和螺帽)的各種組件。對於機械組件來說，把 多種滿足表示相同功能的規格並可相互替換的組件歸成一組並不總是恰 當的。比如，對於把兩個部件緊固在一起這個普通功能來說，儘管兩個不 同尺寸的螺絲釘是一樣的，但在螺孔的具體尺寸已經確定的情況下，它 們卻是不可互換的。因此，存在把不同尺寸的機械組件認為是對應不同 的功能並將它們分類進不同的組的情況。同時，存在許多不同尺寸的機械組件。而且， 一個機械組件的尺寸 很少僅用一個單一值來表示，而是通過組件的多個部件的各自尺寸的組 合來表示。在某一機械組件裡，存在大量這樣的組合。因此，按尺寸把 機械組件分組使得組的數目急劇增加。用戶從如此大量的組中尋找所需的組是麻煩的。因此將組件按功能 分組的方法並不足以解決上述的問題。發明內容因此，本發明的目的是使用戶在使用3D計算機輔助設計系統的設計 中，能夠方便地找到所需組件的三維(3D)模型。根據本發明一個方面的程序是使計算機執行處理的程序，該計算機 用作三維計算機輔助設計(3D-CAD)系統，該處理用於通過使多個組件 的3D模型與各條識別信息相互關聯從存儲所述多個組件的3D模型的存 儲庫中選擇一組件的3D模型。例如可通過將該程序存儲在計算機可讀存 儲介質中來提供該程序。該程序使計算機執行的處理包括種類指定步驟，用於指定組件的 種類；菜單顯示步驟，用於在該3D-CAD系統的屏幕中顯示菜單，該菜 單指定用於表示該組件的規格的多個項目的各個值，所述多個項目根據 該種類被預定；選擇步驟，用於根據通過該菜單指定的值來執行縮限數 據庫的記錄的操作，其中該資料庫包括所述多個組件中每個組件的每個 記錄，該資料庫的每個記錄使表示所述規格的所述多個項目與該識別信 息相關聯；菜單更新步驟，用於從被縮限的資料庫中提取所述多個項目 中其值在該菜單中未被確定的一項目的可能值，並根據所提取的可能值 來更新通過該菜單可選擇的一個或多個選項；以及確定步驟，用於將重 復該選擇步驟和該菜單更新步驟一次或多次之後被唯一確定的組件的 3D模型，確定為待從該存儲庫加載的3D模型。此外，根據本發明的另一方面，提供一種根據該程序通過計算機執 行的方法和通過該程序實現的3D-CAD系統。本發明的實施例被配置為，僅通過用戶通過菜單指定各項目的值就 能夠自動縮限，從而即使規格的數量因表示規格的多個項目的值的組合而巨大時，也能僅留下與指定內容相匹配的規格作為可選選項。本發明的實施例被配置為，在利用3D-CAD系統進行設計時，與傳 統的方法相比，用戶能夠更簡單地找到目標規格的組件的3D模型，從而 減少很多麻煩。因此，本發明的實施例有助於縮短設計時間。


圖1例示出包括3D-CAD系統和存儲庫的傳統系統的結構； 圖2是示出在傳統系統中放置一個組件的處理流程的流程圖； 圖3示意性示出圖2所示的處理；圖4是根據本發明的實施例用功能框圖示出系統結構的圖；圖5是執行在本發明的實施例中關於一個組件的處理的流程圖，；圖6是存儲庫模型資料庫的數據結構的具體例子；圖7是存儲庫模型資料庫的數據結構的具體例子；圖8例示出模型種類選擇菜單；圖9例示出螺絲釘或螺杆使用信息輸入菜單；圖IO例示出螺帽使用信息輸入菜單；圖IIA例示出在初始化狀態下的可選模型資料庫；圖IIB例示出在縮限狀態下的可選模型資料庫；圖12是示出在螺絲釘或螺杆使用信息輸入菜單的可選選項與可選模 型資料庫之間的關係的圖；圖13是詳細描述放置信息檢查單元的操作的圖； 圖14是示出選擇模型的流程的流程圖；圖15是描述模型數據加載單元和模型放置單元的操作的圖；圖16是添加組件模型至存儲庫的處理的流程圖；以及圖17是用以執行根據本發明的實施例的程序的計算機框圖。
具體實施方式
下面將參照附圖詳細描述本發明的實施例。以下術語將用於下文描述中o*在3D-CAD系統中使用的三維(3D)模型簡稱為"模型"。*當前待通過使用3D-CAD系統來設計的設備簡稱為"設計對象"。 設計對象可以為任意設備，如包括行動電話的電子設備，包括車輛的移 動物體；另外，可為各種機械、器具、家具、建築物等。參設計對象的設計者是3D-CAD系統的用戶。設計對象的設計者通 常不同於組件的模型製造者或者模型設計者。此後除非另外註明，術語 "設計者"指示設計對象的設計者，而不是組件的設計者。*術語"組件"本身有時可能不一定區別於組件的模型。比如，表 示螺絲釘的圖形並不區別於表示螺絲釘模型的圖形，因此，本說明書並 不將螺絲釘本身和螺絲釘的模型區別對待。此外，螺絲釘的規格可能被 稱為"螺絲釘的模型規格"。*在設計對象的模型中，設計者希望放置組件模型的地點被稱為 "放置目的地"。指示放置目的地的信息被稱為"放置信息"。*在確定的處理中，組件的模型將逐步被縮限至一個待使用的組件 的模型，下文將對此提供詳細描述。在某個步驟中，表述"(模型是) 可選的"表示模型在前一緊鄰步驟中執行縮限操作時匹配縮限條件，並 因此作為在當前步驟中待加載和待放置的模型的選項而保留。圖4是根據本發明的實施例，用功能框圖示出系統結構的圖。存儲庫101存儲多種組件(以下簡稱為"多個組件")的模型的數 據，用於加載至和使用於3D-CAD系統103中。組件的具體例子包括螺 絲釘或者螺杆、螺帽、墊圈、鉚釘和連結物。本實施例使用圖號作為用 於識別組件的識別信息。此外，單個組件的模型通過被格式化為文件而 存儲於存儲庫101中；其中該文件攜帶上述組件的圖號作為文件名，以 關聯圖號和模型。關於存儲在存儲庫101中各模型的規格和放置的限制條件與各模型 的圖號關聯，並被存儲在存儲庫模型資料庫102中。也就是說，存儲庫 101中的數據和存儲庫模型資料庫102中的數據，是通過使用識別信息 (即圖號)而相關聯。下面參照圖6和7詳細描述存儲庫模型資料庫102 的數據結構的一個例子。請注意，對於不同種類的組件，表示規格和限 制條件所需的項目是不同的，因此本實施例根據此情況進行設置，使得 存儲庫模型資料庫102是分別用於每種組件的多個資料庫的集合。133D-CAD系統103包含模型信息指定單元104、可選模型選擇單元 107、可選模型資料庫108、可選模型規格顯示單元109、模型數據加載 單元111和模型放置單元112。此外，模型信息指定單元104包含模型規 格指定單元105和放置信息指定單元106;可選模型選擇單元107包含放 置信息檢查單元IIO。注意，除了上述的構成組件外，3D-CAD系統103 具有普通3D-CAD系統所需的一系列功能，即使它們因與本實施例不相 關而沒有在任何圖中畫出。用於實現存儲庫101和存儲庫模型資料庫102的硬體舉例是非易失 性、大容量存儲設備，比如硬碟驅動器。用於實現3D-CAD系統103的 硬體舉例是普通計算機。在3D-CAD系統103的構成組件中，可選模型 資料庫108是通過例如包含在計算機中的隨機存取存儲器(RAM)的存 儲設備來實現的。其它的構成組件通常由軟體來實現。顯然，它們可以 通過軟體、固件、硬體或三者的任意組合來實現。請注意，可相互獨立地開發或提供用於使計算機起3D-CAD系統作 用的程序、存儲庫101的數據、以及存儲庫模型資料庫102的數據。為 了顯示這個事實，圖4中存儲庫101和存儲庫模型資料庫102顯示在 3D-CAD系統103的外面。但是，它們也可包含在3D-CAD系統103裡 面。也就是說，存儲庫101和存儲庫模型資料庫102可通過與其它構成 組件緊密結合而被併入3D-CAD系統103。此處概述3D-CAD系統103的內部，而箭頭所指向的每個構成組件 之間的關係和其它方面將在後面描述。在處於3D-CAD系統103內部的構成組件中，與易於選擇組件規格 的機制相關的是模型規格指定單元105、可選模型選擇單元107、可選模 型資料庫108和可選模型規格顯示單元109。也包括放置信息指定單元 106、放置信息檢査單元110、模型數據加載單元111和模型放置單元112; 它們除了用於實現選擇組件規格的功能之外，還用於實現消除傳統上所 需的各種麻煩操作的功能。因此，圖4所示系統的應用能夠使設計對象 的設計者比傳統方法更有效率地進行設計，包括但不僅限於選擇模型方 面。根據用戶的輸入，模型信息指定單元104指定與組件的模型有關的信息。具體地，模型規格指定單元105指定模型的規格，而放置信息指 定單元106指定模型的放置信息。可選模型資料庫108隻存儲與當前可選模型有關的數據，其中當前 可選模型是從存儲庫模型資料庫102存儲的數據中提取出來的。可選模 型資料庫108是暫時保存數據的資料庫，因此可使用例如RAM的易失性 存儲器來實現。用於縮限待以上述數據提取方式存儲至可選模型資料庫108中的數 據的控制，由可選模型選擇單元107來完成。該控制基於由模型規格指 定單元105或放置信息指定單元106指定的內容。此外，放置信息檢查 單元110檢査模型的規格與模型的放置目的地的關係是否符合限制條件。 可選模型選擇單元107根據檢査結果進行控制。可選模型規格顯示單元109顯示輸入菜單，用以接收用戶在顯示屏 上的輸入。輸入菜單只顯示可選模型的規格作為選項。通過重複一系列 處理，也即，可選模型規格顯示單元109顯示菜單、用戶輸入、模型信 息指定單元104根據輸入的內容指定信息、以及可選模型選擇單元107 根據指定的內容縮限可選模型資料庫108，逐步縮限至用戶期望規格的模 型。模型數據加載單元111加載來自存儲庫101的組件的模型，模型放 置單元112把所加載的模型放置到由放置信息指示的地點。接下來參照圖5所示的流程圖，概述執行在本發明實施例中的關於 一個組件的處理。在步驟SIOI (此後也簡寫為"S101")，用戶向3D-CAD系統103輸入模型的規格或者一條放置信息。用於輸入規格的菜單被顯示在受控 於可選模型規格顯示單元109的顯示屏上。通過使用例如滑鼠輸入放置"f曰息o然後，包含在模型信息指定單元104中的模型規格指定單元105或 者放置信息指定單元106在可選模型選擇單元107中指定由用戶輸入的 內容，然後可選模型選擇單元107根據所指定的內容縮限可選模型數據 庫108。在接下來的S102中，模型信息指定單元104判斷模型的規格和放置信息是否作為縮限可選模型資料庫108的結果而被唯一建立。如果它們被唯一建立，判定為"是"，處理進行到S103;如果它們沒有被唯一建立，判定為"否"，處理返回到S101。重複步驟S101和S102，直至S102的判斷結果為"是"。比如，如 果通過多個項目定義組件規格，將重複S101和S102的循環，直至所有 項目的值都被唯一建立。在重複執行S101時，存儲在可選模型資料庫108中的記錄減少至不 超過上次執行S101時的數目。也就是說，S101的可選範圍在每次重複 中被縮限。用戶只需選擇多個項目的各自選項中的一個，因此用戶無須 忍受手工査閱目錄等麻煩的工作。此外，用於顯示選擇規格所用菜單的可選模型規格顯示單元109被 合併在3D-CAD系統103中。相應地，這種結構消除了圖1傳統例子所 要求的用戶交替操作數據管理工具1005和3D-CAD系統1002的必要性。如果S102的判斷結果為"是"，處理進行到S103,其中模型數據 加載單元111從存儲庫101中自動加載被唯一確定的組件模型到3D-CAD 系統103中。在接下來的S104中，模型放置單元112自動地將縮加載的模型以適 當的取向放置到通過執行S101—次或多次而建立的地點。結果，在步驟 S103和S104之間，無需用戶的手工工作。從而，從用戶看來，組件的 模型好像被直接加載並放置到指定的地點。也就是說，用戶無需象在使 用圖1傳統系統的情況下那樣，向3D-CAD系統發出各個命令，即用於 加載和放置的命令。關於一個組件的處理以上述方式完成。如果設計對象包含多個組件， 圖5所示的處理將重複組件個數次。接下來參照圖6和7，描述存儲庫模型資料庫102的數據結構的具體 例子。圖6和7分別例示存儲在存儲庫模型資料庫102中，關於"螺絲釘 或螺杆"和"螺帽"種類的組件的數據。從圖6和7的對比中顯然可見， 不同種類的必需項目一般是不一樣的，因此存儲庫模型資料庫102由分 別用於多個模型種類的多個資料庫組成。除了上述組件種類之外，所述種類還可包括別針、墊圈、鉚釘、連結器等等。圖6和7之間的共同點在於，存儲著一個或多個表示規格的項目以 及一個或多個表示關於放置的限制條件的項目，利用圖號作為識別信息 將這兩種項目相關聯。圖6和7均在一行中示出關於一個模型的記錄。在圖6中，表示規格的項目被歸類成一個名稱"螺絲釘或螺杆規格"， 包括四個項目，也即"螺絲釘或螺杆種類"、"材料"、"螺旋直徑"(即外螺紋的直徑)和"螺絲釘長度"。"螺絲釘或螺杆種類"是一個 用於進一步分組"螺絲釘或螺杆"種類的詳細種類，具有包括"平頭機 械螺絲釘"、"六角頭螺杆"之類的值。在圖6的例子中，"材料"由 分別表示鋼和不鏽鋼的"鋼"或"SUS"(根據日本工業標準OIS)所 記載)表示。根據JIS，"螺旋直徑"分別由符號"M2"和"M3"表示。"M2"指明螺旋直徑是2.0毫米。"螺絲釘長度"由以毫米為單位的數 字值表示。在圖7中，同樣地，表示規格的項目包括被歸類在名稱"螺 帽規格"下的三個項目，包括三個項目，即"螺帽種類"、"材料"和"內螺紋直徑"。同時，在圖6的例子中，表示關於放置的限制條件的項目是三個項 目，即"螺紋孔徑"、"容屑孔徑"和"最小緊固板厚度"，被歸類成 一個名稱"螺絲釘或螺杆放置目的地條件"。當通過外螺紋螺絲釘緊固兩個部件時，通常，內螺紋只適用於螺絲 釘尾部上部件中所鑽的孔的內面。在下文該孔被稱為"螺紋孔"。與此 相對照，其直徑稍大於螺紋孔的孔是在螺絲釘頭部上部件中所鑽的。在 下文中該孔被稱為"容屑孔"。因為"螺紋孔"和"容屑孔"都是用作 通過螺絲釘來緊固，所以在下文中它們有時被統稱為"螺孔"。內螺紋不能適用至容屑孔的內表面，因此，螺絲釘自然地只與螺紋 孔的內表面嚙合。在圖3所示例子中，在板1008上鑽出螺紋孔，在板1007 上鑽出容屑孔。圖6所示的"螺紋孔徑"和"容屑孔徑"表示作為螺紋孔和容屑孔 的各自直徑的容許值，其形成放置螺絲釘的螺絲釘放置目的地。此外， 本實施例定義鑽有容屑孔的部件所需的最小厚度作為"最小緊固板厚 度"。在圖3所示例子中，如果板1007厚於對某個螺絲釘指定的最小緊固板厚度的值，圖3所示的螺孔的地點與可用螺絲釘滿足最小緊固板厚 度的限制條件。同樣地，表示關於如圖7所示的放置的限制條件的項目是兩個項目， 也即"螺旋直徑"和"必需螺絲釘長度"，被歸類成名稱"螺帽放置目 的地條件"。"螺旋直徑"指定作為待與螺帽結合的螺絲釘或螺杆的外 螺紋直徑的值的容許值。"必需螺絲釘長度"指定作為螺帽與螺絲釘或 螺杆嚙合的長度必需的最小長度。如圖6和7所例示，表示規格的項目的數據格式可以是數字值或者 符號。該符號可通過字符串數據或者通過數字值編碼來表示。此外，除 了如"螺絲釘或螺杆種類"和"材料"的項目之外，可能還有通過相應 符號來表示形狀和/或顏色特性的項目。除了表示如"螺旋直徑"的長度的項目，用數字值來表示的項目還可包括表示如組件的特定部分的面積尺寸或組件的容量等大小的其它項目、指示如組件特定部分曲率半徑 的形狀特性的項目、和指示如組件的質量的組件物理特性的項目等。此 外，如果組件是用於電子電路的，表示組件的電氣特性的項目也用作表 示規格。接下來通過參照圖8至10描述可選模型規格顯示單元109在 3D-CAD系統103的顯示屏上顯示的菜單。圖8例示了模型種類選擇菜單200，其用於選擇模型的種類。模型種 類選擇菜單200包含模型種類指定部201。模型種類指定部201包含名為 "模型種類"的標題202，和用於用戶選擇一個可選選項作為模型種類的 輸入部203。圖8例示出"螺絲釘或螺杆"和"螺帽"作為可選選項。用作輸入部203的具體用戶界面可為決定於實施例的任意結構，比 如單選按鈕、列表框、文本框和兼有列表框和文本框功能的組合框。當 使用文本框或組合框時，需要執行如檢查所輸入的文本是否適用於可選 模型的種類的必要處理。這種結構使得用戶可通過使用模型種類選擇菜 單200來選擇一個可選選項。出於描述方便的目的，以下描述假設用作 輸入部203的用戶界面或類似界面為列表框，但這並不旨在限制用戶界 面的類型。當選定模型種類後，可選模型規格顯示單元109隨後在顯示屏上顯18示對應所選模型種類的信息輸入菜單。圖9例示了一個螺絲釘或螺杆使 用信息輸入菜單210，顯示在"螺絲釘或螺杆"被選為模型種類的情況下;圖10例示了螺帽使用信息輸入菜單220，顯示在"螺帽"被選為模型種 類的情況下。也就是說，各個模型種類的必需項目是不同的，因此根據 用戶通過圖8所示模型類型選擇菜單200的方法而指定的種類，在屏幕 上顯示圖9、圖IO或其它的信息輸入菜單。參照圖9，螺絲釘或螺杆使用信息輸入菜單210包含模型規格/圖號 指定部211和放置信息指定部212。模型規格/圖號指定部211用於指定 唯一識別模型所用的一條或多條信息。放置信息指定部212與放置模型 的地點有關。圖9對應於圖6。也就是，表示圖6中"螺絲釘或螺杆"種類的規 格的4個項目的名字，即"螺絲釘或螺杆種類"、"材料"、"螺旋直 徑"和"螺絲釘長度"，被寫入圖9中所示模型規格/圖號指定部211的 標題213。模型規格/圖號指定部211還包括對應於標題213的四個項目 的輸入部214。輸入部214的用戶界面例如為分別對應於四個項目的四個 列表框。對照圖6，比如說，"螺絲釘或螺杆種類"很可能是這樣的值，也就 是"平頭機械螺絲釘"和"六角頭螺杆"。因此，"平頭機械螺絲釘" 和"六角頭螺杆"作為可選項被顯示在對應於圖9的"螺絲釘或螺杆種 類"的輸入部214中。同樣地，在輸入部214中也顯示三個項目，也就 是"材料"、"螺旋直徑"和"螺絲釘長度"的各自可選項。此外，模型規格/圖號指定部211也包含標題215，即"圖號"，和 對應標題215的輸入部216。在每次重複包含圖5中步驟S101和S102 的循環時，也即每次用戶通過螺絲釘或螺杆使用信息輸入菜單210指定 一條信息時，匹配指定內容的模型就被縮效。也就是說，可選圖號被逐 漸縮限。因而使得用戶能夠通過在被縮限的少量屈號中選擇一個圖號並 在輸入部216中輸入，來選擇一個模型。如上所述，本實施例被配置為，即使存在表示規格的多個項目並且 由於多個項目的組合而具有極大量的規格，用戶也能夠通過菜單進行各 項目的值的唯一指定。此外顯示著各種如圖8、 9和IO所示菜單的可選模型規格顯示單元109是3D-CAD系統103的一部分，因此對用戶所要 求的唯一工作是一個應用程式(即3D-CAD系統103)的操作。也就是 說，本實施例不要求用戶忍受在傳統系統上的麻煩操作，也就是，兩個 應用程式(即，圖1所示3D-CAD系統1002和數據管理器1005)的交 替操作。因此，對於識別所需規格的模塊，要求用戶的工作比傳統系統 要小。放置信息指定部212包含寫著"放置表面"和"螺紋孔表面"的標 題217，和對應於上述標題217中兩個項目的顯示部218。在模型的放置 目的地有一個對應於模型類型的典型模式,因此放置信息指定部212具 有與該模式一致的項目。例如，螺絲釘或螺杆的放置目的地通常是螺釘孔。圖9所示的例子 通過"放置表面"和"螺紋孔表面"來識別螺釘孔。在這個例子中，螺 絲釘或螺杆的"放置表面"是一個表面，其為待通過上述螺絲釘或螺杆 緊固的目標部件的表面之一，並與螺絲釘或螺杆的頭部的承載表面接觸。 一個"放置表面"的例子是圖3所示的板1007的上表面。同樣，"螺紋 孔表面"是螺紋孔的圓柱狀內表面，其內部帶有螺紋。如果待通過螺絲 釘或螺杆緊固的目標部件的模型己被適當地創建並具有已適當建模的螺 紋孔和容屑孔，則放置表面和螺紋孔表面的指定唯一建立螺絲釘或螺杆 的放置目的地的位置和上述螺絲釘或螺杆的取向。本實施例被配置為，通過用戶利用指針設備在設計對象的模型中指 定放置表面和螺紋孔表面，使得顯示部218顯示關於指定放置表面和螺 紋孔表面的信息。然而，很顯然可採用任何其它的用戶界面。下面描述 顯示在顯示部218的內容的例子。當"螺絲釘和螺杆"被選為模型的種類時，用戶可通過螺絲釘或螺 杆使用信息輸入菜單210指定模型的規格和放置目的地。同樣地，當"螺 帽"被選為模型的種類時，用戶可通過圖IO所示的螺帽使用信息輸入菜 單220指定模型的規格和放置目的地。參照圖10,螺帽使用信息輸入菜單220包含模型規格/圖號指定部221 和放置信息指定部222。模型規格/圖號指定部221類似圖9所示的模型規格/圖號指定部211;但其中包含的具體項目不同於圖9。即，圖10對應於圖7，且表示圖7 中"螺帽"種類的規格的三個項目的名字，即"螺帽種類"、"材料" 和"內螺紋直徑"，被寫入圖10中所示模型規格/圖號指定部221的標題 223中。模型規格/圖號指定部221也包含對應於標題223的3個項目的 輸入部224。根據輸入部224的用戶界面可自由決定，輸入部224類似於 圖9所示輸入部214。圖10例示"六角螺帽，類型1"已被選作"螺帽 種類"；而"材料"還沒選定，指示選項"鋼"和"SUS"是可選的。與圖9相同，模型規格/圖號指定部221也包含標題225 (即"圖號") 和對應於標題225的輸入選擇部226。放置信息指定部222包含其中寫入有"放置表面"和"螺紋表面" 的標題227，和對應於標題227的2個項目的顯示部228。螺帽通常與螺 杆結合使用。在此，在通過螺杆緊固的兩個部件中，其中一個部件在螺 杆端部這側的外表面稱為螺帽的"放置表面"；並且，在螺杆的柄部的 外表面，即外螺紋圓柱狀外表面，稱為"螺紋表面"。比如，當進一步 放置螺帽在圖3，螺帽的放置表面是板1008的底部表面。放置螺帽的位 置和取向由如下條件唯一建立，該條件是螺帽與放置表面接觸以及螺帽 的內螺紋和螺紋表面的外螺紋相嚙合。因此，圖10例示了指定"放置表 面"和"螺紋表面"作為螺帽的放置信息的例子。請注意上述例子使用指示已存在的某個表面的信息，如"放置表面"， 作為放置信息；然而，放置信息在不同實施例是可變的。比如，下面幾 條信息可用作放置信息*指示某個點的信息。例如，點的三維坐標。*指示表面之間的邊界的信息。*指示另一個不同組件的模型的信息，該組件的模型已被加載並放 置在設計對象的模型中從而被包含為設計對象的一部分。例如，不同組 件的模型的識別信息。*識別和指示設計對象中具有特性形狀的部分的信息。比如，指示 端部、邊緣、比如突出體的突起部分(也即，凸面部分)、比如切口和 孔的下沉部分(也即，凹面部分)和包括容屑孔的通孔等。例如，代替圖10的"螺紋表面"，可利用指示螺杆本身的信息作為螺帽的放置信息。這樣的例子可能要求輔助操作，比如放置信息指定單元106根據由放置信息指示的螺杆的模型數據來檢測所指示的螺杆的"螺紋表面"。下面參照圖IIA和IIB具體描述可選模型選擇單元107的操作及由 可選模型資料庫108所保持的數據。圖IIA和IIB例示出模型種類為"螺 絲釘或螺杆"的情況。對於每個組件，可選模型資料庫108的內容被初始化，並在選擇一 個組件的處理過程中被縮限。可選模型選擇單元107控制初始化和縮限。 請注意初始化對應從圖4所示存儲庫模型資料庫102行進至圖4所示可 選模型選擇單元107的箭頭以及從圖4所示可選模型選擇單元107行進 至圖4所示可選模型資料庫108的箭頭，並且縮限對應從圖4所示可選 模型選擇單元107行進至圖4所示可選模型資料庫108的箭頭。圖11A示出在初始化狀態下的可選模型資料庫108。可選模型選擇 單元107複製存儲庫模型資料庫102的內容至可選模型資料庫108，並初 始化可選模型資料庫108。可依據實施例適當確定初始化的時間選擇。例如，當用戶通過使用 圖8所示模型種類選擇菜單200指定種類後，可選模型選擇單元107隻 從存儲庫模型資料庫102複製所指定的種類的資料庫至可選模型資料庫 108。圖IIA的例子採用這種時間選擇。可選地，在種類被指定前，可選模型選擇單元107可能從存儲庫模 型資料庫102複製所有種類的資料庫至可選模型資料庫108。在這樣的例 子裡，當一個種類被選擇後，可選模型選擇單元107從可選模型資料庫 108中刪除不相關種類的資料庫。該刪除也是一種縮限操作，目的為只保 留與所選模型相關的數據。不管初始化的時間選擇是不是上述兩種的任一個，在指定"螺絲釘 或螺杆"作為種類後，可選模型資料庫108立即獲得與圖6中存儲庫模 型資料庫102所示的相同的內容，此為圖11A的狀態。下面例子描述用戶其後通過使用圖9中所示螺絲釘或螺杆使用信息 輸入菜單210分別選擇"平頭機械螺絲釘"和"鋼"作為"螺絲釘或螺 杆種類"和"材料"，並通過使用滑鼠指定螺紋孔徑為3.0毫米的螺紋孔作為放置目的地。圖IIA通過網格陰影示出與選擇結果和指定結果相匹 配的數據。請注意用戶執行的三個操作，即選擇"螺絲釘或螺杆種類"、 選擇"材料"和指定螺紋孔可以是任意順序的。在圖11A中，有三個記錄滿足所有的三個條件，即"螺絲釘或螺杆 種類"為"平頭機械螺絲釘"、"材料"為"鋼"及"螺紋孔徑"為"3.0"。 上述三個記錄"圖號"的值分別是"SNA3-06鋼"、"SNA3-08鋼"和 "SNA3-10鋼"。在用戶執行所述三個操作，即選擇"螺絲釘或螺杆種 類"、選擇"材料"和指定螺紋孔之後，可選模型資料庫108因而縮限 至只有上述三個記錄，如圖11B所示。可選模型選擇單元107控制這種記錄的縮限。如上文所述，雖然用 戶執行上述三個操作的順序是任意的，但作為例子，以下文中的順序執 行縮限。當用戶第一次根據"螺絲釘或螺杆種類"執行選擇時，可選模型選 擇單元107將可選模型資料庫108縮限至其"螺絲釘或螺杆種類"的值 是"平頭機械螺絲釘"的十二個記錄。然後用戶指定螺紋孔，提示放置 信息指定單元106計算所指定的螺紋孔的螺紋孔徑。可選模型選擇單元 107接收值"3.0"作為計算結果並將可選模型資料庫108縮限至上述十 二個記錄中只有其"螺紋孔徑"的值是"3.0"的八個記錄。然後用戶根 據"材料"執行選擇，提示可選模型選擇單元107將可選模型資料庫108 縮限至上述八個記錄中只有其"材料"的值是"鋼"的三個記錄。如果 上述八個記錄的"材料"的值都是"鋼"，則八個記錄沒有一個將在選 擇"材料"時被去掉，以至可選模型資料庫108保持不變而含有八個記 錄。請注意，在圖4中，分別從模型規格指定單元105和放置信息指定 單元106行進至可選模型選擇單元107的箭頭表示用戶指定的內容被指 定至可選模型選擇單元107。此外，根據指定內容的縮限操作對應從可選 模型選擇單元107行進至可選模型資料庫108的箭頭。從可選模型數據 庫108行進至可選模型規格顯示單元109的箭頭對應根據可選模型數據 庫108的內容顯示各種菜單。從可選模型規格顯示單元109行進至模型 規格指定單元105的箭頭對應從菜單上顯示的選項中選擇和指定規格。圖12為示出螺絲釘或螺杆使用信息輸入菜單210中可選選項與可選 模型資料庫108之間關係的示意圖，其例示了可選模型資料庫108被縮 限至如圖IIB所示的情況。圖12所示的螺絲釘或螺杆使用信息輸入菜單 210與圖9相似，除了己為輸入部214的一部分選擇值，以及信息已顯示 在顯示部218的一部分中。根據可選模型資料庫108的內容，可選模型規格顯示單元109顯示 螺絲釘或螺杆使用信息輸入菜單210。圖12所示可選模型資料庫108的內容與圖11B所示相同。參見可選 模型資料庫108，所有三個記錄均顯示"螺旋直徑"的值是"M3"。因 此，在此狀態下，"螺旋直徑"的可選選項只是"M3"。因此本實施例 自動指定"M3"作為"螺旋直徑"。由可選模型選擇單元107和可選模 型規格顯示單元109執行該自動指定。同時，所述三個記錄各自的"螺 絲釘長度"的值是不同的，因此在這種狀態下，"螺絲釘長度"的可選 選項是三種，也就是"6" 、 "8"和"10"。因此，如果用作輸入部214的用戶界面是列表框，"螺旋直徑"列 表框只顯示"M3"，表明"M3"已經被選定；而在"螺絲釘長度"列表 框中顯示三個值，即"6" 、 "8"和"10"。同樣地，"圖號"只有三 個可選選項，因此，通過圖號指定模型也是容易的。用戶指定"螺絲釘 長度"和"圖號"，因此可縮限模型至一個並由此確定模型。請注意，圖12中，下文詳細描述導致"M3"自動被指定為"螺旋 直徑"的處理。如果項目B可能的取值被唯一限制為值X (其作為項目A的值或正 被指定的組件的放置目的地的結果)，可選模型選擇單元107通過把值 X指定給B來執行縮限可選模型資料庫108的操作。這個操作不會導致 可選模型資料庫108的記錄數目變化。在圖IIA的例子中，如果用戶指定其螺紋孔徑是3.0毫米的螺紋孔， 可選模型資料庫108被縮限至其"螺紋孔徑"的值是"3.0"的唯一一個 記錄。在圖IIA中，顯然所有其"螺紋孔徑"的值是"3.0"的記錄均具 有值為"M3"的"螺旋直徑"。亦即，螺紋孔的指定，即該組件的放置 目的地，唯一地確定項目"螺旋直徑"可能的取值。然後，在"螺旋直徑"的值是"M3"的條件下，可選模型選擇單元 107自動執行縮限可選模型資料庫108的操作。可選模型規格顯示單元 109然後更新螺絲釘或螺杆使用信息輸入菜單210，使得在模型規格/圖號 指定部211中"M3"被選為"螺旋直徑"。下面參照圖13詳細描述放置信息檢查單元110的操作。圖13的例 子是圖6所示的資料庫存儲在存儲庫模型資料庫102中，已通過螺絲 釘或螺杆使用信息輸入菜單210的輸入部214指定"螺絲釘或螺杆種類" 為"平頭機械螺絲釘"、"材料"為"鋼"及"螺旋直徑"為"M3"。 在這個例子中，可選模型資料庫108被縮限至只有如圖13中下面幾行所 示的三個記錄。在此繼續描述從上述狀態開始的用戶依次指定螺紋孔表 面和放置表面的情況。首先，假設用戶用滑鼠或之類指定"M2"的螺紋孔301的螺紋孔表 面。"M2"為指明螺紋孔徑是2毫米的符號。然後，放置信息指定單元 106根據M2的螺紋孔301的模型數據獲取螺紋孔徑的值。取決於模型的 數據格式，具體的獲取方法是不同的，即有時可通過簡單讀取數據的值 來獲得，有時需要一定的計算。圖13所示的例子用符號"a"表示螺紋 孔徑。值"2.0"是從M2的螺紋孔301的模型數據獲得的。放置信息指 定單元106向可選模型選擇單元107報告所獲取的螺紋孔徑的值是2.0。 該報告對應圖4中從放置信息指定單元106行進至可選模型選擇單元107 的箭頭。可選模型選擇單元107包含的放置信息檢査單元110將所報告的螺 紋孔徑的值與可選模型資料庫108中各個記錄的"螺紋孔徑"的值相比 較。為了上述的比較，放置信息檢査單元IIO參照可選模型資料庫108， 且該參照事件由圖4中從可選模型資料庫108行進至放置信息檢査單元 110的箭頭來表示。圖13的例子中，所有三個記錄的"螺紋孔徑"的值都是"3.0"，因 此在各記錄中均進行了值"2.0"和"3.0"之間的比較。結果，顯然可選 模型資料庫108中沒有其"螺紋孔徑"匹配"2.0"的記錄。在此，概括描述螺紋孔表面指定、指定的螺紋孔表面的螺紋孔徑和 可選模型資料庫108中的項目"螺紋孔徑"之間的關係如下。首先，如結合圖9描述的，指定螺紋孔表面的信息是一種表示放置 目的地的放置信息。同時，可選模型資料庫108中的項目"螺紋孔徑" 是表示關於螺絲釘或螺杆的指定的限制條件的項目。如圖6中清楚表明 的，表示限制條件的項目可通過容許值本身，或通過容許值的最大值或 最小值來表示。指定的螺紋孔表面的螺紋孔徑是表示放置目的地的特性 的值的一個例子，該放置目的地是由放置信息來表示的地點。即放置目 的地的特性是從放置信息獲取的，表示特性的值與表示限制條件的項目 的值相互比較，並根據比較結果判斷限制條件是否得到滿足。請注意，根據實施例從以下各種中適當採用放置目的地的特性，例如..*長度，比如螺紋孔徑和螺紋孔的深度。 *面積尺寸，比如螺紋孔的底部區域尺寸。 *放置目的地的特徵類型，比如圓和六邊形。 *表示放置目的地形狀的參數，比如曲率半徑。 *另一個被指定為放置目的地的組件的材料。當只有如圖13所示的三個記錄存在於可選模型資料庫108時，如果 M2螺紋孔301被指定，且如果可選模型選擇單元107根據指定進一步縮 限可選模型資料庫108，則在可選模型資料庫108中將不再存在記錄。即， M2螺紋孔301是一個不可能用於該放置的地點。因此，在這種情況下期 望不執行縮限操作，而是發出警告，且取消M2螺紋孔301的螺紋孔表 面的指定，即，期望取消該指定。因此，如果放置信息檢査單元110判斷出一個不可能用於放置的地 點被指定為放置目的地，可選模型選擇單元107根據該判斷取消由放置 信息指定單元106指定的內容。即，在這個例子中，M2螺紋孔301的指 定被取消，並因此將不執行用於提取其中"螺紋孔徑"匹配"2.0"的記 錄的縮限操作。然後，可選模型選擇單元107發出警告，向用戶報告指 定的放置信息不適當。順帶提一下，該警告可以是顯示在顯示屏上的可 視警告，或從揚聲器發出的可聽警告或者兩者的結合。然後當用戶根據警告指定另一適當的螺紋孔表面時，建立指定螺紋 孔表面的內容，並在放置信息指定部212的顯示部218中顯示關於所建立的螺紋孔表面的信息。在圖13的例子中，用戶根據警告重新指定M3 螺紋孔306的螺紋孔表面使得指定螺紋孔表面的內容被建立以及例如 "3mm孔徑"等的信息被顯示在顯示部218中。接下來描述在如上所述建立螺紋孔表面之後用戶指定放置表面的情 況。在圖13的例子中，用戶嘗試將用於緊固鑽有容屑孔305的板303的 螺絲釘放置到鑽有螺紋孔306的板303上。在這種情況下，通過用戶進 一步將與在板302的表面中接觸板303的表面相對的表面指定為螺絲釘 的放置表面304，唯一地指定螺絲釘的放置目的地。在用戶利用滑鼠等指定放置表面304時，放置信息指定單元106獲 取放置表面304與螺紋孔306之間的距離。對於比如板302的模型之類 的模型的具體數據格式，具體的獲取方法不同。在此獲取由圖13中的符 號"b"表示的距離。由於板302的厚度在圖13的例子中是恆定的，在 放置表面304與螺紋孔306之間的距離b等於板302的厚度。然後放置 信息指定單元106將獲取到的距離b報告給可選模型選擇單元107。可選模型選擇單元107包括的放置信息檢査單元110將所報告的距 離b的值與可選模型資料庫108中各記錄的"最小緊固板厚度"的值進 行比較。在圖13的例子中，三個記錄的"最小緊固板厚度"的值是"0.5"、 "0.7"和"0.9"。放置信息檢查單元110判斷僅僅距離b的值不小於"最 小緊固板厚度"的值的那個或那些記錄符合限制條件。例如，如果b-0.3， 則沒有符合限制條件的記錄；如果b-0.5，則僅"圖號"為"SNA3-06鋼" 的記錄符合限制條件；以及如果b=1.0，則全部三個記錄都符合限制條件。由此，放置信息檢査單元110檢査可選模型資料庫108的各記錄是 否符合限制條件。如果作為檢査結果，判定在可選模型資料庫108中不 存在這樣的記錄，該記錄保持有符合關於最小緊固板厚度的限制條件的 值作為項目"最小緊固板厚度"的值，則可選模型選擇單元107發出警 告。該警告也可以是可視、可聽或其組合。當如果可選模型選擇單元107根據指定的放置表面304縮限可選模 型資料庫108，則可選模型資料庫108中將不再存在記錄時，發出上述警 告。相應地，可選模型選擇單元107在這種發出警告的情況下不再執行 縮限操作，而是取消放置表面304的指定。與此相對照，如果作為檢查結果，可選模型資料庫108中存在符合 關於最小緊固板厚度的限制條件的一個或多個記錄，則可選模型選擇單 元107根據哪條記錄符合限制條件的信息來縮限可選模型資料庫108。接下來參照圖14描述選擇上述模型的流程。圖14是更詳細地示出 構成圖5所示步驟S101和S102的部分的流程圖。圖14中的步驟S201 和S202是圖5未示出的部分；以及，圖14的步驟S203至S209對應於 圖5的S101，圖14的S210對應於圖15的S102。在S201中，可選模型規格顯示單元109在顯示屏中顯示圖8的模型 種類選擇菜單200，使得用戶通過模型種類選擇菜單200選擇模型的種 類。模型規格指定單元105將選擇結果指定到可選模型選擇單元107。然後在S202，可選模型選擇單元107初始化可選模型資料庫108。 也就是，可選模型選擇單元107利用用戶在S201選擇的種類的存儲庫模 型資料庫102的信息替換可選模型資料庫108。例如，如果在S201選擇 了 "螺絲釘或螺杆"，則可選模型資料庫108被替換成圖6的信息，或 者，如果其中選擇了 "螺帽"，則可選模型資料庫108被替換成圖7的 信息，並由此初始化可選模型資料庫108。在S202之後，步驟S203至S210形成一個循環，重複執行該循環直 到在S210中判定"否"為止。在S203，可選模型規格顯示單元109創建可選模型的規格的顯示信 息。也就是，可選模型規格顯示單元109從可選模型資料庫108讀取數 據，根據所讀取的內容創建用於顯示在比如圖9和IO所示的信息輸入菜 單中的信息，特別是用於顯示為標題和選項的信息。然後在S204，可選模型規格顯示單元109判斷是否存在其中可選規 格的數目為"1"的項目，也就是其中可選選項僅限於一個的項目。如果 存在這種項目，則判定"是"且處理進行到S205;而如果沒有這種項目， 則處理進行到S206。例如，在圖12的例子中，僅值"M3"的規格可被 選擇為項目"螺旋直徑"的選項，因此在S204中圖12的判定為"是"。在S205，對於在S204中被判定可選選項限於一個的項目，可選模 型規格顯示單元109將這僅一個選項映射到信息輸入菜單，並顯示僅有 一個選項被選擇在項目中的信息輸入菜單。作為例子，如果採用列表框(其被格式化為以反轉(或高亮)顯示來顯示所選擇的選項)作為圖12 中輸入部214的用戶界面，則可選模型規格顯示單元109顯示項目"螺 旋直徑"的值"M3"的選項被選擇，即反轉顯示值"M3"的選項。如果在S204判定存在多個項目為僅有一個可選選項的項目，則可選 模型規格顯示單元109將僅一個可選規格映射到所述多個項目中每個項 目的信息輸入菜單。在S205的處理之後，或者如果S204的判定為"否"，執行S206。 在S206中，模型信息指定單元104從用戶接收指定模型的規格或放置信 息的輸入，並將所輸入的內容指定到可選模型選擇單元107。當輸入模型 的規格時，用戶通過信息輸入菜單進行輸入。瑜入模型的放置信息的方 法是任意的，例如用戶可使用滑鼠等在屏幕上顯示的設計對象的模型中 指定想要的地點。在S207，放置信息檢査單元110根據在S206中指定的內容判斷用 戶所選內容的信息是否包括在可選模型資料庫108中。如果用戶在前一 緊鄰步驟S206中指定了規格，則用戶所選內容的信息具體為關於符合指 定規格的模型的記錄。或者，如果用戶在前一緊鄰步驟S206中指定了放 置信息，則用戶所選內容的信息具體為，關於由指定放置信息表示的地 點和記錄中包含的各項目的值之間的關係符合限制條件的模型的記錄。如果用戶所選內容的信息包括在可選模型資料庫108中，則判定"是" 且處理進行到S209;而如果該信息不包括在其中，則判定"否"且處理 進行到S208。換句話說，使得判定為"否"的情況是，如果根據在S206 指定的條件縮限可選模型資料庫108則其中將不再存在記錄。因此，在S208,可選模型選擇單元107取消在S206輸入的信息並 發出警告。在S208的處理之後或者在S207作出"是"的判定之後，執行S209。 在S209，可選模型選擇單元107向可選模型資料庫108指定縮限條件， 縮限並更新可選模型資料庫108。如果在S207作出"是"的判定之後執行S209，則可選模型資料庫 108中記錄的數目通過S209的縮限操作被減少，但不為零。與此相對照，如果在S207作出"否"的判定之後執行S209，則可選模型資料庫108中記錄的數目將保持為與S209處理之前的數目一樣， 即，數目不被減少。其原因在於，由於在S209之前執行了 S208，由可 選模型選擇單元107在S209指定的縮限條件與創建當前可選模型資料庫 108的記錄集時指定的條件相同。此外，作為連鎖反應，某一規格或放置信息的指定有時候會唯一地 確定另一規格。例如，在圖IIA的例子中，作為連鎖反應，將具有3.0mm 螺旋直徑的螺紋孔指定為放置信息會使得"螺旋直徑"僅限於"M3"。本實施例被配置為，可選模型選擇單元107在S209檢測其值在如上 所述連鎖反應中被唯一確定的項目。然後，如果存在一個或多個這種項 目，當縮限可選模型資料庫108時，可選模型選擇單元107還將所述唯 一確定的值指定為所檢測的一個或多個項目中每個項目的縮限條件。例如，通過重複步驟S203至S210構成的循環，逐步地縮限圖11A 所示狀態下的可選模型資料庫108。作為例子，考慮一種情況，其中在第 一循環的S206將"平頭機械螺絲釘"指定為"螺絲釘或螺杆種類"，在 第二循環的S206將"鋼"指定為"材料"以及在第三循環的S206指定 螺紋孔。在這種情況下，在第一循環的S209使用縮限條件]。 在第二循環的S209使用縮限條件["螺絲釘或螺杆種類"-"平頭機械螺絲釘"AND]。 下文中布爾邏輯的"與"算子被表示成大寫的"AND"。ANDAND]。然後，作為結果，可選模型資料庫108如圖IIB所示。圖11B表明 還未被用戶直接指定的項目"螺旋直徑"的值僅限於"M3"。然後，在 第三循環的S209中，可選模型選擇單元107檢測到"螺旋直徑"的值作 為連鎖反應被由此唯一地確定，並使用如下縮限條件再次縮限可選模型AND] AND。也就是說，本實施例被配置為在第三循環的S209執行兩次縮限操作。 在第二次縮限操作中，儘管對可選模型資料庫108的記錄的數目沒有影 響，在第二縮限條件中包括其值被唯一確定了的所有項目。當如上所述在S209更新了可選模型資料庫108時，處理進行到S210。 然後，在S210判斷模型的規格和放置信息中是否存在未被確定的信息。這裡，"未被確定的信息"稍微不同於還未被用戶指定的信息。其 原因在於，即使如上所述用戶還未直接指定，也存在其值在連鎖反應中 根據另一規格或放置信息而被唯一確定的項目。也就是，未被用戶直接 指定且未在連鎖反應中根據用戶指定的信息被確定(即未被間接確定) 的信息是"未被確定的信息"。如果還存在未被確定的信息，處理返回到S203;而如果所有信息都 被確定，圖14的處理結束。由此，本實施例被配置為，在選擇待加載和放置的模型的處理中， 自動地只選擇符合與放置有關的限制條件的模型。在使用圖1的傳統 3D-CAD系統1002的情況下，用戶需要通過手工操作預先確認螺孔直徑， 並且需要通過手工操作預先調查與螺孔相匹配的螺絲釘的規格，因而非 常費力費時。圖14所示的實施例可顯著減少這些人力和工時。此外，圖14所示的實施例比參考專利文獻1中提及的發明具有更大 優勢。在參考專利文獻1的發明中，在確定各組件的排列位置之後判斷 可加工性(即加工特性的有效性)。如果某一組件和某一地點之間的關 系不符合與組件的排列(即放置)有關的限制條件，則在確定了所有組 件的排列位置之後判定限制條件未符合的方法會導致額外的重複勞動， 因為判斷的時機較晚。與此相對照，圖14所示的本發明的實施例防止了 判斷時機的這種延遲。接下來通過參照圖15具體描述模型數據加載單元111鄰模型放置單 元112的操作。結合參照圖14描述的程序是用於唯一確定待使用組件的 模型以及確定放置目的地的程序，其中唯一模型與該放置目的地之間的 關係符合限制條件。相應地，在實際設計中，接下來需要的是用於將組 件模型從存儲庫101加載到3D-CAD系統103以及用於在放置目的地實際放置模型的程序。具體程序是由模型數據加載單元111執行的圖5中 S103和由模型放置單元112執行的圖5中S104。圖15也例示了將"螺絲釘或螺杆"選擇為種類並因此在顯示屏顯示 的信息輸入菜單也是螺絲釘或螺杆使用信息輸入菜單210的情況。在圖 15中，所有的項目已被指定為包括"圖號"。如上所述，根據本實施例 的"圖號"是識別模型的識別信息。因此，圖15的螺絲釘或螺杆使用信 息輸入菜單210對應於己被縮限到僅有一個記錄的可選模型資料庫108。模型規格指定單元105將所選擇的"圖號"的值指定到模型數據加 載單元111。這種指定對應於從圖4所示模型規格指定單元105行進到圖 4所示模型數據加載單元111的箭頭。模型數據加載單元111利用"圖號"的值查閱存儲庫101，並將對應 於"圖號"的模型的數據從存儲庫101讀出到3D-CAD系統103。這裡 的查閱和讀出對應於連接存儲庫101和模型數據加載單元111的兩個箭 頭，如圖4所示。例如，如果存儲庫101被存儲在硬碟驅動器中，則模 型數據加載單元111將"圖號"指定的模型的數據從硬碟驅動器加載到 RAM中的區域上，以便在3D-CAD系統103中使用。圖15的箭頭A示意性示出通過示出在螺絲釘或螺杆使用信息輸入 菜單210的項目中包含在模型規格/圖號指定部211中的項目，唯一確定 了螺絲釘307的模型，並且加載所確定的模型。此外，模型數據加載單元111將加載模型的種類和放置信息報告給 模型放置單元112,並且還向模型放置單元112發出指令，用以放置該加 載模型。該指令對應於從模型數據加載單元111行進到模型放置單元112 的箭頭，如圖4所示。通過放置信息指定單元106將表示待放置模型的 位置的放置信息提供給模型放置單元112。該程序對應於從放置信息指定 單元106行進到模型放置單元112的箭頭，如圖4所示。模型放置單元 112根據來自模型數據加載單元111的指令和來自放置信息指定單元106 的放置信息，將加載模型以適當的取向放置剖放置信息所表示的位置。圖15所示的箭頭B示意性示出通過示出在螺絲釘或螺杆使用信息 輸入菜單210的項目中在放置信息指定部212中指示的項目，確定螺絲 釘307的放置目的地，更確切地說，是放置螺絲釘307的位置和取向。通過用於將板302緊固到板303上而在板303中所鑽的螺紋孔的螺紋孔 表面以及為板302 (其中鑽有容屑孔)的頂表面的放置表面304，確定螺 絲釘307的放置目的地。同時，箭頭C示意性示出螺絲釘307的模型按照所確定的取向放置 在所確定的位置。具體地，螺絲釘307被這樣放置，使得釘杆308穿透 板302和303，並使得釘頭309的承載表面310與板302的放置表面304 接觸。關於放置的具體條件，比如"承載表面310接觸放置表面304"，是 由待放置的模型的種類為"螺絲釘或螺杆"預先確定的。因此，待放置 各具體螺絲釘的模型的詳細位置和取向，是僅由指定螺紋孔表面和放置 表面而唯一確定的。請注意，圖15所示的符號"a" 、 "b"和"c"分別為螺紋孔徑、 放置表面304與螺紋孔之間的距離、容屑孔直徑。螺紋孔徑與螺絲釘307 的螺旋直徑相同，而放置表面304與螺紋孔之伺的距離與板302的厚度 相同。接下來具體描述關於模型數據加載單元111和模型放置單元112的 操作的兩個實施例。請注意，下面的描述是建立在假設通過xyz坐標系 (其中由行矢量(x， y， z)表示坐標集)表示設計對象的基礎上。首先描述適用於如下機制的3D-CAD系統的實施例，在該機制中， 將模型加載到與模型在模型數據存儲在存儲庫中時所處的坐標相同的坐 標上。在這種情況下，存儲庫101的提供者或提供裝置為每一種類的模 型預定一個坐標集，並在模型放置在預定坐標的狀態下將模型存儲在存 儲庫101中。例如，為種類"螺絲釘或螺杆"的模型預定坐標集(xl， yl， zl)， 其中xl、 yl和zl均為常數。無論何時創建螺絲釘的模型，存儲庫101 的提供者或提供裝置都首先調節模型，使其位於坐標(xl， yl， zl)， 然後將模型存儲在存儲庫101中。在模型數據加載單元111將螺絲釘的模型加載到3D-CAD系統103 上時，這種實踐操作能夠成功地將模型放置在坐標(xl， yl， zl)。因 此，為了放置種類為"螺絲釘或螺杆"的組件，模型放置單元112簡單地將位於坐標(xl， yl， zl)的模型移動到放置信息指定單元106指定 的地點，並適當旋轉模型。關於模型數據加載單元111和模型放置單元112的第二實施例被配 置為，使用配置有局部坐標系的模型，該局部坐標系在模型的預定位置 具有原點。在圖15的例子中，螺絲釘307的模型配置有XYZ坐標系，其中Z 軸為螺絲釘307的中心軸，原點為Z軸與釘頭309和釘杆308相互接觸 的平面之間的交叉點。圖15將從左至右的軸建立為X軸，並將從靠近圖 側到遠離圖側的軸建立為Y軸。第二實施例被配置為，將種類"螺絲釘或螺杆"的所有模型都配置 局部坐標系，使得螺絲釘或螺杆的中心軸為Z軸以及承載表面為XY平 面。並且對於其他種類的模型，考慮到各種類的特徵比如形狀和組裝取 向，也適當地預定用於配置坐標系的方法。加載模型的數據後，模型數據加載單元111從加載的數據中讀取與 模型的坐標系相關的信息，從而模型數據加載單元111掌握了表示設計 對象和原點位置的全局xyz坐標系與被提供給所加載模型的局部XYZ坐 標系的原點的位置和每個軸的方向之間的關係。模型數據加載單元111 向模型放置單元112報告所掌握的關係。模型放置單元112根據模型數 據加載單元111所報告的關係計算用於將模型以指定的取向放置在由放 置信息指定單元106所指定的地點的移動方向、移動距離、旋轉方向和 旋轉量，並通過移動和旋轉模型將模型放置在放置目的地。在上述第一或者第二實施例中，在模型和放置信息被唯一確定後， 無需用戶任何操作，就以適當的取向將模型自動放置到由放置信息指示 的地點。這樣的自動放置是上述第一和第二實施例優於傳統系統的地方。在如圖1所示的傳統3D-CAD系統1002中，模型數據加載單元1003 並不與模型放置單元1004相互協作，因此後者不掌握所加載的模型的位 置，即使模型數據加載單元1003加載了組件的模型。因此，為了映射所需組件的模型至設計對象的模型，用戶過去需要 向3D-CAD系統1002提供兩個命令，即一個用於加載模型的加載命令和 一個用於放置組件的放置命令。也就是，用戶傳統上要執行如下繁瑣的操作，而且即使通過專利文獻1和2所記載的發明也沒有解決這種麻煩。首先，用戶向模型數據加載單元1003發出加載命令，從而使其立即 加載組件的模型到3D-CAD系統1002中。然後用戶在顯示屏上確認模型 加載的地點，然後向3D-CAD系統1002發出放置命令。在這個事件中， 用戶需要指定組件的模型，從而指定組件的模型被加載的位置信息；以 及，用戶還需要指定待放置組件的模型的地點信息和待放置模型的取向。此外，傳統3D-CAD系統1002不掌握單個組件的模型的種類。因此 無論何時發出放置命令，用戶都需要指定一條(或多條)詳細信息，如 "螺絲釘的承載表面與放置表面接觸"，並且還需要忍受檢查螺孔與螺 絲釘之間的關係是否符合有關放置的限制條件的麻煩。與此相對照，本發明的上述實施例帶來如下優勢，首先由於已在將 模型確定為一個的過程中識別出了模型的種類，因此模型放置單元112 能夠根據模型的種類適當地放置模型，而無須用戶詳細指定模型的位置 和取向。而且，由於僅選擇滿足有關放置的限制條件的模型，因此用戶 無須手工調查螺紋孔徑等。獲取這種優點的原因在於，模型的規格和有 關放置的限制條件都存儲在存儲庫模型資料庫102中，使得在縮限模型 時可將它們予以考慮。因此，模型數據加載單元111和模型放置單元112通過相互協作， 能夠自動執行向放置處的加載，而用戶無須象在傳統系統中那樣指定加 載命令或放置命令、也無須指定這些命令所必需的信息。結果通過削減 用戶的工作縮短了設計時間。在進行設計的同時，能夠對設計是否符合 限制條件進行及時自動檢査，並從而消除了設計中與手工工作相關聯的 錯誤。接下來，通過參照圖16，描述用於將組件的模型添加到存儲庫101 的處理，將模型添加到存儲庫101的處理通常由提供存儲庫101的組件 設計者來執行，雖然其也可由設計對象的設計者來執行。在S301中，組件設計者確定待添加到存儲庫101的目標組件。然後 分別執行由步驟S302到S305構成的處理A和由步驟S306到S313構成 的處理B。處理A和處理B可以並行執行，或者處理B可以在處理A之 後執行，反之亦然。處理A用於將數據添加到存儲庫101。組件設計者在S302獲得目標 組件的配置信息，其中該配置信息指示目標組件的形式；並在S303利用 適當的3D-CAD系統創建目標組件的3D模型。而且，組件設計者在S304 向目標組件的3D模型提供適於所述實施例的、表示模型局部坐標系的原 點的信息(此後稱為"原點信息")。然後組件設計者在S305將目標組 件的3D模型的數據存儲到存儲庫101。處理B用於將數據添加到存儲庫模型資料庫102，並用於改變 3D-CAD系統103的一部分。組件設計者在S306辨別目標組件的種類， 也即待添加到存儲庫101的模型的種類，並在S307判斷所辨出的種類是 否為新種類。新種類指的是，在存儲庫模型資料庫102內現有的資料庫 中不存在的種類。例如，如果在存儲庫模型資料庫102中僅有圖6的數 據庫，那麼，如果目標組件是螺帽，則判定是新種類；而如果目標組件 是螺絲釘，則判定不是新種類。如果在S307判定是新種類，則組件設計者執行在S313之前的步驟 S308到S312;而如果在S307判定不是新種類，則處理進行到S313。在S308組件設計者確定待註冊到存儲庫模型資料庫102中的規格。 例如，如果目標組件是螺帽，則組件設計者確定如下項目，即"螺帽種 類"、"材料"和"內螺紋直徑"，作為所述規格待註冊到存儲庫模型 資料庫102中。然後在S309，對於模型的新種類，組件設計者確定用於指定模型放 置信息的方法以及用於檢査放置信息的項目。例如，如果目標組件是螺 帽，則組件設計者確定待指定為螺帽的放置信息的那些信息是，指定待 與螺帽相結合的螺杆的螺紋表面的信息，以及指定與螺杆緊固在一起的 部件的放置表面(即與螺帽接觸的表面)的信息。此外組件設計者確定 兩個項目，即"螺旋直徑"和"必需螺絲釘長度"，作為用於檢查放置 信息的項目而被設置在存儲庫模型資料庫102中。然後在S310，組件設計者創建模型的新種類的數據格式。在目標組 件為螺帽的例子中，組件設計者確定數據格式(比如"必需螺絲釘長度" 的數據格式)為數字值。然後在S311，組件設計者創建甩於模型的新種類的規格選擇菜單。並將該菜單添加到3D-CAD系統103。 S311例如具體對應於將子程序添 加到甩於使計算機用作可選模型規格顯示單元109的程序。在目標組件 為螺帽的例子中，該子程序用於在顯示屏中顯示如圖IO所示的菜單。隨後在S312，組件設計者創建並添加為模型的新種類所用的用於放 置模型的函數和用於檢査放置信息的函數。具體的，S312的處理例如對 應於分別將子程序添加到用於使計算機用作模型放置單元112和放置信 息檢査單元110的程序。在目標組件為螺帽的例子中，添加到用作模型 放置單元112的程序的子程序包括如下步驟 基於由放置信息指定的螺紋表面檢測螺杆的中心軸的步驟；以及*放置螺帽的步驟，使得所檢測的中心軸和螺帽的中心軸對齊，並 使得螺帽的表面與由放置信息指定的放置表面接觸。此外，添加到用作放置信息檢査單元110的程序的子程序包括如下 步驟*基於螺杆和螺帽的模型計算螺杆的螺旋直徑以及螺杆與螺帽之 間的嚙合長度的步驟，其中該螺杆具有被指定為螺帽的放置目的地的螺 紋表面；*用於從可選模型資料庫108讀取作為限制條件的"螺旋直徑"和 "必需螺絲釘長度"的值的步驟；以及參用於判斷所計算的螺杆的螺旋直徑是否等於所讀取的螺旋直徑 以及所計算的嚙合長度是否不小於所讀取的必需螺絲釘長度的步驟。然後在S313，即處理B的末尾，組件設計者將關於在S301中確定 的目標組件的各種信息註冊到存儲庫模型資料庫102中，所述存儲庫模 型資料庫102包括用於模型的各個種類的資料庫。也就是說，組件設計 者將例如圖7中所示的各項目的數據註冊到存儲庫模型資料庫102中。由此，存儲庫101、存儲庫模型資料庫102以及3D-CAD系統103 被適當更新。圖17是用以執行根據本發明的任一上述實施例的程序的計算機框 圖。圖17所示的計算機包括中央處理單元(CPU)401、只讀存儲器(ROM) 402、 RAM 403、通信接口 404、輸入設備405、輸出設備406、存儲設備 407以及可攜式存儲介質410的驅動設備408，其中通過總線409互連上述各組件。此外，圖17所示的計算機通過通信接口 404連接到網絡411。網絡 411可以是任意網絡，比如區域網(LAN)和網際網路。該計算機可被配置 為通過網絡411査閱另一存儲設備412。輸入設備例如為指針設備(比如滑鼠和觸摸筆)和鍵盤。用戶通過 輸入設備405完成對菜單的輸入，比如對模型種類選擇菜單200的放置 信息輸入。輸出設備406是諸如液晶顯示器的顯示設備。輸出設備406 顯示設計對象的模型，組件的模型，諸如模型種類選擇菜單200的菜單， 在不存在匹配限制條件的記錄的情況下的警告等等。存儲設備407和412可以是諸如硬碟驅動器的磁碟設備，或者也可 以是其它種類的存儲設備。存儲設備407或ROM 402存儲根據本發明實 施例的程序。執行該程序的CPU401實現圖5和14所示的處理。存儲庫 101和存儲庫模型資料庫102存儲在存儲設備407、可攜式存儲介質410 或存儲設備412中。圖14的步驟S203和S209需要査閱可選模型資料庫108。因此，考 慮到高速處理以及減少用戶等待時間，將可選模型資料庫108存儲在存 儲設備412或之類中的配置不是優選的，其需要CPU 401花費較長時段 去査閱。也就是說，優選地將可選模型資料庫108存儲在RAM403中， 以便CPU 401可實現比在存儲設備407等中更高的査閱速度。然而，依 據可選模型資料庫108數據量，也可組合使用RAM 403和存儲設備407 來存儲可選模型資料庫108。根據本發明實施例的程序，可通過經由網絡411和通信接口 404提 供的程序提供裝置存儲在存儲設備412中，存儲在存儲設備407中並由 CPU401執行。可選的，根據本發明實施例的程序存儲在可攜式存儲介質 410中，其設置在驅動設備408中，從而所存儲的程序被加載到RAM 403 上並由CPU 401執行。可攜式存儲介質410可採用各種形式的存儲介質， 比如磁光碟、軟盤和包括CD和DVD的光碟。上述實施例具有能夠大幅度減少設計所需工時的優點，特別是能在 各個方面顯著縮減設計時間的優點。然而，本發明並不限於上述實施例， 而是允許各種改型。下面描述幾個這種例子。38圖6和7用表格格式描述了存儲庫模型資料庫102的數據結構；存 儲庫模型資料庫102的格式是任意的，並且可以是比如擴展標記語言 (XML)資料庫等。當使用表格來實現存儲庫模型資料庫102時，這種 表格需要為每個種類分開設置，因為對於組件的每個種類，表達規格和 限制條件所需的項目通常是不同的。存儲庫模型資料庫102因而被配置 為各種類的資料庫的集合。同時，當通過XML資料庫實現存儲庫模型數 據庫102時，也可通過關於不同種類的數據混合於其中來構建存儲庫模 型資料庫102。此外，可選模型資料庫108的格式也如存儲庫模型資料庫 102那樣是任意的。此外，圖8、 9和IO所示的各種菜單的風格僅是例子。用於各種菜 單的用戶界面是任意的。例如，如果用於圖9所示輸入部214的用戶界 面是列表框，僅顯示可選選項；然而如果是文本框或組合框，則使得用 戶能夠輸入任意值。但是，在採用組合框作為用戶界面的情況下，顯然不可能採用所有 的任意值輸入作為縮限條件。例如，模型規格指定單元105將用戶自由 輸入的值指定到可選模型選擇單元107;由可選模型選擇單元107包括的 放置信息檢査單元110檢查輸入值是否適用於可選選項，並且如果判定 該值不適用於可選選項，則可選模型選擇單元107發出警告並取消該輸 入內容。由此，依據所採用的用戶界面，所需的檢査函數是不同的。根據實施例，有時候不需要通過圖8所示的菜單選擇種類。 一些例 子包括其中僅有一個組件種類的情況以及其中對於多個種類通過相同的 項目集定義規格的情況。在這些情況下，可通過圖9和IO所示的信息輸 入菜單指定規格，而無需先選擇種類。圖6和7所示的項目僅是例子。可以使用除了這些例子之外的項目， 或者可不使用所例示的項目的一部分。此外用於表達關於放置的限制條 件的項目可以是不由數值表達而由符號表達的項目，比如項目"材料"。而且，還存在這種情況，即不必使用圖6或圖7所示的存儲庫模型 資料庫102的所有項目，或者不必指定圖9或圖IO所示的信息輸入菜單 的所有項目。 一個例子包括設計對象的模型中多個組件的模型的放置順 序是任意的情況。例如與螺杆組合使用螺帽，在這種情況下，在使用393D-CAD系統103進行設計時，放置螺帽和螺杆的模型的順序有時是任 意的。如果首先已經放置螺杆，則在放置信息指定單元106指定待放置螺 帽的地點的放置信息時(此時螺杆己被放置)，放置信息檢查單元110 檢査螺杆和螺帽是否滿足圖7的"螺帽放置目的地條件"。而且在這種 情況下，可由圖9和10所示的各個項目來指定螺杆和螺帽的放置目的地。同時，如果首先已經放置螺帽，則在放置信息指定單元106指定待 放置螺杆的地點的放置信息時(此時螺帽已被放置)，則放置信息檢査 單元110需要檢査是否滿足關於螺杆的放置的限制條件。儘管在圖6中 沒有指示與螺帽的關係的項目，但在允許放置螺帽之後放置螺杆的實施例中，期望將基於與螺帽的關係定義有關放置的限制條件的項目添加到 圖6。同樣在這個例子中，代替如圖9所示的"放置表面"和"螺孔表面" 之間的組合，可以通過放置表面和螺帽之間的組合來指定螺杆的放置目 的地。與此相對照，螺帽的放置目的地不能用圖10的"螺紋表面"來指 定，因為待與螺帽結合的螺杆還沒被放置。因此，需要用不同於圖10中 所示的項目，比如其中待放置螺杆的螺紋孔的螺紋孔表面與螺帽的放置 表面之間的組合，來指定螺帽的放置目的地。因此，如果先放置螺帽或者螺杆的模型中哪一個的順序是隨意的， 例如，將指定與螺帽的關係的項目添加到圖6的"螺絲釘或者螺杆放置 目的地條件"，將指定螺帽的項目添加到圖9的放置信息指定部212，並 且將指定螺紋孔表面的項目添加到圖10的放置信息指定部222。然而， 當先放置螺杆時，這些增加的項目不會被使用。類似的，當先放置螺帽 時，圖10的"螺紋表面"不被使用。如上所述，如果放置設計對象的模型中多個組件的模型的順序是任 意的，在存儲庫模型資料庫102或者在信息輸入菜單的項目個數有時可 能增加，因而任何順序都可被接受。這導致當以某個具體的順序放置組 件時，只有一部分項目被使用，而其中另外一部分沒有被使用。此外，當檢査放置目的地的限制條件是否被滿足時，可以參照表示 規格的項目。比如，圖6所示的"螺絲釘長度"是表示螺絲釘規格的項目。結構如下除了上述限制條件外，基於在容屑孔和螺紋孔深度的總 和與"螺絲釘長度"的值之間的比較的限制條件，被預定義為放置目的 地的限制條件，放置信息檢查單元110查閱"螺絲釘長度"的值以判斷限制條件。此外，在被加載到3D-CAD系統103的各組件模型的數據在3D-CAD 系統103的設計對象的模型數據中與圖號一起被管理的實施例中，放置 信息指定單元106或放置信息檢査單元IIO可被配置為執行如下運作比如當用戶在顯示屏上指定螺杆的螺紋表面作為螺帽的放置信息 時，放置信息指定單元106從設計對象的模型數據中獲得螺杆的圖號。 放置信息指定單元106用所獲得的圖號作為搜索關鍵字，搜索存儲庫模 型資料庫102，獲得螺杆的規格，並從所獲得的規格中讀取關於螺帽放置 的項目的值，比如螺杆的螺旋直徑。然後放置信息指定單元106向可選 模型選擇單元107報告所讀取的值，並然後可選模型選擇單元107所包 含的放置信息檢查單元110根據所報告的值判斷螺杆和螺帽的關係是否 符合限制條件。可選地，放置信息指定單元106向可選模型選擇單元107報告螺杆 的圖號，從而可選模型選擇單元107通過以圖號為搜索關鍵字搜索存儲 庫模型資料庫102而獲得螺杆的規格。相反地，可能存在這樣的實施例， 一旦模型被加載到3D-CAD系統， 該3D-CAD系統103就不管理該模型的圖號。同樣在這種情況下，放置 信息指定單元106能夠根據表示模型的3D幾何數據計算螺紋孔徑等。
權利要求
1.一種計算機可讀存儲介質，用以存儲使計算機執行處理的程序，該計算機用作三維計算機輔助設計系統，該處理用於通過與各條識別信息相關聯從存儲多個組件的三維模型的存儲庫中選擇一組件的三維模型，該處理包括種類指定步驟，用於指定組件的種類；菜單顯示步驟，用於在該三維計算機輔助設計系統的屏幕中顯示菜單，該菜單指定用於表示該組件的規格的多個項目的各個值，所述多個項目根據該種類被預定；第一選擇步驟，用於根據通過該菜單指定的值來執行縮限第一資料庫的記錄的操作，其中該第一資料庫包括所述多個組件中每個組件的每個記錄，該第一資料庫的每個記錄使表示所述規格的所述多個項目與該識別信息相關聯；第一菜單更新步驟，用於從被縮限的第一資料庫中提取所述多個項目中其值在該菜單中未被確定的一項目的可能值，並根據所提取的可能值來更新通過該菜單可選擇的一個或多個選項；以及確定步驟，用於將重複該第一選擇步驟和該第一菜單更新步驟一次或多次之後被唯一確定的該組件的三維模型，確定為待從該存儲庫加載的三維模型。
2. 如權利要求1所述的存儲介質，其中表示所述規格的所述多個項目的一項目表明該組件的形狀或材料以 及該組件的預定部分的長度或面積尺寸中的至少任一項。
3. 如權利要求1所述的存儲介質，其中該確定步驟包括如下步驟接收該識別信息的值的輸入，並通過基 於所接收的值將該第一資料庫中的記錄縮限到一條記錄來唯一確定該組 件的三維模型。
4. 如權利要求1所述的存儲介質，其中 該處理還包括放置信息接收步驟，用於接收放置信息的輸入，該放置信息表示意 圖在設備的三維模型中放置該組件的地點，該設備為該三維計算機輔助設計系統的設計對象；加載步驟，用於通過指定該識別信息從該存儲庫加載在該確定步驟 中確定的該組件的三維模型；以及放置步驟，用於將所加載的該組件三維模型放置到該放置信息所表 示的地點。
5. 如權利要求4所述的存儲介質，其中該放置信息包括指定某個點的信息、指定該設備中己包含的另一不 同組件的信息、或者指定該設備或該不同組件的某一部分的信息，以及該某一部分是表面、表面之間的邊界、端部、邊緣、凸部、凹部或 通孔。
6. 如權利要求4所述的存儲介質，其中以與預定坐標集相關聯的方式將該組件的三維模型存儲在該存儲庫 中，其中在該加載步驟中將該組件的三維模型加載到該預定坐標集的地點 上，以及在該放置步驟中將該組件的三維模型從該預定坐標集移動到該放置 信息所表示的地點。
7. 如權利要求4所述的存儲介質，其中檢測在該加載步驟中加載該組件的三維模型的地點的坐標集，並在 該放置步驟中將該組件的三維模型從所檢測的坐標集移動到該放置信息 所表示的地點。
8. 如權利要求4所述的存儲介質，其中該第一資料庫還包括表示限制條件的一個或多個項目，所述限制條 件根據該種類被預定並與該組件的放置相關，其中 該處理還包括特性獲取步驟，用於從該設備的三維模型獲取由所指定的放置信息 表示的地點的一個或多個特性；以及判斷步驟，用於判斷所述特性是否符合該限制條件。
9. 如權利要求8所述的存儲介質，其中所述特性是該放置信息表示的形狀、與該形狀有關的長度或面積尺寸、或者該設備在該地點的材料，其中在該判斷步驟中，根據表示該限制條件的項目的值與所述特性的值 之間的比較來進行判斷。
10. 如權利要求8所述的存儲介質，其中該判斷步驟是如下步驟判斷所述特性是否符合與在該確定步驟中 確定的該組件三維模型相對應的限制條件。
11. 如權利要求8所述的存儲介質，其中該處理還包括第二選擇步驟，用於在該判斷步驟中判斷所述特性是否符合與存儲 在該第一資料庫中的每個記錄相對應的限制條件，並將該第一資料庫縮 限到僅包含被判定為符合的一個或多個記錄；以及第二菜單更新步驟，用於從在該第二選擇步驟中被縮限的第一數據 庫提取所述多個項目中其值在該菜單中未被確定的一項目的可能值，並 根據在該二菜單更新步驟所提取的可能值來更新通過該菜單可選擇的一 個或多個選項。
12. 如權利要求11所述的存儲介質，其中在該第二選擇步驟和第二菜單更新步驟中的菜單更新之前或之後， 任意執行該第一選擇步驟和第一菜單更新步驟中的菜單更新。
13. 如權利要求8所述的存儲介質，其中 該處理還包括警告步驟，用於在該判斷步驟的執行結果表明在該第一資料庫中不 存在表示與所述特性相符合的限制條件的記錄時，發出警告並取消在該 放置信息接收步驟中接收的該放置信息。
14. 如權利要求1所述的存儲介質，其中該處理還包括警告步驟，用於緊接在該第一資料庫中因該第一選擇步驟的執行而 不再存在記錄之前，發出警告並取消通過該菜單指定的值。
15. 如權利要求l所述的存儲介質，其中在可被該計算機査閱的第二存儲單元中存儲第二資料庫，該第二資料庫為包括所述多個組件中每個組件的記錄的外部資料庫；在該第二資料庫的記錄中，表示該規格並根據該種類而被預定的所述多個項目與該識別信息相關；以及該第一資料庫存儲在第一存儲單元中，該計算機能以高於查閱該第二存儲單元的速度來査閱該第一存儲單元；其中 該處理還包括初始化步驟，用於從該第二存儲單元讀取該第二資料庫的內容，並 將該第一資料庫的內容初始化為從該第二資料庫讀取的內容。
16. 如權利要求1所述的存儲介質，其中將該菜單格式化，使其列出一個或多個可選選項，或者通過接收輸 入值來檢查該輸入值是否與所述可選選項相一致。
17. —種計算機執行的方法，該計算機用作三維計算機輔助設計系 統，該方法用於通過與各條識別信息相關聯使該計算機從存儲多個組件 的三維模型的存儲庫中選擇一組件的三維模型，該方法包括種類指定步驟，用於指定組件的種類;菜單顯示步驟，用於在該三維計算機輔助設計系統的屏幕中顯示菜 單，該菜單指定用於表示該組件的規格的多個項目的各個值，所述多個 項目根據該種類被預定；選擇步驟，用於根據通過該菜單指定的值來執行縮限資料庫的記錄 的操作，其中該資料庫包括所述多個組件中每個組件的每個記錄，該數 據庫的每個記錄使表示所述規格的所述多個項目與該識別信息相關聯；菜單更新步驟，用於從被縮限的資料庫中提取所述多個項目中其值 在該菜單中未被確定的一項目的可能值，並根據所提取的可能值來更新 通過該菜單可選擇的一個或多個選項；以及確定步驟，用於將重複該選擇步驟和該菜單更新步驟一次或多次之 後被唯一確定的該組件的三維模型，確定為待從該存儲庫加載的三維模 型。
18. 如權利要求17所述的方法，還包括放置步驟，用於從該存儲庫加載作為該確定步驟的結果而選擇的該 組件的三維模型，並將所加載的三維模型放置到設備的三維模型中，其 中該設備為該三維計算機輔助設計系統的設計對象，其中通過該放置步驟進行該設備的設計。
19. 一種三維計算機輔助設計系統，其具有通過與各條識別信息相關 聯從存儲多個組件的三維模型的存儲庫中選擇一組件的三維模型的功能，該系統包括種類指定單元，其指定組件的種類；菜單顯示單元，其顯示菜單，該菜單指定用於表示該組件的規格的 多個項目的各個值，所述多個項目根據該種類被預定；存儲單元，其存儲包含所述多個組件中每個組件的記錄的資料庫， 該記錄使表示所述規格的所述多個項目與該識別信息相關聯；選擇單元，其根據通過該菜單指定的值來縮限該資料庫的記錄；菜單更新單元，其從被縮限的資料庫中提取所述多個項目中其值在 該菜單中未被確定的一項目的可能值，並根據所提取的可能值來更新通 過該菜單可選擇的一個或多個選項；以及確定單元，其將重複該選擇單元的縮限操作和該菜單更新單元的更 新操作一次或多次之後被唯一確定的該組件的三維模型，確定為待從該 存儲庫加載的三維模型。
全文摘要
本發明提供用於選擇組件的三維模型的程序、算法和系統。用作三維計算機輔助設計(3D-CAD)系統的計算機執行用於從存儲庫選擇組件的3D模型的處理。該處理包括如下步驟指定組件的種類；顯示菜單，該菜單指定用於表示組件的規格的依賴於種類的項目的值；根據所指定的值縮限資料庫的記錄，其中每個組件的每個記錄包括表示規格的項目；提取其值未被確定的項目的可能值，並相應更新通過菜單可選擇的一個或多個選項；以及將重複上述縮限、提取和更新步驟一次或多次之後被唯一確定的組件的3D模型確定為從存儲庫待加載的3D模型。
文檔編號G06F17/50GK101261656SQ20081008347
公開日2008年9月10日 申請日期2008年3月7日 優先權日2007年3月8日
發明者加藤賀一, 奧脅義仁 申請人:富士通株式會社