CN107615281B - 使用计算机设计家具的部件的方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种使用计算机设计家具的部件的方法，该家具由多个部件组合而构成，在画面上显示长方体形状的第一零件部件和第二零件部件，并在画面上配置第一零件部件和第二零件部件，使得第一零件部件的第一面与第二零件部件的第二面相互平行地相对，将第一与第二零件部件的各面的长方形的一个角设为原点，将从该角正交延伸的两条边设为X轴和Y轴，设定XY坐标，利用第一面的XY坐标确定第一位置，通过使第一零件部件的第一面在垂直方向上投影至所述第二零件部件的第二面，从而计算第一面与第二面的二维位置关系，并基于计算出的位置关系，将与所述第一位置对应的位置作为第二位置，利用第二面的XY坐标进行确定。

Description

使用计算机设计家具的部件的方法及系统

【技术领域】

本发明涉及一种使用计算机的定制家具的设计及制造方法、系统以及用于其的程序。

【背景技术】

以往，作为使用计算机对立体构造物进行制图设计的方法，一般会使用CAD三维制图。通过使用CAD三维制图，能够在画面上将家具3D设计为所希望的尺寸和形状。并且，还能够通过使用CAD/CAM将利用CAD三维制图设计出的家具的数据生成为NC数据，然后使用NC工作机械加工部件，制成家具。

【现有技术文献】

【专利文献】

日本专利特开2001-92865CAD图制作方法及装置和尺寸编辑方法、装置以及存储介质佳能株式会社2001年4月6日公开公报

【非专利文献】

复合加工机用CAPP系统的开发日本机械学会论文集(C篇)78卷791号(2012-7)滨田大地等2012年3月24日

【发明内容】

【发明所要解决的技术问题】

CAD三维制图是能够使用PC简单自如地设计构造复杂多样的立体图形的方便工具。CAD三维制图将立体构造物配置在PC画面的3D坐标空间中，基于3D坐标系统的XYZ坐标位置，记述并计算立体图形的顶点、棱线以及面。

但是，家具由多个部件构成时，CAD三维制图虽然会通过PC画面的XYZ坐标分别记述各部件的尺寸和形状，但在表示1个部件的位置和构造的信息中并不直接包含其与其他部件的连接关系的信息。因此，如果要对1个部件的尺寸、形状进行变更，则必须在PC画面中的XYZ坐标上探索该部件与位于其周围的其他部件的面、棱线、顶点的连接关系，并基于该结果重新计算其他部件的位置和构造，并重新设定。

并且，通常会对于家具的构成部件实施大量的开孔、切口、开槽等形状加工。利用CAD三维制图将家具的构成部件设计成实施此种开孔、切口、开槽等加工后的立体形状时，一旦设计好后，如需变更尺寸，则即使该尺寸的变更极小，也必须相应变更后的尺寸将各构成部件的尺寸和开孔、切口、开槽等加工全部重新设定。在家具的构成部件数量较多时，用于重新设定的作业会变得繁重。

另一方面，虽然CAD三维制图在无论立体构造物形状如何复杂都能够自如设计方面具有明显优势，但在家具、特别是木工家具时，由于对构成部件实施的加工被限定为能够在刳刨机、开槽机、打榫机等加工机械方面实施的确定种类的加工，因此需要设计的形状很少会比此种加工机械能够处理的确定的限定种类的加工更复杂。

在上述状况下，采用以往的CAD三维制图的方法时，实际上很难根据顾客的要求随机应变地对由大量部件构成的家具实施尺寸变更。此外，对于通过CAD三维制图设计出的家具的部件来说，也很难使用家具制造工厂具备的加工机械商业化且高效率地加工大量的构成部件。

【解决技术问题所采用的技术方案】

为了解决上述课题，本发明的发明人等深入研究后发现，能够将由大量构成部件构成的家具视为多个长方体(空间)的立体组合来进行把握。也就是说，虽然构成家具的各个部件并不一定是长方体形状，但能够将构成部件的基本轮郭全部视为单纯的长方体来进行把握，并对长方体的面实施切口、开槽、开孔等加工，从而形成构成部件的实际形状。如果构成部件的轮郭全都是单纯的长方体，则即使是由多个构成部件组装而成的家具，也能够同样地视为由单纯的长方体组合而成的立体构造来进行把握。

家具的基本构造由多个单纯的长方体的组合而成时，各长方体的各面相互平行或垂直，因此能够将家具的立体构造视为：1)多个长方体的相互平行的面与面之间的距离关系以及2)通过将各长方体的相互平行的面在垂直方向上投影至对象面而获得的同一平面上的面与面之间的二维位置关系来进行把握,然后基于如此把握到的各构成部件以及它们的相互位置关系来设计家具。基于上述发现，本发明的发明人等实现了以下发明。

本发明的一实施方式的系统/方法中，将板材等构成家具产品的基本部件设为“零件部件”，将零件部件的轮郭全都设定为长方体。将零件部件组合后制成起到家具产品的一定功能的“单元”，将与单元外接的长方体空间设为“单元空间”。并且，将多个单元组合成“产品”，将与产品外接的长方体空间设为“产品空间”。基于这些各空间的相互之间的上下级关系(零件部件→单元空间→产品空间)，设定树状构造。树状构造中，下级的长方体空间的位置能够以其上一级的长方体空间为基准进行设定。

本发明的一实施方式的系统/方法中，产品由多个单元构成，并且上述一个零件部件(第一零件部件)与其他零件部件(第二零件部件)分别属于不同单元时，能够通过追溯由该各单元构成的一个产品的产品空间，按照第一零件部件→第一单元空间→产品空间→第二单元空间→第二零件部件这一路径来确定上述一个零件部件与其他零件部件的位置关系。

本发明的一实施方式的系统/方法中，在一个或多个零件部件与由该零件部件构成的单元的单元空间之间，通过指定单元空间的一个面和与其平行对应的零件部件的一个面之间的面间距离，从而能够设定相互的位置关系。在通过单元空间与零件部件面关联来指定单元空间的面与零件部件的对应的面之间的距离的状态下，当使单元空间的6个面中的一个面在与该面垂直的方向上移动时，与所移动的单元空间的一个面形成单元空间与零件部件面关联的零件部件的面会一边保持单元空间与零件部件面关联中指定的面间距离，一边随着单元空间的面的移动，联动地进行移动。

本发明的一实施方式的系统/方法中，通过形成零件部件面关联，指定一个零件部件的6个面中的一个面与其他零件部件的平行的面之间的面间距离，能够设定两者的位置关系。在构成单元的多个零件部件的各面相互形成零件部件面关联的状态下，使零件部件的6个面中的一个面在与该面垂直的方向上移动时，与该零件部件的面形成零件部件面关联的其他零件部件的面会保持零件部件面关联中指定的面间距离，联动地进行移动。

本发明的一实施方式的系统/方法中，通过形成单元空间面关联，指定一个单元的单元空间的6个面中的一个面与另一个单元的单元空间的平行的面之间的面间距离，从而能够设定两者的位置关系。在构成产品的多个单元的单元空间的各面相互形成单元空间面关联的状态下，使一个单元空间的一个面在与该面垂直的方向上移动时，与该一个面形成单元空间面关联的另一个单元空间的面会保持单元空间面关联中设定的关系，联动地进行移动。

本发明的一实施方式的系统/方法中，将利用一个零件部件的一个面的XY坐标指定的位置坐标转换为利用与该面平行对应的其他零件部件的一个面的XY坐标指定的位置。

优选在画面上将第一零件部件与第二零件部件配置为第一零件部件的第一面与第二零件部件的第二面相互平行地相对，将所述第一和第二零件部件的各面的长方形的一个角设为原点，将从该角开始正交延伸的两条边设为X轴和Y轴，设定XY坐标，将利用所述第一面的XY坐标指定的位置确定为第一位置。通过将所述第一零件部件的第一面在垂直方向上投影至所述第二零件部件的第二面，从而计算所述第一面与所述第二面间的二维位置关系。基于所述计算出的所述第一面与所述第二面的二维位置关系，使用所述第二面的XY坐标表示与利用所述第一面的XY坐标确定的第一位置对应的所述第二面上的位置。

一个零件部件与另一个零件部件构成一个单元时，以单元空间为基准，确定构成该单元的各零件部件与该单元的单元空间间的三维位置关系。基于上述单元空间与各零件部件的相互位置关系，将利用一个零件部件的一个面的XY坐标指定的位置垂直投影至与该一个面平行对应的另一个零件部件的面上。通过将所述一个零件部件的面进行垂直投影，可在所述另一个零件部件的面中利用所述另一个零件部件的面的XY坐标来表示所确定的位置。在如此设定的基础上，在对利用前者的一个零件部件的面的XY坐标确定的加工实施位置进行变更时，后者的另一个零件部件的面的加工实施位置的XY坐标能够联动地进行变更。

所述一个零件部件与另一个零件部件分别属于构成一个产品的不同单元时，可通过追溯至由所述不同单元构成的产品的产品空间，计算上述一个零件部件的零件部件与另一个零件部件间的零件部件位置关系。通过基于如此计算出的两者的位置关系，在两个面之间相互进行XY坐标转换，能够使分属不同单元的两个零件部件的面上的加工实施位置联动地进行变更。

优选将零件部件的长方体的一个面的长方形的横向长度设为p且将纵向长度设为q时，实施加工的位置的坐标位置在以长方体的面的长方形的角为原点且从该角延伸的两条边为X轴、Y轴的二维坐标系统中，能够将X坐标和Y坐标分别设定为p及/或q的函数(f(p)、f(q))。在如此设定的基础上，当要变更零件部件的长方体的尺寸时，p及/或q的值会被变更，并且能够按照函数的计算式，自动地联动变更零件部件的各6个面上的加工实施位置的XY坐标。

本发明的一实施方式的系统/方法中，作为零件部件的板材由芯材、贴附在芯材的横切面上的横切面材料以及贴附在芯材的表面上的表面材料构成时，能够将零件部件的长方体分开设定为横切面材料空间、表面材料空间以及芯材空间。横切面材料空间、表面材料空间以及芯材空间是位于上述树状构造的最下层的长方体空间。

优选将横切面材料与表面材料的厚度设定为固定值，将芯材的厚度设定为可变值。在如此设定的基础上，变更零件部件的尺寸时，会相应零件部件变更后的尺寸，仅变更芯材的厚度尺寸,而不变更横切面材料与表面材料的厚度。

作为对零件部件设定芯材空间、横切面材料空间、表面材料空间的方法，也能够在尺寸设定为可变的芯材空间上贴附横切面材料空间及/或表面材料空间，构成零件部件，将芯材空间、横切面材料空间以及表面材料空间的各尺寸的合计设定为零件部件的尺寸。此时的零件部件、芯材空间、横切面材料空间以及表面材料空间的关系与将零件部件分开设定为横切面材料空间、表面材料空间以及芯材空间时相同。

本发明的一实施方式的系统/方法中，加工位置原则上输入至零件部件的长方体的面上即可，不用输入至将零件部件分割开的横切面材料空间、表面材料空间以及芯材空间。利用加工机械实施开孔、开槽等加工的对象是作为零件部件的板材，对板材实施加工后，最终会对该板材的表面材料、横切面材料、芯材实施开孔、开槽等加工，因此无需在板材的零件部件之外，逐个对横切面材料空间、表面材料空间以及芯材空间输入加工实施。

【发明效果】

使用本发明的一实施方式的系统/方法时，能够将家具设计为单纯的长方体的组合以及对于长方体的面录入的加工，因此即使在家具结构复杂，由大量各种尺寸的部件构成时，也能够容易地设计，并且设计好后也能够相应顾客的要求自由地变更设计，并且能够实施变更后的加工。

使用本发明的一实施方式的系统/方法时，即使家具由多个不同的单元构成，也能够利用上述系统通过计算机容易地计算出对属于不同单元的多个零件部件实施加工的位置的相互关系。其结果是，在输入对一个零件部件进行的尺寸变更后，能够相应地自动计算并输出其他零件部件上产生的加工位置的变更。因此每当对一个零件部件实施尺寸变更时，无需重新定位对其他零件部件实施加工的位置。

使用本发明的一实施方式的系统/方法时，能够自动生成包括最小构成部件即表面材料、横切面材料以及芯材等在内的构成家具的所有部件的构成明细(BOM)以及加工明细，并且输出至家具制造工厂。

【附图说明】

图1示出了本发明的一实施方式即定制家具的设计及制造系统的整体结构图。

图2示出了本发明的一实施方式即定制家具的设计系统的内部结构。

图3(A)示出了本发明的一实施方式即单元设计系统的PC画面的例子。图3(B)示出了本发明的一实施方式即单元组装系统的PC画面的例子。

图4(A)示出了将本发明的实施方式即零件部件的长方体分成横切面空间、表面材料空间以及芯材空间的例子。图4(B)示出了将本发明的实施方式即零件部件的长方体分成横切面空间、表面材料空间以及芯材空间的例子。图4(C)示出了将本发明的实施方式即零件部件的长方体分成横切面空间、表面材料空间以及芯材空间的例子。

图5(A)示出了本发明的一实施方式中两个零件部件的零件部件面的关联以及单元空间的设定的例子。图5(B)示出了从C方向查看设定在图5(A)的顶板104C面的xy坐标下榫孔的位置的图。图5(C)示出了利用设定在左侧板102D面中的XY坐标来表示设定在图5(B)的顶板104C面中的榫孔的位置的图。

图6示出了使用本发明的系统设计出的书架。

图7(A)示出了图6的书架的柜子100。图7(B)示出了设置在图7(A)的柜子100的顶板104的104C面中的榫孔的位置。图7(C)示出了利用102D面的XY坐标来表示将设置在图7(B)的顶板104C面中的榫孔转印设置到102D面的榫孔的位置的图。

图8示出了在图7的柜子的零件部件相互之间形成的零件部件面关联的例子。

图9示出了在图7的柜子100的单元空间的6个面与零件部件的面之间形成的单元空间与零件部件面关联。

图10(A)示出了以图6的搁板106的位置为基准对左侧板102实施榫孔加工的例子。图10(B)示出了为对图10(A)的左侧板102D面实施榫孔加工而使用搁板106C面的XY坐标虚拟设定的基准位置。图10(C)是基于使用图10(B)所示的搁板106C面的XY坐标来虚拟设定的基准位置，利用102D面的XY坐标来表示设置在102D面中的榫孔的位置的图。

图11示出了随着图6的书架的活动架的位置变更而产生的榫孔的位置变更。

图12示出了随着图6的书架的尺寸变更而产生的榫孔的位置变更。

图13示出了随着图6的书架的活动架的位置变更而产生的榫孔的位置变更。

图14示出了使用本发明的一实施方式的系统设计出的图6的书架的构成明细(BOM)数据的例子。

图15(A)示出了对使用本发明的一实施方式的系统设计出的图6的书架的柜子的零件部件的面实施的加工明细的例子。图15(B)示出了将使用本发明的一实施方式的系统设计出的图6的书架的高度降低10mm时的加工明细。图15(C)示出了将使用本发明的一实施方式的系统设计出的图6的书架的活动搁板的高度位置降低10mm时的加工明细。

图16(A)示出了使用本发明的一实施方式的系统设计出的图6的书架的俯视图。图16(B)示出了使用本发明的一实施方式的系统设计出的图6的书架的俯视图。图16(C)示出了使用本发明的一实施方式的系统设计出的图6的书架的右侧面图。

图17(A)是使用本实施例的系统设计出的图6的书架的(A)右侧板的主视图、俯视图、侧视图。图17(B)是使用本实施例的系统设计出的图6的书架的(B)左侧板的主视图、俯视图、侧视图。图17(C)是使用本实施例的系统设计出的图6的书架的(C)顶板的主视图、俯视图、侧视图。图17(D)是使用本实施例的系统设计出的图6的书架的(D)背板的主视图、俯视图、侧视图。图17(E)是使用本实施例的系统设计出的图6的书架的(E)底板的主视图、俯视图、侧视图。图17(F)是使用本实施例的系统设计出的图6的书架的(F)搁板106的主视图、俯视图、侧视图。

图18示出了通过本发明的一实施方式的系统设计的家具中使用的部件的价格以及采购时间的主数据的例子。

图19示出了使用本发明的一实施方式的系统设计定制家具并接受订单、生产下单的流程。

图20(A)示出了使用本发明的系统设计出的带抽屉的书架的实施例。图20(B)示出了使用本发明的系统设计出的带抽屉的书架的抽屉内箱的实施例。

图21示出了使用本发明的系统设计出的带门的书架的实施例。

图22示出了对使用本发明的一实施方式的系统设计出的家具的部件实施加工的例子。

图23示出了本发明的一实施方式中的加工数据的例子。

【具体实施方式】

以下，使用附图详细说明本发明的实施方式。并将会详细说明在本发明的实施方式的说明中使用的各术语的含义。

＜家具＞

本发明的实施方式中，“家具”广泛地包含储物架、厨柜、模块化浴室等住宅设备。构成家具的部件主要为木制，但不限定于确定的材料，也可以是塑料、金属、石材、大理石或者玻璃制。

＜单元设计系统＞

本发明的一实施方式中，“单元设计系统”是指构成本发明系统的一部分的工具。单元设计系统制作家具的零件部件，对利用零件部件的各6个面的长方形的XY坐标来指定的位置录入加工信息，并由录入加工信息的一个或多个零件部件制作单元。

＜单元组装系统＞

本发明的一实施方式中，“单元组装系统”是指用来将利用单元设计系统制成的单元组合后制成家具产品的工具。单元组装系统通过在画面上移动单元空间的位置并进行组合来变更尺寸，从而设计出具有顾客的期望的尺寸和形状的家具，对设计出的家具产品赋予编号，并且输出家具产品的部件的BOM数据和加工明细数据。

＜零件部件＞

本发明的一实施方式中，“零件部件”是指板材等构成家具的基本部件。本发明的实施方式中，零件部件的轮廓全设为长方体形状，将其理解为对长方体形状的轮廓实施开孔、开槽、切口等加工后形成实际的形状。本发明的实施方式中，零件部件在PC画面上设计为长方体空间。零件部件的长方体的纵横厚度的尺寸设定为从PC画面上设定的XYZ坐标(局部坐标)的原点算起的X轴、Y轴、Z轴方向的长度。零件部件的各尺寸分别设定为可变值或者固定值。通常，板材的厚度固定，因此将纵向和横向的值设定为可变值，将厚度方向的值设定为固定值。在利用长方体的各6个面的XY坐标来指定的位置，录入所选择的加工。

＜附属部件＞

本发明的实施方式中，“附属部件”是指榫子、螺钉等作为家具的零件部件的附属物使用的部件。榫子、螺钉等附属部件的尺寸根据规格来决定，无需相应零件部件的尺寸来选择或变更，因此通常不会对附属部件设定长方体空间，将规定规格的榫子、螺钉等主登录到存储器中，并适用于零件部件的面上指定的位置。适用于零件部件的面的附属部件通过构成明细(BOM)与零件部件的数据一同输出。

＜零件配件部件＞

本发明的实施方式中，铰链配件、门的把手、抽屉的导轨等是安装至家具的零件部件来使用的零件配件部件，但这些的处理与零件部件相同，将最小的三维外接长方体空间设定为其轮廓。虽然铰链配件、门的把手、抽屉的导轨等并非长方体形状，但通过将部件的轮廓本身设定为长方体，并对长方体实施切削、切口、开孔等加工从而形成实际的形状。

铰链配件、门的把手、抽屉的导轨等需要相应零件部件的尺寸来选择或变更数量、尺寸，因此通过对铰链配件、门的把手、抽屉的导轨等设定它们的外接长方体空间，并在PC画面上变更XYZ轴方向的尺寸，从而能够变更长方体的纵横厚度。必要时，也能够将铰链配件、门的把手、抽屉的导轨设定为例如榫子、螺钉等附属品，而并非零件部件。相反的，也能够将榫子、螺钉等作为零件配件部件进行处理，设定它们的外接长方体空间，选择或变更尺寸。

＜单元＞

本发明的一实施方式中，“单元”是指形成产品的构成单位的立体形状。能够将多个零件部件组合来设定为一个单元，也能够将一个零件部件单独设定为单元。本发明的实施方式中，将多个零件部件组合而成的产品中，将何物设为零件部件、单元或者单元与单元的组合是设计师的设计事项。设计师能够根据需要进行设定，使部件固定为其他立体形状的一部分或者能够单独配置等。

本发明的实施方式中，设计师能够根据需要任意设定，例如，在组合多个零件部件而成的立体构造中，将何物设为单元或者如何设定单元与单元的组合。图6的例子中，柜子100将由左右侧板、底板、顶板、背板这5块板材的各零件部件构成的箱体设定为一个单元，将搁板106的零件部件设定为由一个零件部件构成的另一个单元。搁板106也能够与其他侧板、顶板、底板、背板等同样地设定为构成柜子100的一个零件部件。使用榫子使搁板106可进出地收容在柜子100的内部时，在设计方面将搁板106设定为由一个零件部件构成的单独单元较为有利，因此优选。图21的带门的储物箱的情况下，能够将柜子、门、门的把手分别设定为单元，也能够将门和把手分别设定为零件部件，将两者的组合作为带把手的门来设定为单元。

＜骨架单元、填充单元＞

本发明的一实施方式中，“骨架单元”是指其内部具有能够收容其他单元(填充单元)的全部或部分的空间的单元。本发明的实施方式中，“填充单元”是指其全部或部分收容在其他单元(骨架单元)的内部的空间(收纳空间(cell space))的单元。本发明的系统的画面上，例如图20的带抽屉的柜子中，由零件部件的组合构成的柜子为骨架单元，同样由零件部件的组合构成的抽屉相当于填充单元。骨架单元与填充单元为相互分开的单元，因此其中一个发生尺寸变更时，另一个的尺寸不会联动地进行变更，但通过透过收纳空间(下述)使单元空间相互形成面关联，从而能够在其中一个发生尺寸变更时使另一个进行联动。

＜外接长方体空间＞

本发明的一实施方式中，“外接长方体空间”是指与立体形状外接的虚拟三维长方体空间。例如立体形状为长方体形状的板材，尺寸为纵向长度300mm、横向长度500mm、厚度20mm时，该板材的轮廓的尺寸的空间直接为该立体形状的外接长方体空间。如铰链配件那样非长方体的立体形状时，能够收容该配件的最小长方体空间即为该立体形状的外接长方体空间。图5所示的侧板与顶板这两个板材垂直连接的立体形状中，虚线表示的空间即为由侧板与顶板这两个零件部件构成的立体形状的外接长方体空间。

＜单元空间＞

本发明的一实施方式中，“单元空间”是指与一个单元外接的虚拟三维长方体空间。本发明的系统的画面上，多个零件部件组合构成一个单元时，外接收容该单元的空间被称为该单元的“单元空间”。通过将与单元外接的虚拟三维长方体空间设定为单元空间，能够在与该单元空间的相对的位置关系中，容易地计算及/或设定属于该单元的零件部件的位置。单元空间通常将与单元外接的三维长方体空间直接设定为单元空间。但是，也能够根据需要，将与单元外接的三维长方体空间缩小或放大后的长方体空间设定为单元空间。

优选本发明的一实施方式中，通过变更零件部件构成的单元的单元空间的尺寸来变更零件部件的尺寸。变更单元空间的尺寸后，能够变更与单元空间的6个面形成单元空间与零件部件面关联的一个或者多个零件部件的尺寸。并且，通过使一个单元空间的6个面与另一个单元空间的6个面形成单元空间面关联，从而随着所述一个单元空间的尺寸变更，所述另一个单元空间能够进行尺寸变更。因此，能够联动地变更各个构成单元空间的单元以及构成单元的零件部件的尺寸。

单元由多个零件部件构成时，能够根据与单元空间的各6个面平行对应的零件部件的面之间的距离，以单元空间为基准设定构成单元的各零件部件的位置。一旦以单元空间为基准规定零件部件的位置后，通过变更单元空间的尺寸、位置，能够联动地变更零件部件的尺寸、位置。

＜收纳空间＞

本发明的一实施方式中，“收纳空间”是指能够将填充单元全部或部分地内接收容至骨架单元的内部的空间。通过在由骨架单元的零件部件包围的内部空间设定为“收纳空间”，能够将填充单元的单元空间内接收容至收纳空间中。能够根据与收纳空间的各6个面平行对应的填充单元的单元空间的各6个面之间的距离，以收纳空间为基准，设定内接收容至收纳空间中的填充单元的位置。

图6所示的例子中，搁板106设定为由自身一个零件部件构成的一个单元，因此柜子100(多个零件部件的组合)与搁板106是相互分开的单元。如果构成柜子100的零件部件101、102、103、104、105与搁板106未相互形成零件部件面关联，则其中一个发生尺寸变更时，另一个不会联动地进行变更。但是，搁板收容在柜子中时，当输入了要缩小柜子的尺寸的变更时，如果搁板的尺寸不联动地缩小变更，则该搁板将无法收容至柜子中。因此，如果设定为柜子和搁板与同一个空间产生关联，则通过变更该共有的空间，能够根据该共有的空间的变更，使柜子与搁板一同变更。通过设定由柜子的板材围住的收纳空间P，使搁板的单元空间的面与收纳空间P的面形成面关联，能够使柜子与搁板相互联动地进行尺寸变更。

＜复合板＞

本发明的一实施方式中，“复合板”是指例如图4(A)所示，在芯材的表面贴附聚碳酸酯板等表面材料、在横切面贴附有贴片等横切面材料时，由这些部件复合性地构成的板材。“复合板”是零件部件，具有长方体的轮廓。

＜表面材料空间、横切面材料空间、芯材空间＞

本发明的一实施方式中，“表面材料空间”是指通过将复合板(零件部件)的长方体分割成贴附在芯材上的表面材料的尺寸而形成的长方体空间。“横切面材料空间”是指通过将复合板的零件部件分割成贴附在芯材上的横切面材料的尺寸而形成的长方体空间。“芯材空间”是指从复合板的零件部件中分出表面材料空间和横切面材料空间时，作为芯材部分而留下的长方体空间。

参照图4(A)-(C)，使用单元设计系统说明复合板的零件部件。图4(A)中，作为零件部件的复合板的初始值进深尺寸为300mm，初始厚度尺寸为15mm，横切面材料与表面材料的厚度分别设定为1mm。如图4(B)所示，将该复合板变更为远端面不贴附横切面材料。作为用来进行该变更的简便方法，能够将远端面的横切面材料空间的厚度变更为零。此时，由于作为零件部件的复合板空间的进深尺寸设定为300mm，所以芯材与表面材料的进深尺寸(298mm)会增大与被删除的横切面材料的厚度尺寸(1mm)相应的量，变更为299mm。

如图4(C)所示，将作为图4(A)的零件部件的复合板变更为上表面不贴附表面材料。作为用来进行该变更的简便方法，能够将上表面的表面材料的厚度变更为零。此时，由于面关联时复合板的厚度固定设定为15mm，所以芯材的厚度尺寸(13.0mm)会增大与被删除的上表面材料的厚度尺寸(1.0mm)相应的量，变更为14.0mm。

＜产品＞

本发明的一实施方式中，“产品”是指在本发明的系统画面上组合多个单元后制成的家具产品。利用本发明的系统设计出的产品会被赋予产品编号。构成产品的单元、构成该单元的零件部件以及构成该零件部件的表面材料、横切面材料、芯材全都会被赋予相同的产品编号。

＜产品空间＞

本发明的一实施方式中，“产品空间”是指与由一个或多个单元空间构成的产品外接的虚拟三维长方体空间。能够根据与产品空间的各6个面对应的单元空间的面之间的距离，以产品空间为基准来设定构成产品的各单元的单元空间的位置。

＜单元空间与零件部件面关联＞

本发明的一实施方式中，“单元空间与零件部件面关联”是指通过指定构成单元的零件部件的一个面与和该单元的单元空间平行对应的一个面之间的距离来形成面关联。通过将单元空间的面与构成该单元的零件部件的面形成单元空间与零件部件面关联，从而当输入了单元空间的尺寸变更时，能够根据单元空间与零件部件面关联的设定，相应联动地变更零件部件的尺寸。

＜零件部件面关联＞

本发明的一实施方式中，“零件部件面关联”是指通过指定零件部件的一个面与和该面平行对应的其他零件部件的一个面之间的距离来形成面关联。如果形成零件部件面关联的两个面之间的距离为零，则两个面相互处于同一平面上。多个零件部件构成一个单元时，通过使构成该单元的零件部件的相互平行对应的面之间形成零件部件面关联，从而当一个零件部件发生尺寸变更时，能够联动地变更其他零件部件的尺寸。

参照图5，说明单元空间与零件部件面关联以及零件部件面关联的协作关系。以下考虑将板材104(厚度20mm、纵向长度300mm、横向长度500mm)接合至板材102(高度500mm、进深300mm、厚度30mm)的情况。板材102的高度500mm和进深300mm、板材104的纵向长度300mm和横向长度500mm分别设定为可变值，板材102的厚度30mm、板材104的厚度20mm分别设定为固定值。

首先，在板材102的零件部件与板材104的零件部件之间形成零件部件面关联。将相互平行的102A面与104A面、102B面与104B面、102F面与104F面之间的面间距离指定为零。将102D面与104C面的面间距离指定为0.5mm。将由零件部件102和零件部件104构成的立体形状称为单元A。

接着，将与零件部件102和零件部件104这两者外接的外接长方体空间(虚线表示)设定为单元空间，将单元A的单元空间的6个面(A、B、C、D、E、F)与构成单元A的零件部件102之间如下所示形成单元与零件面关联。

(1)单元空间的上表面(A面)与102A面相互平行且面间距离为零。

(2)单元空间的正面(B面)与102B面相互平行且面间距离为零。(3)单元空间的左侧面(C面)与102C面相互平行且面间距离为零。(4)单元空间的右侧面(D面)与104D面相互平行且面间距离为零。(5)单元空间的下表面(E面)与102E面相互平行且面间距离为零。(6)单元空间的背面(F面)与102F面相互平行且面间距离为零。

在如上所述形成零件部件面关联以及单元空间与零件部件面关联的基础上，将单元空间的正面(B面)向近身方向(箭头B方向)移动时，与单元空间的正面(B面)形成单元空间与零件部件面关联的102B面也会随之联动地进行移动。由于102B面与104B面形成零件部件面关联且相互平行、面间距离指定为零，所以102B面向近身方向(B方向)移动时，104B面也会按照零件部件面关联中设定的条件，与102B面一同向近身方向(B方向)移动。因此，通过使单元空间的正面B向近身方向移动，能够使102B面与104B面一同联动地向近身方向移动。

将单元空间的右面(D面)向右方向(箭头D方向)移动10mm时，与单元空间的右面(D面)形成单元空间与零件部件面关联的104D面会相应联动地向右方向移动。由于板材104的横向长度500mm设定为可变，所以板材104(零件部件)的横向长度500mm会延长10mm，变为510mm。

将单元空间的左面(C面)向左方向(箭头C方向)移动10mm时，与单元空间的左面(C面)形成单元空间与零件部件面关联的102C面会相应联动地向左方向移动。由于板材102的厚度固定为30mm，所以102C面向左方向移动10mm时，102C的相反面即102D面也会向左方向移动10mm。由于102D面与104C面的面间距离为0.5mm且形成有零件部件面关联，所以102D面向左方向移动10mm时，104C面也会随之向左方向移动10mm。由于板材104(零件部件)的横向长度设定为可变值，所以104C面向左方向移动10mm时，板材104(零件部件)的横向长度会增长10mm，变为510mm。104D面与单元空间的C面、102C面、102D面都未形成面关联，所以位置不变。

将单元空间的上表面(A面)向上(箭头A方向)移动10mm时，与单元空间的A面形成单元空间与零件部件面关联的102A面会向上(箭头A方向)移动10mm。由于102A面与104A面的面间距离为零且形成了零件部件面关联，所以102A面向上(箭头A方向)移动10mm时，104A面也会与其联动，向上(箭头A方向)移动10mm。由于板材104的厚度固定为30mm，所以104A面向上移动时，104A面的相反面即104E面也会向上(箭头A方向)移动10mm。

将单元空间的下表面(E面)向下(箭头E方向)移动10mm时，与单元空间的E面形成单元空间与零件部件面关联的102E面会向下(箭头E方向)移动10mm。虽然102E面与104E面相互平行，但它们未形成零件部件面关联，所以即使102E面向下移动，104E面也不会随之向下移动。

＜单元空间面关联＞

本发明的一实施例中，“单元空间面关联”是指一个产品由多个单元构成时，通过指定一个单元的单元空间的6个面中的一个面与另一个单元的单元空间的平行的一个面之间的面间距离来设定两者的位置关系。在两个单元空间的面相互形成单元空间面关联的状态下，将形成所述面关联的一个单元空间的一个面在与该面垂直的方向上移动时，与该一个面形成单元空间面关联的另一个单元空间的面会按照单元空间面关联中指定的关系，联动地进行移动。

＜收纳空间与单元空间面关联＞

本发明的一实施方式中，“收纳空间与单元空间面关联”是指通过指定骨架单元的收纳空间的面与收容在该收纳空间的填充单元的单元空间的对应平行的面之间的距离来形成面关联。填充单元收容在骨架单元的收纳空间中时，指定填充单元的单元空间的面和与其平行对应的收纳空间的面之间的面间距离。其结果是，透过填充单元的单元空间，能够相互联动地变更骨架单元的零件部件的尺寸以及填充单元的零件部件的尺寸。收纳空间与单元空间面关联和单元空间面关联基本相同，差别仅在于面关联的对象空间是单元空间还是收纳空间。

＜加工＞

本发明的一实施方式中，“加工”是指开孔、开槽、切口等对零件部件实施的机械加工。本发明的实施例中，零件部件全都具有长方体形状的轮廓，其实际形状应把握为通过对该长方体实施机械加工后的形状。本发明的实施例的设计系统中，从录入在存储器中的加工的主数据中选择确定的加工，在零件部件的长方体的面的XY坐标的指定位置录入所选择的加工。

＜加工位置＞

本发明的一实施方式中，“加工位置”是指零件部件的长方体的面上输入了使用本发明的系统选择的加工的位置。加工位置使用实施加工的面的长方形的XY坐标来表示。参照图22，A、B、C、F为孔的中心位置即加工位置，根据从中心位置算起的直径来指定孔的大小。加工槽E时，将槽的横向长度上包围长方形的a、b、c、d这4个点指定为加工位置。加工切口D时，将包围加工对象即板材的缺角的正面长方形的p、q、r、s这4个点指定为加工位置。这些加工位置信息是用来决定加工机械对加工对象实施开孔、开槽、切口等加工的位置的最低限度的必要信息。加工机械接收这些位置信息以及其他必要信息(孔、槽的深度等)后，能够对零件部件实施机械加工。

＜加工机械＞

本发明的一实施方式中，“加工机械”是指打榫机、开榫机、切锯机等家具制造企业用来对家具的构成部件实施机械加工的装置。优选对从本发明的系统输出的BOM数据和加工明细数据实施编码，使其能够被制造工厂的加工机械读取。

从本发明的系统输出的BOM数据和加工明细数据包含加工的对象(板材等)、对加工对象实施的加工的内容的相关信息以及实施加工的位置的相关信息。制造工厂接收到从本发明的系统输出的数据后，基于所接收的构成明细和加工明细的数据，相应自身具备的加工机械的处理能力，选择用于加工的加工机械的种类和加工方法，对板材实施加工。

参照图22，板材具有固定的厚度、横向宽度以及纵向长度，并使用纵向3个NC(钻孔机)在其前表面形成直径8mm的孔A。B、C是用来安装配件的杯孔，杯孔(日语：カップ穴)大多使用专用的杯孔加工机械来形成，但也能够使用通常的NC机床通过钻孔机来形成。D是设置在板材的右上角的切口，能够使用切角机来形成。E是在板材的长度横向形成宽3mm、深度6mm的槽，能够使用开榫机来形成。F是直径50mm的贯通孔，能够使用NC机床的钻孔机来形成。

加工板材的加工工厂所具有的加工机械有时会相同，有时也会各不相同。图22中，对板材形成孔A、F、切口D的加工中，A工厂和B工厂都具有相同的加工机械(NC机床钻孔机、切角机)，因此能够形成，但槽E的加工中，A工厂具备开榫机，所以能够形成，B工厂不具备开榫机，所以使用NC机床钻孔机来形成。

从本发明的系统输出的BOM数据与加工明细数据优选以能够在加工机械侧读取、经标准化的形式提供加工的对象(板材等)、对加工对象实施的加工的种类/内容的相关信息以及实施加工的位置的相关信息。图23示出了从本发明的系统提供给加工机械的BOM数据及加工明细数据的形式的一例。制造工厂从本发明的系统接收经标准化的形式的数据，通过使用自身具有的加工机械进行读取，从而能够基于BOM数据和加工明细数据，加工制造家具的部件。

＜坐标转换＞

本发明的一实施方式中，“坐标转换”是指将利用一个长方体的一个面的XY坐标指定的位置转换为利用其他长方体的与所述一个面平行的面的XY坐标指定的位置。

参照图5(A)，考虑使用榫子将顶板104的左侧面104C接合固定至左侧板102的内侧面102D的情况。在将顶板104垂直接合至左侧板102的状态下，两者的相互位置关系根据与顶板104和左侧板102外接的虚拟长方体空间(单元空间通过虚线表示)的6个面、顶板104的各面以及左侧板102的各面之间的面间距离来规定。

图5(A)中，左侧板102的单元空间的关系为，102A面与单元空间的上表面平行且面间距离为零，102B面与单元空间的正面平行且面间距离为零，102C面与单元空间的左面平行且面间距离为零，102D面为102C面的相反面，102的厚度固定为30mm。102E面与单元空间的下表面平行且面间距离为零，102F面与单元空间的背面平行且面间距离为零。

同样地，图5(A)中，顶板104与单元空间的关系为，104A面与单元空间的上表面平行且面间距离为零，104B面与单元空间的正面平行且面间距离为零，104C面从单元空间的左面离开102的厚度尺寸+0.5mm，104D面与单元空间的右面平行且面间距离为零，104E面为104A的相反面，104的厚度固定为30mm，104F面与单元空间的背面平行且面间距离为零。

使用以104C面的长方形的左侧近身下方的角为原点的XY坐标来指定登记在顶板104的左侧面104C面的榫孔a、b的位置。图5(B)的例子中，a的XY坐标位置为(100mm、10mm)、b的坐标位置为(200mm、10mm)。将顶板104接合至右侧板102时，将与录入在顶板104的左侧面104C面的两个榫孔的中心位置a(100mm、10mm)、b(200mm、10mm)对应的设置在左侧板102的内侧面102D上的两个榫孔的坐标位置设为a’b’，则能够根据搁板104与左侧板102的位置关系，设为a’(100mm、490mm)、b’(200mm、490mm)，计算a’b’在左侧板102的102D面上的XY坐标的位置。

(实施方式)

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

本发明的实施方式的系统能够作为在Windows(注册商标)等OS中运行的应用软件进行运行。作为三维计算机图形界面，优选在OS与本系统的应用软件之间安装OpenGL(注册商标)等应用程序编程接口。

图1示出了本发明的一实施方式即家具的设计系统的整体结构图。图1中，家具设计系统与制造工厂6及销售代理店4或房屋建筑商5具备的PC连接。并且，家具设计系统构建了网站3。

销售代理店4或房屋建筑商5基于PC或产品目录，向顾客2提出使用本发明的家具设计系统1设计出的产品。从顾客2获得尺寸或规格的变更要求后，销售代理店4或房屋建筑商5会再次提出使用家具设计系统1变更尺寸或规格后设计出的物品，并包含其报价价格和交货期。按照再次提出的产品的规格尺寸和价格交货期收到来自顾客的购买订单后，将该数据发送至家具设计系统1。接收到订单的家具设计系统1基于输入数据计算制造收到订单的产品所需的数据，并将通过计算生成的数据发送至合作生产的制造工厂6。除了以上方法以外，顾客还能够无需透过销售代理店或房屋建筑商，而是通过访问定制家具设计系统1构建的网站3并输入所希望的种类尺寸的物品来直接下单。

图2示出了本发明的实施方式即家具设计系统的内部结构。

本系统1由单元设计系统和单元组装系统构成，该单元设计系统用来设计家具的单元，该单元组装系统将通过单元设计系统设计出的单元进行组装来设计家具产品，并且基于具有相同产品编号的零件部件的数据，输出构成该产品的部件的构成明细(BOM)和各部件的加工明细。

设计师通过访问单元设计系统并输入家具的零件部件的尺寸信息、组合信息以及对零件部件的加工信息，来制作单元。

想要通过本发明的系统订购所设计的家具时，可访问单元组装系统，调出事先使用单元设计系统制作并录入存储器中的单元，在对单元调整尺寸的基础上，组合单元从而设计产品，将所设计的产品的构成明细(BOM)和加工明细输出至制造工厂。

收到使用本系统设计出的产品的订单时，按照单元和产品对所设计的产品的零件部件的部件构成明细和加工明细进行分类并制作，并与产品的编号一同发送至制造工厂6。制造工厂6需要时，还会发送设计图。本系统1也可以自身不打印相应顾客的希望设计并接受订单的产品的6面图，而是将制造数据发送至制造工厂6，在制造方一侧按照自身的样式打印设计图。

图3(A)示出了本发明的实施方式即单元设计系统的PC画面的例子。图3(B)示出了本发明的实施方式即单元组装系统的PC画面的例子。在本发明的系统的PC画面中设计家具时，优选将部件的棱线设计为全都排列在PC画面中的XYZ坐标轴的某一方向上。本发明的系统中，全都将部件设为长方体来把握，因此设定为从长方体的一个角延伸出的3条边向PC画面中的世界坐标XYZ轴的某一方向延伸。

实施例1(书架)

图6示出了使用本发明的实施例的系统设计出的书架。

1.单元和零件部件

＜产品的构成＞

图6的书架由柜子100(单元1)和搁板106(单元2)构成。单元1的柜子100由右侧板101、左侧板102、背板103、顶板104、底板105这5个零件部件构成。单元2是仅由搁板106这1个零件部件构成的单元。

A.使用单元设计系统进行的操作

2.使用单元设计系统制作单元。

＜柜子的制作＞

步骤1)组装板材制作柜子。

点击板材的图标读取板材的数据，存储在存储器中的板材按照暂定的纵横厚度的尺寸，在画面上示出了该暂定尺寸的板材(零件部件)。复制所示出的板材(零件部件)，生成零件部件所需数量(本实施例中为5个)。接着，输入板材(零件部件)的初始尺寸、可变/固定的区分以及尺寸可变时最大值/最小值的设定(任意)。输入初始尺寸以及可变/固定、最大值最小值的设定(任意)后，在画面上拖动各零件部件，通过使其分别排列、配置在PC画面的XYZ轴方向上，从而组装并制成柜子100。

参照图7(A)，柜子100由5个零件部件(右侧板101、左侧板102、背板103、顶板104以及底板105)构成。右侧板101与左侧板102的初始尺寸都为高度700mm(可变)、进深300mm(可变)以及厚度15mm(固定)。顶板104与底板105的初始尺寸都为横向长度370mm(可变)、进深299.5mm(可变)以及厚度15mm(固定)。背板103的初始尺寸为横向长度400mm(可变)、高度700mm(可变)以及厚度15mm(固定)。

步骤2)在板材相互之间形成零件部件面关联。

首先，CPU对各零件部件的6个面自动赋予识别符号。将各上表面设为A面、正面设为B面、左侧面设为C面、右侧面设为D面、下表面设为E面，背面设为F面时，对右侧板101的6个面分别赋予识别符号101A、101B、101C、101D、101E以及101F，对左侧板102的6个面分别赋予识别符号102A、102B、102C、102D、102E以及102F，对背板103的6个面分别赋予识别符号103A、103B、103C、10三维、103E以及103F，对顶板104的6个分别面赋予识别符号104A、104B、104C、104D、104E以及104F，对底板105的6个面分别赋予识别符号105A、105B、105C、105D、105E以及105F。

作为零件部件面关联的步骤，例如在图8的例子中，如下以左侧板102为基准，开始面关联。

1.左侧板102的右侧面102D与顶板104的左侧面104C相互平行且在同一平面上。

2.左侧板102的右侧面102D与底板105的左侧面105C相互平行且在同一平面上。

3.左侧板102的左侧面102C与背板103的左侧面103C相互平行且在同一平面上。

4.左侧板102的正面102B与右侧板101的正面101B相互平行且在同一平面上。

5.左侧板102的正面102B与顶板104的正面104B相互平行，并且102B与104B相距0.5mm。

6.左侧板102的正面102B与底板105的正面105B相互平行，并且102B与105B相距0.5mm。

7.左侧板102的背面102F与右侧板101的背面101F相互平行且在同一平面上。

8.左侧板102的背面102F与顶板104的背面104F相互平行且在同一平面上。

9.左侧板102的背面102F与底板105的背面105F相互平行且在同一平面上。

10.左侧板102的背面102F与背板103的正面103B相互平行且在同一平面上。

11.左侧板102的上表面102A与顶板104的上表面104A相互平行，并且102A与104A相距0.5mm。

12.左侧板102的上表面102A与右侧板101的上表面101A相互平行且在同一平面上。

13.左侧板102的下表面102E与底板105的下表面105E相互平行，并且102E与105E相距0.5mm。

14.左侧板102的下表面102与右侧板101的下表面101E相互平行且在同一平面上。

15.左侧板102的上表面102A与背板103的上表面103A相互平行且在同一平面上。

16.左侧板102的下表面102E与背板103的下表面103E相互平行且在同一平面上。

零件部件中，有的面与左侧板102的任何面都未形成面关联，因此仅以左侧板为基准形成面关联时，并无法完全定义柜子100。因此，以左侧板为基准开始的面关联完成后，还要如下所示使右侧板101与背板103、顶板104、底板105形成面关联。

17.右侧板101的左侧面101C与顶板104的右侧面104D相互平行且在同一平面上。

18.右侧板101的左侧面101C与底板105的右侧面105D相互平行且在同一平面上。

19.右侧板101的右侧面101D与背板103的右侧面103D相互平行且在同一平面上。

如上所述，在构成柜子100的各零件部件之间形成的零件部件面关联如图8所示。将由上述相互形成零件部件面关联的零件部件构成的柜子100设为单元1。设计单元1后，单元设计系统会将单元1的外接长方体空间作为单元空间进行计算。

步骤3)使上述制成的单元1的单元空间的6个面(A面、B面、C面、D面、E面以及F面)与构成单元1的各零件部件之间形成单元空间与零件部件面关联。

1.单元空间的上表面(A面)与左侧板102的上表面102A相互平行且面间距离为零。

2.单元空间的下表面(E面)与左侧板102的下表面102E相互平行且面间距离为零。

3.单元空间的左侧面(C面)与左侧板102的左侧面102C相互平行且面间距离为零。

4.单元空间的右侧面(D面)与右侧板101的右侧面101D相互平行且面间距离为零。

5.单元空间的正面(B面)与左侧板102的正面102B相互平行且面间距离为零。

6.单元空间的背面(F面)与背板103的背面103F相互平行且面间距离为零。

如上所述，在单元1(柜子100)的单元空间与构成单元1的各零件部件之间形成的单元空间与零件部件面关联如图9所示。

构成单元1的零件部件的面与单元1的单元空间的和其平行对应的面形成单元空间与零件部件面关联。各零件部件的面与其他零件部件的平行对应的面直接或间接地形成零件部件面关联。如此，通过事先形成单元空间与零件部件面关联以及零件部件面关联，从而在利用单元组装系统移动单元1的单元空间的一个面时，单元1的零件部件的面会与其联动地进行移动，并且与该零件部件形成零件部件面关联的其他零件部件的面会与其联动地进行移动。

图7(A)、图8中，右侧板101E面与左侧板102E面都未与顶板104E面形成零件部件面关联。同样地，右侧板101A面和左侧板102A面都未与底板105A形成零件部件面关联。由于顶板104的厚度设定为固定值，右侧板101、左侧板102以及背板103的高度设定为可变值，所以右侧板101E面与左侧板102E面以及右侧板101A面与左侧板102A分别能够上下移动，通过使这些面向上下方向移动，能够在固定顶板104的厚度的状态下，变更柜子100的高度尺寸。

步骤4)在柜子中设定收纳空间

上述面关联结束后，在柜子100的内部空间中设定收纳空间P。收纳空间P按照图7(A)的右下方所示的6个方向的箭头，具有A面、B面、C面、D面、E面以及F面。收纳空间P的A面、C面、D面、E面以及F面分别与柜子100的104E面、102D面、101C面、105A面以及103B面相对。柜子100正面为开口，因此并不存在与收纳空间P的B面相对的零件部件的面。通过在柜子100的内部空间设定收纳空间，能够收容填充单元，形成收纳空间与单元空间面关联。

步骤5)在顶板、底板与左右侧板设置榫孔。

为了利用榫子将柜子100的顶板104与底板105分别接合固定至左右侧板102、103，在顶板104和底板105的左右横切面上设置3处具有外径6mm和深度8mm的圆筒状榫孔。通过将设置在顶板、底板的横切面上的榫孔转印至左右侧板的对应位置，从而在左右侧板的内面设置榫孔。本发明的实施例的系统中利用零件部件的面的XY坐标来确定榫孔的位置时，以榫孔的圆筒的圆的中心位置为基准确定位置。

图7(B)表示图7(A)的柜子100的顶板104的左横切面104C面。图7(C)示出了104C面与左侧板102D面接合时102D面上的XY坐标下的3个榫孔的位置。顶板104的上表面相对于侧板101和102的上表面设有稍许的阶差，缩入0.5mm。同样地底板105的下表面相对于侧板101和102的下表面设置有稍许的阶差，上抬0.5mm。相对于左右侧板101、102的正面101B面、102B面，顶板的104B面、底板的105B面都缩入0.5mm。

参照图7(B)，将104C面的长方形的左下角设为原点(0，0)，将从原点延伸的两条边设为x轴、y轴，设定二维坐标(局部坐标)。关于3个榫孔a、b、c，在长方形的横向上，从两端算起30mm的位置设置a和c，并在将横边的长度二等分的中心位置设置b。在长方形的纵向上，将a、b、c这3个榫孔都设置在将纵边的长度(15mm)二等分的中心位置上。

顶板的进深比侧板的进深300mm要小0.5mm，为299.5mm，由于顶板的厚度(固定)为15mm，所以在将104C面的长方形的左下角设为原点(0，0)的局部坐标中，3个榫孔a、b、c的位置分别为a(30mm、7.5mm)、b(149.75mm、7.5mm)以及c(269.5mm、7.5mm)。

接着，参照图7(C)，将104C面的榫孔a、b、c在垂直方向上投影至柜子100的左侧板102(D)面，设为a’、b’、c’。在将左侧板102D面的长方形的左下角设为原点(0，0)的XY坐标中，a’、b’、c’的位置为a’

(30.5mm、692.0mm)、b’(150.25mm、692.0mm)、c’(270.0mm、692.0mm)。

设置在使用榫子接合至左侧板102D面的底板105的左横切面105C面和左侧板102D面上设置的榫孔也与上述相同。此外，柜子100为左右对称结构，因此顶板104D面与右侧板101C面、底板105D面与右侧板101C面相同。

＜活动搁板的制作＞

步骤6)制作活动搁板106(单元2)。

点击图标后读取出的板材会作为活动搁板106的零件部件显示到画面上。将活动搁板的初始尺寸设定为横向长度369mm、进深299.5mm、厚度15mm(固定)。为了使活动搁板容易在柜子内移动，活动搁板的横向长度设定为比柜子的收纳空间的横向宽度小1mm。

步骤7)将活动搁板106设为单元2，使与单元2的单元空间以面间距离为零形成单元空间与零件部件面关联。将活动架106设定为仅由一个零件部件构成的单元2。将单元2的外接长方体空间直接设定为单元2的单元空间。

步骤8)对支撑搁板的榫子的榫孔进行定位。

参照图10(A)(B)(C)，在左侧板102的右侧面102D的面上设置利用榫子支撑活动搁板的底部的3个榫孔。为了使活动搁板106可在柜子内上下移动，需要设定为设置在左侧板102D面上的榫孔的位置会随着搁板106的高度位置发生变化。因此，以活动搁板106的横切面106C面的位置为基准，设定设置在侧板102D的面上的榫孔的位置，并且将以搁板106的横切面106C为基准设定的虚拟的基准位置在垂直方向上投影至102D面而确定的侧板102D面上的位置被设为102D面上的榫孔的位置。

参照图10(B)，设定以搁板106C面的长方形的左下角为原点的xy坐标(局部坐标)，并且利用搁板106C面的长方形上设定的XY坐标来确定用来在左侧板102D面设置榫孔的基准位置g、h、i。实施例1的书架中，活动搁板106的初始尺寸为进深299.5mm、厚度15mm，榫孔的外径为6mm，因此从搁板106C面的长方形的左端开始，榫孔基准位置g、h、i依序为g(30mm、-3mm)、h(149.75mm、-3mm)、i(269.5mm、-3mm)。

图6中，搁板106设定为位于将左右侧板的高度方向的长度二等分的高度位置，因此柜子100夹住搁板106而上下对称。因此，顶板与侧板之间的榫孔的设定也能够复制到底板与侧板之间。此外，由于收容有搁板106的柜子100是左右对称的，所以设定在搁板106的面上的榫孔(基准位置)以及从该处至侧板的面的榫孔加工时，能够将设定在搁板的面上的信息复制至相反面。

B.使用单元组装系统进行的操作

3.读取单元并在画面上组合制成产品。

步骤9)在画面上显示单元1和2。

点击单元组装系统的菜单画面的图标，读取利用单元设计系统设计并录入存储器中的单元内所期望的类型的单元，并显示在画面上。此处，读取柜子的单元并作为单元1进行显示，读取由搁板用板材的零件部件构成的单元并显示为单元2。

步骤10)将活动搁板(单元2)收容至柜子(单元1)中。

在图6所示的柜子100的收纳空间P中，将活动搁板106拖动至想要设置的高度位置。图6中，活动搁板106设置在最初左右侧板的高度方向的中心位置。

将搁板106收容至由柜子100的零件部件即侧板101、102、顶板104、底板105以及背板103包围的收纳空间P中。图6的例子中，在拖动搁板106的位置，搁板106的周围4个面(106B面、106C面、106D面、106F面)与收纳空间P的对应的4个面(B面、C面、D面、F面)的面间距离为零并且形成收纳空间与单元空间面关联。

活动搁板106收容至收纳空间P时，使在左右侧板的内面支撑搁板的榫孔转印至侧板。如图10(A)所示，搁板106的下表面由插入设置在左侧板上的3个榫孔的榫子来支撑，因此搁板的横切面自身并未设置榫孔。搁板的横切面106C面设定有虚拟的基准位置，其用来对设置在与该横切面106C面相对的左侧板102D面上的榫孔的位置进行定位。

参照图10(B)，以搁板106C面的长方形的左下角为原点的xy坐标(局部坐标)中，搁板106C面的榫孔的基准位置g、h、i为g(30mm、-0.3mm)、h(149.75mm、-0.3mm)、i(269.5mm、-0.3mm)。将从g、h、i的各位置向与106C面垂直的方向投影至左侧板102的右侧面102D上而确定的位置设为g”、h”、i”时，在以右侧板的长方形的左下为原点的XY坐标中，g”、h”、i”的坐标分别为g”(30.5mm、339.5mm)、h”

(150.25mm、339.5mm)、i”(270mm、339.5mm)。

将搁板106收容至柜子100的收纳空间P后，对以搁板106的横切面为基准而确定的位置g、h、i输入的榫子加工会自动转印输入至左侧板102的右侧面102D的g”、h”、i”的位置。

搁板106C面、左侧板102D面的榫孔位置的设定与相反面即搁板106D面、右侧板101C面相同，因此将对搁板106D面、右侧板101C面实施的加工复制到相反面即可。

步骤11)输入单元的尺寸变更

参照图6、图7、图8、图9，说明将柜子100(单元1)的进深从300mm变更为400mm的操作。

相对于单元空间的背面(F面)，将面的位置向进深方向(F方向)移动100mm，背板103的厚度固定，并且参照图8，102F面、101F面都与背板103B面的面间距离为零，并且形成了零件部件面关联，因此左侧板102的102F面、右侧板101的101F面都会向进深方向(F方向)移动100mm。由于左侧板102、右侧板101的进深设定为可变，所以左侧板102、右侧板101的进深会延伸100mm，变为400mm。另外，102B面、101B面未与背板103F面、103B面形成零件部件面关联，因此将单元空间的背面(F面)向F方向移动时，虽然背板103F面、103B面会向F方向移动，但102B面、101B面并不会联动地移动。

柜子100的进深从300mm变更为400mm后的榫孔的位置如图11所示。

同样地，参照图6、图7、图8、图9，说明将柜子100(单元1)的高度700mm降低10mm，变更为690mm的操作。

图9中，单元1的上表面(A面)与左侧板上表面102A形成了单元与零件面关联，因此将单元1的高度设为690mm后，左侧板102A面会按照面关联中设定的关系(两者间的距离为零)，与其联动，向下移动10mm。如此，参照图8，由于左侧板上表面102A按照与顶板104的上表面104A相互平行且相距0.5mm这一设定形成面关联，所以顶板104的上表面104A会一边保持与左侧板102A面相距0.5mm的关系，一边向下降低10mm。并且，左侧板上表面102A按照右侧板101的上表面101A与背板103的上表面103A相互距离为零的设定形成了面关联，因此左侧板上表面102A向下移动10mm后，右侧板101A面和背板103A面也会联动地向下移动10mm。其结果是，随着将单元1的高度设为690mm这一变更的输入，零件部件101、102、103的高度尺寸会分别缩小10mm，都变为690mm。

将柜子100的高度从700mm变更为690mm后，榫孔的位置如图12所示。图12示出了左侧板102D面的榫孔的位置设定，设定在右侧板101C面上的榫子的位置设定也同样。

并且，参照图6、图7、图8、图9、图10，说明将收容在柜子100(单元1)中的搁板106(单元2)的位置下降10mm的操作。

图10中，搁板106设置在将侧板的高度二等分的中心位置，因此搁板106的下表面106E设置在从左侧板102的下表面102E、右侧板101的下表面101E算起都为342.5mm(700mmx1/2-7.5mm)的距离处。

搁板106的零件部件作为单元2，其周围4面(B面、C面、D面、F面)与收纳空间P的B面、C面、D面、F面相互的面间距离为零且形成了收纳空间与单元空间面关联，但并未指定上表面(A面)与下表面(E面)相互的面间距离，因此搁板106能够一边按照关于周围4个面设定的收纳空间与单元空间面关联一边向上下方向自由移动。

将搁板106向下移动10mm，使底面106E与101的底面相距332.5mm时，如图10(C)和图13所示，106C面的基准位置g、h、i的Y坐标会下降10mm，其结果是，对102D面实施的加工g”、h”、i”在设定于102D面上的XY坐标上的Y坐标会分别降低10mm。

将柜子100的搁板的高度位置变更为降低10mm后的榫孔位置如图13所示。

步骤12)计算并显示所设计的书架的规格、报价价格以及交货期。

基于构成书架的部件和采购时间，计算经过步骤11)的尺寸变更后设计而成的书架的价格以及交货期的估计，并将其结果与所设计的书架的立体图像一同显示在PC画面上。

图18是本实施例的书架中使用的部件的价格和采购时间的主数据的例子。各部件的价格和采购时间由制造工厂6提出，并存储至本发明的系统的存储器中。

本实施例中，基于录入零件部件的主数据中的各部件的价格，将产品的制造中使用的零件部件的价格累加后，再加上人工和各种经费及利润，计算出产品的报价价格。关于产品的交货期，基于录入零件部件的主数据中的各部件的采购所需的时间，在产品的制造中使用的多个零件部件中采购时间最长的时间上加上加工、组装制作时间、包装以及搬入时间，计算出书架的交货期。

步骤13)向顾客询问输出显示的产品是否OK。

在PC画面上，以立体图像的形式、输出显示通过对单元输入变更来变更尺寸后的书架。如果顾客对输出到画面上的产品的规格和报价价格、交货期满意，则决定购买所提出的家具。如果对所显示的规格、价格或者交货期不满意，并希望进行修正，则返回步骤11)的变更输入。

另外，本实施例的系统中，作为零件部件相互之间的接合机构，未指定是使用接着剂还是使用螺钉等。这些能够作为对于零件部件进行的加工来实施设定。或者接合零件部件的方法也可以并非由本发明的系统来指定，而是委托进行制造合作的制造工厂来指定。

4.对产品的制造进行下单。

步骤14)将顾客下单的产品的制造数据通过家具设计系统1发送给制造工厂。

本发明的实施例中，作为向制造工厂提供的制造数据，会提供1.零件部件的构成明细(BOM数据)、2.加工明细以及3.设计图。

1.构成明细(BOM数据)

图14示出了使用本实施例的系统设计出的书架的部件构成明细数据(BOM数据)。对书架赋予产品编号001。对构成书架的两个单元(柜子和架子)分别赋予单元编号1和单元编号2。对单元1和2的各零件部件赋予零件部件编号，并对各零件部件分别指定材料、宽度、高度、厚度以及数量。

2.加工明细

图15(A)示出了对使用本实施例的系统设计出的书架的左侧板102实施榫孔加工的加工明细。图15(B)示出了将书架的高度降低10mm时左侧板102的榫孔的加工明细。图15(C)示出了将搁板106的位置降低10mm时左侧板102的榫孔的加工明细。

图15(A)(B)(C)仅示出了对与搁板106C相对的左侧板102D实施的榫孔加工，但在与搁板106D相对的右侧板101C之间也实施同样的榫孔加工。

3.设计图

图16(A)、(B)、(C)分别是使用本实施例的系统设计出的图6的书架的俯视图、主视图以及右侧视图。图17(A)-(F)分别是使用本实施例的系统设计出的图6的书架的(A)右侧板、(B)左侧板、(C)顶板、(D)背板、(E)底板、(F)搁板106的俯视图、主视图、侧视图。(F)搁板106使用了复合板，因此示出了适用贴附在该6个面上的表面材料和横切面材料的情况。

步骤15)制造工厂接收构成明细(BOM)和加工明细的数据后，按照该数据制造产品。制造工厂通过与本系统合作，接收上述图14的构成明细(BOM数据)和图15的加工明细数据，从而能够利用自动生产线对接受订单的家具实施自动加工。制造工厂也能够使用图16(A)-(C)以及17(A)-(F)所示的设计图，不通过自动生产线，而是采用基于以往图纸的方法制造接受订单的家具。或者制造工厂也能够同时使用自动生产线和以往的制造方法，制造接受订单的家具。

实施例2(带抽屉的储物箱)

图20(A)、(B)示出了本发明的另一实施例即带抽屉的储物箱。图20的带抽屉的储物箱由柜子100(单元1)、抽屉内箱200(单元2)、抽屉前板300(单元3)以及把手400(单元4)构成。把手400并非长方体形状，将其最小的外接长方体空间设为把手400的轮廓，与板材同样地作为具有长方体的轮廓的零件部件进行处理。

单元1(柜子100)是骨架单元，具有收纳空间P1和收纳空间P2。单元2(抽屉内箱)是填充单元，图20(A)中，单元2收容在柜子100的收纳空间P2内，并形成收纳空间与单元空间面关联。单元3(抽屉前板300)和单元4(把手400)与单元2(抽屉内箱)组合构成抽屉，抽屉与柜子(单元1)组合构成产品即带抽屉的储物箱。

单元1(柜子100)由作为零件部件的右侧板101、左侧板102、背板103、顶板104、底板105以及搁板106等各零件部件构成。单元1的各零件部件与单元1的单元空间的6个面形成单元空间与零件部件面关联，并且各零件部件的相互平行的面之间形成零件部件面关联。

单元2(抽屉内箱200)的零件部件由抽屉左侧板201、抽屉右侧板202、抽屉底板203以及抽屉后板204构成。单元2的各零件部件与单元2的单元空间的6个面形成单元空间与零件部件面关联，并且各零件部件的相互平行的面之间形成零件部件面关联。单元3(抽屉前板300)的零件部件仅为抽屉前板300。同样地，单元4(把手400)的零件部件仅为把手400。

单元3(抽屉前板300)与单元2(抽屉内箱)的各单元空间相互形成单元空间面关联，在单元空间面关联中，抽屉前板的单元空间的背面(F面)与抽屉内箱的单元空间的正面(B面)的面间距离指定为零。单元1(柜子100)和单元3(抽屉前板)的各单元空间之间形成单元空间面关联，在单元空间面关联中，单元3(抽屉前板)的单元空间的背面(F面)与单元1(柜子100)的单元空间的正面(B面)之间的面间距离指定为5mm。单元3(抽屉前板)与单元4(抽屉把手400)的各单元空间之间形成单元空间面关联，在单元空间面关联中，抽屉前板的单元空间的正面(B面)与抽屉把手的背面(F面)的面间距离指定为零。

在设定以上各面关联的基础上，将单元1(柜子100)的单元空间的下表面向下(E方向)降低10mm后，与单元空间的下表面形成单元空间与零件部件面关联的零件部件的下表面会向下(E方向)移动10mm。于是，与该零件部件形成零件部件面关联的其他零件部件的下表面会按照零件部件面关联中设定的面间距离而向下移动10mm，随之，其他零件部件的尺寸会被变更，单元1(柜子100)的收纳空间P2的尺寸会被变更。当收纳空间P2的尺寸发生变更时，与收纳空间P2形成收纳空间与单元空间面关联的抽屉内箱单元2的单元空间的尺寸被变更。当抽屉内箱单元2的单元空间的尺寸发生变更时，构成抽屉内箱单元2的各零件部件的尺寸会按照单元空间与零件部件面关联以及零件部件面关联而发生变更。

当单元1(柜子)的尺寸发生变更时，抽屉前板单元的尺寸会按照单元1的单元空间与前板单元3的单元空间之间形成的单元空间面关联而发生变更。其结果是，抽屉前板的零件部件的尺寸被变更。

在抽屉前板单元3的尺寸发生变更时，安装在抽屉前板上的把手单元4的尺寸会按照前板单元3的单元空间的正面(B面)与把手单元4的单元空间的F面之间的面间距离设定为零的单元空间面关联而发生变更。其结果是，抽屉把手的零件部件的尺寸会发生变更。

实施例3(带门的储物箱)

图21示出了本发明的另一实施例即带门的储物箱。图21的带门储物箱(产品)由柜子100(单元1)、门300(单元2)以及把手400(单元3)构成。门200与柜子100之间设有2mm间隔。

构成单元1(柜子100)的各零件部件的面相互之间以面间距离为零形成了零件部件面关联。单元1的单元空间与构成单元1(柜子100)的各零件部件的面之间以面间距离为零形成了单元空间与零件部件面关联。

单元1的单元空间1与单元2(门)的单元空间2以在门与柜子之间设置了2mm的间隔来形成了单元空间面关联。图21中，单元空间1的上表面(A面)与单元空间2的上表面(A面)相互平行且在同一平面上。单元空间1的左侧面(C面)与单元空间2的左侧面(C面)相互平行且在同一平面上。单元空间1的右侧面(D面)与单元空间2的右侧面(D面)相互平行且在同一平面上。单元空间1的下表面(E面)与单元空间2的下表面(E面)相互平行且在同一平面上。单元1的单元空间1的正面(B面)与单元2的单元空间2的背面(F面)相互平行，且面间距离为2mm。门的厚度固定为15mm。

单元2(门)与单元3(门把手400)将把手接合至(外接长方体空间)门的正面。图21中，单元空间2的上表面(A面)与单元空间3的上表面(A面)相互平行且相距规定距离。单元空间2的左侧面(C面)与单元空间3的左侧面(C面)相互平行且相距规定距离。单元空间2的右侧面(D面)与单元空间3的右侧面(D面)相互平行且相距规定距离。单元空间2的下表面(E面)与单元空间3的下表面(E面)相互平行且相距规定距离。单元1的单元空间1的正面(B面)与单元2(门)的单元空间2的背面(F面)相互平行且在同一平面上。

在设定以上面关联的基础上，将单元1(柜子100)的单元空间的上表面向上(A方向)提高10mm后，与柜子单元1的单元空间的上表面形成单元空间面关联的门单元2的单元空间的上表面会向上(A方向)移动10mm。于是，与门单元2的单元空间形成单元空间与单元空间面关联的门把手单元3的单元空间的上表面会按照单元空间面关联的设定，向上(A方向)移动。以上的结果为，构成单元1、2、3的各零件部件的位置和尺寸会联动地进行变更。

以上说明的实施例中，作为家具，为了便于说明本发明采用了构造最简单的产品，但本发明也能够适用于结构更复杂的家具。此外，本发明能够适用于家具的设计和制造，但其适用并不仅限于家具，也能够广泛适用于由多个构成部件构成的立体构造物的设计和制造。

Claims (6)

1.一种使用计算机设计家具的部件的方法，该家具由多个部件组合而构成，其特征在于，

读取存储在存储器中的零件部件的数据，在画面上显示长方体形状的第一零件部件和第二零件部件，并在画面上配置所述第一零件部件和第二零件部件，使得第一零件部件的第一面与第二零件部件的第二面相互平行地相对，

将所述第一零件部件与第二零件部件的各面的长方形的一个角设为原点，将从该角正交延伸的两条边设为X轴和Y轴，设定XY坐标，利用所述第一面的所述XY坐标确定第一位置，

通过使所述第一零件部件的第一面在垂直方向上投影至所述第二零件部件的第二面，从而计算所述第一面与所述第二面的二维位置关系，并基于计算出的位置关系，将所述第一面上的XY坐标位置转换为所述第二面上的XY坐标位置，将与所述第一位置对应的所述第二面上的位置设为第二位置，并利用所述第二面的XY坐标进行确定，

通过对利用所述第一面的XY坐标确定的第一位置输入所选择的加工，从而对利用所述第二面的XY坐标确定的第二位置转印所述输入的加工，

将所述第一零件部件和所述第二零件部件的尺寸数据与对其6个面实施的加工的信息一同输出，

将利用所述第一零件部件的第一面的XY坐标确定的第一位置确定为所述第一面的长方形的横向长度及/或纵向长度的函数，当所述第一面的长方形的横向长度及/或纵向长度发生变更时，利用所述第一面的XY坐标确定的第一位置发生变更，并且利用所述第二面的XY坐标确定的第二位置会与其联动地进行变更。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一零件部件与所述第二零件部件形成零件部件面关联，该零件部件面关联指定相互平行对应的面彼此之间的面间距离。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

设定所述第一零件部件与所述第二零件部件一同外接的虚拟三维长方体空间，并且所述虚拟三维长方体空间的各6个面与所述第一零件部件的一个面以及所述第二零件部件的一个面分别形成单元空间与零件部件面关联，该单元空间与零件部件面关联指定相互平行对应的面之间的面间距离。

4.一种使用计算机设计家具的部件的系统，该家具由多个部件组合而构成，其特征在于，具备：

读取存储在存储器中的零件部件的数据，在画面上显示长方体形状的第一零件部件和第二零件部件的单元，

在画面上配置所述第一零件部件和第二零件部件，使得第一零件部件的第一面与第二零件部件的第二面相互平行地相对的单元，

将所述第一零件部件与第二零件部件的各面的长方形的一个角设为原点，将从该角正交延伸的两条边设为X轴和Y轴，设定XY坐标，利用所述第一面的所述XY坐标确定第一位置的单元，

通过使所述第一零件部件的第一面在垂直方向上投影至所述第二零件部件的第二面，从而计算出所述第一面与所述第二面的二维位置关系，并基于计算出的位置关系，将所述第一面上的XY坐标位置转换为所述第二面上的XY坐标位置，将与所述第一位置对应的第二面上的位置设为第二位置，并利用所述第二面的XY坐标进行确定的单元，

对利用所述第一面的XY坐标确定的第一位置输入所选择的加工，并对所述第二面的第二位置转印所述输入的加工的单元，以及

将所述第一零件部件和所述第二零件部件的尺寸数据与对其6个面实施的加工的信息一同输出的单元，

将利用所述第一零件部件的第一面的XY坐标确定的第一位置确定为所述第一面的长方形的横向长度及/或纵向长度的函数，当所述第一面的长方形的横向长度及/或纵向长度发生变更时，利用所述第一面的XY坐标确定的第一位置发生变更，并且利用所述第二面的XY坐标确定的第二位置会与其联动地进行变更。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述第一零件部件与所述第二零件部件形成零件部件面关联，该零件部件面关联指定相互平行对应的面彼此之间的面间距离。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，

设定所述第一零件部件与所述第二零件部件一同外接的虚拟三维长方体空间，并且所述虚拟三维长方体空间的各6个面与所述第一零件部件的一个面以及所述第二零件部件的一个面分别形成单元空间与零件部件面关联，该单元空间与零件部件面关联指定相互平行对应的面彼此之间的面间距离。

Images