JP2000141152A - 組立性評価装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立容易性を判定する際、組立順序を考慮し
て判定するものはあったが、挿入する組立関係の部品間
の回転対称性を判定せず、不十分な判定となっていた。 【解決手段】 ３次元ＣＡＤシステム１で描画された製
品を構成する各部品の描画データを取得するデータ取得
部５と、前記各部品に対し、付加情報を入力する付加情
報入力手段３と、前記データ取得部５からの描画データ
と前記付加情報入力手段３からの付加情報とから前記製
品の組み立て易さを判定する組立性評価システム２と、
該組立性評価システム２の判定結果を表示する表示手段
４とから構成され、前記組立性評価システム１は、少な
くとも一方の部品に他方の部品を挿入する際、最大どの
程度回転すれば挿入できるかを考慮して組立て易さを判
定する組立容易性判定部８を有する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、組立コストの低減
や組立作業の自動化の可能性を評価する基準の一つとな
る組立性の評価を行う組立性評価装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、多様化する市場に即応した生産
体制を実現するには、製造リードタイムのみならず、製
造ラインの立ち上げのリードタイム短縮が必要であり、
これらリードタイム短縮のためには、組立性及び製造性
を考慮した設計が必要となる。

【０００３】ここで組立性とは、組立可能性と組立容易
性の２つに分類できる。まず、組立可能性とは、３次元
ＣＡＤが普及し、インフラとしても整いつつある状況下
で、３次元データを活用して実際の組立作業のシミュレ
ーションを行い、その可能性を検討するというものであ
る。また、組立容易性とは、組立て易さのことであり、
評価指標としては大きく分けて時間を用いるものと点数
を用いるものとがある。

【０００４】そこで、この種の従来の装置は、例えば特
開平９−３００１４５号公報に記載されている。

【０００５】このものは、組立性評価判定から人的判定
を排除し、常に標準化された適正な評価結果が短時間に
得られ、評価要素に関する知識を有しない人手も容易に
組立性を評価することが出きるようにするものである。

【０００６】具体的には、図５に示すように、３次元モ
デル情報抽出手段３により、３次元データ設計手段２０
の部品の３次元モデルデータから部品ａ、ｂの部品デー
タとして部品名、材料、形状、寸法、肉厚のデータ、お
よび面にかかるデータ（面積、面の向き）や、ネジ穴デ
ータ等を抽出し、さらにアセンブリ情報抽出手段２１に
より、アセンブリ生成手段２２からのアセンブリデータ
から拘束条件、組立基準面、拘束寸法、部品干渉、アセ
ンブリ順序、部品の親子関係を取得する。

【０００７】３次元モデルデータやアセンブリデータか
ら評価項目に対する条件を評価判別手段２３により判別
して、評価点及び工数を割り出し、演算手段２４により
前記判別の結果から評価点数及び工数を集計する。組立
性評価結果はディスプレイ装置２５あるいはプリンタ装
置２６を用いて表示あるいはプリントアウトする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、組立性
を判定するには、前述の寸法やアセンブリ手順も大事な
要因であるが、その他に作業者が部品同士を勘合するた
めに一方の部品から他方の部品に挿入する際、どの程度
一方の部品を回転させれば挿入できるか、という組み立
て易さを判定材料に加えなければ、実際の作業者の組立
容易性は判定できない。

【０００９】即ち、ある一つの部品に他方の部品を挿入
する組立関係が存在している場合に、挿入する一方の部
品を定めた一方向へ回転させて、最大何度回転で挿入で
きるかを判定、即ち挿入する部品の回転軸に対する対称
性（回転対称性）を判定に加える必要がある。

【００１０】本発明は、斯かる課題を解決するためのも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、３次
元設計手段で描画された製品を構成する各部品の描画デ
ータを取得するデータ取得手段と、前記各部品に対し、
付加情報を入力する付加情報入力手段と、前記データ取
得手段からの描画データと前記付加情報入力手段からの
付加情報とから前記製品の組み立て易さを判定する組立
性判定手段と、該組立性判定手段の判定結果を表示する
表示手段と、から構成され、前記組立性判定手段は、少
なくとも一方の部品に他方の部品を挿入する際、最大ど
の程度回転すれば挿入できるかを考慮して組立て易さを
判定する組立容易性判定部を有することを特徴とする。

【００１２】また、前記組立容易性判定部は、前記付加
情報入力からの付加情報により各部品の組立関係を認識
する組立認識部と、該組立認識部で認識した各部品の組
立関係のうち挿入関係にある部品間での回転対称性を検
出する回転対称性検出部と、を有することを特徴とす
る。

【００１３】また、前記組立性判定手段はさらに部品同
士の組立が可能かどうかを判定する組立可能性判定部を
有し、また前記組立容易性判定部は、前記組立可能性判
定部で組立可能と判定したとき前記製品の組み立て易さ
を判定することを特徴とする。

【００１４】さらに、３次元設計手段で描画された製品
を構成する各部品の描画データを取得するデータ取得ス
テップと、前記各部品に対し、付加情報を入力する付加
情報入力ステップと、前記データ取得ステップからの描
画データと前記付加情報入力ステップからの付加情報と
から前記製品の組み立て易さを判定する組立性判定ステ
ップと、該組立性判定ステップの判定結果を表示する表
示ステップと、から構成され、前記組立性判定ステップ
は、少なくとも一方の部品に他方の部品を挿入する際、
最大どの程度回転すれば挿入できるかを考慮して組立て
易さを判定する組立容易性判定ステップを有することを
特徴とする。

【００１５】また、前記組立容易性判定ステップは、前
記付加情報入力からの付加情報により各部品の組立関係
を認識する組立認識ステップと、該組立認識ステップで
認識した各部品の組立関係のうち挿入関係にある部品間
での回転対称性を検出する回転対称性検出ステップと、
を有することを特徴とする。

【００１６】さらに、前記組立性判定ステップはさらに
部品同士の組立が可能かどうかを判定する組立可能性判
定ステップを有し、また前記組立容易性判定ステップ
は、前記組立可能性判定ステップで組立可能と判定した
とき前記製品の組み立て易さを判定することを特徴とす
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を、以下に説明す
る。１は部品の立体描画設定を行う３次元描画手段とな
る３次元ＣＡＤシステム、２は３次元ＣＡＤシステムで
立体描画された複数の部品の描画データを取得し、これ
ら部品を組上げて製品を製造することを想定して、製品
の組立性を判定する組立性判定手段となる組立性評価シ
ステム、３は該組立性評価システム２に前記部品毎の付
加情報、たとえば取り扱いの難易度や部品挿入の難易度
などの情報を入力する付加情報入力手段、４は組立性評
価システムで評価した結果を表示するＣＲＴディスプレ
ーなどの表示手段である。

【００１８】前記組立性評価システム２は、３次元ＣＡ
Ｄシステムから３次元描画された部品の寸法等の情報を
取得するデータ取得手段となるデータ取得部５と、デー
タ取得部５から取得した部品の描画データと前記付加情
報入力手段４から入力した付加情報とを関連付ける連係
部６と、連係部６を介して取得される描画データと付加
情報とから部品同士を組み付けて製品への組み立てが可
能かどうか、即ち組立可能性を判定する組立可能性判定
部７と、該組立可能性判定部７で組立可能と判定したと
き、連係部６からの情報に基づいて製品への組み立てが
容易かどうか、組立容易性を判定する組立容易性判定部
８と、組立可能性判定部７と組立容易性判定部８との各
判定結果を表示手段４へ出力する出力部９とを有してい
る。

【００１９】また、組立容易性判定部８は、連係部６か
らの情報に基づいて各部品間の組立関係を認識する組立
認識部１０と、組立認識部１０で認識した各部品の組立
関係のうち、一方の部品を他方の部品に挿入する組立関
係のものにおいて、回転対称性を判定する回転対称性判
定部とを、さらに有している。

【００２０】かかる構成の動作を、図２に基づいて説明
する。

【００２１】まずステップＳ１ではデータ取得部５が３
次元ＣＡＤシステム１から部品の描画データを取得す
る。ステップＳ２では付加情報入力手段３から入力され
た付加情報とステップＳ１で得られた描画情報とを連結
部６で関連付ける。ステップＳ３では、ステップＳ２で
得られた部品間の組立関係を組立認識部８で抽出し、認
識する。

【００２２】ステップＳ４ではステップＳ３で認識した
部品間の組立関係に基づき、製品への組立が可能かどう
か判定する。ステップＳ５ではステップＳ４での組立可
能性の判定の結果、組立可能ならステップＳ６に移行す
る。

【００２３】ステップＳ６では、回転対称性検出部１１
が後述する動作を行い、各部品の回転対称性を検出す
る。ステップＳ７では他の組立要素の組立容易性を検出
し、ステップＳ４の回転対称性とあわせて組立容易性を
判定する。ステップＳ８ではステップＳ７での組立容易
性の判定結果を表示手段４に表示し、操作者に知らせ
る。

【００２４】操作者は、この表示を見て、組立容易性が
低い、即ち組立難度が高い部分について再度見直し、組
立性が向上できるよう３次元ＣＡＤシステム１から描画
部品の形状を修正し改善していくのである。

【００２５】またステップＳ５で組立可能性の判定の結
果、組立不可能と判定したときステップＳ９に移行す
る。ステップＳ９では表示手段４に組立不可能である旨
の表示と、どの点が不可能であったかの指摘事項とを表
示し、操作者に知らせる。

【００２６】この表示を操作者が見ると、特に指摘事項
を参考にして、３次元ＣＡＤシステム１で描画部品の形
状を修正し、組立可能となるように改善するのである。

【００２７】前述のステップＳ６の回転対称性を検出す
るステップについて、図４の断面星型の部品への挿入を
例に挙げてさらに図３で説明する。

【００２８】まずステップＳ２０では、挿入する部品と
挿入される部品との断面形状を認識する。ステップＳ２
１ではステップＳ２０で認識した断面形状に直線部分が
含まれるものかどうか判断する。ここでは、星型の断面
形状のため、直線部分を含むと判断してステップＳ２２
に移行する。

【００２９】ステップＳ２２では、まず任意のエッジ１
つの長さを測定する。ここでは、エッジＡとし、このエ
ッジの長さを求める。ステップＳ２３では他のエッジの
長さと比較して同じ長さのエッジを探す。今回はまずエ
ッジＤを発見する。

【００３０】次にステップＳ２４ではステップＳ２３で
探し出した２つのエッジの回転変換行列と回転中心とを
求める。この回転中心の求め方は、２つのエッジを座標
表示し、その２つの座標間での座標変換を考え、座標変
換行列と回転中心の位置とを求める。ここではエッジＡ
とエッジＤとの回転中心を求め、結果、回転中心座標
は、回転中心１と回転中心２との２つの座標が求められ
る。

【００３１】ステップＳ２５では、ステップＳ２４で求
めた回転中心位置に基づいて、他のエッジを回転移動さ
せ、矛盾がないかどうか確認する。具体的には、エッジ
Ｂをまず回転中心１を中心に回転移動してみる。すると
ｂに移動するが、他のエッジと重ならないので、不一致
と判定してこの処理を終了する。回転中心２についても
同様に行うが、不一致と判定してこの処理を終了する。

【００３２】ステップＳ２６では、ステップＳ２５での
処理が一致かどうか判定する。不一致ならステップＳ２
３から再び処理を実行する。

【００３３】ここでは、不一致であったので、ステップ
Ｓ２３に戻り、エッジＤ以外の同じ長さのエッジを探
す。そして、エッジＥを発見する。その後、ステップＳ
２４でエッジＡとエッジＥとの回転中心位置を求め、ス
テップＳ２５で一致が取れたことを確認する。

【００３４】ステップＳ２６では、一致が取れたと判定
できれば、ステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７
では、すべてのエッジに関してステップＳ２２からステ
ップＳ２６を実行したかどうか判断する。まだすべて確
認していなければステップＳ２２にもどりステップＳ２
２からステップＳ２６をすべてのエッジの確認終了まで
繰り返し、実行させる。今はエッジＡのみの確認である
ため、残りのエンジＢからエンジＨについてすべて確認
が終了するまで繰り返し実行することになる。

【００３５】ステップＳ２７ではすべてのエッジの確認
が終了したと判断すると、ステップＳ２８に移行する。
ステップＳ２８では回転座標変換行列と回転中心位置と
から回転角度を求める。この角度が、回転対称性の度合
いを示す。即ち、回転角度が小さければそれだけ少ない
回転数で部品挿入が完了でき、組立容易性が高いことを
表している。

【００３６】なお、前述のエッジは直線に限らず円弧の
場合も考えられる。この場合は、円弧の中心位置と半径
と両端位置とを比較して確認するようにしている。

【００３７】前述のステップＳ２１で、ステップＳ２０
で認識した断面形状が直線を含まないと判断したとき、
ステップＳ２９に移行する。ステップＳ２９では、例え
ばスプライン曲線で構成された断面形状であれば、その
円弧を微少に区切って近似直線とし、この近似直線を利
用してステップＳ２２からステップＳ２７と同様なステ
ップを実行し、回転対称性を検出するのである。

【００３８】以上で回転対称性の検出ステップの説明を
終了する。このステップの処理が終了すれば、ステップ
Ｓ６に戻るのである。

【００３９】前述の実施例では、評価装置を想定して説
明したが、本発明はこれに限らず、図２及び図３の動作
プログラムを作成し、汎用パソコン上でプログラムを起
動しても同様な動作が得られるものである。

【００４０】また、前述の実施例では、組立可能性を判
定し、組立可能と判定したときのみ組立容易性を判定す
る構成となっているが、組立評価システム２では組立容
易性のみを判定して、この判定結果を組立性評価結果と
しても良い。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、入力の手間を省きなが
ら、より正確な組立性評価を得ることができる評価装置
を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概略図である。

【図２】動作フローチャートを示す図である。

【図３】回転対称性の検出フローチャートを示す図であ
る。

【図４】回転対称性を説明する図である。

【図５】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ ３次元ＣＡＤシステム ２ 組立評価システム ３ 付加情報入力手段 ４ 表示手段 ５ データ取得部 ７ 組立可能性判定部 ８ 組立容易性判定部 １０ 組立認識部 １１ 回転対称性検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 宏 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3C030 DA04 DA10 5B046 BA08 FA02 FA07 GA01 JA01 9A001 HZ24 HZ29

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元設計手段で描画された製品を構成
   する各部品の描画データを取得するデータ取得手段と、
   前記各部品に対し、付加情報を入力する付加情報入力手
   段と、前記データ取得手段からの描画データと前記付加
   情報入力手段からの付加情報とから前記製品の組み立て
   易さを判定する組立性判定手段と、該組立性判定手段の
   判定結果を表示する表示手段と、から構成され、前記組
   立性判定手段は、少なくとも一方の部品に他方の部品を
   挿入する際、最大どの程度回転すれば挿入できるかを考
   慮して組立て易さを判定する組立容易性判定部を有する
   ことを特徴とする組立性評価装置。
2. 【請求項２】 前記組立容易性判定部は、前記付加情報
   入力からの付加情報により各部品の組立関係を認識する
   組立認識部と、該組立認識部で認識した各部品の組立関
   係のうち挿入関係にある部品間での回転対称性を検出す
   る回転対称性検出部と、を有することを特徴とする請求
   項１に記載の組立性評価装置。
3. 【請求項３】 前記組立性判定手段はさらに部品同士の
   組立が可能かどうかを判定する組立可能性判定部を有
   し、また前記組立容易性判定部は、前記組立可能性判定
   部で組立可能と判定したとき前記製品の組み立て易さを
   判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記
   載の組立性評価装置。
4. 【請求項４】 ３次元設計手段で描画された製品を構成
   する各部品の描画データを取得するデータ取得ステップ
   と、前記各部品に対し、付加情報を入力する付加情報入
   力ステップと、前記データ取得ステップからの描画デー
   タと前記付加情報入力ステップからの付加情報とから前
   記製品の組み立て易さを判定する組立性判定ステップ
   と、該組立性判定ステップの判定結果を表示する表示ス
   テップと、から構成され、前記組立性判定ステップは、
   少なくとも一方の部品に他方の部品を挿入する際、最大
   どの程度回転すれば挿入できるかを考慮して組立て易さ
   を判定する組立容易性判定ステップを有することを特徴
   とする組立性評価方法。
5. 【請求項５】 前記組立容易性判定ステップは、前記付
   加情報入力からの付加情報により各部品の組立関係を認
   識する組立認識ステップと、該組立認識ステップで認識
   した各部品の組立関係のうち挿入関係にある部品間での
   回転対称性を検出する回転対称性検出ステップと、を有
   することを特徴とする請求項４に記載の組立性評価方
   法。
6. 【請求項６】 前記組立性判定ステップはさらに部品同
   士の組立が可能かどうかを判定する組立可能性判定ステ
   ップを有し、また前記組立容易性判定ステップは、前記
   組立可能性判定ステップで組立可能と判定したとき前記
   製品の組み立て易さを判定することを特徴とする請求項
   ４または請求項５に記載の組立性評価方法。