JP2003044547A

JP2003044547A - 組立分解工程設計支援装置

Info

Publication number: JP2003044547A
Application number: JP2001231116A
Authority: JP
Inventors: Satomasa Kojima; 悟理小島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ノウハウや知識を蓄積していない計画者でも
容易に適正な設計することができ、また計画者によって
バラツキの起こらない工程設計を実現し、工程設計効率
を向上させる組立分解工程設計支援装置を提供する。【解決手段】それぞれ所定の構成を有する設計支援計
算機１と、組立・分解工程設計情報入力支援計算機３
と、組立・分解工程設計支援計算機４と、部品移動モデ
ルデータベース１５と、ロボット機構モデルデータベー
ス１７と、人間モデルデータベース２０とを備えた組立
分解工程設計支援装置であって、組立・分解工程編集部
１１において入力される工程全体を最適化するための最
適化工程分割情報をルール化して定義する組立・分解工
程設計ルール編集部１３と、そのルールを用いて以後の
組立・分解工程分割を行うルールベースド組立・分解工
程計画部１４とを、前記組立・分解工程設計情報入力支
援計算機３に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の組立・分解
用セルステーションで構成された処理ラインによって、
製品の組立あるいは分解を行う製品の組立・分解システ
ムの工程設計支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気製品など各種の製品に対して
経年的に生じる廃棄処理に伴う環境破壊を防止し、廃棄
処分となる製品の構成資材を再利用して資源を有効利用
するために、製品のリサイクルによる部品の再生が注目
されるようになっている。このリサイクルのためには、
製品の分解、分別、再利用を効率的に低設備コストで行
うことが要求される。従来この種の製品の分解はほとん
どが手作業で行われており、一部の工程で自動化作業が
取り入れられているに過ぎなかった。

【０００３】この問題に対して、分解工程を自動化する
試みが行われている（第２９２５８６０号特許、特開平
１１−２３９９２６号公報）。これらの試みでは、分解
ラインで分解された部品の物流を工夫して、分解ライン
と対に構成された組立ラインで再生される製品の部品と
して使用している。しかし、製品の組立工程のラインと
製品の分解工程のラインとは、それぞれ別々に設けられ
独立して稼働されているため、各工程のライン設備の設
置面積が増大して、設備コストの面で問題があった。

【０００４】そこで、製品の組立と分解の両方に適用す
ることが可能な製品の自動組立・分解システムを提供す
ることにより、ライン設備の設置面積、設備コストを縮
小し、ライン設備全体としての稼働効率を高める試みが
ある（特開平９−３００１４４号公報、特開平１１−２
９１１３５号公報）。しかし、このようなシステムを用
いて組立・分解ラインを構成し、かつ組立・分解工程の
最適化を人が行う場合、組立要件と分解要件が複雑に絡
み合うため、非常に困難で作業効率が悪かった。

【０００５】従来、組立ラインの計画では試行錯誤の方
法で組立ラインの案を作成し、それを評価し、修正を繰
り返しながら行っていた。この方法では組立ラインの案
を作成するためにさまざまな知識を要求されるため、ノ
ウハウや知識を蓄積した計画者でないと適正な組立ライ
ンの案を作成できなかった。仮にノウハウや知識を蓄積
した設計者でも、設計者によりノウハウや知識の多い分
野と少ない分野があるため、全ての計画が適正になると
は限らなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の問題を解決する
ために、ＣＡＤを用いて組立ラインの工程設計を支援す
る装置が提案されている(特開平５−８８７１１号公
報)。しかし、この技術では分解工程について言及され
ておらず、製品の組立と分解の両方を必要とする組立・
分解システムの工程設計をする場合には適用できない。

【０００７】また、組立・分解システムの工程設計を支
援する装置として、リサイクル対応型生産システム設計
支援装置が提案されている。この装置は設計意図を有効
利用するために、製品設計者が考慮している組立・分解
工程で必要な情報を設計図に入力しやすいヒューマンイ
ンターフェースを与え、さらに製品設計者並びに組立・
分解工程設計者がその情報をもとに製品の組立・分解性
評価や組立・分解工程設計を支援するための、大掛かり
でなく直感的に理解しやすいツールを与えるとともに、
組立・分解性評価や組立・分解工程設計評価を同時に扱
える装置を提供することを目的としている。しかし、こ
の技術では工程分割について言及しておらず、工程分割
を平準化するためには適用することができない。

【０００８】組立・分解工程の工程分割を平準化する装
置として、組立分解工程設計支援装置が提案されてい
る。この装置は製品の組立と分解の両方に適用すること
が可能な自動組立・分解システムにおいて、複雑に絡み
合う組立要件と分解要件を同時に踏まえて工程分割を平
準化するシステムを提供することを目的としている。し
かし、この技術では工程分割の際に工程全体の組立・分
解コストについて言及しておらず、工程全体を最適化す
るためには適用することができない。

【０００９】さらに、組立・分解工程の工程分割を最適
化する装置として、組立分解工程設計支援装置が提案さ
れている。この装置は、製品の組立と分解の両方に適用
することが可能な自動組立・分解システムにおいて、複
雑に絡み合う組立要件と分解要件を同時に踏まえて組立
・分解コストに計算し、工程全体を最適化した工程分割
を自動生成するシステムを提供することを目的としてい
る。しかし、実際の工程分割の最適化には組立・分解コ
ストが悪化しても優先されなければならないルールやノ
ウハウ等が存在する。この技術では工程分割の際に考慮
されるべきこれらのルール、ノウハウを扱うための枠組
みについて考慮されておらず、実際の工程分割には適用
することができない。

【００１０】本発明は、製品の組立と分解の両方に適用
することが可能な自動組立・分解システム、及び複雑に
絡み合う組立要件と分解要件を同時に踏まえて工程分割
を最適化するシステムにおいて、組立・分解コストが悪
化しても優先されなければならないルールやノウハウを
扱うための枠組みを提供することにより、ノウハウや知
識を蓄積していない計画者でも容易に適正な設計するこ
とができ、また計画者によってバラツキの起こらない工
程設計を実現し、工程設計効率を向上する組立分解工程
設計支援装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、製品を設計する３次元ＣＡ
Ｄシステム、表示装置および入力手段を有する設計支援
計算機と、設計された製品の形状モデルを表示するプロ
ダクトモデル表示部、設計段階で考慮されている組立・
分解に関する情報を入力する組立・分解情報入力部、設
計者が意識的、無意識的に入力した情報を定量的に抽出
する組立・分解情報抽出部、ロボットシミュレータによ
り計算される組立・分解作業コストを基に組立・分解工
程分割を自動生成するコストベースド組立・分解工程計
画部、組立・分解コストに関する評価関数を定義、編集
する評価関数編集部、自動生成して得られた組立・分解
工程分割結果をさらに編集する組立・分解工程編集部、
評価関数編集部において定義された評価項目の重みを、
ニューラルネットを用いて学習する評価項目重み学習
部、表示装置および入力手段を有する組立・分解工程設
計情報入力支援計算機と、組立・分解作業を検証するロ
ボットシミュレータ、表示装置、入力手段、組立・分解
部品の移動プログラムから一連のロボット組立・分解動
作プログラムを自動生成するロボット組立・分解プログ
ラム生成部、自動生成されたロボット組立・分解動作プ
ログラムを編集するロボット組立・分解プログラム編集
部、組立・分解部品の移動プログラムから一連の人組立
・分解動作プログラムを自動生成する人組立・分解プロ
グラム生成部および、自動生成された人組立・分解動作
プログラムを編集する人組立・分解プログラム編集部を
有する組立・分解工程設計支援計算機と、組立・分解部
品の移動要素毎にプログラムモジュールとして登録され
る部品移動モデルデータベースと、ロボットの機構変換
モデルが登録されるロボット機構モデルデータベース
と、人に関する媒介変数が登録される人間モデルデータ
ベースとを備えて構成される組立分解工程設計支援装置
であって、組立・分解工程編集部において入力される工
程全体を最適化するための最適化工程分割情報をルール
化して定義する組立・分解工程設計ルール編集部と、そ
のルールを用いて以後の組立・分解工程分割を行うルー
ルベースド組立・分解工程計画部とを、前記組立・分解
工程設計情報入力支援計算機に備えたことを特徴とする
組立分解工程設計支援装置に関する。

【００１２】また、請求項２記載の発明は、組立・分解
工程設計ルール編集部において定義された最適化工程分
割ルールを登録する組立・分解工程設計ルールデータベ
ースを組立・分解工程設計情報入力支援計算機に備えた
ことを特徴とする請求項１記載の組立分解工程設計支援
装置に関する。

【００１３】また、請求項３記載の発明は、組立・分解
工程設計ルール編集部において入力された最適化工程分
割ルールの優先順位を、ニューラルネットを用いて学習
する組立・分解工程設計ルール優先順位学習部を組立・
分解工程設計情報入力支援計算機に備えたことを特徴と
する請求項１または２のいずれか記載の組立分解工程設
計支援装置に関する。

【００１４】また、請求項４記載の発明は、組立・分解
工程を計画する際に、３次元ＣＡＤシステムから入力さ
れる製品の属性情報や組立図の部品ツリー構造から、ユ
ニット等のサブアセンブリを抽出するサブアセンブリ抽
出部を組立・分解工程設計情報入力支援計算機に備えた
ことを特徴とする請求項１記載の組立分解工程設計支援
装置に関する。

【００１５】また、請求項５記載の発明は、ルールベー
スド組立・分解工程計画部で工程分割を行う際に、サブ
アセンブリ抽出部において抽出されたサブアセンブリに
ついて考慮し、これを組立てるためのサブアセンブリラ
インを本体組立ラインと別に設置することを特徴とする
請求項４記載の組立分解工程設計支援装置に関する。

【００１６】また、請求項６記載の発明は、自動生成さ
れた組立・分解工程分割結果を検証するラインシミュレ
ータを組立・分解工程設計支援計算機に備えたことを特
徴とする請求項１〜５のいずれか記載の組立分解工程設
計支援装置に関する。

【００１７】また、請求項７記載の発明は、ラインシミ
ュレータにおいて自動生成された組立・分解工程分割結
果を検証する際に、工程分割結果をシミュレータ言語の
文法に従って仮想環境モデルに変換する仮想環境モデル
生成部を組立・分解工程設計支援計算機に備えたことを
特徴とする請求項６記載の組立分解工程設計支援装置に
関する。

【００１８】また、請求項８記載の発明は、組立・分解
工程計画によって得られた組立・分解工程設計結果を用
いて、視覚、聴覚、触覚、嗅覚及び味覚に訴えて組立・
分解作業を指示する組立・分解作業指示部を組立・分解
工程設計情報入力支援計算機に備えたことを特徴とする
請求項１〜７のいずれか記載の組立分解工程設計支援装
置に関する。

【００１９】また、請求項９記載の発明は、組立・分解
作業指示を編集する組立・分解作業指示編集部を組立・
分解工程設計情報入力支援計算機に備えたことを特徴と
する請求項８記載の組立分解工程設計支援装置に関す
る。

【００２０】また、請求項１０記載の発明は、組立・分
解作業指示編集部において入力された作業指示をルール
化して登録する組立・分解作業指示ルールデータベース
を、組立・分解工程設計情報入力支援計算機に備えたこ
とを特徴とする請求項９記載の組立分解工程設計支援装
置に関する。

【００２１】請求項１記載の発明においては、組立・分
解工程設計ルール編集部で、作業者が組立・分解工程編
集部で入力される最適化工程分割情報をルール化して定
義し、ルールベースド組立・分解工程計画部で、そのル
ールを用いて以後の組立・分解工程分割を行うことによ
り、製品の組立と分解の両方に適用することが可能な自
動組立・分解システムの工程設計において、複雑に絡み
合う組立要件と分解要件を同時に踏まえ、作業者による
バラツキがなく、定量的にかつ効率よく工程全体の設計
が行える。

【００２２】請求項２記載の発明においては、組立・分
解工程設計ルール編集部で定義された最適化工程分割ル
ールは組立・分解工程設計ルールデータベースに登録さ
れることにより、作業者の経験、知識、ノウハウ的な情
報を蓄積でき、次第に作業者によるバラツキがなくな
り、効率よく工程設計が行えるようになる。

【００２３】請求項３記載の発明においては、組立・分
解工程設計ルール編集部で定義された最適化工程分割ル
ールの優先順位を、ニューラルネットを用いて学習し、
その優先順位を用いて以後の組立・分解工程分割を行う
ことにより、工程分割の経験回数が増加するにつれて学
習が進み、徐々に理想的な組立・分解工程設計が自動的
に行えるようになるため、組立・分解工程設計作業を効
率よく行える。

【００２４】請求項４記載の発明においては、３次元Ｃ
ＡＤシステムから入力される製品の属性情報や組立図の
部品ツリー構造からユニット等のサブアセンブリを抽出
し、これを工程分割に考慮することにより、工程分割の
制約条件が増えるので組合爆発が抑制される。

【００２５】請求項５記載の発明においては、３次元Ｃ
ＡＤシステムから入力される製品の属性情報や組立図の
部品ツリー構造からユニット等のサブアセンブリを抽出
し、これを組立てるためのサブアセンブリラインを本体
組立ラインと別に設置することにより、柔軟なライン構
成が可能となるので、より柔軟性のある現実的な工程分
割が行える。

【００２６】請求項６記載の発明においては、ルールベ
ースド組立・分解工程計画部で自動生成された組立・分
解工程分割結果をラインシミュレータでシミュレーショ
ンして検証することにより、工程全体の定量的な評価が
行える。

【００２７】請求項７記載の発明においてはよれば、ル
ールベースド組立・分解工程計画部で自動生成された組
立・分解工程分割結果から工程分割結果をシミュレータ
言語の文法に従って仮想環境モデルに変換することによ
り、モデリングやプログラミングの手間が省け、作業効
率が大幅に向上する。

【００２８】請求項８記載の発明においては、組立・分
解工程計画によって得られた組立・分解工程設計結果
を、分割された工程毎に表示装置により視覚的、聴覚
的、触覚的、嗅覚的及び味覚的に表示することにより、
製品設計者、組立・分解工程設計者、組立・分解作業者
等に理解しやすい組立・分解作業指示が出せる。

【００２９】請求項９記載の発明においては、作業者が
組立・分解作業指示を編集するヒューマンインターフェ
ースを持つことにより、分割された工程毎に、組立・分
解作業者等に理解しやすい組立・分解作業指示が出せ
る。

【００３０】請求項１０記載の発明においては、組立・
分解作業指示編集部で入力された作業指示を作業者がル
ール化して登録し、それらを参考に後の作業指示を作成
することにより、組立・分解作業者等に理解しやすい組
立・分解作業指示が出せる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
従って説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係
る組立分解工程設計支援装置のシステムブロック図であ
る。この組立分解工程設計支援装置は、それぞれ所定の
構成を有する設計支援計算機１と、組立・分解工程設計
情報入力支援計算機３と、組立・分解工程設計支援計算
機４と、部品移動モデルデータベース１５と、ロボット
機構モデルデータベース１７と、人間モデルデータベー
ス２０とを備えており、組立・分解工程編集部１１にお
いて入力される工程全体を最適化するための最適化工程
分割情報をルール化して定義する組立・分解工程設計ル
ール編集部１３と、そのルールを用いて以後の組立・分
解工程分割を行うルールベースド組立・分解工程計画部
１４とが、前記組立・分解工程設計情報入力支援計算機
３に設けられている。

【００３２】前記設計支援計算機１は、製品を設計する
３次元ＣＡＤシステム２、表示装置および入力手段を有
する。また、前記組立・分解工程設計情報入力支援計算
機３は、設計された製品の形状モデルを表示するプロダ
クトモデル表示部５、設計段階で考慮されている組立・
分解に関する情報を入力する組立・分解情報入力部６、
設計者が意識的、無意識的に入力した情報を定量的に抽
出する組立・分解情報抽出部７、ロボットシミュレータ
８により計算される組立・分解作業コストを基に組立・
分解工程分割を自動生成するコストベースド組立・分解
工程計画部９、組立・分解コストに関する評価関数を定
義、編集する評価関数編集部１０、自動生成して得られ
た組立・分解工程分割結果をさらに編集する組立・分解
工程編集部１１、評価関数編集部１０において定義され
た評価項目の重みを、ニューラルネットを用いて学習す
る評価項目重み学習部１２、表示装置および入力手段を
有する。

【００３３】さらに、前記組立・分解工程設計支援計算
機４は、組立・分解作業を検証する前記ロボットシミュ
レータ８、表示装置と入力手段、組立・分解部品の移動
プログラムから一連のロボット組立・分解動作プログラ
ムを自動生成するロボット組立・分解プログラム生成部
１６、自動生成されたロボット組立・分解動作プログラ
ムを編集するロボット組立・分解プログラム編集部１
８、組立・分解部品の移動プログラムから一連の人組立
・分解動作プログラムを自動生成する人組立・分解プロ
グラム生成部１９および、自動生成された人組立・分解
動作プログラムを編集する人組立・分解プログラム編集
部２１を有する。

【００３４】図１に示すように、設計支援計算機１で
は、３次元ＣＡＤシステム２を用いて製品設計が行われ
る。ここで設計された製品の３次元形状データは、ネッ
トワークを介して組立・分解工程設計情報入力支援計算
機３と組立・分解工程設計支援計算機４に送られる。

【００３５】組立・分解工程設計情報入力支援計算機３
におけるプロダクトモデル表示部５では、ディスプレイ
等の表示装置により設計された製品の形状モデルを表示
し、表示装置の画面上でＧＵＩを用いてマウスやキーボ
ードなどの入力手段により各部品を独立して任意の位置
姿勢に移動させることが可能で、移動した任意の位置姿
勢から組立・分解位置に連続的に移動表示させるアニメ
ーションを表示する。

【００３６】また、組立・分解情報入力部６では、移動
した部品の位置姿勢とその位置姿勢の挿入位置、経由点
の別、移動した部品の順序を記録し、設計者が設計段階
で考慮している情報（締結や挿入等の組立・分解方法に
関する情報や自動組立・分解に使用するロボットハンド
の情報、人組立・分解に使用する工具の情報等）を編集
入力して記録する。

【００３７】さらに、組立・分解情報抽出部７では、組
立・分解情報入力部６で入力された部品の位置姿勢から
部品の組立・分解方向、経由点、部品間の接触情報を生
成・抽出する。

【００３８】組立・分解工程設計支援計算機４では、ロ
ボットシミュレータ８により、全ての組立・分解作業に
ついて組立・分解コストを計算し、コストベースド組立
・分解工程計画部９にその値を返す。

【００３９】また、組立・分解工程設計情報入力支援計
算機３におけるコストベースド組立・分解工程計画部９
では、組立・分解コストを最適化した工程分割結果を表
示する。

【００４０】また、評価関数編集部１０では、最適化組
立・分解工程分割を自動生成するための組立・分解コス
トに関する評価関数を定義、編集するヒューマンインタ
ーフェースを持ち、作業者がこの情報を入力する。

【００４１】また、組立・分解工程編集部１１では、自
動生成して得られた組立・分解工程分割結果をさらに編
集するヒューマンインターフェースを持ち、作業者がこ
の情報を編集入力する。

【００４２】また、評価項目重み学習部１２では、組立
・分解部品を入力とし、組立・分解工程分割結果を出力
とするニューラルネットにより、組立・分解工程編集部
１１で最終的に決定された組立・分解工程分割結果を教
師信号として、評価関数編集部１０で定義された評価項
目の重みを学習する。

【００４３】さらに、組立・分解工程設計ルール編集部
１３では、組立・分解工程編集部１１で入力される工程
全体を最適化するための最適化工程分割情報をルール化
して定義するヒューマンインターフェースを持ち、作業
者がこれをルール化して定義する。さらに、ルールベー
スド組立・分解工程計画部１４では、そのルールを用い
て以後の組立・分解工程分割を行う。

【００４４】組立・分解工程設計支援計算機４では、組
立・分解情報入力部６で入力された組立・分解順序に、
部品移動モデルデータベース１５から組立・分解部品の
移動要素プログラムモジュールを取り出して並べ、組立
・分解情報入力部６で入力され組立・分解情報抽出部７
で抽出された挿入位置、経由点等の位置姿勢パラメータ
をそのプログラムに入力して、シミュレーションを実行
する。

【００４５】また、ロボットシミュレータ８では、自動
組立の場合、ロボット組立・分解プログラム生成部１６
でロボット機構モデルデータベース１７に登録されてい
る機構変換モデルを用いて、組立・分解部品の移動プロ
グラムから一連のロボット組立・分解動作プログラムを
自動生成し、このプログラムを用いてロボットシミュレ
ータ８により組立・分解動作をシミュレーションする。
さらに、ロボット組立・分解プログラム編集部１８で
は、自動生成されて例示されたロボット組立・分解動作
プログラムを編集し、最適な組立・分解プログラムを生
成する。

【００４６】また、人組立・分解プログラム生成部１９
では、人間モデルデータベース２０に登録されている人
間モデルを用いて、組立・分解部品の移動プログラムか
ら一連の人組立・分解動作プログラムを自動生成し、こ
のプログラムを用いてロボットシミュレータ８により組
立・分解動作をシミュレーションする。また、人組立・
分解プログラム編集部２１では、自動生成されて例示さ
れた人組立・分解動作プログラムを編集し、最適な組立
・分解動作を生成する。さらに、干渉チェック、組立・
分解作業時間等の組立・分解コスト計算を行い、組立・
分解作業を評価するための指標として表示する。

【００４７】図２は本発明の第２の実施の形態に係る組
立分解工程設計支援装置のシステムブロック図である。
組立・分解工程設計情報入力支援計算機３では、組立・
分解工程設計ルール編集部１３で定義された最適化工程
分割ルールは組立・分解工程設計ルールデータベース２
２に登録される。

【００４８】図３は本発明の第３の実施の形態に係る組
立分解工程設計支援装置のシステムブロック図である。
組立・分解工程設計情報入力支援計算機３における組立
・分解工程設計ルール優先順位学習部２３では、組立・
分解部品を入力とし、組立・分解工程分割結果を出力と
するニューラルネットにより、組立・分解工程編集部１
１で最終的に決定された組立・分解工程分割結果を教師
信号として、組立・分解工程設計ルール編集部１３で定
義された最適化工程分割ルールの優先順位を学習する。
さらに、ルールベースド組立・分解工程計画部１４で
は、その優先順位を用いて以後の組立・分解工程分割を
行う。

【００４９】図４は本発明の第４の実施の形態に係る組
立分解工程設計支援装置のシステムブロック図である。
組立・分解工程設計情報入力支援計算機３におけるサブ
アセンブリ抽出部２４では、３次元ＣＡＤシステム２か
ら入力される製品の属性情報や組立図の部品ツリー構造
からユニット等のサブアセンブリを抽出する。さらに、
ルールベースド組立・分解工程計画部１４では、そのサ
ブアセンブリ情報を用いて組立・分解工程分割を行う。

【００５０】図５は本発明の第５の実施の形態に係る組
立分解工程設計支援装置のシステムブロック図である。
組立・分解工程設計支援計算機４では、ルールベースド
組立・分解工程計画部１４で自動生成された組立・分解
工程分割結果をラインシミュレータ２５でシミュレーシ
ョンし、検証する。

【００５１】図６は本発明の第６の実施の形態に係る組
立分解工程設計支援装置のシステムブロック図である。
組立・分解工程設計支援計算機４における仮想環境モデ
ル生成部２６にでは、ルールベースド組立・分解工程計
画部１４で自動生成された組立・分解工程分割結果から
工程分割結果をシミュレータ言語の文法に従って仮想環
境モデルに変換する。

【００５２】図７は本発明の第７の実施の形態に係る組
立分解工程設計支援装置のシステムブロック図である。
組立・分解工程設計情報入力支援計算機３における組立
・分解作業指示部２７では、組立・分解工程計画によっ
て得られた組立・分解工程設計結果を、分割された工程
毎に表示装置により視覚的、聴覚的、触覚的、嗅覚的及
び味覚的に表示して、組立・分解作業を指示する。

【００５３】図８は本発明の第８の実施の形態に係る組
立分解工程設計支援装置のシステムブロック図である。
組立・分解工程設計情報入力支援計算機３における組立
・分解作業指示編集部２８では、組立・分解作業指示を
編集するヒューマンインターフェースを持ち、作業者が
組立・分解作業指示を編集する。さらに、組立・分解作
業指示部２７では、編集された組立・分解作業指示を分
割された工程毎に表示する。

【００５４】図９は本発明の第９の実施の形態に係る組
立分解工程設計支援装置のシステムブロック図である。
組立・分解工程設計情報入力支援計算機３では、組立・
分解作業指示ルールデータベース２９を持ち、組立・分
解作業指示編集部２８で入力された作業指示を作業者が
ルール化して登録する。さらに、組立・分解作業指示ル
ールデータベース２９に登録されたルールに従い、後の
作業指示を作成する。

【００５５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、組立・分
解工程設計ルール編集部で、作業者が組立・分解工程編
集部で入力される最適化工程分割情報をルール化して定
義し、ルールベースド組立・分解工程計画部で、そのル
ールを用いて以後の組立・分解工程分割を行うことによ
り、製品の組立と分解の両方に適用することが可能な自
動組立・分解システムの工程設計において、複雑に絡み
合う組立要件と分解要件を同時に踏まえ、作業者による
バラツキがなく、定量的にかつ効率よく工程全体の設計
ができる。

【００５６】請求項２記載の発明によれば、組立・分解
工程設計ルール編集部で定義された最適化工程分割ルー
ルは組立・分解工程設計ルールデータベースに登録され
ることにより、作業者の経験、知識、ノウハウ的な情報
を蓄積でき、次第に作業者によるバラツキがなくなり、
効率よく工程設計ができるようになる。

【００５７】請求項３記載の発明によれば、組立・分解
工程設計ルール編集部で定義された最適化工程分割ルー
ルの優先順位を、ニューラルネットを用いて学習し、そ
の優先順位を用いて以後の組立・分解工程分割を行うこ
とにより、工程分割の経験回数が増加するにつれて学習
が進み、徐々に理想的な組立・分解工程設計が自動的に
行えるようになるため、組立・分解工程設計作業を効率
よく行うことができる。

【００５８】請求項４記載の発明によれば、３次元ＣＡ
Ｄシステムから入力される製品の属性情報や組立図の部
品ツリー構造からユニット等のサブアセンブリを抽出
し、これを工程分割に考慮することにより、工程分割の
制約条件が増えるので組合爆発を抑制することができ
る。

【００５９】請求項５記載の発明によれば、３次元ＣＡ
Ｄシステムから入力される製品の属性情報や組立図の部
品ツリー構造からユニット等のサブアセンブリを抽出
し、これを組立てるためのサブアセンブリラインを本体
組立ラインと別に設置することにより、柔軟なライン構
成が可能となるので、より柔軟性のある現実的な工程分
割ができる。

【００６０】請求項６記載の発明によれば、ルールベー
スド組立・分解工程計画部で自動生成された組立・分解
工程分割結果をラインシミュレータでシミュレーション
して検証することにより、工程全体を定量的に評価する
ことができる。

【００６１】請求項７記載の発明によれば、ルールベー
スド組立・分解工程計画部で自動生成された組立・分解
工程分割結果から工程分割結果をシミュレータ言語の文
法に従って仮想環境モデルに変換することにより、モデ
リングやプログラミングの手間が省け、作業効率を大幅
に向上することができる。

【００６２】請求項８記載の発明によれば、組立・分解
工程計画によって得られた組立・分解工程設計結果を、
分割された工程毎に表示装置により視覚的、聴覚的、触
覚的、嗅覚的及び味覚的に表示することにより、製品設
計者、組立・分解工程設計者、組立・分解作業者等に理
解しやすい組立・分解作業指示を与えることができる。

【００６３】請求項９記載の発明によれば、作業者が組
立・分解作業指示を編集するヒューマンインターフェー
スを持つことにより、分割された工程毎に、組立・分解
作業者等に理解しやすい組立・分解作業指示を与えるこ
とができる。

【００６４】請求項１０記載の発明によれば、組立・分
解作業指示編集部で入力された作業指示を作業者がルー
ル化して登録し、それらを参考に後の作業指示を作成す
ることにより、組立・分解作業者等に理解しやすい組立
・分解作業指示を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る組立分解工程
設計支援装置のシステムブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る組立分解工程
設計支援装置のシステムブロック図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係る組立分解工程
設計支援装置のシステムブロック図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係る組立分解工程
設計支援装置のシステムブロック図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態に係る組立分解工程
設計支援装置のシステムブロック図である。

【図６】本発明の第６の実施の形態に係る組立分解工程
設計支援装置のシステムブロック図である。

【図７】本発明の第７の実施の形態に係る組立分解工程
設計支援装置のシステムブロック図である。

【図８】本発明の第８の実施の形態に係る組立分解工程
設計支援装置のシステムブロック図である。

【図９】本発明の第９の実施の形態に係る組立分解工程
設計支援装置のシステムブロック図である。

【符号の説明】

１設計支援計算機２３次元ＣＡＤシステム３組立・分解工程設計情報入力支援計算機４組立・分解工程設計支援計算機５プロダクトモデル表示部６組立・分解情報入力部７組立・分解情報抽出部８ロボットシミュレータ９コストベースド組立・分解工程計画部１０評価関数編集部１１組立・分解工程編集部１２評価項目重み学習部１３組立・分解工程設計ルール編集部１４ルールベースド組立・分解工程計画部１５部品移動モデルデータベース１６ロボット組立・分解プログラム生成部１７ロボット機構モデルデータベース１８ロボット組立・分解プログラム編集部１９人組立・分解プログラム生成部２０人間モデルデータベース２１人組立・分解プログラム編集部２２組立・分解工程設計ルールデータベース２３組立・分解工程設計ルール優先順位学習部２４サブアセンブリ抽出部２５ラインシミュレータ２６仮想環境モデル生成部２７組立・分解作業指示部２８組立・分解作業指示編集部２９組立・分解作業指示ルールデータベース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製品を設計する３次元ＣＡＤシステム、
表示装置および入力手段を有する設計支援計算機と、設計された製品の形状モデルを表示するプロダクトモデ
ル表示部、設計段階で考慮されている組立・分解に関す
る情報を入力する組立・分解情報入力部、設計者が意識
的、無意識的に入力した情報を定量的に抽出する組立・
分解情報抽出部、ロボットシミュレータにより計算され
る組立・分解作業コストを基に組立・分解工程分割を自
動生成するコストベースド組立・分解工程計画部、組立
・分解コストに関する評価関数を定義、編集する評価関
数編集部、自動生成して得られた組立・分解工程分割結
果をさらに編集する組立・分解工程編集部、評価関数編
集部において定義された評価項目の重みを、ニューラル
ネットを用いて学習する評価項目重み学習部、表示装置
および入力手段を有する組立・分解工程設計情報入力支
援計算機と、組立・分解作業を検証するロボットシミュレータ、表示
装置、入力手段、組立・分解部品の移動プログラムから
一連のロボット組立・分解動作プログラムを自動生成す
るロボット組立・分解プログラム生成部、自動生成され
たロボット組立・分解動作プログラムを編集するロボッ
ト組立・分解プログラム編集部、組立・分解部品の移動
プログラムから一連の人組立・分解動作プログラムを自
動生成する人組立・分解プログラム生成部および、自動
生成された人組立・分解動作プログラムを編集する人組
立・分解プログラム編集部を有する組立・分解工程設計
支援計算機と、組立・分解部品の移動要素毎にプログラムモジュールと
して登録される部品移動モデルデータベースと、ロボットの機構変換モデルが登録されるロボット機構モ
デルデータベースと、人に関する媒介変数が登録される人間モデルデータベー
スとを備えて構成される組立分解工程設計支援装置であ
って、組立・分解工程編集部において入力される工程全体を最
適化するための最適化工程分割情報をルール化して定義
する組立・分解工程設計ルール編集部と、そのルールを
用いて以後の組立・分解工程分割を行うルールベースド
組立・分解工程計画部とを、前記組立・分解工程設計情報入力支援計算機に備えたこ
とを特徴とする組立分解工程設計支援装置。
【請求項２】組立・分解工程設計ルール編集部におい
て定義された最適化工程分割ルールを登録する組立・分
解工程設計ルールデータベースを組立・分解工程設計情
報入力支援計算機に備えたことを特徴とする請求項１記
載の組立分解工程設計支援装置。
【請求項３】組立・分解工程設計ルール編集部におい
て入力された最適化工程分割ルールの優先順位を、ニュ
ーラルネットを用いて学習する組立・分解工程設計ルー
ル優先順位学習部を組立・分解工程設計情報入力支援計
算機に備えたことを特徴とする請求項１または２のいず
れか記載の組立分解工程設計支援装置。
【請求項４】組立・分解工程を計画する際に、３次元
ＣＡＤシステムから入力される製品の属性情報や組立図
の部品ツリー構造から、ユニット等のサブアセンブリを
抽出するサブアセンブリ抽出部を組立・分解工程設計情
報入力支援計算機に備えたことを特徴とする請求項１記
載の組立分解工程設計支援装置。
【請求項５】ルールベースド組立・分解工程計画部で工
程分割を行う際に、サブアセンブリ抽出部において抽出
されたサブアセンブリについて考慮し、これを組立てる
ためのサブアセンブリラインを本体組立ラインと別に設
置することを特徴とする請求項４記載の組立分解工程設
計支援装置。
【請求項６】自動生成された組立・分解工程分割結果
を検証するラインシミュレータを組立・分解工程設計支
援計算機に備えたことを特徴とする請求項１〜５のいず
れか記載の組立分解工程設計支援装置。
【請求項７】ラインシミュレータにおいて自動生成さ
れた組立・分解工程分割結果を検証する際に、工程分割
結果をシミュレータ言語の文法に従って仮想環境モデル
に変換する仮想環境モデル生成部を組立・分解工程設計
支援計算機に備えたことを特徴とする請求項６記載の組
立分解工程設計支援装置。
【請求項８】組立・分解工程計画によって得られた組
立・分解工程設計結果を用いて、視覚、聴覚、触覚、嗅
覚及び味覚に訴えて組立・分解作業を指示する組立・分
解作業指示部を組立・分解工程設計情報入力支援計算機
に備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載
の組立分解工程設計支援装置。
【請求項９】組立・分解作業指示を編集する組立・分
解作業指示編集部を組立・分解工程設計情報入力支援計
算機に備えたことを特徴とする請求項８記載の組立分解
工程設計支援装置。
【請求項１０】組立・分解作業指示編集部において入
力された作業指示をルール化して登録する組立・分解作
業指示ルールデータベースを、組立・分解工程設計情報
入力支援計算機に備えたことを特徴とする請求項９記載
の組立分解工程設計支援装置。