JP2005202802A - Apparatus and method for displaying assembling process, program, and computer system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アセンブリ組み立て工程表示装置およびアセンブリ組み立て工程表示方法に関する。具体的には、3次元形状表示技術、より詳細にはCAD(Computer Added Design)/CAM(Computer Added Manufacturing)における組立工程検討技術に関し、計算機を用いた3次元形状表示装置などに用いて好適な、形状アセンブリの組立工程検討技術に関する。 The present invention relates to an assembly assembly process display device and an assembly assembly process display method. Specifically, the present invention relates to a three-dimensional shape display technique, and more particularly to an assembly process examination technique in CAD (Computer Added Design) / CAM (Computer Added Manufacturing), and is suitable for use in a three-dimensional shape display apparatus using a computer. The present invention relates to a technique for examining an assembly process of a shape assembly.
3次元CAD/CGシステム等の普及により3次元形状データの利用者層が拡大するとともに、シミュレーションや組み立て性の検証など様々な局面で、3次元形状データを有効活用する機会が増えた。CADシステム等により生成された3次元形状データを製造工程へ移行する前に、計算機上で解析、検証するような工程も今や当たり前になりつつある。
そのような仮想検証工程の中に、製品を組み立てる工程を検討する作業がある。一般に製品は数々の部品から構成され、その製品を表現する3次元形状データも同様に幾つかの部品から段階的に構成される木構造をもつアセンブリである。組み立て工程を検証するには、アセンブリ構成中の各段階(レベル)でサブアセンブリ単位もしくは部品単位の移動操作が必要となる。
この検証作業は、CADシステムや3次元形状ビューワーにて一般に提供されるモデルを移動する機能を利用して行う場合、移動操作を随時手作業で行う必要がある。工業製品のアセンブリはコピー機など大規模なものでは部品点数が数千に及ぶため、検証に要する時間はアセンブリ全体で合計すると膨大なものとなる。
一方、製品開発における組み立て工程検証は、複数の担当者による追試やモデルの設計変更による再検証など、幾度か繰り返されるのが通常である。このとき、同一モデルに対する検証を次工程の担当者が1から同じ手間をかけて行うのではなく、一度行われた検証結果を追試等で有効に利用することができれば、検証工程全体の効率向上が期待できる。
そこで、アセンブリを構成する各モデルごとに、組付前の位置すなわち分解位置(移動前の位置)と組付後の位置(移動後の位置)を設定/保存しておき、他の検証作業などでモデルの位置が任意に変更されている状態でも、一度で保存時の状態に復元可能な構成としておくようにする。このようにすることで、検証者は、望む時に望む部品やサブアセンブリの分解・組付位置を表示装置上で再現でき、他の担当者による追試も同様に効率向上を見込める。
このような機能を実現するアプリケーションは公知であり、例えばモデルの分解・組付位置を保存したあと、組立工程をアニメーションで表示するようなシステムが存在する(例えば、特許文献1参照)。このシステムでは、分解・組付位置を保存すると、モデルの最小構成要素、すなわちアセンブリの最下層から開始して、順次モデルの組みあがる順番に階層を深さ優先で探索する順序でモデルを組み付ける工程を表示装置上で再現できる。
In such a virtual verification process, there is an operation of examining a process for assembling a product. In general, a product is composed of a number of parts, and the three-dimensional shape data representing the product is an assembly having a tree structure composed of several parts in a similar manner. In order to verify the assembly process, a sub-assembly unit or component unit movement operation is required at each stage (level) in the assembly configuration.
When this verification work is performed using a function for moving a model generally provided by a CAD system or a three-dimensional shape viewer, it is necessary to manually perform a moving operation. The assembly of industrial products, such as a copying machine, has thousands of parts, so the total time required for verification is enormous when the entire assembly is combined.
On the other hand, assembly process verification in product development is usually repeated several times, such as re-examination by a plurality of persons in charge and re-verification by model design change. At this time, if the person in charge of the next process does not perform verification for the same model from 1 to the same time, if the verification result once performed can be used effectively in a supplementary test, the efficiency of the entire verification process is improved. Can be expected.
Therefore, for each model constituting the assembly, the position before assembly, that is, the disassembly position (position before movement) and the position after assembly (position after movement) are set / saved, and other verification work, etc. Even if the position of the model is arbitrarily changed, the configuration can be restored to the saved state at once. In this way, the verifier can reproduce the disassembled / assembled positions of the desired parts and subassemblies on the display device at the desired time, and the efficiency of the additional tests by other persons in charge can be expected.
Applications that realize such functions are known. For example, there is a system that displays an assembly process with animation after storing the disassembly / assembly position of a model (see, for example, Patent Document 1). In this system, when the disassembly / assembly position is saved, the model is assembled in the order in which the hierarchy is searched in depth order in the order in which the models are assembled starting from the lowest component of the model, that is, the lowest layer of the assembly. Can be reproduced on a display device.
しかし、階層構造をもつ大規模アセンブリの製造工程における分解・組付の手順は、実際にはアセンブリを構成するユニット単位、さらに各ユニットを構成するサブユニット単位、といったように、階層を幅優先で探索する順番であり、深さ優先で探索する順番の工程ではない。
本発明は、実機の分解・組付工程に即した検証を行うことが可能で、検証者の利便性に貢献し、さらに組付位置を保存する手間を省くことが可能なアセンブリ組み立て工程表示装置およびアセンブリ組み立て工程表示方法を提供することを目的とする。
However, in the manufacturing process of a large-scale assembly with a hierarchical structure, the disassembly / assembly procedure is actually a unit-by-unit search that includes units and sub-units that make up each unit. This is not the order of the search order with depth priority.
The present invention is an assembly assembly process display device that can perform verification according to the disassembly / assembly process of the actual machine, contributes to the convenience of the verifier, and saves the trouble of storing the assembly position. It is another object of the present invention to provide an assembly assembly process display method.
前記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、利用者により外部入力装置を通して入力される3次元形状アセンブリの情報や操作を読み取るための入力読み取り部と、前記入力読み取り部により読み取られた情報を記憶するための入力記憶部と、3次元形状アセンブリを構成する個々のモデルの分解位置、組付位置を処理するための分解・組付位置処理部と、3次元形状アセンブリを表示装置に表示するための形状表示部とを備え、前記分解・組付位置処理部は、前記入力記憶部により外部記憶装置に記憶された3次元形状アセンブリの階層構造中のモデルであるアセンブリや、部品それぞれの単位で分解時の位置と組付時の位置を保存する位置保存手段と、保存された分解・組付位置にしたがってモデルを表示装置に表示する表示手段とを有することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、利用者により選択されたアセンブリの子モデル1階層のみを分解位置もしくは組付位置に移動する機能をあわせて有するアセンブリ組み立て工程表示装置を主要な特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、利用者により選択されたアセンブリの下位モデルを幅優先の順に探索し、モデルがアセンブリである場合に、子モデル1階層の分解位置もしくは組付位置への移動を再帰的に行う機能をあわせて有するアセンブリ組み立て工程表示装置を主要な特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、分解位置保存する際に視点情報を同時に保存し、モデルの分解・組付位置を前記表示装置に表示する際に保存された視点を用いる機能をあわせて有するアセンブリ組み立て工程表示装置を主要な特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至3に記載のアセンブリ組み立て工程表示装置において、前記分解・組付位置処理部は、組付位置を保存していないモデルは形状入力時の初期位置を組付位置として用いるようにしたアセンブリ組み立て工程表示装置を主要な特徴とする。
In order to achieve the object, the invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the assembly assembly process display device according to the first aspect, the disassembly / assembly position processing unit disassembles or assembles only one child model hierarchy of the assembly selected by the user. An assembly assembly process display device having a function of moving to a position is a main feature.
According to a third aspect of the present invention, in the assembly assembling process display device according to the second aspect, the disassembly / assembly position processing unit searches a sub-model of the assembly selected by the user in the order of width priority, and the model is In the case of an assembly, the main feature is an assembly assembly process display device that also has a function of recursively moving to a disassembly position or an assembly position of the child model one layer.
According to a fourth aspect of the present invention, in the assembly assembly process display device according to any one of the first to third aspects, the disassembly / assembly position processing unit simultaneously stores viewpoint information when storing the disassembly position, The main feature is an assembly assembly process display device that also has a function of using a stored viewpoint when displaying an assembly position on the display device.
According to a fifth aspect of the present invention, in the assembly assembly process display device according to any one of the first to third aspects, the disassembly / assembly position processing unit sets an initial position at the time of shape input for a model that does not store the assembly position. An assembly assembly process display device used as an assembly position is a main feature.
請求項6記載の発明は、3次元形状アセンブリの組み立て工程におけるモデルの分解位置、組付位置を表示するアセンブリ組み立て工程表示方法であって、階層構造中のモデルそれぞれにおいて分解・組付位置を保存する手順と、保存された分解・組付位置にしたがって各モデルを表示する手順とを含むアセンブリ組み立て工程表示方法を最も主要な特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項6に記載の組み立て工程表示方法において、指定されたアセンブリの子モデル1階層を分解位置もしくは組付位置に移動する手順をあわせて有するアセンブリ組み立て工程表示方法を主要な特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項7に記載の組み立て工程表示方法において、指定されたアセンブリの下位モデルを幅優先の順に探索し、モデルがアセンブリである場合に、子モデル1階層の分解位置もしくは組付位置への移動を再帰的に行う手順をあわせて有するアセンブリ組み立て工程表示方法を主要な特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項6乃至8に記載のアセンブリ組み立て工程表示方法において、分解位置を保存する際に視点情報を同時に保存する手順と、モデルの分解・組付位置を表示する際に保存された視点を用いる手順とをあわせて含むアセンブリ組み立て工程表示方法を主要な特徴とする。
請求項10記載の発明は、請求項6乃至8に記載のアセンブリ組み立て工程表示方法において、組付位置を保存していないモデルは形状入力時の初期位置を組付位置として用いる手順をあわせて含むアセンブリ組み立て工程表示方法を主要な特徴とする。
請求項11記載の発明は、請求項6乃至10に記載された各手順を実行するためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを最も主要な特徴とする。
請求項12記載の発明は、3次元形状アセンブリ表示するコンピュータ・システムであって、そのコンピュータシステムは、プロセスを実行する中央処理装置と、メモリと、前記メモリに存在する請求項11に記載のプログラムとを含むコンピュータシステムを最も主要な特徴とする。
The invention according to
The invention according to
The invention according to claim 8 is the assembly process display method according to
According to a ninth aspect of the present invention, in the assembly assembling process display method according to any of the sixth to eighth aspects, when the disassembly position is stored, the viewpoint information is simultaneously stored, and the model disassembly / assembly position is displayed. The main feature is an assembly assembly process display method including a procedure using a viewpoint stored in the above.
A tenth aspect of the present invention is the assembly assembling process display method according to any of the sixth to eighth aspects, wherein the model that does not store the assembly position includes a procedure that uses the initial position at the time of shape input as the assembly position. The assembly assembly process display method is the main feature.
The invention described in
The invention according to
本発明は、アセンブリの1階層下のレベル(子モデル)のみを分解・組付した状態を復元可能にし、アセンブリ全体を分解・組付する際には、その操作を再帰的に行うようにしているので、より実機の分解・組付工程に即した検証を行うことが可能となる。
また、分解・組付位置に加えて視点も保存、復元可能な構成とすることにより、モデルを見る方向や注視点をモデルの位置と同時に復元することが可能となり、検証者の利便性に貢献する。さらに、3次元形状アセンブリの設計データはすべて組み付けられた状態として生成されることが多く、その位置を組付位置として自動的に採用することにより、組付位置を保存する手間を省くことができる。
In the present invention, it is possible to restore a state in which only a level (child model) one level lower in the assembly is disassembled and assembled, and when disassembling and assembling the entire assembly, the operation is performed recursively. As a result, it is possible to perform verification in line with the actual machine disassembly / assembly process.
In addition to disassembling and assembling positions, the viewpoint can be saved and restored, so that the viewing direction of the model and the point of gaze can be restored at the same time as the model position, contributing to the convenience of the verifier. To do. Furthermore, the design data of the three-dimensional shape assembly is often generated as an assembled state, and by automatically adopting the position as the assembly position, the trouble of storing the assembly position can be saved. .
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明が適用される3次元形状処理装置のシステム構成図である。当該装置は、CPU1、メモリ2、外部記憶装置3、入力装置4、表示装置5がバス6によって接続されるコンピュータシステムおよびその上で動作するプログラムによって実現される。
図2は、本発明が適用される3次元形状処理装置の機能ブロック図である。当該装置においてCPU1は、利用者により外部入力装置を通して入力される3次元形状アセンブリの情報や操作等を読み取るための入力読み取り部11、前記入力読み取り部11により読み取られた情報を記憶するための入力記憶部12、3次元形状アセンブリを構成する個々のモデルの分解位置、組付位置を処理するための分解・組付位置処理部13、3次元形状アセンブリを表示装置に表示するための形状表示部14の各機能モジュールから構成される。
図3は、アセンブリ中のあるモデル(部品モデル、サブアセンブリモデル)において保存されている組付位置、視点を表示装置上に復帰する動作において、分解・組付位置処理部にて行う動作を説明するフローチャートであり、本発明の装置は次のとおり動作する。
(1)step1 当該モデルにおいて組付位置が保存されているか否か調べる。保存されている場合step2に進み、保存されていない場合step3に進む。
(2)step2 当該モデルを組付位置として保存されている3次元空間上の位置に移動する。
(3)step3 当該モデルを、形状入力時の3次元空間上の初期位置に移動する。
(4)step4 当該モデルにおいて視点情報が保存されているか否か調べる。保存されている場合step5に進み、保存されていない場合step6に進む。
(5)step5 保存されている視点情報を形状表示部に反映する。
(6)step6 表示装置5における再描画を形状表示部に指示する(終了処理)。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram of a three-dimensional shape processing apparatus to which the present invention is applied. The apparatus is realized by a computer system in which the
FIG. 2 is a functional block diagram of a three-dimensional shape processing apparatus to which the present invention is applied. In the apparatus, the
FIG. 3 illustrates an operation performed by the disassembly / assembly position processing unit in the operation of returning the assembly position and viewpoint stored in a certain model (part model, subassembly model) in the assembly to the display device. The apparatus of the present invention operates as follows.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
図4は、アセンブリ中のあるモデル(部品モデル、サブアセンブリモデル)において保存されている分解位置、視点を表示装置上に復帰する動作において、分解・組付位置処理部にて行う動作を説明するフローチャートであり、本発明の装置は次のとおり動作する。
(1)step1 当該モデルにおいて分解位置が保存されているか否か調べる。保存されている場合step2に進み、保存されていない場合step3に進む。
(2)step2 当該モデルを分解位置として保存されている3次元空間上の位置に移動する。
(3)step3 当該モデルにおいて視点情報が保存されているか否か調べる。保存されている場合step4に進み、保存されていない場合step5に進む。
(4)step4 保存されている視点情報を形状表示部14に反映する。
(5)step5 表示装置5における再描画を形状表示部14に指示する(終了処理)。
FIG. 4 illustrates an operation performed by the disassembly / assembly position processing unit in the operation of returning the disassembly position and viewpoint stored in a certain model (part model, subassembly model) in the assembly to the display device. In the flowchart, the apparatus of the present invention operates as follows.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
図5、図6は、アセンブリの組付順序の説明図である。図5のような階層構造をもつアセンブリについて組付を行う実施例を図6に示す。図5のA〜Gはそれぞれモデル名を示し、Aはトップアセンブリ、Aを構成するユニットはBとCであり、それぞれを構成する部品はDとE、FとGという構成である。このアセンブリAについて、幅優先の探索を行いながら全体の組み付けを行う順序を図6の(1)から(8)に示す。
(4)においてユニットBとCそれぞれが組み上がり、それを(6)、(7)で移動する工程となる。一方、深さ優先に探索する場合、(3)〜(5)はそれぞれ(3)´〜(5)´となり、ユニットCの組み上がりを待たずしてAをくみ上げるためにユニットBの移動を行うことになり、実機の分解・組付工程に沿わない順序となる。
本発明によれば、次元形状アセンブリを構成する各モデルの分解・組付工程を表示装置上で容易に再現できる。またアセンブリの分解・組付工程を実機の工程に即した順番で再現できる。また、組付操作前後の様子を表示切替する際に、保存しておいた視点情報で視点も同時に切り替えることで、利用者が逐一モデルが見えやすい方向になるよう視点を変更しなければならない手間を省くことが可能となる。さらに、3次元形状アセンブリの設計データはすべて組み付けられた状態として生成されることが多く、その位置を組付位置として自動的に採用することにより、利用者が組付位置を保存する手間を省くことが可能となる。
5 and 6 are explanatory views of the assembly order of the assembly. FIG. 6 shows an embodiment for assembling an assembly having a hierarchical structure as shown in FIG. 5A to 5G show model names, respectively, A is a top assembly, units constituting A are B and C, and parts constituting each are D and E, and F and G. With respect to this assembly A, the order in which the entire assembly is performed while performing the breadth-first search is shown in (1) to (8) of FIG.
In (4), the units B and C are assembled and moved in (6) and (7). On the other hand, when searching for depth priority, (3) to (5) become (3) ′ to (5) ′, respectively, and unit B is moved to lift A without waiting for unit C to be assembled. As a result, the order does not follow the actual machine disassembly / assembly process.
According to the present invention, the process of disassembling / assembling each model constituting the dimensional shape assembly can be easily reproduced on the display device. Also, the assembly disassembly / assembly process can be reproduced in the order that matches the actual machine process. Also, when switching the display before and after the assembly operation, the viewpoint must be changed so that the user can easily see the model one by one by switching the viewpoint with the saved viewpoint information at the same time. Can be omitted. Furthermore, the design data of the three-dimensional shape assembly is often generated as an assembled state, and automatically adopting the position as the assembly position saves the user from having to save the assembly position. It becomes possible.
1 CPU
11 入力読み取り部
12 入力記憶部
13 分解・組付位置処理部
14 形状表示部
3 外部記憶装置
4 入力装置(外部入力装置)
5 表示装置
1 CPU
11
5 display devices
Claims (12)
前記分解・組付位置処理部は、前記入力記憶部により外部記憶装置に記憶された3次元形状アセンブリの階層構造中のモデルであるアセンブリや、部品それぞれの単位で分解時の位置と組付時の位置を保存する位置保存手段と、保存された分解・組付位置にしたがってモデルを表示装置に表示する表示手段とを有することを特徴とするアセンブリ組み立て工程表示装置。 An input reading unit for reading information and operations of a three-dimensional shape assembly input by a user through an external input device, an input storage unit for storing information read by the input reading unit, and the three-dimensional shape A disassembly / assembly position processing unit for processing disassembly positions and assembly positions of individual models constituting the assembly, and a shape display unit for displaying the three-dimensional shape assembly on a display device;
The disassembling / assembling position processing unit is an assembly that is a model in a hierarchical structure of a three-dimensional shape assembly stored in an external storage device by the input storage unit, and a position and an assembling time for each part. An assembly assembling process display device comprising: a position storage means for storing the position of the display; and a display means for displaying the model on the display device in accordance with the stored disassembly / assembly position.
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