JP2006285922A - 設計支援装置および設計支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、特定の部品に限定することができる設計支援装置を提供する。
【解決手段】 部品形状情報設計部１１は、部品の形状を表す形状情報を部品形状情報記憶部１６に記憶する。製品アセンブリ設定部１２は、部品を配置する位置を表す位置情報と部品を配置する方向を表す方向情報とを含む配置情報であるアセンブリ情報を設定し、アセンブリ情報記憶部１７に記憶する。選択部品判定部１３は、まず、製品アセンブリ設定部１２で記憶されたアセンブリ情報に含まれるユニット間の親子関係を用いて、ユニット間にまたがる部品の干渉のみをチェックするためのユニットを選択する。さらに選択されたユニットに含まれる部品の中から、干渉チェックが行われる対象部品を抽出する。干渉チェック処理部１４は、選択部品判定部１３で抽出された対象部品に対して干渉チェックを行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、製品を構成する部品相互間の干渉の有無をチェックする設計支援装置および設計支援方法に関する。

製品設計において、製品の形状およびレイアウトは、計算機支援設計装置（以下、ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置あるいはＣＡＤシステムという）を用いて、３次元の座標系における図形データとして定義され設計される。

部品点数の多い製品、たとえばデジタル複合機あるいは自動車などの製品設計では、製品を構成する部品は、機能単位、たとえばユニット単位にグルーピングされ、複数の設計者が、それぞれに割り当てられたユニットを並行して設計する。各設計者は、自分が担当しているユニットと関係するユニットとの接続部分について、その関係するユニットの設計者と事前に取り決めを行う。

各設計者は、その取り決めに従って設計を行うが、接続部分について、取り決め通りの設計が行われているか否かを、ＣＡＤ装置によって設計された３次元の図形データを用いてチェックすることができる。たとえば干渉チェックを行う対象である２つの部品の図形データに対して、加減乗除などの演算を行うことによって、干渉などの不具合があるか否かを判断することができる。

したがって、設計図面に基づいて製作された試作機の組立段階で顕在化していた部品相互間の干渉による不具合を、ＣＡＤ装置によって設計された３次元の図形データを用いてチェックすることによって、試作機の組立開始前に排除することができ、製品設計の品質を向上することができる。

ＣＡＤシステムにおける部品相互間の干渉チェックを行うための従来技術として、座標系の各軸方向の最小および最大座標値で表されるミニマックスボックスを用いて形状相互間の干渉可能性の有無を判定する形状相互間の干渉チェック方法がある。

この形状相互間の干渉チェック方法は、まず、初期設定ステップで、第１および第２の形状のそれぞれについて、最適な第１および第２のミニマックス座標系を個別に設定し、第１のミニマックス座標系における第１の形状に対応する第１の１次ミニマックスボックス、および第２のミニマックス座標系における第２の形状に対応する第２の１次ミニマックスボックスをそれぞれ求める。

つぎに、第１ステップで、第２のミニマックス座標系における第１の１次ミニマックスボックスに対応する２次ミニマックスボックスを求め、第２のミニマックス座標系において、求めた２次ミニマックスボックスと先に求めておいた第２の１次ミニマックスボックスとの干渉の有無を判定する。

さらに、干渉があると判定されたとき、第２ステップで、第２のミニマックス座標系における干渉領域について、第１のミニマックス座標系におけるその干渉領域に対応する干渉ミニマックスボックスを求め、第１のミニマックス座標系において、求めた干渉ミニマックスボックスと先に求めておいた第１の１次ミニマックスボックスとの干渉の有無を判定する。

このように、初期ステップ〜第２ステップによって、第１の形状と第２の形状との干渉の有無の可能性をチェックするラフチェックを行うものである。厳密な干渉チェックを行う前のラフチェックの精度を向上させることによって、厳密な干渉チェックの実行回数を低減させて処理の効率化を図るものである（たとえば特許文献１参照）。

特許第３４１３７３３号公報

上述した従来技術は、厳密な干渉チェックの前に行われるラフチェックの精度を向上させることによって、厳密な干渉チェックの実行回数を低減させて処理の効率化を図る干渉チェック機能である。ＣＡＤシステムを用いて製品設計する場合においては、部品の配置変更などが生じた際に、この干渉チェック機能を利用して、複数の部品間の干渉チェックを行うことによって、早期に、つまり製品開発の早い段階で問題を発見する有効な方法である。

しかしながら、このラフチェックは、総当り的に部品相互間のチェックを行うものであり、製品を構成する部品数が多くなると、干渉チェックの実行回数も増加し、干渉チェックの計算に多くの時間が必要になる。さらに、干渉チェックによるチェック結果を確認する必要があるが、確認すべきチェック結果の件数も増加するので、チェック結果の確認も実質的に困難になるという問題がある。

さらに、他の設計者が担当するユニットに含まれる部品と、自分が担当するユニットに含まれる部品との干渉の有無を知りたい場合にも、他のユニット内の部品間の干渉チェックおよび自分のユニット内の部品間の干渉チェックが行われ、目的の干渉を発見するために多くの時間がかかってしまうという問題がある。

本発明の目的は、部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、特定の部品に限定することができる設計支援装置および設計支援方法を提供することである。

本発明は、製品を構成する複数の部品の形状を表す形状情報とその部品を配置する配置情報とを記憶する記憶手段と、
前記複数の部品が予め定める条件に基づいて第１のユニットまたは第２のユニットのうちどちらのユニットに仕分けられたかを示す識別情報を、前記配置情報に付加する識別情報付加手段と、
識別情報付加手段が付加した識別情報によって第１のユニットに仕分けられた部品と第２のユニットに仕分けられた部品とが、前記記憶手段に記憶された配置情報に基づいて配置されたときに干渉するか否かを、前記記憶手段に記憶された形状情報および配置情報に基づいてチェックする干渉チェック手段と、
干渉チェック手段によるチェック結果を出力する出力手段とを含むことを特徴とする設計支援装置である。

本発明に従えば、記憶手段によって、製品を構成する複数の部品の形状を表す形状情報とその部品を配置する配置情報とが記憶され、識別情報付加手段によって、前記複数の部品が予め定める条件に基づいて第１のユニットまたは第２のユニットのうちどちらのユニットに仕分けられたかを示す識別情報が、前記配置情報に付加され、干渉チェック手段によって、識別情報付加手段が付加した識別情報によって第１のユニットに仕分けられた部品と第２のユニットに仕分けられた部品とが、前記記憶手段に記憶された配置情報に基づいて配置されたときに干渉するか否かが、前記記憶手段に記憶された形状情報および配置情報に基づいてチェックされ、出力手段によって、干渉チェック手段によるチェック結果が出力される。

このように、製品を構成する第１のユニットおよび第２のユニットを干渉チェックの対象ユニットとするので、第１のユニットに含まれる部品と第２のユニットに含まれる部品との干渉のみをチェックすることができる。

また本発明は、製品を構成する複数の部品の形状を表す形状情報とその部品を配置する配置情報とを記憶する記憶手段と、
前記複数の部品が予め定める条件に基づいてどのユニットに仕分けられたかを示す識別情報を、前記配置情報に付加する識別情報付加手段と、
識別情報付加手段が付加した識別情報によって前記複数の部品が仕分けられたユニットの中からユニットを選択する選択手段と、
選択手段によって選択されたユニットのうちの２つのユニットのすべての組み合わせについて、１つのユニットに仕分けられた部品と、他のユニットに仕分けられた部品とが、前記記憶手段に記憶された配置情報に基づいて配置されたときに干渉するか否かを、前記記憶手段に記憶された形状情報および配置情報に基づいてチェックする干渉チェック手段と、
干渉チェック手段によるチェック結果を出力する出力手段とを含むことを特徴とする設計支援装置である。

本発明に従えば、記憶手段によって、製品を構成する複数の部品の形状を表す形状情報とその部品を配置する配置情報とが記憶され、識別情報付加手段によって、前記複数の部品が予め定める条件に基づいてどのユニットに仕分けられたかを示す識別情報が、前記配置情報に付加され、選択手段によって、識別情報付加手段が付加した識別情報によって前記複数の部品が仕分けられたユニットの中からユニットが選択され、干渉チェック手段によって、選択手段によって選択されたユニットのうちの２つのユニットのすべての組み合わせについて、１つのユニットに仕分けられた部品と、他のユニットに仕分けられた部品とが、前記記憶手段に記憶された配置情報に基づいて配置されたときに干渉するか否かが、前記記憶手段に記憶された形状情報および配置情報に基づいてチェックされ、出力手段によって、干渉チェック手段によるチェック結果を出力される。

このように、製品を構成するユニットの中から、干渉チェックを行うユニットが選択されるので、選択されたユニットについて、異なるユニットに含まれる部品を干渉チェックの対象部品とすることができる。

また本発明は、前記選択手段は、選択したユニット間に包含関係がある場合、包含されるユニットの選択を無効とすることを特徴とする。

本発明に従えば、選択されたユニット間に包含関係があるとき、包含されるユニットの選択を無効として、包含されるユニットを除くユニットを選択するので、包含されるユニットに含まれる部品が重複してチェックされることを回避することができる。

また本発明は、前記選択手段は、選択したユニットが１つのユニットのみである場合、その選択したユニットに含まれるユニットを、新たに選択したユニットとすることを特徴とする。

本発明に従えば、選択されたユニットが１つであるとき、その選択されたユニットに含まれるユニットを、新たに選択されたユニットとするので、新たに選択されたユニットに含まれる部品の干渉のみをチェックすることができる。

また本発明は、前記選択手段によって選択されたユニットのうちの２つのユニットのすべての組み合わせについて、１つのユニットに仕分けられた部品の形状を包含する直方体と、他のユニットに仕分けられた部品の形状を包含する直方体とが、前記記憶手段に記憶された配置情報に基づいて配置されたときに干渉するか否かを、前記記憶手段に記憶された形状情報および配置情報に基づいて判定する前処理手段を含み、
前記干渉チェック手段は、前処理手段が干渉すると判定した直方体に含まれる部品同士が干渉するか否かをチェックすることを特徴とする。

本発明に従えば、前処理手段によって、部品の形状を包含する直方体間での干渉をチェックし、干渉する直方体に包含される部品を対象部品として抽出するので、干渉チェックを行う対象部品の数をさらに少なくすることができる。

また本発明は、製品を構成する複数の部品の形状を表す形状情報とその部品を配置する配置情報とを記憶する記憶工程と、
前記複数の部品が予め定める条件に基づいてどのユニットに仕分けられたかを示す識別情報を、前記配置情報に付加する識別情報付加工程と、
識別情報付加工程で付加された識別情報によって前記複数の部品が仕分けられたユニットの中からユニットを選択する選択工程と、
選択工程で選択されたユニットのうちの２つのユニットのすべての組み合わせについて、１つのユニットに仕分けられた部品と、他のユニットに仕分けられた部品とが、前記記憶工程で記憶された配置情報に基づいて配置されたときに干渉するか否かを、前記記憶工程で記憶された形状情報および配置情報に基づいてチェックする干渉チェック工程と、
干渉チェック工程でのチェック結果を出力する出力工程とを含むことを特徴とする設計支援方法である。

本発明に従えば、記憶工程で、製品を構成する複数の部品の形状を表す形状情報とその部品を配置する配置情報とを記憶し、識別情報付加工程で、前記複数の部品が予め定める条件に基づいてどのユニットに仕分けられたかを示す識別情報を、前記配置情報に付加し、選択工程で、識別情報付加工程で付加された識別情報によって前記複数の部品が仕分けられたユニットの中からユニットを選択し、干渉チェック工程で、選択工程で選択されたユニットのうちの２つのユニットのすべての組み合わせについて、１つのユニットに仕分けられた部品と、他のユニットに仕分けられた部品とが、前記記憶工程で記憶された配置情報に基づいて配置されたときに干渉するか否かを、前記記憶工程で記憶された形状情報および配置情報に基づいてチェックし、出力工程で、干渉チェック工程でのチェック結果を出力する。

このように、製品を構成するユニットの中からユニットが選択されるので、選択されたユニットについて、異なるユニットに含まれる部品を干渉チェックの対象部品とすることができる。

本発明によれば、第１のユニットに含まれる部品と第２のユニットに含まれる部品との干渉のみをチェックすることができるので、部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、特定の部品に限定することができる。

また本発明によれば、選択されたユニットについて、異なるユニットに含まれる部品を干渉チェックの対象部品とすることができるので、部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、特定の部品に限定することができる。

複数の設計者によって、機能ユニット毎に設計される大規模アセンブリから構成される製品の設計において、ユニット間の干渉による不具合に注目して、自ユニットと関係する他ユニットとの干渉のみを検出することが可能となる。さらに、１つ以上のユニットを選択することができるので、所望するユニット間の干渉による不具合のみを検出することが可能となる。したがって、複数の設計者によって、設計される大規模アセンブリから構成される製品の設計において、他のアセンブリとの不具合点を早期に発見し、対策するため設計期間を短縮することができる。

また本発明によれば、包含されるユニットに含まれる部品が重複してチェックされることを回避することができるので、部品相互間の干渉チェックを行う回数の増加を回避することができる。

また本発明によれば、新たに選択されたユニットに含まれる部品の干渉のみをチェックすることができるので、部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、特定の部品に限定することができる。

また本発明によれば、干渉チェックを行う対象部品の数をさらに少なくすることができるので、部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、さらに限定することができる。

また本発明によれば、選択されたユニットについて、異なるユニットに含まれる部品を干渉チェックの対象部品とすることができるので、部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、特定の部品に限定することができる。

図１は、本発明の実施の一形態である設計支援装置１の機能の構成を示す図である。設計支援装置１は、部品形状情報設計部１１、製品アセンブリ設定部１２、選択部品判定部１３、干渉チェック処理部１４、表示部およびデータ入力部１５、部品形状情報記憶部１６、アセンブリ情報記憶部１７、ならびに情報転送路１８を含む。

部品形状情報設計部１１は、部品の形状を表す形状情報を部品形状情報記憶部１６に記憶する。形状情報には、部品の形状を表現するための頂点座標および面情報などの情報が含まれる。製品アセンブリ設定部１２は、部品を配置する位置を表す位置情報と部品を配置する方向を表す方向情報とを含む配置情報であるアセンブリ情報を設定し、アセンブリ情報記憶部１７に記憶する。アセンブリ情報は、たとえば部品をグループ化したユニット間の親子関係、つまり包含関係と、部品間の相対位置などの位置情報と、部品を配置する際の部品毎のローカル座標と、配置座標とが含まれる。

選択部品判定部１３は、まず、製品アセンブリ設定部１２で記憶されたアセンブリ情報に含まれるユニット間の親子関係を用いて、ユニット間の部品の干渉のみをチェックするためのユニットを選択する。選択部品判定部１３は、さらに干渉チェックのための前処理を行う。前処理では、選択されたユニットに含まれる部品の中から、干渉チェックを行うべき対象部品を抽出する。具体的には、たとえば１つの部品の形状を包含する直方体、あるいは複数の部品の集まりの形状を包含する直方体間での干渉をチェックし、干渉する直方体に含まれる部品あるいは部品の集まり（以下、部品あるいは部品の集まりを省略して部品ともいう）を対象部品として抽出する。

部品間の干渉チェックを、形状情報およびアセンブリ情報に基づいて行うと、立体形状の演算を行うため、多くの回数の演算が行われ、対象部品の数が多いと膨大な時間がかかる。この前処理は、干渉チェックが行われる対象部品を、干渉の可能性のある部品に絞り込み、干渉チェックの処理時間を短縮するために行う処理である。

このように、前処理では、部品の形状を包含する直方体を仮定し、直方体間での干渉をチェックするので、アセンブリ情報の親子関係を用いて、干渉チェックの対象部品とするか否かを判定することができる。

干渉チェック処理部１４は、選択部品判定部１３で抽出された対象部品に対して干渉チェックを行う。表示部およびデータ入力部１５は、選択するユニットを指示する選択指示などの情報を入力するデータ入力部と、ユーザへの情報を表示する表示部とを含む。

部品形状情報記憶部１６およびアセンブリ情報記憶部１７は、それぞれ形状情報およびアセンブリ情報を記憶する。形状情報は、部品設計データに含まれる部品形状データであり、部品形状データは、頂点座標および面情報等を含む。部品形状データは、他に部品名などの情報を含む。アセンブリ情報は、製品設計データに含まれる製品アセンブリデータであり、位置情報および方向情報等を含む。製品設計データは、他に製品名などの情報を含む。情報転送路１８は、各機能間で情報を転送するための転送路である。

識別情報付加手段は、たとえば製品アセンブリ設定部１２であり、選択手段および前処理手段は、たとえば選択部品判定部１３であり、干渉チェック手段は、たとえば干渉チェック処理部１４である。

図２は、図１に示した設計支援装置１のハードウエアの構成を示す図である。設計支援装置１は、たとえば情報処理装置によって構成され、データ入力装置２１、入力インタフェース２２、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３、記憶装置２４、ＲＡＭ（Random
Access Memory）２５、出力インタフェース２６、出力装置２７、およびデータバス２８を含む。

データ入力装置２１は、たとえば、キーボード、ポインティングデバイス、マウス、あるいはタッチパネル等で構成され、ユーザが部品の位置を表す位置情報および部品の方向を表す方向情報を含むアセンブリ情報などの情報を入力するための入力装置である。データ入力装置２１は、入力されたアセンブリ情報などの情報を、入力インタフェース２２を介して、ＣＰＵ２３に入力する。入力インタフェース２２は、データ入力装置２１をデータバス２８に接続するための接続装置である。

ＣＰＵ２３は、記憶装置２４に記憶されたプログラムを実行することによって、部品形状情報設計部１１、製品アセンブリ設定部１２、選択部品判定部１３、および干渉チェック処理部１４の機能を実現する中央処理装置である。記憶装置２４は、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置等で構成され、ＣＰＵ２３によって実行されるプログラムおよびＣＰＵ２３によって用いられるデータを記憶する。部品形状情報設計部１１、製品アセンブリ設定部１２、選択部品判定部１３、および干渉チェック処理部１４は、記憶装置２４に記憶されたプログラムに実装されている機能である。

ＲＡＭ２５は、半導体メモリなどで構成される常駐メモリであり、形状情報を記憶するための部品形状情報メモリ領域、およびアセンブリ情報を記憶するためのアセンブリ情報メモリ領域を含む。部品形状情報メモリ領域は、形状情報記憶部１６に対応し、ＣＰＵ２３が記憶装置２４から読み出した部品形状のデータつまり形状情報を記憶する。アセンブリ情報メモリ領域は、アセンブリ情報記憶部１７に対応し、データ入力装置２１によって入力された情報に基づいて、ＣＰＵ２３が設定したアセンブリ情報を格納する。

出力インタフェース２６は、出力装置２７をデータバス２８に接続するための接続装置である。出力装置２７は、液晶ディスプレイ、タッチパネル、あるいは印刷装置等で構成される出力装置であり、ＣＰＵ２３から出力インタフェース２６を介して送られてきた情報、たとえば干渉チェックの結果などの情報を表示する。データバス２８は、各ハードウエア間で情報を送受信するためのデータバスである。記憶手段は、たとえばＲＡＭ２５であり、出力手段は、たとえば出力装置２７である。

図３は、本発明の実施の他の形態である設計支援方法の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図１に示した設計支援装置１の部品形状情報設計部１１、製品アセンブリ設定部１２、選択部品判定部１３、および干渉チェック処理部１４によって処理される。設計支援装置１が部品間の干渉チェックを行うときに、ステップＳ１に移る。

ステップＳ１では、部品形状情報設計部１１は、干渉チェックの対象である製品を構成する部品の形状を表す形状情報を、記憶装置２４から取得して、部品形状情報記憶部１６に記憶する。形状情報は、部品の形状を表現するための頂点座標および面情報を含む。さらに、製品アセンブリ設定部１２は、部品をグループ化したユニット間の親子関係、つまり包含関係と、部品間の相対位置などの位置情報と、部品を配置する際の部品毎のローカル座標と、配置座標とを含む配置情報であるアセンブリ情報を設定し、アセンブリ情報記憶部１７に記憶する。部品形状情報記憶部１６およびアセンブリ情報記憶部１７は、それぞれＲＡＭ２５の部品形状情報メモリ領域およびアセンブリ情報メモリ領域に対応する。

ステップＳ２では、選択部品判定部１３は、まず、少なくとも１のユニットまたは部品を選択する。次に、製品アセンブリ設定部１２によって設定されたアセンブリ情報を用いて、選択されたユニットまたは部品のうち異なるユニットに属する部品に対して、前処理を行い、干渉チェックの対象部品を抽出する。選択されたユニットが３つ以上ある場合は、選択されたユニットのうちの２つのユニットのすべての組み合わせについて、前処理を行う。このステップＳ２の処理を選択部品判定処理という。

このように、製品を構成するユニットの中から、干渉チェックを行うユニットが選択されるので、選択されたユニットについて、異なるユニットに含まれる部品を干渉チェックの対象部品とすることができる。したがって、部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、特定の部品に限定することができる。さらに、１つ以上のユニットを選択することができるので、所望するユニット間の干渉による不具合のみを検出することが可能となる。

ステップＳ３では、干渉チェック処理部１４は、選択部品判定部１３によって干渉チェックの対象部品として抽出された部品について、異なるユニット間での干渉チェックを行う。選択されたユニットが３つ以上ある場合は、選択されたユニットのうちの２つのユニットのすべての組み合わせについて、干渉チェックを行う。

ステップＳ４では、表示部１５は、干渉チェック処理部１４によって干渉すると判断された判断結果を表示する。判断結果は、たとえば干渉すると判断された部品同士を対応させ、それらの部品を含むそれぞれのユニット名を付与して、リストとして表示する。

図４は、図３に示した選択部品判定処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。選択部品判定処理は、図３に示したステップＳ２の処理手順である。図３に示したステップＳ１の後、ステップＴ１に移る。

ステップＴ１では、ユーザが、データ入力部１５によって、干渉チェックを行いたいユニットまたは部品（以下、ユニットまたは部品を略してユニットともいう）を選択指示したか否かを判定する。選択指示がないとき、ステップＴ２に進み、選択指示があったとき、ステップＴ４に進む。ステップＴ２では、アセンブリ情報記憶部１７に記憶されたアセンブリ情報に基づいて、後述するユニット間の包含関係を示すツリー構造のなかで、ＴＯＰアセンブリの直下のユニットを選択する。

このように、ユニットの選択指示がないとき、つまりユニットが選択されないとき、製品を構成する第１のユニットおよび第２のユニット、つまりＴＯＰアセンブリの直下のユニットを干渉チェックの対象ユニットとするので、ＴＯＰアセンブリの直下の異なるユニットに含まれる部品間の干渉のみをチェックすることができる。したがって、部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、特定の部品に限定することができる。

ステップＴ３では、選択されたユニットに含まれる部品に対して前処理を行い、干渉チェックの対象部品を抽出して終了する。選択されたユニットが３つ以上ある場合は、選択されたユニットのうちの２つのユニットのすべての組み合わせについて、前処理を行う。前処理は、たとえば部品の形状を包含する直方体間での干渉をチェックし、干渉する直方体に含まれる部品を対象部品として抽出する。

ステップＴ４では、選択指示されたユニットが１つであるか否かを判定する。選択指示されたユニットが１つであるとき、ステップＴ５に進み、選択指示されたユニットが１つではないとき、ステップＴ６に進む。ステップＴ５では、アセンブリ情報記憶部１７に記憶されたアセンブリ情報に基づいて、選択指示されたユニットの直下のユニットを選択して、ステップＴ３に進む。

このように、選択指示されたユニットが１つであるとき、選択指示されたユニットに含まれるユニットを選択するので、選択されたユニットに含まれる部品の干渉のみをチェックすることができる。したがって、部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、特定の部品に限定することができる。

ステップＴ６では、アセンブリ情報記憶部１７に記憶されたアセンブリ情報に基づいて、選択指示されたユニットの中に包含関係があるか否かを判定する。包含関係がないとき、ステップＴ７に進み、包含関係があるとき、ステップＴ８に進む。ステップＴ７では、選択指示されたユニットを選択して、ステップＴ３に進む。ステップＴ８では、選択指示されたユニットのうちで、包含されるユニットを除くユニットを選択して、ステップＴ３に進む。

このように、選択指示されたユニット間に包含関係があるとき、包含されるユニットの選択を無効として、包含されるユニットを除くユニットを選択するので、包含されるユニットに含まれる部品が重複してチェックされることを回避することができる。したがって、部品相互間の干渉チェックを行う回数の増加を回避することができる。

さらに、製品を構成するユニットの中から、干渉チェックを行うユニットが選択されるので、選択されたユニットについて、異なるユニットに含まれる部品を干渉チェックの対象部品とすることができる。したがって、部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、特定の部品に限定することができる。さらに、１つ以上のユニットを選択することができるので、所望するユニット間の干渉による不具合のみを検出することが可能となる。

図５は、図１に示した設計支援装置１による干渉チェックが適用される製品を構成するユニットおよび部品の一例を示す図である。部品トレイ５０は、設計支援装置１による干渉チェックが適用される製品の一例である。

図５（ａ）は、引き出しユニット５１が本体ユニット５２に収納された状態の部品トレイ５０を示している。図５（ｂ）は、取っ手ユニット５１１が引き出し内ユニット５１２に取り付けられている状態の引き出しユニット５１を示している。図５（ｃ）は、本体サブユニットＡ５２１が本体サブユニットＢ５２２に嵌め込まれている状態の本体ユニット５２を示している。

図５（ｄ）は、取っ手ユニット５１１が、取っ手サブユニットＡ５１１１、取っ手サブユニットＢ５１１２、および取っ手サブユニットＣ５１１３から構成され、引き出し内ユニット５１２が、引き出し内サブユニットＡ５１２１および引き出し内サブユニットＢ５１２２から構成されることを示している。図５（ｅ）は、本体ユニット５２が、本体サブユニットＡ５２１および本体サブユニットＢ５２２から構成されることを示している。

部品トレイ５０の包含関係つまり親子関係については、親ユニットである部品トレイ５０つまりＴＯＰアセンブリの子ユニットとして、引き出しユニット５１および本体ユニット５２がある。親ユニットである引き出しユニット５１の子ユニットとして、取っ手ユニット５１１および引き出し内ユニット５１２があり、親ユニットである本体ユニット５２の子ユニットとして、本体サブユニットＡ５２１および本体サブユニットＢ５２２がある。親ユニットである取っ手ユニット５１１の子ユニットとして、取っ手サブユニットＡ５１１１、取っ手サブユニットＢ５１１２、および取っ手サブユニットＣ５１１３があり、親ユニットである引き出し内ユニット５１２の子ユニットとして、引き出し内サブユニットＡ５１２１および引き出し内サブユニットＢ５１２２がある。

図６は、図５に示した部品トレイ５０のツリー構造を示す図である。このツリー構造は、部品トレイ５０を構成するユニットおよび部品の包含関係つまり親子関係を示したものである。

製品データ全体を代表する製品アセンブリ、つまりＴＯＰアセンブリ６０は、部品トレイ５０に対応し、ＴＯＰアセンブリ６０は、ユニットＡ６１およびユニットＤ６２から構成され、それぞれ引き出しユニット５１および本体ユニット５２に対応する。すなわち、親ユニットであるＴＯＰアセンブリ６０は、子ユニットであるユニットＡ６１およびユニットＤ６２から構成される。同様に、ユニットＡ６１は、ユニットＢ６１１およびユニットＣ６１２から構成され、それぞれ取っ手ユニット５１１および引き出し内ユニット５１２に対応する。ユニットＢ６１１は、部品Ａ６１１１、部品Ｂ６１１２、および部品Ｃ６１１３から構成され、それぞれ取っ手サブユニットＡ５１１１、取っ手サブユニットＢ５１１２、および取っ手サブユニットＣ５１１３に対応する。ユニットＣ６１２は、部品Ｄ６１２１および部品Ｅ６１２２から構成され、それぞれ引き出し内サブユニットＡ５１２１および引き出し内サブユニットＢ５１２２に対応する。ユニットＤ６２は、部品Ｆ６２１および部品Ｇ６２２から構成され、それぞれ本体サブユニットＡ５２１および本体サブユニットＢ５２２に対応する。

ツリー構造に示される部品、たとえば部品Ａ６１１１〜部品Ｇ６２２は、それぞれ部品の形状情報を有する。ツリー構造に示されるユニット、たとえばユニットＡ６１〜ユニットＤ６２は、いくつかの部品が集まって機能するものであり、それぞれそのユニットに含まれる部品の部品名、その部品の形状情報、およびその部品の配置情報であるアセンブリ情報を有し、さらにそのユニットが他のユニットに属する場合は、ユニットが属するユニット名を有する。

図６に示したツリー構造の製品について、図４に示した選択部品判定処理を行う場合を説明する。第１のケースとして、データ入力部１５によってユニットが選択指示されないとき、選択部品判定部１３は、ＴＯＰアセンブリ６０の直下のユニット、つまりユニットＡ６１およびユニットＤ６２を干渉チェックの対象ユニットとして選択する。干渉チェックの対象となる対象部品は、ユニットＡ６１およびユニットＢ６２に含まれる各ユニットを構成する部品、つまりユニットＢ６１１を構成する部品Ａ６１１１〜部品Ｃ６１１３、ユニットＣ６１２を構成する部品Ｄ６１２１および部品Ｅ６１２２、ならびにユニットＤ６２を構成する部品Ｆ６２１および部品Ｇ６２２の中から抽出される。干渉チェックは、２つの部品間での干渉をチェックするものであり、干渉チェックの対象部品は、干渉チェックが行われる部品のペアとして表される。

部品Ａ６１１１に対して前処理を行うペアの部品は、対象ユニットのうち、部品Ａ６１１１を含まないユニットの部品、つまりユニットＤ６２に含まれる部品Ｆ６２１および部品Ｇ６２２であり、部品Ａ６１１１および部品Ｆ６２１のペアと、部品Ａ６１１１および部品Ｇ６２２のペアとが、前処理を行う部品のペアとして求まる。したがって、対象ユニットのうち、部品Ａ６１１１を含むユニット、つまりユニットＡ６１に含まれる他の部品、具体的には部品Ｂ６１１２、部品Ｃ６１１１３、部品Ｄ６１２１、および部品Ｅ６１２２は、部品Ａ６１１１に対して前処理を行うペアの部品ではない。同様に、ユニットＡ６１に含まれる他の部品に対しても、前処理を行うペアの部品を選択し、前処理を行う部品のペアを求める。

次に、前処理を行う部品のペアのすべてのペアについて、干渉チェックの前処理を行う。前処理は、幾何情報を利用したボックスチェックなどのラフチェックを行い、対象部品として抽出する。たとえば部品の形状を包含する直方体間での干渉をチェックし、干渉する直方体に含まれる部品は、部品同士が干渉する可能性があるので、干渉チェックの対象部品のペアとして抽出する。

従来技術による前処理では、ユニットＡ６１に含まれる部品と、ユニットＤ６２に含まれる部品との組合せの数の前処理を行う必要がある。具体的には、ユニットＡ６１に含まれる部品Ａ６１１１〜部品Ｃ６１１３、部品Ｄ６１２１、および部品Ｅ６１２２の５つの部品と、ユニットＤ６２に含まれる部品Ｆ６２１および部品Ｇ６２２の２つの部品とを合わせた７つの部品から２つの部品を選ぶ組合せの数、つまり_７Ｃ_２＝７＊６／２＝２１回の前処理を行う必要がある。上述した実施の形態では、異なるユニットに含まれる部品間の組合せの数であり、_７Ｃ_２−_５Ｃ_２−_２Ｃ_２＝７＊６／２−５＊４／２−２＊１／２＝２１−１０−１＝１０回の前処理でよい。

このように、前処理によって、部品の形状を包含する直方体間での干渉をチェックし、干渉する直方体に包含される部品を対象部品として抽出するので、干渉チェックを行う対象部品の数をさらに少なくすることができる。したがって、部品相互間の干渉チェックを行う対象部品を、さらに限定することができる。

第２のケースとして、データ入力部１５によって１つのユニットが選択指示されたとき、たとえばユニットＡ６１が選択指示されたとき、選択部品判定部１３は、ユニットＡ６１の直下のユニット、すなわちユニットＢ６１１およびユニットＣ６１２を干渉チェックの対象ユニットとして選択する。干渉チェックの対象となる対象部品は、ユニットＢ６１１を構成する部品Ａ６１１１〜部品Ｃ６１１３、ならびにユニットＣ６１２を構成する部品Ｄ６１２１および部品Ｅ６１２２の中から抽出される。

部品Ａ６１１１に対して前処理を行うペアの部品は、対象ユニットのうち、部品Ａ６１１１を含まないユニットの部品、つまりユニットＣ６１２に含まれる部品Ｄ６１２１および部品Ｅ６１２２であり、部品Ａ６１１１および部品Ｄ６１２１のペアと、部品Ａ６１１１および部品Ｅ６１２２のペアとが、前処理を行う部品のペアとして求まる。したがって、対象ユニットのうち、部品Ａ６１１１を含むユニット、つまりユニットＢ６１１に含まれる他の部品、具体的には部品Ｂ６１１２および部品Ｃ６１１１３は、部品Ａ６１１１に対して前処理を行うペアの部品ではない。同様に、ユニットＢ６１１に含まれる他の部品に対しても、前処理を行うペアの部品を選択し、前処理を行う部品のペアを求める。

第３のケースとして、データ入力部１５によって複数のユニットが選択指示されたとき、選択指示されたユニットを干渉チェックの対象ユニットとする。選択指示された複数のユニット間に包含関係つまり親子関係があるときは、包含されるユニットつまり子ユニットの選択は、無効とする。

このように、同じユニットを構成する部品間では干渉チェックを行わず、異なるユニットに含まれる部品間でのみ干渉チェックを行うので、干渉チェックの対象部品を減らすことができ、短時間に干渉チェックを行うことができる。

図７は、図１に示した干渉チェック処理部１４が行った干渉チェック結果の表示例を示す図である。この表示例は、上述した第１のケース、すなわちユニットの選択指示がなく、ユニットＡ６１およびユニットＤ６２が選択され、部品Ｅ６１２２と部品Ｇ６２２とが干渉する場合の例である。

ユニットＡ６１の構成部品は、部品Ａ６１１１〜部品Ｅ６１２２であり、これらの部品は、同じ親ユニット、つまりユニットＡ６１に属するので、これらの部品間では、干渉チェックは行われない。干渉チェックの対象部品は、ユニットＤ６２の構成部品である部品Ｆ６２１および部品Ｇ６２２の中から抽出される。

この例では、部品Ｅ６１２２と部品Ｇ６２２とが干渉するので、ユニットＡ６１の部品Ｅ６１２２とユニットＤ６２の部品Ｇ６２２とが干渉することを示すリストが表示される。具体的には、リストの左端の欄に部品間の干渉を識別するための干渉識別子７１として「１」が示され、リストの上段中央に、干渉チェックの対象ユニット名７２として「ユニットＡ」、リストの上段右側に、干渉チェックの相手の対象ユニット名７３として「ユニットＤ」、リストの下段中央に、対象ユニット名７２に示されたユニットＡに含まれる干渉部品名７４として「部品Ｅ」、リストの下段右側に、対象ユニット名７３に示されたユニットＤに含まれる干渉チェックの相手の干渉部品名７５として「部品Ｇ」が示されている。

本発明による設計支援装置１を用いると、設計支援装置１つまり情報処理装置であるコンピュータ上に構築された１つの空間に、形状情報によって定義された複数の部品の形状が、位置情報に基づいて配置され、それぞれの部品が干渉しているか否かを判定する際に、チェックする必要のない部品間の干渉チェック結果が表示されることはなく、ユニット間の必要な干渉部分のみをユーザに提示するので、確認および修正が早期に対応可能である。

すなわち、干渉チェックを行わなかった部品および干渉のなかった部品については表示しないで、干渉部分のみを表示するので、ユーザは、干渉部分を容易に把握することができる。したがって、干渉の有無の確認および干渉があった部品についての修正を早期に行うことができる。

図８は、図１に示した設計支援装置１へのプログラムの提供を説明するための図である。設計支援装置１は、記録媒体３５に記録されたプログラムおよび／またはデータを記憶装置２４にロードする媒体駆動装置３２をさら含む。記録媒体３５は、たとえばハードディスク、メモリカード、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read
Only Memory）、光ディスク、光磁気ディスク等の記録媒体であり、プログラムおよび／またはデータを記録する。設計支援装置１は、媒体駆動装置３２を介して、記録媒体３５に記録されたプログラムおよび／またはデータ３１ａを記憶装置２４にロードし、ロードしたプログラムおよび／またはデータ３１を用いて必要な処理を行う。

設計支援装置１は、ネットワークに接続されている情報処理装置３６に記憶されたプログラムおよび／またはデータを記憶装置２４にロードするネットワーク接続装置３４をさら含む。ネットワーク接続装置３４は、ネットワークに接続されている他の装置と通信し、プログラムおよび／またはデータを送受信することができる。設計支援装置１は、ネットワーク接続装置３４を介して、情報処理装置３６に記憶されたプログラムおよび／またはデータ３１ｂを記憶装置２４にロードし、ロードしたプログラムおよび／またはデータ３１を用いて必要な処理を行う。

部品形状情報設計部１１、製品アセンブリ設定部１２、選択部品判定部１３、および干渉チェック処理部１４などの機能が実装されたプログラムは、予め記憶装置２４に記憶しておいてもよいし、記録媒体３５あるいは情報処理装置３６から記憶装置２４にロードするようにしてもよいし、記録媒体３５および情報処理装置３６の両方から記憶装置２４にロードすることができるようにしてもよい。

記録媒体３５に記録されたプログラムあるいは情報処理装置３６に記憶されたプログラムをロードするためのプログラムは、予め記憶装置２４に記憶しておく。記録媒体３５に記録されたプログラムあるいは情報処理装置３６に記憶されたデータをロードするプログラムは、予め記憶装置２４に記憶しておいてもよいし、記録媒体３５あるいは情報処理装置３６からロードされるプログラムに含めておいてもよい。

このように、本発明の実施の他の形態である設計支援方法は、コンピュータに実行させるためのプログラムとして提供することができる。さらにまた、この設計支援方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読取り可能な記録媒体として提供することができる。
上述した実施の各形態によれば、複数の設計者によって、機能ユニット毎に設計される大規模アセンブリから構成される製品の設計において、ユニット間の干渉による不具合に注目して、自ユニットと関係する他ユニットとの干渉のみを検出することが可能となる。

したがって、複数の設計者によって、設計される大規模アセンブリから構成される製品の設計において、他のアセンブリとの不具合点を早期に発見し、対策するため設計期間を短縮することができる。

本発明の実施の一形態である設計支援装置１の機能の構成を示す図である。 図１に示した設計支援装置１のハードウエアの構成を示す図である。 本発明の実施の他の形態である設計支援方法の処理手順を示すフローチャートである。 図３に示した選択部品判定処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。 図１に示した設計支援装置１による干渉チェックが適用される製品を構成するユニットおよび部品の一例を示す図である。 図５に示した部品トレイ５０のツリー構造を示す図である。 図１に示した干渉チェック処理部１４が行った干渉チェック結果の表示例を示す図である。 図１に示した設計支援装置１へのプログラムの提供を説明するための図である。

符号の説明

１ 設計支援装置
１１ 部品形状情報設計部
１２ 製品アセンブリ設定部
１３ 選択部品判定部
１４ 干渉チェック処理部
１５ 表示部およびデータ入力部
１６ 部品形状情報記憶部
１７ アセンブリ情報記憶部
１８ 情報転送路
２１ データ入力装置
２２ 入力インタフェース
２３，３３ ＣＰＵ
２４ 記憶装置
２５ ＲＡＭ
２６ 出力インタフェース
２７ 出力装置
２８ データバス
３２ 媒体駆動装置
３４ ネットワーク接続装置
３５ 記録媒体
３６ 情報処理装置
５０ 部品トレイ
５１ 引き出しユニット
５２ 本体ユニット

Claims (6)

1. 製品を構成する複数の部品の形状を表す形状情報とその部品を配置する配置情報とを記憶する記憶手段と、
   前記複数の部品が予め定める条件に基づいて第１のユニットまたは第２のユニットのうちどちらのユニットに仕分けられたかを示す識別情報を、前記配置情報に付加する識別情報付加手段と、
   識別情報付加手段が付加した識別情報によって第１のユニットに仕分けられた部品と第２のユニットに仕分けられた部品とが、前記記憶手段に記憶された配置情報に基づいて配置されたときに干渉するか否かを、前記記憶手段に記憶された形状情報および配置情報に基づいてチェックする干渉チェック手段と、
   干渉チェック手段によるチェック結果を出力する出力手段とを含むことを特徴とする設計支援装置。
2. 製品を構成する複数の部品の形状を表す形状情報とその部品を配置する配置情報とを記憶する記憶手段と、
   前記複数の部品が予め定める条件に基づいてどのユニットに仕分けられたかを示す識別情報を、前記配置情報に付加する識別情報付加手段と、
   識別情報付加手段が付加した識別情報によって前記複数の部品が仕分けられたユニットの中からユニットを選択する選択手段と、
   選択手段によって選択されたユニットのうちの２つのユニットのすべての組み合わせについて、１つのユニットに仕分けられた部品と、他のユニットに仕分けられた部品とが、前記記憶手段に記憶された配置情報に基づいて配置されたときに干渉するか否かを、前記記憶手段に記憶された形状情報および配置情報に基づいてチェックする干渉チェック手段と、
   干渉チェック手段によるチェック結果を出力する出力手段とを含むことを特徴とする設計支援装置。
3. 前記選択手段は、選択したユニット間に包含関係がある場合、包含されるユニットの選択を無効とすることを特徴とする請求項２に記載の設計支援装置。
4. 前記選択手段は、選択したユニットが１つのユニットのみである場合、その選択したユニットに含まれるユニットを、新たに選択したユニットとすることを特徴とする請求項２または３に記載の設計支援装置。
5. 前記選択手段によって選択されたユニットのうちの２つのユニットのすべての組み合わせについて、１つのユニットに仕分けられた部品の形状を包含する直方体と、他のユニットに仕分けられた部品の形状を包含する直方体とが、前記記憶手段に記憶された配置情報に基づいて配置されたときに干渉するか否かを、前記記憶手段に記憶された形状情報および配置情報に基づいて判定する前処理手段を含み、
   前記干渉チェック手段は、前処理手段が干渉すると判定した直方体に含まれる部品同士が干渉するか否かをチェックすることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の設計支援装置。
6. 製品を構成する複数の部品の形状を表す形状情報とその部品を配置する配置情報とを記憶する記憶工程と、
   前記複数の部品が予め定める条件に基づいてどのユニットに仕分けられたかを示す識別情報を、前記配置情報に付加する識別情報付加工程と、
   識別情報付加工程で付加された識別情報によって前記複数の部品が仕分けられたユニットの中からユニットを選択する選択工程と、
   選択工程で選択されたユニットのうちの２つのユニットのすべての組み合わせについて、１つのユニットに仕分けられた部品と、他のユニットに仕分けられた部品とが、前記記憶工程で記憶された配置情報に基づいて配置されたときに干渉するか否かを、前記記憶工程で記憶された形状情報および配置情報に基づいてチェックする干渉チェック工程と、
   干渉チェック工程でのチェック結果を出力する出力工程とを含むことを特徴とする設計支援方法。

Images