JP2007179263A - Computing apparatus, simulation method thereof, and program thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、計算装置及びそのシミュレーション方法、並びにそのプログラムに関し、特に、プリンタ等の装置内にある搬送経路に搬送されるシート状の柔軟媒体から成る部材の挙動を数値解析する計算装置及びそのシミュレーション方法、並びにそのプログラムに関する。 The present invention relates to a calculation apparatus, a simulation method therefor, and a program therefor, and more particularly, a calculation apparatus for numerically analyzing the behavior of a member made of a sheet-like flexible medium conveyed on a conveyance path in an apparatus such as a printer and the simulation thereof. The present invention relates to a method and a program thereof.
従来より、複写機、LBP(レーザービームプリンタ)、インクジェットプリンタなどの紙、フィルム、などのシート状媒体(柔軟媒体)を含む部材を搬送する機構を有する装置の搬送経路の設計を行うシミュレーション方法が知られている。具体的には、部材が上記装置の搬送経路内を搬送される時のシート状部材の挙動を計算機シミュレーションにより解析することにより、搬送経路の設計を行うシミュレーション方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
上記シミュレーション方法では、解析時間の短縮が望まれている。 In the simulation method, it is desired to shorten the analysis time.
本発明の目的は、部材の挙動をシミュレーションする際の計算時間を確実に短縮することができる計算装置及びそのシミュレーション方法、並びにそのプログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a calculation apparatus, a simulation method therefor, and a program therefor that can reliably reduce the calculation time when simulating the behavior of a member.
上記目的を達成するために、請求項1記載の計算装置は、搬送駆動部により搬送される柔軟媒体の微小時間ごとの運動状態をそれぞれ計算する計算装置において、前記搬送駆動部の駆動速度が一定である時間領域を抽出する領域抽出手段と、前記柔軟媒体の運動状態の計算対象である計算時刻が前記抽出された時間領域の範囲内である場合、前記柔軟媒体の速度と前記搬送駆動部の速度との差異に基づき前記柔軟媒体が一定形状を保っているか否かを判別する形状判別手段と、前記形状判別手段により前記柔軟媒体が一定形状を保っていると判別された場合、前記計算時刻から前記抽出された時間領域の終了時刻までの前記柔軟媒体の運動状態を計算することなく、前記計算時刻を前記抽出された時間領域の終了時刻から前記柔軟媒体の運動状態を計算するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a calculation apparatus according to
本発明によれば、部材の挙動をシミュレーションする際の計算時間を確実に短縮することができる。 According to the present invention, the calculation time for simulating the behavior of a member can be reliably shortened.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は、本実施の形態に係る計算装置としてのコンピュータの構成を概略的に示す図である。 FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a computer as a computing device according to the present embodiment.
図2において、コンピュータ100は、本実施の形態に係るシミュレーション方法のプログラム1Aを格納するハードディスクAと、起動の際にプログラム1AがロードされるメモリBとを備える。さらに、コンピュータ100は、実メモリB中のプログラム1Aを読み込み、後述の表示装置Eの表示画面上のボタンの選択の検出および数値の入力の検出などに応じて必要な演算を処理するCPU Dと、紙の搬送経路・ローラによる搬送条件や紙種等の各種パラメータ2Aを入力する入力装置Cとを備える。また、コンピュータ100は、シミュレーションモデルの形状を随時表示する表示装置Eとを備える。
In FIG. 2, a
ハードディスクAは、プログラム1Aの他、計算に必要な紙の種類(柔軟媒体)に依存する物性パラメータ、紙の厚さ、密度、剛性およびガイドとの摩擦係数が格納されている。また、ハードディスクAは、計算の結果出力される物理量も格納する。
In addition to the
CPU Dは、入力装置Cの入力された各種パラメータ2Aを随時呼び出し、計算に使用する制御ユニットである。
The CPU D is a control unit that calls
表示装置Eは、シミュレーションモデルの形状として、入力装置Cに入力された搬送経路の設定や、CPU Dで数値計算された紙の配置を随時表示する。これにより、ユーザはシミュレーションの状態を視認することができる。 The display device E displays the setting of the transport path input to the input device C and the paper layout numerically calculated by the CPU D as the shape of the simulation model. Thereby, the user can visually recognize the state of the simulation.
また、表示装置Eは、計算の結果出力される物理量を随時表示する。これにより、ユーザは紙の挙動アニメーションを視認できると共に、紙やガイドに働く力、速度、加速度、位置をグラフで定量把握することができる。 Further, the display device E displays the physical quantity output as a result of the calculation as needed. Thereby, the user can visually recognize the behavior animation of the paper, and can quantitatively grasp the force, speed, acceleration, and position acting on the paper and the guide on the graph.
図3は、搬送経路定義機能に移行したときに、図2における表示装置Eに表示される画面を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a screen displayed on the display device E in FIG. 2 when shifting to the transport path definition function.
図3において、画面300は、ユーザによる各種ボタンの押下で機能の切り替えを行うメニューバー1と、各機能のサブ構成メニュー2と、定義した搬送経路や結果が表示されるグラフィカル画面3とを備える。また、画面300は、プログラムメッセージの出力および必要に応じ数値入力を行うコマンド欄4とを備える。
In FIG. 3, a
メニューバー1は、各種機能に移行するボタン1−0〜1−4を備える。ボタン1−1は、ユーザによる選択の検出に応じて搬送経路定義機能に移行するためのボタンである。ボタン1−2は、ユーザによる選択の検出に応じて柔軟媒体モデル作成機能に移行するためのボタンである。ボタン1−3は、ユーザ押下により搬送条件設定機能に移行する。また、ボタン1−0は、ユーザによる選択の検出に応じてファイル処理機能に移行するためのボタンである。ボタン1−4は、ユーザによる選択の検出に応じて結果表示機能に移行するするためのボタンである。
The
また、画面300は、「搬送経路」ボタン1−1のユーザの選択の検出に応じて、サブ構成メニュー2に定義ボタン2A〜2Gを表示する。定義ボタン2Aは、2つのローラから成る1対の搬送ローラを定義し、定義ボタン2Bは、1つのローラから成る単独の搬送ローラを定義する。定義ボタン2Cは、直線の搬送ガイドを定義し、定義ボタン2Dは、円弧の搬送ガイドを定義する。定義ボタン2Eは、スプライン曲線で搬送ガイドを定義し、定義ボタン2Fは、柔軟媒体が搬送される経路の分岐を行うフラッパー(ポイント)を定義する。定義ボタン2Gは、柔軟媒体が搬送経路内の所定の位置にあるか否かを検出するセンサを定義する。本実施の形態では、搬送ローラ、搬送ガイド、フラッパが定義ボタン2A〜2Gにより定義されるが、実際の複写機やプリンターの搬送経路を構成する部品を定義するものであればこれらの定義ボタンに限定されない。
Further, the
グラフィック画面3は、定義ボタン2A〜2Gのユーザの選択の検出に応じて搬送経路が定義されると、その定義された搬送経路の位置形状を反映したものを表示する。
When the transport path is defined in response to detection of the selection of the
また、画面300は、「媒体定義」ボタン1−2のユーザの選択の検出に応じて、サブ構成メニュー2に選択メニュー2I〜2Kを表示する。
Further, the
選択メニュー2Iは、直線、円弧、スプラインの3つの入力コマンドがユーザ選択可能に表示する。尚、選択メニュー2Iには、フリーハンドのような別の入力コマンドを表示するようにしてもよい。また、選択メニュー2Iの3つの入力コマンドの1つがユーザにより選択されると、コマンド欄4に、柔軟媒体の両端部の座標値の入力を促すメッセージ(図4)を表示する。
The selection menu 2I displays three input commands of a straight line, an arc, and a spline so that the user can select them. In the selection menu 2I, another input command such as freehand may be displayed. When one of the three input commands on the selection menu 2I is selected by the user, a message (FIG. 4) prompting the user to input coordinate values at both ends of the flexible medium is displayed in the
本実施の形態では、座標値をコマンド欄4への数値入力により柔軟媒体の両端部の座標値が決定される。しかし、マウス等のコンピュータ100に付随するポインティングデバイスによってグラフィック画面3に柔軟媒体の両端部の座標値を直接指定するようにしてもよい。
In the present embodiment, the coordinate values of both ends of the flexible medium are determined by inputting the coordinate values into the
柔軟媒体の両端部の座標値が決定された時点で、グラフィック画面3上には端部21を結ぶ直線(破線)22が描かれる。これにより、ユーザは柔軟媒体がどのように搬送経路内に設置されているか確認できる。本実施の形態では、図4に示すように、事前に設定したローラ対と紙ガイドに対して、紙ガイド側に一方の端部21を、ローラ対20に挟持された状態でローラ対20を越えた地点に他方の端部21を配している。
When the coordinate values of the both ends of the flexible medium are determined, a straight line (broken line) 22 connecting the
選択メニュー2Jは、柔軟媒体の種別をユーザ選択可能に表示する。この選択メニュー2Jに表示された種別の1つの選択が検出されたとき、各種パラメータ2Aの1つとして、その媒体固有の特性に合わせたデータが入力装置Cにより入力される。具体的には、搬送経路内での柔軟媒体の運動を計算するために必要な計算パラメータである柔軟媒体のヤング率、密度、厚さの情報が入力される。例えば、柔軟媒体の種別として、再生紙Aが選択された場合、同操作によりコンピュータ100内部に再生紙Aのヤング率5409Mpa、密度6.8×10−7kg/mm3、紙厚0.0951mmという値が入力される。
The
尚、本実施の形態では、選択メニュー2Jには、再生紙A、再生紙B、再生紙C、普通紙A、普通紙B、普通紙C、OHPがユーザ選択可能な柔軟媒体の種別として表示されている。しかし、搬送経路上を搬送する部材としうる柔軟媒体であれば、これらの種別に限定されるものではなく、例えば、非コート紙、コート紙表現で表された媒体を選択可能に表示しても良いし、厚さ、坪量、商品名などの表現で表された媒体を表示しても良い。
In this embodiment, the
選択メニュー2Kは、上記搬送経路の定義や、その搬送経路内での柔軟媒体の位置が決定されたときに、柔軟媒体の運動状態をシミュレーションする要素分割方法として、等分割、不等分割、自動の3つのコマンドをユーザ選択可能に表示する。
The
この選択メニュー2Kに表示された上記3つのコマンドの1つがユーザ選択されると、コマンド欄4にその方法を定義するのに必要なパラメータの入力を促すメッセージを表示する。例えば、等分割のコマンドが選択された場合、コマンド欄4は、図5に示すように、柔軟媒体を複数のバネ−質量系に離散化する際の分割数、または分割サイズの入力を促すメッセージを表示する。
When one of the three commands displayed on the
本実施の形態では、直線で柔軟媒体を定義し、分割数を10としている。この場合、設定した端部21間を10分割するように質点23が配置される。なお、端部21もそれぞれ質点として設定される。これら質点23(端部21を含む)と、それらを結ぶ回転バネ24は、柔軟媒体を弾性体と見なした際の曲げ剛性を表現し、また並進バネ25は引張り剛性を表現する。両バネ定数は弾性理論から導くことが可能である。回転バネ定数kr、並進バネ定数ksはヤング率E、幅w、紙厚tおよび質点間の距離ΔLを用いて以下に示される式(1−1)、式(1−2)によって与えられる。
In this embodiment, the flexible medium is defined by a straight line, and the number of divisions is 10. In this case, the mass points 23 are arranged so that the
質点の質量mは柔軟媒体の長さL、幅w、紙厚t、密度ρ、分割数nとすると、以下に示される式(2)により計算される。
m=Lwtρ/(n−1) …(2)
以上の作業により、柔軟媒体がプログラム上で曲げと引張りの力に反応する弾性体としてモデル定義される。
The mass m of the mass point is calculated by the following equation (2), where the length L, width w, paper thickness t, density ρ, and division number n of the flexible medium.
m = Lwtρ / (n−1) (2)
With the above operation, the flexible medium is model-defined as an elastic body that responds to bending and pulling forces on the program.
図3に示す画面300において、「搬送条件設定機能」ボタン1−3の選択が検出された場合、図6に示すように、サブ構成メニュー2に駆動制御メニュー2L、摩擦係数設定メニュー2M、駆動シーケンス入力ボタン2Nがユーザ選択可能に表示される。
When selection of the “conveyance condition setting function” button 1-3 is detected on the
駆動制御メニュー2Lは、柔軟媒体の駆動を制御する部品(ローラ、フラッパ)のうち、駆動制御可能なものをユーザ設定可能に表示する。例えば、駆動制御メニュー2L中のローラがユーザ選択された場合、グラフィック画面3に表示してある搬送ローラの駆動制御のユーザ設定が可能となる。
The
本実施の形態では、図6に示すように、搬送経路上にフラッパがないため、駆動制御メニュー2L中のフラッパはユーザ選択することができないようになっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, since there is no flapper on the transport path, the flapper in the
尚、紙などの柔軟媒体の搬送ができるものであれば、駆動制御メニュー2L中にローラ、フラッパ以外のものを表示するようにしてもよい。
In addition, as long as the flexible medium such as paper can be conveyed, items other than the roller and the flapper may be displayed in the
必要なローラの選択が終了した時点で、駆動シーケンス入力ボタン2Nの選択が検出されると、グラフィック画面3に図7に示すような条件入力画面700が現れる。グラフィカル画面3に示された定義方法にしたがって、ローラの送り量、送り速度、ローラ停止時間、Tstart、Tend、繰り返し数を随時入力すると、ローラの駆動条件が設定される。
When selection of the drive
例えば、送り量を20mm、送り速度を100mm/sec、ローラ停止時間を0.2秒、Tstartを0.1秒、Tendを0.1秒とし、0.3秒間のこのシーケンスを3回繰り返すローラ駆動条件が入力された場合、図8のグラフが画面3に表示される。このようなローラ駆動条件を設定することにより、インクジェットプリンタのように間欠紙送りがされる場合の部材の挙動シミュレーションを行うことができる。 For example, the feed amount is 20 mm, the feed speed is 100 mm / sec, the roller stop time is 0.2 seconds, T start is 0.1 seconds, T end is 0.1 seconds, and this sequence of 0.3 seconds is performed three times. When repeated roller driving conditions are input, the graph of FIG. By setting such roller driving conditions, it is possible to perform behavior simulation of members when intermittent paper feeding is performed as in an ink jet printer.
また、このとき上記ローラ駆動条件に基づき時間領域TJのデータが書き込まれた比較用ファイル(図9)が作成される。時間領域TJとは、ローラ駆動の加速度が0である時間帯、すなわち、図11に示すローラ駆動速度が一定な範囲C1、C2、C3およびローラ駆動が停止している(ローラ駆動速度が0)範囲S1、S2、S3である。この領域において、後述する図1のステップS34で計算省略ルーチンフラグをONにするか否かが判定される。 At this time, a comparison file (FIG. 9) in which data in the time domain TJ is written based on the roller driving conditions is created. The time region TJ is a time zone in which the roller driving acceleration is 0, that is, the ranges C 1 , C 2 and C 3 in which the roller driving speed shown in FIG. 11 is constant, and the roller driving is stopped (roller driving speed). Is 0) range S 1 , S 2 , S 3 . In this region, it is determined whether or not the calculation omission routine flag is set to ON in step S34 of FIG.
摩擦係数設定メニュー2M(図6)は、柔軟媒体との間で摩擦を起こす部品(ローラ、ガイド)をユーザ選択可能に表示する。例えば、摩擦係数設定メニュー2M中のローラがユーザ選択された場合、搬送ローラの摩擦係数μの値の入力促すメッセージがコマンド欄4に表示される。
The friction
ここで入力されたμにより、柔軟媒体の質点23とローラまたはガイドとの接触計算により得られる垂直抗力をNとすると、図10のように紙の搬送方向とは逆向きに摩擦力μNが働くように設定される。
When the normal force obtained by the contact calculation between the flexible
図1は、コンピュータ100により実行される柔軟媒体の挙動(運動状態)の計算処理の手順を示すフローチャートである。本処理は、シミュレーションの計算対象の計算時刻における柔軟媒体の物理量を計算し、その計算された物理量から柔軟媒体の形状を規定する処理である。この計算時刻は微小間隔ごとに設定される。図1に示すフローチャートは、プログラム1Aに基づいてCPU Dが実行する。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a procedure of calculation processing of the behavior (motion state) of a flexible medium executed by the
まず、図1において、計算時刻がローラ駆動の加速度が0である時間領域TJの範囲内か否かを判断する(ステップS31)。この処理は、具体的には図9の比較用ファイルを読み出し、このファイルに書き込まれた時間領域TJの範囲内に計算時刻が含まれるか否かを判断する。 First, in FIG. 1, it is determined whether or not the calculation time is within a time region TJ where the roller driving acceleration is zero (step S31). Specifically, this process reads the comparison file in FIG. 9 and determines whether or not the calculation time is included in the range of the time region TJ written in this file.
ステップS31の判断の結果、計算時刻が時間領域TJの範囲内でないときはステップS35の処理に進み、計算時刻が時間領域TJの範囲内であるときはローラ駆動が停止しているか否かを判断する(ステップS32)。本実施の形態では、具体的には、計算時刻が図11の範囲S1、S2、S3のいずれかの範囲内にあるか否かを判別する。ステップS32の判別の結果、ローラ駆動が停止しているときは計算省略ルーチンフラグをONにして(ステップS34)、ステップS35の処理に進み、ローラ駆動が停止していないとき、すなわちローラが一定駆動しているときはステップS33の処理に進む。 As a result of the determination in step S31, when the calculation time is not within the time region TJ, the process proceeds to step S35, and when the calculation time is within the time region TJ, it is determined whether or not the roller drive is stopped. (Step S32). In the present embodiment, specifically, it is determined whether or not the calculation time is within any one of the ranges S1, S2, and S3 in FIG. As a result of the determination in step S32, when the roller drive is stopped, the calculation skip routine flag is turned ON (step S34), and the process proceeds to step S35. When the roller drive is not stopped, that is, the roller is driven at a constant level. If so, the process proceeds to step S33.
ステップS33では、ガイドに当接する質点があるか否かを判断する。この処理は、具体的には、柔軟媒体の全質点の位置とガイドの位置が一定範囲内にある場合にガイドに当接する質点があるとみなす。この判別の結果、当接する質点があるときは直接、ガイドに当接する質点がないときは計算省略ルーチンフラグをONにして(ステップS34)、ステップS35の処理に進む。本実施の形態では、ステップS33において、全質点とガイドとの距離が0.01mm以内という条件を満たした場合にガイドに当接する質点があるとしている。 In step S33, it is determined whether or not there is a mass point in contact with the guide. More specifically, this processing considers that there is a mass point that comes into contact with the guide when the position of all the mass points of the flexible medium and the position of the guide are within a certain range. If the result of this determination is that there is a mass point that is in contact, the calculation omission routine flag is turned ON if there is no mass point that is in contact with the guide (step S34), and the process proceeds to step S35. In the present embodiment, in step S33, there is a mass point that comes into contact with the guide when the condition that the distance between all the mass points and the guide is within 0.01 mm is satisfied.
ステップS31〜S34の処理によれば、計算時刻が柔軟媒体の形状が維持されている可能性が高い時間領域の範囲内にある場合に計算省略ルーチンフラグをONにし、後述するステップS41〜S46の処理を行う。これにより、計算時間をより確実に短縮することができる。 According to the processing in steps S31 to S34, the calculation omission routine flag is set to ON when the calculation time is within the time domain within which the shape of the flexible medium is highly likely to be maintained, and in steps S41 to S46 described later. Process. Thereby, calculation time can be shortened more reliably.
ステップS35では、計算時刻から微小時間Δt秒経過後の柔軟媒体の運動状態の計算を開始する。 In step S35, calculation of the motion state of the flexible medium after a minute time Δt seconds has elapsed from the calculation time is started.
この計算処理が開始すると、まず、柔軟媒体を構成する各質点に働く力の合力計算を行う(ステップS36)。この処理は、具体的には、各質点に働く曲げ、引張り力、接触力、重力、空気抵抗力、クーロン力の合力計算が行われる。 When this calculation process is started, first, the resultant force of the forces acting on each mass point constituting the flexible medium is calculated (step S36). Specifically, in this process, a resultant force of bending, tensile force, contact force, gravity, air resistance force, and Coulomb force acting on each mass point is calculated.
次に、ステップS36で定義された各質点に働く力を夫々その質点の質量で除し、計算時刻からΔt秒後の加速度の計算を各質点について行う(ステップS37)。続いて、上記計算された加速度を時間積分することで、計算時刻からΔt秒後の各質点の速度を計算し(ステップS38)、その計算された速度を時間積分することで、計算時刻からΔt秒後の各質点の変位(ステップS39)を計算する。ここで、計算時刻からΔt秒後の各質点の加速度、速度、変位の計算(ステップS37〜S39)にはEulerの時間積分手法が採用されているが、Kutta-merson、Newmark-β法、Willson-θ法等、他の時間積分手法を採用しても良い。 Next, the force acting on each mass point defined in step S36 is divided by the mass of each mass point, and acceleration is calculated for each mass point after Δt seconds from the calculation time (step S37). Subsequently, the speed of each mass point after Δt seconds from the calculation time is calculated by time-integrating the calculated acceleration (step S38), and the calculated speed is time-integrated to obtain Δt from the calculation time. The displacement of each mass point after 2 seconds (step S39) is calculated. Here, Euler's time integration method is employed for calculation of acceleration, velocity, and displacement of each mass point Δt seconds after the calculation time (steps S37 to S39), but Kutta-merson, Newmark-β method, Willson Other time integration methods such as the -θ method may be adopted.
その後、上記計算時刻からΔt秒後の各質点の変位、速度、加速度を柔軟媒体の物理量としてハードディスクAに保存する(ステップS40)。 Thereafter, the displacement, velocity, and acceleration of each mass point after Δt seconds from the calculation time are stored in the hard disk A as physical quantities of the flexible medium (step S40).
次に、計算省略ルーチンフラグがONか否かの判別を行い(ステップS41でYES)、ONであるときは後述するステップS42〜S44により時間領域TJの範囲内で柔軟媒体が一定形状を保つか否かの形状保持判断処理を行う。一方、ONでないときはこの判断処理を行うことなくステップS45aの処理に進み計算時刻の値にΔt秒を加算して、ステップS35からの運動計算を繰り返す。 Next, it is determined whether or not the calculation omission routine flag is ON (YES in step S41). If the flag is ON, whether or not the flexible medium maintains a constant shape within the time region TJ by steps S42 to S44 described later. A shape hold determination process is performed to determine whether or not. On the other hand, if it is not ON, the process proceeds to step S45a without performing this determination process, Δt seconds is added to the value of the calculation time, and the motion calculation from step S35 is repeated.
本実施の形態において、上記形状保持判断処理は、計算時刻からΔt秒後の柔軟媒体の全質点の速度VPとローラ速度VRとの差を計算する。このとき、その差がεvよりも小さい状態を安定判断時間(CT)以上維持したとき、現在の計算時刻から時間領域TJの終了時刻までの間で柔軟媒体が一定形状を保っていると判断する。このεvや安定判断時間(CT)の値は実験的、経験的に求められる値であり、本実施の形態では、安定判断時間(CT)を0.01秒、εvを10mm/secに設定する。 In this embodiment, the shape-retaining determining process computes the difference between the velocity V P and the roller speed V R of the total mass of the flexible medium after Δt seconds from the calculation time. At this time, when the difference is maintained a state of being smaller than epsilon v stabilization determination time (CT) or, determining that the flexible medium is maintained constant shape between the current calculated time to the end time of the time domain TJ To do. The values of ε v and stability determination time (CT) are values obtained experimentally and empirically. In this embodiment, the stability determination time (CT) is 0.01 seconds and ε v is 10 mm / sec. Set.
尚、上記形状保持判断処理の判断手法は、本実施の形態の手法に限定されるわけでない。例えば、完全に形状が一定である場合だけでなく、ある程度の範囲内での形状の変動が実質的に影響を与えないか無視できるほどのものであると言うことが実験的、経験的にわかっていればその変動は形状が一定の範囲であると言うように条件を設定してもよい。また、計算結果はラフになるが、大雑把なデータを短時間で得たい場合には変形をある程度許すような条件に設定してもよい。また、判断条件の設定機能を設け、ここから所望の精度をユーザ選択可能にすることで、条件設定を変更できるようにしたり、手動で条件設定を変更、調整することができるようにしたりしても良い。 Note that the determination method of the shape retention determination process is not limited to the method of the present embodiment. For example, not only when the shape is completely constant, but also experimentally and empirically found that the variation in shape within a certain range is virtually unaffected or negligible. If so, the condition may be set so that the variation is in a certain range. Although the calculation result is rough, if rough data is to be obtained in a short time, the condition may be set so as to allow some deformation. In addition, a judgment condition setting function is provided so that the desired accuracy can be selected by the user so that the condition setting can be changed or the condition setting can be changed and adjusted manually. Also good.
以下、上記形状保持判断処理を具体的に説明する。 Hereinafter, the shape retention determination process will be specifically described.
まず、ステップS42において、ローラ速度VRと柔軟媒体の各質点の速度VPとの差がεvより小さいか否かを判断する。この判断の結果、全ての質点についてその速度差がεv以上であるときは安定判断カウンタONとし、t’の値を0とする(ステップS46)。その後、計算時刻の値にΔtを加算した後(ステップS46a)、ステップS35からの処理を行う。 First, in step S42, the difference between the velocity V P of the mass points of the roller velocity V R and the flexible medium is determined whether epsilon v less. As a result of this determination, when the speed difference is greater than or equal to ε v for all the mass points, the stability determination counter is turned ON, and the value of t ′ is set to 0 (step S46). Thereafter, Δt is added to the value of the calculation time (step S46a), and then the processing from step S35 is performed.
尚、ステップS46a,S35の間に計算時刻が時間領域TJの範囲内であるか否かを判断するステップを入れてもよい。この判断の結果、計算時刻が時間領域TJの範囲内であるときは、そのままステップS35の処理に進む。しかし、時間領域TJの範囲内でないときは、計算時刻が柔軟媒体の形状が維持されている可能性が高い時間領域の範囲内であったにもかかわらず、時間領域TJの範囲内を柔軟媒体が形状維持できなかったことになる。この場合、計算省略ルーチンフラグと安定判断カウンタをOFFとして、ステップS31からの処理を行う。 Note that a step of determining whether or not the calculation time is within the range of the time region TJ may be inserted between steps S46a and S35. If the result of this determination is that the calculation time is within the time domain TJ, the process proceeds directly to step S35. However, when the time is not within the time domain TJ, the calculation time is within the time domain within which it is highly likely that the shape of the flexible medium is maintained. However, the shape could not be maintained. In this case, the calculation omission routine flag and the stability determination counter are turned OFF, and the processing from step S31 is performed.
一方、ステップS42の判別の結果、上記速度差がεvより小さいときは安定判断カウンタt’の値にΔt秒を加算して(ステップS43)、ステップS44の処理に進む。これにより、ローラ速度VRと部材の全質点における速度Vpの差がεvより小さい状態のまま持続するとき、安定判断カウンタに順次Δt秒が加算される。 If it is determined in step S42, when the speed difference is smaller than epsilon v adds the Δt seconds the value of the stability determining counter t '(step S43), the process proceeds to step S44. Thus, when the difference between the velocity V p of the total mass of the roller velocity V R and the member persists remains epsilon v smaller state, sequentially Δt seconds stability determination counter is added.
ステップS44では、上記安定判断カウンタt’の値が安定判断時間CT以上であるか否かを判断する。この判断の結果、安定判断時間CT以上であるときはステップS47の処理に進み、安定判断時間CT未満であるとき、計算時刻の値にΔt秒を加算して(ステップS45a)、ステップS45の処理に進む。 In step S44, it is determined whether or not the value of the stability determination counter t 'is equal to or greater than the stability determination time CT. If the result of this determination is that the time is equal to or greater than the stability determination time CT, the process proceeds to step S47, and if it is less than the stability determination time CT, Δt seconds is added to the value of the calculation time (step S45a), Proceed to
ステップS45では、計算時刻が計算終了時間T以上であるか否かを判断する。この判断の結果、計算終了時間T以上であるときは本処理を終了し、計算終了時間T未満であるときはステップS31の処理に戻る。 In step S45, it is determined whether or not the calculation time is equal to or greater than the calculation end time T. As a result of this determination, when the calculation end time T is equal to or longer than the calculation end time T, the present process is terminated, and when it is less than the calculation end time T, the process returns to step S31.
一方、ステップS44の判断の結果、安定判断時間CT以上となったときは、ステップS40で保存された物理量を現在の計算時刻からTiの期間の柔軟媒体の物理量としてハードディスクAに保存する(ステップS47)。その後、現在の計算時刻から一定したローラの駆動速度の期間が終了する計算時刻までの柔軟媒体の運動状態を計算することなく、計算時刻の値をTiに更新する(ステップS47a)。本実施の形態では、時間Tiは、一定したローラの駆動速度の期間が終了する図11の時刻T1、T2、T3、T4、T5、T6を指す。例えば、現在の計算時刻が範囲S1の範囲内にあるとき、現在の計算時刻からT2の期間の柔軟媒体の物理量がこの処理によりハードディスクに保存されると共に、計算時刻はT2に更新される。これにより、計算結果を動画やグラフで可視化する場合に部材の物理量を計算をしなかった期間中の部材の挙動を欠落させずに確認することができる。 When it is determined at step S44, the stabilization determination time when it becomes more than CT is stored in the hard disk A physical quantity stored in step S40 as a physical quantity of a flexible medium period T i from the current calculation time (step S47). Then, without periods of the driving speed of the roller constant from the current calculation time to calculate the motion state of the flexible medium until the calculated time to end, it updates the value of the calculated time to the T i (step S47a). In the present embodiment, the time T i refers to the times T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , T 5 , T 6 in FIG. 11 when the constant roller driving speed period ends. For example, when the current calculation time is within the range S 1, the physical quantity of the flexible medium in the current calculation time from the period T 2 together with are stored on the hard disk by the process, calculation time is updated to T 2 The Thereby, when visualizing a calculation result with a moving image or a graph, the behavior of the member during the period when the physical quantity of the member was not calculated can be confirmed without missing.
その後、計算省略ルーチンフラグをOFFにし(ステップS48)、安定判断カウンタをOFFにし(ステップS49)、ステップS31の処理に戻る。 Thereafter, the calculation omission routine flag is turned off (step S48), the stability determination counter is turned off (step S49), and the process returns to step S31.
本処理によれば、計算時刻が時間領域TJの範囲内にあって(ステップS31でYES)、ローラ速度VRと部材の全質点における速度Vpの差がεvより小さい状態のまま持続するとき、安定判断カウンタにΔt秒を加算する(ステップS42,S46,S43)。その後、その安定判断カウンタの更新により計時された時間が安定判断時間(CT)以上であるとき(ステップS44)、計算時刻を部材の物理量を計算することなく上記抽出された時間領域の終了時刻に設定する(ステップS48)。これにより、部材の挙動をシミュレーションする際の計算時間を確実に短縮することができる。 According to this process, calculation time is within the range of the time domain TJ (YES at step S31), the difference between the velocity V p of the total mass of the roller velocity V R and the member persists remains epsilon v smaller state At this time, Δt seconds is added to the stability determination counter (steps S42, S46, S43). Thereafter, when the time measured by updating the stability determination counter is equal to or greater than the stability determination time (CT) (step S44), the calculation time is set to the end time of the extracted time region without calculating the physical quantity of the member. Set (step S48). Thereby, the calculation time at the time of simulating the behavior of a member can be shortened reliably.
上記処理が終了した後、表示装置Eに表示される画面のメニューバー1の「結果表示」ボタン1−4がユーザ選択可能となる。
After the above processing is completed, the “result display” button 1-4 on the
画面300は、「結果表示」ボタン1−4のユーザ押下があったとき、サブ構成メニュー2に動画メニュー2Oとプロットメニュー2Pを表示する。
The
動画メニュー2Oは、再生ボタン51、停止ボタン52、ポーズボタン53、早送りボタン54、及び巻き戻しボタン55を有する。これらのボタンのユーザ押下があったとき、図13に示すように、グラフィック画面3で柔軟媒体の挙動を可視化する。
The moving picture menu 2O has a
図13のグラフィック画面3上で表示されている柔軟媒体は、各質点がユーザ選択可能に表示されており、その質点の1つがユーザ選択されたときに、その質点がグラフ化する質点として設定される。
In the flexible medium displayed on the
プロットメニュー2Pは、グラフィック画面3上に表示されている柔軟媒体の質点の1つがユーザ選択されたときに、各種物理量(加速度、速度、変位、抵抗)をユーザ選択可能に表示する。こららの物理量の1つがユーザ選択されたときに、上記グラフ化する質点の加速度、速度、変位、抵抗のいずれかの計算結果がグラフィック画面3に時系列グラフとして表示される。
The
例えば、プロットメニュー2Pに表示される「速度」がユーザ選択されたとき、図14に示すように、上記ユーザ選択された質点の速度についての時系列グラフをグラフィック画面3に表示する。
For example, when “speed” displayed on the
図14において、範囲C1、C2、C3、S1、S2、S3は、図11と同じくローラ駆動が一定な範囲およびローラ駆動が停止している範囲を示す。また、範囲C11、C22、C33、S11、S22、S33は、図1のステップS41〜S44の処理で時間領域TJの範囲内で柔軟媒体が一定形状を保つと判断された時間帯を示す。 In FIG. 14, ranges C 1 , C 2 , C 3 , S 1 , S 2 , and S 3 indicate a range where the roller drive is constant and a range where the roller drive is stopped, as in FIG. In addition, the ranges C 11 , C 22 , C 33 , S 11 , S 22 , and S 33 are determined by the processes in steps S 41 to S 44 in FIG. 1 that the flexible medium maintains a certain shape within the time domain TJ. Indicates the time zone.
本実施の形態では、図1のステップS47aの計算時刻の更新により、範囲C11、C22、C33、S11、S22、S33における柔軟媒体の挙動計算は省略されている。また、こららの範囲における柔軟媒体の物理量は、図1のステップS47で保存されたもの、すなわち挙動計算を中断する直前の計算結果が用いられている。 In this embodiment, the calculation of the behavior of the flexible medium in the ranges C 11 , C 22 , C 33 , S 11 , S 22 , S 33 is omitted by updating the calculation time in step S47a of FIG. In addition, the physical quantity of the flexible medium in these ranges is the one stored in step S47 in FIG. 1, that is, the calculation result immediately before interrupting the behavior calculation.
尚、本実施の形態では、結果をグラフィック的に表示した後にグラフ表示を行っているが、グラフ化したい質点をユーザ設定できる構成であれば、グラフィック的な表示をすることなく、直接グラフ表示するようにしてもよい。 In the present embodiment, the graph is displayed after the result is graphically displayed. However, if the mass point to be graphed can be set by the user, the graph can be directly displayed without graphic display. You may do it.
図15は、範囲C1(0.00〜0.25sec)における紙先端位置の質点の変位の計算結果を示す図である。 FIG. 15 is a diagram illustrating a calculation result of the displacement of the mass point at the paper leading end position in the range C 1 (0.00 to 0.25 sec).
本実施の形態では、計算時刻が0.19secとなったとき、柔軟媒体の全質点においてローラ速度VRと各質点の速度VPの差が10mm/secよりも小さくなる。また、この状態は計算時刻が安定判断時間CTである0.01秒を経過したとき、すなわち、計算時刻が0.20secとなったときも引き続き維持している。 In this embodiment, the calculation time when he became 0.19Sec, the speed difference V P of each the roller speed V R mass in total mass of the flexible medium is less than 10 mm / sec. Further, this state is continuously maintained even when the calculation time has passed the stability determination time CT of 0.01 seconds, that is, when the calculation time has reached 0.20 sec.
従って、図1のステップS48の計算時刻の更新により、現在の計算時刻からΔt(0.01秒)経過した時刻(0.21sec)からTi(0.25sec)までの間は、Δt毎に実行される柔軟媒体の全質点における運動量の計算は中断される。 Therefore, by updating the calculation time of the step S48 in FIG. 1, between the current calculated time from Delta] t (0.01 seconds) elapsed time (0.21Sec) to T i (0.25 sec), for each Delta] t The momentum calculation at all mass points of the flexible medium to be executed is interrupted.
一方、図1のステップS47の保存処理により、この運動量の計算が中断される直前の計算時刻(0.20sec)において計算された運動量は、上記中断中における柔軟媒体の運動量として保存される。 On the other hand, the momentum calculated at the calculation time (0.20 sec) immediately before the momentum calculation is interrupted by the storage process in step S47 in FIG. 1 is saved as the momentum of the flexible medium during the interruption.
よって、図15に示すように、上記中断中(0.21sec〜0.25sec)においては、Δt毎に保存される変位として計算時刻0.20secにおいて計算された変位(x:1.998,y:−0.502)が保存される。 Therefore, as shown in FIG. 15, during the interruption (0.21 sec to 0.25 sec), the displacement (x: 1.998, y) calculated at the calculation time of 0.20 sec as the displacement stored for each Δt. : -0.502) is stored.
このように、挙動計算を省略していても、計算結果を出力することができる。 Thus, even if the behavior calculation is omitted, the calculation result can be output.
また、本発明の目的は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。 Another object of the present invention is to supply a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus, and the computer of the system or apparatus (or CPU, MPU, or the like). Is also achieved by reading and executing the program code stored in the storage medium.
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。 In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code and the storage medium storing the program code constitute the present invention. .
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。 Examples of the storage medium for supplying the program code include a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a CD-RW, a DVD-ROM, a DVD-RAM, and a DVD. An optical disc such as RW or DVD + RW, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used. Alternatively, the program code may be downloaded via a network.
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。 Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (Operating System) running on the computer based on the instruction of the program code Includes a case where the functions of the above-described embodiments are realized by performing part or all of the actual processing.
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。 Furthermore, after the program code read from the storage medium is written to a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the expanded function is based on the instruction of the program code. This includes a case where a CPU or the like provided on the expansion board or the expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
A ハードディスク
B メモリ
C 入力装置
D CPU
E 表示装置
1 メニューバー
2 サブ構成メニュー
3 グラフィック画面
4 コマンド欄
A Hard disk B Memory C Input device D CPU
Claims (3)
前記搬送駆動部の駆動速度が一定である時間領域を抽出する領域抽出手段と、
前記柔軟媒体の運動状態の計算対象である計算時刻が前記抽出された時間領域の範囲内である場合、前記柔軟媒体の速度と前記搬送駆動部の速度との差異に基づき前記柔軟媒体が一定形状を保っているか否かを判別する形状判別手段と、
前記形状判別手段により前記柔軟媒体が一定形状を保っていると判別された場合、前記計算時刻から前記抽出された時間領域の終了時刻までの前記柔軟媒体の運動状態を計算することなく、前記計算時刻を前記抽出された時間領域の終了時刻から前記柔軟媒体の運動状態を計算するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする計算装置。 In the calculation device that calculates the movement state for each minute time of the flexible medium conveyed by the conveyance drive unit,
A region extracting means for extracting a time region in which the driving speed of the transport driving unit is constant;
When the calculation time, which is the calculation target of the motion state of the flexible medium, is within the extracted time domain, the flexible medium has a certain shape based on the difference between the speed of the flexible medium and the speed of the transport driving unit. Shape determining means for determining whether or not
When it is determined by the shape determining means that the flexible medium maintains a certain shape, the calculation is performed without calculating the motion state of the flexible medium from the calculation time to the end time of the extracted time domain. And a control means for controlling the time so as to calculate the motion state of the flexible medium from the end time of the extracted time domain.
前記搬送駆動部の駆動速度が一定である時間領域を制御ユニットが抽出する領域抽出ステップと、
前記柔軟媒体の運動状態の計算対象である計算時刻が前記抽出された時間領域の範囲内にある場合、前記柔軟媒体の速度と前記搬送駆動部の速度との差異に基づき前記柔軟媒体が一定形状を保っているか否かを前記制御ユニットが判別する形状判別ステップと、
前記形状判別ステップにおいて前記部材が一定形状を保っていると判別された場合、前記計算時刻から前記抽出された時間領域の終了時刻までの前記柔軟媒体の運動状態を計算することなく、前記計算時刻を前記抽出された時間領域の終了時刻から前記柔軟媒体の運動状態を計算するように前記制御ユニットが制御する制御ステップとを備えることを特徴とするシミュレーション方法。 In the simulation method of the calculation device for calculating the movement state of each flexible medium conveyed by the conveyance drive unit for each minute time,
A region extraction step in which the control unit extracts a time region in which the driving speed of the transport drive unit is constant;
When the calculation time, which is a calculation target of the motion state of the flexible medium, is within the extracted time region, the flexible medium has a fixed shape based on the difference between the speed of the flexible medium and the speed of the transport driving unit. A shape determination step in which the control unit determines whether or not
When it is determined in the shape determination step that the member has a certain shape, the calculation time is calculated without calculating the motion state of the flexible medium from the calculation time to the end time of the extracted time region. And a control step in which the control unit controls so as to calculate the motion state of the flexible medium from the end time of the extracted time domain.
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-
2005
- 2005-12-27 JP JP2005376406A patent/JP2007179263A/en active Pending
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