JP2008021262A - 設計支援装置、設計支援方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 動作仕様が変更されても、その都度カム形状を算出することを可能とするとともに、３Ｄモデルを作成することなく、トルク値を算出することを可能とする。
【解決手段】 設計支援装置は、カム機構の構成条件情報及びカム線図情報を入力し（ステップＳＴ１〜ＳＴ６）、構成条件情報及びカム線図情報に基づいて、カムの形状を算出する（ステップＳＴ８）。そして、設計支援装置は、構成条件情報、カム線図情報及びカムの形状に基づいて、カムの回転に要するトルク値を算出する（ステップＳＴ９）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、精密機械及び自動車等に広く利用されるカム機構の設計を支援することが可能な技術に関するものである。

近年のコンピュータの性能向上に伴い、機械設計業務において３ＤＣＡＤやＣＡＥが活用され設計効率が上がっている。ＣＡＥを用いることで、実機を製作することなく機械特性を予測することが可能となり、その予測結果を３ＤＣＡＤへ反映させることで実機上での問題がない形状や機構を決定することができるようになってきている。

機構設計分野、その中のカム機構の設計分野においても、動作仕様を設計者が定義すればカム形状が自動的に生成され、実機を作らずにＣＡＥを用いて動作検証を行い、検証結果を形状に反映させながら形状を最適化したいという要望がある。

カム機構は、各用途に対応した特有の輪郭形状を有するカムと、ローラ等の簡単な接触子を有する従動節とを直接接触させ、カムを原動節として従動節に所要の周期運動を得るための機構である。

カム機構を設計する際に、設計者は、先ずカム線図を作成する。カム線図とは、カムの回転角と従動節の変位量との関係を表した線図である。続いて、カム線図を満たすように設計者はカム形状を決定していく訳だが、従動節の動作が複雑になるに従いカム形状を人手で計算していくのはかなりの工数を有していた。

従来のカム設計支援ツールには、これらの手作業で行っていたものをシステム化して効率を上げているものがある。

具体的には、カム線図情報を入力し、カム機構の条件を定義することによって装置におけるトルクを演算する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０４−１４０６３１号公報

上記のように、従来、機構設計におけるカム形状作成は、カム線図を参照しながら手作業で作成するため、仕様と形状の不一致といった問題が起る危険があった。また一致して作成できたとしても、仕様と形状がリンクされていないため、設計工程の中で動作仕様が変更された場合、それに応じて手動で再度カム形状の修正を行う必要があり、仕様と形状が不一致となる要因の一つになっていた。

これらの課題を解決すべく、カム線図や機構条件といった動作仕様を入力すればカム形状を自動算出するシステムを、特許文献１では提案しているが、まだ解決される点が多い。

そこで、本発明の目的は、動作仕様が変更されても、その都度カム形状を算出することを可能とするとともに、３Ｄモデルを作成することなく、トルク値を算出することを可能とすることにある。

本発明の設計支援装置は、入力手段によって入力されたカム機構の構成条件情報及びカム線図情報に基づいて、カムの形状を算出するカム形状算出手段と、前記構成条件情報、前記カム線図情報及び前記カムの形状に基づいて、前記カムの回転に要するトルク値を算出するトルク値算出手段と、記トルク値算出手段によって算出されたトルク値が平滑化されているか否かを判断する判断手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、カム機構の構成条件情報及びカム線図情報に基づいて、動作仕様が変更されても、その都度カム形状を算出することが可能となるとともに、３Ｄモデルを作成することなく、トルク値を算出することが可能となる。

以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

（設計支援装置の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る設計支援装置であるコンピュータの概略構成を示すブロック図である。
コンピュータ２００は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、及び、入力装置としてのキーボード（ＫＢ）２０９のキーボードコントローラ（ＫＢＣ）２０５を備える。また、コンピュータ２００は、表示部としてのＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）２１０のＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）２０６、ハードディスク（ＨＤ）２１１及びフレキシブルディスク（ＦＤ）２１２のディスクコントローラ（ＤＫＣ）２０７を備える。さらに、コンピュータ２００は、ネットワーク２２０との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）２０８を備え、上述した各構成はシステムバス２０４を介して互いに通信可能に接続されている。

ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２或いはＨＤ２１１に記憶されたソフトウェア、或いはＦＤ２１２より供給されるプログラムを実行することで、システムバス２０４に接続された各構成部を総括的に制御する。即ち、ＣＰＵ２０１は、所定の処理シーケンスに従った処理プログラムを、ＲＯＭ２０２、ＨＤ２１１又はＦＤ２１２から読み出して実行することで、本実施形態での動作を実現するための制御を行う。なお、図示していないがハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）以外にも光学的記録装置などの他のデバイスが接続されて良いのは言うまでもない。

ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１の主メモリ或いはワークエリア等として機能する。ＫＢＣ２０５は、ＫＢ２０９や図示していないポインティングデバイス等からの指示入力を制御する。ＣＲＴＣ２０６は、ＣＲＴ２１０の表示を制御する。ＤＫＣ２０７は、ブートプログラム、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、及び、本実施形態における所定の処理プログラム等を記憶するＨＤ２１１及びＦＤ２１２とのアクセスを制御する。

ＮＩＣ２０８は、ネットワーク２２０上の装置或いはシステムと双方向にデータをやりとりする。ＣＲＴ２１０はＣＲＴ以外に、液晶表示装置、プラズマディスプレイ、ＦＥＤディスプレイ、ＥＬディスプレイ等の多くの表示装置が使用できる。もちろん、表示装置の表示形式や駆動条件に合わせて最適な表示が行えるように表示情報はコントローラを介して表示装置に入力される。また、入力装置としてはキーボード２０９を一例として図示しているが、一般的な入力デバイスを使用し得、例えば、マウス、デジタイザ、入力ペンなどを用いることができ、それらを必要に応じて組み合わせて使用することもできる。もちろん、入力デバイスが変更された場合はそれに見合ったコントローラが用いられて良いのは表示装置等と同様である。

なお、本実施形態の動作を実行するために必要なコンピュータ構成は、図２に示したコンピュータ構成に限定されることがないことはいうまでもない。

（処理手順）
図２は、本実施形態に係る設計支援装置の処理手順を示すフローチャートである。以下、図２に従って、設計処理手順を概略的に説明する。

まず、ＣＰＵ２０１は、ユーザによるＫＢ２０９やマウス等の入力手段の操作によって選択されたカム機構のタイプを検出する（ステップＳＴ１）。ここで選択するのは、従動節が平行運動であるのか、回転運動であるのかが選択される。次に、ＣＰＵ２０１は、ユーザによる入力手段の入力操作により選択された、カム機構のカムが時計回りか反時計回りに回るのかに関する情報を検出する（ステップＳＴ２）。その後、ＣＰＵ２０１は、ユーザによる入力手段の入力操作によって入力されたカムモデルに関する情報の設定を行う（ステップＳＴ３）。

次に、ＣＰＵ２０１は、ユーザによる入力手段の入力操作によって入力された従動節モデルに関する情報の設定を行う（ステップＳＴ４）。続いて、ＣＰＵ２０１は、ユーザによる入力手段の入力操作により、カム回転に対する従動節の動作の仕様を表すカム線図に関する情報を得る（ステップＳＴ５）。その後、ＣＰＵ２０１は、ユーザによる入力手段の入力操作によりカム曲線形状を決定する複数円弧の半径に関する情報が設定される（ステップＳＴ６）。これらを設定した後、ＣＰＵ２０１は、ユーザによる入力手段の入力操作により入力された、トルクを計算するのか、形状アニメーションを表示するのか、３ＤＣＡＤ上にモデリングを行うのかの処理選択に関する情報を検出する（ステップＳＴ７）。なお、ステップＳＴ１〜ＳＴ４及びステップＳＴ６で入力される各情報はカム機構を規定するための構成条件情報である。

次に、ＣＰＵ２０１は、ステップＳＴ１〜ＳＴ６までの条件に従い、カムの形状計算を行う（ステップＳＴ８）。トルク計算がＳＴ７で選択されている場合、ＣＰＵ２０１は、ステップＳＴ８で得られたカム形状とＳＴ１〜ＳＴ６の条件を基に回転に必要なトルクを１周期分計算する（ステップＳＴ９）。

次に、ＣＰＵ２０１は、ＣＲＴ２１０上において、計算されたトルクの値をグラフで表示する（ステップＴ１０）。次に、ＣＰＵ２０１は、トルクの変化様子が平滑化されていない、振動している等の問題があるか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。問題があれば、ＳＴ６に戻り、ＣＲＴ２１０上にカム曲線を修正するための入力画面を表示させる。問題がなければ、ＣＲＴ２１０に「ＯＫ」の表示を実行させる。ステップＳＴ７で形状表示処理が選択された場合、ＣＰＵ２０１は、ステップＳＴ１〜ＳＴ６までの条件に従い、カム形状を求め（ステップＳＴ８）、得られた形状パラメータを基に、ＣＲＴ２１０上においてカム形状を表示させる（ステップＳＴ１２）。この処理では、アニメーションで従動節が移動するの様子を確認することができる。

最後に、ステップＳＴ７でＣＡＤモデリングが選択された場合、ＣＰＵ２０１は、ステップＳＴ１〜ＳＴ６までの条件に従いカム形状を求める（ステップＳＴ８）。そして、得られた形状パラメータを基に指定されたＣＡＤ装置と通信を行い、ＣＡＤ装置上にモデリングが行われる。

（メニュー選択）
図３は、図１のフローチャートのＳＴ１の機構選択やＳＴ２の回転方向の選択するためのメニュー画面の一構成例を示した図である。

図３に示すメニュー画面内の機構選択項目において、オプションボタン１又は２をポインティングデバイス等で選択操作することにより、機構形式を平行型か回転型かを選択することができる。同様に、回転方向がＣＷ（時計回り）かＣＣＷ（反時計回り）かは、図３のオプションボタン３又は４をポインティングデバイス等で選択操作することにより選択できる。また、チャート描画ボタン５、形状Ｖｉｅｗｅｒボタン６、３Ｄモデリングボタン７を押下する選択を行うと、選択されたボタンに対応する判定が、図１のステップＳＴ７において行われる。

（機構種類）
図４と図５は、図１のステップＳＴ１で選択する機構の種類を示す図である。図４は平行型、図５は回転型を表している。

図４の平行型の場合は、カム回転中心４１を原点座標とし、従動節の先端円の半径４３と先端円中心座標４２とを指定することで機構形状を指定でき、ばね定数Ｋ４４のばねが従動節の先端円に取り付けられるモデルで構成される。

図５の回転型の場合は、カム回転中心５１を原点座標とし、従動節の先端円の中心座標５２と回転支持中心座標５３、従動節の先端円の半径５４、従動節に取り付けられたばね取り付け位置座標５５と５６を指定することが機構形状を指定することができる。そして、このカム機構にばね係数Ｋ５７のばねが従動節の先端円に取り付けられるモデルで構成される。

(カムモデル設定)
図６は、図１のステップＳＴ３におけるカムモデルのパラメータ設定を行う際に使用される入力画面の好適な一例を示す図である。６１は、図１のステップＳＴ１３において、ＣＡＤモデリングする際に必要となるカムモデル名を入力するための項目である。６２は、モデリングする際に２次元情報のプロファイル情報のみ計算されるため、モデリングに必要となるカム形状の厚さを入力するための項目である。６３は、図１のステップＳＴ１０で、トルク計算に必要となるカム面の摩擦係数を入力するための項目である。

（従動節モデル設定）
図７は、図１のステップＳＴ４の従動節モデル設定の際、図４の平行型機構の従動節モデルのパラメータを設定するときに用いる画面の好適な一例を示す図である。この画面を用いて、従動節に取り付けられる先端円の半径７１と中心座標７２、７３と従動節に取り付けられたばね定数７４とばねの初期荷重７５とを入力する。

図８は、図１のステップＳＴ４での従動節モデル設定の際、図５に示す回転型機構の従動節モデルのパラメータを設定するときに用いる画面の好適な一例を示す図である。この画面を用いて、ユーザは、従動節に取り付けられる先端円の半径８０１と中心座標８０２、８０３、従動節の回転支持取り付け座標８０４、８０５、従動節に取り付けられるばね定数８０６と初期荷重８０７を入力する。また、ユーザは、そのばねの両端のとりつけ座標８０８、８０９、８１０、８１１も入力する。

（カム線図設定）
図９は、カム線図の一例を示す図である。カムが０度〜６０度回転までは従動節は初期位置の変化量０ｍｍにいる（領域９０１）。６０度から１２０度にかけて従動節は変化量１０ｍｍまで上り（領域９０２）、１８０度回転まで変化量１０ｍｍを保持する（領域９０３）。１８０度から２４０度までカムが回転する間に従動節は変化量０ｍｍに戻り（領域９０４）、３６０度まで変化量０ｍｍを保持する（領域９０５）。という動作を持つ図４の平行型カム機構のカム線図を表している。同様に、図５に示す回転型機構のカム線図の場合も、カムの回転に伴う従動節の変化量をグラフ化すればよい。

図１０は、図１のステップＳＴ５で、図９に示すカム線図データを入力する際に使用する画面の好適な例を示す図である。図１０の１００１に表すように、カムの回転角度に伴う従動節の位置を表形式で入力していく。

（カム曲線）
図１１は、カム曲線の一例を示す図である。このカム曲線の場合、始点１１０７から終点１１０８まで、ｒ１（１１０１）、ｒ２（１１０３）、ｒ３（１１０２）の三つの円弧でカム曲線が構成されている。本設計支援装置では、このｒ１〜ｒ３の値を任意に変更することで、トルクを平滑化するような曲線に任意に変更できる。

図１１の１１１０は、カムの従動節に接続された先端円の中心軌跡を表しており、１１０９はカム形状、１１１１は従動節の先端円の形状、１１１２は従動節に取り付けられたばねを表している。

また、これら３つの円弧は、接続点が相手の円弧と共通接線をもって連結することで、従動節のトルクの変動を極めて平滑化できる。つまり、図１２に示されるように、基準円１と円弧Ｒ２との間に設けられる円弧Ｒ１は、基準円１と円弧Ｒ１との間に共通接線１２０１を有するようにして連結されている。これによって基準円１と円弧Ｒ１とは滑らかに連続的に設けられる。

同様にして、円弧Ｒ１と円弧Ｒ２との間に共通接線１２０２が引けるような点でそれら曲線を接続するようにする。円弧Ｒ２と円弧Ｒ３、円弧Ｒ３と基準円２との間も夫々共通な接線である共通接線１２０３、１２０４が引ける点で接続される。カム曲線の構成は、円弧で構成され、形状に応じて基準円に共通接線を持って連結できるのであれば、例えば円弧Ｒ１と円弧Ｒ３の値を０として、円弧Ｒ２のみでカム曲線を構成しても構わない。その具体例として、図１３に示すように、基準円１９０１と基準円１９０３とを結ぶカム曲線１９０２は、一つの円弧で構成されたカム曲線である。また、図１４は、基準円２００１と基準円２００４とを結ぶ２００２と２００３との二つの円弧で構成されたカム曲線の場合を示す図である。

図１５は、３つの円弧が共通接線をもって連結された場合と、不連続に連結された場合とのトルク変動の様子の一例を示す図である。それぞれの円弧の半径の値は同じであるが、共通接線という条件を持たないと、トルクの変動が不連続になり、従動節の動きが不安定になる要因となる。

（円弧半径設定）
図１６は、図１のステップＳＴ６の円弧半径設定の入力画面の好適な一例を示す図である。図１１のカム形状を基に説明すると、図１１のｒ１（１１０１）の円弧半径は、図１６の２１０１、図１１のｒ２（１１０３）の円弧半径は、図１６の２１０３、図１１のＲ３（１１０２）の円弧半径は、図１６の２１０２の入力欄に入力する。同様に、下りに関しても、図１１のｒ１（１１０４）の円弧半径は、図１６の２１０４、図１１のｒ２（１１０６）の円弧半径は、図１６の２１０６、図１１のｒ３（１１０５）の円弧半径は、図１６の２１０５の入力欄に入力する。これにより、カム曲線ｒ１〜ｒ３の円弧半径Ｒ１〜Ｒ３が修正・設定される。

図１のステップＳＴ５のカム線図設定が終わった時点で、これらＲ１〜Ｒ３のデフォルト値が設定される。両端のカム曲線ｒ１、ｒ３の円弧半径Ｒ１、Ｒ３の半径は０として、図１６の２１０１と２１０２、２１０４と２１０５には０が設定される。一方で、Ｒ２のデフォルト値の算出方法は以下の通りである。図１７の基準円２２０１の始点２２０７と、基準円２２０２の終点２２０８とを直線で結ぶ直線２２０９を一辺とする正三角形２２０５を作画する。この正三角形の頂点を通る円の半径がＲ２のデフォルト値として設定される。図１６の画面上においては、始めにＲ１〜Ｒ３のデフォルト値が入力された状態で表示されるが、これらの各値はユーザの操作によって適宜変更することが可能である。

次に、Ｒ１〜Ｒ３の値の探索範囲を指定する必要があるが、Ｒ１〜Ｒ３の値の探索範囲を、デフォルト値を参考にして画面を用いて指定する。図１８は、Ｒ１〜Ｒ３の値の探索範囲を指定するために好適な画面の例を示す図である。この探索範囲を基に、各々のＲ値をランダムにふりながら、最適なカム曲線へと形状を変化させていく。Ｒ値の変更の仕方は乱数を発生させながら、モンテカルロ手法を用いて変更させること等が挙げられる。

（トルク計算処理）
図２のステップＳＴ１〜ＳＴ６を通して、カムの機構条件、カム線図仕様、カム曲線の円弧半径等を設定後、図３のチャート描画ボタン５を押下操作することで、形状計算処理（図１のステップＳＴ８）に入る。カム形状が求まると、トルク計算を行い（図１のステップＳＴ９）、計算結果のトルク値の表示を行う（図１のステップＳＴ１０）。

図１９は、トルク値の計算結果を表示する画面の好適な例を示した図であり、カムチャート、位置、トルクといったカム回転に伴う変化の様子を示している。

図１のステップＳＴ１１において、トルクが平滑化されていないと判定されるようであれば、図１のステップＳＴ６へと戻り、設定された探索範囲を基に、最適なカム曲線になるようにＲ１〜Ｒ３の値をランダムに変更する。トルクが平滑化されているかの判断基準は、初めに正三角形作画により求まるカム曲線半径の値から導きだされる、最大トルク値を参考としながら、平滑化の基準となるトルク値を図２２の画面を用いて設定する。もし、この基準値をトルクの絶対値が上回るようなら平滑化されていないと判断され、図１のステップＳＴ６へと戻る。

ステップＳＴ１０で描画されるグラフは、重ね書きができるので、Ｒ値変更によりトルクの値が前回と比較してどのように変更されたかを確認することができる。図２０は、トルクの変化の様子を重ね書きして確認できるグラフ表示例を示す図である。図２１は、重ね書きするための機能構成を示す図である。条件入力ＵＩ部２３０１から探索範囲を含めたデータが、形状演算やトルク計算するソルバー部２３０２へ渡されてくる。ソルバー部２３０２の方でカム曲線のＲ値のランダム変更を行う訳だが、その都度解析した結果のトルクの値を、グラフ表示部２３０３へ渡して表示する。

（動作アニメーション）
図２３は、図３の形状Ｖｉｅｗｅｒボタン６を選択した場合に表示される画面を示す図である。図２３に示す画面には、スタート１７０１、一時停止１７０２、コマ戻り１７０３、コマ送り１７０４、停止１７０５、終了１７０６、アニメーション速度調整１７０７といった、動作アニメーションを制御するのに必要な一連のコマンドが備えられている。

図２４は、形状Ｖｉｅｗｅｒが動作するための機能構成図を示す図である。機構条件情報等の入力を条件入力ＵＩ部２４０１で行い、ソルバー部２４０２へ渡される。ソルバー部２４０２から、カムが０度から３６０度回転した場合、１度毎に従動節の移動距離とばねの伸び量が計算され、そのデータがアニメーション表示部２４０３へと渡される。また、ソルバー部２４０２で計算されたカム形状もアニメーション表示部２４０３へと渡される。アニメーション表示部２４０３は、これらのカム形状情報と機構条件情報を基に、カムの３６０度回転した場合の、カムの動作の様子及び、従動節、ばねの変化の様子をアニメーションで表示することができる。

（３Ｄモデリング）
図２５は、図３の３Ｄモデリング７を選択した場合にできあがる３Ｄ形状を表している。ＣＡＤと通信することで、ボタン選択一つで形状モデルが３ＤＣＡＤ上に構成される。

図２６は、本設計支援装置と３ＤＣＡＤとの連携をブロック図で示したものである。条件を入力する条件入力ＵＩ部２６０１で必要な機構条件、カム線図等、カム曲線ｒ値を入れ、ソルバー部２６０２で形状パラメータを計算した後、３ＤＣＡＤとソケット通信やＤＤＥ通信等を通してＣＡＤコマンド送り自動的にＣＡＤ上にモデリングを行う。または、ＩＧＥＳファイルやＤＸＦファイルといったＣＡＤ中間ファイルを介して３ＤＣＡＤ上に形状データを渡しても構わない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲内において適宜変形、組み合わせが可能であることはいうまでもない。

以上のように、本実施形態においては、カム機構の機構条件及びカム線図に基づいて、カム形状を自動的に算出することが可能である。従って、カム機構の動作仕様が変更されたとしてもその都度形状を即修正することができる。

また、本実施形態においては、カム機構の機構条件、カム線図及びカム形状に基づいて、カムの回転に要するトルク値を導き出すことができる。従って、従来のようにトルク値を算出する度に３Ｄモデルを作成する必要がなく、短時間でトルク値の検討を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、カム曲線を構成する円弧が他の円弧及び基準円と共通接線をもって接続されているようにカム曲線を算出するため、トルク変動が必ず連続的になる。また、各円弧の半径をトルク値が最も平滑化されるように自動的にカム曲線を変更していくことが可能である。

さらに、本実施形態では、カムと従動節との動作関係をアニメーションで確認することを随時行える。また、カム機構を３ＤＣＡＤを用いて３次元形状で確認することもできる。

また、本発明の目的は、前述した実施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録した記憶媒体をシステム或いは装置に供給し、そのシステム等のコンピュータが記憶媒体から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。

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実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びその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。

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、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、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、コンピュータが読み出した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等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに接続された機能拡張ユニット等に備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づきＣＰＵ等が実際の処理を行い、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の実施形態に係る設計支援装置であるコンピュータの概略構成を示すブロック図である。 設計支援装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１のフローチャートのＳＴ１の機構選択やＳＴ２の回転方向の選択するためのメニュー画面の一構成例を示した図である。 平行型のカム機構を示す図である。 回転型のカム機構を示す図である。 図１のステップＳＴ４におけるカムモデル設定のパラメータ設定を行う際に使用される入力画面の好適な一例を示す図である。 図１のステップＳＴ４の従動節モデル設定の際、図４の平行型機構の従動節モデルのパラメータを設定するときに用いる画面の好適な一例を示す図である。 図１のステップＳＴ４での従動節モデル設定の際、図５に示す回転型機構の従動節モデルのパラメータを設定するときに用いる画面の好適な一例を示す図である。 カム線図の一例を示す図である。 図１のステップＳＴ５で、図９に示すカム線図データを入力する際に使用する画面の好適な例を示す図である。 カム曲線の一例を示す図である。 カム曲線が３つの円弧で構成される様子を示す図である。 カム曲線が１つの円弧で基準円と連結される様子を示す図である。 カム曲線が２つの円弧で基準円と連結される様子を示す図である。 ３つの円弧が連続に構成された場合と不連続に構成された場合による発生トルクの違いを示した図である。 図１のステップＳＴ６の円弧半径設定の入力画面の好適な一例を示す図である。 図１のＳＴ６で円弧半径を設定する際、初期値のＲ２の値を算出する手法を説明するための図である。 Ｒ１〜Ｒ３の値の探索範囲を指定するために好適な画面の例を示す図である。 トルク値の計算結果を表示する画面の好適な例を示した図である。 トルクの変化の様子を重ね書きして確認できるグラフ表示例を示す図である。 グラフの重ね書きするための機能構成を示す図である。 図１のステップＳＴ１１でトルクの平滑化の判断基準となる基準トルク値を入力する画面の好適な一例を示した図である。 図１のステップＳＴ１２で形状動作アニメーションを行う画面を示す図である。 動作アニメーション表示を行うための機能構成を示す図である。 図１のステップＳＴ１３で３ＤＣＡＤと通信して、自動でカムをモデリングした様子を示す図である。 設計支援装置の３ＤＣＡＤモデリングを行うための機能構成を示す図である。

符号の説明

２００ コンピュータ
２０１ ＣＰＵ
２０２ ＲＯＭ
２０３ ＲＡＭ
２０４ システムバス
２０５ キーボードコントローラ（ＫＢＣ）
２０６ ＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）
２０７ ディスクコントローラ（ＤＫＣ）
２０８ ネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）
２０９ キーボード（ＫＢ）
２１０ ＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）
２１１ ハードディスク（ＨＤ）
２１２ フレキシブルディスク（ＦＤ）
２２０ ネットワーク

Claims (8)

1. 入力手段によって入力されたカム機構の構成条件情報及びカム線図情報に基づいて、カムの形状を算出するカム形状算出手段と、
   前記構成条件情報、前記カム線図情報及び前記カムの形状に基づいて、前記カムの回転に要するトルク値を算出するトルク値算出手段と、
   前記トルク値算出手段によって算出されたトルク値が平滑化されているか否かを判断する判断手段とを有することを特徴とする設計支援装置。
2. 前記トルク値算出手段により算出されるトルク値を示す情報を、出力手段を用いて出力させる第１の出力制御手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の設計支援装置。
3. 前記カム形状算出手段により算出される前記カムの形状を３次元形状で表示手段に表示させる第１の表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の設計支援装置。
4. 前記カム形状算出手段により算出される前記カムの形状に基づいて、前記カムと従動節との動作関係を算出する動作関係算出手段と、
   前記カムと前記従動節との動作関係をアニメーションで表示手段に表示させる第２の表示制御手段とを更に有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の設計支援装置。
5. 前記カム形状算出手段は、前記カムの形状のうちのカム曲線を少なくとも一つの円弧によって構成し、前記各円弧が、前記円弧のうちの他の円弧及び基準円の少なくとも何れか一方と共通接線をもって接続されるように前記カムの形状を算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の設計支援装置。
6. 前記判断手段によりトルク値の変化状態が平滑化されていないと判断された場合、前記カム曲線を修正するための画面を表示手段上に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項５に記載の設計支援装置。
7. 設計支援装置による設計支援方法であって、
   入力手段によって入力されたカム機構の構成条件情報及びカム線図情報に基づいて、カムの形状を算出するカム形状算出ステップと、
   前記構成条件情報、前記カム線図情報及び前記カムの形状に基づいて、前記カムの回転に要するトルク値を算出するトルク値算出ステップと、
   前記トルク値算出ステップにおいて算出されたトルク値が平滑化されているか否かを判断する判断ステップとを含むことを特徴とする設計支援方法。
8. 請求項７に記載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。

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